2024届五年高考化学真题分类训练：专题十 化学反应速率与化学平衡

第页专题十化学反应速率与化学平衡题组一一、选择题1.[2023湖南，3分]向一恒容密闭容器中加入1molCH4和一定量的H2O，发生反应:CH4g+H2A.x1B.反应速率:vbC.点a、b、c对应的平衡常数:KaD.反应温度为T1[解析]结合图像分析可知，A项正确，B项错误；该反应为吸热反应，温度升高，平衡常数增大，结合图像可知平衡常数Ka<Kb=Kc2.[2022北京，3分]CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以N2为载气，将恒定组成的N2、CH4混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到A.反应①为CaO+CO2CaCOB.t1min∼t3min，nH2C.t2min时刻，副反应生成H2D.t3min之后，生成[解析]根据题图1知，A项正确；若只发生反应②，则nH2=nCO，而t1min～t3min，nH2比nCO多，且生成H2的速率不变，结合反应过程中始终未检测到CO2，催化剂上有积炭，可推测有副反应，且反应②和副反应中CH4和H2的化学计量数之比均为1:2，B项正确；t2min时，H2的流出速率为2mmol⋅min−1，CO的流出速率约为1.5mmol⋅min−1，vH23.[2022辽宁，3分]某温度下,在1L恒容密闭容器中2.0molX发生反应2时间段/min产物Z的平均生成速率/mol⋅L0∼0.200∼0.150∼0.10下列说法错误的是(B)A.1min时,Z的浓度大于0.20B.2min时,加入0.20molZ,此时C.3min时,Y的体积分数约为33.3D.5min时,X的物质的量为1.4[解析]由图表可知，产物Z的生成速率随时间的推移呈减小趋势，2min时产物Z的浓度为0.4mol⋅L−1，则1min时，Z的浓度大于0.20mol⋅L−1，A项正确；由表可知，4min时Z的物质的量为0.15mol⋅L−2X故该反应的平衡常数K=c2Z⋅cY=0.62×0.3=0.108，2min时Y的浓度为0.2mol⋅L−1，Z的浓度为0.4mol⋅L−1，加入0.20molZ后，Z的浓度为0.6mol⋅L−1，此时Qc=c2Z⋅cY=0.62×0.24.[2020浙江1月选考，2分]一定温度下，在2L的恒容密闭容器中发生反应Agt/minnAnBnC02.02.4050.9101.6151.6下列说法正确的是(C)A.0∼5minB.该反应在10minC.平衡状态时，cCD.物质B的平衡转化率为20%[解析]0～5min用A表示的平均反应速率vA=vC3=0.9mol2L×5min×13=0.03mol⋅L−1⋅min−1，A错误；反应10min时，nA=1.6mol，即消耗0.4molA，根据反应的化学方程式可知，消耗0.8molB，即此时n5.[2019浙江4月选考，2分]下列说法正确的是(B)A.H2B.CsC.若压强不再随时间变化能说明反应2A（?）+BD.1molN2和3molH2反应达到平衡时H2转化率为10%,放出热量Q1;在相同温度和压强下，当2molNH3分解为[解析]对于反应H2g+I2g⇌2HIg，反应前后气体分子数相等，缩小反应容器体积，平衡不移动，正逆反应速率增大相同的倍数，A项错误；碳的质量不变，说明正、逆反应速率相等，反应已达平衡状态，B项正确；恒温恒容条件下，若A、C同时为气体，当压强不变时，也能说明反应达到平衡状态，C项错误；设N2g+3H2g⇌2NH3gΔH=−aa>0kJ⋅mol−1，1molN2二、非选择题6.[2021广东，14分]我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是COa)CHb)COc)CHd)2e)COg（1）根据盖斯定律，反应a的ΔH1=ΔH3+[解析]根据盖斯定律，由c−d，可得a，故ΔH1=ΔH3−ΔH4（2）上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有AD。A.增大CO2与CH4的浓度，反应a、b、B.移去部分Cs,反应c、d、eC.加入反应a的催化剂，可提高CH4D.降低反应温度，反应a∼e的正、逆反应速率都减小[解析]增大CO2与CH4的浓度，反应a、b、c的反应物浓度增大，反应速率都增加，故A正确；C为固体，移去部分Cs，反应c、d、e的平衡不移动，故B错误；加入反应的催化剂，平衡不移动，CH4的平衡转化率不变，故C错误；降低反应温度，化学反应速率减小，反应a～e（3）一定条件下，CH4分解形成碳的反应历程如图1所示。