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浙江省高考化学三年（2021-2023）模拟题分类汇编42化学反应速率与化学平衡（3）
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这是一份浙江省高考化学三年（2021-2023）模拟题分类汇编42化学反应速率与化学平衡（3），共32页。试卷主要包含了单选题，填空题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。
浙江省高考化学三年（2021-2023）模拟题分类汇编42化学反应速率与化学平衡（3）
一、单选题
1．（2021·浙江·统考模拟预测）10mL0.1mol•L-1KI溶液与5mL0.1mol•L-1FeCl3溶液发生反应：2Fe3+(aq)+2I-(aq)⇌2Fe2+(aq)+I2(aq)，达到平衡。下列说法不正确的是
A．加入少量氯化钾固体，平衡不移动
B．加适量水稀释，平衡正向移动
C．经过CCl4多次萃取分离后，向水溶液中滴加KSCN溶液，若溶液出现血红色，证明该反应是可逆反应
D．该反应的平衡常数K=
2．（2021·浙江绍兴·统考模拟预测）已知如下平衡：
①Ag+(aq)+2NH3(aq) [Ag(NH3)2]+(aq) K1=1.10×107
②Ag+(aq)+Cl—(aq) AgCl(s) K2=6.90×109
③AgCl(s)+2NH3(aq) [Ag(NH3)2]+(aq)+Cl—(aq) K3
下列说法不正确的是
A．对于反应①，加入少量的浓硝酸后，平衡逆向移动
B．对于反应②，加入少量NaCl固体后，平衡正向移动
C．由K1、K2可知，相同条件下，Ag+更容易和氨水反应
D．反应③的平衡常数
3．（2021·浙江·统考模拟预测）二氧化碳到淀粉的人工合成第一步为用无机催化剂将二氧化碳还原为甲醇，反应方程式为3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。一定温度下，恒容密闭容器中按照投料比=3充入H2与CO2，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH)，在T=250℃下的x(CH3OH)～p、在p=5×105Pa下的x(CH3OH)～T如图所示。下列说法不正确的是
A．当体系中c(CH3OH)与c(H2)比值不变，可说明此时该反应达到平衡状态
B．曲线b表示的是压强相同时，温度升高该反应逆向移动，说明正反应放热
C．在原p=5×105Pa，210℃的条件下，向该恒容密闭容器中继续通入3molH2与1molCO2，达到新的平衡后，x(CH3OH)＜0.10
D．当x(CH3OH)=0.10时，反应条件可能为p=5×105Pa，210℃或p=9×105Pa，250℃
4．（2021·浙江·统考模拟预测）下列关于物质熵的大小比较，合理的是
A．相同压强下，1molH2O(50℃)>1molH2O(80℃)
B．标准状况下，1molSO2<1molSO3
C．相同温度和压强下，1molH2<2molHe
D．相同温度和压强下，1mol正丁烷＞1mol异丁烷
5．（2021·浙江·模拟预测）在低温条件下，下列过程能自发进行的是
A．Na→Na ++e- B．H2O(g)→H2O(l)
C．NH4Cl→NH3↑+HCl↑ D．Cu+H2SO4→CuSO4+H2↑
6．（2021·浙江台州·统考一模）下列说法正确的是
A．从(g)→(l)→(s)，熵依次增加
B．可逆反应都有一定的限度，限度越大反应物的转化率一定越高
C．可逆反应，若总键能：反应物>生成物，则升高温度不利于提高反应物的转化率
D．对于气体反应，其他条件不变，增大压强反应速率加快，与活化分子的百分含量无关
7．（2021·浙江台州·统考一模）室温下过氧化铬()在硝酸酸化的戊醇中会溶解并发生反应：。在5m1的过氧化铬戊醇溶液中滴入一定量的稀硝酸，在不同时刻测得过氧化铬浓度如下表：
时间/min
4
6
8
10
t
20
25
35
4.230
2.510
1.790
1.350
1.240
1.130
1.110
1.100
下列叙述正确的是
A．4～6min内过氧化铬分解的平均速率
B．8～10min内过氧化铬分解释放的体积为0.86mL(标准状况)
C．推测表中t的取值范围为：10
8．（2021·浙江·模拟预测）研究表明I－可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂：3SO2(g)+2H2O (l)=2H2SO4 (aq)+S(s) ΔH＜0；该过程一般通过如下步骤来实现：①SO2(g)+4I－(aq)+4H+(aq)= S(s)+ 2I2(g) + 2H2O(l) ΔH＞0；②I2(g)+2H2O(l)+SO2(g)=SO(aq)+4H+(aq)+2I－(aq) ΔH＜0；已知反应①为慢反应，示意图中能体现上述反应过程中能量变化的是
A． B．
C． D．
9．（2021·浙江宁波·统考模拟预测）在一定条件下的1L密闭容器中，X、Y、C三种气体的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是
A．0～15min，消耗C的平均速率约为0.033mol•L-1•min-1
B．X、Y、C三种气体发生反应的化学方程式为：Y(g)+3X(g)2C(g)
C．反应开始到25min，X的转化率为25%
D．25min时改变的一个条件可能是缩小容器体积
10．（2021·浙江·模拟预测）一定温度下，利用测压法在刚性反应器中研究固体催化剂作用下的A的分解反应：。体系的总压强随时间t的变化如下表所示：
t/min
0
100
150
250
420
540
580
900
/kPa
12.1
13.3
13.9
15.1
17.14
18.58
19.06
下列说法不正确的是
A．100~250min，消耗A的平均速率为
B．推测a肯定为22.9
C．适当升高体系温度，改用表面积更大的催化剂可加快反应速率
D．其他条件不变，改用容积更小的刚性反应器，反应速率不变
11．（2021·浙江温州·统考一模）一定条件下，向一带活塞、有钒触媒的密闭容器中充入和，发生反应： ，则下列说法正确的是
A．该反应的逆方向低温自发
B．若容器绝热，则化学反应速率会越来越快
C．保持温度不变，达到平衡后，充入，的转化率将减小
D．不变，则该可逆反应已达到平衡状态
12．（2021·浙江温州·统考一模）制备乙醛的一种反应机理如图所示。下列叙述不正确的是
A．反应过程涉及氧化反应
B．化合物2和化合物4互为同分异构体
C．可以用乙烯和氧气为原料制备乙醛
D．PdCl2需要转化为才能催化反应的进行
13．（2021·浙江绍兴·统考模拟预测）下列方案设计、现象和结论都正确的是
目的
方案设计
现象和结论
A
探究苯酚与钠的反应
在一支干燥的试管里加入乙醇，再加入约苯酚，振荡。再加入绿豆大小的吸干煤油的金属钠
若有连续的气泡产生，则钠与苯酚反应生成氢气
B
探究蛋白质溶液的性质
取蛋白质溶液于试管中，加入的硫酸铜溶液，再加入3~4滴1%的氢氧化钠溶液，振荡
若有紫玫瑰色沉淀生成，则是蛋白质
C
探究金属铁在氯气气中燃烧所得固体粉末的成分
取少量固体粉末，加入蒸馏水，振荡，迅速滴入5滴溶液
若溶液无血红色，则固体粉末不为
D
探究反应条件对化学平衡的影响
取一支试管，加入乙醇溶液和少量氯化钴晶体，振荡使其溶解，再逐滴滴加蒸馏水，至溶液恰好呈粉红色，然后用酒精灯加热该试管。
若有粉红色变为蓝色，则说明温度能影响化学平衡
A．A B．B C．C D．D
二、填空题
14．（2021·浙江·统考模拟预测）氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。在1L固定容积密闭容器中投入1.8molCH4和3.6molH2O(g)，若只发生反应：CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) △H1=+165.0kJ·mol-1，测得CH4、H2O及某一生成物X的物质的量浓度随反应时间的变化如图1所示(反应中条件有变化时，只考虑改变一个条件)。
(1)①CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)，说明该反应自发进行的原因：__。
②反应在10min时的平衡常数K=__(列出数学计算式，不必算出结果)。
(2)第6min时改变的条件是__。
(3)画出X物质4min~9min之间的变化图象___。
(4)反应的过程中发生副反应CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g) △H2=-32.2kJ•mol-1，反应所用的时间和CO2、CH3COOH的产率如图2所示，t时刻后，CO2的产率比CH3COOH低，其原因是__。
(5)我国提出在2030年前实现碳达峰，为了回收CO2有人设计了图3流程，体现了“绿色化学”思想，写出步骤Ⅲ的化学方程式：__。
三、原理综合题
15．（2021·浙江嘉兴·统考模拟预测）甲醇是重要的化工原料，工业上可利用生产甲醇，同时可减少温室气体二氧化碳，发生反应①：
(1)下列措施中，能提高平衡转化率的是___________。
A．在原料气中加入适量 B．从体系中不断分离出甲醇
C．循环利用原料气 D．使用高效催化剂
(2)当起始物时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为，在下的、在下的如图所示。当的平衡转化率为时，反应条件可能是___________。
(3)在某催化剂作用下，和除发生反应①外，还发生反应②： 。维持压强不变，按固定初始投料比将和按一定流速通过该催化剂，经相同时间测得实验数据：
实际转化率(%)
甲醇选择性(%)
543
12.3
42.3
553
15.3
39.1
注：甲醇的选择性是指发生反应的中转化为甲醇的百分比。
表中数据说明，升高温度，的实际转化率提高而甲醇的选择性降低，其原因是___________。
(4)甲醇催化制取丙烯的过程中发生反应：，反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示，已知Arrhenius经验公式为(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。
①反应的活化能__。
②当使用更高效催化剂时，在图中画出与关系的示意图__。
16．（2021·浙江宁波·统考模拟预测）目前研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳，其总反应可表示为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49kJ•mol-1。
(1)该反应能自发的条件是___。
(2)二氧化碳催化加氢制甲醇合成总反应在起始物=3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH)，在t=250℃时x(CH3OH)随压强(P)的变化及在P=5×103Pa时x(CH3OH)随温度(t)的变化，如图所示。
①图中对应等温过程的曲线是___(填“a”或“b”)，判断的理由是___。
②t=250℃时，当x(CH3OH)=0.10时，CO2的平衡转化率α=___，此条件下该反应的Kp=___(只需用具体数据列出计算式)。【对于气相反应，用某组分B的平衡分压p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作Kp，如p(B)=p•x(B)，P为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数】
(3)在某催化剂作用下还原CO2制备甲醇，该反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注，如*CO2表示CO2吸附在催化剂表面)。
上述合成甲醇的反应速率较慢，该反应过程中决定反应速率的步骤是___。(用化学方程式表示)
(4)CO2也可用于制作Li—CO2电池，在Li—CO2电池中，Li为单质锂片。研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤Ⅱ和Ⅳ的离子方程式。
Ⅰ.2CO2+2e-=C2O
Ⅱ.___。
Ⅲ.2CO+CO2=2CO+C
Ⅳ.___。
17．（2021·浙江·模拟预测）乙烯是世界上产量最大的化学产品之一，乙烯工业是石油化工产业的核心。
(1)甲醇制备乙烯的主要反应：
i.
