河北省石家庄市第二中学本部2019-2020学年高一下学期期末考试结业考试化学试卷 Word版含解析 29页

河北省石家庄市第二中学本部2019-2020高一下学期期末结业考试 化学试题 一、选择题 ‎1. 下列反应中一定不能自发进行的是 A. 2KClO3(s)=2KCl(s)+ 3O2(g) △H＜0，△S＞0‎ B. 2CO(g)=2C(s，石墨)+ O2(g) △H＞0，△S＜0‎ C. 4Fe(OH)2(s)+2H2O(1)+O2(g)=4Fe(OH)3(s) △H＜0，△S＜0‎ D. NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH(aq)+H2O(l) △H＞0，△S＞0‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．2KClO3(s)=2KCl(s)+ 3O2(g)反应的△S>0，△H<0，根据△G=△H−T△S可知，△G<0，反应能够自发进行，故A错误；‎ B．2CO(g)=2C(s，石墨)+ O2(g) 反应的△S<0，△H>0，根据△G=△H−T△S可知，△G>0，反应不能自发进行，故B正确；‎ C．4Fe(OH)2(s)+2H2O(1)+O2(g)=4Fe(OH)3(s) 反应的△S<0，△H<0，根据△G=△H−T△S可知，△G是否小于0，与温度有关，反应可能自发进行，故C错误；‎ D．NH4HCO3(s)+CH3COOH(aq)=CO2(g)+CH3COONH(aq)+H2O(l)反应的△S>0，△H>0，根据△G=△H−T△S可知，△G是否小于0，与温度有关，反应可能自发进行，故D错误；‎ 答案选B。‎ ‎2. 在标准状况下，将5.6 g铁粉投入100 mL 2 mol·L-1稀硫酸中，2 min时铁粉恰好完全溶解。关于该反应的速率，四位同学提出了四种表示方法：‎ 甲：v(Fe)＝2.8 g·min-1；乙：v(H2SO4)＝1 mol·L-1·min-1；丙：v(FeSO4)＝0.5 mol·L-1·min-1； 丁：v(H2)＝1.12 L·min-1。‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A. 甲错误，因为固体物质不能用来表示反应速率 B. 丁错误，因为速率的单位错误 C. 只有乙错误 D. 只有丙正确 - 29 -‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】化学反应速率可以利用固体的质量、气体体积在单位时间内的变化量表示，在反应Fe+H2SO4═FeSO4+H2↑中，铁完全反应，则n(H2SO4)=n(H2)=n(FeSO4)=n(Fe)==0.1mol，v(Fe)==2.8 g·min-1，故甲正确；v(H2SO4)=v(FeSO4)== 0.5 mol·L-1·min-1，则乙错误，丙正确；V(H2)=0.1mol×22.4L/mol=2.24L，则v(H2)== 1.12 L·min-1，故丁正确；‎ A．根据分析，可以利用固体的质量在单位时间内的变化量可以表示反应速率，故A错误； ‎ B．根据分析，可以利用气体体积在单位时间内的变化量表示，故B错误；‎ C．根据上述分析，只有乙错误，故C正确；‎ D．根据计算分析，说法正确的有甲、丙、丁，故D错误；‎ 答案选C。‎ ‎【点睛】要正确理解化学反应速率表示方法的多样性，除了用浓度可以表示反应速率外，还可以用固体的质量、气体体积在单位时间内的变化量表示反应速率，固体和纯液体不能用浓度来表示反应速率。‎ ‎3. 下列说法正确的是 A. 反应A(s)+2B(g)C(g)+ D(g)达平衡后，加入A平衡向正方向移动 B. 2SO2(g) +O2(g)2SO3(g) △H=-197 kJ/mol，升高温度，正反应速率减小 C. N2(g)+3H2(g)2NH3(g)达平衡后，若保持容器压强不变，继续通入0.5 mol N2和1.5 mol H2，平衡向正方向移动，则N2的转化率一定变大 D. 在一定温度下，一定容积的密闭容器中发生反应：C(s)+ H2O(g)CO(g)+ H2 (g)，当混合气体的平均分子量不再发生变化说明反应达到平衡 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎ 【详解】 ‎ A．A为固体，达平衡后，加入A平衡不移动，故A 错误； ‎ B．升高温度加快反应速率，与放热反应无关，故B错误； ‎ C．保持容器压强不变，继续通入0.5mlN2和1.5molH 2‎ - 29 -‎ ‎，物质的量与体积成正比，可能浓度不变，则平衡不移动，转化率不变，故C错误； ‎ D．气体的质量、物质的量均为变量，则混合气体的平均分子量不再发生变化说明反应达到平衡，故D正确. ‎ 答案选D。 ‎ ‎4. 在一容积可变的密闭容器中加入WO3和H2进行反应WO3(s)＋3H2(g) W(s)＋3H2O(g)，下列说法不正确的是 A. 增加H2O(g)的量，消耗H2的速率瞬间不变 B. 将容器的体积缩小一半，其反应速率加快 C. 保持体积不变，充入氩气，其反应速率不变 D. 保持压强不变，充入氖气，H2O(g)生成速率减慢 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A.增加H2O(g)的量，容器体积会增大，H2 的浓度会瞬间减小，则消耗H2的速率瞬间减小，故A错误；‎ B.将体积缩小，氢气、H2O（g）的浓度增大，反应速率加快，故B正确；‎ C.