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第一章~第二章阶段检测
时间：75分钟　满分：100分
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1．下列有关氢原子(用H表示)与氢分子的说法中错误的是(　　)
A．化学能：2 mol H>1 mol H2
B．H原子间发生碰撞就能转化为H2
C．稳定性：HD．H2→2H的过程是吸热过程
2．(2025·浙江1月选考，11)下列说法正确的是(　　)
A．常温常压下H2(g)和O2(g)混合无明显现象，则反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)在该条件下不自发
B．3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g)　ΔH<0，升高温度，平衡逆移，则反应的平衡常数减小
C．CO(g)＋H2(g) C(s)＋H2O(g)　ΔH<0，则正反应的活化能大于逆反应的活化能
D．Na(s)＋Cl2(g)===NaCl(s)　ΔH<0，Na＋(g)＋Cl－(g)===NaCl(s)　ΔH<0，则Na(s)＋Cl2(g)===Na＋(g)＋Cl－(g)　ΔH<0
3．一定条件下的密闭容器中发生反应：4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－905.9 kJ·mol－1。下列叙述正确的是(　　)
A．4 mol NH3和5 mol O2反应，达到平衡时放出的热量为905.9 kJ
B．平衡时，v正(O2)＝v逆(NO)
C．平衡后减小压强(增大体积)，混合气体的平均摩尔质量增大
D．平衡后升高温度，混合气体中NO的含量降低
4．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是(　　)
A．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则含40.0 g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热量小于57.3 kJ
B．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1，则氢气的燃烧热为241.8 kJ·mol－1
C．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝a，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝b，则a＞b
D．已知P4(白磷，s)===4P(红磷，s)　ΔH＜0，则白磷比红磷稳定
5．一定条件下，CH3CH===CH2与HCl发生加成反应有①、②两种可能，反应进程中能量变化如图所示。下列说法中不正确的是(　　)
A．反应①、②焓变不同，与产物稳定性有关，与反应的中间状态无关
B．反应①、②均经过两步反应完成，对应的分步反应过程中均放出能量
C．其他条件不变，适当提高反应温度，可以提高产物中CH3CH2CH2Cl(g)的比例
D．相同条件下，CH3CHClCH3(g)的生成速率大于CH3CH2CH2Cl(g)
6．X(g)＋3Y(g) 2Z(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，一定条件下，将1 mol X和3 mol Y通入2 L的恒容密闭容器中，反应10 min，测得Y的物质的量为2.4 mol。下列说法正确的是(　　)
A．10 min内，Y的平均反应速率为0.03 mol·L－1·s－1
B．第10 min时，X的反应速率为0.01 mol·L－1·min－1
C．10 min内，消耗0.2 mol X，生成0.4 mol Z
D．10 min内，X和Y反应放出的热量为a kJ
7．反应CH3OH(g)＋NH3(g)===CH3NH2(g)＋H2O(g)在高温下才能自发向右进行，则该反应的ΔH、ΔS应为(　　)
A．ΔH>0、ΔS<0 B．ΔH<0、ΔS<0
C．ΔH>0、ΔS>0 D．ΔH<0、ΔS>0
8.在容积为0.5 L的密闭容器中，充入物质的量均为a mol的A(g)和B(g)，在一定条件下发生反应：A(g)＋3B(g) C(g)＋D(g)，测得A(g)、B(g)和C(g)的浓度(c)随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．0～4 min内，用D表示的化学反应速率为0.5 mol·L－1·min－1
B．曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示A(g)、B(g)、C(g)的浓度随时间的变化曲线
C．a＝8.0
D．A和B的平衡转化率相等
9．NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量关系如图甲所示；有氧条件下，Fe3＋催化NH3还原NO的反应历程如图乙所示。下列说法正确的是(　　)
A．图甲所示热化学方程式为4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－(a－b) kJ·mol－1
