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高三化学一轮复习讲义第7章 第3节 课时分层训练23
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这是一份高三化学一轮复习讲义第7章 第3节 课时分层训练23，共9页。试卷主要包含了下列说法不正确的是，已知X＋2YM ΔH，工业上可利用如下反应合成甲醇，现有反应等内容，欢迎下载使用。
(建议用时：30分钟)
1．分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是( )
A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g) ΔH＝＋163 kJ·ml－1
B．Ag(s)＋eq \f(1,2)Cl2(g)===AgCl(s) ΔH＝－127 kJ·ml－1
C．HgO(s)===Hg(l)＋eq \f(1,2)O2(g) ΔH＝＋91 kJ·ml－1
D．H2O2(l)===eq \f(1,2)O2(g)＋H2O(l) ΔH＝－98 kJ·ml－1
D [任何温度下均能自发进行的条件是ΔH<0，ΔS>0。]
2．(2015·天津高考改编题)下列说法不正确的是( )
A．Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行
B．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应
C．FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同
D．2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)常温下能自发进行，说明该反应的ΔH<0
C [C项，不同催化剂的催化效率不同。]
3．已知X(g)＋2Y(g)M(g) ΔH。反应的平衡常数如表所示：
该反应的ΔH( )
【导学号：95812184】
A．大于0 B．小于0
C．等于0 D．无法判断
B [升高温度，平衡常数减小，说明平衡向左移动，正反应是放热反应。]
4．将4 ml CO(g)和a ml H2(g)混合于容积为4 L的恒容密闭容器中，发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，10 min后反应达到平衡状态，测得H2为0.5 ml·L－1。经测定v(H2)＝0.1 ml·L－1·min－1。下列说法正确的是( )
A．平衡常数K＝2
B．H2起始投入量为a＝6
C．CO的平衡转化率为66.7%
D．平衡时c(CH3OH)＝0.4 ml·L－1
B [用三段式法计算：
CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
起始物质
的量/ml 4 a 0
转化物质
的量/ml x 2x x
平衡物质
的量/ml 4－x a－2x x
2x ml＝0.1 ml·L－1·min－1×10 min×4 L＝4 ml，x＝2，a－2x＝0.5×4，a＝6。平衡时，c(CO)＝0.5 ml·L－1，c(H2)＝0.5 ml·L－1，c(CH3OH)＝0.5 ml·L－1。平衡常数K＝eq \f(cCH3OH,cCO·c2H2)＝eq \f(0.5,0.5×0.52)＝4，A项错误；经上述计算，B项正确；CO的平衡转化率为50%，C项错误；平衡时c(CH3OH)＝0.5 ml·L－1，D项错误。]
5．(2017·长治模拟)加热N2O5依次发生的分解反应为
①N2O5(g)N2O3(g)＋O2(g)
②N2O3(g)N2O(g)＋O2(g)
在容积为2 L的密闭容器中充入8 ml N2O5，加热到t ℃，达到平衡状态后O2为9 ml，N2O3为3.4 ml。则t ℃时反应①的平衡常数为 ( )
A．10.7 B．8.5
C．9.6 D．10.2
B [eq \(N2O5,\s\d4(x)) (g)eq \(N2O3,\s\d4(x)) (g)＋eq \(O2,\s\d4(x)) (g)
eq \(N2O3,\s\d4(y)) (g)eq \(N2O,\s\d4(y)) (g)＋eq \(O2,\s\d4(y)) (g)
由题意eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x－y＝3.4,x＋y＝9))
解之，x＝6.2 ml，y＝2.8 ml，
则K＝eq \f(\f(3.4,2)×\f(9,2),\f(1.8,2))＝8.5。]
6．NO是大气污染物之一，在一定条件下，采用活性炭可发生下列反应：2NO(g)＋C(s)N2(g)＋CO2(g)。现在温度一定容积为1 L的密闭容器中发生该反应，各物质的物质的量如下表所示：
下列判断正确的是( )
A．表格中的a∶b＝2∶1
B．2 min内，v(NO)＝0.015 ml·L－1·min－1
