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高考化学二轮复习核心考点逐项突破专题一0二化学反应速率与化学平衡(专练)(原卷版+解析)
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这是一份高考化学二轮复习核心考点逐项突破专题一0二化学反应速率与化学平衡(专练)(原卷版+解析)，共40页。试卷主要包含了单选题，原理综合题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．（2022秋·河南驻马店·高三统考期末）进入冬季后，某医院痛风门诊患者激增，医生告知患者减少食用动物内脏和海鲜类，增加摄入含钾丰富的食物(如香蕉、西兰花)。痛风的化学原理为，关节滑液中尿酸钠(NaUr)晶体越多，病情越严重。下列有关说法错误的是
A．上述反应的△H>0
B．痛风患者应注意保暖
C．痛风患者需控制食盐的摄入量
D．痛风患者大量饮水可适当降低痛风的发病概率
2．（2023·江苏·统考一模）H2S和CO2反应生成的羰基硫(COS)用于粮食熏蒸，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。CO2(g)+H2S(g) COS(g)+H2O(g) △H>0，下列说法正确的是
A．已知该反应在加热条件下能自发进行，则其△S>0
B．上述反应的平衡常数K=
C．上述反应中消耗1 ml H2S，生成22.4 L水蒸气
D．实际应用中，通过增加H2S的量来提高CO2转化率，能有效减少碳排放
3．（2022秋·海南海口·高三校考期中）某温度下，在2L恒容密闭容器中加入1mlX(s)和3mlY(g)，发生反应：，10min后达到平衡状态。下列说法错误的是
A．容器内气体的密度不变时，反应达到平衡状态B．达到平衡时，存在v正(Y)=3v逆(Z)
C．升高温度，正、逆反应速率均增大D．改变温度，对平衡没有影响
4．（2023秋·吉林长春·高三长春市第二中学校考期末）氢气能用于烟气的脱氮反应： 。某温度下，向2L恒容密闭容器中充入0.2ml和0.2mlNO，经5min反应达到平衡，测得平衡体系中。下列说法正确的是
A．使用高效催化剂能提高NO的平衡转化率
B．在0~5min内，
C．保持其他条件不变，增大，逆反应速率减小，平衡正向移动
D．保持其他条件不变向容器中再充入0.2ml和0.2mlNO，NO的平衡转化率增大
5．（2023秋·江苏苏州·高三常熟中学校考期末）已知反应；可用于粗硅的提纯。下列关于该反应的说法正确的是
A．该反应在任何条件下均能自发进行
B．该反应的平衡常数表达式为
C．升高温度可以提高反应物的平衡转化率
D．反应每放出热量，需断裂键
6．（2023秋·河北石家庄·高三统考期末）T℃时，向体积恒定为2 L的密闭容器中充入发生反应： ，。实验测得随时间(t)变化关系如下表所示：
下列叙述错误的是A．内，用表示的平均反应速率
B．其他条件不变，升高温度，的生成速率和平衡产率均增大
C．其他条件不变，加入催化剂，80 min时的转化率不变
D．若起始时向该容器中加入，达到平衡时
7．（2023秋·宁夏银川·高三六盘山高级中学校考期末）在恒温刚性容器中加入等物质的量的与发生反应： ，测得与的分压随时间变化如图所示。
下列说法正确的是
A．当混合气体密度不再变化时，反应一定达到平衡
B．该反应逆反应的活化能小于正反应的活化能
C．达到平衡后，升高温度，平衡逆向移动，反应速率：增大，减小
D．体系中混合气体总物质的量：
8．（2023秋·天津河北·高三统考期末）含硫矿物是多种化工生产的原料，主要有硫磺、黄铁矿()、辉铜矿()、明矾、绿矾()、胆矾()、重晶石()等。硫磺、黄铁矿可作为工业制硫酸的原料，辉铜矿煅烧时可发生反应：。直接排放会造成环境污染，可将其转化，或用石灰乳、等物质进行回收再利用。对于反应 ，下列说法正确的是
A．该反应
B．反应平衡常数
C．其他条件一定，增大体系的压强可以增大反应的平衡转化率
D．其他条件一定，升高温度可以增大反应的平衡常数
9．（2023·内蒙古呼和浩特·统考模拟预测）CO常用于工业治炼金属，下图所示是在不同温度下CO还原四种金属氧化物达平衡后气体中与温度(t)的关系曲线图。下列说法正确的是
A．CO还原PbO2的反应ΔH>0
B．工业冶炼金属铜(Cu)时较高的温度有利于提高CO的利用率
C．CO不适宜用于工业冶炼金属铬(Cr)
D．工业上可以通过增高反应装置来减少尾气中CO的含量
10．（2023秋·吉林长春·高三长春市第二中学校考期末）NO和混合后可发生反应：①、②，反应体系中含氮物质的物质的量浓度c随着时间t的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A．c为随t的变化曲线
B．时，
C．时刻，的消耗速率大于生成速率
D．时，反应①和②均达到化学平衡状态
11．（2022秋·北京房山·高三统考期末）一定条件下，在容积相等的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的一氧化碳和水蒸气，发生反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41kJ•ml-1，达平衡后获得数据如表。下列说法不正确的是
A．①中反应达平衡时，CO的转化率为80%B．该温度下，②中反应的平衡常数K=1
C．Q大于65.6D．反应开始进行时，反应速率②＞①
12．（2023秋·吉林长春·高三长春市第二中学校考期末）利用反应 △H＜0，可减少汽车尾气对大气的污染。该反应的速率方程可表示为、，其中、分别为正、逆反应的速率常数(与温度有关)，lgk与的关系如图所示：
下列说法正确的是
A．升高温度，v正减小、v逆增大B．曲线②代表lgk正
C．该反应易在高温下自发进行D．℃时，该反应的平衡常数K为10
13．（2023秋·海南·高三统考期末）一定温度下，在某密闭容器中的和发生下列反应，并达到平衡状态： 。下列说法正确的是
A．升高温度，
B．加入，平衡正向移动，平衡常数增大
C．使用合适的催化剂，可提高的平衡转化率
D．压缩容器的容积，平衡时的物质的量增大
14．（2023秋·江苏南通·高三统考期末）利用-丁内酯制备四氢呋喃，反应过程中伴有生成1-丁醇的副反应，涉及反应如下：
已知：反应Ⅰ为快速反应，反应Ⅱ、Ⅲ为慢速反应。在493K、的高压氛围下(压强近似等于总压)，以-丁内酯为初始原料，x(-丁内酯)和x(1，4-丁二醇)随时间t变化关系如图所示[x(i)表示某物种i的物质的量与除外其它各物种总物质的量之比]。下列说法正确的是
A．-丁内酯分子中键与键数目之比为6∶1
B．生成四氢呋喃的速率主要决定于反应Ⅰ
C．时刻
D．增大的压强一定有利于提高四氢呋喃产率
15．（2023秋·吉林长春·高三长春市第二中学校考期末）一定条件下，分别向体积为1L的密闭容器中充入气体，发生反应：，测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A．曲线Ⅰ对应实验①B．正反应为放热反应
C．气体的总物质的量：D．b点平衡常数比c点平衡常数小
16．（2023秋·河南商丘·高三商丘市回民中学校考期末）一定条件下向某密闭容器中加入、和一定量的B三种气体，图1表示各物质浓度随时间的变化关系，图2表示速率随时间的变化关系，时刻各改变一种条件，且改变的条件均不同。若时刻改变的条件是压强，则下列说法错误的是
A．若，则前的平均反应速率
B．该反应的化学方程式为
C．时刻改变的条件分别是升高温度、加入催化剂、增大反应物浓度
D．B的起始物质的量为
二、原理综合题
17．（2023秋·河南驻马店·高三河南省上蔡第一高级中学统考期末）二氧化碳加氢合成甲醇是人工合成淀粉的首要步骤之一，同时也是实现碳中和的重要途径。该过程总反应为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H=-49.4kJ·ml-1。在特定催化剂条件下，其反应机理如下：
Ⅰ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) △H1
Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.3 kJ·ml-1
回答以下问题：
(1)△H1=_______kJ·ml-1。
(2)恒压下，按n(CO2)：n(H2)=1：3进行合成甲醇的实验，该过程在无分子筛和有分子筛时甲醇的平衡产率随温度的变化如图1所示(分子筛能选择性分离出H2O)。
①根据图中信息，压强不变，采用有分子筛时的最佳反应温度为_______℃，解释其原因：_______。
②采用分子筛的作用为_______。
(3)如图2所示，向甲(恒温恒容)、乙(恒温恒压)两个密闭容器中分别充入1 ml CO2和3 ml H2，发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，起始温度、体积相同(T1℃、2 L密闭容器)。反应达到平衡时，乙的容器容积为1.5 L，则该温度下的平衡常数为_______，平衡时甲容器中CO2的物质的量_______0.5 ml(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)。若将甲改为绝热恒容容器，其他条件不变，平衡时CH3OH的浓度将_______0.25 ml·L-1。
(4)如图3，当起始n(CO2)：n(H2)=1：2时，维持压强不变，将CO2和H2按一定流速通过反应器，催化剂活性受温度影响变化不大，结合反应Ⅰ和反应Ⅱ，分析温度大于235℃后甲醇的选择性随温度升高而下降的原因：_______。
18．（2022秋·河南·高三校联考专题练习）近年来，全球丙烯需求快速增长，研究丙烷制丙烯有着重要的意义。相关反应有：
I.C3H8在无氧条件下直接脱氢：C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) △H1=+124kJ•ml-1
II.逆水煤气变换：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
III.CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯：C3H8(g)+CO2(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(g) △H3
已知：CO和H2的燃烧热分别为-283.0kJ•ml-1、-285.8kJ•ml-1；
H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ•ml-1
(1)反应II的△H2=______。
(2)下列说法正确的是______。
A．升高温度反应I的平衡常数增大
B．选择合适的催化剂可提高丙烷平衡转化率
C．若反应II能自发，则△S＜0
D．恒温恒压下，通入水蒸气有利于提高丙烷转化率
(3)对于气相反应，用某组分B的平衡压强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。在不同压强下(0.1MPa、0.01MPa)，反应I中丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化如图(a)所示，请计算556℃反应I的平衡常数Kp=______。
(4)反应I须在高温下进行，但温度过高易发生副反应导致丙烯选择性降低，且高温将加剧催化剂表面积炭使催化剂迅速失活。工业上常用CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯，请说明原因：______。
(5)研究表明，二氧化碳氧化丙烷脱氢制取丙烯可采用铬的氧化物为催化剂，其反应机理如图(b)所示。该工艺可有效维持催化剂活性，请结合方程式说明原因：______。
19．（2022秋·天津河北·高三天津十四中校考期末）利用甲醇制备一些高附加值产品，是目前研究的热点。
(1)甲醇和水蒸气经催化重整可制得氢气，反应主要过程如下：
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
①_________。
②工业上采用吸附增强制氢的方法，可以有效提高反应Ⅰ氢气的产率，如图所示，请分析加入提高氢气产率的原因：_________。
(2)和充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：，测得的物质的量随时间的变化如图。
①曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为_________。(填“>”或“=”或“＜”)
②一定温度下，在容积为的两个恒容密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，则乙容器起始时反应速率_________。(填“>”“＜”或“=”)。
③一定温度下，此反应在恒压容器中进行，能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_________。
a.容器中压强不变
b.的体积分数不变
c.
