2.2 化学平衡 课后练习（含解析） 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

2.2 化学平衡 课后练习
一、单选题
1．下列叙述中，不能用勒夏特列原理解释的是（　　）
A．合成氨一般选择400~500℃进行
B．可以采用向浓氨水中加入生石灰的方法制取少量的
C．气体中含有HCl杂质，可用溶液除杂
D．红棕色的，减压后颜色先瞬间变浅后逐渐加深
2．在恒容密闭容器中，反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)△H<0达到平衡后，改变某条件，下列说法正确的是（）
A．升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增加，平衡逆向移动
B．升高温度，可提高CO2转化率
C．增加H2的浓度，可提高CO2转化率
D．改用高效催化剂，可增大反应的平衡常数
3．下列能用勒夏特列原理解释的是（　　）
A．高温及加入催化剂都能使合成氨的反应速率加快
B．红棕色的加压后颜色先变深后变浅
C．催化氧化成的反应，往往需要使用催化剂
D．、、HI平衡时的混合气体加压后颜色变深
4．一定温度下，对可逆反应3A(g) 2B(g) +C(g)的下列叙述中，能说明反应已达到平衡的是（　　）
A．C生成的速率与B分解的速率相等
B．单位时间内消耗3a mol A, 同时消耗生成a mol C
C．容器内的压强不再变化
D．混合气体的物质的量不再变化
5．稀氨水中存在着平衡：NH3·H2O＋OH－，若要使平衡向逆方向移动，同时使c平(OH－)增大，应加入适量的（　　）
①NH4Cl固体　②硫酸　③NaOH固体　④水 ⑤MgSO4固体
A．①②③ B．③⑤ C．③ D．③④
6．合成氨所需的氢气可用煤和水做原料经多步反应制得，其中的一步反应为CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是（　　）
A．增大压强 B．降低温度
C．增大CO的浓度 D．更换催化剂
7．用活性炭还原可防止空气污染，其反应原理为。在密闭容器中，1mol和足量C发生上述反应，反应相同时间，测得的生成速率与的生成速率随温度变化的关系如图1所示；维持温度不变，反应相同时间测得的转化率随压强的变化如图2所示。下列说法错误的是（　　）
A．图1中的A，B，C三个点中只有C点的
B．图2中E点的大于F点的
C．图2中平衡常数
D．恒温恒容，向G点平衡体系中充入，与原平衡相比，的平衡转化率减小
8．一定温度、体积的密闭容器中，可逆反应A（s）+3B（g） 2C（g）达到平衡时，下列说法能判断该反应达到平衡的是（　　）
①C的生成速率和C的分解速率相等
②单位时间内生成amolA，同时生成3amolB
③混合气体的密度不再变化
④混合气体的总压强不再变化
⑤A、B、C物质的量之比为1∶3∶2
⑥混合气体的平均相对分子质量不变
⑦容器中C的体积分数不变
A．②④⑤⑦ B．①③④⑥⑦ C．①④⑥⑦ D．①③④⑤
9．向体积为10L的恒容密闭容器中通入1.1 mol CH4(g)和1.1molH2O(g)制备H2，反应原理为(正反应吸热)。在不同温度(Ta、Tb)下测得容器中n(CO)随时间的变化曲线如下图所示。下列说法正确的是（　　）
A．温度Ta＜Tb
B．Ta时，CH4的平衡转化率
C．Tb时，平衡时再充入1.1 mol CH4，平衡常数增大
D．Tb时，若改为恒温恒压容器，平衡时n(CO)>0.6mol
10．一定温度下，反应A2(g)+B2(g)≒2AB(g)达到平衡的标志是（　　）
A．单位时间内生成nmolA2同时生成nmolAB
B．容器内总压强不随时间的变化而变化
C．单位时间内生成2nmolAB同时生成nmolA2
D．单位时间内生成nmolA2同时生成nmolB2
11．在密闭容器中，反应达平衡时，的浓度为若保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的2倍，达新平衡时A的浓度降为．下列判断正确的是（　　）
A． B．平衡向正反应方向移动
C．B的转化率降低 D．C的体积分数增大
12．下列图示与对应的叙述不相符的是（　　）
A．图甲表示等量NO2在容积相同的恒容密闭容器中，不同温度下分别发生反应：2NO2(g) N2O4(g)，相同时间后测得NO2含量的曲线，则该反应的ΔH＜0
B．图乙表示的反应是吸热反应，该图表明催化剂不能改变化学反应的焓变
C．图丙表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(g)的影响，则P乙>P甲
D．图丁表示反应：4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g) ΔH＜0，在其他条件不变的情况下，改变起始物CO的物质的量对此反应平衡的影响，则有T1＞T2，平衡常数K1＞K2
13．下列三个化学反应焓变、平衡常数与温度的关系分别如下表所示。下列说法正确的是
