第二章《化学反应的方向、限度与速率》测试题
一、单选题（共13题）
1．在一定条件下，密闭容器中进行可逆反应：N2+3H22NH3，下列说法能说明该反应已达到化学反应限度的是
A．反应物浓度等于生成物浓度
B．容器中N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
C．单位时间生成nmolN2，同时生成3nmolH2
D．H2的生成速率等于NH3的生成速率的1.5倍
2．中学常见反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)实际由2个基元反应构成，反应①：2NO(g)N2O2(g) K1；反应②：N2O2(g)+O2(g)2NO2(g) K2。其反应过程能量变化示意图如下。温度升高，NO(g)与O2(g)反应生成NO2(g)的速率会降低。下列说法正确的是
A．加入催化剂能提高NO的平衡转化率
B．总反应速率由反应①决定
C．总反应的平衡常数K=
D．温度升高，总反应速率降低，可能原因是c(N2O2)减少使反应②速率降低造成
3．图1是两个容积均为的恒容容器，现向甲中充入、，乙中充入、，相同温度下发生反应：实验测得容器乙中随时间t的变化曲线如图2所示。下列说法正确的是
A．平衡时甲容器中A的转化率为50%
B．反应达平衡时，两容器中平衡常数：K甲＞K乙
C．将乙容器升温可使两容器内各物质的体积分数相同
D．平衡时甲中0.5mol/L＜c(A)＜1mol/L
4．一定温度下，在恒容密闭容器中充入1molH2(g)、2molI2(g)发生反应H2(g)+I2(g)2HI(g)，下列说法中不能确定反应达到平衡状态的是
A．混合气体的颜色不再改变
B．混合气体的平均相对分子质量不再改变
C．有1molI—I键形成，同时有2molH—I键形成
D．混合气体中H2与I2的物质的量之比保持恒定
5．利用合成二甲醚的反应：。将和充入密闭容器中，测得不同温度和压强下平衡时，二甲醚的物质的量分数变化如图所示。下列说法正确的是
A．，
B．温度一定时，增大压强，平衡常数会减小
C．平衡时，、条件下的正反应速率小于、条件下的逆反应速率
D．、条件下，若，此时
6．反应的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A．加压体系的颜色加深，可利用勒夏特列原理解释
B．该反应逆反应的活化能比正反应的活化能高
C．和总键能小于和的总键能
D．使用催化剂可降低过渡态的能量，提高活化分子的百分数
7．恒容密闭容器中加入适量CO和H2O(g)，发生反CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ mol-1，CO平衡转化率与起始投料比、温度T的关系如图所示，下列说法正确的是
A．容器内气体密度不再发生变化说明反应已达平衡状态
B．越大，CO的平衡转化率越大
C．T1＞T2＞T3
D．增大压强，该反应反应物的转化率增大
8．冬天，冰冻了的衣服放在室内也能晾干(如图所示)，下列化学反应的熵变、焓变和自发性与冰冻的衣服被晾干一致的是
A．
B．
C．
D．
9．100℃时，将0.1 mol N2O4置于1L密闭的烧瓶中，然后将烧瓶放入100℃ 的恒温槽中，烧瓶内气体逐渐变为红棕色：N2O4(g)2NO2 (g)。下列结论不能说明上述反在该条件下已经达到平衡状态的是
①N2O4的消耗速率与NO2的生成速率之比为1：2 ②NO2生成速率与NO2消耗速率相等
③烧瓶内气体的压强不再变化 ④烧瓶内气体的质量不再变化
⑤NO2的物质的量浓度不再改变 ⑥烧瓶内气体的颜色不再变化
⑦烧瓶内气体的平均相对分子质量不再变化 ⑧烧瓶内气体的密度不再变化。
A．①③⑦ B．①④⑧ C．①②⑤ D．④⑥⑧
10．一种将丙烷转化为丙烯的反应机理如图所示。下列说法错误的是
A．该反应有利于消除排放，变废为宝
B．反应的总方程式为
C．是反应的中间体
D．增加的量有利于提高的转化率
11．在一定温度下可逆反应： 。温度时，向密闭容器中通入X，部分实验数据见下表：
时间/s 0 50 100 150
5.00 3.52 2.50 2.50
下列说法中错误的是
A．50s内，
B．温度下的平衡常数，平衡时X的转化率为50%
C．温度下的平衡常数为，温度下的平衡常数为，若，则
D．时，的平衡常数为
12．反应Si(s)＋3HCl(g) SiHCl3(g)＋H2(g)；ΔH=-225 kJ·mol-1可用于粗硅的提纯。下列关于该反应的说法正确的是
A．每反应1 mol Si需断裂4 mol Si—Si键
B．该反应在任何条件下均能自发进行
C．该反应的平衡常数表达式为K=
D．升高温度可以提高反应物的平衡转化率
