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【化学】重庆市北碚区2019-2020学年高二11月联合性测试试题（解析版）
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重庆市北碚区2019-2020学年高二11月联合性测试试题
一、选择题(本题包括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.下列过程中，属于非自发过程的是( )
A. N2和O2混合 B. 常温、常压下，石墨转化为金刚石
C. H2和O2化合生成H2O D. C＋O2CO2
【答案】B
【解析】
【详解】A.氮气和氧气混合时∆S>0，体系混乱度增加，属于自发过程；
B.石墨转化为金刚石是吸热反应，常温、常压下是非自发过程；
C.H2和O2化合生成H2O的反应是△H<0的放热反应，△S <0，低温时△H-T•△S<0，属于自发过程；
D.碳和氧气的反应是△H<0的放热反应，属于自发过程；
答案选B。
2.以下对影响反应方向因素的判断不正确的是（ ）
A. 有时焓变对反应的方向起决定性作用
B. 有时熵变对反应的方向起决定性作用
C. 焓变和熵变是判断反应方向的两个主要因素
D. 任何情况下，温度都不可能对反应的方向起决定性作用
【答案】D
【解析】依据△H－T△S＜0，反应能自发进行。说明焓变和熵变是判断反应的两个主要因素，选项C正确；△H ＜0，△S＜0，低温下反应自发进行，则说明此时焓变对反应的方向起决定作用，选项A正确；△H ＞0，△S＞0，高温下反应能自发进行，则熵变对反应的方向起决定作用，选项B正确；如果反应的焓变和熵变的作用相反且相差不大时，温度有可能对反应的方向起决定作用，选项D不正确。答案选D。
3.对于可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，下列措施能使反应物中活化分子百分数、化学反应速率和化学平衡常数都变化的是( )
A. 增大压强 B. 升高温度 C. 使用催化剂 D. 多充入O2
【答案】B
【解析】
【分析】气体压强和反应物浓度只能影响化学反应速率，催化剂增大反应物中活化分子百分数，自然能增大化学反应速率，但催化剂不能改变化学平衡常数，化学平衡常数只与温度有关，据此分析解答。
【详解】A．增大压强，活化分子百分数不变，化学平衡常数也不变，故A错误；
B．升高温度，反应物中活化分子百分数、化学反应速率都增大，且化学平衡常数发生变化，故B正确；
C．使用催化剂，平衡常数不变，故C错误；
D．多充O2，活化分子百分数、平衡常数不变，故D错误。
答案选B。
4.在恒温、体积为2L的密闭容器中进行反应：2A（g）3B（g）+C（g），若反应物在前20s由3mol降为1.8mol，则前20s的平均反应速度为( )
A. υ（B）=0.045mol/（L·s） B. υ（B）=0.03mol/（L·s）
C. υ（C）=0.03mol/（L·s） D. υ（C）=0.06mol/（L·s）
【答案】A
【解析】
【详解】前20s用A表示的平均反应速率υ（A）===0.03mol/（L·s），则前20s的平均反应速率υ（B）=υ（A）=0.045 mol/（L·s），υ（C）=υ（A）=0.015 mol/（L·s），答案选A。
5.下列叙述中，一定能判断化学平衡移动是( )
A. 混合物中各组分的浓度改变
B. 正、逆反应速率改变
C. 混合物中各组分的百分含量改变
D. 混合体系的压强改变
【答案】C
【解析】
【详解】A.如果反应前后体积相等，减小体积、加大压强后浓度改变，但平衡不移动，故A错误；
B.使用合适的催化剂，正逆反应速率都改变，但平衡不移动，故B错误；
C.混合物中各组分的百分含量一定是化学平衡状态的标志，如果各组分的百分含量改变，一定发生化学平衡移动，故C正确；
D.如果反应前后气体总物质的量不变，则压强对平衡无影响，故D错误。
故选C。
6.我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程，该历程示意图如下所示。
下列说法不正确的是( )
A. 生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%
B. CH4→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂
C. ①→②放出能量并形成了C—C键
D. 该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
【答案】D
【解析】分析：A项，生成CH3COOH的总反应为CH4+CO2CH3COOH，原子利用率为100%；B项，CH4选择性活化变为①过程中，有1个C-H键发生断裂；C项，根据图示，①的总能量高于②的总能量，①→②放出能量并形成C-C键；D项，催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高平衡转化率。
详解：A项，根据图示CH4与CO2在催化剂存在时生成CH3COOH，总反应为CH4+CO2CH3COOH，只有CH3COOH一种生成物，原子利用率为100%，A项正确；B项，CH4选择性活化变为①过程中，有1个C-H键发生断裂，B项正确；C项，根据图示，①的总能量高于②的总能量，①→②放出能量，对比①和②，①→②形成C-C键，C项正确；D项，催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高反应物的平衡转化率，D项错误；答案选D。
7.X、Y、Z三种气体，取X和Y按1：1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X+2Y2Z ，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3：2，则Y的转化率最接近于（ ）
A. 33% B. 40% C. 50% D. 65%
【答案】D
【解析】
【详解】假设X和Y物质的量为1mol，达到平衡时消耗X物质的量为amol，则：
X+2Y2Z
起始量（mol）1 1 0
转化量（mol）a 2a 2a
平衡量（mol）1－a 1－2a 2a
根据题意有：(1-a+1-2a)：2a =3:2 ，a＝，Y的转化率=×100%=67%，最接近65%，
答案选D。
8. 在一个不导热的密闭反应器中，只发生两个反应：
a（g）+b（g）⇌2c（g）；△H1＜0
x（g）+3y（g）⇌2z（g）；△H2＞0
进行相关操作且达到平衡后（忽略体积改变所作的功），下列叙述错误的是（ ）
A. 等压时，通入惰性气体，c的物质的量不变
B. 等压时，通入z气体，反应器中温度升高
C. 等容时，通入惰性气体，各反应速率不变
D. 等容时，通入z气体，y的物质的量浓度增大
【答案】A
【解析】试题分析：A、等压时，通入惰性气体，体积增大，对第二个反应平衡向逆反应移动，温度升高，导致第一个反应向逆反应移动；
B、等压时，通入z气体，第二反应平衡向逆反应移动，反应器中温度升高；
C、等容时，通入惰性气体，各反应混合物的浓度不变；
D、等容时，通入z气体，第二反应平衡向逆反应移动．
解：A、等压时，通入惰性气体，气体的体积增大，平衡x（g）+3y（g）⇌2z（g）（△H＞0）向左移动，反应放热，反应体系的温度升高，由于该反应容器是一个不导热的容器，所以平衡a（g）+b（g）⇌2c（g）也向左（吸热方向）移动，c的物质的量减小，故A错误；
B、等压时，通入z气体，增大了生成物的浓度，平衡x（g）+3y（g）⇌2z（g）向左移动，由于该反应的逆反应是放热反应，容器内温度升高，虽然导致第一个反应向逆反应移动，但移动结果不会恢复到原温度，故平衡时温度升高，故B正确；
