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2022届高三化学一轮复习考点特训化学反应速率与化学平衡2含解析
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这是一份2022届高三化学一轮复习考点特训化学反应速率与化学平衡2含解析，共23页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
化学反应速率与化学平衡
一、选择题（共19题）
1.下列有关化学反应方向及其判据的说法中错误的是（ ）
A．1molH2O在不同状态时的熵值：S[H2O(s)]＜S[H2O(g)]
B．已知某自发反应A(g)+B(g)=2C(g)△H＞0，则△S＜0
C．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H＞0能否自发进行与温度有关
D．常温下，反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行，则该反应的△H＞0
2.下列反应中，熵显著增加的反应是（ ）
A．CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)
B．CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
C．C(s)+O2(g)=CO2(g)
D．2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s)
3.欲证明Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl晶体的反应是吸热反应，设计实验如图所示。下列说法错误的是
A．实验中观察玻璃片上的水是否会结冰并和烧杯粘在－起
B．实验过程中可闻到刺激性的氨味
C．该反应不能自发进行
D．玻璃棒搅拌可以加快反应
4.汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)，是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，反应原理：2NO(g)＋2CO(g)= N2(g)＋2CO2(g)，在298 K、100 kPa下，ΔH＝－113 kJ·mol－1、ΔS＝－145 J·mol－1·K－1。下列说法中错误的是( )
A．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
B．该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂
C．该反应常温下能自发进行，高温和催化剂只是加快反应的速率
D．汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒
5.下列说法错误的是（ ）
A．碳酸钙的分解能否自发进行与温度有关
B．硝酸铵溶于水可自发进行是因为ΔS＞0
C．已知S(g)＋O2(g)=SO2(g) ΔH1 ，S(s)＋O2(g)=SO2(g) ΔH2，则ΔH1＜ΔH2
D．若正反应的活化能为EakJ/mol，逆反应的活化能为EbkJ/mol，则△H=(Eb-Ea)kJ/mol
6.反应mA(g)+nB(g)=eC(g)+fD(s) △H。若按反应物的化学计量数比投料，在一定条件下进行反应，该反应达到平衡时C的气体体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列叙述正确的是
A．该反应的△H >0
B．该化学方程式中m+n>e+f
C．加入催化剂可加快正反应速率，逆反应速率不变
D．往平衡后的恒压容器中再充入一定量C，达到新平衡时，C的浓度与原平衡时的相同
7.对于可逆反应 N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H＜0，下列研究目的和图示相符的是
A．压强对反应的影响(p2＞p1)
B．温度对反应的影响
C．平衡体系增加 N2对反应的影响
D．催化剂对反应的影响
8.某温度时，在一个容积为2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，下列有关说法错误的是（ ）
A．该反应的化学方程式为X＋3Y⇌2Z
B．2 min时，反应达最大限度，但化学反应仍在进行
C．反应开始至2min，Z的反应速率为0.05 mol·L－1·min－1
D．反应达到平衡时，压强是开始时的0.9倍
9.乙烯气相直接水合反应制备乙醇：。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下(起始时，，容器体积为1 L)。下列分析不正确的是（ ）
A．图中a点对应的平衡常数 B．图中压强的大小关系为：
C．乙烯气相直接水合反应的 D．达到平衡状态a、b所需要的时间：
10.在容积为1.00 L的密闭容器中，充入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随着温度升高，混合气体的颜色变深。体系中各物质的浓度变化与时间关系如图所示。下列说法正确的是
A．反应的△H <0
B．在 0〜60s 时段，反应速率v(N2O4)=0.001mol·L-1·s-1
C．平衡时，反应的平衡常数K=0.240
D．T1℃时平衡后将温度变为T2℃，测得c(N2O4)降低，则T1>T2
11.一定温度下，在固定容积的密闭容器中，可逆反应：mA(s)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)，当 m、n、p、q 为任意正整数时，下列状态：
①体系的压强不再发生变化
②体系的密度不再发生变化
③各组分的物质的量浓度不再改变
④各组分的质量分数不再改变
⑤反应速率 vB∶vC∶vD＝n∶p∶q
其中，能说明反应已达到平衡的是( )
A．只有③④ B．只有②③④ C．只有①②③④ D．①②③④⑤
12.在一固定体积的密闭容器中，可逆反应，nA(g)＋mB(g)pC(g)已经达到平衡状态。已知n＋m＞p，ΔH<0。下列分析结论中正确的是（ ）
①升温，的值变小；②降温，平衡体系内混合气体的平均相对分子质量变小；③增加B的物质的量，A的转化率增大；④使用催化剂，气体总的物质的量不变；⑤加压使密闭容器的容积变小，A或B的浓度则变大；⑥若A的反应速率为v(A)，则v(B)=v(A)
A．①② B．②③④ C．③④⑤ D．③④⑥
13.一定量的混合气体在容积为VL的密闭容器中发生如下反应：xA(g)＋yB(g)zC(g)，达到平衡后测得A气体的浓度为1.0mol/L，保持温度不变将密闭容器的容积变为2VL，再次达到平衡后，测得A浓度为0.5mol/L，则下列叙述正确的是
A．平衡向正反应方向移动 B．x＋y>z C．x＋y＝z D．x＋y
14.已知反应X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH=－a kJ·mol -1 ，一定条件下，1molX和3 mol Y在2L恒容密闭容器中发生反应，10min时测得Y 的物质的量为2.4 mol。下列说法正确的是
A．10min时，容器内的压强是反应前的0.9倍
B．10min 时，X 的转化率为80%
C．10min内，用Y表示的平均反应速率为0.03 mol·L-1·s-1
D．前5分钟内，X 和Y 反应放出的热量等于0.1a kJ
15.在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：NO(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2(g)；ΔH＝－373.2 kJ/mol，达到平衡后，为提高该反应的速率和NO的转化率，采取的正确措施是
A．加催化剂同时升高温度 B．加催化剂同时增大压强
C．升高温度同时充入N2 D．降低温度同时增大压强
16.在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16 mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应：X(g)＋Y(g)2Z(g) △H<0，一段时间后达到平衡，反应过程中测定的数据如下表：
下列说法正确的是
t/min
2
4
7
9
n(Y)/mol
0.12
0.11
0.10
0.10
A．反应前2min的平均速率ν(Z)＝2.0×10－3mol·L－1·min－1
B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前ν(逆)>ν(正)
C．该温度下此反应的平衡常数K＝1.44
D．其他条件不变，再充入0.2 mol Z，平衡时X的体积分数增大
17.某温度下，在体积为5 L的密闭容器中，充入1molA气体，发生如下可逆反应： 2A（g）B(g)+C(g)；ΔH＝+akJ·mol－1 (a>0)，2min后反应达到平衡，A为0.4 mol。下列叙述中不正确的是
A．充分反应后，反应吸收的热量为0.5a kJ
B．0-2 min时间内B物质的平均反应速率为0.03 mol/(L·min)
C．达平衡后，保持温度和容器体积不变，再充入1 mol A，平衡向正反应方向移动
D．若温度和容器体积不变，起始时充入B和C各0.5 mol，则达平衡时，n(A)等于0.4 mol
18.高炉炼铁过程中发生反应：，该反应在不同温度下的平衡常数见表。下列说法正确的是（ ）
温度T/℃
1000
1150
1300
平衡常数K
4.0
3.7
3.5
A．平衡后温度不变缩小容器容积，的转化率升高
B．增加高炉的高度可以有效降低炼铁尾气中CO的含量
C．其他条件不变时，增大c（CO），该反应的K值增大
D．由表中数据可判断该反应：反应物总能量大于生成物的总能量
19.相同温度、相同容积的四个密闭容器中进行同样的可逆反应：2X(g)+Y(g)3W(g)+2Z(g) △H=﹣Q KJ/mol，起始时充入气体的物质的量及平衡时体系能量变化数据如表，下列说法正确的是（ ）
X
Y
W
Z
反应体系能量变化
甲
2mol
1mol
放出a kJ/mol
乙
1mol
1mol
放出b kJ/mol
丙
2mol
2mol
放出c kJ/mol
丁
3mol
2mol
吸收d kJ/mol
A．X的转化率为：甲＜乙＜丙
B．c+d＜Q
C．平衡时，甲容器中的反应速率比丁容器中的慢
D．平衡时丙容器中Z的物质的量浓度最大
二、非选择题（共4题）
20.一氧化碳和二氧化硫是用途广泛的化工基础原料。
