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2022年高考化学复习最后一练之化学平衡的计算
一．选择题（共15小题）
1．（2022 辽阳一模）硫酸工业中，将SO2氧化为SO3是生产工艺中的重要环节。在温度为T1条件下，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反
应：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g） ΔH＜0，实验测得：v正＝k正 c2（SO2） c（O2），v逆＝k逆 c2 （SO3）。
容器编号 起始浓度/（mol L﹣1） 平衡浓度/（mol L﹣1）
c（SO2） c（O2） C（SO3） c（O2）
I 0.6 0.3 0 0.2
II 0.5 x 0.3
III 0.3 0.25 0.2
已知：k正、k 逆为速率常数，仅受温度的影响。
下列说法错误的是（　　）
A．达到平衡时，平衡常数和速率常数的关系：K＝
B．若容器II中达到平衡时＝1，则x＝0.85
C．容器III中达到平衡时，c（O2）＜0.25mol L﹣1
D．当温度升高为T2时，k正、k逆分别增大m倍和n倍，则m＜n
2．（2022春 浙江期中）T℃时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molPCl5，反应PCl5（g） PCl3（g）+Cl2（g）经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表。下列说法正确的是（　　）
t/s 0 50 150 250 350
n（PCl3）/mol 0 0.16 0.19 0.20 0.20
A．反应在前50s内的平均速率为v（Cl2）＝0.0032mol L﹣1 s﹣1
B．反应250s时，恰好达到平衡状态
C．相同温度下，起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2，达到平衡前v正＞v逆
D．平衡时，再充入1.0molPCl5（g），达到新平衡时PCl5的体积分数小于原平衡PCl5的体积分数
3．（2022 九龙坡区校级模拟）某一温度下，在两个2L密闭容器中同时发生如下反应：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）ΔH＜0，其中容器Ⅰ为恒温恒容，容器Ⅱ为绝热恒容，反应过程中的部分数据见表。下列说法不正确的是（　　）
反应时间（min） CO2（mol） H2（mol） CH3OH（mol） H2O（mol）
容器Ⅰ 0 2 6 0 0
10 4.5
20 1
30 1
容器Ⅱ 0 0 0 2 2
A．0～10min，容器Ⅰ中v（CH3OH）＝0.025mol/（L min）
B．从20～30min，容器Ⅰ已经达到了平衡状态，故混合气体的平均摩尔质量不变
C．Ⅰ中CO2的转化率aⅠ（CO2）与Ⅱ中CH3OH的转化率aⅡ（CH3OH）满足的关系是：aⅠ（CO2）+aⅡ（CH3OH）＜1
D．容器Ⅰ与容器Ⅱ中的平衡常数大小为：K（Ⅰ）＞K（Ⅱ）
4．（2022 江苏模拟）在体积均为1.0L的甲、乙两恒容密闭容器中加入足量相同的碳粉，再分别加入0.1molCO2和0.2molCO2，发生反应CO2（g）+C（s） 2CO（g）达到平衡。CO2的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．反应CO2（g）+C（s） 2CO（g）的ΔH＜0
B．曲线Ⅱ表示容器甲中CO2的平衡转化率
C．达平衡后，两容器中c（CO）：c（CO）Q＞c（CO）R
D．其他条件不变时，在曲线I对应容器中加入合适的催化剂，可使CO2的平衡转化率由P点达到S点
5．（2022春 赣州期中）某可逆反应为2X（g） 3Y（g）+Z（g），混合气体中X的物质的量分数与温度关系如图所示，下列推断正确的是（　　）
A．升高温度，该反应平衡常数K减小
B．在该条件下M点X平衡转化率为
C．平衡后加入高效催化剂可提高X（g）的转化率
D．压强大小：P3＞P2＞P1
6．（2022 连云港模拟）CO和H2合成乙醇发生如下反应，
反应Ⅰ：2CO（g）+4H2（g）＝CH3CH2OH（g）+H2O（g）ΔH1＝﹣128.8kJ mol﹣1，
反应Ⅱ：CO（g）+H2O（g）＝CO2（g）+H2（g）ΔH2＝ 41.8kJ mol﹣1
向一恒容密闭容器中投入一定量的CO和H2发生上述反应，CO的平衡转化率与温度、投料比α[α＝]的关系如图所示。下列有关说法正确的是（　　）
A．α1＜α2
B．在400K、α2＝2时，反应Ⅰ的平衡常数K＝0.25
C．在500K、投料比为α3条件下，增大压强可使CO的平衡转化率从Y点到Z点
D．为同时提高CO的平衡转化率和CH3CH2OH的产率可采用的反应条件为低温、低压
7．（2022春 静安区校级期中）在一定温度下，将1molCO2和3molH2充入体积为11的恒容密闭容器中发生反应并达到平衡：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）+QkJ（Q＞0），测得平衡混合气体中CH3OH的物质的量分数为25%。下列说法不正确的是（　　）
A．平衡混合气体中C原子的物质的量是1mol
B．达平衡后若升高温度，正反应速率增大的程度比逆反应速率增大的程度小
C．该反应的化学平衡常数K＝
D．其他条件相同时，若起始充入2molCO2和6molH2，达到平衡时CH3OH的物质的量分数大于25%
8．（2022 顺义区一模）一定条件下，在容积相等的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的一氧化碳和水蒸气，发生反应：CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2 （g）△H＝﹣41kJ/mol，达平衡后获得数据如下表。下列说法不正确的是（　　）
容器编号 起始时各物质的物质的量/mol 达到平衡的时间 /min 达到平衡时体系能量的变化
CO H2O CO2 H2
① 1 4 0 0 t1 放出32.8kJ热量
② 2 8 0 0 t2 放出QkJ热量
A．①中反应达平衡时，CO的转化率为80%
B．该温度下，②中反应的平衡常数K＝1
C．Q大于65.6
D．反应开始进行时，反应速率②＞①
9．（2022春 浙江期中）一定温度下，在三个容积均为1.0L的恒容密闭容器中发生：
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．达平衡时，容器I与容器II中的总压强之比为3：4
B．达平衡时，容器II中比容器I中的小
C．达平衡时，容器III中的正反应速率比容器I 中的小
D．达平衡时，容器I中CH3OH转化率与容器III中CH3COOH转化率之和大于1
10．（2022 广东模拟）已知4H2（g）+CS2（g） CH4（g）+2H2S（g）。在恒容密闭容器中，当起始物质的量n（H2）：n（CS2）＝4：1时，测得平衡体系中H2S、CS2的物质的量分数（x）与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是（　　）
A．该反应的ΔH＜0
B．A点时CS2的平衡转化率约为33.3%
C．相同条件下，x（H2S）处于B点时，v正＞v逆
D．C点时，往容器中再充入4molH2和1molCS2，再次达平衡后x（CS2）增大
11．（2022 北京模拟）在一定温度下，将1molCO2和3molH2充入体积为1L的恒容密闭容器中发生反应并达到平衡：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）ΔH＜0，测得平衡混合气体中CH3OH的物质的量分数为25%。下列说法不正确的是（　　）
A．平衡混合气体中C原子的物质的量是1mol
B．该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量
C．该反应的化学平衡常数K＝
D．其他条件相同时，若起始充入2molCO2和6molH2，达到平衡时CH3OH的物质的量分数大于25%
12．（2022春 虞城县校级期中）在一定温度下，向2L的恒容密闭容器中通入1molA（g）和3molB（g），发生反应：A（g）+3B（g） 2C（g）+D（g），反应过程中记录各物质的物质的量随时间变化如下表。
物质的量（mol） 时间（min） n（A） n（B） n（C） n（D）
1 0.5 x
2 0.4 y
3 z 0.6
下列说法中正确的是（　　）
A．用A的浓度变化表示2min内反应的平均速率：v（A）＝0.25mol L﹣1 min﹣1
B．x＝1.5，y＝1.0，z＝0.4
C．平衡时，B的转化率为60%
D．容器内c（C）：c（D）＝2：1时，反应达到平衡状态
13．（2022 锦州模拟）SCl2可用作有机合成的氯化剂．在体积为2L的密闭容器中充入0.2molSCl2（g），发生反应：2SCl2（g） S2Cl2（g）+Cl2（g），图中所示曲线分别表示反应在10min时和平衡时SCl2的转化率（α）与温度（T）的关系．下列说法正确的是（　　）
A．2SCl2（g） S2Cl2（g）+Cl2（g）的ΔH＞0、ΔS＜0
B．55℃，从0～10min，以S2Cl2表示反应的平均速率为0.0025mol﹣1 min﹣1
C．当容器中混合气体的平均相对分子质量恒定不变时，反应达到平衡状态
D．82℃，若起始时在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各0.1mol，则此时v（逆）＞v（正）
14．（2022春 浙江期中）在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示（图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化）。下列说法不正确的是（　　）
A．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度能提高NO转化率
B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率
C．反应2NO（g）+O2（g） 2NO2（g）的△H＞0
D．380℃下，c起始（O2）＝0.005mol L﹣1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K＞200
15．（2022 西城区一模）一定温度下，在2个容积均为1L的恒容密闭容器中，加入一定量的反应物，发生反应：2NO（g）+2CO（g） N2（g）+2CO2（g）△H＜0，相关数据如表。下列说法不正确的是（　　）
容器编号 温度/℃ 起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol
NO（g） CO（g） CO2（g）
Ⅰ T1 0.2 0.2 0.1
Ⅱ T2 0.2 0.2 0.12
A．T1＞T2
B．Ⅰ中反应达到平衡时，CO的转化率为50%
C．达到平衡所需要的时间：Ⅱ＞Ⅰ
D．对于Ⅰ，平衡后向容器中再充入0.2molCO和0.2molCO2，平衡正向移动
二．解答题（共10小题）
16．（2022 石家庄二模）丙烯腈（ ）是一种重要的化工原料，广泛应用于三大有机合成材料的生产中。以3—羟基丙酸乙酯（）为原料合成丙烯腈的主要反应如下：
I. （g） （g）+H2O（g） ΔH1＞0
II. （g）+NH3（g）+H2O（g）+ （g） ΔH2＞0
（1）已知部分化学键键能如下表所示：
化学键 C﹣O C﹣C C＝C C﹣H O﹣H C＝O
键能（kJ mol ﹣1） 351 348 615 413 463 745
据此计算ΔH1＝　 　。
（2）在盛有催化剂TiO2、压强为100kPa的恒压密闭容器中按体积比2：15充入 （g）和NH3（g）发生反应，通过实验测得平衡体系中含碳物质（乙醇除外）的物质的量分数随温度的变化如图1所示（例如的物质的量分数w%＝×100%）。
①随着温度的升高， （g）的平衡体积分数先增大后减小的原因为 　 　。
②科学家通过DFT计算得出反应II的机理如图2所示，其中第二步反应为 （g） （g）+H2O（g），则第一步反应的化学方程式为 　 　；实验过程中未检测到 （g）的原因可能为 　 　。