d.容器中密度不变
e.2个断裂的同时有3个断裂
(3)已知电离常数：，：，，则向溶液中通入少量时的离子方程式为_________。
(4)利用人工光合作用，借助太阳能使和转化为，如图所示，在催化剂b表面发生的电极反应为：_________。
20．（2022秋·陕西西安·高三统考期末）习近平主席在第75届联合国大会提出我国要实现2030年碳达峰、2060年碳中和的目标。因此的捕获、利用与封存成为科学家研究的重要课题。研究表明和在催化剂存在下可发生反应制得合成气： 。回答下列问题：
(1)已知、和的燃烧热分别为、和。上述反应的焓变_________。
(2)将原料按充入密闭容器中，保持体系压强为发生反应，达到平衡时体积分数与温度的关系如图1所示。
①下，平衡时容器体积与初始容器体积之比为_________；该温度下，此反应的平衡常数_________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)
②若A、B、C三点表示不同温度和压强下已达平衡时的体积分数，_________点对应的平衡常数最小，_________点对应的压强最大。
(3)在其他条件相问，不同催化剂(A、B)作用下，使原料和反应相同的时间，的产率随反应温度的变化如图2：
①在催化剂A、B作用下，它们正、逆反应活化能差值分别用和表示，则_________(填“>”、“<”或“=”)。
②y点对应的_________ (填“>”、“<”或“=”)z点对应的。
③图中点时反应_________ (填“是”或“否”)达到平衡状态。
21．（2023秋·山东烟台·高三统考期末）一种利用太阳能催化甲烷水蒸气重整制氢反应原理及各步反应以气体分压(单位为)表示的平衡常数与温度T变化关系如图所示。
回答下列问题：
(1)若第I步反应生成1mlH2，吸收QkJ热量，第I步的热化学方程式为_______。
(2)甲烷水蒸气重整制氢反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)，_______0(填“>”“<”或“=”)；1000℃时，该反应的平衡常数Kp_______ (kPa)2。
(3)已知上述制氢过程中存在副反应：CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)。压强为100kPa时，将n(H2O):n(CH4)=3的混合气体投入温度为T℃的恒温恒容的密闭容器中，发生甲烷水蒸气重整反应和上述副反应，达平衡时容器内的压强为140kPa，CO2分压为10kPa，则H2O的平衡转化率为_______，此时温度T_______1000(填“>”“<”或“=”)。
(4)在一定条件下，密闭容器中加入一定量的CO、H2O和催化剂发生反应CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)。，，其中、为正、逆反应速率，、分别为速率常数，p为气体的分压。已知降低温度时，增大。调整CO和H2O初始投料比，测得CO的平衡转化率如图。A、B、C、D四点中温度由高到低的顺序是_______，在C点所示投料比下，当CO转化率达到40%时，_______。
0
20
40
60
80
1.00
0.80
0.65
0.55
0.50
容器编号
起始时各物质的物质的量/ml
达到平衡的时间/min
达到平衡时体系能量的变化
CO
H2O
CO2
H2
①
1
4
0
0
t1
放出32.8kJ热量
②
2
8
0
0
t2
放出QkJ热量
实验
充入气体量
反应过程条件
①
2mlX+1mlY
恒温
②
1mlZ
恒温
③
1mlZ
绝热
容器
甲
乙
反应物投入量
、
、、、
专题十二 化学反应速率与化学平衡
一、单选题
1．（2022秋·河南驻马店·高三统考期末）进入冬季后，某医院痛风门诊患者激增，医生告知患者减少食用动物内脏和海鲜类，增加摄入含钾丰富的食物(如香蕉、西兰花)。痛风的化学原理为，关节滑液中尿酸钠(NaUr)晶体越多，病情越严重。下列有关说法错误的是
A．上述反应的△H>0
B．痛风患者应注意保暖
C．痛风患者需控制食盐的摄入量
D．痛风患者大量饮水可适当降低痛风的发病概率
【答案】A
【详解】A．根据题意，进入冬季后，当尿酸钠晶体越多时，病情越严重，即降低温度，平衡向正反应方向进行，根据勒夏特列原理，正反应方向为放热反应，即ΔH＜0，故A说法错误；
B．患者保暖，相当于升高温度，根据选项A分析，升高温度，平衡向逆反应方向进行，尿酸钠晶体减少，减轻病情，故B说法正确；
C．摄入食盐的量增大，c(Na+)增大，平衡向正反应方向进行，尿酸钠晶体增多，病情加重，因此需要控制食盐摄入量，故C说法正确；
D．大量饮水，离子浓度降低，平衡向逆反应方向进行，人体内尿酸钠晶体含量减少，降低病情，故D说法正确；
答案为A。
2．（2023·江苏·统考一模）H2S和CO2反应生成的羰基硫(COS)用于粮食熏蒸，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。CO2(g)+H2S(g) COS(g)+H2O(g) △H>0，下列说法正确的是
A．已知该反应在加热条件下能自发进行，则其△S>0
B．上述反应的平衡常数K=
C．上述反应中消耗1 ml H2S，生成22.4 L水蒸气
D．实际应用中，通过增加H2S的量来提高CO2转化率，能有效减少碳排放
【答案】A
【详解】A．已知该反应在加热条件下能自发进行所以 ，因为△H>0，所以△S>0，A正确；
B．由反应方程式，结合平衡常数含义可知，上述反应的平衡常数K= ，B错误；
C．没有指明具体条件，不能确定气体的体积，C错误；
D．减少碳排放是指减少二氧化碳的生成，D错误；
故选A。
3．（2022秋·海南海口·高三校考期中）某温度下，在2L恒容密闭容器中加入1mlX(s)和3mlY(g)，发生反应：，10min后达到平衡状态。下列说法错误的是
A．容器内气体的密度不变时，反应达到平衡状态B．达到平衡时，存在v正(Y)=3v逆(Z)
C．升高温度，正、逆反应速率均增大D．改变温度，对平衡没有影响
【答案】D
【分析】化学平衡各组分的物质的量、质量、浓度均不变，同一组分的正逆反应速率相等。
【详解】A．恒容密闭容器，容器内气体的密度不变时，气体质量不变，X为固体，根据质量守恒定律可知，固体X质量不变，故反应达到平衡状态，A正确；
B．X(s)+3Y(g)⇌Z(g)+M(g)，化学反应速率之比等于化学计量数之比，则v正(Y)=3v正(Z)，达到平衡时，当平衡时v正(Z)=v逆(Z)，故v正(Y)=3v逆(Z)，B正确；
C．升高温度，正、逆反应速率均增大，C正确；
D．勒夏特列原理，如果改变影响平衡的一个因素，平衡向着能够减弱这种改变的方向移动；当温度升高，平衡向吸热方向移动，降低温度平衡向放热方向移动，D错误；
故答案为：D。
4．（2023秋·吉林长春·高三长春市第二中学校考期末）氢气能用于烟气的脱氮反应： 。某温度下，向2L恒容密闭容器中充入0.2ml和0.2mlNO，经5min反应达到平衡，测得平衡体系中。下列说法正确的是
A．使用高效催化剂能提高NO的平衡转化率
B．在0~5min内，
C．保持其他条件不变，增大，逆反应速率减小，平衡正向移动
D．保持其他条件不变向容器中再充入0.2ml和0.2mlNO，NO的平衡转化率增大
【答案】D
【详解】A．催化剂只能改变反应速率，不能影响平衡，使用高效催化剂不能提高NO的平衡转化率，故A错误；
B．反应经5min达到平衡，n(N2)=0.05ml ，则消耗NO的物质的量为0.1ml，在0~5min内， v(NO)==0.01ml⋅L-1⋅min-1，故B错误；
C．保持其他条件不变，增大 c(H2) ，正反应速率瞬间增大，平衡正向移动，生成了生成物，氮气和水蒸气浓度也增大，则逆反应速率随之增大，故C错误；
D．保持其他条件不变向容器中再充入0.2ml H2和0.2mlNO，按原比例再加反应物，相当于增大压强，平衡正向移动，NO的平衡转化率增大，故D正确；
故选D。
5．（2023秋·江苏苏州·高三常熟中学校考期末）已知反应；可用于粗硅的提纯。下列关于该反应的说法正确的是
A．该反应在任何条件下均能自发进行
B．该反应的平衡常数表达式为
C．升高温度可以提高反应物的平衡转化率
D．反应每放出热量，需断裂键
【答案】B
【详解】A．该反应是一个熵减的反应，需满足才能自发进行，故A错误；
B．因为Si为固体，不计入平衡常数计算，因此反应的平衡常数表达式为K=，故B正确；
C．该反应为放热反应，升高温度平衡向吸热方向进行，即逆向进行，将降低反应物的平衡转化率，故C错误；
D．晶体硅是空间网状结构，每个硅原子连接周围4个硅原子，所以每个Si—Si键由两个Si原子共同构成，故1单位硅单质有2单位Si—Si键，则每反应1 ml Si需断裂2 ml Si—Si键，故D错误；
故答案选：B。
6．（2023秋·河北石家庄·高三统考期末）T℃时，向体积恒定为2 L的密闭容器中充入发生反应： ，。实验测得随时间(t)变化关系如下表所示：
下列叙述错误的是A．内，用表示的平均反应速率
B．其他条件不变，升高温度，的生成速率和平衡产率均增大
C．其他条件不变，加入催化剂，80 min时的转化率不变
D．若起始时向该容器中加入，达到平衡时
【答案】D
【详解】A．内，消耗Q为0.2ml，则用表示的平均反应速率，A正确；
B．反应为吸热反应，其他条件不变，升高温度，反应速率增大且平衡正向移动，则导致的生成速率和平衡产率均增大，B正确；
C．80 min时反应0.5ml，则生成MN均为0.5ml；，此时，则80 min时反应达到平衡状态；其他条件不变，加入催化剂，反应速率加快，则80 min时一定达到平衡，故其转化率不变，C正确；
D．Q为固体，增加量不影响平衡移动，结合C分析可知，达到平衡时M浓度仍为，D错误；
故选D。
7．（2023秋·宁夏银川·高三六盘山高级中学校考期末）在恒温刚性容器中加入等物质的量的与发生反应： ，测得与的分压随时间变化如图所示。
下列说法正确的是
A．当混合气体密度不再变化时，反应一定达到平衡
B．该反应逆反应的活化能小于正反应的活化能
C．达到平衡后，升高温度，平衡逆向移动，反应速率：增大，减小
D．体系中混合气体总物质的量：
【答案】D
【详解】A．该刚性容器的体积不变，反应体系中各物质均为气体，混合气体的质量不变，则容器中气体的密度始终不变，气体密度不再变化时，反应不一定达到平衡，故A错误；
B．该反应的，且则，即该反应逆反应的活化能大于正反应的活化能，故B错误；
C．达到平衡后，升高温度，平衡逆向移动，反应速率：，都增大，故C错误；
D．由图可知，初始状态时，达到平衡时 ，，则，恒温恒容条件下，气体的物质的量之比等于压强之比，即体系中气体总物质的量：，故D正确；
故选D。
8．（2023秋·天津河北·高三统考期末）含硫矿物是多种化工生产的原料，主要有硫磺、黄铁矿()、辉铜矿()、明矾、绿矾()、胆矾()、重晶石()等。硫磺、黄铁矿可作为工业制硫酸的原料，辉铜矿煅烧时可发生反应：。直接排放会造成环境污染，可将其转化，或用石灰乳、等物质进行回收再利用。对于反应 ，下列说法正确的是
A．该反应
B．反应平衡常数
C．其他条件一定，增大体系的压强可以增大反应的平衡转化率
D．其他条件一定，升高温度可以增大反应的平衡常数
【答案】C
【详解】A．由反应可知，反应后气体分子数减小，则，A错误；
B．由反应式可知，平衡常数为，B错误；
C．增大压强，平衡正向进行，增大了平衡转化率，C正确；
D．该反应为放热反应，升高温度，反应逆向进行，平衡常数减小，D错误；
故答案为：C。
9．（2023·内蒙古呼和浩特·统考模拟预测）CO常用于工业治炼金属，下图所示是在不同温度下CO还原四种金属氧化物达平衡后气体中与温度(t)的关系曲线图。下列说法正确的是
A．CO还原PbO2的反应ΔH>0
B．工业冶炼金属铜(Cu)时较高的温度有利于提高CO的利用率
C．CO不适宜用于工业冶炼金属铬(Cr)
D．工业上可以通过增高反应装置来减少尾气中CO的含量
【答案】C
【详解】A．由图像可知，升高温度，增大，说明升高温度，化学平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应是放热反应，因此△H<0，A错误；
B．由图像可知温度越高，越大，说明在较高温度时平衡逆向移动，不利于提高CO的利用率，B错误；
C．由图像可知用CO工业冶炼金属铬时，一直很高，说明CO转化率很低，因此不适合冶炼铬，C正确；
D．通过增高反应装置，可以增大CO与铁矿石的接触，但不能影响平衡移动，CO的利用率不变，因此不能减少尾气中CO的含量，D错误；
故选C。
10．（2023秋·吉林长春·高三长春市第二中学校考期末）NO和混合后可发生反应：①、②，反应体系中含氮物质的物质的量浓度c随着时间t的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A．c为随t的变化曲线
B．时，
C．时刻，的消耗速率大于生成速率
D．时，反应①和②均达到化学平衡状态
【答案】C
【分析】NO和混合后可发生反应：①、②，反应过程中NO浓度减小，NO2浓度先增大后减小，N2O4浓度一直增大，a、b、c分别代表NO、NO2、N2O4的浓度随t的变化曲线，以此解答。
【详解】A．根据题给反应，结合题图中各物质浓度变化情况可知，a、b、c分别代表NO、NO2、N2O4的浓度随t的变化曲线，A说法错误；
B．根据物料守恒可知，任意时刻c(NO) +c(NO2) +2c(N2O4)= C0，B说法错误；
C．由题图可知，t2时刻以后，NO2的浓度在减小，故此时NO2的消耗速率大于生成速率，C说法正确；
D．时N2O4的浓度不变，说明反应②达到化学平衡状态，反应①不是可逆反应，没有平衡状态，故D错误；
故选C。
11．（2022秋·北京房山·高三统考期末）一定条件下，在容积相等的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的一氧化碳和水蒸气，发生反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41kJ•ml-1，达平衡后获得数据如表。下列说法不正确的是
A．①中反应达平衡时，CO的转化率为80%B．该温度下，②中反应的平衡常数K=1
C．Q大于65.6D．反应开始进行时，反应速率②＞①
【答案】C
【详解】A．，说明消耗1mlCO，反应放出41kJ热量，容器①达到平衡时放出32.8kJ热量，32.8则消耗CO物质的量为，CO的转化率为，A正确；
B．化学平衡常数只与温度有关，容器①、②温度相同，则化学平衡常数相等，根据容器①数据，列化学平衡三段式：
，B正确；
C．反应前后气体体积不变，反应①②是等效平衡，则容器②消耗CO物质的量为1.6ml，放热的热量Q = 1.6ml x 41kJ/ml = 65.6kJ，C错误；
D．起始时，容器②的浓度大于容器①，浓度越大，反应速率越快，则反应开始进行时，反应速率②>①，D正确；
故选C。
12．（2023秋·吉林长春·高三长春市第二中学校考期末）利用反应 △H＜0，可减少汽车尾气对大气的污染。该反应的速率方程可表示为、，其中、分别为正、逆反应的速率常数(与温度有关)，lgk与的关系如图所示：
下列说法正确的是
A．升高温度，v正减小、v逆增大B．曲线②代表lgk正
