上海市延安中学人教版高中化学选修1-第1章简答题专项经典测试题

一、解答题
1．在恒温恒容的密闭容器中，工业上常用反应①制备甲醇：
231CO(g)+2H (g)CH OH(g) ΔH <0；其中的原料气常用反应②来制备：4222CH (g)+H O(g)
CO(g)+3H (g) ΔH 。

根据题意完成下列各题：
(1)判断反应①达到平衡状态的标志是__________(填字母)。

a.CO 体积分数保持不变 b.CO 和3CH OH 浓度相等 c.容器中气体的压强不变
d.3CH OH 的生成速率与CO 的消耗速率相等
e.容器中混合气体的密度保持不变
(2)欲提高反应①CO 中的转化率，下列措施可行的是__________(填字母)。

a.向装置中再充入2N b.升高温度 c.改变反应的催化剂 d.向装置中再充入2H
(3)一定条件下，反应②中4CH 的平衡转化率与温度的关系如图所示。

则2ΔH __________0(填“<”、“>”或“=”)，在T C 时的1L 密闭容器中，充入41mol CH 和
23mol H O(g)，发生反应②，经过5min 达到平衡，此时4CH 的转化率为50%，则从开
始到平衡，2H 的平均反应速率为__________，T C 时该反应的平衡常数为__________。

(4)若向此1L 密闭容器中，加入41mol CH 、25mol H O(g)、1mol CO 和23mol H ，发生反应②，若温度仍为T ℃，此时v(正)__________v(逆)(填“<”、“>”或“=”)，若改变反应温度，达到新平衡时，__________2mol<n(H O)<__________mol 。

答案：ac d ＞ ()0.3mol/L min ⋅ 1.35 ＜ 4 6 【详解】
(1)恒温恒容的容器内进行反应CO(g)+2H 2(g)⇌CH 3OH(g)
a ．平衡状态时各组分的含量不变，CO 体积分数保持不变，证明反应达到平衡，故a 符合题意；
b ．CO 和3CH OH 的平衡浓度由甲醇和一氧化碳的起始量和消耗量决定，容器中甲醇浓度与CO 浓度相等不能证明反应达到平衡，故b 不符合题意；
c ．该反应为反应前后是气体体积减小的反应，容器中气体的压强不变，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故c 符合题意；
d ．3CH OH 的生成速率与CO 的消耗速率都是正反应速率，不能说明正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，故d 不符合题意；
e ．混合气体的密度=
气体质量
气体体积
，反应过程中气体质量守恒，气体的质量不变，恒温恒容
的容器，容器体积不变，则密度始终不变，不能证明反应达到平衡，故e 不符合题意； 答案选ac ；
(2)a ．向装置中再充入2N ，恒温恒容条件下，体系总压增大，分压不变，平衡不移动，CO 转化率不变，故a 不符合题意；
b ．反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，CO 转化率减小，故b 不符合题意；
c ．改变反应的催化剂，反应速率改变，但不能改变化学平衡，CO 转化率不变，故c 不符合题意；
d ．向装置中再充入2H ，平衡正向移动，CO 转化率增大，故d 符合题意； 答案选d ；
(3)图象变化分析甲烷转化率随温度升高增大，说明平衡正向进行，正反应是吸热反应，△H 2＞0，在T ℃时的1L 密闭容器中，充入1mol CH 4和3mol H 2O(g)，发生反应②，经过5min 达到平衡，此时CH 4的转化率为50%，则
()()()()()()()
422CH g +H O g CO g +3H g mol mol 13000.50.50.5 1.50.5
2.5
mo 0..5
l 5
1始变平
H 2的平均反应速率=
1.5mol
1L 5min
⨯=0.3mol/L•min ；容器的体积为1L ，平衡常数K =
()
3
1.50.5
2.50.5
⨯⨯=1.35(mol/L)2；
(4)若向此1L 密闭容器中，加入1mol CH 4、5mol H 2O(g)、1mol CO 和3mol H 2，发生反应
②，若温度仍为T ℃．平衡常数K =1.35，Q c =
3
1315
⨯⨯=5.4＞1.35，所以反应逆向进行，v (正)＜v (逆)，若改变反应温度，达到新平衡时，
()()
()()()()()422151304242
CH g +H O g CO g +3H g mol mol mol 6
2
若反应完全向右进行若反应完全向左进行初始量
得到水蒸气的物质的量介于4-6间。

2．合成氨工业涉及固体燃料的气化，需要研究2CO 与CO 之间的转化。

为了弄清其规
律，让一定量的2CO 与足量碳在体积可变的密闭容器中反应：2C(s)+CO (g)
2CO(g)
ΔH ，测得压强、温度对CO 、2CO 的平衡组成的影响如图所示，回答下列问题：
(1)1P 、2P 、 3P 的大小关系是__________，图中a 、b 、c 三点对应的平衡常数大小关系是__________。

