鲁科版高中化学26学年秋季高二上复习题解答-化学反应的限度

第1页（共1页）鲁科版高中化学26学年秋季高二上复习题解答——化学反应的限度一．选择题（共15小题）1．（2026•浙江开学）在一定温度下的密闭容器中，可逆反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）达到平衡状态的标志是（）A．N2、H2、NH3物质的量之比为1：3：2 B．混合气体的总物质的量不再发生变化 C．某时刻N2、H2、NH3的反应速率均相同 D．单位时间内消耗nmolN2，同时消耗nmolNH32．（2026春•新乐市期末）某温度下的恒容密闭容器中，有下述反应：A（s）+2B（g）⇌C（g）+D（g）。下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应已达到平衡状态的是（）①混合气体的密度；②混合气体的压强；③A的质量；④混合气体的平均摩尔质量；⑤气体的总物质的量A．①②③ B．②③⑤ C．①③④⑤ D．①③④3．（2026春•阿克陶县期末）在一定温度下，向固定容积的密闭容器中充入1molN2和3molH2发生可逆反应：N2（g）+3H2（g）⇌催化剂高温高压2NH3（g）。下列说法不正确的是A．达到平衡时，正、逆反应速率均为零 B．达到平衡时，NH3的物质的量浓度不再变化 C．达到平衡时，N2的物质的量不再改变 D．达到平衡时，H2不可能100%转化为NH34．（2026春•日照期末）一定温度下，向2L密闭容器中通入一定量的A（g）、B（g）发生反应3A（g）+bB（g）⇌cC（s），12s时反应达到平衡状态，生成0.8molC，A、B的物质的量浓度随时间变化关系如图所示。下列说法正确的是（）A．0～2s，vAB．b＝1，c＝4 C．容器中起始时压强与平衡时压强之比为13：5 D．容器中混合气体的密度不再改变不能说明该反应达到平衡状态5．（2026秋•嘉兴月考）一定压强下，乙烯水合反应为：C2H4（g）+H2O（g）⇌C2H5OH（g）已知：ΔH（J•mol﹣1）＝﹣34585﹣26.4TΔG（J•mol﹣1）＝﹣34585+26.4T•lnT+45.19TΔG＝ΔH﹣TΔS下列说法正确的是（）A．反应的活化能Ea正＞Ea逆 B．恒温恒压充入N2，平衡不移动 C．ΔS随温度升高而降低 D．平衡后，升高温度，Δv正＞Δv逆6．（2026秋•温州月考）接触室（结构如图1，其中1～4表示催化剂层，5～7表示热交换器层）中发生反应：2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）ΔH＝﹣197.8kJ•mol﹣1。已知：①最适宜温度指最大反应速率对应的温度，取决于催化剂最佳活性区间；②图2为接触室中SO2的转化率随温度变化情况。下列说法不正确的是（）A．该反应ΔH＜0、ΔS＜0，故低温自发 B．b2→a3降温段为热交换器层6 C．经4次催化反应，显著提高SO2的平衡转化率 D．接触室中主要通过热交换器换热实现最适宜温度7．（2027•浙江开学）下列说法不正确的是（）A．常温常压下，将H2和O2混合，放置很久也没有明显的现象，说明H2与O2反应是一个非自发反应 B．已知反应：CaCO3（s）⇌CaO（s）+CO2（g），在密闭的反应炉内达到平衡后，若其他条件均不改变，将反应炉体积缩小一半，则达到新平衡时CO2（g）的浓度不变 C．向CuSO4溶液中加入NaCl固体，溶液会逐渐变成黄绿色 D．合成氨厂采用的温度是500℃，主要是因为该温度下催化剂铁触媒的活性最大8．（2026•日照开学）向恒温恒容密闭容器中，通入初始浓度均为cmol•L﹣1H2和I2，发生反应H2（g）+I2（g）⇌2HI（g）ΔH，反应过程中的能量变化如图1，H2的转化率随反应时间变化如图2。下列说法错误的是（）A．ΔH＝E1﹣E2 B．ta时，v正（H2）＞v逆（H2） C．1molH2与1molI2的总键能小于2molHI的总键能 D．其他条件不变，若升高体系温度，HI的平衡浓度大于2bcmol•L﹣19．（2025秋•朝阳区期末）进行如图实验探究反应I2+I﹣⇌I3-（红棕色）K＝640（常温）。下列分析不正确的是A．①→②，推测涉及配位键的形成 B．②中溶液颜色不变时，各微粒浓度存在：c(IC．③中上层溶液颜色比②浅的原因：I2+I-⇌I3D．向③中加入少量AgNO3溶液并振荡试管，推测下层溶液紫红色加深10．（2025秋•东城区期末）已知反应CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）的平衡常数与温度的关系如下：温度℃7008008301000平衡常数0.60.91.01.7830℃下，t0时刻向某恒容密闭体系中投入3molCO、3molH2O、2molCO2和2molH2。下列说法正确的是（）A．t0时刻，反应向逆反应方向进行 B．反应达到平衡状态，n（CO）＝2.5mol C．其他条件不变，若提高反应温度，CO的平衡转化率减小 D．混合气体平均密度不变可作为该体系达到平衡状态的判据11．（2025秋•浙江月考）在2L的恒容密闭容器中充入1molCO和2molH2，一定温度下发生反应：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g），测得部分物质的物质的量变化如图所示。下列说法正确的是（）A．曲线Ⅱ代表的物质是H2 B．t＝4min时，v正（CH3OH）＝2v逆（H2） C．从反应开始到1min内，CH3OH的平均反应速率为0.25mol•L﹣1•min﹣1 D．该温度下的反应平衡常数为K＝1212．（2025•桥西区校级开学）对于CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g），某温度下平衡常数K为1，向一密闭容器内同时通入CO（g）、H2O（g）、CO2（g）、H2（g）各1mol，在该温度下建立平衡时，CO的物质的量（）A．大于1mol B．小于1mol C．等于1mol D．无法确定13．（2023春•同步）某温度下，恒压容器中发生N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）达到平衡时容器体积为1L，三种组成按方程式书写顺序依次为1mol、3mol、2mol，若此时再向容器中再充入54molN2平衡将（）A．正向移动 B．逆向移动 C．不移动 D．无法确定移动方向14．（2022春•钦州期末）某温度下反应H2（g）+I2（g）⇌2HI（g）的平衡常数K＝57.0，现向此温度下的真空容器中充入0.2mol•L﹣1H2（g）、0.5mol•L﹣1I2（g）及0.3mol•L﹣1HI（g），则下列说法中正确的是（）A．反应正好达平衡 B．反应向左进行 C．反应向某方向进行一段时间后K＜57.0 D．反应向某方向进行一段时间后c（H2）＜0.2mol•L﹣115．（2026•山东）研究甲、乙两种催化剂对下列反应的催化作用及产物选择性的影响。反应Ⅰ：CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g）ΔH1反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH2恒压条件下，CO2，H2，N2按体积比1：4：5投料，分别使用甲或乙作催化剂，在200℃下反应固定时间后测定CO2的实验转化率；不改变其他条件，每间隔50℃重复上述实验。CO2的实验转化率和理论平衡转化率随温度的变化如图所示。