2018届一轮复习人教版化学平衡状态化学平衡移动学案 28页

考点一　化学平衡状态 一、理清两个概念 ‎1．可逆反应 ‎2．化学平衡状态 一定条件下的可逆反应，当反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度不变的状态，称为“化学平衡状态”，简称化学平衡。‎ 二、掌握化学平衡状态的建立、特点和判定标准 ‎1．化学平衡的建立 ‎(1)建立过程 在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下：‎ ‎(2)建立过程可用下图表示：‎ ‎2．化学平衡的特点 ‎3．化学平衡的判定 对于密闭容器中的可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)是否达到平衡可以归纳如下表(用“平衡”或“不一定平衡”填表)‎ 化学反应 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)‎ 是否平衡 混合物体系中各成分的含量 ‎①各物质的物质的量或物质的质量分数一定 平衡 ‎②各物质的质量或质量分数一定 平衡 ‎③各气体的体积或体积分数一定 平衡 ‎④总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆反应速率之间的关系 ‎①在单位时间内消耗了m mol A，同时也生成了m mol A 平衡 ‎②在单位时间内消耗了n mol B，同时也消耗了p mol C 平衡 ‎③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q 不一定平衡 ‎④在单位时间内生成了n mol B，同时也消耗了q mol D 不一定平衡 压强 ‎①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ‎②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 混合气体的平均相对分子质量 ‎①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q 平衡 ‎②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 平衡 气体的密度 密度一定 不一定平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色稳定不变 平衡 ‎　　[基点小练]‎ 判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)2H2O2H2↑＋O2↑为可逆反应(×)‎ ‎(2)二次电池的充、放电为可逆反应(×)‎ ‎(3)对反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，压强不随时间而变，说明反应已达平衡状态(×)‎ ‎(4)对于NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)反应，当每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2时，说明反应达到平衡状态(×)‎ ‎(5)化学平衡状态指的是反应静止了，不再发生反应了(×)‎ ‎(6)对于A(g)＋B(g)‎2C(g)＋D(g)反应，当密度保持不变，在恒温恒容或恒温恒压条件下，均不能作为达到化学平衡状态的标志(×)‎ ‎(7)恒温恒容下进行的可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时，反应达到平衡状态(×)‎ ‎(8)在‎2 L密闭容器内，‎800 ℃‎时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，当该容器内颜色保持不变时能说明该反应已达到平衡状态(√)‎ 题点(一)　化学平衡状态的判定 ‎1．可逆反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，在容积固定的密闭容器中达到平衡状态的标志是(　　)‎ ‎①单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2　②单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO　③用NO2、NO、O2表示的反应速率之比为2∶2∶1的状态　④混合气体的颜色不再改变的状态　⑤混合气体的密度不再改变的状态　⑥混合气体的压强不再改变的状态　⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 A．只有①④⑥⑦　　　　　 　B．只有②③⑤⑦‎ C．只有①③④⑤ D．全部 解析：选A　①中单位时间内生成n mol O2的同时生成2n mol NO2，能说明反应达到平衡，②单位时间内生成n mol O2必生成2n mol NO，不能说明反应达到平衡状态。③中无论达到平衡与否，用各物质表示的化学反应速率之比都等于化学计量数之比。④有色气体的颜色不变，则表示物质的浓度不再变化，说明反应已达到平衡。⑤气体体积固定、质量反应前后守恒，密度始终不变。⑥反应前后Δνg≠0，压强不变，意味着各物质的含量不再变化。⑦由于气体的质量不变，气体的平均相对分子质量不变时，说明气体中各物质的物质的量不变，反应达到平衡。‎ ‎2．一定温度下在容积恒定的密闭容器中，进行如下可逆反应：A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是(　　)‎ ‎①混合气体的密度不再变化时 ‎②容器内气体的压强不再变化时 ‎③混合气体的总物质的量不再变化时 ‎④B的物质的量浓度不再变化时 ‎⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 ‎⑥当v正(B)＝2v逆(C)‎ A．①④⑤⑥ B．②③⑥‎ C．②④⑤⑥ D．只有④‎ 解析：选A　A为固态，反应正向进行时气体质量增大，逆向进行时气体质量减小，所以，密度不变时平衡，①正确；该反应前后气体体积不变，所以压强不变时不一定平衡，②错误；该反应前后气体物质的量相等，所以混合气体的总物质的量不变不一定平衡，③错误；B的浓度不变，说明反应平衡了，④正确；混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态，说明气体的质量不变，正、逆反应速率相等，反应达到平衡，⑤正确；v正(B)＝2v逆(C)时，说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡，⑥正确。‎ ‎3．一定温度下，反应N2O4(g)2NO2(g)的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是(　　)‎ A．①② B．②④‎ C．③④ D．