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高中化学沪科技版（2020）选择性必修1第2章 化学反应的方向、限度和速率本章复习精品单元测试课后作业题
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这是一份高中化学沪科技版（2020）选择性必修1第2章 化学反应的方向、限度和速率本章复习精品单元测试课后作业题，文件包含第二章化学反应的方向限度和速率单元测试原卷版docx、第二章化学反应的方向限度和速率单元测试解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共22页， 欢迎下载使用。
一、选择题(本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.反应SiCl4(g)＋2H2(g)eq \(=====,\s\up17(高温))Si(s)＋4HCl(g)可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法正确的是( )
A.该反应ΔH>0 、ΔS<0
B.该反应的平衡常数K＝eq \f(c4(HCl),c(SiCl4)×c2(H2))
C.高温下反应每生成1 ml Si需消耗2×22.4 L H2
D.用E表示键能，该反应ΔH＝4E(Si—Cl)＋2E(H—H)－4E(H—Cl)
【答案】B
【解析】SiCl4、H2、HCl为气体，且反应前气体系数之和小于反应后气体系数之和，因此该反应为熵增反应，即ΔS>0，故A错误；题中说的是高温，不是标准状况下，因此不能直接用22.4 L•ml－1计算，故C错误；ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和，即ΔH＝4E(Si—Cl)＋2E(H—H)－4E(H—Cl)－2E(Si—Si)，故D错误。故选B。
2．下列关于化学反应速率的说法正确的是( )
A．升高温度可降低化学反应的活化能，提高活化分子百分数，加快化学反应速率
B．反应物浓度增大，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞的几率增加，反应速率增大
C．在相同温度下，两个相同的容器中分别充入相同物质的量的F2和Cl2，让它们与等量的氢气反应，反应速率相同
D．有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的容积)，可增加活化分子的百分数，从而使反应速率加快
【答案】B
【解析】升高温度使分子的内能增加，提高了活化分子百分数，可加快化学反应速率，但不能降低化学反应的活化能，A不正确；反应物浓度增大，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞的几率增加，故反应速率增大，B正确；由于F2和Cl2的氧化性不同，氧化性强的化学反应速率快，C不正确；有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的容积)，可增加单位体积内活化分子的数目，从而使反应速率加快，但活化分子的百分数不变， D不正确。
3．已知A、B、C、D四种物质都是气体，现在5 L的密闭容器中进行反应：4A＋5B4C＋6D,30 s后C的物质的量增加了0.30 ml。则下列有关叙述正确的是( )
A．反应开始至30 s，v(A)＝0.010 ml·L－1·s－1
B．30 s时容器中D的物质的量至少为0.45 ml
C．30 s时容器中A、B、C、D的物质的量之比一定是4∶5∶4∶6
D．反应开始至30 s，容器中A的物质的量增加了0.30 ml
【答案】B
【解析】由题给信息可得v(C)＝eq \f(0.30 ml,5 L×30 s)＝0.002 ml·L－1·s－1，根据化学反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比，可知v(A)＝0.002 ml·L－1·s－1，A项错误；由于C的物质的量增加了0.30 ml，所以D的物质的量增加了0.30 ml×eq \f(6,4)＝0.45 ml，B项正确；因初始量未知，30 s时容器中A、B、C、D的物质的量之比不一定等于相应物质的化学计量数之比，C项错误；反应开始至30 s，A的物质的量减少了0.30 ml，D项错误。
4.将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中，发生下列反应：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)，经2 min后测得D的浓度为0.5 ml•L－1，c(A)：c(B)＝3：5，以C表示的平均速率v(C)＝0.25 ml•L－1•min－1，下列说法正确的是( )
A.2 min内，v(B)＝0.25 ml•L－1•min－1
B.该反应的化学方程式中，x＝1
C.2 min时，A的物质的量为1.5 ml
D.2 min时，A的转化率为60%
【答案】C
【解析】A项，v(D)＝eq \f(0.5 ml•L－1,2 min)＝0.25 ml•L－1•min－1，则v(B)＝eq \f(1,2)v(D)＝0.125 ml•L－1•min－1，错误；B项，v(C)：v(D)＝1：1＝x：2，故x＝2，错误；C项，2 min时，n(D)＝0.5 ml•L－1×2 L＝1 ml，所以消耗A、B的物质的量分别是1.5 ml、0.5 ml，设A、B起始物质的量均为y，则剩余A、B的物质的量分别是y－1.5 ml、y－0.5 ml，根据c(A)：c(B)＝3：5，得(y－1.5 ml)：(y－0.5 ml)＝3：5，解得y＝3 ml，所以2 min时，n(A)＝3 ml－1.5 ml＝1.5 ml，正确；D项，A的转化率为eq \f(1.5 ml,3 ml)×100%＝50%，错误。
5．中国科学家研究在Pd/SVG催化剂上H2还原NO生成N2和NH3的路径，各基元反应及活化能Ea(kJ·ml－1)如图所示，下列说法错误的是( )
A．生成NH3的各基元反应中，N元素均被还原
B．在Pd/SVG催化剂上，NO更容易被H2还原为NH3
C．决定NO生成NH3速率的基元反应为NH2NO→NHNOH
D．生成NH3的总反应方程式为2NO＋5H2eq \(========,\s\up7(Pd/SVG))2NH3＋2H2O
【答案】C
【解析】由图示可知，生成氨气的过程为NO→HNO→NH2O→NH2OH→NH2→NH3，每步反应中N元素化合价均降低，被还原，A正确；由图示可知，NO被还原为N2的活化能明显大于还原生成NH3的活化能，故在该催化剂作用下，NO更容易被还原为NH3，B正确；由图示分析可知，生成NH3的基元反应中，NH2O＋H→NH2OH这一步活化能最大，相同条件下反应速率最慢，是决定NO生成NH3速率的基元反应，C错误；NO与H2反应生成NH3和H2O，总反应的化学方程式：2NO＋5H2eq \(========,\s\up7(Pd/SVG))2NH3＋2H2O，D正确。
6．在一个绝热的、容积固定的密闭容器中，发生可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)(m、n、p、q为任意正整数)。下列能说明该可逆反应达到平衡状态的是( )
①混合气体的密度不再发生变化 ②体系的温度不再发生变化 ③A的转化率不再改变
④各组分的百分含量不再改变 ⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q
A．②③④ B．①③⑤
C．②④⑤ D．①②③④⑤
【答案】A
【解析】 ①因反应前后气体质量不变，容器容积不变，混合气体的密度一直不变，则混合气体密度不再改变不能说明反应达到平衡状态；②绝热的密闭容器中，体系的温度不再改变，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态；③A的转化率不再改变，说明消耗A与生成A的速率相等，反应达到平衡状态；④各组分的百分含量不再改变，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态；⑤无论反应是否达到平衡状态，均有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。
7．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是( )
①Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深 ②向稀盐酸中加入少量蒸馏水，盐酸中氢离子浓度降低 ③实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气 ④棕红色NO2加压后颜色先变深后变浅 ⑤加入催化剂有利于合成氨的反应 ⑥由H2(g)、I2(g)和HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深 ⑦500 ℃时比室温更有利于合成氨的反应 ⑧将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应
A．①②⑥⑧ B．①③⑤⑦
C．②⑤⑥⑦ D．②③⑦⑧
【答案】C
【解析】 ①Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后，SCN－浓度增大，平衡Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3正向移动，Fe(SCN)3浓度增大，颜色变深，能用勒夏特列原理解释；②向稀盐酸中加入少量蒸馏水，盐酸为强酸溶液，不存在电离平衡，不能用勒夏特列原理解释；③实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气，Cl2＋H2OHCl＋HClO，平衡逆向移动，减小氯气的溶解度，能用勒夏特列原理解释；④2NO2N2O4，加压瞬间NO2浓度增大，颜色加深，随之平衡正向移动，NO2浓度有所减小，颜色又变浅，能用勒夏特列原理解释；⑤催化剂只能同等程度地改变正、逆反应速率，对化学平衡无影响，不能用勒夏特列原理解释；⑥由H2(g)、I2(g)、HI(g)组成的平衡体系，加压后平衡不移动，体积减小颜色变深，不能用勒夏特列原理解释；⑦合成氨反应为放热反应，升高温度不利于平衡向正反应方向移动，但可提高反应速率，不能用勒夏特列原理解释；⑧合成氨的反应中，将混合气体中的氨气液化，减小了生成物浓度，平衡正向移动，能用勒夏特列原理解释。
8.合成氨工艺是人工固氮最重要的途径，已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4 kJ•ml－1，实际工业生产中，合成氨的原料气N2可通过分离空气得到，H2可通过天然气和水蒸气转化制得，原料气中N2和H2物质的量之比为1：2.8，常用工艺条件：铁触媒作催化剂，控制温度773 K、压强3.0×107 Pa。假设起始反应物N2和H2物质的量之比为1：3，且总物质的量不变，在不同压强和温度下，反应达到平衡时，体系中NH3的物质的量分数如表所示：
下列说法正确的是( )
A.上述任何条件下，反应达到平衡时N2和H2的转化率之比均为1
B.体系中NH3的物质的量分数越小，反应一定越先达到平衡
C.反应达到平衡时，放出的热量均为92.4 kJ
D.600℃、30 MPa条件下加入更高效的催化剂，平衡时NH3的物质的量分数大于0.129
【答案】A
【解析】A项，转化量之比等于物质的化学计量数之比，初始时氢气和氮气的物质的量之比为3：1，转化量之比也为3：1，故转化率相同，正确；B项，反应是否先达到平衡与温度、压强、浓度、催化剂有关，错误；C项，该反应为可逆反应，无法确定反应的N2和H2的物质的量，因此无法计算平衡时反应放出的热量，错误；D项，催化剂不能改变平衡状态，错误。
9．丙烷的一溴代物有两种：CH3CH2CH2Br和CH3CHBrCH3，部分反应过程的能量变化如图所示(E表示活化能)。下列叙述不正确的是( )
A．1 ml丙烷中有10 ml共价键
B．C3H8与Br2的反应涉及极性键和非极性键的断裂
C．CH3CH2CH3＋Br·―→·CH2CH2CH3＋HBr ΔH>0
D．比较E1和E2推测生成速率：·CH2CH2CH3>·CH(CH3)2
【答案】D
【解析】1 ml丙烷中有(3×3＋1) ml＝10 ml共价键，A正确；CH3CH2CH3＋Br2eq \(――→,\s\up7(光))CH3CH2CH2Br或CH3CHBrCH3＋HBr，涉及C—H极性键和Br—Br非极性键的断裂，B正确；由图可知(CH3CH2CH3＋Br·)的能量低于(·CH2CH2CH3＋HBr)的能量，则该过程为吸热反应，ΔH>0，C正确；活化能：E1>E2，则生成速率·CH2CH2CH3<·CH(CH3)2，D错误。
10．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(cB)也可表示平衡常数(记作Kp)。已知反应CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)，在t ℃时的平衡常数Kp＝a，则下列说法正确的是( )
A．Kp＝eq \f(pCH4·p2H2O,pCO2·p4H2)
B．升高温度，若Kp增大，则该反应为吸热反应
C．该反应达到平衡状态后，增大压强，平衡向左移动，Kp减小
D．t ℃时，反应eq \f(1,2)CH4(g)＋H2O(g)eq \f(1,2)CO2(g)＋2H2(g)的平衡常数Kp＝eq \f(1,2)a
【答案】B
【解析】由平衡常数表达式知，Kp应为生成物压强幂之积与反应物压强幂之积的比值，A项错误；升高温度，若Kp增大，则平衡正向移动，故该反应为吸热反应，B项正确；Kp只与温度有关，则反应达到平衡状态后，增大压强，平衡向左移动，Kp不变，C项错误；t ℃时，反应eq \f(1,2)CH4(g)＋H2O(g)eq \f(1,2)CO2(g)＋2H2(g)的平衡常数Kp＝，D项错误。
11．对于可逆反应mA(s)＋nB(g)eC(g)＋fD(g)，当其他条件不变时，C的体积分数[φ(C)]在不同温度(T)和不同压强(p)下随时间(t)的变化关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A．达到平衡后，若使用催化剂，C的体积分数将增大
B．该反应的ΔH＜0
C．化学方程式中，n＞e＋f
D．达到平衡后，增加A的质量有利于化学平衡向正反应方向移动
【答案】B
【解析】催化剂不能使平衡发生移动，所以不能使C的体积分数增大，A项错误；达到平衡所用时间越短，反应速率越快，由图可知T2＞T1，p2＞p1，则温度由T1升高到T2，平衡时C的体积分数减小，说明升高温度平衡逆向移动，所以该反应为放热反应，B项正确；压强由p1增大到p2，平衡时C的体积分数减小，说明增大压强平衡逆向移动，所以该反应的正反应为气体分子数目增大的反应，即n＜e＋f，C项错误；A为固体，增大A的量不能改变A的浓度，不能使平衡发生移动，D项错误。
12.反应2H2(g)＋2NO(g)===2H2O(g)＋N2(g)的速率方程为v＝kcα(H2)cβ(NO)，该反应在不同条件下的反应速率如下：
下列说法正确的是( )
A.T2B.α＝2，β＝1
C.其他条件不变时，反应体系中四种物质浓度的改变，只有反应物浓度改变对v有影响，且c(NO)影响较大
D.T2、c(NO)＝0.1 ml•L－1条件下，反应速率为8v，则c(H2)＝0.3 ml•L－1
【答案】C
【解析】当c(H2)＝0.3 ml•L－1，c(NO)＝0.2 ml•L－1时，T2时的速率大于T1时的速率，所以T2>T1，A错误；把c(H2)＝0.1 ml•L－1，c(NO)＝0.1 ml•L－1代入速率公式v＝kcα(H2)cβ(NO)，再把c(H2)＝0.2 ml•L－1，c(NO)＝0.2 ml•L－1代入速率公式v＝kcα(H2)•cβ(NO)，得eq \f(v,8v)＝eq \f(k(0.1)α•(0.1)β,k(0.2)α•(0.2)β)＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12()eq \s\up22(α)•eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12()eq \s\up22(β)＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up22((α＋β))＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up22(3)，α＋β＝3，把T1时c(H2)＝0.2 ml•L－1，c(NO)＝0.2 ml•L－1代入速率公式v＝kcα(H2)cβ(NO)，再把T1时c(H2)＝0.3 ml•L－1，c(NO)＝0.2 ml•L－1代入速率公式v＝kcα(H2)cβ(NO)，得eq \f(8v,12v)＝eq \f(k(0.2)α•(0.2)β,k(0.3)α•(0.2)β)＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,3)))eq \s\up12()eq \s\up22(α)•(1)β＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,3)))eq \s\up12()eq \s\up22(α)＝eq \f(2,3)，α＝1，α＋β＝3，β＝2，B错误；其他条件不变时，因为β＝2，反应体系中四种物质浓度改变，只有反应物浓度的改变对v有影响，且c(NO)影响较大，C正确；T2、c(NO)＝0.1 ml•L－1条件下，反应速率为8v，则c(H2)＝0.6 ml•L－1，D错误。
