2025人教版高中化学选择性必修1同步--第二章测评（含解析）

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2025人教版高中化学选择性必修1
第二章测评
一、选择题:本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有1个选项符合题意。
1.反应进行的方向是化学反应原理的三个重要组成部分之一,下列说法中正确的是(　　)
A.ΔH>0,ΔS>0的反应一定可以自发进行
B.CO、O2与人体血液中的血红蛋白(Hb)建立平衡:CO+HbO2HbCO+O2,CO中毒时应将中毒患者转移至高压氧仓吸氧
C.可逆反应正向进行时,正反应具有自发性,ΔH一定小于零
D.根据反应的自发性可以预测该反应发生的快慢
2.关节炎首次发作一般在寒冷季节,原因是关节滑液中形成了尿酸钠晶体(NaUr),易诱发关节疼痛,其化学机理是①HUr(aq)+H2O(l)Ur-(aq)+H3O+(aq);②Ur-(aq)+Na+(aq)NaUr(s)　ΔH。下列叙述不正确的是(　　)
A.降低温度,反应②平衡正向移动
B.反应②正方向是吸热反应
C.降低关节滑液中HUr及Na+含量是治疗方法之一
D.关节保暖可以缓解疼痛,原理是平衡②逆向移动
3.1 000 K时,已知反应Ni(s)+H2O(g)NiO(s)+H2(g)的平衡常数K=0.005 9。当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时,下列说法正确的是(　　)
A.该反应已达到平衡状态
B.该反应未达到平衡状态,反应正向进行
C.该反应未达到平衡状态,反应逆向进行
D.无法确定该反应是否达到平衡状态
4.关于反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　
ΔH>0,下列观点正确的是(　　)
A.1 mol H2O(g)的总能量一定小于1 mol CO(g)和1 mol H2(g)的总能量
B.升高温度,v(逆)减小,v(正)增大
C.增加炭粉用量,能加快反应速率
D.升高温度和增大压强均可增大活化分子百分数
5.在恒容密闭容器内发生反应2A(s)+2B(g)2C(g)+D(g),若5 min内B减少了0.3 mol,则下列说法正确的是(　　)
A.反应达到平衡时2v正(B)=v逆(D)
B.容器内气体的密度不再改变是该反应达到平衡的标志之一
C.5 min末时用B表示反应速率为v(B)=0.06 mol·L-1·min-1
D.升高温度能加快反应速率的原因是活化分子的能量明显增加
6.生产钛的方法之一是将金红石(TiO2)转化为TiCl4,再进一步还原得到钛。TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法,相关能量示意图如下所示。下列说法不正确的是(　　)
直接氯化
碳氯化
A.将反应物中的固体粉碎可以加快直接氯化、碳氯化的反应速率
B.可推知2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH=-111.5 kJ·mol-1
C.判断直接氯化反应能否自发进行需要综合考虑体系的焓变和熵变
D.对于碳氯化反应,温度升高,平衡时TiCl4(g)的产率变小
7.已知A(s)+B(g)2C(g)　ΔH<0,体系中C的物质的量分数与温度的关系如图所示。
下列说法正确的是(　　)
A.其他条件不变时,增大压强平衡不移动
B.该反应的平衡常数表达式为K=
C.上述图像中,b点已达到化学平衡状态
D.化学平衡常数:K(c)8.平流层中氯氟烃的光解产物对臭氧层产生破坏,反应过程如图。下列说法错误的是(　　)
A.ΔH<0
B.催化剂降低了反应活化能,改变了反应历程
C.总反应为O3+O·2O2,Cl·和ClO·均为催化剂
D.由于Ea1>Ea2,所以反应①的速率小于反应②的速率
9.在一容积可变的恒温密闭容器中发生反应2X(g)+Y(g)Z(g)+W(s)　ΔH<0,每次达到平衡后仅改变其中一个反应条件,正反应速率随时间的变化如图所示,下列说法错误的是(　　)
A.t0时可能是升高温度
B.t1时可能是扩大容器容积
