高考化学一轮复习：《第23讲 化学平衡状态的建立与移动》巩固训练(解析版)

高考化学一轮复习：第23讲化学平衡状态的建立与移动【真题再现·辨明考向】1．(2023年广东卷)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g)P(g)。反应历程(下图)中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行B．反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡D．使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大答案：C解析：A．由图可知两种催化剂均出现四个波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行，A正确；B．由图可知反应是该为放热反应，故达平衡时，升高T平衡向左移动，c(R)增大，B正确；C．由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ时反应速率更快，反应体系更快达到平衡，C错误；D．由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快，后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较慢，所以使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大，D正确；2.(2023年江苏卷)二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为：CO2(g)＋4H2(g)＝CH4(g)＋2H2O(g)△H＝－164.7kJ∙mol-1CO2(g)＋H2(g)＝COg)＋H2O(g)△H＝41.2kJ∙mol-1在密闭容器中，1.01×105Pa、n起始(CO2)∶n起始(H2)＝1∶4时，CO2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如题图所示。CH4的选择性可表示为eq\f(n生成(CH4),n生成(CO2))×100%。下列说法正确的是A．反应2CO(g)＋2H2(g)＝CO2(g)＋CH4(g)的焓变△H＝－205.9kJ∙mol-1B．CH4的平衡选择性随着温度的升高而增加C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃D．450℃时，提高eq\f(n起始(H2),n起始(CO2))的值或增大压强，均能使CO2平衡转化率达到X点的值答案：D解析：A．由盖斯定律可知反应2CO(g)＋2H2(g)＝CO2(g)＋CH4(g)的焓变△H＝－2×41.2kJ∙mol-1－164.7kJ∙mol-1＝－247.1kJ∙mol-1，A错误；B．CO2(g)＋4H2(g)＝CH4(g)＋2H2O(g)为放热反应，升高温度平衡逆向移动，CH4的含量降低，故CH4的平衡选择性随着温度的升高而降低，B错误；C．由图可知温度范围约为450～550℃时二氧化碳实际转化率趋近于平衡转化率，此时为最适温度，温度继续增加，催化剂活性下降，C错误；D．450℃时，提高eq\f(n起始(H2),n起始(CO2))的值可提高二氧化碳的平衡转化率，增大压强反应I平衡正向移动，可提高二氧化碳的平衡转化率，均能使CO2平衡转化率达到X点的值，D正确。3.(2022年6月浙江卷)关于反应Cl2(g)＋H2O(l)HClO(aq)＋H+(aq)＋Cl-(aq)△H＜0，达到平衡后，下列说法不正确的是A.升高温度，氯水中的c(HClO)减小B.氯水中加入少量醋酸钠固体，上述平衡正向移动，c(HClO)增大C.取氯水稀释，eq\f(c(Cl－),c(HClO))增大D.取两份氯水，分别滴加AgNO3溶液和淀粉KI溶液，若前者有白色沉淀，后者溶液变蓝色，可以证明上述反应存在限度答案：D解析：A．HClO受热易分解，升高温度，HClO分解，平衡正向移动，c(HClO)减小，A正确；B．氯水中加入少量醋酸钠固体，醋酸根离子和氢离子结合生成醋酸分子，氢离子浓度减小，平衡正向移动，c(HClO)增大，B正确；C．氯水稀释，平衡正向移动，而c(HClO)和c(Cl-)均减小，但HClO本身也存在电离平衡HClOH++ClO-，稀释促进了HClO的电离，使c(HClO)减少更多，因此eq\f(c(Cl－),c(HClO))增大，C正确；D．氯水中加硝酸银产生白色沉淀，证明溶液中有氯离子，氯水中加淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝，证明生成了碘单质，溶液中有强氧化性的物质，而氯气和次氯酸都有强氧化性，不能证明反应物和生成物共存，即不能证明上述反应存在限度，D错误；4.(2022年北京卷)某MOFs的多孔材料刚好可将N2O4“固定”，实现了NO2与N2O4分离并制备HNO3，如图所示：己知：2NO2(g)N2O4(g)△H＜0下列说法不正确的是A.气体温度升高后，不利于N2O4的固定B.N2O4被固定后，平衡正移，有利于NO2的去除C.制备HNO3的原理为：2N2O4＋O2＋2H2O＝4HNO3D.每制备0.4molHNO3，转移电子数约为6.02×1022答案：D解析：A．二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，四氧化二氮的浓度减小，所以气体温度升高后，不利于四氧化二氮的固定，故A正确；B．四氧化二氮被固定后，四氧化二氮的浓度减小，二氧化氮转化为四氧化二氮的平衡向正反应方向移动，二氧化氮的浓度减小，所以四氧化二氮被固定后，有利于二氧化氮的去除，故B正确；C．由题意可知，被固定后的四氧化二氮与氧气和水反应生成硝酸，反应的化学方程式为2N2O4＋O2＋2H2O＝4HNO3，故C正确；D．四氧化二氮转化为硝酸时，生成1mol硝酸，反应转移1mol电子，则每制备0.4mol硝酸，转移电子数约为0.4mol×6.02×1023＝2.408×1023，故D错误；5.(2022年广东卷)恒容密闭容器中，BaSO4(s)＋4H2(g)BaS(s)＋4H2O(g)在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是A.该反应的△H＜0B.a为n(H2O)随温度的变化曲线C.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，H2的平衡转化率增大答案：C解析：A．从图示可以看出，平衡时升高温度，氢气的物质的量减少，则平衡正向移动，说明该反应的正反应是吸热反应，即ΔH＞0，故A错误；B．从图示可以看出，在恒容密闭容器中，随着温度升高氢气的平衡时的物质的量减少，则平衡随着温度升高正向移动，水蒸气的物质的量增加，而a曲线表示的是物质的量不随温度变化而变化，故B错误；C．容器体积固定，向容器中充入惰性气体，没有改变各物质的浓度，平衡不移动，故C正确；D．BaSO4是固体，向平衡体系中加入BaSO4，不能改变其浓度，因此平衡不移动，氢气的转化率不变，故D错误；6.(2021年北京卷)NO2和N2O4存在平衡：2NO2(g)N2O4(g)△H<0。下列分析正确的是A.1mol平衡混合气体中含1molN原子B.断裂2molNO2中的共价键所需能量小于断裂1molN2O4中的共价键所需能量C.恒温时，缩小容积，气体颜色变深，是平衡正向移动导致的D.恒容时，水浴加热，由于平衡正向移动导致气体颜色变浅答案：B解析：A．1molNO2含有1molN原子，1molN2O4含有2molN原子，现为可逆反应，为NO2和N2O4的混合气体，1mol平衡混合气体中所含原子大于1molN，A项错误；B．反应2NO2(g)N2O4(g)为放热反应，故完全断开2molNO2分子中的共价键所吸收的热量比完全断开1molN2O4分子中的共价键所吸收的热量少，B项正确；C．气体体积压缩，颜色变深是因为体积减小，浓度变大引起的，C项错误；D．放热反应，温度升高，平衡逆向移动，颜色加深，D项错误。