化学反应 平衡常数 温度
973K 1173K
① 1.47 2.15
② 2.38 1.67
③ a b
A．1173K时，反应①起始，平衡时约为0.4
B．反应②是吸热反应，
C．反应③达平衡后，升高温度或缩小反应容器的容积平衡逆向移动
D．相同温度下，；
14．某温度下，恒容密闭容器中发生反应：。已知、、Z的起始浓度分别为、、。一段时间后，反应达平衡时，各物质的浓度不可能是（　　）
A．为 B．为
C．为 D．Z为
15．在两个恒温、恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应：(甲)2X(g) Y(g)＋Z(s)；(乙)A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)，当下列因素不再发生变化时，可以表明甲和乙均达到平衡状态的是（　　）
①混合气体密度 ②反应容器中生成物的百分含量 ③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比 ④混合气体的压强 ⑤混合气体的平均相对分子质量 ⑥混合气体的总物质的量
A．①②③④⑤⑥ B．①②③⑤
C．①②③ D．②③⑥
16．某温度下，在一固定容积的容器中进行反应：SO3（g）＋NO（g） NO2（g）＋SO2（g），下列情况一定能说明已经达到化学平衡状态的是（　　）
A．气体的密度不再随时间而改变
B．体系总质量不再随时间而改变
C．NO（g）和NO2（g）的生成速率相同
D．SO3（g）和NO（g）的浓度比为1：1
二、综合题
17．低碳烯烃是指乙烯、丙烯和丁烯等小分子烯烃的总称。其用途十分广泛，是塑料、橡胶、树脂、高分子、医药、农药等后续产业链赖以生存的基石。请结合所学知识，回答下列问题：
（1）研究证明，CO2可作为合成低碳烯烃的原料，目前利用CO2与H2合成乙烯相关的热化学方程式如下：
反应I：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.01kJ·mol-1
反应II：2CH3OH(g)=C2H4(g)+2H2O(g) ΔH2=-29.98kJ·mol-1
反应III：2CO2(g)+6H2(g)=4H2O(g)+C2H4(g) ΔH3=　 　kJ·mol-1
（2）一定条件下，在2L的恒容密闭容器中以不同的氢碳比[]发生反应III，CO2的平衡转化率α(CO2)与温度的关系如图所示。
①该反应在低温下是否可以自发进行　 　(填“是”“否”或“无法确定”)；
②下列能提高CO2平衡转化率的措施有　 　；
a.降低反应温度
b.使用高效催化剂
c.通入He气体使体系的压强增大
d.以相同的投料比增加反应物的物质的量
③R点处，X　 　2.0(填“>”“<”或“=”)；
④若起始加入1molCO2和2molH2，则Q点的平衡常数K=　 　；
（3）我国科学家用Fe3(CO)12/ZSM-5催化CO2加氢合成低碳烯烃-乙烯的反应，所得产物含CH4、C3H6、C4H8等副产物，反应过程如图。
催化剂中添加Na、K、Cu助剂后(助剂也起催化作用)可改变反应的选择性，在其他条件相同时，添加不同助剂，经过相同时间后测得CO2转化率和各产物的物质的量分数如下表。
助剂 CO2转化率(%) 各产物在所有产物中的占比(%)
C2H4 C3H6 其他
Na 42.5 35.9 39.6 24.5
K 27.2 75.6 22.8 1.6
Cu 9.8 80.7 12.5 6.8
①催化剂助剂主要在　 　起作用(填“第i步”或“第ii步”“第iii步”)；
②在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加　 　助剂效果最好，加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是　 　。
18．丙烯(C3H6)是重要的有机化工原料。丙烷脱氢制丙烯发生的主要反应及能量变化如下图。
（1）丙烷脱氢制丙烯为强吸热过程。
①为达到反应所需温度，需向原料气中掺入水蒸气，则K(主反应)　 　(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②温度升高，副反应更容易发生的主要原因是　 　。
（2）下图为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系(图中的压强分别为104Pa和105Pa)。
①104Pa时，图中表示丙烯的曲线是　 　(填“i”、“ii”、“iii”或“iv”)。
②在恒温恒压条件下，下列叙述能说明主反应达到化学平衡状态的是　 　
A．H2的生成速率等于C3H6的消耗速率
B．H2和C3H6的体积分数相等
C．混合气体的密度不再改变
（3）利用CO2的弱氧化性，开发了丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺。该工艺可采用铬的氧化物为催化剂，其反应机理如图。