C、等容时，通入惰性气体，各反应物和生成物的物质的量没有变化，即各组分的浓度没有发生变化，所以各组分的反应速率不发生变化，故C正确；
D、等容时，通入z气体，增大了生成物z的浓度，平衡逆向移动，所以y的物质的量浓度增大，故D正确；
故选A．
9.向绝热恒容密闭器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是( )
A. 反应在c点达到平衡状态
B. 反应物浓度：a点小于b点
C. 反应物的总能量低于生成物的总能量
D. Δt1=Δt2时，SO2的转化率：a~b段小于b~c段
【答案】D
【解析】
【详解】A.化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率显然还在改变，故一定未达平衡，A错误；
B.反应从正反应方向开始，随着反应的进行，反应物的浓度逐渐降低，所以反应物浓度：a点大于b点，B错误；
C.从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应的正反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，C错误；
D.随着反应的进行，正反应速率越快，消耗的二氧化硫就越多，SO2的转化率将逐渐增大，SO2的转化率：a~b段小于b~c段,D正确；
故合理选项是D。
10.在2L恒容密闭容器中充入2molX和1molY发生反应：2X(g)＋Y(g)3Z(g) ΔH＜0，反应过程持续升高温度，测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法正确的（ ）
A. 平衡时再充入Z，达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大
B. W点X正反应速率等于M点X的正反应速率
C. Q点时，Y的转化率最小
D. 升高温度，平衡常数减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应为气体体积不变的反应，恒温恒容条件下，平衡时再充入Z，与原平衡等效，故达到新平衡时Z的体积分数与原平衡时相等，故A错误；
B.温度越高，反应速率越快，M点温度高，则W点X的正反应速率小于M点X的正反应速率，故B错误；
C.由图可知，Q点为平衡点，X的体积分数最小，则Q点转化率最大，故C错误；
D.ΔH＜0为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则平衡常数K减小，故D正确。
故答案选D。
11.在相同温度下(T＝500K)，有相同体积的甲、乙两容器，且保持体积不变，甲容器中充入1gSO2和1gO2，乙容器中充入2gSO2和2gO2。下列叙述中错误的是( )
A. 化学反应速率：乙>甲 B. 平衡时O2的浓度：乙>甲
C. 平衡时SO2的转化率：乙>甲 D. 平衡时SO2的体积分数：乙>甲
【答案】D
【解析】
【分析】在相同温度下（T = 500K），有相同体积的甲、乙两容器，且保持体积不变，加入二氧化硫和氧气发生的反应为：2SO2+O22SO3，反应是气体体积减小的放热反应，甲容器中和乙容器中相比，乙相当于在甲的基础上增大压强（使体积缩小为原来的一半），反应速率快，二氧化硫转化率增大，由此分析解答；
【详解】由上述分析可知：
A、乙中物质的浓度大于甲，化学反应速率：乙>甲，故A项正确；
B、乙中物质的浓度大于甲，平衡时O2的浓度：乙>甲，故B项正确；
C、乙中SO2、O2的浓度是甲中的两倍，乙相当于在甲的基础上增大压强（使体积缩小为原来的一半），平衡正向进行，平衡时SO2的转化率：乙>甲，故C项正确；
D、在相同温度下（T=500K），有相同体积的甲、乙两容器，且保持体积不变，甲容器中和乙容器中相比，乙相当于在甲的基础上增大压强（使体积缩小为原来的一半），反应速率快，二氧化硫转化率增大，平衡时SO2的体积分数：乙<甲，故D项错误；
答案选D。
12.一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中的硫的回收：SO2(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋S(l) ΔH<0。一定温度下，在容积为2L的恒容密闭容器中，1molSO2和nmolCO发生反应，2min后达到平衡，生成2amolCO2。下列说法中正确的是（ ）
A. 反应前2min的平均速率υ(SO2)＝0.1amol/(L·min)
B. 当混合气体的物质的量不再改变时，反应达到平衡状态
C. 平衡后保持其他条件不变，从容器中分离出部分硫，平衡向正反应方向移动
D. 平衡后保持其他条件不变，升高温度和加入催化剂，SO2的转化率均增大
【答案】B
【解析】
【分析】由题意可得出可逆反应SO2(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋S(l)是放热反应且反应前后气体物质的量不相等，根据此分析进行解答。
【详解】A．根据化学方程式可知，生成2amolCO2的同时，消耗amolSO2，其浓度是0.5amol/L，所以反应前2min的平均速率υ(SO2)＝0.5amol/L÷2min＝0.25amol/(L·min)，故A错误；
B．根据化学方程式可知，该反应是反应前后气体的物质的量不相等的可逆反应，因此当混合气体的物质的量不再改变时，可以说明反应达到平衡状态，故B正确；
C．S为液态，分离出部分硫，平衡不移动，故C错误；
D.该反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，SO2的转化率降低，催化剂不能改变平衡状态，转化率不变，故D错误。
故答案选B。
13.如图是温度和压强对反应X＋Y2Z影响的示意图。图中横坐标表示温度，纵坐标表示平衡混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是（ ）
A. 上述可逆反应的正反应为放热反应 B. X、Y、Z均为气态
C. X和Y中最多只有一种为气态，Z为气态 D. 上述反应的逆反应的ΔH＞0
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知，随着温度的升高，Z的体积分数增加，故正反应为吸热反应，逆反应为放热反应，且在相同温度下，压强越大，Z的体积分数越小，则若Z为气态，X、Y中只有一个气态物质。根据此分析进行解答。
【详解】A．由图像可知，随温度升高Z体积分数增大，该反应为吸热反应，故A选项错误；
B.相同温度下，压强越大，Z的体积分数越小，说明增加压强平衡左移，X、Y中至少有一种不是气体，故B选项错误；
C．相同温度下，压强越大，Z的体积分数越小，说明增加压强平衡左移，则若Z为气态，X、Y中最多只有一种气态物质，故选C选项正确；
D．由图像可知，随温度升高Z的体积分数增大，正反应为吸热反应，逆反应为放热反应，逆反应的ΔH小于0，故D选项错误。
故答案选C。
14.目前工业上利用甲烷催化裂解生产不含一氧化碳和二氧化碳的清洁氢气。该过程多用铁、钴和镍等过渡金属纳米催化剂：CH4(g)C(s)＋2H2(g)，已知温度升高，甲烷的平衡转化率增大。下列有关说法不正确的是（ ）
A. 甲烷裂解属于吸热反应
B. 在反应体系中加催化剂，反应速率增大
C. 增大体系压强，不能提高甲烷的转化率
D. 在1500℃以上时，甲烷的转化率很高，但几乎得不到炭黑，是因为在高温下该反应为放热反应
【答案】D
【解析】
【分析】已知温度升高，甲烷的平衡转化率增大，故正反应为吸热反应，且反应物的气体量小于生成物的气体量，故增大压强平衡向逆反应方向移动。根据此分析进行解答。
【详解】A．根据温度升高，甲烷的平衡转化率增大，知甲烷裂解属于吸热反应，故A选项正确；
B．加入催化剂后反应的活化能降低，反应速率加快，故B选项正确；
