2021版高考化学一轮复习课时分层提升练二十二化学平衡状态化学平衡的移动（含解析）新人教版

化学平衡状态　化学平衡的移动

一、选择题
1.(2019·咸阳模拟)对于X(?)+Y(s)Z(?)的平衡体系,若增大压强,达到新的平衡时Y的转化率增大,则X和Z可能的状态是 (　　)
A.X为气态,Z为固态
B.X为固态,Z为气态
C.X为气态,Z为气态
D.X为固态,Z为固态
【解析】选A。增大压强,Y的平衡转化率增大,说明平衡向正反应方向移动,则X为气态,Z为固态或液态。
【易错提醒】压强的改变只针对有气体参与的反应,增大压强,平衡向气体系数减小的方向移动。
2.(2019·沧州模拟)一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)+Cl2(g)
2HCl(g)+I2(s)。下列事实不能说明该反应达到平衡状态的是 (　　)
A.容器内气体压强不再改变
B.容器内气体密度不再改变
C.容器内气体颜色不再改变
D.断裂1 mol Cl—Cl键同时断裂1 mol H—Cl键
【解析】选D。在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g)+I2(s),根据化学方程式,反应过程中压强为变量,压强不再改变一定平衡,故可以说明;在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g)+I2(s),反应过程中气体质量为变量,所以密度是变量,容器内气体密度不再改变一定平衡,故可以说明;容器内气体颜色不再改变,说明氯气的浓度不变,一定达到平衡状态,故可以说明;平衡时断裂1 mol Cl—Cl键同时断裂2 mol H—Cl键,故D不能说明。
3.(2019·成都模拟)下列反应不能用勒夏特列原理解释的是 (　　)
A.光照新制的氯水时溶液的pH逐渐减小
B.锌与稀硫酸反应,加入少量硫酸铜反应速率加快
C.可用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
D.增大压强,有利于SO2和O2反应生成SO3
【解析】选B。A.氯水中存在化学平衡Cl2+H2OHCl+HClO,光照使氯水中的次氯酸分解,次氯酸浓度减小,使得平衡向右移动,氢离子浓度变大,溶液的pH减小,能用勒夏特列原理解释,故A错误;B.锌与稀硫酸反应,加入少量硫酸铜,Zn与硫酸铜反应置换出铜,形成Zn-Cu稀硫酸原电池,加快反应速率,不存在化学平衡,则不能用化学平衡移动原理解释,故B正确;C.浓氨水加入氢氧化钠固体,氢氧化钠固体溶解放热,使一水合氨分解生成氨气,化学反应NH3+H2ONH3·H2ON +OH-,逆向进行,能用化学平衡移动原理解释,故C错误;D.增大压强,平衡向正反应方向移动,能用勒夏特列原理解释,故D错误。
4.(2019·金华模拟)在其他条件一定时,图中曲线表示反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)　ΔH>0达平衡时NO的转化率与温度的关系,图上标有A、B、C、D、E点,其中表示未达平衡状态且v正>v逆的点是 (　　)

A.A或E B.B点 C.C点 D.D点
【解析】选C。点B、D在曲线上,处于平衡状态,故B、D项错误;在曲线上方的A点,当温度一定时,若达到平衡状态,则应减小NO的转化率,即反应逆向进行,所以A点的正反应速率小于逆反应速率,E点与A点相似,A项错误;同理推知,C点时的正反应速率大于逆反应速率,C项正确。
【易错提醒】曲线上的点都是平衡点。不在平衡线上的点,可以根据其转化率与平衡点上的转化率比较得出移动方向。
5.据报道,在300 ℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g),下列叙述错误的是 (　　)
A.使用Cu-Zn-Fe催化剂可大大提高生产效率
B.反应需在300 ℃进行可推测该反应是吸热反应
C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
【解析】选B。 使用催化剂可加快反应速率,A正确;反应温度与化学反应吸热放热没有关系,B错;增大一种反应物浓度可提高另一反应物转化率,C正确;减少生成物浓度可使平衡向右进行提高反应物转化率,D正确。
6.(2019·北京模拟)下列事实不能用平衡移动原理解释的是 (　　)