C.t2时可能是充入了部分Z(g)
D.t3时可能是加入了高效催化剂
10.已知CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)　ΔH>0,工业上可利用此反应生产合成氨原料气H2,下列有关该反应的图像正确的是(　　)
11.某温度下,在容积为2 L的密闭容器中,X(g)、Y(g)、Z(g)三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示,已知4 min时改变了一个条件。下列说法正确的是(　　)
A.反应进行到a点时,Z的转化率为10%
B.此温度下,3 min时向容器中再通入1 mol X(g)和1 mol Y(g),此时v(正)C.该温度下,反应的平衡常数为
D.该反应的化学方程式为Z(g)+Y(g)3X(g)
12.已知830 ℃时,可逆反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH>0的平衡常数K=1。T ℃下,在2 L恒容密闭容器中,加入0.4 mol CO2和0.8 mol H2,随着反应的进行,测得H2O(g)的物质的量浓度随时间变化如下表所示。
t/min 0 10 20 30 40 70 90
c/(mol·L-1) 0 0.04 0.07 0.09 0.10 0.12 0.12
关于该反应,下列说法正确的是(　　)
A.T>830
B.20~40 min内,v(H2)=1.5×10-2 mol·L-1·min-1
C.平衡后,仅增大压强,CO的体积分数将增大
D.若向容器中充入0.8 mol CO2和1.6 mol H2,反应达到平衡的时间小于70 min
13.T ℃时,将2.0 mol A(g)和2.0 mol B(g)充入容积为1 L的密闭容器中,在一定条件下发生反应:A(g)+B(g)2C(g)+D(s)　ΔH<0;t时刻反应达到平衡时,C(g)为2.0 mol。下列说法正确的是(　　)
A.t时刻反应达到平衡时,A(g)的体积分数为20%
B.T ℃时,该反应的化学平衡常数为K=8.0
C.t时刻反应达到平衡后,缩小容器的容积,平衡逆向移动
D.T ℃时,若将A(g)、B(g)各1.0 mol充入相同的容器,平衡后,A的转化率为50%
14.向某密闭容器中充入NO2,发生反应:2NO2(g)N2O4(g)。其他条件相同时,不同温度下平衡体系中各物质的物质的量分数如下表(已知N2O4为无色气体)。
t/℃ 27 35 49 70
NO2% 20 25 40 66
N2O4% 80 75 60 34
下列说法不正确的是(　　)
A.27 ℃时,该平衡体系中NO2的转化率为
B.平衡时,NO2的消耗速率为N2O4消耗速率的2倍
C.室温时,将盛有NO2的密闭玻璃球放入冰水中其颜色会变浅
D.增大NO2起始量,可增大相同温度下该反应的化学平衡常数
15.在1.0 L恒容密闭容器中投入1 mol CO2和2.75 mol H2发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),实验测得不同温度及压强下平衡时甲醇的物质的量变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.该反应的正反应为吸热反应
B.压强大小关系为p1C.在p2及512 K时,图中N点v(正)D.M点对应的平衡常数K的数量级为10-2
二、非选择题:本题包括4小题,共55分。
16.(13分)一定温度下,向一容积为5 L的恒容密闭容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-196 kJ·mol-1。当反应达到平衡时,容器内压强变为起始时的。请回答下列问题:
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是　　　　　(填字母)。
a.SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2
b.容器内气体的压强不变
c.容器内混合气体的密度保持不变
d.SO3的物质的量不再变化
e.SO2的生成速率和SO3的生成速率相等
