实验活动1 探究影响化学平衡的移动的因素（同步练习）（含解析）-2025-2026学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修第一册
文档属性
| 名称 | 实验活动1 探究影响化学平衡的移动的因素（同步练习）（含解析）-2025-2026学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修第一册 |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-12-11 10:52:14 | ||
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文档简介
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实验活动1 探究影响化学平衡的移动的因素
一．选择题（共12小题）
1．（2025秋 通州区期中）已知：2NO2（g） N2O4（g）ΔH＜0，小组同学利用装有NO2和N2O4混合气体的注射器（用橡胶塞封闭）和平衡球，进行如下两组实验
实验① 实验②
将注射器活塞由Ⅰ处拉到Ⅱ处 将平衡球的两端分别浸入热水和冷水中
下列说法正确的是（ ）
A．实验①中的实验现象是注射器内气体颜色变深
B．实验②，浸入热水中的平衡球颜色加深，浸入冷水中的平衡球颜色变浅
C．实验①和实验②中b平衡球颜色变化均是2NO2 N2O4逆向移动导致的
D．实验①和实验②中反应的平衡常数均发生了改变
2．（2025秋 郫都区校级月考）由下列实验事实所得出的结论正确的是（ ）
选项 实验事实 结论
A 密闭容器中发生反应H2（g）+I2（g） 2HI（g），压缩容器体积，气体颜色变深 增大压强，平衡向逆反应方向移动
B 在恒温恒容下发生反应2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g），气体密度不再变化 该反应达到了平衡状态
C 加热盛有CuCl2溶液的试管，溶液变为黄色，冰水冷却后变为蓝色
D 浓度相同的盐酸和醋酸分别与等质量的形状相同的锌粒反应，前者反应速率快 金属与酸的反应中，酸的浓度对反应速率无影响
A．A B．B C．C D．D
3．（2025秋 爱民区校级期中）T1℃下，在体积为1L的恒容密闭容器中通入1mol CO和1mol NO发生反应：2NO（g）+2CO（g） N2（g）+2CO2（g）ΔH＜0。下列关于该反应的图示错误的是（ ）
A． B．
C． D．
4．（2025秋 嘉兴期中）对于反应3Fe（s）+4H2O（g） Fe3O4（s）+4H2（g）的平衡常数，下列说法正确的是（ ）
A．该反应的平衡常数表达式为：K
B．改变铁的用量，平衡常数将会发生改变
C．增大c（H2O），能使该反应平衡常数减小
D．降低反应的温度，平衡常数一定变化
5．（2025秋 富宁县期中）用CH4消除NO2的反应为CH4（g）+2NO2（g） N2（g）+2H2O（g）+CO2（g）ΔH＜0。下列说法正确的是（ ）
A．增大压强，上述反应的平衡常数将减小
B．上述反应中，反应物的总键能大于生成物的总键能
C．反应过程中，及时分离出H2O，可加快正反应速率
D．上述反应在低温和高温条件下都能自发进行
6．（2025秋 江西期中）化学与生产、生活息息相关。下列做法的主要目的是提高反应限度的是（ ）
A．合成氨时采用400﹣500℃反应条件
B．工业制硫酸时，吸收塔内用98.3%浓硫酸吸收SO3
C．夏天将水果放在冰箱内保鲜
D．工业上在高压条件下合成CH3OH：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）
7．（2025秋 汉中期中）已知反应2NO（g）+Br2（g） 2NOBr（g）ΔH＝﹣akJ mol﹣1（a＞0），其反应机理如下：
反应①：NO（g）+Br2（g） NOBr2（g）快反应
反应②：NO（g）+NOBr2（g） 2NOBr（g）慢反应
下列说法错误的是（ ）
A．该反应的速率主要取决于反应②的快慢
B．NOBr2是该反应的中间产物
C．正反应的活化能小于逆反应的活化能
D．增大Br2（g）浓度可增大活化分子百分数，从而增大反应速率
8．（2025秋 孝感期中）一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4（s）+CO（g） MgO（s）+CO2（g）+SO2（g）ΔH＞0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是（ ）
选项 x y
A CO的物质的量 CO2与CO的物质的量之比
B 温度 容器内混合气体的密度
C SO2的浓度 平衡常数K
D MgSO4的质量（忽略体积） CO的转化率
A．A B．B C．C D．D
9．（2025秋 富宁县期中）如图是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像，其中图像和实验结论表达均正确的是（ ）
A．a是其他条件一定时，反应速率随温度变化的图像，正反应ΔH＜0
B．b建立的平衡过程中，曲线Ⅰ比曲线Ⅱ反应时活化能低
C．c是一定条件下，向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图像，压强P1＞P2
D．d是在平衡体系的溶液中溶入少量KCl晶体后，化学反应速率随时间变化的图像
10．（2025秋 浑南区校级期中）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。
物质变化 积碳反应 消碳反应
CH4（g）＝C（s）+2H2（g） CO2（g）+C（s）＝2CO（g）
ΔH +75kJ mol﹣1 +172kJ mol﹣1
活化能 催化剂M 33kJ mol﹣1 91kJ mol﹣1
催化剂N 43kJ mol﹣1 72kJ mol﹣1
下列说法正确的是（ ）
A．升温，K积增加、K消减小
B．积碳反应和消碳反应均为高温自发反应
C．升温，v消增加的倍数比v积增加的倍数少
D．催化剂M优于催化剂N
11．（2025秋 广东月考）NO2和N2O2存在平衡：2NO2（g） N2O4（g）ΔH＜0。下列分析错误的是（ ）
A．断裂2mol NO2（g）中的共价键需能量小于断裂1mol N2O4（g）中的共价键所需能量
B．1mol平衡混合气体中含N原子的物质的量大于1mol
C．恒容升温，由于平衡逆向移动导致气体颜色变深
D．恒温时，缩小容积，气体颜色变深是平衡正向移动导致的
12．（2025秋 湖北月考）将4mol A（g）和2mol B（g）在2L的恒容密闭容器中混合并在一定条件下发生反应：2A（g）+B（g） 2C（g） ΔH＜0，反应2s后测得C的浓度为0.6mol L﹣1。下列说法正确的是（ ）
A．2s后物质A的转化率为15%
B．当v（C）＝2v（B）时，该反应达到了平衡状态
C．达到平衡状态时，增加A的物质的量，会提高B的转化率
D．达到平衡状态时，升高温度，平衡逆向移动，同时化学平衡常数不变
二．解答题（共3小题）
13．（2025秋 静安区校级期中）用CO2制备尿素
反应原理：2NH3（g）+CO2（g） CO（NH2）2（s）+H2O（l）
（1）书写反应平衡常数的表达式： 。
（2）若向某恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量的NH3和CO2合成尿素，下列能说明反应已经达到平衡状态的是 。（不定项）
A.CO2的体积分数不再变化
B.化学平衡常数K不变
C.2v正（NH3）＝v逆（CO2）
D.体系中气体的密度不变
（3）恒压条件下，若降低容器中氨碳比，反应中NH3的平衡转化率会 。
A.增大
B.减小
C.不变
（4）图为使用不同催化剂①、②、③时，反应至相同时间，容器中尿素的物质的量随温度变化的曲线，判断A点是否已达平衡状态： 。
A.已达到
B.未达到
（5）T2℃以上曲线②n[CO（NH2）2]下降的原因可能是 。
14．（2025秋 西夏区校级期中）甲烷和水蒸气催化制氢气。主要反应如下：
ⅰ：CH4（g）+H2O（g） CO（g）+3H2（g）ΔH＝+206.2kJ mol﹣1
ⅱ：CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）ΔH＝﹣41.2kJ mol﹣1
（1）反应CH4（g）+CO2（g） 2CO（g）+2H2（g）的ΔH＝ kJ mol﹣1。
（2）在容积不变的绝热密闭容器中发生反应i，下列能说明反应达到平衡状态的是 （填标号）。
A．气体混合物的密度不再变化
B．CH4消耗速率和H2的生成速率相等
C．CO的浓度保持不变
D．气体平均相对分子质量不再变化
E．体系的温度不再发生变化
（3）甲醇是一种潜在储氢材料。我国学者研究甲醇在钯基催化剂表面上分解制氢：CH3OH（g） CO（g）+2H2（g），其反应历程如图所示（吸附在催化剂表面的物种用“*”表示）。
总反应的焓变为 ；总反应在 （填“高温”或“低温”或“任意温度”）条件下容易自发进行；催化剂主要是降低反应 （填序号）的活化能，可明显增大总反应速率；总反应经历5步反应中，最大能垒为 kJ mol﹣1，写出该步反应式： 。
15．（2025秋 通州区期中）甲醇作为一种较好的可再生能源，具有广泛应用前景。利用CO2号CH4等原料制备甲醇对于实现“碳中和”具有重要的意义。
CO2制备甲醇发生反应：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）
（1）该反应的化学平衡常数表达式为 。
（2）在催化剂X、总压5MPan（H2）：n（CO2）＝3：1时不同温度对甲醇产率影响如图所示。
①A～B段，甲醇产率随温度升高而增大，请依据活化分子碰撞理论解释其原因： 。
②B～C段，CH3OH产率下降的可能原因是 。
Ⅱ.甲烷选择性氧化制备甲醇发生的反应热化学方程式如下：
ⅰ.K1
ⅱ.K2
（3）①补全反应Ⅲ：CH4（g）+O3（g）═CH3OH（l）+O2（g）ΔH3＝ kJ mol﹣1K3
②反应Ⅲ的平衡常数K1＝ （用K1、K2表示）。
