高考总复习优化设计二轮用书化学L山东专版(适用于新高考新教材) 专题7　化学反应速率与化学平衡

专题七化学反应速率与化学平衡

A组基础巩固练1.(2023·北京西城区一模)探究影响H2O2分解速率的因素,实验方案如图所示。下列说法不正确的是()A.对比①②,可探究FeCl3溶液对H2O2分解速率的影响B.对比②③④,可探究温度对H2O2分解速率的影响C.若用MnO2固体代替FeCl3溶液,反应速率不变D.H2O2易溶于水,主要是由于H2O2与H2O分子之间能形成氢键2.(2023·福建省名校联盟联考)研究CH3I与自由基Cl原子(用Cl*表示)的反应有助于保护臭氧层。已知:Cl*+CH3I反应有4条反应路径(TS表示过渡态,IM表示中间物)如图所示。基元反应指反应中一步直接转化为产物,下列说法错误的是()A.路径①的ΔH>0B.路径②是基元反应C.路径③的速率最快D.路径④的逆反应的活化能最大3.(2023·安徽淮北一模)一定温度下,在密闭容器中发生反应:BaSO4(s)+4H2(g)BaS(s)+4H2O(g)ΔH>0。下列说法正确的是()A.在恒容条件下,向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动B.在恒压条件下,向平衡体系中加入H2,BaSO4的转化率不变C.混合气体的物质的量不再发生变化可说明反应达到平衡D.该反应在任何温度下都能自发进行4.(2023·山东菏泽三模)氧元素是在自然界中分布最广的元素,氧气在生产生活中有广泛的应用。1molO2随温度升高时的熵(S)的变化示意图如图,下列说法不正确的是()A.由图可知,1molO2(g)的熵值不是定值B.物质的熵值与物质的组成、状态、温度等因素有关C.熵值由94J·K-1·mol-1→170J·K-1·mol-1的过程:O2由液态转化为气态D.相同温度和压强下,O4(g)、O3(g)、O2(g)的熵值依次减小5.(2023·辽宁葫芦岛一模)活性炭基材料烟气脱硝技术备受当前研究者关注,其反应原理为C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)ΔH>0。下列说法不正确的是()A.增大压强,平衡向脱硝方向移动B.上述脱硝反应平衡常数K=cC.若恒容体系内密度恒定不变,反应达到了平衡D.每处理标准状况下2.24LNO,转移电子0.2mol6.(2023·吉林通化模拟)在10L密闭容器中,A、B、C三种气态物质构成了可逆反应的体系;当在某一温度时,A、B、C物质的量与时间的关系如图甲,经过相同时间C的百分含量与温度的关系如图乙。下列分析正确的是()A.该反应的化学方程式为2A(g)+B(g)2C(g)B.0~4min内,B的平均反应速率为0.05mol·L-1·min-1C.由T1向T2变化时,正反应速率大于逆反应速率D.该反应正反应是吸热反应7.(2023·山东聊城三模)甲基叔丁基醚(MTBE)是一种高辛烷值汽油添加剂,可由甲醇和异丁烯(以IB表示)在催化剂作用下合成,其反应过程中各物质相对能量与反应历程的关系如图所示(其中N1表示甲醇和异丁烯同时被吸附,N2表示甲醇先被吸附,N3表示异丁烯先被吸附),下列说法不正确的是()A.三种反应历程中,N1反应速率最快B.该条件下反应的热化学方程式为CH3OH(g)+IB(g)MTBE(g)ΔH=-4QkJ·mol-1C.甲醇比IB更易被催化剂吸附,若甲醇过多会占据催化剂表面从而减慢合成速率D.同温同压下,只要起始投料相同,相同时间三种途径MTBE的产率一定相同8.