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2023版新教材高中化学第2章化学反应的方向限度与速率章末质量检测鲁科版选择性必修1
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这是一份2023版新教材高中化学第2章化学反应的方向限度与速率章末质量检测鲁科版选择性必修1，共19页。
第2章章末质量检测卷
(时间：90分钟 分值：100分)
一、选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个正确选项符合题意。
1．被称为人体冷冻学之父的罗伯特·埃廷格在1962年写出《不朽的前景》一书。他在书中列举了大量事实，证明了冷冻复活的可能。比如，许多昆虫和低等生物冬天都冻僵起来，春天又自动复活。下列结论中与上述信息相关的是( )
A．化学反应前后质量守恒 B．低温下分子无法运动
C．温度降低，化学反应停止 D．温度越低，化学反应越慢
2．向2 L的恒容密闭容器中，通入4 mol A和5 mol B，发生反应：4A(g)＋5B(g)===3C(g)＋3D(s)。5 min后压强变为原来的80%，则该反应在0～5 min内的平均反应速率可表示为( )
A．v(A)＝0.24 mol·L－1·min－1 B．v(B)＝0.15 mol·L－1·min－1
C．v(C)＝0.18 mol·L－1·min－1 D．v(D)＝0.36 mol·L－1·min－1
3．一定温度下，在某密闭容器中发生反应2HI(g)⇌H2(g)＋I2(s) ΔH>0。若0～15 s内c(HI)由0.1 mol·L－1降到0.07 mol·L－1，则下列说法正确的是( )
A．0～15 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)＝0.001 mol·L－1·s－1
B．c(HI)由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1所需的反应时间小于10 s
C．升高温度正反应速率加快，逆反应速率减慢
D．减小反应体系的体积，化学反应速率加快
4．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
①铁在潮湿的空气中易生锈
②二氧化氮转化为四氧化二氮的平衡体系，缩小容器体积后混合气体颜色加深
③合成氨反应，为提高氨的产率，理论上应采取降低温度的措施
④用钠与氯化钾共融的方法制备气态钾：Na(l)＋KCl(l)⇌K(g)＋NaCl(l)
⑤反应CO(g)＋NO2(g)⇌CO2(g)＋NO(g) ΔH<0，达到化学平衡后，升高温度体系的颜色加深
A．①④ B．①② C．②⑤ D．②③
5．某温度下，反应2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g) ΔH＜0已达平衡，保持其他条件不变，只改变其中一个条件，v(正)、v(逆)的变化如图所示。下列判断正确的是( )
A．图①可能是加压缩小容器体积引起的 B．图②可能是恒压通入惰性气体引起的
C．图③可能是升高温度引起的 D．图④是移走部分SO3引起的
6．一定条件下存在反应C(s)＋H2O(g)⇌CO(g)＋H2(g) ΔH>0；向甲、乙、丙三个恒容容器中加入一定量的C和H2O(g)，各容器中温度、反应物的起始量如下表，反应过程中CO的物质的量浓度随时间的变化如图所示。
容器
甲
乙
丙
容积
0.5 L
0.5 L
V
温度
T1℃
T2℃
T1℃
起始量
2 mol C，1 mol H2O(g)
1 mol CO，1 mol H2
4 mol C，2 mol H2O(g)
下列说法正确的是( )
A.甲容器中，反应在前15 min的平均反应速率v(H2)＝0.1 mol·L－1·min－1
B.丙容器的体积V>0.5 L
C.当温度为T1℃时，反应的平衡常数K＝2.25
D.乙容器中，若平衡时n(H2O)＝0.4 mol，则T1
实验编号
实验操作
实验现象
①
滴入KSCN溶液
溶液变红色
②
滴入AgNO3溶液
有黄色沉淀生成
③
滴入K3[Fe(CN)6]溶液
有蓝色沉淀生成
④
滴入淀粉溶液
溶液变蓝色
A.① B．②和④ C．③和④ D．①和②
8．两个容积相同的带活塞的容器，分别盛有一定质量的NO2和Br2，都为一样的红棕色，迅速将两容器同时压缩到原容积的一半(如图)，假设气体不液化，则下列说法正确的是( )
A.a→a′过程中，颜色突然加深，然后逐渐变浅，最终颜色比原来的深
B.a′、b′的颜色一样深
C.a′、b′的压强分别为a、b的压强的2倍
D.a′中的c(NO2)一定比b′中的c(Br2)小
9．在容积为2 L的恒容密闭容器中充入P(g)和Q(g)，发生反应P(g)＋2Q(g)⇌3R(g)＋4S(s) ΔH。所得数据如下表：
组号
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
n(P)
n(Q)
n(R)
n(S)
①
500
0.10
0.80
0.24
0.32
②
500
0.20
1.60
x
x
③
700
0.10
0.30
0.18
0.24
下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH＞0 B．反应达到平衡后增大压强，平衡逆向移动
C.②中反应的平衡常数K＝6.0 D．根据题目信息不能确定x的值
10．温度为T1时，将1.6 mol气体X和1.6 mol气体Y充入10 L恒容密闭容器中，发生反应X(g)＋Y(g)⇌2Z(g)，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如表，下列说法正确的是( )
t/min
2
4
7
9
n(Y)/mol
1.2
1.1
1.0
1.0
A.0～4 min内的平均反应速率v(Z)＝0.25 mol·L－1·min－1
B.T1时，反应的平衡常数K＝1.2
C.其他条件不变，9 min后，向容器中再充入1.6 mol X，平衡向正反应方向移动，再次达到平衡时X的浓度减小，Y的转化率增大
D.其他条件不变，降温到T2达到化学平衡时，平衡常数K＝4，则该反应为放热反应
二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
11．热催化合成氨面临的两难问题是：采用高温增大反应速率的同时会因平衡限制导致NH3产率降低。我国科研人员研制了Ti－H－Fe双温区催化剂(Ti－H区域和Fe区域的温度差可超过100 ℃)。Ti－H－Fe双温区催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是( )
A.①为N≡N的断裂过程
B.①②③在高温区发生，④⑤在低温区发生
C.④为氮原子由Fe区域向Ti－H区域的传递过程
D.使用Ti－H－Fe双温区催化剂使合成氨反应转变为吸热反应
12．如图是298 K时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述正确的是( )
A.在温度、体积一定的条件下，通入1 mol N2和3 mol H2反应后放出的热量为Q1 kJ，若通入2 mol N2和 6 mol H2反应后放出的热量为Q2 kJ，则184>Q2>2Q1
B.该反应的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH＝＋92 kJ·mol－1
C.a曲线是加入正催化剂时的能量变化曲线
D.加入催化剂，该化学反应的反应热改变
13．已知反应①CO(g)＋CuO(s)⇌CO2(g)＋Cu(s)和反应②H2(g)＋CuO(s)⇌Cu(s)＋H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是( )
A.反应①的平衡常数K1＝
B.对于反应③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则K变小
C.反应③的平衡常数K＝
D.对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定增大
14．0.1 mol CO2与0.3 mol C在恒压密闭容器中发生反应：CO2(g)＋C(s)⇌2CO(g)。平衡时，体系中各气体的体积分数与温度的关系如图。已知：用气体分压表示的化学平衡常数Kp＝；气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数。下列说法正确的是( )
A.650 ℃时，CO2的平衡转化率为25%
B.800 ℃达平衡时，若充入气体He，v正
D.925 ℃时，用平衡气体分压表示的化学平衡常数Kp＝23.04p总
15．在密闭容器中，反应2X(g)＋Y2(g)⇌2XY(g) ΔH<0达到甲平衡。在仅改变某一条件后，达到乙平衡，下列分析正确的是( )
A.图Ⅰ中，甲、乙的平衡常数分别为K1、K2，则K1
