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2024版新教材高考化学复习特训卷单元检测7化学反应速率和化学平衡
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这是一份2024版新教材高考化学复习特训卷单元检测7化学反应速率和化学平衡，共16页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．化学反应条件的控制具有重要的现实意义。下列选项，反应条件的控制不恰当的是( )
A．为防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆
B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火
C．为加快KClO3的分解速率而加入MnO2
D．降温加快H2O2的分解速率
2．已知反应：2X(g)⇌Y(g)＋Z(g)，为研究影响该反应速率的因素，在不同条件下进行4组实验，Y、Z的起始浓度为0，反应物X的浓度随反应时间的变化情况如图所示。下列说法不正确的是( )
A．若实验②、④只改变一个条件，则由实验②、④得出结论：升高温度，化学反应速率增大
B．若实验①、②只改变一个条件，则由实验①、②得出结论：增大反应物浓度，化学反应速率增大
C．若实验②、③只改变一个条件，则实验③使用了催化剂
D．0～10 min内，实验③的平均速率v(Y)＝0.04 ml·L－1·min－1
3．已知：C2H4(g)＋H2O(g) ⇌C2H5OH(g) ΔH<0的反应速率表达式为v正＝k正·c(C2H4)·c(H2O)，v逆＝k逆·c(C2H5OH)，其中，k正、k逆为速率常数，只与温度有关。则在温度从250 ℃升高到340 ℃的过程中，下列推断合理的是( )
A．k正增大，k逆减小
B．k正减小，k逆增大
C．k正增大的倍数大于k逆
D．k正增大的倍数小于k逆
4．一定温度下，在2 L密闭容器中，A、B、C三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A．a点时，v(A)＝v(B)
B．反应开始到5 min时，B的物质的量增加了0.2 ml
C．反应的化学方程式为3A⇌2B＋C
D．反应开始到5 min时，v(C)＝0.04 ml·L－1·min－1
5．合成甲醇的反应如下：CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH＝－90.8 kJ·ml－1。在容积为1 L的恒容容器中，实验测得X℃、 Y℃ 和Z℃ 时，H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1 ml)与CO平衡转化率的关系如下，下列有关说法正确的是( )
A．反应温度：X>Y>Z
B．X℃ 时，H2和CO的起始组成比越大，氢气的转化率越大
C．Y℃ 时，增大压强，化学平衡常数增大
D．Z℃ 时，化学平衡常数为4
6．一定温度下，在3个容积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应：PCl5(g)⇌PCl3(g)＋Cl2(g)。下列说法错误的是( )
A.反应达到平衡时，容器Ⅰ中 eq \f(c（Cl2）,c（PCl3）) 比容器Ⅱ中的大
B．反应达到平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为6∶31
C．反应达到平衡时，容器Ⅲ中Cl2的体积分数小于 eq \f(1,3)
D．反应达到平衡时，容器Ⅲ中0.4 ml·L－17．二氧化碳的化工利用是降低大气中二氧化碳浓度的有效途径，二氧化碳加氢制甲烷是该领
域的最佳选择。反应体系中，主要发生反应的热化学方程式如下：
反应Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g)⇌CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝－164.7kJ·ml－1
反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41.2 kJ·ml－1
反应Ⅲ：2CO(g)＋2H2(g)⇌CO2(g)＋CH4(g) ΔH＝－247.1 kJ·ml－1
向恒压密闭容器中通入1 ml CO2和4 ml H2，不同温度下，使反应均进行t min，测得CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法中不正确的是( )
A.反应Ⅰ的平衡常数可表示为
K＝ eq \f(c（CH4）·c2（H2O）,c（CO2）·c4（H2）)
B．图中曲线B表示CH4的物质的量随温度的变化
C．为提高CO2转化为CH4的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂
D．CH4(g)＋H2O(g)⇌CO(g)＋3H2(g) 在任何温度下均能自发
8．反应N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH<0，若在恒温恒容的密闭容器中发生，下列选项表明反应一定达到平衡状态的是( )
A．容器内的温度不再变化
B．容器内的压强不再变化
C．相同时间内，断开H—H键的数目和断开N—H键的数目相等
D．容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2
9．下列实验中，反应速率加快是由催化剂引起的是( )
A．在炭粉中加入KClO3，点燃时燃烧更为剧烈
B．锌与稀硫酸的反应中加入少量CuSO4溶液可使反应放出H2的速率加快
C．固态FeCl3和固体NaOH混合后，加入水能迅速产生沉淀
D．双氧水中加入少量MnO2，即可迅速放出气体
10．实验室利用下列方案探究影响化学反应速率的因素，有关说法错误的是( )
A.实验中要记录溶液褪色所需时间
B．实验①②探究的是浓度对化学反应速率的影响
C．实验①③探究的是温度对化学反应速率的影响
D．起始向①中加入MnSO4固体，不影响反应速率
11．甲酸常被用于橡胶、医药等工业。在一定条件下可分解生成CO和H2O。在有、无催化剂条件下的能量与反应历程的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A．途径一未使用催化剂，途径二比途径一甲酸平衡转化率高
B．ΔH1＝ΔH2<0，Ea1>Ea2
C.途径二H＋参与反应，通过改变反应途径加快反应速率
D．途径二反应的快慢由生成的速率决定
12．工业上除去NO的一种反应机理如图所示。下列说法中不正确的是( )
A．该反应的氧化剂为NO、O2
B．反应1决定整个反应的速率快慢
C．反应过程中V元素的化合价发生了变化
D．反应中除去1 ml NO，消耗1 ml NH3
13．一定条件下，反应6H2(g)＋2CO2(g) ⇌C2H5OH(g)＋3H2O(g)的数据如图所示。下列说法正确的是( )
A．该反应为吸热反应
B．达平衡时，v正(H2)＝v逆(CO2)
C．b点对应的平衡常数K值大于c点
D．a点对应的H2的平衡转化率为90%
14．金属M的盐Na2M2O7，溶液中存在平衡：M2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ＋H2O⇌2MOeq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4))＋2H＋ΔH＞0。分别在T1℃、T2℃恒温条件下，向100 mL 0.100 ml·L－1的Na2M2O7溶液中加入等量Na2M2O7固体，持续搅拌下用pH传感器连续测量溶液的pH，得到实验图像，下列说法错误的是( )
A．T1B．T2时平衡常数的数量级是10－14
C．溶液中存在2c(M2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) )＋2c(MO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)
D．T1温度下，加入Na2M2O7，固体再次达到平衡后， eq \f(c（M2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ）,c2（MO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）) 减小
15．已知反应S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(8)) (aq)＋2I－(aq)⇌2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (aq)＋I2(aq)如图，若往该溶液中加入含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)＋S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(8)) (aq)⇌2Fe3＋(aq)＋2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (aq)
A．增大S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(8)) 浓度或I－浓度，反应①、反应②的反应速率均加快
B．Fe3＋是该反应的催化剂
C．因为正反应的活化能比逆反应的活化能小，所以该反应是放热反应
D．往该溶液中滴加淀粉溶液，溶液变蓝，适当升温，蓝色加深
二、非选择题：本题共4小题，共55分。
16．(12分)[2023·山东菏泽一中第二次月考]将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)⇌2NH3(g)＋CO2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：
(1)该反应的焓变ΔH________0，熵变ΔS________0(填“＞”“＜”或“＝”)。
(2)可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是______(填序号)。
A．2v正(NH3)＝v逆(CO2)
B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
(3)根据表中数据计算，在25.0 ℃时，反应2NH3(g)＋CO2(g)⇌NH2COONH4(s)的平衡常数K＝________。
(4)取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25 ℃下达到平衡状态。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量________(填“增大”“减小”或“不变”)。