已知：甲催化时，CH4选择性在400℃为100%；甲、乙分别催化时，CO选择性在750℃均达100%。下列说法正确的是（）A．ΔH1＞0，ΔH2＜0 B．200～400℃范围内，使用甲催化时，CH4选择性随温度升高而增大 C．500～800℃范圈内，相同温度下，无论使用甲还是乙催化，产物选择性相同 D．其他条件不变，仅减小N2投料量，CO选择性达100%时的温度仍为750℃二．解答题（共4小题）16．（2026秋•浙江月考）我国力争2060年前实现碳中和，CO2的资源化利用具有重要意义。Ⅰ．中科院全球首次实现二氧化碳人工全合成淀粉，将CO2经“C1→C3→C6→淀粉”，为碳中和、粮食安全保障提供全新技术路径，而CO2变C1化合物的反应可表示为：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）ΔH，该反应一般认为通过如下步骤来实现：①CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH1＝+41kJ•mol﹣1②CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）ΔH2＝﹣90kJ•mol﹣1（1）若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是（填标号）A．B．C．D．（2）令总反应y＝ΔH﹣TΔS，则y随温度T的变化趋势正确的是。A．B．C．D．（3）不同压强下，按照n（CO2）：n（H2）＝1：3投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。上图中纵坐标表示CO2平衡转化率的变化趋势的是图（填“甲”或“乙”）；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是。（4）在恒温下，向体积为2L的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2，发生上述反应达到平衡时，容器中CH3OH（g）0.3mol，CO为0.1mol，反应CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）的平衡常数K为。Ⅱ．将CO2转化为能源是缓解温室效应和能源问题的方案之一。（5）CO2和H2在一定条件下可转化为CH4的反应：CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g），ΔH＜0，在某温度下，向VL的密闭容器中充入不同氢碳比[n(H2)n(CO2)]的原料气，请在下图中画出（6）在恒温恒容密闭容器中，可以作为CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g）达到平衡状态的标志的是（填序号）。①单位时间内生成nmolH2O的同时生成2nmolH2②混合气体的密度不再改变③该反应的ΔH不再改变④混合气体的平均相对分子质量不再改变⑤v正（H2）＝4v逆（CH4）⑥c（CO2）和c（CH4）之和不再改变17．（2026•石家庄开学）二甲醚水蒸气重整制氢是氢能利用的核心技术，主反应如下：CH3OCH3（g）+3H2O（g）⇌2CO2（g）+6H2（g）ΔH该反应在铜基催化剂表面分两步进行：①CH3OCH3（g）+H2O（g）⇌2CH3OH（g）ΔH1＝+23.5kJ/mol②CH3OH（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+3H2（g）ΔH2＝+49.5kJ/mol回答下列问题：（1）ΔH＝kJ/mol。（2）恒温恒容密闭容器中，加入0.2g催化剂，按n（CH3OCH3）：n（H2O）＝1：4投料，反应2h测得生成0.03molH2，则0～2h内每克催化剂催化生成氢气的平均速率为mol•g﹣1•h﹣1；下列能说明体系达到平衡状态的是（填标号）。a．容器内压强不再变化b．H2的生成速率等于CH3OCH3的消耗速率c．混合气体的密度不再改变d．混合气体的平均摩尔质量不再改变（3）研究催化剂表面反应历程，催化剂表面存在两类碳氧键断裂过程：过程Ⅰ：断裂二甲醚（CH3OCH3）分子中的一个C﹣O键，活化能Ea1＝2.90eV；过程Ⅱ：断裂吸附中间体甲氧基（CH3O*）中的C﹣O键，活化能Ea2＝2.05eV。该催化剂对（填“过程Ⅰ”或“过程Ⅱ”）活化效果更好。（4）100kPa下，向密闭容器通入1mol二甲醚和4mol水蒸气，平衡时各组分物质的量随温度变化如图所示。①图中代表氢气的曲线是（填“L”或“M”）。②若体系压强降至50kPa，其他条件不变，平衡时二甲醚的转化率（填“增大”“减小”或“不变”），原因是。18．（2026•长沙校级开学）在航天服、航天器、空间站等密闭系统中，CO2浓度过大，会导致呼吸急促、头晕头痛、昏迷甚至死亡，以下是清除CO2的两种方式。据此回答下列问题：（1）“Sabatier反应”实现了CO2甲烷化，科技人员基于该反应设计如图的循环过程完成空间站中CO2到O2的转化，从而实现O2的再生。①已知下列数据：化学键H﹣HC﹣HH﹣OC＝O断裂化学键吸收的能量/（kJ/mol）435415465800则Sabatier反应CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g）的ΔH＝kJ•mol﹣1。②恒温恒容的密闭容器中，下列说法能表明Sabatier反应达到平衡状态的是（填标号）。A．v正（CO2）＝4v逆（H2）B．容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化C．容器内混合气体的密度不再变化D．单位时间内，断裂4molH﹣H的同时断裂4molC﹣HE．n（H2）：n（CH4）保持不变③恒温下，Sabatier反应平衡后充入氩气，保持容器压强不变，CO2的转化率（填“增大”“减小”或“不变”），其原因为。（2）航天员呼吸产生的CO2还可以利用Bosch反应CO2（g）+2H2（g）⇌C（s）+2H2O（g）代替Sabatier反应。在一容积可变的密闭容器中充入10molCO2和20molH2，初始容积为3L，CO2的平衡转化率（α）与温度（T）、压强（p）的关系如图所示：①压强p1p2（填“＞”“＜”或“＝”）。②温度T2、p2下，该反应的平衡常数K＝。该反应在A、B、C三点条件下的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为：。（3）光催化CO2可制备甲烷，实现O2的再生，其原理如图所示。a区的电极反应式为。19．（2026•浙江开学）CO是一种无色、无味、有毒的气体，在化工领域有重要用途。Ⅰ．水煤气变换反应CO（g）+H2O（g）催化剂CO2（g）+H2（1）已知某条件下破坏1mol物质中所有共价键所需要的能量为CO（g）：1072kJ、H2O（g）：926kJ、CO2（g）：1606kJ、H2（g）：436kJ。若该条件下反应生成2molH2（g），则（填“吸收”或“放出”）kJ能量。（2）该反应过程示意图如下，分析图像并回答：下列说法正确的有。A．其它条件相同时，水蒸气浓度越大，化学反应速率不一定越快B．CO（g）与H2O（g）的总能量高于CO2（g）与H2（g）的总能量C．若水分子为HDO，则在产物中可检测出D2OD．反应过程中存在极性键的断裂和形成Ⅱ．工业上可用CO与H2合成二甲醚：2CO（g）+4H2（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）（正反应为放热反应）。恒温恒容密闭容器中充入物质的量之比为1：1的CO和H2开始反应，测得CO（g）和CH3OCH3（g）的浓度随时间变化如图所示。回答下列问题。（3）a＝，0～2min时间段内用H2表示的化学反应速率为mol/（L•min）。（4）关于该反应过程，下列叙述正确的是。A．达到平衡时，容器内压强与起始时压强之比为5：9B．当容器内气体密度不变时，说明反应达到平衡状态C．该条件下2min时的正反应速率大于5min时的逆反应速率D．升高温度，正反应速率变慢，逆反应速率变快Ⅲ．为体现节能减排的理念，中国研制出了新型固态氧化物燃料电池（SOFC），该电池的工作原理如图所示。（5）电极a的名称是极。（6）写出b极的电极反应式：。