C.图Ⅱ中，t时刻增大了压强
D.图Ⅲ表示反应分别在甲、乙条件下达到平衡，说明乙温度高于甲
三、非选择题：本题包括5小题，共60分。
16．(12分)机动车尾气的主要污染物是氮的氧化物，采用合适的催化剂可分解NO，反应为2NO(g)⇌N2(g)＋O2(g) ΔH，在T1℃和T2℃时，分别在容积均为1 L的密闭容器中通入1 mol NO，并发生上述反应，NO的转化率随时间的变化曲线如下图所示：
(1)T1℃________(填“＞”或“＜”，下同)T2℃，ΔH________0。
(2)温度为T1℃时该反应的平衡常数K＝________(结果保留3位小数)。已知反应速率v正＝k正c2(NO)，v逆＝k逆c(N2)·c(O2)，k正、k逆分别为正反应速率常数和逆反应速率常数，则a点处＝________。
(3)温度为T2℃，反应进行到30 min时，达到平衡状态，则0～30 min的平均反应速率v(N2)＝________ mol·L－1·min－1(结果保留3位小数)。
17．(10分)探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下。
Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－58 kJ·mol－1
Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH2＝－99 kJ·mol－1
Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g) ΔH3
回答下列问题：
(1)ΔH3＝________kJ·mol－1。
(2)一定条件下，向体积为V L的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH(g)为a mol，CO为b mol，此时H2O(g)的浓度为________mol·L－1，反应Ⅲ的平衡常数为________。(用含a、b、V的代数式表示)
(3)不同压强下，按照n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。
已知：CO2的平衡转化率＝×100%
CH3OH的平衡产率＝×100%
其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图________(填“甲”或“乙”)；压强p1、p2、p3由大到小的顺序为________；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是________________________________________。
(4)为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择的反应条件为________(填标号)。
A．低温、高压 B．高温、低压
C．低温、低压 D．高温、高压
18．(14分)氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理对于消除环境污染有重要意义。
回答下列问题：
(1)已知2NO(g)＋O2(g)⇌2NO2(g) ΔH的反应历程分两步：
①2NO(g)⇌N2O2(g)(快) ΔH1<0，v1正＝k1正c2(NO)，v1逆＝k1逆c2(N2O2)。
②N2O2(g)＋O2(g)⇌2NO2(g)(慢) ΔH2<0，v2正＝k2正c2(N2O2)·c(O2)，v2逆＝k2逆c2(NO2)。
比较反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小：E1________(填“>”“<”或“＝”)E2，判断理由是__________________________________；2NO(g)＋O2(g)⇌2NO2(g)的平衡常数K与上述反应速率常数k1正、k1逆、k2正、k2逆的关系式为________；已知反应速率常数k随温度升高而增大，若升高温度后k2正、k2逆分别增大a倍和b倍，则a________(填“>”“<”或“＝”)b；一定条件下，2NO(g)＋O2(g)⇌2NO2(g)达平衡后，升高到某温度，再达平衡后v2正较原平衡减小，根据上述速率方程分析，合理的解释是_______________________________________。
(2)以乙烯(C2H4)作为还原剂脱硝(NO)，其脱硝机理如图所示，若反应中n(NO)∶n(O2)＝2∶1，则总反应的化学方程式为________________________________；脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图所示，为达到最佳脱硝效果，应采用的条件是________。
19．(12分)甲醇被称为21世纪的新型燃料，研究和合成甲醇有着重要的意义。一种合成甲醇的方法为CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH，在10 L恒容密闭容器中加入4 mol CO和8 mol H2，测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示：
200 ℃时n(H2)随时间的变化如表所示：
t/min
0
1
3
5
n(H2)/mol
8
5.4
4
4
(1)ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。
(2)下列说法正确的是________。(填字母)
a.温度越高，该反应的平衡常数越大
b.若其他条件不变，反应改在绝热条件下进行，CO转化率比在恒温条件下转化率大
c.容器内气体压强不再变化时，反应达到最大限度
d.图中压强p1>p2
(3)0～3 min内用CH3OH表示的反应速率v(CH3OH)＝________(保留三位小数)。
(4)若达平衡状态时，再向容器中投入2 mol CH3OH，重新达平衡后甲醇的体积分数与原平衡时相比________。(填“变大”“变小”或“不变”)
(5)200 ℃时，该反应的平衡常数K＝________，向上述200 ℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入2 mol CO、2 mol H2、2 mol CH3OH，保持温度不变，则化学平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
20．(12分)Ⅰ.一定条件下，在容积为5 L的密闭容器中，A、B、C三种气体的物质的量n随时间t的变化如图甲所示。已知达到平衡后，降低温度，A的体积分数减小。
(1)该反应的化学方程式为________________。
(2)该反应的反应速率v随时间t的关系如图乙所示。
①根据图乙判断，在t3时刻改变的外界条件是________________________。
②a、b、c对应的平衡状态中，C的体积分数最大的是状态________。
③各阶段的平衡常数如下表所示：
t2～t3
t4～t5
t5～t6
K1
K2
K3
K1、K2、K3之间的大小关系为________(用“>”“<”或“＝”连接)。
Ⅱ.在密闭容器中充入一定量的H2S，发生反应：2H2S(g)⇌2H2(g)＋S2(g) ΔH，如图丙所示为H2S气体分解生成H2(g)和S2(g)的平衡转化率与温度、压强的关系。
(1)ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。
(2)图丙中压强(p1、p2、p3)由大到小的顺序为________。
(3)图丙中M点对应的平衡常数Kp＝________MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
(4)如果想进一步提高H2S的转化率，除改变温度、压强外，还可以采取的措施有________________________。
第2章章末质量检测卷
1．答案：D
解析：温度的高低影响化学反应速率的快慢，温度越低，反应速率越慢，但反应不会停止，分子运动不会停止；题述信息与反应前后质量守恒无关。
2．答案：B
解析：设0～5 min内消耗A的物质的量为x mol，应用“三段式”法计算：
4A（g）＋5B（g）===3C（g）＋3D（s）
起始量/mol 4 5 0
转化量/mol xxx
5 min时的量/mol 4－x 5－xx
则（4－x＋5－x＋x）/9＝80%，解得x＝1.2，v（A）＝1.2 mol/（2 L×5 min）＝0.12 mol·L－1·min－1，A项错误；v（B）＝v（A）＝0.15 mol·L－1·min－1，B项正确；v（C）＝v（A）＝0.09 mol·L－1·min－1，C项错误；生成物D为固体，固体的浓度视为常数，不能用来表示反应速率，D项错误。
3．答案：D
