东北育才学校高中化学选修一第二章《化学反应速率与化学平衡》基础卷(培优练)

一、选择题
1．α-Fe(III)晶面铁原子簇是合成氨工业的一种新型高效催化剂，N2和H2在其表面首先变为活化分子，反应机理为：
①H2(g)⇌2H(g)∆H1
②N2(g)+2H(g)⇌2(NH)(g)∆H2
③(NH)(g)+H(g)⇌ (NH2)(g)∆H3
④(NH2)(g)+H(g)⇌NH3(g)∆H4
总反应为N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ∆H
下列说法正确的是
A．α-Fe(III)晶面铁原子簇能够有效降低合成氨反应的活化能和焓变
B．为提高合成氨反应的平衡转化率，工业上采用适当增大压强和使用高效催化剂等方法C．反应①和总反应均为放热反应
D．总反应的∆H=3∆H1+∆H2+2∆H3+2∆H4
答案：D
解析：反应机理为①H 2 (g)=2H(g)△H1，②N2(g)+2H(g)⇌2(NH)(g)△H2，③(NH)(g)+H(g) (NH 2)(g)△H3，④(NH2)(g)+H(g)NH3 (g) △H4；根据盖斯定律，①×3+②×2+③×2+④×2可得总反应为N 2 (g)+3H2(g)2NH3 (g) △H=3△H1+△H2+2△H3+2△H4。

【详解】
A．催化剂能够有效降低反应的活化能，不能改变反应的焓变，故A错误；
B．根据总反应，正反应为气体体积减小的体系，增大压强平衡向右移动，有利于提高总反应的平衡转化率，但是使用高效催化剂只是加快反应速率，平衡不移动，平衡转化率不变，故B错误；
C．反应①为氢气分子变为氢原子，是断键过程，吸热，故C错误；
D．根据上述分析可得，△H=3△H1+△H2+2△H3+2△H4，故D正确。

答案选D。

2．一定条件下，在恒温恒容的密闭容器中通入一定量的气体X和Y，发生下列反应∶X(g)＋2Y(g)M(g)+2N(g) △H=a kJ·mol-1(a>0)，下列说法中正确的是
A．反应达到平衡时，加入 M(g)，逆反应速率增大，正反应速率减小
B．反应达到平衡时，M(g)与N(g)的浓度之比为1∶ 2
C．当v正(X)=2v逆(N)时，反应到达平衡状态
D．到达平衡状态时，反应吸收的能量小于 a kJ
答案：B
【详解】
A．加入M(g)，浓度增大，正逆反应速率均增大，故A错误；
B．M(g)与N(g)都是生成物，浓度之比一定为1∶ 2，故B正确；
C．正逆反应速率比等于系数比时，反应达到平衡状态，当2v正(X)= v逆(N)时，反应到达平衡状态，故C错误；
D．由于不知反应物的物质的量，到达平衡状态时，反应吸收的能量不一定小于 a kJ，故D 错误；
选B。

3．某温度下，在一个1 L的密闭容器中，加入3.2 mol A和1.6 mol B进行如下反应：3A(g)＋2B(g)3C(s)＋D(g)，反应4 min后达到平衡，测得生成0.6 mol D，下列说法正确的是A．前4 min内，B的平均反应速率为0.3 mol·L-1·min-1
B．升高温度可以使该反应的逆反应速率降低
C．增大该体系的压强，平衡正移，该反应的平衡常数增大
D．增加B，再次平衡时，B的转化率增大
答案：A
【详解】
A．前4 min内，D的平均反应速率为
0.6mol
0.15
1L4min
=
⨯
mol·L-1·min-1，根据速率比等于系
数比，B的平均反应速率为0.3 mol·L-1·min-1，故A正确；
B．升高温度，正逆反应速率均增大，故B错误；
C．平衡常数只与温度有关，增大压强，平衡常数不变，故C错误；
D．增加B，再次平衡时，B的转化率减小，故D错误；
选A。

