2024五年高考題分類訓(xùn)練（化學(xué)）十化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡

PAGE1專題十化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡題組一一、選擇題1.[2023湖南，3分]向一恒容密閉容器中加入1molCH4和一定量的H2O，發(fā)生反應(yīng):CH4g+H2A.x1B.反應(yīng)速率:vbC.點(diǎn)a、b、c對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù):KaD.反應(yīng)溫度為T1[解析]結(jié)合圖像分析可知，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，溫度升高，平衡常數(shù)增大，結(jié)合圖像可知平衡常數(shù)Ka<Kb=Kc2.[2022北京，3分]CO2捕獲和轉(zhuǎn)化可減少CO2排放并實(shí)現(xiàn)資源利用，原理如圖1所示。反應(yīng)①完成之后，以N2為載氣，將恒定組成的N2、CH4混合氣，以恒定流速通入反應(yīng)器，單位時(shí)間流出氣體各組分的物質(zhì)的量隨反應(yīng)時(shí)間變化如圖2所示。反應(yīng)過程中始終未檢測到A.反應(yīng)①為CaO+CO2CaCOB.t1min～t3min，nH2C.t2min時(shí)刻，副反應(yīng)生成H2D.t3min之后，生成[解析]根據(jù)題圖1知，A項(xiàng)正確；若只發(fā)生反應(yīng)②，則nH2=nCO，而t1min～t3min，nH2比nCO多，且生成H2的速率不變，結(jié)合反應(yīng)過程中始終未檢測到CO2，催化劑上有積炭，可推測有副反應(yīng)，且反應(yīng)②和副反應(yīng)中CH4和H2的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比均為1:2，B項(xiàng)正確；t2min時(shí)，H2的流出速率為2mmol?min?1，CO的流出速率約為1.5mmol?min?1，vH23.[2022遼寧，3分]某溫度下,在1L恒容密閉容器中2.0molX發(fā)生反應(yīng)2時(shí)間段/min產(chǎn)物Z的平均生成速率/mol?L0～0.200～0.150～0.10下列說法錯(cuò)誤的是(B)A.1min時(shí),Z的濃度大于0.20B.2min時(shí),加入0.20molZ,此時(shí)C.3min時(shí),Y的體積分?jǐn)?shù)約為33.3D.5min時(shí),X的物質(zhì)的量為1.4[解析]由圖表可知，產(chǎn)物Z的生成速率隨時(shí)間的推移呈減小趨勢，2min時(shí)產(chǎn)物Z的濃度為0.4mol?L?1，則1min時(shí)，Z的濃度大于0.20mol?L?1，A項(xiàng)正確；由表可知，4min時(shí)Z的物質(zhì)的量為0.15mol?L?2X故該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c2Z?cY=0.62×0.3=0.108，2min時(shí)Y的濃度為0.2mol?L?1，Z的濃度為0.4mol?L?1，加入0.20molZ后，Z的濃度為0.6mol?L?1，此時(shí)Qc=c2Z?cY=0.62×0.24.[2020浙江1月選考，2分]一定溫度下，在2L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)Agt/minnAnBnC02.02.4050.9101.6151.6下列說法正確的是(C)A.0～5minB.該反應(yīng)在10minC.平衡狀態(tài)時(shí)，cCD.物質(zhì)B的平衡轉(zhuǎn)化率為20%[解析]0～5min用A表示的平均反應(yīng)速率vA=vC3=0.9mol2L×5min×13=0.03mol?L?1?min?1，A錯(cuò)誤；反應(yīng)10min時(shí)，nA=1.6mol，即消耗0.4molA，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，消耗0.8molB，即此時(shí)n5.[2019浙江4月選考，2分]下列說法正確的是(B)A.H2B.CsC.若壓強(qiáng)不再隨時(shí)間變化能說明反應(yīng)2A（?）+BD.1molN2和3molH2反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)H2轉(zhuǎn)化率為10%,放出熱量Q1;在相同溫度和壓強(qiáng)下，當(dāng)2molNH3分解為[解析]對(duì)于反應(yīng)H2g+I2g?2HIg，反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等，縮小反應(yīng)容器體積，平衡不移動(dòng)，正逆反應(yīng)速率增大相同的倍數(shù)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；碳的質(zhì)量不變，說明正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)，B項(xiàng)正確；恒溫恒容條件下，若A、C同時(shí)為氣體，當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，也能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；設(shè)N2g+3H2g?2NH3gΔH=?aa>0kJ?mol?1，1molN2二、非選擇題6.