解析：I2为固态，其浓度为常数，A项错误；0～15 s内，v（HI）＝＝0.002 mol·L－1·s－1，若反应仍以该速率进行，则c（HI）由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1所需的时间t＝＝10 s，但随着反应的进行，反应物浓度降低，反应速率减慢，所用时间应大于10 s，B项错误；升高温度，正、逆反应速率均加快，C项错误；减小反应体系的体积，从而增大了压强，化学反应速率加快，D项正确。
4．答案：B
解析：①铁在潮湿的空气中生锈发生的不是可逆反应；②缩小容器体积，平衡正向移动，混合气体颜色应变浅，但混合气体颜色加深是由于体积缩小，二氧化氮浓度变大的原故，不能用勒夏特列原理解释；③合成氨反应是放热反应，理论上降低温度平衡正向移动，可提高氨的产率；④K为气态，易从体系中分离出来而使平衡正向移动，能用勒·夏特列原理解释；⑤反应CO（g）＋NO2（g）⇌CO2（g）＋NO（g） ΔH<0，达到化学平衡后，升高温度平衡逆向移动，所以二氧化氮的浓度变大，体系的颜色加深。综上分析可知，B项符合题意。
5．答案：D
解析：2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO3（g）是反应前后气体体积减小的放热反应，增大压强，平衡正向移动，正、逆反应速率都增大，且正反应速率大于逆反应速率，故A错误；恒压下通入惰性气体，反应物、生成物的浓度都减小，正、逆反应速率都减小，故B错误；升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即逆向移动，所以正、逆反应速率都加快，且逆反应速率大于正反应速率，故C错误；移走部分SO3，SO3的浓度减小，SO3浓度减小的瞬间，反应物的浓度不变，正反应速率不变，而逆反应速率减小，所以v′（正）＞v′（逆），故D正确。
6．答案：A
解析：从题图可看出0～15 min内，甲容器中CO的浓度增加了1.5 mol·L－1，v（CO）＝＝0.1 mol·L－1·min－1，反应速率之比等于化学计量数之比，则v（H2）＝0.1 mol·L－1·min－1，A项正确；丙容器中的起始量为甲容器中的2倍，若丙容器的容积为0.5 L，等效为在甲平衡的基础上增大压强，平衡逆向移动，导致c（CO）＜3 mol·L－1，根据题图可知，平衡时丙容器内CO的物质的量浓度为3 mol·L－1，即丙容器容积小于0.5 L，B项错误；列出三段式：
C（s）＋H2O（g）⇌CO（g）＋H2（g）
起始（mol·L－1） 2 0 0
转化（mol·L－1） 1.5 1.5 1.5
平衡（mol·L－1） 0.5 1.5 1.5
即T1℃时，平衡常数K＝＝mol·L－1＝4.5 mol·L－1，C项错误；比较甲、乙的起始投料可知，若温度相同，甲、乙容器中的平衡是等效平衡，由C项可知平衡时甲容器中n（H2O）＝0.25 mol，而乙容器中平衡时n（H2O）＝0.4 mol，乙容器中的平衡相当于甲容器中的平衡逆向移动，因该反应的正反应为吸热反应，故乙容器中温度应低于甲容器中的温度，即T1>T2，D项错误。
7．答案：A
解析：将0.2 mol·L－1的KI溶液和0.05 mol·L－1的Fe2（SO4）3溶液等体积混合后，I－过量，若不是可逆反应，Fe3＋全部转化为Fe2＋，则溶液中无Fe3＋，故只需证明溶液中含Fe3＋，即可证明此反应为可逆反应。向混合溶液中滴入KSCN溶液，溶液变红，说明含有Fe3＋，故①正确；向溶液中滴入AgNO3溶液，有黄色沉淀生成，说明溶液中有I－，因I－过量，无论是否存在化学平衡，都会有黄色沉淀生成，故②错误；无论是否存在化学平衡，溶液中均存在Fe2＋，滴入K3[Fe（CN）6]溶液均有蓝色沉淀生成，故③错误；无论是否存在化学平衡，溶液中均有I2，滴入淀粉溶液后溶液均变蓝色，故④错误。
8．答案：A
解析：a→a′过程中，容积缩小为原来的一半，各物质物质的量浓度迅速增大为原来的两倍，颜色突然加深，后2NO2（g）⇌N2O4（g）平衡正向移动，增大压强，不论平衡怎样移动，新平衡时各物质（气体）的浓度均比旧平衡的大，最终颜色比原来深，A正确；a在压缩中有一定量的NO2转化成N2O4，a′颜色应比b′中的浅，B错误；a′中气体的物质的量比a中要少，a′的压强比a的压强2倍要小，b和b′中物质的量相等，b′的压强为b的压强的2倍，C错误；二者颜色一样深，并不意味着c（NO2）和c（Br2）相等，a′中的c（NO2）不一定比b′中的c（Br2）小，D错误。
9．答案：A
解析：①和③的温度不同，比较其平衡常数大小可确定ΔH的正负。①中，500 ℃时，利用“三段式”法计算：
P（g）＋2Q（g）⇌3R（g）＋4S（s）
起始量/mol 0.10 0.80 0 0
转化量/mol 0.08 0.16 0.24 0.32
平衡量/mol 0.02 0.64 0.24 0.32
故K500 ℃＝＝＝1.7。
③中，700 ℃时，利用“三段式”法计算：
P（g）＋2Q（g）⇌3R（g）＋4S（s）
起始量/mol 0.10 0.30 0 0
转化量/mol 0.06 0.12 0.18 0.24
平衡量/mol 0.04 0.18 0.18 0.24
故K700 ℃＝＝＝4.5。
由K700 ℃>K500 ℃，可知正反应为吸热反应，即ΔH>0，A项正确；生成物S为固体，故该反应为气体分子数不变的反应，压强变化对平衡无影响，B项错误；②与①温度相同，故②中反应的平衡常数K＝1.7，C项错误；根据②中反应的平衡常数可计算x的值，D项错误。
10．答案：D
解析：由表中数据可求得前4 min内消耗的Y为0.5 mol，v（Y）＝＝＝0.0125 mol·L－1·min－1，v（Z）＝2v（Y）＝0.025 mol·L－1·min－1，A项错误；T1时，由表中数据可知， 7 min时反应处于平衡状态，采用“三段式”法计算：
X（g） ＋ Y（g） ⇌ 2Z（g）
起始浓度/（mol·L－1） 0.16 0.16 0
变化浓度/（mol·L－1） 0.06 0.06 0.12
平衡浓度/（mol·L－1） 0.1 0.1 0.12
所以平衡常数K＝＝＝1.44，
B项错误；其他条件不变，9 min时是平衡状态，再充入1.6 mol X，平衡向正反应方向移动，再次达到平衡时Y的转化率增大，由于X加入量大于平衡移动消耗量，所以再次达到平衡时，X的浓度增大，C项错误；T1时，平衡常数K＝1.44，降温到T2达到化学平衡时，平衡常数K＝4，说明降低温度平衡正向移动，所以该反应为放热反应，D项正确。
11．答案：BC
解析：经历①过程之后氮气分子被催化剂吸附，并没有变成氮原子，A项错误；①为催化剂吸附N2的过程，②为形成过渡态的过程，③为N2解离为N的过程，以上都需要在高温时进行，④⑤在低温区进行是为了增加平衡产率，B项正确；由题图可知，过程④为Ti－H－Fe＋*N转化为Ti－H－*N－Fe，即氮原子由Fe区域向Ti－H区域传递，C项正确；化学反应不会因加入催化剂而改变反应热，D项错误。
12．答案：A
解析：根据题意及图像可知，向恒容密闭容器中通入1 mol N2和3 mol H2，反应放出Q1 kJ热量，Q1小于92，若通入2 mol N2和6 mol H2，放出Q2 kJ热量，Q2小于184，且压强增大，平衡正向移动，放出的热量增大，即Q2＞2Q1，则184＞Q2＞2Q1，A项正确；由题图可知该反应的热化学方程式为N2（g）＋3H2（g）⇌2NH3（g） ΔH＝－92 kJ·mol－1，B项错误；催化剂能改变反应的路径，使反应的活化能降低、但不改变化学平衡，反应的反应热不变，题图中的b曲线是加入正催化剂时的能量变化曲线，C、D项错误。
13．答案：BC
解析：反应①的平衡常数K1＝，A项错误；对于反应③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则K＝变小，B项正确；反应①的平衡常数K1＝，反应②的平衡常数K2＝，反应③的平衡常数K＝＝K1×＝，C项正确；对于反应③，恒温恒容下，若通入稀有气体增大压强，反应体系中各组分的浓度不变，平衡不移动，则H2的浓度不变，D项错误。
14．答案：AD
解析：由题图可知，650 ℃时，反应达平衡状态后CO的体积分数为40%，开始加入的二氧化碳为0.1 mol，设平衡时CO2转化了x mol，列出三段式：
C（s）＋CO2（g）⇌2CO（g）
开始（mol） 0.1 0
转化（mol） x2x
平衡（mol） 0.1－x2x
所以×100%＝40.0%，解得x＝0.025，则CO2的平衡转化率为25%，A项正确；容器为恒压密闭容器，800 ℃达平衡状态时，若充入气体He，平衡正向移动，v正＞v逆，B项错误；由题图可知，T℃时，反应达平衡后CO和CO2的体积分数都为50%，此时反应处于平衡状态，若充入等体积的CO2和CO，平衡不移动，v正＝v逆，C项错误；925 ℃时，CO的体积分数为96.0%，则CO2的体积分数为40%，Kp＝＝23.04p总，D项正确。
15．答案：BD
解析：增大压强：由于温度不变，平衡常数不变，故A项错误；图Ⅱ表示加入催化剂，正、逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，反应物的转化率相同，B项正确；增大压强，平衡向正反应方向移动，图Ⅱ中反应速率增大，平衡不发生移动，故改变的条件肯定不是增大压强，故C项错误；乙先达到平衡，说明乙的反应速率快，故乙温度高于甲，且XY的质量分数：乙<甲，D项正确。