体积不变，充入氩气，H2、H2O(g)的浓度不变，反应速率不变，故C正确；‎ D.压强不变，充入氖气，体积增大，H2、H2O(g)的浓度减小，反应速率减慢，故D正确。答案选A。‎ ‎5. 下列关于焓变与反应方向的叙述中正确的是( )‎ A. 化学反应的焓变与其反应的方向无关 B. 化学反应的焓变直接决定了反应的方向 C. 反应焓变为正值时不利于反应自发进行 D. 焓变为负值的反应都能自发进行 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。可逆反应的两个反应其焓变的数值相等，但是符号(变化趋势)相反，故A、B项错误；焓变只表达化学反应是吸热还是放热，不能用来独立判断反应的自发性，D项错误；ΔH>0，说明反应为吸热反应，不利于反应自发进行，C项正确。‎ - 29 -‎ 答案选C。‎ ‎6. 在密闭容器中充入一定量的NO2，发生反应2NO2（g）N2O4（g）ΔH=﹣57 kJ•mol﹣1在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是（　　）‎ A. a、c两点的反应速率：a＞c B. a、b两点的转化率：a＜b C. a、c两点气体的颜色：a深，c浅 D. 由a点到b点，可以用加热的方法 ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ ‎2NO2(g) N2O4(g)△H=-57kJ•mol-1，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，混合气体中NO2的体积分数增大；增大压强，平衡正向移动，混合气体中NO2的体积分数减小，然后结合图象分析解答。‎ ‎【详解】A．由图像可知，a、c两点都在等温线上，c的压强大，则a、c两点的反应速率：a＜c，故A错误；‎ B．由图像可知，a点二氧化氮的体积分数高，所以转化率a＜b，故B正确；‎ C．a、c两点温度相同，c点压强大，c点容器体积小，则二氧化氮浓度大，因此a、c两点气体的颜色：a浅、c深，故C错误；‎ D．升高温度，平衡逆向移动，NO2的体积分数增大，a点到b点，二氧化氮的体积分数减少，说明是降低了温度，所以不能用加热的方法实现由a点到b点的转变，故D错误；‎ 答案选B。‎ ‎【点睛】明确外界条件对化学平衡的影响及图像中纵横坐标的含义是解题的关键。本题的易错点为C，要注意气体的压强增大，容器的体积减小，无论平衡如何移动，气体物质的浓度均会增大。‎ ‎7. 向恒温真空密闭容器中投入足量的FeC2O4(s)，发生的反应为FeC2O4(s)FeO(s)+CO(g)+ CO2(g) ΔH(制备FeO的原理)，达到平衡时测得c(CO2)=c1 mol·L-1‎ - 29 -‎ ‎。温度不变，压缩容器体积至原来的一半，达到新平衡时测得c(CO2)=c2 mol·L-1。下列有关说法正确的是 ( )‎ A. 当混合气体中CO的体积分数保持不变时达到平衡状态 B. 缩小容器体积，FeC2O4(s)、FeO(s)的物质的量保持不变 C. 两次平衡体系中c1=c2‎ D. 若温度不变，增大容器体积达到新平衡时，平衡常数减小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据方程式，混合气体中CO的体积分数保持不变，为50%，因此CO的体积分数保持不变，不能说明达到平衡状态，故A错误；‎ B．该反应为其他体积增大的反应，缩小容器体积，平衡逆向移动，FeC2O4(s)物质的量增大，FeO(s)物质的量减小，故B错误；‎ C．该反应的平衡常数K= c(CO) c(CO2)，温度不变，K不变，则两次平衡体系中c1=c2，故C正确；‎ D．温度不变，平衡常数不变，故D错误；‎ 故选C。‎ ‎8. 对于反应：M＋N→P，如果温度每升高10℃，化学反应速率提高到原来的3倍，在10℃时完成反应的10%需要81 min，将温度提高到40℃时，完成反应的10%需要的时间为 ( )‎ A. 9 min B. 27 min C. 13.5 min D. 3 min ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】化学反应中，升高温度，反应速率增大，已知温度每升高10℃，化学反应速率增大到原来的3倍，那么10℃时，温度升高到40℃，温度变化为30℃，反应速率应是10℃的33=27倍，在10℃时完成该反应的10%需要81min，则若将温度升高到30℃，完成该反应的10%需要时间为：=3min，故选D。‎ ‎【点晴】本题考查化学反应速率的计算，为高频考点，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查，注意把握温度升高后速率的变化倍数，为解答该题的关键。已知温度每升高10℃，化学反应速率增大到原来的3倍，那么10℃时，温度升高到40℃，温度变化为30℃，反应速率应是10℃的33=27倍，不是9倍，这是本题的易错点。‎ ‎9. 有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3个体积均为0.5 L的恒容密闭容器，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中按不同投料比(Z)充入HCl - 29 -‎ 和O2(如下表)，加入催化剂发生反应：4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) △H。