2023届高考化学专项小练化学反应速率和化学平衡2

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D．Z的体积分数减小【答案】C【解析】A．已知反应达平衡时c(X)=0.3mol/L，其他条件不变，若容器缩小到原来的1/2，如果化学平衡不移动，c(X)=0.6mol/L，但是题中说c(X)=0.5mol/L说明加压后化学平衡向正向移动了，故A错误；B．结合题意可知正反应是气体总体积减少的反应，如果y为固体或液体，则必须满足m>2m，显然不可能成立。所以有只能是气体B错误；C．要满足m+n>2m，所以n>m。C正确；D．根据题意化学平衡向右移动，Z的体积分数是增大的，所以D错误。3.室温下，向圆底烧瓶中加入1molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸，溶液中发生反应；C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O，充分反应后达到平衡。已知常压下，C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4℃和78.5℃。下列有关叙述错误的是()A．加入NaOH，可增大乙醇的物质的量B．增大HBr浓度，有利于生成C2H5BrC．若反应物增大至2mol，则两种反应物平衡转化率之比不变D．若起始温度提高至60℃，可缩短反应达到平衡的时间【答案】D【解析】A项，加入NaOH，中和HBr，平衡逆向移动，可增大乙醇的物质的量，A正确；B项，增大HBr浓度，平衡正向移动，有利于生成C2H5Br，B正确；C项，若反应物增大至2mol，实际上就是将反应的浓度都增大至原来的2倍，比例不变(两次实验反应物的比例都是1:1，等于方程式中的系数比)，这里有一个可以直接使用的结论：只要反应物的投料比等于系数比，达平衡时反应物的转化率一定是相等的。所以两种反应物的转化率一定是1:1，C正确；D项，若起始温度提高至60℃，考虑到HBr是挥发性酸，在此温度下会挥发出去，降低HBr的浓度减慢速率，增加了反应时间，D错误。4.一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：下列说法正确的是()A．v1<v2，c2<2c1B．K1>K3，p2>2p3C．v1<v3，α1(SO2)>α3(SO2)D．c2>2c3，α2(SO3)+α3(SO2)<1【答案】CD【解析】对比容器的特点，将容器1和容器2对比，将容器1和容器3对比。容器2中加入4molSO3等效于在相同条件下反应物投入量为4molSO2和2molO2，容器2中起始反应物物质的量为容器1的两倍，容器2相当于在容器1达平衡后增大压强，将容器的体积缩小为原来的一半，增大压强化学反应速率加快，υ2>υ1，增大压强平衡向正反应方向移动，平衡时c2>2c1，p2<2p1，α1(SO2)+α2(SO3)<1，容器1和容器2温度相同，K1=K2；容器3相当于在容器1达到平衡后升高温度，升高温度化学反应速率加快，υ3>υ1，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡时c3<c1，p3>p1，α3(SO2)<α1(SO2)，K3<K1。根据上述分析，A项，υ2>υ1，c2>2c1，A项错误；B项，K3<K1，p2<2p1，p3>p1，则p2<2p3，B项错误；C项，υ3>υ1，α3(SO2)<α1(SO2)，C项正确；D项，c2>2c1，c3<c1，则c2>2c3，α1(SO2)+α2(SO3)<1，α3(SO2)<α1(SO2)，则α2(SO3)+α3(SO2)<1，D项正确；故选CD。5.常压下羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)。230℃时，该反应的平衡常数K=2×10−5。已知：Ni(CO)4的沸点为42.2℃，固体杂质不参与反应。第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4；第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230℃制得高纯镍。下列判断正确的是()A．增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大B．第一阶段，在30℃和50℃两者之间选择反应温度，选50℃C．第二阶段，Ni(CO)4分解率较低D．该反应达到平衡时，v生成[Ni(CO)4]=4v生成(CO)【答案】B【解析】A项，平衡常数只与温度有关，与浓度无关，A错误；B项，50时，Ni(CO)4以气态存在，有利于分离，从而促使平衡正向移动，B正确；C项，230时，Ni(CO)4分解的平衡常数为5×106，可知分解率较高，C错误；D项，平衡时，4v生成[Ni(CO)4]=v生成(CO)，D错误。故选B。