③A点对应反应II的标准平衡常数Kpr＝　 　（ 保留两位有效数字）。[其表达式为用相对分压代替浓度平衡常数表达式中的浓度，气体的相对分压等于其分压（单位为kPa）除以p0（p0＝100 kPa）]
④实际生产中若充入一定量N2 （不参与反应），可提高丙烯腈的平衡产率，原因为 　 　。
（3）利用电解法由丙烯腈制备己二腈[NC（CH2）4CN]的装置如图3所示。
通电过程中，石墨电极2上的电极反应式为 　 　。
17．（2022 辽宁二模）深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义，合成尿素的反应为：2NH3（g）+CO2（g） CO（NH2）2（g）+H2O（l）△H＝﹣87.0kJ/mol。
按要求回答下列问题：
（1）若向某恒温且恒容的密闭容器中加入等物质的量的NH3和CO2，发生上述反应。下列叙述不能说明反应已经达到平衡状态的是 　 　（填标号）。
a．断裂6molN﹣H键的同时断裂2molO﹣H键
b．压强不再变化
c．混合气体的密度不再变化
d．CO2的体积分数不再变化
（2）在T1℃和T2℃时（T1＜T2），向恒容容器中投入等物质的量的两种反应物，发生以下反应：HN＝C＝O（g）+NH3（g） CO（NH2）2（g），平衡时lg p（NH3）与lg p[CO（NH2）2]的关系如图Ⅰ所示，p为物质的分压强（单位为kPa）。若v正＝k正×p（HNCO）×p（NH3），v逆＝k逆×p[CO（NH2）2]。T1℃时，＝　 　kPa﹣1。T2℃时此反应的标准平衡常数Kθ＝　 　。（已知：分压＝总压×该组分物质的量分数，对于反应：dD（g）+eE（g） gG（g），Kθ＝，其中pθ＝100kPa，p（G）、p（D）、p（E）为各组分的平衡分压。）若点A时继续投入等物质的量的两种反应物，再次达到平衡时（温度不变），CO（NH2）2的体积分数 　 　（填“变大”“变小”或“不变”）。
（3）如图Ⅱ为在不同催化剂下，反应至相同时间容器中尿素的物质的量随温度变化的曲线，则在T1℃，催化效率最好的是催化剂 　 　（填序号）。T2℃以上，n[CO（NH2）2]下降的原因可能是 　 　（答出一点即可，不考虑物质的稳定性）。
18．（2022 南宁二模）氨是重要的基础化工品之一。
Ⅰ.（1）已知：N2（g）+O2（g）═2NO（g） ΔH1＝+180.5KJ mol﹣1
4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g） ΔH2＝﹣905.0KJ mol﹣1
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g） ΔH3＝﹣483.6KJ mol﹣1
①N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）的ΔH＝　 　。
②已知合成氨反应的正反应活化能为Ea（单位为kJ mol﹣1 ），则其逆反应活化能为 　 　kJ mol﹣1 （用含Ea的代数式表示）。
（2）T℃时，在2L的恒容密闭容器中投入2molN2和6molH2发生反应，平衡时H2的体积分数为50%，则该温度下的平衡常数K＝　 　；其他条件不变，若向此平衡体系中再充入3molH2和3molN2，则平衡 　 　（填“正向”、“逆向”或“不”）移动。
Ⅱ.1922年，德国奥堡工厂建成世界首座以NH3和CO2为原料生产尿素（NH2CONH2）的工业装置。该工艺的主要原理为：
①2NH3（l）+CO2（l） NH2COONH4（l） ΔH＜0 （快反应）
②NH2COONH4（l） H2O（l）+NH2CONH2（l） ΔH＞0 （慢反应）
一定条件下，CO2的平衡转化率与温度、初始氨碳比[L＝]的关系如图：
（3）两曲线中，L1　 　L2（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（4）若L2＝3，T1时，NH3的平衡转化率为 　 　。
（5）其它条件不变，随着温度的升高，CO2的平衡转化率先升高后下降，“先升高”的原因是 　 　。“后下降”的原因是由于设备腐蚀加剧等因素，CO2的平衡转化率下降。
19．（2022 贵阳模拟）研究CO2的综合利用、实现CO2资源化，是能源领域的重要发展方向，也是力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的方向之一。
已知：反应ICO2（g）+H2（g）→CO（g）+H2O（g）ΔH1＝+41.2kJ/mol
反应II2CO（g）+4H2（g）→C2H4（g）+2H2O（g）ΔH2＝﹣332kJ/mol
反应III2CO2（g）+6H2（g）→C2H4（g）+4H2O（g）ΔH3
（1）反应III中，ΔH3＝　 　kJ/mol.
（2）在体积为2L的刚性密闭容器中，充入1molCO和2molH2，发生反应II，能判断反应达到平衡状态的是 　 　（填字母序号）。
a.2v（H2）＝v（H2O）
b.容器内压强保持不变
c.保持不变
d.C2H4的质量分数保持不变
（3）在体积为2L的恒压密闭容器中，起始充入1molCO2（g）和3molH2（g），发生反应III，该反应在不同温度下达到平衡时，各组分的体积分数随温度的变化如图所示。
①表示H2和C2H4的体积分数随温度变化的曲线分别是 　 　（填字母序号）。
②A、B、C三点对应的化学平衡常数KA、KB、KC从大到小的顺序为 　 　。
③240℃时，反应达到平衡后，容器中气体的总物质的量为 　 　mol，H2（g）的平衡转化率为 　 　。若平衡时总压为P，该反应的平衡常数Kp＝　 　（列出计算式。用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压x物质的量分数）。
20．（2022 湖北模拟）为了实现“将全球温度上升幅度控制在2℃以内”的目标，科学家正在研究温室气体CO2的转化和利用。
（1）海洋是地球上碳元素的最大“吸收池”。在海洋中，可通过如图所示的来固碳。发生光合作用时，CO2与H2O反应生成（CH2O）x和O2的化学方程式为 　 　。
（2）在一定温度和催化剂作用下，CH4与CO2可直接转化成乙酸，这是实现“减排”的一种研究方向。
①在不同温度下，催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如下图所示，则该反应的最佳温度应控制在 　 　左右。
②该反应催化剂的有效成分为偏铝酸亚铜（CuAlO2，难溶物）。将CuAlO2溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体，其离子方程式为 　 　。
（3）有科学家提出可利用FeO来吸收CO2，
已知：C（s）+2H2O（g） CO2（g）+2H2（g）△H＝+113.4kJ mol﹣1
3FeO（s）+H2O（g） Fe3O4（s）+H2（g）△H＝+18.7kJ mol﹣1
则6FeO（s）+CO2（g） 2Fe3O4（s）+C（s）△H＝　 　kJ mol﹣1。
（4）往2 L恒容密闭容器中充入1molCO2和3 molH2，一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）。在不同催化剂作用下，相同时间内CO2的转化率随温度变化如图所示（图中c点的转化率为66.67%，即转化了）。
①催化剂效果最佳的是 　 　（填“催化剂I”“催化剂Ⅱ”或“催化剂Ⅲ”）。
②b点v（正）　 　（填“＞”“＜”或“＝”）v（逆）。
③若此反应在a点时已达到平衡状态，a点的转化率比c点高的原因是 　 　。
④c点时该反应的平衡常数K＝　 　。
（5）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题，将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。如图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。电极b表面的电极反应式为 　 　。
21．（2022 杭州二模）氨是一种重要化工产品，研究有关氨反应规律具有重要意义。
已知100kPa、298K时：
4NH3（g）+3O2（g） 2N2（g）+6H2O（g）ΔH＝﹣1268kJ mol﹣1
2NO（g） N2（g）+O2（g） ΔH＝﹣180.5kJ mol﹣1
（1）工业以氨为原料制取硝酸的流图如图1所示。
①设备②中发生主要反应的热化学方程式：　 　。
②设备②中生成的NO难与O2大量转化为NO2的原因是 　 　。
（2）研究人员以RuOx﹣Fe2O3为催化剂研究将工业废气中的氨转化为N2的方案．实验将NH3﹣O2及载气（惰性气体）以一定流速通过催化反应床，研究了不同RuOx含量对NH3催化氧化的影响，实验结果如图（Ru﹣Fe代表相应氧化物）。
已知：N2的选择性＝。
①分析上述实验结果，下列说法正确的是 　 　。
A．RuOx的加入，降低了催化剂的活化温度
B．RuOx含量越大，催化剂的活性越好
C．运用该技术消除废气中NH3的最佳条件为：1.5%Ru﹣Fe、200℃～250℃
D．一定温度范围，RuOx的加入使得生成副产物反应活化能降低更为显著
②某实验条件下，维持反应系统压强为pkPa，原料气中NH3、O2、载气的物质的量分别为25mmol、50mmol、25mmol；测得NH3的转化率和N2的选择性均为80%，NH3氧化的副产物仅为NO。反应4NH3（g）+3O2（g） 2N2（g）+6H2O（g）用气体分压表示的平衡常数为 　 　 （代入数据，不要求计算结果；组分分压＝总压×组分物质的量分数）。
（3）关于NH3催化氧化为N2的反应机理有诸多研究，其中一种为“NH”机理：吸附在催化剂表面活性位的NH3解离为NH和H，同时活性O参与反应；请用方程式将反应过程补充完整：①NH3＝NH+2H，②2H+O＝H2O，③　 　，④NH+HNO＝N2+H2O。
22．（2022 安徽一模）“十三五”期间，中国应对气候变化工作取得显著成效，并向国际社会承诺2030年前“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。CO2的回收及综合利用越来越受到国际社会的重视，故有效开发利用CO2成为科研热点。回答下列问题：
（1）CO2合成淀粉
2021年9月23日，中国科学院召开新闻发布会，介绍我国科学家历时6年多科研攻关，世界上首次在实验室中实现从二氧化碳到淀粉分子的全合成。提纯含有氯化钠杂质的淀粉溶液的方法为 　 　。
（2）CO2合成二甲醚
存在反应：
I.CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g）ΔH1
II.2CO2（g）+6H2（g） CH3OCH3（g）+3H2O（g）ΔH2
①在一定条件下，仅发生反应II.在该条件下，向5L恒容密闭容器中充入物质的量之比为1：3的CO2和H2混合气体，在不同催化剂作用下合成二甲醚，相同时间内CO2的转化率随温度变化如图所示。
其中在催化剂 　 　（填“A”“B”或“C”）作用下，可使该反应的活化能最小。若忽略温度对催化剂的影响，则ΔH2　 　（填“＞”或“＜”）0，理由是 　 　。
②一定温度下，向填充有催化剂的恒容密闭容器中充入等物质的量的CO2和H2，同时发生反应I和反应II，15min末反应达到平衡。测得反应前容器内压强为P0，平衡时二甲醚气体的分压为P1，氢气的分压为P2。
（I）下列事实能说明容器内反应均达到平衡状态的是 　 　。
A.氢氢键不再断裂
B.CO2与H2的个数之比不再改变
C.容器内气体的压强不再改变
D.容器内气体的密度不再改变
（II）二氧化碳的平衡转化率为 　 　（用含Po、P1、P2的代数式表示）。
（Ⅲ）该温度下，反应II的平衡常数KP＝　 　（以分压表示，分压＝总压×物质的量分数，用含P0、P1、P2的代数式表示）。
③二甲醚常用作燃料电池的燃料，若使用了1kg二甲醚，则理论上电路中通过的电量为 　 　库仑（保留两位有效数字，已知e＝1.60x10﹣19C）。
（3）CO2制甲醇（MT）和二甲醚（DME）我国科研团队研究发现使用GaZrOx 双金属氧化物催化剂实现CO2加氢制甲醇（MT）和二甲醚（DME）的活性明显优于纯Ga2O3和ZrO2催化剂，其反应机理如图所示。下列有关叙述正确的是 　 　。
