专题检测试卷(二)
(满分：100分)
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1．硫酸是一种重要的化工产品，硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发展水平的一种标志。目前的重要生产方法是“接触法”，有关接触氧化反应：2SO2＋O22SO3的说法不正确的是( )
A．该反应为可逆反应，故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫
B．达到平衡后，反应就停止了，故正、逆反应速率相等且均为零
C．一定条件下，向某密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2，则从反应开始至达到平衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，某一时刻，正、逆反应速率相等
D．利用上述反应生产三氧化硫时，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率两方面的问题
2．向体积均为2 L的A、B、C三个密闭容器中分别充入1 mol X气体和3 mol Y气体，发生反应：X(g)＋3Y(g) 2Z(g)。2 min后反应达到最大限度，测得A中剩余0.4 mol X，B中Y的浓度为0.5 mol·L－1，C中用Z表示的反应速率为v(Z)＝0.3 mol·L－1·min－1。则0～2 min 内三个容器中反应速率的大小关系为( )
A．B＞A＞C B．A＞B＝C
C．B＞A＝C D．A＞B＞C
3．一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是( )
A．CO2(g)＋2NH3(g) CO(NH2)2(s)＋H2O(g) ΔH＜0
B．CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH＞0
C．CH3CH2OH(g) CH2===CH2(g)＋H2O(g) ΔH＞0
D．2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g) 2C6H5CH===CH2(g)＋2H2O(g) ΔH＜0
4．下列说法正确的是( )
A．一定条件下，在体积为10 L的密闭容器中充入1 mol X和1 mol Y进行反应：2X(g)＋Y(g) Z(g)达到平衡，若将容器体积变为20 L，则Z的平衡浓度等于原来的
B．C(s)＋H2O(g) H2(g)＋CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达平衡
C．若压强不再随时间变化时能说明反应2A(？)＋B(g) 2C(？)已达平衡，则A、C不能同时是气体
D．1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%，放出的热量为Q1；在相同温度和压强下，当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收的热量为Q2，Q2不等于Q1
5．对于可逆反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＜0。下列研究目的和图示相符的是( )
A B C D
研究目的 温度(T)对反应的影响(T2＞T1) 压强(p)对平衡常数的影响 温度(T)对反应的影响 压强(p)对反应的影响(p2＞p1)
图示
6．(2023·衡水市第二中学高二质检)在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应：mX(g) nY(g) ΔH＝Q kJ·mol－1。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、容器体积的关系如下表所示：
容器体积/L c(Y)/(mol·L－1) 温度/℃ 1 2 4
100 1.00 0.75 0.53
200 1.20 0.90 0.63
300 1.30 1.00 0.70
下列说法正确的是( )
A．m>n
B．Q<0
C．温度不变，压强增大，Y的质量分数减小
D．体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动
7．Bodenstein研究了反应2HI(g) I2(g)＋H2(g)，某温度下的上述反应中，正反应速率为v正＝k正c2(HI)，逆反应速率为v逆＝k逆c(I2)·c(H2)，其中k＝(k为速率常数，Ea为活化能，A为比例系数)，根据以上内容得出的结论错误的是( )
A．反应物浓度越大，正反应速率越大
B．生成物浓度越大，逆反应速率越大
C．该反应的平衡常数K＝
D．速率常数的大小只与温度有关
8．合成氨反应是一种有效的工业固氮方法，解决了数亿人口生存问题，诺贝尔奖获得者埃特尔提出了合成氨反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)吸附解离的机理，通过实验测得合成氨过程中能量(E)变化如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示。下列说法正确的是( )
A．该反应中，反应物总能量比生成物的总能量高
B．该反应历程中的决速步骤为N2ad＋H2===Nad＋3Had
C．使用催化剂后，合成氨反应的ΔH和活化能均改变
D．工业上通常让合成氨反应在高温、高压条件下进行来提高NH3的平衡产率
9．将0.8 mol I2(g)和1.2 mol H2(g)置于某1 L密闭容器中，在一定温度下发生反应：I2(g)＋H2(g) 2HI(g) ΔH<0并达到平衡。HI的体积分数随时间的变化如表所示：
时间/min 1 2 3 4 5 6 7
条件Ⅰ 26% 42% 52% 57% 60% 60% 60%
条件Ⅱ 20% 33% 43% 52% 57% 65% 65%
下列说法正确的是( )
A．在条件Ⅰ下，该反应的平衡常数K＝10
B．在条件Ⅰ下，从开始反应至5 min，用H2表示的反应速率为0.10 mol·L－1·min－1
C．在条件Ⅱ下，达到平衡时，I2(g)的转化率为81.25%
D．与条件Ⅰ相比，为达到条件Ⅱ的数据，可能改变的条件是减小压强
10．在一定条件下，利用CO2合成CH3OH的反应为CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1。研究发现，反应过程中发生副反应：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH2，温度对CH3OH、CO的产率影响如图所示。下列说法不正确的是( )
A．ΔH1＜0，ΔH2＞0
B．增大压强有利于加快合成反应的速率
C．选用合适的催化剂可以减弱副反应的发生
D．生产过程中，温度越高越有利于提高CH3OH的产率
11．为探究外界条件对反应：mA(g)＋nB(g) cZ(g) ΔH的影响，以A和B的物质的量之比为m∶n开始反应，通过实验得到不同条件下反应达到平衡时Z的物质的量分数，实验结果如图所示。下列判断正确的是( )
A．ΔH>0
B．升高温度，正、逆反应速率都增大，平衡常数减小
C．m＋n
D．恒温恒压时，向已达到平衡的体系中加入少量Z(g)，再次达到平衡后Z的物质的量分数增大
12．(2023·陕西汉中高二检测)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．M点对应的平衡常数K的数量级为10－2
D．在p2及512 K时，图中N点v正13．汽车尾气中产生NO的反应为N2(g)＋O2(g) 2NO(g)。一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是( )
A．温度T下，该反应的平衡常数K＝