13．在一定温度下，向1L的容器中充入Fe2O3(s)和CO(g)各1mol，发生反应：Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)。CO(g)随时间的变化如下表所示，下列说法错误的是
时间/s 0 10 20 30 40
CO物质的量/mol 1 0.7 0.5 0.4 0.4
A．前10s内用CO表示该反应速率为v(CO)=0.03mol·L－1·s－1
B．该反应的化学平衡常数为3.375
C．40s时，升高温度再次达到平衡时，n(CO)=0.5mol，则正反应为放热反应
D．40s时，向该容器中充入1molCO，再次达到平衡后，CO的转化率减小
二、填空题（共10题）
14．关于N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H1 kJ/mol，满足如下图象：
(1)根据图判断H1 0，T3 T4。(填“＞”“＜”“＝”)
(2)若温度为T1且容器为2L的密闭容器下中，发生合成氨的反应，起始时通入2mol的N2和6mol的H2，10分钟达到平衡状态，此时NH3的体积分数为60%。则0到10min内用H2表示化学反应速率为 mol/(L·min)，N2的转化率为 ，反应开始和平衡状态体系的压强之比等于 。
(3)若第(2)小问中反应体系达到平衡后，再通入1molN2和3mol的H2，则H2的转化率为 (填“增大”“减小”或“不变”)
15．已知：CO（g）＋ 2H2（g）CH3OH（g），经测不在定同温度下该反应的平衡常数如下：
温度（℃） 250 300 350
K 2.041 0.270 0.012
（1）该反应为 反应(填“吸热”“放热”)．
（2）假设该反应在恒容绝热的密闭容器中进行，下列能判断该反应已达化学平衡状态的是 ；
A．容器中压强不变 B．混合气体中c(CO)不变 C．2v正(H2)＝v逆(CO)
D．容器中混合气体的密度不变 E.容器内温度不变 F.c(CO):c(H2):c(CH3OH)=1:2:1
（3）若某温度下，该反应达到平衡时测得反应物与生成物的浓度为c(CO)=0.4 mol·L－1、c(H2)=0.4 mol·L－1、c(CH3OH)=0.8 mol·L－1, 则此时的温度 ；
A．小于250℃ B．在250℃~300℃之间 C．在300℃~350℃之间 D．大于350℃
（4）某温度下，在体积固定的1L的密闭容器中将1 mol CO和2 mol H2混合，测得不同时刻的反应前后压强关系如下：
时间（min） 5 10 15 20 25 30
压强比(P后/P前) 0.98 0.90 0.80 0.70 0.70 0.70
则0~15 min，用H2表示的平均反应速率为V(H2)= mol·L-1·min -1，达到平衡时CO的转化率为 ，该温度下该反应的平衡常数为 （保留两位小数）。
16．由于温室效应和资源短缺等问题，如何降低大气中的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生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：
，如图表示该反应进行过程中能量(单位为)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)在体积为1L的恒容密闭容器中，充入1mol和3mol，测得和的浓度随时间变化如图所示。从反应开始到平衡，用浓度变化表示的平均反应速率为 ，的转化率为 ，平衡常数 。
(4)下列措施中能使(3)题中增大的有__________。(填字母)
A．降低温度 B．加入催化剂
C．将从体系中分离 D．充入，使体系总压强增大
17．低能耗高效率的合成氨技术开发是实现氨燃料化利用的基础。探索新型合成氨技术是该领域研究热点之一，哈伯合成氨在较高温度下以氢气做氢源，氢气可由天然气制备：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)
(1)为提高CH4的平衡转化率，可采用的措施是___________
A．使用合适的催化剂 B．采用较高的温度
C．采用较高的压强 D．延长反应时间
(2)在1L刚性密闭容器中充入0.2molCH4和1.0molH2O进行反应，加热时容器内温度升高。当温度升高至900K，若容器内n(CO)=0.1mol，此时反应 (填“正向进行”“逆向进行”“处于平衡状态”)，若保持900K，达到平衡时再往容器内充入0.1molHe，v正 (填“增大”“减小”“不变”)(已知：900K时反应的平衡常数为1.2)
18．化学反应的快慢(速率)和化学反应的限度是化学反应原理的重要组成部分。请回答下列问题：