该历程分4步进行,其中，第4[解析]根据题图1知，该历程有4个过渡态，分4步进行。第4步的正反应活化能最大。（4）设Kpr为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压（单位为kPa）除以p0p0=100kPa。反应a、c、e①反应a、c、e中，属于吸热反应的有ac（填字母）。[解析]根据题图2知，随着1T增大，即T降低，a、c的lnKpr减小，Kpr减小，说明平衡逆向移动，根据化学平衡移动原理，降温时平衡向放热反应方向移动，故②反应c的相对压力平衡常数表达式为Kpr=[解析]反应c的相对压力平衡常数表达式为Kpr③在图2中A点对应温度下、原料组成为nCO2:nCH4=1:1、初始总压为100kPa[答案]根据A点反应c的lnKpr=0和Kpr=p2H2100pCH4得pCH4=16kPa。设起始时CH4和CO2均为1mol，初始总压为100[解析]题图2中A点反应c的lnKpr=0，则Kpr=1，根据Kpr=p2H2100pCH4，pCH4=16kPa。设起始时CH4和CO2均为1（5）CO2用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：用于人工降雨[解析]根据干冰（固态CO2）升华时吸热知，CO2题组二一、选择题1.[2022天津，3分]向恒温恒容密闭容器中通入2molSO2和1molO2,反应2SOA.SO3的平衡浓度增大C.正向反应速率增大 D.SO2[解析]达平衡后再通入一定量O2，平衡正向移动，SO3的平衡浓度增大，A项正确；平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，B项错误；通入一定量O2，反应物浓度增大，正向反应速率增大，C项正确；平衡正向移动，SO22.[2022海南，2分]某温度下，反应CH2CH2gA.增大压强，v正B.加入催化剂，平衡时CH3C.恒容下，充入一定量的H2D.恒容下，充入一定量的CH2CH2[解析]增大压强，该反应平衡正向移动，v正>v逆，但平衡常数只与温度有关，因此平衡常数不变，A项错误；加入催化剂，平衡不移动，平衡时CH3CH2OHg的浓度不变，B项错误；恒容下，充入一定量的H2Og，反应物浓度增大，平衡向正反应方向移动，C项正确；恒容下，充入一定量的二、非选择题3.[2023新课标卷，15分]氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题:（1）根据图1数据计算反应12N2g+32H2图1能量转换关系[解析]该反应的ΔH=断裂旧键吸收的总能量-形成新键释放的总能量=473（2）研究表明，合成氨反应在Fe催化剂上可能通过图2机理进行(∗表示催化剂表面吸附位，N2∗表示被吸附于催化剂表面的N2)（ⅰ）N2（ⅱ）N2（ⅲ）H2（ⅳ）H2ⅴN………NH图2反应机理[解析]根据图1能量转换关系可知，键能：N≡N键>H—H键，断裂N≡N键需要吸收的能量最多，结合图2反应机理知，步骤（ⅱ）为该反应的速率控制步骤。（3）合成氨催化剂前驱体（主要成分为Fe3O4）使用前经H2还原，生成α−Fe包裹的Fe3O4。已知α−Fe属于立方晶系,晶胞参数a=287pm,密度为7.8g⋅cm[解析]晶胞参数a=287pm,则晶胞体积为287×10−103cm3,晶体密度为7.8g⋅cm−3，则晶胞质量为7.8（4）在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为xH2=0.75、xN2=0.25,另一种为xH2=0.675、①图中压强由小到大的顺序为p1<p2[解析]工业合成氨为气体分子数减小的反应，当温度相同时，压强越大，平衡时混合气体中氨的摩尔分数越大，结合图3或图4均能得出压强由小到大的顺序为p1<②进料组成中含有惰性气体Ar的图是图4。[解析]Ar不参与化学反应，含Ar的进料组成中H2、N2的分压较小，导致平衡时混合气体中氨的摩尔分数减小，结合两图可知，图4表示进料组成中含有Ar③图3中，当p2=20MPa、xNH3=0.20时，氮气的转化率α=33.33%。