B．图乙所示催化脱硝过程中既有极性共价键的断裂和形成，又有非极性共价键的断裂和形成
C．图乙所示反应③中氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1
D．脱硝过程中使用催化剂的目的是降低活化能，改变反应焓变
10．中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示。
已知：几种物质中化学键的键能如表所示。
化学键 H2O中H—O键 O2中O===O键 H2中H—H键 H2O2中O—O键 H2O2中O—H键
键能kJ/mol 463 496 436 138 463
若反应过程中分解了2 mol水，则下列说法不正确的是(　　)
A．总反应为2H2O2H2↑＋O2↑
B．过程Ⅰ吸收了926 kJ能量
C．过程Ⅱ放出了574 kJ能量
D．过程Ⅲ属于放热反应
11．活性炭可以处理二氧化氮污染：2C(s)＋2NO2(g) N2(g)＋2CO2(g)，T ℃时，向体积不等的密闭容器中分别加入足量活性炭和1 mol NO2，反应相同时间，测得NO2的转化率与容器体积的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．容器内的压强：>
B．c点所示条件下v正C．CO2浓度：ca(CO2)＝cc(CO2)
D．T ℃时，该反应的平衡常数K＝
12．在恒容密闭容器中，NaHCO3(s)发生热解反应：2NaHCO3(s) Na2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)。平衡体系中固体组分的物质的量(n)随温度(T)的变化关系如图所示。已知：T2时，NaHCO3(s)完全分解；T1、T3时，体系的总压强分别为p1、p3。下列说法错误的是(　　)
A．T1时，容器中H2O(g)的物质的量为 mol
B．T1时，向容器中通入1 mol He(g)，CO2(g)的分压为0.5p1
C．T2时，向容器中充入1 mol CO2(g)，重新达平衡时容器内的压强不变
D．T3时，热解反应的压强平衡常数Kp大于0.25p
13．一定条件下，在容积为2 L的密闭容器中充入1 mol A和2 mol B，发生反应A(g)＋2B(g) C(g)　ΔH。A的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．该反应的正反应是放热反应
B．由图可知：p2>p1
C．温度为100 ℃，压强为p1时，若向该容器中充入2 mol A、2 mol B和2 mol C，反应逆向进行
D．升高温度，该反应平衡常数的值减小
14．一定温度下，在3个容积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应：PCl5(g) PCl3(g)＋Cl2(g)。下列说法不正确的是(　　)
容器编号 起始浓度(mol·L－1) 平衡浓度(mol·L－1)
c(PCl5) c(PCl3) c(Cl2) c(Cl2)
Ⅰ 0.4 0 0 0.2
Ⅱ 1.05 0.05 1.95
Ⅲ 0.8 0 0
A.达到平衡时，容器Ⅰ中比容器Ⅱ中的大
B．达到平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为6∶31
C．达到平衡时，容器Ⅲ中Cl2的体积分数小于
D．达到平衡时，容器Ⅲ中0.4 mol·L－1＜c(PCl5)＜0.8 mol·L－1
二、非选择题
15．碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及其化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题：
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下：
　ΔH＝＋88.6 kJ·mol－1
则M、N相比，较稳定的是________。
(2)已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH＝－726.5 kJ·mol－1，CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，则a________726.5(填“＞”“＜”或“＝”)。
(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2参与反应时释放出145 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：____________________________________。
(4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料：4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)===2Al2O3(s)＋3TiC(s)
ΔH＝－1176 kJ·mol－1，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为________。
16.如图表示298.15 K时，N2、H2与NH3的平均能量与合成氨反应的活化能的曲线图，据图回答下列问题：