(2023·河南省豫南地区联考)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料,在催化剂作用下可发生反应:2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),在50℃和70℃时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。下列叙述不正确的是()A.该反应为吸热反应B.反应速率大小:v(a)>v(b)C.70℃时,平衡常数K≈0.02D.增大压强,可以提高SiHCl3的平衡转化率,缩短达平衡的时间9.(2023·广东广州一模)向密闭容器中充入S2Cl2、Cl2和SCl2,发生反应S2Cl2(g)+Cl2(g)2SCl2(g),S2Cl2与SCl2的初始消耗速率(v)与温度(T)的关系如图所示(图中A、B点处于平衡状态),下列说法不正确的是()A.a为v(SCl2)随温度的变化曲线B.该反应的ΔH<0C.200℃下反应一段时间,S2Cl2的物质的量增多D.反应达到平衡后向体系中充入氮气,平衡不移动10.(2023·河北省名校联盟联考)T℃时,将2.0molA(g)和2.0molB(g)充入容积为1L的密闭容器中,在一定条件下发生反应:A(g)+B(g)2C(g)+D(s)ΔH<0;t时刻反应达到平衡时,C(g)为2.0mol。下列说法正确的是()A.t时刻反应达到平衡时,A(g)的体积分数为20%B.T℃时,该反应的化学平衡常数为K=8.0C.t时刻反应达到平衡后,缩小容器的容积,平衡逆向移动D.T℃时,若将A(g)、B(g)各1.0mol充入同样容器,平衡后,A的转化率α(A)为50%11.(2023·天津市第一中学二模)一定条件下,CO2(g)+3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g)ΔH=-53.7kJ·mol-1;向2L恒容恒温密闭容器中充入1molCO2和2.8molH2反应,图中过程Ⅰ、Ⅱ是在两种不同催化剂作用下建立平衡的过程中CO2的转化率[α(CO2)]随时间(t)的变化曲线。下列说法不正确的是()A.m点:v(正)>v(逆)B.活化能:过程Ⅱ>过程ⅠC.n点时该反应的平衡常数K=50D.过程Ⅰ,t2时刻改变的反应条件可能是升高温度12.(双选)(2023·山东潍坊四县5月模拟)Bodensteins研究反应H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH<0,温度为T时,在两个容积均为1L的密闭容器中进行实验,测得气体混合物中碘化氢的物质的量分数w(HI)与反应时间t的关系如下表:容器编号起始物质t/min020406080100Ⅰ0.5molI2、0.5molH2w(HI)/%05068768080ⅡxmolHIw(HI)/%1009184818080研究发现上述反应中:v(正)=ka·w(H2)·w(I2),v(逆)=kb·w2(HI),其中ka、kb为常数。下列说法不正确的是()A.温度为T时,该反应kaB.容器Ⅰ中在前20min的平均速率v(HI)=0.025mol·L-1·min-1C.若起始时,向容器Ⅰ中加入物质的量均为0.1mol的H2、I2、HI,反应逆向进行D.若x值不同,两容器中达平衡时w(HI)不同13.(2023·福建师大附中一模)工业上,裂解正丁烷可以获得乙烯、丙烯等化工原料。反应1:C4H10(g,正丁烷)CH4(g)+C3H6(g)ΔH1反应2:C4H10(g,正丁烷)C2H6(g)+C2H4(g)ΔH2已知几种共价键的键能如下表:共价键C—HCCC—C键能/(kJ·mol-1)413614347(1)根据上述数据估算,ΔH1=kJ·mol-1。

