答案 C
7．一定条件下合成乙烯：
6H2（g）＋2CO2（g）CH2===CH2（g）＋4H2O（g）；已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图，下列说法不正确的是（ ）
A．该反应的逆反应为吸热反应
B．平衡常数：
KM>KN
C．生成乙烯的速率：
v（N）一定大于v（M）
D．当温度高于250℃，升高温度，催化剂的催化效率降低
解析 升高温度CO2的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，A正确；该反应的正反应是放热反应，升温平衡常数减小，B正确；化学反应速率随温度的升高而加快，催化剂在250℃时催化活性最高，温度继续升高，其催化效率降低，所以v（N）有可能小于v（M），C错误，D正确。
答案 C
8．Cl2合成有机物时会产生副产物HCl。
利用反应4HCl（g）＋O2（g）
2Cl2（g）＋2H2O（g）可实现氯的循环利用。
如图是反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。
当该反应达平衡时，下列叙述正确的是（ ）
A．该反应平衡常数的表达式K＝
B．及时分离出H2O，平衡正向移动，这是正反应速率逐渐增大的缘故
C．若向恒容平衡体系内再加入1molO2，则达新平衡时，HCl的转化率增大
D．随温度升高，该反应的平衡常数K值会变大
解析 A项错误，该反应平衡常数的表达式K＝
；B项错误，分离出H2O，平衡会正向移动，原因是逆反应速率随c（H2O）的减小而减小，正反应速率大于逆反应速率；C项正确，向恒容平衡体系内再加入1molO2，平衡正向移动，使HCl的转化率增大；D项错误，由温度对HCl平衡转化率影响的曲线可知，该反应是放热反应，温度升高会使平衡逆向移动，平衡常数K值会变小。
答案 C
9．一定温度下，在一个容积为1L的密闭容器中，充入1molH2（g）和1molI2（g），发生反应H2（g）＋I2（g）2HI（g），经充分反应达到平衡后，生成的HI（g）占气体体积的50%，该温度下，在另一个容积为2L的密闭容器中充入1molHI（g）发生反应HI（g）
H2（g）＋
I2（g），则下列判断正确的是（ ）
A．后一反应的平衡常数为1
B．后一反应的平衡常数为0.5
C．后一反应达到平衡时，H2的平衡浓度为0.25mol·L－1
D．后一反应达到平衡时，HI（g）的平衡浓度0.5mol·L－1
解析 前一反应达平衡时c（H2）＝c（I2）＝0.5mol·L－1，c（HI）＝1mol·L－1，则平衡常数K1＝
＝
＝4，而后一反应的平衡常数K2＝
＝
＝0.5，A项错误，B项正确；设后一反应达平衡时c（H2）＝xmol·L－1，则平衡时c（I2）＝xmol·L－1，c（HI）＝（0.5－2x）mol·L－1，K2＝
＝0.5，解得x＝0.125，故平衡时c（H2）＝0.125mol·L－1，c（HI）＝0.25mol·L－1，C项错误，D项错误。
答案 B
10．某温度下，反应H2（g）＋CO2（g）H2O（g）＋CO（g）的平衡常数K＝
。
该温度下，在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，投入H2（g）和CO2（g），其起始浓度如表所示：
起始浓度
甲
乙
丙
c（H2）/（mol·L－1）
0.010
0.020
0.020
c（CO2）/（mol·L－1）
0.010
0.010
0.020
下列判断不正确的是（ ）
A．平衡时，乙中CO2的转化率大于60%
B．平衡时，甲中和丙中H2的转化率均是60%
C．平衡时，丙中c（CO2）是甲中的2倍，是0.008mol·L－1
D．反应开始时，乙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢
解析 设甲容器中，平衡时氢气的变化浓度为x，则：
K＝
＝
，解得x＝0.0060mol·L－1，平衡时c（H2）＝c（CO2）＝0.010－x＝0.0040mol·L－1，c（H2O）＝c（CO）＝0.0060mol·L－1，α（H2）＝
×100%＝60%。
因乙中H2的起始浓度大于甲，故乙平衡相当于是甲平衡正向移动的结果，乙中CO2的转化率大于60%，A项正确；丙平衡可看作是2个甲平衡合并而成的，又因H2（g）＋CO2（g）H2O（g）＋CO（g）是平衡不受压强影响的反应，故丙平衡中物质的转化率不变，仅各物质的浓度是甲平衡中各物质浓度的2倍，所以B、C项正确；由于三组反应中丙中各物质的浓度最大，甲中各物质的浓度最小，所以丙反应速率最快，甲反应速率最慢，D项错误。
答案 D
二、填空题
11．对于可逆反应CO＋H2O（g）CO2＋H2，回答下列问题：
