2.3 化学平衡的移动 课后练习
一、单选题
1．恒温时，向如图所示的密闭容器中（活栓已经固定住活塞）加入10mol和1mol，进行反应 ．下列有关叙述正确的是（ ）
A．其他条件不变，将图示容器换成绝热容器，B的平衡转化率会增大
B．混合气体的密度不再改变时，反应达到平衡状态
C．若反应达到平衡后，拔去活栓，再充入适量He（不参与反应），平衡逆向移动
D．若反应达到平衡后拔去活栓，再次达到平衡时，C的体积分数会减小
2．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（ ）
A．开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫
B．加入催化剂，有利于合成氨的反应
C．将混合气体中的氨液化，有利于合成氨的反应
D．工业生产硫酸的过程中，使用过量的空气以提高二氧化硫的转化率
3．可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(s) △H=-QkJ/mol，反应过程中，当其它条件不变时，C在混合物中的含量与温度(T)的关系如图1所示，反应速率(v)与压强(p)的关系如图2所示。据图分析，以下说法正确的是（ ）
A．T1＜T2，Q＞0
B．增大压强，B的转化率减小
C．当反应达到平衡时，混合气体的密度不再变化
D．a+b＞c+d
4．已知反应X(g)+Y(g)Z(g)+M(g)+N(s)ΔH<0，某条件下在密闭容器中进行该反应，反应进行过程中X的转化率随时间变化情况如图中曲线a所示。若只改变一个起始条件，使反应过程按曲线b进行，可采取的措施是（ ）
A．升高体系温度 B．加大Y的投入量
C．加入适当催化剂 D．增大容器的体积
5．已知反应2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)某温度下的平衡常数为400。此温度下，在2 L的密闭容器中加入a mol CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：
物质 CH3OH CH3OCH3 H2O
浓度/(mol·L－1) 0.44 0.6 0.6
下列说法正确的是（ ）
A．a = 1.64
B．此时刻正反应速率大于逆反应速率
C．若起始时加入2a mol CH3OH，则达到平衡时CH3OH的转化率增大
D．若混合气体的平均摩尔质量不再变化，则说明反应已达到平衡状态
6．下列事实、现象或应用中，不能用勒夏特列原理解释的是（ ）
A．CO中毒者应及时移至空气流通处，必要时应放入高压氧舱
B．工业上用钠制备钾：
C．工业上采用高温煅烧石灰石
D．工业上生产硫酸过程中，通入过量空气以提高的转化率
7．温度T℃时，在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应： 2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH<0。实验测得： v正=k 正c2(NO)·c(O2)， v逆=k逆c2(NO2)， k正、k逆为速率常数，只受温度影响。不同时刻测得容器中n (NO)、n (O2)如下：
时间/s 0 1 2 3 4 5
n (NO)/mol 0.20 0.10 0.08 0.07 0.06 0.06
n (O2)/mol 0.10 0.05 0.04 0.035 0.03 0.03
下列说法正确的是（ ）
A．0~2s 内，该反应的平均速率v(NO) =0.06 mol·L-1·s-1
B．若，则反应到达平衡
C．其他条件不变，移走部分NO，则平衡逆向移动，平衡常数减小
D．容积温度不变， 5s 后往容器中再通入0.20 mol N2， NO2浓度将减小
8．一定条件下，向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，使反应SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图。下列说法正确的是（ ）
A．反应在c点达到平衡状态
B．△t1=△t2时，SO2的转化率：a~b段等于b~c段
C．反应物的总能量高于生成物的总能量
D．反应物浓度：a点小于b点
9．以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：
①CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) H1=-49.5 kJ/mol
②CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) H2=-90.4 kJ/mol
③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H3
不同压强下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料，CO2平衡转化率随温度变化关系如图。下列说法正确的是（ ）
A． H3=-40.9 kJ/mol
B．p1 < p2 < p3
C．为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，反应条件应选择高温、高压
D．T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是：该温度下，主要发生反应③
10．工业上制备纯硅的热化学方程式如下：SiCl4(g)＋2H2(g) Si(s)＋4HCl(g) ΔH＝＋QkJ·mol－1(Q>0)；某温度、压强下，将一定量反应物通入密闭容器进行反应，下列叙述正确的是 （ ）
A．反应过程中，若增大压强能提高SiCl4的转化率
B．若反应开始时SiCl4为1mol，则在平衡时，吸收热量为QkJ
C．将反应的温度由T1升高至T2，则对应温度下的平衡常数K1>K2
D．当反应吸收热量为0.25QkJ时，生成的HCl恰好与1 mol NaOH反应
11．下列事实能用勒夏特列原理解释的是（ ）
A．用牺牲阳极法保护船舶的外壳
B．把食品存放在冰箱里可延长保质期
C．合成氨工业中使用铁触媒作催化剂
D．配制溶液，常将晶体溶于较浓的盐酸中
12．将CO2在一定条件下与H2反应转化为甲醇(CH3OH)是变废为宝的好方法，一定条件下，每转化44g CO2放出的热量为49 kJ，CO2转化为甲醇过程中浓度随时间的变化曲线如图所示(已知反应物和生成物在此条件下均为气体)，下列叙述中正确的是（ ）
A．0～3 min内，CO2和H2所表达的平均反应速率相等，均为0.5 mol·L-1·min-1
B．此反应的热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=－49.0 kJ·mol-1
C．此条件下反应的平衡常数K=
D．降低温度，此反应的平衡常数可能为0.8
13．在恒容密闭容器中发生反应2SiHCl3（g） SiH2Cl2（g）＋SiCl4（g）。在323K和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．323K时，缩小容器体积一半，正逆反应的速率不改变