16．答案：（1）＞ ＜ （2）0.018 1.152 （3）0.004
解析：（1）由图像可知，T1℃下反应先达到化学平衡，故T1℃>T2℃，又T1℃下NO的平衡转化率低于T2℃下NO的平衡转化率，即降低温度，平衡向正反应方向移动，故ΔH<0。（2）T1℃条件下NO的平衡转化率为21%，利用“三段式”法计算：
2NO（g）⇌N2（g）＋O2（g）
起始量/mol 1 0 0
转化量/mol 0.21 0.105 0.105
平衡量/mol 0.79 0.105 0.105
则平衡常数K＝0.105 mol·L－1×0.105 mol·L－1/（0.79 mol·L－1）2＝0.018。反应达到平衡时，v正＝v逆，故k正c2（NO）＝k逆c（N2）·c（O2），即＝K＝0.018。a点对应的NO的转化率为20%，利用“三段式”法计算：
2NO（g）⇌N2（g）＋O2（g）
起始量/mol 1 0 0
转化量/mol 0.2 0.1 0.1
平衡量/mol 0.8 0.1 0.1
故a点处＝K×＝0.018×＝1.152。
（3）由图像可知，T2℃条件下，反应开始至达到平衡时消耗0.22 mol NO，而v（N2）＝v（NO）＝×0.22 mol/（1 L×30 min）≈0.004 mol·L－1·min－1。
17．答案：（1）＋41 （2）
（3）乙 p1＞p2＞p3 T1时以反应Ⅲ为主，反应Ⅲ反应前后气体分子数相等，压强改变对平衡移动没有影响 （4）A
解析：（1）根据盖斯定律，反应Ⅰ－Ⅱ＝Ⅲ，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－58 kJ·mol－1－（－99 kJ·mol－1）＝＋41 kJ·mol－1。
（2）假设反应Ⅱ中，CO反应了x mol，则Ⅱ生成的CH3OH为x mol，Ⅰ生成的CH3OH为（a－x） mol，Ⅲ生成的CO为（b＋x） mol，根据反应Ⅰ：
CO2（g）＋3H2（g）⇌CH3OH（g）＋H2O（g）
a－x3（a－x） a－xa－x
反应Ⅱ：CO（g）＋2H2（g）⇌CH3OH（g）
x2xx
反应Ⅲ：CO2（g）＋H2（g）⇌CO（g）＋H2O（g）
b＋xb＋xb＋xb＋x
所以平衡时水的物质的量为（a－x） mol＋（b＋x） mol＝（a＋b） mol，浓度为＝ mol·L－1；平衡时CO2的物质的量为1 mol－（a－x） mol－（b＋x） mol＝（1－a－b） mol，H2的物质的量为3 mol－3（a－x） mol－2x－（b＋x） mol＝（3－3a－b） mol，CO的物质的量为b mol，水的物质的量为（a＋b） mol，则反应Ⅲ的平衡常数为＝。（3）反应Ⅰ和Ⅱ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则CH3OH的平衡产率减少，所以图甲的纵坐标表示CH3OH的平衡产率，图乙中，开始升高温度，由于反应Ⅰ和Ⅱ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO2的平衡转化率降低，反应Ⅲ为吸热反应，升高温度反应Ⅲ向正反应方向移动，升高一定温度后以反应Ⅲ为主。CO2的平衡转化率又升高，所以图乙的纵坐标表示CO2的平衡转化率；压强增大，反应Ⅰ和Ⅱ是气体体积减小的反应，反应Ⅰ和Ⅱ平衡正向移动，反应Ⅲ气体体积不变化，平衡不移动，故压强增大CH3OH的平衡产率增大，结合题图可得压强关系为p1＞p2＞p3；温度升高，反应Ⅰ和Ⅱ平衡逆向移动，反应Ⅲ平衡向正反应方向移动，所以温度为T1时，三条曲线交于一点的原因为T1时以反应Ⅲ为主，反应Ⅲ反应前后分子数相等，压强改变对平衡移动没有影响。（4）根据图示可知，温度越低，CO2的平衡转化率越大，CH3OH的平衡产率越大，压强越大，CO2的平衡转化率越大，CH3OH的平衡产率越大，所以选择低温和高压。
18．答案：（1）＜ 活化能越大，一般分子成为活化分子越难，反应速率越慢 K＝ ＜ 温度升高，反应①、②的平衡均逆向移动，由于反应①的速率大，导致c（N2O2）减小且其程度大于k2正和c（O2）增大的程度，使三者的乘积即v2正减小
（2）6NO＋3O2＋2C2H43N2＋4CO2＋4H2O 350 ℃、负载率3.0%
解析：（1）活化能越低，反应速率越快，①为快反应，②为慢反应，则活化能大小为E1＜E2；因为活化能越大，一般分子成为活化分子越难，反应速率越慢；2NO（g）＋O2（g）⇌2NO2（g）的平衡常数K＝，反应达到化学平衡时，v正＝v逆，所以k1正c2（NO）＝k1逆c2（N2O2），k2正c2（N2O2）·c（O2）＝k2逆c2（NO2），则有＝＝＝K；反应速率常数k随温度升高而增大，反应②为放热反应，温度升高不利于反应正向进行，则v正
解析：（1）由题图可知，随着温度升高，CO的平衡转化率降低，即升高温度，平衡逆向移动，则ΔH<0。
（2）该反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，故a错误；若其他条件不变，反应改在绝热条件下进行，由于该反应的正反应是放热反应，随着反应的进行，温度升高，平衡逆向移动，CO转化率比在恒温条件下转化率小，故b错误；该反应是反应前后气体体积减小的反应，所以当容器内气体压强不再变化时，表示该反应的正、逆反应速率相等，达到平衡状态，即反应达到最大限度，故c正确；在温度相同时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率升高，所以p1＜p2，故d错误。
（3）根据题意列出三段式：
CO（g）＋2H2（g）⇌CH3OH（g）
起始物质的量（mol） 4 8 0
转化物质的量（mol） 2 4 2
平衡物质的量（mol） 2 4 2
所以v（CH3OH）＝＝＝≈0.067 mol·（L·min）－1。
（4）若达平衡状态时，再向容器中投入2 mol CH3OH，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，达到新平衡时CH3OH的体积分数与原平衡相比变大。
（5）由（3）分析可得平衡常数K＝＝（mol·L－1）－2＝6.25（mol·L－1）－2，向题述200 ℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入2 mol CO、2 mol H2、2 mol CH3OH，保持温度不变，此时Q＝＝（mol·L－1）－2≈2.78 （mol·L－1）－2，Q＜K，所以平衡正向移动。
20．答案：Ⅰ.（1）A＋2B⇌2C （2）①升高温度 ②a
③K1＞K2＝K3
Ⅱ.（1）＞ （2）p3＞p2＞p1 （3）1 （4）及时分离出产物
解析：Ⅰ.（1）根据图甲可知，达到平衡时A的物质的量减少1 mol－0.7 mol＝0.3 mol，B的物质的量减少1 mol－0.4 mol＝0.6 mol，C的物质的量增加0.6 mol，所以A、B、C的物质的量变化量之比为0.3 mol∶0.6 mol∶0.6 mol＝1∶2∶2，且A和B未完全转化为C，该反应为可逆反应，所以该反应的化学方程式为A＋2B⇌2C。
（2）①根据图乙可知：t3时刻正、逆反应速率同时增大，且逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，该反应反应前后气体分子数减小，若增大压强，平衡正向移动，与图像不符；达到平衡后，降低温度，A的体积分数减小，则该反应为放热反应，升高温度，正、逆反应速率均增大，平衡逆向移动，与图像相符，所以t3时刻改变的条件是升高温度。②根据图乙可知，在t1～t2时反应正向进行，A的转化率逐渐增大，t2～t3时反应达到平衡状态，A的转化率达到最大；t3～t4时，升高温度，平衡逆向移动，A的转化率逐渐减小，t4～t5时A的转化率达到最小；t5～t6时，正、逆反应速率同时增大且相等，说明平衡没有移动，A的转化率不变，与t4～t5时相等，所以A的转化率最大的时间段是t2～t3，A的转化率最大时，C的体积分数最大，对应a。③反应A（g）＋2B（g）⇌2C（g） ΔH<0，温度升高平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数减小，所以温度越高，化学平衡常数越小；t2～t3、t4～t5、t5～t6时间段的温度关系为（t4～t5）＝（t5～t6）>（t2～t3），所以化学平衡常数大小关系为K1>K2＝K3。
Ⅱ.（1）恒压条件下，温度升高，H2S的转化率增大，即升高温度平衡正向移动，则ΔH＞0。（2）2H2S（g）⇌2H2（g）＋S2（g） ΔH，该反应是气体分子数增大的反应，温度不变，增大压强平衡逆向移动，H2S的转化率减小，则压强由大到小的顺序为p3>p2>p1。
（3）M点对应的H2S转化率为50%，总压为5 MPa，设H2S起始量为2 mol，列三段式：
2H2S（g）⇌2H2（g）＋S2（g）
起始量/mol 2 0 0
