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第二章 化学反应速率与化学平衡-2021-2022学年高二化学上学期期末检测核心素养卷（人教版2019选择性必修1）（提升卷）（解析版）
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这是一份第二章 化学反应速率与化学平衡-2021-2022学年高二化学上学期期末检测核心素养卷（人教版2019选择性必修1）（提升卷）（解析版），共1页。试卷主要包含了选择题，填空题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题：本题共16个小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1．（江苏省常州市八校2021-2022学年高三12月联合调研化学试题）碳是生命的核心元素，碳及其化合物在工农业生产中有着广泛的应用。工业上用CO2生产CH3OH燃料，其热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ·ml-1。燃煤燃烧时生成的CO2用氨的饱和NaCl溶液吸收,可得到NaHCO3等化工产品。CO2会引起温室效应,我国力争在2060年前实现“碳中和”。“碳中和”是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，然后通过植物造树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的排放量，CO2实现“零排放”。对于反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，下列有关说法正确的是
A．增大的值，可提高H2的转化率
B．升高温度能提高CO2的反应速率和转化率
C．达平衡时缩小容器体积，(正)增大，(逆)减小
D．1mlCO2和3mlH2充分反应时放出的热量为49.0kJ
【答案】A
【详解】
A．增大的值，即增大CO2的浓度，化学平衡正向移动，则可提高H2的转化率，A正确；
B．由题干可知，反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ·ml-1正反应是一个放热反应，故升高温度能提高CO2的反应速率，但由于化学平衡逆向移动，故CO2的转化率减小，C错误；
C．达平衡时缩小容器体积，反应物和生成物的浓度均增大，故(正)增大，(逆)也增大，C错误；
D．由于反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)是一个可逆反应，故1mlCO2和3mlH2充分反应时不能完全进行，故放出的热量小于49.0kJ，D错误；
故答案为：A。
2．（江苏省盐城市2021-2022学年高二上学期学业水平合格性考试模拟化学试题）工业上H2可以发生反应：CO+2H2CH3OH，下列有关说法不正确的是
A．增大H2的浓度，可加快反应速率
B．使用合适催化剂，可加快反应速率
C．达到平衡时，正反应速率与逆反应速率相等
D．达到平衡时，CO可以完全转化
【答案】D
【详解】
A．增大反应物的浓度可以加快反应速率，A正确；
B．催化剂可以降低反应的活化能，加快反应速率，B正确；
C．当可逆反应达到平衡时，正逆反应速率相等，C正确；
D．可逆反应不能进行到底，反应物和生成物共存，故CO不能完全转化，D错误；
答案选D。
3．（2021·黑龙江·大庆市东风中学高二期中）在体积可变的恒温密闭容器中按充入和，发生反应： ，在时刻达到平衡状态Ⅰ；在时刻向容器中充入一定量的时刻达到平衡状态Ⅱ，下列说法正确的是
A．时刻达到平衡时，
B．时刻达到平衡时反应放出的热量小于
C．达到平衡时，的体积分数：ⅠⅡ
D．过程中，υ(逆)随时间变化如图所示
【答案】D
【详解】
A．时刻达到平衡时，，即，故A错误；
B．按充入和，但充入的物质的量不清楚有多少，因此时刻达到平衡时反应放出的热量无法计算放出的热量，故B错误；
C．体积可变的恒温密闭容器中，又加入氨气，达到平衡时，是一个等效平衡，因此的体积分数：Ⅰ＝Ⅱ，故C错误；
D．过程中，υ(逆)逐渐增大至平衡状态，在时刻向容器中充入一定量的υ(逆)突然变大再逐渐减小，最后减小到处于平衡状态，由于放入体积可变的恒温密闭容器中，加入氨气前后处于等效平衡，最后与原平衡的速率相等即在υ(逆)随时间变化如图所示，故D正确。
综上所述，答案为D。
4．（2021·湖北武汉·高二阶段练习）SO2的催化氧化是工业制硫酸的一步重要反应，在恒容密闭容器中发生该反应：2SO2+O22SO3，下列有关说法不正确的是
A．温度升高，可加快反应速率
B．平衡时，SO2、SO3的浓度一定相等
C．平衡时，正、逆反应速率相等且不为零
D．平衡时，SO2或O2不可能100%转化为SO3
【答案】B
【详解】
A．升高温度，化学反应速率增大，故A正确；
B．反应物的起始量不知道，则平衡时，SO2、SO3的浓度不一定相等，故A错误；
C．化学平衡是动态平衡，则平衡时，正、逆反应速率相等且不为零，故C正确；
D．该反应是可逆反应，可逆反应不可能完全反应，则平衡时，SO2或O2不可能100%转化为SO3，故D正确；
故选B。
5．（2021·四川省南充高级中学高二期中）下列由生产或实验事实得出的相应结论不正确的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】C
【详解】
A．升温反应速率加快，故A正确；
B． 吸收塔里装填瓷环是为了增大气体和液体的接触面积，吸收速率增大，可提高吸收效果，故B正确；
C．在Zn和稀硫酸的反应中，本质是锌和氢离子的反应，氢离子浓度越大反应速率越快，加入少量硫酸钠固体，不影响氢离子浓度故不影响反应速率，故C错误；
D． 加入的氯化铁可以做H2O2分解的催化剂，加快反应速率，故D正确；
故选C。
6．（2021·辽宁·高三阶段练习）某化学小组欲测定酸性条件下溶液与溶液反应的化学反应速率，所用的试剂为溶液和溶液，所得c(Cl-)随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A．该反应的离子方程式为
B．该反应在的平均反应速率
C．在反应过程中，该反应的化学反应速率变化趋势为先增大后减小
D．起初反应很慢，一段时间后反应速率明显增大，一定是反应放热温度升高的结果
【答案】C
【详解】
A．不拆，反应的离子方程式为，选项A错误；
B．由实验数据可知，该反应在的平均反应速率，且速率之比等于化学计量数之比，则在的平均反应速率，选项B错误；
C．由图可知，该反应的化学反应速率变化趋势为先增大后减小，选项C正确；
D．一段时间后反应速率明显增大，可能是生成的氯离子或硫酸根离子作催化剂使反应速率加快，不一定是反应放热温度升高的结果，选项D错误。
答案选C。
7．（2021·江苏泰州·高三阶段练习）NH3、NH4Cl、NO、NO2、HNO3等是氮重要的化合物，NO2与N2O4能相互转化，热化学方程式为N2O4(g)2NO2(g) △H=+57kJ•ml-1。对于反应N2O4(g)2NO2(g) △H=+57kJ•ml-1，下列有关说法正确的是
A．升高体系温度正反应速率增大，逆反应速率减小
B．若容器体积不变，密度不变时说明该反应建立化学平衡
C．其它条件不变，向平衡后的容器中再加入少量N2O4，新平衡后的值不变
D．增大体系的压强能提高N2O4的反应速率和平衡转化率
【答案】C
【详解】
A．升高体系温度不仅能使正反应速率增大，还会使逆反应速率增大，故A错误；
B．该反应气体总质量不变，容器体积不变，根据可知该反应的密度始终不变，不能说明该反应达到平衡状态，故B错误；
C．平衡常数K=，K只与温度有关，温度不变，K不变，故C正确；
D．增大体系的压强，平衡向气体体积减小的方向进行，即逆反应方向进行，因此增大体系的压强会使N2O4的转化率降低，故D错误；
故答案为：C
8．（2020·甘肃·兰州一中高一期中）1ml X气体跟a ml Y气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应：X(g)+aY(g)bZ(g)。反应达到平衡后，测得X的转化率为25%。而且，在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的，则a和b的数值可能是
A．a=1，b=3B．a=2，b=2
C．a=2，b=1D．a=3，b=2
【答案】C
【详解】
1ml X气体跟a ml Y气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应：X(g)+a Y(g)⇌b Z(g)．反应达到平衡后，测得X的转化率为25%，