7.(2021年广东卷)化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是选项操作或做法目的A将铜丝插入浓硝酸中制备NOB将密闭烧瓶中的NO2降温探究温度对平衡移动的影响C将溴水滴入KI溶液中，加入乙醇并振荡萃取溶液中生成的碘D实验结束，将剩余NaCl固体放回原试剂瓶节约试剂答案：B解析：A．将铜丝插入浓硝酸中开始会产生二氧化氮，不能达到实验目的，A不符合题意；B．二氧化氮气体在一定条件下存在平衡：2NO2N2O4，正反应为放热反应，NO2为红棕色气体，将密闭烧瓶中NO2降温，会使该平衡向正反应方向移动，气体颜色变浅，因此可达到实验目的，B符合题意；C．乙醇与水互溶，不能作碘单质的萃取剂，做法不正确，C不符合题意；D．一般情况下，剩余试剂需放到指定的容器中，不能放回原试剂瓶，以防污染原试剂，操作错误，D不符合题意；故选B。8.(2021年海南卷)制备水煤气的反应C(s)＋H2OH2(g)＋CO(g)△H＞0，下列说法正确的是A.该反应△S＜0B.升高温度，反应速率增大C.恒温下，增大总压，H2O(g)的平衡转化率不变D.恒温恒压下，加入催化剂，平衡常数增大答案：B解析：A．该反应的正反应是气体体积增大的反应，所以△S＞0，A错误；B．升高温度，物质的内能增加，分子运动速率加快，有效碰撞次数增加，因此化学反应速率增大，B正确；C．恒温下，增大总压，化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动，使H2O(g)的平衡转化率减小，C错误；D．恒温恒压下，加入催化剂，化学平衡不移动，因此化学平衡常数不变，D错误；故合理选项是B。9.(2021年辽宁卷)某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量X，发生反应2X(s)Y(s)＋Z(g)，一段时间后达到平衡。下列说法错误的是A.升高温度，若c(Z)增大，则△H＞0B.加入一定量Z，达新平衡后m(Y)减小C.加入等物质的量的Y和Z，达新平衡后c(Z)增大D.加入一定量氩气，平衡不移动答案：C解析：A．根据勒夏特列原理可知，升高温度，化学平衡向着吸热反应方向移动，而c(Z)增大，说明平衡正向移动，故则△H＞0，A正确；B．加入一定量Z，Z的浓度增大，平衡逆向移动，故达新平衡后m(Y)减小，B正确；C．加入等物质的量的Y和Z，Z的浓度增大，平衡逆向移动，由于X、Y均为固体，故K=c(Z)，达新平衡后c(Z)不变，C错误；D．加入一定量氩气，加入瞬间，X、Z的浓度保持不变，故正、逆反应速率不变，故平衡不移动，D正确。10.(2021年1月八省联考辽宁卷)某温度下，在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡：①2X(g)+Y(g)Z(s)+2Q(g)△H1＜0②M(g)+N(g)R(g)+Q(g)△H2＞0下列叙述错误的是A.加入适量Z，①和②平衡均不移动B.通入稀有气体Ar，①平衡正向移动C.降温时无法判断Q浓度的增减D.通入Y，则N的浓度增大答案：B解析：A．Z为固体，加入适量Z不影响反应①的平衡移动，而反应②与Z无关，故加入Z也不影响反应②的平衡移动，A正确；B．通入稀有气体Ar，由于容器体积不变，故气体浓度不发生改变，反应①的平衡不移动，B错误；C．温度降低，反应①逆向进行，反应②正向进行，但两个反应中反应物的起始浓度未知，故无法判断Q浓度的增减，C正确；D．通入气体Y，反应①平衡正向移动，Q的浓度增大，导致反应②平衡逆向进行，则N的浓度增大，D正确；答案选B。11．(2020年浙江卷)5mL0.1mol·L－1KI溶液与1mL0.1mol·L－1FeCl3溶液发生反应：2Fe3+(aq)＋2I-(aq)2Fe2+(aq)＋I2(aq)，达到平衡。下列说法不正确的是A．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，溶液呈血红色，表明该化学反应存在限度C．加入FeSO4固体，平衡逆向移动D．该反应的平衡常数K＝eq\f(c2(Fe2+),c2(Fe3+)∙c2(I－))答案：D解析：A．加入苯振荡，苯将I2萃取到苯层，水溶液中c(I2)减小，平衡正向移动，A正确；B．将5mL0.1mol/LKI溶液与1mL0.1mol/LFeCl3溶液混合，参与反应的Fe3+与I−物质的量之比为1:1，反应后I−一定过量，经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN溶液呈血红色，说明水溶液中仍含有Fe3+，即Fe3+没有完全消耗，表明该化学反应存在限度，B正确；C．加入FeSO4固体溶于水电离出Fe2+，c(Fe2+)增大，平衡逆向移动，C正确；D．该反应的平衡常数K＝eq\f(c2(Fe2+)∙c(I2),c2(Fe3+)∙c2(I－))，D错误；12．(2020年浙江卷)一定条件下：2NO2(g)N2O4(g)△H＜0。在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中，测定结果误差最小的是A．温度0℃、压强50KPa B．温度130℃、压强300KPaC．温度25℃、压强100KPa D．温度130℃、压强50KPa答案：D解析：测定二氧化氮的相对分子质量，要使测定结果误差最小，应该使混合气体中NO2的含量越多越好，为了实现该目的，应该改变条件使平衡尽可以地逆向移动。该反应是一个反应前后气体分子数减小的放热反应，可以通过减小压强、升高温度使平衡逆向移动，则选项中，温度高的为130℃，压强低的为50kPa，结合二者选D。答案为D。13．(2020年江苏卷)CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应CH4(g)＋CO2(g)＝2H2(g)＋2CO(g)△H＝247.1kJ∙mol－1，H2(g)＋CO2(g)＝H2O(g)＋CO(g)△H＝41.2kJ∙mol－1，在恒压、反应物起始物质的量比n(CH4)∶n(CO2)＝1:1条件下，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是A．升高温度、增大压强均有利于提高CH4的平衡转化率B．曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化C．相同条件下，改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠D．恒压、800K、n(CH4)：n(CO2)=1:1条件下，反应至CH4转化率达到X点的值，改变除温度外的特定条件继续反应，CH4转化率能达到Y点的值答案：BD解析：A．甲烷和二氧化碳反应是吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应即正向移动，甲烷转化率增大，甲烷和二氧化碳反应是体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，甲烷转化率减小，故A错误；B．根据两个反应得到总反应为CH4(g)＋2CO2(g)＝H2(g)＋3CO(g)＋H2O(g)，加入的CH4与CO2物质的量相等，CO2消耗量大于CH4，因此CO2的转化率大于CH4，因此曲线B表示CH4的平衡转化率随温度变化，故B正确；C．使用高效催化剂，只能提高反应速率，但不能改变平衡转化率，故C错误；D．800K时甲烷的转化率为X点，可以通过改变二氧化碳的量来提高甲烷的转化率达到Y点的值，故D正确。综上所述，答案为BD。14．(2020年天津)已知[Co(H2O)6]2+呈粉红色，[CoCl4]2－呈蓝色，[ZnCl4]2－为无色。现将CoCl2溶于水，加入浓盐酸后，溶液由粉红色变为蓝色，存在以下平衡：[Co(H2O)6]2+＋4Cl-[CoCl4]2－＋6H2O△H，用该溶液做实验，溶液的颜色变化如下：以下结论和解释正确的是A．等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2－中σ键数之比为3∶2B．由实验①可推知△H<0C．