15.（2015·江苏高考）在两个体积均为1.0L的恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1molCO2和0.2molCO2，在不同温度下反应CO2（g）+C（s）
2CO（g）达到平衡，平衡时CO2的物质的量浓度随温度的变化如右图所示（图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上）。
下列说法正确的是（ ）
A.反应CO2（g）+C（s）
2CO（g）的ΔS>0、ΔH<0
B.体系的总压强p总：
p总（状态Ⅱ）>2p总（状态Ⅰ）
C.体系中c（CO）：
c（CO，状态Ⅱ）<2c（CO，状态Ⅲ）
D.逆反应速率v逆：
v逆（状态Ⅰ）>v逆（状态Ⅲ）
第Ⅱ卷（非选择题 共80分）
16.（13分）（2015·山西联考）近年来燃煤脱硫技术受到各界科研人员的重视，某脱硫技术涉及如下反应：
Ⅰ.CaSO4（s）+CO（g）
CaO（s）+SO2（g）+CO2（g） ΔH1=+218.4kJ·mol-1
Ⅱ.CaO（s）+3CO（g）+SO2（g）
CaS（s）+3CO2（g） ΔH2=-394.0kJ·mol-1
（1）若用K1、K2分别表示反应Ⅰ、Ⅱ的化学平衡常数，则反应
CaSO4（s）+2CO（g）
CaS（s）+2CO2（g）的平衡常数K= （用含K1、K2的式子表示）。
（2）某温度下在一密闭容器中若只发生反应Ⅰ，测得数据如下：
t/s
0
10
20
30
50
c（CO）/mol·L-1
3
1.8
1.2
0.9
0.9
前20s内v（SO2）= mol·L-1·s-1，平衡时CO的转化率为 。
（3）某科研小组研究在其他条件不变的情况下，改变起始一氧化碳物质的量对反应Ⅱ的影响，实验结果如右图所示（图中T表示温度）。
①比较在a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物SO2的转化率最高的是 。
②图像中T2 （填“高于”、“低于”、“等于”或“无法确定”）T1，判断的理由是 。
17.（13分）（2015·衡水联考改编）研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
（1）现有反应：
CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g） ΔH<0。
在850℃时，K=1。
①如果上述反应的平衡常数K值变大，该反应 （填字母）。
a.一定向正反应方向移动
b.在平衡移动过程中正反应速率先增大后减小
c.一定向逆反应方向移动
d.在平衡移动过程中逆反应速率先减小后增大
②若反应容器的容积为2.0L，反应时间4.0min，容器内气体的物质的量减小了0.8mol，在这段时间内CO2的平均反应速率为 。
③在850℃时，若向1L的密闭容器中同时充入3.0molCO、1.0molH2、1.0molCH3OH、5.0molH2O（g），上述反应向 （填“正反应”或“逆反应”）方向进行。
（2）以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如右图所示。
250~300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是 。
②为了提高该反应中CO2的转化率，可以采取的措施是 。
18.（14分）（2014·苏锡常二模改编）研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。
（1）CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：
CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g）。
测得CH3OH的物质的量随时间的变化见右图。
该反应的ΔH （填“>”或“<”）0，温度升高，K （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）在一定条件下，用H2将二氧化碳转化为甲烷的反应如下：
CO2（g）+4H2（g）
CH4（g）+2H2O（g）
向一容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的物质的量浓度分别为c（CO2）=0.2mol·L-1、c（H2）=0.8mol·L-1、c（CH4）=0.8mol·L-1，c（H2O）=1.6mol·L-1。
则CO2的平衡转化率为 ，上述反应的平衡常数表达式K= ，200℃时该反应的平衡常数K=64.8，则该反应的ΔH （填“>”或“<”）0。
19.（12分）二甲醚被称为绿色能源，工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气（CO、H2），再制成二甲醚（CH3OCH3）。
CH4和H2O（g）在催化剂表面发生反应CH4（g）+H2O（g）
CO（g）+3H2（g），该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表：
温度/℃
800
1000
1200
1400
平衡常数
0.45
1.92
276.5
1771.5
（1）该反应是 （填“吸热”或“放热”）反应。
（2）T℃时，向1L密闭容器中投入1molCH4和1molH2O（g），平衡时c（CH4）=0.5mol·L—1，该温度下反应CH4（g）+H2O（g）
CO（g）+3H2（g）的平衡常数K= 。
20.（13分）（2015·河南联考）在2014年国家科学技术奖励大会上，甲醇制取低碳烯烃技术（DMTO）获国家技术发明奖一等奖。
DMTO主要包括煤气化、液化、烯烃化三个阶段。
（1）煤的气化：
煤气化的主要反应的化学方程式为 。
（2）煤的液化：
下表中有些反应是煤液化过程中的反应。
热化学方程式
平衡常数
500℃
700℃
①2H2（g）+CO（g）
CH3OH（g） ΔH1=akJ·mol-1
2.5
0.2
②H2（g）+CO2（g）