(2)一定条件下，在2CO 与足量碳反应所得平衡体系中加入2H 和适当催化剂，有下列反应发生：
反应1：242CO(g)+3H (g)CH (g)+H O(g) 1Δ=akJ/mol H
反应2：222CO(g)+H O(g)
CO (g)+H (g) 2Δ=bkJ/mol H
①则二氧化碳与氢气反应转化为甲烷和水蒸气的热化学方程式是__________。

②已知298K 时相关化学键键能数据为： 化学键
H-H O-H C-H C≡O ()1E/kJ mol -⋅
436
465
413
1076
根据键能计算，1=H __________。

(3)一定条件下，3222CH OH(g)+H O(g)
CO (g)+3H (g) 3ΔH ，已知此条件下该反应的
化学平衡常数K =27，向固定容积为1L 的密闭容器中充入32mol CH OH(g)和
22mol H O(g)达到平衡状态时，3CH OH 的转化率为__________，若平衡后再充入4 mol
的2N ，则2(CO )c 和原平衡比较是__________。

(填“增大”、“减小”、“不变”)
答案：P 1＜P 2＜P 3 K a =K b ＜K c CO 2(g)＋4H 2(g)CH 4(g)＋2H 2O(g) ∆H =(a-b) kJ·mol -1
-1198 kJ mol -⋅ 50% 不变
【详解】
(1)由图可知，在同一温度下，在P 1时一氧化碳百分比最大，P 3时一氧化碳百分比最低，且C(s)＋CO 2(g)
2CO(g)反应中，正反应方向气体体积增大，故压强越小，平衡越向正
向移动，P 1＜P 2＜P 3；在同一压强下，温度升高，一氧化碳百分数越大，故反应吸热，平衡常数只与温度有关，温度越高，平衡常数越大，故K a =K b ＜K c ；
(2)已知反应1：242CO(g)+3H (g)CH (g)+H O(g) 1Δ=akJ/mol H
反应2：222CO(g)+H O(g)CO (g)+H (g) 2Δ=bkJ/mol H
①根据盖斯定律，反应1-反应2得，二氧化碳与氢气反应转化为甲烷和水蒸气的热化学方程式为CO 2(g)＋4H 2(g)
CH 4(g)＋2H 2O(g) ∆H =∆H 1 -∆H 2=(a-b) kJ·mol -1；
②∆H =断裂化学键吸收的总能量-形成化学键释放的总能量，故
∆H 1=1076kJ/mol+3×436kJ/mol-4×413kJ/mol-2×465kJ/mol=-198 kJ·mol -1 ； (3)一定条件下，3222CH OH(g)+H O(g)
CO (g)+3H (g)3ΔH ，已知此条件下该反应的
化学平衡常数K =27，向固定容积为1L 的密闭容器中充入32mol CH OH(g)和
22mol H O(g)，列三段式：
()()()
3222mol/L 2200CH OH(g)+H O(mol/L x x g)
CO (g)+x 3x mol/L 2-x
2-x
x
3x
3H (g)始变平
K =()()
3
2
3x x 2-x ⨯=27，解得x=1，则达到平衡状态时，3
CH OH 的转化率为
1mol
100%2mol
⨯=50%，平衡后再充入4 mol 的N 2，在恒容密闭容器中，反应体系各组分的浓度不变，平衡不移动，则和原平衡比较，2(CO )c 不变。

3．某温度时，在一个2L 的密闭容器中，X 、Y 、Z 气态三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示．根据图中数据，回答问题
（1）该反应的化学方程式为______；
（2）从开始至2min ，Z 的平均反应速率为______ （3）平衡时X 的转化率为 _______ （4）该反应平衡常数的表达式为 _____
（5）平衡后加入少量X,则X 的转化率_____ ，Y 的转化率 ____（填增大，减小或不变） （6）若升高温度，X 的体积分数增大，则该反应的△H _____0（填>或<） （7）为了使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向进行的是_______ A ．及时的分离出Z B ．适当降低温度 C ．增大压强 D ．选择高效催化剂
答案：3X(g) +Y(g) 2Z(g)0.05 mol/（L•min）30%
()
()()
2
3
c Z
c X c Y
减少增大<
C
【详解】
(1)△n（X）=1.0mol-0.7mol=0.3mol；△n（Y）=1.0mol-0.9mol=0.1mol；△n（Z）=0.2mol，三者计bai量数之比为3：1：2，所以该反应的化学方程式为3X(g) +Y(g) 2Z(g)；
(2)v（Z）=
()
c z
t
=
0.2mol
2L
2min
=0.05mol·L-1·min-1；
(3)X转化的物质的量为1.0mol-0.7mol=0.3mol，转化率为0.3mol
1.0mol
×100%=30%；
(4)化学平衡常数等于生成物幂之各积比反应物幂之积，故该反应平衡常数的表达式为
K=
() ()()
2
3
c Z
c X c Y
；
(5)平衡后加入少量X，则X的转化率降低，Y的转化率增大；
(6)若升高温度，X的体积分数增大，则平衡逆向移动，逆反应方向为吸热反应，正反应方向为放热反应，则该反应的△H<0；
(7)A.及时的分离出Z，反应速率减小，平衡正向移动，选项A不符合；
B.适当降低温度，化学反应速率减小，平衡正向移动，选项B不符合；
C.增大压强，化学反应速率增大，平衡向气体体积缩小的正反应方向移动，选项C符合；
D.选择高效催化剂，化学反应速率增大，平衡不移动，选项D不符合；
答案选C。

