【备考2024年】从巩固到提高 高考化学二轮微专题23 化学反应速率与化学平衡的综合应用
一、选择题
1．（2024高二上·揭西期末）将0.20mol NO和0.20mol CO混合气体充入容积为1.0L的恒容密闭容器中，分别在和温度下发生反应：。反应过程中容器内的物质的量随时间变化关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．的
B．温度时，前12分钟的平均反应速率
C．温度时，该反应的平衡常数
D．温度时，若起始向容器中通入0.10mol NO、0.30mol CO、0.10mol和0.10mol，反应向正方向进行
【答案】D
【知识点】化学反应速率；化学反应速率与化学平衡的综合应用；化学平衡的计算
【解析】【解答】A、由图可知，时反应先达到平衡，则＜，时容器内的物质的量更大，说明升温，平衡逆向移动，该反应为放热反应，，故A错误；
B、温度时，前12分钟的平均反应速率，则的平均反应速率，故B错误；
C、温度时，达平衡时，，，，该反应的平衡常数，故C错误；
D、温度时，若起始向容器中通入0.10mol NO、0.30mol CO、0.10mol和0.10mol，此时浓度熵，反应向正方向进行，故D正确；
故答案为：D。
【分析】A、升温，平衡向吸热反应方向移动；
B、根据计算；
C、根据计算；
D、计算此时的浓度熵，与平衡常数比较确定反应进行方向。
2．（2023高二上·仓山期中）在容积固定为1.00L的密闭容器中，通入一定量的，发生反应 ，100℃时体系中各物质的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．时刻反应已经达到平衡状态
B．100℃时，反应的平衡常数K为0.36
C．待容器中混合气体的密度不变时，说明反应达到平衡状态
D．100℃时，在0~60s时段反应的平均反应速率
【答案】B
【知识点】化学反应速率；化学平衡状态的判断；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】A、时刻反应正向进行，没有达到平衡状态，故A错误；
B、由图可知，反应在60s时达到平衡状态，平衡时，c(NO2)=0.12mol/L，c(N2O4)=0.04mol/L，则，故B正确；
C、密闭容器，体积不变，气体的总质量不变，则密度一直不变，因此容器中混合气体的密度不变时，不能说明反应达到平衡状态，故C错误；
D、0 60s时段，浓度变化量为，，故D错误；
故答案为：B。
【分析】AC、可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，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；
B、平衡常数是指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；
D、根据计算。
3．（2023高三上·沈阳期中）甲烷是一种温室气体，将它转化为高附加值产品甲醇具有重要意义。目前工业上的甲烷转化大多需要先通过重整生成合成气再转化为甲醇，涉及的反应如下；
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
在密闭容器中通入和，假设只发生反应Ⅰ和Ⅱ，分别在和下进行反应，其中和的平衡体积分数随温度变化如图所示。
已知：对于反应Ⅱ，为速率常数，只与温度有关，分压总压物质的量分数。下列说法不正确的是（ ）
A．压强为时，表示和的曲线分别是
B．混合气体的平均相对分子质量保持不变时，说明反应体系已达到平衡
C．在升温的过程中，反应Ⅱ速率常数增大的倍数：
D．条件下，若平衡时的物质的量为，则的转化率约为
【答案】C
【知识点】化学平衡常数；化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】A.相同温度下，减小压强，反应1平衡正向移动，反应Ⅱ平衡逆向移动，CH4和CH3OH的体积分数减小，相同压强下，减低T，即增大，反应1、Ⅱ平衡均正向移动，表示CH4的体积分数减小，CH3OH的体积分数增大，所以压强为0.2MPa时，表示CH4和CH3OH的曲线分别是 b、d，A选项是正确的；
B.根据质量守恒，混合气体的质量始终不变，该反应是气体物质的量变化的反应，随着反应进行，混合气体的平均相对分子质量发生改变，当混合气体的平均相对分子质量不再改变，表明反应已达到平衡状态，B选项是正确的；
C.反应ⅡI为放热反应，升高温度，反应速率加快，同时平衡逆向移动，则在升温的过程中，反应ⅡI速率常数增大的倍数；k正D.由图中曲线可知，500K，2MPa条件下，平衡时CH4和CH3OH的平衡体积分数相等，列化学平衡三段式，
2CH4 (g) + O2(g) 2CO (g)+ 4H2(g)
转化（mol）2x x 2x 4x
CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）
转化（mol）y 2y y
平衡时CO的物质的量为1mol，则2x-y=1，平衡时CH4和CH3OH的平衡体积分数相等，则3-2x = y，解得x = 1，y = 1，则CH4的转化率约为x100%≈66.7%，D选项是正确的。
故答案为：C。
【分析】A.气体计量数和增大的反应，减小压强平衡会正移，增大压强平衡会逆移；
B.根据质量守恒，混合气体的质量始终不变，该反应是气体物质的量变化的反应，随着反应进行，混合气体的平均相对分子质量发生改变，当混合气体的平均相对分子质量不再改变，表明反应已达到平衡状态；
C.反应Ⅱ为放热反应，升高温度，反应速率加快，同时平衡逆向移动，则在升温的过程中，反应Ⅱ速率常数增大的倍数：k正D.根据三段式中转化量计算出CH4的物质的量转化量，继而计算平衡出转化率。
4．（2023高二上·龙岗期中）温度为T时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5，反应经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表：
t/s 0 50 150 250 350
0 0.16 0.19 0.20 0.20
下列说法正确的是（ ）
A．反应在前50s的平均速率
B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时，则反应的
C．相同温度下，起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2，反应达到平衡前v（正）＞v（逆）
D．相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80%
【答案】C
【知识点】化学反应速率；化学平衡的影响因素；化学平衡的计算
【解析】【解答】A. 反应在前50s的平均速率，故A不符合题意；
B.平衡时c(PCl3)=0.2/2mol/L=0.1mol/L， 保持其他条件不变，升高温度，平衡时 ，升高温度平衡正向移动，说明反应吸热，故B不符合题意；
C.对于此反应 ，平衡时c(PCl3)=c(Cl2)=0.1mol/L，c(PCl5)=0.4mol/L，常数K=0.1x0.1/0.4=0.025， 相同温度下，起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2 ，Q=0.1x0.1/0.5=0.02＜K，平衡向右移动， v（正）＞v（逆） ，故C符合题意；
D. 相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2， 等效于起始添加2mol PCl5，体积不变，相当于加压，导致平衡逆向移动，导致平衡时的的 PCl3小于0.4mol，因此反应超过1.6mol ，故转化率大于80%，故D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.根据数据利用公式计算即可；
B.根据计算出平衡时浓度，与给出的进行对比判断移动方向即可；
C.根据给出的数据把常数计算，然后再根据给出的数据计算出浓度幂指数与之对比；
D.根据给出的数据等效平衡，再结合加压判断产物量即可计算转化率。
5．（2023高二上·长春期中）在起始温度均为T℃、容积均为10L的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入和4molCO，发生反应。已知：、分别是正、逆反应速率常数，，，A、B容器中的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．曲线M、N的平衡常数大小为：
B．与浓度比为1∶1时，标志此反应已达平衡
C．T℃时，
D．用CO的浓度变化表示曲线N在0~100s内的平均速率为
【答案】A
【知识点】化学平衡常数；化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】A.根据图示，温度M＞N，反应放热，温度越高反应逆向进行，导致常数减小。故A符合题意；
B.氮气和二氧化碳为生成物其化学计量系数之比为1：1，因此其浓度始终为1：1，故B不符合题意；
C.A对应着N，平衡时N2O的转化率为25%，因此c(N2)=0.025mol/L，c(CO2)=0.025mol/L，c(N2O)=0.075mol/L，c(CO)=0.375mol/L，平衡时正速率=逆速率，即可得到 ，故C不符合题意；
D.转化率为10%，故CO的变化量为1mol，速率为 ，故D不符合题意；
故答案为：A
【分析】根据A为恒温，B为绝热，该反应为 ，反应中放热，因此A对应着曲线N，B对应着曲线M，结合选项即可判断。
6．（2023高二上·长春期中）化学图像可以综合并直观地反应外界条件对化学反应的影响，如图所示图像是描述外界条件对化学反应的进程或结果的影响，下列说法正确的是（ ）
A．图①表示在时扩大容器体积，随时间变化的曲线
B．若图②中A、B、C三点表示反应在不同温度、压强下NO的平衡转化率，则压强最小的是点B，化学平衡常数最小的是A点
C．图③表示在恒温恒容的密闭容器中，按不同投料比充入和进行反应，由图可知
D．图④表示工业合成氨平衡时体积分数随起始变化的曲线，则转化率：
【答案】A
【知识点】化学平衡常数；化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】A.图① ，t1扩大溶积，逆反应速率降低，故A符合题意；
B.对于 反应，压强越大正向移动，转化率增大，温度最低常数最小，故B不符合题意；
C. 表示在恒温恒容的密闭容器中，按不同投料比充入和进行反应 ，当投料比按照化学计量系数进行投料转化率相等，a=2，故C不符合题意；
D. 图④表示工业合成氨平衡时体积分数随起始变化的曲线，A点是氢气过量，B点是氮气过量，故D不符合题意；
故答案为：A
【分析】A.根据方程式，结合逆反应速率降低判断条件改变；
B.根据压强和温度对平衡的影响判断；
C.根据转化率相等可考虑是按照化学计量系数之比投料；
D.根据判断A和B的物料比不同。
二、非选择题
7．（2024·河南模拟）二氧化碳一甲烷重整反应制备合成气(H2+CO)是一种生产高附加值化学品的低碳过程。该过程存在如下化学反应：
①
②
③
④
回答下列问题：
（1） ，反应① 正向自发进行(填标号)。
A．低温下能 B．高温下能 C．任何温度下都能 D．任何温度下都不能
（2）反应体系总压强分别为和时，平衡转化率随反应温度变化如图所示，则代表反应体系总压强为的曲线是 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)，判断依据是 。
（3）当反应体系总压强为时，平衡时部分组分的物质的量随反应温度变化如图所示。随反应温度的升高，的物质的量先增加后减少，主要原因是 。
（4）恒温恒压条件下，向容器中通入和，达到平衡时的转化率为的转化率为，碳单质的物质的量为的物质的量为 ，反应①用摩尔分数表示的平衡常数 (结果保留两位小数)。
上述平衡时，向体系通入气，重新达到平衡时，，则a b(填“>”“<”或“=”)。(已知反应的，物质的摩尔分数)
【答案】（1）；B
（2）III；恒温减压时平衡①、③右移，甲烷平衡转化率增大
（3）温度在500摄氏度以前，温度对②反应影响更大，所以n(CO2)增大，温度高于500摄氏度，温度对①、③反应影响更大，所以n(CO2)减小
（4）0.5mol；0.39；>
【知识点】盖斯定律及其应用；化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）根据盖斯定律，，则==；反应①是气体体积增大的反应，ΔS>0，为吸热反应，ΔH1>0，在高温下存在ΔH-TΔS<0，则该反应在高温下能自发进行，故答案为： ；B；
（2）反应①和③均为气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，甲烷的平衡转化率减小，则 代表反应体系总压强为的曲线是Ⅲ，判断依据是： 恒温减压时平衡①、③右移，甲烷平衡转化率增大，故答案为：Ⅲ； 恒温减压时平衡①、③右移，甲烷平衡转化率增大；
（3）升温②反应左移，使n(CO2)有增大的趋势，①、③反应右移，使n(CO2)有减小的趋势，温度在500摄氏度以前，温度对②反应影响更大，所以n(CO2)增大，温度高于500摄氏度，温度对①、③反应影响更大，所以n(CO2)减小，故答案为： 温度在500摄氏度以前，温度对②反应影响更大，所以n(CO2)增大，温度高于500摄氏度，温度对①、③反应影响更大，所以n(CO2)减小 ；
（4） 起始时， 通入和 ，达到平衡时的转化率为80%，CO2的转化率为50%，碳单质的物质的量为0.8mol，据此列出反应的三段式：
平衡时甲烷转化了0.8mol，CO2转化了0.5 mol，生成0.8molC，则x+m=0.8mol、x+y=0.5mol、y+m+n=0.8 mol ，解得n(CO)=2x-n=0.5mol；由氧原子守恒得n(H2O)=，由氢原子守恒得n(H2)=，容器气体总物质的量=，==0.39；反应①平衡时 ，向体系通入气，He气不参加反应，容器体积增大，平衡逆向移动， 重新达到平衡时， ，则a>b，故答案为：0.5mol；0.39；>。
【分析】（1）根据盖斯定律，将②+③-2×④得①；根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行分析；
（2）反应①和③均为气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，甲烷的平衡转化率减小；
（3） 温度在500摄氏度以前，温度对②反应影响更大，所以n(CO2)增大，温度高于500摄氏度，温度对①、③反应影响更大，所以n(CO2)减小 ；
（4）列出反应的三段式计算各物质的平衡摩尔分数，再结合计算。
8．（2024高二上·自贡期末）氮的氧化物是大气污染物之一，用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物，可防止空气污染。回答下列问题：
已知：2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=- 221 kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=- 393.5 kJ/mol
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH= +181 kJ/mol
（1）若某反应的平衡常数表达式为K=，请写出此反应的热化学方程式： ；下列措施能够增大此反应中NO的转化率的是(填字母代号) 。
a．增大容器压强 b．升高温度 c．使用优质催化剂 d．增大CO的浓度
（2）向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO，发生反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)，NO和N2的物质的量变化如下表所示。
物质的量/mol T1/℃ T2/℃
0 5 min 10 min 15 min 20 min 15 min 30 min
NO 2.0 1.16 0.80 0.80 0.50 0.40 0.40
N2 0 0.42 0.60 0.60 0.75 0.80 0.80
①T1℃，0～5min内，以CO2表示的该反应速率v(CO2)= ，该条件下的平衡常数K= 。
②第15 min后，温度调整到T2，数据变化如上表所示，则T1 T2(填“>”、“<”或“=”)。
③若30min时，保持T2不变，向该容器中再加入该四种反应混合物各2 mol，则此时反应 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)；最终达平衡时NO的转化率a= 。
【答案】（1）2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-747 kJ/mol；ad
（2）0.042mol·L-1·min-1；；>；正向；60%
【知识点】热化学方程式；化学平衡常数；化学反应速率与化学平衡的综合应用；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）根据平衡常数的计算公式K=， 即可写出其反应方程式为：2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g)④ ，结合2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=- 221 kJ/mol①
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=- 393.5 kJ/mol② N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH= +181 kJ/mol ③即可得到④=2×②-①-③；即可得到2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g) △H=-747 kJ/mol ；由于该反应是系数减小且放热的反应，增大压强可以提高NO的转化率，升高温度降低NO的转化率，催化剂不能改变转化率，增大CO的浓度可增大NO的转化率；
故答案为：ad；
（2）①根据方程式二氧化碳和氮气的速率之比为1：1，因此T1℃，0～5min内，v(N2)=V(CO2)=0.42/(2×5)mol·L-1·min-1=0.042mol·L-1·min-1；平衡时c(NO)=0.4mol/L，v(N2)=V(CO2)=0.3mol/L，即可计算出其K=0.32/0.42= ；
②温度变化后，平衡继续向右移动，正反应为放热反应，温度降低，因此T1＞ T2；
③根据数据：C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)
前30min(mol/L) 0.2 0.4 0.4
加入2mol混合物后(mol/L) 1.2 1.4 1.4
平衡后浓度（mol/L） 1.2-2x 1.4+x 1.4+x
该温度下的K==4，浓度商Q==1.36＜4，平衡正向移动，因此即可得到x=0.2mol/L，因此起始总的量为2mol+2mol=4mol，达到平衡时剩余的为2×(1.2-2×0.2)mol=1.6mol，因此转化为2.4mol，转化率为2.4/4×100%=60%；
【分析】（1）根据平衡常数计算即可写出方程式，利用盖斯定律计算焓变即可写出热化学方程式为2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g) △H=-747 kJ/mol ；结合系数减小和放热即可得到增大压强和增大CO的浓度可提高转化率；
（2）①根据方程式即可得到v(N2)=V(CO2)，计算出氮气速率即可，利用平衡数据利用公式计算即可；
②根据NO和氮气的变化即可判断温度的变化；
③根据给出的数据计算出此时的平衡常数K，利用加入2mol之后的浓度计算出浓度商，比较即可判断移动方向，利用常数计算出平衡时的转化量，计算出剩余的量即可计算出反应过程中的转化量，利用公式计算出转化率。
9．（2024高二上·光明期末）氮及其化合物在科研及生产中均有重要的应用。
（1）转化为是工业制取硝酸的重要一步，一定条件下，与发生催化氧化反应时，可发生不同反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
①该条件下，与反应生成的热化学方程式为 .
②一定条件下的密闭容器中发生反应Ⅰ，平衡时混合物中的物质的量分数在不同温度（、、）随压强的变化如图所示。
则曲线对应的温度是 ，点平衡常数的大小关系是 。
（2）已知：，将气体充入的恒容密闭容器中，控制反应温度为随（时间）变化曲线如图。
①下列各项中能说明该反应已达到化学平衡状态的是 。
A．容器内压强不变 B．
C．混合气体的颜色不变 D．混合气体的密度不变
②时刻反应达到平衡，若，计算内的平均反应速率 ，此时的转化率为 。
③反应温度时，画出时段，随变化曲线。保持其他条件不变，改变反应温度为，再次画出时段，随变化趋势的曲线。（在答题卡方框中完成）
【答案】（1）N2(g)＋O2(g) 2NO(g) ΔH= +181.5 kJ·mol-1；600℃；KQ = KM < KN
（2）AC；0.002mol·L-1·min-1；75%；
【知识点】盖斯定律及其应用；化学平衡状态的判断；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学反应速率与化学平衡的综合应用；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）①该条件下，与反应生成的热化学方程式为：N2＋O22NO，根据盖斯定律，将可得N2＋O22NO，则ΔH== +181.5 kJ·mol-1，热化学方程式为：N2(g)＋O2(g) 2NO(g) ΔH= +181.5 kJ·mol-1；
故答案为： N2(g)＋O2(g) 2NO(g) ΔH= +181.5 kJ·mol-1；
②反应I为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，氨气的物质的量分数增大，故曲线对应的温度是：600℃；曲线b为400℃，曲线c为200℃，K只受温度影响，该反应为放热反应，升高温度，K减小，则 KQ= KM故答案为：600℃； KQ= KM（2）①A、该反应是气体体积增大的反应，压强随反应发生变化，因此当容器内压强不变时，反应达到平衡状态，故A符合题意；
B、 时，正逆反应速率不相等，反应未达到平衡状态，故B不符合题意；
C、二氧化氮为红棕色，反应过程中，气体的颜色反应变化，当混合气体的颜色不变时，反应达到平衡状态，故C符合题意；
D、混合气体的体积和质量均不变，则密度始终不变，因此当混合气体的密度不变时，不能说明反应达到平衡状态，故D不符合题意；
故答案为：AC；
②时刻反应达到平衡，若， ；此时转化的浓度为0.03mol/L，转化率为：；
故答案为： 0.002mol·L-1·min-1 ；75%；
③T1、T2曲线起点从原点开始，T2>T1，则T2时先达到平衡状态，T1曲线在t1时拐点，T2曲线在t1前先拐，T1平衡浓度c(NO2)=0.06mol·L-1，升温平衡正向移动，则T2曲线平衡浓度c(NO2)在0.06~0.08mol·L-1之间，则变化曲线为：；
故答案为：。
【分析】（1）①根据盖斯定律，可得目标方程式；
②升高温度，平衡逆向移动；K只与温度有关；
（2）①可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，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；
②根据；
③升高温度，该反应的平衡逆向移动。
10．（2023高二上·大连期中）氨的用途十分广泛，是制造硝酸和氮肥的重要原料。
（1）Ⅰ.传统的“哈伯法”合成氨原理为：
上述反应在常温下 （填“能”或“不能”）自发进行。
（2）一定条件下，在恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量和发生反应生成，下列状态能说明反应达到平衡的是____（填标号）。
A．容器内压强不变
B．的体积分数不变
C．气体的密度不再改变
D．
E．容器内气体的平均摩尔质量不变
（3）已知合成氨从反应的速率方程为：，在合成氨过程中，需要不断分离出氨，可能的原因为 。
（4）科字家推出合成氨反应在衡时净反应速率方程式为：，，分别为正、逆反应速率常数，p代表各组分的分压，如，其中为平衡体系中B的体积分数，p为平衡总压强16MPa，以铁为催化剂时，一定条件下，向容器中充入5mol 和15mol 的混合气体，平衡时氨气的体积分数为25%，试计算 。（写出计算表达式，不考虑单位）
（5）Ⅱ.尿素（）是一种非常重要的高效氮肥，工业上以、为原料生产尿素，该反应实际为两步反应：
第一步：
第二步：
写出工业上以、为原料合成尿素的热化学方程式： 。
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5L密闭容器中投入4mol氨和1mol二氧化碳，实验测得反应中各组分随时间的变化如图所示：
（6）已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第 步反应决定，总反应进行到 min时到达平衡。
【答案】（1）能
（2）A；E
（3）促使平衡正向移动，提高氨的平衡产率：加快合成氨反应速率
（4）
（5）
（6）二；55
【知识点】化学平衡常数；化学平衡的影响因素；合成氨条件的选择；化学平衡状态的判断；化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】(1)、Ⅰ.