(2)正丁烷和异丁烷之间转化的能量变化如图所示。图1①正丁烷气体转化成异丁烷气体的热化学方程式为。

②下列有关催化剂的叙述错误的是(填字母)。

A.能改变反应途径B.能降低反应焓变C.能加快反应速率D.能增大平衡常数(3)向密闭容器中投入一定量的正丁烷,发生反应1和反应2,测得正丁烷的平衡转化率(α)与压强(p)、温度(T)的关系如图所示。图2①p1、p2、p3由小到大的顺序为。

②随着温度升高,三种不同压强下正丁烷的平衡转化率趋向相等,原因是

。

(4)在一定温度下,向恒容密闭容器中投入正丁烷,同时发生反应1和反应2,测得部分物质的浓度与时间的关系如图,平衡时压强为17akPa。图3①7min时改变的条件可能是(填字母)。

A.增大压强B.增大正丁烷的浓度C.加入催化剂②该温度下,反应1的平衡常数Kp=kPa。(提示:组分分压=总压×体积分数)

B组能力提升练1.(2023·江苏泰州中学调研)高炉炼铁的反应为Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)ΔH=-23.5kJ·mol-1。下列有关说法正确的是()A.该反应一定能自发进行,则该反应的ΔS>0B.升高温度使反应物活化分子数增多,能提高反应速率和CO平衡转化率C.增加炼铁炉高度,延长CO和铁矿石接触时间,能降低平衡时尾气中CO的体积分数D.制备的生铁中含少量FexC,相同条件下与酸反应放出氢气的速率比纯铁慢2.(2023·河南省名校联盟联考)常温常压下,在3种不同碳负载的铜微粒(a、b和c)上,选择性电催化乙炔加氢制乙烯(H+电还原为H2的反应可同时发生),相对能量变化如图,下列说法错误的是()A.析氢反应是电催化乙炔加氢制乙烯的竞争反应B.析氢反应的能力:a>c>bC.吸附C2H2的能力:a<b<cD.ⅰ生成ⅱ是乙炔加氢制乙烯反应历程中的决速步骤3.(2023·山东烟台诊断)某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g)2C(g),达到平衡后,在不同的时间段内反应物的浓度随时间的变化如甲图所示,正、逆反应速率随时间的变化如乙图所示。下列说法错误的是()A.前20minB的平均反应速率为0.05mol·L-1·min-1B.30~40min间该反应使用了催化剂C.化学方程式中的x=1,正反应为放热反应D.30min、40min时分别改变的条件是减小压强、升高温度4.(2023·齐鲁名校联盟第二次联考)恒温恒容的密闭容器中,在某催化剂表面上发生反应:2NH3(g)N2(g)+3H2(g),测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化如下表所示,下列说法不正确的是()编号表面积/cm2c(NH3)/(10-3mol·L-1)0min20min40min60min80min①a2.402.001.601.200.80②a1.200.800.40③2a2.401.600.800.400.40A.由实验①、③可知催化剂表面积越大,反应速率越快,NH3的平衡转化率不变B.由实验数据可知相同条件下,增加氨的浓度,该反应速率不一定增大C.实验①、②达到平衡后,NH3的体积分数:①<②D.实验③达到平衡后,N2的体积分数约为22.7%5.(2023·北京东城区一模)某温度下,H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K=4。该温度下,在甲、乙、丙、丁4个相同的恒容密闭容器中进行该反应,起始浓度如下表所示。编号甲乙丙丁c(H2)/(mol·L-1)0.010.020.010.02c(I2)/(mol·L-1)0.010.010.010.01c(HI)/(mol·L-1)000.020.02下列判断不正确的是()A.化学反应速率:乙>甲B.平衡时,甲中I2的转化率为50%C.平衡时,丙中c(I2)=0.01mol·L-1D.平衡时,乙和丁中c(6.(2023·辽宁葫芦岛协作校联考)某温度下,在1L恒容密闭容器中投入10molN2O5发生反应N2O5(g)N2O(g)+2O2(g),有关数据如下表所示。下列说法正确的是()时间/s0~1010~2020~3030~40产物O2的平均生成速率/(mol·L-1·s-1)0.200.160.100.00A.O2的平均生成速率越来越小是因为容器的压强越来越小B.15s若向体系中充入N2O,平衡一定逆向移动C.20s时N2O5的转化率为8%D.35s时,向体系中又充入N2O5,再次平衡时,其体积分数将增大7.