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单元检测六　化学反应速率与化学平衡
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1.对于化学反应方向的确定，下列说法不正确的是(　　)
A.在温度、压强一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向
B.温度、压强一定时，放热的熵增加反应一定能自发进行
C.能够自发进行的反应一定是熵增的过程
D.固体的溶解过程与熵变有关
2.(2025·河北邯郸模拟)卤代烃CBr在乙醇中发生醇解反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是(　　)
A.CBr的醇解反应包含3个基元反应
B.升高温度，有利于提高CBr的平衡转化率
C.该反应的决速步骤为CBrC++Br-
D.若在乙醇中加入少量的乙醇钠，可加快反应速率
3.空间站中CO2的处理涉及反应：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)　ΔH=-164.9 kJ· mol-1，下列说法正确的是(　　)
A.混合气体的平均摩尔质量不再改变，说明反应达到化学平衡状态
B.若某刚性密闭容器中，初始投入c(CO2)=1 mol·L-1、c(H2)=4 mol·L-1，平衡时CO2的转化率为50%，则平衡常数K=16
C.恒温时增大该体系的压强，平衡正向移动，化学平衡常数增大
D.使用催化剂能降低反应的活化能，提高CO2的平衡转化率
4.(2025·河北衡水模拟)硫化氢不稳定，可以利用其高温分解制备硫黄和氢气，反应为2H2S(g)S2(g)+2H2(g)。在总压强为100 kPa的恒压条件下，充入n(H2S)∶n(Ar)=3∶1的混合气，在不同温度下反应相同时间，测得H2S的体积分数及H2S在不同温度的平衡体积分数如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.图中表示平衡状态的线为b
B.图中M点正反应速率小于逆反应速率
C.某温度下，平衡时H2S的体积分数为20%，则此时Ar的分压是20 kPa
D.随温度的升高，a、b两条线逐渐靠近，可能是由于升高温度使反应速率增大，H2S的体积分数更衡状态
5.(2025·江西高三模拟)298 K时用萃取剂HA萃取水溶液中铍离子的可逆反应为Be2+(aq)+4HA(l)BeA2(HA)2(l)+2H+(aq)，实验测得某离子浓度变化如图所示(c1A.a点时，v正>v逆
B.正反应速率：b>c
C.c点时降低溶液pH，萃取平衡常数保持不变
D.ac段速率v(Be2+)= mol·L-1·min-1
6.温度为T时，在三个起始体积均为1 L的密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-197 kJ·mol-1。达到平衡时，下列说法不正确的是(　　)
容器编号 容器类型 起始物质的量/mol 平衡时SO3的物质的量/mol
SO2 O2 SO3
Ⅰ 恒温恒容 2 1 0 1.8
Ⅱ 恒温恒压 2 1 0 a
Ⅲ 绝热恒容 0 0 2 b
A.容器Ⅰ中SO2的转化率小于容器Ⅱ中SO2的转化率
B.容器Ⅰ中放出的热量为177.3 kJ
C.平衡时SO3的物质的量：a>1.8，b>1.8
D.容器Ⅱ的平衡常数大于容器Ⅲ中的平衡常数
7.(2025·河北张家口模拟)T K下，分别向三个容积不等的恒容密闭容器中投入1 mol SOCl2和1 mol H2S发生反应：SOCl2(g)+H2S(g)S2O(g)+2HCl(g)，反应t min后，三个容器中SOCl2的转化率如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.0~t min内，三个容器中的正反应速率：va=vcB.b点为平衡转化率，a、c点不是平衡转化率
C.T K时，该反应的平衡常数为2
D.V1 L容器中反应达到平衡后，若再投入1 mol SOCl2和1 mol S2O，平衡不移动
8.工业制硫酸的一步重要反应是SO2的催化氧化。在2 L恒容密闭容器中，充入一定量的SO2和O2，在催化剂、500 ℃的条件下发生反应。SO2、SO3的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.该反应为可逆反应，2 min时反应达到了平衡状态
B.SO2、O2和SO3的物质的量浓度之比为2∶1∶2时，反应一定达到了平衡状态
C.反应开始至5 min末，平均反应速率v(SO2)=0.8 mol·L-1·min-1
D.通过调控反应条件，无法使SO2的平衡转化率高于80%
9.(2026·北京高三上阶段练习)一定温度下，(X)在Al2O3存在下与等物质的量的HCl反应，主要产物为Y和Z。X、Y和Z的物质的量分数随时间的变化如图1所示，反应过程中能量变化如图2所示。
下列说法不正确的是(　　)
A.由图1可知，X→Z的活化能大于X→Y的活化能
B.5~10 min时，各物质的物质的量分数变化可以用E1C.Y→Z的过程中，存在π键的断裂与形成、σ键的旋转
D.此温度下，X生成Y的平衡常数小于X生成Z的平衡常数
10.(2025·河南许昌模拟)一定温度下，向1 L真空刚性容器中加入1 mol COCl2，发生反应：COCl2CO+Cl2　ΔH，反应达到平衡时，c=0.6 mol·L-1。下列叙述正确的是(　　)
A.若升高温度，COCl2的平衡转化率增大，则上述反应ΔH<0
B.再充入1 mol N2(不反应)，平衡正向移动
C.再充入1 mol COCl2，达到新平衡时，c=1.2 mol·L-1
D.再充入1 mol COCl2和1 mol CO，此时v正>v逆
11.丙烯氢甲酰化可用于合成正丁醛，但体系中会发生副反应，相关方程式如下：
主反应：CH2CHCH3(g)+CO(g)+H2(g)CH3CH2CH2CHO(g)(正丁醛)　ΔH1=-123.8 kJ·mol-1
副反应：CH2CHCH3(g)+CO(g)+H2(g)(CH3)2CHCHO(g)(异丁醛)　ΔH2=-130.1 kJ·mol-1
CH2CHCH3(g)+ H2(g)CH3CH2CH3(g)　ΔH3
