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化学选择性必修1第2章 化学反应的方向、 限度与速率微项目 探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇——化学反应选择与反应条件优化课时作业
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这是一份化学选择性必修1第2章 化学反应的方向、 限度与速率微项目 探讨如何利用工业废气中的二氧化碳合成甲醇——化学反应选择与反应条件优化课时作业，共19页。试卷主要包含了单选题，共15小题，非选择题，共5小题等内容，欢迎下载使用。
化学反应的选择与反应条件的优化（五）
一、单选题，共15小题
1．已知2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) △H=-198kJ⋅mol-1，当有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（ ）
A．由反应机理可知VO2和V2O5都是该反应的催化剂
B．该反应在高温下易自发进行
C．该反应的逆反应的活化能大于198kJ⋅mol-1
D．当V2O5存在时，加快化学反应速率，△H会减小
2．A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应过程中的能量（单位：kJ•mol-1）变化如图所示：下列有关该反应的说法正确的是
A．正反应与逆反应的活化能相等
B．加入催化剂后，△E、E1、E2均不变
C．一定条件下，1molA（g）与1molB（g）在密闭容器中充分反应，放出的热量等于△E
D．图中反应的焓变为△E，该反应是吸热反应
3．下图为反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的能量变化示意图，下列说法正确的是
A．形成2mol H2(g)和1mol O2(g)中的化学键，共吸收1370.8kJ能量
B．1mol H2(g)和0.5mol O2(g)生成1mol H2O(l)放出240.2kJ能量
C．2mol H2(g)和1mol O2(g)反应生成2mol H2O(g)，共放出480.4kJ能量
D．2mol H2(g)和1mol O2(g)的总能量低于2mol H2O(g)的总能量
4．在含Fe3+的S2O82－和I－的混合溶液中，反应S2O82－(aq)+2I－(aq)=2SO42－(aq)+I2(aq)的分解机理及反应进程中的能量变化如下：
步骤①：2Fe3+(aq)+2I－(aq)=I2(aq)+2Fe2+(aq)
步骤②：2Fe2+(aq)+S2O82－(aq)=2Fe3+(aq)+2SO42－(aq)
下列有关该反应的说法正确的是
A．化学反应速率与Fe3+浓度的大小有关
B．该反应为吸热反应
C．Fe2+是该反应的催化剂
D．若不加Fe3+，则正反应的活化能比逆反应的大
5．在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应：
A（s）+2B（g）C（g）+D（g）已达到平衡状态的是（ ）
① 混合气体的压强；② 混合气体的密度；③ B的物质的量浓度；④ 气体总物质的量；⑤ 混合气体的平均相对分子质量；⑥ C、D反应速率的比值
A．②③⑤ B．①②③ C．②③④⑥ D．①③④⑤
6．下列措施对增大化学反应速率无明显效果的是
A．分解制氧气时，加入催化剂且加热
B．做铝与稀盐酸反应的实验时，将铝片改为铝粉
C．铁与稀硫酸反应制取氢气时，改用质量分数为98%的浓硫酸
D．锌与稀硫酸反应时，加入少量铜粉
7．下列实验现象或图像信息不能说明相应的化学反应是放热反应的是
A．反应物总能量大于生成物总能量 B．反应开始后，甲处液面低于乙处液面
C．反应开始后，针筒活塞向右移动 D．反应开始后，饱和石灰水变浑浊
8．下列图示与对应的叙述正确的是
A．图甲表示一定条件下反应2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)中各物质的物质的量浓度随时间的变化，说明t2时刻仅缩小了容器的容积
B．图乙表示反应CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH＜0在恒容密闭容器中，其他条件相同时，仅改变反应温度，n(CH3OH)随时间的变化，说明KⅠ＞KⅡ
C．图丙表示用0.01 mol·L−1 AgNO3溶液滴定浓度均为0.01 mol·L−1的NaX、NaY混合溶液时，－lgc随AgNO3溶液体积的变化，说明Ksp(AgY) ＞Ksp(AgX)
D．图丁表示25℃时，加水稀释10 mL pH均为5的HF与HCN溶液时，溶液的pH随溶液体积的变化，说明Ka(HCN) ＞Ka(HF)
9．已知：A(g)＋2B(g)2C(g) ΔH=−Q kJ·mol-1（Q＞0），在恒容的密闭容器中充入1 mol A和2 mol B，一定条件下发生反应。下列有关说法正确的是
A．平衡时，该反应放出的热量为Q kJ
B．平衡后，缩小容器容积，A的浓度增大
C．平衡前，随着反应进行，容器内气体密度逐渐减小
D．平衡后，再向容器中通入1 mol氦气，A的转化率增大
10．工业制备硫酸接触室的反应2SO2+O22SO3+Q，下列说法正确的是（ ）
A．生成的SO3在吸收塔中用水吸收
B．分离出SO3对正反应的反应速率影响大
C．接触室中装配热交换器来充分利用能源
D．工业上选择高压、低温做到又快又好
11．下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是
A．2CH3CH2OH(l)＋6O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(l) ΔH＝－1367kJ/mol，可见乙醇燃烧热ΔH＝－1367 kJ/mol
B．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变
D．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
12．下列反应中的能量变化关系符合如图所示的是
A．盐酸与烧碱反应
B．天然气燃烧
C．三氧化硫与水反应
D．煅烧石灰石
13．下列变化不属于氧化还原反应的是
A．Na2SO3溶液在空气中变质 B工业上炼铁
B．工业炼铁
C．二氧化硫的漂白原理
D．将氯气通入冷的消石灰浊液中
14．如图表示反应 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+Q的正反应速率随时间的变化情况，试根据如图曲线判断下列说法可能正确的是
A．t1时只减小了压强
B．t1时只降低了温度
C．t1时只减小了NH3的浓度，平衡向正反应方向移动
D．t1时减小N2浓度，同时增加了NH3的浓度
15．下列叙述中，不能用勒夏特列原理解释的是
A．打开汽水瓶盖时有大量气泡冒出
B．装有的密闭容器，加热后气体颜色变深
C．用排饱和食盐水方法收集
D．加入催化剂有利于氨的合成
二、非选择题，共5小题
16．一定温度下，向1.0L的密闭容器中加入0.60molX（g），发生反应X(g)Y(s)+2Z(g)，测得反应物X的浓度与反应时间的关系如表所示：
反应时间t/min
0
1
2
3
4
6
8
c(X)/(mol·L-1)
0.60
0.42
0.30
0.21
0.15
a
0.0375
(1)0～3min内用Z表示的平均反应速度v(Z)=___。
(2)分析该反应中反应物的浓度与时间的关系，得出的结论是___。由此规律推出在6min时反应物X的浓度为___mol·L-1。
(3)该反应的逆反应速率随时间变化的曲线如图所示，t2时改变的条件可能是___、___。
17．CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。请回答下列问题：
