【解析】选B。
可将第二次达到平衡的过程假设如下:
先将2molNH3充入2倍于a容器容积的容器b中（温度不变）,则所建立的平衡状态相同,φ（NH3）=m%;再将b容器的容积压缩一半,则平衡2NH3
N2+3H2逆向移动,达到新的平衡后φ（NH3）必增大,即n%>m%。
5.（2014·济南模拟）已知反应A（g）+B（g）
C（g）+D（g）的平衡常数K值与温度的关系如表所示。
830℃时,向一个2L的密闭容器中充入0.20molA和0.20molB,10s时达到平衡。
下列说法不正确的是 （ ）
温度/℃
700
830
1200
K值
1.7
1.0
0.4
A.达到平衡后,B的转化率为50%
B.增大压强,正、逆反应速率均加快
C.该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动
D.反应初始至平衡,A的平均反应速率v（A）=0.005mol·L-1·s-1
【解析】选C。
设平衡时参加反应的B的物质的量浓度为x,则:
A（g） + B（g）
C（g）+D（g）
开始（mol·L-1）:
0.10.100
变化（mol·L-1）:
xxxx
平衡（mol·L-1）:
0.1-x0.1-xxx
故
=1,解得x=0.05mol·L-1。
所以平衡时B的转化率为
×100%=50%,A正确;增大压强,反应混合物的浓度都增大,故正、逆反应速率都增大,B正确;由表中数据可知,温度越高,平衡常数越小,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,故正反应为放热反应,C错误;反应开始至平衡,A的平均反应速率v（A）=
=0.005mol·L-1·s-1,D正确。
6.在恒容密闭容器中通入A、B两种气体,在一定条件下发生反应:
2A（g）+B（g）
2C（g） ΔH>0。
达到平衡后,改变一个条件（x）,下列量（y）一定符合图中曲线的是 （ ）
x
y
A
再通入A
B的转化率
B
加入催化剂
A的体积分数
C
压强
混合气体的总物质的量
D
温度
混合气体的总物质的量
【解析】选A。
A项,当再通入A时,平衡向正反应方向移动,B的转化率增大,正确;B项,加入催化剂只能改变反应速率,而不能影响化学平衡的移动,A的体积分数不变,错误;C项,增大压强,平衡向正反应方向移动,混合气体的总物质的量减小,错误;D项,正反应为吸热反应,温度升高,平衡向吸热反应方向移动,混合气体的总物质的量减小,错误。
【易错提醒】化学平衡问题中的“不一定”
（1）化学反应速率改变,化学平衡不一定移动,如本题B项,加入催化剂,化学反应速率改变,正、逆反应速率改变的程度相同,平衡不移动;但平衡发生移动,反应速率一定变化。
（2）易错误地认为平衡发生正向移动,反应物的浓度一定减小,转化率一定增大。
如本题A项,增加A平衡正向移动,但是A的浓度较原平衡增大,A的转化率减小,只有B的浓度减小,B的转化率增大。
7.（2014·黄山一模）一定条件下存在反应:
CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）,其正反应放热。
现有三个相同的2L恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在Ⅰ中充入1molCO和1molH2O,在Ⅱ中充入1molCO2和1molH2,在Ⅲ中充入2molCO和2molH2O,700℃条件下开始反应。
达到平衡时,下列说法正确的是 （ ）
A.容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同
B.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同
C.容器Ⅰ中CO的物质的量比容器Ⅱ中的多
D.容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和大于1
【解析】选C。
A项容器Ⅲ中加入反应物的量比容器Ⅰ中多,由于该反应为放热反应,Ⅲ中放出热量比Ⅰ多,温度高,Ⅲ中反应正向进行的程度比Ⅰ小,因此容器Ⅲ中反应的化学平衡常数比Ⅰ小,错误;B项容器Ⅰ中反应正向进行,放出热量,容器Ⅱ中反应逆向进行,吸收热量,两个容器中反应温度不同,则Ⅰ、Ⅱ中正反应速率不相同,错误;C项Ⅰ中反应正向进行,放出热量,Ⅱ中反应逆向进行,吸收热量,由于容器均为绝热容器,Ⅰ中温度高,所以容器Ⅰ中CO的物质的量比容器Ⅱ中的多,正确;D项Ⅰ中温度高,CO的转化率减小,容器Ⅱ温度低,CO2的转化率减小,所以容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1,错误。
二、非选择题（本题包括4小题,共58分）
8.（12分）（2014·漳州模拟）氮气及含氮的化合物在国民经济中占有重要地位。
合成氨工业中,合成塔中每产生2molNH3,放出92.4kJ热量。
（1）若起始时向容器内放入2molN2和6molH2,达到平衡后放出的热量为Q,则Q 184.8kJ（填“>”“<”或“=”）。