H2O（g）+CO（g） ΔH2=bkJ·mol-1
1.0
2.3
③3H2（g）+CO2（g）
CH3OH（g）+H2O（g） ΔH3=ckJ·mol-1
K3
4.6
①a （填“>”、“<”或“=”）0，c与a、b之间的定量关系为 。
②K3= ，若反应③是在容积为2L的密闭容器中进行（500℃）的，测得某一时刻体系内H2、CO2、CH3OH、H2O的物质的量分别为6mol、2mol、10mol、10mol，则此时CH3OH的生成速率 （填“>”、“<”或“=”）CH3OH的消耗速率。
（3）烯烃化阶段：
如图1是某工厂烯烃化阶段产物中乙烯、丙烯的选择性与温度、压强之间的关系（选择性：
指生成某物质的百分比，图中Ⅰ、Ⅱ表示乙烯，Ⅲ表示丙烯）。
图1图2
①为尽可能多地获得乙烯，控制的生产条件为 。
②一定温度下某密闭容器中存在反应：
2CH3OH（g）
CH2
CH2（g）+2H2O（g） ΔH>0。
在压强为p1时，产物水的物质的量与时间的关系如图2所示，若t0时刻，测得甲醇的体积分数为10%，此时甲醇乙烯化的转化率为 （保留三位有效数字），若在t1时刻将容器容积快速扩大到原来的2倍，请在图中绘制出此变化发生后至反应达到新平衡时水的物质的量与时间的关系图。
21.（15分）汽车尾气中的CO、NOx已经成为大气的主要污染物，使用稀土等催化剂能将CO、NOx、碳氢化合物转化成无毒物质，从而减少汽车尾气污染。
（1）已知：
CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g） ΔH=-41kJ·mol-1，某温度下，向容积为2L的密闭容器中充入2.0molCO（g）和2.0molH2O（g），在tmin时达到平衡，测得放出了32.8kJ热量，则tmin内用H2表示的平均反应速率为 。
相同条件下，向同一密闭容器中充入1.0molCO2和1.0molH2，反应达到平衡后，吸收的热量为 kJ。
（2）汽车尾气中CO、NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。
某研究小组在实验室用某新型催化剂对CO、NO催化转化进行研究，测得NO转化为N2的转化率随温度、CO混存量的变化情况如右图。
①NO与CO混存时，相互反应的化学方程式为 。
②1000K、n（NO）∶n（CO）=5∶4时，NO的转化率为75%，则CO的转化率约为 。
③由于n（NO）∶n（CO）在实际过程中是不断变化的，保证NO转化率较高的措施是将温度大约控制在 K之间。
【检测卷答案】
专题五 化学反应速率和化学平衡
1.A 【解析】 在恒容条件下，气体的总体积恒定，反应体系中有固体A参与，所以气体的质量为一个变化的量，可知密度为一个变化的量，当密度不变时可以看作达到化学平衡，故①正确；恒温恒容，反应前后气体物质的量不变，压强为一个恒定的值，故压强不变不能说明达到平衡，故②错误；反应前后气体的化学计量数相等，即该可逆反应是一个气体物质的量不变的反应，故③错误；可逆反应为一个整体，B的物质的量浓度不变，则体系中其他气体的物质的量浓度均不再变化，故④正确；反应体系中有固体A参与，所以气体的质量为一个变化的量，反应前后气体的化学计量数相等，说明气体总物质的量为一个恒定的量，所以M为一个变化的量，若M不变，说明已经达到平衡，故⑤正确；当正、逆反应速率相等时，说明已经达到平衡，故⑥正确。
2.A 【解析】 无论是放热反应还是吸热反应，升高温度，反应速率均加快。
3.C 【解析】 正反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，该反应的平衡常数K增大，A错误；20~40s内生成NO2的浓度是0.20mol·L-1-0.12mol·L-1=0.08mol·L-1，根据化学方程式可知消耗N2O4的浓度是0.04mol·L-1，则v（N2O4）=0.04mol·L-1÷20s=0.002mol·L-1·s-1，B错误；平衡时生成NO2的物质的量是0.6mol，消耗N2O4的物质的量是0.3mol，因此反应达平衡时，吸收的热量为0.3QkJ，C正确；100s时再通入0.40molN2O4相当于增大压强，平衡逆向移动，达到新平衡时N2O4的转化率降低，D错误。
4.D 【解析】 反应物只有一种，充入反应物，平衡移动结果等效于增大压强。
5.C 【解析】 图2中，温度升高，甲醇的物质的量减少，平衡逆向移动，K减小，可以判断该反应为放热反应，A、B均错误；将容器c中的平衡态转变到容器d中的平衡态，需要降低甲醇的含量，平衡逆向移动，可采取升温或减压，C正确；反应进行到5min，T3达到平衡，a、b没有达到平衡，平衡正向移动，d、e达到了平衡，D错误。
6.B 【解析】 反应达平衡时，应该是2v逆（X）=v正（Z），A错误；反应前2min内，Y减少了0.04mol，则Z增加了0.08mol，故v（Z）=
=4.0×10-3mol·L-1·min-1，B正确；由于该反应前后气体体积不变，再加入0.2molZ，达到平衡时，X的体积分数不变，C错误；由表格中的数据可知，在7min时已经达到平衡，由此可求得平衡常数K=1.44，该反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，D错误。
7.C 【解析】 由于充入了0.40mol乙苯，在20min时，剩余乙苯0.24mol，故生成的H2为0.16mol，容器体积为2.0L，故v（H2）=
=0.004mol·L-1·min-1，A错误；由表格中数据可看出，平衡时，乙苯的物质的量为0.20mol，其物质的量浓度为0.1mol·L-1，升高温度后其浓度变小，平衡正向移动，则该反应是吸热反应，a>0，B错误；恒温恒容，充入不反应的气体对平衡的移动无影响，C正确；由表格中的数据可知该反应的平衡常数K=0.1，按照D项中的数据充入时，Qc=0.15>K，平衡逆向移动，v（正）8.D 【解析】 由图Ⅰ可知，T2时才达到平衡，A项错误；t2时使用催化剂，平衡不移动，t3时刻减小压强，平衡逆向移动，t5时升高温度，平衡逆向
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