A.步骤a→b有化学键的断裂和形成
B.中间体c可通过氢化等步骤得到甲醇（MT）和二甲醚（DME）
C.反应过程中Ga的成键数目保持不变
D.氧空位用于捕获CO2，氧空位个数越多，速率越快
23．（2022 海南模拟）电催化合成氨方法被认为是人工固氮最有前途的方法之一，具有反应条件温和、利用可再生能源驱动、直接以水为氢源等优点，近年来引起科研工作者广泛的研究兴趣。
（1）已知H2的燃烧热ΔH＝﹣akJ/mol，NH3的燃烧热ΔH＝﹣bkJ/mol，请计算反应N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）的ΔH＝　 　。
（2）向一恒定温度的密闭容器中充入0.1molN2和0.3molH2的混合气体，保持30MPa条件下反应：
①下列哪些选项可以判断反应已达到平衡 　 　。
a．3v（H2）正＝2v（NH3）逆
b．N2的体积分数不再变化
c．N2和H2的物质的量之比为定值
d．混合气体的密度不再变化
②上述混合气体中氢气的转化率如图1所示，图中曲线Ⅰ为氢气的平衡转化率与温度的关系，曲线Ⅱ表示不同温度下经过相同反应时间后的氢气转化率，请说明随着温度的升高，曲线Ⅱ向曲线Ⅰ逼近，于M点重合，其原因是 　 　。
③上述条件下，在不同催化剂作用下，相同时间内H2的转化率随温度的变化如图2所示，催化剂效果最佳的是催化剂 　 　（填Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）。b点v正　 　v逆（填＞、＜或＝）。测得a点H2的转化率为60.0%，a点对应温度下反应的平衡常数Kp＝　 　MPa﹣2。（Kp为以各组分分压表示的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数）。
24．（2022 河北模拟）研究NOx、SO2和CO等气体的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。
（1）已知
①NO2（g）+CO（g） CO2（g）+NO（g）ΔH1＝﹣234kJ mol﹣1
②N2（g）+O2（g） 2NO（g）ΔH2＝+179.5kJ mol﹣1
③2NO（g）+O2（g） 2NO2（g）ΔH3＝﹣112.3kJ mol﹣1
NO2与CO反应生成无污染气体的热化学方程式为 　 　。
（2）氨气可将氮氧化物转化为无色气体。450℃时，在2L恒容密闭容器中充入1molNO、1molNO2和2molNH3，起始时体系压强为pMPa，发生反应：NO（g）+NO2（g）+2NH3（g） 2N2（g）+3H2O（g），5min时反应达到平衡．此时测得N2的物质的量分数为。
①0～5min内，v（NH3）＝　 　mol L﹣1 min﹣1，NO的平衡转化率＝　 　%。
②450℃时，该反应的压强平衡常数Kp＝　 　（填含p的代数式，Kp为以分压表示的平衡常数，分压＝总压×气体组分物质的量分数）MPa。
（3）利用如图（其中A、B、C、D均为石墨电极）装置可同时吸收SO2和NO。
①若乙为甲烷碱性燃料电池。A电板为 　 　（填“正极”或“负板”）。
②吸收池中发生反应的离子方程式为 　 　。
（4）工业上，常温下将含NOx的尾气与H2的混合气体通入Ce（SO4）2与Ce2（SO4）3的混合溶液中进行无害化处理，原理如图所示。该吸收过程中，Ce3+/Ce4+的作用是　 　，其中反应Ⅱ的离子方程式为 　 　。
25．（2022 深圳模拟）CO、CO2加氢有利于缓解化石能源消耗，实现“碳中和”。该体系主要涉及以下反应：
反应I：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g） ΔH1＜0
反应II：2CO（g）+4H2（g） C2H5OH（g）+H2O（g） ΔH2＜0
反应III：2CO2（g）+6H2（g） C2H5OH（g）+3H2O（g） ΔH3＜0
反应IV：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g） ΔH4＜0
反应V：2CH3OH（g） C2H5OH（g）+H2O（g） ΔH5
回答下列问题：
（1）上述反应中，ΔH5＝　 　（写出一个代数式即可）。
（2）密闭容器中，上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列描述正确的有 　 　（填标号）。
A.加入催化剂，可提高CO2的平衡转化率
B.降低温度，反应II的正反应速率增大，逆反应速率减小
C.增大CO的浓度，反应III、IV的平衡均向左移动
D.恒温恒容充入氩气，反应I、II的平衡不移动
（3）恒容下，n（CO）＝n（CO2）＝1mol，并按照不同氢碳比[]投料，发生上述反应。图甲表示不同氢碳比时，[CO+CO2]的总平衡转化率随温度变化的关系；图乙表示氢碳比＝3时，平衡后体系中C2H5OH、CH3OH的选择性随温度变化的关系。
①图甲中x 　 　3（填“大于”“小于”或“等于”），其原因是 　 　。
②Q点对应的体系中n（CH3OH）＝　 　mol；此时，H2转化了4mol，则反应2CH3OH（g） C2H5OH（g）+H2O（g）的平衡常数Kp＝　 　（Kp为以分压表示的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数，结果保留两位有效数字）。
（4）常温常压下，以Ag为催化剂，在酸性水溶液中将CO2电催化还原为CO的反应历程如图所示：
①据图，CO和CO2相比，　 　（填化学式）更稳定。
②吸附在催化剂表面上的物种用*标注，图中第一步反应为CO2+e﹣+H+═COOH，则第二步反应为 　 　。
参考答案与试题解析
一．选择题（共15小题）
1．（2022 辽阳一模）硫酸工业中，将SO2氧化为SO3是生产工艺中的重要环节。在温度为T1条件下，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反
应：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g） ΔH＜0，实验测得：v正＝k正 c2（SO2） c（O2），v逆＝k逆 c2 （SO3）。
容器编号 起始浓度/（mol L﹣1） 平衡浓度/（mol L﹣1）
c（SO2） c（O2） C（SO3） c（O2）
I 0.6 0.3 0 0.2
II 0.5 x 0.3
III 0.3 0.25 0.2
已知：k正、k 逆为速率常数，仅受温度的影响。
下列说法错误的是（　　）
A．达到平衡时，平衡常数和速率常数的关系：K＝
B．若容器II中达到平衡时＝1，则x＝0.85
C．容器III中达到平衡时，c（O2）＜0.25mol L﹣1
D．当温度升高为T2时，k正、k逆分别增大m倍和n倍，则m＜n
【考点】化学平衡的计算．
【专题】化学平衡专题．
【分析】A.平衡常数K＝；
B.根据三段式及容器I中测得的数据可知，在该温度下，该反应的平衡常数K＝1.25，容器II中，达到平衡时＝1，K＝＝1.25，平衡时O2的浓度c（O2）＝0.8 mol L﹣1，列三段式：
2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）
起始浓度/（mol L﹣1） 0.5 x 0.3
变化浓度/（mol L﹣1） 2（x﹣0.8 ） （x﹣0.8 ） 2（x﹣0.8 ）
平衡浓度/（mol L﹣1） 0.5﹣2（x﹣0.8 ） 0.8 0.3+2（x﹣0.8 ）
0.5﹣2（x﹣0.8）＝0.3+2（x﹣0.8）；
C．容器中Q＝＝1.78＞K，此时平衡向逆反应方向移动；
D．ΔH＜0，温度升高，平衡向逆反应方向移动。
【解答】解：A.平衡常数K＝，故A正确；
B.根据三段式及容器I中测得的数据可知，在该温度下，该反应的平衡常数K＝1.25，容器II中，达到平衡时＝1，K＝＝1.25，平衡时O2的浓度c（O2）＝0.8 mol L﹣1，列三段式：
2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）
起始浓度/（mol L﹣1） 0.5 x 0.3
变化浓度/（mol L﹣1） 2（x﹣0.8 ） （x﹣0.8 ） 2（x﹣0.8 ）
平衡浓度/（mol L﹣1） 0.5﹣2（x﹣0.8 ） 0.8 0.3+2（x﹣0.8 ）
0.5﹣2（x﹣0.8）＝0.3+2（x﹣0.8），x＝0.85，故B正确；
C．容器中Q＝＝1.78＞K，此时平衡向逆反应方向移动，则平衡时O2的浓度c（O2）＞0.25mol L﹣1，故C错误；
D．ΔH＜0，温度升高，平衡向逆反应方向移动，k逆增大的幅度更大，n＞m，故D正确；
故选：C。
【点评】本题考查化学平衡的计算，侧重考查学生分析能力和计算能力，掌握化学平衡三段式是解题关键，注意化学平衡常数只与温度有关，此题难度中等。
2．（2022春 浙江期中）T℃时，向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molPCl5，反应PCl5（g） PCl3（g）+Cl2（g）经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表。下列说法正确的是（　　）
t/s 0 50 150 250 350
n（PCl3）/mol 0 0.16 0.19 0.20 0.20
A．反应在前50s内的平均速率为v（Cl2）＝0.0032mol L﹣1 s﹣1
B．反应250s时，恰好达到平衡状态
C．相同温度下，起始时向容器中充入1.0molPCl5、0.20molPCl3和0.20molCl2，达到平衡前v正＞v逆
D．平衡时，再充入1.0molPCl5（g），达到新平衡时PCl5的体积分数小于原平衡PCl5的体积分数
【考点】化学平衡的计算．
【专题】化学平衡专题．
【分析】由表中信息可知，250s达到平衡，则
PCl5（g） PCl3（g）+Cl2（g），
开始（mol/L）0.5 0 0
变化（mol/L）0.1 0.1 0.1
平衡（mol/L）0.4 0.1 0.1
该温度下平衡常数K＝＝＝0.25，
A.由表中数据可知，50s内△n（PCl3）＝0.16mol，根据v＝计算；
B.由表中数据只能说明250s时已经达到平衡状态，但无法判断此时是否恰好达到平衡状态；
C.起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 molPCl3和0.20 molCl2，起始时PCl5的浓度为0.5mol/L、PCl3的浓度为0.1mol/L、Cl2的浓度为0.1mol/L，计算出浓度商Q，然后与平衡常数K比较判断平衡移动的方向；
D.等效为起始加入2.0molPCl5，与原平衡相比，压强增大，平衡向逆反应方向移动，平衡时的PCl3的转化率较原平衡高。
【解答】解：A.由表中数据可知50s内，△n（PCl3）＝0.16mol，其浓度变化是＝0.08mol/L，则v（PCl3）＝＝0.0016mol/（L s），故A错误；
B.250s后n（PCl3）不再变化，说明250s时已经达到平衡状态，但不能说明反应250s时恰好达到平衡状态，故B错误；
C.起始时向容器中充入1.0 mol PCl5、0.20 molPCl3和0.20 molCl2，起始时PCl5的浓度为0.5mol/L、PCl3的浓度为0.1mol/L、Cl2的浓度为0.1mol/L，浓度商Q＝＝＝0.2＜K＝0.25，说明平衡向正方向移动，则达到平衡前v正＞v逆，故C正确；
D.平衡时，再充入1.0molPCl5（g），等效为起始加入2.0molPCl5，与原平衡相比，压强增大，平衡向逆反应方向移动，平衡时的PCl5转化率较原平衡低，则达到新平衡时PCl5的体积分数大于原平衡PCl5的体积分数，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查化学平衡的计算，为高频考点，明确化学平衡常数、反应速率的表达式为解答关键，注意掌握根据浓缩商判断平衡移动方向的方法，试题侧重考查学生的化学计算能力，题目难度中等。
（2022 九龙坡区校级模拟）某一温度下，在两个2L密闭容器中同时发生如下反
应：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）ΔH＜0，其中容器Ⅰ为恒温恒容，容器Ⅱ为绝热恒容，反应过程中的部分数据见表。下列说法不正确的是（　　）