（1）已知：C（s）＋O2（g）＝CO2（g） △H1＝– 393.5 kJ·mol – 1
C（s）＋CO2（g）＝2CO（g） △H2＝＋172.5 kJ·mol – 1
S（s）＋O2（g）＝SO2（g） △H3＝– 296.0 kJ·mol – 1
已知某反应的平衡常数，据以上信息，请写出该反应的热化学反应方程式：________________。
（2）工业上用一氧化碳制取氢气的反应为：CO（g）＋H2O（g） CO2（g）＋H2（g），已知420℃时，该反应的化学平衡常数为9.0。如果反应开始时，在2 L的密闭容器中充入CO和H2O的物质的量都是0.60 mol，5 min末达到平衡，则此时CO的转化率为______，H2的化学反应速率为_____。
（3）工业利用反应2SO2（g）＋O2（g） 2SO3（g）制硫酸，一定条件下，将1molSO2与2molO2置于恒容密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是______
a 体系压强保持不变
b 混合气体密度保持不变
c SO2和O2的物质的量保持不变
d 每消耗1 mol SO3的同时，生成0.5 mol O2
21.在A、B两个恒容密闭容器中发生反应：2NO2⇌2NO +O2反应过程中NO2的物质的量随时间变化的状况如图所示：
（1）若A容器的体积为5 L，反应经6 min达到平衡状态，则0~6 min内以O2浓度变化表示的反应速率为___________。
（2）该反应化学平衡常数K=__________(写出表达式)。
（3）说明该反应已达到平衡状态的是_______。
A．v正(NO2)=v逆(NO) B．c(NO2)=c(NO)
C．气体的平均摩尔质量不变 D．气体的密度保持不变
（4）若A、B两容器中只是温度不同，则TA____TB (填“>”或“<”)，请写出一条能提高二氧化氮转化率的措施_____________。
22.二甲醚是一种清洁能源，用水煤气制取甲醚的原理如下：
（ⅰ）2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH1
（ⅱ）2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2
（1）则4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=___（用含ΔH1、ΔH2的式子表示）
（2）在恒容密闭容器中发生反应（ⅰ），
（Ⅰ）如图能正确反映平衡体系中甲醇体积分数随温度变化情况的曲线是__（填“a”或“b”）；
（Ⅱ）下列说法能表明反应（ⅰ）已达平衡状态的是__；
a.容器中气体的压强不再变化 b.混合气体的密度不再变化
c.混合气体的平均相对分子质量不再变化 d.v正（H2）=2v正（CH3OH）
（Ⅲ）300℃下，CO的转化率与起始投料比的变化关系如图所示，测得D点氢气的转化率为40%，x=__。
23.燃煤废气中的氮氧化物（NOx）、CO2、SO2等气体，常要采用不同方法处理，以实现节能减排、废物利用等。
（1）下列为二氧化硫和氮的氧化物转化的部分环节：
①已知：2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） △H＝－196.6 kJ・mol－1
2NO（g）＋O2（g）2NO2（g） △H＝－113.0 kJ·mol－1
则SO2气体与NO2气体反应生成SO3气体和NO气体的热化学方程式为_________。
②一定条件下，工业上可通过下列反应实现燃煤烟气中液态硫的回收，其中Y是单质：SO2（g）＋2CO（g） 2X（g）＋Y（l）。为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，某化学兴趣小组在某温度下、固定容器中用超灵敏气体传感器测得不同时间的SO2和CO浓度如下表：
时间/s
0
1
2
3
4
c（SO2）/mol·L －1
1.00
0.50
0.23
3.00×10－37
3.00×10－37
c（CO）/mol·L－1
4.00
3.00
2.46
2.00
2.00
X的化学式为___________；当时间为第4 s时，2v（SO2）正____（填“>”“＝”或“<”）v（X）逆。
（2）有科学家经过研究发现，在210~290℃、催化剂条件下用H2可将CO2转化生成甲醇蒸气和水蒸气。一定条件下，往2 L恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3. 0 mol H2，在不同催化剂作用下，相同时间内CO2的转化率随温度变化如图所示：
①催化剂效果最佳的是催化剂 ________（填“I”“II”或“III”）。
②此反应在a点时已达平衡状态，a点的转化率比c点高的原因是___________。已知容器内的起始压强为100 kPa，则图中c点对应温度下反应的平衡常数Kp＝______（保留两位有效数字）（Kp为以分压表示的平衡常数， 分压＝总压×物质的量分数）。
【参考答案及解析】
一、选择题
1.
【答案】B
【解析】A. 物质聚集状态不同熵值不同，S（气体）> S（液体）> S(固体)，1molH2O在不同状态时的熵值：S[H2O(s)]
C. CaCO3(s)⇌CaO(s)+CO2(g)△H>0，△S>0，能否自发进行，△H−T△S<0与温度有关，故C正确；
D. 常温下，反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发，则△H−T△S>0，反应中△S>0，则△H>0，故D正确；
故选B。
2.
【答案】B
【解析】A. CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)该反应是气体减少的反应，是熵减的反应，故A错误；
B. CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑反应前无气体，反应后生成气体，是熵显著增加的反应，故B正确；
C. C(s)+O2(g)=CO2(g)，反应前后气体体积相同，熵值没有显著变化，故C错误；
D. 2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s)，是气体减少的反应，是熵减的反应，故D错误。
故选B。
【点睛】熵描述的是体系的混乱度。熵增加就是混乱程度增大的反应，反应中若生成气体或气体的量增加，都会使混乱度增加。
3.
【答案】C
【解析】A项、若Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl晶体的反应是吸热反应，会导致温度降低，使玻璃片上的水结冰，导致玻璃片和烧杯粘在－起，故A正确；
B项、Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl晶体反应生成氯化钡和氨气，可闻到刺激性的氨味，故B正确；
C项、该反应为熵增的反应，常温可自发进行，故C错误；
D项、用玻璃棒搅拌可以增大反应物的接触面积，使反应速率加快，故D正确；
故选C。
【点睛】Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl晶体的反应是一个熵增的吸热反应，常温下△H—T△S＜0，常温可自发进行是解答关键。
4.
【答案】B
【解析】根据该反应的焓变和熵变，利用判断反应进行的方向。
A.该反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，A正确；
B.常温下， ，故该反应常温下可自发进行，B错误；
C. 该反应常温下可自发进行，高温和催化剂只是加快反应的速率，故C正确；
D.和均会与血红蛋白结合而使人中毒，D正确；
答案选B。
【点睛】放热利于反应自发进行，熵增有利于反应自发；化学反应的方向的判据为： 反应能自发进行； 反应达到平衡状态；反应不能自发进行。
5.
【答案】D
【解析】A、CaCO3(s)⇌CaO(s)+CO2(g)△H＞0，△S＞0，根据△H-T△S＜0，反应能否自发进行，与温度有关，故A正确；
B、常温下硝酸铵溶于水是一个能自发进行的吸热过程，硝酸铵溶解成为自由移动的离子，是熵变增大的过程，说明该过程的△S＞0，故B正确；
C、固体硫燃烧时要先变为气态硫，该过程吸热，气体与气体反应生成气体比固体和气体反应生成气体产生热量多，但反应热为负值，所以△H1＜△H2，故C正确；
D、焓变与活化能的关系是△H=正反应的活化能-逆反应的活化能，即△H=(Ea-Eb) kJ/mol，故D错误；
故选D。
【点睛】本题的易错点为D，要注意焓变计算的几个常见公式，①△H=正反应的活化能-逆反应的活化能，②△H=反应物总键能-生成物总键能，③△H=生成物总能量-反应物总能量，注意不要混淆。
6.
【答案】D
【解析】A．当压强不变时，温度越高平衡时C的气体体积分数越低，故△H<0，A错误；
B．当温度不变时，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向进行。由图像可知，当温度不变时，压强越大平衡时C的气体体积分数越大，又因为D是固体，故该化学方程式中m+n>e，B错误；
C．加入催化剂正逆反应速率都增加，并且增加的倍数相同，C错误；
D．恒压条件下开始按反应物的化学计量数比投料，在一定条件下进行反应，平衡后往恒压容器中再充入一定量C，再次达到新平衡时，这两次平衡等效，故C的浓度与原平衡时的相同，D正确；
答案选D。
7.
【答案】C
【解析】A．增大压强，合成氨的化学反应速率加快，化学平衡正向移动，根据图示知道压强应该是p2＜p1，且P1条件下，氨气的百分含量更大，故A错误；
B．升高温度，化学反应向着逆反应方向进行，反应物氮气转化率减小，故B错误；
C．增加反应物的浓度，化学平衡向着正反应方向移动，正反应速率大于逆反应速率，故C正确；
D．加入催化剂可以加快化反应速率，应该是缩短达平衡的时间，但是不会引起平衡的移动，故D错误；
故答案为C。
【点睛】化学平衡图像题的解题技巧：①紧扣特征，弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热，体积增大、减小还是不变，有无固体、纯液体物质参与反应等。②先拐先平，在含量(转化率)—时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。③定一议二，当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。④三步分析法，一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。
8.
