化学平衡图像、平衡判断、分压表示平衡常数

化学平衡图像、平衡判断、分压表示平衡常数
1．甲烷以天然气和可燃冰两种主要形式存在于地球上，储量巨大，充分利用甲烷对人类的未来发展具有重要意义。

（1）乙炔（CH≡CH）是重要的化工原料。

工业上可用甲烷裂解法制取乙炔，反应为：2CH4(g）C2H2(g）+ 3H2(g）。

甲烷裂解时还发生副反应： 2CH4(g）C2H4(g）+2H2(g）。

甲烷裂解时，几种气体平衡时分压（Pa）的对数即lgP与温度（℃）之间的关系如图所示。

①1725℃时，向恒容密闭容器中充入CH4，达到平衡时CH4生成C2H2的平衡转化率为_______。

②1725℃时，若图中H2的lgP=5，则反应2CH4(g）C2H2(g）+ 3H2(g）的平衡常数K p=____________________________（注：用平衡分压Pa代替平衡浓度mol/L进行计算）。

③根据图判断，2CH4(g）C2H2(g）+3H2(g）△H_____0（填“＞”或“＜”）。

由图可知，甲烷裂解制乙炔过程中有副产物乙烯生成。

为提高甲烷制乙炔的产率，除改变温度外，还可采取的措施有__________________________________________________________。

（2）工业上用甲烷和水蒸气在高温和催化剂存在的条件下制得合成气（CO、H2），发生反应为：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) △H ＞0 图中a、b、c、d四条曲线中的两条代表压强分别为1MPa、2MPa时甲烷含量曲线，其中表示1MPa的是________（填字母）。

在实际生产中采用图中M点而不是N点对应的反应条件，运用化学反应速率和平衡知识，同时考虑实际生产，说明选择该反应条件的主要原因是___________________________________________________________________________________________________________. （3）利用CH4、CO2在一定条件下重整的技术可得到富含CO的气体，在能源和环境上具有双重重大意义。

重整过程中的催化转化原理如图所示:已知： CH4(g)+ H2O(g) CO (g )+ 3H2(g) △H=+206.2 kJ/molCH4(g)+ 2H2O(g) CO2(g )+4H2(g) △H=+158.6 kJ/mol则：①过程II中第二步反应的化学方程式为_____________________________________________________________________。

②只有过程I投料比
()
()4
2
n CH
n CO
=______，过程II中催化剂组成才会保持不变。

③该技术总反应的热化学方程式为
__________________________________________________________________________。

2．“雾霾”成为人们越来越关心的环境问题．雾霾中含有二氧化硫、氮氧化物和可吸入颗粒物等污染性物质．请回答下列问题：（1）某研究小组用NaOH溶液吸收尾气中的二氧化硫，将得到的Na2SO3溶液进行电解，其中阴阳膜组合电解装置如图所示，电极材料为石墨．①a表示____离子交换膜（填“阴”或“阳”）．A﹣E分别代表生产中的原料或产品．其中C为硫酸，则A表示______．E表示_______．②阳极的电极反应式为___________________________________．
(2)Na2SO3溶液吸收SO2的过程中，pH随n(SO32﹣):n(HSO3﹣)变化关系如下表:
n(SO3²﹣):n(HSO3﹣)99：11：11：99
pH8.27.2 6.2
①Na2SO3溶液显______性，理由（请用离子方程式表示）_______________________
②当吸收液呈中性时，溶液中离子浓度关系正确的是(选填字母): ____
a．c（Na＋）=2c（SO32-）＋c（HSO3－），b．c（Na＋）> c（HSO3－）> c（SO32-）>c（H＋）=c（OH－）
c．c（Na＋）+c（H＋）= c（SO32-）+ c（HSO3－）+c（OH－）
（3）SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸，其中SO2发生催化氧化的反应为：2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）．若在T1℃、0.1MPa条件下，往一密闭容器通入SO2和O2（其中n（SO2）：n（O2）=2：1），测得容器内总压强与反应时间如图所示．
①图中A点时，SO2的转化率为________．
②在其他条件不变的情况下，测得T2℃时压强的变化曲线如图所示，C点的正反应速率v c（正）与A点的逆反应速率v A（逆）的大小关系为v c（正）_____v A（逆）（填“＞”、“＜”或“=”）
③图中B点的压强平衡常数k p=__________（用平衡分压代替平衡浓度计算．分压=总压×物质的量分数）．
(4).汽车尾气是雾霾形成的原因之一．尾气治理可用汽油中挥发出来的烃类物质（CxHy）催化还原尾气中的NO气体，该过程的化学方程式______________________________________________________________________________________________________________ 3．氯乙烯是合成聚氯乙烯的单体，制取氯乙烯的方法有乙炔加成法、乙烯氧氯化法等。