（4）Fe+与O3反应可得FeO+，FeO+与CH4反应能高选择性地生成甲醇。室温下当FeO+分别与CH4、CD4反应，体系的能量随反应进程的变化如图所示（两者历程相似）。
①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FeO+与CH4反应的能量变化应为图中曲线 （填“c”或“d”），该反应能量变化中决速步骤是 。（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）
②若FeO+与CH4、CD4混合气体反应，生成CH3OH的产量较其他产物多。分析原因： 。
实验活动1 探究影响化学平衡的移动的因素
参考答案与试题解析
一．选择题（共12小题）
1．（2025秋 通州区期中）已知：2NO2（g） N2O4（g）ΔH＜0，小组同学利用装有NO2和N2O4混合气体的注射器（用橡胶塞封闭）和平衡球，进行如下两组实验
实验① 实验②
将注射器活塞由Ⅰ处拉到Ⅱ处 将平衡球的两端分别浸入热水和冷水中
下列说法正确的是（ ）
A．实验①中的实验现象是注射器内气体颜色变深
B．实验②，浸入热水中的平衡球颜色加深，浸入冷水中的平衡球颜色变浅
C．实验①和实验②中b平衡球颜色变化均是2NO2 N2O4逆向移动导致的
D．实验①和实验②中反应的平衡常数均发生了改变
【答案】B
【分析】A．实验①中将注射器活塞由Ⅰ处拉到Ⅱ处，体积增大，压强减小，平衡逆向移动；
B．实验②中，浸入热水中的平衡逆向移动，浸入冷水中的平衡正向移动；
C．实验①中平衡逆向移动，实验②中b平衡正向移动；
D．化学平衡常数只与温度有关。
【解答】解：A．实验①中将注射器活塞由Ⅰ处拉到Ⅱ处，体积增大，改变条件的瞬间，c（NO2）减小，颜色变浅，压强减小，平衡逆向移动，c（NO2）增大，但小于原来平衡的浓度，所以气体颜色变浅，故A错误；
B．实验②中，浸入热水中的平衡逆向移动，浸入冷水中的平衡正向移动，所以浸入热水中的平衡球颜色加深，浸入冷水中的平衡球颜色变浅，故B正确；
C．实验①中碱性压强，平衡逆向移动，实验②中b的温度降低，平衡正向移动，故C错误；
D．化学平衡常数只与温度有关，实验①改变的条件是压强，温度不变，化学平衡常数不变，实验②改变的条件是温度，所以化学平衡常数改变，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查化学平衡的影响因素，侧重考查基础知识的灵活运用能力，明确压强、温度对化学平衡的影响原理是解本题的关键，A选项为解答易错点。
2．（2025秋 郫都区校级月考）由下列实验事实所得出的结论正确的是（ ）
选项 实验事实 结论
A 密闭容器中发生反应H2（g）+I2（g） 2HI（g），压缩容器体积，气体颜色变深 增大压强，平衡向逆反应方向移动
B 在恒温恒容下发生反应2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g），气体密度不再变化 该反应达到了平衡状态
C 加热盛有CuCl2溶液的试管，溶液变为黄色，冰水冷却后变为蓝色
D 浓度相同的盐酸和醋酸分别与等质量的形状相同的锌粒反应，前者反应速率快 金属与酸的反应中，酸的浓度对反应速率无影响
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【分析】A．反应H2（g）+I2（g） 2HI（g）是气体体积不变的反应；
B．反应2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）中所有物质均为气体，气体总质量始终不变；
C．加热CuCl2溶液变黄，冷却变蓝，说明升温使平衡正向移动；
D．盐酸反应速率快是因为其H+浓度更高。
【解答】解：A．增大压强时平衡不移动，气体颜色变深是因浓度增大，故A错误；
B．反应2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）中所有物质均为气体，气体总质量始终不变，恒容下密度始终不变，无法作为平衡标志，故B错误；
C．加热CuCl2溶液变黄，冷却变蓝，说明升温使平衡正向移动，正反应为吸热，ΔH＞0，故C正确；
D．盐酸反应速率快是因为其H+浓度更高，结论“酸的浓度对反应速率无影响”与实验事实矛盾，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生平衡移动的掌握情况，试题难度中等。
3．（2025秋 爱民区校级期中）T1℃下，在体积为1L的恒容密闭容器中通入1mol CO和1mol NO发生反应：2NO（g）+2CO（g） N2（g）+2CO2（g）ΔH＜0。下列关于该反应的图示错误的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【分析】A．增大压强，正逆反应速率均增大；
B．温度升高，正逆反应速率均增大，图中交点是平衡点，继续升温，平衡逆向移动；
C．反应开始时，反应物浓度非零并随时间减小至不变，生成物浓度从0开始增大，达平衡后浓度均不变；
D．t1时刻，增大反应物浓度，正反应速率瞬间增大，逆反应速率瞬间不变。
【解答】解：A．增大压强，正逆反应速率均增大，图中交点是平衡点，交点之后增大压强，平衡正向移动，存在v正＞v逆，故A正确；
B．温度升高，正逆反应速率均增大，图中交点是平衡点，继续升温，平衡逆向移动，逆反应速率大于正反应速率，故B正确；
C．反应开始时，反应物浓度非零并随时间减小至不变，生成物浓度从0开始增大，达平衡后浓度均不变，故C正确；
D．t1时刻，增大反应物浓度，正反应速率瞬间增大，逆反应速率瞬间不变，而图像逆反应瞬间也是突变的，与实际情况不符，故D错误；
故选：D。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生平衡移动的掌握情况，试题难度中等。
4．（2025秋 嘉兴期中）对于反应3Fe（s）+4H2O（g） Fe3O4（s）+4H2（g）的平衡常数，下列说法正确的是（ ）
A．该反应的平衡常数表达式为：K
B．改变铁的用量，平衡常数将会发生改变
C．增大c（H2O），能使该反应平衡常数减小
D．降低反应的温度，平衡常数一定变化
【答案】D
【分析】A．固体不代入平衡常数K的表达式；
B．平衡常数只与温度有关；
C．平衡常数只与温度有关；
D．平衡常数只与温度有关。
【解答】解：A．固体不代入平衡常数K的表达式，故该反应的平衡常数表达式为：K，故A错误；
B．改变铁的用量，平衡常数不变，平衡常数只与温度有关，故B错误；
C．增大c（H2O），平衡常数不变，平衡常数只与温度有关，故C错误；
D．平衡常数只与温度有关，降低反应的温度，平衡常数一定变化，故D正确；
故选：D。
【点评】本题主要考查平衡常数与温度的关系，属于基本知识的考查，难度不大。
5．（2025秋 富宁县期中）用CH4消除NO2的反应为CH4（g）+2NO2（g） N2（g）+2H2O（g）+CO2（g）ΔH＜0。下列说法正确的是（ ）
A．增大压强，上述反应的平衡常数将减小
B．上述反应中，反应物的总键能大于生成物的总键能
C．反应过程中，及时分离出H2O，可加快正反应速率
D．上述反应在低温和高温条件下都能自发进行
【答案】D
【分析】A．化学平衡常数只与温度有关；
B．ΔH＝反应物的总键能﹣生成物的总键能；
C．反应过程中，及时分离出H2O，反应物的浓度不变；
D．如果反应的ΔH﹣TΔS＜0，反应能自发进行。
【解答】解：A．化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，则增大压强，该反应的平衡常数不变，故A错误；
B．ΔH＝反应物的总键能﹣生成物的总键能＜0，则反应物键能的总和小于生成物键能的总和，故B错误；
C．反应过程中，及时分离出H2O，反应物的浓度不变，改变条件的瞬间，正反应速率不变，反应正向进行，随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，故C错误；
D．ΔH＜0、ΔS＞0，反应的ΔH﹣TΔS＜0，所以该反应在低温和高温下都能自发进行，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查化学反应速率的影响因素，侧重考查基础知识的灵活运用能力，明确化学平衡常数的影响因素、反应自发性的判断方法等知识点是解本题的关键，题目难度不大。
6．（2025秋 江西期中）化学与生产、生活息息相关。下列做法的主要目的是提高反应限度的是（ ）
A．合成氨时采用400﹣500℃反应条件
B．工业制硫酸时，吸收塔内用98.3%浓硫酸吸收SO3
C．夏天将水果放在冰箱内保鲜
D．工业上在高压条件下合成CH3OH：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）
【答案】D
【分析】A．合成氨反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动；
B．工业制硫酸时，吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3，主要是防止形成酸雾，腐蚀设备；
C．温度越低，反应速率越慢；
D．增大压强，该反应的平衡正向移动。
【解答】解：A．合成氨反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，合成氨时采用400﹣500℃反应条件，目的是加快化学反应速率，且该温度下催化剂的活性最好，不能提高反应限度，故A错误；
B．工业制硫酸时，吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3，主要是防止形成酸雾，腐蚀设备，与提高反应限度无关，故B错误；
C．温度越低，反应速率越慢，夏天将水果放在冰箱内保鲜，目的是减慢化学反应速率，不能提高反应限度，故C错误；
D．增大压强，该反应的平衡正向移动，增大反应物的转化率，能提高反应限度，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查化学平衡的影响因素，侧重考查基础知识的灵活运用能力，正确解读题干信息并灵活运用信息解答是解本题的关键，题目难度不大。
7．（2025秋 汉中期中）已知反应2NO（g）+Br2（g） 2NOBr（g）ΔH＝﹣akJ mol﹣1（a＞0），其反应机理如下：
