文档文本内容
【冲刺期末】高二化学期末单元复习测试
第二单元 化学反应速率与化学平衡
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题(本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1．（2021·广东高二期末）下列人们在生活、生产、实验的相关措施中，不是用来调控化学反应速率的是
A．将食物存放在温度较低的地方
B．将氯化铁固体溶于较浓盐酸配制氯化铁溶液
C．将固体试剂溶于水配成溶液后再进行化学实验
D．通常将颗粒状的固体药品研细混匀后进行反应
【答案】B
【解析】A．将食物存放在温度较低的地方，降低反应速率，故A不符合题意；B．将氯化铁固体溶于较
浓盐酸配制氯化铁溶液，抑制铁离子水解，不是调控反应速率，故B符合题意；C．将固体试剂溶于水配
成溶液后再进行化学实验，加快溶解以调控速率，故C不符合题意；D．通常将颗粒状的固体药品研细混
匀后进行反应，有利于加快反应速率，使反应更充分，故D不符合题意。综上所述，答案为B。
2．（2022·全国高三专题练习）在密闭容器中进行反应N+O 2NO，下列条件能加快反应速率的是
2 2
A．增大体积使压强减小 B．体积不变，充⇌入N 使压强增大
2
C．体积不变，充入He使压强增大 D．压强不变，充入气体Ne
【答案】B
【解析】A．增大体积使压强减小，物质浓度减小，速率减慢；B．体积不变，充入N 使压强增大，氮气
2
浓度增大，速率加快；C．体积不变，充入He使压强增大，反应物浓度不变，速率不变；D．压强不
变，充入气体Ne，体积增大，浓度减小，速率减慢；故选B。
3．（2022·吉林长春）工业制硫酸的接触室中发生反应： 。该反应在
500℃和催化剂存在下进行，下列有关说法正确的是
A．如果使氧气过量，并给足够时间让反应充分进行，SO 可以全部转化为SO
2 3
B．该反应的平衡常数(K)随体系压强的增加而增大C．该反应选择在500℃和催化剂存在下进行，因此该反应是吸热反应
D．反应达到化学平衡后，只改变温度，化学平衡一定会被破坏
【答案】D
【解析】A．该反应为可逆反应，无论延长反应物在接触室内的时间，还是使氧气过量，都无法使SO 全
2
部转化为SO ，A错误；B．平衡常数只有温度有关，温度不变，平衡常数不会发生变化，B错误；
3
C．该反应为放热反应，反应需要在500°C和催化剂存在下进行，是因为500°C反应速率快，催化剂
活性高，C错误；D．反应达到化学平衡后，改变温度，化学平衡常数改变，因为Q≠K，所以化学平
衡会被破坏，D正确；故选D。
4．已知反应CO(g)＋HO(g) CO(g)＋H(g) ΔH<0。在一定温度和压强下于密闭容器中，反应达到平衡。
2 2 2
下列叙述正确的是( )
⇌
A．升高温度，K减小
B．减小压强，n(CO)增加
2
C．更换高效催化剂，α(CO)增大
D．充入一定量的氮气，n(H )变大
2
【答案】A
【解析】 此反应的正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向进行，即升高温度，K减小，故A说
法正确；此反应为反应前后体积不变的反应，因此减小压强，平衡不移动，即n(CO)不变，故B说法错误；
2
催化剂对化学平衡移动无影响，因此CO的转化率不变，故C说法错误；N 为惰性气体不参与反应，对平
2
衡无影响，n(H )不变，故D说法错误。
2
5．下列由实验得出的结论正确的是( )
选项 实验 实验结论或解释
向2 mL 0.1 mol·L－1 FeCl 溶液中滴加0.1
3
mol·L－1 KI溶液5～6滴，充分反应后，再滴
A Fe3＋与I－之间的反应属于可逆反应
加几滴0.01 mol·L－1 KSCN溶液，出现血红
色溶液。
探究温度对硫代硫酸钠与硫酸反应速率的影
B 响时，若先将两种溶液混合并计时，再用水 则测得的反应速率偏高
浴加热至设定温度
分别向装有2 mL 0.1 mol·L－1 H C O 溶液和
2 2 4
2 mL 0.2 mol·L－1 H C O 溶液的两支试管中
2 2 4
C 探究浓度对反应速率的影响
加入4 mL 0.01 mol·L－1酸性KMnO 溶液，
4
振荡，后者溶液先褪色。
将石灰石与盐酸反应产生的气体直接通入水
