化學平衡化學平衡常數（解析版）一、單選題（本大題共13小題，每題2分，共26分）1.下列事實不能用化學平衡移動原理解釋的是 ()A.光照新制的氯水時,溶液的pH逐漸減小B.加催化劑,使N2和H2在一定條件下轉化為NH3C.可用濃氨水和氫氧化鈉固體快速制取氨氣D.增大壓強,有利于SO2和O2反應生成SO3【解析】氯水中存在化學平衡Cl2+H2OHCl+HClO,光照使氯水中的次氯酸分解,次氯酸濃度減小,使得平衡向右移動,氫離子濃度變大,溶液的pH減小,能用化學平衡移動原理解釋,A不符合;催化劑改變反應速率,不改變化學平衡,不能用化學平衡移動原理解釋,B符合;濃氨水中加入氫氧化鈉固體,氫氧根離子濃度增大,氫氧化鈉固體溶解放熱,使一水合氨分解生成氨氣,化學平衡NH3+H2ONH3·H2ONH4++OH-逆向進行,能用化學平衡移動原理解釋,C不符合;增大壓強,平衡2SO2+O22SO3向正反應方向移動,能用化學平衡移動原理解釋,D不符合。2．工業上制備合成氣的工藝主要是水蒸氣重整甲烷：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)ΔH＞0，在一定條件下，向體積為1L的密閉容器中充入1molCH4(g)和1molH2O(g)，測得H2O(g)和H2(g)的濃度隨時間變化曲線如圖所示，下列說法正確的是()A．達到平衡時，CH4(g)的轉化率為75%B．0～10min內，v(CO)＝0.075mol·L－1·min－1C．該反應的化學平衡常數K＝0.1875D．當CH4(g)的消耗速率與H2(g)的消耗速率相等時，反應到達平衡【解析】選C由圖可知，10min時反應到達平衡，平衡時水蒸氣、氫氣的濃度均為0.75mol·L－1，則：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)開始/(mol·L－1)1100轉化/(mol·L－1)0.250.250.250.75平衡/(mol·L－1)0.750.750.250.75平衡時甲烷轉化率＝eq\f(0.25mol·L－1,1mol·L－1)×100%＝25%，故A項錯誤；0～10min內，v(CO)＝eq\f(0.25mol·L－1,10min)＝0.025mol·L－1·min－1，故B項錯誤；平衡常數K＝eq\f(cCO·c3H2,cCH4·cH2O)＝eq\f(0.25×0.753,0.75×0.75)＝0.1875，故C項正確；同一物質的消耗速率與其生成速率相等時，反應到達平衡，由方程式可知當CH4(g)的消耗速率與H2(g)的消耗速率為1∶3時，反應到達平衡，故D項錯誤。3．O3是一種很好的消毒劑，具有高效、潔凈、方便、經濟等優點。O3可溶于水，在水中易分解，產生的[O]為游離氧原子，有很強的殺菌消毒能力。常溫常壓下發生的反應如下：反應①O3O2＋[O]ΔH>0平衡常數為K1；反應②[O]＋O32O2ΔH<0平衡常數為K2；總反應：2O33O2ΔH<0平衡常數為K。下列敘述正確的是()A．降低溫度，總反應K減小B．K＝K1＋K2C．適當升溫，可提高消毒效率D．壓強增大，K2減小【解析】選C降溫，總反應平衡向右移動，K增大，A項錯誤；K1＝eq\f(cO2·c[O],cO3)、K2＝eq\f(c2O2,c[O]·cO3)、K＝eq\f(c3O2,c2O3)＝K1·K2，B項錯誤；升高溫度，反應①平衡向右移動，反應②平衡向左移動，c([O])增大，可提高消毒效率，C項正確；對于給定的反應，平衡常數只與溫度有關，D項錯誤。4．已知反應：2CH3COCH3(l)CH3COCH2COH(CH3)2(l)。取等量CH3COCH3，分別在0℃和20℃下，測得其轉化分數隨時間變化的關系曲線(Y－t)如圖所示。下列說法正確的是()A．b代表0℃下CH3COCH3的Y－t曲線B．反應進行到20min末，CH3COCH3的eq\f(v0°C,v20°C)>1C．升高溫度可縮短反應達平衡的時間并能提高平衡轉化率D．從Y＝0到Y＝0.113，CH3COCH2COH(CH3)2的eq\f(Δn0℃,Δn20℃)＝1【解析】本題考查化學平衡，意在考查考生對平衡移動的理解和對圖象的識別能力。