【解析】2023年高考真題變式分類匯編：化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用1

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2023年高考真題變式分類匯編：化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用1

一、選擇題

1．（2023·嘉定模擬）700℃時(shí)，向容積為2L的密閉容器中充入一定量的CO2(g)和H2(g)，發(fā)生反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見表(表中t2＞t1)：

反應(yīng)時(shí)間/minn(CO2)/moln(H2)/mol

00.601.80

t10.20

t20.60

下列說法正確的是

A．反應(yīng)在0～t1min內(nèi)的平均速率為v(H2)=mol·L-1·min-1

B．若900℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為2，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

C．t2時(shí)，c(CO2)=0.10mol·L-1

D．保持其他條件不變，向平衡體系中再通入0.20molCO2(g)和0.40molH2O(g)，則v正＞v逆

【答案】C

【知識點(diǎn)】化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】A．v(CO2)==mol·L-1·min-1，化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則v(H2)=3v(CO2)=mol·L-1·min-1，選項(xiàng)A不符合題意；

B．在700℃時(shí)，t1min時(shí)反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)c(CO2)==0.1mol/L，c(H2)==0.3mol/L，c(CH3OH)=c(H2O)==0.2mol/L，則K==14.8，溫度升至900℃，上述反應(yīng)平衡常數(shù)為2，說明溫度升高，平衡常數(shù)減小，平衡是向左移動的，那么正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，選項(xiàng)B不符合題意；

C．t2時(shí)n(CO2)=0.20mol，c(CO2)=0.10mol·L-1，選項(xiàng)C符合題意；

D．保持其他條件不變，向平衡體系中再通入0.20molCO2(g)和0.40molH2O(g)，c(CO2)==0.2mol/L，c(H2O)==0.4mol/L，Qc==29.6>K，平衡逆向移動，則v(正)K，反應(yīng)朝逆向移動，Qc>K，反應(yīng)朝正向移動，Qc=K，平衡不移動。

2．（2023·浦東模擬）一定溫度下，向1.0L恒容密閉容器中充入，發(fā)生如下反應(yīng)：。反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表。下列說法錯(cuò)誤的是（）

050150250350

00.160.190.200.20

A．0～250s，反應(yīng)過程中氣體平均摩爾質(zhì)量逐漸減小

B．反應(yīng)到250s時(shí)，產(chǎn)生的體積為4.48L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)

C．對平衡后體系降溫，混合氣體密度減小，則的狀態(tài)一定發(fā)生變化

D．其它條件相同時(shí)，向平衡后體系再充入等物質(zhì)的量的和，此時(shí)v(正)>v(逆)

【答案】D

【知識點(diǎn)】化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】A．該反應(yīng)是氣體總物質(zhì)的量增大、質(zhì)量不變的反應(yīng)，則0～250s，氣體平均摩爾質(zhì)量逐漸減小，故A不符合題意；

B．反應(yīng)到250s時(shí)，PCl3氣體的物質(zhì)的量為0.2mol，根據(jù)反應(yīng)方程式可知生成氯氣的物質(zhì)的量為0.2mol，所以產(chǎn)生的體積為4.48L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，故B不符合題意；

C．相對分子質(zhì)量大，沸點(diǎn)高，對平衡后體系降溫，混合氣體密度減小，說明氣體總質(zhì)量減小，則的狀態(tài)一定發(fā)生變化，故C不符合題意；

D．一定溫度下，K=；其它條件相同時(shí)，向平衡后體系再充入等物質(zhì)的量的和，假設(shè)加入的和都是1mol，，所以反應(yīng)逆向進(jìn)行，此時(shí)v(正)K，反應(yīng)朝逆向移動，Q>K，反應(yīng)朝正向移動，Q=K，平衡不移動。

3．（2023·江蘇模擬）硫及其化合物有著廣泛的作用。硫元素具有多種化合價(jià)，在一定條件下能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化。不同溫度下硫單質(zhì)的狀態(tài)和分子結(jié)構(gòu)不同，環(huán)狀分子的結(jié)構(gòu)為。合理應(yīng)用和處理含硫的化合物，在生產(chǎn)生活中有重要意義。利用甲烷可以除去，反應(yīng)為。下列說法正確的是

A．上述反應(yīng)的

B．上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)

C．及時(shí)分離出(g)，正反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動

D．上述反應(yīng)中生成1mol，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目約為

【答案】D

【知識點(diǎn)】化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】A．反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，熵變大于零；A不符合題意；

B．由方程式可知，上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)，B不符合題意；

C．及時(shí)分離出(g)，平衡向正反應(yīng)方向移動，但是物質(zhì)濃度減小，正反應(yīng)速率減小，C不符合題意；

D．反應(yīng)中硫元素化合價(jià)由+6變?yōu)?，，則上述反應(yīng)中生成1mol，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目約為，D符合題意；

故答案為：D。

【分析】A、氣體分子數(shù)增多為熵增的過程；

B、化學(xué)平衡常數(shù)為生成物的濃度冪之積和反應(yīng)物的濃度冪之積比值；

C、減少生成物濃度，平衡朝正向移動；

D、結(jié)合化合價(jià)變化數(shù)目和原子個(gè)數(shù)判斷電子數(shù)。

4．（2023·江蘇模擬）工業(yè)上制備Ti，采用碳氯化法將轉(zhuǎn)化成。在1000℃時(shí)發(fā)生如下：

①

②

③。

在，將、C、以物質(zhì)的量比1：2.2：2進(jìn)行碳氯化，平衡時(shí)體系中、CO、和C的組成比(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))隨溫度變化如下圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是

A．1000℃時(shí)，反應(yīng)的平衡常數(shù)

B．曲線III表示平衡時(shí)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度的變化

C．高于600℃，升高溫度，主要對反應(yīng)②的平衡產(chǎn)生影響

D．為保證的平衡產(chǎn)率，選擇反應(yīng)溫度應(yīng)高于1000℃

【答案】D

【知識點(diǎn)】化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】A.1000℃時(shí)，由蓋斯定律可知，①-③得反應(yīng)，則其平衡常數(shù)，A不符合題意；

B．由分析可知，曲線III表示平衡時(shí)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度的變化，B不符合題意；

C．高于600℃，升高溫度，的分?jǐn)?shù)幾乎不變，而CO含量顯著增大，反應(yīng)均為放熱，升溫反應(yīng)逆向進(jìn)行，則說明此時(shí)升高溫度主要對反應(yīng)②的平衡產(chǎn)生影響，導(dǎo)致CO含量顯著增大，C不符合題意；

D．溫度200℃~1200℃之間四氯化碳的平衡轉(zhuǎn)化率幾乎不變，故升高溫度對其平衡轉(zhuǎn)化率增加作用不大，D符合題意；

故答案為：D。

【分析】A、兩式相加，其平衡常數(shù)相乘，兩式相減，其平衡常數(shù)相除；

B、升高溫度，平衡朝吸熱方向移動；

C、結(jié)合圖示以及一氧化碳的含量變化判斷；

D、結(jié)合圖示可以知道200℃~1200℃之間四氯化碳的平衡轉(zhuǎn)化率幾乎不變。

5．（2023·石家莊模擬）向起始溫度相同、體積相等的甲、乙兩個(gè)恒容密閉容器中分別充入和發(fā)生反應(yīng)：，；其中一個(gè)為絕熱容器，另一個(gè)為恒溫容器。若測得兩容器中除0時(shí)刻外，任意時(shí)刻的正反應(yīng)速率始終滿足，則下列說法錯(cuò)誤的是

A．甲為絕熱容器

B．的平衡轉(zhuǎn)化率：甲>乙

C．除0時(shí)刻外，任意時(shí)刻的壓強(qiáng)始終滿足

D．該反應(yīng)正反應(yīng)的活化能小于逆反應(yīng)的活化能

【答案】B

【知識點(diǎn)】化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】A．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，若容器為絕熱容器，則體系內(nèi)溫度升高，溫度越高反應(yīng)速率越快，任意時(shí)刻的正反應(yīng)速率始終滿足，可判斷甲中溫度高，為絕熱體系，故A不符合題意；

B．由以上分析可知甲為絕熱容器，甲中溫度高于乙，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高使平衡逆向移動，會降低NO的轉(zhuǎn)化率，因此乙中NO的平衡轉(zhuǎn)化率高于甲，故B符合題意；

C．除0時(shí)刻外，甲中溫度高于乙，且甲正向進(jìn)行程度小于乙，甲中氣體分子數(shù)大于乙，則甲中壓強(qiáng)始終大于乙，故C不符合題意；

D．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，正反應(yīng)的活化能小于逆反應(yīng)的活化能，故D不符合題意；

故答案為：B。

【分析】A、升高溫度速率加快；

B、升高溫度，平衡朝吸熱方向移動；

C、氣體分子數(shù)越大，壓強(qiáng)越大；

D、反應(yīng)物活化能大于生成物活化能，反應(yīng)吸熱，反之，反應(yīng)放熱。

6．（2023·唐山模擬）室溫下，氣體M、N、P、Q之間存在如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：①；②，反應(yīng)①的速率可表示為，反應(yīng)②的速率可表示為，(、為速率常數(shù))，在容積為10L的密閉容器中，反應(yīng)體系中組分M、P的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如下表所示：

