(共129张PPT)
章末复习建构课
第2章 化学反应的方向、限度与速率
1．化学反应的方向
知识体系构建
2．化学反应的限度
3．化学反应的速率
考向一 化学反应速率
1．(2022·浙江1月卷)在恒温恒容条件下，发生反应A(s)＋2B(g) 3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是( )
高考真题体验
题号
1
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13
A．从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率
B．从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率
C．在不同时刻都存在关系：2v(B)＝3v(X)
D．维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示
题号
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√
C [从图像可以得到单位时间内的浓度变化，反应速率由单位时间内物质的浓度变化计算得到，从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率，A正确；b点处的切线的斜率是此时刻物质浓度除以此时刻时间，为反应物B的瞬时速率，B正确；化学反应速率之比等于化学方程式系数之比，得3v(B)＝2v(X)，C不正确；维持温度、容积不变，向反应体系中加入催化剂，平衡不移动，反应速率增大，达到新的平衡状态，平衡状态与原来的平衡状态相同，D正确。]
题号
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2．(2023·广东卷)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g) P(g)。反应历程(下图)中，M为中间产物。其他条件相同时，下列说法不正确的是( )
A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行
B．反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大
C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡
D．使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最
高浓度更大
题号
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√
13
C [由图可知两种催化剂均出现四个波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行，A正确；由图可知该反应是放热反应，所以达平衡时，升高温度平衡逆向移动，R的浓度增大，B正确；由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ时反应速率更快，反应体系更快达到平衡，C错误；由图可知在前两个历程中使用Ⅰ，活化能较低，反应速率较快，后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较慢，所以使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大，D正确。]
题号
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题号
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√
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C [根据题图可知，随着反应的进行，Mn(Ⅲ)的浓度先增大后减小，最后Mn(Ⅲ)全部转化为Mn(Ⅱ)，化合价降低，体现氧化性，则Mn(Ⅲ)能氧化H2C2O4，A错误；由“Mn(Ⅱ)起催化作用”可知，该反应过程中，反应物浓度和Mn(Ⅱ)均影响化学反应速率，反应前期无Mn(Ⅱ)，反应物浓度随反应的进行逐渐减小，故反应速率逐渐减小，生成Mn(Ⅱ)后，随Mn(Ⅱ)催化反应的进行，使反应速率增大，但随着反应物浓度的降低，浓度变化起决定作用，反应速率又会减小，所以反应速率会先减小后增大再减小，B错误；根据题图可知，Mn(Ⅶ)和Mn(Ⅱ)不能大量共存，C正确；H2C2O4是弱电解质，书写离子方程式时不能拆开，D错误。]
题号
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4．(2022·北京卷)CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以N2为载气，以恒定组成的N2、CH4混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CO2，在催化剂上有积碳。
题号
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题号
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√
题号
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5．(2022·浙江6月卷)恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化如表所示，下列说法不正确的是( )
题号
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A．实验①，0～20 min，v(N2)＝1.00×10-5 mol·L-1·min-1
B．实验②，60 min时处于平衡状态，x≠0.40
C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大
D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大
题号
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√
考向二 化学平衡
6．(2023·北京卷)下列事实能用平衡移动原理解释的是( )
A．H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解
B．密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体，受热后颜色加深
C．铁钉放入浓硝酸中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体
D．锌片与稀硫酸反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生
题号
1
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√
13
B [MnO2会催化H2O2分解，与平衡移动无关，A项错误；NO2转化为N2O4 的反应是放热反应，升温平衡逆向移动，NO2浓度增大，混合气体颜色加深，B项正确；铁在浓硝酸中钝化，加热会使表面的氧化膜溶解，铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体，与平衡移动无关，C项错误；加入硫酸铜以后，锌置换出铜，锌、铜与稀硫酸构成原电池，从而使反应速率加快，与平衡移动无关，D项错误。]
题号
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7．(2023·浙江卷)一定条件下，1－ 苯基丙炔(Ph－C≡C－CH3)可与HCl发生催化加成，反应如下：
题号
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反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知：反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应)，下列说法不正确的是( )
A．反应焓变：反应Ⅰ>反应Ⅱ
B．反应活化能：反应Ⅰ<反应Ⅱ
C．增加HCl浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物Ⅰ的比例
D．选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ
题号
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√
C [由盖斯定律得：ΔH(Ⅰ)＋ΔH(Ⅲ)＝ΔH(Ⅱ)，反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应，因此反应焓变：反应Ⅰ>反应Ⅱ，故A正确；短时间里反应Ⅰ得到的产物比反应Ⅱ得到的产物多，说明反应Ⅰ的反应速率比反应Ⅱ的反应速率快，反应速率越快，其活化能越小，则反应活化能：反应Ⅰ<反应Ⅱ，故B正确；根据图中信息，选择相对较短的反应时间，及时分离可获得高产率的产物Ⅰ，故D正确。]
题号
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8．(2023·江苏卷)金属硫化物(MxSy)催化反应CH4(g)＋2H2S(g) CS2(g)＋4H2(g)，既可以除去天然气中的H2S，又可以获得H2。下列说法正确的是( )
题号
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√