【答案】A
【解析】由图可知，随反应进行X、Y的物质的量变小，为反应物，Z的物质的量变大，为生成物；在相等的时间内X、Y、Z的物质的量变化比值为3∶1∶2。
A.2min后各物质的量不再变化，说明为可逆反应，综合得化学方程式为3X＋Y⇌2Z，A错误，符合题意；
B.2min时可逆反应达到反应限度，但正、逆反应还在进行，B正确，与题意不符；
C. υ(Z)＝=0.05mol·L－1·min－1，C正确，与题意不符；
D.开始n(气体)＝2 mol，平衡时n(气体)＝(0.9＋0.7＋0.2)mol＝1.8mol，压强之比等于物质的量之比，平衡时体系的压强是开始的0.9倍，D正确，与题意不符；
答案为A。
9.
【答案】D
【解析】A.图中a点对应的平衡常数，故A正确；
B. 图中从下往上看，转化率过大，说明平衡正向移动即加压，因此压强的大小关系为：，故B正确；
C. 升高温度，转化率减小，即平衡逆向移动，逆向为吸热反应，正向为放热反应，故C正确；
D. b点温度、压强比a点温度压强都打，反应速率快，达到平衡所需时间短，故D错误。
综上所述，答案为D。
10.
【答案】B
【解析】A．随温度的升高，混合气体的颜色变深，化学平衡向正反应方向移动，即>0，故A错误；
B．0∼60s时段，N2O4浓度变化为：0.1mol/L−0.04mol/L=0.06mol/L， ，故B正确；
C．，故C错误；
D．温度改变后，c(N2O4)降低，说明平衡正向移动，即平衡向吸热反应移动，而升高温度，平衡将会向吸热方向移动，由此可知，T2>T1，故D错误；
故答案为：B。
11.
【答案】B
【解析】①如果该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应，则体系的压强始终不变，所以不能根据压强判断反应是否达到平衡状态，故①错误；
②反应前后混合气体的总质量发生改变，容器的体积不变，密度不断变化，当体系的密度不再改变时，该反应达到平衡状态，故②正确；
③各组分的物质的量浓度不再改变，该反应达到平衡状态，故③正确；
④反应到达平衡状态时各组分的物质的量不再改变，各组分的质量分数不再改变，故④正确；
⑤反应速率之比等于计量数之比反应后任何时刻都正确，因此当反应速率vB∶vC∶vD＝n∶p∶q时，不能据此判断该反应是否达到平衡状态，⑤故错误；
只有②③④正确；故答案为B。
12.
【答案】C
【解析】①该反应为放热反应，升温，平衡逆向移动，B增多，C减小，所以的比值增大，故①错误；
②降温时平衡正向移动，由M=可知，气体质量不变，总物质的量减小，则混合气体平均相对分子质量变大，故②错误；
③加入B，平衡正向移动，促进A的转化，所以A的转化率增大，故③正确；
④加入催化剂，平衡不移动，气体总的物质的量不变，故④正确；
⑤增大压强，平衡正向进行，但A、B的浓度比原状态大，故⑤正确；
⑥若A的反应速率为v(A)，则v(B)=，故⑥错误；
故选C。
【点睛】对于有气体参加的反应，恒温恒容条件下，增加反应中某气体的浓度，平衡的移动方向分析分为三种：①对于一侧有多种气体参加的反应，如，增加N2的浓度，平衡将会向正向移动，H2的转化率将上升，平衡时N2的体积分数将上升；②对于一侧只有一种气体参加的多气体反应，如，增加HI的浓度，前后互为等效平衡，重新达到平衡时，HI的转化率、体积分数、百分含量均不变；③对于一侧只有一种气体参加的反应，如，增加CO2的浓度，平衡将正向移动，CO2的转化率将会上升，平衡时CO2的浓度不变。
13.
【答案】C
【解析】保持温度不变，将容器的体积扩大两倍，若平衡不移动，A的浓度为0.5mol/L=0.5mol/L，说明平衡不移动，增大体积，压强减小，平衡不移动，说明该反应为气体体积不变的反应，则x+y=z，故C正确；
故选：C。
14.
【答案】A
【解析】根据题意，该反应的三段式为：
A、在恒温恒容的容器中，容器内总压强和体系的总物质的量呈正比，刚开始体系的总物质的量为4mol，10min时体系的总物质的量为3.6mol，则10min时，容器内的压强是反应前的0.9倍，A正确；
B、10min时，α(X)==20%，B错误；
C、10min内，v(Y)== 0.03 mol·L-1·min-1，C错误；
D、反应物的浓度越大，反应速率也越大；10min时Y反应了0.6mol，则5min时，Y的转化量大于0.3mol，即X的转化量大于0.1mol，所以前5min内，X 和Y 反应放出的热量大于0.1a kJ，D错误；
故选A。
【点睛】本题的难点是D选项，化学反应速率v=表示某一段时间内的平均反应速率，而非瞬时速率，且实际过程中，随着反应物的浓度减小，反应的瞬时速率也在减小，故所得曲线一般是“凹”形曲线。
15.
【答案】B
【解析】提高该反应的NO的转化率只需让平衡正向移动，据此分析判断。
A．加催化剂能使反应速率加快，但平衡不移动，由于该反应为放热反应，升高温度，虽反应速率加快，但反应逆向进行，因此NO的转化率减小，A项错误；
B．加催化剂能使反应速率加快，但平衡不移动，由于该反应为气体体积缩小的反应，增大压强，反应速率加快，且平衡正向移动，因此加催化剂同时增大压强能提高该反应的速率和NO的转化率，B项正确；
C．由于该反应为放热反应，升高温度，虽反应速率加快，但反应逆向进行， NO的转化率减小，充入N2，增大了生成物的浓度，反应速率加快但平衡逆向移动，NO的转化率减小，C项错误；
D．由于该反应为放热反应，降低温度，反应速率减慢，反应正向进行，NO的转化率增大，由于该反应为气体体积缩小的反应，增大压强，反应速率加快，且平衡正向移动，NO的转化率增大，D项错误；
答案选B。
16.
【答案】C
【解析】A.根据公式v=代入数据计算得，ν(Y)== =2.0×10－3mol·L－1·min-1, ν(Y) /ν(Z)=1/2，则ν(Z)=4.0×10－3mol·L－1·min-1，故A错误；
B.该反应放热，其他条件不变，降低温度，平衡正向移动，反应达到新平衡前ν(逆)＜ ν(正)，故B错误；
C. 由表中数据可知7min时，反应到达平衡，Y的物质的量为0.10mol，此时X的物质的量也为0.10mol，Z的物质的量也为0.12mol，X、Y、Z的物质的量浓度分别为：0.01mol⋅L−1、0.01mol⋅L−1、0.012mol⋅L−1，故平衡常数K= =1.44，
故C正确；
D.其他条件不变，再充入0．2molZ，相当于增大压强，该反应为两边气体物质系数相等，平衡时X的体积分数不变，故D错误；
故选：C。
17.
【答案】A
【解析】
结合相关数据以及外界条件对平衡移动的影响解答该题。
A. 该反应为吸热反应，消耗0.6molA，由热化学方程式可知吸收热量为0.3akJ，故A错误；
B. B物质的反应速率，故B正确；
C. 反应前后体积不变，压强对平衡移动无影响，则达到平衡后，保持温度和容器体积不变，再充入1molA，相当于增大压强，则平衡不移动，A的总转化率不变，故C正确；
D. 温度和容器体积不变，起始时充入B和C各0.5 mol，按化学计量数转化到左边可得1molA，与原平衡为等效平衡，平衡时对应组分的物质的量相同，平衡时A的物质的量为0.4mol，故D正确；
18.
【答案】D
【解析】A. 平衡后温度不变缩小容器容积，平衡不移动，因此的转化率不变，故A错误；
B. 达到平衡后，增加高炉的高度不能降低炼铁尾气中CO的含量，故B错误；
C. 其他条件不变时，增大c(CO)，该反应的K值不变，平衡常数只与温度有关，故C错误；
D. 由表中数据，升温，平衡常数减小，说明逆向吸热反应，正向放热反应，反应物总能量大于生成物的总能量，故D正确。
综上所述，答案为D。
【点睛】增加浓度，平衡常数不变，平衡常数只与温度有关。
19.