，常温下，故反应能自发进行。故答案为：能；
(2)、A．该反应为气体体积缩小的反应，压强为变量，当容器内压强不再变化时，表明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故A正确；
B．设起始N2和H2分别为amol，氮气体积分数为50%，N2反应xmol，H2反应3xmol，NH3生成2xmol，平衡时N2为(a-x)mol，H2为(a-3x)mol，NH3为2xmol，N2的体积分数为，始终不变，不说明达到平衡状态，故B错误；
C．该反应在恒温恒容条件下进行，混合气体的质量、容器容积为定值，则混合气体密度始终不变，气体的密度不再改变不能说明达到平衡状态，故C错误；
D．V正(N2)=3V逆(H2)，V正(N2)： V逆(H2)=3，不等于化学计量数之比，反应未达到平衡状态，故D错误；
E.该反应为气体体积缩小的反应，反应过程中气体的总质量不变，而气体的物质的量减小，依据，容器内气体的平均摩尔质量不变，说明反应达到平衡状态，故E正确；
故答案为：AE。
(3)、在合成氨过程中，需要不断分离出氨，即降低体系中氨气的浓度，生成物浓度下降，促使平衡正向移动，提高氨的平衡产率，根据合成氨的速率方程，速率与氨气浓度成反比，故加快合成氨反应速率。故答案为：促使平衡正向移动，提高氨的平衡产率，加快合成氨反应速率；
(4)、平衡时氨气的体积分数为25%，则N2的体积分数为，H2的体积分数为，则，，，
当平衡时 ，，，以铁为催化剂时 ，。故答案为：。
(5)、
已知：第一步：
第二步：
根据盖斯定律，反应①+反应② 即可氨气和二氧化碳合成尿素的热化学方程式为： ，故答案为： ；
(6)、 由图可知，在15min左右，氨气和二氧化碳反应生成氨基甲酸铵后不再变化，发生的是第一步反应，氨基甲酸铵先增大再减小最后达到平衡，从图中曲线的斜率不难看出第二步反应速率慢，所以反应的快慢由第二步反应决定。根据图像可知，第一步反应进行到15min时达到平衡，反应到55min时各物质的浓度几乎不变，说明总反应进行到55min时尿素的物质的量不再变化，说明总反应55min时达到平衡。故答案为：二；55.
【分析】(1)、Ⅰ.依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析；
(2)、依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断；
(3)、利用化学平衡移动原理分析。
(4)、 依据平衡的实质和题中信息判断。
(5)、根据盖斯定律；
(6)、 活化能越大，反应速率越慢，速率最慢是决速步骤；平衡后物质的量保持不变。
11．（2024高三上·汕头期中）我国加氢制甲醇技术取得了大突破，对解决能源紧缺和环境问题具有重要意义。
（1）铜基催化剂制甲醇其主要反应如下：
Ⅰ.合成甲醇：；；
Ⅱ.逆水煤气反应：；；
Ⅲ.成气合成甲醇：；；
回答下列问题：
①基态的3d电子轨道表示式为 。
② ， (用，表示)。
（2）若时将6mol 和8mol 充入容积为2L的密闭容器中只发生反应Ⅰ：，的物质的量变化如上表所示。
物质的量/mol /℃ /℃
0 5min 10min 15min 20min 25min 30min
8.0 3.5 2.0 2.0 1.7 1.5 1.5
①在℃条件下5-10min内，以表示的该反应速率 ，该条件下的平衡常数K= 。
②下列说法正确的是 。
A．
B．混合气体的密度保持不变时，说明反应Ⅰ已达到平衡
C．平衡时向容器中充入惰性气体，反应Ⅰ的平衡正向移动
D．加入适当催化剂，可加快反应速率
（3）某研究小组对催化剂材料进行了研究。下列四组实验，控制和初始投料比均为1∶2.2，经过相同反应时间( min)
温度(K) 催化剂 转化率(%) 甲醇选择性(%) 综合选项
543 Cu/ZnO纳米棒材料 12.3 42.3 A
543 Cu/ZnO纳米片材料 11.9 72.7 B
553 Cu/ZnO纳米棒材料 15.3 39.1 C
553 Cu/ZnO纳米片材料 12.0 71.6 D
由表格中的数据可知，相同温度下不同的催化剂对的转化为的选择性有显著影响，根据上表所给数据结合反应原理，所得最优选项为 (填字母符号)。
（4）在p=4.00MPa、原料气、合适催化剂的条件下发生反应，温度对转化率、产率、选择性的影响如图所示。已知：的选择性。
①转化率随温度升高而增大的原因可能是 。
②选择性随温度升高而减小的原因可能是 。
【答案】（1）；-90.7；
（2）；0.5；D
（3）B
（4）反应Ⅱ为吸热反应，温度升高不但能加快反应速率，而且有利于该反应正向进行，故，转化率随温度升高而增大；反应Ⅰ(或反应Ⅲ)为放热反应，而反应Ⅱ为吸热反应，所以温度升高不利于的合成，但有利于CO的生成，所以产率降低，选择性减小
【知识点】原子核外电子排布；化学反应速率；化学平衡常数；化学平衡移动原理；化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】（1） ① Cu2+3d轨道中含有9个电子，轨道表示式为： ；
② 反应III=I-II，则 △H1 -△H12=-49.5-（+41.2）= -90.7 ，；
（2）v（CO2）=v（H2）=×= ；
该条件下10min达到平衡：列出三段式：
CO2（g） 3H2（g） CH3OH（g） +H2O（g）
起始量（mol） 6 8 0 0
转化量（mol） 2.0 6.0 2.0 2.0
平衡量（mol） 4.0 2.0 2.0 2.0
K==；
②A.温度越高，平衡逆移，H2的平衡转化率越小，所以T1温度更大；
B. 混合气体的密度 是定值，不能表示平衡；
C. 平衡时向容器中充入惰性气体 ，虽然压强增大，但是反应物和生成物的浓度都未改变，因此平衡不会发生移动；
D.催化剂可以加快反应速率；
（3） 由表格中的数据可知，相同温度下不同的催化剂对CO2的转化为CH3OH的选择性有显著影响，使用Cu/ZnO纳米片催化剂时甲醇的选择性高，使用相同催化剂升高温度，二氧化碳的转化率略有增加，但甲醇的选择性却减少，说明温度升高，副产物增加，
故答案为：B；
（4） ①转化率随温度升高而增大的原因可能是反应Ⅱ为吸热反应，温度升高不但能加快反应速率，而且有利于该反应正向进行，故，转化率随温度升高而增大 ；
②选择性随温度升高而减小的原因可能是反应Ⅰ(或反应Ⅲ)为放热反应，而反应Ⅱ为吸热反应，所以温度升高不利于的合成，但有利于CO的生成，所以产率降低，选择性减小 。
【分析】（1）Cu的价电子排布式是：3d104s1，失去2个电子为3d9；
根据盖斯定律可以得出△H3与△H1和△H2之间的关系；根据反应方程式之间的关系可以得出K3与K2和K1之间的关系；
（2）化学反应速率之比等于物质的化学计量数之间的比；根据三段式可以计算出平衡状态时各组分的浓度，将浓度代入K值表达式求出K值；
（3） 由表格中的数据可知，相同温度下不同的催化剂对CO2的转化为CH3OH的选择性有显著影响；使用相同催化剂升高温度，二氧化碳的转化率略有增加，但甲醇的选择性却减少，据此分析；
（4）①对于吸热反应来说，升高温度，平衡正移，CO2的转化率增大；
②反应Ⅰ(或反应Ⅲ)为放热反应，而反应Ⅱ为吸热反应，所以温度升高不利于的合成，但有利于CO的生成，所以产率降低，选择性减小 。
12．（2024高三上·嘉兴月考）乙烷是一种重要的化工原料，可用作制冷剂、燃料、制备乙烯的原料。回答下列问题：
已知：①
②
③
（1）乙烷催化氧化裂解法是一种新型的制备乙烯的方法，则 。
（2）1000℃时，在某刚性密闭容器内充入一定量的，只发生反应①，若平衡时容器中总压为pPa，乙烷的转化率为，则该反应的平衡常数 Pa(用含p、的代数式表示，为用分压表示的平衡常数)。达到平衡后，欲同时增大反应速率和乙烷的转化率，可采取的措施有 (填选项字母)。
A．升高温度B．通入惰性气体C．增加乙烷浓度D．加入催化剂
（3）乙烷的氧化裂解反应产物中除了外，还存在、CO、C等副产物。图甲为温度对乙烷氧化裂解反应性能的影响，图乙为的值对乙烷氧化裂解反应性能的影响。
[乙烯选择性；乙烯收率=乙烷转化率×乙烯选择性]
下列说法正确的是____。
A．有利于提高乙烷平衡转化率的条件是高温低压
B．乙烷的转化率随温度的升高而增大的原因是此时反应未达平衡，升高温度，反应速率加快，反应物的转化率增大
C．较低时，生成乙烯的选择性较低的原因可能是氧气过量，乙烷发生深度氧化而导致乙烯的选择性降低
D．反应的最佳温度为700℃左右
（4）最新研究发现在乙烷的氧化裂解反应体系中充入一定量能更好的提高乙烷的转化率和乙烯的收率，请结合方程式说明原因 。
（5）科技工作者结合实验与计算机模拟结果，研究了乙烷在催化剂表面脱氢制乙烯的反应，其部分历程如下图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注，TS表示过渡态)。此部分历程中决速步骤的反应方程式为 。
【答案】（1）-105
（2）；.A
（3）B；C
（4），可以消除催化剂表面的积碳，加快反应速率
（5）
【知识点】盖斯定律及其应用；活化能及其对化学反应速率的影响；化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）根据盖斯定律，将①+②+③可得， ，则 (+136.8kJ/mol)+(-285.8kJ/mol)+(+44kJ/mol)=-105kJ/mol；
故答案为：-105；
（2）设起始充入C2H6(g)物质的量为a，根据题干信息列出反应的三段式：
平衡时总物质的量为a(1+α)，平衡时C2H6、C2H4、H2的分压依次为p、p、p，该反应的平衡常数Kp==；
A、升高温度能增大反应速率，同时平衡正向移动，能提高乙烷的转化率，故A符合题意；
B、通入惰性气体，各组分的浓度不变，反应速率不变，故B不符合题意；
C、增加乙烷的浓度能增大反应速率，但乙烷的转化率减小，故C不符合题意；
D、加入催化剂能增大反应速率，但平衡不移动，乙烷的转化率不变，故D不符合题意；
故答案为： ；A；
（3）A、乙烷的氧化裂解反应为气体体积增大的放热反应，有利于提高乙烷平衡转化率的条件是低温低压，故A错误；
B、乙烷的氧化裂解反应为放热反应，升高温度乙烷的平衡转化率应降低，则乙烷的转化率随温度的升高而增大的原因是此时反应未达平衡，升高温度，反应速率加快，反应物的转化率增大，故B正确；
C、乙烯的氧化裂解反应产物中除了C2H4，还有CO、C等副产物，较低时，生成乙烯的选择性较低的原因可能是氧气过量，乙烷发生深度氧化而导致乙烯的选择性降低，故C正确；
D、由图甲可知，反应的最佳温度为850℃左右，在此温度下乙烷的转化率较高、乙烯的收率较大，故D错误；
故答案为：BC；
（4）乙烯的氧化裂解反应产物中除了C2H4，还有CH4、CO、C等副产物，在乙烷的氧化裂解反应体系中充入一定量CO2，CO2能与C发生反应 ，可以消除催化剂表面的积碳，加快反应速率；
故答案为： ，可以消除催化剂表面的积碳，加快反应速率 ；
（5）活化能越大反应速率越慢，慢反应是整个反应的决速步骤，由图可知，最后一步反应的活化能最大，则决速步骤的反应方程式为；
故答案为：。
【分析】（1）根据盖斯定律，将①+②+③可得目标方程式；
（2）列出反应的三段式计算Kp，欲同时增大反应速率和乙烷的转化率，应使平衡尽量正向移动；
（3）根据图示信息分析；
（4） ，可以消除催化剂表面的积碳，加快反应速率 ；
（5）活化能越大反应速率越慢，慢反应是整个反应的决速步骤。
13．（2023高二上·江门月考）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物是科学研究的重点内容。
回答下列问题：
（1）Ⅰ．已知NO和经反应Ⅰ和反应Ⅱ转化为，其能量变化如图所示：
Ⅰ． ，平衡常数；
Ⅱ．____ ，平衡常数；
写出第Ⅱ步反应的化学方程式： 。
（2）反应的 （填“＞”或“＜”）0，平衡常数K＝ （用含、的代数式表示）。下列措施既能提高该反应的平衡转化率，又能加快生成的反应速率的是（填字母） 。
a．升高温度 b．缩小容器体积 c．加入催化剂
（3）由实验测得反应Ⅱ的～的关系如图所示，当x点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为（填字母）。
（4）Ⅱ．在0.5L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下化学反应：，其化学平衡常数K与温度T的关系如下表：
T/℃ 200 300 400
K 0.5
请回答下列问题：
试比较、的大小， （填“＞”、“＝”或“＜”）。
（5）400℃时，反应的平衡常数K＝ 。当测得、、的浓度分别为3、2、1时，则该反应的 （填“＞”、“＝”或“＜”）。
（6）下图为一定温度下，和以1∶3进行反应，平衡时，的体积分数随压强的变化示意图
①随压强增大，的体积分数增大的原因是 。
②比较b点和a点：平衡常数 （填“＞”、“＝”或“＜”，下同），的浓度 。
③计算b点的平衡常数 （用分压表示的平衡常数，结果保留2位有效数字）
【答案】（1）
（2）＜；；b
（3）b
（4）＞
（5）2；＞
（6）合成氨是气体分子数减小的反应，增大压强，平衡向合成氨的方向移动，的体积分数增大；＝；＜；0.037或
【知识点】反应热和焓变；化学平衡移动原理；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】（1）分析可得，第Ⅱ步反应中，N2O2转化为NO2；
故答案为：；
（2）据图可得，生成物2NO2的能量小于反应物2NO+O2的能量，故该反应为放热反应，△H＜0。由于总反应可由Ⅰ+Ⅱ得到，故K=K1·K2。分析下列各选项：
a.由于反应放热，升高温度会促进平衡逆向移动，降低平衡转化率，a不符合题意；
b.反应后气体分子数减少，缩小体积促进平衡正向移动，提升平衡转化率。同时缩小体积会增大反应物浓度，从而加快NO2生成速率。b符合题意；
c.加入催化剂只能改变反应速率，不影响平衡，c不符合题意；
故第一空答案为：＜，第二空答案为：K1·K2，第三空答案为：b；
（3）升高温度，正反应速率加快，则新平衡点的纵坐标应大于x。据图分析可知反应Ⅱ为放热反应，升高温度平衡逆向移动，c(O2)增大。综上所述，b点符合题意；
故答案为：b；
（4）该反应放热，根据平衡移动原理，升高温度反应平衡常数减小；
故答案为：＞；
（5）根据K正·K逆=1，K逆=1÷0.5=2。此时浓度商Q==＜2，则平衡正在从正向建立，故v正＞v逆。
答案为：＞；
（6）①正反应是气体分子数减少的反应，根据平衡移动原理，压强增大平衡正向移动，则产物NH3体积分数增大。
故答案为：合成氨是气体分子数减小的反应，增大压强，平衡向合成氨的方向移动，的体积分数增大；
②同一反应的平衡常数仅与温度有关，a、b点温度相同，则K相等。从a点到b点压强增大，相当于体积被压缩，则b点各气体物质浓度大于a点。
故第一空答案为：=，第二空答案为：＜；
③列出反应三段式：
则b点NH3的体积分数为=60％，解得x=n。
则此时p(N2)=×60=6MPa，
p(NH3)=60％×60=36MPa，
p(H2)=60-6-36=18MPa。
Kp==(MPa)-2。
故答案为：。
【分析】（1）第Ⅱ步是N2O2与O2反应生成NO2的反应；
（2）生成物总能量小于反应物总能量，则反应△H＜0。根据“方程式相加减，平衡常数相乘除”计算K。结合影响速率和平衡的因素分析各选项；
（3）升高温度，正反应速率加快，平衡逆向移动；
（4）升高温度，放热反应平衡常数减小；
（5）根据K正·K逆=1计算。判断Q与K的关系，进而比较v正和v逆；
（6）①根据平衡移动原理分析；
②同一反应的平衡常数仅与温度有关。压缩体积，各气体物质浓度增大；
③列三段式求解。
14．（2023高二上·成都期中）实现“碳中和”，综合利用具有重要的意义。一定条件下，与制备气态甲醇的反应方程式为。
（1）一定温度下，在恒容密闭容器中进行该反应，当进行到某一时刻，的浓度分别为，反应达到平衡时，下列数据不可能出现的是____。
A．
B．
C．
D．
（2）在容积为的恒温密闭容器中，充入和，测得和的物质的量随时间的变化情况如下表。
时间
0 0.50 a 0.75 0.75
1 0.50 0.35 0.25 0.25
①内， 。
②末时，混合气体中的物质的量分数为 。已知：B的物质的量分数。
③第时 第时(填“>”、“<”或“=”)第时， (填“>”、“<”或“=”)
（3）保持压强为，向密闭容器中投入一定量和发生上述反应，若投料比，一定温度下发生上述反应，下列说法不能作为反应是否达到平衡的判断依据的是 (填标号)。
a．容器内气体的密度不再变化
b．容器内气体的平均相对分子质量不再变化
c．的体积分数不再变化
d．断裂个键的同时生成个水分子
【答案】（1）A；D
（2）0.075；30%；＞；＜
（3）cd
【知识点】化学平衡的影响因素；化学平衡移动原理；化学平衡状态的判断；化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】（1）根据可逆反应的“一边倒”方法，存在移向浓度范围：0（2） ①内， 3v（CO2）=3×；
② 根据图中数据，9min至12min时，甲醇和二氧化碳的含量不再改变，说明9min时反应已达平衡，列出三段式：
CO2（g）+ 3H2（g） CH3OH（g） +H2O（g）
起始量（mol） 1 3 0 0
转化量（mol） 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡量（mol） 0.25 0.75 0.75 0.75
混合气体中的物质的量分数为
③： 第时 > 第时 ； 第时， < ；
（3）a压强不变，该反应是气体物质的量改变的反应，所以气体密度是变量，故可以用来作为判断平衡；
b. 混合气体的物质的量是变量，则混合气体的平均相对分子质量为变量，因此可以用来判断平衡状态；
c.列出三段式：
CO2（g）+ 3H2（g） CH3OH（g） +H2O（g）
起始量（mol） 1 1 0 0
转化量（mol） x 2x x x
平衡量（mol） 1-x 1-2x x x
可得CO2时刻一个任何的体积分数都是：，可见CO2的体积分数是一个恒量，因此不能判断平衡状态；
d. 断裂 H-H键和形成水分子描述的都是正反应方向，不能作为判断平衡的标准；
故答案为：cd。
【分析】（1）因为反应是可逆反应，所以物质的转化率不能达到100%；
（2）①化学反应速率指的是一段时间内物质的物质的量浓度变化值与时间的比值；
②根据三段式计算出 末时，混合气体中的物质的量分数 ；
③3min时，反应还未达到平衡，所以v正>v逆；
12min时，反应已经达到平衡了，氢气的化学反应速率应是甲醇的反应速率的三倍；
（3）只有在反应中始终是变量的物理量，在某一时刻不再改变时，才能证明该反应在该时刻达到了平衡状态。
15．（2023高二上·德保期中）一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物为原料生产化工产品的方法。合成气(和的混合气体)是一碳化学的重要原料，焦炭与水蒸气在恒容密闭容器中会发生如下三个反应：
I：
II：
III：
（1）当反应I达到平衡后，下列措施可提高正反应速率的是____(填标号)。
A．加入焦炭 B．通入CO C．升高温度 D．分离出氢气
（2）若在恒温恒容容器中仅发生反应II，则下列能说明反应达到平衡状态的是____。
A．容器内气体的压强不变
B．容器内气体的总质量不变
C．容器内气体的平均相对分子质量不变
D．单位时间内，每有2 mol 键断裂，同时有1 mol 键断裂
（3）向容积为的密闭容器中加入活性炭(足量)和，发生反应，和的物质的量变化如下表所示。
条件 保持温度为/℃
时间 0 5min 10min 15min 20min 25min 30min
物质的量 2.0 1.4 1.0 0.70 0.50 0.40 0.40
物质的量 0 0.3 0.50 0.65 0.75 0.80 0.80
①内，以表示的该反应速率 ，最终达平衡时的转化率 ，该温度℃下的平衡常数 。
②保持温度℃不变，向该密闭容器中加入该四种反应混合物各，该时刻，正、逆反应速率的大小关系为： (填“>”“<”或“=”)。
（4）已知4CO(g) +2NO2(g)4CO2(g)+N2 (g) ΔH1 = -1200kJ mol-1 ，该反应在 (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
【答案】（1）B；C
（2）D
（3）；80%；4；>
（4）低温
【知识点】化学反应速率的影响因素；化学平衡状态的判断；化学反应速率与化学平衡的综合应用；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）A、焦炭是固体，加入焦炭，反应速率几乎不变，故A不符合题意；
B、通入CO，生成物浓度增大，反应速率增大，故B符合题意；
C、升高温度，反应速率加快，故C符合题意；
D、分离出氢气，生成物浓度减小，反应速率减小，故D不符合题意；
答案为：BC；
（2）A、该反应是气体体积不变的反应，压强始终不变，因此当：容器内气体的压强不变，反应不一定平衡，故不选A；
B、气体总质量恒定，因此当容器内气体的总质量不变，反应不一定平衡，故不选B；
C、气体总质量不变、气体总物质的量不变，平均相对分子质量是恒量，容器内气体的平均相对分子质量不变，反应不一定平衡，故不选C；
D、单位时间内，每有2mol 键断裂，同时有1mol 键断裂，正逆反应速率相等，反应一定达到平衡状态，故选D；
答案为：D；
（3）①0～5min内，Δn(NO)=2.0mol-1.4mol=0.6mol，则Δn(CO2)=0.5×0.6mol=0.3mol，浓度变化量是0.15mol/L，则v(CO2)=0.15mol/L÷5min=0.03mol/(L min)；根据表格数据，25min时，反应已达到平衡，列出反应的三段式（单位：mol），则
最终达平衡时NO的转化率a=×100%=80%，K==4；
故答案为： ；80%；4；
②保持温度T℃不变，向该2L密闭容器中加入该四种反应混合物各2mol，此时Qc=＝1＜4，反应正向进行，v正(NO)＞v逆(NO)；
故答案为：>；
（4）该反应为放热反应，ΔH<0，气体体积减小，ΔS＜0，ΔG=ΔH-TΔS＜0时反应能自发进行，则该反应在低温下能自发进行；
