2025届人教版高中化学一轮复习基础练习二十四：化学平衡状态　化学平衡移动（学生版 解析版）

练习二十四　化学平衡状态　化学平衡移动
1. (2023·湖北荆州模拟)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量CO2)直接制备二甲醚，一步法合成二甲醚的热化学方程式为2CO(g)＋4H2(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－204.5 kJ·mol－1。该反应在恒温恒容的密闭容器中进行，下列不能作为反应达到化学平衡状态的依据是(　　)
A．混合气体的平均摩尔质量保持不变
B．混合气体的密度不变
C．容器内混合气体的压强保持不变
D．单位时间内消耗2 mol CO的同时消耗1 mol二甲醚
解析：结合题给反应可知，该反应前后气体的质量相等，该反应为反应前后气体分子数减小的反应，根据＝可知，混合气体的平均摩尔质量保持不变可说明反应达到平衡状态，A不符合题意。该反应前后气体的质量相等，恒温恒容密闭容器中混合气体的体积不变，则混合气体的密度始终不变，不能说明反应达到平衡状态，B符合题意。该反应为反应前后气体分子数减小的反应，则反应后混合气体的物质的量减小，恒温恒容下，混合气体的物质的量之比等于混合气体的压强之比，故容器内混合气体的压强减小，则当容器内混合气体的压强保持不变，说明反应达到平衡状态，C不符合题意。由各物质的化学反应速率之比等于各物质的化学计量数之比可知，单位时间内消耗2 mol CO的同时消耗1 mol二甲醚可说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，D不符合题意。故选B。
2．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是(　　)
A．Z为0.5 mol·L－1
B．Y2为0.4 mol·L－1
C．X2为0.1 mol·L－1
D．Z为0.4 mol·L－1
解析：若X2完全转化为Z，则X2、Y2、Z的浓度分别是0 mol·L－1、0.2 mol·L－1、0.4 mol·L－1；若Z完全转化为X2、Y2，则X2、Y2、Z的浓度分别是0.2 mol·L－1、0.4 mol·L－1、0 mol·L－1；反应为可逆反应，反应物不能完全转化，所以0答案：C
3. (2023·重庆化学)逆水煤气变换体系中存在以下两个反应：
反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)
反应Ⅱ：CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)
在恒容条件下，按V(CO2)∶V(H2)＝1∶1投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．反应Ⅰ的ΔH<0，反应Ⅱ的ΔH>0
B．M点反应Ⅰ的平衡常数K<1
C．N点H2O的压强是CH4的3倍
D．若按V(CO2)∶V(H2)＝1∶2投料，则曲线之间交点位置不变
解析：随着温度的升高，甲烷含量减小，一氧化碳含量增大，则说明随着温度升高，反应Ⅱ逆向移动、反应Ⅰ正向移动，则反应Ⅱ为放热反应焓变小于零、反应Ⅰ为吸热反应焓变大于零，A错误；M点没有甲烷产物，且二氧化碳、一氧化碳含量相等，投料比V(CO2)∶V(H2)＝1∶1，则此时反应Ⅰ平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量相等，反应Ⅰ的平衡常数K＝＝1，B错误；N点时，一氧化碳、甲烷的物质的量相等，结合反应方程式的化学计量数可知，生成水的总物质的量为甲烷的3倍，结合阿伏加德罗定律可知，H2O的压强是CH4的3倍，C正确；反应Ⅰ为气体分子数不变的反应、反应Ⅱ为气体分子数减小的反应；若按V(CO2)∶V(H2)＝1∶2投料，相当于增加氢气的投料，会使得甲烷含量增大，导致甲烷、一氧化碳曲线之间交点位置发生改变，D错误。故选C。
4．(2023·浙江6月选考)(双选)水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。
水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41.2 kJ·mol－1
该反应分两步完成：
3Fe2O3(s)＋CO(g) 2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH1＝－47.2 kJ·mol－1
2Fe3O4(s)＋H2O(g) 3Fe2O3(s)＋H2(g) ΔH2＝6 kJ·mol－1
下列说法正确的是________。
A．通入反应器的原料气中应避免混入O2
B．恒定水碳比[n(H2O)/n(CO)]，增加体系总压可提高H2的平衡产率
C．通入过量的水蒸气可防止Fe3O4被进一步还原为Fe
D．通过充入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率
解析：一氧化碳和氢气都可以和氧气反应，则通入反应器的原料气中应避免混入O2，A正确；该反应前后气体化学计量数相同，则增加体系总压平衡不移动，不能提高平衡产率，B错误；水蒸气可以和单质铁反应生成Fe3O4和H2，且过量的水蒸气可以降低体系中CO和H2的浓度，从而防止铁的氧化物被还原为单质铁，C正确；若保持容器的体积不变，通过充入惰性气体增加体系总压，反应物浓度不变，反应速率不变，D错误。
答案：AC
5．(2023·北京化学)下列事实能用平衡移动原理解释的是(　　)
A．H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解
B．密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体，受热后颜色加深
C．铁钉放入浓HNO3中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体
D．锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生
解析：MnO2会催化 H2O2分解，与平衡移动无关，A项错误；NO2转化为N2O4 的反应是放热反应，升温平衡逆向移动，NO2浓度增大，混合气体颜色加深，B项正确；铁在浓硝酸中钝化，加热会使表面的氧化膜溶解，铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体，与平衡移动无关，C项错误；加入硫酸铜以后，锌置换出铜，锌、铜和稀H2SO4构成原电池，从而使反应速率加快，与平衡移动无关，D项错误。
答案：B
6．(2023·湖南化学)向一恒容密闭容器中加入1 mol CH4和一定量的H2O，发生反应：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．x1B．反应速率：vb正C．点a、b、c对应的平衡常数：KaD．反应温度为T1，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态
