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(通用版)高考化学一轮复习一遍过专题28化学平衡常数反应方向性(含解析)
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这是一份(通用版)高考化学一轮复习一遍过专题28化学平衡常数反应方向性(含解析)，共30页。试卷主要包含了CH4与CO2催化重整反应为，I2在KI溶液中存在下列平衡，工业制氢气的一个重要反应是，钨在高温下可缓慢升华，一定条件下存在反应，高炉炼铁过程中发生反应等内容，欢迎下载使用。
专题28 化学平衡常数 反应方向性
1．温度为T1时，向容积为2 L 的密闭容器甲、乙中分别充入一定量的CO(g)和H2O(g)，发生反应：CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ∆H = －41 kJ/mol。数据如下，下列说法不正确的是
容器
甲
乙
反应物
CO
H2O
CO
H2O
起始时物质的量（mol）
1.2
0.6
2.4
1.2
平衡时物质的量（mol）
0.8
0.2
a
b
A．甲容器中，平衡时，反应放出的热量为16.4 kJ
B．T1时，反应的平衡常数K甲 = 1
C．平衡时，乙中CO的浓度是甲中的2倍
D．乙容器中，平衡时CO的转化率约为75%
【答案】D
【解析】A. 甲容器中平衡时，消耗的CO的物质的量为1.2mol-0.8mol=0.4mol，根据反应CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ∆H = －41 kJ/mol，可知平衡时放出热量为：41 kJ/mol×0.4mol=16.4 kJ，故A正确；
B. CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)
起始（mol） 1.2 0.6 0 0
转化（mol） 0.4 0.4 0.4 0.4
平衡（mol） 0.8 0.2 0.4 0.4
在T1达到平衡状态时甲容器中，c(CO)=0.4mol/L，c(H2O)=0.1mol/L，c(CO2)=0.2mol/L，c(H2)= 0.2mol/L，则该温度下反应的平衡常数K甲 = 0.2×0.2/0.4×0.1=1，故B正确；
C. CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)为气体体积不变的反应，压强不影响化学平衡，则甲、乙互为等效平衡，达到平衡时反应物转化率相等，则0.8/1.2=a/2.4，解得a=1.6，故C正确；
D.根据C项可知a=1.6，乙容器中，平衡时CO的转化率为×100％≈33％，故D错误D。
2．CH4与CO2催化重整反应为：CH4(g) +CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH =+247 kJ·mol−1。现向2 L恒容密闭容器中充入2 mol CH4和2 mol CO2进行催化重整反应，不同温度下平衡体系中CH4和CO的体积分数（φ）随温度变化如下表所示：
温度
体积分数：φ(CH4)
体积分数：φ(CO)
T1
a
a
T2
c
b
测得：b＞a＞c，下列说法正确的是
A．T1大于T2
B．T1时该反应的平衡常数为 mol2·L−2
C．T1时向2 L恒容密闭容器中充入1 mol CH4和1 mol CO2进行催化重整反应，达到平衡时，φ(CO)为
D．T1时向2 L恒容密闭容器中充入等物质的量CH4、CO2、CO、H2进行催化重整反应，此时反应一定正向移动
【答案】B
【解析】A项、该反应为吸热反应，b＞a＞c，平衡向正反应方向移动，条件是温度升高，T2大于T1，故A错误；B项、假设CH4转化了x mol，由题意建立如下三段式：
CH4(g) + CO2(g)2CO(g) + 2H2(g)
起始：2 mol 2 mol 0 0
变化：x mol x mol 2x mol 2x mol
平衡：(2−x) mol (2−x) mol 2x mol 2x mol
根据题意得：(2−x) mol=2x mol，解得x=2∕3mol，则平衡常数K=== mol2·L−2，故B正确；
C项、T1时向1 L密闭容器中充入1 mol CH4和1 mol CO2进行催化重整反应，达到平衡时，φ(CO)为a，现在体积扩大为2 L，单位体积的气体分子数减小，平衡向正反应方向移动，φ(CO)大于，故C错误；
D项、假设此时等物质的量为y mol，浓度熵Q===，当起始四种物质的物质的量都为 mol时，恰好达到平衡状态；当起始四种物质的物质的量都大于 mol时，Q大于平衡常数K，反应向逆反应方向移动，当起始四种物质的物质的量都小于mol时，Q小于平衡常数K，反应向正反应移动，故D错误。
3．一定温度下，将0.16 mol X和0.16 mol Y加入10 L的恒容密闭容器中，发生反应X(s)＋2Y(g)2Z(g) ΔH＜0，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如表：
t/min
2
4
7
9
n(Y)/mol
0.12
0.11
0.10
0.10
下列说法正确的是( )
A．温度升高，此反应的化学平衡常数K＞0.36
B．当容器内气体的密度不变时，反应达到化学平衡状态
C．反应前2 min的平均反应速率v(Z)＝4.0×10－3 mol·L－1·min－1
D．其他条件不变，再充入0.6 mol Z，平衡时Z的体积分数增大
【答案】B
【解析】
A．由表中数据可知，7 min与9 min时n(Y)相等，说明7 min时反应达到平衡状态，平衡时，Y为0.1mol，反应的Y为0.06mol，根据X(s)＋2Y(g) 2Z(g)，生成的Z为0.06mol，该温度下此反应的平衡常数K==0.36，又该反应的正反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，K＜0.36，故A错误；
B．该反应属于气体质量增大的反应，反应容器的容积不变，当容器内气体的密度不变时，表示反应达到化学平衡状态，故B正确；
C．反应前2 min内，v(Z)＝v(Y) ==2.0×10-3mol•L-1•min-1，故C错误；
D．其他条件不变，再充入0.6mol Z，相当于增大压强，由于反应前后气体的体积不变，则平衡不移动，Z的体积分数不变，故D错误。
4．I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)I3-(aq)。某I2、KI混合溶液中，I3-的物质的量浓度[c(I3-)]与温度(T)的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是( )
A．反应I2(aq)＋I－(aq)=I3-(aq)的ΔH>0
B．若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1>K2
C．若反应进行到状态D时，一定有v正
【答案】B
【解析】A项、由图可知，随温度升高，c(I3-)浓度减小，平衡逆向移动，说明正反应放热，即ΔH<0，故A错误；B项、该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K值减小，则K1>K2，故B正确；
C项、D点没有达到平衡，c(I3-)比平衡时要小(要向A点移动)，即反应要向右进行，所以此时υ正>υ逆，故C错误；D项、由图知，c(I3-)：状态A>状态B，则c(I2)为：状态A<状态B，故D错误。
5．工业制氢气的一个重要反应是：CO(g) +H2O(g)== CO2(g)+H2(g)。
已知在25℃时：
①C(s)+O2(g)CO(g) ΔH1＝−111kJ·mol− 1
②H2(g)+ O2(g)== H2O(g) ΔH2＝−242kJ·mol− 1
③C(s)+O2(g) == CO2(g) ΔH3＝−394kJ·mol− 1
下列说法不正确的是
A．25℃时，CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH＝−41kJ·mol−1
B．增大压强，反应①的平衡向逆反应方向移动，平衡常数K减小
C．反应①达到平衡时，每生成1 molCO的同时生成0.5molO2
D．反应②断开2mol H2和1 mol O2中的化学键所吸收的能量比形成4mol O−H键所放出的能量少484kJ
【答案】B
【解析】A.根据盖斯定律③－②－①得CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g) ΔH＝−41kJ·mol−1，故A正确；B.平衡常数只与温度有关，增大压强K不变，故B错误；C. 反应①，每生成1molCO的同时生成0.5molO2，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故C正确；D. 焓变=反应物的键能之和-生成物的键能之和，因此反应②断开2molH2和1molO2中的化学键所吸收的能量比形成4molO-H键所放出的能量少484kJ，故D正确；选B。
6．钨（W）在高温下可缓慢升华。碘钨灯中封存的碘蒸气能发生反应：W(s) + I2(g) WI2(g)，利用工作时灯泡壁与灯丝的温度差，将沉积在灯泡壁上的钨“搬运”回灯丝上。对于该过程的理解不正确的是
A．工作时，电能转化为光能和热能
B．工作时，在灯泡壁和灯丝上发生反应的平衡常数互为倒数
C．W(s) + I2(g) WI2(g) 为放热反应
D．碘蒸气的作用是延长灯丝的使用寿命
【答案】B
【解析】A、碘钨灯工作时，发光、发热，电能转化为光能和热能，故A正确；B、工作时，利用灯泡壁与灯丝的温度差，将沉积在灯泡壁上的钨“搬运”回灯丝上，灯丝的温度高于灯泡壁的温度，W在高温下缓慢升华，在灯泡壁上发生反应W(s) + I2(g) WI2(g)，平衡常数K1=和灯丝上发生反应WI2(g) W(g) + I2(g)的平衡常数K2=，K1 K2不是互为倒数，故B错误；C、利用工作时灯泡壁与灯丝的温度差，将沉积在灯泡壁上的钨“搬运”回灯丝上，灯丝的温度高于灯泡壁的温度，说明升高温度，化学平衡向吸热方向移动，WI2的物质的量减少，所以该反应向逆反应方向移动，即逆反应是吸热反应，所以正反应是放热反应，故C正确；D、扩散到灯泡壁（低温区）的钨与I2（g）发生反应生成WI2（g），WI2（g）扩散到灯丝（高温区）重新分解出钨沉积到灯丝表面，从而延长钨丝使用寿命，故D正确。
7．一定条件下，在密闭容器里进行如下可逆反应：橙黄色液体气鲜红色液体。下列说法正确的是
A．达到平衡时，单位时间里消耗n mol 的同时也生成n
B．增大压强，平衡常数将增大
C．达到平衡时，若升高温度，氯气的百分含量减小
D．加入氯气，平衡向正反应方向移动，氯气的转化率一定升高
【答案】A
【解析】A、根据方程式可知单位时间里消耗 n mol S2Cl2的需要消耗n molCl2，同时生成n molCl2，Cl2的生成与消耗的物质的量相同，反应处于平衡状态，选项A正确；B、平衡常数只与温度有关系，增大压强平衡常数不变，选项B错误； C、正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向进行，氯气的含量增大，选项C错误；D、加入氯气，平衡向正反应方向移动，S2Cl2的转化率增大，氯气的转化率降低，选项D错误。
8．一定条件下存在反应：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，各容器中充入的物质的物质的量如下表，700℃ 条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是
容器
充入容器中的物质的物质的量
Ⅰ
1 mol CO和 1 mol H2O
Ⅱ
1 mol CO2和1 mol H2
Ⅲ
2 mol CO和2 mol H2O
A．容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同
B．容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同
C．容器Ⅰ中CO的物质的量比容器Ⅱ中的少
D．容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2 的转化率之和小于1
【答案】D
【解析】A.在I中充入1molCO和1molH2O，在II中充入1molCO2和1mol H2，刚开始时，容器I中正反应速率最大，容器II中正反应速率为零，达到平衡时，容器I温度大于700℃，容器II温度小于700℃，所以容器Ⅰ中的正反应速率大于容器Ⅱ中正反应速率，A错误；B.容器III可看成容器I体积压缩一半，各物质浓度增加一倍，若温度恒定，则平衡不移动；但恒容绝热的情况下，容器III中温度比容器I高，更有利于平衡向逆反应方向移动，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，所以化学平衡常数K(I)>K(III)，B错误；
C.容器Ⅰ从正反应方向开始，容器III从逆反应方向开始，由于该反应的正反应为放热反应，所以反应达到平衡时，容器Ⅰ的温度高于容器II，升高温度，化学平衡逆向移动，因此I中CO的物质的量比容器Ⅱ中的多，C错误；D.根据选项C可知容器I、II的温度不相同，容器I的温度高于700℃，容器II温度低于700℃。若容器II的温度也是700℃，一个从正反应方向开始，一个从逆反应方向开始，I中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2 的转化率之和等于1，但容器II温度低于700℃，降低温度，平衡正向移动，使CO2的转化率降低，因此容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2 的转化率之和小于1，D正确。
9．下列有关平衡常数的说法中，正确的是
A．改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数也一定增大
B．反应 2NO2(g) N2O4(g) △H ＜0，升高温度该反应平衡常数增大
C．对于给定可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数互为倒数
D．CO2＋H2CO＋H2O 的平衡常数表达式为 K =c(CO)/[c(CO2)c(H2)]
【答案】C
【解析】A项、改变反应物浓度或压强，平衡可以正向进行，反应物转化率增大，但温度不变，平衡常数不变，故A错误；B项、该反应是放热反应，升温平衡向吸热反应方向进行，所以平衡逆向进行，平衡常数减小，故B错误；C项、对于给定可逆反应，根据平衡常数的表达式可知，正逆反应的平衡常数互为倒数，故C正确；D项、CO2＋H2CO＋H2O 的平衡常数表达式为 K=，故D错误。
10．高炉炼铁过程中发生反应： Fe2O3(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)，该反应在不同温度下的平衡常数见表。
