高考二轮复习知识点：化学反应速率与化学平衡的综合应用2

试卷更新日期：2023-07-30 类型：二轮复习

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一、选择题

1. 一定温度下：在

N_{2} O_{5}

的四氯化碳溶液(

100mL

)中发生分解反应：

{2N}_{2} O_{5} ⇌ {4NO}_{2} {+O}_{2}

。在不同时刻测量放出的

O_{2}

体积，换算成

N_{2} O_{5}

浓度如下表：

$t/s$	0	600	1200	1710	2220	2820	x
$c (N_{2} O_{5}) / (mol \cdot L^{- 1})$	1.40	0.96	0.66	0.48	0.35	0.24	0.12

下列说法正确的是（）

A、

600~1200s

，生成

{NO}_{2}

的平均速率为

5.0 \times 10^{- 4} mol \cdot L^{- 1} \cdot s^{- 1}

B、反应

2220s

时，放出的

O_{2}

体积为

11 .8L

(标准状况) C、反应达到平衡时，

v_{正} (N_{2} O_{5}) {=2v}_{逆} ({NO}_{2})

D、推测上表中的x为3930

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2. 利用 $C H_{4}$ 可消除 $N O_{2}$ 污染，反应原理为 $C H_{4} (g) + 2 N O_{2} (g) ⇌ N_{2} (g) + C O_{2} (g) + 2 H_{2} O (g)$ ，在10L密闭容器中分别加入 $0.50 m o l C H_{4}$ 和 $1.20 m o l N O_{2}$ ，测得不同温度下 $n (C H_{4})$ 随时间变化的有关实验数据见下表。
组别
温度/K
时间/min
物质的量/mol
0
10
20
40
50
①
$T_{1}$
$n (C H_{4})$
0.50
0.35
0.25
0.10
0.10
②
$T_{2}$
$n (C H_{4})$
0.50
0.30
0.18
M
0.15
下列说法不正确的是（）

A、该反应为放热反应 B、组别①中0~10min内， $N O_{2}$ 的平均反应速率为 $0.003 m o l \cdot L^{- 1} \cdot m i n^{- 1}$ C、若组别②改为恒压装置，则M值一定大于0.15 D、当有1molC-H键断裂同时有1molO-H键断裂，则达到平衡状态

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3. 某实验团队研究合成氨在不同条件下进行反应，平衡时氨气的含量与起始氢氮比 $[\frac{n (H_{2})}{n (N_{2})}]$ 之间的关系如下图。下列说法正确的是（）

A、 $T_{0}$ <420℃ B、b点时的转化率： $α (N_{2}) > α (H_{2})$ C、a、b、c、d四点对应的平衡常数由大到小的顺序为 $K_{b} = K_{c} > K_{a} > K_{d}$ D、工业合成氨一般以α-铁触媒为催化剂，400~500℃下反应，选取该温度的主要原因是氨的平衡产率更高

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4. 在某一恒温容积可变的密闭容器中发生反应：A(g)+B(g) $\overset{}{⇌}$ 2C(g)。反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（）

A、0~t₂时，v_正>v_逆 B、t₂时刻改变的条件是向密闭容器中加入C C、Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，A的体积分数Ⅰ>Ⅱ D、Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数K_Ⅰ_Ⅱ

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5. 一定条件下，向一带活塞、有钒触媒的密闭容器中充入 $2 m o l S O_{2}$ 和 $1 m o l O_{2}$ ，发生反应： $2 S O_{2} (g) + O_{2} (g) ⇌_{}^{} 2 S O_{3} (g)$ $Δ H = - 198.0 k J \cdot m o l^{- 1}$ ，则下列说法正确的是（）

A、该反应的逆方向低温自发 B、若容器绝热，则化学反应速率会越来越快 C、保持温度不变，达到平衡后，充入 $2 m o l N_{2}$ ， $S O_{2}$ 的转化率将减小 D、 $n (S O_{2}) / n (O_{2})$ 不变，则该可逆反应已达到平衡状态

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6. 在373K时，把0.5molN₂O₄气通入体积为5L的恒容真空密闭容器中立即出现红棕色，反应进行到2s时，NO₂的浓度为0.02mol/L，在60s时体系达到平衡，此时容器内压强为开始压强的1.6倍。下列说法正确的是（）

A、前2svN₂O₄=0.01mol/L·s B、2s时体系内压强为开始时的1.1倍 C、平衡时体系内含N₂O₄0.25mol D、平衡时若压缩容器体积可提高N₂O₄的转化率

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7. 利用CO生产甲醇的反应为2H₂(g)+CO(g)=CH₃OH(g).在密闭容器中按物质的量之比为2：1充入H₂和CO，测得平衡混合物中CH，OH的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图所示。
已知：①v_正=k_正·x(CO)·x²(H₂)，v_逆=k_逆·x(CH₃OH)，其中v正、逆为正、逆反应速率，k_正、k_逆·为速率常数，x为各组分的体积分数。

②K，为以分压表示的平衡常数，气体分压=气体总压x体积分数

下列相关说法错误的是（）

A、该反应的ΔH<0 B、B点与C点的平衡常数关系为K_B=K_c C、增大体系压强，k_正-k_逆·的值将增大 D、C点对应的平衡常数 $Kp= \frac{27}{p_{2}^{2}}$

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8. 在温度T₁和T₂时，分别将0.50 mol A和1.2 mol B充入体积为3 L的恒容密闭容器中，发生如下反应：A(g)+2B(g)

⇌

2C(g)+D(g)，测得n(A)随时间变化数据如下表，下列说法正确的是（）

温度	时间/min	0	10	20	40	50
T₁	n(A)/mol	0.50	0.35	0.25	0.10	0.10
T₂	n(A)/mol	0.50	0.30	0.18	……	0.15

