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专题七 能力提升检测卷
1．下列说法正确的是
A．自发反应是指不需要条件就能发生的反应
B．非自发过程在任何条件下都不可能变为自发过程
C．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
D．常温下，反应C(s)+CO2(g)
2CO(g)不能自发进行，则该反应的△H＞0
【答案】D
【解析】A．自发反应是指在一定温度和压强下，不需要外界帮助即可发生的化学反应，故A 错误；
B．非自发过程在一定条件下可能变为自发过程，如碳酸钙受热分解的反应是熵增的吸热反应，属于在高
温下进行的非自发过程，故B 错误；
C．使用催化剂只能降低反应的活化能，加快反应速率，但不能改变化学反应进行的方向，故C 错误；
D．碳与二氧化碳生成一氧化碳的反应是熵增的反应，由常温下该反应不能自发进行可知，反应ΔH—TΔS
＞0，则该反应的焓变ΔH＞0，故D 正确；故选D。
2．常压下，1g 冰熔化成1g 水、1g 水蒸发成1g 水蒸气的焓和熵的变化情况如图所示。
已知：熔化过程：
蒸发过程：
下列说法不正确的是
A．
；
B．
；
C．
D．蒸发过程属于高温自发过程
1
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【答案】C
【解析】水由固态转化为液态吸收能量，熔化过程为吸热过程，则
，蒸发过程为吸热过程，则
，A 正确；同种物质不同状态的混乱度：g>l>s，混乱度越大熵变值越大，则
，
，B
正确；蒸发过程熵变值更大，即
，C 错误；蒸发过程
，
，根据自发进行的判据：
，该反应需要高温条件自发进行，D 正确；故选C。
3．在恒容密闭容器中进行反应：C(s)＋CO2(g)
2CO(g) ∆H>0。下列说法不正确的是
A．∆S>0
B．反应在高温下能自发进行
C．当混合气体的密度不再变化时，反应一定达到平衡状态
D．容器内气体浓度c(CO2) c(CO)=1 2
∶
∶时，反应一定达到平衡状态
【答案】D
【解析】气体分子总数增加，则
，A 正确；由于该反应是吸热反应，其△S＞0，根据△H－T△S＜
0，该反应在高温下才能自发进行，低温下不能自发进行，B 正确；随着正反应的发生，混合气体的密度逐
渐增大，所以当混合气体的密度不再发生变化时，反应达到平衡状态，C 正确；因为各成分的量取决于起
始的投料，容器内气体浓度c(CO2) c(CO)=1 2
∶
∶时，难以体现逆反应速率和正反应速率相等、也难以确定各
成分的量是否不再变化，故反应不一定达到平衡状态， D 不正确；答案选D。
4．通过2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g) ΔH=-746.5kJ·mol-1催化还原的方法，可将汽车尾气中有害气体转
化为无害气体。下列说法正确的是
A．该反应在任何条件下都能自发进行
B．反应的平衡常数可表示为K=
C．其它条件不变，增大
的值，NO 的转化率下降
D．使用高效的催化剂可以降低反应的焓变
【答案】C
【解析】反应为放热的熵减反应，根据
反应可以自发进行，则反应在低温下可以自发进行，A
错误；平衡常数等于生成物浓度系数次方之积与反应物浓度系数次方之积的比；反应的平衡常数可表示为
2
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K=
，B 错误；其它条件不变，增大
的值，相当于增加NO 投料，会促进CO 的转化，
但是NO 自身的转化率下降，C 正确；催化剂改变反应速率，不改变反应的焓变，D 错误；故选C。
5．反应A+3B=4C+2D，在不同条件下反应，其平均反应速率v(X)(表示反应物的消耗速率或生成物的生成
速率)如下，其中反应速率最快的
A．v(A)=2.4mol/(L·min)
B．v(B)=0.08mol/(L·s)
C．v(C)=7.2mol/(L·min)
D．v(D)=0.7mol/(L·s)
【答案】A
【分析】反应速率之比等于化学计量数之比，根据反应方程式，把不同物质的反应速率换算成同一物质的
反应速率进行比较。
【解析】同一反应中各物质的反应速率之比等于化学计量数之比，根据反应A(g)＋3B(g)
4C(g)＋
2D(g)，把这些反应速率都换算成A 的反应速率。
A．v(A)= 2.4mol/(L·min)=0.04mol/(L·s)；
B．v(A)=
mol/(L·s)；
C．v(A)=