C.甲烷发生分解反应，反应后气体分子数增大，故增大压强平衡向逆反应方向移动，甲烷的转化率降低，故C选项正确；
D．根据温度升高，甲烷的平衡转化率增大，知甲烷裂解正反应属于吸热反应，故 D选项错误。
故答案选D。
15.工业上制备纯硅反应的热化学方程式为SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g) ΔH＝QkJ/mol(Q>0)，某温度、压强下，将一定量反应物通入密闭容器中进行以上反应(此条件下为可逆反应)，下列叙述正确的是（ ）
A. 反应过程中，增大压强能提高SiCl4的转化率
B. 若反应开始时SiCl4为1mol，则达平衡时，吸收热量为QkJ
C. 反应至4min时，若HCl的浓度为0.12mol/L，则H2的反应速率为0.03mol/(L·min)
D. 当反应吸收热量为0.025QkJ时，生成的HCl通入100mL1mol/L的NaOH溶液中恰好完全反应
【答案】D
【解析】
【详解】A．该反应为反应前后气态物质体积增大的反应，增大压强平衡左移，SiCl4的转化率减小，故A项错误；
B．该反应为可逆反应，不能实现完全转化，吸收的热量小于QkJ，故B项错误；
C．反应至4min时，HCl的浓度为0.12mol/L，则用HCl表示的反应速率为υ(HCl)＝0.03mol/(L·min)，换算为H2的反应速率υ(H2)＝0.015mol/(L·min)，故C项错误；
D．当吸热0.025QkJ时，说明参与反应的SiCl4为0.025mol，生成HCl0.1mol，其与0.1mol的NaOH恰好完全反应，故D项正确。
二、非选择题(本题包括5小题，共55分)
16.在密闭容器中，使2 mol N2和6 mol H2混合发生下列反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0
(1)当反应达到平衡时，N2和H2的浓度比是________；N2和H2的转化率比是________。
(2)升高平衡体系温度(保持体积不变)，混合气体的平均相对分子质量__________，密度__________。(填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)当达到平衡时，充入氩气，并保持压强不变，平衡将________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
(4)若容器恒容、绝热，加热使容器内温度迅速升至原来的2倍，平衡将________(填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)。达到新平衡后，容器内温度________(填“大于”、“小于”或“等于”)原来的2倍。
【答案】(1). 1∶3 (2). 1∶1 (3). 变小 (4). 不变 (5). 逆向 (6). 向左移动 (7). 小于
【解析】（1）使2molN2和6molH2混合发生下列反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，反应物起始量之比等于化学方程式中的化学计量数之比，所以平衡浓度为1：3，N2和H2的转化率比是为1：1；（2）正反应为放热反应，升温平衡逆向进行，气体质量不变，气体的物质的量增大，由M=可知，混和气体的平均相对分子质量减小；混合气体质量和体积不变，平衡后气体密度ρ=，所以密度不变；（3）反应是气体体积减小的放热反应，恒温恒压容器加入氩气，为保持恒压体积增大，压强减小，平衡逆向进行；（4）升温，平衡向吸热方向移动，即向逆反应方向移动，使体系温度降低。
17.T ℃时，A气体与B气体反应生成C气体，反应过程中A、B、C浓度变化如图(Ⅰ)所示，若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示。
根据以上条件，回答下列问题：
(1)A与B反应生成C的化学方程式为________，正反应为_____(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)t1 min后，改变下列某一条件，能使平衡向逆反应方向移动的有______(填字母序号)。
A．保持其他条件不变，增大压强
B．保持容器总体积不变，通入少量稀有气体
C．保持其他条件不变，升高温度
【答案】(1). A(g)+3B(g)2C(g) (2). 放热 (3). C
【解析】
【详解】(1)随反应进行，A、B的物质的量浓度减小，为反应物，C的物质的量浓度增大，为生成物，最终A、B的浓度不变化，且不为0，属于可逆反应，A、B、C的化学计量数之比=(0.5-0.3)∶(0.7-01)∶0.4=1∶3∶2，故反应方程式为：A(g)+3B(g)⇌2C(g)；由图(Ⅱ)可知T1＞T2，升高温度，B的体积分数增大，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，故答案为：A(g)+3B(g)⇌2C(g)；放热；
(2)A．保持其他条件不变，增大压强，平衡向正反应方向移动，故A错误；B 保持容器总体积不变，通入少量稀有气体，各组分的浓度不变，平衡不发生移动，故B错误；C．该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，故C正确；故答案为：C。
18.一定条件下，在体积为3L的密闭容器中化学反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)达到平衡状态。
（1）该反应的平衡常数表达式K＝__；根据图，升高温度，K值将__(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（2）500℃时，从反应开始到化学平衡状态，以H2的浓度变化表示的化学反应速率是__(用nB、tB表示)。
（3）判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是__(填字母，下同)。
a.υ生成(CH3OH)＝υ消耗(CO) b.混合气体的密度不再改变
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变 d.CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化
（4）300℃时，将容器的容积压缩到原来的，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是____。
a.c(H2)减小 b.正反应速率加快，逆反应速率减慢
c.CH3OH的物质的量增加 d.重新平衡时减小
【答案】(1). (2). 减小 (3). mol·L－1·min－1 (4). cd (5). cd
【解析】
【分析】由方程式可得反应平衡常数K=，根据所给图像判断出正反应为放热反应，逆反应为吸热反应，由于υ(CH3OH)∶υ(H2)＝1∶2，因此可先求出υ(CH3OH)，再推算出υ(H2)。根据化学平衡的标志和压强对化学平衡的影响进行解答。
【详解】（1）由方程式可得反应平衡常数K=，根据所给图像判断，500℃时CH3OH的物质的量比300 ℃时CH3OH的量少，说明升高温度平衡逆向移动，K值减小。
故答案为 减小
（2）根据图像υ(CH3OH)= mol·L－1·min－1，由于υ(CH3OH)∶υ(H2)＝1∶2，则υ(H2) =mol·L－1·min－1 。故答案为mol·L－1·min－1
（3）a项，均为正反应方向的反应速率，故不能说明反应达到平衡状态；b项，由于气体的总质量为定值，且容器的体积保持不变，故密度一直不变，密度不再变化不能说明反应达到平衡状态；c项，由于气体的总质量为定值，建立平衡过程中混合气的物质的量变化，混合气的平均相对分子质量变化，混合气的平均相对分子质量不再变化能说明反应达到平衡状态；d项，CO、H2、CH3OH的浓度不再变化是平衡状态的特征标志。故答案为cd；