[2021廣東，14分]我國力爭于2030年前做到碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。CH4與CO2重整是COa)CHb)COc)CHd)2e)COg（1）根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)a的ΔH1=ΔH3+[解析]根據(jù)蓋斯定律，由c?d，可得a，故ΔH1=ΔH3?ΔH4（2）上述反應(yīng)體系在一定條件下建立平衡后，下列說法正確的有AD。A.增大CO2與CH4的濃度，反應(yīng)a、b、B.移去部分Cs,反應(yīng)c、d、eC.加入反應(yīng)a的催化劑，可提高CH4D.降低反應(yīng)溫度，反應(yīng)a～e的正、逆反應(yīng)速率都減小[解析]增大CO2與CH4的濃度，反應(yīng)a、b、c的反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)速率都增加，故A正確；C為固體，移去部分Cs，反應(yīng)c、d、e的平衡不移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；加入反應(yīng)的催化劑，平衡不移動(dòng)，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率不變，故C錯(cuò)誤；降低反應(yīng)溫度，化學(xué)反應(yīng)速率減小，反應(yīng)a～e（3）一定條件下，CH4分解形成碳的反應(yīng)歷程如圖1所示。該歷程分4步進(jìn)行,其中，第4[解析]根據(jù)題圖1知，該歷程有4個(gè)過渡態(tài)，分4步進(jìn)行。第4步的正反應(yīng)活化能最大。（4）設(shè)Kpr為相對(duì)壓力平衡常數(shù)，其表達(dá)式寫法：在濃度平衡常數(shù)表達(dá)式中，用相對(duì)分壓代替濃度。氣體的相對(duì)分壓等于其分壓（單位為kPa）除以p0p0=100kPa。反應(yīng)a、c、e①反應(yīng)a、c、e中，屬于吸熱反應(yīng)的有ac（填字母）。[解析]根據(jù)題圖2知，隨著1T增大，即T降低，a、c的lnKpr減小，Kpr減小，說明平衡逆向移動(dòng)，根據(jù)化學(xué)平衡移動(dòng)原理，降溫時(shí)平衡向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)，故②反應(yīng)c的相對(duì)壓力平衡常數(shù)表達(dá)式為Kpr=[解析]反應(yīng)c的相對(duì)壓力平衡常數(shù)表達(dá)式為Kpr③在圖2中A點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下、原料組成為nCO2:nCH4=1:1、初始總壓為100kPa[答案]根據(jù)A點(diǎn)反應(yīng)c的lnKpr=0和Kpr=p2H2100pCH4得pCH4=16kPa。設(shè)起始時(shí)CH4和CO2均為1mol，初始總壓為100[解析]題圖2中A點(diǎn)反應(yīng)c的lnKpr=0，則Kpr=1，根據(jù)Kpr=p2H2100pCH4，pCH4=16kPa。設(shè)起始時(shí)CH4和CO2均為1（5）CO2用途廣泛，寫出基于其物理性質(zhì)的一種用途：用于人工降雨[解析]根據(jù)干冰（固態(tài)CO2）升華時(shí)吸熱知，CO2題組二一、選擇題1.[2022天津，3分]向恒溫恒容密閉容器中通入2molSO2和1molO2,反應(yīng)2SOA.SO3的平衡濃度增大 C.正向反應(yīng)速率增大 D.SO2[解析]達(dá)平衡后再通入一定量O2，平衡正向移動(dòng)，SO3的平衡濃度增大，A項(xiàng)正確；平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；通入一定量O2，反應(yīng)物濃度增大，正向反應(yīng)速率增大，C項(xiàng)正確；平衡正向移動(dòng)，SO22.[2022海南，2分]某溫度下，反應(yīng)CH2CH2gA.增大壓強(qiáng)，v正B.加入催化劑，平衡時(shí)CH3C.恒容下，充入一定量的H2D.恒容下，充入一定量的CH2CH2[解析]增大壓強(qiáng)，該反應(yīng)平衡正向移動(dòng)，v正>v逆，但平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，因此平衡常數(shù)不變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；加入催化劑，平衡不移動(dòng)，平衡時(shí)CH3CH2OHg的濃度不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；恒容下，充入一定量的H2Og，反應(yīng)物濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，C項(xiàng)正確；恒容下，充入一定量的二、非選擇題3.[2023新課標(biāo)卷，15分]氨是最重要的化學(xué)品之一，我國目前氨的生產(chǎn)能力位居世界首位。