(1)在一定温度下的定容容器中，当C(s)＋CO2(g)2CO(g)不再发生变化时：①混合气体的压强，②混合气体的密度，③混合气体的总物质的量，④混合气体的平均相对分子质量，⑤混合气体的颜色，⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比，⑦某种气体的百分含量。能说明C(s)＋CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是 。
(2)在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：
t/℃ 700 800 830 1000 1200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题：
①该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。
②某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为 。
③若830℃时，向容器中充入1molCO、5molH2O，反应达到平衡后，其化学平衡常数K 1.0(填“大于”“小于”或“等于”)。
④若1200℃时在某时刻平衡体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2mol·L-1、2mol·L-1、4mol·L-1、4mol·L-1，则此时上述反应的平衡移动方向为 (填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。
19．氢元素单质及其化合物是人类赖以生活的重要能源。盖斯定律认为：不管化学过程是一步完成或分多步完成，整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题：
(1)反应A＋B→C(△H<0)分两步进行：(i)A＋B→X(△H>0)；(ii)X→C(△H<0)。下列示意图中，能正确表示总反应过程中能量变化的是 (填字母)。
(2)①乙烯与HCl气体催化加成反应的能量与反应历程的关系如图所示，下列说法正确的是 。
A．第二步反应比第一步的快 B．第一步的逆反应活化能比第二步的小
C．两步反应的均小于0 D．增大压强可以使该反应的增大
②乙烯与HCl生成C2H5Cl的总反应是 反应(填“放热”或“吸热”)。
(3)已知：H2O(g)=H2O(l) △H1=-Q1kJ·mol-1
C2H5OH(g)=C2H5OH(1) △H2=-Q2kJ·mol-1
C2H5OH(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(g) △H3=-Q3kJ·mol-1
则C2H5OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(l)的△H= kJ·mol-1；若将23g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为 。
20．CO可用于合成甲醇，化学方程式为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。
(1)该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化如图一所示，则该反应的焓变ΔH 0(填“＞”、“＜”或“=”)。
(2)某温度下，在体积为2L的密闭容器中，充入2molCO和4molH2，经测得CO和CH3OH(g)的物质的量随时间的变化如图二所示。则0~10min内v(CH3OH)= ，增加CO平衡转化率的方法有 (任写一条)。
(3)为研究在230℃、250℃和270℃三种温度下合成甲醇的规律，在容积为1L的恒容容器中，测得三种温度下H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系如图三所示，则曲线z对应的温度是 ℃；该温度下，对应b点的化学平衡常数为 。
21．六氨合钴{化学式：}溶液可用于脱除烟气中的，用活性炭作催化剂、水作还原剂可实现的再生，维持溶液脱除的能力，可能机理如图-1所示。
已知：活性炭表面既有大量的酸性基团，又有大量的碱性基团。溶液的对活性炭表面所带电荷有影响。时带负电荷，越高，表面所带负电荷越多；时带正电荷，越低，表面所带正电荷越多。
(1)由步骤(ii)可知活性炭表面有大量的 (填“酸性”或“碱性”)基团。
(2)写出步骤(iii)的离子反应方程式： 。
(3)一定温度下，对再生反应的影响如图2所示。
①当时，的转化率随的减小而降低的原因是 。