实验②是由于c(H2O)增大，导致平衡逆向移动D．由实验③可知配离子的稳定性：[ZnCl4]2－＞[CoCl4]2－答案：D解析：A．1个[Co(H2O)6]2+中含有18个σ键，1个[CoCl4]2−中含有4个σ键，等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2−所含σ键数之比为18:4=9:2，A错误；B．实验①将蓝色溶液置于冰水浴中，溶液变为粉红色，说明降低温度平衡逆向移动，则逆反应为放热反应，正反应为吸热反应，∆H>0，B错误；C．实验②加水稀释，溶液变为粉红色，加水稀释，溶液的体积增大，[Co(H2O)6]2+、[CoCl4]2−、Cl−浓度都减小，[Co(H2O)6]2+、Cl−的化学计量数之和大于[CoCl4]2−的化学计量数，则瞬时浓度商>化学平衡常数，平衡逆向移动，C错误；D．实验③加入少量ZnCl2固体，溶液变为粉红色，说明Zn2+与Cl−结合成更稳定的[ZnCl4]2−，导致溶液中c(Cl−)减小，平衡逆向移动，则由此说明稳定性：[ZnCl4]2−>[CoCl4]2−，D正确；15．(2019年上海)已知反应式：mX(g)＋nY(?)pQ(s)＋2mZ(g)，已知反应已达平衡，此时c(X)=0.3mol/L，其他条件不变，若容器缩小到原来的eq\f(1,2)，c(X)=0.5mol/L，下列说法正确的是A．反应向逆方向移动B．Y可能是固体或液体C．系数n>mD．Z的体积分数减小答案：C解析：A．已知反应达平衡时c(X)=0.3mol/L，其他条件不变，若容器缩小到原来的1/2，如果化学平衡不移动，c(X)=0.6mol/L，但实际再次达到平衡时c(X)=0.5mol/L，说明加压后化学平衡正向移动，故A错误；B．结合题意可知正反应是气体总体积减少的反应，如果Y为固体或液体，则必须满足m>2m，显然不可能成立，所以Y只能是气体，故B错误；C．由B项分析可知，Y是气体，要满足m+n>2m，则n>m，故C正确；D．根据分析知，化学平衡向右移动，Z的体积分数是增大的，故D错误；答案选C。16．(2019年海南卷)反应C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH>0，在一定条件下于密闭容器中达到平衡。下列各项措施中，不能提高乙烷平衡转化率的是A．增大容器容积B．升高反应温度C．分离出部分氢气D．等容下通入惰性气体答案：D解析：A．该反应的正反应是气体体积增大的吸热反应，增大反应容器的容积，体系的压强减小，化学平衡正向移动，能提高乙烷平衡转化率，A不符合题意；B．该反应的正反应是气体体积增大的吸热反应，升高反应温度，化学平衡正向移动，可提高乙烷的平衡转化率，B不符合题意；C．分离出部分氢气，减少了生成物浓度，平衡正向移动，可提高乙烷的平衡转化率，C不符合题意；D．等容下通入惰性气体，体系的总压强增大，物质的浓度不变，因此化学平衡不移动，对乙烷的平衡转化率无影响，D符合题意。17．(2019年天津)某容积为1L的密闭容器中通入1molCO2和3molH2，发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＜0。下列有关说法正确的是A．该反应在高温下才能自发进行B．再加入一定量CO2，则n(CH3OH)/n(CO2)减小C．温度升高，反应的平衡常数K增大D．当CO2和H2转化率相等时，该反应达到化学平衡答案：B解析：A．根据复合平判据ΔG=ΔH-TΔS，ΔH＜0，ΔS＜0，且ΔG＜0时，反应自发进行，因此该反应在低温条件下自发进行，A错误；B．再加入一定量CO2，平衡正向移动，n(CH3OH)增大，但是n(CO2)的增大幅度大于n(CH3OH)，因此n(CH3OH)/n(CO2)减小，B正确；C．温度升高，平衡向吸热的逆向移动，因此反应的平衡常数K减小，C错误；D．初始投料CO2和H2的物质的量之比为1∶3，反应过程中，CO2和H2转化量之比为1∶3，因此不管是否平衡，两者的转化率始终相等，D错误。故答案B。18．(2019年浙江4月选考，17)下列说法正确的是A．H2(g)＋I2(g)2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变B．C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达平衡C．若压强不再随时间变化能说明反应2A(？)＋B(g)2C(？)已达平衡，则A、C不能同时是气体D．1molN2和3molH2反应达到平衡时H2转化率为10%，放出的热量为Q1；在相同温度和压强下，当2molNH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收的热量为Q2，Q2不等于Q1答案：B解析：A项，该可逆反应的反应前后气体的化学计量数不发生变化，当缩小反应容器体积，相当于加压，正逆反应速率同等程度增加，错误；B项，在建立平衡前，碳的质量不断改变，达到平衡时，质量不变，因而碳的质量不再改变说明反应已达平衡，正确；C项，若压强不再改变说明反应达到平衡，表明反应前后气体的化学计量数不等，故A、C可能均为气体，错误；D项，易知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH，合成氨气实际参与反应n(H2)＝3mol×10%mol，Q2＝eq\f(0.2,2)×|ΔH|＝0.1|ΔH|，则Q1＝Q2，错误。19．(2018年浙江4月选考)]反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)△H<0，若在恒压绝热的容器中发生，下列选项表明一定已达平衡状态的是A．容器内的温度不再变化B．容器内的压强不再变化C．相同时间内，断开H-H键的数目和生成N－H键的数目相等D．容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2答案：A解析：根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，据此分析解答。A．绝热容器，温度不再改变，说明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故A正确；B．该反应在恒压条件下进行，压强始终不变，不能根据压强判断平衡状态，故B错误；C．相同时间内，断开H-H键的数目和生成N-H键的数目相等，表示的都是正反应，且不满足计量数关系，无法判断是否达到平衡状态，故C错误；D．容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)=1∶3∶2，无法判断各组分的浓度是否发生变化，则无法判断平衡状态，故D错误；故选A。20．(2017年海南11)已知反应CO(g)＋H2O(g)eq\o(,\s\up7(催化剂))CO2(g)＋H2(g)ΔH<0。在一定温度和压强下于密闭容器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是A．升高温度，K增大B．减小压强，n(CO2)增加C．更换高效催化剂，α(CO)增大D．充入一定量的氮气，n(H2)不变答案：D解析：A项，ΔH＜0，正反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，错误；B项，比较方程式气体的计量数关系，反应前气体的化学计量数之和等于反应后气体的计量数之和，则减小压强，平衡不移动，n(CO2)不变，错误；C项，催化剂能改变反应速率，但不会引起化学平衡的移动，所以α(CO)不变，错误；D项，充入一定量的氮气，平衡向气体体积增大的方向移动，但该反应前后气体体积不变，平衡不移动，n(H2)不变，正确。21.(2023年湖北卷节选)纳米碗C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，C40H10可以由C40H20分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。