第07周 化学平衡的移动
满分：100分
第Ⅰ卷（选择题）
选择题：本题共13个小题，每小题只有一个正确选项，共39分。
1．下列关于工业合成氨的叙述错误的是（ ）。
A. 高压有利于提高反应速率和N2、H2的转化率
B. 温度越高，N2、H2的转化率越高
C. 在工业合成氨中，N2、H2循环利用可降低成本
D. 及时从反应体系中分离出液氨有利于平衡正向移动
2．下列关于可逆反应和化学平衡的说法，正确的是（ ）。
A. 催化剂可以改变某确定温度下某反应的平衡常数
B. 温度是唯一可以影响平衡常数的环境因素
C. 工业合成氨选择较高的温度是为了增大反应的平衡常数
D. 增大反应物浓度一定能增大反应速率
3．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（ ）。
A. 夏天打开可乐有大量泡沫溢出
B. 高炉炼铁时，将焦炭和铁矿石预先粉碎
C. 实验室制备乙酸乙酯时，将乙酸乙酯不断蒸出
D. 用排饱和食盐水法收集氯气
4．血红蛋白分子Hb在人体中存在如下过程，下列说法错误的是（ ）。
①；②
A. 高原地区人体内的Hb数量普遍较高
B. 人体吸入会造成缺氧，说明K2＞K1
C. 中毒时，需立即切断源，使K2＜K1
D. 中毒时，可将病人移入高压氧舱，使反应①Q＜K1
5． 可逆反应进行过程中，当其他条件不变时，Z的体积分数与温度（T）、压强（p）的关系如图所示。下列叙述正确的是（ ）。
A. 达到平衡后，加入催化剂，Z的体积分数增大
B. 达到平衡后，升高温度，平衡向逆反应方向移动
C. 化学方程式中，
D. 达到平衡后，增加X的量，平衡向正反应方向移动
6．以下图像和叙述错误的是（ ）。
A. 图甲：该图像表示的反应的化学方程式为，反应速率
B. 图乙：某温度下发生反应：，时刻改变的条件可能是加压
C. 图丙：对图中反应升高温度，该反应平衡常数增大
D. 图丁：对于反应：
7．一定量的一氧化氮和足量碳在密闭容器中发生化学反应：，下列有关叙述错误的是（ ）。
A. 升高体系温度能缩短反应达到平衡的时间
B. 增加的量，平衡不移动
C. 恒温、恒压条件下，充入稀有气体He，平衡不移动
D. 容器内气体压强不再发生改变时，可判断反应达到平衡状态
8．在一定条件下，苯基丙炔()可与发生催化加成，反应如下：
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如上图(已知：反应I、Ⅱ 为放热反应)，下列说法正确的是（ ）。
A. 反应I是吸热反应
B. 反应活化能：反应 Ⅱ<反应I
C. 在给定的条件下，即使增加HCl浓度也不能改变平衡时产物 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 Ⅱ
9．利用CH4和CO2重整技术可获得合成气(主要成分为CO、H2)，重整过程中部分反应的热化学方程式如下：
反应I：
反应II：
反应III：
不同配比随温度变化对出口合成气中的影响如图所示。
下列说法不正确的是（ ）。
A. ΔH3 = 206 kJ·mol-1
B. 700 ℃时，M点的大于N点的是反应II导致的
C. 使用合适的催化剂可以提高合成气的产率
D. 当=2.5时，温度高于900 ℃后减小是由于反应III平衡逆向移动
10．由反应物X转化为Y或Z的能量变化如图所示。下列说法不正确的是（ ）。
A. 的反应速率小于的反应速率
B. 由反应的
C. 降低压强有利于提高反应中X的转化率
D. 升高温度有利于提高反应中Z的产率
11． CH4与CO2混合气体在催化剂表面会发生积碳反应和消碳反应。反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。在其余条件不变的情况下，该催化剂表面积碳量随温度升高呈现先增大后减小的变化。
积碳反应 消碳反应
活化能 催化剂M
催化剂N
下列关于升温过程中积碳、消碳反应的平衡常数(K)，反应速率(v)以及催化剂的说法正确的是（ ）。
A. K积增加、K消减小
B. v消增加倍数比v积增加倍数大
C. K积减小倍数比K消减小倍数大
D. 催化剂M优于催化剂N
12．一定量的与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示。
下列说法正确的是（ ）。
A. 550 ℃时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动
B. 650 ℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%
C. T ℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动
D. 高温和高压均有利于提高CO2的转化率
13．逆水煤气变换体系中存在以下两个反应：
反应I：
反应Ⅱ：
在恒容条件下，按投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。
下列说法错误的是（ ）。
A.
