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课时检测(五十) 化学平衡、化学反应方向及调控的基本知能评价
1．下列说法正确的是( )
A．在常温下，放热反应一般能自发进行，吸热反应都不能自发进行
B．反应NH HCO (s)===NH(g)＋HO(g)＋CO (g) ΔH＝＋185.7 kJ·mol－1能自发进行，原因是
4 3 3 2 2
体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂可以改变化学反应进行的方向
2．一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)＋Cl (g) 2HCl(g)＋I(s)。下列事实不能说
2 2
明该反应达到平衡状态的是( ) ⥫⥬
A．容器内气体压强不再改变
B．容器内气体密度不再改变
C．容器内气体颜色不再改变
D．断裂1 mol Cl—Cl键的同时断裂1 mol H—Cl键
3．(2022·江苏等级考)用尿素水解生成的NH 催化还原NO，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。
3
反应为4NH (g)＋O(g)＋4NO(g) 4N(g)＋6HO(g)，下列说法正确的是( )
3 2 2 2
A．上述反应ΔS<0
⥫⥬
B．上述反应平衡常数K＝
C．上述反应中消耗1 mol NH ，转移电子的数目为2×6.02×1023
3
D．实际应用中，加入尿素的量越多，柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小
4．温度为T 时，将气体X和气体Y各1.6 mol充入10 L恒容密闭容器中，发生反应X(g)＋Y(g)
1
2Z(g)，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如表，下列说法正确的是( ) ⥫⥬
t/min 2 4 7 9
n(Y)/mol 1.2 1.1 1.0 1.0
A.前4 min的平均速率v(Z)＝0.025 mol·L－1·min－1
B．T 时，反应的平衡常数K ＝1.2
1 1
C．其他条件不变，9 min后，向容器中再充入1.6 mol X，平衡向正反应方向移动，再次达到平衡时
X的浓度减小，Y的转化率增大
D．其他条件不变，若降温到T 达到平衡时，平衡常数K ＝4，则此反应的ΔH>0
2 2
5．(2024·浙江高三开学校联考)某2 L密闭容器中投入NO、O 分别为2 mol、1 mol，只发生反应：2NO
2
＋O 2NO ，在不同温度下、相同时间(t min)内NO的转化率如表所示。则下列说法正确的是( )
2 2
⥫⥬ 温度/℃ 5 30 70 80
转化率/% 10 80 80 50
A.该反应是吸热反应
B．若温度为50 ℃，NO的转化率>80%
C．30 ℃、70 ℃温度下，t min时的NO 生成速率相等
2
D．80 ℃温度下，该反应的平衡常数为2
6．(2023·河北等级考)在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g)，发生如下反应：2W(g)=====4X(g)＋Y(g)
③ ②
2Z(g)
反应②和③的速率方程分别为v＝kc2(X)和v＝kc(Z)，其中k、k 分别为反应②和③的速率常数，
2 2 3 3 2 3
反应③的活化能大于反应②。测得W(g)的浓度随时间的变化如下表。
t/min 0 1 2 3 4 5
c(W)/
0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028
(mol·L－1)
下列说法正确的是( )
A．0～2 min内，X的平均反应速率为
0．080 mol·L－1·min－1
