专题二--第6讲--化学反应速率和化学平衡.doc

A卷(全员必做卷)
1．(2013·北京高考)下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是(　　)
A.
B.
t/℃[来源:学科网ZXXK]
25
50
100
KW/10－14
1.01
5.47
55.0
C.
D.
c(氨水)/(mol·L－1)
0.1
0.01
pH
11.1
10.6

解析：选C　本题考查化学平衡移动原理及化学反应速率的影响因素，意在考查考生对相关知识的掌握情况。选项A可以用温度变化来解释化学平衡的移动，A项正确；选项B说明离子积随着温度的升高而增大，即温度升高，水的电离平衡正向移动，B项正确；选项C是催化剂对化学反应速率的影响，与化学平衡无关，C项错误；选项D中浓度与溶液pH的关系说明浓度对NH3·H2O的电离平衡的影响，D项正确。
2．无水氯化铝是一种重要的催化剂，工业上由Al2O3制备无水氯化铝的反应为：2Al2O3(s)＋6Cl2(g)4AlCl3(g)＋3O2(g)　ΔH>0 。下列分析错误的是(　　)
A．增大反应体系的压强，反应速率可能加快
B．加入碳粉，平衡向右移动，原因是碳与O2反应，降低了生成物的浓度且放出热量
C．电解熔融的Al2O3和AlCl3溶液均能得到单质铝
D．将AlCl3·6H2O在氯化氢气流中加热，也可制得无水氯化铝
解析：选C　电解氯化铝溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，所以不能得到铝单质，C错误。
3．在容积不变的密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0。下列各图表示当其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，其中分析正确的是(　　)

A．图Ⅰ表示温度对化学平衡的影响，且甲的温度较高
B．图Ⅱ表示t0时刻使用催化剂对反应速率的影响
C．图Ⅲ表示t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
D．图Ⅳ中a、b、c三点中只有b点已经达到化学平衡状态
解析：选B　根据先拐条件高，A错误；改变O2浓度瞬间生成物浓度不变，所以逆反应速率不变，C错误；图Ⅳ中纵坐标表示的是平衡常数，所以各点都是平衡点，D错误；B项符合题意。
4．(2013·上海高考改编)某恒温密闭容器中，可逆反应A(s)B＋C(g) 　ΔH＝Q kJ/mol (Q>0)达到平衡。缩小容器体积，重新达到平衡时，C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。以下分析不正确的是(　　)
A．产物B的状态只能为固态或液态
B．平衡时，单位时间内n(A)消耗∶n(C)消耗＝1∶1
C．保持体积不变，向平衡体系中加入B，平衡可能向逆反应方向移动
D．若开始时向容器中加入1 mol B和1 mol C，达到平衡时放出热量Q
解析：选AB　若B是气体，平衡常数K＝c(B)·c(C)，若B是非气体，平衡常数K＝c(C)，由于C(g)的浓度不变，因此B是非气体，A正确，C错误，根据平衡的v(正)＝v(逆)可知B正确(注意，不是浓度消耗相等)；由于反应是可逆反应，因此达到平衡时放出热量小于Q，D项错误。
5．(2012·重庆高考)在一个不导热的密闭反应器中，只发生两个反应：
a(g)＋b(g)2c(g)　ΔH1<0
x(g)＋3y(g)2z(g)　ΔH2>0
进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功)，下列叙述错误的是(　　)
A．等压时，通入惰性气体，c的物质的量不变
B．等压时，通入z气体，反应器中温度升高[来源:学科网]
C．等容时，通入惰性气体，各反应速率不变
D．等容时，通入z气体，y的物质的量浓度增大
解析：选A　等压时，通入惰性气体后，第二个反应平衡向左移动，反应器内温度升高，第一个反应平衡向左移动，c的物质的量减小，选项A错误。等压下通入z气体，第二个反应平衡向逆反应方向(放热反应方向)移动，所以体系温度升高，选项B正确。选项C，由于容器体积不变，通入惰性气体不影响各种物质的浓度，所以各反应速率不变。选项D，等容时，通入z气体，第二个反应平衡向逆反应方向移动，y的物质的量浓度增大。
6．(2013·重庆高考改编)将E和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E(g)＋F(s)2G(g)。忽略固体体积，平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示：
　　　　　　压强/MPa
体积分数/%
温度/℃
1.0
2.0
3.0
810[来源:学科网]
54.0
a
b
915
c
75.0
d
1 000
e
f
83.0