7.2mol/(L·min)= 0.03mol/ (L·s)；
D．v(A)=
0.7mol/(L·s)=0.35 mol/(L·s)；
所以反应速率大小顺序是A> D> C> B，反应速率最快的是A；答案选A。
6．化学反应速率的研究对工农业生产和日常生活有着十分重要的意义，下列操作不能加快化学反应速率
的是
A．合成氨反应中增大容器的容积
B．燃煤发电时用煤粉代替煤块
C．用
制备
时，使用
作催化剂
D．用70%的硫酸溶液代替98%的浓硫酸与
粉末反应制备
【答案】A
【解析】合成氨反应中增大容器的容积，反应物浓度减小，反应速率减小，A 符合；燃煤发电时用煤粉代
替煤块，增大反应物的接触面积，加快反应速率，B 不符合；用
制备
时，使用
作催化剂，
3
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加快反应速率，C 不符合；用70%的硫酸溶液代替98%的浓硫酸与
粉末反应制备
，增大氢离子
浓度，加快反应速率，D 不符合；答案选A。
7．可使反应C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)的反应速率增大的措施是
①增大压强 ②恒容通入H2O(g) ③增加碳的用量 ④适当提高温度 ⑤恒容下充入N2
A．④⑤
B．①③⑤
C．①③④
D．①②④
【答案】D
【解析】①增大压强，反应速率增大，①符合题意；②恒容通入H2O(g)，增加反应物水蒸气的浓度，故反
应速率增大，②符合题意；③反应中，碳是反应物，但是状态是固体，增加碳的用量，认为浓度不变，故
反应速率不变，③不符合题意；④适当提高温度，反应速率增大，④符合题意；⑤恒容下充入N2，氮气不
是参与反应的气体，在容积不变时，增加氮气，总压强增大，但是原反应气体的压强没改变，则反应气体
的浓度不变，反应速率不变，⑤不符题意；故答案选①②④，选D。
8．下列说法不正确的是
A．恒温恒容下，对于反应
，压强不再变化，说明反应已达到平衡状态
B．绝热体系中，对于反应
，正反应为放热反应，若反应体系的温
度不变，说明反应已达到平衡状态
C．在恒容容器中，发生反应
，若混合气体的颜色不再变化，说明反应达到平衡状
态
D．恒温恒容下，对于反应：
，当
，反应达到平衡状态
【答案】D
【解析】对于反应
，正反应为体积减小的反应，恒温恒容下，压强不再变化，
说明反应已达到平衡状态，A 正确；该反应为放热反应，绝热体系中，体系的温度为变量，当体系的温度
保持不变时，表明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，B 正确；该反应中I2有颜色，混合气体的颜
色为变量，当混合气体的颜色保持不变时，表明该反应达到平衡状态，C 正确；
，此
时正逆反应速率不相等(反应速率之比等于化学计量数之比时，速率相等)，说明未达到平衡状态，D 错
误；答案选D。
4
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9．反应
的速率方程为
(k 为速率常数，其中
，A、R 为常数，
为活化能，T 为开氏温度)，其半衰期(反应物消耗一半所需的时
间)为
。改变反应物浓度时，反应的瞬时速率如表所示。下列说法正确的是
0.25
0.5
l
0.5
l
0.05
0.05
0.1
0.1
0.2
1.6
3.2
3.2
A．
B．
C．在过量的B 存在时，A 剩余25%所需的时间是
D．升温、加入催化剂，缩小容积(加压)，均能使k 增大，导致反应的瞬时速率加快
【答案】C
【分析】由第二组和第四组数据，A 浓度相同，B 浓度不同，速率相等，可知n=0，再由第一组和第二组
数据代入
可得
，可知m=1；将第一组数据代入
，可得k=6.4×10-3，则
。
【解析】根据数据分析，
，
，
，A 错误；由分析可知，速率常数
，B 错
误；
存在过量的B 时，反应掉75%的A 可以看作经历2 个半衰期，即
，因此所需的时间为
，C 正确；速率常数与浓度无关，缩小容积(加压)不会使k 增大，D 错误；故选
C。
10．在T℃、
时，将1mol CO 和3mol
充入体积可变的密闭容器中，发生反应：
5
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。能说明该反应达到平衡状态的是
A．
B．容器内压强不再发生变化
C．CO(g)和
(g)的物质的量之比不再发生变化
D．混合气体的密度不再发生变化
【答案】D
【解析】
说明正逆反应速率不相等，没有达到平衡状态，A 错误；根据已知信息可知反
