資源簡介

單元檢測六　化學反應速率與化學平衡
一、選擇題(本題包括15小題，每小題3分，共45分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)
1.對于化學反應方向的確定，下列說法不正確的是(　　)
A.在溫度、壓強一定的條件下，焓因素和熵因素共同決定一個化學反應的方向
B.溫度、壓強一定時，放熱的熵增加反應一定能自發進行
C.能夠自發進行的反應一定是熵增的過程
D.固體的溶解過程與熵變有關
2.(2024·江蘇淮安聯考)對于反應2NO2(g)N2O4(g)，下列說法正確的是(　　)
A.該反應的ΔH>0，ΔS<0
B.該反應的平衡常數表達式為 K＝
C.升高溫度， 該反應的v正增大，v逆減小
D.將容器體積壓縮為原來一半，氣體顏色比壓縮前深
3.空間站中CO2的處理涉及反應CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH＝-164.9 kJ· mol-1，下列說法正確的是(　　)
A.混合氣體的平均摩爾質量不再改變，說明反應達到化學平衡狀態
B.若某剛性密閉容器中，初始投入c(CO2)＝1 mol·L-1、c(H2)＝4 mol·L-1，平衡時CO2的轉化率為50%，則平衡常數K＝16
C.恒溫時增大該體系的壓強，平衡正向移動，化學平衡常數增大
D.使用催化劑能降低反應的活化能，提高CO2的平衡轉化率
4.(2024·江蘇南通模擬)CuOx TiO2可用于低溫下催化氧化HCHO：HCHO(g)＋O2(g)CO2(g)＋H2O(l)。下列關于CuOx TiO2催化氧化甲醛的反應說法正確的是(　　)
A.該反應ΔH<0，ΔS<0
B.HCHO、CO2、H2O均為極性分子
C.升高溫度，v逆增大，v正減小
D.使用CuOx TiO2催化劑降低了該反應的焓變
5.(2025·江西高三模擬)298 K時用萃取劑HA萃取水溶液中鈹離子的可逆反應為Be2＋(aq)＋4HA(l)BeA2(HA)2(l)＋2H＋(aq)，實驗測得某離子濃度變化如圖所示(c1A.a點時，v正>v逆
B.正反應速率：b>c
C.c點時降低溶液pH，萃取平衡常數保持不變
D.ac段速率v(Be2＋)＝ mol·L-1·min-1
6.(2024·四川模擬預測)一定條件下，發生反應：X(g)＋2Y(g)2Z(g)。現有三個容積均為2 L的恒容密閉容器甲、乙、丙，起始投料如下：
甲 乙 丙
X(g) 1 mol 0 2 mol
Y(g) 2 mol 0 4 mol
Z(g) 0 2 mol 0
三個容器置于同一恒溫環境中進行反應。下列判斷不正確的是(　　)
A.三個容器中平衡常數大小：甲<乙<丙
B.三個容器中X的平均反應速率不相等
C.達到平衡時，丙容器中的n(Z)大于甲容器中的2倍
D.若丙容器中X的平衡轉化率為80%，則平衡常數K＝80
7.汽車尾氣的排放會對環境造成污染。利用高效催化劑處理汽車尾氣中的NO與CO的反應為2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH<0。一定溫度下，在1 L恒容密閉容器中加入1 mol CO和1 mol NO發生上述反應，部分物質的體積分數(φ)隨時間(t)的變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.曲線 Ⅱ 表示的是φ(CO2)隨時間的變化
B.t2 min時，反應達到化學平衡狀態
C.增大壓強，該平衡右移，平衡常數增大
D.0~t4 min內的平均反應速率為v(NO)＝mol·L-1·min-1
8.(2024·河南部分學校聯考模擬)工業制硫酸的一步重要反應是SO2的催化氧化。在2 L恒容密閉容器中，充入一定量的SO2和O2，在催化劑、500 ℃的條件下發生反應。SO2、SO3的物質的量隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.該反應為可逆反應，2 min時反應達到了平衡狀態
B.SO2、O2和SO3的物質的量濃度之比為2∶1∶2時，反應一定達到了平衡狀態
C.反應開始至5 min末，平均反應速率v(SO2)＝0.8 mol·L-1·min-1
D.通過調控反應條件，無法使SO2的平衡轉化率高于80%
9.(2025·重慶高三模擬)復相平衡中有一類特殊的類型，其特點是平衡只涉及氣體生成物，而其余都是凝聚相，如：NH4Cl(s)===NH3(g)＋HCl(g)，這類反應在特定溫度下達到平衡時，所生成氣體的總壓力，稱為該物質的分解壓，如NH4Cl(s)的分解壓p分解＝＋pHCl。下表為600 K時，某些氧化物的分解壓。則下列說法不正確的是(　　)
氧化物 CuO FeO MnO MgO
分解壓p/kPa 2.0×10-8 3.3×10-18 3.0×10-31 3.4×10-50
A.某溫度時NH4Cl(s)的Kp＝
B.隨著溫度的升高，NH4Cl(s)的分解壓升高
C.上述氧化物若分解壓越大，則該物質穩定性越差
D.600 K時將MnO還原為Mn，可用Fe作為脫氧劑
10.利用碳氯化反應TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)TiCl4(g)＋2CO(g)　ΔH＝-51 kJ·mol-1，可將TiO2轉化為TiCl4，再進一步還原得到金屬鈦，下列說法正確的是(　　)
A.碳氯化反應在高溫下不能自發進行
B.加壓、降溫均可增大生成TiCl4的速率
C.反應中每消耗1 mol TiO2，轉移電子的數目約為4×6.02×1023
D.將TiO2(s)與C(s)粉碎并混合均勻后反應可提高Cl2的平衡轉化率
11.丙烯氫甲酰化可用于合成正丁醛，但體系中會發生副反應，相關方程式如下：
主反應： CH2==CHCH3(g)＋CO(g)＋H2(g)===CH3CH2CH2CHO(g)(正丁醛)　ΔH1＝-123.8 kJ·mol-1
副反應：CH2==CHCH3(g)＋CO(g)＋H2(g)===(CH3)2CHCHO(g)(異丁醛)　ΔH2＝-130.1 kJ·mol-1
