2020高考化学二轮复习能力提升训练7化学反应速率和化学平衡（含解析）

能力提升训练(7)
1．下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是(　B　)
A．调味剂 B．抗氧化剂
C．增稠剂 D．着色剂
解析：调味剂是为了增加食品的味道，与反应速率无关，A项错误；抗氧化剂能阻止或延缓食品的氧化变质，与反应速率有关，B项正确；增稠剂可以提高食品的黏稠度，使食品加工体系更趋于稳定状态，与反应速率无关，C项错误；着色剂是为了给食品添加某种颜色，与反应速率无关，D项错误。
2．2SO2(g)＋O2(g)===2SO3(g)　ΔH＝－198 kJ·mol－1，在V2O5存在时，该反应机理为V2O5＋SO2===2VO2＋SO3(快)　4VO2＋O2===2V2O5(慢)。下列说法正确的是(　C　)
A．反应速率主要取决于V2O5的质量
B．VO2是该反应的催化剂
C．该反应逆反应的活化能大于198 kJ·mol－1
D．升高温度，该反应的ΔH增大
解析：V2O5为固体，浓度为定值，故其质量对反应速率无影响，A项错误；两个方程式相加可知，V2O5是该反应的催化剂，B项错误；该反应放热，故其逆反应的活化能大于反应热的值，C项正确；ΔH只与始态和终态有关，与温度无关，D项错误。
3．一定条件下，溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。下列叙述正确的是(　B　)

A．在0～50 min之间，pH＝7时R的降解率比pH＝2时的降解率大
B．溶液酸性越强，R的降解速率越快
C．R的起始浓度越小，降解速率越大
D．在20～25 min，pH＝10时，R的平均降解速率为0.04 mol·L－1·min－1
解析：从图中可以看出，pH＝2和pH＝7在50 min时，R的浓度都等于零，降解率为100%，A项错误；溶液酸性越强，pH越小，单位时间内R的浓度变化越大，降解速率越快，B项正确；反应物的浓度越大，反应速率越快，C项错误；在20～25 min，pH＝10时，R的浓度变化量为(0.6－0.4)×10－4 mol·L－1＝0.2×10－4 mol·L－1，则v(R)＝0.2×＝0.04×10－4 mol·L－1·min－1，D项错误。
4．(2019·福建厦大附中一模)将4 mol A(g)和2 mol B(g)在2 L的恒容密闭容器中混合并在一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH<0；反应2 s后测得C的浓度为0.6 mol/L。下列说法中正确的是(　D　)
A．2 s后物质A的转化率为70%
B．当各物质浓度满足c(A)＝2c(B)＝c(C)时，该反应达到了平衡状态
C．达到平衡状态时，增加A的物质的量，A和B转化率都提高
D．达到平衡状态时，升高温度，则该化学平衡向左移动，同时化学平衡常数K减小
解析：2 s后C的物质的量为1.2 mol，消耗A 1.2 mol，故A的转化率为30%，A项错误；反应达到平衡时各物质的浓度与化学计量数没有必然联系，B项错误；增加A的物质的量，A的转化率减小，B的转化率增大，C项错误；由于ΔH<0，所以升高温度，该化学平衡向左移动，同时化学平衡常数K减小，D项正确。
5．某1 L固定容积的密闭容器中，1 mol A(g)与1 mol B(g)在催化剂作用下加热到500 ℃发生反应：A(g)＋B(g)C(g)＋2D(s)　ΔH>0，下列有关说法正确的是(　D　)
A．升高温度，v正增大，v逆减小
B．平衡后再加入1 mol B，上述反应的ΔH增大
C．通入惰性气体，压强增大，平衡向逆反应方向移动
D．若B的平衡转化率为50%，则该反应的平衡常数等于2
解析：本题主要考查化学平衡理论，意在考查考生对化学平衡知识的综合运用能力。升高温度，v正和v逆都增大，A项错误；平衡移动与ΔH无关，B项错误；通入惰性气体，压强增大，但反应物和生成物浓度均保持不变，平衡不移动，C项错误。