依据在同温同压下反应前后混合气体的密度之比和气体体积成反比即和气体物质的量成反比得到，在同温同压下测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的，即反应后气体物质的量是反应前气体物质的量，则(0.75+0.75a+0.25b)：(1+a)=5：6，整理可得：3b=a+1，依据选项中的数据可知a=2，b=1符合。
答案选C。
9．（2020·甘肃·兰州一中高一期中）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。能判断该反应已经达到化学平衡的是
①v(NH3)正=2v(CO2)逆
②密闭容器中总压强不变
③密闭容器中混合气体的密度不变
④密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变
⑤密闭容器混合气体的总物质的量不变
⑥密闭容器中CO2的体积分数不变
⑦混合气体总质量不变
A．①②④⑤⑦B．①②③⑤⑦C．①④⑤⑥⑦D．②③④⑤⑥
【答案】B
【详解】
①v(NH3)正=2v(CO2)逆，表明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故①正确；
②该反应为气体物质的量增大的反应，容器内压强为变量，当密闭容器中总压强不变时，表明达到平衡状态，故②正确；
③H2NCOONH4(s)为固体，混合气体的质量为变量，混合气体的体积不变，则密闭容器中混合气体的密度为变量，当容器内混合气体的密度不变时，表明达到平衡状态，故③正确；
④只有NH3(g)、CO2(g)为气体，且二者的物质的量之比始终为2：1，则混合气体的平均相对分子质量始终不变，不能判断平衡状态，故④错误；
⑤H2NCOONH4(s)为固体，混合气体的总物质的量为变量，当密闭容器混合气体的总物质的量不变时，表明达到平衡状态，故⑤正确；
⑥只有NH3(g)、CO2(g)为气体，且二者的物质的量之比始终为2：1，则密闭容器中CO2的体积分数始终不变，不能判断平衡状态，故⑥错误；
⑦H2NCOONH4(s)为固体，混合气体总质量为变量，当混合气体的总质量不变时，表明达到平衡状态，故⑦正确；
故选：B。
10．（2021·辽宁·沈阳市第一二〇中学高二期中）重铬酸钾(K2Cr2O7)有强氧化性，溶液中存在平衡：Cr2O+H2O⇌2CrO+2H+。取2.94 g重铬酸钾橙红色晶体，溶于100 mL水的同时利用数字传感器测定pH变化如图。下列说法正确的是
A．该溶液中含有Cr2O离子数目为 0.01NA
B．Cr元素位于d区，基态原子有4个未成对电子
C．Cr2O+H2O⇌2CrO+2H+的平衡常数K约为10-14.2
D．升高温度，溶液橙红色变浅，则该转化反应ΔH＜0
【答案】C
【详解】
A．2.94 g重铬酸钾的物质的量n(K2Cr2O7)=，其溶液中存在平衡Cr2O+H2O⇌2CrO+2H+，反应会消耗Cr2O，则该溶液中含有Cr2O离子数目小于0.01NA，A错误；
B．Cr是24号元素，根据元素周期表可知：Cr元素位于d区，Cr原子的电子排布式为[Ar]3d54s1，根据洪特规则，基态Cr原子有6个未成对电子，B错误；
C．pH=3.8，c(H+)=10-3.8 ml/L，c(CrO)=c(H+)=10-3.8 ml/L，c(Cr2O)≈，K=，C正确；
D．升高温度，溶液橙红色变浅，说明溶液中c(Cr2O)减小，化学平衡正向移动，根据勒夏特列原理可知：该反应的正反应是吸热反应，故该转化反应△H＞0，D错误；
故合理选项是C。
11．（2021·河南·马店第一高级中学高二期中）在某密闭容器中，发生如下反应：2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH<0 。下列研究目的和示意图相符的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】C
【详解】
A．由于p1条件先达到平衡，先拐先平数值大，故p1>p2，由p1→p2，压强降低，化学平衡左移，NO2的体积分数应降低，选项A错误；
B．由于此反应ΔH<0，故升温平衡左移，O2的转化率降低，选项B错误；
C．增大O2的浓度，会使正反应速率瞬间增大，而逆反应速率瞬间不变，然后逐渐增大，使化学平衡右移，选项C正确；
D．使用催化剂能加快反应速率缩短到达平衡的时间，选项D错误；
答案选C。
12．（2021·新疆·乌苏市第一中学高二期中）如图是温度和压强对反应影响的示意图。图中纵坐标表示平衡混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是
A．X、Y、Z均为气态
B．使用催化剂Z的产率提高
C．升高温度时增大，减小，平衡向右移动
D．恒容时，混合气体的密度可作为此反应达到化学平衡状态的判断依据温度
【答案】D
【分析】
升温、平衡混合气体中Z的体积分数增大，说明升温平衡向右移动、正反应为吸热反应；增压、衡混合气体中Z体积分数减小，说明增压平衡向左移动、逆方向为气体分子总数减小的方向，但如果X和Y均为非气体，那么平衡时气体就只有Z、Z的含量为100%，所以X和Y中只能有一个是气体，另一个是非气体，据此回答。
【详解】
A． 据分析， Z为气态、X和Y中只能有一个是气体，另一个是非气体，A错误；
B． 使用催化剂能改变反应速率但不影响平衡，故Z的产率不变化，B错误；
C． 据分析，升高温度时平衡向右移动，升温时增大，也增大，C错误；
D．恒容的密闭容器中， ，气体质量随着反应而变化，容积体积的不变，故气体密度不变说明已平衡，D正确；
答案选D。
13．（2021·安徽省临泉第一中学高二阶段练习）室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：，；②，反应①的速率可表示为，反应②的速率可表示为(、为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图，下列说法不正确是
A．如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为Z
B．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变
C．0~30min时间段内，Y的平均反应速率为
D．反应①的活化能比反应②的活化能大
【答案】C
【分析】
由题给信息可得反应①的速率和反应②的速率比==，、为速率常数，则两反应的速率之比为定值；由题给方程式可知，反应①的速率和反应②的速率比等于生成Y和Z的浓度比，两反应的速率之比为定值，则反应开始后，体系中Y和Z的浓度比为定值；由图可知，30min时消耗M的浓度为(0.5—0.3)ml/L=0.2ml/L，由Z的浓度为0.125 ml/L，则Y的浓度为0.2ml/L—0.125 ml/L=0.075 ml/L，====0.6。
【详解】
A．由分析可知，反应开始后，体系中Y和Z的浓度比为定值，则如果反应能进行到底，反应结束时M转化为Z的百分比为×100%=62.5%，故A正确；
B．由分析可知，反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比定值，始终保持不变，故B正确；
C．由分析可知，30min时，Y的浓度为0.075 ml/L，则Y的平均反应速率为，故C错误；
D．由分析可知，30min时，反应生成Y的浓度为0.075 ml/L、Z的浓度为0.125 ml/L可知反应①速率小于反应②的速率，则反应①的活化能比反应②的活化能大，故D正确；
故选C。
14．（2021·河南南阳·高二阶段练习）某温度下，向容积为10L的恒容密闭容器中充入2mlM和4mlN，发生反应M(g)十2N(g)P(g)+xR(g) ΔH=-akJ·ml-1(a>0)。反应过程中测得气体N的物质的量浓度变化如图所示。已知反应进行到8min时达到平衡状态，若平衡后降低温度，混合气体的平均相对分子质量将增大(x为正整数)，下列说法正确的是
A．该反应中，化学计量数x=3
B．反应达到平衡后，仅增大压强，平衡常数也增大
C．8min时，该反应的平衡常数K=2.5
D．10min时，仅将容器容积扩大至原来的两倍，则气体N的物质的量浓度的变化曲线为a
【答案】C
【详解】
A．由ΔH=-akJ·ml-1(a>0)可知该反应为放热反应，降低温度平衡正向进行，而题干信息降温后混合气体的平均相对分子质量将增大，由密闭容器中混合气体的质量不变，则物质的量减小，所以正反应方向为气体分子数减小，说明1+2>1+x，则x=1，A错误；
B．平衡常数只与温度有关，则仅增大压强，平衡常数不变，B错误；
C．由A项可知x=1，反应方程式为M(g)十2N(g)P(g)+R(g)，由图数据列三段式，该反应的平衡常数，C正确；
D．该正反应方向为气体分子数减小，仅将容器容积扩大至原来的两倍，相当于减小压强，平衡逆向移动，瞬间时气体N的物质的量浓度变小，后增大，为曲线c，D错误；
故选：C。
15．（2021·河南南阳·高二阶段练习）利用CH4可消除NO2的污染，反应原理为CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)，向两个容积完全相同的恒容密闭容器中均充入0.50mlCH4和1.20mlNO2，测得不同温度下n(CH4，)随时间变化的有关实验数据如表所示：
