高考二轮复习化学课件（新高考新教材）专题7化学反应速率与化学平衡专题突破练

专题七化学反应速率与化学平衡A组基础巩固练1.(2023·北京西城区一模)探究影响H2O2分解速率的因素,实验方案如图所示。下列说法不正确的是(

)A.对比①②,可探究FeCl3溶液对H2O2分解速率的影响B.对比②③④,可探究温度对H2O2分解速率的影响C.若用MnO2固体代替FeCl3溶液,反应速率不变D.H2O2易溶于水,主要是由于H2O2与H2O分子之间能形成氢键C解析

MnO2和Fe3+都能催化H2O2的分解反应,但不同催化剂的催化效果不同,故反应速率不同,C错误。2.(2023·福建省名校联盟联考)研究CH3I与自由基Cl原子(用Cl*表示)的反应有助于保护臭氧层。已知:Cl*+CH3I反应有4条反应路径(TS表示过渡态,IM表示中间物)如图所示。基元反应指反应中一步直接转化为产物,下列说法错误的是(

)A.路径①的ΔH>0B.路径②是基元反应C.路径③的速率最快D.路径④的逆反应的活化能最大B解析

路径②所示反应中有中间产物生成,没有一步直接转化为产物,不是基元反应,B错误。3.(2023·安徽淮北一模)一定温度下,在密闭容器中发生反应:BaSO4(s)+4H2(g)BaS(s)+4H2O(g)

ΔH>0。下列说法正确的是(

)A.在恒容条件下,向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动B.在恒压条件下,向平衡体系中加入H2,BaSO4的转化率不变C.混合气体的物质的量不再发生变化可说明反应达到平衡D.该反应在任何温度下都能自发进行A解析

在恒容条件下,向平衡体系中充入惰性气体,反应体系中各物质的浓度不变,平衡不移动,A正确;在恒压条件下,向平衡体系中加入H2,平衡正向移动,BaSO4的转化率变大,B错误;该反应是反应前后气体总体积不变的反应,故混合气体的物质的量不变不能说明反应达到平衡,C错误;该反应的ΔH>0、ΔS=0,由于反应吸热,并非在任何温度下都能自发进行,D错误。4.(2023·辽宁葫芦岛一模)活性炭基材料烟气脱硝技术备受当前研究者关注,其反应原理为C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)

ΔH>0。下列说法不正确的是(

)A.增大压强,平衡向脱硝方向移动B.上述脱硝反应平衡常数C.若恒容体系内密度恒定不变,反应达到了平衡D.每处理标准状况下2.24LNO,转移电子0.2molA解析

该反应反应前后气体体积不变,改变压强,不影响平衡状态,A错误。

5.(2023·辽宁鞍山一模)T0时,向容积为5L的恒容密闭容器中充入一定量的A(g)和B(g),发生反应:2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)

ΔH<0。测得反应过程中的部分数据如表所示,下列说法错误的是(

)t/minn(A)/moln(B)/mol04.02.052.01.0102.01.0A.其他条件不变,温度变为T1时,平衡时测得C的浓度为0.8mol·L-1,则T1>T0B.8min时,该反应的v(正)=v(逆)C.5min时,该反应达到平衡状态,且A、B的转化率相等D.平衡时,C的体积分数约为42.9%A解析

升高温度,平衡逆向移动,根据图表数据,T0时达到平衡,消耗1

mol

B,则生成3

mol

C,C的浓度为0.6

mol·L-1,其他条件不变,温度变为T1时,平衡时测得C的浓度为0.8

mol·L-1,说明平衡正向移动,则T1<T0,A错误;5

min后气体物质的量不再改变,说明5

min后反应达到平衡状态,则8

min时,该反应的v(正)=v(逆),投料比等于化学计量数比,故A、B的转化率相等,B、C正确;列出“三段式”:

2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)初始/mol

4

2

0

0转化/mol

2

1

3

1平衡/mol

2

1

3

1则平衡时,C的体积分数约为

×100%≈42.9%,D正确。6.(2023·吉林通化模拟)在10L密闭容器中,A、B、C三种气态物质构成了可逆反应的体系;当在某一温度时,A、B、C物质的量与时间的关系如图甲,经过相同时间C的百分含量与温度的关系如图乙。下列分析正确的是(