A、温度：T₁>T₂ B、反应达到平衡状态时，容器内压强不再发生变化 C、在温度T₁时，0~10 min用B表示的平均反应速率为0.005mol/(L·min) D、保持其他条件不变，缩小反应容器体积，逆反应速率增大，正反应速率减小

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9. 常压下羰基化法精炼镍的原理为 $Ni (s) + 4 CO (g) ⇌ Ni {(CO)}_{4} (g)$ 。 $230^{°} C$ 时，该反应的平衡常数 $K=2 \times 10^{-5}$ 。
已知： $Ni {(CO)}_{4}$ 的沸点为 ${42.2}^{°} C$ ，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 $230^{°} C$ 制得高纯镍。

下列判断正确的是（）

A、 $Ni {(CO)}_{4}$ 是离子化合物 B、第一阶段，反应体系的温度应控制在 $43^{°} C$ 以上，以达到气化分离的目的 C、反应达到平衡状态以后，保持体积不变通入 $CO$ ，平衡正向移动，反应的平衡常数增大 D、第二阶段，可以通过增大压强来提高 $Ni {(CO)}_{4}$ 分解率

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10. 二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用 CO₂的热点研究领域，对节能减排有重要意义。已知反应：6H₂(g)＋2CO₂(g) $⇌_{}^{催化剂}$ CH₂=CH₂(g)＋4H₂O(g)，温度对 CO₂的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示，下列说法错误的是（）

A、正反应为放热反应 B、化学平衡常数：K_M＞K_N C、当温度高于 250 ℃时，催化剂的催化效率降低是因为平衡逆向移动引起的 D、若初始投料比 n(H₂)∶n(CO₂)=3∶1，则图中 M 点的乙烯体积分数约为 7.7%

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11. 用 ${CaSO}_{4}$ 代替 $O_{2}$ 与燃料 $CO$ 反应是一种清洁的新型燃烧技术，发生如下反应：
① $\frac{1}{4} {CaSO}_{4} (s) + CO (g) ⇌ \frac{1}{4} CaS (s) + {CO}_{2} (g)$     ${ΔH}_{1} =-47 .3kJ \cdot {mol}^{-1}$

② ${CaSO}_{4} (s) + CO (g) ⇌ CaO (s) + {CO}_{2} (g) + {SO}_{2} (g)$     ${ΔH}_{2} =+210 .5kJ \cdot {mol}^{-1}$

③ $CO (g) ⇌ \frac{1}{2} C (s) + \frac{1}{2} {CO}_{2} (g)$         ${ΔH}_{3} =-86 .2kJ \cdot {mol}^{-1}$

下列说法正确的是（）

A、①和②是主反应，反应③是副反应 B、反应③达到平衡后压缩容器体积，再次平衡时平衡常数增大 C、反应②达到平衡后充入适量 ${CaSO}_{4}$ ，再次平衡时 ${CO}_{2}$ 的物质的量增大 D、 $3 CO (g) + CaO (s) + {SO}_{2} (g) ⇌ CaS (s) + 3 {CO}_{2} (g)$ 的反应热 $ΔH=-399 .7kJ \cdot {mol}^{-1}$

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12. 向某恒容密闭容器中加入1.6 mol • L^-1的NO₂后，会发生如下反应：2NO₂(g)⇌N₂O₄(g) △H =-56.9kJ•mol^-1。其中N₂O₄的物质的量浓度随时间的变化如图所示，下列说法错误的是（）

A、升高温度，60s后容器中混合气体颜色加深 B、0-60s内，NO₂的转化率为75% C、0-60s内，v(NO₂)=0.02mol• L^-1• s^-1 D、a、b两时刻生成NO₂的速率v(a)>v(b)

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13. CH₄—CO₂催化重整可以得到合成气（CO和H₂），有利于减小温室效应，其主要反应为CH₄(g)+CO₂(g)⇌ 2CO(g)+2H₂(g) ΔH＝+247 kJ·mol⁻¹ ，同时存在以下反应：积碳反应：CH₄(g) ⇌C(s) +2H₂(g) ΔH＝+75 kJ·mol⁻¹；消碳反应：CO₂(g) +C(s) ⇌2CO(g) ΔH＝+172 kJ·mol⁻¹ ，积碳会影响催化剂的活性，一定时间内积碳量和反应温度的关系如下图。

下列说法正确的是（）

A、高压利于提高CH₄的平衡转化率并减少积碳 B、增大CO₂与CH₄的物质的量之比有助于减少积碳 C、温度高于600℃，积碳反应的化学反应速率减慢，消碳反应的化学反应速率加快，积碳量减少 D、升高温度，积碳反应的化学平衡常数K减小，消碳反应的K增大

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14. 反应 2A $\overset{}{⇌}$ B＋D 在四种不同条件下进行，B、D 起始浓度为零，A 的浓度(mol•L^—1)随反应时间（min）的变化情况如下表：

下列说法正确的是（）

A、在实验 1，反应在 10 至 20 分钟时间内物质 A 的平均速率为 0.013mol/(L•min) B、在实验 2，A 的初始浓度 C₂＞1.0mol•L^-1 C、设实验 3 的反应速率为 v₃ ，实验 1 的反应速率为 v₁ ，则 v₃< v₁ D、实验 4 中，该反应在 30min 后才达到平衡状态

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15. 在100℃时，容积为5L的真空密闭容器中加入一定量的N₂O₄ ，容器内N₂O₄和NO₂的物质的量变化如下表所示：