B. M点反应I的平衡常数
C. N点的压强是的3倍
D. 500 ℃后，温度升高，反应I的改变程度大于反应 Ⅱ，导致转化率明显增大
第Ⅱ卷（非选择题）
非选择题：包括第14题~第17题4个大题，共61分。
14． 的转化是研究碳中和的方向，有利于推动绿色低碳发展和缓解气候变暖。与重整是研究转化利用的方法之一，根据下列与的几个反应(反应条件略)回答问题。
（1）已知：反应Ⅰ
反应Ⅱ
①反应；则_____(用表示)，____(用表示)。
②反应 Ⅱ 能自发进行，则_______0(填“>”“<”或“=”)；该反应自发进行的条件是_______(填“低温”“高温”或“任意温度”)，利用电解原理可以实现反应 Ⅱ，写出酸性条件下阴极的电极反应式：___________________________。
③一定条件下的密闭容器中，反应 Ⅱ 达到平衡，要提高的转化率。可以采取的措施是_______(填字母)。
A．减小压强 B．增大的浓度 C．加入适当催化剂 D．分离出
④若，反应 Ⅰ 逆反应活化能为，则该反应的正反应活化能为_______。
（2）已知：主反应
副反应
①若要减少副反应，提高主反应的速率和的产率，最合理的措施是___________________________。
②不考虑副反应，在V L密闭容器中，加入和，不同温度下反应达平衡时，部分组分的体积分数随温度的变化如下图所示。
则图中曲线b表示的组分是_____(填化学式)，若反应达Q点所用时间为t s，则此过程用表示的反应速率是_____。
15．利用可以制备合成气（和CO）。
（1）与重整。
①已知：燃烧热；燃烧热；燃烧热。
则反应 Ⅰ：______。
②在基催化剂作用下，该反应的可能机理如图所示。已知转化的表达式为，写出转化为的表达式：_______________________________。
③与重整反应制备合成气中的主要副反应为：
Ⅱ．
Ⅲ．
Ⅳ．
在、进气流速相同、时，作催化剂，反应相同时间测得与的转化率随温度变化如图所示（仅考虑上述反应）。
不同温度下转化率始终大于转化率的主要原因为______________________。，随温度升高与转化率均下降的可能原因为____________________________________。
（2）部分氧化重整。
反应原理为；。与该方法相比，和重整的优点是_______________________________。
（3）与、、三重整。
在密闭容器中，、时，与的平衡转化率、与的平衡产率随温度变化如图所示。
在时，平衡转化率为负值的可能原因为（用化学方程式表示）_______________________________、_______________________________。
16．在容积为的密闭容器中，进行如下反应：，最初加入和，在不同温度下，D的物质的量和时间t的关系如图。试回答下列问题。
（1）时，内，以B表示的平均反应速率为___________。
（2）能判断该反应达到化学平衡状态的依据有___________（填字母）。
a．容器中压强不变 b．混合气体中不变
c． d．
（3）利用图中数据计算：时A物质的平衡转化率为___________，时的平衡常数___________，该反应为___________ (填“吸热”或“放热”) 反应。
（4）下列措施既能提高反应物A(g)的平衡转化率，又能增大反应速率的是___________(填字母)。
a．升高温度 b．恒容条件充入氩气
c．加入催化剂 d．增大初始投料比
（5）时，某时刻测得体系中各物质的量如下：，则此时该反应___________(填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。
17．化学的应用非常广泛，如对含碳和含氮物质的反应研究在生产、生活、科研等方面具有重要的意义。回答下列问题。
（1）已知：
i．
ii．
iii．
则与反应生成和的热化学方程式为___________________________________。
（2）如果上述反应ⅰ是在恒容、绝热密闭容器中进行(不考虑其他化学反应)，下列可用来判断该反应已达到平衡状态的有___________(填字母)。
A. B. 容器中的值保持不变
C. 混合气体的密度保持不变 D. 容器内的温度保持不变