B．若增大容器容积，平衡时Y的产率增大
C．若k＝k，平衡时c(Z)＝c(X)
2 3
D．若升高温度，平衡时c(Z)减小
7．(2023·重庆等级考)逆水煤气变换体系中存在以下两个反应：
反应Ⅰ：CO (g)＋H(g) CO(g)＋HO(g)
2 2 2
反应Ⅱ：CO
2
(g)＋4H
2
(g⥫)⥬ CH
4
(g)＋2H
2
O(g)
在恒容条件下，按V(CO 2⥫)∶ ⥬V(H
2
)＝1∶1投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变
化如图所示。下列说法正确的是( )
A．反应Ⅰ的ΔH<0，反应Ⅱ的ΔH>0
B．M点反应Ⅰ的平衡常数K<1
C．N点HO的压强是CH 的3倍
2 4
D．若按V(CO)∶V(H )＝1∶2投料，则曲线之间交点位置不变
2 2
8．(2024·徐州模拟)氯元素具有多种化合价，可形成Cl－、ClO－、ClO、ClO和ClO等离子，在一定条件
下能发生相互转化。在新型催化剂RuO 作用下，O 氧化HCl可获得Cl ：4HCl(g)＋O(g) 2Cl (g)
2 2 2 2 2
＋2HO(g) ΔH＝a kJ·mol－1。对于反应4HCl(g)＋O(g) 2HO(g)＋2Cl (g)，下列说法正⥫确⥬的是(
2 2 2 2
) ⥫⥬
A．该反应ΔH<0
B．4 mol HCl与1 mol O 反应转移电子数约为4×6.02×1023
2
C．RuO 的使用能降低该反应的焓变
2
D．反应的平衡常数K＝9．(2024·张家界模拟)在300 mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生
反应：Ni(s)＋4CO(g) Ni(CO) (g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如表所示。下列说法不正确的
4
是( ) ⥫⥬
温度/℃ 25 80 230
平衡常数 5×104 2 1.9×10－5
A.上述生成Ni(CO) (g)的反应为放热反应
4
B．25 ℃时，反应Ni(CO) (g) Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数为2×10－5
4
C．80 ℃时，测得某时刻Ni(C⥫O⥬)
4
、CO的浓度均为0.5 mol·L－1，则此时v
正
>v
逆
D．80 ℃达到平衡时，测得n(CO)＝0.3 mol，则Ni(CO) 的平衡浓度为2 mol·L－1
4
10.甲醇是重要的化工原料，可用于制备丙烯、氢气等。
(1)MTO法由甲醇制备丙烯时的反应原理是甲醇先脱水生成二甲醚，然后二甲醚与甲醇的平衡混合物
脱水转化为含丙烯较多的低聚烯烃。某温度下，在密闭容器中加入 CH OH气体，发生脱水反应：
3
2CH OH(g) CH OCH (g)＋HO(g)，一段时间后测得各组分的浓度如表所示：
3 3 3 2
物质 CH OH CH OCH HO
⥫⥬ 3 3 3 2
5 min浓度/(mol·L－1) 0.44 0.6 0.6
10 min浓度/(mol·L－1) 0.04 0.8 0.8
15 min浓度/(mol·L－1) 0.04 0.8 0.8
该温度下，反应的平衡常数数值是__________，CH OH的平衡转化率是________。
3
(2)利用甲醇水蒸气重整制氢是获得氢气的重要方法。反应原理如下：
反应ⅰ(主反应)：CH OH(g)＋HO(g) CO (g)＋3H(g) ΔH＝＋49 kJ·mol－1
3 2 2 2
反应ⅱ(副反应)：H
2
(g)＋CO
2
(g) C⥫O⥬(g)＋H
2
O(g) ΔH＝＋41 kJ·mol－1
①温度高于300 ℃则会同时发生 ⥫C⥬H
3
OH转化为CO和H
2