01min2min3min4min5min6min

M(mol)1.000.760.560.400.360.360.36

P(mol)00.060.110.150.160.160.16

下列說法正確的是

A．0~3min時(shí)間段內(nèi)，Q的平均反應(yīng)速率為

B．反應(yīng)開始后，體系中P和Q的濃度之比保持不變

C．平衡時(shí)M生成Q的轉(zhuǎn)化率為36%

D．反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能低

【答案】B

【知識點(diǎn)】化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】A．由表格數(shù)據(jù)可知，0~3min時(shí)，M的物質(zhì)的量變化量為0.60mol、P的物質(zhì)的量變化量為0.15mol，則反應(yīng)生成的Q的物質(zhì)的量為0.60mol—0.15mol=0.45mol，則Q的平均反應(yīng)速率為=0.015mol/(L·min)，故A不符合題意；

B．由化學(xué)反應(yīng)速率定義可知，反應(yīng)開始后，體系中P和Q的濃度變化量之比△c(P)：△c(Q)=tv1：tv2=k1c(M)：k2c(M)=k1：k2，k1、k2為定值，所以反應(yīng)開始后，體系中P和Q的濃度之比保持不變，故B符合題意；

C．由表格數(shù)據(jù)可知，4min反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，M的物質(zhì)的量變化量為0.64mol、P的物質(zhì)的量變化量為0.16mol，則反應(yīng)生成的Q的物質(zhì)的量為0.64mol—0.16mol=0.48mol，M生成Q的轉(zhuǎn)化率為×100%=48%，故C不符合題意；

D．由表格數(shù)據(jù)可知，4min反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，M的物質(zhì)的量變化量為0.64mol、P的物質(zhì)的量變化量為0.16mol，則反應(yīng)生成的Q的物質(zhì)的量為0.64mol—0.16mol=0.48mol，則反應(yīng)①的反應(yīng)速率慢于反應(yīng)②，反應(yīng)速率越快，活化能越小，則反應(yīng)①的活化能比反應(yīng)②的活化能高，故D不符合題意；

故答案為：B。

【分析】A、化學(xué)反應(yīng)速率為濃度變化量和時(shí)間變化量的比值；

B、結(jié)合速率常數(shù)判斷；

C、轉(zhuǎn)化率為變化量和起始量的比值；

D、速率越慢，活化能越大。

7．（2022·淄博模擬）兩個(gè)均充有H2S的剛性密閉容器，起始壓強(qiáng)均為pkPa，以溫度、Al2O3催化劑為條件變量，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：2H2S(g)2H2(g)+S2(g)，反應(yīng)相同時(shí)間，結(jié)果如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是

A．溫度升高，H2S分解的正，逆反應(yīng)速率均增大

B．900℃，ts后達(dá)平衡，H2的平均生成速率為pkPas1

C．Al2O3催化劑使得正反應(yīng)的活化能小于逆反應(yīng)的活化能

D．1100℃，曲線II、III重合，說明Al2O3催化劑失去活性

【答案】C

【知識點(diǎn)】化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】A．溫度升高，反應(yīng)速率均增大即H2S分解的正，逆反應(yīng)速率均增大，故A不符合題意；

B.900℃，ts后達(dá)平衡，硫化氫的轉(zhuǎn)化率為50%，則氫氣的壓強(qiáng)為0.5pkPa，則H2的平均生成速率為，故B不符合題意；

C．根據(jù)圖中曲線分析，升高溫度，硫化氫的轉(zhuǎn)化率增大，因此該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則Al2O3催化劑使得正反應(yīng)的活化能大于逆反應(yīng)的活化能，故C符合題意；

D．催化劑需要適宜溫度，在1100℃，曲線II、III重合，說明Al2O3催化劑可能幾乎失去活性，故D不符合題意。

故答案為：C。

【分析】A、升高溫度，正逆反應(yīng)速率加快；

B、氫氣的速率可以結(jié)合硫化氫的轉(zhuǎn)化率計(jì)算；

C、活化能越大，速率越慢；

D、催化劑在溫度過高時(shí)會失去活性。

8．（2023·沈陽模擬）某溫度下，恒容密閉容器內(nèi)加入等物質(zhì)的量和發(fā)生反應(yīng)，，k為速率常數(shù)。反應(yīng)一段時(shí)間后達(dá)到平衡。下列說法中錯(cuò)誤的是

A．若，則該反應(yīng)

B．加入一定量，混合氣體顏色變深

C．加入一定量氬氣，容器內(nèi)壓強(qiáng)增大，反應(yīng)速率不變

D．加入等物質(zhì)的量的和，轉(zhuǎn)化率不變

【答案】A

【知識點(diǎn)】化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】A．若，則>，k為速率常數(shù)，升高溫度k正本來就要增大，不能判斷該反應(yīng)是否為吸熱反應(yīng)或放熱反應(yīng)，故A符合題意；

B．加入一定量，平衡逆向移動，I2濃度增大，混合氣體顏色變深，故B不符合題意；

C．加入一定量氬氣，容器內(nèi)壓強(qiáng)增大，容器體積和各反應(yīng)物的物質(zhì)的量不變，濃度也不變，則反應(yīng)速率不變，故C不符合題意；

D．加入等物質(zhì)的量的和等效于增大壓強(qiáng)，該反應(yīng)是氣體體積不變的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，轉(zhuǎn)化率不變，故D不符合題意；

故答案為：A。

【分析】A、升高溫度，速率增大；

B、增大碘化氫濃度，平衡朝逆向移動，碘濃度增大，顏色變深；

C、恒容條件下通入氬氣，平衡不移動；

D、恒容條件下增大壓強(qiáng)，氫氣轉(zhuǎn)化率不變，

9．（2022·諸暨模擬）向甲、乙、丙三個(gè)密閉恒容的容器中充入一定量的A和B，發(fā)生反應(yīng)：；各容器的反應(yīng)溫度、反應(yīng)物起始量，反應(yīng)過程中C的濃度隨時(shí)間變化關(guān)系分別以表和如圖表示：

容器甲乙丙

容積/L0.50.51.0

溫度/℃

反應(yīng)起始量1.5molA，0.5molB1.5molA，0.5molB6.0molA，2.0molB

下列說法正確的是（）

A．由圖表可知，，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

B．10min時(shí)，甲容器中該反應(yīng)的瞬時(shí)速率與乙相同

C．由圖表可知，

D．℃，起始時(shí)甲容器中充入0.5molA、1.5molB，平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為75%

【答案】D

【知識點(diǎn)】化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】A．甲、乙起始投料相同，但乙先達(dá)到平衡，說明T2＞T1，C(乙)的平衡濃度小于C(甲)的平衡濃度，平衡逆向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，A不符合題意；

B．T2＞T1，溫度越高，瞬時(shí)速率越快，故乙容器中瞬時(shí)速率快，B不符合題意；

C．乙與丙反應(yīng)溫度相同，投料濃度丙為乙的2倍，平衡后C的濃度丙仍為乙的2倍，說明壓強(qiáng)不影響平衡移動，故x=1，反應(yīng)前后氣體分?jǐn)?shù)不變，C不符合題意；

D．甲中平衡時(shí)C的濃度為1.5mol/L，則：

，

故T1℃，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為，

現(xiàn)有T1℃，起始時(shí)甲容器中充入0.5molA、1.5molB，反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí)A的濃度變化量為x，則：

，

溫度不變，K值不變，，解得：x=0.75，故A的轉(zhuǎn)化率為，D符合題意；

故答案為：D。

【分析】A、溫度升高，平衡朝吸熱方向移動；

B、濃度相同時(shí)，溫度越高，瞬時(shí)速率越快；

C、左右兩邊氣體系數(shù)相同時(shí)，平衡不移動；

D、轉(zhuǎn)化率的計(jì)算要結(jié)合三段式進(jìn)行判斷。

10．（2022·虹口模擬）向密閉容器中加入一定量，下發(fā)生反應(yīng)：，保持溫度不變，容器內(nèi)最終二氧化碳濃度與容器容積的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是（）

A．平衡常數(shù)值：

B．從，平衡逆向移動

C．容積為時(shí)，的平衡分解率為

D．容積為時(shí)，再加入一定量，的濃度不發(fā)生變化

【答案】C

【知識點(diǎn)】化學(xué)平衡常數(shù)；化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】A．下發(fā)生反應(yīng)：，保持溫度不變，平衡常數(shù)值不變，故A不符合題意；

B．從，反應(yīng)容器容積增大，使二氧化碳?xì)怏w的濃度下降，容器內(nèi)氣壓下降，根據(jù)平衡移動原理，反應(yīng)應(yīng)正向移動以增大容器內(nèi)壓強(qiáng)，設(shè)Y點(diǎn)、V=30L、Z點(diǎn)二氧化碳的物質(zhì)的量分別為n1、n2、n3，n1=(2a×20)mol=40amol，n2=(×30)mol=40amol，n3=(a×40)mol=40amol，可知加入容器的碳酸鈣已經(jīng)完全分解，不能按可逆反應(yīng)的平衡規(guī)則來描述，故B不符合題意；

C．由X點(diǎn)、Y點(diǎn)分別產(chǎn)生的二氧化碳的物質(zhì)的量分別是20amol，40amol，比值為1：2，而根據(jù)B的分析，Y點(diǎn)之后加入的碳酸鈣已經(jīng)完全分解，Y點(diǎn)的碳酸鈣分解率為100%，X點(diǎn)對應(yīng)的分解率為50%，故C符合題意；

D．由B分析，容積為時(shí)，此時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到此溫下二氧化碳的平衡濃度，再加入一定量，碳酸鈣會分解，的濃度會發(fā)生變化，故D不符合題意；

故答案為：C。

【分析】A、平衡常數(shù)只受溫度影響；

B、可知加入容器的碳酸鈣已經(jīng)完全分解，不能按可逆反應(yīng)的平衡規(guī)則來描述；

C、平衡分解率根據(jù)體積判斷，濃度相同時(shí)，容器體積分別為10L和20L，計(jì)算其物質(zhì)的量，求出分解率；

D、繼續(xù)增加碳酸鈣，生成的二氧化碳會變化。

11．（2022·永州模擬）α—萘磺酸()和β—萘磺酸()是重要的化工原料，合成時(shí)往往得到兩者的混合物，工業(yè)上相關(guān)的合成反應(yīng)如圖。有關(guān)說法錯(cuò)誤的是（）