一定条件下,在密闭恒容的容器中,能表示反应达到化学平衡状态的是 。
a.3v逆（N2）=v正（H2）
b.2v正（H2）=v正（NH3）
c.混合气体的密度保持不变
d.c（N2）∶c（H2）∶c（NH3）=1∶3∶2
（2）工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素,反应的化学方程式为
2NH3（g）+CO2（g）
CO（NH2）2（l）+H2O（l）。
在一定温度和压强下,若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比（氨碳比）
=x,如图是氨碳比（x）与CO2平衡转化率（α）的关系。
α随着x增大而增大的原因是 。
（3）图中的B点处,NH3的平衡转化率为 。
【解析】
（1）合成氨反应是可逆反应,2molN2和6molH2反应达到平衡后不能完全转化生成NH3,放出的热量小于184.8kJ;3v逆（N2）=v正（H2）可以根据方程式换算为v逆（H2）=v正（H2）,a能说明达到平衡状态;而2v正（H2）=v正（NH3）只表示出了正反应速率,且不符合实际反应情况,b不能说明达到平衡状态;恒容容器气体体积不变、质量不变,混合气体的密度保持不变,c不能说明达到平衡状态;平衡时不一定是c（N2）∶c（H2）∶c（NH3）=1∶3∶2,d不能说明达到平衡状态。
（2）原料气中的NH3和CO2的物质的量之比x越大即（氨碳比）
越大,c（NH3）越大,平衡正向移动,CO2平衡转化率（α）越大。
（3）B点处x=4.0,CO2平衡转化率（α）为50%,假设开始时加入的NH3为4mol,则CO2为1mol,CO2转化了0.5mol,根据2NH3（g）+CO2（g）
CO（NH2）2（l）+H2O（l）可知NH3转化了1mol,其转化率为25%。
答案:
（1）< a
（2）c（NH3）增大,平衡正向移动,CO2平衡转化率（α）增大
（3）25%
9.（14分）已知:
CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g） ΔH=Q,其平衡常数随温度变化如下表所示:
温度/℃
400
500
850
平衡常数
9.94
9
1
请回答下列问题:
（1）上述反应的化学平衡常数表达式为 ,
该反应的Q 0。
（2）850℃时在体积为10L的反应器中,通入一定量的CO和H2O（g）发生上述反应,CO和H2O（g）浓度变化如图所示,则0～4min时平均反应速率v（CO）= 。
（3）若在500℃时进行,且CO、H2O（g）的起始浓度均为0.020mol·L-1,该条件下CO的最大转化率为 。
（4）若在850℃时进行,设起始时CO和H2O（g）共为1mol,其中水蒸气的体积分数为x,平衡时CO的转化率为y,试推导y随x变化的函数关系式为
。
（5）有人提出可以设计反应2CO
2C+O2（ΔH>0）来消除CO的污染,请判断上述反应能否发生 （填“可能”或“不可能”）。
【解析】
（1）根据平衡常数的含义可以写出K=
根据表中数据可知,随着温度升高,平衡常数变小,说明升高温度平衡逆向移动,则该反应正反应是放热反应,则Q<0。
（2）根据图像可知,0～4min时,CO的浓度从0.20mol·L-1减小到0.08mol·L-1,则反应速率为v（CO）=0.12mol·L-1/4min=0.03mol·L-1·min-1。
（3）在500℃时,K=9,设CO浓度减少了x,则CO2（g）和H2（g）各生成x,平衡时CO（g）和H2O（g）浓度为（0.020-x）mol·L-1,代入K=
可得x=0.015mol·L-1,则CO的最大转化率为75%。
（4）850℃时,K=1,起始时CO和H2O（g）共为1mol,其中水蒸气的体积分数为x,所以H2O（g）的物质的量为x,CO的物质的量为（1-x）mol;设平衡时CO转化了a,根据平衡常数表达式可以计算出a=x-x2,则CO的转化率y=（x-x2）/（1-x）=x。
（5）反应2CO
2C+O2（ΔH>0）是熵减的反应,即ΔS<0,则ΔH-TΔS>0,反应不可能自发进行。
答案:
（1）K=
<
（2）0.03mol·L-1·min-1 （3）75%
（4）y=x
（5）不可能
10.（16分）（2014·六安模拟）据媒体报道,某工厂发生氨气泄漏事故。
已知在一定温度下,合成氨工业原料气H2的制备涉及下面的两个反应:
C（s）+H2O（g）
CO（g）+H2（g）;
CO（g）+H2O（g）
H2（g）+CO2（g）。
（1）判断反应CO（g）+H2O（g）
CO2（g）+H2（g）达到化学平衡状态的依据是 。
A.容器内压强不变 B.混合气体中c（CO）不变
C.v正（H2）=v逆（H2O）D.c（CO2）=c（CO）
（2）在2L定容密闭容器中通入1molN2（g）和3molH2（g）,发生反应:
3H2（g）+N2（g）
2NH3（g） ΔH<0,测得压强-时间图像如图甲,测得p2=0.6p1,此时温度与起始温度相同,在达到平衡前某一时刻（t1）若仅改变一种条件,得到如图乙图像。