)A.该反应的化学方程式为2A(g)+B(g)2C(g)B.0~4min内,B的平均反应速率为0.05mol·L-1·min-1C.由T1向T2变化时,正反应速率大于逆反应速率D.该反应正反应是吸热反应C解析

由题图可知,该反应是可逆反应,A、B、C的物质的量变化量之比=(2.4-1.6)∶(1.6-1.2)∶(0.4-0)=2∶1∶1,故该反应的化学方程式为2A(g)+B(g)C(g),A错误;0~4

min时,A减少(2.4-2.0)

mol,则有v(B)==0.005

mol·L-1·min-1,B错误;由T1向T2变化时,C的百分含量增大,平衡正向进行,故正反应速率大于逆反应速率,C正确;T3时反应达到平衡,T3之后,升高温度,平衡逆向移动,逆反应是吸热反应,则正反应是放热反应,D错误。7.(2023·安徽省鼎尖名校联考)CO2的有效利用对发展碳循环经济产生了巨大的影响。其中利用CO2和H2,在一定条件下合成乙醇的反应为2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)

ΔH。向2L刚性不可变容器中充入1molCO2和3molH2,单位时间内测得CO2的转化率随温度变化关系如图所示。下列说法正确的是(

)A.上述反应的ΔH>0B.混合气体的密度保持不变时,说明该反应达平衡状态C.c点平衡后,向容器中再充入等量原反应气体,达新平衡时,CO2的转化率增大D.反应从开始到a点需时5min,5min内用H2表示的反应速率为0.3mol·L-1·min-1C解析

根据题图知,b点之前,单位时间内,随着温度的升高,速率加快,所以二氧化碳的转化率增大,但b点之后,温度升高,不利于平衡正向移动,导致二氧化碳的平衡转化率降低,则该反应为放热反应,ΔH<0,A错误;2

L刚性不可变容器中发生反应,气体的总质量不变,容器的容积不变,气体的密度始终不变,不能判断是否达到平衡状态,B错误;c点平衡后,向容器中再充入等量原反应气体,等效于增大压强,则会使平衡正向移动,达新平衡时,CO2的转化率增大,C正确;a点时CO2的转化率为50%,则转化的CO2为0.5

mol,转化的H2为0.5

mol×3=1.5

mol,则有v(H2)=0.15

mol·L-1·min-1,D错误。8.(2023·河南省豫南地区联考)三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料,在催化剂作用下可发生反应:2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),在50℃和70℃时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。下列叙述不正确的是(

)A.该反应为吸热反应B.反应速率大小:v(a)>v(b)C.70℃时,平衡常数K≈0.02D.增大压强,可以提高SiHCl3的平衡转化率,缩短达平衡的时间D解析

升高温度,SiHCl3的平衡转化率增大,则该反应为吸热反应,A正确;a、b两点的浓度相同,a点的温度大于b点,则反应速率大小:v(a)>v(b),B正确;70

℃时,达到平衡SiHCl3的平衡转化率为22%,设起始c(SiHCl3)=1

mol·L-1,利用“三段式”计算:

2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)起始浓度/(mol·L-1)

1

0

0转化浓度/(mol·L-1)

0.22

0.11

0.11平衡浓度/(mol·L-1)

0.78

0.11

0.11则平衡常数

,C正确;增大压强,平衡不移动,不能提高SiHCl3的平衡转化率,D错误。9.(2023·广东广州一模)向密闭容器中充入S2Cl2、Cl2和SCl2,发生反应S2Cl2(g)+Cl2(g)2SCl2(g),S2Cl2与SCl2的初始消耗速率(v)与温度(T)的关系如图所示(图中A、B点处于平衡状态),下列说法不正确的是(

)A.a为v(SCl2)随温度的变化曲线B.该反应的ΔH<0C.200℃下反应一段时间,S2Cl2的物质的量增多D.反应达到平衡后向体系中充入氮气,平衡不移动C解析