若在一定温度下，向一个密闭恒容体系中三种原料气均投入1 mol，平衡时丙烯的转化率为50%，n(CO)=0.6 mol，n(CH3CH2CH2CHO)=x mol，下列说法正确的是(　　)
A.相同条件下，正丁醛更稳定
B.ΔH1<0，ΔS1<0，主反应在高温条件下更有利于自发
C.平衡时，正丁醛与异丁醛物质的量之比为x∶(0.4-x)
D.平衡时，丙烷的物质的量会随x的变化而变化
12.某密闭容器中发生反应：2CO2(g)+N2(g)2C(s，金刚石)+2NO2(g)　ΔH<0，维持总压为100 MPa，当=1时CO2的平衡转化率—的关系、T2时CO2的平衡转化率—的关系分别如图所示，下列说法错误的是(　　)
A.金刚石中，一个C—C连接6个六元环
B.图中T1>T2；不再变化，能说明该反应达到平衡状态
C.a点时，按照初始投料比向容器中又充入CO2和N2，达到平衡时CO2和N2的转化率均增大
D.T3时，该反应的平衡常数Kp= MPa-1
13.已知制备TaS2的反应为TaI4(g)+S2(g)TaS2(s)+2I2(g)　ΔH<0，保持总压强不变，向反应器充入一定量TaI4(g)和S2(g)，发生上述反应。测得TaI4(g)平衡转化率与投料比[η=](温度不变)、温度倒数()(投料比不变)关系如图所示，下列叙述错误的是(　　)
A.其他条件不变，达到平衡后充入氩气，平衡不移动
B.曲线①代表TaI4平衡转化率与投料比关系
C.一定条件下，达到平衡时气体平均摩尔质量不变
D.若当投料比为2、温度为T0时TaI4平衡转化率为40%，则TaI4的体积分数为40%
14.一定条件下热解制取H2：2H2S(g)+CH4(g)CS2(g)+4H2(g)。已知其他条件不变时，温度对H2S的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示。下列说法一定正确的是(　　)
A.平衡常数：K(Y)>K(Z)
B.达到平衡所需时间：t(X)C.总能量：E生成物>E反应物
D.单位时间的转化率：α(Z)>α(Y)
15.二氧化碳-甲烷重整反应制备合成气(H2、CO)是一种生产高附加值化学品的低碳过程，反应原理为CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g)　ΔH>0。向恒压密闭容器中按照投料比=1充入CO2和CH4，发生上述反应，反应体系总压强分别为5 MPa、1 MPa、0.5 MPa时，CH4平衡转化率随反应温度(T)的变化如图所示，下列说法正确的是(　　)
A.曲线Ⅲ代表的压强为0.5 MPa
B.在800 ℃、曲线Ⅲ对应压强下，点d：v逆>v正
C.其他条件不变，增大投料比，曲线Ⅰ向上移动
D.点a、b、c对应的平衡常数：Kc>Ka>Kb
二、非选择题(本题包括4小题，共55分)
16.(11分)碘化钾常用作合成有机化合物的原料。某实验小组设计实验探究KI的还原性。
Ⅰ.探究不同条件下空气中氧气氧化KI的速率。
组别 温度 KI溶液 H2SO4溶液 蒸馏水 淀粉溶液
c(KI) V c(H2SO4) V
1 298 K 0.1 mol·L-1 5 mL 0.1 mol·L-1 5 mL 10 mL 3滴
2 313 K 0.1 mol·L-1 a mL b mol·L-1 5 mL 10 mL 3滴
3 298 K 0.05 mol·L-1 10 mL 0.2 mol·L-1 5 mL 5 mL 3滴
(1)酸性条件下KI能被空气中的氧气氧化，发生反应的离子方程式为　　　　　　　。
(2)(2分)通过组别1和组别2探究温度对氧化速率的影响。其中a=　　　　　，b=　　　　。
(3)(1分)设计组别3的目的是　　　　。
Ⅱ.探究反应“2Fe3++2I-2Fe2++I2”为可逆反应。
试剂：0.01 mol·L-1KI溶液，0.005 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液，淀粉溶液，0.01 mol·L-1AgNO3溶液，KSCN溶液。实验如下：
(4)甲同学通过试管ⅰ和试管ⅱ中现象结合可证明该反应为可逆反应，则试管ⅰ中现象为　　　　　　　；乙同学认为该现象无法证明该反应为可逆反应，原因为　　　　　　　　。
(5)请选择上述试剂重新设计实验，证明该反应为可逆反应：　　　　　　　　　　　。
17.(14分)2023年5月30日我国神舟十六号“博士乘组”三位航天员直飞太空，与神舟十五号三位航天员胜利会师中国空间站。飞船采用的改进型火箭推进剂为无色气体N2O4，已知NO2和N2O4的结构式分别是和。实验测得N—N键能为167 kJ·mol-1，NO2中氮氧键的键能为466 kJ·mol-1，N2O4中氮氧键的键能为438.5 kJ·mol-1。
(1)写出N2O4转化为NO2的热化学方程式：　　　　　　　。
(2)在100 ℃时，将0.40 mol的NO2气体充入2 L的密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如表所示数据。
t/s 0 20 40 60 80
n(NO2)/mol 0.40 n1 0.26 n3 n4
n(N2O4)/mol 0.00 0.05 n2 0.08 0.08
平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示，即K的表达式中用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数[例如：p(NO2)=p总·x(NO2)]。设反应开始时体系压强为p0，反应N2O42NO2平衡时各组分压强关系表达的平衡常数Kp=。
①(2分)n1=　　　　，n2=　　　　。
②上述反应平衡时，体系压强为　　　　，Kp=　　　　。
③20~40 s内，NO2的平均反应速率为　　　　mol·L-1·h-1。
(3)反应N2O4(g)2NO2(g)，一定条件下N2O4与NO2的消耗速率与自身压强间存在：v(N2O4)=k1·p(N2O4)、v(NO2)=k2·p2(NO2)，其中k1、k2是与反应及温度有关的常数。
①平衡时，v(N2O4)=　　　　v(NO2)。
②一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp的关系是k2=　　　　。
18.(14分)氯仿通过光照氧化可生成光气(COCl2)，COCl2可进一步与CH3OH合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3)，主要发生两个反应：