17．(12分)(1)将CFe2O4负载在Al2O3上，产氧温度在1 200 ℃，产氢温度在1 000 ℃时，可顺利实现水的分解，氢气产量高且没有明显的烧结现象。循环机理如下，过程如图1所示，不考虑温度变化对反应ΔH的影响。
第Ⅰ步：CFe2O4(s)＋3Al2O3(s) ⇌CAl2O4(s)＋2FeAl2O4(s)＋ eq \f(1,2) O2(g)
ΔH＝a kJ·ml－1
第Ⅱ步：CAl2O4(s)＋2FeAl2O4(s)＋H2O(g)⇌CFe2O4(s)＋3Al2O3(s)＋H2(g) ΔH＝b kJ·ml－1
第Ⅱ步反应的v正＝k正·c(H2O)，v逆＝k逆·c(H2)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，仅与温度有关。1 000 ℃时，在体积为1 L的B反应器中加入2 ml H2O发生上述反应，测得H2O(g)和H2物质的量浓度随时间的变化如图2所示，则60 min内，v(CFe2O4)＝________ g·min－1(保留2位小数)。a点时，v正∶v逆＝________(填最简整数比)。
(2)在T2 K、1.0×104 kPa下，等物质的量的CO与CH4混合气体发生如下反应：CO(g)＋CH4(g)⇌CH3CHO(g)。反应速率v正－v逆＝k正p(CO)·p(CH4)－k逆·p(CH3CHO)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体的分压(气体分压p＝气体总压p总×体积分数)。用气体分压表示的平衡常数Kp＝4.5×10－5，则CO转化率为20%时， eq \f(v正,v逆) ＝________。
18．(16分)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SO2：Cu(s)＋2H2SO4(l)===CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－11.9 kJ·ml－1。判断该反应的自发性并说明理由______________________________________________________________。
(2)已知2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g) ΔH＝－198 kJ·ml－1。850 K时，在一恒容密闭反应器中充入一定量的SO2和O2，当反应达到平衡后测得SO2、O2和SO3的浓度分别为6.0×10－3 ml·L－1、8.0×10－3 ml·L－1和4.4×10－2 ml·L－1。
①该温度下反应的平衡常数为________。
②平衡时SO2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SO2氧化为SO3
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SO2的转化率
D．在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收SO3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．a1→b1 B．b1→a2 C．a2→b2
D．b2→a3 E．a3→b3 F．b3→a4
G．a4→b4
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2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(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Na2SH2SO4H2O2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.S2－＋H＋===HS－；
Ⅱ.①________________________________________________________________________；
Ⅲ.HS－＋H2O2＋H＋===S↓＋2H2O；
Ⅳ.②________________________________________________________________________。
19．(15分)二甲醚(CH3OCH3)是一种清洁能源，可由合成气(CO、H2)来制备，反应原理如下：
反应Ⅰ：CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1
反应Ⅱ：2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH2
回答下列问题：
(1)上述反应符合“原子经济性”原则的是________(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。
(2)图中使曲线a对应反应按曲线b进行的措施是____________，由合成气(CO、H2)制备CH3OH(g)的热化学方程式为________________________，该反应自发进行的条件为________(填“低温”或“高温”)。
(3)模拟该制备原理，起始时在某容器中充入2 ml CO和4 ml H2合成CH3OCH3(g)，平衡时混合物中氢气的体积分数与温度、压强的关系如图所示：
①下列有关说法能够证明恒温恒压时，反应2CO(g)＋4H2(g)⇌CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH<0一定达到平衡状态的是________(填序号)。
a．CO和H2的转化率相等
b．反应体系中混合气体密度保持不变
c． eq \f(c（H2）,c（CH3OCH3）) 的值保持不变
d．反应体系压强保持不变
②图中T1________T2(填“>”“<”或“＝”)；理由是________________________________________________。
③在A、B两点对应的条件下，该反应从开始到平衡时生成二甲醚的平均速率：v(A)________v(B)。
④B点对应的Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
单元检测7 化学反应速率和化学平衡
1．D A项，防止铁生锈，可在其表面涂一层防锈油漆，阻止铁与潮湿的空气接触；B项，面粉厂、加油站周围的空气中飘浮着可燃性的气体或粉尘，遇明火可能会发生爆炸，所以面粉厂、加油站均要严禁烟火；C项，MnO2对KClO3的分解起催化作用，可以加快化学反应速率；D项，降温会减慢H2O2的分解速率。
2．D 实验②、④起始浓度相同，但温度不同，④反应速率较大，则可得出结论：升高温度，化学反应速率加快，故A正确；①、②温度相同，但浓度不同，①浓度较大，可得出结论：增大反应物浓度，化学反应速率增大，故B正确；②、③温度、浓度相同，③反应速率较大，应为加入催化剂，故C正确；在0～10 min之间，实验③X的浓度变化为0.4 ml·L－1，则v(Y)＝ eq \f(1,2) v(X)＝ eq \f(1,2) × eq \f(0.4 ml·L－1,10 min) ＝0.02 ml·L－1·min－1，故D错误。
3．D 平衡时，正、逆反应速率相等，即K＝ eq \f(c（C2H5OH）,c（C2H4）·c（H2O）) ＝ eq \f(k正,k逆) ，升高温度，正、逆反应速率都增大，即k正和k逆均增大，但由于正反应是放热反应，K减小，故k正增大的倍数小于k逆。
4．C 由图可知，a点时，A、B的物质的量浓度的变化不同，反应时间相同，则反应速率不相等，A项错误；反应开始到5 min时，B的物质的量由0 ml变为0.4 ml，增加了0.4 ml，B项错误；反应达到平衡时，A的物质的量由0.8 ml变为0.2 ml，减少0.6 ml，则A为反应物，B的物质的量由0 ml变为0.4 ml，增加0.4 ml，C的物质的量由0 ml变为0.2 ml，增加0.2 ml，则B、C为生成物，依据化学计量数之比等于反应体系中各物质的变化量之比可得，Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)＝0.6 ml∶0.4 ml∶0.2 ml＝3∶2∶1，反应的化学方程式应为3A⇌2B＋C，C项正确；反应开始到5 min时，Δn(C)＝0.2 ml，v(C)＝ eq \f(Δc（C）,Δt) ＝ eq \f(\f(Δn（C）,V),Δt) ＝ eq \f(\f(0.2 ml,2 L),5 min) ＝0.02 ml·L－1·min－1，D项错误。
5．D 该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，一氧化碳转化率减小，则反应温度：Z>Y>X，A错误；X℃ 时，H2和CO的起始组成比越大，容器中氢气的浓度越大，一氧化碳的转化率越大，氢气的转化率越小，B错误；化学平衡常数只与温度有关，Y℃ 时，增大压强，温度不变，化学平衡常数不变，C错误；由题给数据可知，Z℃ 时，平衡时氢气、一氧化碳和甲醇的浓度均为0.5 ml·L－1，则平衡常数值为4，D正确。
6．A 反应达平衡时，容器Ⅰ中 eq \f(c（Cl2）,c（PCl3）) ＝1，容器Ⅱ中起始时 eq \f(c（Cl2）,c（PCl3）) 大于1，不管反应正向进行还是逆向进行，反应达平衡时， eq \f(c（Cl2）,c（PCl3）) 都大于1，故A错误。容器Ⅰ中：
PCl5(g)⇌PCl3(g)＋Cl2(g)
起始浓度/(ml·L－1) 0.4 0 0
转化浓度/(ml·L－1) 0.2 0.2 0.2
平衡浓度/(ml·L－1) 0.2 0.2 0.2
平衡常数K＝ eq \f(c（Cl2）·c（PCl3）,c（PCl5）) ＝0.2，平衡时总物质的量为0.6 ml·L－1×1.0 L＝0.6 ml，Cl2的体积分数为 eq \f(1,3) ；容器Ⅰ和容器Ⅱ温度相同，则反应的平衡常数相等，容器Ⅱ中起始时Qc＝c(Cl2)· eq \f(c（PCl3）,c（PCl5）) ＝1.95×0.05÷1.05＝0.093<0.2，反应正向进行，设反应达平衡时，PCl5转化了x ml·L－1，列三段式：
PCl5(g)⇌PCl3(g)＋Cl2(g)
起始浓度/(ml·L－1) 1.05 0.05 1.95
转化浓度/(ml·L－1) xxx
平衡浓度/(ml·L－1) 1.05－x 0.05＋x 1.95＋x