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题号
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题号
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√
13
B [一定条件下，增大水蒸气的浓度，能提高CH4的转化率，即x值越小，CH4的转化率越大，则x1
vc正，故B错误；由图像可知，x一定时，温度升高，CH4的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，K值增大；温度相同，K值不变，则点a、b、c对应的平衡常数：Ka题号
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10．(2023·全国甲卷)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：
(1)已知下列反应的热化学方程式：
①3O2(g)===2O3(g) K1 ΔH1＝285 kJ·mol-1
②2CH4(g)＋O2(g)===2CH3OH(l) K2 ΔH2＝－329 kJ·mol-1
反应③CH4(g)＋O3(g)===CH3OH(l)＋O2(g)的ΔH3＝________ kJ·mol-1，平衡常数K3＝________(用K1、K2表示)。
题号
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－307
(2)电喷雾电离等方法得到的M＋(Fe＋、Co＋、Ni＋等)与O3反应可得MO＋。MO＋与CH4反应能高选择性地生成甲醇。分别在300 K和310 K下(其他反应条件相同)进行反应MO＋＋CH4 ===M＋＋CH3OH，结果如图甲所示。图中300 K的曲线是____(填“a”或“b”)。300 K、60 s时MO＋的转化率为___________________
(列出算式)。
题号
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b
(1－10-0.1)×100%
(3)MO＋分别与CH4、CD4反应，体系的能量随反应进程的变化如图乙所示(两者历程相似，图中以CH4示例)。
题号
1
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乙
(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是____(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则MO＋与CD4反应的能量变化应为图中曲线______(填“c”或“d”)。
(ⅲ)MO＋与CH2D2反应，氘代甲醇的产量CH2DOD________(填“>”“＝”或“<”)CHD2OH。若MO＋与CHD3反应，生成的氘代甲醇有________种。
题号
1
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13
Ⅰ
c
<
2
题号
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题号
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13
(3)(ⅰ)根据步骤Ⅰ的变化可知，CH4中的一个C－H键断裂，生成
中的O－H键，涉及氢原子成键变化。(ⅱ)结合题目信息，直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，速率变慢的原因是活化能增大，则MO＋与CD4反应的活化能比MO＋与CH4反应的活化能大，为曲线c。(ⅲ)根据题意知，直接参与化学键变化的是更重的同位素时，反应的活化能更大，反应速率会变慢，所以MO＋与CH2D2反应转化为CH2DOD的速率低于转化为CHD2OH的速率，则氘代甲醇的产量CH2DOD题号
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13
11．(2023·全国乙卷)硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题：
(1)在N2气氛中，FeSO4·7H2O的脱水热
分解过程如图甲所示：
题号
1
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13
甲
根据上述实验结果，可知x＝_____，y＝_____。
4
1
(2)已知下列热化学方程式：
FeSO4·7H2O(s)===FeSO4(s)＋7H2O(g) ΔH1＝a kJ·mol-1
FeSO4·xH2O(s)===FeSO4(s)＋xH2O(g) ΔH2＝b kJ·mol-1
FeSO4·yH2O(s)===FeSO4(s)＋yH2O(g) ΔH3＝c kJ·mol-1
则FeSO4·7H2O(s)＋FeSO4·yH2O(s)===2(FeSO4·xH2O)(s)的ΔH＝________________ kJ·mol-1。
题号
1
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13
a＋c－2b
题号
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乙
3.0
2.25
增大
题号
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46.26
题号
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题号
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题号
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题号
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题号
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13
回答下列问题：
(1)已知C40Hx中的碳氢键和碳碳键的键能分别为431.0 kJ·mol-1和298.0 kJ·mol-1，H－H键能为436.0 kJ·mol-1。估算C40H20(g) C40H18(g)＋H2(g)的ΔH＝________ kJ·mol-1。
(2)图示历程包含____个基元反应，其中速率最慢的是第____个。
题号
1
3
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2
4
6
8
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13
＋128
3
3
(3)C40H10纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为_____、_____。
(4)1 200 K时，假定体系内只有反应C40H12(g) C40H10(g)＋H2(g)发生，反应过程中压强恒定为p0(即C40H12的初始压强)，平衡转化率为α，该反应的平衡常数Kp为________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
题号
1
3
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6
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题号
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12
13
两个反应过程中断键
和成键过程相同
(6)下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成C40H10的反应速率的是____(填标号)。
a．升高温度 b．增大压强 c．加入催化剂
题号
1
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2
4
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13
a
题号
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题号
1
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12
13
(5)由题给两个反应过程可知，在反应过程中1个反应物分子断裂1个C－H键、形成1个C－C键，二者具有相同的断键和成键过程，反应历程几乎等效，所以反应限度受温度影响的程度几乎相同。(6)该反应的正反应为吸热反应，升温，平衡正向移动，反应物的平衡转化率提高，且升温会使反应速率增大，a符合题意；该反应为气体分子数增多的反应，增大压强，反应速率增大，但平衡逆向移动，反应物的平衡转化率降低，b不符合题意；加入催化剂，反应速率增大，但平衡不移动，反应物的平衡转化率不变，c不符合题意。
题号
1
3
5
2
4
6
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12
13
题号
1
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13
－45
题号
1
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12
13
题号
1
3
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2
4