已知：CO和H2的燃烧热分别为ΔH=-283.0kJ·mol 1、ΔH=-285.8 kJ·mol 1。
①图中催化剂为　 　。
②298K时，该工艺总反应的热化学方程式为　 　。
③该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭，维持催化剂活性，原因是　 　。
19．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度T的关系如表所示：
T/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
请回答下列问题：
（1）该反应的化学平衡常数表达式为K＝　 　。
（2）该反应为　 　反应(填“吸热”或“放热”)。
（3）某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为　 　
℃。此温度下加入1
mol CO2(g)和1 mol H2(g)，充分反应，达到平衡时，CO2的转化率为　 　。
（4）在800 ℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2
mol·L－1，c(H2)为1.5
mol·L－1，c(CO)为1
mol·L－1，c(H2O)为3 mol·L－1，则正、逆反应速率的比较为v正　 　v逆(填“>”、“<”或“＝”)。
20．甲烷是天然气的主要成分，是一种重要的清洁能源和化工原料。
（1）利用光能和催化剂， CO2和H2O(g)可转化为CH4：CO2(g)+2H2O(g) CH4(g)+2O2(g)， 图1为在恒温、紫外光照射、不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ)作用下，在体积为1L的密闭容器中，CH4的量随光照时间(单位：h)的变化。
①反应开始后的16小时内，在第　 　种催化剂作用下，收集的CH4较多。
②0~20小时(h)内，在第Ⅰ种催化剂作用下，O2的平均生成速率v(O2)=　 　。实验测得当温度高于560℃，O2的平均生成速率明显下降，原因可能是　 　。
（2）工业上常用CH4和水蒸气在一定条件下的恒温恒容密闭容器中制取H2：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)。
已知：a. C(s) + 2H2(g) CH4(g) ΔH1
b. 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g) ΔH2
c. 2C(s) + O2(g) = 2CO(g) ΔH3
①反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)的ΔH=　 　 。
②下列说法中，无法说明该反应达到平衡状态的是　 　(填字母)。
a.CH4体积分数不再变化 b.气体的压强不再变化
c.体系的密度保持不变 d.消耗1 mol CH4同时消耗3 mol H2
③一定温度时，在体积为2 L的恒容密闭容器中，充入0.25 mol的CH4和0.25 mol的水蒸气发生以上反应。测得CH4平衡时的转化率与温度、压强的关系如图2所示，则p1　 　 p2 (填“>”“<”或“=”)；温度为1100 ℃时，y点的浓度平衡常数K=　 　。
21．研究NO2、NO、CO污染物处理，对建设美丽中国具有重要意义。
（1）①NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H1=-234.00kJ/mol
②1/2N2(g)+1/2O2(g)=NO(g) △H2=-89.75kJ/mol
③2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H3=-112.30kJ/mol。
若NO2气体和CO气体反应生成无污染气体，其热化学方程式为　 　。
（2）某温度下，向10L密闭容器中分别充入0.1molNO2和0.2molCO，发生反应：2NO2(g)+4CO(g)=N2(g)+4CO2(g) ，经10min反应达到平衡，容器的压强变为原来的 。
①0～10min内，CO的平均反应速率v(CO)=　 　；
②若容器中观察到　 　 ，可判断该反应达到平衡状态；
③为增大污染物处理效率，起始最佳投料比为　 　；
④平衡后，仅将CO、CO2气体浓度分别增加一倍，则平衡　 　(填“右移”或“左移”或“不移动”)。
（3）在高效催化剂作用下用NH3还原NO2进行污染物处理。
①相同条件下，选用A、B、C三种催化剂进行反应，生成氮气的物质的量与时间变化如图a。活化能最小的是　 　(用E(A)、E(B)、E(C)表示三种催化剂下该反应活化能)。
②在催化剂A作用下测得相同时间处理NO2的量与温度关系如图b。试说明图中曲线先增大后减小的原因　 　(假设该温度范围内催化效率相同)。
（4）有人设想在含有NO2的酸性污水中加入填充有铝粉的多孔活性炭颗粒进行水的净化。试结合电极反应说明多孔活性炭的主要作用　 　。