解析：一定条件下，增大水蒸气的浓度，能提高CH4的平衡转化率，即x值越小，CH4的平衡转化率越大，则x1vc正，故B错误。由图像可知，x一定时，温度升高CH4的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，K增大；温度相同，K不变，则点a、b、c对应的平衡常数：Ka答案：B
7．(2022·湖南化学)向体积均为1 L的两恒容容器中分别充入2 mol X和1 mol Y发生反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)　ΔH，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．ΔH>0
B．气体的总物质的量：naC．a点平衡常数：K>12
D．反应速率：va正解析：甲容器在绝热条件下，随着反应的进行，压强先增大后减小，根据理想气体状态方程pV＝nRT可知，刚开始压强增大的原因是因为容器温度升高，则说明上述反应过程放热，即ΔH＜0，故A错误；根据A项分析可知，上述密闭容器中的反应为放热反应，a点温度高于c点，图中a点和c点的压强相等，因甲容器为绝热过程，乙容器为恒温过程，若两者气体物质的量相等，则甲容器压强应大于乙容器压强，则说明甲容器中气体的总物质的量比乙容器小，即气体的总物质的量：na＜nc，故B正确；a点为平衡点，此时容器的总压为p，假设在恒温恒容条件下进行，则气体的压强之比等于气体的物质的量(物质的量浓度)之比，所以可设Y转化的物质的量浓度为x mol·L－1，则列出三段式如下：
则有＝，计算得到x＝0.75，那么化学平衡常数K＝＝＝12，又因甲容器为绝热条件，等效为恒温条件下升温，平衡逆向移动，则平衡常数减小，即平衡常数K＜12，故C错误；根据图像可知，a、b均已达到平衡，a点温度更高，反应正向进行程度较小，反应物浓度比b点高，则va正＞vb正，故D错误。
答案：B
8. (2024·福建模拟)一定温度下，在3个容积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是(　　)
容器 温度/K 起始浓度/(mol·L－1) 平衡浓度/(mol·L－1)
c(H2) c(CO) c(CH3OH) c(CH3OH)
Ⅰ 400 0.20 0.10 0 0.080
Ⅱ 400 0.40 0.20 0
Ⅲ 500 0 0 0.10 0.025
A.该反应的正反应吸热
B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大
C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍
D．达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大
解析：对比容器Ⅰ和Ⅲ可知两者投料量相当，若温度相同，最终两者等效，但Ⅲ温度高，平衡时c(CH3OH)小，说明平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，A错误；Ⅱ相对于Ⅰ成比例增加投料量，相当于加压，平衡正向移动，转化率提高，所以Ⅱ中转化率高，B错误；不考虑温度，Ⅱ中投料量是Ⅲ的两倍，相当于加压，平衡正向移动，所以Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的两倍，C错误；对比Ⅰ和Ⅲ，若温度相同，两者等效，两容器中速率相等，但Ⅲ温度高，速率更快，D正确。故选D。
9．(2024·北京检测)已知：H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH<0。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 1 mol H2、1 mol I2(g) 2 mol HI 1 mol H2、1mol I2(g)
平衡浓度c(HI)/(mol·L－1) c1 c2 c3
平衡转化率α α1(H2) α2(HI) α3(H2)
平衡常数 K1 K2 K3
下列各项关系不正确的是(　　)
A．c1＝c2>c3
B．K1＝K2C．α1(H2)>α3(H2)
D．α1(H2)＋α2(HI)＝1
解析：容器1和容器2是等效平衡，因此c1＝c2，温度升高平衡逆向移动，因此c1＝c2>c3，A正确；容器1和容器2是等效平衡，因此K1＝K2，温度升高平衡逆向移动，K3减小，因此K1＝K2>K3，B错误；温度升高平衡逆向移动，平衡转化率减小，因此α1(H2)>α3(H2)，C正确；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，α2(HI)＝α1(HI)，且两容器温度相同，则有α1(H2)＋α2(HI)＝1，D正确。
答案：B
10．下列事实或数据不能用平衡移动原理解释的是(　　)
A．密闭容器中，氢气、碘蒸气、碘化氢气体组成的平衡体系加压后颜色变深
B．向新制氯水中滴加NaOH溶液，溶液由浅黄绿色变为无色
C.
D.
c(NH3·H2O)/(mol·L－1) 0.1 0.01
pH 11.1 10.6
解析：该反应前后气体体积不变，增大压强平衡不移动，但碘蒸气浓度增大导致颜色加深，不能用平衡移动原理解释，故A错；Cl2＋H2O??HCl＋HClO，向新制氯水中滴加NaOH溶液，会消耗盐酸，平衡正向移动，能用平衡移动原理解释，故B对；水的电离是吸热过程，升高温度，平衡正向移动，电离出的离子浓度增大，电导率增大，能用平衡移动原理解释，故C对；NH3·H2O的电离是可逆过程，浓度越小，促进电离平衡右移，电离程度越大，氢氧根离子浓度变大，碱性增强，pH变大，能用平衡移动原理解释，故D对。
答案：A
11．(2023·湛江模拟)反应Si(s)＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g)　ΔH是工业上制备高纯硅的重要中间过程。一定压强下，起始投入原料的值和温度与SiHCl3的平衡产率的变化关系如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．该反应为放热反应，ΔH<0
B．M、N点SiHCl3的分压：M>N
C.的值越大，SiHCl3平衡产率越高
D．M、N点的逆反应速率：vM>vN
解析：温度升高，SiHCl3的平衡产率减小，ΔH<0，A项正确；M点SiHCl3的产率高，分压大，B项正确；由图可知，的值增大至7时，SiHCl3的平衡产率降低至接近于0，C项错误；M点温度较高，SiHCl3浓度较大，逆反应速率vM>vN，D项正确。
答案：C
12．(2024·日照检测)向1 L密闭容器中充入x mol A和y mol B发生反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)　ΔH，如图中曲线2为70 ℃下反应的转化率α(A)-t曲线。下列说法正确的是(　　)
A．若其他条件不变，曲线4一定是使用了催化剂，降低了反应的活化能
B．若ΔH>0，其他条件不变，保持反应绝热，图像可能为曲线5
C．若ΔH<0，其他条件不变，保持反应绝热，图像变为曲线3，则N点的v正大于曲线2上M点的v逆
D．保持温度、体积不变，x∶y＝a∶b时对应的体积分数φ1(D)与x∶y>a∶b时对应的φ2(D)，大小关系为φ1(D)<φ2(D)