化学反应速率与反应的系数成正比,由化学方程式可知,平衡时S2Cl2与SCl2的反应速率为1∶2,结合图像可知,图中A、B点处于平衡状态,则正逆反应速率相等,a为v(SCl2)随温度的变化曲线,A正确;随着温度升高,SCl2的消耗速率更大,反应逆向进行,则正反应为放热反应,ΔH<0,B正确;题图中A、B点处于平衡状态,200

℃下反应没有达到平衡,此时逆反应速率小于正反应速率,反应正向进行,故反应一段时间,S2Cl2的物质的量减小,C错误;反应达到平衡后向体系中充入氮气,不影响反应中各物质的浓度,平衡不移动,D正确。10.(2023·河北省名校联盟联考)T

℃时,将2.0molA(g)和2.0molB(g)充入容积为1L的密闭容器中,在一定条件下发生反应:A(g)+B(g)2C(g)+D(s)

ΔH<0;t时刻反应达到平衡时,C(g)为2.0mol。下列说法正确的是(

)A.t时刻反应达到平衡时,A(g)的体积分数为20%B.T

℃时,该反应的化学平衡常数为K=8.0C.t时刻反应达到平衡后,缩小容器的容积,平衡逆向移动D.T

℃时,若将A(g)、B(g)各1.0mol充入同样容器,平衡后,A的转化率α(A)为50%DA.m点:v(正)>v(逆)B.活化能:过程Ⅱ>过程ⅠC.n点时该反应的平衡常数K=50D.过程Ⅰ,t2时刻改变的反应条件可能是升高温度C解析

m点CO2的转化率不是最大,反应向正反应方向进行,则有v(正)>v(逆),A正确;过程Ⅰ先达到平衡状态,说明反应速率快,因此活化能:过程Ⅱ>过程Ⅰ,B正确;n点时CO2的转化率为80%,列出“三段式”:

CO2(g)+3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g)则该反应的平衡常数

,C错误;过程Ⅰ,t2时刻转化率降低,说明反应向逆反应方向进行,由于正反应放热,改变的反应条件可能是升高温度,D正确。12.(2023·湖北襄阳一模)在160℃、200℃条件下,分别向两个容积为2L的刚性容器中充入2molCO和2molN2O,发生反应:CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g)

ΔH<0。实验测得两容器中CO或N2的物质的量随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(

)A.当容器中混合气体的密度不随时间变化时,该反应达到平衡状态B.ac段N2的平均反应速率为0.10mol·L-1·min-1C.逆反应速率:c>b>dD.160℃时,该反应的平衡常数Kp=9D解析

该反应前后气体的物质的量不变,恒温恒容时,容器的压强保持不变,故当容器中混合气体的密度不随时间变化时,不能说明该反应达到平衡状态,A错误;ac段N2的平均反应速率为=0.05

mol·L-1·min-1,B错误;随着反应的进行,N2的物质的量增大,CO的物质的量减小,故ac曲线表示N2的物质的量随时间的变化,bd曲线表示CO的物质的量随时间的变化,由图中可知ac先达到平衡,说明ac对应的温度更高,故逆反应速率c>d,由d点生成物浓度高于b点,故逆反应速率d>b,因此逆反应速率:c>d>b,C错误;bd曲线对应温度为160

℃,由题图中数据可知160

℃时,d点达到平衡,平衡时CO的物质的量为0.5

mol,列出“三段式”分析:

CO(g)+N2O(g) CO2(g)+N2(g)起始量/mol

2

2

0

0转化量/mol

1.5

1.5

1.5

1.5平衡量/mol

0.5

0.5

1.5

1.513.(2023·福建师大附中一模)工业上,裂解正丁烷可以获得乙烯、丙烯等化工原料。反应1:C4H10(g,正丁烷)CH4(g)+C3H6(g)

ΔH1反应2:C4H10(g,正丁烷)C2H6(g)+C2H4(g)