答案解析部分
1．【答案】A
2．【答案】C
【解析】【解答】A．升高温度，正反应速率、逆反应速率均增加，平衡逆向移动，A不符合题意；
B．升高温度，平衡逆向移动，降低CO2转化率，B不符合题意；
C．增加H2的浓度，平衡正向移动，可提高CO2转化率，C符合题意；
D．改用高效催化剂，只能改变反应速率，不能改变平衡状态，平衡常数不变，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】A．正反应为放热反应；
B．升高温度，反应往逆反应方向移动；
C．增加H2的浓度，平衡正向移动；
D．改用高效催化剂，只能改变反应速率，不能改变平衡状态。
3．【答案】B
【解析】【解答】A、加入催化剂，合成氨的反应速率加快，但不能引起平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，故A不符合题意；
B、增大压强，气体体积减小，二氧化氮浓度增大，颜色加深，增大压强平衡向生成四氧化二氮的方向移动，导致气体颜色变浅，能用勒夏特列原理解释，故B符合题意；
C、催化剂能加快化学反应速率，但不引起平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，故C不符合题意；
D、增大压强后碘浓度增大，颜色加深，该反应前后气体体积不变，压强不影响平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】勒夏特列原理的具体内容为：如果改变可逆反应的条件（如浓度、压强、温度等），化学平衡就被破坏，并向减弱这种改变的方向移动。
4．【答案】B
【解析】【解答】A. C生成的速率与B分解的速率相等，都表示的是正反应速率，不能说明正反应速率和逆反应速率相等，A不符合题意；
B. 单位时间内消耗3a mol A表示的是正反应速率,消耗a mol C表示的是逆反应速率，两者数值之比等于其化学计量数之比，能说明正反应速率和逆反应速率相等，达到平衡状态，B符合题意；
C. 该反应气体分子数不发生变化，所以容器内的压强一直没有变化，C不符合题意；
D. 混合气体的物质的量一直不发生变化，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】Ａ．均为正反应;Ｂ．消耗与生成与系数成正比;Ｃ．气体数目一样，压强无影响，不可判断;Ｄ．气体数目一样，不可判断
5．【答案】C
6．【答案】B
【解析】【解答】提高CO的转化率可以让平衡正向进行即可，A、增加压强，该平衡不会发生移动，故A不符合题意；
B、降低温度，化学平衡向着放热方向即正向进行，故B符合题意；
C、增大CO的浓度，化学平衡向着正方向进行，但是一氧化碳的转化率降低，故C不符合题意；
D、催化剂不会引起化学平衡的移动，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】根据化学平衡移动原理：往平衡减少的方向移动可解题。
7．【答案】B
【解析】【解答】A．由2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)可知，NO2的生成速率(逆反应速率)应该是N2的生成速率(正反应速率)的二倍时才能使正、逆反应速率相等，即达到平衡，只有C点满足，故A不符合题意；
B．由图2知，E点反应未达到平衡，F点反应达到平衡，且压强E＜F，则E点的v逆小于F点的v正，故B符合题意；
C．由题干可知，反应过程中温度不变，即E、G两点温度相同，因此图2中平衡常数K(E)=K(G) ，故C不符合题意；
D．在恒温恒容下，向G点平衡体系中充入一定量的NO2，等效于加压，平衡逆向移动，NO2的平衡转化率减小，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A. 时反应达到平衡状态；
C.平衡常数只与温度有关；
D.在恒温恒容下，向G点平衡体系中充入一定量的NO2，平衡逆向移动。
8．【答案】B
【解析】【解答】针对于可逆反应：A（s）+3B（g） 2C（g）；
①C的生成速率与C的分解速率相等，故正逆反应速率相等，故①符合题意；
②单位时间内a mol A生成是逆反应，同时3a molB是逆反应，未体现正与逆的关系，故②不符合题意；
③密度= ，气体的总质量会变，体积不变，故气体密度不再变化可作为判断是否达到平衡状态的依据，故③符合题意；
④反应前后气体的体积不等，故混合气体的总压强不再变化可作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故④符合题意；
⑤平衡时各物质的物质的量之比取决于物质的起始物质的量和转化率，故A、B、C的物质的量比为1：3：2不能作为判断是否达到平衡状态的依据，故⑤不符合题意；
⑥平均相对分子质量= ，反应向右进行时，气体的总质量增大，总物质的量变小，故混合气体的平均相对分子质量不变可作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故⑥符合题意；
