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- 2021-06-08 发布
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化学平衡移动
1.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响，认识并能用相关理论解释其一般规律。
2.了解化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
1．概念
可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(如温度、压强、浓度等)发生了变化，平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变，从而在一段时间后达到新的平衡状态。这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程，叫做化学平衡的移动。
2．化学平衡移动与化学反应速率的关系
(1)v正>v逆：平衡向正反应方向移动。
(2)v正＝v逆：反应达到平衡状态，不发生平衡移动。
(3)v正”或“<”)。
(3)500℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L－1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v正________v逆(填“>”、“＝”或“<”)。
【答案】 (1)K1·K2 (2)< (3)>
【变式探究】在一个体积为2L的真空密闭容器中加入0.5molCaCO3，发生反应CaCO3 (s) CaO (s)＋CO2(g)，测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变化关系如下图所示，图中A表示CO2的平衡浓度与温度的关系曲线，B表示不同温度下反应经过相同时间时CO2的物质的量浓度的变化曲线。请按要求回答下列问题：
(1)该反应正反应为______热反应(填“吸”或“放”)，温度为T5℃时，该反应耗时40s达到平衡，则T5℃时，该反应的平衡常数数值为________。
(2)如果该反应的平衡常数K值变大，该反应________(选填编号)。
a．一定向逆反应方向移动
b．在平衡移动时正反应速率先增大后减小
c．一定向正反应方向移动
d．在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
(3)请说明随温度的升高，曲线B向曲线A逼近的原因：
________________________________________________________________________。
(4)保持温度，体积不变，充入CO2气体，则CaCO3的质量________，CaO的质量________，CO2的浓度________(填“增大”，“减小”或“不变”)。
(5)在T5℃下，维持温度和容器体积不变，向上述平衡体系中再充入0.5molN2，则最后平衡时容器中的CaCO3的质量为________g。
【答案】 (1)吸 0.2 (2)bc (3)随着温度升高，反应速率加快，达到平衡所需要的时间变短 (4)增大 减小 不变 (5)10
高频考点三 有关转化率的计算及判断
例3．已知可逆反应：M(g)＋N(g) P(g)＋Q (g) ΔH>0，请回答下列问题：
(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)＝1mol·L－1，c(N)＝2.4mol·L－1；达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为________。
(2)若反应温度升高，M的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)＝4mol·L－1，c(N)＝amol·L－1；达到平衡后，c(P)＝2mol·L－1，a＝________。
(4)若反应温度不变，反应物的起始浓度为c(M)＝c(N)＝bmol·L－1，达到平衡后，M的转化率为________。
【答案】 (1)25% (2)增大 (3)6 (4)41%学科@网
高频考点四 化学平衡的计算
例4．已知反应X(g)＋Y(g) R(g)＋Q(g)的平衡常数与温度的关系如表所示。830 ℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.2 mol X和0.8 mol Y，反应初始4 s内v(X)＝0.005 mol/(L·s)。下列说法正确的是( )
温度/℃
700
800
830
1 000
1 200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
A．4 s时容器内c(Y)＝0.76 mol/L
B．830 ℃达平衡时，X的转化率为80%
C．反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动
D．1 200 ℃时反应R(g)＋Q(g)X(g)＋Y(g)的平衡常数K＝0.4
【答案】 B
【变式探究】已知t ℃时，反应FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)的平衡常数K＝0.25。
