《2025年与名师对话高中新教材同步导练案化学C选择性必修1》

8. $CH_4$与$CO_2$重整生成$H_2$和$CO$的过程中主要发生下列反应：

$CH_4(g)+CO_2(g)\rightleftharpoons 2H_2(g)+2CO(g)$ $\Delta H=+247.1\ kJ\cdot mol^{-1}$
$H_2(g)+CO_2(g)\rightleftharpoons H_2O(g)+CO(g)$ $\Delta H=+41.2\ kJ\cdot mol^{-1}$
在恒压、反应物起始物质的量之比为$n(CH_4):n(CO_2)=1:1$的条件下，$CH_4$和$CO_2$的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是（ ）
A. 升高温度、增大压强均有利于提高$CH_4$的平衡转化率
B. 曲线$A$表示$CH_4$的平衡转化率随温度的变化
C. 相同条件下，改用高效催化剂能使曲线$A$和曲线$B$相重叠
D. 恒压、$800\ K$、$n(CH_4):n(CO_2)=1:1$条件下，反应至$CH_4$转化率达到$X$点的值，改变除温度外的特定条件继续反应，$CH_4$转化率可能达到$Y$点的值

答案： D A项，甲烷参与的反应为吸热反应，升高温度，甲烷的平衡转化率增大，该反应为气体体积增大的反应，增大压强，甲烷的平衡转化率减小，错误；B项，$CO_2$参与两个反应，且第一个反应中甲烷和二氧化碳的化学计量数相等，因此当起始时甲烷和二氧化碳的物质的量之比为1 : 1时，同温度下$CO_2$的转化率大于甲烷的转化率，即曲线B表示甲烷的平衡转化率随温度的变化，错误；C项，催化剂不能改变化学平衡，因此两条曲线不能重叠，错误；D项，温度不变，增大二氧化碳的量，平衡可向右移动，甲烷的转化率增大，可能达到Y点的值，正确。

9. 已知反应：$CH_2 =CHCH_3(g)+Cl_2(g)\rightleftharpoons CH_2 =CHCH_2Cl(g)+HCl(g)$。在一定压强下，按$\omega=\frac{n(Cl_2)}{n(CH_2 =CHCH_3)}$向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数$(\varphi)$与温度$(T)$、$\omega$的关系，图乙表示反应的平衡常数$(K)$与温度$(T)$的关系。则下列说法正确的是（ ）

A. 图甲中$\omega_1＞1$
B. 若在恒容绝热装置中进行上述反应，达到平衡时，装置内的气体压强将不变
C. 温度$T_1$、$\omega = 2$，$Cl_2$的转化率约为$33.3\%$
D. 图乙中，曲线$B$表示逆反应的平衡常数

答案： C $\omega$增大，可认为$CH_2 = CHCH_3$不变，增加$Cl_2$的量，平衡向右移动，$CH_2 = CHCH_3$的转化率增大，则$\varphi$减小，由上述分析可知：$\omega_2 ＞ \omega_1$，则$\omega_1 ＜ 1$；该反应在反应前后气体分子数不变，根据图甲升高温度丙烯的体积分数增大，即升高温度平衡逆向移动，正反应放热，在恒容绝热装置中进行题述反应，体系内温度升高，根据$pV = nRT$，达到平衡时，装置内的气体压强将增大；由图乙可知，$T_1$时平衡常数为1，设起始时$CH_2 = CHCH_3$和$Cl_2$的物质的量分别为a mol和2a mol，达到平衡时转化的$Cl_2$的物质的量为x mol，根据三段式进行计算：
$CH_2 = CHCH_3(g)+Cl_2(g)\rightleftharpoons CH_2 = CHCH_2Cl(g)+HCl(g)$
起始/mol a 2a 0 0
转化/mol x x x x
平衡/mol $a - x$ $2a - x$ x x
则$\frac{(\frac{x}{V})^2}{\frac{a - x}{V}×\frac{2a - x}{V}} = 1$，解得$x = \frac{2}{3}a$，则$Cl_2$的转化率为$\frac{\frac{2}{3}a}{2a}×100\%≈33.3\%$；由图甲可知，$\omega$一定时，温度升高，$\varphi$增大，说明正反应是放热反应，故温度升高，正反应的平衡常数减小，故图乙中，曲线A表示逆反应的平衡常数。

