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专题七 能力提升检测卷
（本卷共20小题，满分100分，考试用时75分钟）
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 S 32 Cl 35.5 K 39 Ca 40
Mn 55 Fe 56 Cu 64
第I卷 （选择题共50分）
一、选择题：本题共10个小题，每小题3分，共30分，在每小题给出的四个选项中，只有一项是符
合题目要求的。
1.从下列实验事实所引出的相应结论正确的是( )
选项 实验事实 结论
其他条件相同，NaSO 溶液浓度越大，析 当其他条件不变时，增大反应物浓度，化
2 2 3
A
出S沉淀所需时间越短 学反应速率加快
在化学反应前后，催化剂的质量和化学性
B 催化剂一定不参与化学反应
质都没有发生改变
物质的量浓度相同的盐酸和醋酸分别与等
C 反应开始时速率相同
质量的、形状相同的锌粒反应
在容积可变的密闭容器中发生反应H(g)＋
2
D 正反应速率加快，逆反应速率不变
I(g)2HI(g)，把容积缩小一倍
2
【答案】A
【解析】增大反应物浓度，化学反应速率加快，A项正确；催化剂参与反应，但反应前后催化剂的质量和
化学性质不变，B项错误；浓度相同的盐酸和醋酸溶液中起始氢离子浓度不同，因此开始时反应速率不同，C项
错误；缩小容积，正、逆反应速率同时增大，D项错误。
2．在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳在恒容密闭容器中发生下列反应：FeO(s)＋3CO(g ) 2Fe(s)＋
2 3
3CO(g)，不可用上述反应中某种物理量来说明该反应已达到平衡状态的是( )
2
A．CO的生成速率与CO 的生成速率相等
2
B．气体密度不再变化
C．CO的质量不变
D．体系的压强不再发生变化
【答案】D
【解析】A项，CO的生成速率为逆反应速率，CO 的生成速率为正反应速率，且CO、CO 的化学计量数相
2 2
等，则当v (CO)＝v (CO)时，达到化学平衡；B项，ρ＝，当m(气体)不变时，反应即达到平衡；C项，m(CO)
正 2 逆
不变，则n(CO)不变，反应达到平衡；D项，该反应是气体体积不变的反应，反应任意时刻，体系的压强均相同，
所以压强不变不能作为反应达到平衡的标志。
3．2021年中国科学院和中国工程院评选出2020年世界十大科技进展，排在第四位的是一种可借助光将二
氧化碳转化为甲烷的新型催化转化方法：CO＋4H===CH＋2HO，这是迄今最接近人造光合作用的方法，CO
2 2 4 2 2
加氢制CH 的一种催化机理如图。下列说法正确的是( )
4A．反应中LaO 是中间产物
2 3
B．CO 转化为CH 利用了CO 的氧化性
2 4 2
C．H 经过Ni活性中心裂解产生带负电荷的H
2
D．使用催化剂可以降低反应的焓变，从而提高化学反应速率
【答案】B
【解析】由催化机理示意图可知，LaO 为反应的催化剂，LaOCO 为中间产物，故A错误；由化学方程式
2 3 2 2 3
可知，反应中二氧化碳中碳元素的化合价降低被还原，二氧化碳是反应的氧化剂，反应利用了二氧化碳的氧化
性，故B正确；由催化机理示意图可知，氢气经过镍活性中心裂解产生电中性的氢原子(·H)，故C错误；催化
剂能降低反应的活化能，提高化学反应速率，但不能改变反应的焓变，故D错误。
4．苯乙烯与溴苯在一定条件下发生Heck反应：
溴苯用量/mmol 100 100 100 100 100 100 100
催化剂用量/mmol 2 2 2 2 2 2 2
反应温度/℃ 100 100 100 100 120 140 160
反应时间/h 10 12 14 16 14 14 14
产率/% 81.2 84.4 86.6 86.2 93.5 96.6 89.0
根据上表数据，下列说法正确的是( )
A．最佳反应温度为100 ℃
B．最佳反应时间为16 h
C．温度过高时催化剂活性可能降低
D．反应产物是顺式结构
【答案】C
【解析】根据表格信息可知，当反应温度为140 ℃，反应时间为14 h时，生成物的产率最大，因此最佳反
应温度为140 ℃，A、B错误；根据表格数据，温度超过140 ℃时，生成物的产率降低，可能是温度过高导致了