平衡常数K＝(1.95＋x)×(0.05＋x)÷(1.05－x)＝0.2，解得x＝0.05，平衡时总物质的量为(2＋0.1＋1) ml＝3.1 ml，容器Ⅰ和容器Ⅱ等温等容，则反应达到平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为0.6∶3.1＝6∶31，故B正确。根据等效平衡原理，容器Ⅲ与容器Ⅰ相比，压强增大，达到的平衡相当于容器Ⅰ中反应达平衡后向逆反应方向移动，Cl2的体积分数小于 eq \f(1,3) ，容器Ⅲ中c(PCl5)大于容器Ⅰ中c(PCl5)的2倍，即容器Ⅲ中0.4 ml·L－17．D A．反应Ⅰ为CO2(g)＋4H2(g)⇌CH4(g)＋2H2O(g)，平衡常数可表示为＝ eq \f(c（CH4）·c2（H2O）,c（CO2）·c4（H2）) ，正确；B.向恒压密闭容器中通入1 ml CO2和4 ml H2，反应正向建立平衡，在600 ℃时B的量达到最多，反应达到平衡状态，超过600 ℃时平衡向吸热反应方向移动，故反应Ⅰ、Ⅲ逆向移动，甲烷的量减小，故B为甲烷，正确；C.反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，故低温有利于反应Ⅰ、Ⅲ正向移动，反应Ⅱ逆向移动，提高CO2转化为CH4的转化率，故需研发在低温区高效的催化剂，正确；D.已知反应Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g)⇌CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝－164.7 kJ·ml－1，反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41.2 kJ·ml－1，由盖斯定律Ⅱ－Ⅰ可得CH4(g)＋H2O(g)⇌CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋41.2 kJ·ml－1－(－164.7 kJ·ml－1)＝205.9 kJ·ml－1，此反应气体分子数增加，ΔS＞0，ΔH－TΔS＜0，则高温下能自发，错误。
8．B 合成氨反应在恒温恒容的密闭容器中进行，体系的温度始终不变，故不能根据温度恒定判断是否达到平衡状态，A错误；反应中，气体的总物质的量和压强不断变化，当容器内的压强不再变化，该反应达到平衡状态，B正确；达到平衡时，断裂3 ml H—H键的同时断裂6 ml N—H键，故相同时间内，断开H—H键的数目和断开N—H键的数目相等时，该反应未达到平衡状态，C错误；达到平衡时，c(N2)、c(H2)、c(NH3)均保持不变，当容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2，该反应不一定达到平衡状态，D错误。
9．D 在炭粉中加入KClO3，点燃时，KClO3受热分解放出氧气，可以使炭粉燃烧更剧烈，与催化剂无关，A不符合题意；锌与稀硫酸的反应中加入少量CuSO4溶液，锌和硫酸铜发生置换反应，置换出来的铜附着在锌上，形成了铜锌原电池，从而使反应放出H2的速率加快，与催化剂无关，B不符合题意；固态FeCl3和固体NaOH混合，溶于水后电离出大量离子，Fe3＋与OH－迅速反应产生红褐色沉淀，与催化剂无关，C不符合题意；双氧水中加入少量MnO2，MnO2催化H2O2分解，迅速放出气体，反应速率加快是由催化剂引起的，D符合题意。
10．D 该实验原理是2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O，KMnO4被还原为MnSO4，溶液由紫红色变为无色，故实验中通过记录溶液褪色时间，判断反应速率的快慢，A正确；实验①②中温度、c(KMnO4)均相同，c(H2C2O4)不同，故实验目的是探究浓度对化学反应速率的影响，B正确；实验①③中c(KMnO4)、c(H2C2O4)均相同，温度不同，故实验目的是探究温度对化学反应速率的影响，C正确；该反应中Mn2＋起催化作用，①中加入MnSO4固体，会加快反应速率，D错误。
11．A 催化剂可以降低反应活化能，因此途径一未使用催化剂，但催化剂不能改变平衡状态，所以途径二和途径一的甲酸平衡转化率相同，A错误；催化剂可以降低反应活化能，但不能改变焓变，由于反应物的总能量高于生成物的总能量，因此ΔH1＝ΔH2<0，但Ea1>Ea2，B正确；途径二中H＋作为反应物参与反应，通过改变反应途径加快反应速率，C正确；途径二中，生成的活化能最高，则途径二反应的快慢由生成的速率决定，D正确。
12．B 根据题图，反应物为NH3、NO、O2，生成物为N2、H2O，结合反应物、生成物中各元素化合价变化情况可知，NO、O2为氧化剂，A正确；慢反应决定反应速率，反应1是快速的，B错误；从反应机理来看，反应4中V元素形成的化学键发生改变，则化合价发生改变，C正确；该反应是一个循环反应，由反应1、2可判断，反应中除去1 ml NO，消耗1 ml NH3，D正确。
13．D 由图可知，温度越高，反应物的转化率越低，则升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，可知该反应的ΔH<0，故A错误；平衡时不同物质的正、逆反应速率之比等于化学计量数之比，则平衡时，v正(H2)＝3v逆(CO2)，故B错误；该反应为放热反应，温度越高K越小，b点温度高于c点，则b点对应的平衡常数K值小于c点，故C错误；a点CO2转化率为60%，n(H2)∶n(CO2)＝2，设H2为2 ml，转化的CO2为1 ml×60%＝0.6 ml，结合反应可知，转化的氢气为0.6 ml× eq \f(6,2) ＝1.8 ml，则a点对应的H2的平衡转化率为 eq \f(1.8 ml,2 ml) ×100%＝90%，故D正确。
14．D A．取横坐标为0时曲线中的两点，由于该反应是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，氢离子浓度增大，pH减小，则温度T1＜T2，正确；B.取横坐标为0时，T2对应曲线的点，c(H＋)＝10－3.75 ml·L－1，K＝ eq \f(c2（MO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）·c2（H＋）,c（M2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ）) ，根据方程式c(H＋)＝c(MO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )，c(M2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) )≈0.1 ml·L－1，代入K表达式中，K≈ eq \f(（10－3.75）4,0.1) ＝10－14，正确；C.根据电荷守恒，2c(M2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) )＋2c(MO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，故C正确；D.K＝ eq \f(c2（MO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）·c2（H＋）,c（M2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ）) ，则 eq \f(c（M2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ）,c2（MO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）) ＝ eq \f(c2（H＋）,K) ，T1温度下，加入Na2M2O7，平衡正向移动，氢离子浓度增大，温度不变，K值不变，则 eq \f(c（M2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ）,c2（MO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）) 增大，错误。
15．D 增大S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(8)) 浓度或I－浓度，反应①、反应②的反应物的浓度均会增大，反应速率均加快，故A正确；若往该溶液中加入含Fe3＋的某溶液，发生反应①2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)⇌I2(aq)＋2Fe2＋(aq)、②2Fe2＋(aq)＋S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(8)) (aq)⇌2Fe3＋(aq)＋2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (aq)，总反应为S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(8)) (aq)＋2I－(aq)⇌2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (aq)＋I2(aq)，铁离子为反应的催化剂，故B正确；焓变等于正、逆反应的活化能之差，则正反应的活化能比逆反应的小，所以该反应是放热反应，故C正确；S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(8)) (aq)＋2I－(aq)⇌2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (aq)＋I2(aq)为放热反应，升温平衡逆向进行，碘单质浓度减小，蓝色变浅，故D错误。
16．答案：(1)＞ ＞ (2)BC (3)6.1×107 (4)增大
解析：(1)分析表中数据可知，温度升高，平衡气体总浓度增大，说明平衡正向移动，该反应为吸热反应，则有ΔH＞0；该反应是气体体积增大的反应，则有ΔS＞0。
(2)达到平衡时，正、逆反应速率相等，则有v正(NH3)＝2v逆(CO2)，A项不符合题意；因为反应前后气体分子数不相等，未达到平衡前压强一直在变，所以总压强不变时，说明反应达到平衡，B项符合题意；反应未达到平衡前，气体质量一直在变，而容器容积不变，依ρ＝ eq \f(m,V)可知，混合气体的密度也在变，所以混合气体的密度不变时，说明反应达到平衡，C项符合题意；反应产物中NH3和CO2的物质的量之比始终为2∶1，密闭容器中氨气的体积分数始终不变，D项不符合题意。
(3)由表中数据可知，在25.0 ℃时，平衡气体的总浓度为4.8×10－3 ml·L－1，则有c(NH3)＝3.2×10－3 ml·L－1，c(CO2)＝1.6×10－3 ml·L－1，反应2NH3(g)＋CO2(g)⇌NH2COONH4(s)的平衡常数K＝ eq \f(1,（3.2×10－3）2×1.6×10－3) ≈6.1×107。
(4)在恒温条件下压缩容器体积，平衡逆向移动，氨基甲酸铵固体的质量增大。
17．答案：(1)6.27 4 (2)0.8