故答案为：低温。
【分析】（1）温度、浓度、催化剂等均能影响反应速率；
（2）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，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；
（3）列出反应的三段式计算；
（4）根据ΔH-TΔS＜0时反应自发进行分析。
16．（2023高二上·武汉期中）二氧化碳加氢制甲烷和甲烷重整对碳资源利用具有重要的战略意义。回答下列问题：
（1）I．CO2加氢选择合成甲烷的主要反应如下：
①CO2(g)+4H2CH4(g)+2H2O(g) △H1(298K)
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2(298K)
③2CO(g)+2H2(g)CO2(g)+CH4(g) △H3(298K)
在一定温度下，由最稳定单质生成1mol某物质的焓变叫做该物质的标准摩尔生成焓，如表为298K时几种物质的标准摩尔生成焓。
物质 H2(g) O2(g) CO(g) CO2(g) H2O(g) CH4(g)
标准摩尔生成焓(kJ·mol-1) 0 0 -110.5 -393.5 -241.8 -74.81
有利于反应①自发进行的条件是 (填“高温”或“低温”)；根据表中数据计算反应②的焓变△H2(298K)= kJ·mol-1。
（2）在一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO2和4molH2发生上述反应，反应20min容器内反应达到平衡时，容器中CH4为amol，CO为bmol，以H2表示的0~20min内平均反应速率v(H2)= mol·L-1·min-1(用含a、b、V的代数式表示，下同)，此时H2O(g)的浓度为 mol·L-1，反应II的平衡常数为 (列出计算式)。
（3）甲烷三重整制氢的逆反应CO(g)+3H2CH4(g)+H2O(g)。合成总反应在起始物=3时，在不同条件下达到平衡，设体系中CH4的物质的量分数为x(CH4)，在t=250℃下的x(CH4)-p、在p=5×105Pa下的x(CH4)-t如图所示。
①当CO的平衡转化率为时，反应条件可能是 。
②甲烷三重整制氢工业一般将反应温度设置为750℃~920℃，将反应压力设置为2~3MPa并向转化炉内通入空气或氧气，通入空气或氧气的目的是 。
【答案】（1）低温；+41.2
（2）；；
（3）250℃、3×105Pa或280℃、5×105Pa；与部分原料气发生氧化反应，为甲烷进一步反应提供能量
【知识点】化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）反应①的ΔS＜0，则ΔH＜0，当ΔH-TΔS<0时反应自发进行，因此有利于反应①自发进行的条件是低温；ΔH2(298K)=水蒸气标准摩尔生成焓+CO的标准摩尔生成焓-CO2的标准摩尔生成焓=( -110.5kJ mol-1)+(-241.8 kJ mol-1)-(-393.5 kJ mol-1) =+41.2kJ·mol-1；
故答案为：低温；+41.2；
（2）根据题干信息列出反应的三段式：，，，反应20min容器内反应达到平衡时，容器中CH4为amol，CO为bmol，可知x+z=a，y-2z=b，反应共消耗氢气(4x+y+2z) mol=(4a+b) mol，则以H2表示的0~20min内平均反应速率v(H2)== mol·L-1·min-1；此时H2O(g)的浓度为mol·L-1；根据碳原子守恒，CO2剩余(1-a-b)mol，氢气剩余(4-4a-b) mol， KⅡ=；
故答案为： ； ； ；
（3）①对于反应，设H2与CO按物质的量分别为3mol、1mol，反应达平衡时，CO的平衡转化率为，则平衡时H2、CO、CH4、H2O的物质的量分别为n(H2)=mol、n(CO)=mol、n(CH4)=mol、n(H2O)=mol，则 ，升高温度，该反应的平衡逆向移动，CH4的体积分数减小，增大压强，平衡正向移动，CH4的体积分数增大，则a曲线表示x(CH4)随压强变化曲线，曲线b表示x(CH4)随温度变化曲线，所以反应条件可能为250℃、3×105Pa或280℃、5×105Pa；
故答案为： 250℃、3×105Pa或280℃、5×105Pa ；
②甲烷三重整制氢工业一般将反应温度设置为750℃~920℃，将反应压力设置为2~3MPa并向转化炉内通入空气或氧气，通入空气或氧气的目的是与部分原料气发生氧化反应，为甲烷进一步反应提供能量；
故答案为：与部分原料气发生氧化反应，为甲烷进一步反应提供能量。
【分析】（1）根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行分析；ΔH2=水蒸气标准摩尔生成焓+CO的标准摩尔生成焓-CO2的标准摩尔生成焓；
（2）列出反应的三段式计算；
（3）列出反应的三段式计算；通入氧气可与部分原料气发生氧化反应，为甲烷进一步反应提供能量。
17．（2023高二上·清镇市期中）回答下列问题：
（1）I、已知：反应 ① Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1；反应 ② Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2。不同温度时K1、K2的值如下表，请根据表中数据，回答下列问题：
温度/K K1 K2
973 1.47 2.38
1173 2.15 1.67
请写出反应 ① 的平衡常数K1的表达式 ；通过表格中的数值可以推断：反应①是 (填“吸热”或“放热”)反应。
（2）当温度为973K时，反应③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) 的平衡常数K3= (结果保留小数点后2位)
（3）能判断反应③已达平衡状态的是（ ）。
A．容器中压强不变 B．混合气体中c(CO)不变
C．v正(H2)＝v逆(H2O) D．c(CO2)＝c(CO)
（4）根据反应①与②及上表数据，能够推断出反应③是 (填“吸热”或“放热”)反应。要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取的措施是 (填写序号)。
A．缩小反应容器容积
B．扩大反应容器容积
C．降低温度
D．升高温度
E．使用合适的催化剂
F．设法减少CO2的量
（5）Ⅱ、汽车尾气里含有的 NO 气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致：N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH>0，已知该反应在 T ℃时，平衡常数 K=9.0。请回答下列问题：
某温度下，向 2 L 的密闭容器中充入 N2和 O2各 1 mol，5s 后 O2的物质的量为 0.4 mol， 则 0～5s 内 NO 的反应速率 mol·L-1·min-1。
（6）下列为 4 种不同情况下测得的反应速率中，表明该反应进行最快的是（ ）。
A．v(N2)=0.4 mol·L-1·min-1 B．v(NO)=0.6 mol·L-1·min-1
C．v(O2)=0.3 mol·L-1·s-1 D．v(NO)=0.4 mol·L-1·s-1
（7）将N2、O2混合充入恒温恒容密闭容器中，下列变化趋势正确的是（ ）(填字母序号)。
A．
B．
C．
（8）T ℃时，某时刻测得容器内 N2、O2、NO 的浓度分别为 0.20 mol/L、0.20mol/L 和 0.50mol/L， 此时反应 v正(N2) v逆(N2)(填“>”、“=”或“<”)。
【答案】（1）；吸热
（2）1.62
（3）B；C
（4）放热；CF
（5）7.2
（6）C
（7）A；C
（8）>
【知识点】化学反应速率；化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学反应速率与化学平衡的综合应用；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）根据化学平衡常数的概念可知，平衡常数K1的表达式为 ；由表中数据可知，反应①的化学平衡常数随温度升高而增大，则反应①为吸热反应，故答案为：；吸热；
（2）根据盖斯定律，③=②-①，则 K3=，故答案为：1.62；
（3）A、反应③是气体体积不变的反应，容器内压强始终不变，因此当容器中压强不变时，不能说明反应达到平衡状态，故A不符合题意；
B、混合气体中c(CO)不变时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故B符合题意；
C、v正(H2)＝v逆(H2O)时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故C符合题意；
D、 c(CO2)＝c(CO)时，取决于起始浓度和转化率，不能判断反应达到平衡状态，故D不符合题意；
故答案为：BC；
（4）③=①-②，则 K3=，根据表中数据可知，随温度升高，K3减小，则反应③为放热反应；
A、该反应是气体体积不变的反应，缩小反应容器容积，该反应的平衡不移动，故A不符合题意；
B、扩大反应容器容积，压强减小，该反应的平衡不移动，故B不符合题意；
C、反应③为吸热反应，降低温度，反应的平衡正向移动，故C符合题意；
D、升高温度，该反应的平衡逆向移动，故D不符合题意；
E、使用催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，但平衡不移动，故E不符合题意；
F、 减少CO2的量，反应的平衡正向移动，故F符合题意；
故答案为：放热；CF；
（5）根据反应的方程式可知，生成的NO的物质的量为（1mol-0.4mol）×2=1.2mol，则mol·L-1·min-1；
故答案为：7.2；
（6）将各物质表示的反应速率均转化为NO表示为：
v（NO）=2v（N2）=0.84mol·L-1·min-1；v(NO)=0.6 mol·L-1·min-1 ； v（NO）=2v（O2）=36mol·L-1·min-1；v（NO）=24mol·L-1·min-1，则表明该反应进行最快的是C；
故答案为：C；
（7）A、该反应为吸热反应，升温平衡正向移动，K增大，故A正确；
B、加入催化剂能降低反应的活化能，增大反应速率，但不影响平衡状态，故B错误；
C、温度越高，反应速率越快；升高温度，平衡向右移动，N2转化率增大， 故C正确；
故答案为：AC；
（8） 某时刻测得容器内 N2、O2、NO 的浓度分别为 0.20 mol/L、0.20mol/L 和 0.50mol/L，此时，则此时反应正向进行， v正(N2) > v逆(N2) ；
故答案为：>。
【分析】（1）平衡常数是指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；化学平衡常数只与温度有关；
（2）根据盖斯定律，将②-①得到 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ；
（3）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，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；
（4）化学平衡移动原理的具体内容为：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；
（5）根据计算；
（6）比较反应速率大小时应统一单位，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比换算成同一物质表示的反应速率，再进行比较；
（7）A、该反应为吸热反应，K随温度增大而增大；
B、催化剂只能加快反应速率，但不影响平衡状态；
C、升温该反应的平衡正向移动；
（8）计算此时的浓度商，与K比较判断反应的进行方向。
18．（2023高二上·嘉兴期中）一定温度下，在密闭容器中发生反应 ，正反应速率表达式为(k是正反应速率常数，只与温度有关)。测得正反应速率常数与浓度关系如表所示：
序号
I 0.10 0.10 0.15
Ⅱ 0.20 0.20 2.40
Ⅲ 0.20 010 1.20
（1）n= 。
（2）向容积为2L的恒容密闭容器中仅充入和，发生上述反应，测得随时间的变化如图所示：
①物质D的聚集状态为 。
②a、b、c三点气体C的逆反应速率由大到小的顺序为 (用a、b、c表示)。
③T2时，此反应的平衡常数K= (不写单位)。
（3）在恒温、恒容容器中进行反应。下列不能说明反应达到平衡状态的是____(填字母)。
A．混合气体的平均密度不再变化
B．混合气体的平均摩尔质量不再变化
C．
D．容器内的气体压强不再变化
【答案】（1）1
（2）气体；；0.1
（3）A；C
【知识点】化学反应速率的影响因素；化学平衡状态的判断；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】（1）将数据II和数据III带入 表达式为 ，然后二者相除可得，n=1；
（2）①由图可知，压强均为P2的两条线，“先拐先平衡“，对应速率大温度高，故T1＞T2，再根据温度均为T1 的两条线判断，依据“先拐先平衡”，P2＞P1，增大压强，C的物质的量减小，说明平衡逆向移动，逆向是气体体积减小方向，故D为气体，故答案为：气体；②采用控制变量法进行比较，由于T2>T1，所以C点速率大于a和b，由于b点达到平衡，生成物浓度大于a点，所以 逆反应速率由大到小的顺序为；③器的容积为2L，T2时，此反应达到平衡时，C的物质的量为0.2mol，其浓度为0.1mol L-1，充入0.6molA(g)和0.3molB(g)，A、B起始浓度分别为0.3mol L-1，0.15mol L-1，计算可得平衡时A的浓度为：0.15mol/L，B的浓度为：0.1mol/L，C的浓度为：0.1mol/L，D的浓度为：0.15mol/L， 反应的平衡常数K=
（3）A．由题干反应方程式可知，反应过程中容器内气体的质量不变，容器体积不变即容器内混合气体的密度始终保持不变，故混合气体的平均密度不再变化不能该说明反应达到化学平衡，A符合题意；
B．由题干反应方程式可知，反应过程中容器内气体的质量不变，反应前后气体的物质的量发生改变，即混合气体的平均摩尔质量一直在改变，故混合气体的平均摩尔质量不再变化能说明反应达到化学平衡，B不合题意；
C．根据反应速率之比等于化学计量数之比可知，故当时即不能说明反应达到化学平衡，C符合题意；
D．由题干反应方程式可知，反应前后气体的物质的量发生改变，反应过程中容器体积不变，则容器内的气体压强一直在改变，故容器内的气体压强不再变化能说明反应达到化学平衡，D不合题意；
故答案为：AC。
【分析】（1）将表格中数据带入速率方程即可计算出n的值；
（2）①对应化学反应速率图像和化学平衡图像，应该注意下列几点：1.横轴坐标和纵坐标含有；2、曲线斜率或者趋势；3、曲线上特殊点，如起点、终点、交点和拐点等；4、根据需要运用辅助线，如等温线、等压线等；②采用控制变量方法进行比较 a、b、c三点气体C的逆反应速率 大小；
（3）判断平衡依据有：1.同正物质正逆反应速率相同，即达到平衡，2.各物质浓度或质量分数等保持不变，3.变化的物理量不再反生改变，即达到化学平衡。
19．（2023高二上·浙江期中）（1）I．汽车尾气排放的CO、NO气体是大气污染物。查阅资料可知，NO和CO反应可转变成无污染气体，转化原理如下：
反应①2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH1 K1
已知298K时：
反应②2NO(g)=N2(g)＋O2(g) ΔH2=-180.5kJ/mol K2=1×1030
反应③CO2(g)CO(g)+O2(g) ΔH3=+283.0kJ/mol K3=2×10-46
则298K时，反应①ΔH1= kJmol；K1= ；
（2）在恒温恒容密闭容器中，下列不能说明反应①达到化学平衡状态的是____。
A．容器内的气体压强不变
B．2v正(NO)=v逆(N2)
C．气体的平均相对分子质量保持不变
D．混合气体的密度保持不变
（3）对于气相反应，用某组分B的平衡分压p(B)代替物质的量浓度c(B)表示的平衡常数记作Kp。在恒温恒容密闭体系中只发生反应①，调整气体分压p(NO)=p(CO)，p(CO2)=2p(N2)，测得体系中CO和N2的分压随时间变化情况如表所示。
时间/min 0 30 60 120 180
T℃ CO的分压/kPa 4 8.8 13 20 20
N2的分压/kPa 48 45.6 43.5 40 40
T℃时，反应①的Kp= (kPa)-1。
（4）Ⅱ.为优化汽车尾气处理，宜进一步研究温度、压强、催化剂等外界条件对反应①速率的影响。
在不同温度下，具有一定能量的分子百分数与分子能量的关系如图所示，E表示某温度下分子的平均能量，Ec是活化分子具有的最低能量，阴影部分的面积反映活化分子的百分数，则图中T1 T2(填“>”、“=”、“<”)。下列能通过提高活化分子百分数而加快反应速率的条件有 ；
A.使用催化剂 B.增大压强 C.增大反应物浓度 D.减小生成物浓度
（5）570K时，反应①K=1×1059，但反应速率依旧极慢。下列说法正确的是____；
A．提高尾气净化效率的常用方法是升高温度
B．增大压强，反应①平衡右移，故可通过增压的方法提高尾气净化效率
C．提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂
D．装有高效催化剂的尾气净化装置的汽车排出的气体中仍含有少量的NO或CO
【答案】（1）-746.5；2.5×10111
（2）B；D
（3）1.6
（4）<；A
（5）C；D
【知识点】热化学方程式；化学平衡常数；化学平衡的影响因素；化学平衡状态的判断；化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】（1）反应①2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH1 K1 ， 反应②2NO(g)=N2(g)＋O2(g) ΔH2=-180.5kJ/mol K2=1×1030 ， 反应③CO2(g)CO(g)+O2(g) ΔH3=+283.0kJ/mol K3=2×10-46 ，反应①=②-2x③， ΔH1=-746.5kJmol；K1== 2.5×10111 ；
（2）A. 前后系数不同，容器内的气体压强不变可判断其达到平衡，故A不符合题意；
B. v正(NO)=2v逆(N2)，反应达到平衡，故B符合题意；
C.前后系数不同，气体的质量不变，但是物质的量变化，故相对分子质量不变其达到平衡，故C不符合题意；
D.气体的质量不变，其体积不变，密度始终不变，故D符合题意；
（3）恒温很容下，压强与物质的量正比；
2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)
起始(Kpa) 4 4 96 48
变化(Kpa) +16 +16 -16 -8
平衡(Kpa) 20 20 80 40
Kp== 1.6(kPa)-1；
（4）温度为T2时阴影面积更大，说明其活化分子数越大，说明温度越高；升高温度和加入催化剂可以增大活化分子百分数；
（5）A.正反应放热，升高温度不能提高效率，故A不符合题意；
B. 增大压强，反应①平衡右移， 可以提高效率，但是成本太高，故B不符合题意；
C.使用高效催化剂可以提高净化效率，故C符合题意；
D. 此反应为可逆反应，装有高效催化剂的尾气净化装置的汽车排出的气体中仍含有少量的NO或CO ，故D符合题意；
【分析】（1）根据利用盖斯定律计算即可；
（2）对于前后系数不同，可以通过速率或者压强不变和相对分子质量不变判断平衡；
（3）根据数据利用压强数据计算即可；
（4）根据阴影部分面积进行判断，温度高活化分子数大；
（5）A.升高温度平衡逆向移动；
B.增大压强可以向右进行，但是对设备要求提高；
C.使用高效催化剂可以提高转化效率；
D.可逆反应不能完全反应完全。
20．（2023高二上·龙岗期中）自从1909年化学家哈伯研究出合成氨的方法以来，氮的化合物在生产生活中有着广泛应用，与此有关的研究已经获得三次诺贝尔化学奖。目前气态含氮化合物及相关转化仍然是科学家研究的热门问题。请回答下列问题：
（1）①合成氨的原料气H2可以通过天然气和二氧化碳转化制备，已知CH4、H2和CO的燃烧热（ΔH）分别为，，则通过天然气和二氧化碳转化制备H2的热化学反应方程式为 。
②673K时，合成氨反应机理中各步反应的能量变化如图所示，其中吸附在催化剂表面上的粒子用“*”标注。
图中决速步骤的反应方程式为 。
（2）用NH3催化还原NO，可以消除氮氧化物的污染。已知：
①
②
写出NH3还原NO至N2和水蒸气的热化学方程式 。
（3）活性炭还原法是消除氮氧化物污染的有效方法，其原理为：
。已知该反应的正、逆反应速率方程分别为、，其中、分别为正、逆反应速率常数，变化曲线如左下图所示，则该反应的反应热 O（填“＞”、“＜”或“＝”），写出推理过程
（4）一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中加入和发生反应，测得和的物质的量随时间的变化如右上图所示：
①在A点时，N2O的生成速率 N2的生成速率（填“＞”、“＜”或“＝”）。
②若平衡时总压强为p kPa，用平衡分压代替其平衡浓度表示的化学平衡常数 （平衡分压＝总压×物质的量分数）。
【答案】（1）；
（2）
（3）＜；降低温度，k正减小的幅度较小，k逆减小的幅度较大，说明降低温度，平衡正向移动，该反应为放热反应
（4）＜；16
【知识点】盖斯定律及其应用；催化剂；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)， ①，2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)； ②，2 CO(g)+O2(g)=2CO2(g)， ③，CH4(g)+CO2(g)=2H2(g)+2CO(g)，④=①-②-③，=+247.3KJ/L.