CH2==CHCH3(g)＋ H2(g)===CH3CH2CH3(g)　ΔH3
若在一定溫度下，向一個密閉恒容體系中三種原料氣均投入1 mol，平衡時丙烯的轉化率為50%，n(CO)＝0.6 mol，n(CH3CH2CH2CHO)＝x mol，下列說法正確的是(　　)
A.相同條件下，正丁醛更穩定
B.ΔH1<0，ΔS1<0，主反應在高溫條件下更有利于自發
C.平衡時，正丁醛與異丁醛物質的量之比為x∶(0.4-x)
D.平衡時，丙烷的物質的量會隨x的變化而變化
12.(2024·河北滄州模擬)某密閉容器中發生反應：2CO2(g)＋N2(g)2C(s，金剛石)＋2NO2(g)　ΔH<0，維持總壓為100 MPa，當＝1時CO2的平衡轉化率-的關系、T2時CO2的平衡轉化率-的關系分別如圖所示，下列說法錯誤的是(　　)
A.金剛石中，一個C—C連接6個六元環
B.圖中T1>T2；不再變化，能說明該反應達到平衡狀態
C.a點時，按照初始投料比向容器中又充入CO2和N2，達到平衡時CO2和N2的轉化率均增大
D.T3時，該反應的平衡常數Kp＝ MPa-1
13.(2024·湖南模擬)已知制備TaS2的反應為TaI4(g)＋S2(g)TaS2(s)＋2I2(g)　ΔH<0，保持總壓強不變，向反應器充入一定量TaI4(g)和S2(g)，發生上述反應。測得TaI4(g)平衡轉化率與投料比[η＝](溫度不變)、溫度倒數()(投料比不變)關系如圖所示，下列敘述錯誤的是(　　)
A.其他條件不變，達到平衡后充入氬氣，平衡不移動
B.曲線①代表TaI4平衡轉化率與投料比關系
C.一定條件下，達到平衡時氣體平均摩爾質量不變
D.若當投料比為2、溫度為T0時TaI4平衡轉化率為40%，則TaI4體積分數為40%
14.(2024·黑龍江大慶質量檢測)一定條件下熱解制取H2：2H2S(g)＋CH4(g)CS2(g)＋4H2(g)。已知其他條件不變時，溫度對H2S的平衡轉化率和催化劑催化效率的影響如圖所示。下列說法一定正確的是(　　)
A.平衡常數：K(Y)>K(Z)
B.達到平衡所需時間：t(X)C.總能量：E生成物>E反應物
D.單位時間的轉化率：α(Z)>α(Y)
15.(2024·湖南模擬預測)二氧化碳 甲烷重整反應制備合成氣(H2、CO)是一種生產高附加值化學品的低碳過程，反應原理為CH4(g)＋CO2(g)2H2(g)＋2CO(g)　ΔH>0。向恒壓密閉容器中按照投料比＝1充入CO2和CH4，發生上述反應，反應體系總壓強分別為5 MPa、1 MPa、0.5 MPa時，CH4平衡轉化率隨反應溫度(T)的變化如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A.曲線Ⅲ代表的壓強為0.5 MPa
B.在800 ℃、曲線Ⅲ對應壓強下，點d：v逆>v正
C.其他條件不變，增大投料比，曲線Ⅰ向上移動
D.點a、b、c對應的平衡常數：Kc>Ka>Kb
二、非選擇題(本題包括4小題，共55分)
16.(11分)碘化鉀常用作合成有機化合物的原料。某實驗小組設計實驗探究KI的還原性。
Ⅰ.探究不同條件下空氣中氧氣氧化KI的速率。
組別 溫度 KI溶液 H2SO4溶液 蒸餾水 淀粉溶液
c(KI) V c(H2SO4) V
1 298 K 0.1 mol·L-1 5 mL 0.1 mol·L-1 5 mL 10 mL 3滴
2 313 K 0.1 mol·L-1 a mL b mol·L-1 5 mL 10 mL 3滴
3 298 K 0.05 mol·L-1 10 mL 0.2 mol·L-1 5 mL 5 mL 3滴
(1)酸性條件下KI能被空氣中氧氣氧化，發生反應的離子方程式為　　　　　　　。
(2)通過組別1和組別2探究溫度對氧化速率的影響。其中a＝　　　　　，b＝　　　　。
(3)設計組別3的目的是　　　　。
Ⅱ.探究反應“2Fe3＋＋2I-2Fe2＋＋I2”為可逆反應。
試劑：0.01 mol·L-1KI溶液，0.005 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液，淀粉溶液，0.01 mol·L-1AgNO3溶液，KSCN溶液。實驗如下：
(4)甲同學通過試管ⅰ和試管ⅱ中現象結合可證明該反應為可逆反應，則試管ⅰ中現象為　　　　　　　　；乙同學認為該現象無法證明該反應為可逆反應，原因為　　　　　　　　。
(5)請選擇上述試劑重新設計實驗，證明該反應為可逆反應：　　　　　　　　　　　。
17.(14分)(2024·安徽江淮十校聯考)2023年5月30日我國神舟十六號“博士乘組”三位航天員直飛太空，與神舟十五號三位航天員勝利會師中國空間站。飛船采用的改進型火箭推進劑為無色氣體N2O4，已知NO2和N2O4的結構式分別是和。實驗測得N—N鍵能為167 kJ·mol-1，NO2中氮氧鍵的鍵能為466 kJ·mol-1，N2O4中氮氧鍵的鍵能為438.5 kJ·mol-1。
(1)寫出N2O4轉化為NO2的熱化學方程式：　　　　　　　。
(2)在100 ℃時，將0.40 mol的NO2氣體充入2 L的密閉容器中，每隔一定時間就對該容器內的物質進行分析，得到如表所示數據。
t/s 0 20 40 60 80
n(NO2)/mol 0.40 n1 0.26 n3 n4
n(N2O4)/mol 0.00 0.05 n2 0.08 0.08
平衡常數K可用反應體系中氣體物質分壓表示，即K的表達式中用平衡分壓代替平衡濃度，分壓＝總壓×物質的量分數[例如：p(NO2)＝p總·x(NO2)]。設反應開始時體系壓強為p0，反應N2O42NO2平衡時各組分壓強關系表達的平衡常數Kp＝。
①n1＝　　　　，n2＝　　　　。
②上述反應平衡時，體系壓強為　　　　，Kp＝　　　　。
③20~40 s內，NO2的平均反應速率為　　　　mol·L-1·h-1。
(3)反應N2O4(g)2NO2(g)，一定條件下N2O4與NO2的消耗速率與自身壓強間存在：v(N2O4)＝k1·p(N2O4)、v(NO2)＝k2·p2(NO2)，其中k1、k2是與反應及溫度有關的常數。