反應(yīng)①：+H2SO4=+H2OΔH1K，此時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動，則平衡時(shí)O2的濃度c(O2)>0.25mol·L-1，C項(xiàng)符合題意；

D．ΔHm，D項(xiàng)不符合題意。

故答案為：C。

【分析】A.反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，；

B.根據(jù)表中數(shù)據(jù)列出三段式進(jìn)行計(jì)算；

C.比較濃度商與平衡常數(shù)的關(guān)系，判斷平衡移動移動方向；

D.升溫平衡逆向移動，k逆增幅更大。

14．（2022·連云模擬）CO和H2合成乙醇發(fā)生如下反應(yīng)：

反應(yīng)Ⅰ：2CO(g)+4H2(g)=CH3CH2OH(g)+H2O(g)ΔH1=128.8kJ·mol-1

反應(yīng)Ⅱ：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH2=41.8kJ·mol-1

向一恒容密閉容器中投入一定量的CO和H2發(fā)生上述反應(yīng)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、投料比α[α=]的關(guān)系如圖所示。

下列有關(guān)說法正確的是（）

A．α1＜α2

B．在400K、α2=2時(shí)，反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)K=0.25

C．在500K、投料比為α3條件下，增大壓強(qiáng)可使CO的平衡轉(zhuǎn)化率從Y點(diǎn)到Z點(diǎn)

D．為同時(shí)提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3CH2OH的產(chǎn)率可采用的反應(yīng)條件為低溫、低壓

【答案】C

【知識點(diǎn)】化學(xué)平衡常數(shù)；化學(xué)平衡的影響因素；化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】A．由圖可知，相同溫度下投料比α1的轉(zhuǎn)化率更高，反應(yīng)中增加氫氣的量會促進(jìn)一氧化碳的轉(zhuǎn)化，提高一氧化碳的轉(zhuǎn)化率，故α1>α2，A不符合題意；

B．在400K、α2=2時(shí)，一氧化碳的轉(zhuǎn)化率為50%，因?yàn)轶w積未給出且反應(yīng)前后氣體分子的系數(shù)不等，故無法計(jì)算K值，B不符合題意；

C．反應(yīng)Ⅰ為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，反應(yīng)Ⅱ?yàn)闅怏w分子數(shù)不變的反應(yīng)，在500K、投料比為α3條件下，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)Ⅰ正向移動，導(dǎo)致CO的平衡轉(zhuǎn)化率升高，能從Y點(diǎn)到Z點(diǎn)，C符合題意；

D．反應(yīng)Ⅰ為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)可提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3CH2OH的產(chǎn)率，D不符合題意；

故答案為：C。

【分析】A.根據(jù)根據(jù)投料比越高，增加氫氣的含量提高速率

B.根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)合方程式即可計(jì)算出平衡常數(shù)

C.增大壓強(qiáng)可以提高轉(zhuǎn)化率

D.根據(jù)方程式判斷為增大壓強(qiáng)可以提高產(chǎn)率

15．（2022·湛江模擬）反應(yīng)是工業(yè)上制備高純硅的重要中間過程。一定壓強(qiáng)下，起始投入原料的值和溫度與的平衡產(chǎn)率的變化關(guān)系如圖所示。下列說法不正確的是（）

A．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，

B．M、N點(diǎn)的分壓：

C．的值越大平衡產(chǎn)率越高

D．M、N點(diǎn)的逆反應(yīng)速率：

【答案】C

【知識點(diǎn)】化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】A．溫度升高，的平衡產(chǎn)率減小，說明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，選項(xiàng)A不符合題意；

B．M點(diǎn)的平衡產(chǎn)率大，其物質(zhì)的量大、溫度高，故分壓大，選項(xiàng)B不符合題意；

C．由圖可知，的值增大至7時(shí)，的平衡產(chǎn)率降低至接近于0，選項(xiàng)C符合題意；

D.M點(diǎn)溫度較高，濃度較大，逆反應(yīng)速率，選項(xiàng)D不符合題意。

故答案為：C。

【分析】A.其他條件相同時(shí)，溫度高，產(chǎn)率低，說明該反應(yīng)是放熱反應(yīng)；

B.物質(zhì)的量相同時(shí)，溫度越高，壓強(qiáng)越大，溫度相同時(shí)，物質(zhì)的量越大，壓強(qiáng)越大；

C.從圖可以看出，并非比值越大，平衡產(chǎn)率越大；

D.溫度對反應(yīng)速率的影響最大，溫度越高，反應(yīng)速率越大。

二、多選題

16．（2023·臨沂模擬）丙酮是重要的有機(jī)合成原料，可以由過氧化氫異丙苯合成。其反應(yīng)為：，為了提高過氧化氫異丙苯的轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)進(jìn)行時(shí)需及時(shí)從溶液體系中移出部分苯酚。過氧化氫異丙苯的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時(shí)間的變化如圖所示。設(shè)過氧化氫異丙苯的初始濃度為xmol·L-1，反應(yīng)過程中的液體體積變化忽略不計(jì)。下列說法正確的是（）

A．a(chǎn)、c兩點(diǎn)丙酮的物質(zhì)的量濃度相等

B．b、c兩點(diǎn)的逆反應(yīng)速率：v(b)0

B．400℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)的值為

C．400℃時(shí)，若X>8，則α2>75%

D．400℃時(shí)，向容器I平衡體系中再加入1molO2(g)和1molCl2(g)，此時(shí)v(正)>v(逆)

【答案】B,D

【知識點(diǎn)】化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】A.由題意可知，升高溫度HCl平衡轉(zhuǎn)化率減小，逆向移動，正反應(yīng)放熱，故A不符合題意；

B.根據(jù)反應(yīng)列出三段式，因?yàn)轶w積是1L，可用濃度替換，所以平衡常數(shù)為K==，故B符合題意；

C.若X=8，則容器II中反應(yīng)和容器I中反應(yīng)相同，若X>8時(shí)，HCl本身濃度增加，但本身轉(zhuǎn)換率降低，故C不符合題意；

D.當(dāng)向容器I平衡體系中再加入1molO2(g)和1molCl2(g)時(shí)，Q==v(逆)，故D符合題意；

故答案為BD。

【分析】A.結(jié)合不同溫度下的氯化氫的平衡轉(zhuǎn)化率確定反應(yīng)的放熱和吸熱情況

B.根據(jù)平衡轉(zhuǎn)化率和三行式計(jì)算出平衡常數(shù)

C.建立x=8的等效平衡，大于8時(shí)氧氣的轉(zhuǎn)換率提高

D.計(jì)算出濃度商進(jìn)行比較即可

18．（2023·泰州模擬）溫度為T時(shí)，向體積為2L的恒容密閉容器中加入足量鐵粉和0.08molH2O(g)，發(fā)生反應(yīng)3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，一段時(shí)間后達(dá)平衡。t1時(shí)刻向容器中再充入一定量的H2，再次達(dá)平衡時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù)為20%。下列說法正確的是()

A．t1時(shí)刻充入H2，v′正、v′逆變化如右圖

B．第一次達(dá)平衡時(shí)，H2的體積分?jǐn)?shù)小于20%

C．溫度為T時(shí)，起始向原容器中充入0.1mol鐵粉、0.04molH2O(g)、0.1molFe3O4(s)、0.005molH2(g)，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行

D．溫度為T時(shí)，向恒壓容器中加入足量Fe3O4(s)和0.08molH2(g)，達(dá)平衡時(shí)H2(g)轉(zhuǎn)化率為20%

【答案】A,C

【知識點(diǎn)】化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】A.t1時(shí)刻充入H2，生成物濃度增大，v'逆突然增大，反應(yīng)物濃度來不及變化，v'正不變，隨著反應(yīng)的進(jìn)行v'逆逐漸減小v'正逐漸增大，當(dāng)v'正=v'逆時(shí)又重新達(dá)平衡，選項(xiàng)A符合題意；

B、再次達(dá)平衡時(shí)，H2的體積分?jǐn)?shù)為20%，由于該反應(yīng)為氣體體積不變的反應(yīng)，前后反應(yīng)為等效平衡，平衡時(shí)H2的體積分?jǐn)?shù)相同，均為20%，選項(xiàng)B不符合題意；

C、溫度為T時(shí)，起始向原容器中充入0.1mol鐵粉、0.04molH2O(g)、0.1molFe3O4(s)、0.005molH2(g)，H2的體積分?jǐn)?shù)為，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，選項(xiàng)C符合題意；

D、根據(jù)等效平衡可知，溫度為T時(shí)，向恒壓容器中加入足量Fe3O4(s)和0.08molH2(g)，達(dá)平衡時(shí)H2(g)轉(zhuǎn)化率為80%，選項(xiàng)D不符合題意。

故答案為：AC。

【分析】根據(jù)圖像中正逆反應(yīng)速率的變化判斷反應(yīng)速率加快、平衡向逆反應(yīng)方向移動，然后進(jìn)行計(jì)算即可。

19．（2023高二下·郴州期末）一定溫度下，向2L恒容容器中充入A和B，發(fā)生反應(yīng)，經(jīng)過一段時(shí)間后達(dá)到平衡。反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)如表，下列說法正確的是（）

05152535

1.00.850.810.800.80

A．前5s的平均反應(yīng)速率

B．由題目信息可知，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)