溫度升高，達到平衡所用的時間縮短，因此b曲線對應的溫度為20℃，A選項錯誤；溫度升高，速率加快，B選項速率之比應小于1；由圖象可知，達到平衡時b曲線丙酮的轉化率較低，C選項錯誤；在兩曲線交點處，兩種溫度下轉化的丙酮量相等，D選項正確。5.如圖,關閉活塞K,向A中充入1molX、1molY,向B中充入2molX、2molY,此時A、B的容積都是aL。在相同溫度和催化劑存在的條件下,使兩容器均發生反應X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)ΔH<0。A保持恒壓,B保持恒容,達到平衡時,A的體積為1.4aL。下列說法錯誤的是 ()A.反應速率:v(B)>v(A)B.A容器X的轉化率為80%C.平衡時的壓強:2p(A)=p(B)D.平衡時Y的體積分數:A<B【解析】選C。A是恒壓,B是恒體積,該反應是物質的量增大的反應,所以B中壓強要增大,B中反應速率比A中的大,A選項正確;X(g)+Y(g)2Z(g)+W(g)起始量:1100轉化量: x x 2x x平衡量: 1―x 1―x 2x x有1―x+1―x+2x+x=1.4×2,得x=0.8,所以A中X的轉化率為0.8,B選項正確;起始狀態下,p(B)=2p(A),隨著反應的進行,p(A)不變,p(B)在增大,所以平衡后p(B)>2p(A),C選項錯誤;兩者在起始狀態下是成比例的關系,即在等溫等壓條件下為等效平衡,則壓縮A的體積,增大壓強,平衡逆向移動,所以原平衡狀態中,A中Y的體積分數小于B,D選項正確。6．425℃時，在1L密閉容器中充入下列氣體物質進行反應達到平衡，分析下圖所示的示意圖，從下列選項中選出不能從示意圖中讀出的相關信息是()甲乙A．同溫同壓下，只要物質比例適當，從正、逆方向都可以建立同一平衡狀態B．圖甲表示的反應為H2(g)＋I2(g)2HI(g)C．圖甲中H2的轉化率＋圖乙中HI的轉化率＝100%D．相同條件下，分別從正、逆方向建立等同的平衡狀態，所需時間相同【解析】比較圖甲和圖乙可知，兩平衡狀態的c(HI)、c(H2)、c(I2)相同；圖甲中化學反應方程式為H2(g)＋I2(g)2HI(g)，圖乙中化學反應方程式為2HI(g)H2(g)＋I2(g)；圖甲中H2的轉化率為eq\f(1.00－0.21,1.00)×100%＝79%，圖乙中HI的轉化率為eq\f(2.00－1.58,2.00)×100%＝21%，故A、B、C項正確。7．一定條件下，分別向容積固定的密閉容器中充入A和足量B，發生反應如下：2A(g)＋B(s)2D(g)ΔH＜0，測得相關數據如下，分析可知下列說法不正確的是()實驗Ⅰ實驗Ⅱ實驗Ⅲ反應溫度/℃800800850c(A)起始/mol·L－1121c(A)平衡/mol·L－10.510.85放出的熱量/kJabcA.實驗Ⅲ的化學平衡常數K<1B．實驗放出的熱量關系為b>2aC．實驗Ⅲ在30min達到平衡時的速率v(A)為0.005mol·L－1·min－1D．當容器內氣體密度不隨時間而變化時上述反應已達平衡【解析】據方程式可算得實驗Ⅲ平衡時：c(A)＝0.85mol·L－1，c(D)＝0.15mol·L－1，故平衡常數K＝eq\f(c2D,c2A)＜1，A正確；因為：反應前后氣體的體積保持不變，起始濃度在800℃時c(A)由1增加到2，故b＝2a，B錯誤；由實驗Ⅲ數據算得C正確；因為B為固體，平衡前氣體的質量在發生變化，氣體密度在發生變化，當容器內氣體密度不隨時間而變化上述反應已達到平衡，D正確。8．一定條件下可逆反應：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，在體積固定的密閉容器中達到平衡狀態的標志是()①單位時間內生成nmolO2的同時生成2nmolNO2②單位時間內生成nmolO2的同時生成2nmolNO③用NO2、NO、O2表示的反應速率之比為2∶2∶1的狀態④混合氣體的顏色不再改變的狀態⑤混合氣體的密度不再改變的狀態⑥混合氣體的壓強不再改變的狀態⑦混合氣體的平均相對分子質量不再改變的狀態A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦C．