（4）体积压缩，即增大压强，平衡右移；a项，由于体积减小，各物质的物质的量浓度均增加，c（H2）增大；b项，正、逆反应速率均加快；c项，增大压强，平衡右移，CH3OH物质的量增大；d项，增大压强，平衡右移，H2物质的量减小，CH3OH物质的量增大，由于=，故减小。
故答案为cd。
19. 氮是大气中含量最多的气体，研究氮及其化合物对人类有重要的意义。
（1）合成氨的原理为：N2(g)+3H22NH3△H=" -" 92.4kJ/mol
①将一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密闭容器中，在500℃、2×107Pa下达到平衡，平衡时测得N2为0.1 mol，H2为0.3 mol，NH3为0.1 mol。该条件下H2的转化率为 。
此温度下该反应的平衡常数K＝ 。
②欲提高H2的转化率，下列措施可行的是 。
a．向容器中按原比例再充入原料气
b．向容器中再充入惰性气体
c．改变反应的催化剂
d．液化生成物分离出氨
（2）在2L密闭容器中，800℃时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g) △H＜0体系中，各成分浓度随时间的变化如图：
①用O2表示从0～2s内该反应的平均速率v＝___________。
②能说明该反应已经达到平衡状态的是_________。
a．v(NO2)=2v(O2)
b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)＝2v正(O2)
d．容器内的密度保持不变
③为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是_________。
a．及时分离出NO2气体 b．适当升高温度
c．增大O2的浓度 d．选择高效的催化剂
（3）汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g) ΔH＝－1 200 kJ·mol－1对于该反应，温度不同(T2>T1)、其他条件相同时，下列图像正确的是______(填代号)。
【答案】（1）33.3% （2分） K=3.7（L/mol）2或100/27（L/mol）2（2分）②ad（2分）
（2）① 1.5×10－3mol/(L·s)（2分） ②b c （2分） ③c（1分）
（3）乙 （1分）
【解析】试题分析：（1）①利用三段式进行计算：N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)
起始浓度（mol•L‾1） 0.15 0.45 0
起始浓度（mol•L‾1） 0.05 0.15 0.1
起始浓度（mol•L‾1） 0.1 0.3 0.1
则H2的转化率=0.15mol/L÷0.45mol/L×100%=33.3%；此温度下该反应的平衡常数K＝(0.1mol•L‾1)2÷[0.1mol/L×(0.3mol•L‾1)3]= 3.7（L/mol）2。
②a、向容器中按原比例再充入原料气，压强增大，平衡向右移动，H2的转化率增大，正确；b、向容器中再充入惰性气体，平衡不移动，H2的转化率不变，错误；c、改变反应的催化剂，平衡不移动，H2的转化率不变，错误；d、液化生成物分离出氨，平衡向右移动，H2的转化率增大，正确。
（2）①根据图像中各物质浓度改变，可知a为NO2，b为NO，c为O2的，则0～2s内该反应的平均速率v(O2)=(0.005mol•L‾1-0.002mol•L‾1)÷2s=1.5×10－3mol/(L·s)
②a．v(NO2)=2v(O2)，没有注明正反应还是逆反应，错误；b．容器体积不变，所以压强保持不变可说明反应达到平衡，正确；c．v逆(NO)＝2v正(O2)，说明正反应速率等于逆反应速率，反应已达到平衡，正确；d．气体的质量和体积均为定值，所以容器内的密度保持不变不能说明反应达到平衡，错误。
③a．及时分离出NO2气体，反应速率减小，错误；b．因为正反应为放热反应，所以适当升高温度平衡向逆反应方向移动，错误；c. 增大O2的浓度, 反应速率增大，且平衡向正反应方向移动，正确；d．选择高效的催化剂，平衡不移动，错误。
（3）温度升高至T2，正反应速率和逆反应速率都增大，v正和v正’不能相连，所以甲图错误；T2温度高，反应速率大，平衡向逆反应方向移动，NO2的转化率减小，故图乙正确；压强增大，平衡向正反应方向移动，CO的体积分数减小，故图丙错误。
20.丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：
（1）正丁烷（C4H10）脱氢制1-丁烯（C4H8）的热化学方程式如下：
①C4H10(g)= C4H8(g)+H2(g) ΔH1
已知：②C4H10(g)+O2(g)= C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=-119 kJ·mol-1
③H2(g)+ O2(g)= H2O(g) ΔH3=-242 kJ·mol-1
反应①的ΔH1为________ kJ·mol-1。图（a）是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x_____________0.1（填“大于”或“小于”）；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是__________（填标号）。
A．升高温度 B．降低温度 C．增大压强 D．降低压强
（2）丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是活化催化剂），出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图（b）为丁烯产率与进料气中n（氢气）/n（丁烷）的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是___________。
（3）图（c）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 ℃之前随温度升高而增大的原因可能是___________、____________；590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_____________。
【答案】(1). +123kJ·mol－1 (2). < (3). AD (4). 氢气是产物之一，随着n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大 (5). 升高温度有利于反应向吸热方向进行 (6). 温度升高反应速率加快 (7). 丁烯高温裂解生成短链烃类
【解析】（1）根据盖斯定律，用②式-③式可得①式，因此△H1=△H2-△H3=-119 kJ/mol +242 kJ/mol =+123kJ/mol。由a图可以看出，温度相同时，由0.1MPa变化到xMPa，丁烷的转化率增大，即平衡正向移动，根据反应前后气体系数之和，反应前气体系数小于反应后气体系数之和，因此减小压强，平衡向正反应方向移动，即x<0.1。提高丁烯的产率，要求平衡向正反应方向移动，A、因为反应①是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，即丁烯转化率增大，故A正确；B、降低温度，平衡向逆反应方向移动，丁烯的转化率降低，故B错误；C、反应前气体系数之和小于反应后气体系数之和，增大压强，平衡向逆反应方向移动，丁烯的转化率降低，故C错误；D、根据C选项分析，降低压强，平衡向正反应方向移动，丁烯转化率提高，故D正确；（2）因为通入丁烷和氢气，发生①，氢气是生成物，随着n(H2)/n(C4H10)增大，相当于增大氢气的量，反应向逆反应方向进行，逆反应速率增加；（3）根据图(c)，590℃之前，温度升高时反应速率加快，生成的丁烯会更多，同时由于反应①是吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡体系中会含有更多的丁烯。而温度超过590℃时，由于丁烷高温会裂解生成短链烃类，所以参加反应①的丁烷也就相应减少。