催化剂活性降低，C正确；反应产物为 ，属于反式结构，D错误。
5．某小组探究实验条件对反应速率的影响，设计如下实验，并记录结果如下：
编号 ① ② ③ ④
温度/℃ 20 20 50 80
10 mL HSO 溶液浓度/(mol·L－1) 0.10 0.10 0.10 0.10
2 45 mL KI溶液浓度/(mol·L－1) 0.40 0.80 0.40 0.40
1%淀粉溶液体积/mL 1 1 1 1
出现蓝色时间/s 40 21 5 未见蓝色
下列说法正确的是( )
A．由实验①②可知，反应速率v与c(I－)成正比
B．实验①～④中，应将HSO 溶液与淀粉溶液先混合
2 4
C．在I－被O 氧化过程中，H＋只是降低活化能
2
D．由实验③④可知，温度越高，反应速率越慢
【答案】A
【解析】实验①②中其他条件相同，c(I－)：①<②，且反应速率：①<②，所以反应速率v与c(I－)成正比，
A正确；实验①～④中，应将KI溶液与淀粉溶液先混合，再加入HSO 溶液，在酸性条件下发生氧化还原反应
2 4
生成碘单质，测定溶液变色的时间，B错误；在I－被O 氧化过程中，H＋除了作为催化剂降低活化能，还作为反
2
应物参加反应，C错误；由实验④可知，温度越高，生成的碘单质能被氧气继续氧化，所以④不变色， D错误。
6．如图所示，三个烧瓶中分别充满NO 气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中：在(1)中加
2
入CaO，在(2)中不加其他任何物质，在(3)中加入NHCl晶体，发现(1)中红棕色变深，(3)中红棕色变浅。[已知
4
反应2NO(红棕色 ) NO(无色)]
2 2 4
下列叙述正确的是( )
A．2NONO 是放热反应
2 2 4
B．NHCl溶于水时放出热量
4
C．烧瓶(1)中平衡混合气体的相对分子质量增大
D．烧瓶(3)中气体的压强增大
【答案】A
【解析】加CaO的烧杯(1)中温度升高，(1)中红棕色变深，说明平衡逆向移动，平衡混合气体的相对分子质
量减小；(3)中红棕色变浅，说明平衡正向移动，气体的压强减小，NHCl溶于水时吸收热量，加NHCl晶体的
4 4
烧杯(3)中温度降低，由此可说明2NO NO 是放热反应。
2 2 4
7．处于平衡状态的反应：2HS(g ) 2H(g)＋S(g) ΔH>0，不改变其他条件的情况下合理的说法是(
2 2 2
)
A．加入催化剂，反应途径将发生改变，ΔH也将随之改变
B．升高温度，正、逆反应速率都增大，HS分解率也增大
2
C．增大压强，平衡向逆反应方向移动，将引起体系温度降低
D．若体系恒容，注入一些H 后达新平衡，H 浓度将减小
2 2
【答案】B
【解析】焓变是一个状态函数，与反应发生的途径无关，A错误；温度升高，正、逆反应速率均增大，因该反应的正反应是吸热反应，故平衡正向移动，HS分解率增大，B正确；该反应是气体体积增大的反应，增大
2
压强平衡逆向移动，逆反应是放热反应，会使体系温度升高，C错误；向体系中注入H，平衡将向H 浓度减小
2 2
的方向移动，但最终H 的浓度比原来大，D错误。
2
8．在其他条件不变时，只改变某一条件，化学反应aA(g)＋B(g ) cC(g)的平衡变化图像如下(图中p表示
压强，T表示温度，n表示物质的量，α表示平衡转化率)，据此分析下列说法正确的是( )
A．在图Ⅰ中，说明正反应为吸热反应
B．在图Ⅰ中，若p>p，则此反应的ΔS>0
1 2
C．在图Ⅱ中，说明该正反应为吸热反应
D．在图Ⅲ中，若T>T，则该反应能自发进行
1 2
【答案】D
【解析】A项，由图Ⅰ可知，图中随着温度的升高反应物的平衡转化率减小，升高温度平衡向逆反应方向
移动，则正反应为放热反应，错误；B项，图Ⅰ可知，同一温度下，若p>p，增大压强，反应物的平衡转化率
1 2
增大，平衡向正反应方向移动，则a＋1>c，ΔS<0，错误；C项，由图Ⅱ可知，T 时反应速率快，T>T，T 平衡
1 1 2 1
时的n(C)小于T 平衡时的n(C)，升高温度平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，错误；D项，由图Ⅲ可
2
知，增大压强平衡不移动，则a＋1＝c，若T>T ，升高温度A的转化率减小，平衡向逆反应方向移动，则
1 2
ΔH<0，该反应能自发进行，正确。