②当时，的转化率随的增大而降低的原因是 。
(4)一定下，反应相同时间，的转化率随温度的升高而增大，可能的原因是 。
22．金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途。目前生产钛的方法之一是将金红石(TiO2)转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。回答下列问题：
(1)TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：
(i)直接氯化：TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(g)+O2(g) △H1=+172kJ mol-1，Kp1=1.0×10-2
(ii)碳氯化：TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(g)+2CO(g) △H2=-51kJ mol-1，Kp2=1.2×1012Pa
①对于直接氯化反应：增大压强，平衡 移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡转化率 (填“变大”“变小”或“不变”)。
②直接氯化的反应趋势远小于碳氯化，其原因是 。
(2)在1.0×105Pa，将TiO2、C、Cl2按物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
①反应C(s)+CO2(g)CO(g)的平衡常数Kp(1400℃)= Pa(≈8.5)。
②图中显示，在200℃平衡时TiO2几乎完全转化为TiCl4，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因是 。
(3)TiO2直接氯化和碳氯化都属于“气—固”反应，工业生产中有利于“气—固”充分接触的措施是 。
23．CH4–CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：
反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：
积碳反应 CH4(g)= C(s)+2H2(g) 消碳反应 CO2(g)+ C(s)= 2CO(g)
ΔH/(kJ·mol 1) 75 172
活化能/ (kJ·mol 1) 催化剂X 33 91
催化剂Y 43 72
由上表判断，催化剂X Y(填“优于”或“劣于”)，理由是 。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是 (填标号)。
A．K积、K消均增加 B．v积减小，v消增加
C．K积减小，K消增加 D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
【详解】A．浓度不再发生变化才能说明反应已达到化学反应限度，由于反应物的起始浓度未知，不能由反应物浓度等于生成物浓度说明反应达到平衡，故A错误；
B．容器中N2、H2、NH3浓度之比可能为1：3：2，也可能不等，与各物质的初始浓度及转化率有关，故B错误；
C．单位时间生成nmolN2，同时生成3nmolH2都指正反应速率，不能说明平衡，故C错误；
D．H2的生成速率等于NH3的生成速率的1.5倍，即正逆反应速率相等，说明达到平衡，故D正确；
故选：D。
2．D
【详解】A．催化剂只影响反应速率，对平衡无影响，不能改变平衡转化率，故A错误；
B．由图可知反应②的活化能较大，则反应②速率较慢，慢反应决定总反应速率快慢，故B错误；
C．总反应=反应①+反应②，则总反应的平衡常数K=，故C错误；
D．由图像可知上述两步反应均为放热反应，则温度升高会使平衡逆向移动，而反应①为快反应，导致c(N2O2)减少对速率的影响大于温度对速率的影响，从而使决速步速率降低，则总反应速率降低，故D正确；
故选：D。
3．D
【详解】A．由图2可知，平衡时乙容器内A的转化率为，而甲容器相当于将乙容器的体积缩小一半，则增大压强，化学平衡右移，A的转化率增大，所以平衡时甲容器中A的转化率大于50%，故A错误，
B．化学平衡常数只与温度有关，两容器中的反应是相同温度下达到的化学平衡状态，所以平衡常数K甲=K乙，故B错误；
C．该反应为放热反应，将乙容器单独升温，平衡向吸热反应方向移动，即向逆反应方向移动，不可能使乙容器内各物质的体积分数与甲容器内的相同，故C错误；
D．由图2可知，平衡时乙容器内A的转化率为，而甲容器相当于将乙容器的体积缩小一半，则增大压强，化学平衡右移，A的转化率增大，所以平衡时甲容器中A的转化率大于50%，即平衡时甲容器中0.5mol/L＜c(A)＜1mol/L，故D正确；
