2023年高考真题变式分类汇编：化学平衡的计算2
一、选择题
1．（2022·辽宁）某温度下，在恒容密闭容器中发生反应，有关数据如下：
时间段/ 产物Z的平均生成速率/
0～2 0.20
0～4 0.15
0～6 0.10
下列说法错误的是（ ）
A．时，Z的浓度大于
B．时，加入，此时
C．时，Y的体积分数约为33.3%
D．时，X的物质的量为
【答案】B
【知识点】化学反应速率；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．反应开始一段时间，随着时间的延长，反应物浓度逐渐减小，产物Z的平均生成速率逐渐减小，则内Z的平均生成速率大于内的，故时，Z的浓度大于，A不符合题意；
B．时生成的Z的物质的量为，时生成的Z的物质的量为，故反应在时已达到平衡，设达到平衡时生了，列三段式：
根据，得，则Y的平衡浓度为，Z的平衡浓度为，平衡常数，时Y的浓度为，Z的浓度为，加入后Z的浓度变为，，反应正向进行，故，B不符合题意；
C．反应生成的Y与Z的物质的量之比恒等于1∶2，反应体系中只有Y和Z为气体，相同条件下，体积之比等于物质的量之比，，故Y的体积分数始终约为33.3%，C不符合题意；
D．由B项分析可知时反应处于平衡状态，此时生成Z为，则X的转化量为，初始X的物质的量为，剩余X的物质的量为，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.随着反应进行，反应物的浓度逐渐减小；
B.计算此时的浓度熵和平衡常数，比较两者相对大小，确定反应进行方向；
C.Y、Z都是气体且二者的物质的量之比始终为1：2；
D.5min时反应达到平衡状态。
2．（2022·重庆市）两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为p1和p2。
反应1：NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) p1=3.6×104Pa
反应2：2NaHCO3(s)Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) p2=4×103Pa
该温度下，刚性密闭容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固体，平衡后以上3种固体均大量存在。下列说法错误的是（ ）
A．反应2的平衡常数为4×106Pa2
B．通入NH3，再次平衡后，总压强增大
C．平衡后总压强为4.36×105Pa
D．缩小体积，再次平衡后总压强不变
【答案】B
【知识点】化学平衡常数；化学平衡的影响因素；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．反应2的平衡常数为，A不符合题意；
B．，平衡常数只与温度有关，温度不变平衡常数不变，再次达平衡后，容器内各气体分压不变，总压强不变，B符合题意；
C．， ，，，所以总压强为：，C不符合题意；
D．达平衡后，缩小体积，平衡逆向移动，温度不变，平衡常数不变，再次平衡后总压强不变，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.根据计算；
B.平衡常数只与温度有关；
C.分别计算各物质分压，再根据计算总压强；
D.温度不变，平衡常数不变。
3．（2023·闵行模拟）体积均为2.0L的恒容密闭容器甲、乙、丙中，发生反应：CO2(g)+C(s) 2CO(g)，起始投料量如表，在不同温度下CO平衡浓度随温度变化如下图。下列说法正确的是
容器 n(CO2)/mol n(C)/mol n(CO)/mol
甲 0.2 0.6 0
乙 0.4 0.8 0
丙 X<0.6 1 0
A．曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的容器分别是乙、甲、丙
B．a、b、c三点所处状态的压强大小关系：pc>pb>pa
C．1100K时，平衡时容器中混合气体的平均分子量大小关系：甲>乙>丙
D．1000K时，若起始向容器乙中加入CO、CO2、C各1mol，则v(正)>v(逆)
【答案】A
【知识点】化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．CO2(g)+C(s) 2CO(g)反应中，C为固体，不影响平衡移动，CO的化学计量数大于CO2的化学计量数，且反应发生在恒容密闭容器中，所以增大CO2的物质的量，则平衡左移。甲容器中n(CO2)初始为0.2mol，若全部转化为CO，则c(CO)=0.2mol/L，所以曲线Ⅰ对应的容器不是甲；若曲线Ⅲ对应的容器为甲，则在1100℃时，乙容器中的c(CO)应小于0.08mol/L，不符合图示。综上分析，曲线Ⅱ对应的容器是甲，故曲线Ⅰ对应的容器是乙，曲线Ⅲ对应的容器是丙，A项符合题意；
B．该反应生成物中气体的化学计量数大于反应物中气体的化学计量数。b、c两点为同一容器的不同状态，b点的c(CO)更大，该状态下气体的总物质的量大于c点状态，故pb>pc；a点为容器乙状态，该状态下气体的总物质的量大于b点，故pa>pb，所以a、b、c三点所处状态的压强大小关系：pa>pb>pc，B项不符合题意；
C．CO2的分子量大于CO，所以CO2的转化率越高则混合气体的平均分子量大小越小。相同温度下，容器中转化率丙>甲>乙，故平衡时容器中混合气体的平均分子量大小关系：乙>甲>丙，C项不符合题意；
D.1000K时，若起始向容器乙中加入CO、CO2、C各1mol，则，而1000K时，根据图示可知反应CO2(g)+C(s) 2CO(g)的平衡常数K<0.5，Q>K，则起始向容器乙中加入CO、CO2、C各1mol，反应v(正)
【分析】固体不影响平衡移动，1100K时，CO的浓度a点约为c点的2倍，由表中起始浓度的关系可知，曲线Ⅰ对应容器乙、曲线Ⅱ对应容器甲、曲线Ⅲ对应的容器丙。
4．（2023·重庆市模拟）溶液中某光学活性卤化物的消旋反应为：。某温度下X和Y的浓度随时间的变化曲线如图所示。
下列说法错误的是
A．
B．L点处X的转化率为20％
C．时，
D．Y溶液含有少量X，经足够长时间后
【答案】C
【知识点】化学反应速率；化学平衡状态的判断；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．由图可知，两个点都不是平衡点，则，A不符合题意；
B．由图可知，X的起始浓度为0.1mol/L ，L点时X的浓度为0.08mol/L，则转化的X的浓度为0.02mol/L，X的转化率为20％，B不符合题意；
C．化学反应速率为平均速率，根据方程式可知，X和Y的计量系数相同，故某个时间段的，但某个时刻无法根据平均速率公式求解，C符合题意；
D．由图可知，经足够长时间后，反应达到平衡，两者的浓度相等，则两者的物质的量相等，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.M点和N点反应均正向进行；
B.根据计算；
C.无法计算瞬时反应速率；
D.可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变。
5．（2023·顺义模拟）工业上可用“氨催化氧化法”生产NO，以氨气、氧气为原料，在Pt－Rh合金催化剂存在下生成NO和副产物N2，两个竞争反应化学方程式如下：
Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)
Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)
现将1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密闭容器中，在上述催化剂作用下反应，相同时间内有关生成物物质的量随温度变化曲线如图所示：
已知：有效转化率=×100%
下列说法错误的是
A．400℃时，主要发生反应Ⅱ
B．由图分析工业上用氨催化氧化制备HNO3，最佳温度约为840℃
C．520℃时，NH3的有效转化率约为66.7%
D．840℃后，NO的物质的量下降，可能是反应I平衡逆向移动所致
【答案】C
【知识点】化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】A.400℃时，氮气的物质的量最大，说明主要发生反应Ⅱ，A不符合题意；
B.840℃时一氧化氮的产率最高副产物氮气产率最低，则工业用氨催化氧化制备HNO3，选择的最佳温度是840℃，B不符合题意；
C．由图知520C时，生成氮气和一氧化氮的物质的量均为0.2mol，则反应Ⅱ消耗的氨气的物质的量为0.4mol，反应Ⅰ消耗的氨气的物质的量为0.2mol，NH3的有效转化率为，C符合题意；
D.840℃后，NO的物质的量下降，可能是反应Ⅰ为放热反应，升温，反应Ⅰ平衡逆向移动所致，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.400℃时，氮气的物质的量最大，主要发生反应Ⅱ；
B.840℃时一氧化氮的产率最高副产物氮气产率最低；
C.根据计算；
D.反应Ⅰ为放热反应，升温平衡逆向移动。
6．（2023·奉贤模拟）向一容积可变密闭容器中充入等物质的量的A、B，发生反应：2A(g)+2B(g) 3C(s)+4D(g)在不同压强下，该反应平衡常数随温度变化如下表所示。下列判断正确的是（ ）
压强/MPa 平衡常数 温度/℃ 1.0 1.5 2.0
300 a b 16
516 c 64 d
800 160 f g
A．g＞f
B．正反应是放热反应
C．2.0MPa、800℃时，A的转化率最小
D．1.5MPa、300℃时，B的转化率为50%
【答案】D
【知识点】化学平衡常数；化学平衡的影响因素；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．g、f是相同温度、不同压强下的平衡常数，因为平衡常数只受温度变化的影响，所以g=f，A不符合题意；
B．由分析可知，该反应的正反应是吸热反应，B不符合题意；
C．因为正反应为吸热反应，所以800℃、相同压强时，A的转化率最大，而反应前后气体的分子数相等，所以800℃时，三种压强下的A的转化率都相同，C不符合题意；
D.1.5MPa、300℃时，平衡常数b=16，设B的物质的量的变化量为x，则达平衡时，A、B、D的物质的量分别为1-x、1-x、2x，，x=0.5mol，则B的转化率为=50%，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.平衡常数只与温度有关；
B.该反应是气体体积不变的反应，增大压强平衡不移动，升温平衡常数增大，说明升温化学平衡正向移动，正反应为吸热反应；
C.压强不影响该反应的平衡移动；
D.根据计算。
7．（2023·东城模拟）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，起始浓度如表所示。
甲 乙 丙 丁
c(H2)/(mol L-1) 0.01 0.02 0.01 0.02
c(I2)/(mol L-1) 0.01 0.01 0.01 0.01
c(HI)/(mol L-1) 0 0 0.02 0.02
下列判断错误的是
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-1
D．平衡时，乙和丁中相等
【答案】D
【知识点】化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．根据表中数据可知，其他条件相同，乙中c(H2)为甲中的2倍，乙中反应速率较大，选项A不符合题意；
B．设甲中I2的转化率为x，根据三段式有：
，K===4，解得x=50%，选项B不符合题意；
C．根据丙中各数据，Q= ==4=K，平衡不移动，c(I2)=0.01mol L-1，选项C不符合题意；
D．乙中始终保持2：1，而丁中由于，Q= ==2
【分析】A.反应物的浓度越大，反应速率越快；
B.列出反应的三段式计算；
C.Q= =K，平衡不移动；
D.丁中Q= ==2
容器1 容器2 容器3
反应温度(℃) 400 400 500
起始量 1mol、1mol(g) 2mol HI 1mol、1mol(g)
平衡浓度
平衡转化率
平衡常数
下列各项关系错误的是
A． B．
C． D．
【答案】B
【知识点】化学平衡常数；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．容器1和容器2是等效平衡，因此，温度升高平衡逆向移动，因此，A不符合题意；
B．容器1和容器2是等效平衡，因此，温度升高平衡逆向移动，减小，因此，B符合题意；
C．温度升高平衡逆向移动，平衡转化率减小，因此，C不符合题意；
D．容器1和容器2是等效平衡，达到平衡状态时，各物质的浓度相等，，且两容器温度相同，则有，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】恒温恒容下，对于反应前后都是气体且物质的量相等的可逆反应，改变起始加入物质的物质的量，只要按化学计量数，换算成同一边的物质的量之比与原平衡相同，则达平衡后与原平衡等效，则容器Ⅰ和容器Ⅱ为等效平衡，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动。
9．（2023·普陀模拟）已知合成氨反应3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)＋QkJ(Q>0)。某科研小组研究：在其他条件不变的情况下，改变起始时氢气的物质的量对合成NH3反应的影响。实验结果如图所示：(图中T表示温度，n表示起始时H2物质的量)。下列说法错误的是
A．由图可知，T1＞T2
B．a、b、c三点中，b点时H2的转化率最大
C．a、b、c三点的平衡常数K值相等，c点化学反应速率最快
D．若容器容积为2 L，b点对应的n＝0.15 mol，测得平衡时H2、N2的转化率均为60%，则平衡时N2的物质的量浓度为0.01mol·L－1
【答案】B
【知识点】化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．由图可知，n（H2）相同时，温度T2对应氨气含量高，反应为放热反应，降低温度有利于生成氨气，则T1＞T2，A不符合题意；
B．a、b、c三点，n（H2）越大，平衡正向移动的程度越大，N2的转化率越大，H2的转化率却越小，a点时氢气的物质的量最小，a点H2的转化率最高，B符合题意；
C．温度不变化学平衡常数不变，故a、b、c三点的平衡常数K值相等，c点时H2起始的物质的量浓度最大，化学反应速率最快，C不符合题意；
D．b点时，初始加入n（H2）=0.15mol，n（N2）为xmol，平衡时H2和N2的转化率均为60%，则转化的氢气为0.09mol，则：，则×100%=60%，则x=0.05mol，则平衡时N2的物质的量浓度为=0.01 mol L-1，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.该反应为放热反应，升温平衡逆向移动；
B.氢气的物质的量越大，氮气的转化率越大；
C.化学平衡常数值只与温度有关；
D.列出反应的三段式，结合计算。
10．（2023·邯郸模拟）一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中通入一定量N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g) △H＞0，反应起始时容器内气体的总压强为p，体系中各组分的物质的量随时间(t)的变化如表。
t/s 0 20 40 60 80
n(N2O4)/mol 0.100 0.062 0.048 0.040 0.040
n(NO2)/mol 0 0.076 0.104 0.120 0.120
下列说法正确的是
A．20～60s内，NO2的平均反应速率υ=1.1×10 3 mol L 1 s 1
B．N2O4的平衡转化率为40%
C．该温度下，反应的压强平衡常数Kp=p
D．80s时，再充入0.03molNO2、0.01molN2O4，平衡逆向移动
【答案】D
【知识点】化学反应速率；化学平衡的计算
【解析】【解答】A.20～60s内，改变量为0.044mol，则平均反应速率，故A不符合题意；
B．平衡时物质的量为0.040mol，则消耗物质的量为0.06mol，则的平衡转化率为，故B不符合题意；
C．根据B选项得到平衡时物质的量为0.040mol，物质的量为0.12mol，总的气体物质的量为0.16mol，根据已知条件，得到平衡时气体总压强为，平衡时，，，，故C不符合题意；
D．根据C选项分析得到平衡时平衡常数，80s时，再充入0.03molNO2、0.01molN2O4，此时，则平衡逆向移动，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A.根据计算；
B.根据计算；
C.计算平衡时各物质的分压，结合计算。
11．（2023高三下·抚顺模拟）化学热泵技术作为一种高效环保的节能新技术一直以来广受关注，氨基甲酸铵可应用于化学热泵循环。将一定量纯净的氨基甲酸铵（）粉末置于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：
。
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：
温度（℃） 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0
平衡总压强（） 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0
平衡气体总浓度（） 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4
下列说法正确的是（ ）
A．该反应的，该反应在较低温度下能自发进行
B．25℃时平衡常数的值
C．当密闭容器中二氧化碳的体积分数不变时说明该反应达到化学平衡状态
D．再加入少量平衡正向移动
【答案】B
【知识点】焓变和熵变；化学平衡常数；化学平衡移动原理；化学平衡状态的判断；化学平衡的计算
【解析】【解答】A.由表格数据可知，温度升高，平衡正向移动，因此该反应ΔH>O，A不符合题意；
B.25℃时平衡气体的总浓度为4.8×10－3mol·L－1，因此可得平衡感时c(NH3)=3.2×10－3mol·L－1，c(CO2)=1.6×10－3mol·L－1，所以该温度下反应的平衡常数K=c2(NH3)×c(CO2)=(3.2×10－3)2×1.6×10－3≈1.6×10－8，B符合题意；
C.反应过程中n(NH3)与n(CO2)之比为2：1，一直保持不变，不属于变量，因此不能说明反应达到平衡状态，C不符合题意；
D.NH2COONH4为固体，加入固体，不影响平衡移动，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】A、结合温度对平衡移动的影响分析反应的热效应；根据ΔH－TΔS＜0，反应自发进行分析；
B、根据25℃时平衡气体的总浓度，计算平衡时c(NH3)、c(CO2)，结合平衡常数的表达式进行计算；
C、反应过程中，CO2的体积分数保持不变，属于恒量；
D、加入固体，不影响平衡移动；
12．（2023·南通）用和可以合成甲醇。其主要反应为
反应I
反应Ⅱ
在恒容密闭容器内，充入1mol 和3mol ，测得平衡时转化率，CO和选择性随温度变化如图所示[选择性]。
下列说法正确的是
A．270℃时主要发生反应Ⅱ
B．230℃下缩小容器的体积，n(CO)不变
C．250℃下达平衡时，
D．其他条件不变，210℃比230℃平衡时生成的多
【答案】C
【知识点】化学平衡的影响因素；化学平衡的计算
【解析】【解答】A.270℃时，CH3OH的选择性更大，故主要发生反应I，A不符合题意；
B．缩小容器体积，相当于是增大压强，反应I平衡正向移动，CO2，H2物质的量减小，故反应Ⅱ平衡会逆向移动，n (CO)会减小，B不符合题意；
C．该温度下，CH3OH的选择性是75%，CO是25%，CO2平衡转化率是12%，故转化的CO2物质的量是0.12mol，根据反应I，Ⅱ系数可知，生成H2O是0.12mol，C符合题意；
D.210℃和230℃相比CH3OH的选择性相差不大，但是230℃时CO的平衡转化率要明显大于210℃时，故230℃时转化生成的CH3OH更多，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.依据图中曲线分析；
B．依据化学平衡移动原理分析；
C．根据反应I，Ⅱ系数和图中数据分析；
D.依据图中曲线变化的趋势分析。
二、多选题
13．（2022高二下·如皋期末）在容积为2L的恒容密闭容器中充入、，在不同温度下发生反应：，测得的转化率与时间的关系如下图所示。下列说法正确的是 （ ）
A．时，时的反应速率大于时，其中时
B．时的反应平衡常数
C．时，当容器中气体密度不再发生变化时，反应到达平衡状态
D．时，若起始向容器中加入催化剂，2s时，的转化率可能到达图中X点
【答案】A,D
【知识点】化学反应速率；化学平衡常数；化学平衡状态的判断；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．T1在10s时达平衡而T2未达平衡，所以T1速率比T2大。T1温度下1-10s，转化率为60%，则，，A项符合题意；
B．
计算得，B项不符合题意；
C．该反应为恒容且气体质量守恒，所以密度为非变量，气体密度不再变化无法判断平衡，C项不符合题意；
D．T2温度下加入催化剂可加快反应速率，2s时可达到X点，D项符合题意；
故答案为：AD。
【分析】A.T1时反应先达到平衡，说明该条件下反应速率较快；
B.列出反应的三段式，结合平衡常数公式计算；
C.该反应的密度始终不变；
D.加入催化剂可加快反应速率。
14．（2022高一下·宜春期末）在一恒温恒容密闭容器中充入和，一定条件下发生反应：，测得和的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．反应进行到3min时，该反应达到平衡状态
B．从反应开始到平衡，的转化率为75%
C．，氢气的平均反应速率为
D．反应进行到10min时，该反应放出热量49.0kJ
【答案】B,C
【知识点】化学反应速率；化学平衡状态的判断；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．反应进行到3min时，CO2(g)和CH3OH(g)的浓度还在变化，说明反应未达到平衡，A不符合题意；
B．CO2初始浓度为1.00mol/L，达到平衡时CO2的浓度是0.25mol/L，转化率为，B符合题意；
C.0-3min，氢气的平均反应速率为，C符合题意；
D．从反应开始到平衡（10min），的转化率为75%，故放出的热量为，D不符合题意；
故答案为：BC。
【分析】A.3min时，反应正向进行；
B.根据计算；
C.根据和反应速率之比等于化学计量数之比计算v(H2)；
D.10min时，的转化率为75%。