13.已知反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH＞0的平衡体系中，物质的总质量(m总)与总物质的量(n总)之比M(M＝eq \f(m总,n总))在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A．温度：T1＜T2
B．平衡常数：K(a)＝K(b)＜K(c)
C．反应速率：vb＜va
D．当M＝69 g·ml－1时，n(NO2)∶n(N2O4)＝1∶1
【答案】D
【解析】已知m总不变，该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，n总增大，故M减小，由图可知T1＞T2，A项错误；化学平衡常数与温度有关，该反应为吸热反应，温度越高，平衡常数越大，则K(a)＝K(c)＜K(b)，B项错误；温度越高，压强越大，化学反应速率越大，则vb＞va，C项错误；设n(NO2)∶n(N2O4)＝x ml∶y ml，eq \f(46x＋92y,x＋y)＝69，所以x∶y＝1∶1，D项正确。
14．我国科学家研究出在S－In催化剂上实现高选择性、高活性电催化还原CO2制甲酸。图1表示不同催化剂及活性位上生成H*的能量变化，图2表示反应历程，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。下列说法错误的是( )
A．S－In/S表面更容易生成H*
B．S2－与K＋(H2O)n微粒间的静电作用促进了H2O的活化
C．CO2经两步转化生成HCOO－
D．H*＋OH－―→eq \f(1,2)H2＋*＋OH－相对能量变化越小，越有利于抑制H*复合成H2
【答案】C
【解析】根据图1，S－In/S表面生成H*的活化能最低，因此更容易生成H*，A项正确；根据图2，可知S2－与K＋(H2O)n微粒间的静电作用促进了H2O的活化，B项正确；根据图2，CO2生成HCOO－的步骤为：CO2→COeq \\al(*,2)→HCOO*→HCOO－，经过三步转化，C项错误；H*＋OH－―→eq \f(1,2)H2＋*＋OH－为放热过程，其相对能量变化越小，放出热量越少，越不易使反应物分子活化，因此越有利于抑制H*复合成H2，D项正确。
15.乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯水化法生产，反应的化学方程式如下： C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g), 下图为乙烯的平衡转化率与温度(T)、压强(p) 的关系[ 起始n(C2H4)：n(H2O)＝1：1]。下列有关叙述正确的是( )
A.Y 对应的乙醇的物质的量分数为eq \f(1,9)
B.X、Y、Z 对应的反应速率：v(X)>v(Y)>v(Z)
C.X、Y、Z 对应的平衡常数数值：KXD.增大压强、升高温度均可提高乙烯的平衡转化率
【答案】A
【解析】Y 点乙烯的转化率为20%，
C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)
起始/ml a a 0
转化/ml 0.2a 0.2a 0.2a
平衡/ml 0.8a 0.8a 0.2a
Y对应的乙醇的物质的量分数为eq \f(0.2a,0.8a＋0.8a＋0.2a)＝eq \f(1,9)，故A正确；C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)正反应气体物质的量减小，增大压强，乙烯转化率增大，所以p1KY>KZ，故C错误；根据图像可知，升高温度乙烯的平衡转化率减小，故D错误。故选A。
二、非选择题(本题共4小题，共55分)
16．(11分)某温度时，在一个容积为2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，填写下列空白。
(1)该反应的化学方程式为__________________________________________。
(2)反应开始至2 min，气体Z的平均反应速率v(Z)＝________。
(3)若X、Y、Z均为气体，反应达到平衡时：
①压强是开始时的________倍；
②若此时将容器的体积缩小为原来的eq \f(1,2)，达到平衡时，容器内温度将升高(容器不与外界进行热交换)，则该反应的正反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。
(4)上述反应在t1～t6内反应速率与时间图像如图所示，在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素，则下列说法正确的是________(填字母)。
A．在t1时增大了压强
B．在t3时加入催化剂
C．在t4时降低了温度
D．t2～t3时X的转化率最高
【答案】 (1)3X＋Y2Z
(2)0.05 ml·L－1·min－1
(3)①0.9 ②放热 (4)B
【解析】 (1)反应中X、Y的物质的量减少，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，且Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝0.3 ml∶0.1 ml∶0.2 ml＝3∶1∶2，所以反应的化学方程式为3X＋Y2Z。
(2)反应开始至2 min，用气体Z表示的平均反应速率为v＝eq \f(\f(0.2 ml,2 L),2 min)＝0.05 ml·L－1·min－1。
(3)①根据图像可知，反应开始时混合气体的物质的量为(1.0＋1.0)ml＝2.0 ml，达到平衡状态时混合气体的物质的量为(0.9＋0.7＋0.2)ml＝1.8 ml，恒温恒容条件下，气体的物质的量之比等于其压强之比，所以平衡状态时体系的压强是开始时的eq \f(1.8 ml,2.0 ml)＝0.9倍。②若此时将容器的体积缩小为原来的eq \f(1,2)，则压强增大，平衡正向移动，达到平衡时，容器内温度升高，说明正反应为放热反应。(4)A项，在t1时，正反应速率不变，逆反应速率增大，说明t1时增大了生成物浓度，错误；B项，X、Y、Z均为气体，3X＋Y2Z为不等体的可逆反应，在t3时，正、逆反应速率增大相同的倍数，说明在t3时加入催化剂，正确；C项，在t4时，正、逆反应速率都减小且逆反应速率大于正反应速率，由上述分析可知，该反应为放热反应，降低温度平衡正向移动，应该是正、逆反应速率都减小且正反应速率大于逆反应速率，错误；D项，由图像可知，在t1时改变条件平衡逆向移动，X的转化率减小，在t3时加入催化剂平衡不移动，X的转化率不变，在t4时改变条件平衡逆向移动，X的转化率减小，所以在t0～t1时X的转化率最高，错误。
17．(15分)二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”，由合成气制备二甲醚的主要原理如下：
①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH1＝－90.7 kJ·ml－1 K1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH2＝－23.5 kJ·ml－1 K2
③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH3＝－41.2 kJ·ml－1 K3
回答下列问题：
(1)反应3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)的ΔH＝________kJ·ml－1；该反应的平衡常数K＝________(用K1、K2、K3表示)。
(2)下列措施中，能提高(1)中CH3OCH3产率的有________(填字母)。
A．使用过量的CO B．升高温 C．增大压强
(3)一定温度下，将0.2 ml CO和0.1 ml H2O(g)通入2 L恒容密闭容器中，发生反应③，5 min后达到化学平衡，平衡后测得H2的体积分数为0.1。则0～5 min内v(H2O)＝________，CO的转化率为________。
(4)将合成气以eq \f(nH2,nCO)＝2通入1 L的反应器中，一定条件下发生反应：4H2(g)＋2CO(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH，其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图1所示，下列说法正确的是______(填字母)。
A．ΔH＜0
B．p1>p2>p3
C．若在p3和316 ℃时，起始时eq \f(nH2,nCO)＝3，则平衡时，α(CO)小于50%