【答案】D
【解析】A．丙的物质的量是乙的2倍，物质的量增大，压强增大，转化率减小，则转化率乙>丙；甲乙相比，甲中增大了X的物质的量，则X的转化率减小，则转化率甲＜乙；丙的物质的量相当于在甲的基础上增加了Y，则X的转化率增大，甲＜丙，所以X的转化率为：乙>丙>甲，故A错误；
B．甲丁属于等效平衡，二者反应方向相反，二者的转化率之和为100%，则甲丁热量之和为Q，丙的加入Y的量大于甲，向正方向进行的程度大，所以丙放出的热量大于甲，则丙丁热量之和大于Q，即c+d>Q，故B错误；
C．根据反应2X(g)+Y(g)3W(g)+2Z(g)可知，在恒温恒容条件下，初始时2molX、1molY相当于加入3molW、2molZ，二者两个平衡互为等效平衡，则平衡时各组分浓度相等，所以平衡时甲、丁容器中的反应速率相等，故C错误；
D．丙中可以看作先加入2molX和1molY，平衡后又加了1molY，增大反应物的浓度平衡正向移动，所以生成物的浓度增大，即丙中Z的物质的量浓度最大，故D正确；
故答案为：D。
【点睛】虚拟“中间态”法构建等效平衡：
（1）构建恒温恒容平衡思维模式
新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强；
（2）构建恒温恒压平衡思维模式（以气体物质的量增加的反应为例，见图示）
新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。
二、非选择题
20.
【答案】（1）SO2（g）＋2CO（g） 2CO2（g）＋S（s） △H＝－270kJ·mol-1
（2）75% 0.045mol·L-1·min-1
（3）a、c
【解析】【分析】（1）已知某反应的平衡常数，则该反应的方程式为SO2(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+S(s)，根据盖斯定律结合已知方程式计算反应热；
（2）根据所给反应的平衡常数，利用三段式法计算浓度变化值结合公式计算；
（3）学反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，且不等于0，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理量不发生变化，以此进行判断；
【详解】（1）已知某反应的平衡常数，则该反应的方程式为SO2(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+S(s)，
①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ•mol -1
②C(s)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ•mol -1
③S(s)+O2(g)=SO2(g)△H3=-296.0kJ•mol -1，
由盖斯定律①-②-③可得SO2(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+S(s) △H=-270kJ•mol-1；
故答案为：SO2(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+S(s) △H=-270kJ•mol-1；
（2）设参加反应的CO的浓度为x
，解得x=0.225mol/L，所以CO的转化率α(CO)=
×100%=75%，氢气反应速率v(H2)==0.045mol/(L•min)，故答案为：75%；0.045mol/(L•min)；
（3）a．反应前后气体的体积不等，故容器总压强随时间改变，当压强不再随着时间变化时，即达到化学平衡状态，故a正确；b．总质量不变，体积不变，故混合气体的密度始终不变，所以不能作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故b错误；c．起始SO2和O2的物质的量之比为1:2，而反应过程中按照2:1的比例进行反应，所以SO2和O2的物质的量之比不变时说明反应达到平衡，故c正确；d．每消耗1mol SO3为逆反应速率，同时，生成0.5mol O2也为逆反应速率，任一时刻不同物质表示的同一方向速率之比等于计量数之比，故d错误；故答案为：ac；
21.
【答案】（1）0.002 mol/(L•min)
（2）
（3）AC
（4）＜ 升高温度(或减小压强)
【解析】【分析】
（1）根据计算反应速率；
（2）平衡常数是可逆化学反应达到平衡状态时生成物与反应物的浓度(方程式系数幂次方)乘积比或反应产物与反应底物的浓度(方程式系数幂次方)乘积比。
（3）反应达到平衡状态，各组分的浓度不随着时间的变化而变化，正逆反应速率相等，根据化学平衡状态的特征结合变量不变的状态是平衡状态来回答；
（4）温度越高达到平衡所需时间越短，不增加NO2的物质的量使平衡右移即可增大其转化率。
【详解】（1）据图可知初始时n(NO2)=0.30mol，平衡时n(NO2)=0.18mol，△n(NO2)=0.12mol，△c(NO2)=，则，同一反应中反应速率之比等于化学计量数之比，所以v(O2)=0.002 mol/(L•min)，故答案为：0.002 mol/(L•min)；
（2）根据平衡常数的定义可知该反应的平衡常数K=，故答案为：；
（3）A．反应平衡时v正(NO2)=v逆(NO2) ，同一反应反应速率之比等于计量数之比，所以v逆(NO2)=v逆(NO) ，所以v正(NO2)=v逆(NO) ，可以说明反应已达平衡；B．反应过程中c(NO2)减小，c(NO)增大，某一时刻二者可能相等，但不能说明反应平衡；C．反应过程中气体总质量不变，但气体的物质的量在改变，即平均摩尔质量会变，所以当气体的平均摩尔质量不变时可以说明反应平衡；D．气体总质量不变，体积不变，故密度一直不变，所以密度不变时不能说明反应平衡；故答案为：AC；
（4）根据图可知容器B达到平衡所需时间更短，反应速率更大，温度更高，且平衡时二氧化氮浓度更低，说明温度升高平衡右移，正反应为吸热反应，升高温度可使平衡右移，增大二氧化氮的转化率，该反应为压强减小的反应，故减小压强可使平衡右移，增大二氧化氮的转化率，故答案为：＜；升高温度(或减小压强)。
【点睛】同一反应中不同物质表示的反应速率之比等于计量数之比，直接求某物质的反应速率不好求时可以通过求其他物质的反应速率来推算。
22.
【答案】（1）2ΔH1+ΔH2
（2）a ac 3
【解析】（1）已知（ⅰ）2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)；（ⅱ）CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)，（ⅰ）×2+（ⅱ）即得反应4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)，其ΔH=2ΔH1+ΔH2；
（2）（Ⅰ）反应（i）是化合反应，ΔH＜0，温度升高，平衡逆向移动，甲醇体积分数减小，故选a；
（Ⅱ）a.该反应是反应后体积有变化的反应，根据阿伏伽德罗定律，压强和气体总的物质的量成正比，所以当容器中气体的压强不再变化达到平衡状态；
b.混合气体的总质量不变，容器体积不变，所以混合气的密度一直不变，所以密度不再变化不能判断反应是否平衡；
c.混合气体的总质量不变，但混合气的总的物质的量是变化的，所以混合气体的平均相对分子质量不再变化时达到了平衡状态；
d.v正(H2)=2v正(CH3OH)表示的都是正反应速率，无法确定反应是否平衡；
故选ac；
（Ⅲ）设起始投入CO的物质的量为1mol，则H2的物质的量为y mol，平衡时CO的转化率为60%，则反应的CO为0.6mol，根据方程式，同时反应的氢气为1.2mol，氢气的转化率为40%，所以×100%=40%，解得y=3，则x===3。
23.