D 非金属性：C>Si
玻璃中，生成白色沉淀【答案】C
【解析】 2 mL 0.1 mol·L－1 FeCl 溶液中滴加0.1 mol·L－1 KI溶液5～6滴，FeCl 过量，过量的铁离子与硫
3 3
氰根离子反应生成血红色的硫氰化铁，不能证明Fe3＋与I－之间的反应为可逆反应，A结论错误；两溶液混
合时，即开始反应，若先将两种溶液混合并计时，再用水浴加热至设定温度，反应时间不再准确，B结论
错误；草酸的浓度不同，而溶液的总体积相同，可探究浓度对反应速率的影响，C结论正确；盐酸易挥发，
生成的二氧化碳中含有HCl，则不能证明是二氧化碳与硅酸钠溶液反应生成白色沉淀，无法得出结论：C
的非金属性大于Si，D结论错误。
6．可逆反应2A(g)＋B(g) 2C(g) ΔH<0，p>p，判断下列图像错误的是( )
2 1
【答案】A
【解析】可逆反应2A(g)＋B(g) 2C(g) ΔH<0，温度越高，反应速率越快，且达到平衡需要的时间越
短，另外升高温度，平衡逆向移动，A的转化率降低，图像吻合，故A正确；可逆反应2A(g)＋
B(g)2C(g) ΔH<0，在恒压条件下，升高温度，平衡逆向移动，C的百分含量降低，在恒温条件下，增
大压强，平衡正向移动，C的百分含量增大，图像吻合，故B正确；可逆反应2A(g)＋B(g)2C(g)
ΔH<0，达到平衡后，升高温度，正、逆反应速率都加快，且v(逆)增大幅度大于v(正)，平衡逆向移动，图
像吻合，故C正确；可逆反应2A(g)＋B(g)2C(g)达到平衡后，增大压强，正、逆反应速率都加快，且
v(正)增大幅度大于v(逆)，平衡正向移动，图像不吻合，故D错误。
7．在密闭容器中的一定量混合气体发生反应：xA(g)＋yB(g) zC(g)，平衡时测得C的浓度为0.50
mol·L－1。保持温度不变，将容器的容积压缩到原来的一半，再达到平衡时，测得C的浓度变为0.90 mol·L
－1。下列有关判断不正确的是( )
A．C的体积分数增大了 B．A的转化率降低了
C．平衡向逆反应方向移动 D．x＋y<z
【答案】A
【解析】平衡时测得C的浓度为0.50 mol·L－1。保持温度不变，将容器的容积压缩到原来的一半，C的浓
度为1.00 mol·L－1，再达到平衡时，测得C的浓度变为0.90 mol·L－1，C的浓度减小，反应逆向进行，根据
勒夏特列原理，增大压强，平衡向计量数减小的方向移动，即x＋y<z。平衡逆向移动，C的体积分数减小
了，A错误；平衡逆向移动，A的转化率降低了，B正确；平衡向逆反应方向移动，C正确；由分析可知，
x＋y<z，D正确。8．工业制硫酸的接触室中发生反应： 。该反应在500℃和催化剂存在下
进行，下列有关说法正确的是
A．如果使氧气过量，并给足够时间让反应充分进行，SO 可以全部转化为SO
2 3
B．该反应的平衡常数(K)随体系压强的增加而增大
C．该反应选择在500℃和催化剂存在下进行，因此该反应是吸热反应
D．反应达到化学平衡后，只改变温度，化学平衡一定会被破坏
【答案】D
【解析】A．该反应为可逆反应，无论延长反应物在接触室内的时间，还是使氧气过量，都无法使SO 全
2
部转化为SO ，A错误；B．平衡常数只有温度有关，温度不变，平衡常数不会发生变化，B错误；
3
C．该反应为放热反应，反应需要在500°C和催化剂存在下进行，是因为500°C反应速率快，催化剂
活性高，C错误；D．反应达到化学平衡后，改变温度，化学平衡常数改变，因为Q≠K，所以化学平
衡会被破坏，D正确；故选D。
9．下列依据热化学方程式得出的结论正确的是( )
A．已知2H(g)＋O(g)===2H O(l)ΔH＝－483.6 kJ·mol－1，则氢气的燃烧热为483.6 kJ·mol－1
2 2 2
B．在一定温度和压强下，将0.5 mol N 和1.5 mol H 置于密闭容器中充分反应生成NH (g)，放出热量
2 2 3
19.3 kJ，则其热化学方程式为N(g)＋3H(g)2NH(g) ΔH＝－19.3 kJ·mol－1
2 2 3
C．已知酸和碱发生中和反应生成1 mol水，这时的反应热叫中和热
D．反应NH HCO (s)===NH(g)＋HO(g)＋CO(g) ΔH＝＋185.57 kJ·mol－1能自发进行是因为体系有
4 3 3 2 2
自发地向混乱度增大的方向转变的倾向
【答案】D