(5)采用一种新型的催化剂(主要成分是CuMn的合金)，利用CO和H2制备二甲醚(DME)。观察图2，当eq \f(nMn,nCu)约为______时最有利于二甲醚的合成。
【答案】 (1)－246.1 Keq \\al(2,1)·K2·K3 (2)AC (3)0.003 ml·L－1·min－1 15% (4)AB (5)2.0
【解析】 (1)根据盖斯定律可知，①×2＋②＋③得到3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g) ΔH＝－246.1 kJ·ml－1，K＝Keq \\al(2,1)·K2·K3。
(2)为提高CH3OCH3的产率，应使平衡正向移动。
(3)设0～5 min，CO转化的物质的量为x ml，则
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
开始/ml 0.2 0.1 0 0
转化/ml x x x x
平衡/ml 0.2－x 0.1－x x x
平衡后测得H2的体积分数为0.1，则eq \f(x,0.2－x＋0.1－x＋x＋x)＝0.1，解得x＝0.03，结合v＝eq \f(Δc,Δt)、转化率＝eq \f(转化的量,开始的量)×100%分别计算0～5 min内v(H2O)和CO的转化率。
(4)由题图1可知升高温度CO的平衡转化率减小，可知升高温度平衡逆向移动，故ΔH<0，A项正确；该反应为反应前后气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，则p1>p2>p3，B项正确；若起始时eq \f(nH2,nCO)增大，其他条件不变，则平衡时CO的转化率增大，C项错误。
18.(15分）硫酸在工业生产中有着重要的意义，SO2是工业制硫酸的重要原料。
(1)T ℃时，向2.0 L的恒容密闭容器中充入1.0 ml SO2和0.6 ml O2，发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。20 s时反应达到平衡，c(SO2)和c(O2)相等。
①0～20 s内，v(SO2)＝ ml•L－1•s－1，平衡后向容器中再充入0.4 ml SO3和0.3 ml O2，此时，v(正) (填“＞”“＝”或“＜”)v(逆)。
②相同温度下，起始投料变为0.5 ml SO2和0.3 ml O2，SO2的平衡转化率 (填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)密闭容器中，加入足量的焦炭(沸点4 827 ℃)和1 ml SO2反应，生成CO2和硫蒸气(Sx)：C(s)＋SO2(g)CO2(g)＋eq \f(1,x)Sx(g)。反应在某温度达到平衡时，SO2和CO2的体积分数都等于40%。
①Sx中x＝ 。
②按相同投料方式发生上述反应，相同时间内测得SO2与Sx的生成速率随温度变化的关系如图1所示。其他条件相同时，在不同催化剂作用下，SO2转化率与温度关系如图2所示。
700 ℃时，催化剂 (填“甲”或“乙”)活性更高，A、B、C三点对应的反应状态中，达到平衡状态的是 (填字母)。
【答案】（1）0.02 ＞ 减小 (2)2 乙 B
【解析】解析：(1)①根据三段式可知
2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
始/(ml•L－1) 0.5 0.3 0
变/(ml•L－1) 2x x 2x
平/(ml•L－1) 0.5－2x 0.3－x 2x
20 s时反应达到平衡，c(SO2)和c(O2)相等，则0.5－2x＝0.3－x，解得x＝0.2，所以v(SO2)＝0.4 ml•L－1÷20 s＝0.02 ml•L－1•s－1，平衡常数为eq \f(0.42,0.12×0.1)＝160。平衡后向容器中再充入0.4 ml SO3和0.3 ml O2，此时浓度商为eq \f(0.62,0.12×0.25)＝144＜160，平衡正向进行，则v(正)＞v(逆)。②相同温度下，起始投料变为0.5 ml SO2和0.3 ml O2，相当于是减小压强，平衡逆向进行，则SO2的平衡转化率减小。
(2)①根据三段式可知
eq \a\vs4\ac\hs10\c8(,C,＋,SO2,_x0001_,CO2,＋,\f(1,x)Sx,始/ml,,,1,,0,,0,变/ml,,,y,,y,,\f(y,x),平/ml,,,1－y,,y,,\f(y,x))
反应在某温度达到平衡时，SO2和CO2的体积分数都等于40%，即1－y＝y，解得y＝0.5，eq \f(0.5,1＋\f(0.5,x))＝0.4，解得x＝2。②700 ℃时，催化剂乙对应的转化率高，因此催化剂乙的活性更高，由于催化剂不能改变平衡转化率，所以C点不是平衡点，又因为A点二者的速率相等，不满足速率之比是化学计量数之比，而B点二氧化硫和硫蒸气的速率之比是2：1，满足速率之比是化学计量数之比，所以A、B、C三点对应的反应状态中，达到平衡状态的是B。
19.(14分)环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。
已知：(g) === (g)＋H2(g)ΔH1＝100.3 kJ•ml－1①，H2(g)＋ I2(g)2HI(g)ΔH2＝－11.0 kJ•ml－1②，对于反应：(g)＋ I2(g) ===(g)＋2HI(g)ΔH3③。
(1)ΔH3＝ kJ•ml－1。
(2)某温度下，等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应③，起始总压为105 Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为 ，该反应的平衡常数Kp＝ Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有 (填标号)。
A.通入惰性气体B．提高温度
C.增加环戊烯浓度D．增加碘浓度
(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是 (填标号)。
A.T1＞T2
B.a点的反应速率小于c点的反应速率
C.a点的正反应速率大于b点的逆反应速率
D.b点时二聚体的浓度为0.45 ml•L－1
【答案】(1) 89.3 (2) 40% 3.56×104 BD
(3)CD
【解析】解析：(1)已知：(g)===(g)＋H2(g)ΔH1＝100.3 kJ•ml－1 ①，H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH2＝－11.0 kJ•ml－1②，根据盖斯定律，①＋②得③(g)＋I2(g)===(g)＋2HI(g)ΔH3＝100.3 kJ•ml－1＋(－11.0 kJ•ml－1)＝89.3 kJ•ml－1。
(2)设碘和环戊烯()的初始物质的量都为n ml，转化的物质的量为x ml，
(g)＋I2(g)===(g)＋2HI(g)
初始/ml) n n 0 0
转化/ml) x x x 2x
平衡/ml) n－x n－x x 2x
刚性容器内气体的压强与物质的量成正比，则eq \f((n－x＋n－x＋x＋2x)ml,(n＋n)ml)＝1＋20%，解得x＝0.4n，平衡时环戊烯的转化率为eq \f(0.4n ml,n ml)×100%＝40%；平衡时混合气体的压强为105 Pa×(1＋20%)＝1.2×105 Pa，混合气体总物质的量为(n－0.4n＋n－0.4n＋0.4n＋0.4n×2)ml＝2.4n ml，平衡时各组分所占压强分别为p()＝p(I2)＝eq \f((n－0.4n)ml,2.4n ml)×1.2×105 Pa＝3×104 Pa，p()＝eq \f(0.4n ml,2.4n ml)×1.2×105 Pa＝2×104 Pa，p(HI)＝eq \f(0.4n ml×2,2.4n ml)×1.2×105 Pa＝4×104 Pa，该反应的平衡常数Kp＝eq \f((2×104 Pa)×(4×104 Pa)2,(3×104 Pa)×(3×104 Pa))≈3.56×104 Pa；通入惰性气体，各组分浓度不变，平衡不移动，则环戊烯的转化率不变，故A错误；该反应为吸热反应，提高温度平衡正向移动，环戊烯的转化率增大，故B正确；增加环戊烯浓度，环戊烯的转化率减小，故C错误；增加碘浓度，反应物浓度增大，平衡向着正向移动，环戊烯的转化率增大，故D正确。故答案为BD。(3)温度越高反应速率越快，根据图示可知，在温度T2(虚线)的反应速率较大，则T1＜T2，故A错误；根据图像可知，a点切线斜率的绝对值大于c点切线的绝对值，则a点速率大于c点，故B错误；a到b的过程为正反应速率逐渐减小，且b点v(正)＞v(逆)，则a点的正反应速率大于b点的逆反应速率，故C正确；b点时环戊二烯的浓度变化为1.5 ml•L－1－0.6 ml•L－1＝0.9 ml•L－1，环戊二烯的二聚体的浓度为环戊二烯浓度变化的eq \f(1,2)，则b点时二聚体的浓度为0.9 ml•L－1×eq \f(1,2)＝0.45 ml•L－1，故D正确。故答案为CD。
