《常考题》人教版高中化学选修1-第1章简答题专项经典练习题(含答案解析)

一、解答题
1．从能量的变化和反应的快慢等角度研究化学反应具有重要意义。

(1)已知一定条件下，反应N2+3H2⇌2NH3为放热反应，根据下表数据，计算生成1 mol NH3时该反应放出的热量为_____kJ；
化学键H-H N≡N N-H
断开lmol键所吸收的能量436 kJ946 kJ391 kJ
(2)有甲乙两个完全相同的容器，向甲容器中加入1 mol N2和3 mol H2的在一定条件下，达到平衡时放出的热量为Q1；相同条件下，向乙容器中加入2 mol NH3达到平衡时，吸收的热量为Q2；已知Q2=4Q1，则甲容器中H2的转化率为___________。

(3)除电解法，工业炼镁还可采用硅热法(Pidgeon法)。

即以煅白(CaO·MgO)为原料与硅铁(含硅75%的硅铁合金)混合置于密闭还原炉，1200℃下发生反应：
2(CaO·MgO)(s)+Si(s)=Ca2SiO4(l)+2Mg(g)。

①已知还原性：Mg>Si，上述反应仍能发生的原因是___________。

②由下图，推测上述反应正向为___________(填“吸热”或“放热”)反应；平衡后若其他条件不变，将还原炉体积缩小一半，则达到新平衡时Mg(g)的浓度将___________ (填“升高”、“降低”或“不变”)。

答案：20%1200℃时反应生成的镁以蒸气的形式逸出，使平衡向正反应方向移动吸热不变
【详解】
(1)已知一定条件下，反应N2+3H22NH3H
∆=反应物总的键能之和减去生成物的键能之和=3E(H-H)+E(N≡N) -6E(N-H) =3⨯436kJ/mol+946kJ/mol- 6⨯391kJ/mol =-92kJ/mol，即生成2molNH3时放出热量为92kJ，故计算生成1 mol NH3时该反应放出的热量为46kJ，故答案为：46；
(2)由于1molN2和3molH2完全反应可以生成2molNH3，所以甲乙两个体系的平衡状态是一样的，即三种气体的浓度完全相同，对于同一可逆反应，相同条件下，正反应的反应热与逆反应的反应热，数值相等，符号相反．N2和H2完全反应时放热Q，则NH3完全分解时吸热也是Q，假设甲容器中的参加反应的氮气的物质的量为xmol，所以：
对于甲容器：
()()
()
()
()
()
223
N g+3H gΔH=-QkJ/mol
2NH g
mol
mol
mol
130
x3x2x
1-x3-3x2x
起始
变化
平衡
1Q xQkJ =所以，乙容器反应混合物各组分的物质的量也是为N 2(1-x )mol 、H 2(3-3x )mol 、
NH 32xmol ，所以分解的NH 3的物质的量为(2-2x)mol ，对于乙容器：2NH 3(g)⇌N 2(g)+3H 2(g)△H=+QkJ/mol ，故吸收的热量Q 2=2-2x
2
QkJ=(1-x)QkJ ，所以(1-x)Q=4xQ ，解得x=0.2，所以H 2的转化率为
0.2mol?3
3mol
=20%，故答案为：20%；
(3)①1200℃时发生反应为2(CaO•MgO)(s)+Si(s)⇌Ca 2SiO 4 (l)+2Mg(g)，此时镁以蒸气的形式逸出，使平衡向正反应方向移动，使得化学反应能发生，故答案为：1200℃时反应生成的镁以蒸气的形式逸出，使平衡向正反应方向移动；
②由图象可知，温度越高，Mg 的产率增大，说明升高温度平衡正移，所以正方向为吸热方向；因为该反应的K=C 2(Mg)，平衡后若其他条件不变，将还原炉体积缩小一半，则温度没变所以K 不变，所以新平衡时Mg(g)的浓度不变；故答案为：吸热；不变。

2．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
2K 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。