6．以二氧化碳和氢气为原料制取乙醇的反应为2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)　ΔH<0。某压强下的密闭容器中，按CO2和H2的物质的量比为1∶3投料，不同温度下平衡体系中各物质的物质的量百分数(y%)随温度(T/K)变化如图所示。下列说法正确的是(　C　)

A．A点的平衡常数小于B点
B．B点，v正(CO2)＝v逆(H2O)
C．A点，H2和H2O物质的量相等
D．其他条件恒定，充入更多H2，v(CO2)不变
解析：A项，从图象可知，温度越高H2的含量越大，说明升高温度，平衡逆向移动，即升高温度平衡常数减小，A点→B点，温度升高，故平衡常数KA>KB，A错误；B项，B点，v正(CO2)∶v逆(H2O)＝2∶3，B错误；C项，根据图象分析，A、B点所在的曲线表示的是生成物H2O的物质的量百分数随温度的变化情况，在A点时，H2和H2O物质的量分数相同，即H2和H2O物质的量相等，正确；D项，其他条件恒定，充入更多H2，增大反应物的浓度则正反应速率增大，所以v(CO2)也增大，D错误。
7．(2019·山东济宁一模)N2O5是一种新型硝化剂，在一定温度下可发生以下反应：
2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g)　ΔH>0
T1温度时，向密闭容器中通入N2O5，部分实验数据见下表：
时间/s
0
500
1 000
1 500
c(N2O5)/(mol·L－1)
5.00
3.52
2.50
2.50
下列说法中不正确的是(　C　)
A．T1温度下，500 s时O2的浓度为0.74 mol·L－1
B．平衡后其他条件不变，将容器的体积压缩到原来的，则再平衡时c(N2O5)>5.00 mol·L－1
C．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若T1>T2，则K1 D．T1温度下的平衡常数为K1＝125，平衡时N2O5的转化率为0.5
解析：由表中数据可知，500 s时Δc(N2O5)＝(5.00－3.52) mol·L－1＝1.48 mol·L－1，c(O2)＝Δc(N2O5)＝×1.48 mol·L－1＝0.74 mol·L－1，A正确；由表中数据可知，平衡时，c(N2O5)＝2.50 mol·L－1，其他条件不变，将容器的体积压缩到原来的，若平衡不移动，c(N2O5)＝5.00 mol·L－1，由于容器体积减小，压强增大，平衡逆向移动，故c(N2O5)>5.00 mol·L－1，B正确；若T1>T2，T1→T2，温度降低，平衡向放热反应方向移动，即逆向移动，则K1>K2，C错误；平衡时，c(N2O5)＝2.50 mol·L－1，c(NO2)＝2Δc(N2O5)＝2×(5.00－2.50) mol·L－1＝5.00 mol·L－1，c(O2)＝Δc(N2O5)＝1.25 mol·L－1，则K1＝＝＝125，平衡时N2O5的转化率为＝0.5，D正确。
8．(2019·福建质量检查)甲、乙两个密闭容器中均发生反应：C(s)＋2H2O(g)CO2(g)＋2H2(g)　ΔH>0，有关实验数据如表所示：

下列说法正确的是(　B　)
A．T1 B．K2＝1.35 mol·L－1
C．混合气体的密度始终保持不变
D．乙容器中，当反应进行到1.5 min时，n(H2O)＝1.4 mol
解析：本题考查化学反应速率和化学平衡。若T1＝T2，则平衡时n(H2)甲＝2n(H2)乙，实际上n(H2)甲>2n(H2)乙，说明T1>T2，因为该反应为吸热反应，升高温度有利于平衡正向移动，A项错误；乙容器中反应达平衡时，c(H2O)＝0.8 mol·L－1、c(CO2)＝0.6 mol·L－1、c(H2)＝1.2 mol·L－1，K2＝＝＝1.35 mol·L－1，B项正确；容器容积不变，正反应方向气体的质量增大，因此反应正向进行时混合气体的密度增大，C项错误；乙容器中，3 min内H2O减少了1.2 mol，而前1.5 min内反应速率大于后1.5 min内反应速率，故前1.5 min内H2O的物质的量减小得快，反应进行到1.5 min时，n(H2O)<1.4 mol，D项错误。
9．加热N2O5依次发生的分解反应为
①N2O5(g)N2O3(g)＋O2(g)
②N2O3(g)N2O(g)＋O2(g)