B．温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小
C．曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D．若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的ΔH<0
14．反应S2O＋3I－===2SO＋I的lg k与的关系如图所示。该反应机理如下：
①S2O＋I－―→S2O8I3－(慢)；②________(快)；③I2＋I－―→I(快)。
已知lg k＝－×＋C(k为速率常数；Ea为活化能；C是常数；R为8.31×10－3)，下列说法错误的是( )
A．Ea≈53.2 kJ·mol－1
B．当使用催化剂时，同温下a点上移
C．反应②为S2O8I3－＋I－―→2SO＋I2
D．反应①为决速步，增大c(S2O)，k增大，v加快
15．将4 mol NO(g)和4 mol CO(g)充入一个2 L恒容密闭容器中，发生反应：2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g) ΔH<0，测得CO的平衡转化率随温度变化的曲线如图1所示；在催化剂、一定温度下对该反应进行研究，经过相同时间测CO转化率与反应温度的关系曲线如图2所示，下列说法错误的是( )
已知：反应速率v＝v正－v逆＝k正·c2(NO)·c2(CO)－k逆·c2(CO2)·c(N2)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。
A．图1中A点逆反应速率小于B点正反应速率
B．200 ℃时反应的平衡常数K＝0.5
C．200 ℃时当CO的转化率为40%时，v正∶v逆＝20∶81
D．E点转化率低于D点的原因可能是催化剂活性降低或平衡逆向移动造成的
二、非选择题(本题包括4小题，共55分)
16.(10分)治理汽车尾气中NO和CO污染的一种方法是将其转化为无害的CO2和N2，反应原理为2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g) ΔH<0。某研究小组在三个容积均为5 L的恒容密闭容器中，分别充入0.4 mol NO和0.4 mol CO，在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变)，反应体系总压强随时间的变化如图所示。
(1)实验Ⅱ从开始至达到平衡时的平均反应速率v(NO)＝____________。
(2)与实验Ⅱ相比，实验Ⅰ和实验Ⅲ分别仅改变一种反应条件，所改变的条件和判断的理由分别为实验Ⅰ：__________________________________________________________。
实验Ⅲ：_____________________________________________________________。
(3)三组实验中CO的平衡转化率αⅠ(CO)、αⅡ(CO)和αⅢ(CO)的大小关系为________________。
(4)实验Ⅲ的平衡常数K＝__________。
17．(14分)氨具有广泛用途，工业上利用反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＜0合成氨，其基本合成过程如下：
(1)某小组为了探究外界条件对反应的影响，以c0 mol·L－1 H2参加合成氨的反应，在a、b两种条件下分别达到平衡，测得H2的浓度与反应时间的关系如图甲所示。请回答下列问题：
①a条件下，0～t0 min的平均反应速率v(N2)＝________mol·L－1·min－1。
②相对a而言，b可能改变的条件是___________________________________________。
③在a条件下，t1时刻将容器容积压缩至原来的，t2时刻重新建立平衡状态。请在图甲中画出t1～t2时刻c(H2)的变化曲线。
(2)某小组向一恒温恒压容器中充入9 mol N2和23 mol H2，模拟合成氨的反应，图乙为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系图。若体系在T2、60 MPa下达到平衡：
①此时N2的平衡分压为________MPa，H2的平衡分压为________MPa(分压＝总压×物质的量分数)。
②计算此时的平衡常数Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算，结果保留2位有效数字)。
(3)分离器中的过程对整个工业合成氨的意义是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
18．(10分)(1)Deacon发明的直接氧化法为4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g)。刚性容器中，进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时，HCl的平衡转化率随温度变化的关系如图甲：
可知反应平衡常数K(300 ℃)________(填“大于”或“小于”)K(400 ℃)。设HCl初始浓度为c0 mol·L－1，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1的数据计算K(400 ℃)＝________(列出计算式)。按化学计量数之比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过高的不利影响是____________________________________________。
(2)在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pc(Pa)如图乙所示。
①由图乙分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均________(填“增大”“不变”或“减小”)。
②反应ClO＋2SO2SO＋Cl－的平衡常数的表达式为K＝________。
19．(21分，每空3分)二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”，由合成气制备二甲醚的主要原理如下：
①CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH1＝－90.7 kJ·mol－1 K1
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH2＝－23.5 kJ·mol－1 K2
③CO(g)＋H2O(g) O2(g)＋H2(g) ΔH3＝－41.2 kJ·mol－1 K3
回答下列问题：
(1)反应3H2(g)＋3CO(g) CH3OCH3(g)＋CO2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1；该反应的平衡常数K＝________(用K1、K2、K3表示)。
(2)下列措施中，能提高(1)中CH3OCH3产率的有________(填字母)。
A．使用过量的CO B．升高温度
C．增大压强
(3)一定温度下，将0.2 mol CO和0.1 mol H2O(g)通入2 L恒容密闭容器中，发生反应③，5 min后达到化学平衡，平衡后测得H2的体积分数为0.1。则0～5 min内v(H2O)＝________，CO的转化率α(CO)＝________。
(4)将合成气以＝2通入1 L的反应器中，一定条件下发生反应：4H2(g)＋2CO(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH，其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图1所示，下列说法正确的是____(填字母)。
A．ΔH＜0
B．p1>p2>p3