时间/s	0	2	10	30	60	90
n(N₂O₄)/mol	0.3	0.25	0.15	0.125	b	0.12
n(NO₂)/mol	0	0.1	a	0.35	0.36	0.36

下列说法正确的是（）

A、10s时，以NO₂浓度变化表示的该反应速率为0.006mol•L•^-1•s^-1 B、该温度下反应2(NO₂g)⇌N₂O₄(g)的平衡常数K=0.216 C、35s时容器内压强为反应前的1.6倍 D、其它条件不变，90s后向容器中再加入0.3molNO₂建立新平衡时，与原平衡时比较，气体平均相对分子质量增大

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16. 工业上常用铁碳混合物处理含Cu²⁺废水获得金属铜。当保持铁屑和活性炭总质量不变时，测得废水中Cu²⁺浓度在不同铁碳质量比(x)条件下随时间变化的曲线如下图所示。

下列推论不合理的是（）

A、活性炭对Cu²⁺具有一定的吸附作用 B、铁屑和活性炭会在溶液中形成微电池，铁为负极 C、增大铁碳混合物中铁碳比(x)，一定会提高废水中Cu²⁺的去除速率 D、利用铁碳混合物回收含Cu²⁺废水中铜的反应原理：Fe+Cu²⁺＝Fe²⁺+Cu

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17. 已知反应 $2 {NO}_{2} (g) ⇌ N_{2} O_{4} (g) Δ H = - 56.9 kJ \cdot {mol}^{- 1}$ ，不同温度下，容器中 ${NO}_{2}$ 浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是（）

A、 $T_{1} > T_{2}$ B、 $a$ 点的正反应速率大于 $b$ 点的逆反应速率 C、 $a$ 点的反应速率小于 $c$ 点的反应速率 D、 $b$ 点时 $N_{2} O_{4}$ 的浓度为 $0.9 mol \cdot L^{- 1}$

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二、多选题

18. 如图表示的是可逆反应A＋2B $\overset{}{⇌}$ 2C＋3D的化学反应速率随外界条件改变(先降温后加压)而变化的情况，由此可推断出（）

A、该反应的正反应是吸热反应 B、若A，B是气体，则D一定是纯液体或固体 C、该反应的平衡常数始终没变 D、A的转化率最终增大

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19. 一定温度下，在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中，充入一定量的A和B分别发生下列反应：3A(g)+B(g)

\overset{}{⇌}

2C(g)+D(g)+E(s)，下列说法正确的是（）

容器编号	温度/℃	起始物质的量/mol		平衡物质的量/mol
容器编号	温度/℃	A	B	A	B
容器Ⅰ	300	3	1		0.8
容器Ⅱ	300	6	2
容器Ⅲ	240	3	1		0.4

A、该反应正反应为吸热反应 B、反应达到平衡后加入2molE，A的转化率减小 C、容器Ⅱ达到平衡时B的转化率比容器I大 D、240℃ 时，该反应的平衡常数K＝1.25

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20. 一定温度下，在三个等体积的恒容密闭容器中，反应2CO₂(g)＋6H₂(g) $\overset{}{⇌}$ C₂H₅OH(g)＋3H₂O(g)达平衡，下列说法正确的是（）
容器
温度/K
物质的起始浓度(mol/L)
物质的平衡浓度(mol/L)
CO₂(g)
H₂(g)
C₂H₅OH(g)
H₂O(g)
C₂H₅OH(g)
甲
500
0.20
0.60
0
0
0.083
乙
500
0.40
1.20
0
0

丙
600
0
0
0.10
0.30
0.039

A、该反应正反应为吸热反应 B、达平衡时，容器甲中的逆反应速率比容器乙中的小 C、达平衡时，转化率：α(CO₂,甲)＋α(C₂H₅OH ,丙)＞1 D、达平衡时，甲、乙容器内：2c(CO₂,甲)＜c(CO₂,乙)

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21. 一定温度下，在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应：2CH₃OH（g）⇌CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）
容器编号
温度（℃）
起始物质的量（mol）
平衡物质的量（mol）
CH₃OH（g）
CH₃OCH₃（g）
H₂O
Ⅰ
387
0.20
0.080
0.080
Ⅱ
387
0.40

Ⅲ
207
0.20
0.090
0.090
下列说法正确的是（　　）

A、该反应的正反应为放热反应 B、达到平衡时，容器Ⅰ中的CH₃OH体积分数比容器Ⅱ中的小 C、容器Ⅰ中反应到达平衡所需时间比容器Ⅲ中的长 D、若起始时向容器Ⅰ中充入CH₃OH 0.1mol、CH₃OCH₃0.15mol和H₂O 0.10mol，则反应将向正反应方向进行

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三、非选择题

22. CS₂是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S₈)与CH₄为原料制备CS₂ ， S₈受热分解成气态S₂ ，发生反应 ${2S}_{2} {(g)+CH}_{4} (g) ⇌_{}^{} {CS}_{2} {(g)+2H}_{2} S(g)$ ，回答下列问题：

(1)、CH₄的电子式为， CS₂分子的立体构型为。

(2)、某温度下，若S₈完全分解成气态S₂。在恒温密闭容器中，S₂与CH₄物质的量比为2∶1时开始反应。
①当CS₂的体积分数为10%时，CH₄的转化率为。

②当以下数值不变时，能说明该反应达到平衡的是(填序号)。

a．气体密度b．气体总压c．CH₄与S₂体积比d．CS₂的体积分数

(3)、一定条件下，CH₄与S₂反应中CH₄的平衡转化率、S₈分解产生S₂的体积分数随温度的变化曲线如图所示。据图分析，生成CS₂的反应为(填“放热”或“吸热”)反应。工业上通常采用在600～650℃的条件下进行此反应，不采用低于600℃的原因是。