解析：(1)由图可知，Δc(H2O)＝(2.0－0.4) ml·L－1＝1.6 ml·L－1，则Δn(H2O)＝1.6 ml·L－1×1 L＝1.6 ml，根据反应方程式可知，Δn(CFe2O4)＝1.6 ml，Δm(CFe2O4)＝1.6 ml×235 g·ml－1＝376 g，则60 min内，v(CFe2O4)＝ eq \f(376 g,60 min) ≈6.27 g·min－1。由图可知，反应在60 min时达到平衡状态，v正＝v逆，此时c(H2O)＝0.4 ml·L－1，c(H2)＝1.6 ml·L－1，k正·c(H2O)＝k逆·c(H2)，则 eq \f(k正,k逆) ＝ eq \f(c（H2）,c（H2O）) ＝ eq \f(1.6 ml－1,0.4 ml·L－1) ＝4，在a点时c(H2O)＝c(H2)， eq \f(v正,v逆) ＝ eq \f(k正·c（H2O）,k逆·c（H2）) ＝ eq \f(k正,k逆) ＝4。(2)当反应达到平衡时v正＝v逆， eq \f(k正,k逆) ＝ eq \f(p（CH3CHO）,p（CH4）·p（CO）) ＝Kp＝4.5×10－5；T2 K、1.0×104 kPa时，设起始时n(CH4)＝n(CO)＝1 ml，列三段式 CO(g)＋CH4(g)⇌CH3CHO(g)
起始量/ml 1 1 0
变化量/ml 0.2 0.2 0.2
最终量/ml 0.8 0.8 0.2
所以p(CH4)＝p(CO)＝ eq \f(0.8,1.8) ×1.0×104 kPa＝ eq \f(4,9) ×104 kPa，p(CH3CHO)＝ eq \f(0.2,1.8) ×1.0×104 kPa＝ eq \f(1,9) ×104 kPa，所以v正＝k正·p(CO)·p(CH4)＝k正× eq \f(4,9) ×104 kPa× eq \f(4,9) ×104 kPa、v逆＝k逆·p(CH3CHO)＝k逆× eq \f(1,9) ×104 kPa， eq \f(v正,v逆) ＝ eq \f(k正,k逆) × eq \f(p（CH4）·p（CO）,p（CH3CHO）) ＝4.5×10－5× eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4,9)×104))×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4,9)×104)),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,9)×104))) ＝0.8。
18．答案：(1)不同温度下都能自发，是因为ΔH<0，ΔS>0
(2)①6.7×103 ml－1·L ②88%
(3)①C ②BDF
③
(4)①HS－＋4H2O2===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H2O＋H＋
②S＋3H2O2===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H2O＋2H＋
解析：(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2的反应为Cu(s)＋2H2SO4(l)===CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－11.9 kJ·ml－1，由于该反应ΔH<0、ΔS>0，因此该反应在任何温度下都能自发进行。(2)①根据题中所给的数据可以求出该温度下2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)的平衡常数为K＝ eq \f(c2（SO3）,c2（SO2）c（O2）) ＝ eq \f(（4.4×10－2 ml·L－1）2,（6.0×10－3 ml·L－1）2×8.0×10－3 ml·L－1) ＝6.7×103 ml－1·L。②平衡时SO2的转化率为 eq \f(c（SO3）,c（SO2）＋c（SO3）) ×100%＝ eq \f(4.4×10－2 ml·L－1,6.0×10－3 ml·L－1＋4.4×10－2 ml·L－1) ×100%＝88%；(3)①A.在常压下SO2催化氧化为SO3的反应中，SO2的转化率已经很高，工业上没有采用高压的反应条件，不正确；B.进入接触室之前的气流中含有会使催化剂中毒的物质，需经净化处理以防止催化剂中毒，不正确；C.通入过量的空气可以增大氧气的浓度，可以使含硫矿石充分反应，并使化学平衡2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)向正反应方向移动，因此可以提高含硫矿石和SO2的转化率，正确；D.SO3与水反应放出大量的热，在吸收塔中若采用水或稀硫酸吸收SO3，反应放出的热量会使硫酸形成酸雾从而影响SO3被水吸收导致SO3的吸收速率减小，因此，在吸收塔中不宜采用水或稀硫酸吸收SO3，不正确。综上所述，相关说法正确的是C；②反应混合物在热交换气中与原料气进行热交换，在热交换过程中，反应混合物不与催化剂接触，化学反应速率大幅度减小，故虽然反应混合物的温度降低，SO2的转化率基本不变，因此，图2所示进程中表示热交换过程的是b1→a2、b2→a3、b3－a4，因此选BDF；③对于放热的可逆反应2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)，该反应的最适宜温度为催化剂的催化活性最好时所对应的温度，在该温度下化学反应速率最大，SO2的转化率也最大；当温度高于最适宜温度后，催化剂的催化活性逐渐减小，催化剂对化学反应速率的影响超过了温度升高对化学反应速率的影响，因此化学反应速率逐渐减小，SO2的转化率也逐渐减小；由于该反应为放热反应，随着温度的升高，SO2的平衡转化率减小；由于反应混合物与催化剂层的接触时间较少，在实际的反应时间内反应还没有达到化学平衡状态，故在相应温度下SO2的转化率低于其平衡转化率。因此，反应2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(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)的关系曲线示意图可表示如下：
。
(4)由pH时间振荡曲线可知，在Na2SH2SO4H2O2溶液体系中，溶液的pH呈先增大后减小的周期性变化，同时观察到体系由澄清→浑浊→澄清的周期性变化，硫化钠与硫酸反应生成HS－，S2－＋H＋===HS－，然后发生HS－＋4H2O2===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H2O＋H＋，该过程溶液的pH基本不变，溶液保持澄清；溶液变浑浊时HS－被H2O2氧化为S，即发生HS－＋H2O2＋H＋===S↓＋2H2O，该过程溶液的pH增大；溶液又变澄清时S又被H2O2氧化为SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，发生S＋3H2O2===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H2O＋2H＋，该过程溶液的pH在减小。因此可以推测该过程中每一个周期内的反应进程中依次发生了如下离子反应：S2－＋H＋===HS－、HS－＋4H2O2===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H2O＋H＋、HS－＋H2O2＋H＋===S↓＋2H2O、S＋3H2O2===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H2O＋2H＋。
19．答案：(1)反应Ⅰ (2)加催化剂 CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1＝－91.0 kJ·ml－1 低温 (3)①bc ②＞ 该反应是放热反应，升高温度平衡逆移，H2的体积分数增大，故T1>T2 ③＜ ④ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5,2p2))) eq \s\up12(4)
解析：(1)反应Ⅰ是化合反应，原子利用率为100%，符合“原子经济性”原则；(2)图中使曲线a对应反应按曲线b进行，反应的活化能降低，加入催化剂可以达到此效果；由图可知，反应Ⅰ的ΔH1＝－(510－419) kJ·ml－1＝－91 kJ·ml－1，则由合成气制备甲醇的热化学方程式为：CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH1＝－91 kJ·ml－1；反应Ⅰ是放热反应，ΔH1＜0，又ΔS＜0，根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0时反应能自发进行，故该反应自发进行的条件为低温；(3)①a.恒温恒压时，反应2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)的起始投料为2 ml CO和4 ml H2，而反应中消耗的CO和H2的物质的量之比为1∶2，故反应过程中CO和H2的转化率始终相等，不能判断反应达到平衡状态，错误；b.混合气体密度ρ＝ eq \f(m,V)，因反应前后都是气体，质量守恒，又由于反应条件是恒温恒压，随着反应进行，反应体系的体积在不断变化，故当体系中混合气体的密度保持不变时，反应达到平衡状态，正确；c.反应中氢气的浓度和甲醚的浓度都在不断变化，当 eq \f(c（H2）,c（CH3OCH3）) 的值保持不变时，反应达到平衡状态，正确；d.恒压条件下，反应体系压强始终保持不变，不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据，错误。②由图可知，压强为p1 kPa时，在T1温度下平衡时氢气的体积分数大于在T2温度下平衡时氢气的体积分数，结合反应的ΔH＜0，该反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，H2的体积分数增大，可推知T1＞T2；③在A、B两点对应的反应条件不同，B点温度高，压强大，化学反应速率快，故反应从开始到平衡时生成二甲醚的平均反应速率v(A)＜v(B)；④已知起始时在容器中充入2 ml CO和4 ml H2合成CH3OCH3(g)，设达到平衡时CO转化了2x ml，列“三段式”：
2CO(g)＋4H2(g)⇌CH3OCH3(g)＋H2O(g)
始(ml) 2 4 0 0
变(ml) 2x 4xxx
平(ml) 2－2x 4－4xxx
由图所示，B点的氢气体积分数为40%，则 eq \f(4－4x,4－4x＋2－2x＋x＋x) ×100%＝40%，则x＝ eq \f(2,3) ，则平衡时CO的物质的量为2－2× eq \f(2,3) ＝ eq \f(2,3) ml，H2的物质的量为4－4× eq \f(2,3) ＝ eq \f(4,3) ml，CH3OCH3的物质的量为 eq \f(2,3) ml，H2O的物质的量为 eq \f(2,3) ml，平衡时体系的总物质的量为 eq \f(2,3) ml＋ eq \f(2,3) ml＋ eq \f(2,3) ml＋ eq \f(4,3) ml＝ eq \f(10,3) ml，则B点对应的Kp＝ eq \f(p（CH3OCH3）×p（H2O）,p2（CO）×p4（H2）) ＝ eq \f(p2×\f(\f(2,3),\f(10,3))×p2×\f(\f(2,3),\f(10,3)),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(p2×\f(\f(2,3),\f(10,3))))\s\up12(2)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(p2×\f(\f(4,3),\f(10,3))))\s\up12(4)) ＝ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5,2p2))) eq \s\up12(4) 。