答案为D。
4．B
【详解】A．混合气体的颜色不再改变，说明c(I2)不再变化，说明反应达到平衡状态，A项不符合题意；
B．因为容器中气体的总质量恒定，而反应过程中气体的物质的量不变，故反应过程中气体的平均相对分子质量始终不变，B项符合题意；
C．有1mol I—I键形成，同时有2mol H—I键形成，即逆反应速率等于正反应速率，反应达到平衡状态，C项不符合题意；
D．反应时H2和I2消耗的物质的量相同，初始时H2和I2的物质的量不同，若H2与I2的物质的量之比保持恒定，则反应达到平衡状态，D项不符合题意。
综上所述答案为B。
5．D
【详解】A．由题意知的，该反应为气体分子数减小的放热反应，降低温度或增大压强，平衡均正向移动，二甲醚的物质的量分数增大，再根据题图可得出，，A错误；
B．平衡常数只随温度的变化而变化，温度一定时，不变，B错误；
C．反应达到平衡时，，由于，，则平衡时，、条件下的正反应速率大于、条件下的逆反应速率，C错误；
D．、条件下平衡时，二甲醚的物质的量分数为，若，二甲醚的物质的量分数为，反应正向进行，则，D正确；
故选：D。
6．A
【详解】A．加压，平衡不移动，加压时由于容器体积减小，NO2的浓度增大，体系的颜色加深，不能用勒夏特列原理解释，A项错误；
B．根据图象可知，该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能，B项正确；
C．该反应的 H=209kJ/mol-348kJ/mol=-139kJ/mol＜0，说明反应物N2O(g)和NO(g)的总键能小于生成物N2(g)和NO2(g)的总键能，C项正确；
D．使用催化剂可降低反应的活化能，即降低过渡态的能量，使更多的分子成为活化分子，提高活化分子的百分数，D项正确；
答案选A。
7．B
【详解】A．根据题目信息，所有反应物和生成物都是气体，且容器恒容，反应过程中密度不会发生变化，密度不变不能作为达到平衡状态的标志，A错误；
B．理论上仅增加H2O，上述平衡正向移动，该反应CO转化率增大，即越大，CO的平衡转化率越大，从图像中也可以看出此关系，B正确；
C．该反应是放热反应，其他条件相同，温度越高，CO转化率越低，，C错误；
D．该反应方程式左右两边气体体积相等，压强改变平衡不移动，D错误；
故答案为：B。
8．D
【解析】晾衣服的过程中固态水升华成气态水，为吸热过程，则ΔH>0；固态变为液体为熵增加的过程，则ΔS>0；室温下能自发，说明室温时满足ΔH-TΔS<0。
【详解】A．C的燃烧为放热反应，故A不符合题意；
B．双氧水分解为放热反应，故B不符合题意；
C．该反应中固体增多，为熵减小的过程，故C不符合题意；
D．该反应为吸热反应，气体增多，为熵增反应，且该反应室温下可以自发，故D符合题意；
综上所述答案为D。
9．B
【详解】①无论反应是否达到平衡状态，N2O4的消耗速率与NO2的生成速率之比都为1：2，所以不能证明是否达到平衡状态，故①错误；
②NO2的正逆反应速率相等，所以能证明达到平衡状态，故②正确；
③该反应是反应前后气体体积改变的反应，当该反应达到平衡状态时，各物质的物质的量不再改变，所以压强就不再改变，能证明该反应达到平衡状态，故③正确；
④根据质量守恒，无论该反应是否达到平衡状态，混合气体的质量都不再改变，所以不能证明该反应是否达到平衡状态，故④错误；
⑤平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，所以能证明该反应达到平衡状态，故⑤正确；
⑥平衡时各种物质的物质的量、浓度等不再发生变化，烧瓶内气体的颜色不再加深说明NO2浓度不变，所以能证明该反应达到平衡状态，故⑥正确；
⑦根据反应方程式可知气体物质的物是变量，根据质量守恒定律，烧瓶内气体质量始终不变，根据 ，平均相对分子质量是变量，所以当烧瓶内气体的平均相对分子质量不再变化时，能证明该反应达到平衡状态，故⑦正确；
⑧根据质量守恒，反应前后气体质量不变，容器的体积不变，所以烧瓶内气体的密度始终不变，故⑧错误；
综上，不能说明上述反在该条件下已经达到平衡状态的是①④⑧，故答案选B。
10．D
【详解】A．根据机理图，CO2转化成CO，CO可以作为燃料，因此该反应有利于消除CO2的排放，变废为宝，故A说法正确；
B．根据反应机理图，通入C3H8和CO2，产生C3H6、CO和H2O，总反应为，故B说法正确；
C．CrO3作催化剂，Cr2O3为中间体，故C说法正确；
D．CrO3作催化剂，加快反应速率，对化学平衡移动无影响，不能提高平衡转化率，故D说法错误；
答案为D。
11．C
【详解】A．根据表中数据，50s内，，A正确；