一、选择题(本题包括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.下列过程中，属于非自发过程的是( )
A. N2和O2混合 B. 常温、常压下，石墨转化为金刚石
C. H2和O2化合生成H2O D. C＋O2CO2
【答案】B
【解析】
【详解】A.氮气和氧气混合时∆S>0，体系混乱度增加，属于自发过程；
B.石墨转化为金刚石是吸热反应，常温、常压下是非自发过程；
C.H2和O2化合生成H2O的反应是△H<0的放热反应，△S <0，低温时△H-T•△S<0，属于自发过程；
D.碳和氧气的反应是△H<0的放热反应，属于自发过程；
答案选B。
2.以下对影响反应方向因素的判断不正确的是（ ）
A. 有时焓变对反应的方向起决定性作用
B. 有时熵变对反应的方向起决定性作用
C. 焓变和熵变是判断反应方向的两个主要因素
D. 任何情况下，温度都不可能对反应的方向起决定性作用
【答案】D
【解析】依据△H－T△S＜0，反应能自发进行。说明焓变和熵变是判断反应的两个主要因素，选项C正确；△H ＜0，△S＜0，低温下反应自发进行，则说明此时焓变对反应的方向起决定作用，选项A正确；△H ＞0，△S＞0，高温下反应能自发进行，则熵变对反应的方向起决定作用，选项B正确；如果反应的焓变和熵变的作用相反且相差不大时，温度有可能对反应的方向起决定作用，选项D不正确。答案选D。
3.对于可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，下列措施能使反应物中活化分子百分数、化学反应速率和化学平衡常数都变化的是( )
A. 增大压强 B. 升高温度 C. 使用催化剂 D. 多充入O2
【答案】B
【解析】
【分析】气体压强和反应物浓度只能影响化学反应速率，催化剂增大反应物中活化分子百分数，自然能增大化学反应速率，但催化剂不能改变化学平衡常数，化学平衡常数只与温度有关，据此分析解答。
【详解】A．增大压强，活化分子百分数不变，化学平衡常数也不变，故A错误；
B．升高温度，反应物中活化分子百分数、化学反应速率都增大，且化学平衡常数发生变化，故B正确；
C．使用催化剂，平衡常数不变，故C错误；
D．多充O2，活化分子百分数、平衡常数不变，故D错误。
答案选B。
4.在恒温、体积为2L的密闭容器中进行反应：2A（g）3B（g）+C（g），若反应物在前20s由3mol降为1.8mol，则前20s的平均反应速度为( )
A. υ（B）=0.045mol/（L·s） B. υ（B）=0.03mol/（L·s）
C. υ（C）=0.03mol/（L·s） D. υ（C）=0.06mol/（L·s）
【答案】A
【解析】
【详解】前20s用A表示的平均反应速率υ（A）===0.03mol/（L·s），则前20s的平均反应速率υ（B）=υ（A）=0.045 mol/（L·s），υ（C）=υ（A）=0.015 mol/（L·s），答案选A。
5.下列叙述中，一定能判断化学平衡移动是( )
A. 混合物中各组分的浓度改变
B. 正、逆反应速率改变
C. 混合物中各组分的百分含量改变
D. 混合体系的压强改变
【答案】C
【解析】
【详解】A.如果反应前后体积相等，减小体积、加大压强后浓度改变，但平衡不移动，故A错误；
B.使用合适的催化剂，正逆反应速率都改变，但平衡不移动，故B错误；
C.混合物中各组分的百分含量一定是化学平衡状态的标志，如果各组分的百分含量改变，一定发生化学平衡移动，故C正确；
D.如果反应前后气体总物质的量不变，则压强对平衡无影响，故D错误。
故选C。
6.我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程，该历程示意图如下所示。
下列说法不正确的是( )
A. 生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%
B. CH4→CH3COOH过程中，有C—H键发生断裂
C. ①→②放出能量并形成了C—C键
D. 该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
【答案】D
【解析】分析：A项，生成CH3COOH的总反应为CH4+CO2CH3COOH，原子利用率为100%；B项，CH4选择性活化变为①过程中，有1个C-H键发生断裂；C项，根据图示，①的总能量高于②的总能量，①→②放出能量并形成C-C键；D项，催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高平衡转化率。
详解：A项，根据图示CH4与CO2在催化剂存在时生成CH3COOH，总反应为CH4+CO2CH3COOH，只有CH3COOH一种生成物，原子利用率为100%，A项正确；B项，CH4选择性活化变为①过程中，有1个C-H键发生断裂，B项正确；C项，根据图示，①的总能量高于②的总能量，①→②放出能量，对比①和②，①→②形成C-C键，C项正确；D项，催化剂只影响化学反应速率，不影响化学平衡，不能提高反应物的平衡转化率，D项错误；答案选D。
7.X、Y、Z三种气体，取X和Y按1：1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X+2Y2Z ，达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3：2，则Y的转化率最接近于（ ）
A. 33% B. 40% C. 50% D. 65%
【答案】D
【解析】
【详解】假设X和Y物质的量为1mol，达到平衡时消耗X物质的量为amol，则：
X+2Y2Z
起始量（mol）1 1 0
转化量（mol）a 2a 2a
平衡量（mol）1－a 1－2a 2a
根据题意有：(1-a+1-2a)：2a =3:2 ，a＝，Y的转化率=×100%=67%，最接近65%，
答案选D。
8. 在一个不导热的密闭反应器中，只发生两个反应：
a（g）+b（g）⇌2c（g）；△H1＜0
x（g）+3y（g）⇌2z（g）；△H2＞0
进行相关操作且达到平衡后（忽略体积改变所作的功），下列叙述错误的是（ ）
A. 等压时，通入惰性气体，c的物质的量不变
B. 等压时，通入z气体，反应器中温度升高
C. 等容时，通入惰性气体，各反应速率不变
D. 等容时，通入z气体，y的物质的量浓度增大
【答案】A
【解析】试题分析：A、等压时，通入惰性气体，体积增大，对第二个反应平衡向逆反应移动，温度升高，导致第一个反应向逆反应移动；
B、等压时，通入z气体，第二反应平衡向逆反应移动，反应器中温度升高；
C、等容时，通入惰性气体，各反应混合物的浓度不变；
D、等容时，通入z气体，第二反应平衡向逆反应移动．
解：A、等压时，通入惰性气体，气体的体积增大，平衡x（g）+3y（g）⇌2z（g）（△H＞0）向左移动，反应放热，反应体系的温度升高，由于该反应容器是一个不导热的容器，所以平衡a（g）+b（g）⇌2c（g）也向左（吸热方向）移动，c的物质的量减小，故A错误；
B、等压时，通入z气体，增大了生成物的浓度，平衡x（g）+3y（g）⇌2z（g）向左移动，由于该反应的逆反应是放热反应，容器内温度升高，虽然导致第一个反应向逆反应移动，但移动结果不会恢复到原温度，故平衡时温度升高，故B正确；
C、等容时，通入惰性气体，各反应物和生成物的物质的量没有变化，即各组分的浓度没有发生变化，所以各组分的反应速率不发生变化，故C正确；