的副反应，该反应的热化学方程式是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②反应中，经常使用催化剂提高化学反应速率，但催化剂对反应具有选择性。一定条件下，测得
CH OH转化率及CO、CO 选择性随温度变化情况分别如图所示(CO、CO 的选择性：转化的CH OH
3 2 2 3
中生成CO、CO 的百分比)。
2
从图中可知，反应的适宜温度为______________，随着温度的升高，催化剂对________(填“反应
ⅰ”或“反应ⅱ”)的选择性降低。课时检测(五十)
1．B 反应的ΔH>0，固态物质分解为气态物质，反应的ΔS>0。
2．D 反应过程中压强、气体密度是变量，容器内压强、气体密度不再改变说明反应达到平衡；容
器内气体颜色不再改变，说明氯气的浓度不变，反应达到平衡状态；平衡时断裂1 mol Cl—Cl键的同
时断裂2 mol H—Cl键，因此D项不能说明该反应达到平衡状态。
3．B 由题给方程式可知，该反应是一个气体分子数增大的反应，即熵增的反应，ΔS＞0，A错误；
由方程式可知，反应每消耗4 mol氨气，转移12 mol电子，则反应中消耗1 mol氨气转移电子的数目为
3×6.02×1023，C错误；实际应用中，加入尿素的量过多，尿素水解生成的氨气过量，柴油机车辆排放的
氨气对空气污染程度增大，D错误。
4．A 由题表中数据可求得前4 min内消耗的Y为0.50 mol，v(Y)＝＝＝＝0.012 5 mol·L－1·min－
1，所以v(Z)＝2v(Y)＝0.025 mol·L－1·min－1，A正确；由题表中数据可知7 min 时反应达到平衡，反应的
三段式为
X(g)＋Y(g) 2Z(g)
起始/(mol·L－1) 0.16 0.16 0⥫⥬
变化/(mol·L－1) 0.06 0.06 0.12
平衡/(mol·L－1) 0.1 0.1 0.12
所以平衡常数K ＝＝＝1.44，B错误；其他条件不变，9 min时是平衡状态，再充入1.6 mol X，平衡
1
向正反应方向移动，再次达到平衡时Y的转化率增大，由于X加入量大于平衡移动消耗量，所以再次
达到平衡时，X的浓度增大，C错误；T 时，平衡常数K ＝1.44，降温到T 达到平衡时，平衡常数K ＝
1 1 2 2
4，说明降低温度平衡正向移动，所以该反应正向为放热反应，ΔH<0， D错误。
5．B 根据表格数据，随着温度升高，速率加快，5 ℃、30 ℃ t min内未达平衡，70 ℃、80 ℃温度下
t min内反应已经达到平衡，平衡转化率随温度升高而减小，该反应为放热反应，A错误；由A项分析
和表格数据可知，50 ℃时NO的转化率大于80%，B正确；30 ℃、70 ℃转化率相同，但温度不同，t min
时的NO 生成速率不一定相等，C错误；80 ℃反应t min时已建立该条件下的平衡，NO、O 的起始浓
2 2
度分别为1 mol·L－1、0.5 mol·L－1，NO的转化率为50%，则NO、O、NO 的平衡浓度分别为0.5 mol·L
2 2
－1、0.25 mol·L－1、0.5 mol·L－1，故K＝＝＝4，D错误。
6．D 0～2 min内，Δc(W)＝(0.160－0.080)mol·L－1＝0.080 mol·L－1，生成Δc(X)＝2Δc(W)＝0.160
mol·L－1，但一部分X转化为Z，造成Δc(X)<0.160 mol·L－1，则v(X)<＝0.080 mol·L－1·min－1，A错误；
过程②是可逆反应，增大容器容积相当于减小压强，4X(g) 2Z(g)平衡向气体体积增大的方向移动，
即逆向移动，X的浓度增大，但过程①是完全反应的，故平衡时Y的产率不变，B错误；由速率之比等
⥫⥬
于系数比，平衡时v (X)＝2v (Z)，即v＝2v，kc(Z)＝2kc2(X)，若k＝k，平衡时c(Z)＝2c2(X)，C错
逆 正 3 2 3 2 2 3