反应①：NO（g）+Br2（g） NOBr2（g）快反应
反应②：NO（g）+NOBr2（g） 2NOBr（g）慢反应
下列说法错误的是（ ）
A．该反应的速率主要取决于反应②的快慢
B．NOBr2是该反应的中间产物
C．正反应的活化能小于逆反应的活化能
D．增大Br2（g）浓度可增大活化分子百分数，从而增大反应速率
【答案】D
【分析】A．慢反应为决速步骤；
B．NOBr2在第一步反应中是产物、第二个反应中是反应物；
C．ΔH＝正反应的活化能﹣逆反应的活化能；
D．增大c（Br2），可增大单位体积内活化分子的个数。
【解答】解：A．慢反应为决速步骤，反应②为慢反应，则该反应的速率主要取决于反应②的快慢，故A正确；
B．NOBr2在第一步反应中是产物、第二个反应中是反应物，所以NOBr2是该反应的中间产物，故B正确；
C．ΔH＝正反应的活化能﹣逆反应的活化能＜0，所以正反应的活化能小于逆反应的活化能，故C正确；
D．增大c（Br2），可增大单位体积内活化分子的个数，不能增大活化分子的百分数，故D错误；
故选：D。
【点评】本题考查化学反应速率的影响因素，侧重考查基础知识的灵活运用能力，明确外界条件对化学反应速率的影响原理、焓变与活化能的关系是解本题的关键，题目难度不大。
8．（2025秋 孝感期中）一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4（s）+CO（g） MgO（s）+CO2（g）+SO2（g）ΔH＞0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是（ ）
选项 x y
A CO的物质的量 CO2与CO的物质的量之比
B 温度 容器内混合气体的密度
C SO2的浓度 平衡常数K
D MgSO4的质量（忽略体积） CO的转化率
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【分析】A．增加CO的物质的量，平衡正移，CO2的物质的量增大，但是CO2与CO的物质的量之比减小；
B．△H＞0，升高温度，平衡正向移动，混合气体的密度增大；
C．平衡常数只与温度有关，SO2的浓度增大，温度不变，平衡常数不变；
D．MgSO4是固体，增加固体质量，平衡不移动，CO的转化率不变。
【解答】解：A．增加CO的物质的量，平衡正移，CO2的物质的量增大，但是CO2与CO的物质的量之比减小，与图像不符，故A错误；
B．△H＞0，升高温度，平衡正向移动，混合气体的密度增大，与图像相符，故B正确；
C．平衡常数只与温度有关，SO2的浓度增大，温度不变，平衡常数不变，与图像不符，故C错误；
D．MgSO4是固体，增加固体质量，平衡不移动，CO的转化率不变，与图像不符，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生条件改变平衡移动和平衡图像的掌握情况，试题难度中等。
9．（2025秋 富宁县期中）如图是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像，其中图像和实验结论表达均正确的是（ ）
A．a是其他条件一定时，反应速率随温度变化的图像，正反应ΔH＜0
B．b建立的平衡过程中，曲线Ⅰ比曲线Ⅱ反应时活化能低
C．c是一定条件下，向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图像，压强P1＞P2
D．d是在平衡体系的溶液中溶入少量KCl晶体后，化学反应速率随时间变化的图像
【答案】B
【分析】A．升高温度，平衡向吸热反应方向移动，根据反应方向判断反应热；
B．催化剂能同等程度的改变正逆反应速率，导致平衡不移动；
C．A的转化率随着B的增加而增大；
D．氯化钾不影响平衡移动；
【解答】解：A．根据图象知，升高温度，平衡向正反应方向移动，则正反应的ΔH＞0，故A错误；
B．使用催化剂，反应速率加快，缩短反应时间，所以先达到平衡状态，b建立的平衡过程中，曲线Ⅰ比曲线Ⅱ反应时活化能低，故B正确；
C．该反应前后气体的物质的量不变，改变压强不影响平衡状态，即不影响A的转化率，由于不断加入B，A的转化率增大，故C错误；
D．该反应实质为Fe3++3SCN﹣ Fe（SCN）3，钾离子和氯离子不参加反应，则KCl浓度增大不影响化学平衡移动，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查了图象分析，会根据图象中曲线变化趋势、拐点、交点来确定平衡移动方向，注意结合方程式特点分析，注意A中正逆反应速率相等后才是改变条件后反应速率变化，为易错点．
10．（2025秋 浑南区校级期中）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。
物质变化 积碳反应 消碳反应
CH4（g）＝C（s）+2H2（g） CO2（g）+C（s）＝2CO（g）
ΔH +75kJ mol﹣1 +172kJ mol﹣1
活化能 催化剂M 33kJ mol﹣1 91kJ mol﹣1
催化剂N 43kJ mol﹣1 72kJ mol﹣1
下列说法正确的是（ ）
A．升温，K积增加、K消减小
B．积碳反应和消碳反应均为高温自发反应
C．升温，v消增加的倍数比v积增加的倍数少
D．催化剂M优于催化剂N
【答案】B
【分析】A．积碳反应和消碳反应均为吸热反应，升温，平衡均正向移动；
B．积碳反应和消碳反应均为吸热反应，均有ΔH＞0，两个反应均为气体分子数增多的反应，均有ΔS＞0，当ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0时反应能自发进行；
C．升温，速率增大，平衡正移，则v消增加的倍数比v积增加的倍数多；
D．相对于催化剂M，催化剂N积碳反应的活化能较大，积碳反应的速率较小；而消碳反应的活化能较小，消碳反应速率较大，有利于减少积碳。
【解答】解：A．升温，平衡均正向移动，平衡常数K均增大，即K积和K消均增加，故A错误；
B．积碳反应和消碳反应均为吸热反应，均有ΔH＞0，两个反应均为气体分子数增多的反应，均有ΔS＞0，当ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0时反应能自发进行，则积碳反应和消碳反应均为高温自发反应，故B正确；
C．升温，速率增大，平衡正移，则v消增加的倍数比v积增加的倍数多，故C错误；
D．相对于催化剂M，催化剂N积碳反应的活化能较大，积碳反应的速率较小；而消碳反应的活化能较小，消碳反应速率较大，有利于减少积碳，则催化剂M劣于催化剂N，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。
11．（2025秋 广东月考）NO2和N2O2存在平衡：2NO2（g） N2O4（g）ΔH＜0。下列分析错误的是（ ）
A．断裂2mol NO2（g）中的共价键需能量小于断裂1mol N2O4（g）中的共价键所需能量
B．1mol平衡混合气体中含N原子的物质的量大于1mol
C．恒容升温，由于平衡逆向移动导致气体颜色变深
D．恒温时，缩小容积，气体颜色变深是平衡正向移动导致的
【答案】D
【分析】A．该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量；
B．平衡混合气体中含有二氧化氮和四氧化二氮，1mol二氧化氮中含有1mol氮原子，1mol四氧化二氮中含有2mol氮原子；
C．该反应为放热反应，恒容条件下升高温度，平衡向逆反应方向移动；
D．恒温时，缩小容积，混合气体浓度增大，气体颜色变深，气体压强增大，增大压强，平衡向正反应方向移动，气体颜色变浅。
【解答】解：A．该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，则断裂2mol NO2（g）中的共价键需能量小于断裂1mol N2O4（g）中的共价键所需能量，故A正确；
B．1mol二氧化氮中含有1mol氮原子，1mol四氧化二氮中含有2mol氮原子，则1mol二氧化氮和四氧化二氮混合气体中氮原子的物质的量一定大于1mol，故B正确；
C．升高温度，平衡向逆反应方向移动，混合气体颜色变深，故C正确；
D．恒温时，缩小容积，混合气体浓度增大，气体颜色变深，气体压强增大，增大压强，平衡向正反应方向移动，气体颜色变浅，则恒温时，缩小容积，气体颜色变深是混合气体浓度增大导致的，故D错误；
故选：D。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生化学平衡的移动的掌握情况，题目难度中等。
12．（2025秋 湖北月考）将4mol A（g）和2mol B（g）在2L的恒容密闭容器中混合并在一定条件下发生反应：2A（g）+B（g） 2C（g） ΔH＜0，反应2s后测得C的浓度为0.6mol L﹣1。下列说法正确的是（ ）
A．2s后物质A的转化率为15%
B．当v（C）＝2v（B）时，该反应达到了平衡状态
C．达到平衡状态时，增加A的物质的量，会提高B的转化率
D．达到平衡状态时，升高温度，平衡逆向移动，同时化学平衡常数不变
【答案】C
【分析】反应2s后测得C的浓度为0.6mol L﹣1，则
2A（g）+B（g） 2C（g）
开始 2 1 0
转化 0.6 0.3 0.6
平衡 1.4 0.7 0.6
A.转化率100%；
B.平衡时不同物质的正逆反应速率之比等于化学计量数之比；
C.增加A的物质的量，促进B的转化，平衡正向移动；
D.焓变为负，为放热反应，升高温度平衡逆向移动。
【解答】解：反应2s后测得C的浓度为0.6mol L﹣1，则
2A（g）+B（g） 2C（g）
开始 2 1 0
转化 0.6 0.3 0.6
平衡 1.4 0.7 0.6
A.2s后物质A的转化率为100%＝30%，故A错误；
B.当v（C）＝2v（B）时，不能判断正逆反应速率的关系，则不能判断该反应是否达到了平衡状态，故B错误；
C.增加A的物质的量，促进B的转化，平衡正向移动，则B的转化率增大，故C正确；
D.焓变为负，为放热反应，升高温度平衡逆向移动，则平衡常数减小，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生平衡移动的掌握情况，试题难度中等。
二．解答题（共3小题）