①③④⑤ D．全部【解析】化學平衡狀態的根本標志是：①v(正)＝v(逆)，②各組分含量不變。本題不僅考查了化學平衡的直接標志，也要求對化學平衡的間接標志進行分析，判斷。解答本題時，要牢牢抓住兩個根本標志，并明確氣體的顏色、密度、壓強、平均相對分子質量的變化與根本標志間的關系，才能全面分析，順利解答。單位時間內生成nmolO2必消耗2nmolNO2，而生成2nmolNO2時，必消耗nmolO2，易知①能說明反應達到平衡，而②不能說明。③中無論達到平衡與否，化學反應速率都等于各物質化學計量數之比。④有色氣體的顏色不變，則表示物質的濃度不再變化，說明反應已達到平衡。⑤對于體積固定、氣體質量反應前后守恒的反應，混合氣體密度始終不變。⑥壓強不變，意味著各物質的含量不再變化。⑦由于氣體的質量不變，氣體的平均相對分子質量不變時，說明氣體中各物質的物質的量不變，該反應前后體積變化，能說明反應達到平衡。9．反應2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)中，每生成7gN2，放出166kJ的熱量，該反應的速率表達式為v＝k·cm(NO)·cn(H2)(k、m、n待測)，其反應包含下列兩步：①2NO＋H2=N2＋H2O2(慢)②H2O2＋H2=2H2O(快)T℃時測得有關實驗數據如下：序號c(NO)/(mol·L－1)c(H2)/(mol·L－1)速率/(mol·L－1·min－1)Ⅰ0.00600.00101.8×10－4Ⅱ0.00600.00203.6×10－4Ⅲ0.00100.00603.0×10－5Ⅳ0.00200.00601.2×10－4下列說法錯誤的是()A．整個反應速率由第①步反應決定B．正反應的活化能一定是①＜②C．該反應速率表達式：v＝5000c2(NO)·c(H2)D．該反應的熱化學方程式為2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－664kJ·mol－1【解析】選BA．由①、②兩反應知，反應過程中反應慢的反應決定反應速率，整個反應速率由第①步反應決定，正確；B.反應①慢，說明反應①的活化能高，正反應的活化能一定是①>②，錯誤；C.比較實驗Ⅰ、Ⅱ數據可知，NO濃度不變，氫氣濃度增大一倍，反應速率增大一倍，比較實驗Ⅲ、Ⅳ數據可知，H2濃度不變，NO濃度增大一倍，反應速率增大四倍，據此得到速率方程：v＝kc2(NO)·c(H2)，依據實驗Ⅰ中數據計算k＝5000，則速率表達式為v＝5000c2(NO)·c(H2)，正確；D.反應2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)中，每生成7gN2放出166kJ的熱量，生成28gN2放熱664kJ，熱化學方程式為2NO(g)＋2H2(g)=N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－664kJ·mol－1，正確。10．700℃時，H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)。該溫度下，在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中，投入H2和CO2，起始濃度如下表所示。其中甲經2min達平衡時，v(H2O)為0.025mol/(L·min)，下列判斷不正確的是()起始濃度甲乙丙c(H2)/mol/L0.100.200.20c(CO2)/mol/L0.100.100.20A.平衡時，乙中CO2的轉化率大于50%B．當反應平衡時，丙中c(CO2)是甲中的2倍C．溫度升至800℃，上述反應平衡常數為25/16，則正反應為吸熱反應D．其他條件不變，若起始時向容器乙中充入0.10mol/LH2和0.20mol/LCO2，到達平衡時c(CO)與乙不同【解析】對于甲，當反應達到平衡時，c(H2O)＝0.025mol/(L·min)×2min＝0.05mol/L，所以根據方程式中物質之間的反應關系可知：CO2的轉化率等于50%。