2.2 化学反应的限度 课时训练（含解析） 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

2.2 化学反应的限度 课时训练
一、单选题
1．某温度时，在一个容积为2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，下列有关说法错误的是（　　）
A．该反应的化学方程式为3X＋Y 2Z
B．2 min时，反应达最大限度，但化学反应仍在进行
C．2 min末时，Z的反应速率为0.05 mol·L-1·min-1
D．反应达到平衡时，压强是开始时的0.9倍
2．下列说法不正确的是（　　）
A．同位素示踪法常用于研究化学反应历程
B．可以利用物质的颜色变化和浓度变化间的比例关系来测量反应速率
C．采用合适的催化剂可以使一些不自发的化学反应得以实现
D．勒夏特列原理无法解释将平衡体系加压后颜色变深
3．下列说法中错误的是（　　）
A．凡是放热反应而且熵增加的反应，就更易自发进行
B．对于同一物质在不同状态时的熵值是：气态>液态>固态
C．对同一反应来说，平衡常数K值越大，则正反应进行越完全
D．凡是能量较高的分子发生的碰撞均为有效碰撞
4．下列事实不能用勒夏特列原理来解释的是（　　）
A．往硫化氢水溶液中加碱有利于S2-增加
B．加入催化剂有利于氨氧化反应
C．高压有利于合成氨反应
D．氯气在饱和食盐水中的溶解度小于在水中的溶解度
5．下列事实或操作不符合平衡移动原理的是（　　）
A．开启啤酒有泡沫逸出
B．向FeCl3溶液中加KSCN，有FeCl3+3KSCN 3KCl+Fe(SCN)3（血红色）反应，平衡后向体系中加入KCl固体使体系红色变浅。
C．装有NO2的烧瓶置于热水中颜色加深
D．实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气
6．已知下列反应的平衡常数：H2S(g)=H2(g)+S(s) K1；S(s)+O2(g)=SO2(g) K2；则反应H2(g)+SO2(g)=O2(g)+H2S(g)的平衡常数是（　　）
A．K1+K2 B．K1-K2 C． D．
7．二氧化碳催化加氢可合成乙烯：2CO2(g) + 6H2(g) C2H4(g) + 4H2O(g) ΔH。理论计算表明，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)=1∶3，在体系压强为0.1MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。
下列说法正确的是
A．表示CO2、C2H4变化的曲线分别为d、c
B．合成乙烯反应的ΔH>0
C．A点对应温度为440 K，若体系压强改为0.2 MPa，则a、b的交点对应温度小于440 K
D．上述反应伴有副反应，一定温度和压强下，选择合适的催化剂可提高反应速率和乙烯的选择性
8．可逆反应N2+3H2 2NH3，在体积不变的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是（　　）
A．单位时间内生成n molN2的同时生成n molNH3
B．N2、H2、NH3的物质的量浓度比值为1：3：2
C．v（N2）=v（NH3）
D．单位时间内断裂1mol氮氮键的同时断裂6mol氮氢键
9．下列事实能用勒夏特列原理解释的是（　　）
A．工业上采用500℃比常温更有利于合成氨反应
B．对CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)平衡体系加压，气体颜色变深
C．向K2Cr2O7溶液中滴加少量浓H2SO4，溶液橙色加深[]
D．H2O2溶液中滴入FeCl3溶液后产生气泡速率变快
10．CO2可与H2催化合成甲醇，于恒容密闭容器中，在催化剂作用下发生反应：CO2 (g)+ 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)，下列描述能说明该反应已经达到化学平衡状态的是（　　）
A．CO2的生成速率与H2的生成速率相等时
B．容器内气体的总压强不再随时间而改变时
C．容器内气体的总质量不再改变时
D．CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度相等时
11．在体积为2L的恒容密闭容器中发生反应xA（g）+yB（g） zC（g），图I表示200℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化，图Ⅱ表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n（A）：n（B）的变化关系．则下列结论正确的是（　　）
A．200℃时，反应从开始到平衡的平均速率v（B）=0.04 mol L﹣1 min﹣1
B．图Ⅱ所知反应xA（g）+yB（g） zC（g）的△H＜0，且a=2
C．若在图Ⅰ所示的平衡状态下，再向体系中充入He，重新达到平衡前v（正）＞v（逆）
D．200℃时，向容器中充入2 mol A 和1 mol B，达到平衡时，A 的体积分数小于0.5
12．将NO2装入带有活塞的密闭容器中，当反应2NO2（g） N2O4（g）达到平衡后，改变某个条件，下列叙述正确的是（　　）
A．升高温度，气体颜色加深，则此反应为吸热反应
B．慢慢压缩气体体积，平衡向正反应方向移动，混合气体的颜色变浅
C．慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，但小于原来的两倍
D．恒温恒容时，充入惰性气体，压强增大，平衡向正反应方向移动，混合气体的颜色变浅
13．在容积可变的密闭容器中存在如下反应：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H<0，下列对图象的分析中正确的是