反应时间（min） CO2（mol） H2（mol） CH3OH（mol） H2O（mol）
容器Ⅰ 0 2 6 0 0
10 4.5
20 1
30 1
容器Ⅱ 0 0 0 2 2
A．0～10min，容器Ⅰ中v（CH3OH）＝0.025mol/（L min）
B．从20～30min，容器Ⅰ已经达到了平衡状态，故混合气体的平均摩尔质量不变
C．Ⅰ中CO2的转化率aⅠ（CO2）与Ⅱ中CH3OH的转化率aⅡ（CH3OH）满足的关系是：aⅠ（CO2）+aⅡ（CH3OH）＜1
D．容器Ⅰ与容器Ⅱ中的平衡常数大小为：K（Ⅰ）＞K（Ⅱ）
【考点】化学平衡的计算．
【专题】化学平衡专题．
【分析】20min时，转化的CO2为2mol﹣1mol＝1mol，则生成的CH3OH为1mol，而30min时CH3OH为1mol，故20min时到达平衡，
CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）
开始（mol）：2 6 0 0
转化（mol）：1 3 1 1
平衡（mol）：1 3 1 1
平衡常数K＝＝＝，结合外界条件对平衡移动的影响解答该题。
【解答】解：A.0～10min，容器Ⅰ中v（CH3OH）＝＝×＝0.025mol/（L min），故A正确；
B.由分析可知，20min时，恒温恒容且均为气体，气体的总质量不变，物质的量变化，当反应达到平衡，混合气体的平均摩尔质量不变，故B正确；
C.CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）ΔH＜0，其中容器Ⅰ为恒温恒容，容器Ⅱ为绝热恒容，相对为容器Ⅰ，容器Ⅱ的温度降低，因而达到化学平衡时容器Ⅱ的中的二氧化碳的含量小于容器Ⅰ，因而Ⅰ中CO2的转化率aⅠ（CO2）与Ⅱ中CH3OH的转化率aⅡ（CH3OH）满足的关系是：aⅠ（CO2）+aⅡ（CH3OH）＜1，故C正确；
D.平衡常数只与温度有关，该反应为放热反应，温度越高，平衡常数越小，CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）ΔH＜0，其中容器Ⅰ为恒温恒容，容器Ⅱ为绝热恒容，相对为容器Ⅰ，容器Ⅱ的温度降低，因而容器Ⅰ与容器Ⅱ中的平衡常数大小为：K（Ⅰ）＜K（Ⅱ），故D错误；
故选：D。
【点评】本题考查化学平衡的计算，为高考常见题型，答题时注意观察表中数据，明确化学平衡及其影响因素为解答关键，试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力，题目难度中等。
4．（2022 江苏模拟）在体积均为1.0L的甲、乙两恒容密闭容器中加入足量相同的碳粉，再分别加入0.1molCO2和0.2molCO2，发生反应CO2（g）+C（s） 2CO（g）达到平衡。CO2的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．反应CO2（g）+C（s） 2CO（g）的ΔH＜0
B．曲线Ⅱ表示容器甲中CO2的平衡转化率
C．达平衡后，两容器中c（CO）：c（CO）Q＞c（CO）R
D．其他条件不变时，在曲线I对应容器中加入合适的催化剂，可使CO2的平衡转化率由P点达到S点
【考点】转化率随温度、压强的变化曲线．
【专题】化学平衡专题．
【分析】由图可知，温度越高，二氧化碳的转化率越高，即随着温度升高，平衡向右移动，该反应为吸热反应，转化率是物质已转化的量除以总量，CO2的量越多，虽然转化的物质的量变多，但总量增加的更多，CO2的转化率会下降。
【解答】解：A．由图可知，温度越高，二氧化碳的转化率越高，即随着温度升高，平衡向右移动，该反应为吸热反应，△H＞0，故A错误；
B．转化率是物质已转化的量除以总量，CO2的量越多，虽然转化的物质的量变多，但总量增加的更多，CO2的转化率会下降，即曲线Ⅰ为甲容器，故B错误；
C．乙容器中加入CO2的量为甲的两倍，可以理解为两个甲容器的叠加，若平衡不移动，则达平衡后，两容器中c（CO）：c（CO）Q＝c（CO）R，但此时相当于加压，平衡向左移动，c（CO）Q＞c（CO）R，故C正确；
D．催化剂能改变反应活化能使其反应速率发生变化，不会改变平衡转化率，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查化学平衡及平衡的建立，为高频考点，把握平衡移动的影响因素、图象分析为解答的关键，题目难度中等。
5．（2022春 赣州期中）某可逆反应为2X（g） 3Y（g）+Z（g），混合气体中X的物质的量分数与温度关系如图所示，下列推断正确的是（　　）
A．升高温度，该反应平衡常数K减小
B．在该条件下M点X平衡转化率为
C．平衡后加入高效催化剂可提高X（g）的转化率
D．压强大小：P3＞P2＞P1
【考点】化学平衡的计算．
【专题】化学平衡计算．
【分析】A.由图可知，升高温度，X的物质的量分数减小，可知升高温度平衡正向移动；
B.M点X的物质的量分数为0.5，设X起始量为2mol，转化的X为nmol，则生成Y为1.5nmol，生成Z为0.5nmol，则＝0.5，解得n＝mol；
C.催化剂不影响平衡移动；
D.2X（g） 3Y（g）+Z（g）为气体总物质的量增大的反应，增大压强平衡逆向移动，X的物质的量分数增大。
【解答】解：A.由图可知，升高温度，X的物质的量分数减小，可知升高温度平衡正向移动，平衡常数K增大，故A错误；
B.M点X的物质的量分数为0.5，设X起始量为2mol，转化的X为nmol，则生成Y为1.5nmol，生成Z为0.5nmol，则＝0.5，解得n＝mol，则X平衡转化率为＝，故B正确；
C.催化剂不影响平衡移动，则平衡后加入高效催化剂，X（g）的转化率不变，故C错误；
D.2X（g） 3Y（g）+Z（g）为气体总物质的量增大的反应，增大压强平衡逆向移动，X的物质的量分数增大，由图可知，压强大小：P3＜P2＜P1，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握图中温度、压强对平衡的影响为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意物质的量分数及转化率的计算，题目难度不大。
6．（2022 连云港模拟）CO和H2合成乙醇发生如下反应，
反应Ⅰ：2CO（g）+4H2（g）＝CH3CH2OH（g）+H2O（g）ΔH1＝﹣128.8kJ mol﹣1，
反应Ⅱ：CO（g）+H2O（g）＝CO2（g）+H2（g）ΔH2＝ 41.8kJ mol﹣1
向一恒容密闭容器中投入一定量的CO和H2发生上述反应，CO的平衡转化率与温度、投料比α[α＝]的关系如图所示。下列有关说法正确的是（　　）
A．α1＜α2
B．在400K、α2＝2时，反应Ⅰ的平衡常数K＝0.25
C．在500K、投料比为α3条件下，增大压强可使CO的平衡转化率从Y点到Z点
D．为同时提高CO的平衡转化率和CH3CH2OH的产率可采用的反应条件为低温、低压
【考点】化学平衡的计算；化学平衡的影响因素．
【专题】化学平衡计算．
【分析】A．反应中增加氢气得量会促进CO的转化，提高CO的平衡转化率；
B．在400K、α2＝2时，CO的平衡转化率为50%，K＝；
C．反应Ⅰ为气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动；
D．反应Ⅰ为气体体积减小的反应，低压不利于平衡正向移动。
【解答】解：A．反应中增加氢气得量会促进CO的转化，提高CO的平衡转化率，结合图中信息，α1＞α2，故A错误；
B．在400K、α2＝2时，CO的平衡转化率为50%，K＝，由于容器体积未知，且反应Ⅰ是气体体积减小的反应，则无法计算各组分的浓度，即无法计算化学平衡常数，故B错误；
C．反应Ⅰ为气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，能从Y点到Z点，故C正确；
D．反应Ⅰ为气体体积减小的放热反应，低温高压低利于平衡正向移动，可同时提高CO的平衡转化率和CH3CH2OH的产率，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查化学平衡的影响因素、化学平衡的计算等，侧重考查学生分析能力、识图能力和计算能力，根据题目信息结合勒夏特列原理、化学平衡常数公式等知识解答，此题难度中等。
7．（2022春 静安区校级期中）在一定温度下，将1molCO2和3molH2充入体积为11的恒容密闭容器中发生反应并达到平衡：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）+QkJ（Q＞0），测得平衡混合气体中CH3OH的物质的量分数为25%。下列说法不正确的是（　　）
A．平衡混合气体中C原子的物质的量是1mol
B．达平衡后若升高温度，正反应速率增大的程度比逆反应速率增大的程度小
C．该反应的化学平衡常数K＝
D．其他条件相同时，若起始充入2molCO2和6molH2，达到平衡时CH3OH的物质的量分数大于25%
【考点】化学平衡的计算．
【专题】化学平衡计算．
【分析】A．反应前后C原子的数目不变；
B．该反应为放热反应，升高温度，反应速率加快，平衡逆向移动；
C．平衡混合气体中CH3OH的物质的量分数为25%，列化学平衡三段式，
CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）
起始（mol/L） 1 3 0 0
转化（mol/L） x 3x x x
平衡（mol/L） 1﹣x 3﹣3x x x
则×100%＝25%，解得x＝，K＝；
D．其他条件相同时，若起始充入2molCO2和6molH2，相当于增大压强，平衡正向移动。
【解答】解：A．根据原子守恒，平衡混合气体中C原子的物质的量是1mol，故A正确；
B．该反应为放热反应，升高温度，反应速率加快，平衡逆向移动，则达平衡后若升高温度，正反应速率增大的程度比逆反应速率增大的程度小，故B正确；
C．平衡混合气体中CH3OH的物质的量分数为25%，列化学平衡三段式，
CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）
起始（mol/L） 1 3 0 0
转化（mol/L） x 3x x x
平衡（mol/L） 1﹣x 3﹣3x x x
则×100%＝25%，解得x＝，K＝＝＝，故C错误；
D．其他条件相同时，若起始充入2molCO2和6molH2，相当于增大压强，平衡正向移动，达到平衡时CH3OH的物质的量分数大于25%，故D正确；
故选：C。
【点评】本题考查化学平衡的影响因素、化学平衡的计算，侧重考查学生分析能力和计算能力，根据题目信息结合勒夏特列原理、化学平衡三段式解答，此题难度中等。
8．（2022 顺义区一模）一定条件下，在容积相等的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的一氧化碳和水蒸气，发生反应：CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2 （g）△H＝﹣41kJ/mol，达平衡后获得数据如下表。下列说法不正确的是（　　）
容器编号 起始时各物质的物质的量/mol 达到平衡的时间 /min 达到平衡时体系能量的变化
CO H2O CO2 H2
① 1 4 0 0 t1 放出32.8kJ热量
② 2 8 0 0 t2 放出QkJ热量
A．①中反应达平衡时，CO的转化率为80%
B．该温度下，②中反应的平衡常数K＝1
C．Q大于65.6
D．反应开始进行时，反应速率②＞①
【考点】化学平衡的计算．
【专题】化学平衡计算．
【分析】A．CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2 （g）△H＝﹣41kJ/mol，说明消耗1molCO，反应放出41kJ热量，容器①达到平衡时放出32.8kJ热量，则消耗CO物质的量为mol＝0.8mol，结合转化率公式计算；
B．化学平衡常数只与温度有关，容器①、②温度相同，则化学平衡常数相等，根据容器①数据，列化学平衡三段式，K＝；
C．反应前后气体体积不变，反应①②是等效平衡，则容器②消耗CO物质的量为1.6mol；
D．起始时，容器②的浓度大于容器①。