15．（2022高一下·临湘期末）在一体积为2 L的密闭容器中加入反应物N2、H2，发生如下反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。反应过程中的部分数据如表所示，下列说法正确的是（ ）
n(N2) n(H2) n(NH)3
0 1.0 1.2 0
2 0.9
4 0.75
6 0.3
A．0～2 min内，NH3的反应速率为0.05 mol·L-1·min-1
B．2 min时，H2的物质的量为0.3 mol
C．4 min时，反应已达到平衡状态，此时正、逆反应的速率都为0
D．4～6 min内，容器内气体的总物质的量不变
【答案】A,D
【知识点】化学反应速率；化学平衡的计算
【解析】【解答】A.0～2 min内消耗氮气是0.1mol，则生成氨气是0.2mol，所以NH3的反应速率为：=0.05mol L-1 min-1，故A符合题意；
B.0～2 min过程中消耗H2的物质的量为0.3 mol，2 min时H2的物质的量1.2mol－0.3mol＝0.9mol，故B不符合题意；
C．根据表中数据可知，4 min时剩余氢气是0.75mol，消耗氢气是0.45mol，则生成氮气是0.3mol，与6min时氮气的物质的量相等，说明该反应已达到平衡状态，但此时正、逆反应的速率不等于0，故C不符合题意；
D.4～6 min内已经达到平衡状态，正逆反应速率相等，则容器内气体分子的总物质的量不变，故D符合题意；
故答案为：AD。
【分析】A.根据计算；
B.2 min时H2的物质的量1.2mol－0.3mol＝0.9mol；
C.化学平衡是动态平衡，化学反应速率不为0；
D.反应达到平衡之后，各组分的物质的量不再变化，则容器内气体的总物质的量不变。
16．（2021高二上·定州期末）已知830℃时，可逆反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH>0的平衡常数K=1。T℃下，在2L恒容密闭容器中，加入0.4mol CO2和0.8molH2，随着反应的进行，测得H2O(g)的物质的量浓度随时间变化如下表所示。
t/min 0 10 20 30 40 70 90
c/(mol·L-1) 0 0.04 0.07 0.09 0.10 0.12 0.12
关于该反应，下列说法正确的是（ ）
A．T<830
B．20~40min内，v(H2)=1.5×10-2mol·L-1·min-1
C．平衡后，仅增大压强，CO的体积分数将增大
D．若向容器中充入0.8 mol CO2和1.6molH2，反应达到平衡的时间小于70min
【答案】A,D
【知识点】化学反应速率；化学平衡的影响因素；化学平衡的计算
【解析】【解答】A.70min后H2O(g)的浓度不再改变，反应达到平衡，平衡时c(H2O)=0.12mol/L，初始投料为0.2molCO2和0.4molH2，结合方程式可知平衡时c(CO2)=0.08mol/L，c(H2)=0.28mol/L，c(CO)=c(H2O)=0.12mol/L，则该温度下平衡常数K==0.64＜1，该反应焓变大于0，为吸热反应，则温度越低平衡常数越小，所以T<830，A符合题意；
B.20~40min内Δc(H2O)=0.10mol/L-0.07mol/L=0.03mol/L，根据方程式可知相同时间内Δc(H2)=0.03mol/L，所以v(H2)== 1.5×10-3mol·L-1·min-1，B不符合题意；
C．该反应前后气体系数之和相等，仅增大压强，平衡不移动，CO的体积分数不变，C不符合题意；
D．若向容器中充入0.8 mol CO2和1.6molH2，反应物的浓度增大，反应速率加快，由于该反应平衡不受压强影响，则平衡时反应物的转化率不变，所以达到平衡时间缩短，D符合题意；
故答案为：AD。
【分析】A.计算平衡常数，进而确定其温度；
B.根据计算；
C.该反应反应前后气体体积不变，增大压强平衡不移动；
D.向容器中充入0.8 mol CO2和1.6molH2，反应物的浓度增大，反应速率加快。
17．（2021高一下·邯郸期末）一定条件下，在的平衡体系中，X、Y、Z的浓度分别是2 mol/L，0.8 mol/L、2.4 mol/L，则X在起始时的浓度不可能是（ ）
A．3 mol/L B．0.2 mol/L C．4.4 mol/L D．4.8 mol/L
【答案】B,D
【知识点】化学平衡的计算
【解析】【解答】可逆反应不能完全发生。假如反应从正反应方向进行，2.4 mol/L的Z是由X、Y反应产生的，则根据物质反应转化关系，反应消耗X的浓度是2.4 mol/L，故反应开始时X的浓度为2 mol/L+2.4 mol/L=4.4 mol/L；若反应从逆反应方向开始，Y由Z反应生成，逆推0.8 mol/L的Y反应，会同时消耗1.6 mol/L的X，产生1.6 mol/L的Z，则X的起始浓度为2 mol/L-1.6 mol/L=0.4 mol/L，故X在起始时的浓度范围为0.4 mol/L～4.4 mol/L，因此X的浓度不可能是0.2 mol/L、4.8 mol/L，
故答案为：BD。
【分析】化学平衡的建立，既可以从正反应开始，也可以从逆反应开始，不论从哪个方向开始，物质都不能完全反应，利用极限法假设完全反应，计算出相应物质的浓度变化量，实际变化量小于极限值，据此判断分析。
18．（2021高一下·湘西期末）对于，一定条件下，将X和通入的恒容密闭容器中，反应到时，测得Y的物质的量为，当反应达到平衡时测得放出热量，下列说法正确的是（ ）
A．第时，Y的反应速率为
B．前内，X的转化率为
C．当有参与反应时，放出的热量为
D．达到化学平衡状态时，正逆，且Z的浓度不再变化
【答案】B,D
【知识点】反应热和焓变；化学平衡状态的判断；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．前10min内，Y的平均反应速率为， 而不是第时，Y的瞬时速率，A不符合题意；
B．前内，X消耗=0.6mol，转化率为：，B符合题意；
C．通入当反应达到平衡时测得放出热量，由于转化X物质的量未知，所以无法计算当有参与反应时放出的热量，C不符合题意；
D．达到化学平衡状态时，正逆，且Z的浓度不再变化，D符合题意；
故答案为：BD。
【分析】A.根据计算；
B.根据计算；
C.该反应为可逆反应，不能彻底转化；
D.可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变。
19．（2021高一下·沈阳期末）相同温度下，分别在起始体积均为1L的两个密闭容器中发生反应：X2(g)+3Y2(g) 2XY3(g)△H＝-akJ/mol。实验测得反应的有关数据如表。
容器 反应条件 起始物质的量/mol 达到平衡所用时间/min 达平衡过程中的能量变化
X2 Y2 XY3
① 恒容 1 3 0 10 放热 0.1a kJ
② 恒压 1 3 0 t 放热b kJ
下列叙述正确的是（ ）
A．对于上述反应，①、②中反应的平衡常数K的值相同
B．①中：从开始至10min内的平均反应速率υ(X2)＝0.1mol/(L min)
C．②中：X2的平衡转化率小于10%
D．b＞0.1a
【答案】A,D
【知识点】化学反应速率；化学平衡常数；化学平衡的影响因素；化学平衡的计算
【解析】【解答】A.平衡常数是温度函数，只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，故A符合题意；
B.由题给数据可知，容器①达到平衡时反应放出热量0.1akJ，则反应消耗X2的物质的量为=0.1mol，从开始至10min内的平均反应速率υ(X2)＝=0.01mol/(L min)，故B不符合题意；
C.由题给数据可知，恒容容器①达到平衡时反应放出热量0.1akJ，则反应消耗X2的物质的量为=0.1mol， X2的平衡转化率为=10%，该反应为气体体积减小的反应，恒压容器相比于恒容容器，相当于是增大压强，增大压强，平衡向正反应方向移动，X2的平衡转化率会增大，恒压容器②中X2的平衡转化率应大于10%，故C不符合题意；
D.由题给数据可知，恒容容器①达到平衡时反应放出热量0.1akJ，该反应为气体体积减小的反应，恒压容器相比于恒容容器，相当于是增大压强，增大压强，平衡向正反应方向移动，X2的平衡转化率会增大，恒压容器②中放出的热量大于0.1akJ，即b＞0.1a，故D符合题意；
故答案为：AD。
【分析】A.平衡常数只与温度有关；
B.根据计算；
C.根据计算；
D.②中反应相当在①的基础上加压，平衡正向移动。
20．（2020高二上·宁波期末）一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：
容器1 容器2 容器3
反应温度/K 700 700 800
反应物投入量 2molSO2、1molO2 4molSO3 2molSO2、1molO2
平衡v正(SO2)/mol·L-1·s-1 v1 v2 v3
平衡c(SO3)/mol·L-1 c1 c2 c3
平衡体系总压强p/Pa p1 p2 p3
物质的平衡转化率α α1(SO2) α2(SO3) α3(SO2)
平衡常数K K1 K2 K3
下列说法正确的是（ ）
A．v1< v2，c2< 2c1
B．K1> K3，p2> 2p3
C．v1< v3，α1(SO2 ) >α3(SO2 )
D．c2> 2c3，α2(SO3 )+α3(SO2 )<1
【答案】C,D
【知识点】化学平衡常数；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．根据上述分析，υ2>υ1，c2>2c1，A项不符合题意；
B．K3
C．υ3>υ1，α3(SO2)<α1(SO2)，C项符合题意；
D．c2>2c1，c3
故答案为：CD。
【分析】A.将1容器中的反应极限化时产生2molSO3，2容器是以4molSO3起始，2容器相当于1容器加压；
B.正反应为放热反应，升高温度不利于反应正向进行，恒容容器中，根据理想气体状态方程pV = nRT分析；
C.温度升高，化学反应速率加快，正反应吸热，温度升高不利于反应正向进行；
D.容器3极限化时生成2molSO2，容器2相当于容器3加压，加压有利于反应向减压方向进行，温度升高不利于反应正向进行。
21．（2020高二下·苏州期末）在3个初始温度均为T℃的密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) (正反应放热)。下列说法正确的是( )
容器编号 容器类型 初始体积 起始物质的量/mol 平衡时SO3物质的量/mol
SO2 O2 SO3
I 恒温恒容 1.0 L 2 1 0 1.6
II 绝热恒容 1.0 L 2 1 0 a
III 恒温恒压 0.5 L 0 0 1 b
A．a＞1.6
B．b＜0.8
C．平衡时v正(SO2)：v(I)＜v(II)
D．若起始时向容器I中充入1.0 mol SO2(g)、0.20 mol O2(g)和4.0molSO3(g)，则反应将向正反应方向进行
【答案】B,C
【知识点】化学平衡移动原理；等效平衡；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．II与I初始投入量相同，II为绝热恒容容器，该反应为放热反应，故II随着反应的进行，容器内气体温度升高，平衡时相当于对I容器升高温度，升高温度化学平衡向吸热的逆反应方向移动，则平衡时SO3的物质的量比I小，即a＜1.6，A不符合题意；
B．对于I中反应，开始时n(SO2)=2 mol，n(O2)=1 mol，平衡时n(SO3)=1.6 mol，若容器III反应是在恒温恒容下进行，其等效开始状态是n(SO2)=1 mol，n(O2)=0 mol，物质的量是I的一半，容器的容积也是I的一半，则二者为等效开始状态，平衡时各种物质的含量相同，则平衡时SO3的物质的量是0.8 mol，但由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，反应III是在恒温恒压下进行，反应从逆反应方向开始，反应发生使气体的压强增大，为维持压强不变，相当于在I平衡的基础上扩大容器的容积而导致减小压强，减小压强化学平衡逆向移动，因此反应III中达到平衡时SO3的物质的量比0.8 mol要少，即b＜0.8 mol，B符合题意；
C．II为绝热容器，随着反应的进行容器内气体的温度升高，温度升高反应速率加快，则平衡时的正反应速率：平衡时v正(SO2)：v(I)＜v(II)，C符合题意；
D．对于反应I，由于容器的容积是1 L，则开始时c(SO2)=2 mol÷1 L=2 mol/L，c(O2)=1 mol÷1 L=1 mol/L，平衡时c(SO3)=1.6 mol÷1 L=1.6 mol/L，根据物质反应转化关系可知平衡时，c(SO2)=2 mol/L-1.6 mol/L=0.4 mol/L，c(O2)=1 mol/L- ×1.6 mol/L=0.2 mol/L，该反应的化学平衡常数K= =80，若开始时向I中加入1.0 mol SO2(g)、0.20 mol O2(g)和4.0 mol SO3(g)，由于容器的容积是1 L，则c(SO2)=1.0 mol/L，c(O2)=0.20 mol/L，c(SO3)= 4.0 mol/L，则Qc= =80=K，因此反应恰好处于平衡状态，既不向正反应方向移动，也不向逆反应方向移动，D不符合题意；
故答案为：BC。
【分析】A.正反应反应，反应的进行温度升高，导致平衡左移，导致平衡时三氧化硫的浓度减小
B.相当于加压，使平衡向右移动，含量增大
C.温度增大，速率增大，故II温度高于I，因此速率大
D.先计算出I中的平衡常数，再根据给出数据计算出浓度商进行比较即可
22．（2020高二下·黔南州期末）向起始温度为298K的10L刚性恒容密闭容器中充入1molNO和1molH2发生反应：2NO（g）+2H2（g） N2（g）+2H2O（g） 。已知①体系内总压强（P）与时间（t）的关系如图所示：
②曲线中平衡时的温度与起始时的温度相同。
则下列说法中错误的是（ ）
A．该反应的
B．0~10min内
C．298K时，该反应的平衡常数
D．10min时反应达到平衡，NO的转化率为80%
【答案】B,C
【知识点】反应热和焓变；化学平衡常数；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．根据图像可知，在反应平衡之前，因为反应放热，使容器内气体膨胀，压强增大，故该反应的 <0，A不符合题意；
B．根据阿伏加德罗定律可知，恒温恒体积时，压强之比等于物质的量之比，设一氧化氮消耗了xmol，列三段式： 即 ，x=0.8，即0~10min内， ，B符合题意；
C.298K时，该反应的平衡常数 250000，C符合题意；
D.10min时反应达到平衡，NO的转化率为 ，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】A.根据正反应是体积减小的反应，但是据图所示，压强增大，因此反应是放热导致压强增大
B.根据平衡时的压强与起始压强的关系即可计算出变化的物质的量，即可求出速率大小
C.根据平衡时的压强关系计算出各物质的浓度即可计算出平衡常数
D.根据平衡时的数据计算
三、非选择题
23．（2023·全国甲卷）甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：
（1）已知下列反应的热化学方程式：
①
②
反应③的 ，平衡常数 (用表示)。
（2）电喷雾电离等方法得到的(等)与反应可得。与反应能高选择性地生成甲醇。分别在和下(其他反应条件相同)进行反应，结果如下图所示。图中的曲线是 (填“a”或“b”。、时的转化率为 (列出算式)。
（3） 分别与反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似，图中以示例)。
(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则与反应的能量变化应为图中曲线 (填“c”或“d”)。
(ⅲ)与反应，氘代甲醇的产量 (填“＞”“＜”或“=”)。若与反应，生成的氘代甲醇有 种。
【答案】（1）； 或
（2）b；
（3）Ⅰ；c；＜；2
【知识点】盖斯定律及其应用；化学平衡常数；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）根据盖斯定律可知，反应③=1/2(反应②-①)，所以对应
；根据平衡常数表达式与热化学方程式之间的关系可知，对应化学平衡常数为：
（2）根据上述分析结合图像可知，b曲线为300K时，在300K，60s时，-lg()=0.1，则
=10-0.1，根据反应可知，生成的M+即为转化的MO+，则MO+的转化率为，
（3）(ⅰ)步骤Ⅰ涉及的是碳氢键的断裂和氢氧键的形成，步骤Ⅱ中涉及碳氧键形成
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则此时正反应活化能会增大，根据图示可知，MO+与CD4反应的能量变化应为图中曲线c；
MO+与CH2D2反应时，因直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则单位时间内产量会下降，则氘代甲醇的产量CH2D2OD＜CHD2OH；根据反应机理可知，若MO+与CHD3反应，生成的氘代甲醇可能为CHD2OD或者CD3OH，共2种。
【分析】（1）观察已知方程式与目标方程式，消除无关物质，即可得到目标方程的热化学反应方程。
（2）和（3）关于解答平衡图像题目技巧：①横轴坐标和纵坐标含有；②曲线斜率或者趋势；③曲线上特殊点，如起点、终点、交点和拐点等；④根据需要运用辅助线，如等温线、等压线等。
24．（2023·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，还原是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：
Ⅰ：
Ⅱ：
请回答：
（1）有利于提高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）反应的 ， (用表示)。
（3）恒压、时，和按物质的量之比投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现高效转化。
①下列说法正确的是 。
A．可循环利用，不可循环利用
B．过程ⅱ，吸收可促使氧化的平衡正移
C．过程ⅱ产生的最终未被吸收，在过程ⅲ被排出
D．相比于反应Ⅰ，该流程的总反应还原需吸收的能量更多
②过程ⅱ平衡后通入，测得一段时间内物质的量上升，根据过程ⅲ，结合平衡移动原理，解释物质的量上升的原因 。
（4）还原能力可衡量转化效率，(同一时段内与的物质的量变化量之比)。
①常压下和按物质的量之比投料，某一时段内和的转化率随温度变化如图1，请在图2中画出间R的变化趋势，并标明时R值 。
②催化剂X可提高R值，另一时段内转化率、R值随温度变化如下表：
温度/℃ 480 500 520 550
转化率/% 7.9 11.5 20.2 34.8
R 2.6 2.4 2.1 1.8
下列说法错误的是
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，含氢产物中占比越高
C．温度升高，转化率增加，转化率降低，R值减小
D．改变催化剂提高转化率，R值不一定增大
【答案】（1）C
（2）；
（3）BC；通入分解平衡正移，导致增大，促进还原平衡正移
（4）；C
【知识点】盖斯定律及其应用；化学平衡的影响因素；化学平衡移动原理；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】（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，升高温度，反应Ⅰ、Ⅱ平衡均右移，CH4平衡转化率增大；降低压强，平衡右移，CH4平衡转化率增大，故有利于提高平衡转化率的条件是高温低压；故答案为：C；
（2）已知：Ⅰ：
Ⅱ：
根据盖斯定律，由Ⅰ+Ⅱ2得反应；
故△H1+2△H2=+329，，故答案为： ； ；
（3）①A．先转化为Fe，然后Fe又转化为，可循环利用；CaCO3受热分解生成和CO2， 又与CO2反应生成CaCO3，也可循环利用，选项A不符合题意；
B．过程ⅱ，吸收使浓度降低，促进氧化的平衡正移，选项B符合题意；
C．过程ⅱ吸收而产生的最终未被吸收，在过程ⅲ被排出，选项C符合题意；
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需吸收的能量一样多，选项D不符合题意；
故答案为：BC；
②通入分解平衡正移，导致增大，促进还原平衡正移，故过程ⅱ平衡后通入，测得一段时间内物质的量上升，故答案为： 通入分解平衡正移，导致增大，促进还原平衡正移；
（4）①600℃以下，甲烷转化率随温度升高增大程度大于二氧化碳转化率，该阶段R减小，600℃以上，二氧化碳转化率随温度升高增大程度大于甲烷转化率，该阶段R增大，根据图1可知时，转化率为100%，即=1mol， 转化率为60%，即=3mol60%=1.8mol，故==1.8，故间R的变化趋势如图：，故答案为：；
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，增大的倍数比大，则R提高，选项A符合题意；
B．根据表中数据可知，温度越低，转化率越小，而R越大，增大的倍数比大，含氢产物中占比越高，选项B符合题意；
C．温度升高，转化率增加，转化率也增大，且两个反应中的转化率均增大，增大倍数多，故R值增大，选项C不符合题意；
D．改变催化剂使反应有选择性按反应Ⅰ而提高转化率，若转化率减小，则R值不一定增大，选项D符合题意；
故答案为：C。
【分析】（1）有利于提高 平衡转化率，即有利于反应向生成二氧化碳的方向进行；
（2）根据盖斯定律，由Ⅰ+Ⅱ×2可得；
（3）①A.Fe3O4、CaO在过程ii中作反应物、过程iii中作生成物；
B.过程ⅱ，吸收使浓度降低；
C.过程ii中CaO吸收CO2而产生的H2O最终未被CaO吸收；
D.焓变只与反应物和生成物的总能量差有关，与反应过程无关；
②化学平衡移动原理的具体内容为：如果改变可逆反应的条件（如浓度、压强、温度等），化学平衡就被破坏，并向减弱这种改变的方向移动；
（4）①时，=1mol， 转化率为60%，即=3mol60%=1.8mol，；
②A.根据分析；
B.温度越低，CH4的转化率越低，R越大；
C.温度升高，CH4转化率增加，CO2转化率增大；
D.改变催化剂使反应有选择性按反应Ⅰ而提高转化率。
25．（2022·海南）某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环，其中涉及反应：
回答问题：
（1）已知：电解液态水制备，电解反应的。由此计算的燃烧热(焓) 。
（2）已知：的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。
①若反应为基元反应，且反应的与活化能(Ea)的关系为。补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2) 。
②某研究小组模拟该反应，温度t下，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入和，反应平衡后测得容器中。则的转化率为 ，反应温度t约为 ℃。