【答案】（1）SO2(g) ＋NO2(g) SO3(g)＋NO(g) △H＝－41.8 kJ·mol－1 CO2 ＝
（2）I a点达到平衡，c点温度升高，反应是放热反应，平衡逆向，转化率减小
【解析】【分析】（1）①根据盖斯定律，第一个方程式减去第二个方程式，再除以2得到热化学方程式；②Y为S，根据原子守恒思想得出X的化学式；当时间为第4 s时，已经达到平衡，则速率比等于计量系数比。
（2）①T3温度以前，相同温度下，催化剂Ⅰ的催化效率更高；②该反应是放热反应，温度越高，平衡逆向移动，建立三段式，先计算平衡后的压强，再根据压强平衡常数计算。
【详解】（1）①第一个方程式减去第二个方程式，再除以2得到SO2气体与NO2气体反应生成SO3气体和NO气体的热化学方程式为SO2(g) ＋NO2(g) SO3(g) ＋NO(g) △H＝－41.8 kJ·mol－1；故答案为：SO2(g) ＋NO2(g) SO3(g) ＋NO(g) △H＝－41.8 kJ·mol－1。
②Y为S，根据原子守恒思想得出X的化学式为CO2；当时间为第4 s时，已经达到平衡，则速率比等于计量系数比，故2v(SO2)正 ＝ v(X)逆；故答案为：CO2；＝。
（2）①T3温度以前，相同温度下，催化剂Ⅰ的催化效率更高；故答案为：I。
②该反应是放热反应，温度越高，平衡逆向移动，因此a点的转化率比c点高的原因是a点达到平衡，c点温度升高，反应是放热反应，平衡逆向，转化率减小；
利用压强之比等于物质的量之比，，反应后的压强为，；故答案为：a点达到平衡，c点温度升高，反应是放热反应，平衡逆向，转化率减小；。
化学反应速率与化学平衡
一、选择题（共19题）
1.下列有关化学反应方向及其判据的说法中错误的是（ ）
A．1molH2O在不同状态时的熵值：S[H2O(s)]＜S[H2O(g)]
B．已知某自发反应A(g)+B(g)=2C(g)△H＞0，则△S＜0
C．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)△H＞0能否自发进行与温度有关
D．常温下，反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发进行，则该反应的△H＞0
2.下列反应中，熵显著增加的反应是（ ）
A．CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)
B．CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
C．C(s)+O2(g)=CO2(g)
D．2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s)
3.欲证明Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl晶体的反应是吸热反应，设计实验如图所示。下列说法错误的是
A．实验中观察玻璃片上的水是否会结冰并和烧杯粘在－起
B．实验过程中可闻到刺激性的氨味
C．该反应不能自发进行
D．玻璃棒搅拌可以加快反应
4.汽车尾气(含烃类、CO、NO与SO2等)，是城市主要污染源之一，治理的办法之一是在汽车排气管上装催化转化器，它使NO与CO反应生成可参与大气生态循环的无毒气体，反应原理：2NO(g)＋2CO(g)= N2(g)＋2CO2(g)，在298 K、100 kPa下，ΔH＝－113 kJ·mol－1、ΔS＝－145 J·mol－1·K－1。下列说法中错误的是( )
A．该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
B．该反应常温下不能自发进行，因此需要高温和催化剂
C．该反应常温下能自发进行，高温和催化剂只是加快反应的速率
D．汽车尾气中的这两种气体会与血红蛋白结合而使人中毒
5.下列说法错误的是（ ）
A．碳酸钙的分解能否自发进行与温度有关
B．硝酸铵溶于水可自发进行是因为ΔS＞0
C．已知S(g)＋O2(g)=SO2(g) ΔH1 ，S(s)＋O2(g)=SO2(g) ΔH2，则ΔH1＜ΔH2
D．若正反应的活化能为EakJ/mol，逆反应的活化能为EbkJ/mol，则△H=(Eb-Ea)kJ/mol
6.反应mA(g)+nB(g)=eC(g)+fD(s) △H。若按反应物的化学计量数比投料，在一定条件下进行反应，该反应达到平衡时C的气体体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列叙述正确的是
A．该反应的△H >0
B．该化学方程式中m+n>e+f
C．加入催化剂可加快正反应速率，逆反应速率不变
D．往平衡后的恒压容器中再充入一定量C，达到新平衡时，C的浓度与原平衡时的相同
7.对于可逆反应 N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H＜0，下列研究目的和图示相符的是
A．压强对反应的影响(p2＞p1)
B．温度对反应的影响
C．平衡体系增加 N2对反应的影响
D．催化剂对反应的影响
8.某温度时，在一个容积为2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，下列有关说法错误的是（ ）
A．该反应的化学方程式为X＋3Y⇌2Z
B．2 min时，反应达最大限度，但化学反应仍在进行
C．反应开始至2min，Z的反应速率为0.05 mol·L－1·min－1
D．反应达到平衡时，压强是开始时的0.9倍
9.乙烯气相直接水合反应制备乙醇：。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下(起始时，，容器体积为1 L)。下列分析不正确的是（ ）
A．图中a点对应的平衡常数 B．图中压强的大小关系为：
C．乙烯气相直接水合反应的 D．达到平衡状态a、b所需要的时间：
10.在容积为1.00 L的密闭容器中，充入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随着温度升高，混合气体的颜色变深。体系中各物质的浓度变化与时间关系如图所示。下列说法正确的是
A．反应的△H <0
B．在 0〜60s 时段，反应速率v(N2O4)=0.001mol·L-1·s-1
C．平衡时，反应的平衡常数K=0.240
D．T1℃时平衡后将温度变为T2℃，测得c(N2O4)降低，则T1>T2
11.一定温度下，在固定容积的密闭容器中，可逆反应：mA(s)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)，当 m、n、p、q 为任意正整数时，下列状态：
①体系的压强不再发生变化
②体系的密度不再发生变化
③各组分的物质的量浓度不再改变
④各组分的质量分数不再改变
⑤反应速率 vB∶vC∶vD＝n∶p∶q
其中，能说明反应已达到平衡的是( )
A．只有③④ B．只有②③④ C．只有①②③④ D．①②③④⑤
12.在一固定体积的密闭容器中，可逆反应，nA(g)＋mB(g)pC(g)已经达到平衡状态。已知n＋m＞p，ΔH<0。下列分析结论中正确的是（ ）
①升温，的值变小；②降温，平衡体系内混合气体的平均相对分子质量变小；③增加B的物质的量，A的转化率增大；④使用催化剂，气体总的物质的量不变；⑤加压使密闭容器的容积变小，A或B的浓度则变大；⑥若A的反应速率为v(A)，则v(B)=v(A)
A．①② B．②③④ C．③④⑤ D．③④⑥
13.一定量的混合气体在容积为VL的密闭容器中发生如下反应：xA(g)＋yB(g)zC(g)，达到平衡后测得A气体的浓度为1.0mol/L，保持温度不变将密闭容器的容积变为2VL，再次达到平衡后，测得A浓度为0.5mol/L，则下列叙述正确的是
A．平衡向正反应方向移动 B．x＋y>z C．x＋y＝z D．x＋y
14.已知反应X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH=－a kJ·mol -1 ，一定条件下，1molX和3 mol Y在2L恒容密闭容器中发生反应，10min时测得Y 的物质的量为2.4 mol。下列说法正确的是
A．10min时，容器内的压强是反应前的0.9倍
B．10min 时，X 的转化率为80%
C．10min内，用Y表示的平均反应速率为0.03 mol·L-1·s-1
D．前5分钟内，X 和Y 反应放出的热量等于0.1a kJ
15.在密闭容器中，一定条件下，进行如下反应：NO(g)＋CO(g)N2(g)＋CO2(g)；ΔH＝－373.2 kJ/mol，达到平衡后，为提高该反应的速率和NO的转化率，采取的正确措施是
A．加催化剂同时升高温度 B．加催化剂同时增大压强
C．升高温度同时充入N2 D．降低温度同时增大压强
16.在一定温度下，将气体X和气体Y各0.16 mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应：X(g)＋Y(g)2Z(g) △H<0，一段时间后达到平衡，反应过程中测定的数据如下表：
下列说法正确的是
t/min
2
4
7
9
n(Y)/mol
0.12
0.11
0.10
0.10
A．反应前2min的平均速率ν(Z)＝2.0×10－3mol·L－1·min－1
B．其他条件不变，降低温度，反应达到新平衡前ν(逆)>ν(正)
C．该温度下此反应的平衡常数K＝1.44
D．其他条件不变，再充入0.2 mol Z，平衡时X的体积分数增大
17.某温度下，在体积为5 L的密闭容器中，充入1molA气体，发生如下可逆反应： 2A（g）B(g)+C(g)；ΔH＝+akJ·mol－1 (a>0)，2min后反应达到平衡，A为0.4 mol。下列叙述中不正确的是
A．充分反应后，反应吸收的热量为0.5a kJ
B．0-2 min时间内B物质的平均反应速率为0.03 mol/(L·min)
C．达平衡后，保持温度和容器体积不变，再充入1 mol A，平衡向正反应方向移动
D．若温度和容器体积不变，起始时充入B和C各0.5 mol，则达平衡时，n(A)等于0.4 mol
18.高炉炼铁过程中发生反应：，该反应在不同温度下的平衡常数见表。下列说法正确的是（ ）
温度T/℃
1000
1150
1300
平衡常数K
4.0
3.7
3.5
A．平衡后温度不变缩小容器容积，的转化率升高
B．增加高炉的高度可以有效降低炼铁尾气中CO的含量
C．其他条件不变时，增大c（CO），该反应的K值增大
D．由表中数据可判断该反应：反应物总能量大于生成物的总能量
19.相同温度、相同容积的四个密闭容器中进行同样的可逆反应：2X(g)+Y(g)3W(g)+2Z(g) △H=﹣Q KJ/mol，起始时充入气体的物质的量及平衡时体系能量变化数据如表，下列说法正确的是（ ）
X
Y
W
Z
反应体系能量变化
甲
2mol
1mol
放出a kJ/mol
乙
1mol
1mol
放出b kJ/mol
丙