(2)①平衡时SO2的转化率为　　　　　;
②达到平衡时反应放出的热量为　　　　　;
③此温度下该反应的平衡常数K=　　　　　。
(3)如图表示平衡时SO2的体积分数随压强和温度变化的曲线,则:
①温度关系:T1　　　　　(填“>”“<”或“=”,下同)T2;
②平衡常数关系:KA　　　　　KB,KA　　　　KD。
17.(14分)某兴趣小组以重铬酸钾(K2Cr2O7)溶液为研究对象,结合所学反应原理的知识改变条件使其发生“色彩变幻”。
已知:①K2Cr2O7溶液中存在平衡:Cr2+H2O2Cr+2H+。
②含铬元素的离子在溶液中的颜色:Cr2(橙色)、Cr(黄色)、Cr3+(绿色)。
(1)ⅰ可证明反应Cr2+H2O2Cr+2H+的正反应是　　　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)ⅱ是验证“只降低生成物的浓度,该平衡正向移动”,试剂a是　　　　　。
(3)ⅲ的目的是要验证“增大生成物的浓度,该平衡逆向移动”,此实验是否能达到预期目的　　　　　(填“能”或“不能”),理由是　 　。
(4)根据实验Ⅱ中不同现象,可以得出的结论是 　。
(5)继续实验
①解释溶液变黄的主要原因是 　。
②溶液变绿色,该反应的离子方程式是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
18.(14分)合成SO3是生产硫酸的重要步骤,产生的尾气SO2需要处理。
(1)尾气中的SO2可采用活性炭脱除,其过程首先要经过物理吸附SO2S(*代表吸附态)、O2、H2OH2O*,然后是化学吸附(化学反应),如图所示:
①写出化学吸附过程中生成S的化学方程式:
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②一定温度下,在密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),下列有关说法正确的是　　　　　　(填字母)。
A.加入催化剂,有利于加快反应速率
B.容器中n(SO2)和n(SO3)的和不再改变时,可说明该反应达到化学平衡状态
C.研发新的催化剂可以提高SO3的平衡产率
(2)向某密闭容器中充入1 mol SO2、1 mol O2合成SO3时,SO2的平衡转化率与反应温度和压强的关系如图所示。
①该反应的ΔH　　　　　(填“>”或“<”)0。
②图中B点SO2的平衡转化率高,但实际生产时选择A点的反应条件,原因是 　。
③C点对应的Kp=　　　　　(MPa)-1(结果保留一位小数,Kp为用分压表示的化学平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
19.(14分)尿素[CO(NH2)2]又称碳酰胺,是目前含氮量较高的氮肥,适用于各种土壤和植物。
已知:
①N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH1=-92.4 kJ·mol-1
②2NH3(g)+CO2(g)NH4COONH2(s)　ΔH2=-159.5 kJ·mol-1
③NH4COONH2(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)
ΔH3=+72.5 kJ·mol-1
(1)请写出由N2、H2和CO2合成尿素的热化学方程式:　 。
(2)相同条件下,相比反应③,若反应②的反应速率更快,下列示意图　　　　　(填字母)最能体现②③反应过程的能量变化。
(3)在某温度下,将NH3和CO2以物质的量之比2∶1置于一恒容密闭容器中反应:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)　ΔH,NH3的转化率随时间变化关系如图所示。t1时反应达到平衡,此时的压强为p MPa。
①下列说法能判断该反应达到平衡状态的是　　　　　(填字母)。
A.容器内压强不变
B.消耗1 mol CO2时,生成1 mol H2O
C.容器内n(C)与n(N)的比值不发生变化
D.混合气体的平均摩尔质量不变