(1)若反应中生成2 mol氨，则反应________(填“吸热”或“放热”) ________kJ。
(2)图中曲线________(填“a”或“b”)表示加入铁触媒的能量变化曲线，铁触媒能加快反应速率的原理是______________________________________。
(3)合成氨反应中平衡混合物中氨气的体积分数与压强、温度的关系如图所示。若曲线a对应的温度为500 ℃，则曲线b对应的温度可能是________(填字母)。
A．600 ℃ B．550 ℃
C．500 ℃ D．450 ℃
(4)合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制备。发生反应CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)　ΔH>0。一定温度下，在1 L容器中发生上述反应，各物质的物质的量浓度变化如表所示：
t/min CH4/ mol·L－1 H2O/ mol·L－1 CO/ mol·L－1 H2/ mol·L－1
0 0.2 0.3 0 0
2 n1 n2 n3 0.3
3 n1 n2 n3 0.3
4 0.09 0.19 x 0.33
①表中x＝________mol·L－1；前2 min内CH4的平均反应速率为________________。
②反应在3～4 min之间，氢气的物质的量增多的原因可能是________(填字母)。
A．充入水蒸气 B．升高温度
C．使用催化剂 D．充入氢气
17．在容积为1.00 L的密闭容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g) 2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。
回答下列问题：
(1)反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)；100 ℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示，在0～60 s时段，反应速率v(N2O4)为________mol·L－1·s－1，反应的平衡常数K1为________。
(2)100 ℃时达到平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.0020 mol·L－1·s－1的平均速率降低，经10 s又达到平衡。
①T________100 ℃(填“大于”或“小于”)，判断理由是______________________________。
②温度为T时，反应的平衡常数K2＝__________。
(3)温度为T时反应达到平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是__________________________________________。
18．(2023·福建卷，12)探究甲醇对丙烷制丙烯的影响。丙烷制烯烃过程主要发生的反应有
ⅰ.C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)　ΔH1＝＋124 kJ·mol－1　ΔS1＝127 J·K－1·mol－1　Kp1
ⅱ.C3H8(g)===C2H4(g)＋CH4(g)　ΔH2＝＋82 kJ·mol－1　ΔS2＝135 J·K－1·mol－1　Kp2
ⅲ.C3H8(g)＋2H2(g)===3CH4(g)　ΔH3＝－120 kJ·mol－1　ΔS3＝27.5 J·K－1·mol－1　Kp3
已知：Kp为用气体分压表示的平衡常数，分压＝物质的量分数×总压。在0.1 MPa、t ℃下，丙烷单独进料时，平衡体系中各组分的体积分数φ见下表。
物质 丙烯 乙烯 甲烷 丙烷 氢气
体积分数(%) 21 23.7 55.2 0.1 0
(1)比较反应自发进行(ΔG＝ΔH－TΔS＜0)的最低温度，反应ⅰ________反应ⅱ(填“＞”或“＜”)。
(2)①在该温度下，Kp2远大于Kp1，但φ(C3H6)和φ(C2H4)相差不大，说明反应ⅲ的正向进行有利于反应ⅰ的________反应和反应ⅱ的________反应(填“正向”或“逆向”)。
②从初始投料到达到平衡，反应ⅰ、ⅱ、ⅲ的丙烷消耗的平均速率从大到小的顺序为________。
③平衡体系中检测不到H2，可认为存在反应：3C3H8(g)===2C3H6(g)＋3CH4(g)　Kp，下列相关说法正确的是________(填标号)。
a．Kp＝K2p1·Kp3
b．Kp＝ (MPa)2
c．使用催化剂，可提高丙烯的平衡产率
d．平衡后再通入少量丙烷，可提高丙烯的体积分数
④由表中数据推算：丙烯选择性＝×100%＝________(列出计算式)。
(3)丙烷甲醇共进料时，还发生反应：
ⅳ.CH3OH(g)===CO(g)＋2H2(g)　ΔH4＝＋91 kJ·mol－1
在0.1 MPa、t ℃下，平衡体系中各组分体积分数与进料比的关系如图所示。
①进料比n(丙烷)∶n(甲醇)＝1时，体系总反应：C3H8(g)＋CH3OH(g)===CO(g)＋3CH4(g)　ΔH＝________kJ·mol－1。
②随着甲醇投料增加，平衡体系中丙烯的体积分数降低的原因是______________________。