⑦容器中C的体积分数不变，说明各物质的量不变，达平衡状态，故⑦符合题意；说法正确的是①③④⑥⑦；
故答案为：B。
【分析】对于此 A（s）+3B（g） 2C（g） 反应，可以通过某物质的正逆速率相等以及气体的密度不在变化和气体的压强不在变化以及气体的相对分子质量不再变化以及物质的量浓度不再变化以及体积分数不在变化即可判断反应是否平衡
9．【答案】D
【解析】【解答】A．根据“先拐先平数值大”知，其它条件相同时温度高的先达到平衡状态，根据图知Ta条件下先达到平衡状态，所以Ta＞Tb，A不符合题意；
B．由图像可知Ta下，平衡时生成的CO为1mol，根据反应知反应的CH4也是1mol，故CH4的平衡转化率 ，B不符合题意；
C．平衡常数只与温度有关，Tb时，平衡时再充入1.1mol CH4，平衡正向移动但温度不变平衡常数不变，C不符合题意；
D．图中Tb时为恒温恒容条件下发生的反应，随着反应进行气体物质的量增大导致容器内压强增大，如果改为恒温恒压条件下，与原来相比相当于减小压强，减小压强平衡正向移动，反应物的转化率增大，所以平衡时n(CO)＞0.6mol，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.根据“先拐先平数值大”知，其它条件相同时温度高的先达到平衡状态；
B. Ta时，平衡转化率a= X 100%；
C.平衡常数只与温度有关，温度不变平衡常数不变；
D.图中Tb时为恒温恒容条件下发生的反应，随着反应进行气体物质的量增大导致容器内压强增大，如果改为恒温恒压条件下，与原来相比相当于减小压强，减小压强平衡正向移动。
10．【答案】C
【解析】【解答】A．反应速率之比应该等于系数比，单位时间里生成n mol A2，同时生成n
mol AB时，不能说明正逆反应速率相等，故A不符合题意；
B．通过化学方程式可知，反应前后气体的化学计量数之和相等，无论是否达到平衡状态，容器的压强都不变，故B不符合题意；
C．单位时间内生成2n mol AB同时生成n mol A2，说明正逆反应速率相等，故C符合题意；
D．无论该反应是否达到平衡状态，消耗n mol B2的同时一定生成2n mol AB，故D不符合题意．
故答案为：C。
【分析】化学平衡状态的判断：
一等：正逆反应速率相等；六定：① 物质的量一定，② 平衡浓度一定，③ 百分含量保持一定，④ 反应的转化率一定，⑤ 产物的产率一定，⑥ 正反应和逆反应速率一定；
除此之外，还可考虑以下几点：
①同一物质单位时间内的消耗量与生成量相等；
②不同物质间消耗物质的量与生成物质的量之比符合化学方程式中各物质的化学计量数比
③对于有颜色变化的可逆反应，颜色不再改变时；
④对于反应前后气体总体积变的可逆反应，还可考虑以下几点：反应混合物的平均相对分子量不再改变、反应混合物的密度不再改变、反应混合物的压强不再改变。
11．【答案】C
【解析】【解答】A、由分析可知，减小压强，该反应的平衡逆向移动，则 x+y>z，故A错误；
B、由分析可知，平衡向逆反应方向移动，故B错误；
C、由分析可知，该反应的平衡逆向移动，则B的转化率降低，故C正确；
D、由分析可知，该反应的平衡逆向移动，C的体积分数减小，故D错误；
故答案为：C。
【分析】保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的2倍，若平衡不移动，则A的浓度变为0.35mol/L，由达新平衡时A的浓度降为0.5mol/L＞0.35mol/L，则体积增大，压强减小，平衡向逆反应方向移动。
12．【答案】D
【解析】【解答】A.因图甲表示等量NO2在容积相同时不同温度下，相同时间后测得的NO2含量的曲线，开始一段时间NO2的含量随温度的升高而减小，这是因为温度升高反应速率加快，反应正向进行的程度逐渐增大，当NO2含量达到最小值（即曲线的最低点）时该反应达到平衡状态，据图像知，继续升高温度NO2含量又逐渐增大，说明升高温度平衡向逆反应方向进行，根据勒夏特列原理，该反应的逆反应是吸热反应，所以该反应（即正反应）是放热反应即ΔH＜0，图示与对应的叙述相符，A项不符合题意；
B.由图像可知，该反应的反应物总能量小于生成物总能量，因此该反应是吸热反应。根据图像可知，使用催化剂可以降低正反应的活化能（E1）和逆反应的活化能（E2），但反应物总能量与生成物总能量没有改变，即不能改变反应热，恒下的反应热等于焓变，图示与对应的叙述相符，B项不符合题意；
C.因为图丙表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(g)的影响，曲线乙反应达到平衡所用时间比曲线甲达到平衡所用时间短，对于气体反应压强越大反应速率越快，因此乙反应的压强大于甲反应的压强，图示与对应的叙述相符，C项不符合题意；
