天津市第一中学人教版高中化学选修1-第2章简答题专项经典练习卷

一、解答题
1．研究氮的化合物具有重要意义。

(1)已知N2O4(g)⇌2NO2(g)△H＞0
T1℃时若将0.100molN2O4气体放入1L密闭容器中，c(N2O)随时间的变化如表所示。

时间/s020*********
c(N2O4)/(mol•L-1)0.1000.0700.0500.0400.0400.040
①下列可作为反应达到平衡的判据是___。

A．气体的压强不变
B．混合气体平均相对分子质量不变
C．K不变
D．容器内气体的密度不变
E．容器内颜色不变
②在0～40s，化学反应速率v(NO2)为___T1℃时，N2O4平衡转化率为___，平衡常数K为___。

(2)在密闭容器中充入一定量的CO和NO气体，发生反应
2CO(g)+2N(g)⇌2CO2(g)+N2(g)△H＜0，如图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系：
①温度：T1___T2(填“＞、“＜”或“=”)。

②若在D点对应容器升温，同时扩大体积使体系压强减小，重新达到的平衡状态可能是图中A～G点中的___点(填字母)。

(3)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。

目前NH3和
(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂，它们与CO2可发生如下逆反应：
反应Ⅰ：2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)⇌(NH4)2CO3(aq)△H1
反应Ⅱ：NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)⇌NH4HCO3(aq)△H2
反应Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)⇌2NH4HCO3(aq)△H3
则△H3与△H1、△H2之间的关系是：△H3=___。

答案：ABE0.0025mol/(L•s)60%0.36＞A2ΔH2-ΔH1
【详解】
(1)①N 2O 4(无色)⇌2NO 2(红棕色)在1L 密闭容器中进行，
A ．该反应正反应为体积增大的反应，混合气体的压强不再改变，说明气体的物质的量不变，正逆反应速率相等，故A 正确；
B ．体系的混合气体的总质量不变，气体的物质的量增加，混合气体平均相对分子质量不变，正逆反应速率相等，故B 正确；
C ．K 只与温度有关，温度不变K 不变，故C 错误；
D ．无论是否反应，体系的混合气体的总质量不变，密度不变，未体现正与逆的关系，故D 错误；
E ．体系的颜色不再改变，说明二氧化氮的浓度不变，正逆反应速率相等，故E 正确； 故答案为：ABE ；
②由表可知，0～40s 时间内N 2O 4的浓度由0.10mol/L 减小为0.050mol/L ，则其反应速率为
v (N 2O 4)=11
0.10mol L -0.050mol L 40s
--=0.00125mol/(L•s)，由反应速率之比等于化学计量数之
比，则NO 2的反应速率为v (NO 2)=0.00125mol/(L·
s)×2=0.0025mol/(L·s)；根据表格数据可知60s 时反应已达平衡，所以α(N 2O 4)=11
1
0.1mol L -0.04mol L 0.1mol L ---×100%=60%；
平衡时，c (N 2O 4)=0.040mol/L ，1L 密闭容器n (N 2O 4)=0.040mol ，反应消耗n (N 2O 4)=0.1mol-0.040mol=0.06mol ，N 2O 4⇌2NO 2，此时，n (NO 2)=0.12mol ，c (NO 2)=0.12mol/L ，平衡常数为
生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，则K =
2
0.120.04
=0.36； (2)①该反应焓变小于0，为放热反应，所以相同压强条件下升高温度，平衡逆向移动，NO 的体积分数会增大，即T 1＞T 2；
②若在D 点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小，则平衡会逆向移动，NO 的体积分数增加，重新达到的平衡状态可能是图中A 点；
(3)①2NH 3(l)+H 2O(l)+CO 2(g)⇌(NH 4)2CO 3(aq) ΔH 1；②NH 3(l)+H 2O(l)+CO 2(g)⇌NH 4HCO 3(aq) ΔH 2，
根据盖斯定律2×②-①得：(NH 4)2CO 3(aq)+H 2O(l)+CO 2(g)⇌2NH 4HCO 3(aq) ΔH 3=2ΔH 2-ΔH 1。

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，3CH 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．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。

4．化学反应速率、化学平衡理论可通过大量化学实验进行验证，回答下列相关问题。

(1)227Cr O (-
橙色)在溶液中与24CrO (-黄色)存在一平衡体系，平衡体系的离子方程式
_______，若向体系中加入一定量70%的硫酸，溶液呈______色。