13．（2025秋 静安区校级期中）用CO2制备尿素
反应原理：2NH3（g）+CO2（g） CO（NH2）2（s）+H2O（l）
（1）书写反应平衡常数的表达式： 。
（2）若向某恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量的NH3和CO2合成尿素，下列能说明反应已经达到平衡状态的是 AD 。（不定项）
A.CO2的体积分数不再变化
B.化学平衡常数K不变
C.2v正（NH3）＝v逆（CO2）
D.体系中气体的密度不变
（3）恒压条件下，若降低容器中氨碳比，反应中NH3的平衡转化率会 A 。
A.增大
B.减小
C.不变
（4）图为使用不同催化剂①、②、③时，反应至相同时间，容器中尿素的物质的量随温度变化的曲线，判断A点是否已达平衡状态： B 。
A.已达到
B.未达到
（5）T2℃以上曲线②n[CO（NH2）2]下降的原因可能是 温度升高，催化剂失去活性 。
【答案】（1）；
（2）AD；
（3）A；
（4）B；
（5）温度升高，催化剂失去活性。
【分析】（1）固体和纯液体不代入平衡常数K的表达式；
（2）变量不变，可逆反应达到平衡状态，据此分析作答；
（3）恒压条件下，若降低容器中氨碳比，平衡正向移动；
（4）由图可知，A点对应的温度是T2，该温度下，曲线③对应的尿素的物质的量更多，因此A点没有达到平衡状态；
（5）温度升高，催化剂失去活性，n[CO（NH2）2]下降。
【解答】解：（1）固体和纯液体不代入平衡常数K的表达式，故反应：2NH3（g）+CO2（g） CO（NH2）2（s）+H2O（l）的平衡常数的表达式为，
故答案为：；
（2）A.CO2的体积分数不再变化，氨气的体积分数也不再变化，能够说明反应已经达到平衡状态，故A正确；
B.化学平衡常数K只与温度有关，温度不变，K不变，即K不是变量，所以K不变，不能说明反应已经达到平衡状态，故B错误；
C.v正（NH3）＝2v逆（CO2）时，正逆反应速率相等，可逆反应达到平衡状态，故C错误；
D.容器的体积一定，混合气体的质量改变，所以体系中气体的密度是变量，当密度不变时，可逆反应达到平衡状态，故D正确；
故答案为：AD；
（3）恒压条件下，若降低容器中氨碳比，反应中NH3的平衡转化率会增大，
故答案为：A；
（4）由图可知，A点对应的温度是T2，该温度下，曲线③对应的尿素的物质的量更多，因此A点没有达到平衡状态，
故答案为：B；
（5）T2℃以上曲线②n[CO（NH2）2]下降的原因可能是温度升高，催化剂失去活性，
故答案为：温度升高，催化剂失去活性。
【点评】本题主要考查化学平衡状态的判断、化学平衡的影响因素等，属于基本知识的考查，难度不大。
14．（2025秋 西夏区校级期中）甲烷和水蒸气催化制氢气。主要反应如下：
ⅰ：CH4（g）+H2O（g） CO（g）+3H2（g）ΔH＝+206.2kJ mol﹣1
ⅱ：CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）ΔH＝﹣41.2kJ mol﹣1
（1）反应CH4（g）+CO2（g） 2CO（g）+2H2（g）的ΔH＝ +247.4 kJ mol﹣1。
（2）在容积不变的绝热密闭容器中发生反应i，下列能说明反应达到平衡状态的是 CDE （填标号）。
A．气体混合物的密度不再变化
B．CH4消耗速率和H2的生成速率相等
C．CO的浓度保持不变
D．气体平均相对分子质量不再变化
E．体系的温度不再发生变化
（3）甲醇是一种潜在储氢材料。我国学者研究甲醇在钯基催化剂表面上分解制氢：CH3OH（g） CO（g）+2H2（g），其反应历程如图所示（吸附在催化剂表面的物种用“*”表示）。
总反应的焓变为 +97.9kJ/mol ；总反应在 高温 （填“高温”或“低温”或“任意温度”）条件下容易自发进行；催化剂主要是降低反应 ⑤ （填序号）的活化能，可明显增大总反应速率；总反应经历5步反应中，最大能垒为 179.6 kJ mol﹣1，写出该步反应式： 2H*＝H2* 。
【答案】（1）+247.4；
（2）CDE；
（3）+97.9kJ/mol；高温；⑤；179.6；2H*＝H2*。
【分析】（1）根据盖斯定律可知，i﹣ii可得反应CH4（g）+CO2（g） 2CO（g）+2H2（g）ΔH，据此计算ΔH；
（2）变量不变，可逆反应达到平衡状态，据此分析作答；
（3）由图可知，总反应的焓变为+97.9kJ/mol，ΔH﹣T△S＜0时，反应自发进行，反应⑤的活化能最大，是决速步骤，总反应经历5步反应中，最大能垒为[113.5﹣（﹣65.7）]kJ mol﹣1＝179.6kJ mol﹣1，该步反应式为：2H*＝H2*。
【解答】解：（1）根据盖斯定律可知，i﹣ii可得反应CH4（g）+CO2（g） 2CO（g）+2H2（g）ΔH，则ΔH＝（+206.2kJ mol﹣1）﹣（﹣41.2kJ mol﹣1）＝+247.4kJ mol﹣1，
故答案为：+247.4；
（2）A．气体混合物的总质量不变，容器体积不变，故密度不变，密度不是变量，密度不再变化，不能说明反应达到平衡状态，故A错误；
B．CH4消耗速率和H2的生成速率相等，正逆反应速率不相等，不能说明反应达到平衡状态，故B错误；
C．CO的浓度保持不变，气体组分的浓度也保持不变，能说明反应达到平衡状态，故C正确；
D．反应是分子数改变的反应，气体混合物的总质量不变，总物质的量改变，平均摩尔质量改变，平均相对分子质量改变，故气体平均相对分子质量不再变化时，能够说明反应达到平衡状态，故D正确；
E．绝热密闭容器中发生反应i，体系的温度不再发生变化，反应达到平衡状态，故E正确；
故答案为：CDE；
（3）由图可知，总反应的焓变为+97.9kJ/mol，ΔH＞0，△S＞0，ΔH﹣T△S＜0在高温下成立，即总反应在高温下自发进行，催化剂主要是降低反应⑤的活化能，可明显增大总反应速率，总反应经历5步反应中，最大能垒为[113.5﹣（﹣65.7）]kJ mol﹣1＝179.6kJ mol﹣1，该步反应式为：2H*＝H2*，
故答案为：+97.9kJ/mol；高温；⑤；179.6；2H*＝H2*。
【点评】本题主要考查化学平衡的计算、盖斯定律的应用，属于基本知识的考查，难度中等。
15．（2025秋 通州区期中）甲醇作为一种较好的可再生能源，具有广泛应用前景。利用CO2号CH4等原料制备甲醇对于实现“碳中和”具有重要的意义。
CO2制备甲醇发生反应：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）
（1）该反应的化学平衡常数表达式为 。
（2）在催化剂X、总压5MPan（H2）：n（CO2）＝3：1时不同温度对甲醇产率影响如图所示。
①A～B段，甲醇产率随温度升高而增大，请依据活化分子碰撞理论解释其原因： 温度升高，分子能量增大，更多的分子成为活化分子，有效碰撞次数增加，反应速率加快，甲醇产率增大 。
②B～C段，CH3OH产率下降的可能原因是 反应达到平衡后，温度升高，平衡逆向移动，CH3OH产率下降 。
Ⅱ.甲烷选择性氧化制备甲醇发生的反应热化学方程式如下：
ⅰ.K1
ⅱ.K2
（3）①补全反应Ⅲ：CH4（g）+O3（g）═CH3OH（l）+O2（g）ΔH3＝ ﹣307 kJ mol﹣1K3
②反应Ⅲ的平衡常数K1＝ （用K1、K2表示）。
（4）Fe+与O3反应可得FeO+，FeO+与CH4反应能高选择性地生成甲醇。室温下当FeO+分别与CH4、CD4反应，体系的能量随反应进程的变化如图所示（两者历程相似）。
①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FeO+与CH4反应的能量变化应为图中曲线 d （填“c”或“d”），该反应能量变化中决速步骤是 Ⅱ 。（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）
②若FeO+与CH4、CD4混合气体反应，生成CH3OH的产量较其他产物多。分析原因： FeO+与CH4反应的活化能更低，反应速率更快，产量更多 。
【答案】（1）；
（2）①温度升高，分子能量增大，更多的分子成为活化分子，有效碰撞次数增加，反应速率加快，甲醇产率增大；
②反应达到平衡后，温度升高，平衡逆向移动，CH3OH产率下降；
（3）﹣307；
②；
（4）①d；Ⅱ；
②FeO+与CH4反应的活化能更低，反应速率更快，产量更多。
【分析】（1）根据化学平衡常数的意义，书写其表达式；
（2）①A～B段，温度升高，分子能量增大，更多的分子成为活化分子，有效碰撞次数增加，反应速率加快；
②B～C段，温度过高，反应达到平衡后，平衡逆向移动；
（3）根据盖斯定律可知，ii﹣i可得反应Ⅲ：CH4（g）+O3（g）═CH3OH（l）+O2（g）ΔH3，据此计算ΔH3；
②ii﹣i可得反应Ⅲ，据此书写反应Ⅲ的平衡常数；
（4）①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FeO+与CH4反应的速率更快，活化能更小，活化能越多，反应速率越慢；
②FeO+与CH4反应的活化能更低，反应速率更快，故CH3OH产量更多。
【解答】解：（1）CO2制备甲醇发生反应：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g），该反应的化学平衡常数表达式为K，
故答案为：；
（2）①A～B段，温度升高，分子能量增大，更多的分子成为活化分子，有效碰撞次数增加，反应速率加快，故甲醇产率随温度升高而增大，
故答案为：温度升高，分子能量增大，更多的分子成为活化分子，有效碰撞次数增加，反应速率加快，甲醇产率增大；
②B～C段，温度过高，反应达到平衡后，平衡逆向移动，CH3OH产率下降，
故答案为：反应达到平衡后，温度升高，平衡逆向移动，CH3OH产率下降；
（3）根据盖斯定律可知，ii﹣i可得反应Ⅲ：CH4（g）+O3（g）═CH3OH（l）+O2（g）ΔH3，则ΔH3＝（﹣164.5﹣142.5）kJ/mol＝﹣307kJ/mol，
故答案为：﹣307；
②反应Ⅲ的平衡常数K1，
故答案为：；
（4）①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FeO+与CH4反应的速率更快，活化能更小，能量变化应为图中曲线d，该反应能量变化中决速步骤是Ⅱ，