第一章~第二章阶段检测
时间：75分钟　满分：100分
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1．下列有关氢原子(用H表示)与氢分子的说法中错误的是(　　)
A．化学能：2 mol H>1 mol H2
B．H原子间发生碰撞就能转化为H2
C．稳定性：HD．H2→2H的过程是吸热过程
答案：B
2．(2025·浙江1月选考，11)下列说法正确的是(　　)
A．常温常压下H2(g)和O2(g)混合无明显现象，则反应2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)在该条件下不自发
B．3H2(g)＋N2(g) 2NH3(g)　ΔH<0，升高温度，平衡逆移，则反应的平衡常数减小
C．CO(g)＋H2(g) C(s)＋H2O(g)　ΔH<0，则正反应的活化能大于逆反应的活化能
D．Na(s)＋Cl2(g)===NaCl(s)　ΔH<0，Na＋(g)＋Cl－(g)===NaCl(s)　ΔH<0，则Na(s)＋Cl2(g)===Na＋(g)＋Cl－(g)　ΔH<0
答案：B
解析：该反应的ΔS<0、ΔH<0，根据ΔG＝ΔH－TΔS<0时反应自发进行可知，该反应在低温条件下自发进行，无明显现象说明在常温常压下该反应的反应速率极慢，A错误；对于放热反应，正反应的活化能比逆反应的活化能小，C错误；由盖斯定律可知，第一个反应－第二个反应可得第三个反应，但不知道前两个反应ΔH的相对大小，故无法确定第三个反应ΔH的正负，D错误。
3．一定条件下的密闭容器中发生反应：4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－905.9 kJ·mol－1。下列叙述正确的是(　　)
A．4 mol NH3和5 mol O2反应，达到平衡时放出的热量为905.9 kJ
B．平衡时，v正(O2)＝v逆(NO)
C．平衡后减小压强(增大体积)，混合气体的平均摩尔质量增大
D．平衡后升高温度，混合气体中NO的含量降低
答案：D
解析：由于该反应为可逆反应，故反应达到平衡时反应物不能全部转化为生成物，放出的热量小于905.9 kJ，A错误；根据反应速率之比等于化学计量数之比可知，反应达到平衡时，v正(O2)＝v逆(NO)，B错误；减小压强(增大体积)，平衡右移，气体的总物质的量增大，但气体的质量不变，故混合气体的平均摩尔质量减小，C错误。
4．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是(　　)
A．已知NaOH(aq)＋HCl(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则含40.0 g NaOH的稀溶液与稀醋酸完全中和，放出的热量小于57.3 kJ
B．已知2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g)　ΔH＝－483.6 kJ·mol－1，则氢气的燃烧热为241.8 kJ·mol－1
C．已知2C(s)＋2O2(g)===2CO2(g)　ΔH＝a，2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝b，则a＞b
D．已知P4(白磷，s)===4P(红磷，s)　ΔH＜0，则白磷比红磷稳定
答案：A
5．一定条件下，CH3CH===CH2与HCl发生加成反应有①、②两种可能，反应进程中能量变化如图所示。下列说法中不正确的是(　　)
A．反应①、②焓变不同，与产物稳定性有关，与反应的中间状态无关
B．反应①、②均经过两步反应完成，对应的分步反应过程中均放出能量
C．其他条件不变，适当提高反应温度，可以提高产物中CH3CH2CH2Cl(g)的比例
D．相同条件下，CH3CHClCH3(g)的生成速率大于CH3CH2CH2Cl(g)
答案：B
解析：根据题图可知，反应①、②的第一步反应都是产物能量高于反应物能量，即第一步吸收能量，B错误。
6．X(g)＋3Y(g) 2Z(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，一定条件下，将1 mol X和3 mol Y通入2 L的恒容密闭容器中，反应10 min，测得Y的物质的量为2.4 mol。下列说法正确的是(　　)
A．10 min内，Y的平均反应速率为0.03 mol·L－1·s－1
B．第10 min时，X的反应速率为0.01 mol·L－1·min－1
C．10 min内，消耗0.2 mol X，生成0.4 mol Z
D．10 min内，X和Y反应放出的热量为a kJ
答案：C
解析：反应10 min，测得Y的物质的量为2.4 mol，则Y消耗的物质的量为0.6 mol，根据反应X(g)＋3Y(g)??2Z(g)可知，10 min内消耗0.2 mol X、生成0.4 mol Z。10 min内，Y的平均反应速率为＝0.03 mol·L－1·min－1，故A错误；化学反应速率与化学计量数成正比，则10 min内X的平均反应速率v(X)＝×v(Y)＝0.01 mol·L－1·min－1，无法计算瞬时速率，故B错误；生成2 mol Z时放出a kJ热量，现生成0.4 mol Z，则放出的热量为0.2a kJ，故D错误。