4．氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。

以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。

其反应过程如图所示：
（1）反应Ⅰ的化学方程式是___。

（2）已知反应Ⅱ：2H2SO4(l)=2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g) △H=＋550kJ·mol-1
它由两步反应组成：i．H2SO4(l)=SO3(g)＋H2O(g) △H=＋177kJ·mol-1；ii．SO3(g)分解。

则SO3(g)分解的热化学方程式为___。

（3）L（L1、L2）、X可分别代表压强或温度其中之一。

如图表示L一定时，ii中SO3(g)的质量分数随X的变化关系。

①X代表的物理量是___。

②判断L1、L2的大小关系：L1___L2（填“>”“<”或“=”）。

答案：SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) △H=+196kJ•mol-1温度
＜
解析：根据题中图示，由反应物和生成物结合守恒，写出化学反应方程式；根据题中信息，由盖斯定律计算，写出热化学方程式；根据2SO3(g)
2SO2(g)+O2 (g)△H═+196kJ⋅mol−1反应，由题中图示分析，隨着X增大，SO3的质量分数下降，判断X是温度，在温度一定时，L2的SO3的质量分数大，判断L1和L2的关系；据此解答。

【详解】
(1) 由图可知，反应I为二氧化硫、水与碘发生氧化还原反应生成硫酸和HI，该反应化学方程式为SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI；答案为SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HI。

(2) SO3(g)分解的化学方程式为2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)，
①2H2SO4(l)═2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)△H=+550kJ⋅mol−1，
②H2SO4(l)═SO3(g)+H2O(g)△H=+177kJ⋅mol−1，根据盖斯定律①−②×2得到反应
2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)的△H=(+550kJ⋅mol−1)−2(+177kJ⋅mol−1)=+196 kJ⋅mol−1，即
2SO3(g) 2SO2(g)+O2 (g)△H═+196kJ⋅mol−1；答案为2SO3(g)
2SO2(g)+O2 (g)△H═+196kJ⋅mol−1。

(3) ①由图可知，X越大，SO3质量分数越低，SO3(g)分解是吸热反应，所以升高温度平衡向正反应方向移动，即SO3质量分数降低，则X表示温度，符合图像变化；答案为温度。

②由2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)△H═+196kJ⋅mol−1可知，SO3的分解反应为体积增大的反应，压强越大，平衡逆向移动，即SO3质量分数越大，图中温度相同时L2对应的SO3质量分数大，即压强大，则压强L1＜L2；答案为＜。

5．回答下列问题。

(1)铑的配合物离子[Rh(CO)2I2]-可催化甲醇羰基化，反应过程如图所示。

该反应过程的总反应式为：____________________________________；
(2)用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。

工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：
3SiCl4(g)＋2N2(g)＋6H2(g) 高温 Si3N4(s)＋12HCl(g)ΔH＜0
①该反应的化学平衡常数表达式为________________________；
②一定条件下，在密闭恒容的容器中，上述反应达到化学平衡状态时下列说法一定正确的是__________(填字母)。

a．3v逆(N2)＝v正(H2) b．v正(HCl)＝4v正(SiCl4)
c．混合气体密度保持不变 d．c(N2)∶c(H2)∶c(HCl)＝1∶3∶6
(3)已知t℃时，反应FeO(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)的平衡常数K＝0.25。

①t℃时，反应达到平衡时n(CO)∶n(CO2)＝_________。

②若在1L密闭容器中加入0.020 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：CH3OH＋CO催化剂CH3COOH
12
326
422
c HCl
K=
c(SiCl)c(N)c(H)
⋅⋅
（）
ac4︰10.050
【详解】
(1)根据图示，反应过程为
CH3OH→CH3I→→→→CH3COI→CH3
COOH，该反应过程的总反应式为：CH3OH＋CO催化剂CH3COOH；
(2)①平衡常数为生成物浓度化学计量数次数幂之积与生成物浓度化学计量数次数幂之积的
比值，故该反应平衡常数K=
12
326
422
c HCl
c(SiCl)c(N)c(H)
⋅⋅
（）
；
②a．达到平衡时，速率之比对化学计量数之比，3v逆(N2) =v逆(H2)＝v正(H2) ，说明反应到
达平衡状态，故a 符合题意；
b ．v 正(HCl)＝4v 正(SiCl 4)都表示正反应速率，反应自始至终都成立，不能说明到达平衡状态，故b 不符合题意；
c ．平衡移动则气体的质量发生变化，密闭恒容的容器中，体积不变，混合气体密度保持不变说明混合气体的总质量不变，而可以说明到达平衡状态，故c 符合题意；
d ．平衡时浓度关系与起始浓度有关、与转化率有关，与反应是否达到平衡状态无关，则c (N 2)∶c (H 2)∶c (HCl)＝1∶3∶6不能说明到达平衡状态，故d 不符合题意； 答案选ac ；
(3)①由FeO(s)+CO(g)⇌Fe(s)+CO 2(g)可知K =()
()
2c CO c CO =0.25，则达到平衡时n (CO)：
n (CO 2)=4：1；
②若在1L 密闭容器中加入0.020 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%，转化的FeO 为0.010mol ，则列三段式：
()()()()()()()
2mol 0.020x 00mol 0.0100.0100.0100.010mol 0.01FeO s +CO g F 0
x-0.010
e 0.010
0.010
s +CO g 始变平
温度不变，反应平衡常数不变，则K=
()()2c CO c CO =0.010
x-0.010
=0.25，解得x=0.050。