C．保持溫度不變，起始時(shí)向容器中充入A、B和C，反應(yīng)達(dá)平衡前

D．保持溫度不變，起始時(shí)向容器中充入C，達(dá)平衡時(shí)，C的轉(zhuǎn)化率等于80%

【答案】C,D

【知識點(diǎn)】化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】A．反應(yīng)在前5s的平均速率(A)==0.015mol/(Ls)，A不符合題意；

B．需根據(jù)溫度變化對平衡的影響確定反應(yīng)的吸放熱情況，題目并沒有透露，B不符合題意；

C．相同溫度下，起始時(shí)向容器中充入0.20molA、0.20molB和1.0molC，Qc==25＞K，反應(yīng)逆向進(jìn)行，反應(yīng)達(dá)到平衡前(正)＜(逆)，C符合題意；

D．等效為起始加入2.0molA和2.0molB，由于該反應(yīng)前后氣體的體積保持不變，故與原平衡相比，壓強(qiáng)增大，平衡不移動，平衡時(shí)的A、B轉(zhuǎn)化率不變，故平衡時(shí)A、B的物質(zhì)的量等于1.6mol，C的物質(zhì)的量等0.4mol，即相同溫度下，起始時(shí)向容器中充入2.0molC，達(dá)到平衡時(shí)，C的物質(zhì)的量等0.4mol，參加反應(yīng)的C的物質(zhì)的量等于1.6mol，轉(zhuǎn)化率等于80%，D符合題意；

故答案為：CD。

【分析】B.題目沒有提供溫度對平衡的影響，無法判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)。

C.首先計(jì)算該溫度下的平衡常數(shù)，在計(jì)算充入0.20molA、0.20molB和1.0molC后的Qc，比較二者大小，判斷平衡的移動。

20．（2023高一下·啟東期末）某可逆反應(yīng)在某體積為5L的密閉容器中進(jìn)行，在從0~3min各物質(zhì)的量的變化情況如圖所示（A、B、C均為氣體）。下列說法正確的是（）

A．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2A+B2C

B．v（A）=v（C）說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)

C．由圖求得A的平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率為40%

D．反應(yīng)開始至2min時(shí)，A的平均反應(yīng)速率為0.1mol/（Lmin）

【答案】A,C

【知識點(diǎn)】化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用；化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系

【解析】【解答】A.C的物質(zhì)的量增加、A和B的物質(zhì)的量減小，所以A和B是反應(yīng)物、C是生成物，物質(zhì)的量變化值之比等與化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，即A、B和C的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為2：1：2，到2min時(shí)達(dá)到平衡，故該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2A+B2C，A符合題意；

B.對同一個(gè)物質(zhì)而言正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率相等，如v正（A）=v逆（A），若選用不同物質(zhì)的速率，不同物質(zhì)的正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，如v正（A）=v逆（C），則說明已平衡，但是v（A）=v（C）沒有指明是正反應(yīng)還是逆反應(yīng)，故不能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)，B不符合題意；

C.共有5molA，到平衡時(shí)消耗2molA，則A的平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率為40%，C符合題意；

D.反應(yīng)開始至2min時(shí)，，D不符合題意；

故答案為：AC。

【分析】根據(jù)AB物質(zhì)的量的變化量之比計(jì)算出化學(xué)計(jì)量系數(shù)之比，當(dāng)正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，根據(jù)A的變化量即可計(jì)算出平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率，同時(shí)求出A的平均反應(yīng)速率

三、非選擇題

21．（2023·全國乙卷）硫酸亞鐵在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有許多用途，如可用作農(nóng)藥防治小麥黑穗病，制造磁性氧化鐵、鐵催化劑等?；卮鹣铝袉栴}：

（1）在氣氛中，的脫水熱分解過程如圖所示：

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可知，。

（2）已知下列熱化學(xué)方程式：

則的。

（3）將置入抽空的剛性容器中，升高溫度發(fā)生分解反應(yīng)：(Ⅰ)。平衡時(shí)的關(guān)系如下圖所示。時(shí)，該反應(yīng)的平衡總壓、平衡常數(shù)。隨反應(yīng)溫度升高而(填“增大”“減小”或“不變”)。

（4）提高溫度，上述容器中進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)(Ⅱ)，平衡時(shí)(用表示)。在時(shí)，，則，(列出計(jì)算式)。

【答案】（1）4；1

（2）(a+c-2b)

（3）3；2.25；增大

（4）；46.26；

【知識點(diǎn)】蓋斯定律及其應(yīng)用；化學(xué)平衡常數(shù)；化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用；化學(xué)平衡的計(jì)算

【解析】【解答】（1）由圖中信息可知，當(dāng)失重比為19.4%時(shí)；變成，失去的為水的質(zhì)量，可得，解的x=4，同理，當(dāng)失重比為38.8%時(shí)，經(jīng)過計(jì)算可得y=1；

（2）根據(jù)蓋斯定律可知，①+③-②x2可得目標(biāo)方程式，則

（3）通過圖像可知，在溫度為660K時(shí)，即為a點(diǎn)，=1.5KPa；由于SO3：SO2=1：1，=1.5KPa；

那么總壓強(qiáng)為：3KPa；該反應(yīng)壓強(qiáng)平衡常數(shù)為：，由圖中信息可知隨著溫度增大兒增大，所以Kp也增大；

（4）由于僅發(fā)生反應(yīng)(Ⅰ)時(shí)=，當(dāng)有反應(yīng)（II）時(shí)，則有，整理可得

，在929K時(shí)，P總=84.6kPa，=35.7kPa，又有，聯(lián)立解的，代入數(shù)據(jù)可得，=46.26kPa，，那么

【分析】解題技巧分析：平衡圖像解題技巧：對應(yīng)化學(xué)反應(yīng)速率圖像和化學(xué)平衡圖像，應(yīng)該注意下列幾點(diǎn)：1、橫軸坐標(biāo)和縱坐標(biāo)含義；2、曲線斜率或者趨勢；3、曲線上特殊點(diǎn)，如起點(diǎn)、終點(diǎn)、交點(diǎn)和拐點(diǎn)等；4、根據(jù)需要運(yùn)用輔助線，如等溫線、等壓線等。

22．（2022·福建）異丙醇可由生物質(zhì)轉(zhuǎn)化得到，催化異丙醇脫水制取高值化學(xué)品丙烯的工業(yè)化技術(shù)已引起人們的關(guān)注，其主要反應(yīng)如下：

Ⅰ.

Ⅱ.

回答下列問題：

（1）已知，則燃燒生成和的熱化學(xué)方程式為。

（2）在下，剛性密閉容器中的反應(yīng)體系內(nèi)水蒸氣濃度與反應(yīng)時(shí)間關(guān)系如下表：

反應(yīng)時(shí)間04812t20

濃度024403200360040004100

①內(nèi)，；

②t16(填“>”“

（3）ad

（4）58.8%

（5）甲；反應(yīng)I平衡曲線為N，恒壓時(shí)充入水蒸氣，；

【知識點(diǎn)】蓋斯定律及其應(yīng)用；化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】（1）設(shè)Ⅲ，根據(jù)蓋斯定律Ⅲ-2×Ⅰ得，故答案為：；

（2）①內(nèi)，，則，故答案為：190；

②隨著反應(yīng)進(jìn)行，水的濃度變化量減小，、、，Δc(H2O)逐漸減小，說明反應(yīng)速率減小，內(nèi)，Δc(H2O)=400ppm，內(nèi)，Δc(H2O)=400ppm，則t-12>4，即t>16，故答案為：>；

（3）a．H2O的分壓不變，則C3H6的分壓也不變，反應(yīng)1、Ⅱ各組分分壓不變，反應(yīng)1、Ⅱ均達(dá)到平衡，a正確；

b．反應(yīng)物和生成物均為氣體，混合氣體的總質(zhì)量不變，剛性密閉容器體積不變，則混合氣體密度不變，不能作為反應(yīng)I、Ⅱ均達(dá)到平衡的判據(jù)，b不正確；

c．當(dāng)時(shí)，反應(yīng)不一定達(dá)到平衡，不能作為反應(yīng)1、Ⅱ均達(dá)到平衡的判據(jù)，c不正確；

d．，說明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)I達(dá)平衡，各組分分壓不變，C3H6的分壓不變，說明反應(yīng)Ⅱ也達(dá)平衡，d正確；

故答案為：ad。

（4）設(shè)C3H8O的物質(zhì)的量為1mol，若1molC3H8O完全反應(yīng)，理論上生成1molC3H6，因?yàn)榉磻?yīng)Ⅰ、Ⅱ的轉(zhuǎn)化率分別為98%和40%，反應(yīng)I生成1mol×98%=0.98molC3H6，反應(yīng)Ⅱ消耗了40%C3H6，則達(dá)平衡時(shí)C3H6的物質(zhì)的量為0.98mol×(1-40%)=0.588mol，所以丙烯的產(chǎn)率為=58.8%，故答案為：58.8%；

（5）①反應(yīng)I為氣體體積增大的吸熱反應(yīng)，反應(yīng)Ⅱ?yàn)闅怏w體積減小的放熱反應(yīng)，則升高溫度，反應(yīng)I正向移動，逐漸增大，反應(yīng)Ⅱ逆向移動，逐漸減小，即反應(yīng)I為平衡曲線為N，反應(yīng)Ⅱ平衡曲線為M；在350℃恒壓平衡體系中充入少量水蒸氣時(shí)，對于反應(yīng)I而言，相當(dāng)于增大生成物濃度，使得>，即lg增大，反應(yīng)I的狀態(tài)最有可能對應(yīng)圖中的甲，故答案為：甲；反應(yīng)I平衡曲線為N，恒壓時(shí)充入水蒸氣，；