解析：曲线4相对于曲线2，达到平衡所需的时间短，反应速率加快，但平衡时反应的转化率α(A)不变，平衡不移动，故改变的条件可能为加入催化剂，也可能反应前后气体体积不变，增大压强，故A错误；若ΔH>0，其他条件不变，保持反应绝热，随着反应的进行温度降低，反应速率变慢，达到平衡所需的时间变长，平衡时α(A)减小，曲线5与此不符，故B错误；若ΔH<0，其他条件不变，保持反应绝热，随着反应的进行体系内温度升高，反应速率增大，反应到达平衡所需的时间变短，温度升高，平衡逆向移动，平衡时反应的转化率α(A)变小，曲线3符合，平衡时N点温度比M点高，反应速率快，则N点的v正大于曲线2上M点的v逆，故C正确；增大x∶y可视为保持B的用量恒定下增大A的浓度，平衡时A的体积分数增大，D的体积分数减小，故D错误。
答案：C
13．(2024·广州检测)汽车尾气中产生NO的反应为N2(g)＋O2(g)2NO(g)　ΔH。一定条件下，等物质的量的N2和O2在恒容密闭容器中反应，曲线a表示该反应在温度T下c(N2)随时间(t)的变化，曲线b表示该反应在某一起始条件改变时c(N2)随时间(t)的变化。下列叙述不正确的是(　　)
A．温度T下，0～40 s内v(N2)＝ mol·L－1·s－1
B．M点v正(N2)小于N点v逆(N2)
C．曲线b对应的条件改变可能是充入氧气
D．若曲线b对应的条件改变是升高温度，则ΔH>0
解析：温度T下，0～40 s内氮气的浓度从c0 mol·L－1减小到c1 mol·L－1，故v(N2)＝ mol·L－1·s－1，A正确；M、N点时反应还在正向进行，故M点v正(N2)大于N点v逆(N2)，B错误；曲线b可能是充入氧气，反应速率加快，更快到平衡，且平衡时氮气的浓度比a小，C正确；若曲线b对应的条件改变是升温，则说明升温平衡正向移动，则正反应为吸热反应，D正确。
答案：B
14．(2024·泰州模拟)一定温度下，向三个容积不等的恒容密闭容器(aA．A点延长反应时间，可以提高NOCl的转化率
B．A、B两点的压强之比为25∶28
C．容积为c L的容器中NOCl的平衡转化率小于80%
D．容积为a L的容器达到平衡后再投入1 mol NOCl、1 mol NO，平衡不移动
解析：A点比B点压强大，更快达到平衡，由转化率可知A点为平衡状态，延长时间平衡不移动，则NOCl的转化率不变，故A错误；A点时转化率为50%，列出三段式：
　　　　　　2NOCl(g) 2NO(g)＋Cl2(g)
起始/mol 　2 　 0 　 0
转化/mol 　1 　 1 0.5
平衡/mol 　1 　 1 0.5
物质的量之和为1 mol＋1 mol＋0.5 mol＝2.5 mol，B点转化率为80%，列出三段式：
　　　　　　2NOCl(g) 2NO(g)＋Cl2(g)
起始/mol 　2 　 0 　 0
转化/mol 1.6 1.6 0.8
平衡/mol 0.4 1.6 0.8
物质的量之和为0.4 mol＋1.6 mol＋0.8 mol＝2.8 mol，容器体积：a答案：D
15．(2024·南通调研)用CO2和H2可以合成甲醇。其主要反应为
反应Ⅰ　CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－58 kJ·mol－1
反应 Ⅱ　CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41 kJ·mol－1
在恒容密闭容器内，充入1 mol CO2和3 mol H2，测得平衡时CO2转化率、CO和CH3OH选择性随温度变化如图所示。
下列说法正确的是(　　)
A．270 ℃时主要发生反应Ⅱ
B．230 ℃时缩小容器的体积，n(CO)不变
C．250 ℃下达到平衡时，n(H2O)＝0.12 mol
D．其他条件不变，210 ℃比230 ℃平衡时生成的CH3OH多
解析：随着温度升高，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡正向移动，故CO的选择性逐渐增大，CH3OH的选择性逐渐减小，故随着温度增大而降低的曲线代表CH3OH的选择性，CO的选择性和CH3OH的选择性之和是1，可得最下面的曲线代表CO的选择性，中间的曲线代表CO2平衡转化率。270 ℃时，CH3OH的选择性更大，故主要发生反应Ⅰ，A错误；缩小容器体积，相当于增大压强，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错误；250 ℃下，CO2平衡转化率是12%，故转化的CO2物质的量是0.12 mol，根据反应Ⅰ、Ⅱ系数可知，生成的H2O是0.12 mol，C正确；210 ℃和230 ℃相比CH3OH的选择性相差不大，但是230 ℃时CO2的平衡转化率要明显大于210 ℃时，故230 ℃时生成的CH3OH更多，D错误。
答案：C
16．(2023·张家口模拟)工业上制备BaS涉及如下反应：
Ⅰ.BaSO4(s)＋4C(s) 4CO(g)＋BaS(s) ΔH＝＋571.2 kJ·mol－1
Ⅱ.BaSO4(s)＋4CO(g)4CO2(g)＋BaS(s)　ΔH＝－118.8 kJ·mol－1
将物质的量之比为1∶3的BaSO4和C加入密闭容器发生反应，实验测得体系中生成物平衡物质的量分数与温度的变化关系如图所示，下列说法错误的是(　　)
A．温度升高，反应物和生成物粒子的有效碰撞几率均增大
B．T1 ℃之后，CO2平衡物质的量分数改变由C(s)＋CO2(g) 2CO(g)导致
C．增大起始BaSO4和C的物质的量之比，可增大C的平衡转化率
D．平衡后缩小容器容积，BaS的平衡产率降低
解析：温度升高，反应物和生成物粒子的有效碰撞几率均增大，A项说法正确；T1 ℃之后，BaS的物质的量分数不再改变，则CO2平衡物质的量分数改变由C(s)＋CO2(g)??2CO(g)导致，B项说法正确；固体的物质的量不影响平衡，C项说法错误；平衡后缩小容器容积，反应Ⅰ平衡逆向移动，CO体积分数减小导致反应Ⅱ平衡逆向移动，BaS的平衡产率降低，D项说法正确。
答案：C
17．一定温度下，在三个容积均为1.0 L的恒容密闭容器中仅发生反应：CH3OH(g)＋CO(g) CH3COOH(g)　ΔH<0。下列说法正确的是(　　)
容器编号 温度/K 物质的起始浓度/(mol·L－1) 物质的平衡浓度/(mol·L－1)
c(CH3OH) c(CO) c(CH3COOH) c(CH3COOH)
Ⅰ 530 0.50 0.50 0 0.40
Ⅱ 530 0.20 0.20 0.40
Ⅲ 510 0 0 0.50
A.若起始时向容器Ⅰ中充入2.0 mol CH3OH(g)、0.10 mol CO(g)和8.0 mol CH3COOH(g)，则反应将向逆反应方向进行
B．达到平衡时，容器Ⅱ中比容器Ⅰ中的小
C．达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大
D．达到平衡时，容器Ⅰ中CH3OH转化率与容器Ⅲ中CH3COOH转化率之和小于1