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11
12
13
(ⅱ)
在化学反应中，能垒最大的步骤为决速步骤，
N≡N键的键能比H－H键的大
题号
1
3
5
2
4
6
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13
题号
1
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4
6
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9
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11
12
13
p1反应为气体分子数减少的反应，相同温度下，压强越大，平衡时
合成氨
氨的摩尔分数越大
图4
33.33%
题号
1
3
5
2
4
6
8
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11
12
13
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
起始量/mol 1 3 0
转化量/mol x 3x 2x
平衡量/mol 1－x 3－3x 2x
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
一、选择题(本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1．下列内容与结论相对应的是( )
章末综合测评(二) 化学反应的方向、限度与速率
题号
1
3
5
2
4
6
8
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9
10
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12
13
14
15
16
17
18
19
20
选项 内容 结论
A H2O(g)变成H2O(l) ΔS＞0
B 硝酸铵溶于水可自发进行 该过程的ΔS＞0
C 一个反应的ΔH＞0、ΔS＞0 反应一定不能正向自发进行
D H2(g)＋F2(g)===2HF(g) 的ΔH＝－271 kJ·mol-1，ΔS＝＋8 J·mol-1·K-1 反应在任意温度下都不能正向自发进行
√
B [物质由气态变为液态，混乱度减小，即ΔS<0，A错误；硝酸铵溶于水是吸热的熵增加过程，ΔS>0，可正向自发进行，B正确；一个反应的ΔH>0、ΔS>0，根据二者的共同影响可知，高温时ΔH－TΔS<0，即高温条件下，反应能正向自发进行，C错误；由ΔH<0、ΔS>0知，ΔH－TΔS<0，故该反应在任意温度下都能正向自发进行，D错误。]
题号
1
3
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2
4
6
8
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9
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14
15
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20
题号
1
3
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2
4
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题号
1
3
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2
4
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9
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14
15
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17
18
19
20
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
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11
12
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19
20
3．下列产生氢气速率最快的是( )
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
√
选项 温度 物质 酸(足量)
A 25 ℃ 1 g锌粒 1 mol·L-1盐酸
B 60 ℃ 1 g锌粉 2.5 mol·L-1硝酸
C 60 ℃ 1 g锌粒 2 mol·L-1盐酸
D 60 ℃ 1 g锌粉 1 mol·L-1硫酸
D [反应物浓度越大，温度越高，反应速率越快；反应物间接触面积越大，反应速率越快；硝酸和锌反应生成的是氮的氧化物；选项D中温度较高，氢离子浓度较大，反应物之间的接触面积较大，反应速率最快；故选D。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
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4．下列实验事实不能用勒·夏特列原理解释的是( )
A．工业合成氨反应中加压有利于提高氨的产率
B．将装NO2的烧瓶浸泡在冷水和热水中
C．红棕色的NO2，加压后颜色先变深后变浅
D．
题号
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√
D [工业合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)，加压，平衡正向移动，有利于提高氨的产率，能用勒·夏特列原理解释，A项不符合题意；装NO2的烧瓶中发生反应：2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0，升高温度平衡向吸热反应方向移动，即向逆反应方向移动，混合气体颜色变深，降低温度平衡向放热反应方向移动，即向正反应方向移动，混合气体颜色变浅，能用勒·夏特列原理解释，B项不符合题意；红棕色的NO2气体中存在
题号
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平衡2NO2(g) N2O4(g)，加压，NO2浓度增大，混合气体颜色变深，但增大压强，平衡正向移动，NO2浓度又减小，则颜色又变浅，能用勒·夏特列原理解释，C项不符合题意；由H2(g)、I2(g)、HI(g)气体组成的平衡体系中存在可逆反应H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，加压，气体颜色加深，是由于容器容积减小，I2(g)浓度增大造成的，不能用勒·夏特列原理解释，D项符合题意。]
题号
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5．已知在300 ℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇(CH3CH2OH)已成为现实：2CO2(g)＋6H2(g) CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)。下列叙述错误的是( )
A．使用催化剂可在一定时间内提高生产效率
B．升高温度，该反应平衡常数K一定增大
C．充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D．从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH(g)和H2O(g)，可提高CO2和H2的平衡转化率
题号
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√
B [因催化剂能提高化学反应速率，加快反应进行，则在一定时间内提高了生产效率，故A正确；反应需在300 ℃进行是为了获得较快的反应速率，不能说明反应是吸热还是放热，所以K不一定增大，故B错误；充入大量CO2气体，能使平衡正向移动，提高H2的转化率，故C正确；从平衡混合气体中及时分离出产物，使平衡正向移动，可提高CO2和H2的转化率，故D正确。]
题号
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6．工业常采用氨氧化法制硝酸，主要工艺流程如图所示。
题号
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将氨和空气(氧∶氮≈2∶1)混合通过灼热的铂铑合金网，发生的反应为4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g) ΔH<0，生成的一氧化氮利用反应后残余的氧气继续氧化为二氧化氮，2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g) ΔH＝－116.4 kJ·mol-1，随后将二氧化氮通入水中制取硝酸；吸收塔排放的尾气中含有少量的NO、NO2等氮氧化物。工业以石灰乳为试剂，采用气－液逆流接触法(尾气从处理设备的底部进入，石灰乳从设备顶部喷淋)处理尾气。下列有关硝酸工业制备说法不正确的是( )
题号
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A．合成塔中使用催化剂，可以提高单位时间内H2的转化率
B．升高温度可以提高氧化炉中NH3的平衡转化率
C．吸收塔中鼓入过量的空气可以提高硝酸的产率
D．采用气－液逆流接触法是为了使尾气中的氮氧化物吸收更充分