I.工业上可以利用CO2和H2合成CH3OH：CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＜0。该反应在起始温度和体积均相同(T℃、1L)的两个密闭容器中分别进行，反应物起始物质的量见下表：
CO2(mol)
H2(mol)
CH3OH(mol)
H2O(mol)
反应a(恒温恒容)
1
3
0
0
反应b(绝热恒容)
0
0
1
1
(1)达到平衡时，反应a，b对比：CO2的体积分数φ(a)_______φ(b)(填“>”、“＜”或“=”))。
(2)下列能说明反应a达到平衡状态的是_______(填字母)。
A．v正(CO2)=3v逆(H2)
B．混合气体的平均摩尔质量不再改变
C．c(CH3OH)=c(H2O)
D．容器内压强不再改变
II.我国科学家研究了不同反应温度对含碳产物组成的影响。
已知：反应1：CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) ΔH＜0
反应2：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH>0
在密闭容器中通入3mol的的H2和1mol的CO2，分别在1MPa和10MPa下进行反应。实验中对平衡体系组成的三种物质(CO2、CO、CH4)进行分析，其中温度对CO和CH4的影响如图所示。
(3)1MPa时，表示CH4和CO平衡组成随温度变化关系的曲线分别是_______和_______。M点平衡组成含量高于N点的原因是_______。
(4)图中当CH4和和CO平衡组成均为40%时，若容器的体积为1L，该温度下反应1的平衡常数K的值为_______。
III.在在T1时，向体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的的CO和和H2，发生反应CO(g)＋2H2(g) ⇌ CH3OH(g)，反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数(φ)与n(H2)/n(CO)的关系如下图所示。
(5)当时，达到平衡后，CH3OH的体积分数可能是图像中的_______(填“D”、“E”或“F”)点。
(6)=_______时，CH3OH的体积分数最大。
18．合理应用和处理元素化合物，在生产生活中有重要意义。尿素[CO(NH2)2]是一种高效化肥，也是一种化工原料。
（1）以尿素为原料在一定条件下发生反应：CO(NH2)2(s)+H2O(l)2NH3(g)+CO2(g) △H=＋133.6 kJ·mol-1。该反应的化学平衡常数的表达式K=_________。
关于该反应的下列说法正确的是________（填字母序号）。
A．从反应开始到平衡时容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
B．在平衡体系中增加水的用量可使该反应的平衡常数增大
C．当容器中NH3的体积分数不再改变时，反应处于平衡状态
（2）尿素在一定条件下可将氮的氧化物还原为氮气。
根据图像，结合（1）中信息，尿素还原NO(g)的热化学方程式是_____________________________________。
（3）密闭容器中以等物质的量的NH3和CO2为原料，在120℃、催化剂作用下反应生成尿素：CO2(g)+NH3(g)CO(NH2)2（s）+H2O(g)，混合气体中NH3 的物质的量百分含量[φ(NH3）%］随时间变化关系如图所示。则a点的正反应速率V正(CO2)_________b点的逆反应速率V逆(CO2)(填“>”、“=”或“<”）；氨气的平衡转化率是___________。
19．CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H，K
已知：C(s)+2H2(g)CH4(g) △H1=-75kJ/mol，K1
C(s)+O2(g)CO2(g) △H2=-394kJ/mol，K2
C(s)+O2(g) CO(g) △H3=-111kJ/mol，K3(K、K1、K2、K3为平衡常数)
回答下列问题：
(1)该催化重整反应的△H=___________kJ/mol。
(2)K与K1、K2、K3的关系，K=________(用K1、K2、K3表示)。
(3)有利于提高CH4平衡转化率的条件是_______(填标号)。
A．低温高压 B．高温低压 C．高温高压 D．低温低压
(4)分别在VL恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压，容积可变)中，加入CH4和CO2各1mol发生重整反应。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是_______(填“A”或“B”)。
20．I.按要求填空：
(1)①丙烷的结构简式：___。
②写出乙烯的结构式：___。
(2)写出乙烷与氯气反应生成一氯乙烷的化学方程式：___。
(3)写出乙醇与钠反应的化学方程式：___。
II.烃类物质在有机合成和有机化工中发挥着重要的作用，按要求填空。
(1)某链状烷烃的相对分子质量为128，该烷烃的化学式为___。
(2)在常温常压下有CH4、C2H6、C3H8和C4H10四种气态烃。取等物质的量的四种气态烃，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是___(填分子式)。
(3)如图所示，将浸透了石蜡油(分子中含有17个碳原子以上的液态烷烃混合物)的矿渣棉放置在硬质试管的底部，试管中加入碎瓷片，给碎瓷片加强热，石蜡油蒸气通过碎瓷片表面，发生反应，可得到一定量的气体生成物，用该生成物进行如下实验：
①生成的气体通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色。
②生成的气体通入Br2的CCl4溶液中，溶液褪色。
③用排水法收集一试管气体，点燃，燃烧时火焰明亮，有黑烟产生(甲烷燃烧时火焰为淡蓝色，无烟)。
根据以上现象思考：
A．用生成物最简单的同系物为例，写出②的反应方程式___。
B．碎瓷片的作用是___。
C．产生黑烟的原因是___。
参考答案
1．C
【详解】
A、，在存在时，该反应的机理为：快；2慢可知是反应的催化剂，而是中间产物，故A错误；
B、熵减反应，反应也为放热反应，即，，则反应在低温下自发进行，而不是高温，故B错误；
C、正反应的活化能逆反应的活化能，所以逆反应的活化能大于，故C正确；
D、反应热与是否使用催化剂无关，所以当存在时，加快化学反应速率，不变，故D错误；
故答案选：C。
2．D
【详解】
A. 反应物总能量低于生成物总能量，因此是吸热反应，所以正反应活化能大于逆反应的活化能，A错误；
B. 加入催化剂后可改变活化能，E1、E2均变化，但反应热△E不变，B错误；
C. 一定条件下，1molA（g）与1molB（g）在密闭容器中充分反应，由于是可逆反应，所以放出的热量小于△E，C错误；
D. 反应物总能量低于生成物总能量，图中反应的焓变为△E，该反应是吸热反应，D正确；答案选D。
3．C
【分析】
由图可知，2mol H2(g)和1mol O2(g)反应生成2mol H2O(g)，生成物总能量小于反应物总能量，该反应为放热反应，放出1851.2kJ-1370.8kJ=480.4 kJ能量。
【详解】
A．由图可知，形成2mol H2(g)和1mol O2(g)中的化学键，共放出1370.8kJ能量，A项错误；
B．由分析可知，2mol H2(g)和1mol O2(g)反应生成2moIH2O(g)放出480.4kJ能量，故1mol H2(g)和0.5mol O2(g)生成1mol H2O(g)放出240.2kJ能量，生成物是H2O(g)而不是H2O(l)，B项错误；