4．硫酸生产中炉气转化反应为：2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)，研究发现，SO3的体积分数(SO3%)随温度(T)的变化如曲线I所示，下列判断正确的是
A．该反应的正反应为吸热反应
B．反应达到B点时，2υ正(O2)=υ逆(SO3)
C．曲线I上A、C两点反应速率的关系是：υA>υC
D．已知V2O5的催化效果比Fe2O3好，若I表示用Fe2O3催化剂，则II是V2O5作催化剂答案：B
【详解】
由图可知T0前未达到平衡，T0处于平衡状态，T0后升高温度平衡逆向移动。

A ．T0后升高温度平衡逆向移动，升高温度平衡向吸热反应方向移动，故正反应为放热反应，故A错误；
B．不同物质表示的正逆反应速率之比等于化学计量数之比，反应达到B点时，达到平衡状态，所以2υ正(O2)=υ逆(SO3)，故B正确；
C．C点的温度高于A点，升高温度，化学反应速率加快，所以υA<υC，故C错误；
D．使用催化剂加快反应速率，缩短达到平衡的时间，但平衡不移动，用Fe2O3作催化剂和用V2O5作催化剂，达到平衡时三氧化硫的含量相同，故D错误；
故答案为：B。

5．可逆反应：2NO2(g)2NO(g)+O2(g)，在体积不变的密闭容器中反应，达到平衡状态的标志是
①单位时间内生成n molO2的同时生成2n molNO2
②单位时间内生成n molO2的同时生成2n molNO
③混合气体的总压强不再改变的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
A．①④B．②③⑤C．①③④D．①②③④⑤
答案：C
【详解】
①单位时间内生成n molO2的同时生成2n molNO2，则反应进行的方向相反，且变化量之比等于化学计量数之比，反应达平衡状态；
②单位时间内生成n molO2的同时生成2n molNO，反应进行的方向相同，反应不一定达平衡状态；
③因为反应前后气体的分子数不等，随着反应的正向进行，压强在不断改变，所以混合气体的总压强不再改变时，反应达平衡状态；
④混合气体的颜色不再改变，表明NO2气体的浓度不变，则反应达平衡状态；
⑤混合气体的质量不变、体积不变，所以密度始终不变，密度不再改变时，反应不一定达平衡状态；
综合以上分析，①③④正确，故选C。

6．下列说法正确的是
A．在给定条件下反应物之间能够同时发生多个反应的情况，理想的催化剂可以大幅度提高目标产物在最终产物中的比率。

B．光辐照不可以改变化学反应速率
C．有些反应速率极高，温度对其反应速率几乎没有什么影响时，反映了其活化能非常高D．在工业上合成氨的反应中，通过催化剂来提高该反应的平衡转化率
答案：A
【详解】
A．催化剂对特定的反应有催化作用，在给定条件下反应物之间能够同时发生多个反应的情况，因为催化剂的选择性，理想的催化剂可以大幅度提高目标产物在最终产物中的比率，A正确；
B．光辐照提供了光能，可以改变化学反应速率，B错误；
C．有些反应速率极高，温度对其反应速率几乎没有什么影响时，则反应极易发生，反映了其活化能非常低，C错误；
D．催化剂能影响反应速率、但不能改变平衡，催化剂不能提高合成氨的平衡转化率，D 错误；
答案选A。

7．某反应能量变化曲线如图所示，下列说法不正确是
A．E表示过渡状态的平均能量
B．E b表示逆反应的活化能
C．该反应的△H=-(Ea-Eb)kJ/mol
D．催化剂是通过降低反应所需的活化能来增大反应速率
答案：C
【详解】
A．根据图示，E表示过渡状态的平均能量，故A正确；
B．根据图示，Ea表示正反应的活化能，E b表示逆反应的活化能，故B正确；
C．焓变=正反应活化能-逆反应活化能，所以该反应的△H=(E a-E b)kJ/mol= -(E b-E a)kJ/mol，故C错误；
D．催化剂通过降低反应所需的活化能来增大活化分子百分数，从而增大反应速率，故D 正确；
选C。