变化量/mol 1 1 0.5
平衡量/mol 1 1 0.5
Kp＝＝1 MPa。
（4）如果想进一步提高H2S的转化率，除改变温度、压强外，还可以减少生成物浓度促进平衡正向移动。
第2章章末质量检测卷
(时间：90分钟 分值：100分)
一、选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个正确选项符合题意。
1．被称为人体冷冻学之父的罗伯特·埃廷格在1962年写出《不朽的前景》一书。他在书中列举了大量事实，证明了冷冻复活的可能。比如，许多昆虫和低等生物冬天都冻僵起来，春天又自动复活。下列结论中与上述信息相关的是( )
A．化学反应前后质量守恒 B．低温下分子无法运动
C．温度降低，化学反应停止 D．温度越低，化学反应越慢
2．向2 L的恒容密闭容器中，通入4 mol A和5 mol B，发生反应：4A(g)＋5B(g)===3C(g)＋3D(s)。5 min后压强变为原来的80%，则该反应在0～5 min内的平均反应速率可表示为( )
A．v(A)＝0.24 mol·L－1·min－1 B．v(B)＝0.15 mol·L－1·min－1
C．v(C)＝0.18 mol·L－1·min－1 D．v(D)＝0.36 mol·L－1·min－1
3．一定温度下，在某密闭容器中发生反应2HI(g)⇌H2(g)＋I2(s) ΔH>0。若0～15 s内c(HI)由0.1 mol·L－1降到0.07 mol·L－1，则下列说法正确的是( )
A．0～15 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)＝0.001 mol·L－1·s－1
B．c(HI)由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1所需的反应时间小于10 s
C．升高温度正反应速率加快，逆反应速率减慢
D．减小反应体系的体积，化学反应速率加快
4．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )
①铁在潮湿的空气中易生锈
②二氧化氮转化为四氧化二氮的平衡体系，缩小容器体积后混合气体颜色加深
③合成氨反应，为提高氨的产率，理论上应采取降低温度的措施
④用钠与氯化钾共融的方法制备气态钾：Na(l)＋KCl(l)⇌K(g)＋NaCl(l)
⑤反应CO(g)＋NO2(g)⇌CO2(g)＋NO(g) ΔH<0，达到化学平衡后，升高温度体系的颜色加深
A．①④ B．①② C．②⑤ D．②③
5．某温度下，反应2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g) ΔH＜0已达平衡，保持其他条件不变，只改变其中一个条件，v(正)、v(逆)的变化如图所示。下列判断正确的是( )
A．图①可能是加压缩小容器体积引起的 B．图②可能是恒压通入惰性气体引起的
C．图③可能是升高温度引起的 D．图④是移走部分SO3引起的
6．一定条件下存在反应C(s)＋H2O(g)⇌CO(g)＋H2(g) ΔH>0；向甲、乙、丙三个恒容容器中加入一定量的C和H2O(g)，各容器中温度、反应物的起始量如下表，反应过程中CO的物质的量浓度随时间的变化如图所示。
容器
甲
乙
丙
容积
0.5 L
0.5 L
V
温度
T1℃
T2℃
T1℃
起始量
2 mol C，1 mol H2O(g)
1 mol CO，1 mol H2
4 mol C，2 mol H2O(g)
下列说法正确的是( )
A.甲容器中，反应在前15 min的平均反应速率v(H2)＝0.1 mol·L－1·min－1
B.丙容器的体积V>0.5 L
C.当温度为T1℃时，反应的平衡常数K＝2.25
D.乙容器中，若平衡时n(H2O)＝0.4 mol，则T1
实验编号
实验操作
实验现象
①
滴入KSCN溶液
溶液变红色
②
滴入AgNO3溶液
有黄色沉淀生成
③
滴入K3[Fe(CN)6]溶液
有蓝色沉淀生成
④
滴入淀粉溶液
溶液变蓝色
A.① B．②和④ C．③和④ D．①和②
8．两个容积相同的带活塞的容器，分别盛有一定质量的NO2和Br2，都为一样的红棕色，迅速将两容器同时压缩到原容积的一半(如图)，假设气体不液化，则下列说法正确的是( )
A.a→a′过程中，颜色突然加深，然后逐渐变浅，最终颜色比原来的深
B.a′、b′的颜色一样深
C.a′、b′的压强分别为a、b的压强的2倍
D.a′中的c(NO2)一定比b′中的c(Br2)小
9．在容积为2 L的恒容密闭容器中充入P(g)和Q(g)，发生反应P(g)＋2Q(g)⇌3R(g)＋4S(s) ΔH。所得数据如下表：
组号
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
n(P)
n(Q)
n(R)
n(S)
①
500
0.10
0.80
0.24
0.32
②
500
0.20
1.60
x
x
③
700
0.10
0.30
0.18
0.24
下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH＞0 B．反应达到平衡后增大压强，平衡逆向移动
C.②中反应的平衡常数K＝6.0 D．根据题目信息不能确定x的值
10．温度为T1时，将1.6 mol气体X和1.6 mol气体Y充入10 L恒容密闭容器中，发生反应X(g)＋Y(g)⇌2Z(g)，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如表，下列说法正确的是( )
t/min
2
4
7
9
n(Y)/mol
1.2
1.1
1.0
1.0
A.0～4 min内的平均反应速率v(Z)＝0.25 mol·L－1·min－1
B.T1时，反应的平衡常数K＝1.2
C.其他条件不变，9 min后，向容器中再充入1.6 mol X，平衡向正反应方向移动，再次达到平衡时X的浓度减小，Y的转化率增大
D.其他条件不变，降温到T2达到化学平衡时，平衡常数K＝4，则该反应为放热反应
二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题意，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
11．热催化合成氨面临的两难问题是：采用高温增大反应速率的同时会因平衡限制导致NH3产率降低。我国科研人员研制了Ti－H－Fe双温区催化剂(Ti－H区域和Fe区域的温度差可超过100 ℃)。Ti－H－Fe双温区催化合成氨的反应历程如图所示，其中吸附在催化剂表面上的物种用*标注。下列说法正确的是( )
A.①为N≡N的断裂过程
B.①②③在高温区发生，④⑤在低温区发生
C.④为氮原子由Fe区域向Ti－H区域的传递过程
D.使用Ti－H－Fe双温区催化剂使合成氨反应转变为吸热反应
12．如图是298 K时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述正确的是( )
A.在温度、体积一定的条件下，通入1 mol N2和3 mol H2反应后放出的热量为Q1 kJ，若通入2 mol N2和 6 mol H2反应后放出的热量为Q2 kJ，则184>Q2>2Q1
B.该反应的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH＝＋92 kJ·mol－1
C.a曲线是加入正催化剂时的能量变化曲线
D.加入催化剂，该化学反应的反应热改变
13．已知反应①CO(g)＋CuO(s)⇌CO2(g)＋Cu(s)和反应②H2(g)＋CuO(s)⇌Cu(s)＋H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是( )
A.反应①的平衡常数K1＝
B.对于反应③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则K变小
C.反应③的平衡常数K＝
D.对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定增大
14．0.1 mol CO2与0.3 mol C在恒压密闭容器中发生反应：CO2(g)＋C(s)⇌2CO(g)。平衡时，体系中各气体的体积分数与温度的关系如图。已知：用气体分压表示的化学平衡常数Kp＝；气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数。下列说法正确的是( )
A.650 ℃时，CO2的平衡转化率为25%
B.800 ℃达平衡时，若充入气体He，v正
D.925 ℃时，用平衡气体分压表示的化学平衡常数Kp＝23.04p总
15．在密闭容器中，反应2X(g)＋Y2(g)⇌2XY(g) ΔH<0达到甲平衡。在仅改变某一条件后，达到乙平衡，下列分析正确的是( )
A.图Ⅰ中，甲、乙的平衡常数分别为K1、K2，则K1
C.图Ⅱ中，t时刻增大了压强
D.图Ⅲ表示反应分别在甲、乙条件下达到平衡，说明乙温度高于甲
三、非选择题：本题包括5小题，共60分。