C．由分析可知，2mol H2(g)和1molO2(g)反应生成2moIH2O(g) 放出放出480.4kJ能量，C项正确；
D．由图可知，2mol H2(g)和1mol O2(g)的总能量高于2mol H2O(g)的总能量，D项错误；
答案选C。
4．A
【详解】
A.铁离子可以看做该反应的催化剂，根据反应的机理，化学反应速率与Fe3+浓度的大小有关，故A正确；
B.反应物的总能量高于生成物的总能量，所以反应为放热反应，故B不正确；
C.Fe3+是该反应的催化剂，故C不正确；
D.此反应为放热反应，不管加不加催化剂，正反应活化能都低于逆反应活化能，故D错误；
正确答案：A。
5．A
【解析】
【详解】
在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时，反应混合物中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为平衡状态，因此③可以。根据反应式可知反应前后气体体积不变，所以压强始终不变，①④不能。密度是混合气的质量和容器容积的比值，容积不变，但质量是变化的，所以②可以。混合气体的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值，物质的量不变，但质量是变化的，⑤可以。C、D反应速率的比值始终满足1︰1，⑥不能说明。所以答案选A。
6．C
【解析】
【详解】
A．KClO3分解制氧气应在催化剂条件下进行，加入催化剂且加热，可增大反应速率，故A正确；
B．将铝片改为铝粉，固体表面积增大，反应速率增大，故B正确；
C．浓硫酸具有强氧化性，与铁发生钝化反应，不能生成氢气，故C错误；
D．加入少量铜粉，可形成原电池反应，反应速率增大，故D正确；
故答案为C。
7．C
【详解】
A． 反应物总能量大于生成物总能量，则该反应放热，A不符合；
B． 反应开始后，甲处液面低于乙处液面，说明集气瓶内气体受热膨胀，则试管内的反应放热，B不符合；
C． 反应开始后，针筒活塞向右移动，可能是反应放热引起的、也可能是液体滴入使气体扩散引起的，则不能说明反应放热，C符合；
D． 反应开始后，饱和石灰水变浑浊，则溶液温度升高氢氧化钙因溶解度降低而析出，则试管内的反应放热，D不符合；
答案选C。
8．B
【详解】
A．若缩小容器体积，SO2、O2、SO3的浓度都会瞬间增大，而图示中SO2、O2的浓度瞬间不变，之后缓慢降低然后不变，SO3的浓度瞬间不变然后缓慢增大，所以t2时刻不可能是缩小容器的体积，故A错误；
B．据图可知I条件下反应达到平衡时间较长，反应速率较慢，平衡时n(CH3OH)较大，该反应为放热反应，所以TI
9．B
【详解】
A、反应为可逆反应，不可能反应完全，故在恒容的密闭容器中充入1 mol A和2 mol B，没有生成2 mol C，放出的热量小于Q kJ，选项A错误；B、该反应为气体体积缩小的反应，平衡后缩小容器体积相当于增大压强，平衡虽向气体气体缩小的正反应方向移动，但容器体积减小的倍数比转移的多，A的浓度增大，选项B正确；C、反应在恒容容器中进行，气体的总质量又不变，故密度始终不变，选项C错误；D、平衡后，再向容器中通入1 mol氦气，平衡不移动，A的转化率不变，选项D错误。答案选B。
10．C
【详解】
A．直接用水吸收SO3，会生成酸雾，腐蚀设备，一般使用98.3%浓硫酸吸收SO3，A错误；
B．分离出SO3会降低逆反应速率，促使平衡正向移动，根据化学反应速率图像可知，正反应的反应速率也会减小，但是分离出对逆反应速率的影响大，B错误；
C．接触室的热交换器是利用反应放出的热量预热二氧化硫和氧气的混合气，本身该反应是需要加热的，所以可以节省能源，C正确；
D．此反应在常压下就能有很高的转化率，所以可以不采用高压，再者低温有可能会使催化剂活性降低，影响反应速率，所以高压、低温不一定又快又好，D错误；
故选C。
【点睛】
在平衡移动及转化率的考查时，往往结合成本和催化剂活性来考虑，不要只从平衡移动的角度去分析问题。
11．C
【详解】
A、根据燃烧热的概念：“在25℃，101kPa时，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，单位为kJ/mol。”乙醇的物质的量应为1mol，A错误；
B、反应速率与反应是吸热还是放热没有必然的联系，B错误；
C、化学反应的反应热大小取决于反应物和生成物的总能量大小，与反应途径无关，应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变，C正确；
D、根据△H=生成物的焓-反应物的焓可知，焓变与反应条件无关，在光照和点燃条件下该反应的△H相同，D错误；
答案选C。
12．D
【详解】
图像显示该反应为吸热反应。
A．盐酸与烧碱反应为中和反应，是放热反应，选项A错误；
B．燃烧为放热反应，选项B错误；
C．三氧化硫与水反应属于放热反应，选项C错误；
D．煅烧石灰石属于吸热反应，选项D正确。
答案选D。
13．C
【分析】
氧化还原反应的本质是有元素化合价的升降，有电子的得失。
【详解】
A．亚硫酸钠在空气中变质生成硫酸钠，属于氧化还原反应，故A不符合题意；
B．工业上炼铁，是将铁的氧化物反应生成铁，有化合价的变化，属于氧化还原反应，故B不符合题意；
C．二氧化硫的漂白是与有色物质化合生成无色的化合物，不属于氧化还原反应，C正确；
D．氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙、水，有化合价的变化，属于氧化还原反应，故D不符合题意；
答案选C。
14．D
【分析】
根据图知，t1时正反应速率减小，且随着反应的进行，正反应速率逐渐增大，说明平衡向逆反应方向移动，当达到平衡状态时，正反应速率大于原来平衡反应速率，说明反应物浓度增大。
【详解】
A．t1时只减小了压强，平衡向逆反应方向移动，则正反应速率增大，但平衡时正反应速率小于原来平衡反应速率，故A错误；
B．t1时只降低了温度，平衡向正反应方向移动，正反应速率逐渐减小，故B错误；
C．t1时减小了NH3的浓度，平衡向正反应方向移动，但正反应速率在改变条件时刻不变，故C错误；
D．t1时减小N2浓度，同时增加了NH3的浓度，平衡向逆反应方向移动，如果增加氨气浓度大于减少氮气浓度的2倍时，达到平衡状态，氮气浓度大于原来浓度，则正反应速率大于原来平衡反应速率，故D正确；
故选D。
【点睛】
本题考查化学平衡图象分析，明确图中反应速率与物质浓度关系是解本题关键，会根据图象曲线变化确定反应方向，题目难度中等。
15．D
【详解】
A．打开汽水瓶时，压强减小，气体的溶解平衡逆向移动，气体溢出，能用勒夏特列原理解释，故A项不选；
B． ，N2O4无色，加热，平衡逆向移动，气体颜色变深，能用勒夏特列原理解释，故B项不选；
C．氯气能和水反应：，由于饱和食盐水中含有大量氯离子，相当于氯气溶于水的反应中，增大了氯离子的浓度，平衡向逆反方向进行，氯气溶解量减小，能用勒夏特列原理解释，故C项不选；
D．使用催化剂平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，故D项选；
答案选D。
16．0.26mol·L-1·min-1 每隔2minX的浓度减少为原来的一半 0.075 加入Z 增大体系的压强
【分析】
(1)0～3min内可先求出X表示的平均反应速率，然后利用化学计量数关系求出用Z表示的平均反应速度v(Z)。
(2)分析该反应中反应物的浓度与时间的关系，寻找规律数据的规律性，由此得出的结论。由此规律可推出在6min时反应物X的浓度。
(3)依据反应，t2时改变的条件从浓度、压强、温度、催化剂等条件进行分析。
【详解】
(1)0~3min内，∆c(X)=(0.60-0.21)mol/L=0.39mol/L，平均反应速率v(X)== 0.13mol·L-1·min-1，而v(Z)=2v(X)，故v(Z)=0.26mol·L-1·min-1。答案为：0.26mol·L-1·min-1；