7．反应CH3OH(g)＋NH3(g)===CH3NH2(g)＋H2O(g)在高温下才能自发向右进行，则该反应的ΔH、ΔS应为(　　)
A．ΔH>0、ΔS<0 B．ΔH<0、ΔS<0
C．ΔH>0、ΔS>0 D．ΔH<0、ΔS>0
答案：C
8.在容积为0.5 L的密闭容器中，充入物质的量均为a mol的A(g)和B(g)，在一定条件下发生反应：A(g)＋3B(g) C(g)＋D(g)，测得A(g)、B(g)和C(g)的浓度(c)随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．0～4 min内，用D表示的化学反应速率为0.5 mol·L－1·min－1
B．曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示A(g)、B(g)、C(g)的浓度随时间的变化曲线
C．a＝8.0
D．A和B的平衡转化率相等
答案：B
解析：在容积为0.5 L的密闭容器中，充入物质的量均为a mol的A(g)和B(g)，在一定条件下发生反应：A(g)＋3B(g)??C(g)＋D(g)，曲线Ⅲ代表C(g)的浓度随时间的变化曲线，浓度的变化量与化学计量数成正比，因此曲线Ⅰ、Ⅱ分别表示A(g)、B(g)的浓度随时间的变化曲线。由图可知，0～4 min内，用D表示的化学反应速率为v(D)＝v(C)＝＝0.25 mol·L－1·min－1，A错误；由上述分析可知，B正确；A、B的起始浓度均为4.0 mol·L－1，容器的容积为0.5 L，因此a＝2.0，C错误；A和B的初始浓度相等，浓度变化量之比为1∶3，平衡转化率不相等，D错误。
9．NH3催化还原NO是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量关系如图甲所示；有氧条件下，Fe3＋催化NH3还原NO的反应历程如图乙所示。下列说法正确的是(　　)
A．图甲所示热化学方程式为4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－(a－b) kJ·mol－1
B．图乙所示催化脱硝过程中既有极性共价键的断裂和形成，又有非极性共价键的断裂和形成
C．图乙所示反应③中氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶1
D．脱硝过程中使用催化剂的目的是降低活化能，改变反应焓变
答案：B
解析：图甲所示热化学方程式为4NH3(g)＋6NO(g)===5N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能＝(a－b) kJ·mol－1，A错误；由图乙可知，反应③方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===2H2O＋4Fe3＋，氧化剂为O2，还原剂为Fe2＋，则氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶4，C错误；催化剂不能改变反应的焓变，D错误。
10．中国研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，其主要过程如图所示。
已知：几种物质中化学键的键能如表所示。
化学键 H2O中H—O键 O2中O===O键 H2中H—H键 H2O2中O—O键 H2O2中O—H键
键能kJ/mol 463 496 436 138 463
若反应过程中分解了2 mol水，则下列说法不正确的是(　　)
A．总反应为2H2O2H2↑＋O2↑
B．过程Ⅰ吸收了926 kJ能量
C．过程Ⅱ放出了574 kJ能量
D．过程Ⅲ属于放热反应
答案：D
解析：过程Ⅲ为1 mol过氧化氢变成1 mol氧气和1 mol氢气，断开1 mol H2O2中2 mol H—O键和1 mol O—O键，形成1 mol O2中O===O键和1 mol H2中H—H键，吸收的能量＝463 kJ×2＋138 kJ＝1064 kJ，放出的能量＝496 kJ＋436 kJ＝932 kJ，吸收的能量大于放出的能量，该过程为吸热反应，故D错误。
11．活性炭可以处理二氧化氮污染：2C(s)＋2NO2(g) N2(g)＋2CO2(g)，T ℃时，向体积不等的密闭容器中分别加入足量活性炭和1 mol NO2，反应相同时间，测得NO2的转化率与容器体积的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．容器内的压强：>
B．c点所示条件下v正C．CO2浓度：ca(CO2)＝cc(CO2)
D．T ℃时，该反应的平衡常数K＝
答案：A
解析：相同时间内，由于V3>V2>V1且起始加入等量的反应物，故反应速率a>b>c，再结合a、c点NO2的转化率均为40%，b点时NO2的转化率最高(达80%)，可推知a、b点时反应已达到平衡状态，c点反应未达到平衡状态，故c点所示条件下v正>v逆，B错误；a、c点NO2的转化率均为40%，起始加入等量的反应物，由于a点容器体积小于c点容器体积，故c(CO2)：a>c，C错误；a点时，容器体积为V1 L，NO2转化率为40%，列三段式：
2C(s)＋2NO2(g) N2(g)＋2CO2(g)
起始量/mol 1 0 0
转化量/mol 0.4 0.2 0.4