反应Ⅰ.2CHCl3(g)+O2(g)2COCl2(g)+2HCl(g)　ΔH1=-1 198 kJ·mol-1
反应Ⅱ.COCl2(g)+2CH3OH(g)CH3OCOOCH3(g)+2HCl(g)　ΔH2=+70 kJ·mol-1
回答下列问题：
(1)(3分)计算2CHCl3(g)+O2(g)+4CH3OH(g)2CH3OCOOCH3(g)+6HCl(g)　ΔH=　　　　　；该反应能自发进行的条件为　　　　　(填“高温”“低温”或“任意温度”)。
(2)在体积分别为V1 L和V2 L的两个恒容密闭容器中，均充入2 mol CHCl3(g)和1 mol O2(g)，光照条件下只发生反应Ⅰ，测得CHCl3(g)的平衡转化率随温度(T)的变化关系如图甲所示。
①T1 ℃时，体积为V2 L的容器中，反应经t min达到平衡。0~t min内，v(COCl2)=　　　　mol·L-1·min-1。
②T1 ℃时，用各气体的物质的量分数表示反应Ⅰ的平衡常数Kx=　　　　　[对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，Kx=，x为物质的量分数]。
③(3分)结合图像分析V1　　　　　(填“>”“<”或“=”)V2，原因为　　　　　。
(3)已知COCl2(g)在光照时间过长时会发生反应：COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)。甲、乙两个初始温度和压强均相同的恒温恒压密闭容器，甲中充入2 mol CHCl3(g)、1 mol O2(g)和2 mol CH3OH(g)，乙中充入2 mol CHCl3(g)、1 mol O2(g)、2 mol CH3OH(g)和1 mol CO(g)分别发生反应，CH3OCOOCH3的产率随时间变化关系如图乙所示。
①曲线a表示容器　　　　　(填“甲”或“乙”)中CH3OCOOCH3的产率随时间变化的关系。
②55 min后，曲线b对应CH3OCOOCH3的产率高的原因为　　　　　。
19.(16分)CO2资源化利用有助于实现“双碳目标”。选择不同条件，利用CO2和H2可获得甲醇、甲醛等多种有机物。回答下列问题：
(1)CO2电催化还原制甲醇的反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH，该反应需通过以下两步来实现：
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH1
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH2
①反应过程中各物质的相对能量变化情况如图所示。
ΔH2=　　　　。
②若反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的ΔS=-0.175 kJ·mol-1·K-1，下列温度下能自发进行的是　　　　(填字母)。
A.5 ℃ B.10 ℃ C.50 ℃ D.500 ℃
③按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料，在恒容密闭容器中进行反应，CO2的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。
则压强p1、p2、p3由大到小的顺序为　　　　。p2压强下，温度高于670 ℃之后，随着温度升高，CO2的平衡转化率增大，原因是　　　　　　　　。
(2)T ℃时，向2 L恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2，使初始压强为1.2 kPa，在催化条件下发生反应：
2H2(g)+CO2(g)HCHO(g)+H2O(g)。反应达到平衡时，HCHO(g)的分压[p(HCHO)]与起始时的关系如图所示。当起始时=2，反应达到平衡时，平衡常数Kp=　　　　kPa-1(结果保留1位小数)。反应达到平衡后，若再向容器中加入CO2(g)和H2O(g)，使两者分压均增大0.05 kPa，则达到新平衡时，H2的平衡转化率　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)甲醇催化制取丙烯(C3H6)的过程中发生如下反应：
Ⅰ.3CH3OH(g)C3H6(g)+3H2O(g)
Ⅱ.2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)
反应Ⅰ的Arrhenius经验公式的实验数据如图中直线a所示，已知Arrhenius经验公式为Rln k=-+C(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。则该反应的活化能Ea=　　　　kJ·mol-1；当改变外界条件时，实验数据如图中直线b所示，则实验可能改变的外界条件是　　　　　　　　。
单元检测六　化学反应速率与化学平衡
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)
1.对于化学反应方向的确定，下列说法不正确的是(　　)
A.在温度、压强一定的条件下，焓因素和熵因素共同决定一个化学反应的方向
B.温度、压强一定时，放热的熵增加反应一定能自发进行
C.能够自发进行的反应一定是熵增的过程
D.固体的溶解过程与熵变有关
答案　C
2.(2025·河北邯郸模拟)卤代烃CBr在乙醇中发生醇解反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是(　　)
A.CBr的醇解反应包含3个基元反应
B.升高温度，有利于提高CBr的平衡转化率
C.该反应的决速步骤为CBrC++Br-
D.若在乙醇中加入少量的乙醇钠，可加快反应速率
答案　B
解析　由图可知有三个过渡态，则CBr的醇解反应包含3个基元反应，故A正确；由图可知，该反应过程中反应物的总能量高于生成物的总能量，为放热反应，升高温度，不利于提高CBr的平衡转化率，故B错误；慢反应为总反应的决速步骤，该反应中CBrC++Br-的活化能最大，反应速率最慢，为该反应的决速步骤，故C正确；若在乙醇中加入少量的乙醇钠，乙醇钠是一种强亲核试剂，在反应中可以提供更多的亲核性物种，从而增加与卤代烃分子发生反应的机会，进而加快整个反应的速率，故D正确。