(4)1200K时，假定体系内只有反应C40H12(g)C40H10(g)＋H2(g)发生，反应过程中压强恒定为P0(即C40H12的初始压强)，平衡转化率为α，该反应的平衡常数Kp为_______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。(5)EQ\*jc2\*hps32\o\ad(\s\up9(∙),C)40H19(g)C40H18(g)＋H∙(g)及反应的lnK(K为平衡常数)随温度倒数的关系如图所示。已知本实验条件下，lnK＝－eq\f(△H,RT)＋c(R为理想气体常数，c为截距)。图中两条线几乎平行，从结构的角度分析其原因是______________________________________________________。(6)下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成C40H10的反应速率的是____(填标号)。a．升高温度b．增大压强c．加入催化剂答案：(4)P0eq\f(α2,1－α2)(5)在反应过程中，断裂和形成的化学键相同(6)a解析：(4)1200K时，假定体系内只有反应C40H12(g)C40H10(g)＋H2(g)的△H＝发生，反应过程中压强恒定为P0(即C40H12的初始压强)，平衡转化率为α，设起始量为1mol，则根据信息列出三段式为：C40H12(g)C40H10(g)＋H2(g)起始(mol)100转化(mol)ααα平衡(mol)1－ααα则P(C40H12)＝P0eq\f(1－α,1＋α)，P(C40H10)＝P0eq\f(α,1＋α)，P(H2)＝P0eq\f(α,1＋α)，该反应的平衡常数Kp＝eq\f((P0eq\f(α,1＋α))(P0eq\f(α,1＋α)),P0eq\f(1－α,1＋α))=P0eq\f(α2,1－α2)，故答案为：P0eq\f(α2,1－α2)；(5)EQ\*jc2\*hps32\o\ad(\s\up9(∙),C)40H19(g)C40H18(g)＋H∙(g)及EQ\*jc2\*hps32\o\ad(\s\up9(∙),C)40H11(g)C40H10(g)＋H∙(g)反应的lnK(K为平衡常数)随温度倒数的关系如图。图中两条线几乎平行，说明斜率几乎相等，根据lnK＝－eq\f(△H,RT)＋c(R为理想气体常数，c为截距)可知，斜率相等，则说明焓变相等，因为在反应过程中，断裂和形成的化学键相同，故答案为：在反应过程中，断裂和形成的化学键相同；(6)a．由反应历程可知，该反应为吸热反应，升温，反应正向进行，提高了平衡转化率反应速率也加快，a符合题意；b．由化学方程式可知，该反应为正向体积增大的反应，加压，反应逆向进行，降低了平衡转化率，b不符合题意；c．加入催化剂，平衡不移动，不能提高平衡转化率，c不符合题意；故答案为：a22.(2023年浙江1月选考)“碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一，CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)△H1＝＋247kJ∙mol－1，K1Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)△H2＝＋41kJ∙mol－1，K2请回答：(1)有利于提高CO2平衡转化率的条件是___________。A.低温低压B.低温高压C.高温低压D.高温高压(2)反应CH4(g)＋3CO2(g)4CO(g)＋2H2O(g)的△H＝_________kJ∙mol－1，K＝________(用K1，K2表示)。(3)恒压、750℃时，CH4和CO2按物质的量之比1∶3投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现CO2高效转化。①下列说法正确的是___________。A．Fe3O4可循环利用，CaO不可循环利用B．过程ⅱ，CaO吸收CO2可促使Fe3O4氧化CO的平衡正移C．过程ⅱ产生的H2O最终未被CaO吸收，在过程ⅲ被排出D．相比于反应Ⅰ，该流程的总反应还原1molCO2需吸收的能量更多②过程ⅱ平衡后通入He，测得一段时间内CO物质的量上升，根据过程ⅲ，结合平衡移动原理，解释CO物质的量上升的原因。(4)CH4还原能力(R)可衡量CO2转化效率，R＝△n(CO2)/△n(CH4)(同一时段内CO2与CH4的物质的量变化量之比)。①常压下CH4和CO2按物质的量之比1∶3投料，某一时段内CH4和CO2的转化率随温度变化如图1，请在图2中画出400～1000℃间R的变化趋势，并标明1000℃时R值___________。②催化剂X可提高R值，另一时段内CH4转化率、R值随温度变化如下表：温度/℃480500520550CH4转化率/%7.911.520.234.8R2.62.42.11.8下列说法不正确的是___________A．R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率B．温度越低，含氢产物中H2O占比越高C．温度升高，CH4转化率增加，CO2转化率降低，R值减小D．改变催化剂提高CH4转化率，R值不一定增大答案：(1)C(2)+329K1∙Keq\o\al(2,2)(3)①BC②通入He，CaCO3分解平衡正移，导致eq\f(c(CO2),c(CO))增大，促进Fe还原CO2平衡正移(4)①②C解析：(1)反应Ⅰ为气体体积增大的吸热反应，反应Ⅱ为气体体积不变的吸热反应，△H＞0，升高温度，平衡右移，CH4平衡转化率增大；降低压强，平衡右移，CH4平衡转化率增大，故有利于提高CO2平衡转化率的条件是高温低压；答案选C；(2)已知：Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)△H1＝＋247kJ∙mol－1，K1Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)△H2＝＋41kJ∙mol－1，K2根据盖斯定律，由Ⅰ＋Ⅱ×2得反应CH4(g)＋3CO2(g)4CO(g)＋2H2O；故△H＝△H1＋2△H2＝+329kJ∙mol－1，K＝K1∙Keq\o\al(2,2)；(3)①A．根据流程可知，Fe3O4转化为Fe，Fe又转化为Fe3O4，Fe3O4可循环利用；CaCO3受热分解生成CaO和CO2,CaO又与CO2反应生成CaCO3，CaO也可循环利用，选项A错误；B．过程ⅱ，CaO吸收CO2使CO2浓度降低，促进Fe3O4氧化CO的平衡正移，选项B正确；C．过程ⅱCaO吸收CO2而产生的H2O最终未被CaO吸收，在过程ⅲ被排出，选项C正确；D．焓变只与起始物质的量有关，与过程无关，故相比于反应Ⅰ，该流程的总反应还原1molCO2需吸收的能量一样多，选项D错误；②通入He，CaCO3分解平衡正移，导致eq\f(c(CO2),c(CO))增大，促进Fe还原CO2平衡正移，故过程ⅱ平衡后通入He，测得一段时间内CO物质的量上升；(4)①根据图1可知1000℃时，CH4转化率为100%，即△n(CH4)＝1mol,CO2转化率为60%,即△n(CO2)＝3mol×60%=1.8mol，故R＝△n(CO2)/△n(CH4)＝eq\f(1.8mol,1mol)=1.8，故400～1000℃间R的变化趋势如图：②A．R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率，使单位时间内反应Ⅱ中CO2的转化率增大，△n(CO2)增大的倍数比△n(CH4)大，则R提高，选项A正确；B．根据表中数据可知，温度越低，CH4转化率越小，而R越大，△n(CO2)增大的倍数比△n(CH4)大，含氢产物中H2O占比越高，选项B正确；C．温度升高，CH4转化率增加，CO2转化率也增大，且两个反应中的CO2转化率均增大，增大倍数多，故R值增大，选项C不正确；D．改变催化剂使反应有选择性按反应Ⅰ而提高CH4转化率，若CO2转化率减小，则R值不一定增大，选项D正确；23.