HCl的平衡转化率与Z和T的关系如图所示。‎ 容器 起始时 T/℃‎ n(HCl)/mol Z Ⅰ ‎300‎ ‎0.25‎ a Ⅱ ‎300‎ ‎0.25‎ b Ⅲ ‎300‎ ‎0.25‎ ‎4‎ 下列说法不正确的是（ ）‎ A. △H<0‎ B. a<4v(逆)‎ D. 300 ℃时，该反应平衡常数的值为320‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A、由图象可知，随着温度的升高HCl的平衡转化率在减小，即升温平衡向左移动，则该反应是放热反应，△H<0，所以A正确；‎ B、在相同温度时，n(HCl)相同，Z=a时HCl的转化率大于Z=4时HCl的转化率，即Ⅰ容器中增大了n(O2)，使Z<4，即a<4，同理可得4v(逆)，所以C正确；‎ D、由于平衡常数K只与温度有关，因此可根据容器Ⅲ对应的Q点进行计算，4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+ 2H2O(g) 平衡时HCl的转化率为80%，则起始时c(HCl)=0.5mol/L，由Z=4求得c(O2)= 0.125mol/L，而c(Cl2) =c(H2O)=0，平衡时c(HCl)=0.1mol/L ，c(O2)=0.025mol/L，c(Cl2) =c(H2O)=0.2 mol/L，则K==640 (mol/L)-1，所以D错误。‎ 正确答案为D。‎ ‎【点睛】化学反应速率和化学平衡的有关计算一定明确三个量，即起始量、平衡量和改变量，根据已知条件，结合转化率求出这三个量后，其它问题都能正确解答了。‎ ‎10. 反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均会在工业生产硝酸过程中发生，其中反应Ⅰ、Ⅱ发生在氧化炉中，反应Ⅲ发生在氧化塔中，不同温度下各反应的化学平衡常数如下表所示。下列说法正确的是 温度 ‎(K)‎ 化学平衡常数 反应Ⅰ: 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O 反应Ⅱ: 4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O 反应Ⅲ: 2NO + O2 → 2NO2‎ ‎500‎ ‎1.1×1026‎ ‎7.1×1034‎ ‎1.3×102‎ ‎700‎ ‎2.1×1019‎ ‎2.6×1025‎ ‎1.0‎ A. 使用选择性催化反应Ⅰ的催化剂可增大氧化炉中NO的含量 B. 通过改变氧化炉的温度可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ C. 通过改变氧化炉的压强可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ D. 氧化炉出气在进入氧化塔前应进一步提高温度 ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A. 使用选择性催化反应Ⅰ的催化剂可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ，增大氧化炉中NO的含量，故A正确；‎ B. 升高温度，反应Ⅰ和反应ⅡK - 29 -‎ 值均减小，则正反应均为放热反应，无法通过改变氧化炉的温度可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ，故B错误；‎ C. 反应Ⅰ和反应Ⅱ正反应均为增大压强的反应，无法通过改变氧化炉的压强可促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ，故C错误；‎ D. 氧化炉出气在进入氧化塔前应降低温度，提高氨气的转化率，故D错误；‎ 故答案选：A。‎ ‎11. 利用天然气水蒸气重整制备H2的反应为CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g) △H>0，每次只改变一种条件(X)，其它条件不变，CH4的平衡转化率随X的变化趋势如下图所示。下列说法正确的是 A. X为温度时，的变化趋势为曲线N B. X为压强时，的变化趋势为曲线M C. X为投料比时，的变化趋势为曲线N D. 某条件下，若CH4(g)、H2O(g)初始浓度均为0.2 mol/L，= 25%，则K=3‎ ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.X为温度时，升高温度平衡正向移动，的变化趋势为曲线M，A项错误；‎ B.X为压强时，加压平衡逆向移动的变化趋势为曲线N，B项错误；‎ C.X为投料比时，的变化趋势为曲线N，C项正确；‎ D.某条件下，若CH4(g)、H2O(g)初始浓度均为0.2 mol/L，= 25%，则K=0.0075，D项错误；‎ 答案选C。‎ ‎12. 可逆反应aX+2Y（g）⇌2Z（g）在一定条件下的达到平衡后，t1和t2时各改变某一种外界条件，化学反应速率（v）﹣时间（t）图象如图。则下列说法中正确的是 - 29 -‎ A. 若X是固体，则t1时一定是增大了容器的压强 B. 若X是气体，则t2时不可能是减小容器压强 C. 若X是固体，则t1时可能是增大了X的质量 D. 若t2时采用了降温措施，则该反应的正反应方向△H＞0‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A．