第七章 化学反应速率与化学平衡 （测试）（解析版）

第七章化学反应速率与化学平衡测试卷时间：90分钟分值：100分一、选择题（每小题只有一个正确选项，共16×3分）1．（2023·河北邯郸·统考三模）在某催化剂作用下，乙炔选择性加成反应C2H2(g)+H2(g)⇌C2H4(g)

ΔH<0。速率方程为v正=k正c(C2H2)c(H2)，v逆=k逆c(C2H4)(k正、k逆为速率常数，只与温度、催化剂有关)。一定温度下，在2L恒容密闭容器中充入1molC2H2(g)和1molH2(g)，只发生上述反应。测得C2H4的物质的量如下表所示：t/min05101520n/mol00.30.50.60.6下列说法错误的是A．0~10min内，v(H2)=0.025mol・L-1・min-1B．升高温度，k正增大的倍数小于k逆增大的倍数C．净反应速率(v正-v逆)由大到小最终等于0D．在上述条件下，15min时2k逆=15k正【答案】D【解析】A．由表可知，0~10min内，A正确；B．根据平衡状态的特点，平衡时正、逆反应速率相等，则K=。上述反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡常数减小，而升高温度，速率常数增大，由此推知，k正增大的倍数小于k逆增大的倍数，B正确；C．根据表格数据可知，开始正反应速率最大，逆反应速率为0，随着反应进行，净反应速率由大到小，最终等于0(平衡)，C正确；D．15min时达到平衡，c(C2H2)=0.2mol/L，c(H2)=0.2mol/L，c(C2H4)=0.3mol/L，故K==7.5，15k逆=2k正，D错误；答案选D。2．（2023·上海嘉定·统考二模）700℃时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO2(g)和H2(g)，发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)反应过程中测定的部分数据见表(表中t2＞t1)：反应时间/minn(CO2)/moln(H2)/mol00.601.80t10.20t20.60下列说法正确的是A．反应在0～t1min内的平均速率为v(H2)=mol·L-1·min-1B．若900℃时该反应的平衡常数为2，则正反应为吸热反应C．t2时，c(CO2)=0.10mol·L-1D．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20molCO2(g)和0.40molH2O(g)，则v正＞v逆【答案】C【分析】根据表格中的数据，t1时△n(CO2)=0.60mol-0.20mol=0.40mol，根据方程式中各物质的计量数之比可知，△n(H2)=0.40mol=1.20mol，故t1时n(H2)=1.80mol-1.20mol=0.60mol，故t1时反应达平衡，t2时n(CO2)=0.20mol；【解析】A．v(CO2)==mol·L-1·min-1，化学反应速率之比等于化学计量数之比，则v(H2)=3v(CO2)=mol·L-1·min-1，选项A错误；B．在700℃时，t1min时反应已经达到平衡状态，此时c(CO2)==0.1mol/L，c(H2)==0.3mol/L，c(CH3OH)=c(H2O)==0.2mol/L，则K==14.8，温度升至900℃，上述反应平衡常数为2，说明温度升高，平衡常数减小，平衡是向左移动的，那么正反应为放热反应，选项B错误；C．t2时n(CO2)=0.20mol，c(CO2)=0.10mol·L-1，选项C正确；D．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20molCO2(g)和0.40molH2O(g)，c(CO2)==0.2mol/L，c(H2O)==0.4mol/L，Qc==14.8=K，平衡不移动，则v(正)=v(逆)，选项D错误；答案选C。3．（2023·浙江金华·模拟预测）利用传感技术可以探究压强对反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡移动的影响。在25℃、100kPa条件下，向针筒中充入一定体积的NO2气体后密封，保持活塞位置不变。分别在t1、t2时刻迅速移动活塞，保持活塞位置不变、测定针筒内气体压强变化如图所示。下列说法不正确的是