平衡量/mol 0.6 0.2 0.4
b点时，容器体积为V2 L，NO2转化率为80%，列三段式：
2C(s)＋2NO2(g) N2(g)＋2CO2(g)
起始量/mol 1 0 0
转化量/mol 0.8 0.4 0.8
平衡量/mol 0.2 0.4 0.8
同温下，由pV＝nRT可知，＝＝＝，但由于V1，A正确；T ℃时，a点已达到平衡状态，故该反应的K＝＝＝，D错误。
12．在恒容密闭容器中，NaHCO3(s)发生热解反应：2NaHCO3(s) Na2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)。平衡体系中固体组分的物质的量(n)随温度(T)的变化关系如图所示。已知：T2时，NaHCO3(s)完全分解；T1、T3时，体系的总压强分别为p1、p3。下列说法错误的是(　　)
A．T1时，容器中H2O(g)的物质的量为 mol
B．T1时，向容器中通入1 mol He(g)，CO2(g)的分压为0.5p1
C．T2时，向容器中充入1 mol CO2(g)，重新达平衡时容器内的压强不变
D．T3时，热解反应的压强平衡常数Kp大于0.25p
答案：C
解析：
由图像分析可知，起始加入NaHCO3的物质的量为2 mol，T1时，体系中n(Na2CO3)＝n(NaHCO3)，设此时消耗NaHCO3的物质的量为2x mol，由此可列三段式：
2NaHCO3(s) Na2CO3(s)＋H2O(g)＋CO2(g)
起始量/mol 2 0 0 0
变化量/mol 2x x x x
平衡量/mol 2－2x x x x
故2－2x＝x，解得x＝，故T1时，容器中H2O(g)的物质的量为 mol，A正确；T1时，体系中n(H2O)＝n(CO2)＝ mol，体系的总压强为p1，故p(H2O)＝p(CO2)＝0.5p1，向恒容容器中通入1 mol He(g)，体系总压增大，但各组分分压不变，故CO2(g)的分压仍为0.5p1，B正确；由题中信息可知，T2时，NaHCO3(s)完全分解，此时体系中n(H2O)＝n(CO2)＝1 mol，设此时体系的总压强为p2，则p(H2O)＝p(CO2)＝0.5p2，在该温度下，该反应的Kp＝0.25p，向容器中充入1 mol CO2(g)，n(H2O)＝1 mol、n(CO2)＝2 mol，平衡逆向移动，重新达平衡时容器内的压强改变，C错误；若T3时反应物还有剩余，则Kp＝0.25p，但T2时热解反应已进行完全，随温度升高不再发生平衡的正向移动，故T3时容器内压强p3较平衡时偏小，故T3时Kp>0.25p，D正确。
13．一定条件下，在容积为2 L的密闭容器中充入1 mol A和2 mol B，发生反应A(g)＋2B(g) C(g)　ΔH。A的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．该反应的正反应是放热反应
B．由图可知：p2>p1
C．温度为100 ℃，压强为p1时，若向该容器中充入2 mol A、2 mol B和2 mol C，反应逆向进行
D．升高温度，该反应平衡常数的值减小
答案：C
解析：其他条件相同，温度升高，平衡向着吸热反应方向移动，由图像可知，温度越高，A的平衡转化率逐渐减小，说明正反应是放热反应，A正确；该反应是气体体积减小的反应，同一温度下，压强增大，平衡向着正反应方向移动，A的转化率较大，所以p2>p1，B正确；温度为100 ℃，压强为p1时，A的平衡转化率是0.5，此时平衡时剩余0.25 mol·L－1 A、0.5 mol·L－1 B、0.25 mol·L－1 C，K＝＝＝4，若向该容器中充入2 mol A、2 mol B和2 mol C，Q＝1，Q14．一定温度下，在3个容积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应：PCl5(g) PCl3(g)＋Cl2(g)。下列说法不正确的是(　　)
容器编号 起始浓度(mol·L－1) 平衡浓度(mol·L－1)
c(PCl5) c(PCl3) c(Cl2) c(Cl2)
Ⅰ 0.4 0 0 0.2
Ⅱ 1.05 0.05 1.95
Ⅲ 0.8 0 0
A.达到平衡时，容器Ⅰ中比容器Ⅱ中的大
B．达到平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为6∶31
C．达到平衡时，容器Ⅲ中Cl2的体积分数小于
D．达到平衡时，容器Ⅲ中0.4 mol·L－1＜c(PCl5)＜0.8 mol·L－1
答案：A
解析：容器Ⅰ　 PCl5(g) PCl3(g)＋Cl2(g)
起始浓度(mol·L－1) 0.4 0 0
转化浓度(mol·L－1) 0.2 0.2 0.2
平衡浓度(mol·L－1) 0.2 0.2 0.2
此时＝1，K＝＝＝0.2；容器Ⅱ，开始时≈1.86，此时Q＝≈0.09＜K，说明容器Ⅱ中反应向正反应方向移动，c(Cl2)增大，c(PCl5)减小，达到平衡时＞1.86＞1，则达到平衡时，容器Ⅰ中比容器Ⅱ中的小，故A错误；假设容器Ⅰ与容器Ⅱ中达到平衡时的总压强之比为6∶31，同温同体积时，压强之比等于物质的量浓度之比，容器Ⅰ总物质的量浓度为0.2 mol·L－1×3＝0.6 mol·L－1，说明容器Ⅱ总物质的量浓度为3.1 mol·L－1，根据A项分析得出容器Ⅱ反应向正反应方向移动，设PCl5转化的浓度为x mol·L－1，列三段式：
