一、选择题
1．在一定温度不同压强(P1＜P2)下，可逆反应2X(g)
2Y(g)+Z(g)中，生成物Z在
反应混合物中的体积分数(ψ)与反应时间(t)的关系如图示，正确的是
A． B．
C． D．
答案：B
解析：一定温度下，增大压强，反应速率增大，到达平衡的时间缩短，该反应正反应是体积增大的反应，平衡向逆反应移动，平衡时Z的物质的量减小，据此结合选项解答。 【详解】
A．图象中压强p1到达平衡时间短，故图象中p1＞p2，与题意不符，故A错误； B．图象中压强p2到达平衡时间短，图象中p1＜p2，增大压强，平衡时生成物Z的物质的量减小，与实际相符，故B正确；
C．图象中压强p1到达平衡时间短，故图象中p1＞p2，与题意不符，故C错误； D．图象中压强p2到达平衡时间短，图象中p1＜p2，增大压强，平衡时生成物Z的物质的量增大，与实际不相符，故D错误； 故选B。
2．在某容积一定的密闭容器中，有下列的可逆反应：A(g)+B(g)⇌xC(g)，有图Ⅰ所示的反应曲线，试判断对图Ⅱ的说法中正确的是
A．P3>P4，y轴表示B的转化率 B．P3 D．P3 解析：由图Ⅰ可知，压强为P2时，温度T1先到达平衡，故温度T1>T2，且温度越高，平衡时C的体积分数越低，故升高温度平衡向逆反应移动，正反应为放热反应；温度为T1时，压强P2先到达平衡，故压强P2>P1，且压强越大，平衡时C的质量分数越高，故增大压强平衡向正反应移动，正反应为体积减小的反应，故x=1，据此分析。 【详解】 A．由图(Ⅱ)知：因随着温度升高y降低，故y降低的方向必为压强减小的方向，所以，P3>P4，随着温度的升高，平衡将向左移动，B的转化率降低；随着压强的减小，B物质的转化率减小，故A正确； B．P3 A．相同温度下，若起始时间向容器中充入0.20molA、0.20molB和1.0molC，则反应达到平衡前v(正)v(逆) B．反应在前5s的平均速率v(A)=0.03mol·L-1·s-1 C．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(A)=0.41mol·L-1，则反应的ΔH>0 D．相同温度下，起始时向容中充入2.0molC达到平衡时，C的转化率大于80% 答案：A 【详解】 平衡时A的物质的量为0.80mol，浓度是0.4mol/L，则 A+B始(mol/L)0.50.5 变(mol/L)0.10.1平(mol/L)0.40.4C00.10.1 K= 0.1=0.625 0.40.40.5=50＞K，反应逆向进行，反应达到平衡前v(正)v(逆)，故A正确； 0.1.011.0mol0.85mol=0.015mol•L-1•s-1，故B错误； 2L5sA．相同温度下，起始时向容器中充入0.20mol A、0.20mol B和1.0mol C，Qc= B．反应在前5s的平均速率v(A)= C．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(A)=0.41mol·L-1，A物质的量为 0.41mol/L×2L=0.82mol＞0.80mol，说明升温平衡逆向进行，正反应是放热反应，则反应的ΔH＜0，故C错误； D．相同温度下，起始时向容器中充入2.0 mol C，相当于起始时A和B均是2mol，达到平衡时，C的物质的量大于0.4mol，参加反应的C的物质的量小于1.6mol，C的转化率小于80%，故D错误； 故选A。 4．下列说法正确的是 A．在给定条件下反应物之间能够同时发生多个反应的情况，理想的催化剂可以大幅度提高目标产物在最终产物中的比率。 B．光辐照不可以改变化学反应速率 C．有些反应速率极高，温度对其反应速率几乎没有什么影响时，反映了其活化能非常高 D．在工业上合成氨的反应中，通过催化剂来提高该反应的平衡转化率 答案：A 【详解】 A．催化剂对特定的反应有催化作用，在给定条件下反应物之间能够同时发生多个反应的情况，因为催化剂的选择性，理想的催化剂可以大幅度提高目标产物在最终产物中的比率，A正确； B． 光辐照提供了光能，可以改变化学反应速率，B错误； C． 有些反应速率极高，温度对其反应速率几乎没有什么影响时，则反应极易发生，反映了其活化能非常低，C错误； D． 催化剂能影响反应速率、但不能改变平衡，催化剂不能提高合成氨的平衡转化率，D错误； 答案选A。 5．一定温度下，在三个体积均为1.0 L的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) 起始物质的量容器编号 温度(℃) (mol) CH3OH(g) 平衡物质的量(mol) CH3OCH3(g) H2O(g) Ⅰ Ⅱ Ⅲ 下列说法正确的是 387 387 207 0.20 0.40 0.20 0.08 0.08 0.09 0.09 A．该反应的正反应为吸热反应 B．达到平衡时，容器Ⅰ中的CH3OH体积分数比容器Ⅱ中的小 C．容器Ⅰ中反应到达平衡所需时间比容器Ⅲ中的长 D．若起始时向容器Ⅰ中充入CH3OH 0.15 mol、CH3OCH3 0.15 mol和H2O 0.10 mol，则反应将向正反应方向进行 答案：D 【详解】 A．根据实验I、III可知：在其它条件不变时，升高温度，化学平衡逆向移动，该反应的逆反应为吸热反应，因此反应的正反应为放热反应，A错误； B．该反应是反应前后气体体积不变的反应，对于容器II，相当于在容器I反应达到平衡后又加入了0.20 mol的CH3OH(g)，即增大了体系的压强，化学平衡不移动，因此容器Ⅰ、容器Ⅱ中的CH3OH体积分数相同，B错误； C．在其它条件不变时，升高温度，化学反应速率加快，达到平衡所需时间缩短，因此反应达到平衡所需时间：容器Ⅰ＜容器Ⅲ，C错误； 0.08?0.084；若起始时向容器Ⅰ中充入CH3OH D．对于容器I，化学平衡常数K=2(0.20-0.08?2)0.15 mol、CH3OCH3 0.15 mol和H2O 0.10 mol，则此时的浓度商Qc=说明反应未达到平衡，反应正向进行，D正确； 故合理选项是D。 0.15?0.102=＜4，230.15 6．在一密闭容器中，用等物质的量的A和B发生如下反应：A(g)+2B(g)⇌2C(g)，反应达到平衡时，若混合气体A和B的物质的量之和与C的物质的量相等，则这时A的转化率为： A．40% B．50% C．60% D．70% 答案：A 解析：根据题中A(g)+2B(g)⇌2C(g)可知，本题考查化学平衡时转化率，运用转化率等于变化量除以投入量分析。 【详解】 设起始时A和B的物质的量分别为nmol，反应达到平衡时A转化了n1mol： A(g)+2B(g)起始（mol）nn转化（mol）n12n1平衡（mol）n-n1n-2n12C(g)02，n－n1＋n－2n1＝2n1，n1＝n，X的转化 2n152n12n率为5，A项正确， ×100%=40%n故选A。 7．向体积均为2 L的两个恒容密闭容器中分别充入1mol SiHCl3，维持容器的温度分别为T1℃和T2℃不变，发生反应：2SiHCl3(g)⇌SiH2Cl2(g)+SiCl4(g) ∆H1=a kJ∙mol-1。反应过程中SiHCl3的转化率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A． T1＜T2 B．T1℃时，0~100min反应的平均速率v(SiHCl3)=0.001mol/(L∙min) C．T2℃时，反应的平衡常数：K=1/ D．T2℃时，某时刻SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4各0.1mol，此时v正＞v逆 答案：C 【详解】 A．升高温度，化学反应速率会增大，达到平衡的时间会缩短，图中可看出T1＞T2，A说法错误； B．T1℃时，0~100min SiHCl3的转化率为10%，反应的平均速率v(SiHCl3)=0.0005mol·(L·min)－1，B说法错误； C．从图中信息可以看出，T2℃时达到平衡SiHCl3的转化率为20%，则： 2SiHCl3g初反平0.50.10.4SiH2Cl2g+SiCl4g0.050.050.050.05 则平衡常数K= 0.050.051=，C说法正确； 20.40.050.05=1＞K，反应逆向 0.052D．T2℃时，某时刻SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4各0.1mol，Qc=移动，v逆＞v正，D说法错误； 答案为C。 8．下列能用勒夏特列原理解释的是 A．由二氧化硫和氧气反应制三氧化硫需要使用催化剂 B．棕红色NO2加压后颜色先变深后变浅 C．500℃左右比室温更有利于合成氨反应 D．H2、I2、HI平衡混合气加压后颜色变深 答案：B 【详解】 A．催化剂能改变反应速率，从而改变反应达平衡的时间，但不能使二氧化硫和氧气反应制三氧化硫的平衡发生移动，所以不能用勒夏特列原理解释，A不符合题意； B．