②由圖可知，350℃時(shí)達(dá)平衡后，=0，則350℃時(shí)==1，設(shè)水蒸氣的平衡分壓為aMPa，則反應(yīng)II的C3H6起始分壓為aMPa，對反應(yīng)Ⅱ列三段式有

，解得a=MPa，故答案為：。

【分析】（1）根據(jù)蓋斯定律，將Ⅲ-2×Ⅰ可得目標(biāo)方程式；

（2）①根據(jù)計(jì)算；

②隨著反應(yīng)進(jìn)行，水的濃度變化量減小，則反應(yīng)速率減小，水減少相同物質(zhì)的量濃度時(shí)，所需時(shí)間逐漸增長；

（3）可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不變；

（4）根據(jù)計(jì)算；

（5）①升高溫度，反應(yīng)向吸熱方向移動；在350℃恒壓平衡體系中充入少量水蒸氣時(shí)，對于反應(yīng)I而言，相當(dāng)于增大生成物濃度，使得；

②列出反應(yīng)的三段式計(jì)算。

23．（2022·河北）氫能是極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗詺淙剂蠟榇淼娜剂想姵赜辛己玫膽?yīng)用前景。

（1）時(shí)，燃燒生成)放熱，蒸發(fā)吸熱，表示燃燒熱的熱化學(xué)方程式為。

（2）工業(yè)上常用甲烷水蒸氣重整制備氫氣，體系中發(fā)生如下反應(yīng)。

Ⅰ.

Ⅱ.

①下列操作中，能提高平衡轉(zhuǎn)化率的是(填標(biāo)號)。

A．增加用量B．恒溫恒壓下通入惰性氣體

C．移除D．加入催化劑

②恒溫恒壓條件下，1molCH4(g)和1molH2O(g)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，的轉(zhuǎn)化率為，的物質(zhì)的量為，則反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)(寫出含有α、b的計(jì)算式；對于反應(yīng)，，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。其他條件不變，起始量增加到，達(dá)平衡時(shí)，，平衡體系中的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。

（3）氫氧燃料電池中氫氣在(填“正”或“負(fù)”)極發(fā)生反應(yīng)。

（4）在允許自由遷移的固體電解質(zhì)燃料電池中，放電的電極反應(yīng)式為。

（5）甲醇燃料電池中，吸附在催化劑表面的甲醇分子逐步脫氫得到CO，四步可能脫氫產(chǎn)物及其相對能量如圖，則最可行途徑為a→(用等表示)。

【答案】（1）H2(g)+O2(g)=H2O(1)H=-286kJmol-1

（2）BC；；43%

（3）負(fù)

（4）CnH2n+2-(6n+2)e-+(3n+1)O2-=nCO2+(n+1)H2O

（5）abehj

【知識點(diǎn)】燃燒熱；蓋斯定律及其應(yīng)用；電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式；化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用；原電池工作原理及應(yīng)用

【解析】【解答】（1）298K時(shí)，1gH2燃燒生成H2O(g)放熱121kJ，則1molH2燃燒生成H2O(g)放熱=242kJ，用熱化學(xué)方程式表示為：H2(g)+O2(g)=H2O(g)H1=-242kJmol-1①，又因?yàn)?molH2O(1)蒸發(fā)吸熱44kJ，則H2O(g)=H2O(l)H2=-44kJmol-1②，根據(jù)蓋斯定律可知，表示H2燃燒熱的反應(yīng)熱為H=H1+H2=-286kJmol-1，故答案為：H2(g)+O2(g)=H2O(1)H=-286kJmol-1；

（2）①A．增加CH4(g)用量可以提高H2O(g)的轉(zhuǎn)化率，但是CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率減小，A不正確；

B．恒溫恒壓下通入惰性氣體，相當(dāng)于減小體系壓強(qiáng)，反應(yīng)混合物中各組分的濃度減小，反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡正向移動，能提高CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率，B正確；

C．移除CO(g)，減小了反應(yīng)混合物中CO(g)的濃度，反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡正向移動，能提高CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率，C正確；

D．加入催化劑不能改變平衡狀態(tài)，故不能提高CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率，D不正確；

綜上所述，上述操作中，能提高CH4(g)平衡轉(zhuǎn)化率的是BC；

②恒溫恒壓條件下，1molCH4(g)和1molH2O(g)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，CH4(g)的轉(zhuǎn)化率為α，CO2(g)的物質(zhì)的量為bmol，則轉(zhuǎn)化的CH4(g)為αmol，剩余的CH4(g)為(1-α)mol，根據(jù)C元素守恒可知，CO(g)的物質(zhì)的量為(α-b)mol，根據(jù)H和O守恒可知，H2O(g)的物質(zhì)的量為(1-α-b)mol，H2(g)的物質(zhì)的量為(3α+b)mol，則反應(yīng)混合物的總物質(zhì)的量為(2α+2)mol，平衡混合物中，CH4(g)、H2O(g)、CO(g)、H2(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為、、、，因此，反應(yīng)I的平衡常數(shù)Kx=；其他條件不變，H2O(g)起始量增加到5mol，達(dá)平衡時(shí)，α=0.90，b=0.65，則平衡時(shí)，CH4(g)為0.1mol，根據(jù)C元素守恒可知，CO(g)的物質(zhì)的量為0.25mol，根據(jù)H和O守恒可知，H2O(g)的物質(zhì)的量為(5-0.90-0.65)mol=3.45mol，H2(g)的物質(zhì)的量為(3α+b)mol=3.35mol，平衡混合物的總物質(zhì)的量為(2α+6)mol=7.8mol，平衡體系中H2(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為；

（3）氫氧燃料電池中，通入氫氣的一極為負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，通入氧氣的一極為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)，因此氫氧燃料電池中氫氣在負(fù)極發(fā)生反應(yīng)；

（4）在允許O2-自由遷移的固體電解質(zhì)燃料電池中，CnH2n+2在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2和H2O，電極反應(yīng)式為CnH2n+2-(6n+2)e-+(3n+1)O2-=nCO2+(n+1)H2O；

（5）由圖示可知，吸附在催化劑表面的甲醇分子逐步脫氫得到CO，且能壘越低，活化能越小，越容易進(jìn)行，根據(jù)圖示可知，其可行的途徑為：abehj。

【分析】（1）燃燒熱是1mol可燃物完全燃燒產(chǎn)生穩(wěn)定的氧化物時(shí)放出的熱量；

（2）①提高平衡轉(zhuǎn)化率，應(yīng)使平衡盡量正向移動，平衡移動原理的具體內(nèi)容為：如果改變可逆反應(yīng)的條件（如濃度、壓強(qiáng)、溫度等），化學(xué)平衡就被破壞，并向減弱這種改變的方向移動；

②分別計(jì)算各物質(zhì)的物質(zhì)的量，結(jié)合計(jì)算；

（3）氫氧燃料電池中，通入氫氣的一極為負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，通入氧氣的一極為正極，正極發(fā)生還原反應(yīng)；

（4）CnH2n+2在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2和H2O；

（5）原電池反應(yīng)均為自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，為放熱反應(yīng)。

24．（2022·海南）某空間站的生命保障系統(tǒng)功能之一是實(shí)現(xiàn)氧循環(huán)，其中涉及反應(yīng)：

回答問題：

（1）已知：電解液態(tài)水制備，電解反應(yīng)的。由此計(jì)算的燃燒熱(焓)。

（2）已知：的平衡常數(shù)(K)與反應(yīng)溫度(t)之間的關(guān)系如圖1所示。

①若反應(yīng)為基元反應(yīng)，且反應(yīng)的與活化能(Ea)的關(guān)系為。補(bǔ)充完成該反應(yīng)過程的能量變化示意圖(圖2)。

②某研究小組模擬該反應(yīng)，溫度t下，向容積為10L的抽空的密閉容器中通入和，反應(yīng)平衡后測得容器中。則的轉(zhuǎn)化率為，反應(yīng)溫度t約為℃。

（3）在相同條件下，與還會發(fā)生不利于氧循環(huán)的副反應(yīng)：，在反應(yīng)器中按通入反應(yīng)物，在不同溫度、不同催化劑條件下，反應(yīng)進(jìn)行到2min時(shí)，測得反應(yīng)器中、濃度()如下表所示。

催化劑t=350℃t=400℃

催化劑Ⅰ10.812722345.242780

催化劑Ⅱ9.2107753438932

在選擇使用催化劑Ⅰ和350℃條件下反應(yīng)，生成的平均反應(yīng)速率為；若某空間站的生命保障系統(tǒng)實(shí)際選擇使用催化劑Ⅱ和400℃的反應(yīng)條件，原因是。

【答案】（1）-286

（2）；50%或0.5；660.2(或660.1或660.3，其他答案酌情給分)

（3）5.4；相同催化劑，400℃的反應(yīng)速率更快，相同溫度，催化劑Ⅱ副產(chǎn)物濃度低，甲烷與甲醇比例高

【知識點(diǎn)】燃燒熱；化學(xué)平衡常數(shù)；化學(xué)平衡轉(zhuǎn)化過程中的變化曲線；化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用；化學(xué)平衡的計(jì)算

【解析】【解答】(1)電解液態(tài)水制備，電解反應(yīng)的，則2mol完全燃燒消耗，生成液態(tài)水的同時(shí)放出的熱量為572kJ，從而可知1mol完全燃燒生成液態(tài)水放出的熱量為286kJ，因此，的燃燒熱(焓)-286。