B．343K时，向容器内通入Ar或分离出SiCl4都可提高SiHCl3的转化率
C．343K时，上述反应的化学平衡常数约为0.02
D．a点所在曲线对应的温度为343K，该反应的正反应为放热反应
14．一定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是（ ）
A．X(g)+H2O(g) 2Y(g) H>0
B．CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H>0
C．CO2(g)+2NH3(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H<0
D．N2H4(g)+O2(g) N2(g)+2H2O(g) H<0
15．将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生下列反应 ，经4min后达平衡，测得D的浓度为1.0mol·L－1，c(A):c(B)＝2:3，以C表示的平均速率υ(C)＝0.125mol·L－1·min－1，下列说法错误的是（）
A．反应速率υ(A)＝0.25mol·L－1·min－1
B．该反应方程式中，x＝1
C．4 min时，B的物质的量为2mol
D．该反应的平衡常数K＝
16．在0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液中存在如下电离平衡：CH3COOH CH3COO－+ H＋，对于该平衡，下列叙述正确的是（ ）
A．降温可以促进醋酸电离，会使氢离子浓度增大
B．加入少量0.1 mol·L－1HCl溶液，溶液中c（H＋）不变
C．加入少量NaOH固体，平衡向正反应方向移动
D．加入少量CH3COONa固体，平衡向正反应方向移动
二、综合题
17．由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用，引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)，如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。
（1）该反应平衡常数K的表达式为 。
（2）温度降低，平衡常数K (填“增大”、“不变”或“减小”)。
（3）为探究反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。从反应开始到平衡，用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)为
mol·L-1·min-1， CO2和H2的转化率比是
（4）下列措施中能使(3)题中 增大的有___________。(填字母)
A．升高温度
B．加入催化剂
C．将H2O(g)从体系中分离
D．充入He(g)，使体系总压强增大
E．再充入1mol CO2和3mol H2
18．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。
①阴极反应为 。
②阳极产生的气体是 (写化学式)。
19．新型材料
AIN 应用前景广泛，对其制备过程的研究成为热点。
（1）将物质的量均为a mol 的 Al2O3与N2 充入恒温恒容密闭容器中，控制温度发生反应：2Al2O3(s)+2N2(g)
4AlN(s) +3O2(g) △H>0。
①下列可作为反应达到平衡的判据是 (填序号）。
A．固体的质量不再改变
B.2v正(N2)=3v逆(O 2)
C．△H 不变
D．容器内气体的压强不变
E．N2分子数与 O2 分子数比为 2：3
②在起始压强为p的反应体系中，平衡时 N2的转化率为α，则上述反应的平衡常数 Kp (对于气相反应，用某组分 B 的平衡压强 p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作Kp，如p(B) =p总·x(B) ，p总为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数）。
③为促进反应的进行，实际生产中需加入焦炭，其原因是 。
（2）铝粉与 N2 在一定温度下可直接生成 AlN， 加入少量 NH4Cl 固体可促进反应。将等质量的Al粉与不同量的 NH4Cl混合均匀后置于充 N2的密闭容器中，电火花引燃，产品中 AlN的质量分数[ω(AlN)] 随原料中ω(NH4Cl)的变化如图1所示，燃烧过程中温度随时间变化如图2所示。则：
①固体混合物中，ω(NH4Cl)的最佳选择是 。
②结合图2解释当ω(NH4Cl)超过一定值后，ω(AlN)明显减少的原因 。
（3）AIN粉末会缓慢发生水解反应，粒径为100 nm 的 AlN 粉末水解时溶液 pH的变化如图3 所示。
①AlN 粉末水解的化学方程式是 。
②相同条件下，请在图3中画出粒径为40 nm 的AlN粉末水解的变化曲线 。
20．碳的化合物的转换在生产、生活中具有重要的应用，如航天员呼吸产生的CO2用Sabatier反应处理，实现空间站中O2的循环利用。
Sabatier反应：CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)；
水电解反应：2H2O(1) 2H2(g) +O2(g)。
（1）将原料气按n(CO2)：n(H2)=1：4置于密闭容器中发生Sabatier反应，测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示（虚线表示平衡曲线）。
①该反应的平衡常数K随温度降低而 （填“增大”或“减小”）。
②在密闭恒温（高于100℃）恒容装置中进行该反应，下列能说明达到平衡状态的是 。
A．混合气体密度不再改变
B.混合气体压强不再改变
C.混合气体平均摩尔质量不再改变
D. n(CO2)：n(H2)=1：2
③200℃达到平衡时体系的总压强为p，该反应平衡常数Kp的计算表达式为 。（不必化简，用平衡分，压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）
（2）Sabatier反应在空间站运行时，下列措施能提高CO2转化率的是____（填标号）。
A．适当减压
B．合理控制反应器中气体的流速
C．反应器前段加热，后段冷却
D．提高原料气中CO2所占比例
（3）一种新的循环利用方案是用Bosch反应CO2(g)+4H2(g) C(s)+2H2O(g)代替Sabatier反应。
①已知CO2(g)、H2O(g)的生成焓分别为-394kJ/mol、-242kJ/mol，Bosch反应的△H= kJ/mol。（生成焓指一定条件下由对应单质生成1mol化合物时的反应热）
②一定条件下Bosch反应必须在高温下才能启动，原因是 。若使用催化剂，则在较低温度下就能启动。
③Bosch反应的优点是 。
21．二甲醚()被称为“21世纪的清洁燃料”。以、为原料制备二甲醚涉及的主要反应如下：
Ⅰ. kJ mol
Ⅱ.