① b＜f　② 915℃、2.0 MPa时E的转化率为60%③ 增大压强平衡左移　④ K(1 000℃)＞K(810℃)
上述①～④中正确的有(　　)
A．4个　　　　　　　　 　B．3个
C．2个 D．1个
解析：选A　a与b、c与d、e与f之间是压强问题，随着压强增大，平衡逆向移动，G的体积分数减小，b<a；c>75%，e>83%；c、e是温度问题，随着温度升高，G的体积分数增大，所以正反应是一个吸热反应，所以，K(1 000℃)>K(810℃)；f的温度比b的高，压强比b的小，所以f>b。而②，可以令E为1 mol，转化率为α，则有2α/(1＋α)＝75%，α＝60%，正确。该反应是一个气体分子数增大的反应，增大压强平衡左移，所以③正确。因为该反应正向吸热，升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，故④正确。
7．下列说法错误的是(　　)

A．对于A(s)＋2B(g)3C(g)　ΔH>0，若平衡时C的百分含量跟条件X、Y的关系如图①所示，则Y可能表示温度，X可能表示压强，且Y3>Y2>Y1
B．已知可逆反应4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 025 kJ·mol－1。若反应物起始物质的量相同，则图②可表示温度对NO的百分含量的影响
C．已知反应2A(g)B(？)＋2C(？)－Q(Q>0)，满足如图③所示的关系，则B、C可能均为气体
D．图④是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图，则该反应的正反应是一个气体体积增大的反应
解析：选D　选项A：根据热化学方程式可知正反应为吸热反应，则升高温度，平衡正向移动，C的百分含量增大，所以X不可能表示温度，若Y表示温度，则Y3最大。因为物质A为固态，所以正反应为气体体积增大的反应，即增大压强，平衡逆向移动，C的百分含量减小，因此X可能表示压强。选项B：根据升高温度，平衡向吸热反应方向移动(即逆反应方向移动)，导致NO的百分含量随温度的升高而减少，但达到平衡所需的时间短，可确定该选项正确。选项C：由图像可知升高温度，气体的平均摩尔质量减小。根据方程式可判断正反应为吸热反应，所以升高温度平衡正向移动。若B、C均为气体，符合图③所示的关系。
8．有甲、乙两个相同的恒容密闭容器，体积均为0.25 L，在相同温度下均发生可逆反应：X2(g)＋3Y2(g)2XY3(g)　ΔH＝－92.6 kJ·mol－1。实验测得起始、平衡时的有关数据如表所示：
容器编号[来源:学科网]
起始时各物质的物质的量/mol[来源:学科网]
平衡时体系
能量的变化
X2
Y2
XY3
甲
1
3
0
放出热量：23.15 kJ
乙
0.9
2.7
0.2
放出热量：Q

下列叙述错误的是(　　)
A．若容器甲体积为0.5 L，则平衡时放出的热量小于23.15 kJ
B．容器乙中达平衡时放出的热量Q＝23.15 kJ
C．容器甲、乙中反应的平衡常数相等
D．平衡时，两个容器中XY3的体积分数均为1/7
解析：选B　平衡常数属于温度的函数，相同温度下两容器中反应的平衡常数相同。若容器甲的体积增大一倍，平衡逆向移动，故放出的热量小于23.15 kJ。根据热量的变化可计算出XY3的生成量。
9．(2013·山东高考)化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。
(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体，发生如下反应：
TaS2(s)＋2I2(g)TaI4(g)＋S2(g)　ΔH＞0　(Ⅰ)
反应(Ⅰ)的平衡常数表达式K＝________，若K＝1，向某恒容容器中加入1 mol I2(g)和足量TaS2(s)，I2(g)的平衡转化率为________。
(2)如图所示，反应(Ⅰ)在石英真空管中进行，先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2(g)，一段时间后，在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体，则温度T1________T2(填“＞”、“＜”或“＝”)。上述反应体系中循环使用的物质是________。