8．在2L恒容密闭容器中充入2 mol X和1mol Y发生反应：2X(g) +Y(g)3Z(g)，反应过程持续升高温度，测得X的体积分数与温度的关系如图所示。

下列推断正确的是
A．Q点时，Y的转化率最大
B．升高温度，平衡逆向移动，逆反应速率增大，正反应速率减小
C．W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率
D．平衡时充入Z，达到新平衡时Z的体积分数增大
答案：A
【详解】
A．Q点时，X的体积分数最小，Y的体积分数最小，因此Y的转化率最大，故A正确；B．升高温度，正逆反应速率均增大，平衡逆向移动，故B错误；
C．W点和M点，X的体积分数相等，但M点温度大于W点温度，因此W点X的正反应速率小于M点X的正反应速率，故C错误；
D．平衡时充入Z，可以理解为再另外一个容器中加入Z，达到平衡时，与原容器是等效的，再压入到一个容器中，平衡不移动，因此达到新平衡时Z的体积分数不变，故D错误。

综上所述，答案为A。

9．如图所示的曲线是恒容密闭容器中充入一定量N2O4，其他条件一定时，反应
N 2O42NO2 △H>0中N2O4，的平衡浓度与温度的关系曲线，下列有关说法正确的是
A．逆反应速率：c点<a点B．b点所处状态的v(正)>v(逆)
C．N2O4的转化率：c点<a点D．化学平衡常数：b点>c点
答案：B
【详解】
A．温度升高化学反应速率加快，c点温度高于a点，所以逆反应速率：c点＞a点，A错误；
B．因为c点处于平衡状态，b点的c(N2O4)大于c点的，所以Qc(b)＜K，平衡向右移动，所以b点所处状态的v(正)>v(逆)，B正确；
C．反应N 2O42NO2 △H>0，正反应为吸热反应，随着温度的上升，平衡向右移动，c点的温度大于a点的，所以N2O4的转化率：c点＞a点，C错误；
D．平衡常数与温度有关，温度不变，平衡常数不变，D错误；
答案选B。

10．向体积均为2 L的两个恒容密闭容器中分别充入1mol SiHCl3，维持容器的温度分别为T1℃和T2℃不变，发生反应：2SiHCl3(g)⇌SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ∆H1=a kJ∙mol-1。

反应过程中SiHCl3的转化率随时间的变化如图所示。

下列说法正确的是
A． T1＜T2
B ．T 1℃时，0~100min 反应的平均速率v(SiHCl 3)=0.001mol/(L∙min)
C ．T 2℃时，反应的平衡常数：K =1/64
D ．T 2℃时，某时刻SiHCl 3、SiH 2Cl 2、SiCl 4各0.1mol ，此时v 正＞v 逆 答案：C 【详解】
A ．升高温度，化学反应速率会增大，达到平衡的时间会缩短，图中可看出T 1＞T 2，A 说法错误；
B ．T 1℃时，0~100min SiHCl 3的转化率为10%，反应的平均速率v(SiHCl 3)=0.0005mol·(L·min)－1，B 说法错误；
C ．从图中信息可以看出，T 2℃时达到平衡SiHCl 3的转化率为20%，则：
()()()32240.50.10.050.050.4
0.05
0.02SiHCl g SiH Cl g +SiCl g 5
初反平
则平衡常数K =
20.050.050.4⨯=1
64
，C 说法正确；
D ．T 2℃时，某时刻SiHCl 3、SiH 2Cl 2、SiCl 4各0.1mol ，Q c =2
0.050.05
0.05⨯=1＞K ，反应逆向
移动，v 逆＞v 正，D 说法错误； 答案为C 。

11．某温度下，密闭容器中发生反应aX(g)bY(g)+cZ(g)，达到平衡后，保持温度不变，
将容器的容积压缩到原来容积的一半，当达到新平衡时，物质Y 的浓度是原来的1.8倍。

则下列叙述正确的是 A ．可逆反应的系数：a ＞b +c B ．压缩容器的容积时，v(正)=v(逆)
C ．达到新平衡时，混合物中Z 的质量分数增大
D ．达到新平衡时，物质X 的转化率减小
答案：D
解析：保持温度不变，将容器的容积压缩到原来容积的一半，此时物质Y 的浓度是原来的2倍，当达到新平衡时，物质Y 的浓度是原来的1.8倍，则表明平衡向减少Y 浓度的方向移动，即向逆反应方向移动。