B．根据表中数据分析，100s时体系达到平衡状态，X转化了2.50，生成Y的浓度为2.50×=5，生成Z的浓度为2.50×=1.25，温度下的平衡常数，平衡时X的转化率为50%，B正确；
C．该反应是吸热反应，温度升高，平衡正向移动，平衡常数增大，若，则，C错误；
D．时，的平衡常数与的平衡常数互为倒数，根据B选项的分析，其值为，D正确；
故选C。
12．C
【详解】A．晶体硅是空间网状结构，每个硅原子连接周围4个硅原子，所以每个Si—Si键由两个Si原子共同构成，故1单位硅单质有2单位Si—Si键，则每反应1 mol Si需断裂2 mol Si—Si键，故A错误；
B．该反应是一个熵减的反应，需满足才能自发进行，故B错误；
C．因为Si为固体，不计入平衡常数计算，因此反应的平衡常数表达式为K=，故C正确；
D．该反应为放热反应，升高温度平衡向吸热方向进行，即逆向进行，将降低反应物的平衡转化率，故D错误。
故答案选：C。
13．D
【详解】A．前10s内 c===0.3mol/L，v===0.03mol·L－1·s－1，A正确；
B．由表格中的数据可知，30s时反应达到平衡，根据题意可列出三段式：
平衡常数K==3.375，B正确；
C．升高温度再次达到平衡时，n(CO)=0.5mol，CO增多，说明升温后平衡逆向移动，说明正反应放热，C正确；
D．由于该反应体积不变，且前后气体物质的系数相等，平衡后向该容器中充入1molCO，因此达到平衡后与原平衡是等效的，因此CO的转化率不变，D错误；
故选D。
14． ＜ ＜ 0.225 75% 8：5 增大
【分析】本题考查化学平衡图象分析，对于题干图象我们采用“定一议二法”进行分析即可解题，对于化学平衡的计算利用三段式进行计算即可。
【详解】(1)根据图1可知T1时首先达到平衡状态，说明温度是T1＞T2，温度高氮气的转化率降低，说明升高温度平衡向逆反应方向进行，则正反应是放热反应，因此△H1＜0；在压强相同时升高温度平衡向逆反应方向进行，氨气的百分含量降低，所以T3＜T4，故答案为：＜；＜；
(2) 根据三段式分析可知： ，则 =60%，解得x＝1.5，则0到10min内用H2表示化学反应速率为＝0.225 mol/(L·min)，N2的转化率为＝75%，恒温恒容下，容器的压强之比等于气体的总物质的量之比，反应开始和平衡状态体系的压强之比等于(2mol+6mol)：(2-x+6-3x+2x)=8mol：(8mol-2×1.5mol)=8:5，故答案为：0.225；75%；8：5；
(3)若第(2)小问中反应体系达到平衡后，再通入1molN2和3mol的H2，相当于增大压强，平衡向正反应方向进行，则H2的转化率增大，故答案为：增大。
15． 放热． ABE A 0.04 45% 0.68（保留两位小数）
【详解】试题分析：(1)升高温度，平衡常数减小，平衡逆向移动；（2）根据化学平衡状态的特征判断；（3）平衡时测得反应物与生成物的浓度为c(CO)=0.4 mol·L－1、c(H2)=0.4 mol·L－1、c(CH3OH)=0.8 mol·L－1，计算平衡常数，根据平衡常数判断温度；（4）根据压强比等于物质的量比， 利用“三段式”计算15 min时氢气的物质的量，根据 计算氢气的反应速率；20 min时压强保持不变，达到平衡状态，利用“三段式”计算平衡时的物质的量，再计算CO的转化率、平衡常数；
解析：(1)升高温度，平衡常数减小，平衡逆向移动，所以正反应放热；
（2）A．该反应物质的量、温度都改变，所以压强是变量，容器中压强不变一定平衡，故A正确；； B．根据平衡定义，混合气体中c(CO)不变一定平衡，故B正确； C．正逆反应速率比等于系数比达到平衡状态，所以v正(H2)＝2v逆(CO) 达到平衡状态，故C错误；
D．根据 ，容器体积、气体质量都不变，所以密度是恒量，容器中混合气体的密度不变不一定平衡，故D错误； E、反应放热，温度是变量，容器内温度不变一定平衡，故E正确； F、c(CO):c(H2):c(CH3OH)=1:2:1时，浓度不一定保持不变，故F错误。
（3）平衡时c(CO)=0.4 mol·L－1、c(H2)=0.4 mol·L－1、c(CH3OH)=0.8 mol·L－1，则> 2.041，根据平衡常数，温度小于250℃，故A正确；（4）根据压强比等于物质的量比，15 min时气体总物质的量是
1-x+2-2x+x=2.4
x=0.3mol
根据 ，氢气的反应速率 mol·L-1·min -1 ；20 min时压强保持不变，达到平衡状态，根据压强比等于物质的量比，20 min时气体总物质的量是
1-x+2-2x+x=2.1
x=0.45
CO的转化率= ；
平衡常数0.68 ；
点睛：容器中变量不变时一定达到平衡状态。在恒容绝热的密闭容器中进行反应，温度是变量，当温度不变时一定达到平衡状态。