【解析】选B。A.啤酒中存在平衡:CO2(g)CO2(aq),开启啤酒瓶,瓶中压强降低,平衡向气体体积增大的方向移动,即向生成CO2气体的方向移动,A项排除;B.反应H2(g)+I2(g)2HI(g)是一个反应前后气体分子数不变的反应,压强的改变并不能使平衡发生移动,此混合气体加压后颜色变深,是因为I2(g)的浓度的增大,B项可选;C.实验室制取乙酸乙酯时,采用加热的方式将生成的乙酸乙酯不断蒸出,从而使平衡向生成乙酸乙酯的方向移动,C项排除;D.石灰岩地貌的形成与以下反应有关:CaCO3+CO2+H2OCa(HCO3)2,固体的溶解和凝结的反反复复,涉及了平衡的移动,D项排除。
7.(2019·济南模拟)反应N2O4(g)2NO2(g)　ΔH=57 kJ·mol-1,在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是
(　　)

A.A、C两点的反应速率:A>C
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C.由状态B到状态A,可以用加热的方法
D.A、C两点气体的平均相对分子质量:A>C
【解析】选C。A、C两点温度相同而压强不同,增压会使平衡逆向移动,NO2的体积分数减小,但增压也会增大浓度,反应速率:A 二、非选择题
8.已知可逆反应:M(g)+N(g)P(g)+Q(g)　ΔH>0,请回答下列问题:
(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(M)=1 mol·L-1,c(N)=2.4 mol·L-1;
5 min后反应达到平衡,M的转化率为60%,此时N的转化率为________;用M表示的反应速率为____________;该温度下反应的平衡常数K=________。 
(2)若反应温度升高,M的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。 
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c(M)=4 mol·L-1,c(N)=a mol·L-1;达到平衡后,c(P)=c(Q)=2 mol·L-1,a=________。 
(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为c(M)=c(N)=b mol·L-1,达到平衡后,M的转化率为________。 
【解析】(1)N的转化率为×100%=25%。
v(M)==0.12 moL·L-1·min-1。
该温度下:K==0.5
(2)因为反应热ΔH>0,是吸热反应,所以升高温度,平衡向正反应方向移动,M的转化率增大。

(3)根据反应　　　　 M(g)　+　N(g)P(g)+Q(g)
起始浓度(mol·L-1): 4 a 0 0
转化浓度(mol·L-1): 2 2 2 2
平衡浓度(mol·L-1): 2 a-2 2 2
根据温度不变,平衡常数不变的特点
K==0.5
得a=6。
(4)同理: M(g)　+　N(g)P(g)+Q(g)
起始浓度(mol·L-1): b b 0 0
转化浓度(mol·L-1): x x x x
平衡浓度(mol·L-1): (b-x) (b-x) x x
根据温度不变,平衡常数不变的特点,
K==0.5得x=0.41b
α(M)=×100%=41%。
答案:(1)25%　0.12 moL·L-1·min-1　0.5
(2)增大　(3)6　(4)41%
9.一定温度下,在容积固定的V L密闭容器中加入n mol A、2n mol B,发生反应:A(g)+2B(g)2C(g)　ΔH<0,反应达平衡后测得平衡常数为K,此时A的转化率为x。
(1)一段时间后上述反应达到平衡。则下列说法中正确的是________(填字母)。 
A.物质A、B的转化率之比为1∶2
B.起始时刻和达到平衡后容器中的压强之比为3n∶(3n-nx)
C.当2v正(A)=v逆(B)时,反应一定达到平衡状态
D.充入惰性气体(如Ar),平衡向正反应方向移动
(2)K和x的关系满足K=________。在保证A浓度不变的情况下,扩大容器的体积,平衡________(填字母)。 
A.向正反应方向移动
B.向逆反应方向移动
C.不移动
(3)该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示。