①④‎ 解析：选D　因反应容器保持恒压，所以容器体积随反应进行而不断变化，结合ρ气＝m/V可知，气体密度不再变化，说明容器体积不再变化，即气体的物质的量不再变化，反应达到平衡状态，①符合题意；无论是否平衡，反应的ΔH都不变，②不符合题意；反应开始时，加入1 mol N2O4，随着反应的进行，N2O4的浓度逐渐变小，故v正(N2O4)逐渐变小，直至达到平衡，③不符合题意；N2O4的转化率不再变化，说明N2O4的浓度不再变化，反应达到平衡状态，④符合题意，故选D。‎ 判断化学平衡状态的方法——“正逆相等，变量不变”‎ 以下几种情况不能作为可逆反应达到化学平衡状态的标志：‎ ‎①某一时刻，各物质的浓度(或物质的量或分子数)之比等于化学计量数之比的状态。‎ ‎②恒温、恒容条件下气体体积不变的反应，混合气体的压强或气体的总物质的量不随时间而变化，如2HI(g)I2(g)＋H2(g)。‎ ‎③全部是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不随时间而变化，如2HI(g)I2(g)＋H2(g)。‎ ‎④全部是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。‎ 题点(二)　极端假设法在化学平衡计算中的应用 ‎4．可逆反应N2＋3H22NH3，在容积为‎10 L的密闭容器中进行，开始时加入2 mol N2和3 mol H2，达平衡时，NH3的浓度不可能达到(　　)‎ A．0.1 mol·L－1 B．0.2 mol·L－1‎ C．0.05 mol·L－1 D．0.15 mol·L－1‎ 解析：选B　2 mol N2和3 mol H2反应，假设反应能够进行到底，则3 mol H2完全反应，生成2 mol NH3，此时NH3的浓度为0.2 mol·L－1，但由于是可逆反应，不能完全反应，所以NH3的浓度达不到0.2 mol·L－1。‎ ‎5．在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol·L－1、0.3 mol·L－1、0.2 mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是(　　)‎ A．Z为0.3 mol·L－1 B．Y2为0.4 mol·L－1‎ C．X2为0.2 mol·L－1 D．Z为0.4 mol·L－1‎ 解析：选A　此题可用极端假设法确定各物质的浓度范围。假设反应正向进行到底：‎ ‎　　　　　 　 　X2(g)＋Y2(g)2Z(g)‎ 起始浓度(mol·L－1) 0.1 0.3 0.2‎ 改变浓度(mol·L－1) 0.1 0.1 0.2‎ 终态浓度(mol·L－1) 0 0.2 0.4‎ 假设反应逆向进行到底：‎ ‎　　　　　 　 　X2(g)＋Y2(g)2Z(g)‎ 起始浓度(mol·L－1) 0.1 0.3 0.2‎ 改变浓度(mol·L－1) 0.1 0.1 0.2‎ 终态浓度(mol·L－1) 0.2 0.4 0‎ 平衡体系中各物质的浓度范围为0＜c(X2)＜0.2 mol·L－1，0.2 mol·L－1＜c(Y2)＜0.4 mol·L－1,0＜c(Z)＜0.4 mol·L－1。A项符合题意。‎ 极端假设法确定各物质的浓度范围 先假设反应正向或逆向进行到底，再求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。‎ 考点二　化学平衡移动 对应学生用书P137‎ 一、化学平衡移动 ‎1．化学平衡移动的过程 ‎2．影响化学平衡的外界因素 ‎(1)影响化学平衡的因素 条件的改变(其他条件不变)‎ 化学平衡的移动 浓度 增大反应物浓度或 减小生成物浓度 向正反应方向移动 减小反应物浓度或 增大生成物浓度 向逆反应方向移动 压强(对有气体存在的反应)‎ 反应前后气体分子数改变 增大压强 向气体体积减小的方向移动 减小压强 向气体体积增大的方向移动 反应前后气体分子数不变 改变压强 平衡不移动 温度 升高温度 向吸热反应方向移动 降低温度 向放热反应方向移动 催化剂 使用催化剂 平衡不移动 ‎(2)几种特殊情况说明 ‎①改变固体或纯液体的量，对化学平衡没影响。‎ ‎②“惰性气体”对化学平衡的影响。‎ a．恒温、恒容条件：‎ 原平衡体系体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。‎ b．恒温、恒压条件：‎ ‎③同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。‎ ‎3．勒夏特列原理 如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度，压强，以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。‎ ‎[基点小练]‎ ‎1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，若断裂2 mol H—H键，同时形成1 molNN键，则平衡正向移动(×)‎ ‎(2)对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，若每消耗1 mol O2，同时生成2 mol SO2，则平衡正向移动(×)‎ ‎(3)对于反应I2(g)＋H2(g)2HI(g)，若使体系颜色变浅，则平衡一定正向移动(×)‎ ‎(4)对于反应‎2A(g)＋B(g)‎2C(g)，当v(A)正＝v(B)逆时，平衡不移动(×)‎ ‎(5)合成氨反应需使用催化剂，说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的方向移动(×)‎ ‎(6)平衡时，其他条件不变，分离出固体生成物，v正加快(×)‎ ‎(7)向平衡体系FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl中加入KCl固体，平衡将向逆反应方向移动，溶液颜色将变浅(×)‎ ‎(8)二氧化氮与四氧化二氮的平衡体系，加压后颜色加深(√)‎ 二、平衡移动与其他物理量的变化关系 在判断平衡移动的方向和物质的转化率、体积分数变化时，应灵活分析浓度和压强对平衡的影响。若以α表示物质的转化率，φ表示气体的体积分数。‎ ‎1．对于A(g)＋B(g)C(g)类反应，达到平衡后，保持温度、容积不变，又加入一定量的A，则平衡向正反应方向移动，α(B)增大而α(A)减小，φ(B)减小而φ(A)增大。‎ ‎2．对于aA(g)bB(g)类反应，达到平衡后，保持温度、容积不变，又加入一定量的A，平衡移动的方向和A的转化率的变化如表所示。‎ 类型 示例 改变 分析 移动 结果 av逆，但压强增大不利于PCl5的分解，平衡正移 α(PCl5)减小，φ(PCl5)增大 a＝b ‎2HI(g) H2(g)＋I2(g)‎ 又充 入HI c(HI)增大，v正>v逆，压强增大，对v正、v逆的影响相同，平衡正移 α(HI)、‎ φ(HI)‎ 不变 a>b ‎2NO2(g) N2O4(g)‎ 又充入 NO2‎ c(NO2)增大，v正>v逆，同时压强的增大更有利于NO2的转化，平衡正移 α(NO2)增大，‎ φ(NO2)减小 ‎[基点小练]‎ ‎2．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。