ii.
iii.
转化为的热化学方程式iv： ___________，该反应能自发进行的条件是___________(填“较低”“较高”或“任意”)温度。
(2)乙炔在表面选择加氢生成乙烯的反应机理如图。其中吸附在表面上的物种用*标注。
该历程中最大能垒(活化能)___________，该步骤的化学方程式为___________。
(3)法是目前工业上生产乙醛的最重要方法。其反应如下：
某温度下，物质的量之比为2：1的和在刚性容器内发生反应该反应，若起始总压为，反应达到平衡时总压减少了25%，用各物质的平衡分压表示该反应的平衡常数，则___________(只要列出计算式，分压=总压×物质的量分数)。
(4)为寻找更合适的催化剂，工业生产中将乙烯和氧气混合气体按一定的流速通过两种不同的催化剂表面发生反应，通过逸出气体的成分测得乙烯的转化率随温度变化如图所示。
在①的催化剂下200-250范围内，温度升高，乙烯的转化率快速增大，原因是___________。在温度、压强和催化剂①均不变的情况下，提高A点的转化率的可行的方法有___________，在②催化剂下，温度高于450时，乙烯转化率降低的原因可能有___________、___________。
18．（2021·浙江·模拟预测）I.利用合成淀粉是实现碳中和的有效途径，其成果已经被我国科学家发表在Nature杂志上。其涉及的关键反应如下：
已知：
①
②
③
(1)反应①中___________；该反应的自发条件是___________(填“高温自发”“低温自发”或“任何温度下都自发”)，该反应中活化能Ea(正)___________(填“>”或“＜”)Ea(逆)。
(2)研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，和只发生反应①和③，密闭容器保持恒温恒容，下列条件能表明该反应达到平衡的是___________(填标号)。
A．当2个C=O键断裂，同时断裂一个O-H键B．混合气体的密度不变
C．混合气体的平均相对分子质量不变D．
E．CO体积分数保持不变
(3)对于反应①，，。其中、分别为正逆反应速率常数，p为气体分压，(分压=物质的量分数×总压)。
①升高温度，/___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
在540K下，按初始投料比、、，得到不同压强条件下的平衡转化率关系图：
②比较a、b、c各曲线所表示的投料比大小顺序为___________(用字母表示)。
③计算540K下压强平衡常数___________(用分压代替浓度)。
④540K下，某容器测得某时刻，，此时___________。
II.某实验室采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒，在发展非金属催化剂实现电催化还原制备甲醇方向取得重要进展，该反应历程如图所示。
(4)容易得到的副产物有CO和，其中相对较少的副产物为___________；上述合成甲醇的反应速率较慢，要使反应速率加快，主要降低下列变化中___________(填序号)的能量变化。
A．B．
C．D．
19．（2021·浙江台州·统考一模）氢气在实验室和工业上有着广泛的用途。请回答：
(1)氢气可以与煤在催化剂作用下制备乙炔，已知部分反应如下：
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ．
Ⅳ．
通过计算说明反应Ⅳ自发进行的条件_______。
(2)利用氢气与二氧化碳催化反应合成乙烯，是实现低碳转型的一条途径。在0．1MPa、120℃条件下，以的投料比充入体积固定的密闭容器中，发生反应：，平衡时水蒸气的物质的量百分数为50．0%。请回答：
①反应的平衡常数表达式为_______。
②达到平衡时，的转化率为_______。
(3)氢气可合成氨气，氨气与二氧化碳可以合成尿素，反应为： ，分为两步：
反应步骤
反应方程式
Ⅰ
快速放热
Ⅱ
慢速吸热
已知投料的组成为、和水蒸气(有助于分离尿素)，一定条件下，氨基甲酸铵()物质的量与时间的关系图(图甲，t1后物质的量不再改变)，以及不同氨碳比()与水碳比()投料时平衡转化率图象(图乙，a、b代表水碳比)：
回答下列问题：
①已知反应I又可以分成两步：_______、，请写出第一步的化学方程式_______。
②下列叙述正确的是_______。
A．反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ，
B．增大氨碳比有利于提高尿素产率，原因之一是过量氨气与反应Ⅱ生成的水反应，促进平衡正移
C．实际生产中若选择曲线a，则氨碳比应控制在4.0左右
D．曲线a的水碳比大于曲线b，减小水碳比有利于尿素生成
③如果某催化剂可以同等程度地加速反应Ⅰ和Ⅱ，请在图甲中画出保持其他条件不变，加入该催化剂后从0h到t1时的氨基甲酸铵物质的量变化曲线_______。
20．（2021·浙江温州·统考一模）低碳烯烃(乙烯、丙烯等)作为化学工业重要基本有机化工原料，在现代石油和化学工业中起着举足轻重的作用。碘甲烷()热裂解制低碳烯烃的主要反应有：
反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
(1)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的随温度的变化如图1所示。298K下，___________。
(2)针对反应Ⅰ，利于提高碘甲烷的平衡转化率的条件有___________。
A．低温 B．高温 C．低压 D．高压 E．催化剂
(3)利用计算机模拟反应过程。一定压强条件下，测定反应温度对碘甲烷热裂解制低碳烯烃平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯组成的影响如图2所示。结合图1、图2，回答下列问题：
①下列有关说法正确的是___________。
A．因为反应Ⅱ、Ⅲ自发，且为熵减小反应，所以、
B．若随温度的上升而增大，则
C．随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ的化学平衡先正向移动后逆向移动
D．当温度范围：T≤715K时，相同条件下的反应Ⅱ的平衡常数小于反应Ⅲ
②从图2中可看出，当体系温度高于600K时，乙烯的摩尔分数随温度升高而显著增加，可能的原因是：___________。
(4)维持温度为810K，压强为0.1MPa，起始投料1mol，测得平衡体系中，。
①平衡时的转化率为___________。
②已知810K条件下，存在等式(常数)(对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)可代替物质的量浓度c(B)，如，p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。保持其它条件不变，请在图3中画出x(HI)与压强(0.1~2.0MPa)关系的曲线示意图___________。
参考答案：
1．B
【详解】A．加入氯化钾固体，因其没有参与反应，则溶液中参与反应的离子浓度不变，平衡不移动，A正确；
B．加水稀释时，反应会向离子浓度增大的方向移动，故平衡逆向移动，B错误；
C．根据反应：可知，过量，经过多次萃取分离后，向水溶液中滴加溶液，若溶液出现血红色，说明溶液中还存在，该化学反应存在限度，C正确；
D．化学平衡常数等于生成物浓度幂之积比反应物浓度幂之积，则平衡常数，D正确；
故选B。
2．C
【详解】A．对于反应①，加入少量的浓硝酸后，酸电离产生的H+与NH3反应产生NH，导致c(NH3)减小，平衡向逆反应方向移动，故A正确；
B．对于反应②，加入少量NaCl固体后，NaCl电离产生的Cl—，使溶液中c(Cl—)增大，化学平衡向正反应方向移动，故B正确；
C．化学平衡常数越大，反应正向进行程度就越大，由K1、K2的数值可知K1
故选C。
3．C
【详解】A．初始投料为和，所以平衡前浓度减小，浓度增大，所以当与比值不变时说明反应达到平衡状态，故A正确；
B．该反应为体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，故曲线b为等压条件下，温度升高，减小，说明平衡逆向移动，，故B正确；
C．在，210℃的条件下，向该密闭体系中继续通入与，可以理解为先在另一个容器中达到平衡，x(CH3OH)=0.10，再压缩到一个容器中，平衡正向移动，达到新的平衡后，，故C错误；
D．由图和信息T=250℃下的x(CH3OH)～p、在p=5×105Pa下的x(CH3OH)～T可知：满足平衡时的条件有：，210℃或，250℃，故D正确；
综上所述，答案为C。
4．C
【详解】A．相同物质的量的物质，熵的大小与温度有关，温度越高，熵越大，故A错误；
B．在标准状况下为固体而为气体，相同物质的量的气体的熵远比固体的大，故B错误；
C．气体物质的量越多，熵越大，同时相对分子质量越大，熵也越大，故C正确；
D．在同分异构体中，支链越多，熵越大，故D错误；
选C。
5．B
【详解】A．钠原子失去电子形成钠离子是一个吸收能量的过程，在低温条件下不能自发进行，A项错误；
B．气态水转化为液态水是一个熵减的放热过程，转化中△H＜0、△S>0，低温下，△H-T△S恒小于0，能自发进行，B项正确；
C．氯化铵分解的反应是一个熵增的吸热反应，反应中△H>0、△S>0，低温下，△H-T△S大于0，不能自发进行，C项错误；
D．铜是不活泼金属，不能与稀硫酸反应，则在低温条件下不能自发进行，D项错误；
答案选B。
6．D
【详解】A．体系混乱度越大，熵值越大，从(g)→(l)→(s)，熵依次减小，故A错误；
B．可逆反应都有一定的限度，限度越大反应物的转化率不一定越高，如在一定温度下，合成氨反应，增大氮气的浓度，平衡正向移动，平衡常数不变，氮气的转化率降低，故B错误；
C．可逆反应，若总键能：反应物>生成物，说明反应吸热，则升高温度平衡正向移动，反应物的转化率增大，故C错误；