(双选)(2023·山东临沂三模)利用I2O5可消除CO污染,其反应为I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s)。不同温度下,向装有足量I2O5固体的2L密闭容器中通入2molCO,测得CO2气体体积分数φ(CO2)随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是()A.T1时,前0.5min内平均反应速率v(CO)=0.6mol·L-1·min-1B.温度T1>T2,b点和d点的化学平衡常数:Kb<KdC.若d点时仅缩小容器容积,CO2体积分数和浓度均保持不变D.反应达到平衡状态时容器内气体密度不再变化8.(2023·广东东莞一模)恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量X,发生反应:①X(g)Y(g);②Y(g)Z(g)。已知v=kc(反应物),k为速率常数,如图表明三种物质浓度随时间的变化以及k受温度的影响。下列说法不正确的是()A.反应过程体系的压强始终不变B.c(Y)随时间先增大后减小C.随c(X)的减小,反应①、②的速率均逐渐降低D.温度对反应②的k影响更大9.(2023·湖南郴州一模)T0时,在2L的密闭容器中发生反应:X(g)+Y(g)Z(g)(未配平),各物质的物质的量随时间变化的关系如图a所示。其他条件相同,温度分别为T1、T2时发生反应,X的物质的量随时间变化的关系如图b所示。下列叙述中正确的是()A.该反应的正反应是吸热反应B.T0时,从反应开始到平衡时:v(X)=0.083mol·L-1·min-1C.图a中反应达到平衡时,Y的转化率为37.5%D.T1时,若该反应的平衡常数K的值为50,则T1<T010.(2023·北京延庆区一模)在一定温度下,将1molCO2和3molH2充入容积为1L的恒容密闭容器中发生反应并达到平衡:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0,测得平衡混合气体中CH3OH的物质的量分数为25%。下列说法不正确的是()A.平衡混合气体中C原子的物质的量是1molB.该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量C.该反应的化学平衡常数K=2D.其他条件相同时,若起始充入2molCO2和6molH2,达到平衡时CH3OH的物质的量分数大于25%11.(双选)(2023·山东泰安三模)已知2N2O(g)2N2(g)+O2(g)的速率方程为v=k·cn(N2O)(k为速率常数,只与温度、催化剂有关)。实验测得,N2O在催化剂X表面反应的变化数据如下:t/min010203040506070c(N2O)/(mol·L-1)0.1000.080c10.0400.020c2c30下列说法正确的是()A.n=1,c1>c2=c3B.t=10min时,v(N2O)=2.0×10-3mol·L-1·s-1C.相同条件下,增大催化剂X的表面积,能加快反应速率D.保持其他条件不变,若N2O起始浓度为0.200mol·L-1,当浓度减至一半时共耗时50min12.(2023·湖南省名校联合体联考)一定条件下,分别向容积为1L的密闭容器中充入气体,发生反应:X(g)+Y(g)Z(g),测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是()实验充入气体量反应过程条件①2molX+1molY恒温②1molZ恒温③1molZ绝热A.曲线Ⅰ对应实验②B.正反应为吸热反应C.气体的总物质的量:n(c)<n(d)D.b点平衡常数比c点平衡常数小13.(2023·山东泰安三模)含氮化合物在现代工业、环境治理中有重要地位。请回答下列问题:(1)已知:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)ΔH=-1808kJ·mol-14NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-905.5kJ·mol-1则反应4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)的ΔH=kJ·mol-1。

(2)使用V2O5/(TiO2-SiO2)催化剂,利用NH3将NO还原为N2,可以消除烟气中的氮氧化物对环境的污染,反应机理如图所示。①根据图示,NO、NH3在有氧条件下总反应的化学方程式是。