（3）在相同条件下，与还会发生不利于氧循环的副反应：，在反应器中按通入反应物，在不同温度、不同催化剂条件下，反应进行到2min时，测得反应器中、浓度()如下表所示。
催化剂 t=350℃ t=400℃
催化剂Ⅰ 10.8 12722 345.2 42780
催化剂Ⅱ 9.2 10775 34 38932
在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应，生成的平均反应速率为 ；若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件，原因是 。
【答案】（1）-286
（2）；50%或0.5；660.2(或660.1或660.3，其他答案酌情给分)
（3）5.4；相同催化剂，400℃的反应速率更快，相同温度，催化剂Ⅱ副产物浓度低，甲烷与甲醇比例高
【知识点】燃烧热；化学平衡常数；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学反应速率与化学平衡的综合应用；化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)电解液态水制备，电解反应的，则2mol完全燃烧消耗，生成液态水的同时放出的热量为572kJ ，从而可知1mol完全燃烧生成液态水放出的热量为286kJ，因此，的燃烧热(焓)-286。
(2)①由的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系图可知，K随着温度升高而减小，故该反应为放热反应。若反应为基元反应，则反应为一步完成，由于反应的与活化能(Ea)的关系为，由图2信息可知＝ａ，则ａ，则生成物能量低于a，因此该反应过程的能量变化示意图为：。
②温度t下，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入和，反应平衡后测得容器中，则参与反应的的物质的量为0.05mol，的转化率为；的平衡量为，和是按化学计量数之比投料的，则的平衡量为，的平衡量是的2倍，则，的平衡浓度分别为、、、，则该反应的平衡常数K＝，根据图1中的信息可知，反应温度t约为660.2℃。
(3)在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应，由表中信息可知，0~2minCH3OH的浓度由0增加到10.8μmol L-1，因此，0~2min生成CH3OH的平均反应速率为10.8mol L-12min=5.4μmol L-1 min-1；由表中信息可知，在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应， 0~2minCH3OH的浓度由0增加到10.8μmol L-1，c(CH4)：c(CH3OH)＝12722：10.8≈1178；在选择使用催化剂Ⅱ和350℃的反应条件下，0~2minCH3OH的浓度由0增加到9.2μmol L-1，c(CH4)：c(CH3OH)＝10775：9.2≈1171；在选择使用催化剂Ⅰ和400℃条件下反应， 0~2minCH3OH的浓度由0增加到345.2μmol L-1，c(CH4)：c(CH3OH)＝42780：345.2≈124；在选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件下，0~2minCH3OH的浓度由0增加到34μmol L-1，c(CH4)：c(CH3OH)＝38932：34≈1145。因此，若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件的原因是：相同催化剂，400℃的反应速率更快，相同温度，催化剂Ⅱ副产物浓度低，甲烷与甲醇比例高。
【分析】（1）燃烧热是指在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；
（2）①该反应的平衡常数随温度升高而减小，该反应为放热反应，生成物能量低于a；
②根据转化率=反应量起始量×100%计算；计算此时的平衡常数，根据图1确定反应温度；
（3）根据v=ΔcΔt计算；400℃的反应速率更快，相同温度下，催化剂Ⅱ副产物浓度低，甲烷与甲醇比例高。
26．（2023·马鞍山模拟）我国力争2030年前实现碳达峰，2060 年前实现碳中和。CO2 的综合利用是实现碳中和的措施之一。
（1）Ⅰ． CO2和CH4在催化剂表面可以合成CH3COOH，该反应的历程和相对能量的变化情况如下图所示(*指微粒吸附在催化剂表面，H*指H吸附在催化剂载体上的氧原子上，TS表示过渡态)：
决定该过程的总反应速率的基元反应方程式为 。
（2）下列说法正确的有 。
a．增大催化剂表面积可提高CO2在催化剂表面的吸附速率
b． CH3COOH* 比CH3COOH(g)能量高
c．催化效果更好的是催化剂2
d．使用高活性催化剂可降低反应焓变，加快反应速率
（3）Ⅱ． CO2和 H2在一定条件下也可以合成甲醇，该过程存在副反应ii。
反应i： CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1 = -49.3 kJ·mol-1
反应ii： CO2(g) + H2(g CO(g)+ H2O(g) ΔH2
有关物质能量变化如图所示，稳定单质的焓(H)为0，则ΔH2= kJ·mol-1
（4）恒温恒容条件下，仅发生反应ii，反应达到平衡的标志是 。
a． CO的分压不再发生变化
b．气体平均相对分子质量不再发生变化
c． 气体密度不再发生变化
d． 比值不再发生变化
（5）在5.0MPa，将n(CO2) ： n(H2)=5 ： 16的混合气体在催化剂作用下进行反应。体系中气体平衡组成比例(CO和CH3OH在含碳产物中物质的量百分数)及CO2的转化率随温度的变化如图所示。
①表示平衡时CH3OH在含碳产物中物质的量百分数的曲线是 (填“a”或“b”)。
②CO2平衡转化率随温度的升高先减小后增大，增大的原因可能是 。
③250℃时反应i： CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)的 Kp= (MPa)-2(用最简分数表示)。
【答案】（1）CH3* + CO2*= CH3COO*或CH3*+ H* + CO2*= CH3COO* +H*
（2）ac
（3）+41
（4）ad
（5）a；温度升高后，以副反应(或反应ii )为主，副反应(或反应ii )是一个吸热反应，升高温度平衡正向移动(其他合理答案也可)；
【知识点】盖斯定律及其应用；活化能及其对化学反应速率的影响；化学平衡的影响因素；化学平衡状态的判断；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）反应所需的活化能越高，反应速率越慢，决定总反应反应速率的为慢反应，因此决定该过程的总反应速率的基元反应方程式为CH3*＋CO2*=CH3COO*。
（2）a、增大催化剂表面积可增大催化剂与CO2的接触，从而提高CO2在催化剂表面的吸附速率，a符合题意；
b、由相对能量图可知，CH3COOH*的能量低于CH3COOH(g)的能量，b不符合题意；
c、使用催化剂2时，反应所需的活化能更小，因此催化剂2的催化效果更好，c符合题意；
d、使用高活性催化剂可以加快反应速率，但不能降低反应焓变，d不符合题意；
故答案为：ac
（3）由图可得热化学方程式：CO(g)＋O2(g)=CO2(g) ΔH3=－283kJ·mol－1；
；H2(g)＋O2(g)=H2O(g) ΔH4=－242kJ·mol－1。根据盖斯定律可得，反应ⅱ的反应热ΔH2=ΔH4－ΔH3=(－242kJ·mol－1)－(－283kJ·mol－1)=＋41kJ·mol－1，所以反应ⅱ的反应热ΔH2=＋41kJ·mol－1。
（4）a、CO的分压在反应过程中是一个变量，则当其不变时，说明反应达到平衡状态，a符合题意；
b、反应物和生成物都是气体，反应前后混合气体的质量不变，且反应前后气体分子数不变，根据公式可知，反应过程中，混合气体的平均相对分子质量M不是一个变量，因此气体平均相对分子质量不变，不能说明反应达到平衡状态，b不符合题意；
c、反应前后混合气体的总质量保持不变，反应在恒容容器中进行，则混合气体的体积不变，根据公式可得，反应过程中，混合气体的密度保持不变，属于恒量，因此不能说明反应达到平衡状态，c不符合题意；
d、该反应的平衡常数，该反应为吸热反应，反应过程中，温度发生变化，则平衡常数K是一个变量，当其不变时，说明反应达到平衡状态，d符合题意；
故答案为：ad
（5）①生成CH3OH的反应为放热反应，则升高温度，平衡逆向移动，CH3OH的百分数减小，因此图中表示CH3OH在含碳产物中物质的量百分数的为曲线a。
②温度升高后，以反应ⅱ为主，反应ⅱ为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，因此CO2的转化率增大。
③令n(CO2)=5mol，则n(H2)=16mol，此时参与反应的n(CO2)=5mol×20%=1mol，反应生成n(CH3OH)=n(CO)=0.5mol。反应ⅰ中参与反应的n(H2)=0.5mol×3=1.5mol，反应生成的n(H2O)=0.5mol。反应ⅱ中参与反应的n(H2)=0.5mol，反应生成的n(H2O)=0.5mol。所以反应达到平衡时，n(CO2)=5mol－1mol=4mol，n(H2)=16mol－1.5mol－0.5mol=14mol，n(CH3OH)=n(CO)=0.5mol，n(H2O)=0.5mol＋0.5mol=1mol。此时体系中混合气体的总物质的量n(总)=4mol＋14mol＋0.5mol＋0.5mol＋1mol=20mol，所以体系中，，
，
，所以体系中反应ⅰ的平衡常数。
【分析】（1）决定总反应反应速率的是慢反应，反应所需的活化能越高，反应速率越慢。
（2）a、增大接触面积可加快反应速率；
b、根据相对能量变化图分析；
c、反应所需的活化能越低，催化剂的效果越好；
d、催化剂只能降低反应所需的活化能，不能改变反应热；
（3）根据物质能量变化图书写热化学方程式，结合盖斯定律计算目标反应的反应热。
（4）正逆反应速率相等，或“变量不变时”，说明反应达到平衡状态。
（5）①结合温度对平衡移动的影响分析。
②CO2的转化率增大，说明温度升高，平衡正向移动。
③由图可知，CO2的平衡转化率为20%，反应生成CO和CH3OH的物质的量百分数为50%。据此结合三段式进行计算。
27．（2023·山东模拟）近年，甲醇的制取与应用在全球引发了关于“甲醇经济”的广泛探讨。二氧化碳加氢制甲醇已经成为研究热点，在某催化加氢制的反应体系中，发生的主要反应如下：
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题：
（1）下列能说明反应Ⅰ一定达到平衡状态的是____(填标号)。
A．
B．平衡常数不再发生变化
C．混合气体的密度不再发生变化
D．混合气体中的百分含量保持不变
（2）在催化剂作用下，将平均相对分子质量为16的和的混合气体充入一恒容密闭容器中发生反应Ⅰ、Ⅱ，已知反应Ⅱ的反应速率，为速率常数，x为物质的量分数。
①当转化率达到60%时，反应达到平衡状态，这时和的平均相对分子质量为23，若反应Ⅱ的，平衡时反应速率 ；
②经验公式为，其中为活化能，T为热力学温度，k为速率常数，R和C为常数，则 (用含、、T、R的代数式表示)。
③由实验测得，随着温度的逐渐升高，反应Ⅰ为主反应，平衡逆向移动平衡时混合气体的平均相对分子质量几乎又变回16，原因是 。
（3）其他条件相同时，反应温度对选择性的影响如图所示：
由图可知，温度相同时选择性的实验值略高于其平衡值，可能的原因是 。
（4）利用甲醇分解制取烯烃，涉及反应如下。
a.
b.
c.
恒压条件下，平衡体系中各物质的量分数随温度变化如图所示：
已知时，，平衡体系总压强为P，则反应c的平衡常数 。
【答案】（1）D
（2）；-TRlnK；反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，当温度升高时，以反应Ⅱ为主，反应Ⅱ是等体积反应，反应前后气体分子数相等，发生反应Ⅱ气体平均相对分子质量不变
（3）在该条件下反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ，单位时间内生成甲醇的量比生成CO的量多
（4）
【知识点】化学反应速率；化学平衡状态的判断；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）A．当时，反应达到平衡，A不正确；
B．平衡常数只与温度有关，恒温条件下，平衡常数保持不变，但反应不一定达到平衡，所以平衡常数不再发生变化，反应不一定达到平衡状态， B不正确；
C．当反应在恒容条件下进行时，由于反应物和生成物均为气体，混合气体的密度一直保持不变，则混合气体的密度不再发生变化，反应不一定达到平衡，C不正确；
D．混合气体中的百分含量保持不变，说明水的浓度不再变化，反应达到平衡，D正确；
故答案为：D；
（2）①平均相对分子质量为16的和的混合气体中，和的物质的量之比为1：2，设加入和的物质的量1mol、2mol，当转化率达到60%时，反应达到平衡状态，这时和的平均相对分子质量为23，此时和的物质的量之比为1：1，CO2反应了0.6mol，剩余0.4mol，则H2剩余0.4mol，氢气反应1.6mol，和反应的总物质的量为2.2mol，结合反应Ⅰ. 、Ⅱ. ，总物质的量减少1.1mol，x（CO2）= x（H2）=，反应达到平衡状态，，反应Ⅱ的，平衡时反应速率=；
②反应Ⅱ的，，根据，可得反应Ⅱ的K为，反应Ⅱ为吸热反应，，，，=-TRlnK；
③反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，当温度升高时，以反应Ⅱ为主，反应Ⅱ是等体积反应，反应前后气体分子数相等，发生反应Ⅱ气体平均相对分子质量不变，故随着温度的逐渐升高，平衡时混合气体的平均相对分子质量几乎又变回16；
（3）由图可知，温度相同时，CH3OH选择性的实验值略高于平衡值，从化学反应速率的角度看原因是：在该条件下反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ，单位时间内生成甲醇的量比生成CO的量多。
（4）时，，设在时，向容器中加入5molCH3OH（g）使之发生反应a、b，得到n0（C2H4）=1mol，n0（C3H6）=1mol，n0（H2O）=5mol，反应式c可如下列式：
因为，所以2（1-3n）=1+2n，解得n=，所以最终平衡体系中含有1-3n=molC2H4，1+2n=molC3H6，以及5molH2O，则x（C3H6）==，x（C2H4）==，代入Kp=。
【分析】（1）依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断；
（2）①利用v=Δc/Δt计算；
②利用已知信息中的公式计算；
③依据化学平衡移动原理分析；
（3）依据影响反应速率和化学平衡的因素分析；
（4）利用三段式法计算。
28．（2023·汉中模拟）有效去除大气中的H2S、SO2以及废水中的硫化物是环境保护的重要课题。
（1）氨水可以脱除烟气中的SO2.氨水脱硫的相关热化学方程式如下：
2NH3(g) + H2O(1) + SO2(g)=(NH4)2SO3(aq) ΔH=akJ/mol
2NH4HSO3(aq)=((NH4)2SO3 (aq) + H2O(l) + SO2(g) ΔH =bkJ/mol
2(NH4)2SO3(aq) + O2(g)= 2(NH4)2SO4 (aq) ΔH = ckJ/mol
反应2NH3(g) + 2NH4HSO3(aq)+O2(g)= 2(NH4)2SO4+(aq)的 ΔH = kJ/mol(用含a、 b、c的代数式表示)。
（2）H2S与CO2在高温下发生反应： H2S(g) + CO2(g) COS(g)+ H2O(g)。在610K时，将。0.40 mol H2S与0.20 mol CO2充入5 L的空钢瓶中，反应达到平衡后水的物质的量分数为0.2。
①上述条件下H2S的平衡转化事α1= %。
②若在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.3，该反应的ΔH 0(填“<” “>”“<或=”)。
③在610 K时反应H2S(g) + CO2(g) COS(g) + H2O(g)平衡建立的基础上，改变下列一种条件，能使H2S平衡转化率增大的是 (填标号)。
A．向容器中通入H2S B．向容器中通入CO2
C．加入催化剂 D．缩小容器的体积
（3）在气体总压强分别为p1和p2时，反应2SO3(g) 2SO2 g) + O2(g)在不同温度下达到平衡， 测得SO3(g)及SO2(g)的物质的量分数如图所示：
①压强： p2 p1(填：“>”或”<”) ：判断的理由是 。
②若p1=8.1MPa，起始时充入a mol的SO3(g)发生反应，计算Q点对应温度下该反应的平衡常数Kp= MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压-总压×物质的量分数)。
【答案】（1）a+b+c
（2）30；>；B
（3）<；其他条件相同时，增大压强平衡朝着气体体积减小的方向移动，再达平衡时SO3物质的量分数增大，SO2物质的量分数减小；0.6
【知识点】盖斯定律及其应用；化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学反应速率与化学平衡的综合应用；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）①2NH3(g) + H2O(1) + SO2(g)=(NH4)2SO3(aq) ΔH=akJ/mol
②2NH4HSO3(aq)=((NH4)2SO3 (aq) + H2O(l) + SO2(g) ΔH =bkJ/mol
③2(NH4)2SO3(aq) + O2(g)= 2(NH4)2SO4 (aq) ΔH = ckJ/mol
根据盖斯定律①+②+③得2NH3(g) + 2NH4HSO3(aq)+O2(g)= 2(NH4)2SO4+(aq)的 ΔH =( a+b+c )kJ/mol
（2）①
x=0.12mol；上述条件下H2S的平衡转化事α1=。
②若在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.3，说明升高温度，平衡正向移动，该反应的ΔH>0。
③A．向容器中通入H2S，平衡正向移动，CO2平衡转化率增大，但H2S平衡转化率减小，故不选A；
B．向容器中通入CO2，平衡正向移动，H2S平衡转化率增大，但CO2平衡转化率减小，故答案为：B；
C．加入催化剂，平衡不移动，H2S平衡转化率不变，故不选C；
D．反应前后气体系数和相同，缩小容器的体积，平衡不移动，H2S平衡转化率不变，故不选D；
选B。
（3）①增大压强平衡朝着气体体积减小的方向移动，增大压强，2SO3(g) 2SO2 g) + O2(g)平衡逆向移动，SO3(g)的物质的量分数增大，所以压强： p2
，，若p1=8.1MPa，Kp=。
【分析】（1）将三个热化学方程式依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，将①+②+③可得目标方程式；
（2）①列出反应的三段式，结合计算；
②平衡后水的物质的量分数为0.3，说明升高温度，平衡正向移动；
③化学平衡移动原理的具体内容为：如果改变可逆反应的条件（如浓度、压强、温度等），化学平衡就被破坏，并向减弱这种改变的方向移动；
（3）①增大压强平衡朝着气体体积减小的方向移动；
②列出反应的三段式计算。
29．（2023·黄山模拟）氨基甲酸铵(H2NCOONH4)为尿素生产过程的中间产物，易分解。
已知：
Ⅰ.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH1= -92 kJ·mol-1
Ⅱ. C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH2= - 394 kJ·mol-1
Ⅲ. N2(g)+ 3H2(g)+C(s)+O2(g) H2NCOONH4(s) ΔH3= - 646 kJ·mol-1
Ⅳ.H2NCOONH4(s) 2NH3(g)+ CO2(g) ΔH4
回答下列问题：
（1）NH3的空间构型为 。NH3的键角大于PH3， 分析原因： 。
（2）ΔH4= 。 T℃下在某密闭容器中加入H2NCOONH4(s)，假设只发生反应Ⅳ，达平衡时测得NH3的浓度为c1；保持温度不变，加压(缩小容器的体积)，测得新的平衡条件下NH3的浓度为c2，则c1 c 2(填“>” “<”或“=”)。反应Ⅳ在 (填“高温” “低温”或“任意温度”)条件下能够自发进行。
（3）某温度下在一刚性的密闭容器中，充入等物质的量N2和H2发生反应Ⅰ，起始压强为1MPa， 10min 末达平衡，测得平衡时压强为0.8MPa，则10min内v(N2)= MPa/min。此时平衡常数Kp= 。对于该条件下的反应，下列说法错误的是 。
A．当N2的体积分数不变时，说明反应已经达到化学平衡状态
B．温度升高化学反应速率加快，化学平衡常数增大
C．其他条件不变时，若适当增加N2的用量，可以提高H2的平衡转化率
D．使用合适的催化剂可以加快化学反应速率，但ΔH1不变
（4）在一定的条件 下，将AmolN2和BmolH2充入某体积固定的密闭容器中合成NH3，在不同的催化剂(甲或乙)下发生反应，反应相同时间后H2的转化率与温度的关系如图：
某学习小组的同学通过讨论得出结论： 200℃时， a点对应的转化率(5%)不是使用催化剂甲下H2的平衡转化率。判断依据是： 。
【答案】（1）三角锥形；中心原子均为sp3杂化，且都只有一对孤电子对，电负性N>P，NH3中的键合电子(共用电子对)离中心原子更近，排斥力更大，键角越大
（2）+160kJ·mol-l；=；高温
（3）0.01；12.5( MPa)-2；B
（4）催化剂不能使平衡发生移动，该反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，则a点为200℃时使用催化剂甲下的平衡转化率应高于b点的转化率
【知识点】键能、键长、键角及其应用；化学平衡的影响因素；化学平衡的计算
【解析】【分析】（1）NH3中心原子氮原子形成3个共价键且含有1对孤电子对，为sp3杂化，空间构型为三角锥形；NH3的键角大于PH3，原因为：中心原子均为sp3杂化，且都只有一对孤电子对，电负性N>P，NH3 中的键合电子(共用电子对)离中心原子更近，排斥力更大，键角越大；
（2）已知：
Ⅰ.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH1= -92 kJ·mol-1
Ⅱ. C(s)+O2(g) CO2(g)|ΔH2= - 394 kJ·mol-1
Ⅲ. N2(g)+ 3H2(g)+C(s)+O2(g) H2NCOONH4(s) ΔH3= - 646 kJ·mol-1
由盖斯定律可知，Ⅰ+Ⅱ-Ⅲ得到反应Ⅳ.H2NCOONH4(s) 2NH3(g)+ CO2(g)，故ΔH4=ΔH1+ΔH2-ΔH3=+160 kJ·mol-1；