D．其他条件不变，增大压强，单位体积内活化分子数增加，活化分子百分数不变，故D正确；
选D。
7．C
【详解】A．4～6min内过氧化铬分解的平均速率，，故A错误；
B．8～10min内过氧化铬分解的物质的量为(1.790-1.350)×10-5mol/L×5×10-3L=2.2×10-8mol，根据反应可得分解得到的氧气的体积为3.85×10-8mol×22.4L/mol=8.6×10-4mL，故B错误；
C．若t=15，则10～15min和15～20min这两个时间段内的速率相等，但是根据浓度越小速率越小，10～15min内速率大于后一阶段，故10
故选C。
8．A
【详解】3SO2(g)+2H2O (l)=2H2SO4 (aq)+S(s) ΔH＜0；整个过程是放热反应，反应物的总能量大于生成物总能量，因此C不符合题意，该过程一般通过如下步骤来实现：①SO2(g)+4I－(aq)+4H+(aq)= S(s)+ 2I2(g) + 2H2O(l) ΔH＞0；第一步是吸热反应，因此D不符合题意，②I2(g)+2H2O(l)+SO2(g)=SO(aq)+4H+(aq)+2I－(aq) ΔH＜0；第二步是放热反应，又已知反应①为慢反应，说明反应①活化能大于反应②的活化能，故A符合题意。
综上所述，答案为A。
9．A
【详解】A．据图可知C为生成物，0～15min内生成C而不是消耗C，A错误；
B．据图可知X、Y的物质的量减少，为反应物，C的物质的量增加，为生成物，达到平衡时X、Y、C的物质的量变化之比为0.75mol：0.25mol：0.5mol=3:1:2，化学方程式为Y(g)+3X(g)2C(g)，B正确；
C．25min时反应已达到平衡，该时段内Δn(X)=0.75mol，转化率为×100%=25%，C正确；
D．25min时的瞬间各物质的物质的量不变，所以不是改变投料，而之后C的物质的量增加，X、Y的物质的量减小，说明平衡正向移动，该反应为气体系数之和减小的反应，缩小容器体积增大压强，平衡正向移动，D正确；
综上所述答案为A。
10．B
【详解】A．100~250min，消耗A的平均速率为 ，故A正确；
B．反应进行到900min前可能已经达到平衡，所以推测a可能小于22.9，故B错误；
C．升高体系温度、改用表面积更大的催化剂可加快反应速率，故C正确；
D．条件不变，反应速率不变，故D正确；
选B。
11．C
【详解】A．该反应逆反应为吸热、气体体积增大的反应，〉0，〉0，高温时自发进行，故A错误；
B．该反应为放热反应，若容器绝热，则化学反应速率会先减小后增大，故B错误；
C．保持温度不变，达到平衡后，充入，密闭容器带有活塞，则容器体积变大，容器内各气体浓度变小，平衡逆向移动，的转化率变小，故C正确；
D．起始加入=2：1，反应中=2：1，故始终等于2：1，不能判定可逆反应达到平衡，故D错误；
答案选C。
12．B
【详解】A．根据图示可知：在反应过程中发生反应：Cu+被O2氧化产生Cu2+，O2得到电子被还原产生H2O，该反应就是氧化还原反应，A正确；
B．化合物2和化合物4分子式分子式不同，因此二者不是同分异构体，B错误；
C．乙烯和氧气在一定条件下发生反应产生乙醛、水，故可以乙烯和氧气为原料制备乙醛，C正确；
D．根据图示可知：PdCl2需要转化为，然后再催化反应的进行，D正确；
故合理选项是B。
13．D
【详解】A．乙醇能与钠发生反应产生氢气，故做实验时，应选乙醚做溶剂来溶解苯酚，不能选乙醇做溶剂来溶解苯酚，A错误；
B．检验所用的试剂应该是氢氧化钠过量、硫酸铜少量，B错误；
C．所得固体往往为多余铁和氯化铁的混合物，加水溶解，铁粉和氯化铁反应生成氯化亚铁，铁过量时溶液中不存在铁离子，加入，溶液不显红色，不能说明固体不含氯化铁，C错误；
D．CoCl2·6H2O呈粉红色，CoCl2呈蓝色；给粉红色溶液加热，若有粉红色变为蓝色，则说明加热使CoCl2·6H2O转化为CoCl2，说明温度能影响化学平衡，D正确；
答案选D。
14．(1) 该反应△H＞0，△S＞0，高温自发
(2)升高温度
(3)
(4)t时刻后，CO2的浓度较高，副反应的活化能低，反应速率快，CO2与CH4反应转化更多的CH3COOH，所以CO2的产率比乙酸低
(5)CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4↑
【分析】根据题中信息，由△H-T△S＜0反应能自发进行，判断其原因；根据图示信息，求出各组分的平衡浓度，由CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)反应，求出平衡常数K；根据题中图示信息，第6min~9min时CH4的浓度降低，结合反应速率变快，判断改变的条件；根据平衡正向移动，X浓度增大，作出X物质4min~9min之间的变化图象；根据题中所给副反应，结合图示信息，解释t时刻后，CO2的产率比CH3COOH低的原因；根据题中图示信息，结合“绿色化学”思想，写出步骤Ⅲ的化学方程式；据此解答。
【详解】（1）①由CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) △H1=+165.0kJ·mol-1可知，△H＞0，且该反应是一个气体体积增大的反应，△S＞0，该反应自发进行必须满足△H-T△S＜0，所以需要高温；答案为该反应△H＞0，△S＞0，高温自发。
②由题中图示可知，起始是c(CH4)起=1.8 mol·L-1，c(H2O)起=3.6mol·L-1，10min时平衡状态，各浓度为c(CH4)平=0.7mol·L-1，c(H2O)平=1.4 mol·L-1，X为1.1 mol·L-1，则CH4变化了1.1 mol·L-1，H2O变化了2.2 mol·L-1，由CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)可得，X为CO2，生成了1.1 mol·L-1，H2生成了4.4mol·L-1，平衡常数K==；答案为。
（2）由题中图象可知，0~4min，CH4由1.8 mol·L-1到1.3 mol·L-1，变化了0.5 mol·L-1，6~9min，CH4由1.3 mol·L-1到0.7 mol·L-1，变化了0.6 mol·L-1，所以第6min~9min时的反应速率比0~4min时的大，且平衡向正反应方向移动，说明第6min改变的条件为升高温度或增加水蒸气的量，再根据第9min平衡时甲烷浓度为，水蒸气浓度为，说明甲烷消耗1.1mol，水蒸气消耗2.2mol，所以不可能为增加水蒸气的量，因此改变的条件只可能为升高温度；答案为升高温度。
（3）由CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) △H1=+165.0kJ·mol-1可知，升高温度，平衡正向移动，X为CO2的变化浓度，所以CO2的浓度增大，到9min时达到新的平衡，CO2的浓度为1.1 mol·L-1，图象为；答案为。
（4）由题中信息可知，反应的过程中发生副反应CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g) △H2=-32.2kJ·mol-1，t时刻后，CO2的产率比CH3COOH低，是因为t时刻后，CO2的浓度较高，副反应的活化能低，反应速率快，CO2与CH4反应转化了更多的CH3COOH，所以CO2的产率比乙酸低；答案为t时刻后，CO2的浓度较高，副反应的活化能低，反应速率快，CO2与CH4反应转化了更多的CH3COOH，所以CO2的产率比乙酸低。
（5）由题中图示信息可知，整个流程，体现了“绿色化学”思想，即原子的利用率百分之百，所以步骤Ⅲ是CH3COONa与碱石灰中NaOH反应，生成CH4和Na2CO3，其化学方程式为CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4↑；答案为CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4↑。
15．(1)BC
(2)，210℃ ，250℃
(3)升高温度，反应①②的反应速率均加快，但反应②的反应速率变化更大
(4) 31
【解析】（1）
A．加入H2O(g)是增加生成物，平衡会逆向移动，CO2转化率下降，描述错误，不符题意；
B．体系中分离出甲醇，相当于撤去生成物，平衡正移，CO2更多转化，描述正确，符合题意；
C．循环使用原料气相当于不断撤去产物，使反应物进一步转化生成产物，描述正确，符合题意；
D．催化剂调整，只影响反应速率，不影响化学平衡，描述错误，不符题意；
综上，本问应选填“BC”；
（2）
根据题目所给条件，假设CO2加入1mol，H2加入3mol，容器容积假设1L，建立三段式
则甲醇物质的量分数为，曲线a为定温250℃下， x(CH3OH)与压强关系曲线，当x(CH3OH)=0.10时，对应压强为，曲线b为定压下，x(CH3OH)与温度关系曲线，当x(CH3OH)=0.10时，对应温度为210℃，所以本问应填“，210℃及，250℃”；
（3）
反应①正向是放热反应，反应②正向是吸热反应，故升高温度，不利于甲醇的生成，但是利于CO的生成，所以升温两反应速率均加快，但反应②速率升高程度更大，所以本问应填“升高温度，反应①②的反应速率均加快，但反应②的反应速率变化更大”；
（4）
①将图上两点对应数据代入计算公式有，解之得Ea=31kJ·mol-1，所以本问第一空应填“31”；
②更换高效催化剂，活化能更小，相同温度下(相同)，值更小，故更大，所以曲线应绘制为“”。
16．(1)低温
(2) a 该反应前后气体系数减小，增大压强平衡向正反应方向移动，甲醇的物质的量分数增大 33.3%
(3)*CO+*OH→*CO+H2O
(4) C2O=CO2+CO CO+2Li+=LiCO3
【解析】(1)
该反应ΔH＜0，为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，所以低温条件下满足ΔH-TΔS＜0，反应可以自发；
(2)
