1、专题集训(四) (建议用时：40分钟)1400 时，6 mol CO2和8 mol H2充入2 L密闭容器中，发生反应CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)，容器中H2的物质的量随时间的变化如图中实线所示。图中虚线表示仅改变某一反应条件时，H2的物质的量随时间的变化。下列说法正确的是()A反应开始至a点，v(H2)1 molL1min1B若曲线对应的条件改变是升温，则该反应H0C曲线对应的条件改变是减小压强D400 时，该反应的平衡常数为0.125 L2mol2Av(H2)1 molL1min1，故A正确；若该反应H0，升高温度平衡应向正反应方向移动，则平衡时H2的物质的量应小于
2、400 平衡时H2的物质的量，与图像不符，故B项错误；减小压强，反应速率减小，达到平衡时所用的时间较长，相对于题图中实线，曲线对应的反应速率较大，达到平衡时所用的时间较短，与图像不符，故C项错误；400 时，达到平衡时H2的物质的量为2 mol，根据反应CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)可知，平衡时，CO22 molL1，H21 molL1，CH3OH1 molL1，H2O1 molL1，则K0.5 L2mol2，故D项错误。2工业上以CH4为原料制备H2的原理为CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)。在一定条件下向a、b两个恒温恒容的密闭容器中均通入1.1 mol
3、CH4(g)和1.1 mol H2O(g)，测得两容器中CO的物质的量随时间的变化曲线分别如图中a和b所示。已知容器a的体积为10 L，温度为Ta，下列说法错误的是()A容器a中CH4从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率为0.025 molL1min1Ba、b两容器的温度不相同C在达到平衡前，容器a的压强逐渐减小 D该反应在Ta下的平衡常数为27 mol2L2C观察两容器中CO的物质的量随时间的变化曲线a和b可知，当CO的物质的量保持不变时便达到平衡状态，a容器中反应达到平衡用了4 min，b容器中反应达到平衡用了6.5 min，两个容器中反应快慢不同。用三段式分析a容器中各物质的相关量： C
4、H4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)起始量/mol1.11.100变化量/mol1.01.01.03.0平衡量/mol0.10.11.03.0容器a中CH4从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率v(CH4)0.025 molL1min1，A正确；投入相同的反应物，a和b达到平衡状态所用时间ab，所以a、b两容器中反应温度不同，B正确；在恒温恒容条件下，随着反应的进行，反应体系中气体物质的量不断增加，体系的压强逐渐增大，C错误；该反应在Ta温度下的平衡常数K mol2L227 mol2L2，D正确。3将一定量硫化氢气体加入密闭容器中，发生反应2H2S(g)S2(g)2H2(g)。该反应的平
5、衡常数的负对数(lg K)随温度(T)的变化曲线如图所示，下列说法错误的是()Ac点对应的平衡常数K1.0103.638 molL1B该反应的H0Ca、c点反应速率：vavcD30 时，b点对应状态的v正v逆DA项，c点lg K3.638，则平衡常数K1.0103.638，正确；B项，lg K越大，则平衡常数K越小，由题图可知，随温度的升高，平衡常数增大，则平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，故该反应的H0，正确；C项，a点温度高于c点，vavc，正确；D项，b点的值大于平衡常数的值，反应向逆反应方向进行，则b点对应的v正v逆，错误。4煤气化的一种方法是在气化炉中给煤炭加氢，发生的主要反应
6、为C(s)2H2(g)CH4(g)。在V L的密闭容器中投入a mol碳(足量)，同时通入2a mol H2，控制条件使其发生上述反应，实验测得碳的平衡转化率随压强及温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是 ()A上述正反应为吸热反应B在4 MPa、1 200 K时，图中X点v(H2)正v(H2)逆C在5 MPa、800 K时，该反应的平衡常数为 Lmol1D工业上维持6 MPa、1 000 K而不采用10 MPa、1 000 K，主要是因为前者碳的转化率高AA项，由图观察，温度越高，碳的平衡转化率越大，平衡正向移动，正反应为吸热反应，正确；B项，X点是未平衡时，反应正向进行，正反应速率大于逆