温度T/℃
1000
1150
1300
平衡常数K
4.0
3.7
3.5
下列说法正确的是
A．增加高炉的高度可以有效降低炼铁尾气中CO的含量
B．由表中数据可判断该反应：反应物的总能量＞生成物的总能量
C．为了使该反应的K增大，可以在其他条件不变时，增大c(CO)
D．1000℃下Fe2O3与CO反应，t min达到平衡时c(CO) =2×10-3 mol/L，则用CO表示该反应的平均速率为2×10-3/t mol/(L·min)
【答案】B
【解析】A.高炉煤气的成分与高炉高度是没有关系的,煤气中CO的含量是高炉生产的产物, 增加高炉的高度，不影响化学平衡移动，不会降低CO的含量，故A错误；B. 由表中数据可知升高温度，该反应的平衡常数降低，所以该反应属于放热反应，反应物的总能量＞生成物的总能量，故B正确；C.平衡常数只和温度有关，所以增大c(CO)不会改变K，故C错误；D. 1000℃下Fe2O3(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)，K=c(CO2)/ c(CO) =4, c(CO) =2×10-3mol/L, c(CO2)=8×10-3mol/L,因为方程式中CO和CO2的计量数相等，所以CO的平均速率为 mol/(L·min)，故D错误。
11．在容积一定的密闭容器中，置入一定量的NO(g)和足量C(s)，发生反应C(s)＋2NO(g) CO2(g)＋N2(g)，平衡状态时NO(g)的物质的量浓度[NO]与温度T的关系如图所示。则下列说法中正确的是( )
A．该反应的ΔH>0
B．若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1
【答案】D
【解析】A.根据图像可知，随着温度的升高，NO的物质的量浓度增大，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，故A错误；B.由于正反应为放热反应，温度越高，平衡常数越小，则K1>K2，故B错误；C.根据图像可知，由状态D到平衡点B，需要减小NO的浓度，所以反应正向进行，则v正>v逆,故C错误；D.由于反应物碳是固体，所以在反应进行过程中，气体的总质量一直在变，V一定，气体的密度也就一直在变，当若混合气体的密度不再变化，则可以判断反应达到平衡状态C，故D正确。
12．某温度下，在一个2L的密闭容器中，加入4molA和2molB进行如下反应：3A(g)+2B(g)4C(s)+2D(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6mol C，则下列说法正确的是（ ）
A．该反应的化学平衡常数表达式是K=
B．此时，B的平衡转化率是40%
C．增大该体系的压强，平衡向右移动，化学平衡常数增大
D．增大B，平衡向右移动B的平衡转化率不变
【答案】B
【解析】
【详解】
在2L的密闭容器中，加入4molA和2molB进行如下反应：3A(g)+2B(g) 4C(s)+2D(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6molC，则
3A(g)+2B(g)4C(s)+2D(g)
开始(mol) 4 2 0 0
转化(mol) 1.2 0.8 1.6 0.8
平衡(mol) 2.8 1.2 1.6 0.8
A.可逆反应3A(g)+2B(g)4C(s)+2D(g)的平衡常数K=，A错误；
B.达到平衡，参加反应的B的物质的量为=40%，B正确；
C.该反应正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡向正反应移动，即向右移动，化学平衡常数只受温度影响，增大压强平衡常数不变，C错误；
D.增加B的浓度增大，平衡向正反应移动，A的转化率增大，但B的转化率降低，D错误；
故合理选项是B。
13．在25℃和1.01×105Pa时，2N2O5(g) 4NO2(g) + O2(g) △H=+56.7kJ／mol，能自发进行的合理解释是
A．是吸热反应 B．是放热反应 C．是熵减反应 D．是熵增效应大于能量效应
【答案】D
【解析】
【详解】
A.吸热反应△H＞0，△S＞0，高温△H-T△S可能大于0，为非自发反应，故A不选；
B.本反应△H＞0，是吸热反应，故B不选；
C.本反应是熵增加的反应，△H＞0，高温△H-T△S可能大于0，为非自发反应，故C不选；
D.熵增效应大于能量效应，△S＞0，△H＞0，△H-T△S＜0，反应能自发进行，故D选。
故选D。
14．反应CaCO3=CaO +CO2↑为非自发反应，要使此反应能发生，采取的措施（ ）
A．升高温度 B．降低温度 C．减少CO2 D．增加CO2
【答案】A
【解析】
【分析】
要使一个反应能自发进行，就要保证△G=△H-T△S<0。
【详解】
分析该反应的特点，发现是由固体生成了气体，熵是增加的，有利于反应自发的，但反应在低温下仍为非自发反应，说明该反应是吸热的，可以通过升高温度的方式，使△H-T△S<0，所以答案选择A项。
15．下列有关反应限度的叙述正确的是
A．使用催化剂，可降低反应的活化能，加快反应速率，改变反应限度
B．依据焓判据：NH4HCO3受热分解可自发进行
C．大多数化学反应在一定条件下都有一定的限度
D．FeCl3与KSCN反应达到平衡时，向其中滴加少量KCl溶液，则溶液颜色变深
【答案】C
【解析】
【详解】
A项、使用催化剂，可降低反应的活化能，改变反应的途径，加快反应速率，但不影响平衡移动，故A错误；
B项、反应向焓变减少的方向进行，NH4HCO3受热分解是吸热反应，不能自发进行，故B错误；
C项、绝大多数化学反应都存在一定的可逆性，只是可逆性的程度不同，反应在一定条件下都有一定的限度，故C正确；
D项、FeCl3与KSCN反应达到平衡时，溶液中存在平衡Fe3++3SCN—Fe（SCN）3，滴入少量KCl溶液，溶液体积增大，平衡体系中各离子的浓度都降低，平衡向左移动，溶液颜色变浅，故D错误。
故选C。
16．下列说法正确的是
A．浓度是影响化学反应速率的本质因素
B．在容积可变的密闭容器中，发生反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)，把容积缩小一倍，正反应速率加快，平衡正向移动
C．反应 MgCl2(l)=Mg(l)+Cl2(g)的 △H<0、△S>0
D．化学反应速率可用单位时间内反应物的浓度变化量来表示
【答案】D
【解析】
【详解】
A．反应物的性质为决定化学反应速率的本质因素，浓度为影响反应速率的外界因素，故A错误；
B．增大压强，参加反应的气体的浓度都增大，正、逆反应速率都增大，对于反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)，增大压强，平衡不移动，故B错误；
C．MgCl2的分解反应属于吸热反应，△H＞0，反应后生成气体，熵变增加，△S＞0，故C错误；
D．化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示，即可用单位时间内反应物的浓度变化量来表示，故D正确；
答案选D。
17．下列关于化学反应方向及其判据的说法错误的是（ ）
A．1mol H2O在不同状态时的熵值：S[H2O（s）]＜S[H2O（g）]
B．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行
C．2KClO3（s）＝2KCl（s）+3CO2（g）△H＞0能否自发进行与温度有关
D．常温下，反应C（s）+CO2（g）＝2CO（g）不能自发进行，则该反应的△H＞0
【答案】B
【解析】
【详解】
A、物质聚集状态不同熵值不同，气体S＞液体S＞固体S，1mol H2O在不同状态时的熵值：S[H2O（s）]＜S[H2O（g）]，故A说法正确；
B、反应的自发性由焓变和熵变共同决定，当△G＝△H﹣T△S＜0时反应能自发进行，△G＞0时反应不能自发进行。焓变小于零的反应为放热反应，△H＜0，若△S＜0，高温下可以使△G＞0，反应不能自发进行；焓变大于零的反应为吸热反应，△H＞0，若△S＞0，高温下可以使△G＜0，反应可自发进行，故B说法错误；
C、△H＞0、△S＞0，则在高温下△H﹣T△S＜0可以成立，反应可自发进行，故反应能否自发进行与温度有关，故C说法正确；
D、常温下，反应C（s）+CO2（g）＝2CO（g）反应不能自发进行，则△H﹣T△S＞0，因为△S＞0的反应，则△H＞0，故D说法正确。
18．温度为T时，在两个起始容积都为1 L的恒温密闭容器发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g) ΔH<0。实验测得：v正＝2v(H2)消耗＝2v(I2)消耗＝k正c(H2)·c(I2)，v逆＝v(HI)消耗＝k逆c2(HI)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是
容器
物质的起始浓度(mol·L－1)
物质的平衡浓度
c(H2)
c(I2)
c(HI)
Ⅰ(恒容)
0.1
0.1
0
c(I2)＝0.07 mol·L－1
Ⅱ(恒压)
0
0
0.6
A．反应过程中，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的物质的量比为1∶3
B．两容器达平衡时：c(HI，容器Ⅱ)>3c(HI，容器Ⅰ)
C．温度一定，容器Ⅱ中反应达到平衡时(平衡常数为K)，有K＝k正/k逆成立
D．达平衡时，向容器Ⅰ中同时再通入0.1 mol I2和0.1 mol HI，则此时v正>v逆
【答案】AC
【解析】
【详解】
A. 假设能按照比例完全转化为 HI ，反应过程中，容器Ⅰ与容器Ⅱ中气体物质的量之比等于气体的总压强的比为 1:3 ，故 A 正确；
B. 两容器达平衡时： c(HI， 容器Ⅱ )=3c(HI，容器Ⅰ ) ，故 B 错误；
C. 温度一定容器Ⅱ中反应达到平衡状态 ，v正=v逆，v正＝2v(H2)消耗＝2v(I2)消耗＝k正c(H2)·c(I2)， 得到 c(H2)⋅c(I2)=，v逆＝v(HI)消耗＝k逆c2(HI)，k正、k逆为速率常数，c2(HI)=， 据此计算平衡常数 K==k正/k逆，故 C 正确；
D. 容器Ⅰ达到平衡时 H2 、 I2 、 HI 的浓度为： 0.07mol⋅L−1，0.07mol⋅L−1，0.03mol/L，K==0.184，达平衡时 , 向容器Ⅰ中同时再通入 0.1molI2 和0.1molHI，Qc==1.42>K，则此时 ν正<ν逆 ，故 D 错误。
故选： AC 。
19．在1.5L的密闭容器中通入2molX2和3molY2的混合气体，在一定条件下发生反应:X2(g)+3Y2(g) 2Z(g) +4W(?) ΔH<0达到平衡时，容器内压强为反应开始时的0.8（相同温度下测量）。
（1）该反应的化学平衡常数值为_______
（2）为提高X2的平衡转化率，下列措施可行的是___________
a.向体系中再通入一定量的X2
b.降温
c.移出部分Z
d.再冲入一定量Ar e.增大容器体积
（3）反应达平衡后，t1时刻改变条件，速率随时间变化如图所示，则t1对应条件改变为_______
a. 升温
b. 向体系中再通入一定量的W
c. 移走部分X2、Y2
d.减小容器的体积
【答案】0.44 bc a
【解析】
【分析】
（1）容器内压强为反应开始时的0.8（相同温度下测量），说明反应前后气体压强减小，气体物质的量减小，则W不是气体，由题给数据建立三段式求解；
（2）反应是气体体积减小的放热反应，为提高X2的平衡转化率，平衡向正反应方向移动；
（3）反应达平衡后，t1时刻改变条件依据图象变化可知，正逆反应速率都增大，且逆反应速率大于正反应速率，平衡向逆反应方向移动。
【详解】
（1）容器内压强为反应开始时的0.8（相同温度下测量），说明反应前后气体压强减小，气体物质的量减小，则W不是气体，在1.5L的密闭容器中通入2molX2和3molY2的混合气体，容器内压强为反应开始时的0.8，设反应的X2物质的量为x，由题意建立如下三段式：
X2（g）+3Y2（g）2Z（g）+4W（？）
起始量（mol） 2 3 0
变化量（mol） x 3x 2x
平衡量（mol） 2-x 3-3x 2x
由可得，关系式（2-x+3-3x+2x）=（2+3）×0.8，解得x=0.5mol，平衡时c（X2）==1mol/L，c（Y2）==1mol/L，c（Z）==mol/L，则平衡常数K==≈0.44，故答案为：0.44；
（2）a、向体系中再通入一定量的X2，增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动，但X2转化率减小，故错误；
b、该反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，X2转化率增大，故正确；
c、移出部分Z，减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动X2转化率增大，故正确；
d、恒温恒容容器中再冲入一定量Ar，总压增大分压不变，平衡不变，X2转化率不变，故错误；
e、增大容器体积，压强减小，平衡向气体体积增大的方向进行，平衡向逆反应方向移动，X2转化率减小，故e错误；
bc正确，故答案为：bc；
（3）a、该反应是放热反应，升高温度，正、逆反应速率均增大，平衡向逆反应方向移动，故正确；
b、W不是气体，向体系中再通入一定量的W，对化学平衡无影响，故错误；
c、移走部分X2、Y2，平衡向逆反应方向移动，但反应速率减小，故错误；
d、减小容器的体积，压强增大，反应速率增大，平衡向气体体积减小的正反应方向移动，故错误；
a正确，故答案为：a。
【点睛】
本题考查化学平衡移动，注意化学平衡常数的计算方法，能够运用化学平衡移动原理分析外界条件对化学平衡的影响是解答关键。
20．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）已知：(g)= (g)+H2(g) ΔH1=100.3 kJ·mol −1 ①
H2(g)+ I2(g)=2HI(g) ΔH2=﹣11.0 kJ·mol −1 ②
对于反应：(g)+ I2(g)=(g)+2HI(g) ③ ΔH3=___________kJ·mol −1。
（2）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③，起始总压为105Pa，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
（3）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
（4）环戊二烯可用于制备二茂铁（Fe(C5H5)2结构简式为），后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示，其中电解液为溶解有溴化钠（电解质）和环戊二烯的DMF溶液（DMF为惰性有机溶剂）。
