1、第6讲化学反应速率和化学平衡主干知识数码记忆一、小试能力知多少(判断正误)(1)( 在2SO2(g)O2(g)2SO3(g) 反应中，t1、t2时刻，SO3(g)浓度分别是c1、c2，则t1t2时间内，SO3(g)生成的平均速率为v()(2)(2013山东高考)CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(g)Hv2v3Bv3v2v1Cv1v3v2 Dv2v3v1解析：选A影响化学反应速率的主要因素是反应物自身的性质，由于镁的活动性比铁强，所以与相同浓度的盐酸反应时，镁条放出氢气的速率大，反应物浓度也影响反应速率，在一定范围内，速率与浓度成正比，故v2v3。演练2(2013福建高考)NaHSO3溶液
2、在不同温度下均可被过量KIO3氧化，当NaHSO3完全消耗即有I2析出，根据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020 molL1NaHSO3(含少量淀粉)10.0 mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0 mL混合，记录1055间溶液变蓝时间，55时未观察到溶液变蓝，实验结果如上图。据图分析，下列判断不正确的是()A40之前与40之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反B图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等C图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0105 molL1s1D温度高于40时，淀粉不宜用作该试验的指示剂解析：选BA项，由图像可知40 之前变蓝的时间在
3、加快，40之后的变蓝时间在减慢；B 项，虽然变蓝时间都是64 s，但是二者处在不同的阶段，所以反应速率不相等，b 点比c点的反应速率大；C 项，c(NaHSO3)1030.004 molL1，t80 s，所以v(NaHSO3)5.0105molL1s1；D 项，当温度高于40，变蓝时间变长以及当温度高于55时不出现蓝色，所以此时淀粉不是合适的指示剂。一、小试能力知多少(判断正误)(1)(2012四川高考)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()(2)(2013山东高考)CO(g)H2O(g)H2(g)CO2(
4、g)H0，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()(3)(2012江苏高考)N2(g)3H2(g)=2NH3(g)H0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是()选项xyA温度容器内混合气体的密度BCO的物质的量CO2与CO的物质的量之比CSO2的浓度平衡常数KDMgSO4的质量(忽略体积)CO的转化率解析A项，升高温度，平衡正向移动，气体的质量增加，体积不变，密度增大，正确；B项，CO2与CO的物质的量之比实际等于CO的转化率，增加CO的量，平衡正向移动，根据勒夏特列原理，可得出CO转化率减小，错
5、误；C项，平衡常数只与温度有关，错误；D项，因MgSO4为固体，增加其量，平衡不移动，CO的转化率不变，错误。答案A解答化学平衡图像题的“三看”、“两法”演练1(2013全国大纲卷)反应X(g)Y(g)2Z(g)；H0，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的转化率增大解析：选D本题考查外界因素对化学平衡移动的影响，意在考查考生对化学平衡移动、反应物的转化率及产物的产率等知识的掌握情况以及分析问题、解决问题的能力。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
6、剂可同时同倍数改变正、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。演练2(2013上海高考)镍具有优良的物理和化学特性，是许多领域尤其是高技术产业的重要原料。羰基法提纯粗镍涉及的两步反应依次为：Ni(S)4CO(g)Ni(CO)4(g)H0Ni(CO)4(g)Ni(S)4CO(g)完成下列填空：(1)在温度不变的情况下，要提高反应(1)中Ni(CO4)的产率，可采取的措施有_、_。(2)已知在一定条件下的2L密闭容器中制备Ni(CO)4，粗镍(纯度98.5%，