(1)t ℃时，反应达到平衡时n(CO)∶n(CO2)＝________。
(2)若在1 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s)，并通入x mol CO，t ℃时反应达到平衡，此时FeO(s)转化率为50%，则x＝________。
【答案】 (1)4∶1 (2)0.05学科@网
【解析】 (1)根据该反应的K＝c(CO2)/c(CO)＝0.25，可知反应达到平衡时n(CO)∶n(CO2)＝4∶1。
(2)根据反应：
FeO(s)
＋
CO(g)
Fe(s)
＋
CO2(g)
/mol
0.02
x
0
0
/mol
0.01
0.01
0.01
0.01
/mol
0.01
x－0.01
0.01
0.01)
根据化学平衡常数可知：K＝0.01/(x－0.01)＝0.25，
解得x＝0.05。
1．【2016年高考上海卷】（本题共12分）
随着科学技术的发展和环保要求的不断提高，CO2的捕集利用技术成为研究的重点。
完成下列填空：
（1）目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的反应方程式为：
CO2（g）+4H2（g）CH4（g）+2H2O（g）
已知H2的体积分数随温度的升高而增加。
若温度从300℃升至400℃，重新达到平衡，判断下列表格中各物理量的变化。（选填“增大”、“减小”或“不变”）
v正
v逆
平衡常数K
转化率α
（2）相同温度时，上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡，各物质的平衡浓度如下表：
[CO2]/mol·L-1
[H2]/mol·L-1
[CH4]/mol·L-1
[H2O]/mol·L-1
平衡Ⅰ
a
b
c
d
平衡Ⅱ
m
n
x
y
a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为_________。
（3）碳酸：H2CO3，Ki1=4.3×10-7，Ki2=5.6×10-11
草酸：H2C2O4，Ki1=5.9×10-2，Ki2=6.4×10-5
0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH____________0.1 mol/L Na2C2O4溶液的pH。（选填“大于”“小于”或“等于”）
等浓度广东草酸溶液和碳酸溶液中，氢离子浓度较大的是___________。
若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合，溶液中各种离子浓度大小的顺序正确的是_____。（选填编号）
A．[H+]>[HC2O4-]>[HCO3-]>[CO32-] b．[HCO3-]>[HC2O4-]>[C2O42-]>[CO32-]
c．[H+]>[HC2O4-]>[C2O42-]>[CO32-] d．[H2CO3] >[HCO3-]>[HC2O4-]>[CO32-]
（4）人体血液中的碳酸和碳酸氢盐存在平衡：H++ HCO3- H2CO3，当有少量酸性或碱性物质进入血液中时，血液的pH变化不大，用平衡移动原理解释上述现象。
________________________________
【答案】（1）
v正
v逆
平衡常数K
转化率α
增大
增大
减小
减小
（2）
（3）大于；草酸；ac
（4）当少量酸性物质进入血液中，平衡向右移动，使H+浓度变化较小，血液中的pH基本不变；当少量碱性物质进入血液中，平衡向左移动，使H+浓度变化较小，血液的pH基本不变。（合理即给分）
2．【2016年高考新课标Ⅰ卷】 (15分)
元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4−(绿色)、Cr2O72−(橙红色)、CrO42−(黄色)等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：
（2）CrO42−和Cr2O72−在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 mol·L−1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72−)随c(H+)的变化如图所示。
①离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应____________。
②由图可知，溶液酸性增大，CrO42−的平衡转化率__________(填“增大“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为__________。
③升高温度，溶液中CrO42−的平衡转化率减小，则该反应的ΔH_________(填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】
(2)①2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O； ② 增大；1.0×1014 ；③小于；学科@网
3．【2016年高考浙江卷】（15分）催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化剂存在下，CO2和H2可发生两个平衡反应，分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下：