16．(1)
(2)增大
(3) 75%
(4)AC
【详解】（1）根据平衡常数的定义，反应的平衡常数表达式为，故填；
（2）平衡常数与温度有关，该反应，正反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，平衡常数增大，故填增大；
（3）如图可知，10min达到平衡时，，，则平衡时，，用浓度变化表示的平均反应速率为，的转化率为，平衡常数，故填；75%；；
（4）A．降低温度，平衡正向移动，增大，减小，增大，故A选；
B．加入催化剂，平衡不移动，不变，故B不选；
C．将从体系中分离，平衡正向移动，增大，减小，增大，故C选；
D．充入，使体系总压强增大，但是容积不变，体系中各物质浓度不变，平衡不移动，不变，故D不选；
故选AC。
17．(1)B
(2) 正向进行 不变
【解析】(1)
A．催化剂不影响平衡移动，加入催化剂，CH4的平衡转化率不改变，A错误；
B．由于该反应为吸热反应，较高温度有利于平衡正向移动，CH4的平衡转化率提高，B正确；
C．该反应的正反应为气体分子数增大的提高应，较高压强下，平衡逆向进行程度较大，CH4的平衡转化率减小，C错误；
D．延长反应时间并不能改变反应的限度，CH4的平衡转化率不改变，D错误；
故选B。
(2)
在1L刚性密闭容器中充入0.2molCH4和1.0molH2O进行反应，温度升高至900K，若容器内n (CO) =0.1mol，则
Qc===0.03
(2) 吸热 700℃ 等于 逆反应方向
【解析】（1）
反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)为气体体积增大的可逆反应，且反应物中C为固体；
①混合气体的压强不变，说明气体的物质的量不变，反应达平衡状态，①符合题意；
②混合气体的密度不变，说明气体的物质的量不变，反应达平衡状态，②符合题意；
③混合气体的总物质的量，则同一物质正逆反应速率相等，反应达平衢状态，③符合题意；④混合气体的平均相对分子质量不变，则同一物质正逆反应速率相等，反应达平衡状态，④符合题意；
⑤混合气体的颜色一直无色不变，反应不一定达平衡状态，⑤不符合题意；
⑥各反应物或生成物的浓度之比等于系数之比，不能说明各物质的量不变，所以不一定达平衡状态，⑥不符合题意；
⑦某种气体的百分含量不变，说明各物质的量不变，反应达平衡状态，⑦符合题意；
综上所述①②③④⑦符合题意；
故选①②③④⑦。
（2）
①温度升高平衡常数增大，说明平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应；
②某温度下，平衡浓度符合下式：3c(CO2)·c(H2)=5c(CO)·c(H2O)，则K===0.6，此时的温度为700℃；
③化学平衡常数只随温度的改变而改变，温度为830°C时，向容器中充入1molCO、 5molH2O，反应达到平衡后，其化学平衡常数K不变，仍为1；
④1200℃时在某时刻平衡体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2mol·L-1、2mol·L-1、4mol·L-1、4mol·L-1，则浓度商Qc= ==4> K=2.6，所以化学平衡逆向移动；
19．(1)D
(2) AB 放热
(3) Q2-Q3-3Q1 kJ
【详解】（1）A+B→C是放热反应，即A+B总能量高于C，第一步反应是吸热反应，A+B的总能量低于X，第二步是放热反应，X的能量高于C，因此选项D符合题意；故答案为D；
（2）①A．活化能越大，化学反应速率越慢，由图可知，第二步的活化能比第一步小，第二步反应速率比第一步快，故A正确；
B．由图可知，第二步的逆反应活化能比第一步逆反应活化能大，故B正确；
C．第一步反应中反应物总能量低于生成物总能量，该反应为吸热反应，ΔH＞0，第二步反应反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应，即ΔH＜0，故C错误；
D．对于确定的体系，ΔH只与始态和终态有关，与压强无关，故D错误；
答案为AB；
②根据图像可知，乙烯与HCl总能量高于C2H5Cl总能量，该反应为放热反应；故答案为放热；
（3）根据盖斯定律可知，ΔH3－ΔH2＋3ΔH1可以推出目标反应方程式，ΔH=(Q2-Q3-3Q1)kJ/mol，46g液态无水酒精燃烧放出热量为(Q3-Q2+3Q1)kJ，因此23g液态无水酒精完全燃烧，恢复室温，整个过程中放出的热量为=kJ；故答案为Q2-Q3-3Q1；kJ。
20．(1)＜
(2) 0.075mol·L-1·min-1 增大压强、充入H2、及时分离出CH3OH、降温
(3) 270 4