‎ ‎(1)C(s)＋CO2(g)2CO(g)　ΔH>0，其他条件不变时升高温度，反应速率v(CO2)和CO2的平衡转化率均增大(√)‎ ‎(2)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0，在其他条件不变的情况下改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变(√)‎ ‎1．(2017·郑州模拟)下列说法正确的是(　　)‎ A．改变反应条件使平衡向正反应方向移动，反应物的转化率一定增大 B．浓度变化引起平衡向正反应方向移动，反应物的转化率一定增大 C．温度或压强的变化引起平衡向正反应方向移动，反应物的转化率一定增大 D．催化剂可使化学反应速率加快，使反应物的转化率增大解析：选C　A项，改变反应条件使平衡向正反应方向移动，反应物的转化率不一定增大，例如合成氨反应中通入氮气，氮气转化率降低，错误；B项，根据A中分析可知浓度变化引起平衡向正反应方向移动，反应物的转化率不一定增大，错误；C项，温度或压强的变化引起平衡向正反应方向移动，反应物的转化率一定增大，正确；D项，催化剂可使化学反应速率加快，但不能改变反应物的转化率，错误。‎ ‎2．将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生反应并达到平衡：X(g)＋3Y(g)2Z(g)　ΔH ‎＜0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时，表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是(　　)‎ 选项 改变条件 新平衡与原平衡比较 A 升高温度 X的转化率变小 B 增大压强 X的浓度变小 C 充入一定量Y Y的转化率增大 D 使用适当催化剂 X的体积分数变小 解析：选A　升高温度，平衡逆向移动，X的转化率变小，A正确；增大压强，平衡正向移动，但容器的体积减小，X的浓度增大，B错误；充入一定量Y，X的转化率增大，而Y的转化率减小，C错误；使用适当催化剂，只能加快反应速率，不能改变平衡，X的体积分数不变，D错误。‎ ‎3．(2017·黄冈模拟)在某一温度下，某一密闭容器中，M、N、R三种气体浓度的变化如图a所示，若其他条件不变，当温度分别为T1和T2时，N的体积分数与时间关系如图b所示。则下列结论正确的是(　　)‎ ‎ ‎ A．该反应的热化学方程式M(g)＋3N(g)2R(g)　ΔH＞0‎ B．达到平衡后，若其他条件不变，减小容器体积，平衡向逆反应方向移动 C．达到平衡后，若其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，M的转化率减小 D．达到平衡后，若其他条件不变，通入稀有气体，平衡一定向正反应方向移动 解析：选C　从图a可得出该反应为M(g)＋3N(g)2R(g)，从图b中可看出T1＞T2，升高温度，N的体积分数变大，即平衡逆向移动，该反应为放热反应，A错误；缩小容器的体积，即增大压强，平衡正向移动，B错误；升高温度，v正、v逆均增大，平衡逆向移动，M的转化率减小，C正确；若是在恒温恒容的容器中通入稀有气体，则平衡不移动，D错误。‎ ‎4．某温度下，在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后，改变条件对反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0的正、逆反应速率的影响如图所示：‎ ‎(1)加催化剂对反应速率影响的图像是________(填字母序号，下同)，平衡________移动。‎ ‎(2)升高温度对反应速率影响的图像是__________，平衡向________方向移动。‎ ‎(3)增大反应容器体积对反应速率影响的图像是________，平衡向________方向移动。‎ ‎(4)增大O2的浓度对反应速率影响的图像是________，平衡向________方向移动。‎ 解析：(1)加入催化剂，正、逆反应速率均增大，图像上应该出现“断点”，且应在原平衡的反应速率之上。催化剂使正、逆反应速率增大的倍数相同，则改变条件后的速率线应该平行于横坐标轴，图像为C。‎ ‎(2)升高温度，正、逆反应速率均增大，图像上应该出现“断点”，且应在原平衡的反应速率之上。因题给反应的正反应放热，升温平衡逆向移动，所以v′正＜v′逆，图像为A。‎ ‎(3)增大反应容器体积即减小压强，正、逆反应速率均减小，图像上应该出现“断点”，且应在原平衡的反应速率之下 。因减小压强平衡逆向移动，所以v′正＜v′逆，图像为D。‎ ‎(4)增大O2的浓度，正反应速率会突然增大，图像上出现“断点”，且应在原平衡的反应速率之上。但逆反应速率应该在原来的基础上逐渐增大，图像为B。‎ 答案：(1)C　不　(2)A　逆反应　(3)D　逆反应　‎ ‎(4)B　正反应 解答化学平衡移动问题的一般思路 考点三　化学平衡移动原理在化工生产中的应用 化学平衡在化工生产中有非常重要的应用，尤其是控制合适的反应条件使平衡向着理想的方向移动，近几年来涉及面非常广，如2016·全国甲卷T27、2016·四川卷T11、2016·海南卷T16、2016天津卷T10、2015·全国卷ⅡT27、2015·浙江卷T28、2015·北京卷T26、2014·天津卷T10、2014·全国卷ⅠT28等均对化学反应速率、化学平衡理论进行了考查。‎ ‎1．总体原则 ‎(1)化工生产适宜条件选择的一般原则 条件 原则 从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢 从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性 从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本 从实际生产能力分析 如设备承受高温、高压能力等 从催化剂的使用活性分析 注意催化剂的活性对温度的限制 ‎(2)平衡类问题需考虑的几个方面 ‎①原料的来源、除杂，尤其考虑杂质对平衡的影响。‎ ‎②原料的循环利用。‎ ‎③产物的污染处理。‎ ‎④产物的酸碱性对反应的影响。‎ ‎⑤气体产物的压强对平衡造成的影响。‎ ‎⑥改变外界条件对多平衡体系的影响。‎ ‎2．典型实例——工业合成氨 ‎(1)反应原理 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4 kJ·mol－1‎ ‎(2)反应特点：①反应为可逆反应；②正反应为放热反应；③反应物、生成物均为气体，且正反应为气体物质的量减小的反应。‎ ‎(3)反应条件的选择 反应条件 对化学反应速率的影响 对平衡混合物中氨含量的影响 合成氨条件的选择 增大压强 增大反应速率 平衡正向移动，提高平衡混合物中氨的含量 压强增大，有利于氨的合成，但需要动力大，对材料、设备的要求高。故采用10～30MPa的高压 升高温度 增大反应速率 平衡逆向移动，降低平衡混合物中氨的含量 温度要适宜，既要保证反应有较快的速率，又要使反应物的转化率不能太低。故采用400～500 ℃左右的温度，并且在该温度下催化剂的活性最大 使用催化剂 增大反应速率 没有影响 工业上一般选用铁触媒作催化剂 ‎(4)原料气的充分利用 合成氨反应的转化率较低，从原料充分利用的角度分析，工业生产中可采用循环操作的方法可提高原料的利用率。