反应Ⅳ的平衡常数为：K=c2(NH3)c(CO2)，密闭容器中加入H2NCOONH4(s)，保持温度不变，加压平衡常数不变，则新的平衡条件下NH3的浓度为c2=c1；反应Ⅳ为吸热的熵增反应，故在高温条件下能够自发进行；
（3）刚性的密闭容器中，充入等物质的量N2和H2发生反应Ⅰ，假设投料均为1mol，起始压强为1MPa；10min 末达平衡，测得平衡时压强为0.8MPa，则总的物质的量为1.6mol，总的物质的量减小0.4mol，根据N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)可知生成氨气0.4mol、消耗氮气、氢气分别为0.2mol、0.6mol，平衡时氮气、氢气、氨气分别为0.8mol、0.4mol、0.4mol，则10min内v(N2)=MPa/min。此时平衡常数Kp=。
A．当N2的体积分数不变时，说明正逆反应速率相等，平衡不再移动，反应已经达到化学平衡状态，A正确；
B．反应为放热反应，温度升高化学反应速率加快，平衡逆向移动，化学平衡常数减小，B不正确；
C．其他条件不变时，若适当增加N2的用量，平衡正向移动，可以提高H2的平衡转化率，C正确；
D．使用合适的催化剂可以加快化学反应速率，但不该反应的焓变，故ΔH1不变，D正确；
故答案为：B；
（4）催化剂不能使平衡发生移动，该反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，则a点为200℃时使用催化剂甲下的平衡转化率应高于b点的转化率，与图像不符，故200℃时， a点对应的转化率(5%)不是使用催化剂甲下H2的平衡转化率。
【分析】（1）依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定VSEPR模型，再确定空间立体构型；依据孤对电子之间排斥作用＞孤对电子与成键电子对之间排斥＞成键电子对之间排斥分析；
（2）依据盖斯定律分析；依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析；
（3）利用三段式法计算；利用“变者不变即平衡”；
（4）依据影响反应速率和化学平衡的因素分析。
30．（2023·中卫模拟）习近平主席在第75届联合国大会提出，我国要在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和的目标。因此二氧化碳的固定和转化成为科学家研究的重要课题。
（1）以CO2和H2为原料合成乙烯，其反应的过程分两步进行：
I．CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.3kJ·mol-1
Ⅱ.2CO(g)+4H2(g) C2H4(g)+2H2O(g) ΔH=+210.5kJ·mol-1
CO2加氢合成乙烯的热化学方程式为 。
（2）2021年9月24日，我国科学家在《Science》上发表论文《无细胞化学酶法从二氧化碳合成淀粉》，代表着人类人工合成淀粉领域的重大颠覆性和原创性突破。该实验方法首先将CO2催化还原为CH3OH，探究CH3OH合成反应的化学平衡影响因素，有利于提高CH3OH的产率，CO2和H2在某种催化剂作用下可同时发生以下两个反应：
I．CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=—48.5kJ·mol-1
Ⅱ.2CO2(g)+5H2(g) C2H2(g)+4H2O(g) ΔH=+37.1kJ·mol-1
在压强为P，CO2、H2的起始投料为1：3的条件下，发生反应I、Ⅱ，实验测得CO2的平衡转化率和平衡时CH3OH的选择性随温度的变化如图所示：
已知：CH3OH的选择性=
①有利于提高CH3OH的选择性的措施有 (填序号)。
A．适当降温 B．适当升温 C．选择合适的催化剂
②温度高于350℃时，体系中发生的反应以 (填“I”或“Ⅱ”)为主，并说明理由 。
③其中表示平衡时CH3OH的选择性的曲线是 填“a”或“b”)。
④400℃时，在该压强及投料比的条件下，利用图示所给数据计算H2的转化率为 (保留三位有效数字)。
（3）二氧化碳甲烷化技术是一种最有效的对二氧化碳循环再利用的技术。用如图装置电解二氧化碳制取甲烷，温度控制在10℃左右，持续通入二氧化碳，电解过程中KHCO3物质的量基本不变，则阴极反应式为 。
【答案】（1）2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)△H=+293.1kJ/mol
（2）AC；Ⅱ；反应Ⅱ为吸热反应，温度较高，有利于吸热反应进行；b；22.5%
（3）
【知识点】热化学方程式；合成氨条件的选择；化学平衡的计算；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）由盖斯定律可知，反应I×2+ Ⅱ可得二氧化碳加氢合成乙烯的反应为2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)，则反应△H=△H1+△H2=(+41.3kJ/mol)×2+(+210.5kJ/mol)=+293.1kJ/mol，反应的热化学方程式为2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)△H=+293.1kJ/mol，故答案为：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)△H=+293.1kJ/mol；
（2）①反应I为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，甲醇的百分含量增大、选择性增大，选择合适的催化剂也能提高甲醇的选择性，故答案为：AC；
②反应I为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，所以温度高于350℃时，体系中发生的反应以反应Ⅱ为主，故答案为： Ⅱ；反应Ⅱ为吸热反应，温度较高，有利于吸热反应进行；
③反应I为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，甲醇的百分含量减小、选择性减小，所以曲线b表示平衡时甲醇的选择性，故答案为：b；
④设起始二氧化碳、氢气的物质的量分别为1mol、3mol，由图可知，400℃时，二氧化碳的转化率为25%、甲醇的选择性为40%，则反应I生成甲醇的物质的量为1mol×25%×40%=0.1mol，消耗氢气的物质的量为0.1mol×3=0.3mol，反应Ⅱ生成乙炔的的物质的量为1mol×25%×(1—40%)=0.15mol，消耗氢气的物质的量为0.15mol×=0.375mol，所以氢气的转化率为×100%=22.5%，故答案为：22.5%；
（3）由题意可知，通入二氧化碳的多晶铜电极为电解池的阴极，水分子作用下二氧化碳在阴极得到电子生成甲烷和碳酸氢根离子，电极反应式为，故答案为：。
【分析】（1）依据盖斯定律分析；
（2）①依据影响化学平衡的因素分析；
②③依据化学平衡移动原理分析；
④利用三段式法计算；
（3）电解时，阳极与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应；阴极与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应。
31．（2023·聊城模拟）甲醇是重要的化工原料，研究甲醇的制备及用途在工业上有重要的意义
（1）一种重要的工业制备甲醇的反应为
① H
② H1=+40.9kJ/mol
③ H2=-90.4kJ/mol
试计算H kJ/mol。
（2）对于反应，v正=k正·p(CO2)·p3(H2)，v逆=k逆·p(CH3OH)·p(H2)。其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体分压(分压=物质的量分数×总压)。在540K下，分别按初始投料比n(CO2)：n(H2)=3：1，n(CO2)：n(H2)=1：l、n(CO2)：n(H2)=1：3进行反应，测得H2的平衡转化率随压强变化的关系如图所示：
①投料比n(CO2)：n(H2)=l：3的曲线是 。(填“a”、“b”或“c”)
②已知点N在曲线b上，计算该温度下压强平衡常数Kp= (MPa)-2.(用平衡分压代替平衡浓度计算)
③该温度下，测得某时刻p(CO2)=0.2MPa，p(CH3OH)=p(H2O)=0.1MPa，p(H2)=0.4MPa，此时v正：v逆= 。(保留2位有效数字)
（3）甲醇催化制取丙烯的反应为：。已知Arrhenius经验公式为(其中Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。该反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图所示：
①该反应的活化能Ea= kJ/mol。
②当用更高效催化剂时，请在图中画出Rlnk与关系的曲线 。
（4）目前世界上一半以上的乙酸都采用甲醇与CO反应来制备： H<0。在恒压密闭容器中通入一定量的CH3OH和CO气体，测得甲醇的转化率随温度变化关系如图所示：
①温度为T1时，该反应的正反应速率v(B)正 v(A)逆(填“>”，“=”或“<”)。
②B、C、D三点逆反应速率由大到小的顺序为 。[用“v(D)”、“v(C)”、“v(B)”表示]
【答案】（1）-49.5
（2）c；0.32；0.41
（3）15.0；
（4）>；v(D)>v(C)>v(B)
【知识点】盖斯定律及其应用；化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学反应速率与化学平衡的综合应用；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）已知② H1=+40.9kJ/mol
③ H2=-90.4kJ/mol
根据盖斯定律，由②+③得反应① H=H1+H2=+40.9kJ/mol-90.4kJ/mol=-49.5 kJ/mol；故答案为：-49.5；
（2）①投料比越大，氢气的平衡转化率越高，因此a代表n(CO2)：n(H2)=3：1，b代表n(CO2)：n(H2)=1：1，c代表n(CO2)：n(H2)=1：3，故答案为：c；
②N点为投料比n(CO2)：n(H2)=1：1，氢气平衡转化率为60%，设初始二氧化碳和氢气的物质的量都为1mol，列三段式：
平衡时二氧化碳分压为：，同样的方法，平衡时氢气分压：0.625MPa，甲醇分压0.3125MPa，水蒸气分压0.3125MPa，则压强平衡常数；
③v正=k正p(CO2)p3(H2)，v逆=k逆p(CH3OH)p(H2O)，==；
（3）①已知Arrhenius经验公式为Rlnk=-Ea/T+C(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)，可得63=-2Ea+C、33=-4Ea+C，两式联立解得Ea=15.0，则反应的活化能为15.0kJ/mol；
②若使用催化剂，活化能降低，即直线的斜率相反数得减小，因此示意图为：；
（4）①温度为T1时，A点尚未达到平衡状态，相比于相同温度下达到平衡状态的B点，A点甲醇的浓度大于B点甲醇的浓度，浓度越大，反应速率越快，故v(B)正>v(A)逆；
②温度对反应速率的影响大于浓度，且温度越高反应速率越快，故B、C、D三点逆反应速率由大到小的顺序为v(D)>v(C)>v(B)。
【分析】（1）根据盖斯定律，将②+③=①；
（2）①n(CO2)：n(H2)越大，氢气的平衡转化率越高；
②列出反应的三段式计算；
③=；
（3）①将线上的点代入公式 计算；
②催化剂能降低反应的活化能；
（4）①温度为T1时，A点时平衡正向进行；
②温度越高反应速率越快。
32．（2023·嘉兴模拟）甲醇是一种理想的可再生清洁能源，近年来随着环保督查、碳双控等政策的实施，我国甲醇产能利用率不断提升。
I.和在一定条件下合成甲醇：
（1）根据如图相关物质的能量，计算 。
（2）向容积均为0.5L的恒容密闭容器中分别充入0.1mol和0.3mol，在两种催化剂(I和II)、不同温度下发生上述反应，经过相同时间，测得的转化率与温度的关系曲线如图所示(已知此实验条件下催化剂均未失活)。下列说法正确的是____。
A．催化效率较高的是催化剂II
B．A点一定小于C点的
C．C点的正反应速率：
D．温度区，的转化率随温度升高均增大的原因是：反应未达平衡，随温度升高反应速率加快，相同时间内转化率增大
（3）将和分别充入甲、乙两个恒容密闭容器中发生反应，相关数据如下表所示，测得不同温度下甲容器内的平衡转化率曲线甲如图所示。
容积
甲容器 VL 1mol amol
乙容器 VL 2mol 2amol
①请在图中画出乙容器中的平衡转化率曲线乙 。
②当乙容器中的平衡转化率与甲容器M点相同时，该反应的平衡常数之比 。
（4）II.已知反应是目前大规模制取氢气的方法之一。
实验发现，其他条件不变时向上述体系中投入一定量的CaO，反应相同时间测得的体积分数增大，其可能的原因是 。
【答案】（1）-49.3
（2）A；B；D
（3）；4：1
（4）CaO和CO2反应生成CaCO3，CO2浓度降低，平衡正向移动
【知识点】反应热和焓变；化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学反应速率与化学平衡的综合应用；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）的生成物的能量-反应物的能量=-201.0-241.8-(-393.5) =-49.3。
（2）A．根据图示信息可知，使用催化剂II时，相同时间内，的转化率更高，则催化效率较高的是催化剂II，故A正确；
B．反应得到平衡状态时，两种催化剂催化作用下的转化率相等，则B和C点处于平衡状态，则c点，而A点温度低于C点，则A点一定小于C点的，故B正确；
C．反应得到平衡状态时，两种催化剂催化作用下的转化率相等，则B和C点处于平衡状态，两种催化剂的催化效率不同，则C点，故C不正确；
D．温度区，的转化率随温度升高均增大的原因是：反应未达平衡，随温度升高反应速率加快，相同时间内转化率增大，故D正确；
故答案为：ABD。
（3）①甲容器和乙容器体积相等，乙溶液中和浓度是甲容器的两倍，相当于在甲溶液的基础上增大压强，而反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，的平衡转化率比甲容器中的大，且该反应是放热反应，升高稳定的平衡转化率减小，画出乙容器中的平衡转化率曲线乙为：；
②根据已知条件列出甲容器“三段式”
平衡常数，根据已知条件列出乙容器的“三段式”
平衡常数，则。
（4）其他条件不变时向上述体系中投入一定量的CaO，CaO和CO2反应生成CaCO3，CO2浓度降低，平衡正向移动，反应相同时间测得的体积分数增大。
【分析】（1）根据ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量计算；
（2）A.催化剂能降低反应的活化能；
B.A点温度低于C点；
C.B和C点处于平衡状态，但两种催化剂的催化效率不同；
D.反应未达平衡，随温度升高反应速率加快，相同时间内转化率增大；
（3）①乙容器中和浓度是甲容器的两倍，该反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动；
②列出反应的三段式，结合计算；
（4） CaO和CO2反应生成CaCO3，CO2浓度降低，平衡正向移动，的体积分数增大。
33．（2023·长宁模拟）CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与CH4为原料制备CS2，S8受热分解成气态S2，发生反应2S2(g)+CH4(g)CS2(g)+2H2S(g)，回答下列问题：
（1）CH4的立体构型为 ，CS2分子的电子式为 。
（2）某温度下若S8完全分解成气态S2。在恒温恒容密闭容器中S2与CH4物质的量比为2∶1时开始反应。
①当CS2的体积分数为10%时，CH4的转化率为 。
②当以下数值不变时，能说明该反应达到平衡的是 (填序号)。
a．气体密度 b．气体总压 c．CH4与S2体积比 d．CS2的体积分数
（3）一定条件下，CH4与S2反应中CH4的平衡转化率、S8分解产生S2的体积分数随温度的变化曲线如图所示。据图分析，生成CS2的反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。工业上通常采用在600～650℃的条件下进行此反应，不采用低于600℃可能的原因是： 。
（4）用燃煤废气(含N2、O2、SO2、CO2、H2O等)使尾气中的H2S转化为单质硫S，可实现废物利用，保护环境，写出其中一个反应的化学方程式 。燃煤废气中常含有的NOx也能使H2S转化为单质硫S，完成其化学方程式，并标出电子转移的方向和数目(用含X的代数式表示) 。
H2S＋ NOx＝ S＋ ＋ N2
【答案】（1）正四面体形；
（2）30%；d
（3）放热；600℃时甲烷平衡转化率高达99%，低于600℃时，S2浓度明显偏小，且反应速率慢
（4）2H2S＋SO2＝3S＋2H2O、2H2S＋O2＝2S＋2H2O；
【知识点】判断简单分子或离子的构型；氧化还原反应；化学平衡状态的判断；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）CH4中心原子价层电子对数为4+0=4，其立体构型为正四面体形，CS2分子中每个硫和碳共用两对电子，其电子式为；故答案为：正四面体形；。
（2）①根据题意假设S2(g)、CH4(g)物质的量分别为2mol、1mol，建立三段式，当CS2的体积分数为10%时即，解得x＝0.3mol，则CH4的转化率为；故答案为：30%。
②a．气体密度等于气体质量除以容器体积，气体质量不变，容器体积不变，则密度始终不再改变，因此当密度不变，不能作为判断平衡标志，故a不正确；b．该反应是等体积反应，压强不变，因此当气体总压不变，不能作为判断平衡标志，故b不正确；c．CH4与S2体积比始终是1：2，因此不能作为判断平衡标志，故c不正确；d．CS2的体积分数不变，能作为判断平衡的标志，故d正确；综上所述，故答案为：d。
（3）据图分析，升高温度，甲烷的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则生成CS2的反应为放热反应。工业上通常采用在600～650℃的条件下进行此反应，不采用低于600℃可能的原因是：根据图中分析得到600℃时甲烷平衡转化率高达99%，低于600℃时，S2浓度明显偏小，且反应速率慢；故答案为：放热；600℃时甲烷平衡转化率高达99%，低于600℃时，S2浓度明显偏小，且反应速率慢。
（4）用燃煤废气(含N2、O2、SO2、CO2、H2O等)使尾气中的H2S转化为单质硫S，可实现废物利用，保护环境，能得到硫的反应的化学方程式2H2S＋SO2＝3S＋2H2O、2H2S＋O2＝2S＋2H2O。燃煤废气中常含有的NOx也能使H2S转化为单质硫S，1mol硫化氢转移2mol电子，氮氧化物变为1mol氮气转移4xmol电子，根据得失电子守恒则氮气系数配1，硫化氢系数配2x，根据守恒得到方程式为2xH2S＋2NOx＝2xS＋2xH2O＋N2，其电子转移为；故答案为：2H2S＋SO2＝3S＋2H2O、2H2S＋O2＝2S＋2H2O；。
【分析】（1）甲烷为正四面体形；CS2分子中每个硫和碳共用两对电子；
（2）①列出反应的三段式计算；
②可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变；
（3）600℃时甲烷平衡转化率高达99%，低于600℃时，S2浓度明显偏小，且反应速率慢；
（4）根据得失电子守恒和质量守恒配平该方程式。
34．（2023·闵行模拟）冷冻氨碳捕集技术，要先用氨吸收CO2生成盐，然后在高温下使CO2再生。
吸收CO2的主要化学反应：
2NH3(aq)＋CO2(g)＋H2O(l)(NH4)2CO3(aq)＋99.3kJ
NH3(aq)＋CO2(g)＋H2O(l)NH4HCO3(aq)＋26.4kJ
2NH3(aq)＋CO2(g)NH2COONH4(aq)＋135.9kJ
（1）吸收CO2时宜选用 ，(选填“低温”或“高温”)理由 、 。(列举两点)
（2）再生的CO2可直接用于合成乙醇。
2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)
该反应的化学平衡常数表达式K= 。
（3）在恒温恒容的密闭容器中反应，可以判断已达平衡状态的是 。(选填编号)
a.2v(CO2)正=3v(H2O)逆
b．容器中总压强不变
c．容器中混合气体的密度不变
d．容器中CO2的体积分数不变
（4）干燥的NH3和CO2可生成较纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)，氨基甲酸铵易水解，产物是碳酸氢铵和一种弱碱。取二份氨基甲酸铵溶液，测定15℃、25℃时水解反应速率，得到c(NH2COO﹣)随时间变化趋势如图所示。
写出氨基甲酸铵水解的离子方程式 。
（5）根据图中信息回答：25℃，0~10min内NH2COO﹣的平均水解速率v(NH2COO﹣)= 。判断NH2COO﹣的水解速率随温度升高而增大的理由是 。
【答案】（1）低温；反应均放热，低温有利于平衡右移吸收更多的CO2；低温有利减少氨的挥发、低温防止盐的分解
（2）
（3）bd
（4）NH2COO-+2H2O+NH3 H2O
（5）0.04mol/(L min)；因25℃反应物起始浓度较小，但(0～10min)平均反应速率仍比15℃大
【知识点】化学反应中能量的转化；化学平衡常数；化学平衡状态的判断；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学反应速率与化学平衡的综合应用；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）吸收CO2反应均放热，低温有利于平衡右移吸收更多的CO2，且低温有利减少氨的挥发、低温防止盐的分解，故合适选择低温；
（2）平衡常数等于生成物浓度系数次方之积与反应物浓度系数次方之积的比；该反应的化学平衡常数表达式K=；
（3）a.2v(CO2)正=3v(H2O)逆，说明此时正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，a不正确；
b．反应是气体分子数改变的的化学反应，物质的量与压强成正比，则混合气体的压强不随时间的变化而变化，反应达到平衡状态，b正确；
c．容器体积和气体总质量始终不变，则混合气体的密度始终不变，因此不能说明反应已达平衡，c不正确；
d．容器中CO2的体积分数不变，说明平衡不再移动，反应达到平衡状态，d正确；
故答案为：bd；
（4）氨基甲酸铵易水解，产物是碳酸氢铵和一种弱碱，根据质量守恒定律可知，弱碱为一水合氨，故氨基甲酸铵水解的离子方程式为NH2COO-+2H2O+NH3 H2O；
（5）25℃，0~10min内NH2COO﹣的平均水解速率v(NH2COO﹣)= ；25℃反应物起始浓度较小，但(0～10min)平均反应速率仍比15℃大，故其水解速率随温度升高而增大。