C．若在p3和316 ℃时，起始时＝3，则平衡时，α(CO)小于50%
(5)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金)，利用CO和H2制备二甲醚(DME)。观察图2，当约为________时最有利于二甲醚的合成。
专题检测试卷(二)
1．B 2.C
3．A [四个选项中水蒸气均为反应产物。依题中左图可知T2＞T1，升温，水蒸气含量减小，平衡左移，所以正反应为放热反应即ΔH＜0，B、C错；依题中右图可知p1＞p2，增压，水蒸气含量增加，即正反应为气态物质化学计量数减小的反应，D错。]
4．B [在建立平衡前，碳的质量不断改变，达到平衡时，碳的质量不再改变，因而碳的质量不再改变说明反应已达平衡，B正确；若压强不再改变说明反应达到平衡，表明反应前后气体的化学计量数之和不等，A、C可以同时为气体，C错误；根据反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g) ΔH，合成氨实际参与反应的n(H2)＝3 mol×10%＝0.3 mol，因而Q1＝×|ΔH|＝0.1|ΔH|，分解氨气时实际消耗的n(NH3)＝2 mol×10%＝0.2 mol，Q2＝×|ΔH|＝0.1|ΔH|，则Q1＝Q2，D错误。]
5．C [温度越高，反应速率越快，则温度T2对应曲线斜率大，A错误；平衡常数只受温度的影响，所以压强增大时，平衡常数不变，B错误；在建立平衡的过程中，反应要正向进行，氮气的体积分数变小，当达到平衡后，升高温度，由于该反应为放热反应，平衡逆向移动，氮气的体积分数变大，C正确；由于该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，氨气的体积分数变大，即压强越大，氨气的体积分数越大，且首先达到平衡状态，D错误。]
6．C [由表可知，体积不变，升高温度，c(Y)增大，平衡右移，则正反应为吸热反应，Q>0，B、D错；温度不变，容器体积增大，即由1 L变为2 L，若平衡不移动，此时c(Y)应减小为原来的一半，现c(Y)比原来的一半大，即减压，平衡向右移动，即向气体体积增大的方向移动，所以m7．D
8．A [由图可知，该反应为放热反应，反应物总能量比生成物的总能量高，A正确；活化能越大，反应速率越慢，是反应的决速步骤，由图可知该反应的决速步骤为Nad＋3Had===NHad＋2Had，B错误；催化剂不影响反应的ΔH，C错误；合成氨是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，降低原料的平衡转化率，D错误。]
9．C [设I2的消耗浓度为x mol·L－1，则：
I2(g) ＋ H2(g) ?2HI(g)
起始浓度/ mol·L－1 0.8 1.2 0
转化浓度/ mol·L－1 x x 2x
平衡浓度/ mol·L－1 0.8－x 1.2－x 2x
条件Ⅰ下平衡时HI的体积分数为60%，则：＝0.6，故x＝0.6，平衡常数K＝＝12，A错误；在条件Ⅰ下从开始反应至5 min时，H2的反应速率为＝0.12 mol·L－1·min－1，B错误；在条件Ⅱ下设I2的消耗浓度为y mol·L－1，根据A中分析，达到平衡时，＝0.65，故y＝0.65，所以I2(g)的转化率为×100%＝81.25%，C正确；相同时间内HI的体积分数的变化量减小，说明反应速率减慢，条件Ⅱ平衡时HI的体积分数大于条件Ⅰ的，故改变条件使平衡正向移动，由于压强、催化剂不影响平衡移动，可能是降低温度，D错误。]
10．D [根据图示知，升高温度，CH3OH的产率降低，反应CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)的平衡向逆反应方向移动，则ΔH1＜0；升高温度，CO的产率增大，反应CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)的平衡向正反应方向移动，则ΔH2＞0，A正确；反应有气体参与，增大压强有利于加快合成反应的速率，B正确；催化剂有一定的选择性，选用合适的催化剂可以减弱副反应的发生，C正确；由图像可知，温度越高CH3OH的产率越低，D错误。]
11．B
12．C [A项，由图可知，随着温度升高，平衡时甲醇的物质的量减小，因此升温平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，错误；B项，由图可知，作一条等温线，因为正反应为气体体积减小的反应，压强越大，平衡时甲醇的物质的量也越大，所以p1>p2>p3，错误；C项，由图可知，M点对应的甲醇的物质的量为0.25 mol。则：
CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)
开始
/mol 1 2.75 0 0
转化
/mol 0.25 0.75 0.25 0.25
平衡
/mol 0.75 2 0.25 0.25
因此K＝≈1.04×10－2，正确；D项，由图可知，在p2及512 K时，N点甲醇的物质的量小于平衡时的物质的量，所以反应正向进行，则v正>v逆，错误。]
13．A [N2和O2的起始浓度都为c0 mol·L－1，平衡浓度都为c1，NO的起始浓度为0，平衡浓度为2(c0－c1) mol·L－1，则K＝，A正确；由于反应是在恒容密闭容器中进行，气体总质量和气体总体积都不变，所以密度始终不变，B错误；如果加入催化剂，化学反应速率会加快，但不会改变平衡浓度，C错误；据图可知，b比a更早达到平衡，升高温度，达新平衡时N2的浓度减小，表示平衡右移，所以正方向为吸热反应，ΔH>0，D错误。]
14．D
15．C [在反应开始时将4 mol NO(g)和4 mol CO(g)充入一个2 L恒容密闭容器中，则c(NO)＝c(CO)＝2 mol·L－1，由于200 ℃时CO的平衡转化率是50%，则根据物质反应转化关系可知平衡时c(NO)＝c(CO)＝c(CO2)＝1 mol·L－1，c(N2)＝0.5 mol·L－1，则该反应的平衡常数K＝＝＝0.5，B正确；已知反应速率v＝v正－v逆＝k正·c2(NO)·c2(CO)－k逆·c2(CO2)·c(N2)，在200 ℃时K＝0.5，当反应达到平衡时正、逆反应速率相等，则v正＝v逆，k正·c2(NO)·c2(CO)＝k逆·c2(CO2)·c(N2)，＝＝K＝0.5，在反应开始时c(NO)＝c(CO)＝2 mol·L－1，当CO的转化率为40%时，c(NO)＝c(CO)＝1.2 mol·L－1，c(CO2)＝0.8 mol·L－1，c(N2)＝0.4 mol·L－1，v正∶v逆＝＝0.5×＝，C错误；该反应的正反应是放热反应，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致CO的平衡转化率降低；催化剂只有在一定温度下才能达到其最佳催化活性，升高温度，催化剂催化活性降低，反应速率减小，相同时间CO的转化率降低，D正确。]
16．(1) 1.75×10－3 mol·L－1·min－1 (2)升高温度；达到平衡的时间比实验Ⅱ短，且起始压强增大 加催化剂；达到平衡的时间比实验Ⅱ短，平衡没有移动 (3)αⅡ(CO)＝αⅢ(CO)>αⅠ(CO) (4)17 150
17．(1)① ②增大c(N2)(其他合理答案也可)
③
(2)①9 15 ②0.043 MPa－2 (3)及时分离出液氨，c(NH3)减小，使平衡向生成NH3的方向移动，增大原料利用率(或NH3产率)
解析 (1)①a条件下，0～t0 min的平均反应速率v(N2)＝v(H2)＝×＝ mol·L－1·min－1。②a、b条件下氢气的起始浓度相同，b条件下达到平衡的时间缩短，说明反应速率增大，平衡时氢气的浓度减小，说明平衡正向移动，所以改变的条件可能是增大c(N2)。③在a条件下，t1时刻将容器容积压缩至原来的，则t1时刻氢气的浓度变成2c1×10－2 mol·L－1，增大压强，平衡正向移动，氢气的浓度减小，t2时刻达到新的平衡时氢气的浓度大于c1×10－2 mol·L－1。