①该反应为气体系数之和减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，甲醇的物质的量分数增大，所以曲线a对应等温过程的曲线；
②起始物=3，不妨设n(H2)=3mol，n(CO2)=1mol，平衡时CH3OH为xmol，列三段式有：
x(CH3OH)==0.10，解得x=mol，所以CO2的平衡转化率为×100%=33.3%；据图可知等温条件下，若平衡时x(CH3OH)=0.10，则p=9×103Pa，则平衡时CO2、H2、CH3OH、H2O的分压分别为0.2×9×103Pa、0.6×9×103Pa、0.1×9×103Pa、0.1×9×103Pa，则该条件下Kp==；
(3)
反应速率最慢的一步决定整体反应速率，活化能越大反应速率越慢，据图可知反应*CO+*OH→*CO+H2O的活化能最大，反应速率最慢，为决速步骤；
(4)
根据第Ⅲ步的反应可知，第Ⅱ步反应中C2O应转化为CO，离子方程式应为C2O=CO2+CO；根据题意，第Ⅳ步中碳酸根应结合锂离子得到碳酸锂，离子方程式为CO+2Li+=LiCO3。
17．(1) 较高
(2)
(3)
(4) 温度升高，催化剂效率提高，反应速率加快，转化率增大 适当减缓气体的流速 催化剂活性降低，反应速率减慢，转化率降低 温度升高，反应的平衡限度减小
【解析】（1）
根据盖斯定律，将反应i×3-ii×2得反应： [-20.9×3-(-98.1×2)]kJ/mol=+133.5kJ/mol，又反应的△S>0，所以在较高的温度下才能满足：△H-T△S<0，反应自发进行；
（2）
由图可知，该历程中最大能垒(活化能)Ea(正)=，该步骤的化学方程式为：；
（3）
设起始加入的乙烯和氧气的量分别为1mol、0.5mol，乙烯的变化量为x，三段式为：，刚性容器中，根据压强之比等于气体物质的量之比，则有 ，x=0.75，此时的n(总) ，乙烯、氧气、乙醛的物质的量分数分别为：，即 ，总压为：，所以 ；
（4）
在①的催化剂下200-250范围内，温度升高，乙烯的转化率快速增大，原因是温度升高，催化剂效率提高，反应速率加快，转化率增大；在温度、压强和催化剂①均不变的情况下，提高A点的转化率的可行的方法有适当减缓气体的流速；在②催化剂下，温度高于450时，乙烯转化率降低的原因可能有催化剂活性降低，反应速率减慢，转化率降低、温度升高，反应的平衡限度减小。
18．(1) -58kJ/mol 低温自发 ＜
(2)CE
(3) 变小 a>b>c 1/2 0.36
(4) CH2O D
【详解】（1）利用盖斯定律可知，将③+②可得：△H=-58kJ/mol，反应气体分子数减小，熵变△S<0，反应焓变△H<0，由△G=△H-△S<0，则反应能自发进行的条件是较低温度；，则。
（2）A．存在竞争反应，且都生成含O-H键的物质，故不能说明；B．恒容条件下，该混合气体的密度不变，故不能说明；C．气体总质量不变，物质的量减少，则平均相对分子质量增大，可以判断；D．不能说明物质的量不变，不能判断平衡状态；E。达到平衡时各物质的体积分数不变，故CO的体积分数不变能够说明该体系达到平衡状态。
（3）①升高温度正反应速率和逆反应速率增大，但因为该反应为放热反应，正反应速率增大率小于逆反应速率的增大率，故/变小。②投料比越大，则氢气的平衡转化率越高，故a>b>c。③540K时，b曲线所代表的投料比为1：1，N点氢气的平衡转化率为60%，该条件为恒压条件，可计算出、、、平衡时对应的分压分别为1MPa、0.5MPa、0.25MPa、0.25MPa，因此可得Kp=1/2。④将，代入，，又知/=Kp=1/2，故可得0.36。
（4）由图可知，生成的活化能较大，反应不易进行，则CO和中相对较少的副产物为；活化能越大，反应速率越慢，则要使反应速率加只快，主要降低的能量，答案选D。
19．(1)，且反应可逆符号右侧气体物质的量比左侧多，△S>0，故反应在高温下自发
(2) 或 68.2%
(3) BC
【详解】（1）将反应Ⅰ的二倍加上反应Ⅱ，再加反应Ⅲ的2倍得到反应Ⅳ． ，且反应可逆符号右侧气体物质的量比左侧多，△S>0，故反应在高温下自发；故答案为：，且反应可逆符号右侧气体物质的量比左侧多，△S>0，故反应在高温下自发。
（2）利用氢气与二氧化碳催化反应合成乙烯，是实现低碳转型的一条途径。在0.1MPa、120℃条件下，以的投料比充入体积固定的密闭容器中，发生反应：，平衡时水蒸气的物质的量百分数为50.0%。请回答：
①反应的平衡常数表达式为或；故答案为：或。
②以的投料比充入体积固定的密闭容器中，假设分解加入4mol氢气和1mol二氧化碳，达到平衡时，建立三段式，，解得x= ，的转化率为；故答案为：68.2%。
（3）①根据总反应和第二步反应得到第一步反应为；故答案为：。
②A．反应Ⅰ是快速放热，反应Ⅱ是慢速吸热，说明反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ，且，故A错误；B．增大氨碳比有利于提高尿素产率，过量氨气与反应Ⅱ生成的水反应，促进平衡正移，会生成更多的尿素，故B正确；C．实际生产中若选择曲线a，氨碳比在4.0时二氧化碳转化率已经很大，再提高氨碳比，虽然二氧化碳转化率增大，但氨气经济价值比二氧化碳经济价值大，因此增大氨碳比不划算，因此氨碳比应控制在4.0左右，故C正确；D．根据总反应增加水碳比，可以理解为二氧化碳量不变，水的量增大，平衡逆向移动，二氧化碳转化率减小，因此根据图象得到曲线a的水碳比小于曲线b，减小水碳比，水蒸气量减少，有利于平衡正向移动，利于尿素生成，故D错误；综上所述，答案为：BC。
③如果某催化剂可以同等程度地加速反应Ⅰ和Ⅱ，反应速率加快，生成氨基甲酸铵达到最高值时间缩短，短时间放出的热量大，使得温度较高，平衡正向移动，因此生成氨基甲酸铵的量比原来增加，因此加入该催化剂后从0h到t1时的氨基甲酸铵物质的量变化曲线 ；故答案为： 。
20．(1)80.24
(2)BC
(3) AC 反应Ⅰ吸热，反应Ⅱ、Ⅲ、放热，升高温度，反应Ⅰ平衡正向移动，反应Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移动，三者均使C2H4的平衡体积分数增加，且随温度变化明显
(4) 96%
【详解】（1）反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的随温度的变化如图1所示。反应Ⅰ为分解反应，反应Ⅱ、Ⅲ为化合反应，大多数分解反应为吸热反应，大多数化合反应为放热反应，故298K下，+80.24；
（2）反应Ⅰ为气体体积增大的吸热反应，高温低压有利于提高碘甲烷的平衡转化率，催化剂不能使用平衡移动，故答案选BC；
（3）①A．因为反应Ⅱ、Ⅲ自发，则，且为熵减小反应，则，所以必须、，选项A正确；
B．若随温度的上升而增大，则正反应为放热反应，故，选项B错误；
C．由图2可知，随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ生成物的摩尔分数先增大后降低，故化学平衡先正向移动后逆向移动，选项C正确；
D．当温度范围：T≤715K时，相同条件下的反应Ⅱ、Ⅲ的摩尔分数相等，但反应Ⅱ生成物的体积比较大，平衡常数大于反应Ⅲ，选项D错误；
答案选AC；
②从图2中可看出，当体系温度高于600K时，因反应Ⅰ吸热，反应Ⅱ、Ⅲ、放热，升高温度，反应Ⅰ平衡正向移动，反应Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移动，三者均使C2H4的平衡体积分数增加，且随温度变化明显，故乙烯的摩尔分数随温度升高而显著增加；
（4）①根据三段式可知：
故平衡时的转化率为；
②维持温度为810K，压强为0.1MPa，起始投料1mol，平衡时气体总物质的量为0.04mol+0.96mol+0.14mol+0.14mol+0.065mol=1.345mol，故平衡总压为0.1345MPa，x(HI)=，故x(HI)与压强(0.1~2.0MPa)关系的曲线示意图如下：。
浙江省高考化学三年（2021-2023）模拟题分类汇编42化学反应速率与化学平衡（3）
一、单选题
1．（2021·浙江·统考模拟预测）10mL0.1mol•L-1KI溶液与5mL0.1mol•L-1FeCl3溶液发生反应：2Fe3+(aq)+2I-(aq)⇌2Fe2+(aq)+I2(aq)，达到平衡。下列说法不正确的是
A．加入少量氯化钾固体，平衡不移动
B．加适量水稀释，平衡正向移动
C．经过CCl4多次萃取分离后，向水溶液中滴加KSCN溶液，若溶液出现血红色，证明该反应是可逆反应
D．该反应的平衡常数K=
2．（2021·浙江绍兴·统考模拟预测）已知如下平衡：
①Ag+(aq)+2NH3(aq) [Ag(NH3)2]+(aq) K1=1.10×107
②Ag+(aq)+Cl—(aq) AgCl(s) K2=6.90×109
③AgCl(s)+2NH3(aq) [Ag(NH3)2]+(aq)+Cl—(aq) K3
下列说法不正确的是
A．对于反应①，加入少量的浓硝酸后，平衡逆向移动
B．对于反应②，加入少量NaCl固体后，平衡正向移动
C．由K1、K2可知，相同条件下，Ag+更容易和氨水反应
D．反应③的平衡常数
3．（2021·浙江·统考模拟预测）二氧化碳到淀粉的人工合成第一步为用无机催化剂将二氧化碳还原为甲醇，反应方程式为3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。一定温度下，恒容密闭容器中按照投料比=3充入H2与CO2，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH)，在T=250℃下的x(CH3OH)～p、在p=5×105Pa下的x(CH3OH)～T如图所示。下列说法不正确的是
A．当体系中c(CH3OH)与c(H2)比值不变，可说明此时该反应达到平衡状态
B．曲线b表示的是压强相同时，温度升高该反应逆向移动，说明正反应放热