ΔH2已知几种共价键的键能如下表:共价键C—HC=CC—C键能/(kJ·mol-1)413614347(1)根据上述数据估算,ΔH1=

kJ·mol-1。

+80(2)正丁烷和异丁烷之间转化的能量变化如图所示。

图1①正丁烷气体转化成异丁烷气体的热化学方程式为

。

②下列有关催化剂的叙述错误的是

(填字母)。

A.能改变反应途径B.能降低反应焓变C.能加快反应速率D.能增大平衡常数C4H10(g,正丁烷)C4H10(g,异丁烷)

ΔH=-7kJ·mol-1

BD(3)向密闭容器中投入一定量的正丁烷,发生反应1和反应2,测得正丁烷的平衡转化率(α)与压强(p)、温度(T)的关系如图所示。图2①p1、p2、p3由小到大的顺序为

。

②随着温度升高,三种不同压强下正丁烷的平衡转化率趋向相等,原因是______________________

。

p1<p2<p3

随着温度升高,压强对平衡的影响逐渐减小,平衡转化率主要由温度决定(4)在一定温度下,向恒容密闭容器中投入正丁烷,同时发生反应1和反应2,测得部分物质的浓度与时间的关系如图,平衡时压强为17akPa。图3①7min时改变的条件可能是

(填字母)。

A.增大压强B.增大正丁烷的浓度C.加入催化剂②该温度下,反应1的平衡常数Kp=

kPa。(提示:组分分压=总压×体积分数)

B3a解析

(1)根据键能计算反应热,ΔH1=(347×2-614)

kJ·mol-1=+80

kJ·mol-1。(2)②催化剂参与化学反应,改变了反应途径,A正确;反应热与产物、反应物的相对能量有关,催化剂同等程度降低正、逆反应活化能,不改变反应热,B错误;催化剂能够加快反应速率,C正确;催化剂同倍数改变正、逆反应速率,平衡不移动,平衡常数不变,D错误。(3)①正反应是气体分子数增大的反应,减小压强,平衡向正反应方向移动,正丁烷的平衡转化率增大,则p1<p2<p3。②压强与温度对正丁烷的平衡转化率都有影响,且结果相反,随着温度升高,平衡转化率最终相同,说明压强对平衡的影响逐渐减小,平衡转化率主要由温度决定。(4)①增大压强,即缩小容器容积,瞬时CH4浓度增大,随后CH4浓度减小,A错误;增大正丁烷的浓度,平衡向正反应方向移动,CH4浓度增大,B正确;加入催化剂,平衡不移动,甲烷的浓度不变,C错误。②根据题图3,同时发生反应1和反应2,平衡时生成了0.3

mol·L-1的CH4,消耗了0.7

mol·L-1的C4H10,说明反应2生成了0.4

mol·L-1的C2H6,平衡体系中各组分的浓度分别是c(CH4)=c(C3H6)=0.3

mol·L-1,c(C2H6)=c(C2H4)=0.4

mol·L-1,B组能力提升练A解析

该反应的反应热ΔH<0,要使反应自发进行,要满足ΔH-TΔS<0,则该反应的ΔS>0,A正确;升高温度,使反应物活化分子数增多,能提高反应速率,但由于该反应是放热反应,升高温度,化学平衡会向逆反应方向移动,导致CO平衡转化率降低,B错误;增加炼铁炉高度,延长CO和铁矿石接触时间,不改变其他外界条件,化学平衡不移动,故不能改变平衡时混合气体中CO的体积分数,C错误;制备生铁中若含少量FexC,Fe、FexC及酸溶液构成原电池,使Fe与酸反应放出氢气的速率比纯铁快,D错误。2.(2023·河南省名校联盟联考)常温常压下,在3种不同碳负载的铜微粒(a、b和c)上,选择性电催化乙炔加氢制乙烯(H+电还原为H2的反应可同时发生),相对能量变化如图,下列说法错误的是(

)A.析氢反应是电催化乙炔加氢制乙烯的竞争反应B.析氢反应的能力:a>c>bC.吸附C2H2的能力:a<b<cD.ⅰ生成ⅱ是乙炔加氢制乙烯反应历程中的决速步骤答案