(2)①若体系在T2、60 MPa下达到平衡，同温同压下，气体的体积分数等于其物质的量分数，设平衡时n(NH3)＝x mol，则：
N2(g) ＋ 3H2(g) 2NH3(g)
起始量/mol 9 23 0
变化量/mol 0.5x 1.5x x
平衡量/mol 9－0.5x 23－1.5x x
平衡时氨气的体积分数为×100%＝60%，x＝12，故氮气的平衡分压为×60 MPa＝9 MPa，氨气的平衡分压为60%×60 MPa＝36 MPa，氢气的平衡分压为60 MPa－9 MPa－36 MPa＝15 MPa。②此时的平衡常数Kp＝≈0.043 MPa－2。
18．(1)大于 HCl的转化率减小
(2)①减小 ②
解析 (1)根据图甲可知，进料浓度比相同时，温度越高HCl的平衡转化率越低，说明该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，则温度越高平衡常数越小，所以反应平衡常数K(300 ℃)＞K(400 ℃)；进料浓度比c(HCl)∶c(O2)的比值越大，HCl的平衡转化率越低，根据图甲可知，温度相同时HCl转化率最高的曲线对应的进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1，该曲线中400 ℃时HCl的平衡转化率为84%，
4HCl(g) ＋ O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g)
起始/ mol·L－1 c0 c0 0 0
转化/ mol·L－1 0.84c0 0.21c0 0.42c0 0.42c0
平衡/ mol·L－1 c0－0.84c0 c0－0.21c0 0.42c0 0.42c0
K(400 ℃)＝＝
＝；进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过高时，O2的浓度较低，导致HCl的转化率减小。
(2)①由图乙分析可知，反应温度升高，SO2和NO的平衡分压pc增大，说明平衡逆向移动，脱硫、脱硝反应的平衡常数均减小。
19．(1)－246.1 K·K2·K3 (2)AC (3)0.003 mol·L－1·min－1 15% (4)AB (5)2.0
解析 (1)根据盖斯定律可知，①×2＋②＋③得到：3H2(g)＋3CO(g) CH3OCH3(g)＋CO2(g)
ΔH＝－246.1 kJ·mol－1，K＝K·K2·K3。
(3)设0～5 min，CO转化的物质的量为x mol，则
CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
开始/mol 0.2 0.1 0 0
转化/mol x x x x
平衡/mol 0.2－x 0.1－x x x
平衡后测得H2的体积分数为0.1，则＝0.1，解得x＝0.03，结合v＝、转化率＝×100%分别计算0～5 min内v(H2O)和CO的转化率。
(4)由图1可知升高温度，CO的平衡转化率减小，即平衡逆向移动，故ΔH<0，A项正确；该反应为反应前后气体分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，则p1>p2>p3，B项正确；若起始时增大，其他条件不变，则平衡时CO的转化率增大，C项错误。(共80张PPT)
专题检测试卷(二)
专题2
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选择题
1.硫酸是一种重要的化工产品，硫酸的消耗量常被视为一个国家工业发展水平的一种标志。目前的重要生产方法是“接触法”，有关接触氧化反应：2SO2＋O2 2SO3的说法不正确的是
A.该反应为可逆反应，故在一定条件下二氧化硫和氧气不可能全部转化为三氧化硫
B.达到平衡后，反应就停止了，故正、逆反应速率相等且均为零
C.一定条件下，向某密闭容器中加入2 mol SO2和1 mol O2，则从反应开始至达到平
衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，某一时刻，正、逆反
应速率相等
D.利用上述反应生产三氧化硫时，要同时考虑反应所能达到的限度和化学反应速率
两方面的问题
√
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对于可逆反应来说，在一定条件下反应物不可能全部转化为生成物，反应只能进行到一定程度(即达到平衡时为一定条件下的最大限度)。在达到平衡的过程中，正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，最终正、逆反应速率相等，即达到平衡，此时，反应物和生成物的浓度都不再随时间的延长而发生变化，但反应并没有停止，正、逆反应都依然在进行着。
选择题
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2.向体积均为2 L的A、B、C三个密闭容器中分别充入1 mol X气体和3 mol Y气体，发生反应：X(g)＋3Y(g) 2Z(g)。2 min后反应达到最大限度，测得A中剩余0.4 mol X，B中Y的浓度为0.5 mol·L－1，C中用Z表示的反应速率为v(Z)＝0.3 mol·L－1·min－1。则0～2 min 内三个容器中反应速率的大小关系为
A.B＞A＞C B.A＞B＝C
C.B＞A＝C D.A＞B＞C
选择题
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选择题
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3.一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是
A.CO2(g)＋2NH3(g) CO(NH2)2(s)＋
H2O(g) ΔH＜0
B.CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)
ΔH＞0
C.CH3CH2OH(g) CH2==CH2(g)＋H2O(g) ΔH＞0
D.2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g) 2C6H5CH==CH2(g)＋2H2O(g) ΔH＜0
选择题
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四个选项中水蒸气均为反应产物。依
题中左图可知T2＞T1，升温，水蒸气
含量减小，平衡左移，所以正反应为
放热反应即ΔH＜0，B、C错；
依题中右图可知p1＞p2，增压，水蒸气含量增加，即正反应为气态物质化学计量数减小的反应，D错。
选择题
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4.下列说法正确的是
A.一定条件下，在体积为10 L的密闭容器中充入1 mol X和1 mol Y进行反应：
2X(g)＋Y(g) Z(g)达到平衡，若将容器体积变为20 L，则Z的平衡浓度等
于原来的
B.C(s)＋H2O(g) H2(g)＋CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达平衡
C.若压强不再随时间变化时能说明反应2A(？)＋B(g) 2C(？)已达平衡，则A、
C不能同时是气体
D.1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%，放出的热量为Q1；在
相同温度和压强下，当2 mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收的
热量为Q2，Q2不等于Q1
选择题
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在建立平衡前，碳的质量不断改变，达到平衡时，碳的质量不再改变，因而碳的质量不再改变说明反应已达平衡，B正确；