A．该反应的△H＜0B．B点NO2的转化率为6%C．反应速率：v(B)＜v(E)D．t2～t3过程压强变化的原因是：t2时压缩活塞，体积迅速减小，压强增大，平衡右移，使压强减小至达到平衡【答案】C【解析】A．反应2NO2(g)N2O4(g)为放热反应；△H＜0；故A正确；B．B点处NO2的转化率为；故B正确；C．压强可影响化学反应速率，压强增大，化学反应加快，B点压强大于E点压强；所以v(B)>v(E)；故C错误；D．t2～t3过程压强先增大后降低；所以t2时压缩活塞，体积迅速减小，压强增大，增大压强平衡正向移动，使压强减小至达到平衡；故D正确；故答案选C。4．（2023·辽宁大连·大连二十四中校考模拟预测）实验室在1L的密闭容器中进行模拟合成实验，将和通入容器中，在催化剂的作用下发生：反应I：(主反应)；反应II：500℃时，将容器的体积压缩到原来的一半，在其他条件不变的情况下，平衡体系中变化正确的是A．减小B．反应I正反应速率加快，逆反应速率减慢C．的物质的量增加D．重新平衡时增大【答案】C【解析】A．压缩容器体积，体积减小增大，故A错误；B．压缩容器体积，反应物、生成物的浓度均增大，则正逆反应速率均加快，故B错误；C．压缩体积增大压强，反应I平衡正向移动，则的物质的量增加，故C正确；D．将容器的体积压缩到原来的一半，体系内压强增大，反应I平衡正向移动，和的物质的量均增加，的物质的量增加，使得反应II平衡逆向移动，造成的物质的量增加程度小于增加程度，故重新平衡时减小，故D错误；故选：C。5．（2023·海南海口·统考模拟预测）天然气脱硝的反应原理为

。在1L恒容密闭容器中充入3mol(g)和2mol(g)发生上述反应，平衡时、的物质的量分数与温度的关系如图所示，N点表示410K时的物质的量分数。下列说法正确的是A．上述反应的正反应是吸热反应 B．443K时，和的平衡转化率相等C．N点的正反应速率大于逆反应速率 D．443K时该反应的平衡常数K为4【答案】D【解析】A．由图可知，升高温度，的物质的量分数减小，说明平衡逆向移动，该反应是放热反应，故A错误；B．由方程式可知，在1L恒容密闭容器中充入3mol(g)和2mol(g)发生反应，和转化量之比为2：1，和的平衡转化率不相等，故B错误；C．N点表示410K时的物质的量分数，小于平衡时的物质的量分数，说明此时反应逆向进行，N点的正反应速率小于逆反应速率，故C错误；D．443K时，和的物质的量分数相等，设的转化量为xmol，则3-x=0.5x，x=2，该反应的平衡常数K==4，故D正确；故选D。6．（2023·江苏徐州·统考三模）与重整是利用的研究热点之一，该重整反应体系主要涉及以下反应，且1300K以上会产生积碳现象。反应Ⅰ：