A．图I研究的是t0时增大压强对反应速率的影响
B．图II研究的一定是t0时使用了催化剂对反应速率的影响
C．图III研究的是温度对化学平衡的影响，且甲的温度较高
D．图IV研究的可能是压强对化学平衡的影响，且a的压强较高
14．某MOFs多孔材料孔径大小和形状恰好将N2O4“固定”，能高选择性吸附NO2。废气中的NO2被吸附后，经处理能全部转化为HNO3。原理示意图如下。
已知：2NO2(g) N2O4(g)ΔH＜0。下列说法错误的是（　　）
A．使用多孔材料不能改变2NO2(g)N2O4(g)的焓变
B．使用多孔材料能促进2NO2(g)N2O4(g)平衡正向移动
C．加入H2O和O2，发生化学反应方程式为：2N2O4+O2+2H2O=4HNO3
D．温度升高会提高NO2的平衡转化率
15．“蓝天保卫战”需要持续进行大气治理，有效处理 SO2 、NO2 等大气污染物。化学研究为生产、生活处理废气，防止大气污染做出重要贡献。已知反应：SO2 (g)+NO2 (g) SO3 (g)+NO(g) △H= - 41.8 kJ·mol -1 ，标准状况下，SO2 (g)+NO2 (g) SO3 (s)+NO(g) △H。下列有关说法错误的是（　　）
A．升高反应温度可提高废气转化率
B．该反应的△H< - 41.8 kJ·mol -1
C．若V(SO2 ) 生成 =V(NO2 )消耗 ，则该反应到达平衡状态
D．该反应的△S<0
16．已知次氯酸是比碳酸还弱的酸，反应Cl2+H2O HCl+HClO达到平衡后，要使HClO浓度增大，可加入（　　）
A．NaCl固体 B．水 C．CaCO3固体 D．NaOH固体
17．高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效多功能的新型非氯绿色消毒剂，主要用于饮水处理。常温下，调节其水溶液pH时，含铁粒子的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知 ]。
下列说法正确的是（　　）
A．25℃，B点水的电离出的c(H+)=1×10 4
B．NaHFeO4溶液显碱性
C．常温下，H2FeO4(aq)+H+(aq) H3FeO (aq)的平衡常数K＜100
D．K2FeO4起杀菌消毒作用是因为其遇水生成了Fe(OH)3胶体
18．对反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) ΔH，反应特点与对应的图像的说法中错误的是（　　）
A．图①中，若p1＞p2，则a+b＞c+d
B．图②中，若T2＞T1，则ΔH＜0且a+b=c+d
C．图③中，t1时刻改变的条件一定是使用了催化剂
D．图④中，若ΔH＜0，则纵坐标不可能是反应物A的转化率
19．在一定条件下的密闭容器中，下列情况不能说明反应一定达到化学平衡状态的是（　　）
A．的质量不再改变
B．的浓度保持不变
C．正反应速率和逆反应速率相等
D．
20．E和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E（s）+4F（g） G（g），已知该反应的平衡常数值如下表所示．下列说法正确的是（　　）
温度℃ 25 80 230
平衡常数值 5×104 2 1.9×10﹣5
A．上述反应是熵增反应
B．25℃时，反应G（g） E（s）+4F（g）的平衡常数值是0.5
C．在80℃时，测得某时刻，F、G浓度均为0.5 mol L﹣1，则此时v（正）＞v（逆）
D．恒温恒容下，向容器中再充入少量G（g），达新平衡时，G的体积百分含量将增大
二、综合题
21．
（1）（一）合成氨工艺（流程如图所示）是人工固氮最重要的途径。
2018年是合成氨工业先驱哈伯（P Haber）获得诺贝尔奖100周年。N2和H2生成NH3的反应为：1/2N2（g）+3/2H2（g） NH3（g） H(298K)=-46.2KJ mol-1，在Fe催化剂作用下的反应历程为（*表示吸附态）
化学吸附：N2（g）→2N*；H2（g）→2H*；
表面反应：N*+H* NH*； ；NH2*+H* NH3*
脱附：NH3* NH3（g）
其中，N2的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。请回答：
利于提高合成氨平衡产率的条件有__________。
A．低温 B．高温 C．低压 D．高压 E．催化剂
（2）标准平衡常数 ，其中 为标准压强（1X105Pa），pNH3、pN2和pH2为各组分的平衡分压，如pNH3=xNH3p，p为平衡总压，xNH3为平衡系统中NH3的物质的量分数。
①N2和H2起始物质的量之比为1：3，反应在恒定温度和标准压强下进行，NH3的平衡产率为w，则 =　 　（用含w的最简式表示）
②下图中可以示意标准平衡常数 随温度T变化趋势的是　 　。
（3）实际生产中，常用工艺条件，Fe作催化剂，控制温度773K，压强3.0X105Pa，原料中N2和H2物质的量之比为1：2.8。
①分析说明原料气中N2过量的理由　 　。
②关于合成氨工艺的下列理解，正确的是　 　。
A．合成氨反应在不同温度下的 H和 S都小于零
B．控制温度（773K）远高于室温，是为了保证尽可能的平衡转化率和快的反应速率
C．当温度、压强一定时，在原料气（N2和H2的比例不变）中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率
D．基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行
E.分离空气可得N2，通过天然气和水蒸气转化可得H2，原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生。