2mol
2mol
放出c kJ/mol
丁
3mol
2mol
吸收d kJ/mol
A．X的转化率为：甲＜乙＜丙
B．c+d＜Q
C．平衡时，甲容器中的反应速率比丁容器中的慢
D．平衡时丙容器中Z的物质的量浓度最大
二、非选择题（共4题）
20.一氧化碳和二氧化硫是用途广泛的化工基础原料。
（1）已知：C（s）＋O2（g）＝CO2（g） △H1＝– 393.5 kJ·mol – 1
C（s）＋CO2（g）＝2CO（g） △H2＝＋172.5 kJ·mol – 1
S（s）＋O2（g）＝SO2（g） △H3＝– 296.0 kJ·mol – 1
已知某反应的平衡常数，据以上信息，请写出该反应的热化学反应方程式：________________。
（2）工业上用一氧化碳制取氢气的反应为：CO（g）＋H2O（g） CO2（g）＋H2（g），已知420℃时，该反应的化学平衡常数为9.0。如果反应开始时，在2 L的密闭容器中充入CO和H2O的物质的量都是0.60 mol，5 min末达到平衡，则此时CO的转化率为______，H2的化学反应速率为_____。
（3）工业利用反应2SO2（g）＋O2（g） 2SO3（g）制硫酸，一定条件下，将1molSO2与2molO2置于恒容密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是______
a 体系压强保持不变
b 混合气体密度保持不变
c SO2和O2的物质的量保持不变
d 每消耗1 mol SO3的同时，生成0.5 mol O2
21.在A、B两个恒容密闭容器中发生反应：2NO2⇌2NO +O2反应过程中NO2的物质的量随时间变化的状况如图所示：
（1）若A容器的体积为5 L，反应经6 min达到平衡状态，则0~6 min内以O2浓度变化表示的反应速率为___________。
（2）该反应化学平衡常数K=__________(写出表达式)。
（3）说明该反应已达到平衡状态的是_______。
A．v正(NO2)=v逆(NO) B．c(NO2)=c(NO)
C．气体的平均摩尔质量不变 D．气体的密度保持不变
（4）若A、B两容器中只是温度不同，则TA____TB (填“>”或“<”)，请写出一条能提高二氧化氮转化率的措施_____________。
22.二甲醚是一种清洁能源，用水煤气制取甲醚的原理如下：
（ⅰ）2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) ΔH1
（ⅱ）2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2
（1）则4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=___（用含ΔH1、ΔH2的式子表示）
（2）在恒容密闭容器中发生反应（ⅰ），
（Ⅰ）如图能正确反映平衡体系中甲醇体积分数随温度变化情况的曲线是__（填“a”或“b”）；
（Ⅱ）下列说法能表明反应（ⅰ）已达平衡状态的是__；
a.容器中气体的压强不再变化 b.混合气体的密度不再变化
c.混合气体的平均相对分子质量不再变化 d.v正（H2）=2v正（CH3OH）
（Ⅲ）300℃下，CO的转化率与起始投料比的变化关系如图所示，测得D点氢气的转化率为40%，x=__。
23.燃煤废气中的氮氧化物（NOx）、CO2、SO2等气体，常要采用不同方法处理，以实现节能减排、废物利用等。
（1）下列为二氧化硫和氮的氧化物转化的部分环节：
①已知：2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） △H＝－196.6 kJ・mol－1
2NO（g）＋O2（g）2NO2（g） △H＝－113.0 kJ·mol－1
则SO2气体与NO2气体反应生成SO3气体和NO气体的热化学方程式为_________。
②一定条件下，工业上可通过下列反应实现燃煤烟气中液态硫的回收，其中Y是单质：SO2（g）＋2CO（g） 2X（g）＋Y（l）。为了测定在某种催化剂作用下的反应速率，某化学兴趣小组在某温度下、固定容器中用超灵敏气体传感器测得不同时间的SO2和CO浓度如下表：
时间/s
0
1
2
3
4
c（SO2）/mol·L －1
1.00
0.50
0.23
3.00×10－37
3.00×10－37
c（CO）/mol·L－1
4.00
3.00
2.46
2.00
2.00
X的化学式为___________；当时间为第4 s时，2v（SO2）正____（填“>”“＝”或“<”）v（X）逆。
（2）有科学家经过研究发现，在210~290℃、催化剂条件下用H2可将CO2转化生成甲醇蒸气和水蒸气。一定条件下，往2 L恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3. 0 mol H2，在不同催化剂作用下，相同时间内CO2的转化率随温度变化如图所示：
①催化剂效果最佳的是催化剂 ________（填“I”“II”或“III”）。
②此反应在a点时已达平衡状态，a点的转化率比c点高的原因是___________。已知容器内的起始压强为100 kPa，则图中c点对应温度下反应的平衡常数Kp＝______（保留两位有效数字）（Kp为以分压表示的平衡常数， 分压＝总压×物质的量分数）。
【参考答案及解析】
一、选择题
1.
【答案】B
【解析】A. 物质聚集状态不同熵值不同，S（气体）> S（液体）> S(固体)，1molH2O在不同状态时的熵值：S[H2O(s)]
C. CaCO3(s)⇌CaO(s)+CO2(g)△H>0，△S>0，能否自发进行，△H−T△S<0与温度有关，故C正确；
D. 常温下，反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)不能自发，则△H−T△S>0，反应中△S>0，则△H>0，故D正确；
故选B。
2.
【答案】B
【解析】A. CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)该反应是气体减少的反应，是熵减的反应，故A错误；
B. CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑反应前无气体，反应后生成气体，是熵显著增加的反应，故B正确；
C. C(s)+O2(g)=CO2(g)，反应前后气体体积相同，熵值没有显著变化，故C错误；
D. 2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s)，是气体减少的反应，是熵减的反应，故D错误。
故选B。
【点睛】熵描述的是体系的混乱度。熵增加就是混乱程度增大的反应，反应中若生成气体或气体的量增加，都会使混乱度增加。
3.
【答案】C
【解析】A项、若Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl晶体的反应是吸热反应，会导致温度降低，使玻璃片上的水结冰，导致玻璃片和烧杯粘在－起，故A正确；
B项、Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl晶体反应生成氯化钡和氨气，可闻到刺激性的氨味，故B正确；
C项、该反应为熵增的反应，常温可自发进行，故C错误；
D项、用玻璃棒搅拌可以增大反应物的接触面积，使反应速率加快，故D正确；
故选C。
【点睛】Ba(OH)2·8H2O和NH4Cl晶体的反应是一个熵增的吸热反应，常温下△H—T△S＜0，常温可自发进行是解答关键。
4.
【答案】B
【解析】根据该反应的焓变和熵变，利用判断反应进行的方向。
A.该反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，A正确；
B.常温下， ，故该反应常温下可自发进行，B错误；
C. 该反应常温下可自发进行，高温和催化剂只是加快反应的速率，故C正确；
D.和均会与血红蛋白结合而使人中毒，D正确；
答案选B。
【点睛】放热利于反应自发进行，熵增有利于反应自发；化学反应的方向的判据为： 反应能自发进行； 反应达到平衡状态；反应不能自发进行。
5.
【答案】D
【解析】A、CaCO3(s)⇌CaO(s)+CO2(g)△H＞0，△S＞0，根据△H-T△S＜0，反应能否自发进行，与温度有关，故A正确；
B、常温下硝酸铵溶于水是一个能自发进行的吸热过程，硝酸铵溶解成为自由移动的离子，是熵变增大的过程，说明该过程的△S＞0，故B正确；
C、固体硫燃烧时要先变为气态硫，该过程吸热，气体与气体反应生成气体比固体和气体反应生成气体产生热量多，但反应热为负值，所以△H1＜△H2，故C正确；
D、焓变与活化能的关系是△H=正反应的活化能-逆反应的活化能，即△H=(Ea-Eb) kJ/mol，故D错误；
故选D。
【点睛】本题的易错点为D，要注意焓变计算的几个常见公式，①△H=正反应的活化能-逆反应的活化能，②△H=反应物总键能-生成物总键能，③△H=生成物总能量-反应物总能量，注意不要混淆。
6.
【答案】D
【解析】A．当压强不变时，温度越高平衡时C的气体体积分数越低，故△H<0，A错误；
B．当温度不变时，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向进行。由图像可知，当温度不变时，压强越大平衡时C的气体体积分数越大，又因为D是固体，故该化学方程式中m+n>e，B错误；
C．加入催化剂正逆反应速率都增加，并且增加的倍数相同，C错误；
D．恒压条件下开始按反应物的化学计量数比投料，在一定条件下进行反应，平衡后往恒压容器中再充入一定量C，再次达到新平衡时，这两次平衡等效，故C的浓度与原平衡时的相同，D正确；
答案选D。
7.
【答案】C
【解析】A．增大压强，合成氨的化学反应速率加快，化学平衡正向移动，根据图示知道压强应该是p2＜p1，且P1条件下，氨气的百分含量更大，故A错误；
B．升高温度，化学反应向着逆反应方向进行，反应物氮气转化率减小，故B错误；
C．增加反应物的浓度，化学平衡向着正反应方向移动，正反应速率大于逆反应速率，故C正确；
D．加入催化剂可以加快化反应速率，应该是缩短达平衡的时间，但是不会引起平衡的移动，故D错误；
故答案为C。
【点睛】化学平衡图像题的解题技巧：①紧扣特征，弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热，体积增大、减小还是不变，有无固体、纯液体物质参与反应等。②先拐先平，在含量(转化率)—时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。③定一议二，当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。④三步分析法，一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。
8.