(3)利用I2的氧化性可测定钢铁中硫的含量。做法是将钢样中的硫转化成H2SO3，然后用一定浓度的I2溶液进行滴定，所用指示剂为________，滴定反应的离子方程式为________________________________________________________________________。
(4)25℃时，H2SO3HSO＋H＋的电离常数Ka＝1×10－2 mol·L－1，则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数Kb＝________mol·L－1，若向NaHSO3溶液中加入少量的I2，则溶液中将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
解析：本题考查化学反应速率、化学平衡及相关计算，意在考查考生灵活分析问题的能力。(1)在有气体参与的反应中，固体和液体的浓度不列入化学平衡常数表达式中。设容器的容积是V L，
TaS2(s)＋2I2(g)TaI4(g)＋S2(g)
起始浓度/ mol·L－1　　　　 　1/V　　 0　　　　0
转化浓度/ mol·L－1 2x x x
平衡浓度/ mol·L－1　　 　(1/V－2x) x x
则K＝＝＝1，x＝，则I2(g)的平衡转化率是＝66.7%。(2)根据平衡移动及物质的提纯，在温度T1端得到纯净的TaS2晶体，即温度T1端与T2端相比，T1端平衡向左移动，则T1＜T2。生成物I2(g)遇冷可在管壁上凝结成纯净的I2(s)，从而循环利用。(3)碘单质遇淀粉溶液变蓝色，当滴入最后一滴I2溶液时溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色，则说明达滴定终点。由I2～2e－～2I－，H2SO3～2e－～SO，根据得失电子数相等则有I2～H2SO3，再结合原子守恒和电荷守恒配平。(4)H2SO3的电离常数表达式为Ka＝，NaHSO3的水解反应的平衡常数Kh＝＝＝＝＝1×10－12。加入I2后HSO被氧化为H2SO4，c(H＋)增大，c(OH－)减小，Kh不变，由Kh＝得＝，所以该比值增大。
答案：(1)　66.7%　(2)＜　I2　(3)淀粉　I2＋H2SO3＋H2O===4H＋＋2I－＋SO
(4)1×10－12　增大
10．(2013·新课标全国卷Ⅱ)在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A (g)，在一定温度进行如下反应：A(g)B(g)＋C(g)　ΔH＝＋85.1 kJ·mol－1
反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：
时间t/h
0
1
2
4
8
16
20
25
30
总压强p
/100 kPa
4.91
5.58
6.32
7.31
8.54
9.50
9.52
9.53
9.53

回答下列问题：
(1)欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为________。
(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为________________________________________________________________________，
平衡时A的转化率为________，列式并计算反应的平衡常数K_______________。
(3)①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A)，n总＝________mol，n(A)＝________mol。
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算a＝__________________。
反应时间t/h
0
4
8
16
c(A)/(mol·L－1)
0.10
a
0.026
0.006 5

分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(Δt)的规律，得出的结论是________，由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)为________mol·L－1。
解析：本题考查化学平衡知识，意在考查考生对平衡转化率、化学平衡常数及物质浓度计算方法的掌握程度，同时考查考生思维的灵活性。(1)A(g)B(g)＋C(g)的正向反应是一个气体体积增大的的吸热反应，故可通过降低压强、升温等方法提高A的转化率。(2)在温度一定、容积一定的条件下，气体的压强之比等于其物质的量(物质的量浓度)之比。求解平衡常数时，可利用求得的平衡转化率并借助“三段式”进行，不能用压强代替浓度代入。(3)n(A)的求算也借助“三段式”进行。a＝0.051，从表中数据不难得出：每隔4 h，A的浓度约减少一半，依此规律，12 h时，A的浓度为0.013 moL/L。
答案：(1)升高温度、降低压强
(2)(－1)×100%　94.1%
　　　　　　　　　A(g)B(g)＋　　C(g)
起始浓度/mol·L－1 0.10 　　　　0　　　　　　0
转化浓度/mol·L－1 0.10×94.1% 0.10×94.1% 0.10×94.1%
平衡浓度/mol·L－1 0.10×(1－94.1%) 0.10×94.1% 0.10×94.1%K＝＝1.5 mol·L－1
(3)①0.10×　0.10×(2－)　②0.051　达到平衡前每间隔4 h，c(A)减少约一半　0.013
B卷(强化选做卷)
1．(2013·临沂模拟)化学反应4A(s)＋3B(g)2C(g)＋D(g)，经2 min，B的浓度减少0.6 mol/L。对此反应速率的表示正确的是(　　)
A．用A表示的反应速率是0.4 mol·(L·min)－1
B．分别用B、C、D表示的反应速率其比值是3∶2∶1
C．2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol·(L·min)－1
D．2 min内，v正(B)和v逆(C)表示的反应速率的值都是逐渐减小的
解析：选B　不能用固体表示化学反应速率，A不正确；化学反应速率是平均速率，而不是即时速率，C不正确；2 min内，v正(B)的速率逐渐减小而v逆(C)逐渐增大，D不正确。
2．(2013·安徽马鞍山模拟)可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，根据下表中的数据判断下列图像错误的是(　　)
压强
转化率
温度
p1(MPa)
p2(MPa)
400℃
99.6
99.7
500℃
96.9
97.8