（4）（二）高铁酸钾（K2FeO4）可用作水处理剂。某同学通过“化学-电解法”探究的合成，其原理如图所示。接通电源，调节电压，将一定量Cl2通入KOH溶液，然后滴入含Fe3+的溶液，控制温度，可制得K2FeO4。
请写出“化学法”得到FeO42-的离子方程式　 　。
（5）请写出阳极的电极反应式（含FeO42-）　 　。
22．科学家积极探索新技术对CO2进行综合利用， CO2可用来合成低碳烃。
CO2(g) +4H2(g)
CH4(g) + 2H2O(g) ΔH= a kJ/mol
（1）已知：①4H2（g）+ 2O2（g）=4H2O（g） △H=-967.2kJ/mol．
②CH4(g) + 2O2(g) =CO2(g) + 2H2O(g)
ΔH=-802.0 kJ/mol．
请回答：①②这两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是　 　； a=　 　kJ/mol。
（2）在体积为1L的密闭刚性容器中，充入4mol H2和1mol CO2，测得温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图1所示。
①已知M点总压为1MPa，该反应在此温度下的平衡常数Kp=　 　MPa-2。(Kp是用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数，气体分压=气体总压×体积分数。）
②欲增加二氧化碳的平衡转化率，可采取的措施有　 　。
A．通入惰性气体 B．提高温度
C．增加二氧化碳浓度 D．增加氢气浓度
③下列说法正确的是　 　。
A．平衡常数大小：KN>KM
B．其他条件不变，若不使用催化剂，则250℃ 时CO2的平衡转化率可能位于点M1
C．图1中M点时，甲烷的体积分数为12.5%
D．当压强或n( H2)/n(CO2)不变时均可证明化学反应已达到平衡状态
（3）新型高效的甲烷燃料电池工作时总反应式：CH4+2O2=CO2+2H2O。
①该电池的负极是　 　(填a或b)，②负极电极反应式为　 　；
23．在一定条件下，密闭容器内发生可逆反应3A+m B n C达到平衡．
（1）若A、C均为气体，B为固体，则平衡常数表达式为K=　 　；
（2）若A、B、C均为气体，在减小压强时平衡正向移动，则3+m　 　n（填“＞”、“＜”或“=”）；
（3）若该反应在任何温度下都能自发进行，则△H＜0，△S　 　0（填“＞”、“＜”或“=”）．
24．合成氨工业用氢和氮在催化剂作用下直接合成，如表表示在一定温度和压强作用下达到动态平稳时氨的含量．
达到平稳时混合气体中氨的含量（体积百分比）（氮气和氢气的体积比是1：3）
100 200 300 600 1000
200 81.5 86.4 89.9 95.4 98.8
300 52.0 64.2 71.0 84.2 92.6
400 25.1 38.2 47.0 65.2 79.8
500 10.6 19.1 26.4 42.2 57.5
如图是一透热性能很好的坚固容器，活塞C可左右移动．其总体积为44.8L，现将400℃、300大气压的氢气33.6L和400℃、300大气压的氮气11.2L充入容器中，当两者反应达到动态平稳时，若保持混合气体的温度和压强仍为400℃和300大气压，求：
（1）容器是向外界放热，还是吸热？为什么？
（2）试计算充入容器中氮气质量是多少克？
（3）活塞C要向左侧移动的距离与容器全长之比是多少？
25．合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义，其原理为：，在不同温度、压强和相同催化剂条件下，初始、分别为1mol、3mol时，平衡后混合物中氨的体积分数()如图所示，回答以下问题：
（1）合成氨反应的　 　0(填“>”“<”或“=”)，原因是　 　。
（2）、和由大到小的顺序是　 　。
（3）①若分别用和表示平衡状态A、B时的化学反应速率，则　 　(填“>”“<”或“=”)。
（4）用、、、 分别表示、、和固体Fe催化剂，则在固体催化剂表面合成氨的过程如图2所示：
①吸附后，能量状态最高的是　 　(填序号)。
②结合上述原理，在固体Fe催化剂表面进行的分解实验，发现的分解速率与其浓度的关系如图3所示。从吸附和解吸过程分析，之后反应速率降低的原因可能是　 　。
③研究表明，合成氨的速率与相关物质的浓度的关系为，k为速率常数。能使合成氨的速率增大的措施有　 　(填序号)。
A．使用更有效的催化剂
B．一定温度下，将原容器中的及时分离出来
C．总压强一定，增大的值
D．按照原来比值增大反应物的浓度
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】A.根据图给信息，该反应为可逆反应，反应物随时间的推移，物质的量在减少，生成物则不断增加，0-2min内反应的物质的量之比等于系数之比，所以该反应的化学方程式为3X＋Y 2Z，A不符合题意；
B. 2min时达到平衡，是向正向反应的最大限度，但反应为动态平衡，化学反应仍在进行，B不符合题意；
C.反应开始至2 min，Z的反应速率为=0.2mol÷（2L×2min）=0.05mol·L－1·min－1，化学反应速率是平均速率，不是2min末，C符合题意；
D.压强比等于物质的量比，即反应达到平衡时压强是开始的压强（0.7+0.9+0.2）：2=0.9倍，D不符合题意。
故答案为：C
【分析】A、反应物和生成物物质的量变化分别是X：0.3mol；Y：0.1mol；Z：0.2mol；
B、可逆反应的平衡状态是一种动态平衡；
C、根据Z的物质的量变化求得反应速率；
D、计算开始和平衡状态的物质的量比值即可。
2．【答案】C
【解析】【解答】A．同位素示踪法是科学家经常使用的研究化学反应历程的手段之一，A不符合题意；