鲁科版高中化学26学年秋季高二上复习题解答——一．选择题（共15小题）1．（2026•浙江开学）在一定温度下的密闭容器中，可逆反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）达到平衡状态的标志是（）A．N2、H2、NH3物质的量之比为1：3：2 B．混合气体的总物质的量不再发生变化 C．某时刻N2、H2、NH3的反应速率均相同 D．单位时间内消耗nmolN2，同时消耗nmolNH3【答案】B【分析】化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各组分浓度和百分含量保持不变。【解答】解：A．N2、H2、NH3物质的量之比为1：3：2仅为反应过程中可能出现的特殊时刻的比例，与初始投料、转化率有关，无法说明各组分含量不再变化，故不能判断平衡状态，故A错误；B．反应正向气体分子数减小，混合气体总物质的量为反应过程中的变量，当总物质的量不再变化时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故B正确；C．同一反应中，各物质的反应速率之比始终等于化学计量数之比，即v（N2）：v（H2）：v（NH3）＝1：3：2，三者速率不可能相同，且未说明是正反应速率还是逆反应速率，故无法判断平衡状态，故C错误；D．单位时间内消耗nmolN2表示正反应速率，消耗nmolNH3表示逆反应速率，平衡时二者速率之比应等于化学计量数之比1：2，即消耗nmolN2的同时应消耗2nmolNH3，题给条件正逆反应速率不相等，未达到平衡状态，故D错误；故选：B。【点评】本题考查化学平衡，题目难度不大，掌握平衡状态的判定方法是解题的关键。2．（2026春•新乐市期末）某温度下的恒容密闭容器中，有下述反应：A（s）+2B（g）⇌C（g）+D（g）。下列哪些物理量不再发生变化时，表明反应已达到平衡状态的是（）①混合气体的密度；②混合气体的压强；③A的质量；④混合气体的平均摩尔质量；⑤气体的总物质的量A．①②③ B．②③⑤ C．①③④⑤ D．①③④【答案】D【分析】根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。【解答】解：①反应前后气体质量变化，容器容积不变，混合气体的密度是变量，当密度不再发生变化，说明反应达平衡状态，故①正确；②恒容密闭容器中，两边气体的计量数相等，所以混合气体的压强一直不变，混合气体的压强不再发生变化时，不能判断反应已达到平衡状态，故②错误；③固体A的质量不变时，平衡不再移动，反应达平衡状态，故③正确；④反应前后气体的质量是变化的，气体的总物质的量一直不变，平均相对分子质量是变量，混合气体的平均相对分子质量不变时反应达平衡状态，故④正确；⑤两边气体计量数相等，气体的总物质的量一直不变，故⑤错误；故选：D。【点评】本题考查化学平衡状态的判断，题目难度中等，掌握化学平衡状态的判断方法是解题的关键。3．（2026春•阿克陶县期末）在一定温度下，向固定容积的密闭容器中充入1molN2和3molH2发生可逆反应：N2（g）+3H2（g）⇌催化剂高温高压2NH3（g）。下列说法不正确的是A．达到平衡时，正、逆反应速率均为零 B．达到平衡时，NH3的物质的量浓度不再变化 C．达到平衡时，N2的物质的量不再改变 D．达到平衡时，H2不可能100%转化为NH3【答案】A【分析】A．根据达到平衡时，正、逆反应速率相等，但不等于零进行分析；B．根据达到平衡时，各组成成分浓度保持不变，进行分析；C．根据达到平衡时，各组成成分浓度保持不变，进行分析；D．根据可逆反应特点为反应物不能完全转化为生成物，反应物转化率≠100%，进行分析。【解答】解：A．达到平衡时，正、逆反应速率相等，但不等于零，是动态平衡，故A错误；B．达到平衡时，各组成成分浓度保持不变，故NH3的物质的量浓度不再变化，故B正确；C．达到平衡时，各组成成分浓度保持不变，故N2的物质的量不再改变，故C正确；D．可逆反应特点为反应物不能完全转化为生成物，具有一定的限度，反应物转化率不可能等于100%，故达到平衡时，H2不可能100%转化为NH3，故D正确；故选：A。【点评】本题主要考查化学平衡状态的判断等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。4．（2026春•日照期末）一定温度下，向2L密闭容器中通入一定量的A（g）、B（g）发生反应3A（g）+bB（g）⇌cC（s），12s时反应达到平衡状态，生成0.8molC，A、B的物质的量浓度随时间变化关系如图所示。下列说法正确的是（）A．0～2s，vAB．b＝1，c＝4 C．容器中起始时压强与平衡时压强之比为13：5 D．容器中混合气体的密度不再改变不能说明该反应达到平衡状态【答案】C【分析】A．0～2s内A的浓度变化量为0.8mol•L﹣1﹣0.5mol•L﹣1＝0.3mol•L﹣1；B．12s达平衡时，Δc（A）＝0.8mol•L﹣1﹣0.2mol•L﹣1＝0.6mol•L﹣1，Δc（B）＝0.5mol•L﹣1﹣0.3mol•L﹣1＝0.2mol•L﹣1，根据化学计量数之比等于浓度变化量之比分析；C．同温同体积下，压强之比等于气体总物质的量之比；D．反应中有固体C生成，混合气体的质量随反应进行变化，容器体积固定。【解答】解：A．0～2s内A的浓度变化量为0.8mol•L﹣1﹣0.5mol•L﹣1＝0.3mol•L﹣1，vA=0.3mol⋅B．化学计量数之比等于浓度变化量之比，12s达平衡时，Δc（A）＝0.8mol•L﹣1﹣0.2mol•L﹣1＝0.6mol•L﹣1，Δc（B）＝0.5mol•L﹣1﹣0.3mol•L﹣1＝0.2mol•L﹣1，则3：b＝0.6：0.2，得b＝1；Δn（A）＝0.6mol•L﹣1×2L＝1.2mol，生成n（C）＝0.8mol，3：c＝1.2：0.8，得c＝2，故B错误；C．起始气体总物质的量为0.8mol•L﹣1×2L+0.5mol•L﹣1×2L＝2.6mol，平衡时气体总物质的量为0.2mol•L﹣1×2L+0.3mol•L﹣1×2L＝1.0mol，二者比值为2.6：1＝13：5，故C正确；D．反应中有固体C生成，混合气体的质量随反应进行变化，容器体积固定，故混合气体密度不再改变时说明气体质量不变，反应达到平衡状态，故D错误；故选：C。【点评】本题主要考查化学平衡状态的判断等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。5．（2026秋•嘉兴月考）一定压强下，乙烯水合反应为：C2H4（g）+H2O（g）⇌C2H5OH（g）已知：ΔH（J•mol﹣1）＝﹣34585﹣26.4TΔG（J•mol﹣1）＝﹣34585+26.4T•lnT+45.19TΔG＝ΔH﹣TΔS下列说法正确的是（）A．