反应Ⅱ：

反应Ⅲ：

(该反应只在高温下自发)在一定压强和催化剂的条件下，将等物质的量的和通入重整反应器中，平衡时，、的物质的量分数及转化率随温度变化的关系如图所示。下列说法正确的是A．B．加入催化剂，可提高的平衡转化率C．平衡时的物质的量分数随温度变化的曲线是bD．温度高于1300K后，曲线d超过曲线c的可能原因是升高温度有利于反应Ⅲ进行，导致的转化率大于的转化率【答案】D【解析】A．反应Ⅲ的气体分子数增大即∆S>0，该反应只在高温下自发，该反应为吸热反应，则，故A错误；B．加入催化剂只改变反应速率，不影响平衡移动，不能提高的平衡转化率，故B错误；C．物质的量分数均随温度升高减小，温度低温时反应Ⅲ不发生，只发生反应Ⅰ和Ⅱ，所以二氧化碳的物质的量分数小于甲烷物质的量分数，平衡时CO2的物质的量分数随温度变化的曲线是a，故C错误；D．曲线c、d分别代表CO2和CH4的转化率曲线，温度高于1300K后，升高温度有利于积碳反应的进行，导致CH4的转化率大于CO2，故D正确；故选：D。7．（2023·江苏南通·统考模拟预测）下列关于反应+2CO(g)△H=-49kJ·mol-1的说法不正确的是A．保持其他条件不变，平衡时升高温度，v正＜v逆B．保持其他条件不变，平衡时通入Cl2，达到新平衡时变小C．反应生成1molTiCl4，转移电子数目为D．及时分离出CO，有利于TiCl4生成【答案】B【解析】A．该反应的正反应是放热反应，保持其他条件不变，平衡时升高温度，v正、v逆都增大，由于温度对吸热反应影响更大，因此升高温度后，v正＜v逆，A正确；B．该反应的化学平衡常数K=，化学平衡常数只与温度有关，保持其他条件不变，平衡时通入Cl2，即增大了反应物的浓度，化学平衡正向移动，但由于温度不变，因此化学平衡常数不变，因此平衡时通入Cl2，达到新平衡时不变，B错误；C．根据反应方程式可知：反应生成1molTiCl4，反应过程中转移4mol电子，则转移电子数目为，C正确；D．及时分离出CO，即减小了生成物的浓度，化学平衡正向移动，会产生更多的TiCl4，因此有利于TiCl4生成，D正确；故合理选项是B。8．（2023·湖南长沙·长沙一中校考模拟预测）某研究小组以，Ag-ZSM为催化剂，在容积为1L的容器中，相同时间下测得0.1molNO转化为的转化率随温度变化如图所示［无CO时反应为；有CO时反应为］。下列说法错误的是

A．Y点再通入CO、各0.01mol，此时B．X点可以通过更换高效催化剂提高NO转化率C．达平衡后，其他条件不变，使，CO转化率上升D．反应的【答案】A【解析】A．由图中曲线Ⅱ可知，Y点为平衡点，NO的转化率为80%，根据已知条件列出“三段式”：平衡常数，再通入CO、各0.01mol，，平衡正向移动，此时，故A错误；B．X点未达到平衡，更换高效催化剂，能使反应速率加快，相同时间下测得NO的转化率增大，故B正确；C．达平衡后，其他条件不变，使，相当于增大NO的浓度，平衡正向移动，CO的转化率上升，故C正确；D．由图中曲线Ⅱ可知，随着温度的升高，反应速率增大，相同时间内NO的转化率增大，当NO的转化率最大时，说明反应达到平衡，继续升高温度，NO的转化率减小，说明平衡进向移动，该反应为放热反应，反应的，故D正确；故选A。9．（2023·江苏连云港·连云港高中校考模拟预测）用乙醇制乙烯，其主要反应为反应I：

反应Ⅱ:

在催化剂作用下，向容器中通入乙醇，测得乙醇转化率和乙烯选择性随温度、乙醇进料量(单位：)的关系如图所示(保持其他条件相同)。的选择性

下列说法正确的是A．

B．当乙醇进料量一定，随乙醇转化率增大，乙烯选择性升高C．当乙醇进料量为，温度410℃~440℃之间，随温度的升高，乙醚的产率先增大后减小D．当乙醇进料量为，温度高于430℃后，随温度的升高，乙烯选择性下降的原因是以反应Ⅱ为主【答案】D【解析】A．已知反应I：

，反应Ⅱ:

，根据盖斯定律，由I2-Ⅱ得反应

，选项A错误；B．由图可知，当乙醇进料量一定，随乙醇转化率增大，乙烯选择性逐渐升高，但温度高于430℃后，乙烯选择性逐渐降低，选项B错误；C．根据右图，当乙醇进料量为，温度410℃~440℃之间，随温度的升高，乙烯的选择性及乙醚的产率均增大，但相互影响后有所下降，选项C错误；D．当乙醇进料量为，温度高于430℃后，随温度的升高，乙烯选择性下降的原因是以反应Ⅱ为主，产生的乙醚增多导致乙烯的比例减小，选项D正确；答案选D。10．（2022·广东江门·校考模拟预测）恒温环境下，某恒容容器中X、Y、Z三种气体的浓度如图所示，下列说法正确的是