CO2（g）+3 H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1=-53.7kJ·mol-1 I
CO2（g）+ H2（g） CO（g）+H2O（g）ΔH2 II
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1:2.2，经过相同反应时间测得如下实验数据：
【备注】Cat.1:Cu/ZnO纳米棒；Cat.2:Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醛的百分比
已知：①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1
②H2O（l） H2O（g） ΔH3=44.0kJ·mol-1
请回答（不考虑温度对ΔH的影响）：
（1）反应I的平衡常数表达式K= ；反应II的ΔH2= kJ·mol-1。
（2）有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有 。
A．使用催化剂Cat.1 B．使用催化剂Cat.2 C．降低反应温度
D．投料比不变，增加反应物的浓度 E．增大CO2和H2的初始投料比
（3）表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响，其原因是 。
【答案】（1） +41.2
（2）CD
（3）表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应Ⅰ的催化能力不同，因而在该时刻下对甲醇选择性有影响。
始投料比，能提高氢气的转化率，二氧化碳的会降低，故错误。故选CD。（3）从表格数据分析，在相同的温度下，不同的催化剂，相同的反应时间内，其二氧化碳的转化率也不同，说明不同的催化剂的催化能力不同；相同催化剂不同的温度，二氧化碳的转化率不同，且温度高的转化率大，因为正反应为放热反应，说明表中数据是未到平衡数据。所以答案为：表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应Ⅰ的催化能力不同，因而在该时刻下对甲醇选择性有影响。学科@网
1．[2015·浙江理综，28(2)(3)(4)]乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：
(2)维持体系总压p恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸气发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α，则在该温度下反应的平衡常数K＝________(用α等符号表示)。
(3)工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1∶9)，控制反应温度600℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下：
①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实______________。
②控制反应温度为600℃的理由是________。
(4)某研究机构用CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺——乙苯二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。保持常压和原料气比例不变，与掺水蒸气工艺相比，在相同的生产效率下，可降低操作温度；该工艺中还能够发生反应：CO2＋H2===CO＋H2O，CO2＋C===2CO。新工艺的特点有________(填编号)。
①CO2与H2反应，使乙苯脱氢反应的化学平衡右移
②不用高温水蒸气，可降低能量消耗
③有利于减少积炭
④有利于CO2资源利用
【答案】 (2) p或
(3)①正反应方向气体分子数增加，加入水蒸气稀释，相当于起减压的效果
②600℃，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。温度过低，反应速率慢，转化率低；温度过高，选择性下降。高温还可能使催化剂失活，且能耗大
(4)①②③④
平衡常数K＝＝
另外利用分压也可以计算出：Kp＝p
(3)①正反应方向气体分子数增加，掺入水蒸气作稀释剂，相当于降低反应体系的分压，平衡正向移动，可以提高平衡转化率；②由图可知，温度为600℃时，乙苯的平衡转化率较大，苯乙烯的选择性较高。
(4)①CO2与H2反应，H2浓度减小，使乙苯脱氢反应的化学平衡右移，正确；②不用高温水蒸气，可降低能量消耗，正确；③CO2能与碳反应，生成CO，减少积炭，正确；④充分利用CO2资源，正确。故选①②③④。
5．[2015·全国卷Ⅰ，28(4)]Bodensteins研究了下列反应：
2HI(g) H2(g)＋I2(g)
在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：
t/min
0
20
40
60
80
120
x(HI)
1
0.91
0.85
0.815
0.795
0.784
x(HI)
0
0.60
0.73
0.773
0.780
0.784
①根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为