(2)CO 是煤气的主要成分，可与水蒸气反应生成氢气：
()()
()()222CO g H O g CO g H g H ++。

查阅资料得出相关数据如下：
该反应升高到一定温度时，反应将不能正向进行，由此判断该反应的S ___(填“>”或“<”)0。

②在容积为10L 的密闭容器中通入()0.1mol CO g 和()20.1mol H O g 发生反
应，在400℃时反应达到平衡，此时()CO g 的转化率为______。

(3)将42mol CH 和()24mol H O g 通入容积为10L 的恒容密闭容器中，发生反应：()()()()422CH g H O g CO g 3H g ++。

4CH 的平衡转化率与温度、压强的变
化关系如图所示。

①压强：1p ____2p (填“大于”“小于”或“等于”)。

A ②、
B 、
C 三点的平衡常数A K 、B K 、C K 从大到小关系是_______。

答案：222724Cr O H O
2CrO 2H -
-+
++ 橙色 ＜ 75% 小于 K C ＞K B ＞K A
【详解】 (1)
227Cr O -在溶液中与24CrO -
存在一平衡体系，其反应的离子方程式为222724Cr O H O
2CrO 2H --+
++，添加70%的硫酸时，平衡逆向移动，溶液显橙色，故
答案为：222724Cr O H O
2CrO 2H -
-+
++；橙色；
(2)①由表格数据可知，温度升高，K 值减小，说明该反应是放热反应，H ＜0，该反应升高到一定温度时，反应将不能正向进行，说明当T 较大时，G=H-T S>0，则S ＜0，故答案为：＜；
②在容积为10L 的密闭容器中通入()0.1molCO g 和()20.1molH O g 发生反应，在400℃时反应达到平衡，列出三段式：
()()()()()()
()222CO g +H O g CO g +H g mol/L 0.01
0.0100mol/L x
x
x x mol/L 0.01-x 0.01-x
x x
起始转化平衡
K=()()()
2
x 0.01-x 0.01-x =9，解得x=0.0075mol/L ，此时()CO g 的转化率为0.0075mol/L
100%0.01mol/L
⨯=75%，故答案为：75%；
(3)①反应()()
()()422CH g H O g CO g 3H g ++是气体体积增大的反应，温度不变时，
增大压强平衡逆向移动，CH 4的平衡转化率减小，由图像可知，1p 小于2p ，故答案为：小于；
②由图像可知，温度升高甲烷的平衡转化率增大，平衡正向移动，该反应是吸热反应，温度越高，平衡常数越大；温度T A <T B <T C ，平衡常数A K 、B K 、C K 从大到小关系是：K C ＞K B ＞K A ，故答案为：K C ＞K B ＞K A 。

5．硫酰氯(22SO Cl )和亚硫酰氯(2SOCl )均是重要的化工试剂，遇水发生剧烈反应，常用作脱水剂。

已知2222SO Cl (g)SCl (g)2SOCl (g)+ 1K H 5.6kJ /mol ∆=-(Ⅰ)
2222SO Cl (g)SO (g)Cl (g)+ 2K H 471.7kJ /mol ∆=+(Ⅱ)
(1)2222SO (g)Cl (g)SCl (g)2SOCl (g)++的平衡常数K =________(用1K 、2K 表
示)，H ∆=________kJ /mol 。

(2)若在绝热、恒容的密闭容器中，投入一定量的22SO Cl (g)和2SCl (g)发生反应(Ⅰ)，下列示意图能说明1t 时刻反应达到平衡状态的是________(填序号)。