C．在原p=5×105Pa，210℃的条件下，向该恒容密闭容器中继续通入3molH2与1molCO2，达到新的平衡后，x(CH3OH)＜0.10
D．当x(CH3OH)=0.10时，反应条件可能为p=5×105Pa，210℃或p=9×105Pa，250℃
4．（2021·浙江·统考模拟预测）下列关于物质熵的大小比较，合理的是
A．相同压强下，1molH2O(50℃)>1molH2O(80℃)
B．标准状况下，1molSO2<1molSO3
C．相同温度和压强下，1molH2<2molHe
D．相同温度和压强下，1mol正丁烷＞1mol异丁烷
5．（2021·浙江·模拟预测）在低温条件下，下列过程能自发进行的是
A．Na→Na ++e- B．H2O(g)→H2O(l)
C．NH4Cl→NH3↑+HCl↑ D．Cu+H2SO4→CuSO4+H2↑
6．（2021·浙江台州·统考一模）下列说法正确的是
A．从(g)→(l)→(s)，熵依次增加
B．可逆反应都有一定的限度，限度越大反应物的转化率一定越高
C．可逆反应，若总键能：反应物>生成物，则升高温度不利于提高反应物的转化率
D．对于气体反应，其他条件不变，增大压强反应速率加快，与活化分子的百分含量无关
7．（2021·浙江台州·统考一模）室温下过氧化铬()在硝酸酸化的戊醇中会溶解并发生反应：。在5m1的过氧化铬戊醇溶液中滴入一定量的稀硝酸，在不同时刻测得过氧化铬浓度如下表：
时间/min
4
6
8
10
t
20
25
35
4.230
2.510
1.790
1.350
1.240
1.130
1.110
1.100
下列叙述正确的是
A．4～6min内过氧化铬分解的平均速率
B．8～10min内过氧化铬分解释放的体积为0.86mL(标准状况)
C．推测表中t的取值范围为：10
8．（2021·浙江·模拟预测）研究表明I－可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂：3SO2(g)+2H2O (l)=2H2SO4 (aq)+S(s) ΔH＜0；该过程一般通过如下步骤来实现：①SO2(g)+4I－(aq)+4H+(aq)= S(s)+ 2I2(g) + 2H2O(l) ΔH＞0；②I2(g)+2H2O(l)+SO2(g)=SO(aq)+4H+(aq)+2I－(aq) ΔH＜0；已知反应①为慢反应，示意图中能体现上述反应过程中能量变化的是
A． B．
C． D．
9．（2021·浙江宁波·统考模拟预测）在一定条件下的1L密闭容器中，X、Y、C三种气体的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是
A．0～15min，消耗C的平均速率约为0.033mol•L-1•min-1
B．X、Y、C三种气体发生反应的化学方程式为：Y(g)+3X(g)2C(g)
C．反应开始到25min，X的转化率为25%
D．25min时改变的一个条件可能是缩小容器体积
10．（2021·浙江·模拟预测）一定温度下，利用测压法在刚性反应器中研究固体催化剂作用下的A的分解反应：。体系的总压强随时间t的变化如下表所示：
t/min
0
100
150
250
420
540
580
900
/kPa
12.1
13.3
13.9
15.1
17.14
18.58
19.06
下列说法不正确的是
A．100~250min，消耗A的平均速率为
B．推测a肯定为22.9
C．适当升高体系温度，改用表面积更大的催化剂可加快反应速率
D．其他条件不变，改用容积更小的刚性反应器，反应速率不变
11．（2021·浙江温州·统考一模）一定条件下，向一带活塞、有钒触媒的密闭容器中充入和，发生反应： ，则下列说法正确的是
A．该反应的逆方向低温自发
B．若容器绝热，则化学反应速率会越来越快
C．保持温度不变，达到平衡后，充入，的转化率将减小
D．不变，则该可逆反应已达到平衡状态
12．（2021·浙江温州·统考一模）制备乙醛的一种反应机理如图所示。下列叙述不正确的是
A．反应过程涉及氧化反应
B．化合物2和化合物4互为同分异构体
C．可以用乙烯和氧气为原料制备乙醛
D．PdCl2需要转化为才能催化反应的进行
13．（2021·浙江绍兴·统考模拟预测）下列方案设计、现象和结论都正确的是
目的
方案设计
现象和结论
A
探究苯酚与钠的反应
在一支干燥的试管里加入乙醇，再加入约苯酚，振荡。再加入绿豆大小的吸干煤油的金属钠
若有连续的气泡产生，则钠与苯酚反应生成氢气
B
探究蛋白质溶液的性质
取蛋白质溶液于试管中，加入的硫酸铜溶液，再加入3~4滴1%的氢氧化钠溶液，振荡
若有紫玫瑰色沉淀生成，则是蛋白质
C
探究金属铁在氯气气中燃烧所得固体粉末的成分
取少量固体粉末，加入蒸馏水，振荡，迅速滴入5滴溶液
若溶液无血红色，则固体粉末不为
D
探究反应条件对化学平衡的影响
取一支试管，加入乙醇溶液和少量氯化钴晶体，振荡使其溶解，再逐滴滴加蒸馏水，至溶液恰好呈粉红色，然后用酒精灯加热该试管。
若有粉红色变为蓝色，则说明温度能影响化学平衡
A．A B．B C．C D．D
二、填空题
14．（2021·浙江·统考模拟预测）氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。在1L固定容积密闭容器中投入1.8molCH4和3.6molH2O(g)，若只发生反应：CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) △H1=+165.0kJ·mol-1，测得CH4、H2O及某一生成物X的物质的量浓度随反应时间的变化如图1所示(反应中条件有变化时，只考虑改变一个条件)。
(1)①CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)，说明该反应自发进行的原因：__。
②反应在10min时的平衡常数K=__(列出数学计算式，不必算出结果)。
(2)第6min时改变的条件是__。
(3)画出X物质4min~9min之间的变化图象___。
(4)反应的过程中发生副反应CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g) △H2=-32.2kJ•mol-1，反应所用的时间和CO2、CH3COOH的产率如图2所示，t时刻后，CO2的产率比CH3COOH低，其原因是__。
(5)我国提出在2030年前实现碳达峰，为了回收CO2有人设计了图3流程，体现了“绿色化学”思想，写出步骤Ⅲ的化学方程式：__。
三、原理综合题
15．（2021·浙江嘉兴·统考模拟预测）甲醇是重要的化工原料，工业上可利用生产甲醇，同时可减少温室气体二氧化碳，发生反应①：
(1)下列措施中，能提高平衡转化率的是___________。
A．在原料气中加入适量 B．从体系中不断分离出甲醇
C．循环利用原料气 D．使用高效催化剂
(2)当起始物时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为，在下的、在下的如图所示。当的平衡转化率为时，反应条件可能是___________。
(3)在某催化剂作用下，和除发生反应①外，还发生反应②： 。维持压强不变，按固定初始投料比将和按一定流速通过该催化剂，经相同时间测得实验数据：
实际转化率(%)
甲醇选择性(%)
543
12.3
42.3
553
15.3
39.1
注：甲醇的选择性是指发生反应的中转化为甲醇的百分比。
表中数据说明，升高温度，的实际转化率提高而甲醇的选择性降低，其原因是___________。
(4)甲醇催化制取丙烯的过程中发生反应：，反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图中曲线a所示，已知Arrhenius经验公式为(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。
①反应的活化能__。
②当使用更高效催化剂时，在图中画出与关系的示意图__。
16．（2021·浙江宁波·统考模拟预测）目前研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳，其总反应可表示为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49kJ•mol-1。
(1)该反应能自发的条件是___。
(2)二氧化碳催化加氢制甲醇合成总反应在起始物=3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH)，在t=250℃时x(CH3OH)随压强(P)的变化及在P=5×103Pa时x(CH3OH)随温度(t)的变化，如图所示。
①图中对应等温过程的曲线是___(填“a”或“b”)，判断的理由是___。
②t=250℃时，当x(CH3OH)=0.10时，CO2的平衡转化率α=___，此条件下该反应的Kp=___(只需用具体数据列出计算式)。【对于气相反应，用某组分B的平衡分压p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作Kp，如p(B)=p•x(B)，P为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数】
(3)在某催化剂作用下还原CO2制备甲醇，该反应历程如图所示(吸附在催化剂表面的物质用*标注，如*CO2表示CO2吸附在催化剂表面)。
上述合成甲醇的反应速率较慢，该反应过程中决定反应速率的步骤是___。(用化学方程式表示)
(4)CO2也可用于制作Li—CO2电池，在Li—CO2电池中，Li为单质锂片。研究表明，该电池反应产物为碳酸锂和单质碳，且CO2电还原后与锂离子结合形成碳酸锂按以下4个步骤进行，写出步骤Ⅱ和Ⅳ的离子方程式。
Ⅰ.2CO2+2e-=C2O
Ⅱ.___。
Ⅲ.2CO+CO2=2CO+C
Ⅳ.___。
17．（2021·浙江·模拟预测）乙烯是世界上产量最大的化学产品之一，乙烯工业是石油化工产业的核心。
(1)甲醇制备乙烯的主要反应：
i.
ii.
iii.