该温度时，反应[解析]结合p2=20MPa、xNH3=0.20，以及图3对应的进料气的组成，设进料气中N2和H2分别为0.25mol12则根据xNH3=0.20得2x0.25−x+0.75−3x+2x=0.20，解得x=112，则N2的转化率α=1120.25×100%≈33.33%4.[2020全国卷Ⅰ，14分]硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2（1）钒催化剂参与反应的能量变化如图（a）所示,V2O5s与SO2g反应生成VOSO4s和V图（a）[解析]根据题图（a）知，V2O4s+SO3gV2O（2）当SO2g、O2g和N2g起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下,SO2平衡转化率α随温度的变化如图（b）所示。反应在5.0MPa、550℃时的α=0.975图（b）[解析]由题给反应式知，该反应为气体分子数减少的反应，其他条件一定时，增大压强，SO2平衡转化率增大，故p1=5.0MPa。结合题图（b）知5.0MPa、（3）将组成（物质的量分数）为2m%SO2g、m%O2g和q%N2g的气体通入反应器，在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为α,则SO[解析]设通入的SO2、O2和N2共SO2平衡时气体的总物质的量为3m+q−mαmol，则pSO2=p×2m−2mα3m+q−mα,（4）研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为v=kαα′−10.81−nα′。式中：k为反应速率常数，随温度t升高而增大；α为SO2平衡转化率，α′为某时刻SO2图（c）曲线上v最大值所对应温度称为该α′下反应的最适宜温度tm。t<tm时，v逐渐提高；t>tm后，v逐渐下降。原因是升高温度，k增大使v逐渐提高，但α降低使v逐渐下降。t<tm时，k增大对v的提高大于α引起的降低；t>[解析]升高温度，反应速率常数k增大，反应速率v提高，但α降低使反应速率逐渐下降。t<tm时，k增大对v的提高大于α引起的降低；t>tm后，k增大对题组三一、选择题1.[2022江苏，3分]乙醇-水催化重整可获得H2C2CO2在1.0×105Pa、n始C2H5OH:n始H2O=1:A.图中曲线①表示平衡时H2B.升高温度，平衡时CO的选择性增大C.一定温度下，增大nCD.一定温度下，加入CaOs或选用高效催化剂，均能提高平衡时H[解析]由CO的选择性计算公式可知，相同温度下，CO和CO2的选择性之和为1，故曲线②代表平衡时H2产率随温度的变化；由题图可知，约330℃以后H2的平衡产率随温度的升高而减小，结合题给方程式可知，此时CO的选择性应随温度的升高而增大，故曲线③代表平衡时CO的选择性，曲线①代表平衡时CO2的选择性。A项，曲线②代表H2的平衡产率随温度的变化，错误；B项，由题图可知，升高温度，平衡时CO的选择性增大，正确；C项，增大nC2二、非选择题2.[2023全国甲卷，15分]甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：（1）已知下列反应的热化学方程式:①3O②2CH反应③CH4g+O3gCH3OHl+O2g的ΔH3[解析]根据盖斯定律，反应③=12×②−①，则ΔH（2）电喷雾电离等方法得到的M+（Fe+、Co+、Ni+等）与O3反应可得MO+。MO+与CH4反应能高选择性地生成甲醇。分别在300K和310K下（其他反应条件相同）进行反应MO++CH4M++CH3OH,结果如下图所示。图中300K的曲线是[解析]由原子守恒知，cMO++cM+为定值，随反应的进行，MO+减少，cMO+cMO++cM+减小，温度越高，反应速率越快，反应相同时间时，对应的−lg[cMO+cMO++cM+]越大，故曲线b表示300K时的曲线，设起始时cMO（3）MO+分别与CH4、CD4反应，体系的能量随反应进程的变化如图所示（两者历程相似，图中以（ⅰ）步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是Ⅰ（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。