若压强不再改变说明反应达到平衡，表明反应前后气体的化学计量数之和不等，A、C可以同时为气体，C错误；
选择题
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5.对于可逆反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＜0。下列研究目的和图示相符的是
选择题
A B C D
研究目的 温度(T)对反应的影响(T2＞T1) 压强(p)对平衡常数的影响 温度(T)对反应的影响 压强(p)对反应的影响(p2＞p1)
图示
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温度越高，反应速率越快，则温度T2对应曲线斜率大，A错误；
平衡常数只受温度的影响，所以压强增大时，平衡常数不变，B错误；
在建立平衡的过程中，反应要正向进行，氮气的体积分数变小，当达到平衡后，升高温度，由于该反应为放热反应，平衡逆向移动，氮气的体积分数变大，C正确；
由于该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，氨气的体积分数变大，即压强越大，氨气的体积分数越大，且首先达到平衡状态，D错误。
选择题
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6.(2023·衡水市第二中学高二质检)在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应：mX(g) nY(g) ΔH＝Q kJ·mol－1。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、容器体积的关系如下表所示：
选择题
容器体积/L c(Y)/(mol·L－1) 温度/℃ 1 2 4
100 1.00 0.75 0.53
200 1.20 0.90 0.63
300 1.30 1.00 0.70
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下列说法正确的是
A.m>n
B.Q<0
C.温度不变，压强增大，Y的质量分数减小
D.体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动
选择题
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由表可知，体积不变，升高温度，c(Y)增大，平衡右移，则正反应为吸热反应，Q>0，B、D错；
选择题
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容器体积/L c(Y)/(mol·L－1) 温度/℃ 1 2 4
100 1.00 0.75 0.53
200 1.20 0.90 0.63
300 1.30 1.00 0.70
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温度不变，容器体积增大，即由1 L变为2 L，若平衡不移动，此时c(Y)应减小为原来的一半，现c(Y)比原来的一半大，即减压，平衡向右移动，即向气体体积增大的方向移动，所以m选择题
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容器体积/L c(Y)/(mol·L－1) 温度/℃ 1 2 4
100 1.00 0.75 0.53
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因为m选择题
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容器体积/L c(Y)/(mol·L－1) 温度/℃ 1 2 4
100 1.00 0.75 0.53
200 1.20 0.90 0.63
300 1.30 1.00 0.70
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7.Bodenstein研究了反应2HI(g) I2(g)＋H2(g)，某温度下的上述反应中，正反应速率为v正＝k正c2(HI)，逆反应速率为v逆＝k逆c(I2)·c(H2)，其中k＝
(k为速率常数，Ea为活化能，A为比例系数)，根据以上内容得出的结论错误的是
A.反应物浓度越大，正反应速率越大
B.生成物浓度越大，逆反应速率越大
选择题
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D.速率常数的大小只与温度有关
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根据v正＝k正c2(HI)可知，反应物浓度越大，正反应速率越大，A正确；
根据v逆＝k逆c(I2)·c(H2)可知，生成物浓度越大，逆反应速率越大，B正确；
速率常数的大小与温度、活化能有关，D错误。
选择题
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8.合成氨反应是一种有效的工业固氮方法，解决了数亿人口生存问题，诺贝尔奖获得者埃特尔提出了合成氨反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)吸附解离的机理，通过实验测得合成氨过程中能量(E)变化如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“ad”表示。下列说法正确的是
A.该反应中，反应物总能量比生成物的总能量高
选择题
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C.使用催化剂后，合成氨反应的ΔH和活化能均改变
D.工业上通常让合成氨反应在高温、高压条件下进行来提高NH3的平衡产率
√
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由图可知，该反应为放热反应，反
应物总能量比生成物的总能量高，
A正确；
活化能越大，反应速率越慢，是反应的决速步骤，由图可知该反应的决速步骤为Nad＋3Had===NHad＋2Had，B错误；
催化剂不影响反应的ΔH，C错误；
合成氨是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，降低原料的平衡转化率，D错误。
选择题
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9.将0.8 mol I2(g)和1.2 mol H2(g)置于某1 L密闭容器中，在一定温度下发生反应：I2(g)＋H2(g) 2HI(g) ΔH<0并达到平衡。HI的体积分数随时间的变化如表所示：
选择题
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时间/min 1 2 3 4 5 6 7
条件Ⅰ 26% 42% 52% 57% 60% 60% 60%
条件Ⅱ 20% 33% 43% 52% 57% 65% 65%
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下列说法正确的是
A.在条件Ⅰ下，该反应的平衡常数K＝10
B.在条件Ⅰ下，从开始反应至5 min，用H2表示的反应速率为0.10 mol·L－1·min－1
C.在条件Ⅱ下，达到平衡时，I2(g)的转化率为81.25%
D.与条件Ⅰ相比，为达到条件Ⅱ的数据，可能改变的条件是减小压强
选择题
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时间/min 1 2 3 4 5 6 7
条件Ⅰ 26% 42% 52% 57% 60% 60% 60%
条件Ⅱ 20% 33% 43% 52% 57% 65% 65%