(2)①由的平衡常數(shù)(K)與反應(yīng)溫度(t)之間的關(guān)系圖可知，K隨著溫度升高而減小，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。若反應(yīng)為基元反應(yīng)，則反應(yīng)為一步完成，由于反應(yīng)的與活化能(Ea)的關(guān)系為，由圖2信息可知＝ａ，則ａ，則生成物能量低于a，因此該反應(yīng)過程的能量變化示意圖為：。

②溫度t下，向容積為10L的抽空的密閉容器中通入和，反應(yīng)平衡后測得容器中，則參與反應(yīng)的的物質(zhì)的量為0.05mol，的轉(zhuǎn)化率為；的平衡量為，和是按化學(xué)計(jì)量數(shù)之比投料的，則的平衡量為，的平衡量是的2倍，則，的平衡濃度分別為、、、，則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝，根據(jù)圖1中的信息可知，反應(yīng)溫度t約為660.2℃。

(3)在選擇使用催化劑Ⅰ和350℃條件下反應(yīng)，由表中信息可知，0~2minCH3OH的濃度由0增加到10.8μmolL-1，因此，0~2min生成CH3OH的平均反應(yīng)速率為10.8molL-12min=5.4μmolL-1min-1；由表中信息可知，在選擇使用催化劑Ⅰ和350℃條件下反應(yīng)，0~2minCH3OH的濃度由0增加到10.8μmolL-1，c(CH4)：c(CH3OH)＝12722：10.8≈1178；在選擇使用催化劑Ⅱ和350℃的反應(yīng)條件下，0~2minCH3OH的濃度由0增加到9.2μmolL-1，c(CH4)：c(CH3OH)＝10775：9.2≈1171；在選擇使用催化劑Ⅰ和400℃條件下反應(yīng)，0~2minCH3OH的濃度由0增加到345.2μmolL-1，c(CH4)：c(CH3OH)＝42780：345.2≈124；在選擇使用催化劑Ⅱ和400℃的反應(yīng)條件下，0~2minCH3OH的濃度由0增加到34μmolL-1，c(CH4)：c(CH3OH)＝38932：34≈1145。因此，若某空間站的生命保障系統(tǒng)實(shí)際選擇使用催化劑Ⅱ和400℃的反應(yīng)條件的原因是：相同催化劑，400℃的反應(yīng)速率更快，相同溫度，催化劑Ⅱ副產(chǎn)物濃度低，甲烷與甲醇比例高。

【分析】（1）燃燒熱是指在101kPa時(shí)，1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時(shí)所放出的熱量；

（2）①該反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度升高而減小，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，生成物能量低于a；

②根據(jù)轉(zhuǎn)化率=反應(yīng)量起始量×100%計(jì)算；計(jì)算此時(shí)的平衡常數(shù)，根據(jù)圖1確定反應(yīng)溫度；

（3）根據(jù)v=ΔcΔt計(jì)算；400℃的反應(yīng)速率更快，相同溫度下，催化劑Ⅱ副產(chǎn)物濃度低，甲烷與甲醇比例高。

25．（2023·湖北）丙烯是一種重要的化工原料，可以在催化劑作用下，由丙烷直接脫氫或氧化脫氫制備。

反應(yīng)Ⅰ(直接脫氫)：C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)△H1=+125kJ·mol-1

反應(yīng)Ⅱ(氧化脫氫)：C3H8(g)+O2(g)=C3H6(g)+H2O(g)△H2=-118kJ·mol-1

（1）已知鍵能：E(C—H)=416kJ·mol-1，E(H—H)=436kJ·mol-1，由此計(jì)算生成1mol碳碳π鍵放出的能量為kJ。

（2）對于反應(yīng)Ⅰ，總壓恒定為100kPa，在密閉容器中通入C3H8和N2的混合氣體(N2不參與反應(yīng))，從平衡移動的角度判斷，達(dá)到平衡后“通入N2”的作用是。在溫度為T1時(shí)，C3H8的平衡轉(zhuǎn)化率與通入氣體中C3H8的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的關(guān)系如圖a所示，計(jì)算T1時(shí)反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kp=kPa(以分壓表示，分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，保留一位小數(shù))。

（3）在溫度為T2時(shí)，通入氣體分壓比為p(C3H8)：p(O2)：p(N2)=10：5：85的混合氣體，各組分氣體的分壓隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖b所示。0～1.2s生成C3H6的平均速率為kPa·s-1；；在反應(yīng)一段時(shí)間后，C3H8和O2的消耗速率比小于2∶1的原因?yàn)椤?/p>

（4）恒溫剛性密閉容器中通入氣體分壓比為p(C3H8)：p(O2)：p(N2)=2：13：85的混合氣體，已知某反應(yīng)條件下只發(fā)生如下反應(yīng)(k，k′為速率常數(shù))：

反應(yīng)Ⅱ：2C3H8(g)+O2(g)=2C3H6(g)+2H2O(g)

k

反應(yīng)Ⅲ：2C3H6(g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(g)

k′

實(shí)驗(yàn)測得丙烯的凈生成速率方程為v(C3H6)=kp(C3H8)-k′p(C3H6)，可推測丙烯的濃度隨時(shí)間的變化趨勢為，其理由是。

【答案】（1）271

（2）減小氣體濃度，使平衡右移，提高C3H8(g)轉(zhuǎn)化率；16.7

（3）2；H2和C3H6都消耗O2

（4）先增大后減小；反應(yīng)開始時(shí)，體系中主要發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，c(C3H6)逐漸增大，隨著反應(yīng)進(jìn)行，p(C3H8)減小，p(C3H6)增大，v(C3H6)減小，體系中主要發(fā)生反應(yīng)Ⅲ，c(C3H6)逐漸減小

【知識點(diǎn)】化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】（1）由C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)△H1=+125kJ·mol-1可知反應(yīng)需要中斷裂2molC—H鍵、形成1mol碳碳π鍵和1molH—H鍵，436kJ·mol-1×2-E(碳碳π鍵)=+125kJ.mol-1，解得：E(碳碳π鍵)=271kJ.mol-1，所以形成1mol碳碳π鍵放出的能量為271kJ；

（2）達(dá)到平衡后，通入N2，由于總壓恒定為100kPa，則容器體積增大，平衡向氣體體積增大的方向移動，即向正反應(yīng)方向移動，C3H8(g)的轉(zhuǎn)化率增大；根據(jù)圖a，C3H8的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.4時(shí)，其平衡轉(zhuǎn)化率為50%；假設(shè)混合氣體為1mol，則起始時(shí)C3H8為0.4mol，N2為0.6mol，運(yùn)用三段式法計(jì)算：

由于總壓恒定為100kPa，平衡時(shí)C3H8為0.2mol，C3H6為0.2mol，H2為0.2mol，N2為0.6mol，則C3H8(g)、C3H6(g)、H2(g)的分壓均為：100KPa×=故T1時(shí)反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)KP==16.7KkPa。

（3）內(nèi)C3H6的分壓由0增大為2.4kPa，則生成的平均速率為=2kPa·s-1；若只發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ，C3H6的分壓應(yīng)大于H2和H2O的分壓，但由圖b知，隨著反應(yīng)進(jìn)行，分壓p(H2O)>p(C3H6)>p(H2)，且有CO2生成，H2分壓降低，故體系中還發(fā)生反應(yīng)：C3H6+O2=3CO2+3H2O，H2+O2=H2O，消耗O2，因此C3H8和O2的消耗速率比小于2∶1；

（4）反應(yīng)開始時(shí)，反應(yīng)Ⅱ向右進(jìn)行，c(C3H6)逐漸增大，且體系中以反應(yīng)Ⅱ?yàn)橹?，隨著反應(yīng)進(jìn)行，p(C3H8)減小，p(C3H6)增大，使得v(C3H6)減小，體系中以反應(yīng)Ⅲ為主，因此丙烯的濃度隨時(shí)間的變化趨勢為先增大后減小。

【分析】（1）根據(jù)△H＝反應(yīng)物總鍵能生成物總鍵能，結(jié)合每摩爾反應(yīng)Ⅰ中斷鍵和成鍵情況計(jì)算；

（2）該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，恒溫恒壓條件下通入無關(guān)氣體，相當(dāng)于減壓，反應(yīng)向氣體體積增大的方向移動，反應(yīng)物C3H8的轉(zhuǎn)化率增大，利用圖a中的數(shù)據(jù)，設(shè)未知數(shù)列三段式計(jì)算可得各氣體平衡的物質(zhì)的量，故而可得物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，代入Kp計(jì)算；

（3）由圖b可知，0～1.2s內(nèi)，C3H6的分壓變化，代入v（C3H6）＝△p(C3H6)/△t計(jì)算。隨著反應(yīng)進(jìn)行，分壓：p(H2O)>p(C3H6)>p(H2)，且有CO2生成，H2分壓降低，可推斷反應(yīng)中存在其他消耗C3H6和H2且生成H2O和CO2的反應(yīng)，從而影響了O2的消耗速率；

（4）速率常數(shù)只與溫度有關(guān)，反應(yīng)開始時(shí)，通入氣體C3H8、O2、N2，體系中主要發(fā)生反應(yīng)Ⅱ，據(jù)此結(jié)合丙烯的凈生成速率方程為v（C3H6）＝kp（C3H8）k′p（C3H6）分析隨著反應(yīng)的進(jìn)行的量變。

26．（2023·石家莊模擬）二甲醚是重要的有機(jī)合成原料：工業(yè)上常用合成氣(主要成分為、)制備二甲醚，其主要反應(yīng)如下：

反應(yīng)?。?，

反應(yīng)ⅱ：，

反應(yīng)ⅲ：，

（1）已知時(shí)，由穩(wěn)定態(tài)單質(zhì)生成化合物的焓變稱為該物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓。幾種物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓如下表所示，據(jù)此計(jì)算。

物質(zhì)