①平衡時，v(N2O4)＝　　　　v(NO2)。
②一定溫度下，k1、k2與平衡常數Kp的關系是k2＝　　　　。
18.(14分)(2024·石家莊模擬預測)氯仿通過光照氧化可生成光氣(COCl2)，COCl2可進一步與CH3OH合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3)，主要發生兩個反應：
反應Ⅰ.2CHCl3(g)＋O2(g)2COCl2(g)＋2HCl(g)　ΔH1＝-1 198 kJ·mol-1
反應Ⅱ.COCl2(g)＋2CH3OH(g)CH3OCOOCH3(g)＋2HCl(g)　ΔH2＝＋70 kJ·mol-1
回答下列問題：
(1)計算2CHCl3(g)＋O2(g)＋4CH3OH(g)2CH3OCOOCH3(g)＋6HCl(g)　ΔH＝　　　　　；該反應能自發進行的條件為　　　　　(填“高溫”“低溫”或“任意溫度”)。
(2)在體積分別為V1 L和V2 L的兩個恒容密閉容器中，均充入2 mol CHCl3(g)和1 mol O2(g)，光照條件下只發生反應Ⅰ，測得CHCl3(g)的平衡轉化率隨溫度(T)的變化關系如圖甲所示。
①T1 ℃時，體積為V2 L的容器中，反應經t min達到平衡。0~t min內，v(COCl2)＝　　　　mol·L-1·min-1。
②T1 ℃時，用各氣體的物質的量分數表示反應Ⅰ的平衡常數Kx＝　　　　　[對于反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，Kx＝，x為物質的量分數]。
③結合圖像分析V1　　　　　(填“>”“<”或“＝”)V2，原因為　　　　　。
(3)已知COCl2(g)在光照時間過長時會發生反應：COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)。甲、乙兩個初始溫度和壓強均相同的恒溫恒壓密閉容器，甲中充入2 mol CHCl3(g)、1 mol O2(g)和2 mol CH3OH(g)，乙中充入2 mol CHCl3(g)、1 mol O2(g)、2 mol CH3OH(g)和1 mol CO(g)分別發生反應，CH3OCOOCH3的產率隨時間變化關系如圖乙所示。
①曲線a表示容器　　　　　(填“甲”或“乙”)中CH3OCOOCH3的產率隨時間變化的關系。
②55 min后，曲線b對應CH3OCOOCH3的產率高的原因為　　　　　。
19.(16分)CO2資源化利用有助于實現“雙碳目標”。選擇不同條件，利用CO2和H2可獲得甲醇、甲醛等多種有機物。回答下列問題：
(1)CO2電催化還原制甲醇的反應為CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH，該反應需通過以下兩步來實現：
Ⅰ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH1
Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH2
①反應過程中各物質的相對能量變化情況如圖所示。
ΔH2＝　　　　。
②若反應CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)的ΔS＝-0.175 kJ·mol-1·K-1，下列溫度下能自發進行的是　　　　(填字母)。
A.5 ℃ B.10 ℃ C.50 ℃ D.500 ℃
③按照n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，在恒容密閉容器中進行反應，CO2的平衡轉化率隨溫度和壓強的變化如圖所示。
則壓強p1、p2、p3由大到小的順序為　　　　。p2壓強下，溫度高于670 ℃之后，隨著溫度升高，CO2的平衡轉化率增大，原因是　　　　　　　　。
(2)T ℃時，向2 L恒容密閉容器中充入一定量的CO2和H2，使初始壓強為1.2 kPa，在催化條件下發生反應：
2H2(g)＋CO2(g)HCHO(g)＋H2O(g)。反應達到平衡時，HCHO(g)的分壓[p(HCHO)]與起始時的關系如圖所示。當起始時＝2，反應達到平衡時，平衡常數Kp＝　　　　kPa-1(保留1位小數)。反應達到平衡后，若再向容器中加入CO2(g)和H2O(g)，使兩者分壓均增大0.05 kPa，則達到新平衡時，H2的平衡轉化率　　　　(填“增大”“減小”或“不變”)。
(3)甲醇催化制取丙烯(C3H6)的過程中發生如下反應：
Ⅰ.3CH3OH(g)C3H6(g)＋3H2O(g)
Ⅱ.2CH3OH(g)C2H4(g)＋2H2O(g)
反應Ⅰ的Arrhenius經驗公式的實驗數據如圖中直線a所示，已知Arrhenius經驗公式為Rln k＝-＋C(Ea為活化能，k為速率常數，R和C為常數)。則該反應的活化能Ea＝　　　　kJ·mol-1；當改變外界條件時，實驗數據如圖中直線b所示，則實驗可能改變的外界條件是　　　　　　　　。單元檢測六　化學反應速率與化學平衡
一、選擇題(本題包括15小題，每小題3分，共45分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)
1.對于化學反應方向的確定，下列說法不正確的是(　　)
A.在溫度、壓強一定的條件下，焓因素和熵因素共同決定一個化學反應的方向
B.溫度、壓強一定時，放熱的熵增加反應一定能自發進行
C.能夠自發進行的反應一定是熵增的過程
D.固體的溶解過程與熵變有關
答案　C
2.(2024·江蘇淮安聯考)對于反應2NO2(g)N2O4(g)，下列說法正確的是(　　)
A.該反應的ΔH>0，ΔS<0
B.該反應的平衡常數表達式為 K＝
C.升高溫度， 該反應的v正增大，v逆減小
D.將容器體積壓縮為原來一半，氣體顏色比壓縮前深
答案　D
解析　反應2NO2(g)N2O4(g)的ΔS<0，且反應常溫下能夠自發進行，故該反應的ΔH<0，A錯誤；反應2NO2(g)N2O4(g)的平衡常數表達式為K＝，升高溫度，該反應的正、逆反應速率均增大，B、C錯誤；將反應容器體積壓縮為原來的一半，根據勒夏特列原理可知，達到新平衡時，氣體顏色比壓縮前深，D正確。