【解析】燃烧热是1 mol燃料完全燃烧生成稳定的产物所放出的热量，根据该热化学方程式可知，氢气的
燃烧热为241.8 kJ·mol－1，A项错误；氮气与氢气合成氨是可逆反应，没有平衡常数和容器容积，无法计算
反应热，B项错误；中和热是强酸和强碱的稀溶液反应生成1 mol水时放出的热量，C项错误；焓减、熵增
的反应一定能自发进行，该反应是焓增反应，能自发进行则一定是因为熵增，即体系有自发地向混乱度增
大的方向转变的倾向，D项正确。
10．在0.5 L某刚性密闭容器中，充入2 mol CO和1 mol NO ，在一定条件下发生反应：4CO(g)＋2NO (g)
2 2
4CO(g)＋N(g)。2 min时该反应达到平衡，反应前后容器内压强比为12∶11。下列判断错误的是(
2 2
)
A．N 的平衡浓度为0.5 mol·L－1
2
B．2 min内NO 的平均反应速率为0.25 mol·L－1·min－1
2
C．反应任意时刻CO和NO 的转化率均相等
2
D．平衡后再向容器中充入2 mol CO和1 mol NO ，再次平衡后，CO的转化率大于50%
2
【答案】B【解析】相同条件下，气体的压强之比等于物质的量之比，设平衡时转化CO的物质的量为x mol，则列三
段式有：
4CO(g)＋2NO (g) 4CO(g)＋N(g)
2 2 2
起始/mol 2 1 0 0
转化/mol x 0.5x x 0.25x
平衡/mol 2－x 1－0.5x x 0.25x
则＝，解得x＝1。
N 的平衡浓度为＝0.5 mol·L－1，故A正确；2 min内NO 的平均反应速率为＝0.5 mol·L－1·min－1，故B
2 2
错误；充入2 mol CO和1 mol NO ，且按2∶1反应，则反应任意时刻CO和NO 的转化率均相等，故C正确；
2 2
平衡时，CO的转化率为×100%＝50%，平衡后再向容器中充入2 mol CO和1 mol NO ，若达到等效平衡则
2
转化率不变，但该反应中反应物气体系数之和大于生成物气体系数之和，相当于增大压强，平衡正向移动，
则CO的转化率大于50%，故D正确。
11．科研工作者利用生物无水乙醇催化脱水制备乙烯，有关反应在不同温度下的化学平衡常数如表所示。
下列说法正确的是( )
化学平衡常数
温度
Ⅱ. 2C HOH(g)
2 5
/K Ⅰ. C HOH(g)C H(g)＋HO(g)
2 5 2 4 2
C HOC H(g)＋HO(g)
2 5 2 5 2
500 3.2 0.80
700 7.7 0.14
900 12.3 0.12
A．升高温度，反应Ⅰ的速率加快，反应Ⅱ的速率减慢
B．通过改变温度和压强均能促进反应Ⅰ而抑制反应Ⅱ
C．降低温度使反应C HOC H(g) 2C H(g)＋HO(g)的平衡逆向移动
2 5 2 5 2 4 2
D．500 K，C HOC H(g)2C H(g)＋HO(g)的化学平衡常数为5.6
2 5 2 5 2 4 2
【答案】C
【解析】升高温度，反应速率加快，故反应Ⅰ、Ⅱ的速率均加快，故A错误；由温度升高，反应Ⅰ的平衡
常数增大，反应Ⅱ的平衡常数减小可知，反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，由于反应Ⅱ的左侧化学
计量数等于右侧化学计量数之和，故改变压强不能使反应平衡移动，既不能促进反应也不能抑制反应，故
B错误；已知反应Ⅰ：C HOC H(g)C H(g)＋HO(g) K ，反应Ⅱ：2C HOH(g)C HOC H(g)＋
2 5 2 5 2 4 2 1 2 5 2 5 2 5
HO(g) K ，由反应Ⅰ×2－反应Ⅱ可得C中反应C HOC H(g)2C H(g)＋HO(g)，故C中反应的化学平
2 2 2 5 2 5 2 4 2
衡常数K＝，温度升高K 增大，K 减小，则升高温度K增大，故C中反应为吸热反应，故降低温度，平衡
1 2
逆向移动，故C正确；结合C中分析知，500 K时该反应的化学平衡常数为＝12.8，故D错误。
12．在20 L的密闭容器中按物质的量之比为1∶2充入CO和H，发生反应CO(g)＋2H(g) CHOH(g)
2 2 3
ΔH。测得CO的转化率随温度及压强的变化如图所示，p 和195 ℃时n(H )随时间的变化如下表所示。下列
2 2
说法不正确的是( )p 和195 ℃时n(H )