在容积为2 L的密闭容器中充入8 mol N2O5，加热到t ℃，达到平衡状态后O2为9 mol，N2O3为3.4 mol。则t ℃时反应①的平衡常数为(　B　)
A．10.7 B．8.5
C．9.6 D．10.2
解析：N2O5(g)N2O3(g)＋O2(g)
　x　　　　　x　 　 　x
N2O3(g)N2O(g)＋O2(g)
　y　　　　　 y　　　y
由题意
解之，x＝6.2 mol，y＝2.8 mol，则K＝＝8.5。
10．已知298 K时，2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1，在相同温度下，向密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，达到平衡时放出热量Q1；向另一体积相同的密闭容器中通入1 mol SO2和0.5 mol O2，达到平衡时放出热量Q2。则下列关系正确的是(　C　)
A．2Q2＝Q1 B．2Q2>Q1
C．2Q2 解析：反应的热化学方程式：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
ΔH＝－197 kJ·mol－1，由此可知，加入2 mol SO2和1 mol O2，生成的SO3量小于2 mol，所以Q1<197 kJ，1 mol SO2和0.5 mol O2相当于在2 mol SO2和1 mol O2达到平衡的基础上，减小压强，平衡逆向移动，即2Q2 11．已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1。在25 ℃时，向恒压密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，达到平衡时放出热量a1；若25 ℃时，在此恒压密闭容器中只通入1 mol SO2和0.5 mol O2，达到平衡时放出热量a2。则下列关系正确的是(　B　)
A．2a2＝a1＝197 kJ B．197 kJ>a1＝2a2
C．a2>a1>197 kJ D．2a2 解析：恒温恒压下，对于可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，向恒压密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2与只通入1 mol SO2和0.5 mol O2互为等效平衡，达到平衡时反应物的转化率一定相等，则反应放出的热量关系：a1＝2a2；在可逆反应的热化学方程式中，反应热是指完全转化的热量，所以a1<197 kJ，即197 kJ>a1＝2a2，故选B。
12．(2019·湖北枣阳月考)将E(s)和F(g)加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E(s)＋4F(g)G(g)，已知该反应的平衡常数如表所示。下列说法正确的是(　D　)
温度/℃
25
80
230
平衡常数/(L3·mol－3)
5×104
2
1.9×10－5
A.上述反应是熵增反应
B．25 ℃时，反应G(g)E(s)＋4F(g)的平衡常数是0.5 mol3·L－3
C．在80 ℃时，测得某时刻，F、G的浓度均为0.5 mol·L－1，则此时v正>v逆
D．恒温恒容下，向容器中再充入少量G(g)，达新平衡时，G的体积百分含量将增大
解析：由化学方程式可知，该反应为反应后气体分子总数减小的反应，故该反应为熵减反应，A项错误；正反应和逆反应的平衡常数互为倒数，故25 ℃时，反应G(g)E(s)＋4F(g)的平衡常数是2×10－5 mol3·L－3，B项错误；80 ℃时，浓度商为＝8 L3·mol－3>2 L3·mol－3，平衡逆向移动，v逆>v正，C项错误；可逆反应中，加入一种物质，反应向消耗这种物质的方向移动，但加入后的物质不能完全转化，D项正确。
13．在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下[已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1]，下列说法正确的是(　D　)