400℃
450℃
500℃
600℃
20 MPa
0.387
0.274
0.189
0.088
30 MPa
0.478
0.358
0.260
0.129
温度
c(H2)/(ml•L－1)
c(NO)/(ml•L－1)
反应速率
T1
0.1
0.1
v
T1
0.2
0.2
8v
T1
0.3
0.2
12v
T2
0.3
0.2
16v
一、选择题(本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.反应SiCl4(g)＋2H2(g)eq \(=====,\s\up17(高温))Si(s)＋4HCl(g)可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法正确的是( )
A.该反应ΔH>0 、ΔS<0
B.该反应的平衡常数K＝eq \f(c4(HCl),c(SiCl4)×c2(H2))
C.高温下反应每生成1 ml Si需消耗2×22.4 L H2
D.用E表示键能，该反应ΔH＝4E(Si—Cl)＋2E(H—H)－4E(H—Cl)
【答案】B
【解析】SiCl4、H2、HCl为气体，且反应前气体系数之和小于反应后气体系数之和，因此该反应为熵增反应，即ΔS>0，故A错误；题中说的是高温，不是标准状况下，因此不能直接用22.4 L•ml－1计算，故C错误；ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和，即ΔH＝4E(Si—Cl)＋2E(H—H)－4E(H—Cl)－2E(Si—Si)，故D错误。故选B。
2．下列关于化学反应速率的说法正确的是( )
A．升高温度可降低化学反应的活化能，提高活化分子百分数，加快化学反应速率
B．反应物浓度增大，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞的几率增加，反应速率增大
C．在相同温度下，两个相同的容器中分别充入相同物质的量的F2和Cl2，让它们与等量的氢气反应，反应速率相同
D．有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的容积)，可增加活化分子的百分数，从而使反应速率加快
【答案】B
【解析】升高温度使分子的内能增加，提高了活化分子百分数，可加快化学反应速率，但不能降低化学反应的活化能，A不正确；反应物浓度增大，单位体积内活化分子数增多，有效碰撞的几率增加，故反应速率增大，B正确；由于F2和Cl2的氧化性不同，氧化性强的化学反应速率快，C不正确；有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的容积)，可增加单位体积内活化分子的数目，从而使反应速率加快，但活化分子的百分数不变， D不正确。
3．已知A、B、C、D四种物质都是气体，现在5 L的密闭容器中进行反应：4A＋5B4C＋6D,30 s后C的物质的量增加了0.30 ml。则下列有关叙述正确的是( )
A．反应开始至30 s，v(A)＝0.010 ml·L－1·s－1
B．30 s时容器中D的物质的量至少为0.45 ml
C．30 s时容器中A、B、C、D的物质的量之比一定是4∶5∶4∶6
D．反应开始至30 s，容器中A的物质的量增加了0.30 ml
【答案】B
【解析】由题给信息可得v(C)＝eq \f(0.30 ml,5 L×30 s)＝0.002 ml·L－1·s－1，根据化学反应速率之比等于相应物质的化学计量数之比，可知v(A)＝0.002 ml·L－1·s－1，A项错误；由于C的物质的量增加了0.30 ml，所以D的物质的量增加了0.30 ml×eq \f(6,4)＝0.45 ml，B项正确；因初始量未知，30 s时容器中A、B、C、D的物质的量之比不一定等于相应物质的化学计量数之比，C项错误；反应开始至30 s，A的物质的量减少了0.30 ml，D项错误。
4.将等物质的量的A、B混合于2 L的密闭容器中，发生下列反应：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)，经2 min后测得D的浓度为0.5 ml•L－1，c(A)：c(B)＝3：5，以C表示的平均速率v(C)＝0.25 ml•L－1•min－1，下列说法正确的是( )
A.2 min内，v(B)＝0.25 ml•L－1•min－1
B.该反应的化学方程式中，x＝1
C.2 min时，A的物质的量为1.5 ml
D.2 min时，A的转化率为60%
【答案】C
【解析】A项，v(D)＝eq \f(0.5 ml•L－1,2 min)＝0.25 ml•L－1•min－1，则v(B)＝eq \f(1,2)v(D)＝0.125 ml•L－1•min－1，错误；B项，v(C)：v(D)＝1：1＝x：2，故x＝2，错误；C项，2 min时，n(D)＝0.5 ml•L－1×2 L＝1 ml，所以消耗A、B的物质的量分别是1.5 ml、0.5 ml，设A、B起始物质的量均为y，则剩余A、B的物质的量分别是y－1.5 ml、y－0.5 ml，根据c(A)：c(B)＝3：5，得(y－1.5 ml)：(y－0.5 ml)＝3：5，解得y＝3 ml，所以2 min时，n(A)＝3 ml－1.5 ml＝1.5 ml，正确；D项，A的转化率为eq \f(1.5 ml,3 ml)×100%＝50%，错误。
5．中国科学家研究在Pd/SVG催化剂上H2还原NO生成N2和NH3的路径，各基元反应及活化能Ea(kJ·ml－1)如图所示，下列说法错误的是( )
A．生成NH3的各基元反应中，N元素均被还原
B．在Pd/SVG催化剂上，NO更容易被H2还原为NH3
C．决定NO生成NH3速率的基元反应为NH2NO→NHNOH
D．生成NH3的总反应方程式为2NO＋5H2eq \(========,\s\up7(Pd/SVG))2NH3＋2H2O
【答案】C
【解析】由图示可知，生成氨气的过程为NO→HNO→NH2O→NH2OH→NH2→NH3，每步反应中N元素化合价均降低，被还原，A正确；由图示可知，NO被还原为N2的活化能明显大于还原生成NH3的活化能，故在该催化剂作用下，NO更容易被还原为NH3，B正确；由图示分析可知，生成NH3的基元反应中，NH2O＋H→NH2OH这一步活化能最大，相同条件下反应速率最慢，是决定NO生成NH3速率的基元反应，C错误；NO与H2反应生成NH3和H2O，总反应的化学方程式：2NO＋5H2eq \(========,\s\up7(Pd/SVG))2NH3＋2H2O，D正确。
6．在一个绝热的、容积固定的密闭容器中，发生可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)(m、n、p、q为任意正整数)。下列能说明该可逆反应达到平衡状态的是( )
①混合气体的密度不再发生变化 ②体系的温度不再发生变化 ③A的转化率不再改变
④各组分的百分含量不再改变 ⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q
A．②③④ B．①③⑤
C．②④⑤ D．①②③④⑤
【答案】A
【解析】 ①因反应前后气体质量不变，容器容积不变，混合气体的密度一直不变，则混合气体密度不再改变不能说明反应达到平衡状态；②绝热的密闭容器中，体系的温度不再改变，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态；③A的转化率不再改变，说明消耗A与生成A的速率相等，反应达到平衡状态；④各组分的百分含量不再改变，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态；⑤无论反应是否达到平衡状态，均有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。
7．下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是( )
①Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深 ②向稀盐酸中加入少量蒸馏水，盐酸中氢离子浓度降低 ③实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气 ④棕红色NO2加压后颜色先变深后变浅 ⑤加入催化剂有利于合成氨的反应 ⑥由H2(g)、I2(g)和HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深 ⑦500 ℃时比室温更有利于合成氨的反应 ⑧将混合气体中的氨液化有利于合成氨反应
A．①②⑥⑧ B．①③⑤⑦
C．②⑤⑥⑦ D．②③⑦⑧
【答案】C