D.一方面，当温度相同时，开始一段时间随着CO的物质的量[n(CO)]的逐渐增大，平衡向正反应方向移动，平衡时N2%（N2在反应混合气体中的含量）逐渐增大；继续增大CO的物质的量，容器中气体总物质的量的增加超过了因平衡移动时N2物质的量的增加，故后来N2%随CO的物质的量增加而减小。另一方面，当n(CO)相同温度由T1变为T2时，平衡时N2%减小，说明平衡向逆反应方向移动，因此T1的平衡常数大于T2的平衡常数，即K1>K2。根据4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g); ΔH＜0可知，只有升温该反应的平衡常数才减小，所以T1故答案为：D。
【分析】A.根据对图像二氧化氮含量的变化曲线分析可知温度升高该反应逆向进行，这说明反应是放热反应；
B.生成物的能量总和大于反应物能量总和的反应是吸热反应；催化剂只能改变反应的速率，无法改变反应的焓变；
C.该反应正反应是气体减小的反应，因此压强越大，反应越向正反应方向进行；
D.平衡常数只受温度的影响，在该反应中，温度越高，平衡常数越小。
13．【答案】D
【解析】【解答】A.1173K时，反应①起始，，，x≈0.4，平衡时约为0.2，A不符合题意；
B．升温，化学平衡常数减小，说明平衡向你反应方向移动，所以②的正反应为放热反应，，B不符合题意；
C．根据盖斯定律可知②-①可得③，故，a=1.62，b=0.78，升温，化学平衡常数减小，说明平衡向你反应方向移动，所以，反应③达平衡后，升高温度平衡逆向移动，但是由于反应两端气体的化学计量数之和相等缩小反应容器的容积化学平衡不移动，C不符合题意；
D．相同温度下，根据盖斯定律可知②-①可得③，故；，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.利用三段式法计算；
B．依据升温，化学平衡常数减小分析；
C．根据盖斯定律分析；
D．根据盖斯定律计算。
14．【答案】A
【解析】【解答】若反应可正向进行完全，则浓度为0.1mol/L，的浓度为0mol/L，Z的浓度为0.5mol/L，若反应可逆向进行完全，则浓度为0.35mol/L，的浓度为0.25mol/L，Z的浓度为0mol/L，但反应为可逆反应，不可能完全正向或逆向进行，因此0.1mol/L故答案为：A。
【分析】可逆反应不能进行到底。
15．【答案】B
【解析】【解答】①甲乙均由固体参与反应，混合气体的密度不变，能作平衡状态的标志，①可选；
②反应容器中生成物的百分含量，说明各组分的量不变，达平衡状态，②可选；
③反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于系数之比，说明正逆反应速率相等，③可选；
④乙混合气体的压强始终不变，④不选；
⑤固体质量不变说明其他物质的物质不变，能作平衡状态的标志，⑤可选；
⑥乙混合气体的总物质的量始终不变，⑥不选；
故答案为：B
【分析】当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度，百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不变；选择对应的判断量，当各量不再变化时，反应达到平衡；
16．【答案】C
【解析】【解答】A、反应前后气体系数和相等，体系总压强始终是不变的，所以总压强不随时间而改变的状态不一定是平衡状态，A不符合题意；
B、反应前后都是气体，体系气体总质量始终是不变的，体系总质量不再随时间而改变的状态不一定是平衡状态，B不符合题意；
C、NO（g）和NO2（g）的生成速率相同，说明正逆反应速率相等，状态一定是平衡状态，C符合题意；
D、SO3（g）和NO（g）的浓度比为1：1，不能表明正逆反应速率相等，状态不一定是平衡状态，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.根据公式，结合反应的化学方程式分析反应过程中混合气体的密度是否发生变化；
B.根据质量守恒定律可知，反应过程中，混合气体的质量一直保持不变；
C.分析是否能体现正逆反应速率相等；
D.平衡时，各物质的物质的量浓度不变，但不一定相等；
17．【答案】（1）-128.00
（2）是；ad；>；512
（3）第iii步；K；降低生成乙烯的反应所需要的活化能，加快乙烯生成速率，而对其他副反应几乎无影响
【解析】【解答】（1）反应I：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.01kJ·mol-1
反应II：2CH3OH(g)=C2H4(g)+2H2O(g) ΔH2=-29.98kJ·mol-1
根据盖斯定律Ⅰ×2+Ⅱ可得反应III：2CO2(g)+6H2(g)=4H2O(g)+C2H4(g) ΔH3=(-49.01×2)kJ·mol-1+-29.98kJ·mol-1=-128.00 kJ·mol-1；
（2）①2CO2(g)+6H2(g)=4H2O(g)+C2H4(g) ΔH =-128.00 kJ·mol-1，可知ΔH＜0，ΔS＜0，根据ΔG=ΔH-TΔS＜0可自发进行反应，该反应在低温下可以自发进行；
②a. ΔH＜0，该反应为放热反应，降低反应温度，平衡正向移动，能提高CO2平衡转化率，a正确；