该电解池的阳极为____________，总反应为__________________。电解制备需要在无水条件下进行，原因为_________________________。
【答案】89.3 40％ 3.56×104 BD CD Fe电极 Fe+2+H2↑（Fe+2C5H6Fe(C5H5)2+H2↑） 水会阻碍中间物Na的生成；水会电解生成OH−，进一步与Fe2+反应生成Fe(OH)2
【解析】
【分析】
（1）利用盖斯定律解题；
（2）利用差量法计算转化率；三行式法计算平衡常数；根据平衡移动原理解释；
（3）通过外界因素对速率的影响和平衡状态的形成分析A、B、C选项，D选项观察图象计算；
（4）根据阳极：升失氧；阴极：降得还进行分析确定阴阳极；根据题干信息中Na元素的变化确定环戊二烯得电子数和还原产物，进而写出电极反应式；注意Na与水会反应，Fe2+在碱性条件下生成沉淀。
【详解】
（1）根据盖斯定律①-②，可得反应③的ΔH=89.3kJ/mol；
答案：89.3；
（2）假设反应前碘单质与环戊烯均为nmol，平衡时环戊烯反应了xmol，根据题意可知；
（g）+I2（g）= （g）+2HI（g） 增加的物质的量
1mol 1mol 1mol 2mol 1mol
xmol 2n×20%
得x=0.4nmol，转化率为0.4n/n×100%=40%；
（g） + I2（g）= （g）+ 2HI（g）
P（初） 0.5×105 0.5×105 0 0
ΔP 0.5×105×40% 0.5×105×40% 0.5×105×40% 1×105×40%
P（平） 0.3×105 0.3×105 0.2×105 0.4×105
Kp==3.56×104；
A.T、V一定，通入惰性气体，由于对反应物和生成物浓度无影响，速率不变，平衡不移动，故A错误；
B.升高温度，平衡向吸热方向移动，环戊烯转化率升高，故B正确；
C．增加环戊烯的浓度平衡正向移动，但环戊烯转化率降低，故C错误；
D,增加I2的浓度，平衡正向移动，环戊烯转化率升高，故D正确；
答案：40%；3.56×104；BD；
（3）A.温度越高化学反应速率越快，单位时间内反应物浓度减少越多，则T1
C. a点、b点反应一直在正向进行，故v（正）>v(逆)，a点反应物浓度大于b点，故a点正反应速率大于b点，故C正确；
D.b点时环戊二烯浓度由1.5mol/L减小到0.6mol/L，减少了0.9mol/L，因此生成二聚体0.45mol/L，故D正确；
答案：CD；
（4）根据阳极升失氧可知Fe为阳极；根据题干信息Fe-2e-=Fe2+，电解液中钠离子起到催化剂的作用使得环戊二烯得电子生成氢气，同时与亚铁离子结合生成二茂铁，故电极反应式为Fe+2=+H2↑；电解必须在无水条件下进行，因为中间产物Na会与水反应生成氢氧化钠和氢气，亚铁离子会和氢氧根离子结合生成沉淀；
答案：Fe电极；Fe+2=+H2↑（Fe+2C5H6=Fe（C2H5）2+ H2↑）；水会阻碍中间物Na的生成；水会电解生成OH-，进一步与Fe2+反应生成Fe（OH）2。
【点睛】
本题以能力立意，考查提取信息、处理信息的能力及分析问题、解决问题的能力。充分体现了化学学科思想、学科方法、创新意识和学科价值，易错点第（2）小题平衡常数计算；第（4）小题电极反应式的书写。
21．丙烯是一种重要的化工原料，可通过丁烯催化裂解或丁烯与甲醇耦合制备。
Ⅰ．丁烯催化裂解生产丙烯的反应方程式是2C4H8(g)2C3H6(g)+ C2H4(g)。
(1)已知C4H8、C3H6、C2H4的燃烧热分别为2710.0 kJmol－1、2050.0 kJmol－1、1410.0 kJmol－1，则该反应的ΔH＝_______ kJmol－1。下列操作既能提高C4H8的平衡转化率，又能加快反应速率的是_________。
A．升高温度 B．增大压强
C．增大C4H8的浓度D．使用更高效的催化剂
(2)某温度下，在体积为2 L的刚性密闭容器中充入2.00 mol C4H8进行上述反应，容器内的总压强p随时间t的变化如下表所示：
反应时间t/min
0
2
4
6
8
10
12
总压强p/kPa
4.00
4.51
4.80
4.91
4.96
5.00
5.00
则0~10 min内υ(C4H8)＝_______ molL－1min－1，该温度下的平衡常数K＝_______kPa（用气体的分压表示）。
Ⅱ．将甲醇转化耦合到丁烯裂解过程中生产丙烯，主要涉及下列反应：
① 2C4H8(g)2C3H6(g)+ C2H4(g) ΔH＞0
② 2CH3OH(g)C2H4(g) + 2H2O(g) ΔH＜0
③ C2H4(g)+ C4H8(g)2C3H6(g) ΔH＜0
已知：甲醇吸附在催化剂上，可以活化催化剂；甲醇浓度过大也会抑制丁烯在催化剂上的转化。
(3)图1是C3H6及某些副产物的产率与n(CH3OH)/n(C4H8)的关系曲线。最佳的n(CH3OH)/n(C4H8)约为_________。
(4)图2是某压强下，将CH3OH和C4H8按一定的物质的量之比投料，反应达到平衡时C3H6的体积分数随温度的变化曲线。由图可知平衡时C3H6的体积分数随温度的升高呈现先升高后降低，其原因可能是__________________________________________________。
(5)下列有关将甲醇转化耦合到丁烯裂解过程中生产丙烯的说法正确的是________。
A．增大甲醇的通入量一定可以促进丁烯裂解
B．甲醇转化生成的水可以减少催化剂上的积碳，延长催化剂的寿命
C．提高甲醇与丁烯的物质的量的比值不能提高丙烯的平衡组成
D．将甲醇转化引入丁烯的裂解中，可以实现反应热效应平衡，降低能耗
【答案】＋90.0 A 0.0500 1 1 300~500℃时，丁烯裂解（反应①）为主要反应，是吸热反应，升高温度，平衡正移，使C3H6的体积分数增大；温度高于500℃时，反应②③均为主要反应，是放热反应，升高温度，平衡逆移，使C3H6的体积分数降低，同时温度升高易发生副反应，C3H6可能转化为C2H4、C3H8、C4H10、C5＋等，使C3H6的体积分数降低 BD
【解析】
【分析】
Ⅰ．（1）已知：C4H8、C3H6、C2H4的燃烧热分别为2710.0 kJmol－1、2050.0 kJmol－1、1410.0 kJmol－1，则：①C4H8（g）+6O2（g）═4CO2（g）+4H2O（l）△H1=-2710.0kJ·mol－1；②2C3H6（g）+9O2（g）═3CO2（g）+3H2O（l）△H2=-4100.0kJ·mol－1；③C2H4（g）+3O2（g）═2CO2（g）+2H2O（l）△H3=-1410.0kJ·mol－1；根据盖斯定律，①×2-②-③可得：2C4H8(g)2C3H6(g)+ C2H4(g)，即可计算△H；再结合影响反应速率的因素和平衡的移动分析判断；
(2)在恒温恒容的密闭容器中，压强与气体的总物质的量成正比，当反应进行到10min时达到平衡，此时容器内气体总物质的量为2mol×=2.5mol，设反应生成的C2H4(g)的物质的量为nmol，则：
2C4H8(g)2C3H6(g)+ C2H4(g)
起始物质的量（mol） 2 0 0
变化物质的量（mol） 2n 2n n
平衡物质的量（mol） 2-2n 2n n
则（2-2n）+2n+n=2.5，解得：n=0.5；结合反应速率和平衡常数公式进行计算；
Ⅱ．(3)根据图1分析C3H6产率最高时n(CH3OH)/n(C4H8)的比值；
(4)结合温度对反应速率的影响和对反应①②③平衡时的移动分析；
(5)结合的平衡移动原理逐一分析判断各选项。
【详解】
Ⅰ．（1）已知：C4H8、C3H6、C2H4的燃烧热分别为2710.0 kJmol－1、2050.0 kJmol－1、1410.0 kJmol－1，则：①C4H8（g）+6O2（g）═4CO2（g）+4H2O（l）△H1=-2710.0kJ·mol－1；②2C3H6（g）+9O2（g）═3CO2（g）+3H2O（l）△H2=-4100.0kJ·mol－1；③C2H4（g）+3O2（g）═2CO2（g）+2H2O（l）△H3=-1410.0kJ·mol－1；根据盖斯定律，①×2-②-③×2可得：2C4H8(g)2C3H6(g)+ C2H4(g)，则此反应的△H=（-2710.0kJ·mol－1）×2-（-4100.0kJ·mol－1）-（-1410.0kJ·mol－1）=＋90.0kJ·mol－1；
A．升高温度，反应速率加快，且平衡向正反应方向移动，能提高C4H8的平衡转化率，故A正确；B．增大压强，反应速率加快，但平衡向逆反应方向移动，降低C4H8的平衡转化率，故B错误；C．增大C4H8的浓度，反应速率加快，但平衡向逆反应方向移动，降低C4H8的平衡转化率，故C错误； D．使用更高效的催化剂，反应速率加快，但平衡不移动，不影响C4H8的平衡转化率，故D错误；故答案为A；
(2)在恒温恒容的密闭容器中，压强与气体的总物质的量成正比，当反应进行到10min时达到平衡，此时容器内气体总物质的量为2mol×=2.5mol，设反应生成的C2H4(g)的物质的量为nmol，则：
2C4H8(g)2C3H6(g)+ C2H4(g)
起始物质的量（mol） 2 0 0
变化物质的量（mol） 2n 2n n
平衡物质的量（mol） 2-2n 2n n
则（2-2n）+2n+n=2.5，解得：n=0.5；
故0~10 min内υ(C4H8)＝mol·L－1·min－1=0.0500mol·L－1·min－1；该温度下的平衡常数K＝=1kPa；
Ⅱ．(3)由图1可知当n(CH3OH)/n(C4H8)约为1时C3H6的产率是最高；
(4)由图2可知，300~500℃时，丁烯裂解(反应①)为主要反应，是吸热反应，升高温度，平衡正移，使C3H6的体积分数增大；温度高于500℃时，反应②③均为主要反应，是放热反应，升高温度，平衡逆移，使C3H6的体积分数降低，同时温度升高易发生副反应，C3H6可能转化为C2H4、C3H8、C4H10、C5＋等，使C3H6的体积分数降低。
(5)A．反应②中生成的C2H4抑制反应①中C4H8(g)的分解，则增大甲醇的通入量不一定可以促进丁烯裂解，故A错误；B．碳和水在高温度下生成CO和H2，则甲醇转化生成的水可以减少催化剂上的积碳，延长催化剂的寿命，故B正确；C．反应②中生成的C2H4促进反应③中C4H8(g)转化为C3H6(g)，有利于提高丙烯的产量，则适当提高甲醇与丁烯的物质的量的比值可以提高丙烯的平衡组成，故C错误；D．反应②中提高甲醇的量，可利用反应放出的热量促进反应①平衡正向移动，达到平衡反应热效应，降低能耗效果，故D正确；故答案为BD。
【点睛】
有关盖斯定律的习题，首先要根据所求的反应分析，分析以下几点：1、所求反应中的反应物在哪个反应了？是反应物还是生成物？2、所给反应中哪些物质是所求反应中没有的？3、如何才能去掉无用的？然后，通过相互加减，去掉无关物质；将所对应的△H代入上述化学方程式的加减中即可。
22．在一固定体积的密闭容器中，充入2 mol CO2和1 mol H2发生如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数与温度(T)的关系如下表：
T/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝_________________。
(2)若反应在830 ℃下达到平衡，则CO2气体的转化率为________。
(3)若绝热时(容器内外没有热量交换)，平衡发生移动的结果是使容器内CO的浓度增大，则容器内气体温度________(填“升高”、“降低”或“不能确定”)。
(4)能判断该反应是否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)
E c(CO2 )·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)
(5)当发动机采用稀薄燃烧时，尾气中的主要污染物为NOx，可用CxHy（烃）催化还原NOx消除氮氧化物的污染。
已知：CH4(g)＋4NO2(g) ＝ 4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H1＝-574 kJ·mol-1
CH4(g)＋4NO(g) ＝ 2N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g) △H2
CH4(g)＋2NO2(g) ＝ N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H3＝-867 kJ·mol-1
△H2＝_____________。
【答案】c(CO)c(H2O)/c(CO2)c(H2) 33.3% 降低 BC -1160 kJ·mol-1
【解析】
【详解】
(1) 化学平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，所以K= c(CO)·c(H2O)/c(CO2)·c(H2) ;答案：K=c(CO)·c(H2O)/c(CO2)·c(H2)。
(2)若反应在830 ℃下达到平衡,该反应平衡常数K=1.0,该反应中各物质计量数相等且反应前后气体计量数之和不变,该反应化学平衡常数也等于平衡时生成物物质的量之积与反应物物质的量之积的比, 设参加反应的二氧化碳物质的量为xmol,
CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ,
开始(mol) 2 1 0 0
反应(mol) x x x x
平衡(mol) 2-x 1-x x x
化学平衡常数K=x2/(2-x)(1-x)=1,x=2/3。二氧化碳转化率=参加反应的二氧化碳的物质的量/二氧化碳的总物质的量==33.3%，因此，本题正确答案是: 33.3%。
(3)根据表中数据知,升高温度,平衡常数增大,则该反应的正反应是吸热反应;若绝热时(容器内外没有热量交换),平衡发生移动的结果是使容器内CO的浓度增大,说明平衡正向移动,则容器内温度降低,因此正确答案是: 降低。
(4)A.由 CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)知两边化学计量数相等，所以压强是定值，故容器内压强不变不能作为判断平衡的依据，故A错误；B．混合气体中c(CO)不变，说明反应达到平衡状态，故B正确；C．v正(H2)＝v逆(H2O)说明正逆反应速率相等，故C正确；D．c(CO2)和c(CO)浓度与初始加入量有关，c(CO2)=c(CO)不能作为判断平衡的标志，故D错误；E．c(CO2 )·c(H2)＝c(CO)·c(H2O) 不能作为判断平衡的标志，与初始量和温度有关，830 ℃时相等是平衡状态，其他温度下不等，故D错误；答案：B、C。