②t1时反应达到平衡,CO2的体积分数为　　　　(保留三位有效数字),c(NH3)∶c(CO2)∶c(H2O)=　　　　　;平衡常数Kp=　　　　　(MPa)-2(Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数)。
③向平衡后的反应体系中再通入2 mol NH3,Kp将　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。
④图中t2时,NH3的转化率发生改变,此时改变的反应条件是　　　　　　　　　　　　　　　　　(请写出任意一条)。
第二章测评
1.B　解析 自发反应要满足ΔH-TΔS<0,若ΔH>0,ΔS>0,该反应在低温下不能自发进行,A错误;CO中毒时应将中毒患者转移至高压氧仓吸氧,增大O2的浓度,平衡逆向移动,可减轻中毒症状,B正确;可逆反应正向进行时,正反应具有自发性,ΔH-TΔS<0,但不能判断ΔH的正负,C错误;根据反应的自发性可以预测反应能否自发进行,但不能预测该反应发生的快慢,D错误。
2.B　解析 由题给信息,在寒冷季节关节滑液中形成尿酸钠晶体(NaUr)引发关节炎,据此推测反应②降低温度,平衡正向移动,该反应的正反应是放热反应,A正确,B错误;降低关节滑液中HUr及Na+的含量,平衡逆向移动,不宜生成NaUr(s),可有效治疗关节炎,C正确;反应②正向是放热反应,关节保暖,升高温度,平衡逆向移动,可缓解疼痛,D正确。
3.C　解析 当水蒸气和氢气的物质的量浓度相等时,该反应的浓度商Q==1>K,则该反应未达到平衡状态,反应逆向进行,C正确。
4.A　解析 该反应是吸热反应,1 mol C(s)和1 mol H2O(g)具有的能量低于1 mol CO(g)和1 mol H2(g)具有的能量,故1 mol H2O(g)具有的能量一定低于1 mol CO(g)和1 mol H2(g)的能量,A正确;升高温度,活化分子百分数增加,v(逆)、v(正)均增大,B错误;炭粉是固体,增加炭粉用量,不能改变其反应速率,C错误;增大压强,可增大单位体积内活化分子数目,但不能增大活化分子百分数,D错误。
5.B　解析 达到平衡时,v正(B)=2v逆(D),A错误;A是固体,平衡建立过程中混合气体的总质量不断变化,恒容条件下,混合气体的密度不断变化,当密度不变时,该反应达到平衡状态,B正确;5 min内B减少了0.3 mol,题目未指明容器的容积,不能用Δc(B)表示反应速率,且5 min末是时刻,对应的是瞬时速率,C错误;升高温度,使普通分子获得能量变成活化分子,提高了活化分子百分数,从而加快反应速率,D错误。
6.B　解析 将反应物中的固体粉碎,可增大反应物的接触面积,可以加快直接氯化、碳氯化的反应速率,A正确;根据图示写出热化学方程式TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+O2(g)　ΔH1=+172 kJ·mol-1①,TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(g)+2CO(g)　ΔH2=-51 kJ·mol-1②,根据盖斯定律,由②-①可得2C(s)+O2(g)2CO(g)　ΔH=ΔH2-ΔH1=-51 kJ·mol-1-172 kJ·mol-1=-223 kJ·mol-1,B错误;判断反应能否自发进行需要综合考虑体系的焓变和熵变,C正确;碳氯化反应为放热反应,温度升高,平衡向逆反应方向移动,TiCl4(g)的产率变小,D正确。
7.B　解析 该反应的正反应是气体体积增大的反应,在其他条件不变时,增大压强,化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动,A错误;化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比,则该反应的平衡常数表达式为K=,B正确;根据图像可知,在b点以后到c点过程中,随着温度的升高,C的物质的量分数还在增大,说明反应正向进行,未达到平衡状态,C错误;该反应的正反应是放热反应,在其他条件不变时,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,导致化学平衡常数减小,由于温度:c点K(d),D错误。