（1）830K时，若起始时c（CO）＝2mol·L－1，c（H2O）＝3mol·L－1，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为________；平衡常数K的值为________。
（2）830K，若只将起始时c（H2O）改为6mol·L－1，则水蒸气的转化率为____。
（3）若830K时，起始浓度c（CO）＝amol·L－1，c（H2O）＝bmol·L－1，H2的平衡浓度c（H2）＝cmol·L－1，则：
①a、b、c之间的关系式是________；
②当a＝b时，a＝________c。
解析 在以下计算中，各浓度单位均为mol·L－1。
（1）
CO
＋
H2O（g）
CO2
＋
H2
起始浓度
2
3
0
0
转化浓度
1.2
1.2
1.2
1.2
平衡浓度
0.8
1.8
1.2
1.2
K＝
＝1，α（H2O）＝
×100%＝40%。
（2）设CO的转化浓度为x
CO
＋
H2O（g）
CO2
＋
H2
起始浓度
2
6
0
0
转化浓度
x
x
x
平衡浓度
2－x
6－x
x
x
K＝
＝1，解得x＝1.5mol·L－1，则α（H2O）＝
×100%＝25%。
（3）
CO
＋
H2O（g）
CO2
＋
H2
起始浓度
a
b
0
0
转化浓度
c
c
c
c
平衡浓度
a－c
b－c
c
c
＝1，化简得c＝
，因为a＝b，所以a＝2c。
答案
（1）40% 1
（2）25% （3）①c＝
②2
12．无色气体N2O4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。
N2O4与NO2转换的热化学方程式为：
N2O4（g）2NO2（g） ΔH＝＋24.4kJ/mol。
（1）将一定量N2O4投入固定容积的真空容器中，下述现象能说明反应达到平衡的是________。
a．v正（N2O4）＝2v逆（NO2） b．体系颜色不变
c．气体平均相对分子质量不变 d．气体密度不变
达到平衡后，保持体积不变升高温度，再次达到平衡时，混合气体颜色________（填“变深”、“变浅”或“不变”），判断理由是_____________。
（2）平衡常数K可用反应体系中气体物质的分压表示，即K表达式中用平衡分压代替平衡浓度，分压＝总压×物质的量分数[例如：
p（NO2）＝p总×x（NO2）]。
写出上述反应平衡常数Kp的表达式________（用p总、各气体物质的量分数x表示）；影响Kp的因素为________。
（3）上述反应中，正反应速率v正＝k正·p（N2O4），逆反应速率v逆＝k逆·p2（NO2），其中k正、k逆为速率常数，则Kp为________（以k正、k逆表示）。
若将一定量N2O4投入真空容器中恒温恒压分解（温度的298K、压强的100kPa），已知该条件下，k正＝4.8×104s－1，当N2O4分解10%时，v正＝________kPa·s－1。
（4）真空密闭容器中放入一定量N2O4，维持总压强p0恒定，在温度为T℃时，平衡时N2O4分解百分率为α。
保持温度不变，向密闭容器中充入等量N2O4，维持总压强在2p0条件下分解，则N2O4的平衡分解率的表达式为
_________________________________________________________。
解析
（1）2v正（N2O4）＝v逆（NO2）时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡，a项错误；体系颜色不变，则NO2的浓度不变，说明反应达到平衡，b项正确；该反应体系全为气体，气体质量保持不变，而反应前后气体分子数不相等，因此气体的平均相对分子质量为变量，当平均相对分子质量不变时可以说明反应达到平衡，c项正确；该反应体系全为气体，气体质量保持不变，容器容积也保持不变，故气体密度为一定值，气体密度不变不能说明反应达到平衡，d项错误。
正反应为吸热反应，保持体积不变升高温度，平衡正向移动，NO2的浓度增大，故混合气体颜色变深。
（2）Kp＝
＝
，与化学平衡常数K一样，影响Kp的因素为温度。
（3）Kp＝
，达到平衡时，v正＝v逆，即k正·p（N2O4）＝k逆·p2（NO2），
＝
，故Kp＝
。
设起始时N2O4为amol，当N2O4分解10%时，N2O4为0.9amol，NO2为0.2amol，则x（N2O4）＝
＝
。
故v正＝k正·p（N2O4）＝4.8×104s－1×100kPa×
＝3.9×106kPa·s－1。
（4）设充入的N2O4的量为nmol，维持总压强p0恒定，达到平衡时，N2O4的分解百分率为α，则N2O4为n（1－α）mol，NO2为2nαmol，Kp＝
＝p0×
。