C．该反应易在高温下自发进行D．℃时，该反应的平衡常数K为10
【答案】D
【详解】A．升高温度，v正增大、v逆也增大，A错误；
B．该反应的正反应为放热反应，降低温度，正、逆反应速率减小，k正、k逆也减小，由于温度对吸热反应影响更大，所以化学平衡正向移动，则k正＞k逆，所以曲线③代表lgk正，曲线④代表lgk逆，B错误；
C．该反应的正反应是气体体积减小的放热△H＜0，△S＜0，因此反应易在低温下自发进行，C错误；
D．，，当v正=v逆时，反应处于平衡状态，=，，根据选项B分析可知曲线③代表lgk正，曲线④代表lgk逆，在℃，lgk正=a-0.1，lgk逆=a-1.1，所以即lgk正-lgk逆=1=lgK，故K=10，D正确；
故合理选项是D。
13．（2023秋·海南·高三统考期末）一定温度下，在某密闭容器中的和发生下列反应，并达到平衡状态： 。下列说法正确的是
A．升高温度，
B．加入，平衡正向移动，平衡常数增大
C．使用合适的催化剂，可提高的平衡转化率
D．压缩容器的容积，平衡时的物质的量增大
【答案】D
【详解】A．该反应的正反应为放热反应，升高温度，正、逆反应速率都加快，但正反应速率加快的倍数小于逆反应速率加快的倍数，即v正＜v逆，平衡逆向移动，A项错误；
B．加入CO2(g)，平衡正向移动，平衡常数与浓度无关，平衡常数不变，B项错误；
C．使用合适的催化剂，能加快反应速率，缩短达到平衡的时间，但不能使平衡发生移动，不能提高CO2的平衡转化率，C项错误；
D．该反应的正反应气体体积减小，压缩容器的容积，增大压强，平衡正向移动，平衡时CH3OH(g)的物质的量增大，D项正确；
答案选D。
14．（2023秋·江苏南通·高三统考期末）利用-丁内酯制备四氢呋喃，反应过程中伴有生成1-丁醇的副反应，涉及反应如下：
已知：反应Ⅰ为快速反应，反应Ⅱ、Ⅲ为慢速反应。在493K、的高压氛围下(压强近似等于总压)，以-丁内酯为初始原料，x(-丁内酯)和x(1，4-丁二醇)随时间t变化关系如图所示[x(i)表示某物种i的物质的量与除外其它各物种总物质的量之比]。下列说法正确的是
A．-丁内酯分子中键与键数目之比为6∶1
B．生成四氢呋喃的速率主要决定于反应Ⅰ
C．时刻
D．增大的压强一定有利于提高四氢呋喃产率
【答案】C
【详解】A．根据以及有机物中碳成键特点可知，σ键和π键个数比为12∶1，故A错误；
B．化学反应的决速步是由慢反应决定的，生成四氢呋喃决速步为反应Ⅱ，故B错误；
C．以γ-丁内酯为原料，根据反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知，体系总物质的量增加量正好是1，4-丁二醇参与反应Ⅱ、Ⅲ的量，也正好是H2O(g)的物质的量，设t1时γ-丁内酯消耗aml，1，4-丁二醇消耗为bml，则体系总物质的量为(5.0×10-3+b)ml，根据图像可知，=0.48, =0.36，解得a=，b=，则t1时刻x(H2O)= =0.08，故C正确；
D．因反应在高压氢气氛围下进行，增大氢气压强，体系压强增大，平衡逆向进行，不利于四氢呋喃的生成，故D错误；
答案为C。
15．（2023秋·吉林长春·高三长春市第二中学校考期末）一定条件下，分别向体积为1L的密闭容器中充入气体，发生反应：，测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A．曲线Ⅰ对应实验①B．正反应为放热反应
C．气体的总物质的量：D．b点平衡常数比c点平衡常数小
【答案】C
【详解】A．恒温恒容条件下，气体的压强之比等于气体物质的量之比，故起始时实验②与实验③的压强相等，实验①的压强是实验②与实验③的3倍，则曲线Ⅰ对应实验①，故A正确；
B．实验①与实验②的温度相等，根据等效平衡可知，实验①与实验②最终会达到相同的平衡状态，故曲线II对应实验②，则曲线III对应实验③，实验②与实验③充入的Z一样多，实验③比实验②达到平衡所用的时间长，则实验③温度较低，反应速率较慢，说明Z生成X和Y是吸热反应，则正反应为放热反应，故B正确；
C．根据pV=nRT，c、d两点的压强相同，V相同，由于从逆向建立平衡，逆向是吸热，c点的温度比d点低，则c点的气体物质的量更多，故气体的总物质的量：，故C错误；
D．若都在恒温条件进行，根据B的分析，反应为放热反应，c点温度较低，所以达到平衡时③（c）比①或②（b）更往正向移动，K更大，D正确；
故选C。
16．（2023秋·河南商丘·高三商丘市回民中学校考期末）一定条件下向某密闭容器中加入、和一定量的B三种气体，图1表示各物质浓度随时间的变化关系，图2表示速率随时间的变化关系，时刻各改变一种条件，且改变的条件均不同。若时刻改变的条件是压强，则下列说法错误的是
A．若，则前的平均反应速率
B．该反应的化学方程式为
C．时刻改变的条件分别是升高温度、加入催化剂、增大反应物浓度
D．B的起始物质的量为
【答案】C
【分析】t2时正、逆反应速率中只有其中一个增大，应是改变某一物质的浓度，t4时改变的条件为减小压强，说明反应前后气体的体积相等，t5时正逆反应速率都增大，应是升高温度，由图甲可知，t1时到达平衡，△c(A)=0.09ml/L，△c(C)=0.06ml/L，二者化学计量数之比为0.09：0.06=3：2，则B为生成物，反应方程式为3A(g)B(g)+2C(g)，结合浓度的变化解答该题。
【详解】A．若t1=15s，生成物C在t0∼t1时间段的平均反应速率为：v==0.004 mlL﹣1s﹣1，A正确；
B．由以上分析可知反应的化学方程式为：3A(g)B(g)+2C(g)，B正确；
C．t2时刻该变外界条件，其中某方向速率一瞬间不发生变化，另一方向化学反应速率增大，故t2时刻该变的外加条件为增大反应物浓度，t3时刻错误该变外界条件，化学反应速率均增大，且正逆化学反应速率相等，故t3时刻该变的外界条件可以是加入催化剂或压缩体积加压或充入适量A、B、C，t5时刻后正逆化学反应速率均增大，其该变外界条件可能为升温、充入相关参加反应的物质，C错误；
D．该反应的方程式为3A(g)B(g)+2C(g)，根据方程式可知消耗0.09ml/L的A，则生成0.03ml/L的B，容器的体积为2L，生成B的物质的量为，平衡时B的物质的量为，所以起始时B的物质的量为0.1ml−0.06ml=0.04ml，D正确；
故答案为：C。
二、原理综合题
17．（2023秋·河南驻马店·高三河南省上蔡第一高级中学统考期末）二氧化碳加氢合成甲醇是人工合成淀粉的首要步骤之一，同时也是实现碳中和的重要途径。该过程总反应为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H=-49.4kJ·ml-1。在特定催化剂条件下，其反应机理如下：
Ⅰ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) △H1
Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.3 kJ·ml-1
回答以下问题：
(1)△H1=_______kJ·ml-1。
(2)恒压下，按n(CO2)：n(H2)=1：3进行合成甲醇的实验，该过程在无分子筛和有分子筛时甲醇的平衡产率随温度的变化如图1所示(分子筛能选择性分离出H2O)。
①根据图中信息，压强不变，采用有分子筛时的最佳反应温度为_______℃，解释其原因：_______。
②采用分子筛的作用为_______。
(3)如图2所示，向甲(恒温恒容)、乙(恒温恒压)两个密闭容器中分别充入1 ml CO2和3 ml H2，发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，起始温度、体积相同(T1℃、2 L密闭容器)。反应达到平衡时，乙的容器容积为1.5 L，则该温度下的平衡常数为_______，平衡时甲容器中CO2的物质的量_______0.5 ml(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)。若将甲改为绝热恒容容器，其他条件不变，平衡时CH3OH的浓度将_______0.25 ml·L-1。
(4)如图3，当起始n(CO2)：n(H2)=1：2时，维持压强不变，将CO2和H2按一定流速通过反应器，催化剂活性受温度影响变化不大，结合反应Ⅰ和反应Ⅱ，分析温度大于235℃后甲醇的选择性随温度升高而下降的原因：_______。
【答案】(1)+40.9
(2) 210 开始时温度低，反应速率慢，生成物(H2O)还很少，分子筛的作用不明显，随着产物增多，分子筛作用明显增强；210℃以后，温度对平衡的影响超过分子筛的作用 分子筛从反应体系中不断分离出H2O，减少了生成物，平衡正向移动，甲醇产率升高
(3) (或0.33) 大于 小于
(4)反应I为吸热反应，反应II为放热反应，温度大于235℃时，随温度升高，反应I向正反应方向进行，反应II向逆反应方向进行，故甲醇的选择性随温度升高而降低
【详解】（1）根据盖斯定律可知，反应I=总反应-反应II，则△H1=△H-△H2=(-49.4)-( -90.3)=+40.9 kJ·ml-1；
（2）①由图可知，压强不变，采用有分子筛时在温度210℃时甲醇的平衡产率最大，则最佳反应温度为210℃；其原因是：开始时温度低，反应速率慢，生成物(H2O)还很少，分子筛的作用不明显，随着产物增多，分子筛作用明显增强；210℃以后，温度对平衡的影响超过分子筛的作用；
②采用分子筛的作用为：分子筛从反应体系中不断分离出H2O，减少了生成物，平衡正向移动，甲醇产率升高；
（3）恒温恒压时，体积之比等于物质的量之比，即，由此计算可得，平衡后，乙容器中气体的总物质的量为3ml，据此列出三段式：，则(1-x)+(3-3x)+x+x=3，计算可得x=0.5，则该温度下的平衡常数为，甲容器为恒温恒容条件，随着反应的进行，压强减小，CO2的转化率下降，故CO2的物质的量大于0.5ml；若将甲改为绝热容器，此时容器内温度上升，CO2的转化率下降，平衡时CH3OH的浓度小于0.25ml/L；
（4）温度大于235℃后甲醇的选择性随温度升高而下降的原因：反应I为吸热反应，反应II为放热反应，温度大于235℃时，随温度升高，反应I向正反应方向进行，反应II向逆反应方向进行，故甲醇的选择性随温度升高而降低。
18．（2022秋·河南·高三校联考专题练习）近年来，全球丙烯需求快速增长，研究丙烷制丙烯有着重要的意义。相关反应有：
I.C3H8在无氧条件下直接脱氢：C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) △H1=+124kJ•ml-1
II.逆水煤气变换：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
III.CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯：C3H8(g)+CO2(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(g) △H3
已知：CO和H2的燃烧热分别为-283.0kJ•ml-1、-285.8kJ•ml-1；
H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ•ml-1
(1)反应II的△H2=______。
(2)下列说法正确的是______。
A．升高温度反应I的平衡常数增大
B．选择合适的催化剂可提高丙烷平衡转化率
C．若反应II能自发，则△S＜0
D．恒温恒压下，通入水蒸气有利于提高丙烷转化率
(3)对于气相反应，用某组分B的平衡压强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。在不同压强下(0.1MPa、0.01MPa)，反应I中丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化如图(a)所示，请计算556℃反应I的平衡常数Kp=______。
(4)反应I须在高温下进行，但温度过高易发生副反应导致丙烯选择性降低，且高温将加剧催化剂表面积炭使催化剂迅速失活。工业上常用CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯，请说明原因：______。
(5)研究表明，二氧化碳氧化丙烷脱氢制取丙烯可采用铬的氧化物为催化剂，其反应机理如图(b)所示。该工艺可有效维持催化剂活性，请结合方程式说明原因：______。
【答案】(1)+41.2kJ•ml-1
(2)A
(3)0.0125MPa
(4)CO2能与H2发生反应II使反应I平衡正移，提高丙烯产率
(5)CO2+C=2CO，可以消除催化剂表面的积炭
【详解】（1）CO和的燃烧热分别为可得：①
，②，③，根据盖斯定律将②-①-③，整理可得；
（2）A．反应I的正反应是吸热反应,升高温度，反应|的化学平衡正向移动，使其化学平衡常数增大，A项正确；
B．选择合适的催化剂只能改变反应速率，但不能使化学平衡发生移动，因此不能提高丙烷平衡转化率，B项错误；
C．根据(1)计算可知反应|I热化学方程式为该反应的正反应是吸热反应，若△S < 0则△G=△H - T△S> 0，反应不能自发进行，C项错误；
D．该反应的正反应是气体体积增大的反应，在恒温恒压下通入水蒸气，体系的体积增大，化学平衡逆向移动，不利于提高丙烷转化率，D项错误；
答案选A。
（3）反应I的正反应是气体体积增大的吸热反应,在压强不变时,升温，化学平衡正向移动,的物质的量分数减小;在温度不变时，加压，化学平衡逆向移动, 的物质的量分数增大，所以A点表示0.1 MPa、556 ℃时平衡时的物质的量分数,则平衡时物质的量分数均为25%，；
（4）工业上常用氧化，脱氢制取丙烯,这是由于能与发生反应,使反应I平衡正向移动，从而提高丙烯产率。
（5）该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭，维持催化剂活性，这是由于C能够与反应生成CO,使C脱离催化剂表面；
19．（2022秋·天津河北·高三天津十四中校考期末）利用甲醇制备一些高附加值产品，是目前研究的热点。
(1)甲醇和水蒸气经催化重整可制得氢气，反应主要过程如下：
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
①_________。
②工业上采用吸附增强制氢的方法，可以有效提高反应Ⅰ氢气的产率，如图所示，请分析加入提高氢气产率的原因：_________。
(2)和充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：，测得的物质的量随时间的变化如图。
①曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为_________。(填“>”或“=”或“＜”)
②一定温度下，在容积为的两个恒容密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，则乙容器起始时反应速率_________。(填“>”“＜”或“=”)。
③一定温度下，此反应在恒压容器中进行，能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_________。
a.容器中压强不变
b.的体积分数不变
c.