3.空间站中CO2的处理涉及反应：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)　ΔH=-164.9 kJ· mol-1，下列说法正确的是(　　)
A.混合气体的平均摩尔质量不再改变，说明反应达到化学平衡状态
B.若某刚性密闭容器中，初始投入c(CO2)=1 mol·L-1、c(H2)=4 mol·L-1，平衡时CO2的转化率为50%，则平衡常数K=16
C.恒温时增大该体系的压强，平衡正向移动，化学平衡常数增大
D.使用催化剂能降低反应的活化能，提高CO2的平衡转化率
答案　A
解析　该反应为反应前后气体物质的量减小的反应，反应前后气体总质量不变，则混合气体的平均摩尔质量逐渐增大，当混合气体的平均摩尔质量不再变化时，说明反应达到平衡状态，故A正确；结合已知信息列三段式：
　　　　　　　　　CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)
起始/(mol·L-1)　　　1　　　　4　　　　　0　　　0
转化/(mol·L-1)　　　1×50%　2　　　　　0.5　　1
平衡/(mol·L-1)　　　0.5　　　2　　　　　0.5　　1
则平衡常数K==，故B错误；平衡常数只受温度影响，温度不变，K不变，故C错误；催化剂可降低反应活化能，从而加快反应速率，但对平衡无影响，不能提高平衡转化率，故D错误。
4.(2025·河北衡水模拟)硫化氢不稳定，可以利用其高温分解制备硫黄和氢气，反应为2H2S(g)S2(g)+2H2(g)。在总压强为100 kPa的恒压条件下，充入n(H2S)∶n(Ar)=3∶1的混合气，在不同温度下反应相同时间，测得H2S的体积分数及H2S在不同温度的平衡体积分数如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.图中表示平衡状态的线为b
B.图中M点正反应速率小于逆反应速率
C.某温度下，平衡时H2S的体积分数为20%，则此时Ar的分压是20 kPa
D.随温度的升高，a、b两条线逐渐靠近，可能是由于升高温度使反应速率增大，H2S的体积分数更衡状态
答案　B
解析　分解反应通常吸热，温度升高平衡正向移动，H2S平衡体积分数减小。相同时间内，低温时反应未达平衡(H2S体积分数较高)，高温时反应速率快更衡，即a、b线更加接近，故a为非平衡线、b为平衡线，A正确；M点在a线上，a线H2S体积分数高于平衡状态，说明反应未达平衡且正向进行，此时v正>v逆，B错误；设起始时硫化氢、氩气的物质的量分别为3 mol、1 mol，反应生成的S2(g)的物质的量为a mol，列三段式：
　　　　　2H2S(g)S2(g)+2H2(g)
n始/mol　　　3　　　　　0　　　0
Δn/mol　　　2a　　　　a　　　　2a
n平/mol　　　3-2a　　　a　　　　2a
反应后气体的总物质的量为(4+a) mol，平衡时H2S的体积分数为20%，则×100%=20%，解得a=1，此时Ar的分压是×100 kPa=20 kPa，C正确。
5.(2025·江西高三模拟)298 K时用萃取剂HA萃取水溶液中铍离子的可逆反应为Be2+(aq)+4HA(l)BeA2(HA)2(l)+2H+(aq)，实验测得某离子浓度变化如图所示(c1A.a点时，v正>v逆
B.正反应速率：b>c
C.c点时降低溶液pH，萃取平衡常数保持不变
D.ac段速率v(Be2+)= mol·L-1·min-1
答案　D
解析　离子浓度随时间推移而增大，则图像表示H+浓度变化，根据图像可知，a点未达到萃取平衡，正反应速率大于逆反应速率，A项正确；萃取过程中，正反应速率减小，逆反应速率增大，达到平衡时正、逆反应速率相等，所以正反应速率：b>c，B项正确；萃取平衡常数只与温度有关，与离子浓度无关，C项正确；根据反应式可知，v(Be2+)== mol·L-1·min-1，D项错误。
6.温度为T时，在三个起始体积均为1 L的密闭容器中发生反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-197 kJ·mol-1。达到平衡时，下列说法不正确的是(　　)
容器编号 容器类型 起始物质的量/mol 平衡时SO3的物质的量/mol
SO2 O2 SO3
Ⅰ 恒温恒容 2 1 0 1.8
Ⅱ 恒温恒压 2 1 0 a
Ⅲ 绝热恒容 0 0 2 b
A.容器Ⅰ中SO2的转化率小于容器Ⅱ中SO2的转化率
B.容器Ⅰ中放出的热量为177.3 kJ
C.平衡时SO3的物质的量：a>1.8，b>1.8
D.容器Ⅱ的平衡常数大于容器Ⅲ中的平衡常数
答案　D
解析　容器Ⅰ为恒温恒容，容器Ⅱ为恒温恒压，起始量相同，容器Ⅰ中达到平衡状态时气体压强减小，容器Ⅱ中随反应进行，气体压强保持恒压，相对于容器Ⅰ，Ⅱ相当于增大压强，平衡正向移动，二氧化硫转化率增大，所以容器Ⅰ中SO2的转化率小于容器Ⅱ中SO2的转化率，故A正确；由2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH=-197 kJ·mol-1可知，生成2 mol SO3时，放出热量197 kJ，而容器Ⅰ中达到平衡时，SO3为1.8 mol，即放出的热量为197 kJ×0.9=177.3 kJ，故B正确；由A项分析可知，Ⅱ中三氧化硫物质的量a>1.8，Ⅲ中是逆反应达到的平衡状态，且Ⅲ为绝热容器，随反应进行，温度降低，相对于容器Ⅰ，相当于降温，平衡正向进行，b>1.8，故C正确；容器Ⅰ和容器Ⅱ的温度相同，所以两容器中反应的平衡常数相等，容器Ⅰ恒温恒容，容器Ⅲ为绝热恒容，反应为放热反应，Ⅲ中是逆反应达到的平衡状态，随反应进行，温度降低，平衡常数增大，所以容器Ⅱ的平衡常数小于容器Ⅲ中的平衡常数，故D错误。
7.(2025·河北张家口模拟)T K下，分别向三个容积不等的恒容密闭容器中投入1 mol SOCl2和1 mol H2S发生反应：SOCl2(g)+H2S(g)S2O(g)+2HCl(g)，反应t min后，三个容器中SOCl2的转化率如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.0~t min内，三个容器中的正反应速率：va=vcB.b点为平衡转化率，a、c点不是平衡转化率
C.T K时，该反应的平衡常数为2