A．反应方程式为：3X+YZB．若反应一段时间后，容器内气体的密度不再变化，则该反应达到平衡状态C．2h后按体积比2：1再充入X和Y，再达平衡后Z的体积分数增大D．与反应开始相比，反应达到平衡后容器内的总压减小了50%【答案】C【解析】A．Z的物质的量浓度增加，X、Y的物质的量浓度减小，所以X、Y是反应物、Z是生成物，物质的量浓度变化值之比等与化学计量数之比，即X、Y与Z的化学计量数之比为0.15:0.05:0.10=3:1:2，到2h时达到平衡，故所以化学方程式为该反应的化学方程式为3X+Y2Z，A错误；B．气体质量、容积体积、气体密度均始终不变，故混合气体的密度不变不能说明已平衡，B错误；C．初始时按物质的量浓度即体积比2：1充入X和Y，2h后按体积比2：1再充入X和Y，再达平衡等效于增压平衡右移，则Z的体积分数增大，C正确；D．，，与反应开始相比，反应达到平衡后容器内的总压减小了33.3%，D错误；答案选C。11．（2023·湖南长沙·长沙一中校考一模）将amolX、Y混合气体(物质的量之比为1∶1)加入某容积可变的密闭容器中，发生反应：，保持一定温度，改变压强分别达到平衡时，测得不同压强下气体X的物质的量浓度如表所示：压强p/Pa2×1055×1051×1063×1060.080.200.400.80下列说法正确的是A．保持一定温度，增大压强，平衡正向移动B．当压强为3×106Pa时，此反应的平衡常数表达式为C．2×105Pa时X的平衡转化率大于5×105Pa时X的平衡转化率D．当压强为2×105Pa时，若再向体系中加入bmolY，重新达到平衡时，体系中气体总物质的量为【答案】D【分析】保持一定温度、X(g)和Y(g)起始量相同，容积可变，结合表格中数据可知，在1×106Pa之前，增大压强为原来的x倍，X的平衡浓度等于原来X平衡浓度的x倍，则1×106Pa之前增大压强，平衡不移动，m+n=p，且Z一定为气体；3×106Pa是1×106Pa的3倍，但X的平衡浓度的值比0.40的3倍小，说明此时Z为非气态。【解析】A．根据分析，1×106Pa之前增大压强，平衡不移动，3×106Pa之后增大压强，平衡正向移动，A错误；B．当压强为3×106Pa时，Z为非气态，故此反应的平衡常数表达式为，B错误；C．由上述分析可得，2×105Pa时X的平衡转化率与5×105Pa时X的平衡转化率相等，C错误;D．当压强为2×105Pa时，反应前后气体分子数不变，达到平衡时，体系共有amol气体，再向体系中加入bmolY，重新达到平衡时，体系中气体总物质的量为，D正确;故选D。12．（2023·河北保定·统考二模）二氧化碳加氢合成二甲醚()具有重要的现实意义和广阔的应用前景。该方法主要涉及下列反应：反应Ⅰ：