3．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)⇌N2O2(g) ΔH1＜0(快反应) v1正=k1正c2(NO) ，v1逆=k1逆c(N2O2)
②N2O2(g) +O2(g)⇌2NO2(g) ΔH 2＜0(慢反应) v2正=k2正c(N2O2) ·c(O2)，v2逆=k2逆c2 (NO2)
(1)反应①、②的活化能大小关系为E1____ E2(填“>”“＜”“=”)，反应②的化学平衡常数
K=_____ (用 k2正、k2逆表示)。

(2)对实验数据分析得到O2的浓度和v2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)⇌2CO2(g) +N2(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/m2·g-1催化剂的用量(g)
A2804125
B2806225
C3506225
(4)如图表示CO2的体积分数φ(CO2)随压强、温度的变化，则p1、p2的关系是p1_____p2(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。

4．(1)25 ℃时，制备亚硝酰氯所涉及的热化学方程式和平衡常数如表：
(g)+NaCl(s)NaNO (g)+2NaCl(s)2NaNO (g)
2NOCl(g) ΔH 25℃时，在体积为2L 的恒容密闭容器中通入0.08 mol NO 和0.04 molCl 2发生上述反应③，若反应开始与结束时温度相同，数字压强仪显示反应过程中压强(p)随时间(t)的变化如图Ⅰ
实线所示，则ΔH 3 ___(填“>”“<”或“=”)0；若其他条件相同，仅改变某一条件，测得其压强随时间的变化如图Ⅰ虚线所示，则改变的条件是_________；在5 min 时，再充入0.08 mol NO 和0.04 molCl 2，则混合气体的平均相对分子质量将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

图Ⅱ是甲、乙两同学描绘上述反应③的平衡常数的对数值(lgK)与温度的变化关系图，其中正确的曲线是______(填“甲”或“乙”)，a 值为_______。

25℃时测得反应③在某时刻，NO(g)、Cl 2(g)、NOCl(g)的浓度分别为0.8、0.1、0.3，则此时υ正_________υ逆(填“>”“＜”或“=”)
(2)在300℃、8MPa 下，将CO 2和H 2按物质的量之比1∶3 通入一密闭容器中发生CO 2(g)＋3H 2(g)
CH 3OH(g)＋H 2O(g)中反应，达到平衡时，测得CO 2的平衡转化率为50%，
则该反应条件下的平衡常数为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)。

答案：＜ 加入催化剂 增大 乙 2 ＞ 1
48
(MPa)-2 【详解】
(1)根据图中信息和反应是体积减小的反应，压强在过程中先变大后变小，说明反应是放热反应即ΔH 3＜0，放出热量使得压强增大，后来温度和原来温度相同，压强比原来小；根据图中信息，反应所需时间缩短，平衡压强不变，说明平衡没有移动，即改变的条件是加催化剂；在5 min 时，再充入0.08 mol NO 和0.04 molCl 2，可以理解为在另一个相同容器中先达到平衡，再将两个容器压到原来容器中，加压，平衡正向移动，物质的量减小，则混合气体的平均相对分子质量将增大。

该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，lgK 减小，正确的曲线是乙，
2+
0.08mol
0.04mol
02bmol bmol 2bmol (0.082b)mol (0.04b)mol
2NO(g)
C 2b l (g)2NOCl(g)
mol --开始
转化平衡，根据压强之比等于物质的量之比
即11
60.120.12b 5p p =-，解得b=0.02，2
20.04(
)21000.040.02()22
K =
=⨯ ，lg K =lg100=2，即a 值为2。

25℃时测得反应③在某时刻，NO(g)、Cl 2(g)、NOCl(g)的浓度分别为0.8、0.1、0.3，
2
2(0.3)(0.8)0.1
Q K =<⨯，则此时υ正＞υ逆；故答案为：＜；加入催化剂；增大；乙；2；
＞。