反应的活化能Ea正＞Ea逆 B．恒温恒压充入N2，平衡不移动 C．ΔS随温度升高而降低 D．平衡后，升高温度，Δv正＞Δv逆【答案】C【分析】A．ΔH＝Ea正﹣Ea逆；B．恒温恒压充入N2，容器体积增大，相当于减小压强；C．由ΔG＝ΔH﹣TΔS，代入题给ΔH、ΔG表达式，推导得ΔS；D．放热反应升高温度平衡逆向移动。【解答】解：A．根据ΔH＝Ea正﹣Ea逆，反应放热ΔH＜0，故Ea正＜Ea逆，故A错误；B．恒温恒压充入N2，相当于减小压强，且该反应为气体分子数减小的反应，平衡向左移动，故B错误；C．由ΔG＝ΔH﹣TΔS，代入题给ΔH、ΔG表达式，推导得ΔS＝﹣71.59﹣26.4lnT，温度T升高时lnT增大，ΔS减小，即ΔS随温度升高而降低，故C正确；D．该反应ΔH＜0，为放热反应，升高温度平衡逆向移动，逆反应速率增大幅度大于正反应，即Δv逆＞Δv正，故D错误；故选：C。【点评】本题考查化学平衡，为高频考点，题目难度不大，把握平衡的建立与平衡移动、温度对平衡移动的影响为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查。6．（2026秋•温州月考）接触室（结构如图1，其中1～4表示催化剂层，5～7表示热交换器层）中发生反应：2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）ΔH＝﹣197.8kJ•mol﹣1。已知：①最适宜温度指最大反应速率对应的温度，取决于催化剂最佳活性区间；②图2为接触室中SO2的转化率随温度变化情况。下列说法不正确的是（）A．该反应ΔH＜0、ΔS＜0，故低温自发 B．b2→a3降温段为热交换器层6 C．经4次催化反应，显著提高SO2的平衡转化率 D．接触室中主要通过热交换器换热实现最适宜温度【答案】C【分析】A．根据ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0时反应自发；B．依据温度变化与转化率变化关系分析；C．催化剂只能改变反应速率，不影响化学平衡状态；D．温度过高会降低催化剂活性、使平衡向吸热反应方向移动。【解答】解：A．该反应气体总物质的量减小，故ΔS＜0，已知ΔH＜0，低温下满足ΔG＜0，反应可自发进行，故A正确；B．由图可知，an→bn过程温度升高、转化率上升，对应催化剂层中放热反应过程；bn→an+1为降温段，对应热交换器层，结合接触室结构可知b2→a3对应热交换器层6，故B正确；C．催化剂只能改变反应速率，不影响化学平衡状态，无法改变平衡转化率，故SO2实际转化率提升是由于降温使平衡正向移动，与催化过程无关，故C错误；D．由题干信息可知，反应放热，温度过高会降低催化剂活性、使平衡逆向移动，接触室通过热交换器移出反应热量，维持反应在催化剂最佳活性的最适宜温度下进行，故D正确；故选：C。【点评】本题考查化学平衡，题目难度中等，掌握外界条件改变对化学平衡的影响是解题的关键。7．（2027•浙江开学）下列说法不正确的是（）A．常温常压下，将H2和O2混合，放置很久也没有明显的现象，说明H2与O2反应是一个非自发反应 B．已知反应：CaCO3（s）⇌CaO（s）+CO2（g），在密闭的反应炉内达到平衡后，若其他条件均不改变，将反应炉体积缩小一半，则达到新平衡时CO2（g）的浓度不变 C．向CuSO4溶液中加入NaCl固体，溶液会逐渐变成黄绿色 D．合成氨厂采用的温度是500℃，主要是因为该温度下催化剂铁触媒的活性最大【答案】A【分析】A．反应自发性属于热力学判断范畴，H2与O2反应的ΔG＜0，属于自发反应；B．反应的平衡常数K＝c（CO2），温度不变则K不变；C．CuSO4溶液中蓝色的[Cu(H2O)4]D．合成氨选择500℃的主要原因是该温度下催化剂铁触媒的活性最大。【解答】解：A．反应自发性属于热力学判断范畴，氢气与氧气反应的ΔG＜0，属于自发反应，常温下无明显现象是因为反应活化能高、速率极慢，不能说明反应非自发，故A错误；B．反应的平衡常数K＝c（CO2），温度不变则K不变，缩小体积重新达到平衡时二氧化碳的浓度仍等于K，浓度不变，故B正确；C．硫酸铜溶液中蓝色的[Cu(H2O)4]2+可与D．合成氨选择500℃的主要原因是该温度下催化剂铁触媒的活性最大，可兼顾反应速率与生产效率，故D正确；故选：A。【点评】本题主要考查化学平衡的影响因素等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。8．（2026•日照开学）向恒温恒容密闭容器中，通入初始浓度均为cmol•L﹣1H2和I2，发生反应H2（g）+I2（g）⇌2HI（g）ΔH，反应过程中的能量变化如图1，H2的转化率随反应时间变化如图2。下列说法错误的是（）A．ΔH＝E1﹣E2 B．ta时，v正（H2）＞v逆（H2） C．1molH2与1molI2的总键能小于2molHI的总键能 D．其他条件不变，若升高体系温度，HI的平衡浓度大于2bcmol•L﹣1【答案】D【分析】A．根据反应热的定义，ΔH＝反应物总键能﹣生成物总键能＝正反应活化能﹣逆反应活化能；B．ta时H2的转化率未达到平衡转化率b，反应仍正向进行；C．从图1可以看出，反应物H2（g）+I2（g）的总能量高于生成物2HI（g）的总能量，说明该反应是放热反应，ΔH＜0，根据ΔH＝反应物总键能﹣生成物总键能＜0进行分析；D．该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，H2平衡转化率小于b。【解答】解：A．根据反应热的定义，ΔH＝反应物总键能﹣生成物总键能＝正反应活化能﹣逆反应活化能＝E1﹣E2，故A正确；B．ta时H2的转化率未达到平衡转化率b，反应仍正向进行，故v正（H2）＞v逆（H2），故B正确；C．从图1可以看出，反应物H2（g）+I2（g）的总能量高于生成物2HI（g）的总能量，说明该反应是放热反应，ΔH＜0，根据ΔH＝反应物总键能﹣生成物总键能＜0，可知反应物总键能小于生成物总键能，即1molH2与1molI2的总键能小于2molHI的总键能，故C正确；D．该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，H2平衡转化率小于b，故HI的平衡浓度小于2bcmol•L﹣1，故D错误；故选：D。【点评】本题主要考查化学反应与能量变化、化学反应速率的计算、化学平衡常数的计算以及外界条件对化学平衡的影响等知识，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。9．（2025秋•朝阳区期末）进行如图实验探究反应I2+I﹣⇌I3-（红棕色）K＝640（常温）。下列分析不正确的是A．①→②，推测涉及配位键的形成 B．②中溶液颜色不变时，各微粒浓度存在：c(IC．③中上层溶液颜色比②浅的原因：I2+I-⇌I3D．向③中加入少量AgNO3溶液并振荡试管，推测下层溶液紫红色加深【答案】C【分析】A．①→②，发生反应：I2+I﹣⇌I3B．②中溶液颜色不变时，反应：I2+I﹣⇌I3C．I2易溶于CCl4；D．向③中加入少量AgNO3溶液并振荡试管，发生反应：Ag++I﹣＝AgI，使平衡：I2+I﹣⇌I3-逆向移动，更多的I2溶于CCl【解答】解：A．①→②，发生反应：I2+I﹣⇌I3-（红棕色），推测涉及配位键的形成，故B．②中溶液颜色不变时，反应：I2+I﹣⇌I3-（红棕色）达到平衡状态，各微粒浓度存在：c(I3-)C．I2易溶于CCl4，③中上层溶液颜色比②浅的原因：I2+I-⇌I3-D．