故答案为：d；Ⅱ；
②若FeO+与CH4、CD4混合气体反应，生成CH3OH的产量较其他产物多，原因是FeO+与CH4反应的活化能更低，反应速率更快，产量更多，
故答案为：FeO+与CH4反应的活化能更低，反应速率更快，产量更多。
【点评】本题主要考查化学平衡的计算、盖斯定律的应用，属于基本知识的考查，难度中等。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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实验活动1 探究影响化学平衡的移动的因素
一．选择题（共12小题）
1．（2025秋 通州区期中）已知：2NO2（g） N2O4（g）ΔH＜0，小组同学利用装有NO2和N2O4混合气体的注射器（用橡胶塞封闭）和平衡球，进行如下两组实验
实验① 实验②
将注射器活塞由Ⅰ处拉到Ⅱ处 将平衡球的两端分别浸入热水和冷水中
下列说法正确的是（ ）
A．实验①中的实验现象是注射器内气体颜色变深
B．实验②，浸入热水中的平衡球颜色加深，浸入冷水中的平衡球颜色变浅
C．实验①和实验②中b平衡球颜色变化均是2NO2 N2O4逆向移动导致的
D．实验①和实验②中反应的平衡常数均发生了改变
2．（2025秋 郫都区校级月考）由下列实验事实所得出的结论正确的是（ ）
选项 实验事实 结论
A 密闭容器中发生反应H2（g）+I2（g） 2HI（g），压缩容器体积，气体颜色变深 增大压强，平衡向逆反应方向移动
B 在恒温恒容下发生反应2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g），气体密度不再变化 该反应达到了平衡状态
C 加热盛有CuCl2溶液的试管，溶液变为黄色，冰水冷却后变为蓝色
D 浓度相同的盐酸和醋酸分别与等质量的形状相同的锌粒反应，前者反应速率快 金属与酸的反应中，酸的浓度对反应速率无影响
A．A B．B C．C D．D
3．（2025秋 爱民区校级期中）T1℃下，在体积为1L的恒容密闭容器中通入1mol CO和1mol NO发生反应：2NO（g）+2CO（g） N2（g）+2CO2（g）ΔH＜0。下列关于该反应的图示错误的是（ ）
A． B．
C． D．
4．（2025秋 嘉兴期中）对于反应3Fe（s）+4H2O（g） Fe3O4（s）+4H2（g）的平衡常数，下列说法正确的是（ ）
A．该反应的平衡常数表达式为：K
B．改变铁的用量，平衡常数将会发生改变
C．增大c（H2O），能使该反应平衡常数减小
D．降低反应的温度，平衡常数一定变化
5．（2025秋 富宁县期中）用CH4消除NO2的反应为CH4（g）+2NO2（g） N2（g）+2H2O（g）+CO2（g）ΔH＜0。下列说法正确的是（ ）
A．增大压强，上述反应的平衡常数将减小
B．上述反应中，反应物的总键能大于生成物的总键能
C．反应过程中，及时分离出H2O，可加快正反应速率
D．上述反应在低温和高温条件下都能自发进行
6．（2025秋 江西期中）化学与生产、生活息息相关。下列做法的主要目的是提高反应限度的是（ ）
A．合成氨时采用400﹣500℃反应条件
B．工业制硫酸时，吸收塔内用98.3%浓硫酸吸收SO3
C．夏天将水果放在冰箱内保鲜
D．工业上在高压条件下合成CH3OH：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）
7．（2025秋 汉中期中）已知反应2NO（g）+Br2（g） 2NOBr（g）ΔH＝﹣akJ mol﹣1（a＞0），其反应机理如下：
反应①：NO（g）+Br2（g） NOBr2（g）快反应
反应②：NO（g）+NOBr2（g） 2NOBr（g）慢反应
下列说法错误的是（ ）
A．该反应的速率主要取决于反应②的快慢
B．NOBr2是该反应的中间产物
C．正反应的活化能小于逆反应的活化能
D．增大Br2（g）浓度可增大活化分子百分数，从而增大反应速率
8．（2025秋 孝感期中）一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4（s）+CO（g） MgO（s）+CO2（g）+SO2（g）ΔH＞0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是（ ）
选项 x y
A CO的物质的量 CO2与CO的物质的量之比
B 温度 容器内混合气体的密度
C SO2的浓度 平衡常数K
D MgSO4的质量（忽略体积） CO的转化率
A．A B．B C．C D．D
9．（2025秋 富宁县期中）如图是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像，其中图像和实验结论表达均正确的是（ ）
A．a是其他条件一定时，反应速率随温度变化的图像，正反应ΔH＜0
B．b建立的平衡过程中，曲线Ⅰ比曲线Ⅱ反应时活化能低
C．c是一定条件下，向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图像，压强P1＞P2
D．d是在平衡体系的溶液中溶入少量KCl晶体后，化学反应速率随时间变化的图像
10．（2025秋 浑南区校级期中）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。
物质变化 积碳反应 消碳反应
CH4（g）＝C（s）+2H2（g） CO2（g）+C（s）＝2CO（g）
ΔH +75kJ mol﹣1 +172kJ mol﹣1
活化能 催化剂M 33kJ mol﹣1 91kJ mol﹣1
催化剂N 43kJ mol﹣1 72kJ mol﹣1
下列说法正确的是（ ）
A．升温，K积增加、K消减小
B．积碳反应和消碳反应均为高温自发反应
C．升温，v消增加的倍数比v积增加的倍数少
D．催化剂M优于催化剂N
11．（2025秋 广东月考）NO2和N2O2存在平衡：2NO2（g） N2O4（g）ΔH＜0。下列分析错误的是（ ）
A．断裂2mol NO2（g）中的共价键需能量小于断裂1mol N2O4（g）中的共价键所需能量
B．1mol平衡混合气体中含N原子的物质的量大于1mol
C．恒容升温，由于平衡逆向移动导致气体颜色变深
D．恒温时，缩小容积，气体颜色变深是平衡正向移动导致的
12．（2025秋 湖北月考）将4mol A（g）和2mol B（g）在2L的恒容密闭容器中混合并在一定条件下发生反应：2A（g）+B（g） 2C（g） ΔH＜0，反应2s后测得C的浓度为0.6mol L﹣1。下列说法正确的是（ ）
A．2s后物质A的转化率为15%
B．当v（C）＝2v（B）时，该反应达到了平衡状态
C．达到平衡状态时，增加A的物质的量，会提高B的转化率
D．达到平衡状态时，升高温度，平衡逆向移动，同时化学平衡常数不变
二．解答题（共3小题）
13．（2025秋 静安区校级期中）用CO2制备尿素
反应原理：2NH3（g）+CO2（g） CO（NH2）2（s）+H2O（l）
（1）书写反应平衡常数的表达式： 。
（2）若向某恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量的NH3和CO2合成尿素，下列能说明反应已经达到平衡状态的是 。（不定项）
A.CO2的体积分数不再变化
B.化学平衡常数K不变
C.2v正（NH3）＝v逆（CO2）
D.体系中气体的密度不变
（3）恒压条件下，若降低容器中氨碳比，反应中NH3的平衡转化率会 。
A.增大
B.减小
C.不变
（4）图为使用不同催化剂①、②、③时，反应至相同时间，容器中尿素的物质的量随温度变化的曲线，判断A点是否已达平衡状态： 。
A.已达到
B.未达到
（5）T2℃以上曲线②n[CO（NH2）2]下降的原因可能是 。
14．（2025秋 西夏区校级期中）甲烷和水蒸气催化制氢气。主要反应如下：
ⅰ：CH4（g）+H2O（g） CO（g）+3H2（g）ΔH＝+206.2kJ mol﹣1
ⅱ：CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）ΔH＝﹣41.2kJ mol﹣1
（1）反应CH4（g）+CO2（g） 2CO（g）+2H2（g）的ΔH＝ kJ mol﹣1。
（2）在容积不变的绝热密闭容器中发生反应i，下列能说明反应达到平衡状态的是 （填标号）。
A．气体混合物的密度不再变化
B．CH4消耗速率和H2的生成速率相等
C．CO的浓度保持不变
D．气体平均相对分子质量不再变化
E．体系的温度不再发生变化
（3）甲醇是一种潜在储氢材料。我国学者研究甲醇在钯基催化剂表面上分解制氢：CH3OH（g） CO（g）+2H2（g），其反应历程如图所示（吸附在催化剂表面的物种用“*”表示）。
总反应的焓变为 ；总反应在 （填“高温”或“低温”或“任意温度”）条件下容易自发进行；催化剂主要是降低反应 （填序号）的活化能，可明显增大总反应速率；总反应经历5步反应中，最大能垒为 kJ mol﹣1，写出该步反应式： 。
15．（2025秋 通州区期中）甲醇作为一种较好的可再生能源，具有广泛应用前景。利用CO2号CH4等原料制备甲醇对于实现“碳中和”具有重要的意义。
CO2制备甲醇发生反应：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）
（1）该反应的化学平衡常数表达式为 。
（2）在催化剂X、总压5MPan（H2）：n（CO2）＝3：1时不同温度对甲醇产率影响如图所示。
①A～B段，甲醇产率随温度升高而增大，请依据活化分子碰撞理论解释其原因： 。
②B～C段，CH3OH产率下降的可能原因是 。
Ⅱ.甲烷选择性氧化制备甲醇发生的反应热化学方程式如下：
ⅰ.K1
ⅱ.K2
（3）①补全反应Ⅲ：CH4（g）+O3（g）═CH3OH（l）+O2（g）ΔH3＝ kJ mol﹣1K3
②反应Ⅲ的平衡常数K1＝ （用K1、K2表示）。
（4）Fe+与O3反应可得FeO+，FeO+与CH4反应能高选择性地生成甲醇。室温下当FeO+分别与CH4、CD4反应，体系的能量随反应进程的变化如图所示（两者历程相似）。
①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FeO+与CH4反应的能量变化应为图中曲线 （填“c”或“d”），该反应能量变化中决速步骤是 。（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）