6.H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是()A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快B．图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快C．图丙表明，少量Mn2+存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2+对H2O2分解速率的影响大【答案】D【解析】A．由甲图可知，双氧水浓度越大，分解越快，A错误；B．由图乙可知，溶液的碱性越强即pH越大，双氧水分解越快，B错误；C．由图丙可知，有一定浓度Mn2+存在时，并不是碱性越强H2O2分解速率越快，C错误；由图丙可知，碱性溶液中，Mn2+对双氧水分解有影响，图丁说明Mn2+浓度越大，双氧水分解越快，图丙和图丁均能表明碱性溶液中，Mn2+对H2O2分解速率的影响大，D正确。7.温度为T1时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2(g)2NO(g)+O2(g)(正反应吸热)。实验测得：v正=v(NO2)消耗=k正c2(NO2)，v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆c2(NO)·c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是()A．达平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5B．达平衡时，容器Ⅱ中比容器Ⅰ中的大C．达平衡时，容器Ⅲ中NO的体积分数小于50%D．当温度改变为T2时，若k正=k逆，则T2>T1【答案】CD【解析】由容器I中反应2NO22NO+O2起始量(mol/L)0.600变化量(mol/L)0.40.40.2平衡量(mol/L)0.20.40.2可以求出平衡常数K=，平衡时气体的总物质的量为0.8mol，其中NO占0.4mol，所以NO的体积分数为50%，。在平衡状态下，v正=v(NO2)消耗=v逆=v(NO)消耗，所以k正c2(NO2)=k逆c2(NO)•c(O2)，进一步求出。A．显然容器II的起始投料与容器I的平衡量相比，增大了反应物浓度，平衡将向逆反应方向移动，所以容器II在平衡时气体的总物质的量一定小于1mol，故两容器的压强之比一定大于4：5，A错误；B．若容器II在某时刻，，则：由反应2NO22NO+O2起始量(mol/L)0.30.50.2变化量(mol/L)2x2xx平衡量(mol/L)0.3−2x0.5+2x0.2+x因为，，解之得x=，求出此时浓度商Qc=>K，所以容器II达平衡时，一定小于1，B错误；C．若容器III在某时刻，NO的体积分数为50%，则：由反应2NO22NO+O2起始量(mol/L)00.50.35变化量(mol/L)2x2xx平衡量(mol/L)2x0.5−2x0.35−x由0.5−2x=2x+0.35−x，解之得，x=0.05，求出此时浓度商Qc=>，说明此时反应未达平衡，反应继续向逆反应方向进行，NO进一步减少，所以C正确；D．温度为T2时，>0.8，因为正反应是吸热反应，升高温度后化学平衡常数变大，所以T2>T1，D正确。8.K2Cr2O7溶液中存在平衡：Cr2O72-(橙色)+H2O2CrO42-(黄色)+2H+。用K2Cr2O7溶液进行下列实验：结合实验，下列说法不正确的是()A．①中溶液橙色加深，③中溶液变黄B．②中Cr2O72-被C2H5OH还原C．对比②和④可知K2Cr2O7酸性溶液氧化性强D．若向④中加入70%H2SO4溶液至过量，溶液变为橙色【答案】D【解析】A．在平衡体系中加入酸，平衡逆向移动，重铬酸根离子浓度增大，橙色加深，加入碱，平衡正向移动，溶液变黄，A正确；B．②中重铬酸钾氧化乙醇，重铬酸钾被还原，B正确；C．②是酸性条件，④是碱性条件，酸性条件下氧化乙醇，而碱性条件不能，说明酸性条件下氧化性强，B正确；D．若向④溶液中加入70%的硫酸到过量，溶液为酸性，可以氧化乙醇，溶液变绿色，D错误。故选D。9.由反应物X转化为Y和Z的能量变化如图所示。下列说法正确的是()A．由X→Y反应的ΔH=E5−E2B．由X→Z反应的ΔH<0C．降低压强有利于提高Y的产率D．升高温度有利于提高Z的产率【答案】BC【解析】A．根据化学反应的实质，由反应的ΔH=E3−E2，A项错误；B．由图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，即由反应的ΔH<0，B项正确；C．根据化学反应2X(g)≒3Y(g)，该反应是气体分子数增加的可逆反应，降低压强，平衡正向移动，有利于提高Y的产率，C项正确；D．由B分析可知，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，Z的产率降低，D项错误；故选BC。10．【2020•新课标Ⅱ卷】二氧化碳的过量排放可对海洋生物的生存环境造成很大影响，其原理如下图所示。下列叙述错误的是()A．