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设I2的消耗浓度为x mol·L－1，则：
I2(g) ＋ H2(g) 2HI(g)
选择题
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相同时间内HI的体积分数的变化量减小，说明反应速率减慢，条件Ⅱ平衡时HI的体积分数大于条件Ⅰ的，故改变条件使平衡正向移动，由于压强、催化剂不影响平衡移动，可能是降低温度，D错误。
选择题
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10.在一定条件下，利用CO2合成CH3OH的反应为CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1。研究发现，反应过程中发生副反应：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH2，温度对CH3OH、CO的产率影响如图所示。下列说法不正确的是
A.ΔH1＜0，ΔH2＞0
B.增大压强有利于加快合成反应的速率
C.选用合适的催化剂可以减弱副反应的发生
D.生产过程中，温度越高越有利于提高CH3OH的产率
选择题
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根据图示知，升高温度，CH3OH的产率降低，
反应CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)的平
衡向逆反应方向移动，则ΔH1＜0；升高温度，
CO的产率增大，反应CO2(g)＋H2(g) CO(g)
＋H2O(g)的平衡向正反应方向移动，则ΔH2＞0，A正确；
反应有气体参与，增大压强有利于加快合成反应的速率，B正确；
选择题
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催化剂有一定的选择性，选用合适的催化剂可以减弱副反应的发生，C正确；
由图像可知，温度越高CH3OH的产率越低，D错误。
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11.为探究外界条件对反应：mA(g)＋nB(g) cZ(g) ΔH的影响，以A和B的物质的量之比为m∶n开始反应，通过实验得到不同条件下反应达到平衡时Z的物质的量分数，实验结果如图所示。下列判断正确的是
A.ΔH>0
B.升高温度，正、逆反应速率都增大，平衡常数减小
C.m＋nD.恒温恒压时，向已达到平衡的体系中加入少量Z(g)，
再次达到平衡后Z的物质的量分数增大
选择题
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由图可知，降低温度，Z的物质的量分数增大，
说明降低温度平衡向正反应方向移动，所以
正反应是放热反应，ΔH<0，A项错误；
升高温度，正、逆反应速率都增大，但因正反
应是放热反应，所以平衡常数减小，B项正确；
增大压强，Z的物质的量分数增大，平衡正向移动，说明m＋n>c，C项错误；
选择题
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恒温恒压时，向已达到平衡的体系中加入少量
Z(g)，将Z转化为A、B，则A、B的物质的量
之比仍为m∶n，由于压强不变则体积增大，
A、B的物质的量浓度不变，故再次达到的平
衡状态不变，Z的物质的量分数不变，D项错误。
选择题
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12.(2023·陕西汉中高二检测)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.M点对应的平衡常数K的数量级为10－2
D.在p2及512 K时，图中N点v正选择题
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A项，由图可知，随着温度升高，平衡时
甲醇的物质的量减小，因此升温平衡向逆
反应方向移动，则正反应为放热反应，
错误；
B项，由图可知，作一条等温线，因为正
反应为气体体积减小的反应，压强越大，平衡时甲醇的物质的量也越大，所以p1>p2>p3，错误；
选择题
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C项，由图可知，M点对应的甲醇的物质的量为0.25 mol。则：
CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)
开始/mol 1 2.75 0 0
转化/mol 0.25 0.75 0.25 0.25
平衡/mol 0.75 2 0.25 0.25
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D项，由图可知，在p2及512 K时，N点甲醇的物质的量小于平衡时的物质的量，所以反应正向进行，则v正>v逆，错误。
选择题
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13.汽车尾气中产生NO的反应为N2(g)＋O2(g) 2NO(g)。一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，如图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是
选择题
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B.温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小
C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D.若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的ΔH<0
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由于反应是在恒容密闭容器中进行，气体总质量
和气体总体积都不变，所以密度始终不变，B错误；
如果加入催化剂，化学反应速率会加快，但不会改变平衡浓度，C错误；
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据图可知，b比a更早达到平衡，升高温度，达新平衡时N2的浓度减小，表示平衡右移，所以正方向为吸热反应，ΔH>0，D错误。
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A.Ea≈53.2 kJ·mol－1
B.当使用催化剂时，同温下a点上移
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当使用催化剂时，同温下反应的活化能Ea减小，则图中直线的斜率增大，故a点上移，B正确；
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15.将4 mol NO(g)和4 mol CO(g)充入一个2 L恒容密闭容器中，发生反应：2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g) ΔH<0，测得CO的平衡转化率随温度变化的曲线如图1所示；在催化剂、一定温度下对该反应进行研究，经过相同时间测CO转化率与反应温度的关系曲线如图2所示，下列说法错误的是
选择题
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已知：反应速率v＝v正－v逆＝k正·c2(NO)·
c2(CO)－k逆·c2(CO2)·c(N2)，k正、k逆分别
为正、逆反应速率常数。
A.图1中A点逆反应速率小于B点正反应速率
B.200 ℃时反应的平衡常数K＝0.5