若X为固体，则增大压强，平衡不移动，或使用催化剂，平衡也不移动，错误，不选A；‎ B．若X为气体，t2正逆反应速率都减小，不可能是减小容器压强，因为减压，平衡逆向移动，而图像显示正向移动，正确，选B；‎ C．若X为固体，t1若增大了X的量，平衡不移动，反应速率不变，错误，不选C；‎ D．t2时若采用降温措施，正逆反应速率都减小，平衡正向移动，说明正反应放热，△H小于0，错误，不选D。‎ ‎【点睛】‎ ‎13. 某科研人员提出HCHO与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H2O的历程，该历程示意图如图(图中只画出了HAP的部分结构)。下列说法不正确的是（ ）‎ A. HAP能提高HCHO与O2的反应速率 B. HCHO在反应过程中，有C—H键发生断裂 C. 根据图示信息，CO2分子中的氧原子全部来自O2‎ D. 该反应可表示为：HCHO＋O2CO2＋H2O ‎【答案】C ‎【解析】‎ - 29 -‎ ‎ 【详解】 ‎ A．根据图知，HAP在第一步反应中作反应物，在第二步反应中作生成物，所以是总反应的催化剂，催化剂能改变化学反应速率，因此该反应中HAP 作催化剂而提高反应速率，A正确； ‎ B．根据图示可以发现，甲醛分子中的两个C-H键的H原子都与O 发生断裂，故仅有C-H键发生断裂，B正确； ‎ C．根据图知，CO2分子中的氧原子一部分来自O2，另一部分还来自于甲醛， C错误； ‎ D．该反应中反应物是甲醛和氧气，生成物是二氧化碳和水，HAP为催化剂，反应方程式为：HCHO＋ O2CO2 ＋H2O，D正确； ‎ 故选C。 ‎ ‎14. 如图已知反应S2O82- (aq) + 2I-(aq) 2SO42-(aq) + I2(aq)，若向该溶液中加入含Fe3+的某溶液，反应机理如下：下列有关该反应的说法不正确的是 ‎①2Fe3+ (aq) + 2I- (aq)I2 (aq) + 2Fe2+ (aq)‎ ‎②2Fe2+ (aq) + S2O82- (aq)2Fe3+ (aq) + 2SO42- (aq)‎ A. Fe3+是该反应的催化剂 B. S2O82- (aq) + 2I-(aq) 2SO42-(aq) + I2(aq)是放热反应 C. 加入Fe3+ 后降低了该反应的活化能 D. 向该溶液中滴加淀粉溶液，溶液变蓝，适当升温，蓝色加深 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由方程式可知，反应①中Fe3+是反应物，反应②中Fe3+是生成物，则Fe3+是该反应的催化剂，故A正确；‎ B.由图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，故B正确；‎ C.催化剂能降低反应的活化能，Fe3+是该反应的催化剂，则加入Fe3+ 后降低了该反应的活化能，故C正确；‎ - 29 -‎ D.该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，碘单质浓度减小，蓝色变浅，故D错误；‎ 故选D。‎ ‎【点睛】反应①中Fe3+是反应物，反应②中Fe3+是生成物，则Fe3+是该反应的催化剂，催化剂能降低反应的活化能。‎ ‎15. 对利用甲烷消除NO2污染进行研究，CH4+2NO2N2+CO2+2H2O。在1 L密闭容器中，控制不同温度，分别加入0.50 mol CH4和1.2 mol NO2，测得n(CH4)随时间变化的有关实验数据见下表。‎ 组别 温度 时间/min ‎0‎ ‎10‎ ‎20‎ ‎40‎ ‎50‎ n/mol ‎①‎ T1‎ n(CH4)‎ ‎0.50‎ ‎0.35‎ ‎0.25‎ ‎0.10‎ ‎0.10‎ ‎②‎ T2‎ n(CH4)‎ ‎0.50‎ ‎0.30‎ ‎0.18‎ ‎0.15‎ 下列说法正确的是 A. 由实验数据可知实验控制的温度T2＞T1‎ B. 组别①中0~20 min内，NO2的降解速率为0.0125 mol/(L·min)‎ C. 40 min时，表格中T2对应的数据为0.18‎ D. 0~10 min 内，CH4的降解速率①＞②‎ ‎【答案】A ‎【解析】‎ ‎【详解】A．温度越高，反应速率越大，根据实验数据可知，0-20min内，实验①中CH4物质量的变化量为0.25mol，实验②中CH4的变化量0.32mol，实验②的反应速率快，温度高，由实验数据可知实验控制的温度T2＞T1，故A正确；‎ B．根据方程式，①中0～20 min内，NO2的降解速率= CH4的降解速率的2倍=×2=0.025 mol•L-1•min-1，故B错误；‎ - 29 -‎ C．T1、40min时，反应达到平衡，因T2较大，平衡时用时较少，则表格中T2对应反应已经达到平衡状态，因此40min时表格中T2对应的数据为0.15，故C错误；‎ D．温度越高，反应速率越快，则0～10min内，CH4的降解速率①＜②，故D错误；‎ 故选A。‎ ‎16. 可逆反应，在一定条件下达到平衡状态。在t1时刻改变某一条件，化学反应速率与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是 A 维持温度、反应体系容积不变，时充入 B. 维持温度、压强不变，时充入 C. 维持体积不变，时升高反应体系温度 D. 维持温度、容积不变，时充入一定量Ar ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 在t1时刻，改变条件后，正反应速率降低，逆反应速率升高，平衡逆向移动，据此解答。