7、所含杂质不与CO反应)剩余质量和反应时间的关系如下图所示。Ni(CO)4在010 min的平均反应速率为_。(3)若反应(2)达到平衡后，保持其他条件不变，降低温度，重新达到平衡时_。a平衡常数K增大bCO的浓度减小cNi的质量减小 dv逆Ni(CO)4增大(4)简述羰基法提纯粗镍的操作过程：_。解析：(1)反应是正反应气体体积缩小的放热反应，根据平衡移动原理，在温度不变的情况下采取增大CO浓度，增大压强的方法提高产率；(2)根据题意，反应的Ni为1 mol，则生成Ni(CO)4为1 mol，反应速率为1/(210)0.05 molL1min1；(3)反应是正反应气体体积增大的吸热反应，降低温
8、度平衡逆向移动，平衡常数K、CO的浓度、Ni的质量、v逆Ni(CO)4减小；(4)根据反应的特点可提纯粗镍。答案：(1)增大CO浓度加压(2)0.05 molL1min1(3)bc(4)把粗镍和CO放于一个水平放置的密闭的玻璃容器中，然后在低温下反应，一段时间后在容器的一端加热一、小试能力知多少(判断正误)(1)(2013临沂模拟)反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)的平衡常数表达式为K( )(2)(2012山东高考)将1 mol N2O4充入一恒压容器中进行反应N2O4(g)2NO2(g)。若在相同温度下，上述反应改在体积为1 L的恒容容器中进行，平衡常数增大 ()(3)(2013南
9、京模拟)可逆反应的平衡常数与温度有关，所以升高温度，平衡常数一定增大。( )(4)(2013惠州模拟)在其他条件不变的情况下，对于反应2SO2O22SO3，增大压强或增大O2的浓度，K值增大()二、必备知识掌握牢1化学平衡常数表达式的书写对于反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，K。注意：固体、纯液体的浓度视为常数，不包含在化学平衡常数的表达式中；K只受温度的影响，当温度不变时，K值不变；化学平衡常数表达式与化学方程式的书写形式有关，对于同一个化学反应，当化学方程式的计量数发生变化时，平衡常数的数值也发生变化；当化学方程式逆向书写时，平衡常数为原平衡常数的倒数。2化学平衡常数的应用(
10、1)判断反应进行的程度。对于同类型的反应，K值越大，表示反应进行的程度越大；K值越小，表示反应进行的程度越小。(2)判断反应进行的方向。若任意状态下的生成物与反应物的浓度幂之积的比值为Qc，则QcK，反应向逆反应方向进行 ；QcK，反应处于平衡状态；Qc0 。下列分析错误的是()A增大反应体系的压强，反应速率可能加快B加入碳粉，平衡向右移动，原因是碳与O2反应，降低了生成物的浓度且放出热量C电解熔融的Al2O3和AlCl3溶液均能得到单质铝D将AlCl36H2O在氯化氢气流中加热，也可制得无水氯化铝解析：选C电解氯化铝溶液时，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气，所以不能得到铝单
11、质，C错误。3在容积不变的密闭容器中进行反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0)达到平衡。缩小容器体积，重新达到平衡时，C(g)的浓度与缩小体积前的平衡浓度相等。以下分析不正确的是()A产物B的状态只能为固态或液态B平衡时，单位时间内n(A)消耗n(C)消耗11C保持体积不变，向平衡体系中加入B，平衡可能向逆反应方向移动D若开始时向容器中加入1 mol B和1 mol C，达到平衡时放出热量小于Q解析：选C若B是气体，平衡常数Kc(B)c(C)，若B是非气体，平衡常数Kc(C)，由于C(g)的浓度不变，因此B是非气体，A正确，C错误，根据平衡的v(正)v(逆)可知B正确(注意，不是浓
12、度消耗相等)；由于反应是可逆反应，因此达到平衡时放出热量小于Q，D项正确。5(2012重庆高考)在一个不导热的密闭反应器中，只发生两个反应：a(g)b(g)2c(g)H10进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功)，下列叙述错误的是()A等压时，通入惰性气体，c的物质的量不变B等压时，通入z气体，反应器中温度升高C等容时，通入惰性气体，各反应速率不变D等容时，通入z气体，y的物质的量浓度增大解析：选A等压时，通入惰性气体后，第二个反应平衡向左移动，反应器内温度升高，第一个反应平衡向左移动，c的物质的量减小，选项A错误。等压下通入z气体，第二个反应平衡向逆反应方向(放热反应方向)移动，所以