应前后压强始终不变，所以容器内压强不再发生变化不能说明反应达到平衡状态，B 错误；将1mol CO 和
3mol
充入体积可变的密闭容器中，发生反应：
，说明CO(g)和
(g)的物质的量之比始终是1：3，不能据此说明反应达到平衡状态，C 错误；反应前后气体质量不变，但容
器的容积是变化的，所以混合气体的密度不再发生变化说明反应达到平衡状态，D 正确；答案选D。
11．在恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生分解反应：
，测得不同起始
浓度和不同催化剂表面积时Z 的浓度随时间的变化如表所示。下列说法错误的是
编
号
0
20
40
60
80
①
a
2.40
2.00
1.60
1.20
0.80
②
a
1.20
0.80
0.40
x
③
2a
2.40
1.60
0.80
0.40
0.40
A．实验①，100 min 时反应达到平衡状态
B．实验②，60 min 时反应处于平衡状态
C．相同条件下，增大催化剂的表面积，Z 的平衡转化率不变
D．相同条件下，增加Z 的浓度，反应速率增大
【答案】D
【解析】由实验①中数据可知，该反应的速率保持不变，对比实验①、③可知，实验①达到平衡时Z 的浓
6
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度也为
，而实验①中100 min 时Z 的浓度减小到
，即100 min 时反应达
到平衡状态，选项A 正确；由数据分析知，反应速率不变，若实验②中60 min 时没有达到平衡状态，则Z
的浓度为0，与可逆反应的特点不符，所以60 min 时反应已达平衡状态，选项B 正确；增大催化剂的表面
积，能加快反应速率，但不影响化学平衡，即Z 的平衡转化率不变，选项C 正确；实验①和②催化剂表面
积相同，实验①中Z 的起始浓度是实验②的2 倍，实验①、②中0~20 min 和20~40 min 内，∆c(Z)都是
，则相同条件下增加Z 的浓度，反应速率并未增大，选项D 错误；答案选D。
12．在盛有
载氧体的恒容密闭容器中充入空气，发生反应：
。平衡时
的体积分数
随反应温度
变化的曲线如图所示。下
列说法错误的是
A．
B．该反应的平衡常数表达式为
C．在
时加入催化剂，平衡时
D．
达到平衡状态后，充入纯氧，再次达到平衡后，
【答案】C
【解析】平衡时
的体积分数
随温度升高而增大，则升温平衡左移，
，A 正确；该反应方程
式为
，则按定义，其平衡常数表达式为
，B 正确；由图知，在
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时平衡时
，催化剂通常能加快反应但不影响平衡，则加入催化剂时
，C 不
正确；
达到平衡状态后，充入纯氧不影响平衡常数，
，则再次达到平衡后，
，D 正确；答案选C。
13．向一恒容密闭容器中加入
和一定量的
，发生反应：
。
的平衡转化率按不同投料比
随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A．
B．反应速率：
C．点a、b、c 对应的平衡常数：
D．反应温度为
，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态
【答案】B
【解析】一定条件下，增大水的浓度，能提高CH4的转化率，即x 值越小，CH4的转化率越大，则
，故A 正确；b 点和c 点温度相同，CH4的起始物质的量都为1mol，b 点x 值小于c 点，则b 点加水多，反
应物浓度大，则反应速率：
，故B 错误；由图像可知，x 一定时，温度升高CH4的平衡转化率增
8
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大，说明正反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，K 增大；温度相同，K 不变，则点a、b、c 对应的
平衡常数：
，故C 正确；该反应为气体分子数增大的反应，反应进行时压强发生改变，所以温
度一定时，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态，故D 正确；答案选B。
14．已知可逆反应
，其他条件不变，C 的物质的量分数和温度(T)或压强(P)
的关系如图，根据图像判断下列说法正确的是
A．平衡常数K：
，
B．反应达到平衡后，添加合适的催化剂，D 的百分含量增加
C．e、f 点对应的化学反应速率：
D．
，