棕红色NO2加压后浓度增大，所以颜色变深，然后平衡向生成无色N2O4的方向移动，致使NO2的浓度减小，所以颜色变浅，B符合题意； C．合成氨反应是一个放热的可逆反应，温度高对平衡正向移动不利，选择500℃左右主要是从催化剂的催化活性考虑，C不符合题意； D．H2、I2生成HI的反应，是反应前后气体分子数相等的可逆反应，平衡混合气加压后气体浓度增大，因而颜色变深，但平衡不发生移动，D不符合题意； 故选B。 9．CO2催化加氢制取甲醇的研究，对解决环境、能源问题都具有重要的意义。CO2与H2反应的热化学方程式表示如下： 反应i：CO2(g)+3H2(g)反应ii： CO2(g) + H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1= -58 kJ/mol CO(g)+ H2O(g)Δ H2= +42 kJ/mol 在CO2催化加氢制取甲醇的反应体系中，两个反应同时进行，则下列说法不正确的是 A．CO2(g)的生成速率与H2O(g)的生成速率相等时，反应体系已达平衡 B．对于已经达平衡的体系，压缩体积，反应i平衡正向移动，反应ii平衡不移动 C．恒温恒压条件下， 容器内气体的密度不变时反应体系已达平衡 D．相对分子质量保持不变时，反应体系已达平衡 答案：B 【详解】 A．两个反应中CO2和H2O的系数之比均为1:1，所以当CO2(g)的生成速率与H2O(g)的生成速率相等时，即两个反应的正逆反应速率分别相等，反应达到平衡，故A正确； B．反应i为气体系数之和减小的反应，压缩体积，平衡正向移动，导致CO2、H2以及H2O的浓度发生变化，所以反应ii平衡也发生移动，故B错误； C．两个反应中反应物和生成物均为气体，所以气体的总质量不变，恒压条件下容器的体积会变，所以密度会变，当密度不变时说明反应平衡，故C正确； D．气体的总质量不变，但气体的总物质的量会变，所以平均相对分子质量会变，当该值不变时，说明反应达到平衡，故D正确； 综上所述答案为B。 10．80℃时，NO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)。该温度下，在甲、乙、丙三个体积相等且恒容的密闭容器中，投入NO2和SO2，起始浓度如下表所示，其中甲经2 min达平衡时，NO2的转化率为50%，下列说法不正确的是 起始浓度 c(NO2)(mol/L) c(SO2)/(mol/L) 甲 0.10 0.10 乙 0.20 0.10 丙 0.20 0.20 min) A．容器甲中的反应在前2 min的平均反应速率v(SO2)=0.025 mol/(L·B．达到平衡时，容器丙中正反应速率与容器甲相等 C．温度升至90℃，上述反应平衡常数为1.56，则反应的△H＞0 D．容器乙中若起始时改充0.10 mol/LNO2和0.20 mol/L，达到平衡时c(NO)与原平衡相同 答案：B 【详解】 A．容器甲中起始时c(NO2)=0.10 mol/L，经2 min达平衡时，NO2的转化率为50%则反应的NO2浓度为0.050 mol/L，则反应消耗SO2的浓度也是0.050 mol/L，故反应在前2 min的平均速率v(SO2)= 0.050mol/L=0.025 mol/(L·min)，A正确； 2minB．反应NO2(g)+SO2(g)⇌SO3(g)+NO(g)为气体体积不变的反应，压强不影响平衡，则容器甲和丙互为等效平衡，平衡时反应物转化率相等，由于丙中各组分浓度为甲的2倍，则容器丙中的反应速率比A大，B错误； C．对于容器甲，反应开始时c(NO2)=c(SO2)=0.10 mol/L，经2 min达平衡时，NO2的转化率为50%，则反应的c(NO2)=0.050 mol/L，根据物质反应转化关系可知，此时c(SO2)=0.10 mol/L=0.050 mol/L=0.050 mol/L，c(NO)=c(SO3)=0.050 mol/L，该反应的化学平衡常数K= c(SO3)?c(NO)0.050?0.050==1，温度升至90℃，上述反应平衡常数为1.56＞1， c(NO2)?c(SO2)0.050?0.050则升高温度化学平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，故该反应的△H＞0，C正确； D．化学平衡常数只与温度有关，与其它外界条件无关。由于NO2(g)、SO2(g)消耗是1：1关系，反应产生的SO3(g)、NO(g)也是1：1关系，所以容器乙中若起始时改充0.10 mol/LNO2和0.20 mol/L，平衡时，与原平衡就相同，D正确； 故合理选项是B。 c(SO3)?c(NO)与原来的乙相同，则达到平衡时c(NO) c(NO2)?c(SO2) 11．在恒容密闭容器中发生反应2SiHCl3（g） SiH2Cl2（g）＋SiCl4（g）。在323K和 343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。下列说法正确的是 A．323K时，缩小容器体积一半，正逆反应的速率不改变 B．343K时，向容器内通入Ar或分离出SiCl4都可提高SiHCl3的转化率 C．343K时，上述反应的化学平衡常数约为0.02 D．a点所在曲线对应的温度为343K，该反应的正反应为放热反应 答案：C 解析：根据图像，a点所在曲线先达到平衡状态，则a点所在曲线温度高，即温度为343K；升高温度，SiHCl3的转化率增大，平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应；据此分析作答。 【详解】 A．将容器体积缩小一半，压强增大，正逆反应的速率都增大，故A项错误； B．在343K时，向容器内通入Ar，反应体系中各物质的浓度不变，平衡不移动，不能提高SiHCl3的转化率，故B项错误； C．由图示可知343K时反应2SiHCl3（g）22%，设SiHCl3的起始浓度为c mol/L，则 SiH2Cl2（g）＋SiCl4（g）的平衡转化率 2SiHCl（3g）起始浓度（mol/L）变化浓度（mol/L）平衡浓度（mol/L）平衡常数K343KSiH2Cl（（2g）＋SiCl4g）00.11c0.11c0.11c0.11cc0.22c0.78cc2SiHCl300.11c0.11c cSiH2Cl2cSiCl40.78c20.02，故C项正确； D．由图象可知，先拐先平温度高，则a的反应温度高于b，温度越高SiHCl3的转化率越大，升温平衡正向进行，正反应为吸热反应，所以a点所在的曲线对应的温度为343K，该反应的正反应为吸热反应，故D项错误； 故选C。 12．T℃时，在甲、乙、丙三个容积均为2 L的密闭容器中发生反应：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g） 5 min 时甲达到平衡，其起始量及SO2的平衡转化率如表，下列叙述不正确的是 容器 甲 n（SO2） 0.4 乙 0.8 丙 0.8 起始量 n（O2） SO2的平衡转化率 0.24 0.24 0.48 80% a1 a2 A．0—5 min内，甲中SO2的反应速率为0.032mol⋅L−1⋅min−1 B．T℃时，该反应的平衡常数K=400 C．平衡时，SO2 的转化率： a1<80%< a2 D．平衡时，丙中气体平均相对分子质量与甲中相同 答案：D 【详解】 A. 0∼5min内， 2SO2g+O2g起始mol0.42SO3g0.2400.320.32 转化mol0.320.16平衡mol0.080.08甲中SO2的反应速率v=B. 根据 0.32mol =0.032mol⋅L−1⋅min−1，故A正确； 2L5min2SO2g+O2g起始mol0.42SO3g0.2400.320.322转化mol0.320.16平衡mol0.080.08 0.322所以该温度下，平衡常数值K=2=400，故B正确； 0.080.0822C. 由甲、乙可知，氧气的浓度相同，二氧化硫的浓度增大会促进氧气的转化，二氧化硫转化率减小；由乙、丙可知二氧化硫浓度相同，氧气浓度增大二氧化硫转化率增大，则平衡时，SO2的转化率：α1<80%<α2，故C正确； D. 体积相同，丙中的起始浓度为甲的2倍，但由于该反应是气体体积改变的反应，体积不变增加浓度，压强增大，平衡正向移动，则丙中转化率增大，丙中反应前后气体质量不变，气体物质的量不同，平衡时，丙中气体平均相对分子质量与甲不相同，故D错误； 故选D。 13．某密闭容器中发生如下反应：2XgYgZgΔH0如图表示该反应的速率 v随时间t变化的关系图，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变 ，但都没有改变各物质 的用量。则下列说法中不正确的是 A．t3时降低了压强 B．t5时提高了温度 C．