b.使用高效催化剂，不会使平衡移动，会加快反应速率，b不正确；
c.通入He气体不改变反应物浓度，平衡不移动，c不正确；
d.以相同的投料比增加反应物的物质的量，反应物的浓度增加，平衡正向移动能提高CO2平衡转化率，d正确；
故答案为：ad；
③X的平衡转化率α(CO2)值更高，剩余越少，即值更大，R点处，X＞2.0；
④Q点与P点温度相同，则K值相同以P点计算K值，=0.5，若起始加入1molCO2和2molH2，列三段式为：，平衡常数K=；
（3）①催化剂助剂主要在第iii步起作用，第iii步才有催化剂的作用；
②在Fe3(CO)12/ZSM-5中添加K助剂效果最好，因为兼顾乙烯的产率、二氧化碳转化率、副产物影响；加入助剂能提高单位时间内乙烯产量的根本原因是降低生成乙烯的反应所需要的活化能，加快乙烯生成速率，而对其他副反应几乎无影响。
【分析】（1）根据盖斯定律分析；
（2）①根据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析；
②依据影响化学平衡的因素分析；
③增大一种反应物的量，可提高其它反应物的转化率，自身的转化率反应降低；
④利用三段式法计算；
（3）①②催化剂只能加速化学反应的速度，而不能使平衡移动。
18．【答案】（1）增大；副反应的活化能低于主反应的活化能
（2）i；AC
（3）CrO3；C3H8(g)+CO2(g) C3H6(g)+CO(g)+H2O(l) ΔH=+121.5kJ/mol；碳与CO2反应生成CO，脱离催化剂表面
【解析】【解答】（1）①由图可知，丙烷脱氢制丙烯为吸热反应：，恒压时若向原料气中掺入水蒸气，体系温度升高，平衡向正反应方向移动，化学平衡常数K增大；
②由图可知，副反应的活化能低于主反应的活化能，温度升高，活化能较低的副反应更容易发生，因此副反应的活化能低于主反应的活化能。
（2）①丙烷脱氢制丙烯为气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，丙烯的平衡体积分数减小；该反应为吸热反应，温度升高，平衡向正反应方向移动，故曲线i代表104Pa时丙烯的平衡体积分数；
②A．H2的生成速率等于C3H6的消耗速率，也就是C3H6的消耗速率与生成速率相等，可以证明体系达平衡状态，A正确；
B．H2和C3H6的体积分数不变能说明达到平衡，但是H2和C3H6的体积分数相等不能说明达到平衡状态，B不正确；
C．恒温恒压条件下混合气体相对密度不再改变，说明容器体积不再改变，气体的总物质的量不再改变，可说明达到平衡状态，C不正确；
故答案为：AC。
（3）①由图可知，反应i为，反应ii
为，则催化剂为CrO3；
②由题意可得①
②
③
由盖斯定律③-②+①得热化学方程式： C3H8(g)+CO2(g) C3H6(g)+CO(g)+H2O(l) ΔH=+121.5kJ/mol；
③该工艺中碳与CO2反应生成CO，可以有效消除催化剂表面的积炭，维持催化剂活性。
【分析】（1）①化学平衡常数只与温度有关，而与其它外界条件无关。
②活化能越大，相同条件下反应速率越慢；
（2）①根据影响化学平衡移动的因素分析；
②依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断；
（3）①催化剂参加化学反应，只是在前边的化学反应中是反应物，在后边的反应中又是生成物；
②根据盖斯定律
③催化剂有催化活性。
19．【答案】（1）
（2）吸热
（3）830；50%
（4）<
【解析】【解答】解:(1)已知化学反应: CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)，因平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,所以K= ；因此，本题正确答案是: ；(2)化学平衡常数的大小只与温度有关,升高温度,平衡向吸热的方向移动，由表可以知道:升高温度，化学平衡常数增大，说明化学平衡正向移动，因此正反应方向吸热，因此，本题正确答案是:吸热；(3)某温度下,平衡浓度符合下式: c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，即 =1,由表中数据可以知道,K=1时温度为830℃；
设反应的CO2为xmol，则消耗的H2为xmol，生成CO和H2O均是xmol，用三行式分析如下:
　 CO2(g)＋ H2(g) CO(g)＋ H2O(g)
起始（mol） 1 1 0 0
转化（mol） x x x x
平衡（mol） 1-x 1-x x x
K= = =1，解得x=0.5，则CO2的转化率为 ×100%=50%。
因此，本题正确答案是:830；50%；（4） = =1＞0.9，所以v正＜v逆。
【分析】（1）化学平衡常数，是指在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，也不考虑反应物起始浓度大小，最后都达到平衡，这时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值是个常数，用K表示，这个常数叫化学平衡常数；