①由图可知,反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而t2、t8时都改变了一种条件,试判断改变的条件:
t2时___________________________________________________; 
t8时___________________________________________________。 
②t2时平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。 
③若t4时降压,t5时达到平衡,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4～t6时逆反应速率与时间的关系曲线。
【解析】(1)转化率=,故A、B的转化率相等,A项错误;
　　　　　　A(g)　+　2B(g)2C(g)
n(始)(mol) n 2n 0
n(转)(mol) nx 2nx 2nx
n(平)(mol) n-nx 2n-2nx 2nx
p1∶p2=(n+2n)∶[(n-nx)+(2n-2nx)+2nx]=3n∶(3n-nx),B项正确;C项说明正、逆反应速率相等,可判断反应达到平衡,正确;D项充入Ar,反应物浓度并没改变,所以平衡不移动,错误。
(2)该反应达到平衡时,平衡常数K=。扩大容器体积时,c(B)和c(C)等比例减小,由于A的浓度不变,此时的值仍然等于K,所以平衡不移动。
(3)由于纵坐标只表示v逆,为了便于求解,在解题时可把v正补上,t2时平衡逆向移动,改变的条件可以是升温或增大C的浓度;t8时平衡不移动,改变的条件是使用了催化剂。
答案:(1)B、C　(2)　C
(3)①升温或增大C的浓度　使用催化剂　②逆反应
③

10.工业合成氨中常用焦炭在高温下与水蒸气反应制取原料氢气,反应为:
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH
(1)已知:2C(s)+O2(g)2CO(g)　 ΔH1=-221.4 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　 ΔH2=-571.6kJ·mol-1
H2O(g)H2O(l)　ΔH3=-44 kJ·mol-1
则反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的ΔH=  kJ·mol-1。
(2)某温度下,将1 mol C和2 mol水蒸气充入2 L的密闭容器中模拟水煤气的生成过程,测得反应物的量随时间的变化如下表所示。
时间/min
0
2
3
4
5
C/mol
1
0.8
0.75
0.7
0.7
H2O(g)/mol
2
1.8
1.75
1.7
1.7
①反应到2 min时,H2O(g)的转化率为________;0～4 min时,v(H2)= ________moL·L-1·min-1。 
②关于上述反应叙述正确的是________(填编号)。 
A.反应到2 min时,v(正)=v(逆)
B.混合气体的密度不再变化说明达到平衡状态
C.容器内的压强逐渐减小,说明v(正)>v(逆)
D.CO的体积分数在混合气体中保持不变说明已达平衡状态
③若容器容积不变,下列措施既能提高反应速率,又能增加氢气产率的是________。 
A.升高温度
B.及时将CO从体系中分离出来
C.增加C的用量
D.压缩容器使体系总压强增大
【解析】(1)根据盖斯定律,可得C(s)+H2O(l)CO(g)+H2(g)　ΔH=
-221.4 kJ·mol-1×+571.6 kJ·mol-1×-44 kJ·mol-1=131.1 kJ·mol-1。
(2)①反应到2 min时,Φ(H2O)=×100%=10%;0～4 min时,v(H2)== ÷4 min=0.037 5 moL·L-1·min-1。②反应到2 min时,未到平衡状态,反应继续向右进行,v(正)>v(逆),A项错误;在反应过程中容器的体积V不变,但混合气体的质量变化,若密度不再变化,说明反应已达到平衡,B项正确;混合气体的压强减小,说明平衡向左移动,则v(逆)>v(正),C项错误;CO的体积分数不再变化,说明已达平衡,D项正确。③正反应吸热,升温平衡右移并且速率增大,A项正确;将CO从体系中及时分离,反应速率降低,B项错误;增加C的用量对速率和平衡无影响,C项错误;增大压强,平衡向左移动,不能提高氢气的产率,D项错误。
答案:(1)131.1　(2)①10%　0.0375　②B、D　③A
11.在密闭容器中发生反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH<0,该反应达到平衡后测得如下数据。
实验
序号
温度
(℃)
初始CO浓度
(mol·L-1)
初始H2O浓度
(mol·L-1)
CO的平衡
转化率
1
110
1
1
50%
2
100
1
1
x
3
110
0.8
y
60%
(1)实验1中,10 h后达到平衡,H2的平均反应速率为________mol·L-1·h-1。在此实验的平衡体系中,再加入0.5 mol CO和0.5 mol H2,平衡将________移动(填“向左”“向右”“不”或“无法确定”)。 
(2)实验2中,x的值________(填序号)。 
A.等于50%　　　　　　 B.大于50%
C.小于50% D.无法确定
(3)实验3中的y值为________。 
(4)在100 ℃条件下,能说明该反应达到平衡状态的是________。 
A.压强不再变化
B.生成H2O的速率和消耗H2的速率相等
C.混合气体的密度不变
D.H2的质量不再变化
【解析】(1)根据反应速率的公式可得:v(CO)=1 mol·L-1×=0.05 mol·L-1·h-1,再根据速率之比等于化学计量数之比,v(H2)=v(CO)=0.05 mol·L-1·h-1。在该平衡体系中同时改变了反应物和生成物浓度,并且变化量一致,则Qc=K,故平衡不移动。(2)从题给信息可知,该反应的正反应为放热反应,温度降低,平衡正向移动,故CO的平衡转化率增大,所以选B。(3)通过实验1可知在110 ℃时,该反应的K==1,温度一定,K一定,在实验3中,K==1,求得y=1.2。(4)反应前后压强始终不变,A错误;生成H2O的速率和消耗H2的速率为同一反应方向,B错误;混合气体的密度始终不变,C错误;H2的质量不再变化,说明反应达到平衡,D正确。
答案:(1)0.05　不　(2)B　(3)1.2　(4)D