3.空間站中CO2的處理涉及反應CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH＝-164.9 kJ· mol-1，下列說法正確的是(　　)
A.混合氣體的平均摩爾質量不再改變，說明反應達到化學平衡狀態
B.若某剛性密閉容器中，初始投入c(CO2)＝1 mol·L-1、c(H2)＝4 mol·L-1，平衡時CO2的轉化率為50%，則平衡常數K＝16
C.恒溫時增大該體系的壓強，平衡正向移動，化學平衡常數增大
D.使用催化劑能降低反應的活化能，提高CO2的平衡轉化率
答案　A
解析　該反應為氣體物質的量減小的反應，反應前后氣體總質量不變，則混合氣體的平均摩爾質量逐漸增大，當不再變化時，說明反應達到平衡狀態，故A正確；結合已知信息列三段式：
　　　　　　　　CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)
起始/(mol·L-1)　　1　　　　4　　　　0　　　　0
轉化/(mol·L-1)　　1×50%　2　　　　0.5　　　1
平衡/(mol·L-1)　　0.5　　　2　　　　0.5　　　1
則平衡常數K＝，故B錯誤；平衡常數只受溫度影響，溫度不變，K不變，故C錯誤；催化劑可降低反應活化能，從而加快反應速率，但對平衡無影響，不能提高平衡轉化率，故D錯誤。
4.(2024·江蘇南通模擬)CuOx TiO2可用于低溫下催化氧化HCHO：HCHO(g)＋O2(g)CO2(g)＋H2O(l)。下列關于CuOx TiO2催化氧化甲醛的反應說法正確的是(　　)
A.該反應ΔH<0，ΔS<0
B.HCHO、CO2、H2O均為極性分子
C.升高溫度，v逆增大，v正減小
D.使用CuOx TiO2催化劑降低了該反應的焓變
答案　A
解析　根據方程式可知，該反應ΔS<0，該反應低溫下可自發進行，則ΔH-TΔS<0，則ΔH<0，A正確；CO2為直線形分子，屬于非極性分子，B錯誤；升高溫度，正、逆反應速率均增大，C錯誤；催化劑不能改變反應的焓變，D錯誤。
5.(2025·江西高三模擬)298 K時用萃取劑HA萃取水溶液中鈹離子的可逆反應為Be2＋(aq)＋4HA(l)BeA2(HA)2(l)＋2H＋(aq)，實驗測得某離子濃度變化如圖所示(c1A.a點時，v正>v逆
B.正反應速率：b>c
C.c點時降低溶液pH，萃取平衡常數保持不變
D.ac段速率v(Be2＋)＝ mol·L-1·min-1
答案　D
解析　離子濃度隨時間推移而增大，則圖像表示H＋濃度變化，根據圖像可知，a點未達到萃取平衡，正反應速率大于逆反應速率，A項正確；萃取過程中，正反應速率減小，逆反應速率增大，達到平衡時正、逆反應速率相等，所以正反應速率：b>c，B項正確；萃取平衡常數只與溫度有關，與離子濃度無關，C項正確；根據反應式可知，v(Be2＋)＝× mol·L-1·min-1，D項錯誤。
6.(2024·四川模擬預測)一定條件下，發生反應：X(g)＋2Y(g)2Z(g)。現有三個容積均為2 L的恒容密閉容器甲、乙、丙，起始投料如下：
甲 乙 丙
X(g) 1 mol 0 2 mol
Y(g) 2 mol 0 4 mol
Z(g) 0 2 mol 0
三個容器置于同一恒溫環境中進行反應。下列判斷不正確的是(　　)
A.三個容器中平衡常數大小：甲<乙<丙
B.三個容器中X的平均反應速率不相等
C.達到平衡時，丙容器中的n(Z)大于甲容器中的2倍
D.若丙容器中X的平衡轉化率為80%，則平衡常數K＝80
答案　A
解析　平衡常數與溫度有關，同一溫度下，平衡常數為定值，故三個容器中反應的平衡常數大小相等，A項錯誤；三個容器中X的起始物質的量濃度不相同，三個容器X的平均反應速率不等，B項正確；若將甲容器容積縮小一半，甲、丙兩容器中起始反應物的濃度相等，兩個平衡等效，Z的體積分數相等，則n(Z)丙＝2n(Z)甲，但由于正反應是氣體分子數減小的反應，甲容器體積恢復為2 L時，平衡逆向移動，甲容器中Z的體積分數減小，故平衡時丙容器中Z的物質的量大于甲容器中的2倍，C項正確；丙容器中X的平衡轉化率為80%，達到平衡：c(X)＝0.2 mol·L-1，c(Y)＝0.4 mol·L-1，c(Z)＝1.6 mol·L-1，K＝＝80，D項正確。
7.汽車尾氣的排放會對環境造成污染。利用高效催化劑處理汽車尾氣中的NO與CO的反應為2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH<0。一定溫度下，在1 L恒容密閉容器中加入1 mol CO和1 mol NO發生上述反應，部分物質的體積分數(φ)隨時間(t)的變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.曲線 Ⅱ 表示的是φ(CO2)隨時間的變化
B.t2 min時，反應達到化學平衡狀態
C.增大壓強，該平衡右移，平衡常數增大
D.0~t4 min內的平均反應速率為v(NO)＝mol·L-1·min-1
答案　D
解析　因為初始投料中n(CO)與n(NO)之比等于化學方程式中對應的化學計量數之比，反應至t4 min時達平衡，φ(CO)＝φ(NO)＝0.125，其中一生成物的體積分數為0.25，另一生成物的體積分數為0.5，按生成物的化學計量數可知，平衡時φ(N2)＝0.25、φ(CO2)＝0.5，故曲線 Ⅱ 表示的是φ(N2)隨時間的變化，A項錯誤；t2 min后，φ還在變化，反應沒有達到化學平衡狀態，B項錯誤；增大壓強，該平衡右移，平衡常數不變，C項錯誤；計算可得0~t4 min內，Δn(NO)＝0.8 mol，故v(NO)＝ mol·L-1·min-1，D項正確。
8.(2024·河南部分學校聯考模擬)工業制硫酸的一步重要反應是SO2的催化氧化。在2 L恒容密閉容器中，充入一定量的SO2和O2，在催化劑、500 ℃的條件下發生反應。SO2、SO3的物質的量隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.該反應為可逆反應，2 min時反應達到了平衡狀態