维持总压强2p0恒定，达到平衡时，设N2O4的分解百分率为β，则N2O4为n（1－β）mol，NO2为2nβmol，Kp＝
＝2p0×
。
根据Kp不变，知p0×
＝2p0×
，解得β＝
。
答案
（1）bc 变深 正反应是吸热反应，其他条件不变，温度升高平衡正向移动，c（NO2）增加，混合气体颜色加深
（2）
（其他合理答案亦可） 温度
（3）
3.9×106
（4）
13．甲醇是重要的有机化工原料，目前世界甲醇年产量超过2.1×107吨，在能源紧张的今天，甲醇的需求也在增大。
甲醇的合成方法是：
（ⅰ）CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g） ΔH＝－90.1kJ·mol－1
另外：
（ⅱ）2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g） ΔH＝－566.0kJ·mol－1
（ⅲ）2H2（g）＋O2（g）===2H2O（l） ΔH＝－572.0kJ·mol－1
若混合气体中有二氧化碳存在时，还发生下列反应：
（ⅳ）CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g） ΔH＝＋41.1kJ·mol－1
回答下列问题：
（1）甲醇的燃烧热为________________kJ·mol－1。
（2）在碱性条件下利用一氯甲烷（CH3Cl）水解也可制备少量的甲醇，该反应的化学方程式为_____________________________________________________。
（3）若反应在密闭恒容绝热容器中进行，反应（ⅳ）对合成甲醇反应中CO的转化率的影响是___________________________________________________。
a．增大b．减小
c．无影响d．无法判断
（4）在恒温恒容的密闭容器中发生反应（ⅰ），各物质的浓度如下表：
浓度/mol·L－1
时间/min
c（CO）
c（H2）
c（CH3OH）
0
0.8
1.6
0
2
0.6
x
0.2
4
0.3
0.6
0.5
6
0.3
0.6
0.5
①x＝____________________。
②前2min内H2的平均反应速率为v（H2）＝____________________。
该温度下，反应（ⅰ）的平衡常数K＝____________________。
③反应进行到第2min时，改变了反应条件，改变的这个条件可能是___（填序号）。
a．使用催化剂 b．降低温度 c．增加H2的浓度
（5）下图是温度、压强与反应（ⅰ）中CO转化率的关系：
①由图像可知，较低温度时，CO转化率对________（选填“温度”或“压强”）敏感。
②由图像可知，温度越低，压强越大，CO转化率越高，但实际生产往往采用300～400℃和10MPa的条件，其原因是__________________________。
解析
（1）利用盖斯定律，热化学方程式（ⅲ）－（ⅰ）＋
（ⅱ），得新的热化学方程式为CH3OH（g）＋
O2（g）===CO2（g）＋2H2O（l） ΔH＝－764.9kJ·mol－1。
（2）根据提示知CH3Cl中的Cl原子被羟基取代生成CH3OH。
（3）反应（ⅳ）消耗反应（ⅰ）的另外一种反应物氢气，而且生成反应（ⅰ）的反应物CO，使反应（ⅰ）的CO转化率降低；但反应（ⅳ）为吸热反应，使体系温度降低，反应（ⅰ）正向移动，使反应（ⅰ）中CO的转化率提高，两个原因孰轻孰重不得而知，故无法判断反应（ⅳ）对反应（ⅰ）中CO转化率的影响。
（4）①,CO（g）＋,2H2（g）,,CH3OH（g）,始态,0.8mol·L－1,1.6mol·L－1,,0,2min,0.6mol·L－1,1.2mol·L－1,,0.2mol·L－1）
②v（H2）＝2v（CH3OH）＝2×0.2mol·L－1/2min＝0.2mol·L－1·min－1。
平衡常数K＝0.5/（0.62×0.3）L2·mol－2＝4.6L2·mol－2。
③2min到4min的反应速率大于0到2min，而降低温度，反应速率降低，b项错误；由表格中的数据可知c项错误；故a项使用催化剂是正确的。
（5）①由图像可知，不管压强多大，只要温度较低，则转化率均较高，故转化率对温度较敏感。
②温度较低，反应速率慢，不利于甲醇的生成；压强太大对设备要求高，成本高。
答案
（1）764.9
（2）CH3Cl＋NaOH―→CH3OH＋NaCl[或CH3Cl＋H2O
CH3OH＋HCl]
（3）d
（4）①1.2 ②0.2mol·L－1·min－1 4.6L2·mol－2 ③a
（5）①温度 ②温度较低，反应速率慢；压强太大，成本高
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