实验
编号
温度
/℃
酸性KMnO4溶液
H2C2O4溶液
①
25
4 mL 0.01 ml·L－1
2 mL 0.01 ml·L－1
②
25
4 mL 0.01 ml·L－1
2 mL 0.02 ml·L－1
③
50
4 mL 0.01 ml·L－1
2 mL 0.01 ml·L－1
温度/℃
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强/kPa
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度/
(×10－3 ml·L－1)
2.4
3.4
4.8
6.8
9.4
1．化学反应条件的控制具有重要的现实意义。下列选项，反应条件的控制不恰当的是( )
A．为防止铁生锈，在其表面涂一层防锈油漆
B．为防止火灾，在面粉厂、加油站等场所要严禁烟火
C．为加快KClO3的分解速率而加入MnO2
D．降温加快H2O2的分解速率
2．已知反应：2X(g)⇌Y(g)＋Z(g)，为研究影响该反应速率的因素，在不同条件下进行4组实验，Y、Z的起始浓度为0，反应物X的浓度随反应时间的变化情况如图所示。下列说法不正确的是( )
A．若实验②、④只改变一个条件，则由实验②、④得出结论：升高温度，化学反应速率增大
B．若实验①、②只改变一个条件，则由实验①、②得出结论：增大反应物浓度，化学反应速率增大
C．若实验②、③只改变一个条件，则实验③使用了催化剂
D．0～10 min内，实验③的平均速率v(Y)＝0.04 ml·L－1·min－1
3．已知：C2H4(g)＋H2O(g) ⇌C2H5OH(g) ΔH<0的反应速率表达式为v正＝k正·c(C2H4)·c(H2O)，v逆＝k逆·c(C2H5OH)，其中，k正、k逆为速率常数，只与温度有关。则在温度从250 ℃升高到340 ℃的过程中，下列推断合理的是( )
A．k正增大，k逆减小
B．k正减小，k逆增大
C．k正增大的倍数大于k逆
D．k正增大的倍数小于k逆
4．一定温度下，在2 L密闭容器中，A、B、C三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A．a点时，v(A)＝v(B)
B．反应开始到5 min时，B的物质的量增加了0.2 ml
C．反应的化学方程式为3A⇌2B＋C
D．反应开始到5 min时，v(C)＝0.04 ml·L－1·min－1
5．合成甲醇的反应如下：CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH＝－90.8 kJ·ml－1。在容积为1 L的恒容容器中，实验测得X℃、 Y℃ 和Z℃ 时，H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1 ml)与CO平衡转化率的关系如下，下列有关说法正确的是( )
A．反应温度：X>Y>Z
B．X℃ 时，H2和CO的起始组成比越大，氢气的转化率越大
C．Y℃ 时，增大压强，化学平衡常数增大
D．Z℃ 时，化学平衡常数为4
6．一定温度下，在3个容积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应：PCl5(g)⇌PCl3(g)＋Cl2(g)。下列说法错误的是( )
A.反应达到平衡时，容器Ⅰ中 eq \f(c（Cl2）,c（PCl3）) 比容器Ⅱ中的大
B．反应达到平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为6∶31
C．反应达到平衡时，容器Ⅲ中Cl2的体积分数小于 eq \f(1,3)
D．反应达到平衡时，容器Ⅲ中0.4 ml·L－1
域的最佳选择。反应体系中，主要发生反应的热化学方程式如下：
反应Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g)⇌CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝－164.7kJ·ml－1
反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41.2 kJ·ml－1
反应Ⅲ：2CO(g)＋2H2(g)⇌CO2(g)＋CH4(g) ΔH＝－247.1 kJ·ml－1
向恒压密闭容器中通入1 ml CO2和4 ml H2，不同温度下，使反应均进行t min，测得CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法中不正确的是( )
A.反应Ⅰ的平衡常数可表示为
K＝ eq \f(c（CH4）·c2（H2O）,c（CO2）·c4（H2）)
B．图中曲线B表示CH4的物质的量随温度的变化
C．为提高CO2转化为CH4的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂
D．CH4(g)＋H2O(g)⇌CO(g)＋3H2(g) 在任何温度下均能自发
8．反应N2(g)＋3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH<0，若在恒温恒容的密闭容器中发生，下列选项表明反应一定达到平衡状态的是( )
A．容器内的温度不再变化
B．容器内的压强不再变化
C．相同时间内，断开H—H键的数目和断开N—H键的数目相等
D．容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2
9．下列实验中，反应速率加快是由催化剂引起的是( )
A．在炭粉中加入KClO3，点燃时燃烧更为剧烈
B．锌与稀硫酸的反应中加入少量CuSO4溶液可使反应放出H2的速率加快
C．固态FeCl3和固体NaOH混合后，加入水能迅速产生沉淀
D．双氧水中加入少量MnO2，即可迅速放出气体
10．实验室利用下列方案探究影响化学反应速率的因素，有关说法错误的是( )
A.实验中要记录溶液褪色所需时间
B．实验①②探究的是浓度对化学反应速率的影响
C．实验①③探究的是温度对化学反应速率的影响
D．起始向①中加入MnSO4固体，不影响反应速率
11．甲酸常被用于橡胶、医药等工业。在一定条件下可分解生成CO和H2O。在有、无催化剂条件下的能量与反应历程的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A．途径一未使用催化剂，途径二比途径一甲酸平衡转化率高
B．ΔH1＝ΔH2<0，Ea1>Ea2
C.途径二H＋参与反应，通过改变反应途径加快反应速率
D．途径二反应的快慢由生成的速率决定
12．工业上除去NO的一种反应机理如图所示。下列说法中不正确的是( )
A．该反应的氧化剂为NO、O2
B．反应1决定整个反应的速率快慢
C．反应过程中V元素的化合价发生了变化
D．反应中除去1 ml NO，消耗1 ml NH3
13．一定条件下，反应6H2(g)＋2CO2(g) ⇌C2H5OH(g)＋3H2O(g)的数据如图所示。下列说法正确的是( )
A．该反应为吸热反应
B．达平衡时，v正(H2)＝v逆(CO2)
C．b点对应的平衡常数K值大于c点
D．a点对应的H2的平衡转化率为90%
14．金属M的盐Na2M2O7，溶液中存在平衡：M2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ＋H2O⇌2MOeq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4))＋2H＋ΔH＞0。分别在T1℃、T2℃恒温条件下，向100 mL 0.100 ml·L－1的Na2M2O7溶液中加入等量Na2M2O7固体，持续搅拌下用pH传感器连续测量溶液的pH，得到实验图像，下列说法错误的是( )
A．T1
C．溶液中存在2c(M2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) )＋2c(MO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)
D．T1温度下，加入Na2M2O7，固体再次达到平衡后， eq \f(c（M2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ）,c2（MO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）) 减小
15．已知反应S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(8)) (aq)＋2I－(aq)⇌2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (aq)＋I2(aq)如图，若往该溶液中加入含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)＋S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(8)) (aq)⇌2Fe3＋(aq)＋2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (aq)
A．增大S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(8)) 浓度或I－浓度，反应①、反应②的反应速率均加快
B．Fe3＋是该反应的催化剂
C．因为正反应的活化能比逆反应的活化能小，所以该反应是放热反应
D．往该溶液中滴加淀粉溶液，溶液变蓝，适当升温，蓝色加深
二、非选择题：本题共4小题，共55分。
16．(12分)[2023·山东菏泽一中第二次月考]将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)⇌2NH3(g)＋CO2(g)。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：
(1)该反应的焓变ΔH________0，熵变ΔS________0(填“＞”“＜”或“＝”)。
(2)可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是______(填序号)。
A．2v正(NH3)＝v逆(CO2)
B．密闭容器中总压强不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．密闭容器中氨气的体积分数不变
(3)根据表中数据计算，在25.0 ℃时，反应2NH3(g)＋CO2(g)⇌NH2COONH4(s)的平衡常数K＝________。