‎ ‎[典例]　(2016·全国甲卷)丙烯腈(CH2===CHCN)是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛(CH2===CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题：‎ ‎(1)以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下：‎ ‎①C3H6(g)＋NH3(g)＋O2(g)===C3H3N(g)＋3H2O(g)　ΔH＝－515 kJ·mol－1‎ ‎②C3H6(g)＋O2(g)===C3H4O(g)＋H2O(g)ΔH＝－353 kJ·mol－1‎ 有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是 ‎________________________________________________________________________；‎ 提高丙烯腈反应选择性的关键因素是_________________________________________。‎ ‎(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为‎460 ℃‎。低于‎460 ℃‎时，丙烯腈的产率________(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________；‎ 高于‎460 ℃‎时，丙烯腈产率降低的可能原因是________(双选，填标号)。‎ A．催化剂活性降低　　　 　B．平衡常数变大 ‎ C．副反应增多 D．反应活化能增大 ‎(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知，最佳n(氨)/n(丙烯)约为________，理由是________________________________。‎ 进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为_______________________________________。‎ ‎[解析]　(1)由于反应①是一个气体分子数增加的放热反应，降温、减压均有利于提高丙烯腈的平衡产率。有机反应中要提高某反应的选择性，关键是选择合适的催化剂。‎ ‎(2)由于反应①是放热反应，温度降低，平衡右移，丙烯腈的平衡产率应增大，因此图(a)中‎460 ℃‎以下的产率不是对应温度下的平衡产率。反应①的平衡常数随温度的升高而变小，反应的活化能不受温度的影响，故当温度高于‎460 ℃‎时，丙烯腈的产率降低的可能原因是催化剂活性降低和副反应增多。‎ ‎(3)由图(b)可知，当n(氨)/n(丙烯)＝1 时，丙烯腈的产率最高，而丙烯醛的产率已趋近于0，如果n(氨)/n(丙烯)再增大，丙烯腈的产率反而降低，故最佳n(氨)/n(丙烯)约为1。空气中O2的体积分数约为，结合反应①方程式及最佳n(氨)/n(丙烯)约为1可知，进料气氨、空气、丙烯的理论体积比应为1∶∶1＝1∶7.5∶1。‎ ‎[答案]　(1)降低温度、降低压强　催化剂 ‎(2)不是　该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低　AC ‎(3)1　该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低　1∶7.5∶1‎ ‎[对点演练]‎ ‎1．(2014·天津高考)合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：‎ N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1‎ 一种工业合成氨的简易流程图如下：‎ ‎(1)天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：________________________________________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)步骤Ⅱ中制氢气原理如下：‎ ‎①CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　‎ ΔH＝＋206.4 kJ·mol－1‎ ‎②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　‎ ΔH＝－41.2 kJ·mol－1‎ 对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的措施是________。‎ a．升高温度　　　　　　 　B．增大水蒸气浓度 c．加入催化剂 D．降低压强 利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2产量。若1 mol CO和H2的混合气体(CO的体积分数为20%)与H2O反应，得到1.18 mol CO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为__________________。‎ ‎(3)图1表示‎500 ℃‎、60.0 MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：________________。‎ ‎(4)依据温度对合成氨反应的影响，在图2坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。‎ ‎(5)上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是(填序号)__________。简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：__________________________。‎ 解析：(1)由题意可知空气中的O2将－2价硫氧化为硫单质，同时生成NH3·H2O，根据得失电子守恒将方程式配平即可。(2)反应①为气体物质的量增大的吸热反应，降低压强使平衡右移，但反应速率减小，d错；催化剂不能改变反应限度，即不能改变H2百分含量，c错；增大水蒸气浓度虽可使反应速率增大且使平衡右移，但平衡体系中H2的百分含量却减小，b错；升高温度可使反应速率增大，且平衡右移，H2百分含量增大，a对。CO与H2O(g)的反应中，反应体系的气体物质的量不变，而1 mol CO与H2的混合气体参加反应生成1.18 mol CO、CO2和H2的混合气，说明有0.18 mol H2O(g)参加反应，则参加反应的CO也为0.18 mol，则其转化率为×100%＝90%。(3)由图1可以看出，当N2与H2物质的量之比为1∶3时，NH3的平衡体积分数最大，为42%。