②将一定比例的O2、NH3和NO的混合气体,匀速通入装有催化剂的反应器中反应(装置如图甲)。反应相同时间,测得NO的去除率随反应温度的变化曲线如图乙所示,在50~250℃范围内随着温度的升高,NO的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是

;

当反应温度高于380℃时,NO的去除率迅速下降的原因可能是。

甲乙③利用模拟烟气测试系统,在氨氮比为1∶1和300℃条件下,保持2200mL·min-1的气体流量,研究氧气浓度对催化剂活性的影响,测得不同浓度下O2对NO转化为N2的转化率影响如图所示。由图可知,在反应气体中不含氧气时,催化剂也能催化一定量的一氧化氮进行转化,原因是。随着氧气浓度的增加,催化剂的活性逐渐提高,但氧气浓度大于5%后,再增加氧气的浓度,催化剂的催化效率提升不明显,其原因是。

(3)398K时,反应4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)在恒容密闭容器中进行,NH3和NO的初始分压分别为p0kPa和32p0kPa,起始时容器中只含NH3和NO,假设当反应达到平衡后,NH3和NO的平衡分压分别为13p0kPa和12p0kPa,则该反应在398K时的Kp为

参考答案专题七化学反应速率与化学平衡A组基础巩固练1.CMnO2和Fe3+都能催化H2O2的分解反应,但不同催化剂的催化效果不同,故反应速率不同,C错误。2.B路径②所示反应中有中间产物生成,没有一步直接转化为产物,不是基元反应,B错误。3.A在恒容条件下,向平衡体系中充入惰性气体,反应体系中各物质的浓度不变,平衡不移动,A正确;在恒压条件下,向平衡体系中加入H2,平衡正向移动,BaSO4的转化率变大,B错误;该反应是反应前后气体总体积不变的反应,故混合气体的物质的量不变不能说明反应达到平衡,C错误;该反应的ΔH>0、ΔS=0,由于反应吸热,并非在任何温度下都能自发进行,D错误。4.D由图可知,1molO2(g)的熵值随温度升高而增大,不是定值,A正确;物质的熵值与物质的组成、状态、温度等因素有关,其他条件相同时,熵值:气态>液态>固态,而物质的组成、物质的量和状态相同时,温度越高,熵值越大,B正确;图中熵值出现的两个突变,是氧气状态的改变导致的,其中熵值由94J·K-1·mol-1→170J·K-1·mol-1的过程是O2由液态转化为气态,C正确;相同温度和压强下,O4(g)、O3(g)、O2(g)的熵值还与物质的量有关,由于三种物质的物质的量未知,故不能比较熵值的大小,D错误。5.A该反应反应前后气体体积不变,改变压强,不影响平衡状态,A错误。6.C由题图可知,该反应是可逆反应,A、B、C的物质的量变化量之比=(2.4-1.6)∶(1.6-1.2)∶(0.4-0)=2∶1∶1,故该反应的化学方程式为2A(g)+B(g)C(g),A错误;0~4min时,A减少(2.4-2.0)mol,则有v(B)=0.04mol·L-12×4min=0.005mol·L-1·min-1,B错误;由T1向T2变化时,C的百分含量增大,平衡正向进行,故正反应速率大于逆反应速率,C正确;T3时反应达到平衡,T3之后,升高温度7.D活化能越小,反应速率越快,N1、N2、N3三种反应历程的活化能分别为(6-2)QkJ·mol-1=4QkJ·mol-1、(9-3)QkJ·mol-1=6QkJ·mol-1、(10-4)QkJ·mol-1=6QkJ·mol-1,则N1反应速率最快,A正确;该反应的焓变ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量,则ΔH=(1-5)QkJ·mol-1=-4QkJ·mol-1,该反应的热化学方程式为CH3OH(g)+IB(g)MTBE(g)ΔH=-4QkJ·mol-1,B正确;甲醇比IB更易被催化剂吸附,占据催化剂表面从而使异丁烯无法与催化剂接触,导致反应速率减慢,C正确;N1、N2、N3三种反应历程的活化能不相等,则同温同压下,只有起始投料相同,相同时间三种途径MTBE的产率不相同,D错误。