B．在溶液中，当反应物或生成 物本身有较明显的颜色时，可利用 颜色变化和显色物质与浓度变化间的比例关系来跟踪反应的过程和测量反应速率，B不符合题意；
C．催化剂只改变化学反应的速率，而不能改变化学反应的自发性，C符合题意；
D．正反应放热，达到平衡后增压，由于左右两端化学计量数相等则不能用勒夏特列原理解释，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】
A.同位素示踪法是研究化学反应历程的手段之一。
B.对于某些自身有颜色的反应物或者生成物来说是可以的。
C.催化剂只能改变虎穴反应速率，不能让不自发的反应实现自发。
D.化学反应两端计量系数相同，则不能用勒夏特列原理解释来解释加压引起的颜色变化，因为加压后并不能断定是由于平衡移动引起的颜色加深。
3．【答案】D
【解析】【解答】A．熵增加且放热的反应，当△H＜0，△S＞0时△H-T△S＜0，故熵增加的放热反应一定能自发进行，故A不符合题意；
B．同一物质的固态、液态、气态的混乱度依次增大，故B不符合题意；
C． K越大，正向进行的程度越大，达到平衡时，反应进行的越完全，正向进行的程度越大，即正反应进行越完全，故C不符合题意；
D．能量达到活化能的分子为活化分子，当活化分子发生碰撞能发生化学反应，有新物质生成的碰撞为有效碰撞，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、结合△H-T△S＜0判断；
B、气态熵大于液态大于气态；
C、化学平衡常数越大，正向进行越完全；
D、活化分子需要有正确的方向才可以发生有效碰撞。
4．【答案】B
【解析】【解答】A.硫化氢溶液中存在 、 ，加入碱溶液，消耗氢离子，平衡正向移动S2-增加，所以A能用勒夏特列原理来解释；
B.加入催化剂，平衡不移动，故B不能用勒夏特列原理来解释；
C.加压合成氨反应正向移动，故C能用勒夏特列原理来解释；
D. ，增大氯离子浓度，平衡逆向移动氯气溶解度减小，故D能用勒夏特列原理来解释；
故答案为：B。
【分析】本题主要考查勒夏特列原理的相关知识。催化剂不能改变化学平衡状态反应物的组成，因此不能用勒夏特列原理解释。
5．【答案】B
【解析】【解答】A.在啤酒中存在二氧化碳和水反应生成碳酸的平衡状态，开启啤酒的盖，瓶内压强变小，平衡向右移动，二氧化碳气体溶解度减小，逸出二氧化碳，可以用平衡移动原理解释，故不符合题意；
B.从实际参与反应的离子分析，氯化钾不参与反应，故不能用平衡移动原理解释，故符合题意；
C.二氧化氮的烧瓶中存在二氧化氮和四氧化二氮的平衡体系，加热平衡逆向移动，颜色加深，能用平衡移动解释，故不符合题意；
D.氯气溶于水与水反应生成盐酸和次氯酸，在饱和氯化钠溶液中氯离子浓度很大，使氯气和水反应的平衡逆向移动，减少氯气与水的反应，也即减少了氯气的溶解度，故能用平衡移动原理解释，故不符合题意。
故答案为：B。
【分析】根据勒夏特列原理：在可逆反应中，改变某一条件，反应会向减弱这种条件的方向进行。
6．【答案】D
【解析】【解答】，，反应H2(g)+SO2(g)=O2(g)+H2S(g)的平衡常数，
故答案为：D。
【分析】依据加和式判断平衡常数。
7．【答案】D
【解析】【解答】A．由题中信息可知，两反应物初始投料之比等于化学计量数之比，由图中曲线的起点坐标可知，c和a所表示的物质的物质的量分数之比为1：3、d和b表示的物质的物质的量分数之比为1：4，则结合化学计量数之比可以判断，表示乙烯变化的曲线是d，表示二氧化碳变化曲线的是c，选项A不符合题意；
B．由图中曲线的变化趋势可知，升高温度，乙烯的物质的量分数减小，则化学平衡向逆反应方向移动，则该反应为放热反应，△H<0，选项B不符合题意；
C．若温度不变，压强增大为0.2 MPa，平衡右移，n(H2O)增大，n(H2)减小，x增大，H2O含量增大，H2含量减小，两者不再是原交点，为了恢复至原交点，让平衡左移来抵消压强增大的改变使交点仍在A上，所以新平衡时A点对应温度大于440 K，选项C不符合题意；
D．上述反应伴有副反应，一定温度和压强下，选择合适的催化剂可提高反应速率和乙烯的选择性，使乙烯的选择性提高，选项D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、结合化学计量数之比等于物质的量之比判断；
B、升高温度，平衡朝吸热方向移动；
C、增大压强，平衡朝气体系数缩小的方向移动；
D、一定温度和压强下，选择合适的催化剂可提高反应速率和乙烯的选择性。
8．【答案】D
【解析】【解答】解：A．单位时间内生成n molN2的同时生成n molNH3，同时消耗0.5nmolN2，正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，故A错误；
B．N2、H2、NH3的物质的量浓度比值为1：3：2，该反应可能达到平衡状态也可能没有达到平衡状态，与反应物初始浓度及转化率有关，故B错误；
C．v（N2）=v（NH3）时，表示的是反应速率，但是不满足二者的化学计量数关系且没有明确正逆反应，不能说明达到平衡状态，故C错误；
D．单位时间内断裂1mol氮氮键的同时断裂6mol氮氢键，同时生成1mol氮氮键，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故D正确；
故选D．
【分析】可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，且反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变，据此分析解答．
9．【答案】C
【解析】【解答】A．合成氨反应为放热反应，升高温度不利用平衡向正方向移动，但升温却可提高反应速率，与勒夏特列原理不符，选项A不符合；