容器
甲
乙
丙
反应物投入量
1 mol N2、
3 mol H2
2 mol NH3
4 mol NH3
NH3的浓度/
mol·L－1
c1
c2
c3
反应的能量变化
放出a kJ
吸收b kJ
吸收c kJ
体系压强(Pa)
p1
p2
p3
反应物转化率
α1
α2
α3
A.2c1>c3 B．a＋b>92.4
C．2p2 解析：甲容器投入1 mol N2、3 mol H2，乙容器投入2 mol NH3，恒温恒容条件下，甲容器与乙容器是等效平衡，各组分的物质的量、含量等完全相等，转化率相加等于1；而甲容器投入1 mol N2、3 mol H2，丙容器加入4 mol NH3，采用极限转化法，丙相当于加入2 mol N2、6 mol H2，丙中加入量是甲中的二倍，如果恒温且丙容器容积是甲容器二倍，则甲容器与丙容器为等效平衡，所以丙所到达的平衡可以看作在恒温且容积是甲容器二倍条件下到达平衡后，再压缩体积至与甲容器体积相等所达到的平衡，由于该反应是体积减小的反应，缩小容器体积，增大了压强，平衡正向移动，所以丙中氮气、氢气转化率大于甲和乙的。A项，丙容器反应物投入4 mol NH3，采用极限转化法转化为反应物为2 mol N2、6 mol H2，是甲中的二倍，若平衡不移动，c3＝2c1，丙相当于增大压强，平衡正向移动，所以丙中氨气的浓度大于甲中氨气浓度的二倍，即c3>2c1，错误；B项，甲投入1 mol N2、3 mol H2，乙中投入2 mol NH3，则甲与乙是完全等效的，根据盖斯定律可知，甲与乙的反应的能量变化之和为92.4 kJ，故a＋b＝92.4，错误；C项，丙容器反应物投入4 mol NH3，是乙的二倍，若平衡不移动，丙中压强为乙的二倍，由于丙中相当于增大压强，平衡正向移动，所以丙中压强减小，小于乙的2倍，即2p2>p3，错误；D项，丙容器反应物投入4 mol NH3，是乙的二倍，若平衡不移动，转化率α1＋α3＝1，由于丙中相当于增大压强，平衡向着正向移动，氨气的转化率减小，所以转化率α1＋α3<1，正确。
14．向恒温恒容(2L)的密闭容器中充入2 mol SO2和一定量的O2发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197.74 kJ·mol－1,4 min后达到平衡，这时c(SO2)＝0.2 mol·L－1，且SO2和O2的转化率相等。下列说法中，不正确的是(　A　)
A．2 min时，c(SO2)＝0.6 mol·L－1
B．用O2表示4 min内的反应速率为0.1 mol·L－1·
min－1
C．再向容器中充入1 mol SO3，达到新平衡，n(SO2)∶n(O2)＝2∶1
D．4 min后，若升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数K减小
解析：设氧气的初始浓度是x mol·L－1，则
2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
初始浓度(mol·L－1) 1 x 0
变化浓度(mol·L－1) 0.8 0.4 0.8
平衡浓度(mol·L－1) 0.2 x－0.4 0.8
SO2和O2的转化率相等，则0.4/x＝0.8，
解得x＝0.5。
A项，0～4 min内，二氧化硫的反应速率＝0.8 mol·L－1÷4 min＝0.2 mol·L－1·min－1，前2 min反应速率大于0.2 mol·L－1·min－1，所以2 min时，c(SO2)<0.6 mol·L－1，错误；B项，用O2表示4 min内的反应速率为0.4 mol·L－1÷4 min＝0.1 mol·L－1·min－1，正确；C项，再向容器中充入1 mol SO3，生成二氧化硫和氧气的物质的量之比不变，达到新平衡，二者的物质的量之比不变，即n(SO2)∶n(O2)＝2∶1，正确；D项，正反应是放热反应，4 min后，若升高温度，平衡向逆反应方向移动，K会减小，正确。
15．氨气是工业制硝酸的主要原料之一，催化氧化步骤中发生的主要反应如下：
Ⅰ.4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)