回答下列问题：
（1）反应Ⅰ自发进行的条件是 (填“高温”或“低温”)。
（2）已知25℃、101kPa下，、的燃烧热分别为：285.8 kJ mol 、283.0 kJ mol ， kJ mol ，则 kJ mol 。
（3）保持压强为kPa，按投料，发生反应Ⅰ、Ⅱ，实验测得平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图所示。
已知：的选择性
①表示平衡时的选择性的是曲线 (填“a”或“b”)；温度低于280℃时，曲线b随温度升高而降低的原因是 ；
②T℃时，反应Ⅰ、Ⅱ经4min达到平衡，则该时间段的平均速率为 kPa min ；反应Ⅱ的 (保留小数点后两位)。
③T℃时向平衡体系中充入一定量的Ar，M点位置 (填“上移”“下移”或“不变”)，原因是 。
答案解析部分
1．【答案】B
2．【答案】B
【解析】【解答】解：A．汽水瓶中存在平衡H2CO3 H2O+CO2，打开汽水瓶时，压强降低，平衡向生成二氧化碳方向移动，可以用勒夏特列原理解释，故A不选；
B．催化剂只改变化学反应速率不影响平衡移动，所以不能用勒夏特列原理解释，故B选；
C．将混合气体中的氨液化，压强减小，平衡向正反应方向移动，有利于合成氨的反应，可以用平衡移动原理解释，故C不选；
D．工业上生产硫酸存在平衡2SO2+O2 2SO3，使用过量的空气，增大氧气的浓度，平衡向正反应移动，可以提高二氧化硫的利用率，能用勒夏特列原理解释，故D不选；
故选B．
【分析】勒夏特列原理是如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动，勒夏特列原理适用的对象应存在可逆过程，如与可逆过程无关，则不能用勒夏特列原理解释．
3．【答案】C
【解析】【解答】A. 由分析可知T2>T1，Q<0，故A不符合题意；
B. 由以上分析可知，该反应为正反应为气体物质的量减小的反应，增大压强，平衡正移，B的转化率增大，故B不符合题意；
C. 反应前后气体体积不变，气体质量减少，所以密度减小，混合气体的密度不再变化即是平衡状态，故C符合题意；
D. 由以上分析可知，正反应为气体物质的量减小的反应，即a+b>c，但a+b>c+d不一定成立，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A. C%~T图，先达到平衡，用时短，反应速率快，温度高，T2>T1，温度升高C的百分含量减小，说明升高温度平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，Q>0；
B.分析v~P图，增大压强。正逆反应速率同时增大，但v正>v逆，平衡正向移动，说明a+b>c，B的转化率增大；
C.根据判断，反应未达到平衡时，密度改变，达到平衡后密度不变，可作为平衡状态的标志；
D.要注意各物质的状态，D是固态。
4．【答案】C
【解析】【解答】A．该反应为气体分子数不变的放热反应，升高体系温度时，化学反应速率加快，平衡逆向移动，X的平衡转化率减小，A不合题意；
B．加大Y的投入量，化学反应速率加快，平衡正向移动，X的平衡转化率增大，B不合题意；
C．加入适当催化剂，化学反应速率加快，平衡不移动，X的平衡转化率不变，C符合题意；
D．增大容器的体积，化学反应速率减慢，平衡不移动，X的平衡转化率不变，D不合题意；
故答案为：C。
【分析】使反应过程按曲线b进行，则反应速率增大，且平衡不移动。
5．【答案】B
【解析】【解答】A．体积2L，则该时刻生成CH3OCH3和H2O的物质的量为0.6 mol·L－1×2L=1.2mol，所以消耗甲醇的物质的量为2.4mol，又因为该时刻甲醇的物质的量=0.44mol·L－1×2L=0.88mol，所以a=0.88mol+2.4mol=3.28mol，A不符合题意；
B．浓度熵Qc= =1.85
D．对于反应2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)而言，气体总物质的量n不变，气体总质量不变，由M= 可知，任何时刻M都不变，也就是说无论是否达到平衡，气体平均相对分子质量都不变，D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A、将某时刻测得各组分的浓度折算成反应物，根据方程中式可知，当生成物溶液为0时，甲醇的浓度为1.64mol/L，而容器的体积为2L，据此判断；
B、根据Qc与K的大小判断反应进行的方向，进而确定正逆反应速率的大小；
C、该反应为气体体积不变的反应，起始时加入2a mol CH3OH与起始时加入a mol CH3OH，所得到的平衡为等效平衡，据此判断；
D、该反应的气体总质量不变，总物质的量也不变，所以在反应过程中气体的平均摩尔质量始终不变，据此判断；
6．【答案】C
7．【答案】B
【解析】【解答】A．根据表格数据可知：在0~2 s内，NO的物质的量由0.20 mol变为0.08 mol，△n(NO)=0.20 mol-0.08 mol=0.12 mol，则该反应的平均速率v(NO)= =0.03 mol·L-1·s-1，A不符合题意；