[解析]结合图示转化可知，步骤Ⅰ中CH4、MO+转化为，C—H键断裂，形成O—H键，涉及氢原子成键变化,步骤Ⅱ中转化为CH3OH和M+，M—O键、M—C键断裂，形成（ⅱ）直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则MO+与CD4反应的能量变化应为图中曲线c（填“c”或“d[解析]由题意可知，MO+与CD4的反应比与CH4的反应慢，反应的活化能越大，反应速率越慢，故MO+与CD4（ⅲ）MO+与CH2D2反应，氘代甲醇的产量CH2DOD<CHD2OH（填“>”“=”或“<”）。若[解析]由（ⅱ）中信息可知，CH2D2中C—H键比C—D键更易断裂，CHD2OH更易生成，产量更大；结合题图中化学键变化情况可知，MO+与CHD33.[2023全国乙卷，14分]硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题:（1）在N2气氛中,FeSO4根据上述实验结果，可知x=4,y=[解析]由题图可知，FeSO4⋅7H2O→FeSO4即7个结晶水完全失去时失重比为45.3%，则失重比为19.4%（2）已知下列热化学方程式:FeSO4⋅7HFeSO4FeSO4则FeSO4⋅7H2Os+FeSO4[解析]将题中反应依次编号为①、②、③，已求得x=4,y=1,则根据盖斯定律，由①+③−2（3）将FeSO42FeSO4s⇌Fe2O3s+SO2g+SO3g（Ⅰ）平衡时pSO3−T的关系如下图所示。660K时，该反应的平衡总压[解析]由反应（Ⅰ）可知平衡体系中pSO2=pSO3，则由题图可知，660K时，该反应的平衡总压p总=1.5×2（4）提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3g⇌2SO2g+O2g（Ⅱ）,平衡时pO2=pSO2−pSO34（用pSO3、pSO2[解析]综合2FeSO4s⇌Fe2O3s+SO2g+SO3g（Ⅰ）、2SO3g⇌2SO2g+O2g（Ⅱ）可知，平衡时的p4.[2020全国卷Ⅲ，14分]二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2（1）CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比nC2H4:nH[解析]由题意知二氧化碳与氢气反应生成乙烯和水，反应的化学方程式为2CO2+6H2⇌CH（2）理论计算表明，原料初始组成nCO2:nH2=1:3图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是d、c。CO2催化加氢合成C2[解析]反应方程式中CO2和H2的化学计量数之比为1:3，开始时加入的nCO2:nH2=1:3，则平衡时nCO2:nH2也应为1:3，nC2H4:nH2O应为1:4，由题图可知曲线a表示H2（3）根据图中点A440K,0.39，计算该温度时反应的平衡常数Kp=94×10.0393[解析]在440K时，氢气的物质的量分数为0.39，H2O的物质的量分数也为0.39，根据平衡时nCO2:nH2=1:3，知CO2的物质的量分数为0.393，根据平衡时nC2H4:nH2（4）二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8[解析]压强和温度一定，若要提高反应速率和乙烯的选择性，可采用选择合适催化剂等方法。题组四一、选择题1.[2021辽宁，3分]某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量X，发生反应2Xs⇌YsA.升高温度，若cZ增大，则ΔHB.加入一定量Z，达新平衡后mYC.加入等物质的量的Y和Z，达新平衡后cZD.加入一定量氩气，平衡不移动[解析]升高温度，若cZ增大，说明平衡正向移动，则正反应为吸热反应，该反应的ΔH>0，A项正确；加入一定量Z，平衡逆向移动，达到新平衡后mY减小，B项正确；该反应的平衡常数K=cZ,加入等物质的量的Y和Z，温度不变，平衡常数不变，则达新平衡后cZ2.[2021北京，3分]丙烷经催化脱氢可制丙烯：C3H8⇌C3H6+H2。600℃，将一定浓度的CO2与固定浓度的C3已知：①C②C3H6③H下列说法不正确的是(C)A.C3B.cH2和cCC.其他条件不变，投料比cC3HD.若体系只有C3H6、CO、H2和H2O生成，则初始物质浓度[解析]根据盖斯定律，由①−②−③得C3H8gC3H6g+H2gΔH=−2220+2058+286kJ⋅mol−1=+124kJ⋅mol−1，A项正确；根据C3H8g⇌C3H6g+H2g知，C3H6、H二、非选择题3.