题号
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√
B [催化剂可以加快反应速率，提高单位时间内H2的转化率，A正确；合成氨的反应为放热反应，升高温度会降低氨的平衡转化率，B不正确；鼓入过量空气可以增大NO的转化率，提高NO2的产率，同时也可以增大压强，提高NO2的溶解度，提高硝酸的产率，C正确；采用气－液逆流接触法可以增大氮氧化物与石灰乳的接触的面积，使其被充分吸收，D正确。]
题号
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7．可逆反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态后，保持温度﹑
容器容积不变，向容器中充入一定量的O2，下列说法正确的是(K为平衡常数，Q为浓度商)( )
A．Q不变，K变大，O2的转化率增大
B．Q减小，K不变，O2的转化率减小
C．平衡常数越大，表示该反应速率越快
D．系数变为两倍，则ΔH的数值和K的数值也变为原来的两倍
题号
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√
B [当可逆反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态后，保持恒温恒容向容器中充入一定量的O2，氧气的浓度增大，平衡正向移动，其余反应物的转化率增大，O2自身的转化率减小，Q变小，平衡常数是温度的函数，温度不变，平衡常数不发生改变，A错误，B正确；平衡常数越大，说明反应正向进行的限度越大，与该反应速率无关，C错误；系数变为两倍，则ΔH的数值变为原来的两倍，但是K的数值变为原来的平方，D错误。]
题号
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8．在密闭恒容容器内加入一定量A和B，发生如下反应：2A(s)＋3B(g) C(g)＋2D(g)，下列说法不能判断反应是否达到平衡状态的是( )
A．混合气体的密度不再发生改变
B．混合气体的平均摩尔质量不再发生改变
C．c(C)∶c(D)的值不再发生改变
D．如果C有颜色，A、B、D无色，容器内颜色不再改变
题号
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√
C [反应的气体混合物的质量发生改变，气体的体积不变，则当混合气体的密度不再发生改变时，反应达到平衡状态，A不符合题意；气体的质量发生改变，而气体的物质的量不变，当混合气体的平均摩尔质量不再发生改变时，反应达到平衡状态，B不符合题意；C、D都是反应产物，反应产生的C、D的物质的量之比始终是1∶2，由于容器的容积不变，则c(C)∶c(D)的值始终不改变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，C符合题意；如果C有颜色，A、B、D无色，若反应正向进行，则气体的颜色会加深，若反应逆向进行，则气体的颜色会变浅，因此当容器内气体颜色不再改变时，反应达到平衡状态，D不符合题意。]
题号
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9．下列三个化学反应的平衡常数(K1、K2、K3)与温度的关系分别如表所示。则下列说法正确的是( )
题号
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化学反应 平衡常数 温度
973 K 1 173 K
①Fe(s)＋CO2(g) FeO(s)＋CO(g) ΔH1 K1 1.47 2.15
②Fe(s)＋H2O(g) FeO(s)＋H2(g) ΔH2 K2 2.38 1.67
③CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) ΔH3 K3 ？ ？
A．ΔH1<0，ΔH2>0
B．反应①②③的反应热满足关系：ΔH2－ΔH1＝ΔH3
C．反应①②③的平衡常数满足关系：K1＋K3＝K2
D．要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取升温措施
题号
1
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√
题号
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10．在容积一定的密闭容器中，加入一定量的一氧化氮和足量碳发生化学反应：C(s)＋2NO(g) CO2(g)＋N2(g)，平衡时c平(NO)与温度(T)的关系如图所示，则下列说法正确的是( )
题号
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A．该反应的ΔH＞0
B．若该反应在T1 ℃、T2 ℃时的平衡常数分别为K1、K2，则K1＜K2
C．若B、C、D点的压强分别为pB、pC、pD，则pC＝pD＞pB
D．在T2 ℃时，若反应体系处于D点，则此时v正＞v逆
题号
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D [升高温度，NO的浓度增大，说明平衡逆向移动，则该反应的ΔH＜0，故A错误；ΔH＜0，升高温度平衡常数减小，则K1＞K2，故B错误；反应中气体分子数不变，压强与温度有关，温度越高压强越大，则pC＞pD＝pB，故C错误。]
√
二、选择题(本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
11．利用天然气和水蒸气重整制备H2的
反应为CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)
ΔH>0，每次只改变一个条件(X)，其他条件
不变，CH4的平衡转化率(φ)随X的变化趋势
如图所示。下列说法正确的是( )
题号
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题号
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√
C [X为温度时，升高温度平衡正向移动，φ的变化趋势为曲线M，A错误；X为压强时，加压平衡逆向移动，φ的变化趋势为曲线N，B错误；某条件下，若CH4(g)、H2O(g)初始浓度均为0.2 mol·L-1，φ＝25%，则K＝0.007 5 mol2·L-2，D错误。]
题号
1
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12．一定温度下，在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是( )
题号
1
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容器 温度/K 物质的起始浓度/(mol·L-1) 物质的平衡浓度/(mol·L-1)
c始(H2) c始(CO) c始(CH3OH) c平(CH3OH)
Ⅰ 400 0.20 0.10 0 0.080
Ⅱ 400 0.40 0.20 0
Ⅲ 500 0 0 0.10 0.025
A．该反应的正反应为放热反应
B．达到平衡时，Ⅰ中反应物的转化率比Ⅱ中的大
C．达到平衡时，Ⅱ中c平(H2)大于Ⅲ中c平(H2)的两倍
D．达到平衡时，Ⅲ中的反应速率比Ⅰ中的大
题号
1
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√
√
AD [在Ⅲ中，0.10 mol·L-1的CH3OH相当于0.20 mol·L-1的H2和0.10 mol·L-1的CO，若温度相同，则Ⅰ、Ⅲ是等效平衡，但Ⅲ的温度较高，平衡时CH3OH的浓度较低，说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，故A项正确；对比Ⅰ、Ⅱ，在相同温度下反应，但Ⅱ的起始浓度是Ⅰ的两倍，容器体积不变，相当于加压，平衡正向移动，反应物的转化率增大，则容器Ⅰ中反应物的转化率比容器Ⅱ中的小，故B项错误；Ⅲ中相当于起始c始(H2)为Ⅱ的一半，Ⅱ浓度较大，Ⅲ温度较高，增大浓度平衡正向移动，升高温度平衡逆向移动，则平衡时Ⅱ中c平(H2)小于Ⅲ中
c平(H2)的两倍，故C项错误；对比Ⅰ、Ⅲ，Ⅲ温度较高，升高温度，反应速率增大，故D项正确。]
题号
1
3
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√
√
AD [ΔH＝反应产物相对能量－反应物相对能量，根据图示可知历程CH3OH*―→CO*＋2H2(g)的反应产物的能量比反应物的能量高，因此该反应为吸热反应，ΔH>0，故A项正确；根据图示可知过程①：CH3OH*―→CH3O*＋H*，断裂H－O键，过程②：CH3O*＋H*―→CH2O*＋2H*，断裂的是C－H键，故B项错误；催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，方式Ⅰ的活化能低，说明甲醇裂解过程主要历经的方式应为Ⅰ，故C项错误；将各阶段反应产物的相对能量和反应物的相对能量相减即得相应的反应热，由图可知CHO*和3H*转化为CO*和4H*这一步放出热量最多，化学方程式为CHO*＋3H*―→CO*＋4H*，故D项正确。]
题号
1
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14．在恒容密闭容器中通入CH4与CO2，使其物质的量浓度均为1.0 mol·L-1，在一定条件下发生反应：CO2(g)＋CH4(g) 2CO(g)＋2H2(g)。测得平衡时CH4的体积分数与温度及压强的关系如图所示。
下列说法一定正确的是( )
A．该反应的ΔH<0
B．压强p1、p2、p3由小到大的顺序为p1C．压强为p2时，b点处v正＜v逆