回答下列問題:（1）根據(jù)圖1數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng)12N2g+32H2圖1能量轉(zhuǎn)換關(guān)系[解析]該反應(yīng)的ΔH=斷裂舊鍵吸收的總能量-形成新鍵釋放的總能量=473（2）研究表明，合成氨反應(yīng)在Fe催化劑上可能通過圖2機(jī)理進(jìn)行(?表示催化劑表面吸附位，N2?表示被吸附于催化劑表面的N2)（?。㎞2（ⅱ）N2（ⅲ）H2（ⅳ）H2ⅴN………NH圖2反應(yīng)機(jī)理[解析]根據(jù)圖1能量轉(zhuǎn)換關(guān)系可知，鍵能：N≡N鍵>H—H鍵，斷裂N≡N鍵需要吸收的能量最多，結(jié)合圖2反應(yīng)機(jī)理知，步驟（ⅱ）為該反應(yīng)的速率控制步驟。（3）合成氨催化劑前驅(qū)體（主要成分為Fe3O4）使用前經(jīng)H2還原，生成α?Fe包裹的Fe3O4。已知α?Fe屬于立方晶系,晶胞參數(shù)a=287pm,密度為7.8g?cm[解析]晶胞參數(shù)a=287pm,則晶胞體積為287×10?103cm3,晶體密度為7.8g?cm?3，則晶胞質(zhì)量為7.8（4）在不同壓強(qiáng)下，以兩種不同組成進(jìn)料，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)氨的摩爾分?jǐn)?shù)與溫度的計(jì)算結(jié)果如下圖所示。其中一種進(jìn)料組成為xH2=0.75、xN2=0.25,另一種為xH2=0.675、①圖中壓強(qiáng)由小到大的順序?yàn)閜1<p2[解析]工業(yè)合成氨為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，當(dāng)溫度相同時(shí)，壓強(qiáng)越大，平衡時(shí)混合氣體中氨的摩爾分?jǐn)?shù)越大，結(jié)合圖3或圖4均能得出壓強(qiáng)由小到大的順序?yàn)閜1<②進(jìn)料組成中含有惰性氣體Ar的圖是圖4。[解析]Ar不參與化學(xué)反應(yīng)，含Ar的進(jìn)料組成中H2、N2的分壓較小，導(dǎo)致平衡時(shí)混合氣體中氨的摩爾分?jǐn)?shù)減小，結(jié)合兩圖可知，圖4表示進(jìn)料組成中含有Ar③圖3中，當(dāng)p2=20MPa、xNH3=0.20時(shí)，氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率α=33.33%。該溫度時(shí)，反應(yīng)[解析]結(jié)合p2=20MPa、xNH3=0.20，以及圖3對(duì)應(yīng)的進(jìn)料氣的組成，設(shè)進(jìn)料氣中N2和H2分別為0.25mol12則根據(jù)xNH3=0.20得2x0.25?x+0.75?3x+2x=0.20，解得x=112，則N2的轉(zhuǎn)化率α=1120.25×100%≈33.33%4.[2020全國卷Ⅰ，14分]硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品。接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序是SO2的催化氧化：SO2（1）釩催化劑參與反應(yīng)的能量變化如圖（a）所示,V2O5s與SO2g反應(yīng)生成VOSO4s和V圖（a）[解析]根據(jù)題圖（a）知，V2O4s+SO3gV2O（2）當(dāng)SO2g、O2g和N2g起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為7.5%、10.5%和82%時(shí)，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強(qiáng)下,SO2平衡轉(zhuǎn)化率α隨溫度的變化如圖（b）所示。反應(yīng)在5.0MPa、550℃時(shí)的α=0.975圖（b）[解析]由題給反應(yīng)式知，該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，其他條件一定時(shí)，增大壓強(qiáng)，SO2平衡轉(zhuǎn)化率增大，故p1=5.0MPa。結(jié)合題圖（b）知5.0MPa、（3）將組成（物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）為2m%SO2g、m%O2g和q%N2g的氣體通入反應(yīng)器，在溫度t、壓強(qiáng)p條件下進(jìn)行反應(yīng)。平衡時(shí)，若SO2轉(zhuǎn)化率為α,則SO[解析]設(shè)通入的SO2、O2和N2共SO2平衡時(shí)氣體的總物質(zhì)的量為3m+q?mαmol，則pSO2=p×2m?2mα3m+q?mα,（4）研究表明，SO2催化氧化的反應(yīng)速率方程為v=kαα′?10.81?nα′。式中：k為反應(yīng)速率常數(shù)，隨溫度t升高而增大；α為SO2平衡轉(zhuǎn)化率，α′為某時(shí)刻SO2圖（c）曲線上v最大值所對(duì)應(yīng)溫度稱為該α′下反應(yīng)的最適宜溫度tm。t<tm時(shí)，v逐漸提高；t>tm后，v逐漸下降。原因是升高溫度，k增大使v逐漸提高，但α降低使v逐漸下降。t<tm時(shí)，k增大對(duì)v的提高大于α引起的降低；t>[解析]升高溫度，反應(yīng)速率常數(shù)k增大，反應(yīng)速率v提高，但α降低使反應(yīng)速率逐漸下降。