下列说法错误的是
A．容器①中反应达到平衡状态时的平衡常数K①=6.4
B．T1C．容器①与容器②中NO2的平衡转化率之比为8：7
D．反应达到平衡后，容器①与容器②中CO2的物质的量分数：w①>>w②
【答案】A
【详解】
A．容器①中反应达到平衡时n(CH4)= 0.10ml，列三段式，，由于容器体积未知，不能计算平衡常数，A错误；
B．温度升高，化学反应速率增大，相同时间段内消耗的CH4量增大，根据表中数据，0～10min内，T2温度下消耗CH4的量大于T1温度下CH4消耗的量，所以温度T1＜T2，B正确；
C．容器①中NO2的平衡转化率，容器②中NO2的平衡转化率，平衡转化率之比为8：7，C正确；
D．由于容器①中反应达到平衡状态时n(CH4)比容器②的小，说明容器①消耗的CH4更多，生成CO2的物质的量更大，则CO2的物质的量分数：w①>w②，D正确；
故选：A。
16．（2021·湖南·高三阶段练习）活性炭可以高效处理二氧化氮污染。在温度为T℃时，向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和1ml ，发生反应：，反应相同时间，测得各容器中的转化率与容器体积的关系如图所示。下列说法正确的是
A．图中c点所示条件下：v(正)＞v(逆)
B．图中a、c点对应的浓度：
C．T℃时，该反应的化学平衡常数为
D．容器内的压强：
【答案】A
【详解】
A．相同时间内，b点比a点反应慢，但转化率达到80%，c点比a点反应更慢，转化率也有40%，说明a点为平衡点，c点为未平衡点，即图中c点所示条件下，v(正)＞v(逆)，故A正确；
B．图中a点、c点的转化率相同，生成的的物质的量相同，但a点容器体积小于c点容器体积，则对应的浓度：，故B错误；
C．由于a点为平衡点，此时的转化率为40%，a点反应三段式为：
各物质平衡浓度为、、，T℃时，该反应的化学平衡常数，故C错误；
D．b点反应三段式为：
根据a点反应三段式、b点反应三段式和可知，，，由于，所以容器内的压强：，故D错误；
答案选A。
二、填空题
17．（2020·甘肃·兰州一中高一期中）某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”，实验如下：(不考虑溶液混合引起的体积变化)
（1）通过实验A、B，可探究出浓度的改变对反应速率的影响，其中V1=___________，T1=___________，通过实验___________可探究出温度变化对化学反应速率的影响。
（2）C组实验中溶液褪色时间t1___________(填“＞”或“＜”或“=”)8s，C组实验的反应速率v(KMnO4)=___________。(用含有t1的式子表示)
（3）该小组的一位同学通过查阅资料发现，上述实验过程中n(Mn2+)随时间变化的趋势如图所示，并以此分析造成n(Mn2+)突变的可能的原因是___________。
（4）通过测定收集一定体积氢气所用的时间可以用于测定锌粒和稀硫酸反应的速率，于是某同学设计了如图所示的实验装置：
①装置中仪器A的名称为___________。
②定量分析：装置组装完成后需要先检查该装置的气密性。简述检查该装置气密性的方法
___________；实验时以收集到40mL气体为准，忽略其他可能影响实验的因素，实验中需要测量的数据是___________。
【答案】
（1） 1.0mL 293k B、C
（2） ＜
（3）生成的Mn2+对反应有催化作用，使反应速率加快，单位时间内产生的n(Mn2+)突增
（4） 分液漏斗 闭分液漏斗活塞，拉动注射器，松手，注射器能恢复到原来的位置 收集40mL气体所需时间
【解析】
（1）
因为实验A、B是探究出浓度的改变对反应速率的影响，所以温度需要相同即T1=293K，总溶液的体积也应该相等，所以V1=1 mL；根据表格可知：B与C只有温度不同，其他条件相同，所以通过B、C两个实验可探究出温度变化对化学反应速率的影响，故答案：1.0mL；293k；B、C。
（2）
根据5H2C2O4+2MnO+6H+= 10CO2 +2Mn+8H2O和表中的数据可知，草酸过量，高锰酸钾完全反应，所以v= ，故答案：。
（3）
由图可知，上述实验过程中n(Mn2+)随时间变化突然增大，可能是在反应过程中，生成的Mn2+对反应起了催化作用，使反应速率加快，使得单位时间内产生的n(Mn2+)突增；故答案：生成的Mn2+对反应有催化作用，使反应速率加快，单位时间内产生的n(Mn2+)突增。
（4）
①由装置图可知：装置中仪器A为分液漏斗，故答案：分液漏斗。
②根据装置图采用关闭分液漏斗活塞，拉动注射器，松手，注射器能恢复到原来的位置的方法检查装置的气密性；为了测定锌粒和稀硫酸反应的速率，需要记录收集到40mL气体所用的时间，故答案：关闭分液漏斗活塞，拉动注射器，松手，注射器能恢复到原来的位置；收集40mL气体所需时间。
18．（2021·河南·高三阶段练习）工业上，裂解正丁烷可以获得乙烯、丙烯等化工原料。
反应1：
反应2：
已知几种共价键的键能如下表：
（1）根据上述数据估算，=_______kJ·ml-1。
（2）正丁烷和异丁烷之间转化的能量变化如图所示。
①正丁烷气体转化成异丁烷气体的热化学方程式为_______。
②下列有关催化剂的叙述错误的是_______(填标号)。
A．能改变反应途径 B．能降低反应焓变
C．能加快反应速率 D．能增大平衡常数
（3）向密闭容器中投入一定量的正丁烷，发生反应1和反应2，测得正丁烷的平衡转化率(α)与压强(p)、温度(T)的关系如图所示。
①、、由小到大的顺序为_______。
②随着温度升高，三种不同压强下正丁烷的平衡转化率趋向相等，原因是_______。
（4）在一定温度下，向密闭容器中投入正丁烷，同时发生反应1和反应2。测得部分物质的浓度与时间的关系如图，平衡时压强为17akPa。
①7min时改变的条件可能是_______ (填标号)。
A．增大压强 B．增大正丁烷的浓度 C．加入催化剂
②该温度下，反应1的平衡常数_______kPa。(提示：组分分压=总压×)
（5）以惰性材料为电极，正丁烷、空气在熔融盐(以MCO3为电解质)中构成的燃料电池的能量转化率高，通入空气的电极为_______(填“正极”或“负极”)。
【答案】
（1）+80
（2） BD
（3） 随着温度升高，压强对平衡的影响逐渐减小，平衡转化率主要由温度决定
（4） B 3a
（5）正极
【解析】
（1）
根据键能估算反应热，反应热近似等于断裂化学键的总键能与形成化学键的总键能之差，；
（2）
②反应热与产物、反应物的相对能量有关，B项错误；催化剂同倍数改变正、逆反应速率，平衡不移动，平衡常数不变，D项错误。
（3）
①正反应是气体分子数增大的反应，减小压强，平衡向正反应方向移动，正丁烷的平衡转化率增大，故。
②随着温度升高，三种不同压强下正丁烷的平衡转化率趋向相等，原因是随着温度升高，压强对平衡的影响逐渐减小，平衡转化率主要由温度决定。
（4）
①增大压强，即缩小容器体积，瞬时CH4浓度增大，随后CH4浓度减小，A项不符合题意；加入催化剂，平衡不移动，甲烷的浓度不变，C项不符合题意。
②由图可知同时发生反应1和反应2，平衡时生成了0.3ml·L-1的CH4，消耗了0.7ml·L-1的C4H10，说明反应2生成了0.4ml·L-1的C2H6，平衡体系中各组分的浓度分别是、、。各组分的分压：
；，。
（5）
以惰性材料为电极，正丁烷、空气在熔融盐(以MCO3为电解质)中构成的燃料电池的能量转化率高，氧气得电子，所以通入空气的电极为正极，正丁烷在负极反应。
19．（2021·安徽·高二阶段练习）含碳化合物种类繁多。回答下列问题：
（1）一定温度下，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，已知此温度下，该反应的平衡常数K=16，则平衡时体系中H2的物质的量分数为________%。
（2）在催化剂Ru催化下，CO2与H2反应可生成CH4，反应方程式为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。已知反应达平衡时H2的体积分数随温度的升高面增加。达平衡后温度从300°C升至400°C，v正________(填“增大”“减小”或“不变”，，下同)，重新达到平衡，平衡常数K________，CO2转化率α________；若在相同温度时，上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡，各物质的平衡浓度如下表：
则a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为________。