ΔH＝－906 kJ·mol－1
Ⅱ.4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)
ΔH＝－126 kJ·mol－1
将固定比例NH3和O2的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器，反应产率与温度的关系如图1所示。

(1)催化氧化步骤中，最适宜的温度为T2(填“T1”或“T2”)。
(2)低于T1 ℃时，NO的产率较低的原因为温度较低时，反应速率慢，同时部分反应物生成N2。
(3)高于T2 ℃时，NO的产率降低的可能原因为AB(填字母)。
A．催化剂活性降低 B．平衡常数减小
C．反应活化能增大 D．氨气溶于水
(4)T2 ℃(T1>T2)时，向20 L恒容密闭容器中充入2 mol NH3和2.75 mol O2，发生反应Ⅰ。反应过程中各物质的物质的量随时间(t)变化的关系如图2所示。T2 ℃时，该反应的平衡常数K＝0.075；5 min时，改变了某一外界条件，所改变的条件可能为升高温度或缩小容器容积。
解析：(1)制硝酸用NH3和氧气反应生成NO，NO与O2反应生成NO2，NO2与水反应生成硝酸。T2时NO的产率最高，因此最适宜的温度是T2。
(2)低于T1 ℃时，反应速率慢，同时部分反应物转化为N2造成NO的产率较低。
(3)A项，催化剂活性受温度影响，在一定温度时催化剂催化效率最高，超过此温度催化剂的活性降低，正确；B项，根据反应方程式生成NO是放热反应，升高温度，平衡逆向进行，平衡常数减小，正确；C项，活化能的大小不影响平衡移动，错误；D项，这里的水为气态，所以氨气溶于水是错的。
(4)根据图2,4 min时达到平衡，c(NH3)＝c(NO)＝1/20 mol·L－1，c(O2)＝c(H2O)＝1.5/20 mol·L－1，根据化学平衡表达式K＝代入数据，计算得K＝0.075。
由图知氨气和氧气的物质的量增大，NO和H2O(g)的物质的量减小，说明改变这一条件平衡向逆反应方向移动，即升高温度或缩小容器容积。
16．在密闭容器中按n(CH3OH)∶n(CO2)＝2∶1，投料发生反应2CH3OH(g)＋CO2(g)CH3OCOOCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－15.5 kJ·mol－1，一定条件下，平衡时CO2的转化率如图所示，则：

(1)v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的顺序为v(C)>v(B)>v(A)。
(2)K(A)、K(B)、K(C)由大到小的顺序为K(A)＝K(B)>K(C)。
(3)下列能说明在A点条件下反应达到平衡状态的是D。
A．2v正(CH3OH)＝v逆(CO2)
B．CH3OH与CO2的物质的量之比保持不变
C．容器内气体的密度保持不变
D．各组分的物质的量分数保持不变
解析：(1)温度越高反应速率越快，C点对应温度最高，所以v(C)最快；通过反应2CH3OH(g)＋CO2(g)CH3OCOOCH3(g)＋H2O(g)可知，该反应是一个气体体积减小的可逆反应，在同一温度下，反应由A→B，二氧化碳的转化率增大，增大压强，平衡右移，因此p1v(B)>v(A)。
(2)K只是温度的函数，C点对应温度最高，A、B两点对应温度相同，且低于C点；由图可知温度升高，二氧化碳的转化率减小，该反应为放热反应，温度升高，K减小；所以K(A)、K(B)、K(C)由大到小的顺序为K(A)＝K(B)>K(C)。
(3)甲醇与二氧化碳反应如下：2CH3OH(g)＋CO2(g)CH3OCOOCH3(g)＋H2O(g)；根据速率之比等于化学计量数之比，因此满足v正(CH3OH)＝2v逆(CO2)反应才能达到平衡状态，A错误；在密闭容器中按n(CH3OH)∶n(CO2)＝2∶1投料，CH3OH与CO2均为反应物，二者反应按化学计量数之比进行，因此CH3OH与CO2的物质的量之比始终保持不变，不能确定反应达到平衡状态，B错误；反应前后气体的总质量不变，容器的体积不变，混合气体的密度恒为定值，不能判断反应达到平衡状态，C错误；各组分的物质的量分数保持不变，反应达到平衡状态，D正确。