(2023年浙江6月选考)水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)△H＝－41.2kJ∙mol－1该反应分两步完成：3Fe2O3(s)＋CO(g)2Fe3O4(s)＋CO2(g)△H1＝－47.2kJ∙mol－12Fe3O4(s)＋H2O(g)3Fe2O3(s)＋H2(g)△H2请回答：(1)△H2＝_______kJ∙mol－1。(2)恒定总压1.70MPa和水碳比[n(H2O)/n(CO)＝12∶5]投料，在不同条件下达到平衡时CO2和H2的分压(某成分分压＝总压×该成分的物质的量分数)如下表：P(CO2)/MPaP(H2)/MPaP(CH4)/MPa条件10.400.400条件20.420.360.02①在条件1下，水煤气变换反应的平衡常数K＝___________。②对比条件1，条件2中H2产率下降是因为发生了一个不涉及CO2的副反应，写出该反应方程式___________________________________________。(3)下列说法正确的是______。A.通入反应器的原料气中应避免混入O2B.恒定水碳比[n(H2O)/n(CO)]，增加体系总压可提高H2的平衡产率C.通入过量的水蒸气可防止Fe3O4被进一步还原为FeD.通过充入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率(4)水煤气变换反应是放热的可逆反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示)，保证反应在最适宜温度附近进行。①在催化剂活性温度范围内，图2中b－c段对应降温操作的过程，实现该过程的一种操作方法是____________________________________。A．按原水碳比通入冷的原料气B．喷入冷水(蒸气)C．通过热交换器换热②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温，在图3中作出CO平衡转化率随温度变化的曲线____。(5)在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是____________________________________________。答案：(1)6(2)①2②CO＋3H2CH4＋H2O(3)AC(4)①AC②(5)温度过高时，不利于反应物分子在催化剂表面的吸附，从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低，反应速率减小；温度过高还会导致催化剂的活性降低，从而使化学反应速率减小解析：(1)设方程式①CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)△H＝－41.2kJ∙mol－1②3Fe2O3(s)＋CO(g)2Fe3O4(s)＋CO2(g)△H1＝－47.2kJ∙mol－1③2Fe3O4(s)＋H2O(g)3Fe2O3(s)＋H2(g)△H2根据盖斯定律可知，③＝①－②，则△H2＝△H－△H1＝(-41.2kJ∙mol－1)－(-47.2kJ∙mol－1)＝6kJ∙mol－1；(2)①条件1下没有甲烷生成，只发生了水煤气变换反应，该反应是一个气体分子数不变的反应。设在条件1下平衡时容器的总体积为V，水蒸气和一氧化碳的投料分别为12mol和5mol，参加反应的一氧化碳为xmol，根据已知信息可得以下三段式：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)起始(mol)51200转化(mol)xxxx平衡(mol)5－x12－xxxeq\f(x,5－x＋12－x＋x＋x)×1.7MPa＝0.40MPa，解得x=4；则平衡常数K＝eq\f(eq\f(4,V)×eq\f(4,V),eq\f(5－4,V)×eq\f(12－4,V))＝2；②根据表格中的数据可知，有甲烷生成，且该副反应没有二氧化碳参与，且氢气的产率降低，则该方程式为：CO＋3H2CH4＋H2O；(3)A．一氧化碳和氢气都可以和氧气反应，则通入反应器的原料气中应避免混入O2，A正确；B．该反应前后气体计量系数相同，则增加体系总压平衡不移动，不能提高平衡产率，B错误；C．通入过量的水蒸气可以促进四氧化三铁被氧化为氧化铁，水蒸气不能将铁的氧化物还原为单质铁，但过量的水蒸气可以降低体系中CO和H2的浓度，从而防止铁的氧化物被还原为单质铁，C正确；D．若保持容器的体积不变，通过充入惰性气体增加体系总压，反应物浓度不变，反应速率不变，D错误；(4)①A．按原水碳比通入冷的原料气，可以降低温度，同时化学反应速率稍减小，导致CO的转化率稍减小，与图中变化相符，A正确；B．喷入冷水(蒸气)，可以降低温度，但是同时水蒸气的浓度增大，会导致CO的转化率增大，与图中变化不符，B错误；C．通过热交换器换热，可以降低温度，且不改变投料比，同时化学反应速率稍减小，导致CO的转化率稍减小，与图中变化相符，C正确；②增大水蒸气的浓度，平衡正向移动，则一氧化碳的的平衡转化率增大，会高于原平衡线，故图像为：；(5)反应物分子在催化剂表面的吸附是一个放热的快速过程，温度过高时，不利于反应物分子在催化剂表面的吸附，从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低，反应速率减小；温度过高还会导致催化剂的活性降低，从而使化学反应速率减小。24.(2023年河北卷节选)氮是自然界重要元素之一，研究氮及其化合物的性质以及氮的循环利用对解决环境和能源问题都具有重要意义。已知：1mol物质中的化学键断裂时所需能量如下表。物质N2(g)O2(g)NO(g)能量/kJ945498631回答下列问题：(1)恒温下，将1mol空气(N2和O2的体积分数分别为0.78和0.21，其余为惰性组分)置于容积为VL的恒容密闭容器中，假设体系中只存在如下两个反应：i．N2(g)＋O2(g)2NO(g)K1△H1ii．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)K2△H2＝－114kJ∙mol-1①△H1＝_______kJ∙mol-1。②以下操作可以降低上述平衡体系中NO浓度的有_______(填标号)。A．缩小体积B．升高温度C．移除NO2D．降低N2浓度③若上述平衡体系中c(NO2)＝amol·L-1，c(NO)＝bmol·L-1，则c(O2)＝_______mol·L-1，K1＝_______(写出含a、b、V的计算式)。(2)氢气催化还原NOx作为一种高效环保的脱硝技术备受关注。高温下氢气还原NO反应的速率方程为v＝k∙cx(NO)∙cy(H2)，k为速率常数。在一定温度下改变体系中各物质浓度，测定结果如下表。组号c(NO)/(mol·L－1)c(H2)/(mol·L－1)v/(mol·L-1·s-1)10.100.10r20.100.202r30.200.104r40.050.30？表中第4组的反应速率为_______mol·L-1·s-1。(写出含r的表达式)答案：(1)①181②CD③eq\f(0.21,V)－eq\f(2a＋b,2)eq\f(b2,(eq\f(0.78,V)－eq\f(a＋b,2))×(eq\f(0.21,V)－eq\f(2a＋b,2)))(2)0.75r解析：(1)①△H1＝反应物总键能－生成物总键能＝(945kJ/mol＋498kJ/mol)－2×631kJ/mol＝＋181kJ/mol；故答案为：+181；②A．缩小体积，所有物质浓度均增大，A不符合题意；B．升高温度，平衡向着放热方向进行，反应i为吸热反应，则升温平衡正向进行，NO浓度增大，B不符合题意；C．移除NO2，平衡ii向正向进行，NO浓度降低，C符合题意；D．