D.V1 L容器中反应达到平衡后，若再投入1 mol SOCl2和1 mol S2O，平衡不移动
答案　D
解析　0~t min内，以SOCl2表示正反应速率，va=mol·L-1·min-1，vb=mol·L-1·min-1，vc=mol·L-1·min-1，容积：V1vc，A错误；三个容器中SOCl2的转化率：b>a=c，浓度大时速率快，a点的转化率比b点低，说明a点达到了平衡，则可推知a点是平衡点，b、c点不是平衡点，B错误；根据平衡点a点列三段式：
　　　　　SOCl2+H2SS2O+2HCl
起始/mol　　1　　　　1　　　　　　0　　　0
转化/mol　　0.5　　　0.5　　　　　0.5　　1
平衡/mol　　0.5　　　0.5　　　　　0.5　　1
K==，C错误；若再投入1 mol SOCl2和1 mol S2O，Q===K，平衡不移动，D正确。
8.工业制硫酸的一步重要反应是SO2的催化氧化。在2 L恒容密闭容器中，充入一定量的SO2和O2，在催化剂、500 ℃的条件下发生反应。SO2、SO3的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.该反应为可逆反应，2 min时反应达到了平衡状态
B.SO2、O2和SO3的物质的量浓度之比为2∶1∶2时，反应一定达到了平衡状态
C.反应开始至5 min末，平均反应速率v(SO2)=0.8 mol·L-1·min-1
D.通过调控反应条件，无法使SO2的平衡转化率高于80%
答案　C
解析　通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度，故可以使SO2的平衡转化率高于80%，D错误。
9.(2026·北京高三上阶段练习)一定温度下，(X)在Al2O3存在下与等物质的量的HCl反应，主要产物为Y和Z。X、Y和Z的物质的量分数随时间的变化如图1所示，反应过程中能量变化如图2所示。
下列说法不正确的是(　　)
A.由图1可知，X→Z的活化能大于X→Y的活化能
B.5~10 min时，各物质的物质的量分数变化可以用E1C.Y→Z的过程中，存在π键的断裂与形成、σ键的旋转
D.此温度下，X生成Y的平衡常数小于X生成Z的平衡常数
答案　B
解析　反应初期，随着X的物质的量分数下降，Y、Z的物质的量分数升高，但Z的物质的量分数相较于Y增加很少，说明开始生成Y的速率比生成Z的速率快；而活化能越低，反应速率越快，则X→Z的活化能大于X→Y的活化能，A正确；5~10 min时，Z的物质的量分数很低，主要生成Y，根据图2可知，X生成Y的最大能垒E1小于Y生成Z的最大能垒E3，则生成Y的速率快、消耗Y的速率慢，导致Y的浓度大于Z，则可以用E110.(2025·河南许昌模拟)一定温度下，向1 L真空刚性容器中加入1 mol COCl2，发生反应：COCl2CO+Cl2　ΔH，反应达到平衡时，c=0.6 mol·L-1。下列叙述正确的是(　　)
A.若升高温度，COCl2的平衡转化率增大，则上述反应ΔH<0
B.再充入1 mol N2(不反应)，平衡正向移动
C.再充入1 mol COCl2，达到新平衡时，c=1.2 mol·L-1
D.再充入1 mol COCl2和1 mol CO，此时v正>v逆
答案　D
解析　由题可知，平衡时c(Cl2)、c(COCl2)分别为0.6 mol·L-1、0.4 mol·L-1，则平衡常数K== =0.9。升高温度，COCl2的平衡转化率增大，说明平衡正向移动，正反应是吸热反应，ΔH>0，A错误；N2不参与反应，充入N2，COCl2、CO、Cl2的浓度没有变化，则平衡不移动，B错误；保持温度不变，再充入1 mol COCl2(g)，如果平衡不移动，此时浓度商Q= =1.8>0.9，说明相对于初始只加入1 mol COCl2来说，再充入1 mol COCl2(g)平衡逆向移动，即达到新平衡时c<1.2 mol·L-1，C错误；此时浓度商Q=≈0.69<0.9，平衡正向移动，即v正>v逆，D正确。
11.丙烯氢甲酰化可用于合成正丁醛，但体系中会发生副反应，相关方程式如下：
主反应：CH2CHCH3(g)+CO(g)+H2(g)CH3CH2CH2CHO(g)(正丁醛)　ΔH1=-123.8 kJ·mol-1
副反应：CH2CHCH3(g)+CO(g)+H2(g)(CH3)2CHCHO(g)(异丁醛)　ΔH2=-130.1 kJ·mol-1
CH2CHCH3(g)+ H2(g)CH3CH2CH3(g)　ΔH3
若在一定温度下，向一个密闭恒容体系中三种原料气均投入1 mol，平衡时丙烯的转化率为50%，n(CO)=0.6 mol，n(CH3CH2CH2CHO)=x mol，下列说法正确的是(　　)
A.相同条件下，正丁醛更稳定
B.ΔH1<0，ΔS1<0，主反应在高温条件下更有利于自发
C.平衡时，正丁醛与异丁醛物质的量之比为x∶(0.4-x)
D.平衡时，丙烷的物质的量会随x的变化而变化
答案　C
解析　相同条件下，由丙烯合成正丁醛放出的热量比合成异丁醛少，异丁醛更稳定，故A错误；ΔH1<0，ΔS1<0，主反应在低温条件下更有利于自发，故B错误；平衡时，反应的丙烯为0.5 mol，反应的CO为1 mol-0.6 mol=0.4 mol，生成的正丁醛为x mol，则生成的异丁醛为(0.4-x) mol，正丁醛与异丁醛物质的量之比为x∶(0.4-x)，故C正确；平衡时，丙烷的物质的量为1 mol×50%-0.4 mol=0.1 mol，不会随x的变化而变化，故D错误。
12.某密闭容器中发生反应：2CO2(g)+N2(g)2C(s，金刚石)+2NO2(g)　ΔH<0，维持总压为100 MPa，当=1时CO2的平衡转化率—的关系、T2时CO2的平衡转化率—的关系分别如图所示，下列说法错误的是(　　)
A.金刚石中，一个C—C连接6个六元环
B.图中T1>T2；不再变化，能说明该反应达到平衡状态
C.a点时，按照初始投料比向容器中又充入CO2和N2，达到平衡时CO2和N2的转化率均增大
D.T3时，该反应的平衡常数Kp= MPa-1
答案　C
解析　金刚石中，一个C连接12个六元环，1个C—C连接6个六元环，A正确；相同温度下，越大，CO2的平衡转化率越小，则曲线Ⅱ表示T2时CO2的平衡转化率—的关系，曲线Ⅰ表示=1时CO2的平衡转化率—的关系，正反应放热，温度升高，CO2的平衡转化率降低，因此图中T1>T2；不再变化，能说明该反应达到平衡状态，B正确；a点时为平衡状态，题干为恒压条件，按照初始投料比向容器中又充入CO2和N2，重新达到平衡时CO2和N2的转化率均不变，C错误；由图可知，=1、T3时，CO2的平衡转化率为80%，假设n起始(CO2)=1 mol