d.容器中密度不变
e.2个断裂的同时有3个断裂
(3)已知电离常数：，：，，则向溶液中通入少量时的离子方程式为_________。
(4)利用人工光合作用，借助太阳能使和转化为，如图所示，在催化剂b表面发生的电极反应为：_________。
【答案】(1) b—a CaO消耗CO2，生成物CO2的浓度减小，平衡向正反应方向移动，氢气的产率增大
(2) > ＜ bd
(3)CO2+CN—+H2O=HCN+HCO
(4)CO2+2H++2e—=HCOOH
【详解】（1）①由盖斯定律可知，反应Ⅲ—反应Ⅱ可得反应Ⅰ，则ΔH1=ΔH3—ΔH2=(b—a)kj/ml，故答案为：b—a；
②二氧化碳能与氧化钙反应生成碳酸钙，则加入氧化钙可以使反应Ⅰ生成的二氧化碳浓度减小，平衡向正反应方向移动，氢气的产率增大，故答案为：CaO消耗CO2，生成物CO2的浓度减小，平衡向正反应方向移动，氢气的产率增大；
（2）①由图可知，曲线Ⅱ达到平衡达到平衡所需时间小于曲线Ⅰ，甲醇的物质的量小于曲线Ⅰ说明反应温度Ⅱ大于Ⅰ，平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，所以化学平衡常数KI大于KII，故答案为：>；
②设甲中平衡水蒸气的浓度为aml，由题意可建立如下三段式：
由平衡后气体的压强为开始的0.8倍可得：=，解得a=0.4，则平衡时二氧化碳、氢气、甲醇、水蒸气的浓度分别为0.6ml/L、1.8ml/L、0.4ml/L、0.4ml/L，反应的平衡常数K=≈0.046，容器乙中的浓度熵Qc==1>K，所以反应向正反应方向进行，正反应速率大于逆反应速率，故答案为：>；
③a．恒压容器中混合气体的压强始终不变，则容器中压强不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误；
b．氢气的体积分数不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确；
c．不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误；
d．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，该反应是气体体积减小的反应，反应中气体体积减小，混合气体的密度增大，则容器中密度不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确；
e．2个断裂的同时有3个断裂均代表正反应速率，不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误；
故选bd；
（3）由电离常数可知，氢氰酸的电离程度大于碳酸氢根离子，小于碳酸，所以由强酸制弱酸的原理可知，氰化钾溶液与二氧化碳反应生成氢氰酸和碳酸氢钾，反应的离子方程式为CO2+CN—+H2O=HCN+HCO，故答案为：CO2+CN—+H2O=HCN+HCO；
（4）由图中电子移动方向可知，催化剂b为原电池的正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO2+2H++2e—=HCOOH，故答案为：CO2+2H++2e—=HCOOH。
20．（2022秋·陕西西安·高三统考期末）习近平主席在第75届联合国大会提出我国要实现2030年碳达峰、2060年碳中和的目标。因此的捕获、利用与封存成为科学家研究的重要课题。研究表明和在催化剂存在下可发生反应制得合成气： 。回答下列问题：
(1)已知、和的燃烧热分别为、和。上述反应的焓变_________。
(2)将原料按充入密闭容器中，保持体系压强为发生反应，达到平衡时体积分数与温度的关系如图1所示。
①下，平衡时容器体积与初始容器体积之比为_________；该温度下，此反应的平衡常数_________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)
②若A、B、C三点表示不同温度和压强下已达平衡时的体积分数，_________点对应的平衡常数最小，_________点对应的压强最大。
(3)在其他条件相问，不同催化剂(A、B)作用下，使原料和反应相同的时间，的产率随反应温度的变化如图2：
①在催化剂A、B作用下，它们正、逆反应活化能差值分别用和表示，则_________(填“>”、“<”或“=”)。
②y点对应的_________ (填“>”、“<”或“=”)z点对应的。
③图中点时反应_________ (填“是”或“否”)达到平衡状态。
【答案】(1)+247.3
(2) 177.8或 A C
(3) = < 是
【详解】（1）根据题中所给条件，可以列出
CH4（g）+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) =-890.3kJ/ml;
CO(g)+O2(g)=CO2(g) =-283.0kJ/ml;
H2(g)+ O2(g)=H2O(l) =-285.8kJ/ml
根据盖斯定律可得=+247.3kJ/ml；
（2）①T1℃、100kPa下，由三段式分析可知，，根据气体的体积分数即为物质的量分数，故有：=30%，即得：x=0.25a，n(初始气体)：n(平衡时气体)=2a：(2a+2x)=2a：(2a+2×0.25a)=4:5，同温同压，体积之比等于物质的量之比，平衡时容器体积与初始容器体积之比为5:4；该温度下，CH4、CO2、CO、H2的平衡分压分别为：p(CH4)= p(CO2)===30kPa，,p(CO)=p(H2)= ==20kPa，此反应的平衡常数Kp===(kPa)2，故答案为：5:4；；
②若A、B、C三点表示不同温度和压强下已达平衡时CO2的体积分数，由于平衡常数仅仅是温度的函数，且该反应正反应是一个吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，A点对应的平衡常数最小；该反应增大压强平衡逆向移动，CO2的体积分数增大，故C点对应CO2的体积分数大，温度高，压强最大，故答案为：A；C；
（3）①在催化剂A、B作用下，它们正、逆反应活化能差值即该反应的反应热，催化剂影响反应速率但不影响反应的焓变，分别用E(A)、E(B)表示，则E(A)=E(B)，故答案为：=；
②由图可知，y点对应的温度低于z点对应的温度，温度越高反应速率越快，故y点对应的(逆)＜z点对应的 (正)，故答案为：＜；
③催化剂改变反应速率，但不影响平衡状态，W点及之后升温，一氧化碳的产率相同，说明反应已达到平衡。
21．（2023秋·山东烟台·高三统考期末）一种利用太阳能催化甲烷水蒸气重整制氢反应原理及各步反应以气体分压(单位为)表示的平衡常数与温度T变化关系如图所示。
回答下列问题：
(1)若第I步反应生成1mlH2，吸收QkJ热量，第I步的热化学方程式为_______。
(2)甲烷水蒸气重整制氢反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)，_______0(填“>”“<”或“=”)；1000℃时，该反应的平衡常数Kp_______ (kPa)2。
(3)已知上述制氢过程中存在副反应：CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)。压强为100kPa时，将n(H2O):n(CH4)=3的混合气体投入温度为T℃的恒温恒容的密闭容器中，发生甲烷水蒸气重整反应和上述副反应，达平衡时容器内的压强为140kPa，CO2分压为10kPa，则H2O的平衡转化率为_______，此时温度T_______1000(填“>”“<”或“=”)。
(4)在一定条件下，密闭容器中加入一定量的CO、H2O和催化剂发生反应CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)。，，其中、为正、逆反应速率，、分别为速率常数，p为气体的分压。已知降低温度时，增大。调整CO和H2O初始投料比，测得CO的平衡转化率如图。A、B、C、D四点中温度由高到低的顺序是_______，在C点所示投料比下，当CO转化率达到40%时，_______。
【答案】(1)
(2) >
(3) >
(4) B> A>C>D
【详解】（1）第I步反应为甲烷和反应生成、、一氧化碳和氢气，若生成1mlH2，吸收QkJ热量，第I步的热化学方程式为；
（2）由图可知，第Ⅱ步的反应为，反应I+反应Ⅱ得：，则反应的，则1000℃时，该反应的平衡常数(kPa)2；由图可知，斜率更大受温度影响更大且随温度升高而变大，故也随温度升高而变大，升高温度平衡正向移动，则反应为吸热反应，焓变大于零；
（3）压强为100kPa时，将n(H2O):n(CH4)=3的混合气体投入温度为T℃的恒温恒容的密闭容器中，则水、甲烷初始压强分别为25kPa、75kPa；副反应为气体分子数不变的反应，不会改变压强，重整反应为气体分子数增加2的反应，达平衡时容器内的压强为140kPa，则反应甲烷压强为(140kPa-100kPa)÷2=20 kPa；
则H2O的平衡转化率为；由三段式可知，此时重整反应的，重整反应为吸热反应，K值变大，则温度升高，故温度T大于1000。
（4）已知降低温度时，增大，则说明正反应速率增大，反应正向进行，为放热反应；增加一氧化碳的投料会降低一氧化碳的转化率、降低温度平衡正向移动会提高一氧化碳的转化率，故温度A大于C大于D；投料比相同，B点转化率更低，则温度B大于A；故A、B、C、D四点中温度由高到低的顺序是B> A>C>D；
在C点所示投料比下，若一氧化碳和水的投料浓度均为1ml/L，一氧化碳的平衡转化率为50%：
此时=，，；
当CO转化率达到40%时：
。
0
20
40
60
80
1.00
0.80
0.65
0.55
0.50
容器编号
起始时各物质的物质的量/ml
达到平衡的时间/min
达到平衡时体系能量的变化
CO
H2O
CO2
H2
①
1
4
0
0
t1
放出32.8kJ热量
②
2
8
0
0
t2
放出QkJ热量
实验
充入气体量
反应过程条件
①
2mlX+1mlY
恒温
②
1mlZ
恒温
③
1mlZ
绝热
容器
甲
乙
反应物投入量
、
、、、
一、单选题
1．（2022秋·河南驻马店·高三统考期末）进入冬季后，某医院痛风门诊患者激增，医生告知患者减少食用动物内脏和海鲜类，增加摄入含钾丰富的食物(如香蕉、西兰花)。痛风的化学原理为，关节滑液中尿酸钠(NaUr)晶体越多，病情越严重。下列有关说法错误的是
A．上述反应的△H>0
B．痛风患者应注意保暖
C．痛风患者需控制食盐的摄入量
D．痛风患者大量饮水可适当降低痛风的发病概率
2．（2023·江苏·统考一模）H2S和CO2反应生成的羰基硫(COS)用于粮食熏蒸，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。CO2(g)+H2S(g) COS(g)+H2O(g) △H>0，下列说法正确的是
A．已知该反应在加热条件下能自发进行，则其△S>0
B．上述反应的平衡常数K=
C．上述反应中消耗1 ml H2S，生成22.4 L水蒸气
D．实际应用中，通过增加H2S的量来提高CO2转化率，能有效减少碳排放
3．（2022秋·海南海口·高三校考期中）某温度下，在2L恒容密闭容器中加入1mlX(s)和3mlY(g)，发生反应：，10min后达到平衡状态。下列说法错误的是
A．容器内气体的密度不变时，反应达到平衡状态B．达到平衡时，存在v正(Y)=3v逆(Z)