(2)假设CO 2和H 2物质的量分别为1mol 和3mol ，达到平衡时，测得CO 2的平衡转化率为
50%，
2232++1mol 3mol
000.5mol 1.5mol 0.5mol 0.5mol 0.5mol 1.5mol 0.5mol
CO (g)3H (g)
CH OH(g)H O(g)
0.5mol
开始转化平衡，则该反应条件下的平衡常数为
32MPa MPa MPa MPa 0.50.5881330.5 1.5488(8)3MPa 3
p K -⨯
⨯⨯=
=⨯⨯⨯；故答案为：2148MPa -。

5．二甲醚(CH 3OCH 3)被称为“21 世纪的清洁燃料”。

利用甲醇脱水可制得二甲醚，反应方程式如下： 2CH 3OH(g)
CH 3OCH 3(g) + H 2O(g) ΔH 1
(1)二甲醚亦可通过合成气反应制得，相关热化学方程式如下： 2H 2(g)+ CO(g) CH 3OH(g) ΔH 2 CO(g)+ H 2O(g) CO 2(g)+ H 2(g) ΔH 3 3H 2(g)+ 3CO(g)
CH 3OCH 3(g)+ CO 2 (g) ΔH 4
则ΔH 1＝____________(用含有ΔH 2、ΔH 3、ΔH 4的关系式表示)。

(2)经查阅资料，上述反应平衡状态下 K p 的计算式为:p 2708.6137
lnK =-2.205+
T
(K p 为以
分压表示的平衡常数，T 为热力学温度)。

且催化剂吸附 H 2O(g)的量会受压强影响，从而进一步影响催化效率。

)
① 在一定温度范围内，随温度升高，CH 3OH(g)脱水转化为二甲醚的倾向______________(填“增大”、“不变”或“减小”)。

② 某温度下(此时 K p =100)，在密闭容器中加入CH 3OH ，反应到某时刻测得各组分的分压如下：
正逆“＝”)。

③ 200℃时，在密闭容器中加入一定量甲醇 CH 3OH ，反应到达平衡状态时，体系中CH 3OCH 3(g)的物质的量分数为__________(填标号)。

A ＜
13 B 13 C 13～12 D 13 E >13
④ 300℃时，使 CH 3OH(g)以一定流速通过催化剂，V/F (按原料流率的催化剂量)、压强对甲醇转化率影响如图1所示。

请解释甲醇转化率随压强(压力)变化的规律和产生这种变化的原因，规律，原因_________。

答案：ΔH 4-2ΔH 2- ΔH 3 减小 > C 压强增大，甲醇转化率减小 ；压强增大，催化剂吸附水分子的量增多，催化效率降低 解析：(1)要求 2CH 3OH(g)
CH 3OCH 3(g) + H 2O(g)的焓变，可以通过利用合成气制备
二甲醚时相关的3个热化学方程式、根据盖斯定律计算出热化学反应方程式；温度变化，2CH 3OH(g)
CH 3OCH 3(g) + H 2O(g)反应的平衡发生移动，可根据表格数据，比较Q p
与K p 的大小，确定反应进行方向，进而判断正、逆反应速率的大小；根据200℃时，根据
2708.6137
lnKp=-2.205+
T
（K p 为以分压表示的平衡常数，T 为热力学温度）计算平衡时
K p ，结合反应2CH 3OH(g)
CH 3OCH 3(g) + H 2O(g)判断达平衡状态时体系中
CH 3OCH 3(g)的物质的量分数；有效提取图像信息，分析变化规律及原因； 【详解】
(1)已知：①2H 2(g)+ CO(g) CH 3OH(g) ΔH 2②CO(g)+ H 2O(g)
CO 2(g)+ H 2(g)
ΔH 3③3H 2(g)+ 3CO(g) CH 3OCH 3(g)+ CO 2 (g) ΔH 4，由盖斯定律可知，③-①×2-②得
2CH 3OH(g)
CH 3OCH 3(g) + H 2O(g)ΔH 1=ΔH 4-2ΔH 2-ΔH 3；
(2)①2708.6137lnKp=-2.205+
T
，则K p=2708.61372.205-T e ⎛⎫- ⎪⎝⎭
，温度越高，2708.6137T 越小，2708.61372.205-T e
⎛
⎫- ⎪⎝⎭
越小，即K p 越小，反应向逆向进行倾向增大，则CH 3OH(g)脱水转化为二
甲醚的倾向减小； ②结合反应2CH 3OH(g) CH 3OCH 3(g) + H 2O(g)可知
Q p=
()()()()
32
3232
p p 0.50.5
=
p CH OCH g H O g CH OH 0.g 5⎡⎤⎡⎤⨯⎣⎦⎣⎦
⎡⎤⎣⎦
=1＜K p=100，则反应正向进行，则v 正 >v
逆；③200℃时，根据:2708.6137
lnKp=-2.205+
T
＝2708.6137-2.205+
=273.15+200 3.52，则K p>1。