【解析】 ①Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后，SCN－浓度增大，平衡Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3正向移动，Fe(SCN)3浓度增大，颜色变深，能用勒夏特列原理解释；②向稀盐酸中加入少量蒸馏水，盐酸为强酸溶液，不存在电离平衡，不能用勒夏特列原理解释；③实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气，Cl2＋H2OHCl＋HClO，平衡逆向移动，减小氯气的溶解度，能用勒夏特列原理解释；④2NO2N2O4，加压瞬间NO2浓度增大，颜色加深，随之平衡正向移动，NO2浓度有所减小，颜色又变浅，能用勒夏特列原理解释；⑤催化剂只能同等程度地改变正、逆反应速率，对化学平衡无影响，不能用勒夏特列原理解释；⑥由H2(g)、I2(g)、HI(g)组成的平衡体系，加压后平衡不移动，体积减小颜色变深，不能用勒夏特列原理解释；⑦合成氨反应为放热反应，升高温度不利于平衡向正反应方向移动，但可提高反应速率，不能用勒夏特列原理解释；⑧合成氨的反应中，将混合气体中的氨气液化，减小了生成物浓度，平衡正向移动，能用勒夏特列原理解释。
8.合成氨工艺是人工固氮最重要的途径，已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4 kJ•ml－1，实际工业生产中，合成氨的原料气N2可通过分离空气得到，H2可通过天然气和水蒸气转化制得，原料气中N2和H2物质的量之比为1：2.8，常用工艺条件：铁触媒作催化剂，控制温度773 K、压强3.0×107 Pa。假设起始反应物N2和H2物质的量之比为1：3，且总物质的量不变，在不同压强和温度下，反应达到平衡时，体系中NH3的物质的量分数如表所示：
下列说法正确的是( )
A.上述任何条件下，反应达到平衡时N2和H2的转化率之比均为1
B.体系中NH3的物质的量分数越小，反应一定越先达到平衡
C.反应达到平衡时，放出的热量均为92.4 kJ
D.600℃、30 MPa条件下加入更高效的催化剂，平衡时NH3的物质的量分数大于0.129
【答案】A
【解析】A项，转化量之比等于物质的化学计量数之比，初始时氢气和氮气的物质的量之比为3：1，转化量之比也为3：1，故转化率相同，正确；B项，反应是否先达到平衡与温度、压强、浓度、催化剂有关，错误；C项，该反应为可逆反应，无法确定反应的N2和H2的物质的量，因此无法计算平衡时反应放出的热量，错误；D项，催化剂不能改变平衡状态，错误。
9．丙烷的一溴代物有两种：CH3CH2CH2Br和CH3CHBrCH3，部分反应过程的能量变化如图所示(E表示活化能)。下列叙述不正确的是( )
A．1 ml丙烷中有10 ml共价键
B．C3H8与Br2的反应涉及极性键和非极性键的断裂
C．CH3CH2CH3＋Br·―→·CH2CH2CH3＋HBr ΔH>0
D．比较E1和E2推测生成速率：·CH2CH2CH3>·CH(CH3)2
【答案】D
【解析】1 ml丙烷中有(3×3＋1) ml＝10 ml共价键，A正确；CH3CH2CH3＋Br2eq \(――→,\s\up7(光))CH3CH2CH2Br或CH3CHBrCH3＋HBr，涉及C—H极性键和Br—Br非极性键的断裂，B正确；由图可知(CH3CH2CH3＋Br·)的能量低于(·CH2CH2CH3＋HBr)的能量，则该过程为吸热反应，ΔH>0，C正确；活化能：E1>E2，则生成速率·CH2CH2CH3<·CH(CH3)2，D错误。
10．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(cB)也可表示平衡常数(记作Kp)。已知反应CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)，在t ℃时的平衡常数Kp＝a，则下列说法正确的是( )
A．Kp＝eq \f(pCH4·p2H2O,pCO2·p4H2)
B．升高温度，若Kp增大，则该反应为吸热反应
C．该反应达到平衡状态后，增大压强，平衡向左移动，Kp减小
D．t ℃时，反应eq \f(1,2)CH4(g)＋H2O(g)eq \f(1,2)CO2(g)＋2H2(g)的平衡常数Kp＝eq \f(1,2)a
【答案】B
【解析】由平衡常数表达式知，Kp应为生成物压强幂之积与反应物压强幂之积的比值，A项错误；升高温度，若Kp增大，则平衡正向移动，故该反应为吸热反应，B项正确；Kp只与温度有关，则反应达到平衡状态后，增大压强，平衡向左移动，Kp不变，C项错误；t ℃时，反应eq \f(1,2)CH4(g)＋H2O(g)eq \f(1,2)CO2(g)＋2H2(g)的平衡常数Kp＝，D项错误。
11．对于可逆反应mA(s)＋nB(g)eC(g)＋fD(g)，当其他条件不变时，C的体积分数[φ(C)]在不同温度(T)和不同压强(p)下随时间(t)的变化关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A．达到平衡后，若使用催化剂，C的体积分数将增大
B．该反应的ΔH＜0
C．化学方程式中，n＞e＋f
D．达到平衡后，增加A的质量有利于化学平衡向正反应方向移动
【答案】B
【解析】催化剂不能使平衡发生移动，所以不能使C的体积分数增大，A项错误；达到平衡所用时间越短，反应速率越快，由图可知T2＞T1，p2＞p1，则温度由T1升高到T2，平衡时C的体积分数减小，说明升高温度平衡逆向移动，所以该反应为放热反应，B项正确；压强由p1增大到p2，平衡时C的体积分数减小，说明增大压强平衡逆向移动，所以该反应的正反应为气体分子数目增大的反应，即n＜e＋f，C项错误；A为固体，增大A的量不能改变A的浓度，不能使平衡发生移动，D项错误。
12.反应2H2(g)＋2NO(g)===2H2O(g)＋N2(g)的速率方程为v＝kcα(H2)cβ(NO)，该反应在不同条件下的反应速率如下：
下列说法正确的是( )
A.T2
C.其他条件不变时，反应体系中四种物质浓度的改变，只有反应物浓度改变对v有影响，且c(NO)影响较大
D.T2、c(NO)＝0.1 ml•L－1条件下，反应速率为8v，则c(H2)＝0.3 ml•L－1
【答案】C
【解析】当c(H2)＝0.3 ml•L－1，c(NO)＝0.2 ml•L－1时，T2时的速率大于T1时的速率，所以T2>T1，A错误；把c(H2)＝0.1 ml•L－1，c(NO)＝0.1 ml•L－1代入速率公式v＝kcα(H2)cβ(NO)，再把c(H2)＝0.2 ml•L－1，c(NO)＝0.2 ml•L－1代入速率公式v＝kcα(H2)•cβ(NO)，得eq \f(v,8v)＝eq \f(k(0.1)α•(0.1)β,k(0.2)α•(0.2)β)＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12()eq \s\up22(α)•eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up12()eq \s\up22(β)＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up22((α＋β))＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,2)))eq \s\up22(3)，α＋β＝3，把T1时c(H2)＝0.2 ml•L－1，c(NO)＝0.2 ml•L－1代入速率公式v＝kcα(H2)cβ(NO)，再把T1时c(H2)＝0.3 ml•L－1，c(NO)＝0.2 ml•L－1代入速率公式v＝kcα(H2)cβ(NO)，得eq \f(8v,12v)＝eq \f(k(0.2)α•(0.2)β,k(0.3)α•(0.2)β)＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,3)))eq \s\up12()eq \s\up22(α)•(1)β＝eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2,3)))eq \s\up12()eq \s\up22(α)＝eq \f(2,3)，α＝1，α＋β＝3，β＝2，B错误；其他条件不变时，因为β＝2，反应体系中四种物质浓度改变，只有反应物浓度的改变对v有影响，且c(NO)影响较大，C正确；T2、c(NO)＝0.1 ml•L－1条件下，反应速率为8v，则c(H2)＝0.6 ml•L－1，D错误。
13.已知反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH＞0的平衡体系中，物质的总质量(m总)与总物质的量(n总)之比M(M＝eq \f(m总,n总))在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A．温度：T1＜T2