16．(12分)机动车尾气的主要污染物是氮的氧化物，采用合适的催化剂可分解NO，反应为2NO(g)⇌N2(g)＋O2(g) ΔH，在T1℃和T2℃时，分别在容积均为1 L的密闭容器中通入1 mol NO，并发生上述反应，NO的转化率随时间的变化曲线如下图所示：
(1)T1℃________(填“＞”或“＜”，下同)T2℃，ΔH________0。
(2)温度为T1℃时该反应的平衡常数K＝________(结果保留3位小数)。已知反应速率v正＝k正c2(NO)，v逆＝k逆c(N2)·c(O2)，k正、k逆分别为正反应速率常数和逆反应速率常数，则a点处＝________。
(3)温度为T2℃，反应进行到30 min时，达到平衡状态，则0～30 min的平均反应速率v(N2)＝________ mol·L－1·min－1(结果保留3位小数)。
17．(10分)探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下。
Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－58 kJ·mol－1
Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH2＝－99 kJ·mol－1
Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g) ΔH3
回答下列问题：
(1)ΔH3＝________kJ·mol－1。
(2)一定条件下，向体积为V L的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OH(g)为a mol，CO为b mol，此时H2O(g)的浓度为________mol·L－1，反应Ⅲ的平衡常数为________。(用含a、b、V的代数式表示)
(3)不同压强下，按照n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。
已知：CO2的平衡转化率＝×100%
CH3OH的平衡产率＝×100%
其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图________(填“甲”或“乙”)；压强p1、p2、p3由大到小的顺序为________；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是________________________________________。
(4)为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择的反应条件为________(填标号)。
A．低温、高压 B．高温、低压
C．低温、低压 D．高温、高压
18．(14分)氮的氧化物是造成大气污染的主要物质。研究氮氧化物的反应机理对于消除环境污染有重要意义。
回答下列问题：
(1)已知2NO(g)＋O2(g)⇌2NO2(g) ΔH的反应历程分两步：
①2NO(g)⇌N2O2(g)(快) ΔH1<0，v1正＝k1正c2(NO)，v1逆＝k1逆c2(N2O2)。
②N2O2(g)＋O2(g)⇌2NO2(g)(慢) ΔH2<0，v2正＝k2正c2(N2O2)·c(O2)，v2逆＝k2逆c2(NO2)。
比较反应①的活化能E1与反应②的活化能E2的大小：E1________(填“>”“<”或“＝”)E2，判断理由是__________________________________；2NO(g)＋O2(g)⇌2NO2(g)的平衡常数K与上述反应速率常数k1正、k1逆、k2正、k2逆的关系式为________；已知反应速率常数k随温度升高而增大，若升高温度后k2正、k2逆分别增大a倍和b倍，则a________(填“>”“<”或“＝”)b；一定条件下，2NO(g)＋O2(g)⇌2NO2(g)达平衡后，升高到某温度，再达平衡后v2正较原平衡减小，根据上述速率方程分析，合理的解释是_______________________________________。
(2)以乙烯(C2H4)作为还原剂脱硝(NO)，其脱硝机理如图所示，若反应中n(NO)∶n(O2)＝2∶1，则总反应的化学方程式为________________________________；脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图所示，为达到最佳脱硝效果，应采用的条件是________。
19．(12分)甲醇被称为21世纪的新型燃料，研究和合成甲醇有着重要的意义。一种合成甲醇的方法为CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH，在10 L恒容密闭容器中加入4 mol CO和8 mol H2，测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示：
200 ℃时n(H2)随时间的变化如表所示：
t/min
0
1
3
5
n(H2)/mol
8
5.4
4
4
(1)ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。
(2)下列说法正确的是________。(填字母)
a.温度越高，该反应的平衡常数越大
b.若其他条件不变，反应改在绝热条件下进行，CO转化率比在恒温条件下转化率大
c.容器内气体压强不再变化时，反应达到最大限度
d.图中压强p1>p2
(3)0～3 min内用CH3OH表示的反应速率v(CH3OH)＝________(保留三位小数)。
(4)若达平衡状态时，再向容器中投入2 mol CH3OH，重新达平衡后甲醇的体积分数与原平衡时相比________。(填“变大”“变小”或“不变”)
(5)200 ℃时，该反应的平衡常数K＝________，向上述200 ℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入2 mol CO、2 mol H2、2 mol CH3OH，保持温度不变，则化学平衡________(填“正向”“逆向”或“不”)移动。
20．(12分)Ⅰ.一定条件下，在容积为5 L的密闭容器中，A、B、C三种气体的物质的量n随时间t的变化如图甲所示。已知达到平衡后，降低温度，A的体积分数减小。
(1)该反应的化学方程式为________________。
(2)该反应的反应速率v随时间t的关系如图乙所示。
①根据图乙判断，在t3时刻改变的外界条件是________________________。
②a、b、c对应的平衡状态中，C的体积分数最大的是状态________。
③各阶段的平衡常数如下表所示：
t2～t3
t4～t5
t5～t6
K1
K2
K3
K1、K2、K3之间的大小关系为________(用“>”“<”或“＝”连接)。
Ⅱ.在密闭容器中充入一定量的H2S，发生反应：2H2S(g)⇌2H2(g)＋S2(g) ΔH，如图丙所示为H2S气体分解生成H2(g)和S2(g)的平衡转化率与温度、压强的关系。
(1)ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。
(2)图丙中压强(p1、p2、p3)由大到小的顺序为________。
(3)图丙中M点对应的平衡常数Kp＝________MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
(4)如果想进一步提高H2S的转化率，除改变温度、压强外，还可以采取的措施有________________________。
第2章章末质量检测卷
1．答案：D
解析：温度的高低影响化学反应速率的快慢，温度越低，反应速率越慢，但反应不会停止，分子运动不会停止；题述信息与反应前后质量守恒无关。
2．答案：B
解析：设0～5 min内消耗A的物质的量为x mol，应用“三段式”法计算：
4A（g）＋5B（g）===3C（g）＋3D（s）
起始量/mol 4 5 0
转化量/mol xxx
5 min时的量/mol 4－x 5－xx
则（4－x＋5－x＋x）/9＝80%，解得x＝1.2，v（A）＝1.2 mol/（2 L×5 min）＝0.12 mol·L－1·min－1，A项错误；v（B）＝v（A）＝0.15 mol·L－1·min－1，B项正确；v（C）＝v（A）＝0.09 mol·L－1·min－1，C项错误；生成物D为固体，固体的浓度视为常数，不能用来表示反应速率，D项错误。
3．答案：D
解析：I2为固态，其浓度为常数，A项错误；0～15 s内，v（HI）＝＝0.002 mol·L－1·s－1，若反应仍以该速率进行，则c（HI）由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1所需的时间t＝＝10 s，但随着反应的进行，反应物浓度降低，反应速率减慢，所用时间应大于10 s，B项错误；升高温度，正、逆反应速率均加快，C项错误；减小反应体系的体积，从而增大了压强，化学反应速率加快，D项正确。