2 2
t/min 0 1 3 5
n(H )/mol 8 5 4 4
2
A．p 和195 ℃时，0～3 min，反应速率v(CHOH)＝ mol·L－1·min－1
2 3
B．p<p，ΔH<0
1 2
C．在p 和195 ℃时，该反应的平衡常数为25
2
D．195 ℃、p 时，在B点：v ＜v
2 正 逆
【答案】A
【解析】p 和195 ℃时，0～3 min，v(CHOH)＝v(H )＝×＝ mol·L－1·min－1，A项错误；根据反应特点，温
2 3 2
度不变，压强越大，CO的转化率越大，所以p>p，压强不变，升高温度，CO的转化率减小，所以
2 1
ΔH<0，B项正确；CO、H、CHOH的平衡浓度分别c(CO)＝0.1 mol·L－1，c(H )＝0.2 mol·L－1，c(CHOH)
2 3 2 3
＝0.1 mol·L－1，K＝＝＝25，C项正确；从图像可知，若要使B点在该条件下达到平衡，CO的转化率要减
小，即反应应向逆反应方向进行，所以v <v ，D项正确。
正 逆
13．在催化剂作用下，向刚性容器中按物质的量比1∶1充入甲醇和异丁烯(用R表示)，分别在T 和T 两个
1 2
温度下发生反应生成有机物W：CHOH(g)＋R(g) W(g) ΔH。异丁烯的转化率随时间的变化关系如图
3
所示。下列说法正确的是( )
A．T＞T，ΔH＞0
1 2
B．v ＝v ＞v
M正 B正 A逆
C．维持T 不变，再向容器中充入1 mol W，新平衡时W的百分含量减小
2
D．T 时，容器内起始总压强为p kPa，则用分压表示的该反应的平衡常数K ＝
1 0 p
【答案】D
【解析】“先拐先平数值大”，T 先拐，所以T＞T，由T 到T，温度升高，异丁烯的转化率降低，即平
1 1 2 2 1
衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则ΔH＜0，A项不符合题意；温度相同时，M点和B点异丁烯的转化率
相同，即异丁烯的浓度相同，有v ＝v ，但是M点对应的温度T 偏高，所以v ＞v ，B项不符合题
M正 B正 1 M正 B正
意；其他条件不变，再充入1 mol W，使W的转化率降低，此时W的百分含量会相应升高，C项不符合题
意；假设甲醇和异丁烯的初始物质的量都是1 mol，T 时异丁烯的转化率为80%，则消耗的异丁烯为0.8
1
mol，列出三段式：CHOH(g) ＋ R(g) W(g)
3
初始物质的量/mol 1 1 0
消耗的物质的量/mol 0.8 0.8 0.8
平衡时物质的量/mol 0.2 0.2 0.8
平衡时总物质的量为0.2＋0.2＋0.8＝1.2 mol，因为是刚性容器，所以容器容积不变，则压强改变，初
始压强为p，平衡时压强为p＝0.6p，则p(CHOH)＝p(R)＝×0.6p＝0.1p，p(W)＝×0.6p＝0.4p，K ＝＝
0 0 0 3 0 0 0 0 p
＝，D项符合题意。
14．（2022·山西运城·高三开学考试）一定量的 与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：
。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示，已知：气体分
压 气体总压 体积分数。下列说法不正确的是
A．该反应 ，
B． 时，若充入惰性气体， ， 均减小，平衡向正反应方向移动
C． 时，若充入等体积的 和 ，平衡向逆反应方向移动
D． 时，反应达平衡后 的转化率为
【答案】C【解析】A．由化学方程式可知，该反应 ，升高温度CO 的体积分数减小，CO的体积分数增加，说
2
明升高温度，平衡正向移动，则 ，A项正确；B．可变的恒压密闭容器中反应，550℃时若充入
惰性气体，相当于减小压强，则v ，v 均减小，又该反应是气体体积增大的反应，则平衡正向移动，
正 逆
B项正确；C．由图可知，T℃时，反应达平衡后CO和CO 的体积分数都为50%，所以充入等体积的
2
CO 和CO后依然是平衡状态，平衡不移动，C项错误；D．由图可知，650℃时，反应达平衡后CO
2
的体积分数为40%，设开始加入的二氧化碳为1mol，转化了xmol，则剩余的CO 为(1-x)mol，生成的
2
CO为2xmol，所以有 ，解得x=0.25mol，所以CO 的转化率为25.0%，D项正