D、等容时，通入z气体，增大了生成物z的浓度，平衡逆向移动，所以y的物质的量浓度增大，故D正确；
故选A．
9.向绝热恒容密闭器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是( )
A. 反应在c点达到平衡状态
B. 反应物浓度：a点小于b点
C. 反应物的总能量低于生成物的总能量
D. Δt1=Δt2时，SO2的转化率：a~b段小于b~c段
【答案】D
【解析】
【详解】A.化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率显然还在改变，故一定未达平衡，A错误；
B.反应从正反应方向开始，随着反应的进行，反应物的浓度逐渐降低，所以反应物浓度：a点大于b点，B错误；
C.从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应的正反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，C错误；
D.随着反应的进行，正反应速率越快，消耗的二氧化硫就越多，SO2的转化率将逐渐增大，SO2的转化率：a~b段小于b~c段,D正确；
故合理选项是D。
10.在2L恒容密闭容器中充入2molX和1molY发生反应：2X(g)＋Y(g)3Z(g) ΔH＜0，反应过程持续升高温度，测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法正确的（ ）
A. 平衡时再充入Z，达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大
B. W点X正反应速率等于M点X的正反应速率
C. Q点时，Y的转化率最小
D. 升高温度，平衡常数减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应为气体体积不变的反应，恒温恒容条件下，平衡时再充入Z，与原平衡等效，故达到新平衡时Z的体积分数与原平衡时相等，故A错误；
B.温度越高，反应速率越快，M点温度高，则W点X的正反应速率小于M点X的正反应速率，故B错误；
C.由图可知，Q点为平衡点，X的体积分数最小，则Q点转化率最大，故C错误；
D.ΔH＜0为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则平衡常数K减小，故D正确。
故答案选D。
11.在相同温度下(T＝500K)，有相同体积的甲、乙两容器，且保持体积不变，甲容器中充入1gSO2和1gO2，乙容器中充入2gSO2和2gO2。下列叙述中错误的是( )
A. 化学反应速率：乙>甲 B. 平衡时O2的浓度：乙>甲
C. 平衡时SO2的转化率：乙>甲 D. 平衡时SO2的体积分数：乙>甲
【答案】D
【解析】
【分析】在相同温度下（T = 500K），有相同体积的甲、乙两容器，且保持体积不变，加入二氧化硫和氧气发生的反应为：2SO2+O22SO3，反应是气体体积减小的放热反应，甲容器中和乙容器中相比，乙相当于在甲的基础上增大压强（使体积缩小为原来的一半），反应速率快，二氧化硫转化率增大，由此分析解答；
【详解】由上述分析可知：
A、乙中物质的浓度大于甲，化学反应速率：乙>甲，故A项正确；
B、乙中物质的浓度大于甲，平衡时O2的浓度：乙>甲，故B项正确；
C、乙中SO2、O2的浓度是甲中的两倍，乙相当于在甲的基础上增大压强（使体积缩小为原来的一半），平衡正向进行，平衡时SO2的转化率：乙>甲，故C项正确；
D、在相同温度下（T=500K），有相同体积的甲、乙两容器，且保持体积不变，甲容器中和乙容器中相比，乙相当于在甲的基础上增大压强（使体积缩小为原来的一半），反应速率快，二氧化硫转化率增大，平衡时SO2的体积分数：乙<甲，故D项错误；
答案选D。
12.一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中的硫的回收：SO2(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋S(l) ΔH<0。一定温度下，在容积为2L的恒容密闭容器中，1molSO2和nmolCO发生反应，2min后达到平衡，生成2amolCO2。下列说法中正确的是（ ）
A. 反应前2min的平均速率υ(SO2)＝0.1amol/(L·min)
B. 当混合气体的物质的量不再改变时，反应达到平衡状态
C. 平衡后保持其他条件不变，从容器中分离出部分硫，平衡向正反应方向移动
D. 平衡后保持其他条件不变，升高温度和加入催化剂，SO2的转化率均增大
【答案】B
【解析】
【分析】由题意可得出可逆反应SO2(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋S(l)是放热反应且反应前后气体物质的量不相等，根据此分析进行解答。
【详解】A．根据化学方程式可知，生成2amolCO2的同时，消耗amolSO2，其浓度是0.5amol/L，所以反应前2min的平均速率υ(SO2)＝0.5amol/L÷2min＝0.25amol/(L·min)，故A错误；
B．根据化学方程式可知，该反应是反应前后气体的物质的量不相等的可逆反应，因此当混合气体的物质的量不再改变时，可以说明反应达到平衡状态，故B正确；
C．S为液态，分离出部分硫，平衡不移动，故C错误；
D.该反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，SO2的转化率降低，催化剂不能改变平衡状态，转化率不变，故D错误。
故答案选B。
13.如图是温度和压强对反应X＋Y2Z影响的示意图。图中横坐标表示温度，纵坐标表示平衡混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是（ ）
A. 上述可逆反应的正反应为放热反应 B. X、Y、Z均为气态
C. X和Y中最多只有一种为气态，Z为气态 D. 上述反应的逆反应的ΔH＞0
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知，随着温度的升高，Z的体积分数增加，故正反应为吸热反应，逆反应为放热反应，且在相同温度下，压强越大，Z的体积分数越小，则若Z为气态，X、Y中只有一个气态物质。根据此分析进行解答。
【详解】A．由图像可知，随温度升高Z体积分数增大，该反应为吸热反应，故A选项错误；
B.相同温度下，压强越大，Z的体积分数越小，说明增加压强平衡左移，X、Y中至少有一种不是气体，故B选项错误；
C．相同温度下，压强越大，Z的体积分数越小，说明增加压强平衡左移，则若Z为气态，X、Y中最多只有一种气态物质，故选C选项正确；
D．由图像可知，随温度升高Z的体积分数增大，正反应为吸热反应，逆反应为放热反应，逆反应的ΔH小于0，故D选项错误。
故答案选C。
14.目前工业上利用甲烷催化裂解生产不含一氧化碳和二氧化碳的清洁氢气。该过程多用铁、钴和镍等过渡金属纳米催化剂：CH4(g)C(s)＋2H2(g)，已知温度升高，甲烷的平衡转化率增大。下列有关说法不正确的是（ ）
A. 甲烷裂解属于吸热反应
B. 在反应体系中加催化剂，反应速率增大
C. 增大体系压强，不能提高甲烷的转化率
D. 在1500℃以上时，甲烷的转化率很高，但几乎得不到炭黑，是因为在高温下该反应为放热反应
【答案】D
【解析】
【分析】已知温度升高，甲烷的平衡转化率增大，故正反应为吸热反应，且反应物的气体量小于生成物的气体量，故增大压强平衡向逆反应方向移动。根据此分析进行解答。
【详解】A．根据温度升高，甲烷的平衡转化率增大，知甲烷裂解属于吸热反应，故A选项正确；
B．加入催化剂后反应的活化能降低，反应速率加快，故B选项正确；
C.甲烷发生分解反应，反应后气体分子数增大，故增大压强平衡向逆反应方向移动，甲烷的转化率降低，故C选项正确；
