高考总复习优化设计二轮用书化学H湖南专版(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·湖南联考二模)向1L的恒容密闭容器中加入1molX和2molY,发生反应:X(g)+2Y(g)2Z(g),X的转化率α随温度t的变化如图所示(图中不同温度下的转化率是第5min数据)。下列说法正确的是()A.300℃时,0~5min内平均反应速率v(Z)=0.3mol·L-1·min-1B.b、c点对应的v逆(Y)大小关系:b>cC.c点时,反应消耗pmolX(p<1),同时消耗2pmolZD.若将气体体积缩小为0.5L,则c点温度下的α(X)减小5.(2023·辽宁鞍山一模)T0时,向容积为5L的恒容密闭容器中充入一定量的A(g)和B(g),发生反应:2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)ΔH<0。测得反应过程中的部分数据如表所示,下列说法错误的是()t/minn(A)/moln(B)/mol04.02.052.01.0102.01.0A.其他条件不变,温度变为T1时,平衡时测得C的浓度为0.8mol·L-1,则T1>T0B.8min时,该反应的v(正)=v(逆)C.5min时,该反应达到平衡状态,且A、B的转化率相等D.平衡时,C的体积分数约为42.9%6.(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·安徽省鼎尖名校联考)CO2的有效利用对发展碳循环经济产生了巨大的影响。其中利用CO2和H2,在一定条件下合成乙醇的反应为2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)ΔH。向2L刚性不可变容器中充入1molCO2和3molH2,单位时间内测得CO2的转化率随温度变化关系如图所示。下列说法正确的是()A.上述反应的ΔH>0B.混合气体的密度保持不变时,说明该反应达平衡状态C.c点平衡后,向容器中再充入等量原反应气体,达新平衡时,CO2的转化率增大D.反应从开始到a点需时5min,5min内用H2表示的反应速率为0.3mol·L-1·min-18.(2023·湖南娄底高三练习)已知反应:C(s)+NO2(g)12N2(g)+CO2(g)ΔH<0。在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO2气体,维持温度为T℃,如图所示为不同压强下反应相同时间NO2的转化率随着压强变化的示意图。下列分析错误的是()A.1050kPa时,容器中混合气体平均摩尔质量不变则说明该反应达到平衡状态B.1100kPa时,延长反应时间,NO2的转化率可以提高C.1050kPa前,反应中NO2的转化率随着压强增大而增大的原因是反应未达到平衡状态,随着压强增大,正反应速率加快,NO2的转化率提高D.1050kPa时,NO2的转化率为80%,反应时间为20min,用NO2的分压变化表示该时间段内的速率为45kPa·min-19.(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·湖南长沙雅礼中学模拟预测)CO2-H2催化重整可获得CH3OH。其主要反应为反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-53.7kJ·mol-1反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41kJ·mol-1若仅考虑上述反应,在5.0MPa、n始(CO2)∶n始(H2)=1∶3时,原料按一定流速通过反应器,CO2的转化率和CH3OH的选择性随温度变化如图所示。CH3OH的选择性=n生成(下列说法正确的是()A.其他条件不变,升高温度,CO2的平衡转化率增大B.其他条件不变,T>236℃时,曲线下降的可能原因是反应Ⅰ正向进行程度减弱C.一定温度下,增大n始(CO2)∶n始(H2)可提高CO2平衡转化率D.研发高温高效催化剂可提高平衡时CH3OH的选择性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.(2023·湖北襄阳一模)在160℃、200℃条件下,分别向两个容积为2L的刚性容器中充入2molCO和2molN2O,发生反应:CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g)ΔH<0。实验测得两容器中CO或N2的物质的量随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是()A.当容器中混合气体的密度不随时间变化时,该反应达到平衡状态B.ac段N2的平均反应速率为0.10mol·L-1·min-1C.逆反应速率:c>b>dD.160℃时,该反应的平衡常数Kp=913.(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·湖南长沙一中高三月考)二甲醚是清洁能源,用合成气在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)。某温度下,将2.0molCO(g)和4.0molH2(g)充入容积为2L的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如图所示,下列四种条件下化学平衡常数最大的是()A.p2,T1 B.p3,T2C.p1,T3 D.p4,T42.(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·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4.(2023·天津十二区重点校联考)某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molX(g)和2molY(g)发生反应:X(g)+mY(g)3Z(g),平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1molZ(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是()A.m=2B.两次平衡的平衡常数相同C.X与Y的平衡转化率之比为1∶1D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4mol·L-15.(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·湖南岳阳高三月考)恒压条件下,密闭容器中将CO2、H2按照体积比为1∶3合成CH3OH,其中涉及的主要反应如下:Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49kJ·mol-1Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41kJ·mol-1在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ和反应Ⅱ,在相同的时间段内CH3OH的选择性和产率随温度的变化如图。已知:CH3OH的选择性=CH3下列说法正确的是()A.反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=+90kJ·mol-1B.合成甲醇的适宜工业条件是290℃,催化剂选择CZ(Zr-1)TC.230℃以上,升高温度CO2的转化率增大,但甲醇的产率降低,原因是230℃以上,升温对反应Ⅱ的影响更大D.保持恒压恒温下充入氦气,不影响CO2的转化率7.(2023·湖北省部分重点校联考)恒温密闭容器发生可逆反应:Z(?)+W(?)X(g)+Y(?)ΔH,在t1时刻反应达到平衡,在t2时刻缩小容器体积,t3时刻再次达到平衡状态后不再改变条件。下列有关说法中,正确的是()A.该条件下,Z和W中的一种可能为气态B.t1~t2时间段与t3时刻后,两时间段反应体系中气体的平均摩尔质量不相等C.若在该温度下该反应的平衡常数表达式为K=c(X),则t1~t2时间段与t3时刻后的X浓度不相等D.若该反应ΔH>0,则该反应的平衡常数K随温度升高而增大8.(2023·湖南长沙期末)一定温度和压强下,在两个容积均为1L的密闭容器中,充入一定量的A和B,发生反应:2A+2BC+2D。相关反应数据如下表所示(已知在p1kPa、T1℃下,A、B、C、D都是气态)下列说法正确的是()容器编号压强/kPa温度/℃起始物质的量/mol10s时物质的量/molABCⅠp1T10.20.20.05Ⅱp1T2(T2>T1)0.20.20.05Ⅲp2(p2>p1)T10.20.20.05A.该反应的ΔH>0B.在容器Ⅲ中,A、B中至少有2种呈非气态C.10s时,容器Ⅱ中的反应一定处于平衡状态D.若起始时,向容器Ⅱ中充入0.08molA、0.1molB、0.04molC和0.1molD,反应将向正反应方向进行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.(2023·河南洛阳六校联考)氢气是一种清洁能源,工业上用水煤气两步法制氢气,第①、②步的反应原理及反应的lgKp-T关系如图所示。下列有关说法正确的是()A.反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH1<0B.NiFe2O4能降低反应的活化能,提高平衡转化率C.某温度下,将CO和H2O(g)各1mol通入容积为1L的密闭容器中反应,达到平衡状态,若该反应的平衡常数是9,则CO的转化率为75%D.1300℃时,反应C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)的平衡常数Kp=812.(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·山西忻州一模)为了实现碳达峰和碳中和目标,二氧化碳的高效利用成为研究的热点。某研究小组采用双合金团簇催化甲烷干法重整法(DRM)取得了良好的效果。已知:CH4、H2、CO的燃烧热分别为-890.3kJ·mol-1、-285.8kJ·mol-1和-283kJ·mol-1。(1)甲烷干法重整法(DRM)反应为CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)ΔH,则ΔH=。