解析：温度为530 K时，该反应的平衡常数K＝＝＝40，若开始时向容器Ⅰ中加入2.0 mol CH3OH(g)、0.10 mol CO(g)和8.0 mol CH3COOH(g)，Q＝＝40＝K，因此反应恰好处于平衡状态，A错误；容器Ⅰ中CH3OH起始浓度为0.50 mol·L－1、CO为0.50 mol·L－1，容器Ⅱ中将CH3COOH转化为反应物，则CH3OH起始浓度为0.6 mol·L－1、CO为0.6 mol·L－1，容器Ⅰ和容器Ⅱ中的温度相同，体积相同且固定不变，对于反应CH3OH(g)＋CO(g)??CH3COOH(g)，压强越大时越有利于平衡向正反应方向移动，因此容器Ⅱ中比容器Ⅰ中的大，B错误；容器Ⅲ中将CH3COOH转化为反应物，则容器Ⅲ中CH3OH起始浓度为0.5 mol·L－1、CO为0.5 mol·L－1，而容器Ⅰ中CH3OH起始浓度为0.5 mol·L－1、CO为0.5 mol·L－1，容器Ⅲ和容器Ⅰ中起始浓度相同，但是容器Ⅰ中的温度高于容器Ⅲ，因此达到平衡时，容器Ⅰ中的正反应速率比容器Ⅲ中的大，C错误；容器Ⅲ中将CH3COOH转化为反应物，则容器Ⅰ和容器Ⅲ中反应物的起始浓度相同，若容器Ⅰ和容器Ⅲ中温度相同，达到平衡时容器Ⅰ中CH3OH转化率与容器Ⅲ中CH3COOH转化率之和等于1，但容器Ⅰ中温度高，且正反应方向是放热的，导致容器Ⅰ中CH3OH转化率降低，所以容器Ⅰ中CH3OH转化率与容器Ⅲ中CH3COOH转化率之和小于1，D正确。
答案：D
18．在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：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。
(1)能说明2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态的是________(填序号，下同)。
(2)能说明I2(g)＋H2(g) 2HI(g)达到平衡状态的是________。
(3)能说明2NO2(g) N2O4(g)达到平衡状态的是________。
(4)能说明C(s)＋CO2(g) 2CO(g)达到平衡状态的是________。
(5)能说明NH2COONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是________。
(6)能说明5CO(g)＋I2O5(s) 5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是________。
答案：(1)①③④⑦　(2)⑤⑦　(3)①③④⑤⑦
(4)①②③④⑦　(5)①②③　(6)②④⑦
19．汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)　ΔH<0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________(填序号)。
① ②
③ ④
⑤ ⑥
解析：①达到平衡状态时，v正应保持不变；②由于是放热反应，又是绝热容器，体系温度升高，平衡左移，K减小，当K不变时，温度不变，达到平衡状态；③达到平衡时，CO、CO2的改变量不是1∶1；④w(NO)逐渐减小，达到平衡状态时保持不变；⑤因正反应放热，容器绝热，故反应开始后体系温度升高，达到平衡状态时，体系温度不再发生变化；⑥ΔH是一个定值，不能用于判断可逆反应是否达到平衡状态。
答案：②④⑤
20．(2024·宜宾检测)将CO2转化为更有价值的化工原料，正成为科学家们研究的一个重要领域。回答下列问题：
(1)已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－484 kJ·mol－1
②2CH3OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 353 kJ·mol－1
则CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝________kJ·mol－1。
(2)在恒压密闭容器中通入CO2和H2的混合气体，制备甲醇过程中测得甲醇的时空收率(STY)(表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)随温度(T)变化如表：
T/℃ 170 180 190 200 210 220 230
STY/[(mol·h－1)·mol－1] 0.10 0.15 0.20 0.25 0.28 0.20 0.15
①该反应最适宜的温度是________。
②在220 ℃和170 ℃条件下，该反应速率之比v(220 ℃)∶v(170 ℃)＝________。
③随温度升高，甲醇的时空收率先增大后减小，可能的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)CO2催化加氢制甲醇过程中，存在竞争的副反应主要是CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41 kJ·mol－1。在恒温密闭容器中，CO2的平衡转化率[α(CO2)]和甲醇选择性随着温度变化关系如图所示。
①温度高于236 ℃时图中曲线下降的原因是__________________________________________。
②按1 mol CO2(g)、3 mol H2(g)投料反应，计算244 ℃时反应生成CH3OH的物质的量为________ mol。(保留两位有效数字)
解析：(1)根据盖斯定律，由×①－×②可得到CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)，ΔH＝×(－484 kJ·mol－1)－×(－1 353 kJ·mol－1)＝－49.5 kJ·mol－1。
(2)①根据表中信息，在210 ℃时STY最大，因此该反应最适宜的温度是210 ℃。②在220 ℃和170 ℃条件下，该反应速率之比v(220 ℃)∶v(170 ℃)＝0.20∶0.10＝2∶1。③随温度升高，甲醇的时空收率先增大后减小，可能的原因是随温度升高，反应速率加快，甲醇时空收率增大；继续升高温度，催化剂活性降低(或者放热反应平衡逆向移动或有副反应发生等)，使甲醇时空收率降低。
(3)①主反应是放热反应，副反应是吸热反应，升高温度，主反应平衡逆向移动，副反应平衡正向移动，且主反应平衡移动占主要因素，因而CO2平衡转化率、甲醇选择性均下降。②按1 mol CO2(g)、3 mol H2(g)投料反应，244 ℃时二氧化碳平衡转化率是10.5%，甲醇选择性为58.3%，因此此温度下反应生成CH3OH的物质的量为1 mol×10.5%×58.3%≈0.061 mol。
答案：(1)－49.5　(2)①210 ℃　②2∶1　③随温度升高，反应速率加快，甲醇时空收率增大；继续升高温度，催化剂活性降低(或者放热反应平衡逆向移动或有副反应发生等)，使甲醇时空收率降低　(3)①主反应是放热反应，副反应是吸热反应，升高温度，主反应平衡逆向移动，副反应平衡正向移动，且主反应平衡移动占主要因素，因而CO2平衡转化率、甲醇选择性均下降　②0.061
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
"()
" ()
练习二十四　化学平衡状态　化学平衡移动