反应Ⅱ：

反应Ⅲ：

向恒压密闭容器中按通入和，平衡时各含碳物质的体积分数随温度的变化如图所示。下列有关说法错误的是A．反应Ⅰ的平衡常数表达式为B．图中曲线a表示的平衡体积分数随温度的变化C．时，反应至的体积分数为时，延长反应时间，的体积分数升高D．增大压强有利于提高平衡时的选择性(的选择性)【答案】C【解析】A．平衡常数为产物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积的比值，则反应的平衡常数可表示为，故A正确；B．反应III是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则CH3OCH3体积分数随着温度升高而降低，所以曲线b表示CH3OCH3的平衡体积分数随温度的变化，则曲线a表示CO2的平衡体积分数随温度的变化，故B正确；C．510K时，反应至CH3OCH3的体积分数达到X点的值，X点位于曲线b的上方，说明CH3OCH3的体积分数大于平衡时CH3OCH3的体积分数，则此时反应未达到平衡状态，反应Ⅲ逆向进行，延长反应时间能降低CH3OCH3的体积分数，故C错误；D．反应Ⅰ为气体体积减小反应，反应Ⅱ、Ⅲ均为气体体积不变的反应，增大压强，反应Ⅰ平衡正向移动，CH3OH浓度增大，H2O的浓度也增大，反应Ⅱ平衡逆方向移动，虽然H2O的浓度也增大，但CH3OH的系数为2，所以反应Ⅲ平衡正向移动，CH3OCH3的选择性增大，故D正确；故答案选C。13．（2023·湖南·校联考模拟预测）t℃时，向容积为2L的刚性容器中充入1mol和一定量的发生反应；，HCHO的平衡分压与起始的关系如图所示。已知：初始加入2mol时，容器内混合气体的总压强为1.2pkPa,为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数。下列叙述正确的是A．e点：B．随增大，HCHO的平衡分压不断增大C．a点时反应的压强平衡常数D．b点时再投入1mol、1.5mol，平衡时，的转化率减小【答案】C【分析】由图可知随着加入氢气量的增多平衡正向移动产物的分压增大，abc构成曲线上的点均为平衡点，e点不是平衡点。【解析】A．e点对应的平衡点是b点，所以此时生成物压强小于平衡压强，平衡需向正反应方向移动，所以，A错误；B．随增大，相当于增加氢气的浓度，平衡向右移动，生成的HCHO越来越多，平衡分压不断增大，当时剩余的反应物越来越多所以HCHO的平衡分压会减小，B错误；C．根据c点加入2mol氢气，=2则起始加入1mol二氧化碳，由三段式分析：，体积不变时压强之比等于物质的量之比所以，，甲醛的物质的量为0.5摩尔，分压是0.2pkPa，所以平衡状态中二氧化碳、氢气、甲醛、水蒸气的分压分别为：0.2pkPa、0.4pkPa、0.2pkPa、0.2pkPa，，，平衡常数只与温度有关所以a点时反应的压强平衡常数，C正确；D．b点时再投入1mol、1.5mol，相当于对原平衡体系体积缩小一半，压强增大平衡右移，所以平衡时，的转化率增大，D错误；故选C。14．（2023·河南开封·统考模拟预测）煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，对烟气进行脱硫、脱硝，对环境保护有着重要意义。在脱硫实验中发生反应：2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(s)ΔH<0，在体积为2L的恒容密闭容器中，通入2.2molCO和1molSO2，在不同条件下进行反应时体系的总压强随时间的变化如图所示。下列说法错误的是

A．与a相比，c可能改变的条件为升高温度B．a和b的化学平衡常数相等C．b对应40min达到平衡，则在0~40min内用CO表示的平均反应速率为0.02mol·L-1·min-1D．a达到平衡时，SO2的转化率小于CO的转化率【答案】D【解析】A．与实验a相比，实验c达到平衡状态改变且所需时间缩短，可能是增大压强或升高温度。该正反应为气体体积减小的反应，若是增大压强，平衡向右移动，向右反应的程度应增大，与图像不符；若是升高温度，平衡向左移动，与图像相符，即实验c改变的条件为升高温度，A正确；B．与实验a相比，实验b达到的平衡状态不变且所需时间缩短，改变的条件应为加入了催化剂，温度未发生改变，则平衡常数不变，即a和b的化学平衡常数相等，B正确；C．实验b对应40min达到平衡，列三段式有，恒温恒容条件下，气体压强之比等于其物质的量之比，则，解得x=0.8，因此0～40min用CO表示的平均反应速率，C正确；D．CO与SO2按照化学计量数之比投料，a达到平衡时，SO2的转化率应等于CO的转化率，则通入2.2molCO和1molSO2，投料比大于，相当于增大CO浓度，平衡时SO2转化率增大，CO转化率减小，即SO2的转化率大于CO的转化率，D错误；故选D。15．（2023·北京顺义·牛栏山一中校考三模）CO2催化重整CH4的反应：(Ⅰ)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)

ΔH1，主要副反应：(Ⅱ)H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)

ΔH2＞0，(Ⅲ)4H2(g)+CO2(g)CH4(g)+2H2O(g)