；
②决定速率步骤是活化能最大的步骤为 ；
（2）①② ，③，③=①-3②，故 ；
（3）根据图示，降低温度，I/T增大，K正减小幅度小，K逆减小的幅度大，温度降低对正速率影响小，故正反应为放热反应；
（4）①根据图示未达到平衡，因此正速率大于逆速率；
②，
起始(mol) 4 4
转化(mol) 3.2 3.2 3.2 3.2
平衡(mol) 0.8 0.8 3.2 3.2
p(CO)=0.1p，p(N2O)=0.1p，p(CO2)=0.4p，p(N2)=0.4p，故Kp=16；
【分析】（1）①写出热化学方程式利用盖斯定律计算；
②找出活化能最大的过程即可；
（2）利用盖斯定律即可计算；
（3）根据温度变化，K正和K逆的变化幅度判断；
（4）①根据反应未平衡，正速率大于逆速率；
②根据数据和三行式进行计算即可。
21．（2023高二上·顺德期中）碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途．回答下列问题：
（1）已知反应 ，1mol、1mol分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1mol分子中化学键断裂时需吸收的能量为 kJ．
（2）已知： ，该反应经历了如下反应历程：
第一步：；第二步：
若第一步为快反应，下列示意图中能体现上述反应过程能量变化的是____（填标号）．
A． B．
C． D．
（3）Bodensteins研究了下列反应：在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数与反应时间t的关系如表：
t/min 0 20 40 60 80 120
1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784
0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784
①根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为 ．
②上述反应中，正反应速率为，逆反应速率为，其中、为速率常数，则为 （以K和表示）．若，在时， ．
③由上述实验数据计算得到：和的关系可用下图表示．当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为 、 （填字母）．
【答案】（1）299
（2）C
（3）；；；A点；E点
【知识点】吸热反应和放热反应；化学反应速率；活化能及其对化学反应速率的影响；化学反应速率的影响因素；化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】（1）化学反应的反应热可以通过键能来计算：设HI分子的H-I的键能为xmol/L，那么存在△H =2x-436-151=11，解得x=299mol/L；
（2）第一步为快反应，说明第一步的活化能低，结合该反应是放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，C选项符合题意；
故答案为：C；
（3） ① 表中第一列，由HI分解建立平衡，表中第二列向逆反应进行建立平衡，由第一列数据可知，平衡时HI物质的量分数为0.784，则氢气、碘蒸汽总物质的量分数为1-0.784=0.216，而氢气、与碘蒸汽物质的量分数相等均为0.108，反应前后气体体积不变，用物质的量分数代替浓度计算平衡常数，则平衡K= ；
② 到达平衡时，正、逆反应速率相等，则k正x2（HI）=k逆x（H2）x（I2）则k逆=k正×；
t=40min时，正反应建立平衡的x(HI)=0.85，则
v 正= k x (HI) = 0.0027min-1 x0.85 =1.95 x10-3min-1；
③2HI (g) = H2 (9) +I2 (9))△H = +11kJ .mol-1的反应达到平衡时：升高温度，正、逆反应速率均加快，因此排除C点，正反应为吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，因此平衡正向移动，再次平衡时HI的物质的量分数减小，因此排除B点，故选A点；
H2 (g) + I2 (g) = 2HI (g))△H = -11kJ .mol-1的反应达到平衡时，升高温度，正、逆反应速率均加快，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，因此平衡逆向移动，再次平衡时H2的物质的量分数增大，故选E点。
【分析】（1）化学反应中反应热可以通过化学键来计算：反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能；
（2）化学反应的活化能越大，反应速率就越慢；化学反应的活化能越小，反应速率就越快；对于放热反应来说，反应物的总能量高于生成物的总能量；
（3）① 先计算出各组分在平衡时的质量分数，再代入化学平衡常数公式；
②到达平衡时，正、逆反应速率相等，则k正x2（HI）=k逆x（H2）x（I2）则k逆=k正×；
t=40min时，正反应建立平衡的x(HI)=0.85，则
v 正= k x (HI) = 0.0027min-1 x0.85 =1.95 x10-3min-1；
③对于吸热反应来说，升高温度，反应会正向进行；升高温度，平衡向吸热反应方向移动，因此平衡逆向移动。
22．（2023高二上·临汾期中）在某一密闭容器中发生反应 ，不同时间段内该反应的反应速率随时间变化的曲线(反应达平衡后，某一时刻仅改变一个条件)如图所示。
回答下列问题：
（1）满足的时间段是 (填标号)；若时刻改变压强，则为 (填“增大”或“减小”)压强。
A． B． C． D．
（2）若、时刻均仅改变温度，则在下列时间段内，该反应的平衡常数最小的是____(填标号)。
A． B． C．
（3）时刻体系中除改变压强外，还可改变的条件为 。
（4）下列时间段内，的体积分数最高的是 (填标号，下同)，的体积分数最高的是 。
A． B． C．
（5）在该反应中，每转移0.3mol电子，生成的HCl(g)的分子数为 。
（6）若该反应达到平衡时，测得的平衡转化率为，则平衡时的混合气体中， (用含的式子表示)。
【答案】（1）AC；增大
（2）B
（3）适当地降低温度
（4）A；BC
（5）0.3
（6）
【知识点】化学反应速率；化学平衡常数；化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素
【解析】【解答】（1） 满足的时间段是 t0-t1以及t3-t4；改变t1时刻后，反应速率加快，并且反应逆移，说明若t1改变压强，只能是加压；
（2）逆向移动的程度越大，反应的K值就越小，所以t2-t3时刻平衡常数最小；
（3）t4时刻反应逆移，并且正逆反应速率都减慢，所以可能改变的条件是降低温度；
（4）正向进行的程度越大，N2的体积分数就越高，反应正向进行程度最大的是 t0-t1时间段；逆向程度进行越大，Cl2的体积分数就越大，逆向程度最大的时间段是t3-t4；
（5）消耗3molCl2生成6molHCl，转移的电子数为6mol，所以 每转移0.3mol电子，生成的HCl(g)的分子数为 0.3NA；
（6）Cl2的平衡转化率为 ，则根据系数比可知，N2生成的物质的量应该是氯气转化量的三分之一；二者的质量之比= 。
【分析】（1）平衡时刻即正反应速率和逆反应速率在一个平台上为；
（2）逆向移动的程度越大，反应的K值就越小；
（3）对于所有的反应来说，只有降低温度，速率就会减慢；
（4）正向进行的程度越大，N2的体积分数就越高，反应正向进行程度最大的是 t0-t1时间段；逆向程度进行越大，Cl2的体积分数就越大，逆向程度最大的时间段是t3-t4；
（5）根据化合价分别与电子和HCl物质的量之间的关系，可以计算出转移的电子数；
（6）在化学反应中，物质的量物质的量变化值之比等于化学系数之比。
23．（2023高二上·浙江月考）为倡导“节能减排”和“低碳经济”，降低大气中CO2含量及有效地开发利用CO2，工业上可用CO2来生产燃料甲醇。在体积为2L的密闭容器中，充入1molCO2、3molH2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。经测得CO2和CH3OH的物质的量随时间变化如图所示。
（1）写出该反应的化学平衡常数表达式：K=
（2）在3min末，反应速率v(正) v(逆)(选填>、<或=)。
（3）从反应开始到平衡，平均反应速率v(CO2)= 。达到平衡时，H2的转化率为 。
（4）下列措施可以加快反应速率的是____。
A．升高温度 B．加入催化剂
C．增大压强 D．及时分离出CH3OH
（5）若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个容器中的反应速率分别为：甲：v(H2)=0.45mol·L－1·s－1；乙：v(CO2)=0.2mol·L－1·s－1；丙：v(CH3OH)=6mol·L－1·min－1，则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为 。
【答案】（1）
（2）＞
（3）0.0375 mol L 1 min 1；75%
（4）A；B；C
（5）乙＞甲＞丙
【知识点】化学平衡常数；化学平衡移动原理；化学反应速率与化学平衡的综合应用；弱电解质在水溶液中的电离平衡
【解析】【解答】（1）根据反应方程式 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)，利用公式即可写出常数为 ；
（2）3min中反应未达到平衡，即可判断正反应速率大于逆反应速率；
（3）根据二氧化碳物质的量变化量为0.75mol，二氧化碳速率为0.75/(2x10) mol L 1 min 1 = 0.0375 mol L 1 min 1 ；氢气的变化量为0.75x3=2.25mol，其转化率为2.25/3x100%=75%；
（4）A.温度升高，速率增大，故A符合题意；
B.加入催化剂可增大速率，故B符合题意；
C.增大压强促使平衡向右移动，速率增大，故C符合题意；
D.及时分离产物，速率减小，故D不符合题意；
（5） 甲：v(H2)=0.45mol·L－1·s－1；乙：v(CO2)=0.2mol·L－1·s－1；，转为为v(H2)=0.6mol·L－1·s－1丙：v(CH3OH)=6mol·L－1·min－1，转化为v(H2)=0.03mol·L－1·s－1，即可得到速率为乙＞甲＞丙 ；
【分析】（1）根据常数公式判断；
（2）根据未平衡始终向右进行；
（3）根据变化量计算出速率，结合化学计算系数比计算出转化量计算出转化率；
（4）根据加快反应速率可增大压强或者温度或者加入催化剂；
（5）根据速率将其转化为同一物质的速率即可判断。
24．（2024高三上·长沙月考）（1）Ⅰ、煤是重要的化工原料，利用煤的气化、液化可制取甲醇等有机物，其中发生的反应有：
①
②
相关物质的化学键键能数据如下：
化学键
703 355 465 516 583
试计算该反应 ．
（2）Ⅱ、“绿水青山，就是金山银山”，环境问题已被受全球广泛关注。氮的氧化物是大气主要污染物之一，环境保护的重要任务之一就是减少氮的氧化物等污染物在大气中的排放。
查有关资料可知：的反应历程分两步：
第一步：（快） ；
；
第二步：（慢） ；
；
一定条件下，当反应达到平衡状态时：
①可用、、、表示该反应的平衡常数，其表达式为 ；
②已知：上述反应的平衡常数的对数随温度的变化如图所示，在温度为时此反应在点达到平衡。若升高温度，B、C、D、E四点中能正确表示该反应的与的关系的点为 ．
（3）是一种新型硝化剂，人们对它的性质和制备广泛关注。已知：在时可发生分解：。此温度下，测得恒容密闭容器中浓度随时间的变化如下表：
0 10 20
2.5 1.5 1.3
①内，用来表示的平均化学反应速率为 ；
②在此温度下，于恒容密闭容器中充入进行此反应，能说明该反应已达到化学平衡状态的是 （填字母）
a．
b．和的浓度之比保持不变
c．在绝热容器中，反应的平衡常数不再变化
d．容器内气体的平均相对分子质量为45，且保持不变
（4）将一定量的加入到恒温恒压的密闭容器中（温度、压强）。在反应中，正反应速率，逆反应速率，其中、为速率常数，p为分压（分压=总压×物质的量分数），若该条件下，当的分解时， ．
（5）将一定量加入恒容密闭容器中，发生反应。测得在不同温度下，的物质的量分数如图所示。已知的起始压强为，试计算图中a点对应温度下以平衡分压来表示的平衡常数 ．
【答案】（1）－1055kJ·mol－1
（2）；BE
（3）；
（4）
（5）
【知识点】化学平衡常数；化学平衡状态的判断；化学平衡的计算；有关反应热的计算
【解析】【解答】（1）该反应的反应热ΔH1=(703kJ·mol－1×2＋355kJ·mol－1×3)－(516kJ·mol－1×3＋583kJ·mol－1＋465kJ·mol－1＋465kJ·mol－1×2)=－1055kJ·mol－1。故答案为：－1055kJ·mol－1。
（2）①对于第一步反应，当反应达到平衡状态时，v正=v逆，此时k1正·c2(NO)=k1逆·c(N2O2)，变式可得；而平衡常数，所以。同理可得，。
由盖斯定律可得，反应2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)的反应热ΔH=ΔH1＋ΔH2，所以该反应的平衡常数，故答案为：。
②反应2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)的反应热ΔH=ΔH1＋ΔH2，ΔH1、ΔH2都小于0，因此ΔH＜0，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，lgK减小，因此能正确表示该反应的lgK与T的关系的点为BE，故答案为：BE。
（3）①10~20s内，Δc(N2O5)=1.5mol·L－1－1.3mol·L－1=0.2mol，因此用N2O5表示的反应速率。由反应速率之比等于化学计量数之比可得，用O2表示的反应速率v(O2)=0.01mol·L-1·s-1，故答案为：0.01mol·L-1·s-1。
②a、当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，用不同物质表示的反应速率，反应速率之比等于化学计量数之比，即，所以v正(N2O5)=2v逆(O2)，a不符合题意。
b、NO2、O2都是生成物，且起始投入中不含NO2、O2，因此反应过程中，NO2、O2的浓度之比一直都是2，为恒量，因此不能说明反应达到平衡状态，b不符合题意。
c、在绝热容器中，反应过程中体系温度发生变化，化学平衡发生变化，因此化学平衡常数是一个变量，当变量不变时，反应达到平衡状态，c符合题意。
d、该反应中反应物和生成物都是气体，根据质量守恒定律可得，反应前后混合气体的质量保持不变。由于反应前后气体分子数改变，即n改变。混合气体的平均相对分子质量，因此M是一个变量，当其不变时，说明反应达到平衡状态，d符合题意。
故答案为：cd
（4）令n(N2O4)=amol，则参与反应的n(N2O4)=0.2amol，反应生成n(NO2)=0.4amol，此时体系中剩余n(N2O4)=0.8amol、n(NO2)=0.4amol。N2O4的分压，所以此时，故答案为：1.4×106。
（5）令起始加入n(N2O4)=1mol，参与反应的n(N2O4)=xmol，则可得平衡三段式如下：
a点时N2O4的物质的量分数为0.4，所以可得，解得
所以平衡时、，混合气体的总物质的量。
由压强之比等于物质的量之比，可得，解得 p平=200kPa。
N2O4的平衡分压
NO2的平衡分压
所以该反应的压强平衡常数。
故答案为：180kPa
【分析】（1）根据反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和进行计算。
（2）①当反应达到平衡状态时，v正=v逆，结合平衡常数和反应速率的表达式得出K与k正、k逆的关系式。
②该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，化学平衡常数K减小，据此判断。
（3）①根据公式计算反应速率。
②当正逆反应速率相等或变量不变时，说明反应达到平衡状态。
（4）根据压强之比等于物质的量之比，计算p(N2O4)，再结合v正的表达式计算v正的值。
（5）a点时N2O4的物质的量分数为0.4，令a点时起始n(Na2O4)=1mol，参与反应的n(N2O4)=xmol，由平衡三段式计算平衡时n(N2O4)、n(NO2)，从而计算p(N2O4)、p(NO2)，进而得出压强平衡常数。
25．（2024高三上·巢湖月考）甲醇是重要的化工原料之一，也可用作燃料，利用合成气（主要成分为和）可以合成甲醇，涉及的反应如下：
反应ⅰ：
反应ⅱ：
反应ⅲi：
请回答下列问题：
（1）在某催化剂作用下，反应ⅰ的反应历程如图所示（图中数据表示微粒数目以及微粒的相对总能量，*表示吸附在催化剂上）：
①反应ⅰ在 （填“较低”或“较高”）温度下才能自发进行。
②结合反应历程，写出反应ⅰ中生成甲醇的决速步骤的反应方程式： ．
③ （计算结果保留两位有效数字，已知）。
（2）反应ⅰ的Arrhenius经验公式（为活化能，为速率常数，和均为常数，为温度），实验数据如图中曲线所示。当改变外界条件时，实验数据如图中曲线所示，则实验可能改变的外界条件是 ．
（3）将一定量的和充入密闭容器中并加入合适的催化剂，只发生反应ⅱ和ⅲ。相同温度下，在不同压强下测得的平衡转化率、的选择性和的选择性随压强的变化曲线如图所示。
图中表示的平衡转化率的曲线是 （填“”“”或“”），简述判断方法： ．
（4）有研究认为，在某催化剂作用下反应ⅱ先后通过反应ⅲ、ⅰ来实现。保持温度不变，向一恒容密闭容器中充入和，在该催化剂作用下发生反应，经达到平衡，测得的物质的量为，起始及达平衡时容器的总压强分别为，则从开始到平衡用分压表示的平均反应速率为 （用含的式子表示，下同，分压总压物质的量分数）；反应ⅱ的压强平衡常数 （为用分压代替浓度计算的平衡常数）。
（5）光催化制甲醇技术也是研究热点。铜基纳米光催化材料还原的机理如图所示，光照时，低能价带失去电子并产生空穴（，具有强氧化性）。在低能价带上，直接转化为的电极反应式为 ．
【答案】（1）较低；或；0.95
（2）催化剂
（3）；增大压强，反应ⅱ平衡正向移动，的平衡转化率增大，水蒸气含量增多，使反应ⅲ平衡逆向移动，则曲线代表的选择性，曲线代表的选择性，故曲线代表的平衡转化率或由于的选择性与的选择性之和为，故曲线代表的平衡转化率
（4）；
（5）
【知识点】电极反应和电池反应方程式；活化能及其对化学反应速率的影响；化学平衡移动原理；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学反应速率与化学平衡的综合应用；化学平衡的计算
【解析】【解答】(1) ① 由 反应ⅱ 和 反应ⅲi 得出 反应ⅰ 的ΔH1=ΔH2-ΔH3=-91.5kJ·mol－1，反应ⅰ是气体分子数减小的放热反应，即ΔH<0且ΔS<0，该反应在低温下自发进行；
②反应的活化能越大，反应速率越慢，活化能最大的一步是反应的决速步骤。根据题意信息可以得出该反应决速步骤是：
或；
③ ΔH1=ΔH2-ΔH3=-91.5kJ·mol－1，
，
m=0.95ev；
答案：较低 ； 或； 0.95 ；
（2） 反应ⅰ的Arrhenius经验公式（为活化能，为速率常数，和均为常数，为温度） ，与M相比，N曲线的活化能更低，实验 可能改变的外界条件是 催化剂；
答案：催化剂
（3） 将一定量的和充入密闭容器中并加入合适的催化剂，只发生
反应ⅱ CO2(g)+3H2（g）≒CH3OH(g)+H2O(g)，△H2=-49.5KJ/mol；
和ⅲ CO2(g)+H2（g）≒CO(g)+H2O(g)，△H3=+41.6KJ/mol，
增大压强，反应ⅲ不移动，
反应ⅱ正向移动，CO2的平衡转化率和CH3OH的选择性均增大，而且CH3OH和CO的选择性之和为100%，结合图像，p为CO的选择性、m为CH3OH的选择性、n为CO2的平衡转化率，图中表示CO2的平衡转化率的曲线是 n；答案： 增大压强，反应ⅱ平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，水蒸气含量增多，使反应ⅲ平衡逆向移动，则曲线代表CO的选择性，曲线代表CH3OH(g)的选择性，故曲线代表CO2的平衡转化率或由于CO的选择性与CH3OH(g)的选择性之和为，故曲线代表CO2的平衡转化率 ；
答案：n；增大压强，反应ⅱ平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，水蒸气含量增多，使反应ⅲ平衡逆向移动，则曲线代表CO的选择性，曲线代表CH3OH(g)的选择性，故曲线代表CO2的平衡转化率或由于CO的选择性与CH3OH(g)的选择性之和为100%，故曲线代表CO2的平衡转化率 ；
（4） 在某催化剂作用下反应ⅱ先后通过反应ⅲ、ⅰ来实现。保持温度T不变，向一恒容密闭容器中充入4mol CO2和8molH2（g），在该催化剂作用下发生反应。5min后n(H2O）=3mol，
反应ⅲ CO2(g)+H2（g）CO(g)+H2O(g)
起始量（mol） 4 8 0 0
变化量（mol） 3 3 3 3
平衡量（mol） 1 5 3 3
反应ⅰ ： CO2(g)+2H2（g）CH3OH(g)
起始量（mol） 3 5 0
变化量（mol） x 2x x
平衡量（mol）3-x 5-2x x
起始及达平衡时容器的总压强分别为 ，
得：=
解得x=2mol，
H2分压为，
从开始到平衡用H2分【备考2024年】从巩固到提高 高考化学二轮微专题23 化学反应速率与化学平衡的综合应用
一、选择题
1．（2024高二上·揭西期末）将0.20mol NO和0.20mol CO混合气体充入容积为1.0L的恒容密闭容器中，分别在和温度下发生反应：。反应过程中容器内的物质的量随时间变化关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．的
B．温度时，前12分钟的平均反应速率
C．温度时，该反应的平衡常数
D．温度时，若起始向容器中通入0.10mol NO、0.30mol CO、0.10mol和0.10mol，反应向正方向进行
2．（2023高二上·仓山期中）在容积固定为1.00L的密闭容器中，通入一定量的，发生反应 ，100℃时体系中各物质的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．时刻反应已经达到平衡状态
B．100℃时，反应的平衡常数K为0.36
C．待容器中混合气体的密度不变时，说明反应达到平衡状态
D．100℃时，在0~60s时段反应的平均反应速率
3．（2023高三上·沈阳期中）甲烷是一种温室气体，将它转化为高附加值产品甲醇具有重要意义。目前工业上的甲烷转化大多需要先通过重整生成合成气再转化为甲醇，涉及的反应如下；
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
在密闭容器中通入和，假设只发生反应Ⅰ和Ⅱ，分别在和下进行反应，其中和的平衡体积分数随温度变化如图所示。
已知：对于反应Ⅱ，为速率常数，只与温度有关，分压总压物质的量分数。下列说法不正确的是（ ）
A．压强为时，表示和的曲线分别是
B．混合气体的平均相对分子质量保持不变时，说明反应体系已达到平衡
C．在升温的过程中，反应Ⅱ速率常数增大的倍数：
D．条件下，若平衡时的物质的量为，则的转化率约为
4．（2023高二上·龙岗期中）温度为T时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5，反应经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表：
t/s 0 50 150 250 350
0 0.16 0.19 0.20 0.20
下列说法正确的是（ ）
A．反应在前50s的平均速率
B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时，则反应的
C．相同温度下，起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2，反应达到平衡前v（正）＞v（逆）
D．相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2，达到平衡时，PCl3的转化率小于80%
5．（2023高二上·长春期中）在起始温度均为T℃、容积均为10L的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入和4molCO，发生反应。已知：、分别是正、逆反应速率常数，，，A、B容器中的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A．曲线M、N的平衡常数大小为：
B．与浓度比为1∶1时，标志此反应已达平衡
C．T℃时，
D．用CO的浓度变化表示曲线N在0~100s内的平均速率为
6．（2023高二上·长春期中）化学图像可以综合并直观地反应外界条件对化学反应的影响，如图所示图像是描述外界条件对化学反应的进程或结果的影响，下列说法正确的是（ ）
A．图①表示在时扩大容器体积，随时间变化的曲线
B．若图②中A、B、C三点表示反应在不同温度、压强下NO的平衡转化率，则压强最小的是点B，化学平衡常数最小的是A点
C．图③表示在恒温恒容的密闭容器中，按不同投料比充入和进行反应，由图可知
D．图④表示工业合成氨平衡时体积分数随起始变化的曲线，则转化率：
二、非选择题
7．（2024·河南模拟）二氧化碳一甲烷重整反应制备合成气(H2+CO)是一种生产高附加值化学品的低碳过程。该过程存在如下化学反应：
①
②
③
④
回答下列问题：
（1） ，反应① 正向自发进行(填标号)。
A．低温下能 B．高温下能 C．任何温度下都能 D．任何温度下都不能
（2）反应体系总压强分别为和时，平衡转化率随反应温度变化如图所示，则代表反应体系总压强为的曲线是 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)，判断依据是 。
（3）当反应体系总压强为时，平衡时部分组分的物质的量随反应温度变化如图所示。随反应温度的升高，的物质的量先增加后减少，主要原因是 。
（4）恒温恒压条件下，向容器中通入和，达到平衡时的转化率为的转化率为，碳单质的物质的量为的物质的量为 ，反应①用摩尔分数表示的平衡常数 (结果保留两位小数)。
上述平衡时，向体系通入气，重新达到平衡时，，则a b(填“>”“<”或“=”)。(已知反应的，物质的摩尔分数)
8．（2024高二上·自贡期末）氮的氧化物是大气污染物之一，用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物，可防止空气污染。回答下列问题：
已知：2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=- 221 kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=- 393.5 kJ/mol
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH= +181 kJ/mol
（1）若某反应的平衡常数表达式为K=，请写出此反应的热化学方程式： ；下列措施能够增大此反应中NO的转化率的是(填字母代号) 。
a．增大容器压强 b．升高温度 c．使用优质催化剂 d．增大CO的浓度
（2）向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO，发生反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)，NO和N2的物质的量变化如下表所示。
物质的量/mol T1/℃ T2/℃
0 5 min 10 min 15 min 20 min 15 min 30 min
NO 2.0 1.16 0.80 0.80 0.50 0.40 0.40
N2 0 0.42 0.60 0.60 0.75 0.80 0.80
①T1℃，0～5min内，以CO2表示的该反应速率v(CO2)= ，该条件下的平衡常数K= 。
②第15 min后，温度调整到T2，数据变化如上表所示，则T1 T2(填“>”、“<”或“=”)。
③若30min时，保持T2不变，向该容器中再加入该四种反应混合物各2 mol，则此时反应 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)；最终达平衡时NO的转化率a= 。
9．（2024高二上·光明期末）氮及其化合物在科研及生产中均有重要的应用。
（1）转化为是工业制取硝酸的重要一步，一定条件下，与发生催化氧化反应时，可发生不同反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
①该条件下，与反应生成的热化学方程式为 .