　　　　　2CO2(g)+N2(g)2C(s，金刚石)+2NO2(g)
初始/mol　　1　　　1　　　　　　　　　　　0
转化/mol　　0.8　　0.4　　　　　　　　　　0.8
平衡/mol　　0.2　　0.6　　　　　　　　　　0.8
Kp== MPa-1= MPa-1，D正确。
13.已知制备TaS2的反应为TaI4(g)+S2(g)TaS2(s)+2I2(g)　ΔH<0，保持总压强不变，向反应器充入一定量TaI4(g)和S2(g)，发生上述反应。测得TaI4(g)平衡转化率与投料比[η=](温度不变)、温度倒数()(投料比不变)关系如图所示，下列叙述错误的是(　　)
A.其他条件不变，达到平衡后充入氩气，平衡不移动
B.曲线①代表TaI4平衡转化率与投料比关系
C.一定条件下，达到平衡时气体平均摩尔质量不变
D.若当投料比为2、温度为T0时TaI4平衡转化率为40%，则TaI4的体积分数为40%
答案　B
解析　该反应是反应前后气体分子数不变的反应，总压强不变，充入惰性气体，体积增大，相当于减压，平衡不移动，故A正确；温度不变，投料比越大，TaI4平衡转化率越小，曲线②代表TaI4平衡转化率与投料比的关系，投料比不变，降低温度，TaI4平衡转化率增大，曲线①代表TaI4平衡转化率与的关系，故B错误；气体平均摩尔质量为=，根据反应可知，反应后有固体存在，因此气体总质量发生改变，则气体平均摩尔质量在改变，因此当气体平均摩尔质量保持不变时，达到平衡，故C正确；用三段式计算：
　　　　　TaI4(g)+S2(g)TaS2(s)+2I2(g)
起始/mol　　2　　　1　　　　　　　0
转化/mol　　0.8　　0.8　　　　　　1.6
平衡/mol　　1.2　　0.2　　　　　　1.6
平衡时TaI4体积分数为×100%=40%，故D正确。
14.一定条件下热解制取H2：2H2S(g)+CH4(g)CS2(g)+4H2(g)。已知其他条件不变时，温度对H2S的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示。下列说法一定正确的是(　　)
A.平衡常数：K(Y)>K(Z)
B.达到平衡所需时间：t(X)C.总能量：E生成物>E反应物
D.单位时间的转化率：α(Z)>α(Y)
答案　C
解析　由图可知，升高温度，H2S的平衡转化率增大，说明2H2S(g)+CH4(g)CS2(g)+4H2(g)正反应吸热，温度越高，平衡常数越大，温度：Z>Y，平衡常数：K(Y)E反应物，故A错误、C正确；在200 ℃之前，温度越高，催化效率越强，反应速率越快，则Y点的反应速率大于X点的反应速率，则达到平衡所需时间：t(X)>t(Y)，故B错误；Z点和Y点温度差别不大，但Z点的催化效率远低于Y点，说明Y点的反应速率大于Z点的反应速率，则单位时间的转化率：α(Z)<α(Y)，故D错误。
15.二氧化碳-甲烷重整反应制备合成气(H2、CO)是一种生产高附加值化学品的低碳过程，反应原理为CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g)　ΔH>0。向恒压密闭容器中按照投料比=1充入CO2和CH4，发生上述反应，反应体系总压强分别为5 MPa、1 MPa、0.5 MPa时，CH4平衡转化率随反应温度(T)的变化如图所示，下列说法正确的是(　　)
A.曲线Ⅲ代表的压强为0.5 MPa
B.在800 ℃、曲线Ⅲ对应压强下，点d：v逆>v正
C.其他条件不变，增大投料比，曲线Ⅰ向上移动
D.点a、b、c对应的平衡常数：Kc>Ka>Kb
答案　C
解析　该反应为反应前后气体分子数增大的反应，因此减小压强有利于反应向正反应方向进行，故温度相同时，CH4的平衡转化率随压强减小而增大，由此可知，曲线Ⅰ代表的压强为0.5 MPa，曲线Ⅱ代表的压强为1 MPa，曲线Ⅲ代表的压强为5 MPa，A错误；点d还未达到平衡状态，故v正>v逆，B错误；其他条件不变，增大投料比会导致CH4的平衡转化率增大，CO2的平衡转化率减小，故曲线Ⅰ向上移动，C正确；平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，点a、点c温度相同，则平衡常数相等，该反应为吸热反应，温度降低，平衡常数减小，则点b的平衡常数小于点a和点c，故平衡常数：Kc=Ka>Kb，D错误。
二、非选择题(本题包括4小题，共55分)
16.(11分)碘化钾常用作合成有机化合物的原料。某实验小组设计实验探究KI的还原性。
Ⅰ.探究不同条件下空气中氧气氧化KI的速率。
组别 温度 KI溶液 H2SO4溶液 蒸馏水 淀粉溶液
c(KI) V c(H2SO4) V
1 298 K 0.1 mol·L-1 5 mL 0.1 mol·L-1 5 mL 10 mL 3滴
2 313 K 0.1 mol·L-1 a mL b mol·L-1 5 mL 10 mL 3滴
3 298 K 0.05 mol·L-1 10 mL 0.2 mol·L-1 5 mL 5 mL 3滴
(1)酸性条件下KI能被空气中的氧气氧化，发生反应的离子方程式为　　　　　　　。
(2)(2分)通过组别1和组别2探究温度对氧化速率的影响。其中a=　　　　　，b=　　　　。
(3)(1分)设计组别3的目的是　　　　。
Ⅱ.探究反应“2Fe3++2I-2Fe2++I2”为可逆反应。
试剂：0.01 mol·L-1KI溶液，0.005 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液，淀粉溶液，0.01 mol·L-1AgNO3溶液，KSCN溶液。实验如下：
(4)甲同学通过试管ⅰ和试管ⅱ中现象结合可证明该反应为可逆反应，则试管ⅰ中现象为　　　　　　　；乙同学认为该现象无法证明该反应为可逆反应，原因为　　　　　　　　。
(5)请选择上述试剂重新设计实验，证明该反应为可逆反应：　　　　　　　　　　　。