6．以天然气(CH 4)为原料合成甲醇(CH 3OH)。

有关热化学方程式如下: ①2CH 4(g)+O 2(g)= 2CO(g)+4H 2(g) ΔH 1＝－70.8 kJ·mol -1 ②()()
()
232CO g +2H g
CH OH g ΔH
③()()()
-142332CH g +O g 2CH OH g ΔH =-251.0 kJ mol ⋅
(1)ΔH 2＝________kJ·mol -1。

反应①自发进行的条件是_________(填序号)。

a 高温 b 低温 c 任何环境都自发 d 任何环境都不自发
(2)若在一定温度下的恒压容器中只投入1 mol CO 和1 mol H 2只发生反应②，下列量不再变化时可以判断反应达到平衡的是_________。

a 压强
b 密度
c 混合气的平均摩尔质量
d CO 的体积分数
(3)在体积可变的密闭容器中投入1 mol CO 和2 mol H 2，在不同条件下发生反应：
()()
()23CO g +2H g CH OH g 。

实验测得平衡时CH 3OH 的物质的量随温度、压强的
变化如图1所示。

①M 点时，H 2的转化率为__________；压强：p 1_______p 2 (填“>”、“<”或“=”)。

②反应速率：N 点ʋ正 (CO)________M 点ʋ逆 (CO)(填“＞”、“＜”或“=”)。

③温度为506 ℃时，若压强为p 1、在密闭容器中进行上述反应(起始投料不变)，平衡时容器体积为1L ，则平衡常数K=__________(用分数表示)。

在不同温度下上述反应的平衡常数的对数(lg K)如图2所示，则B 、C 、D 、E 四点中能正确表示该反应的lg K 与T 的关系的点为_______(填字母)。

④在2 L 恒容密闭容器中充入a(a>0) mol H 2、2 mol CO 和6 mol CH 3OH(g)，在506 ℃下进行上述反应。

为了使该反应逆向进行，a 的范围为____________。

答案：-90.1 c bcd 25% > < 4
27
B 0<a<3 【详解】
(1) 由已知方程：①2CH 4(g)+O 2(g)= 2CO(g)+4H 2(g) ΔH 1＝－70.8 kJ·mol -1； ②()()
()
232CO g +2H g
CH OH g ΔH ；
③()()()
-142332CH g +O g 2CH OH g ΔH =-251.0 kJ mol ⋅；根据盖斯定律可知(反
应③-反应①)/2可得反应②，则31-12--251+70.8
=
==-90.1ΔH ΔH ΔH kJ 2
mol 2⋅；反应①是放热反应，是熵增反应，根据吉布斯自由能可知，该反应任何环境都自发进行，故答案为c ；
(2)在恒温恒压容器中投入1 mol CO 和1 mol H 2发生反应：
()()()23CO g +2H g CH OH g ；
a ．该反应在恒压条件下进行，故压强始终不变，不能作为达到平衡的标志，a 错误；
b ．该反应气体的总质量不变，恒压，体积发生变化，故密度是变量，能作为达到平衡的标志，b 正确；
c ．该反应气体的总质量不变，气体的总物质的量发生变化，故混合气的平均摩尔质量是变量，能作为达到平衡的标志，c 正确；
d ．CO 的浓度是变量，故CO 的体积分数是变量，能作为达到平衡的标志，d 正确； 综上所诉，答案为bcd ；
(3)在体积可变的密闭容器中投入1 mol CO 和2 mol H 2，在不同条件下发生反应：
()()()23CO g +2H g CH OH g ；
①根据图示可知，M 点时，甲醇的物质的量为0.25mol ，则H 2的转化的量为0.5mol ，则H 2
的转化率为
0.5mol
100%=25%2mol
⨯；对于该反应，温度相同，增大压强，平衡正向移动，
甲醇的物质的量增大，结合图示可知，压强：p 1>p 2；
②M 、N 两点温度相同，压强越高，反应速率越快，故反应速率：N 点ʋ正 (CO)< M 点ʋ逆 (CO)；
③温度为506 ℃时，若压强为p 1、在密闭容器中进行上述反应(起始投料不变)，平衡时容器体积为1L ，甲醇的物质的量为0.25mol ，则可列出三段式：
()()()()()()
23mol 120mol 0.250.50.25CO g +2mo H g CH l 0.75
1.5
0.2g 5
OH 起转平，平衡常数2
14
4K=
=
2733
24⎛⎫⨯ ⎪⎝⎭
；
该反应是放热反应，故升高温度，平衡逆向移动，K 减小，则B 、C 、D 、E 四点中能正确表示该反应的lg K 与T 的关系的点为B ；
④在2 L 恒容密闭容器中充入a(a>0) mol H 2、2 mol CO 和6 mol CH 3OH(g)，在506 ℃下进行上述反应，若平衡不移动，则
2
34
=
27a 12K =
⎛⎫⨯ ⎪⎝⎭
，解得a=3，为了使该反应逆向进行，
则a 的物质的量浓度减小，则a 的范围为0<a<3。