17．乙炔(CH≡CH)是重要的化工原料，广泛应用于焊接、燃料电池及有机合成等。
(1)乙炔­空气燃料电池是一种碱性(20%～30%的KOH溶液)燃料电池。电池放电时，负极的电极反应式为C2H2－10e－＋14OH－===2CO＋8H2O。
(2)科学家利用“组合转化技术”，将乙炔燃烧产物CO2转化成乙烯，反应式为：
6H2(g)＋2CO2(g)CH2===CH2(g)＋4H2O(g)
下图为温度对CO2平衡转化率、催化剂催化效率的影响。下列说法正确的是①③⑤(填序号)。

①250 ℃时，催化剂的催化效率最高
②随着温度升高，乙烯的产率增大
③M点平衡常数比N点平衡常数大
④N点正反应速率一定大于M点正反应速率
⑤增大压强可提高乙烯的体积分数
(3)甲烷裂解法制取乙炔的反应方程式为2CH4(g)C2H2(g)＋3H2(g)。
已知：
CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH1＝a kJ·mol－1　①
C2H2(g)＋2.5O2(g)===2CO2(g)＋H2O(l)
ΔH2＝b kJ·mol－1　②
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)
ΔH3＝c kJ·mol－1　③
则2CH4(g)C2H2(g)＋3H2(g)
ΔH＝(2a－b－1.5c) kJ·mol－1
(4)哈斯特研究发现：甲烷裂解时，几种气体平衡时分压(Pa)与温度(℃)之间的关系如图所示。甲烷裂解可能发生的反应有：
2CH4(g)C2H2(g)＋3H2(g)，
2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)。

①1 725 ℃时，向1 L恒容密闭容器中充入0.3 mol CH4，达到平衡时，测得c(C2H2)＝c(CH4)。则CH4生成C2H2的平衡转化率为62.5%；
②1 725 ℃时，反应2CH4(g)C2H2(g)＋3H2(g)的平衡常数Kp＝1×1013Pa2(用平衡分压代替平衡浓度)；
③由图可知，甲烷裂解制乙炔有副产物乙烯生成。为提高甲烷制乙炔的产率，除改变温度外，还可采取的措施有充入适量的乙烯。
解析：(1)乙炔­空气燃料电池放电时，负极上乙炔失电子和氢氧根离子反应生成CO和水，正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子。
(2)由图象可知，250 ℃时催化剂的催化效率最高，故①正确；②升高温度二氧化碳的平衡转化率降低，则升温平衡逆向移动，乙烯的产率减小，故②不正确；③升高温度二氧化碳的平衡转化率降低，则升温平衡逆向移动，所以M点化学平衡常数大于N点，故③正确；④N点的温度高，但催化剂的催化效率低，M点的催化剂的催化效率高，但温度低，所以N点正反应速率不一定大于M点正反应速率，故④不正确；⑤增大压强化学平衡向气体体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，所以增大压强可提高乙烯的体积分数，故⑤正确。
(3)根据盖斯定律，由①×2－②－③×可得2CH4(g)C2H2(g)＋3H2(g)　ΔH＝(2a－b－1.5c) kJ·mol－1。
(4)①1 725 ℃时，设有n1 mol CH4转化为C2H2，根据方程式2CH4(g)C2H2(g)＋3H2(g)可得n(C2H2)＝0.5n1 mol；设有n2 mol CH4转化为C2H4，根据方程式2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)可得n(C2H4)＝0.5n2 mol。已知1 725 ℃时，c(C2H2)＝c(CH4)，所以可得①0.5n1＝0.3－n1－n2；由图象可知p(C2H4)＝10 Pa、p(C2H2)＝102Pa，由压强之比等于物质的量之比可得②＝＝10，由①和②联立可解得n1＝ mol，n2＝ mol。所以CH4生成C2H2的转化率＝×100%＝62.5%。
②1 725 ℃时，由图象可知，p(CH4)＝102 Pa、p(C2H2)＝102 Pa、p(H2)＝105 Pa，Kp＝＝＝1×1013 Pa2。