8.C　解析 由图可知,生成物能量低于反应物能量,反应放热,ΔH<0,A正确;催化剂可降低反应的活化能,改变了反应历程,加快了反应速率,B正确;由图可知,总反应为O3+O·2O2,Cl·为催化剂,而ClO·为中间产物,C错误;过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能,即图中峰值越大则活化能越大,峰值越小则活化能越小,活化能越大反应速率越慢,由于Ea1>Ea2,故反应①的速率小于反应②的速率,D正确。
9.A　解析 根据图像,t0时v(正)瞬间增大,平衡正向移动,该反应是放热反应,升高温度,反应速率加快,平衡逆向移动,故不可能是升高温度,A错误;t1时v(正)瞬间减小,平衡逆向移动,该反应的正反应是气体体积减小的反应,扩大容器容积,压强减小,反应速率减慢,平衡逆向移动,B正确;t2时刻之后v(正)逐渐增大,平衡逆向移动,可能是充入了部分Z(g),Z(g)的浓度增大,反应速率增大,平衡逆向移动,C正确;t3时正、逆反应速率同等程度增大,平衡不移动,可能是加入了高效催化剂,D正确。
10.B　解析 增大水碳比,甲烷的转化率应增大,A错误;温度越高,反应速率越快,根据拐点推知,温度:T2>T1,正反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,H2的含量增加,B正确;正反应为吸热反应,升高温度平衡常数增大,C错误;当正、逆反应速率相等时反应达到平衡,正反应为气体分子数增大的反应,继续增大压强平衡逆向移动,v(逆)应该大于v(正),D错误。
11.B　解析 由图可知,随着反应的进行,X的物质的量增大,Y、Z的物质的量减小,则Y、Z为反应的反应物,X为生成物。3 min末反应达到平衡时,X、Y、Z的物质的量之比为(1.0-0.4) mol∶(1.2-1.0) mol∶(2.0-1.6) mol=3∶1∶2,则该反应的化学方程式为Y(g)+2Z(g)3X(g),D错误。a点时,X的物质的量为0.82 mol,则X的变化量为0.42 mol,由方程式可知,Z的变化量为0.28 mol,Z的转化率为×100%=14%,A错误。3 min时反应达到平衡状态,列出“三段式”:
　　　　　　2Z(g)+Y(g)3X(g)
起始量/(mol·L-1) 1 0.6 0.2
转化量/(mol·L-1) 0.2 0.1 0.3
平衡量/(mol·L-1) 0.8 0.5 0.5
则该温度下平衡常数K=,此温度下,3 min时向容器中再通入1 mol X(g)和1 mol Y(g),可得此时浓度商Q=>K,平衡逆向移动,因此v(正)12.D　解析 70 min后H2O(g)的浓度不再改变,反应达到平衡,平衡时c(H2O)=0.12 mol·L-1,初始投料为0.2 mol·L-1 CO2和0.4 mol·L-1 H2,结合方程式可知平衡时c(CO2)=0.08 mol·L-1,c(H2)=0.28 mol·L-1,c(CO)=c(H2O)=0.12 mol·L-1,则该温度下平衡常数K=≈0.64<1,该反应的焓变大于0,为吸热反应,则温度越低平衡常数越小,则T<830,A错误;20~40 min内Δc(H2O)=0.10 mol·L-1-0.07 mol·L-1=0.03 mol·L-1,根据方程式可知相同时间内Δc(H2)=0.03 mol·L-1,则有v(H2)==1.5×10-3 mol·L-1·min-1,B错误;该反应前后气体总体积相等,仅增大压强,平衡不移动,CO的体积分数不变,C错误;若向容器中充入0.8 mol CO2和1.6 mol H2,反应物的浓度增大,反应速率加快,由于该反应平衡不受压强影响,则平衡时反应物的转化率不变,达到平衡的时间缩短,D正确。
13.D　解析 t时刻反应达到平衡时,C(g)为2.0 mol,则反应消耗1.0 mol A和1.0 mol B,故A(g)的体积分数为×100%=25%,A错误;T ℃时,A、B、C的平衡浓度分别为1.0 mol·L-1、1.0 mol·L-1和2.0 mol·L-1,则该反应的化学平衡常数为K==4.0,B错误;t时刻反应达到平衡后,缩小容器的容积,平衡不移动,C错误;T ℃时,若将A(g)、B(g)各1.0 mol充入相同的容器,达到的平衡状态与题中是等效的,故A的转化率α(A)为×100%=50%,D正确。