若反应初始投入CH 3OH(g)1mol ，完全反应全部转化为CH 3OCH 3(g)和H 2O(g)，根据反应比例关系，CH 3OCH 3(g)和H 2O(g)各占一半，即CH 3OCH 3(g)的物质的量分数为
1
2
，由于反应为可逆反应，不可能完全转化，反应平衡时，CH 3OCH 3(g)的物质的量分数小于
1
2
；如果平衡时三种物质的含量相同，即均为1/3，由于反应前后体积不变，则此时K p ＝1，因此要使K p>1，则CH 3OCH 3(g)的物质的量分数一定大于
1
3。

答案选C ；④300℃时，根据图1中曲线随压强的变化规律：当压强越大，甲醇转化率减小；根据反应2CH 3OH(g)
CH 3OCH 3(g) + H 2O(g)，反应前后气体体积不变，平衡不随压强的变化发
生移动，出现该图曲线变化的原因是：压强增大，催化剂吸附水分子的量增多，催化效率降低。

6．(1)顺-1，2-二甲基环丙烷和反-1，2-二甲基环丙烷可发生如下转化：
该反应的速率方程可表示为()()()v =k c 正正顺和()()()v =k c 逆逆反，k (正)和k (逆)在一定温度时为常数，分别称作正、逆反应速率常数。

已知：1t 温度下-1
()k =0.006s 正，-1
()k =0.002s 逆，该温度下反应的平衡常数值1K =__________；该反应的活化能a E (正)小于a E (逆)，则
ΔH __________(填“小于”“等于”或“大于”)0。

(2)一定量的2CO 与足量的C 在恒压密闭容器中发生反应：
2C(s)CO (g)2CO(g)+1ΔH=+173kJ mol -⋅，若压强为p kPa ，平衡时体系中气体体
积分数与温度的关系如图所示，回答下列问题：
①650℃时2CO 的平衡转化率为__________。

②1t ℃时平衡常数P =K __________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)；该温度下达平衡后若再充入等物质的量的CO 和2CO 气体，则平衡__________(填“正向”“逆向”或“不”)移动，原因是__________。

答案：小于 25% 0.5p 不 Q p =K p 【详解】
(1)当反应达到平衡时，()v 正=()v 逆，即()()k c 正顺=()()k c 逆反，则
()()()
1)
(k =c k c =
K 正反逆顺=-1
-1
0.006s 0.002s
=3；该反应的活化能a E (正)小于a E (逆)，说明反应物的总能量大
于生成物的总能量，则反应放热，则ΔH 小于0；
(2)①由图可知，650℃时，反应达平衡后CO 的体积分数为40%，设开始加入的二氧化碳为1mol ，转化了xmol ，列三段式：
()()()2(mol)10(mol C s +CO g 2CO g )x 2x (mol)
1-x
2x
始变平
所以
2x
1-x+2x ×100%=40%，解得x=0.25mol ，则CO 2的转化率为：0.251
×100%=25%；
②恒压密闭容器中，压强为p kPa ，由图可知，t 1℃时，反应达平衡后CO 和CO 2的体积分
数都为50%，分压=总压×物质的量分数，t 1℃时平衡K p =2
p 2p 2
⎛⎫
⎪
⎝⎭=0.5pkPa ；由图可知，t 1℃
时，反应达平衡后CO 和CO 2的体积分数都为50%为平衡状态，该温度下达平衡后若再充入等物质的量的CO 和CO 2气体，Q p =K p ，则平衡不移动。