B．对平衡CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)，两边气体计量数相等，增大压强平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，选项B不符合；
C．向K2Cr2O7溶液中滴加少量浓H2SO4，溶液中氢离子浓度增大，平衡逆向移动，溶液橙色加深，能用勒夏特列原理解释，选项C符合；
D．双氧水中加入氯化铁，即加入催化剂，产生气泡速率加快，与平衡移动无关，不能用勒夏特列原理解释，选项D不符合；
故答案为：C。
【分析】 勒夏特列原理也叫化学平衡移动原理，注意催化剂不影响平衡。
10．【答案】B
【解析】【解答】A.CO2与H2的生成速率都是逆反应的生成物，不能说明达到化学平衡，A错误；
B.由分析可知，气体总压强随着反应的进行而变化，当总压强不变时可以说明达到平衡状态，B正确；
C.由质量守恒定律可知，且该容器为密闭容器，反应前后，总质量是不变的，C错误；
D. 达到平衡状态时，CO2、H2、CH3OH、H2O的浓度不一定相等，D错误。
故答案为：B。
【分析】本题主要考查化学平衡状态的判断。
分析该反应，条件：恒容密闭。
CO2 (g)+ 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)， 前后都为气体。且正反应，反应物的化学系数>生成物的化学系数。
判断化学平衡状态的标志：
1、正逆反应速率相等，v正=v逆≠0； 2、各组分的物质的量浓度保持一定，也就是不再发生变化。
反应前后一直发生改变的物理量不再发生改变则可以作为平衡的标志，而反应前后一直不变的物理量恒定则不可以作为平衡的标志。
11．【答案】D
【解析】【解答】解：A．由图Ⅰ可知，200℃时5min达到平衡，平衡时B的物质的量变化量为0.4mol﹣0.2mol=0.2mol，故v（B）= =0.02 mol L﹣1 min﹣1，故A错误；
B．由图Ⅱ可知，n（A）：n（B）一定时，温度越高平衡时C的体积分数越大，说明升高温度平衡向正反应移动，升高温度平衡向吸热反应移动，故正反应为吸热反应，即△H＞0，图Ⅰ可知，200℃时平衡时，A的物质的量变化量为0.8mol﹣0.4mol=0.4mol，B的物质的量变化量为0.2mol，在一定的温度下只要A、B起始物质的量之比刚好等于平衡化学方程式化学计量数之比，平衡时生成物C的体积分数就最大，A、B的起始物质的量之比=0.4mol：0.2mol=2，故B错误；
C．恒温恒容条件下，通入氦气反应混合物的浓度不变，平衡不移动，故v（正）=v（逆），故C错误；
D．由图Ⅰ可知，200℃时平衡时，A、B、C的物质的量变化量分别为0.4mol、0.2mol、0.2mol，物质的量之比等于化学计量数之比，故x：y；z=0.4mol：0.2mol：0.2mol=2：1：1，平衡时A 的体积分数为： =0.5，200℃时，向容器中充入2 mol A 和1 mol B达到平衡等效为原平衡增大压强，平衡向正反应移动，A的增大，故达到平衡时，A 的体积分数小于0.5，故D正确；
故选D．
【分析】A．由图Ⅰ可知，200℃时平衡时，B的物质的量变化量为0.4mol﹣0.2mol，根据v= 计算v（B）；
B．由图Ⅱ可知，n（A）：n（B）一定时，温度越高平衡时C的体积分数越大，说明升高温度平衡向正反应移动，据此判断反应热效应；在一定的温度下只要A、B起始物质的量之比刚好等于平衡化学方程式化学计量数之比，平衡时生成物C的体积分数就最大，由图Ⅰ判断200℃时A、B的起始物质的量，据此计算a的值；
C．恒温恒容条件下，通入氦气反应混合物的浓度不变，平衡不移；
D.200℃时，向容器中充入2 mol A 和1 mol B达到平衡等效为原平衡增大压强，根据图Ⅰ中A、B、C的物质的量变化量之比等于化学计量数之比确定x、y、z，据此判断增大压强平衡移动方向．
12．【答案】C
【解析】【解答】解：A．升高温度，平衡向吸热反应方向移动，如果气体颜色加深，则平衡向逆反应方向移动，所以此反应为放热反应，故A错误；
B．缩小条件，相当于增大压强，平衡向气体体积减小的方向正反应方向移动，但平衡时混合气体颜色比原来深，故B错误；
C．慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，平衡向气体体积减小的方向正反应方向移动，因为存在化学平衡，所以虽然压强增大，但小于原来的两倍，故C正确；
D．恒温恒容时，充入少量惰性气体，压强增大，但反应物浓度不变，所以平衡不移动，混合气体颜色不变，故D错误；
故选C．
【分析】A．升高温度，平衡向吸热反应方向移动；
B．缩小体积，相当于增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动；
C．慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动；
D．恒温恒容时，充入少量惰性气体，压强增大，但反应物浓度不变，所以平衡不移动．
13．【答案】D
【解析】【解答】A．由于反应前后气体的体积不变，则增大压强反应速率加快，平衡不移动，图象B不符合，故A不符合题意；
B．由于反应前后气体的体积不变，则增大压强反应速率加快，平衡不移动，催化剂只加快反应速率，不影响平衡移动，图II研究的可能增大压强和加入催化剂，故B不符合题意；
C．该反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，图中乙先达到平衡，则温度高于甲，而CO的转化率低，图象不符合，故C不符合题意；
D．增大压强（缩小体积），正、逆反应速率都增大，且正、逆反应速率加快的倍数相等，平衡不移动，压强越大达到平衡所需时间越短，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】平衡移动的判断；