14.D　解析 由表格数据可知,27 ℃反应达到平衡时,二氧化氮和四氧化二氮的物质的量之比为1∶4,若平衡时四氧化二氮为4 mol,由方程式可知,反应消耗二氧化氮为8 mol,则起始二氧化氮为(8+1) mol=9 mol,二氧化氮的转化率为,A正确;平衡时,正、逆反应速率相等,由方程式可知,NO2的消耗速率为N2O4消耗速率的2倍,B正确;二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动,NO2浓度减小,气体颜色变浅,C正确;化学平衡常数是温度的函数,温度不变,化学平衡常数不变,D错误。
15.D　解析 压强不变时,升高温度,平衡时甲醇的物质的量减小,平衡逆向移动,说明该反应的正反应为放热反应,A错误;温度不变时,增大压强,平衡正向移动,平衡时甲醇的物质的量增大,则压强:p316.答案 (1)bde　(2)①90%　②35.28 kJ　③20 250
(3)①>　②=　<
解析 (2)①设平衡时SO2的变化量为x mol,列“三段式”:
　　　　　2SO2(g)　+O2(g)　2SO3(g)
起始量/mol 0.4 0.2 0
转化量/mol x 0.5x x
平衡量/mol 0.4-x 0.2-0.5x x
当反应达到平衡时,容器内压强变为起始时的,则=0.7,解得x=0.36,故二氧化硫的转化率为×100%=90%。
②反应过程中消耗2 mol SO2放热196 kJ,则消耗0.36 mol SO2放出热量为×196 kJ=35.28 kJ。
③平衡时c(SO2)==0.008 mol·L-1,c(O2)=0.004 mol·L-1,c(SO3)=0.072 mol·L-1,故平衡常数为K==20 250。
(3)①正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,二氧化硫的体积分数增大,根据图像可知,压强相同时,T1温度下SO2的体积分数较大,则温度关系:T1>T2。②化学平衡常数和温度有关,温度不变,化学平衡不变,A、B的温度相同,则KA=KB;正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,K减小,由于温度:T1>T2,则平衡常数:KA17.答案 (1)放热　(2)KOH或K2CO3(合理即可)
(3)不能　浓硫酸溶于水放出大量的热,平衡也会逆向移动,所以溶液橙色加深,不能说明是由氢离子浓度的增大导致平衡逆向移动(能　冷却至室温,溶液橙色加深,说明氢离子浓度的增大导致平衡逆向移动)
(4)在酸性条件下,K2Cr2O7的氧化性更强(或K2Cr2O7的氧化性比K2CrO4强)
(5)①重铬酸钾溶液中存在平衡:Cr2+H2O2Cr+2H+,S与H+结合,降低c(H+),平衡正向移动,溶液变为黄色　②Cr2+3S+8H+2Cr3++3S+4H2O
解析 (1)ⅰ中加热时温度升高,溶液橙色加深可证明平衡Cr2+H2O2Cr+2H+逆向移动,逆反应为吸热反应,则正反应是放热反应。
(2)ⅱ是验证“只降低生成物的浓度,该平衡正向移动”,试剂a可以选择能只与氢离子反应的物质,如KOH、K2CO3等。
(3)ⅲ的目的是要验证“增大生成物的浓度,该平衡逆向移动”,此实验不能达到预期目的,理由是浓硫酸溶于水放出大量的热,平衡也会逆向移动,所以溶液橙色加深,不能说明是由氢离子浓度的增大导致平衡逆向移动(也可以回答能达到预期目的,理由是冷却至室温,溶液橙色加深,说明氢离子浓度的增大导致平衡逆向移动)。
(4)根据实验Ⅱ中不同现象,可以得出的结论是在酸性条件下,K2Cr2O7的氧化性更强,也可以说K2Cr2O7的氧化性比K2CrO4强。
(5)①重铬酸钾溶液中存在平衡:Cr2+H2O2Cr+2H+,S与H+结合,会降低溶液中的c(H+),平衡正向移动,溶液变为黄色;②重铬酸钾溶液被亚硫酸钠还原产生Cr3+,溶液变绿色,反应的离子方程式为Cr2+3S+8H+2Cr3++3S+4H2O。
18.答案 (1)①2S2S　②A
(2)①<　②A点时SO2的平衡转化率已经较高,B点平衡转化率比A点提高不大,但增大压强对设备要求高,增加生产成本　③228.3