(2)根据表中数据可知，每隔2min，X的浓度减少为原来的一半，由此规律推出在6min时反应物X的浓度为0.075 mol·L-1。答案为：0.075；
(3)时刻，瞬间增大，可能的原因是加入生成物Z或增大体系的压强。答案为：加入Z；增大体系的压强。
【点睛】
从数据中确定a，也就是必须找出数据间隐藏的规律。我们在寻找此规律时，若从相邻数据间找不到规律，就从相隔数据间去寻找规律。
17．> BD a d 温度相同时，增大压强使反应1平衡正移，H2O的百分含量增大，使反应2逆移，CO百分含量降低 2.88 F 2
【详解】
(1)a为恒温，b为绝热容器，反应向逆反应进行，逆反应为吸热反应，平衡时温度比a中低，相当于a升高温度平衡向逆反应方向移动，CO2的体积分数增大，φ(a)>φ(b)，故答案为：>；
(2) A．当v正(CO2)=3v逆(H2)时，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应a达到平衡状态，故A不选；
B．该反应是气体体积减小的反应，反应过程中气体总质量不变，总物质的量减小，则混合气体的平均摩尔质量增大，当混合气体的平均摩尔质量不再改变时，说明反应达到平衡状态，故B选；
C．c(CH3OH)=c(H2O)时，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应a达到平衡状态，故C不选；
D．该反应是气体体积减小的反应，反应过程中压强减小，当容器内压强不再改变时，说明应达到平衡状态，故D选；
故答案为：BD；
(3)对于反应1：升高温度，平衡逆向移动，CH4的含量减少，对于平衡2：升高温度，则平衡正向移动，CO的含量增加；增大压强，反应2不移动，但反应1的平衡正向移动，H2O的含量增大，使反应2逆向移动，导致CO含量降低，综上：温度相同时，压强越大，CH4的含量越大、CO含量越小，则压强为1MPa时，表示CH4和CO平衡组成随温度变化关系的曲线分别是a、d，故答案为：a；d；温度相同时，增大压强使反应1平衡正移，H2O的百分含量增大，使反应2逆移，CO百分含量降低；
(4)起始时n(CO2)=1mol，则n(H2)=3mol，根据图象，当CH4和CO平衡组成为40%时，则CO2平衡组成为20%，根据C原子守恒有：n(CO)=n(CH4)═1mol×40%=0.4mol，n(CO2)=1mol×20%=0.2mol，则反应1：
反应2：
平衡时：n(CO2)=(1-0.4-0.4)mol=0.2mol，n(H2O)=(0.4+0.8)mol=1.2mol，n(H2)=3mol-1.6mol-0.4mol=1mol，n(CH4)=0.4，反应1平衡常数K===2.88，故答案为：2.88；
(5)混合比例等于化学计量数之比时，平衡时生成物的含量最大，故时，达到平衡状态后，甲醛的体积分数小于C点，F点符合题意，故答案为：F；
(6)混合比例等于化学计量数之比时，平衡时生成物的含量最大，故时，达到平衡状态后，甲醛的体积分数最大，故答案为：2。
18．c2(NH3)·c(CO2) A 2CO(NH2)2(s)+6NO(g)=5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(l) △H=-1804.7kJ/mol > 0.75
【解析】
（1）化学平衡常数是指：一定温度下，可逆反应到达平衡时，生成物的浓度系数次幂之积与反应物的浓度系数次幂之积的比，固体、纯液体不需要在化学平衡常数中写出，因此反应CO(NH2)2(s)+H2O(l)2NH3(g)+CO2(g)的平衡常数K= c2(NH3)·c(CO2)；A．混合气体中只有氨气、二氧化碳，二者物质的量之比为定值2：1，平均相对分子质量不变，A正确；B．平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，增加水的用量不影响平衡常数，B错误；C．混合气体中只有氨气、二氧化碳，二者物质的量之比为定值2：1，氨气的体积分数始终不变，C错误，答案选A；（2）尿素在一定条件下可将氮的氧化物还原为氮气，反应方程式为：2CO(NH2)2(s)+6NO(g)=5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(l)，已知：①CO(NH2)2(s)+H2O(l)2NH3(g)+CO2(g)△H=+133.6kJ/mol，由图可得热化学方程式：②4NH3（g）+6 NO（g）=5 N2（g）+6H2O（l）△H=-2071.9 kJ/mol，根据盖斯定律，①×2+②可得：2CO(NH2)2(s)+6NO(g)=5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1804.7kJ/mol；（3）氨气的体积分数从50%变化为20%后体积分数保持不变，说明b点反应达到平衡状态，a点氨气体积百分含量大于b的氨气体积百分含量，说明反应正向进行达到平衡状态，a点的正反应速率大于b点的正反应速率，故v正（CO2）＞v逆（CO2）；设NH3和CO2的起始物质的量为1mol，平衡时氨气转化率为x，则根据方程式可知
CO2（g）+2NH3（g）⇌CO （NH2）2 （s）+H2O（g）
起始量（mol）：1 1 0
变化量（mol）：0.5x x 0.5x
平衡量（mol）：1-0.5x 1-x 0.5x
氨气的体积分数=(1−x)/(2−x)=20%，解得x=75%，所以氨气的转化率是75%。
19．+247 B B
【详解】
(1)将已知3个反应依次标记为①、②、③，根据盖斯定律③×2-①-②得该催化重整反应△H=（-111×2+75+394）kJ/mol=+247 kJ/mol；
(2) C(s)+2H2(g)CH4(g)的平衡常数为K1=，
C(s)+O2(g)CO2(g)的平衡常数为K2=，
C(s)+O2(g) CO(g) 前后×2得2 C(s)+ O2(g) 2CO平衡常数为K=，
CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的平衡常数K=，所以K用K1、K2、K3表示为K=，故答案为：K=；
(3)由于该反应为吸热且气体体积增大的反应，要提高CH4的平衡转化率，需在高温低压下进行，故选B；
(4)已知正反应是气体分子数增大的吸热反应，A(恒容)、B(恒压，容积可变)相比，B中压强小于A，减压平衡正向移动，则容器B中反应达到平衡后吸收的热量较多，故答案为B。
20．CH3CH2CH3 CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl 2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑ C9H20 C4H10 CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br 催化剂 烃中含碳量较高，导致不易充分燃烧
【详解】
Ⅰ．(1)①丙烷的结构简式为CH3CH2CH3；
②乙烯含有碳碳双键，结构式为；
(2)乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应，化学方程式为CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl；
(3)乙醇中的羟基可以和钠发生置换反应生成氢气，化学方程式为2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑；
Ⅱ．(1)链状烷烃的通式为CnH2n+2，所以有12n+2n+2=128，解得n=9，所以化学式为C9H20；
(2)1molCH4可以消耗2molO2，1molC2H6可以消耗3.5molO2，1molC3H8可以消耗5molO2，1molC4H10可以消耗6.5molO2，所以消耗氧气最多的是C4H10；