【详解】
A ．由以上分析可知，加压平衡逆向移动，则可逆反应的系数：a ＜b +c ，A 不正确；
B ．压缩容器的容积时，平衡逆向移动，则v(正)＜v(逆)，B 不正确；
C ．平衡逆向移动，Z 的物质的量减小，则达到新平衡时，混合物中Z 的质量分数减小，C 不正确；
D ．平衡逆向移动，X 的物质的量增大，达到新平衡时，物质X 的转化率减小，D 正确；
故选D 。

12．在恒容密闭容器中发生反应2SiHCl 3（g ）
SiH 2Cl 2（g ）＋SiCl 4（g ）。

在323K 和
343K 时SiHCl 3的转化率随时间变化的结果如图所示。

下列说法正确的是
A ．323K 时，缩小容器体积一半，正逆反应的速率不改变
B ．343K 时，向容器内通入Ar 或分离出SiCl 4都可提高SiHCl 3的转化率
C ．343K 时，上述反应的化学平衡常数约为0.02
D ．a 点所在曲线对应的温度为343K ，该反应的正反应为放热反应
答案：C
解析：根据图像，a 点所在曲线先达到平衡状态，则a 点所在曲线温度高，即温度为343K ；升高温度，SiHCl 3的转化率增大，平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应；据此分析作答。

【详解】
A ．将容器体积缩小一半，压强增大，正逆反应的速率都增大，故A 项错误；
B ．在343K 时，向容器内通入Ar ，反应体系中各物质的浓度不变，平衡不移动，不能提高SiHCl 3的转化率，故B 项错误；
C ．由图示可知343K 时反应2SiHCl 3（g ）SiH 2Cl 2（g ）＋SiCl 4（g ）的平衡转化率
22%，设SiHCl 3的起始浓度为c mol/L ，则
32242SiHCl g SiH Cl g SiCl g mol/L 00mol/L 0.220.110.11mol/L 0.780.110.11c c c c c
c
c
（）
（）＋（）起始浓度（）
变化浓度（）平衡浓度（）
平衡常数()()
()
()
224343K 2
230.110.110.020.78c SiH Cl c SiCl c c
K c SiHCl c ⨯=
=
≈，故C 项正确；
D ．由图象可知，先拐先平温度高，则a 的反应温度高于b ，温度越高SiHCl 3的转化率越大，升温平衡正向进行，正反应为吸热反应，所以a 点所在的曲线对应的温度为343K ，该反应的正反应为吸热反应，故D 项错误； 故选C 。

13．T ℃时，在甲、乙、丙三个容积均为2 L 的密闭容器中发生反应：2SO 2（g ）+O 2（g ）
2SO 3（g ） 5 min 时甲达到平衡，其起始量及SO 2的平衡转化率如表，下列叙述不正确的是
A ．0—5 min 内，甲中SO 2的反应速率为0.032mol ⋅L −1⋅min −1
B ．T ℃时，该反应的平衡常数K=400
C ．平衡时，SO 2 的转化率： a 1<80%< a 2
D ．平衡时，丙中气体平均相对分子质量与甲中相同 答案：D 【详解】 A . 0∼5min 内，
()()()()
()()2232SO g +O g 2SO g mol 0.4
0.24
0mol 0.320.160.32mol 0.080.08
0.32
起始转化平衡
甲中SO 2的反应速率v=0.32mol
2L 5min
⨯ =0.032mol ⋅L −1⋅min −1，故A 正确；
B . 根据
()()()()
()()2232SO g +O g 2SO g mol 0.4
0.24
0mol 0.320.160.32mol 0.080.08
0.32
起始转化平衡
所以该温度下，平衡常数值K=2
20.3220.080.0822⎛⎫ ⎪⎝⎭
⎛⎫
⨯ ⎪⎝⎭
=400，故B 正确；
C . 由甲、乙可知，氧气的浓度相同，二氧化硫的浓度增大会促进氧气的转化，二氧化硫转化率减小；由乙、丙可知二氧化硫浓度相同，氧气浓度增大二氧化硫转化率增大，则平衡时，SO 2的转化率：α1<80%<α2，故C 正确；
D . 体积相同，丙中的起始浓度为甲的2倍，但由于该反应是气体体积改变的反应，体积不变增加浓度，压强增大，平衡正向移动，则丙中转化率增大，丙中反应前后气体质量不变，气体物质的量不同，平衡时，丙中气体平均相对分子质量与甲不相同，故D 错误；
故选D。