B． k正、k逆为速率常数，化学平衡常数，若，反应达到平衡，B符合题意；
C．化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，故其他条件不变，移走部分NO，化学平衡逆向移动，但平衡常数不变，C不符合题意；
D．容积温度不变，往原容器中再通入0.20 mol N2，NO、O2、NO2浓度均不变，平衡不移动，NO2浓度不变，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.根据反应速率表达式进行解答。
B.化学平衡的标志之一是V正=V逆。
C.平衡常数只与温度有关。
D.该容器容积不变，加入惰性气体后，参加反应的物质浓度不变，平衡不移动。
8．【答案】C
【解析】【解答】A．化学平衡状态的实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率还在改变，未达平衡，A不符合题意；
B．随着反应的进行，正反应速率增大，△t1＝△t2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段，B不符合题意；
C．从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，C符合题意；
D． a到b时正反应速率增加，反应物浓度随时间不断减小，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.当速率不变时，达到平衡
B.结合纵坐标变化，即可判断
C.根据速率的变化，即可判断正反应的吸热放热
D.速率增大，浓度降低
9．【答案】D
【解析】【解答】A．根据盖斯定律可知，反应③可由反应①-反应②，故 H3= H1- H2=(-49.5 kJ/mol)-( -90.4 kJ/mol)=+40.9 kJ/mol，A不符合题意；
B．分析反应①正反应为气体体积减小的方向，反应③反应前后气体体积不变，故增大压强，反应①正向移动，CO2的转化率增大，反应③不移动，故p1 ＞ p2 ＞ p3，B不符合题意；
C．为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，即让反应①尽可能正向移动，而反应①是一个正反应为气体体积减小的放热反应，故反应条件应选择低温、高压，C不符合题意；
D．根据A的分析可知，反应③为吸热反应且反应前后气体的体积不变，故改变压强平衡不移动，升高温度平衡正向移动，故T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是：该温度下，主要发生反应③，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A.根据盖斯定律即可计算出 H3
B.根据①和③即可判断，③中压强不影响化学移动，对于①反应，增大压强，二氧化碳转化率越大
C.反应①是主要反应，根据①进行判断即可
D.相交说明压强不再影响平衡移动，根据①②③即可判断
10．【答案】D
【解析】【解答】A. 反应过程中，若增大压强平衡向左移动，降低了四氯化硅的转化率，故A不符合题意
B. 若反应开始时SiCl4为1mol，则在平衡时，吸收热量小于QkJ，故B不符合题意
C. 将反应的温度由T1升高至T2 ，平衡右移动，平衡常数增大，K2＞K1，故C不符合题意
D. SiCl4(g)＋2H2(g) Si(s)＋4HCl(g) ΔH＝＋QkJ·mol－1 ，吸收0.25Q的能量，产生1mol氯化氢，刚好消耗1mol氢氧化钠，故D符合题意
故答案为：D
【分析】A.增大压强平衡向着体积减小的方向移动
B.此反应是可逆反应，不能完全反应
C.温度升高，平衡右移，常数增大
D.根据给出的热量进行计算
11．【答案】D
【解析】【解答】A． 用牺牲阳极法保护船舶的外壳，不属于可逆反应，所以不能用勒夏特列原理解释，故A不符合题意；
B． 把食品存放在冰箱里可延长保质期原因是降低温度减慢化学反应速率，不能用勒夏特列原理解释，故B不符合题意；
C． 合成氨工业中使用铁触媒作催化剂，催化剂只改变化学反应速率，不影响平衡移动，所以不能用勒夏特列原理解释，故C不符合题意；
D．铁离子水解Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+， 配制溶液，常将晶体溶于较浓的盐酸中，抑制铁离子水解，能用勒夏特利原理解释，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】勒夏特列原理的具体内容为：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。
12．【答案】B
【解析】【解答】A.在3min时，CO2和H2在3分钟时浓度相等，则速率分别为v(CO2)==mol/(L·min)，v(H2)== mol/(L·min)，二者速率不同，A不符合题意；