容器Ⅱ PCl5(g) PCl3(g)＋Cl2(g)　
起始浓度(mol·L－1) 1.05 0.05 1.95
转化浓度(mol·L－1) x x x
平衡浓度(mol·L－1) 1.05－x 0.05＋x 1.95＋x
容器Ⅱ总物质的量浓度为3.1 mol·L－1，则3.1＝1.05－x＋0.05＋x＋1.95＋x，解得x＝0.05；则平衡时c(PCl5)＝1 mol·L－1，c(PCl3)＝0.1 mol·L－1，c(Cl2)＝2 mol·L－1，此时Q＝＝0.2＝K，说明此时达到化学平衡状态，假设成立，故B正确；容器Ⅰ达到平衡时，Cl2的体积分数为＝，若容器Ⅲ容积为2 L，则起始c(PCl5)为0.4 mol·L－1，与容器Ⅰ是等效平衡；容器Ⅲ是1 L，相当于增大压强，平衡向逆反应方向移动，所以达到平衡时，容器Ⅲ中Cl2的体积分数小于，故C正确；若容器Ⅲ容积为2 L，则起始c(PCl5)为0.4 mol·L－1，与容器Ⅰ是等效平衡，容积变为1 L，若容器Ⅲ此时平衡不移动，则平衡时c(PCl5)＝0.4 mol·L－1，但容积变为1 L，相当于增大压强，平衡向逆反应方向移动，c(PCl5)增大，所以c(PCl5)＞0.4 mol·L－1，又因反应开始，消耗PCl5，所以c(PCl5)＜0.8 mol·L－1，则达到平衡时，容器Ⅲ中0.4 mol·L－1＜c(PCl5)＜0.8 mol·L－1，故D正确。
二、非选择题
15．碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及其化合物是人类生产生活的主要能源物质。请回答下列问题：
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下：
　ΔH＝＋88.6 kJ·mol－1
则M、N相比，较稳定的是________。
(2)已知CH3OH(l)的燃烧热ΔH＝－726.5 kJ·mol－1，CH3OH(l)＋O2(g)===CO2(g)＋2H2(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1，则a________726.5(填“＞”“＜”或“＝”)。
(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2参与反应时释放出145 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：____________________________________。
(4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料：4Al(s)＋3TiO2(s)＋3C(s)===2Al2O3(s)＋3TiC(s)
ΔH＝－1176 kJ·mol－1，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为________。
答案：(1)M　(2)＜　
(3)2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)===4HCl(g)＋CO2(g)　ΔH＝－290 kJ·mol－1
(4)98 kJ
解析：(2)燃烧热是1 mol纯物质完全燃烧生成指定产物放出的热量，甲醇燃烧生成CO2(g)和H2(g)属于不完全燃烧，放出的热量小于燃烧热。
16.如图表示298.15 K时，N2、H2与NH3的平均能量与合成氨反应的活化能的曲线图，据图回答下列问题：
(1)若反应中生成2 mol氨，则反应________(填“吸热”或“放热”) ________kJ。
(2)图中曲线________(填“a”或“b”)表示加入铁触媒的能量变化曲线，铁触媒能加快反应速率的原理是______________________________________。
(3)合成氨反应中平衡混合物中氨气的体积分数与压强、温度的关系如图所示。若曲线a对应的温度为500 ℃，则曲线b对应的温度可能是________(填字母)。
A．600 ℃ B．550 ℃
C．500 ℃ D．450 ℃
(4)合成氨所需的氢气可由甲烷与水反应制备。发生反应CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)　ΔH>0。一定温度下，在1 L容器中发生上述反应，各物质的物质的量浓度变化如表所示：
t/min CH4/ mol·L－1 H2O/ mol·L－1 CO/ mol·L－1 H2/ mol·L－1
0 0.2 0.3 0 0
2 n1 n2 n3 0.3
3 n1 n2 n3 0.3
4 0.09 0.19 x 0.33
①表中x＝________mol·L－1；前2 min内CH4的平均反应速率为________________。
②反应在3～4 min之间，氢气的物质的量增多的原因可能是________(填字母)。
A．充入水蒸气 B．升高温度
C．使用催化剂 D．充入氢气
答案：(1)放热　92
(2)b　改变了反应的历程，降低了合成氨反应的活化能
(3)D
(4)①0.11　0.05 mol·L－1·min－1　②B