B．平衡常数：K(a)＝K(b)＜K(c)
C．反应速率：vb＜va
D．当M＝69 g·ml－1时，n(NO2)∶n(N2O4)＝1∶1
【答案】D
【解析】已知m总不变，该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，n总增大，故M减小，由图可知T1＞T2，A项错误；化学平衡常数与温度有关，该反应为吸热反应，温度越高，平衡常数越大，则K(a)＝K(c)＜K(b)，B项错误；温度越高，压强越大，化学反应速率越大，则vb＞va，C项错误；设n(NO2)∶n(N2O4)＝x ml∶y ml，eq \f(46x＋92y,x＋y)＝69，所以x∶y＝1∶1，D项正确。
14．我国科学家研究出在S－In催化剂上实现高选择性、高活性电催化还原CO2制甲酸。图1表示不同催化剂及活性位上生成H*的能量变化，图2表示反应历程，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注。下列说法错误的是( )
A．S－In/S表面更容易生成H*
B．S2－与K＋(H2O)n微粒间的静电作用促进了H2O的活化
C．CO2经两步转化生成HCOO－
D．H*＋OH－―→eq \f(1,2)H2＋*＋OH－相对能量变化越小，越有利于抑制H*复合成H2
【答案】C
【解析】根据图1，S－In/S表面生成H*的活化能最低，因此更容易生成H*，A项正确；根据图2，可知S2－与K＋(H2O)n微粒间的静电作用促进了H2O的活化，B项正确；根据图2，CO2生成HCOO－的步骤为：CO2→COeq \\al(*,2)→HCOO*→HCOO－，经过三步转化，C项错误；H*＋OH－―→eq \f(1,2)H2＋*＋OH－为放热过程，其相对能量变化越小，放出热量越少，越不易使反应物分子活化，因此越有利于抑制H*复合成H2，D项正确。
15.乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯水化法生产，反应的化学方程式如下： C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g), 下图为乙烯的平衡转化率与温度(T)、压强(p) 的关系[ 起始n(C2H4)：n(H2O)＝1：1]。下列有关叙述正确的是( )
A.Y 对应的乙醇的物质的量分数为eq \f(1,9)
B.X、Y、Z 对应的反应速率：v(X)>v(Y)>v(Z)
C.X、Y、Z 对应的平衡常数数值：KX
【答案】A
【解析】Y 点乙烯的转化率为20%，
C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)
起始/ml a a 0
转化/ml 0.2a 0.2a 0.2a
平衡/ml 0.8a 0.8a 0.2a
Y对应的乙醇的物质的量分数为eq \f(0.2a,0.8a＋0.8a＋0.2a)＝eq \f(1,9)，故A正确；C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)正反应气体物质的量减小，增大压强，乙烯转化率增大，所以p1
二、非选择题(本题共4小题，共55分)
16．(11分)某温度时，在一个容积为2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，填写下列空白。
(1)该反应的化学方程式为__________________________________________。
(2)反应开始至2 min，气体Z的平均反应速率v(Z)＝________。
(3)若X、Y、Z均为气体，反应达到平衡时：
①压强是开始时的________倍；
②若此时将容器的体积缩小为原来的eq \f(1,2)，达到平衡时，容器内温度将升高(容器不与外界进行热交换)，则该反应的正反应为________(填“放热”或“吸热”)反应。
(4)上述反应在t1～t6内反应速率与时间图像如图所示，在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素，则下列说法正确的是________(填字母)。
A．在t1时增大了压强
B．在t3时加入催化剂
C．在t4时降低了温度
D．t2～t3时X的转化率最高
【答案】 (1)3X＋Y2Z
(2)0.05 ml·L－1·min－1
(3)①0.9 ②放热 (4)B
【解析】 (1)反应中X、Y的物质的量减少，Z的物质的量增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，且Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝0.3 ml∶0.1 ml∶0.2 ml＝3∶1∶2，所以反应的化学方程式为3X＋Y2Z。
(2)反应开始至2 min，用气体Z表示的平均反应速率为v＝eq \f(\f(0.2 ml,2 L),2 min)＝0.05 ml·L－1·min－1。
(3)①根据图像可知，反应开始时混合气体的物质的量为(1.0＋1.0)ml＝2.0 ml，达到平衡状态时混合气体的物质的量为(0.9＋0.7＋0.2)ml＝1.8 ml，恒温恒容条件下，气体的物质的量之比等于其压强之比，所以平衡状态时体系的压强是开始时的eq \f(1.8 ml,2.0 ml)＝0.9倍。②若此时将容器的体积缩小为原来的eq \f(1,2)，则压强增大，平衡正向移动，达到平衡时，容器内温度升高，说明正反应为放热反应。(4)A项，在t1时，正反应速率不变，逆反应速率增大，说明t1时增大了生成物浓度，错误；B项，X、Y、Z均为气体，3X＋Y2Z为不等体的可逆反应，在t3时，正、逆反应速率增大相同的倍数，说明在t3时加入催化剂，正确；C项，在t4时，正、逆反应速率都减小且逆反应速率大于正反应速率，由上述分析可知，该反应为放热反应，降低温度平衡正向移动，应该是正、逆反应速率都减小且正反应速率大于逆反应速率，错误；D项，由图像可知，在t1时改变条件平衡逆向移动，X的转化率减小，在t3时加入催化剂平衡不移动，X的转化率不变，在t4时改变条件平衡逆向移动，X的转化率减小，所以在t0～t1时X的转化率最高，错误。
17．(15分)二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”，由合成气制备二甲醚的主要原理如下：
①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH1＝－90.7 kJ·ml－1 K1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH2＝－23.5 kJ·ml－1 K2
③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH3＝－41.2 kJ·ml－1 K3
回答下列问题：
(1)反应3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)的ΔH＝________kJ·ml－1；该反应的平衡常数K＝________(用K1、K2、K3表示)。
(2)下列措施中，能提高(1)中CH3OCH3产率的有________(填字母)。
A．使用过量的CO B．升高温 C．增大压强
(3)一定温度下，将0.2 ml CO和0.1 ml H2O(g)通入2 L恒容密闭容器中，发生反应③，5 min后达到化学平衡，平衡后测得H2的体积分数为0.1。则0～5 min内v(H2O)＝________，CO的转化率为________。
(4)将合成气以eq \f(nH2,nCO)＝2通入1 L的反应器中，一定条件下发生反应：4H2(g)＋2CO(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH，其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图1所示，下列说法正确的是______(填字母)。
A．ΔH＜0
B．p1>p2>p3
C．若在p3和316 ℃时，起始时eq \f(nH2,nCO)＝3，则平衡时，α(CO)小于50%
(5)采用一种新型的催化剂(主要成分是CuMn的合金)，利用CO和H2制备二甲醚(DME)。观察图2，当eq \f(nMn,nCu)约为______时最有利于二甲醚的合成。
【答案】 (1)－246.1 Keq \\al(2,1)·K2·K3 (2)AC (3)0.003 ml·L－1·min－1 15% (4)AB (5)2.0
【解析】 (1)根据盖斯定律可知，①×2＋②＋③得到3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g) ΔH＝－246.1 kJ·ml－1，K＝Keq \\al(2,1)·K2·K3。