②若FeO+与CH4、CD4混合气体反应，生成CH3OH的产量较其他产物多。分析原因： 。
实验活动1 探究影响化学平衡的移动的因素
参考答案与试题解析
一．选择题（共12小题）
1．（2025秋 通州区期中）已知：2NO2（g） N2O4（g）ΔH＜0，小组同学利用装有NO2和N2O4混合气体的注射器（用橡胶塞封闭）和平衡球，进行如下两组实验
实验① 实验②
将注射器活塞由Ⅰ处拉到Ⅱ处 将平衡球的两端分别浸入热水和冷水中
下列说法正确的是（ ）
A．实验①中的实验现象是注射器内气体颜色变深
B．实验②，浸入热水中的平衡球颜色加深，浸入冷水中的平衡球颜色变浅
C．实验①和实验②中b平衡球颜色变化均是2NO2 N2O4逆向移动导致的
D．实验①和实验②中反应的平衡常数均发生了改变
【答案】B
【分析】A．实验①中将注射器活塞由Ⅰ处拉到Ⅱ处，体积增大，压强减小，平衡逆向移动；
B．实验②中，浸入热水中的平衡逆向移动，浸入冷水中的平衡正向移动；
C．实验①中平衡逆向移动，实验②中b平衡正向移动；
D．化学平衡常数只与温度有关。
【解答】解：A．实验①中将注射器活塞由Ⅰ处拉到Ⅱ处，体积增大，改变条件的瞬间，c（NO2）减小，颜色变浅，压强减小，平衡逆向移动，c（NO2）增大，但小于原来平衡的浓度，所以气体颜色变浅，故A错误；
B．实验②中，浸入热水中的平衡逆向移动，浸入冷水中的平衡正向移动，所以浸入热水中的平衡球颜色加深，浸入冷水中的平衡球颜色变浅，故B正确；
C．实验①中碱性压强，平衡逆向移动，实验②中b的温度降低，平衡正向移动，故C错误；
D．化学平衡常数只与温度有关，实验①改变的条件是压强，温度不变，化学平衡常数不变，实验②改变的条件是温度，所以化学平衡常数改变，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查化学平衡的影响因素，侧重考查基础知识的灵活运用能力，明确压强、温度对化学平衡的影响原理是解本题的关键，A选项为解答易错点。
2．（2025秋 郫都区校级月考）由下列实验事实所得出的结论正确的是（ ）
选项 实验事实 结论
A 密闭容器中发生反应H2（g）+I2（g） 2HI（g），压缩容器体积，气体颜色变深 增大压强，平衡向逆反应方向移动
B 在恒温恒容下发生反应2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g），气体密度不再变化 该反应达到了平衡状态
C 加热盛有CuCl2溶液的试管，溶液变为黄色，冰水冷却后变为蓝色
D 浓度相同的盐酸和醋酸分别与等质量的形状相同的锌粒反应，前者反应速率快 金属与酸的反应中，酸的浓度对反应速率无影响
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【分析】A．反应H2（g）+I2（g） 2HI（g）是气体体积不变的反应；
B．反应2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）中所有物质均为气体，气体总质量始终不变；
C．加热CuCl2溶液变黄，冷却变蓝，说明升温使平衡正向移动；
D．盐酸反应速率快是因为其H+浓度更高。
【解答】解：A．增大压强时平衡不移动，气体颜色变深是因浓度增大，故A错误；
B．反应2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）中所有物质均为气体，气体总质量始终不变，恒容下密度始终不变，无法作为平衡标志，故B错误；
C．加热CuCl2溶液变黄，冷却变蓝，说明升温使平衡正向移动，正反应为吸热，ΔH＞0，故C正确；
D．盐酸反应速率快是因为其H+浓度更高，结论“酸的浓度对反应速率无影响”与实验事实矛盾，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生平衡移动的掌握情况，试题难度中等。
3．（2025秋 爱民区校级期中）T1℃下，在体积为1L的恒容密闭容器中通入1mol CO和1mol NO发生反应：2NO（g）+2CO（g） N2（g）+2CO2（g）ΔH＜0。下列关于该反应的图示错误的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【分析】A．增大压强，正逆反应速率均增大；
B．温度升高，正逆反应速率均增大，图中交点是平衡点，继续升温，平衡逆向移动；
C．反应开始时，反应物浓度非零并随时间减小至不变，生成物浓度从0开始增大，达平衡后浓度均不变；
D．t1时刻，增大反应物浓度，正反应速率瞬间增大，逆反应速率瞬间不变。
【解答】解：A．增大压强，正逆反应速率均增大，图中交点是平衡点，交点之后增大压强，平衡正向移动，存在v正＞v逆，故A正确；
B．温度升高，正逆反应速率均增大，图中交点是平衡点，继续升温，平衡逆向移动，逆反应速率大于正反应速率，故B正确；
C．反应开始时，反应物浓度非零并随时间减小至不变，生成物浓度从0开始增大，达平衡后浓度均不变，故C正确；
D．t1时刻，增大反应物浓度，正反应速率瞬间增大，逆反应速率瞬间不变，而图像逆反应瞬间也是突变的，与实际情况不符，故D错误；
故选：D。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生平衡移动的掌握情况，试题难度中等。
4．（2025秋 嘉兴期中）对于反应3Fe（s）+4H2O（g） Fe3O4（s）+4H2（g）的平衡常数，下列说法正确的是（ ）
A．该反应的平衡常数表达式为：K
B．改变铁的用量，平衡常数将会发生改变
C．增大c（H2O），能使该反应平衡常数减小
D．降低反应的温度，平衡常数一定变化
【答案】D
【分析】A．固体不代入平衡常数K的表达式；
B．平衡常数只与温度有关；
C．平衡常数只与温度有关；
D．平衡常数只与温度有关。
【解答】解：A．固体不代入平衡常数K的表达式，故该反应的平衡常数表达式为：K，故A错误；
B．改变铁的用量，平衡常数不变，平衡常数只与温度有关，故B错误；
C．增大c（H2O），平衡常数不变，平衡常数只与温度有关，故C错误；
D．平衡常数只与温度有关，降低反应的温度，平衡常数一定变化，故D正确；
故选：D。
【点评】本题主要考查平衡常数与温度的关系，属于基本知识的考查，难度不大。
5．（2025秋 富宁县期中）用CH4消除NO2的反应为CH4（g）+2NO2（g） N2（g）+2H2O（g）+CO2（g）ΔH＜0。下列说法正确的是（ ）
A．增大压强，上述反应的平衡常数将减小
B．上述反应中，反应物的总键能大于生成物的总键能
C．反应过程中，及时分离出H2O，可加快正反应速率
D．上述反应在低温和高温条件下都能自发进行
【答案】D
【分析】A．化学平衡常数只与温度有关；
B．ΔH＝反应物的总键能﹣生成物的总键能；
C．反应过程中，及时分离出H2O，反应物的浓度不变；
D．如果反应的ΔH﹣TΔS＜0，反应能自发进行。
【解答】解：A．化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，则增大压强，该反应的平衡常数不变，故A错误；
B．ΔH＝反应物的总键能﹣生成物的总键能＜0，则反应物键能的总和小于生成物键能的总和，故B错误；
C．反应过程中，及时分离出H2O，反应物的浓度不变，改变条件的瞬间，正反应速率不变，反应正向进行，随着反应的进行，正反应速率逐渐减小，故C错误；
D．ΔH＜0、ΔS＞0，反应的ΔH﹣TΔS＜0，所以该反应在低温和高温下都能自发进行，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查化学反应速率的影响因素，侧重考查基础知识的灵活运用能力，明确化学平衡常数的影响因素、反应自发性的判断方法等知识点是解本题的关键，题目难度不大。
6．（2025秋 江西期中）化学与生产、生活息息相关。下列做法的主要目的是提高反应限度的是（ ）
A．合成氨时采用400﹣500℃反应条件
B．工业制硫酸时，吸收塔内用98.3%浓硫酸吸收SO3
C．夏天将水果放在冰箱内保鲜
D．工业上在高压条件下合成CH3OH：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）
【答案】D
【分析】A．合成氨反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动；
B．工业制硫酸时，吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3，主要是防止形成酸雾，腐蚀设备；
C．温度越低，反应速率越慢；
D．增大压强，该反应的平衡正向移动。
【解答】解：A．合成氨反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，合成氨时采用400﹣500℃反应条件，目的是加快化学反应速率，且该温度下催化剂的活性最好，不能提高反应限度，故A错误；
B．工业制硫酸时，吸收塔中用98.3%的浓硫酸吸收SO3，主要是防止形成酸雾，腐蚀设备，与提高反应限度无关，故B错误；
C．温度越低，反应速率越慢，夏天将水果放在冰箱内保鲜，目的是减慢化学反应速率，不能提高反应限度，故C错误；
D．增大压强，该反应的平衡正向移动，增大反应物的转化率，能提高反应限度，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查化学平衡的影响因素，侧重考查基础知识的灵活运用能力，正确解读题干信息并灵活运用信息解答是解本题的关键，题目难度不大。
7．（2025秋 汉中期中）已知反应2NO（g）+Br2（g） 2NOBr（g）ΔH＝﹣akJ mol﹣1（a＞0），其反应机理如下：
反应①：NO（g）+Br2（g） NOBr2（g）快反应
反应②：NO（g）+NOBr2（g） 2NOBr（g）慢反应
下列说法错误的是（ ）
A．该反应的速率主要取决于反应②的快慢
B．NOBr2是该反应的中间产物
C．正反应的活化能小于逆反应的活化能
D．增大Br2（g）浓度可增大活化分子百分数，从而增大反应速率
【答案】D
【分析】A．慢反应为决速步骤；
B．NOBr2在第一步反应中是产物、第二个反应中是反应物；