(4)、用燃煤废气(含N₂、O₂、SO₂、CO₂、H₂O、NO_x等)使尾气中的H₂S转化为单后硫S，可实现废物利用，保护环境，写出其中一个反应的化学方程式。

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23. 2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加剂。在催化剂作用下，可通过甲醇与烯烃的液相反应制得，体系中同时存在如图反应：
反应Ⅰ： +CH₃OH $⇌_{}^{K_{1}}$ △H₁
反应Ⅱ： +CH₃OH $⇌_{}^{K_{2}}$ △H₂
反应Ⅲ： $⇌_{}^{K_{3}}$ △H₃
回答下列问题：

(1)、反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数K_x与温度T变化关系如图所示。据图判断，A和B中相对稳定的是 (用系统命名法命名)； $\frac{{ΔH}_{1}}{{ΔH}_{2}}$ 的数值范围是(填标号)。
A．<-1 B．-1～0 C.0～1 D．>1

(2)、为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入1.0molTAME，控制温度为353K，测得TAME的平衡转化率为α。已知反应Ⅲ的平衡常数K_x3=9.0，则平衡体系中B的物质的量为mol，反应Ⅰ的平衡常数K_x1=。同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应Ⅰ的化学平衡将 (填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)平衡时，A与CH₃OH物质的量浓度之比c(A)：c(CH₃OH)=。

(3)、为研究反应体系的动力学行为，向盛有四氢呋喃的另一容器中加入一定量A、B和CH₃OH。控制温度为353K，A、B物质的量浓度c随反应时间t的变化如图所示。代表B的变化曲线为 (填“X”或“Y”)；t=100s时，反应Ⅲ的正反应速率v_正逆反应速率v_逆(填“＞”“＜”或“=)。

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24. 含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品。请回答：

(1)、实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量 ${SO}_{2}$ ： $Cu (s) + 2 H_{2} {SO}_{4} (l) = {CuSO}_{4} (s) + {SO}_{2} (g) + 2 H_{2} O (l) ΔH= - 11.9 kJ \cdot {mol}^{- 1}$ 。判断该反应的自发性并说明理由。

(2)、已知 ${2SO}_{2} {(g)+O}_{2} (g) ⇌_{}^{} {2SO}_{3} (g) ΔH= - 198 kJ \cdot {mol}^{- 1}$ 。 $850K$ 时，在一恒容密闭反应器中充入一定量的 ${SO}_{2}$ 和 $O_{2}$ ，当反应达到平衡后测得 ${SO}_{2}$ 、 $O_{2}$ 和 ${SO}_{3}$ 的浓度分别为 $6.0 \times 10^{- 3} mol \cdot L^{- 1}$ 、 $8.0 \times 10^{- 3} mol \cdot L^{- 1}$ 和 $4.4 \times 10^{- 2} mol \cdot L^{- 1}$ 。
①该温度下反应的平衡常数为。

②平衡时 ${SO}_{2}$ 的转化率为。

(3)、工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸。
①下列说法正确的是。

A．须采用高温高压的反应条件使 ${SO}_{2}$ 氧化为 ${SO}_{3}$

B．进入接触室之前的气流无需净化处理

C．通入过量的空气可以提高含硫矿石和 ${SO}_{2}$ 的转化率

D．在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收 ${SO}_{3}$ 以提高吸收速率

②接触室结构如图1所示，其中1~4表示催化剂层。图2所示进程中表示热交换过程的是。

A． $a_{1} \to b_{1}$ B． $b_{1} \to a_{2}$ C． $a_{2} \to b_{2}$ D． $b_{2} \to a_{3}$ E. $a_{3} \to b_{3}$ F. $b_{3} \to a_{4}$ G. $a_{4} \to b_{4}$

③对于放热的可逆反应，某一给定转化率下，最大反应速率对应的温度称为最适宜温度。在图3中画出反应 $2 {SO}_{2} (g) + O_{2} (g) ⇌ 2 {SO}_{3} (g)$ 的转化率与最适宜温度(曲线Ⅰ)、平衡转化率与温度(曲线Ⅱ)的关系曲线示意图(标明曲线Ⅰ、Ⅱ)。

(4)、一定条件下，在 ${Na}_{2} S - H_{2} {SO}_{4} - H_{2} O_{2}$ 溶液体系中，检测得到pH-时间振荡曲线如图4，同时观察到体系由澄清→浑浊→澄清的周期性变化。可用一组离子方程式表示每一个周期内的反应进程，请补充其中的2个离子方程式。

Ⅰ. $S^{2 -} + H^{+} {=HS}^{-}$

Ⅱ.①；

Ⅲ. ${HS}^{-} + H_{2} O_{2} + H^{+} =S ↓ + 2 H_{2} O$ ；

Ⅳ.②。

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25. 我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH₄与CO₂重整是CO₂利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：
a)CH₄(g)+CO₂(g) $⇌$ 2CO(g)+2H₂(g) ∆H₁

b)CO₂(g)+H₂(g) $⇌$ CO(g)+H₂O(g) ∆H₂

c)CH₄(g) $⇌$ C(s)+2H₂(g) ∆H₃

d)2CO(g) $⇌$ CO₂(g)+C(s) ∆H₄

e)CO(g)+H₂(g) $⇌$ H₂O(g)+C(s) ∆H₅

(1)、根据盖斯定律，反应a的∆H₁=(写出一个代数式即可)。

(2)、上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有_______。

A、增大CO₂与CH₄的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加 B、移去部分C(s)，反应c、d、e的平衡均向右移动 C、加入反应a的催化剂，可提高CH₄的平衡转化率 D、降低反应温度，反应a~e的正、逆反应速率都减小