D．a点时CH4的转化率为70%
题号
1
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√
B [压强不变时，升高温度，CH4的体积分数减小，平衡右移，说明正反应为吸热反应，则ΔH>0，A错误；相同温度下，p1、p2、p3条件下对应甲烷的体积分数依次增大，根据反应体系特征，可知体系压强逐渐增大，则p1v逆，C错误；设CO2和CH4的起始物质的量均为1 mol，达到平衡时均转化了x mol，列出三段式
题号
1
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题号
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15．在体积可变的密闭容器中投入0.5 mol CO和1 mol H2，不同条件下发生反应：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH。实验测得平衡时H2的转化率随温度、压强的变化如图1所示。下列说法错误的是( )
题号
1
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A．Y代表压强，且Y1＞Y2；X代表温度，且ΔH＜0
B．M点反应物转化率之比等于N点
C．若M、N两点对应的容器体积均为5 L，则N点的平衡常数K＝
100 mol-2·L2
D．图2中曲线AB能正确表示该反应平衡常数的值的负对数pK(pK＝
－lg K)与X的关系
题号
1
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√
D [该反应为气体体积减小的反应，相同温度下，压强越大，H2的转化率越大，所以Y为压强，X为温度，且Y1＞Y2；相同压强下，温度越高，氢气的转化率越小，说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，即ΔH＜0，故A正确；初始投料n(CO)∶n(H2)＝1∶2，根据化学方程式可知反应过程中CO和H2按照1∶2反应，所以任意时刻二者的转化率之比均为1∶1，故B正确；N点和M点温度相同，则平衡常数相同，容器体积为5 L，M点H2的转化率为50%，可根据该点列三段式
题号
1
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题号
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20
三、非选择题(本题共5小题，共60分)
16．(12分)以下是关于合成氨的有关问题，请回答：
(1)若在一容积为2 L的密闭容器中加入0.2 mol N2和0.6 mol H2在一定条件下发生反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0，若在5 min时反应达到平衡，此时测得NH3的物质的量为0.2 mol。则平衡时c(N2)＝_____________。平衡时H2的转化率为________%。
题号
1
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0.05 mol·L-1
50
(2)平衡后，若提高H2的转化率，可以采取的措施有________(填字母)。
A．加入催化剂 B．增大容器体积
C．降低反应体系的温度 D．加入一定量N2
题号
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20
CD
(3)若在0.5 L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0，其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示：
题号
1
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20
T/℃ 200 300 400
K/(mol·L-1)-2 K1 K2 0.5
请完成下列问题：
①写出化学平衡常数K的表达式_______________________。
②试比较K1、K2的大小，K1____(填“>”“<”或“＝”)K2。
③400 ℃时，反应2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)的化学平衡常数为_____________。当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3 mol、2 mol和 1 mol时，则该反应的v(N2)正____(填“>”“<”或“＝”)v(N2)逆。
题号
1
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2(mol·L-1)2
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题号
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17．(12分)Ⅰ．一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图：
题号
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(1)从反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为__________________，X的物质的量浓度减少了_________________，Y的转化率为______。
(2)该反应的化学方程式为_________________________________。
0.079 mol·L-1·s-1
0.395 mol·L-1
79%
X(g)＋Y(g) 2Z(g)
Ⅱ．KI溶液在酸性条件下能与氧气反应。现有以下实验记录：回答下列问题：
题号
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实验编号 ① ② ③ ④ ⑤
温度/℃ 30 40 50 60 70
显色时间/s 160 80 40 20 10
(1)该反应的离子方程式为_________________________________。
(2)该实验的目的是探究____________________________________。
(3)实验试剂除了1 mol·L-1KI溶液、0.1 mol·L-1 H2SO4溶液外，还需要的试剂是____________。
(4)上述实验操作中除了需要(3)的条件外，还必须控制不变的是____
(填字母)。
A．温度 B．试剂的浓度
C．试剂的用量(体积) D．试剂添加的顺序
题号
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4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O
温度对反应速率的影响
淀粉溶液
CD
题号
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(2)由图可知X、Y为反应物，Z为反应产物，三者的变化分别为0.79、0.79、1.58，变化量之比为1∶1∶2，可得反应的化学方程式为X(g)＋Y(g) 2Z(g)。Ⅱ.(1)KI具有强的还原性，能被氧气氧化成碘单质，反应的离子方程式为4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O。(2)由表格数据可知，该实验改变的外界条件是温度，测量的是不同温度条件下显色的时间，可知其探究的是温度对反应速率的影响。
题号
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(3)为确定显色的时间，需要指示剂与碘单质出现显色，结合碘单质的性质可知应用淀粉溶液作指示剂。
(4)设计实验必须保证其他条件不变，只改变一个条件，才能得到准确的结论，而浓度条件在(3)已经控制一致，因此还必须控制不变的是试剂的量和试剂的添加顺序。
题号
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18．(12分)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-1，
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－ 393.5 kJ·mol-1，
N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝ ＋181 kJ·mol-1。
题号
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题号
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2CO(g)＋2NO(g) N2(g)＋2CO2(g)
ΔH＝－747 kJ·mol-1
ad
(2)向容积为2 L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：
题号
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物质的量/mol T1/℃ T2/℃
0 5 min 10 min 15 min 20 min 25 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
①0～5 min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_____
(填“>”“<”或“＝”)T2。