9．已知：2SO(g)＋O(g ) 2SO (g) ΔH＝－197.8 kJ·mol－1。起始反应物为SO 和 O(物质的量之比为
2 2 3 2 2
2∶1，且总物质的量不变)。SO 的平衡转化率(%)随温度和压强的变化如下表，下列说法不正确的是( )
2
压强/(105Pa)
温度/K
1.01 5.07 10.1 25.3 50.7
673 99.2 99.6 99.7 99.8 99.9
723 97.5 98.9 99.2 99.5 99.6
773 93.5 96.9 97.8 98.6 99.0
A.一定压强下降低温度，SO 的转化率增大
2
B．在不同温度、压强下，转化相同物质的量的SO 所需要的时间相等
2
C．使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间
D．工业生产通常不采取加压措施是因为常压下SO 的转化率已相当高
2
【答案】B
【解析】由表中数据及勒夏特列原理知，针对放热反应，一定压强下降低温度，平衡正向移动，反应物
SO 的转化率增大，选项A正确；由于在不同温度、压强下，化学反应速率不一定相等，故转化相同物质的量
2
的SO 所需要的时间不一定相等，选项B错误；催化剂对化学平衡移动无影响，但可以缩短反应达到平衡所需
2
的时间，选项 C 正确；由表中数据可知，不同温度下，1.01×105Pa(常压)下 SO 的转化率分别为
2
99.2%,97.5%,93.5%，已经相当高了，且加压后转化率升高并不明显，所以没有必要通过加压提高转化率，选项D正确。
10．已知T 温度下在容积为10 L的密闭容器中发生可逆反应：X(g)＋Y(g ) 2Z(g)＋2W(s) ΔH，起始时
1
充入15 mol X与15 mol Y,10 min时反应达到平衡状态，测得平均速率v(Z)＝0.12 mol·L－1·min－1。下列有关说法
正确的是( )
A．T 温度下该反应的平衡常数为2.56
1
B．平衡时再充入一定量的X，平衡正向移动，X的转化率增大
C．若T＞T，T 时K＝1.52，则该反应的ΔH＞0
2 1 2
D．若其他条件不变，T 温度下，K＝1.96，则Y的平衡转化率约为41.3%
3
【答案】D
【解析】根据Z的反应速率可知平衡时c(Z)＝1.2 mol·L－1，则平衡时，c(X)＝0.9 mol·L－1，c(Y)＝0.9 mol·L
－1，W为固体，平衡常数K＝＝≈1.78，A项错误；平衡时，再充入一定量的X，平衡正向移动，但X的转化率
减小，Y的转化率增大，B项错误；温度升高，平衡常数减小，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，ΔH＜0，
C项错误；T 温度下，K＝1.96，设Y的浓度变化为x mol·L－1，则
3
X(g)＋Y(g ) 2Z(g)＋2W(s)
起始/(mol·L－1) 1.5 1.5 0
转化/(mol·L－1) x x 2x
平衡/(mol·L－1) 1.5－x 1.5－x 2x
平衡常数K＝＝1.96，解得x≈0.62，则Y的平衡转化率为×100%≈41.3%，D项正确。
二、选择题：本题共5个小题，每小题4分，共20分。在每小题给出的四个选项中，只有一项或两项
是符合题目要求的。若正确答案只包括一个选项，多选时，该小题得0分；若正确答案包括两个选项，只
选一个且正确的得2分，选两个且都正确的得4分，但只要选错一个，该小题得0分。
11.将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合，并在一定条件下发生反应：2A(g)＋B(g )
2C(g)，若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L－1，下列说法正确的是( )
A．用物质A表示的反应的平均速率为0.3 mol·L－1·s－1
B．用物质B表示的反应的平均速率为0.6 mol·L－1·s－1
C．2 s时物质A的转化率为70%
D．2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L－1
【答案】AD
【解析】A、B的起始浓度分别为2 mol·L－1、1 mol·L－1，由2 s后C的浓度可得A、B的变化浓度分别为