t<tm時(shí)，k增大對(duì)v的提高大于α引起的降低；t>tm后，k增大對(duì)題組三一、選擇題1.[2022江蘇，3分]乙醇-水催化重整可獲得H2C2CO2在1.0×105Pa、n始C2H5OH:n始H2O=1:A.圖中曲線①表示平衡時(shí)H2B.升高溫度，平衡時(shí)CO的選擇性增大C.一定溫度下，增大nCD.一定溫度下，加入CaOs或選用高效催化劑，均能提高平衡時(shí)H[解析]由CO的選擇性計(jì)算公式可知，相同溫度下，CO和CO2的選擇性之和為1，故曲線②代表平衡時(shí)H2產(chǎn)率隨溫度的變化；由題圖可知，約330℃以后H2的平衡產(chǎn)率隨溫度的升高而減小，結(jié)合題給方程式可知，此時(shí)CO的選擇性應(yīng)隨溫度的升高而增大，故曲線③代表平衡時(shí)CO的選擇性，曲線①代表平衡時(shí)CO2的選擇性。A項(xiàng)，曲線②代表H2的平衡產(chǎn)率隨溫度的變化，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由題圖可知，升高溫度，平衡時(shí)CO的選擇性增大，正確；C項(xiàng)，增大nC2二、非選擇題2.[2023全國甲卷，15分]甲烷選擇性氧化制備甲醇是一種原子利用率高的方法?；卮鹣铝袉栴}：（1）已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:①3O②2CH反應(yīng)③CH4g+O3gCH3OHl+O2g的ΔH3[解析]根據(jù)蓋斯定律，反應(yīng)③=12×②?①，則ΔH（2）電噴霧電離等方法得到的M+（Fe+、Co+、Ni+等）與O3反應(yīng)可得MO+。MO+與CH4反應(yīng)能高選擇性地生成甲醇。分別在300K和310K下（其他反應(yīng)條件相同）進(jìn)行反應(yīng)MO++CH4M++CH3OH,結(jié)果如下圖所示。圖中300K的曲線是[解析]由原子守恒知，cMO++cM+為定值，隨反應(yīng)的進(jìn)行，MO+減少，cMO+cMO++cM+減小，溫度越高，反應(yīng)速率越快，反應(yīng)相同時(shí)間時(shí)，對(duì)應(yīng)的?lg[cMO+cMO++cM+]越大，故曲線b表示300K時(shí)的曲線，設(shè)起始時(shí)cMO（3）MO+分別與CH4、CD4反應(yīng)，體系的能量隨反應(yīng)進(jìn)程的變化如圖所示（兩者歷程相似，圖中以（?。┎襟EⅠ和Ⅱ中涉及氫原子成鍵變化的是Ⅰ（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。[解析]結(jié)合圖示轉(zhuǎn)化可知，步驟Ⅰ中CH4、MO+轉(zhuǎn)化為，C—H鍵斷裂，形成O—H鍵，涉及氫原子成鍵變化,步驟Ⅱ中轉(zhuǎn)化為CH3OH和M+，M—O鍵、M—C鍵斷裂，形成（ⅱ）直接參與化學(xué)鍵變化的元素被替換為更重的同位素時(shí)，反應(yīng)速率會(huì)變慢，則MO+與CD4反應(yīng)的能量變化應(yīng)為圖中曲線c（填“c”或“d[解析]由題意可知，MO+與CD4的反應(yīng)比與CH4的反應(yīng)慢，反應(yīng)的活化能越大，反應(yīng)速率越慢，故MO+與CD4（ⅲ）MO+與CH2D2反應(yīng)，氘代甲醇的產(chǎn)量CH2DOD<CHD2OH（填“>”“=”或“<”）。若[解析]由（ⅱ）中信息可知，CH2D2中C—H鍵比C—D鍵更易斷裂，CHD2OH更易生成，產(chǎn)量更大；結(jié)合題圖中化學(xué)鍵變化情況可知，MO+與CHD33.[2023全國乙卷，14分]硫酸亞鐵在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有許多用途，如可用作農(nóng)藥防治小麥黑穗病，制造磁性氧化鐵、鐵催化劑等。回答下列問題:（1）在N2氣氛中,FeSO4根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可知x=4,y=[解析]由題圖可知，F(xiàn)eSO4?7H2O→FeSO4即7個(gè)結(jié)晶水完全失去時(shí)失重比為45.3%，則失重比為19.4%（2）已知下列熱化學(xué)方程式:FeSO4?7HFeSO4FeSO4則FeSO4?7H2Os+FeSO4[解析]將題中反應(yīng)依次編號(hào)為①、②、③，已求得x=4,y=1,則根據(jù)蓋斯定律，由①+③?2（3）將FeSO42FeSO4s?Fe2O3s+SO2g+SO3g（Ⅰ）平衡時(shí)pSO3?T的關(guān)系如下圖所示。660K時(shí)，該反應(yīng)的平衡總壓[解析]由反應(yīng)（Ⅰ）可知平衡體系中pSO2=pSO3，則由題圖可知，660K時(shí)，該反應(yīng)的平衡總壓p總=1.5×2（4）提高溫度，上述容器中進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)2SO3g?2SO2g+O2g（Ⅱ）,平衡時(shí)pO2=pSO2?pSO34（用pSO3、pSO2[解析]綜合2FeSO4s?Fe2O3s+SO2g+SO3g（Ⅰ）、2SO3g?2SO2g+O2g（Ⅱ）可知，平衡時(shí)的p4.