一、选择题
1.(2019·杭州模拟)反应NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)在某一温度下达到平衡时,下列各种情况中,不能使平衡发生移动的是 (　　)
A.温度、容积不变时,通入SO2气体
B.加入一部分NH4HS固体
C.保持容器体积不变,充入氯化氢
D.保持容器体积不变,通入氯气
【解析】选B。通入SO2气体和氯气时均与H2S反应,通入氯化氢与NH3反应,均使平衡正向移动,而NH4HS是固体,对平衡移动无影响。
2.(2019·济南模拟)在温度和容积不变的条件下,发生反应:3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g),能表明反应达到平衡状态的叙述是 (　　)
A.容器内压强不再变化
B.Fe3O4的物质的量不变
C.v(H2O)=v(H2)
D.断裂4 mol H—O键的同时,断裂4 mol H—H键
【解析】选B。A,反应前后气体化学计量数之和相等,因此压强不变,不能说明反应达到平衡,故错误;B,物质的量不变,说明反应达到平衡,故正确;C,不同物质的反应速率,表示达到平衡,要求反应方向是一正一逆,且反应速率之比等于化学计量数之比,题目中没有指明反应进行的方向,故错误;D,1 mol水中含有2 mol H—O,因此应是断裂8 mol H—O键的同时有4 mol H—H键断裂,故错误。
3.(2019·湖北襄阳模拟)如图是可逆反应A+2B2C+D的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变而改变的情况,由此可判断 (　　)