(2)为提高CH3OCH3的产率，应使平衡正向移动。
(3)设0～5 min，CO转化的物质的量为x ml，则
CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
开始/ml 0.2 0.1 0 0
转化/ml x x x x
平衡/ml 0.2－x 0.1－x x x
平衡后测得H2的体积分数为0.1，则eq \f(x,0.2－x＋0.1－x＋x＋x)＝0.1，解得x＝0.03，结合v＝eq \f(Δc,Δt)、转化率＝eq \f(转化的量,开始的量)×100%分别计算0～5 min内v(H2O)和CO的转化率。
(4)由题图1可知升高温度CO的平衡转化率减小，可知升高温度平衡逆向移动，故ΔH<0，A项正确；该反应为反应前后气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，则p1>p2>p3，B项正确；若起始时eq \f(nH2,nCO)增大，其他条件不变，则平衡时CO的转化率增大，C项错误。
18.(15分）硫酸在工业生产中有着重要的意义，SO2是工业制硫酸的重要原料。
(1)T ℃时，向2.0 L的恒容密闭容器中充入1.0 ml SO2和0.6 ml O2，发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。20 s时反应达到平衡，c(SO2)和c(O2)相等。
①0～20 s内，v(SO2)＝ ml•L－1•s－1，平衡后向容器中再充入0.4 ml SO3和0.3 ml O2，此时，v(正) (填“＞”“＝”或“＜”)v(逆)。
②相同温度下，起始投料变为0.5 ml SO2和0.3 ml O2，SO2的平衡转化率 (填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)密闭容器中，加入足量的焦炭(沸点4 827 ℃)和1 ml SO2反应，生成CO2和硫蒸气(Sx)：C(s)＋SO2(g)CO2(g)＋eq \f(1,x)Sx(g)。反应在某温度达到平衡时，SO2和CO2的体积分数都等于40%。
①Sx中x＝ 。
②按相同投料方式发生上述反应，相同时间内测得SO2与Sx的生成速率随温度变化的关系如图1所示。其他条件相同时，在不同催化剂作用下，SO2转化率与温度关系如图2所示。
700 ℃时，催化剂 (填“甲”或“乙”)活性更高，A、B、C三点对应的反应状态中，达到平衡状态的是 (填字母)。
【答案】（1）0.02 ＞ 减小 (2)2 乙 B
【解析】解析：(1)①根据三段式可知
2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
始/(ml•L－1) 0.5 0.3 0
变/(ml•L－1) 2x x 2x
平/(ml•L－1) 0.5－2x 0.3－x 2x
20 s时反应达到平衡，c(SO2)和c(O2)相等，则0.5－2x＝0.3－x，解得x＝0.2，所以v(SO2)＝0.4 ml•L－1÷20 s＝0.02 ml•L－1•s－1，平衡常数为eq \f(0.42,0.12×0.1)＝160。平衡后向容器中再充入0.4 ml SO3和0.3 ml O2，此时浓度商为eq \f(0.62,0.12×0.25)＝144＜160，平衡正向进行，则v(正)＞v(逆)。②相同温度下，起始投料变为0.5 ml SO2和0.3 ml O2，相当于是减小压强，平衡逆向进行，则SO2的平衡转化率减小。
(2)①根据三段式可知
eq \a\vs4\ac\hs10\c8(,C,＋,SO2,_x0001_,CO2,＋,\f(1,x)Sx,始/ml,,,1,,0,,0,变/ml,,,y,,y,,\f(y,x),平/ml,,,1－y,,y,,\f(y,x))
反应在某温度达到平衡时，SO2和CO2的体积分数都等于40%，即1－y＝y，解得y＝0.5，eq \f(0.5,1＋\f(0.5,x))＝0.4，解得x＝2。②700 ℃时，催化剂乙对应的转化率高，因此催化剂乙的活性更高，由于催化剂不能改变平衡转化率，所以C点不是平衡点，又因为A点二者的速率相等，不满足速率之比是化学计量数之比，而B点二氧化硫和硫蒸气的速率之比是2：1，满足速率之比是化学计量数之比，所以A、B、C三点对应的反应状态中，达到平衡状态的是B。
19.(14分)环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。
已知：(g) === (g)＋H2(g)ΔH1＝100.3 kJ•ml－1①，H2(g)＋ I2(g)2HI(g)ΔH2＝－11.0 kJ•ml－1②，对于反应：(g)＋ I2(g) ===(g)＋2HI(g)ΔH3③。
(1)ΔH3＝ kJ•ml－1。
(2)某温度下，等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应③，起始总压为105 Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为 ，该反应的平衡常数Kp＝ Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有 (填标号)。
A.通入惰性气体B．提高温度
C.增加环戊烯浓度D．增加碘浓度
(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是 (填标号)。
A.T1＞T2
B.a点的反应速率小于c点的反应速率
C.a点的正反应速率大于b点的逆反应速率
D.b点时二聚体的浓度为0.45 ml•L－1
【答案】(1) 89.3 (2) 40% 3.56×104 BD
(3)CD
【解析】解析：(1)已知：(g)===(g)＋H2(g)ΔH1＝100.3 kJ•ml－1 ①，H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH2＝－11.0 kJ•ml－1②，根据盖斯定律，①＋②得③(g)＋I2(g)===(g)＋2HI(g)ΔH3＝100.3 kJ•ml－1＋(－11.0 kJ•ml－1)＝89.3 kJ•ml－1。
(2)设碘和环戊烯()的初始物质的量都为n ml，转化的物质的量为x ml，
(g)＋I2(g)===(g)＋2HI(g)
初始/ml) n n 0 0
转化/ml) x x x 2x
平衡/ml) n－x n－x x 2x
刚性容器内气体的压强与物质的量成正比，则eq \f((n－x＋n－x＋x＋2x)ml,(n＋n)ml)＝1＋20%，解得x＝0.4n，平衡时环戊烯的转化率为eq \f(0.4n ml,n ml)×100%＝40%；平衡时混合气体的压强为105 Pa×(1＋20%)＝1.2×105 Pa，混合气体总物质的量为(n－0.4n＋n－0.4n＋0.4n＋0.4n×2)ml＝2.4n ml，平衡时各组分所占压强分别为p()＝p(I2)＝eq \f((n－0.4n)ml,2.4n ml)×1.2×105 Pa＝3×104 Pa，p()＝eq \f(0.4n ml,2.4n ml)×1.2×105 Pa＝2×104 Pa，p(HI)＝eq \f(0.4n ml×2,2.4n ml)×1.2×105 Pa＝4×104 Pa，该反应的平衡常数Kp＝eq \f((2×104 Pa)×(4×104 Pa)2,(3×104 Pa)×(3×104 Pa))≈3.56×104 Pa；通入惰性气体，各组分浓度不变，平衡不移动，则环戊烯的转化率不变，故A错误；该反应为吸热反应，提高温度平衡正向移动，环戊烯的转化率增大，故B正确；增加环戊烯浓度，环戊烯的转化率减小，故C错误；增加碘浓度，反应物浓度增大，平衡向着正向移动，环戊烯的转化率增大，故D正确。故答案为BD。(3)温度越高反应速率越快，根据图示可知，在温度T2(虚线)的反应速率较大，则T1＜T2，故A错误；根据图像可知，a点切线斜率的绝对值大于c点切线的绝对值，则a点速率大于c点，故B错误；a到b的过程为正反应速率逐渐减小，且b点v(正)＞v(逆)，则a点的正反应速率大于b点的逆反应速率，故C正确；b点时环戊二烯的浓度变化为1.5 ml•L－1－0.6 ml•L－1＝0.9 ml•L－1，环戊二烯的二聚体的浓度为环戊二烯浓度变化的eq \f(1,2)，则b点时二聚体的浓度为0.9 ml•L－1×eq \f(1,2)＝0.45 ml•L－1，故D正确。故答案为CD。
400℃
450℃
500℃
600℃
20 MPa
0.387
0.274
0.189
0.088
30 MPa
0.478
0.358
0.260
0.129
温度
c(H2)/(ml•L－1)
c(NO)/(ml•L－1)
反应速率
T1
0.1
0.1
v
T1
0.2
0.2
8v
T1
0.3
0.2
12v
T2
0.3
0.2
16v
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