(3)为研究不同条件对反应(Ⅱ)的影响，在恒温条件下，向2L 恒容密闭容器中加入0.2mol 22SO Cl ，10min 后反应(Ⅱ)达到平衡。

测得10min 内
()3112v SO 7.510mol L min ---=⨯⋅⋅。

则平衡时22SO Cl 的转化率1α=________。

若其它条
件保持不变，反应(Ⅱ)在恒压条件下进行，平衡时22SO Cl 的转化率2α________1α(填“>”、“<”或“=”)。

若要增大22SO Cl 的转化率，可以采取的措施有________(列举一种)。

(4)将2SOCl 与32AlCl 6H O ⋅混合并加热，可得到无水3AlCl ，试解释原因________。

答案：1
2
K K -477.3 bd 75% > 增大容器体积、减小压强或升高温度 2SOCl 与22lCl O A 6H ⋅中的结晶水反应生成的HC1抑制了3AlCl 的水解
【详解】
(1)反应为：SO 2(g)+Cl 2(g)+SCl 2(g)
2SOCl 2(g)，反应的化学平衡常数表达式为：
K=()()()()
22222c SOCl c SCl c Cl c SO ，该反应可由①-②得到，根据多重平衡规则，反应的化学平衡
常数为K=
1
2
K K ，根据盖斯定律，反应的焓变为△H=△H 1-△H 2=-477.3kJ/mol ，故答案为：1
2
K K ；-477.3； (2)绝热、恒容的密闭容器中，投入一定量的SO 2Cl 2(g)和SCl 2(g)，发生反应(I)，反应(I)为：SO 2Cl 2(g)+SCl 2(g)
2SOCl 2(g)，则有：
a ．达到化学平衡时，化学反应速率保持不变，不是正反应速率达到最大值，a 不合题意；
b ．当体系压强不变时，可以表明反应达到化学平衡，b 符合题意；
c ．当反应达到化学平衡时，各组分的量应保持不变，不是某两组分的量相等，c 不合题意；
d ．当达到化学平衡时，反应物的转化率保持不变，d 符合题意； 故答案为：bd ； (3)反应(Ⅱ)为：SO 2Cl 2(g)SO 2(g)+Cl 2(g)，10min 内υ(SO 2)=7.5×10-3mo1/(L•min)，根据化
学反应平均速率公式υ=
n
V t
∆∆，可以计算反应过程中SO 2转化的物质的量为△n=υV t ∆ =7.5×10-3mo1/(L•min)×2L×10min=0.15mol ，根据反应方程式，则SO 2Cl 2转化的物质的量也为0.15mol ，所以SO 2Cl 2的转化率为α1=
0.150.2mol
mol
×100%=75%，反应(Ⅱ)为气体分子数增
多的反应，随着反应的进行，体系压强增大，反应置于恒压装置进行，相当于反应过程减压，化学平衡向增压方向移动，则SO 2Cl 2的转化率增大，即α2＞α1，从总反应角度考虑，总反应为：2SO 2Cl 2(g)+SCl 2(g)
SO 2(g)+Cl 2(g)+2SOCl 2(g)，△H=△H 1+△H 2=466.1kJ/mol ，
反应吸热，且随着反应进行，体系压强增大，所以提高SO 2Cl 2的转化率，可以采取的措施为：增大容器容积、减小压强或升高温度，故答案为：75%；＞；增大容器容积（减小压强或升高温度）；
(4)将SOCl 2与AlCl 3•6H 2O 混合并加热，可得到无水AlCl 3，表明反应过程中AlCl 3水解受到抑制，考虑SOCl 2与结晶水反应生成HCl ，从而抑制AlCl 3水解，制得无水AlCl 3，则原因为：SOCl 2与AlCl 3•6H 2O 中的结晶水反应，生成的HCl 抑制了AlCl 3的水解，故答案为：SOCl 2与AlCl 3•6H 2O 中的结晶水反应，生成的HCl 抑制了AlCl 3的水解。

6．碳的化合物的转换在生产、生活中具有重要的应用，如航天员呼吸产生的2CO 用Sabatier 反应处理，实现空间站中2O 的循环利用。

Sabatier 反应：()()()()2242CO g +4H g CH g +2H O g ；
水电解反应：()
()()2222H O l 2H g +O g 电解。

I ．将原料气按()()22n CO :n H =1:4置于密闭容器中发生Sabatier 反应，测得()2H O g 的物质的量分数与温度的关系如下图所示（曲线Ⅱ表示平衡曲线）。

（1）在密闭恒温（高于100℃）恒容装置中进行该反应，下列能说明达到平衡状态的是_____。

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 ．()()22n CO :n H =1:2
（2）380℃以后曲线I 与曲线Ⅱ重合并且下降的原因是_________________。

（3）200℃达到平衡时体系的总压强为p ，该反应平衡常数p K 的计算表达式为_____。

（不必化简，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压⨯物质的量分数）
（4）Sabatier 反应在空间站运行时，下列措施能提高2CO 转化率的是_____（填标号）。