7．节能减排CO 2建设友好型社会的必然选择。

（1）CO 2可与H 2生成CH 4：CO 2(g)+4H 2(g)
CH 4(g)+2H 2O(g)。

将原料气按
n(CO 2):n(H 2)=1mol ：4mol 置于体积为2L 的密闭容器中发生反应，测得H 2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示，该反应的平衡常数K 随温度降低而___（填“增大”或“减小”）。

恒温条件下，反应经过5min 达到平衡，此时压强为初始的0.8倍，用H 2表示该阶段化学反应速率为___。

（2）在恒温（T>100℃）恒容装置中进行该反应，达到平衡状态的是___。

a.混合气体密度不再改变
b.混合气体压强不再改变
c.混合气体平均摩尔质量不再改变
d.n(CO 2)：n(H 2)=1：2
（3）原料气CO 2可与H 2通过如下反应制备： ①C(s)+CO 2(g)
2CO(g)+akJ ②CO(g)+H 2O(g)
H 2(g)+CO 2(g)+bkJ
某反应的平衡常数表达式K=
22c(CO)c(H )
c(H O)
，请写出此反应的热化学方程式___。

（4）CO 2还可与H 2生成CH 3OH ，CO 2(g)+3H 2(g)
CH 3OH(g)+H 2O(g)+Q 1。

下列措施
有利于提高合成CH 3OH 反应中CO 2的平衡转化率的是___。

a.使用催化剂 b.加压 c.增大初始投料比
22n(CO )
n(H )
某温度下该反应的K=450，向该温度下2L 的容器内分别投入0.2molH 2、0.6molCO 2、0.4molCH 3OH 和0.4molH 2O ，则反应向___方向进行（填“正”或“逆”）。

（4）上述反应存在副反应H 2(g)+CO 2(g)
CO(g)+H 2O(g)+Q 2，控制压强一定，CO 2和
H 2初始比一定，经过相同时间测得如下数据（反应未达平衡）：
2数据表明，升高温度，CO 2的实际转化率提高而甲醇的选择性降低，可能的原因是：___。

答案：增大 0.2mol/(L∙min) bc C(s)+H 2O(g)=CO(g)+H 2(g)+(a+b)kJ b 正 温度升高，主反应、副反应的反应速率均加快，但对副反应的反应速率的影响更大 【详解】
（1）根据图知，当反应达到平衡状态后，升高降低，水的物质的量分数增大，说明平衡正向移动，则生成物浓度增大、反应物浓度减小，所以化学平衡常数增大；恒温条件下，反应经过5min 达到平衡，设CO 2的转化量为xmol 则有：
()()()()()()
()2242CO g +4H g CH g +2H O g mol 140
mol x
4x x 2x
mol 1-x 4-4x x 2x
起始转化平衡
平衡时压强为初始的0.8倍，则1-x+4-4x+x+2x
1+4
=0.8，解得x=0.5，用H 2表示该阶段化学
反应速率为
0.5mol 4
5min 2L
⨯⨯=0.2 mol/(L∙min)，故答案为：增大；0.2 mol/(L∙min)；
（2）a. 反应前后质量和体积一直不变，所以密度一直不变，不能判断平衡，故a 错误； b. 该反应是气体体积减小的反应，反应过程中温度不变，混合气体的总物质的量减小，压
强减小，当压强不变时，说明反应达平衡状态，故b 正确；
c. 反应前后质量不变，但物质的量在变，所以平均摩尔质量保持不变，说明反应达平衡状态，故c 正确；
d. 原料气按n(CO 2)：n(H 2)=1：4发生反应CO 2(g)+4H 2(g)⇌CH 4(g)+2H 2O(g)，反应过程中始终保持n(CO 2)：n(H 2)=1：4，不可能达到n(CO 2)：n(H 2)=1：2，也无法判断反应是否达到平衡，故D 错误； 故选：bc ；
（3）某反应的平衡常数表达式K=
22c(CO)c(H )
c(H O)
，则该反应为：
C(s)+H 2O(g)=CO(g)+H 2(g)，已知①C(s)+CO 2(g)2CO(g) +akJ ；
②CO(g)+H 2O(g)
H 2(g)+CO 2(g) +bkJ ；由盖斯定律可知，①+②即可得到
C(s)+H 2O(g)=CO(g)+H 2(g)，此反应的热化学方程式为：C(s)+H 2O(g)=CO(g)+H 2(g) +(a+b)kJ ；故答案为：C(s)+H 2O(g)=CO(g)+H 2(g) +(a+b)kJ ；
（4）a. 催化剂不改变反应进程，不能提高CO 2的平衡转化率，不选； b. CO 2(g)+3H 2(g)
CH 3OH(g)+H 2O(g)是气体体积减小的反应，加压平衡正向移动，可以
提高CO 2的平衡转化率，可选；
c. 增大初始投料比22n(CO )
n(H )
，相当于提高原料气中CO 2所占比例，平衡正向移动，但二氧
化碳转化率减小，不选； 故选b ；
某温度下该反应的K=450，向该温度下2L 的容器内分别投入0.2molH 2、0.6molCO 2、
0.4molCH 3OH 和0.4molH 2O ，则Q c =3
0.4mol 0.4mol
2L 2L 0.2mol 0.6mol 2L 2L ⨯⎛⎫⨯ ⎪⎝⎭
=400
3<K ，则反应向正方向进行；故答案为：b ；正；
（4）温度升高，主反应、副反应的反应速率均加快，但对副反应的反应速率的影响更大 所以升高温度，CO 2的实际转化率提高而甲醇的选择性降低，故答案为：温度升高，主反应、副反应的反应速率均加快，但对副反应的反应速率的影响更大。