海水酸化能引起HCO3-浓度增大、CO32-浓度减小B．海水酸化能促进CaCO3的溶解，导致珊瑚礁减少C．CO2能引起海水酸化，其原理为HCO3-H++CO32-D．使用太阳能、氢能等新能源可改善珊瑚的生存环境【答案】C【解析】A项，海水酸化，H+浓度增大，平衡H++CO32-HCO3-正向移动，CO32-浓度减小，HCO3-浓度增大，A正确；B项，海水酸化，CO32-浓度减小，导致CaCO3溶解平衡正向移动，促进了CaCO3溶解，导致珊瑚礁减少，B正确；C项，CO2引起海水酸化的原理为：CO2+H2OH2CO3H++HCO3-，HCO3-H++CO32-，导致H+浓度增大，C错误；D项，使用太阳能、氢能等新能源，可以减少化石能源的燃烧，从而减少CO2的排放，减弱海水酸化，从而改善珊瑚礁的生存环境，D正确；故选C。11．【2020•浙江1月选考】在干燥的HCl气流中加热MgCl2·6H2O，能得到无水MgCl2。下列说法不正确的是()A．MgCl2·nH2O(s)=MgCl2·(n－1)H2O(s)＋H2O(g)ΔH＞0B．MgCl2·2H2O(s)=Mg(OH)2(s)＋2HCl(g)，HCl气流可抑制反应进行C．MgCl2·H2O(s)=Mg(OH)Cl(s)＋HCl(g)，升高温度，反应更易发生D．MgCl2·4H2O(s)=MgCl2·2H2O(s)＋2H2O(g)，HCl气流可抑制反应进行【答案】D【解析】A项，MgCl2·nH2O的失水反应是吸热反应，焓变ΔH＞0，故A正确；B项，在HCl气流中，能使MgCl2·2H2O的水解平衡向逆反应方向移动，抑制反应进行，故B正确；C项，MgCl2·H2O的水解反应是吸热反应，升高温度，水解平衡向正反应方向移动，促进反应进行，故C正确；D项，MgCl2·4H2O的失水反应没有氯化氢生成，HCl气流对反应没有影响，故D错误；故选D。12．【2020•浙江1月选考】一定温度下，在2L的恒容密闭容器中发生反应A(g)＋2B(g)3C(g)。反应过程中的部分数据如下表所示：n/molt/minn(A)n(B)n(C)02.02.4050.9101.6151.6下列说法正确的是()A．0~5min用A表示的平均反应速率为B．该反应在10min后才达到平衡C．平衡状态时，D．物质B的平衡转化率为20%【答案】C【解析】A项，v(C)=，同一反应反应中反应速率之比等于计量数之比，3v(A)=v(C)，所以v(A)=，故A错误；B项，15min时，n(B)=1.6mol，消耗了2.4mol-1.6mol=0.8mol，根据方程式可知这段时间内消耗A的物质的量为0.4mol，所以15min时，n(A)=1.6mol，与10min时A的物质的量相同，说明10~15min这段时间内平衡没有移动，但无法确定是10min时达到平衡，还是10min前已经达到平衡，故B错误；C项，根据B选项分析可知平衡时消耗的B为0.8mol，根据方程式可知生成C的物质的量为1.2mol，浓度为，故C正确；D项，物质B的平衡转化率为，故D错误；故选C。13．【2020•浙江7月选考】一定条件下：2NO2(g)N2O4(g)。在测定NO2的相对分子质量时，下列条件中，测定结果误差最小的是()A．温度0℃、压强50kPa B．温度130℃、压强300kPaC．温度25℃、压强100kPa D．温度130℃、压强50kPa【答案】D【解析】测定二氧化氮的相对分子质量，要使测定结果误差最小，应该使混合气体中NO2的含量越多越好，为了实现该目的，应该改变条件使平衡尽可以地逆向移动。该反应是一个反应前后气体分子数减小的放热反应，可以通过减小压强、升高温度使平衡逆向移动，则选项中，温度高的为130℃，压强低的为50kPa，结合二者选D。14．【2020•江苏卷】反应可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法正确的是()A．该反应、B．该反应的平衡常数C．高温下反应每生成1molSi需消耗D．用E表示键能，该反应【答案】B【解析】A项，SiCl4、H2、HCl为气体，且反应前气体系数之和小于反应后气体系数之和，因此该反应为熵增，即△S>0，故A错误；B项，根据化学平衡常数的定义，该反应的平衡常数K=，故B正确；C项，题中说的是高温，不是标准状况下，因此不能直接用22.4L·mol－1计算，故C错误；D项，△H=反应物键能总和－生成物键能总和，即△H=4E(Si－Cl)＋2E(H－H)－4E(H－Cl)－2E(Si－Si)，故D错误；故选B。15．【2020•江苏卷】CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应CH4(g)＋CO2(g)=2H2(g)＋2CO(g)ΔH=247.1kJ·mol-1H2(g)＋CO2(g)=H2O(g)＋CO(g)ΔH=41.2kJ·mol-1在恒压、反应物起始物质的量比n(CH4)：n(CO2)=1：1条件下，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是()