7．(1)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO 会破坏臭氧层。

科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO 和CO 转化成CO 2和N 2，化学方程式如下：2NO(g)+2CO(g)2CO 2(g)+N 2(g)。

反应能够自发进行，则反应的ΔH ___0(填“>”“<”或
“=”)。

(2)已知：反应Fe(s)+CO 2(g)FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K 1；反应
Fe(s)+H 2O(g)
FeO(s)+H 2(g)的平衡常数为K 2。

不同温度时K 1、K 2的值如下表：
22(g)CO(g)23①平衡常数的表达式K 1=___；
②温度为973K 时：K 3=____；(结果保留小数点后2位) ③反应CO 2(g)+H 2(g)
CO(g)+H 2O(g)是____(填“吸热”或“放热”)反应。

(3)已知在温度为T 时，CO(g)+H 2O(g)
CO 2(g)+H 2(g)的平衡常数K =0.32，在该温度下，
已知c 始(CO)=1mol·
L -1，c 始(H 2O)=1mol·L -1，某时刻经测定CO 的转化率为10%，则该反应____(填“已经”或“没有”)达到平衡____(通过计算比较Qc 和K 大小说明)；此时刻v 正____(填“＞”或“＜”)v 逆。

答案：＜
2[CO]
[CO ] 0.62 吸热 没有 此时Q c =
222c(CO )c(H )c(CO)c(H O)=0.10.10.90.9
⨯⨯≈0.0123＜0.32=K ＞
【详解】 (1)2NO(g)+2CO(g)
2CO 2(g)+N 2(g)反应的△S<0，反应自发进行△H-T △S<0，则反应焓变
一定小于0，△H<0，反应是放热反应，答案：<； (2)①反应Fe(s)+CO 2(g)FeO(s)+CO(g)中Fe 和FeO 为固体，所以该反应的平衡常数
K 1=
2[CO][CO ]，答案：2[CO]
[CO ]
； ②现有反应I ：Fe(s)+CO 2(g)FeO(s)+CO(g)K 1
反应II ：Fe(s)+H 2O(g)
FeO(s)+H 2(g)K 2
根据盖斯定律，方程式I-II 得到CO 2(g)+H 2(g)
CO(g)+H 2O(g)K 3，则
K 3=()()()()222c CO c H O c CO c H =()()2c CO c CO ·()()2
2
1c H c H O =1
2
K K ，温度为973K 时，由表中提供数据，K 3=
1.47
2.38
=0.62，答案：0.62； ③由表中数据可知，温度为973K 时K 3=2.15
1.67
=1.29，反应CO 2(g)+H 2(g)CO(g)+H 2O(g)
随温度升高，平衡常数增大，说明平衡向正方反应方向移动，则正反应是吸热反应，答案：吸热；
(3)在温度为T 时，CO(g)+H 2O(g)
CO 2(g)+H 2(g)的平衡常数K =0.32，在该温度下，已知
c 始(CO)=1mol·L -1，c 始(H 2O)=1mol·L -1，某时刻经测定CO 的转化率为10%，列三段式：
()()
()()()()()
222CO g +H O g CO g +H g mol/L 1100mol/L 0.10.10.10.1mol/L 0.9
0.9
0.1
0.1
起始转化某时刻
则Q c=
0.10.1
0.90.9
⨯⨯≈0.0123＜0.32=K ，说明没有达到平衡状态，反应向正反应方向移动，v 正
＞v 逆，答案：没有；此时Q c =
222c(CO )c(H )c(CO)c(H O)=0.10.1
0.90.9
⨯⨯≈0.0123＜0.32=K ；＞。