4．答案：B
解析：①铁在潮湿的空气中生锈发生的不是可逆反应；②缩小容器体积，平衡正向移动，混合气体颜色应变浅，但混合气体颜色加深是由于体积缩小，二氧化氮浓度变大的原故，不能用勒夏特列原理解释；③合成氨反应是放热反应，理论上降低温度平衡正向移动，可提高氨的产率；④K为气态，易从体系中分离出来而使平衡正向移动，能用勒·夏特列原理解释；⑤反应CO（g）＋NO2（g）⇌CO2（g）＋NO（g） ΔH<0，达到化学平衡后，升高温度平衡逆向移动，所以二氧化氮的浓度变大，体系的颜色加深。综上分析可知，B项符合题意。
5．答案：D
解析：2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO3（g）是反应前后气体体积减小的放热反应，增大压强，平衡正向移动，正、逆反应速率都增大，且正反应速率大于逆反应速率，故A错误；恒压下通入惰性气体，反应物、生成物的浓度都减小，正、逆反应速率都减小，故B错误；升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即逆向移动，所以正、逆反应速率都加快，且逆反应速率大于正反应速率，故C错误；移走部分SO3，SO3的浓度减小，SO3浓度减小的瞬间，反应物的浓度不变，正反应速率不变，而逆反应速率减小，所以v′（正）＞v′（逆），故D正确。
6．答案：A
解析：从题图可看出0～15 min内，甲容器中CO的浓度增加了1.5 mol·L－1，v（CO）＝＝0.1 mol·L－1·min－1，反应速率之比等于化学计量数之比，则v（H2）＝0.1 mol·L－1·min－1，A项正确；丙容器中的起始量为甲容器中的2倍，若丙容器的容积为0.5 L，等效为在甲平衡的基础上增大压强，平衡逆向移动，导致c（CO）＜3 mol·L－1，根据题图可知，平衡时丙容器内CO的物质的量浓度为3 mol·L－1，即丙容器容积小于0.5 L，B项错误；列出三段式：
C（s）＋H2O（g）⇌CO（g）＋H2（g）
起始（mol·L－1） 2 0 0
转化（mol·L－1） 1.5 1.5 1.5
平衡（mol·L－1） 0.5 1.5 1.5
即T1℃时，平衡常数K＝＝mol·L－1＝4.5 mol·L－1，C项错误；比较甲、乙的起始投料可知，若温度相同，甲、乙容器中的平衡是等效平衡，由C项可知平衡时甲容器中n（H2O）＝0.25 mol，而乙容器中平衡时n（H2O）＝0.4 mol，乙容器中的平衡相当于甲容器中的平衡逆向移动，因该反应的正反应为吸热反应，故乙容器中温度应低于甲容器中的温度，即T1>T2，D项错误。
7．答案：A
解析：将0.2 mol·L－1的KI溶液和0.05 mol·L－1的Fe2（SO4）3溶液等体积混合后，I－过量，若不是可逆反应，Fe3＋全部转化为Fe2＋，则溶液中无Fe3＋，故只需证明溶液中含Fe3＋，即可证明此反应为可逆反应。向混合溶液中滴入KSCN溶液，溶液变红，说明含有Fe3＋，故①正确；向溶液中滴入AgNO3溶液，有黄色沉淀生成，说明溶液中有I－，因I－过量，无论是否存在化学平衡，都会有黄色沉淀生成，故②错误；无论是否存在化学平衡，溶液中均存在Fe2＋，滴入K3[Fe（CN）6]溶液均有蓝色沉淀生成，故③错误；无论是否存在化学平衡，溶液中均有I2，滴入淀粉溶液后溶液均变蓝色，故④错误。
8．答案：A
解析：a→a′过程中，容积缩小为原来的一半，各物质物质的量浓度迅速增大为原来的两倍，颜色突然加深，后2NO2（g）⇌N2O4（g）平衡正向移动，增大压强，不论平衡怎样移动，新平衡时各物质（气体）的浓度均比旧平衡的大，最终颜色比原来深，A正确；a在压缩中有一定量的NO2转化成N2O4，a′颜色应比b′中的浅，B错误；a′中气体的物质的量比a中要少，a′的压强比a的压强2倍要小，b和b′中物质的量相等，b′的压强为b的压强的2倍，C错误；二者颜色一样深，并不意味着c（NO2）和c（Br2）相等，a′中的c（NO2）不一定比b′中的c（Br2）小，D错误。
9．答案：A
解析：①和③的温度不同，比较其平衡常数大小可确定ΔH的正负。①中，500 ℃时，利用“三段式”法计算：
P（g）＋2Q（g）⇌3R（g）＋4S（s）
起始量/mol 0.10 0.80 0 0
转化量/mol 0.08 0.16 0.24 0.32
平衡量/mol 0.02 0.64 0.24 0.32
故K500 ℃＝＝＝1.7。
③中，700 ℃时，利用“三段式”法计算：
P（g）＋2Q（g）⇌3R（g）＋4S（s）
起始量/mol 0.10 0.30 0 0
转化量/mol 0.06 0.12 0.18 0.24
平衡量/mol 0.04 0.18 0.18 0.24
故K700 ℃＝＝＝4.5。
由K700 ℃>K500 ℃，可知正反应为吸热反应，即ΔH>0，A项正确；生成物S为固体，故该反应为气体分子数不变的反应，压强变化对平衡无影响，B项错误；②与①温度相同，故②中反应的平衡常数K＝1.7，C项错误；根据②中反应的平衡常数可计算x的值，D项错误。
10．答案：D
解析：由表中数据可求得前4 min内消耗的Y为0.5 mol，v（Y）＝＝＝0.0125 mol·L－1·min－1，v（Z）＝2v（Y）＝0.025 mol·L－1·min－1，A项错误；T1时，由表中数据可知， 7 min时反应处于平衡状态，采用“三段式”法计算：
X（g） ＋ Y（g） ⇌ 2Z（g）
起始浓度/（mol·L－1） 0.16 0.16 0
变化浓度/（mol·L－1） 0.06 0.06 0.12
平衡浓度/（mol·L－1） 0.1 0.1 0.12
所以平衡常数K＝＝＝1.44，
B项错误；其他条件不变，9 min时是平衡状态，再充入1.6 mol X，平衡向正反应方向移动，再次达到平衡时Y的转化率增大，由于X加入量大于平衡移动消耗量，所以再次达到平衡时，X的浓度增大，C项错误；T1时，平衡常数K＝1.44，降温到T2达到化学平衡时，平衡常数K＝4，说明降低温度平衡正向移动，所以该反应为放热反应，D项正确。
11．答案：BC
解析：经历①过程之后氮气分子被催化剂吸附，并没有变成氮原子，A项错误；①为催化剂吸附N2的过程，②为形成过渡态的过程，③为N2解离为N的过程，以上都需要在高温时进行，④⑤在低温区进行是为了增加平衡产率，B项正确；由题图可知，过程④为Ti－H－Fe＋*N转化为Ti－H－*N－Fe，即氮原子由Fe区域向Ti－H区域传递，C项正确；化学反应不会因加入催化剂而改变反应热，D项错误。
12．答案：A
解析：根据题意及图像可知，向恒容密闭容器中通入1 mol N2和3 mol H2，反应放出Q1 kJ热量，Q1小于92，若通入2 mol N2和6 mol H2，放出Q2 kJ热量，Q2小于184，且压强增大，平衡正向移动，放出的热量增大，即Q2＞2Q1，则184＞Q2＞2Q1，A项正确；由题图可知该反应的热化学方程式为N2（g）＋3H2（g）⇌2NH3（g） ΔH＝－92 kJ·mol－1，B项错误；催化剂能改变反应的路径，使反应的活化能降低、但不改变化学平衡，反应的反应热不变，题图中的b曲线是加入正催化剂时的能量变化曲线，C、D项错误。
13．答案：BC
解析：反应①的平衡常数K1＝，A项错误；对于反应③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则K＝变小，B项正确；反应①的平衡常数K1＝，反应②的平衡常数K2＝，反应③的平衡常数K＝＝K1×＝，C项正确；对于反应③，恒温恒容下，若通入稀有气体增大压强，反应体系中各组分的浓度不变，平衡不移动，则H2的浓度不变，D项错误。
14．答案：AD
解析：由题图可知，650 ℃时，反应达平衡状态后CO的体积分数为40%，开始加入的二氧化碳为0.1 mol，设平衡时CO2转化了x mol，列出三段式：
C（s）＋CO2（g）⇌2CO（g）
开始（mol） 0.1 0
转化（mol） x2x
平衡（mol） 0.1－x2x
所以×100%＝40.0%，解得x＝0.025，则CO2的平衡转化率为25%，A项正确；容器为恒压密闭容器，800 ℃达平衡状态时，若充入气体He，平衡正向移动，v正＞v逆，B项错误；由题图可知，T℃时，反应达平衡后CO和CO2的体积分数都为50%，此时反应处于平衡状态，若充入等体积的CO2和CO，平衡不移动，v正＝v逆，C项错误；925 ℃时，CO的体积分数为96.0%，则CO2的体积分数为40%，Kp＝＝23.04p总，D项正确。
15．答案：BD
解析：增大压强：由于温度不变，平衡常数不变，故A项错误；图Ⅱ表示加入催化剂，正、逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，反应物的转化率相同，B项正确；增大压强，平衡向正反应方向移动，图Ⅱ中反应速率增大，平衡不发生移动，故改变的条件肯定不是增大压强，故C项错误；乙先达到平衡，说明乙的反应速率快，故乙温度高于甲，且XY的质量分数：乙<甲，D项正确。
16．答案：（1）＞ ＜ （2）0.018 1.152 （3）0.004