A.正反应是吸热反应
B.若A、B是气体,则D是液体或固体
C.降温该反应的化学平衡常数减小
D.加压平衡正向移动,化学平衡常数增大
【解析】选B。由图象知,降低温度v'正>v'逆,平衡正向移动,正反应为放热反应,A项错误;由于降低温度平衡正向移动,降温化学平衡常数增大,C项错误;加压, v″正>v″逆,平衡正向移动,正反应应为气体分子数减小的反应,若A、B是气体,则D是液体或固体,B项正确;化学平衡常数只与温度有关,与压强无关,加压时化学平衡常数不变,D项错误。
4.一定温度下,将2 mol SO2和1 mol O2充入10 L恒容密闭容器中,发生反应: 2SO2(g) +O2(g)2SO3(g)　ΔH=-196 kJ·mol-1。5 min时达到平衡,测得反应放热166.6 kJ。下列说法错误的是 (　　)
A.0～5 min内,用O2表示的平均反应速率v(O2)=0.017 mol·L-1·min-1
B.的值不变时,该反应达到平衡状态
C.若增大O2的浓度,SO2的转化率增大
D.条件不变,若起始时充入4 mol SO2和2 mol O2,平衡时放出的热量小于333.2 kJ
【解析】选D。本题考查化学平衡移动原理的应用。A.5 min达到平衡反应放热166.6 kJ,由化学方程式可知,反应的氧气的物质的量为=0.85 mol,则0～5 min内,用O2表示的平均反应速率v(O2)=0.017 mol·L-1·min-1,正确;B.随着反应的进行,氧气物质的量逐渐减小,三氧化硫的物质的量逐渐增大,的值不变时,该反应达到平衡状态,正确;C.若增大O2的浓度,SO2的转化率增大,正确;D.条件不变,若起始时充入4 mol SO2和2 mol O2,若平衡与原平衡等效,平衡时放出的热量为原平衡放热的2倍,容器内压强增大,平衡正向移动,平衡时放出的热量大于333.2 kJ,错误。故选D。
5.一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g) 2CO(g)。平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如图所示:

已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。下列说法正确的是 (　　)
A.550 ℃时,在密闭容器中加入C,平衡向正方向移动
B.650 ℃时,反应达平衡后CO2的转化率为50.0%
C.T ℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡不移动
D.925 ℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0p总
【解析】选C。550 ℃时,加入固体C,不影响平衡,A项错误;根据图示可知,在650 ℃时,CO的体积分数为40%,根据反应的化学方程式,设开始时加入了1 mol CO2,反应了x mol CO2,则有:
　　　　　C(s)+CO2(g)2CO(g)
始态: 1 mol 0
变化: x mol 2x mol
平衡: (1-x) mol 2x mol
因此有×100%=40%,解得x=0.25,则CO2的平衡转化率为×100% =25%,B项不正确;T ℃时,平衡体系中v(CO2)=v(CO)、n(CO2)=n(CO),充入等体积的CO2和CO后平衡不移动,C项正确;925 ℃时,CO的体积分数为96%,故Kp===23.04p总,D项错误。
6.在425 ℃时,在1 L密闭容器中充入下列气体进行反应并达到平衡,分析如下示意图,不能从示意图中读出相关信息的选项是 (　　)