（3）已知pKa=-lgKa，25°C时，H2C2O4的pKa1=1.2，pKa2=4.19，草酸溶液中各含碳物种的分布分数α(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。则图中a=________，b=________。
【答案】
（1）40
（2） 增大 减小 减小
（3） 1.2 4.19
【解析】
（1）
设CO(g)和H2O(g)的物质的量均为1，，此温度下该反应的平衡常数K=16，则，得x=0.8ml，则平衡时体系中H2的物质的量分数为。
（2）
升高温度，正逆反应速率均增大，则v正增大，v逆增大；已知H2的体积分数随温度的升高而增加，说明升温，平衡逆移，△H<0，平衡常数K减小，转化率α(H2)减小；温度相同，平衡常数相同，则。
（3）
A点表示c(H2C2O4)=c(HC2O)，Ka1=，c(H+)=Ka1，pH=-lg(H+)=-lgKa1=PKa1=1.2，即a=1.2。同理B点表示c(C2O)=c(HC2O)，Ka2=，c(H+)=Ka2，pH=-lg(H+)=-lgKa2=PKa2=4.19，b=4.19。
20．（2021·江西·景德镇一中高二期中）．某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡状态的影响，得到如下图所示的变化规律图中表示温度，表示物质的量。
（1）在a、b、c三点达到平衡时，的物质的量由大到小的顺序为___________；
（2）b点时的平衡体积分数最大，此时的起始投料比为___________；
（3）若，则正反应一定是___________反应(填“放热”或“吸热”)。
II．对于反应，判断t2、t3、t4时刻对该反应采取的措施。
（4）：___________；：___________；：___________。
【答案】
（1）c＞b＞a
（2）1：3
（3）吸热
（4） 增大NH3的浓度 减小压强 加入催化剂
【解析】
（1）
对于可逆反应来说，增大一种反应物的物质的量或浓度，有利于平衡向正反应方向移动，生成物的物质的量增多，所以达到平衡时，AB3的物质的量大小为c＞b＞a。
（2）
由图可知B2越大，达到平衡时A2的转化率越大，且b点AB3的体积分数最大，则反应物的物质的量之比等于化学计量数之比，即的起始投料比为1：3。
（3）
若T2＞T1，由图像可知温度升高生成物的物质的量增大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应。
（4）
由图象，t2时刻v正不变，v逆突然增大，v逆＞v正，平衡逆向进行，可能改变的措施为增大了NH3的浓度；t3时刻v正、v逆均减小，且v逆＞v正，平衡逆向进行，可能改变的措施为减小压强；t4时刻v正、v逆均增大，但v逆=v正，平衡不移动，则可能改变的措施是加入催化剂。
21．（2021·上海闵行·高三期末）综合利用CO2对构建低碳社会、促进工业可持续发展有重要意义。
途径1：可用工业废气中二氧化碳制备再生能源物质——甲醇。反应原理为：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g) + H2O(g) +53.7kJ
某温度下，向2L密闭容器中通入0.04 ml CO2和0.08 ml H2，测得其压强(p)随时间(t)变化(如图1中)曲线I所示。
（1）以CO2来表示5 min内的化学反应反应速率υ(CO2)=_______。
（2）若只改变某一条件，其他条件相同时，曲线变化为II，则改变的条件是_______。
途径2：还可以通过以下途径实现CO2向CH3OH的转化(Q1、Q2均大于0)：
反应I：CO2(g)+H2(g)⇌H2O(g)+CO(g)+Q1
反应Ⅱ：2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)+Q2
反应I和反应Ⅱ的平衡常数K随温度T的变化如图2所示。
（3）根据图中数据分析可知，T1_______T2(选填“>”、“<”或“=”)；
（4）目前，许多国家采用CO2代替CO(以煤和天然气为原料)生产CH3OH。请阐述理由：_______
（5）0.02mlCO2通入含有10mL 3 ml/L NaOH溶液中：
①所得溶液中取2mL，滴加几滴稀Ba(OH)2溶液，c(CO)_______(选填“增大、减小、不变、无法确定”)，写出反应的离子方程式_______；
②反应后的溶液还能吸收CO2的物质的量是_______；
③反应后的溶液中离子浓度由大到小的顺序排列_______。
【答案】
（1）0.002ml/(L·min)
（2）加入催化剂
（3）<
（4）CO以煤和天然气为原料，生产成本受煤和天然气价格影响较大；CO2来源广泛，它还是温室气体，这样的转化有利于碳减排，缓解环境问题
（5） 增大 2 HCO+Ba2++2OH-=BaCO3↓+CO+2 H2O 0.01ml c(Na+)>c(HCO)> c(CO)> c(OH-)> c(H+)
【解析】
（1）
①开始时混合气体总物质的量=(0.04+0.08) ml=0. 12 ml，恒温恒容条件下，气体物质的量之比等于压强之比，则平街时混合气体总物质的量=×0.12ml=0. 08 ml，根据方程式知，如果有1 ml二氧化碳完全反应，则混合气体物质的量减少2 ml，则混合气体减少(0. 12-0.08) ml=0. 04 ml.则消耗n(CO2 )=×0.04 ml=0.02ml，反应开始至达平衡时，v(CO2)===0.002ml/(L·min)；
（2）
改变条件时只缩短了反应达到平街时间，但是平衡时压强不变，催化剂只改变化学反应速率不影响平街移动，所以改变的条件是加入催化剂；
（3）
Ⅰ和Ⅱ的正反应都是放热反应，升高温度平街逆向移动，化学平衡常数减小，根据图知，从左向右化学平衡常依次减小说明温度依次升高，所以Ti（4）
CO需要煤和天然气制取，投资较高，且生产成本受煤和天然气价格影响较大，二氧化碳来源广泛，且是温室气体，还能解决温室效应，所以用二氧化碳较好；
（5）
①二氧化碳通入到氢氧化钠溶液中，首先反应生成碳酸钠，碳酸钠在与二氧化碳反应生成碳酸氢钠，产物不是碳酸钠就是碳酸氢钠，或者二者都有，设生成物中碳酸钠的物质的量为x，碳酸为y，根据2NaOH＋CO2＝Na2CO3＋H2O，NaOH＋CO2＝NaHCO3再根据C和Na守恒可知可得出，x+y=0.02ml，2x+y=0.01L×3 ml/L=0.03ml，解得x=y=0.01ml，溶液碳酸钠和碳酸氢钠混合液，所得溶液中取2mL，滴加几滴稀Ba(OH)2溶液，而碳酸碳酸氢根和氢氧根结合生碳酸根，钡离子和碳酸根结合生成碳酸钡沉淀，由于氢氧化钡的量少，氢氧化钡提供来两个氢氧根的全部被碳酸氢根消耗掉，还多了碳酸根，所以碳酸根的数目增多，反离子方程式为：2HCO+Ba2++2OH-=BaCO3↓+CO+2H2O；
②根据①分析可知碳酸钠为0.01ml，根据Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3，可知Na2CO3～CO2所以n(CO2)=n(Na2CO3)=0.01ml；
③据①分析可知，溶液中n(Na2CO3)=0.01ml=n(NaHCO3)，根据两个电离方程式NaHCO3=Na+ + HCO，Na2CO3=2Na+ + CO，可知c(Na+)最大，HCO+ H2O H2CO3 + OH-，CO+ H2O HCO+ OH-可知溶液显碱性，c(OH-)> c(H+)，也可知c(HCO)和c(CO)均比c(OH-)大，若HCO和CO都不水解和电离二者浓度一样大，但是CO的水解程度大于HCO的水解程度，剩余就少，所以c(Na+)>c(HCO)> c(CO)> c(OH-)> c(H+)；
选项
生产或实验事实
结论
A
其他条件相同，Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应，升高溶液的温度，析出硫沉淀所需时间缩短
当其他条件不变时，升高温度，化学反应速率增大
B
工业制硫酸中，在SO3的吸收阶段，吸收塔里要装填瓷环
增大气液接触面积，使SO3的吸收速率增大
C
在Zn和稀硫酸的反应中，加入少量硫酸钠固体
反应物浓度增加，反应速率增大
D
往A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液，在B试管中加入2~3滴FeCl3溶液，B试管中产生气泡快
当其他条件不变时，催化剂可以增大化学反应速率
A
B
C
D
目的
压强对反应的影响(P1>P2)
温度对反应的影响
平衡体系增加O2对反应的影响
催化剂对反应的影响
图示
容器
时间/min
n(CH4)/ml
温度/K
0
10
20
40
50
①
T1
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
②
T2
0.50
0.30
0.18
0.15
0.15
实验序号
实验温度/K
参加反应的物质
溶液颜色褪至无色时所需时间/s
KMnO4溶液(含硫酸)
H2C2O4溶液
H2O
V/mL
c/ml·L－1
V/mL