（1）乙炔加成法包含的主要反应如下：
CaO+3C CaC2+CO↑CaC2+2H2O→Ca(OH)2+HC≡CH↑HC≡CH+HCl CH2=CHCl
①CaC2的电子式为__________。

②该方法具有设备简单、投资低、收率高等优点;其缺点是
___________________________________________________________________________________________________________(列举2点)。

（2）乙烯氧氯化法包含的反应如下：
CH2=CH2(g)+Cl2(g)→ClCH2-CH2Cl(g) △H1 2CH2=CH2(g)+4HCl(g)+O2(g)→2ClCH2-CH2Cl(g)+2H2O(g)△H2
ClCH2-CH2Cl(g)→CH2=CHCl(g)+HCl(g)△H3总反应：4CH2=CH2(g)+2Cl2(g)+O2(g)→4CH2=CHCl(g)+2H2O(g) △H4
则△H4=_________________________________________________________________(用含△H1、△H2、△H3的代数式表示)。

（3）将一定量的1，2-二氯乙烷充入密闭容器中，发生反应：ClCH2-CH2Cl(g)→CH2=CHCl(g)+HCl(g)，两种物质的物质的量分数(w) 与温度的关系如图所示。

①温度低于290℃时，氯乙烯的产率为0，其原因是______________________;该反应的
△H________(填“>”或“<”) 0。

②已知A点的总压强为101kPa，则A点对应温度下的平衡常数K p=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，保留小数点后两位数字)。

③不考虑反应的选择性，若要进一步提高氯乙烯的平衡产率，则可以采取的措施是
____________________________________________________________________(任写两条)。

4．2017年5月18日，中国国土资源部地质调查局宣布，我国在南海进行的可燃冰试采获得成功，成为全球第一个海域试采可燃冰成功的国家，可燃冰即天然气水合物，甲烷含量占80%至99.9%。

化工生产中用甲烷和水蒸气反应得到以CO和H2为
主的混合气体，这种混合气体可用于生产甲醇或合成氨，回答下列问题:
(1)对甲烷而言，有如下两个主要反应:
①CH4(g)+1/2O2(g)=CO(g)+2H2(g) △H1 =-36kJ·mol-1 ②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H2=+216kJ·mol-1
若不考虑热量耗散，物料转化率均为100%，最终炉中出来的气体只有CO、H2，为维持热平衡，每生产lmolCO，转移电子的数目为__________。

(2)甲醇是一种用途广泛的化工原料，工业上常用下列两种反应制备甲醇:
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1 =-90kJ·mol-1 K1 CO2(g)+3H2(g)= CH3OH(g)+H2O(l) △H2 K2
己知: CO(g)+H2O(g)= CO2(g)+H2(g) △H3 =-41.1kJ·mol-1 K3 H2O(l)=H2O(g) △H4=+44.0kJ·mol-1 K4
则△H2=______ K2=_______ (用含K1、K3、K 4的代数式表示)
(3)在一恒温恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2模拟工业合成甲醇的反应:CO2(g)十3H2(g) CH3OH(g)十H2O(g)
①下列能说明该反应已达到平衡状态的是______________________。

A．混合气体平均相对分子质量不变 B．混合气体密度不变C．容器内压强恒定不变 D．反应速率满足以下关系:V正(CO2)=3V逆(H2)
E.CO2、H2、CH3OH、H2O物质的量浓度之比为1:3:1:1
F.单位时间内断裂3N A H-H键的同时形成2molH-O键
②模拟过程中测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示，若此时容器内压强为P，则用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数
K P为_____________(用含P的代数式表示，数值保留两位小数)，若此时再向容器内充入0.25molCO2和0.25molCH3OH的混合气体，则平衡______(填“正向“逆向“不”)移动。