0.6 mol·L－1、0.3 mol·L－1，所以用A、B表示的反应的平均速率分别为0.3 mol·L－1·s－1、0.15 mol·L－1·s－1，2 s时
A、B的浓度分别为1.4 mol·L－1、0.7 mol·L－1。2 s时物质A的转化率为30%。
12．一定条件下，反应H(g)＋Br(g)===2HBr(g)的速率方程为v＝kcα(H)cβ(Br)cγ(HBr)，某温度下，该反应
2 2 2 2
在不同浓度下的反应速率如下：
c(H)/ c(Br)/ c(HBr)/
2 2
反应速率
(mol·L－1) (mol·L－1) (mol·L－1)
0.1 0.1 2 v
0.1 0.4 2 8v0.2 0.4 2 16v
0.4 0.1 4 2v
0.2 0.1 c 4v
根据表中的测定结果，下列结论错误的是( )
A．表中c的值为1
B．α、β、γ的值分别为1、2、－1
C．反应体系的三种物质中，Br(g)的浓度对反应速率影响最大
2
D．反应体系中保持其他物质浓度不变，增大HBr(g)浓度，会使反应速率降低
【答案】B
【解析】速率方程为v＝kcα(H)cβ(Br)cγ(HBr)，将H、Br、HBr的浓度和反应速率都代入速率方程可以得到，
2 2 2 2
①v＝k×0.1α×0.1β×2γ、②8v＝k×0.1α×0.4β×2γ、③16v＝k×0.2α×0.4β×2γ、④2v＝k×0.4α×0.1β×4γ、由①②得到β＝，
由②③得到α＝1，由①④得到γ＝－1，联立4v＝k(0.2)α(0.1)βcγ(HBr)与①，将α＝1，β＝，γ＝－1代入，解得c
＝1，由此分析。根据分析，α、β、γ 的值分别为 1、、－1，故 A 不符合题意，B 符合题意；由于 v＝
kcα(H)cβ(Br)cγ(HBr)，α、β、γ的值分别为1、、－1，由于速率与Br(g)和H(g)的浓度成正比，与HBr(g)的浓度
2 2 2 2
成反比，反应体系的三种物质中，Br(g)的浓度对反应速率影响最大，故C不符合题意；由于γ＝－1，增大
2
HBr(g)浓度，cγ(HBr)减小，在反应体系中保持其他物质浓度不变，会使反应速率降低，故D不符合题意。
13．利用传感技术可以探究压强对2NO(g ) NO(g)化学平衡移动的影响。在室温、100 kPa条件下，往
2 2 4
针筒中充入一定体积的NO 气体后密封并保持活塞位置不变。分别在t、t 时刻迅速移动活塞并保持活塞位置不
2 1 2
变，测定针筒内气体压强变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．B点处NO 的转化率为3%
2
B．E点到H点的过程中，NO 的物质的量先增大后减小
2
C．E、H两点对应的正反应速率大小为v ＜v
H E
D．B、E两点气体的平均相对分子质量大小为M ＞M
B E
【答案】D
【解析】由图可知B点处压强为97 kPa，设起始二氧化氮为1 mol，转化率为α，由题意建立如下三段式：
2NO(g ) NO(g)
2 2 4
起/mol 1 0
变/mol α 0.5α
平/mol 1－α 0.5α
由＝可得＝，解得α＝0.06，即二氧化氮的转化率为6%，故A错误；由图可知，t 时刻移动了活塞，压强
2迅速增大，说明迅速移动活塞使针筒容积减小，并保持活塞位置不变后，体系因容积减小而压强增大，平衡向
生成四氧化二氮的方向移动，则E点到H点的过程中，二氧化氮的物质的量是一个减小的过程，故B错误；对
于有气体参加的反应，压强越大反应速率越大，由图可知，H点压强大于E点，则反应速率：v ＞v ，故C错误；
H E
由图可知，B到E的过程为压强减小的过程，减小压强平衡向生成二氧化氮的方向移动，气体的物质的量增大，
由质量守恒定律可知气体质量不变，则混合气体的平均相对分子质量减小，即M ＞M ，故D正确。
B E
14．CO常用于工业冶炼金属。在不同温度下CO还原四种金属氧化物达平衡后气体中lg 与温度(t)的关系
曲线如图。下列说法正确的是( )
A．通过增高反应炉的高度，延长矿石和CO接触的时间，能减少尾气中CO的含量
B．CO不适宜用于工业冶炼金属Cr
C．CO还原PbO 的反应的ΔH＞0
2
D．工业冶炼金属Cu时，高温有利于提高CO的转化率
【答案】B
【解析】A项，增高反应炉的高度，可增大CO与铁矿石的接触时间，不能影响平衡移动，CO的利用率不