设平衡时转化的N2的物质的量为x mol，由三段式：‎ N2　 ＋ 　3H2　　2NH3‎ n(起始)(mol): 1 3 0‎ n(转化)(mol): x 3x 2x n(平衡)(mol): 1－x 3－3x 2x ×100%＝42%，解得x≈0.59，则平衡时N2的体积分数为×100%≈14.5%。(4)作图时要注意开始时NH3物质的量不断增多，是因为反应正向进行(反应未达平衡)，当反应达到平衡后，此时再升高温度，平衡逆向移动，NH3的物质的量减小。‎ 答案：(1)2NH4HS＋O22NH3·H2O＋2S↓‎ ‎(2)a　90%　(3)14.5%‎ ‎(4)如图　　　　‎ ‎(5)Ⅳ　对原料气加压；分离液氨后，未反应的N2、H2循环使用 ‎2．开发新能源是解决环境污染的重要举措，工业上常用CH4与CO2反应制备H2‎ 和CO，再用H2和CO合成甲醇。‎ ‎(1)已知：①2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(g)ΔH1＝－1 274.0 kJ·mol－1‎ ‎②2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)　ΔH2＝－566.0 kJ·mol－1‎ ‎③H2O(g)===H2O(l)　ΔH3＝－44 kJ·mol－1‎ 则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为________________________________________________________________________。‎ ‎(2)在恒容密闭容器中通入CH4与CO2，使其物质的量浓度均为1.0 mol·L－1，在一定条件下发生反应：CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示：‎ 则：‎ ‎①该反应的ΔH______0(填“＜”“＝”或“＞”)。‎ ‎②压强p1、p2、p3、p4由大到小的关系为_________________________________________。‎ 压强为p4时，在b点：v(正)____v(逆)。(填“＜”“＝”或“＞”)‎ ‎③对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(记作Kp)，则该反应的平衡常数的表达式Kp＝____________；如果p4＝0.36 MPa，求a点的平衡常数Kp＝____________。(保留3位有效数字，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)‎ ‎④为探究速率与浓度的关系，该实验中，根据相关实验数据，粗略绘制出了2条速率浓度关系曲线：v正～c(CH4)和v逆～c(CO)。‎ 则：ⅰ)与曲线v正～c(CH4)相对应的是上图中曲线______(填“甲”或“乙”)。‎ ⅱ)当降低到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的平衡点分别为____________(填字母)。‎ 解析：(1)根据盖斯定律，由(①－②＋③×4)×可得：CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)　ΔH＝(ΔH1－ΔH2＋ΔH3×4)×＝(－1 274.0 kJ·mol－1＋566.0 kJ·mol－1－44 kJ·mol－1×4)×＝－442 kJ·mol－1。(2)①根据图示，压强不变时，升高温度，CH4的平衡转化率增大，说明平衡向正反应方向移动。根据升温时，平衡向吸热反应方向移动，可知正反应为吸热反应，ΔH＞0。②该平衡的正反应为气体分子数增大的反应，温度不变时，降低压强，平衡向正反应方向移动，CH4的平衡转化率增大，故p4＞p3＞p2＞p1。压强为p4时，b点未达到平衡，反应正向进行，故v(正)＞v(逆)。③由用平衡浓度表示的平衡常数类推可知，用平衡压强表示的平衡常数K＝。p4时a点CH4的平衡转化率为80%，则平衡时c(CH4)＝c(CO2)＝0.2 mol·L－1，c(CO)＝c(H2)＝1.6 mol·L－1，则p(CH4)＝p(CO2)＝p4×＝p4，p(CO)＝p(H2)＝p4×＝p4，故K＝＝＝1.64(MPa)2。④ⅰ)CH4的浓度由1.0 mol·L－1逐渐减小，而CO的浓度由0逐渐增加，故v正～c(CH4)相对应的曲线为乙。ⅱ)降低温度，正、逆反应速率均减小，平衡向逆反应方向移动，则CH4的浓度增大，而CO的浓度减小，故相应的平衡点分别为B、F。‎ 答案：(1)CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)‎ ΔH＝－442 kJ·mol－1‎ ‎(2)①＞　②p4＞p3＞p2＞p1　＞　③　1.64(MPa)2　④ⅰ)乙　ⅱ)B、F ‎ [课堂巩固练]‎ ‎1．下列事实能用勒夏特列原理来解释的是(　　)‎ A．SO2氧化SO3，往往需要使用催化剂2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)‎ B．‎500 ℃‎左右的温度比室温更有利于合成氨反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0‎ C．H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色加深H2(g)＋I2(g)2HI(g)‎ D．实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO 解析：选D　加入催化剂有利于加快反应速率，但不会引起平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，A错误；合成氨的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，‎‎500 ℃‎ 左右的温度比室温更有利于合成氨反应，是从反应速率不能太低和催化剂的活性两方面考虑，不能用平衡移动原理解释，B错误；在H2(g)＋I2(g)2HI(g)平衡中，增大压强，浓度增加，颜色加深，平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，C错误；氯气和水的反应是可逆反应，饱和氯化钠溶液中氯离子浓度大，化学平衡逆向进行，减小氯气溶解度，实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气，能用勒夏特列原理解释，D正确。‎ ‎2．炼铁高炉中冶炼铁的反应为Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)，下列说法正确的是(　　)‎ A．升高温度，反应速率减慢 B．当反应达到化学平衡时，v(正)＝v(逆)＝0‎ C．提高炼铁高炉的高度可减少尾气中CO的浓度 D．某温度下达到平衡时，CO的体积分数基本不变 解析：选D　A项，升高温度，反应速率加快，错误；B项，化学平衡是动态平衡，v(正)＝v(逆)≠0，错误；C项，提高炼铁高炉的高度不能减少尾气中CO的浓度，错误；D项，某温度下达到平衡时，各物质浓度不变，CO的体积分数基本不变，正确。‎ ‎3．