[2020全國卷Ⅲ，14分]二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2（1）CO2催化加氫生成乙烯和水的反應(yīng)中，產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比nC2H4:nH[解析]由題意知二氧化碳與氫氣反應(yīng)生成乙烯和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CO2+6H2?CH（2）理論計(jì)算表明，原料初始組成nCO2:nH2=1:3圖中，表示C2H4、CO2變化的曲線分別是d、c。CO2催化加氫合成C2[解析]反應(yīng)方程式中CO2和H2的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1:3，開始時(shí)加入的nCO2:nH2=1:3，則平衡時(shí)nCO2:nH2也應(yīng)為1:3，nC2H4:nH2O應(yīng)為1:4，由題圖可知曲線a表示H2（3）根據(jù)圖中點(diǎn)A440K,0.39，計(jì)算該溫度時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=94×10.0393[解析]在440K時(shí)，氫氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.39，H2O的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)也為0.39，根據(jù)平衡時(shí)nCO2:nH2=1:3，知CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.393，根據(jù)平衡時(shí)nC2H4:nH2（4）二氧化碳催化加氫合成乙烯反應(yīng)往往伴隨副反應(yīng)，生成C3H6、C3H8[解析]壓強(qiáng)和溫度一定，若要提高反應(yīng)速率和乙烯的選擇性，可采用選擇合適催化劑等方法。題組四一、選擇題1.[2021遼寧，3分]某溫度下，在恒容密閉容器中加入一定量X，發(fā)生反應(yīng)2Xs?YsA.升高溫度，若cZ增大，則ΔHB.加入一定量Z，達(dá)新平衡后mYC.加入等物質(zhì)的量的Y和Z，達(dá)新平衡后cZD.加入一定量氬氣，平衡不移動(dòng)[解析]升高溫度，若cZ增大，說明平衡正向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，該反應(yīng)的ΔH>0，A項(xiàng)正確；加入一定量Z，平衡逆向移動(dòng)，達(dá)到新平衡后mY減小，B項(xiàng)正確；該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=cZ,加入等物質(zhì)的量的Y和Z，溫度不變，平衡常數(shù)不變，則達(dá)新平衡后cZ2.[2021北京，3分]丙烷經(jīng)催化脫氫可制丙烯：C3H8?C3H6+H2。600℃，將一定濃度的CO2與固定濃度的C3已知：①C②C3H6③H下列說法不正確的是(C)A.C3B.cH2和cCC.其他條件不變，投料比cC3HD.若體系只有C3H6、CO、H2和H2O生成，則初始物質(zhì)濃度[解析]根據(jù)蓋斯定律，由①?②?③得C3H8gC3H6g+H2gΔH=?2220+2058+286kJ?mol?1=+124kJ?mol?1，A項(xiàng)正確；根據(jù)C3H8g?C3H6g+H2g知，C3H6、H二、非選擇題3.[2020浙江7月選考，10分]研究CO2氧化C2H6ⅠC2ⅡC2ⅢC2ⅣCO2已知：298K圖1可根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)能量計(jì)算反應(yīng)或變化的ΔH（ΔH隨溫度變化可忽略）。例如：H2O請(qǐng)回答：（1）①根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)能量計(jì)算ΔH3=430[解析]由題給信息可知，ΔH3②下列描述正確的是AD。A.升高溫度反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)增大B.加壓有利于反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的平衡正向移動(dòng)C.反應(yīng)Ⅲ有助于乙烷脫氫，有利于乙烯生成D.恒溫恒壓下通水蒸氣，反應(yīng)Ⅳ的平衡逆向移動(dòng)[解析]反應(yīng)Ⅰ的焓變大于0，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大，A項(xiàng)正確；反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ均為氣體分子數(shù)增多的反應(yīng)，因此加壓，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；反應(yīng)Ⅲ的生成物中有CO，而由反應(yīng)Ⅱ可知，生成乙烯的同時(shí)還有CO生成，故反應(yīng)Ⅲ抑制了反應(yīng)Ⅱ的進(jìn)行，即抑制了乙烯的生成，同理反應(yīng)Ⅲ中生成的H2會(huì)抑制反應(yīng)Ⅰ的進(jìn)行，即抑制了乙烯的生成，C項(xiàng)錯(cuò)誤；水蒸氣是反應(yīng)Ⅳ的生成物，因此通水蒸氣時(shí)，反應(yīng)Ⅳ的平衡逆向移動(dòng)，D③有研究表明，在催化劑存在下，反應(yīng)Ⅱ分兩步進(jìn)行,過程如下:【C2H6g+CO2g】→【C2H4g+H2g+圖2[答案][解析]由反應(yīng)Ⅰ可知，C2H6g?C2H4g+H2g（2）①CO2和C2H6按物質(zhì)的量1:1投料，在923K和保持總壓恒定的條件下,研究催化劑X對(duì)“CO2催化劑轉(zhuǎn)化率C2轉(zhuǎn)化率CO2產(chǎn)率C2催化劑X19.037.63.3結(jié)合具體反應(yīng)分析,在催化劑X作用下,CO2氧化C2H6的主要產(chǎn)物是CO,判斷依據(jù)是C2H[解析]由反應(yīng)Ⅰ、反應(yīng)Ⅱ和反應(yīng)Ⅲ可知，乙烷的氧化產(chǎn)物有乙烯和CO，結(jié)合題表數(shù)據(jù)可知，乙烷的轉(zhuǎn)化率較高，但因乙烯的產(chǎn)率較低，故乙烷的主要氧化產(chǎn)物是CO。