解析：（1）由图像可知，T1℃下反应先达到化学平衡，故T1℃>T2℃，又T1℃下NO的平衡转化率低于T2℃下NO的平衡转化率，即降低温度，平衡向正反应方向移动，故ΔH<0。（2）T1℃条件下NO的平衡转化率为21%，利用“三段式”法计算：
2NO（g）⇌N2（g）＋O2（g）
起始量/mol 1 0 0
转化量/mol 0.21 0.105 0.105
平衡量/mol 0.79 0.105 0.105
则平衡常数K＝0.105 mol·L－1×0.105 mol·L－1/（0.79 mol·L－1）2＝0.018。反应达到平衡时，v正＝v逆，故k正c2（NO）＝k逆c（N2）·c（O2），即＝K＝0.018。a点对应的NO的转化率为20%，利用“三段式”法计算：
2NO（g）⇌N2（g）＋O2（g）
起始量/mol 1 0 0
转化量/mol 0.2 0.1 0.1
平衡量/mol 0.8 0.1 0.1
故a点处＝K×＝0.018×＝1.152。
（3）由图像可知，T2℃条件下，反应开始至达到平衡时消耗0.22 mol NO，而v（N2）＝v（NO）＝×0.22 mol/（1 L×30 min）≈0.004 mol·L－1·min－1。
17．答案：（1）＋41 （2）
（3）乙 p1＞p2＞p3 T1时以反应Ⅲ为主，反应Ⅲ反应前后气体分子数相等，压强改变对平衡移动没有影响 （4）A
解析：（1）根据盖斯定律，反应Ⅰ－Ⅱ＝Ⅲ，则ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－58 kJ·mol－1－（－99 kJ·mol－1）＝＋41 kJ·mol－1。
（2）假设反应Ⅱ中，CO反应了x mol，则Ⅱ生成的CH3OH为x mol，Ⅰ生成的CH3OH为（a－x） mol，Ⅲ生成的CO为（b＋x） mol，根据反应Ⅰ：
CO2（g）＋3H2（g）⇌CH3OH（g）＋H2O（g）
a－x3（a－x） a－xa－x
反应Ⅱ：CO（g）＋2H2（g）⇌CH3OH（g）
x2xx
反应Ⅲ：CO2（g）＋H2（g）⇌CO（g）＋H2O（g）
b＋xb＋xb＋xb＋x
所以平衡时水的物质的量为（a－x） mol＋（b＋x） mol＝（a＋b） mol，浓度为＝ mol·L－1；平衡时CO2的物质的量为1 mol－（a－x） mol－（b＋x） mol＝（1－a－b） mol，H2的物质的量为3 mol－3（a－x） mol－2x－（b＋x） mol＝（3－3a－b） mol，CO的物质的量为b mol，水的物质的量为（a＋b） mol，则反应Ⅲ的平衡常数为＝。（3）反应Ⅰ和Ⅱ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则CH3OH的平衡产率减少，所以图甲的纵坐标表示CH3OH的平衡产率，图乙中，开始升高温度，由于反应Ⅰ和Ⅱ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO2的平衡转化率降低，反应Ⅲ为吸热反应，升高温度反应Ⅲ向正反应方向移动，升高一定温度后以反应Ⅲ为主。CO2的平衡转化率又升高，所以图乙的纵坐标表示CO2的平衡转化率；压强增大，反应Ⅰ和Ⅱ是气体体积减小的反应，反应Ⅰ和Ⅱ平衡正向移动，反应Ⅲ气体体积不变化，平衡不移动，故压强增大CH3OH的平衡产率增大，结合题图可得压强关系为p1＞p2＞p3；温度升高，反应Ⅰ和Ⅱ平衡逆向移动，反应Ⅲ平衡向正反应方向移动，所以温度为T1时，三条曲线交于一点的原因为T1时以反应Ⅲ为主，反应Ⅲ反应前后分子数相等，压强改变对平衡移动没有影响。（4）根据图示可知，温度越低，CO2的平衡转化率越大，CH3OH的平衡产率越大，压强越大，CO2的平衡转化率越大，CH3OH的平衡产率越大，所以选择低温和高压。
18．答案：（1）＜ 活化能越大，一般分子成为活化分子越难，反应速率越慢 K＝ ＜ 温度升高，反应①、②的平衡均逆向移动，由于反应①的速率大，导致c（N2O2）减小且其程度大于k2正和c（O2）增大的程度，使三者的乘积即v2正减小
（2）6NO＋3O2＋2C2H43N2＋4CO2＋4H2O 350 ℃、负载率3.0%
解析：（1）活化能越低，反应速率越快，①为快反应，②为慢反应，则活化能大小为E1＜E2；因为活化能越大，一般分子成为活化分子越难，反应速率越慢；2NO（g）＋O2（g）⇌2NO2（g）的平衡常数K＝，反应达到化学平衡时，v正＝v逆，所以k1正c2（NO）＝k1逆c2（N2O2），k2正c2（N2O2）·c（O2）＝k2逆c2（NO2），则有＝＝＝K；反应速率常数k随温度升高而增大，反应②为放热反应，温度升高不利于反应正向进行，则v正
解析：（1）由题图可知，随着温度升高，CO的平衡转化率降低，即升高温度，平衡逆向移动，则ΔH<0。
（2）该反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，故a错误；若其他条件不变，反应改在绝热条件下进行，由于该反应的正反应是放热反应，随着反应的进行，温度升高，平衡逆向移动，CO转化率比在恒温条件下转化率小，故b错误；该反应是反应前后气体体积减小的反应，所以当容器内气体压强不再变化时，表示该反应的正、逆反应速率相等，达到平衡状态，即反应达到最大限度，故c正确；在温度相同时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率升高，所以p1＜p2，故d错误。
（3）根据题意列出三段式：
CO（g）＋2H2（g）⇌CH3OH（g）
起始物质的量（mol） 4 8 0
转化物质的量（mol） 2 4 2
平衡物质的量（mol） 2 4 2
所以v（CH3OH）＝＝＝≈0.067 mol·（L·min）－1。
（4）若达平衡状态时，再向容器中投入2 mol CH3OH，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，达到新平衡时CH3OH的体积分数与原平衡相比变大。
（5）由（3）分析可得平衡常数K＝＝（mol·L－1）－2＝6.25（mol·L－1）－2，向题述200 ℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入2 mol CO、2 mol H2、2 mol CH3OH，保持温度不变，此时Q＝＝（mol·L－1）－2≈2.78 （mol·L－1）－2，Q＜K，所以平衡正向移动。
20．答案：Ⅰ.（1）A＋2B⇌2C （2）①升高温度 ②a
③K1＞K2＝K3
Ⅱ.（1）＞ （2）p3＞p2＞p1 （3）1 （4）及时分离出产物
解析：Ⅰ.（1）根据图甲可知，达到平衡时A的物质的量减少1 mol－0.7 mol＝0.3 mol，B的物质的量减少1 mol－0.4 mol＝0.6 mol，C的物质的量增加0.6 mol，所以A、B、C的物质的量变化量之比为0.3 mol∶0.6 mol∶0.6 mol＝1∶2∶2，且A和B未完全转化为C，该反应为可逆反应，所以该反应的化学方程式为A＋2B⇌2C。
（2）①根据图乙可知：t3时刻正、逆反应速率同时增大，且逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，该反应反应前后气体分子数减小，若增大压强，平衡正向移动，与图像不符；达到平衡后，降低温度，A的体积分数减小，则该反应为放热反应，升高温度，正、逆反应速率均增大，平衡逆向移动，与图像相符，所以t3时刻改变的条件是升高温度。②根据图乙可知，在t1～t2时反应正向进行，A的转化率逐渐增大，t2～t3时反应达到平衡状态，A的转化率达到最大；t3～t4时，升高温度，平衡逆向移动，A的转化率逐渐减小，t4～t5时A的转化率达到最小；t5～t6时，正、逆反应速率同时增大且相等，说明平衡没有移动，A的转化率不变，与t4～t5时相等，所以A的转化率最大的时间段是t2～t3，A的转化率最大时，C的体积分数最大，对应a。③反应A（g）＋2B（g）⇌2C（g） ΔH<0，温度升高平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数减小，所以温度越高，化学平衡常数越小；t2～t3、t4～t5、t5～t6时间段的温度关系为（t4～t5）＝（t5～t6）>（t2～t3），所以化学平衡常数大小关系为K1>K2＝K3。
Ⅱ.（1）恒压条件下，温度升高，H2S的转化率增大，即升高温度平衡正向移动，则ΔH＞0。（2）2H2S（g）⇌2H2（g）＋S2（g） ΔH，该反应是气体分子数增大的反应，温度不变，增大压强平衡逆向移动，H2S的转化率减小，则压强由大到小的顺序为p3>p2>p1。
（3）M点对应的H2S转化率为50%，总压为5 MPa，设H2S起始量为2 mol，列三段式：
2H2S（g）⇌2H2（g）＋S2（g）
起始量/mol 2 0 0
变化量/mol 1 1 0.5
平衡量/mol 1 1 0.5
Kp＝＝1 MPa。
（4）如果想进一步提高H2S的转化率，除改变温度、压强外，还可以减少生成物浓度促进平衡正向移动。
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