A.同温同压下,只要投入物质比例适当,从正、逆方向都可以建立同一平衡状态
B.图(1)表示的反应为:H2(g)+I2(g)2HI(g)
C.图(1)中H2的转化率+图(2)中HI的转化率=100%
D.相同条件下,分别从正、逆方向建立等同的平衡状态,所需时间相同
【解析】选D。比较图(1)和图(2)可知,两平衡状态的c(HI)、c(H2)、c(I2)相同,图(1)表示的化学反应方程式为:H2(g)+I2(g)2HI(g),图(1)中H2的转化率为: ×100%=79%,图(2)中HI的转化率为:×100%=21%,故A、B、C正确。
7.(2019·成都模拟)已知反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH=Q kJ·mol-1,在三个不同容积的容器中分别充入1 mol CO与2 mol H2,恒温恒容,测得平衡时CO的转化率如下表。
序号
温度/℃
容器体积
CO转化率
平衡压强/Pa
①
200
V1
50%
p1
②
200
V2
70%
p2
③
350
V3
50%
p3
下列说法正确的是 (　　)
A.反应速率:③>①>②
B.平衡时体系压强:p1∶p2=5∶4
C.若容器体积V1>V3,则Q<0
D.若实验②中CO和H2用量均加倍,则CO转化率<70%
【解析】选C。①、②的温度相同,而CO转化率②>①,则②可看作在①的基础上加压,即V1>V2,因此反应速率:②>①,A错误;①与②比较,达到平衡时,平衡混合物的物质的量之比为5∶4,但V1与V2不相等,因此平衡时体系压强p1∶p2不等于5∶4,B错误;若容器体积V1>V3、温度相同,则①与③比较,CO的转化率③>①,而现在CO的转化率相同,则可看作在这个基础上③的平衡逆向移动,而升温平衡向吸热反应方向移动,即正向是放热反应,C正确;若实验②中CO和H2用量均加倍,则可看作在②的基础上压缩体积,CO转化率增大,D错误。
二、非选择题
8.(2019·全国卷Ⅱ节选)环戊二烯()是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题:
(1)某温度下,等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应(g)+ I2(g)(g)+2HI(g)　ΔH=+89.3 kJ·mol-1,起始总压为105 Pa,平衡时总压增加了20%,环戊烯的转化率为________,该反应的平衡常数Kp=________Pa。达到平衡后,欲增加环戊烯的平衡转化率,可采取的措施有________(填标号)。 
A.通入惰性气体 B.提高温度
C.增加环戊烯浓度 D.增加碘浓度
(2)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是________(填标号)。 

A.T1>T2
B.a点的反应速率小于c点的反应速率
C.a点的正反应速率大于b点的逆反应速率
D.b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L-1
【解析】(1)设起始加入反应物的物质的量都为1 mol,
　　　　　 (g)+I2(g)(g)+2HI(g)
起始(mol) 　1 　1 　 0 　 0
转化(mol) 　x 　x 　 x 　 2x
平衡(mol) 　1-x 　1-x 　 x 　 2x
反应后气体的总物质的量为2+x,平衡由压强之比等于气体物质的量之比知: =1.2,x=0.4,环戊烯的转化率为×100%=40%;反应后的气体的总压强为1.2×105 Pa,、I2、、HI的分压分别为×1.2×105 Pa=0.3×105 Pa、×1.2×105 Pa=0.3×105 Pa、×1.2×105 Pa=0.2×105 Pa、×1.2×105 Pa=0.4×
105 Pa,Kp= Pa≈3.56×104 Pa;达到平衡后,通入惰性气体对平衡没有影响,环戊烯的平衡转化率不变,A错误;反应是吸热反应,提高温度平衡向正反应方向移动,环戊烯的平衡转化率增大,B正确;增加环戊烯浓度,环戊烯的平衡转化率减小,C错误;增加碘浓度平衡向正反应方向移动,环戊烯的平衡转化率增大,D正确。
(2)由图知虚线对应的速率快,对应温度高,则T2>T1,A错误;由T2(c点)>T1(a点),但环戊二烯的浓度a点大于c点,则a点、c点的速率大小无法确定,B错误;a点、b点的温度相同,环戊二烯的浓度a点大于b点,则a点的正反应速率大于b点的正反应速率,b点没有达到平衡状态,则b点的正反应速率大于b点的逆反应速率,C正确;b点时环戊二烯的浓度减少0.9 mol·L-1,则b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L-1,D正确。
答案:(1)40%　3.56×104　BD　(2)CD
9.(2019·成都模拟)对温室气体二氧化碳的研究一直是科技界关注的重点。在催化剂存在下用H2还原CO2是解决温室效应的重要手段之一,相关反应如下:
主反应:①CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH1
副反应:②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
已知H2和CH4的燃烧热分别为-285.5 kJ·mol-1和-890.0 kJ·mol-1
H2O(l)H2O(g)　ΔH=+44 kJ·mol-1
(1)ΔH1=________kJ·mol-1。 
(2)有利于提高CH4平衡产率的反应条件是(至少写两条)_________________ _________。工业上提高甲烷反应选择性的关键因素是__________________。 
(3)T ℃时,若在体积恒为2 L的密闭容器中同时发生上述反应,将物质的量之和为5 mol的H2和CO2以不同的投料比进行反应,结果如图所示。若a、b表示反应物的转化率,则表示H2转化率的是________,c、d分别表示CH4(g)和CO(g)的体积分数,由图可知=________时,甲烷产率最高。 