8．根据实验或图示，完成下列问题。

I ．在一个小烧杯里放入20gBa(OH)2·8H 2O 粉末，将小烧杯放在事先已滴有3~4滴水的木片上，然后加入10gNH 4Cl 晶体，并用玻璃棒迅速搅拌。

实验中观察到的现象是木片上结冰而与小烧杯黏结在一起、有少许刺激性气味，同时反应混合物成糊状。

(1)写出反应的化学方程式_______。

(2)判断该反应为_____热反应，这是由于反应物的总能量______生成物的总能量(填“＞”或“＜”)。

II ．合成氨反应N 2(g)+3H 2(g)
2NH 3(g)过程中的能量变化如图所示。

回答下列问题：
(1)该反应的∆H =______kJ·mol -1(用E 1、E 2、E 3、E 4表示)。

反应达到平衡时，升高温度，N 2的转化率_______。

(2)该反应过程_______(填“a”或“b”)有催化剂参与。

反应达到平衡时，加入催化剂，N 2的转化率_______。

(3)不使用催化剂时，该反应的活化能为______(用E 1、E 2、E 3、E 4表示)。

(4)将N 2和H 2以等物质的量之比充入一密闭容器中，在适当催化剂和恒温、恒压条件下反应。

反应至平衡的过程中，N 2的体积分数_______。

a ．增大 b ．不变 c ．减小 d ．无法判断
答案：Ba(OH)2∙8H 2O+2NH 4Cl=BaCl 2+2NH 3↑+10H 2O 吸 ＜ E 1-E 4 减小 b 不变 E 1 b
解析：对于一个反应，加入催化剂(正)，可降低反应的活化能，加快反应速率，但反应物和生成物的总能量不变，反应的∆H 不变。

【详解】
I ．(1) Ba(OH)2∙8H 2O 与NH 4Cl 混合后，发生复分解反应，生成BaCl 2、NH 3等，反应的化学方程式为Ba(OH)2∙8H 2O+2NH 4Cl=BaCl 2+2NH 3↑+10H 2O 。

答案为：Ba(OH)2∙8H 2O+2NH 4Cl=BaCl 2+2NH 3↑+10H 2O ；
(2)由水结冰、木块与烧杯底黏合判断，该反应为吸热反应，这是由于反应物的总能量＜生成物的总能量。

答案为：吸；＜；
II ．(1)该反应的热焓变，应为正反应的活化能与逆反应活化能的差值，所以∆H =( E 1-E 4)kJ·mol -1。

因为正反应为放热反应，所以反应达到平衡时，升高温度，平衡逆向移动，N 2的转化率减小。

答案为：E 1-E 4；减小；
(2)该反应过程中有催化剂参与时，反应的活化能降低，所以b 有催化剂参与。

反应达到平衡时，加入催化剂，平衡不发生移动，N 2的转化率不变。

答案为：b ；不变； (3)不使用催化剂时，反应的活化能大，所以该反应的活化能为E 1。

答案为：E 1； (4)设N 2和H 2的等物质的量都为1mol ，参加反应N 2的物质的量为x ，则可建立如下三段式：
223N (g)3H (g)
2NH (g)(mol)110(mol)32(mol)
1132x x x x
x
x
+--起始量变化量平衡量
反应至平衡的过程中，N 2的体积分数为1100%1132x
x x x
-⨯-+-+=50%，与反应前相同，
故选b 。