8.D升高温度,SiHCl3的平衡转化率增大,则该反应为吸热反应,A正确;a、b两点的浓度相同,a点的温度大于b点,则反应速率大小:v(a)>v(b),B正确;70℃时,达到平衡SiHCl3的平衡转化率为22%,设起始c(SiHCl3)=1mol·L-1,利用“三段式”计算:2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)起始浓度/(mol·L-1) 1 0 0转化浓度/(mol·L-1) 0.22 0.11 0.11平衡浓度/(mol·L-1) 0.78 0.11 0.11则平衡常数K=0.1120.782≈0.02,C正确;增大压强9.C化学反应速率与反应的系数成正比,由化学方程式可知,平衡时S2Cl2与SCl2的反应速率为1∶2,结合图像可知,图中A、B点处于平衡状态,则正逆反应速率相等,a为v(SCl2)随温度的变化曲线,A正确;随着温度升高,SCl2的消耗速率更大,反应逆向进行,则正反应为放热反应,ΔH<0,B正确;题图中A、B点处于平衡状态,200℃下反应没有达到平衡,此时逆反应速率小于正反应速率,反应正向进行,故反应一段时间,S2Cl2的物质的量减小,C错误;反应达到平衡后向体系中充入氮气,不影响反应中各物质的浓度,平衡不移动,D正确。10.Dt时刻反应达到平衡时,C(g)为2.0mol,则反应消耗1.0molA和1.0molB,故A(g)的体积分数为1.0mol4.0mol×100%=25%,A错误;T℃时,A、B、C的平衡浓度(mol·L-1)分别为1.0、1.0和2.0,则该反应的化学平衡常数为K=2.021.02=4.0,B错误;t时刻反应达到平衡后,缩小容器的容积,平衡不移动,C错误;T℃时,若将A(g)、B(g)各1.0mol充入同样容器,保持物质的量不变,11.Cm点CO2的转化率不是最大,反应向正反应方向进行,则有v(正)>v(逆),A正确;过程Ⅰ先达到平衡状态,说明反应速率快,因此活化能:过程Ⅱ>过程Ⅰ,B正确;n点时CO2的转化率为80%,列出“三段式”:CO2(g)+3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g)起始浓度(mol·L-1) 0.5 转化浓度(mol·L-1) 0.4 1.2 平衡浓度(mol·L-1) 0.1 0.2 则该反应的平衡常数K=0.4×0.40.1×0.23=200,C错误;12.CD根据题给信息,列出“三段式”:H2(g)+I2(g)2HI(g)起始量/(mol·L-1) 0.5 0.5 0变化量/(mol·L-1) n n 2n平衡量/(mol·L-1) 0.5-n 0.5-n 2nw(HI)=2n1×100%=80%,则n=0.4,平衡常数K=0.820.1×0.1=64。达到平衡状态时正、逆反应速率相等,则有ka·w(H2)·w(I2)=kb·w2(HI),可得kakb=w2(HI)w(H2)w(I2)=K=64,A正确;容器Ⅰ中在前20min,w(HI)=50%,设m为c(H2)的变化量,则有w(HI)=2m1×100%=50%,m=0.25,故有v(HI)=2×0.25mol·L-120min=0.025mol·L-1·min-1,B正确;若起始时,向容器Ⅰ中加入物质的量均为0.113.答案(1)+80(2)①C4H10(g,正丁烷)C4H10(g,异丁烷)ΔH=-7kJ·mol-1②BD(3)①p1<p2<p3②随着温度升高,压强对平衡的影响逐渐减小,平衡转化率主要由温度决定(4)①B②3a解析(1)根据键能计算反应热,ΔH1=(347×2-614)kJ·mol-1=+80kJ·mol-1。