(已知:气体分压=气体总压×体积分数)
(4)甲醇可在电解银催化作用下制甲醛，从贵金属阳极泥中可提取“粗银”“粗银”(含Ag、Cu、Au)可用电解槽电解精炼，纯银作阴极，采用AgNO3和稀HNO3的混合液作电解液，阴极的主要电极反应式为_____。

阴极还有少量副反应发生，产生的气体遇空气迅速变为红棕色，该副反应的电极反应式为_______。

硝酸浓度不能过大，其原因是___________________________________________。

5．二甲醚（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：
① CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H 1=－90.7 kJ·mol-1② 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H 2=－23.5 kJ·mol-1
③ CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H 3=－41.2kJ·mol-1
回答下列问题：
（1）则反应3H2(g)＋3CO(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)的△H＝kJ·mol-1。

（2）反应②达平衡后采取下列措施，能提高CH3OCH3产率的有。

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)CH3OCH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的有____。

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上图所示：已知：气体分压（P分）=气体总压（P总）×体积分数。

①该反应△H___0（填“＞”、“＜”或“=”），550℃时，平衡后若充入惰性气体，平衡_______(填“正移”、“逆移”或“不移动”)
②650℃时，反应达平衡后CO2的转化率为__________________（保留2位有效数字）。

③T时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K P=_________P总。

6．甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。

利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1〈0 ②CO2(g)+3H2(g)CH3OH（g）+H2O(g) △H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3〉0
回答下列问题：
（1）反应①的化学平衡常数K的表达式为；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。

（2）合成气的组成n(H2)/n(CO+CO2)=2.60时体系中的CO平衡转化率（a）与温度和压强的关系如图2所示。

a（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_____。

（3）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/min020*********
x(HI)10.910.850.8150.7950. 784
x(HI)00.600.730.7730.7800.784
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, 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=__________。

乙烯是一种重要的化工原料，可由乙烷为原料制取，回答下列问题。

（1）传统的热裂解法和现代的氧化裂解法的热化学方程式如下：
①C2H6(g)=C2H4(g) +H2(g) ΔH1=+136 kJ/mol
②C2H6(g)+1
2
O2(g)= C2H4(g)+H2O(g) ΔH2=-110 kJ/mol
已知反应相关的部分化学键键能数据如下：
化学键H-H(g)H-O(g)O=O(g)
键能( kJ/mol)436X496
由此计算x=_________，通过比较△H1和△H2，说明和热裂解法相比，氧化裂解法的优点是_______________________________（任写一点）。

（2）乙烷的氧化裂解反应产物中除了C2H4外，还存在CH4、CO、CO2等副产物（副反应均为放热反应），图1为温度对乙烷氧化裂解反应性能的影响。

乙烷的转化率随温度的升高而升高的原因是______，反应的最佳温度为____________（填选项序号）。

A．700℃ B．750℃ C．850℃ D．900℃
[乙烯选择性=
()
()()()()
24
2442
n C H
n C H n CH n CO n CO
+++
；乙烯收率=乙烷转化率×乙烯选择性]
（3）烃类氧化反应中，氧气含量低会导致反应产生积炭，堵塞反应管。

图2为n(C2H6)/n(O2)的值对乙烷氧化裂解反应性能的影响。

判断乙烷氧化裂解过程中n(C2H6)/n(O2)的最佳值是_______________，判断的理由是__________________________________。

（4）工业上，保持体系总压恒定为100kPa的条件下进行该反应，通常在乙烷和氧气的混合气体中掺混惰性气体（惰性气体的体积分数为70%），掺混惰性气体的目的是___________________________。

反应达平衡时，各组分的体积分数如下表：
C2H6O2C2H4H2O其他物质
2.4% 1.0%12%15%69.6%
计算该温度下的平衡常数Kp=_________（用平衡分压代替平衡浓度，平衡分压=总压×体积分数）
7．C1化学又称一碳化学,研究以含有一个碳原子的物质为原料合成工业产品的有机化学及工艺，因其在材料科学和开发清沽燃料方面的重要作用已发展成为一门学科。

燃煤废气中的CO、CO2均能转化为基础化工原料、清洁能源甲醇：
①3H2(g)+CO2(g) CH3OH (g) + H2O(l) △H1 ②CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H2
Ⅰ．已知：18g水蒸气变成液态水放出44KJ的热量。