t1t2时该反应的平衡常数小于 t6时反应的平衡常数 D．t6时刻后反应物的转化率最低 答案：C 【详解】 A．2XgYgZgΔH0，说明是一个体积系数和减小、正反应放热的可逆反 应；t2时正逆反应速率等倍数增大，一定是加入了催化剂，t3时正逆反应速率均减小，但平衡逆向移动，说明是减小了压强所致，A正确； B．t5时逆向移动，正逆反应速率均增大，应该是升温所致，B正确； C．由于过程中有升温情况，而升温使平衡左移，平衡常数减小，因此t1t2时该反应的平衡常数大于t6时反应的平衡常数，C错误； D．t2-t3为使用催化剂，平衡不移动，转化率不变，t3-t4为减小压强，平衡左移，转化率减小，t5-t6为升高温度，平衡左移，转化率减小，因此整个过程中，t6时刻后反应物的转化率最低，D正确； 答案选C。 14．不同温度下反应CO(g)＋N2O(g)比。下列说法错误的是 CO2(g)＋N2(g)达到平衡时各物理量变化如图所示。 其中y表示N2O的平衡转化率，z表示反应开始时CO的物质的量与N2O的物质的量之 A．该反应的△H<0 B．z2<3 C．T1 K下，该反应的平衡常数K=0.2 D．断裂1 mol N≡N键的同时断裂2 mol C=O键，说明该反应达到了平衡状态 答案：D 【详解】 A．升温，N2O的平衡转化率变小，平衡左移，则该反应的△H<0，A正确； B．z表示反应开始时CO的物质的量与N2O的物质的量之比，z越小，CO的含量越低，N2O的转化率越低，所以z2<3，B正确； C．T1 K下，z=3时，令CO为3mol/L，则N2O为1mol/L，N2O的平衡转化率为50%，则 0.52该反应的平衡常数K0.2，C正确； 2.50.5D．只有断裂1molN≡N的同时生成2molC=O键才能说明该反应达到了平衡状态，断裂1 mol N≡N键的同时断裂2 mol C=O键，指的都是逆反应速率，不能说明该反应达到了平衡状态，D不正确； 答案选D。 15．一定温度下，将2 mol A和2 mol B两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中，发生反应： 2A(g)+B(g) xC(g)+2D(s)。2min末该反应达到平衡，此时剩余1.2 mol B，并测 得C的浓度为1.2 mol/L。下列判断正确的是 min) A．D能表示的平均反应速率为0.4mol/(L·B．A的转化率是40% C．该条件下此反应的化学平衡常数约为0.72 D．若混合气体的密度保持不变，该反应达到平衡状态 答案：D 解析：2min时反应达到平衡状态，此时剩余1.2mol B，B的浓度变化为 2mol1.2mol= 2L0.4mol/L，C的浓度为1.2mol/L，B、C的浓度变化与化学计量数成正比，则0.4mol/L：1.2mol/L=1：x，解得：x=3， 2AgBg开始(mol)改变(mol)平衡(mol)【详解】 3Cg2Ds02.42.421.60.420.81.2 以此解答该题。 A．D为固体，不能用于表达化学反应速率，A选项错误； B．由分析中三段式计算得A的转化率为 1.6mol100%=80%，B选项错误； 2mol2.43)2C．根据三段式计算，得到方程式中C的系数为3，平衡常数K==72，C选项0.421.2()22错误； (D．在体积固定的容器中，由于D为固体，密度不变可以说明该反应达到化学平衡状态，故D正确。 答案选D。 【点睛】 考查化学平衡的计算，明确化学平衡移动影响为解答关键，注意掌握三段式在化学平衡计算中的应用方法。 二、填空题 16．近日IPCC发布了由来自40个国家的91位科学家编写的《全球升温1.5特别报告》，温室效应引发的环境问题日益严重，物种灭绝，洪灾、旱灾、粮食欠收等自然灾害发生频率不断增加，CO2的减排和综合利用是解决温室及能源问题的有效途径。 (1)CO2可转化成有机物实现碳循环，在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，一定条件下反应：CO2g+3H2gCH3OHg+H2Og，测得CO2和 CH3OHg的浓度随时间变化如图所示。 下列说法正确的是_______(填字母)。 A．混合气体的密度不随时间的变化而变化，则说明上述反应达到平衡状态 B．平衡时CO2的转化率为75% C．平衡时混合气体中CH3OHg的体积分数是30% D．该条件下，第9min时v逆CH3OH大于第3min时v正CH3OH。 (2)工业中，CO2和H2在催化剂Cu/ZnO作用下可发生两个平行反应，分别生成CH3OH和CO。 反应A：CO2g+3H2g反应B：CO2g+H2gCH3OHg+H2Og COg+H2Og 控制CO2和H2初始投料比为1:3时，温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO产率的影响如图所示。 ①由图可知温度升高CO的产率上升，其主要原因可能是_______； ②由图可知获取CH3OH最适宜的温度是_______，下列措施有利于提高CO2转化为 CH3OH的平衡转化率的有_______(填字母)； A．使用催化剂 B．增大体系压强 C．增大CO2和H2的初始投料比 D．投料比不变和容器体积不变，增加反应物的浓度 (3)250℃下CH3OH物质的量随时间的变化曲线如图所示。画出280℃下0～t2时刻 CH3OH物质的量随时间的变化曲线示意图_______。 答案：BC 反应B是吸热反应 250℃ BD CO2(g)+3H2(g)解析：由图像知： 起始浓度(mol/L)132.250.75CH3OHg+H2O(g)000.750.750.750.75转化浓度(mol/L)0.75平衡浓度(mol/L)0.25。 【详解】 (1)A．该反应前后都是气体，气体总质量始终不变，容器容积不变，则密度为定值，不能根据密度判断平衡状态，故A错误； B．据分析：平衡时CO2的转化率= 0.75mol/L×100%=75%，故B正确； 1mol/LC．据分析：平衡时混合气体中CH3OH(g)的体积分数= 0.75mol/L×100%=30%，故C正确； 0.250.750.750.75mol/LD．从反应开始到平衡过程中正反应速率逐渐减小，直至达到平衡状态，则第9min时达到 平衡状态υ逆(CH3OH)=υ正(CH3OH)，则9min时υ逆(CH3OH)一定小于第3min时υ正(CH3OH)，故D错误； 故答案为BC； (2)①由图示可知，温度升高CO的产率上升，其主要原因可能是反应B正反应是吸热反应，温度升高平衡正向移动，CO产率升高，故答案为反应B正反应是吸热反应； ②据图示可知，250℃甲醇产率最高，故获取CH3OH最适宜的温度是250℃；正误判断：A．使用催化剂，平衡不移动，不能提高转化率，故A错误；B．增大体系压强，平衡向气体体积减小的方向移动，反应A右移，提高CO2转化率，故B正确；C．增大CO2和H2的初始投料比，可增大氢气的转化率，二氧化碳的转化率减小，故C错误；D．投料比不变，增加反应物的浓度，平衡正向移动，新平衡等效于增压所致，则可增大转化率，故D正确；故符合的选项为BD； (3)温度升高，反应速率加快，则反应达到平衡的时间小于t1；280℃时甲醇的产率小于250℃时，所以达到平衡后，体系中甲醇的量变小，据此画出280℃下0～t2时刻CH3OH物 质的量随时间的变化曲线为： 。 17．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g) ⇌CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数K和温度T的关系如下表： T/℃ K 700 0.6 800 0.9 830 1.0 1000 1.7 1200 2.6 回答下列问题： (1)该反应的平衡常数表达式：_______。该反应为_______反应(填“吸热”、“放热”)。 (2)能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是_______。 a．及时分离出CO气体 b．适当升高温度 c．增大CO2的浓度 d．选择高效催化剂 (3) 能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是_______(多选不得分)。 a．容器中压强不变 b．混合气体中 c(CO)不变 c．v正(H2)=v逆(H2O) d．c(CO2)=c(CO) (4)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为_______℃。 (5)若在(4)所处的温度下，在1 L的密闭容器中，加入2 mol CO2和3 mol H2充分反应达平衡时，CO2的物质的量为_______mol。 