③甲烷裂解制乙炔有副产物乙烯生成，充入适量的乙烯，可抑制甲烷向乙烯的转化，从而提高甲烷制乙炔的转化率。
18．(2019·江西调研四)防治雾霾天气的主要措施有机动车临时交通管制、工矿企业停业限产、扬尘污染控制等。
(1)PM2.5是环保部门监测空气质量的重要指标。将某PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样，测得试样中无机离子(OH－忽略不计)的种类和平均浓度如下表：
离子种类
Na＋
NH
SO
NO
浓度(mol/L)
2.0×10－6
2.8×10－5
3.5×10－5
6.0×10－5
则试样的pH为4。
(2)雾霾的主要成分之一是来自汽车尾气中的氮氧化物，研究表明CH4可以消除汽车尾气中氮氧化物的污染。
①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－889.6 kJ·mol
②N2(g)＋2O2(g)===2NO2(g)
ΔH＝＋67.2 kJ/mol
③2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＝－56.9 kJ/mol
写出甲烷气体催化还原N2O4气体生成稳定的单质气体、二氧化碳气体和液态水的热化学方程式：CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－899.9 kJ/mol。
(3)一定条件下，以CO和H2合成清洁能源CH3OH，其热化学方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示：


①该可逆反应的ΔH<0(填“>”“<”或“＝”)。A、B、C三点对应的平衡常数KA、KB、KC的大小关系是KA＝KB>KC。压强：p1”“<”或“＝”)。在T1条件下，由D点到B点过程中，正、逆反应速率之间的关系：v(正)>v(逆)(填“>”“<”或“＝”)。
②若在恒温恒容条件下进行上述反应，能表示该可逆反应达到平衡状态的是AC(填字母)。
A．CO的体积分数保持不变
B．容器内混合气体的密度保持不变
C．容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
D．单位时间内消耗CO的浓度等于生成CH3OH的浓度
③向恒压密闭容器中充入2 mol CO和4 mol H2，在p2、T2条件下达到平衡状态C点，此时容器容积为2 L，则在该条件下反应的平衡常数K为1。
解析：(1)由电荷守恒可知，试样中还应有较多的H＋(OH－忽略不计)，根据电荷守恒有c(H＋)＋c(Na＋)＋c(NH)＝2c(SO)＋c(NO)，c(H＋)＝(2×3.5×10－5＋6.0×10－5－0.2×10－5－2.8×10－5) mol/L＝1.0×10－4 mol/L，则pH＝4。(2)甲烷还原N2O4生成的稳定的单质气体是N2，根据盖斯定律，①－②－③得：CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH＝－899.9 kJ/mol。(3)①由题图可知，温度升高，CO的平衡转化率降低，说明升高温度平衡逆向移动，所以该反应是放热反应，ΔH<0；温度升高，平衡常数减小，且平衡常数只与温度有关，由于温度A＝BKC；温度相同时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，温度同为T1时，B点转化率大于A点转化率，所以p1v(逆)。③由题图可知，C点CO的平衡转化率是0.5，则
　　　　 CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
起始(mol) 2 4 0
转化(mol) 1 2 1
平衡(mol) 1 2 1
平衡时容器容积为2 L，则c(CO)平＝0.5 mol/L，c(H2)平＝1 mol/L，c(CH3OH)平＝0.5 mol/L，K＝＝＝1。




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