（5）①CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H1＝-574 kJ·mol-1；②CH4(g)＋2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H3＝-867 kJ·mol-1，根据盖斯定律得: ②-①：CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g) △H2=（-8672）-（-574）kJ/mol=-1160 kJ·mol-1。答案：-1160 kJ·mol-1。
23．人体内的血红蛋白(Hb)和肌红蛋白(Mb)均可与O2结合，Hb也可以与CO结合。
已知：反应①：Hb(aq)+O2(g)HbO2(aq) ∆H1＜0；
反应②：Hb(aq)+CO(g)HbCO(aq) ∆H2＜0
反应③：HbO2(aq)+CO(g)HbCO(aq)+O2(g) ∆H3
(1)∆H3=_____（用∆H1、∆H2表示）；反应③自发进行的趋势较大，则∆H1_____∆H2（填“＞”、“＜”或“=”）
(2)CO中毒者应立即转移至空气新鲜的地方，结合反应③，从平衡移动的原理分析这样做的理由是_____。
(3)肌红蛋白结合O2的化学方程式为Mb(aq)+O2(g) MbO2(aq) ∆H＜0，研究发现，37℃ 时，v正=kAc(Mb)p(O2)，v逆=kDc(MbO2)（kA和kD分别是正向和逆向反应的速率常数）。
①对于CO中毒的病人，为解毒需要将v正提高到正常人的4倍，假设病人体内c(Mb)与常人相同，空气中p(O2)为20.0kPa，则解毒时提供病人呼吸的O2的压强是__________。
②该反应平衡总数的表达式为，37℃时，反应达平衡时测得Mb与O2结合度[a(Mb)，即Mb的转化率]的一组实验如下图所示，则37℃时该反应的K=_______，a(Mb)=________（用含p(O2)的式子表示）。
③ T℃时，kPa-1，则T______37（填“＞”、“＜”或“=”），理由是________________。
【答案】∆H2-∆H1 > 增大O2的浓度，减小CO的浓度，使平衡逆移 80.0kPa 2 kPa-1 2 kPa-1 ＞ ，K(T℃）
【分析】
(1)根据盖斯定律，将②-①，整理可得③式；根据体系的自由能∆G=∆H-T∆S<0，反应能够自发进行判断；
(2)O2是生成物，增大生成物O2的浓度，可以使平衡逆向移动，也可以对CO进行稀释；
(3)①根据速率要求，结合速率常数只与温度有关分析；
②根据平衡常数的含义，结合37℃时，O2的平衡分压为20.0kPa，用三段式计算；
③结合正、逆反应速率的公式及可逆反应达到平衡时二者相等，再根据温度与反应热的关系判断。
【详解】
(1)由于化学反应中的能量变化与反应途径无关，只与物质的始态和中态有关，根据盖斯定律，将②-①，整理可得③式，热化学方程式为：HbO2(aq)+CO(g)HbCO(aq)+O2(g) ∆H3=∆H2-∆H1；反应③自发进行的趋势较大，说明体系的自由能∆G=∆H-T∆S<0，该反应反应前后气体体积不变，则说明∆H3<0，由于∆H3=∆H2-∆H1；则∆H1>∆H2；
(2)O2是生成物，增大生成物的浓度，平衡逆向移动，可以使血红蛋白与CO解离，就可以减轻人体的中毒症状；
(3)①对于CO中毒的病人，为解毒需要将v正提高到正常人的4倍，假设病人体内c(Mb)与常人相同，空气中p(O2)为20.0kPa，由于v正=kAc(Mb)p(O2)，则速率为正常人的四倍，则氧气产生的压强也为原来的四倍，因此解毒时提供病人呼吸的O2的压强是4×20.0kPa=80.0kPa；
②假设开始时Mb的浓度为1，根据三段式
可逆反应 Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq)
c(开始) 1 0
c(转化) a a
c(平衡) 1-a a
K=，根据空气中p(O2)为20.0kPa，此时a=80%，带入上式可得K==2.0(kPa)-1；
假设开始时Mb的浓度为1，根据三段式
可逆反应 Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq)
c(开始) 1 0 0
c(转化) a p(O2) a
c(平衡) 1-a p(O2) a
K=，整理可a=，由于该温度下平衡常数K=2，将K=2带入上式可得a=。
③肌红蛋白结合O2的化学方程式为Mb(aq)+O2(g) MbO2(aq) ，∆H＜0，v正=kAc(Mb)p(O2)，v逆=kDc(MbO2)当反应达到平衡时，v正= v逆，kAc(Mb)p(O2)= kDc(MbO2)，则，在37℃时K=2.0(kPa)-1>-1(kPa)-1，说明平衡逆向移动，由于该反应的正反应为放热反应，根据平衡移动原理，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，使化学平衡常数降低，所以温度T>37℃。
【点睛】
本题一改工业合成的惯例，采用人体中气体分子与蛋白结合的平衡模型，体现了化学的实用性，试题非常新颖，本题的思维含量、计算量都很高，要求对平衡常数的运算式熟练掌握，并且引入平衡分压概念。
24．在2 L的密闭容器内，500℃时反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)ΔH<0体系中，n(SO2)随时间的变化如表：
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(SO2)(mol)
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)写出该反应的平衡常数表达式：K＝______________________。
(2)下图表示SO3的变化的曲线是__________。用O2表示从0～2s内该反应的平均速率v＝______________。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是________。
a．v(SO3)＝2v(O2) b．容器内压强保持不变
c．v逆(SO2)＝2v正(O2) d．容器内密度保持不变
(4)为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是________。
a．及时分离出SO3气体 b．适当升高温度 c．增大O2的浓度 d．选择高效催化剂
(5)若在容积均为2 L的密闭容器内，500℃时按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH=-QkJ·mol-1(Q>0)，保持恒温恒容。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下:
实验
甲
乙
丙
初始投料
2molSO2、
1molO2
2molSO3
4molSO2、
2molO2
平衡时n(SO3)
0.5mol
n2
n3
反应的能量变化
放出Q1kJ
吸收Q2kJ
放出Q3kJ
体系的压强
p1
p2
p3
反应物的转化率
α1
α2
α3
三个容器中的反应分别达平衡时下列各组数据关系正确的是____(填字母)。
A.α1+α2=1 B．Q1+Q2=Q C．α3<α1 D．p3<2p1=2p2 E. n2
相同温度下，在甲、乙两容器中各投入2molSO2、1molO2，甲、乙两容器的初始体积均为1L，甲、乙容器达到平衡所用时间：甲____(填“>”、“<”或“=”,下同)乙，平衡时SO2的转化率：甲____乙。
【答案】 b 1.5×10－3 mol·L－1·s－1 bc c ABD > <
【解析】
【详解】
（1）平衡常数表达式等于生成物的浓度幂之积比上反应物的浓度幂之积，所以该反应的平衡常数表达式K=，故答案为：。
（2）三氧化硫是生成物，平衡时生成三氧化硫的物质的量是0.013mol，其浓度为0.013mol÷2L＝0.0065mol/L，所以根据图像可知，表示SO3变化曲线的是b。0s～2s内消耗SO2的物质的量是0.020mol－0.008mol＝0.012mol，则根据方程式可知消耗氧气的物质的量是0.006mol，其浓度为0.003mol/L，则用O2表示从0s～2s内该反应的平均速率：v＝0.003mol/L÷2s＝0.0015mol·L－1·s－1，故答案为：b，1.5×10－3mol·L－1·s－1。
（3）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，则
a.v(SO3)＝2v(O2)符合反应速率之比是相应的化学计量数之比，但不能确定反应速率的方向，不能说明达到平衡状态，故a错误；
b.容器内压强保持不变能说明达到平衡状态，故b正确；
c.v逆(SO2)＝2v正(O2)符合反应速率之比是相应的化学计量数之比，且反应速率的方向相反，能说明达到平衡状态，故c正确；
d.密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，因此容器内密度保持不变不能说明反应达到平衡状态，故d错误。
故答案为：bc。
（4）a.及时分离出SO3气体，瞬间逆反应速率减小，正反应速率不变，平衡向正反应进行，随后反应混合物各组分的浓度降低，速率减小，故a错误；
b.适当升高温度反应速率增大，平衡向吸热反应移动，即平衡向逆反应移动，故b错误；
c.增大O2的浓度，瞬间正反应速率增大，逆反应速率不变，平衡向正反应进行，随后生成物的浓度增大，逆反应速速率增大，故c正确；
d.加入高效催化剂，同等程度增大正、逆反应速率，平衡不移动，故d错误。
故答案为：c。
（5）A.甲、乙为等效平衡，平衡时O2的物质的量相等，令平衡时O2为amol，甲中O2转化率α1==1-a，平衡时SO3的物质的量=（1-a）mol，乙中参加反应的SO3为amol，乙中的转化率α2=a，故α1+α2=1，故A正确；
B.甲、乙为等效平衡，平衡时O2的物质的量相等，令平衡时O2为bmol，则甲中参加反应的O2为（1-b）mol，放出的热量Q1=Q（1-b），乙中参加反应的SO3为bmol，吸收的热量Q2=bQ，故Q1+Q2=Q（1-b）+bQ=Q，故B正确；
C.丙与甲相比，可以等效为在甲的基础上，压强增大一倍，平衡向正反应方向移动，转化率增大，即α3>α1，故C错误；
D.甲、乙为等效平衡，平衡时对应各组分的物质的量相等，二者压强等效，丙与甲相比，可以等效为在甲的基础上，压强增大一倍，平衡向正反应移动，平衡时混合气体的物质的量小于甲中的2倍，故压强P3<2P1=2P2，故D正确；
E.由D中分析可知，n2=0.5，n3>1.0mol，故E错误；
F.丙与甲相比，可以等效为在甲的基础上，压强增大一倍，平衡向正反应移动，丙中参加反应的O2的物质的量大于甲中的2倍，则Q3>2Q1，故F错误。
故答案为：ABD。
（6）根据图像可知，甲是保持温度和容积不变的，乙是保持温度和压强不变的，因此，在反应过程中，乙中的压强始终大于甲中的压强，所以甲中的反应速率小，达到平衡的时间长，但由于正反应是体积减小的反应，所以压强越大，反应物的转化率越高，故答案为：＞，＜。
25．目前工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇，某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数(K1、K2、K3)如下表所示：
请回答下列问题：
(1)反应②是__________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3=___________(用K1、K2表示)；根据反应③判断△S__________0(填“＞”、“=”或“＜”)，在____________(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(3)要使反应③在一定条件下建立的平衡逆向移动，可采取的措施有______________(填写字母序号)。
a．缩小反应容器的容积
b．扩大反应容器的容积
c．升高温度
d．使用合适的催化剂
e．从平衡体系中及时分离出CH3OH
(4)500℃时，测得反应③在某时刻，CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为0.1mol·L-1、0.8mol·L-1、0.3mol·L-1、0.15mol·L-1，则此时v正__________v逆(填“＞”、“=”或“＜”)。
(5)某兴趣小组研究反应②的逆反应速率在下列不同条件随时间的变化曲线，开始时升温，t1时平衡，t2时降压，t3时增加CO浓度，t4时又达到平衡．请画出t2至t4的曲线______。
【答案】吸热 K1·K2 < 较低 bc >
【解析】
【分析】
（1）反应②平衡常数随温度升高增大，说明升高温度平衡正向进行，正反应是吸热反应；
（2）根据盖斯定律计算平衡常数，在结合合温度变化分析平衡常数的变化；
（3）a缩小反应容器的容积，缩小反应容器的容积，压强增大，平衡向正向移动，故a错误；
b扩大反应容器的容积，扩大反应容器的容积，压强减小，平衡逆向移动，故b正确；
c由于K3=K1×K2，由表中数据可知，升高温度平衡常数减小，平衡逆向移动，故c正确；
d使用合适的催化剂，可以加快反应速率，但不影响平衡移动，故d错误；
f从平衡体系中及时分离出CH3OH，生成物浓度减小，平衡正向移动，故f错误；
（4）根据浓度商与平衡常数的比较判断；
（5）反应②CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）是气体体积不变的吸热反应，反应的逆反应速率在下列不同条件随时间的变化曲线，开始时升温，逆反应速率增大，t1时平衡，t2时降压，逆反应速率减小，平衡不变，t3时增加CO浓度，此时刻逆反应速率增大，随反应进行减小，达到平衡状态大于t2-t3平衡状态的逆反应速率，t4时又达到平衡，依据反应速率影响分析绘制出去下变化。
【详解】
（1）反应②平衡常数随温度升高增大，说明升高温度平衡正向进行，正反应是吸热反应，
故答案为：吸热；
（2）反应①+②可得反应③，则平衡常数K3=K1×K2，反应③3H2（g）+CO2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）是气体体积减小的反应△S<0，计算不同温度下反应③的平衡常数，500°C时，K3=K1×K2=2.5×1.0=2.5，800°C时，K3=K1×K2=2.50×0.15=0.375，结合温度变化分析，随温度升高，平衡常数减小，平衡逆向进行，所以判断反应是放热反应，焓变△H<0，根据△H-T△S<0,确定反应在低温下能自发进行；
答案：K1×K2；<；较低；
（3）a缩小反应容器的容积，缩小反应容器的容积，压强增大，平衡向正向移动，故a错误；
b扩大反应容器的容积，扩大反应容器的容积，压强减小，平衡逆向移动，故b正确；
c由于K3=K1×K2，由表中数据可知，升高温度平衡常数减小，平衡逆向移动，故c正确；
d使用合适的催化剂，可以加快反应速率，但不影响平衡移动，故d错误；
f从平衡体系中及时分离出CH3OH，生成物浓度减小，平衡正向移动，故f错误；
答案：bc
（4）500℃时K3=K1×K2=2.5，浓度商Qc==0.088v（逆）；
答案：>