‎ ‎【详解】A. 维持温度、反应体系容积不变，时充入，时逆反应速率增大、正反应速率不变，故A不选； ‎ B. 维持温度、压强不变，时充入，时逆反应速率增大，且体积增大导致正反应速率减小，故B选； ‎ C. 维持体积不变，时升高反应体系温度，正逆反应速率均增大，与图象不符，故C不选； ‎ D. 维持温度、容积不变，时充入一定量Ar - 29 -‎ ‎，反应体系中各物质浓度不变，正逆反应速率均不变，故D不选； ‎ 故选：B。‎ ‎17. 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程中的能量变化如图所示（图中E1表示无催化剂时正反应的活化能，E2表示无催化剂时逆反应的活化能）。下列有关叙述不正确的是 ‎ ‎ A. 该反应的逆反应为吸热反应，升高温度可提高活化分子的百分数 B. 500℃、101kPa下，将1molSO2(g)和0.5molO2(g)置于密闭容器中充分反应生成SO3(g)放热akJ，其热化学方程式为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-2a kJ·mol-l C. 该反应中，反应物的总键能小于生成物的总键能 D. ΔH=E1-E2，使用催化剂改变活化能，但不改变反应热 ‎【答案】B ‎【解析】‎ 试题分析：由图可知，该反应正反应为放热反应。A. 该反应的逆反应为吸热反应，升高温度可提高活化分子的百分数，A正确；B. 500℃、101kPa 下，将1molSO2(g)和0.5molO2(g)置于密闭容器中充分反应放热a kJ，由于该反应为可逆反应，得不到1mol SO3(g)，所以热化学方程式2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) 的反应热不等于-2a kJ·mol-l，B不正确；C. 该反应中为放热反应，其ΔH<0，所以反应物的总键能小于生成物的总键能，C正确；D. ΔH=E1-E2，使用催化剂能改变反应的活化能，但不改变反应热，D正确。本题选B。‎ 点睛：要注意可逆反应总有一定的限度，在一定的条件下，反应物不能完全转化为生成物，在计算反应热时要注意这一点。‎ ‎18. 恒压下，将CO2和H2以体积比1∶4混合进行反应CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)(假定过程中无其他反应发生)，用Ru/TiO2催化反应相同时间，测得CO2转化率随温度变化情况如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ - 29 -‎ A. 反应CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(g)的ΔH>0‎ B. 图中450 ℃时，延长反应时间无法提高CO2的转化率 C. 350 ℃时，c(H2)起始＝0.4 mol·L－1，CO2平衡转化率为80%，则平衡常数K<2 500‎ D. 当温度从400 ℃升高至500 ℃，反应处于平衡状态时，v(400℃)逆>v(500℃)逆 ‎【答案】BC ‎【解析】‎ ‎【分析】‎ 如图所示为用Ru/TiO2催化反应相同时间，测得CO2转化率随温度变化情况，约350℃之前，反应还未达到平衡态，CO2转化率随温度升高而增大，约350℃之后，反应达到化学平衡态，CO2转化率随温度升高而减小，由此可知该反应为放热反应。‎ ‎【详解】A.由分析可知该反应为放热反应，则ΔH<0，故A错误；‎ B.图中450 ℃时，反应已达平衡态，则延长反应时间无法提高CO2的转化率，故B正确； ‎ C.350 ℃时，设起始时容器的容积为V，c(H2)起始＝0.4 mol·L－1，则n(H2)起始＝0.4 Vmol，CO2平衡转化率为80%，可列三段式为：‎ 根据阿伏伽德罗定律有，平衡时的体积为V(平衡)= ，则平衡时，故C正确；‎ D.温度升高，正逆反应速率均加快，则v(400℃)逆0‎ B. 升温或减压，可将b中的平衡状态转变成从c中的平衡状态 C. 反应进行到5min时，a容器中v(正)= v(逆)‎ D. 达到平衡时，a、b、c中CO转化率为b>a>c ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】A.从图1分析，甲醇的物质的量为0.6mol的曲线先到平衡，说明此反应是在较高的温度下进行的。由图1可知，反应温度升高后，甲醇的物质的量减少，说明正反应为放热反应，故错误；B.升温或减压可以使平衡逆向移动，可将b中的平衡状态变为c中的平衡状态，故正确；C.从图2分析，反应进行到5分钟时，若a容器中的反应到平衡，升温，平衡向逆向移动，甲醇的体积分数应减小，但是图像中给出的是增大，说明a - 29 -‎ 容器中还没有达到平衡状态，故错误；D.温度升高平衡逆向移动，所以温度越高，一氧化碳的转化率越低，所以a、b、c中CO的平衡转化率为a >b> c，故错误。故选B。‎ ‎【点睛】根据温度升高，反应速率加快，达到平衡的时间缩短，分析曲线和温度的对应关系。根据温度改变对平衡的影响分析，注意在相同的时间内测定体积分数的数值不能反映平衡时的数据，应结合达到平衡的时间长短和移动方向分析。‎ ‎22. ToC时，在一固定容积的密闭容器中发生反应：A(g)+B(g)X(s) ∆H < 0，按照不同配比充入A、B，达到平衡时容器中A、B浓度变化如图中曲线（实线）所示，则判断正确的是 A. ToC时，该反应的平衡常数值为4‎ B. c点没有达到平衡，此时反应向逆向进行 C. 