在密闭容器中，一定条件下进行反应：NO(g)＋CO(g)1/2N2(g)＋CO2(g)　ΔH＝－373.2 kJ·mol－1，达到平衡后，为提高NO的转化率和反应速率，可采取的措施是(　　)‎ A．加催化剂同时升高温度　 　B．加催化剂同时增大压强 C．升高温度同时充入N2 D．降低温度同时增大压强 解析：选B　催化剂不能改变平衡状态，正反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，NO转化率降低，A项错误；催化剂不能改变平衡状态，增大压强平衡向正反应方向移动，NO转化率增大，B项正确；正反应放热，升高温度同时充入N2，平衡向逆反应方向移动，NO转化率降低，C项错误；降低温度同时增大压强平衡向正反应方向移动，但反应速率不一定增大，D项错误。‎ ‎4．下面是工业生产硫酸的一个重要反应：‎ ‎2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－198 kJ·mol－1‎ 如图是在t1达到平衡一段时间后，t2时重新改变条件，在t3时重新达到平衡的图像：‎ t2时改变的条件(假设只改变一个条件，其他条件不变)是(　　)‎ A．压缩混合气体，增大压强 B．升高反应体系温度 C．使用新型催化剂 D．加入SO2‎ 解析：选D　压缩混合气体，则SO3和O2浓度瞬间增大，A项错误；升高温度，平衡逆向移动，SO3浓度减小，B项错误；催化剂对化学平衡移动无影响，C项错误；加入二氧化硫，平衡正向移动，O2浓度降低，SO3浓度升高，D项正确。‎ ‎5．(2017·成都模拟)已知反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1，在三个不同容积的容器中分别充入1 mol CO与2 mol H2，恒温恒容，测得平衡时CO的转化率如下表。下列说法正确的是(　　)‎ 温度(℃)‎ 容器体积 CO转化率 平衡压强(p)‎ ‎①‎ ‎200‎ V1‎ ‎50%‎ p1‎ ‎②‎ ‎200‎ V2‎ ‎70%‎ p2‎ ‎③‎ ‎350‎ V3‎ ‎50%‎ p3‎ A．反应速率：③>①>②‎ B．平衡时体系压强：p1∶p2＝5∶4‎ C．若容器体积V1>V3，则Q<0‎ D．若实验②中CO和H2用量均加倍，则CO转化率<70%‎ 解析：选C　①和②体积不知，压强不知，无法比较两者的反应速率，A错误；体积不知，所以压强之比不一定是5∶4，B错误；③和①CO的转化率相同，若容器体积V1>V3，③到①平衡逆向移动，CO转化率减小，但降低温度使CO的转化率增加，所以正反应为放热反应，所以Q<0，C正确；若实验②中CO和H2用量均加倍，相当于增大压强，平衡正向移动，则CO转化率大于70%，D错误。‎ ‎6．在一定温度下，向一容积为‎5 L的恒容密闭容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝ －196 kJ·mol－1。当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的0.7倍。‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)判断该反应达到平衡状态的标志是______(填字母)。‎ a．SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2‎ b．容器内气体的压强不变 c．容器内混合气体的密度保持不变 d．SO3的物质的量不再变化 e．SO2的生成速率和SO3的生成速率相等 ‎(2)SO2的转化率为____________，达到平衡时反应放出的热量为____________。 ‎ ‎(3)如图表示平衡时SO2的体积分数随压强和温度变化的曲线。‎ 则温度关系：T1________T2(填“>”“<”或“＝”)。‎ 解析：(1)a项，SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶‎ ‎2和计量数比相等，与反应是否平衡没有必然联系，不能作为判断平衡的标志；b项，因该平衡是一个恒容条件下的化学平衡，反应前后气体的物质的量发生变化，现在压强不变，说明气体总量不变，反应达到了平衡状态；c项，因该平衡是恒容条件下的化学平衡，反应物和生成物均为气体，则气体质量恒定，气体密度恒定，不能作为判断达到平衡的标志；d项，SO3的物质的量不再变化，可逆反应达到平衡状态；e项，SO2的生成速率和SO3的生成速率相等，可逆反应达到平衡状态。(2)在容积为‎5 L的恒容密闭容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2，设反应前后，O2消耗了x mol ‎ 　　　　　　2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)‎ 起始(mol) 0.4　 0.2　　 　0‎ 转化(mol) 2x x 　2x 平衡(mol) 0.4－2x 0.2－x 　2x 当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的0.7倍，得到＝0.7，解得x＝0.18，则 ‎　　　　2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)‎ 起始(mol)　 0.4 0.2 0‎ 转化(mol) 0.36 0.18 0.36‎ 平衡(mol) 0.04 0.02 0.36‎ SO2的转化率为×100%＝90%；达到平衡时反应放出的热量＝0.36 mol× kJ·mol－1＝35.28 kJ。(3)该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，SO2的体积分数增大，得到温度关系：T10。达到平衡后，改变一个条件(x)，下列量(y)一定符合图中曲线的是(　　)‎ 选项 x y A 通入A气体 B的转化率 B 加入催化剂 A的体积分数 C 增大压强 混合气体的总物质的量 D 升高温度 混合气体的总物质的量 解析：‎ 选A　A项，当通入A气体时，平衡向正反应方向移动，B的转化率增大，正确；B项，加入催化剂只能改变反应速率，平衡不移动，A的体积分数不变，错误；C项，增大压强，平衡向正反应方向移动，混合气体的总物质的量减小，错误；D项，正反应为吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，混合气体的总物质的量减小，错误。‎ ‎7．(2017·绵阳一诊)一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：SO2(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋S(l)　ΔH<0。一定温度下，在容积为‎2 L的恒容密闭容器中1 mol SO2和n mol CO发生反应，5 min后达到平衡，生成‎2a mol CO2。下列说法正确的是(　　)‎ A．反应前2 min的平均速率v(SO2)＝‎0.1a mol·L－1·min－1‎ B．当混合气体的物质的量不再改变时，反应达到平衡状态 C．平衡后保持其他条件不变，从容器中分离出部分硫，平衡向正反应方向移动 D．