增大反应物浓度，平衡朝正向移动，被增加的反应物转化率减小，另一种反应物浓度增大，减小反应物的浓度则反之；
增大生产物浓度，平衡朝逆向移动，反应物的转化率减小，减少生成物的浓度则反之；
增大压强，减小体积，平衡朝气体体积缩小的方向移动，减小压强，增大体积则反之；
升高温度，平衡朝吸热方向移动，降低温度则反之。
14．【答案】D
【解析】【解答】A．焓变是由物质本身决定的，使用多孔材料不能改变2NO2(g)N2O4(g)的焓变，故A不符合题意；
B．多孔材料“固定”N2O4，导致N2O4的浓度减小，则促进2NO2(g) N2O4(g)平衡正向移动，故B不符合题意；
C．根据图知，转化为HNO3的反应中，H2O、N2O4、O2为反应物，HNO3为生成物，反应方程式为2N2O4+O2+2H2O=4HNO3，故C不符合题意；
D．根据“2NO2(g) N2O4(g)ΔH＜0”知，该反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NO2的平衡转化率减小，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.焓变与反应物和生成物具有的总能量有关；
B.多孔材料“固定”N2O4，N2O4的浓度减小，该反应的平衡正向移动；
C.四氧化二氮与氧气、水反应生成硝酸。
15．【答案】A
【解析】【解答】A.由于该反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，因此升高温度，平衡逆向移动，废气的转化率降低，A符合题意；
B.标准状态的温度为0℃，温度降低，平衡正向移动，则反应放出的热量更多，因此ΔH＜41.8kJ/mol，B不符合题意；
C.若v(SO2)生成=v(NO2)消耗，则说明正逆反应速率 相等，反应达到平衡状态，C不符合题意；
D.由于反应后气体分子数减少，因此体系的混乱度减小，故ΔS<0，D不符合题意；
故答案为：A
【分析】A、结合温度对平衡移动的影响分析；
B、标准状态的温度为0℃，结合温度降低对平衡移动的影响分析；
C、若正逆反应速率相等，则反应达到平衡状态；
D、根据反应前后气体分子数的变化分析；
16．【答案】C
【解析】【解答】解：A．NaCl不与HClO发生氧化还原反应，不能导致HClO浓度减小，故A错误；
B．加水稀释，平衡向正反应方向移动，但溶液体积增大的幅度比HClO增大的快，HClO浓度减小，故B错误；
C．加入碳酸钙固体，HCl与碳酸钙反应，而HClO不反应，溶液中氢离子浓度减小，平衡向正反应方向移动，HClO浓度增加，故C正确．
D．NaOH和HCl、HClO都反应，不能使HClO浓度增加，故D错误；
故选C．
【分析】反应：Cl2+H2O HCl+HClO达到平衡后，要使HClO浓度增加，应使平衡向正反应方向移动，HCl为强酸，HClO为弱酸，酸性比碳酸弱，以此解答该题．
17．【答案】C
【解析】【解答】A.B点溶液呈酸性，说明H2FeO4电离大于HFeO4( )水解，抑制水的电离，此时pH=4，所以水的电离出的c(H+)=1×10 10，故A不符合题意；
B.由图可知，H2FeO4的第二步电离平衡常数大小约为10 7.5，第一步电离大小约为10 3.5，由K水=Kw/K电可知，HFeO4( )的水解平衡常数大小约为10 10.5，故HFeO4( )的电离大于水解，呈酸性，故B不符合题意；
C.结合图象可知，c(H2FeO4)=c(H3FeO )时，溶液的pH<2，c(H+)>0.01mol/L，则H2FeO4+H+ H3FeO4(+)的平衡常数K= = < =100
，即K<100，故C符合题意；
D.K2FeO4起杀菌消毒作用是因为它的强氧化性，生成Fe(OH)3胶体有吸附性而有净水作用。
【分析】A.根据图所示，pH=4,溶液显酸性，H2FeO4的电离占主导地位，根据水的离子积即可计算
B.据图所示，分别计算出HFeO4-电离和水解平衡常数
C.结合图示，当离子浓度相等时，可以计算出氢离子的浓度
D.高铁酸钾溶液的铁是+6价，具有很强的氧化性，利用其氧化性杀毒
18．【答案】C
【解析】【解答】A．图①中，若p1＞p2，当温度不变时，加压，A%减小，则平衡右移，则a＋b＞c＋d，故A不符合题意；
B．图②中，若T2＞T1，温度越高，A的平衡转化率越低，则平衡逆向移动，逆向为吸热反应，则该反应为放热反应，ΔH＜0，压强增大，A的转化率不变，则压强对平衡无影响，所以a+b=c+d，故B不符合题意；
C．根据图③可知，条件改变，使正逆反应速率同时同等程度的增大并且平衡不移动，说明可能是加催化剂或者在反应前后气体系数和相等的情况下增压，故C符合题意；
D．由图④可知，T1温度下先达到平衡状态，说明T1＞T2，若ΔH＜0，升高温度，平衡逆向移动，说明反应物的转化率减小，而图象中温度越高y越大，所以纵坐标不可能表示的是反应物的转化率，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】温度越高，反应速率越大，达到平衡的时间越短，则T1＞T2，升温A的平衡转化率越低，则ΔH＜0，压强增大，A的转化率不变，则a+b=c+d。
19．【答案】D
【解析】【解答】A. SO3的质量不再改变，达到化学平衡状态，A不符合题意 ；
B. O2的浓度保持不变，达到化学平衡状态，B不符合题意 ；
C. 正反应速率和逆反应速率相等，达到化学平衡状态，C不符合题意 ；
D. 浓度比等于化学计量数比，不能说明该反应一定达到化学平衡状态，D符合题意 ；
故答案为：D 。
【分析】质量不再改变，浓度保持不变，正反应速率和逆反应速率相等，达到化学平衡状态，浓度之比等于化学计量数之比，不能说明该反应一定达到化学平衡状态。
20．【答案】D
【解析】【解答】解：A．正反应为气体物质的量减小的反应，正反应为熵减的反应，故A错误；