(2)②催化剂参与化学反应,改变了反应途径,A正确;反应热与产物、反应物的相对能量有关,催化剂同等程度降低正、逆反应活化能,不改变反应热,B错误;催化剂能够加快反应速率,C正确;催化剂同倍数改变正、逆反应速率,平衡不移动,平衡常数不变,D错误。(3)①正反应是气体分子数增大的反应,减小压强,平衡向正反应方向移动,正丁烷的平衡转化率增大,则p1<p2<p3。②压强与温度对正丁烷的平衡转化率都有影响,且结果相反,随着温度升高,平衡转化率最终相同,说明压强对平衡的影响逐渐减小,平衡转化率主要由温度决定。(4)①增大压强,即缩小容器容积,瞬时CH4浓度增大,随后CH4浓度减小,A错误;增大正丁烷的浓度,平衡向正反应方向移动,CH4浓度增大,B正确;加入催化剂,平衡不移动,甲烷的浓度不变,C错误。②根据题图3,同时发生反应1和反应2,平衡时生成了0.3mol·L-1的CH4,消耗了0.7mol·L-1的C4H10,说明反应2生成了0.4mol·L-1的C2H6,平衡体系中各组分的浓度分别是c(CH4)=c(C3H6)=0.3mol·L-1,c(C2H6)=c(C2H4)=0.4mol·L-1,c(C4H10)=0.3mol·L-1,各组分的分压:p(CH4)=p(C3H6)=0.30.3+0.3+0.4+0.4+0.3×17akPa=3akPa,p(C2H6)=p(C2H4)=4akPa,p(C4H10)=3aB组能力提升练1.A该反应的反应热ΔH<0,要使反应自发进行,要满足ΔH-TΔS<0,则该反应的ΔS>0,A正确;升高温度,使反应物活化分子数增多,能提高反应速率,但由于该反应是放热反应,升高温度,化学平衡会向逆反应方向移动,导致CO平衡转化率降低,B错误;增加炼铁炉高度,延长CO和铁矿石接触时间,不改变其他外界条件,化学平衡不移动,故不能改变平衡时混合气体中CO的体积分数,C错误;制备生铁中若含少量FexC,Fe、FexC及酸溶液构成原电池,使Fe与酸反应放出氢气的速率比纯铁快,D错误。2.B选择性电催化乙炔加氢制乙烯和H+电还原为H2的反应可同时发生,均为得到电子被还原的过程,故析氢反应是电催化乙炔加氢制乙烯的竞争反应,A正确;a对应的活化能最大,b对应的活化能最小,活化能越大反应越难进行,即析氢反应的能力:a<c<b,B错误;吸附C2H2过程中放出的热量a最少,c最多,相同物质进行不同过程放出的热量越多说明该过程越容易进行,即说明吸附C2H2的能力:a<b<c,C正确;各种催化剂进行反应时ⅰ生成ⅱ的活化能均最大,活化能越大反应速率越慢,是整个反应的决速步骤,则ⅰ生成ⅱ是乙炔加氢制乙烯反应历程中的决速步骤,D正确。3.B前20minB的平均反应速率为2.0mol·L-1-1.0mol·L-120min=0.05mol·L-1·min-1,A正确;30min时,C和A、B的浓度都下降,而催化剂只会改变反应速率,不会瞬间改变反应物的浓度,B错误;A、B的浓度变化相同,故A、B的化学计量数相同,则x=1,40min时正逆反应速率都增大,则改变的条件为升高温度,而条件改变后C浓度减小,A、B浓度增大,说明平衡发生了逆向移动,则正反应为放热反应,C正确;30min时,C和4.C对比实验①和实验③,氨气浓度相同,实验③中催化剂表面积是实验①中催化剂表面积的2倍,实验③先达到平衡状态,实验③的反应速率大,说明相同条件下,增加催化剂的表面积,反应速率增大,A正确;实验①、实验②中0~20min、20~40min氨气浓度变化量都是4.00×10-4mol·L-1,实验①和实验②催化剂表面积相同,实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