（3）
研究发现，与的反应过程可分为三步，每步均为基元反应：
①(快)
②(慢)
③……(快)
第③步对应的基元反应是___________________________________。
（4）分解制取和的原理如下：
反应I：
反应II：
反应(K值为平衡时用各气体的分压表示得出的值)的关系如图1所示。
①时，反应的K为___________。
②时，向容积不变的容器中充入和进行反应，测得反应过程中容器内压强与时间的关系如图2所示(反应开始和平衡后容器的温度相同)。在时间段内，容器中压强增大的主要原因是______________________________________________。
（5）用下图所示装置可制备少量，阳极发生的电极反应式为_________________________。
答案第1页，共2页第07周 化学平衡的移动
满分：100分
第Ⅰ卷（选择题）
选择题：本题共13个小题，每小题只有一个正确选项，共39分。
1．下列关于工业合成氨的叙述错误的是（ ）。
A. 高压有利于提高反应速率和N2、H2的转化率
B. 温度越高，N2、H2的转化率越高
C. 在工业合成氨中，N2、H2循环利用可降低成本
D. 及时从反应体系中分离出液氨有利于平衡正向移动
【答案】B
【解析】正反应气体系数和减小，增大压强平衡正向移动，高压有利于提高反应速率和N2、H2的转化率，A正确；正反应放热，升高温度平衡逆向移动，温度越高，N2、H2的转化率越低，B错误；在工业合成氨中，N2、H2的循环利用可提高原料利用率，降低成本，C正确；及时从反应体系中分离出液氨，生成物浓度降低，有利于平衡正向移动，D正确。
2．下列关于可逆反应和化学平衡的说法，正确的是（ ）。
A. 催化剂可以改变某确定温度下某反应的平衡常数
B. 温度是唯一可以影响平衡常数的环境因素
C. 工业合成氨选择较高的温度是为了增大反应的平衡常数
D. 增大反应物浓度一定能增大反应速率
【答案】B
【解析】化学平衡常数只受温度的影响，催化剂不能改变某确定温度下某反应的平衡常数，A错误；平衡常数的大小反映了反应进行的程度，平衡常数越大，表明反应越彻底，温度是唯一可以影响平衡常数的环境因素，B正确；工业合成氨反应是一个放热反应，升高温度会减小平衡常数K值，选择较高的温度进行合成氨反应是因为较高温度下催化剂活性较高，化学反应速率较快，C错误；反应速率与反应物浓度的关系可以通过反应级数来描述，反应级数可以是正数、0或负数，只有在其他条件不变的情况下，增大反应物浓度才会增大反应速率，D错误。
3．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（ ）。
A. 夏天打开可乐有大量泡沫溢出
B. 高炉炼铁时，将焦炭和铁矿石预先粉碎
C. 实验室制备乙酸乙酯时，将乙酸乙酯不断蒸出
D. 用排饱和食盐水法收集氯气
【答案】B
【解析】汽水瓶中存在平衡，打开汽水瓶时，压强降低，平衡向生成二氧化碳的方向移动，可以用勒夏特列原理解释，A正确；高炉炼铁时，将焦炭和铁矿石预先粉碎，可增大反应物接触面积，增大化学反应速率，与化学平衡无关，不能用勒夏特列原理解释，B错误；实验室制备乙酸乙酯的反应属于可逆反应，将乙酸乙酯不断蒸出，降低生成物浓度，促进酯化反应正向移动，可用勒夏特列原理解释，C正确；氯化钠在溶液中完全电离，所以饱和食盐水中含有大量的氯离子，氯气溶于水的反应是一个可逆反应：，由于饱和食盐水中含有大量的氯离子，相当于氯气溶于水的反应中增加了大量的生成物氯离子，根据勒夏特列原理，平衡向逆反应方向移动，氯气溶解量减小，可以勒夏特列原理解释，D正确。
4．血红蛋白分子Hb在人体中存在如下过程，下列说法错误的是（ ）。
①；②
A. 高原地区人体内的Hb数量普遍较高
B. 人体吸入会造成缺氧，说明K2＞K1
C. 中毒时，需立即切断源，使K2＜K1
D. 中毒时，可将病人移入高压氧舱，使反应①Q＜K1
【答案】C
【解析】高原地区含氧量低，即氧气浓度低，故平衡①逆向移动，导致Hb数量升高，A正确；人体吸入CO会造成缺氧，说明反应②进行的程度大于反应①，故说明K2＞K1，B正确；化学平衡常数K只受温度的影响，故CO中毒时，需立即切断CO源，平衡②左移，①右移，但K不变，C错误；CO中毒时，可将病人移入高压氧舱，增大氧气的浓度，使平衡①正向移动，即使反应①Q＜K1，D正确。