A項，對于乙，與甲比較增大了H2的濃度，增大反應物的濃度，平衡正向移動，所以平衡時，乙中CO2的轉化率大于50%，正確；B項，由于反應是在恒容的密閉容器中進行的，反應前后氣體的體積不變，因為丙的物質濃度是甲的2倍，由于增大壓強平衡不發生移動，所以當反應平衡時，丙中c(CO2)是甲中的2倍，正確；C項，在700℃時該反應的平衡常數是：K＝eq\f(cH2O·cCO,cCO2cH2)＝eq\f(0.5×0.5,0.5×0.5)＝1，當溫度升至800℃，上述反應平衡常數為25/16>1，說明升高溫度，平衡正向移動，根據平衡移動原理：升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動，正反應是吸熱反應，正確；D項，其他條件不變，若起始時向容器乙中充入0.10mol/LH2和0.20mol/LCO2，由于反應方程式中物質都是按照1∶1關系反應的，物質的物質的量相等，所以對平衡移動的影響程度也相等，因此到達平衡時c(CO)與乙相同，錯誤。11．在一恒容的密閉容器中，由CO和H2合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。CO的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖所示。下列說法正確的是()A．當混合氣體的密度不再改變時，反應達到平衡狀態B．當v逆(H2)＝2v正(CH3OH)時，反應達到平衡狀態C．平衡時，有x個H—H鍵斷裂的同時，就有2x個C—H鍵斷裂D．圖中A、B兩點的平衡常數K(A)＞K(B)【解析】本題借助圖象考查化學平衡狀態的標志和溫度對化學平衡常數的影響。該反應為恒容體系，混合氣體的質量一直不變，因此混合氣體的密度始終不會改變，故混合氣體的密度不變不能作為反應達到平衡狀態的標志，A說法錯誤；v正(H2)＝2v正(CH3OH)＝v逆(H2)，正逆反應速率相等，可作為平衡狀態的標志，B說法正確；化學平衡是一種動態平衡，正逆反應速率相等，1個CH3OH分子中含有3個C—H鍵，則有2x個H—H鍵斷裂的同時，就有3x個C—H鍵斷裂，C說法錯誤；A、B點對應的溫度相同，化學平衡常數也相同，D說法錯誤。12.在2L恒容密閉容器中充入2molX和1molY，發生反應：2X(g)＋Y(g)3Z(g)ΔH<0，反應過程持續升高溫度，測得混合體系中X的體積分數與溫度的關系如圖所示。下列推斷正確的是()A．升高溫度，平衡常數增大B．W點X的正反應速率等于M點X的正反應速率C．Q點時，Y的轉化率最大D．平衡時充入Z，達到新平衡時Z的體積分數比原平衡時大【解析】A項，分析圖象，X的體積分數先減小后增大，減小到最低，這是化學平衡的建立過程，后增大，這是平衡的移動過程，升高溫度，體積分數增大，說明升高溫度，平衡向左移動，使平衡常數減小，故A錯；B項，M點溫度高，故反應速率快，B錯誤；從開始到Q點是正向建立平衡的過程，轉化率逐漸增大，從Q到M點升高溫度，平衡向左移動，使轉化率降低，Q點最大，故C正確；平衡時再充入Z，達到的新平衡與原平衡是等效的，故體積分數相等，D錯。13.在t℃時,向aL密閉容器中加入1.6molHI(g),發生反應2HI(g)H2(g)+I2(g)ΔH>0,H2的物質的量隨時間的變化如圖所示,下列有關說法中正確的是()A.平衡時,I2蒸氣的體積分數為25%B.若在1.5min時降低溫度,則反應將向左進行C.平衡后若升高溫度,v(正)增大,v(逆)減小D.平衡后向容器中加入一定量的H2后,平衡向左移動,H2的體積分數減小【解析】選A。該反應反應前后氣體體積不變,由圖可知,平衡時n(H2)=0.4mol,則有n(I2)=0.4mol,故I2蒸氣的體積分數為×100%=25%,A正確;1.5min時反應未達到平衡狀態,降低溫度,反應向吸熱的正反應方向進行,反應速率減慢,但反應仍向右進行,直至平衡,B錯誤;平衡后若升高溫度,v(正)、v(逆)均增大,但v(正)增大的程度大于v(逆),平衡向右移動,C錯誤;平衡后加入H2,平衡向左移動,根據勒夏特列原理可知,達到新平衡后,c(H2)仍比原來大,則新平衡后H2的體積分數增大,D錯誤。