c/ml·L－1
V/mL
A
293
2.0
0.02
4.0
0.1
0
6
B
T1
2.0
0.02
3.0
0.1
V1
8
C
313
2.0
0.02
V2
0.1
1.0
t1
共价键
C—H
C—C
键能/(kJ·ml-1)
413
614
347
c(CO)/ml·L-1
c(H2)/ml·L-1
c(CH4)/ml·L-1
c(H2O)/ml·L-1
平衡I
a
b
c
d
平衡II
m
n
x
y
一、选择题：本题共16个小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。
1．（江苏省常州市八校2021-2022学年高三12月联合调研化学试题）碳是生命的核心元素，碳及其化合物在工农业生产中有着广泛的应用。工业上用CO2生产CH3OH燃料，其热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ·ml-1。燃煤燃烧时生成的CO2用氨的饱和NaCl溶液吸收,可得到NaHCO3等化工产品。CO2会引起温室效应,我国力争在2060年前实现“碳中和”。“碳中和”是指企业、团体或个人测算在一定时间内直接或间接产生的温室气体排放总量，然后通过植物造树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的排放量，CO2实现“零排放”。对于反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，下列有关说法正确的是
A．增大的值，可提高H2的转化率
B．升高温度能提高CO2的反应速率和转化率
C．达平衡时缩小容器体积，(正)增大，(逆)减小
D．1mlCO2和3mlH2充分反应时放出的热量为49.0kJ
【答案】A
【详解】
A．增大的值，即增大CO2的浓度，化学平衡正向移动，则可提高H2的转化率，A正确；
B．由题干可知，反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ·ml-1正反应是一个放热反应，故升高温度能提高CO2的反应速率，但由于化学平衡逆向移动，故CO2的转化率减小，C错误；
C．达平衡时缩小容器体积，反应物和生成物的浓度均增大，故(正)增大，(逆)也增大，C错误；
D．由于反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)是一个可逆反应，故1mlCO2和3mlH2充分反应时不能完全进行，故放出的热量小于49.0kJ，D错误；
故答案为：A。
2．（江苏省盐城市2021-2022学年高二上学期学业水平合格性考试模拟化学试题）工业上H2可以发生反应：CO+2H2CH3OH，下列有关说法不正确的是
A．增大H2的浓度，可加快反应速率
B．使用合适催化剂，可加快反应速率
C．达到平衡时，正反应速率与逆反应速率相等
D．达到平衡时，CO可以完全转化
【答案】D
【详解】
A．增大反应物的浓度可以加快反应速率，A正确；
B．催化剂可以降低反应的活化能，加快反应速率，B正确；
C．当可逆反应达到平衡时，正逆反应速率相等，C正确；
D．可逆反应不能进行到底，反应物和生成物共存，故CO不能完全转化，D错误；
答案选D。
3．（2021·黑龙江·大庆市东风中学高二期中）在体积可变的恒温密闭容器中按充入和，发生反应： ，在时刻达到平衡状态Ⅰ；在时刻向容器中充入一定量的时刻达到平衡状态Ⅱ，下列说法正确的是
A．时刻达到平衡时，
B．时刻达到平衡时反应放出的热量小于
C．达到平衡时，的体积分数：ⅠⅡ
D．过程中，υ(逆)随时间变化如图所示
【答案】D
【详解】
A．时刻达到平衡时，，即，故A错误；
B．按充入和，但充入的物质的量不清楚有多少，因此时刻达到平衡时反应放出的热量无法计算放出的热量，故B错误；
C．体积可变的恒温密闭容器中，又加入氨气，达到平衡时，是一个等效平衡，因此的体积分数：Ⅰ＝Ⅱ，故C错误；
D．过程中，υ(逆)逐渐增大至平衡状态，在时刻向容器中充入一定量的υ(逆)突然变大再逐渐减小，最后减小到处于平衡状态，由于放入体积可变的恒温密闭容器中，加入氨气前后处于等效平衡，最后与原平衡的速率相等即在υ(逆)随时间变化如图所示，故D正确。
综上所述，答案为D。
4．（2021·湖北武汉·高二阶段练习）SO2的催化氧化是工业制硫酸的一步重要反应，在恒容密闭容器中发生该反应：2SO2+O22SO3，下列有关说法不正确的是
A．温度升高，可加快反应速率
B．平衡时，SO2、SO3的浓度一定相等
C．平衡时，正、逆反应速率相等且不为零
D．平衡时，SO2或O2不可能100%转化为SO3
【答案】B
【详解】
A．升高温度，化学反应速率增大，故A正确；
B．反应物的起始量不知道，则平衡时，SO2、SO3的浓度不一定相等，故A错误；
C．化学平衡是动态平衡，则平衡时，正、逆反应速率相等且不为零，故C正确；
D．该反应是可逆反应，可逆反应不可能完全反应，则平衡时，SO2或O2不可能100%转化为SO3，故D正确；
故选B。
5．（2021·四川省南充高级中学高二期中）下列由生产或实验事实得出的相应结论不正确的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】C
【详解】
A．升温反应速率加快，故A正确；
B． 吸收塔里装填瓷环是为了增大气体和液体的接触面积，吸收速率增大，可提高吸收效果，故B正确；
C．在Zn和稀硫酸的反应中，本质是锌和氢离子的反应，氢离子浓度越大反应速率越快，加入少量硫酸钠固体，不影响氢离子浓度故不影响反应速率，故C错误；
D． 加入的氯化铁可以做H2O2分解的催化剂，加快反应速率，故D正确；
故选C。
6．（2021·辽宁·高三阶段练习）某化学小组欲测定酸性条件下溶液与溶液反应的化学反应速率，所用的试剂为溶液和溶液，所得c(Cl-)随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A．该反应的离子方程式为
B．该反应在的平均反应速率
C．在反应过程中，该反应的化学反应速率变化趋势为先增大后减小
D．起初反应很慢，一段时间后反应速率明显增大，一定是反应放热温度升高的结果
【答案】C
【详解】
A．不拆，反应的离子方程式为，选项A错误；
B．由实验数据可知，该反应在的平均反应速率，且速率之比等于化学计量数之比，则在的平均反应速率，选项B错误；
C．由图可知，该反应的化学反应速率变化趋势为先增大后减小，选项C正确；
D．一段时间后反应速率明显增大，可能是生成的氯离子或硫酸根离子作催化剂使反应速率加快，不一定是反应放热温度升高的结果，选项D错误。
答案选C。
7．（2021·江苏泰州·高三阶段练习）NH3、NH4Cl、NO、NO2、HNO3等是氮重要的化合物，NO2与N2O4能相互转化，热化学方程式为N2O4(g)2NO2(g) △H=+57kJ•ml-1。对于反应N2O4(g)2NO2(g) △H=+57kJ•ml-1，下列有关说法正确的是
A．升高体系温度正反应速率增大，逆反应速率减小
B．若容器体积不变，密度不变时说明该反应建立化学平衡
C．其它条件不变，向平衡后的容器中再加入少量N2O4，新平衡后的值不变
D．增大体系的压强能提高N2O4的反应速率和平衡转化率
【答案】C
【详解】
A．升高体系温度不仅能使正反应速率增大，还会使逆反应速率增大，故A错误；
B．该反应气体总质量不变，容器体积不变，根据可知该反应的密度始终不变，不能说明该反应达到平衡状态，故B错误；
C．平衡常数K=，K只与温度有关，温度不变，K不变，故C正确；
D．增大体系的压强，平衡向气体体积减小的方向进行，即逆反应方向进行，因此增大体系的压强会使N2O4的转化率降低，故D错误；
故答案为：C
8．（2020·甘肃·兰州一中高一期中）1ml X气体跟a ml Y气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应：X(g)+aY(g)bZ(g)。反应达到平衡后，测得X的转化率为25%。而且，在同温同压下还测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的，则a和b的数值可能是
A．a=1，b=3B．a=2，b=2
C．a=2，b=1D．a=3，b=2
【答案】C
【详解】
1ml X气体跟a ml Y气体在体积可变的密闭容器中发生如下反应：X(g)+a Y(g)⇌b Z(g)．反应达到平衡后，测得X的转化率为25%，
依据在同温同压下反应前后混合气体的密度之比和气体体积成反比即和气体物质的量成反比得到，在同温同压下测得反应前混合气体的密度是反应后混合气体密度的，即反应后气体物质的量是反应前气体物质的量，则(0.75+0.75a+0.25b)：(1+a)=5：6，整理可得：3b=a+1，依据选项中的数据可知a=2，b=1符合。
答案选C。
9．（2020·甘肃·兰州一中高一期中）将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)。能判断该反应已经达到化学平衡的是