1. (2023·湖北荆州模拟)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量CO2)直接制备二甲醚，一步法合成二甲醚的热化学方程式为2CO(g)＋4H2(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－204.5 kJ·mol－1。该反应在恒温恒容的密闭容器中进行，下列不能作为反应达到化学平衡状态的依据是(　　)
A．混合气体的平均摩尔质量保持不变
B．混合气体的密度不变
C．容器内混合气体的压强保持不变
D．单位时间内消耗2 mol CO的同时消耗1 mol二甲醚
解析：结合题给反应可知，该反应前后气体的质量相等，该反应为反应前后气体分子数减小的反应，根据＝可知，混合气体的平均摩尔质量保持不变可说明反应达到平衡状态，A不符合题意。该反应前后气体的质量相等，恒温恒容密闭容器中混合气体的体积不变，则混合气体的密度始终不变，不能说明反应达到平衡状态，B符合题意。该反应为反应前后气体分子数减小的反应，则反应后混合气体的物质的量减小，恒温恒容下，混合气体的物质的量之比等于混合气体的压强之比，故容器内混合气体的压强减小，则当容器内混合气体的压强保持不变，说明反应达到平衡状态，C不符合题意。由各物质的化学反应速率之比等于各物质的化学计量数之比可知，单位时间内消耗2 mol CO的同时消耗1 mol二甲醚可说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，D不符合题意。故选B。
2．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g) 2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度可能是(　　)
A．Z为0.5 mol·L－1
B．Y2为0.4 mol·L－1
C．X2为0.1 mol·L－1
D．Z为0.4 mol·L－1
解析：若X2完全转化为Z，则X2、Y2、Z的浓度分别是0 mol·L－1、0.2 mol·L－1、0.4 mol·L－1；若Z完全转化为X2、Y2，则X2、Y2、Z的浓度分别是0.2 mol·L－1、0.4 mol·L－1、0 mol·L－1；反应为可逆反应，反应物不能完全转化，所以0答案：C
3. (2023·重庆化学)逆水煤气变换体系中存在以下两个反应：
反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)
反应Ⅱ：CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)
在恒容条件下，按V(CO2)∶V(H2)＝1∶1投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．反应Ⅰ的ΔH<0，反应Ⅱ的ΔH>0
B．M点反应Ⅰ的平衡常数K<1
C．N点H2O的压强是CH4的3倍
D．若按V(CO2)∶V(H2)＝1∶2投料，则曲线之间交点位置不变
解析：随着温度的升高，甲烷含量减小，一氧化碳含量增大，则说明随着温度升高，反应Ⅱ逆向移动、反应Ⅰ正向移动，则反应Ⅱ为放热反应焓变小于零、反应Ⅰ为吸热反应焓变大于零，A错误；M点没有甲烷产物，且二氧化碳、一氧化碳含量相等，投料比V(CO2)∶V(H2)＝1∶1，则此时反应Ⅰ平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量相等，反应Ⅰ的平衡常数K＝＝1，B错误；N点时，一氧化碳、甲烷的物质的量相等，结合反应方程式的化学计量数可知，生成水的总物质的量为甲烷的3倍，结合阿伏加德罗定律可知，H2O的压强是CH4的3倍，C正确；反应Ⅰ为气体分子数不变的反应、反应Ⅱ为气体分子数减小的反应；若按V(CO2)∶V(H2)＝1∶2投料，相当于增加氢气的投料，会使得甲烷含量增大，导致甲烷、一氧化碳曲线之间交点位置发生改变，D错误。故选C。
4．(2023·浙江6月选考)(双选)水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。
水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41.2 kJ·mol－1
该反应分两步完成：
3Fe2O3(s)＋CO(g) 2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH1＝－47.2 kJ·mol－1
2Fe3O4(s)＋H2O(g) 3Fe2O3(s)＋H2(g) ΔH2＝6 kJ·mol－1
下列说法正确的是________。
A．通入反应器的原料气中应避免混入O2
B．恒定水碳比[n(H2O)/n(CO)]，增加体系总压可提高H2的平衡产率
C．通入过量的水蒸气可防止Fe3O4被进一步还原为Fe
D．通过充入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率
解析：一氧化碳和氢气都可以和氧气反应，则通入反应器的原料气中应避免混入O2，A正确；该反应前后气体化学计量数相同，则增加体系总压平衡不移动，不能提高平衡产率，B错误；水蒸气可以和单质铁反应生成Fe3O4和H2，且过量的水蒸气可以降低体系中CO和H2的浓度，从而防止铁的氧化物被还原为单质铁，C正确；若保持容器的体积不变，通过充入惰性气体增加体系总压，反应物浓度不变，反应速率不变，D错误。
答案：AC
5．(2023·北京化学)下列事实能用平衡移动原理解释的是(　　)
A．H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解
B．密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体，受热后颜色加深
C．铁钉放入浓HNO3中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体
D．锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生
解析：MnO2会催化 H2O2分解，与平衡移动无关，A项错误；NO2转化为N2O4 的反应是放热反应，升温平衡逆向移动，NO2浓度增大，混合气体颜色加深，B项正确；铁在浓硝酸中钝化，加热会使表面的氧化膜溶解，铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体，与平衡移动无关，C项错误；加入硫酸铜以后，锌置换出铜，锌、铜和稀H2SO4构成原电池，从而使反应速率加快，与平衡移动无关，D项错误。
答案：B
6．(2023·湖南化学)向一恒容密闭容器中加入1 mol CH4和一定量的H2O，发生反应：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．x1B．反应速率：vb正C．点a、b、c对应的平衡常数：KaD．反应温度为T1，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态
解析：一定条件下，增大水蒸气的浓度，能提高CH4的平衡转化率，即x值越小，CH4的平衡转化率越大，则x1vc正，故B错误。由图像可知，x一定时，温度升高CH4的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，K增大；温度相同，K不变，则点a、b、c对应的平衡常数：Ka答案：B