变，错误；B项，由图像可知用CO冶炼金属铬时，lg 一直很大，说明CO的转化率很低，CO不适宜用于工业
冶炼金属Cr，正确；C项，由图像可知CO还原PbO 的温度越高，lg 越大，说明CO的转化率越低，平衡逆向
2
移动，故ΔH＜0，错误；D项，由图像可知用CO冶炼金属铜时，温度越高，lg 越大，故CO的转化率越低，
错误。
15．在t ℃时，某容积可变的密闭容器内，加入适量反应物发生反应：mA(g)＋nB(g ) pC(g)，已知通过
逐渐改变容器的容积使压强增大，每次改变后达到平衡时测得 A的物质的量浓度和重新达到平衡所需时间如下
表：
重新达到平
压强 c(A)
衡所需时间
第一次达到平衡 2×105 Pa 0.08 mol·L－1 4 min
第二次达到平衡 5×105 Pa 0.20 mol·L－1 x min
第三次达到平衡 1×106 Pa 0.44 mol·L－1 0.8 min
则下列有关说法中不正确的是( )
A．第二次平衡到第三次平衡中，A的平均反应速率为0.3 mol·L－1·min－1
B．维持压强为2×105 Pa，假设当反应达到平衡状态时体系中共有a mol气体，再向体系中加入b mol B，
则重新达到平衡时体系中共有(a＋b)mol气体C．当压强为1×106 Pa时，此反应的平衡常数表达式为K＝
D．m＋n＝p，x＝0
【答案】A
【解析】由表格数据可知当压强从2×105 Pa增大为5×105 Pa时，压强增大2.5倍，容器的容积变为第一次
平衡时的，浓度由0.08 mol·L－1增大为0.20 mol·L－1，浓度也增大了2.5倍，所以增大压强平衡不移动，则m＋n
＝p，x＝0。第二次平衡到第三次平衡中，压强从5×105 Pa增大为1×106 Pa时，压强增大2倍，容器的容积变
为第二次平衡时的，浓度应该由0.20 mol·L－1增大为0.40 mol·L－1，但是实际上A的浓度为0.44 mol·L－1，则平
衡时A的浓度变化量为0.04 mol·L－1，则A的平均反应速率为＝0.05 mol·L－1·min－1，故A错误；由上述分析可
知，增大压强平衡不移动，所以反应前后气体的物质的量不变，所以当反应达到平衡状态时，体系中共有 a
mol气体，再向体系中加入b mol B，重新达到平衡时，体系中气体总物质的量是(a＋b)mol，故B正确；由表
格数据可知，当压强从5×105 Pa增大为1×106 Pa时，压强增大2倍，容器的容积变为第二次平衡时的，浓度应
该由0.20 mol·L－1增大为0.40 mol·L－1，但是实际上A的浓度变为0.44 mol·L－1，说明平衡逆移，则反应前气体
的物质的量小于反应后气体的物质的量，则反应物 B不再是气态，所以此反应的平衡常数表达式为 K＝，故C
正确；由上述分析可知，增大压强平衡不移动，该反应是反应前后气体分子数目不变的反应，即m＋n＝p，从
第一次达到平衡到第二次达到平衡过程中平衡没有发生移动，即压强变化的过程中反应始终保持平衡状态，则x
＝0，故D正确。
第II卷 （非选择题共50分）
三、非选择题：本题共4个小题，共50分。
16．（10分）向某密闭容器中加入0.15 mol·L－1A、0.05 mol·L－1C和一定量的B三种气体。一定条件下发
生反应，各物质浓度随时间变化如甲图所示[t ～t 时c(B)未画出，t 时为0.05 mol·L－1]。乙图为t 时刻后改变反
0 1 1 2
应条件，平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况。
(1)若t 时改变的条件为减小压强，则B的起始物质的量浓度为________mol·L－1。
4
(2)若t 时改变的条件是升温，此时v >v ，若A的物质的量减少0.03 mol时，容器与外界的热交换总量为
5 正 逆
a kJ，写出反应的热化学方程式：_____________________________。
(3)t 时改变的某一反应条件可能是________(填字母)。
3
a．使用催化剂 b．增大压强 c．增大反应物浓度
(4)在恒温恒压下通入惰性气体，v ____________v (填“>”“＝”或“<”)。
正 逆
【解析】(1)t 时，减小压强，v 、v 以同等倍数下降，说明该反应反应前后化学计量数之和相等，由A、