【答案】A
【解析】由图可知，随反应进行X、Y的物质的量变小，为反应物，Z的物质的量变大，为生成物；在相等的时间内X、Y、Z的物质的量变化比值为3∶1∶2。
A.2min后各物质的量不再变化，说明为可逆反应，综合得化学方程式为3X＋Y⇌2Z，A错误，符合题意；
B.2min时可逆反应达到反应限度，但正、逆反应还在进行，B正确，与题意不符；
C. υ(Z)＝=0.05mol·L－1·min－1，C正确，与题意不符；
D.开始n(气体)＝2 mol，平衡时n(气体)＝(0.9＋0.7＋0.2)mol＝1.8mol，压强之比等于物质的量之比，平衡时体系的压强是开始的0.9倍，D正确，与题意不符；
答案为A。
9.
【答案】D
【解析】A.图中a点对应的平衡常数，故A正确；
B. 图中从下往上看，转化率过大，说明平衡正向移动即加压，因此压强的大小关系为：，故B正确；
C. 升高温度，转化率减小，即平衡逆向移动，逆向为吸热反应，正向为放热反应，故C正确；
D. b点温度、压强比a点温度压强都打，反应速率快，达到平衡所需时间短，故D错误。
综上所述，答案为D。
10.
【答案】B
【解析】A．随温度的升高，混合气体的颜色变深，化学平衡向正反应方向移动，即>0，故A错误；
B．0∼60s时段，N2O4浓度变化为：0.1mol/L−0.04mol/L=0.06mol/L， ，故B正确；
C．，故C错误；
D．温度改变后，c(N2O4)降低，说明平衡正向移动，即平衡向吸热反应移动，而升高温度，平衡将会向吸热方向移动，由此可知，T2>T1，故D错误；
故答案为：B。
11.
【答案】B
【解析】①如果该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应，则体系的压强始终不变，所以不能根据压强判断反应是否达到平衡状态，故①错误；
②反应前后混合气体的总质量发生改变，容器的体积不变，密度不断变化，当体系的密度不再改变时，该反应达到平衡状态，故②正确；
③各组分的物质的量浓度不再改变，该反应达到平衡状态，故③正确；
④反应到达平衡状态时各组分的物质的量不再改变，各组分的质量分数不再改变，故④正确；
⑤反应速率之比等于计量数之比反应后任何时刻都正确，因此当反应速率vB∶vC∶vD＝n∶p∶q时，不能据此判断该反应是否达到平衡状态，⑤故错误；
只有②③④正确；故答案为B。
12.
【答案】C
【解析】①该反应为放热反应，升温，平衡逆向移动，B增多，C减小，所以的比值增大，故①错误；
②降温时平衡正向移动，由M=可知，气体质量不变，总物质的量减小，则混合气体平均相对分子质量变大，故②错误；
③加入B，平衡正向移动，促进A的转化，所以A的转化率增大，故③正确；
④加入催化剂，平衡不移动，气体总的物质的量不变，故④正确；
⑤增大压强，平衡正向进行，但A、B的浓度比原状态大，故⑤正确；
⑥若A的反应速率为v(A)，则v(B)=，故⑥错误；
故选C。
【点睛】对于有气体参加的反应，恒温恒容条件下，增加反应中某气体的浓度，平衡的移动方向分析分为三种：①对于一侧有多种气体参加的反应，如，增加N2的浓度，平衡将会向正向移动，H2的转化率将上升，平衡时N2的体积分数将上升；②对于一侧只有一种气体参加的多气体反应，如，增加HI的浓度，前后互为等效平衡，重新达到平衡时，HI的转化率、体积分数、百分含量均不变；③对于一侧只有一种气体参加的反应，如，增加CO2的浓度，平衡将正向移动，CO2的转化率将会上升，平衡时CO2的浓度不变。
13.
【答案】C
【解析】保持温度不变，将容器的体积扩大两倍，若平衡不移动，A的浓度为0.5mol/L=0.5mol/L，说明平衡不移动，增大体积，压强减小，平衡不移动，说明该反应为气体体积不变的反应，则x+y=z，故C正确；
故选：C。
14.
【答案】A
【解析】根据题意，该反应的三段式为：
A、在恒温恒容的容器中，容器内总压强和体系的总物质的量呈正比，刚开始体系的总物质的量为4mol，10min时体系的总物质的量为3.6mol，则10min时，容器内的压强是反应前的0.9倍，A正确；
B、10min时，α(X)==20%，B错误；
C、10min内，v(Y)== 0.03 mol·L-1·min-1，C错误；
D、反应物的浓度越大，反应速率也越大；10min时Y反应了0.6mol，则5min时，Y的转化量大于0.3mol，即X的转化量大于0.1mol，所以前5min内，X 和Y 反应放出的热量大于0.1a kJ，D错误；
故选A。
【点睛】本题的难点是D选项，化学反应速率v=表示某一段时间内的平均反应速率，而非瞬时速率，且实际过程中，随着反应物的浓度减小，反应的瞬时速率也在减小，故所得曲线一般是“凹”形曲线。
15.
【答案】B
【解析】提高该反应的NO的转化率只需让平衡正向移动，据此分析判断。
A．加催化剂能使反应速率加快，但平衡不移动，由于该反应为放热反应，升高温度，虽反应速率加快，但反应逆向进行，因此NO的转化率减小，A项错误；
B．加催化剂能使反应速率加快，但平衡不移动，由于该反应为气体体积缩小的反应，增大压强，反应速率加快，且平衡正向移动，因此加催化剂同时增大压强能提高该反应的速率和NO的转化率，B项正确；
C．由于该反应为放热反应，升高温度，虽反应速率加快，但反应逆向进行， NO的转化率减小，充入N2，增大了生成物的浓度，反应速率加快但平衡逆向移动，NO的转化率减小，C项错误；
D．由于该反应为放热反应，降低温度，反应速率减慢，反应正向进行，NO的转化率增大，由于该反应为气体体积缩小的反应，增大压强，反应速率加快，且平衡正向移动，NO的转化率增大，D项错误；
答案选B。
16.
【答案】C
【解析】A.根据公式v=代入数据计算得，ν(Y)== =2.0×10－3mol·L－1·min-1, ν(Y) /ν(Z)=1/2，则ν(Z)=4.0×10－3mol·L－1·min-1，故A错误；
B.该反应放热，其他条件不变，降低温度，平衡正向移动，反应达到新平衡前ν(逆)＜ ν(正)，故B错误；
C. 由表中数据可知7min时，反应到达平衡，Y的物质的量为0.10mol，此时X的物质的量也为0.10mol，Z的物质的量也为0.12mol，X、Y、Z的物质的量浓度分别为：0.01mol⋅L−1、0.01mol⋅L−1、0.012mol⋅L−1，故平衡常数K= =1.44，
故C正确；
D.其他条件不变，再充入0．2molZ，相当于增大压强，该反应为两边气体物质系数相等，平衡时X的体积分数不变，故D错误；
故选：C。
17.
【答案】A
【解析】
结合相关数据以及外界条件对平衡移动的影响解答该题。
A. 该反应为吸热反应，消耗0.6molA，由热化学方程式可知吸收热量为0.3akJ，故A错误；
B. B物质的反应速率，故B正确；
C. 反应前后体积不变，压强对平衡移动无影响，则达到平衡后，保持温度和容器体积不变，再充入1molA，相当于增大压强，则平衡不移动，A的总转化率不变，故C正确；
D. 温度和容器体积不变，起始时充入B和C各0.5 mol，按化学计量数转化到左边可得1molA，与原平衡为等效平衡，平衡时对应组分的物质的量相同，平衡时A的物质的量为0.4mol，故D正确；
18.
【答案】D
【解析】A. 平衡后温度不变缩小容器容积，平衡不移动，因此的转化率不变，故A错误；
B. 达到平衡后，增加高炉的高度不能降低炼铁尾气中CO的含量，故B错误；
C. 其他条件不变时，增大c(CO)，该反应的K值不变，平衡常数只与温度有关，故C错误；
D. 由表中数据，升温，平衡常数减小，说明逆向吸热反应，正向放热反应，反应物总能量大于生成物的总能量，故D正确。
综上所述，答案为D。
【点睛】增加浓度，平衡常数不变，平衡常数只与温度有关。
19.