7．(2022·湖南化学)向体积均为1 L的两恒容容器中分别充入2 mol X和1 mol Y发生反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)　ΔH，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．ΔH>0
B．气体的总物质的量：naC．a点平衡常数：K>12
D．反应速率：va正解析：甲容器在绝热条件下，随着反应的进行，压强先增大后减小，根据理想气体状态方程pV＝nRT可知，刚开始压强增大的原因是因为容器温度升高，则说明上述反应过程放热，即ΔH＜0，故A错误；根据A项分析可知，上述密闭容器中的反应为放热反应，a点温度高于c点，图中a点和c点的压强相等，因甲容器为绝热过程，乙容器为恒温过程，若两者气体物质的量相等，则甲容器压强应大于乙容器压强，则说明甲容器中气体的总物质的量比乙容器小，即气体的总物质的量：na＜nc，故B正确；a点为平衡点，此时容器的总压为p，假设在恒温恒容条件下进行，则气体的压强之比等于气体的物质的量(物质的量浓度)之比，所以可设Y转化的物质的量浓度为x mol·L－1，则列出三段式如下：
则有＝，计算得到x＝0.75，那么化学平衡常数K＝＝＝12，又因甲容器为绝热条件，等效为恒温条件下升温，平衡逆向移动，则平衡常数减小，即平衡常数K＜12，故C错误；根据图像可知，a、b均已达到平衡，a点温度更高，反应正向进行程度较小，反应物浓度比b点高，则va正＞vb正，故D错误。
答案：B
8. (2024·福建模拟)一定温度下，在3个容积均为1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)＋CO(g) CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是(　　)
容器 温度/K 起始浓度/(mol·L－1) 平衡浓度/(mol·L－1)
c(H2) c(CO) c(CH3OH) c(CH3OH)
Ⅰ 400 0.20 0.10 0 0.080
Ⅱ 400 0.40 0.20 0
Ⅲ 500 0 0 0.10 0.025
A.该反应的正反应吸热
B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大
C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍
D．达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大
解析：对比容器Ⅰ和Ⅲ可知两者投料量相当，若温度相同，最终两者等效，但Ⅲ温度高，平衡时c(CH3OH)小，说明平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，A错误；Ⅱ相对于Ⅰ成比例增加投料量，相当于加压，平衡正向移动，转化率提高，所以Ⅱ中转化率高，B错误；不考虑温度，Ⅱ中投料量是Ⅲ的两倍，相当于加压，平衡正向移动，所以Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的两倍，C错误；对比Ⅰ和Ⅲ，若温度相同，两者等效，两容器中速率相等，但Ⅲ温度高，速率更快，D正确。故选D。
9．(2024·北京检测)已知：H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH<0。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 1 mol H2、1 mol I2(g) 2 mol HI 1 mol H2、1mol I2(g)
平衡浓度c(HI)/(mol·L－1) c1 c2 c3
平衡转化率α α1(H2) α2(HI) α3(H2)
平衡常数 K1 K2 K3
下列各项关系不正确的是(　　)
A．c1＝c2>c3
B．K1＝K2C．α1(H2)>α3(H2)
D．α1(H2)＋α2(HI)＝1
解析：容器1和容器2是等效平衡，因此c1＝c2，温度升高平衡逆向移动，因此c1＝c2>c3，A正确；容器1和容器2是等效平衡，因此K1＝K2，温度升高平衡逆向移动，K3减小，因此K1＝K2>K3，B错误；温度升高平衡逆向移动，平衡转化率减小，因此α1(H2)>α3(H2)，C正确；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，α2(HI)＝α1(HI)，且两容器温度相同，则有α1(H2)＋α2(HI)＝1，D正确。
答案：B
10．下列事实或数据不能用平衡移动原理解释的是(　　)
A．密闭容器中，氢气、碘蒸气、碘化氢气体组成的平衡体系加压后颜色变深
B．向新制氯水中滴加NaOH溶液，溶液由浅黄绿色变为无色
C.
D.
c(NH3·H2O)/(mol·L－1) 0.1 0.01
pH 11.1 10.6
解析：该反应前后气体体积不变，增大压强平衡不移动，但碘蒸气浓度增大导致颜色加深，不能用平衡移动原理解释，故A错；Cl2＋H2O??HCl＋HClO，向新制氯水中滴加NaOH溶液，会消耗盐酸，平衡正向移动，能用平衡移动原理解释，故B对；水的电离是吸热过程，升高温度，平衡正向移动，电离出的离子浓度增大，电导率增大，能用平衡移动原理解释，故C对；NH3·H2O的电离是可逆过程，浓度越小，促进电离平衡右移，电离程度越大，氢氧根离子浓度变大，碱性增强，pH变大，能用平衡移动原理解释，故D对。
答案：A
11．(2023·湛江模拟)反应Si(s)＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g)　ΔH是工业上制备高纯硅的重要中间过程。一定压强下，起始投入原料的值和温度与SiHCl3的平衡产率的变化关系如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．该反应为放热反应，ΔH<0
B．M、N点SiHCl3的分压：M>N
C.的值越大，SiHCl3平衡产率越高
D．M、N点的逆反应速率：vM>vN
解析：温度升高，SiHCl3的平衡产率减小，ΔH<0，A项正确；M点SiHCl3的产率高，分压大，B项正确；由图可知，的值增大至7时，SiHCl3的平衡产率降低至接近于0，C项错误；M点温度较高，SiHCl3浓度较大，逆反应速率vM>vN，D项正确。
答案：C
12．(2024·日照检测)向1 L密闭容器中充入x mol A和y mol B发生反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)　ΔH，如图中曲线2为70 ℃下反应的转化率α(A)-t曲线。下列说法正确的是(　　)
A．若其他条件不变，曲线4一定是使用了催化剂，降低了反应的活化能
B．若ΔH>0，其他条件不变，保持反应绝热，图像可能为曲线5
C．若ΔH<0，其他条件不变，保持反应绝热，图像变为曲线3，则N点的v正大于曲线2上M点的v逆
D．保持温度、体积不变，x∶y＝a∶b时对应的体积分数φ1(D)与x∶y>a∶b时对应的φ2(D)，大小关系为φ1(D)<φ2(D)