cCOcH2O答案：K= 吸热 bc bc 830 0.8 cCO2cH2【详解】 (1)化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之 cCOcH2O积的比，则该反应的平衡常数表达式K=；根据表格数据可知：升高温 cCO2cH2度，化学平衡常数增大，说明升高温度化学平衡正向移动，则该反应的正反应方向为吸热反应； (2)a．及时分离出CO气体，化学平衡正向移动，但由于生成物浓度降低，所以化学反应速率减小，a不符合题意； b．适当升高温度，化学反应速率加快；由于该反应的正反应是吸热反应，升高温度，化学平衡正向移动，b符合题意； c．增大CO2的浓度，化学反应速率加快；增大反应物浓度，化学平衡正向移动，c符合题意； d．选择高效催化剂化学反应速率加快，但化学平衡不发生移动，d不符合题意； 故合理选项是bc； (3)a．该反应是反应前后气体物质的量不变的反应，反应在一定体积的密闭容器中进行，容器中压强始终不变，因此不能据此判断反应是否处于平衡状态，a不符合题意； b．若反应未达到平衡，则CO的物质的量就会发生变化，若混合气体中c(CO)不变，则反应处于平衡状态，b符合题意； c．在任何情况下都存在v正(H2)=v正(H2O)，若v正(H2)=v逆(H2O)，则v正(H2O)=v逆(H2O)，反应处于平衡状态，c符合题意； d．当容器中c(CO2)=c(CO)时，反应可能处于平衡状态，也可能未达到平衡，这与反应开始加入的物质的量及反应条件有关，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，d不符合题意； 故合理选项是bc； (4)在某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，则K==1.0，根据表格数据可知反应温度是830℃； (5)假设CO2转化量是x mol，由于容器的容积是1 L，所以物质的平衡时的浓度与其物质的量数值相等，则平衡时各种气体的浓度分别是c(CO2)=(2-x) mol/L；c(H2)= (3-x) mol/L； cCOcH2O cCO2cH2cCOcH2Ox2=1.0，解得x=1.2 mol，故充c(CO)=c(H2O)=x mol/L，故K== cCO2cH2(2-x)(3-x)分反应达平衡时，CO2的物质的量为n(CO2)=2 mol-1.2 mol=0.8 mol。 18．(1)某温度时，在2L容器中A、B两种物质间的转化反应中，A、B物质的量随时间变化的曲线如下图所示，由图中数据分析得： ①该反应的化学方程式为___________； ②反应开始至4min时，B的平均反应速率为___________ ，A的反应速率为___________ ，A的转化率为___________。 ③4min时，反应是否达到平衡状态？___________(填“是”或“否”)，8min时，v(正)___________v(逆)(填“>”、“＜”或“=”)。 (2)下图表示在密闭容器中反应：2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)△H＜0达到平衡时，由于 条件改变而引起反应速率和化学平衡的变化情况，a时改变的条件可能是___________；b时改变的条件可能是___________。c时改变的条件可能是___________ 答案：2AB 0.025mol/(L•min) 0.05mol/(L•min) 50% 否 = 升温 减小SO3的 浓度 加入催化剂 【详解】 (1)①由图象可知，A为反应物、B为生成物，反应进行到4min时A物质的量变化为(0.8mol-0.4mol)=0.4mol，B物质的量变化(0.4mol-0.2mol)=0.2mol，A、B反应的物质的量之比2：1，则反应的化学方程式为2A B，故答案为：2A B； ②由图可知，反应开始至4min时，A物质的量的变化量为0.4mol，则A的转化率为 0.4mol×100%=50%，A的平均反应速率为 0.8mol0.4mol2L=0.05mol/(L•min)，由化学反应速率4min之比第一化学计量数之比可知，B表示的反应速率是0.05mol/(L•min) × 1=0.025mol/(L•min)，故答案为：0.025mol/(L•min)；0.05mol/(L•min)；50%； 2③由图可知，4min时随时间变化A、B物质的量发生变化，说明未达到平衡；8min时A、B物质的量不变，说明反应达到平衡状态，则v(正)=v(逆)，故答案为：否；=； (2)由图可知，a时逆反应速率大于正反应速率，说明平衡应向逆反应方向移动，且正逆反应速率都增大，该反应的正反应放热，改变条件应为升高温度的结果；b时正反应速率不 变，逆反应速率减小，在此基础上逐渐减小，改变条件应为减小SO3的浓度；c时正、逆反应速率以同等倍数增大，化学平衡不移动，则改变条件为加入催化剂，故答案为：升温；减小SO3的浓度；加入催化剂。 19．(1)向一体积不变的密闭容器中加入2molA、0.6molC和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应2A(g)B(g)3C(g)H0，各物质浓度随时间变化如图1所 示。图2为t2时刻后改变反应条件，平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件。已知t3~t4阶段为使用催化剂；图1中t0~t1阶段c(B)未画出。 ①t4~t5，t5~t6阶段改变的条件为_________，________B的起始物质的量为________。 ②为使该反应的反应速率减慢且平衡向逆反应方向移动可以采取的措施有_________。 (2)某小组利用H2C2O4溶液和硫酸酸化的KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时通过测定酸性KMnO4溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。已知： KMnO4H2C2O4H2SO4K2SO4MnSO4CO2H2O(未配平)。 实验0.6molLH2C2O4编号 酸性溶液的体积/mL 溶液的体积/mL 0.1molLKMnO4① ② ③ 10 10 10 11H2O的体积/mL 35 30 实验温度/℃ 溶液褪色所需时间/min V1 10 10 25 25 50 V2 ①表中V1=___________mL，V2=___________mL ②探究温度对化学反应速率影响的实验编号是________(填编号，下同)，可探究反应物浓度对反应速率影响的实验编号是____________。 ③实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为2min，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率vH2C2O4=_______________. ④已知50℃时cMnO4与反应时间t的变化曲线如图。若保持其他条件不变，请在坐标 -图中，画出25℃时cMnO4～t的变化曲线示意图。_________ - 答案：减小压强 升高温度 0.1mol 降低温度或及时移出A、B 5 30 2和3 1和2 0.025 mol•L−1•min−1 【详解】 (1)①t3～t4阶段与t4～t5阶段正逆反应速率都相等，而t3～t4阶段为使用催化剂，若t4～t5阶段改变的条件为降低反应温度，平衡会发生移动，则正逆反应速率不相等，该反应为气体等体积反应，则t4～t5阶段应为减小压强；t5～t6阶段化学反应速率均增加，且正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动，该反应正向为吸热反应，因此t5～t6阶段改变的条件为升高温度；反应开始至平衡过程中，A的物质的量浓度由1mol/L降低至0.8mol/L，Δc(A)=0.2mol/L，则Δc(B)=0.1mol/L，A起始的物质的量为2mol，起始浓度为1mol/L，则容器体积为2L，平衡时c(B)=0.4mol/L，则起始c(B)=0.4mol/L+0.1mol/L=0.5mol/L，n(B)=0.5mol/L×2L=0.1mol； ②要使化学反应速率减慢，则需要减弱外界条件，该反应为气体等体积吸热反应，因此可通过降低温度或及时移出A、B使该反应的反应速率减慢且平衡向逆反应方向移动； (2)①实验2混合液的总体积为10mL+10mL+30mL=50mL，则V1=50mL−10mL−35mL=5mL，V2=50mL−10mL-10mL=30mL； ②探究温度对化学反应速率影响，必须满足除了温度不同，其他条件完全相同，所以满足此条件的实验编号是：2和3；探究反应物浓度对化学反应速率影响，除了浓度不同，其他条件完全相同的实验编号是1和2，故答案为：2和3；1和2； 0.005L=0.003mol，高锰酸钾的物质的量为0.10 ③草酸的物质的量为0.60mol/L× mol/L×0.01L=0.001mol，草酸和高锰酸钾的物质的量之比为0.003mol：0.001mol=3：1，由2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O可知草酸过量，高锰酸钾完全 反应，混合后溶液中高锰酸钾的浓度为 0.001mol=0.02mol/L，这段时间内平均反应速率 0.05Lv(KMnO4)= 0.02mol/L=0.01mol•L−1•min−1，由速率之比等于化学计量数之比可知，这段时 2min52间内平均反应速率v(H2C2O4)=0.01mol•L−1•min−1×=0.025 mol•L−1•min−1，故答案为：0.025 mol•L−1•min−1； ④25℃时反应速率小于50℃时，所以高锰酸根离子的浓度变化比50℃时小，反应需要的时间大于50℃条件下需要的时间，据此画出25℃时cMnO4～t的变化曲线示意图为： -。 