③若30 min时，保持T2不变，向该容器中再加入该四种反应物各
2 mol，则此时反应________(填“正向”“逆向”或“不”)移动；最终达平衡时NO的转化率α＝________。
题号
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0.042 mol·L-1·min-1
＞
正向
60%
题号
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②第15 min后，温度调整到T2，由表格数据可知NO的物质的量减少，N2的物质的量增加，平衡正向移动，由于正反应为放热反应，故改变的条件为降温，则T1>T2。
③若30 min时，保持T2不变，向该容器中再加入该四种反应物各
2 mol，此时设达到新平衡时，N2转化的浓度为x mol·L-1，各量分析如下：
C(s)＋2NO(g) N2(g)＋CO2(g)
30 min时平衡浓度/( mol·L-1) 0.2 0.4 0.4
加入混合物后浓度/( mol·L-1) 1.2 1.4 1.4
转化浓度/( mol·L-1) 2x x x
新平衡浓度/( mol·L-1) 1.2－2x 1.4＋x 1.4＋x
题号
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19．(12分)下列反应在210 ℃达到平衡：
①PCl5(g) PCl3(g)＋Cl2(g) ΔH>0 K＝1 mol·L-1
②CO(g)＋Cl2(g) COCl2(g) ΔH<0 K＝5×104(mol·L-1)-1
③COCl2(g) CO(g)＋Cl2(g) ΔH>0
(1)根据反应①的平衡常数，下列等式一定成立的是______(填字母)。
A．c平(PCl5)＝c平(PCl3)＝c平(Cl2)＝1
B．c平(PCl5)＝c平(PCl3)·c平(Cl2)＝1
C．c平(PCl5)＝c平(PCl3)·c平(Cl2)
题号
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C
(2)减少Cl2的浓度，反应③的K的数值________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)要使反应①和②的K的数值接近，可采取什么措施___________。
(4)③的K＝_________________。
题号
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不变
同时升温
2×10-5 mol·L-1
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20．(12分)科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。
Ⅰ．合成氨的原理为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol-1。
(1)在恒容密闭容器中发生上述反应，下列描述中能说明该反应已达平衡状态的是______(填字母)。
A．容器内气体的平均摩尔质量保持不变
B．2v正(NH3)＝v逆(N2)
C．容器中气体的压强保持不变
D．N2、H2、NH3的物质的量之比为1∶2∶3
题号
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AC
(2)673 K、30 MPa下，向容积为2.0 L的恒容密闭容器中充入
0.80 mol N2和1.60 mol H2，反应经3分钟达到平衡，此时NH3的体积分数为20%。
①该条件下反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数K＝______
(精确到小数点后一位) mol-2·L2；K越大，表明反应达到平衡时______(填字母)。
A．H2的转化率一定越高 B．NH3的浓度一定越大
C．正反应进行得越完全 D．化学反应速率越大
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1.1
C
②若达平衡后再向该容器中充入0.40 mol N2和0.40 mol NH3，该平衡将_____________________(填“向正反应方向移动”“向逆反应方向移动”或“不移动”)。
Ⅱ．根据“人工固氮”的最新研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应：2N2(g)＋6H2O(l) 4NH3(g)＋3O2(g) ΔH＝a kJ·mol-1。进一步研究NH3生成量与温度的关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如表：
题号
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T/K 303 313 323
NH3的生成量/(10-6 mol) 4.8 5.9 6.0
向逆反应方向移动
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20章末综合测评(二)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
B D D D B B B C B D C AD AD B D
16．(除注明外，每空2分)(1)0.05 mol·L-1 50 (2)CD (3) >(1分) 2(mol·L-1)2 >(1分)
17．(除注明外，每空2分)Ⅰ．(1)0.079 mol·L-1·s-1
0．395 mol·L-1 79%(1分) (2)X(g)＋Y(g) 2Z(g) Ⅱ．(1)4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O (2)温度对反应速率的影响(1分) (3)淀粉溶液(1分) (4)CD(1分)
18．(除注明外，每空2分)(1)2CO(g)＋2NO(g) N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－747 kJ·mol-1 ad
(2)①0.042 mol·L-1·min-1 ②＞ ③正向(1分) 60%(1分)
19．(每空3分)(1)C (2)不变 (3)同时升温
20．(除注明外，每空2分)Ⅰ．(1)AC
(2)①1.1 C ②向逆反应方向移动 Ⅱ．(1)>(1分) >(1分)
1．B
2．D [由反应历程可知，甲烷与氯气发生取代反应生成一氯甲烷和氯化氢，则总反应的化学方程式为CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl，故A正确；光照的主要作用是破坏氯气分子中的共价键，形成氯原子，促进反应①的进行从而使总反应速率加快，故B正确；由反应历程可知，反应②～④都是由微粒通过有效碰撞而发生的反应，故C正确；反应①是破坏氯气分子中的共价键形成氯原子的过程，应吸收能量，故D错误。]
3．D [反应物浓度越大，温度越高，反应速率越快；反应物间接触面积越大，反应速率越快；硝酸和锌反应生成的是氮的氧化物；选项D中温度较高，氢离子浓度较大，反应物之间的接触面积较大，反应速率最快；故选D。]
4．D
5．B [因催化剂能提高化学反应速率，加快反应进行，则在一定时间内提高了生产效率，故A正确；反应需在300 ℃进行是为了获得较快的反应速率，不能说明反应是吸热还是放热，所以K不一定增大，故B错误；充入大量CO2气体，能使平衡正向移动，提高H2的转化率，故C正确；从平衡混合气体中及时分离出产物，使平衡正向移动，可提高CO2和H2的转化率，故D正确。]
6．B [催化剂可以加快反应速率，提高单位时间内H2的转化率，A正确；合成氨的反应为放热反应，升高温度会降低氨的平衡转化率，B不正确；鼓入过量空气可以增大NO的转化率，提高NO2的产率，同时也可以增大压强，提高NO2的溶解度，提高硝酸的产率，C正确；采用气－液逆流接触法可以增大氮氧化物与石灰乳的接触的面积，使其被充分吸收，D正确。]
7．B [当可逆反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态后，保持恒温恒容向容器中充入一定量的O2，氧气的浓度增大，平衡正向移动，其余反应物的转化率增大，O2自身的转化率减小，Q变小，平衡常数是温度的函数，温度不变，平衡常数不发生改变，A错误，B正确；平衡常数越大，说明反应正向进行的限度越大，与该反应速率无关，C错误；系数变为两倍，则ΔH的数值变为原来的两倍，但是K的数值变为原来的平方，D错误。]
8．C
9．B [由表格数据可知，升高温度时K1增大、K2减小，则ΔH1>0，ΔH2<0，A错误；由盖斯定律可知，②－①得到③，则ΔH2－ΔH1＝ΔH3，B正确；结合②－①得到③可知，＝K3，C错误；由随温度升高而减小可知，反应③为放热反应，则要使反应③的平衡向正反应方向移动，可采取降温措施，D错误。]
10．D [升高温度，NO的浓度增大，说明平衡逆向移动，则该反应的ΔH＜0，故A错误；ΔH＜0，升高温度平衡常数减小，则K1＞K2，故B错误；反应中气体分子数不变，压强与温度有关，温度越高压强越大，则pC＞pD＝pB，故C错误。]
11．C [X为温度时，升高温度平衡正向移动，φ的变化趋势为曲线M，A错误；X为压强时，加压平衡逆向移动，φ的变化趋势为曲线N，B错误；某条件下，若CH4(g)、H2O(g)初始浓度均为0.2 mol·L-1，φ＝25%，则K＝0.007 5 mol2·L-2，D错误。]