C．升高温度，正、逆反应速率均增大D．改变温度，对平衡没有影响
4．（2023秋·吉林长春·高三长春市第二中学校考期末）氢气能用于烟气的脱氮反应： 。某温度下，向2L恒容密闭容器中充入0.2ml和0.2mlNO，经5min反应达到平衡，测得平衡体系中。下列说法正确的是
A．使用高效催化剂能提高NO的平衡转化率
B．在0~5min内，
C．保持其他条件不变，增大，逆反应速率减小，平衡正向移动
D．保持其他条件不变向容器中再充入0.2ml和0.2mlNO，NO的平衡转化率增大
5．（2023秋·江苏苏州·高三常熟中学校考期末）已知反应；可用于粗硅的提纯。下列关于该反应的说法正确的是
A．该反应在任何条件下均能自发进行
B．该反应的平衡常数表达式为
C．升高温度可以提高反应物的平衡转化率
D．反应每放出热量，需断裂键
6．（2023秋·河北石家庄·高三统考期末）T℃时，向体积恒定为2 L的密闭容器中充入发生反应： ，。实验测得随时间(t)变化关系如下表所示：
下列叙述错误的是A．内，用表示的平均反应速率
B．其他条件不变，升高温度，的生成速率和平衡产率均增大
C．其他条件不变，加入催化剂，80 min时的转化率不变
D．若起始时向该容器中加入，达到平衡时
7．（2023秋·宁夏银川·高三六盘山高级中学校考期末）在恒温刚性容器中加入等物质的量的与发生反应： ，测得与的分压随时间变化如图所示。
下列说法正确的是
A．当混合气体密度不再变化时，反应一定达到平衡
B．该反应逆反应的活化能小于正反应的活化能
C．达到平衡后，升高温度，平衡逆向移动，反应速率：增大，减小
D．体系中混合气体总物质的量：
8．（2023秋·天津河北·高三统考期末）含硫矿物是多种化工生产的原料，主要有硫磺、黄铁矿()、辉铜矿()、明矾、绿矾()、胆矾()、重晶石()等。硫磺、黄铁矿可作为工业制硫酸的原料，辉铜矿煅烧时可发生反应：。直接排放会造成环境污染，可将其转化，或用石灰乳、等物质进行回收再利用。对于反应 ，下列说法正确的是
A．该反应
B．反应平衡常数
C．其他条件一定，增大体系的压强可以增大反应的平衡转化率
D．其他条件一定，升高温度可以增大反应的平衡常数
9．（2023·内蒙古呼和浩特·统考模拟预测）CO常用于工业治炼金属，下图所示是在不同温度下CO还原四种金属氧化物达平衡后气体中与温度(t)的关系曲线图。下列说法正确的是
A．CO还原PbO2的反应ΔH>0
B．工业冶炼金属铜(Cu)时较高的温度有利于提高CO的利用率
C．CO不适宜用于工业冶炼金属铬(Cr)
D．工业上可以通过增高反应装置来减少尾气中CO的含量
10．（2023秋·吉林长春·高三长春市第二中学校考期末）NO和混合后可发生反应：①、②，反应体系中含氮物质的物质的量浓度c随着时间t的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A．c为随t的变化曲线
B．时，
C．时刻，的消耗速率大于生成速率
D．时，反应①和②均达到化学平衡状态
11．（2022秋·北京房山·高三统考期末）一定条件下，在容积相等的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的一氧化碳和水蒸气，发生反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41kJ•ml-1，达平衡后获得数据如表。下列说法不正确的是
A．①中反应达平衡时，CO的转化率为80%B．该温度下，②中反应的平衡常数K=1
C．Q大于65.6D．反应开始进行时，反应速率②＞①
12．（2023秋·吉林长春·高三长春市第二中学校考期末）利用反应 △H＜0，可减少汽车尾气对大气的污染。该反应的速率方程可表示为、，其中、分别为正、逆反应的速率常数(与温度有关)，lgk与的关系如图所示：
下列说法正确的是
A．升高温度，v正减小、v逆增大B．曲线②代表lgk正
C．该反应易在高温下自发进行D．℃时，该反应的平衡常数K为10
13．（2023秋·海南·高三统考期末）一定温度下，在某密闭容器中的和发生下列反应，并达到平衡状态： 。下列说法正确的是
A．升高温度，
B．加入，平衡正向移动，平衡常数增大
C．使用合适的催化剂，可提高的平衡转化率
D．压缩容器的容积，平衡时的物质的量增大
14．（2023秋·江苏南通·高三统考期末）利用-丁内酯制备四氢呋喃，反应过程中伴有生成1-丁醇的副反应，涉及反应如下：
已知：反应Ⅰ为快速反应，反应Ⅱ、Ⅲ为慢速反应。在493K、的高压氛围下(压强近似等于总压)，以-丁内酯为初始原料，x(-丁内酯)和x(1，4-丁二醇)随时间t变化关系如图所示[x(i)表示某物种i的物质的量与除外其它各物种总物质的量之比]。下列说法正确的是
A．-丁内酯分子中键与键数目之比为6∶1
B．生成四氢呋喃的速率主要决定于反应Ⅰ
C．时刻
D．增大的压强一定有利于提高四氢呋喃产率
15．（2023秋·吉林长春·高三长春市第二中学校考期末）一定条件下，分别向体积为1L的密闭容器中充入气体，发生反应：，测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A．曲线Ⅰ对应实验①B．正反应为放热反应
C．气体的总物质的量：D．b点平衡常数比c点平衡常数小
16．（2023秋·河南商丘·高三商丘市回民中学校考期末）一定条件下向某密闭容器中加入、和一定量的B三种气体，图1表示各物质浓度随时间的变化关系，图2表示速率随时间的变化关系，时刻各改变一种条件，且改变的条件均不同。若时刻改变的条件是压强，则下列说法错误的是
A．若，则前的平均反应速率
B．该反应的化学方程式为
C．时刻改变的条件分别是升高温度、加入催化剂、增大反应物浓度
D．B的起始物质的量为
二、原理综合题
17．（2023秋·河南驻马店·高三河南省上蔡第一高级中学统考期末）二氧化碳加氢合成甲醇是人工合成淀粉的首要步骤之一，同时也是实现碳中和的重要途径。该过程总反应为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H=-49.4kJ·ml-1。在特定催化剂条件下，其反应机理如下：
Ⅰ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) △H1
Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.3 kJ·ml-1
回答以下问题：
(1)△H1=_______kJ·ml-1。
(2)恒压下，按n(CO2)：n(H2)=1：3进行合成甲醇的实验，该过程在无分子筛和有分子筛时甲醇的平衡产率随温度的变化如图1所示(分子筛能选择性分离出H2O)。
①根据图中信息，压强不变，采用有分子筛时的最佳反应温度为_______℃，解释其原因：_______。
②采用分子筛的作用为_______。
(3)如图2所示，向甲(恒温恒容)、乙(恒温恒压)两个密闭容器中分别充入1 ml CO2和3 ml H2，发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，起始温度、体积相同(T1℃、2 L密闭容器)。反应达到平衡时，乙的容器容积为1.5 L，则该温度下的平衡常数为_______，平衡时甲容器中CO2的物质的量_______0.5 ml(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)。若将甲改为绝热恒容容器，其他条件不变，平衡时CH3OH的浓度将_______0.25 ml·L-1。
(4)如图3，当起始n(CO2)：n(H2)=1：2时，维持压强不变，将CO2和H2按一定流速通过反应器，催化剂活性受温度影响变化不大，结合反应Ⅰ和反应Ⅱ，分析温度大于235℃后甲醇的选择性随温度升高而下降的原因：_______。
18．（2022秋·河南·高三校联考专题练习）近年来，全球丙烯需求快速增长，研究丙烷制丙烯有着重要的意义。相关反应有：
I.C3H8在无氧条件下直接脱氢：C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) △H1=+124kJ•ml-1
II.逆水煤气变换：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
III.CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯：C3H8(g)+CO2(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(g) △H3
已知：CO和H2的燃烧热分别为-283.0kJ•ml-1、-285.8kJ•ml-1；
H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ•ml-1
(1)反应II的△H2=______。
(2)下列说法正确的是______。
A．升高温度反应I的平衡常数增大
B．选择合适的催化剂可提高丙烷平衡转化率
C．若反应II能自发，则△S＜0
D．恒温恒压下，通入水蒸气有利于提高丙烷转化率
(3)对于气相反应，用某组分B的平衡压强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。在不同压强下(0.1MPa、0.01MPa)，反应I中丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化如图(a)所示，请计算556℃反应I的平衡常数Kp=______。
(4)反应I须在高温下进行，但温度过高易发生副反应导致丙烯选择性降低，且高温将加剧催化剂表面积炭使催化剂迅速失活。工业上常用CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯，请说明原因：______。
(5)研究表明，二氧化碳氧化丙烷脱氢制取丙烯可采用铬的氧化物为催化剂，其反应机理如图(b)所示。该工艺可有效维持催化剂活性，请结合方程式说明原因：______。
19．（2022秋·天津河北·高三天津十四中校考期末）利用甲醇制备一些高附加值产品，是目前研究的热点。
(1)甲醇和水蒸气经催化重整可制得氢气，反应主要过程如下：
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
①_________。
②工业上采用吸附增强制氢的方法，可以有效提高反应Ⅰ氢气的产率，如图所示，请分析加入提高氢气产率的原因：_________。
(2)和充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：，测得的物质的量随时间的变化如图。
①曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为_________。(填“>”或“=”或“＜”)
②一定温度下，在容积为的两个恒容密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，则乙容器起始时反应速率_________。(填“>”“＜”或“=”)。
③一定温度下，此反应在恒压容器中进行，能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_________。
a.容器中压强不变
b.的体积分数不变
c.