B.首先从图象可看出，反应物为H2、CO2(浓度降低)，生成物为CH3OH；再从浓度的变化量的最简单整数比可确定它们的系数为3、1、1，结合质量守恒原理，可知生成物中还有1molH2O；每转化44g(即1mol)CO2放出49.0kJ的热量，所以热化学方程式为：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol，B符合题意；
C.根据图象中各种物质的平衡浓度可知反应的平衡常数K==1.07，C不符合题意；
D.该反应的正反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，则平衡常数增大(>1.07)，所以不可能为0.8，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、根据公式计算用CO2、H2表示的反应速率；
B、根据44gCO2放出的热量计算反应热，从而得出热化学方程式；
C、根据平衡时各物质的物质的量浓度计算该反应的平衡常数；
D、该反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，平衡常数增大；
13．【答案】C
【解析】【解答】A．将容器体积缩小一半，压强增大，正逆反应的速率都增大，故A项不符合题意；
B．在343K时，向容器内通入Ar，反应体系中各物质的浓度不变，平衡不移动，不能提高SiHCl3的转化率，故B项不符合题意；
C．由图示可知343K时反应2SiHCl3（g） SiH2Cl2（g）＋SiCl4（g）的平衡转化率22%，设SiHCl3的起始浓度为c mol/L，则
平衡常数 ，故C项符合题意；
D．由图象可知，先拐先平温度高，则a的反应温度高于b，温度越高SiHCl3的转化率越大，升温平衡正向进行，正反应为吸热反应，所以a点所在的曲线对应的温度为343K，该反应的正反应为吸热反应，故D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】2SiHCl3（g） SiH2Cl2（g）＋SiCl4（g）反应前后气体的物质的量不变，该反应平衡不受压强的影响
14．【答案】C
【解析】【解答】根据水蒸气含量—温度图像，温度越高化学反应速率越快，T2 T1；温度升高，水蒸气的平衡含量减小。根据水蒸气含量—压强图像，压强越高化学反应速率越快，P1 P2；增大压强，水蒸气的平衡含量增大。
A.该反应的正反应是气体分子数不变的吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，水蒸气的平衡含量减小，增大压强平衡不移动，水蒸气的平衡含量不变，A不符合题意；
B.该反应的正反应是气体分子数不变的吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，水蒸气的平衡含量增大，增大压强平衡不移动，水蒸气的平衡含量不变，B不符合题意；
C.该反应的正反应是气体分子数减小的放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，水蒸气的平衡含量减小，增大压强平衡向正反应方向移动，水蒸气的平衡含量增大，C符合题意；
D.该反应的正反应是气体分子数增大的放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，水蒸气的平衡含量减小，增大压强平衡向逆反应方向移动，水蒸气的平衡含量减小，D不符合题意；
故答案为：C
【分析】A、本反应为吸热反应，温度升高向正反应进行，水蒸气含量减少，温度的影响不符合；
B、本反应是前后系数和相同的的反应，增大压强平衡不移动，压强的影响不符合；
C、本选项注意尿素是固体，对平衡不产生影响；
D、本选项为气体体积分数增大的反应，增大压强，反应向逆反应方向进行，水蒸气含量减小，压强的影响不符合；
15．【答案】C
【解析】【解答】设物质A和物质B的物质的量为amol，由于经4min后达平衡，测得D的浓度为1.0mol/L可知生成n(D)=1.0mol/L×2L=2.0mol；根据化学计量数可知，4min时，生成Cxmol，消耗A2.0mol，消耗B1.0mol，又由于4min时，c(A) : c(B)＝
，计算得到a=4；根据已知条件以C表示的平均速率υ(C)＝
0.125 mol·L
－1·min
－1，计算可知x=1，该方程式为：
；K=
=
=
；可用三段式表示为：
2A(g) +B(g) xC(g) +2D(g)
初始状态 Amol amol 0 0
4min时反应了 2.0mol 1mol xmol 2.0mol
4min时剩余 2.0mol 3.0mol 1mol 2mol
A.4min时，消耗物质A 2.0mol，υ(A)=
，故A不符合题意；
B.根据已知条件以C表示的平均速率υ(C)＝
0.125mol·L－1·min－1，计算可知x=1，故B不符合题意；
C.4 min时，消耗物质B1mol，所以容器中剩余物质B的物质的量为4mol-1mol=3mol，故C符合题意；
D.根据三段式分析，可得到K=
=
=
，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】B、方程式的系数之比=速率之比=转化量之比。