化学键C-H C-O C=O H-H O-H
键能/KJ/mol 412 351 745 436 462
则△H1_____________________
Ⅱ．一定条件下，在恒容的密闭容器中投入1molCO 和2mol H2，反应②在催化剂作用下充分反应，CH3OH在平衡混合气中的体积分数在不同压强下随温度的变化如图l所示：（1）图中压强的相对大小是P1______P2（填“>”“<”或“=”），判断的理由是________
（2）A、B、C三点的化学平衡常数的相对大小K(A)______K(B)_____
K(C)（填“>”“<”或“=”) ，计算C点的压强平衡常数K p=__________（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×体积分数）
（3）300℃，P2条件下，处于E点时V正________V逆（填“>”“<”或“=”）
（4）某温度下，不能说明该反应己经达到平衡状态的是______________。

a．容器内的密度不再变化b. 速率之比v(CO):v(H2): v(CH3OH）=l: 2:l c．容器内气体体积分数不再变化
d. 容器内混合气体的平均相对分子质量不再变化e．容器内各组分的质量分数不再变化
（5）反应开始至在C点达平衡，各物质的浓度随时间变化曲线如图2所示，保持温度不变，t1时改变条件为_________，此时平衡____ ___。

（填“正向移动”“逆向移动”“不移动” )
Ⅲ.工业上可通过甲醛羰基化法制取甲酸甲酯，25℃时，其反应的热化学方程式为：CH3OH(g)+CO(g)
HCOOCH3(g)，部分研究如下图所示：①根据反应体系的压强对甲醇转化率的影响并综合考虑生产成本因素的是_____（填下列序号字母）
a. 3.5×106Pa
b. 4.0×106Pa
c. 5.0×106Pa
②用上述方法制取甲酸甲酯的实际工业生产中，采用的温度是80℃，其理由是_______
1． 62.5% 1×1013＞充入适量乙烯或使用选择性更高的催化剂等 a 与2MPa的压强相比，1MPa条件下CH4的平衡转化率更高，对设备要求不高，有利于降低成本；虽然温度越高越有利于提高CH4的平衡转化率，但700℃时CH4的平衡转化率已经较高，再升高温度，平衡转化率变化不大；700℃时催化剂活性高，反应的速率快。

3Fe + 4CaCO3Fe3O4 + 4CaO + 4CO↑ (或分步写成CaCO3
CaO + CO2↑，3Fe + 4CO2Fe3O4+ 4CO) 1:3 CH4(g) + 3CO2(g) 2H2O(g) + 4CO(g) △H =+349 kJ/mol
【解析】试题分析：由图可知，在1725℃，2CH4(g）C2H2(g）+ 3H2(g）达到平衡时，CH4、C2H2、C2H4的平衡分压的对数分别为2、2、1，故其CH4、C2H2、C2H4的平衡分压分别为100 Pa、100 Pa、10 Pa。

CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) △H＞0，该反应为气体分子数增大的吸热反应，平衡时甲烷的含量随温度升高而减小、随压强增大而增大。

（1）①1725℃由图可知，达到平衡时，CH4、C2H2、C2H4的平衡分压的对数分别为2、2、1，故其CH4、C2H2、C2H4的平衡分压分别为100 Pa、100 Pa、10 Pa，在同温同体积条件下，不同气体的压强之比等于其物质的量之比，故CH4、C2H2、C2H4的物质的量之比为10:10:1，由C
原子守恒可知，CH4生成C2H2的平衡转化率为
102
100% 1010212
⨯
⨯=
+⨯+⨯
62.5%。

②1725℃时，若图中H2的lgP=5，则反应2CH4(g）C2H2(g）+ 3H2(g）的平衡常数K p=
()35
2
10010
100
⨯
=1×1013。

③根据图可知，C2H2的平衡分压随温度升高而增大，所以反应2CH4(g）C2H2(g）+3H2(g）为吸热反应，故其△H＞0。

由图可知，甲烷裂解制乙炔过程中有副产物乙烯生成。

为提高甲烷制乙炔的产率，除改变温度外，还可采取的措施有：充入适量乙烯使2CH4(g）
C2H4(g）+2H2(g）的平衡向逆反应方向移动，或使用对甲烷转化为乙炔的选择性更高的催化剂等。

（2）CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) △H＞0，该反应为气体分子数增大的吸热反应，平衡时甲烷的含量随温度升高而减小、随压强增大而增大，所以，图中a、b、c、d四条曲线中表示1MPa的是a。