4 正 逆
C浓度变化曲线知，到t 时，A、C的浓度变化量分别为Δc(A)＝0.15 mol·L－1－0.06 mol·L－1＝0.09 mol·L－1，
1
Δc(C)＝0.11 mol·L－1－0.05 mol·L－1＝0.06 mol·L－1，即A、C的化学计量数之比为0.09∶0.06 ＝3∶2，故反应方
程式为3A(g ) 2C(g)＋B(g)，则B的起始浓度为0.05 mol·L－1－0.03 mol·L－1＝0.02 mol·L－1。(2)因升温，v >v ，平衡正向移动，故此反应为吸热反应，其热化学方程式为 3A(g)2C(g)＋B(g) ΔH
正 逆
＝＋100a kJ·mol－1。
(3)乙图中t 时刻v 、v 以同等倍数增大，故改变的条件应是增大压强或加入催化剂。
3 正 逆
(4)在恒温恒压下充入惰性气体，各组分浓度以相同倍数减小，相当于减压，因本反应为等气体体积反应，
平衡不移动，故v ＝v 。
正 逆
【答案】(1)0.02 (2)3A(g)2C(g)＋B(g) ΔH＝＋100a kJ·mol－1 (3)ab (4)＝
17．（10分）肼(NH)与NO 是火箭发射中最常用的燃料与助燃剂。
2 4 2 4
(1)800 ℃时，某密闭容器中存在如下反应：2NO(g ) 2NO(g)＋O(g) ΔH＞0，若开始向容器中加入1
2 2
mol·L－1的NO，反应过程中NO的产率随时间的变化如图中曲线Ⅰ所示。
2
①反应Ⅱ相对于反应Ⅰ而言，改变的条件可能是________。
②请在图中绘制出在其他条件与反应Ⅰ相同，反应在820 ℃时进行，NO的产率随时间的变化曲线。
(2)已知NO(g ) 2NO(g) ΔH＝＋57.20 kJ·mol－1，开始时，将一定量的NO、NO 充入一个容器为2 L
2 4 2 2 2 4
的恒容密闭容器中，浓度随时间变化关系如下表所示：
时间/min 0 5 10 15 20 25 30
c(X)/(mol·L－1) 0.2 c 0.6 0.6 1.0 c c
1 1
c(Y)/(mol·L－1) 0.6 c 0.4 0.4 0.4 c c
2 2
①c(X)代表________(填化学式)的浓度。
② 前 10 min 内 用 NO 表 示 的 反 应 速 率 为 ____________ ； 20 min 时 改 变 的 条 件 是
2
__________________________；重新达到平衡时，NO 的百分含量________(填字母)。
2
a．增大 b．减小 c．不变 d．无法判断
【解析】(1)①由于反应Ⅱ达到平衡时产率与反应Ⅰ相同但所用时间减少，故改变的条件是使用催化剂；②
温度升高，速率加快且有利于平衡向右移动，因此达到平衡所用时间比反应Ⅰ少但比Ⅱ多，NO的产率高于
0.6。(2)①由表中数据知，X代表的物质浓度增加值是Y代表的物质浓度减小值的二倍，故X代表NO，Y代表
2
NO；②0～10 min内，NO 浓度增加了0.4 mol·L－1，故v(NO)＝0.04 mol·L－1·min－1；20 min时，NO 浓度增大
2 4 2 2 2
而NO 浓度不变，故改变的条件是向容器中加入0.8 mol NO；由于温度保持不变，故K是定值，将平衡常数表
2 4 2
达式变换为＝，由于c(NO)肯定增大，故减小，故减小，所以混合物中NO 百分含量减小。
2 2
【答案】(1)①使用催化剂(2)①NO ②0.04 mol·L－1·min－1 向容器中加入0.8 mol NO(其他合理答案也可) b
2 2
18．（15分）碳以及碳的化合物在生活中应用广泛。利用CO 合成甲醇不仅能够使二氧化碳得到有效合理
2
的利用，也能解决日益严重的能源危机。由CO 合成甲醇的过程可能涉及如下反应：
2
反应Ⅰ：CO(g)＋3H(g ) CHOH(g)＋HO(g) ΔH＝－49.58 kJ·mol－1
2 2 3 2 1
反应Ⅱ：CO(g)＋H(g ) CO(g)＋HO(g) ΔH＝＋41.19 kJ·mol－1
2 2 2 2
反应Ⅲ：CO(g)＋2H(g ) CHOH(g) ΔH
2 3 3
回答下列问题：
(1)将一定量的H 和CO 充入恒容密闭容器中并加入合适的催化剂，发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。测得不同温度下