2
确；答案选C。
15．（2022·河南高三月考）用活性炭还原NO 可防止空气污染，其反应原理为2C(s)+2NO (g) N(g)
2 2 2
+2CO (g)。在密闭容器中1 mol NO 和足量C发生上述反应，反应相同时间内测得NO 的生成速率与N 的
2 2 2 2
生成速率随温度变化的关系如图1所示；维持温度不变，反应相同时间内测得NO 的转化率随压强的变化
2
如图2所示。
下列说法错误的是
A．图1中的A．B．C三个点中只有C点的v =v
正 逆
B．图2中E点的v 小于F点的v
逆 正C．图2中平衡常数K(E)=K(G)，则NO 的平衡浓度c(E)=c(G)
2
D．在恒温恒容下，向图2中G点平衡体系中充入一定量的NO ，与原平衡相比，NO 的平衡转化率
2 2
减小
【答案】C
【解析】A．由2C(s)+2NO (g) N(g)+2CO (g)可知，NO 的生成速率(逆反应速率)应该是N 的生成速率
2 2 2 2 2
(正反应速率)的二倍时才能使正、逆反应速率相等，即达到平衡，只有C点满足，故A正确；B．由
图2知，E点反应未达到平衡，F点反应达到平衡，且压强E＜F，则E点的v 小于F点的v ，故B
逆 正
正确；C．由题中信息可知，维持温度不变，即E、G两点温度相同，平衡常数K(E)=K(G)，混合气体
中气体压强与浓度有关，压强越大，体积越小，浓度越大，所以G点压强大，浓度大，即c(E)＜
c(G)，故C错误；D．在恒温恒容下，向G点平衡体系中充入一定量的NO ，等效于加压，平衡逆向
2
移动，NO 的平衡转化率减小，故D正确；答案为C。
2
二、非选择题(本题共4小题，共55分)
16．(15分)（2021·建平县实验中学高三开学考试）工业上以煤和水为原料通过一系列转化可变为清洁能源
氢气或工业原料甲烷。
（1）已知碳、氢气的燃烧热分别是 、 ，1mol水蒸气生成1mol液态水放出
44kJ热量，则碳与水蒸气反应 的 _______。
（2）工业上也可以利用上述反应得到的 和 进一步合成甲烷，反应方程式为：
①在一绝热恒容密闭容器中充入1mol 和2mol 发生反应
。下列选项能说明该反应达到平衡状态的是_______。A． 与 物质的量浓度之比不再改变
B．平衡常数不再发生变化
C．容器中 和 物质的量相等时
D． 和水蒸气的物质的量之和不再改变
②在一恒温恒容密闭容器中充入 和 进行上述反应。测得 和
浓度随时间变化如上图所示。该温度下的平衡常数为_______。
③已知 、 、 、 分别是正、逆反应速率常数，
则升离温度时 _______。(增大、减小、不变)。
（3）某温度下在一2L的密闭容器中发生反应 。反应过程中部
分数据见下表：
反应时
间反应I恒温恒
0min 2 8 0 0
容
10min 5.6
20min 1
30min 1
反应II绝热恒
0min 0 0 2 4
容
①达到平衡时，反应I、II对比：平衡常数K(I)_______K(II)(填“>”、“<”或“=”)
②对反应I，前10min内的平均反应速率 _______，若30min时间容器中再充入
和 ，则平衡_______移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
【答案】
（1） （2分）
（2） ABD （2分） 6.75 （3分） 减小 （2分）
（3） < （2分） 0.03 mol/(L·min) （2分） 逆向 （2分）
【解析】
（1）由已知信息可写出① ，
② ，
③
根据盖斯定律，将 得：
。
（2）①充入 和 ， 与 按物质的量之比1∶4消耗，所以达到平衡之前
与 物质的量之比一直在改变，当 与 物质的量浓度之比不再改变时，达到平衡状态，A正确。因为是在绝热容器中进行，所以达到平衡之前容器内温度一直在变化，平衡
常数只与温度有关，所以平衡常数不再发生变化时说明达到平衡状态，B正确。容器中 和
物质的量相等时，并不能证明容器中 和 物质的量浓度不再改变，因此不能证明反应达到平
衡状态，C错误。 和 的计量数不相等，达到平衡之前 和 的物质的量之和一直减
少，当 和水蒸气的物质的量之和不再改变时，说明达到平衡状态，D正确。
②平衡时甲烷为0.75 mol/L、二氧化碳为0.25 mol/L，则：