12．AD [在Ⅲ中，0.10 mol·L-1的CH3OH相当于0.20 mol·L-1的H2和0.10 mol·L-1的CO，若温度相同，则Ⅰ、Ⅲ是等效平衡，但Ⅲ的温度较高，平衡时CH3OH的浓度较低，说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，故A项正确；对比Ⅰ、Ⅱ，在相同温度下反应，但Ⅱ的起始浓度是Ⅰ的两倍，容器体积不变，相当于加压，平衡正向移动，反应物的转化率增大，则容器Ⅰ中反应物的转化率比容器Ⅱ中的小，故B项错误；Ⅲ中相当于起始c始(H2)为Ⅱ的一半，Ⅱ浓度较大，Ⅲ温度较高，增大浓度平衡正向移动，升高温度平衡逆向移动，则平衡时Ⅱ中c平(H2)小于Ⅲ中c平(H2)的两倍，故C项错误；对比Ⅰ、Ⅲ，Ⅲ温度较高，升高温度，反应速率增大，故D项正确。]
13．AD [ΔH＝反应产物相对能量－反应物相对能量，根据图示可知历程CH3OH*―→CO*＋2H2(g)的反应产物的能量比反应物的能量高，因此该反应为吸热反应，ΔH>0，故A项正确；根据图示可知过程①：CH3OH*―→CH3O*＋H*，断裂H—O键，过程②：CH3O*＋H*―→CH2O*＋2H*，断裂的是C—H键，故B项错误；催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，方式Ⅰ的活化能低，说明甲醇裂解过程主要历经的方式应为Ⅰ，故C项错误；将各阶段反应产物的相对能量和反应物的相对能量相减即得相应的反应热，由图可知CHO*和3H*转化为CO*和4H*这一步放出热量最多，化学方程式为CHO*＋3H*―→CO*＋4H*，故D项正确。]
14．B 15．D
17．Ⅰ．(1)10 s时，Z的物质的量增加1.58 mol，其反应速率为＝0.079 mol·L-1·s-1，X的物质的量由 1.20 mol 降低到0.41 mol，其浓度减少量为＝0.395 mol·L-1，Y的物质的量由 1.00 mol 减少为0.21 mol，其转化率为×100%＝79%。(2)由图可知X、Y为反应物，Z为反应产物，三者的变化分别为0.79、0.79、1.58，变化量之比为1∶1∶2，可得反应的化学方程式为X(g)＋Y(g) 2Z(g)。Ⅱ．(1)KI具有强的还原性，能被氧气氧化成碘单质，反应的离子方程式为4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O。(2)由表格数据可知，该实验改变的外界条件是温度，测量的是不同温度条件下显色的时间，可知其探究的是温度对反应速率的影响。(3)为确定显色的时间，需要指示剂与碘单质出现显色，结合碘单质的性质可知应用淀粉溶液作指示剂。(4)设计实验必须保证其他条件不变，只改变一个条件，才能得到准确的结论，而浓度条件在(3)已经控制一致，因此还必须控制不变的是试剂的量和试剂的添加顺序。
19．(1)由反应①的平衡常数表达式K＝，可得c平(PCl5)＝c平(PCl3)·c平(Cl2)，选C。(2)K只与外界条件中的温度有关，改变物质的浓度，K不变。(3)由于K只与外界条件中的温度有关，其他使平衡移动的因素是不可行的。故要使反应①和②的K的数值接近，可以使反应①正向移动，反应②逆向移动，同时升温即可。(4)反应③是反应②的逆反应，其K是反应②K的倒数，则反应③的K＝2×10-5 mol·L-1。章末综合测评(二) 化学反应的方向、限度与速率
(总分：100分)
一、选择题(本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1．下列内容与结论相对应的是( )
选项 内容 结论
A H2O(g)变成H2O(l) ΔS＞0
B 硝酸铵溶于水可自发进行 该过程的ΔS＞0
C 一个反应的ΔH＞0、ΔS＞0 反应一定不能正向自发进行
D H2(g)＋F2(g)===2HF(g) 的ΔH＝－271 kJ·mol-1，ΔS＝＋8 J·mol-1·K-1 反应在任意温度下都不能正向自发进行
2．甲烷与氯气在光照条件下存在如下反应历程(“·”表示电子)：
①Cl22Cl·(慢反应)
②CH4＋Cl·―→·CH3＋HCl(快反应)
③·CH3＋Cl2―→CH3Cl＋Cl·(快反应)
④·CH3＋Cl·―→CH3Cl(快反应)
已知在一个分步反应中，较慢的一步反应控制总反应的速率。下列说法不正确的是( )
A．上述过程的总反应的化学方程式为CH4＋Cl2CH3Cl＋HCl
B．光照的主要作用是促进反应①的进行从而使总反应速率加快
C．反应②～④都是由微粒通过有效碰撞而发生的反应
D．反应①是释放能量的反应
3．下列产生氢气速率最快的是( )
选项 温度 物质 酸(足量)
A 25 ℃ 1 g锌粒 1 mol·L-1盐酸
B 60 ℃ 1 g锌粉 2.5 mol·L-1硝酸
C 60 ℃ 1 g锌粒 2 mol·L-1盐酸
D 60 ℃ 1 g锌粉 1 mol·L-1硫酸
4．下列实验事实不能用勒·夏特列原理解释的是( )
A．工业合成氨反应中加压有利于提高氨的产率
B．将装NO2的烧瓶浸泡在冷水和热水中
C．红棕色的NO2，加压后颜色先变深后变浅
D．
5．已知在300 ℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇(CH3CH2OH)已成为现实：2CO2(g)＋6H2(g) CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)。下列叙述错误的是( )
A．使用催化剂可在一定时间内提高生产效率
B．升高温度，该反应平衡常数K一定增大
C．充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D．从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH(g)和H2O(g)，可提高CO2和H2的平衡转化率
6．工业常采用氨氧化法制硝酸，主要工艺流程如图所示。
将氨和空气(氧∶氮≈2∶1)混合通过灼热的铂铑合金网，发生的反应为4NH3(g)＋5O2(g)===4NO(g)＋6H2O(g) ΔH<0，生成的一氧化氮利用反应后残余的氧气继续氧化为二氧化氮，2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g) ΔH＝－116.4 kJ·mol-1，随后将二氧化氮通入水中制取硝酸；吸收塔排放的尾气中含有少量的NO、NO2等氮氧化物。工业以石灰乳为试剂，采用气－液逆流接触法(尾气从处理设备的底部进入，石灰乳从设备顶部喷淋)处理尾气。下列有关硝酸工业制备说法不正确的是( )
A．合成塔中使用催化剂，可以提高单位时间内H2的转化率
B．升高温度可以提高氧化炉中NH3的平衡转化率
C．吸收塔中鼓入过量的空气可以提高硝酸的产率
D．采用气－液逆流接触法是为了使尾气中的氮氧化物吸收更充分
7．可逆反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态后，保持温度﹑容器容积不变，向容器中充入一定量的O2，下列说法正确的是(K为平衡常数，Q为浓度商)( )
A．Q不变，K变大，O2的转化率增大
B．Q减小，K不变，O2的转化率减小
C．平衡常数越大，表示该反应速率越快
D．系数变为两倍，则ΔH的数值和K的数值也变为原来的两倍
8．在密闭恒容容器内加入一定量A和B，发生如下反应：2A(s)＋3B(g) C(g)＋2D(g)，下列说法不能判断反应是否达到平衡状态的是( )
A．混合气体的密度不再发生改变
B．混合气体的平均摩尔质量不再发生改变
C．c(C)∶c(D)的值不再发生改变
D．如果C有颜色，A、B、D无色，容器内颜色不再改变
9．下列三个化学反应的平衡常数(K1、K2、K3)与温度的关系分别如表所示。则下列说法正确的是( )
化学反应 平衡 常数 温度
973 K 1 173 K
①Fe(s)＋CO2(g) FeO(s)＋CO(g) ΔH1 K1 1.47 2.15
②Fe(s)＋H2O(g) FeO(s)＋H2(g) ΔH2 K2 2.38 1.67
③CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) ΔH3 K3 ？ ？
A．ΔH1<0，ΔH2>0
B．反应①②③的反应热满足关系：ΔH2－ΔH1＝ΔH3
C．反应①②③的平衡常数满足关系：K1＋K3＝K2
D．要使反应③在一定条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取升温措施
10．在容积一定的密闭容器中，加入一定量的一氧化氮和足量碳发生化学反应：C(s)＋2NO(g) CO2(g)＋N2(g)，平衡时c平(NO)与温度(T)的关系如图所示，则下列说法正确的是( )
A．该反应的ΔH＞0
B．若该反应在T1 ℃、T2 ℃时的平衡常数分别为K1、K2，则K1＜K2
C．若B、C、D点的压强分别为pB、pC、pD，则pC＝pD＞pB
D．在T2 ℃时，若反应体系处于D点，则此时v正＞v逆
二、选择题(本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
11．利用天然气和水蒸气重整制备H2的反应为CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g) ΔH>0，每次只改变一个条件(X)，其他条件不变，CH4的平衡转化率(φ)随X的变化趋势如图所示。下列说法正确的是( )
A．X为温度时，φ的变化趋势为曲线N
B．X为压强时，φ的变化趋势为曲线M
C．X为投料比时，φ的变化趋势为曲线N
D．某条件下，若CH4(g)、H2O(g)初始浓度均为0.2 mol·L-1，φ＝25%，则K＝3 mol2·L-2
12．一定温度下，在3个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是( )
容器 温度/K 物质的起始浓度/(mol·L-1) 物质的平衡浓度/(mol·L-1)
c始(H2) c始(CO) c始(CH3OH) c平(CH3OH)
Ⅰ 400 0.20 0.10 0 0.080
Ⅱ 400 0.40 0.20 0
Ⅲ 500 0 0 0.10 0.025
A．该反应的正反应为放热反应
B．达到平衡时，Ⅰ中反应物的转化率比Ⅱ中的大
C．达到平衡时，Ⅱ中c平(H2)大于Ⅲ中c平(H2)的两倍