降低N2浓度，平衡逆向进行，消耗NO，NO浓度降低，D符合题意；故答案为：CD；③根据三段式：N2(g)＋O2(g)2NO起始(mol/L)eq\f(0.78,V)eq\f(0.21,V)0转化(mol/L)eq\f((a＋b),2)eq\f((a＋b),2)(a＋b)平衡(mol/L)eq\f(0.78,V)－eq\f((a＋b),2)eq\f(0.21,V)－eq\f((a＋b),2)(a＋b)2NO(g)＋O2(g)2NO2起始(mol/L)(a＋b)eq\f(0.21,V)－eq\f((a＋b),2)0转化(mol/L)aeq\f(a,2)a平衡(mol/L)beq\f(0.21,V)－eq\f((a＋b),2)－eq\f(a,2)ac(O2)＝eq\f(0.21,V)－eq\f((2a＋b),2)，K1＝eq\f(c2(NO),c(N2)c(O2))＝eq\f(b2,(eq\f(0.78,V)－eq\f(a＋b,2))×(eq\f(0.21,V)－eq\f(2a＋b,2)))；故答案为：eq\f(0.21,V)－eq\f((2a＋b),2)；eq\f(b2,(eq\f(0.78,V)－eq\f(a＋b,2))×(eq\f(0.21,V)－eq\f(2a＋b,2)))；(2)实验1与实验2相比，eq\f(r,2r)＝eq\f(k∙(0.1)x∙(0.1)y,k∙(0.1)x∙(0.2)y)，y＝1，实验1与实验3相比，eq\f(r,4r)＝eq\f(k∙(0.1)x∙(0.1)y,k∙(0.2)x∙(0.1)y)，x＝2，代入实验3，k＝eq\f(r,10-3)＝103r，根据实验4计算，v＝103r(0.05)2×(0.3)＝0.75r；故答案为：0.75r；25.(2022年全国甲卷)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，再进一步还原得到钛。回答下列问题：(1)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：(ⅰ)直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＝TiCl4(g)＋O2(g)△H1＝172kJ∙mol－1，Kp1＝1.0×10-2(ⅱ)碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)＝TiCl4(g)＋2CO(g)△H2＝－51kJ∙mol－1，Kp2＝1.2×1012Pa①反应2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)△H为_______kJ∙mol－1，Kp＝_______。②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是。③对于碳氯化反应：增大压强，平衡_______移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡转化率_______(填“变大”“变小”或“不变”)。(2)在1.0×105Pa，将TiO2、C、Cl2以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。①反应C(s)＋CO2(g)＝2CO(g)的平衡常数Kp(1400℃)＝_______Pa。②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。(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_______。答案：(1)①－2231.2×1014②碳氯化反应气体分子数增加，∆H小于0，是熵增、放热过程，熵判据与焓判据均是自发过程，而直接氯化的体系气体分子数不变、且是吸热过程③向左变小(2)①7.2×105②为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的TiCl4产品，提高效益(3)将两固体粉碎后混合，同时鼓入Cl2，使固体粉末“沸腾”解析：(1)①根据盖斯定律，将“反应ⅱ－反应ⅰ”得到反应2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)，则∆H＝－51kJ/mol－172kJ/mol＝－223kJ/mol；则Kp===1.2×1014Pa；②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，因为碳氯化反应气体分子数增加，∆H小于0，是熵增、放热过程，熵判据与焓判据均是自发过程，而直接氯化的体系气体分子数不变、且是吸热过程；③对应碳氯化反应，气体分子数增大，依据勒夏特列原理，增大压强，平衡往气体分子数减少的方向移动，即平衡向左移动；该反应是放热反应，温度升高，平衡往吸热方向移动，即向左移动，则平衡转化率变小。(2)①从图中可知，1400℃，体系中气体平衡组成比例CO2是0.05，TiCl4是0.35，CO是0.6，反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常数Kp(1400℃)==Pa=7.2×105Pa；②实际生产中需要综合考虑反应的速率、产率等，以达到最佳效益，实际反应温度远高于200℃，就是为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的TiCl4产品。(3)固体颗粒越小，比表面积越大，反应接触面积越大。有利于TiO2–C“固－固”接触，可将两者粉碎后混合，同时鼓入Cl2，使固体粉末“沸腾”，增大接触面积。26.(2022年湖南卷节选)2021年我国制氢量位居世界第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问题：(1)在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1molH2O(g)，起始压强为0.2MPa时，发生下列反应生成水煤气：Ⅰ．C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)△H1＝＋131.4kJ∙mol－1Ⅱ．CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)△H2＝－41.1kJ∙mol－1①下列说法正确的是_______；A．平衡时向容器中充入惰性气体，反应Ⅰ的平衡逆向移动B．混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡C．平衡时H2的体积分数可能大于eq\f(2,3)D．将炭块粉碎，可加快反应速率②反应平衡时，H2O(g)的转化率为50%，CO的物质的量为0.1mol。此时，整个体系_______(填“吸收”或“放出”)热量_______kJ，反应Ⅰ的平衡常数Kp＝(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。答案：(1)①BD②吸收31.20.02MPa解析：(1)①A．在恒温恒容条件下，平衡时向容器中充入情性气体不能改变反应混合物的浓度，因此反应Ⅰ的平衡不移动，A说法不正确；B．在反应中有固体C转化为气体，气体的质量增加，而容器的体积不变，因此气体的密度在反应过程中不断增大，当混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡，B说法正确；C．若C(s)和H2O(g)完全反应全部转化为CO2(g)和H2(g)，由C(s)+2H2O(g)＝CO2(g)＋2H2(g)可知，H2的体积分数的极值为eq\f(2,3)，由于可逆反应只有一定的限度，反应物不可能全部转化为生成物，因此，平衡时H2的体积分数不可能大于eq\f(2,3)，C说法不正确；D．将炭块粉碎可以增大其与H2O(g)的接触面积，因此可加快反应速率，D说法正确；综上所述，相关说法正确的是BD。②反应平衡时，H2O(g)的转化率为50%，则水的变化量为0.5mol，水的平衡量也是0.5mol，由于CO的物质的量为0.1mol，则根据O原子守恒可知CO2的物质的量为0.2mol，生成0.2molCO2时消耗了0.2molCO，故在反应Ⅰ实际生成了0.3molCO。