_____________________________________________。
②上述反应中，正反应速率为v正＝k正x2(HI)，逆反应速率为v逆＝k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为________(以K和k正表示)。若k正＝0.0027min－1，在t＝40min时，v正＝________min－1。
③由上述实验数据计算得到v正～x(HI)和v逆～x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为______________(填字母)。
【答案】 ① ②k正/K 1.95×10－3 ③A点、E点
6．(2015·全国卷Ⅱ，27)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：
①CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH1
②CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH2
③CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH3
回答下列问题：
(1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下：
化学键
H—H
C—O
C≡O
H—O
C—H
E/kJ·mol－1
436
343
1076
465
413
由此计算ΔH1＝________kJ·mol－1；已知ΔH2＝－58kJ·mol－1，则ΔH3＝________kJ·mol－1。
(2)反应①的化学平衡常数K表达式为________；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为______(填曲线标记字母)，其判断理由是___________________________________
________________________________________________________________________。
图1
图2
(3)合成气组成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.60时，体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图2所示。α(CO)值随温度升高而________(填“增大”或“减小”)，其原因是_________________________________；
图2中的压强由大到小为________，其判断理由是________________。
【答案】 (1)－99 ＋41
(2)K＝ a 反应①为放热反应，平衡常数数值应随温度升高变小
(3)减小 升高温度时，反应①为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO的量增大；反应③为吸热反应，平衡向右移动，又使产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低 p3>p2>p1 相同温度下，由于反应①为气体分数减小的反应，加压有利于提高CO的转化率；而反应③为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响。故增大压强时，有利于CO的转化率升高
1．(2014·安徽，10)臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为：2NO2(g)＋O3(g) N2O5(g)＋O2(g)，若反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是( )。
A
B
C
D
升高温度，平衡常数减小
0～3 s内，反应速率为：v(NO2)＝0.2 mol·L－1
t1时仅加入催化剂，平衡正向移动
达平衡时，仅改变x，则x为c(O2)
【答案】 A
2．(2013·大纲全国,7)反应X(g)＋Y(g) 2Z(g) ΔH<0，达到平衡时，下列说法正确的是( )。
A．减小容器体积，平衡向右移动
B．加入催化剂，Z的产率增大
C．增大c(X)，X的转化率增大
D．降低温度，Y的转化率增大
【答案】 D
【解析】 因为此反应前后气体分子总数没有变化，故减小容器体积，平衡不发生移动，所以A项错误；加入催化剂可同等倍数地改变正、逆反应速率，故平衡不会发生移动，所以B项错误；增大c(X)，平衡将正向移动，但X的转化率减小，所以C项错误；此反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，Y的转化率增大，所以D项正确。学科@网
1． CO和NO都是汽车尾气中的有害物质，它们之间能缓慢地发生如下反应：2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g) ΔH<0，现利用此反应，拟设计一种环保装置，用来消除汽车尾气对大气的污染，下列设计方案可以提高尾气处理效果的是( )。
①选用适当的催化剂 ②提高装置温度 ③降低装置的压强 ④装置中放入碱石灰
A．①③ B．②④
C．①④ D．②③
【答案】 C
2．下列各项与化学平衡移动原理无关的是( )。
A．收集氯气用排饱和食盐水的方法
B．加催化剂，使N2和H2在一定的条件下转化为NH3