的两倍,说明相同条件下,增加氨气浓度,反应速率并没有增大,B正确;反应为气体分子数增加的反应,恒温恒容的密闭容器中,①的氨气起始物质浓度更大,相当于达到平衡后,与②相比又逆向移动,导致NH3的体积分数:①>②,C错误;由实验③中数据可知,达平衡时氨气反应了2mol·L-1,则生成氮气1mol·L-1,生成氢气3mol·L-1,平衡时体积分数等于物质的量浓度分数,故氮气的体积分数为1mol·L-11mol·L5.D据题表中数据可知,其他条件相同,乙中c(H2)为甲中的2倍,乙中反应速率较大,A正确;设甲中I2的转化率为x,根据“三段式”有:H2(g)+I2(g)2HI(g)起始/(mol·L-1) 0.01 0.01 0变化/(mol·L-1) 0.01x 0.01x 0.02x平衡/(mol·L-1) 0.01(1-x) 0.01(1-x) 0.02x则有K=c2(HI)c(H2)·c(I2)=(0.02x)20.012×(1-x)2=4,解得x=50%,B正确;根据丙中各数据,浓度商为Q=c2(HI)c(H2)·c(I2)=(6.DO2的平均生成速率越来越小,主要是N2O5的浓度减小,A错误;15s时,该体系还没有达到平衡状态,如果N2O的量很少,在一定温度下,若Q<K,平衡依然正向移动,B错误;在0~10s时O2的生成量为2mol,在10~20s时生成O2为1.6mol,即20s时,生成3.6mol氧气,同时有1.8molN2O5发生转化,故转化率为18%,C错误;35s时,向体系中又充入N2O5,则反应达到新的平衡时N2O5的体积分数必将增大,D正确。7.BC根据“先拐先平,速率快,温度高”,可得T2<T1;依据化学平衡移动原理,温度越高二氧化碳体积分数越小,说明平衡逆向移动,正向是放热反应。T1时,前0.5min内平均反应速率v(CO)=v(CO2)=2mol×30%2L×0.5min=0.6mol·L-1·min-1,A正确;温度越高,平衡常数越小,故b点和d点的化学平衡常数:Kb>Kd,B错误;若d点时仅缩小容器容积,CO2体积分数保持不变,但浓度增大8.C由题图1中信息可知,浓度随时间变化逐渐减小的曲线为X,浓度随时间变化逐渐增大的曲线为Z,浓度随时间变化先增大后减小的曲线为Y。由题图2中信息可知,反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②。两反应中,反应物和生成物都只有一种,且化学计量数都为1,故反应过程中气体的物质的量始终不变,压强始终不变,A正确;c(Y)随时间先增大后减小,B正确;随c(X)的减小,c(Y)先增大后减小,c(Z)不断增大,则反应①的速率逐渐降低,但反应②的速率先升高后降低,C错误;随着温度的升高,反应②的速率常数增大的幅度更大,故温度对反应②的k影响更大,D正确。9.D根据“先拐先平,数值大”规律推知,T1>T2,温度越高,X的物质的量越大,则平衡逆向移动,正反应是放热反应,A错误;开始至平衡时间内,v(X)=0.3mol-0.05mol2L×3min≈0.042mol·L-1·min-1,B错误;Y的转化率为0.4-0.150.4×100%=62.5%,C错误;由题图a可知,X、Y、Z物质的量变化之比为110.C根据质量守恒定律可知,1molCO2参与反应,平衡时混合气体中C原子的物质的量仍为1mol,A正确;该反应的ΔH<0,则该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量,B正确;设CO2的转化浓度为xmol·L-1,利用“三段式”计算:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)起始浓度(mol·L-1) 转化浓度(mol·L-1)