D．根据温度升高，甲烷的平衡转化率增大，知甲烷裂解正反应属于吸热反应，故 D选项错误。
故答案选D。
15.工业上制备纯硅反应的热化学方程式为SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g) ΔH＝QkJ/mol(Q>0)，某温度、压强下，将一定量反应物通入密闭容器中进行以上反应(此条件下为可逆反应)，下列叙述正确的是（ ）
A. 反应过程中，增大压强能提高SiCl4的转化率
B. 若反应开始时SiCl4为1mol，则达平衡时，吸收热量为QkJ
C. 反应至4min时，若HCl的浓度为0.12mol/L，则H2的反应速率为0.03mol/(L·min)
D. 当反应吸收热量为0.025QkJ时，生成的HCl通入100mL1mol/L的NaOH溶液中恰好完全反应
【答案】D
【解析】
【详解】A．该反应为反应前后气态物质体积增大的反应，增大压强平衡左移，SiCl4的转化率减小，故A项错误；
B．该反应为可逆反应，不能实现完全转化，吸收的热量小于QkJ，故B项错误；
C．反应至4min时，HCl的浓度为0.12mol/L，则用HCl表示的反应速率为υ(HCl)＝0.03mol/(L·min)，换算为H2的反应速率υ(H2)＝0.015mol/(L·min)，故C项错误；
D．当吸热0.025QkJ时，说明参与反应的SiCl4为0.025mol，生成HCl0.1mol，其与0.1mol的NaOH恰好完全反应，故D项正确。
二、非选择题(本题包括5小题，共55分)
16.在密闭容器中，使2 mol N2和6 mol H2混合发生下列反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0
(1)当反应达到平衡时，N2和H2的浓度比是________；N2和H2的转化率比是________。
(2)升高平衡体系温度(保持体积不变)，混合气体的平均相对分子质量__________，密度__________。(填“变大”、“变小”或“不变”)
(3)当达到平衡时，充入氩气，并保持压强不变，平衡将________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。
(4)若容器恒容、绝热，加热使容器内温度迅速升至原来的2倍，平衡将________(填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)。达到新平衡后，容器内温度________(填“大于”、“小于”或“等于”)原来的2倍。
【答案】(1). 1∶3 (2). 1∶1 (3). 变小 (4). 不变 (5). 逆向 (6). 向左移动 (7). 小于
【解析】（1）使2molN2和6molH2混合发生下列反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，反应物起始量之比等于化学方程式中的化学计量数之比，所以平衡浓度为1：3，N2和H2的转化率比是为1：1；（2）正反应为放热反应，升温平衡逆向进行，气体质量不变，气体的物质的量增大，由M=可知，混和气体的平均相对分子质量减小；混合气体质量和体积不变，平衡后气体密度ρ=，所以密度不变；（3）反应是气体体积减小的放热反应，恒温恒压容器加入氩气，为保持恒压体积增大，压强减小，平衡逆向进行；（4）升温，平衡向吸热方向移动，即向逆反应方向移动，使体系温度降低。
17.T ℃时，A气体与B气体反应生成C气体，反应过程中A、B、C浓度变化如图(Ⅰ)所示，若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示。
根据以上条件，回答下列问题：
(1)A与B反应生成C的化学方程式为________，正反应为_____(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)t1 min后，改变下列某一条件，能使平衡向逆反应方向移动的有______(填字母序号)。
A．保持其他条件不变，增大压强
B．保持容器总体积不变，通入少量稀有气体
C．保持其他条件不变，升高温度
【答案】(1). A(g)+3B(g)2C(g) (2). 放热 (3). C
【解析】
【详解】(1)随反应进行，A、B的物质的量浓度减小，为反应物，C的物质的量浓度增大，为生成物，最终A、B的浓度不变化，且不为0，属于可逆反应，A、B、C的化学计量数之比=(0.5-0.3)∶(0.7-01)∶0.4=1∶3∶2，故反应方程式为：A(g)+3B(g)⇌2C(g)；由图(Ⅱ)可知T1＞T2，升高温度，B的体积分数增大，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，故答案为：A(g)+3B(g)⇌2C(g)；放热；
(2)A．保持其他条件不变，增大压强，平衡向正反应方向移动，故A错误；B 保持容器总体积不变，通入少量稀有气体，各组分的浓度不变，平衡不发生移动，故B错误；C．该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，故C正确；故答案为：C。
18.一定条件下，在体积为3L的密闭容器中化学反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)达到平衡状态。
（1）该反应的平衡常数表达式K＝__；根据图，升高温度，K值将__(填“增大”、“减小”或“不变”)。
（2）500℃时，从反应开始到化学平衡状态，以H2的浓度变化表示的化学反应速率是__(用nB、tB表示)。
（3）判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是__(填字母，下同)。
a.υ生成(CH3OH)＝υ消耗(CO) b.混合气体的密度不再改变
c.混合气体的平均相对分子质量不再改变 d.CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化
（4）300℃时，将容器的容积压缩到原来的，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是____。
a.c(H2)减小 b.正反应速率加快，逆反应速率减慢
c.CH3OH的物质的量增加 d.重新平衡时减小
【答案】(1). (2). 减小 (3). mol·L－1·min－1 (4). cd (5). cd
【解析】
【分析】由方程式可得反应平衡常数K=，根据所给图像判断出正反应为放热反应，逆反应为吸热反应，由于υ(CH3OH)∶υ(H2)＝1∶2，因此可先求出υ(CH3OH)，再推算出υ(H2)。根据化学平衡的标志和压强对化学平衡的影响进行解答。
【详解】（1）由方程式可得反应平衡常数K=，根据所给图像判断，500℃时CH3OH的物质的量比300 ℃时CH3OH的量少，说明升高温度平衡逆向移动，K值减小。
故答案为 减小
（2）根据图像υ(CH3OH)= mol·L－1·min－1，由于υ(CH3OH)∶υ(H2)＝1∶2，则υ(H2) =mol·L－1·min－1 。故答案为mol·L－1·min－1
（3）a项，均为正反应方向的反应速率，故不能说明反应达到平衡状态；b项，由于气体的总质量为定值，且容器的体积保持不变，故密度一直不变，密度不再变化不能说明反应达到平衡状态；c项，由于气体的总质量为定值，建立平衡过程中混合气的物质的量变化，混合气的平均相对分子质量变化，混合气的平均相对分子质量不再变化能说明反应达到平衡状态；d项，CO、H2、CH3OH的浓度不再变化是平衡状态的特征标志。故答案为cd；
（4）体积压缩，即增大压强，平衡右移；a项，由于体积减小，各物质的物质的量浓度均增加，c（H2）增大；b项，正、逆反应速率均加快；c项，增大压强，平衡右移，CH3OH物质的量增大；d项，增大压强，平衡右移，H2物质的量减小，CH3OH物质的量增大，由于=，故减小。