(3)、一定条件下，CH₄分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分步进行，其中，第步的正反应活化能最大。

(4)、设K $_{p}^{r}$ 为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压（单位为kPa）除以p₀（p₀=100kPa）。反应a、c、e的ln K $_{p}^{r}$ 随 $\frac{1}{T}$ （温度的倒数）的变化如图所示。

①反应a、c、e中，属于吸热反应的有(填字母)。

②反应c的相对压力平衡常数表达式为K $_{p}^{r}$ =。

③在图中A点对应温度下、原料组成为n(CO₂)：n(CH₄)=1：1、初始总压为100kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H₂的分压为40kPa。计算CH₄的平衡转化率，写出计算过程。

(5)、CO₂用途广泛，写出基于其物理性质的一种用途：。

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26. 在温度保持不变的情况下，将一定量的 $N O_{2}$ 充入注射器中后封口，图乙是在拉伸或压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深，透光率越小且整个操作过程物质均为气态)。(已知： $2 N O_{2} (g) ⇌ N_{2} O_{4} (g) + Q$ )

(1)、对注射器的移动轨迹判断正确的是____。

A、 $N \to M \to N$ B、 $N \to M \to P$ C、 $N \to P \to N$ D、 $N \to P \to M$

(2)、判断下面的说法是否正确？(在□中画“×”或“√”)
A．d点： $v_{正} < v_{逆}$
B．c点与a点相比， $c (N O_{2})$ 增大， $c (N_{2} O_{4})$ 减小
C．若注射器隔热，没有能量损失，会导致反应温度发生变化，则b、c两点的平衡常数 $K_{b} < K_{c}$
D．若在注射器中对反应 $H_{2} (g) + I_{2} (g) ⇌ 2 H I (g)$ 进行完全相同的操作，最后能得到相似的透光率变化趋势图像
在100℃时，将 $0.40 m o l$ 的 $N O_{2}$ 气体充入2L的密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到下表数据。
时间/s
0
20
40
60
80
100
$n (N O_{2}) / m o l$
0.40
$n_{1}$
0.26
$n_{3}$
$n_{4}$
$n_{5}$
$n (N_{2} O_{4}) / m o l$
0.00
0.05
$n_{2}$
0.08
0.08
0.08

(3)、比较 $n_{3}$ 、 $n_{4}$ 的大小。

(4)、20~40s内， $N O_{2}$ 的平均反应速率为。

(5)、100℃时，容器中 $N O_{2}$ 物质的量的变化曲线如图。其他条件不变，请画出80℃时 $N O_{2}$ 物质的量的变化曲线。

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27. 在温度保持不变的情况下，将一定量的 $N O_{2}$ 充入注射器中后封口，图乙是在拉伸或压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深，透光率越小且整个操作过程物质均为气态)。(已知： $2 N O_{2} (g) ⇌ N_{2} O_{4} (g) + Q$ )

(1)、对注射器的移动轨迹判断正确的是____。

A、 $N \to M \to N$ B、 $N \to M \to P$ C、 $N \to P \to N$ D、 $N \to P \to M$

(2)、判断下面的说法是否符合题意？(在□中画“×”或“√”)
A．d点： $v_{正} < v_{逆}$
B．c点与a点相比， $c (N O_{2})$ 增大， $c (N_{2} O_{4})$ 减小
C．若注射器隔热，没有能量损失，会导致反应温度发生变化，则b、c两点的平衡常数 $K_{b} < K_{c}$
D．若在注射器中对反应 $H_{2} (g) + I_{2} (g) ⇌ 2 H I (g)$ 进行完全相同的操作，最后能得到相似的透光率变化趋势图像
在100℃时，将 $0.40 m o l$ 的 $N O_{2}$ 气体充入2L的密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到下表数据。
时间/s
0
20
40
60
80
100
$n (N O_{2}) / m o l$
0.40
$n_{1}$
0.26
$n_{3}$
$n_{4}$
$n_{5}$
$n (N_{2} O_{4}) / m o l$
0.00
0.05
$n_{2}$
0.08
0.08
0.08

(3)、比较 $n_{3}$ 、 $n_{4}$ 的大小。

(4)、20~40s内， $N O_{2}$ 的平均反应速率为。

(5)、100℃时，容器中 $N O_{2}$ 物质的量的变化曲线如图。其他条件不变，请画出80℃时 $N O_{2}$ 物质的量的变化曲线。

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28. 燃煤废气中含有多种能回收利用的原料气，如CO₂、SO₂及氮氧化物等，对其综合利用，可以改善环境质量。同答下列问题：

(1)、标准状况下，各元素最稳定单质生成标准状况下1mol某纯物质的热效应称为该物质的标准摩尔生成焓( $Δ_{f} H_{m}^{θ}$ )。将燃煤废气中的SO₂富集后催化氧化可得到SO₃。由表中数据，推测SO₃(l)的 $Δ_{f} H_{m}^{θ}$ (填“>”、“<”或“=”)-395.7kJ·mol^-1 ，写出SO₂(g)与O₂(g)生成SO₃(g)的热化学方程式。

物质

O₂(g)

SO₂(g)

SO₃(g)

$Δ_{f} H_{m}^{θ}$ /kJ∙mol^-1

0

-296.8

-395.7

(2)、亚硝酰氯(ClNO)是合成有机物的中间体。将一定量的NO与Cl₂充入一密闭容器中，发生反应2NO(g)+Cl₂(g)⇌2ClNO(g)　∆H<0。平衡后，改变外界条件X，实验测得NO的转化率a(NO)随X的变化关系如图1所示，则条件X可能是(填字母序号)。
A．温度 B．压强 C． $\frac{n (N O)}{n (C l_{2})}$ D．与催化剂的接触面积