答案为：b 。

【点睛】
判断反应过程中反应物的体积分数是否发生变化时，最好不要用类推法，因为反应物的相对量不同时，体积分数可能不同，所以应使用三段式进行计算。

9．Ⅰ. T ℃时，反应①CO 2(g) + Fe(s) ⇌ CO(g) + FeO(s) 的化学平衡常数为K1，②H 2O(g) +Fe(s) ⇌ H 2(g) + FeO(s)的化学平衡常数为K 2。

回答下列问题： (1)反应①的化学平衡常数表达式为K 1 =_____(2)T ℃时，若反应
CO 2(g) + H 2(g) ⇌ CO(g) + H 2O(g) 的平衡常数为 K ，K =_____(用K 1、K 2表示) Ⅱ.在一容积为 2L 的密闭容器中充入 4mol CO 2和 6mol H 2，进行如下化学反应：CO 2(g) +H 2(g) ⇌ CO(g) + H 2O(g)，其化学平衡常数 K 和温度 t 的关系如下表：
(1)该反应为_____反应(选填吸热、放热)。

(2)830℃、保持容器容积不变，能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_____。

A C(CO) = C(CO 2) B 容器内 CO 2的体积分数保持不变 C 容器内气体密度保持不变 D 容器中压强保持不变 E 单位时间内有 a molC = O 形成同时有 a molH − O 形成 (3)830℃时向(2)平衡体系中再充入 1.2molH 2和 1.2molCO ，浓度商大于平衡常数则平衡_____移动(选填正向、逆向或不)。

III 亚硝酸氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂。

可由 NO 与 Cl 2在通常条件下反应得到， 化学方程式为 2NO(g) + Cl
2
2ClNO(g)，
已知几种化学键的键能数据如下表(亚硝酸氯的结构为 Cl − N = O)： 则 2NO(g) + Cl 2
2ClNO(g)反应 ,ΔH =_____kJ/mol 。

(用字母表示)
答案：
()()
2c CO c CO
1
2
K K 吸热 BE 逆向 2a+b-2c-2d 解析：Ⅰ根据化学平衡常数的概念来书写平衡常数表达式； Ⅱ、（1）根据温度对化学平衡、化学平衡常数的影响来回答；
（2）化学平衡状态的标志：正逆反应速率相等，各组分的百分含量保持不变； （3）根据浓度熵和平衡常数的关系来回答； III 焓变等于反应物的总键能-生成物的总键能。

【详解】
Ⅰ.（1）因平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，所以K 1=
()()
2c CO c CO ，反应CO 2(g) + H 2(g) ⇌ CO(g) + H 2O(g) 可有①- ②得到，该反应的平衡常数
K =12
K K ；
（Ⅱ）（1）化学平衡常数的大小只与温度有关，升高温度，平衡向吸热的方向移动，由表可知：升高温度，化学平衡常数增大，说明化学平衡正向移动，因此正反应方向吸热； （2）A .c （CO 2）=c （CO ）时，和起始量与转化率有关，不能表明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故A 错误；
B .化学平衡时，各组分的浓度不随时间的改变而改变，混合气体中CO 2的体积分数保持不变说明可逆反应处于平衡状态，故B 正确；
C .反应物和生成物都是气体，反应前后总质量不变，容器的体积不变，所以容器内气体密度保持不变 不能作为平衡状态的判断依据， 故C 错误；
D . 反应是一个反应前后体积不变的反应，压强的改变不会引起平衡移动，故D 错误；
E .化学平衡状态的标志是v 正=v 逆，所以单位时间内有 a molC = O 形成同时有 a molH − O 形成表明正逆反应速率相同，表明反应达到平衡状态，故E 正确； 故答案为：BE ；
(3) 830℃时，建立三段式：
()()
()()222mol /L)2300mol /L)mol /L)
23CO g H g CO g H O g x x x x x
x
x
x
++--起始（转化（平衡（
根据K=
()()23x x
x x ⨯--=1，解得
x=1.2， 向(2)平衡体系中再充入1.2molH 2和1.2molCO ，此时c(CO 2)=0.8mol/L ，c(H 2)=2.4mol/L ，c(CO)=1.8mol/L ，c(H 2O)=1.2mol/L ，浓度商Q c =
()()()()22c CO c H O c CO c H ⋅⋅=1.8 1.2
0.8 2.4
⨯⨯⨯=1.125>1=K ，浓度商大于平衡常数则平衡逆向移动；
III ΔH =反应物的总键能-生成物的总键能=2a+b-2（c+d ）=2a+b-2c-2d 。