【答案】A
【解析】根据“先拐先平数值大”，知
，
，温度降低，C 的物质的量分数增大，平衡向正反
应方向移动，平衡常数增大，故
，由于平衡常数只与温度有关，故
，A 项正
确；反应达到平衡后，添加合适的催化剂，平衡不移动，D 的百分含量不变，B 项错误；e 点对应温度小于
f 点对应温度，故
，C 项错误；根据“先拐先平数值大”，知
，
，D 项错误；答案
选A。
15．在某一恒温体积可变的密闭容器中发生如下反应：A(g)+B(g)⇌2C(g) ΔH<0。t1时刻达到平衡后，在t2
时刻改变某一条件，其反应过程如图。下列说法正确的是
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A．0～t2时，v 正＞v 逆
B．t2时刻改变的条件可以是向密闭容器中加C
C．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，A 的体积分数Ⅰ＞Ⅱ
D．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数I＜Ⅱ
【答案】B
【分析】该反应的正反应是气体分子数不变的放热反应，该容器为恒温体积可变的密闭容器；t2时刻改变
条件逆反应速率突然增大，后逆反应速率逐渐减小直至达到新平衡，新平衡状态时逆反应速率与旧平衡状
态时的相等，说明t2时刻改变的条件是向密闭容器中加C。
【解析】由图可知，0~t1逆反应速率逐渐增大，反应正向进行v 正＞v 逆，t1~t2反应保持平衡状态，v 正=v 逆，
A 项错误；根据分析，t2时刻改变的条件可以是向密闭容器中加C，B 项正确；I、Ⅱ两过程达到平衡时反
应速率相等，结合反应的特点，达到平衡时A 的体积分数I=Ⅱ，C 项错误；I、Ⅱ两过程达到平衡时温度相
同，则平衡常数I=Ⅱ，D 项错误；答案选B。
16．科学家研究出一种新的催化剂能有效处理汽车尾气，其反应的化学方程式为
，若反应在恒容密闭容器中进行，由该反应相关图像作出的判断正确的是
A．图甲中改变的反应条件为加入等量的NO 和CO
B．图乙中纵坐标可代表NO 的百分含量
C．图丙中纵坐标可代表CO 的百分含量
D．图丁中a、b、c 三点均已达到化学平衡状态
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【答案】D
【解析】加入等量的NO 和CO 相当于增大压强，正逆反应速率都增大，平衡正向移动，速率是
，
故A 错误；按照先拐先平数值大，温度是T2>T1，反应是放热反应，温度升高平衡逆向移动，NO 的百分含
量应该增大，和图示不符合，故B 错误；按照先拐先平数值大，压强是p2>p1，压强大平衡应该是正向移
动，CO 含量应该减少，和图示不符合，故C 错误；abc 三点都在平衡常数与温度关系的曲线上，都处于平
衡状态，故D 正确；答案选D。
17．在新型的催化剂(主要成分是
的合金)、压强为
的条件下，利用
和
制备二甲醚(
)，反应为
，实验测得CO 的平衡转化率和二甲醚的产
率随温度的变化曲线如图所示，下列有关说法错误的是
A．该反应是一个放热反应
B．该反应在加热时应迅速升温到
C．温度高于
，
的产率降低，说明高温催化剂对副反应选择性好
D．增大压强可以提高
的产率
【答案】C
【解析】升高温度，CO 转化率下降，说明平衡逆向移动，逆向是吸热反应，则该反应是一个放热反应，
故A 正确；根据图中信息升温在
时CO 转化率较高，
的产率最大，因此该反应在加热时应迅
速升温到
，故B 正确；温度高于
，
的产率曲线与CO 转化率曲线相接近，因此不是副
11
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反应的影响，而是升高温度，平衡逆向移动，CO 转化率减小，
的产率减小，故C 错误；该反应正
反应是体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，可以提高
的产率，故D 正确。综上所述，答
案为C。
18．已知
在瞬间即可达成化学平衡。NO2和N2O4混合气体体积由V 压缩至
时，相关数据变化如下表。根据表中数据得出若干结论，下列结论不正确的是
温度/L
气体的总压强/Pa
NO2的物质的量浓度/ mol·L-1
298
1.28×10-2
311
2.80×10-2
A．体积由V 压缩至
时，NO2的物质的量减少
B．正反应和逆反应的活化能均较低
C．体积缩小后混合气体的颜色加深
D．其它条件不变，温度升高，该反应正向移动
【答案】A