起始浓度(mol/L)： 1 4 0 0
变化浓度(mol/L)： 0.75 3 0.75 1.5
平衡浓度(mol/L)：0.25 1 0.75 1.5
则平衡常数 。
③平衡时平衡常数 ，反应为放热反应，升高温度时，K减小，所以
减小。
（3）①该反应为放热反应，反应Ⅱ是在绝热恒容下逆向进行，随着反应的进行，容器中气体的温度降低，
平衡常数增大。②对反应Ⅰ，前10 min内的平均反应速率
，则 ，根据表格数据，20 min时，
的物质的量与30 min时相等，均为1mol，达到平衡状态，起始(mol/L) 1 4 0 0
平衡 0.5 2 0.5 1.0
30 min再充气后 1 2 0.5 1.5
则 ，再充入气体后 ，衡向左移动。
17．(14分)科学家研究出一种以天然气为燃料的“燃烧前捕获系统”，其简单流程如图所示(条件及物
质未标出)。
(1)已知：CH、CO、H 的燃烧热分别为890.3 kJ·mol－1、283.0 kJ·mol－1、285.8 kJ·mol－1，则上述流
4 2
程中第一步反应2CH(g)＋O(g)===2CO(g)＋4H(g)的ΔH＝______________。
4 2 2
(2)工业上可用H 和CO 制备甲醇，其反应方程式为CO(g)＋3H(g)CH OH(g)＋HO(g)，某温度下，
2 2 2 2 3 2
将1 mol CO 和3 mol H 充入容积不变的2 L密闭容器中，发生上述反应，测得不同时刻反应前后的压强关
2 2
系如下表：
时间/h 1 2 3 4 5 6
0.90 0.85 0.83 0.81 0.80 0.80
①用H 表示前2 h 的平均反应速率v(H )＝______________________________
2 2
__________________________________________；
②该温度下，CO 的平衡转化率为________。
2
(3)在300 ℃、8 MPa下，将CO 和H 按物质的量之比为1∶3 通入一密闭容器中发生(2)中反应，达到平
2 2
衡时，测得CO 的平衡转化率为50%，则该反应条件下的平衡常数为K ＝________(用平衡分压代替平衡
2 p
浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
(4)CO 经催化加氢可合成低碳烯烃：2CO(g)＋6H(g)C H(g)＋4HO(g) ΔH。在0.1 MPa时，按
2 2 2 2 4 2
n(CO)∶n(H )＝1∶3投料，如图所示为不同温度(T)下，平衡时四种气态物质的物质的量(n)关系。
2 2①该反应的ΔH________0(填“＞”或“＜”)。
②曲线c表示的物质为________。
③为提高H 的平衡转化率，除改变温度外，还可采取的措施是
2
________________________________________________________________________。
【答案】(1)－71.4 kJ·mol－1 (2)①0.225 mol·L－1·h－1
②40% (3) (4)①< ②C H ③加压(或不断分离出水蒸气)
2 4
【解析】(1)CH、CO、H 的燃烧热分别为890.3 kJ·mol－1、283.0 kJ·mol－1、285.8 kJ·mol－1，据此写出热
4 2
化学方程式：
①CH(g)＋2O(g)===CO (g)＋2HO(l)
4 2 2 2
ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
1
②CO(g)＋O(g)===CO (g)
2 2
ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
2
③H(g)＋O(g)===H O(l)
2 2 2
ΔH＝－285.8 kJ·mol－1
3
根据盖斯定律，由①×2－②×2－③×4可得：
2CH(g)＋O(g)===2CO(g)＋4H(g)，则有ΔH＝2ΔH－2ΔH－4ΔH＝(－890.3 kJ·mol－1)×2－(－283.0
4 2 2 1 2 3
kJ·mol－1)×2－(－285.8 kJ·mol－1)×4＝－71.4 kJ·mol－1。