D、 平衡常数K等于生成物的平衡浓度幂之积与反应物的平衡浓度幂之积之比。
16．【答案】C
【解析】【解答】A.醋酸电离为吸热反应，降温可以抑制醋酸电离，使电离平衡逆反应方向移动，会使氢离子浓度减小，故A不符合题意；
B.氯化氢是强电解质，在水溶液里完全电离，则向醋酸中加入等浓度的盐酸，溶液中氢离子浓度增大，抑制醋酸电离，最终达到平衡时溶液中c(H+)增大，故B不符合题意；
C.加入少量NaOH固体，消耗氢离子，溶液中c(H+)降低，电离平衡向正反应方向移动，故C符合题意；
D.加入少量CH3COONa固体，c(CH3COO-)增大，则电离平衡逆向移动，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．醋酸电离为吸热反应，根据勒夏特列原理分析；
B．HCl为强电解质，加入HCl后c(H+)增大；
C．OH-与H+反应，根据勒夏特列原理分析；
D．加入少量CH3COONa固体，c(CH3COO-)增大，根据勒夏特列原理分析；
17．【答案】（1）
（2）增大
（3）0.225；1∶1
（4）C；E
【解析】【解答】(1)平衡常数K等于生成物的浓度幂之积与反应物的浓度幂之积之比，则K= ；
(2)据图可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，该反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，平衡常数K增大；
(3)据图可知，反应进行到10min时达到平衡，CO2的物质的量减少：n(CO2)=(1.00mol/L-0.25mol/L)×1L=0.75mol，则H2的物质的量减少：n(H2)=3n(CO2)=0.75mol×3=2.25mol，所以从反应开始到平衡，用H2浓度变化表示的平均反应速率v(H2)= =0.225mol·L-1·min-1；达到平衡时，CO2的转化率为： ×100%=75%，H2的转化率为： ×100%=75%，CO2和H2的转化率比是1∶1；
(4) A．升高温度，平衡逆向移动，n(CH3OH)减小，n(CO2)增大， 比值减小，A不合题意；
B．加入催化剂，平衡不发生移动， 不变，B不合题意；
C．将H2O(g)从体系中分离，平衡正向移动，n(CH3OH)增大，n(CO2)减小， 比值增大，C正确；
D．充入He(g)，使体系总压强增大，但参加反应的各气体分压不变，平衡不发生移动， 不变，D不合题意；
E．再充入1mol CO2和3mol H2，相当于对原平衡体系加压，平衡正向移动， 比值增大，E正确；
故答案为：CE。
【分析】（1）根据反应的化学方程式书写平衡常数的表达式。
（2）结合温度对平衡移动的影响分析平衡常数K的变化。
（3）根据公式计算反应速率；根据图像数据，计算平衡时CO2和H2的转化率。
（4）结合浓度、温度、压强、催化剂对平衡移动的影响分析。
18．【答案】（1）2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) △H=+293.1 kJ/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）；O2和CO2
【解析】【解答】(1)CO2与H2合成乙烯的方程式为2CO2＋6H2C2H4＋4H2O，利用盖斯定律，得出Ⅰ×2＋Ⅱ，ΔH=(+41.3×2)kJ·mol－1＋(+210.5)kJ·mol－1=＋293.1kJ·mol－1，热化学反应方程式为，故答案为：；
(2)①由反应I可知生成CH3OH的反应为放热反应，根据勒夏特列原理，温度降低，有利于平衡正向移动，因此降温可以提高选择性；选择有利于反应I进行的催化剂，可以让反应更大程度甚至只进行反应I，有利于提高甲醇的选择性，故答案为：AC；
②温度高于350℃时，由于体系温度较高，根据勒夏特列原理，有利于吸热反应的进行，因此以反应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是生成CH3OH的反应，该反应是放热反应，温度越高，平衡逆向移动，CH3OH的选择性越低，因此b为平衡时CH3OH的选择性曲线，a为CO2的平衡转化率曲线，故答案为：b；
④设投入的CO2和H2的物质的量分别为amol、3amol，设反应I转化的CO2的物质的量为x，反应II转化的CO2的物质的量为y，根据题意可得： ；
；
由图像可知，甲醇的选择性为40%，因此=0.4，CO2的转化率为25%，=0.25，故x=0.1amol，y=0.075amol，H2的转化率为×100%=×100%=22.5%，故答案为：22.5%；
(3)①电解制备CO2制备CH4，C的化合价降低，根据电解原理，阴极上得电子，即电解反应式为：，故答案为：；
②根据电解原理，阳极电极反应式为2H2O-4e－=O2↑＋4H＋，H＋与反应生成CO2，阳极上逸出的气体为O2和CO2，故答案为：O2和CO2。
【分析】（1）注意利用盖斯定律进行计算，反应方程式进行加减运算时，ΔH也同样要进行加减运算，且计算过程中要带“+”“-”。书写热化学方程式时注意标明物质的状态。