d.容器中密度不变
e.2个断裂的同时有3个断裂
(3)已知电离常数：，：，，则向溶液中通入少量时的离子方程式为_________。
(4)利用人工光合作用，借助太阳能使和转化为，如图所示，在催化剂b表面发生的电极反应为：_________。
20．（2022秋·陕西西安·高三统考期末）习近平主席在第75届联合国大会提出我国要实现2030年碳达峰、2060年碳中和的目标。因此的捕获、利用与封存成为科学家研究的重要课题。研究表明和在催化剂存在下可发生反应制得合成气： 。回答下列问题：
(1)已知、和的燃烧热分别为、和。上述反应的焓变_________。
(2)将原料按充入密闭容器中，保持体系压强为发生反应，达到平衡时体积分数与温度的关系如图1所示。
①下，平衡时容器体积与初始容器体积之比为_________；该温度下，此反应的平衡常数_________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)
②若A、B、C三点表示不同温度和压强下已达平衡时的体积分数，_________点对应的平衡常数最小，_________点对应的压强最大。
(3)在其他条件相问，不同催化剂(A、B)作用下，使原料和反应相同的时间，的产率随反应温度的变化如图2：
①在催化剂A、B作用下，它们正、逆反应活化能差值分别用和表示，则_________(填“>”、“<”或“=”)。
②y点对应的_________ (填“>”、“<”或“=”)z点对应的。
③图中点时反应_________ (填“是”或“否”)达到平衡状态。
21．（2023秋·山东烟台·高三统考期末）一种利用太阳能催化甲烷水蒸气重整制氢反应原理及各步反应以气体分压(单位为)表示的平衡常数与温度T变化关系如图所示。
回答下列问题：
(1)若第I步反应生成1mlH2，吸收QkJ热量，第I步的热化学方程式为_______。
(2)甲烷水蒸气重整制氢反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)，_______0(填“>”“<”或“=”)；1000℃时，该反应的平衡常数Kp_______ (kPa)2。
(3)已知上述制氢过程中存在副反应：CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)。压强为100kPa时，将n(H2O):n(CH4)=3的混合气体投入温度为T℃的恒温恒容的密闭容器中，发生甲烷水蒸气重整反应和上述副反应，达平衡时容器内的压强为140kPa，CO2分压为10kPa，则H2O的平衡转化率为_______，此时温度T_______1000(填“>”“<”或“=”)。
(4)在一定条件下，密闭容器中加入一定量的CO、H2O和催化剂发生反应CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)。，，其中、为正、逆反应速率，、分别为速率常数，p为气体的分压。已知降低温度时，增大。调整CO和H2O初始投料比，测得CO的平衡转化率如图。A、B、C、D四点中温度由高到低的顺序是_______，在C点所示投料比下，当CO转化率达到40%时，_______。
0
20
40
60
80
1.00
0.80
0.65
0.55
0.50
容器编号
起始时各物质的物质的量/ml
达到平衡的时间/min
达到平衡时体系能量的变化
CO
H2O
CO2
H2
①
1
4
0
0
t1
放出32.8kJ热量
②
2
8
0
0
t2
放出QkJ热量
实验
充入气体量
反应过程条件
①
2mlX+1mlY
恒温
②
1mlZ
恒温
③
1mlZ
绝热
容器
甲
乙
反应物投入量
、
、、、
专题十二 化学反应速率与化学平衡
一、单选题
1．（2022秋·河南驻马店·高三统考期末）进入冬季后，某医院痛风门诊患者激增，医生告知患者减少食用动物内脏和海鲜类，增加摄入含钾丰富的食物(如香蕉、西兰花)。痛风的化学原理为，关节滑液中尿酸钠(NaUr)晶体越多，病情越严重。下列有关说法错误的是
A．上述反应的△H>0
B．痛风患者应注意保暖
C．痛风患者需控制食盐的摄入量
D．痛风患者大量饮水可适当降低痛风的发病概率
【答案】A
【详解】A．根据题意，进入冬季后，当尿酸钠晶体越多时，病情越严重，即降低温度，平衡向正反应方向进行，根据勒夏特列原理，正反应方向为放热反应，即ΔH＜0，故A说法错误；
B．患者保暖，相当于升高温度，根据选项A分析，升高温度，平衡向逆反应方向进行，尿酸钠晶体减少，减轻病情，故B说法正确；
C．摄入食盐的量增大，c(Na+)增大，平衡向正反应方向进行，尿酸钠晶体增多，病情加重，因此需要控制食盐摄入量，故C说法正确；
D．大量饮水，离子浓度降低，平衡向逆反应方向进行，人体内尿酸钠晶体含量减少，降低病情，故D说法正确；
答案为A。
2．（2023·江苏·统考一模）H2S和CO2反应生成的羰基硫(COS)用于粮食熏蒸，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。CO2(g)+H2S(g) COS(g)+H2O(g) △H>0，下列说法正确的是
A．已知该反应在加热条件下能自发进行，则其△S>0
B．上述反应的平衡常数K=
C．上述反应中消耗1 ml H2S，生成22.4 L水蒸气
D．实际应用中，通过增加H2S的量来提高CO2转化率，能有效减少碳排放
【答案】A
【详解】A．已知该反应在加热条件下能自发进行所以 ，因为△H>0，所以△S>0，A正确；
B．由反应方程式，结合平衡常数含义可知，上述反应的平衡常数K= ，B错误；
C．没有指明具体条件，不能确定气体的体积，C错误；
D．减少碳排放是指减少二氧化碳的生成，D错误；
故选A。
3．（2022秋·海南海口·高三校考期中）某温度下，在2L恒容密闭容器中加入1mlX(s)和3mlY(g)，发生反应：，10min后达到平衡状态。下列说法错误的是
A．容器内气体的密度不变时，反应达到平衡状态B．达到平衡时，存在v正(Y)=3v逆(Z)
C．升高温度，正、逆反应速率均增大D．改变温度，对平衡没有影响
【答案】D
【分析】化学平衡各组分的物质的量、质量、浓度均不变，同一组分的正逆反应速率相等。
【详解】A．恒容密闭容器，容器内气体的密度不变时，气体质量不变，X为固体，根据质量守恒定律可知，固体X质量不变，故反应达到平衡状态，A正确；
B．X(s)+3Y(g)⇌Z(g)+M(g)，化学反应速率之比等于化学计量数之比，则v正(Y)=3v正(Z)，达到平衡时，当平衡时v正(Z)=v逆(Z)，故v正(Y)=3v逆(Z)，B正确；
C．升高温度，正、逆反应速率均增大，C正确；
D．勒夏特列原理，如果改变影响平衡的一个因素，平衡向着能够减弱这种改变的方向移动；当温度升高，平衡向吸热方向移动，降低温度平衡向放热方向移动，D错误；
故答案为：D。
4．（2023秋·吉林长春·高三长春市第二中学校考期末）氢气能用于烟气的脱氮反应： 。某温度下，向2L恒容密闭容器中充入0.2ml和0.2mlNO，经5min反应达到平衡，测得平衡体系中。下列说法正确的是
A．使用高效催化剂能提高NO的平衡转化率
B．在0~5min内，
C．保持其他条件不变，增大，逆反应速率减小，平衡正向移动
D．保持其他条件不变向容器中再充入0.2ml和0.2mlNO，NO的平衡转化率增大
【答案】D
【详解】A．催化剂只能改变反应速率，不能影响平衡，使用高效催化剂不能提高NO的平衡转化率，故A错误；
B．反应经5min达到平衡，n(N2)=0.05ml ，则消耗NO的物质的量为0.1ml，在0~5min内， v(NO)==0.01ml⋅L-1⋅min-1，故B错误；
C．保持其他条件不变，增大 c(H2) ，正反应速率瞬间增大，平衡正向移动，生成了生成物，氮气和水蒸气浓度也增大，则逆反应速率随之增大，故C错误；
D．保持其他条件不变向容器中再充入0.2ml H2和0.2mlNO，按原比例再加反应物，相当于增大压强，平衡正向移动，NO的平衡转化率增大，故D正确；
故选D。
5．（2023秋·江苏苏州·高三常熟中学校考期末）已知反应；可用于粗硅的提纯。下列关于该反应的说法正确的是
A．该反应在任何条件下均能自发进行
B．该反应的平衡常数表达式为
C．升高温度可以提高反应物的平衡转化率
D．反应每放出热量，需断裂键
【答案】B
【详解】A．该反应是一个熵减的反应，需满足才能自发进行，故A错误；
B．因为Si为固体，不计入平衡常数计算，因此反应的平衡常数表达式为K=，故B正确；
C．该反应为放热反应，升高温度平衡向吸热方向进行，即逆向进行，将降低反应物的平衡转化率，故C错误；
D．晶体硅是空间网状结构，每个硅原子连接周围4个硅原子，所以每个Si—Si键由两个Si原子共同构成，故1单位硅单质有2单位Si—Si键，则每反应1 ml Si需断裂2 ml Si—Si键，故D错误；
故答案选：B。
6．（2023秋·河北石家庄·高三统考期末）T℃时，向体积恒定为2 L的密闭容器中充入发生反应： ，。实验测得随时间(t)变化关系如下表所示：
下列叙述错误的是A．内，用表示的平均反应速率
B．其他条件不变，升高温度，的生成速率和平衡产率均增大
C．其他条件不变，加入催化剂，80 min时的转化率不变
D．若起始时向该容器中加入，达到平衡时
【答案】D
【详解】A．内，消耗Q为0.2ml，则用表示的平均反应速率，A正确；
B．反应为吸热反应，其他条件不变，升高温度，反应速率增大且平衡正向移动，则导致的生成速率和平衡产率均增大，B正确；
C．80 min时反应0.5ml，则生成MN均为0.5ml；，此时，则80 min时反应达到平衡状态；其他条件不变，加入催化剂，反应速率加快，则80 min时一定达到平衡，故其转化率不变，C正确；
D．Q为固体，增加量不影响平衡移动，结合C分析可知，达到平衡时M浓度仍为，D错误；
故选D。
7．（2023秋·宁夏银川·高三六盘山高级中学校考期末）在恒温刚性容器中加入等物质的量的与发生反应： ，测得与的分压随时间变化如图所示。
下列说法正确的是
A．当混合气体密度不再变化时，反应一定达到平衡
B．该反应逆反应的活化能小于正反应的活化能
C．达到平衡后，升高温度，平衡逆向移动，反应速率：增大，减小
D．体系中混合气体总物质的量：
【答案】D
【详解】A．该刚性容器的体积不变，反应体系中各物质均为气体，混合气体的质量不变，则容器中气体的密度始终不变，气体密度不再变化时，反应不一定达到平衡，故A错误；
B．该反应的，且则，即该反应逆反应的活化能大于正反应的活化能，故B错误；
C．达到平衡后，升高温度，平衡逆向移动，反应速率：，都增大，故C错误；
D．由图可知，初始状态时，达到平衡时 ，，则，恒温恒容条件下，气体的物质的量之比等于压强之比，即体系中气体总物质的量：，故D正确；
故选D。
8．（2023秋·天津河北·高三统考期末）含硫矿物是多种化工生产的原料，主要有硫磺、黄铁矿()、辉铜矿()、明矾、绿矾()、胆矾()、重晶石()等。硫磺、黄铁矿可作为工业制硫酸的原料，辉铜矿煅烧时可发生反应：。直接排放会造成环境污染，可将其转化，或用石灰乳、等物质进行回收再利用。对于反应 ，下列说法正确的是
A．该反应
B．反应平衡常数
C．其他条件一定，增大体系的压强可以增大反应的平衡转化率
D．其他条件一定，升高温度可以增大反应的平衡常数
【答案】C
【详解】A．由反应可知，反应后气体分子数减小，则，A错误；
B．由反应式可知，平衡常数为，B错误；
C．增大压强，平衡正向进行，增大了平衡转化率，C正确；
D．该反应为放热反应，升高温度，反应逆向进行，平衡常数减小，D错误；
故答案为：C。
9．（2023·内蒙古呼和浩特·统考模拟预测）CO常用于工业治炼金属，下图所示是在不同温度下CO还原四种金属氧化物达平衡后气体中与温度(t)的关系曲线图。下列说法正确的是
A．CO还原PbO2的反应ΔH>0
B．工业冶炼金属铜(Cu)时较高的温度有利于提高CO的利用率
C．CO不适宜用于工业冶炼金属铬(Cr)
D．工业上可以通过增高反应装置来减少尾气中CO的含量
【答案】C
【详解】A．由图像可知，升高温度，增大，说明升高温度，化学平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应是放热反应，因此△H<0，A错误；
B．由图像可知温度越高，越大，说明在较高温度时平衡逆向移动，不利于提高CO的利用率，B错误；
C．由图像可知用CO工业冶炼金属铬时，一直很高，说明CO转化率很低，因此不适合冶炼铬，C正确；
D．通过增高反应装置，可以增大CO与铁矿石的接触，但不能影响平衡移动，CO的利用率不变，因此不能减少尾气中CO的含量，D错误；
故选C。
10．（2023秋·吉林长春·高三长春市第二中学校考期末）NO和混合后可发生反应：①、②，反应体系中含氮物质的物质的量浓度c随着时间t的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A．c为随t的变化曲线
B．时，
C．时刻，的消耗速率大于生成速率
D．时，反应①和②均达到化学平衡状态
【答案】C
【分析】NO和混合后可发生反应：①、②，反应过程中NO浓度减小，NO2浓度先增大后减小，N2O4浓度一直增大，a、b、c分别代表NO、NO2、N2O4的浓度随t的变化曲线，以此解答。
【详解】A．根据题给反应，结合题图中各物质浓度变化情况可知，a、b、c分别代表NO、NO2、N2O4的浓度随t的变化曲线，A说法错误；
B．根据物料守恒可知，任意时刻c(NO) +c(NO2) +2c(N2O4)= C0，B说法错误；
C．由题图可知，t2时刻以后，NO2的浓度在减小，故此时NO2的消耗速率大于生成速率，C说法正确；
D．时N2O4的浓度不变，说明反应②达到化学平衡状态，反应①不是可逆反应，没有平衡状态，故D错误；
故选C。
11．（2022秋·北京房山·高三统考期末）一定条件下，在容积相等的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的一氧化碳和水蒸气，发生反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41kJ•ml-1，达平衡后获得数据如表。下列说法不正确的是
A．①中反应达平衡时，CO的转化率为80%B．该温度下，②中反应的平衡常数K=1
C．Q大于65.6D．反应开始进行时，反应速率②＞①
【答案】C
【详解】A．，说明消耗1mlCO，反应放出41kJ热量，容器①达到平衡时放出32.8kJ热量，32.8则消耗CO物质的量为，CO的转化率为，A正确；
B．化学平衡常数只与温度有关，容器①、②温度相同，则化学平衡常数相等，根据容器①数据，列化学平衡三段式：
，B正确；
C．反应前后气体体积不变，反应①②是等效平衡，则容器②消耗CO物质的量为1.6ml，放热的热量Q = 1.6ml x 41kJ/ml = 65.6kJ，C错误；
D．起始时，容器②的浓度大于容器①，浓度越大，反应速率越快，则反应开始进行时，反应速率②>①，D正确；
故选C。
12．（2023秋·吉林长春·高三长春市第二中学校考期末）利用反应 △H＜0，可减少汽车尾气对大气的污染。该反应的速率方程可表示为、，其中、分别为正、逆反应的速率常数(与温度有关)，lgk与的关系如图所示：
下列说法正确的是
A．升高温度，v正减小、v逆增大B．曲线②代表lgk正