(3)、已知反应2NO(g)+2CO(g)⇌N₂(g)+2CO₂(g)　∆H=-746.5kJ∙mol^-1 ，在密闭容器中充入4molCO和5molNO，平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图2所示。

①反应在D点达到平衡后，若此时升高温度，同时扩大容器体积使压强减小，在重新达到平衡过程中，D点会向A~G点中的点移动。

②某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO含量，从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率)，结果如图3所示。温度低于200℃时，图中曲线I脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因是；a点(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率，理由是。

(4)、以连二亚硫酸根离子( $S_{2} O_{4}^{2 -}$ )为媒介，用电化学法处理烟气中NO的装置如图4所示。

①阴极区的电极反应式为

②NO被吸收转化后的主要产物为 $N H_{4}^{+}$ ，若通电时电路中转移了0.3mole^- ，则通电过程中理论上被吸收的NO在标准状况卜的体积为mL。

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29. 目前，汽车尾气系统中均安装了催化转化器。在催化转化器中，汽车尾气中的CO和NO在催化剂的作用下发生反应： $2 C O (g) + 2 N O (g) ⇌ 2 C O_{2} (g) + N_{2} (g)$     $Δ H$

(1)、已知：① $N_{2} (g) + O_{2} (g) = 2 N O (g)$     $Δ H_{1} = + 183 k J / m o l$
② $2 C O (g) + O_{2} (g) = 2 C O_{2} (g)$     $Δ H_{2} = - 566 k J / m o l$
则 $Δ H =$ kJ/mol。

(2)、将CO和NO以一定流速通过两种不同的催化剂发生反应 $2 C O (g) + 2 N O (g) ⇌ 2 C O_{2} (g) + N_{2} (g)$ ，相同时间内测量逸出气体中 $N_{2}$ 的含量，从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率)，结果下图所示。
①a点的 $v_{逆}$ b点的 $v_{正}$ (填“>”“<”或“=”)。
②c点(填“是”或“否”)一定是平衡状态，理由是。
③研究表明氧气的存在对于NO的还原有抑制作用，原因是。

(3)、对于反应 $2 C O (g) + 2 N O (g) ⇌ 2 C O_{2} (g) + N_{2} (g)$ ，实验测得： $v_{正} = k_{正} c^{2} (C O) \cdot c^{2} (N O)$ ， $v_{逆} = k_{逆} c^{2} (C O_{2}) \cdot c (N_{2})$ ， $k_{正}$ 、 $k_{逆}$ 分别是正、逆反应速率常数，且只是温度的函数。下列说法中正确的是____。

A、反应余热可以进入温差发电器为电能汽车提供动力 B、使用不同的催化剂反应的活化能随之改变 C、其他条件不变， $l n k_{正}$ 随1/T增大而增大

(4)、T℃，将2molNO(g)和2molCO(g)通入体积为1L的恒容密闭容器发生上述反应， $t_{0}$ 时达到平衡，测得反应过程中CO的转化率与时间的关系如下图，则a点处对应的 $v_{正} ： v_{逆} =$ 。

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30. 当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点，因此，研发二氧化碳利用技术、降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。问答下列问题：

(1)、I．CO₂在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应：
主反应：CO₂(g)+4H₂(g) $\overset{}{⇌}$ CH₄(g)+2H₂O(g) △H₁=-156.9 kJ·mol^-1
副反应：CO₂(g)+H₂(g) $\overset{}{⇌}$ CO(g)+H₂O(g) △H₂=+41.1 kJ·mol^-1
已知2H₂(g)+O₂(g) $\overset{}{⇌}$ 2H₂O(g) △H₃= -395.6 kJ·mol^-1。
CH₄燃烧的热化学方程式CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(g) △H=。

(2)、加氢合成甲烷时，通常控制温度为500℃左右，理由是。

(3)、II．二氧化碳合成甲醇的反应为： CO₂(g)+3H₂(g) $\overset{}{⇌}$ CH₃OH(g)+H₂O(g) △H=-49 kJ·mol^-1
573 K时，在体积为2 L的刚性容器中，投入2 mol CO₂和6 mol H₂ ，合成总反应达到平衡时，CO₂的平衡转化率为60%。
①该反应的平衡常数K=L²/mol² (保留1位小数)。
②为了提高CO₂的平衡转化率可以采取的措施有 ( 填写两项措施)。
③图1中能表示该反应的平衡常数K与温度T之间的变化关系的是曲线 (填 “m”或“n”)。
④测得在相同时间内，不同温度下H₂的转化率如图2所示，v(a)_逆v(c)_逆(填“＞”“＜”或“＝”)。

(4)、用如图装置模拟科学研究在碱性环境中电催化还原CO₂制乙烯(X、Y均为新型电极材料，可减少CO₂和碱发生副反应)，装置中X电极为 (填“正”“负”“阴”或“阳”)极，Y极上的电极反应式为。

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31. 我国在应对气候变化工作中取得显著成效，并向国际社会承诺2030年实现“碳达峰”，2060年实现“碳中和”。因此将CO₂转化为高附加值化学品成为科学家研究的重要课题。工业上在Cu-ZnO催化下利用CO₂发生如下反应I生产甲醇，同时伴有反应II发生。
I．CO₂(g)+3H₂(g) $⇌$ CH₃OH(g)+H₂O(g) ΔH₁
II．CO₂(g)+H₂(g) $⇌$ CO(g)+H₂O(g) ΔH₂=+41.2kJ·mol^-1
回答下列问题：