(2)通过大量的研究Pt12Ni、Sn12Ni、Cu12Ni三种双合金团簇可用于催化DRM反应,在催化剂表面涉及多个基元反应,分别为过程1:甲烷逐步脱氢,过程2:CO2的活化(包括直接活化和氢诱导活化),过程3:C*和CH*的氧化,过程4:扩散吸附反应。其反应机理如图1所示。则CO2的氢诱导活化反应方程式为,过程3的最终产物为,过程4发生扩散吸附的微粒为。

图1(3)三种催化剂催化甲烷脱氯过程的能量变化如图2所示:图2①甲烷脱氢过程中最大活化能步骤为(用反应方程式表示)。

②Sn12Ni、Pt12Ni、Cu12Ni三种催化剂催化甲烷脱氢过程的脱氢速率分别为v1、v2、v3,则脱氢速率由大到小的顺序为。

③Sn12Ni双合金团簇具有良好的抗积碳作用,有效抑制碳沉积对催化剂造成的不良影响,请结合图示解释原因:。

(4)已知:甲烷干法重整法(DRM)过程中发生副反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH>0,T℃时,在恒压反应器中,通入2molCH4和1molCO2,总压强为p0,平衡时甲烷的转化率为40%,H2O的分压为p。①关于上述平衡体系,下列说法正确的是(填字母)。

A.n(CH4)∶n(CO2)=2∶1B.将H2O(g)液化,可以提高主反应的速率C.若反应在恒容条件下进行,甲烷转化率小于40%D.若降低反应温度,主、副反应均逆向进行②DRM反应的Kp=