8．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：
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。

9．请回答下列问题
(1)可逆反应2Cl2(g)+2H2O(g)⇌4HCl(g)+O2(g)ΔH＞0，在一定条件下达到平衡后，分别采取下列措施(填“增大”、“减小”或“不变”)：
①降低温度，Cl2的转化率_____；v正_____；
②保持容器体积不变，加入He，则HCl的物质的量_____；
③保持容器压强不变，加入He，则O2的体积分数_____；
④若温度和体积不变，反应从Cl2和H2O开始至平衡，在这个变化过程中，容器内气体的密度_____，相对分子质量_____。

(2)在容器体积可变的密闭容器中，反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)在一定条件下达到平衡。

完成下列填空：
①若该反应经过2秒钟后达到平衡，NH3的浓度增加了0.6mol/L，在此期间，正反应速率v(H2)的值为_____
A．0.6mol/(L∙s) B．0.45mol/(L∙s)
C．0.3mol/(L∙s) D．0.2mol/(L∙s)
②在其他条件不变的情况下，缩小容器体积以增大反应体系的压强，v正_____(选填“增大”、“减小”，下同)，v逆_____，平衡向_____方向移动(选填“正反应”、“逆反应”)。

③在其他条件不变的情况下，降低温度平衡向正反应方向移动，则正反应为_____反应(选填“吸热”、“放热”)。

④如图为反应速率(v)与时间(t)关系的示意图，由图判断，在t1时刻曲线发生变化的原因是_____(填写编号)。

a．增大N2的浓度 b．扩大容器体积 c．加入催化剂 d．升高温度
改变条件后，平衡混合物中NH3的百分含量_____(选填“增大”、“减小”、“不变”)。

答案：减小减小不变增大不变减小B增大增大正反应放热c不变【详解】
(1)①该反应的正方向为吸热反应，所以降低温度，平衡逆移，Cl2的转化率减小；v正减小；
②保持容器体积不变，加入He，容器体积不变，各物质的浓度不变，所以对反应无影响，所以HCl的物质的量不变；
③保持容器压强不变，加入He，体积变大，反应物所占分压减小，平衡正移，则O2的体积分数增大；
④若温度和体积不变，反应从Cl2和H2O开始至平衡，在这个变化过程中，容器的体积不
变，气体的总质量也不变，ρ=m
V
，所以容器内气体的密度不变，M=
m
n
，但是气体总物质
的量增大，所以相对分子质量减小；
(2)①2秒钟后达到平衡，NH3的浓度增加了0.6mol/L，v(NH3)=0.6mo1/L
2s
=0.3mol/(L∙s)，
由反应速率之比等于化学计量数之比可知v(H2)=0.3mol/(L∙s)×3
2
=0.45mol/(L∙s)，故答案
为：B；
②增大反应体系的压强，正逆反应速率均增大，但该反应为气体体积缩小的反应，增大压强向气体体积缩小的方向移动，则平衡向正反应方向移动；
③降低温度平衡向正反应方向移动，所以正反应为放热反应；
④t1时刻，正逆反应速率同等程度的增大，且该反应前后气体的化学计量数之和不等，则改变的条件为催化剂，答案选c；
催化剂对化学平衡无影响，则平衡混合物中NH3的百分含量不变。

10．最近有媒体报道，北极圈有大量甲烷释放出来，由此带来的灾难可能不可估量。

但甲烷的合理利用可以给人类带来福利，因为甲烷是重要的燃料和工业原料。

回答下列问题：
I.利用甲烷的还原性，可以对大气中的氮氧化合物进行处理。

已知一定条件下：
①4NO2(g)+2N2(g)=8NO(g)△H1=+586kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=-1160kJ·mol-1
则CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=___kJ·mol-1，该反应___(填“能”或“不能”)自发进行。