转化为的热化学方程式iv： ___________，该反应能自发进行的条件是___________(填“较低”“较高”或“任意”)温度。
(2)乙炔在表面选择加氢生成乙烯的反应机理如图。其中吸附在表面上的物种用*标注。
该历程中最大能垒(活化能)___________，该步骤的化学方程式为___________。
(3)法是目前工业上生产乙醛的最重要方法。其反应如下：
某温度下，物质的量之比为2：1的和在刚性容器内发生反应该反应，若起始总压为，反应达到平衡时总压减少了25%，用各物质的平衡分压表示该反应的平衡常数，则___________(只要列出计算式，分压=总压×物质的量分数)。
(4)为寻找更合适的催化剂，工业生产中将乙烯和氧气混合气体按一定的流速通过两种不同的催化剂表面发生反应，通过逸出气体的成分测得乙烯的转化率随温度变化如图所示。
在①的催化剂下200-250范围内，温度升高，乙烯的转化率快速增大，原因是___________。在温度、压强和催化剂①均不变的情况下，提高A点的转化率的可行的方法有___________，在②催化剂下，温度高于450时，乙烯转化率降低的原因可能有___________、___________。
18．（2021·浙江·模拟预测）I.利用合成淀粉是实现碳中和的有效途径，其成果已经被我国科学家发表在Nature杂志上。其涉及的关键反应如下：
已知：
①
②
③
(1)反应①中___________；该反应的自发条件是___________(填“高温自发”“低温自发”或“任何温度下都自发”)，该反应中活化能Ea(正)___________(填“>”或“＜”)Ea(逆)。
(2)研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，和只发生反应①和③，密闭容器保持恒温恒容，下列条件能表明该反应达到平衡的是___________(填标号)。
A．当2个C=O键断裂，同时断裂一个O-H键B．混合气体的密度不变
C．混合气体的平均相对分子质量不变D．
E．CO体积分数保持不变
(3)对于反应①，，。其中、分别为正逆反应速率常数，p为气体分压，(分压=物质的量分数×总压)。
①升高温度，/___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
在540K下，按初始投料比、、，得到不同压强条件下的平衡转化率关系图：
②比较a、b、c各曲线所表示的投料比大小顺序为___________(用字母表示)。
③计算540K下压强平衡常数___________(用分压代替浓度)。
④540K下，某容器测得某时刻，，此时___________。
II.某实验室采用真空封管法制备磷化硼纳米颗粒，在发展非金属催化剂实现电催化还原制备甲醇方向取得重要进展，该反应历程如图所示。
(4)容易得到的副产物有CO和，其中相对较少的副产物为___________；上述合成甲醇的反应速率较慢，要使反应速率加快，主要降低下列变化中___________(填序号)的能量变化。
A．B．
C．D．
19．（2021·浙江台州·统考一模）氢气在实验室和工业上有着广泛的用途。请回答：
(1)氢气可以与煤在催化剂作用下制备乙炔，已知部分反应如下：
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ．
Ⅳ．
通过计算说明反应Ⅳ自发进行的条件_______。
(2)利用氢气与二氧化碳催化反应合成乙烯，是实现低碳转型的一条途径。在0．1MPa、120℃条件下，以的投料比充入体积固定的密闭容器中，发生反应：，平衡时水蒸气的物质的量百分数为50．0%。请回答：
①反应的平衡常数表达式为_______。
②达到平衡时，的转化率为_______。
(3)氢气可合成氨气，氨气与二氧化碳可以合成尿素，反应为： ，分为两步：
反应步骤
反应方程式
Ⅰ
快速放热
Ⅱ
慢速吸热
已知投料的组成为、和水蒸气(有助于分离尿素)，一定条件下，氨基甲酸铵()物质的量与时间的关系图(图甲，t1后物质的量不再改变)，以及不同氨碳比()与水碳比()投料时平衡转化率图象(图乙，a、b代表水碳比)：
回答下列问题：
①已知反应I又可以分成两步：_______、，请写出第一步的化学方程式_______。
②下列叙述正确的是_______。
A．反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ，
B．增大氨碳比有利于提高尿素产率，原因之一是过量氨气与反应Ⅱ生成的水反应，促进平衡正移
C．实际生产中若选择曲线a，则氨碳比应控制在4.0左右
D．曲线a的水碳比大于曲线b，减小水碳比有利于尿素生成
③如果某催化剂可以同等程度地加速反应Ⅰ和Ⅱ，请在图甲中画出保持其他条件不变，加入该催化剂后从0h到t1时的氨基甲酸铵物质的量变化曲线_______。
20．（2021·浙江温州·统考一模）低碳烯烃(乙烯、丙烯等)作为化学工业重要基本有机化工原料，在现代石油和化学工业中起着举足轻重的作用。碘甲烷()热裂解制低碳烯烃的主要反应有：
反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
(1)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的随温度的变化如图1所示。298K下，___________。
(2)针对反应Ⅰ，利于提高碘甲烷的平衡转化率的条件有___________。
A．低温 B．高温 C．低压 D．高压 E．催化剂
(3)利用计算机模拟反应过程。一定压强条件下，测定反应温度对碘甲烷热裂解制低碳烯烃平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯组成的影响如图2所示。结合图1、图2，回答下列问题：
①下列有关说法正确的是___________。
A．因为反应Ⅱ、Ⅲ自发，且为熵减小反应，所以、
B．若随温度的上升而增大，则
C．随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ的化学平衡先正向移动后逆向移动
D．当温度范围：T≤715K时，相同条件下的反应Ⅱ的平衡常数小于反应Ⅲ
②从图2中可看出，当体系温度高于600K时，乙烯的摩尔分数随温度升高而显著增加，可能的原因是：___________。
(4)维持温度为810K，压强为0.1MPa，起始投料1mol，测得平衡体系中，。
①平衡时的转化率为___________。
②已知810K条件下，存在等式(常数)(对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)可代替物质的量浓度c(B)，如，p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。保持其它条件不变，请在图3中画出x(HI)与压强(0.1~2.0MPa)关系的曲线示意图___________。
参考答案：
1．B
【详解】A．加入氯化钾固体，因其没有参与反应，则溶液中参与反应的离子浓度不变，平衡不移动，A正确；
B．加水稀释时，反应会向离子浓度增大的方向移动，故平衡逆向移动，B错误；
C．根据反应：可知，过量，经过多次萃取分离后，向水溶液中滴加溶液，若溶液出现血红色，说明溶液中还存在，该化学反应存在限度，C正确；
D．化学平衡常数等于生成物浓度幂之积比反应物浓度幂之积，则平衡常数，D正确；
故选B。
2．C
【详解】A．对于反应①，加入少量的浓硝酸后，酸电离产生的H+与NH3反应产生NH，导致c(NH3)减小，平衡向逆反应方向移动，故A正确；
B．对于反应②，加入少量NaCl固体后，NaCl电离产生的Cl—，使溶液中c(Cl—)增大，化学平衡向正反应方向移动，故B正确；
C．化学平衡常数越大，反应正向进行程度就越大，由K1、K2的数值可知K1
故选C。
3．C
【详解】A．初始投料为和，所以平衡前浓度减小，浓度增大，所以当与比值不变时说明反应达到平衡状态，故A正确；
B．该反应为体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，故曲线b为等压条件下，温度升高，减小，说明平衡逆向移动，，故B正确；
C．在，210℃的条件下，向该密闭体系中继续通入与，可以理解为先在另一个容器中达到平衡，x(CH3OH)=0.10，再压缩到一个容器中，平衡正向移动，达到新的平衡后，，故C错误；
D．由图和信息T=250℃下的x(CH3OH)～p、在p=5×105Pa下的x(CH3OH)～T可知：满足平衡时的条件有：，210℃或，250℃，故D正确；
综上所述，答案为C。
4．C
【详解】A．相同物质的量的物质，熵的大小与温度有关，温度越高，熵越大，故A错误；
B．在标准状况下为固体而为气体，相同物质的量的气体的熵远比固体的大，故B错误；
C．气体物质的量越多，熵越大，同时相对分子质量越大，熵也越大，故C正确；
D．在同分异构体中，支链越多，熵越大，故D错误；
选C。
5．B
【详解】A．钠原子失去电子形成钠离子是一个吸收能量的过程，在低温条件下不能自发进行，A项错误；
B．气态水转化为液态水是一个熵减的放热过程，转化中△H＜0、△S>0，低温下，△H-T△S恒小于0，能自发进行，B项正确；