(3)A．生成物可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，可以使溴的四氯化碳溶液褪色，说明生成物中含有碳碳双键，最简单的同系物为CH2=CH2，与溴的加成反应方程式为CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br；
B．该反应中碎瓷片为催化剂，加快反应速率；
C．烃中含碳量较高，导致不易充分燃烧，生成大量的碳颗粒，即黑烟。
化学反应的选择与反应条件的优化（五）
一、单选题，共15小题
1．已知2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) △H=-198kJ⋅mol-1，当有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（ ）
A．由反应机理可知VO2和V2O5都是该反应的催化剂
B．该反应在高温下易自发进行
C．该反应的逆反应的活化能大于198kJ⋅mol-1
D．当V2O5存在时，加快化学反应速率，△H会减小
2．A(g)+B(g)C(g)+D(g)反应过程中的能量（单位：kJ•mol-1）变化如图所示：下列有关该反应的说法正确的是
A．正反应与逆反应的活化能相等
B．加入催化剂后，△E、E1、E2均不变
C．一定条件下，1molA（g）与1molB（g）在密闭容器中充分反应，放出的热量等于△E
D．图中反应的焓变为△E，该反应是吸热反应
3．下图为反应2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)的能量变化示意图，下列说法正确的是
A．形成2mol H2(g)和1mol O2(g)中的化学键，共吸收1370.8kJ能量
B．1mol H2(g)和0.5mol O2(g)生成1mol H2O(l)放出240.2kJ能量
C．2mol H2(g)和1mol O2(g)反应生成2mol H2O(g)，共放出480.4kJ能量
D．2mol H2(g)和1mol O2(g)的总能量低于2mol H2O(g)的总能量
4．在含Fe3+的S2O82－和I－的混合溶液中，反应S2O82－(aq)+2I－(aq)=2SO42－(aq)+I2(aq)的分解机理及反应进程中的能量变化如下：
步骤①：2Fe3+(aq)+2I－(aq)=I2(aq)+2Fe2+(aq)
步骤②：2Fe2+(aq)+S2O82－(aq)=2Fe3+(aq)+2SO42－(aq)
下列有关该反应的说法正确的是
A．化学反应速率与Fe3+浓度的大小有关
B．该反应为吸热反应
C．Fe2+是该反应的催化剂
D．若不加Fe3+，则正反应的活化能比逆反应的大
5．在一定温度下的定容容器中，当下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应：
A（s）+2B（g）C（g）+D（g）已达到平衡状态的是（ ）
① 混合气体的压强；② 混合气体的密度；③ B的物质的量浓度；④ 气体总物质的量；⑤ 混合气体的平均相对分子质量；⑥ C、D反应速率的比值
A．②③⑤ B．①②③ C．②③④⑥ D．①③④⑤
6．下列措施对增大化学反应速率无明显效果的是
A．分解制氧气时，加入催化剂且加热
B．做铝与稀盐酸反应的实验时，将铝片改为铝粉
C．铁与稀硫酸反应制取氢气时，改用质量分数为98%的浓硫酸
D．锌与稀硫酸反应时，加入少量铜粉
7．下列实验现象或图像信息不能说明相应的化学反应是放热反应的是
A．反应物总能量大于生成物总能量 B．反应开始后，甲处液面低于乙处液面
C．反应开始后，针筒活塞向右移动 D．反应开始后，饱和石灰水变浑浊
8．下列图示与对应的叙述正确的是
A．图甲表示一定条件下反应2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)中各物质的物质的量浓度随时间的变化，说明t2时刻仅缩小了容器的容积
B．图乙表示反应CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH＜0在恒容密闭容器中，其他条件相同时，仅改变反应温度，n(CH3OH)随时间的变化，说明KⅠ＞KⅡ
C．图丙表示用0.01 mol·L−1 AgNO3溶液滴定浓度均为0.01 mol·L−1的NaX、NaY混合溶液时，－lgc随AgNO3溶液体积的变化，说明Ksp(AgY) ＞Ksp(AgX)
D．图丁表示25℃时，加水稀释10 mL pH均为5的HF与HCN溶液时，溶液的pH随溶液体积的变化，说明Ka(HCN) ＞Ka(HF)
9．已知：A(g)＋2B(g)2C(g) ΔH=−Q kJ·mol-1（Q＞0），在恒容的密闭容器中充入1 mol A和2 mol B，一定条件下发生反应。下列有关说法正确的是
A．平衡时，该反应放出的热量为Q kJ
B．平衡后，缩小容器容积，A的浓度增大
C．平衡前，随着反应进行，容器内气体密度逐渐减小
D．平衡后，再向容器中通入1 mol氦气，A的转化率增大
10．工业制备硫酸接触室的反应2SO2+O22SO3+Q，下列说法正确的是（ ）
A．生成的SO3在吸收塔中用水吸收
B．分离出SO3对正反应的反应速率影响大
C．接触室中装配热交换器来充分利用能源
D．工业上选择高压、低温做到又快又好
11．下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是
A．2CH3CH2OH(l)＋6O2(g)===4CO2(g)＋6H2O(l) ΔH＝－1367kJ/mol，可见乙醇燃烧热ΔH＝－1367 kJ/mol
B．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变
D．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
12．下列反应中的能量变化关系符合如图所示的是
A．盐酸与烧碱反应
B．天然气燃烧
C．三氧化硫与水反应
D．煅烧石灰石
13．下列变化不属于氧化还原反应的是
A．Na2SO3溶液在空气中变质 B工业上炼铁
B．工业炼铁
C．二氧化硫的漂白原理
D．将氯气通入冷的消石灰浊液中
14．如图表示反应 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)+Q的正反应速率随时间的变化情况，试根据如图曲线判断下列说法可能正确的是
A．t1时只减小了压强
B．t1时只降低了温度
C．t1时只减小了NH3的浓度，平衡向正反应方向移动
D．t1时减小N2浓度，同时增加了NH3的浓度
15．下列叙述中，不能用勒夏特列原理解释的是
A．打开汽水瓶盖时有大量气泡冒出
B．装有的密闭容器，加热后气体颜色变深
C．用排饱和食盐水方法收集
D．加入催化剂有利于氨的合成
二、非选择题，共5小题
16．一定温度下，向1.0L的密闭容器中加入0.60molX（g），发生反应X(g)Y(s)+2Z(g)，测得反应物X的浓度与反应时间的关系如表所示：
反应时间t/min
0
1
2
3
4
6
8
c(X)/(mol·L-1)
0.60
0.42
0.30
0.21
0.15
a
0.0375
(1)0～3min内用Z表示的平均反应速度v(Z)=___。
(2)分析该反应中反应物的浓度与时间的关系，得出的结论是___。由此规律推出在6min时反应物X的浓度为___mol·L-1。
(3)该反应的逆反应速率随时间变化的曲线如图所示，t2时改变的条件可能是___、___。
17．CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。请回答下列问题：
I.工业上可以利用CO2和H2合成CH3OH：CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＜0。该反应在起始温度和体积均相同(T℃、1L)的两个密闭容器中分别进行，反应物起始物质的量见下表：
CO2(mol)
H2(mol)
CH3OH(mol)