A ．适当减压B ．合理控制反应器中气体的流速
C ．反应器前段加热，后段冷却
D ．提高原料气中2CO 所占比例
Ⅱ．一种新的循环利用方案是用Bosch 反应代替Sabatier 反应。

Bosch 反应中2CO 和2H 生成了C 和()2H O g 。

（5）①已知()2CO g 、()2H O g 的生成焓分别为-394kJ/mol 、-242kJ/mol ，Bosch 反应的热化学方程式为_________________。

（生成焓指一定条件下由对应单质生成1mol 化合物时的反应热）
（6）一定条件下，若无催化剂Bosch 反应必须在高温下才能启动，而使用催化剂，则在较低温度下就能启动，试分析原因是_________________。

（7）Bosch 反应的优点是_________________。

答案：BC 该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，水蒸气含量减小
()
()
24
0.3p 0.6p 0.02p 0.08p ⨯⨯ BC ()()()()222CO g +2H g C s +2H O g ΔH=-90kJ/mol 反应的
活化能高 氢原子利用率为100%
【详解】 I ．
（1）A ．反应前后质量和体积一直不变，所以密度一直不变，不能判断是否达到平衡，故A 错误；
B ．混合气体的总物质的量在变，容器体积不变，当温度不变时，压强不变，可知混合气体的总物质的量不变，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，所以平均相对分子质量保持不变，说明反应达平衡状态，故C 正确；
D ．原料气按()()22n CO :n H =1:4发生反应
()()
()()2242CO g +4H g CH g +2H O 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 ；
（2）由于该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，水蒸气含量减小，所以380℃以后曲线I 与曲线Ⅱ重合并且下降，故答案为：该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，水蒸气含量减小；
（3）设开始时n(CO 2)为1mol 、n(H 2)=4mol ，设参加反应的n(CO 2)为x mol 该反应方程式
()()
()()2242CO g +4H g CH g +2H O g x x --起始(mol)1400转化(mol)4x 2x 平衡(mol)
1x
44x
x
2x
由图可知，水蒸气的物质的量分数为0.6，即
2x =0.61-x+4-4x+x+2x ，解得x=15
16
，则
P(CO 2)=15
1-16p =0.02p 155-216⨯
⨯
P(H 2)=154(1-)
16p =0.08p 155-216⨯⨯
⨯
P(CH 4)=1516p =0.3p 155-216⨯
⨯
P(H 2O)=15216p =0.6p 155-216
⨯
⨯
⨯
该反应平衡常数p K ＝()()
()()2424
22O P CH P H P CO P H ⨯⨯＝()()2
40.3p 0.6p 0.02p 0.08p ⨯⨯，故答案为：()
()
24
0.3p 0.6p 0.02p 0.08p ⨯⨯；
（4）A ．适当减压，平衡逆向移动，二氧化碳转化率减小，故A 错误；
B ．合理控制反应器中气体的流速，相当于增大浓度，平衡正向移动，二氧化碳转化率增大，故B 正确；
C ．反应器前段加热缩短达到平衡所用时间，后段冷却使平衡正向移动，二氧化碳转化率增大，故C 正确；
D ．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，故D 错误； 故选：BC ； Ⅱ．
（5）①根据盖斯定律和生成焓的定义可知，()()()()222CO g +2H g C s +2H O g 的△H
＝2(-242kJ/mol )-(-394kJ/mol )＝-90 kJ/mol ，故答案为：
()()()()222CO g +2H g C s +2H O g ΔH=-90kJ/mol ；
（6）催化剂可以降低反应的活化能加快反应速率，无催化剂Bosch 反应必须在高温下才能
启动，说明断裂二氧化碳和氢气所需的能量较高，即该反应的活化能较高，则一定条件下 Bosch 反应必须在高温下才能启动，故答案为：反应的活化能高；
（7）反应中氢元素完全转化为水，氢原子利用率为100%，故答案为：氢原子利用率为100%。

7．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 、CO 2和H 2)在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下： ①CO(g)+2H 2(g)CH 3OH(g) ΔH 1
②CO 2(g)+3H 2(g)CH 3OH(g)+H 2O(g) ΔH 2<0 ③CO 2(g)+H 2(g)CO(g)+H 2O(g) ΔH 3>0
回答下列问题：
(1)已知反应①中的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ΔH 1=______kJ·
mol -1。