(2)①恒温恒容时，气体的压强之比等于其物质的量之比，2 h时，＝0.85，设消耗CO 的物质的量为x
2
mol，
CO(g)＋3H(g)CH OH(g)＋HO(g) Δv
2 2 3 2
1 2
x mol 2x mol
则有＝0.85，解得x＝0.3，故前2 h的平均反应速率v(H )＝＝0.225 mol·L－1·h－1。
2
②该温度下，反应进行到5 h时达到平衡状态，此时＝0.80，设消耗CO 的物质的量为y mol，则有＝
2
0.80，解得y＝0.4，故CO 的平衡转化率为×100%＝40%。
2
(3)设开始时投入CO 和H 的物质的量分别为1 mol、3 mol，CO 的平衡转化率为50%，则有：
2 2 2
CO(g) ＋ 3H(g)CHOH(g) ＋ HO(g)
2 2 3 2
起始量/mol 1 3 0 0
转化量/mol 0.5 1.5 0.5 0.5
平衡量/mol 0.5 1.5 0.5 0.5则平衡时p(CO)＝p(CHOH)＝p(H O)＝8 MPa×＝ MPa，p(H )＝8 MPa×＝4 MPa，故该反应条件下的
2 3 2 2
平衡常数为K ＝＝。
p
(4)①由图可知，随着温度的升高，n(H )逐渐增大，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，故有
2
ΔH<0。②随着温度的升高，n(H )逐渐增大，由于H 是反应物，则另一条逐渐增大的曲线a代表CO；
2 2 2
C H(g)、HO(g)都是生成物，随着平衡逆向移动，二者的物质的量逐渐减小，根据化学计量数的关系可知，
2 4 2
曲线b代表HO(g)，曲线c代表C H(g)。③该反应的正反应是气体分子总数减少的放热反应，欲提高H
2 2 4 2
的平衡转化率，除改变温度外，还可以增大压强或不断分离出产物HO(g)。
2
18．（2022·山西运城·高三开学考试）（13分）工业上以黄铜矿(主要成分为 ，含有少量 、
)来生产铜，同时获取副产物硫单质，原料的综合利用率较高。主要流程如下：
（1）为加快溶浸速率，可采取的措施有___________(只写一条即可)。
（2） 溶液与 反应的化学方程式为___________；该反应中消耗 时被 氧化
生成的物质的量为___________。
（3）该流程中可以循环利用的物质有___________。
（4）工业上还可以用亚硫酸铵还原氯化铜溶液来制得氯化亚铜，其产率与温度、溶液 的关系如图所示。①该方法制备 的离子方程式为___________。
②据图分析，生产氯化亚铜的适宜条件为___________。
【答案】
（1）粉碎黄铜矿(或适当增大 溶液的浓度或搅拌或加热)（2分）
（2） （2分） （2分）
（3） 溶液、 溶液。（2分）
（4） （2分） 55℃ （2分）
【解析】由流程可知：黄铜矿中的CuFeS 和氯化铁反应生成氯化亚铜、氯化亚铁和单质硫，过滤得到固体
2
为CuCl和S，加入氯化钠溶液反应生成Na[CuCl ]，过滤后加入水得到氯化钠、氯化铜溶液和铜，氧
2
化调节pH，可以依次沉淀得到氢氧化铁和氢氧化镁，据此分析解题。
（1）溶浸速率与温度，反应物接触面积有关，故可以采取的方式为适当升高温度，粉碎矿石，增大FeCl
3
溶液的浓度等，故答案为：粉碎黄铜矿(或适当增大FeCl 溶液的浓度或搅拌或加热)；
3
（2）反应物为氯化铁和硫铁矿，生成物为氯化亚铜，硫单质，和硫化亚铁，故反应方程式为：
3FeCl +CuFeS =CuCl+2S+4FeCl ；由方程式关系可知，只有四分之三的硫单质是三价铁离子氧化得到
3 2 2
的，n(CuFeS)= =0.3mol，所以由三价铁离子氧化得到的硫的物质的量
2
n(S)=n(CuFeS )×2×0.75=0.45mol，故答案为：3FeCl +CuFeS =CuCl+2S+4FeCl ；0.45mol；
2 3 2 2
（3）由流程可知，氯化钠、氯化铁溶液加入后又分离，故可以循环使用的物质为氯化钠、氯化铁、故答案为：NaCl溶液、FeCl 溶液；
3
（4）①由已知可得，该反应为铜离子氧化亚硫酸根离子为硫酸根离子，自身被还原为氯化亚铜沉淀，方
程式为：2Cu2++ +2Cl-+H O=2CuCl + +2H+，故答案为：2Cu2++ +2Cl-+H O=2CuCl +
2 2 2 2