B.SO2、O2和SO3的物質的量濃度之比為2∶1∶2時，反應一定達到了平衡狀態
C.反應開始至5 min末，平均反應速率v(SO2)＝0.8 mol·L-1·min-1
D.通過調控反應條件，無法使SO2的平衡轉化率高于80%
答案　C
解析　通過調控反應條件，可以提高該反應進行的程度，故可以使SO2的平衡轉化率高于80%，D錯誤。
9.(2025·重慶高三模擬)復相平衡中有一類特殊的類型，其特點是平衡只涉及氣體生成物，而其余都是凝聚相，如：NH4Cl(s)===NH3(g)＋HCl(g)，這類反應在特定溫度下達到平衡時，所生成氣體的總壓力，稱為該物質的分解壓，如NH4Cl(s)的分解壓p分解＝＋pHCl。下表為600 K時，某些氧化物的分解壓。則下列說法不正確的是(　　)
氧化物 CuO FeO MnO MgO
分解壓p/kPa 2.0×10-8 3.3×10-18 3.0×10-31 3.4×10-50
A.某溫度時NH4Cl(s)的Kp＝
B.隨著溫度的升高，NH4Cl(s)的分解壓升高
C.上述氧化物若分解壓越大，則該物質穩定性越差
D.600 K時將MnO還原為Mn，可用Fe作為脫氧劑
答案　D
解析　p分解＝＋pHCl，根據方程式可知＝pHCl，某溫度時NH4Cl(s)的Kp＝·pHCl＝ (pHCl)2＝(p分解)2＝，A正確；該反應為吸熱反應，隨著溫度的升高，平衡正向移動，平衡常數增大，故NH4Cl(s)的分解壓升高，B正確；相同溫度條件下，上述氧化物若分解壓越大，分解反應進行的程度越大，則該物質穩定性越差，C正確；根據表格可知，FeO和MnO屬于同類型的氧化物， MnO分解壓遠遠小于FeO的分解壓，相同溫度下，分解壓越小，說明物質不易分解，則MnO更穩定，故無法用Fe作為脫氧劑，D錯誤。
10.利用碳氯化反應TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)TiCl4(g)＋2CO(g)　ΔH＝-51 kJ·mol-1，可將TiO2轉化為TiCl4，再進一步還原得到金屬鈦，下列說法正確的是(　　)
A.碳氯化反應在高溫下不能自發進行
B.加壓、降溫均可增大生成TiCl4的速率
C.反應中每消耗1 mol TiO2，轉移電子的數目約為4×6.02×1023
D.將TiO2(s)與C(s)粉碎并混合均勻后反應可提高Cl2的平衡轉化率
答案　C
解析　碳氯化反應是放熱的熵增反應，則該反應在任意溫度下都能自發進行，故A錯誤；加壓，速率增大，降溫，速率減小，故B錯誤；根據方程式分析，消耗1 mol TiO2，轉移4 mol電子，則反應中每消耗1 mol TiO2，轉移電子的數目約為4×6.02×1023，故C正確；將TiO2(s)與C(s)粉碎并混合均勻后反應可提高Cl2的反應速率，但不能提高平衡轉化率，故D錯誤。
11.丙烯氫甲酰化可用于合成正丁醛，但體系中會發生副反應，相關方程式如下：
主反應： CH2==CHCH3(g)＋CO(g)＋H2(g)===CH3CH2CH2CHO(g)(正丁醛)　ΔH1＝-123.8 kJ·mol-1
副反應：CH2==CHCH3(g)＋CO(g)＋H2(g)===(CH3)2CHCHO(g)(異丁醛)　ΔH2＝-130.1 kJ·mol-1
CH2==CHCH3(g)＋ H2(g)===CH3CH2CH3(g)　ΔH3
若在一定溫度下，向一個密閉恒容體系中三種原料氣均投入1 mol，平衡時丙烯的轉化率為50%，n(CO)＝0.6 mol，n(CH3CH2CH2CHO)＝x mol，下列說法正確的是(　　)
A.相同條件下，正丁醛更穩定
B.ΔH1<0，ΔS1<0，主反應在高溫條件下更有利于自發
C.平衡時，正丁醛與異丁醛物質的量之比為x∶(0.4-x)
D.平衡時，丙烷的物質的量會隨x的變化而變化
答案　C
解析　相同條件下，由丙烯合成正丁醛放出的熱量比合成異丁醛少，異丁醛更穩定，故A錯誤；ΔH1<0，ΔS1<0，主反應在低溫條件下更有利于自發，故B錯誤；平衡時，反應的丙烯為0.5 mol，反應的CO為1 mol-0.6 mol＝0.4 mol，生成的正丁醛為x mol，則生成的異丁醛為(0.4-x) mol，正丁醛與異丁醛物質的量之比為x∶(0.4-x)，故C正確；平衡時，丙烷的物質的量為1 mol×50%-0.4 mol＝0.1 mol，不會隨x的變化而變化，故D錯誤。
12.(2024·河北滄州模擬)某密閉容器中發生反應：2CO2(g)＋N2(g)2C(s，金剛石)＋2NO2(g)　ΔH<0，維持總壓為100 MPa，當＝1時CO2的平衡轉化率-的關系、T2時CO2的平衡轉化率-的關系分別如圖所示，下列說法錯誤的是(　　)
A.金剛石中，一個C—C連接6個六元環
B.圖中T1>T2；不再變化，能說明該反應達到平衡狀態
C.a點時，按照初始投料比向容器中又充入CO2和N2，達到平衡時CO2和N2的轉化率均增大
D.T3時，該反應的平衡常數Kp＝ MPa-1
答案　C
解析　金剛石中，一個C連接12個六元環，1個C—C連接6個六元環，A正確；相同溫度下，越大，CO2的平衡轉化率越小，則曲線Ⅱ表示T2時CO2的平衡轉化率-關系，曲線Ⅰ表示＝1時CO2的平衡轉化率-關系，正反應放熱，溫度升高，CO2的平衡轉化率降低，因此圖中T1>T2；不再變化，能說明該反應達到平衡狀態，B正確；a點時為平衡狀態，題干為恒壓條件，按照初始投料比向容器中又充入CO2和N2，重新達到平衡時CO2和N2的轉化率均不變，C錯誤；由圖可知，＝1、T3時，CO2的平衡轉化率為80%，
　　　　　　2CO2(g)＋N2(g)2C(s，金剛石)＋2NO2(g)
初始/mol　　1　　　　　1　　　　　　　　　　　0
轉化/mol　　0.8　　　　0.4　　　　　　　　　　0.8
平衡/mol　　0.2　　　　0.6　　　　　　　　　　0.8
Kp＝ MPa-1＝ MPa-1，D正確。