[2020浙江7月选考，10分]研究CO2氧化C2H6ⅠC2ⅡC2ⅢC2ⅣCO2已知：298K图1可根据相关物质的相对能量计算反应或变化的ΔH（ΔH随温度变化可忽略）。例如：H2O请回答：（1）①根据相关物质的相对能量计算ΔH3=430[解析]由题给信息可知，ΔH3②下列描述正确的是AD。A.升高温度反应Ⅰ的平衡常数增大B.加压有利于反应Ⅰ、Ⅱ的平衡正向移动C.反应Ⅲ有助于乙烷脱氢，有利于乙烯生成D.恒温恒压下通水蒸气，反应Ⅳ的平衡逆向移动[解析]反应Ⅰ的焓变大于0，则正反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，A项正确；反应Ⅰ、Ⅱ均为气体分子数增多的反应，因此加压，平衡向逆反应方向移动，B项错误；反应Ⅲ的生成物中有CO，而由反应Ⅱ可知，生成乙烯的同时还有CO生成，故反应Ⅲ抑制了反应Ⅱ的进行，即抑制了乙烯的生成，同理反应Ⅲ中生成的H2会抑制反应Ⅰ的进行，即抑制了乙烯的生成，C项错误；水蒸气是反应Ⅳ的生成物，因此通水蒸气时，反应Ⅳ的平衡逆向移动，D③有研究表明，在催化剂存在下，反应Ⅱ分两步进行,过程如下:【C2H6g+CO2g】→【C2H4g+H2g+图2[答案][解析]由反应Ⅰ可知，C2H6g⇌C2H4g+H2g（2）①CO2和C2H6按物质的量1:1投料，在923K和保持总压恒定的条件下,研究催化剂X对“CO2催化剂转化率C2转化率CO2产率C2催化剂X19.037.63.3结合具体反应分析,在催化剂X作用下,CO2氧化C2H6的主要产物是CO,判断依据是C2H[解析]由反应Ⅰ、反应Ⅱ和反应Ⅲ可知，乙烷的氧化产物有乙烯和CO，结合题表数据可知，乙烷的转化率较高，但因乙烯的产率较低，故乙烷的主要氧化产物是CO。催化剂X有利于提高反应Ⅲ速率。②采用选择性膜技术（可选择性地让某气体通过而离开体系）可提高C2H4的选择性（生成C2H4的物质的量与消耗C2H6的物质的量之比）。在773K,乙烷平衡转化率为9.1[解析]选择性膜可吸附乙烯，使反应体系中的乙烯浓度降低，从而促使反应Ⅱ的平衡向正反应方向移动。4.[2020山东，12分]探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、HⅠ.CO2g+3Ⅱ.COgⅢ.CO2回答下列问题:（1）ΔH3=+40.9[解析]分析三个热化学方程式，可应用盖斯定律计算，ΔH3（2）一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2发生上述反应，达到平衡时，容器中CH3OHg为amol,CO为bmol,此时H2Og的浓度为a+[解析]由题述三个反应可知，平衡时H2Og的浓度等于CH3OHg和COg的浓度之和，即H2Og的浓度为a+bVmol⋅L−1。平衡时CH3OHg、COg、H2Og的浓度分别为aVmol⋅L−1、bVmol⋅L（3）不同压强下，按照nCO2:nH2=1已知：CO2的平衡转化率=nCO2其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图乙（填“甲”或“乙”）;压强p1、p2、p3由大到小的顺序为p1、p2、p3;图乙中[解析]反应Ⅰ为放热反应，故低温阶段，温度越高，CO2的平衡转化率越低，而反应Ⅲ为吸热反应，温度较高时，主要发生反应Ⅲ，则温度越高，CO2的平衡转化率越高，即图乙的纵坐标表示的是CO2的平衡转化率。反应Ⅰ为气体分子数减少的反应，反应Ⅲ为气体分子数不变的反应，因此低温阶段压强越大，CO2的平衡转化率越高，故压强由大到小的顺序是p1、p2、（4）为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OHA.低温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.高温、高压[解析]由上述分析知，图甲、图乙的纵坐标分别表示CH3OH的平衡产率、CO2的平衡转化率，且p1>题组五一、选择题1.[2022广东，4分]恒容密闭容器中，BaSO4s+4H2gA.该反应的ΔH<B.a为nHC.向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动D.