14．不同温度下反应CO(g)＋N 2O(g)CO2(g)＋N2(g)达到平衡时各物理量变化如图所示。

其中y表示N2O的平衡转化率，z表示反应开始时CO的物质的量与N2O的物质的量之比。

下列说法错误的是
A．该反应的△H<0
B．z2<3
C．T1 K下，该反应的平衡常数K=0.2
D．断裂1 mol N≡N键的同时断裂2 mol C=O键，说明该反应达到了平衡状态
答案：D
【详解】
A．升温，N2O的平衡转化率变小，平衡左移，则该反应的△H<0，A正确；
B．z表示反应开始时CO的物质的量与N2O的物质的量之比，z越小，CO的含量越低，N2O的转化率越低，所以z2<3，B正确；
C．T1 K下，z=3时，令CO为3mol/L，则N2O为1mol/L，N2O的平衡转化率为50%，则
该反应的平衡常数
2
0.5
0.2
2.50.5
K==
⨯
，C正确；
D．只有断裂1molN≡N的同时生成2molC=O键才能说明该反应达到了平衡状态，断裂1 mol N≡N键的同时断裂2 mol C=O键，指的都是逆反应速率，不能说明该反应达到了平衡状态，D不正确；
答案选D。

15．在一定温度下，将等量的气体分别通入起始体积相同的密闭容器I和Ⅱ中（如图），使其发生反应，t0时容器I中达到化学平衡，X、Y、Z的物质的量的变化如图所示。

则下列有关推断正确的是（）
A．该反应的化学方程式为：3X+2Y3Z
B．若两容器中均达到平衡时，两容器的体积V（I）<V（Ⅱ），则容器II达到平衡所需时间小于t0
C．若两容器中均达到平衡时，两容器中Z的物质的量分数相同，则Y为固态或液态D．若达平衡后，对容器Ⅱ升高温度时，其体积增大，说明Z发生的反应为吸热反应
答案：C
【详解】
A．由图可知，X、Y的物质的量增大，为生成物，Z物质的量减小，为反应物，到平衡后，X生成1.8mol，Y生成1.2mol，Z反应1.8mol，X、Y、Z的化学计量数之比
=1.8∶1.2∶1.8=3∶2∶3，则反应的化学方程式为：3Z⇌3X+2Y，故A错误；
B．反应的化学方程式为：3Z⇌3X+2Y，若两容器中均达到平衡时，两容器的体积V （Ⅰ）<V（Ⅱ），则容器Ⅱ相对于容器I，达到平衡时体积增大，压强减小，反应速率减慢，所以达到平衡所需时间大于t0，故B错误；
C．若两容器中均达到平衡时，两容器中Z的物质的量分数相同，说明达到相同的平衡状态，反应不受压强变化的影响，所以该反应应该是反应前后气体体积不变的反应，所以Y 为固态或液态，故C正确；
D．容器Ⅱ是恒压容器，若达平衡后，升高温度时其体积增大，因升高温度时气体受热膨胀也会使容器体积增大，所以不能说明平衡正向进行，Z发生的反应不一定为吸热反应，故D错误；
答案选C。

二、填空题
16．五氯化磷(PCl5)是有机合成中重要的氯化剂，可以由三氯化磷(PCl3)氯化得到：
PCl3(g)+Cl2(g)⇌PCl5(g)ΔH =-93.0kJ·mol-1。