B．相同温度下，G（g） E（s）+4F（g）的平衡常数与E（s）+4F（g） G（g）的平衡常数互为倒数，故25℃时，反应G（g） E（s）+4F（g）的平衡常数值是 =2×10﹣5，故B错误；
C．此时浓度商Qc= =8＞K=2，反应向逆反应进行，故v（正）＜v（逆），故C错误；
D．恒温恒容下，向容器中再充入少量G（g），相对为在原平衡基础上增大压强，平衡正向移动，达新平衡时，G的体积百分含量将增大，故D正确，
故选：D．
【分析】A．正反应为气体物质的量减小的反应，正反应为熵减的反应；
B．相同温度下，G（g） E（s）+4F（g）的平衡常数与E（s）+4F（g） G（g）的平衡常数互为倒数；
C．计算此时浓度商Qc，若Qc=K，处于平衡状态，若Qc＜K，反应向正反应进行，若Qc＞K，反应向逆反应进行，进而确定v（正）、v（逆）的相对大小；
D．恒温恒容下，向容器中再充入少量G（g），相对为在原平衡基础上增大压强，平衡正向移动．
21．【答案】（1）A；D
（2）；A
（3）原料气中N2相对易得，适度过量有利于提高H2的转化率；N2在Fe催化剂上的吸附是决速步骤，适度过量有利于提高整体反应速率。；ADE
（4）2Fe3+＋3ClO-＋10OH-＝2FeO42-＋3Cl-＋5H2O或2Fe(OH)3+3ClO-＋4OH-＝2FeO42-＋3Cl-＋5H2O
（5）Fe3++8OH--3e-=FeO42-＋4H2O或Fe(OH)3+5OH--3e-=FeO42-＋4H2O
【解析】【解答】(一)（1）由勒夏特列原理可知，根据反应 N2（g）＋ H2（g） NH3（g）△H（298K）＝－46.2kJ/mol，为了提高合成氨平衡产率，即平衡正向移动，低温和高压符合条件，故答案为：AD；
（2）①
　 N2（g）＋ H2（g） NH3（g）
起始 1 3 0
转化 w 3 w 2 w
平衡 1- w 3-3 w 2 w
x(NH3)%= ；x(N2)%= ；x(H2)%=
，化简得 ；
②反应 N2（g）＋ H2（g） NH3（g）△H（298K）＝－46.2kJ/mol为放热反应，温度T升高，平衡向逆反应方向移动，K0减小，InK0也减小，InK0与温度不成正比，故故答案为：A；
（3）①由反应 N2（g）＋ H2（g） NH3（g）可知，加过量氮气，有利于平衡正向移动，提高H2的转化率以及氨气的产率，同时根据题干“N2的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。”可知，N2在Fe催化剂上的吸附是决速步骤，适度过量有利于提高整体反应速率。②易知A选项正确；控制温度远高于室温是为了保证催化剂的活性，提高反应速率，并非为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率，B不正确；恒压条件充入少量惰性气体，相当于减压，平衡逆向移动，不利于提高平衡转化率，C不正确；不断将氨气液化，生成物浓度降低，有利于平衡正向移动，D正确，当选；通过天然气和水蒸气转化制得的H2，由于含有CH4，CO等易燃易爆气体，容易出现安全隐患，此外CH4，CO可能会与催化剂反应，造成催化剂活性降低，所以必须经过净化处理，E正确。故答案为：ADE；
（二）（4）将一定量Cl2通入KOH溶液，生成KCl和KClO，KClO具有强氧化性，将Fe3+氧化为FeO42-，然后根据碱性环境，配平即可，得到2Fe3+＋3ClO-＋10OH-＝2FeO42-＋3Cl-＋5H2O或2Fe(OH)3+3ClO-＋4OH-＝2FeO42-＋3Cl-＋5H2O；
（5）阳极失电子，反应物为Fe3+产物为FeO42-，然后根据碱性环境及守恒规则，易写出Fe3++8OH- -3e-=FeO42-＋4H2O或Fe(OH)3+5OH--3e-=FeO42-＋4H2O。
【分析】（1）考查的是提高平衡产率的措施，主要可以从温度，压强方面考虑
（2）① 结合三行式，以及平衡产率可以计算出平衡各物质的浓度，再根据公式计算即可② 考查的是温度对平衡移动的影响，根据正反应放热和吸热确定升高温度对平衡的影响
（3）① 考查的是提高物质转化的方法，可以采用增加一种物质的含量提高另外一种物质的转化②考查的是合成氨工艺的焓变和熵变与温度的关系，以及实验过程中国的安全问题，以及提高速率的方法
（4）根据反应物和生成物结合氧化还原反应即可写出
（5）根据阳极发生的氧化反应，失去电子
22．【答案】（1）两个反应都放出大量的热；-165.2
（2）1；D；C
（3）a；CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+
【解析】【解答】(1)因①②这两个反应两个反应都放出大量的热，则从热力学角度分析，这两个反应趋势均很大；已知：①4H2(g)+ 2O2(g)=4H2O(g) △H=-967.2kJ/mol，②CH4(g) + 2O2(g) =CO2(g) + 2H2O(g) ΔH=-802.0 kJ/mol，由盖斯定律可知①-②得CO2(g) +4H2(g) CH4(g) + 2H2O(g)，则ΔH=(-967.2kJ/mol)-(-802.0 kJ/mol)=-165.2 kJ/mol= a kJ/mol，即a=-165.2；(2)①已知M点总压为1MPa，CO2的转化率为50%，则：
平衡体系中CO2的体积分数为 = ，H2的体积分数为 = ，CH4的体积分数为 = ，H2O的体积分数为 ，由此计算该反应在此温度下的平衡常数Kp= MPa-2=1MPa-2；②A．在恒温恒容条件下，通入惰性气体，压强增大，但不改变反应体系各物质的浓度，不改变反应速率，平衡不移动，二氧化碳的平衡转化率不变，故A不正确；
B．正反应放热，提高温度，平衡逆向移动，二氧化碳的平衡转化率降低，故B不正确；
C．增加二氧化碳浓度，平衡正向移动，H2的转化率增加，而二氧化碳的平衡转化率降低，故C不正确；