催化劑X有利于提高反應(yīng)Ⅲ速率。②采用選擇性膜技術(shù)（可選擇性地讓某氣體通過而離開體系）可提高C2H4的選擇性（生成C2H4的物質(zhì)的量與消耗C2H6的物質(zhì)的量之比）。在773K,乙烷平衡轉(zhuǎn)化率為9.1[解析]選擇性膜可吸附乙烯，使反應(yīng)體系中的乙烯濃度降低，從而促使反應(yīng)Ⅱ的平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。4.[2020山東，12分]探究CH3OH合成反應(yīng)化學(xué)平衡的影響因素，有利于提高CH3OH的產(chǎn)率。以CO2、HⅠ.CO2g+3Ⅱ.COgⅢ.CO2回答下列問題:（1）ΔH3=+40.9[解析]分析三個(gè)熱化學(xué)方程式，可應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算，ΔH3（2）一定條件下，向體積為VL的恒容密閉容器中通入1molCO2和3molH2發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，容器中CH3OHg為amol,CO為bmol,此時(shí)H2Og的濃度為a+[解析]由題述三個(gè)反應(yīng)可知，平衡時(shí)H2Og的濃度等于CH3OHg和COg的濃度之和，即H2Og的濃度為a+bVmol?L?1。平衡時(shí)CH3OHg、COg、H2Og的濃度分別為aVmol?L?1、bVmol?L（3）不同壓強(qiáng)下，按照nCO2:nH2=1已知：CO2的平衡轉(zhuǎn)化率=nCO2其中縱坐標(biāo)表示CO2平衡轉(zhuǎn)化率的是圖乙（填“甲”或“乙”）;壓強(qiáng)p1、p2、p3由大到小的順序?yàn)閜1、p2、p3;圖乙中[解析]反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng)，故低溫階段，溫度越高，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率越低，而反應(yīng)Ⅲ為吸熱反應(yīng)，溫度較高時(shí)，主要發(fā)生反應(yīng)Ⅲ，則溫度越高，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率越高，即圖乙的縱坐標(biāo)表示的是CO2的平衡轉(zhuǎn)化率。反應(yīng)Ⅰ為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，反應(yīng)Ⅲ為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，因此低溫階段壓強(qiáng)越大，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率越高，故壓強(qiáng)由大到小的順序是p1、p2、（4）為同時(shí)提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OHA.低溫、高壓 B.高溫、低壓 C.低溫、低壓 D.高溫、高壓[解析]由上述分析知，圖甲、圖乙的縱坐標(biāo)分別表示CH3OH的平衡產(chǎn)率、CO2的平衡轉(zhuǎn)化率，且p1>題組五一、選擇題1.[2022廣東，4分]恒容密閉容器中，BaSO4s+4H2gA.該反應(yīng)的ΔH<B.a為nHC.向平衡體系中充入惰性氣體，平衡不移動(dòng)D.向平衡體系中加入BaSO4,H[解析]溫度越高，達(dá)到平衡時(shí)，H2的物質(zhì)的量越少，說明升高溫度，平衡正向移動(dòng)，則該反應(yīng)的ΔH>0，A項(xiàng)錯(cuò)誤；結(jié)合熱化學(xué)方程式中各物質(zhì)的狀態(tài)，由圖像曲線變化趨勢可知a上面的曲線為nH2O隨溫度的變化曲線，B項(xiàng)錯(cuò)誤；化學(xué)方程式中反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等，故向平衡體系中充入惰性氣體，平衡不移動(dòng)，C項(xiàng)正確；BaSO4為固態(tài)，向平衡體系中加入BaSO42.[2021廣東，4分]反應(yīng)X2Z經(jīng)歷兩步：①X→Y；②Y→2Z。反應(yīng)體系中X、Y、Z的濃度c隨時(shí)間tA.a為cX隨t的變化曲線 B.t1時(shí)，C.t2時(shí)，Y的消耗速率大于生成速率 D.t3后，[解析]由于X2Z反應(yīng)分①X→Y和②Y→2Z兩步進(jìn)行，隨著不斷反應(yīng)，X的濃度逐漸減小，Y結(jié)合上述分析可知a表示cX隨t的變化曲線，A項(xiàng)正確；t1時(shí)圖像中X、Y、Z的物質(zhì)的量濃度均在同一點(diǎn)，即物質(zhì)的量濃度相等，B項(xiàng)正確；t2時(shí)Y的物質(zhì)的量濃度在減小，說明Y的消耗速率大于生成速率，C項(xiàng)正確；從圖像中看出t3后，X的濃度為0，若全生成Z，則cZ=2c0，體系中存在一定量3.