②一定条件下的密闭容器中发生反应Ⅰ，平衡时混合物中的物质的量分数在不同温度（、、）随压强的变化如图所示。
则曲线对应的温度是 ，点平衡常数的大小关系是 。
（2）已知：，将气体充入的恒容密闭容器中，控制反应温度为随（时间）变化曲线如图。
①下列各项中能说明该反应已达到化学平衡状态的是 。
A．容器内压强不变 B．
C．混合气体的颜色不变 D．混合气体的密度不变
②时刻反应达到平衡，若，计算内的平均反应速率 ，此时的转化率为 。
③反应温度时，画出时段，随变化曲线。保持其他条件不变，改变反应温度为，再次画出时段，随变化趋势的曲线。（在答题卡方框中完成）
10．（2023高二上·大连期中）氨的用途十分广泛，是制造硝酸和氮肥的重要原料。
（1）Ⅰ.传统的“哈伯法”合成氨原理为：
上述反应在常温下 （填“能”或“不能”）自发进行。
（2）一定条件下，在恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量和发生反应生成，下列状态能说明反应达到平衡的是____（填标号）。
A．容器内压强不变
B．的体积分数不变
C．气体的密度不再改变
D．
E．容器内气体的平均摩尔质量不变
（3）已知合成氨从反应的速率方程为：，在合成氨过程中，需要不断分离出氨，可能的原因为 。
（4）科字家推出合成氨反应在衡时净反应速率方程式为：，，分别为正、逆反应速率常数，p代表各组分的分压，如，其中为平衡体系中B的体积分数，p为平衡总压强16MPa，以铁为催化剂时，一定条件下，向容器中充入5mol 和15mol 的混合气体，平衡时氨气的体积分数为25%，试计算 。（写出计算表达式，不考虑单位）
（5）Ⅱ.尿素（）是一种非常重要的高效氮肥，工业上以、为原料生产尿素，该反应实际为两步反应：
第一步：
第二步：
写出工业上以、为原料合成尿素的热化学方程式： 。
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为0.5L密闭容器中投入4mol氨和1mol二氧化碳，实验测得反应中各组分随时间的变化如图所示：
（6）已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应的快慢由第 步反应决定，总反应进行到 min时到达平衡。
11．（2024高三上·汕头期中）我国加氢制甲醇技术取得了大突破，对解决能源紧缺和环境问题具有重要意义。
（1）铜基催化剂制甲醇其主要反应如下：
Ⅰ.合成甲醇：；；
Ⅱ.逆水煤气反应：；；
Ⅲ.成气合成甲醇：；；
回答下列问题：
①基态的3d电子轨道表示式为 。
② ， (用，表示)。
（2）若时将6mol 和8mol 充入容积为2L的密闭容器中只发生反应Ⅰ：，的物质的量变化如上表所示。
物质的量/mol /℃ /℃
0 5min 10min 15min 20min 25min 30min
8.0 3.5 2.0 2.0 1.7 1.5 1.5
①在℃条件下5-10min内，以表示的该反应速率 ，该条件下的平衡常数K= 。
②下列说法正确的是 。
A．
B．混合气体的密度保持不变时，说明反应Ⅰ已达到平衡
C．平衡时向容器中充入惰性气体，反应Ⅰ的平衡正向移动
D．加入适当催化剂，可加快反应速率
（3）某研究小组对催化剂材料进行了研究。下列四组实验，控制和初始投料比均为1∶2.2，经过相同反应时间( min)
温度(K) 催化剂 转化率(%) 甲醇选择性(%) 综合选项
543 Cu/ZnO纳米棒材料 12.3 42.3 A
543 Cu/ZnO纳米片材料 11.9 72.7 B
553 Cu/ZnO纳米棒材料 15.3 39.1 C
553 Cu/ZnO纳米片材料 12.0 71.6 D
由表格中的数据可知，相同温度下不同的催化剂对的转化为的选择性有显著影响，根据上表所给数据结合反应原理，所得最优选项为 (填字母符号)。
（4）在p=4.00MPa、原料气、合适催化剂的条件下发生反应，温度对转化率、产率、选择性的影响如图所示。已知：的选择性。
①转化率随温度升高而增大的原因可能是 。
②选择性随温度升高而减小的原因可能是 。
12．（2024高三上·嘉兴月考）乙烷是一种重要的化工原料，可用作制冷剂、燃料、制备乙烯的原料。回答下列问题：
已知：①
②
③
（1）乙烷催化氧化裂解法是一种新型的制备乙烯的方法，则 。
（2）1000℃时，在某刚性密闭容器内充入一定量的，只发生反应①，若平衡时容器中总压为pPa，乙烷的转化率为，则该反应的平衡常数 Pa(用含p、的代数式表示，为用分压表示的平衡常数)。达到平衡后，欲同时增大反应速率和乙烷的转化率，可采取的措施有 (填选项字母)。
A．升高温度B．通入惰性气体C．增加乙烷浓度D．加入催化剂
（3）乙烷的氧化裂解反应产物中除了外，还存在、CO、C等副产物。图甲为温度对乙烷氧化裂解反应性能的影响，图乙为的值对乙烷氧化裂解反应性能的影响。
[乙烯选择性；乙烯收率=乙烷转化率×乙烯选择性]
下列说法正确的是____。
A．有利于提高乙烷平衡转化率的条件是高温低压
B．乙烷的转化率随温度的升高而增大的原因是此时反应未达平衡，升高温度，反应速率加快，反应物的转化率增大
C．较低时，生成乙烯的选择性较低的原因可能是氧气过量，乙烷发生深度氧化而导致乙烯的选择性降低
D．反应的最佳温度为700℃左右
（4）最新研究发现在乙烷的氧化裂解反应体系中充入一定量能更好的提高乙烷的转化率和乙烯的收率，请结合方程式说明原因 。
（5）科技工作者结合实验与计算机模拟结果，研究了乙烷在催化剂表面脱氢制乙烯的反应，其部分历程如下图所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注，TS表示过渡态)。此部分历程中决速步骤的反应方程式为 。
13．（2023高二上·江门月考）氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物是科学研究的重点内容。
回答下列问题：
（1）Ⅰ．已知NO和经反应Ⅰ和反应Ⅱ转化为，其能量变化如图所示：
Ⅰ． ，平衡常数；
Ⅱ．____ ，平衡常数；
写出第Ⅱ步反应的化学方程式： 。
（2）反应的 （填“＞”或“＜”）0，平衡常数K＝ （用含、的代数式表示）。下列措施既能提高该反应的平衡转化率，又能加快生成的反应速率的是（填字母） 。
a．升高温度 b．缩小容器体积 c．加入催化剂
（3）由实验测得反应Ⅱ的～的关系如图所示，当x点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为（填字母）。
（4）Ⅱ．在0.5L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下化学反应：，其化学平衡常数K与温度T的关系如下表：
T/℃ 200 300 400
K 0.5
请回答下列问题：
试比较、的大小， （填“＞”、“＝”或“＜”）。
（5）400℃时，反应的平衡常数K＝ 。当测得、、的浓度分别为3、2、1时，则该反应的 （填“＞”、“＝”或“＜”）。
（6）下图为一定温度下，和以1∶3进行反应，平衡时，的体积分数随压强的变化示意图
①随压强增大，的体积分数增大的原因是 。
②比较b点和a点：平衡常数 （填“＞”、“＝”或“＜”，下同），的浓度 。
③计算b点的平衡常数 （用分压表示的平衡常数，结果保留2位有效数字）
14．（2023高二上·成都期中）实现“碳中和”，综合利用具有重要的意义。一定条件下，与制备气态甲醇的反应方程式为。
（1）一定温度下，在恒容密闭容器中进行该反应，当进行到某一时刻，的浓度分别为，反应达到平衡时，下列数据不可能出现的是____。
A．
B．
C．
D．
（2）在容积为的恒温密闭容器中，充入和，测得和的物质的量随时间的变化情况如下表。
时间
0 0.50 a 0.75 0.75
1 0.50 0.35 0.25 0.25
①内， 。
②末时，混合气体中的物质的量分数为 。已知：B的物质的量分数。
③第时 第时(填“>”、“<”或“=”)第时， (填“>”、“<”或“=”)
（3）保持压强为，向密闭容器中投入一定量和发生上述反应，若投料比，一定温度下发生上述反应，下列说法不能作为反应是否达到平衡的判断依据的是 (填标号)。
a．容器内气体的密度不再变化
b．容器内气体的平均相对分子质量不再变化
c．的体积分数不再变化
d．断裂个键的同时生成个水分子
15．（2023高二上·德保期中）一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物为原料生产化工产品的方法。合成气(和的混合气体)是一碳化学的重要原料，焦炭与水蒸气在恒容密闭容器中会发生如下三个反应：
I：
II：
III：
（1）当反应I达到平衡后，下列措施可提高正反应速率的是____(填标号)。
A．加入焦炭 B．通入CO C．升高温度 D．分离出氢气
（2）若在恒温恒容容器中仅发生反应II，则下列能说明反应达到平衡状态的是____。
A．容器内气体的压强不变
B．容器内气体的总质量不变
C．容器内气体的平均相对分子质量不变
D．单位时间内，每有2 mol 键断裂，同时有1 mol 键断裂
（3）向容积为的密闭容器中加入活性炭(足量)和，发生反应，和的物质的量变化如下表所示。
条件 保持温度为/℃
时间 0 5min 10min 15min 20min 25min 30min
物质的量 2.0 1.4 1.0 0.70 0.50 0.40 0.40
物质的量 0 0.3 0.50 0.65 0.75 0.80 0.80
①内，以表示的该反应速率 ，最终达平衡时的转化率 ，该温度℃下的平衡常数 。
②保持温度℃不变，向该密闭容器中加入该四种反应混合物各，该时刻，正、逆反应速率的大小关系为： (填“>”“<”或“=”)。
（4）已知4CO(g) +2NO2(g)4CO2(g)+N2 (g) ΔH1 = -1200kJ mol-1 ，该反应在 (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。
16．（2023高二上·武汉期中）二氧化碳加氢制甲烷和甲烷重整对碳资源利用具有重要的战略意义。回答下列问题：
（1）I．CO2加氢选择合成甲烷的主要反应如下：
①CO2(g)+4H2CH4(g)+2H2O(g) △H1(298K)
②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2(298K)
③2CO(g)+2H2(g)CO2(g)+CH4(g) △H3(298K)
在一定温度下，由最稳定单质生成1mol某物质的焓变叫做该物质的标准摩尔生成焓，如表为298K时几种物质的标准摩尔生成焓。
物质 H2(g) O2(g) CO(g) CO2(g) H2O(g) CH4(g)
标准摩尔生成焓(kJ·mol-1) 0 0 -110.5 -393.5 -241.8 -74.81
有利于反应①自发进行的条件是 (填“高温”或“低温”)；根据表中数据计算反应②的焓变△H2(298K)= kJ·mol-1。
（2）在一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO2和4molH2发生上述反应，反应20min容器内反应达到平衡时，容器中CH4为amol，CO为bmol，以H2表示的0~20min内平均反应速率v(H2)= mol·L-1·min-1(用含a、b、V的代数式表示，下同)，此时H2O(g)的浓度为 mol·L-1，反应II的平衡常数为 (列出计算式)。
（3）甲烷三重整制氢的逆反应CO(g)+3H2CH4(g)+H2O(g)。合成总反应在起始物=3时，在不同条件下达到平衡，设体系中CH4的物质的量分数为x(CH4)，在t=250℃下的x(CH4)-p、在p=5×105Pa下的x(CH4)-t如图所示。
①当CO的平衡转化率为时，反应条件可能是 。
②甲烷三重整制氢工业一般将反应温度设置为750℃~920℃，将反应压力设置为2~3MPa并向转化炉内通入空气或氧气，通入空气或氧气的目的是 。
17．（2023高二上·清镇市期中）回答下列问题：
（1）I、已知：反应 ① Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1；反应 ② Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2。不同温度时K1、K2的值如下表，请根据表中数据，回答下列问题：
温度/K K1 K2
973 1.47 2.38
1173 2.15 1.67
请写出反应 ① 的平衡常数K1的表达式 ；通过表格中的数值可以推断：反应①是 (填“吸热”或“放热”)反应。
（2）当温度为973K时，反应③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) 的平衡常数K3= (结果保留小数点后2位)
（3）能判断反应③已达平衡状态的是（ ）。
A．容器中压强不变 B．混合气体中c(CO)不变
C．v正(H2)＝v逆(H2O) D．c(CO2)＝c(CO)
（4）根据反应①与②及上表数据，能够推断出反应③是 (填“吸热”或“放热”)反应。要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取的措施是 (填写序号)。
A．缩小反应容器容积
B．扩大反应容器容积
C．降低温度
D．升高温度
E．使用合适的催化剂
F．设法减少CO2的量
（5）Ⅱ、汽车尾气里含有的 NO 气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致：N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH>0，已知该反应在 T ℃时，平衡常数 K=9.0。请回答下列问题：
某温度下，向 2 L 的密闭容器中充入 N2和 O2各 1 mol，5s 后 O2的物质的量为 0.4 mol， 则 0～5s 内 NO 的反应速率 mol·L-1·min-1。
（6）下列为 4 种不同情况下测得的反应速率中，表明该反应进行最快的是（ ）。
A．v(N2)=0.4 mol·L-1·min-1 B．v(NO)=0.6 mol·L-1·min-1
C．v(O2)=0.3 mol·L-1·s-1 D．v(NO)=0.4 mol·L-1·s-1
（7）将N2、O2混合充入恒温恒容密闭容器中，下列变化趋势正确的是（ ）(填字母序号)。
A．
B．
C．
（8）T ℃时，某时刻测得容器内 N2、O2、NO 的浓度分别为 0.20 mol/L、0.20mol/L 和 0.50mol/L， 此时反应 v正(N2) v逆(N2)(填“>”、“=”或“<”)。
18．（2023高二上·嘉兴期中）一定温度下，在密闭容器中发生反应 ，正反应速率表达式为(k是正反应速率常数，只与温度有关)。测得正反应速率常数与浓度关系如表所示：
序号
I 0.10 0.10 0.15
Ⅱ 0.20 0.20 2.40
Ⅲ 0.20 010 1.20
（1）n= 。
（2）向容积为2L的恒容密闭容器中仅充入和，发生上述反应，测得随时间的变化如图所示：
①物质D的聚集状态为 。
②a、b、c三点气体C的逆反应速率由大到小的顺序为 (用a、b、c表示)。
③T2时，此反应的平衡常数K= (不写单位)。
（3）在恒温、恒容容器中进行反应。下列不能说明反应达到平衡状态的是____(填字母)。
A．混合气体的平均密度不再变化
B．混合气体的平均摩尔质量不再变化
C．
D．容器内的气体压强不再变化
19．（2023高二上·浙江期中）（1）I．汽车尾气排放的CO、NO气体是大气污染物。查阅资料可知，NO和CO反应可转变成无污染气体，转化原理如下：
反应①2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH1 K1
已知298K时：
反应②2NO(g)=N2(g)＋O2(g) ΔH2=-180.5kJ/mol K2=1×1030
反应③CO2(g)CO(g)+O2(g) ΔH3=+283.0kJ/mol K3=2×10-46
则298K时，反应①ΔH1= kJmol；K1= ；
（2）在恒温恒容密闭容器中，下列不能说明反应①达到化学平衡状态的是____。
A．容器内的气体压强不变
B．2v正(NO)=v逆(N2)
C．气体的平均相对分子质量保持不变
D．混合气体的密度保持不变
（3）对于气相反应，用某组分B的平衡分压p(B)代替物质的量浓度c(B)表示的平衡常数记作Kp。在恒温恒容密闭体系中只发生反应①，调整气体分压p(NO)=p(CO)，p(CO2)=2p(N2)，测得体系中CO和N2的分压随时间变化情况如表所示。
时间/min 0 30 60 120 180
T℃ CO的分压/kPa 4 8.8 13 20 20
N2的分压/kPa 48 45.6 43.5 40 40
T℃时，反应①的Kp= (kPa)-1。
（4）Ⅱ.为优化汽车尾气处理，宜进一步研究温度、压强、催化剂等外界条件对反应①速率的影响。
在不同温度下，具有一定能量的分子百分数与分子能量的关系如图所示，E表示某温度下分子的平均能量，Ec是活化分子具有的最低能量，阴影部分的面积反映活化分子的百分数，则图中T1 T2(填“>”、“=”、“<”)。下列能通过提高活化分子百分数而加快反应速率的条件有 ；
A.使用催化剂 B.增大压强 C.增大反应物浓度 D.减小生成物浓度
（5）570K时，反应①K=1×1059，但反应速率依旧极慢。下列说法正确的是____；
A．提高尾气净化效率的常用方法是升高温度
B．增大压强，反应①平衡右移，故可通过增压的方法提高尾气净化效率
C．提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂
D．装有高效催化剂的尾气净化装置的汽车排出的气体中仍含有少量的NO或CO
20．（2023高二上·龙岗期中）自从1909年化学家哈伯研究出合成氨的方法以来，氮的化合物在生产生活中有着广泛应用，与此有关的研究已经获得三次诺贝尔化学奖。目前气态含氮化合物及相关转化仍然是科学家研究的热门问题。请回答下列问题：
（1）①合成氨的原料气H2可以通过天然气和二氧化碳转化制备，已知CH4、H2和CO的燃烧热（ΔH）分别为，，则通过天然气和二氧化碳转化制备H2的热化学反应方程式为 。
②673K时，合成氨反应机理中各步反应的能量变化如图所示，其中吸附在催化剂表面上的粒子用“*”标注。
图中决速步骤的反应方程式为 。
（2）用NH3催化还原NO，可以消除氮氧化物的污染。已知：
①
②
写出NH3还原NO至N2和水蒸气的热化学方程式 。
（3）活性炭还原法是消除氮氧化物污染的有效方法，其原理为：
。已知该反应的正、逆反应速率方程分别为、，其中、分别为正、逆反应速率常数，变化曲线如左下图所示，则该反应的反应热 O（填“＞”、“＜”或“＝”），写出推理过程
（4）一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中加入和发生反应，测得和的物质的量随时间的变化如右上图所示：
①在A点时，N2O的生成速率 N2的生成速率（填“＞”、“＜”或“＝”）。
②若平衡时总压强为p kPa，用平衡分压代替其平衡浓度表示的化学平衡常数 （平衡分压＝总压×物质的量分数）。
21．（2023高二上·顺德期中）碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途．回答下列问题：
（1）已知反应 ，1mol、1mol分子中化学键断裂时分别需要吸收436kJ、151kJ的能量，则1mol分子中化学键断裂时需吸收的能量为 kJ．
（2）已知： ，该反应经历了如下反应历程：
第一步：；第二步：
若第一步为快反应，下列示意图中能体现上述反应过程能量变化的是____（填标号）．
A． B．
C． D．
（3）Bodensteins研究了下列反应：在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数与反应时间t的关系如表：
t/min 0 20 40 60 80 120
1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784
0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784
①根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为 ．
②上述反应中，正反应速率为，逆反应速率为，其中、为速率常数，则为 （以K和表示）．若，在时， ．
③由上述实验数据计算得到：和的关系可用下图表示．当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为 、 （填字母）．
22．（2023高二上·临汾期中）在某一密闭容器中发生反应 ，不同时间段内该反应的反应速率随时间变化的曲线(反应达平衡后，某一时刻仅改变一个条件)如图所示。
回答下列问题：
（1）满足的时间段是 (填标号)；若时刻改变压强，则为 (填“增大”或“减小”)压强。
A． B． C． D．
（2）若、时刻均仅改变温度，则在下列时间段内，该反应的平衡常数最小的是____(填标号)。
A． B． C．
（3）时刻体系中除改变压强外，还可改变的条件为 。
（4）下列时间段内，的体积分数最高的是 (填标号，下同)，的体积分数最高的是 。
A． B． C．
（5）在该反应中，每转移0.3mol电子，生成的HCl(g)的分子数为 。
（6）若该反应达到平衡时，测得的平衡转化率为，则平衡时的混合气体中， (用含的式子表示)。
23．（2023高二上·浙江月考）为倡导“节能减排”和“低碳经济”，降低大气中CO2含量及有效地开发利用CO2，工业上可用CO2来生产燃料甲醇。在体积为2L的密闭容器中，充入1molCO2、3molH2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。经测得CO2和CH3OH的物质的量随时间变化如图所示。