（2）①根据已知信息，提高CH3OH的选择性可从提高n(CH3OH)或降低反应的n(CO2)分析。
②升高温度，反应向吸热方向进行。反应Ⅰ是放热反应，将向左进行，则n(CH3OH)↓，n(CO2)↑；反应Ⅱ是吸热反应，将向右进行，则n(CO2)↓，据此分析。
③根据②分析。
④根据化学平衡三段式进行解答。
（3）根据题干信息，多晶铜电极附近通入CO2，制取CH4，反应前后碳元素的化合价由+4降为-4，说明多晶铜电极上将发生还原反应，即多晶铜电极为阴极，根据电解液，可写出其电极反应式。铂电极为阳极，其电极反应式为2H2O-4e－=O2↑＋4H＋。据此分析。
19．【答案】（1）AD； p；消耗O2、提供能量，均能使平衡向右移动
（2）3 %；NH4Cl分解吸热造成温度降低，不利于Al 与N2反应
（3）AlN + 4H2O Al(OH)3 + NH3 H2O；
【解析】【解答】(1)①A．消耗2mol Al2O3会生成4molAlN，固体质量减少，当固体的质量不再改变时，反应达到了平衡状态；
B．当3v正(N2)=2v逆(O2)时，正逆反应速率相等，反应达到了平衡状态，但2v正(N2)=3v逆(O2)表示的正逆反应速率不相等，不是平衡状态；
C．△H取决于反应物和生成物的总能量的相对大小，和是否平衡无关；
D．在恒温恒容条件下，容器内的压强和气体的物质的量成正比。该反应是反应前后气体分子数不相等的反应，在平衡建立过程中，气体总物质的量一直在改变，只有达到平衡时，气体总物质的量才不再不变，即容器内压强才不变，所以当容器内气体的压强不变时，反应达到了平衡状态；
E．N2分子数与 O2 分子数之比和起始投料以及转化率有关，当N2分子数与O2分子数比为 2：3时，反应不一定是平衡状态；
故答案为：AD。②反应2Al2O3(s)+2N2(g) 4AlN(s) +3O2(g)，在起始时加入的是等物质的量的Al2O3与N2，由于反应物中只有N2是气体，所以起始压强p即为起始时N2的分压，列三段式求Kp，已知平衡时N2的转化率为α，则
Kp= = p。③为促进反应的进行，实际生产中需加入焦炭，焦炭和氧气反应，放出热量。焦炭既可以消耗氧气，使生成物浓度降低，又可以提供热量，这两方面的作用都可以使平衡右移，从而促进反应的进行。(2)①从图1可以看出，当ω(NH4Cl)=3%时，ω(AlN)最大，所以最佳选择是ω(NH4Cl)=3%。②从图2可以看出，反应过程中温度会降低。ω(NH4Cl)=3%时的温度比ω(NH4Cl)=1%时的温度降低得更多。这是因为NH4Cl分解吸热，当ω(NH4Cl)超过一定值后，NH4Cl分解吸热造成温度降低不利于Al 与N2反应，导致ω(AlN)明显减少(3)①AIN粉末会缓慢发生水解反应，生成Al(OH)3和NH3，AlN 粉末水解的化学方程式是AlN + 4H2O Al(OH)3 + NH3 H2O。②相同条件下，由于粒径为40nm的AlN粉末和水的接触面积更大，所以其水解速率大于粒径为100nm的AlN粉末的水解速率，由于固体不影响平衡，所以最终溶液的pH是相同的。粒径为40 nm 的AlN粉末水解的变化曲线为 。
【分析】(1) ①根据反应达到平衡后，正逆反应速率，各成分的浓度不变及由此衍生的其它物理量进行分析；②平衡时N2的转化率为α，由于反应物中只有N2是气体，所以起始压强p即为起始时N2的分压，列三段式求Kp；③碳在氧气中燃烧放出热量，焦炭既可以消耗氧气，使生成物浓度降低，又可以提供热量，这两方面的作用都可以使平衡右移；(2)①根据图像分析，当ω(NH4Cl)=3%时，ω(AlN)最大；②从图2可以看出，反应过程中温度会降低。ω(NH4Cl)=3%时的温度比ω(NH4Cl)=1%时的温度降低得更多。这是因为NH4Cl分解吸热，当ω(NH4Cl)超过一定值后，NH4Cl分解吸热造成温度降低不利于Al 与N2反应，导致ω(AlN)明显减少；(3)①AIN粉末会缓慢发生水解反应，生成Al(OH)3和NH3；②相同条件下，由于粒径为40nm的AlN粉末和水的接触面积更大，所以其水解速率大于粒径为100nm的AlN粉末的水解速率，由于固体不影响平衡，所以最终溶液的pH是相同。
20．【答案】（1）增大；BC；
（2）B；C
（3）-90；反应的活化能高；氢原子利用率为100%
【解析】【解答】①根据图中平衡时H2O的物质的量分数曲线随温度的降低而增大，可知该正反应为放热反应，K随温度的升高而减小，K随温度降低而增大。答案：增大。
②根据在密闭恒温（高于100℃）恒容装置中进行的反应CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)；可知A．混合气体密度不会改变，所以不能作为平衡的依据，故A错；
B.由反应可知此反应两边计量数不等，所以混合气体压强不再改变标志达到平衡，故B符合题意。
C.混合气体平均摩尔质量M=m/n，M不变说明n不在改变，说明达到平衡了。故C符合题意；
D. n(CO2)：n(H2)=1：2不符合化学平衡的定义，不能作为判断平衡的依据，故D错。