13.(2024·湖南模擬)已知制備TaS2的反應為TaI4(g)＋S2(g)TaS2(s)＋2I2(g)　ΔH<0，保持總壓強不變，向反應器充入一定量TaI4(g)和S2(g)，發生上述反應。測得TaI4(g)平衡轉化率與投料比[η＝](溫度不變)、溫度倒數()(投料比不變)關系如圖所示，下列敘述錯誤的是(　　)
A.其他條件不變，達到平衡后充入氬氣，平衡不移動
B.曲線①代表TaI4平衡轉化率與投料比關系
C.一定條件下，達到平衡時氣體平均摩爾質量不變
D.若當投料比為2、溫度為T0時TaI4平衡轉化率為40%，則TaI4體積分數為40%
答案　B
解析　該反應是氣體分子數不變的反應，總壓強不變，充入惰性氣體，體積增大，相當于減壓，平衡不移動，故A正確；溫度不變，投料比越大，TaI4平衡轉化率越小，曲線②代表TaI4平衡轉化率與投料比關系，投料比不變，降低溫度，TaI4平衡轉化率越大，曲線①代表TaI4平衡轉化率與的關系，故B錯誤；氣體平均摩爾質量為，根據反應可知，反應后有固體存在，因此氣體總質量發生改變，則氣體平均摩爾質量在改變，因此當氣體平均摩爾質量保持不變時，達到平衡，故C正確；用三段式計算：
　　　　　　　TaI4(g)＋S2(g)TaS2(s)＋2I2(g)
起始/mol　　　　2　　　1　　　　　　　　0
轉化/mol　　　　0.8　　0.8　　　　　　　1.6
平衡/mol　　　　1.2　　0.2　　　　　　　1.6
平衡時TaI4體積分數為×100%＝40%，故D正確。
14.(2024·黑龍江大慶質量檢測)一定條件下熱解制取H2：2H2S(g)＋CH4(g)CS2(g)＋4H2(g)。已知其他條件不變時，溫度對H2S的平衡轉化率和催化劑催化效率的影響如圖所示。下列說法一定正確的是(　　)
A.平衡常數：K(Y)>K(Z)
B.達到平衡所需時間：t(X)C.總能量：E生成物>E反應物
D.單位時間的轉化率：α(Z)>α(Y)
答案　C
解析　由圖可知，升高溫度，H2S的平衡轉化率增大，說明2H2S(g)＋CH4(g)CS2(g)＋4H2(g)正反應吸熱，溫度越高，平衡常數越大，溫度：Z>Y，平衡常數：K(Y)E反應物，故A錯誤、C正確；在200 ℃之前溫度越高，催化效率越強，反應速率越快，則Y點的反應速率大于X點的反應速率，則達到平衡所需時間：t(X)>t(Y)，故B錯誤；Z點和Y點溫度差別不大，但Z點的催化效率遠低于Y點，說明Y點的反應速率大于Z點的反應速率，則單位時間的轉化率：α(Z)<α(Y)，故D錯誤。
15.(2024·湖南模擬預測)二氧化碳 甲烷重整反應制備合成氣(H2、CO)是一種生產高附加值化學品的低碳過程，反應原理為CH4(g)＋CO2(g)2H2(g)＋2CO(g)　ΔH>0。向恒壓密閉容器中按照投料比＝1充入CO2和CH4，發生上述反應，反應體系總壓強分別為5 MPa、1 MPa、0.5 MPa時，CH4平衡轉化率隨反應溫度(T)的變化如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A.曲線Ⅲ代表的壓強為0.5 MPa
B.在800 ℃、曲線Ⅲ對應壓強下，點d：v逆>v正
C.其他條件不變，增大投料比，曲線Ⅰ向上移動
D.點a、b、c對應的平衡常數：Kc>Ka>Kb
答案　C
解析　該反應為氣體分子數增大的反應，因此減小壓強有利于反應向正反應方向進行，故溫度相同時，CH4的平衡轉化率隨壓強減小而增大，由此可知，曲線Ⅰ代表的壓強為0.5 MPa，曲線Ⅱ代表的壓強為1 MPa，曲線Ⅲ代表的壓強為5 MPa，A錯誤；點d還未達到平衡狀態，故v正>v逆，B錯誤；其他條件不變，增大投料比會導致CH4的平衡轉化率增大，CO2的平衡轉化率減小，故曲線Ⅰ向上移動，C正確；平衡常數只與溫度有關，溫度不變，平衡常數不變，點a、c溫度相同，則平衡常數相等，該反應為吸熱反應，溫度降低，平衡常數減小，則點b的平衡常數小于點a和點c，故平衡常數：Kc＝Ka>Kb，D錯誤。
二、非選擇題(本題包括4小題，共55分)
16.(11分)碘化鉀常用作合成有機化合物的原料。某實驗小組設計實驗探究KI的還原性。
Ⅰ.探究不同條件下空氣中氧氣氧化KI的速率。
組別 溫度 KI溶液 H2SO4溶液 蒸餾水 淀粉溶液
c(KI) V c(H2SO4) V
1 298 K 0.1 mol·L-1 5 mL 0.1 mol·L-1 5 mL 10 mL 3滴
2 313 K 0.1 mol·L-1 a mL b mol·L-1 5 mL 10 mL 3滴
3 298 K 0.05 mol·L-1 10 mL 0.2 mol·L-1 5 mL 5 mL 3滴
(1)酸性條件下KI能被空氣中氧氣氧化，發生反應的離子方程式為　　　　　　　。
(2)通過組別1和組別2探究溫度對氧化速率的影響。其中a＝　　　　　，b＝　　　　。
(3)設計組別3的目的是　　　　。
Ⅱ.探究反應“2Fe3＋＋2I-2Fe2＋＋I2”為可逆反應。
試劑：0.01 mol·L-1KI溶液，0.005 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液，淀粉溶液，0.01 mol·L-1AgNO3溶液，KSCN溶液。實驗如下：
(4)甲同學通過試管ⅰ和試管ⅱ中現象結合可證明該反應為可逆反應，則試管ⅰ中現象為　　　　　　　　；乙同學認為該現象無法證明該反應為可逆反應，原因為　　　　　　　　。
(5)請選擇上述試劑重新設計實驗，證明該反應為可逆反應：　　　　　　　　　　　。
答案　(1)O2＋4I-＋4H＋===2I2＋2H2O　(2)5　0.1
(3)探究硫酸的濃度對氧化速率的影響　(4)產生黃色沉淀　含I2的溶液中加入AgNO3也能產生黃色沉淀
(5)向5 mL(過量) 0.01 mol·L-1 KI溶液中加入3 mL(少量) 0.005 mol·L-1 Fe2(SO4)3溶液，再向其中加入KSCN溶液，溶液變紅，說明含有過量I-的溶液中存在Fe3＋，即可證明該反應為可逆反應