①v(NH3)正=2v(CO2)逆
②密闭容器中总压强不变
③密闭容器中混合气体的密度不变
④密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变
⑤密闭容器混合气体的总物质的量不变
⑥密闭容器中CO2的体积分数不变
⑦混合气体总质量不变
A．①②④⑤⑦B．①②③⑤⑦C．①④⑤⑥⑦D．②③④⑤⑥
【答案】B
【详解】
①v(NH3)正=2v(CO2)逆，表明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故①正确；
②该反应为气体物质的量增大的反应，容器内压强为变量，当密闭容器中总压强不变时，表明达到平衡状态，故②正确；
③H2NCOONH4(s)为固体，混合气体的质量为变量，混合气体的体积不变，则密闭容器中混合气体的密度为变量，当容器内混合气体的密度不变时，表明达到平衡状态，故③正确；
④只有NH3(g)、CO2(g)为气体，且二者的物质的量之比始终为2：1，则混合气体的平均相对分子质量始终不变，不能判断平衡状态，故④错误；
⑤H2NCOONH4(s)为固体，混合气体的总物质的量为变量，当密闭容器混合气体的总物质的量不变时，表明达到平衡状态，故⑤正确；
⑥只有NH3(g)、CO2(g)为气体，且二者的物质的量之比始终为2：1，则密闭容器中CO2的体积分数始终不变，不能判断平衡状态，故⑥错误；
⑦H2NCOONH4(s)为固体，混合气体总质量为变量，当混合气体的总质量不变时，表明达到平衡状态，故⑦正确；
故选：B。
10．（2021·辽宁·沈阳市第一二〇中学高二期中）重铬酸钾(K2Cr2O7)有强氧化性，溶液中存在平衡：Cr2O+H2O⇌2CrO+2H+。取2.94 g重铬酸钾橙红色晶体，溶于100 mL水的同时利用数字传感器测定pH变化如图。下列说法正确的是
A．该溶液中含有Cr2O离子数目为 0.01NA
B．Cr元素位于d区，基态原子有4个未成对电子
C．Cr2O+H2O⇌2CrO+2H+的平衡常数K约为10-14.2
D．升高温度，溶液橙红色变浅，则该转化反应ΔH＜0
【答案】C
【详解】
A．2.94 g重铬酸钾的物质的量n(K2Cr2O7)=，其溶液中存在平衡Cr2O+H2O⇌2CrO+2H+，反应会消耗Cr2O，则该溶液中含有Cr2O离子数目小于0.01NA，A错误；
B．Cr是24号元素，根据元素周期表可知：Cr元素位于d区，Cr原子的电子排布式为[Ar]3d54s1，根据洪特规则，基态Cr原子有6个未成对电子，B错误；
C．pH=3.8，c(H+)=10-3.8 ml/L，c(CrO)=c(H+)=10-3.8 ml/L，c(Cr2O)≈，K=，C正确；
D．升高温度，溶液橙红色变浅，说明溶液中c(Cr2O)减小，化学平衡正向移动，根据勒夏特列原理可知：该反应的正反应是吸热反应，故该转化反应△H＞0，D错误；
故合理选项是C。
11．（2021·河南·马店第一高级中学高二期中）在某密闭容器中，发生如下反应：2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH<0 。下列研究目的和示意图相符的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】C
【详解】
A．由于p1条件先达到平衡，先拐先平数值大，故p1>p2，由p1→p2，压强降低，化学平衡左移，NO2的体积分数应降低，选项A错误；
B．由于此反应ΔH<0，故升温平衡左移，O2的转化率降低，选项B错误；
C．增大O2的浓度，会使正反应速率瞬间增大，而逆反应速率瞬间不变，然后逐渐增大，使化学平衡右移，选项C正确；
D．使用催化剂能加快反应速率缩短到达平衡的时间，选项D错误；
答案选C。
12．（2021·新疆·乌苏市第一中学高二期中）如图是温度和压强对反应影响的示意图。图中纵坐标表示平衡混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是
A．X、Y、Z均为气态
B．使用催化剂Z的产率提高
C．升高温度时增大，减小，平衡向右移动
D．恒容时，混合气体的密度可作为此反应达到化学平衡状态的判断依据温度
【答案】D
【分析】
升温、平衡混合气体中Z的体积分数增大，说明升温平衡向右移动、正反应为吸热反应；增压、衡混合气体中Z体积分数减小，说明增压平衡向左移动、逆方向为气体分子总数减小的方向，但如果X和Y均为非气体，那么平衡时气体就只有Z、Z的含量为100%，所以X和Y中只能有一个是气体，另一个是非气体，据此回答。
【详解】
A． 据分析， Z为气态、X和Y中只能有一个是气体，另一个是非气体，A错误；
B． 使用催化剂能改变反应速率但不影响平衡，故Z的产率不变化，B错误；
C． 据分析，升高温度时平衡向右移动，升温时增大，也增大，C错误；
D．恒容的密闭容器中， ，气体质量随着反应而变化，容积体积的不变，故气体密度不变说明已平衡，D正确；
答案选D。
13．（2021·安徽省临泉第一中学高二阶段练习）室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：，；②，反应①的速率可表示为，反应②的速率可表示为(、为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图，下列说法不正确是
A．如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为Z
B．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变
C．0~30min时间段内，Y的平均反应速率为
D．反应①的活化能比反应②的活化能大
【答案】C
【分析】
由题给信息可得反应①的速率和反应②的速率比==，、为速率常数，则两反应的速率之比为定值；由题给方程式可知，反应①的速率和反应②的速率比等于生成Y和Z的浓度比，两反应的速率之比为定值，则反应开始后，体系中Y和Z的浓度比为定值；由图可知，30min时消耗M的浓度为(0.5—0.3)ml/L=0.2ml/L，由Z的浓度为0.125 ml/L，则Y的浓度为0.2ml/L—0.125 ml/L=0.075 ml/L，====0.6。
【详解】
A．由分析可知，反应开始后，体系中Y和Z的浓度比为定值，则如果反应能进行到底，反应结束时M转化为Z的百分比为×100%=62.5%，故A正确；
B．由分析可知，反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比定值，始终保持不变，故B正确；
C．由分析可知，30min时，Y的浓度为0.075 ml/L，则Y的平均反应速率为，故C错误；
D．由分析可知，30min时，反应生成Y的浓度为0.075 ml/L、Z的浓度为0.125 ml/L可知反应①速率小于反应②的速率，则反应①的活化能比反应②的活化能大，故D正确；
故选C。
14．（2021·河南南阳·高二阶段练习）某温度下，向容积为10L的恒容密闭容器中充入2mlM和4mlN，发生反应M(g)十2N(g)P(g)+xR(g) ΔH=-akJ·ml-1(a>0)。反应过程中测得气体N的物质的量浓度变化如图所示。已知反应进行到8min时达到平衡状态，若平衡后降低温度，混合气体的平均相对分子质量将增大(x为正整数)，下列说法正确的是
A．该反应中，化学计量数x=3
B．反应达到平衡后，仅增大压强，平衡常数也增大
C．8min时，该反应的平衡常数K=2.5
D．10min时，仅将容器容积扩大至原来的两倍，则气体N的物质的量浓度的变化曲线为a
【答案】C
【详解】
A．由ΔH=-akJ·ml-1(a>0)可知该反应为放热反应，降低温度平衡正向进行，而题干信息降温后混合气体的平均相对分子质量将增大，由密闭容器中混合气体的质量不变，则物质的量减小，所以正反应方向为气体分子数减小，说明1+2>1+x，则x=1，A错误；
B．平衡常数只与温度有关，则仅增大压强，平衡常数不变，B错误；
C．由A项可知x=1，反应方程式为M(g)十2N(g)P(g)+R(g)，由图数据列三段式，该反应的平衡常数，C正确；
D．该正反应方向为气体分子数减小，仅将容器容积扩大至原来的两倍，相当于减小压强，平衡逆向移动，瞬间时气体N的物质的量浓度变小，后增大，为曲线c，D错误；
故选：C。
15．（2021·河南南阳·高二阶段练习）利用CH4可消除NO2的污染，反应原理为CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)，向两个容积完全相同的恒容密闭容器中均充入0.50mlCH4和1.20mlNO2，测得不同温度下n(CH4，)随时间变化的有关实验数据如表所示：
下列说法错误的是
A．容器①中反应达到平衡状态时的平衡常数K①=6.4
B．T1
D．反应达到平衡后，容器①与容器②中CO2的物质的量分数：w①>>w②
【答案】A
【详解】