某温度下，在容积恒定为2.0 L的密闭容器中充入2.0mol PCl3和1.0molCl2，一段时间后反应达平衡状态，实验数据如表所示：
s-1。

3
(2)该温度下，此反应的化学平衡常数的数值为(可用分数表示)___________。

(3)反应至250 s时，该反应放出的热量为___________kJ，Cl2转换率为___________。

(4)下列关于上述反应的说法中，正确的是(填字母序号)___________。

a.无论是否达平衡状态，混合气体的密度始终不变
b.300s时，升高温度，正、逆反应速率同时增大
c.350s时，向该密闭容器中充入氮气，平衡向正反应方向移动
(5)温度为T1时，混合气体中PCl5的体积分数随时间t变化的示意图如图。

其他条件相同，请在图中画出温度为T2(T2>T1)时，PCl5的体积分数随时间变化的曲线________。

答案：2×10-35
6
37.240%ab
【详解】
(1)由化学方程式可知，生成0.36molPCl5需要0.36molPCl3，所以
v
c
t
∆
=
∆
=
0.36mol
2L
150s
=1.2×10-3 mol·L-1·s-1，故答案为：1.2×10-3；
(2)平衡时，c(PCl3)=2.00.40
2
-
mol/L=0.8 mol/L，c(Cl2)=
10.40
2
-
mol/L=0.3 mol/L，
c(PCl5)=0.40
2
mol/L=0.2 mol/L，K=()()
5
23
c PCl
c Cl
()
c PCl
⨯
=
5
6
，故答案为：
5
6
；
(3)反应至250s时，n(PCl5)=0.40mol，反应放出的热量为0.40×93.0kJ=37.2kJ；此时氯气反
应了0.40mol，则氯气的转换率为0.40mol
×100%
1mol
=40%，故答案为：37.2；40%；
(4)a．混合气体密度=混合气体总质量/容器体积，两者都恒定，所以混合气体密度恒定，a 正确；
b．只要升高温度，不论正逆反应，化学反应速率都会提高，b正确；
c．恒温恒容下充入与反应无关的其他气体，总压强增大，但各反应物浓度不变，平衡不移动，c错误；
故选：ab；
(5)温度为T1时，混合气体中PCl5的体积分数随时间t变化的示意图如图。

其他条件相同，升高温度，即温度为T2时，反应速率加快，同时平衡逆向进行，PCl5的体积分数减小，所
以PCl5的体积分数随时间变化的曲线，故答案为：。

17．(1)某温度时，在2L容器中A、B两种物质间的转化反应中，A、B物质的量随时间变化的曲线如下图所示，由图中数据分析得：
①该反应的化学方程式为___________；
②反应开始至4min时，B的平均反应速率为___________，A的反应速率为
___________，A的转化率为___________。

③4min时，反应是否达到平衡状态？___________(填“是”或“否”)，8min时，
v(正)___________v(逆)(填“>”、“＜”或“=”)。

(2)下图表示在密闭容器中反应：2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)△H＜0达到平衡时，由于条件改变而引起反应速率和化学平衡的变化情况，a时改变的条件可能是___________；b 时改变的条件可能是___________。

c时改变的条件可能是___________
答案：2A B0.025mol/(L•min)0.05mol/(L•min)50%否=升温减小SO3的浓度加入催化剂
【详解】
(1)①由图象可知，A为反应物、B为生成物，反应进行到4min时A物质的量变化为(0.8mol-0.4mol)=0.4mol，B物质的量变化(0.4mol-0.2mol)=0.2mol，A、B反应的物质的量之比2：1，则反应的化学方程式为2A B，故答案为：2A B；
②由图可知，反应开始至4min时，A物质的量的变化量为0.4mol，则A的转化率为
0.4mol 0.8mol ×100%=50%，A的平均反应速率为
0.4mol
2L
4min
=0.05mol/(L•min)，由化学反应速率
之比第一化学计量数之比可知，B表示的反应速率是0.05mol/(L•min)
×1
2
=0.025mol/(L•min)，故答案为：0.025mol/(L•min)；0.05mol/(L•min)；50%；
③由图可知，4min时随时间变化A、B物质的量发生变化，说明未达到平衡；8min时A、B物质的量不变，说明反应达到平衡状态，则v(正)=v(逆)，故答案为：否；=；
(2)由图可知，a时逆反应速率大于正反应速率，说明平衡应向逆反应方向移动，且正逆反应速率都增大，该反应的正反应放热，改变条件应为升高温度的结果；b时正反应速率不变，逆反应速率减小，在此基础上逐渐减小，改变条件应为减小SO3的浓度；c时正、逆反应速率以同等倍数增大，化学平衡不移动，则改变条件为加入催化剂，故答案为：升温；减小SO3的浓度；加入催化剂。