5． 可逆反应进行过程中，当其他条件不变时，Z的体积分数与温度（T）、压强（p）的关系如图所示。下列叙述正确的是（ ）。
A. 达到平衡后，加入催化剂，Z的体积分数增大
B. 达到平衡后，升高温度，平衡向逆反应方向移动
C. 化学方程式中，
D. 达到平衡后，增加X的量，平衡向正反应方向移动
【答案】B
【解析】达到平衡后，加入催化剂，化学反应速率增大，但化学平衡不移动，Z的体积分数不变，A错误；根据左图，先拐平，数值大，，可知升高温度，Z的体积分数减小，平衡向逆反应方向移动，B正确；根据右图，先拐平，数值大，，可知增大压强，Z的体积分数减小，平衡向逆反应方向移动，则，C错误；X为固体，增加X的量，对平衡没有影响，D错误。
6．以下图像和叙述错误的是（ ）。
A. 图甲：该图像表示的反应的化学方程式为，反应速率
B. 图乙：某温度下发生反应：，时刻改变的条件可能是加压
C. 图丙：对图中反应升高温度，该反应平衡常数增大
D. 图丁：对于反应：
【答案】A
【解析】图甲：A的物质的量减少0.8 mol，B的物质的量增加1.2 mol，C的物质的量增加0.4 mol，A是反应物，B、C是生成物，变化量之比等于系数比，A图像表示的反应的化学方程式为，没有容器体积，无法计算反应物浓度，不能计算反应速率，A错误；图乙：，反应前后气体系数和相等，增大压强，正、逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，所以时刻改变的条件可能是加压，B正确；图丙：升高温度，正反应速率变化程度大于逆反应速率，可知升高温度平衡正向移动，该反应平衡常数增大，C正确；根据“先拐先平”，T1>T2，p2>p1。升高温度，C的体积分数降低，则正反应放热；增大压强，C的体积分数增大，平衡正向移动，+>，所以，D正确。
7．一定量的一氧化氮和足量碳在密闭容器中发生化学反应：，下列有关叙述错误的是（ ）。
A. 升高体系温度能缩短反应达到平衡的时间
B. 增加的量，平衡不移动
C. 恒温、恒压条件下，充入稀有气体He，平衡不移动
D. 容器内气体压强不再发生改变时，可判断反应达到平衡状态
【答案】D
【解析】升高体系温度，反应速率加快，能缩短反应达到平衡的时间，A正确；碳为固体，增加的量，平衡不移动，B正确；恒温、恒压条件下，充入稀有气体He，不影响反应中各物质的浓度，平衡不移动，C正确； 反应为气体分子数不变的反应，容器内气体压强不是变量，压强不再变化不能说明反应达到平衡状态，D错误。
8．在一定条件下，苯基丙炔()可与发生催化加成，反应如下：
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如上图(已知：反应I、Ⅱ 为放热反应)，下列说法正确的是（ ）。
A. 反应I是吸热反应
B. 反应活化能：反应 Ⅱ<反应I
C. 在给定的条件下，即使增加HCl浓度也不能改变平衡时产物 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 Ⅱ
【答案】C
【解析】由题意知，反应 Ⅰ 为放热反应，A错误；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的速率比反应 Ⅱ 的速率快，速率越快，其活化能越小，则反应活化能：反应 Ⅰ <反应 Ⅱ，B错误；产物I和产物Ⅱ 间存在可逆反应，则产物 Ⅱ 和产物 Ⅰ 的浓度的比值即该可逆反应的平衡常数K，由于平衡常数只与温度有关，所以增加HCl浓度后平衡时产物 Ⅱ 和产物 Ⅰ 的比例不变，C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，D错误。
9．利用CH4和CO2重整技术可获得合成气(主要成分为CO、H2)，重整过程中部分反应的热化学方程式如下：
反应I：
反应II：
反应III：
不同配比随温度变化对出口合成气中的影响如图所示。
下列说法不正确的是（ ）。
A. ΔH3 = 206 kJ·mol-1
B. 700 ℃时，M点的大于N点的是反应II导致的
C. 使用合适的催化剂可以提高合成气的产率
D. 当=2.5时，温度高于900 ℃后减小是由于反应III平衡逆向移动