B

解析

选择性电催化乙炔加氢制乙烯和H+电还原为H2的反应可同时发生,均为得到电子被还原的过程,故析氢反应是电催化乙炔加氢制乙烯的竞争反应,A正确;a对应的活化能最大,b对应的活化能最小,活化能越大反应越难进行,即析氢反应的能力:a<c<b,B错误;吸附C2H2过程中放出的热量a最少,c最多,相同物质进行不同过程放出的热量越多说明该过程越容易进行,即说明吸附C2H2的能力:a<b<c,C正确;各种催化剂进行反应时ⅰ生成ⅱ的活化能均最大,活化能越大反应速率越慢,是整个反应的决速步骤,则ⅰ生成ⅱ是乙炔加氢制乙烯反应历程中的决速步骤,D正确。3.(2023·山东烟台诊断)某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g)2C(g),达到平衡后,在不同的时间段内反应物的浓度随时间的变化如甲图所示,正、逆反应速率随时间的变化如乙图所示。下列说法错误的是(

)A.前20minB的平均反应速率为0.05mol·L-1·min-1B.30~40min间该反应使用了催化剂C.化学方程式中的x=1,正反应为放热反应D.30min、40min时分别改变的条件是减小压强、升高温度答案

B

解析

前20

min

B的平均反应速率为=0.05

mol·L-1·min-1,A正确;30

min时,C和A、B的浓度都下降,而催化剂只会改变反应速率,不会瞬间改变反应物的浓度,B错误;A、B的浓度变化相同,故A、B的化学计量数相同,则x=1,40

min时正逆反应速率都增大,则改变的条件为升高温度,而条件改变后C浓度减小,A、B浓度增大,说明平衡发生了逆向移动,则正反应为放热反应,C正确;30

min时,C和A、B的浓度都下降了,反应速率也减小,但是平衡不移动,经分析x=1,该反应前后气体分子数目不变,则改变的条件为减小压强,D正确。4.(2023·天津十二区重点校联考)某温度下,在2L的密闭容器中,加入1molX(g)和2molY(g)发生反应:X(g)+mY(g)3Z(g),平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1molZ(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是(

)A.m=2B.两次平衡的平衡常数相同C.X与Y的平衡转化率之比为1∶1D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4mol·L-1D解析

向平衡体系中加入1

mol

Z(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变,说明两种平衡相同,该反应前后气体的总体积不变,则有m+1=3,m=2,A正确;平衡常数只与温度有关,两次平衡温度不变,故两次平衡的平衡常数相同,B正确;起始量X与Y之比为1∶2,等于其化学计量数之比,故X与Y的平衡转化率之比为1∶1,C正确;该反应为反应前后气体总量不变的反应,故第二次平衡时Z的物质的量为4

mol×10%=0.4

mol,c(Z)==0.2

mol·L-1,D错误。5.(2023·北京东城区一模)某温度下,H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K=4。该温度下,在甲、乙、丙、丁4个相同的恒容密闭容器中进行该反应,起始浓度如下表所示。编号甲乙丙丁c(H2)/(mol·L-1)0.010.020.010.02c(I2)/(mol·L-1)0.010.010.010.01c(HI)/(mol·L-1)000.020.02下列判断不正确的是(

)A.化学反应速率:乙>甲 B.平衡时,甲中I2的转化率为50%C.平衡时,丙中c(I2)=0.01mol·L-1 D.平衡时,乙和丁中

相等D解析

据题表中数据可知,其他条件相同,乙中c(H2)为甲中的2倍,乙中反应速率较大,A正确;设甲中I2的转化率为x,根据“三段式”有:

H2(g)

+

I2(g)

2HI(g)起始/(mol·L-1)

0.01

0.01

0变化/(mol·L-1)

0.01x

0.01x

0.02x平衡/(mol·L-1)

0.01(1-x)

0.01(1-x)

0.02x6.(2023·辽宁葫芦岛协作校联考)某温度下,在1L恒容密闭容器中投入10molN2O5发生反应N2O5(g)N2O(g)+2O2(g),有关数据如下表所示。下列说法正确的是(