【分析】（1）该反应均为放热反应，斯文有利于平衡正向移动；氨受热易挥发；
（2）平衡常数是指各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比；
（3）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变；
（4）氨基甲酸铵水解生成碳酸氢铵和氨水；
（5）根据计算； 5℃反应物起始浓度较小，但(0～10min)平均反应速率仍比15℃大 ，因此 NH2COO﹣的水解速率随温度升高而增大。
35．（2023·重庆市模拟）氨具有较高的含氢量，可用作内燃机的燃料。
（1）液氨是重要的非水溶剂，和水类似，液氨的电离平衡为。写出与在液氨中发生中和反应的化学方程式为 。
（2）合成氨反应的方程式为：，恒压密闭容器中，起始时，不同温度(T)下平衡混合物中物质的量分数随压强的变化曲线如图所示。
①25℃时，和的燃烧热分别为akJ/mol和bkJ/mol，上述合成氨反应的焓变为 kJ/mol。
②A点的温度迅速从变为，则此时浓度商Q K()(填“>”“<”或“=”)。
③ (为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
④合成氨逆反应速率方程为：，式中k(逆)为逆反应的速率常数(只与温度有关)。从C点开始减小压强，平衡发生移动，直至达到新的平衡，v(逆)的变化过程为 。
（3）合成氨也可以通过电化学过程实现，其装置如图所示。
①导线中电子流动方向为 。
②生成的电极反应式为 。
③若惰性电极2的电流效率η为75%，则惰性电极2处与的物质的量之比为 。()
【答案】（1）
（2）3a-2b；>；9；v(逆)瞬间变大，然后逐渐减小，直至达到新的平衡，v(逆)不再改变
（3）电源负极到惰性电极1、惰性电极2到电源正极；；1：6
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学反应速率与化学平衡的综合应用；化学平衡的计算；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）液氨是重要的非水溶剂，和水类似，液氨的电离平衡为，则类似氢离子、2023年高考真题变式分类汇编：化学平衡的计算2
一、选择题
1．（2022·辽宁）某温度下，在恒容密闭容器中发生反应，有关数据如下：
时间段/ 产物Z的平均生成速率/
0～2 0.20
0～4 0.15
0～6 0.10
下列说法错误的是（ ）
A．时，Z的浓度大于
B．时，加入，此时
C．时，Y的体积分数约为33.3%
D．时，X的物质的量为
2．（2022·重庆市）两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为p1和p2。
反应1：NH4HCO3(s)NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) p1=3.6×104Pa
反应2：2NaHCO3(s)Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) p2=4×103Pa
该温度下，刚性密闭容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固体，平衡后以上3种固体均大量存在。下列说法错误的是（ ）
A．反应2的平衡常数为4×106Pa2
B．通入NH3，再次平衡后，总压强增大
C．平衡后总压强为4.36×105Pa
D．缩小体积，再次平衡后总压强不变
3．（2023·闵行模拟）体积均为2.0L的恒容密闭容器甲、乙、丙中，发生反应：CO2(g)+C(s) 2CO(g)，起始投料量如表，在不同温度下CO平衡浓度随温度变化如下图。下列说法正确的是
容器 n(CO2)/mol n(C)/mol n(CO)/mol
甲 0.2 0.6 0
乙 0.4 0.8 0
丙 X<0.6 1 0
A．曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的容器分别是乙、甲、丙
B．a、b、c三点所处状态的压强大小关系：pc>pb>pa
C．1100K时，平衡时容器中混合气体的平均分子量大小关系：甲>乙>丙
D．1000K时，若起始向容器乙中加入CO、CO2、C各1mol，则v(正)>v(逆)
4．（2023·重庆市模拟）溶液中某光学活性卤化物的消旋反应为：。某温度下X和Y的浓度随时间的变化曲线如图所示。
下列说法错误的是
A．
B．L点处X的转化率为20％
C．时，
D．Y溶液含有少量X，经足够长时间后
5．（2023·顺义模拟）工业上可用“氨催化氧化法”生产NO，以氨气、氧气为原料，在Pt－Rh合金催化剂存在下生成NO和副产物N2，两个竞争反应化学方程式如下：
Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)
Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)
现将1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密闭容器中，在上述催化剂作用下反应，相同时间内有关生成物物质的量随温度变化曲线如图所示：
已知：有效转化率=×100%
下列说法错误的是
A．400℃时，主要发生反应Ⅱ
B．由图分析工业上用氨催化氧化制备HNO3，最佳温度约为840℃
C．520℃时，NH3的有效转化率约为66.7%
D．840℃后，NO的物质的量下降，可能是反应I平衡逆向移动所致
6．（2023·奉贤模拟）向一容积可变密闭容器中充入等物质的量的A、B，发生反应：2A(g)+2B(g) 3C(s)+4D(g)在不同压强下，该反应平衡常数随温度变化如下表所示。下列判断正确的是（ ）
压强/MPa 平衡常数 温度/℃ 1.0 1.5 2.0
300 a b 16
516 c 64 d
800 160 f g
A．g＞f
B．正反应是放热反应
C．2.0MPa、800℃时，A的转化率最小
D．1.5MPa、300℃时，B的转化率为50%
7．（2023·东城模拟）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，起始浓度如表所示。
甲 乙 丙 丁
c(H2)/(mol L-1) 0.01 0.02 0.01 0.02
c(I2)/(mol L-1) 0.01 0.01 0.01 0.01
c(HI)/(mol L-1) 0 0 0.02 0.02
下列判断错误的是
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-1
D．平衡时，乙和丁中相等
8．（2023·南开模拟）已知：现将三个相同容积的密闭容器中按不同方式投入反应物发生反应。相关数据见下表：
容器1 容器2 容器3
反应温度(℃) 400 400 500
起始量 1mol、1mol(g) 2mol HI 1mol、1mol(g)
平衡浓度
平衡转化率
平衡常数
下列各项关系错误的是
A． B．
C． D．
9．（2023·普陀模拟）已知合成氨反应3H2(g)＋N2(g)2NH3(g)＋QkJ(Q>0)。某科研小组研究：在其他条件不变的情况下，改变起始时氢气的物质的量对合成NH3反应的影响。实验结果如图所示：(图中T表示温度，n表示起始时H2物质的量)。下列说法错误的是
A．由图可知，T1＞T2
B．a、b、c三点中，b点时H2的转化率最大
C．a、b、c三点的平衡常数K值相等，c点化学反应速率最快
D．若容器容积为2 L，b点对应的n＝0.15 mol，测得平衡时H2、N2的转化率均为60%，则平衡时N2的物质的量浓度为0.01mol·L－1
10．（2023·邯郸模拟）一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中通入一定量N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g) △H＞0，反应起始时容器内气体的总压强为p，体系中各组分的物质的量随时间(t)的变化如表。
t/s 0 20 40 60 80
n(N2O4)/mol 0.100 0.062 0.048 0.040 0.040
n(NO2)/mol 0 0.076 0.104 0.120 0.120
下列说法正确的是
A．20～60s内，NO2的平均反应速率υ=1.1×10 3 mol L 1 s 1
B．N2O4的平衡转化率为40%
C．该温度下，反应的压强平衡常数Kp=p
D．80s时，再充入0.03molNO2、0.01molN2O4，平衡逆向移动
11．（2023高三下·抚顺模拟）化学热泵技术作为一种高效环保的节能新技术一直以来广受关注，氨基甲酸铵可应用于化学热泵循环。将一定量纯净的氨基甲酸铵（）粉末置于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：
。
实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：
温度（℃） 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0
平衡总压强（） 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0
平衡气体总浓度（） 2.4 3.4 4.8 6.8 9.4
下列说法正确的是（ ）
A．该反应的，该反应在较低温度下能自发进行
B．25℃时平衡常数的值
C．当密闭容器中二氧化碳的体积分数不变时说明该反应达到化学平衡状态
D．再加入少量平衡正向移动
12．（2023·南通）用和可以合成甲醇。其主要反应为
反应I
反应Ⅱ
在恒容密闭容器内，充入1mol 和3mol ，测得平衡时转化率，CO和选择性随温度变化如图所示[选择性]。
下列说法正确的是
A．270℃时主要发生反应Ⅱ
B．230℃下缩小容器的体积，n(CO)不变
C．250℃下达平衡时，
D．其他条件不变，210℃比230℃平衡时生成的多
二、多选题
13．（2022高二下·如皋期末）在容积为2L的恒容密闭容器中充入、，在不同温度下发生反应：，测得的转化率与时间的关系如下图所示。下列说法正确的是 （ ）
A．时，时的反应速率大于时，其中时
B．时的反应平衡常数
C．时，当容器中气体密度不再发生变化时，反应到达平衡状态
D．时，若起始向容器中加入催化剂，2s时，的转化率可能到达图中X点
14．（2022高一下·宜春期末）在一恒温恒容密闭容器中充入和，一定条件下发生反应：，测得和的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．反应进行到3min时，该反应达到平衡状态
B．从反应开始到平衡，的转化率为75%
C．，氢气的平均反应速率为
D．反应进行到10min时，该反应放出热量49.0kJ
15．（2022高一下·临湘期末）在一体积为2 L的密闭容器中加入反应物N2、H2，发生如下反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)。反应过程中的部分数据如表所示，下列说法正确的是（ ）
n(N2) n(H2) n(NH)3
0 1.0 1.2 0
2 0.9
4 0.75
6 0.3
A．0～2 min内，NH3的反应速率为0.05 mol·L-1·min-1
B．2 min时，H2的物质的量为0.3 mol
C．4 min时，反应已达到平衡状态，此时正、逆反应的速率都为0
D．4～6 min内，容器内气体的总物质的量不变
16．（2021高二上·定州期末）已知830℃时，可逆反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH>0的平衡常数K=1。T℃下，在2L恒容密闭容器中，加入0.4mol CO2和0.8molH2，随着反应的进行，测得H2O(g)的物质的量浓度随时间变化如下表所示。
t/min 0 10 20 30 40 70 90
c/(mol·L-1) 0 0.04 0.07 0.09 0.10 0.12 0.12
关于该反应，下列说法正确的是（ ）
A．T<830
B．20~40min内，v(H2)=1.5×10-2mol·L-1·min-1
C．平衡后，仅增大压强，CO的体积分数将增大
D．若向容器中充入0.8 mol CO2和1.6molH2，反应达到平衡的时间小于70min
17．（2021高一下·邯郸期末）一定条件下，在的平衡体系中，X、Y、Z的浓度分别是2 mol/L，0.8 mol/L、2.4 mol/L，则X在起始时的浓度不可能是（ ）
A．3 mol/L B．0.2 mol/L C．4.4 mol/L D．4.8 mol/L
18．（2021高一下·湘西期末）对于，一定条件下，将X和通入的恒容密闭容器中，反应到时，测得Y的物质的量为，当反应达到平衡时测得放出热量，下列说法正确的是（ ）
A．第时，Y的反应速率为
B．前内，X的转化率为
C．当有参与反应时，放出的热量为
D．达到化学平衡状态时，正逆，且Z的浓度不再变化
19．（2021高一下·沈阳期末）相同温度下，分别在起始体积均为1L的两个密闭容器中发生反应：X2(g)+3Y2(g) 2XY3(g)△H＝-akJ/mol。实验测得反应的有关数据如表。
容器 反应条件 起始物质的量/mol 达到平衡所用时间/min 达平衡过程中的能量变化
X2 Y2 XY3
① 恒容 1 3 0 10 放热 0.1a kJ
② 恒压 1 3 0 t 放热b kJ
下列叙述正确的是（ ）
A．对于上述反应，①、②中反应的平衡常数K的值相同
B．①中：从开始至10min内的平均反应速率υ(X2)＝0.1mol/(L min)
C．②中：X2的平衡转化率小于10%
D．b＞0.1a
20．（2020高二上·宁波期末）一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：
容器1 容器2 容器3
反应温度/K 700 700 800
反应物投入量 2molSO2、1molO2 4molSO3 2molSO2、1molO2
平衡v正(SO2)/mol·L-1·s-1 v1 v2 v3
平衡c(SO3)/mol·L-1 c1 c2 c3
平衡体系总压强p/Pa p1 p2 p3
物质的平衡转化率α α1(SO2) α2(SO3) α3(SO2)
平衡常数K K1 K2 K3
下列说法正确的是（ ）
A．v1< v2，c2< 2c1
B．K1> K3，p2> 2p3
C．v1< v3，α1(SO2 ) >α3(SO2 )
D．c2> 2c3，α2(SO3 )+α3(SO2 )<1
21．（2020高二下·苏州期末）在3个初始温度均为T℃的密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) (正反应放热)。下列说法正确的是( )
容器编号 容器类型 初始体积 起始物质的量/mol 平衡时SO3物质的量/mol
SO2 O2 SO3
I 恒温恒容 1.0 L 2 1 0 1.6
II 绝热恒容 1.0 L 2 1 0 a
III 恒温恒压 0.5 L 0 0 1 b
A．a＞1.6
B．b＜0.8
C．平衡时v正(SO2)：v(I)＜v(II)
D．若起始时向容器I中充入1.0 mol SO2(g)、0.20 mol O2(g)和4.0molSO3(g)，则反应将向正反应方向进行
22．（2020高二下·黔南州期末）向起始温度为298K的10L刚性恒容密闭容器中充入1molNO和1molH2发生反应：2NO（g）+2H2（g） N2（g）+2H2O（g） 。已知①体系内总压强（P）与时间（t）的关系如图所示：
②曲线中平衡时的温度与起始时的温度相同。
则下列说法中错误的是（ ）
A．该反应的
B．0~10min内
C．298K时，该反应的平衡常数
D．10min时反应达到平衡，NO的转化率为80%
三、非选择题
23．（2023·全国甲卷）甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：
（1）已知下列反应的热化学方程式：
①
②
反应③的 ，平衡常数 (用表示)。
（2）电喷雾电离等方法得到的(等)与反应可得。与反应能高选择性地生成甲醇。分别在和下(其他反应条件相同)进行反应，结果如下图所示。图中的曲线是 (填“a”或“b”。、时的转化率为 (列出算式)。
（3） 分别与反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似，图中以示例)。
(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则与反应的能量变化应为图中曲线 (填“c”或“d”)。
(ⅲ)与反应，氘代甲醇的产量 (填“＞”“＜”或“=”)。若与反应，生成的氘代甲醇有 种。
24．（2023·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，还原是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：
Ⅰ：
Ⅱ：
请回答：
（1）有利于提高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）反应的 ， (用表示)。
（3）恒压、时，和按物质的量之比投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现高效转化。
①下列说法正确的是 。
A．可循环利用，不可循环利用
B．过程ⅱ，吸收可促使氧化的平衡正移
C．过程ⅱ产生的最终未被吸收，在过程ⅲ被排出
D．相比于反应Ⅰ，该流程的总反应还原需吸收的能量更多
②过程ⅱ平衡后通入，测得一段时间内物质的量上升，根据过程ⅲ，结合平衡移动原理，解释物质的量上升的原因 。
（4）还原能力可衡量转化效率，(同一时段内与的物质的量变化量之比)。
①常压下和按物质的量之比投料，某一时段内和的转化率随温度变化如图1，请在图2中画出间R的变化趋势，并标明时R值 。
②催化剂X可提高R值，另一时段内转化率、R值随温度变化如下表：
温度/℃ 480 500 520 550
转化率/% 7.9 11.5 20.2 34.8
R 2.6 2.4 2.1 1.8
下列说法错误的是
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，含氢产物中占比越高
C．温度升高，转化率增加，转化率降低，R值减小
D．改变催化剂提高转化率，R值不一定增大
25．（2022·海南）某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环，其中涉及反应：
回答问题：
（1）已知：电解液态水制备，电解反应的。由此计算的燃烧热(焓) 。
（2）已知：的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。
①若反应为基元反应，且反应的与活化能(Ea)的关系为。补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2) 。
②某研究小组模拟该反应，温度t下，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入和，反应平衡后测得容器中。则的转化率为 ，反应温度t约为 ℃。
（3）在相同条件下，与还会发生不利于氧循环的副反应：，在反应器中按通入反应物，在不同温度、不同催化剂条件下，反应进行到2min时，测得反应器中、浓度()如下表所示。
催化剂 t=350℃ t=400℃
催化剂Ⅰ 10.8 12722 345.2 42780
催化剂Ⅱ 9.2 10775 34 38932
在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应，生成的平均反应速率为 ；若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件，原因是 。
26．（2023·马鞍山模拟）我国力争2030年前实现碳达峰，2060 年前实现碳中和。CO2 的综合利用是实现碳中和的措施之一。
（1）Ⅰ． CO2和CH4在催化剂表面可以合成CH3COOH，该反应的历程和相对能量的变化情况如下图所示(*指微粒吸附在催化剂表面，H*指H吸附在催化剂载体上的氧原子上，TS表示过渡态)：
决定该过程的总反应速率的基元反应方程式为 。
（2）下列说法正确的有 。
a．增大催化剂表面积可提高CO2在催化剂表面的吸附速率
b． CH3COOH* 比CH3COOH(g)能量高
c．催化效果更好的是催化剂2
d．使用高活性催化剂可降低反应焓变，加快反应速率
（3）Ⅱ． CO2和 H2在一定条件下也可以合成甲醇，该过程存在副反应ii。
反应i： CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1 = -49.3 kJ·mol-1
反应ii： CO2(g) + H2(g CO(g)+ H2O(g) ΔH2
有关物质能量变化如图所示，稳定单质的焓(H)为0，则ΔH2= kJ·mol-1
（4）恒温恒容条件下，仅发生反应ii，反应达到平衡的标志是 。
a． CO的分压不再发生变化
b．气体平均相对分子质量不再发生变化
c． 气体密度不再发生变化
d． 比值不再发生变化
（5）在5.0MPa，将n(CO2) ： n(H2)=5 ： 16的混合气体在催化剂作用下进行反应。体系中气体平衡组成比例(CO和CH3OH在含碳产物中物质的量百分数)及CO2的转化率随温度的变化如图所示。
①表示平衡时CH3OH在含碳产物中物质的量百分数的曲线是 (填“a”或“b”)。
②CO2平衡转化率随温度的升高先减小后增大，增大的原因可能是 。
③250℃时反应i： CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)的 Kp= (MPa)-2(用最简分数表示)。
27．（2023·山东模拟）近年，甲醇的制取与应用在全球引发了关于“甲醇经济”的广泛探讨。二氧化碳加氢制甲醇已经成为研究热点，在某催化加氢制的反应体系中，发生的主要反应如下：
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题：
（1）下列能说明反应Ⅰ一定达到平衡状态的是____(填标号)。
A．
B．平衡常数不再发生变化
C．混合气体的密度不再发生变化
D．混合气体中的百分含量保持不变
（2）在催化剂作用下，将平均相对分子质量为16的和的混合气体充入一恒容密闭容器中发生反应Ⅰ、Ⅱ，已知反应Ⅱ的反应速率，为速率常数，x为物质的量分数。
①当转化率达到60%时，反应达到平衡状态，这时和的平均相对分子质量为23，若反应Ⅱ的，平衡时反应速率 ；
②经验公式为，其中为活化能，T为热力学温度，k为速率常数，R和C为常数，则 (用含、、T、R的代数式表示)。
③由实验测得，随着温度的逐渐升高，反应Ⅰ为主反应，平衡逆向移动平衡时混合气体的平均相对分子质量几乎又变回16，原因是 。
（3）其他条件相同时，反应温度对选择性的影响如图所示：
由图可知，温度相同时选择性的实验值略高于其平衡值，可能的原因是 。
（4）利用甲醇分解制取烯烃，涉及反应如下。
a.
b.
c.