C．ΔH＝正反应的活化能﹣逆反应的活化能；
D．增大c（Br2），可增大单位体积内活化分子的个数。
【解答】解：A．慢反应为决速步骤，反应②为慢反应，则该反应的速率主要取决于反应②的快慢，故A正确；
B．NOBr2在第一步反应中是产物、第二个反应中是反应物，所以NOBr2是该反应的中间产物，故B正确；
C．ΔH＝正反应的活化能﹣逆反应的活化能＜0，所以正反应的活化能小于逆反应的活化能，故C正确；
D．增大c（Br2），可增大单位体积内活化分子的个数，不能增大活化分子的百分数，故D错误；
故选：D。
【点评】本题考查化学反应速率的影响因素，侧重考查基础知识的灵活运用能力，明确外界条件对化学反应速率的影响原理、焓变与活化能的关系是解本题的关键，题目难度不大。
8．（2025秋 孝感期中）一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4（s）+CO（g） MgO（s）+CO2（g）+SO2（g）ΔH＞0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是（ ）
选项 x y
A CO的物质的量 CO2与CO的物质的量之比
B 温度 容器内混合气体的密度
C SO2的浓度 平衡常数K
D MgSO4的质量（忽略体积） CO的转化率
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【分析】A．增加CO的物质的量，平衡正移，CO2的物质的量增大，但是CO2与CO的物质的量之比减小；
B．△H＞0，升高温度，平衡正向移动，混合气体的密度增大；
C．平衡常数只与温度有关，SO2的浓度增大，温度不变，平衡常数不变；
D．MgSO4是固体，增加固体质量，平衡不移动，CO的转化率不变。
【解答】解：A．增加CO的物质的量，平衡正移，CO2的物质的量增大，但是CO2与CO的物质的量之比减小，与图像不符，故A错误；
B．△H＞0，升高温度，平衡正向移动，混合气体的密度增大，与图像相符，故B正确；
C．平衡常数只与温度有关，SO2的浓度增大，温度不变，平衡常数不变，与图像不符，故C错误；
D．MgSO4是固体，增加固体质量，平衡不移动，CO的转化率不变，与图像不符，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生条件改变平衡移动和平衡图像的掌握情况，试题难度中等。
9．（2025秋 富宁县期中）如图是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像，其中图像和实验结论表达均正确的是（ ）
A．a是其他条件一定时，反应速率随温度变化的图像，正反应ΔH＜0
B．b建立的平衡过程中，曲线Ⅰ比曲线Ⅱ反应时活化能低
C．c是一定条件下，向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图像，压强P1＞P2
D．d是在平衡体系的溶液中溶入少量KCl晶体后，化学反应速率随时间变化的图像
【答案】B
【分析】A．升高温度，平衡向吸热反应方向移动，根据反应方向判断反应热；
B．催化剂能同等程度的改变正逆反应速率，导致平衡不移动；
C．A的转化率随着B的增加而增大；
D．氯化钾不影响平衡移动；
【解答】解：A．根据图象知，升高温度，平衡向正反应方向移动，则正反应的ΔH＞0，故A错误；
B．使用催化剂，反应速率加快，缩短反应时间，所以先达到平衡状态，b建立的平衡过程中，曲线Ⅰ比曲线Ⅱ反应时活化能低，故B正确；
C．该反应前后气体的物质的量不变，改变压强不影响平衡状态，即不影响A的转化率，由于不断加入B，A的转化率增大，故C错误；
D．该反应实质为Fe3++3SCN﹣ Fe（SCN）3，钾离子和氯离子不参加反应，则KCl浓度增大不影响化学平衡移动，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查了图象分析，会根据图象中曲线变化趋势、拐点、交点来确定平衡移动方向，注意结合方程式特点分析，注意A中正逆反应速率相等后才是改变条件后反应速率变化，为易错点．
10．（2025秋 浑南区校级期中）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。
物质变化 积碳反应 消碳反应
CH4（g）＝C（s）+2H2（g） CO2（g）+C（s）＝2CO（g）
ΔH +75kJ mol﹣1 +172kJ mol﹣1
活化能 催化剂M 33kJ mol﹣1 91kJ mol﹣1
催化剂N 43kJ mol﹣1 72kJ mol﹣1
下列说法正确的是（ ）
A．升温，K积增加、K消减小
B．积碳反应和消碳反应均为高温自发反应
C．升温，v消增加的倍数比v积增加的倍数少
D．催化剂M优于催化剂N
【答案】B
【分析】A．积碳反应和消碳反应均为吸热反应，升温，平衡均正向移动；
B．积碳反应和消碳反应均为吸热反应，均有ΔH＞0，两个反应均为气体分子数增多的反应，均有ΔS＞0，当ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0时反应能自发进行；
C．升温，速率增大，平衡正移，则v消增加的倍数比v积增加的倍数多；
D．相对于催化剂M，催化剂N积碳反应的活化能较大，积碳反应的速率较小；而消碳反应的活化能较小，消碳反应速率较大，有利于减少积碳。
【解答】解：A．升温，平衡均正向移动，平衡常数K均增大，即K积和K消均增加，故A错误；
B．积碳反应和消碳反应均为吸热反应，均有ΔH＞0，两个反应均为气体分子数增多的反应，均有ΔS＞0，当ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0时反应能自发进行，则积碳反应和消碳反应均为高温自发反应，故B正确；
C．升温，速率增大，平衡正移，则v消增加的倍数比v积增加的倍数多，故C错误；
D．相对于催化剂M，催化剂N积碳反应的活化能较大，积碳反应的速率较小；而消碳反应的活化能较小，消碳反应速率较大，有利于减少积碳，则催化剂M劣于催化剂N，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。
11．（2025秋 广东月考）NO2和N2O2存在平衡：2NO2（g） N2O4（g）ΔH＜0。下列分析错误的是（ ）
A．断裂2mol NO2（g）中的共价键需能量小于断裂1mol N2O4（g）中的共价键所需能量
B．1mol平衡混合气体中含N原子的物质的量大于1mol
C．恒容升温，由于平衡逆向移动导致气体颜色变深
D．恒温时，缩小容积，气体颜色变深是平衡正向移动导致的
【答案】D
【分析】A．该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量；
B．平衡混合气体中含有二氧化氮和四氧化二氮，1mol二氧化氮中含有1mol氮原子，1mol四氧化二氮中含有2mol氮原子；
C．该反应为放热反应，恒容条件下升高温度，平衡向逆反应方向移动；
D．恒温时，缩小容积，混合气体浓度增大，气体颜色变深，气体压强增大，增大压强，平衡向正反应方向移动，气体颜色变浅。
【解答】解：A．该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，则断裂2mol NO2（g）中的共价键需能量小于断裂1mol N2O4（g）中的共价键所需能量，故A正确；
B．1mol二氧化氮中含有1mol氮原子，1mol四氧化二氮中含有2mol氮原子，则1mol二氧化氮和四氧化二氮混合气体中氮原子的物质的量一定大于1mol，故B正确；
C．升高温度，平衡向逆反应方向移动，混合气体颜色变深，故C正确；
D．恒温时，缩小容积，混合气体浓度增大，气体颜色变深，气体压强增大，增大压强，平衡向正反应方向移动，气体颜色变浅，则恒温时，缩小容积，气体颜色变深是混合气体浓度增大导致的，故D错误；
故选：D。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生化学平衡的移动的掌握情况，题目难度中等。
12．（2025秋 湖北月考）将4mol A（g）和2mol B（g）在2L的恒容密闭容器中混合并在一定条件下发生反应：2A（g）+B（g） 2C（g） ΔH＜0，反应2s后测得C的浓度为0.6mol L﹣1。下列说法正确的是（ ）
A．2s后物质A的转化率为15%
B．当v（C）＝2v（B）时，该反应达到了平衡状态
C．达到平衡状态时，增加A的物质的量，会提高B的转化率
D．达到平衡状态时，升高温度，平衡逆向移动，同时化学平衡常数不变
【答案】C
【分析】反应2s后测得C的浓度为0.6mol L﹣1，则
2A（g）+B（g） 2C（g）
开始 2 1 0
转化 0.6 0.3 0.6
平衡 1.4 0.7 0.6
A.转化率100%；
B.平衡时不同物质的正逆反应速率之比等于化学计量数之比；
C.增加A的物质的量，促进B的转化，平衡正向移动；
D.焓变为负，为放热反应，升高温度平衡逆向移动。
【解答】解：反应2s后测得C的浓度为0.6mol L﹣1，则
2A（g）+B（g） 2C（g）
开始 2 1 0
转化 0.6 0.3 0.6
平衡 1.4 0.7 0.6
A.2s后物质A的转化率为100%＝30%，故A错误；
B.当v（C）＝2v（B）时，不能判断正逆反应速率的关系，则不能判断该反应是否达到了平衡状态，故B错误；
C.增加A的物质的量，促进B的转化，平衡正向移动，则B的转化率增大，故C正确；
D.焓变为负，为放热反应，升高温度平衡逆向移动，则平衡常数减小，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生平衡移动的掌握情况，试题难度中等。
二．解答题（共3小题）
13．（2025秋 静安区校级期中）用CO2制备尿素
反应原理：2NH3（g）+CO2（g） CO（NH2）2（s）+H2O（l）
（1）书写反应平衡常数的表达式： 。
（2）若向某恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量的NH3和CO2合成尿素，下列能说明反应已经达到平衡状态的是 AD 。（不定项）
A.CO2的体积分数不再变化