)时间/s0~1010~2020~3030~40产物O2的平均生成速率/(mol·L-1·s-1)0.200.160.100.00A.O2的平均生成速率越来越小是因为容器的压强越来越小B.15s若向体系中充入N2O,平衡一定逆向移动C.20s时N2O5的转化率为8%D.35s时,向体系中又充入N2O5,再次平衡时,其体积分数将增大D解析

O2的平均生成速率越来越小,主要是N2O5的浓度减小,A错误;15

s时,该体系还没有达到平衡状态,如果N2O的量很少,在一定温度下,若Q<K,平衡依然正向移动,B错误;在0~10

s时O2的生成量为2

mol,在10~20

s时生成O2为1.6

mol,即20

s时,生成3.6

mol氧气,同时有1.8

mol

N2O5发生转化,故转化率为18%,C错误;35

s时,向体系中又充入N2O5,则反应达到新的平衡时N2O5的体积分数必将增大,D正确。7.(2023·湖北省部分重点校联考)恒温密闭容器发生可逆反应:Z(?)+W(?)X(g)+Y(?)

ΔH,在t1时刻反应达到平衡,在t2时刻缩小容器体积,t3时刻再次达到平衡状态后不再改变条件。下列有关说法中,正确的是(

)A.该条件下,Z和W中的一种可能为气态B.t1~t2时间段与t3时刻后,两时间段反应体系中气体的平均摩尔质量不相等C.若在该温度下该反应的平衡常数表达式为K=c(X),则t1~t2时间段与t3时刻后的X浓度不相等D.若该反应ΔH>0,则该反应的平衡常数K随温度升高而增大D解析

根据题图可知,正反应速率不随反应时间和压强的改变而改变,故Z和W都不是气体,A错误;结合题图可知,X是气体,Y可能不是气体,也可能是气体,若Y不是气体,产物只有X,反应过程中气体的摩尔质量始终不变,若Y是气体,由于生成的X和Y是按照比例生成的,气体平均摩尔质量不会改变,所以两时间段反应体系中气体的平均摩尔质量一定相等,B错误;由于化学平衡常数只与温度有关,该温度下平衡常数的表达式K=c(X)是定值,则t1~t2时间段与t3时刻后的c(X)相等,C错误;该反应ΔH>0则该反应是吸热反应,升高温度平衡正向移动,平衡常数增大,D正确。8.(2023·广东东莞一模)恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量X,发生反应:①X(g)Y(g);②Y(g)Z(g)。已知v=kc(反应物),k为速率常数,如图表明三种物质浓度随时间的变化以及k受温度的影响。下列说法不正确的是(

)A.反应过程体系的压强始终不变B.c(Y)随时间先增大后减小C.随c(X)的减小,反应①、②的速率均逐渐降低D.温度对反应②的k影响更大C解析

由题图1中信息可知,浓度随时间变化逐渐减小的曲线为X,浓度随时间变化逐渐增大的曲线为Z,浓度随时间变化先增大后减小的曲线为Y。由题图2中信息可知,反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②。两反应中,反应物和生成物都只有一种,且化学计量数都为1,故反应过程中气体的物质的量始终不变,压强始终不变,A正确;c(Y)随时间先增大后减小,B正确;随c(X)的减小,c(Y)先增大后减小,c(Z)不断增大,则反应①的速率逐渐降低,但反应②的速率先升高后降低,C错误;随着温度的升高,反应②的速率常数增大的幅度更大,故温度对反应②的k影响更大,D正确。9.(2023·湖南郴州一模)T0时,在2L的密闭容器中发生反应:X(g)+Y(g)Z(g)(未配平),各物质的物质的量随时间变化的关系如图a所示。其他条件相同,温度分别为T1、T2时发生反应,X的物质的量随时间变化的关系如图b所示。下列叙述中正确的是(

)A.该反应的正反应是吸热反应B.T0时,从反应开始到平衡时:v(X)=0.083mol·L-1·min-1C.图a中反应达到平衡时,Y的转化率为37.5%D.T1时,若该反应的平衡常数K的值为50,则T1<T0D10.(2023·北京延庆区一模)在一定温度下,将1molCO2和3molH2充入容积为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1molB.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%C解析