H2O(mol)
反应a(恒温恒容)
1
3
0
0
反应b(绝热恒容)
0
0
1
1
(1)达到平衡时，反应a，b对比：CO2的体积分数φ(a)_______φ(b)(填“>”、“＜”或“=”))。
(2)下列能说明反应a达到平衡状态的是_______(填字母)。
A．v正(CO2)=3v逆(H2)
B．混合气体的平均摩尔质量不再改变
C．c(CH3OH)=c(H2O)
D．容器内压强不再改变
II.我国科学家研究了不同反应温度对含碳产物组成的影响。
已知：反应1：CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) ΔH＜0
反应2：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH>0
在密闭容器中通入3mol的的H2和1mol的CO2，分别在1MPa和10MPa下进行反应。实验中对平衡体系组成的三种物质(CO2、CO、CH4)进行分析，其中温度对CO和CH4的影响如图所示。
(3)1MPa时，表示CH4和CO平衡组成随温度变化关系的曲线分别是_______和_______。M点平衡组成含量高于N点的原因是_______。
(4)图中当CH4和和CO平衡组成均为40%时，若容器的体积为1L，该温度下反应1的平衡常数K的值为_______。
III.在在T1时，向体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的的CO和和H2，发生反应CO(g)＋2H2(g) ⇌ CH3OH(g)，反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数(φ)与n(H2)/n(CO)的关系如下图所示。
(5)当时，达到平衡后，CH3OH的体积分数可能是图像中的_______(填“D”、“E”或“F”)点。
(6)=_______时，CH3OH的体积分数最大。
18．合理应用和处理元素化合物，在生产生活中有重要意义。尿素[CO(NH2)2]是一种高效化肥，也是一种化工原料。
（1）以尿素为原料在一定条件下发生反应：CO(NH2)2(s)+H2O(l)2NH3(g)+CO2(g) △H=＋133.6 kJ·mol-1。该反应的化学平衡常数的表达式K=_________。
关于该反应的下列说法正确的是________（填字母序号）。
A．从反应开始到平衡时容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
B．在平衡体系中增加水的用量可使该反应的平衡常数增大
C．当容器中NH3的体积分数不再改变时，反应处于平衡状态
（2）尿素在一定条件下可将氮的氧化物还原为氮气。
根据图像，结合（1）中信息，尿素还原NO(g)的热化学方程式是_____________________________________。
（3）密闭容器中以等物质的量的NH3和CO2为原料，在120℃、催化剂作用下反应生成尿素：CO2(g)+NH3(g)CO(NH2)2（s）+H2O(g)，混合气体中NH3 的物质的量百分含量[φ(NH3）%］随时间变化关系如图所示。则a点的正反应速率V正(CO2)_________b点的逆反应速率V逆(CO2)(填“>”、“=”或“<”）；氨气的平衡转化率是___________。
19．CH4-CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。CH4-CO2催化重整反应为:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H，K
已知：C(s)+2H2(g)CH4(g) △H1=-75kJ/mol，K1
C(s)+O2(g)CO2(g) △H2=-394kJ/mol，K2
C(s)+O2(g) CO(g) △H3=-111kJ/mol，K3(K、K1、K2、K3为平衡常数)
回答下列问题：
(1)该催化重整反应的△H=___________kJ/mol。
(2)K与K1、K2、K3的关系，K=________(用K1、K2、K3表示)。
(3)有利于提高CH4平衡转化率的条件是_______(填标号)。
A．低温高压 B．高温低压 C．高温高压 D．低温低压
(4)分别在VL恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压，容积可变)中，加入CH4和CO2各1mol发生重整反应。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是_______(填“A”或“B”)。
20．I.按要求填空：
(1)①丙烷的结构简式：___。
②写出乙烯的结构式：___。
(2)写出乙烷与氯气反应生成一氯乙烷的化学方程式：___。
(3)写出乙醇与钠反应的化学方程式：___。
II.烃类物质在有机合成和有机化工中发挥着重要的作用，按要求填空。
(1)某链状烷烃的相对分子质量为128，该烷烃的化学式为___。
(2)在常温常压下有CH4、C2H6、C3H8和C4H10四种气态烃。取等物质的量的四种气态烃，分别在足量的氧气中燃烧，消耗氧气最多的是___(填分子式)。
(3)如图所示，将浸透了石蜡油(分子中含有17个碳原子以上的液态烷烃混合物)的矿渣棉放置在硬质试管的底部，试管中加入碎瓷片，给碎瓷片加强热，石蜡油蒸气通过碎瓷片表面，发生反应，可得到一定量的气体生成物，用该生成物进行如下实验：
①生成的气体通入酸性KMnO4溶液中，溶液褪色。
②生成的气体通入Br2的CCl4溶液中，溶液褪色。
③用排水法收集一试管气体，点燃，燃烧时火焰明亮，有黑烟产生(甲烷燃烧时火焰为淡蓝色，无烟)。
根据以上现象思考：
A．用生成物最简单的同系物为例，写出②的反应方程式___。
B．碎瓷片的作用是___。
C．产生黑烟的原因是___。
参考答案
1．C
【详解】
A、，在存在时，该反应的机理为：快；2慢可知是反应的催化剂，而是中间产物，故A错误；
B、熵减反应，反应也为放热反应，即，，则反应在低温下自发进行，而不是高温，故B错误；
C、正反应的活化能逆反应的活化能，所以逆反应的活化能大于，故C正确；
D、反应热与是否使用催化剂无关，所以当存在时，加快化学反应速率，不变，故D错误；
故答案选：C。
2．D
【详解】
A. 反应物总能量低于生成物总能量，因此是吸热反应，所以正反应活化能大于逆反应的活化能，A错误；
B. 加入催化剂后可改变活化能，E1、E2均变化，但反应热△E不变，B错误；
C. 一定条件下，1molA（g）与1molB（g）在密闭容器中充分反应，由于是可逆反应，所以放出的热量小于△E，C错误；
D. 反应物总能量低于生成物总能量，图中反应的焓变为△E，该反应是吸热反应，D正确；答案选D。
3．C
【分析】
由图可知，2mol H2(g)和1mol O2(g)反应生成2mol H2O(g)，生成物总能量小于反应物总能量，该反应为放热反应，放出1851.2kJ-1370.8kJ=480.4 kJ能量。
【详解】
A．由图可知，形成2mol H2(g)和1mol O2(g)中的化学键，共放出1370.8kJ能量，A项错误；
B．由分析可知，2mol H2(g)和1mol O2(g)反应生成2moIH2O(g)放出480.4kJ能量，故1mol H2(g)和0.5mol O2(g)生成1mol H2O(g)放出240.2kJ能量，生成物是H2O(g)而不是H2O(l)，B项错误；
C．由分析可知，2mol H2(g)和1molO2(g)反应生成2moIH2O(g) 放出放出480.4kJ能量，C项正确；
D．由图可知，2mol H2(g)和1mol O2(g)的总能量高于2mol H2O(g)的总能量，D项错误；
答案选C。
4．A
【详解】
A.铁离子可以看做该反应的催化剂，根据反应的机理，化学反应速率与Fe3+浓度的大小有关，故A正确；
B.反应物的总能量高于生成物的总能量，所以反应为放热反应，故B不正确；