在实际生产中采用图中M点而不是N点对应的反应条件，类比工业上合成氨条件的选择可知，选择该反应条件的主要原因是：与2MPa的压强相比，1MPa条件下CH4的平衡转化率更高，对设备要求不高，有利于降低成本；虽然温度越高越有利于提高CH4的平衡转化率，但700℃时CH4的平衡转化率已经较高，再升高温度，平衡转化率变化不大；700℃时催化剂活性高，反应的速率快。

（3）①由题中重整过程的催化转化原理示意图可知，过程II中第一步反应是为了实现含氢物质与含碳物质的分离，故第一步反应为一氧化碳、二氧化碳、氢气与四氧化三铁和氧化钙反应生成铁和碳酸钙；过程II中第二步是为了得到富含CO的气体，反应的化学方程式为3Fe + 4CaCO3Fe3O4 + 4CaO + 4CO↑ (或分步写成CaCO3CaO + CO2↑，3Fe + 4CO2Fe3O4+ 4CO)。

②由过程II中第二步反应的化学方程式为3Fe + 4CaCO3Fe3O4 + 4CaO + 4CO↑可知中，其第一反应反应为Fe3O4 + 4CaO+ 2CO (g ) +2H2(g) +2CO2(g ) 3Fe + 4CaCO3+ 2H2O(g)时，过程II中催化剂组成才会保持不变。

由反应CH4+CO2(g ) ⇌2H2(g ) +2CO(g )
可知，当投料比
()
()4
2
n CH
n CO
=1:3时，过程I产生的气体的组成符合要求。

③已知：(a) CH4(g)+ H2O(g) CO (g )+ 3H2(g) △H =+206.2 kJ/mol；(b)CH4(g)+ 2H2O(g) CO2(g )+4H2(g) △H
=+158.6 kJ/mol 。

根据盖斯定律，由(a) 4⨯- (b) 3⨯可得CH 4(g) + 3CO 2(g) 2H 2O(g) + 4CO(g)，△H =(+206.2 kJ/mol) 4⨯-
(+158.6 kJ/mol) 3⨯=+349 kJ/mol ，所以，该技术总反应的热化学方程式为CH 4(g) + 3CO 2(g) 2H 2O(g) + 4CO(g) △H
=+349 kJ/mol 。

2． 阳 NaOH 溶液 氢气 SO 32﹣﹣2e ﹣+H 2O=2H ++SO 42﹣ 碱性 SO 32-＋H 2O ⇌ HSO 3－+OH － ab 45% ＞ 24300（MPa ）-1
【解析】（1）试题分析：由图并结合题中信息可知，电极材料为石墨、阴阳膜组合电解Na 2SO 3溶液时，右室为阳极室，阳极室有硫酸生成，故阳极上发生SO 32﹣
﹣2e ﹣
+H 2O=2H +
+SO 42﹣
，溶液变为酸性；左室为阴极实验室，阴极上发生2H +
+2e ﹣
=H 2↑，水电离的氢离子放电，溶液变为碱性，钠离子需要向阴移动、SO 32﹣
需要向阳极移动，所以a 为阳离子交换膜、b 为阴离子交换膜。

①a 表示阳离子交换膜．A ﹣E 分别代表生产中的原料或产品．其中C 为硫酸，则A 表示NaOH 溶液．E 表示氢气．②阳极的电极反应式为SO 32﹣
﹣2e ﹣
+H 2O=2H +
+SO 4
2
﹣
．
(2)试题分析：由表中信息可知，当溶液中SO 3²﹣
含量较多时，溶液显碱性，当HSO 3﹣
含量较多时，溶液显酸性，故的电离程度大于其水解程度。

①Na 2SO 3溶液显碱性，因为水解使溶液呈碱性，其离子方程式为SO 32-＋H 2O ⇌ HSO 3－
+OH －
；②由表中数据可知，当n(SO 3²﹣
)=n(HSO 3
﹣
)时，pH=7.2，因此，当吸收液呈中性时，c （Na ＋）> c （HSO 3－）> c （SO 32-）>c （H ＋）=c （OH －），由电荷守恒可知，c （Na ＋）=2c （SO 32-
）
＋c （HSO 3－
）。