(列出计算式即可,分压=总压×物质的量分数)。

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.Ca点时,转化率为30%,此时生成的Z为0.6mol,Z的平均反应速率为0.12mol·L-1·min-1,A错误;温度越高反应速率越快,则b点的反应速率小于c点的反应速率,但5min时b点的转化率却大于c点,说明b点未达平衡,c点达平衡,Y的浓度:b>c,温度:b<c,故无法判断b、c两点v逆(Y)大小关系,B错误;c点达平衡,反应消耗pmolX,同时消耗2pmolZ,C正确;c点温度下,压缩体积,即增大压强,平衡正向移动,α(X)增大,D错误。5.A升高温度,平衡逆向移动,根据图表数据,T0时达到平衡,消耗1molB,则生成3molC,C的浓度为0.6mol·L-1,其他条件不变,温度变为T1时,平衡时测得C的浓度为0.8mol·L-1,说明平衡正向移动,则T1<T0,A错误;5min后气体物质的量不再改变,说明5min后反应达到平衡状态,则8min时,该反应的v(正)=v(逆),投料比等于化学计量数比,故A、B的转化率相等,B、C正确;列出“三段式”:2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)初始/mol 4 2 0 0转化/mol 2 1 3 1平衡/mol 2 1 3 1则平衡时,C的体积分数约为37×100%≈42.9%,D6.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.C根据题图知,b点之前,单位时间内,随着温度的升高,速率加快,所以二氧化碳的转化率增大,但b点之后,温度升高,不利于平衡正向移动,导致二氧化碳的平衡转化率降低,则该反应为放热反应,ΔH<0,A错误;2L刚性不可变容器中发生反应,气体的总质量不变,容器的容积不变,气体的密度始终不变,不能判断是否达到平衡状态,B错误;c点平衡后,向容器中再充入等量原反应气体,等效于增大压强,则会使平衡正向移动,达新平衡时,CO2的转化率增大,C正确;a点时CO2的转化率为50%,则转化的CO2为0.5mol,转化的H2为0.5mol×3=1.5mol,则有v(H2)=0.15mol·L-1·min-1,D错误。8.B该反应为气体分子数改变的反应,当混合气体平均摩尔质量不变时,说明容器内混合气体的组成恒定,可判断该反应达到平衡状态,A正确;该反应的正反应方向气体体积增大,题图中拐点后NO2的转化率呈下降趋势是因为反应达到平衡后压强增大平衡逆向移动,因此拐点及其之后的状态均为平衡状态,均已经达到该条件下的最大反应限度,延长反应时间转化率不会变化,B错误;由B选项分析可知拐点前反应未达到平衡状态,其反应速率随压强增大而增大,在相同时间内随着压强增大,NO2的转化率提高,C正确;设在密闭容器中加入1molNO2气体,则转化的NO2气体为1mol×80%=0.8mol,列三段式如下:C(s)+NO2(g)12N2(g)+CO2(g)起始量/mol 1 0 0转化量/mol 0.8 0.4 0.8平衡量/mol 0.2 0.4 0.8NO2气体的分压变化为1050kPa-1050kPa×0.20.2+0.4+0.8=900kPa,则20min内用NO2的分压变化表示的反应速率为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.B从题图中可知,升高温度,CO2的平衡转化率下降,A错误;温度升高,反应Ⅰ化学平衡逆向移动,反应Ⅱ化学平衡正向移动,反应Ⅰ减小的程度大于反应Ⅱ进行的程度,导致CO2的转化率也有所下降,B正确;增大n始(CO2)∶n始(H2),CO2浓度增大,H2浓度减小,则CO2的平衡转化率减小,C错误;研发高效的催化剂可提高反应速率和CH3OH的选择性,且由题图知,温度越高甲醇的选择性越低,D错误。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.D该反应前后气体的物质的量不变,恒温恒容时,容器的压强保持不变,故当容器中混合气体的密度不随时间变化时,不能说明该反应达到平衡状态,A错误;ac段N2的平均反应速率为v=ΔcΔt=ΔnV·Δt=(1.2-0.4)mol2L×(10-2)min=0.05mol·L-1·min-1,B错误;随着反应的进行,N2的物质的量增大,CO的物质的量减小,故ac曲线表示N2的物质的量随时间的变化,bd曲线表示CO的物质的量随时间的变化,由图中可知ac先达到平衡,说明ac对应的温度更高,故逆反应速率c>d,由d点生成物浓度高于b点,故逆反应速率d>b,CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g)起始量/mol 2 2 0 0转化量/mol 1.5 1.5 1.5 1.5平衡量/mol 0.5 0.5 1.5 1.5该反应的平衡常数为Kp=p(C13.