【解析】体积为VL 时，NO2的物质的量为1.28×10-2mol/L×VL=1.28×10-2Vmol，体积为
时，NO2的物质
的量为2.80×10-2mol/L×
L=1.40×10-2Vmol，NO2的物质的量增大，A 不正确；由于该反应在瞬间即可达成
化学平衡，所以正反应和逆反应的活化能均较低，B 正确；体积缩小后，NO2的浓度增大，则混合气体的
颜色加深，C 正确；由于该反应为吸热反应，则其它条件不变，温度升高，该反应正向移动，D 正确；故
选A。
19．一定条件下热解制取
：
。已知其他条件不变时，温度对
的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示。下列说法一定正确的是
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A．平衡常数：
B．达到平衡所需时间：
C．总能量：
D．单位时间的转化率。：
【答案】C
【解析】由图可知，升高温度，
的平衡转化率增大，说明反应
吸热，温度越高，平衡常数越大，温度：Z>Y，平衡常数：
，故A 错误；温度越高，催化效率越强，反应速率越快，则Y 点的反应速率大于X 点的反应
速率，则达到平衡所需时间：
，故B 错误；由图可知，升高温度，
的平衡转化率增大，说
明反应
吸热，总能量：
，故C 正确；Z 点和Y 点
温度差别不大，但Z 点的催化效率远低于Y 点，说明Y 的反应速率大于Z 点的反应速率，则单位时间的转
化率：
，故D 错误；故选C。
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20．纳米二氧化钛催化剂可用于工业上合成甲醇：
，按
投
料比将
与
充入
恒容密闭容器中，在一定条件下发生反应，测得
的平衡转化率与温度、压强的
关系如图所示。下列说法错误的是
A．
B．
C．N 点
转化率、平衡常数均大于M 点
D．
、
压强下，Q 点对应的
【答案】C
【解析】由图可知，随温度升高CO 的平衡转化率下降，说明升温平衡逆向移动，则正向为放热反应，
，故A 正确；该反应正向气体分子数减小，增大压强平衡正向移动，减小压强平衡逆向移动，由
图：压强由
过程中CO 转化率增大，可知平衡正向移动，则压强：
，故B 正确；N、
M 点温度相同，则K 相同，故C 错误；
、
压强下M 点为平衡状态，Q 点转化率低于平衡转化率，
则反应正向进行，
，故D 正确；故选C。
21．某实验小组探究外界条件对化学反应速率的影响，进行了以下实验。
Ⅰ．探究温度、浓度对硫代硫酸钠与稀硫酸反应速率的影响
14
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(1)写出
与
反应的离子方程式 。
(2)该小组同学设计了如下表所示系列实验：
实验序
号
反应温
度/℃
溶液
稀
溶液
V/mL
c/(mol/L)
V/mL
c/(mol/L)
V/mL
①
20
10.0
0.10
10.0
0.50
0
②
0.10
0.50
③
0.10
0.50
实验①和②探究温度对该反应速率的影响，则实验②中，
(填“20℃”或“60℃”)、
mL。
实验①和③探究
浓度对该反应速率的影响，则实验③中，若
，则
mL、
mL。
Ⅱ．探究催化剂对
分解速率的影响
(3)按下图进行定量实验研究。挤压注射器使
溶液全部加入试管中，记录数据；用
溶液代替
溶液进行平行实验，比较催化剂对反应速率的影响。该实验需测定的实验数据是 。
(4)用上图中的装置，探究
催化
分解的最佳条件。此时注射器中应加入的试剂是 。挤压
注射器使液体全部加入试管中开始至不再有气体产生，记录反应时间。反应物用量和反应时间如下表：
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0.1g
0.3g
0.8g
10mL1.5%
223s
67s
56s
10mL3.0%
308s
109s
98s
10mL4.5%
395s
149s
116s
分析表中数据，从实验效果和“绿色化学”的角度考虑，
的浓度一定时，加入 g 的
为
较佳选择。
【答案】(1)
(2) 60℃ 10.0 10.0 5.0
(3)一定时间内产生气体的体积(或生成相同体积的气体所需要的时间)
(4)
溶液 0.3
【分析】利用控制变量法探究某一因素对化学反应速率的影响时，应保证其他反应条件相同。
【解析】（1）酸性条件下，
发生歧化反应生成二氧化硫和单质硫，反应的离子方程式为
；