（2）在吸热反应中，升高温度反应正向移动；
（3）物质的转化率为已经反应了的物质的量与未反应前的总物质的量之比；
（4）当浓度商大于平衡常数时，说明逆反应的速率大于正反应的速率。
20．【答案】（1）II；1.5 mol·L-1·h-1；催化剂失去活性
（2）ΔH3-ΔH2-ΔH1；c；<；4.32
【解析】【解答】（1）①从图中可以看出，反应开始后的 16 小时内，在第II种催化剂作用下，收集的 CH4 较多。
②0~20 小时内，在第 I 种催化剂作用下，甲烷的物质的量变化量为15mol，依据CO2(g)+2H2O(g) CH4(g)+2O2(g)，氧气的物质的量变化量为30mol，则O2的平均生成速率v(O2)== 1.5 mol·L-1·h-1；温度高于560℃，O2的平均生成速率明显下降，可能是因为温度过高，催化剂失去了活性。
（2）①依据盖斯定律，反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)可由c-b-a得到，则焓变ΔH=ΔH3-ΔH2-ΔH1。
②a．CH4体积分数不再变化，说明单位时间内生成甲烷和消耗甲烷的速率相等，反应达到平衡状态，a不正确；
b．该反应为反应前后气体分子数改变的反应，气体的压强不再变化，说明反应达到平衡状态，b不正确；
c．该体系恒容，总质量不变，所以密度一直不变，体系的密度保持不变，不能说明反应达到平衡状态，c正确；
d．消耗1 mol CH4同时生成3mol H2，则生成3mol H2同时消耗3 mol H2，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，d不正确；
故答案为：c。
③该反应为气体分子数增多的反应，其他条件相同时，压强越大，甲烷的转化率越小，由图示可知，温度一定时，p1下甲烷的转化率大于p2，则p1【分析】（1） ① 结合图象，可以知道16小时内，催化剂II收集的甲烷更多；
② 化学反应速率；
（2） ① 盖斯定律的应用要注意，判断列出的热化学方程式的对应关系，左右两边相同的物质互相抵消则相加，在同一边相同的物质互相抵消则相减；
② 化学平衡判断：1、同种物质正逆反应速率相等，2、不同物质速率满足：同侧异，异侧同，成比例，3、各组分的浓度、物质的量、质量、质量分数不变，4、左右两边化学计量数不相等，总物质的量、总压强（恒容）、总体积（恒压）不变，5、平均相对分子质量、平均密度根据公式计算，6、体系温度、颜色不变；
③ 增大压强，朝气体系数缩小的方向移动。
21．【答案】（1）2NO2(g) +4CO(g)=4CO2(g)+N2(g) △H=-868.8 kJ/mol
（2）4×10-4mol/ (L.min)；体系内气体颜色不再改变；；不移动
（3）E(A)；低于300℃，反应未达到平衡，温度升高，反应速率加快；高于300℃，反应已平衡，随温度升高，反应逆向进行
（4）活性炭在与铝粉形成的原电池中作正极，发生反应2NO2+8H++8e-=N2 ↑+4H2O，将NO2 转化为无污染物质N2
【解析】【解答】（1）反应①×4－②×2＋③×1得到：2NO2(g) +4CO(g)=4CO2(g)+N2(g) △H=-868.8 kJ/mol。
（2）
2NO2(g) + 4CO(g) = N2(g) + 4CO2(g)
起始 0.1 0.2 0 0
转化 x 2x 0.5x 2x
平衡 0.1-x 0.2-2x 0.5x 2x
恒温恒容压强的比等于气体的物质的量的比，所以 ，解得x=0.02mol。
①由上参加反应的CO为0.04mol，反应速率为 = 4×10-4mol/ (L.min)。②反应达平衡以后所有物质的浓度都不变化，因为NO2的浓度不变，所以体系的颜色应该也不变化，则观察到颜色不变，证明反应达平衡。③为增大污染物处理效率，应该保证反应尽量转化为生成物，即两个反应物都不过量，所以起始最佳投料比为 。④达平衡时一定有Q=K，现在仅将CO、CO2气体浓度分别增加一倍，因为两者的系数相等，且一个在分子一个在分母，所以浓度商的比值Q不变，即Q依然等于K，反应平衡不移动。
（3）①一般来说，反应的活化能越小，反应的速率越快，所以E(A)最小。
②曲线为在催化剂A作用下测得相同时间处理NO2的量与温度关系，则曲线上的点不一定代表平衡态。反应速率慢的时候，该时间段不能达平衡，则速率越快，反应的量越多；反应速率很快的时候，反应达平衡，则温度越高，平衡逆向移动，反应的量减少。所以原因为：低于300℃，反应未达到平衡，温度升高，反应速率加快；高于300℃，反应已平衡，随温度升高，反应逆向进行。
（4）明显这个处理过程是原电池，加入铝和碳就组成了原电池的两个电极，铝为负极，碳为正极，其表面应该发生NO2得电子转化为氮气的反应，所以方程式为：2NO2+8H++8e-=N2 ↑+4H2O。
【分析】（4）首先根据题目信息判断出该装置属于原电池，然后分析原电池的正负极，再判断发生的反应进行解答即可。