C．氯化铵分解的反应是一个熵增的吸热反应，反应中△H>0、△S>0，低温下，△H-T△S大于0，不能自发进行，C项错误；
D．铜是不活泼金属，不能与稀硫酸反应，则在低温条件下不能自发进行，D项错误；
答案选B。
6．D
【详解】A．体系混乱度越大，熵值越大，从(g)→(l)→(s)，熵依次减小，故A错误；
B．可逆反应都有一定的限度，限度越大反应物的转化率不一定越高，如在一定温度下，合成氨反应，增大氮气的浓度，平衡正向移动，平衡常数不变，氮气的转化率降低，故B错误；
C．可逆反应，若总键能：反应物>生成物，说明反应吸热，则升高温度平衡正向移动，反应物的转化率增大，故C错误；
D．其他条件不变，增大压强，单位体积内活化分子数增加，活化分子百分数不变，故D正确；
选D。
7．C
【详解】A．4～6min内过氧化铬分解的平均速率，，故A错误；
B．8～10min内过氧化铬分解的物质的量为(1.790-1.350)×10-5mol/L×5×10-3L=2.2×10-8mol，根据反应可得分解得到的氧气的体积为3.85×10-8mol×22.4L/mol=8.6×10-4mL，故B错误；
C．若t=15，则10～15min和15～20min这两个时间段内的速率相等，但是根据浓度越小速率越小，10～15min内速率大于后一阶段，故10
故选C。
8．A
【详解】3SO2(g)+2H2O (l)=2H2SO4 (aq)+S(s) ΔH＜0；整个过程是放热反应，反应物的总能量大于生成物总能量，因此C不符合题意，该过程一般通过如下步骤来实现：①SO2(g)+4I－(aq)+4H+(aq)= S(s)+ 2I2(g) + 2H2O(l) ΔH＞0；第一步是吸热反应，因此D不符合题意，②I2(g)+2H2O(l)+SO2(g)=SO(aq)+4H+(aq)+2I－(aq) ΔH＜0；第二步是放热反应，又已知反应①为慢反应，说明反应①活化能大于反应②的活化能，故A符合题意。
综上所述，答案为A。
9．A
【详解】A．据图可知C为生成物，0～15min内生成C而不是消耗C，A错误；
B．据图可知X、Y的物质的量减少，为反应物，C的物质的量增加，为生成物，达到平衡时X、Y、C的物质的量变化之比为0.75mol：0.25mol：0.5mol=3:1:2，化学方程式为Y(g)+3X(g)2C(g)，B正确；
C．25min时反应已达到平衡，该时段内Δn(X)=0.75mol，转化率为×100%=25%，C正确；
D．25min时的瞬间各物质的物质的量不变，所以不是改变投料，而之后C的物质的量增加，X、Y的物质的量减小，说明平衡正向移动，该反应为气体系数之和减小的反应，缩小容器体积增大压强，平衡正向移动，D正确；
综上所述答案为A。
10．B
【详解】A．100~250min，消耗A的平均速率为 ，故A正确；
B．反应进行到900min前可能已经达到平衡，所以推测a可能小于22.9，故B错误；
C．升高体系温度、改用表面积更大的催化剂可加快反应速率，故C正确；
D．条件不变，反应速率不变，故D正确；
选B。
11．C
【详解】A．该反应逆反应为吸热、气体体积增大的反应，〉0，〉0，高温时自发进行，故A错误；
B．该反应为放热反应，若容器绝热，则化学反应速率会先减小后增大，故B错误；
C．保持温度不变，达到平衡后，充入，密闭容器带有活塞，则容器体积变大，容器内各气体浓度变小，平衡逆向移动，的转化率变小，故C正确；
D．起始加入=2：1，反应中=2：1，故始终等于2：1，不能判定可逆反应达到平衡，故D错误；
答案选C。
12．B
【详解】A．根据图示可知：在反应过程中发生反应：Cu+被O2氧化产生Cu2+，O2得到电子被还原产生H2O，该反应就是氧化还原反应，A正确；
B．化合物2和化合物4分子式分子式不同，因此二者不是同分异构体，B错误；
C．乙烯和氧气在一定条件下发生反应产生乙醛、水，故可以乙烯和氧气为原料制备乙醛，C正确；
D．根据图示可知：PdCl2需要转化为，然后再催化反应的进行，D正确；
故合理选项是B。
13．D
【详解】A．乙醇能与钠发生反应产生氢气，故做实验时，应选乙醚做溶剂来溶解苯酚，不能选乙醇做溶剂来溶解苯酚，A错误；
B．检验所用的试剂应该是氢氧化钠过量、硫酸铜少量，B错误；
C．所得固体往往为多余铁和氯化铁的混合物，加水溶解，铁粉和氯化铁反应生成氯化亚铁，铁过量时溶液中不存在铁离子，加入，溶液不显红色，不能说明固体不含氯化铁，C错误；
D．CoCl2·6H2O呈粉红色，CoCl2呈蓝色；给粉红色溶液加热，若有粉红色变为蓝色，则说明加热使CoCl2·6H2O转化为CoCl2，说明温度能影响化学平衡，D正确；
答案选D。
14．(1) 该反应△H＞0，△S＞0，高温自发
(2)升高温度
(3)
(4)t时刻后，CO2的浓度较高，副反应的活化能低，反应速率快，CO2与CH4反应转化更多的CH3COOH，所以CO2的产率比乙酸低
(5)CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4↑
【分析】根据题中信息，由△H-T△S＜0反应能自发进行，判断其原因；根据图示信息，求出各组分的平衡浓度，由CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)反应，求出平衡常数K；根据题中图示信息，第6min~9min时CH4的浓度降低，结合反应速率变快，判断改变的条件；根据平衡正向移动，X浓度增大，作出X物质4min~9min之间的变化图象；根据题中所给副反应，结合图示信息，解释t时刻后，CO2的产率比CH3COOH低的原因；根据题中图示信息，结合“绿色化学”思想，写出步骤Ⅲ的化学方程式；据此解答。
【详解】（1）①由CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) △H1=+165.0kJ·mol-1可知，△H＞0，且该反应是一个气体体积增大的反应，△S＞0，该反应自发进行必须满足△H-T△S＜0，所以需要高温；答案为该反应△H＞0，△S＞0，高温自发。
②由题中图示可知，起始是c(CH4)起=1.8 mol·L-1，c(H2O)起=3.6mol·L-1，10min时平衡状态，各浓度为c(CH4)平=0.7mol·L-1，c(H2O)平=1.4 mol·L-1，X为1.1 mol·L-1，则CH4变化了1.1 mol·L-1，H2O变化了2.2 mol·L-1，由CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)可得，X为CO2，生成了1.1 mol·L-1，H2生成了4.4mol·L-1，平衡常数K==；答案为。
（2）由题中图象可知，0~4min，CH4由1.8 mol·L-1到1.3 mol·L-1，变化了0.5 mol·L-1，6~9min，CH4由1.3 mol·L-1到0.7 mol·L-1，变化了0.6 mol·L-1，所以第6min~9min时的反应速率比0~4min时的大，且平衡向正反应方向移动，说明第6min改变的条件为升高温度或增加水蒸气的量，再根据第9min平衡时甲烷浓度为，水蒸气浓度为，说明甲烷消耗1.1mol，水蒸气消耗2.2mol，所以不可能为增加水蒸气的量，因此改变的条件只可能为升高温度；答案为升高温度。
（3）由CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) △H1=+165.0kJ·mol-1可知，升高温度，平衡正向移动，X为CO2的变化浓度，所以CO2的浓度增大，到9min时达到新的平衡，CO2的浓度为1.1 mol·L-1，图象为；答案为。
（4）由题中信息可知，反应的过程中发生副反应CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g) △H2=-32.2kJ·mol-1，t时刻后，CO2的产率比CH3COOH低，是因为t时刻后，CO2的浓度较高，副反应的活化能低，反应速率快，CO2与CH4反应转化了更多的CH3COOH，所以CO2的产率比乙酸低；答案为t时刻后，CO2的浓度较高，副反应的活化能低，反应速率快，CO2与CH4反应转化了更多的CH3COOH，所以CO2的产率比乙酸低。
（5）由题中图示信息可知，整个流程，体现了“绿色化学”思想，即原子的利用率百分之百，所以步骤Ⅲ是CH3COONa与碱石灰中NaOH反应，生成CH4和Na2CO3，其化学方程式为CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4↑；答案为CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4↑。
15．(1)BC
(2)，210℃ ，250℃
(3)升高温度，反应①②的反应速率均加快，但反应②的反应速率变化更大
(4) 31
【解析】（1）
A．加入H2O(g)是增加生成物，平衡会逆向移动，CO2转化率下降，描述错误，不符题意；
B．体系中分离出甲醇，相当于撤去生成物，平衡正移，CO2更多转化，描述正确，符合题意；
C．循环使用原料气相当于不断撤去产物，使反应物进一步转化生成产物，描述正确，符合题意；
D．催化剂调整，只影响反应速率，不影响化学平衡，描述错误，不符题意；
综上，本问应选填“BC”；
（2）