ΔH3＜0。在恒容反应器中按体积分数V(CH4)∶V(CO2)=50%∶50%充入气体，加入催化剂，测得反应器中平衡时各物质的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是A．ΔH1=2ΔH2-ΔH3＞0B．其他条件不变，适当增大起始时V(CH4)∶V(CO2)，可抑制副反应(Ⅱ)、(Ⅲ)的进行C．300～580℃时，H2O的体积分数不断增大，是由于反应(Ⅲ)生成H2O的量大于反应(Ⅱ)消耗的量D．T℃时，在2.0L容器中加入2molCH4、2molCO2以及催化剂进行重整反应，测得CO2的平衡转化率为75%，则反应(Ⅰ)的平衡常数小于81【答案】C【分析】本题考查的是给定投料比的情况下平衡时各物质的体积分数与温度的图像的分析；1=2-3，正反应吸热，升温平衡向正向移动。【解析】A．反应(I)可由2倍(II)减去反应(III)得到，故1=2-3，再根据图示随温度的升高，CH4和CO的体积分数减小，说明升温，平衡正移，而升温平衡向吸热方向移，正反应吸热，1>0，A正确B．其他条件不变，适当增大起始时V(CH4):V(CO2)，即增大CH4浓度和减小CO2浓度，根据平衡移动原理，减小反应物浓度或增加生成物浓度，平衡都逆向移动，B正确；C．300～580°C时，H2O的体积分数不断增大，反应(I)是放热反应，升温平衡逆向移动消耗H2O，反应(II)是吸热反应，升温时正移生成H2O，而由于反应(I)消耗H2O的量小于反应(II)生成水的量，C错误；D．T°C时，在2.0L容器中加入2molCH4、2molCO2以及催化剂进行重整反应，测得CO2的平衡转化率为75%，则CO转化的浓度为mol/L，根据三段式:

若不考虑副反应，则反应(I)的平衡常数=，但由于副反应(Ⅲ)中，消耗的氢气的量比二氧化碳多的多，故计算式中分子减小的更多，值小于81，故D正确故选C。16．（2023·江苏淮安·淮阴中学校考模拟预测）碳热还原氧化锌反应可用于循环制氢。碳热还原氧化锌的主要反应如下：反应Ⅰ：；反应Ⅱ：，在不同容器中分别发生反应Ⅰ、反应Ⅱ，不同压强(或)下分别达平衡时，两个反应中随温度变化的关系如图所示。下列说法正确的是