A．容器①中反应达到平衡时n(CH4)= 0.10ml，列三段式，，由于容器体积未知，不能计算平衡常数，A错误；
B．温度升高，化学反应速率增大，相同时间段内消耗的CH4量增大，根据表中数据，0～10min内，T2温度下消耗CH4的量大于T1温度下CH4消耗的量，所以温度T1＜T2，B正确；
C．容器①中NO2的平衡转化率，容器②中NO2的平衡转化率，平衡转化率之比为8：7，C正确；
D．由于容器①中反应达到平衡状态时n(CH4)比容器②的小，说明容器①消耗的CH4更多，生成CO2的物质的量更大，则CO2的物质的量分数：w①>w②，D正确；
故选：A。
16．（2021·湖南·高三阶段练习）活性炭可以高效处理二氧化氮污染。在温度为T℃时，向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和1ml ，发生反应：，反应相同时间，测得各容器中的转化率与容器体积的关系如图所示。下列说法正确的是
A．图中c点所示条件下：v(正)＞v(逆)
B．图中a、c点对应的浓度：
C．T℃时，该反应的化学平衡常数为
D．容器内的压强：
【答案】A
【详解】
A．相同时间内，b点比a点反应慢，但转化率达到80%，c点比a点反应更慢，转化率也有40%，说明a点为平衡点，c点为未平衡点，即图中c点所示条件下，v(正)＞v(逆)，故A正确；
B．图中a点、c点的转化率相同，生成的的物质的量相同，但a点容器体积小于c点容器体积，则对应的浓度：，故B错误；
C．由于a点为平衡点，此时的转化率为40%，a点反应三段式为：
各物质平衡浓度为、、，T℃时，该反应的化学平衡常数，故C错误；
D．b点反应三段式为：
根据a点反应三段式、b点反应三段式和可知，，，由于，所以容器内的压强：，故D错误；
答案选A。
二、填空题
17．（2020·甘肃·兰州一中高一期中）某研究性学习小组利用H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液之间的反应来探究“外界条件改变对化学反应速率的影响”，实验如下：(不考虑溶液混合引起的体积变化)
（1）通过实验A、B，可探究出浓度的改变对反应速率的影响，其中V1=___________，T1=___________，通过实验___________可探究出温度变化对化学反应速率的影响。
（2）C组实验中溶液褪色时间t1___________(填“＞”或“＜”或“=”)8s，C组实验的反应速率v(KMnO4)=___________。(用含有t1的式子表示)
（3）该小组的一位同学通过查阅资料发现，上述实验过程中n(Mn2+)随时间变化的趋势如图所示，并以此分析造成n(Mn2+)突变的可能的原因是___________。
（4）通过测定收集一定体积氢气所用的时间可以用于测定锌粒和稀硫酸反应的速率，于是某同学设计了如图所示的实验装置：
①装置中仪器A的名称为___________。
②定量分析：装置组装完成后需要先检查该装置的气密性。简述检查该装置气密性的方法
___________；实验时以收集到40mL气体为准，忽略其他可能影响实验的因素，实验中需要测量的数据是___________。
【答案】
（1） 1.0mL 293k B、C
（2） ＜
（3）生成的Mn2+对反应有催化作用，使反应速率加快，单位时间内产生的n(Mn2+)突增
（4） 分液漏斗 闭分液漏斗活塞，拉动注射器，松手，注射器能恢复到原来的位置 收集40mL气体所需时间
【解析】
（1）
因为实验A、B是探究出浓度的改变对反应速率的影响，所以温度需要相同即T1=293K，总溶液的体积也应该相等，所以V1=1 mL；根据表格可知：B与C只有温度不同，其他条件相同，所以通过B、C两个实验可探究出温度变化对化学反应速率的影响，故答案：1.0mL；293k；B、C。
（2）
根据5H2C2O4+2MnO+6H+= 10CO2 +2Mn+8H2O和表中的数据可知，草酸过量，高锰酸钾完全反应，所以v= ，故答案：。
（3）
由图可知，上述实验过程中n(Mn2+)随时间变化突然增大，可能是在反应过程中，生成的Mn2+对反应起了催化作用，使反应速率加快，使得单位时间内产生的n(Mn2+)突增；故答案：生成的Mn2+对反应有催化作用，使反应速率加快，单位时间内产生的n(Mn2+)突增。
（4）
①由装置图可知：装置中仪器A为分液漏斗，故答案：分液漏斗。
②根据装置图采用关闭分液漏斗活塞，拉动注射器，松手，注射器能恢复到原来的位置的方法检查装置的气密性；为了测定锌粒和稀硫酸反应的速率，需要记录收集到40mL气体所用的时间，故答案：关闭分液漏斗活塞，拉动注射器，松手，注射器能恢复到原来的位置；收集40mL气体所需时间。
18．（2021·河南·高三阶段练习）工业上，裂解正丁烷可以获得乙烯、丙烯等化工原料。
反应1：
反应2：
已知几种共价键的键能如下表：
（1）根据上述数据估算，=_______kJ·ml-1。
（2）正丁烷和异丁烷之间转化的能量变化如图所示。
①正丁烷气体转化成异丁烷气体的热化学方程式为_______。
②下列有关催化剂的叙述错误的是_______(填标号)。
A．能改变反应途径 B．能降低反应焓变
C．能加快反应速率 D．能增大平衡常数
（3）向密闭容器中投入一定量的正丁烷，发生反应1和反应2，测得正丁烷的平衡转化率(α)与压强(p)、温度(T)的关系如图所示。
①、、由小到大的顺序为_______。
②随着温度升高，三种不同压强下正丁烷的平衡转化率趋向相等，原因是_______。
（4）在一定温度下，向密闭容器中投入正丁烷，同时发生反应1和反应2。测得部分物质的浓度与时间的关系如图，平衡时压强为17akPa。
①7min时改变的条件可能是_______ (填标号)。
A．增大压强 B．增大正丁烷的浓度 C．加入催化剂
②该温度下，反应1的平衡常数_______kPa。(提示：组分分压=总压×)
（5）以惰性材料为电极，正丁烷、空气在熔融盐(以MCO3为电解质)中构成的燃料电池的能量转化率高，通入空气的电极为_______(填“正极”或“负极”)。
【答案】
（1）+80
（2） BD
（3） 随着温度升高，压强对平衡的影响逐渐减小，平衡转化率主要由温度决定
（4） B 3a
（5）正极
【解析】
（1）
根据键能估算反应热，反应热近似等于断裂化学键的总键能与形成化学键的总键能之差，；
（2）
②反应热与产物、反应物的相对能量有关，B项错误；催化剂同倍数改变正、逆反应速率，平衡不移动，平衡常数不变，D项错误。
（3）
①正反应是气体分子数增大的反应，减小压强，平衡向正反应方向移动，正丁烷的平衡转化率增大，故。
②随着温度升高，三种不同压强下正丁烷的平衡转化率趋向相等，原因是随着温度升高，压强对平衡的影响逐渐减小，平衡转化率主要由温度决定。
（4）
①增大压强，即缩小容器体积，瞬时CH4浓度增大，随后CH4浓度减小，A项不符合题意；加入催化剂，平衡不移动，甲烷的浓度不变，C项不符合题意。
②由图可知同时发生反应1和反应2，平衡时生成了0.3ml·L-1的CH4，消耗了0.7ml·L-1的C4H10，说明反应2生成了0.4ml·L-1的C2H6，平衡体系中各组分的浓度分别是、、。各组分的分压：
；，。
（5）
以惰性材料为电极，正丁烷、空气在熔融盐(以MCO3为电解质)中构成的燃料电池的能量转化率高，氧气得电子，所以通入空气的电极为正极，正丁烷在负极反应。
19．（2021·安徽·高二阶段练习）含碳化合物种类繁多。回答下列问题：
（1）一定温度下，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，已知此温度下，该反应的平衡常数K=16，则平衡时体系中H2的物质的量分数为________%。
（2）在催化剂Ru催化下，CO2与H2反应可生成CH4，反应方程式为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)。已知反应达平衡时H2的体积分数随温度的升高面增加。达平衡后温度从300°C升至400°C，v正________(填“增大”“减小”或“不变”，，下同)，重新达到平衡，平衡常数K________，CO2转化率α________；若在相同温度时，上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡，各物质的平衡浓度如下表：
则a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为________。
（3）已知pKa=-lgKa，25°C时，H2C2O4的pKa1=1.2，pKa2=4.19，草酸溶液中各含碳物种的分布分数α(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如图所示。则图中a=________，b=________。
【答案】
（1）40
（2） 增大 减小 减小
（3） 1.2 4.19
【解析】
（1）
设CO(g)和H2O(g)的物质的量均为1，，此温度下该反应的平衡常数K=16，则，得x=0.8ml，则平衡时体系中H2的物质的量分数为。