0.0

（2）已知，隨溫度變化的三種趨勢如下圖中線條所示。能用來表示反應(yīng)ⅰ的線條是(填線條字母)。

（3）在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)ⅰ，其可能反應(yīng)機(jī)理如下圖所示。

①根據(jù)元素電負(fù)性的變化規(guī)律，圖中反應(yīng)步驟Ⅲ可描述為。

②在合成甲醇過程中，需要不斷分離出甲醇的原因?yàn)?填選項(xiàng)字母)。

a．有利于平衡正向移動b．防止催化劑中毒c．提高正反應(yīng)速率

（4）一定溫度下，在體積為的剛性容器中充入和制備二甲醚，時(shí)達(dá)到平衡，平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率為80%，，且。

①內(nèi)，。

②反應(yīng)ⅲ的平衡常數(shù)(保留三位有效數(shù)字)。

（5）實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中，需要在260℃、壓強(qiáng)恒為的反應(yīng)釜中進(jìn)行上述反應(yīng)。初始時(shí)向反應(yīng)釜中加入和，為確保反應(yīng)的連續(xù)性，需向反應(yīng)釜中以、進(jìn)氣流量持續(xù)通入原料，同時(shí)控制出氣流量。

①需控制出氣流量小于進(jìn)氣流量的原因?yàn)椤?/p>

②已知出氣流量為，單位時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)化率為60%，則流出氣體中的百分含量為。

【答案】（1）-90.7

（2）c

（3）H的電負(fù)性大于Zn而小于O，吸附在O2-上的H帶正電，與C-O上帶負(fù)電的O結(jié)合，吸附在Zn2+上的H帶負(fù)電，與C-O上帶正電的C結(jié)合；ac

（4）0.4；4.67

（5）反應(yīng)釜要求壓強(qiáng)恒定，而反應(yīng)i為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)；5%

【知識點(diǎn)】化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用；有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算

【解析】【解答】（1）由圖表數(shù)據(jù)可知：①

②，由蓋斯定律可知，②-①得：；

（2）反應(yīng)ⅰ為放熱的熵減反應(yīng)，隨著溫度升高，會增大，故表示反應(yīng)ⅰ的線條是c；

（3）①電負(fù)性：O＞H＞Zn，圖中反應(yīng)步驟Ⅲ可描述為：H的電負(fù)性大于Zn而小于O，吸附在O2-上的H帶正電，與C-O上帶負(fù)電的O結(jié)合，吸附在Zn2+上的H帶負(fù)電，與C-O上帶正電的C結(jié)合，然后生成產(chǎn)物；

②在合成甲醇過程中，需要不斷分離出甲醇，可以使得甲醇濃度減小促使反應(yīng)正向移動，且甲醇濃度減小，利于從催化劑脫附從而可以空出催化位置提高正反應(yīng)速率；故答案為：ac；

（4）①時(shí)達(dá)到平衡，平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率為80%，內(nèi)，；

②平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率為80%，則Δc(CO)=1.6molL-1；，且；設(shè)反應(yīng)i中轉(zhuǎn)化的CO的濃度為amolL-1

平衡時(shí)，則反應(yīng)ⅲ中生成氫氣為(2a-2.6)

根據(jù)化學(xué)方程式體現(xiàn)的關(guān)系可知，1.6-a=2a-2.6，a=1.4；設(shè)反應(yīng)ii中，CH3OCH3的濃度變化量為b，則有

平衡時(shí)，則a-2b=2b，b=0.35；

則平衡時(shí)CO、H2、CO2、H2O濃度分別為0.4、1.4、0.2，0.15，則反應(yīng)ⅲ的平衡常數(shù)；

（5）①反應(yīng)釜要求壓強(qiáng)恒定，而反應(yīng)i為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，會導(dǎo)致壓強(qiáng)減小，故需控制出氣流量小于進(jìn)氣流量；

②假設(shè)時(shí)間為1min，則進(jìn)氣為0.03mol、出氣0.02mol；反應(yīng)ⅰ為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，反應(yīng)ⅱ、ⅲ為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，則減少0.01mol氣體是由反應(yīng)i引起的，由反應(yīng)i的方程式可知，參加反應(yīng)i的CO的物質(zhì)的量為0.01mol÷2=0.005mol，的轉(zhuǎn)化率為60%，則一共有0.006molCO參加反應(yīng)，則反應(yīng)ⅱi中消耗0.001molCO、生成0.001molCO2，故流出氣體中的百分含量為。

【分析】（1）蓋斯定律的應(yīng)用要注意，判斷列出的熱化學(xué)方程式的對應(yīng)關(guān)系，左右兩邊相同的物質(zhì)互相抵消則相加，在同一邊相同的物質(zhì)互相抵消則相減；

（2）反應(yīng)i的△H”“d；

③若=0.8，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)，N2的體積分?jǐn)?shù)為20%，假設(shè)開始時(shí)n(NO)=1mol，n(CO)=0.8mol，假設(shè)CO平衡時(shí)CO轉(zhuǎn)化了xmol，則根據(jù)物質(zhì)反應(yīng)轉(zhuǎn)化關(guān)系可知平衡產(chǎn)生CO2的物質(zhì)的量為xmol，N2為0.5xmol，則此時(shí)CO為(0.8-x)mol，NO為(1-x)mol，×100%=20%，解得x=0.6mol，所以NO的轉(zhuǎn)化率為×100%=60%。

【分析】（1）若生成速率等于消耗速率，可以結(jié)合代數(shù)式進(jìn)行判斷；

（2）蓋斯定律的應(yīng)用要注意，判斷列出的熱化學(xué)方程式的對應(yīng)關(guān)系，左右兩邊相同的物質(zhì)互相抵消則相加，在同一邊相同的物質(zhì)互相抵消則相減；

（3）①一氧化氮和二氧化氮與氫氧化鈣反應(yīng)生成亞硝酸鈣和水；

②NO2量太多，剩余的NO2和水反應(yīng)生成NO逸出，導(dǎo)致NO去除率降低；

（4）①結(jié)合化學(xué)計(jì)量數(shù)之比進(jìn)行判斷；

②增大某種反應(yīng)物的濃度，其轉(zhuǎn)化率減??；

③結(jié)合三段式進(jìn)行判斷。

31．（2022·鷹潭模擬）合成氨是目前人工固氮最重要的途徑，對人類生存具有重大意義，反應(yīng)為：

（1）N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H=－92.4kJ/mol。

①該反應(yīng)在(填“高溫”“低溫”或“任意溫度”)下可自發(fā)進(jìn)行。

我國科學(xué)家在合成氨反應(yīng)機(jī)理研究中取得新進(jìn)展，首次報(bào)道了LiH-3d過渡金屬這一復(fù)合催化劑體系，并提出了“氮轉(zhuǎn)移”催化機(jī)理。

i.3LiH(s)+N2(g)=Li2NH(s)+LiNH2(g)ΔH1=+32.8kJ·mol-1

ii.Li2NH(s)+2H2(g)=2LiH(s)+NH3(g)ΔH2=－88kJ·mol-1

iii．LiNH2(g)+H2(g)=LiH(s)+NH3(g)ΔH3

②則ΔH3=。

（2）為了研究反應(yīng)的熱效應(yīng)，我國的科研人員計(jì)算了在一定范圍內(nèi)下列反應(yīng)的平衡常數(shù)。

i．

ii．

iii．

和的線性關(guān)系圖如下所示：

①由圖可知ΔH10(填“大于”或“小于”)。

②反應(yīng)i的Kp0=(用Kp1和Kp2表示)。

反應(yīng)i的0(填“大于”或“小于”)，寫出推理過程。

（3）氨水可以吸收二氧化碳。已知常溫下，Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5，Ka1(H2CO3)=4.4×10-7，Ka2(H2CO3)=4.4×10-11，．此溫度下某氨水的濃度為2mol/L，則溶液中c(OH-)=mol/L，將CO2通入氨水中使溶液恰好呈中性，則此時(shí)=(保留小數(shù)點(diǎn)后4位數(shù)字)

【答案】（1）低溫；-37.2kJ/mol

（2）小于；Kp1×Kp2；小于；由和的線性關(guān)系圖可知，線比線傾斜度更大，結(jié)合lgKp0=lgKp1+lgKp2可推理出lgKp0線會隨橫坐標(biāo)溫度的上升而減小。平衡常數(shù)隨溫度上升而減小的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以反應(yīng)i是放熱反應(yīng)。

（3）6×10－3；1.0009

【知識點(diǎn)】化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】(1)①該反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，則ΔS＜0，已知H＜0，根據(jù)ΔH-TΔS＜0，反應(yīng)才能自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)在低溫可自發(fā)進(jìn)行；

②由蓋斯定律：反應(yīng)i+反應(yīng)ii+反應(yīng)iii可得反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，所以△H=△H1+△H2+△H3=32.8kJmol-1-88kJmol-1+△H3=-92.4kJmol-1，據(jù)此可得△H3=-37.2kJmol-1；

(2)①由圖可知，溫度升高lgKp1減小，即平衡常數(shù)Kp1減小，說明反應(yīng)ii是放熱反應(yīng)，則ΔH1小于0；

②根據(jù)蓋斯定律：ii+iii得i，則Kp0=Kp1×Kp2；由和的線性關(guān)系圖可知，線比線傾斜度更大，結(jié)合lgKp0=lgKp1+lgKp2可推理出lgKp0線會隨橫坐標(biāo)溫度的上升而減小。平衡常數(shù)隨溫度上升而減小的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，所以反應(yīng)i是放熱反應(yīng)，小于0；

(3)NH3H2O的Kb=1.8×10-5，若氨水的濃度為2.0molL-1，由Kb=，可知c(OH-)=mol/L=6×10-3mol/L，將CO2通入該氨水中，當(dāng)溶液呈中性時(shí)溶液中c(OH-)=c(H+)=10-7mol/L，電荷守恒得到：c(NH)=c(HCO)+2c(CO)，=1+，H2CO3的Ka2=4.4×10-11，結(jié)合Ka2=可得==4.4×10-4，=1+=1+8.8×10-4=1.0009，故答案為：6×10-3；1.0009；

【分析】（1）①根據(jù)則反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行；

②考查蓋斯定律；

（2）從圖可知隨溫度升高Kp1逐漸減小，溫度升高平衡向吸熱反應(yīng)方向移動，說明逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；反應(yīng)i=反應(yīng)ii+反應(yīng)iii，說明Kp0=Kp1×Kp2；

（3）利用Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5，計(jì)算濃度為2mol/L的氨水中的OH-的濃度；溶液呈中性時(shí)c(H+)=c(OH-)，.