18．一定温度时，向密闭容器中充入一定量A使反应达到平衡：A(g)B(g)＋2C(g)△H＞0
(1)如果再充入等量A，在保持体积不变的情况下，平衡移动方向为___(填“正反应方向”或“逆反应方向”)，A的转化率将___(填“升高”“降低”或“不变”)。

(2)如果再充入等量A，在保持压强不变的情况下，平衡移动方向为___(填“正反应方向”或“逆反应方向”)，A的转化率将___(填“升高”“降低”或“不变”)。

(3)如果再充入等量A，在保持体积不变的情况下，同时容器不与外界进行热量交换，则平衡移动方向为___(填“正反应方向”或“逆反应方向”)，A的转化率将___(填“升高”“降低”或“不变”)。

上述三种假设中，第___(填“一”“二”或“三”)种情况下A的转化率最大。

答案：正反应方向降低正反应方向不变正反应方向降低二
【详解】
(1)在保持体积不变的情况下，如果再充入等量A，反应物A的浓度增大，化学平衡向正反应方向移动；平衡移动的趋势是微弱的，平衡移动消耗的A的物质的量远小于加入的A的物质的量，所以A的转化率将减小；
(2)如果再充入等量A，在保持压强不变的情况下，容器的容积是原来的2倍，A的浓度不变，B、C浓度降低，化学平衡移动正向移动；由于单位体积内加入A的物质的量与原来相同，则A的平衡转化率不变；
(3)如果再充入等量A，在保持体积不变的情况下，同时容器不与外界进行热量交换，由于反应物A的浓度增大，则平衡向正反应方向移动；该反应的正反应为吸热反应，随着反应的进行，体系温度逐渐降低，导致平衡正向进行程度减小，则达到平衡时A转化的程度比原来小，故A的转化率将降低；
根据上述分析可知：只有第二种情况下A 的转化率与原平衡相同，而第一、三种情况下的转化率均比原来小，故第二种情况下A 的转化率最大。

19．Ⅰ.工业废水中常含有一定量的2-27Cr O 和2-4CrO ，它们会对人类及生态系统产生很大的
伤害，必须进行处理。

常用的处理方法有两种，其中一种是还原沉淀法，该法的工艺流程为:
其中第①步存在平衡：22-4CrO (黄色)+2H
+2-27
Cr O (橙色)+H 2O (1)向平衡体系滴加少量浓H 2SO 4，则溶液显______色. (2)能说明第①步反应达平衡状态的是______。

a ．2-27Cr O 和2-4CrO 的浓度相同
b ．2v(2-27Cr O )=v(2-4CrO )
c ．溶液的颜色不变 (3)第②步中，还原1mol 2-27Cr O 离子，需要______mol 的FeSO 4·
7H 2O 。

Ⅱ.已知甲为恒压容器、乙为恒容容器．相同条件下充入等物质的量的NO 2气体，且起始时体积相同．发生反应：2NO 2(g)
N 2O 4(g)∆H<0，一段时间后相继达到平衡状态．
(1)平衡时NO 2体积分数：甲_____乙(填“>”、“<”或“=”) (2)达到平衡所需时间，甲______乙(填“>”、“<”或“=”) (3)该反应的平衡常数表达式K=______。

答案：橙色 c 6 < < (
)()
24
22C N O C NO
【详解】
Ⅰ．(1)向平衡体系滴加少量浓H 2SO 4，氢离子浓度增大，22-4CrO (黄色)+2H
+
2-27
Cr O (橙色)+H 2O 向右移动，2-4CrO 向2-27Cr O 转化，则溶液显橙色。