13、体系温度升高，选项B正确。选项C，由于容器体积不变，通入惰性气体不影响各种物质的浓度，所以各反应速率不变。选项D，等容时，通入z气体，第二个反应平衡向逆反应方向移动，y的物质的量浓度增大。6(2013重庆高考改编)将E和F加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E(g)F(s)2G(g)。忽略固体体积，平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示：压强/MPa体积分数/%温度/1.02.03.081054.0ab915c75.0d1 000ef83.0 bf 915、2.0 MPa时E的转化率为60% 增大压强平衡左移 K(1 000)K(810)上述中正确的有()A4个B3个C2个 D
14、1个解析：选Aa与b、c与d、e与f之间是压强问题，随着压强增大，平衡逆向移动，G的体积分数减小，b75%，e83%；c、e是温度问题，随着温度升高，G的体积分数增大，所以正反应是一个吸热反应，所以，K(1 000)K(810)；f的温度比b的高，压强比b的小，所以fb。而，可以令E为1 mol，转化率为，则有2/(1)75%，60%，正确。该反应是一个气体分子数增大的反应，增大压强平衡左移，所以正确。因为该反应正向吸热，升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，故正确。7下列说法错误的是()A对于A(s)2B(g)3C(g)H0，若平衡时C的百分含量跟条件X、Y的关系如图所示，则Y可能表示温度，X
15、可能表示压强，且Y3Y2Y1B已知可逆反应4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H1 025 kJmol1。若反应物起始物质的量相同，则图可表示温度对NO的百分含量的影响C已知反应2A(g)B(？)2C(？)Q(Q0)，满足如图所示的关系，则B、C可能均为气体D图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图，则该反应的正反应是一个气体体积增大的反应解析：选D选项A：根据热化学方程式可知正反应为吸热反应，则升高温度，平衡正向移动，C的百分含量增大，所以X不可能表示温度，若Y表示温度，则Y3最大。因为物质A为固态，所以正反应为气体体积增大的反应，即增大压强，平衡逆向移动，C的百
16、分含量减小，因此X可能表示压强。选项B：根据升高温度，平衡向吸热反应方向移动(即逆反应方向移动)，导致NO的百分含量随温度的升高而减少，但达到平衡所需的时间短，可确定该选项正确。选项C：由图像可知升高温度，气体的平均摩尔质量减小。根据方程式可判断正反应为吸热反应，所以升高温度平衡正向移动。若B、C均为气体，符合图所示的关系。8有甲、乙两个相同的恒容密闭容器，体积均为0.25 L，在相同温度下均发生可逆反应：X2(g)3Y2(g)2XY3(g)H92.6 kJmol1。实验测得起始、平衡时的有关数据如表所示：容器编号起始时各物质的物质的量/mol平衡时体系能量的变化X2Y2XY3甲130放出热量
17、：23.15 kJ乙0.92.70.2放出热量：Q下列叙述错误的是()A若容器甲体积为0.5 L，则平衡时放出的热量小于23.15 kJB容器乙中达平衡时放出的热量Q23.15 kJC容器甲、乙中反应的平衡常数相等D平衡时，两个容器中XY3的体积分数均为1/7解析：选B平衡常数属于温度的函数，相同温度下两容器中反应的平衡常数相同。若容器甲的体积增大一倍，平衡逆向移动，故放出的热量小于23.15 kJ。根据热量的变化可计算出XY3的生成量。9(2013山东高考)化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体，发生如下反应：TaS2(s)2I2(g)TaI4(g
18、)S2(g)H0()反应()的平衡常数表达式K_，若K1，向某恒容容器中加入1 mol I2(g)和足量TaS2(s)，I2(g)的平衡转化率为_。(2)如图所示，反应()在石英真空管中进行，先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量I2(g)，一段时间后，在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体，则温度T1_T2(填“”、“”或“”)。上述反应体系中循环使用的物质是_。(3)利用I2的氧化性可测定钢铁中硫的含量。做法是将钢样中的硫转化成H2SO3，然后用一定浓度的I2溶液进行滴定，所用指示剂为_，滴定反应的离子方程式为_。(4)25时，H2SO3HSOH的电离常数Ka1102 mol