A．升高温度、增大压强均有利于提高CH4的平衡转化率B．曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化C．相同条件下，改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠D．恒压、800K、n(CH4)：n(CO2)=1:1条件下，反应至CH4转化率达到X点的值，改变除温度外的特定条件继续反应，CH4转化率能达到Y点的值【答案】BD【解析】A项，甲烷和二氧化碳反应是吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应即正向移动，甲烷转化率增大，甲烷和二氧化碳反应是体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，甲烷转化率减小，故A错误；B项，根据两个反应得到总反应为CH4(g)＋2CO2(g)==H2(g)＋3CO(g)＋H2O(g)，加入的CH4与CO2物质的量相等，CO2消耗量大于CH4，因此CO2的转化率大于CH4，因此曲线B表示CH4的平衡转化率随温度变化，故B正确；C项，使用高效催化剂，只能提高反应速率，但不能改变平衡转化率，故C错误；D项，800K时甲烷的转化率为X点，可以通过改变二氧化碳的量来提高甲烷的转化率达到Y点的值，故D正确。故选BD。16．【2020•江苏卷】CO2/HCOOH循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。(1)CO2催化加氢。在密闭容器中，向含有催化剂的KHCO3溶液(CO2与KOH溶液反应制得)中通入H2生成HCOO-，其离子方程式为__________；其他条件不变，HCO3-转化为HCOO-的转化率随温度的变化如图-1所示。反应温度在40℃~80℃范围内，HCO3-催化加氢的转化率迅速上升，其主要原因是_____________。(3)HCOOH催化释氢。在催化剂作用下，HCOOH分解生成CO2和H2可能的反应机理如图-3所示。①HCOOD催化释氢反应除生成CO2外，还生成__________(填化学式)。②研究发现：其他条件不变时，以HCOOK溶液代替HCOOH催化释氢的效果更佳，其具体优点是_______________。【答案】(1)HCO3-+H2HCOOˉ+H2O温度升高反应速率增大，温度升高催化剂的活性增强(3)①HD②提高释放氢气的速率，提高释放出氢气的纯度【解析】(1)含有催化剂的KHCO3溶液中通入H2生成HCOOˉ，根据元素守恒和电荷守恒可得离子方程式为：HCO3-+H2HCOOˉ+H2O；反应温度在40℃~80℃范围内时，随温度升高，活化分子增多，反应速率加快，同时温度升高催化剂的活性增强，所以HCO3-的催化加氢速率迅速上升。(3)①根据分析可知HCOOD可以产生HCOOˉ和D+，所以最终产物为CO2和HD(Hˉ与D+结合生成)；②HCOOK是强电解质，更容易产生HCOOˉ和K+，更快的产生KH，KH可以与水反应生成H2和KOH，生成的KOH可以吸收分解产生的CO2，从而使氢气更纯净，所以具体优点是：提高释放氢气的速率，提高释放出氢气的纯度。17．【2020•山东卷】1，3-丁二烯与HBr发生加成反应分两步：第一步H+进攻1，3-丁二烯生成碳正离子()；第二步Br-进攻碳正离子完成1，2-加成或1，4-加成。反应进程中的能量变化如下图所示。已知在0℃和40℃时，1，2-加成产物与1，4-加成产物的比例分别为70:30和15:85。下列说法正确的是()A．1，4-加成产物比1，2-加成产物稳定B．与0℃相比，40℃时1，3-丁二烯的转化率增大C．从0℃升至40℃，1，2-加成正反应速率增大，1，4-加成正反应速率减小D．从0℃升至40℃，1，2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度【答案】AD【解析】A项，能量越低越稳定，根据图像可看出，1，4-加成产物的能量比1，2-加成产物的能量低，即1，4-加成产物的能量比1，2-加成产物稳定，故A正确；B项，该加成反应不管生成1，4-加成产物还是1，2-加成产物，均为放热反应，则升高温度，不利用1，3-丁二烯的转化，即在400C时其转化率会减小，故B错误；C项，从00C升至400C，正化学反应速率均增大，即1，4-加成和1，2-加成反应的正速率均会增大，故C错误；D项，从00C升至400C，对于1，2-加成反应来说，化学平衡向逆向移动，即1，2-加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度，故D正确；故选AD。18．【2020•天津卷】已知[Co(H2O)6]2+呈粉红色，[CoCl4]2-呈蓝色，[ZnCl4]2-为无色。现将CoCl2溶于水，加入浓盐酸后，溶液由粉红色变为蓝色，存在以下平衡：[Co(H2O)6]2++4Cl-[CoCl4]2-+6H2OΔH，用该溶液做实验，溶液的颜色变化如下：以下结论和解释正确的是()A．