向③中加入少量AgNO3溶液并振荡试管，发生反应：Ag++I﹣＝AgI，平衡：I2+I﹣⇌I3-逆向移动，更多的I2溶于CCl4，故下层溶液紫红色加深，故故选：C。【点评】本题主要考查化学平衡的影响因素，属于高考高频考点，难度中等。10．（2025秋•东城区期末）已知反应CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）的平衡常数与温度的关系如下：温度℃7008008301000平衡常数0.60.91.01.7830℃下，t0时刻向某恒容密闭体系中投入3molCO、3molH2O、2molCO2和2molH2。下列说法正确的是（）A．t0时刻，反应向逆反应方向进行 B．反应达到平衡状态，n（CO）＝2.5mol C．其他条件不变，若提高反应温度，CO的平衡转化率减小 D．混合气体平均密度不变可作为该体系达到平衡状态的判据【答案】B【分析】A．830℃时，平衡常数K＝1，先计算浓度熵Qc，再判断反应进行的方向；B．反应达到平衡状态时，设转化的CO为xmol，根据题意有三段式：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）起始量（mol）3322变化量（mol）xxxx平衡量（mol）3﹣x3﹣x2+x2+x根据K═1，计算出x即可；C．根据表格数据可知，温度升高，平衡正向移动，平衡常数K增大，故正反应是吸热反应，据此分析作答；D．变量不变，可逆反应达到平衡状态。【解答】解：A．830℃时，平衡常数K＝1，t0时刻向某恒容密闭体系中投入3molCO、3molH2O、2molCO2和2molH2，设容器体积为VL，则有浓度熵Qc=(2molVL)(B．反应达到平衡状态时，设转化的CO为xmol，根据题意有三段式：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）起始量（mol）3322变化量（mol）xxxx平衡量（mol）3﹣x3﹣x2+x2+x则有K=(2+xV)2(3-xV)2=1，解得：xC．根据表格数据可知，温度升高，平衡正向移动，平衡常数K增大，故正反应是吸热反应，因此其他条件不变，若提高反应温度，CO的平衡转化率增大，故C错误；D．容器体积不变，混合气体的密度是定值，故混合气体平均密度不变不能作为该体系达到平衡状态的判据，故D错误；故选：B。【点评】本题主要考查化学平衡常数的计算以及平衡常数K的应用，属于基本知识的考查，难度中等。11．（2025秋•浙江月考）在2L的恒容密闭容器中充入1molCO和2molH2，一定温度下发生反应：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g），测得部分物质的物质的量变化如图所示。下列说法正确的是（）A．曲线Ⅱ代表的物质是H2 B．t＝4min时，v正（CH3OH）＝2v逆（H2） C．从反应开始到1min内，CH3OH的平均反应速率为0.25mol•L﹣1•min﹣1 D．该温度下的反应平衡常数为K＝12【答案】C【分析】在2L的恒容密闭容器中充入1molCO和2molH2，一定温度下发生反应：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g），曲线Ⅰ、Ⅱ的变化量相等，则曲线Ⅰ、Ⅱ分别代表CH3OHCO（g）和CO（g），据此分析作答。【解答】解：A．根据分析可知，曲线Ⅱ代表的物质是CO（g），故A错误；B．t＝4min时，反应达到平衡状态，正逆反应速率相等，则有2v正（CH3OH）＝v逆（H2），故B错误；C．从反应开始到1min内，CH3OH的平均反应速率为0.5mol-02L1min=0.25mol•L﹣1•min﹣1D．根据题意有：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）起始量（mol）120变化量（mol）0.751.50.75平衡量（mol）0.250.50.75则该温度下的反应平衡常数为K=0.752mol/L0.252mol/L×(0.52mol/L故选：C。【点评】本题主要考查化学平衡常数的计算，属于基本知识的考查，难度中等。12．（2025•桥西区校级开学）对于CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g），某温度下平衡常数K为1，向一密闭容器内同时通入CO（g）、H2O（g）、CO2（g）、H2（g）各1mol，在该温度下建立平衡时，CO的物质的量（）A．大于1mol B．小于1mol C．等于1mol D．无法确定【答案】C【分析】CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）是反应前后气体体积相等的反应，结合某温度下平衡常数K为1，据此分析。【解答】解：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）是反应前后气体体积相等的反应，向一密闭容器内同时通入CO（g）、H2O（g）、CO2（g）、H2（g）各1mol，此时的浓度商Qc=c(CO2)c(H2)c(CO)c(H2O)=故选：C。【点评】本题主要考查等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。13．（2023春•同步）某温度下，恒压容器中发生N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）达到平衡时容器体积为1L，三种组成按方程式书写顺序依次为1mol、3mol、2mol，若此时再向容器中再充入54molN2平衡将（）A．正向移动 B．逆向移动 C．不移动 D．无法确定移动方向【答案】B【分析】平衡时容器体积为1L，该温度下平衡常数K=c2(NH3)c(N2)×c3(H2)=2【解答】解：平衡时容器体积为1L，该温度下平衡常数K=c2再向容器中再充入54molN2，恒温恒压下体积之比等于气体物质的量之比，则容器体积＝1L×60mol6mol浓度商Qc=(210)255故选：B。【点评】本题考查化学平衡计算与应用，关键是计算通入氮气后容器的体积，注意掌握化学平衡常数的用途：1、判断反应进行的程度，2、判断反应的热效应，3、判断反应进行的方向，4、计算转化率等．14．（2022春•钦州期末）某温度下反应H2（g）+I2（g）⇌2HI（g）的平衡常数K＝57.0，现向此温度下的真空容器中充入0.2mol•L﹣1H2（g）、0.5mol•L﹣1I2（g）及0.3mol•L﹣1HI（g），则下列说法中正确的是（）A．反应正好达平衡 B．反应向左进行 C．反应向某方向进行一段时间后K＜57.0 D．反应向某方向进行一段时间后c（H2）＜0.2mol•L﹣1【答案】D【分析】根据题意，向此温度下的真空容器中充入0.2mol•L﹣1H2（g）、0.5mol•L﹣1I2（g）及0.3mol•L﹣1HI（g），Q=c2(HI)c(H2【解答】解：根据题意，向此温度下的真空容器中充入0.2mol•L﹣1H2（g）、0.5mol•L﹣1I2（g）及0.3mol•L﹣1HI（g），Q=c2(HI)c(H2A．反应向正反应方向进行，故A错误；B．反应向右进行，故B错误；C．温度不变，平衡常数不变，故C错误；D．反应向正方向进行一段时间后，反应物浓度减小，c（H2）＜0.2mol•L﹣1，故D正确；故选：D。【点评】本题考查化学平衡的影响因素及计算、化学反应速率计算、化学平衡常数等，难度不大，注意对基础知识的理解掌握。15．