19、L1，则该温度下NaHSO3水解反应的平衡常数Kb_molL1，若向NaHSO3溶液中加入少量的I2，则溶液中将_(填“增大”、“减小”或“不变”)。解析：本题考查化学反应速率、化学平衡及相关计算，意在考查考生灵活分析问题的能力。(1)在有气体参与的反应中，固体和液体的浓度不列入化学平衡常数表达式中。设容器的容积是V L，TaS2(s)2I2(g)TaI4(g)S2(g)起始浓度/ molL11/V 00转化浓度/ molL1 2x x x平衡浓度/ molL1(1/V2x) x x则K1，x，则I2(g)的平衡转化率是66.7%。(2)根据平衡移动及物质的提纯，在温度T1端得到纯净的TaS2
20、晶体，即温度T1端与T2端相比，T1端平衡向左移动，则T1T2。生成物I2(g)遇冷可在管壁上凝结成纯净的I2(s)，从而循环利用。(3)碘单质遇淀粉溶液变蓝色，当滴入最后一滴I2溶液时溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色，则说明达滴定终点。由I22e2I，H2SO32eSO，根据得失电子数相等则有I2H2SO3，再结合原子守恒和电荷守恒配平。(4)H2SO3的电离常数表达式为Ka，NaHSO3的水解反应的平衡常数Kh11012。加入I2后HSO被氧化为H2SO4，c(H)增大，c(OH)减小，Kh不变，由Kh得，所以该比值增大。答案：(1)66.7%(2)I2(3)淀粉I2H2SO3H2O=
21、4H2ISO (4)11012增大10(2013新课标全国卷)在1.0 L密闭容器中放入0.10 mol A (g)，在一定温度进行如下反应：A(g)B(g)C(g)H85.1 kJmol1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表：时间t/h0124816202530总压强p/100 kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53回答下列问题：(1)欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为_。(2)由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率(A)的表达式为_，平衡时A的转化率为_，列式并计算反应的平衡常数K_。(3)由总压强p和起始压强p0表示反应体系的
22、总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A)，n总_mol，n(A)_mol。下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算a_。反应时间t/h04816c(A)/(molL1)0.10a0.0260.006 5分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(t)的规律，得出的结论是_，由此规律推出反应在12 h时反应物的浓度c(A)为_molL1。解析：本题考查化学平衡知识，意在考查考生对平衡转化率、化学平衡常数及物质浓度计算方法的掌握程度，同时考查考生思维的灵活性。(1)A(g)B(g)C(g)的正向反应是一个气体体积增大的的吸热反应，故可通过降低压强、升温等方法提高A的转化率。(2)在温度一定、
23、容积一定的条件下，气体的压强之比等于其物质的量(物质的量浓度)之比。求解平衡常数时，可利用求得的平衡转化率并借助“三段式”进行，不能用压强代替浓度代入。(3)n(A)的求算也借助“三段式”进行。a0.051，从表中数据不难得出：每隔4 h，A的浓度约减少一半，依此规律，12 h时，A的浓度为0.013 moL/L。答案：(1)升高温度、降低压强(2)(1)100%94.1%A(g) B(g) C(g)起始浓度/molL1 0.10 00转化浓度/molL1 0.1094.1% 0.1094.1% 0.1094.1%平衡浓度/molL1 0.10(194.1%) 0.1094.1% 0.1094
24、.1%K1.5 molL1(3)0.100.10(2)0.051达到平衡前每间隔4 h，c(A)减少约一半0.013B卷(强化选做卷)1(2013临沂模拟)化学反应4A(s)3B(g)2C(g)D(g)，经2 min，B的浓度减少0.6 mol/L。对此反应速率的表示正确的是()A用A表示的反应速率是0.4 mol(Lmin)1B分别用B、C、D表示的反应速率其比值是321C2 min末的反应速率用B表示是0.3 mol(Lmin)1D2 min内，v正(B)和v逆(C)表示的反应速率的值都是逐渐减小的解析：选B不能用固体表示化学反应速率，A不正确；化学反应速率是平均速率，而不是即时速率，C不