32．（2022·靜安模擬）高溫下，活性炭可用來處理NOx廢氣。某研究小組向體積固定的密閉容器加入一定量的活性炭和NO，發(fā)生反應(yīng)C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。T1℃時(shí)，測得反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)刻各物質(zhì)的濃度如下表：

時(shí)間(min)濃度(mol·L-1)01020304050

NO2.01.160.400.400.60.6

N200.420.800.801.21.2

CO200.420.800.801.21.2

回答下列問題：

（1）碳原子核外有個(gè)未成對的電子，N2分子的電子式是，氧原子2p亞層的軌道表示式為。

（2）T1℃時(shí)，在0～10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)=mol·L-1·min-1。

（3）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為。第30min時(shí)，僅改變了某一條件，請根據(jù)表中數(shù)據(jù)判斷可能改變的條件是(填字母編號)。

a.加入合適的催化劑b.適當(dāng)縮小容器的體積

c.再通入一定量的NOd.再加入一定量的活性炭

（4）若第30min時(shí)，將溫度升高至T2℃，重新達(dá)新平衡時(shí)K為2.25，則正反應(yīng)為反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)，NO的平衡轉(zhuǎn)化率(填“升高”或“降低”)。

【答案】（1）2；；

（2）0.042

（3）K=；bc

（4）放熱；降低

【知識點(diǎn)】化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】(1)碳原子的電子排布式為：1s22s22p2，2p2這2個(gè)電子是未成對電子，則碳原子核外有2個(gè)未成對的電子；N2分子為共價(jià)化合物，則其電子式是；氧原子的電子排布式為：1s22s22p4，則2p亞層的軌道表示式為，故答案為：2；；；

(2)T1℃時(shí)，在0～10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)==0.042mol·L-1·min-1，故答案為：0.042；

(3)根據(jù)反應(yīng)C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)，可知反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=；

a．加入合適的催化劑，可以加快反應(yīng)速率，不能改變狀態(tài)，則表中數(shù)據(jù)不會改變，a項(xiàng)不符合題意；

b．適當(dāng)縮小容器的體積，壓力增大，平衡不移動，但是物質(zhì)的濃度會增大，表中數(shù)據(jù)會改變，b項(xiàng)符合題意；

c．再通入一定量的NO，平衡正向移動，則表中數(shù)據(jù)會改變，c項(xiàng)符合題意；

d．再加入一定量的活性炭，不影響平衡，則表中數(shù)據(jù)不會改變，d項(xiàng)不符合題意；

故答案為：K=；bc；

(4)T1℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K==，若第30min時(shí)，將溫度升高至T2℃，重新達(dá)新平衡時(shí)K為2.25，可知升高溫度，平衡逆向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；平衡逆向移動，則NO的平衡轉(zhuǎn)化率降低，故答案為：放熱；降低。

【分析】（1）核外未成對電子通過其最外層電子數(shù)判斷，未湊滿8電子的個(gè)數(shù)；電子式要注意氮原子要滿足8電子；

（2）化學(xué)反應(yīng)速率；

（3）平衡常數(shù)K=生成物濃度冪之積/反應(yīng)物濃度冪之積；所有物質(zhì)濃度都增大，改變的應(yīng)該是體積或者增加反應(yīng)物的濃度；

（4）溫度生高，K減小，反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡朝吸熱方向移動，NO轉(zhuǎn)化率降低。

33．（2022·虹口模擬）氮氧化物()的任意排放會造成酸雨、光化學(xué)煙霧等環(huán)境污染問題，其與懸浮在大氣中的海鹽粒子相互作用時(shí)，發(fā)生反應(yīng)：。

完成下列填空：

（1）該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式。

（2）①若反應(yīng)在恒容密閉容器中進(jìn)行，能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是(選填編號)。

a．b．和NO的物質(zhì)的量之和保持不變

c．混合氣體密度保持不變d．

上述反應(yīng)可以視作分兩步進(jìn)行：

(i)……

(ii)

②反應(yīng)i的化學(xué)方程式可能是。反應(yīng)ii中反應(yīng)物化學(xué)鍵總能量生成物化學(xué)鍵總能量(填“高于”“低于”或“等于”)。

（3）保持恒溫條件，將充入不同容積的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)ii，充分反應(yīng)達(dá)到平衡后，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與容器容積及不同溫度的關(guān)系如下圖所示：

①圖中的關(guān)系為(填“＞”“＜”或“=”)；A、B、C各自對應(yīng)化學(xué)平衡常數(shù)大小關(guān)系是。

②若從起始到處于A點(diǎn)狀態(tài)共經(jīng)過，該時(shí)間段內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速率。

工業(yè)中利用新型催化劑M催化氦氣與NO反應(yīng)生成，從而去除NO的影響：，相同時(shí)間內(nèi)，NO的去除率隨反應(yīng)溫度的變化曲線如下圖所示。

（4）在范圍內(nèi)隨著溫度的升高，NO的去除率上升的原因可能是(任寫一點(diǎn))：。

【答案】（1）

（2）bc；；低于

（3）＜；；

（4）反應(yīng)未達(dá)平衡，溫度升高，反應(yīng)速率加快

【知識點(diǎn)】化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的綜合應(yīng)用

【解析】【解答】根據(jù)反應(yīng)可判斷化學(xué)平衡常數(shù)K的表達(dá)式；判斷化學(xué)平衡狀態(tài)的直接標(biāo)志：正反應(yīng)速率=逆反應(yīng)速率，各組分濃度不再改變，以及以此為基礎(chǔ)衍生出來的標(biāo)志如壓強(qiáng)不再改變，混合氣體的密度不再改變、氣體的顏色不再變化等等，以此來解析；

(1)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)，可知反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=；

(2)①a．v(NO2)=2v(NO)沒有指明正反應(yīng)速率，所以不能說明達(dá)到平衡狀態(tài)，a不正確；

b．根據(jù)反應(yīng)可知NO2和NO的物質(zhì)的量之和為一個(gè)變量，當(dāng)它保持不變時(shí)，說明達(dá)到平衡狀態(tài)，b不正確；

c．恒容密閉容器，體積不變，但是反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量變化，混合氣體密度為一個(gè)變量，混合氣體密度保持不變時(shí)，能說明達(dá)到平衡狀態(tài)，c正確；

d．c(NO2)：c(NO)：c(Cl2)=4：2：1，不能說明達(dá)到平衡狀態(tài)，d不正確；

故答案為：bc。

②已知(ⅲ)4NO2+2NaCl2NaNO3+2NO+Cl2，(ii)2ClNO2NO+Cl2，根據(jù)元素守恒可知，=i=2NO2+NaClNaNO3+ClNO；由題中信息可知反應(yīng)(ii)為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)ii中反應(yīng)物化學(xué)鍵低于總能量生成物化學(xué)鍵總能量；

(3)①反應(yīng)(ii)為放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向移動，溫度越高轉(zhuǎn)化率越低，根據(jù)圖像可知T2對應(yīng)的轉(zhuǎn)化率高，所以T1KA=KB；

②設(shè)反應(yīng)從起始到處于A點(diǎn)狀態(tài)共經(jīng)過10min，ClNO反應(yīng)xmol，則

=0.4，解得x=0.4，該時(shí)間段內(nèi)化學(xué)反應(yīng)速率v(NO)===0.04mol/(L·min)；

(4)在50~150℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高，NO的去除率上升的原因?yàn)榉磻?yīng)的溫度低，反應(yīng)慢，反應(yīng)未達(dá)平衡，溫度升高，反應(yīng)速率加快；

【分析】（1）平衡常數(shù)=生成物濃度冪之積/反應(yīng)物濃度冪之積；

（2）①化學(xué)平衡判斷：1、同種物質(zhì)正逆反應(yīng)速率相等，2、不同物質(zhì)速率滿足：同側(cè)異，異側(cè)同，成比例，3、各組分的濃度、物質(zhì)的量、質(zhì)量、質(zhì)量分?jǐn)?shù)不變，4、左右兩邊化學(xué)計(jì)量數(shù)不相等，總物質(zhì)的量、總壓強(qiáng)（恒容）、總體積（恒壓）不變，5、平均相對分子質(zhì)量、平均密度根據(jù)公式計(jì)算，6、體系溫度、顏色不變；

②結(jié)合蓋斯定律的方法，總方程式減去反應(yīng)ii可以得到反應(yīng)i；

（3）①升高溫度，平衡朝吸熱方向移動；

②化學(xué)反應(yīng)速率；

（4）圖象問題通常從幾個(gè)角度分析，未平衡時(shí)受到溫度影響，速率增快除去率加快，平衡后受平衡移動影響。

34．（2022·石嘴山模擬）2023年6月17日神舟十三號