所以，溶液中离子浓度关系正确的是ab 。

（3）试题分析： SO 2发生催化氧化的反应为2SO 2（g ）+O 2（g ）
2SO 3（g ）．若在T 1℃、0.1MPa 条件下，往一密闭容器通入SO 2
和O 2（其中n （SO 2）：n （O 2）=2：1），假设n （SO 2）=2x mol 、n （O 2）=x mol ，反应物转化率为α（反应物按化学计量数之比投料时，反应物的转化率相同），则SO 2、O 2、SO 3的变化量分别为2x α mol 、x α mol 、、2x α mol ，SO 2、O 2、SO 3的平衡量分别为2x (1−α) mol 、x (1−α) mol 、2x α mol 。

在反应前后压强之比等于气体的物质的量之比，所以，A 点有2x(1−α)+x(1−α)+2x α
2x+x
=
0.0850.1
，解之得，α=0.45.
①图中A 点时，SO 2的转化率为45%．
②在其他条件不变的情况下，测得T 2℃时压强的变化曲线如图所示，由图像可知，在T 2℃反应到达平衡所用的时间较少，故T 1＜T 2，温度越高，化学反应速率越快，C 点为T 2℃平衡状态、A 点为T 1℃正在向正反应方向进行的非平衡状态，所以，C 点的正反应速率v c （正）与A 点的逆反应速率v A （逆）的大小关系为v c （正）＞v A （逆）。

③由图中信息可知，B 点的总圧为0.07MPa ，则
2x(1−α)+x(1−α)+2x α
2x+x
=
0.070.1
，解之得α=0.9，
则SO 2、O 2、SO 3的平衡量分别为0.2x mol 、0.1x mol 、1.8x mol ，SO 2、O 2、SO 3的物质的量分数分别为
0.2x 0.2x+0,1x+1.8x
=
2
21、
0.1x
0.2x+0,1x+1.8x
=
121
、
1.8x 0.2x+0,1x+1.8x
=
1821
，SO 2、O 2、SO 3的平衡分压分别为
221
×0.07MPa 、
121
×0.07MPa 、
1821
×0.07MPa ，所以该反应的压强平衡常数
k p =
(18
21
×0.07MPa)2
(221
×0.07MPa)2×121
×0.07MPa
=24300（MPa ）-1
．
(4）4CxHy+（8x+2y ）NO=4XCO2+（4x+y ）N2+2yH2O ．
3．耗能大、原料成本高(或催化剂氯化汞毒性大等合理答案)2△H 1+△H 2+4△H 31，2-二氯乙烷未开始裂解(或
其他合理答案)>3.25 kPa 减小体系的总压强、及时移出氯乙烯(或将HCl 溶解除去或升高温度) 【解析】
(1) ① CaC2是离子化合物，由乙炔的结构可推知乙炔钙的电子式为；②该方法的缺点是耗能大、原料成本高、催化剂毒性大等；
(2)根据已知的三个反应，利用盖斯定律①×2+② +③×4即得总反应，所以△H4=2△H1+△H2 + 4△H3；
(3) ①温度低于290℃时，氯乙烯的产率为0，可能是温度低，1，2-二氯乙烷分子没有达到活化分子所需要的最低能量，所有的化学键都没有断裂，因此氯乙烯的产率为0；该反应为分解反应，所以是吸热反应，即△H>0；②设1，2-二氯乙烷的起始物质的量为1mol,
根据A点对应的两物质的分数可得n(ClCH2-CH2Cl)=14
17mol，n(CH2=CHCl) =n(HCl) = 3
17
mol，即n总= 20
17
mol，所以p(ClCH2-CH2Cl)=101 kPa
×0.7=70.7 kPa，p(CH2=CHCl)= 101 kPa×0.15=15.15 kPa=p(HCl)，所以K p = p(CH2=CHCl)×p(HCl)
p(ClCH2−CH2Cl) = (15.15 kPa)
2
70.7KPa
= 3.25 kPa；③为了
进一步提高氯乙烯的产率，由于该反应是气体体积增大的反应，可适当减小体系的总压强，或及时移出产物氯乙烯，或将HCl溶解而除去，或根据图象也可以适当升高温度。