（5）反应②CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）是气体体积不变的吸热反应，反应的逆反应速率在下列不同条件随时间的变化曲线，开始时升温，逆反应速率增大，t1时平衡，t2时降压，逆反应速率减小，平衡不变，t3时增加CO浓度，此时刻逆反应速率增大，随反应进行减小，达到平衡状态大于t2-t3平衡状态的逆反应速率，t4时又达到平衡，依据反应速率影响分析绘制出去下变化；画出t2至t4的曲线为如图所示：
答案：
专题28 化学平衡常数 反应方向性
1．温度为T1时，向容积为2 L 的密闭容器甲、乙中分别充入一定量的CO(g)和H2O(g)，发生反应：CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ∆H = －41 kJ/mol。数据如下，下列说法不正确的是
容器
甲
乙
反应物
CO
H2O
CO
H2O
起始时物质的量（mol）
1.2
0.6
2.4
1.2
平衡时物质的量（mol）
0.8
0.2
a
b
A．甲容器中，平衡时，反应放出的热量为16.4 kJ
B．T1时，反应的平衡常数K甲 = 1
C．平衡时，乙中CO的浓度是甲中的2倍
D．乙容器中，平衡时CO的转化率约为75%
【答案】D
【解析】A. 甲容器中平衡时，消耗的CO的物质的量为1.2mol-0.8mol=0.4mol，根据反应CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) ∆H = －41 kJ/mol，可知平衡时放出热量为：41 kJ/mol×0.4mol=16.4 kJ，故A正确；
B. CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)
起始（mol） 1.2 0.6 0 0
转化（mol） 0.4 0.4 0.4 0.4
平衡（mol） 0.8 0.2 0.4 0.4
在T1达到平衡状态时甲容器中，c(CO)=0.4mol/L，c(H2O)=0.1mol/L，c(CO2)=0.2mol/L，c(H2)= 0.2mol/L，则该温度下反应的平衡常数K甲 = 0.2×0.2/0.4×0.1=1，故B正确；
C. CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)为气体体积不变的反应，压强不影响化学平衡，则甲、乙互为等效平衡，达到平衡时反应物转化率相等，则0.8/1.2=a/2.4，解得a=1.6，故C正确；
D.根据C项可知a=1.6，乙容器中，平衡时CO的转化率为×100％≈33％，故D错误D。
2．CH4与CO2催化重整反应为：CH4(g) +CO2(g) 2CO(g)+2H2(g) ΔH =+247 kJ·mol−1。现向2 L恒容密闭容器中充入2 mol CH4和2 mol CO2进行催化重整反应，不同温度下平衡体系中CH4和CO的体积分数（φ）随温度变化如下表所示：
温度
体积分数：φ(CH4)
体积分数：φ(CO)
T1
a
a
T2
c
b
测得：b＞a＞c，下列说法正确的是
A．T1大于T2
B．T1时该反应的平衡常数为 mol2·L−2
C．T1时向2 L恒容密闭容器中充入1 mol CH4和1 mol CO2进行催化重整反应，达到平衡时，φ(CO)为
D．T1时向2 L恒容密闭容器中充入等物质的量CH4、CO2、CO、H2进行催化重整反应，此时反应一定正向移动
【答案】B
【解析】A项、该反应为吸热反应，b＞a＞c，平衡向正反应方向移动，条件是温度升高，T2大于T1，故A错误；B项、假设CH4转化了x mol，由题意建立如下三段式：
CH4(g) + CO2(g)2CO(g) + 2H2(g)
起始：2 mol 2 mol 0 0
变化：x mol x mol 2x mol 2x mol
平衡：(2−x) mol (2−x) mol 2x mol 2x mol
根据题意得：(2−x) mol=2x mol，解得x=2∕3mol，则平衡常数K=== mol2·L−2，故B正确；
C项、T1时向1 L密闭容器中充入1 mol CH4和1 mol CO2进行催化重整反应，达到平衡时，φ(CO)为a，现在体积扩大为2 L，单位体积的气体分子数减小，平衡向正反应方向移动，φ(CO)大于，故C错误；
D项、假设此时等物质的量为y mol，浓度熵Q===，当起始四种物质的物质的量都为 mol时，恰好达到平衡状态；当起始四种物质的物质的量都大于 mol时，Q大于平衡常数K，反应向逆反应方向移动，当起始四种物质的物质的量都小于mol时，Q小于平衡常数K，反应向正反应移动，故D错误。
3．一定温度下，将0.16 mol X和0.16 mol Y加入10 L的恒容密闭容器中，发生反应X(s)＋2Y(g)2Z(g) ΔH＜0，一段时间后达到平衡。反应过程中测定的数据如表：
t/min
2
4
7
9
n(Y)/mol
0.12
0.11
0.10
0.10
下列说法正确的是( )
A．温度升高，此反应的化学平衡常数K＞0.36
B．当容器内气体的密度不变时，反应达到化学平衡状态
C．反应前2 min的平均反应速率v(Z)＝4.0×10－3 mol·L－1·min－1
D．其他条件不变，再充入0.6 mol Z，平衡时Z的体积分数增大
【答案】B
【解析】
A．由表中数据可知，7 min与9 min时n(Y)相等，说明7 min时反应达到平衡状态，平衡时，Y为0.1mol，反应的Y为0.06mol，根据X(s)＋2Y(g) 2Z(g)，生成的Z为0.06mol，该温度下此反应的平衡常数K==0.36，又该反应的正反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，K＜0.36，故A错误；
B．该反应属于气体质量增大的反应，反应容器的容积不变，当容器内气体的密度不变时，表示反应达到化学平衡状态，故B正确；
C．反应前2 min内，v(Z)＝v(Y) ==2.0×10-3mol•L-1•min-1，故C错误；
D．其他条件不变，再充入0.6mol Z，相当于增大压强，由于反应前后气体的体积不变，则平衡不移动，Z的体积分数不变，故D错误。
4．I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq)I3-(aq)。某I2、KI混合溶液中，I3-的物质的量浓度[c(I3-)]与温度(T)的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是( )
A．反应I2(aq)＋I－(aq)=I3-(aq)的ΔH>0
B．若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1>K2
C．若反应进行到状态D时，一定有v正
【答案】B
【解析】A项、由图可知，随温度升高，c(I3-)浓度减小，平衡逆向移动，说明正反应放热，即ΔH<0，故A错误；B项、该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K值减小，则K1>K2，故B正确；
C项、D点没有达到平衡，c(I3-)比平衡时要小(要向A点移动)，即反应要向右进行，所以此时υ正>υ逆，故C错误；D项、由图知，c(I3-)：状态A>状态B，则c(I2)为：状态A<状态B，故D错误。
5．工业制氢气的一个重要反应是：CO(g) +H2O(g)== CO2(g)+H2(g)。
已知在25℃时：
①C(s)+O2(g)CO(g) ΔH1＝−111kJ·mol− 1
②H2(g)+ O2(g)== H2O(g) ΔH2＝−242kJ·mol− 1
③C(s)+O2(g) == CO2(g) ΔH3＝−394kJ·mol− 1
下列说法不正确的是
A．25℃时，CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH＝−41kJ·mol−1
B．增大压强，反应①的平衡向逆反应方向移动，平衡常数K减小
C．反应①达到平衡时，每生成1 molCO的同时生成0.5molO2
D．反应②断开2mol H2和1 mol O2中的化学键所吸收的能量比形成4mol O−H键所放出的能量少484kJ
【答案】B
【解析】A.根据盖斯定律③－②－①得CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g) ΔH＝−41kJ·mol−1，故A正确；B.平衡常数只与温度有关，增大压强K不变，故B错误；C. 反应①，每生成1molCO的同时生成0.5molO2，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故C正确；D. 焓变=反应物的键能之和-生成物的键能之和，因此反应②断开2molH2和1molO2中的化学键所吸收的能量比形成4molO-H键所放出的能量少484kJ，故D正确；选B。
6．钨（W）在高温下可缓慢升华。碘钨灯中封存的碘蒸气能发生反应：W(s) + I2(g) WI2(g)，利用工作时灯泡壁与灯丝的温度差，将沉积在灯泡壁上的钨“搬运”回灯丝上。对于该过程的理解不正确的是
A．工作时，电能转化为光能和热能
B．工作时，在灯泡壁和灯丝上发生反应的平衡常数互为倒数
C．W(s) + I2(g) WI2(g) 为放热反应
D．碘蒸气的作用是延长灯丝的使用寿命
【答案】B
【解析】A、碘钨灯工作时，发光、发热，电能转化为光能和热能，故A正确；B、工作时，利用灯泡壁与灯丝的温度差，将沉积在灯泡壁上的钨“搬运”回灯丝上，灯丝的温度高于灯泡壁的温度，W在高温下缓慢升华，在灯泡壁上发生反应W(s) + I2(g) WI2(g)，平衡常数K1=和灯丝上发生反应WI2(g) W(g) + I2(g)的平衡常数K2=，K1 K2不是互为倒数，故B错误；C、利用工作时灯泡壁与灯丝的温度差，将沉积在灯泡壁上的钨“搬运”回灯丝上，灯丝的温度高于灯泡壁的温度，说明升高温度，化学平衡向吸热方向移动，WI2的物质的量减少，所以该反应向逆反应方向移动，即逆反应是吸热反应，所以正反应是放热反应，故C正确；D、扩散到灯泡壁（低温区）的钨与I2（g）发生反应生成WI2（g），WI2（g）扩散到灯丝（高温区）重新分解出钨沉积到灯丝表面，从而延长钨丝使用寿命，故D正确。
7．一定条件下，在密闭容器里进行如下可逆反应：橙黄色液体气鲜红色液体。下列说法正确的是
A．达到平衡时，单位时间里消耗n mol 的同时也生成n
B．增大压强，平衡常数将增大
C．达到平衡时，若升高温度，氯气的百分含量减小
D．加入氯气，平衡向正反应方向移动，氯气的转化率一定升高
【答案】A
【解析】A、根据方程式可知单位时间里消耗 n mol S2Cl2的需要消耗n molCl2，同时生成n molCl2，Cl2的生成与消耗的物质的量相同，反应处于平衡状态，选项A正确；B、平衡常数只与温度有关系，增大压强平衡常数不变，选项B错误； C、正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向进行，氯气的含量增大，选项C错误；D、加入氯气，平衡向正反应方向移动，S2Cl2的转化率增大，氯气的转化率降低，选项D错误。
8．一定条件下存在反应：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，各容器中充入的物质的物质的量如下表，700℃ 条件下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是
容器
充入容器中的物质的物质的量
Ⅰ
1 mol CO和 1 mol H2O
Ⅱ
1 mol CO2和1 mol H2
Ⅲ
2 mol CO和2 mol H2O
A．容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同
B．容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同
C．容器Ⅰ中CO的物质的量比容器Ⅱ中的少
D．容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2 的转化率之和小于1
【答案】D
【解析】A.在I中充入1molCO和1molH2O，在II中充入1molCO2和1mol H2，刚开始时，容器I中正反应速率最大，容器II中正反应速率为零，达到平衡时，容器I温度大于700℃，容器II温度小于700℃，所以容器Ⅰ中的正反应速率大于容器Ⅱ中正反应速率，A错误；B.容器III可看成容器I体积压缩一半，各物质浓度增加一倍，若温度恒定，则平衡不移动；但恒容绝热的情况下，容器III中温度比容器I高，更有利于平衡向逆反应方向移动，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，所以化学平衡常数K(I)>K(III)，B错误；
C.容器Ⅰ从正反应方向开始，容器III从逆反应方向开始，由于该反应的正反应为放热反应，所以反应达到平衡时，容器Ⅰ的温度高于容器II，升高温度，化学平衡逆向移动，因此I中CO的物质的量比容器Ⅱ中的多，C错误；D.根据选项C可知容器I、II的温度不相同，容器I的温度高于700℃，容器II温度低于700℃。若容器II的温度也是700℃，一个从正反应方向开始，一个从逆反应方向开始，I中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2 的转化率之和等于1，但容器II温度低于700℃，降低温度，平衡正向移动，使CO2的转化率降低，因此容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2 的转化率之和小于1，D正确。
9．下列有关平衡常数的说法中，正确的是
A．改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数也一定增大
B．反应 2NO2(g) N2O4(g) △H ＜0，升高温度该反应平衡常数增大
C．对于给定可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数互为倒数
D．CO2＋H2CO＋H2O 的平衡常数表达式为 K =c(CO)/[c(CO2)c(H2)]
【答案】C
【解析】A项、改变反应物浓度或压强，平衡可以正向进行，反应物转化率增大，但温度不变，平衡常数不变，故A错误；B项、该反应是放热反应，升温平衡向吸热反应方向进行，所以平衡逆向进行，平衡常数减小，故B错误；C项、对于给定可逆反应，根据平衡常数的表达式可知，正逆反应的平衡常数互为倒数，故C正确；D项、CO2＋H2CO＋H2O 的平衡常数表达式为 K=，故D错误。
10．高炉炼铁过程中发生反应： Fe2O3(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)，该反应在不同温度下的平衡常数见表。
温度T/℃
1000
1150
1300
平衡常数K
4.0
3.7
3.5
下列说法正确的是
A．增加高炉的高度可以有效降低炼铁尾气中CO的含量