C.Fe3+是该反应的催化剂，故C不正确；
D.此反应为放热反应，不管加不加催化剂，正反应活化能都低于逆反应活化能，故D错误；
正确答案：A。
5．A
【解析】
【详解】
在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时，反应混合物中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为平衡状态，因此③可以。根据反应式可知反应前后气体体积不变，所以压强始终不变，①④不能。密度是混合气的质量和容器容积的比值，容积不变，但质量是变化的，所以②可以。混合气体的平均相对分子质量是混合气的质量和混合气的总的物质的量的比值，物质的量不变，但质量是变化的，⑤可以。C、D反应速率的比值始终满足1︰1，⑥不能说明。所以答案选A。
6．C
【解析】
【详解】
A．KClO3分解制氧气应在催化剂条件下进行，加入催化剂且加热，可增大反应速率，故A正确；
B．将铝片改为铝粉，固体表面积增大，反应速率增大，故B正确；
C．浓硫酸具有强氧化性，与铁发生钝化反应，不能生成氢气，故C错误；
D．加入少量铜粉，可形成原电池反应，反应速率增大，故D正确；
故答案为C。
7．C
【详解】
A． 反应物总能量大于生成物总能量，则该反应放热，A不符合；
B． 反应开始后，甲处液面低于乙处液面，说明集气瓶内气体受热膨胀，则试管内的反应放热，B不符合；
C． 反应开始后，针筒活塞向右移动，可能是反应放热引起的、也可能是液体滴入使气体扩散引起的，则不能说明反应放热，C符合；
D． 反应开始后，饱和石灰水变浑浊，则溶液温度升高氢氧化钙因溶解度降低而析出，则试管内的反应放热，D不符合；
答案选C。
8．B
【详解】
A．若缩小容器体积，SO2、O2、SO3的浓度都会瞬间增大，而图示中SO2、O2的浓度瞬间不变，之后缓慢降低然后不变，SO3的浓度瞬间不变然后缓慢增大，所以t2时刻不可能是缩小容器的体积，故A错误；
B．据图可知I条件下反应达到平衡时间较长，反应速率较慢，平衡时n(CH3OH)较大，该反应为放热反应，所以TI
9．B
【详解】
A、反应为可逆反应，不可能反应完全，故在恒容的密闭容器中充入1 mol A和2 mol B，没有生成2 mol C，放出的热量小于Q kJ，选项A错误；B、该反应为气体体积缩小的反应，平衡后缩小容器体积相当于增大压强，平衡虽向气体气体缩小的正反应方向移动，但容器体积减小的倍数比转移的多，A的浓度增大，选项B正确；C、反应在恒容容器中进行，气体的总质量又不变，故密度始终不变，选项C错误；D、平衡后，再向容器中通入1 mol氦气，平衡不移动，A的转化率不变，选项D错误。答案选B。
10．C
【详解】
A．直接用水吸收SO3，会生成酸雾，腐蚀设备，一般使用98.3%浓硫酸吸收SO3，A错误；
B．分离出SO3会降低逆反应速率，促使平衡正向移动，根据化学反应速率图像可知，正反应的反应速率也会减小，但是分离出对逆反应速率的影响大，B错误；
C．接触室的热交换器是利用反应放出的热量预热二氧化硫和氧气的混合气，本身该反应是需要加热的，所以可以节省能源，C正确；
D．此反应在常压下就能有很高的转化率，所以可以不采用高压，再者低温有可能会使催化剂活性降低，影响反应速率，所以高压、低温不一定又快又好，D错误；
故选C。
【点睛】
在平衡移动及转化率的考查时，往往结合成本和催化剂活性来考虑，不要只从平衡移动的角度去分析问题。
11．C
【详解】
A、根据燃烧热的概念：“在25℃，101kPa时，1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，叫做该物质的燃烧热，单位为kJ/mol。”乙醇的物质的量应为1mol，A错误；
B、反应速率与反应是吸热还是放热没有必然的联系，B错误；
C、化学反应的反应热大小取决于反应物和生成物的总能量大小，与反应途径无关，应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变，C正确；
D、根据△H=生成物的焓-反应物的焓可知，焓变与反应条件无关，在光照和点燃条件下该反应的△H相同，D错误；
答案选C。
12．D
【详解】
图像显示该反应为吸热反应。
A．盐酸与烧碱反应为中和反应，是放热反应，选项A错误；
B．燃烧为放热反应，选项B错误；
C．三氧化硫与水反应属于放热反应，选项C错误；
D．煅烧石灰石属于吸热反应，选项D正确。
答案选D。
13．C
【分析】
氧化还原反应的本质是有元素化合价的升降，有电子的得失。
【详解】
A．亚硫酸钠在空气中变质生成硫酸钠，属于氧化还原反应，故A不符合题意；
B．工业上炼铁，是将铁的氧化物反应生成铁，有化合价的变化，属于氧化还原反应，故B不符合题意；
C．二氧化硫的漂白是与有色物质化合生成无色的化合物，不属于氧化还原反应，C正确；
D．氯气和氢氧化钙反应生成氯化钙和次氯酸钙、水，有化合价的变化，属于氧化还原反应，故D不符合题意；
答案选C。
14．D
【分析】
根据图知，t1时正反应速率减小，且随着反应的进行，正反应速率逐渐增大，说明平衡向逆反应方向移动，当达到平衡状态时，正反应速率大于原来平衡反应速率，说明反应物浓度增大。
【详解】
A．t1时只减小了压强，平衡向逆反应方向移动，则正反应速率增大，但平衡时正反应速率小于原来平衡反应速率，故A错误；
B．t1时只降低了温度，平衡向正反应方向移动，正反应速率逐渐减小，故B错误；
C．t1时减小了NH3的浓度，平衡向正反应方向移动，但正反应速率在改变条件时刻不变，故C错误；
D．t1时减小N2浓度，同时增加了NH3的浓度，平衡向逆反应方向移动，如果增加氨气浓度大于减少氮气浓度的2倍时，达到平衡状态，氮气浓度大于原来浓度，则正反应速率大于原来平衡反应速率，故D正确；
故选D。
【点睛】
本题考查化学平衡图象分析，明确图中反应速率与物质浓度关系是解本题关键，会根据图象曲线变化确定反应方向，题目难度中等。
15．D
【详解】
A．打开汽水瓶时，压强减小，气体的溶解平衡逆向移动，气体溢出，能用勒夏特列原理解释，故A项不选；
B． ，N2O4无色，加热，平衡逆向移动，气体颜色变深，能用勒夏特列原理解释，故B项不选；
C．氯气能和水反应：，由于饱和食盐水中含有大量氯离子，相当于氯气溶于水的反应中，增大了氯离子的浓度，平衡向逆反方向进行，氯气溶解量减小，能用勒夏特列原理解释，故C项不选；
D．使用催化剂平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，故D项选；
答案选D。
16．0.26mol·L-1·min-1 每隔2minX的浓度减少为原来的一半 0.075 加入Z 增大体系的压强
【分析】
(1)0～3min内可先求出X表示的平均反应速率，然后利用化学计量数关系求出用Z表示的平均反应速度v(Z)。
(2)分析该反应中反应物的浓度与时间的关系，寻找规律数据的规律性，由此得出的结论。由此规律可推出在6min时反应物X的浓度。
(3)依据反应，t2时改变的条件从浓度、压强、温度、催化剂等条件进行分析。
【详解】
(1)0~3min内，∆c(X)=(0.60-0.21)mol/L=0.39mol/L，平均反应速率v(X)== 0.13mol·L-1·min-1，而v(Z)=2v(X)，故v(Z)=0.26mol·L-1·min-1。答案为：0.26mol·L-1·min-1；
(2)根据表中数据可知，每隔2min，X的浓度减少为原来的一半，由此规律推出在6min时反应物X的浓度为0.075 mol·L-1。答案为：0.075；
(3)时刻，瞬间增大，可能的原因是加入生成物Z或增大体系的压强。答案为：加入Z；增大体系的压强。
【点睛】
从数据中确定a，也就是必须找出数据间隐藏的规律。我们在寻找此规律时，若从相邻数据间找不到规律，就从相隔数据间去寻找规律。
17．> BD a d 温度相同时，增大压强使反应1平衡正移，H2O的百分含量增大，使反应2逆移，CO百分含量降低 2.88 F 2
【详解】