（2）实验①和②探究温度对该反应速率的影响，则实验①和②只有温度不同，其他条件均相同，则
60℃，
10.0mL；实验①和③探究
浓度对该反应速率的影响，则实验①和③中只有
浓度不
同，其他反应条件相同，因此
10.0mL，
5.0mL；
（3）过氧化氢在催化剂的催化下分解生成氧气，则测定一定时间内产生气体的体积(或生成相同体积的气
体所需要的时间)即可比较催化剂对反应速率的影响；
（4）若该装置用于探究
催化
分解的最佳条件，注射器内加入的试剂应为
溶液；由表格数
16
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据可知，
溶液的浓度相同时，二氧化锰的用量越大，反应结束所需时间越少，即反应速率越快；
的质量由0.1g 变为0.3g 时，反应结束时间改变非常大，而质量由0.3g 变为0.8g 时，反应结束时间变
化不大，所以从实验效果和“绿色化学”的角度考虑，加入0.3g 的
为较佳选择。
22．将CO2转化为更有价值的化工原料，正成为科学家们研究的一个重要领域。回答下列问题：
(1)已知：①2H2(g)＋O2(g)
2H2O(g) ΔH= − 484 kJ∙mol−1
2CH
②
3OH(g)＋ 3O2(g)
2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH =−1353 kJ∙mol−1
则CO2(g)＋ 3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH = kJ∙mol−1.
(2)CO2催化加氢制甲醇过程中，存在竞争的副反应主要是： CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH =＋
41 kJ∙mol−1.在恒温密闭容器中，CO2的平衡转化率[α(CO2)%]和甲醇选择性[(CH3OH)%=
×100%]随着温度变化关系如下图所示。
①分析温度高于236°C 时图中曲线下降的原因 。
②按1 mol CO2(g)、3 mol H2(g)投料反应，计算 244°C 时反应生成CH3OH 的物质的量为 mol。
(保留两位有效数字)
③在压强为p 的反应条件下，1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)反应并达到平衡状态，CO2平衡转化率为20%，甲
醇选择性为50%，该温度下主反应的平衡常数Kp= 。 (列出计算式即可)
【答案】(1)−49.5
(2) 主反应是放热反应，副反应是吸热反应，升高温度，主反应平衡逆向移动，副反应平衡正向移动，且
主反应平衡移动程度占主要因素，因而使 CO2转化率、甲醇选择性均下降 0.061
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【解析】（1）根据盖斯定律，将反应①的焓变值的1.5 倍减去反应②的焓变值的一半得到CO2(g)＋ 3H2(g)
= CH3OH(g)＋H2O(g)， ΔH =[(− 484 kJ∙mol−1)×1.5]−[(−1353 kJ∙mol−1)÷2]=−49.5kJ∙mol−1；
（2）分析温度高于236°C 时图中曲线下降的原因根据方程式分析主反应是放热反应，副反应是吸热反应，
升高温度，主反应平衡逆向移动，副反应平衡正向移动，且主反应平衡移动程度占主要因素，因而使 CO2
转化率、甲醇选择性均下降；按1 mol CO2(g)、3 mol H2(g)投料反应，244°C 时二氧化碳转化率是10.5%，
甲醇选择性为58.3%，因此此温度下反应生成CH3OH 的物质的量为1mol×10.5%×58.3%≈0.061mol；
在压强为p 的反应条件下，1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)反应并达到平衡状态，CO2平衡转化率为20%，甲醇
选择性为50%，
，
，则
平衡时二氧化碳物质的量为0.8mol，氢气物质的量为2.6mol，甲醇物质的量为0.1mol，水蒸气物质的量为
0.2mol，一氧化碳物质的量为0.1mol，总气体物质的量为3.8mol，则该温度下主反应的平衡常数
；
23．CS2为无色液体，是一种常见的溶剂，在化工生产中有重要作用，如制造人造丝、杀虫剂、促进剂等。
(1)天然气法合成CS2相关反应如下：
反应I．CH4(g)+2S2(g)=CS2(g)+2H2S(g) ΔH1
反应Ⅱ．S8(g)=4S2(g) ΔH2=+411.15kJ·mol-1