(1)、已知：CO(g)+2H₂(g) $⇌$ CH₃OH(g) ΔH=-90.6kJ·mol^-1 ，则ΔH₁=。

(2)、向密闭容器中加入CO₂(g)和H₂(g)，合成CH₃OH(g)。已知反应I的正反应速率可表示为 $υ$ _正=k_正·c(CO₂)·c³(H₂)，逆反应速率可表示为 $υ$ _逆=k_逆c(CH₃OH)·c(H₂O)，其中k_正、k_逆为速率常数。
①上图中能够代表k_逆的曲线为(填“L₁”“L₂”或“L₃”“L₄”)。
②温度为T₁时，反应I的化学平衡常数K=
③对于上述反应体系，下列说法正确的是
A．增大CO₂的浓度，反应I、II的正反应速率均增加
B．恒容密闭容器中当气体密度不变时，反应达到平衡状态
C．加入催化剂，H₂的平衡转化率不变

(3)、不同条件下，按照n(CO₂)：n(H₂)=1：3投料，CO₂的平衡转化率如下图所示。
①压强p₁、P₂、P₃由大到小的顺序是。压强为P₁时，温度高于570℃之后，随着温度升高CO₂平衡转化率增大的原因
②图中点M(500，60)，此时压强p₁为0.1MPa，CH₃OH的选择性为 $\frac{2}{3}$ (选择性：转化的CO₂中生成CH₃OH和CO的百分比)，CO₂的平衡转化率为60％。则该温度时反应I的平衡常数K_p=MPa^-2(分压=总压×物质的量分数)。

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32. 研究NO_x、SO₂和CO等气体的无害化处理对治理大气污染、建设生态文明具有重要意义。

(1)、已知①NO₂(g)+CO(g)⇌CO₂(g)+NO(g)△H₁=-234kJ·mol^-1
②N₂(g)+O₂(g)⇌2NO(g)△H₂=+179.5kJ·mol^-1
③2NO(g)+O₂(g)⇌2NO₂(g)△H₃=-112.3kJ·mol^-1
NO₂与CO反应生成无污染气体的热化学方程式为。

(2)、氨气可将氮氧化物转化为无毒气体。450℃时，在2L恒容密闭容器中充入1molNO、1molNO₂和2molNH₃ ，起始时体系压强为pMPa，发生反应：NO(g)+NO₂(g)+2NH₃(g)⇌2N₂(g)+3H₂O(g)，5min时反应达到平衡，此时测得N₂的物质的量分数为 $\frac{1}{3}$ 。
①0~5min内，v(NH₃)=mol·L^-1·min^-1 ， NO的平衡转化率=%。
②450℃时，该反应的压强平衡常数K_p=(填含p的代数式，K_p为以分压表示的平衡常数，分压=总压×气体组分物质的量分数)MPa。

(3)、工业上，常温下将含NO_x的尾气与H₂的混合气体通入Ce(SO₄)₂与Ce₂(SO₄)₃的混合溶液中进行无害化处理，原理如图所示。
该吸收过程中，Ce³⁺/Ce⁴⁺的作用是，其中反应II的离子方程式为。

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33. 中国科研团队利用低温等离子体协同催化技术，在常温常压下实现了将甲烷和二氧化碳一步转化为具有高附加值的液体燃料和化工产品。回答下列问题：

(1)、已知：甲烷和乙酸的燃烧热 $Δ H$ 分别为 $- 890.30 k J \cdot m o l^{- 1}$ 、 $- 876.72 k J \cdot m o l^{- 1}$ ，试写出甲烷与CO₂合成乙酸的热化学方程式。

(2)、甲烷和二氧化碳一步转化为液体产品的选择性如图甲所示，其中选择性最高的产品是，反应中应加入的等离子体催化剂是。

(3)、在某一钢性密闭容器中CH₄、CO₂的分压分别为 $25 k P a$ 、 $30 k P a$ ，加入 $N i / α - A l_{2} O_{3}$ 催化剂并加热至 $1123 K$ 使其发生反应： $C H_{4} (g) + C O_{2} (g) ⇌ 2 C O (g) + 2 H_{2} (g)$ 。
①能够说明上述可逆反应达到平衡状态的选项是(填标号)》
A．密度不再改变 B．平均摩尔质量不再改变 C．CO₂和H₂的分压相等
D．CH₄的分压不再改变 E. $v C O (逆) = 2 v C O_{2} (正)$
②研究表明CO的生成速率 $v_{c o} = 1.32 \times 1 0^{- 2} \times p_{C H_{4}} \cdot p_{C O_{2}} m o l \cdot g^{- 1} \cdot s^{- 1}$ ，某时刻测得 $p_{H_{2}} = 20 k P a$ ，则 $p_{C H_{4}} =$ $k P a$ ， $v_{c o} =$ $m o l \cdot g^{- 1} \cdot s^{- 1}$ 。
③达到平衡后测得体系总压是起始时的 $\frac{19}{11}$ 倍，则该反应用分压表示的平衡常数 $K_{p} =$ $(k P a)^{2}$ (计算结果保留三位有效数字)。
④温度对产物流量及平衡转化率的影响如图乙所示，可知反应 $Δ H$ 0(填“>”或“<”)，原因是。

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34. 磷石膏是湿法生产磷酸的固体废弃物，主要成分是CaSO₄·2H₂O。用磷石膏生产硫酸或硫，既可减少对环境的污染又可使资源循环利用。回答下列问题：

(1)、用硫磺还原磷石膏。已知下列反应：
3CaSO₄(s)+CaS(s)=4CaO(s)+4SO₂(g) ΔH₁
3CaS(s)+CaSO₄(s)=4CaO(s)+4S(s) ΔH₂
则反应：2CaSO₄(s)+S(s)=2CaO(s)+3SO₂(g) ，ΔH=(用ΔH₁和ΔH₂表示)。