【答案】D
【解析】根据盖斯定律，反应Ⅲ=反应Ⅰ-反应Ⅱ，即，A正确；700 ℃时，M点，N点，此时越大，反应 Ⅱ 程度越大，生成的CO越多，所以越小，B正确；使用合适的催化剂可以提高合成气的选择性，可以提高合成气的产率，C正确；由已知可知反应 Ⅰ 和 Ⅲ 中CO和H2均为生成物，反应 Ⅱ 中H2为反应物，升高温度到900 ℃以后，以反应 Ⅱ 为主消耗H2，使得H2物质的量减小，减小，D错误。
10．由反应物X转化为Y或Z的能量变化如图所示。下列说法不正确的是（ ）。
A. 的反应速率小于的反应速率
B. 由反应的
C. 降低压强有利于提高反应中X的转化率
D. 升高温度有利于提高反应中Z的产率
【答案】D
【解析】由图像可知，的活化能大于的活化能，活化能越大，反应速率越慢，A正确；由图像可知，的反应中，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，即由反应的ΔH<0，B正确；根据化学反应2X(g) 3Y(g)，该反应是气体系数和增加的可逆反应，降低压强，平衡正向移动，有利于提高Y的产率，C正确；的反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，Z的产率降低，D错误。
11． CH4与CO2混合气体在催化剂表面会发生积碳反应和消碳反应。反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。在其余条件不变的情况下，该催化剂表面积碳量随温度升高呈现先增大后减小的变化。
积碳反应 消碳反应
活化能 催化剂M
催化剂N
下列关于升温过程中积碳、消碳反应的平衡常数(K)，反应速率(v)以及催化剂的说法正确的是（ ）。
A. K积增加、K消减小
B. v消增加倍数比v积增加倍数大
C. K积减小倍数比K消减小倍数大
D. 催化剂M优于催化剂N
【答案】B
【解析】积碳、消碳反应的正反应都是吸热反应，升温，平衡正向移动，K积、K消均增加，A错误；积碳量随温度升高呈现先增大后减小的变化，说明温度较高后消碳反应的速率比积碳反应的快，即v消增加倍数比v积增加倍数大，B正确；两个反应均吸热，故当温度升高时，K积、K消均增大，C错误；相较于催化剂M，催化剂N积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小，而消碳反应的活化能相对小，消碳反应速率大，因此催化剂M劣于催化剂N，D错误。
12．一定量的与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示。
下列说法正确的是（ ）。
A. 550 ℃时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动
B. 650 ℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%
C. T ℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动
D. 高温和高压均有利于提高CO2的转化率
【答案】B
【解析】在体积可变的恒压密闭容器中，550 ℃时若充入惰性气体，相当于减小压强，则v正、v逆均减小，该反应是气体体积增大的反应，压强减小平衡正向移动，A错误；由图可知，650 ℃时，反应达平衡后CO的体积分数为40%，设开始时加入的二氧化碳为1 mol，转化了x mol，则剩余的CO2为(1-x) mol，生成的CO为2x mol，所以有，解得x=0.25mol，所以CO2的转化率为25.0%，B正确；由图可知，T ℃时，反应达平衡后CO和CO2的体积分数都为50%，所以充入等体积的CO2和CO后依然是平衡状态，平衡不移动，C错误；由图可知，升高温度CO2的体积分数减小，转化率增大，该反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，CO2的转化率减小，D错误。
13．逆水煤气变换体系中存在以下两个反应：
反应I：
反应Ⅱ：
在恒容条件下，按投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。
下列说法错误的是（ ）。
A.