故答案为：B C。③在密闭容器里全部由气体参与的反应中，平衡时气体压强之比=气体物质的量之比=气体物质的量浓度之比。根据 反应达到平衡时 的物质的量分数，可知平衡时 所占的压强为 ，根据化学反应方程式可知 所占压强为 ，因此 和 所占的压强为 。根据初始投料比以及 和 的化学计量数之比可知反应达到平衡时，两者的物质的量之比也为 ，故平衡时 所占的压强为 ， 所占的压强为 ，故可写出 的表达式为 。（2）A.该反应为气体分子数减小的反应，根据勒夏特列原理可知减压后反应向逆反应方向进行，会降低 的转化效率，故A项错；B根据 CO2(g)+4H2(g) C(s)+2H2O(g)，合理控制反应器中气体的流速，可以增大反应物接触面积，可以使反应物充分反应，提高反应物的转化率，故B符合题意；
C.反应器前段加热可以加快反应速率，后段冷却可以加大反应的转化率，因此该措施能提高 的转化效率，故选C项；
D.提高原料气中 的比例会增大 的转化率，但会减小 的转化效率，故D项错。综上所述，本题符合题意答案为BC。（3）①根据题目给出条件可知a. ，
B. ，由 即可得Bosch反应，其反应热为 。②在化学反应中，只有活化分子才能发生有效碰撞而发生化学反应。升高温度可以提高反应物的活化能，从而发生反应，而Bosch反应的反应活化能高，所以必须在高温下才能启动。③在Bosch反应中，氢原子全部转化到水分子中，水电解后氢原子又重新全部形成 ，因此该方案的优点为氢原子利用率为 。
【分析】（1）①平衡常数的大小只与温度有关，放热反应，K随温度的升高而减小，K随温度降低而增大；③平衡时气体压强之比=气体物质的量之比=气体物质的量浓度之比；（2）根据勒夏特列原理求解；（3）根据盖斯定律计算；
21．【答案】（1）低温
（2）+41.2
（3）a；副反应平衡向右移动的程度小于主反应平衡向左移动的程度，使CO2的平衡转化率减小；；0.08；下移；反应体系分压减小，反应Ⅰ平衡逆向移动，二氧化碳转化率减小
【解析】【解答】（1）反应I是放热反应，并启用是熵减的变化，所以在低温的条件下才能自发进行；
（2）列出三个方程式：①H2（g）+1/2O2(g)=H2O（l） △Hx
② CO（g）+1/2O2(g)=CO2(g) △Hy
③H2O(l)=H2O(g）△Hz
①- ② +③得反应II，则△H2= △Hx-△Hy+△Hz=-285.8+283.0+44=+41.2KJ/mol；
（3） ①横坐标表示温度，反应I是放热反应，随着温度的升高，平衡逆向移动，二甲醚() 的物质的量减小，反应II为吸热反应，升高温度平衡正移，CO2的平衡转化率增大；所以 表示平衡时的选择性的是曲线 a，温度低于280℃时，曲线b随温度升高而降低的原因是副反应平衡向右移动的程度小于主反应平衡向左移动的程度，使CO2的平衡转化率减小 ；
②假设初始CO2的物质的量为1mol，H2是3mol，达到平衡，转化的CO2是0.5mol，CH3OCH3的选择性是80%，可得CH3OCH3的物质的量是0.5×80%÷2=0.2mol，转化的CO2是0.5mol，反应I转化的CO2是0.4mol，可得反应II转化的CO2是0.1mol，达到平衡时CO是0.1mol，H2O是0.6+0.1=0.7mol，H2是（3-0.2-0.1）=1.7mol，平衡时总的物质的量是3.2mol，平衡后CH3OCH3分压是1/16 P0KPa，v（CH3OCH3）=1/64 P0KPa/min；
反应II中的系数都是1，所以Kp=0.7×0.1 /1.7 ×0.5 =0.08；
③T℃时向平衡体系中充入一定量的Ar ，压强减小，反应I平衡正移，因此M点会向下移；
原因是反应体系分压减小，反应Ⅰ平衡逆向移动，二氧化碳转化率减小 ；
【分析】（1）根据△G= △H-T △S，要使反应可自发进行，需使△G<0，在△H<0，△S>0的反应中，要在低温条件下才能可自发进行；
（2）根据盖斯定律可以求出该反应的反应热；
（3） ①横坐标表示温度，反应I是放热反应，随着温度的升高，平衡逆向移动，二甲醚() 的物质的量减小，反应II为吸热反应，升高温度平衡正移，CO2的平衡转化率增大；所以 表示平衡时的选择性的是曲线 a，温度低于280℃时，曲线b随温度升高而降低的原因是副反应平衡向右移动的程度小于主反应平衡向左移动的程度，使CO2的平衡转化率减小 ；
②假设初始CO2的物质的量为1mol，H2是3mol，达到平衡，转化的CO2是0.5mol，CH3OCH3的选择性是80%，可得CH3OCH3的物质的量是0.5×80%÷2=0.2mol，转化的CO2是0.5mol，反应I转化的CO2是0.4mol，可得反应II转化的CO2是0.1mol，达到平衡时CO是0.1mol，H2O是0.6+0.1=0.7mol，H2是（3-0.2-0.1）=1.7mol，平衡时总的物质的量是3.2mol，平衡后CH3OCH3分压是1/16 P0KPa，v（CH3OCH3）=1/64 P0KPa/min；
反应II中的系数都是1，所以Kp=0.7×0.1 /1.7 ×0.5 =0.08；
③T℃时向平衡体系中充入一定量的Ar ，压强减小，反应I平衡正移，因此M点会向下移；
原因是反应体系分压减小，反应Ⅰ平衡逆向移动，二氧化碳转化率减小 。