等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-中σ键数之比为3:2B．由实验①可推知△H<0C．实验②是由于c(H2O)增大，导致平衡逆向移动D．由实验③可知配离子的稳定性：[ZnCl4]2->[CoCl4]2-【答案】D【解析】A项，1个[Co(H2O)6]2+中含有18个σ键，1个[CoCl4]2-中含有4个σ键，等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-所含σ键数之比为18:4=9:2，A错误；B项，实验①将蓝色溶液置于冰水浴中，溶液变为粉红色，说明降低温度平衡逆向移动，则逆反应为放热反应，正反应为吸热反应，∆H>0，B错误；C项，实验②加水稀释，溶液变为粉红色，加水稀释，溶液的体积增大，[Co(H2O)6]2+、[CoCl4]2-、Cl-浓度都减小，[Co(H2O)6]2+、Cl-的化学计量数之和大于[CoCl4]2-的化学计量数，则瞬时浓度商>化学平衡常数，平衡逆向移动，C错误；D项，实验③加入少量ZnCl2固体，溶液变为粉红色，说明Zn2+与Cl-结合成更稳定的[ZnCl4]2-，导致溶液中c(Cl-)减小，平衡逆向移动，则由此说明稳定性：[ZnCl4]2->[CoCl4]2-，D正确；故选D。19.一定温度下，反应I2(g)+H2(g)⇌2Hl(g)在密闭容器中达到平衡时，测得c(I2)=0.11mmol•L-1，c(HI)=0.78mmol•L-1。相同度温下，按下列4组初始浓度进行实验，反应逆向进行的是(注：1mmol•L-1=10-3mol•L-1)()ABCDc(I2)/mmol•L-11.000.220.440.11c(H2)/mmol•L-11.000.220.440.44c(HI)/mmol•L-11.001.564.001.56【答案】C【解析】题目中缺少c(H2)，则无法计算K，则不能通过Qc与K的关系判断平衡的移动方向，但可比较4个选项中Qc的大小关系，Qc越大，则可能逆向移动。Qc(A)=1.002(mol/L)21.00mol/L×1.00mol/L=1，Qc(B)=1.562(mol/L)20.22mol/L×0.22mol/L=50.28，Qc(C)=20.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)。下列说法正确的是()A．反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的ΔH>0B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率D．380℃下，c起始(O2)=5.0×10−4mol·L−1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K>2000【答案】BD【解析】A．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，分析温度较高时，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方向移动，根据勒夏特列原理分析该反应为放热反应，∆H<0，故A错误；B．根据上述分析，X点时，反应还未到达平衡状态，平衡正向移动，所以延长反应时间能提高NO的转化率，故B正确；C．Y点，反应已经达到平衡状态，此时增加O2的浓度，使得正反应速率大于逆反应速率，平衡向正方向移动，可以提高NO的转化率，故C错误；D．设NO起始浓度为a，NO的转化率为50%，则平衡时NO、O2和NO2的浓度分别为0.5amol/L、(5×10-4-0.25a)mol/L、0.5amol/L，根据平衡常数表达式K=>=2000，故D正确；选BD。21.下列说法正确的是()A．H(g)＋I2(g)2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变B．C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达平衡C．若压强不再随时间变化能说明反应2A(?)＋B(g)⇌2C(?)已达平衡，则A项，C不能同时是气体D．1molN2和3molH2反应达到平衡时H2转化率为10%，放出的热量为Q1；在相同温度和压强下，当2molNH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收的热量为Q2，Q2不等于Q1【答案】B【解析】A．该可逆反应的反应前后气体计量数不发生变化，当缩小反应容器体积，相当于加压，正逆反应速率同等程度增加，A项错误；B．在建立平衡前，碳的质量不断改变，达到平衡时，质量不变，因而碳的质量不再改变说明反应已达平衡，B项正确；C．若压强不再改变说明反应达到平衡，表明反应前后气体的计量数不等，故A项，C不可能均为气体，C项错误；D．