25、正确；2 min内，v正(B)的速率逐渐减小而v逆(C)逐渐增大，D不正确。2(2013安徽马鞍山模拟)可逆反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，根据下表中的数据判断下列图像错误的是()压强转化率温度p1(MPa)p2(MPa)40099.699.750096.997.8解析：选C从表中数据可知，升高温度，转化率降低，故正反应放热，H0；增大压强，平衡正向移动，转化率增大，故有p1v(逆)，错误；D项，升高温度，正逆反应速率均增大，平衡逆向移动，正确。3(2013淮安模拟)已知2SO2(g)O2(g)2SO3(g)Ha kJmol1(a0)。恒温恒容下，在10 L的密闭容器中加入0.1
26、mol SO2和0.05 mol O2，经过2 min达到平衡状态，反应放热0.025 a kJ。下列判断正确的是()A在2 min内，v(SO2)0.25 molL1min1B若再充入0.1 mol SO3，达到平衡后SO3的质量分数会减小C在1 min时，c(SO2)c(SO3)0.01 molL1D若恒温恒压下，在10 L的密闭容器中加入0.1 mol SO2和0.05 mol O2，平衡后反应放热小于0.025a kJ解析：选CA项，在2 min内，v(SO2)0.002 5 molL1min1；B项，“再充入0.1 mol SO3”等同于“再充入0.1 mol SO2和0.05 mo
27、l O2”，此时相当于加压，反应物平衡转化率提高，达到平衡后SO3的质量分数增大；C项，根据硫原子守恒，该反应体系中任何时刻都有c(SO2)c(SO3)0.01 molL1；D项，2SO2(g)O2(g)2SO3(g)的正反应是一个气体物质的量减小的反应，在恒温恒容条件下，随着反应正向进行，容器内的压强减小，而恒温恒压条件下则相当于在原恒温恒容反应体系的基础上加压，反应物的平衡转化率提高，平衡后反应放热大于0.025a kJ。4(2013郑州模拟)将a L NH3通入某恒压的密闭容器中，在一定条件下让其分解，达到平衡后气体体积增大到b L(气体体积在相同条件下测定)。下列说法中正确的是()A平
28、衡后氨气的分解率为100%B平衡混合气体中H2的体积分数为100%C反应前后气体的密度比为D平衡后气体的平均摩尔质量为 g解析：选B设分解的NH3为x L，则2NH3(g)N2(g)3H2(g)起始体积(L): a 0 0转化体积(L): x x平衡体积(L): ax x根据题中信息可知，axxb，即xba，平衡后NH3的分解率为100%100%A项错误；平衡混合气体中H2的体积分数为100%100%，B项正确；由于反应前后气体的质量(设为m g)不变，再根据密度的定义可得反应前后气体的密度之比为，C项错误；摩尔质量的单位为g/mol，D项错误。5(2013山东省实验中学模拟)在一定温度下，向
29、a L密闭容器中加入1 mol X气体和2 mol Y气体，发生如下反应：X(g)2Y(g)2Z(g)，此反应达到平衡的标志是()A容器内密度不随时间变化B容器内各物质的浓度不随时间变化C容器内X、Y、Z的浓度之比为122D单位时间消耗0.1 mol X同时生成0.2 mol Z解析：选B该反应是一个反应前后气体体积减小的化学反应，达到化学平衡状态时，同一物质的正逆反应速率相等，各种物质的含量不变。A项，容器的体积不变，混合气体质量不变，其密度始终不变，故错误。B项，容器内各种物质的浓度不变即达到平衡状态，故正确。C项，各种物质的浓度之比与反应初始量和转化率有关，故错误。D项，无论反应是否达到
30、平衡状态，都是单位时间消耗0.1 mol X同时生成0.2 mol Z，故错误。6已知反应：CO(g)CuO(s)CO2(g)Cu(s)和反应：H2(g)CuO(s)Cu(s)H2O(g)在相同的某温度下的平衡常数分别为K1和K2，该温度下反应：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)的平衡常数为K。则下列说法正确的是()A反应的平衡常数K1B反应的平衡常数KC对于反应，恒容时，温度升高，H2浓度减小，则该反应的焓变为正值D对于反应，恒温恒容下，增大压强，H2浓度一定减小解析：选B。在书写平衡常数表达式时，纯固体不能表示在平衡常数表达式中，A错误。由于反应反应反应，因此平衡常数K，B正确。
31、反应中，温度升高，H2浓度减小，则平衡向左移动，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，应为H0，C错误。对于反应，在恒温恒容下，增大压强，如充入稀有气体，则平衡不移动，H2的浓度不变，D错误。7在某温度下，将2 mol A和3 mol B充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)B(g)C(g)D(g)，5 min后达到平衡，已知各物质的平衡浓度的关系为ca(A)c(B)c(C)c(D)。若在温度不变的情况下，将容器的体积扩大为原来的10倍，A的转化率没有发生变化，则B的转化率为()A60%B40%C24% D4%解析：选B在温度不变的情况下将容器的体积扩大10倍，A的转化率没有发生改变，说明该反