二、非選擇題（本大題共6小題，共74分）1（6分）．研究氮氧化物的反應機理，對于消除環境污染有重要意義。升高溫度絕大多數的化學反應速率增大，但是2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的速率卻隨溫度的升高而減小。某化學小組為研究特殊現象的實質原因，查閱資料知：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反應歷程分兩步：①2NO(g)N2O2(g)(快)v1正＝k1正c2(NO)v1逆＝k1逆c(N2O2)ΔH1＜0②N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)(慢)v2正＝k2正c(N2O2)c(O2)v2逆＝k2逆c2(NO2)ΔH2＜0請回答下列問題：(1)一定溫度下，反應2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)達到平衡狀態，請寫出用k1正、k1逆、k2正、k2逆表示的平衡常數表達式K＝________，根據速率方程分析，升高溫度該反應速率減小的原因是________(填字母)。a．k2正增大，c(N2O2)增大b．k2正減小，c(N2O2)減小c．k2正增大，c(N2O2)減小d．k2正減小，c(N2O2)增大(2)由實驗數據得到v2正～c(O2)的關系可用如圖表示。當x點升高到某一溫度時，反應重新達到平衡，則變為相應的點為______(填字母)。【解析】(1)由反應達到平衡狀態可知，v1正＝v1逆、v2正＝v2逆，所以v1正×v2正＝v1逆×v2逆，即k1正c2(NO)×k2正c(N2O2)c(O2)＝k1逆c(N2O2)×k2逆c2(NO2)，則K＝eq\f(c2NO2,c2NO·cO2)＝eq\f(k1正·k2正,k1逆·k2逆)。(2)因為決定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)速率的是反應②，升高溫度，v2正減小，平衡向逆反應方向移動，c(O2)增大，因此當x點升高到某一溫度時，c(O2)增大，v2正減小，符合條件的點為a。答案：(1)eq\f(k1正·k2正,k1逆·k2逆)c(2)a2（16分）.氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農業生產、生活中有著重要作用,合成氨工業在國民生產中有重要意義。以下是關于合成氨的有關問題,請回答:(1)在一容積為2L的密閉容器中通入0.2mol的N2和0.6mol的H2,在一定條件下發生反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,若在5分鐘時反應達到平衡,此時測得NH3的物質的量為0.2mol。則前5分鐘的平均反應速率v(N2)=________。平衡時H2的轉化率為________。

(2)平衡后,若要提高H2的轉化率,可以采取的措施有________。

A.加入催化劑 B.增大容器體積C.降低反應體系的溫度 D.加入一定量N2(3)若在0.5L的密閉容器中,一定量的氮氣和氫氣進行如下反應:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,其化學平衡常數K與溫度T的關系如表所示:T/℃200300400KK1K20.5請完成下列問題:①試比較K1、K2的大小,K1________K2(填“<”“>”或“=”);

②下列各項能作為判斷該反應達到化學平衡狀態的依據是________(填序號字母)。

A.容器內N2、H2、NH3的物質的量濃度之比為1∶3∶2B.v(H2)正=3v(H2)逆C.容器內壓強保持不變D.混合氣體的密度保持不變③400℃時,反應2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的化學平衡常數為________。當測得NH3、N2和H2物質的量分別為3mol、2mol和1mol時,則該反應的v(N2)正________v(N2)逆(填“<”“>”或“=”)。