10．某化学兴趣小组学习了化学反应的限度和速率后，对化学反应的机理和外界条件对化学平衡的影响进行探究。

I ．探究化学反应机理
在研究中发现2NO(g) +O 2(g)⇌2NO 2(g)的反应速率随温度的升高而减小，为探究这一反常现象，查阅资料后得知该反应历程分为两步：
①2NO(g)⇌N 2O 2(g) ΔH 1＜0(快反应) v 1正=k 1正c 2(NO) ，v 1逆=k 1逆c (N 2O 2)
②N 2O 2(g) +O 2(g)⇌2NO 2(g) ΔH 2 ＜0(慢反应) v 2正=k 2正c (N 2O 2) ·
c (O 2)，v 2逆=k 2逆c 2 (NO 2) (1)反应①、②的活化能大小关系为E 1____ E 2(填“>”“＜”“=”)，反应②的化学平衡常数
K =_____ (用 k 2正 、k 2逆表示)。

(2)对实验数据分析得到O 2的浓度和v 2正的关系如图所示，当x 点升高到某一温度时，反应重新达到平衡变为的点是______。

( 填对应点的字母)
II ．探究外界条件的改变对化学平衡的影响
(3)以2NO(g) +2CO(g)⇌2CO 2(g) +N 2(g) ΔH =QkJ·mol -1为例，研究外界条件对化学反应速率和平衡的影响。

在体积不变的密闭容器中分别充入等量CO 和NO 进行反应，改变外界条件，实验测得CO 的物质的量随时间的变化影响结果如图所示。

(已知当催化剂的质量相同时，催化剂的比表面积越大，化学反应速率越快)
实验1、2 、3代表的实验编号分别是______。

(按顺序填写实验编号) 实验编号 温度/℃ 催化剂的比表面积/m 2·g -1 催化剂的用量(g) A 280 41 25 B 280 62 25 C
350
62
25
(4)如图表示CO 2的体积分数φ(CO 2)随压强、温度的变化，则p 1、p 2的关系是p 1_____p 2(填“>”“＜”“=”，下同)，Q ______ 0。

答案：＜ 22k k 正
逆
a B 、A 、C ＜ ＜ 解析：I ．(1)反应2NO(g) +O 2(g)⇌2NO 2(g)进行的快慢由反应进行慢的反应决定，活化能越大，反应速率越小；当反应②达到平衡时，正逆反应速率相等，即v 2正= v 2逆；
(2)已知反应N 2O 2(g) +O 2(g)⇌2NO 2(g) ΔH 2＜0，正反应放热，升高温度，反应平衡逆向移动据此分析；
II ．(3)温度越高，反应速率越快，催化剂能改变反应速率，但不改变平衡状态，根据催化剂和温度对反应速率的影响分析；
(4)反应2NO(g) +2CO(g)⇌2CO 2(g) +N 2(g)正向为气体分子数目减小的反应，其他条件不变，减小压强，平衡逆向移动；根据图示，升高温度，CO 2的体积分数减小，说明反应逆向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应。

【详解】
I ．(1)根据题意，反应①为快反应，反应②为慢反应，反应2NO(g) +O 2(g)⇌2NO 2(g)进行的快慢由反应进行慢的反应决定，即由反应②决定，活化能越大，反应速率越小，则反应①、②的活化能大小关系为E 1＜E 2；当反应②达到平衡时，正逆反应速率相等，则v 2正= v 2
逆，即k 2正c (N 2O 2) ·
c (O 2)= k 2逆c 2 (NO 2)，则化学平衡常数K =()()()2222222c NO k c N O c =O k ⋅正
逆
； (2)已知反应N 2O 2(g) +O 2(g)⇌2NO 2(g) ΔH 2＜0，正反应放热，升高温度，反应平衡逆向移动，O 2的浓度增大，v 2正升高到某一温度时v 2正减小，反应重新达到平衡变为的点是a 点； II ．(3)温度越高，反应速率越快，催化剂能改变反应速率，但不改变平衡状态，由图可知，反应3的速率最快，实验1的速率比反应2的速率快，达到平衡时反应物的转化率相同，表中实验C 的温度最高且催化剂的表面积最大，则反应3为C ，而A 与B 比较温度相同，但B 催化剂的表面积大，即B 的反应速率比A 快，但平衡状态相同，可知实验1为B ，实验2为A ，则实验1、2 、3代表的实验编号分别是B 、A 、C ；
(4)反应2NO(g) +2CO(g)⇌2CO 2(g) +N 2(g)正向为气体分子数目减小的反应，温度不变的条件下，减小压强，平衡逆向移动，CO 2的体积分数减小，则p 1、p 2的关系是p 1＜p 2；根据图示，升高温度，CO 2的体积分数减小，说明反应逆向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，因此Q ＜0。

11．如何降低大气中2CO 的含量及有效地开发利用2CO 引起了全世界的普遍重视．目前工业上有一种方法是用2CO 来生产燃料甲醇．为探究该反应原理，进行如下实验：在容积为1L 的密闭容器中，充入21molCO 和23molH ．在500℃下发生发应，
2232CO (g)+3H (g)CH OH(g)+H O(g)．实验测得2CO 和3CH OH(g)的物质的量
（n ）随时间变化如下图1所示：
（1）从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率()2v H =____________．
（2）500℃该反应的平衡常数为________（结果保留一位小数），图2是改变温度时化学。