恒压条件下，平衡体系中各物质的量分数随温度变化如图所示：
已知时，，平衡体系总压强为P，则反应c的平衡常数 。
28．（2023·汉中模拟）有效去除大气中的H2S、SO2以及废水中的硫化物是环境保护的重要课题。
（1）氨水可以脱除烟气中的SO2.氨水脱硫的相关热化学方程式如下：
2NH3(g) + H2O(1) + SO2(g)=(NH4)2SO3(aq) ΔH=akJ/mol
2NH4HSO3(aq)=((NH4)2SO3 (aq) + H2O(l) + SO2(g) ΔH =bkJ/mol
2(NH4)2SO3(aq) + O2(g)= 2(NH4)2SO4 (aq) ΔH = ckJ/mol
反应2NH3(g) + 2NH4HSO3(aq)+O2(g)= 2(NH4)2SO4+(aq)的 ΔH = kJ/mol(用含a、 b、c的代数式表示)。
（2）H2S与CO2在高温下发生反应： H2S(g) + CO2(g) COS(g)+ H2O(g)。在610K时，将。0.40 mol H2S与0.20 mol CO2充入5 L的空钢瓶中，反应达到平衡后水的物质的量分数为0.2。
①上述条件下H2S的平衡转化事α1= %。
②若在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.3，该反应的ΔH 0(填“<” “>”“<或=”)。
③在610 K时反应H2S(g) + CO2(g) COS(g) + H2O(g)平衡建立的基础上，改变下列一种条件，能使H2S平衡转化率增大的是 (填标号)。
A．向容器中通入H2S B．向容器中通入CO2
C．加入催化剂 D．缩小容器的体积
（3）在气体总压强分别为p1和p2时，反应2SO3(g) 2SO2 g) + O2(g)在不同温度下达到平衡， 测得SO3(g)及SO2(g)的物质的量分数如图所示：
①压强： p2 p1(填：“>”或”<”) ：判断的理由是 。
②若p1=8.1MPa，起始时充入a mol的SO3(g)发生反应，计算Q点对应温度下该反应的平衡常数Kp= MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压-总压×物质的量分数)。
29．（2023·黄山模拟）氨基甲酸铵(H2NCOONH4)为尿素生产过程的中间产物，易分解。
已知：
Ⅰ.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH1= -92 kJ·mol-1
Ⅱ. C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH2= - 394 kJ·mol-1
Ⅲ. N2(g)+ 3H2(g)+C(s)+O2(g) H2NCOONH4(s) ΔH3= - 646 kJ·mol-1
Ⅳ.H2NCOONH4(s) 2NH3(g)+ CO2(g) ΔH4
回答下列问题：
（1）NH3的空间构型为 。NH3的键角大于PH3， 分析原因： 。
（2）ΔH4= 。 T℃下在某密闭容器中加入H2NCOONH4(s)，假设只发生反应Ⅳ，达平衡时测得NH3的浓度为c1；保持温度不变，加压(缩小容器的体积)，测得新的平衡条件下NH3的浓度为c2，则c1 c 2(填“>” “<”或“=”)。反应Ⅳ在 (填“高温” “低温”或“任意温度”)条件下能够自发进行。
（3）某温度下在一刚性的密闭容器中，充入等物质的量N2和H2发生反应Ⅰ，起始压强为1MPa， 10min 末达平衡，测得平衡时压强为0.8MPa，则10min内v(N2)= MPa/min。此时平衡常数Kp= 。对于该条件下的反应，下列说法错误的是 。
A．当N2的体积分数不变时，说明反应已经达到化学平衡状态
B．温度升高化学反应速率加快，化学平衡常数增大
C．其他条件不变时，若适当增加N2的用量，可以提高H2的平衡转化率
D．使用合适的催化剂可以加快化学反应速率，但ΔH1不变
（4）在一定的条件 下，将AmolN2和BmolH2充入某体积固定的密闭容器中合成NH3，在不同的催化剂(甲或乙)下发生反应，反应相同时间后H2的转化率与温度的关系如图：
某学习小组的同学通过讨论得出结论： 200℃时， a点对应的转化率(5%)不是使用催化剂甲下H2的平衡转化率。判断依据是： 。
30．（2023·中卫模拟）习近平主席在第75届联合国大会提出，我国要在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和的目标。因此二氧化碳的固定和转化成为科学家研究的重要课题。
（1）以CO2和H2为原料合成乙烯，其反应的过程分两步进行：
I．CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.3kJ·mol-1
Ⅱ.2CO(g)+4H2(g) C2H4(g)+2H2O(g) ΔH=+210.5kJ·mol-1
CO2加氢合成乙烯的热化学方程式为 。
（2）2021年9月24日，我国科学家在《Science》上发表论文《无细胞化学酶法从二氧化碳合成淀粉》，代表着人类人工合成淀粉领域的重大颠覆性和原创性突破。该实验方法首先将CO2催化还原为CH3OH，探究CH3OH合成反应的化学平衡影响因素，有利于提高CH3OH的产率，CO2和H2在某种催化剂作用下可同时发生以下两个反应：
I．CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=—48.5kJ·mol-1
Ⅱ.2CO2(g)+5H2(g) C2H2(g)+4H2O(g) ΔH=+37.1kJ·mol-1
在压强为P，CO2、H2的起始投料为1：3的条件下，发生反应I、Ⅱ，实验测得CO2的平衡转化率和平衡时CH3OH的选择性随温度的变化如图所示：
已知：CH3OH的选择性=
①有利于提高CH3OH的选择性的措施有 (填序号)。
A．适当降温 B．适当升温 C．选择合适的催化剂
②温度高于350℃时，体系中发生的反应以 (填“I”或“Ⅱ”)为主，并说明理由 。
③其中表示平衡时CH3OH的选择性的曲线是 填“a”或“b”)。
④400℃时，在该压强及投料比的条件下，利用图示所给数据计算H2的转化率为 (保留三位有效数字)。
（3）二氧化碳甲烷化技术是一种最有效的对二氧化碳循环再利用的技术。用如图装置电解二氧化碳制取甲烷，温度控制在10℃左右，持续通入二氧化碳，电解过程中KHCO3物质的量基本不变，则阴极反应式为 。
31．（2023·聊城模拟）甲醇是重要的化工原料，研究甲醇的制备及用途在工业上有重要的意义
（1）一种重要的工业制备甲醇的反应为
① H
② H1=+40.9kJ/mol
③ H2=-90.4kJ/mol
试计算H kJ/mol。
（2）对于反应，v正=k正·p(CO2)·p3(H2)，v逆=k逆·p(CH3OH)·p(H2)。其中k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体分压(分压=物质的量分数×总压)。在540K下，分别按初始投料比n(CO2)：n(H2)=3：1，n(CO2)：n(H2)=1：l、n(CO2)：n(H2)=1：3进行反应，测得H2的平衡转化率随压强变化的关系如图所示：
①投料比n(CO2)：n(H2)=l：3的曲线是 。(填“a”、“b”或“c”)
②已知点N在曲线b上，计算该温度下压强平衡常数Kp= (MPa)-2.(用平衡分压代替平衡浓度计算)
③该温度下，测得某时刻p(CO2)=0.2MPa，p(CH3OH)=p(H2O)=0.1MPa，p(H2)=0.4MPa，此时v正：v逆= 。(保留2位有效数字)
（3）甲醇催化制取丙烯的反应为：。已知Arrhenius经验公式为(其中Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。该反应的Arrhenius经验公式的实验数据如图所示：
①该反应的活化能Ea= kJ/mol。
②当用更高效催化剂时，请在图中画出Rlnk与关系的曲线 。
（4）目前世界上一半以上的乙酸都采用甲醇与CO反应来制备： H<0。在恒压密闭容器中通入一定量的CH3OH和CO气体，测得甲醇的转化率随温度变化关系如图所示：
①温度为T1时，该反应的正反应速率v(B)正 v(A)逆(填“>”，“=”或“<”)。
②B、C、D三点逆反应速率由大到小的顺序为 。[用“v(D)”、“v(C)”、“v(B)”表示]
32．（2023·嘉兴模拟）甲醇是一种理想的可再生清洁能源，近年来随着环保督查、碳双控等政策的实施，我国甲醇产能利用率不断提升。
I.和在一定条件下合成甲醇：
（1）根据如图相关物质的能量，计算 。
（2）向容积均为0.5L的恒容密闭容器中分别充入0.1mol和0.3mol，在两种催化剂(I和II)、不同温度下发生上述反应，经过相同时间，测得的转化率与温度的关系曲线如图所示(已知此实验条件下催化剂均未失活)。下列说法正确的是____。
A．催化效率较高的是催化剂II
B．A点一定小于C点的
C．C点的正反应速率：
D．温度区，的转化率随温度升高均增大的原因是：反应未达平衡，随温度升高反应速率加快，相同时间内转化率增大
（3）将和分别充入甲、乙两个恒容密闭容器中发生反应，相关数据如下表所示，测得不同温度下甲容器内的平衡转化率曲线甲如图所示。
容积
甲容器 VL 1mol amol
乙容器 VL 2mol 2amol
①请在图中画出乙容器中的平衡转化率曲线乙 。
②当乙容器中的平衡转化率与甲容器M点相同时，该反应的平衡常数之比 。
（4）II.已知反应是目前大规模制取氢气的方法之一。
实验发现，其他条件不变时向上述体系中投入一定量的CaO，反应相同时间测得的体积分数增大，其可能的原因是 。
33．（2023·长宁模拟）CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与CH4为原料制备CS2，S8受热分解成气态S2，发生反应2S2(g)+CH4(g)CS2(g)+2H2S(g)，回答下列问题：
（1）CH4的立体构型为 ，CS2分子的电子式为 。
（2）某温度下若S8完全分解成气态S2。在恒温恒容密闭容器中S2与CH4物质的量比为2∶1时开始反应。
①当CS2的体积分数为10%时，CH4的转化率为 。
②当以下数值不变时，能说明该反应达到平衡的是 (填序号)。
a．气体密度 b．气体总压 c．CH4与S2体积比 d．CS2的体积分数
（3）一定条件下，CH4与S2反应中CH4的平衡转化率、S8分解产生S2的体积分数随温度的变化曲线如图所示。据图分析，生成CS2的反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。工业上通常采用在600～650℃的条件下进行此反应，不采用低于600℃可能的原因是： 。
（4）用燃煤废气(含N2、O2、SO2、CO2、H2O等)使尾气中的H2S转化为单质硫S，可实现废物利用，保护环境，写出其中一个反应的化学方程式 。燃煤废气中常含有的NOx也能使H2S转化为单质硫S，完成其化学方程式，并标出电子转移的方向和数目(用含X的代数式表示) 。
H2S＋ NOx＝ S＋ ＋ N2
34．（2023·闵行模拟）冷冻氨碳捕集技术，要先用氨吸收CO2生成盐，然后在高温下使CO2再生。
吸收CO2的主要化学反应：
2NH3(aq)＋CO2(g)＋H2O(l)(NH4)2CO3(aq)＋99.3kJ
NH3(aq)＋CO2(g)＋H2O(l)NH4HCO3(aq)＋26.4kJ
2NH3(aq)＋CO2(g)NH2COONH4(aq)＋135.9kJ
（1）吸收CO2时宜选用 ，(选填“低温”或“高温”)理由 、 。(列举两点)
（2）再生的CO2可直接用于合成乙醇。
2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)
该反应的化学平衡常数表达式K= 。
（3）在恒温恒容的密闭容器中反应，可以判断已达平衡状态的是 。(选填编号)
a.2v(CO2)正=3v(H2O)逆
b．容器中总压强不变
c．容器中混合气体的密度不变
d．容器中CO2的体积分数不变
（4）干燥的NH3和CO2可生成较纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)，氨基甲酸铵易水解，产物是碳酸氢铵和一种弱碱。取二份氨基甲酸铵溶液，测定15℃、25℃时水解反应速率，得到c(NH2COO﹣)随时间变化趋势如图所示。
写出氨基甲酸铵水解的离子方程式 。
（5）根据图中信息回答：25℃，0~10min内NH2COO﹣的平均水解速率v(NH2COO﹣)= 。判断NH2COO﹣的水解速率随温度升高而增大的理由是 。
35．（2023·重庆市模拟）氨具有较高的含氢量，可用作内燃机的燃料。
（1）液氨是重要的非水溶剂，和水类似，液氨的电离平衡为。写出与在液氨中发生中和反应的化学方程式为 。
（2）合成氨反应的方程式为：，恒压密闭容器中，起始时，不同温度(T)下平衡混合物中物质的量分数随压强的变化曲线如图所示。
①25℃时，和的燃烧热分别为akJ/mol和bkJ/mol，上述合成氨反应的焓变为 kJ/mol。
②A点的温度迅速从变为，则此时浓度商Q K()(填“>”“<”或“=”)。
③ (为以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。
④合成氨逆反应速率方程为：，式中k(逆)为逆反应的速率常数(只与温度有关)。从C点开始减小压强，平衡发生移动，直至达到新的平衡，v(逆)的变化过程为 。
（3）合成氨也可以通过电化学过程实现，其装置如图所示。
①导线中电子流动方向为 。
②生成的电极反应式为 。
③若惰性电极2的电流效率η为75%，则惰性电极2处与的物质的量之比为 。()
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】化学反应速率；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．反应开始一段时间，随着时间的延长，反应物浓度逐渐减小，产物Z的平均生成速率逐渐减小，则内Z的平均生成速率大于内的，故时，Z的浓度大于，A不符合题意；
B．时生成的Z的物质的量为，时生成的Z的物质的量为，故反应在时已达到平衡，设达到平衡时生了，列三段式：
根据，得，则Y的平衡浓度为，Z的平衡浓度为，平衡常数，时Y的浓度为，Z的浓度为，加入后Z的浓度变为，，反应正向进行，故，B不符合题意；
C．反应生成的Y与Z的物质的量之比恒等于1∶2，反应体系中只有Y和Z为气体，相同条件下，体积之比等于物质的量之比，，故Y的体积分数始终约为33.3%，C不符合题意；
D．由B项分析可知时反应处于平衡状态，此时生成Z为，则X的转化量为，初始X的物质的量为，剩余X的物质的量为，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.随着反应进行，反应物的浓度逐渐减小；
B.计算此时的浓度熵和平衡常数，比较两者相对大小，确定反应进行方向；
C.Y、Z都是气体且二者的物质的量之比始终为1：2；
D.5min时反应达到平衡状态。
2．【答案】B
【知识点】化学平衡常数；化学平衡的影响因素；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．反应2的平衡常数为，A不符合题意；
B．，平衡常数只与温度有关，温度不变平衡常数不变，再次达平衡后，容器内各气体分压不变，总压强不变，B符合题意；
C．， ，，，所以总压强为：，C不符合题意；
D．达平衡后，缩小体积，平衡逆向移动，温度不变，平衡常数不变，再次平衡后总压强不变，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.根据计算；
B.平衡常数只与温度有关；
C.分别计算各物质分压，再根据计算总压强；
D.温度不变，平衡常数不变。
3．【答案】A
【知识点】化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．CO2(g)+C(s) 2CO(g)反应中，C为固体，不影响平衡移动，CO的化学计量数大于CO2的化学计量数，且反应发生在恒容密闭容器中，所以增大CO2的物质的量，则平衡左移。甲容器中n(CO2)初始为0.2mol，若全部转化为CO，则c(CO)=0.2mol/L，所以曲线Ⅰ对应的容器不是甲；若曲线Ⅲ对应的容器为甲，则在1100℃时，乙容器中的c(CO)应小于0.08mol/L，不符合图示。综上分析，曲线Ⅱ对应的容器是甲，故曲线Ⅰ对应的容器是乙，曲线Ⅲ对应的容器是丙，A项符合题意；
B．该反应生成物中气体的化学计量数大于反应物中气体的化学计量数。b、c两点为同一容器的不同状态，b点的c(CO)更大，该状态下气体的总物质的量大于c点状态，故pb>pc；a点为容器乙状态，该状态下气体的总物质的量大于b点，故pa>pb，所以a、b、c三点所处状态的压强大小关系：pa>pb>pc，B项不符合题意；
C．CO2的分子量大于CO，所以CO2的转化率越高则混合气体的平均分子量大小越小。相同温度下，容器中转化率丙>甲>乙，故平衡时容器中混合气体的平均分子量大小关系：乙>甲>丙，C项不符合题意；
D.1000K时，若起始向容器乙中加入CO、CO2、C各1mol，则，而1000K时，根据图示可知反应CO2(g)+C(s) 2CO(g)的平衡常数K<0.5，Q>K，则起始向容器乙中加入CO、CO2、C各1mol，反应v(正)
【分析】固体不影响平衡移动，1100K时，CO的浓度a点约为c点的2倍，由表中起始浓度的关系可知，曲线Ⅰ对应容器乙、曲线Ⅱ对应容器甲、曲线Ⅲ对应的容器丙。
4．【答案】C
【知识点】化学反应速率；化学平衡状态的判断；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．由图可知，两个点都不是平衡点，则，A不符合题意；
B．由图可知，X的起始浓度为0.1mol/L ，L点时X的浓度为0.08mol/L，则转化的X的浓度为0.02mol/L，X的转化率为20％，B不符合题意；
C．化学反应速率为平均速率，根据方程式可知，X和Y的计量系数相同，故某个时间段的，但某个时刻无法根据平均速率公式求解，C符合题意；
D．由图可知，经足够长时间后，反应达到平衡，两者的浓度相等，则两者的物质的量相等，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.M点和N点反应均正向进行；
B.根据计算；
C.无法计算瞬时反应速率；
D.可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变。
5．【答案】C
【知识点】化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】A.400℃时，氮气的物质的量最大，说明主要发生反应Ⅱ，A不符合题意；
B.840℃时一氧化氮的产率最高副产物氮气产率最低，则工业用氨催化氧化制备HNO3，选择的最佳温度是840℃，B不符合题意；
C．由图知520C时，生成氮气和一氧化氮的物质的量均为0.2mol，则反应Ⅱ消耗的氨气的物质的量为0.4mol，反应Ⅰ消耗的氨气的物质的量为0.2mol，NH3的有效转化率为，C符合题意；
D.840℃后，NO的物质的量下降，可能是反应Ⅰ为放热反应，升温，反应Ⅰ平衡逆向移动所致，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.400℃时，氮气的物质的量最大，主要发生反应Ⅱ；
B.840℃时一氧化氮的产率最高副产物氮气产率最低；
C.根据计算；
D.反应Ⅰ为放热反应，升温平衡逆向移动。
6．【答案】D
【知识点】化学平衡常数；化学平衡的影响因素；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．g、f是相同温度、不同压强下的平衡常数，因为平衡常数只受温度变化的影响，所以g=f，A不符合题意；
B．由分析可知，该反应的正反应是吸热反应，B不符合题意；
C．因为正反应为吸热反应，所以800℃、相同压强时，A的转化率最大，而反应前后气体的分子数相等，所以800℃时，三种压强下的A的转化率都相同，C不符合题意；
D.1.5MPa、300℃时，平衡常数b=16，设B的物质的量的变化量为x，则达平衡时，A、B、D的物质的量分别为1-x、1-x、2x，，x=0.5mol，则B的转化率为=50%，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.平衡常数只与温度有关；
B.该反应是气体体积不变的反应，增大压强平衡不移动，升温平衡常数增大，说明升温化学平衡正向移动，正反应为吸热反应；
C.压强不影响该反应的平衡移动；
D.根据计算。
7．【答案】D
【知识点】化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．根据表中数据可知，其他条件相同，乙中c(H2)为甲中的2倍，乙中反应速率较大，选项A不符合题意；
B．设甲中I2的转化率为x，根据三段式有：
，K===4，解得x=50%，选项B不符合题意；
C．根据丙中各数据，Q= ==4=K，平衡不移动，c(I2)=0.01mol L-1，选项C不符合题意；
D．乙中始终保持2：1，而丁中由于，Q= ==2
【分析】A.反应物的浓度越大，反应速率越快；
B.列出反应的三段式计算；
C.Q= =K，平衡不移动；
D.丁中Q= ==2
【知识点】化学平衡常数；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．容器1和容器2是等效平衡，因此，温度升高平衡逆向移动，因此，A不符合题意；
B．容器1和容器2是等效平衡，因此，温度升高平衡逆向移动，减小，因此，B符合题意；
C．温度升高平衡逆向移动，平衡转化率减小，因此，C不符合题意；
D．容器1和容器2是等效平衡，达到平衡状态时，各物质的浓度相等，，且两容器温度相同，则有，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】恒温恒容下，对于反应前后都是气体且物质的量相等的可逆反应，改变起始加入物质的物质的量，只要按化学计量数，换算成同一边的物质的量之比与原平衡相同，则达平衡后与原平衡等效，则容器Ⅰ和容器Ⅱ为等效平衡，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动。
9．【答案】B
【知识点】化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．由图可知，n（H2）相同时，温度T2对应氨气含量高，反应为放热反应，降低温度有利于生成氨气，则T1＞T2，A不符合题意；
B．a、b、c三点，n（H2）越大，平衡正向移动的程度越大，N2的转化率越大，H2的转化率却越小，a点时氢气的物质的量最小，a点H2的转化率最高，B符合题意；
C．温度不变化学平衡常数不变，故a、b、c三点的平衡常数K值相等，c点时H2起始的物质的量浓度最大，化学反应速率最快，C不符合题意；
D．b点时，初始加入n（H2）=0.15mol，n（N2）为xmol，平衡时H2和N2的转化率均为60%，则转化的氢气为0.09mol，则：，则×100%=60%，则x=0.05mol，则平衡时N2的物质的量浓度为=0.01 mol L-1，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.该反应为放热反应，升温平衡逆向移动；
B.氢气的物质的量越大，氮气的转化率越大；
C.化学平衡常数值只与温度有关；
D.列出反应的三段式，结合计算。
10．【答案】D
【知识点】化学反应速率；化学平衡的计算
【解析】【解答】A.20～60s内，改变量为0.044mol，则平均反应速率，故A不符合题意；
B．平衡时物质的量为0.040mol，则消耗物质的量为0.06mol，则的平衡转化率为，故B不符合题意；
C．根据B选项得到平衡时物质的量为0.040mol，物质的量为0.12mol，总的气体物质的量为0.16mol，根据已知条件，得到平衡时气体总压强为，平衡时，，，，故C不符合题意；
D．根据C选项分析得到平衡时平衡常数，80s时，再充入0.03molNO2、0.01molN2O4，此时，则平衡逆向移动，故D符合题意。
故答案为：D。
【分析】A.根据计算；
B.根据计算；
C.计算平衡时各物质的分压，结合计算。
11．【答案】B
【知识点】焓变和熵变；化学平衡常数；化学平衡移动原理；化学平衡状态的判断；化学平衡的计算