【解答】解：A．CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2 （g）△H＝﹣41kJ/mol，说明消耗1molCO，反应放出41kJ热量，容器①达到平衡时放出32.8kJ热量，则消耗CO物质的量为mol＝0.8mol，CO的转化率为×100%＝80%，故A正确；
B．化学平衡常数只与温度有关，容器①、②温度相同，则化学平衡常数相等，根据容器①数据，列化学平衡三段式，
CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）
起始量（mol） 1 4 0 0
变化量（mol） 0.8 0.8 0.8 0.8
平衡量（mol） 0.2 3.2 0.8 0.8
K＝＝＝1，故B正确；
C．反应前后气体体积不变，反应①②是等效平衡，则容器②消耗CO物质的量为1.6mol，放热的热量Q＝1.6mol×41kJ/mol＝65.6kJ，故C错误；
D．起始时，容器②的浓度大于容器①，浓度越大，反应速率越快，则反应开始进行时，反应速率②＞①，故D正确；
故选：C。
【点评】本题考查化学平衡的影响因素、化学平衡的计算，题目难度中等，掌握等效平衡、平衡常数的计算是解题关键，有利于培养学生的逻辑推理能力，提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。
9．（2022春 浙江期中）一定温度下，在三个容积均为1.0L的恒容密闭容器中发生：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．达平衡时，容器I与容器II中的总压强之比为3：4
B．达平衡时，容器II中比容器I中的小
C．达平衡时，容器III中的正反应速率比容器I 中的小
D．达平衡时，容器I中CH3OH转化率与容器III中CH3COOH转化率之和大于1
【考点】化学平衡的计算．
【专题】化学平衡计算．
【分析】A．容器Ⅰ和Ⅱ温度相同，则平衡常数相等，
容器ⅠCH3OH（g）+CO（g） CH3COOH（g）
开始（mol/L）0.5 0.5 0
反应（mol/L）0.4 0.4 0.4
平衡（mol/L）0.1 0.1 0.4
则化学平衡常数K＝＝＝40，平衡时混合气体总物质的量浓度＝（0.1+0.1+0.4）mol/L＝0.6mol/L，假设I、II中总压强之比为3：4，则II中气体总物质的量浓度为mol/L＝0.8mol/L，平衡正向移动，设参加反应的c（CO）＝xmol/L，
容器ⅡCH3OH（g）+CO（g） CH3COOH（g）
开始（mol/L）0.2 0.2 0.4
反应（mol/L） x x x
平衡（mol/L）0.2﹣x 0.2﹣x 0.4+x
则0.2﹣x+0.2﹣x+0.4+x＝0.8，x＝0，计算容器Ⅱ中化学平衡常数，K是否等于40，若不等，说明假设不成立；
B．容器Ⅰ中＝＝4，假设容器Ⅱ中＝4，列化学平衡三段式，通过计算此时容器Ⅱ浓度商，判断平衡移动方向，进一步确定容器Ⅱ中的变化趋势；
C．容器Ⅲ与容器Ⅰ刚好为互为逆反应过程，但容器Ⅰ温度高于容器Ⅲ，温度越高，化学反应速率越大；
D．容器Ⅲ与容器Ⅰ刚好为互为逆反应过程，若两容器温度相同，则容器I中CH3OH 转化率和容器Ⅲ中CH3COOH 转化率之和为1，但容器Ⅲ温度低于容器I，正反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动。
【解答】解：A．容器Ⅰ和Ⅱ温度相同，则平衡常数相等，
容器ⅠCH3OH（g）+CO（g） CH3COOH（g）
开始（mol/L）0.5 0.5 0
反应（mol/L）0.4 0.4 0.4
平衡（mol/L）0.1 0.1 0.4
则化学平衡常数K（Ⅰ）＝＝＝40，平衡时混合气体总物质的量浓度＝（0.1+0.1+0.4）mol/L＝0.6mol/L，假设I、II中总压强之比为3：4，则II中气体总物质的量浓度为mol/L＝0.8mol/L，平衡正向移动，设参加反应的c（CO）＝xmol/L，
容器ⅡCH3OH（g）+CO（g） CH3COOH（g）
开始（mol/L）0.2 0.2 0.4
反应（mol/L） x x x
平衡（mol/L）0.2﹣x 0.2﹣x 0.4+x
则0.2﹣x+0.2﹣x+0.4+x＝0.8，x＝0，K（Ⅱ）＝＝＝10＜K（Ⅰ），说明假设不成立，故A错误；
B．容器ⅡCH3OH（g）+CO（g） CH3COOH（g）
开始（mol/L）0.2 0.2 0.4
反应（mol/L） x x x
平衡（mol/L）0.2﹣x 0.2﹣x 0.4+x
＝4，则＝4，解得x＝0.08，此时容器Ⅱ未达到平衡状态，Qc＝＝≈33.3＜K（Ⅰ），说明平衡正向移动，则容器Ⅱ中变大，即达平衡时，容器II中比容器I中的大，故B错误；
C．容器Ⅲ与容器Ⅰ刚好为互为逆反应过程，但容器Ⅰ温度高于容器Ⅲ，温度越高，化学反应速率越大，所以达到化学平衡时容器III中的正反应速率比容器I中的小，故C正确；
D．容器Ⅲ与容器Ⅰ互为逆反应过程，若两容器温度相同，则容器I中CH3OH 转化率和容器Ⅲ中CH3COOH 转化率之和为1，容器Ⅲ温度低于容器I，正反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，CH3COOH转化率减小，所以达平衡时，容器I中CH3OH 转化率与容器III中CH3COOH 转化率之和小于1，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查化学平衡计算，正确判断I、II、III三个容器不同点及外界条件对化学平衡移动影响原理是解本题关键，可以先将I、III看为等效平衡再根据降低温度分析解答，题目难度中等。
10．（2022 广东模拟）已知4H2（g）+CS2（g） CH4（g）+2H2S（g）。在恒容密闭容器中，当起始物质的量n（H2）：n（CS2）＝4：1时，测得平衡体系中H2S、CS2的物质的量分数（x）与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是（　　）
A．该反应的ΔH＜0
B．A点时CS2的平衡转化率约为33.3%
C．相同条件下，x（H2S）处于B点时，v正＞v逆
D．C点时，往容器中再充入4molH2和1molCS2，再次达平衡后x（CS2）增大
【考点】化学平衡的计算．
【专题】化学平衡计算．
【分析】A．由图可知，温度越高，生成物的物质的量越小，则升高温度，平衡逆向移动；
B．A 点CS2的物质的量与H2S相等，据此列三组量计算；
C．由图可知，相同条件下，B点x（H2S）小于平衡时x（H2S），则反应正向进行；
D．C点时，往容器中再充入4molH2和1molCS2，相当于增大压强，平衡正向移动。
【解答】解：A．由图可知，温度越高，生成物的物质的量越小，则升高温度，平衡逆向移动，该反应为放热反应，则△H＜0，故A正确；
B．设起始氢气和甲烷物质的量为4mol、1mol，A 点CS2的物质的量与H2S相等，
4H2（g）+CS2（g） CH4（g）+2H2S（g）。
起始（mol） 4 1 0 0
转化（mol） 4x x x 2x
平衡（mol） 4﹣4x 1﹣x x 2x
1﹣x＝2x，解得x＝，A点时CS2的平衡转化率为×100%≈33.3，故B正确；
C．由图可知，相同条件下，B点x（H2S）小于平衡时x（H2S），则反应正向进行，v正＞v逆，故C正确；
D．C点时，往容器中再充入4molH2和1molCS2，相当于增大压强，平衡正向移动，再次达平衡后x（CS2）减小，故D错误；
故选：D。
【点评】本题考查化学平衡计算，为高频考点和高考常考题型，明确化学平衡及其影响因素为解答关键，注意掌握三段式在化学平衡计算中的应用，试题培养了学生的分析能力及综合应用能力，题目难度中等。
11．（2022 北京模拟）在一定温度下，将1molCO2和3molH2充入体积为1L的恒容密闭容器中发生反应并达到平衡：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）ΔH＜0，测得平衡混合气体中CH3OH的物质的量分数为25%。下列说法不正确的是（　　）
A．平衡混合气体中C原子的物质的量是1mol
B．该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量
C．该反应的化学平衡常数K＝
D．其他条件相同时，若起始充入2molCO2和6molH2，达到平衡时CH3OH的物质的量分数大于25%
【考点】化学平衡的计算．
【专题】化学平衡计算．
【分析】A．反应前后C原子的数目不变；
B．该反应为放热反应；
C．平衡混合气体中CH3OH的物质的量分数为25%，列化学平衡三段式，
CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）
起始（mol/L） 1 3 0 0
转化（mol/L） x 3x x x
平衡（mol/L） 1﹣x 3﹣3x x x
则×100%＝25%，解得x＝，K＝；
D．其他条件相同时，若起始充入2molCO2和6molH2，相当于增大压强，平衡正向移动。
【解答】解：A．根据原子守恒，平衡混合气体中C原子的物质的量是1mol，故A正确；
B．该反应为放热反应，则该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量，故B正确；
C．平衡混合气体中CH3OH的物质的量分数为25%，列化学平衡三段式，
CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）
起始（mol/L） 1 3 0 0
转化（mol/L） x 3x x x
平衡（mol/L） 1﹣x 3﹣3x x x
则×100%＝25%，解得x＝，K＝＝＝，故C错误；
D．其他条件相同时，若起始充入2molCO2和6molH2，相当于增大压强，平衡正向移动，达到平衡时CH3OH的物质的量分数大于25%，故D正确；
故选：C。
【点评】本题考查化学平衡的影响因素、化学平衡的计算，侧重考查学生分析能力和计算能力，根据题目信息结合勒夏特列原理、化学平衡三段式解答，此题难度中等。
12．（2022春 虞城县校级期中）在一定温度下，向2L的恒容密闭容器中通入1molA（g）和3molB（g），发生反应：A（g）+3B（g） 2C（g）+D（g），反应过程中记录各物质的物质的量随时间变化如下表。
物质的量（mol） 时间（min） n（A） n（B） n（C） n（D）
1 0.5 x
2 0.4 y
3 z 0.6
下列说法中正确的是（　　）
A．用A的浓度变化表示2min内反应的平均速率：v（A）＝0.25mol L﹣1 min﹣1
B．x＝1.5，y＝1.0，z＝0.4
C．平衡时，B的转化率为60%
D．容器内c（C）：c（D）＝2：1时，反应达到平衡状态
【考点】化学平衡的计算．
【专题】化学平衡计算．
【分析】由表中数据可知，
mol A（g）+3B（g） 2C（g）+D（g）
开始 1 3 0 0
1min 0.5 1.5 1 0.5
2min 0.4 1.2 1.2 0.6
3min 0.4 1.2 1.2 0.6
A.结合v＝计算；
B.转化量之比等于化学计量数之比；
C.结合转化率＝×100%计算；
D.容器内c（C）：c（D）始终为2：1。
【解答】解：A.2min内，v（A）＝＝0.15mol L﹣1 min﹣1，故A错误；
B.由上述分析可知，y＝1.2，故B错误；
C.由上述分析可知，2min达到平衡，平衡时B的转化率为×100%＝60%，故C正确；
D.c（C）：c（D）恒为2：1，不能判断反应是否平衡，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握表中数据、化学平衡三段法、转化率及速率计算为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意选项D为解答的易错点，题目难度不大。
13．（2022 锦州模拟）SCl2可用作有机合成的氯化剂．在体积为2L的密闭容器中充入0.2molSCl2（g），发生反应：2SCl2（g） S2Cl2（g）+Cl2（g），图中所示曲线分别表示反应在10min时和平衡时SCl2的转化率（α）与温度（T）的关系．下列说法正确的是（　　）
A．2SCl2（g） S2Cl2（g）+Cl2（g）的ΔH＞0、ΔS＜0
B．55℃，从0～10min，以S2Cl2表示反应的平均速率为0.0025mol﹣1 min﹣1
C．当容器中混合气体的平均相对分子质量恒定不变时，反应达到平衡状态