32、应为反应前后气体体积不变的反应，所以a1。B的转化率也没有发生变化，所以与没有扩大容器体积前一样。设容器的体积为V，转化的A的物质的量为x，则达到平衡时A、B、C、D的物质的量分别为2 molx、3 molx、x、x。根据ca(A)c(B)c(C)c(D)可知(x/V)2(2/Vx/V)(3/Vx/V)，解得x1.2 mol，所以B的转化率为1.2 mol/3 mol100%40%，B对。8(2013大连模拟)在100时，将0.40 mol NO2气体充入2 L密闭容器中，每隔一段时间对该容器的物质进行测量，得到的数据如下表：时间(s)020406080n(NO2)(mol)0.40n10.2
33、6n3n4n(N2O4)(mol)0.000.05n20.080.08下列说法中正确的是()A反应开始20 s内NO2的平均反应速率是0.001 molL1s1B80 s时混合气体的颜色与60 s时颜色相同，比40 s时的颜色深C80 s时向容器内加0.32 mol He，同时将容器扩大为4 L，则平衡不移动D若起始投料为0.20 mol N2O4，相同条件下达到平衡，则各组分的含量与原平衡相同解析：选D选项A，由表中数据可知，从反应开始至20 s时，v(N2O4)0.001 25 molL1s1，则v(NO2)2v(N2O4)20.001 25 molL1s10.002 5 molL1s1，
34、A错误；选项B,60 s时处于化学平衡状态，NO2的物质的量不再变化，所以80 s时与60 s时混合气体颜色相同，但n3n40.240.26，所以比40 s时颜色浅，B错误；选项C，向该密闭容器中再充入0.32 mol He，并把容器体积扩大为4 L，He为惰性气体，不参与反应，增大体积，对参加反应的气体来说，相当于是压强减小，则平衡向生成NO2的方向移动，C错误；选项D,0.40 mol NO2与0.20 mol N2O4相当，若在相同条件下，最初向该容器充入的是0.20 mol N2O4，能够达到同样的平衡状态，D正确。9(2013福建德化模拟)(1)一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中
35、，一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO)：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)。根据题意和所给图像完成下列各题：反应达到平衡时，平衡常数表达式K_。升高温度，K值_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)一定温度下，将3 mol A气体和1 mol B气体通入一密闭容器中，发生如下反应：3A(g)B(g)xC(g)。若容器体积固定为2 L，反应2 min时测得剩余0.6 mol B，C的浓度为0.4 molL1。请填写下列空白：x_。平衡混合物中，C的体积分数为50%，则B的转化率是_。解析：(1)化学平衡常数是在一定条件下的可逆反应中，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度
36、的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据反应的方程式可知，该反应的平衡常数表达式是K。根据图像可知，温度越高，甲醇的含量越低。说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，即正反应是放热反应，所以升高温度，K值减小。(2) 3A(g) B(g) xC(g)起始浓度(molL1) 1.5 0.5 0转化浓度(molL1) 0.6 0.2 0.2x2 min时浓度(molL1) 0.9 0.3 0.2x所以根据题意可知0.2x0.4所以x2 3A(g) B(g) 2C(g)起始浓度(molL1) 1.5 0.5 0转化浓度(molL1) 3y y 2y平衡浓度(molL1) 1.53y 0.5y 2y所