易知N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH，合成氨气实际参与反应n(H2)=3×10％=0.3mol，因而Q1=0.3/3×|ΔH|=0.1|ΔH|，分解氨气时实际消耗的n(NH3)=2×10％=0.2mol，Q2=0.2/2×|ΔH|=0.1|ΔH|，则Q1=Q2，D项错误。故选B。22.水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：(1)Shibata曾做过下列实验：①使纯H2缓慢地通过处于721℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴(Co)，平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250。②在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_________H2(填“大于”或“小于”)。(2)721℃时，在密闭容器中将等物质量的CO(g)和H2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H2的物质的量分数为_________(填标号)。A．＜0.25B．0.25C．0.25~0.50D．0.50E．＞0.50(4)Shoichi研究了467℃、489℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如下图所示)，催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的PH2O和PCO相等、PCO2和PH2相等。计算曲线a的反应在30~90min内的平均速率(a)=___________kPa·min−1。467℃时PH2和PCO随时间变化关系的曲线分别是___________、___________。489℃时PH2和PCO随时间变化关系的曲线分别是___________、___________。【答案】(1)大于(2)C(4)0.0047bcad【解析】(1)H2还原氧化钴的方程式为：H2(g)＋CoO(s)=Co(s)＋H2O(g)；CO还原氧化钴的方程式为：CO(g)＋CoO(s)=Co(s)＋CO2(g)，平衡时H2还原体系中H2的物质的量分数()高于CO还原体系中CO的物质的量分数()，故还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO大于H2；(2)721℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合，可设其物质的量为1mol，则CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始(mol)1100转化(mol)xxxx平衡(mol)1-x1-xxx则平衡时体系中H2的物质的量分数=，因该反应为可逆反应，故x<1，可假设二者的还原倾向相等，则x=0.5，由(1)可知CO的还原倾向大于H2，所以CO更易转化为H2，故x>0.5，由此可判断最终平衡时体系中H2的物质的量分数介于0.25~0.50，故答案为C；(4)由图可知，30~90min内a曲线对应物质的分压变化量Δp=(4.08-3.80)kPa=0.28kPa，故曲线a的反应在30~90min内的平均速率(a)==0.0047kPa·min−1；由(2)中分析得出H2的物质的量分数介于0.25~0.5，CO的物质的量分数介于0~0.25，即H2的分压始终高于CO的分压，据此可将图分成两部分：由此可知，A项，b表示的是H2的分压，C项，d表示的是CO的分压，该反应为放热反应，故升高温度，平衡逆向移动，CO分压增加，H2分压降低，故467℃时PH2和PCO随时间变化关系的曲线分别是B项，c；489℃时PH2和PCO随时间变化关系的曲线分别是A项，d。23.环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：(2)某温度下，等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应③，起始总压为105Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为_________，该反应的平衡常数Kp=_________Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有__________(填标号)。A．通入惰性气体B．提高温度C．增加环戊烯浓度D．增加碘浓度(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是__________(填标号)。A．T1＞T2B．a点的反应速率小于c点的反应速率C．a点的正反应速率大于b点的逆反应速率D．