II.利用CH4可制备合成气，反应为CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)，在一定条件下，在恒容密闭容器中通入CH4与CO2，使其初始物质的量浓度均为1.0mol·L-1，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示：
(1)该反应的△H___0(填“>”、“<”或“=”)。

(2)下列描述能说明上述反应已达到化学平衡状态的是___(选填序号)。

①2v(CO2)=v(CO)
②容器中混合气体的密度不随时间而变化
③容器中气体压强不随时间而变化
④容器中混合气体的平均相对分子质量不随时间而变化
(3)压强p1、p2、p3、p4由大到小的关系为___。

压强为p4时，在b点：v(正)___v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。

(4)对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强p(B)代替其平衡时的物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(记作K p)，若p4=0.36MPa，求a点的平衡常数K p=___(MPa)2(保留3位有效数字，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。

(5)若1100℃、p4压强下反应达平衡后，再充入等物质的量浓度的CH4与CO2，则CH4的平
衡转化率___80%(填“>”、“<”或“=”)。

答案：-867能>③④p4>p3>p2>p1> 1.64<【详解】
I．(1)根据盖斯定律①⨯1
2
+②即可得：
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=(586⨯1
2
-1160+)kJ•mol-1=-867kJ•mol-1，该反
应的△H＜0，△S＞0，△H-T•△S＜0，故该反应能自发进行；
II．(1)据图可知压强相同时温度升高CH4的平衡转化率增大，说明升高温度平衡正向移动，则该反应为吸热反应，△H＞0；
(2)①达到平衡时2v正(CO2)=v逆(CO)，但选项未指明是正反应速率还是逆反应速率，故不能说明反应达到平衡，故①不符合题意；
②反应物生成物均为气体，则气体总质量不变，容器恒容，所以密度始终不变，故②不符合题意；
③该反应前后气体系数之和不相等，容器恒容，所以未平衡时容器内压强会发生变化，当压强不变时说明反应平衡，故③符合题意；
④反应物生成物均为气体，则气体总质量不变，反应前后气体系数之和不相等，未平衡时气体的物质的量会变，则混合气体的平均相对分子质量会变，当其不变时说明平衡，故④符合题意；
综上所述选③④；
(3)该反应为气体系数之和增大的反应，相同温度条件下增大压强平衡逆向移动，CH4的平衡转化率减小，所以p4>p3>p2>p1；据图可知压强为p4时，b点CH4的转化率还未达到该温度和压强下的平衡转化率，所以正向进行，则v(正)>v(逆)；
(4) CH4与CO2的初始物质的量浓度均为1.0mol·L-1，a点CH4的平衡转化率为80%，则
Δc(CH4)=Δc(CO2)=0.8mol/L，则平衡时c(CH4)=c(CO2)=0.2mol/L，c(CO)=c(H2)=1.6mol/L，
所以p(CH4)=p(CO2)=
0.2
0.36MPa
0.2+0.2+1.6+1.6
⨯=0.02MPa，p(CO)=p(H2)=0.16MPa，所以
K p=
22
0.160.16
0.020.02
⨯
⨯
(MPa)2=1.64(MPa)2；
(5)达平衡后，再充入等物质的量浓度的CH4与CO2，相当于在等效平衡的基础上增大压强，则CH4的平衡转化率减小，小于80%。

11．Ⅰ. T℃时，反应①CO2(g) + Fe(s) ⇌ CO(g) + FeO(s) 的化学平衡常数为K1，②H2O(g) +Fe(s) ⇌ H2(g) + FeO(s)的化学平衡常数为K2。

回答下列问题：
(1)反应①的化学平衡常数表达式为K1 =_____(2)T℃时，若反应
CO2(g) + H2(g) ⇌ CO(g) + H2O(g) 的平衡常数为 K，K =_____(用K1、K2表示)
Ⅱ.在一容积为 2L 的密闭容器中充入 4mol CO2和 6mol H2，进行如下化学反应：CO2(g)
+H2(g) ⇌ CO(g) + H2O(g)，其化学平衡常数 K 和温度 t 的关系如下表：。