若c点为平衡点，则此时容器内的温度高于ToC D. ToC时，在d点加入一定量X可达到c点 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A、该曲线表示平衡时A、B的浓度，取d点，c(A)=c(B)=2mol/L，则K===，选项A错误；‎ B、c点不是平衡点，A或B的浓度偏高，Qcv(正)‎ C. 保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.32mol气体X和0.32mol气体Y，到达平衡时，c(Z)>0.24mol·L－1‎ D. 该温度下此反应的平衡常数：K=1.44‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.反应前 2 min 内Y的改变量为0.04mol，则Z改变量为0.08mol，2min内Z的平均速率v(Z)=Δn/Δt==4×10−3mol·(L·min)−1，故A错误；‎ B.其他条件不变，降低温度，平衡向放热方向移动，正向移动，反应达到新平衡前：v(正)>v(逆)，故B错误；‎ C.充入气体X和气体Y各0.16mol，平衡时Y的物质的的量为0.10mol，则改变量为0.06mol，此时Z的物质的量为0.12mol，浓度为0．012mol∙L−1，保持其他条件不变向容器中充入0.32mol气体X和0．32 mol气体Y，用建模思想，相当于两个容器，缩小容器加压，平衡不移动，浓度为原来2倍，即c(Z) = 0.024 mol·L−1，故C错误；‎ D.平衡时，Y的物质的量为0.1mol，X的物质的量为0.1mol，Z的物质的量为0.12mol，该温度下此反应的平衡常数，故D正确；‎ 答案选D。‎ ‎24. 已知反应：CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)。在一定压强下，按ω=向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数()与温度(T)、ω的关系，图乙表示反应的平衡常数K与温度T的关系。则下列说法正确的是（ ）‎ A. 图甲中ω1＞1‎ B. 图乙中，线A表示正反应的平衡常数 - 29 -‎ C. 在恒容容器中进行，压强不变时反应达到平衡状态 D. 当温度为T1、ω=2时，Cl2的转化率约为33.3%‎ ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A.增大氯气的浓度，平衡向正反应方向移动，丙烯的体积分数减小，由图可知，丙烯的体积分数ω1大于ω2，则ω1＜1，故A错误；‎ B.由图甲可知，温度升高，丙烯的体积分数增大，说明平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，升高温度，放热反应的平衡常数减小，则图乙中，线B表示正反应的平衡常数，故B错误；‎ C.该反应是一个气体体积不变的可逆反应，无论是否达到平衡，压强始终不变，则在恒容容器中进行，压强不变时不能说明反应达到平衡状态，故C错误；‎ D.设温度为T1、ω=2时，容器体积为1L，CH2=CHCH3的起始物质的量为1mol，消耗物质的量为xmol，由题意建立如下三段式：‎ 由平衡常数K=1可得=1，解得x=，则Cl2的转化率为≈33.3%，故D正确；‎ 故选D。‎ ‎【点睛】由图甲可知，温度升高，丙烯的体积分数增大，说明平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，升高温度，放热反应的平衡常数减小是解答关键和易错点。‎ ‎25. 利用传感技术可以探究压强对2NO2(g)N2O4(g)化学平衡移动的影响。在室温、100 kPa 条件下，往针筒中充入一定体积的 NO2气体后密封并保持活塞位置不变。分别在t1、t2 时刻迅速移动活塞并保持活塞位置不变，测定针筒内气体压强变化如图所示。下列说法正确的是 - 29 -‎ A. B点处NO2的转化率为3%‎ B. E点到H点的过程中，NO2的物质的量先增大后减小 C. E、H两点对应的正反应速率大小为vH＜vE D. B、E两点气体的平均相对分子质量大小为MB＞ME ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据阿伏加德罗定律，温度、体积不变时，压强之比等于物质的量之比，设起始时NO2的物质的量为n，反应的物质的量为2x，列出三段式：，气体物质的量之比等于压强之比，则，，NO2的转化率为，故A错误；‎ B． t2时刻移动了活塞，压强迅速增大，说明针筒体积减小，保持活塞位置不变后，此时体系因体积减小而压强增大，平衡将向气体体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，使得压强逐渐减小，直至达到平衡状态，F点后，压强减小，则平衡向逆反应方向移动，直至达到平衡状态，所以E点到H点是NO2的物质的量先减小后增大的过程，故B错误；‎ C．压强影响气体的化学反应速率，压强增大，化学反应速率加快，H点的压强大于E点的压强，则E、H两点对应的正反应速率大小为，故C错误；‎ D．t1时刻移动了活塞，压强迅速减小，说明针筒体积增大，保持活塞位置不变后，此时体系因体积增大而压强减小，平衡将向气体体积增大的方向移动，平衡逆向移动，混合气的物质的量逐渐增大，根据可知，混合气体的平均分子质量减小，则MB＞ME，故D正确；‎ 答案选D。‎ 二、综合题 - 29 -‎ ‎26. 