解析：选C　从表中数据可知，升高温度，转化率降低，故正反应放热，ΔH<0；增大压强，平衡正向移动，转化率增大，故有p1<p2；A项，温度越高，反应速率越快，转化率越小，正确；B项，温度升高，平衡逆向移动，SO3百分含量降低，增大压强，平衡正向移动，SO3的百分含量升高，正确；C项，增大压强，正逆反应速率均增大，平衡向正向移动，故v(正)>v(逆)，错误；D项，升高温度，正逆反应速率均增大，平衡逆向移动，正确。
3．(2013·淮安模拟)已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－a kJ·mol－1(a>0)。恒温恒容下，在10 L的密闭容器中加入0.1 mol SO2和0.05 mol O2，经过2 min达到平衡状态，反应放热0.025 a kJ。下列判断正确的是(　　)
A．在2 min内，v(SO2)＝0.25 mol·L－1·min－1
B．若再充入0.1 mol SO3，达到平衡后SO3的质量分数会减小
C．在1 min时，c(SO2)＋c(SO3)＝0.01 mol·L－1
D．若恒温恒压下，在10 L的密闭容器中加入0.1 mol SO2和0.05 mol O2，平衡后反应放热小于0.025a kJ
解析：选C　A项，在2 min内，v(SO2)＝0.002 5 mol·L－1·min－1；B项，“再充入0.1 mol SO3”等同于“再充入0.1 mol SO2和0.05 mol O2”，此时相当于加压，反应物平衡转化率提高，达到平衡后SO3的质量分数增大；C项，根据硫原子守恒，该反应体系中任何时刻都有c(SO2)＋c(SO3)＝0.01 mol·L－1；D项，2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的正反应是一个气体物质的量减小的反应，在恒温恒容条件下，随着反应正向进行，容器内的压强减小，而恒温恒压条件下则相当于在原恒温恒容反应体系的基础上加压，反应物的平衡转化率提高，平衡后反应放热大于0.025a kJ。
4．(2013·郑州模拟)将a L NH3通入某恒压的密闭容器中，在一定条件下让其分解，达到平衡后气体体积增大到b L(气体体积在相同条件下测定)。下列说法中正确的是(　　)
A．平衡后氨气的分解率为×100%
B．平衡混合气体中H2的体积分数为×100%
C．反应前后气体的密度比为
D．平衡后气体的平均摩尔质量为 g
解析：选B　设分解的NH3为x L，则
2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)
起始体积(L): a 0 0
转化体积(L): x x
平衡体积(L): a－x x
根据题中信息可知，a－x＋＋x＝b，即x＝b－a，平衡后NH3的分解率为×100%＝×100%A项错误；平衡混合气体中H2的体积分数为×100%＝×100%，B项正确；由于反应前后气体的质量(设为m g)不变，再根据密度的定义可得反应前后气体的密度之比为＝，C项错误；摩尔质量的单位为g/mol，D项错误。
5．(2013·山东省实验中学模拟)在一定温度下，向a L密闭容器中加入1 mol X气体和2 mol Y气体，发生如下反应：X(g)＋2Y(g)2Z(g)，此反应达到平衡的标志是(　　)
A．容器内密度不随时间变化
B．容器内各物质的浓度不随时间变化
C．容器内X、Y、Z的浓度之比为1∶2∶2
D．单位时间消耗0.1 mol X同时生成0.2 mol Z
解析：选B　该反应是一个反应前后气体体积减小的化学反应，达到化学平衡状态时，同一物质的正逆反应速率相等，各种物质的含量不变。A项，容器的体积不变，混合气体质量不变，其密度始终不变，故错误。B项，容器内各种物质的浓度不变即达到平衡状态，故正确。C项，各种物质的浓度之比与反应初始量和转化率有关，故错误。D项，无论反应是否达到平衡状态，都是单位时间消耗0.1 mol X同时生成0.2 mol Z，故错误。
6．已知反应①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反应②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是(　　)
A．反应①的平衡常数K1＝
B．反应③的平衡常数K＝
C．对于反应③，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值
D．对于反应③，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小
解析：选B。在书写平衡常数表达式时，纯固体不能表示在平衡常数表达式中，A错误。由于反应③＝反应①－反应②，因此平衡常数K＝，B正确。反应③中，温度升高，H2浓度减小，则平衡向左移动，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，应为ΔH<0，C错误。对于反应③，在恒温恒容下，增大压强，如充入稀有气体，则平衡不移动，H2的浓度不变，D错误。
7．在某温度下，将2 mol A和3 mol B充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，5 min后达到平衡，已知各物质的平衡浓度的关系为ca(A)·c(B)＝c(C)·c(D)。若在温度不变的情况下，将容器的体积扩大为原来的10倍，A的转化率没有发生变化，则B的转化率为(　　)
A．60%　　　　　　　 　B．40%
C．24% D．4%
解析：选B　在温度不变的情况下将容器的体积扩大10倍，A的转化率没有发生改变，说明该反应为反应前后气体体积不变的反应，所以a＝1。B的转化率也没有发生变化，所以与没有扩大容器体积前一样。设容器的体积为V，转化的A的物质的量为x，则达到平衡时A、B、C、D的物质的量分别为2 mol－x、3 mol－x、x、x。根据ca(A)·c(B)＝c(C)·c(D)可知(x/V)2＝(2/V－x/V)(3/V－x/V)，解得x＝1.2 mol，所以B的转化率为1.2 mol/3 mol×100%＝40%，B对。
8．(2013·大连模拟)在100℃时，将0.40 mol NO2气体充入2 L密闭容器中，每隔一段时间对该容器的物质进行测量，得到的数据如下表：