根据相关反应的热化学方程式可知，生成0.3molCO要吸收热量39.42kJ，生成0.2molCO2要放出热量8.22kJ此时，因此整个体系吸收热量39.42kJ-8.22kJ=31.2kJ；由H原子守恒可知，平衡时H2的物质的量为0.5mol，CO的物质的量为0.1mol，CO2的物质的量为0.2mol，水的物质的量为0.5mol，则平衡时气体的总物质的量为0.5mol+0.1mol+0.2mol+0.5mol=1.3mol，在同温同体积条件下，气体的总压之比等于气体的总物质的量之比，则平衡体系的总压为0.2MPa1.3=0.26MPa，反应I[C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)]的平衡常数Kp=。27.(2021年高考全国甲卷节选)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：(2)合成总反应在起始物n(H2)/n(CO2)＝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x(CH3OH)，在t＝250℃下的x(CH3OH)～p、在p＝5×105Pa下的x(CH3OH)～t如图所示。①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式Kp＝；②图中对应等压过程的曲线是_______，判断的理由是；③当x(CH3OH)＝0.10时，CO2的平衡转化率α＝，反应条件可能为或。答案：(2)①②b总反应ΔH<0，升高温度时平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量分数变小③33.3%5×105Pa，210℃或9×105Pa，250℃解析：(2)①二氧化碳加氢制甲醇的总反应为CO2(g)＋3H2(g)＝CH3OH(g)＋H2O(g)，因此利用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式Kp=，故答案为：。②该反应正向为放热反应，升高温度时平衡逆向移动，体系中x(CH3OH)将减小，因此图中对应等压过程的曲线是b，故答案为：b；总反应ΔH<0，升高温度时平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量分数变小。③设起始n(CO2)=1mol，n(H2)=3mol，则CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)起始的物质的量/mol1300转化的物质的量/molx3xxx平衡的物质的量/mol1－x3－3xxx当平衡时x(CH3OH)＝0.10时，=0.1，解得x=mol，平衡时CO2的转化率α==33.3%；由图可知，满足平衡时x(CH3OH)＝0.10的条件有：5×105Pa，210℃或9×105Pa，250℃，故答案为：33.3%；5×105Pa，210℃；9×105Pa，250℃。28.(2021年广东卷节选)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CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：(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_______。A.增大CO2与CH4的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加B.移去部分C(s)，反应c、d、e的平衡均向右移动C.加入反应a的催化剂，可提高CH4的平衡转化率D.降低反应温度，反应a~e的正、逆反应速率都减小(3)一定条件下，CH4分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分_______步进行，其中，第_______步的正反应活化能最大。(4)设K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p0(p0=100kPa)。反应a、c、e的lnK随(温度的倒数)的变化如图所示。①反应a、c、e中，属于吸热反应的有_______(填字母)。②反应c的相对压力平衡常数表达式为K=。③在图中A点对应温度下、原料组成为n(CO2):n(CH4)=1:1、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H2的分压为40kPa。计算CH4的平衡转化率，写出计算过程。(5)CO2用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：_______。答案：(2)AD(3)44(4)①ac②③×100%=68%；(5)做冷冻剂解析：根据盖斯定律计算未知反应的反应热；根据影响化学反应速率和化学平衡的因素判断反应速率的变化及转化率的变化；根据图像及曲线高低判断反应进程和活化能的相对大小；根据平衡时反应物的分压计算平衡转化率；根据CO2的物理性质推测CO2的用途。(2)A．增大CO2和CH4的浓度，对于反应a、b、c来说，均增大了反应物的浓度，反应的正反应速率增大，A正确；B．移去部分C(s)，没有改变反应体系中的压强，反应的正逆反应速率均不变，平衡不移动，B错误；C．催化剂可以同等条件下增大正逆反应速率，只能加快反应进程，不改变反应的平衡状态，平衡转化率不变，C错误；D．降低温度，体系的总能量降低，正、逆反应速率均减小，D正确；故答案选AD；(3)由图可知，反应过程中能量变化出现了4个峰，即吸收了4次活化能，经历了4步反应；且从左往右看4次活化能吸收中，第4次对应的峰最高，即正反应方向第4步吸收的能量最多，对应的正反应活化能最大。(4)①随着温度的升高，反应a和c的lnK增大，说明K的数值增大，反应向正反应方向进行，反应a和c为吸热反应，同理反应e的lnK减小，说明K的减小，反应向逆反应方向进行，反应e为放热反应，故答案为ac；②用相对分压代替浓度，则反应c的平衡常数表达式K＝；③由图可知，A处对应反应c的lnK=0，即K==1，解方程的p2(H2)=p(CH4)，已知反应平衡时p(H2)=40kPa，则有p(CH4)=16kPa，且初始状态时p(CH4)=×100kPa=50kPa，故CH4的平衡转化率为×100%=68%；(5)固态CO2即为干冰，干冰用于制冷或人工降雨均是利用其物理性质。29．(2021年辽宁卷节选)苯催化加氢制备环己烷是化工生产中的重要工艺，一定条件下，发生如下反应：Ⅰ．主反应：(g)+3H2(g)(g)∆H1<0Ⅱ．副反应：(g)(g)∆H2>0(2)有利于提高平衡体系中环己烷体积分数的措施有_______。A.适当升温B.适当降温C.适当加压D.适当减压(3)反应Ⅰ在管式反应器中进行，实际投料往往在n(H2)∶n(C6H6)＝3∶1的基础上适当增大H2用量，其目的是。答案：(2)BC(3)提高苯的利用率解析：(1)根据盖斯定律结合已知反应：Ⅲ.2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)∆H3Ⅳ.2(g)+15O2(g)12CO2(g)+6H2O(l)∆H4Ⅴ.(g)+9O2(g)＝6CO2(g)+6H2O(l)∆H5Ⅰ.主反应：(g)+3H2(g)(g)可由，则△H1＝，故答案为：；(2)根据Ⅰ.主反应：(g)+3H2(g)(g)是一个气体体积减小的方向的放热反应，故有利于提高平衡体系中环己烷体积分数即使平衡向正方向移动，根据勒夏特列原理，可采用适当降低温度和实当加压有利平衡正向移动，而升温和减压都将使平衡逆向移动，故答案为：BC；(3)反应Ⅰ在管式反应器中进行，实际投料往往在n(H2)∶n(C6H6)＝3∶1的基础上适当增大H2用量，增大H2的浓度将使平衡正向移动，从而提高苯的转化率即利用率，故适当增大H2用量的目的是提高苯的利用率，故答案为：提高苯的利用率；30．(2021年1月八省联考重庆卷节选)内酯在化工、医药、农林等领域有广泛的应用。(1)内酯可以通过有机羧酸异构化制得。某羧酸A在0.2mol/L盐酸中转化为内酯B的反应可表示为A(aq)B(aq)，忽略反应前后溶液体积变化。一定温度下，当A的起始浓度为amol/L时，A的转化率随时间的变化如下表所示：t/min02136506580100∞A的转化率/%013.320.027.833.340.045.075.0①反应进行到100min时，B的浓度为_______mol/L。