【解析】【解答】A.由表格数据可知，温度升高，平衡正向移动，因此该反应ΔH>O，A不符合题意；
B.25℃时平衡气体的总浓度为4.8×10－3mol·L－1，因此可得平衡感时c(NH3)=3.2×10－3mol·L－1，c(CO2)=1.6×10－3mol·L－1，所以该温度下反应的平衡常数K=c2(NH3)×c(CO2)=(3.2×10－3)2×1.6×10－3≈1.6×10－8，B符合题意；
C.反应过程中n(NH3)与n(CO2)之比为2：1，一直保持不变，不属于变量，因此不能说明反应达到平衡状态，C不符合题意；
D.NH2COONH4为固体，加入固体，不影响平衡移动，D不符合题意；
故答案为：B
【分析】A、结合温度对平衡移动的影响分析反应的热效应；根据ΔH－TΔS＜0，反应自发进行分析；
B、根据25℃时平衡气体的总浓度，计算平衡时c(NH3)、c(CO2)，结合平衡常数的表达式进行计算；
C、反应过程中，CO2的体积分数保持不变，属于恒量；
D、加入固体，不影响平衡移动；
12．【答案】C
【知识点】化学平衡的影响因素；化学平衡的计算
【解析】【解答】A.270℃时，CH3OH的选择性更大，故主要发生反应I，A不符合题意；
B．缩小容器体积，相当于是增大压强，反应I平衡正向移动，CO2，H2物质的量减小，故反应Ⅱ平衡会逆向移动，n (CO)会减小，B不符合题意；
C．该温度下，CH3OH的选择性是75%，CO是25%，CO2平衡转化率是12%，故转化的CO2物质的量是0.12mol，根据反应I，Ⅱ系数可知，生成H2O是0.12mol，C符合题意；
D.210℃和230℃相比CH3OH的选择性相差不大，但是230℃时CO的平衡转化率要明显大于210℃时，故230℃时转化生成的CH3OH更多，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.依据图中曲线分析；
B．依据化学平衡移动原理分析；
C．根据反应I，Ⅱ系数和图中数据分析；
D.依据图中曲线变化的趋势分析。
13．【答案】A,D
【知识点】化学反应速率；化学平衡常数；化学平衡状态的判断；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．T1在10s时达平衡而T2未达平衡，所以T1速率比T2大。T1温度下1-10s，转化率为60%，则，，A项符合题意；
B．
计算得，B项不符合题意；
C．该反应为恒容且气体质量守恒，所以密度为非变量，气体密度不再变化无法判断平衡，C项不符合题意；
D．T2温度下加入催化剂可加快反应速率，2s时可达到X点，D项符合题意；
故答案为：AD。
【分析】A.T1时反应先达到平衡，说明该条件下反应速率较快；
B.列出反应的三段式，结合平衡常数公式计算；
C.该反应的密度始终不变；
D.加入催化剂可加快反应速率。
14．【答案】B,C
【知识点】化学反应速率；化学平衡状态的判断；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．反应进行到3min时，CO2(g)和CH3OH(g)的浓度还在变化，说明反应未达到平衡，A不符合题意；
B．CO2初始浓度为1.00mol/L，达到平衡时CO2的浓度是0.25mol/L，转化率为，B符合题意；
C.0-3min，氢气的平均反应速率为，C符合题意；
D．从反应开始到平衡（10min），的转化率为75%，故放出的热量为，D不符合题意；
故答案为：BC。
【分析】A.3min时，反应正向进行；
B.根据计算；
C.根据和反应速率之比等于化学计量数之比计算v(H2)；
D.10min时，的转化率为75%。
15．【答案】A,D
【知识点】化学反应速率；化学平衡的计算
【解析】【解答】A.0～2 min内消耗氮气是0.1mol，则生成氨气是0.2mol，所以NH3的反应速率为：=0.05mol L-1 min-1，故A符合题意；
B.0～2 min过程中消耗H2的物质的量为0.3 mol，2 min时H2的物质的量1.2mol－0.3mol＝0.9mol，故B不符合题意；
C．根据表中数据可知，4 min时剩余氢气是0.75mol，消耗氢气是0.45mol，则生成氮气是0.3mol，与6min时氮气的物质的量相等，说明该反应已达到平衡状态，但此时正、逆反应的速率不等于0，故C不符合题意；
D.4～6 min内已经达到平衡状态，正逆反应速率相等，则容器内气体分子的总物质的量不变，故D符合题意；
故答案为：AD。
【分析】A.根据计算；
B.2 min时H2的物质的量1.2mol－0.3mol＝0.9mol；
C.化学平衡是动态平衡，化学反应速率不为0；
D.反应达到平衡之后，各组分的物质的量不再变化，则容器内气体的总物质的量不变。
16．【答案】A,D
【知识点】化学反应速率；化学平衡的影响因素；化学平衡的计算
【解析】【解答】A.70min后H2O(g)的浓度不再改变，反应达到平衡，平衡时c(H2O)=0.12mol/L，初始投料为0.2molCO2和0.4molH2，结合方程式可知平衡时c(CO2)=0.08mol/L，c(H2)=0.28mol/L，c(CO)=c(H2O)=0.12mol/L，则该温度下平衡常数K==0.64＜1，该反应焓变大于0，为吸热反应，则温度越低平衡常数越小，所以T<830，A符合题意；
B.20~40min内Δc(H2O)=0.10mol/L-0.07mol/L=0.03mol/L，根据方程式可知相同时间内Δc(H2)=0.03mol/L，所以v(H2)== 1.5×10-3mol·L-1·min-1，B不符合题意；
C．该反应前后气体系数之和相等，仅增大压强，平衡不移动，CO的体积分数不变，C不符合题意；
D．若向容器中充入0.8 mol CO2和1.6molH2，反应物的浓度增大，反应速率加快，由于该反应平衡不受压强影响，则平衡时反应物的转化率不变，所以达到平衡时间缩短，D符合题意；
故答案为：AD。
【分析】A.计算平衡常数，进而确定其温度；
B.根据计算；
C.该反应反应前后气体体积不变，增大压强平衡不移动；
D.向容器中充入0.8 mol CO2和1.6molH2，反应物的浓度增大，反应速率加快。
17．【答案】B,D
【知识点】化学平衡的计算
【解析】【解答】可逆反应不能完全发生。假如反应从正反应方向进行，2.4 mol/L的Z是由X、Y反应产生的，则根据物质反应转化关系，反应消耗X的浓度是2.4 mol/L，故反应开始时X的浓度为2 mol/L+2.4 mol/L=4.4 mol/L；若反应从逆反应方向开始，Y由Z反应生成，逆推0.8 mol/L的Y反应，会同时消耗1.6 mol/L的X，产生1.6 mol/L的Z，则X的起始浓度为2 mol/L-1.6 mol/L=0.4 mol/L，故X在起始时的浓度范围为0.4 mol/L～4.4 mol/L，因此X的浓度不可能是0.2 mol/L、4.8 mol/L，
故答案为：BD。
【分析】化学平衡的建立，既可以从正反应开始，也可以从逆反应开始，不论从哪个方向开始，物质都不能完全反应，利用极限法假设完全反应，计算出相应物质的浓度变化量，实际变化量小于极限值，据此判断分析。
18．【答案】B,D
【知识点】反应热和焓变；化学平衡状态的判断；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．前10min内，Y的平均反应速率为， 而不是第时，Y的瞬时速率，A不符合题意；
B．前内，X消耗=0.6mol，转化率为：，B符合题意；
C．通入当反应达到平衡时测得放出热量，由于转化X物质的量未知，所以无法计算当有参与反应时放出的热量，C不符合题意；
D．达到化学平衡状态时，正逆，且Z的浓度不再变化，D符合题意；
故答案为：BD。
【分析】A.根据计算；
B.根据计算；
C.该反应为可逆反应，不能彻底转化；
D.可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变。
19．【答案】A,D
【知识点】化学反应速率；化学平衡常数；化学平衡的影响因素；化学平衡的计算
【解析】【解答】A.平衡常数是温度函数，只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，故A符合题意；
B.由题给数据可知，容器①达到平衡时反应放出热量0.1akJ，则反应消耗X2的物质的量为=0.1mol，从开始至10min内的平均反应速率υ(X2)＝=0.01mol/(L min)，故B不符合题意；
C.由题给数据可知，恒容容器①达到平衡时反应放出热量0.1akJ，则反应消耗X2的物质的量为=0.1mol， X2的平衡转化率为=10%，该反应为气体体积减小的反应，恒压容器相比于恒容容器，相当于是增大压强，增大压强，平衡向正反应方向移动，X2的平衡转化率会增大，恒压容器②中X2的平衡转化率应大于10%，故C不符合题意；
D.由题给数据可知，恒容容器①达到平衡时反应放出热量0.1akJ，该反应为气体体积减小的反应，恒压容器相比于恒容容器，相当于是增大压强，增大压强，平衡向正反应方向移动，X2的平衡转化率会增大，恒压容器②中放出的热量大于0.1akJ，即b＞0.1a，故D符合题意；
故答案为：AD。
【分析】A.平衡常数只与温度有关；
B.根据计算；
C.根据计算；
D.②中反应相当在①的基础上加压，平衡正向移动。
20．【答案】C,D
【知识点】化学平衡常数；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．根据上述分析，υ2>υ1，c2>2c1，A项不符合题意；
B．K3
C．υ3>υ1，α3(SO2)<α1(SO2)，C项符合题意；
D．c2>2c1，c3
故答案为：CD。
【分析】A.将1容器中的反应极限化时产生2molSO3，2容器是以4molSO3起始，2容器相当于1容器加压；
B.正反应为放热反应，升高温度不利于反应正向进行，恒容容器中，根据理想气体状态方程pV = nRT分析；
C.温度升高，化学反应速率加快，正反应吸热，温度升高不利于反应正向进行；
D.容器3极限化时生成2molSO2，容器2相当于容器3加压，加压有利于反应向减压方向进行，温度升高不利于反应正向进行。
21．【答案】B,C
【知识点】化学平衡移动原理；等效平衡；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．II与I初始投入量相同，II为绝热恒容容器，该反应为放热反应，故II随着反应的进行，容器内气体温度升高，平衡时相当于对I容器升高温度，升高温度化学平衡向吸热的逆反应方向移动，则平衡时SO3的物质的量比I小，即a＜1.6，A不符合题意；
B．对于I中反应，开始时n(SO2)=2 mol，n(O2)=1 mol，平衡时n(SO3)=1.6 mol，若容器III反应是在恒温恒容下进行，其等效开始状态是n(SO2)=1 mol，n(O2)=0 mol，物质的量是I的一半，容器的容积也是I的一半，则二者为等效开始状态，平衡时各种物质的含量相同，则平衡时SO3的物质的量是0.8 mol，但由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，反应III是在恒温恒压下进行，反应从逆反应方向开始，反应发生使气体的压强增大，为维持压强不变，相当于在I平衡的基础上扩大容器的容积而导致减小压强，减小压强化学平衡逆向移动，因此反应III中达到平衡时SO3的物质的量比0.8 mol要少，即b＜0.8 mol，B符合题意；
C．II为绝热容器，随着反应的进行容器内气体的温度升高，温度升高反应速率加快，则平衡时的正反应速率：平衡时v正(SO2)：v(I)＜v(II)，C符合题意；
D．对于反应I，由于容器的容积是1 L，则开始时c(SO2)=2 mol÷1 L=2 mol/L，c(O2)=1 mol÷1 L=1 mol/L，平衡时c(SO3)=1.6 mol÷1 L=1.6 mol/L，根据物质反应转化关系可知平衡时，c(SO2)=2 mol/L-1.6 mol/L=0.4 mol/L，c(O2)=1 mol/L- ×1.6 mol/L=0.2 mol/L，该反应的化学平衡常数K= =80，若开始时向I中加入1.0 mol SO2(g)、0.20 mol O2(g)和4.0 mol SO3(g)，由于容器的容积是1 L，则c(SO2)=1.0 mol/L，c(O2)=0.20 mol/L，c(SO3)= 4.0 mol/L，则Qc= =80=K，因此反应恰好处于平衡状态，既不向正反应方向移动，也不向逆反应方向移动，D不符合题意；
故答案为：BC。
【分析】A.正反应反应，反应的进行温度升高，导致平衡左移，导致平衡时三氧化硫的浓度减小
B.相当于加压，使平衡向右移动，含量增大
C.温度增大，速率增大，故II温度高于I，因此速率大
D.先计算出I中的平衡常数，再根据给出数据计算出浓度商进行比较即可
22．【答案】B,C
【知识点】反应热和焓变；化学平衡常数；化学平衡的计算
【解析】【解答】A．根据图像可知，在反应平衡之前，因为反应放热，使容器内气体膨胀，压强增大，故该反应的 <0，A不符合题意；
B．根据阿伏加德罗定律可知，恒温恒体积时，压强之比等于物质的量之比，设一氧化氮消耗了xmol，列三段式： 即 ，x=0.8，即0~10min内， ，B符合题意；
C.298K时，该反应的平衡常数 250000，C符合题意；
D.10min时反应达到平衡，NO的转化率为 ，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】A.根据正反应是体积减小的反应，但是据图所示，压强增大，因此反应是放热导致压强增大
B.根据平衡时的压强与起始压强的关系即可计算出变化的物质的量，即可求出速率大小
C.根据平衡时的压强关系计算出各物质的浓度即可计算出平衡常数
D.根据平衡时的数据计算
23．【答案】（1）； 或
（2）b；
（3）Ⅰ；c；＜；2
【知识点】盖斯定律及其应用；化学平衡常数；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）根据盖斯定律可知，反应③=1/2(反应②-①)，所以对应
；根据平衡常数表达式与热化学方程式之间的关系可知，对应化学平衡常数为：
（2）根据上述分析结合图像可知，b曲线为300K时，在300K，60s时，-lg()=0.1，则
=10-0.1，根据反应可知，生成的M+即为转化的MO+，则MO+的转化率为，
（3）(ⅰ)步骤Ⅰ涉及的是碳氢键的断裂和氢氧键的形成，步骤Ⅱ中涉及碳氧键形成
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则此时正反应活化能会增大，根据图示可知，MO+与CD4反应的能量变化应为图中曲线c；
MO+与CH2D2反应时，因直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则单位时间内产量会下降，则氘代甲醇的产量CH2D2OD＜CHD2OH；根据反应机理可知，若MO+与CHD3反应，生成的氘代甲醇可能为CHD2OD或者CD3OH，共2种。
【分析】（1）观察已知方程式与目标方程式，消除无关物质，即可得到目标方程的热化学反应方程。
（2）和（3）关于解答平衡图像题目技巧：①横轴坐标和纵坐标含有；②曲线斜率或者趋势；③曲线上特殊点，如起点、终点、交点和拐点等；④根据需要运用辅助线，如等温线、等压线等。
24．【答案】（1）C
（2）；
（3）BC；通入分解平衡正移，导致增大，促进还原平衡正移
（4）；C
【知识点】盖斯定律及其应用；化学平衡的影响因素；化学平衡移动原理；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】（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，升高温度，反应Ⅰ、Ⅱ平衡均右移，CH4平衡转化率增大；降低压强，平衡右移，CH4平衡转化率增大，故有利于提高平衡转化率的条件是高温低压；故答案为：C；
（2）已知：Ⅰ：
Ⅱ：
根据盖斯定律，由Ⅰ+Ⅱ2得反应；
故△H1+2△H2=+329，，故答案为： ； ；
（3）①A．先转化为Fe，然后Fe又转化为，可循环利用；CaCO3受热分解生成和CO2， 又与CO2反应生成CaCO3，也可循环利用，选项A不符合题意；
B．过程ⅱ，吸收使浓度降低，促进氧化的平衡正移，选项B符合题意；
C．过程ⅱ吸收而产生的最终未被吸收，在过程ⅲ被排出，选项C符合题意；
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需吸收的能量一样多，选项D不符合题意；
故答案为：BC；
②通入分解平衡正移，导致增大，促进还原平衡正移，故过程ⅱ平衡后通入，测得一段时间内物质的量上升，故答案为： 通入分解平衡正移，导致增大，促进还原平衡正移；
（4）①600℃以下，甲烷转化率随温度升高增大程度大于二氧化碳转化率，该阶段R减小，600℃以上，二氧化碳转化率随温度升高增大程度大于甲烷转化率，该阶段R增大，根据图1可知时，转化率为100%，即=1mol， 转化率为60%，即=3mol60%=1.8mol，故==1.8，故间R的变化趋势如图：，故答案为：；
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，增大的倍数比大，则R提高，选项A符合题意；
B．根据表中数据可知，温度越低，转化率越小，而R越大，增大的倍数比大，含氢产物中占比越高，选项B符合题意；
C．温度升高，转化率增加，转化率也增大，且两个反应中的转化率均增大，增大倍数多，故R值增大，选项C不符合题意；
D．改变催化剂使反应有选择性按反应Ⅰ而提高转化率，若转化率减小，则R值不一定增大，选项D符合题意；
故答案为：C。
【分析】（1）有利于提高 平衡转化率，即有利于反应向生成二氧化碳的方向进行；
（2）根据盖斯定律，由Ⅰ+Ⅱ×2可得；
（3）①A.Fe3O4、CaO在过程ii中作反应物、过程iii中作生成物；
B.过程ⅱ，吸收使浓度降低；
C.过程ii中CaO吸收CO2而产生的H2O最终未被CaO吸收；
D.焓变只与反应物和生成物的总能量差有关，与反应过程无关；
②化学平衡移动原理的具体内容为：如果改变可逆反应的条件（如浓度、压强、温度等），化学平衡就被破坏，并向减弱这种改变的方向移动；
（4）①时，=1mol， 转化率为60%，即=3mol60%=1.8mol，；
②A.根据分析；
B.温度越低，CH4的转化率越低，R越大；
C.温度升高，CH4转化率增加，CO2转化率增大；
D.改变催化剂使反应有选择性按反应Ⅰ而提高转化率。
25．【答案】（1）-286
（2）；50%或0.5；660.2(或660.1或660.3，其他答案酌情给分)
（3）5.4；相同催化剂，400℃的反应速率更快，相同温度，催化剂Ⅱ副产物浓度低，甲烷与甲醇比例高
【知识点】燃烧热；化学平衡常数；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学反应速率与化学平衡的综合应用；化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)电解液态水制备，电解反应的，则2mol完全燃烧消耗，生成液态水的同时放出的热量为572kJ ，从而可知1mol完全燃烧生成液态水放出的热量为286kJ，因此，的燃烧热(焓)-286。
(2)①由的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系图可知，K随着温度升高而减小，故该反应为放热反应。若反应为基元反应，则反应为一步完成，由于反应的与活化能(Ea)的关系为，由图2信息可知＝ａ，则ａ，则生成物能量低于a，因此该反应过程的能量变化示意图为：。
②温度t下，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入和，反应平衡后测得容器中，则参与反应的的物质的量为0.05mol，的转化率为；的平衡量为，和是按化学计量数之比投料的，则的平衡量为，的平衡量是的2倍，则，的平衡浓度分别为、、、，则该反应的平衡常数K＝，根据图1中的信息可知，反应温度t约为660.2℃。
(3)在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应，由表中信息可知，0~2minCH3OH的浓度由0增加到10.8μmol L-1，因此，0~2min生成CH3OH的平均反应速率为10.8mol L-12min=5.4μmol L-1 min-1；由表中信息可知，在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应， 0~2minCH3OH的浓度由0增加到10.8μmol L-1，c(CH4)：c(CH3OH)＝12722：10.8≈1178；在选择使用催化剂Ⅱ和350℃的反应条件下，0~2minCH3OH的浓度由0增加到9.2μmol L-1，c(CH4)：c(CH3OH)＝10775：9.2≈1171；在选择使用催化剂Ⅰ和400℃条件下反应， 0~2minCH3OH的浓度由0增加到345.2μmol L-1，c(CH4)：c(CH3OH)＝42780：345.2≈124；在选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件下，0~2minCH3OH的浓度由0增加到34μmol L-1，c(CH4)：c(CH3OH)＝38932：34≈1145。因此，若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件的原因是：相同催化剂，400℃的反应速率更快，相同温度，催化剂Ⅱ副产物浓度低，甲烷与甲醇比例高。
【分析】（1）燃烧热是指在101 kPa时，1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量；
（2）①该反应的平衡常数随温度升高而减小，该反应为放热反应，生成物能量低于a；
②根据转化率=反应量起始量×100%计算；计算此时的平衡常数，根据图1确定反应温度；
（3）根据v=ΔcΔt计算；400℃的反应速率更快，相同温度下，催化剂Ⅱ副产物浓度低，甲烷与甲醇比例高。
26．【答案】（1）CH3* + CO2*= CH3COO*或CH3*+ H* + CO2*= CH3COO* +H*
（2）ac
（3）+41
（4）ad
（5）a；温度升高后，以副反应(或反应ii )为主，副反应(或反应ii )是一个吸热反应，升高温度平衡正向移动(其他合理答案也可)；
【知识点】盖斯定律及其应用；活化能及其对化学反应速率的影响；化学平衡的影响因素；化学平衡状态的判断；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）反应所需的活化能越高，反应速率越慢，决定总反应反应速率的为慢反应，因此决定该过程的总反应速率的基元反应方程式为CH3*＋CO2*=CH3COO*。
（2）a、增大催化剂表面积可增大催化剂与CO2的接触，从而提高CO2在催化剂表面的吸附速率，a符合题意；
b、由相对能量图可知，CH3COOH*的能量低于CH3COOH(g)的能量，b不符合题意；
c、使用催化剂2时，反应所需的活化能更小，因此催化剂2的催化效果更好，c符合题意；
d、使用高活性催化剂可以加快反应速率，但不能降低反应焓变，d不符合题意；
故答案为：ac
（3）由图可得热化学方程式：CO(g)＋O2(g)=CO2(g) ΔH3=－283kJ·mol－1；
；H2(g)＋O2(g)=H2O(g) ΔH4=－242kJ·mol－1。根据盖斯定律可得，反应ⅱ的反应热ΔH2=ΔH4－ΔH3=(－242kJ·mol－1)－(－283kJ·mol－1)=＋41kJ·mol－1，所以反应ⅱ的反应热ΔH2=＋41kJ·mol－1。
（4）a、CO的分压在反应过程中是一个变量，则当其不变时，说明反应达到平衡状态，a符合题意；
b、反应物和生成物都是气体，反应前后混合气体的质量不变，且反应前后气体分子数不变，根据公式可知，反应过程中，混合气体的平均相对分子质量M不是一个变量，因此气体平均相对分子质量不变，不能说明反应达到平衡状态，b不符合题意；
c、反应前后混合气体的总质量保持不变，反应在恒容容器中进行，则混合气体的体积不变，根据公式可得，反应过程中，混合气体的密度保持不变，属于恒量，因此不能说明反应达到平衡状态，c不符合题意；
d、该反应的平衡常数，该反应为吸热反应，反应过程中，温度发生变化，则平衡常数K是一个变量，当其不变时，说明反应达到平衡状态，d符合题意；