2 2
体系达到平衡时CO 的转化率(a)及甲醇的产率(b)如图所示。
2
①该反应达到平衡后，为同时提高反应速率和甲醇的生成量，以下措施一定可行的是________(填字母)。
A．改用高效催化剂 B．升高温度
C．分离出甲醇 D．增加CO 浓度
2
②据图判断，当温度高于260 ℃后，CO的浓度随着温度的升高而________(填“增大”“减小”“不变”
或“无法判断”)，其原因是__________________________________。
(2)一定条件下，在2 L的恒容密闭容器中充入一定量的H 和CO (假设仅发生反应Ⅰ)。测得在反应物起始
2 2
投入量不同时，CO 的平衡转化率与温度的关系如图所示。
2
反应物起始投入量：
曲线Ⅰ：n(H)＝3 mol，n(CO)＝1.5 mol
2 2
曲线Ⅱ：n(H)＝3 mol，n(CO)＝2 mol
2 2①根据图中数据判断，要使CO 平衡转化率大于40%，以下条件中最合理的是________。
2
A．n(H)＝3 mol，n(CO)＝2.5 mol；550 K
2 2
B．n(H)＝3 mol，n(CO)＝1.6 mol；550 K
2 2
C．n(H)＝3 mol，n(CO)＝1.9 mol；600 K
2 2
D．n(H)＝3 mol，n(CO)＝1.5 mol；650 K
2 2
②请选择图中数据计算500 K时反应Ⅰ的平衡常数K＝____________________。
【解析】(1)①催化剂只能提高反应速率，不能提高平衡时甲醇的生成量，A不符合题意；据图可知当温度
过高时，升高温度，甲醇的产率下降，B不符合题意；分离出甲醇平衡正向移动，CO 浓度减小，反应速率会减
2
慢，C不符合题意；增加CO 浓度，反应速率增大，同时平衡正向移动，甲醇的产率提高，D符合题意。
2
②反应Ⅰ、反应Ⅲ均为放热反应，温度升高不利于CO、CO转化为甲醇，反应Ⅱ为吸热反应，温度升高使
2
更多的CO 转化为CO，所以当温度高于260 ℃后，CO的浓度一定增大。
2
(2)①据图可知当温度为550 K、n(H)＝3 mol、n(CO)＝2 mol时，CO 的平衡转化率低于40%，若要使CO
2 2 2 2
的平衡转化率增大，则应减少CO 的量，而该反应的焓变小于零，为放热反应，温度越低，CO 的平衡转化率
2 2
越大，所以四组数据中最合理的是n(H)＝3 mol，n(CO)＝1.6 mol；550 K，故选B。
2 2
②在温度为500 K的条件下，充入3 mol H 和1.5 mol CO ，容器容积为2 L，平衡时二氧化碳的转化率是
2 2
60%，列三段式有：
CO(g)＋3H(g ) CHOH(g)＋HO(g)
2 2 3 2
0.75 1.5 0 0
0.45 1.35 0.45 0.45
0.3 0.15 0.45 0.45
所以平衡常数K＝＝200。
【答案】(1)①D ②增大 反应Ⅰ和Ⅲ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，温度升高不利于CO、CO转化为
2
甲醇，有利于CO 转化为CO，所以CO浓度一定增大
2
(2)①B ②200
19．（15分）甲烷和水蒸气催化制氢主要有如下两个反应：
①CH(g)＋HO(g)===CO(g)＋3H(g) ΔH＝＋206 kJ·mol－1
4 2 2
②CO(g)＋HO(g)===CO(g)＋H(g) ΔH＝－41 kJ·mol－1
2 2 2
恒定压强为100 kPa时，将n(CH)∶n(HO)＝1∶3的混合气体投入反应器中，平衡时，各组分的物质的量
4 2
分数与温度的关系如图所示。回答下列问题：
(1)写出CH 与CO 生成H 和CO的热化学方程式：____________________________。
4 2 2
(2)关于甲烷和水蒸气催化制氢反应，下列叙述正确的是________(填字母)。
A．恒温、恒容条件下，加入惰性气体，压强增大，反应速率加快
B．恒温、恒容条件下，加入水蒸气，活化分子百分数增大，反应速率加快
C．升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞频率增大，反应速率加快
D．加入合适的催化剂，降低反应温度也能实现单位时间转化率不变