+2H+；由图表可知：最适条件为pH=3，温度为55℃，故答案为：pH=3，温度为55℃。
20．(13分)甲烷水蒸气重整制取合成气的反应如下：CH(g)＋HO(g) CO(g)＋3H(g) ΔH＝＋
4 2 2
206 kJ·mol－1。
请回答下列问题：
(1)上述反应能自发进行的理由是_________________，条件是__________(填“低温”“高温”或“任
何条件”)。
(2)向容积为2 L的密闭容器中，按n(H O)∶n(CH)＝1投料，
2 4
a．保持温度为T 时，测得CH(g)的浓度随时间变化曲线如图1所示。
1 4
b．其他条件相同时，在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，反应相同时间后，CH 的转化率随反应温度的
4
变化如图2所示。
①结合图1，写出反应达到平衡的过程中的能量变化：吸收________kJ(用含有x、y的代数式表示)。
②在图1中画出：起始条件相同，保持温度为T(T＞T)时，c(CH)随时间的变化曲线。
2 2 1 4
③根据图2判断：
ⅰ.a点所处的状态不是化学平衡状态，理由是______________________________。
ⅱ.CH 的转化率：c＞b，原因是______________________________________。
4
(3)①设起始＝Z，在恒压(p)下，平衡时φ(CH)与Z和T(温度)的关系如图3所示：[其中φ(CH)为CH
0 4 4 4
的体积分数]
比较图3中a、b与3的大小关系____________(请按从大到小的顺序书写)。
②对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作K ，如
p
p(B)＝px(B)，p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数。则图3中X点时，K ＝________。
p【答案】(1)ΔS＞0 高温 (2)①412(x－y) ②见解析图 ③催化剂不能改变物质的平衡转化率；750
℃时，反应相同时间，a点对应的CH 的转化率低于使用催化剂Ⅰ时CH 的转化率 温度升高，反应速率
4 4
增大 (3)b＞3＞a 0.054p
【解析】(1)CH (g)＋HO(g) CO(g)＋3H(g) ΔH＝＋206 kJ·mol－1，该反应的ΔH＞0，ΔS＞0，
4 2 2
ΔG＝ΔH－TΔS，要使反应自发进行，高温时ΔG＜0，故反应高温下自发进行；
(2)①结合图1，转化为甲烷的物质的量为(x－y)mol·L－1×2 L＝2(x－y)mol，且物质的量与热量成正比，
由CH(g)＋HO(g) CO(g)＋3H(g) ΔH＝＋206 kJ·mol－1可知，1 mol甲烷完全反应吸收206 kJ的热量，
4 2 2
平衡时转化的甲烷的物质的量为2(x－y)mol，共吸收412(x－y)kJ的热量；
②起始条件相同，保持温度为T(T＞T)时，温度越高，达到平衡的时间越短，CH(g)＋HO(g)
2 2 1 4 2
CO(g)＋3H(g) ΔH＝＋206 kJ·mol－1，温度升高，平衡正向移动，甲烷的转化率会增大，故c(CH)随时间的
2 4
变化曲线如图所示 ；
③ⅰ.催化剂不能改变物质的平衡转化率；750 ℃时，反应相同时间，a点对应的CH 的转化率低于使用
4
催化剂Ⅰ时CH 的转化率，a点所处的状态不是化学平衡状态；ⅱ.相同催化剂时，升高温度平衡正向移动，
4
转化率增大，温度：c＞b，CH 的转化率：c＞b；
4
(3)起始＝Z＝3，Z越小，说明甲烷相对越多，达到平衡时甲烷的含量越多，则b＞3＞a；
②X点时，Z＝3，设甲烷的起始物质的量为a，水蒸气为3a mol，甲烷的消耗量为x mol，结合三段式
可以得到：
CH(g)＋HO(g) CO(g)＋3H(g)
4 2 2
开始/mol a 3a 0 0
变化/mol x x x 3x
平衡/mol a－x 3a－x x 3x
X点时，甲烷的体积分数为10%，＝＝10%，解得a＝2x，平衡时混合气体的总物质的量＝4a＋2x＝
10x，平衡时甲烷的物质的量分数为＝0.1，水蒸气的物质的量分数为＝＝0.5，一氧化碳的物质的量分数等
于＝＝0.1，氢气的物质的分数为＝＝0.3，K ＝＝0.054p。
p