②v正(t=50min)_______v逆(t=∞min)(填“>”“＜”或“=”)。③增加A的起始浓度，A在t=∞min时转化率将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。④该温度下，平衡常数K＝﹔在相同条件下，若反应开始时只加入B，B的起始浓度也为amol/L，平衡时B的转化率为。⑤研究发现，其他条件不变时，减小盐酸的浓度，反应速率减慢，但平衡时B的含量不变，原因是_______。答案：(1)①0.45a②＞③不变④325%⑤盐酸是催化剂，催化剂能改变反应速率但不影响化学平衡解析：结合已知条件、按化学反应速率的定义、化学平衡常数的定义等列式计算、运用影响速率的因素理论判断速率的相对大小；应用电化学原理判断阴阳极、书写电极方程式；(1)①由表知，反应进行到100min时，A的转化率为45.0%，则根据化学方程式A(aq)B(aq)，B的浓度为0.45amol/L。②一定温度下，化学反应速率受反应物浓度影响，在反应建立平衡的过程中，反应物浓度在不断减小，所以v正(t=50min)＞v逆(t=∞min)＝v正(t=∞min)。③A(aq)B(aq)起始(mol·L－1)c0转化(mol·L－1)caca平衡(mol·L－1)c－cacaK＝eq\f(ca,c－ca)＝eq\f(a,1－a)，温度一定时，K是常数，则增加A的起始浓度，A在t=∞min时转化率将不变。④由表知，该温度下，A在t=∞min时转化率为75%，则平衡常数K＝eq\f(ca,c－ca)＝eq\f(a,1－a)＝eq\f(75%,1－75%)＝3﹔在相同条件下，若反应开始时只加入B，B的起始浓度也为amol/L，则A(aq)B(aq)起始(mol·L－1)0a转化(mol·L－1)xx平衡(mol·L－1)xa－x则K＝eq\f(a－x,x)＝3，得x＝0.25a，平衡时B的转化率为eq\f(0.25a,a)×100%＝25%。⑤研究发现，其他条件不变时，减小盐酸的浓度，反应速率减慢，但平衡时B的含量不变，原因是盐酸是催化剂，催化剂能改变反应速率但不影响化学平衡。

【拓展训练·巩固考点】1.(2024届重庆第八中学)只改变一个影响因素，下列关于化学平衡说法错误的是A.平衡常数改变后，化学平衡一定发生移动B.化学平衡移动后，平衡常数不一定改变C.平衡正向移动，反应物的转化率一定增大D.正反应速率大于逆反应速率，平衡一定正向移动答案：C解析：A．平衡常数K值是温度的函数，K值变化，说明温度发生了改变，则平衡一定发生移动，A正确；B．若是改变浓度或压强使平衡发生移动，而温度不变，则平衡常数K值不变，B正确；C．平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大，如：向该容器中加入的物质，其转化率降低，C错误；D．可逆反应改变条件当正反应速率大于逆反应速率时，平衡一定正向移动，D正确；2．(2024届江苏泰州中学)对于反应SiCl4(g)＋2H2(g)Si(s)＋4HCl(g)△H＝＋472kJ∙mol－1，下列说法正确的是A.恒温恒容密闭容器中，混合气体密度不再改变时反应达平衡B.其他条件不变，升高温度或增大压强均能提高SiCl4的平衡转化率C.其他条件不变，增大起始投料比eq\f(n(H2),n(SiCl4))的值能提高H2的平衡转化率D.其他条件不变，取出部分Si(s)有利于平衡正向移动答案：A解析：A．硅是固体，在恒容容器中体积不变，则密度是变量，混合气体密度不再改变时反应达平衡，A正确；B．该反应为气体分子数增多的反应，增大压强平衡逆向移动，SiCl4的平衡转化率降低，B错误；C．其他条件不变，增大起始投料比eq\f(n(H2),n(SiCl4))的值，则SiCl4的转化率增大，而氢气的转化率降低，C错误；D．硅为固体，则取出部分Si(s)，其浓度不变，平衡不移动，D错误；3．(2024届北京第四十四中学)研究催化剂对2NH3eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do0())N2＋3H2反应速率的影响。恒温、恒容时，c(NH3)随时间的变化如下。下列说法不正确的是A．使用催化剂Ⅰ，0~20min的平均反应速率v(N2)＝1.00×10-5mol·L-1·min-1B．使用催化剂Ⅱ，达平衡后容器内的压强是初始时的eq\f(11,6)倍C．相同条件下，使用催化剂Ⅱ可使该反应的活化能降低更多，反应更快D．相同条件下，使用催化剂Ⅱ可使该反应的化学平衡常数更大答案：D解析：A．使用催化剂Ⅰ，0~20min的平均反应速率v(N2)＝eq\f(2.40mol·L－1－2.00mol·L－1,2×20min)＝1.00×10-5mol·L-1·min-1，A正确；B．根据压强之比等于物质的量之比，列三段式：2NH3eq\o(,\s\up7(催化剂),\s\do0())N2＋3H2初始(mol·L－1)2.4000转化(mol·L－1)2.001.003.00平衡(mol·L－1)0.401.003.00则eq\f(P(平衡),P(初始))＝eq\f(n总(平衡),n总(初始))＝eq\f(0.4V＋1.00V＋3.00V,2.4V)＝eq\f(11,6)，B正确；C．相同条件下，使用催化剂Ⅱ时60min达到平衡，说明使用催化剂Ⅱ时的反应速率＞使用催化剂Ⅰ时的反应速率，C正确；D．使用催化剂，不影响平衡，所以相同条件下，使用催化剂Ⅱ和使用催化剂Ⅰ该反应的化学平衡常数一样，D错误；4．(2024届广东汕头期中)NOx的排放来自汽车尾气，研究利用反应C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)△H＝－34.0kJ∙mol－1，用活性炭可对其进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体，保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如下图所示。(已知：气体分压＝气体总压×物质的量分数)，下列有关说法错误的是A．若能测得反应产生22gCO2，则反应放出的热量为17.0kJB．达到平衡后增大活性炭的用量，平衡不移动C．在950K～1000K之间，化学反应速率：正＜v逆D．1050K时，反应的化学平衡常数Kp＝4答案：C解析：A．从C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)可以看出每生成44gCO2放出的热量为34.0kJ，则能产生22gCO2，放出的热量为17.0kJ，A正确；B．固体物质的用量，不影响平衡，故达到平衡后增大活性炭的用量，平衡不移动，B正确；C．在950K～1000K之间，化学反应还没有达到平衡状态，故速率：正＞v逆，C不正确；D．1050K时，设NO的起始量为2mol，容器内压强为P0，列三段式：C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)起始(mol)200转化(mol)2×80%0.80.8平衡(mol)0.40.80.8有反应为恒压，所以反应前后压强不变，则1050K时反应的化学平衡常数Kp＝eq\f((eq\f(0.8,2)×P0)×(eq\f(0.8,2)×P0),(eq\f(0.4,2)×P0)2)＝4，D正确；5．(2024届南京六校联合体调研)中国科学家在淀粉人工光合成方面取得重大突破性进展，该实验方法首先将CO2催化还原为CH3OH。已知CO2催化加氢的主要反应有：①CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)△H1＝－49.4kJ•mol-1②CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)△H2＝＋41.2kJ•mol-1其他条件不变，在相同时间内温度对CO2催化加氢的影响如图。下列说法不正确的是已知：CH3OH的选择性＝eq\f(n(生成CH3OH消耗的CO2),n(反应消耗的CO2))×100%A.增大eq\f(n(H2),n(CO2))有利于提