(4)根據化學反應速率和化學平衡理論,聯系合成氨的生產實際,你認為下列說法不正確的是________。

A.化學反應速率理論可指導怎樣在一定時間內快出產品B.勒夏特列原理可指導怎樣使用有限原料多出產品C.催化劑的使用是提高產品產率的有效方法D.正確利用化學反應速率和化學反應限度理論都可以提高化工生產的綜合經濟效益【解析】(1)根據反應速率的定義:單位時間內物質的量濃度變化量來表示,根據方程式的計量數比可以計算出反應消耗的c(N2)為0.05mol·L-1,則5分鐘之內v(N2)=0.01mol·L-1·min-1,反應消耗氫氣的物質的量為0.3mol,轉化率為×100%=50%。(2)加入催化劑平衡不移動;增大容器的體積,壓強減小,平衡逆向移動,氫氣的轉化率降低;降低溫度平衡正向進行,氫氣轉化率增大;加入氮氣,平衡正向進行,氫氣轉化率增大。(3)①該反應放熱,溫度越高平衡常數越小;②該反應隨著反應的進行,壓強一直在發生變化,容器內壓強不變說明達到平衡狀態;③根據所給的數據可以算出平衡常數,將3mol、2mol和1mol求出濃度帶入Qc表達式可知平衡正向進行。(4)催化劑不能使平衡移動,它只能提高單位時間內的產率。答案:(1)0.01mol·L-1·min-150%(2)C、D(3)①>②C③2>(4)C3（12分）.順-1,2-二甲基環丙烷和反-1，2-二甲基環丙烷可發生如下轉化：該反應的速率方程可表示為：v(正)＝k(正)c(順)和v(逆)＝k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定溫度時為常數，分別稱作正、逆反應速率常數。回答下列問題：(1)已知：t1溫度下，k(正)＝0.006s－1，k(逆)＝0.002s－1，該溫度下反應的平衡常數值K1＝________；該反應的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，則ΔH________0(填“小于”“等于”或“大于”)。(2)t2溫度下，圖中能表示順式異構體的質量分數隨時間變化的曲線是________(填曲線編號)，平衡常數值K2＝__________；溫度t2________t1(填“小于”“等于”或“大于”)，判斷理由是_______________________________________________________。【解析】(1)根據v(正)＝k(正)c(順)、k(正)＝0.006s－1，則v(正)＝0.006c(順)，k(逆)＝0.002s－1，v(逆)＝k(逆)c(反)＝0.002c(反)，化學平衡狀態時正逆反應速率相等，則0.006c(順)＝0.002c(反)，K1＝c(反)/c(順)＝0.006÷0.002＝3；該反應的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，說明斷鍵吸收的能量小于成鍵釋放的能量，即該反應為放熱反應，則ΔH小于零。(2)反應開始時，c(順)的濃度大，單位時間的濃度變化大，w(順)的變化也大，故B曲線符合題意，設順式異構體的起始濃度為x，該可逆反應左右物質系數相等，均為1，則平衡時，順式異構體為0.3x，反式異構體為0.7x，所以平衡常數值K2＝0.7x÷0.3x＝eq\f(7,3)，因為K1＞K2，放熱反應升高溫度時平衡向逆反應方向移動，所以溫度t2大于t1。[答案](1)3小于(2)Beq\f(7,3)大于放熱反應升高溫度時平衡向逆反應方向移動4（12分）.在工業上常用CO和H2合成甲醇,反應方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH已知:①CO(g)+O2(g)CO2(g)ΔH1=akJ/mol②H2(g)+O2(g)H2O(g)ΔH2=bkJ/mol③CH3OH(g)+O2(g)CO2(g)+2H2O(g)ΔH3=ckJ/mol回答下列問題:(1)ΔH=。