B．由表中数据可判断该反应：反应物的总能量＞生成物的总能量
C．为了使该反应的K增大，可以在其他条件不变时，增大c(CO)
D．1000℃下Fe2O3与CO反应，t min达到平衡时c(CO) =2×10-3 mol/L，则用CO表示该反应的平均速率为2×10-3/t mol/(L·min)
【答案】B
【解析】A.高炉煤气的成分与高炉高度是没有关系的,煤气中CO的含量是高炉生产的产物, 增加高炉的高度，不影响化学平衡移动，不会降低CO的含量，故A错误；B. 由表中数据可知升高温度，该反应的平衡常数降低，所以该反应属于放热反应，反应物的总能量＞生成物的总能量，故B正确；C.平衡常数只和温度有关，所以增大c(CO)不会改变K，故C错误；D. 1000℃下Fe2O3(s)＋CO(g)Fe(s)＋CO2(g)，K=c(CO2)/ c(CO) =4, c(CO) =2×10-3mol/L, c(CO2)=8×10-3mol/L,因为方程式中CO和CO2的计量数相等，所以CO的平均速率为 mol/(L·min)，故D错误。
11．在容积一定的密闭容器中，置入一定量的NO(g)和足量C(s)，发生反应C(s)＋2NO(g) CO2(g)＋N2(g)，平衡状态时NO(g)的物质的量浓度[NO]与温度T的关系如图所示。则下列说法中正确的是( )
A．该反应的ΔH>0
B．若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1
【答案】D
【解析】A.根据图像可知，随着温度的升高，NO的物质的量浓度增大，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，故A错误；B.由于正反应为放热反应，温度越高，平衡常数越小，则K1>K2，故B错误；C.根据图像可知，由状态D到平衡点B，需要减小NO的浓度，所以反应正向进行，则v正>v逆,故C错误；D.由于反应物碳是固体，所以在反应进行过程中，气体的总质量一直在变，V一定，气体的密度也就一直在变，当若混合气体的密度不再变化，则可以判断反应达到平衡状态C，故D正确。
12．某温度下，在一个2L的密闭容器中，加入4molA和2molB进行如下反应：3A(g)+2B(g)4C(s)+2D(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6mol C，则下列说法正确的是（ ）
A．该反应的化学平衡常数表达式是K=
B．此时，B的平衡转化率是40%
C．增大该体系的压强，平衡向右移动，化学平衡常数增大
D．增大B，平衡向右移动B的平衡转化率不变
【答案】B
【解析】
【详解】
在2L的密闭容器中，加入4molA和2molB进行如下反应：3A(g)+2B(g) 4C(s)+2D(g)，反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6molC，则
3A(g)+2B(g)4C(s)+2D(g)
开始(mol) 4 2 0 0
转化(mol) 1.2 0.8 1.6 0.8
平衡(mol) 2.8 1.2 1.6 0.8
A.可逆反应3A(g)+2B(g)4C(s)+2D(g)的平衡常数K=，A错误；
B.达到平衡，参加反应的B的物质的量为=40%，B正确；
C.该反应正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡向正反应移动，即向右移动，化学平衡常数只受温度影响，增大压强平衡常数不变，C错误；
D.增加B的浓度增大，平衡向正反应移动，A的转化率增大，但B的转化率降低，D错误；
故合理选项是B。
13．在25℃和1.01×105Pa时，2N2O5(g) 4NO2(g) + O2(g) △H=+56.7kJ／mol，能自发进行的合理解释是
A．是吸热反应 B．是放热反应 C．是熵减反应 D．是熵增效应大于能量效应
【答案】D
【解析】
【详解】
A.吸热反应△H＞0，△S＞0，高温△H-T△S可能大于0，为非自发反应，故A不选；
B.本反应△H＞0，是吸热反应，故B不选；
C.本反应是熵增加的反应，△H＞0，高温△H-T△S可能大于0，为非自发反应，故C不选；
D.熵增效应大于能量效应，△S＞0，△H＞0，△H-T△S＜0，反应能自发进行，故D选。
故选D。
14．反应CaCO3=CaO +CO2↑为非自发反应，要使此反应能发生，采取的措施（ ）
A．升高温度 B．降低温度 C．减少CO2 D．增加CO2
【答案】A
【解析】
【分析】
要使一个反应能自发进行，就要保证△G=△H-T△S<0。
【详解】
分析该反应的特点，发现是由固体生成了气体，熵是增加的，有利于反应自发的，但反应在低温下仍为非自发反应，说明该反应是吸热的，可以通过升高温度的方式，使△H-T△S<0，所以答案选择A项。
15．下列有关反应限度的叙述正确的是
A．使用催化剂，可降低反应的活化能，加快反应速率，改变反应限度
B．依据焓判据：NH4HCO3受热分解可自发进行
C．大多数化学反应在一定条件下都有一定的限度
D．FeCl3与KSCN反应达到平衡时，向其中滴加少量KCl溶液，则溶液颜色变深
【答案】C
【解析】
【详解】
A项、使用催化剂，可降低反应的活化能，改变反应的途径，加快反应速率，但不影响平衡移动，故A错误；
B项、反应向焓变减少的方向进行，NH4HCO3受热分解是吸热反应，不能自发进行，故B错误；
C项、绝大多数化学反应都存在一定的可逆性，只是可逆性的程度不同，反应在一定条件下都有一定的限度，故C正确；
D项、FeCl3与KSCN反应达到平衡时，溶液中存在平衡Fe3++3SCN—Fe（SCN）3，滴入少量KCl溶液，溶液体积增大，平衡体系中各离子的浓度都降低，平衡向左移动，溶液颜色变浅，故D错误。
故选C。
16．下列说法正确的是
A．浓度是影响化学反应速率的本质因素
B．在容积可变的密闭容器中，发生反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)，把容积缩小一倍，正反应速率加快，平衡正向移动
C．反应 MgCl2(l)=Mg(l)+Cl2(g)的 △H<0、△S>0
D．化学反应速率可用单位时间内反应物的浓度变化量来表示
【答案】D
【解析】
【详解】
A．反应物的性质为决定化学反应速率的本质因素，浓度为影响反应速率的外界因素，故A错误；
B．增大压强，参加反应的气体的浓度都增大，正、逆反应速率都增大，对于反应H2(g)+I2(g) 2HI(g)，增大压强，平衡不移动，故B错误；
C．MgCl2的分解反应属于吸热反应，△H＞0，反应后生成气体，熵变增加，△S＞0，故C错误；
D．化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量(均取正值)来表示，即可用单位时间内反应物的浓度变化量来表示，故D正确；
答案选D。
17．下列关于化学反应方向及其判据的说法错误的是（ ）
A．1mol H2O在不同状态时的熵值：S[H2O（s）]＜S[H2O（g）]
B．放热反应都可以自发进行，而吸热反应不能自发进行
C．2KClO3（s）＝2KCl（s）+3CO2（g）△H＞0能否自发进行与温度有关
D．常温下，反应C（s）+CO2（g）＝2CO（g）不能自发进行，则该反应的△H＞0
【答案】B
【解析】
【详解】
A、物质聚集状态不同熵值不同，气体S＞液体S＞固体S，1mol H2O在不同状态时的熵值：S[H2O（s）]＜S[H2O（g）]，故A说法正确；
B、反应的自发性由焓变和熵变共同决定，当△G＝△H﹣T△S＜0时反应能自发进行，△G＞0时反应不能自发进行。焓变小于零的反应为放热反应，△H＜0，若△S＜0，高温下可以使△G＞0，反应不能自发进行；焓变大于零的反应为吸热反应，△H＞0，若△S＞0，高温下可以使△G＜0，反应可自发进行，故B说法错误；
C、△H＞0、△S＞0，则在高温下△H﹣T△S＜0可以成立，反应可自发进行，故反应能否自发进行与温度有关，故C说法正确；
D、常温下，反应C（s）+CO2（g）＝2CO（g）反应不能自发进行，则△H﹣T△S＞0，因为△S＞0的反应，则△H＞0，故D说法正确。
18．温度为T时，在两个起始容积都为1 L的恒温密闭容器发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g) ΔH<0。实验测得：v正＝2v(H2)消耗＝2v(I2)消耗＝k正c(H2)·c(I2)，v逆＝v(HI)消耗＝k逆c2(HI)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是
容器
物质的起始浓度(mol·L－1)
物质的平衡浓度
c(H2)
c(I2)
c(HI)
Ⅰ(恒容)
0.1
0.1
0
c(I2)＝0.07 mol·L－1
Ⅱ(恒压)
0
0
0.6
A．反应过程中，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的物质的量比为1∶3
B．两容器达平衡时：c(HI，容器Ⅱ)>3c(HI，容器Ⅰ)
C．温度一定，容器Ⅱ中反应达到平衡时(平衡常数为K)，有K＝k正/k逆成立
D．达平衡时，向容器Ⅰ中同时再通入0.1 mol I2和0.1 mol HI，则此时v正>v逆
【答案】AC
【解析】
【详解】
A. 假设能按照比例完全转化为 HI ，反应过程中，容器Ⅰ与容器Ⅱ中气体物质的量之比等于气体的总压强的比为 1:3 ，故 A 正确；
B. 两容器达平衡时： c(HI， 容器Ⅱ )=3c(HI，容器Ⅰ ) ，故 B 错误；
C. 温度一定容器Ⅱ中反应达到平衡状态 ，v正=v逆，v正＝2v(H2)消耗＝2v(I2)消耗＝k正c(H2)·c(I2)， 得到 c(H2)⋅c(I2)=，v逆＝v(HI)消耗＝k逆c2(HI)，k正、k逆为速率常数，c2(HI)=， 据此计算平衡常数 K==k正/k逆，故 C 正确；
D. 容器Ⅰ达到平衡时 H2 、 I2 、 HI 的浓度为： 0.07mol⋅L−1，0.07mol⋅L−1，0.03mol/L，K==0.184，达平衡时 , 向容器Ⅰ中同时再通入 0.1molI2 和0.1molHI，Qc==1.42>K，则此时 ν正<ν逆 ，故 D 错误。
故选： AC 。
19．在1.5L的密闭容器中通入2molX2和3molY2的混合气体，在一定条件下发生反应:X2(g)+3Y2(g) 2Z(g) +4W(?) ΔH<0达到平衡时，容器内压强为反应开始时的0.8（相同温度下测量）。
（1）该反应的化学平衡常数值为_______
（2）为提高X2的平衡转化率，下列措施可行的是___________
a.向体系中再通入一定量的X2
b.降温
c.移出部分Z
d.再冲入一定量Ar e.增大容器体积
（3）反应达平衡后，t1时刻改变条件，速率随时间变化如图所示，则t1对应条件改变为_______
a. 升温
b. 向体系中再通入一定量的W
c. 移走部分X2、Y2
d.减小容器的体积
【答案】0.44 bc a
【解析】
【分析】
（1）容器内压强为反应开始时的0.8（相同温度下测量），说明反应前后气体压强减小，气体物质的量减小，则W不是气体，由题给数据建立三段式求解；
（2）反应是气体体积减小的放热反应，为提高X2的平衡转化率，平衡向正反应方向移动；
（3）反应达平衡后，t1时刻改变条件依据图象变化可知，正逆反应速率都增大，且逆反应速率大于正反应速率，平衡向逆反应方向移动。
【详解】
（1）容器内压强为反应开始时的0.8（相同温度下测量），说明反应前后气体压强减小，气体物质的量减小，则W不是气体，在1.5L的密闭容器中通入2molX2和3molY2的混合气体，容器内压强为反应开始时的0.8，设反应的X2物质的量为x，由题意建立如下三段式：
X2（g）+3Y2（g）2Z（g）+4W（？）
起始量（mol） 2 3 0
变化量（mol） x 3x 2x
平衡量（mol） 2-x 3-3x 2x
由可得，关系式（2-x+3-3x+2x）=（2+3）×0.8，解得x=0.5mol，平衡时c（X2）==1mol/L，c（Y2）==1mol/L，c（Z）==mol/L，则平衡常数K==≈0.44，故答案为：0.44；
（2）a、向体系中再通入一定量的X2，增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动，但X2转化率减小，故错误；
b、该反应是放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动，X2转化率增大，故正确；
c、移出部分Z，减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动X2转化率增大，故正确；
d、恒温恒容容器中再冲入一定量Ar，总压增大分压不变，平衡不变，X2转化率不变，故错误；
e、增大容器体积，压强减小，平衡向气体体积增大的方向进行，平衡向逆反应方向移动，X2转化率减小，故e错误；
bc正确，故答案为：bc；
（3）a、该反应是放热反应，升高温度，正、逆反应速率均增大，平衡向逆反应方向移动，故正确；
b、W不是气体，向体系中再通入一定量的W，对化学平衡无影响，故错误；
c、移走部分X2、Y2，平衡向逆反应方向移动，但反应速率减小，故错误；
d、减小容器的体积，压强增大，反应速率增大，平衡向气体体积减小的正反应方向移动，故错误；
a正确，故答案为：a。
【点睛】
本题考查化学平衡移动，注意化学平衡常数的计算方法，能够运用化学平衡移动原理分析外界条件对化学平衡的影响是解答关键。
20．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）已知：(g)= (g)+H2(g) ΔH1=100.3 kJ·mol −1 ①
H2(g)+ I2(g)=2HI(g) ΔH2=﹣11.0 kJ·mol −1 ②
对于反应：(g)+ I2(g)=(g)+2HI(g) ③ ΔH3=___________kJ·mol −1。
（2）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③，起始总压为105Pa，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
（3）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
（4）环戊二烯可用于制备二茂铁（Fe(C5H5)2结构简式为），后者广泛应用于航天、化工等领域中。二茂铁的电化学制备原理如下图所示，其中电解液为溶解有溴化钠（电解质）和环戊二烯的DMF溶液（DMF为惰性有机溶剂）。
该电解池的阳极为____________，总反应为__________________。电解制备需要在无水条件下进行，原因为_________________________。
【答案】89.3 40％ 3.56×104 BD CD Fe电极 Fe+2+H2↑（Fe+2C5H6Fe(C5H5)2+H2↑） 水会阻碍中间物Na的生成；水会电解生成OH−，进一步与Fe2+反应生成Fe(OH)2
【解析】
【分析】
（1）利用盖斯定律解题；