[2020浙江7月選考，2分]5mL0.1mol?L?1KI溶液與1A.加入苯，振蕩，平衡正向移動(dòng)B.經(jīng)苯2次萃取分離后，在水溶液中加入KSCN,溶液呈紅色，表明該化學(xué)反應(yīng)存在限度C.加入FeSO4D.該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=[解析]碘易溶于苯，加入苯，碘進(jìn)入苯中，使水溶液中碘的濃度減小，平衡正向移動(dòng)，A項(xiàng)正確；如果反應(yīng)能進(jìn)行到底，則經(jīng)過苯兩次萃取后溶液中不會(huì)有Fe3+，加入KSCN，溶液不會(huì)呈紅色，溶液呈紅色說明此反應(yīng)是可逆反應(yīng)，有反應(yīng)限度，B項(xiàng)正確；加入FeSO4，二價(jià)鐵離子濃度增大，平衡逆向移動(dòng)，C項(xiàng)正確；該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c4.[2020海南，2分]NO與CO是燃油汽車尾氣中的兩種有害氣體，常溫常壓下它們之間的反應(yīng)：COg+NOgCOA.K很大，NO與CO在排入大氣之前就已反應(yīng)完全B.增大壓強(qiáng)，平衡將向右移動(dòng)，K>C.升高溫度，既增大反應(yīng)速率又增大KD.選用適宜催化劑可達(dá)到尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)[解析]該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)很大，說明反應(yīng)進(jìn)行的程度很大，但由于NO和CO的反應(yīng)速率較小，故在排入大氣之前，兩者不可能完全反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤。該反應(yīng)為氣體總體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，由于化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，故K不發(fā)生變化，B項(xiàng)錯(cuò)誤。正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)速率增大，但平衡逆向移動(dòng)，K值減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤。選用適宜的催化劑，可加快反應(yīng)速率，使尾氣得到凈化，達(dá)到尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，D項(xiàng)正確?！疽族e(cuò)警示】需明確化學(xué)平衡常數(shù)和化學(xué)反應(yīng)速率沒有直接聯(lián)系，即化學(xué)平衡常數(shù)大，化學(xué)反應(yīng)速率不一定大；同樣，化學(xué)反應(yīng)速率大，化學(xué)平衡常數(shù)也不一定大。5.[2020北京，3分]一定溫度下，反應(yīng)I2g+H2g?2HIgABCDcI1.000.220.440.11cH1.000.220.440.44cHI1.001.564.001.56（注:1mmol?L[解析]A項(xiàng)，Qc=1.0021.00×1.00=1，B項(xiàng)，Qc=1.5620.22×0.22≈50.28，C項(xiàng)，二、非選擇題6.[2022全國甲卷，14分]金屬鈦Ti在航空航天、醫(yī)療器械等工業(yè)領(lǐng)域有著重要用途。目前生產(chǎn)鈦的方法之一是將金紅石TiO2轉(zhuǎn)化為TiCl4（1）TiO2轉(zhuǎn)化為TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000i直接氯化：TiO2ΔH1=172ii碳氯化：TiO2s+2①反應(yīng)2Cs+O2g2COg的ΔH為?223[解析]根據(jù)蓋斯定律，ii中熱化學(xué)方程式?i中熱化學(xué)方程式得出2Cs+O②碳氯化的反應(yīng)趨勢遠(yuǎn)大于直接氯化，其原因是碳氯化反應(yīng)相當(dāng)于在直接氯化反應(yīng)中加入碳，在高溫下碳與O2反應(yīng)，降低生成物的濃度，使直接氯化反應(yīng)平衡向右移動(dòng)或碳氯化反應(yīng)是放熱的熵增反應(yīng)（合理即可）③對(duì)于碳氯化反應(yīng)：增大壓強(qiáng)，平衡向左移動(dòng)（填“向左”“向右”或“不”）；溫度升高，平衡轉(zhuǎn)化率變?。ㄌ睢白兇蟆薄白冃　被颉安蛔儭保?。[解析]對(duì)于碳氯化反應(yīng)，反應(yīng)后氣體體積增大，故增大壓強(qiáng)，平衡向左移動(dòng)；該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡向左移動(dòng)，平衡轉(zhuǎn)化率變小。（2）在1.0×105Pa，將TiO2、C、Cl①反應(yīng)Cs+CO2g2COg[解析]1400℃時(shí)CO占?xì)怏w總量的0.6，CO2占?xì)怏w總量的0.05，K②圖中顯示,在200℃平衡時(shí)TiO2幾乎完全轉(zhuǎn)化為TiCl4,但實(shí)際生產(chǎn)中反應(yīng)溫度卻遠(yuǎn)高于此溫度,其原因是TiO2、（3）TiO2碳氯化是一個(gè)“氣—固—固”反應(yīng)，有利于TiO2?C“固—固”接觸的措施是將固體粉碎并混合均勻，通入Cl[解析]TiO2碳氯化是一個(gè)“氣—固—固”反應(yīng)，有利于TiO2?C“固—固”接觸的措施是將固體粉碎并混合均勻，再將7.