17.(14分)(2024·安徽江淮十校聯考)2023年5月30日我國神舟十六號“博士乘組”三位航天員直飛太空，與神舟十五號三位航天員勝利會師中國空間站。飛船采用的改進型火箭推進劑為無色氣體N2O4，已知NO2和N2O4的結構式分別是和。實驗測得N—N鍵能為167 kJ·mol-1，NO2中氮氧鍵的鍵能為466 kJ·mol-1，N2O4中氮氧鍵的鍵能為438.5 kJ·mol-1。
(1)寫出N2O4轉化為NO2的熱化學方程式：　　　　　　　。
(2)在100 ℃時，將0.40 mol的NO2氣體充入2 L的密閉容器中，每隔一定時間就對該容器內的物質進行分析，得到如表所示數據。
t/s 0 20 40 60 80
n(NO2)/mol 0.40 n1 0.26 n3 n4
n(N2O4)/mol 0.00 0.05 n2 0.08 0.08
平衡常數K可用反應體系中氣體物質分壓表示，即K的表達式中用平衡分壓代替平衡濃度，分壓＝總壓×物質的量分數[例如：p(NO2)＝p總·x(NO2)]。設反應開始時體系壓強為p0，反應N2O42NO2平衡時各組分壓強關系表達的平衡常數Kp＝。
①n1＝　　　　，n2＝　　　　。
②上述反應平衡時，體系壓強為　　　　，Kp＝　　　　。
③20~40 s內，NO2的平均反應速率為　　　　mol·L-1·h-1。
(3)反應N2O4(g)2NO2(g)，一定條件下N2O4與NO2的消耗速率與自身壓強間存在：v(N2O4)＝k1·p(N2O4)、v(NO2)＝k2·p2(NO2)，其中k1、k2是與反應及溫度有關的常數。
①平衡時，v(N2O4)＝　　　　v(NO2)。
②一定溫度下，k1、k2與平衡常數Kp的關系是k2＝　　　　。
答案　(1)N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＝＋57 kJ·mol-1　(2)①0.30　0.07　②0.8p0(或p0)　1.8p0(或p0)　③3.6　(3)①　②
解析　(1)ΔH＝反應物鍵能總和-生成物鍵能總和，因此ΔH＝4×438.5 kJ·mol-1＋167 kJ·mol-1-2×2×466 kJ·mol-1＝＋57 kJ·mol-1，其熱化學方程式為N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＝＋57 kJ·mol-1。(2)①0~20 s內，生成N2O4物質的量為0.05 mol，則消耗NO2物質的量為0.1 mol，即n1＝0.30 mol，同理，得出n2＝0.07 mol。②達到平衡時，生成N2O4物質的量為0.08 mol，消耗NO2物質的量為0.16 mol，達到平衡后，混合氣體總物質的量為(0.40-0.16＋0.08)mol＝0.32 mol，恒溫恒容下，氣體壓強之比等于物質的量之比，即，p＝0.8p0或p0，達到平衡時，n(NO2)＝0.24 mol，n(N2O4)＝0.08 mol，即Kp＝＝1.8p0或p0。③20~40 s內，消耗二氧化氮的物質的量為(0.3-0.26)mol＝0.04 mol，二氧化氮表示的反應速率為＝0.001 mol·L-1·s-1＝3.6 mol·L-1·h-1。(3)①利用化學反應速率之比等于化學計量數之比，v(N2O4)＝v(NO2)。②存在v(N2O4)＝v(NO2)，代入表達式，有k1·p(N2O4)＝k2·p2(NO2)，Kp＝，k2＝。
18.(14分)(2024·石家莊模擬預測)氯仿通過光照氧化可生成光氣(COCl2)，COCl2可進一步與CH3OH合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3)，主要發生兩個反應：
反應Ⅰ.2CHCl3(g)＋O2(g)2COCl2(g)＋2HCl(g)　ΔH1＝-1 198 kJ·mol-1
反應Ⅱ.COCl2(g)＋2CH3OH(g)CH3OCOOCH3(g)＋2HCl(g)　ΔH2＝＋70 kJ·mol-1
回答下列問題：
(1)計算2CHCl3(g)＋O2(g)＋4CH3OH(g)2CH3OCOOCH3(g)＋6HCl(g)　ΔH＝　　　　　；該反應能自發進行的條件為　　　　　(填“高溫”“低溫”或“任意溫度”)。
(2)在體積分別為V1 L和V2 L的兩個恒容密閉容器中，均充入2 mol CHCl3(g)和1 mol O2(g)，光照條件下只發生反應Ⅰ，測得CHCl3(g)的平衡轉化率隨溫度(T)的變化關系如圖甲所示。
①T1 ℃時，體積為V2 L的容器中，反應經t min達到平衡。0~t min內，v(COCl2)＝　　　　mol·L-1·min-1。
②T1 ℃時，用各氣體的物質的量分數表示反應Ⅰ的平衡常數Kx＝　　　　　[對于反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，Kx＝，x為物質的量分數]。
③結合圖像分析V1　　　　　(填“>”“<”或“＝”)V2，原因為　　　　　。
(3)已知COCl2(g)在光照時間過長時會發生反應：COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)。甲、乙兩個初始溫度和壓強均相同的恒溫恒壓密閉容器，甲中充入2 mol CHCl3(g)、1 mol O2(g)和2 mol CH3OH(g)，乙中充入2 mol CHCl3(g)、1 mol O2(g)、2 mol CH3OH(g)和1 mol CO(g)分別發生反應，CH3OCOOCH3的產率隨時間變化關系如圖乙所示。
①曲線a表示容器　　　　　(填“甲”或“乙”)中CH3OCOOCH3的產率隨時間變化的關系。
②55 min后，曲線b對應CH3OCOOCH3的產率高的原因為　　　　　。
答案　(1)-1 058 kJ·mol-1　任意溫度
(2)①　②(或2.25)　③>　該反應為氣體體積增大的反應，體積越大，壓強越小，轉化率越高
(3)①甲　②體系中充入CO可抑制COCl2光照時間過長時分解，增大COCl2濃度，從而使得CH3OCOOCH3的產率增大