20．温度为 T 时，向某恒容密闭容器中充入 1mol O2，只改变反应物 n(SO2)，测得反应2SO2 (g) O2 (g)⇌2SO3 (g) 中平衡时 SO3的体积分数变化如图所示。 回答下列问题： (1)a、b、c 三点对应的 SO2的转化率 a 、b 、c 的大小关系 ________；a、b、c 三点对应的反应速率va 、vb 、vc 的大小关系 __________；a、b、c 三点对应的平衡常数 Ka 、Kb 、 Kc 的大小关系 _________。 (2)b 点时，起始时 n(SO2)=________；达到平衡时 SO2的转化率αSO2= _________。 答案：a>b>c va < vb < vc Ka = Kb = Kc 2mol 50% 【详解】 (1) a、b、c 三点都是平衡点。多种物质做反应物，增加一种反应物的浓度平衡正向移动该物质的转化率降低，其他物质的转化率升高，则a、b、c 三点对应的 SO2的转化率a>b>c；反应物的浓度大反应速率大，达到平衡时反应速率也大，则a、b、c 三点对应 的反应速率va 、vb 、vc 的大小关系va < vb < vc；平衡常数仅是温度的函数，a、b、c 三点对应的温度相同，因此 Ka = Kb = Kc 。 (2)相同条件下投料之比等于计量系数比，达到平衡是产物的体积分数最大，因此 b 点时， 2SO2(g)+O2(g)起始(mol)21SO2起始物质的量为 2mol。有三段式 转化(mol)2xx平衡(mol)2-2x1-x2SO3(g)0， 2x2x2x×100%=40%，x=0.5，故b 点时，达到平衡时 SO2的转化率 2-2x+1-x+2xαSO2=2x×100%=50%。 2 21．运用化学反应原理研究合成氨反应有重要意义，请完成下列探究。 (1)生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。C(s)＋H2O(g)(2)已知在400℃时，N2(g)＋3H2(g)①在400℃时，2NH3(g) 2NH3(g)的K＝0.5。 H2(g)＋CO(g) ΔH＝ mol－1。写出该反应的平衡常数表达式_________________。 ＋131.3 kJ· N2(g)＋3H2(g)的K'＝______(填数值)。 ②400℃时，在0.5 L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2 mol、1 mol、2 mol，则此时反应v正(N2)_____v逆(N2)(填“>”、“<”“＝”或“不能确定”)。 ③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，则合成氨反应的平衡_____移动(填“向左”、“向右”或“不”)；加入催化剂，反应的ΔH_______(填“增大”、“减小”或“不改变”)。 cH2cCO答案：K= 2 = 向左 不改变 cH2O【详解】 (1)化学平衡常数是指一定温度下，可逆反应达到平衡状态时，各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂乘积的比值，因此C(s)＋H2O(g) H2(g)＋ cH2cCOCO(g) 的平衡常数表达式为K=； cH2O(2)①400℃时，N2(g)＋3H2(g) c2NH32NH3(g)的K＝3=0.5，在400℃时， cH2cN22NH3(g) c3H2cN21N2(g)＋3H2(g)的K'＝==2； c2NH3K②400℃时，该时刻c(N2)=4mol/L，c(H2)=2mol/L，c(NH3)=4mol/L， c2NH342Qc=3==0.5=K，说明该反应此时达到了化学平衡，因此v正(N2)=v逆 cH2cN2234(N2)； ③若在恒温、恒压条件下向平衡体系中通入氩气，容器体积将增大，参加反应各物质的分压将减小，平衡将向左移动；催化剂只是改变化学反应的活化能，不改变化学反应焓变，故答案为：向左；不改变。 22．在一固定容积的密闭容器中，充入2 mol CO2和1 mol H2发生如下化学反应：CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数与温度(T)的关系如表： T/℃ K 700 0.6 800 0.9 830 1.0 1 000 1.7 1 200 2.6 回答下列问题： (1)该反应的化学平衡常数表达式为K=__________。 (2)若反应在830℃下达到平衡，则CO2气体的转化率为_________。 (3)若绝热时(容器内外没有热量交换)，平衡发生移动的结果是使容器内CO的浓度增大，则容器内气体温度_________(填“升高”、“降低”或“不能确定”)。 (4)在830℃达平衡后在其容器中分别又充入1 mol CO2 和1 molCO后，该反应的v正 __v逆(填“大于”“小于”“等于”)。 答案： cH2OcCOcH2cCO2 1 降低 小于 3cH2OcCOcH2cCO2【详解】 (1)根据化学平衡常数的概念可知该反应的化学平衡常数表达式K= ； (2)830℃时该反应的平衡常数为1，设平衡时转化的CO2的物质的量为xmol，列三段式有： H2gCO2g起始（mol）12转化（mol）x平衡（mol）1-xx2-xCOgH2Og0xx0xx 该反应前后气体化学计量数之和相等，可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，所以有 2xx12mol=1，解得x=，所以CO2的转化率为3=33.3%或； 100%1-x2-x332mol(3)由表中数据可知，温度升高平衡常数增大，说明平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，若绝热时(容器内外没有热量交换)，平衡发生移动的结果是使容器内CO的浓度增 大，则平衡正向移动，吸收热量，故容器内气体温度降低； (4)根据(2)的计算可知830℃时达到平衡时H2、CO2、CO、H2O的物质的量分别为 1mol、34227mol、mol、mol，加入1mol CO2和1molCO后CO2和CO的物质的量变为mol、33335mol，该反应前后气体化学计量数之和相等，可以用物质的量代替浓度计算浓度商，所35233=10>1，所以平衡逆向移动，v小于 v。 以浓度商为 正逆 71733【点睛】 对于反应前后气体化学计量数之和相等的反应，可以用物质的量、物质的量分数等物理量代替浓度计算平衡常数和浓度商。 23．已知一定温度和压强下，在容积为VL的密闭容器中充入1mol A和1mol B，保持恒温恒压下反应：A(g) + B(g) 关问题： (1)在相同温度下，若保持容器体积VL不变，起始充入1mol A和1mol B，达到平衡时，C的体积分数_______40%（填“＞”、“<”或“=”）。 (2)若平衡时，保持容器容积不变，使容器内压强增大，则平衡_______。 A．一定向正反应方向移动 B．一定向逆反应方向移动 C．一定不移动 D．不一定移动 (3)若使温度、压强在上述条件下恒定不变，在密闭容器中充入2mol A和2 mol B，则反应达到平衡时，C的体积分数为_______；容器的容积为_______。 答案：< D 40% 10V/7L 【详解】 (1)该反应为气体减小的反应，随反应的进行，气体的物质的量减小，原反应为恒压，则容器的体积随反应的进行而减小，C的体积分数为40%，题目中反应保存恒容，则容器的体积不变，相当于原恒压装置平衡后增大体积，平衡逆向移动，则C的体积分数小于40%； (2)保持容器容积不变，若加入反应物使容器内压强增大，平衡向正反应方向移动；若加入的为生成物，则平衡逆向移动；若加入的气体为与反应无关的气体，则平衡不移动，综上所述，平衡不一定移动，答案选D； (3)温度、压强在上述条件下恒定不变，在密闭容器中充入2mol A和2 mol B，由于温度和压强不变，A和B的物质的量之比还满足1：1，所以平衡是等效的，因此C的体积分数仍然为40％； C(g) △H<0。