(1)a为恒温，b为绝热容器，反应向逆反应进行，逆反应为吸热反应，平衡时温度比a中低，相当于a升高温度平衡向逆反应方向移动，CO2的体积分数增大，φ(a)>φ(b)，故答案为：>；
(2) A．当v正(CO2)=3v逆(H2)时，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应a达到平衡状态，故A不选；
B．该反应是气体体积减小的反应，反应过程中气体总质量不变，总物质的量减小，则混合气体的平均摩尔质量增大，当混合气体的平均摩尔质量不再改变时，说明反应达到平衡状态，故B选；
C．c(CH3OH)=c(H2O)时，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应a达到平衡状态，故C不选；
D．该反应是气体体积减小的反应，反应过程中压强减小，当容器内压强不再改变时，说明应达到平衡状态，故D选；
故答案为：BD；
(3)对于反应1：升高温度，平衡逆向移动，CH4的含量减少，对于平衡2：升高温度，则平衡正向移动，CO的含量增加；增大压强，反应2不移动，但反应1的平衡正向移动，H2O的含量增大，使反应2逆向移动，导致CO含量降低，综上：温度相同时，压强越大，CH4的含量越大、CO含量越小，则压强为1MPa时，表示CH4和CO平衡组成随温度变化关系的曲线分别是a、d，故答案为：a；d；温度相同时，增大压强使反应1平衡正移，H2O的百分含量增大，使反应2逆移，CO百分含量降低；
(4)起始时n(CO2)=1mol，则n(H2)=3mol，根据图象，当CH4和CO平衡组成为40%时，则CO2平衡组成为20%，根据C原子守恒有：n(CO)=n(CH4)═1mol×40%=0.4mol，n(CO2)=1mol×20%=0.2mol，则反应1：
反应2：
平衡时：n(CO2)=(1-0.4-0.4)mol=0.2mol，n(H2O)=(0.4+0.8)mol=1.2mol，n(H2)=3mol-1.6mol-0.4mol=1mol，n(CH4)=0.4，反应1平衡常数K===2.88，故答案为：2.88；
(5)混合比例等于化学计量数之比时，平衡时生成物的含量最大，故时，达到平衡状态后，甲醛的体积分数小于C点，F点符合题意，故答案为：F；
(6)混合比例等于化学计量数之比时，平衡时生成物的含量最大，故时，达到平衡状态后，甲醛的体积分数最大，故答案为：2。
18．c2(NH3)·c(CO2) A 2CO(NH2)2(s)+6NO(g)=5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(l) △H=-1804.7kJ/mol > 0.75
【解析】
（1）化学平衡常数是指：一定温度下，可逆反应到达平衡时，生成物的浓度系数次幂之积与反应物的浓度系数次幂之积的比，固体、纯液体不需要在化学平衡常数中写出，因此反应CO(NH2)2(s)+H2O(l)2NH3(g)+CO2(g)的平衡常数K= c2(NH3)·c(CO2)；A．混合气体中只有氨气、二氧化碳，二者物质的量之比为定值2：1，平均相对分子质量不变，A正确；B．平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，增加水的用量不影响平衡常数，B错误；C．混合气体中只有氨气、二氧化碳，二者物质的量之比为定值2：1，氨气的体积分数始终不变，C错误，答案选A；（2）尿素在一定条件下可将氮的氧化物还原为氮气，反应方程式为：2CO(NH2)2(s)+6NO(g)=5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(l)，已知：①CO(NH2)2(s)+H2O(l)2NH3(g)+CO2(g)△H=+133.6kJ/mol，由图可得热化学方程式：②4NH3（g）+6 NO（g）=5 N2（g）+6H2O（l）△H=-2071.9 kJ/mol，根据盖斯定律，①×2+②可得：2CO(NH2)2(s)+6NO(g)=5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1804.7kJ/mol；（3）氨气的体积分数从50%变化为20%后体积分数保持不变，说明b点反应达到平衡状态，a点氨气体积百分含量大于b的氨气体积百分含量，说明反应正向进行达到平衡状态，a点的正反应速率大于b点的正反应速率，故v正（CO2）＞v逆（CO2）；设NH3和CO2的起始物质的量为1mol，平衡时氨气转化率为x，则根据方程式可知
CO2（g）+2NH3（g）⇌CO （NH2）2 （s）+H2O（g）
起始量（mol）：1 1 0
变化量（mol）：0.5x x 0.5x
平衡量（mol）：1-0.5x 1-x 0.5x
氨气的体积分数=(1−x)/(2−x)=20%，解得x=75%，所以氨气的转化率是75%。
19．+247 B B
【详解】
(1)将已知3个反应依次标记为①、②、③，根据盖斯定律③×2-①-②得该催化重整反应△H=（-111×2+75+394）kJ/mol=+247 kJ/mol；
(2) C(s)+2H2(g)CH4(g)的平衡常数为K1=，
C(s)+O2(g)CO2(g)的平衡常数为K2=，
C(s)+O2(g) CO(g) 前后×2得2 C(s)+ O2(g) 2CO平衡常数为K=，
CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的平衡常数K=，所以K用K1、K2、K3表示为K=，故答案为：K=；
(3)由于该反应为吸热且气体体积增大的反应，要提高CH4的平衡转化率，需在高温低压下进行，故选B；
(4)已知正反应是气体分子数增大的吸热反应，A(恒容)、B(恒压，容积可变)相比，B中压强小于A，减压平衡正向移动，则容器B中反应达到平衡后吸收的热量较多，故答案为B。
20．CH3CH2CH3 CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl 2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑ C9H20 C4H10 CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br 催化剂 烃中含碳量较高，导致不易充分燃烧
【详解】
Ⅰ．(1)①丙烷的结构简式为CH3CH2CH3；
②乙烯含有碳碳双键，结构式为；
(2)乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应，化学方程式为CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl；
(3)乙醇中的羟基可以和钠发生置换反应生成氢气，化学方程式为2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑；
Ⅱ．(1)链状烷烃的通式为CnH2n+2，所以有12n+2n+2=128，解得n=9，所以化学式为C9H20；
(2)1molCH4可以消耗2molO2，1molC2H6可以消耗3.5molO2，1molC3H8可以消耗5molO2，1molC4H10可以消耗6.5molO2，所以消耗氧气最多的是C4H10；
(3)A．生成物可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，可以使溴的四氯化碳溶液褪色，说明生成物中含有碳碳双键，最简单的同系物为CH2=CH2，与溴的加成反应方程式为CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br；
B．该反应中碎瓷片为催化剂，加快反应速率；
C．烃中含碳量较高，导致不易充分燃烧，生成大量的碳颗粒，即黑烟。
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