C.200 ℃时当CO的转化率为40%时，v正∶v逆＝20∶81
D.E点转化率低于D点的原因可能是催化剂活性降低或平衡逆向移动造成的
选择题
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√
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选择题
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选择题
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该反应的正反应是放热反应，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致CO的平衡转化率降低；催化剂只有在一定温度下才能达到
其最佳催化活性，升高温度，催化剂催化活性降低，反应速率减小，相同时间CO的转化率降低，D正确。
15
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19
非选择题
16.治理汽车尾气中NO和CO污染的一种方法是将其转化为无害的CO2和N2，反应原理为2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g) ΔH<0。某研究小组在三个容积均为5 L的恒容密闭容器中，分别充入0.4 mol NO和0.4 mol CO，在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变)，反应体系总压强随时间的变化如图所示。
(1)实验Ⅱ从开始至达到平衡时的平均反
应速率v(NO)＝________________________。
1.75×10－3 mol·L－1·min－1
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设参加反应的NO为x mol，则：
2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)
起始/mol 0.4 0.4 0 0
转化/mol x x x 0.5x
平衡/mol 0.4－x 0.4－x x 0.5x
恒温恒容条件下，压强之比等于物质的量之比，则(0.4＋0.4)∶(0.4－x＋0.4－x＋x＋0.5x)＝320∶250，
非选择题
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非选择题
(2)与实验Ⅱ相比，实验Ⅰ和实验Ⅲ分别仅改变一种反应条件，所改变的条件和判断的理由分别为实验Ⅰ：___________________________________
________________。
升高温度；达到平衡的时间比实验Ⅱ短，
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且起始压强增大
实验Ⅲ：__________________________________________________。
加催化剂；达到平衡的时间比实验Ⅱ短，平衡没有移动
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非选择题
(3)三组实验中CO的平衡转化率αⅠ(CO)、αⅡ(CO)和αⅢ(CO)的大小关系为________________________。
αⅡ(CO)＝αⅢ(CO)>αⅠ(CO)
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实验Ⅱ、Ⅲ相比平衡不移动，故CO的平衡转化率相等，即αⅡ(CO)＝αⅢ(CO)，实验Ⅰ、Ⅱ相比，实验Ⅰ温度较高，正反应为放热反应，平衡向逆反应方向移动，CO的平衡转化率减小，即αⅠ(CO)<αⅡ(CO)，故αⅡ(CO)＝αⅢ(CO)>αⅠ(CO)。
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非选择题
(4)实验Ⅲ的平衡常数K＝__________。
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非选择题
17.氨具有广泛用途，工业上利用反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＜0合成氨，其基本合成过程如下：
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非选择题
(1)某小组为了探究外界条件对反应的影响，以c0 mol·L－1 H2参加合成氨的反应，在a、b两种条件下分别达到平衡，测得H2的浓度与反应时间的关系如图甲所示。请回答下列问题：
①a条件下，0～t0 min的平均反应速率v(N2)＝
______mol·L－1·min－1。
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非选择题
②相对a而言，b可能改变的条件是
_____________________________。
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增大c(N2)(其他合理答案也可)
a、b条件下氢气的起始浓度相同，b条件下达到平衡的时间缩短，说明反应速率增大，平衡时氢气的浓度减小，说明平衡正向移动，所以改变的条件可能是增大c(N2)。
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非选择题
③在a条件下，t1时刻将容器容积压缩至原来的 ，t2时刻重新建立平衡状态。请在图甲中画出t1～t2时刻c(H2)的变化曲线。
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答案
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非选择题
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在a条件下，t1时刻将容器容积压缩至原来的 ，则t1时刻氢气的浓度变成2c1×10－2 mol·L－1，增大压强，平衡正向移动，氢气的浓度减小，t2时刻达到新的平衡时氢气的浓度大于c1×10－2 mol·L－1。
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非选择题
(2)某小组向一恒温恒压容器中充入9 mol N2和23 mol H2，模拟合成氨的反应，图乙为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系图。若体系在T2、60 MPa下达到平衡：
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①此时N2的平衡分压为___MPa，H2的平衡分压为_____MPa(分压＝总压×物质的量分数)。
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若体系在T2、60 MPa下达到平衡，同温同压下，气体的体积分数等于其物质的量分数，设平衡时n(NH3)＝x mol，则：
N2(g) ＋ 3H2(g) 2NH3(g)
起始量/mol 9 23 0
变化量/mol 0.5x 1.5x x
平衡量/mol 9－0.5x 23－1.5x x
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非选择题
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非选择题
②计算此时的平衡常数Kp＝______________(用平衡分压代替平衡浓度计算，结果保留2位有效数字)。
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0.043 MPa－2