(4)取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25 ℃下达到平衡状态。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量________(填“增大”“减小”或“不变”)。
17．(12分)(1)将CFe2O4负载在Al2O3上，产氧温度在1 200 ℃，产氢温度在1 000 ℃时，可顺利实现水的分解，氢气产量高且没有明显的烧结现象。循环机理如下，过程如图1所示，不考虑温度变化对反应ΔH的影响。
第Ⅰ步：CFe2O4(s)＋3Al2O3(s) ⇌CAl2O4(s)＋2FeAl2O4(s)＋ eq \f(1,2) O2(g)
ΔH＝a kJ·ml－1
第Ⅱ步：CAl2O4(s)＋2FeAl2O4(s)＋H2O(g)⇌CFe2O4(s)＋3Al2O3(s)＋H2(g) ΔH＝b kJ·ml－1
第Ⅱ步反应的v正＝k正·c(H2O)，v逆＝k逆·c(H2)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，仅与温度有关。1 000 ℃时，在体积为1 L的B反应器中加入2 ml H2O发生上述反应，测得H2O(g)和H2物质的量浓度随时间的变化如图2所示，则60 min内，v(CFe2O4)＝________ g·min－1(保留2位小数)。a点时，v正∶v逆＝________(填最简整数比)。
(2)在T2 K、1.0×104 kPa下，等物质的量的CO与CH4混合气体发生如下反应：CO(g)＋CH4(g)⇌CH3CHO(g)。反应速率v正－v逆＝k正p(CO)·p(CH4)－k逆·p(CH3CHO)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，p为气体的分压(气体分压p＝气体总压p总×体积分数)。用气体分压表示的平衡常数Kp＝4.5×10－5，则CO转化率为20%时， eq \f(v正,v逆) ＝________。
18．(16分)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SO2：Cu(s)＋2H2SO4(l)===CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－11.9 kJ·ml－1。判断该反应的自发性并说明理由______________________________________________________________。
(2)已知2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g) ΔH＝－198 kJ·ml－1。850 K时，在一恒容密闭反应器中充入一定量的SO2和O2，当反应达到平衡后测得SO2、O2和SO3的浓度分别为6.0×10－3 ml·L－1、8.0×10－3 ml·L－1和4.4×10－2 ml·L－1。
①该温度下反应的平衡常数为________。
②平衡时SO2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SO2氧化为SO3
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SO2的转化率
D．在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收SO3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．a1→b1 B．b1→a2 C．a2→b2
D．b2→a3 E．a3→b3 F．b3→a4
G．a4→b4
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2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(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Na2SH2SO4H2O2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.S2－＋H＋===HS－；
Ⅱ.①________________________________________________________________________；
Ⅲ.HS－＋H2O2＋H＋===S↓＋2H2O；
Ⅳ.②________________________________________________________________________。
19．(15分)二甲醚(CH3OCH3)是一种清洁能源，可由合成气(CO、H2)来制备，反应原理如下：
反应Ⅰ：CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1
反应Ⅱ：2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH2
回答下列问题：
(1)上述反应符合“原子经济性”原则的是________(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。
(2)图中使曲线a对应反应按曲线b进行的措施是____________，由合成气(CO、H2)制备CH3OH(g)的热化学方程式为________________________，该反应自发进行的条件为________(填“低温”或“高温”)。
(3)模拟该制备原理，起始时在某容器中充入2 ml CO和4 ml H2合成CH3OCH3(g)，平衡时混合物中氢气的体积分数与温度、压强的关系如图所示：
①下列有关说法能够证明恒温恒压时，反应2CO(g)＋4H2(g)⇌CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH<0一定达到平衡状态的是________(填序号)。
a．CO和H2的转化率相等
b．反应体系中混合气体密度保持不变
c． eq \f(c（H2）,c（CH3OCH3）) 的值保持不变
d．反应体系压强保持不变
②图中T1________T2(填“>”“<”或“＝”)；理由是________________________________________________。
③在A、B两点对应的条件下，该反应从开始到平衡时生成二甲醚的平均速率：v(A)________v(B)。
④B点对应的Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
单元检测7 化学反应速率和化学平衡
1．D A项，防止铁生锈，可在其表面涂一层防锈油漆，阻止铁与潮湿的空气接触；B项，面粉厂、加油站周围的空气中飘浮着可燃性的气体或粉尘，遇明火可能会发生爆炸，所以面粉厂、加油站均要严禁烟火；C项，MnO2对KClO3的分解起催化作用，可以加快化学反应速率；D项，降温会减慢H2O2的分解速率。
2．D 实验②、④起始浓度相同，但温度不同，④反应速率较大，则可得出结论：升高温度，化学反应速率加快，故A正确；①、②温度相同，但浓度不同，①浓度较大，可得出结论：增大反应物浓度，化学反应速率增大，故B正确；②、③温度、浓度相同，③反应速率较大，应为加入催化剂，故C正确；在0～10 min之间，实验③X的浓度变化为0.4 ml·L－1，则v(Y)＝ eq \f(1,2) v(X)＝ eq \f(1,2) × eq \f(0.4 ml·L－1,10 min) ＝0.02 ml·L－1·min－1，故D错误。
3．D 平衡时，正、逆反应速率相等，即K＝ eq \f(c（C2H5OH）,c（C2H4）·c（H2O）) ＝ eq \f(k正,k逆) ，升高温度，正、逆反应速率都增大，即k正和k逆均增大，但由于正反应是放热反应，K减小，故k正增大的倍数小于k逆。
4．C 由图可知，a点时，A、B的物质的量浓度的变化不同，反应时间相同，则反应速率不相等，A项错误；反应开始到5 min时，B的物质的量由0 ml变为0.4 ml，增加了0.4 ml，B项错误；反应达到平衡时，A的物质的量由0.8 ml变为0.2 ml，减少0.6 ml，则A为反应物，B的物质的量由0 ml变为0.4 ml，增加0.4 ml，C的物质的量由0 ml变为0.2 ml，增加0.2 ml，则B、C为生成物，依据化学计量数之比等于反应体系中各物质的变化量之比可得，Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)＝0.6 ml∶0.4 ml∶0.2 ml＝3∶2∶1，反应的化学方程式应为3A⇌2B＋C，C项正确；反应开始到5 min时，Δn(C)＝0.2 ml，v(C)＝ eq \f(Δc（C）,Δt) ＝ eq \f(\f(Δn（C）,V),Δt) ＝ eq \f(\f(0.2 ml,2 L),5 min) ＝0.02 ml·L－1·min－1，D项错误。
5．D 该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，一氧化碳转化率减小，则反应温度：Z>Y>X，A错误；X℃ 时，H2和CO的起始组成比越大，容器中氢气的浓度越大，一氧化碳的转化率越大，氢气的转化率越小，B错误；化学平衡常数只与温度有关，Y℃ 时，增大压强，温度不变，化学平衡常数不变，C错误；由题给数据可知，Z℃ 时，平衡时氢气、一氧化碳和甲醇的浓度均为0.5 ml·L－1，则平衡常数值为4，D正确。
6．A 反应达平衡时，容器Ⅰ中 eq \f(c（Cl2）,c（PCl3）) ＝1，容器Ⅱ中起始时 eq \f(c（Cl2）,c（PCl3）) 大于1，不管反应正向进行还是逆向进行，反应达平衡时， eq \f(c（Cl2）,c（PCl3）) 都大于1，故A错误。容器Ⅰ中：
PCl5(g)⇌PCl3(g)＋Cl2(g)
起始浓度/(ml·L－1) 0.4 0 0
转化浓度/(ml·L－1) 0.2 0.2 0.2
平衡浓度/(ml·L－1) 0.2 0.2 0.2
平衡常数K＝ eq \f(c（Cl2）·c（PCl3）,c（PCl5）) ＝0.2，平衡时总物质的量为0.6 ml·L－1×1.0 L＝0.6 ml，Cl2的体积分数为 eq \f(1,3) ；容器Ⅰ和容器Ⅱ温度相同，则反应的平衡常数相等，容器Ⅱ中起始时Qc＝c(Cl2)· eq \f(c（PCl3）,c（PCl5）) ＝1.95×0.05÷1.05＝0.093<0.2，反应正向进行，设反应达平衡时，PCl5转化了x ml·L－1，列三段式：
PCl5(g)⇌PCl3(g)＋Cl2(g)
起始浓度/(ml·L－1) 1.05 0.05 1.95
转化浓度/(ml·L－1) xxx
平衡浓度/(ml·L－1) 1.05－x 0.05＋x 1.95＋x
平衡常数K＝(1.95＋x)×(0.05＋x)÷(1.05－x)＝0.2，解得x＝0.05，平衡时总物质的量为(2＋0.1＋1) ml＝3.1 ml，容器Ⅰ和容器Ⅱ等温等容，则反应达到平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为0.6∶3.1＝6∶31，故B正确。根据等效平衡原理，容器Ⅲ与容器Ⅰ相比，压强增大，达到的平衡相当于容器Ⅰ中反应达平衡后向逆反应方向移动，Cl2的体积分数小于 eq \f(1,3) ，容器Ⅲ中c(PCl5)大于容器Ⅰ中c(PCl5)的2倍，即容器Ⅲ中0.4 ml·L－1