平衡后保持其他条件不变，升高温度和加入催化剂，SO2的转化率均增大 解析：选B　反应前5 min v(CO2)＝＝‎0.2a mol·L－1·min－1，所以v(SO2)＝v(CO2)＝‎0.1a mol·L－1·min－1，故前2 min的平均速率大于‎0.1a mol·L－1·min－1，A不正确；该反应是反应前后气体的物质的量减小的可逆反应，因此当混合气体的物质的量不再改变时，可以说明反应达到平衡状态，B正确；S是液体，改变液体的质量，平衡不移动，C不正确；该反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，SO2的转化率降低，催化剂不能改变平衡状态，转化率不变，D不正确。‎ ‎8．(2017·抚顺模拟)在某密闭容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，针对图像下列分析不正确的是(　　)‎ A．图Ⅰ研究的是t1时刻增大压强(缩小体积)对反应速率的影响 B．图Ⅱ研究的是t1时刻通入氦气(保持恒容)对反应速率的影响 C．图Ⅱ研究的是t1时刻加入合适的催化剂对反应速率的影响 D．图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高 解析：选B　A项，增大压强，平衡正向移动，与图像相符；B项，通入氦气(保持恒容)，反应物和生成物的浓度均不变，平衡不移动，反应速率不变，与图像不符；C项，图Ⅱ两个平衡状态不同，而加入催化剂，平衡不发生移动，与图像相符；D项，乙到达平衡时间较短，乙的温度较高，正反应放热，升高温度，平衡向逆反应方向移动，SO2的转化率减小，与图像相符。‎ ‎9．(2017·绵阳模拟)在一定温度下，将等量的气体分别通入起始容积相同的密闭容器Ⅰ 和Ⅱ中，使其发生反应，t0时容器Ⅰ中达到化学平衡，X、Y、Z的物质的量的变化如图所示。则下列有关推断正确的是(　　)‎ A．该反应的化学方程式为3X＋2Y2Z B．若两容器中均达到平衡时，两容器的体积V(Ⅰ)＜V(Ⅱ)，则容器Ⅱ达到平衡所需时间小于t0‎ C．若两容器中均达到平衡时，两容器中Z的物质的量分数相同，则Y为固体或液体 D．若达平衡后，对容器Ⅱ升高温度时，其体积增大，说明Z发生的反应为吸热反应 解析：选C　根据图像知，Z是反应物，X、Y是生成物，到平衡后，生成1.8 mol X，生成1.2 mol Y，消耗1.8 mol Z，则化学方程式为3Z3X＋2Y，A错误；反应的化学方程式为3Z3X＋2Y，若两容器中均达到平衡时，两容器的体积V(Ⅰ)＜V(Ⅱ)，则容器Ⅱ达到平衡时体积增大，压强减小，达到平衡所需时间大于t0，B错误；若两容器中均达到平衡时，两容器中Z的物质的量分数相同，说明达到相同的平衡，不受压强的变化影响，所以反应前后气体体积应是不变的反应，所以X为固体或液体，C正确；容器Ⅱ是恒压容器，若达平衡后，升高温度其体积增大，但不能说明平衡正向进行，Z发生的反应不一定为吸热反应，D错误。‎ ‎10．(2016·江苏高考)一定温度下，在3个体积均为‎1.0 L的恒容密闭容器中反应2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是(　　)‎ 容器 温度/K 物质的起始浓度/(mol·L－1)‎ 物质的平衡浓度/(mol·L－1)‎ c(H2)‎ c(CO)‎ c(CH3OH)‎ c(CH3OH)‎ Ⅰ ‎400‎ ‎0.20‎ ‎0.10‎ ‎0‎ ‎0.080‎ Ⅱ ‎400‎ ‎0.40‎ ‎0.20‎ ‎0‎ Ⅲ ‎500‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎0.10‎ ‎0.025‎ A.该反应的正反应放热 B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大 C．达到平衡时，容器Ⅱ中c(H2)大于容器Ⅲ中c(H2)的两倍 D．达到平衡时，容器Ⅲ中的反应速率比容器Ⅰ中的大 解析：选AD　容器Ⅰ中，列三段式 ‎　 　　　　　　2H2(g) ＋ CO(g)  CH3OH(g)‎ 起始(mol·L－1)：0.20 　　　0.10　　　　0‎ 转化(mol·L－1)：0.16 　　　0.08　　　　0.08‎ 平衡(mol·L－1)：0.04 　　　0.02　　　　0.08‎ 容器Ⅲ中，列三段式 ‎ 　　　　　2H2(g) ＋ CO(g)  CH3OH(g)‎ 起始(mol·L－1)：0　　　　　0　　　　　0.10 ‎ 转化(mol·L－1)：0.15　　　0.075　 0.075‎ 平衡(mol·L－1)：0.15　　　0.075　 0.025‎ A项中，KⅠ＝＝2 500，KⅢ＝≈14.82，由Ⅰ、Ⅲ比较，温度升高平衡向左移动，所以正反应为放热反应，正确；B项中，容器Ⅱ相当于在容器Ⅰ的基础上压缩容器体积，压强增大，平衡右移，容器Ⅱ中的转化率比Ⅰ中大，错误；C项中，容器Ⅱ中，增大压强，平衡向右移动，平衡时c(H2)要小于Ⅰ中c(H2)的2倍；Ⅲ和Ⅰ比较，平衡时Ⅲ中c(H2)＞Ⅰ中c(H2)，故Ⅱ中c(H2)小于Ⅲ中c(H2)的2倍，错误；D项中，Ⅲ中温度为500 K，Ⅰ中温度为400 K，温度越高，反应速率越快，正确。‎ ‎11．综合利用CO2、CO对构建低碳社会有重要意义。‎ ‎(1)利用H2和CO在一定条件下发生如下反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)(放热反应)。对此反应进行如下研究：在恒温，容积为‎2 L的密闭容器中分别充入1.2 mol CO和1 mol H2,10 min后达到平衡，测得含有0.4 mol CH3OH(g)。‎ ‎①10 min后达到平衡时CO的浓度为______________________________________；‎ ‎②10 min内用H2表示的平均反应速率为_______________________________________。‎ ‎(2)利用H2和CO2在一定条件下可以合成乙烯：‎ ‎6H2＋2CO2催化剂,CH2===CH2＋4H2O为放热反应 ‎①不同温度对CO2的转化率及催化剂的催化效率的影响如图所示。‎ 下列有关说法不正确的是________(填字母)。‎ A．不同条件下反应，N点的速率最大 B．温度在约‎250 ℃‎时，催化剂的催化效率最高 C．相同条件下，乙烯的产量M点比N点高 ‎②若在密闭容器中充入体积比为3∶1的H2和CO2，则图中M点时，产物CH2===CH2‎ 的体积分数为________。(保留两位有效数字)‎ 解析：(1)　　　　　　CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)‎ 起始(mol·L－1)　　　 0.6　　0.5　　　0‎ 改变(mol·L－1) 0.2 0.4 0.2‎ 平衡(mol·L－1) 0.4 0.1 0.2‎ 即c(CO)＝0.4 mol·L－1，‎ v(H2)＝＝0.04 mol·L－1·min－1‎ ‎(2)①A.随着温度升高，反应速率加快，所以N点的速率不是最大，错误；B.由图分析，在‎250 ℃‎时催化剂的催化效率最高，正确；C.