（2026•山东）研究甲、乙两种催化剂对下列反应的催化作用及产物选择性的影响。反应Ⅰ：CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g）ΔH1反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH2恒压条件下，CO2，H2，N2按体积比1：4：5投料，分别使用甲或乙作催化剂，在200℃下反应固定时间后测定CO2的实验转化率；不改变其他条件，每间隔50℃重复上述实验。CO2的实验转化率和理论平衡转化率随温度的变化如图所示。已知：甲催化时，CH4选择性在400℃为100%；甲、乙分别催化时，CO选择性在750℃均达100%。下列说法正确的是（）A．ΔH1＞0，ΔH2＜0 B．200～400℃范围内，使用甲催化时，CH4选择性随温度升高而增大 C．500～800℃范圈内，相同温度下，无论使用甲还是乙催化，产物选择性相同 D．其他条件不变，仅减小N2投料量，CO选择性达100%时的温度仍为750℃【答案】C【分析】A．根据图象中理论平衡转化率随温度升高而降低，说明总反应为放热反应，结合反应Ⅰ和反应Ⅱ的热化学性质，进行分析；B．根据题干已知“甲催化时，CH4选择性在400℃为100%”，且反应Ⅰ为放热反应，升高温度不利于正向进行，进行分析；C．根据图象中500～800℃范围内，甲、乙催化剂对应的实验转化率曲线重合，且最终均达到CO选择性100%，进行分析；D．根据恒压条件下减小N2投料量相当于增大反应体系的分压（即增大压强），压强改变会影响反应速率及平衡移动方向，进而影响达到特定选择性的温度，进行分析。【解答】解：A．由图可知，理论平衡转化率曲线在低温（200℃）时接近100%，随温度升高逐渐下降，说明低温下平衡转化率高的反应（反应Ⅰ，生成CH4）占主导，且反应Ⅰ为放热反应（ΔH1＜0）。高温（＞500℃）时，理论平衡转化率缓慢上升，说明反应Ⅱ（生成CO）占主导，反应Ⅱ为吸热反应（ΔH2＞0），因此，ΔH1＜0，ΔH2＞0，故A错误；B．甲催化时，400℃CH4选择性为100%（即CO选择性为0）。200℃时，甲的实验转化率远低于理论平衡转化率（未达平衡），但200℃时甲的实验转化率约为5%，而乙的实验转化率约为10%。由于反应Ⅰ（生成CH4）是主反应，200℃时甲的CH4选择性应较高（因低温有利于反应Ⅰ），但随温度升高至400℃，反应速率加快，CH4选择性可能先升高后降低（400℃时达100%）。但200℃时甲的实验转化率较低，可能CH4选择性并非随温度升高而增大，故B错误；C．观察图象可知，在500～800℃范围内，使用甲催化剂和使用乙催化剂的CO2实验转化率曲线基本重合，且已知两者在750℃时CO选择性均达100%，说明在此高温区间内，催化剂的种类不再显著影响产物的分布，反应主要受热力学控制或两种催化剂均表现出对生成CO的高选择性，故C正确；D．该实验是在恒压条件下进行的。若减小N2的投料量，为了维持恒压，容器体积会减小，导致反应体系中各组分（CO2、H2等）的分压增大，相当于增大了反应体系的压强。对于反应I（气体分子数减小的反应），加压有利于平衡正向移动；对于反应Ⅱ（气体分子数不变的反应），加压不影响平衡移动但会加快反应速率。压强的改变会改变两个竞争反应的相对速率和平衡状态，因此CO选择性达到100%时的温度很可能会发生改变，不再是750℃，故D错误；故选：C。【点评】本题主要考查化学反应原理综合应用，涉及化学平衡图象分析、催化剂对反应的影响、外界条件（温度、压强）对化学平衡及选择性的影响等知识点，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。二．解答题（共4小题）16．（2026秋•浙江月考）我国力争2060年前实现碳中和，CO2的资源化利用具有重要意义。Ⅰ．中科院全球首次实现二氧化碳人工全合成淀粉，将CO2经“C1→C3→C6→淀粉”，为碳中和、粮食安全保障提供全新技术路径，而CO2变C1化合物的反应可表示为：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）ΔH，该反应一般认为通过如下步骤来实现：①CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH1＝+41kJ•mol﹣1②CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）ΔH2＝﹣90kJ•mol﹣1（1）若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是D（填标号）A．B．C．D．（2）令总反应y＝ΔH﹣TΔS，则y随温度T的变化趋势正确的是B。A．B．C．D．（3）不同压强下，按照n（CO2）：n（H2）＝1：3投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。上图中纵坐标表示CO2平衡转化率的变化趋势的是图乙（填“甲”或“乙”）；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是T1时以反应①为主，反应①前后气体分子数相等，压强改变对平衡没有影响。（4）在恒温下，向体积为2L的恒容密闭容器中通入1molCO2和3molH2，发生上述反应达到平衡时，容器中CH3OH（g）0.3mol，CO为0.1mol，反应CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）的平衡常数K为0.1。Ⅱ．将CO2转化为能源是缓解温室效应和能源问题的方案之一。（5）CO2和H2在一定条件下可转化为CH4的反应：CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g），ΔH＜0，在某温度下，向VL的密闭容器中充入不同氢碳比[n(H2)n(CO2)（6）在恒温恒容密闭容器中，可以作为CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g）达到平衡状态的标志的是①④⑤（填序号）。①单位时间内生成nmolH2O的同时生成2nmolH2②混合气体的密度不再改变③该反应的ΔH不再改变④混合气体的平均相对分子质量不再改变⑤v正（H2）＝4v逆（CH4）⑥c（CO2）和c（CH4）之和不再改变【答案】（1）D；（2）B；（3）乙；T1时以反应①为主，反应①前后气体分子数相等，压强改变对平衡没有影响；（4）0.1；（5）；（6）①④⑤。【分析】（1）根据盖斯定律，总反应的ΔH＝ΔH1+ΔH2＝（+41kJ/mol）+（﹣90kJ/mol）＝﹣49kJ/mol＜0，说明总反应为放热反应，最终产物的总能量应低于初始反应物的总能量，题目指出“反应①为慢反应”，在多步反应中，慢反应的活化能更大；（2）总反应CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）是一个正向气体分子数减少的反应，因此熵变ΔS＜0。已知焓变ΔH＝﹣49kJ•mol﹣1＜0。根据公式y＝ΔH﹣TΔS，因为ΔS＜0，所以﹣TΔS＞0。这意味着y随温度T的升高而呈线性增大（斜率为正）；当T＝0时，y＝ΔH＜0（在y轴上的截距为负）；（3）总反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，因此在较低温度区间，CO2的转化率和CH3OH的产率均随温度升高而下降。