时间(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

下列说法中正确的是(　　)
A．反应开始20 s内NO2的平均反应速率是0.001 mol·L－1·s－1
B．80 s时混合气体的颜色与60 s时颜色相同，比40 s时的颜色深
C．80 s时向容器内加0.32 mol He，同时将容器扩大为4 L，则平衡不移动
D．若起始投料为0.20 mol N2O4，相同条件下达到平衡，则各组分的含量与原平衡相同
解析：选D　选项A，由表中数据可知，从反应开始至20 s时，v(N2O4)＝0.001 25 mol·L－1·s－1，则v(NO2)＝2v(N2O4)＝2×0.001 25 mol·L－1·s－1＝0.002 5 mol·L－1·s－1，A错误；选项B,60 s时处于化学平衡状态，NO2的物质的量不再变化，所以80 s时与60 s时混合气体颜色相同，但n3＝n4＝0.24<0.26，所以比40 s时颜色浅，B错误；选项C，向该密闭容器中再充入0.32 mol He，并把容器体积扩大为4 L，He为惰性气体，不参与反应，增大体积，对参加反应的气体来说，相当于是压强减小，则平衡向生成NO2的方向移动，C错误；选项D,0.40 mol NO2与0.20 mol N2O4相当，若在相同条件下，最初向该容器充入的是0.20 mol N2O4，能够达到同样的平衡状态，D正确。
9．(2013·福建德化模拟)(1)一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO)：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。
根据题意和所给图像完成下列各题：

①反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝________。
②升高温度，K值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)一定温度下，将3 mol A气体和1 mol B气体通入一密闭容器中，发生如下反应：3A(g)＋B(g)xC(g)。若容器体积固定为2 L，反应2 min时测得剩余0.6 mol B，C的浓度为0.4 mol·L－1。
请填写下列空白：
①x＝________。
②平衡混合物中，C的体积分数为50%，则B的转化率是______________。
解析：(1)①化学平衡常数是在一定条件下的可逆反应中，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据反应的方程式可知，该反应的平衡常数表达式是K＝。
②根据图像可知，温度越高，甲醇的含量越低。说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，即正反应是放热反应，所以升高温度，K值减小。
(2) ①3A(g)＋B(g)xC(g)
起始浓度(mol·L－1) 1.5 0.5 0
转化浓度(mol·L－1) 0.6 0.2 0.2x
2 min时浓度(mol·L－1) 0.9 0.3 0.2x
所以根据题意可知0.2x＝0.4
所以x＝2
②3A(g)＋B(g)2C(g)
起始浓度(mol·L－1) 1.5 0.5 0
转化浓度(mol·L－1) 3y y 2y
平衡浓度(mol·L－1) 1.5－3y 0.5－y 2y
所以根据题意可知＝0.5
解得y＝1/3
所以B的转化率是1/3÷0.5×100%＝66.67%
答案：(1)①　②减小
(2)①2　②66.7%
10．(2013·武汉模拟)合成氨工业的核心反应是：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1，能量变化如下图，回答下列问题：