b点时二聚体的浓度为0.45mol·L−1【答案】(2)40％3.56×104BD(3)CD【解析】(2)假设反应前碘单质与环戊烯均为nmol，平衡时环戊烯反应了xmol，根据题意可知：(g)+I2(g)=(g)+2HI(g)增加的物质的量1mol1mol1mol2mol1molxmol2n×20%得x=0.4nmol，转化率为0.4n/n×100%=40%；(g)+I2(g)=(g)+2HI(g)P(初)0.5×1050.5×10500ΔP0.5×105×40%0.5×105×40%0.5×105×40%1×105×40%P(平)0.3×1050.3×1050.2×1050.4×105Kp==3.56×104；A项，T、V一定，通入惰性气体，由于对反应物和生成物浓度无影响，速率不变，平衡不移动，故A错误；B项，升高温度，平衡向吸热方向移动，环戊烯转化率升高，故B正确；C项，增加环戊烯的浓度平衡正向移动，但环戊烯转化率降低；D项，增加I2的浓度，平衡正向移动，环戊烯转化率升高，故D正确；(3)A项，温度越高，反应速率越快，其浓度下降的也越快。因此T1<T2，故A错误；B项，a点比b点温度低，但是浓度大。此选项讨论的是瞬时反应速率，其表现是曲线上某时刻点，对应的曲线切线的斜率大小。从图中的两条切线不难看出，a处斜率较c要更负一些。也就是a处的反应速率更大，故B错误；C项，a点、b点温度相同，反应一直在正向进行，故v(正)>v(逆)，a点反应物浓度大于b点，故a点正反应速率大于b点，因此v(正a)>v(逆b)，故C正确；D项，．b点时环戊二烯浓度由1.5mol/L减小到0.6mol/L，减少了0.9mol/L，因此生成二聚体0.45mol/L，故D正确；故选CD24.近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：(1)Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：可知反应平衡常数K(300℃)____________K(400℃)(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)=1∶1的数据计算K(400℃)=____________(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低、过高的不利影响分别是____________。【答案】(1)大于O2和Cl2分离能耗较高、HCl转化率较低【解析】(1)根据反应方程式知，HCl平衡转化率越大，平衡常数K越大，结合图像知K(300℃)>K(400℃)；由图像知，400℃时，HCl平衡转化率为84%，用三段式法对数据进行处理得：起始(浓度)c0c000变化(浓度)0.84c00.21c00.42c00.42c0平衡(浓度)(1-0.84)c0(1-0.21)c00.42c00.42c0则K=；根据题干信息知，进料浓度比过低，氧气大量剩余，导致分离产物氯气和氧气的能耗较高；进料浓度比过高，HCl不能充分反应，导致HCl转化率较低；25.氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。(1)甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。①反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4∶1，甲烷和水蒸气反应的方程式是______________。③反应物投料比采用n(H2O)∶n(CH4)=4∶1，大于初始反应的化学计量数之比，目的是________________(选填字母序号)。A．促进CH4转化B．促进CO转化为CO2C．减少积炭生成④用CaO可以去除CO2。H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如下图所示。从t1时开始，H2体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率_______(填“升高”“降低”或“不变”)。此时CaO消耗率约为35%，但已失效，结合化学方程式解释原因：____________________________。【答案】(1)①CH4+2H2O=4H2+CO2③abc④降低H2体积分数在t1之后较少，结合CaO+H2O=Ca(OH)2可知水蒸气浓度较小，反应器内反应逆向反应，氧化钙很难和CO2反应，因而失效【解析】(1)①由于生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4：1，反应物是甲烷和水蒸气，因而反应方程式为CH4+2H2O=4H2+CO2；③初始反应n(H2O):n(CH4)=2：1，说明加入的水蒸气过量，又反应器中反应都存在一定可逆性，根据反应ⅰ知水蒸气浓度越大，甲烷的转化率越高，a正确；根据反应ⅱ知水蒸气浓度越大，CO的转化率越高，b正确；ⅰ和ⅱ产生氢气，使得氢气浓度变大，抑制反应ⅲ，积炭生成量减少，c正确；④t1时CaO消耗率曲线斜率减小，因而单位时间内CaO的消耗率降低，H2体积分数在t1之后较少，结合CaO+H2O=Ca(OH)2可知水蒸气浓度较小，反应器内反应逆向反应，氧化钙很难和CO2反应，因而失效。