点睛：本题要用各种气体物质的平衡分压代替其平衡浓度计算平衡常数，需要根据图象中的含量求出平衡时各物质的物质的量，再算出各自的分压，同时注意单位。

4． 6N A -93.0kJ/mol K1/K3K4 A、C 33.33/P2正向 Ag++e-=Ag NO3-+4H++3e-=NO+2H2O 防止生成的银被硝酸溶解
【解析】(1)为维持热平衡，①×6+②相加可得7CH4(g) +3O2(g)+H2O(g)=7CO(g)+15H2(g) △H2=0，反应中生成7molCO转移电子总数为42mol，所以生产lmolCO转移电子的数目为6N A；
(2)自上而下依次将这四个反应式分别标记为①②③④，则①-②-④即得己知反应③，故△H1-△H2-△H4 =△H3，所以△H2 =△H1-△H3-△H4= -92.9 kJ·mol-1；通过方程式的加减运算，可得平衡常数的乘除关系，所以K2= K1/K3K4；
(3) ①在恒温恒容密闭容器中，已知平衡CO2(g)十3H2(g) CH3OH(g)十H2O(g)是全气体反应，且气体分子数是减小的，所以A、根据M=m/n可知，当混合气体平均相对分子质量不变时，已达到平衡状态，A正确；B、由ρ=m/V可知，该混合气体的密度始终不变，故B错误；C、由于气体分子数即物质的量，反应前后减小，所以当容器内压强恒定不变时，已达平衡状态，C正确；D、根据速率之比等于计量系数之比，但方向相反，所以当V正(CO2)=3V逆(H2)时，不能说明反应已达平衡，正确的表达式为3 V正(CO2)=V逆(H2)，则D错误；E、物质的量浓度保持不变，说明已达平衡，但浓度之比等于计量系数之比不能说明已达平衡，故E错误；F、单位时间内断裂3N A 个H-H键是正向速率，同时形成2molH-O键也是正向速率，所以不能说明已达平衡，故F错误。

正确的答案为AC。

②由已知数据和图象所示数据可知，容器体积为1L，可列如下关系：
所以K p=
()()
()()
32
332
22
0.30.3100
0.1(0.3)3
P CH OH P H O P P
P CO P H P P P
⨯⨯
==
⨯⨯
=33.33/P2；若此时再向容器内充入0.25mol CO2和0.25molCH3
OH
的混合气体，则Q p=
()()
()()
32
32
3
22
1
0.25
32
3
1
(0.25)
6
P P
P CH OH P H O
P CO P H P
P P
⎛⎫
⨯
⎪
⨯⎝⎭
==
⨯⎛⎫
⨯
⎪
⎝⎭
<
2
100
3P
=K p，所以平衡正向移动。

(4)金属银精练时，用纯银作阴极，用粗银作阳极，根据电解液中阳离子的性质可知，Ag+先放电，所以阴极上的主要电极反应为Ag++e-=Ag；但硝酸具有强氧化性，易得电子生成NO气体，遇空气迅速变为红棕色，电极反应为NO3-+4H++3e- =NO+2H2O；又硝酸能氧化银等不活泼金属，所以硝酸的浓度不能过大。

点睛：盖斯定律的应用要注意△H是进行代数运算，而方程式的加减运算与平衡常数的乘除关系因很多学生不明确而导致失分，Q p的计算要注意总量的变化导致体积分数的变化。

5.【答案】（1）-24
6.1 （2分）（2）D （2分）（3）DE （2分）
（4）①＞（1分）正移（1分）②25% （2分）③0.5（2分）
【解析】
试题分析：（1）已知合成二甲醚的三步反应如下：
①CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H1=﹣90.7kJ•mol﹣1
②2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）△H2=﹣23.5kJ•mol﹣1
③CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）△H3=﹣41.2kJ•mol﹣1
由盖斯定律可知，通过①×2+②+③可得所求反应方程式3H2（g）+3CO（g）CH3OCH3（g）+CO2（g），则△H=2△H1+△H2+△H3=﹣246.1KJ/mol；
（2）A．加入CH3OH相当于增大压强，平衡向逆反应方向进行，产率降低，A错误；B．该反应为放热反应，升高温度平衡逆移，则CH3OCH3产率会降低，B错误；C．该反应正方向为体积增大的方向，所以增大压强平衡左移，不能提高CH3OCH3产率，C错误；D．移出H2O降低生成物浓度，平衡向正反应方向进行，产率增大，D正确；E．使用催化剂不能改变平衡状态，E错误，答案选D。