(1)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化是：E1________，E2________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)在500℃、2×107Pa和催化剂条件下向一密闭容器中充入0.5 mol N2和1.5 mol H2，充分反应后，放出的热量________ 46.2 kJ(填“<”、“>”或“＝”)。
(3)关于该反应的下列说法中，正确的是________。
A．ΔH>0，ΔS>0　　　　 　B．ΔH>0，ΔS<0
C．ΔH<0，ΔS>0 D．ΔH<0，ΔS<0
(4)将一定量的N2(g)和H2(g)放入1 L密闭容器中，在500℃、2×107Pa下达到平衡，测得N2为0.10 mol，H2为0.30 mol，NH3为0.10 mol。计算该条件下达到平衡时H2转化为NH3的转化率________。若升高温度，K值变化________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)在上述(4)反应条件的密闭容器中，欲提高合成氨中H2的转化率，下列措施可行的是________(填字母)。
A．向容器中按原比例再充入原料气
B．向容器中再充入惰性气体
C．改变反应的催化剂
D．分离出氨气
解析：(1)在反应体系中加入催化剂，降低了反应的活化能，即E1减小，E2减小，反应热不变。
(2)由图像可知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，使用催化剂，加快了反应速率，但平衡并不移动，平衡转化率不变，上述反应仍不能进行彻底，故0.5 mol N2和1.5 mol H2充分反应后放出的热量应小于46.2 kJ。
(3)由图可知ΔH<0，根据反应方程式可知气体的物质的量减小，ΔS<0。
(4) N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
起始： m n 0
转化： x 3x 2x
平衡： m－x n－3x 2x
根据题意m－x＝0.1 mol　n－3x＝0.3 mol　2x＝0.1 mol
故x＝0.05 mol　m＝0.15 mol　n＝0.45 mol
α(H2)＝＝×100%＝33.3%。
ΔH<0，升温，平衡左移，K值减小。
(5)欲提高H2的转化率应使平衡右移，向容器中按原比例再充入原料气，相当于增大压强，平衡右移，A可行，B中充惰性气体对平衡无影响，C中改变催化剂不改变平衡移动，D中分离出氨气，平衡右移，方法可行，故选A、D。
答案：(1)减小　减小　(2)<　(3)D　(4)33.3%　减小　(5)A、D
11．(2013·临沂模拟)2013年初，雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)。在密闭容器中发生该反应时，c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线如图所示。

据此判断：
①该反应的ΔH________0(填“>”或“<”)
②在T2温度下，0～2 s内的平均反应速率v(N2)＝______________________。
③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2，在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________(填代号)。

(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
例如：CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－867 kJ/mol
2NO2(g)N2O4(g)　ΔH2＝－56.9 kJ/mol
写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式：________________________________________________________________________。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的
目的。如图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应式为__________________________。

③常温下，0.1 mol·L－1的HCOONa溶液pH为10，则HCOOH的电离常数Ka＝________。
解析：(1)①由图中曲线可以看出，在催化剂表面积相同的情况下，T1温度时先达到平衡，则T1>T2，但温度高时CO2的浓度小，说明升高温度平衡逆向移动，该反应的正反应为放热反应，即ΔH<0。②v(N2)＝v(CO2)＝×＝0.025 mol·L－1·s－1。③温度相同，质量相同的催化剂，表面积越小反应速率越慢。④a项，只能说明t1时正反应速率最快，但不一定处于平衡状态；c项，t1时，只能说明n(NO)＝n(CO2)，不能说明正逆反应速率相等，不是平衡状态。(2)①根据盖斯定律，将两个热化学方程式相减可得CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－810.1 kJ/mol。②CO2转变成HCOOH，碳的化合价降低，CO2被还原，即CO2发生还原反应与H＋结合生成HCOOH。(3)甲酸的电离平衡为HCOOHH＋＋HCOO－，0.1 mol·L－1的HCOONa溶液中存在水解平衡：H2O＋HCOO－HCOOH＋OH－，溶液中c(HCOO－)＝(0.1－1.0×10－4) mol·L－1，c(H＋)＝10－10mol·L－1，c(HCOOH)＝10－4mol·L－1，故电离平衡常数Ka＝＝
＝10－7 mol·L－1。
答案：(1)①<　
②0.025 mol·L－1·s－1或0.025 mol/(L·s)
③如图

④bd
(2)①CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－810.1 kJ/mol　②CO2＋2H＋＋2e－===HCOOH　③10－7mol·L－1