（1）写出该反应的化学平衡常数表达式：K=
（2）在3min末，反应速率v(正) v(逆)(选填>、<或=)。
（3）从反应开始到平衡，平均反应速率v(CO2)= 。达到平衡时，H2的转化率为 。
（4）下列措施可以加快反应速率的是____。
A．升高温度 B．加入催化剂
C．增大压强 D．及时分离出CH3OH
（5）若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个容器中的反应速率分别为：甲：v(H2)=0.45mol·L－1·s－1；乙：v(CO2)=0.2mol·L－1·s－1；丙：v(CH3OH)=6mol·L－1·min－1，则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为 。
24．（2024高三上·长沙月考）（1）Ⅰ、煤是重要的化工原料，利用煤的气化、液化可制取甲醇等有机物，其中发生的反应有：
①
②
相关物质的化学键键能数据如下：
化学键
703 355 465 516 583
试计算该反应 ．
（2）Ⅱ、“绿水青山，就是金山银山”，环境问题已被受全球广泛关注。氮的氧化物是大气主要污染物之一，环境保护的重要任务之一就是减少氮的氧化物等污染物在大气中的排放。
查有关资料可知：的反应历程分两步：
第一步：（快） ；
；
第二步：（慢） ；
；
一定条件下，当反应达到平衡状态时：
①可用、、、表示该反应的平衡常数，其表达式为 ；
②已知：上述反应的平衡常数的对数随温度的变化如图所示，在温度为时此反应在点达到平衡。若升高温度，B、C、D、E四点中能正确表示该反应的与的关系的点为 ．
（3）是一种新型硝化剂，人们对它的性质和制备广泛关注。已知：在时可发生分解：。此温度下，测得恒容密闭容器中浓度随时间的变化如下表：
0 10 20
2.5 1.5 1.3
①内，用来表示的平均化学反应速率为 ；
②在此温度下，于恒容密闭容器中充入进行此反应，能说明该反应已达到化学平衡状态的是 （填字母）
a．
b．和的浓度之比保持不变
c．在绝热容器中，反应的平衡常数不再变化
d．容器内气体的平均相对分子质量为45，且保持不变
（4）将一定量的加入到恒温恒压的密闭容器中（温度、压强）。在反应中，正反应速率，逆反应速率，其中、为速率常数，p为分压（分压=总压×物质的量分数），若该条件下，当的分解时， ．
（5）将一定量加入恒容密闭容器中，发生反应。测得在不同温度下，的物质的量分数如图所示。已知的起始压强为，试计算图中a点对应温度下以平衡分压来表示的平衡常数 ．
25．（2024高三上·巢湖月考）甲醇是重要的化工原料之一，也可用作燃料，利用合成气（主要成分为和）可以合成甲醇，涉及的反应如下：
反应ⅰ：
反应ⅱ：
反应ⅲi：
请回答下列问题：
（1）在某催化剂作用下，反应ⅰ的反应历程如图所示（图中数据表示微粒数目以及微粒的相对总能量，*表示吸附在催化剂上）：
①反应ⅰ在 （填“较低”或“较高”）温度下才能自发进行。
②结合反应历程，写出反应ⅰ中生成甲醇的决速步骤的反应方程式： ．
③ （计算结果保留两位有效数字，已知）。
（2）反应ⅰ的Arrhenius经验公式（为活化能，为速率常数，和均为常数，为温度），实验数据如图中曲线所示。当改变外界条件时，实验数据如图中曲线所示，则实验可能改变的外界条件是 ．
（3）将一定量的和充入密闭容器中并加入合适的催化剂，只发生反应ⅱ和ⅲ。相同温度下，在不同压强下测得的平衡转化率、的选择性和的选择性随压强的变化曲线如图所示。
图中表示的平衡转化率的曲线是 （填“”“”或“”），简述判断方法： ．
（4）有研究认为，在某催化剂作用下反应ⅱ先后通过反应ⅲ、ⅰ来实现。保持温度不变，向一恒容密闭容器中充入和，在该催化剂作用下发生反应，经达到平衡，测得的物质的量为，起始及达平衡时容器的总压强分别为，则从开始到平衡用分压表示的平均反应速率为 （用含的式子表示，下同，分压总压物质的量分数）；反应ⅱ的压强平衡常数 （为用分压代替浓度计算的平衡常数）。
（5）光催化制甲醇技术也是研究热点。铜基纳米光催化材料还原的机理如图所示，光照时，低能价带失去电子并产生空穴（，具有强氧化性）。在低能价带上，直接转化为的电极反应式为 ．
26．（2023高二上·吉林月考）完成下列问题
（1） 一定条件下，在一体积不变的密闭容器中发生反应：
2A(g)＋B(g)3C(g) ΔH=a kJ·mol-1。图为反应体系中反应速率随时间变化的情况，且t2、t3、t4各改变一种不同的条件。
①t3时改变的条件为 ，t4时改变的条件为 。
②a (填“>”或“<”)0。
（2）已知反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，在恒容密闭容器中按加入CO和H2合成甲醇，测得起始压强p0=102 kPa。CO的平衡转化率[α(CO)]随温度的变化曲线如图所示，R点时反应的平衡常数Kp= (kPa)-2(用平衡分压代替平衡浓度计算，p分=p总×物质的量分数)，R、S两点平衡常数大小：Kp(R) (填“>”“=”或“<”)Kp(S)。
（3）CO可用于合成甲醇，反应的化学方程式为CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。该反应的ΔH 0(填“>”或“<”)。实际生产条件控制在250 ℃、1.3×104 kPa左右，选择此压强的理由是 。
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】化学反应速率；化学反应速率与化学平衡的综合应用；化学平衡的计算
【解析】【解答】A、由图可知，时反应先达到平衡，则＜，时容器内的物质的量更大，说明升温，平衡逆向移动，该反应为放热反应，，故A错误；
B、温度时，前12分钟的平均反应速率，则的平均反应速率，故B错误；
C、温度时，达平衡时，，，，该反应的平衡常数，故C错误；
D、温度时，若起始向容器中通入0.10mol NO、0.30mol CO、0.10mol和0.10mol，此时浓度熵，反应向正方向进行，故D正确；
故答案为：D。
【分析】A、升温，平衡向吸热反应方向移动；
B、根据计算；
C、根据计算；
D、计算此时的浓度熵，与平衡常数比较确定反应进行方向。
2．【答案】B
【知识点】化学反应速率；化学平衡状态的判断；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】A、时刻反应正向进行，没有达到平衡状态，故A错误；
B、由图可知，反应在60s时达到平衡状态，平衡时，c(NO2)=0.12mol/L，c(N2O4)=0.04mol/L，则，故B正确；
C、密闭容器，体积不变，气体的总质量不变，则密度一直不变，因此容器中混合气体的密度不变时，不能说明反应达到平衡状态，故C错误；
D、0 60s时段，浓度变化量为，，故D错误；
故答案为：B。
【分析】AC、可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，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；
B、平衡常数是指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；
D、根据计算。
3．【答案】C
【知识点】化学平衡常数；化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】A.相同温度下，减小压强，反应1平衡正向移动，反应Ⅱ平衡逆向移动，CH4和CH3OH的体积分数减小，相同压强下，减低T，即增大，反应1、Ⅱ平衡均正向移动，表示CH4的体积分数减小，CH3OH的体积分数增大，所以压强为0.2MPa时，表示CH4和CH3OH的曲线分别是 b、d，A选项是正确的；
B.根据质量守恒，混合气体的质量始终不变，该反应是气体物质的量变化的反应，随着反应进行，混合气体的平均相对分子质量发生改变，当混合气体的平均相对分子质量不再改变，表明反应已达到平衡状态，B选项是正确的；
C.反应ⅡI为放热反应，升高温度，反应速率加快，同时平衡逆向移动，则在升温的过程中，反应ⅡI速率常数增大的倍数；k正D.由图中曲线可知，500K，2MPa条件下，平衡时CH4和CH3OH的平衡体积分数相等，列化学平衡三段式，
2CH4 (g) + O2(g) 2CO (g)+ 4H2(g)
转化（mol）2x x 2x 4x
CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）
转化（mol）y 2y y
平衡时CO的物质的量为1mol，则2x-y=1，平衡时CH4和CH3OH的平衡体积分数相等，则3-2x = y，解得x = 1，y = 1，则CH4的转化率约为x100%≈66.7%，D选项是正确的。
故答案为：C。
【分析】A.气体计量数和增大的反应，减小压强平衡会正移，增大压强平衡会逆移；
B.根据质量守恒，混合气体的质量始终不变，该反应是气体物质的量变化的反应，随着反应进行，混合气体的平均相对分子质量发生改变，当混合气体的平均相对分子质量不再改变，表明反应已达到平衡状态；
C.反应Ⅱ为放热反应，升高温度，反应速率加快，同时平衡逆向移动，则在升温的过程中，反应Ⅱ速率常数增大的倍数：k正D.根据三段式中转化量计算出CH4的物质的量转化量，继而计算平衡出转化率。
4．【答案】C
【知识点】化学反应速率；化学平衡的影响因素；化学平衡的计算
【解析】【解答】A. 反应在前50s的平均速率，故A不符合题意；
B.平衡时c(PCl3)=0.2/2mol/L=0.1mol/L， 保持其他条件不变，升高温度，平衡时 ，升高温度平衡正向移动，说明反应吸热，故B不符合题意；
C.对于此反应 ，平衡时c(PCl3)=c(Cl2)=0.1mol/L，c(PCl5)=0.4mol/L，常数K=0.1x0.1/0.4=0.025， 相同温度下，起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 mol PCl3和0.20 mol Cl2 ，Q=0.1x0.1/0.5=0.02＜K，平衡向右移动， v（正）＞v（逆） ，故C符合题意；
D. 相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2， 等效于起始添加2mol PCl5，体积不变，相当于加压，导致平衡逆向移动，导致平衡时的的 PCl3小于0.4mol，因此反应超过1.6mol ，故转化率大于80%，故D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A.根据数据利用公式计算即可；
B.根据计算出平衡时浓度，与给出的进行对比判断移动方向即可；
C.根据给出的数据把常数计算，然后再根据给出的数据计算出浓度幂指数与之对比；
D.根据给出的数据等效平衡，再结合加压判断产物量即可计算转化率。
5．【答案】A
【知识点】化学平衡常数；化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】A.根据图示，温度M＞N，反应放热，温度越高反应逆向进行，导致常数减小。故A符合题意；
B.氮气和二氧化碳为生成物其化学计量系数之比为1：1，因此其浓度始终为1：1，故B不符合题意；
C.A对应着N，平衡时N2O的转化率为25%，因此c(N2)=0.025mol/L，c(CO2)=0.025mol/L，c(N2O)=0.075mol/L，c(CO)=0.375mol/L，平衡时正速率=逆速率，即可得到 ，故C不符合题意；
D.转化率为10%，故CO的变化量为1mol，速率为 ，故D不符合题意；
故答案为：A
【分析】根据A为恒温，B为绝热，该反应为 ，反应中放热，因此A对应着曲线N，B对应着曲线M，结合选项即可判断。
6．【答案】A
【知识点】化学平衡常数；化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】A.图① ，t1扩大溶积，逆反应速率降低，故A符合题意；
B.对于 反应，压强越大正向移动，转化率增大，温度最低常数最小，故B不符合题意；
C. 表示在恒温恒容的密闭容器中，按不同投料比充入和进行反应 ，当投料比按照化学计量系数进行投料转化率相等，a=2，故C不符合题意；
D. 图④表示工业合成氨平衡时体积分数随起始变化的曲线，A点是氢气过量，B点是氮气过量，故D不符合题意；
故答案为：A
【分析】A.根据方程式，结合逆反应速率降低判断条件改变；
B.根据压强和温度对平衡的影响判断；
C.根据转化率相等可考虑是按照化学计量系数之比投料；
D.根据判断A和B的物料比不同。
7．【答案】（1）；B
（2）III；恒温减压时平衡①、③右移，甲烷平衡转化率增大
（3）温度在500摄氏度以前，温度对②反应影响更大，所以n(CO2)增大，温度高于500摄氏度，温度对①、③反应影响更大，所以n(CO2)减小
（4）0.5mol；0.39；>
【知识点】盖斯定律及其应用；化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）根据盖斯定律，，则==；反应①是气体体积增大的反应，ΔS>0，为吸热反应，ΔH1>0，在高温下存在ΔH-TΔS<0，则该反应在高温下能自发进行，故答案为： ；B；
（2）反应①和③均为气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，甲烷的平衡转化率减小，则 代表反应体系总压强为的曲线是Ⅲ，判断依据是： 恒温减压时平衡①、③右移，甲烷平衡转化率增大，故答案为：Ⅲ； 恒温减压时平衡①、③右移，甲烷平衡转化率增大；
（3）升温②反应左移，使n(CO2)有增大的趋势，①、③反应右移，使n(CO2)有减小的趋势，温度在500摄氏度以前，温度对②反应影响更大，所以n(CO2)增大，温度高于500摄氏度，温度对①、③反应影响更大，所以n(CO2)减小，故答案为： 温度在500摄氏度以前，温度对②反应影响更大，所以n(CO2)增大，温度高于500摄氏度，温度对①、③反应影响更大，所以n(CO2)减小 ；
（4） 起始时， 通入和 ，达到平衡时的转化率为80%，CO2的转化率为50%，碳单质的物质的量为0.8mol，据此列出反应的三段式：
平衡时甲烷转化了0.8mol，CO2转化了0.5 mol，生成0.8molC，则x+m=0.8mol、x+y=0.5mol、y+m+n=0.8 mol ，解得n(CO)=2x-n=0.5mol；由氧原子守恒得n(H2O)=，由氢原子守恒得n(H2)=，容器气体总物质的量=，==0.39；反应①平衡时 ，向体系通入气，He气不参加反应，容器体积增大，平衡逆向移动， 重新达到平衡时， ，则a>b，故答案为：0.5mol；0.39；>。
【分析】（1）根据盖斯定律，将②+③-2×④得①；根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行分析；
（2）反应①和③均为气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，甲烷的平衡转化率减小；
（3） 温度在500摄氏度以前，温度对②反应影响更大，所以n(CO2)增大，温度高于500摄氏度，温度对①、③反应影响更大，所以n(CO2)减小 ；
（4）列出反应的三段式计算各物质的平衡摩尔分数，再结合计算。
8．【答案】（1）2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=-747 kJ/mol；ad
（2）0.042mol·L-1·min-1；；>；正向；60%
【知识点】热化学方程式；化学平衡常数；化学反应速率与化学平衡的综合应用；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）根据平衡常数的计算公式K=， 即可写出其反应方程式为：2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g)④ ，结合2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=- 221 kJ/mol①
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=- 393.5 kJ/mol② N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH= +181 kJ/mol ③即可得到④=2×②-①-③；即可得到2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g) △H=-747 kJ/mol ；由于该反应是系数减小且放热的反应，增大压强可以提高NO的转化率，升高温度降低NO的转化率，催化剂不能改变转化率，增大CO的浓度可增大NO的转化率；
故答案为：ad；
（2）①根据方程式二氧化碳和氮气的速率之比为1：1，因此T1℃，0～5min内，v(N2)=V(CO2)=0.42/(2×5)mol·L-1·min-1=0.042mol·L-1·min-1；平衡时c(NO)=0.4mol/L，v(N2)=V(CO2)=0.3mol/L，即可计算出其K=0.32/0.42= ；
②温度变化后，平衡继续向右移动，正反应为放热反应，温度降低，因此T1＞ T2；
③根据数据：C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g)
前30min(mol/L) 0.2 0.4 0.4
加入2mol混合物后(mol/L) 1.2 1.4 1.4
平衡后浓度（mol/L） 1.2-2x 1.4+x 1.4+x
该温度下的K==4，浓度商Q==1.36＜4，平衡正向移动，因此即可得到x=0.2mol/L，因此起始总的量为2mol+2mol=4mol，达到平衡时剩余的为2×(1.2-2×0.2)mol=1.6mol，因此转化为2.4mol，转化率为2.4/4×100%=60%；
【分析】（1）根据平衡常数计算即可写出方程式，利用盖斯定律计算焓变即可写出热化学方程式为2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g) △H=-747 kJ/mol ；结合系数减小和放热即可得到增大压强和增大CO的浓度可提高转化率；
（2）①根据方程式即可得到v(N2)=V(CO2)，计算出氮气速率即可，利用平衡数据利用公式计算即可；
②根据NO和氮气的变化即可判断温度的变化；
③根据给出的数据计算出此时的平衡常数K，利用加入2mol之后的浓度计算出浓度商，比较即可判断移动方向，利用常数计算出平衡时的转化量，计算出剩余的量即可计算出反应过程中的转化量，利用公式计算出转化率。
9．【答案】（1）N2(g)＋O2(g) 2NO(g) ΔH= +181.5 kJ·mol-1；600℃；KQ = KM < KN
（2）AC；0.002mol·L-1·min-1；75%；
【知识点】盖斯定律及其应用；化学平衡状态的判断；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学反应速率与化学平衡的综合应用；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）①该条件下，与反应生成的热化学方程式为：N2＋O22NO，根据盖斯定律，将可得N2＋O22NO，则ΔH== +181.5 kJ·mol-1，热化学方程式为：N2(g)＋O2(g) 2NO(g) ΔH= +181.5 kJ·mol-1；
故答案为： N2(g)＋O2(g) 2NO(g) ΔH= +181.5 kJ·mol-1；
②反应I为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，氨气的物质的量分数增大，故曲线对应的温度是：600℃；曲线b为400℃，曲线c为200℃，K只受温度影响，该反应为放热反应，升高温度，K减小，则 KQ= KM故答案为：600℃； KQ= KM（2）①A、该反应是气体体积增大的反应，压强随反应发生变化，因此当容器内压强不变时，反应达到平衡状态，故A符合题意；
B、 时，正逆反应速率不相等，反应未达到平衡状态，故B不符合题意；
C、二氧化氮为红棕色，反应过程中，气体的颜色反应变化，当混合气体的颜色不变时，反应达到平衡状态，故C符合题意；
D、混合气体的体积和质量均不变，则密度始终不变，因此当混合气体的密度不变时，不能说明反应达到平衡状态，故D不符合题意；
故答案为：AC；
②时刻反应达到平衡，若， ；此时转化的浓度为0.03mol/L，转化率为：；
故答案为： 0.002mol·L-1·min-1 ；75%；
③T1、T2曲线起点从原点开始，T2>T1，则T2时先达到平衡状态，T1曲线在t1时拐点，T2曲线在t1前先拐，T1平衡浓度c(NO2)=0.06mol·L-1，升温平衡正向移动，则T2曲线平衡浓度c(NO2)在0.06~0.08mol·L-1之间，则变化曲线为：；
故答案为：。
【分析】（1）①根据盖斯定律，可得目标方程式；
②升高温度，平衡逆向移动；K只与温度有关；
（2）①可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，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；
②根据；
③升高温度，该反应的平衡逆向移动。
10．【答案】（1）能
（2）A；E
（3）促使平衡正向移动，提高氨的平衡产率：加快合成氨反应速率
（4）
（5）
（6）二；55
【知识点】化学平衡常数；化学平衡的影响因素；合成氨条件的选择；化学平衡状态的判断；化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】(1)、Ⅰ.