D．82℃，若起始时在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各0.1mol，则此时v（逆）＞v（正）
【考点】化学平衡的计算．
【专题】化学平衡计算．
【分析】A.由图可知，升高温度SCl2的转化率增大，且反应可自发进行；
B.结合v＝及反应速率之比等于化学计量数之比计算；
C.反应前后气体的总质量不变、总物质的量不变；
D.82℃，SCl2的转化率为90%，则
mol/L 2SCl2（g） S2Cl2（g）+Cl2（g）
开始 0.1 0 0
转化 0.09 0.045 0.045
平衡 0.01 0.045 0.045
K＝＝＝2.025，起始时在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各0.1mol，Q＝＝＝1＜K。
【解答】解：A.由图可知，升高温度SCl2的转化率增大，可知正反应为吸热反应，ΔH＞0，且反应可自发进行，满足ΔH﹣TΔS＜0，则ΔS＞0，故A错误；
B.55℃，从0～10min，以S2Cl2表示反应的平均速率为×＝0.0025mol﹣1 min﹣1，故B正确；
C.反应前后气体的总质量不变、总物质的量不变，平均相对分子质量始终不变，不能判断平衡状态，故C错误；
D.82℃，SCl2的转化率为90%，则
mol/L 2SCl2（g） S2Cl2（g）+Cl2（g）
开始 0.1 0 0
转化 0.09 0.045 0.045
平衡 0.01 0.045 0.045
K＝＝＝2.025，起始时在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各0.1mol，Q＝＝＝1＜K，平衡正向移动，此时v（逆）＜v（正），故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握图中物质的量的变化、化学平衡三段法、速率及K的计算为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意选项A为解答的难点，题目难度中等。
14．（2022春 浙江期中）在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示（图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化）。下列说法不正确的是（　　）
A．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度能提高NO转化率
B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率
C．反应2NO（g）+O2（g） 2NO2（g）的△H＞0
D．380℃下，c起始（O2）＝0.005mol L﹣1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K＞200
【考点】化学平衡的计算．
【专题】化学平衡计算．
【分析】A．Y点已经达到平衡状态，增加O2的浓度，平衡向正反应方向移动；
B．X点反应还未到达平衡状态，反应正向进行；
C．随温度升高NO的转化率先升高后降低，说明温度较低时反应较慢，没有达到平衡，由温度较高时已达到平衡时的NO转化率可知，温度越高NO转化率越低，说明温度升高平衡向逆反应方向移动，根据勒夏特列原理可知该反应为放热反应；
D．设NO的起始浓度为a mol/L，NO的转化率为50%，则平衡时NO、O2和NO2的浓度分别为0.5amol/L、（5×10﹣3﹣0.25a）mol/L、0.5amol/L，代入平衡常数表达式K＝计算。
【解答】解：A．Y点反应已经达到平衡状态，此时增加O2的浓度，使正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动，可以提高NO的转化率，故A正确；
B．根据上述分析，X点时反应还未到达平衡状态，反应正向进行，则延长反应时间能提高NO的转化率，故B正确；
C．随温度升高NO的转化率先升高后降低，说明温度较低时反应较慢，一段时间内并未达到平衡，由温度较高时，已达到平衡时的NO转化率可知，温度越高NO转化率越低，说明温度升高平衡向逆反应方向移动，根据勒夏特列原理可知该反应为放热反应，其△H＜0，故C错误；
D．设NO起始浓度为amol/L，NO的转化率为50%，由2NO（g）+O2（g） 2NO2（g），则平衡时NO、O2和NO2的浓度分别为0.5amol/L、（5×10﹣3﹣0.25a）mol/L、0.5amol/L，平衡常数K＝＝＞＝200，故D正确；
故选：C。
【点评】本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握图中温度与转化率的关系、平衡移动、K的计算为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，选项D为解答的难点，题目难度中等。
15．（2022 西城区一模）一定温度下，在2个容积均为1L的恒容密闭容器中，加入一定量的反应物，发生反应：2NO（g）+2CO（g） N2（g）+2CO2（g）△H＜0，相关数据如表。下列说法不正确的是（　　）
容器编号 温度/℃ 起始物质的量/mol 平衡物质的量/mol
NO（g） CO（g） CO2（g）
Ⅰ T1 0.2 0.2 0.1
Ⅱ T2 0.2 0.2 0.12
A．T1＞T2
B．Ⅰ中反应达到平衡时，CO的转化率为50%
C．达到平衡所需要的时间：Ⅱ＞Ⅰ
D．对于Ⅰ，平衡后向容器中再充入0.2molCO和0.2molCO2，平衡正向移动
【考点】化学平衡的计算．
【专题】化学平衡计算．
【分析】A.焓变为负，升高温度平衡逆向移动；
B.由表中数据可知，I中达到平衡时转化的CO为0.2mol﹣0.1mol＝0.1mol；
C.温度越高、反应速率越快；
D.由表中信息可知，I中
mol/L 2NO（g）+2CO（g） N2（g）+2CO2（g）
开始 0.2 0.2 0 0
转化 0.1 0.1 0.05 0.1
平衡 0.1 0.1 0.05 0.1
K＝＝＝5，平衡后向容器中再充入0.2molCO和0.2molCO2，Q＝＝＝5。
【解答】解：A.焓变为负，升高温度平衡逆向移动，平衡时CO2的物质的量小，由表中数据可知T1＞T2，故A正确；
B.由表中数据可知，I中达到平衡时转化的CO为0.2mol﹣0.1mol＝0.1mol，则平衡时，CO的转化率为×100%＝50%，故B正确；
C.温度越高、反应速率越快，T1＞T2，可知达到平衡所需要的时间：Ⅱ＞Ⅰ，故C正确；
D.由表中信息可知，I中
mol/L 2NO（g）+2CO（g） N2（g）+2CO2（g）
开始 0.2 0.2 0 0
转化 0.1 0.1 0.05 0.1
平衡 0.1 0.1 0.05 0.1
K＝＝＝5，平衡后向容器中再充入0.2molCO和0.2molCO2，Q＝＝＝5＝K，平衡不移动，故D错误；
故选：D。
【点评】本题考查化学平衡的计算，为高频考点，把握表中数据、化学平衡三段法、K及转化率的计算为解答的关键，侧重分析与计算能力的考查，注意选项D为解答的难点，题目难度不大。
二．解答题（共10小题）
16．（2022 石家庄二模）丙烯腈（ ）是一种重要的化工原料，广泛应用于三大有机合成材料的生产中。以3—羟基丙酸乙酯（）为原料合成丙烯腈的主要反应如下：
I. （g） （g）+H2O（g） ΔH1＞0
II. （g）+NH3（g）+H2O（g）+ （g） ΔH2＞0
（1）已知部分化学键键能如下表所示：
化学键 C﹣O C﹣C C＝C C﹣H O﹣H C＝O
键能（kJ mol ﹣1） 351 348 615 413 463 745
据此计算ΔH1＝　+34 kJ mol﹣1　。
（2）在盛有催化剂TiO2、压强为100kPa的恒压密闭容器中按体积比2：15充入 （g）和NH3（g）发生反应，通过实验测得平衡体系中含碳物质（乙醇除外）的物质的量分数随温度的变化如图1所示（例如的物质的量分数w%＝×100%）。
①随着温度的升高， （g）的平衡体积分数先增大后减小的原因为 　反应I、II均为吸热反应，最高点前反应I进行程度大，最高点后反应II进行程度大　。
②科学家通过DFT计算得出反应II的机理如图2所示，其中第二步反应为 （g） （g）+H2O（g），则第一步反应的化学方程式为 　　；实验过程中未检测到 （g）的原因可能为 　第二步反应的活化能远小于第一步，所以第二步反应的速率远大于第一步反应的速率　。
③A点对应反应II的标准平衡常数Kpr＝　0.011　（ 保留两位有效数字）。[其表达式为用相对分压代替浓度平衡常数表达式中的浓度，气体的相对分压等于其分压（单位为kPa）除以p0（p0＝100 kPa）]
④实际生产中若充入一定量N2 （不参与反应），可提高丙烯腈的平衡产率，原因为 　该反应为气体分子数增大的反应，恒压密闭容器中充入一定量N2，降低各气体分压（相当于扩大容器体积），会使反应II的平衡正向移动　。
（3）利用电解法由丙烯腈制备己二腈[NC（CH2）4CN]的装置如图3所示。
通电过程中，石墨电极2上的电极反应式为 　
2CH2＝CHCN+2e﹣+2H+＝NC（CH2）4CN　。
【考点】化学平衡的计算；探究化学反应机理；反应热和焓变；电极反应和电池反应方程式．
【专题】化学平衡计算．
【分析】（1）焓变＝反应物总键能﹣生成物总键能；
（2）①反应I、II均为吸热反应，最高点前反应I进行程度大，最高点后反应II进行程度大；
②第一步反应是和氨气反应生成乙醇和；第二步反应的活化能远小于第一步，所以第二步反应的速率远大于第一步反应的速率；
③设的初始物质的量为2mol、氨气的醋酸物质的量为15mol；A点的含量为0，说明反应I完全进行，生成2mol和2mol水；和丙烯腈的含量相等，说明有1mol、1mol氨气参与反应II，生成1mol乙醇和1mol水，则平衡体系中氨气的物质的量为14mol、的物质的量1mol、丙烯腈1mol、乙醇1mol、水3mol，据此可计算A点对应反应II的标准平衡常数Kpr＝；
④该反应为气体分子数增大的反应，恒压密闭容器中充入一定量N2，相当于减压，降低各气体分压（相当于扩大容器体积），会使反应II的平衡正向移动；
（3）根据图示，石墨电极2上CH2＝CHCN 发生还原反应生成NC（CH2）4CN。
【解答】解：（1）焓变＝反应物总键能﹣生成物总键能，ΔH1＝（463+413×9+351×3+348×3+745）kJ mol﹣1﹣（413×8+615+745+351×2+348×2+463×2）kJ mol﹣1＝+34 kJ mol﹣1，
故答案为：+34 kJ mol﹣1；
（2）①反应I、II均为吸热反应，最高点前反应I进行程度大，最高点后反应II进行程度大，所以随着温度的升高，丙烯酸乙酯的平衡体积分数先增大后减小，
故答案为：反应I、II均为吸热反应，最高点前反应I进行程度大，最高点后反应II进行程度大；
②第一步反应是和氨气反应生成乙醇和，反应的化学方程式为；第二步反应的活化能远小于第一步，所以第二步反应的速率远大于第一步反应的速率，实验过程中未检测到，
故答案为：；第二步反应的活化能远小于第一步，所以第二步反应的速率远大于第一步反应的速率；
③设的初始物质的量为2mol、氨气的醋酸物质的量为15mol；A点的含量为0，说明反应I完全进行，生成2mol和2mol水；和丙烯腈的含量相等，说明有1mol、1mol氨气参与反应II，生成1mol乙醇和1mol水，则平衡体系中氨气的物质的量为14mol、的物质的量1mol、丙烯腈1mol、乙醇1mol、水3mol，A点对应反应II的标准平衡常数Kpr＝＝0.011，
故答案为：0.011；
④该反应为气体分子数增大的反应，恒压密闭容器中充入一定量N2，相当于减压，降低各气体分压（相当于扩大容器体积），会使反应II的平衡正向移动，所以充入一定量N2 （不参与反应），可提高丙烯腈的平衡产率，
故答案为：该反应为气体分子数增大的反应，恒压密闭容器中充入一定量N2，降低各气体分压（相当于扩大容器体积），会使反应II的平衡正向移动；
（3）根据图示，石墨电极2上CH2＝CHCN 发生还原反应生成NC（CH2）4CN，石墨电极2上极反应式为2CH2＝CHCN+2e﹣+2H+＝NC（CH2）4CN，
故答案为：2CH2＝CHCN+2e﹣+2H+＝NC（CH2）4CN。