但在高温区，吸热的副反应①CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）逐渐占据主导地位，导致CO2的消耗量增加，转化率随温度升高又开始上升；（4）设容器体积V＝2L。达到平衡时，生成0.3molCH3OH和0.1molCO。根据碳元素守恒，平衡时剩余的n（CO2）＝1mol﹣0.3mol﹣0.1mol＝0.6mol。根据氧元素守恒，初始氧原子为2mol，平衡时H2O中的氧原子为2﹣0.6×2﹣0.3×1﹣0.1×1＝0.4mol，即生成了n（H2O）＝0.4mol。根据氢元素守恒，初始氢原子为6mol，平衡时H2的物质的量为（6﹣0.3×4﹣0.4×2）/2＝2.0mol。各物质的平衡浓度分别为：c（CO2）＝0.3mol/L，c（H2）＝1.0mol/L，c（CH3OH）＝0.15mol/L，c（H2O）＝0.2mol/L，计算得到总反应CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）的平衡常数；（5）在可逆反应中，不断增加一种反应物（H2）的投入量（即横坐标n（H2）/n（CO2）增大），会促使平衡正向移动，从而提高另一种反应物（CO2）的转化率；但对于大量补充的反应物（H2）自身而言，其转化率会随着自身投料比例的增加而单调递减；（6）化学反应得到平衡的标志是正逆反应速率相同，各组分含量保持不变，变量不变时平衡的判断依据。【解答】解：（1）①CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH1＝+41kJ•mol﹣1，②CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）ΔH2＝﹣90kJ•mol﹣1，根据盖斯定律，总反应的ΔH＝ΔH1+ΔH2＝（+41kJ/mol）+（﹣90kJ/mol）＝﹣49kJ/mol＜0，说明总反应为放热反应，最终产物的总能量应低于初始反应物的总能量，题目指出“反应①为慢反应”，在多步反应中，慢反应的活化能更大，因此第一步反应的能垒（第一个峰）应高于第二步反应的能垒（第二个峰），若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是D，故答案为：D；（2）总反应CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）是一个正向气体分子数减少的反应，因此熵变ΔS＜0，已知焓变ΔH＝﹣49kJ•mol﹣1＜0，根据公式y＝ΔH﹣TΔS，因为ΔS＜0，所以﹣TΔS＞0，这意味着y随温度T的升高而呈线性增大（斜率为正），当T＝0时，y＝ΔH＜0（在y轴上的截距为负），观察四个图像，只有B项符合该数学关系，故答案为：B；（3）总反应CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）为放热反应，升高温度平衡逆向移动，因此在较低温度区间，CO2的转化率和CH3OH的产率均随温度升高而下降，但在高温区，吸热的副反应①CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）逐渐占据主导地位，导致CO2的消耗量增加，转化率随温度升高又开始上升，因此，呈现“先降后升”趋势的图乙表示CO2平衡转化率，图乙的T1温度时，三条不同压强曲线几乎交于一点，是因为此时消耗CO2的主导反应是反应①，该反应前后气体分子数相等，改变压强不会使该平衡发生移动，故答案为：乙；T1时以反应①为主，反应①前后气体分子数相等，压强改变对平衡没有影响；（4）设容器体积V＝2L。达到平衡时，生成0.3molCH3OH和0.1molCO。根据碳元素守恒，平衡时剩余的n（CO2）＝1mol﹣0.3mol﹣0.1mol＝0.6mol。根据氧元素守恒，初始氧原子为2mol，平衡时H2O中的氧原子为2mol﹣0.6mol×2﹣0.3mol×1﹣0.1mol×1＝0.4mol，即生成了n（H2O）＝0.4mol。根据氢元素守恒，初始氢原子为6mol，平衡时H2的物质的量为（6﹣0.3×4﹣0.4×2）/2＝2.0mol。各物质的平衡浓度分别为：c（CO2）＝0.3mol/L，c（H2）＝1.0mol/L，c（CH3OH）＝0.15mol/L，c（H2O）＝0.2mol/L，总反应CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）的平衡常数K=c(C故答案为：0.1；（5）在可逆反应中，不断增加一种反应物（H2）的投入量（即横坐标n（H2）/n（CO2）增大），会促使平衡正向移动，从而提高另一种反应物（CO2）的转化率；但对于大量补充的反应物（H2）自身而言，其转化率会随着自身投料比例的增加而单调递减，因此画出一条向右下方倾斜的下降曲线为：，故答案为：；（6）①由化学计量数关系可知v正（H2）＝2v正（H2O）＝2n，此时v正（H2）＝v逆（H2），单位时间内生成nmolH2O代表正反应速率，同时生成2nmolH2代表逆反应速率，说明达到平衡，故①正确；②恒容密闭容器中，气体总质量不变，体积不变，密度始终为定值，不能作为平衡标志，故②错误；③ΔH是反应本身的焓变，与反应是否达到平衡无关，始终不变，故③错误；④气体总质量不变，但该反应前后气体总分子数会发生改变，因此混合气体的平均相对分子质量是变量，当其不再改变时说明达到平衡，故④正确；⑤v正（H2）＝4v逆（CH4），而根据速率之比等于化学计量数之比有v正（H2）＝4v正（CH4），两者结合可得v正（CH4）＝v逆（CH4），说明达到平衡，故⑤正确；⑥根据碳原子守恒，c（CO2）和c（CH4）的浓度之和始终等于初始CO2的浓度，是一个常数，不能作为平衡标志，故⑥错误；综上所述，正确标志为①④⑤，故答案为：①④⑤。【点评】本题考查了化学平衡影响因素分析、平衡常数计算等知识点，注意知识的熟练掌握，题目难度中等。17．（2026•石家庄开学）二甲醚水蒸气重整制氢是氢能利用的核心技术，主反应如下：CH3OCH3（g）+3H2O（g）⇌2CO2（g）+6H2（g）ΔH该反应在铜基催化剂表面分两步进行：①CH3OCH3（g）+H2O（g）⇌2CH3OH（g）ΔH1＝+23.5kJ/mol②CH3OH（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+3H2（g）ΔH2＝+49.5kJ/mol回答下列问题：（1）ΔH＝+122.5kJ/mol。（2）恒温恒容密闭容器中，加入0.2g催化剂，按n（CH3OCH3）：n（H2O）＝1：4投料，反应2h测得生成0.03molH2，则0～2h内每克催化剂催化生成氢气的平均速率为0.075mol•g﹣1•h﹣1；下列能说明体系达到平衡状态的是ad（填标号）。a．容器内压强不再变化b．H2的生成速率等于CH3OCH3的消耗速率c．混合气体的密度不再改变d．混合气体的平均摩尔质量不再改变（3）研究催化剂表面反应历程，催化剂表面存在两类碳氧键断裂过程：过程Ⅰ：断裂二甲醚（CH3OCH3）分子中的一个C﹣O键，活化能Ea1＝2.90eV；过程Ⅱ：断裂吸附中间体甲氧基（CH3O*）中的C﹣O键，活化能Ea2＝2.05eV。该催化剂对过程Ⅱ（填“过程Ⅰ”或“过程Ⅱ”）活化效果更好。（4）100kPa下，向密闭容器通入1mol二甲醚和4mol水蒸气，平衡时各组分物质的量随温度变化如图所示。①图中代表氢气的曲线是L（填“L”或“M”）。