向平衡体系中加入BaSO4,H[解析]温度越高，达到平衡时，H2的物质的量越少，说明升高温度，平衡正向移动，则该反应的ΔH>0，A项错误；结合热化学方程式中各物质的状态，由图像曲线变化趋势可知a上面的曲线为nH2O随温度的变化曲线，B项错误；化学方程式中反应前后气体分子数相等，故向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动，C项正确；BaSO4为固态，向平衡体系中加入BaSO42.[2021广东，4分]反应X2Z经历两步：①X→Y；②Y→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间tA.a为cX随t的变化曲线 B.t1时，C.t2时，Y的消耗速率大于生成速率 D.t3后，[解析]由于X2Z反应分①X→Y和②Y→2Z两步进行，随着不断反应，X的浓度逐渐减小，Y结合上述分析可知a表示cX随t的变化曲线，A项正确；t1时图像中X、Y、Z的物质的量浓度均在同一点，即物质的量浓度相等，B项正确；t2时Y的物质的量浓度在减小，说明Y的消耗速率大于生成速率，C项正确；从图像中看出t3后，X的浓度为0，若全生成Z，则cZ=2c0，体系中存在一定量3.[2020浙江7月选考，2分]5mL0.1mol⋅L−1KI溶液与1A.加入苯，振荡，平衡正向移动B.经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN,溶液呈红色，表明该化学反应存在限度C.加入FeSO4D.该反应的平衡常数K=[解析]碘易溶于苯，加入苯，碘进入苯中，使水溶液中碘的浓度减小，平衡正向移动，A项正确；如果反应能进行到底，则经过苯两次萃取后溶液中不会有Fe3+，加入KSCN，溶液不会呈红色，溶液呈红色说明此反应是可逆反应，有反应限度，B项正确；加入FeSO4，二价铁离子浓度增大，平衡逆向移动，C项正确；该反应的平衡常数K=c4.[2020海南，2分]NO与CO是燃油汽车尾气中的两种有害气体，常温常压下它们之间的反应：COg+NOgCOA.K很大，NO与CO在排入大气之前就已反应完全B.增大压强，平衡将向右移动，K>C.升高温度，既增大反应速率又增大KD.选用适宜催化剂可达到尾气排放标准[解析]该反应的化学平衡常数很大，说明反应进行的程度很大，但由于NO和CO的反应速率较小，故在排入大气之前，两者不可能完全反应，A项错误。该反应为气体总体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，由于化学平衡常数只与温度有关，故K不发生变化，B项错误。正反应为放热反应，升高温度，反应速率增大，但平衡逆向移动，K值减小，C项错误。选用适宜的催化剂，可加快反应速率，使尾气得到净化，达到尾气排放标准，D项正确。【易错警示】需明确化学平衡常数和化学反应速率没有直接联系，即化学平衡常数大，化学反应速率不一定大；同样，化学反应速率大，化学平衡常数也不一定大。5.[2020北京，3分]一定温度下，反应I2g+H2g⇌2HIgABCDcI1.000.220.440.11cH1.000.220.440.44cHI1.001.564.001.56（注:1mmol⋅L[解析]A项，Qc=1.0021.00×1.00=1，B项，Qc=1.5620.22×0.22≈50.28，C项，二、非选择题6.[2022全国甲卷，14分]金属钛Ti在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途。目前生产钛的方法之一是将金红石TiO2转化为TiCl4（1）TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000i直接氯化：TiO2ΔH1=172ii碳氯化：TiO2s+2①反应2Cs+O2g2COg的ΔH为−223[解析]根据盖斯定律，ii中热化学方程式−i中热化学方程式得出2Cs+O②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是碳氯化反应相当于在直接氯化反应中加入碳，在高温下碳与O2反应，降低生成物的浓度，使直接氯化反应平衡向右移动或碳氯化反应是放热的熵增反应（合理即可）③对于碳氯化反应：增大压强，平衡向左移动（填“向左”“向右”或“不”）；温度升高，平衡转化率变小（填“变大”“变小”或“不变”）。[解析]对于碳氯化反应，反应后气体体积增大，故增大压强，平衡向左移动；该反应是放热反应，温度升高，平衡向左移动，平衡转化率变小。