7、反应速率，错误；C项，此时碳转化率为50%，C(s)2H2(g)CH4(g)起始量/mol a 2a 0转化量/mol 0.5a a 0.5a平衡量/mol 0.5a a 0.5aK Lmol1 Lmol1，错误；D项，该选择的原因是两者转化率相差不大，但压强增大对设备要求高，能量需求大，错误。5COS的水解反应为COS(g)H2O(g)CO2(g)H2S(g)H”“T1。答案(1)BD(2)(3)160 Lmol17一定压强下，向密闭容器中充入一定量的CH2=CHCH3和Cl2发生反应：CH2=CHCH3(g)Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)HCl(g)H102 kJmol1。设起始
8、的w，平衡时Cl2的体积分数()与温度(T)、w的关系如图甲所示。w1时，正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图乙所示。 图甲图乙(1)图甲中，w2_1(填“”“1。(2)反应的正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，则正反应平衡常数减小，故B曲线表示正反应平衡常数的曲线。(3)T1 K时正反应平衡常数与逆反应平衡常数相等，且1，则平衡时反应中各物质浓度均相同，Cl2的转化率为50%。答案(1)(2)B反应的正反应为放热反应，温度升高，正反应平衡常数减小(3)50%8氯气是现代工业的重要原料，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点，回答下列问题：(1)Deacon发明的直接氧化法
9、为4HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g)。可按下列催化过程进行：.CuCl2(s)=CuCl(s)Cl2(g)H183 kJmol1.CuCl(s)O2(g)=CuO(s)Cl2(g)H220 kJmol1.4HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g)H3反应能自发进行的条件是_。利用H1和H2计算H3时，还需要利用反应_的H。(2)如图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl)c(O2)分别等于11、41、71时HCl平衡转化率随温度变化的关系：可知反应平衡常数K(400 )_K(500 )(填“大于”或“小于”)。设容器内初始压强为p0，根据进料浓度比c(HCl)c(O
10、2)41的数据，计算400 时容器内的平衡压强_(列出计算式)。按系数比进料可以保持反应物转化率高，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)c(O2)过低、过高的不利影响分别是_。解析(1)利用H1和H2计算H3时，由盖斯定律，(22)/2得：还需要利用反应CuO(s)2HCl(g)=CuCl2(s)H2O(g)的H。(2)根据图像可知，进料浓度比相同时，温度越高HCl平衡转化率越低，说明该反应为放热反应，升高温度平衡向着逆向移动，则温度越高平衡常数越小，所以反应平衡常数K(400 )大于K(500 )；进料浓度比c(HCl)c(O2)的比值越大，HCl的平衡转化率越低，所以题图中自上而
11、下三条曲线是c(HCl)c(O2)(进料浓度比)为11、41、71时的变化曲线，当进料浓度比c(HCl)c(CO2)41时，该曲线中400 HCl的平衡转化率为76%。则4HCl(g)O2(g)2Cl2(g)2H2O(g)初始 4 1 0 0转化 40.76 0.76 20.76 20.76平衡 40.24 0.24 20.76 20.76pp00.848p0；进料浓度比c(HCl)c(O2)过低时，O2浓度较大，HCl的转化率较高，但Cl2和O2分离能耗较高，生成成本提高；进料浓度比c(HCl)c(O2)过高时，O2浓度较低，导致HCl的转化率减小。答案(1)高温CuO(s)2HCl(g)=
12、CuCl2(s)H2O(g)(2)大于pp00.848p0过低时O2浓度较大，产物分离成本高；过高时，O2浓度较低，HCl的转化率较低9在体积为1 L的恒容密闭容器中，起始投料n(CO2)1 mol，以CO2(g)和H2(g)为原料合成HCOOH(g)，CO2(g)H2(g)HCOOH(g)H”“”或“”)，依据为_。(2)图中a_。(3)A、B、C三点CO2(g)的平衡转化率A、B、C由大到小的顺序为_。(4)T1温度下，该反应的平衡常数K_(计算结果用分数表示)。解析(1)该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，从图像中可知在相同投料比时，T1温度下产物的体积分数大于T2温度下产物的体积分数，则T1BA；(4)T1温度下，在体积为1 L的恒容密闭容器中，起始投料n(CO2)1 mol，C点时投料比2，则n(H2)2 mol，HCOOH平衡时的体积分数为5%，设平衡时CO2转化率为x，则：CO2(g)H2(g)HCOOH(g)c(始)/molL1 1 2 0c/molL1 x x xc(平)/molL1 1x 2x x由题意：100%5%解得x，故K (molL1)1 Lmol1。答案(1)该反应为放热反应，升高温度、平衡逆向移动，从图像中知，T1温度下产物的体积分数大于T2的，故T1BA(4) Lmol1