C．可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
D．加压条件下有利于SO2和O2反应生成SO3
【答案】 B
【解析】 使用催化剂对化学平衡无影响，与化学平衡移动原理无关，故选B。学科@网
3．在体积固定的密闭容器中，发生反应：2CO(g)＋4H2(g) CH3CH2OH(g)＋H2O(g)。下列叙述中不能说明上述反应已达到化学平衡状态的是( )。
A．混合气体密度不变
B．体系压强不变
C．混合气体的平均相对分子质量不变
D．反应体系中乙醇的物质的量浓度不再变化
【答案】 A
【解析】 由于反应物和生成物均为气体，气体的质量守恒，体积不变，密度不变，不能作为平衡状态的标志，故选A。
4．将NO2装入带活塞的密闭容器中，当反应2NO2(g) N2O4(g)达到平衡后，改变下列一个条件，其中叙述正确的是( )。
A．升高温度，气体颜色加深，则此反应为吸热反应
B．慢慢压缩气体体积，平衡向右移动，混合气体颜色变浅
C．慢慢压缩气体体积，若体积减小一半，压强增大，但小于原来的两倍
D．恒温恒容时，充入惰性气体，压强增大，平衡向右移动，混合气体的颜色变浅
【答案】 C
【解析】 升高温度，颜色加深说明平衡向左移动，所以正反应为放热反应，A错误；首先假设平衡不移动，加压颜色加深，但平衡向右移动，使混合气体颜色在加深后的基础上变浅，但一定比原平衡的颜色深，B错误；首先假设平衡不移动，若体积减小一半，压强为原来的两倍，但平衡向右移动，使压强在原平衡2倍的基础上减小，C正确；体积不变，充入惰性气体，反应物及生成物浓度不变，所以正逆反应速率均不变，平衡不移动，颜色无变化，D错误。
5．对于可逆反应2CO(g)＋2NO(g) N2(g)＋2CO2(g) ΔH<0，下列说法正确的是( )。
A．加入催化剂，平衡正向移动
B．在恒温、恒容条件下，加入氢氧化钠，平衡不移动
C．在恒温、恒压条件下，通入He气，平衡不移动
D．降温，平衡正向移动
【答案】 D
6．利用低温技术可处理废气中的氮氧化物。在恒容密闭容器中发生下列化学反应：
4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(l)
ΔH＝Q kJ/mol(Q<0)。下列有关说法正确的是( )。
A．其他条件不变，使用高效催化剂，废气中氮氧化物的转化率增大
B．平衡时，其他条件不变，增加NH3的浓度，废气中NO的转化率减小
C．单位时间内生成NH3和H2O的物质的量之比为2∶3时，反应达到平衡
D．平衡时，其他条件不变，升高温度可使该反应的平衡常数增大
【答案】 C
【解析】 催化剂只能改变化学反应的速率，而不能改变反应物的转化率，A不正确；其他条件不变，增加NH3的浓度，平衡正向移动，NO的转化率增大，B不正确；单位时间内生成NH3和H2O的物质的量之比为2∶3，即3v正(NH3)＝2v逆(H2O)，由此可得，v逆(H2O)＝v正(H2O)，反应达到平衡状态，C
正确；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不正确。学科@网
7．在一定容积的密闭容器中通入A、B两种气体，一定条件下发生如下反应：2A(g)＋B(g) 2C(g) ΔH<0，达到平衡后，只改变一个条件(X)，下列量(Y)的变化一定符合右图中曲线的是( )。
X
Y
A
再加入A
B的转化率
B
加入催化剂
A的体积分数
C
充入氦气
A的转化率
D
升高温度
C的体积分数
【答案】 A
【解析】 催化剂不能影响化学平衡，B项不正确；容器体积不变，充入氦气，反应物和生成物的浓度均不改变，平衡不发生移动，A的转化率不变，C项不正确；该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，C的转化率降低，D项不正确。
8．甲、乙、丙三个容器中最初存在的物质及数量如图所示，三个容器最初的容积相等，温度相同，反应中甲、丙的容积不变，乙中的压强不变，在一定温度下反应达到平衡。下列说法正确的是( )。
A．平衡时各容器内c(NO2)的大小顺序为乙>甲>丙
B．平衡时N2O4的百分含量：乙>甲＝丙
C．平衡时甲中NO2与丙中N2O4的转化率不可能相同
D．平衡时混合物的平均相对分子质量：甲>乙>丙
【答案】 B
9．在恒温恒压下，向密闭容器中充入4 mol SO2和2 mol O2，发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH<0。2 min后，反应达到平衡，生成SO3为1.4 mol，同时放出热量Q kJ。则下列分析正确的是( )。
A．在该条件下，反应前后的压强之比为6∶5.3
B．若反应开始时容器体积为2 L，则v(SO3)＝0.35 mol/(L·min)
C．若把“恒温恒压下”改为“恒压绝热条件下”反应，平衡后n(SO3)<1.4 mol
D．若把“恒温恒压下”改为“恒温恒容下”反应，达平衡时放出热量大于Q kJ
【答案】 C
【解析】 由平衡时n(SO3)＝1.4 mol可知此时n(SO2)＝2.6 mol，n(O2)＝1.3 mol。A选项，因是恒温恒压条件，所以反应前后压强不变；B选项，因该反应是气体分子数之和变小的反应，所以随着反应的进行，体积逐渐变小，小于2 L，所以v(SO3)大于0.35 mol/(L·min)；C选项，该反应为放热反应，在绝热条件下随着反应的进行要放热，达到平衡时与恒温恒压条件下的平衡比较，平衡要逆向移动，所以n(SO3)<1.4 mol；D选项，恒温恒容条件下的平衡与原来恒温恒压下的平衡比较，平衡要逆向移动，所以放出的热量小于Q kJ。