解析：曲线4相对于曲线2，达到平衡所需的时间短，反应速率加快，但平衡时反应的转化率α(A)不变，平衡不移动，故改变的条件可能为加入催化剂，也可能反应前后气体体积不变，增大压强，故A错误；若ΔH>0，其他条件不变，保持反应绝热，随着反应的进行温度降低，反应速率变慢，达到平衡所需的时间变长，平衡时α(A)减小，曲线5与此不符，故B错误；若ΔH<0，其他条件不变，保持反应绝热，随着反应的进行体系内温度升高，反应速率增大，反应到达平衡所需的时间变短，温度升高，平衡逆向移动，平衡时反应的转化率α(A)变小，曲线3符合，平衡时N点温度比M点高，反应速率快，则N点的v正大于曲线2上M点的v逆，故C正确；增大x∶y可视为保持B的用量恒定下增大A的浓度，平衡时A的体积分数增大，D的体积分数减小，故D错误。
答案：C
13．(2024·广州检测)汽车尾气中产生NO的反应为N2(g)＋O2(g)2NO(g)　ΔH。一定条件下，等物质的量的N2和O2在恒容密闭容器中反应，曲线a表示该反应在温度T下c(N2)随时间(t)的变化，曲线b表示该反应在某一起始条件改变时c(N2)随时间(t)的变化。下列叙述不正确的是(　　)
A．温度T下，0～40 s内v(N2)＝ mol·L－1·s－1
B．M点v正(N2)小于N点v逆(N2)
C．曲线b对应的条件改变可能是充入氧气
D．若曲线b对应的条件改变是升高温度，则ΔH>0
解析：温度T下，0～40 s内氮气的浓度从c0 mol·L－1减小到c1 mol·L－1，故v(N2)＝ mol·L－1·s－1，A正确；M、N点时反应还在正向进行，故M点v正(N2)大于N点v逆(N2)，B错误；曲线b可能是充入氧气，反应速率加快，更快到平衡，且平衡时氮气的浓度比a小，C正确；若曲线b对应的条件改变是升温，则说明升温平衡正向移动，则正反应为吸热反应，D正确。
答案：B
14．(2024·泰州模拟)一定温度下，向三个容积不等的恒容密闭容器(aA．A点延长反应时间，可以提高NOCl的转化率
B．A、B两点的压强之比为25∶28
C．容积为c L的容器中NOCl的平衡转化率小于80%
D．容积为a L的容器达到平衡后再投入1 mol NOCl、1 mol NO，平衡不移动
解析：A点比B点压强大，更快达到平衡，由转化率可知A点为平衡状态，延长时间平衡不移动，则NOCl的转化率不变，故A错误；A点时转化率为50%，列出三段式：
　　　　　　2NOCl(g) 2NO(g)＋Cl2(g)
起始/mol 　2 　 0 　 0
转化/mol 　1 　 1 0.5
平衡/mol 　1 　 1 0.5
物质的量之和为1 mol＋1 mol＋0.5 mol＝2.5 mol，B点转化率为80%，列出三段式：
　　　　　　2NOCl(g) 2NO(g)＋Cl2(g)
起始/mol 　2 　 0 　 0
转化/mol 1.6 1.6 0.8
平衡/mol 0.4 1.6 0.8
物质的量之和为0.4 mol＋1.6 mol＋0.8 mol＝2.8 mol，容器体积：a答案：D
15．(2024·南通调研)用CO2和H2可以合成甲醇。其主要反应为
反应Ⅰ　CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－58 kJ·mol－1
反应 Ⅱ　CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41 kJ·mol－1
在恒容密闭容器内，充入1 mol CO2和3 mol H2，测得平衡时CO2转化率、CO和CH3OH选择性随温度变化如图所示。
下列说法正确的是(　　)
A．270 ℃时主要发生反应Ⅱ
B．230 ℃时缩小容器的体积，n(CO)不变
C．250 ℃下达到平衡时，n(H2O)＝0.12 mol
D．其他条件不变，210 ℃比230 ℃平衡时生成的CH3OH多
解析：随着温度升高，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡正向移动，故CO的选择性逐渐增大，CH3OH的选择性逐渐减小，故随着温度增大而降低的曲线代表CH3OH的选择性，CO的选择性和CH3OH的选择性之和是1，可得最下面的曲线代表CO的选择性，中间的曲线代表CO2平衡转化率。270 ℃时，CH3OH的选择性更大，故主要发生反应Ⅰ，A错误；缩小容器体积，相当于增大压强，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错误；250 ℃下，CO2平衡转化率是12%，故转化的CO2物质的量是0.12 mol，根据反应Ⅰ、Ⅱ系数可知，生成的H2O是0.12 mol，C正确；210 ℃和230 ℃相比CH3OH的选择性相差不大，但是230 ℃时CO2的平衡转化率要明显大于210 ℃时，故230 ℃时生成的CH3OH更多，D错误。
答案：C
16．(2023·张家口模拟)工业上制备BaS涉及如下反应：
Ⅰ.BaSO4(s)＋4C(s) 4CO(g)＋BaS(s) ΔH＝＋571.2 kJ·mol－1
Ⅱ.BaSO4(s)＋4CO(g)4CO2(g)＋BaS(s)　ΔH＝－118.8 kJ·mol－1
将物质的量之比为1∶3的BaSO4和C加入密闭容器发生反应，实验测得体系中生成物平衡物质的量分数与温度的变化关系如图所示，下列说法错误的是(　　)
A．温度升高，反应物和生成物粒子的有效碰撞几率均增大
B．T1 ℃之后，CO2平衡物质的量分数改变由C(s)＋CO2(g) 2CO(g)导致
C．增大起始BaSO4和C的物质的量之比，可增大C的平衡转化率
D．平衡后缩小容器容积，BaS的平衡产率降低
解析：温度升高，反应物和生成物粒子的有效碰撞几率均增大，A项说法正确；T1 ℃之后，BaS的物质的量分数不再改变，则CO2平衡物质的量分数改变由C(s)＋CO2(g)??2CO(g)导致，B项说法正确；固体的物质的量不影响平衡，C项说法错误；平衡后缩小容器容积，反应Ⅰ平衡逆向移动，CO体积分数减小导致反应Ⅱ平衡逆向移动，BaS的平衡产率降低，D项说法正确。
答案：C
17．一定温度下，在三个容积均为1.0 L的恒容密闭容器中仅发生反应：CH3OH(g)＋CO(g) CH3COOH(g)　ΔH<0。下列说法正确的是(　　)
容器编号 温度/K 物质的起始浓度/(mol·L－1) 物质的平衡浓度/(mol·L－1)
c(CH3OH) c(CO) c(CH3COOH) c(CH3COOH)
Ⅰ 530 0.50 0.50 0 0.40
Ⅱ 530 0.20 0.20 0.40
Ⅲ 510 0 0 0.50
A.若起始时向容器Ⅰ中充入2.0 mol CH3OH(g)、0.10 mol CO(g)和8.0 mol CH3COOH(g)，则反应将向逆反应方向进行
B．达到平衡时，容器Ⅱ中比容器Ⅰ中的小
C．达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大
D．达到平衡时，容器Ⅰ中CH3OH转化率与容器Ⅲ中CH3COOH转化率之和小于1