【解析】(1)根据已知有②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH3=-571.0 kJ·mol-1
④CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH4=-890.0 kJ·mol-1
⑤H2O(l)H2O(g)　ΔH5=+44 kJ·mol-1根据盖斯定律,由①=③×2-④+⑤×2,则CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)　ΔH1=2ΔH3-ΔH4+2ΔH5=-164.0 kJ·mol-1;
(2)反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)是正方向为气体体积缩小的放热反应,降低温度和增大压强都有利于反应正向移动,提高CH4平衡产率;工业上提高甲烷反应选择性的关键因素是催化剂;
(3)随着比值的增大,氢气的转化率降低,则表示H2转化率的是b;随着比值的增大,氢气的量增多,一氧化碳的量减少,甲烷的量增加,故c为CH4(g)的体积分数,由图可知=4时,甲烷产率最高。
答案:(1)-164.0　(2)降低温度,增大压强　催化剂
(3)b　4
10.(2019·深圳模拟)CO还原脱硝技术可有效降低烟气中NOx的排放量。回答下列问题:
Ⅰ.CO 还原NO的脱硝反应:2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)　ΔH
(1)已知:①CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)　ΔH1=-226 kJ·mol-1
②N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ΔH2=+68 kJ·mol-1
③N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH3=+183 kJ·mol-1
脱硝反应ΔH=________,该反应向正反应方向自发进行的倾向很大,其原因是________________________,有利于提高NO 平衡转化率的条件是___________ _____________________(写出两条)。 
(2)以Mn3O4为脱硝反应的催化剂,研究者提出如下反应历程,将历程补充完整。
第一步:________________________; 
第二步:3MnO2+2COMn3O4+2CO2。
(3)在恒温恒容的密闭容器中,充入等物质的量的CO 和NO 混合气体,加入Mn3O4发生脱硝反应,t0时达到平衡,测得反应过程中CO2的体积分数与时间的关系如图所示。

①比较大小:a处v正________b处v逆(填“>”“<”或“=”)。 
②NO 的平衡转化率为________。 
Ⅱ.T ℃时,在刚性反应器中发生如下反应:CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g),化学反应速率v=kpm(CO)pn(NO2),k为化学反应速率常数。研究表明,该温度下反应物的分压与化学反应速率的关系如下表所示:

(4)若反应初始时p(CO)=p(NO2)=a kPa,反应t min时达到平衡,测得体系中p(NO)=b kPa,则此时v=________ kPa·s-1(用含有a和b的代数式表示,下同),该反应的化学平衡常数Kp=________(Kp是以分压表示的平衡常数)。 
【解析】(1)根据盖斯定律,由①×2+②-③×2,得到2CO(g)+2NO(g)2CO2(g) +N2(g)　ΔH=-226 kJ·mol-1×2+68 kJ·mol-1-183 kJ·mol-1×2=-750 kJ·mol-1。该反应向正反应方向自发进行的倾向很大,其原因是该反应为放热量大的反应,有利于提高NO平衡转化率的条件是降温、升压、增大CO和NO的投料比等。
(2)脱硝总反应为2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g),第一步+第二步即为总反应,则总反应-第二步反应,得到第一步反应:Mn3O4+2NO3MnO2+N2。(3)①a点反应正向进行,v正>v逆,b点反应达到平衡状态v正=v逆,a处v正>b处v逆。②在恒温恒容的密闭容器中,充入等物质的量的CO和NO混合气体,设CO和NO物质的量为1 mol,图象得到二氧化碳体积分数50%,设生成氮气为x,
　　　　　　　
2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g)
起始量(mol)　 1　　　 1　　 0　　　 0
变化量(mol)　 2x　 2x　　 2x　　 x
平衡量(mol) 1-2x　　 1-2x　　 2x　　 x
=50%,x=0.4 mol,NO的平衡转化率=×100%=80%。
(4)化学反应速率v=kpm(CO)pn(NO2),k为化学反应速率常数,结合图表数据变化得到m=1,n=1,据此计算速率平衡常数k= kPa-1·s-1,利用三量法:
　　　　　　　CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)
起始量(kPa)　 a　　 a　　 0　　 0
变化量(kPa)　 b　　 b　　 b　　 b
平衡量(kPa)　 a-b　 a-b　　 b　　 b
此时v=kp(CO)p( NO2)=×(a-b)(a-b)=9×10-5(a-b)2 kPa·s-1,反应前后气体物质的量不变,气体压强不变,可以利用气体压强代替气体分压计算平衡常数,K=。
答案:(1)-750 kJ·mol-1　该反应为放热量大的反应　降温、升压、增大CO和NO的投料比等　(2)Mn3O4+2NO3MnO2+N2　(3)①>　②80%　(4)9×10-5(a-b)2　
11.(2019·武汉模拟)CO2既是温室气体,也是重要的化工原料,二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。
(1)用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物,某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)　ΔH,在T1 ℃时,反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下:

①若30 min后升高温度至T2 ℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为2∶3∶3,则达到新平衡时NO的转化率________(填“升高”或“降低”), ΔH________0(填“>”或“<”)。 
②根据表中数据分析T1 ℃时,该反应在0～10 min内的平均反应速率v(N2)= ________mol·L-1·min-1。 
③若30 min后只改变某一条件,据上表中的数据判断改变的条件可能是________(填字母编号)。 
A.加入合适的催化剂　　　　B.适当缩小容器的体积
C.通入一定量的NO　　　　 D.加入一定量的活性炭
(2)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　 ΔH1=-49.1 kJ·mol-1
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　 ΔH2=-24.5 kJ·mol-1
写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式:__________。 
(3)二甲醚燃料电池具有能量转化率高、电量大的特点而被广泛应用,一种二甲醚氧气电池(电解质为KOH溶液)的负极反应式为______________。 
(4)常温下,用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工产品Na2CO3。若某次捕捉后得到pH=10 的溶液,则溶液中c(C)∶c(HC) =________。[常温下K1(H2CO3)=4.4×10-7、 K2(H2CO3)=5×10-11] 
【解析】(1)①由20 min平衡时NO、N2、CO2的浓度之比为0.40∶0.80∶0.80= 1∶2∶2,30 min后升高温度至T2 ℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为:2∶3∶3,可知升高温度平衡逆向移动,达到新平衡时NO的转化率降低,正反应为放热反应,ΔH<0。③加入合适的催化剂,平衡不移动,与图象不符,A项错误; 适当缩小容器的体积,平衡不移动,但浓度均增大,与图象符合,B项正确;通入一定量的NO,平衡正向移动,反应物、生成物浓度均增大,与图象符合,C项正确;加入一定量的活性炭,平衡不移动,与图象不符,D项错误。(3)二甲醚氧气电池(电解质为KOH溶液),负极上CH3OCH3失去电子生成碳酸根离子,负极反应式为CH3OCH3-12e-+16OH-2C+11H2O。
答案:(1)①降低　<　②0.042　③B、C
(2)2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)
ΔH=-122.7 kJ·mol-1
(3)CH3OCH3-12e-+16OH-2C+11H2O
(4)1∶2或0.5