，常温下，故反应能自发进行。故答案为：能；
(2)、A．该反应为气体体积缩小的反应，压强为变量，当容器内压强不再变化时，表明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故A正确；
B．设起始N2和H2分别为amol，氮气体积分数为50%，N2反应xmol，H2反应3xmol，NH3生成2xmol，平衡时N2为(a-x)mol，H2为(a-3x)mol，NH3为2xmol，N2的体积分数为，始终不变，不说明达到平衡状态，故B错误；
C．该反应在恒温恒容条件下进行，混合气体的质量、容器容积为定值，则混合气体密度始终不变，气体的密度不再改变不能说明达到平衡状态，故C错误；
D．V正(N2)=3V逆(H2)，V正(N2)： V逆(H2)=3，不等于化学计量数之比，反应未达到平衡状态，故D错误；
E.该反应为气体体积缩小的反应，反应过程中气体的总质量不变，而气体的物质的量减小，依据，容器内气体的平均摩尔质量不变，说明反应达到平衡状态，故E正确；
故答案为：AE。
(3)、在合成氨过程中，需要不断分离出氨，即降低体系中氨气的浓度，生成物浓度下降，促使平衡正向移动，提高氨的平衡产率，根据合成氨的速率方程，速率与氨气浓度成反比，故加快合成氨反应速率。故答案为：促使平衡正向移动，提高氨的平衡产率，加快合成氨反应速率；
(4)、平衡时氨气的体积分数为25%，则N2的体积分数为，H2的体积分数为，则，，，
当平衡时 ，，，以铁为催化剂时 ，。故答案为：。
(5)、
已知：第一步：
第二步：
根据盖斯定律，反应①+反应② 即可氨气和二氧化碳合成尿素的热化学方程式为： ，故答案为： ；
(6)、 由图可知，在15min左右，氨气和二氧化碳反应生成氨基甲酸铵后不再变化，发生的是第一步反应，氨基甲酸铵先增大再减小最后达到平衡，从图中曲线的斜率不难看出第二步反应速率慢，所以反应的快慢由第二步反应决定。根据图像可知，第一步反应进行到15min时达到平衡，反应到55min时各物质的浓度几乎不变，说明总反应进行到55min时尿素的物质的量不再变化，说明总反应55min时达到平衡。故答案为：二；55.
【分析】(1)、Ⅰ.依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析；
(2)、依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断；
(3)、利用化学平衡移动原理分析。
(4)、 依据平衡的实质和题中信息判断。
(5)、根据盖斯定律；
(6)、 活化能越大，反应速率越慢，速率最慢是决速步骤；平衡后物质的量保持不变。
11．【答案】（1）；-90.7；
（2）；0.5；D
（3）B
（4）反应Ⅱ为吸热反应，温度升高不但能加快反应速率，而且有利于该反应正向进行，故，转化率随温度升高而增大；反应Ⅰ(或反应Ⅲ)为放热反应，而反应Ⅱ为吸热反应，所以温度升高不利于的合成，但有利于CO的生成，所以产率降低，选择性减小
【知识点】原子核外电子排布；化学反应速率；化学平衡常数；化学平衡移动原理；化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】（1） ① Cu2+3d轨道中含有9个电子，轨道表示式为： ；
② 反应III=I-II，则 △H1 -△H12=-49.5-（+41.2）= -90.7 ，；
（2）v（CO2）=v（H2）=×= ；
该条件下10min达到平衡：列出三段式：
CO2（g） 3H2（g） CH3OH（g） +H2O（g）
起始量（mol） 6 8 0 0
转化量（mol） 2.0 6.0 2.0 2.0
平衡量（mol） 4.0 2.0 2.0 2.0
K==；
②A.温度越高，平衡逆移，H2的平衡转化率越小，所以T1温度更大；
B. 混合气体的密度 是定值，不能表示平衡；
C. 平衡时向容器中充入惰性气体 ，虽然压强增大，但是反应物和生成物的浓度都未改变，因此平衡不会发生移动；
D.催化剂可以加快反应速率；
（3） 由表格中的数据可知，相同温度下不同的催化剂对CO2的转化为CH3OH的选择性有显著影响，使用Cu/ZnO纳米片催化剂时甲醇的选择性高，使用相同催化剂升高温度，二氧化碳的转化率略有增加，但甲醇的选择性却减少，说明温度升高，副产物增加，
故答案为：B；
（4） ①转化率随温度升高而增大的原因可能是反应Ⅱ为吸热反应，温度升高不但能加快反应速率，而且有利于该反应正向进行，故，转化率随温度升高而增大 ；
②选择性随温度升高而减小的原因可能是反应Ⅰ(或反应Ⅲ)为放热反应，而反应Ⅱ为吸热反应，所以温度升高不利于的合成，但有利于CO的生成，所以产率降低，选择性减小 。
【分析】（1）Cu的价电子排布式是：3d104s1，失去2个电子为3d9；
根据盖斯定律可以得出△H3与△H1和△H2之间的关系；根据反应方程式之间的关系可以得出K3与K2和K1之间的关系；
（2）化学反应速率之比等于物质的化学计量数之间的比；根据三段式可以计算出平衡状态时各组分的浓度，将浓度代入K值表达式求出K值；
（3） 由表格中的数据可知，相同温度下不同的催化剂对CO2的转化为CH3OH的选择性有显著影响；使用相同催化剂升高温度，二氧化碳的转化率略有增加，但甲醇的选择性却减少，据此分析；
（4）①对于吸热反应来说，升高温度，平衡正移，CO2的转化率增大；
②反应Ⅰ(或反应Ⅲ)为放热反应，而反应Ⅱ为吸热反应，所以温度升高不利于的合成，但有利于CO的生成，所以产率降低，选择性减小 。
12．【答案】（1）-105
（2）；.A
（3）B；C
（4），可以消除催化剂表面的积碳，加快反应速率
（5）
【知识点】盖斯定律及其应用；活化能及其对化学反应速率的影响；化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）根据盖斯定律，将①+②+③可得， ，则 (+136.8kJ/mol)+(-285.8kJ/mol)+(+44kJ/mol)=-105kJ/mol；
故答案为：-105；
（2）设起始充入C2H6(g)物质的量为a，根据题干信息列出反应的三段式：
平衡时总物质的量为a(1+α)，平衡时C2H6、C2H4、H2的分压依次为p、p、p，该反应的平衡常数Kp==；
A、升高温度能增大反应速率，同时平衡正向移动，能提高乙烷的转化率，故A符合题意；
B、通入惰性气体，各组分的浓度不变，反应速率不变，故B不符合题意；
C、增加乙烷的浓度能增大反应速率，但乙烷的转化率减小，故C不符合题意；
D、加入催化剂能增大反应速率，但平衡不移动，乙烷的转化率不变，故D不符合题意；
故答案为： ；A；
（3）A、乙烷的氧化裂解反应为气体体积增大的放热反应，有利于提高乙烷平衡转化率的条件是低温低压，故A错误；
B、乙烷的氧化裂解反应为放热反应，升高温度乙烷的平衡转化率应降低，则乙烷的转化率随温度的升高而增大的原因是此时反应未达平衡，升高温度，反应速率加快，反应物的转化率增大，故B正确；
C、乙烯的氧化裂解反应产物中除了C2H4，还有CO、C等副产物，较低时，生成乙烯的选择性较低的原因可能是氧气过量，乙烷发生深度氧化而导致乙烯的选择性降低，故C正确；
D、由图甲可知，反应的最佳温度为850℃左右，在此温度下乙烷的转化率较高、乙烯的收率较大，故D错误；
故答案为：BC；
（4）乙烯的氧化裂解反应产物中除了C2H4，还有CH4、CO、C等副产物，在乙烷的氧化裂解反应体系中充入一定量CO2，CO2能与C发生反应 ，可以消除催化剂表面的积碳，加快反应速率；
故答案为： ，可以消除催化剂表面的积碳，加快反应速率 ；
（5）活化能越大反应速率越慢，慢反应是整个反应的决速步骤，由图可知，最后一步反应的活化能最大，则决速步骤的反应方程式为；
故答案为：。
【分析】（1）根据盖斯定律，将①+②+③可得目标方程式；
（2）列出反应的三段式计算Kp，欲同时增大反应速率和乙烷的转化率，应使平衡尽量正向移动；
（3）根据图示信息分析；
（4） ，可以消除催化剂表面的积碳，加快反应速率 ；
（5）活化能越大反应速率越慢，慢反应是整个反应的决速步骤。
13．【答案】（1）
（2）＜；；b
（3）b
（4）＞
（5）2；＞
（6）合成氨是气体分子数减小的反应，增大压强，平衡向合成氨的方向移动，的体积分数增大；＝；＜；0.037或
【知识点】反应热和焓变；化学平衡移动原理；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】（1）分析可得，第Ⅱ步反应中，N2O2转化为NO2；
故答案为：；
（2）据图可得，生成物2NO2的能量小于反应物2NO+O2的能量，故该反应为放热反应，△H＜0。由于总反应可由Ⅰ+Ⅱ得到，故K=K1·K2。分析下列各选项：
a.由于反应放热，升高温度会促进平衡逆向移动，降低平衡转化率，a不符合题意；
b.反应后气体分子数减少，缩小体积促进平衡正向移动，提升平衡转化率。同时缩小体积会增大反应物浓度，从而加快NO2生成速率。b符合题意；
c.加入催化剂只能改变反应速率，不影响平衡，c不符合题意；
故第一空答案为：＜，第二空答案为：K1·K2，第三空答案为：b；
（3）升高温度，正反应速率加快，则新平衡点的纵坐标应大于x。据图分析可知反应Ⅱ为放热反应，升高温度平衡逆向移动，c(O2)增大。综上所述，b点符合题意；
故答案为：b；
（4）该反应放热，根据平衡移动原理，升高温度反应平衡常数减小；
故答案为：＞；
（5）根据K正·K逆=1，K逆=1÷0.5=2。此时浓度商Q==＜2，则平衡正在从正向建立，故v正＞v逆。
答案为：＞；
（6）①正反应是气体分子数减少的反应，根据平衡移动原理，压强增大平衡正向移动，则产物NH3体积分数增大。
故答案为：合成氨是气体分子数减小的反应，增大压强，平衡向合成氨的方向移动，的体积分数增大；
②同一反应的平衡常数仅与温度有关，a、b点温度相同，则K相等。从a点到b点压强增大，相当于体积被压缩，则b点各气体物质浓度大于a点。
故第一空答案为：=，第二空答案为：＜；
③列出反应三段式：
则b点NH3的体积分数为=60％，解得x=n。
则此时p(N2)=×60=6MPa，
p(NH3)=60％×60=36MPa，
p(H2)=60-6-36=18MPa。
Kp==(MPa)-2。
故答案为：。
【分析】（1）第Ⅱ步是N2O2与O2反应生成NO2的反应；
（2）生成物总能量小于反应物总能量，则反应△H＜0。根据“方程式相加减，平衡常数相乘除”计算K。结合影响速率和平衡的因素分析各选项；
（3）升高温度，正反应速率加快，平衡逆向移动；
（4）升高温度，放热反应平衡常数减小；
（5）根据K正·K逆=1计算。判断Q与K的关系，进而比较v正和v逆；
（6）①根据平衡移动原理分析；
②同一反应的平衡常数仅与温度有关。压缩体积，各气体物质浓度增大；
③列三段式求解。
14．【答案】（1）A；D
（2）0.075；30%；＞；＜
（3）cd
【知识点】化学平衡的影响因素；化学平衡移动原理；化学平衡状态的判断；化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】（1）根据可逆反应的“一边倒”方法，存在移向浓度范围：0（2） ①内， 3v（CO2）=3×；
② 根据图中数据，9min至12min时，甲醇和二氧化碳的含量不再改变，说明9min时反应已达平衡，列出三段式：
CO2（g）+ 3H2（g） CH3OH（g） +H2O（g）
起始量（mol） 1 3 0 0
转化量（mol） 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡量（mol） 0.25 0.75 0.75 0.75
混合气体中的物质的量分数为
③： 第时 > 第时 ； 第时， < ；
（3）a压强不变，该反应是气体物质的量改变的反应，所以气体密度是变量，故可以用来作为判断平衡；
b. 混合气体的物质的量是变量，则混合气体的平均相对分子质量为变量，因此可以用来判断平衡状态；
c.列出三段式：
CO2（g）+ 3H2（g） CH3OH（g） +H2O（g）
起始量（mol） 1 1 0 0
转化量（mol） x 2x x x
平衡量（mol） 1-x 1-2x x x
可得CO2时刻一个任何的体积分数都是：，可见CO2的体积分数是一个恒量，因此不能判断平衡状态；
d. 断裂 H-H键和形成水分子描述的都是正反应方向，不能作为判断平衡的标准；
故答案为：cd。
【分析】（1）因为反应是可逆反应，所以物质的转化率不能达到100%；
（2）①化学反应速率指的是一段时间内物质的物质的量浓度变化值与时间的比值；
②根据三段式计算出 末时，混合气体中的物质的量分数 ；
③3min时，反应还未达到平衡，所以v正>v逆；
12min时，反应已经达到平衡了，氢气的化学反应速率应是甲醇的反应速率的三倍；
（3）只有在反应中始终是变量的物理量，在某一时刻不再改变时，才能证明该反应在该时刻达到了平衡状态。
15．【答案】（1）B；C
（2）D
（3）；80%；4；>
（4）低温
【知识点】化学反应速率的影响因素；化学平衡状态的判断；化学反应速率与化学平衡的综合应用；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）A、焦炭是固体，加入焦炭，反应速率几乎不变，故A不符合题意；
B、通入CO，生成物浓度增大，反应速率增大，故B符合题意；
C、升高温度，反应速率加快，故C符合题意；
D、分离出氢气，生成物浓度减小，反应速率减小，故D不符合题意；
答案为：BC；
（2）A、该反应是气体体积不变的反应，压强始终不变，因此当：容器内气体的压强不变，反应不一定平衡，故不选A；
B、气体总质量恒定，因此当容器内气体的总质量不变，反应不一定平衡，故不选B；
C、气体总质量不变、气体总物质的量不变，平均相对分子质量是恒量，容器内气体的平均相对分子质量不变，反应不一定平衡，故不选C；
D、单位时间内，每有2mol 键断裂，同时有1mol 键断裂，正逆反应速率相等，反应一定达到平衡状态，故选D；
答案为：D；
（3）①0～5min内，Δn(NO)=2.0mol-1.4mol=0.6mol，则Δn(CO2)=0.5×0.6mol=0.3mol，浓度变化量是0.15mol/L，则v(CO2)=0.15mol/L÷5min=0.03mol/(L min)；根据表格数据，25min时，反应已达到平衡，列出反应的三段式（单位：mol），则
最终达平衡时NO的转化率a=×100%=80%，K==4；
故答案为： ；80%；4；
②保持温度T℃不变，向该2L密闭容器中加入该四种反应混合物各2mol，此时Qc=＝1＜4，反应正向进行，v正(NO)＞v逆(NO)；
故答案为：>；
（4）该反应为放热反应，ΔH<0，气体体积减小，ΔS＜0，ΔG=ΔH-TΔS＜0时反应能自发进行，则该反应在低温下能自发进行；
故答案为：低温。
【分析】（1）温度、浓度、催化剂等均能影响反应速率；
（2）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，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；
（3）列出反应的三段式计算；
（4）根据ΔH-TΔS＜0时反应自发进行分析。
16．【答案】（1）低温；+41.2
（2）；；
（3）250℃、3×105Pa或280℃、5×105Pa；与部分原料气发生氧化反应，为甲烷进一步反应提供能量
【知识点】化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）反应①的ΔS＜0，则ΔH＜0，当ΔH-TΔS<0时反应自发进行，因此有利于反应①自发进行的条件是低温；ΔH2(298K)=水蒸气标准摩尔生成焓+CO的标准摩尔生成焓-CO2的标准摩尔生成焓=( -110.5kJ mol-1)+(-241.8 kJ mol-1)-(-393.5 kJ mol-1) =+41.2kJ·mol-1；
故答案为：低温；+41.2；
（2）根据题干信息列出反应的三段式：，，，反应20min容器内反应达到平衡时，容器中CH4为amol，CO为bmol，可知x+z=a，y-2z=b，反应共消耗氢气(4x+y+2z) mol=(4a+b) mol，则以H2表示的0~20min内平均反应速率v(H2)== mol·L-1·min-1；此时H2O(g)的浓度为mol·L-1；根据碳原子守恒，CO2剩余(1-a-b)mol，氢气剩余(4-4a-b) mol， KⅡ=；
故答案为： ； ； ；
（3）①对于反应，设H2与CO按物质的量分别为3mol、1mol，反应达平衡时，CO的平衡转化率为，则平衡时H2、CO、CH4、H2O的物质的量分别为n(H2)=mol、n(CO)=mol、n(CH4)=mol、n(H2O)=mol，则 ，升高温度，该反应的平衡逆向移动，CH4的体积分数减小，增大压强，平衡正向移动，CH4的体积分数增大，则a曲线表示x(CH4)随压强变化曲线，曲线b表示x(CH4)随温度变化曲线，所以反应条件可能为250℃、3×105Pa或280℃、5×105Pa；
故答案为： 250℃、3×105Pa或280℃、5×105Pa ；
②甲烷三重整制氢工业一般将反应温度设置为750℃~920℃，将反应压力设置为2~3MPa并向转化炉内通入空气或氧气，通入空气或氧气的目的是与部分原料气发生氧化反应，为甲烷进一步反应提供能量；
故答案为：与部分原料气发生氧化反应，为甲烷进一步反应提供能量。
【分析】（1）根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行分析；ΔH2=水蒸气标准摩尔生成焓+CO的标准摩尔生成焓-CO2的标准摩尔生成焓；
（2）列出反应的三段式计算；
（3）列出反应的三段式计算；通入氧气可与部分原料气发生氧化反应，为甲烷进一步反应提供能量。
17．【答案】（1）；吸热
（2）1.62
（3）B；C
（4）放热；CF
（5）7.2
（6）C
（7）A；C
（8）>
【知识点】化学反应速率；化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学反应速率与化学平衡的综合应用；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）根据化学平衡常数的概念可知，平衡常数K1的表达式为 ；由表中数据可知，反应①的化学平衡常数随温度升高而增大，则反应①为吸热反应，故答案为：；吸热；
（2）根据盖斯定律，③=②-①，则 K3=，故答案为：1.62；
（3）A、反应③是气体体积不变的反应，容器内压强始终不变，因此当容器中压强不变时，不能说明反应达到平衡状态，故A不符合题意；
B、混合气体中c(CO)不变时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故B符合题意；
C、v正(H2)＝v逆(H2O)时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故C符合题意；
D、 c(CO2)＝c(CO)时，取决于起始浓度和转化率，不能判断反应达到平衡状态，故D不符合题意；
故答案为：BC；
（4）③=①-②，则 K3=，根据表中数据可知，随温度升高，K3减小，则反应③为放热反应；
A、该反应是气体体积不变的反应，缩小反应容器容积，该反应的平衡不移动，故A不符合题意；
B、扩大反应容器容积，压强减小，该反应的平衡不移动，故B不符合题意；
C、反应③为吸热反应，降低温度，反应的平衡正向移动，故C符合题意；
D、升高温度，该反应的平衡逆向移动，故D不符合题意；
E、使用催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，但平衡不移动，故E不符合题意；
F、 减少CO2的量，反应的平衡正向移动，故F符合题意；
故答案为：放热；CF；
（5）根据反应的方程式可知，生成的NO的物质的量为（1mol-0.4mol）×2=1.2mol，则mol·L-1·min-1；
故答案为：7.2；
（6）将各物质表示的反应速率均转化为NO表示为：
v（NO）=2v（N2）=0.84mol·L-1·min-1；v(NO)=0.6 mol·L-1·min-1 ； v（NO）=2v（O2）=36mol·L-1·min-1；v（NO）=24mol·L-1·min-1，则表明该反应进行最快的是C；
故答案为：C；
（7）A、该反应为吸热反应，升温平衡正向移动，K增大，故A正确；
B、加入催化剂能降低反应的活化能，增大反应速率，但不影响平衡状态，故B错误；
C、温度越高，反应速率越快；升高温度，平衡向右移动，N2转化率增大， 故C正确；