8．B 合成氨反应在恒温恒容的密闭容器中进行，体系的温度始终不变，故不能根据温度恒定判断是否达到平衡状态，A错误；反应中，气体的总物质的量和压强不断变化，当容器内的压强不再变化，该反应达到平衡状态，B正确；达到平衡时，断裂3 ml H—H键的同时断裂6 ml N—H键，故相同时间内，断开H—H键的数目和断开N—H键的数目相等时，该反应未达到平衡状态，C错误；达到平衡时，c(N2)、c(H2)、c(NH3)均保持不变，当容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2，该反应不一定达到平衡状态，D错误。
9．D 在炭粉中加入KClO3，点燃时，KClO3受热分解放出氧气，可以使炭粉燃烧更剧烈，与催化剂无关，A不符合题意；锌与稀硫酸的反应中加入少量CuSO4溶液，锌和硫酸铜发生置换反应，置换出来的铜附着在锌上，形成了铜锌原电池，从而使反应放出H2的速率加快，与催化剂无关，B不符合题意；固态FeCl3和固体NaOH混合，溶于水后电离出大量离子，Fe3＋与OH－迅速反应产生红褐色沉淀，与催化剂无关，C不符合题意；双氧水中加入少量MnO2，MnO2催化H2O2分解，迅速放出气体，反应速率加快是由催化剂引起的，D符合题意。
10．D 该实验原理是2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O，KMnO4被还原为MnSO4，溶液由紫红色变为无色，故实验中通过记录溶液褪色时间，判断反应速率的快慢，A正确；实验①②中温度、c(KMnO4)均相同，c(H2C2O4)不同，故实验目的是探究浓度对化学反应速率的影响，B正确；实验①③中c(KMnO4)、c(H2C2O4)均相同，温度不同，故实验目的是探究温度对化学反应速率的影响，C正确；该反应中Mn2＋起催化作用，①中加入MnSO4固体，会加快反应速率，D错误。
11．A 催化剂可以降低反应活化能，因此途径一未使用催化剂，但催化剂不能改变平衡状态，所以途径二和途径一的甲酸平衡转化率相同，A错误；催化剂可以降低反应活化能，但不能改变焓变，由于反应物的总能量高于生成物的总能量，因此ΔH1＝ΔH2<0，但Ea1>Ea2，B正确；途径二中H＋作为反应物参与反应，通过改变反应途径加快反应速率，C正确；途径二中，生成的活化能最高，则途径二反应的快慢由生成的速率决定，D正确。
12．B 根据题图，反应物为NH3、NO、O2，生成物为N2、H2O，结合反应物、生成物中各元素化合价变化情况可知，NO、O2为氧化剂，A正确；慢反应决定反应速率，反应1是快速的，B错误；从反应机理来看，反应4中V元素形成的化学键发生改变，则化合价发生改变，C正确；该反应是一个循环反应，由反应1、2可判断，反应中除去1 ml NO，消耗1 ml NH3，D正确。
13．D 由图可知，温度越高，反应物的转化率越低，则升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，可知该反应的ΔH<0，故A错误；平衡时不同物质的正、逆反应速率之比等于化学计量数之比，则平衡时，v正(H2)＝3v逆(CO2)，故B错误；该反应为放热反应，温度越高K越小，b点温度高于c点，则b点对应的平衡常数K值小于c点，故C错误；a点CO2转化率为60%，n(H2)∶n(CO2)＝2，设H2为2 ml，转化的CO2为1 ml×60%＝0.6 ml，结合反应可知，转化的氢气为0.6 ml× eq \f(6,2) ＝1.8 ml，则a点对应的H2的平衡转化率为 eq \f(1.8 ml,2 ml) ×100%＝90%，故D正确。
14．D A．取横坐标为0时曲线中的两点，由于该反应是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，氢离子浓度增大，pH减小，则温度T1＜T2，正确；B.取横坐标为0时，T2对应曲线的点，c(H＋)＝10－3.75 ml·L－1，K＝ eq \f(c2（MO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）·c2（H＋）,c（M2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ）) ，根据方程式c(H＋)＝c(MO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )，c(M2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) )≈0.1 ml·L－1，代入K表达式中，K≈ eq \f(（10－3.75）4,0.1) ＝10－14，正确；C.根据电荷守恒，2c(M2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) )＋2c(MO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，故C正确；D.K＝ eq \f(c2（MO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）·c2（H＋）,c（M2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ）) ，则 eq \f(c（M2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ）,c2（MO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）) ＝ eq \f(c2（H＋）,K) ，T1温度下，加入Na2M2O7，平衡正向移动，氢离子浓度增大，温度不变，K值不变，则 eq \f(c（M2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(7)) ）,c2（MO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ）) 增大，错误。
15．D 增大S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(8)) 浓度或I－浓度，反应①、反应②的反应物的浓度均会增大，反应速率均加快，故A正确；若往该溶液中加入含Fe3＋的某溶液，发生反应①2Fe3＋(aq)＋2I－(aq)⇌I2(aq)＋2Fe2＋(aq)、②2Fe2＋(aq)＋S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(8)) (aq)⇌2Fe3＋(aq)＋2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (aq)，总反应为S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(8)) (aq)＋2I－(aq)⇌2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (aq)＋I2(aq)，铁离子为反应的催化剂，故B正确；焓变等于正、逆反应的活化能之差，则正反应的活化能比逆反应的小，所以该反应是放热反应，故C正确；S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(8)) (aq)＋2I－(aq)⇌2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) (aq)＋I2(aq)为放热反应，升温平衡逆向进行，碘单质浓度减小，蓝色变浅，故D错误。
16．答案：(1)＞ ＞ (2)BC (3)6.1×107 (4)增大
解析：(1)分析表中数据可知，温度升高，平衡气体总浓度增大，说明平衡正向移动，该反应为吸热反应，则有ΔH＞0；该反应是气体体积增大的反应，则有ΔS＞0。
(2)达到平衡时，正、逆反应速率相等，则有v正(NH3)＝2v逆(CO2)，A项不符合题意；因为反应前后气体分子数不相等，未达到平衡前压强一直在变，所以总压强不变时，说明反应达到平衡，B项符合题意；反应未达到平衡前，气体质量一直在变，而容器容积不变，依ρ＝ eq \f(m,V)可知，混合气体的密度也在变，所以混合气体的密度不变时，说明反应达到平衡，C项符合题意；反应产物中NH3和CO2的物质的量之比始终为2∶1，密闭容器中氨气的体积分数始终不变，D项不符合题意。
(3)由表中数据可知，在25.0 ℃时，平衡气体的总浓度为4.8×10－3 ml·L－1，则有c(NH3)＝3.2×10－3 ml·L－1，c(CO2)＝1.6×10－3 ml·L－1，反应2NH3(g)＋CO2(g)⇌NH2COONH4(s)的平衡常数K＝ eq \f(1,（3.2×10－3）2×1.6×10－3) ≈6.1×107。
(4)在恒温条件下压缩容器体积，平衡逆向移动，氨基甲酸铵固体的质量增大。
17．答案：(1)6.27 4 (2)0.8
解析：(1)由图可知，Δc(H2O)＝(2.0－0.4) ml·L－1＝1.6 ml·L－1，则Δn(H2O)＝1.6 ml·L－1×1 L＝1.6 ml，根据反应方程式可知，Δn(CFe2O4)＝1.6 ml，Δm(CFe2O4)＝1.6 ml×235 g·ml－1＝376 g，则60 min内，v(CFe2O4)＝ eq \f(376 g,60 min) ≈6.27 g·min－1。由图可知，反应在60 min时达到平衡状态，v正＝v逆，此时c(H2O)＝0.4 ml·L－1，c(H2)＝1.6 ml·L－1，k正·c(H2O)＝k逆·c(H2)，则 eq \f(k正,k逆) ＝ eq \f(c（H2）,c（H2O）) ＝ eq \f(1.6 ml－1,0.4 ml·L－1) ＝4，在a点时c(H2O)＝c(H2)， eq \f(v正,v逆) ＝ eq \f(k正·c（H2O）,k逆·c（H2）) ＝ eq \f(k正,k逆) ＝4。(2)当反应达到平衡时v正＝v逆， eq \f(k正,k逆) ＝ eq \f(p（CH3CHO）,p（CH4）·p（CO）) ＝Kp＝4.5×10－5；T2 K、1.0×104 kPa时，设起始时n(CH4)＝n(CO)＝1 ml，列三段式 CO(g)＋CH4(g)⇌CH3CHO(g)
起始量/ml 1 1 0
变化量/ml 0.2 0.2 0.2
最终量/ml 0.8 0.8 0.2