碳族、氮族元素及其化合物在生产、生活和环境保护中应用广泛。‎ ‎(1)已知：CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)  △H1=- 890.3 kJ/mol ‎ ‎2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H2=-571.6 kJ/mol C(s)+O2(g)=CO2(g) △H3=- 393.5 kJ/mol C(s)+2H2(g)=CH4(g) △H=_______kJ/mol。‎ ‎(2) CH4制备合成气的原理是CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。‎ ‎①下列叙述不能表示该反应在恒温恒容条件下达到平衡状态的是________。‎ a．混合气体的压强不再发生变化 b．混合气体的密度不再发生变化 c．反应容器中CO2、CO的物质的量的比值不再发生变化 d．混合气体的平均相对分子质量不再发生变化 ‎②若1 g CH4(g)完全反应吸收热量为15.5 kJ。在恒容密闭容器中充入1 mol CH4和1 mol CO2在一定条件下反应，体系吸收热量随着时间变化如图所示。在该条件下，甲烷的最大转化率(a)为_________。‎ ‎ ‎ ‎(3)在密闭容器中只发生反应：2NO+H2=N2+2H2O，其反应速率与浓度关系式为v=kcm(NO)·cn(H2)。(k为常数，只与温度有关，m、n为反应级数，取正整数)，在某温度下测得有关数据如表所示。‎ 序数 c(NO)/(mol/L)‎ c(H2)/(mol/L)‎ v/mol/(L·min )‎ I ‎0.10‎ ‎0.10‎ ‎0.414‎ Ⅱ ‎0.20‎ ‎0.20‎ ‎3.312‎ Ⅲ ‎0.10‎ ‎0.20‎ ‎0.828‎ - 29 -‎ 总反应分两步进行：第i步，2NO+H2=N2+H2O2(很慢)；‎ 第ii 步，H2O2+H2=2H2O (很快)。在上述温度下，当c(NO)=c(H2)=0.50 mol/L 时v=____ mol/(L·min )。‎ ‎(4)在2 L恒容密闭容器中充入3 mol NO(g)和3 mol CO(g)，发生反应: 2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)，在一定温度下达到平衡，测得平衡体系中c(N2)=0.5 mol/L。则该条件下平衡常数K值为_______。反应前，后容器内气体压强之比为____________。‎ ‎【答案】 (1). -74.8 (2). b (3). 59.6% (4). 51.75 (5). 8 (6). 6：5‎ ‎【解析】‎ ‎ 【分析】‎ ‎ ‎ ‎(1)根据盖斯定律分析计算； ‎ ‎(2)①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) 为气体的物质的量增大的反应，根据平衡的特征和本质分析判断；②1 g CH4(g)完全反应吸收热量为15.5 kJ，计算1mol CH4(g) 完全反应吸收的热量，再根据1 mol CH4和1 mol CO2在一定条件下反应平衡时吸收的热量计算转化率； ‎ ‎(3)由表格数据首先确定k、m、n ，再计算当c(NO)=c(H2)=0.50 mol/L 时的 v； ‎ ‎(4)设平衡时生成的氮气的物质的量为x，在一定温度下达到平衡，测得平衡体系中c(N2)=0.5 mol/L ，即=0.5 mol/L，因此x=1mol 。再根据三段式，结合同温同体积下，气体的压强之比等于气体的物质的量之比计算解答。 ‎ ‎ 【详解】 ‎ ‎(1)①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(1) △H 1=- 890.3 kJ/mol ，②2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H 2=-571.6 kJ/mol，③C(s)+O2(g)=CO2(g) △H 3=- 393.5 kJ/mol，根据盖斯定律，将②+③-①得：C(s)+2H2(g)=CH4(g) △H=△H2+ △H3-△H1 =(-571.6 kJ/mol)+(- 393.5 kJ/mol)-(- 890.3 kJ/mol) =-74.8 kJ/mol ，故答案为：-74.8； ‎ ‎(2)①CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) 为气体的物质的量增大的反应, ‎ a．恒温恒容条件下，混合气体的压强为变量，当压强不再发生变化时，说明达到了化学平衡状态，故a不选； ‎ b．恒温恒容条件下，气体的质量和体积均不变，混合气体的密度始终不变，因此密度不再发生变化，不能说明达到了化学平衡状态，故b选； ‎ - 29 -‎ c．反应容器中CO2、CO的物质的量的比值不再发生变化，说明各物质的物质的量不变，说明达到了化学平衡状态，故 c不选； ‎ d．