D．增加氢气浓度，平衡正向移动，H2的转化率降低，而二氧化碳的平衡转化率增加，故D正确；
故答案为D；③A．升高温度二氧化碳的平衡转化率减低，则升温平衡逆向移动，所以M化学平衡常数大于N，故A不正确；
B．由图象可知，其他条件不变，若不使用催化剂，则250℃时CO2的平衡转化率可能位于点M，故B不正确；
C．图1中M点时，由①的解析知甲烷的体积分数为 =12.5%，故C正确；
D．混合气体的质量不变，体积不变，所以混合气体的密度始终不变，所以不能根据混合气体的密度来判断化学反应是否达到平衡状态，故D不正确；
故答案为C；(3)①有甲烷燃料电池总反应式：CH4+2O2=CO2+2H2O可知，通O2的极为正极，且外电路电子由负极流向正极，则a极为负极；
②负极上CH4发生氧化反应，其电极反应式为CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+。
【分析】(1)已知：①4H2(g)+ 2O2(g)=4H2O(g) △H=-967.2kJ/mol，②CH4(g) + 2O2(g) =CO2(g) + 2H2O(g) ΔH=-802.0 kJ/mol，由盖斯定律可知①-②得CO2(g) +4H2(g) CH4(g) + 2H2O(g)，由此计算 ΔH；(2)①已知M点总压为1MPa，CO2的转化率为50%，则：
平衡体系中CO2的体积分数为 = ，H2的体积分数为 = ，CH4的体积分数为 = ，H2O的体积分数为 ，由此计算该反应在此温度下的平衡常数Kp；②欲增加二氧化碳的平衡转化率，常通过控制反应条件促进平衡正向移动即可；③A．反应是放热反应，温度升高平衡逆向进行；
B．根据图象分析；
C．图中M点时二氧化碳的转化率50%，结合化学平衡三行计算列式得到；
D．混合气体的质量不变，体积不变，所以混合气体的密度始终不变；(3)燃料电池通O2的极为正极，负极上发生氧化反应，且外电路电子由负极流向正极。
23．【答案】（1）
（2）＜
（3）＞
【解析】【解答】解：（1）平衡常数等于生成物浓度幂之积比上反应物浓度幂之积，固体物质不代入表达式，所以K= ，故答案为： ；（2）A、B、C均为气体，在减小压强时平衡正向移动，说明正反应方向是气体增大的方向，所以3+m＜n，故答案为：＜；（3）△H＜0，若能够满足△G=△H﹣T △S＜0，熵值增大即△S＞0，在任何温度下都能自发进行，故答案为：＞．
【分析】（1）平衡常数等于生成物浓度幂之积比上反应物浓度幂之积；（2）A、B、C均为气体，在减小压强时平衡正向移动，说明正反应方向是气体增大的方向；（3）根据△G=△H﹣T △S＜0进行判断．
24．【答案】（1）解：由表中数据可知升高温度氨气的含量降低，则合成氨为放热反应，若保持混合气体的温度和压强仍为400℃和300大气压，则容器必须向外界放热，
答：容器是向外界放热，因为该反应是放热反应，若保持反应时温度不变，容器必须向外界放热；
（2）解：400℃和300大气压时，R=0.082，则n= mol，则m= mol×28g/mol=1.7×103g，
答：充入容器中氮气质量是1.7×103g；
（3）解：反应的化学方程式为N2+3H2=2NH3，设生成2VLNH3，
N2+ 3H2= 2NH3
起始 11.2L 33.6L 0
转化 V 3V 2V
平衡 11.2L-V 33.6L-3V 2V
=0.47，
2V=10.53，
则反应后的体积为44.8L﹣10.53L=34.27L，
活塞C向左移动距离与活塞全长之比为 =0.24，
答：活塞C向左移动距离与活塞全长之比为0.24．
【解析】【分析】（1）合成氨为放热反应，若保持混合气体的温度和压强仍为400℃和300大气压，则容器必须向外界放热；（2）由PV=nRT计算氮气的物质的量，进而计算质量；（3）平衡时氨气的含量为47.0%，结合方程式计算反应后的体积，进而计算活塞C要向左侧移动的距离与容器全长之比．
25．【答案】（1）<；其它条件相同时，升高温度，平衡混合物中氨的体积分数减小，说明升温平衡逆向移动，正反应为放热反应，即
（2）
（3）<
（4）B；催化剂表面的氨分子太多，不利于氮气和氢气从催化剂表面解吸；ABD
【解析】【解答】（1）相同压强下，升高温度，平衡混合物中氨的体积分数减小，说明升温平衡逆向移动，正反应为放热反应，即；
（2）由反应可知，正向为气体分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动，氨气的物质的量增大，平衡时氨气的体积分数增大，则、和由大到小的顺序是。
（3）①温度越高，压强越大，反应速率越大，由(2)分析可知，，由图可知，B对应的温度高、压强大，则反应速率大，；
（4）①断裂化学键吸收能量，形成化学键释放能量，结合图3分析可知，吸附后，能量状态最高的是B；
②根据题目信息，结合图2分析可知，之前反应速率增加的原因可能是氨的浓度增加，催化剂表面吸附的氨分子增多，速率增大；之后反应速率降低的原因可能是催化剂表面的氨分子太多，不利于氮气和氢气从催化剂表面解吸。
③A.使用更有效的催化剂，反应活化能降低，可以增大化学反应速率，A正确；
B.一定温度下，将原容器中的及时分离出来，氨气浓度减小，结合公式分析可知，反应速率增大，B正确；
C.由合成氨的速率与相关物质的浓度的关系可知，氢气的浓度对速率的影响大于氮气的浓度对速率的影响，总压强一定时，增大氮气和氢气的物质的量之比相当于减小氢气浓度，反应速率减小，C不正确；
D.按照原来比值增大氢气和氮气浓度，反应物浓度增大，反应速率增大，D正确；
故答案为：ABD。
【分析】（1）根据影响化学平衡移动的因素分析；
（2）利用“定一议二”分析；
（3）①温度越高，压强越大，反应速率越大；
（4）①断裂化学键吸收能量，形成化学键释放能量；
②根据题目信息，结合图2分析；
③依据影响反应速率和化学平衡的因素分析。