(2)反应①的化学平衡常数K 的表达式为_______；图1中能正确反映反应①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__________。

(3)合成气的组成n (H 2)/n (CO+CO 2)＝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________。

答案：-99 322c(CH OH)
K=
c(CO)c (H )
a 反应①为放热反应，平衡常数应随温度升高变小 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 【详解】
(1)△H =反应物总键能−生成物总键能，故
△H 1=1076kJ.mol −1+2×
436kJ·mol −1−(3×413+343+465)kJ·mol −1=−99kJ·mol −1； (2)反应①为CO(g)+2H 2(g)⇌CH 3OH(g)，根据平衡常数的定义，则平衡常数为
322(CH OH)=
(CO)(H )
c K c c ；根据(1)中的计算可知，反应①正反应为放热反应，升高温度，平衡向
逆反应方向移动，平衡常数减小，故曲线a 正确反映平衡常数K 随温度变化关系； (3)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；相同温度下，反应③前后气体分子数不变，压强改变不影响其平衡移动，反应①正反应为气体分子数减小的反应，增大压强，有利于平衡向正反应方向移动，CO 的转化率增大，故增大压强有利于CO 的转化率升高，故压强：P 3＞P 2＞P 1。

8．某同学对可逆反应2NO 2(g)⇌N 2O 4(g)平衡体系进行探究。

回答下列问题：
(1)向左侧烧杯中加入NH 4NO 3晶体，观察甲瓶红棕色变浅，向右侧烧杯中加入CaO 固体，乙瓶的红棕色变深。

则该反应2NO 2(g)⇌N 2O 4(g) ΔH _____0(填“＞”“＝”或“＜”)。

(2)关闭止水夹，维持温度不变，用注射器向甲瓶中充入一定量NO 2，则此时反应2NO 2(g)⇌N 2O 4(g)浓度熵Q ______K (填“＞”、“＝”或“＜”)，平衡将_______(填“正向”“逆向”或“不”)移动，颜色比原来______(填“深”“浅”或“不变”)，再次达平衡时，NO 2的转化率将______(填“增大”“减小”或“不变”)。

(3)查阅资料可知，F. Daniels 等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N 2O 5(g)分解反应：
Ⅰ.2N 2O 5(g)→4NO 2(g)+O 2(g) [t=∞时，N 2O 5(g)完全分解] Ⅱ.2NO 2(g)⇌N 2O 4(g)
反应体系的总压强p 随时间t 的变化如图所示：
①研究表明，N 2O 5(g)分解的反应速率(
)253
1
N O υ210p kPa min --=⨯⨯⋅。

则此时
v (N 2O 5)=________kPa·min −1。

②若提高反应温度至35℃，则N 2O 5(g)完全分解后体系压强p ∞(35℃)____65.8 kPa (填“大于”“等于”或“小于”)，原因是_________。

③25℃时N 2O 4(g)⇌2NO 2(g)反应的平衡常数K p =_______kPa(K p 为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数)。

答案：＜ ＜ 正向 深 增大 6.24×
10－2 大于 体积不变，温度升高，压强增大；反应Ⅱ为放热反应，升温，平衡逆向移动，反应体系气体物质的量增加，压强增大 23.0 【详解】
(1)向右侧烧杯中加入CaO 固体，CaO 与水反应生成氢氧化钙，并发出大量的热，乙瓶的红棕色变深，说明可逆反应2NO 2(g)⇌N 2O 4(g)平衡逆向移动，则该反应2NO 2(g)⇌N 2O 4(g)正反应方向放热，ΔH ＜0；
(2)关闭止水夹，维持温度不变，用注射器向甲瓶中充入一定量NO 2，NO 2浓度增大，平衡正向移动，则此时反应2NO 2(g)⇌N 2O 4(g)浓度熵Q ＜K ，颜色比原来深，再次达平衡时，NO 2的转化率将增大；
(3)①在刚性反应器中，容器的体积不变，气体的分压与物质的量成正比，故此题中可用p 代替物质的量使用，t=1h 时，测得体系中2O p =2.4 kPa ，则此时25N O p =(36-2.4×2)kPa=31.2 kPa ，根据N 2O 5(g)分解的反应速率(
)253
1
N O υ210p kPa min --=⨯⨯⋅，则此时v (N 2
O 5
)=
31.2kPa ×2×10-3 =6.24×10－2kPa·min −1；
②根据pV =nRT ，恒容容器中，升高温度，T 增大，所以总压强p 增大。