反应Ⅲ．2CH4(g)+S8(g)=2CS2(g)+4H2S(g) ΔH3=+201.73kJ·mol-1。
则ΔH1= ；反应I 的活化能Ea(正) Ea(逆)(填“>”“<”或“=”)。
(2)一定条件下，向一体积为1L 的密闭容器中充入S8(g)、CH4发生反应I、Ⅱ，CH4与S2反应中CH4的平衡
转化率、S8分解产生S2的体积分数随温度的变化曲线如图所示。
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①工业上通常采用在600~650℃的条件下进行此反应，而不采用低于600℃的原因是 。
②某温度下若S8完全分解成S2，在密闭容器中，以n(S2)：n(CH4)=2：1 开始反应，当CS2体积分数为10%
时，CH4转化率为 。
(3)利用工业废气H2S 生产CS2的反应为CH4(g)+2H2S(g)
CS
⇌
2(g)+4H2(g)。向某密闭容器充入1molCH4、
2molH2S，维持体系压强为p0kPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数随温度T 的变化如图。
①图中表示CH4的曲线是 (填“a”“b”“c”或“d”)。
780℃
②
时，该反应的Kp= (列出表达式即可，用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量
分数)。
③维持m 点温度不变，向容器中再通入CH4、H2S、CS2、H2各1mol，此时速率关系为v(正)
v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1) −104.71 kJ∙mol−1 <
(2)600℃时甲烷平衡转化率高达99%，低于600°C 时，S2浓度明显偏小，且反应速率慢 30%
(3)d
＜
【解析】（1）反应I．CH4(g)+2S2(g)=CS2(g)+2H2S(g) ΔH1
反应Ⅱ．S8(g)=4S2(g) ΔH2=+411.15kJ·mol-1
反应Ⅲ．2CH4(g)+S8(g)=2CS2(g)+4H2S(g) ΔH3=+201.73kJ·mol-1。
根据题干信息，ΔH1=(ΔH3-ΔH2)/2= -104.71kJ/mol；反应I 为放热反应，故Ea(正) <Ea(逆)。
（2）由图可知，600℃时，S2体积分数明显偏小，且反应速率较慢，故通常采用600~650℃的条件下进行
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此反应，而不采用低于600℃的；在密闭容器中，n(S2)：n(CH4)=2：1 开始反应，设CH4的起始物质的量为
a，转化的物质的量为x，即
CS2体积分数为10%，即
，解得x=0.3a，则CH4转化率为
。
（3）①由a、b、c、d 变化趋势及相同时间内四者的变化量，可知，a、b 曲线为生成物，分别为H2、CS2
，c、d 曲线分别为H2S 、CH4，故图中表示CH4的曲线是d；
②
，780°C 时，a、d 相交，此时H2、CH4的物质的量分
数相等，即1-x=4x,解的x=0.2mol，则平衡时，CH4、H2S、CS2、H2的物质的量分别为0.8mol、1.6mol、
0.2mol、0.8mol，P 分压(CH4)=P 总n%=P0
，以此类推，P 分压(H2S)=
P 分压(CS2)=
P 分压(H2)=
，故KP=
；
③
m 点时，b、d 相交，此时CS2、CH4的物质的量分数相等，即1-x=x,解的x=0.5mol，则平衡时，CH4、
H2S、CS2、H2的物质的量分别为0.5mol、1mol、0.5mol、2mol，P 分压(CH4)=
，P 分压(H2S)=
， P 分压
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(CS2)=
， P 分压(H2)=
，故KP=
；维持m 点温度不变，向容器中再通入CH4、
H2S、CS2、H2各1mol，则CH4、H2S、CS2、H2的物质的量分别为1.5mol、2mol、1.5mol、3mol，则总物质
的量为8mol，P 分压(CH4)=
P 分压(H2S)=
P 分压(CS2)=
P 分压(H2)=
，QP=
>KP，反应向逆反应方向进行，故此时速率关系为v(正) <v(逆)。
24．汽车尾气的污染不容忽视，对汽车尾气中污染气体NO 和CO 的转化是研究热点。
I．汽车尾气中的
对人体健康有严重危害，一种新技术用
还原
的反应原理为：
。该反应的能量变化过程如图：