D．达到平衡时，Ⅲ中的反应速率比Ⅰ中的大
13．工业上可采用CH3OHCO＋2H2的方法来制取高纯度的CO和H2。我国科研人员通过计算机模拟，研究了在钯基催化剂表面甲醇制氢的反应历程如图所示，其中吸附在钯催化剂表面上的物质用*标注。
已知：甲醇(CH3OH)脱氢反应的第一步历程，有两种可能方式：
方式Ⅰ：CH3OH*―→CH3O*＋H* Ea＝103.1 kJ·mol-1；
方式Ⅱ：―→＋OH* Eb＝249.3 kJ·mol-1。
下列说法正确的是( )
A．CH3OH*―→CO*＋2H2(g)的ΔH>0
B．①②都为O—H键的断裂过程
C．由活化能Ea推测，甲醇裂解过程主要历经的方式应为Ⅱ
D．放热最多阶段的化学方程式为CHO*＋3H*―→CO*＋4H*
14．在恒容密闭容器中通入CH4与CO2，使其物质的量浓度均为1.0 mol·L-1，在一定条件下发生反应：CO2(g)＋CH4(g) 2CO(g)＋2H2(g)。测得平衡时CH4的体积分数与温度及压强的关系如图所示。
下列说法一定正确的是( )
A．该反应的ΔH<0
B．压强p1、p2、p3由小到大的顺序为p1C．压强为p2时，b点处v正＜v逆
D．a点时CH4的转化率为70%
15．在体积可变的密闭容器中投入0.5 mol CO和1 mol H2，不同条件下发生反应：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH。实验测得平衡时H2的转化率随温度、压强的变化如图1所示。下列说法错误的是( )
A．Y代表压强，且Y1＞Y2；X代表温度，且ΔH＜0
B．M点反应物转化率之比等于N点
C．若M、N两点对应的容器体积均为5 L，则N点的平衡常数K＝100 mol-2·L2
D．图2中曲线AB能正确表示该反应平衡常数的值的负对数pK(pK＝－lg K)与X的关系
三、非选择题(本题共5小题，共60分)
16．(12分)以下是关于合成氨的有关问题，请回答：
(1)若在一容积为2 L的密闭容器中加入0.2 mol N2和0.6 mol H2在一定条件下发生反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0，若在5 min时反应达到平衡，此时测得NH3的物质的量为0.2 mol。则平衡时c(N2)＝________。平衡时H2的转化率为________%。
(2)平衡后，若提高H2的转化率，可以采取的措施有________(填字母)。
A．加入催化剂 B．增大容器体积
C．降低反应体系的温度 D．加入一定量N2
(3)若在0.5 L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0，其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示：
T/℃ 200 300 400
K/(mol·L-1)-2 K1 K2 0.5
请完成下列问题：
①写出化学平衡常数K的表达式_______________________________________
____________________________________________________________________。
②试比较K1、K2的大小，K1________(填“>”“<”或“＝”)K2。
③400 ℃时，反应2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)的化学平衡常数为________。当测得NH3、N2和H2物质的量分别为3 mol、2 mol和 1 mol时，则该反应的v(N2)正_________________________________________(填“>”“<”或“＝”)v(N2)逆。
17．(12分)Ⅰ．一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图：
(1)从反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为________，X的物质的量浓度减少了________，Y的转化率为________。
(2)该反应的化学方程式为_____________________________________________
____________________________________________________________________。
Ⅱ．KI溶液在酸性条件下能与氧气反应。现有以下实验记录：回答下列问题：
实验编号 ① ② ③ ④ ⑤
温度/℃ 30 40 50 60 70
显色时间/s 160 80 40 20 10
(1)该反应的离子方程式为_____________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)该实验的目的是探究______________________________________________。
(3)实验试剂除了1 mol·L-1KI溶液、0.1 mol·L-1 H2SO4溶液外，还需要的试剂是________。
(4)上述实验操作中除了需要(3)的条件外，还必须控制不变的是______(填字母)。
A．温度 B．试剂的浓度
C．试剂的用量(体积) D．试剂添加的顺序
18．(12分)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-1，
C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH＝－ 393.5 kJ·mol-1，
N2(g)＋O2(g)===2NO(g) ΔH＝ ＋181 kJ·mol-1。
(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)。
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2 L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 25 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
①0～5 min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________(填“>”“<”或“＝”)T2。
③若30 min时，保持T2不变，向该容器中再加入该四种反应物各2 mol，则此时反应________(填“正向”“逆向”或“不”)移动；最终达平衡时NO的转化率α＝________。
19．(12分)下列反应在210 ℃达到平衡：
①PCl5(g) PCl3(g)＋Cl2(g) ΔH>0 K＝1 mol·L-1
②CO(g)＋Cl2(g) COCl2(g) ΔH<0 K＝5×104(mol·L-1)-1
③COCl2(g) CO(g)＋Cl2(g) ΔH>0
(1)根据反应①的平衡常数，下列等式一定成立的是________(填字母)。
A．c平(PCl5)＝c平(PCl3)＝c平(Cl2)＝1
B．c平(PCl5)＝c平(PCl3)·c平(Cl2)＝1
C．c平(PCl5)＝c平(PCl3)·c平(Cl2)
(2)减少Cl2的浓度，反应③的K的数值________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)要使反应①和②的K的数值接近，可采取什么措施_______________。
(4)③的K＝________。
20．(12分)科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。
Ⅰ．合成氨的原理为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol-1。
(1)在恒容密闭容器中发生上述反应，下列描述中能说明该反应已达平衡状态的是________(填字母)。
A．容器内气体的平均摩尔质量保持不变
B．2v正(NH3)＝v逆(N2)
C．容器中气体的压强保持不变
D．N2、H2、NH3的物质的量之比为1∶2∶3
(2)673 K、30 MPa下，向容积为2.0 L的恒容密闭容器中充入0.80 mol N2和1.60 mol H2，反应经3分钟达到平衡，此时NH3的体积分数为20%。
①该条件下反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)的平衡常数K＝________(精确到小数点后一位) mol-2·L2；K越大，表明反应达到平衡时________(填字母)。
A．H2的转化率一定越高
B．NH3的浓度一定越大
C．正反应进行得越完全
D．化学反应速率越大
②若达平衡后再向该容器中充入0.40 mol N2和0.40 mol NH3，该平衡将________(填“向正反应方向移动”“向逆反应方向移动”或“不移动”)。
Ⅱ．根据“人工固氮”的最新研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应：2N2(g)＋6H2O(l) 4NH3(g)＋3O2(g) ΔH＝a kJ·mol-1。进一步研究NH3生成量与温度的关系，常压下达到平衡时测得部分实验数据如表：
T/K 303 313 323
NH3的生成量/(10-6 mol) 4.8 5.9 6.0
(1)此合成反应的a________(填“>”“<”或“＝”，下同)0，ΔS________0。
(2)已知(K为平衡常数)：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) K1，2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) K2，则N2(g)＋3H2O(l) 2NH3(g)＋O2(g)的K＝_________________(用K1、K2表示)。