误；反应③的活化能大于反应②，ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能<0，即4X(g) 2Z(g) ΔH<0，
该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则平衡时c(Z)减小，D正确。
⥫⥬
7．C 由题图可知，随温度升高，CO体积分数增大，说明反应Ⅰ平衡正向移动，为吸热反应；随温
度升高，CH 体积分数减小，说明反应Ⅱ平衡逆向移动，为放热反应。由分析可知，反应Ⅰ的ΔH>0，反
4
应Ⅱ的ΔH<0，A错误；M点二氧化碳和一氧化碳的体积分数相等，均为50%，甲烷的体积分数为0，说
明只发生反应Ⅰ，又因为起始时按V(CO)∶V(H )＝1∶1的投料比进行反应，恰好为反应Ⅰ中反应物
2 2
的化学计量数之比，所以M点反应Ⅰ的平衡常数K＝1，B错误；N点一氧化碳、甲烷的体积分数相等，
结合反应方程式可知，生成水的总物质的量为甲烷的物质的量的3倍，即N点HO的压强是CH 的3
2 4倍，C正确；反应Ⅰ为气体分子数不变的反应，反应Ⅱ为气体分子数减小的反应，若按V(CO)∶V(H )
2 2
＝1∶2投料，氢气的投料量增加，相当于增大压强，会使反应Ⅱ平衡正向移动，甲烷含量增大，所以曲
线之间交点位置会发生改变，D错误。
8．A 对于反应4HCl(g)＋O(g)2HO(g)＋2Cl (g)，生成物气体分子数小于反应物气体分子数，
2 2 2
即ΔS＜0，该反应在催化剂RuO 作用下能自发进行，所以该反应ΔH＜0，A正确；由于反应为可逆反
2
应，4 mol HCl与1 mol O 混合时，参加反应的HCl的物质的量小于4 mol，则反应转移电子数小于
2
4×6.02×1023，B不正确；RuO 为该反应的催化剂，催化剂只能降低反应的活化能，但不能改变反应的焓
2
变，C不正确；反应物和生成物都呈气态，反应的平衡常数K＝，D不正确。
9．C 温度升高，平衡常数减小，故正反应为放热反应，A项正确；25 ℃ 时，逆反应的平衡常数K′
＝＝＝2×10－5，B项正确；80 ℃时，若Ni(CO) 、CO的浓度均为0.5 mol·L－1，则Q＝＝＝8>K，v ＜v ，
4 正 逆
C项错误；80 ℃达到平衡时，若n(CO)＝0.3 mol，c(CO)＝1 mol·L－1，故c[Ni(CO) ]＝K·c4(CO)＝2×14
4
mol·L－1＝2 mol·L－1，D项正确。
10．解析：(1)由表格可知，10 min后，反应达到了平衡，根据反应2CH OH(g)CH OCH (g)＋
3 3 3
HO(g)，K＝＝＝400；设甲醇的起始浓度为x mol·L－1，根据三段式：
2
2CH OH(g) CH OCH (g)＋HO (g)
3 3 3 2
起始 x mol·L－1 ⥫ 0⥬ 0
转化 1.6 mol·L－1 0.8 mol·L－1 0.8 mol·L－1
平衡 0.04 mol·L－1 0.8 mol·L－1 0.8 mol·L－1
x＝(1.6＋0.04)mol·L－1＝1.64 mol·L－1，则α(CHOH)＝×100%≈97.56%。(2)①根据盖斯定律ⅰ＋ⅱ可
3
得：CH OH(g) CO(g)＋2H(g) ΔH＝ΔH＋ΔH＝49 kJ·mol－1＋41 kJ·mol－1＝＋90 kJ·mol－1。②
3 2 1 2
由题图可知，低⥫于⥬260 ℃时，CH OH的转化率较低，高于260 ℃时，CH OH的转化率较高，但在高于
3 3
260 ℃时，CO的选择性逐渐增大，CO 的选择性逐渐减小，所以最适宜温度为260 ℃；随着温度的升高，
2
催化剂对CO的选择性增大，CO 的选择性减小，所以温度升高，催化剂对反应ⅰ的选择性降低。
2
答案：(1)400 97.56%
(2)①CH OH(g) CO(g)＋2H(g) ΔH＝＋90 kJ·mol－1 ②260 ℃ 反应ⅰ
3 2
⥫⥬