A．压强大小：B．在图中所示条件下，反应Ⅰ可表示为C．选择反应Ⅱ的比值大于反应Ⅰ的条件，将C与ZnO置于同一密闭容器中，碳热还原氧化锌反应能顺利进行D．一定条件下将C与ZnO置于同一密闭容器中反应，的比值越大，平衡时气体中的比值越小【答案】C【解析】A．反应Ⅱ是一个气体分子数增大的反应，压强应为P1<P2，A错误；B．压强不变时，随着温度升高，一氧化碳与二氧化碳浓度的比值越来越小，说明正反应为吸热反应，焓变大于零，B错误;C．选择反应Ⅱ的比值大于反应Ⅰ的条件，将C与ZnO置于同一密闭容器中，碳热还原氧化锌反应能顺利进行，将反应Ⅰ：和反应Ⅱ：相加，得到Ⅲ：，，反应向正反应方向顺利进行，C项正确；D．一定条件下将C与ZnO置于同一密闭容器中反应，的比值越大，由于平衡时保持不变，根据碳守恒，多于的碳转化为，的比值越大，故D错误；故选C。二、主观题（共5小题，共52分）17．（10分）（2023·海南省直辖县级单位·校联考二模）2L密闭容器内，800℃时反应：2NO(g)+O2(g)⇌2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如表：时间(s)01234n(NO)(mol)0.0200.0100.0080.0070.007(1)写出该反应的平衡常数表达式：K=。已知>，则该反应是热反应。(2)用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=。(3)能说明该反应已达到平衡状态的是_______。A．v(NO2)=2v(O2) B．容器内压强保持不变C．v逆(NO)=2v正(O2) D．容器内密度保持不变(4)为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的措施是。【答案】(每空2分)(1)c2(NO2)/[c(NO)•c(O2)]放热(2)υ(O2)=0.0015mol/(L·s)(3)BC(4)增大压强/增大反应物浓度【解析】（1）根据平衡常数的定义可知其平衡常数K=，>，即温度越高平衡常数越小，说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应；（2）0~2s内Δn(NO)=0.020mol-0.008mol=0.012mol，根据方程式可知相同时段内Δn(O2)=0.006mol，容器体积为2L，所以v(O2)==0.0015mol/(L·s)；（3）A．平衡时正逆反应速率相等，但选项未指明是正反应速率还是逆反应速率，A不符合题意；B．该反应前后气体系数之和不相等，容器恒容，所以未平衡时压强会变，当压强不变时说明反应平衡，B符合题意；C．v逆(NO)=2v正(O2)说明v逆(NO)=v正(NO)，反应达到平衡，C符合题意；D．容器恒容则气体总体积不变，根据质量守恒定律可知气体总质量不变，所以无论是否平衡密度都不变，D不符合题意；综上所述答案为BC；（4）该反应为气体系数之和减小的反应，所以增大压强可以加快反应速率，同时使平衡正反应方向移动，增大反应物浓度也可以加快反应速率，同时使平衡正反应方向移动。18．（10分）（2023·上海宝山·统考一模）Ⅰ.氢气是重要的工业原料，煤的气化是一种重要的制氢途径。反应过程如下：①②(1)反应①的平衡常数表达式。Ⅱ.在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量和。反应平衡时，的转化率为50%，CO的物质的量为0.lmol。(2)下列说法正确的是a．将炭块粉碎，可加快反应速率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．平衡时的体积分数可能大于(3)若平衡时向容器中充入惰性气体，容器内压强(选填“增大”“减小”或“不变”)，反应①的(选填“增大”“减小”或“不变”)，平衡(选填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。(5)达到平衡时，整个体系(选填“吸收”或“放出”)热量kJ。【答案】（除标注外，每空2分）(1)(2)ab(3)增大（1分）不变（1分）不移动（1分）(4)吸收（1分）31.22【解析】（1）平衡常数是反应达到平衡状态时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，反应①的平衡常数表达式；（2）a．将炭块粉碎，增大接触面积，可加快反应速率，故a正确；b．有固体参与反应，气体总质量是变量，容器条件不变，密度是变量，混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡，故b正确；c．若水完全反应生成一氧化碳和氢气，则氢气的体积分数为50%，若水完全转化为二氧化碳和氢气，氢气的体积分数为，所以平衡时的体积分数不可能大于，故c错误；选ab；（3）若平衡时向容器中充入惰性气体，气体总物质的量增多，容器内压强增大，反应物、生成物浓度都不变，反应①的不变，平衡不移动。