【答案】D
【解析】A．丙的物质的量是乙的2倍，物质的量增大，压强增大，转化率减小，则转化率乙>丙；甲乙相比，甲中增大了X的物质的量，则X的转化率减小，则转化率甲＜乙；丙的物质的量相当于在甲的基础上增加了Y，则X的转化率增大，甲＜丙，所以X的转化率为：乙>丙>甲，故A错误；
B．甲丁属于等效平衡，二者反应方向相反，二者的转化率之和为100%，则甲丁热量之和为Q，丙的加入Y的量大于甲，向正方向进行的程度大，所以丙放出的热量大于甲，则丙丁热量之和大于Q，即c+d>Q，故B错误；
C．根据反应2X(g)+Y(g)3W(g)+2Z(g)可知，在恒温恒容条件下，初始时2molX、1molY相当于加入3molW、2molZ，二者两个平衡互为等效平衡，则平衡时各组分浓度相等，所以平衡时甲、丁容器中的反应速率相等，故C错误；
D．丙中可以看作先加入2molX和1molY，平衡后又加了1molY，增大反应物的浓度平衡正向移动，所以生成物的浓度增大，即丙中Z的物质的量浓度最大，故D正确；
故答案为：D。
【点睛】虚拟“中间态”法构建等效平衡：
（1）构建恒温恒容平衡思维模式
新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强；
（2）构建恒温恒压平衡思维模式（以气体物质的量增加的反应为例，见图示）
新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。
二、非选择题
20.
【答案】（1）SO2（g）＋2CO（g） 2CO2（g）＋S（s） △H＝－270kJ·mol-1
（2）75% 0.045mol·L-1·min-1
（3）a、c
【解析】【分析】（1）已知某反应的平衡常数，则该反应的方程式为SO2(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+S(s)，根据盖斯定律结合已知方程式计算反应热；
（2）根据所给反应的平衡常数，利用三段式法计算浓度变化值结合公式计算；
（3）学反应达到化学平衡状态时，正逆反应速率相等，且不等于0，各物质的浓度不再发生变化，由此衍生的一些物理量不发生变化，以此进行判断；
【详解】（1）已知某反应的平衡常数，则该反应的方程式为SO2(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+S(s)，
①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H1=-393.5kJ•mol -1
②C(s)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ•mol -1
③S(s)+O2(g)=SO2(g)△H3=-296.0kJ•mol -1，
由盖斯定律①-②-③可得SO2(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+S(s) △H=-270kJ•mol-1；
故答案为：SO2(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+S(s) △H=-270kJ•mol-1；
（2）设参加反应的CO的浓度为x
，解得x=0.225mol/L，所以CO的转化率α(CO)=
×100%=75%，氢气反应速率v(H2)==0.045mol/(L•min)，故答案为：75%；0.045mol/(L•min)；
（3）a．反应前后气体的体积不等，故容器总压强随时间改变，当压强不再随着时间变化时，即达到化学平衡状态，故a正确；b．总质量不变，体积不变，故混合气体的密度始终不变，所以不能作为判断是否达到化学平衡状态的依据，故b错误；c．起始SO2和O2的物质的量之比为1:2，而反应过程中按照2:1的比例进行反应，所以SO2和O2的物质的量之比不变时说明反应达到平衡，故c正确；d．每消耗1mol SO3为逆反应速率，同时，生成0.5mol O2也为逆反应速率，任一时刻不同物质表示的同一方向速率之比等于计量数之比，故d错误；故答案为：ac；
21.
【答案】（1）0.002 mol/(L•min)
（2）
（3）AC
（4）＜ 升高温度(或减小压强)
【解析】【分析】
（1）根据计算反应速率；
（2）平衡常数是可逆化学反应达到平衡状态时生成物与反应物的浓度(方程式系数幂次方)乘积比或反应产物与反应底物的浓度(方程式系数幂次方)乘积比。
（3）反应达到平衡状态，各组分的浓度不随着时间的变化而变化，正逆反应速率相等，根据化学平衡状态的特征结合变量不变的状态是平衡状态来回答；
（4）温度越高达到平衡所需时间越短，不增加NO2的物质的量使平衡右移即可增大其转化率。
【详解】（1）据图可知初始时n(NO2)=0.30mol，平衡时n(NO2)=0.18mol，△n(NO2)=0.12mol，△c(NO2)=，则，同一反应中反应速率之比等于化学计量数之比，所以v(O2)=0.002 mol/(L•min)，故答案为：0.002 mol/(L•min)；
（2）根据平衡常数的定义可知该反应的平衡常数K=，故答案为：；
（3）A．反应平衡时v正(NO2)=v逆(NO2) ，同一反应反应速率之比等于计量数之比，所以v逆(NO2)=v逆(NO) ，所以v正(NO2)=v逆(NO) ，可以说明反应已达平衡；B．反应过程中c(NO2)减小，c(NO)增大，某一时刻二者可能相等，但不能说明反应平衡；C．反应过程中气体总质量不变，但气体的物质的量在改变，即平均摩尔质量会变，所以当气体的平均摩尔质量不变时可以说明反应平衡；D．气体总质量不变，体积不变，故密度一直不变，所以密度不变时不能说明反应平衡；故答案为：AC；
（4）根据图可知容器B达到平衡所需时间更短，反应速率更大，温度更高，且平衡时二氧化氮浓度更低，说明温度升高平衡右移，正反应为吸热反应，升高温度可使平衡右移，增大二氧化氮的转化率，该反应为压强减小的反应，故减小压强可使平衡右移，增大二氧化氮的转化率，故答案为：＜；升高温度(或减小压强)。
【点睛】同一反应中不同物质表示的反应速率之比等于计量数之比，直接求某物质的反应速率不好求时可以通过求其他物质的反应速率来推算。
22.
【答案】（1）2ΔH1+ΔH2
（2）a ac 3
【解析】（1）已知（ⅰ）2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)；（ⅱ）CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)，（ⅰ）×2+（ⅱ）即得反应4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)，其ΔH=2ΔH1+ΔH2；
（2）（Ⅰ）反应（i）是化合反应，ΔH＜0，温度升高，平衡逆向移动，甲醇体积分数减小，故选a；
（Ⅱ）a.该反应是反应后体积有变化的反应，根据阿伏伽德罗定律，压强和气体总的物质的量成正比，所以当容器中气体的压强不再变化达到平衡状态；
b.混合气体的总质量不变，容器体积不变，所以混合气的密度一直不变，所以密度不再变化不能判断反应是否平衡；
c.混合气体的总质量不变，但混合气的总的物质的量是变化的，所以混合气体的平均相对分子质量不再变化时达到了平衡状态；
d.v正(H2)=2v正(CH3OH)表示的都是正反应速率，无法确定反应是否平衡；
故选ac；
（Ⅲ）设起始投入CO的物质的量为1mol，则H2的物质的量为y mol，平衡时CO的转化率为60%，则反应的CO为0.6mol，根据方程式，同时反应的氢气为1.2mol，氢气的转化率为40%，所以×100%=40%，解得y=3，则x===3。
23.
【答案】（1）SO2(g) ＋NO2(g) SO3(g)＋NO(g) △H＝－41.8 kJ·mol－1 CO2 ＝
（2）I a点达到平衡，c点温度升高，反应是放热反应，平衡逆向，转化率减小
【解析】【分析】（1）①根据盖斯定律，第一个方程式减去第二个方程式，再除以2得到热化学方程式；②Y为S，根据原子守恒思想得出X的化学式；当时间为第4 s时，已经达到平衡，则速率比等于计量系数比。
（2）①T3温度以前，相同温度下，催化剂Ⅰ的催化效率更高；②该反应是放热反应，温度越高，平衡逆向移动，建立三段式，先计算平衡后的压强，再根据压强平衡常数计算。
【详解】（1）①第一个方程式减去第二个方程式，再除以2得到SO2气体与NO2气体反应生成SO3气体和NO气体的热化学方程式为SO2(g) ＋NO2(g) SO3(g) ＋NO(g) △H＝－41.8 kJ·mol－1；故答案为：SO2(g) ＋NO2(g) SO3(g) ＋NO(g) △H＝－41.8 kJ·mol－1。
②Y为S，根据原子守恒思想得出X的化学式为CO2；当时间为第4 s时，已经达到平衡，则速率比等于计量系数比，故2v(SO2)正 ＝ v(X)逆；故答案为：CO2；＝。
（2）①T3温度以前，相同温度下，催化剂Ⅰ的催化效率更高；故答案为：I。
②该反应是放热反应，温度越高，平衡逆向移动，因此a点的转化率比c点高的原因是a点达到平衡，c点温度升高，反应是放热反应，平衡逆向，转化率减小；
利用压强之比等于物质的量之比，，反应后的压强为，；故答案为：a点达到平衡，c点温度升高，反应是放热反应，平衡逆向，转化率减小；。
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