B. M点反应I的平衡常数
C. N点的压强是的3倍
D. 500 ℃后，温度升高，反应I的改变程度大于反应 Ⅱ，导致转化率明显增大
【答案】B
【解析】由盖斯定律可知，反应 Ⅱ-反应 Ⅰ 得到反应，则该反应ΔH=ΔH2-ΔH1，由图可知，随着温度升高，甲烷含量减小、一氧化碳含量增大，说明升高温度，反应Ⅱ向逆反应方向移动，反应 Ⅱ为放热反应，ΔH2<0，反应 Ⅰ 向正反应方向移动，反应 Ⅰ 为吸热反应，ΔH1>0，所以ΔH=ΔH2-ΔH1<0，A正确；该平衡体系中含碳物质有CH4、CO、CO2，所以最上方曲线为二氧化碳体积分数曲线，由图可知，300 ℃时一氧化碳含量为0，甲烷含量为20%多，随着温度升高，甲烷、二氧化碳逐渐减少，一氧化碳逐渐增多，M点时甲烷为0，且二氧化碳、一氧化碳含量相等，由题意可知，起始，由化学方程式可知，反应 Ⅰ 达到平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的浓度相等，则反应 Ⅰ 的平衡常数K==1，B错误；N点一氧化碳、甲烷物质的量相等，结合化学方程式 Ⅰ 和 Ⅱ 的系数可知，生成水的总物质的量为甲烷的3倍，C正确；500 ℃后，CO2转化率明显增大，CO的生成速率也明显增大，说明反应 Ⅰ 的改变程度更大，即反应 Ⅰ 的改变程度大于反应 Ⅱ，D正确。
第Ⅱ卷（非选择题）
非选择题：包括第14题~第17题4个大题，共61分。
14． 的转化是研究碳中和的方向，有利于推动绿色低碳发展和缓解气候变暖。与重整是研究转化利用的方法之一，根据下列与的几个反应(反应条件略)回答问题。
（1）已知：反应Ⅰ
反应Ⅱ
①反应；则_____(用表示)，____(用表示)。
②反应 Ⅱ 能自发进行，则_______0(填“>”“<”或“=”)；该反应自发进行的条件是_______(填“低温”“高温”或“任意温度”)，利用电解原理可以实现反应 Ⅱ，写出酸性条件下阴极的电极反应式：___________________________。
③一定条件下的密闭容器中，反应 Ⅱ 达到平衡，要提高的转化率。可以采取的措施是_______(填字母)。
A．减小压强 B．增大的浓度 C．加入适当催化剂 D．分离出
④若，反应 Ⅰ 逆反应活化能为，则该反应的正反应活化能为_______。
（2）已知：主反应
副反应
①若要减少副反应，提高主反应的速率和的产率，最合理的措施是___________________________。
②不考虑副反应，在V L密闭容器中，加入和，不同温度下反应达平衡时，部分组分的体积分数随温度的变化如下图所示。
则图中曲线b表示的组分是_____(填化学式)，若反应达Q点所用时间为t s，则此过程用表示的反应速率是_____。
【答案】（1）① ② ＜ 低温 ③ BD ④165.17 （2）① 使用更加适合主反应的催化剂 ②
【解析】（1）①根据盖斯定律可知，方程式Ⅱ-I×2可得=，则K=；②反应Ⅱ的，反应若能自发进行，则必须为放热反应，即<0，要使，需要低温的条件；利用电解原理可以实现反应Ⅱ：，阴极上CO2得到电子生成乙烯，乙烯中C为-2价，故2个CO2得到12个电子，根据电荷守恒，酸性条件下阴极反应式为；③减小压强，平衡逆向移动，CO2的转化率降低，A不符合题意；增大的浓度，平衡正向移动，CO2的转化率提高，B符合题意；加入适当的催化剂只能加快反应速率，不能提高CO2的转化率，C不符合题意；分离出，平衡正向移动，CO2的转化率提高，D符合题意；④=-=-，解得=165.17。（2）①两个反应都是放热反应，且气体体积都减小，若要减少副反应的发生，提高主反应的速率和的产率，最合理的措施是使用更加适合主反应的催化剂；②不考虑副反应，主反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CH4的体积分数减小，故b表示的是CH4；平衡逆向移动时，气体的物质的量增大，而CO2的物质的量增大的程度小于总物质的量增大的程度，则CO2的体积分数会减小，故a表示的是H2，Q点时CH4的体积分数等于H2的体积分数，列式如下：