答案　(1)O2+4I-+4H+2I2+2H2O　(2)5　0.1　(3)探究硫酸的浓度对氧化速率的影响　(4)产生黄色沉淀　含I2的溶液中加入AgNO3也能产生黄色沉淀　(5)向5 mL(过量) 0.01 mol·L-1 KI溶液中加入3 mL(少量) 0.005 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液，再向其中加入KSCN溶液，溶液变红，说明含有过量I-的溶液中存在Fe3+，即可证明该反应为可逆反应
17.(14分)2023年5月30日我国神舟十六号“博士乘组”三位航天员直飞太空，与神舟十五号三位航天员胜利会师中国空间站。飞船采用的改进型火箭推进剂为无色气体N2O4，已知NO2和N2O4的结构式分别是和。实验测得N—N键能为167 kJ·mol-1，NO2中氮氧键的键能为466 kJ·mol-1，N2O4中氮氧键的键能为438.5 kJ·mol-1。
(1)写出N2O4转化为NO2的热化学方程式：　　　　　　　。
(2)在100 ℃时，将0.40 mol的NO2气体充入2 L的密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如表所示数据。
t/s 0 20 40 60 80
n(NO2)/mol 0.40 n1 0.26 n3 n4
n(N2O4)/mol 0.00 0.05 n2 0.08 0.08
平衡常数K可用反应体系中气体物质分压表示，即K的表达式中用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数[例如：p(NO2)=p总·x(NO2)]。设反应开始时体系压强为p0，反应N2O42NO2平衡时各组分压强关系表达的平衡常数Kp=。
①(2分)n1=　　　　，n2=　　　　。
②上述反应平衡时，体系压强为　　　　，Kp=　　　　。
③20~40 s内，NO2的平均反应速率为　　　　mol·L-1·h-1。
(3)反应N2O4(g)2NO2(g)，一定条件下N2O4与NO2的消耗速率与自身压强间存在：v(N2O4)=k1·p(N2O4)、v(NO2)=k2·p2(NO2)，其中k1、k2是与反应及温度有关的常数。
①平衡时，v(N2O4)=　　　　v(NO2)。
②一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp的关系是k2=　　　　。
答案　(1)N2O4(g)2NO2(g)　ΔH=+57 kJ·mol-1　(2)①0.30　0.07　②0.8p0(或p0)　1.8p0(或p0)　③3.6　(3)①　②
解析　(1)ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和，因此ΔH=4×438.5 kJ·mol-1+167 kJ·mol-1-2×2×466 kJ·mol-1=+57 kJ·mol-1，其热化学方程式为N2O4(g)2NO2(g)　ΔH=+57 kJ·mol-1。(2)①0~20 s内，生成N2O4的物质的量为0.05 mol，则消耗NO2物质的量为0.1 mol，即n1=0.30，同理，得出n2=0.07。②达到平衡时，生成N2O4物质的量为0.08 mol，消耗NO2物质的量为0.16 mol，达到平衡后，混合气体总物质的量为(0.40-0.16+0.08)mol=0.32 mol，恒温恒容下，气体压强之比等于物质的量之比，即=，p=0.8p0或p0，达到平衡时，n(NO2)=0.24 mol，n(N2O4)=0.08 mol，即Kp===1.8p0或p0。③20~40 s内，消耗二氧化氮的物质的量为(0.3-0.26)mol=0.04 mol，二氧化氮表示的反应速率为=0.001 mol·L-1·s-1 =3.6 mol·L-1·h-1。(3)①利用化学反应速率之比等于化学计量数之比，v(N2O4)=v(NO2)。②存在v(N2O4)= v(NO2)，代入表达式，有k1·p(N2O4)=k2·p2(NO2)，Kp==，k2=。
18.(14分)氯仿通过光照氧化可生成光气(COCl2)，COCl2可进一步与CH3OH合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3)，主要发生两个反应：
反应Ⅰ.2CHCl3(g)+O2(g)2COCl2(g)+2HCl(g)　ΔH1=-1 198 kJ·mol-1
反应Ⅱ.COCl2(g)+2CH3OH(g)CH3OCOOCH3(g)+2HCl(g)　ΔH2=+70 kJ·mol-1
回答下列问题：
(1)(3分)计算2CHCl3(g)+O2(g)+4CH3OH(g)2CH3OCOOCH3(g)+6HCl(g)　ΔH=　　　　　；该反应能自发进行的条件为　　　　　(填“高温”“低温”或“任意温度”)。
(2)在体积分别为V1 L和V2 L的两个恒容密闭容器中，均充入2 mol CHCl3(g)和1 mol O2(g)，光照条件下只发生反应Ⅰ，测得CHCl3(g)的平衡转化率随温度(T)的变化关系如图甲所示。
①T1 ℃时，体积为V2 L的容器中，反应经t min达到平衡。0~t min内，v(COCl2)=　　　　mol·L-1·min-1。
②T1 ℃时，用各气体的物质的量分数表示反应Ⅰ的平衡常数Kx=　　　　　[对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，Kx=，x为物质的量分数]。
③(3分)结合图像分析V1　　　　　(填“>”“<”或“=”)V2，原因为　　　　　。
(3)已知COCl2(g)在光照时间过长时会发生反应：COCl2(g)CO(g)+Cl2(g)。甲、乙两个初始温度和压强均相同的恒温恒压密闭容器，甲中充入2 mol CHCl3(g)、1 mol O2(g)和2 mol CH3OH(g)，乙中充入2 mol CHCl3(g)、1 mol O2(g)、2 mol CH3OH(g)和1 mol CO(g)分别发生反应，CH3OCOOCH3的产率随时间变化关系如图乙所示。
①曲线a表示容器　　　　　(填“甲”或“乙”)中CH3OCOOCH3的产率随时间变化的关系。
②55 min后，曲线b对应CH3OCOOCH3的产率高的原因为　　　　　。
答案　(1)-1 058 kJ·mol-1　任意温度
(2)①　②(或2.25)　③>　该反应为气体体积增大的反应，体积越大，压强越小，转化率越高
(3)①甲　②体系中充入CO可抑制COCl2因光照时间过长时分解，COCl2浓度增大，从而使得CH3OCOOCH3的产率增大