根据质量守恒定律可知,1

mol

CO2参与反应,平衡时混合气体中C原子的物质的量仍为1

mol,A正确;该反应的ΔH<0,则该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量,B正确;设CO2的转化浓度为x

mol·L-1,利用“三段式”计算:

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)11.(2023·河南洛阳六校联考)氢气是一种清洁能源,工业上用水煤气两步法制氢气,第①、②步的反应原理及反应的lgKp-T关系如图所示。下列有关说法正确的是(

)A.反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)

ΔH1<0B.NiFe2O4能降低反应的活化能,提高平衡转化率C.某温度下,将CO和H2O(g)各1mol通入容积为1L的密闭容器中反应,达到平衡状态,若该反应的平衡常数是9,则CO的转化率为75%D.1300℃时,反应C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g)的平衡常数Kp=8答案

C

解析

对于反应①,升高温度,lg

Kp增大,说明升高温度,该反应正向移动,则该反应是吸热反应,ΔH1>0,A错误;NiFe2O4是反应的催化剂,催化剂能降低反应的活化能,但不能改变转化率,B错误;设CO的转化量为x

mol,根据已知条件列出“三段式”:

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)起始/mol

1

1

0

0 转化/mol

x

x

x

x平衡/mol

1-x

1-x

x

x12.(2023·湖南省名校联合体联考)一定条件下,分别向容积为1L的密闭容器中充入气体,发生反应:X(g)+Y(g)Z(g),测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(

)实验充入气体量反应过程条件①2molX+1molY恒温②1molZ恒温③1molZ绝热A.曲线Ⅰ对应实验②

B.正反应为吸热反应C.气体的总物质的量:n(c)<n(d) D.b点平衡常数比c点平衡常数小D解析

恒温恒容条件下,气体的压强之比等于其物质的量之比,故起始时实验②与③的压强相等,实验①的压强是实验②、③的3倍,则曲线Ⅰ对应实验①,且m=3p,A错误;若实验②与③的温度相等,最终会达到相同的平衡状态,气体压强应相同,实际上曲线Ⅱ的压强大于曲线Ⅲ,说明Ⅱ对应反应气体的总物质的量大,绝热体系不利于Z的分解反应,故该反应正反应是放热反应,B错误;c、d两点的压强相同,体积相同,由于反应吸热,体系③温度低,c点的温度比d点低,则c点的气体物质的量更多,故气体的总物质的量:n(c)>n(d),C错误;该反应是放热反应,温度越低,平衡常数越大,故b点平衡常数小于c点,D正确。13.(2023·山西忻州一模)为了实现碳达峰和碳中和目标,二氧化碳的高效利用成为研究的热点。某研究小组采用双合金团簇催化甲烷干法重整法(DRM)取得了良好的效果。已知:CH4、H2、CO的燃烧热分别为-890.3kJ·mol-1、-285.8kJ·mol-1和-283kJ·mol-1。(1)甲烷干法重整法(DRM)反应为CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)

ΔH,则ΔH=

。

+247.3kJ·mol-1(2)通过大量的研究Pt12Ni、Sn12Ni、Cu12Ni三种双合金团簇可用于催化DRM反应,在催化剂表面涉及多个基元反应,分别为过程1:甲烷逐步脱氢,过程2:CO2的活化(包括直接活化和氢诱导活化),过程3:C*和CH*的氧化,过程4:扩散吸附反应。其反应机理如图1所示。则CO2的氢诱导活化反应方程式图1为

,过程3的最终产物为

,过程4发生扩散吸附的微粒为

。

CO2*+H*══CO*+OH*CO*H*和OH*(3)三种催化剂催化甲烷脱氯过程的能量变化如图2所示:图2①甲烷脱氢过程中最大活化能步骤为

(用反应方程式表示)。

②Sn12Ni、Pt12Ni、Cu12Ni三种催化剂催化甲烷脱氢过程的脱氢速率分别为v1、v2、v3,则脱氢速率由大到小的顺序为

。

③Sn12Ni双合金团簇具有良好的抗积碳作用,有效