B.化学平衡常数K不变
C.2v正（NH3）＝v逆（CO2）
D.体系中气体的密度不变
（3）恒压条件下，若降低容器中氨碳比，反应中NH3的平衡转化率会 A 。
A.增大
B.减小
C.不变
（4）图为使用不同催化剂①、②、③时，反应至相同时间，容器中尿素的物质的量随温度变化的曲线，判断A点是否已达平衡状态： B 。
A.已达到
B.未达到
（5）T2℃以上曲线②n[CO（NH2）2]下降的原因可能是 温度升高，催化剂失去活性 。
【答案】（1）；
（2）AD；
（3）A；
（4）B；
（5）温度升高，催化剂失去活性。
【分析】（1）固体和纯液体不代入平衡常数K的表达式；
（2）变量不变，可逆反应达到平衡状态，据此分析作答；
（3）恒压条件下，若降低容器中氨碳比，平衡正向移动；
（4）由图可知，A点对应的温度是T2，该温度下，曲线③对应的尿素的物质的量更多，因此A点没有达到平衡状态；
（5）温度升高，催化剂失去活性，n[CO（NH2）2]下降。
【解答】解：（1）固体和纯液体不代入平衡常数K的表达式，故反应：2NH3（g）+CO2（g） CO（NH2）2（s）+H2O（l）的平衡常数的表达式为，
故答案为：；
（2）A.CO2的体积分数不再变化，氨气的体积分数也不再变化，能够说明反应已经达到平衡状态，故A正确；
B.化学平衡常数K只与温度有关，温度不变，K不变，即K不是变量，所以K不变，不能说明反应已经达到平衡状态，故B错误；
C.v正（NH3）＝2v逆（CO2）时，正逆反应速率相等，可逆反应达到平衡状态，故C错误；
D.容器的体积一定，混合气体的质量改变，所以体系中气体的密度是变量，当密度不变时，可逆反应达到平衡状态，故D正确；
故答案为：AD；
（3）恒压条件下，若降低容器中氨碳比，反应中NH3的平衡转化率会增大，
故答案为：A；
（4）由图可知，A点对应的温度是T2，该温度下，曲线③对应的尿素的物质的量更多，因此A点没有达到平衡状态，
故答案为：B；
（5）T2℃以上曲线②n[CO（NH2）2]下降的原因可能是温度升高，催化剂失去活性，
故答案为：温度升高，催化剂失去活性。
【点评】本题主要考查化学平衡状态的判断、化学平衡的影响因素等，属于基本知识的考查，难度不大。
14．（2025秋 西夏区校级期中）甲烷和水蒸气催化制氢气。主要反应如下：
ⅰ：CH4（g）+H2O（g） CO（g）+3H2（g）ΔH＝+206.2kJ mol﹣1
ⅱ：CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）ΔH＝﹣41.2kJ mol﹣1
（1）反应CH4（g）+CO2（g） 2CO（g）+2H2（g）的ΔH＝ +247.4 kJ mol﹣1。
（2）在容积不变的绝热密闭容器中发生反应i，下列能说明反应达到平衡状态的是 CDE （填标号）。
A．气体混合物的密度不再变化
B．CH4消耗速率和H2的生成速率相等
C．CO的浓度保持不变
D．气体平均相对分子质量不再变化
E．体系的温度不再发生变化
（3）甲醇是一种潜在储氢材料。我国学者研究甲醇在钯基催化剂表面上分解制氢：CH3OH（g） CO（g）+2H2（g），其反应历程如图所示（吸附在催化剂表面的物种用“*”表示）。
总反应的焓变为 +97.9kJ/mol ；总反应在 高温 （填“高温”或“低温”或“任意温度”）条件下容易自发进行；催化剂主要是降低反应 ⑤ （填序号）的活化能，可明显增大总反应速率；总反应经历5步反应中，最大能垒为 179.6 kJ mol﹣1，写出该步反应式： 2H*＝H2* 。
【答案】（1）+247.4；
（2）CDE；
（3）+97.9kJ/mol；高温；⑤；179.6；2H*＝H2*。
【分析】（1）根据盖斯定律可知，i﹣ii可得反应CH4（g）+CO2（g） 2CO（g）+2H2（g）ΔH，据此计算ΔH；
（2）变量不变，可逆反应达到平衡状态，据此分析作答；
（3）由图可知，总反应的焓变为+97.9kJ/mol，ΔH﹣T△S＜0时，反应自发进行，反应⑤的活化能最大，是决速步骤，总反应经历5步反应中，最大能垒为[113.5﹣（﹣65.7）]kJ mol﹣1＝179.6kJ mol﹣1，该步反应式为：2H*＝H2*。
【解答】解：（1）根据盖斯定律可知，i﹣ii可得反应CH4（g）+CO2（g） 2CO（g）+2H2（g）ΔH，则ΔH＝（+206.2kJ mol﹣1）﹣（﹣41.2kJ mol﹣1）＝+247.4kJ mol﹣1，
故答案为：+247.4；
（2）A．气体混合物的总质量不变，容器体积不变，故密度不变，密度不是变量，密度不再变化，不能说明反应达到平衡状态，故A错误；
B．CH4消耗速率和H2的生成速率相等，正逆反应速率不相等，不能说明反应达到平衡状态，故B错误；
C．CO的浓度保持不变，气体组分的浓度也保持不变，能说明反应达到平衡状态，故C正确；
D．反应是分子数改变的反应，气体混合物的总质量不变，总物质的量改变，平均摩尔质量改变，平均相对分子质量改变，故气体平均相对分子质量不再变化时，能够说明反应达到平衡状态，故D正确；
E．绝热密闭容器中发生反应i，体系的温度不再发生变化，反应达到平衡状态，故E正确；
故答案为：CDE；
（3）由图可知，总反应的焓变为+97.9kJ/mol，ΔH＞0，△S＞0，ΔH﹣T△S＜0在高温下成立，即总反应在高温下自发进行，催化剂主要是降低反应⑤的活化能，可明显增大总反应速率，总反应经历5步反应中，最大能垒为[113.5﹣（﹣65.7）]kJ mol﹣1＝179.6kJ mol﹣1，该步反应式为：2H*＝H2*，
故答案为：+97.9kJ/mol；高温；⑤；179.6；2H*＝H2*。
【点评】本题主要考查化学平衡的计算、盖斯定律的应用，属于基本知识的考查，难度中等。
15．（2025秋 通州区期中）甲醇作为一种较好的可再生能源，具有广泛应用前景。利用CO2号CH4等原料制备甲醇对于实现“碳中和”具有重要的意义。
CO2制备甲醇发生反应：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）
（1）该反应的化学平衡常数表达式为 。
（2）在催化剂X、总压5MPan（H2）：n（CO2）＝3：1时不同温度对甲醇产率影响如图所示。
①A～B段，甲醇产率随温度升高而增大，请依据活化分子碰撞理论解释其原因： 温度升高，分子能量增大，更多的分子成为活化分子，有效碰撞次数增加，反应速率加快，甲醇产率增大 。
②B～C段，CH3OH产率下降的可能原因是 反应达到平衡后，温度升高，平衡逆向移动，CH3OH产率下降 。
Ⅱ.甲烷选择性氧化制备甲醇发生的反应热化学方程式如下：
ⅰ.K1
ⅱ.K2
（3）①补全反应Ⅲ：CH4（g）+O3（g）═CH3OH（l）+O2（g）ΔH3＝ ﹣307 kJ mol﹣1K3
②反应Ⅲ的平衡常数K1＝ （用K1、K2表示）。
（4）Fe+与O3反应可得FeO+，FeO+与CH4反应能高选择性地生成甲醇。室温下当FeO+分别与CH4、CD4反应，体系的能量随反应进程的变化如图所示（两者历程相似）。
①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FeO+与CH4反应的能量变化应为图中曲线 d （填“c”或“d”），该反应能量变化中决速步骤是 Ⅱ 。（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）
②若FeO+与CH4、CD4混合气体反应，生成CH3OH的产量较其他产物多。分析原因： FeO+与CH4反应的活化能更低，反应速率更快，产量更多 。
【答案】（1）；
（2）①温度升高，分子能量增大，更多的分子成为活化分子，有效碰撞次数增加，反应速率加快，甲醇产率增大；
②反应达到平衡后，温度升高，平衡逆向移动，CH3OH产率下降；
（3）﹣307；
②；
（4）①d；Ⅱ；
②FeO+与CH4反应的活化能更低，反应速率更快，产量更多。
【分析】（1）根据化学平衡常数的意义，书写其表达式；
（2）①A～B段，温度升高，分子能量增大，更多的分子成为活化分子，有效碰撞次数增加，反应速率加快；
②B～C段，温度过高，反应达到平衡后，平衡逆向移动；
（3）根据盖斯定律可知，ii﹣i可得反应Ⅲ：CH4（g）+O3（g）═CH3OH（l）+O2（g）ΔH3，据此计算ΔH3；
②ii﹣i可得反应Ⅲ，据此书写反应Ⅲ的平衡常数；
（4）①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FeO+与CH4反应的速率更快，活化能更小，活化能越多，反应速率越慢；
②FeO+与CH4反应的活化能更低，反应速率更快，故CH3OH产量更多。
【解答】解：（1）CO2制备甲醇发生反应：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g），该反应的化学平衡常数表达式为K，
故答案为：；
（2）①A～B段，温度升高，分子能量增大，更多的分子成为活化分子，有效碰撞次数增加，反应速率加快，故甲醇产率随温度升高而增大，
故答案为：温度升高，分子能量增大，更多的分子成为活化分子，有效碰撞次数增加，反应速率加快，甲醇产率增大；
②B～C段，温度过高，反应达到平衡后，平衡逆向移动，CH3OH产率下降，
故答案为：反应达到平衡后，温度升高，平衡逆向移动，CH3OH产率下降；
（3）根据盖斯定律可知，ii﹣i可得反应Ⅲ：CH4（g）+O3（g）═CH3OH（l）+O2（g）ΔH3，则ΔH3＝（﹣164.5﹣142.5）kJ/mol＝﹣307kJ/mol，
故答案为：﹣307；
②反应Ⅲ的平衡常数K1，
故答案为：；
（4）①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FeO+与CH4反应的速率更快，活化能更小，能量变化应为图中曲线d，该反应能量变化中决速步骤是Ⅱ，
故答案为：d；Ⅱ；
②若FeO+与CH4、CD4混合气体反应，生成CH3OH的产量较其他产物多，原因是FeO+与CH4反应的活化能更低，反应速率更快，产量更多，
故答案为：FeO+与CH4反应的活化能更低，反应速率更快，产量更多。
【点评】本题主要考查化学平衡的计算、盖斯定律的应用，属于基本知识的考查，难度中等。
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