10. $I_2$在$KI$溶液中存在下列平衡：$I_2(aq)+I^-(aq)\rightleftharpoons I_3^-(aq)$，某$I_2$、$KI$混合溶液中，$I_3^-$的物质的量浓度$c(I_3^-)$与温度$T$的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。

下列说法不正确的是（ ）
A. 温度为$T_1$时，向该平衡体系中加入$KI$固体，平衡正向移动
B. $I_2(aq)+I^-(aq)\rightleftharpoons I_3^-(aq)$的$\Delta H＜0$
C. 若$T_1$时，反应进行到状态$d$时，一定有$v_{正}＞v_{逆}$
D. 状态$a$与状态$b$相比，状态$b$时$I_2$的转化率更高

答案： D 加入KI固体，$c(I^-)$增大，平衡正向移动，A项正确；由图可知，温度越高，$c(I_3^-)$越小，则升高温度，平衡逆向移动，正反应为放热反应，$\Delta H ＜ 0$，B项正确；$T_1$时，反应进行到状态d时，$c(I_3^-)$小于平衡时浓度，则平衡向正反应方向移动，则一定有$v_{正}＞v_{逆}$，C项正确；a、b均为平衡点，a点温度低，该反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，则状态a时$I_2$的转化率更高，D项错误。

11. (1)目前，常利用催化技术将汽车尾气的$NO$处理成无毒气体，发生的反应为$C(s)+2NO(g)\rightleftharpoons N_2(g)+CO_2(g)$ $\Delta H=-34.0\ kJ\cdot mol^{-1}$。在密闭容器中加入足量的$C(s)$和一定量的$NO(g)$，保持恒压，测得$NO$的转化率随温度的变化如图所示：

由图可知，$1050\ K$前反应中$NO$的转化率随温度升高而增大，其原因为________________________；在$1100\ K$时，$CO_2$的体积分数为__________；用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作$K_p$)。在$1050\ K$、$1.1\times10^5\ Pa$时，该反应的化学平衡常数$K_p=$______ [已知：气体分压$(p_{分})=$气体总压$(p_{总})\times$体积分数]。
(2)温度为$T^{\circ}C$，向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和$1\ mol\ NO_2$，发生反应：$2C(s)+2NO_2(g)\rightleftharpoons N_2(g)+2CO_2(g)$，反应相同时间，测得各容器中$NO_2$的转化率与容器体积的关系如图所示。下列说法正确的是______ (填字母)。

A. $T^{\circ}C$时，该反应的化学平衡常数为$\frac{4}{45}$
B. 图中$c$点所示条件下，$v_{正}＞v_{逆}$
C. 向$a$点平衡体系中充入一定量的$NO_2$，达到平衡时，$NO_2$的转化率比原平衡大
D. 容器内的压强：$p_a:p_b＞6:7$

答案： 解析：
(2)a点时反应达到平衡，$NO_2$转化率为40％，则
$2C(s)+2NO_2(g)\rightleftharpoons N_2(g)+2CO_2(g)$
开始/mol 1 0 0
反应/mol 0.4 0.2 0.4
平衡/mol 0.6 0.2 0.4
$T℃$时，该反应的化学平衡常数为$K = \frac{c^2(CO_2)·c(N_2)}{c^2(NO_2)}=\frac{(\frac{0.4}{V_1})^2×\frac{0.2}{V_1}}{(\frac{0.6}{V_1})^2}=\frac{4}{45V_1}$，故A错误；图中c点还未达到平衡，反应正向进行，$v_{正}＞v_{逆}$，故B正确；向a点平衡体系中充入一定量的$NO_2$，等效于加压，平衡逆移，转化率降低，C错误；由A可知a点时容器内气体物质的量为1.2 mol；b点时三段式为
$2C(s)+2NO_2(g)\rightleftharpoons N_2(g)+2CO_2(g)$
开始/mol 1 0 0
反应/mol 0.8 0.4 0.8
平衡/mol 0.2 0.4 0.8
则b点容器内气体物质的量为1.4 mol，由于$V_1 ＜ V_2$，则$p_a:p_b＞6:7$，故D正确。
答案：
(1)1050 K前反应未达到平衡状态，随着温度升高，反应速率加快，NO转化率增大 20％ 4
(2)BD