(3)系统中H 的含量在700 ℃左右出现峰值，试从化学平衡的角度解释出现峰值的原因：
2
①低于700 ℃，____________________________________________________________；
②高于700 ℃，____________________________________________________________。
(4)已知投料比为n(CH)∶n(HO)＝1∶3的混合气体，p＝100 kPa。600 ℃时，CH 的平衡转化率为_____，
4 2 4
反应①的平衡常数的计算式为K＝________(K 是以分压表示的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数)。
p p
【解析】(1)①CH(g)＋HO(g)===CO(g)＋3H(g) ΔH＝＋206 kJ·mol－1
4 2 2
②CO(g)＋HO(g)===CO(g)＋H(g) ΔH＝－41 kJ·mol－1
2 2 2
根据盖斯定律，由①－②，ΔH＝＋206 kJ·mol－1＋41 kJ·mol－1＝247 kJ·mol－1，得到CH 和CO 生成H 和
4 2 2
CO的热化学方程式：CH(g)＋CO(g)===2CO(g)＋2H(g) ΔH＝247 kJ·mol－1。
4 2 2
(2)由反应CH(g)＋HO(g)===CO(g)＋3H(g) ΔH＝＋206 kJ·mol－1；恒温、恒容条件下，加入惰性气体，总
4 2 2
压强增大，各物质的分压不变，各气体的浓度没变，化学反应速率不变，故 A不符合题意；恒温、恒容条件下，
加入水蒸气，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增加，有效碰撞几率增大，反应速率加快，故 B不
符合题意；升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞几率增大，反应速率加快，故 C符合题意；反应为吸热
反应，加入合适的催化剂，可缩短达到平衡的时间，但不影响平衡的移动，单位时间内气体的转化率不变；降
低反应温度，平衡逆向移动，单位时间内气体的转化率减小，故D不符合题意。
(3)①温度低于700 ℃时，由于正反应方向吸热，随着温度的升高，反应向正反应方向进行的程度较大，氢
气的物质的量逐渐增大。
②温度高于700 ℃，随着反应的进行，一氧化碳的物质的量增大，发生反应②，反应②正反应放热，当温
度升高时，平衡逆向移动，使氢气的物质的量减小。
(4)已知投料比为n(CH)∶n(HO)＝1∶3的混合气体，设甲烷的初始物质的量为1 mol，水蒸气的初始物质
4 2
的量为3 mol，设转化的甲烷的物质的量为x，设转化的一氧化碳的物质的量为y，列三段式：
CH(g)＋HO(g ) CO(g)＋3H(g)
4 2 2
开始/mol 1 3 0 0
变化/mol x x x 3x
平衡/mol 1－x 3－x x 3x
CO(g)＋HO(g ) CO(g)＋H(g)
2 2 2
开始/mol x 3－x 0 3x
变化/mol y y y y
平衡/mol x－y 3－x－y y 3x＋y由题图可知，600 ℃时，CH 的物质的量分数为0.04，各气体的总物质的量为1－x＋3－x－y＋x＋3x＋y＝4
4
＋2x，＝0.04，解得x＝ mol，CH 的平衡转化率为×100%≈77.78%；由题图可知，600 ℃时，平衡时H 的物质
4 2
的量分数为0.50，由此可以得到：＝0.50，解得y＝ mol，平衡时CO的物质的量＝ mol－ mol＝ mol，CO的
物质的量分数为＝0.06，CH 的物质的量分数为0.04, HO的物质的量分数为0.32，H 的物质的量分数为0.50，
4 2 2
反应①的平衡常数的计算式为K＝＝＝5 859.375。
p
【答案】(1)CH(g)＋CO(g)===2CO(g)＋2H(g) ΔH＝247 kJ·mol－1
4 2 2
(2)C (3)由于反应①正反应方向吸热，随着温度的升高，反应向正反应方向进行的程度较大，氢气的物质
的量逐渐增大 随着反应的进行，一氧化碳的物质的量增大，发生反应②，反应②正反应放热，当温度升高时，
平衡逆向移动，使氢气的物质的量减小 (4)77.78% 5 859.375