②若体系压强降至50kPa，其他条件不变，平衡时二甲醚的转化率增大（填“增大”“减小”或“不变”），原因是主反应为气体分子数增大的反应，减小压强平衡正向移动，二甲醚消耗量增大，转化率升高（或减小压强反应②平衡正向移动，CH3OH减少，反应①平衡正向移动，二甲醚消耗量增大，转化率升高）。【答案】（1）+122.5；（2）0.075；ad；（3）过程Ⅱ；（4）L；增大；主反应为气体分子数增大的反应，减小压强平衡正向移动，二甲醚消耗量增大，转化率升高（或减小压强反应②平衡正向移动，CH3OH减少，反应①平衡正向移动，二甲醚消耗量增大，转化率升高）。【分析】（1）根据盖斯定律由已知反应的反应热计算未知反应的反应热；（2）依据公式v=Δc（3）活化能越小，反应越容易进行；（4）①依据外界条件改变对平衡的影响分析；②依据外界条件改变对平衡的影响分析。【解答】解：（1）根据盖斯定律，由①+②×2可得主反应CH3OCH3（g）+3H2O（g）⇌2CO2（g）+6H2（g），故ΔH＝ΔH1+2ΔH2＝+23.5kJ/mol+2×49.5kJ/mol＝+122.5kJ/mol，故答案为：+122.5；（2）0～2h内每克催化剂催化生成氢气的平均速率v=0.03mola．该反应正向气体分子数增加，恒温恒容下，压强随反应进行而增大，当压强不再变化时，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故a正确；b．H2的生成速率与CH3OCH3的消耗速率均表示正反应速率，不能说明正逆反应速率相等，故b错误；c．恒容容器中气体总质量不变，体积不变，混合气体的密度始终不变，不能作为平衡标志，故c错误；d．混合气体的总质量不变，但总物质的量随反应进行而增大，平均摩尔质量减小，当其不再改变时，说明达到平衡状态，故d正确；故答案为：0.075；ad；（3）过程Ⅱ的活化能（2.05eV）小于过程Ⅰ的活化能（2.90eV），说明催化剂对过程Ⅱ的活化效果更好，能更有效地降低该过程的活化能，故答案为：过程Ⅱ；（4）①该反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，生成物的物质的量增大。根据化学方程式，生成的H2的物质的量是CO2的3倍，图中曲线L的物质的量最大且随温度升高而增大，故L代表氢气，故答案为：L；②该反应是气体分子数增大的反应，在其他条件不变时，降低体系压强，平衡向气体分子数增大的方向（即正反应方向）移动，因此二甲醚的转化率增大，故答案为：增大；主反应为气体分子数增大的反应，减小压强平衡正向移动，二甲醚消耗量增大，转化率升高（或减小压强反应②平衡正向移动，CH3OH减少，反应①平衡正向移动，二甲醚消耗量增大，转化率升高）。【点评】本题考查化学平衡，题目难度中等，掌握平衡状态的判断方法是解题的关键。18．（2026•长沙校级开学）在航天服、航天器、空间站等密闭系统中，CO2浓度过大，会导致呼吸急促、头晕头痛、昏迷甚至死亡，以下是清除CO2的两种方式。据此回答下列问题：（1）“Sabatier反应”实现了CO2甲烷化，科技人员基于该反应设计如图的循环过程完成空间站中CO2到O2的转化，从而实现O2的再生。①已知下列数据：化学键H﹣HC﹣HH﹣OC＝O断裂化学键吸收的能量/（kJ/mol）435415465800则Sabatier反应CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g）的ΔH＝﹣180kJ•mol﹣1。②恒温恒容的密闭容器中，下列说法能表明Sabatier反应达到平衡状态的是BDE（填标号）。A．v正（CO2）＝4v逆（H2）B．容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化C．容器内混合气体的密度不再变化D．单位时间内，断裂4molH﹣H的同时断裂4molC﹣HE．n（H2）：n（CH4）保持不变③恒温下，Sabatier反应平衡后充入氩气，保持容器压强不变，CO2的转化率减小（填“增大”“减小”或“不变”），其原因为该反应为气体分子数减小的反应，恒温恒压下充入氩气，容器容积变大，参与反应的气体分压减小，平衡向逆反应方向移动，CO2转化率减小。（2）航天员呼吸产生的CO2还可以利用Bosch反应CO2（g）+2H2（g）⇌C（s）+2H2O（g）代替Sabatier反应。在一容积可变的密闭容器中充入10molCO2和20molH2，初始容积为3L，CO2的平衡转化率（α）与温度（T）、压强（p）的关系如图所示：①压强p1＜p2（填“＞”“＜”或“＝”）。②温度T2、p2下，该反应的平衡常数K＝0.5（或12）。该反应在A、B、C三点条件下的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为：KA＝KB＞KC（3）光催化CO2可制备甲烷，实现O2的再生，其原理如图所示。a区的电极反应式为CO2+8【答案】（1）①﹣180；②BDE；③减小；该反应为气体分子数减小的反应，恒温恒压下充入氩气，容器容积变大，参与反应的气体分压减小，平衡向逆反应方向移动，CO2转化率减小；（2）①＜；②0.5（或12）；KA＝KB＞KC（3）CO2+8e﹣+8H+＝CH4+2H2O。【分析】（1）①反应焓变ΔH＝反应物总键能﹣生成物总键能；②该反应正反应是气体分子数减少的放热反应，增大压强、降低温度、增大H2浓度、及时分离生成物均可使平衡正向移动；③根据化学平衡状态的判断依据，即“变量不变”原则和“正逆反应速率相等”原则，逐项分析各物理量是否能作为平衡标志；（2）①该反应正反应是气体分子数减少的反应，相同温度下压强越大，CO2转化率越大；②CO2（g）+2H2（g）⇌C（s）+2H2O（g）起始/mol10200转化/mol51010平衡/mol51010；（3）由原理图可知，a区CO2得电子被还原为CH4。【解答】解：（1）①反应焓变ΔH＝反应物总键能﹣生成物总键能，反应物总键能＝2×E（C＝O）+4×E（H﹣H）＝2×800+4×435＝3340kJ/mol，生成物总键能＝4×E（C﹣H）+4×E（H﹣O）＝4×415+4×465＝3520kJ/mol，计算得ΔH＝3340﹣3520＝﹣180kJ/mol。故答案为：﹣180；②A．平衡时正逆反应速率之比等于化学计量数之比，应为4v正（CO2）＝v逆（H2），故A错误；B．混合气体总质量不变，反应前后气体总物质的量变化，平均相对分子质量不变说明各物质的量不再变化，达到平衡，故B正确；C．恒温恒容下，气体总质量和体积不变，密度始终不变，不能判断平衡，故C错误；D．断裂4molH﹣H键代表正反应消耗4molH2，断裂4molC﹣H键代表逆反应消耗1molCH4，正逆反应速率相等，达到平衡，故D正确；E．物质的量之比不变说明各组分含量不再改变，达到平衡，故E正确；故答案为：BDE。③保持容器压强不变充入氩气，容器体积增大，导致反应体系中各反应气体和生成气体的分压（或浓度）减小，平衡向气体分子数增大的方向（即逆向）移动，因此CO2的转化率减小；故答案为：减小；该反应为气体分子数减小的反应，恒温恒压下充入氩气，容器容积变大，参与反应的气体分压减小，平衡向逆反应方向移动，CO2转化率减小；（2）①该反应正向是气体分子数减小的反应，相同温度下，增大压强平衡正向移动，CO2转化率增大。由图可知相同温度下p2的转化率更高，故p1＜p2；故答案为：＜；②C点时CO2的转化率为0.5，则转化的CO2为5mol，平衡时CO2为5mol，H2为10mol，H2O为10mol，气体总物质的量为25mol；恒温恒压下，体积之比等于物质的量之比，平衡体积V＝3L×（25/30）＝2.5L，平衡常数K=c2(H2O)c(