达到平衡时，C的体积分数为40%。试回答有 AgBg初始反应平衡2x2x2x2xCgxx x8＝40%，解得x=mol，恒温恒压下，体积之比等于物质的量之比，原平 2x2xx7衡时的体积是 2VL10888＝，解得x=VL。 22x77774 24．T℃时，在一个体积为2L的容器中，A气体与B气体反应生成C气体，反应过程中A、B、C的变化如图所示。 (1)写出反应的化学方程式______。 (2)0～4min时，A的平均反应速率为______。 (3)已知：K(300℃)＞K(350℃)，该反应是______(填“吸热”或“放热”)反应。 (4)T℃时，反应的平衡常数为______(保留到小数点后2位)。 (5)到达平衡时B的转化率为______。 (6)如图是上述反应平衡混合气中C的体积分数随温度或压强变化的曲线，图中L(L1、L2)、X分别代表温度或压强。其中X代表的是______(填“温度”或“压强”)。判断L1_____L2(填“＞”或“＜”)，理由是_____。 答案：2A+B⇌C 0.05molLmin 放热 0.52(mol/L)−2 25% 压强 < 合成C的反应是放热反应，压强相同时，温度升高，平衡逆向移动，C的体积分数减小 【详解】 -1(1) 由图象可以看出，反应中A、B的物质的量减小，C的物质的量增多，则A、B为反应物，C为生成物，且△n(A):△n(B):△n(C)=0.8mol:0.4mol:0.4mol=2:1:1，则反应的化学方程式为：2A+B⇌C，故答案为：2A+B⇌C； (2) 0～4min时，A的平均反应速率为： νA=cn2.4-2.0mol-1===0.05molLmin，故答案为：tVt2L4min-10.05molLmin； (3) K(300℃)>K(350℃)，说明温度升高，平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，故答案为：放热； cC0.2mol/L=(4) T℃时，反应的平衡常数为：k=2= cAcB0.8mol/L20.6mol/L0.52(mol/L)−2，故答案为：0.52(mol/L)−2； (5)到达平衡时B的转化率为： 1.6mol-1.2mol×100%=25%，故答案为：25%； 1.6mol(6) 2A+B⇌C为放热反应，若升高温度平衡逆向移动，前期的体积分数减小，与图象矛盾；若增大压强，平衡向正向移动，C的体积分数增大，故改变条件为压强；压强相同时，温度升高，平衡逆向移动，C的体积分数减小，L1 催化剂cC(g)(△H<0)在恒容条件下进行。改变其它反应条件，在I、II、 III阶段中各物质浓度随时间变化的曲线如图所示： （1）化学方程式中a：b：c=___。 （2）A的平均反应速率vI(A)、vII(A)、vIII(A)从大到小的排列顺序为___。 （3）B的平衡转化率aI(B)、aII(B)、aIII(B)中最小的是___，其值是___ (保留2位有效数字)。 （4）由第一次平衡到第二次平衡，平衡向___ (填“左”或“右”)移动，采取的措施是___。 （5）其他条件不变，只改变温度，则第II阶段反应温度(T2)和第III阶段反应温度(T3)的高低T2___T3(填“<”“>”或“=”)，判断的理由是___。 答案：1：3：2 vI(A)>vⅡ(A)>vⅢ(A) αⅢ 0.19 右 从平衡体系中分离出了C > 因为该反应为放热反应，当其他条件不变时，降温能使平衡正向移动 解析：根据图示，第二阶段，改变条件后，C的浓度突然变为0，A、B在改变条件的瞬间浓度不变，所以改变的条件是分离出C，平衡正向移动，一段时间后达到平衡II；第三阶段，改变条件后，A、B浓度逐渐减小，C浓度逐渐增大，说明平衡正向移动，A(g)+3B(g)III； 【详解】 (1)根据图示，0~20min 内，A、B、C浓度的变化量分别是(2-1)mol/L、(6-3)mol/L、(2-0)mol/L，化学方程式的化学计量数比等于各物质物质的量浓度的变化之比，所以a：b：c=1：3：2； (2)II阶段分离出C，C的浓度减小，A的反应速率比I阶段低，III阶段温度降低，A的反应速率比II阶段低，A的平均反应速率vI(A)、vII(A)、vIII(A)从大到小的排列顺序为vI(A)>vⅡ(A)>vⅢ(A)； (3)平衡I 中B的平衡转化率aI(B)= 催化剂2C(g)正反应放热，所以改变的条件是降低温度，一段时间后达到平衡 (63)mol/L100%50%，反应正向移动达到平衡 6mol/LII；平衡II降低温度，反应正向移动达到平衡III，平衡II中B的平衡转化率aI(B) (31.86)mol/L100%38%、平衡III中B的平衡转化率aI(B) 3mol/L(1.861.5)mol/L100%19%，aIII(B)中最小的是aIII，其值是0.19； 1.86mol/L(4)由第一次平衡后分离出C，平衡向右移动，到第二次平衡； (5)根据图象可知，第二次平衡到第三次平衡，反应正向移动，A(g)+3B(g)应放热，若只改变温度，则应该是降温，所以 T2>T3。 【点睛】 本题考查化学平衡，正确分析图象是解题关键，熟悉影响平衡移动、影响反应速率的因素，会根据公式计算平衡转化率，注意化学方程式的化学计量数比等于各物质物质的量浓度的变化之比。 26．H2S与CO2在高温下发生反应：H2S(g)＋CO2(g)0.02。 （1）H2S的平衡转化率α1＝________%，反应平衡常数K＝________。 （2）在620K重复实验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率α2________α1，该反应的ΔH________0(填“>”“<”或“＝”)。 （3）向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是________(填标号)。 COS(g)＋H2O(g)。在610K时， 将0.10molCO2与0.40molH2S充入2.5L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为 催化剂2C(g)正反 A．H2S B．CO2 C．COS D．N2 10－3 > > B 答案：5 2.8×【详解】 (1)设从起始到平衡H2S转化的物质的量为xmol H2Sg＋CO2g初始反应0.40x0.10x0.10xCOSg＋H2Og0xx0xx 平衡0.40xx=0.02，解得：x=0.01；H2S的平衡转化率由题意得： (0.40-x)+(0.10-x)+x+x0.010.01c(COS)c(H2O)0.01mol2.52.5α1=×100%＝2.5%；K＝≈2.8×10－c(H2S)c(CO2)0.400.010.100.010.40mol2.52.53 ； (2)温度升高，水的平衡物质的量分数增大，平衡右移，则H2S的转化率增大，故α2＞α1。温度升高，平衡向吸热反应方向移动，故ΔH＞0。 (3)A．充入H2S，平衡虽然正向移动，但H2S的转化率反而减小，A与题意不符； B．充入CO2，增大了一种反应物的浓度，能够提高另一种反应物的转化率，故H2S的转化率增大，B符合题意； C．充入COS，平衡左移，H2S的转化率减小，C与题意不符； D．充入N2，对平衡无影响，不改变H2S的转化率，D与题意不符； 答案为B。 三、解答题 27．甲醇是有机化学工业的基本原料，工业上以CO和H2为原料制取甲醇的反应为CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH=-122 kJ/mol (1)相关化学键的键能数据如下表：(CO的结构式为C≡O) 化学键 E/(kJ/mol) C≡O 1076 H-H 436 C-H 414 C-O 3 H-O x 由此计算x=___________。 (2)向某密闭容器中充入一定量的CO和H2，测得逆反应速率随时间的变化如图甲所示。t1时改变的条件可能是___________。 (3)T ℃时，向恒容和恒压两容器中均充入1 mol CO和2 mol H2，起始体积相同，测得恒容容器中c(CH3OH)随时间变化如图乙中曲线Ⅰ所示。 ①恒压容器中c(CH3OH)随时间变化如曲线___________(填“Ⅱ”、“Ⅲ”或“Ⅳ”)。 ②恒压容器中，能说明该反应已经达到平衡状态的是___________(填字母)。 A．v(CO)正=v(H2)逆 B．容器内气体密度保持不变 C．n(CO)∶n(H2)∶n(CH3OH)=1∶2∶1 D．CO的体积分数保持不变 (4)向密闭容器中充入一定量的CO和H2，测得CO的平衡转化率与条件Y、投料比n( n(H2) )的关系如图丙所示。