故答案为：AC；
（8） 某时刻测得容器内 N2、O2、NO 的浓度分别为 0.20 mol/L、0.20mol/L 和 0.50mol/L，此时，则此时反应正向进行， v正(N2) > v逆(N2) ；
故答案为：>。
【分析】（1）平衡常数是指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；化学平衡常数只与温度有关；
（2）根据盖斯定律，将②-①得到 CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ；
（3）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，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；
（4）化学平衡移动原理的具体内容为：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；
（5）根据计算；
（6）比较反应速率大小时应统一单位，根据化学反应速率之比等于化学计量数之比换算成同一物质表示的反应速率，再进行比较；
（7）A、该反应为吸热反应，K随温度增大而增大；
B、催化剂只能加快反应速率，但不影响平衡状态；
C、升温该反应的平衡正向移动；
（8）计算此时的浓度商，与K比较判断反应的进行方向。
18．【答案】（1）1
（2）气体；；0.1
（3）A；C
【知识点】化学反应速率的影响因素；化学平衡状态的判断；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】（1）将数据II和数据III带入 表达式为 ，然后二者相除可得，n=1；
（2）①由图可知，压强均为P2的两条线，“先拐先平衡“，对应速率大温度高，故T1＞T2，再根据温度均为T1 的两条线判断，依据“先拐先平衡”，P2＞P1，增大压强，C的物质的量减小，说明平衡逆向移动，逆向是气体体积减小方向，故D为气体，故答案为：气体；②采用控制变量法进行比较，由于T2>T1，所以C点速率大于a和b，由于b点达到平衡，生成物浓度大于a点，所以 逆反应速率由大到小的顺序为；③器的容积为2L，T2时，此反应达到平衡时，C的物质的量为0.2mol，其浓度为0.1mol L-1，充入0.6molA(g)和0.3molB(g)，A、B起始浓度分别为0.3mol L-1，0.15mol L-1，计算可得平衡时A的浓度为：0.15mol/L，B的浓度为：0.1mol/L，C的浓度为：0.1mol/L，D的浓度为：0.15mol/L， 反应的平衡常数K=
（3）A．由题干反应方程式可知，反应过程中容器内气体的质量不变，容器体积不变即容器内混合气体的密度始终保持不变，故混合气体的平均密度不再变化不能该说明反应达到化学平衡，A符合题意；
B．由题干反应方程式可知，反应过程中容器内气体的质量不变，反应前后气体的物质的量发生改变，即混合气体的平均摩尔质量一直在改变，故混合气体的平均摩尔质量不再变化能说明反应达到化学平衡，B不合题意；
C．根据反应速率之比等于化学计量数之比可知，故当时即不能说明反应达到化学平衡，C符合题意；
D．由题干反应方程式可知，反应前后气体的物质的量发生改变，反应过程中容器体积不变，则容器内的气体压强一直在改变，故容器内的气体压强不再变化能说明反应达到化学平衡，D不合题意；
故答案为：AC。
【分析】（1）将表格中数据带入速率方程即可计算出n的值；
（2）①对应化学反应速率图像和化学平衡图像，应该注意下列几点：1.横轴坐标和纵坐标含有；2、曲线斜率或者趋势；3、曲线上特殊点，如起点、终点、交点和拐点等；4、根据需要运用辅助线，如等温线、等压线等；②采用控制变量方法进行比较 a、b、c三点气体C的逆反应速率 大小；
（3）判断平衡依据有：1.同正物质正逆反应速率相同，即达到平衡，2.各物质浓度或质量分数等保持不变，3.变化的物理量不再反生改变，即达到化学平衡。
19．【答案】（1）-746.5；2.5×10111
（2）B；D
（3）1.6
（4）<；A
（5）C；D
【知识点】热化学方程式；化学平衡常数；化学平衡的影响因素；化学平衡状态的判断；化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】（1）反应①2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH1 K1 ， 反应②2NO(g)=N2(g)＋O2(g) ΔH2=-180.5kJ/mol K2=1×1030 ， 反应③CO2(g)CO(g)+O2(g) ΔH3=+283.0kJ/mol K3=2×10-46 ，反应①=②-2x③， ΔH1=-746.5kJmol；K1== 2.5×10111 ；
（2）A. 前后系数不同，容器内的气体压强不变可判断其达到平衡，故A不符合题意；
B. v正(NO)=2v逆(N2)，反应达到平衡，故B符合题意；
C.前后系数不同，气体的质量不变，但是物质的量变化，故相对分子质量不变其达到平衡，故C不符合题意；
D.气体的质量不变，其体积不变，密度始终不变，故D符合题意；
（3）恒温很容下，压强与物质的量正比；
2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)
起始(Kpa) 4 4 96 48
变化(Kpa) +16 +16 -16 -8
平衡(Kpa) 20 20 80 40
Kp== 1.6(kPa)-1；
（4）温度为T2时阴影面积更大，说明其活化分子数越大，说明温度越高；升高温度和加入催化剂可以增大活化分子百分数；
（5）A.正反应放热，升高温度不能提高效率，故A不符合题意；
B. 增大压强，反应①平衡右移， 可以提高效率，但是成本太高，故B不符合题意；
C.使用高效催化剂可以提高净化效率，故C符合题意；
D. 此反应为可逆反应，装有高效催化剂的尾气净化装置的汽车排出的气体中仍含有少量的NO或CO ，故D符合题意；
【分析】（1）根据利用盖斯定律计算即可；
（2）对于前后系数不同，可以通过速率或者压强不变和相对分子质量不变判断平衡；
（3）根据数据利用压强数据计算即可；
（4）根据阴影部分面积进行判断，温度高活化分子数大；
（5）A.升高温度平衡逆向移动；
B.增大压强可以向右进行，但是对设备要求提高；
C.使用高效催化剂可以提高转化效率；
D.可逆反应不能完全反应完全。
20．【答案】（1）；
（2）
（3）＜；降低温度，k正减小的幅度较小，k逆减小的幅度较大，说明降低温度，平衡正向移动，该反应为放热反应
（4）＜；16
【知识点】盖斯定律及其应用；催化剂；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)， ①，2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)； ②，2 CO(g)+O2(g)=2CO2(g)， ③，CH4(g)+CO2(g)=2H2(g)+2CO(g)，④=①-②-③，=+247.3KJ/L.
；
②决定速率步骤是活化能最大的步骤为 ；
（2）①② ，③，③=①-3②，故 ；
（3）根据图示，降低温度，I/T增大，K正减小幅度小，K逆减小的幅度大，温度降低对正速率影响小，故正反应为放热反应；
（4）①根据图示未达到平衡，因此正速率大于逆速率；
②，
起始(mol) 4 4
转化(mol) 3.2 3.2 3.2 3.2
平衡(mol) 0.8 0.8 3.2 3.2
p(CO)=0.1p，p(N2O)=0.1p，p(CO2)=0.4p，p(N2)=0.4p，故Kp=16；
【分析】（1）①写出热化学方程式利用盖斯定律计算；
②找出活化能最大的过程即可；
（2）利用盖斯定律即可计算；
（3）根据温度变化，K正和K逆的变化幅度判断；
（4）①根据反应未平衡，正速率大于逆速率；
②根据数据和三行式进行计算即可。
21．【答案】（1）299
（2）C
（3）；；；A点；E点
【知识点】吸热反应和放热反应；化学反应速率；活化能及其对化学反应速率的影响；化学反应速率的影响因素；化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】（1）化学反应的反应热可以通过键能来计算：设HI分子的H-I的键能为xmol/L，那么存在△H =2x-436-151=11，解得x=299mol/L；
（2）第一步为快反应，说明第一步的活化能低，结合该反应是放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，C选项符合题意；
故答案为：C；
（3） ① 表中第一列，由HI分解建立平衡，表中第二列向逆反应进行建立平衡，由第一列数据可知，平衡时HI物质的量分数为0.784，则氢气、碘蒸汽总物质的量分数为1-0.784=0.216，而氢气、与碘蒸汽物质的量分数相等均为0.108，反应前后气体体积不变，用物质的量分数代替浓度计算平衡常数，则平衡K= ；
② 到达平衡时，正、逆反应速率相等，则k正x2（HI）=k逆x（H2）x（I2）则k逆=k正×；
t=40min时，正反应建立平衡的x(HI)=0.85，则
v 正= k x (HI) = 0.0027min-1 x0.85 =1.95 x10-3min-1；
③2HI (g) = H2 (9) +I2 (9))△H = +11kJ .mol-1的反应达到平衡时：升高温度，正、逆反应速率均加快，因此排除C点，正反应为吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，因此平衡正向移动，再次平衡时HI的物质的量分数减小，因此排除B点，故选A点；
H2 (g) + I2 (g) = 2HI (g))△H = -11kJ .mol-1的反应达到平衡时，升高温度，正、逆反应速率均加快，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，因此平衡逆向移动，再次平衡时H2的物质的量分数增大，故选E点。
【分析】（1）化学反应中反应热可以通过化学键来计算：反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能；
（2）化学反应的活化能越大，反应速率就越慢；化学反应的活化能越小，反应速率就越快；对于放热反应来说，反应物的总能量高于生成物的总能量；
（3）① 先计算出各组分在平衡时的质量分数，再代入化学平衡常数公式；
②到达平衡时，正、逆反应速率相等，则k正x2（HI）=k逆x（H2）x（I2）则k逆=k正×；
t=40min时，正反应建立平衡的x(HI)=0.85，则
v 正= k x (HI) = 0.0027min-1 x0.85 =1.95 x10-3min-1；
③对于吸热反应来说，升高温度，反应会正向进行；升高温度，平衡向吸热反应方向移动，因此平衡逆向移动。
22．【答案】（1）AC；增大
（2）B
（3）适当地降低温度
（4）A；BC
（5）0.3
（6）
【知识点】化学反应速率；化学平衡常数；化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素
【解析】【解答】（1） 满足的时间段是 t0-t1以及t3-t4；改变t1时刻后，反应速率加快，并且反应逆移，说明若t1改变压强，只能是加压；
（2）逆向移动的程度越大，反应的K值就越小，所以t2-t3时刻平衡常数最小；
（3）t4时刻反应逆移，并且正逆反应速率都减慢，所以可能改变的条件是降低温度；
（4）正向进行的程度越大，N2的体积分数就越高，反应正向进行程度最大的是 t0-t1时间段；逆向程度进行越大，Cl2的体积分数就越大，逆向程度最大的时间段是t3-t4；
（5）消耗3molCl2生成6molHCl，转移的电子数为6mol，所以 每转移0.3mol电子，生成的HCl(g)的分子数为 0.3NA；
（6）Cl2的平衡转化率为 ，则根据系数比可知，N2生成的物质的量应该是氯气转化量的三分之一；二者的质量之比= 。
【分析】（1）平衡时刻即正反应速率和逆反应速率在一个平台上为；
（2）逆向移动的程度越大，反应的K值就越小；
（3）对于所有的反应来说，只有降低温度，速率就会减慢；
（4）正向进行的程度越大，N2的体积分数就越高，反应正向进行程度最大的是 t0-t1时间段；逆向程度进行越大，Cl2的体积分数就越大，逆向程度最大的时间段是t3-t4；
（5）根据化合价分别与电子和HCl物质的量之间的关系，可以计算出转移的电子数；
（6）在化学反应中，物质的量物质的量变化值之比等于化学系数之比。
23．【答案】（1）
（2）＞
（3）0.0375 mol L 1 min 1；75%
（4）A；B；C
（5）乙＞甲＞丙
【知识点】化学平衡常数；化学平衡移动原理；化学反应速率与化学平衡的综合应用；弱电解质在水溶液中的电离平衡
【解析】【解答】（1）根据反应方程式 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)，利用公式即可写出常数为 ；
（2）3min中反应未达到平衡，即可判断正反应速率大于逆反应速率；
（3）根据二氧化碳物质的量变化量为0.75mol，二氧化碳速率为0.75/(2x10) mol L 1 min 1 = 0.0375 mol L 1 min 1 ；氢气的变化量为0.75x3=2.25mol，其转化率为2.25/3x100%=75%；
（4）A.温度升高，速率增大，故A符合题意；
B.加入催化剂可增大速率，故B符合题意；
C.增大压强促使平衡向右移动，速率增大，故C符合题意；
D.及时分离产物，速率减小，故D不符合题意；
（5） 甲：v(H2)=0.45mol·L－1·s－1；乙：v(CO2)=0.2mol·L－1·s－1；，转为为v(H2)=0.6mol·L－1·s－1丙：v(CH3OH)=6mol·L－1·min－1，转化为v(H2)=0.03mol·L－1·s－1，即可得到速率为乙＞甲＞丙 ；
【分析】（1）根据常数公式判断；
（2）根据未平衡始终向右进行；
（3）根据变化量计算出速率，结合化学计算系数比计算出转化量计算出转化率；
（4）根据加快反应速率可增大压强或者温度或者加入催化剂；
（5）根据速率将其转化为同一物质的速率即可判断。
24．【答案】（1）－1055kJ·mol－1
（2）；BE
（3）；
（4）
（5）
【知识点】化学平衡常数；化学平衡状态的判断；化学平衡的计算；有关反应热的计算
【解析】【解答】（1）该反应的反应热ΔH1=(703kJ·mol－1×2＋355kJ·mol－1×3)－(516kJ·mol－1×3＋583kJ·mol－1＋465kJ·mol－1＋465kJ·mol－1×2)=－1055kJ·mol－1。故答案为：－1055kJ·mol－1。
（2）①对于第一步反应，当反应达到平衡状态时，v正=v逆，此时k1正·c2(NO)=k1逆·c(N2O2)，变式可得；而平衡常数，所以。同理可得，。
由盖斯定律可得，反应2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)的反应热ΔH=ΔH1＋ΔH2，所以该反应的平衡常数，故答案为：。
②反应2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)的反应热ΔH=ΔH1＋ΔH2，ΔH1、ΔH2都小于0，因此ΔH＜0，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，lgK减小，因此能正确表示该反应的lgK与T的关系的点为BE，故答案为：BE。
（3）①10~20s内，Δc(N2O5)=1.5mol·L－1－1.3mol·L－1=0.2mol，因此用N2O5表示的反应速率。由反应速率之比等于化学计量数之比可得，用O2表示的反应速率v(O2)=0.01mol·L-1·s-1，故答案为：0.01mol·L-1·s-1。
②a、当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，用不同物质表示的反应速率，反应速率之比等于化学计量数之比，即，所以v正(N2O5)=2v逆(O2)，a不符合题意。
b、NO2、O2都是生成物，且起始投入中不含NO2、O2，因此反应过程中，NO2、O2的浓度之比一直都是2，为恒量，因此不能说明反应达到平衡状态，b不符合题意。
c、在绝热容器中，反应过程中体系温度发生变化，化学平衡发生变化，因此化学平衡常数是一个变量，当变量不变时，反应达到平衡状态，c符合题意。
d、该反应中反应物和生成物都是气体，根据质量守恒定律可得，反应前后混合气体的质量保持不变。由于反应前后气体分子数改变，即n改变。混合气体的平均相对分子质量，因此M是一个变量，当其不变时，说明反应达到平衡状态，d符合题意。
故答案为：cd
（4）令n(N2O4)=amol，则参与反应的n(N2O4)=0.2amol，反应生成n(NO2)=0.4amol，此时体系中剩余n(N2O4)=0.8amol、n(NO2)=0.4amol。N2O4的分压，所以此时，故答案为：1.4×106。
（5）令起始加入n(N2O4)=1mol，参与反应的n(N2O4)=xmol，则可得平衡三段式如下：
a点时N2O4的物质的量分数为0.4，所以可得，解得
所以平衡时、，混合气体的总物质的量。
由压强之比等于物质的量之比，可得，解得 p平=200kPa。
N2O4的平衡分压
NO2的平衡分压
所以该反应的压强平衡常数。
故答案为：180kPa
【分析】（1）根据反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和进行计算。
（2）①当反应达到平衡状态时，v正=v逆，结合平衡常数和反应速率的表达式得出K与k正、k逆的关系式。
②该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，化学平衡常数K减小，据此判断。
（3）①根据公式计算反应速率。
②当正逆反应速率相等或变量不变时，说明反应达到平衡状态。
（4）根据压强之比等于物质的量之比，计算p(N2O4)，再结合v正的表达式计算v正的值。
（5）a点时N2O4的物质的量分数为0.4，令a点时起始n(Na2O4)=1mol，参与反应的n(N2O4)=xmol，由平衡三段式计算平衡时n(N2O4)、n(NO2)，从而计算p(N2O4)、p(NO2)，进而得出压强平衡常数。
25．【答案】（1）较低；或；0.95
（2）催化剂
（3）；增大压强，反应ⅱ平衡正向移动，的平衡转化率增大，水蒸气含量增多，使反应ⅲ平衡逆向移动，则曲线代表的选择性，曲线代表的选择性，故曲线代表的平衡转化率或由于的选择性与的选择性之和为，故曲线代表的平衡转化率
（4）；
（5）
【知识点】电极反应和电池反应方程式；活化能及其对化学反应速率的影响；化学平衡移动原理；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学反应速率与化学平衡的综合应用；化学平衡的计算
【解析】【解答】(1) ① 由 反应ⅱ 和 反应ⅲi 得出 反应ⅰ 的ΔH1=ΔH2-ΔH3=-91.5kJ·mol－1，反应ⅰ是气体分子数减小的放热反应，即ΔH<0且ΔS<0，该反应在低温下自发进行；
②反应的活化能越大，反应速率越慢，活化能最大的一步是反应的决速步骤。根据题意信息可以得出该反应决速步骤是：
或；
③ ΔH1=ΔH2-ΔH3=-91.5kJ·mol－1，
，
m=0.95ev；
答案：较低 ； 或； 0.95 ；
（2） 反应ⅰ的Arrhenius经验公式（为活化能，为速率常数，和均为常数，为温度） ，与M相比，N曲线的活化能更低，实验 可能改变的外界条件是 催化剂；
答案：催化剂
（3） 将一定量的和充入密闭容器中并加入合适的催化剂，只发生
反应ⅱ CO2(g)+3H2（g）≒CH3OH(g)+H2O(g)，△H2=-49.5KJ/mol；
和ⅲ CO2(g)+H2（g）≒CO(g)+H2O(g)，△H3=+41.6KJ/mol，
增大压强，反应ⅲ不移动，
反应ⅱ正向移动，CO2的平衡转化率和CH3OH的选择性均增大，而且CH3OH和CO的选择性之和为100%，结合图像，p为CO的选择性、m为CH3OH的选择性、n为CO2的平衡转化率，图中表示CO2的平衡转化率的曲线是 n；答案： 增大压强，反应ⅱ平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，水蒸气含量增多，使反应ⅲ平衡逆向移