根据Q点可知4-4x=x，x=0.8，则此过程用表示的反应速率是。
15．利用可以制备合成气（和CO）。
（1）与重整。
①已知：燃烧热；燃烧热；燃烧热。
则反应 Ⅰ：______。
②在基催化剂作用下，该反应的可能机理如图所示。已知转化的表达式为，写出转化为的表达式：_______________________________。
③与重整反应制备合成气中的主要副反应为：
Ⅱ．
Ⅲ．
Ⅳ．
在、进气流速相同、时，作催化剂，反应相同时间测得与的转化率随温度变化如图所示（仅考虑上述反应）。
不同温度下转化率始终大于转化率的主要原因为______________________。，随温度升高与转化率均下降的可能原因为____________________________________。
（2）部分氧化重整。
反应原理为；。与该方法相比，和重整的优点是_______________________________。
（3）与、、三重整。
在密闭容器中，、时，与的平衡转化率、与的平衡产率随温度变化如图所示。
在时，平衡转化率为负值的可能原因为（用化学方程式表示）_______________________________、_______________________________。
【答案】（1）① 247.3 ② ③ 反应I中和的转化率相同，相同条件下，反应II中的消耗速率大于反应III中的消耗速率 反应生成的积碳覆盖在催化剂表面，导致催化剂活性降低，反应速率减慢 （2）避免了甲烷部分氧化重整可能得爆炸风险或综合利用有利于碳中和
（3） （或）
【解析】（1）①，，，则反应Ⅰ：247.3 kJ/mol；②由图可知，CO2转化为CO的过程为；③不同温度下转化率始终大于转化率的主要原因为反应I中和的转化率相同，相同条件下，反应II中的消耗速率大于反应III中的消耗速率；，随温度升高与转化率均下降的可能原因为反应生成的积碳覆盖在催化剂表面，导致催化剂活性降低，反应速率减慢。（2）该方法可能存在爆炸风险，故和重整的优点是避免了甲烷部分氧化重整可能存在爆炸风险或综合利用有利于碳中和。（3）在时，平衡转化率为负值可能是其他物质转化生成的量大于的消耗量，故原因为、、（任写两个）。
16．在容积为的密闭容器中，进行如下反应：，最初加入和，在不同温度下，D的物质的量和时间t的关系如图。试回答下列问题。
（1）时，内，以B表示的平均反应速率为___________。
（2）能判断该反应达到化学平衡状态的依据有___________（填字母）。
a．容器中压强不变 b．混合气体中不变
c． d．
（3）利用图中数据计算：时A物质的平衡转化率为___________，时的平衡常数___________，该反应为___________ (填“吸热”或“放热”) 反应。
（4）下列措施既能提高反应物A(g)的平衡转化率，又能增大反应速率的是___________(填字母)。
a．升高温度 b．恒容条件充入氩气
c．加入催化剂 d．增大初始投料比
（5）时，某时刻测得体系中各物质的量如下：，则此时该反应___________(填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。
【答案】（1） （2）ab （3）60%(或0.6) 1.8 吸热 （4）a （5）向正反应方向进行