反应Ⅱ为放热反应，温度提高，平衡左移，体系物质的量增加，因此总压强大于65.8kPa ； ③根据反应2N 2O 5(g)→4NO 2(g)+O 2(g)，当N 2O 5完全分解时，2O p =
1
2
×36kPa ，则2NO p +24N O p =(65.8-
12
×36) kPa ，根据反应前后氮原子守恒可知：2NO p +224N O p =36kPa×2=72kPa ，解得 2NO p =23.6kPa ，24N O p =24.2kPa ，则25℃时
N 2O 4(g)⇌2NO 2(g)反应的平衡常数K p = ()2
222423.6kPa p NO pN O 2=
4.2kPa
=23.0kPa 。

9．(1)反应的分类研究：从能量变化角度分，将反应分为放热反应和吸热反应。

下列反应中能量变化符合图中所示的是__________(填序号)
A ．铁片与稀盐酸反应
B ．灼热的碳与CO 2反应
C ．Ba(OH)2·8H 2O 与NH 4Cl 反应
D ．甲烷在氧气中的燃烧反应
(2)在一定条件下，N 2和H 2完全反应生成1molNH 3放热46.0kJ 热量。

写出氢气和氮气反应生成氨的热化学方程式__________
(3)氢气在工业合成中应用广泛，通过下列反应可以制备甲醇 ⅰ.CO(g)+2H 2(g)=CH 3OH(g) ∆H=-90.8kJ·mol -1 ⅱ.CO 2(g)+H 2(g)=CO(g)+H 2O(g) ∆H=+41.3kJ·mol -1
①请写出由CO 2和H 2制取甲醇的热化学方程式：________。

②根据以上信息判断CO 2与H 2制取甲醇的反应在_________(填“高温”或“低温”)条件下可自发进行。

③当温度为850℃，反应ⅱ的化学平衡常数K=1.0，某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见表：
说明理由______。

A ．v(正)>v(逆)
B ．v(正)<v(逆)
C ．v(正)=v(逆)
D ．无法判断 答案：BC ()()
()
-1223N g +3H g 2NH g ΔH=-92kJ mol ⋅
()()()()
-12232CO g +3H g CH OH g +H O g ΔH=-49.5kJ mol ⋅ 低温 B
0.58.5v v Q==1.0625>1=K 2.0 2.0v v ⨯
⨯所以平衡逆向移动，v <v 正逆
【详解】
(1)根据图示可知，生成物的总能量大于反应物的总能量，故对应的反应为吸热反应： A ．铁片与稀盐酸反应是放热反应，A 不选；
B ．灼热的碳与CO 2反应生成CO ，是吸热反应，B 选；
C ．Ba(OH)2·8H 2O 与NH 4Cl 反应是吸热反应，C 选；
D ．甲烷在氧气中的燃烧反应是放热反应，D 不选； 综上所诉，答案为BC ；
(2)在一定条件下，N 2和H 2完全反应生成1molNH 3放热46.0kJ 热量，则氢气和氮气反应生成氨是吸热反应，可写出热化学方程式为：
()()()
-1223N g +3H g 2NH g ΔH=-92kJ mol ⋅；
(3)①由盖斯定律可知，由反应ⅰ+反应ⅱ可得：CO 2和H 2制取甲醇的热化学方程式：
()()
()()
-12232CO g +3H g CH OH g +H O g ΔH=-49.5kJ mol ⋅；
②根据以上信息判断CO 2与H 2制取甲醇是放热、熵减反应，有ΔH<0ΔS<0，，由吉布斯自由能可知：ΔG=ΔH-T ΔS<0的反应可自发进行，故该反应在低温条件下可自发进行；
③当温度为850℃，反应ⅱ的化学平衡常数K=1.0，根据表格信息可知，在该时刻下，该
反应的平衡常数为：
0.58.5
v v
Q==1.0625>1=K
2.0 2.0
v v
⨯
⨯
，所以平衡逆向移动，故v<v
正逆
；答
案选B。