（2）
升高温度，正逆反应速率均增大，则v正增大，v逆增大；已知H2的体积分数随温度的升高而增加，说明升温，平衡逆移，△H<0，平衡常数K减小，转化率α(H2)减小；温度相同，平衡常数相同，则。
（3）
A点表示c(H2C2O4)=c(HC2O)，Ka1=，c(H+)=Ka1，pH=-lg(H+)=-lgKa1=PKa1=1.2，即a=1.2。同理B点表示c(C2O)=c(HC2O)，Ka2=，c(H+)=Ka2，pH=-lg(H+)=-lgKa2=PKa2=4.19，b=4.19。
20．（2021·江西·景德镇一中高二期中）．某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡状态的影响，得到如下图所示的变化规律图中表示温度，表示物质的量。
（1）在a、b、c三点达到平衡时，的物质的量由大到小的顺序为___________；
（2）b点时的平衡体积分数最大，此时的起始投料比为___________；
（3）若，则正反应一定是___________反应(填“放热”或“吸热”)。
II．对于反应，判断t2、t3、t4时刻对该反应采取的措施。
（4）：___________；：___________；：___________。
【答案】
（1）c＞b＞a
（2）1：3
（3）吸热
（4） 增大NH3的浓度 减小压强 加入催化剂
【解析】
（1）
对于可逆反应来说，增大一种反应物的物质的量或浓度，有利于平衡向正反应方向移动，生成物的物质的量增多，所以达到平衡时，AB3的物质的量大小为c＞b＞a。
（2）
由图可知B2越大，达到平衡时A2的转化率越大，且b点AB3的体积分数最大，则反应物的物质的量之比等于化学计量数之比，即的起始投料比为1：3。
（3）
若T2＞T1，由图像可知温度升高生成物的物质的量增大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应。
（4）
由图象，t2时刻v正不变，v逆突然增大，v逆＞v正，平衡逆向进行，可能改变的措施为增大了NH3的浓度；t3时刻v正、v逆均减小，且v逆＞v正，平衡逆向进行，可能改变的措施为减小压强；t4时刻v正、v逆均增大，但v逆=v正，平衡不移动，则可能改变的措施是加入催化剂。
21．（2021·上海闵行·高三期末）综合利用CO2对构建低碳社会、促进工业可持续发展有重要意义。
途径1：可用工业废气中二氧化碳制备再生能源物质——甲醇。反应原理为：CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g) + H2O(g) +53.7kJ
某温度下，向2L密闭容器中通入0.04 ml CO2和0.08 ml H2，测得其压强(p)随时间(t)变化(如图1中)曲线I所示。
（1）以CO2来表示5 min内的化学反应反应速率υ(CO2)=_______。
（2）若只改变某一条件，其他条件相同时，曲线变化为II，则改变的条件是_______。
途径2：还可以通过以下途径实现CO2向CH3OH的转化(Q1、Q2均大于0)：
反应I：CO2(g)+H2(g)⇌H2O(g)+CO(g)+Q1
反应Ⅱ：2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g)+Q2
反应I和反应Ⅱ的平衡常数K随温度T的变化如图2所示。
（3）根据图中数据分析可知，T1_______T2(选填“>”、“<”或“=”)；
（4）目前，许多国家采用CO2代替CO(以煤和天然气为原料)生产CH3OH。请阐述理由：_______
（5）0.02mlCO2通入含有10mL 3 ml/L NaOH溶液中：
①所得溶液中取2mL，滴加几滴稀Ba(OH)2溶液，c(CO)_______(选填“增大、减小、不变、无法确定”)，写出反应的离子方程式_______；
②反应后的溶液还能吸收CO2的物质的量是_______；
③反应后的溶液中离子浓度由大到小的顺序排列_______。
【答案】
（1）0.002ml/(L·min)
（2）加入催化剂
（3）<
（4）CO以煤和天然气为原料，生产成本受煤和天然气价格影响较大；CO2来源广泛，它还是温室气体，这样的转化有利于碳减排，缓解环境问题
（5） 增大 2 HCO+Ba2++2OH-=BaCO3↓+CO+2 H2O 0.01ml c(Na+)>c(HCO)> c(CO)> c(OH-)> c(H+)
【解析】
（1）
①开始时混合气体总物质的量=(0.04+0.08) ml=0. 12 ml，恒温恒容条件下，气体物质的量之比等于压强之比，则平街时混合气体总物质的量=×0.12ml=0. 08 ml，根据方程式知，如果有1 ml二氧化碳完全反应，则混合气体物质的量减少2 ml，则混合气体减少(0. 12-0.08) ml=0. 04 ml.则消耗n(CO2 )=×0.04 ml=0.02ml，反应开始至达平衡时，v(CO2)===0.002ml/(L·min)；
（2）
改变条件时只缩短了反应达到平街时间，但是平衡时压强不变，催化剂只改变化学反应速率不影响平街移动，所以改变的条件是加入催化剂；
（3）
Ⅰ和Ⅱ的正反应都是放热反应，升高温度平街逆向移动，化学平衡常数减小，根据图知，从左向右化学平衡常依次减小说明温度依次升高，所以Ti
CO需要煤和天然气制取，投资较高，且生产成本受煤和天然气价格影响较大，二氧化碳来源广泛，且是温室气体，还能解决温室效应，所以用二氧化碳较好；
（5）
①二氧化碳通入到氢氧化钠溶液中，首先反应生成碳酸钠，碳酸钠在与二氧化碳反应生成碳酸氢钠，产物不是碳酸钠就是碳酸氢钠，或者二者都有，设生成物中碳酸钠的物质的量为x，碳酸为y，根据2NaOH＋CO2＝Na2CO3＋H2O，NaOH＋CO2＝NaHCO3再根据C和Na守恒可知可得出，x+y=0.02ml，2x+y=0.01L×3 ml/L=0.03ml，解得x=y=0.01ml，溶液碳酸钠和碳酸氢钠混合液，所得溶液中取2mL，滴加几滴稀Ba(OH)2溶液，而碳酸碳酸氢根和氢氧根结合生碳酸根，钡离子和碳酸根结合生成碳酸钡沉淀，由于氢氧化钡的量少，氢氧化钡提供来两个氢氧根的全部被碳酸氢根消耗掉，还多了碳酸根，所以碳酸根的数目增多，反离子方程式为：2HCO+Ba2++2OH-=BaCO3↓+CO+2H2O；
②根据①分析可知碳酸钠为0.01ml，根据Na2CO3+H2O+CO2=2NaHCO3，可知Na2CO3～CO2所以n(CO2)=n(Na2CO3)=0.01ml；
③据①分析可知，溶液中n(Na2CO3)=0.01ml=n(NaHCO3)，根据两个电离方程式NaHCO3=Na+ + HCO，Na2CO3=2Na+ + CO，可知c(Na+)最大，HCO+ H2O H2CO3 + OH-，CO+ H2O HCO+ OH-可知溶液显碱性，c(OH-)> c(H+)，也可知c(HCO)和c(CO)均比c(OH-)大，若HCO和CO都不水解和电离二者浓度一样大，但是CO的水解程度大于HCO的水解程度，剩余就少，所以c(Na+)>c(HCO)> c(CO)> c(OH-)> c(H+)；
选项
生产或实验事实
结论
A
其他条件相同，Na2S2O3溶液和H2SO4溶液反应，升高溶液的温度，析出硫沉淀所需时间缩短
当其他条件不变时，升高温度，化学反应速率增大
B
工业制硫酸中，在SO3的吸收阶段，吸收塔里要装填瓷环
增大气液接触面积，使SO3的吸收速率增大
C
在Zn和稀硫酸的反应中，加入少量硫酸钠固体
反应物浓度增加，反应速率增大
D
往A、B两支试管中分别加入等体积5%的H2O2溶液，在B试管中加入2~3滴FeCl3溶液，B试管中产生气泡快
当其他条件不变时，催化剂可以增大化学反应速率
A
B
C
D
目的
压强对反应的影响(P1>P2)
温度对反应的影响
平衡体系增加O2对反应的影响
催化剂对反应的影响
图示
容器
时间/min
n(CH4)/ml
温度/K
0
10
20
40
50
①
T1
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
②
T2
0.50
0.30
0.18
0.15
0.15
实验序号
实验温度/K
参加反应的物质
溶液颜色褪至无色时所需时间/s
KMnO4溶液(含硫酸)
H2C2O4溶液
H2O
V/mL
c/ml·L－1
V/mL
c/ml·L－1
V/mL
A
293
2.0
0.02
4.0
0.1
0
6
B
T1
2.0
0.02
3.0
0.1
V1
8
C
313
2.0
0.02
V2
0.1
1.0
t1
共价键
C—H
C—C
键能/(kJ·ml-1)
413
614
347
c(CO)/ml·L-1
c(H2)/ml·L-1
c(CH4)/ml·L-1
c(H2O)/ml·L-1
平衡I
a
b
c
d
平衡II
m
n
x
y
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