(2)、以高硫煤为还原剂焙烧2.5小时，温度对CaSO₄转化率的影响如下图所示，CaCl₂的作用是；当温度高于1200℃时，无论有无CaCl₂ ， CaSO₄的转化率都趋于相同，可能的原因是。

(3)、用CO作还原剂与磷石膏反应，不同反应温度下可得到不同的产物。
①温度低于800℃时，主要的还原产物是一种硫的最低价盐，该物质的化学式是。
②1150℃下，向盛有足量CaSO₄的真空恒容密闭容器中充入一定量CO，反应体系起始压强为0.1a MPa，主要发生反应：CaSO₄(s)+CO(g)=CaO(s)+CO₂(g)+SO₂(g)。该反应达到平衡时，c(SO₂)=8.0×10^-5mol·L^-1 ， CO的转化率为80%，则初始时c(CO)=mol·L^-1 ，该反应的分压平衡常数K_P=MPa(用含a的代数式表示；分压=总压×物质的量分数；忽略副反应)。

(4)、以C作还原剂。向密闭容器中加入相同质量的几组不同C/S值(炭粉与CaSO₄的物质的量之比)的混合物，1100℃煅烧至无气体产生，结果如下图所示。当C/S值为0.5时，反应产物主要为CaO、SO₂和CO₂；当C/S值大于0.7时，反应所得气体中SO₂的体积分数不升反降，可能的原因是。

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35. 研究含氮元素物质的反应对生产、生活、科研等方面具有重要的意义。

(1)、发射“神舟十三”号的火箭推进剂为液态四氧化二氮和液态偏二甲肼(C₂H₈N₂)。
已知：①C₂H₈N₂(l)+4O₂(g)=2CO₂(g)+N₂(g)+4H₂O(l)   ΔH₁=-2765.0kJ/mol
②2O₂(g) +N₂(g)=N₂O₄(l)       ΔH₂=-19.5kJ/mol
③H₂O(g)= H₂O(l)          ΔH₃=-44.0kJ/mol
则C₂H₈N₂(1)＋2N₂O₄(1)=3N₂(g)＋2CO₂(g)＋4H₂O(g)的ΔH为。

(2)、碘蒸气存在能大幅度提高N₂O的分解速率，反应历程为：
第一步：I₂(g)→2I(g)(快反应)
第二步：I(g)＋N₂O(g)→N₂(g)＋IO(g)(慢反应)
第三步：IO(g)＋N₂O(g)→N₂(g)＋O₂(g)＋I₂(g)(快反应)
实验表明，含碘时N₂O分解速率方程v=k·c(N₂O)·[c(I₂)]^0.5(k为速率常数)。下列表述正确的是____

A、N₂O分解反应中，k值与碘蒸气浓度大小有关 B、v(第二步的逆反应)＜v(第三步反应) C、IO为反应的催化剂 D、第二步活化能比第三步大

(3)、为避免汽车尾气中的氮氧化合物对大气的污染，需给汽车安装尾气净化装置。在净化装置中CO和NO发生反应2NO(g)＋2CO(g)=N₂(g)＋2CO₂(g) ΔH=-746.8kJ-mol^-1。实验测得：v_正=k_正·p²(NO)·p²(CO)，v_逆=k_逆·p(N₂)·p²(CO₂)。其中k_正、k_逆分别为正、逆反应速率常数，只与温度有关；p为气体分压(分压=物质的量分数x总压)。
①达到平衡后，仅升高温度，k_正增大的倍数(填“大于”“小于”或“等于”)k_逆增大的倍数。
②一定温度下在刚性密闭容器中充入CO、NO和N₂物质的量之比为2：2：1，压强为p₀kPa。达平衡时压强为0.9p₀kPa，则 $\frac{k_{正}}{k_{逆}} =$ 。

(4)、我国科技人员计算了在一定温度范围内下列反应的平衡常数K_p：
①3N₂H₄(1)=4NH₃(g)+N₂(g)     ΔH₁          K_p1
②4NH₃(g)=2N₂(g)+6H₂(g)       ΔH₂          K_p2
绘制pK_p1-T和pK_p2-T的线性关系图如图所示：(已知：pKp=-1gKp)
①由图可知，ΔH₁0(填“＞”或“＜”)
②反应3N₂H₄(1)=3N₂(g)＋6H₂(g)的K=(用K_p1、K_p2表示)；该反应的ΔH0(填“＞”或“＜”)，写出推理过程

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容器	温度/K	物质的起始浓度(mol/L)				物质的平衡浓度(mol/L)
容器	温度/K	CO₂(g)	H₂(g)	C₂H₅OH(g)	H₂O(g)	C₂H₅OH(g)
甲	500	0.20	0.60	0	0	0.083
乙	500	0.40	1.20	0	0
丙	600	0	0	0.10	0.30	0.039

容器编号	温度（℃）	起始物质的量（mol）	平衡物质的量（mol）
容器编号	温度（℃）	CH₃OH（g）	CH₃OCH₃（g）	H₂O
Ⅰ	387	0.20	0.080	0.080
Ⅱ	387	0.40
Ⅲ	207	0.20	0.090	0.090

时间/s	0	20	40	60	80	100
$n (N O_{2}) / m o l$	0.40	$n_{1}$	0.26	$n_{3}$	$n_{4}$	$n_{5}$
$n (N_{2} O_{4}) / m o l$	0.00	0.05	$n_{2}$	0.08	0.08	0.08

物质	O₂(g)	SO₂(g)	SO₃(g)
$Δ_{f} H_{m}^{θ}$ /kJ∙mol^-1	0	-296.8	-395.7