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.D通过题图可知,温度升高,一氧化碳的转化率降低,说明升高温度平衡逆向移动,该反应为放热反应,则温度越高,二甲醚的质量分数越小,故温度关系为T1>T2>T3>T4,由于正反应放热,温度越低平衡常数越大,平衡常数只和温度有关,故T4对应平衡常数最大。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.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4.D向平衡体系中加入1molZ(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变,说明两种平衡相同,该反应前后气体的总体积不变,则有m+1=3,m=2,A正确;平衡常数只与温度有关,两次平衡温度不变,故两次平衡的平衡常数相同,B正确;起始量X与Y之比为1∶2,等于其化学计量数之比,故X与Y的平衡转化率之比为1∶1,C正确;该反应为反应前后气体总量不变的反应,故第二次平衡时Z的物质的量为4mol×10%=0.4mol,c(Z)=0.4mol2L=0.2mol5.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.C根据盖斯定律由Ⅰ-Ⅱ可得热化学方程式:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=ΔH1-ΔH2=(-49kJ·mol-1)-41kJ·mol-1=-90kJ·mol-1,A错误;由题图可知在相同温度下CZ(Zr-1)T催化剂对甲醇的选择性更高,温度为230℃时甲醇的产率最高,B错误;230℃以上,升高温度,反应Ⅰ为放热反应,平衡逆向移动,甲醇的产率降低,反应Ⅱ为吸热反应,平衡正向移动,CO2的转化率增大,升温对反应Ⅱ的影响更大,C正确;恒压恒温下充入氦气,反应体系的体积变大,相当于减压,对CO2的转化率有影响,D错误。7.D根据题图可知,正反应速率不随反应时间和压强的改变而改变,故Z和W都不是气体,A错误;结合题图可知,X是气体,Y可能不是气体,也可能是气体,若Y不是气体,产物只有X,反应过程中气体的摩尔质量始终不变,若Y是气体,由于生成的X和Y是按照比例生成的,气体平均摩尔质量不会改变,所以两时间段反应体系中气体的平均摩尔质量一定相等,B错误;由于化学平衡常数只与温度有关,该温度下平衡常数的表达式K=c(X)是定值,则t1~t2时间段与t3时刻后的c(X)相等,C错误;该反应ΔH>0则该反应是吸热反应,升高温度平衡正向移动,平衡常数增大,D正确。8.C根据分析对比,容器Ⅱ的温度比容器Ⅰ的高,则容器Ⅱ的反应速率更快,但10s时生成的C相同,则容器Ⅱ中的反应一定发生了逆向移动,因此,该反应ΔH<0,A错误;容器Ⅲ的压强比容器Ⅰ的大,则容器Ⅲ的反应速率更快,但10s时生成的C相同,则容器Ⅲ中的反应一定发生了逆向移动,因此,在容器Ⅲ中,A、B中至少有一种呈非气态,使反应物中气体的化学计量数小于生成物,加压平衡逆向移动,B错误;10s时,容器Ⅱ中的反应一定处于平衡状态,C正确;容器Ⅱ达到平衡状态,可列出三段式:2A(g)+2B(g)C(g)+2D(g)起始/(mol·L-1) 0.2 0.2 0 0转化/(mol·L-1) 0.1 0.1 0.05 0.1平衡/(mol·L-1) 0.1 0.1 0.05 0.1则K=c(若起始时,向容器Ⅱ中充入0.08molA、0.1molB、0.04molC和0.1molD,Q=c(C)·c29.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) x平衡浓度(mol·L-1) 1-x CH3OH的物质的量分数为25%,则有x1-x+3(1-x)+x+x×100%=25%,解得x=23,计算可得该反应的化学平衡常数K=43,C错误;其他条件相同时,若起始充入2molCO2和6molH211.C对于反应①,升高温度,lgKp增大,说明升高温度,该反应正向移动,则该反应是吸热反应,ΔH1>0,A错误;NiFe2O4是反应的催化剂,催化剂能降低反应的活化能,但不能改变转化率,B错误;设CO的转化量为xmol,根据已知条件列出“三段式”:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始/mol 1 1 0 0转化/mol x x x x平衡/mol 1-x 1-x x x则平衡常数K=x2(1-x)2=9,解得x=0.75,则CO的转化率为0.75mol1mol×100%=75%,C正确;由题图可知,1300℃时,反应C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)的lgKp=12.D恒温恒容条件下,气体的压强之比等于其物质的