【点评】本题主要考查化学平衡的影响因素、反应热的计算和化学平衡的计算；侧重考查学生分析能力和计算能力，根据题目信息，结合化学反应速率与化学平衡移动原理等知识解答，此题难度中等。
17．（2022 辽宁二模）深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义，合成尿素的反应为：2NH3（g）+CO2（g） CO（NH2）2（g）+H2O（l）△H＝﹣87.0kJ/mol。
按要求回答下列问题：
（1）若向某恒温且恒容的密闭容器中加入等物质的量的NH3和CO2，发生上述反应。下列叙述不能说明反应已经达到平衡状态的是 　a　（填标号）。
a．断裂6molN﹣H键的同时断裂2molO﹣H键
b．压强不再变化
c．混合气体的密度不再变化
d．CO2的体积分数不再变化
（2）在T1℃和T2℃时（T1＜T2），向恒容容器中投入等物质的量的两种反应物，发生以下反应：HN＝C＝O（g）+NH3（g） CO（NH2）2（g），平衡时lg p（NH3）与lg p[CO（NH2）2]的关系如图Ⅰ所示，p为物质的分压强（单位为kPa）。若v正＝k正×p（HNCO）×p（NH3），v逆＝k逆×p[CO（NH2）2]。T1℃时，＝　1000　kPa﹣1。T2℃时此反应的标准平衡常数Kθ＝　1000　。（已知：分压＝总压×该组分物质的量分数，对于反应：dD（g）+eE（g） gG（g），Kθ＝，其中pθ＝100kPa，p（G）、p（D）、p（E）为各组分的平衡分压。）若点A时继续投入等物质的量的两种反应物，再次达到平衡时（温度不变），CO（NH2）2的体积分数 　变大　（填“变大”“变小”或“不变”）。
（3）如图Ⅱ为在不同催化剂下，反应至相同时间容器中尿素的物质的量随温度变化的曲线，则在T1℃，催化效率最好的是催化剂 　③　（填序号）。T2℃以上，n[CO（NH2）2]下降的原因可能是 　随温度升高，可能是催化剂活性降低，反应速率降低，相同时间生成的尿素的物质的量减少　（答出一点即可，不考虑物质的稳定性）。
【考点】化学平衡的计算；化学平衡状态的判断．
【专题】化学平衡专题．
【分析】（1）判断化学平衡状态的直接标志：Ⅰ.v正＝v逆（同物质），Ⅱ.各组分浓度不再改变，以及以此为基础衍生出来的标志如压强不再改变，混合气体的密度不再改变、气体的颜色不再变化等等，以此为判断依据；
（2）该反应为化合反应，为放热反应，因为T1＜T2，故在图I中上面的那条线是T1对应的图像，则平衡时v正＝v逆，即k正×p（HNCO）×p（NH3）＝k逆×p[CO（NH2）2]，代入横坐标为1纵坐标为5那个点的数据，＝；根据标准平衡常数的表达式，并代入A点的数据，则Kθ＝；
（3）由图Ⅱ可知在催化剂③的作用下，CO（NH2）2的体积分数较大时，所需的温度较低；随温度升高，可能催化剂活性降低，反应速率降低。
【解答】解：（1）a．2分子氨气转化成1分子尿素，要断裂2个氮氢键，即1个氨气分子断裂1个氮氢键。现在断裂6mol氮氢键，就是6mol氨气反应，要生成3mol水，同时断裂2mol氧氢键，就是1mol水反应，要生成2mol氨气，所以正逆反应速率不相等，没有达到平衡，故a错误；
b．体系气体物质的量会变，总压就会变，如果总压不变了，就说明气体物质的量不再改变了，反应达到平衡，故b正确；
c．由于水是液体，随着反应进行，气体的质量不断变化，体积恒定，所以密度会变，如果密度不变了，说明达到平衡，故c正确；
d．随着反应进行，气体总物质的量在变，二氧化碳的物质的量也变，二氧化碳的体积分数就在变，如果不变，就说明达到平衡，故d正确，
故答案为：a；
（2）该反应为化合反应，为放热反应，因为T1＜T2，故在图I中上面的那条线是T1对应的图像，则平衡时v正＝v逆，即k正×p（HNCO）×p（NH3）＝k逆×p[CO（NH2）2]，代入横坐标为1纵坐标为5那个点的数据，＝＝＝1000；根据标准平衡常数的表达式，并代入A点的数据，则Kθ＝＝＝1000；若点A时继续投入等物质的量的两种反应物，体积不变，则相当于加压，加压时向气体计量系数减小的方向移动，故平衡正向移动，CO（NH2）2的体积分数变大，
故答案为：1000；1000；变大；
（3）由图Ⅱ可知在催化剂③的作用下，CO（NH2）2的体积分数较大时，所需的温度较低，故催化效率最好的是催化剂③；催化剂存在活化温度，在活化温度时催化效果较高，由图Ⅱ的CO（NH2）2的体积分数随着温度的变化趋势可知，T2℃以上，n[CO（NH2）2]下降的原因可能是：随温度升高，可能催化剂活性降低，反应速率降低，相同时间生成的CO（NH2）2的物质的量减少，
故答案为：③；随温度升高，可能是催化剂活性降低，反应速率降低，相同时间生成的尿素的物质的量减少。
【点评】本题考查了化学平衡的应用，涉及影响化学平衡的因素、化学平衡状态的判断等，题目难度较大，注意对化学平衡的原理理解和应用。
18．（2022 南宁二模）氨是重要的基础化工品之一。
Ⅰ.（1）已知：N2（g）+O2（g）═2NO（g） ΔH1＝+180.5KJ mol﹣1
4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g） ΔH2＝﹣905.0KJ mol﹣1
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g） ΔH3＝﹣483.6KJ mol﹣1
①N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）的ΔH＝　﹣92.4kJ mol﹣1　。
②已知合成氨反应的正反应活化能为Ea（单位为kJ mol﹣1 ），则其逆反应活化能为 　Ea+92.4　kJ mol﹣1 （用含Ea的代数式表示）。
（2）T℃时，在2L的恒容密闭容器中投入2molN2和6molH2发生反应，平衡时H2的体积分数为50%，则该温度下的平衡常数K＝　0.593（mol/L）﹣2　；其他条件不变，若向此平衡体系中再充入3molH2和3molN2，则平衡 　正向　（填“正向”、“逆向”或“不”）移动。
Ⅱ.1922年，德国奥堡工厂建成世界首座以NH3和CO2为原料生产尿素（NH2CONH2）的工业装置。该工艺的主要原理为：
①2NH3（l）+CO2（l） NH2COONH4（l） ΔH＜0 （快反应）
②NH2COONH4（l） H2O（l）+NH2CONH2（l） ΔH＞0 （慢反应）
一定条件下，CO2的平衡转化率与温度、初始氨碳比[L＝]的关系如图：
（3）两曲线中，L1　＞　L2（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（4）若L2＝3，T1时，NH3的平衡转化率为 　50%　。
（5）其它条件不变，随着温度的升高，CO2的平衡转化率先升高后下降，“先升高”的原因是 　反应②为吸热反应，升温有利于平衡正向移动，使NH2COONH4（l）的物质的量减少，从而使反应①平衡正移，CO2的转化率增大　。“后下降”的原因是由于设备腐蚀加剧等因素，CO2的平衡转化率下降。
【考点】化学平衡的计算；用盖斯定律进行有关反应热的计算；化学平衡的影响因素．
【专题】化学平衡专题．
【分析】（1）ⅰ.N2（g）+O2（g）＝2NO（g） ΔH1＝+180.5kJ mol﹣1，ⅱ.4NH3（g）+5O2（g）＝4NO（g）+6H2O（g） ΔH2＝﹣905.0kJ mol﹣1，ⅲ.2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g） ΔH3＝﹣483.6kJ mol﹣1
①利用盖斯定律，将（ⅰ×2﹣ⅱ+3×ⅲ）×，即得N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）；
②合成氨反应为放热反应，正反应活化能为EakJ mol﹣1，则其逆反应活化能为（Ea+92.4）kJ mol﹣1；
（2）T℃时，在2L的恒容密闭容器中投入2molN2和6molH2发生反应，平衡时H2的体积分数为50%，设N2的变化量为x，则可建立如下三段式：
N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）（单位：mol/L）
开始 1 3 0
变化 x 3x 2x
平衡1﹣x 3﹣3x 2x
从而得出＝50%，x＝0.5mol/L，K＝＝（mol/L）﹣2＝0.593（mol/L）﹣2；其他条件不变，若向此平衡体系中再充入3molH2和3molN2，则Qc＝＝（mol/L）﹣2＝0.019（mol/L）﹣2＜0.593（mol/L）﹣2；
（3）对于反应2NH3（l）+CO2（l） NH2COONH4（l），增大NH3浓度，平衡正向移动；
（4）若L2＝3，设NH3的物质的量为3mol，则CO2的物质的量为1mol，T1时，CO2的平衡转化率为75%，则参加反应CO2的物质的量为0.75mol，参加反应NH3的物质的量为1.5mol；
（5）其它条件不变，随着温度的升高，CO2的平衡转化率先升高后下降，“先升高”表明平衡正向移动，对反应②有利。
【解答】解：（1）ⅰ.N2（g）+O2（g）＝2NO（g） ΔH1＝+180.5kJ mol﹣1，ⅱ.4NH3（g）+5O2（g）＝4NO（g）+6H2O（g） ΔH2＝﹣905.0kJ mol﹣1，ⅲ.2H2（g）+O2（g）＝2H2O（g） ΔH3＝﹣483.6kJ mol﹣1
①利用盖斯定律，将（ⅰ×2﹣ⅱ+3×ⅲ）×，即得N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）的ΔH＝[（180.5×2+905.0﹣483.6×3）×]kJ mol﹣1＝﹣92.4kJ mol﹣1，
故答案为：﹣92.4kJ mol﹣1；
②合成氨反应为放热反应，正反应活化能为Ea（单位为kJ mol﹣1），则其逆反应活化能为（Ea+92.4）kJ mol﹣1，
故答案为：Ea+92.4；
（2）T℃时，在2L的恒容密闭容器中投入2molN2和6molH2发生反应，平衡时H2的体积分数为50%，设N2的变化量为x，则可建立如下三段式：
N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）（单位：mol/L）
开始 1 3 0
变化 x 3x 2x
平衡1﹣x 3﹣3x 2x
从而得出＝50%，x＝0.5mol/L，K＝＝（mol/L）﹣2＝0.593（mol/L）﹣2；其他条件不变，若向此平衡体系中再充入3molH2和3molN2，则Qc＝＝（mol/L）﹣2＝0.019（mol/L）﹣2＜0.593（mol/L）﹣2，所以平衡正向移动，
故答案为：0.593（mol/L）﹣2；正向；
（3）对于反应2NH3（l）+CO2（l） NH2COONH4（l），增大NH3浓度，平衡正向移动，CO2的转化率增大，所以L1为初始氨碳比[L＝]较大的曲线，从而得出L1＞L2，
故答案为：＞；
（4）若L2＝3，设NH3的物质的量为3mol，则CO2的物质的量为1mol，T1时，CO2的平衡转化率为75%，则参加反应CO2的物质的量为0.75mol，参加反应NH3的物质的量为1.5mol，NH3的平衡转化率为×100%＝50%，
故答案为：50%；
（5）其它条件不变，随着温度的升高，CO2的平衡转化率先升高后下降，“先升高”表明平衡正向移动，对反应②有利，所以应从反应②进行原因分析，从而得出原因是反应②为吸热反应，升温有利于平衡正向移动，使NH2COONH4（l）的物质的量减少，从而使反应①平衡正移，CO2的转化率增大，
故答案为：反应②为吸热反应，升温有利于平衡正向移动，使NH2COONH4（l）的物质的量减少，从而使反应①平衡正移，CO2的转化率增大。
【点评】本题考查热化学方程式书写和计算、化学平衡和化学反应速率的计算、化学平衡常数计算等知识，注意一下化学平衡影响因素的分析判断，题目难度中等。
19．（2022 贵阳模拟）研究CO2的综合利用、实现CO2资源化，是能源领域的重要发展方向，也是力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的方向之一。
已知：反应ICO2（g）+H2（g）→CO（g）+H2O（g）ΔH1＝+41.2kJ/mol
反应II2CO（g）+4H2（g）→C2H4（g）+2H2O（g）ΔH2＝﹣332kJ/mol
反应III2CO2（g）+6H2（g）→C2H4（g）+4H2O（g）ΔH3
（1）反应III中，ΔH3＝　﹣249.6　kJ/mol.