反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，故M点的产量高，正确。‎ ‎②　　　　　　　6H2＋2CO2CH2===CH2＋4H2O 起始(mol·L－1) 　 6　2　　　　　　　0　　　　0‎ 改变(mol·L－1) 3 1 0.5 2‎ 平衡(mol·L－1) 3 1 0.5 2‎ 则乙烯的体积分数为0.5/(3＋1＋0.5＋2)＝7.7% 或0. 077。‎ 答案：(1)①0.4 mol·L－1　②0.04 mol·L－1·min－1‎ ‎(2)①A　②7.7% 或0.077‎ ‎12．当温度高于500 K时，科学家成功利用二氧化碳和氢气合成了乙醇，这在节能减排、降低碳排放方面具有重大意义。‎ 回答下列问题：‎ ‎(1)该反应的化学方程式为________________________；其平衡常数表达式为K＝__________________________。‎ ‎(2)在恒容密闭容器中，判断上述反应达到平衡状态的依据是________。‎ a．体系压强不再改变 b．H2的浓度不再改变 c．气体的密度不随时间改变 d．单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比为3∶1‎ ‎(3)在一定压强下，测得由CO2制取CH3CH2OH的实验数据中，起始投料比、温度与CO2的转化率的关系如图。‎ 根据图中数据分析：‎ ‎①降低温度，平衡向________方向移动。‎ ‎②在700 K、起始投料比＝1.5时，H2的转化率为________。‎ ‎③在500 K、起始投料比＝2时，达到平衡后H2的浓度为a mol·L－1，则达到平衡时CH3CH2OH的浓度为________。‎ 解析：(1)由题给信息可得到该反应的化学方程式为2CO2＋6H‎2C2H5OH＋3H2O；该反应的平衡常数表达式为K＝。(2)该反应为气体分子数减小的化学反应，当体系的压强不再改变时，反应达到平衡状态，另外氢气的浓度不再变化，也能说明反应达到平衡状态；由于在500 K时，所有物质均为气体，故在恒容状态下气体的密度恒为定值，密度不变不能说明反应达到平衡状态；根据化学方程式可知，任何单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比均为3∶1。(3)①由图中信息可知，其他条件不变时，升高温度，CO2的转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，即降低温度，平衡将向正反应方向移动。②700 K时，当氢气与二氧化碳的起始投料比＝1.5时，由图像可知二氧化碳的转化率为20%，由化学方程式：2CO2＋6H‎2C2H5OH＋3H2O，可计算出氢气的转化率为40%。③设起始时c(CO2)＝x mol·L－1，则起始时c(H2)＝2x mol·L－1，有 ‎　　　　　　　　2CO2＋6H‎2C2H5OH＋3H2O 起始(mol·L－1)：　 x　　2x　　　　0　　　　 0‎ 转化(mol·L－1): 0.6x 1.8x 0.3x 0.9x 平衡(mol·L－1): 0.4x 0.2x 0.3x 0.9x ‎0．2x＝a mol·L－1，则0.3x＝‎1.5a mol·L－1。‎ 答案：(1)2CO2＋6H‎2C2H5OH＋3H2O ‎(2)ab ‎(3)①正反应(或右)　②40%　③‎1.5a mol·L－1‎ ‎13．合成氨工业是贵州省开磷集团的重要支柱产业之一。氨是一种重要的化工原料，在工农业生产中有广泛应用。‎ ‎(1)一定温度下，在固定容积的密闭容器中进行可逆反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。该可逆反应达到平衡的标志是________(填字母)。‎ A．3v正(H2)＝2v逆(NH3)‎ B．单位时间生成m mol N2的同时生成‎3m mol H2‎ C．容器内的总压强不再随时间而变化 D．混合气体的密度不再随时间变化 ‎(2)工业上可用天然气为原料来制取合成氨的原料气氢气。某研究性学习小组的同学模拟工业制取氢气的原理，在一定温度下，容积为‎2 L的恒容密闭容器中测得如表所示数据。请回答下列问题：‎ 时间/min CH4(mol)‎ H2O(mol)‎ CO(mol)‎ H2(mol)‎ ‎0‎ ‎0.40‎ ‎1.00‎ ‎0‎ ‎0‎ ‎5‎ a ‎0.80‎ c ‎0.60‎ ‎7‎ ‎0.20‎ b ‎0.20‎ d ‎10‎ ‎0.21‎ ‎0.81‎ ‎0.19‎ ‎0.64‎ ‎①分析表中数据，判断5 min时反应是否处于平衡状态？________(填“是”或“否”)，前5 min反应的平均反应速率v(CH4)＝________。‎ ‎②该温度下，上述反应的平衡常数K＝___________________________________。‎ ‎③7～10 min，CO的物质的量减少的原因可能是________(填字母)。‎ A．减少CH4的物质的量　　 　B．降低温度 C．升高温度 D．充入H2‎ ‎(3)氨的催化氧化：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)是工业制硝酸的重要反应。在‎1 L密闭容器中充入4 mol NH3(g)和5 mol O2(g)，保持其他条件不变，测得c(NO)与温度的关系如图所示。该反应的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0；T0温度下，NH3的转化率为____。‎ 解析：(1)2v正(H2)＝3v逆(NH3)时反应达到平衡，A项错误；生成m mol N2，必生成‎3m mol H2，但反应不一定达到平衡，B项错误；此反应为反应前后气体分子数不相等的反应，压强不变可以说明反应达到平衡状态，C项正确；混合气体总质量不变，容器容积不变，所以混合气体的密度始终不变，故混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡状态，D项错误。(2)①根据反应CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)，结合表中数据5 min时H2为0.60 mol，可知CO为0.20 mol，即c＝0.20，则a＝0.20,7 min时，各物质的物质的量与5‎ ‎ min时相同，所以5 min时反应达到平衡状态；v(CH4)＝＝0.02 mol·L－1·min－1。②该温度下平衡时，c(CH4)＝0.10 mol·L－1，c(H2O)＝0.40 mol·L－1，c(CO)＝0.10 mol·L－1，c(H2)＝0.30 mol·L－1，则K＝＝0.067 5 mol2·L－2。③10 min时，只有CO的物质的量减少，其他物质的物质的量都增加，所以原因只能是充入氢气，使平衡逆向移动，选D。(3)由题给图像可知，NO的浓度达到最大后，随温度升高，NO的浓度又逐渐减小，所以该反应的ΔH<0，T0时，c(NO)＝3.0 mol·L－1，则反应消耗的n(NH3)＝3.0 mol，NH3的转化率为×100%＝75%。‎ 答案：(1)C ‎(2)①是　0.02 mol·L－1·min－1　②0.067 5　③D　(3)<　75%‎