根据题目所给条件，假设CO2加入1mol，H2加入3mol，容器容积假设1L，建立三段式
则甲醇物质的量分数为，曲线a为定温250℃下， x(CH3OH)与压强关系曲线，当x(CH3OH)=0.10时，对应压强为，曲线b为定压下，x(CH3OH)与温度关系曲线，当x(CH3OH)=0.10时，对应温度为210℃，所以本问应填“，210℃及，250℃”；
（3）
反应①正向是放热反应，反应②正向是吸热反应，故升高温度，不利于甲醇的生成，但是利于CO的生成，所以升温两反应速率均加快，但反应②速率升高程度更大，所以本问应填“升高温度，反应①②的反应速率均加快，但反应②的反应速率变化更大”；
（4）
①将图上两点对应数据代入计算公式有，解之得Ea=31kJ·mol-1，所以本问第一空应填“31”；
②更换高效催化剂，活化能更小，相同温度下(相同)，值更小，故更大，所以曲线应绘制为“”。
16．(1)低温
(2) a 该反应前后气体系数减小，增大压强平衡向正反应方向移动，甲醇的物质的量分数增大 33.3%
(3)*CO+*OH→*CO+H2O
(4) C2O=CO2+CO CO+2Li+=LiCO3
【解析】(1)
该反应ΔH＜0，为气体系数之和减小的反应，ΔS＜0，所以低温条件下满足ΔH-TΔS＜0，反应可以自发；
(2)
①该反应为气体系数之和减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，甲醇的物质的量分数增大，所以曲线a对应等温过程的曲线；
②起始物=3，不妨设n(H2)=3mol，n(CO2)=1mol，平衡时CH3OH为xmol，列三段式有：
x(CH3OH)==0.10，解得x=mol，所以CO2的平衡转化率为×100%=33.3%；据图可知等温条件下，若平衡时x(CH3OH)=0.10，则p=9×103Pa，则平衡时CO2、H2、CH3OH、H2O的分压分别为0.2×9×103Pa、0.6×9×103Pa、0.1×9×103Pa、0.1×9×103Pa，则该条件下Kp==；
(3)
反应速率最慢的一步决定整体反应速率，活化能越大反应速率越慢，据图可知反应*CO+*OH→*CO+H2O的活化能最大，反应速率最慢，为决速步骤；
(4)
根据第Ⅲ步的反应可知，第Ⅱ步反应中C2O应转化为CO，离子方程式应为C2O=CO2+CO；根据题意，第Ⅳ步中碳酸根应结合锂离子得到碳酸锂，离子方程式为CO+2Li+=LiCO3。
17．(1) 较高
(2)
(3)
(4) 温度升高，催化剂效率提高，反应速率加快，转化率增大 适当减缓气体的流速 催化剂活性降低，反应速率减慢，转化率降低 温度升高，反应的平衡限度减小
【解析】（1）
根据盖斯定律，将反应i×3-ii×2得反应： [-20.9×3-(-98.1×2)]kJ/mol=+133.5kJ/mol，又反应的△S>0，所以在较高的温度下才能满足：△H-T△S<0，反应自发进行；
（2）
由图可知，该历程中最大能垒(活化能)Ea(正)=，该步骤的化学方程式为：；
（3）
设起始加入的乙烯和氧气的量分别为1mol、0.5mol，乙烯的变化量为x，三段式为：，刚性容器中，根据压强之比等于气体物质的量之比，则有 ，x=0.75，此时的n(总) ，乙烯、氧气、乙醛的物质的量分数分别为：，即 ，总压为：，所以 ；
（4）
在①的催化剂下200-250范围内，温度升高，乙烯的转化率快速增大，原因是温度升高，催化剂效率提高，反应速率加快，转化率增大；在温度、压强和催化剂①均不变的情况下，提高A点的转化率的可行的方法有适当减缓气体的流速；在②催化剂下，温度高于450时，乙烯转化率降低的原因可能有催化剂活性降低，反应速率减慢，转化率降低、温度升高，反应的平衡限度减小。
18．(1) -58kJ/mol 低温自发 ＜
(2)CE
(3) 变小 a>b>c 1/2 0.36
(4) CH2O D
【详解】（1）利用盖斯定律可知，将③+②可得：△H=-58kJ/mol，反应气体分子数减小，熵变△S<0，反应焓变△H<0，由△G=△H-△S<0，则反应能自发进行的条件是较低温度；，则。
（2）A．存在竞争反应，且都生成含O-H键的物质，故不能说明；B．恒容条件下，该混合气体的密度不变，故不能说明；C．气体总质量不变，物质的量减少，则平均相对分子质量增大，可以判断；D．不能说明物质的量不变，不能判断平衡状态；E。达到平衡时各物质的体积分数不变，故CO的体积分数不变能够说明该体系达到平衡状态。
（3）①升高温度正反应速率和逆反应速率增大，但因为该反应为放热反应，正反应速率增大率小于逆反应速率的增大率，故/变小。②投料比越大，则氢气的平衡转化率越高，故a>b>c。③540K时，b曲线所代表的投料比为1：1，N点氢气的平衡转化率为60%，该条件为恒压条件，可计算出、、、平衡时对应的分压分别为1MPa、0.5MPa、0.25MPa、0.25MPa，因此可得Kp=1/2。④将，代入，，又知/=Kp=1/2，故可得0.36。
（4）由图可知，生成的活化能较大，反应不易进行，则CO和中相对较少的副产物为；活化能越大，反应速率越慢，则要使反应速率加只快，主要降低的能量，答案选D。
19．(1)，且反应可逆符号右侧气体物质的量比左侧多，△S>0，故反应在高温下自发
(2) 或 68.2%
(3) BC
【详解】（1）将反应Ⅰ的二倍加上反应Ⅱ，再加反应Ⅲ的2倍得到反应Ⅳ． ，且反应可逆符号右侧气体物质的量比左侧多，△S>0，故反应在高温下自发；故答案为：，且反应可逆符号右侧气体物质的量比左侧多，△S>0，故反应在高温下自发。
（2）利用氢气与二氧化碳催化反应合成乙烯，是实现低碳转型的一条途径。在0.1MPa、120℃条件下，以的投料比充入体积固定的密闭容器中，发生反应：，平衡时水蒸气的物质的量百分数为50.0%。请回答：
①反应的平衡常数表达式为或；故答案为：或。
②以的投料比充入体积固定的密闭容器中，假设分解加入4mol氢气和1mol二氧化碳，达到平衡时，建立三段式，，解得x= ，的转化率为；故答案为：68.2%。
（3）①根据总反应和第二步反应得到第一步反应为；故答案为：。
②A．反应Ⅰ是快速放热，反应Ⅱ是慢速吸热，说明反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ，且，故A错误；B．增大氨碳比有利于提高尿素产率，过量氨气与反应Ⅱ生成的水反应，促进平衡正移，会生成更多的尿素，故B正确；C．实际生产中若选择曲线a，氨碳比在4.0时二氧化碳转化率已经很大，再提高氨碳比，虽然二氧化碳转化率增大，但氨气经济价值比二氧化碳经济价值大，因此增大氨碳比不划算，因此氨碳比应控制在4.0左右，故C正确；D．根据总反应增加水碳比，可以理解为二氧化碳量不变，水的量增大，平衡逆向移动，二氧化碳转化率减小，因此根据图象得到曲线a的水碳比小于曲线b，减小水碳比，水蒸气量减少，有利于平衡正向移动，利于尿素生成，故D错误；综上所述，答案为：BC。
③如果某催化剂可以同等程度地加速反应Ⅰ和Ⅱ，反应速率加快，生成氨基甲酸铵达到最高值时间缩短，短时间放出的热量大，使得温度较高，平衡正向移动，因此生成氨基甲酸铵的量比原来增加，因此加入该催化剂后从0h到t1时的氨基甲酸铵物质的量变化曲线 ；故答案为： 。
20．(1)80.24
(2)BC
(3) AC 反应Ⅰ吸热，反应Ⅱ、Ⅲ、放热，升高温度，反应Ⅰ平衡正向移动，反应Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移动，三者均使C2H4的平衡体积分数增加，且随温度变化明显
(4) 96%
【详解】（1）反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的随温度的变化如图1所示。反应Ⅰ为分解反应，反应Ⅱ、Ⅲ为化合反应，大多数分解反应为吸热反应，大多数化合反应为放热反应，故298K下，+80.24；
（2）反应Ⅰ为气体体积增大的吸热反应，高温低压有利于提高碘甲烷的平衡转化率，催化剂不能使用平衡移动，故答案选BC；
（3）①A．因为反应Ⅱ、Ⅲ自发，则，且为熵减小反应，则，所以必须、，选项A正确；
B．若随温度的上升而增大，则正反应为放热反应，故，选项B错误；
C．由图2可知，随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ生成物的摩尔分数先增大后降低，故化学平衡先正向移动后逆向移动，选项C正确；
D．当温度范围：T≤715K时，相同条件下的反应Ⅱ、Ⅲ的摩尔分数相等，但反应Ⅱ生成物的体积比较大，平衡常数大于反应Ⅲ，选项D错误；
答案选AC；
②从图2中可看出，当体系温度高于600K时，因反应Ⅰ吸热，反应Ⅱ、Ⅲ、放热，升高温度，反应Ⅰ平衡正向移动，反应Ⅱ、Ⅲ平衡逆向移动，三者均使C2H4的平衡体积分数增加，且随温度变化明显，故乙烯的摩尔分数随温度升高而显著增加；
（4）①根据三段式可知：
故平衡时的转化率为；
②维持温度为810K，压强为0.1MPa，起始投料1mol，平衡时气体总物质的量为0.04mol+0.96mol+0.14mol+0.14mol+0.065mol=1.345mol，故平衡总压为0.1345MPa，x(HI)=，故x(HI)与压强(0.1~2.0MPa)关系的曲线示意图如下：。
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