10．425 ℃时，在1 L密闭容器中充入下列气体物质进行反应达到平衡，分析下面示意图，从下列选项中选出不能从示意图中读出的相关信息是( )。
A．同温同压下，只要物质比例适当，从正、逆方向都可以建立同一平衡状态
B．图甲表示的反应为H2(g)＋I2(g)2HI(g)
C．图甲中H2的转化率＋图乙中HI的转化率＝100%
D．相同条件下，分别从正、逆方向建立等同的平衡状态，所需时间相同
【答案】 D
【解析】 比较图甲和图乙可知，两平衡状态的c(HI)、c(H2)、c(I2)相同；图甲中化学反应方程式为H2(g)＋I2(g) 2HI(g)，图乙中化学反应方程式为2HI(g) H2(g)＋I2(g)；图甲中H2的转化率为×100%＝79%，图乙中HI的转化率为×100%＝21%，故A、B、C正确。学科@网
11．工业上正在研究利用CO2来生产甲醇燃料的方法，该方法的化学方程式是：
CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ/mol
现将6 mol CO2和8 mol H2充入一容积为2 L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如图中实线所示(图中字母后括号内的数对表示对应的坐标)：
回答下列问题：
(1)由图分析，在下列时间段内反应速率最快的是______(填序号)。
a．0～1 min B．1～3 min
c．3～8 min D．8～11 min
(2)仅改变某一条件再进行实验，测得H2的物质的量随时间的变化如图中虚线所示。与实线相比，曲线Ⅰ改变的条件可能是________________，曲线Ⅱ改变的条件可能是________________。
(3)下列表述能表示该反应已达平衡的是________(填序号)。
a．容器内压强不再改变
b．容器内气体的密度不再改变
c．容器内气体的平均摩尔质量不再改变
d．容器内各物质的物质的量相等
【答案】 (1)a (2)升高温度 增大压强 (3)ac
12．向一容积不变的密闭容器中充入一定量A和B，发生如下反应：
xA(g)＋2B(s) yC(g) ΔH<0
在一定条件下，容器中A、C的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题：
(1)用A的浓度变化表示该反应0～10 min内的平均反应速率v(A)＝______________________。
(2)根据图示可确定x∶y＝________。
(3)0～10 min容器内压强________(填“变大”、“不变”或“变小”)。
(4)推测第10 min引起曲线变化的反应条件可能是________；第16 min引起曲线变化的反应条件可能是________。
①减压 ②增大A的浓度 ③增大C的量 ④升温 ⑤降温 ⑥加催化剂
(5)若平衡Ⅰ的平衡常数为K1，平衡Ⅱ平衡常数为K2，则K1________K2(填“＞”、“＝”或“＜”)。
【答案】 (1)0.02 mol·L－1·min－1 (2)1∶2 (3)变大 (4)④⑥ ④ (5)>
【解析】 (1)v(A)＝ mol·L－1·min－1＝0.02 mol·L－1·min－1。(2)x∶y＝(0.45－0.25)∶0.4＝1∶2。(3)开始反应向正方向进行，正向是气体物质的量增大的方向，容器体积不变，压强增大。(4)10 min时曲线的斜率增大，反应速率加快，可能是升温或使用催化剂；16 min时平衡逆向移动，改变条件只能是升温(正反应为放热反应)。(5)K＝，K1＝＝1.25，K2＝＝0.11，故K1>K2。
13．某合成气的主要成分是一氧化碳和氢气，可用于合成甲醚等清洁燃料。由天然气获得该合成气过程中可能发生的反应有：
①CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g) ΔH1＝＋206.1 kJ·mol－1
②CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g) ΔH2＝＋247.3 kJ·mol－1
③CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) ΔH3
请回答下列问题：
(1)在一密闭容器中进行反应①，测得CH4的物质的量浓度随反应时间的变化如图1所示。
图1
反应进行的前5 min内，v(H2)＝________；10 min时，改变的外界条件可能是________________________________________________________________________。
(2)如图2所示，在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH4和CO2，使甲、乙两容器初始容积相等。在相同温度下发生反应②，并维持反应过程中温度不变。已知甲容器中CH4的转化率随时间的变化如图3所示，请在图3中画出乙容器中CH4的转化率随时间变化的图像。
(3)反应③中ΔH3＝________。800 ℃时，反应③的平衡常数K＝1，测得该温度下密闭容器中某时刻各物质的物质的量见下表：
CO
H2O
CO2
H2
0.5 mol
8.5 mol
2.0 mol
2.0 mol
此时反应③中正、逆反应速率的关系式是________(填代号)。
a．v正>v逆 B．v正
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