（2）在1.0×105Pa，将TiO2、C、Cl①反应Cs+CO2g2COg[解析]1400℃时CO占气体总量的0.6，CO2占气体总量的0.05，K②图中显示,在200℃平衡时TiO2几乎完全转化为TiCl4,但实际生产中反应温度却远高于此温度,其原因是TiO2、（3）TiO2碳氯化是一个“气—固—固”反应，有利于TiO2−C“固—固”接触的措施是将固体粉碎并混合均匀，通入Cl[解析]TiO2碳氯化是一个“气—固—固”反应，有利于TiO2−C“固—固”接触的措施是将固体粉碎并混合均匀，再将7.[2021全国甲卷，14分]二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：（1）二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：CO2该反应一般认为通过如下步骤来实现：①CO2ΔH②COgΔH总反应的ΔH=−49kJ⋅mol−1；若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是A（填标号），判断的理由是ΔH1为正值,[解析]根据盖斯定律可知总反应=反应①+反应②，则总反应的ΔH=ΔH1+ΔH2=+41kJ⋅（2）合成总反应在起始物nH2/nCO2=3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为xCH3OH，在t①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式Kp=p[解析]根据总反应的化学方程式可知，其压强平衡常数表达式Kp=②图中对应等压过程的曲线是b，判断的理由是总反应ΔH<0[解析]氢气和二氧化碳合成甲醇的总反应为放热反应，则升温平衡向逆反应方向移动，混合气体中甲醇的物质的量分数减小，故曲线b表示等压过程的曲线。③当xCH3OH=0.10时，CO2的平衡转化率α=33.3%，反应条件可能为5×105[解析]根据起始物nH2/nCO2=3，设初始时H2为3mol，CO2CO2则a4−2a=0.10，计算得a=13，故CO2的平衡转化率为13mol÷1mol×100%≈33.3%。结合上述分析知，曲线a、b分别对应t=250℃下的xCH3OH题组六1.[2023山东，12分]一定条件下,水气变换反应CO+H2O⇌CO2+H2Ⅰ.HCOOH⇌CO+H2Ⅱ.HCOOH⇌CO2研究发现,在反应Ⅰ、Ⅱ中,H+回答下列问题:（1）一定条件下,反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为ΔH1、ΔH2,则该条件下水气变换反应的焓变ΔH=ΔH2−[解析]根据盖斯定律，由Ⅱ-Ⅰ可得水气变换反应COg+（2）反应Ⅰ正反应速率方程为:v=kcH+⋅cHCOOH,k为反应速率常数。T1温度下,HCOOH电离平衡常数为Ka,当HCOOH平衡浓度为xmol⋅L−1时,H+浓度为Kaxmol⋅L−[解析]根据HCOOH⇌HCOO−+H+，设平衡时H+浓度为amol⋅L−1，则HCOOH（3）T3温度下,在密封石英管内完全充满1.0mol⋅L−1HCOOH水溶液,使HCOOH分解,分解产物均完全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示（忽略碳元素的其他存在形式）。t1时刻测得CO、CO2的浓度分别为0.70mol⋅L−1、0.16mol⋅L−1,反应Ⅱ达平衡时,测得H相同条件下,若反应起始时溶液中同时还含有0.10mol⋅L−1盐酸,则图示点a、b、c、d中,CO新的浓度峰值点可能是b（填标号）。与不含盐酸相比,CO达浓度峰值时,CO2浓度减小（填“增大”“减小”或“不变”）,[解析]反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ，此点CO浓度最大，说明反应Ⅰ此时处于平衡状态，结合碳原子守恒和题中给出的CO、CO2浓度，可知t1时刻HCOOH的浓度为1.0−0.70由上述分析及近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态，知t1时刻之后一氧化碳的浓度始终是甲酸浓度的5倍，反应Ⅱ平衡时cCO2=cH2=ymol⋅L−1，则结合碳原子守恒知，平衡体系中cHCOOH=16×1.0−ymol⋅L−1，cCO=56×1.0−ymol⋅L−12.[2022全国乙卷，15分]油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题：（1）已知下列反应的热化学方程式