37、以根据题意可知0.5解得y1/3所以B的转化率是1/30.5100%66.67%答案：(1)减小(2)266.7%10(2013武汉模拟)合成氨工业的核心反应是：N2(g)3H2(g)2NH3(g)HQ kJmol1，能量变化如下图，回答下列问题：(1)在反应体系中加入催化剂，反应速率增大，E1和E2的变化是：E1_，E2_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)在500、2107Pa和催化剂条件下向一密闭容器中充入0.5 mol N2和1.5 mol H2，充分反应后，放出的热量_ 46.2 kJ(填“”或“”)。(3)关于该反应的下列说法中，正确的是_。AH0，S0BH0，S0CH0 D
38、H0，S0(4)将一定量的N2(g)和H2(g)放入1 L密闭容器中，在500、2107Pa下达到平衡，测得N2为0.10 mol，H2为0.30 mol，NH3为0.10 mol。计算该条件下达到平衡时H2转化为NH3的转化率_。若升高温度，K值变化_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(5)在上述(4)反应条件的密闭容器中，欲提高合成氨中H2的转化率，下列措施可行的是_(填字母)。A向容器中按原比例再充入原料气B向容器中再充入惰性气体C改变反应的催化剂D分离出氨气解析：(1)在反应体系中加入催化剂，降低了反应的活化能，即E1减小，E2减小，反应热不变。(2)由图像可知N2(g)3H2(g)
39、2NH3(g)H92.4 kJmol1，使用催化剂，加快了反应速率，但平衡并不移动，平衡转化率不变，上述反应仍不能进行彻底，故0.5 mol N2和1.5 mol H2充分反应后放出的热量应小于46.2 kJ。(3)由图可知H0，根据反应方程式可知气体的物质的量减小，S0。(4) N2(g)3H2(g)2NH3(g)起始： m n 0转化： x 3x 2x平衡： mx n3x 2x根据题意mx0.1 moln3x0.3 mol2x0.1 mol故x0.05 molm0.15 moln0.45 mol(H2)100%33.3%。H0，升温，平衡左移，K值减小。(5)欲提高H2的转化率应使平衡右移
40、，向容器中按原比例再充入原料气，相当于增大压强，平衡右移，A可行，B中充惰性气体对平衡无影响，C中改变催化剂不改变平衡移动，D中分离出氨气，平衡右移，方法可行，故选A、D。答案：(1)减小减小(2)”或“S2，在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是_(填代号)。(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)2NO2(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H1867 k
41、J/mol2NO2(g)N2O4(g)H256.9 kJ/mol写出CH4(g)催化还原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式：_。将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。如图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应式为_。常温下，0.1 molL1的HCOONa溶液pH为10，则HCOOH的电离常数Ka_。解析：(1)由图中曲线可以看出，在催化剂表面积相同的情况下，T1温度时先达到平衡，则T1T2，但温度高时CO2的浓度小，说明升高温度平衡逆向移动，该反应的正反应为放热反应，即H0。v(
42、N2)v(CO2)0.025 molL1s1。温度相同，质量相同的催化剂，表面积越小反应速率越慢。a项，只能说明t1时正反应速率最快，但不一定处于平衡状态；c项，t1时，只能说明n(NO)n(CO2)，不能说明正逆反应速率相等，不是平衡状态。(2)根据盖斯定律，将两个热化学方程式相减可得CH4(g)N2O4(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H810.1 kJ/mol。CO2转变成HCOOH，碳的化合价降低，CO2被还原，即CO2发生还原反应与H结合生成HCOOH。(3)甲酸的电离平衡为HCOOHHHCOO，0.1 molL1的HCOONa溶液中存在水解平衡：H2OHCOOHCOOHOH，溶液中c(HCOO)(0.11.0104) molL1，c(H)1010molL1，c(HCOOH)104molL1，故电离平衡常数Ka107 molL1。答案：(1)0.025 molL1s1或0.025 mol/(Ls)如图bd(2)CH4(g)N2O4(g)=N2(g)CO2(g)2H2O(g)H810.1 kJ/molCO22H2e=HCOOH107molL1