所以p(CH4)＝p(CO)＝ eq \f(0.8,1.8) ×1.0×104 kPa＝ eq \f(4,9) ×104 kPa，p(CH3CHO)＝ eq \f(0.2,1.8) ×1.0×104 kPa＝ eq \f(1,9) ×104 kPa，所以v正＝k正·p(CO)·p(CH4)＝k正× eq \f(4,9) ×104 kPa× eq \f(4,9) ×104 kPa、v逆＝k逆·p(CH3CHO)＝k逆× eq \f(1,9) ×104 kPa， eq \f(v正,v逆) ＝ eq \f(k正,k逆) × eq \f(p（CH4）·p（CO）,p（CH3CHO）) ＝4.5×10－5× eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4,9)×104))×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(4,9)×104)),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(1,9)×104))) ＝0.8。
18．答案：(1)不同温度下都能自发，是因为ΔH<0，ΔS>0
(2)①6.7×103 ml－1·L ②88%
(3)①C ②BDF
③
(4)①HS－＋4H2O2===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H2O＋H＋
②S＋3H2O2===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H2O＋2H＋
解析：(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2的反应为Cu(s)＋2H2SO4(l)===CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－11.9 kJ·ml－1，由于该反应ΔH<0、ΔS>0，因此该反应在任何温度下都能自发进行。(2)①根据题中所给的数据可以求出该温度下2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)的平衡常数为K＝ eq \f(c2（SO3）,c2（SO2）c（O2）) ＝ eq \f(（4.4×10－2 ml·L－1）2,（6.0×10－3 ml·L－1）2×8.0×10－3 ml·L－1) ＝6.7×103 ml－1·L。②平衡时SO2的转化率为 eq \f(c（SO3）,c（SO2）＋c（SO3）) ×100%＝ eq \f(4.4×10－2 ml·L－1,6.0×10－3 ml·L－1＋4.4×10－2 ml·L－1) ×100%＝88%；(3)①A.在常压下SO2催化氧化为SO3的反应中，SO2的转化率已经很高，工业上没有采用高压的反应条件，不正确；B.进入接触室之前的气流中含有会使催化剂中毒的物质，需经净化处理以防止催化剂中毒，不正确；C.通入过量的空气可以增大氧气的浓度，可以使含硫矿石充分反应，并使化学平衡2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)向正反应方向移动，因此可以提高含硫矿石和SO2的转化率，正确；D.SO3与水反应放出大量的热，在吸收塔中若采用水或稀硫酸吸收SO3，反应放出的热量会使硫酸形成酸雾从而影响SO3被水吸收导致SO3的吸收速率减小，因此，在吸收塔中不宜采用水或稀硫酸吸收SO3，不正确。综上所述，相关说法正确的是C；②反应混合物在热交换气中与原料气进行热交换，在热交换过程中，反应混合物不与催化剂接触，化学反应速率大幅度减小，故虽然反应混合物的温度降低，SO2的转化率基本不变，因此，图2所示进程中表示热交换过程的是b1→a2、b2→a3、b3－a4，因此选BDF；③对于放热的可逆反应2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)，该反应的最适宜温度为催化剂的催化活性最好时所对应的温度，在该温度下化学反应速率最大，SO2的转化率也最大；当温度高于最适宜温度后，催化剂的催化活性逐渐减小，催化剂对化学反应速率的影响超过了温度升高对化学反应速率的影响，因此化学反应速率逐渐减小，SO2的转化率也逐渐减小；由于该反应为放热反应，随着温度的升高，SO2的平衡转化率减小；由于反应混合物与催化剂层的接触时间较少，在实际的反应时间内反应还没有达到化学平衡状态，故在相应温度下SO2的转化率低于其平衡转化率。因此，反应2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(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)的关系曲线示意图可表示如下：
。
(4)由pH时间振荡曲线可知，在Na2SH2SO4H2O2溶液体系中，溶液的pH呈先增大后减小的周期性变化，同时观察到体系由澄清→浑浊→澄清的周期性变化，硫化钠与硫酸反应生成HS－，S2－＋H＋===HS－，然后发生HS－＋4H2O2===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H2O＋H＋，该过程溶液的pH基本不变，溶液保持澄清；溶液变浑浊时HS－被H2O2氧化为S，即发生HS－＋H2O2＋H＋===S↓＋2H2O，该过程溶液的pH增大；溶液又变澄清时S又被H2O2氧化为SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ，发生S＋3H2O2===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H2O＋2H＋，该过程溶液的pH在减小。因此可以推测该过程中每一个周期内的反应进程中依次发生了如下离子反应：S2－＋H＋===HS－、HS－＋4H2O2===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H2O＋H＋、HS－＋H2O2＋H＋===S↓＋2H2O、S＋3H2O2===SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2H2O＋2H＋。
19．答案：(1)反应Ⅰ (2)加催化剂 CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1＝－91.0 kJ·ml－1 低温 (3)①bc ②＞ 该反应是放热反应，升高温度平衡逆移，H2的体积分数增大，故T1>T2 ③＜ ④ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5,2p2))) eq \s\up12(4)
解析：(1)反应Ⅰ是化合反应，原子利用率为100%，符合“原子经济性”原则；(2)图中使曲线a对应反应按曲线b进行，反应的活化能降低，加入催化剂可以达到此效果；由图可知，反应Ⅰ的ΔH1＝－(510－419) kJ·ml－1＝－91 kJ·ml－1，则由合成气制备甲醇的热化学方程式为：CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH1＝－91 kJ·ml－1；反应Ⅰ是放热反应，ΔH1＜0，又ΔS＜0，根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0时反应能自发进行，故该反应自发进行的条件为低温；(3)①a.恒温恒压时，反应2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)的起始投料为2 ml CO和4 ml H2，而反应中消耗的CO和H2的物质的量之比为1∶2，故反应过程中CO和H2的转化率始终相等，不能判断反应达到平衡状态，错误；b.混合气体密度ρ＝ eq \f(m,V)，因反应前后都是气体，质量守恒，又由于反应条件是恒温恒压，随着反应进行，反应体系的体积在不断变化，故当体系中混合气体的密度保持不变时，反应达到平衡状态，正确；c.反应中氢气的浓度和甲醚的浓度都在不断变化，当 eq \f(c（H2）,c（CH3OCH3）) 的值保持不变时，反应达到平衡状态，正确；d.恒压条件下，反应体系压强始终保持不变，不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据，错误。②由图可知，压强为p1 kPa时，在T1温度下平衡时氢气的体积分数大于在T2温度下平衡时氢气的体积分数，结合反应的ΔH＜0，该反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，H2的体积分数增大，可推知T1＞T2；③在A、B两点对应的反应条件不同，B点温度高，压强大，化学反应速率快，故反应从开始到平衡时生成二甲醚的平均反应速率v(A)＜v(B)；④已知起始时在容器中充入2 ml CO和4 ml H2合成CH3OCH3(g)，设达到平衡时CO转化了2x ml，列“三段式”：
2CO(g)＋4H2(g)⇌CH3OCH3(g)＋H2O(g)
始(ml) 2 4 0 0
变(ml) 2x 4xxx
平(ml) 2－2x 4－4xxx
由图所示，B点的氢气体积分数为40%，则 eq \f(4－4x,4－4x＋2－2x＋x＋x) ×100%＝40%，则x＝ eq \f(2,3) ，则平衡时CO的物质的量为2－2× eq \f(2,3) ＝ eq \f(2,3) ml，H2的物质的量为4－4× eq \f(2,3) ＝ eq \f(4,3) ml，CH3OCH3的物质的量为 eq \f(2,3) ml，H2O的物质的量为 eq \f(2,3) ml，平衡时体系的总物质的量为 eq \f(2,3) ml＋ eq \f(2,3) ml＋ eq \f(2,3) ml＋ eq \f(4,3) ml＝ eq \f(10,3) ml，则B点对应的Kp＝ eq \f(p（CH3OCH3）×p（H2O）,p2（CO）×p4（H2）) ＝ eq \f(p2×\f(\f(2,3),\f(10,3))×p2×\f(\f(2,3),\f(10,3)),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(p2×\f(\f(2,3),\f(10,3))))\s\up12(2)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(p2×\f(\f(4,3),\f(10,3))))\s\up12(4)) ＝ eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(5,2p2))) eq \s\up12(4) 。
实验
编号
温度
/℃
酸性KMnO4溶液
H2C2O4溶液
①
25
4 mL 0.01 ml·L－1
2 mL 0.01 ml·L－1
②
25
4 mL 0.01 ml·L－1
2 mL 0.02 ml·L－1
③
50
4 mL 0.01 ml·L－1
2 mL 0.01 ml·L－1
温度/℃
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强/kPa
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度/
(×10－3 ml·L－1)
2.4
3.4
4.8
6.8
9.4
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