【详解】（1）温度越高，反应速率越快，T2温度下先达到平衡，所以T2温度更高，温度升高CO的转化率降低，说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，ΔH＜0；
（2）据图可知0~10min内Δn(CH3OH)=1.50mol，容器体积为2L，所以v(CH3OH)==0.075mol·L-1·min-1；该反应为气体系数之和减小的反应，增大压强可以使平衡正向移动，增大CO平衡转化率；该反应为放热反应，降低温度可以增大CO平衡转化率；增加H2可以使平衡正向移动，增大CO平衡转化率；
（3）该反应为放热反应，投料比相同时，温度越低CO的转化率越大，所以温度x＜y＜z，所以曲线z对应的温度是270℃；a、b两点温度相同，则平衡常数相同，a点投料为1.5molH2、1molCO，平衡时CO的转化率为50%，即平衡时Δn(CO)=1mol×50%=0.5mol，容器内n(CO)=0.5mol，根据方程式可知此时n(H2)=1.5mol-2×0.5mol=0.5mol，n(CH3OH)=0.5mol，容器体积为1L，所以平衡常数K==4。
21．(1)酸性
(2)
(3) pH越低，活性炭表面所带正电荷越多，与静电斥力增加，不利于的催化还原 增加，的解离受到抑制，不利于的催化还原
(4)温度升高，反应速率加快，有利于反应的转化率；提高温度有利于的解离，从而有利于的还原；温度升高，氧气在水中的溶解度下降，有利于反应产物氧气的脱除，而氧气在活性炭表面的大量吸附不利于的还原(温度升高有利于溶质在微孔的扩散等合理答案均可)
【详解】（1）由步骤(ⅱ)可知有Co3＋产生，所以活性炭表面有大量的酸性基团。
（2）步骤(ⅲ)中Co3＋被还原为Co2＋，反应的离子反应方程式为。
（3）①由于pH越低，活性炭表面所带正电荷越多，与静电斥力增加，不利于的催化还原，因此当时，的转化率随的减小而降低。
②由于增加，的解离受到抑制，不利于的催化还原，所以当时，的转化率随的增大而降低。
（4）由于温度升高，反应速率加快，因此有利于反应的转化率；提高温度有利于的解离，从而也有利于的还原；温度升高，氧气在水中的溶解度下降，有利于反应产物氧气的脱除，而氧气在活性炭表面的大量吸附不利于的还原，因此的转化率随温度的升高而增大。
22．(1) 不 变大 直接氯化的体系是气体分子数不变、且是吸热过程，而碳氯化反应气体分子数增加，△H小于0，是熵增、放热过程，熵判据与焓判据均是自发过程
(2) 850 为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的TiCl4产品，提高效益
(3)将固体粉碎后加入反应容器，鼓入Cl2吹起固体反应物，使固体粉末“沸腾”
【详解】（1）①对于直接氯化反应，反应后气体分子数不变，依据勒夏特列原理，增大压强，平衡往气体分子数减少的方向移动，即平衡不移动；该反应是吸热反应，温度升高，平衡往吸热方向移动，即向右移动，则平衡转化率变大；
②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，因为碳氯化反应气体分子数增加， H小于0，是熵增、放热过程，熵判据与焓判据均是自发过程，而直接氯化的体系气体分子数不变、且是吸热过程；
（2）①从图中可知，1400℃，体系中气体平衡组成比例CO2是0.05，TiCl4是0.35，CO是0.6，Cl2是0，反应C(s)+CO2(g)=CO(g)的平衡常数Kp(1400℃)===850；
②实际生产中需要综合考虑反应的速率、产率等，以达到最佳效益，实际反应温度远高于200℃，就是为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的TiCl4产品，提高效益。
（3）固体颗粒越小，比表面积越大，反应接触面积越大。有利于TiO2 – C“固-固”接触，可将两者粉碎后混合，同时鼓入Cl2吹起固体反应物，使固体粉末“沸腾”，增大接触面积。
23． 劣于 相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大 AD
【详解】积碳反应中，由于催化剂X的活化能比催化剂Y的活化能要小，所以催化剂X更有利于积碳反应的进行；而消碳反应中，催化剂X的活化能大于催化剂Y，所以催化剂Y更有利于消碳反应的进行；综合分析，催化剂X劣于催化剂Y。由表格可知积碳反应、消碳反应都是吸热反应，温度升高，平衡右移，K积、K消均增加，温度升高，反应速率均增大，从图像上可知，随着温度的升高，催化剂表面的积碳量是减小的，所以v消增加的倍数要比v积增加的倍数大，故选AD。
答案第1页，共2页
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