（2）在体积为2L的刚性密闭容器中，充入1molCO和2molH2，发生反应II，能判断反应达到平衡状态的是 　bd　（填字母序号）。
a.2v（H2）＝v（H2O）
b.容器内压强保持不变
c.保持不变
d.C2H4的质量分数保持不变
（3）在体积为2L的恒压密闭容器中，起始充入1molCO2（g）和3molH2（g），发生反应III，该反应在不同温度下达到平衡时，各组分的体积分数随温度的变化如图所示。
①表示H2和C2H4的体积分数随温度变化的曲线分别是 　a、d　（填字母序号）。
②A、B、C三点对应的化学平衡常数KA、KB、KC从大到小的顺序为 　KA＞KB＞KC　。
③240℃时，反应达到平衡后，容器中气体的总物质的量为 　3.1　mol，H2（g）的平衡转化率为 　60%　。若平衡时总压为P，该反应的平衡常数Kp＝　　（列出计算式。用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压x物质的量分数）。
【考点】化学平衡的计算；化学平衡状态的判断．
【专题】化学平衡专题．
【分析】（1）由题干信息已知，反应I：CO2（g）+H2（g）→CO（g）+H2O（g） ΔH1＝+41.2kJ/mol反应Ⅱ：2CO（g）+4H2（g）→C2H4（g）+2H2O（g） ΔH2＝﹣332kJ/mol，则2I+Ⅱ即可得到反应Ⅲ：2CO2（g）+6H2（g）→C2H4（g）+4H2O（g）；
（2）可逆反应达到化学平衡时正逆反应速率相等且变化的物理量不再变化；
（3）①结合（1）的分析可知，反应III：2CO2（g）+6H2（g）→C2H4（g）+4H2O（g） ΔH3＝﹣249.6 kJ/mol，该反应正反应是一个放热反应，故升高温度，平衡逆向移动，则H2的体积分数随温度升高而增大，C2H4的体积分数随温度的升高而减小；
②由上述分析可知，升高温度平衡逆向移动，则化学平衡常数减小；
③根据三段式分析可知：
2CO2（g）+6H2（g） C2H4（g）+4H2O（g）（单位：mol）
开始 1 3 0 0
变化 2x 6x x 4x
平衡 1﹣2x 3﹣6x x 4x
结合①的分析可知，240℃时，反应达到平衡后，H2和H2O的体积分数相等，故有3﹣6x＝4x，解得：x＝0.3mol，故容器中气体的总物质的量1﹣2x+3﹣6x+x+4x＝4﹣3x＝4﹣3×0.3＝3.1mol，若平衡时总压为P，则p（CO2）＝P＝P，p（H2）＝P＝P，p（C2H4）＝P＝P，p（H2O）＝P＝P，该反应的平衡常数Kp═。
【解答】解：（1）由题干信息已知，反应I：CO2（g）+H2（g）→CO（g）+H2O（g） ΔH1＝+41.2kJ/mol反应Ⅱ：2CO（g）+4H2（g）→C2H4（g）+2H2O（g） ΔH2＝﹣332kJ/mol，则2I+Ⅱ即可得到反应Ⅲ：2CO2（g）+6H2（g）→C2H4（g）+4H2O（g），根据盖斯定律可知，ΔH3＝2ΔH1+ΔH2＝2×（+41.2kJ/mol）+（﹣332kJ/mol）＝﹣249.6 kJ/mol，
故答案为：﹣249.6；
（2）a．化学平衡的特征之一为正、逆反应速率相等，2v（H2）＝v（H2O）未告知正、逆反应情况，不能说明反应达到平衡状态，故a错误；
b．已知反应II是一个正反应为气体体积减小的反应，即反应过程中容器内压强始终在改变，故容器内压强保持不变，说明反应达到平衡状态，故b正确；
c．由于反应II：2CO（g）+4H2（g）→C2H4（g）+2H2O（g）中CO和H2的系数比为1：2，题干中CO和H2的投料比也是1：2，故反应过程中始终保持为1：2不变，故保持不变不能说明反应达到平衡状态，故c错误；
d．化学平衡的特征之一就是反应体系各组分的百分含量保持不变，故C2H4的质量分数保持不变，说明反应达到化学平衡状态，故d正确；
故答案为：bd；
（3）①结合（1）的分析可知，反应III：2CO2（g）+6H2（g）→C2H4（g）+4H2O（g） ΔH3＝﹣249.6 kJ/mol，该反应正反应是一个放热反应，故升高温度，平衡逆向移动，则H2的体积分数随温度升高而增大，C2H4的体积分数随温度的升高而减小，且起始充入1molCO2（g）和3molH2（g），反应中CO2和H2的转化量之比为1：3，故过程中CO2和H2的体积分数之比也为1：3，C2H4和H2O的体积分数之比为1：4，结合图示可知表示H2和C2H4的体积分数随温度变化的曲线分别为a，d，
故答案为：a，d；
②由上述分析可知，升高温度平衡逆向移动，则化学平衡常数减小，则A、B、C三点对应的化学平衡常数KA、KB、KC从大到小的顺序为KA＞KB＞KC，
故答案为：KA＞KB＞KC；
③根据三段式分析可知：
2CO2（g）+6H2（g） C2H4（g）+4H2O（g）（单位：mol）
开始 1 3 0 0
变化 2x 6x x 4x
平衡 1﹣2x 3﹣6x x 4x
结合①的分析可知，240℃时，反应达到平衡后，H2和H2O的体积分数相等，故有3﹣6x＝4x，解得：x＝0.3mol，故容器中气体的总物质的量1﹣2x+3﹣6x+x+4x＝4﹣3x＝4﹣3×0.3＝3.1mol，H2（g）的平衡转化率为＝＝60%，若平衡时总压为P，则p（CO2）＝P＝P，p（H2）＝P＝P，p（C2H4）＝P＝P，p（H2O）＝P＝P，该反应的平衡常数Kp═＝，
故答案为：3.1；60%；。
【点评】本题综合考查了反应热的计算、化学平衡原理及其计算等，侧重于对基础知识综合应用的考查，掌握基础知识和基本技能是解题关键，题目难度中等。
20．（2022 湖北模拟）为了实现“将全球温度上升幅度控制在2℃以内”的目标，科学家正在研究温室气体CO2的转化和利用。
（1）海洋是地球上碳元素的最大“吸收池”。在海洋中，可通过如图所示的来固碳。发生光合作用时，CO2与H2O反应生成（CH2O）x和O2的化学方程式为 　xCO2+xH2O（CH2O）x+xO2　。
（2）在一定温度和催化剂作用下，CH4与CO2可直接转化成乙酸，这是实现“减排”的一种研究方向。
①在不同温度下，催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如下图所示，则该反应的最佳温度应控制在 　250℃　左右。
②该反应催化剂的有效成分为偏铝酸亚铜（CuAlO2，难溶物）。将CuAlO2溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体，其离子方程式为 　
3 CuAlO2+NO3﹣+16H+＝3Cu2++3Al3++NO↑+8H2O　。
（3）有科学家提出可利用FeO来吸收CO2，
已知：C（s）+2H2O（g） CO2（g）+2H2（g）△H＝+113.4kJ mol﹣1
3FeO（s）+H2O（g） Fe3O4（s）+H2（g）△H＝+18.7kJ mol﹣1
则6FeO（s）+CO2（g） 2Fe3O4（s）+C（s）△H＝　﹣76.0　kJ mol﹣1。
（4）往2 L恒容密闭容器中充入1molCO2和3 molH2，一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）。在不同催化剂作用下，相同时间内CO2的转化率随温度变化如图所示（图中c点的转化率为66.67%，即转化了）。
①催化剂效果最佳的是 　催化剂Ⅰ　（填“催化剂I”“催化剂Ⅱ”或“催化剂Ⅲ”）。
②b点v（正）　＞　（填“＞”“＜”或“＝”）v（逆）。
③若此反应在a点时已达到平衡状态，a点的转化率比c点高的原因是 　该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动　。
④c点时该反应的平衡常数K＝　　。
（5）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题，将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。如图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。电极b表面的电极反应式为 　CO2+2e﹣+2H+＝HCOOH　。
【考点】化学平衡的计算；探究化学反应机理；用盖斯定律进行有关反应热的计算；电极反应和电池反应方程式．
【专题】化学平衡专题．
【分析】（1）CO2与H2O反应生成（CH2O）x和O2，据此写出反应的化学方程式；
（2）①根据乙酸反应速率最大、催化活性最高选择；
②CuAlO2溶解在稀硝酸中生成两种盐并放出NO气体，生成的盐为硝酸铝、硝酸铜，反应还有水生成，配平书写离子方程式；
（3）①C（s）+2H2O（g） CO2（g）+2H2（g）△H＝+113.4kJ mol﹣1，②3FeO（s）+H2O（g） Fe3O4（s）+H2（g）△H＝+18.7kJ mol﹣1，盖斯定律计算②×2﹣①得到6FeO（s）+CO2（g） 2Fe3O4（s）+C（s）反应的热化学方程式；
（4）①使用不同的催化剂，催化效果不一定，CO的转化率不一样，根据图像分析；
②温度升高，仍能继续反应，说明该温度时反应尚未达到化学平衡，反应仍能向右进行；
③若此反应在a点时已达平衡状态，a点的转化率比c点高，根据图像，温度升高，从a到c过程中CO2转化率降低，温度升高，说明温度升高不利于反应正向进行；
④c点的转化率为66.67%，即转化了，起始时往2L恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2，根据方程式计算化学平衡常数K；
（5）由图可知，左室投入水，生成氧气与氢离子，催化剂a表面发生氧化反应，为负极，右室通入二氧化碳，酸性条件下生成HCOOH，原电池工作时，电子由负极经外电路流向正极。
【解答】解：（1）发生光合作用时，与 在叶绿素和酶的作用下反应生成 和，其反应的化学方程式为xCO2+xH2O（CH2O）x+xO2，
故答案

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