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非选择题
(3)分离器中的过程对整个工业合成氨的意义是______________________
____________________________________________________________。
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及时分离出液氨，c(NH3)
减小，使平衡向生成NH3的方向移动，增大原料利用率(或NH3产率)
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非选择题
18.(1)Deacon发明的直接氧化法为4HCl(g)＋O2(g) 2Cl2(g)＋2H2O(g)。刚性容器中，进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时，HCl的平衡转化率随温度变化的关系如图甲：
可知反应平衡常数K(300 ℃)________(填“大于”或
“小于”)K(400 ℃)。设HCl初始浓度为c0 mol·
L－1，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1的
数据计算K(400 ℃)＝__________________________(列出计算式)。按化学计量
数之比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过高的不利影响是____________________。
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大于
HCl的转化率减小
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根据图甲可知，进料浓度比相同时，温度越高HCl
的平衡转化率越低，说明该反应为放热反应，升
高温度平衡逆向移动，则温度越高平衡常数越小，
所以反应平衡常数K(300 ℃)＞K(400 ℃)；进料浓度比c(HCl)∶c(O2)的比值越大，HCl的平衡转化率越低，根据图甲可知，温度相同时HCl转化率最高的曲线对应的进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1，该曲线中400 ℃时HCl的平衡转化率为84%，
非选择题
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非选择题
(2)在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pc(Pa)如图乙所示。
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①由图乙分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均________(填“增大”“不变”或“减小”)。
减小
由图乙分析可知，反应温度升高，SO2和NO的平衡分压pc增大，说明平衡逆向移动，脱硫、脱硝反应的平衡常数均减小。
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非选择题
②反应 ＋Cl－的平衡常
数的表达式为K＝________________。
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非选择题
19.二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”，由合成气制备二甲醚的主要原理如下：
①CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH1＝－90.7 kJ·mol－1 K1
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH2＝－23.5 kJ·mol－1 K2
③CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) ΔH3＝－41.2 kJ·mol－1 K3
回答下列问题：
(1)反应3H2(g)＋3CO(g) CH3OCH3(g)＋CO2(g)的ΔH＝__________kJ·
mol－1；该反应的平衡常数K＝__________(用K1、K2、K3表示)。
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－246.1
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非选择题
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非选择题
(2)下列措施中，能提高(1)中CH3OCH3产率的有________(填字母)。
A.使用过量的CO B.升高温度
C.增大压强
AC
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非选择题
(3)一定温度下，将0.2 mol CO和0.1 mol H2O(g)通入2 L恒容密闭容器中，发生反应③，5 min后达到化学平衡，平衡后测得H2的体积分数为0.1。则0～5 min内v(H2O)＝___________________，CO的转化率α(CO)＝____。
0.003 mol·L－1·min－1
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非选择题
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设0～5 min，CO转化的物质的量为x mol，则
CO(g)＋ H2O(g) CO2(g)＋H2(g)
开始/mol 0.2 0.1 0 0
转化/mol x x x x
平衡/mol 0.2－x 0.1－x x x
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非选择题
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非选择题
(4)将合成气以 ＝2通入1 L的反应器中，一定条件下发生反应：4H2(g)＋2CO(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH，其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图1所示，下列说法正确的是____(填字母)。
A.ΔH＜0
B.p1>p2>p3
C.若在p3和316 ℃时，起始时 ＝3，则平衡时，
α(CO)小于50%
AB
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由图1可知升高温度，CO的平衡转化率减小，即平
衡逆向移动，故ΔH<0，A项正确；
该反应为反应前后气体分子数减小的反应，增大压
强平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，则p1>p2>p3，
B项正确；
若起始时 增大，其他条件不变，则平衡时CO的转化率增大，C项错误。
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非选择题
(5)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金)，利用CO和H2制备二甲醚(DME)。观察图2，当 约为________时最有利于二甲醚的合成。
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