(2)能說明反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)已達平衡狀態的是(填字母)。

A.單位時間內生成1molCH3OH(g)的同時消耗了1molCO(g)B.在恒溫恒容的容器中,混合氣體的密度保持不變C.在絕熱恒容的容器中,反應的平衡常數不再變化D.在恒溫恒壓的容器中,氣體的平均摩爾質量不再變化(3)在T1℃時,向體積為2L的恒容容器中充入物質的量之和為3mol的H2和CO,反應達到平衡時CH3OH的體積分數(V%)與的關系如圖所示。①當起始=2時,經過5min達到平衡,CO的轉化率為0.6,則0~5min內平均反應速率v(H2)=。若此時再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol,達新平衡時H2的轉化率將(選填“增大”“減小”或“不變”)。

②當起始=3.5時,達到平衡狀態后,CH3OH的體積分數可能是圖像中的(選填“D”“E”或“F”)點。

(4)已知可逆反應CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。在密閉容器中有濃度均為0.1mol·L-1的CH4與CO2,在一定條件下反應,測得CH4的平衡轉化率與溫度及壓強的關系如圖K26-5所示,則壓強p1(選填“>”“<”或“=”,下同)p2;當壓強為p2時,在y點:v正v逆。

(1)(a+2b-c)kJ/mol(2)CD(3)①0.12mol/(L·min)增大②F(4)<>【解析】(1)根據蓋斯定律,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),可由①+2×②-③得到,故ΔH=(a+2b-c)kJ/mol。(2)單位時間內生成1molCH3OH(g)的同時消耗了1molCO(g),二者均表示正反應速率,故A錯誤;在恒溫恒容的容器中,反應混合物全是氣體,氣體的質量和體積始終保持不變,混合氣體的密度保持不變,不能說明達到平衡狀態,故B錯誤;在絕熱恒容的容器中,只要平衡移動,就有熱效應,反應的平衡常數不再變化,說明已達到平衡,故C正確;在恒溫恒壓的容器中,對于氣體體積變化的反應,氣體的平均摩爾質量不再變化,說明反應已達到平衡,故D正確。(3)①當起始=2時,即2molH2、1molCO,經過5min達到平衡,CO的轉化率為0.6,則0~5min內平均反應速率v(H2)=2×=0.12mol/(L·min);若此時再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol,K=>Qc=,平衡正向移動,達新平衡時H2的轉化率將增大。②當起始=2.0時,達到平衡狀態后,CH3OH的體積分數最大,故當起始=3.5時,達到平衡狀態后,CH3OH的體積分數比C點小,可能是圖像中的F。(4)已知CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。在密閉容器中有濃度均為0.1mol·L-1的CH4與CO2,在一定條件下反應,測得CH4的平衡轉化率與溫度及壓強的關系如圖,增大壓強,CH4的轉化率變小,畫等溫線,可得,壓強p1<p2;當壓強為p2時,在y點:v正大于v逆。5（16分）．Ⅰ.某壓強下工業合成氨生產過程中，N2與H2按體積比為1∶3投料時，反應混合物中氨的體積分數隨溫度的變化曲線如圖甲所示，其中一條是經過一定時間反應后的曲線，另一條是平衡時的曲線。(1)圖甲中表示該反應的平衡曲線的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)；由圖甲中曲線變化趨勢可推知工業合成氨的反應是________(填“吸熱”或“放熱”)反應。(2)圖甲中a點，容器內氣體n(N2)∶n(NH3)＝________，圖甲中b點，v(正)________v(逆)(填“＞”“＝”或“＜”)。Ⅱ.