解析　(1)根據蓋斯定律，ΔH＝ΔH1＋2ΔH2＝-1 198 kJ·mol-1＋2×70 kJ·mol-1＝-1 058 kJ·mol-1，該反應混亂度增加即ΔS>0，當ΔG＝ΔH-TΔS<0時反應可自發進行，將該反應ΔH、ΔS代入公式得ΔG<0，故T可為任意溫度。(2)①T1 ℃時，體積為V2 L的容器中，反應經t min達到平衡，CHCl3的平衡轉化率為60%，則消耗CHCl3的物質的量為1.2 mol，生成COCl2的物質的量為1.2 mol，則v(COCl2)＝ mol·L-1·min-1。②如①所述，T1 ℃時，體積為V2 L的容器中，反應經t min達到平衡，則達到平衡時n(CHCl3)＝0.8 mol，n(O2)＝0.4 mol，n(COCl2)＝1.2 mol，n(HCl)＝1.2 mol，則Kx＝。③如圖可知，同一溫度下，CHCl3在V1的轉化率大于V2的，由于該反應為氣體體積增大的反應，故體積越大，壓強越小，而壓強減小有利于平衡正向移動，使CHCl3的平衡轉化率增大，故V1大于V2。(3)①甲、乙兩容器中發生反應2CHCl3＋O2＋4CH3OH2CH3OCOOCH3＋6HCl，由于甲、乙均為恒溫恒壓，投入初始物料物質的量相同，但由于乙中多投入1 mol CO(g)，故甲的體積小于乙的體積，故甲容器反應速率更快，相同時間內CH3OCOOCH3的產率更高，故a代表甲中CH3OCOOCH3的產率隨時間變化關系。②根據已知條件COCl2光照時間過長時會發生反應COCl2CO＋Cl2，乙中加入的CO可抑制COCl2的分解，增大體系中COCl2濃度，有助于產物產率提升。
19.(16分)CO2資源化利用有助于實現“雙碳目標”。選擇不同條件，利用CO2和H2可獲得甲醇、甲醛等多種有機物。回答下列問題：
(1)CO2電催化還原制甲醇的反應為CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH，該反應需通過以下兩步來實現：
Ⅰ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH1
Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH2
①反應過程中各物質的相對能量變化情況如圖所示。
ΔH2＝　　　　。
②若反應CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)的ΔS＝-0.175 kJ·mol-1·K-1，下列溫度下能自發進行的是　　　　(填字母)。
A.5 ℃ B.10 ℃ C.50 ℃ D.500 ℃
③按照n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，在恒容密閉容器中進行反應，CO2的平衡轉化率隨溫度和壓強的變化如圖所示。
則壓強p1、p2、p3由大到小的順序為　　　　。p2壓強下，溫度高于670 ℃之后，隨著溫度升高，CO2的平衡轉化率增大，原因是　　　　　　　　。
(2)T ℃時，向2 L恒容密閉容器中充入一定量的CO2和H2，使初始壓強為1.2 kPa，在催化條件下發生反應：
2H2(g)＋CO2(g)HCHO(g)＋H2O(g)。反應達到平衡時，HCHO(g)的分壓[p(HCHO)]與起始時的關系如圖所示。當起始時＝2，反應達到平衡時，平衡常數Kp＝　　　　kPa-1(保留1位小數)。反應達到平衡后，若再向容器中加入CO2(g)和H2O(g)，使兩者分壓均增大0.05 kPa，則達到新平衡時，H2的平衡轉化率　　　　(填“增大”“減小”或“不變”)。
(3)甲醇催化制取丙烯(C3H6)的過程中發生如下反應：
Ⅰ.3CH3OH(g)C3H6(g)＋3H2O(g)
Ⅱ.2CH3OH(g)C2H4(g)＋2H2O(g)
反應Ⅰ的Arrhenius經驗公式的實驗數據如圖中直線a所示，已知Arrhenius經驗公式為Rln k＝-＋C(Ea為活化能，k為速率常數，R和C為常數)。則該反應的活化能Ea＝　　　　kJ·mol-1；當改變外界條件時，實驗數據如圖中直線b所示，則實驗可能改變的外界條件是　　　　　　　　。
答案　(1)①-90 kJ·mol-1　②A　③p3>p2>p1　ΔH1>0，ΔH2<0，升高溫度，反應Ⅰ正向移動，反應Ⅱ逆向移動，670 ℃之后，反應Ⅰ起主導作用　(2)3.5　增大　(3)31　使用更高效的催化劑(或增大催化劑比表面積)
解析　(1)①根據焓變等于生成物總能量減去反應物總能量，ΔH2＝-49 kJ·mol-1-41 kJ·mol-1＝-90 kJ·mol-1。②根據ΔH-TΔS<0反應自發進行，-49 kJ·mol-1-T×(-0.175 kJ·mol-1·K-1)<0，解得T<280 K＝7 ℃，能自發進行的是A。③合成甲醇的反應：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，增大壓強，平衡正向移動，所以溫度相同時，壓強越大，CO2的平衡轉化率越大，所以p3>p2>p1。
(2)當＝2時，反應達到平衡后，列出三段式：
　　　　　 2H2(g)＋CO2(g)HCHO(g)＋H2O(g)
起始/mol　　2　　　1　　　　　0　　　　0
轉化/mol　　2x　　　x　　　　　x　　　　x
平衡/mol　　2-2x　　1-x　　　　x　　　　x
根據壓強之比等于物質的量之比，可得，解得x＝0.6，可得H2、CO2、HCHO、H2O分壓分別為0.32 kPa、0.16 kPa、0.24 kPa、0.24 kPa，平衡常數Kp＝ kPa-1≈3.5 kPa-1。若再向容器中加入CO2(g)和H2O(g)，使二者分壓均增大0.05 kPa，Q＝ kPa-1≈3.2 kPa-1，平衡正向移動，則H2的平衡轉化率增大。
(3)從該公式可以看到，活化能Ea就是直線斜率的相反數，a的斜率為＝-31，所以活化能就是31 kJ·mol-1；b相比a，斜率的相反數減小，也就是活化能降低，所以改變的外界條件是使用更高效的催化劑或增大催化劑比表面積。

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