C．该反应易在高温下自发进行D．℃时，该反应的平衡常数K为10
【答案】D
【详解】A．升高温度，v正增大、v逆也增大，A错误；
B．该反应的正反应为放热反应，降低温度，正、逆反应速率减小，k正、k逆也减小，由于温度对吸热反应影响更大，所以化学平衡正向移动，则k正＞k逆，所以曲线③代表lgk正，曲线④代表lgk逆，B错误；
C．该反应的正反应是气体体积减小的放热△H＜0，△S＜0，因此反应易在低温下自发进行，C错误；
D．，，当v正=v逆时，反应处于平衡状态，=，，根据选项B分析可知曲线③代表lgk正，曲线④代表lgk逆，在℃，lgk正=a-0.1，lgk逆=a-1.1，所以即lgk正-lgk逆=1=lgK，故K=10，D正确；
故合理选项是D。
13．（2023秋·海南·高三统考期末）一定温度下，在某密闭容器中的和发生下列反应，并达到平衡状态： 。下列说法正确的是
A．升高温度，
B．加入，平衡正向移动，平衡常数增大
C．使用合适的催化剂，可提高的平衡转化率
D．压缩容器的容积，平衡时的物质的量增大
【答案】D
【详解】A．该反应的正反应为放热反应，升高温度，正、逆反应速率都加快，但正反应速率加快的倍数小于逆反应速率加快的倍数，即v正＜v逆，平衡逆向移动，A项错误；
B．加入CO2(g)，平衡正向移动，平衡常数与浓度无关，平衡常数不变，B项错误；
C．使用合适的催化剂，能加快反应速率，缩短达到平衡的时间，但不能使平衡发生移动，不能提高CO2的平衡转化率，C项错误；
D．该反应的正反应气体体积减小，压缩容器的容积，增大压强，平衡正向移动，平衡时CH3OH(g)的物质的量增大，D项正确；
答案选D。
14．（2023秋·江苏南通·高三统考期末）利用-丁内酯制备四氢呋喃，反应过程中伴有生成1-丁醇的副反应，涉及反应如下：
已知：反应Ⅰ为快速反应，反应Ⅱ、Ⅲ为慢速反应。在493K、的高压氛围下(压强近似等于总压)，以-丁内酯为初始原料，x(-丁内酯)和x(1，4-丁二醇)随时间t变化关系如图所示[x(i)表示某物种i的物质的量与除外其它各物种总物质的量之比]。下列说法正确的是
A．-丁内酯分子中键与键数目之比为6∶1
B．生成四氢呋喃的速率主要决定于反应Ⅰ
C．时刻
D．增大的压强一定有利于提高四氢呋喃产率
【答案】C
【详解】A．根据以及有机物中碳成键特点可知，σ键和π键个数比为12∶1，故A错误；
B．化学反应的决速步是由慢反应决定的，生成四氢呋喃决速步为反应Ⅱ，故B错误；
C．以γ-丁内酯为原料，根据反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知，体系总物质的量增加量正好是1，4-丁二醇参与反应Ⅱ、Ⅲ的量，也正好是H2O(g)的物质的量，设t1时γ-丁内酯消耗aml，1，4-丁二醇消耗为bml，则体系总物质的量为(5.0×10-3+b)ml，根据图像可知，=0.48, =0.36，解得a=，b=，则t1时刻x(H2O)= =0.08，故C正确；
D．因反应在高压氢气氛围下进行，增大氢气压强，体系压强增大，平衡逆向进行，不利于四氢呋喃的生成，故D错误；
答案为C。
15．（2023秋·吉林长春·高三长春市第二中学校考期末）一定条件下，分别向体积为1L的密闭容器中充入气体，发生反应：，测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A．曲线Ⅰ对应实验①B．正反应为放热反应
C．气体的总物质的量：D．b点平衡常数比c点平衡常数小
【答案】C
【详解】A．恒温恒容条件下，气体的压强之比等于气体物质的量之比，故起始时实验②与实验③的压强相等，实验①的压强是实验②与实验③的3倍，则曲线Ⅰ对应实验①，故A正确；
B．实验①与实验②的温度相等，根据等效平衡可知，实验①与实验②最终会达到相同的平衡状态，故曲线II对应实验②，则曲线III对应实验③，实验②与实验③充入的Z一样多，实验③比实验②达到平衡所用的时间长，则实验③温度较低，反应速率较慢，说明Z生成X和Y是吸热反应，则正反应为放热反应，故B正确；
C．根据pV=nRT，c、d两点的压强相同，V相同，由于从逆向建立平衡，逆向是吸热，c点的温度比d点低，则c点的气体物质的量更多，故气体的总物质的量：，故C错误；
D．若都在恒温条件进行，根据B的分析，反应为放热反应，c点温度较低，所以达到平衡时③（c）比①或②（b）更往正向移动，K更大，D正确；
故选C。
16．（2023秋·河南商丘·高三商丘市回民中学校考期末）一定条件下向某密闭容器中加入、和一定量的B三种气体，图1表示各物质浓度随时间的变化关系，图2表示速率随时间的变化关系，时刻各改变一种条件，且改变的条件均不同。若时刻改变的条件是压强，则下列说法错误的是
A．若，则前的平均反应速率
B．该反应的化学方程式为
C．时刻改变的条件分别是升高温度、加入催化剂、增大反应物浓度
D．B的起始物质的量为
【答案】C
【分析】t2时正、逆反应速率中只有其中一个增大，应是改变某一物质的浓度，t4时改变的条件为减小压强，说明反应前后气体的体积相等，t5时正逆反应速率都增大，应是升高温度，由图甲可知，t1时到达平衡，△c(A)=0.09ml/L，△c(C)=0.06ml/L，二者化学计量数之比为0.09：0.06=3：2，则B为生成物，反应方程式为3A(g)B(g)+2C(g)，结合浓度的变化解答该题。
【详解】A．若t1=15s，生成物C在t0∼t1时间段的平均反应速率为：v==0.004 mlL﹣1s﹣1，A正确；
B．由以上分析可知反应的化学方程式为：3A(g)B(g)+2C(g)，B正确；
C．t2时刻该变外界条件，其中某方向速率一瞬间不发生变化，另一方向化学反应速率增大，故t2时刻该变的外加条件为增大反应物浓度，t3时刻错误该变外界条件，化学反应速率均增大，且正逆化学反应速率相等，故t3时刻该变的外界条件可以是加入催化剂或压缩体积加压或充入适量A、B、C，t5时刻后正逆化学反应速率均增大，其该变外界条件可能为升温、充入相关参加反应的物质，C错误；
D．该反应的方程式为3A(g)B(g)+2C(g)，根据方程式可知消耗0.09ml/L的A，则生成0.03ml/L的B，容器的体积为2L，生成B的物质的量为，平衡时B的物质的量为，所以起始时B的物质的量为0.1ml−0.06ml=0.04ml，D正确；
故答案为：C。
二、原理综合题
17．（2023秋·河南驻马店·高三河南省上蔡第一高级中学统考期末）二氧化碳加氢合成甲醇是人工合成淀粉的首要步骤之一，同时也是实现碳中和的重要途径。该过程总反应为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) △H=-49.4kJ·ml-1。在特定催化剂条件下，其反应机理如下：
Ⅰ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) △H1
Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.3 kJ·ml-1
回答以下问题：
(1)△H1=_______kJ·ml-1。
(2)恒压下，按n(CO2)：n(H2)=1：3进行合成甲醇的实验，该过程在无分子筛和有分子筛时甲醇的平衡产率随温度的变化如图1所示(分子筛能选择性分离出H2O)。
①根据图中信息，压强不变，采用有分子筛时的最佳反应温度为_______℃，解释其原因：_______。
②采用分子筛的作用为_______。
(3)如图2所示，向甲(恒温恒容)、乙(恒温恒压)两个密闭容器中分别充入1 ml CO2和3 ml H2，发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，起始温度、体积相同(T1℃、2 L密闭容器)。反应达到平衡时，乙的容器容积为1.5 L，则该温度下的平衡常数为_______，平衡时甲容器中CO2的物质的量_______0.5 ml(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)。若将甲改为绝热恒容容器，其他条件不变，平衡时CH3OH的浓度将_______0.25 ml·L-1。
(4)如图3，当起始n(CO2)：n(H2)=1：2时，维持压强不变，将CO2和H2按一定流速通过反应器，催化剂活性受温度影响变化不大，结合反应Ⅰ和反应Ⅱ，分析温度大于235℃后甲醇的选择性随温度升高而下降的原因：_______。
【答案】(1)+40.9
(2) 210 开始时温度低，反应速率慢，生成物(H2O)还很少，分子筛的作用不明显，随着产物增多，分子筛作用明显增强；210℃以后，温度对平衡的影响超过分子筛的作用 分子筛从反应体系中不断分离出H2O，减少了生成物，平衡正向移动，甲醇产率升高
(3) (或0.33) 大于 小于
(4)反应I为吸热反应，反应II为放热反应，温度大于235℃时，随温度升高，反应I向正反应方向进行，反应II向逆反应方向进行，故甲醇的选择性随温度升高而降低
【详解】（1）根据盖斯定律可知，反应I=总反应-反应II，则△H1=△H-△H2=(-49.4)-( -90.3)=+40.9 kJ·ml-1；
（2）①由图可知，压强不变，采用有分子筛时在温度210℃时甲醇的平衡产率最大，则最佳反应温度为210℃；其原因是：开始时温度低，反应速率慢，生成物(H2O)还很少，分子筛的作用不明显，随着产物增多，分子筛作用明显增强；210℃以后，温度对平衡的影响超过分子筛的作用；
②采用分子筛的作用为：分子筛从反应体系中不断分离出H2O，减少了生成物，平衡正向移动，甲醇产率升高；
（3）恒温恒压时，体积之比等于物质的量之比，即，由此计算可得，平衡后，乙容器中气体的总物质的量为3ml，据此列出三段式：，则(1-x)+(3-3x)+x+x=3，计算可得x=0.5，则该温度下的平衡常数为，甲容器为恒温恒容条件，随着反应的进行，压强减小，CO2的转化率下降，故CO2的物质的量大于0.5ml；若将甲改为绝热容器，此时容器内温度上升，CO2的转化率下降，平衡时CH3OH的浓度小于0.25ml/L；
（4）温度大于235℃后甲醇的选择性随温度升高而下降的原因：反应I为吸热反应，反应II为放热反应，温度大于235℃时，随温度升高，反应I向正反应方向进行，反应II向逆反应方向进行，故甲醇的选择性随温度升高而降低。
18．（2022秋·河南·高三校联考专题练习）近年来，全球丙烯需求快速增长，研究丙烷制丙烯有着重要的意义。相关反应有：
I.C3H8在无氧条件下直接脱氢：C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) △H1=+124kJ•ml-1
II.逆水煤气变换：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2
III.CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯：C3H8(g)+CO2(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(g) △H3
已知：CO和H2的燃烧热分别为-283.0kJ•ml-1、-285.8kJ•ml-1；
H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ•ml-1
(1)反应II的△H2=______。
(2)下列说法正确的是______。
A．升高温度反应I的平衡常数增大
B．选择合适的催化剂可提高丙烷平衡转化率
C．若反应II能自发，则△S＜0
D．恒温恒压下，通入水蒸气有利于提高丙烷转化率
(3)对于气相反应，用某组分B的平衡压强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。在不同压强下(0.1MPa、0.01MPa)，反应I中丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化如图(a)所示，请计算556℃反应I的平衡常数Kp=______。
(4)反应I须在高温下进行，但温度过高易发生副反应导致丙烯选择性降低，且高温将加剧催化剂表面积炭使催化剂迅速失活。工业上常用CO2氧化C3H8脱氢制取丙烯，请说明原因：______。
(5)研究表明，二氧化碳氧化丙烷脱氢制取丙烯可采用铬的氧化物为催化剂，其反应机理如图(b)所示。该工艺可有效维持催化剂活性，请结合方程式说明原因：______。
【答案】(1)+41.2kJ•ml-1
(2)A
(3)0.0125MPa
(4)CO2能与H2发生反应II使反应I平衡正移，提高丙烯产率
(5)CO2+C=2CO，可以消除催化剂表面的积炭
【详解】（1）CO和的燃烧热分别为可得：①
，②，③，根据盖斯定律将②-①-③，整理可得；
（2）A．反应I的正反应是吸热反应,升高温度，反应|的化学平衡正向移动，使其化学平衡常数增大，A项正确；
B．选择合适的催化剂只能改变反应速率，但不能使化学平衡发生移动，因此不能提高丙烷平衡转化率，B项错误；
C．根据(1)计算可知反应|I热化学方程式为该反应的正反应是吸热反应，若△S < 0则△G=△H - T△S> 0，反应不能自发进行，C项错误；
D．该反应的正反应是气体体积增大的反应，在恒温恒压下通入水蒸气，体系的体积增大，化学平衡逆向移动，不利于提高丙烷转化率，D项错误；
答案选A。
（3）反应I的正反应是气体体积增大的吸热反应,在压强不变时,升温，化学平衡正向移动,的物质的量分数减小;在温度不变时，加压，化学平衡逆向移动, 的物质的量分数增大，所以A点表示0.1 MPa、556 ℃时平衡时的物质的量分数,则平衡时物质的量分数均为25%，；
（4）工业上常用氧化，脱氢制取丙烯,这是由于能与发生反应,使反应I平衡正向移动，从而提高丙烯产率。
（5）该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭，维持催化剂活性，这是由于C能够与反应生成CO,使C脱离催化剂表面；
19．（2022秋·天津河北·高三天津十四中校考期末）利用甲醇制备一些高附加值产品，是目前研究的热点。
(1)甲醇和水蒸气经催化重整可制得氢气，反应主要过程如下：
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
①_________。
②工业上采用吸附增强制氢的方法，可以有效提高反应Ⅰ氢气的产率，如图所示，请分析加入提高氢气产率的原因：_________。
(2)和充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：，测得的物质的量随时间的变化如图。
①曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为_________。(填“>”或“=”或“＜”)
②一定温度下，在容积为的两个恒容密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，则乙容器起始时反应速率_________。(填“>”“＜”或“=”)。
③一定温度下，此反应在恒压容器中进行，能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_________。
a.容器中压强不变
b.的体积分数不变
c.