解析：温度为530 K时，该反应的平衡常数K＝＝＝40，若开始时向容器Ⅰ中加入2.0 mol CH3OH(g)、0.10 mol CO(g)和8.0 mol CH3COOH(g)，Q＝＝40＝K，因此反应恰好处于平衡状态，A错误；容器Ⅰ中CH3OH起始浓度为0.50 mol·L－1、CO为0.50 mol·L－1，容器Ⅱ中将CH3COOH转化为反应物，则CH3OH起始浓度为0.6 mol·L－1、CO为0.6 mol·L－1，容器Ⅰ和容器Ⅱ中的温度相同，体积相同且固定不变，对于反应CH3OH(g)＋CO(g)??CH3COOH(g)，压强越大时越有利于平衡向正反应方向移动，因此容器Ⅱ中比容器Ⅰ中的大，B错误；容器Ⅲ中将CH3COOH转化为反应物，则容器Ⅲ中CH3OH起始浓度为0.5 mol·L－1、CO为0.5 mol·L－1，而容器Ⅰ中CH3OH起始浓度为0.5 mol·L－1、CO为0.5 mol·L－1，容器Ⅲ和容器Ⅰ中起始浓度相同，但是容器Ⅰ中的温度高于容器Ⅲ，因此达到平衡时，容器Ⅰ中的正反应速率比容器Ⅲ中的大，C错误；容器Ⅲ中将CH3COOH转化为反应物，则容器Ⅰ和容器Ⅲ中反应物的起始浓度相同，若容器Ⅰ和容器Ⅲ中温度相同，达到平衡时容器Ⅰ中CH3OH转化率与容器Ⅲ中CH3COOH转化率之和等于1，但容器Ⅰ中温度高，且正反应方向是放热的，导致容器Ⅰ中CH3OH转化率降低，所以容器Ⅰ中CH3OH转化率与容器Ⅲ中CH3COOH转化率之和小于1，D正确。
答案：D
18．在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时：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。
(1)能说明2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)达到平衡状态的是________(填序号，下同)。
(2)能说明I2(g)＋H2(g) 2HI(g)达到平衡状态的是________。
(3)能说明2NO2(g) N2O4(g)达到平衡状态的是________。
(4)能说明C(s)＋CO2(g) 2CO(g)达到平衡状态的是________。
(5)能说明NH2COONH4(s) 2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是________。
(6)能说明5CO(g)＋I2O5(s) 5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是________。
答案：(1)①③④⑦　(2)⑤⑦　(3)①③④⑤⑦
(4)①②③④⑦　(5)①②③　(6)②④⑦
19．汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g) 2CO2(g)＋N2(g)　ΔH<0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________(填序号)。
① ②
③ ④
⑤ ⑥
解析：①达到平衡状态时，v正应保持不变；②由于是放热反应，又是绝热容器，体系温度升高，平衡左移，K减小，当K不变时，温度不变，达到平衡状态；③达到平衡时，CO、CO2的改变量不是1∶1；④w(NO)逐渐减小，达到平衡状态时保持不变；⑤因正反应放热，容器绝热，故反应开始后体系温度升高，达到平衡状态时，体系温度不再发生变化；⑥ΔH是一个定值，不能用于判断可逆反应是否达到平衡状态。
答案：②④⑤
20．(2024·宜宾检测)将CO2转化为更有价值的化工原料，正成为科学家们研究的一个重要领域。回答下列问题：
(1)已知：①2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH＝－484 kJ·mol－1
②2CH3OH(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1 353 kJ·mol－1
则CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝________kJ·mol－1。
(2)在恒压密闭容器中通入CO2和H2的混合气体，制备甲醇过程中测得甲醇的时空收率(STY)(表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)随温度(T)变化如表：
T/℃ 170 180 190 200 210 220 230
STY/[(mol·h－1)·mol－1] 0.10 0.15 0.20 0.25 0.28 0.20 0.15
①该反应最适宜的温度是________。
②在220 ℃和170 ℃条件下，该反应速率之比v(220 ℃)∶v(170 ℃)＝________。
③随温度升高，甲醇的时空收率先增大后减小，可能的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)CO2催化加氢制甲醇过程中，存在竞争的副反应主要是CO2(g)＋H2(g)??CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41 kJ·mol－1。在恒温密闭容器中，CO2的平衡转化率[α(CO2)]和甲醇选择性随着温度变化关系如图所示。
①温度高于236 ℃时图中曲线下降的原因是__________________________________________。
②按1 mol CO2(g)、3 mol H2(g)投料反应，计算244 ℃时反应生成CH3OH的物质的量为________ mol。(保留两位有效数字)
解析：(1)根据盖斯定律，由×①－×②可得到CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)，ΔH＝×(－484 kJ·mol－1)－×(－1 353 kJ·mol－1)＝－49.5 kJ·mol－1。
(2)①根据表中信息，在210 ℃时STY最大，因此该反应最适宜的温度是210 ℃。②在220 ℃和170 ℃条件下，该反应速率之比v(220 ℃)∶v(170 ℃)＝0.20∶0.10＝2∶1。③随温度升高，甲醇的时空收率先增大后减小，可能的原因是随温度升高，反应速率加快，甲醇时空收率增大；继续升高温度，催化剂活性降低(或者放热反应平衡逆向移动或有副反应发生等)，使甲醇时空收率降低。
(3)①主反应是放热反应，副反应是吸热反应，升高温度，主反应平衡逆向移动，副反应平衡正向移动，且主反应平衡移动占主要因素，因而CO2平衡转化率、甲醇选择性均下降。②按1 mol CO2(g)、3 mol H2(g)投料反应，244 ℃时二氧化碳平衡转化率是10.5%，甲醇选择性为58.3%，因此此温度下反应生成CH3OH的物质的量为1 mol×10.5%×58.3%≈0.061 mol。
答案：(1)－49.5　(2)①210 ℃　②2∶1　③随温度升高，反应速率加快，甲醇时空收率增大；继续升高温度，催化剂活性降低(或者放热反应平衡逆向移动或有副反应发生等)，使甲醇时空收率降低　(3)①主反应是放热反应，副反应是吸热反应，升高温度，主反应平衡逆向移动，副反应平衡正向移动，且主反应平衡移动占主要因素，因而CO2平衡转化率、甲醇选择性均下降　②0.061
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
"()
" ()