【解析】（1）在800 ℃时，在5 min 时D的物质的量是0.6 mol，根据化学方程式中B与D的关系可知：消耗B的物质的量是1.2 mol，所以0~5 min内，以B表示的平均反应速率v(B)= 。（2）由于该反应是反应前后气体体积不等的反应，所以若容器中压强不变 ，则反应达到平衡，a正确；由于该反应是反应前后气体体积不等的反应，所以若反应未达到平衡，则物质的浓度就会发生变化，故若混合气体中不变，反应达到平衡，b正确；B是反应物，D是生成物，若反应达到平衡，，c错误； 在任何时刻存在，因此不能据此判断反应达到平衡，d错误。（3）根据题给信息，列出三段式：
，
则A物质的平衡转化率为，K=1.8；由图像可知，随着温度的升高，D的含量增多，依据勒夏特列原理，温度升高有利于向吸热方向进行，则正反应为吸热反应。（4）结合第3问可知为气体分子数减小的吸热反应。升高温度，反应速率增大，平衡正向移动， A(g)的平衡转化率增大，a正确；恒容条件充入氩气，则容器体积不变，各物质浓度不变，反应速率不变，b错误；加入催化剂，平衡不移动，A(g)的平衡转化率不变，c错误；增大初始投料比，则A的转化率减小，d错误。（5）根据已知可得：c(A)=0.45 mol/L，c(B)=1.0 mol/L，c(C)=0.45 mol/L，c(D)=0.45 mol/L，Qc==0.45<1.8，所以此时该反应向正反应方向进行。
17．化学的应用非常广泛，如对含碳和含氮物质的反应研究在生产、生活、科研等方面具有重要的意义。回答下列问题。
（1）已知：
i．
ii．
iii．
则与反应生成和的热化学方程式为___________________________________。
（2）如果上述反应ⅰ是在恒容、绝热密闭容器中进行(不考虑其他化学反应)，下列可用来判断该反应已达到平衡状态的有___________(填字母)。
A. B. 容器中的值保持不变
C. 混合气体的密度保持不变 D. 容器内的温度保持不变
（3）
研究发现，与的反应过程可分为三步，每步均为基元反应：
①(快)
②(慢)
③……(快)
第③步对应的基元反应是___________________________________。
（4）分解制取和的原理如下：
反应I：
反应II：
反应(K值为平衡时用各气体的分压表示得出的值)的关系如图1所示。
①时，反应的K为___________。
②时，向容积不变的容器中充入和进行反应，测得反应过程中容器内压强与时间的关系如图2所示(反应开始和平衡后容器的温度相同)。在时间段内，容器中压强增大的主要原因是______________________________________________。
（5）用下图所示装置可制备少量，阳极发生的电极反应式为_________________________。
【答案】（1） （2）BD
（3） （4）① ② 反应I为放热反应，随着反应的进行容器中的温度上升，导致容器内的压强增大 （5）
【解析】（1）i．
ii．
iii．
根据盖斯定律，iii×2-ii-i得与反应生成和的热化学方程式：。（2），正逆反应速率比不等于系数比，反应没有达到平衡状态，A不符合题意；容器中的值保持不变，说明各物质浓度不变，反应达到平衡状态，B符合题意；混合气体总质量不变、容器体积不变，密度是恒量，混合气体的密度保持不变，反应不一定平衡，C不符合题意；正反应放热，温度是变量，容器内的温度保持不变时，反应一定达到平衡状态，D符合题意。（3）总反应减去第①②步反应，得第③步对应的基元反应是。（4）①反应I +反应II 得K=K1×K2，430 K时，K1=10-1.1、K2=10-2.9，反应的K=10-1.1×10-2.9=10-4；②随温度升高K1减小，反应I为放热反应，随着反应的进行容器中的温度上升，所以在时间段内，容器内的压强增大。（5）根据图示，阳极N2O4失电子发生氧化反应生成，发生的电极反应式为。
答案第1页，共2页