d.容器中密度不变
e.2个断裂的同时有3个断裂
(3)已知电离常数：，：，，则向溶液中通入少量时的离子方程式为_________。
(4)利用人工光合作用，借助太阳能使和转化为，如图所示，在催化剂b表面发生的电极反应为：_________。
【答案】(1) b—a CaO消耗CO2，生成物CO2的浓度减小，平衡向正反应方向移动，氢气的产率增大
(2) > ＜ bd
(3)CO2+CN—+H2O=HCN+HCO
(4)CO2+2H++2e—=HCOOH
【详解】（1）①由盖斯定律可知，反应Ⅲ—反应Ⅱ可得反应Ⅰ，则ΔH1=ΔH3—ΔH2=(b—a)kj/ml，故答案为：b—a；
②二氧化碳能与氧化钙反应生成碳酸钙，则加入氧化钙可以使反应Ⅰ生成的二氧化碳浓度减小，平衡向正反应方向移动，氢气的产率增大，故答案为：CaO消耗CO2，生成物CO2的浓度减小，平衡向正反应方向移动，氢气的产率增大；
（2）①由图可知，曲线Ⅱ达到平衡达到平衡所需时间小于曲线Ⅰ，甲醇的物质的量小于曲线Ⅰ说明反应温度Ⅱ大于Ⅰ，平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，所以化学平衡常数KI大于KII，故答案为：>；
②设甲中平衡水蒸气的浓度为aml，由题意可建立如下三段式：
由平衡后气体的压强为开始的0.8倍可得：=，解得a=0.4，则平衡时二氧化碳、氢气、甲醇、水蒸气的浓度分别为0.6ml/L、1.8ml/L、0.4ml/L、0.4ml/L，反应的平衡常数K=≈0.046，容器乙中的浓度熵Qc==1>K，所以反应向正反应方向进行，正反应速率大于逆反应速率，故答案为：>；
③a．恒压容器中混合气体的压强始终不变，则容器中压强不变不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误；
b．氢气的体积分数不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确；
c．不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误；
d．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量相等，该反应是气体体积减小的反应，反应中气体体积减小，混合气体的密度增大，则容器中密度不变说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，故正确；
e．2个断裂的同时有3个断裂均代表正反应速率，不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，故错误；
故选bd；
（3）由电离常数可知，氢氰酸的电离程度大于碳酸氢根离子，小于碳酸，所以由强酸制弱酸的原理可知，氰化钾溶液与二氧化碳反应生成氢氰酸和碳酸氢钾，反应的离子方程式为CO2+CN—+H2O=HCN+HCO，故答案为：CO2+CN—+H2O=HCN+HCO；
（4）由图中电子移动方向可知，催化剂b为原电池的正极，酸性条件下二氧化碳在正极得到电子发生还原反应生成甲酸，电极反应式为CO2+2H++2e—=HCOOH，故答案为：CO2+2H++2e—=HCOOH。
20．（2022秋·陕西西安·高三统考期末）习近平主席在第75届联合国大会提出我国要实现2030年碳达峰、2060年碳中和的目标。因此的捕获、利用与封存成为科学家研究的重要课题。研究表明和在催化剂存在下可发生反应制得合成气： 。回答下列问题：
(1)已知、和的燃烧热分别为、和。上述反应的焓变_________。
(2)将原料按充入密闭容器中，保持体系压强为发生反应，达到平衡时体积分数与温度的关系如图1所示。
①下，平衡时容器体积与初始容器体积之比为_________；该温度下，此反应的平衡常数_________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)
②若A、B、C三点表示不同温度和压强下已达平衡时的体积分数，_________点对应的平衡常数最小，_________点对应的压强最大。
(3)在其他条件相问，不同催化剂(A、B)作用下，使原料和反应相同的时间，的产率随反应温度的变化如图2：
①在催化剂A、B作用下，它们正、逆反应活化能差值分别用和表示，则_________(填“>”、“<”或“=”)。
②y点对应的_________ (填“>”、“<”或“=”)z点对应的。
③图中点时反应_________ (填“是”或“否”)达到平衡状态。
【答案】(1)+247.3
(2) 177.8或 A C
(3) = < 是
【详解】（1）根据题中所给条件，可以列出
CH4（g）+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) =-890.3kJ/ml;
CO(g)+O2(g)=CO2(g) =-283.0kJ/ml;
H2(g)+ O2(g)=H2O(l) =-285.8kJ/ml
根据盖斯定律可得=+247.3kJ/ml；
（2）①T1℃、100kPa下，由三段式分析可知，，根据气体的体积分数即为物质的量分数，故有：=30%，即得：x=0.25a，n(初始气体)：n(平衡时气体)=2a：(2a+2x)=2a：(2a+2×0.25a)=4:5，同温同压，体积之比等于物质的量之比，平衡时容器体积与初始容器体积之比为5:4；该温度下，CH4、CO2、CO、H2的平衡分压分别为：p(CH4)= p(CO2)===30kPa，,p(CO)=p(H2)= ==20kPa，此反应的平衡常数Kp===(kPa)2，故答案为：5:4；；
②若A、B、C三点表示不同温度和压强下已达平衡时CO2的体积分数，由于平衡常数仅仅是温度的函数，且该反应正反应是一个吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，A点对应的平衡常数最小；该反应增大压强平衡逆向移动，CO2的体积分数增大，故C点对应CO2的体积分数大，温度高，压强最大，故答案为：A；C；
（3）①在催化剂A、B作用下，它们正、逆反应活化能差值即该反应的反应热，催化剂影响反应速率但不影响反应的焓变，分别用E(A)、E(B)表示，则E(A)=E(B)，故答案为：=；
②由图可知，y点对应的温度低于z点对应的温度，温度越高反应速率越快，故y点对应的(逆)＜z点对应的 (正)，故答案为：＜；
③催化剂改变反应速率，但不影响平衡状态，W点及之后升温，一氧化碳的产率相同，说明反应已达到平衡。
21．（2023秋·山东烟台·高三统考期末）一种利用太阳能催化甲烷水蒸气重整制氢反应原理及各步反应以气体分压(单位为)表示的平衡常数与温度T变化关系如图所示。
回答下列问题：
(1)若第I步反应生成1mlH2，吸收QkJ热量，第I步的热化学方程式为_______。
(2)甲烷水蒸气重整制氢反应CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)，_______0(填“>”“<”或“=”)；1000℃时，该反应的平衡常数Kp_______ (kPa)2。
(3)已知上述制氢过程中存在副反应：CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)。压强为100kPa时，将n(H2O):n(CH4)=3的混合气体投入温度为T℃的恒温恒容的密闭容器中，发生甲烷水蒸气重整反应和上述副反应，达平衡时容器内的压强为140kPa，CO2分压为10kPa，则H2O的平衡转化率为_______，此时温度T_______1000(填“>”“<”或“=”)。
(4)在一定条件下，密闭容器中加入一定量的CO、H2O和催化剂发生反应CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g)。，，其中、为正、逆反应速率，、分别为速率常数，p为气体的分压。已知降低温度时，增大。调整CO和H2O初始投料比，测得CO的平衡转化率如图。A、B、C、D四点中温度由高到低的顺序是_______，在C点所示投料比下，当CO转化率达到40%时，_______。
【答案】(1)
(2) >
(3) >
(4) B> A>C>D
【详解】（1）第I步反应为甲烷和反应生成、、一氧化碳和氢气，若生成1mlH2，吸收QkJ热量，第I步的热化学方程式为；
（2）由图可知，第Ⅱ步的反应为，反应I+反应Ⅱ得：，则反应的，则1000℃时，该反应的平衡常数(kPa)2；由图可知，斜率更大受温度影响更大且随温度升高而变大，故也随温度升高而变大，升高温度平衡正向移动，则反应为吸热反应，焓变大于零；
（3）压强为100kPa时，将n(H2O):n(CH4)=3的混合气体投入温度为T℃的恒温恒容的密闭容器中，则水、甲烷初始压强分别为25kPa、75kPa；副反应为气体分子数不变的反应，不会改变压强，重整反应为气体分子数增加2的反应，达平衡时容器内的压强为140kPa，则反应甲烷压强为(140kPa-100kPa)÷2=20 kPa；
则H2O的平衡转化率为；由三段式可知，此时重整反应的，重整反应为吸热反应，K值变大，则温度升高，故温度T大于1000。
（4）已知降低温度时，增大，则说明正反应速率增大，反应正向进行，为放热反应；增加一氧化碳的投料会降低一氧化碳的转化率、降低温度平衡正向移动会提高一氧化碳的转化率，故温度A大于C大于D；投料比相同，B点转化率更低，则温度B大于A；故A、B、C、D四点中温度由高到低的顺序是B> A>C>D；
在C点所示投料比下，若一氧化碳和水的投料浓度均为1ml/L，一氧化碳的平衡转化率为50%：
此时=，，；
当CO转化率达到40%时：
。
0
20
40
60
80
1.00
0.80
0.65
0.55
0.50
容器编号
起始时各物质的物质的量/ml
达到平衡的时间/min
达到平衡时体系能量的变化
CO
H2O
CO2
H2
①
1
4
0
0
t1
放出32.8kJ热量
②
2
8
0
0
t2
放出QkJ热量
实验
充入气体量
反应过程条件
①
2mlX+1mlY
恒温
②
1mlZ
恒温
③
1mlZ
绝热
容器
甲
乙
反应物投入量
、
、、、
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