故答案为cd。
19. 氮是大气中含量最多的气体，研究氮及其化合物对人类有重要的意义。
（1）合成氨的原理为：N2(g)+3H22NH3△H=" -" 92.4kJ/mol
①将一定量的N2(g)和H2(g)放入1L的密闭容器中，在500℃、2×107Pa下达到平衡，平衡时测得N2为0.1 mol，H2为0.3 mol，NH3为0.1 mol。该条件下H2的转化率为 。
此温度下该反应的平衡常数K＝ 。
②欲提高H2的转化率，下列措施可行的是 。
a．向容器中按原比例再充入原料气
b．向容器中再充入惰性气体
c．改变反应的催化剂
d．液化生成物分离出氨
（2）在2L密闭容器中，800℃时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g) △H＜0体系中，各成分浓度随时间的变化如图：
①用O2表示从0～2s内该反应的平均速率v＝___________。
②能说明该反应已经达到平衡状态的是_________。
a．v(NO2)=2v(O2)
b．容器内压强保持不变
c．v逆(NO)＝2v正(O2)
d．容器内的密度保持不变
③为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是_________。
a．及时分离出NO2气体 b．适当升高温度
c．增大O2的浓度 d．选择高效的催化剂
（3）汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g) ΔH＝－1 200 kJ·mol－1对于该反应，温度不同(T2>T1)、其他条件相同时，下列图像正确的是______(填代号)。
【答案】（1）33.3% （2分） K=3.7（L/mol）2或100/27（L/mol）2（2分）②ad（2分）
（2）① 1.5×10－3mol/(L·s)（2分） ②b c （2分） ③c（1分）
（3）乙 （1分）
【解析】试题分析：（1）①利用三段式进行计算：N2(g) + 3H2(g)2NH3(g)
起始浓度（mol•L‾1） 0.15 0.45 0
起始浓度（mol•L‾1） 0.05 0.15 0.1
起始浓度（mol•L‾1） 0.1 0.3 0.1
则H2的转化率=0.15mol/L÷0.45mol/L×100%=33.3%；此温度下该反应的平衡常数K＝(0.1mol•L‾1)2÷[0.1mol/L×(0.3mol•L‾1)3]= 3.7（L/mol）2。
②a、向容器中按原比例再充入原料气，压强增大，平衡向右移动，H2的转化率增大，正确；b、向容器中再充入惰性气体，平衡不移动，H2的转化率不变，错误；c、改变反应的催化剂，平衡不移动，H2的转化率不变，错误；d、液化生成物分离出氨，平衡向右移动，H2的转化率增大，正确。
（2）①根据图像中各物质浓度改变，可知a为NO2，b为NO，c为O2的，则0～2s内该反应的平均速率v(O2)=(0.005mol•L‾1-0.002mol•L‾1)÷2s=1.5×10－3mol/(L·s)
②a．v(NO2)=2v(O2)，没有注明正反应还是逆反应，错误；b．容器体积不变，所以压强保持不变可说明反应达到平衡，正确；c．v逆(NO)＝2v正(O2)，说明正反应速率等于逆反应速率，反应已达到平衡，正确；d．气体的质量和体积均为定值，所以容器内的密度保持不变不能说明反应达到平衡，错误。
③a．及时分离出NO2气体，反应速率减小，错误；b．因为正反应为放热反应，所以适当升高温度平衡向逆反应方向移动，错误；c. 增大O2的浓度, 反应速率增大，且平衡向正反应方向移动，正确；d．选择高效的催化剂，平衡不移动，错误。
（3）温度升高至T2，正反应速率和逆反应速率都增大，v正和v正’不能相连，所以甲图错误；T2温度高，反应速率大，平衡向逆反应方向移动，NO2的转化率减小，故图乙正确；压强增大，平衡向正反应方向移动，CO的体积分数减小，故图丙错误。
20.丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：
（1）正丁烷（C4H10）脱氢制1-丁烯（C4H8）的热化学方程式如下：
①C4H10(g)= C4H8(g)+H2(g) ΔH1
已知：②C4H10(g)+O2(g)= C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=-119 kJ·mol-1
③H2(g)+ O2(g)= H2O(g) ΔH3=-242 kJ·mol-1
反应①的ΔH1为________ kJ·mol-1。图（a）是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x_____________0.1（填“大于”或“小于”）；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是__________（填标号）。
A．升高温度 B．降低温度 C．增大压强 D．降低压强
（2）丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是活化催化剂），出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图（b）为丁烯产率与进料气中n（氢气）/n（丁烷）的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是___________。
（3）图（c）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 ℃之前随温度升高而增大的原因可能是___________、____________；590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_____________。
【答案】(1). +123kJ·mol－1 (2). < (3). AD (4). 氢气是产物之一，随着n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大 (5). 升高温度有利于反应向吸热方向进行 (6). 温度升高反应速率加快 (7). 丁烯高温裂解生成短链烃类
【解析】（1）根据盖斯定律，用②式-③式可得①式，因此△H1=△H2-△H3=-119 kJ/mol +242 kJ/mol =+123kJ/mol。由a图可以看出，温度相同时，由0.1MPa变化到xMPa，丁烷的转化率增大，即平衡正向移动，根据反应前后气体系数之和，反应前气体系数小于反应后气体系数之和，因此减小压强，平衡向正反应方向移动，即x<0.1。提高丁烯的产率，要求平衡向正反应方向移动，A、因为反应①是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，即丁烯转化率增大，故A正确；B、降低温度，平衡向逆反应方向移动，丁烯的转化率降低，故B错误；C、反应前气体系数之和小于反应后气体系数之和，增大压强，平衡向逆反应方向移动，丁烯的转化率降低，故C错误；D、根据C选项分析，降低压强，平衡向正反应方向移动，丁烯转化率提高，故D正确；（2）因为通入丁烷和氢气，发生①，氢气是生成物，随着n(H2)/n(C4H10)增大，相当于增大氢气的量，反应向逆反应方向进行，逆反应速率增加；（3）根据图(c)，590℃之前，温度升高时反应速率加快，生成的丁烯会更多，同时由于反应①是吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡体系中会含有更多的丁烯。而温度超过590℃时，由于丁烷高温会裂解生成短链烃类，所以参加反应①的丁烷也就相应减少。
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