故答案为：ad
（5）①生成CH3OH的反应为放热反应，则升高温度，平衡逆向移动，CH3OH的百分数减小，因此图中表示CH3OH在含碳产物中物质的量百分数的为曲线a。
②温度升高后，以反应ⅱ为主，反应ⅱ为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，因此CO2的转化率增大。
③令n(CO2)=5mol，则n(H2)=16mol，此时参与反应的n(CO2)=5mol×20%=1mol，反应生成n(CH3OH)=n(CO)=0.5mol。反应ⅰ中参与反应的n(H2)=0.5mol×3=1.5mol，反应生成的n(H2O)=0.5mol。反应ⅱ中参与反应的n(H2)=0.5mol，反应生成的n(H2O)=0.5mol。所以反应达到平衡时，n(CO2)=5mol－1mol=4mol，n(H2)=16mol－1.5mol－0.5mol=14mol，n(CH3OH)=n(CO)=0.5mol，n(H2O)=0.5mol＋0.5mol=1mol。此时体系中混合气体的总物质的量n(总)=4mol＋14mol＋0.5mol＋0.5mol＋1mol=20mol，所以体系中，，
，
，所以体系中反应ⅰ的平衡常数。
【分析】（1）决定总反应反应速率的是慢反应，反应所需的活化能越高，反应速率越慢。
（2）a、增大接触面积可加快反应速率；
b、根据相对能量变化图分析；
c、反应所需的活化能越低，催化剂的效果越好；
d、催化剂只能降低反应所需的活化能，不能改变反应热；
（3）根据物质能量变化图书写热化学方程式，结合盖斯定律计算目标反应的反应热。
（4）正逆反应速率相等，或“变量不变时”，说明反应达到平衡状态。
（5）①结合温度对平衡移动的影响分析。
②CO2的转化率增大，说明温度升高，平衡正向移动。
③由图可知，CO2的平衡转化率为20%，反应生成CO和CH3OH的物质的量百分数为50%。据此结合三段式进行计算。
27．【答案】（1）D
（2）；-TRlnK；反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，当温度升高时，以反应Ⅱ为主，反应Ⅱ是等体积反应，反应前后气体分子数相等，发生反应Ⅱ气体平均相对分子质量不变
（3）在该条件下反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ，单位时间内生成甲醇的量比生成CO的量多
（4）
【知识点】化学反应速率；化学平衡状态的判断；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）A．当时，反应达到平衡，A不正确；
B．平衡常数只与温度有关，恒温条件下，平衡常数保持不变，但反应不一定达到平衡，所以平衡常数不再发生变化，反应不一定达到平衡状态， B不正确；
C．当反应在恒容条件下进行时，由于反应物和生成物均为气体，混合气体的密度一直保持不变，则混合气体的密度不再发生变化，反应不一定达到平衡，C不正确；
D．混合气体中的百分含量保持不变，说明水的浓度不再变化，反应达到平衡，D正确；
故答案为：D；
（2）①平均相对分子质量为16的和的混合气体中，和的物质的量之比为1：2，设加入和的物质的量1mol、2mol，当转化率达到60%时，反应达到平衡状态，这时和的平均相对分子质量为23，此时和的物质的量之比为1：1，CO2反应了0.6mol，剩余0.4mol，则H2剩余0.4mol，氢气反应1.6mol，和反应的总物质的量为2.2mol，结合反应Ⅰ. 、Ⅱ. ，总物质的量减少1.1mol，x（CO2）= x（H2）=，反应达到平衡状态，，反应Ⅱ的，平衡时反应速率=；
②反应Ⅱ的，，根据，可得反应Ⅱ的K为，反应Ⅱ为吸热反应，，，，=-TRlnK；
③反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，当温度升高时，以反应Ⅱ为主，反应Ⅱ是等体积反应，反应前后气体分子数相等，发生反应Ⅱ气体平均相对分子质量不变，故随着温度的逐渐升高，平衡时混合气体的平均相对分子质量几乎又变回16；
（3）由图可知，温度相同时，CH3OH选择性的实验值略高于平衡值，从化学反应速率的角度看原因是：在该条件下反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ，单位时间内生成甲醇的量比生成CO的量多。
（4）时，，设在时，向容器中加入5molCH3OH（g）使之发生反应a、b，得到n0（C2H4）=1mol，n0（C3H6）=1mol，n0（H2O）=5mol，反应式c可如下列式：
因为，所以2（1-3n）=1+2n，解得n=，所以最终平衡体系中含有1-3n=molC2H4，1+2n=molC3H6，以及5molH2O，则x（C3H6）==，x（C2H4）==，代入Kp=。
【分析】（1）依据化学平衡的特征“等”和“定”进行分析判断；
（2）①利用v=Δc/Δt计算；
②利用已知信息中的公式计算；
③依据化学平衡移动原理分析；
（3）依据影响反应速率和化学平衡的因素分析；
（4）利用三段式法计算。
28．【答案】（1）a+b+c
（2）30；>；B
（3）<；其他条件相同时，增大压强平衡朝着气体体积减小的方向移动，再达平衡时SO3物质的量分数增大，SO2物质的量分数减小；0.6
【知识点】盖斯定律及其应用；化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学反应速率与化学平衡的综合应用；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）①2NH3(g) + H2O(1) + SO2(g)=(NH4)2SO3(aq) ΔH=akJ/mol
②2NH4HSO3(aq)=((NH4)2SO3 (aq) + H2O(l) + SO2(g) ΔH =bkJ/mol
③2(NH4)2SO3(aq) + O2(g)= 2(NH4)2SO4 (aq) ΔH = ckJ/mol
根据盖斯定律①+②+③得2NH3(g) + 2NH4HSO3(aq)+O2(g)= 2(NH4)2SO4+(aq)的 ΔH =( a+b+c )kJ/mol
（2）①
x=0.12mol；上述条件下H2S的平衡转化事α1=。
②若在620 K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.3，说明升高温度，平衡正向移动，该反应的ΔH>0。
③A．向容器中通入H2S，平衡正向移动，CO2平衡转化率增大，但H2S平衡转化率减小，故不选A；
B．向容器中通入CO2，平衡正向移动，H2S平衡转化率增大，但CO2平衡转化率减小，故答案为：B；
C．加入催化剂，平衡不移动，H2S平衡转化率不变，故不选C；
D．反应前后气体系数和相同，缩小容器的体积，平衡不移动，H2S平衡转化率不变，故不选D；
选B。
（3）①增大压强平衡朝着气体体积减小的方向移动，增大压强，2SO3(g) 2SO2 g) + O2(g)平衡逆向移动，SO3(g)的物质的量分数增大，所以压强： p2
，，若p1=8.1MPa，Kp=。
【分析】（1）将三个热化学方程式依次编号为①、②、③，根据盖斯定律，将①+②+③可得目标方程式；
（2）①列出反应的三段式，结合计算；
②平衡后水的物质的量分数为0.3，说明升高温度，平衡正向移动；
③化学平衡移动原理的具体内容为：如果改变可逆反应的条件（如浓度、压强、温度等），化学平衡就被破坏，并向减弱这种改变的方向移动；
（3）①增大压强平衡朝着气体体积减小的方向移动；
②列出反应的三段式计算。
29．【答案】（1）三角锥形；中心原子均为sp3杂化，且都只有一对孤电子对，电负性N>P，NH3中的键合电子(共用电子对)离中心原子更近，排斥力更大，键角越大
（2）+160kJ·mol-l；=；高温
（3）0.01；12.5( MPa)-2；B
（4）催化剂不能使平衡发生移动，该反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，则a点为200℃时使用催化剂甲下的平衡转化率应高于b点的转化率
【知识点】键能、键长、键角及其应用；化学平衡的影响因素；化学平衡的计算
【解析】【分析】（1）NH3中心原子氮原子形成3个共价键且含有1对孤电子对，为sp3杂化，空间构型为三角锥形；NH3的键角大于PH3，原因为：中心原子均为sp3杂化，且都只有一对孤电子对，电负性N>P，NH3 中的键合电子(共用电子对)离中心原子更近，排斥力更大，键角越大；
（2）已知：
Ⅰ.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH1= -92 kJ·mol-1
Ⅱ. C(s)+O2(g) CO2(g)|ΔH2= - 394 kJ·mol-1
Ⅲ. N2(g)+ 3H2(g)+C(s)+O2(g) H2NCOONH4(s) ΔH3= - 646 kJ·mol-1
由盖斯定律可知，Ⅰ+Ⅱ-Ⅲ得到反应Ⅳ.H2NCOONH4(s) 2NH3(g)+ CO2(g)，故ΔH4=ΔH1+ΔH2-ΔH3=+160 kJ·mol-1；
反应Ⅳ的平衡常数为：K=c2(NH3)c(CO2)，密闭容器中加入H2NCOONH4(s)，保持温度不变，加压平衡常数不变，则新的平衡条件下NH3的浓度为c2=c1；反应Ⅳ为吸热的熵增反应，故在高温条件下能够自发进行；
（3）刚性的密闭容器中，充入等物质的量N2和H2发生反应Ⅰ，假设投料均为1mol，起始压强为1MPa；10min 末达平衡，测得平衡时压强为0.8MPa，则总的物质的量为1.6mol，总的物质的量减小0.4mol，根据N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)可知生成氨气0.4mol、消耗氮气、氢气分别为0.2mol、0.6mol，平衡时氮气、氢气、氨气分别为0.8mol、0.4mol、0.4mol，则10min内v(N2)=MPa/min。此时平衡常数Kp=。
A．当N2的体积分数不变时，说明正逆反应速率相等，平衡不再移动，反应已经达到化学平衡状态，A正确；
B．反应为放热反应，温度升高化学反应速率加快，平衡逆向移动，化学平衡常数减小，B不正确；
C．其他条件不变时，若适当增加N2的用量，平衡正向移动，可以提高H2的平衡转化率，C正确；
D．使用合适的催化剂可以加快化学反应速率，但不该反应的焓变，故ΔH1不变，D正确；
故答案为：B；
（4）催化剂不能使平衡发生移动，该反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，则a点为200℃时使用催化剂甲下的平衡转化率应高于b点的转化率，与图像不符，故200℃时， a点对应的转化率(5%)不是使用催化剂甲下H2的平衡转化率。
【分析】（1）依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定VSEPR模型，再确定空间立体构型；依据孤对电子之间排斥作用＞孤对电子与成键电子对之间排斥＞成键电子对之间排斥分析；
（2）依据盖斯定律分析；依据ΔG=ΔH-TΔS＜0分析；
（3）利用三段式法计算；利用“变者不变即平衡”；
（4）依据影响反应速率和化学平衡的因素分析。
30．【答案】（1）2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)△H=+293.1kJ/mol
（2）AC；Ⅱ；反应Ⅱ为吸热反应，温度较高，有利于吸热反应进行；b；22.5%
（3）
【知识点】热化学方程式；合成氨条件的选择；化学平衡的计算；电解池工作原理及应用
【解析】【解答】（1）由盖斯定律可知，反应I×2+ Ⅱ可得二氧化碳加氢合成乙烯的反应为2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)，则反应△H=△H1+△H2=(+41.3kJ/mol)×2+(+210.5kJ/mol)=+293.1kJ/mol，反应的热化学方程式为2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)△H=+293.1kJ/mol，故答案为：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)△H=+293.1kJ/mol；
（2）①反应I为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，甲醇的百分含量增大、选择性增大，选择合适的催化剂也能提高甲醇的选择性，故答案为：AC；
②反应I为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，所以温度高于350℃时，体系中发生的反应以反应Ⅱ为主，故答案为： Ⅱ；反应Ⅱ为吸热反应，温度较高，有利于吸热反应进行；
③反应I为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，甲醇的百分含量减小、选择性减小，所以曲线b表示平衡时甲醇的选择性，故答案为：b；
④设起始二氧化碳、氢气的物质的量分别为1mol、3mol，由图可知，400℃时，二氧化碳的转化率为25%、甲醇的选择性为40%，则反应I生成甲醇的物质的量为1mol×25%×40%=0.1mol，消耗氢气的物质的量为0.1mol×3=0.3mol，反应Ⅱ生成乙炔的的物质的量为1mol×25%×(1—40%)=0.15mol，消耗氢气的物质的量为0.15mol×=0.375mol，所以氢气的转化率为×100%=22.5%，故答案为：22.5%；
（3）由题意可知，通入二氧化碳的多晶铜电极为电解池的阴极，水分子作用下二氧化碳在阴极得到电子生成甲烷和碳酸氢根离子，电极反应式为，故答案为：。
【分析】（1）依据盖斯定律分析；
（2）①依据影响化学平衡的因素分析；
②③依据化学平衡移动原理分析；
④利用三段式法计算；
（3）电解时，阳极与直流电源的正极相连的电极，发生氧化反应；阴极与直流电源的负极相连的电极，发生还原反应。
31．【答案】（1）-49.5
（2）c；0.32；0.41
（3）15.0；
（4）>；v(D)>v(C)>v(B)
【知识点】盖斯定律及其应用；化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学反应速率与化学平衡的综合应用；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）已知② H1=+40.9kJ/mol
③ H2=-90.4kJ/mol
根据盖斯定律，由②+③得反应① H=H1+H2=+40.9kJ/mol-90.4kJ/mol=-49.5 kJ/mol；故答案为：-49.5；
（2）①投料比越大，氢气的平衡转化率越高，因此a代表n(CO2)：n(H2)=3：1，b代表n(CO2)：n(H2)=1：1，c代表n(CO2)：n(H2)=1：3，故答案为：c；
②N点为投料比n(CO2)：n(H2)=1：1，氢气平衡转化率为60%，设初始二氧化碳和氢气的物质的量都为1mol，列三段式：
平衡时二氧化碳分压为：，同样的方法，平衡时氢气分压：0.625MPa，甲醇分压0.3125MPa，水蒸气分压0.3125MPa，则压强平衡常数；
③v正=k正p(CO2)p3(H2)，v逆=k逆p(CH3OH)p(H2O)，==；
（3）①已知Arrhenius经验公式为Rlnk=-Ea/T+C(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)，可得63=-2Ea+C、33=-4Ea+C，两式联立解得Ea=15.0，则反应的活化能为15.0kJ/mol；
②若使用催化剂，活化能降低，即直线的斜率相反数得减小，因此示意图为：；
（4）①温度为T1时，A点尚未达到平衡状态，相比于相同温度下达到平衡状态的B点，A点甲醇的浓度大于B点甲醇的浓度，浓度越大，反应速率越快，故v(B)正>v(A)逆；
②温度对反应速率的影响大于浓度，且温度越高反应速率越快，故B、C、D三点逆反应速率由大到小的顺序为v(D)>v(C)>v(B)。
【分析】（1）根据盖斯定律，将②+③=①；
（2）①n(CO2)：n(H2)越大，氢气的平衡转化率越高；
②列出反应的三段式计算；
③=；
（3）①将线上的点代入公式 计算；
②催化剂能降低反应的活化能；
（4）①温度为T1时，A点时平衡正向进行；
②温度越高反应速率越快。
32．【答案】（1）-49.3
（2）A；B；D
（3）；4：1
（4）CaO和CO2反应生成CaCO3，CO2浓度降低，平衡正向移动
【知识点】反应热和焓变；化学反应速率的影响因素；化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学反应速率与化学平衡的综合应用；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）的生成物的能量-反应物的能量=-201.0-241.8-(-393.5) =-49.3。
（2）A．根据图示信息可知，使用催化剂II时，相同时间内，的转化率更高，则催化效率较高的是催化剂II，故A正确；
B．反应得到平衡状态时，两种催化剂催化作用下的转化率相等，则B和C点处于平衡状态，则c点，而A点温度低于C点，则A点一定小于C点的，故B正确；
C．反应得到平衡状态时，两种催化剂催化作用下的转化率相等，则B和C点处于平衡状态，两种催化剂的催化效率不同，则C点，故C不正确；
D．温度区，的转化率随温度升高均增大的原因是：反应未达平衡，随温度升高反应速率加快，相同时间内转化率增大，故D正确；
故答案为：ABD。
（3）①甲容器和乙容器体积相等，乙溶液中和浓度是甲容器的两倍，相当于在甲溶液的基础上增大压强，而反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，的平衡转化率比甲容器中的大，且该反应是放热反应，升高稳定的平衡转化率减小，画出乙容器中的平衡转化率曲线乙为：；
②根据已知条件列出甲容器“三段式”
平衡常数，根据已知条件列出乙容器的“三段式”
平衡常数，则。
（4）其他条件不变时向上述体系中投入一定量的CaO，CaO和CO2反应生成CaCO3，CO2浓度降低，平衡正向移动，反应相同时间测得的体积分数增大。
【分析】（1）根据ΔH=生成物的总能量-反应物的总能量计算；
（2）A.催化剂能降低反应的活化能；
B.A点温度低于C点；
C.B和C点处于平衡状态，但两种催化剂的催化效率不同；
D.反应未达平衡，随温度升高反应速率加快，相同时间内转化率增大；
（3）①乙容器中和浓度是甲容器的两倍，该反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动；
②列出反应的三段式，结合计算；
（4） CaO和CO2反应生成CaCO3，CO2浓度降低，平衡正向移动，的体积分数增大。
33．【答案】（1）正四面体形；
（2）30%；d
（3）放热；600℃时甲烷平衡转化率高达99%，低于600℃时，S2浓度明显偏小，且反应速率慢
（4）2H2S＋SO2＝3S＋2H2O、2H2S＋O2＝2S＋2H2O；
【知识点】判断简单分子或离子的构型；氧化还原反应；化学平衡状态的判断；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）CH4中心原子价层电子对数为4+0=4，其立体构型为正四面体形，CS2分子中每个硫和碳共用两对电子，其电子式为；故答案为：正四面体形；。
（2）①根据题意假设S2(g)、CH4(g)物质的量分别为2mol、1mol，建立三段式，当CS2的体积分数为10%时即，解得x＝0.3mol，则CH4的转化率为；故答案为：30%。
②a．气体密度等于气体质量除以容器体积，气体质量不变，容器体积不变，则密度始终不再改变，因此当密度不变，不能作为判断平衡标志，故a不正确；b．该反应是等体积反应，压强不变，因此当气体总压不变，不能作为判断平衡标志，故b不正确；c．CH4与S2体积比始终是1：2，因此不能作为判断平衡标志，故c不正确；d．CS2的体积分数不变，能作为判断平衡的标志，故d正确；综上所述，故答案为：d。
（3）据图分析，升高温度，甲烷的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则生成CS2的反应为放热反应。工业上通常采用在600～650℃的条件下进行此反应，不采用低于600℃可能的原因是：根据图中分析得到600℃时甲烷平衡转化率高达99%，低于600℃时，S2浓度明显偏小，且反应速率慢；故答案为：放热；600℃时甲烷平衡转化率高达99%，低于600℃时，S2浓度明显偏小，且反应速率慢。
（4）用燃煤废气(含N2、O2、SO2、CO2、H2O等)使尾气中的H2S转化为单质硫S，可实现废物利用，保护环境，能得到硫的反应的化学方程式2H2S＋SO2＝3S＋2H2O、2H2S＋O2＝2S＋2H2O。燃煤废气中常含有的NOx也能使H2S转化为单质硫S，1mol硫化氢转移2mol电子，氮氧化物变为1mol氮气转移4xmol电子，根据得失电子守恒则氮气系数配1，硫化氢系数配2x，根据守恒得到方程式为2xH2S＋2NOx＝2xS＋2xH2O＋N2，其电子转移为；故答案为：2H2S＋SO2＝3S＋2H2O、2H2S＋O2＝2S＋2H2O；。
【分析】（1）甲烷为正四面体形；CS2分子中每个硫和碳共用两对电子；
（2）①列出反应的三段式计算；
②可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变；
（3）600℃时甲烷平衡转化率高达99%，低于600℃时，S2浓度明显偏小，且反应速率慢；
（4）根据得失电子守恒和质量守恒配平该方程式。
34．【答案】（1）低温；反应均放热，低温有利于平衡右移吸收更多的CO2；低温有利减少氨的挥发、低温防止盐的分解
（2）
（3）bd
（4）NH2COO-+2H2O+NH3 H2O
（5）0.04mol/(L min)；因25℃反应物起始浓度较小，但(0～10min)平均反应速率仍比15℃大
【知识点】化学反应中能量的转化；化学平衡常数；化学平衡状态的判断；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学反应速率与化学平衡的综合应用；化学平衡的计算
【解析】【解答】（1）吸收CO2反应均放热，低温有利于平衡右移吸收更多的CO2，且低温有利减少氨的挥发、低温防止盐的分解，故合适选择低温；
（2）平衡常数等于生成物浓度系数次方之积与反应物浓度系数次方之积的比；该反应的化学平衡常数表达式K=；
（3）a.2v(CO2)正=3v(H2O)逆，说明此时正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，a不正确；
b．反应是气体分子数改变的的化学反应，物质的量与压强成正比，则混合气体的压强不随时间的变化而变化，反应达到平衡状态，b正确；
c．容器体积和气体总质量始终不变，则混合气体的密度始终不变，因此不能说明反应已达平衡，c不正确；
d．容器中CO2的体积分数不变，说明平衡不再移动，反应达到平衡状态，d正确；
故答案为：bd；
（4）氨基甲酸铵易水解，产物是碳酸氢铵和一种弱碱，根据质量守恒定律可知，弱碱为一水合氨，故氨基甲酸铵水解的离子方程式为NH2COO-+2H2O+NH3 H2O；
（5）25℃，0~10min内NH2COO﹣的平均水解速率v(NH2COO﹣)= ；25℃反应物起始浓度较小，但(0～10min)平均反应速率仍比15℃大，故其水解速率随温度升高而增大。
【分析】（1）该反应均为放热反应，斯文有利于平衡正向移动；氨受热易挥发；
（2）平衡常数是指各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比；
（3）可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变；
（4）氨基甲酸铵水解生成碳酸氢铵和氨水；
（5）根据计算； 5℃反应物起始浓度较小，但(0～10min)平均反应速率仍比15℃大 ，因此 NH2COO﹣的水解速率随温度升高而增大。
35．【答案】（1）
（2）3a-2b；>；9；v(逆)瞬间变大，然后逐渐减小，直至达到新的平衡，v(逆)不再改变
（3）电源负极到惰性电极1、惰性电极2到电源正极；；1：6
【知识点】电极反应和电池反应方程式；化学平衡的影响因素；化学平衡转化过程中的变化曲线；化学反应速率