(2)对可逆反应 22-4CrO (黄色)+2H
+
2-27Cr O (橙色)+H 2O ：a ．2-27Cr O 和2-4CrO 的浓度不再
变化时处于平衡状态，但2-27Cr O 和2-4CrO 的浓度不一定相同 ，a 不符合；
b ． 2v (2-27Cr O )=v (2-4CrO ) ，因为没有指明是正反应速率还是逆反应速率，难以说明是否处
于平衡，b 不符合；c ．溶液的颜色不变，则有色物质的浓度不再变化，能说明反应达平衡状态，故答案是c 。

(3)第②步中，FeSO 4·7H 2O 中亚铁离子化合价从+2升到+3表现还原性，2-27Cr O 中铬元素化合价从+6降低到+3表现出氧化性，按得失电子守恒可知：2--27
42Cr O 6FeSO 7H O
6e ⋅，
则还原1mol 2-27Cr O 离子，需要6mol FeSO 4·
7H 2O 。

Ⅱ．已知甲为恒压容器、乙为恒容容器．一段时间后相继达到平衡状态，
2NO2(g)N2O4(g)∆H<0反应直到平衡过程中气体分子总数不断减小，故在达到平衡过程中甲的体积不断减少，故甲平衡可看作乙平衡缩小体积增大压强平衡右移的结果，则：
(1)平衡时NO2体积分数：甲<乙；
(2)达到平衡所需时间，甲<乙(填“>”、“<”或“=”)；
(3) 对反应2NO2(g)N2O4(g)：按定义可知：该反应的平衡常数表达式K=
() ()
24
2
2
N O
NO
c
c。

20．催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。

研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。

反应的热化学方程式如下：
a.CO2（g）+3H2（g ）CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1=-53.7kJ·mol-1
b.CO2（g）+H2（g ）CO（g）+H2O（g）ΔH2
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1：2.2，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：
2
甲醇的百分比。

请回答（不考虑温度对ΔH的影响）：
（1）反应a的平衡常数表达式K=___；
（2）有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有___。

A．使用催化剂Cat.1
B．使用催化剂Cat.2
C．降低反应温度
D．投料比不变，增加反应物的浓度
E.增大CO2和H2的初始投料比
（3）表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响，其原因是___。

（4）在图中分别画出反应I在有Cat.1和有Cat.2两种情况下“反应过程-能量”示意图（图中的2条曲线要标注Cat.1和Cat.2）___。

答案：
32322c(CH OH)c(H O)
c(CO )c (H )
CD 表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应a 的催化能力不同，因而在该时刻下对甲醇选择性有影响
解析：（1）K 为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；
（2）催化剂不影响平衡移动，焓变为负，为放热反应，降低温度或增大反应物浓度均可使平衡正向移动；
（3）未达到平衡前，不同的催化剂对CO 2转化成CH 3OH 的选择性有显著的影响； （4）催化剂不改变反应的始终态，Cat.1比Cat.2的选择性低，活化能大。

【详解】
(1)反应a 的平衡常数表达式K=
32322c(CH OH)c(H O)
c(CO )c (H )
；
(2)A.使用催化剂Cat.1，不影响平衡移动，故A 不选； B. 使用催化剂Cat.2，不影响平衡移动，故B 不选；
C. 为放热反应，降低反应温度，平衡正向移动，转化率增大，故C 选；
D. 投料比不变，增加反应物的浓度，可看成体积减小、压强增大，平衡正向移动，转化率增大，故D 选；
E. 增大CO 2和H 2的初始投料比，CO 2转化为CH 3OH 平衡转化率减小，故E 不选； 故答案为：CD ；
(3)表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO 2转化成CH 3OH 的选择性有显著的影响，其原因是表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应a 的催化能力不同，因而在该时刻下对甲醇选择性有影响；
(4)催化剂不改变反应的始终态，Cat.1比Cat.2的选择性低，活化能大，则反应a 在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程∼能量”示意图为。