解析　(1)根据盖斯定律，ΔH=ΔH1+2ΔH2=-1 198 kJ·mol-1+2×70 kJ·mol-1=-1 058 kJ·mol-1，该反应混乱度增加即ΔS>0，当ΔG=ΔH-TΔS<0时反应可自发进行，故该反应能自发进行的条件为任意温度。(2)①T1 ℃时，体积为V2 L的容器中，反应经t min达到平衡，CHCl3的平衡转化率为60%，则消耗CHCl3的物质的量为1.2 mol，生成COCl2的物质的量为1.2 mol，则v(COCl2)== mol·L-1·min-1。②如①所述，T1 ℃时，体积为V2 L的容器中，反应经t min达到平衡，则达到平衡时n(CHCl3)=0.8 mol，n(O2)=0.4 mol，n(COCl2)=1.2 mol，n(HCl)=1.2 mol，则Kx==。③如图可知，同一温度下，CHCl3在V1的转化率大于V2的，由于该反应为气体体积增大的反应，故体积越大，压强越小，而压强减小有利于平衡正向移动，使CHCl3的平衡转化率增大，故V1大于V2。(3)①甲、乙两容器中发生反应：2CHCl3+O2+4CH3OH2CH3OCOOCH3+6HCl，由于甲、乙均为恒温恒压，投入初始物料物质的量相同，但由于乙中多投入1 mol CO(g)，故甲的体积小于乙的体积，故甲容器反应速率更快，相同时间内CH3OCOOCH3的产率更高，故a代表甲中CH3OCOOCH3的产率随时间变化关系。②根据已知条件COCl2光照时间过长时会发生反应：COCl2CO+Cl2，乙中加入的CO可抑制COCl2的分解，体系中COCl2浓度增大，有助于提升产物产率。
19.(16分)CO2资源化利用有助于实现“双碳目标”。选择不同条件，利用CO2和H2可获得甲醇、甲醛等多种有机物。回答下列问题：
(1)CO2电催化还原制甲醇的反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH，该反应需通过以下两步来实现：
Ⅰ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH1
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH2
①反应过程中各物质的相对能量变化情况如图所示。
ΔH2=　　　　。
②若反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的ΔS=-0.175 kJ·mol-1·K-1，下列温度下能自发进行的是　　　　(填字母)。
A.5 ℃ B.10 ℃ C.50 ℃ D.500 ℃
③按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料，在恒容密闭容器中进行反应，CO2的平衡转化率随温度和压强的变化如图所示。
则压强p1、p2、p3由大到小的顺序为　　　　。p2压强下，温度高于670 ℃之后，随着温度升高，CO2的平衡转化率增大，原因是　　　　　　　　。
(2)T ℃时，向2 L恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2，使初始压强为1.2 kPa，在催化条件下发生反应：
2H2(g)+CO2(g)HCHO(g)+H2O(g)。反应达到平衡时，HCHO(g)的分压[p(HCHO)]与起始时的关系如图所示。当起始时=2，反应达到平衡时，平衡常数Kp=　　　　kPa-1(结果保留1位小数)。反应达到平衡后，若再向容器中加入CO2(g)和H2O(g)，使两者分压均增大0.05 kPa，则达到新平衡时，H2的平衡转化率　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)甲醇催化制取丙烯(C3H6)的过程中发生如下反应：
Ⅰ.3CH3OH(g)C3H6(g)+3H2O(g)
Ⅱ.2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)
反应Ⅰ的Arrhenius经验公式的实验数据如图中直线a所示，已知Arrhenius经验公式为Rln k=-+C(Ea为活化能，k为速率常数，R和C为常数)。则该反应的活化能Ea=　　　　kJ·mol-1；当改变外界条件时，实验数据如图中直线b所示，则实验可能改变的外界条件是　　　　　　　　。
答案　(1)①-90 kJ·mol-1　②A　③p3>p2>p1　ΔH1>0，ΔH2<0，升高温度，反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ逆向移动，670 ℃之后，反应Ⅰ起主导作用　(2)3.5　增大　(3)31　使用更高效的催化剂(或增大催化剂比表面积)
解析　(1)①根据焓变等于生成物总能量减去反应物总能量，ΔH2=-49 kJ·mol-1-41 kJ·mol-1=-90 kJ·mol-1。②根据ΔH-TΔS<0反应自发进行，-49 kJ·mol-1-T×(-0.175 kJ·mol-1·K-1)<0，解得T<280 K=7 ℃，能自发进行的温度选A。③合成甲醇的反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，增大压强，平衡正向移动，所以温度相同时，压强越大，CO2的平衡转化率越大，所以p3>p2>p1。
(2)当=2时，反应达到平衡后，列出三段式：
　　　　　2H2(g)+CO2(g)HCHO(g)+H2O(g)
起始/mol　2　　　　　1　　　0　　　　0
转化/mol　2x　　　　x　　　　x　　　　x
平衡/mol　2-2x　　　1-x　　　x　　　　x
根据压强之比等于物质的量之比，可得=，解得x=0.6，可得H2、CO2、HCHO、H2O分压分别为0.32 kPa、0.16 kPa、0.24 kPa、0.24 kPa，平衡常数Kp= kPa-1≈3.5 kPa-1。若再向容器中加入CO2(g)和H2O(g)，使二者分压均增大0.05 kPa，Q= kPa-1≈3.2 kPa-1，平衡正向移动，则H2的平衡转化率增大。
(3)从该公式可以看到，活化能Ea就是直线斜率的相反数，a的斜率为=-31，所以活化能就是31 kJ·mol-1；b相比a，斜率的相反数减小，也就是活化能降低，所以改变的外界条件是使用更高效的催化剂或增大催化剂比表面积。
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