17．在容积为1.00 L的密闭容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g) 2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。
回答下列问题：
(1)反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)；100 ℃时，体系中各物质浓度随时间变化如图所示，在0～60 s时段，反应速率v(N2O4)为________mol·L－1·s－1，反应的平衡常数K1为________。
(2)100 ℃时达到平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.0020 mol·L－1·s－1的平均速率降低，经10 s又达到平衡。
①T________100 ℃(填“大于”或“小于”)，判断理由是______________________________。
②温度为T时，反应的平衡常数K2＝__________。
(3)温度为T时反应达到平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是__________________________________________。
答案：(1)大于　0.001　0.36
(2)①大于　反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高　②1.28
(3)逆反应　对气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动
解析：(2)②根据题意知，平衡时，c(NO2)＝0.120 mol·L－1＋0.002 mol·L－1·s－1×10 s×2＝0.160 mol·L－1，c(N2O4)＝0.040 mol·L－1－0.002 mol·L－1·s－1×10 s＝0.02 mol·L－1，K2＝＝1.28。
18．(2023·福建卷，12)探究甲醇对丙烷制丙烯的影响。丙烷制烯烃过程主要发生的反应有
ⅰ.C3H8(g)===C3H6(g)＋H2(g)　ΔH1＝＋124 kJ·mol－1　ΔS1＝127 J·K－1·mol－1　Kp1
ⅱ.C3H8(g)===C2H4(g)＋CH4(g)　ΔH2＝＋82 kJ·mol－1　ΔS2＝135 J·K－1·mol－1　Kp2
ⅲ.C3H8(g)＋2H2(g)===3CH4(g)　ΔH3＝－120 kJ·mol－1　ΔS3＝27.5 J·K－1·mol－1　Kp3
已知：Kp为用气体分压表示的平衡常数，分压＝物质的量分数×总压。在0.1 MPa、t ℃下，丙烷单独进料时，平衡体系中各组分的体积分数φ见下表。
物质 丙烯 乙烯 甲烷 丙烷 氢气
体积分数(%) 21 23.7 55.2 0.1 0
(1)比较反应自发进行(ΔG＝ΔH－TΔS＜0)的最低温度，反应ⅰ________反应ⅱ(填“＞”或“＜”)。
(2)①在该温度下，Kp2远大于Kp1，但φ(C3H6)和φ(C2H4)相差不大，说明反应ⅲ的正向进行有利于反应ⅰ的________反应和反应ⅱ的________反应(填“正向”或“逆向”)。
②从初始投料到达到平衡，反应ⅰ、ⅱ、ⅲ的丙烷消耗的平均速率从大到小的顺序为________。
③平衡体系中检测不到H2，可认为存在反应：3C3H8(g)===2C3H6(g)＋3CH4(g)　Kp，下列相关说法正确的是________(填标号)。
a．Kp＝K2p1·Kp3
b．Kp＝ (MPa)2
c．使用催化剂，可提高丙烯的平衡产率
d．平衡后再通入少量丙烷，可提高丙烯的体积分数
④由表中数据推算：丙烯选择性＝×100%＝________(列出计算式)。
(3)丙烷甲醇共进料时，还发生反应：
ⅳ.CH3OH(g)===CO(g)＋2H2(g)　ΔH4＝＋91 kJ·mol－1
在0.1 MPa、t ℃下，平衡体系中各组分体积分数与进料比的关系如图所示。
①进料比n(丙烷)∶n(甲醇)＝1时，体系总反应：C3H8(g)＋CH3OH(g)===CO(g)＋3CH4(g)　ΔH＝________kJ·mol－1。
②随着甲醇投料增加，平衡体系中丙烯的体积分数降低的原因是______________________。
答案：(1)＞　
(2)①正向　逆向　②ⅱ＞ⅰ＞ⅲ　③ab　
④×100%
(3)①－29　②甲醇的投料增加，反应ⅳ正向移动，氢气增加，反应ⅰ逆向移动；反应ⅲ正向移动，造成丙烯体积分数下降
解析：(2)②根据平衡体积分数φ(甲烷)＞φ(乙烯)＞φ(丙烯)，消耗1 mol丙烷生成1 mol丙烯或1 mol乙烯和1 mol甲烷或3 mol甲烷，可知反应速率ⅱ＞ⅰ＞ⅲ。③根据盖斯定律：目标反应＝2ⅰ＋ⅲ，故Kp＝K2p1·Kp3，a正确；分压＝物质的量分数×总压＝体积分数×总压，故Kp＝＝ (MPa)2＝ (MPa)2，b正确；催化剂不能影响平衡，c错误；平衡后再通入丙烷，恒压条件下，相当于等效平衡，因此丙烯的体积分数不变，d错误。
④在相同条件下，物质的量之比等于体积之比，同时消耗1 mol丙烷生成1 mol丙烯或1 mol乙烯和1 mol甲烷或3 mol甲烷，因此丙烯的选择性＝×100%＝×100%。
(3)①根据盖斯定律，目标反应＝ⅲ＋ⅳ，故ΔH＝－29 kJ·mol－1。
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