以工業合成氨為原料，進一步合成尿素的反應原理為2NH3(g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)。工業生產時，需要原料氣帶有水蒸氣，圖乙中曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示在不同水碳比eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(nH2O,nCO2)))時，CO2的平衡轉化率與氨碳比eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(\f(nNH3,nCO2)))之間的關系。(1)寫出該反應的化學平衡常數表達式：________________________________________________________________________。(2)曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ對應的水碳比最大的是________，判斷依據是________________________________________________________________________。(3)測得B點氨氣的平衡轉化率為40%，則x1＝_______。【解析】Ⅰ.(1)曲線Ⅱ表示隨著反應的進行，NH3的體積分數逐漸增大，但反應達到平衡狀態后繼續升溫，氨氣的體積分數減小，這表明平衡后升高溫度，平衡逆向移動，故合成氨是放熱反應。因合成氨為放熱反應，故隨著溫度的升高，平衡逆向移動，NH3的體積分數會逐漸降低，故曲線Ⅰ表示該反應平衡時的曲線。(2)設反應前N2、H2的物質的量分別為1mol、3mol，a點時消耗N2的物質的量為xmol。N2＋3H22NH3n(初始)/mol130n(變化)/molx3x2xn(平衡)/mol1－x3－3x2xeq\f(2x,4－2x)＝50%，解得x＝eq\f(2,3)，此時n(N2)∶n(NH3)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(1－\f(2,3)))∶eq\f(4,3)＝1∶4。由圖甲知，b點后NH3的體積分數仍在增大，說明反應仍在向正反應方向進行，此時v(正)＞v(逆)。Ⅱ.(2)當氨碳比一定時，水碳比越大，說明原料氣中含水蒸氣越多，故二氧化碳的轉化率越小，則曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中對應的水碳比最大的是曲線Ⅲ。(3)B點二氧化碳的平衡轉化率為60%，氨氣的平衡轉化率是40%，設NH3、CO2的起始物質的量分別為xmol、ymol，則xmol×40%×eq\f(1,2)＝ymol×60%，解得eq\f(x,y)＝3，即x1＝3。答案：Ⅰ.(1)Ⅰ放熱(2)1∶4＞Ⅱ.(1)K＝eq\f(cH2O,c2NH3·cCO2)(2)Ⅲ當氨碳比相同時，水碳比越大，CO2的平衡轉化率越小(3)36（12分）．甲醚又稱二甲醚，簡稱DME，熔點－141.5℃，沸點－24.9℃，與石油液化氣(LPG)相似，被譽為“21世紀的清潔燃料”。由合成氣(CO、H2)制備二甲醚的反應原理如下：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1＝－90.0kJ·mol－1②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH2回答下列問題：(1)若由合成氣(CO、H2)制備1molCH3OCH3(g)，且生成H2O(l)，整個過程中放出的熱量為244kJ，則ΔH2＝________kJ·mol－1。[已知：H2O(l)=H2O(g)ΔH＝＋44.0kJ·mol－1](2)有人模擬該制備原理，500K時，在2L的密閉容器中充入2molCO和6molH2,5min達到平衡，平衡時CO的轉化率為60%，c(CH3OCH3)＝0.2mol·L－1，用H2表示反應①的速率是________mol·L－1·min－1，可逆反應②的平衡常數K2＝______