[2021全國甲卷，14分]二氧化碳催化加氫制甲醇，有利于減少溫室氣體二氧化碳?；卮鹣铝袉栴}：（1）二氧化碳加氫制甲醇的總反應(yīng)可表示為：CO2該反應(yīng)一般認(rèn)為通過如下步驟來實(shí)現(xiàn)：①CO2ΔH②COgΔH總反應(yīng)的ΔH=?49kJ?mol?1；若反應(yīng)①為慢反應(yīng)，下列示意圖中能體現(xiàn)上述反應(yīng)能量變化的是A（填標(biāo)號(hào)），判斷的理由是ΔH1為正值,[解析]根據(jù)蓋斯定律可知總反應(yīng)=反應(yīng)①+反應(yīng)②，則總反應(yīng)的ΔH=ΔH1+ΔH2=+41kJ?（2）合成總反應(yīng)在起始物nH2/nCO2=3時(shí)，在不同條件下達(dá)到平衡，設(shè)體系中甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為xCH3OH，在t①用各物質(zhì)的平衡分壓表示總反應(yīng)的平衡常數(shù)，表達(dá)式Kp=p[解析]根據(jù)總反應(yīng)的化學(xué)方程式可知，其壓強(qiáng)平衡常數(shù)表達(dá)式Kp=②圖中對(duì)應(yīng)等壓過程的曲線是b，判斷的理由是總反應(yīng)ΔH<0[解析]氫氣和二氧化碳合成甲醇的總反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，混合氣體中甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小，故曲線b表示等壓過程的曲線。③當(dāng)xCH3OH=0.10時(shí)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率α=33.3%，反應(yīng)條件可能為5×105[解析]根據(jù)起始物nH2/nCO2=3，設(shè)初始時(shí)H2為3mol，CO2CO2則a4?2a=0.10，計(jì)算得a=13，故CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為13mol÷1mol×100%≈33.3%。結(jié)合上述分析知，曲線a、b分別對(duì)應(yīng)t=250℃下的xCH3OH題組六1.[2023山東，12分]一定條件下,水氣變換反應(yīng)CO+H2O?CO2+H2Ⅰ.HCOOH?CO+H2Ⅱ.HCOOH?CO2研究發(fā)現(xiàn),在反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ中,H+回答下列問題:（1）一定條件下,反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的焓變分別為ΔH1、ΔH2,則該條件下水氣變換反應(yīng)的焓變?chǔ)=ΔH2?[解析]根據(jù)蓋斯定律，由Ⅱ-Ⅰ可得水氣變換反應(yīng)COg+（2）反應(yīng)Ⅰ正反應(yīng)速率方程為:v=kcH+?cHCOOH,k為反應(yīng)速率常數(shù)。T1溫度下,HCOOH電離平衡常數(shù)為Ka,當(dāng)HCOOH平衡濃度為xmol?L?1時(shí),H+濃度為Kaxmol?L?[解析]根據(jù)HCOOH?HCOO?+H+，設(shè)平衡時(shí)H+濃度為amol?L?1，則HCOOH（3）T3溫度下,在密封石英管內(nèi)完全充滿1.0mol?L?1HCOOH水溶液,使HCOOH分解,分解產(chǎn)物均完全溶于水。含碳物種濃度與反應(yīng)時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示（忽略碳元素的其他存在形式）。t1時(shí)刻測得CO、CO2的濃度分別為0.70mol?L?1、0.16mol?L?1,反應(yīng)Ⅱ達(dá)平衡時(shí),測得H相同條件下,若反應(yīng)起始時(shí)溶液中同時(shí)還含有0.10mol?L?1鹽酸,則圖示點(diǎn)a、b、c、d中,CO新的濃度峰值點(diǎn)可能是b（填標(biāo)號(hào)）。與不含鹽酸相比,CO達(dá)濃度峰值時(shí),CO2濃度減?。ㄌ睢霸龃蟆薄皽p小”或“不變”）,[解析]反應(yīng)Ⅰ速率遠(yuǎn)大于反應(yīng)Ⅱ，此點(diǎn)CO濃度最大，說明反應(yīng)Ⅰ此時(shí)處于平衡狀態(tài)，結(jié)合碳原子守恒和題中給出的CO、CO2濃度，可知t1時(shí)刻HCOOH的濃度為1.0?0.70由上述分析及近似認(rèn)為反應(yīng)Ⅰ建立平衡后始終處于平衡狀態(tài)，知t1時(shí)刻之后一氧化碳的濃度始終是甲酸濃度的5倍，反應(yīng)Ⅱ平衡時(shí)cCO2=cH2=ymol?L?1，則結(jié)合碳原子守恒知，平衡體系中cHCOOH=16×1.0?ymol?L?1，cCO=56×1.0?ymol?L?12.[2022全國乙卷，15分]油氣開采、石油化工、煤化工等行業(yè)廢氣普遍含有的硫化氫，需要回收處理并加以利用。回答下列問題：（1）已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程