（2）利用差量法计算转化率；三行式法计算平衡常数；根据平衡移动原理解释；
（3）通过外界因素对速率的影响和平衡状态的形成分析A、B、C选项，D选项观察图象计算；
（4）根据阳极：升失氧；阴极：降得还进行分析确定阴阳极；根据题干信息中Na元素的变化确定环戊二烯得电子数和还原产物，进而写出电极反应式；注意Na与水会反应，Fe2+在碱性条件下生成沉淀。
【详解】
（1）根据盖斯定律①-②，可得反应③的ΔH=89.3kJ/mol；
答案：89.3；
（2）假设反应前碘单质与环戊烯均为nmol，平衡时环戊烯反应了xmol，根据题意可知；
（g）+I2（g）= （g）+2HI（g） 增加的物质的量
1mol 1mol 1mol 2mol 1mol
xmol 2n×20%
得x=0.4nmol，转化率为0.4n/n×100%=40%；
（g） + I2（g）= （g）+ 2HI（g）
P（初） 0.5×105 0.5×105 0 0
ΔP 0.5×105×40% 0.5×105×40% 0.5×105×40% 1×105×40%
P（平） 0.3×105 0.3×105 0.2×105 0.4×105
Kp==3.56×104；
A.T、V一定，通入惰性气体，由于对反应物和生成物浓度无影响，速率不变，平衡不移动，故A错误；
B.升高温度，平衡向吸热方向移动，环戊烯转化率升高，故B正确；
C．增加环戊烯的浓度平衡正向移动，但环戊烯转化率降低，故C错误；
D,增加I2的浓度，平衡正向移动，环戊烯转化率升高，故D正确；
答案：40%；3.56×104；BD；
（3）A.温度越高化学反应速率越快，单位时间内反应物浓度减少越多，则T1
C. a点、b点反应一直在正向进行，故v（正）>v(逆)，a点反应物浓度大于b点，故a点正反应速率大于b点，故C正确；
D.b点时环戊二烯浓度由1.5mol/L减小到0.6mol/L，减少了0.9mol/L，因此生成二聚体0.45mol/L，故D正确；
答案：CD；
（4）根据阳极升失氧可知Fe为阳极；根据题干信息Fe-2e-=Fe2+，电解液中钠离子起到催化剂的作用使得环戊二烯得电子生成氢气，同时与亚铁离子结合生成二茂铁，故电极反应式为Fe+2=+H2↑；电解必须在无水条件下进行，因为中间产物Na会与水反应生成氢氧化钠和氢气，亚铁离子会和氢氧根离子结合生成沉淀；
答案：Fe电极；Fe+2=+H2↑（Fe+2C5H6=Fe（C2H5）2+ H2↑）；水会阻碍中间物Na的生成；水会电解生成OH-，进一步与Fe2+反应生成Fe（OH）2。
【点睛】
本题以能力立意，考查提取信息、处理信息的能力及分析问题、解决问题的能力。充分体现了化学学科思想、学科方法、创新意识和学科价值，易错点第（2）小题平衡常数计算；第（4）小题电极反应式的书写。
21．丙烯是一种重要的化工原料，可通过丁烯催化裂解或丁烯与甲醇耦合制备。
Ⅰ．丁烯催化裂解生产丙烯的反应方程式是2C4H8(g)2C3H6(g)+ C2H4(g)。
(1)已知C4H8、C3H6、C2H4的燃烧热分别为2710.0 kJmol－1、2050.0 kJmol－1、1410.0 kJmol－1，则该反应的ΔH＝_______ kJmol－1。下列操作既能提高C4H8的平衡转化率，又能加快反应速率的是_________。
A．升高温度 B．增大压强
C．增大C4H8的浓度D．使用更高效的催化剂
(2)某温度下，在体积为2 L的刚性密闭容器中充入2.00 mol C4H8进行上述反应，容器内的总压强p随时间t的变化如下表所示：
反应时间t/min
0
2
4
6
8
10
12
总压强p/kPa
4.00
4.51
4.80
4.91
4.96
5.00
5.00
则0~10 min内υ(C4H8)＝_______ molL－1min－1，该温度下的平衡常数K＝_______kPa（用气体的分压表示）。
Ⅱ．将甲醇转化耦合到丁烯裂解过程中生产丙烯，主要涉及下列反应：
① 2C4H8(g)2C3H6(g)+ C2H4(g) ΔH＞0
② 2CH3OH(g)C2H4(g) + 2H2O(g) ΔH＜0
③ C2H4(g)+ C4H8(g)2C3H6(g) ΔH＜0
已知：甲醇吸附在催化剂上，可以活化催化剂；甲醇浓度过大也会抑制丁烯在催化剂上的转化。
(3)图1是C3H6及某些副产物的产率与n(CH3OH)/n(C4H8)的关系曲线。最佳的n(CH3OH)/n(C4H8)约为_________。
(4)图2是某压强下，将CH3OH和C4H8按一定的物质的量之比投料，反应达到平衡时C3H6的体积分数随温度的变化曲线。由图可知平衡时C3H6的体积分数随温度的升高呈现先升高后降低，其原因可能是__________________________________________________。
(5)下列有关将甲醇转化耦合到丁烯裂解过程中生产丙烯的说法正确的是________。
A．增大甲醇的通入量一定可以促进丁烯裂解
B．甲醇转化生成的水可以减少催化剂上的积碳，延长催化剂的寿命
C．提高甲醇与丁烯的物质的量的比值不能提高丙烯的平衡组成
D．将甲醇转化引入丁烯的裂解中，可以实现反应热效应平衡，降低能耗
【答案】＋90.0 A 0.0500 1 1 300~500℃时，丁烯裂解（反应①）为主要反应，是吸热反应，升高温度，平衡正移，使C3H6的体积分数增大；温度高于500℃时，反应②③均为主要反应，是放热反应，升高温度，平衡逆移，使C3H6的体积分数降低，同时温度升高易发生副反应，C3H6可能转化为C2H4、C3H8、C4H10、C5＋等，使C3H6的体积分数降低 BD
【解析】
【分析】
Ⅰ．（1）已知：C4H8、C3H6、C2H4的燃烧热分别为2710.0 kJmol－1、2050.0 kJmol－1、1410.0 kJmol－1，则：①C4H8（g）+6O2（g）═4CO2（g）+4H2O（l）△H1=-2710.0kJ·mol－1；②2C3H6（g）+9O2（g）═3CO2（g）+3H2O（l）△H2=-4100.0kJ·mol－1；③C2H4（g）+3O2（g）═2CO2（g）+2H2O（l）△H3=-1410.0kJ·mol－1；根据盖斯定律，①×2-②-③可得：2C4H8(g)2C3H6(g)+ C2H4(g)，即可计算△H；再结合影响反应速率的因素和平衡的移动分析判断；
(2)在恒温恒容的密闭容器中，压强与气体的总物质的量成正比，当反应进行到10min时达到平衡，此时容器内气体总物质的量为2mol×=2.5mol，设反应生成的C2H4(g)的物质的量为nmol，则：
2C4H8(g)2C3H6(g)+ C2H4(g)
起始物质的量（mol） 2 0 0
变化物质的量（mol） 2n 2n n
平衡物质的量（mol） 2-2n 2n n
则（2-2n）+2n+n=2.5，解得：n=0.5；结合反应速率和平衡常数公式进行计算；
Ⅱ．(3)根据图1分析C3H6产率最高时n(CH3OH)/n(C4H8)的比值；
(4)结合温度对反应速率的影响和对反应①②③平衡时的移动分析；
(5)结合的平衡移动原理逐一分析判断各选项。
【详解】
Ⅰ．（1）已知：C4H8、C3H6、C2H4的燃烧热分别为2710.0 kJmol－1、2050.0 kJmol－1、1410.0 kJmol－1，则：①C4H8（g）+6O2（g）═4CO2（g）+4H2O（l）△H1=-2710.0kJ·mol－1；②2C3H6（g）+9O2（g）═3CO2（g）+3H2O（l）△H2=-4100.0kJ·mol－1；③C2H4（g）+3O2（g）═2CO2（g）+2H2O（l）△H3=-1410.0kJ·mol－1；根据盖斯定律，①×2-②-③×2可得：2C4H8(g)2C3H6(g)+ C2H4(g)，则此反应的△H=（-2710.0kJ·mol－1）×2-（-4100.0kJ·mol－1）-（-1410.0kJ·mol－1）=＋90.0kJ·mol－1；
A．升高温度，反应速率加快，且平衡向正反应方向移动，能提高C4H8的平衡转化率，故A正确；B．增大压强，反应速率加快，但平衡向逆反应方向移动，降低C4H8的平衡转化率，故B错误；C．增大C4H8的浓度，反应速率加快，但平衡向逆反应方向移动，降低C4H8的平衡转化率，故C错误； D．使用更高效的催化剂，反应速率加快，但平衡不移动，不影响C4H8的平衡转化率，故D错误；故答案为A；
(2)在恒温恒容的密闭容器中，压强与气体的总物质的量成正比，当反应进行到10min时达到平衡，此时容器内气体总物质的量为2mol×=2.5mol，设反应生成的C2H4(g)的物质的量为nmol，则：
2C4H8(g)2C3H6(g)+ C2H4(g)
起始物质的量（mol） 2 0 0
变化物质的量（mol） 2n 2n n
平衡物质的量（mol） 2-2n 2n n
则（2-2n）+2n+n=2.5，解得：n=0.5；
故0~10 min内υ(C4H8)＝mol·L－1·min－1=0.0500mol·L－1·min－1；该温度下的平衡常数K＝=1kPa；
Ⅱ．(3)由图1可知当n(CH3OH)/n(C4H8)约为1时C3H6的产率是最高；
(4)由图2可知，300~500℃时，丁烯裂解(反应①)为主要反应，是吸热反应，升高温度，平衡正移，使C3H6的体积分数增大；温度高于500℃时，反应②③均为主要反应，是放热反应，升高温度，平衡逆移，使C3H6的体积分数降低，同时温度升高易发生副反应，C3H6可能转化为C2H4、C3H8、C4H10、C5＋等，使C3H6的体积分数降低。
(5)A．反应②中生成的C2H4抑制反应①中C4H8(g)的分解，则增大甲醇的通入量不一定可以促进丁烯裂解，故A错误；B．碳和水在高温度下生成CO和H2，则甲醇转化生成的水可以减少催化剂上的积碳，延长催化剂的寿命，故B正确；C．反应②中生成的C2H4促进反应③中C4H8(g)转化为C3H6(g)，有利于提高丙烯的产量，则适当提高甲醇与丁烯的物质的量的比值可以提高丙烯的平衡组成，故C错误；D．反应②中提高甲醇的量，可利用反应放出的热量促进反应①平衡正向移动，达到平衡反应热效应，降低能耗效果，故D正确；故答案为BD。
【点睛】
有关盖斯定律的习题，首先要根据所求的反应分析，分析以下几点：1、所求反应中的反应物在哪个反应了？是反应物还是生成物？2、所给反应中哪些物质是所求反应中没有的？3、如何才能去掉无用的？然后，通过相互加减，去掉无关物质；将所对应的△H代入上述化学方程式的加减中即可。
22．在一固定体积的密闭容器中，充入2 mol CO2和1 mol H2发生如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡常数与温度(T)的关系如下表：
T/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝_________________。
(2)若反应在830 ℃下达到平衡，则CO2气体的转化率为________。
(3)若绝热时(容器内外没有热量交换)，平衡发生移动的结果是使容器内CO的浓度增大，则容器内气体温度________(填“升高”、“降低”或“不能确定”)。
(4)能判断该反应是否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)
E c(CO2 )·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)
(5)当发动机采用稀薄燃烧时，尾气中的主要污染物为NOx，可用CxHy（烃）催化还原NOx消除氮氧化物的污染。
已知：CH4(g)＋4NO2(g) ＝ 4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H1＝-574 kJ·mol-1
CH4(g)＋4NO(g) ＝ 2N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g) △H2
CH4(g)＋2NO2(g) ＝ N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H3＝-867 kJ·mol-1
△H2＝_____________。
【答案】c(CO)c(H2O)/c(CO2)c(H2) 33.3% 降低 BC -1160 kJ·mol-1
【解析】
【详解】
(1) 化学平衡常数K等于生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，所以K= c(CO)·c(H2O)/c(CO2)·c(H2) ;答案：K=c(CO)·c(H2O)/c(CO2)·c(H2)。
(2)若反应在830 ℃下达到平衡,该反应平衡常数K=1.0,该反应中各物质计量数相等且反应前后气体计量数之和不变,该反应化学平衡常数也等于平衡时生成物物质的量之积与反应物物质的量之积的比, 设参加反应的二氧化碳物质的量为xmol,
CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ,
开始(mol) 2 1 0 0
反应(mol) x x x x
平衡(mol) 2-x 1-x x x
化学平衡常数K=x2/(2-x)(1-x)=1,x=2/3。二氧化碳转化率=参加反应的二氧化碳的物质的量/二氧化碳的总物质的量==33.3%，因此，本题正确答案是: 33.3%。
(3)根据表中数据知,升高温度,平衡常数增大,则该反应的正反应是吸热反应;若绝热时(容器内外没有热量交换),平衡发生移动的结果是使容器内CO的浓度增大,说明平衡正向移动,则容器内温度降低,因此正确答案是: 降低。
(4)A.由 CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)知两边化学计量数相等，所以压强是定值，故容器内压强不变不能作为判断平衡的依据，故A错误；B．混合气体中c(CO)不变，说明反应达到平衡状态，故B正确；C．v正(H2)＝v逆(H2O)说明正逆反应速率相等，故C正确；D．c(CO2)和c(CO)浓度与初始加入量有关，c(CO2)=c(CO)不能作为判断平衡的标志，故D错误；E．c(CO2 )·c(H2)＝c(CO)·c(H2O) 不能作为判断平衡的标志，与初始量和温度有关，830 ℃时相等是平衡状态，其他温度下不等，故D错误；答案：B、C。
（5）①CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H1＝-574 kJ·mol-1；②CH4(g)＋2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H3＝-867 kJ·mol-1，根据盖斯定律得: ②-①：CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g) △H2=（-8672）-（-574）kJ/mol=-1160 kJ·mol-1。答案：-1160 kJ·mol-1。
23．人体内的血红蛋白(Hb)和肌红蛋白(Mb)均可与O2结合，Hb也可以与CO结合。
已知：反应①：Hb(aq)+O2(g)HbO2(aq) ∆H1＜0；