条件Y是___________(填“温度”或“压强”)，n1、n2、n3中 n(CO)最大的是___________。 答案：增加反应物的浓度 Ⅱ BD 温度 n1 【详解】 (1)根据ΔH=反应物总键能-生成物总键能=1076kJ/mol+2×436kJ/mol-3×414kJ/mol-3 kJ/mol-xkJ/mol=-122kJ/mol，解得x=4； (2)向某密闭容器中充入一定量的CO和H2，测得逆反应速率随时间的变化如图甲所示。t1时刻，逆反应速率从平衡时速率缓慢增大，速率变化前后有节点，则改变的条件可能是增加反应物的浓度； (3)①恒压容器中，压强不变，CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)正反应方向为气体分子数目 减小的反应体系，要使体系压强不变，可将反应在恒容条件下达到平衡后再缩小容器体积，反应体系各组分浓度增大，反应体系压强增大，反应速率加快，达到平衡的时间缩短，则c(CH3OH)随时间变化如曲线Ⅱ； ②A．当反应达到平衡状态是， vCO正vH2逆=1，即 2v(CO)正= v(H2)逆 ，则v(CO)正=v(H2)逆不2能说明反应达到平衡状态，故A不符合题意； B．恒压容器中，容器的体积可变，该反应体系中气体遵循质量守恒，反应前后气体的总质量不变，则根据ρ=m，平衡前，体系气体的密度不断变化，则当容器内气体密度保持V不变时，能说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故B符合题意； C．n(CO)∶n(H2)∶n(CH3OH)=1∶2∶1，不能说明反应正逆反应速率相等，则不能说明反应达到平衡状态，故C不符合题意； D．当反应达到平衡状态时，体系中各组分的含量保持不变，则当CO的体积分数保持不 变，能说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故D符合题意； 答案选BD； (4)根据图示，当投料比n(＋2H2(g) n(H2) )相同时，Y越大，CO的平衡转化率越小，反应CO(g) n(CO)CH3OH(g) ΔH=-122 kJ/mol，为正反应气体分子数减小的放热反应， 升高温 度，平衡逆向移动，CO的平衡转化率越小；增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，由此分析可知，条件Y是温度；当温度相同时，氢气的物质的量不变，增大CO的物质的量，投料比n(n1。 n(H2) )变小，CO的平衡转化率越小，则n1、n2、n3中最大的是 n(CO) 28．工业上利用合成气(主要成分CO和H2)在催化剂作用下合成甲醇。向体积恒定的密闭容器中，按n(CO)∶n(H2)=1∶2充入反应物，发生化学反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)ΔH=-90.1kJ·mol-1。L(L1、L2)、X代表压强或温度，如图1表 示L一定时，平衡混合物中CH3OH的体积分数随X的变化关系。 (1)X表示___(填“温度”或“压强”)，判断理由是___。 下列叙述可以说明反应已达平衡状态的是（_____） A．CH3OH(g)的物质的量分数保持不变 B．2v(H2)生成=v(CH3OH)生成 C．混合气体的总物质的量保持不变 D．混合气体密度保持不变 (2)对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(pB)代表物质的量浓度(cB)，也可以表示平衡常B的体积分数，若在一定温度下，C点平衡气体总压强为p总，数(记作Kp)，其中pB=p总× 则该反应的平衡常数Kp=___(用P总的代数式表示) (3)CO与H2反应还可生成CH3OCH3(g)和H2O(g)，研究发现，该反应中的CO的平衡转化率随温度、投料比 n(H2)的变化曲线如图2。ΔH___0(填“>”或“<”)。若保持压强不变，向 n(CO)平衡体系中充入N2，则CH3OCH3的百分含量___(填“增大”或“不变”或“减小”) 答案：温度 该反应为放热反应，当L一定时，随温度升高，平衡逆向移动，CH3OH(g)体 积分数减小 AC 27 < 减小 p2总CH3OH(g)ΔH=-90.1kJ·mol-1，是反应前后气体分子数 解析：化学反应CO(g)+2H2(g) 减小的放热反应，相同温度下，增大压强，有利于平衡向正反应方向移动，CH3OH的体积分数增大；压强一定时，随温度的升高，平衡向逆反应方向移动，CH3OH的体积分数降低；反应达到平衡状态时，同种物质的正、逆反应速率相等，平衡时各组分的物质的量、浓度、含量等不再发生变化，以及由此衍生的其它量不变，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。 【详解】 (1) 化学反应CO(g)+2H2(g)分数降低， A．随着反应的进行，CH3OH(g)的物质的量分数不断增大，当保持不变时，说明反应达到平衡状态，故A正确； B．速率之比等于化学方程式计量数之比，为正反应速率之比，2v(H2)生成=v(CH3OH)生成不说明正逆反应速率相同，故B错误； C．随着反应的进行，混合气体的总物质的量不断减小，保持不变说明反应达到平衡状态，故C正确； D．混合气体密度=D错误； 故答案为：温度；反应是气体分子数减小的放热反应，压强一定时，随温度的升高，平衡向逆反应方向移动，CH3OH的体积分数降低；AC； (2) CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)ΔH=-90.1kJ·mol-1，按n(CO):n(H2)=1:2充入，当反应达 到平衡状态，图象中CH3OH的体积分数为50%，则 CH3OH(g)ΔH=-90.1kJ·mol-1，是反应前后气体分子数减小 的放热反应，由图可知，L一定时，随X的升高，平衡向逆反应方向移动，CH3OH的体积 质量，体积恒定，质量守恒，所以密度保持不变，不是平衡状态，故体积COg2H2g初始量/mol改变量/mol平衡量/molaxax2a2x2a2xCH3OHg0xx xax1100%50%，解得x=0.75a，则CO的体积分数为，H2的体积分 3a2x3a2x6数为 112a2x1，所以甲醇分压=p总×50%，氢气分压=p总×，一氧化碳分压=p总×， 3a2x336KP=12727；故答案为：； 21p2p总总P总P总362P总50%(3) 由图可知，投料比一定时，随温度的升高，CO的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，△H＜0，若保持压强不变，向平衡体系中充入N2，则反应体系压 强减小，反应向系数增大的逆反应方向移动，CH3OCH3的百分含量减小，故答案为：＜；减小。 【点睛】 考查了平衡状态的判断、反应速率和平衡常数的计算应用、影响平衡的因素分析等知识点，掌握基础是解题关键。 29．燃煤烟气中含有大量SO2和NO，某科研小组研究SO2和NO的吸收方法。回答下列问题： (1)在恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中加入1 mol NO和1 mol O3发生反应 NOgO3g的量是0.8 mol。 NO2gO2g，2 min时达到平衡状态，测得容器中NO2的物质 ①则2 min内NO的平均反应速率为vNO___molL1min1，平衡时NO的转化率 a1=___；若其它条件保持不变，在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率为a2。则a2_______a1(填“＞”“＜”或“＝”)。 ②写出此反应的平衡常数表达式：_______；若保持温度不变，向2 min后的平衡体系中再加入0.2 mol NO2和0.2 molNO，此时平衡将_______。 a．正反应方向移动 b．逆反应方向移动 c．不移动 ③该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示，反应在t1、t3、t5时刻均达到平衡状态。t2、t6时刻都只改变了某一个条件，则t2时刻改变的条件可能是_____，t6时刻改变的条件可能是______，t4时刻改变条件后v(正)___v(逆) (填“＞”“＜”或“＝”)。 (2)处理烟气中SO2也可采用碱液吸收法。 已知25℃时，KNH3H2O1.810；KspCaSO47.110。 55第1步：用过量的浓氨水吸收SO2，并在空气中氧化生成硫酸铵； 第2步：加入石灰水，发生反应 2Ca2+2OH2NH4SO4CaSO42NH3•H2O。 ①25℃时，0.1 mol/LNH42SO4，溶液呈___(填“酸性”“碱性”或“中性”)，其原因是____(用离子方程式表示)。 ②计算第2步反应的平衡常数K=____(列出计算式即可)。 答案：2 80% = c(NO2)?c(O2) a 增大生成物的浓度(或升高温度) 使用催化剂(或 c(NO)?c(O3)增大压强) ＞ 酸性 NH4+H2O【详解】 +NH3H2O+H+ 1 (1.8?10-5)2?7.1?10-5(1)①根据方程式可知：每反应产生1 mol NO2，就会同时消耗1 mol NO和1 mol O3，反应进行到2 min时达到平衡状态，测得容器中NO2的物质的量是0.8 mol，则反应消耗0.8 mol 0.8molNO，用NO浓度变化表示反应速率为v(NO)=2L=0.2 mol/(L·min)，平衡时NO的转化 2min0.8mol×100%=80%；该反应是反应前后气体体积不变的反应，所以从反应开始至率a1= 1mol平衡状态，体系的压强始终不变，则若其它条件保持不变，在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率为a2，则a2=a1。 ②化学平衡常数是可逆反应达到化学平衡状态时各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比，则该反应的化学平衡常数K= c(NO2)?c(O2)； c(NO)?c(O3)对于该反应，开始时向2 L恒容密闭容器中加入1 mol NO和1 mol O3，达到平衡时各种气体的物质的量分别是n(NO)=n(O3)=1 mol-0.8 mol=0.2 mol，n(NO2)=n(O2)=0.8 mol，物质的平衡浓度c(NO)=c(O3)=0.1 mol/L；c(NO2)=c(O2)=0.4 mol/L，该条件的化学平衡常数K= 0.4?0.4=16。若保持温度不变，向2 min后的平衡体系中再加入0.2 mol NO2和0.2 0.1?0.1mol NO，此时容器内各种气体的浓度分别是c(NO)=0.2 mol/L；c(O3)=0.1 mol/L； 0.50.410＜16，说明反应未达 0.20.1到平衡状态，此时化学平衡向正反应方向移动，故合理选项是a； c(NO2)=0.5 mol/L；c(O2)=0.4 mol/L，此时的浓度商Qc= ③t2时刻逆反应速率突然增大，然后逐渐减小，说明反应逆向移动。改变的条件可能是增大生成物的浓度；由于该反应的正反应是放热反应，在其它条件不变时，升高温度，正、逆反应速率都增大；升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，使逆反应速率减小，最终达到平衡时速率比原平衡时大；故改变的条件可能是增大生成物浓度或升高温度； 在t6时刻改变外界条件，v逆突然增大，但增大后一直不变，说明反应处于平衡状态，改变的外界条件可能是增大压强或使用催化剂； t4时刻v逆突然减小，然后逐渐增大至t5时速率不变，反应达到平衡状态，反应正向进行，说明改变的外界条件是减小生成物的浓度，此时反应速率关系：v(正)＞v(逆)； (2)①(NH4)2SO4是强酸弱碱盐，在溶液中盐电离产生的NH4与水电离产生的OH-结合生成H2O，使水的电离平衡正向移动，最终达到平衡时溶液中c(H+)＞c(OH-)，所弱电解质NH3· 以溶液显酸性，盐水解的离子方程式为：NH4+H2O②第二步反应Ca2+22OH2NH4SO4+NH3H2O+H+； CaSO42NH3•H2O的化学平衡常数 c2(NH3?H2O)1=K=2+2--52-5。 c(Ca2+)?c(SO2-)?c(NH)?c(OH)(1.8?10)?7.1?1044【点睛】 掌握化学平衡常数的含义，利用浓度商与化学平衡常数的相对大小判断化学平衡移动的方向；根据外界条件对化学反应速率和化学平衡移动的影响，结合改变条件的瞬间反应速率的变化及其变化趋势分析判断改变的外界条件。 30．二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”。由合成气制备二甲醚的主要原理如下： ①CO(g)+2H2(g)②2CH3OH(g)③CO(g)+H2O(g)回答下列问题： (1)则反应3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=__kJ•mol-1。 CH3OH(g)△H1=-90.7kJ•mol-1 CH3OCH3(g) +H2O(g)△H2=-23.5kJ•mol-1 CO2(g)+H2(g)△H3=-41.2kJ•mol-1 (2)反应②达平衡后采取下列措施，能提高CH3OCH3产率的有___(填字母代号)。 A．加入CH3OH B．升高温度 C．增大压强 D．移出H2O E.使用催化剂 (3)以下说法能说明反应3H2(g)+3CO(g)(填字母代号) A．H2和CO2的浓度之比为3：1 B．单位时间内断裂3个H—H同时断裂1个C=O C．恒温恒容条件下，气体的密度保持不变 D．恒温恒压条件下，气体的平均摩尔质量保持不变 E.绝热体系中，体系的温度保持不变 (4)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)+CO2(g) 2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示： CH3OCH3(g)+CO2(g)达到平衡状态的有__。 已知：气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。 ①650℃时，反应达平衡后CO2的转化率为__%。 ②T℃时，平衡后若充入CO、CO2各1mol的混合气体，平衡__(填“正移”“逆移”或“不移动”)。 ③925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp_p总。 答案：-246.1 D DE 25 不移动 23.04 【详解】 (1)根据盖斯定律2×①＋②＋③得出3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH＝ 2ΔH1＋ΔH2＋ΔH3＝[2×(－90.7)－23.5－41.2] kJ·mol－1＝－246.1 kJ·mol－1。 (2)A．反应②中加入CH3OH，相当于增大压强，由于该反应是反应前后等体积的反应，增 大压强，化学平衡不移动，为等效平衡，则CH3OCH3产率不变，A错误； B．反应②的正反应为放热反应，升高温度化学平衡向吸热的逆反应方向移动，则CH3OCH3产率会降低，B错误； C．反应②是反应前后气体体积不变的反应，增大压强平衡不移动，则CH3OCH3产率不变，C错误； D．移出H2O，生成物浓度减小，化学平衡正向移动，CH3OCH3产率增大，D正确； E．使用催化剂，化学平衡不移动，则CH3OCH3产率不变，E错误； 故答案为D； (3)3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)的正反应为气体体积缩小的放热反应， A．反应过程中可能出现H2和CO2的浓度之比为3：1，但此时正逆反应速率不一定相等，无法判断平衡状态，A错误； B．CO2分子中含有2个C=O双键，单位时间内断裂3个H−H同时产生2个C=O键表面正逆反应速率相等，断裂1个C=O，表示反应正向进行，说明没有达到平衡状态，B错误； C．恒温恒容条件下，混合气体的密度为定值，不能根据密度判断平衡状态，C错误； D．混合气体的质量不变，混合气体的物质的量为变量，则气体的平均摩尔质量为变量，当气体的平均摩尔质量保持不变时，表明该反应达到平衡状态，D正确； E．该反应为放热反应，绝热体系中，体系的温度为变量，当体系的温度保持不变时，表明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，E正确； 故答案为DE； (4) ①由图可知，650℃时，反应达平衡后CO的体积分数为40%，设开始加入的二氧化碳为1mol，Δn(CO2)为x mol，则生成的CO为2x mol，剩余的CO2为(1-x)mol，所以有 0.25mol2x100%=25%； 100%=40%，解得x=0.25mol，所以CO2的转化率为 1mol1-x+2x②据图可知T℃时，平衡时CO和CO2的体积分数相等，所以恒压充入等量的CO和CO2之后仍是平衡状态，平衡不移动； ③根据图示可知，T℃时，CO和CO2的体积分数分别为96%、4%，则用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=【点睛】 当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。 p2COpCO20.96p总=0.04p总2=23.04p总。
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