①若图中c=1.6mol,则改变的条件是 （填字母）;
②若图中c<1.6mol,则改变的条件是 （填字母）;此时该反应的平衡常数
（填“增大”“减小”或“不变”）。
A.升温 B.降温 C.加压 D.减压 E.加催化剂
（3）如
（2）题中图甲,平衡时氢气的转化率为 。
（4）工业上可利用如下反应:
H2O（g）+CH4（g）
CO（g）+3H2（g）制备CO和H2。
在一定条件下1L的密闭容器中充入0.3molH2O和0.2molCH4,测得H2（g）和CH4（g）的物质的量浓度随时间变化曲线如下图所示,0～4s内,用CO（g）表示的反应速率为 。
【解析】
（1）该反应前后气体物质的量不变,故压强不能用来判断反应是否达到平衡状态,由平衡状态特征及本质可知,选项B、C可作为判断反应达到化学平衡状态的依据;选项D与平衡状态无直接关系。
（2） 3H2（g） + N2（g）
2NH3（g）
起始量/mol310
转化量/mol3xx2x
平衡量/mol3-3x1-x2x
反应前后的压强比等于物质的量比,即（4-2x）/4=0.6,x=0.8,c=1.6mol,平衡没移动,但速率加快,所以改变的条件是使用催化剂;c<1.6mol,逆向移动,且速率加快,只能升高温度。
（3）由
（2）可以求出氢气的转化率为80%。
（4）0～4s内,v（CO）=v（CH4）=0.025mol·L-1·s-1。
答案:
（1）B、C
（2）①E ②A 减小
（3）80% （4）0.025mol·L-1·s-1
11.（16分）Ⅰ.氢气是一种清洁能源。
用甲烷制取氢气的两步反应的能量变化如下图所示:
（1）甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是
。
（2）第Ⅱ步为可逆反应。
在800℃时,若CO的起始浓度为2.0mol·L-1,水蒸气的起始浓度为3.0mol·L-1,达到化学平衡状态后,测得CO2的浓度为1.2mol·L-1,则此反应的平衡常数为 ,CO的平衡转化率为 。
Ⅱ.1100℃时,在恒容密闭容器中,发生可逆反应:
Na2SO4（s）+4H2（g）
Na2S（s）+4H2O（g）并达到平衡,请完成下列各题:
（3）达到平衡时的平衡常数表达式K= 。
降低温度,K值减小,则正反应为
（填“吸热”或“放热”）反应。
（4）向该容器中分别加入以下物质,对平衡的影响如何?
（填“正向移动”“逆向移动”或“不发生移动”）
①加入少量Na2SO4,则平衡:
②加入少量灼热的Fe3O4,则平衡:
（5）若将平衡体系温度降低100℃,下述图像中能正确反映平衡移动过程中容器变化情况的是 。
【解析】
（1）该反应中反应物的能量大于生成物的能量,所以该反应是放热反应,将两个过程的方程式相加得其热化学反应方程式为CH4（g）+2H2O（g）
4H2（g）+
CO2（g） ΔH=-136.5kJ·mol-1。
（2）该反应方程式为CO（g）+H2O（g）
H2（g）+CO2（g）,达到平衡时,一氧化碳的浓度是0.8mol·L-1,水的浓度是1.8mol·L-1,氢气的浓度是1.2mol·L-1,所以其平衡常数为1;一氧化碳的转化率=1.2mol·L-1/2mol·L-1×100%=60%。
（3）根据定义,写出表达式,降低温度,K值减小,说明降低温度,平衡逆向移动,说明逆向是放热的,则该反应正向是吸热的。
（4）Na2SO4为固体,加入其中,浓度没有变化,速率不发生变化,平衡不移动。
加入少量灼热的Fe3O4,会消耗氢气,这样会降低反应物的浓度,所以平衡逆向移动。
（5）该反应压强始终不变,a错误。
降低温度,平衡逆向移动,氢气的量增加,b正确。
降低温度,平衡逆向移动,气体的质量将减小,所以密度也将减小,不可能不变化,c和d均错误。
答案:
Ⅰ.
（1）CH4（g）+2H2O（g）
4H2（g）+CO2（g） ΔH=-136.5kJ·mol-1
（2）1 60%
Ⅱ.（3）c4（H2O）/c4（H2） 吸热
（4）①不发生移动 ②逆向移动
（5）b
【讲评建议】教师在讲解时,请提醒学生注意以下几点:
解答第
（1）小题时,要正确识别图像,根据图像写出对应的热化学方程式;另外要审清题意,要求写出生成二氧化碳和氢气的热化学方程式,防止写成第一个方程式。
解答第（3）小题时,要注意书写化学平衡常数表达式时固体或纯液体均不写入表达式中,如果出现Na2SO4（s）和Na2S（s）一定错误。
解答第（4）小题时,要注意加入的Fe3O4虽然是固体,但是反应会消耗氢气,导致降低反应物的浓度,所以平衡逆向移动,不能简单认为和Na2SO4一样,固体不影响平衡移动。
解答第（5）小题时,要正确识别图像的含义,不能忽视“恒容密闭容器”这一关键,如恒容容器中反应前后气体体积不变化,气体总物质的量、压强一定不变。
本题易错误地认为容积不变、气体总物质的量不变,则密度不变而错选c,实际上虽然容积不变、气体总物质的量不变,但是气体的质量变化导致气体密度变化。
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