10．氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用，合成氨工业在国民生产中有重要意义。

以下是关于合成氨的有关问题，请回答：（1）若在一个容积为2L的密闭容器中加入0.2mol的N2和0.6mol的H2，在一定条件下发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，若在5分钟时反应达到平衡，此时测得NH3的物质的量为0.2mol。

则前5分钟的平均反应速率v(N2)=____。

平衡时H2的转化率为
____。

（2）平衡后，若要提高H2的转化率，可以采取的措施有___。

A．加了催化剂
B．增大容器体积
C．降低反应体系的温度
D．加入一定量N2
（3）若在2L的密闭容器中，一定量的氮气和氢气进行如下反应：N2(g)＋
3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，其化学平衡常数K与温度T的关系如表所示：
①试比较K1、K2的大小，K 1____K2(填“<”、“>”或“=”)；
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是___(填序号字母)。

A．容器内N2、H2、NH3的物质的量浓度之比为1∶3∶2
B．v(N2)正=3v(H2)逆
C．容器内压强保持不变
D．混合气体的密度保持不变
③400℃时，反应2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的化学平衡常数为___。

若某时刻测得
NH3、N2和H2物质的量均．为2mol时，则该反应的v(N2)正___v(N2)逆(填“<”、“>”或“=”)。

答案：01mol·L-1·min-150%CD>C2>
【详解】
(1)5min达平衡，△c(NH3)=0.1mol/L，所以v(NH3)=0.1/
5min
mol L
，=0.02mol/(L•min)，根据反
应速率之比等于系数之比，则v(N2)=1
2
×0.02mol/(L•min)=0.0mol/(L•min)；
△c(NH3)=0.1mol/L，浓度变化量之比等于化学计量数之比，所以△c(H2)=
32△c(NH 3)=3
2
×
0.1mol/L=0.15mol/L ，故参加反应的氢气的物质的量为0.15mol/L×2L=0.3mol ，所以氢气的转化率为0.3100%0.6mol
mol
⨯=50%； 故答案为：0.01mol·
L -1·min -1；50%； (2) A ．催化剂不改变平衡移动，故A 错误；
B ．增大容器体积，相当于减小压强，平衡逆反应方向移动，故B 错误；
C ．反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应移动，故C 正确；
D ．加入一定量N 2，平衡向正反应方向移动，故D 正确。

故答案为CD ；
(3) ①该反应正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，生成物浓度减小，反应物浓度增大，所以K 1＞K 2，故答案为：＞；
②N 2(g)+3H 2(g)⇌2NH 3(g) △H ＜0，反应是气体体积减小的放热反应，则
A ．容器内各物质的浓度之比等于计量数之比，不能证明正逆反应速率相等，故A 错误；
B ．不同物质的正逆反应速率之比等于其计量数之比是平衡状态，3υ(N 2)(正)=υ(H 2)(逆)是平衡状态，故B 错误；
C ．容器内压强不变，气体的物质的量不变，该反应达平衡状态，故C 正确；
D ．如果是在密闭容器中反应，质量不变，体积不变，密度始终不变，故D 错误； 故答案为：C ；
③400℃时，反应2NH 3(g)⇌N 2(g)+3H 2(g)的化学平衡常数K 的值和反应2NH 3(g)⇌N 2(g)+3H 2(g)的平衡常数呈倒数，所以K=
1
20.5
=，容器的体积为0.5L ，NH 3和N 2．H 2的物质的量浓度分别为：6mol/L 、4mol/L 、2mol/L ，400℃时，浓度商
Q c =32
42869⨯=<K=2，说明反应正向进行，因此有v(N 2)正＞v(N 2)逆；故答案为：2；＞。

【点睛】
考查化学平衡常数及影响因素、意义，反应速率计算等，注意化学平衡常数大小说明反应进行程度，与反应难易无关、与反应速率无关。

11．甲醇在工业生产中有重要作用。

工业上利用 CO 和 H 2在催化剂的作用下合成甲醇：
()23CO g 2H (g)
CH OH(g)+ΔH ，下表是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K ）
并达到平衡后， 保持其他条件不变，对容器增大压强，此反应的化学反应平衡常数_____ （填“变大”“变小”或“不变”）。

（2）某温度下，在容积为2L 的密闭容器中充入1molCO 与2mol H 2充分反应合成甲醇。

①2s 后达到平衡，测得平衡时()1
2H 0.2mol L c -=⋅，则 CO 的反应速率为 ____。