反应②：Hb(aq)+CO(g)HbCO(aq) ∆H2＜0
反应③：HbO2(aq)+CO(g)HbCO(aq)+O2(g) ∆H3
(1)∆H3=_____（用∆H1、∆H2表示）；反应③自发进行的趋势较大，则∆H1_____∆H2（填“＞”、“＜”或“=”）
(2)CO中毒者应立即转移至空气新鲜的地方，结合反应③，从平衡移动的原理分析这样做的理由是_____。
(3)肌红蛋白结合O2的化学方程式为Mb(aq)+O2(g) MbO2(aq) ∆H＜0，研究发现，37℃ 时，v正=kAc(Mb)p(O2)，v逆=kDc(MbO2)（kA和kD分别是正向和逆向反应的速率常数）。
①对于CO中毒的病人，为解毒需要将v正提高到正常人的4倍，假设病人体内c(Mb)与常人相同，空气中p(O2)为20.0kPa，则解毒时提供病人呼吸的O2的压强是__________。
②该反应平衡总数的表达式为，37℃时，反应达平衡时测得Mb与O2结合度[a(Mb)，即Mb的转化率]的一组实验如下图所示，则37℃时该反应的K=_______，a(Mb)=________（用含p(O2)的式子表示）。
③ T℃时，kPa-1，则T______37（填“＞”、“＜”或“=”），理由是________________。
【答案】∆H2-∆H1 > 增大O2的浓度，减小CO的浓度，使平衡逆移 80.0kPa 2 kPa-1 2 kPa-1 ＞ ，K(T℃）
【分析】
(1)根据盖斯定律，将②-①，整理可得③式；根据体系的自由能∆G=∆H-T∆S<0，反应能够自发进行判断；
(2)O2是生成物，增大生成物O2的浓度，可以使平衡逆向移动，也可以对CO进行稀释；
(3)①根据速率要求，结合速率常数只与温度有关分析；
②根据平衡常数的含义，结合37℃时，O2的平衡分压为20.0kPa，用三段式计算；
③结合正、逆反应速率的公式及可逆反应达到平衡时二者相等，再根据温度与反应热的关系判断。
【详解】
(1)由于化学反应中的能量变化与反应途径无关，只与物质的始态和中态有关，根据盖斯定律，将②-①，整理可得③式，热化学方程式为：HbO2(aq)+CO(g)HbCO(aq)+O2(g) ∆H3=∆H2-∆H1；反应③自发进行的趋势较大，说明体系的自由能∆G=∆H-T∆S<0，该反应反应前后气体体积不变，则说明∆H3<0，由于∆H3=∆H2-∆H1；则∆H1>∆H2；
(2)O2是生成物，增大生成物的浓度，平衡逆向移动，可以使血红蛋白与CO解离，就可以减轻人体的中毒症状；
(3)①对于CO中毒的病人，为解毒需要将v正提高到正常人的4倍，假设病人体内c(Mb)与常人相同，空气中p(O2)为20.0kPa，由于v正=kAc(Mb)p(O2)，则速率为正常人的四倍，则氧气产生的压强也为原来的四倍，因此解毒时提供病人呼吸的O2的压强是4×20.0kPa=80.0kPa；
②假设开始时Mb的浓度为1，根据三段式
可逆反应 Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq)
c(开始) 1 0
c(转化) a a
c(平衡) 1-a a
K=，根据空气中p(O2)为20.0kPa，此时a=80%，带入上式可得K==2.0(kPa)-1；
假设开始时Mb的浓度为1，根据三段式
可逆反应 Mb(aq)+O2(g)MbO2(aq)
c(开始) 1 0 0
c(转化) a p(O2) a
c(平衡) 1-a p(O2) a
K=，整理可a=，由于该温度下平衡常数K=2，将K=2带入上式可得a=。
③肌红蛋白结合O2的化学方程式为Mb(aq)+O2(g) MbO2(aq) ，∆H＜0，v正=kAc(Mb)p(O2)，v逆=kDc(MbO2)当反应达到平衡时，v正= v逆，kAc(Mb)p(O2)= kDc(MbO2)，则，在37℃时K=2.0(kPa)-1>-1(kPa)-1，说明平衡逆向移动，由于该反应的正反应为放热反应，根据平衡移动原理，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，使化学平衡常数降低，所以温度T>37℃。
【点睛】
本题一改工业合成的惯例，采用人体中气体分子与蛋白结合的平衡模型，体现了化学的实用性，试题非常新颖，本题的思维含量、计算量都很高，要求对平衡常数的运算式熟练掌握，并且引入平衡分压概念。
24．在2 L的密闭容器内，500℃时反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)ΔH<0体系中，n(SO2)随时间的变化如表：
时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(SO2)(mol)
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
(1)写出该反应的平衡常数表达式：K＝______________________。
(2)下图表示SO3的变化的曲线是__________。用O2表示从0～2s内该反应的平均速率v＝______________。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是________。
a．v(SO3)＝2v(O2) b．容器内压强保持不变
c．v逆(SO2)＝2v正(O2) d．容器内密度保持不变
(4)为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是________。
a．及时分离出SO3气体 b．适当升高温度 c．增大O2的浓度 d．选择高效催化剂
(5)若在容积均为2 L的密闭容器内，500℃时按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH=-QkJ·mol-1(Q>0)，保持恒温恒容。初始投料与各容器达到平衡时的有关数据如下:
实验
甲
乙
丙
初始投料
2molSO2、
1molO2
2molSO3
4molSO2、
2molO2
平衡时n(SO3)
0.5mol
n2
n3
反应的能量变化
放出Q1kJ
吸收Q2kJ
放出Q3kJ
体系的压强
p1
p2
p3
反应物的转化率
α1
α2
α3
三个容器中的反应分别达平衡时下列各组数据关系正确的是____(填字母)。
A.α1+α2=1 B．Q1+Q2=Q C．α3<α1 D．p3<2p1=2p2 E. n2
相同温度下，在甲、乙两容器中各投入2molSO2、1molO2，甲、乙两容器的初始体积均为1L，甲、乙容器达到平衡所用时间：甲____(填“>”、“<”或“=”,下同)乙，平衡时SO2的转化率：甲____乙。
【答案】 b 1.5×10－3 mol·L－1·s－1 bc c ABD > <
【解析】
【详解】
（1）平衡常数表达式等于生成物的浓度幂之积比上反应物的浓度幂之积，所以该反应的平衡常数表达式K=，故答案为：。
（2）三氧化硫是生成物，平衡时生成三氧化硫的物质的量是0.013mol，其浓度为0.013mol÷2L＝0.0065mol/L，所以根据图像可知，表示SO3变化曲线的是b。0s～2s内消耗SO2的物质的量是0.020mol－0.008mol＝0.012mol，则根据方程式可知消耗氧气的物质的量是0.006mol，其浓度为0.003mol/L，则用O2表示从0s～2s内该反应的平均速率：v＝0.003mol/L÷2s＝0.0015mol·L－1·s－1，故答案为：b，1.5×10－3mol·L－1·s－1。
（3）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态，则
a.v(SO3)＝2v(O2)符合反应速率之比是相应的化学计量数之比，但不能确定反应速率的方向，不能说明达到平衡状态，故a错误；
b.容器内压强保持不变能说明达到平衡状态，故b正确；
c.v逆(SO2)＝2v正(O2)符合反应速率之比是相应的化学计量数之比，且反应速率的方向相反，能说明达到平衡状态，故c正确；
d.密度是混合气的质量和容器容积的比值，在反应过程中质量和容积始终是不变的，因此容器内密度保持不变不能说明反应达到平衡状态，故d错误。
故答案为：bc。
（4）a.及时分离出SO3气体，瞬间逆反应速率减小，正反应速率不变，平衡向正反应进行，随后反应混合物各组分的浓度降低，速率减小，故a错误；
b.适当升高温度反应速率增大，平衡向吸热反应移动，即平衡向逆反应移动，故b错误；
c.增大O2的浓度，瞬间正反应速率增大，逆反应速率不变，平衡向正反应进行，随后生成物的浓度增大，逆反应速速率增大，故c正确；
d.加入高效催化剂，同等程度增大正、逆反应速率，平衡不移动，故d错误。
故答案为：c。
（5）A.甲、乙为等效平衡，平衡时O2的物质的量相等，令平衡时O2为amol，甲中O2转化率α1==1-a，平衡时SO3的物质的量=（1-a）mol，乙中参加反应的SO3为amol，乙中的转化率α2=a，故α1+α2=1，故A正确；
B.甲、乙为等效平衡，平衡时O2的物质的量相等，令平衡时O2为bmol，则甲中参加反应的O2为（1-b）mol，放出的热量Q1=Q（1-b），乙中参加反应的SO3为bmol，吸收的热量Q2=bQ，故Q1+Q2=Q（1-b）+bQ=Q，故B正确；
C.丙与甲相比，可以等效为在甲的基础上，压强增大一倍，平衡向正反应方向移动，转化率增大，即α3>α1，故C错误；
D.甲、乙为等效平衡，平衡时对应各组分的物质的量相等，二者压强等效，丙与甲相比，可以等效为在甲的基础上，压强增大一倍，平衡向正反应移动，平衡时混合气体的物质的量小于甲中的2倍，故压强P3<2P1=2P2，故D正确；
E.由D中分析可知，n2=0.5，n3>1.0mol，故E错误；
F.丙与甲相比，可以等效为在甲的基础上，压强增大一倍，平衡向正反应移动，丙中参加反应的O2的物质的量大于甲中的2倍，则Q3>2Q1，故F错误。
故答案为：ABD。
（6）根据图像可知，甲是保持温度和容积不变的，乙是保持温度和压强不变的，因此，在反应过程中，乙中的压强始终大于甲中的压强，所以甲中的反应速率小，达到平衡的时间长，但由于正反应是体积减小的反应，所以压强越大，反应物的转化率越高，故答案为：＞，＜。
25．目前工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇，某研究小组对下列有关甲醇制取的三条化学反应原理进行探究。已知在不同温度下的化学反应平衡常数(K1、K2、K3)如下表所示：
请回答下列问题：
(1)反应②是__________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)根据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3=___________(用K1、K2表示)；根据反应③判断△S__________0(填“＞”、“=”或“＜”)，在____________(填“较高”或“较低”)温度下有利于该反应自发进行。
(3)要使反应③在一定条件下建立的平衡逆向移动，可采取的措施有______________(填写字母序号)。
a．缩小反应容器的容积
b．扩大反应容器的容积
c．升高温度
d．使用合适的催化剂
e．从平衡体系中及时分离出CH3OH
(4)500℃时，测得反应③在某时刻，CO2(g)、H2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度分别为0.1mol·L-1、0.8mol·L-1、0.3mol·L-1、0.15mol·L-1，则此时v正__________v逆(填“＞”、“=”或“＜”)。
(5)某兴趣小组研究反应②的逆反应速率在下列不同条件随时间的变化曲线，开始时升温，t1时平衡，t2时降压，t3时增加CO浓度，t4时又达到平衡．请画出t2至t4的曲线______。
【答案】吸热 K1·K2 < 较低 bc >
【解析】
【分析】
（1）反应②平衡常数随温度升高增大，说明升高温度平衡正向进行，正反应是吸热反应；
（2）根据盖斯定律计算平衡常数，在结合合温度变化分析平衡常数的变化；
（3）a缩小反应容器的容积，缩小反应容器的容积，压强增大，平衡向正向移动，故a错误；
b扩大反应容器的容积，扩大反应容器的容积，压强减小，平衡逆向移动，故b正确；
c由于K3=K1×K2，由表中数据可知，升高温度平衡常数减小，平衡逆向移动，故c正确；
d使用合适的催化剂，可以加快反应速率，但不影响平衡移动，故d错误；
f从平衡体系中及时分离出CH3OH，生成物浓度减小，平衡正向移动，故f错误；
（4）根据浓度商与平衡常数的比较判断；
（5）反应②CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）是气体体积不变的吸热反应，反应的逆反应速率在下列不同条件随时间的变化曲线，开始时升温，逆反应速率增大，t1时平衡，t2时降压，逆反应速率减小，平衡不变，t3时增加CO浓度，此时刻逆反应速率增大，随反应进行减小，达到平衡状态大于t2-t3平衡状态的逆反应速率，t4时又达到平衡，依据反应速率影响分析绘制出去下变化。
【详解】
（1）反应②平衡常数随温度升高增大，说明升高温度平衡正向进行，正反应是吸热反应，
故答案为：吸热；
（2）反应①+②可得反应③，则平衡常数K3=K1×K2，反应③3H2（g）+CO2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）是气体体积减小的反应△S<0，计算不同温度下反应③的平衡常数，500°C时，K3=K1×K2=2.5×1.0=2.5，800°C时，K3=K1×K2=2.50×0.15=0.375，结合温度变化分析，随温度升高，平衡常数减小，平衡逆向进行，所以判断反应是放热反应，焓变△H<0，根据△H-T△S<0,确定反应在低温下能自发进行；
答案：K1×K2；<；较低；
（3）a缩小反应容器的容积，缩小反应容器的容积，压强增大，平衡向正向移动，故a错误；
b扩大反应容器的容积，扩大反应容器的容积，压强减小，平衡逆向移动，故b正确；
c由于K3=K1×K2，由表中数据可知，升高温度平衡常数减小，平衡逆向移动，故c正确；
d使用合适的催化剂，可以加快反应速率，但不影响平衡移动，故d错误；
f从平衡体系中及时分离出CH3OH，生成物浓度减小，平衡正向移动，故f错误；
答案：bc
（4）500℃时K3=K1×K2=2.5，浓度商Qc==0.088
答案：>
（5）反应②CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）是气体体积不变的吸热反应，反应的逆反应速率在下列不同条件随时间的变化曲线，开始时升温，逆反应速率增大，t1时平衡，t2时降压，逆反应速率减小，平衡不变，t3时增加CO浓度，此时刻逆反应速率增大，随反应进行减小，达到平衡状态大于t2-t3平衡状态的逆反应速率，t4时又达到平衡，依据反应速率影响分析绘制出去下变化；画出t2至t4的曲线为如图所示：
答案：
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