（3）A．H2和CO2的浓度之比为3：1并不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡状态，A错误；B．单位时间内断裂3个H-H 同时断裂2个C=O可以说明反应达到平衡状态，B错误；C．恒温恒容条件下，气体的质量和容积均不变，则气体的密度保持不变，因此不能根据密度判断反应是否达到平衡状态，C错误；D．恒温恒压条件下气体的质量不变，而气体的物质的量发生变化，则气体的平均摩尔质量保持不变说明反应达到平衡状态，D正确；E．绝热体系中，体系的温度保持不变说明反应达到平衡状态，E错误，答案选DE。

（4）①根据图像可知随着温度的升高，CO的体积分数增加，说明升高温度平衡向正反应方向进行，则该反应△H＞0；由于反应在体积可变的恒压密闭容器中进行，当550℃时，若充入惰性气体，容器的容积扩大，使反应混合物的浓度减小，因此ʋ正，ʋ逆均减小，由于该反应是气体体积增大的反应，减小压强，化学平衡向气体体积增大的正反应方向移动；
②根据图像可知在650℃时，反应达平衡后CO的体积分数是40%，则CO2的体积分数是60%，假设平衡时总物质的量是1mol，则反应产生CO 0.4mol，其中含有CO2 0.6mo，反应产生0.4molCO消耗CO2的物质的量是0.2mol，因此CO2转化率为0.2mol÷(0.6mol+0.2mol)×100%＝25.0%。

③T 时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K P =_________P 总。

T ℃时CO 和二氧化碳的体积分数相等，均是50%，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K P ＝22
2()[0.5()]0.5()()0.5p()
p CO p P p CO ==总总总。

6.【答案】（1）；a ；反应①为放热反应，平衡常数应随温度升高变小；（2）减小； 升高温度时，反应①为放热反应，平衡向向左移动，使得体系中CO 的量增大；反应③为吸热反应，平衡向右移动，又产生CO 的量增大；总结果，随温度升高，使CO 的转化率降低；P 3＞P 2＞P 1；相同温度下，由于反应①为气体分子数减小的反应，加压有利于提升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
（3）k 逆=K ·k 正；1.95×10-3
【解析】
试题分析：（1）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，则根据反应的化学方程式为可知该反应的平衡常数表达式 ；由于反应①为放热反应，平衡常数应随温度升高变小，所以图1中能正确反映平衡常数K 随温度变化关系的曲线为a ；
（2）反应①为放热反应，升高温度时，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，又产生CO 的量增大；因此最终结果是随温度升高，使CO 的转化率降低；相同温度下，由于反应①为气体分子数减小的反应，加压有利于提升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，所以图2中的压强由大到小为P 3＞P 2＞P 1。

（3）平衡时v 正＝v 逆，所以k 正x 2(HI) ＝k 逆x(H 2)x(I 2)，结合平衡常数表达式可知k 逆＝K ·k 正；v 正＝k 正x 2(HI)＝0.0027min -1×（0.85）2＝1.95×10-3。

7． -219KJ/mol > 由图像可知，当温度不变时，P 1条件下达平衡CH 3OH 的体积分数最大，反应②正向为气体体积减小的反应，其他条件不变时，加压平衡正向移动，CH 3OH 的体积分数增大。

> = 27/P 22
> ab 通H 2保持H 2浓度不变，将容器体积变为原来的两倍 平衡不移动 b 低于80，反应速率较小；高于80，温度对反应速率影响较小，而反应为放热反应，升高温度平衡逆向转移，转化率降低
【解析】Ⅰ．反应热＝反应物键能之和－生成物键能之和，又因为18g 水蒸气变成液态水放出44kJ 的热量，则△H 1＝（3×436+2×745－3×412－351－462－2×462-44）kJ/mol ＝－219kJ/mol 。

Ⅱ．（1）由图像可知，当温度不变时，P 1条件下达平衡CH 3OH 的体积分数最大，反应②正向为气体体积减小的反应，其他条件不变时，加压平衡正向移动，CH 3OH 的体积分数增大，所以P 1＞P 2。

（2）根据图像可知升高温度甲醇含量降低，所以正反应是放热反应。

A 点温度低于B 点，B 和C 点温度相同，因此正反应A 、B 、C 三点的化学平衡常数的相对大小K(A)＞K(B)＝K(C)。

C 点甲醇含量为0.5， CO(g)+2H 2(g)
CH 3OH(g)
)
(c )(c )(c 223H CO OH CH K •=)
(c )(c )(c 223H CO OH CH K •=。