（4）达到平衡时，的转化率为50%，CO的物质的量为0.lmol，根据氧元素守恒反应生成CO2的物质的量为0.2mol，则反应②消耗0.2mol、反应①消耗0.3mol，反应②放出能量41kJ/mol×0.2mol=8.2kJ，反应①吸收能量131.4kJ/mol×0.3mol=39.42kJ，整个体系吸收热量39.42-8.2=31.22kJ。19．（12分）（2023·山东济南·山东师范大学附中校考模拟预测）催化加氢合成二甲醚是资源化利用的有效途径之一，合成二甲醚的总反应可表示为：总反应：(表示平衡常数，下同)该反应可通过如下步骤来实现：反应Ⅰ：反应Ⅱ：请回答：(1)(用表示)。(2)、的条件下，平衡时转化率和的选择性随温度变化如图1所示。其中：的选择性①下列说法正确的是。A．B．若反应在恒容密闭容器中进行，当体系压强不再变化，则反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡状态C．提高氢碳比，平衡时的转化率增大，的选择性减小②时，不考虑其他副反应，反应Ⅰ的平衡常数为。③、的条件下，催化加氢反应一段时间，不同温度下实际转化率和实际选择性数据如表：温度/220240260280300实际转化率%7.612.414.818.622.9二甲醚实际选择性%68.777.261.041.527.5该体系合成二甲醚的最佳反应温度为。④由上表数据可知，二甲醚的实际选择性逐渐减小，从化学反应速率角度分析原因。(3)、、，平衡时转化率和的收率与进料气中体积分数有关，其变化如图2所示，其中：的收率的收率请在图2中选出在之间平衡收率的变化趋势(填“a”或“b”或“c”)【答案】（每空2分）(1)(2)①AB②0.052③④，在催化剂作用下，随着温度升高，反应Ⅰ速率加快的程度比反应Ⅱ大，故二甲醚的实际选择性逐渐减小(3)a【解析】（1）反应Ⅰ：反应Ⅱ：根据盖斯定律分析，有Ⅰ×2+Ⅱ得热化学方程式，则平衡常数有K=。（2）①从图分析，随着温度升高，甲醚的平衡选择性降低，说明生成甲醚的反应为放热反应，二氧化碳的平衡转化率先降低后升高，说明反应Ⅰ为放热反应，而反应Ⅱ为吸热反应，但总反应为放热反应，故A正确；若反应在恒容密闭容器中进行，当体系压强不再变化，因为反应Ⅱ为前后气体总物质的量不同的反应，故反应Ⅱ达到平衡，进而推知反应Ⅰ、Ⅱ也达到平衡状态，故B正确；若提高氢碳比，从反应Ⅰ分析，二氧化碳的转化率应该降低，但平衡时的转化率增大，说明反应Ⅱ进行的程度较大，故的选择性增大。故选AB。②从图中（360,35）点分析，二氧化碳的转化率为35%，此时没有生成甲醚，故有，则平衡常数K=。③从表中数据分析，在二甲醚的实际选择性最大，故最佳反应温度为。④，在催化剂作用下，随着温度升高，反应Ⅰ速率加快的程度比反应Ⅱ大，故二甲醚的实际选择性逐渐减小。（3）从图分析，二氧化碳的转化率降低，而二甲醚的平衡收率增大，故一氧化碳的平衡收率应逐渐降低且降低程度比二氧化碳大，故选择a曲线。20．（10分）（2023·四川成都·石室中学校考模拟预测）丙烯是重要的石油化工中间体，工业上常用丙烷催化脱氢和甲醇分解两种方法制备。回答下列问题：I.丙烷直接脱氢法制丙烯：C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)ΔH1=+123.8kJ•mol-1(1)该反应在(填“高温”低温”或“任意温度”)时可自发进行。(2)570℃、100kPa下，将n(C3H8)：n(H2O)=1：9的混合气进行直接脱氢反应，3h后达到平衡，C3H8的平衡转化率为80%，C3H8分压的平均变化率约为kPa•h-1(保留3位有效数字，下同)，脱氢反应的Kp≈kPa。(Kp为以平衡分压代替平衡浓度表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)II.二氧化碳耦合丙烷脱氢制丙烯：CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g)ΔH2CO2(g)+C3H8(g)C3H6(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH3=+165kJ•mol-1(3)ΔH2=kJ•mol-1。(4)下列能说明该体系在恒温恒压密闭容器中反应达到平衡状态的是(填序号)。A．CO2的物质的量分数保持不变B．n(H2O)：n(CO)保持不变C．气体密度保持不变D．速率关系：v(C3H8)=v(C3H6)【答案】（每空2分）(1)高温(2)2.7229.6(3)+41.2(4)AC【解析】（1）根据C3H8(g)C3H6(g)+H2(g)ΔH1=+123.8kJ•mol-1，该反应ΔH>0，ΔS>0，ΔG=ΔH-TΔS<0时反应可自发进行，故需要高温。（2）根据分析可得平衡时n总=0.2+0.8+0.8+9=10.8，P平（C3H8）=100kPa×≈1.852kPa，P始（C3H8）=100kPa×=10.00kPa，C3H8分压的平均变化率为（10-1.852）kPa÷3h=2.72kPa•h-1，Kp=kPa≈29.6kPa，故答案为2.72，29.6。（3）根据盖斯定律可得：ΔH2=ΔH3-ΔH1=+41.2kJ•mol-1；（4）A.反应体系中，CO2的物质的量分数是变量，当CO2的物质的量分数保持不变时，可以说明反应达到平衡状态，A符合