(1)△H=
(用图中字母a、b、c、d 表示) 。
Ⅱ．已知反应：
可以有效转化汽车尾气。在密
闭容器中充入2molCO 和2molNO，平衡时NO 的体积分数与温度、压强的关系如图所示：
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(2)充分反应达到平衡后，放出的热量Q
(选填“大于”、“小于”、“等于”)
(3)据图分析可知，
(选填“大于”、“小于”、“等于”)；反应平衡后，改变以下条件能使
速率和两种污染气体转化率都增大的是 (填标号)。
A．压缩容器体积 B．升高温度 C．恒压充入氦气 D．加入催化剂
(4)反应在D 点达到平衡后，若此时降低温度，同时压缩容器体积，在重新达到平衡过程中，D 点会向A～
G 点中的 点方向移动。
(5)某研究小组探究催化剂对
转化率的影响。将
和
按物质的量1：1，以一定的流速通过两
种不同的催化剂进行反应，相同时间内测量逸出气体中
含量，从而确定尾气脱氮率(即
的转化率)，
结果如图所示：
①温度低于200℃时，图中曲线I 脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因是 。
a
②点脱氮率小于对应温度下的平衡脱氮率，原因是 。
450℃
③
时，平衡脱氮率为50%，压强恒为P，则
(
为以分压表示的平衡常数，用含P 的
代数式表示)。
【答案】(1)—(c+d—a+b)
(2)小于
(3) 大于 A
(4)G
(5) 温度较低时，催化剂的活性偏低 该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡脱氮率减小，
曲线Ⅱ中450℃时的脱氮率高于a 点，说明a 点未达到平衡
【解析】（1）由图可知，反应物破坏化学键需要吸收的能量之和为(a+b) kJ/mol，生成物形成化学键释放
的能量为(c+d) kJ/mol，该反应为放热反应，则反应△H=—[(c+d) kJ/mol—(a+b) kJ/mol]=—(c+d—a+b)
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kJ/mol；
（2）该反应为可逆反应，可逆反应不可能完全反应，则2mol 一氧化碳和2mol 一氧化氮在密闭容器中不能
完全反应，所以充分反应达到平衡后，放出的热量Q 小于746.5kJ；
（3）该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，一氧化氮的体积分数增大，由图可知，压
强一定时，T1条件下一氧化氮的体积分数大于T2，则温度T1大于T2；
A．该反应是气体体积减小的反应，压缩容器体积，容器中气体压强增大，反应速率增大，平衡向正反应
方向移动，两种污染气体转化率都增大，故正确；
B．该反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，两种污染气体转化率都减小，故错误；
C．恒压充入氦气相当于减小压强，化学反应速率减小，故错误；
D．加入催化剂，化学反应速率增大，但化学平衡不移动，两种污染气体转化率都不变，故错误；
故选A；
（4）该反应是一个气体体积减小的放热反应，相同压强下降低温度，向正反应方向移动，一氧化氮体积
分数减小，相同温度下增大压强，平衡向正反应方向移动，一氧化氮体积分数减小，降低温度的同时压缩
容器体积，在重新达到平衡过程中，D 点会向G 点移动，故答案为G；
（5）①温度低于200℃时，图中曲线I 的脱氮率随温度升高而变化不大说明反应温度较低，催化剂的活性
偏低，化学反应速率较慢，反应消耗一氧化氮的量较少；
②该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡脱氮率减小，曲线Ⅱ中450℃时的脱氮率高于a 点，
说明a 点未达到平衡，是平衡的形成过程，所以a 点脱氮率小于对应温度下的平衡脱氮率；
③设450℃时，一氧化氮和一氧化碳的起始物质的量都为2mol，由一氧化氮的平衡脱氮率为50%可知，平
衡时一氧化氮、一氧化碳、氮气、二氧化碳的物质的量分别为2mol—2mol×50%=1mol、2mol—
2mol×50%=1mol、2mol×50%×
=0.5mol、2mol×50%=1mol，由压强恒为P 可知，一氧化氮、一氧化碳、
氮气、二氧化碳的平衡分压为
、
、
、
，则分压平衡常数KP=
=
。
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