气体物质的量正向增大，为变量，而质量不变，因此混合气体的平均相对分子质量为变量，当平均相对分子质量不再发生变化时，说明达到了化学平衡状态，故d不选； ‎ 故答案为：b； ‎ ‎②1 g CH4(g)完全反应吸收热量为15.5 kJ，则1mol CH4(g) 完全反应吸收热量为15.5 kJ×16=249.6 kJ，在恒容密闭容器中充入1 mol CH4和1 mol CO2 在一定条件下反应，平衡时吸收的热量为148.8 kJ，在该条件下，甲烷的最大转化率(a)为 ×100%=59.6%，故答案为：59.6%； ‎ ‎(3)由数据I知，v=k cm(NO)·cn(H2)= k×0.1m×0.1n=0.414，由数据Ⅲ知， v=kcm(NO)·cn(H2)= k×0.1m×0.2n=0.828 ，解得：n=1，再根据数据Ⅱ知，v=kc m(NO)·cn(H2)= k×0.2m×0.2n=3.312，解得：m=2 ，代入I得到k=414，因此当c(NO)= c(H2)=0.50 mol/L 时v=414 c 2(NO)·c(H2)=414×0.50 2×0.50=51.75 mol/(L·min )，故答案为：51.75 ； ‎ ‎ (4)设平衡时生成的氮气的物质的量为x，在一定温度下达到平衡，测得平衡体系中c(N2)=0.5 mol/L ，即=0.5 mol/L，因此x=1mol 。 ‎ ‎ ‎ 则该条件下平衡常数K= =8，同温同体积下，气体的压强之比等于气体的物质的量之比，反应前，后容器内气体压强之比= =，故答案为：8； 。 ‎ ‎ 【点睛】 ‎ 本题的易错点为(4)，要注意三段式在化学平衡计算中的应用。难点为(3)，要注意根据表格数据确定速率方程中的未知量。 ‎ ‎27. 贮氢合金可催化由CO、合成等有机化工产品的反应。温度为TK时发生以下反应：‎ ‎①  ‎ - 29 -‎ ‎②  ‎ ‎③‎ ‎④‎ ‎(1)温度为TK时，催化由CO、合成反应的热化学方程式为________。‎ ‎(2)已知温度为TK时的活化能为，则其逆反应的活化能为________。‎ ‎(3)时，向一恒压密闭容器中充入等物质的量的和发生上述反应②已排除其他反应干扰，测得物质的量分数随时间变化如下表所示：‎ 时间 ‎0‎ ‎2‎ ‎5‎ ‎6‎ ‎9‎ ‎10‎ 若初始投入CO为，恒压容器容积，用表示该反应分钟内的速率________。6分钟时，仅改变一种条件破坏了平衡，则改变的外界条件为________。‎ ‎(4)下，在恒容密闭容器中，充入一定量的甲醇，发生反应④，若起始压强为，达到平衡转化率为，则反应的平衡常数________用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数，忽略其它反应。‎ ‎(5)某温度下，将与的混合气体充入容积为的密闭容器中，在催化剂的作用下发生反应③。经过后，反应达到平衡，此时转移电子。若保持体积不变，再充入和，此时________填“”“”或“”。下列不能说明该反应已达到平衡状态的是________。‎ 的质量不变    混合气体的平均相对分子质量不再改变 - 29 -‎ ‎    混合气体的密度不再发生改变 ‎(6)已知、时水煤气变换中CO和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和相等、和相等；已知时的。‎ 时随时间变化关系的曲线是________，时随时间变化关系的曲线是________。‎ ‎【答案】 (1).   (2). (3). (4). 降低温度 (5). (6). (7). cd (8). (9). d ‎【解析】‎ ‎【详解】（1） ‎ ‎ ，由盖斯定律可知，得到，，则热化学方程式为：；‎ - 29 -‎ ‎（2）已知温度为TK时的活化能为，根据正反应的活化能逆反应的活化能，则逆反应的活化能；‎ ‎（3）根据初始投入CO为，则也为，恒压容器容积，‎ ‎5min时物质的量分数为，，解得，用表示该反应分钟内的速率；因为此平衡不受压强影响，正反应是放热反应，所以6分钟时，仅改变一种条件破坏了平衡，根据表格数据物质的量分数减小，平衡应正向移动，则改变的外界条件为降低温度；‎ 下，在恒容密闭容器中，充入一定量的甲醇，发生反应，若起始压强为101kPa，达到平衡转化率为，设充入甲醇为amol，‎ 体积不变的密闭容器内，压强之比等于物质的量之比，则，则；则反应的平衡常数；‎ ‎（5）某温度，将与的混合气体充入容积为的密闭容器中，在催化剂的作用下发生反应：，反应消耗1molCO，反应转移4mol电子，经过后，反应达到平衡，此时转移电子，则反应消耗CO为 - 29 -‎ ‎，‎ 则平衡常数为，‎ 若保持体积不变，再充入和，则浓度商为，反应正向进行，所以此时v(正)>v(逆)；‎ a．的质量不变，能说明该反应已达到平衡状态，故a不选；‎ b．反应前后气体分子数不相等，随反应进行混合气体的平均相对分子质量发生变化，则混合气体的平均相对分子质量不再改变，能说明该反应已达到平衡状态，故b不选； ‎ c．v正(CO)=2v正(H2)，正逆反应速率不相等，不能说明该反应已达到平衡状态，故c选；‎ d．反应物质总质量不变，容器体积不变，密度是一个定值，则混合气体的密度不再发生改变，不能说明该反应已达到平衡状态，故d选；‎ ‎（6）对于放热反应来说，温度越低，平衡常数越大，所以时平衡常数大于时平衡常数，在和时，平衡常数大于，由此可知，最终平衡时生成物的分压要大于反应物的分压，因此，分压一定比CO要大；再由曲线变化幅度可知，则曲线a、b为氢气的分压曲线，曲线c、d为一氧化碳的分压曲线。因为此反应为放热反应，所以温度越低，氢气的分压就越高，一氧化碳的分压就越低，所以a、b曲线中，曲线b为时随时间变化关系的曲线，曲线c、d中，曲线d为时随时间变化关系的曲线。‎ ‎【点睛】可逆反应达到平衡后再加入相关反应物判断化学反应方向的方法有：若反应温度不变，则平衡常数不变，根据浓度商与平衡常数相关大小判断反应进行方向，若QC>K，则反应逆向进行，若QC=K，则平衡不移动，若QC