解析 (1)①化学吸附是物质吸附态发生的反应,即S反应生成S,化学方程式为2S2S。②催化剂能加快反应速率,A正确;根据硫元素守恒可知,n(SO2)和n(SO3)的和一直不发生改变,则n(SO2)和n(SO3)的和不再改变时,不能证明反应达到化学平衡状态,B错误;催化剂只能改变反应速率,不改变平衡产率,C错误。
(2)①温度升高,SO2的平衡转化率降低,平衡逆向移动,则正反应为放热反应,该反应的ΔH<0。
②A点时SO2的平衡转化率已经比较高,B点平衡转化率比A点提高不大,但增大压强对设备要求高,增加生产成本,故选用A点对应的条件。
③C点的总压为1 MPa,根据“三段式”分析:
　　　2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)
开始/mol 1 1 0
转化/mol 0.9 0.45 0.9
平衡/mol 0.1 0.55 0.9
平衡时气体的总物质的量为1.55 mol,则压强平衡常数为Kp=≈228.3 (MPa)-1。
19.答案 (1)N2(g)+3H2(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)　ΔH=-179.4 kJ·mol-1
(2)A
(3)①AD　②22.2%　4∶2∶3　　③不变　④再向容器中通入CO2、降低温度等(合理即可)
解析 (1)根据盖斯定律,由①+②+③可得,N2(g)+3H2(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)　ΔH=-179.4 kJ·mol-1。
(2)相比反应③,若反应②的反应速率更快,原因应是反应②的活化能小,再结合反应②和③的焓变可知,能够体现②③反应过程的能量变化关系的图示是A。
(3)①该反应在恒容密闭容器中进行,气体的体积不变,该反应是反应前后气体体积不等的反应,若容器内压强不变,则气体的物质的量不变,反应达到平衡状态,A正确;消耗1 mol CO2和生成1 mol H2O表示的都是正反应,不能据此判断反应是否达到平衡状态,B错误;加入的NH3和CO2的物质的量之比为2∶1,二者反应的物质的量之比也是2∶1,则无论反应是否达到平衡状态,容器内n(C)与n(N)的比值始终不发生变化,不能据此判断反应是否达到平衡状态,C错误;加入的NH3和CO2的物质的量之比为2∶1,反应前后气体的质量、物质的量都发生变化,若反应未达到平衡状态,NH3和CO2、H2O(g)的物质的量就会发生变化,混合气体的平均摩尔质量就会发生改变,当混合气体的平均摩尔质量不变时,混合气体的质量及物质的量不变,反应达到平衡状态,D正确。
②假设反应开始时加入的CO2的物质的量是a mol,则加入NH3的物质的量是2a mol,反应消耗CO2物质的量是x mol,消耗NH3的物质的量是2x mol,反应产生H2O的物质的量是x mol,由于NH3的平衡转化率是60%,则×100%=60%,解得x=0.6a,在t1时刻反应达到平衡时,n(CO2)=(a-0.6a) mol=0.4a mol,n(NH3)=(2a-2x) mol=0.8a mol,n(H2O)=0.6a mol,故CO2的体积分数为×100%≈22.2%;反应在同一容器中,容器的容积相同,气体的浓度之比等于气体的物质的量之比,则有c(NH3)∶c(CO2)∶c(H2O)=0.8a mol∶0.4a mol∶0.6a mol=4∶2∶3;t1时反应达到平衡时气体总压强为p MPa,则p(NH3)=×p MPa=×p MPa;p(CO2)=×p MPa=×p MPa;p(H2O)=×p MPa=×p MPa,则该温度下化学平衡常数Kp=(MPa)-2。
③化学平衡常数只与温度有关,而与其他外界条件无关。因此当向平衡后的反应体系中再通入2 mol NH3时,化学平衡常数Kp不变。
④根据图示可知,在t2时刻改变外界条件后,NH3的转化率增大,至t3时刻后达到最大值,且不再发生变化,说明又达到了新的平衡状态,则改变的条件可能是再向容器中通入CO2、降低温度等。
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