C．若该温度下，反应的平衡常数为eq \f(9,16)，则2 min时反应已经达到平衡
D．增加活性炭可以提高NO的转化率
C [选项A，根据给出的化学方程式及2 min时N2或CO2的物质的量可知NO、活性炭分别反应0.060 ml、0.030 ml，故a＝0.040，b＝1.000，即a∶b＝1∶25，A项错误；选项B，v(NO)＝2v(N2)＝0.030 ml·L－1·min－1，B项错误；选项C,2 min时Qc＝eq \f(0.030×0.030,0.0402)＝eq \f(9,16)＝K，C项正确；选项D，活性炭为固体，增加活性炭对平衡无影响，D项错误。]
7．已知某化学反应的平衡常数表达式为K＝eq \f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)，在不同的温度下该反应的平衡常数如表所示：
下列有关叙述不正确的是 ( )
【导学号：95812185】
A．该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
B．上述反应的正反应是放热反应
C．若在1 L的密闭容器中通入CO2和H2各1 ml,5 min后温度升高到830 ℃，此时测得CO2为0.4 ml时，该反应达到平衡状态
D．若平衡浓度符合下列关系式：eq \f(cCO2,3cCO)＝eq \f(cH2O,5cH2)，则此时的温度为1 000 ℃
C [依据平衡常数的表达式可知A正确；升高温度K减小，平衡向左移动，正反应为放热反应，B正确；5 min后CO、H2O、CO2、H2的浓度分别为0.6 ml·L－1、0.6 ml·L－1、0.4 ml·L－1、0.4 ml·L－1，eq \f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)＝eq \f(0.42,0.62)<1，平衡向右移动，C错误；eq \f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)＝eq \f(3,5)＝0.6，即1 000 ℃时的平衡常数，D正确。]
8．在密闭容器中，反应X(g)＋2Y(g)Z(g)分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为c(X)＝0.100 ml·L－1，c(Y)＝0.200 ml·L－1，c(Z)＝0 ml·L－1。反应物X的浓度随时间的变化如图所示。
下列说法正确的是 ( )
A．若反应①、②的平衡常数分别为K1、K2，则K1B．反应X(g)＋2Y(g)Z(g)的ΔH>0
C．实验②平衡时Y的转化率为60%
D．减小反应③的压强，可以使平衡时c(X)＝0.060 ml·L－1
B [因为①、②的起始浓度相同、平衡浓度相同，所以反应②应是在有催化剂的条件下进行的，此时K1＝K2，A不正确；③与①相比，X的变化量大，说明平衡正向移动，此时的反应条件只能为升温，由此可见，正反应为吸热反应，B正确；从图中可以看出，X的浓度变化量为0.04 ml·L－1，则Y的浓度变化量为0.08 ml·L－1，Y的转化率为40%，C不正确；减小压强，平衡向左移动，但各物质的浓度都比原来小，D不正确。]
9．工业上可利用如下反应合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，该反应在不同温度时的平衡常数如下表所示。下列说法正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B．300 ℃时在某一密闭容器中进行该反应，某时刻测得三种气体的浓度均为0.5 ml·L－1，则此时v(正)C．恒温恒压下，向容器中充入少量N2，平衡将正向移动
D．恒温恒容下，向容器中再充入少量CH3OH(g)，达到新平衡时，CH3OH(g)的百分含量将减小
B [选项A，由表中数据可知，平衡常数随温度升高而减小，说明升温平衡逆向移动，逆反应是吸热反应，则正反应是放热反应，故A错误。选项B，三种气体的浓度均为0.5 ml·L－1，则Qc＝eq \f(0.5,0.5×0.52)＝4>K，说明平衡逆向进行，则v(正)10．现有反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－Q kJ·ml－1(Q>0)。在850 ℃时，K＝1。
(1)若升高温度到950 ℃时，达到平衡时K________(填“大于”“小于”或“等于”)1。
(2)850 ℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 ml CO,3.0 ml H2O,1.0 ml CO2和x ml H2，则：①当x＝5.0时，上述平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是________。
(3)在850 ℃时，若设x＝5.0和x＝6.0，其他物质的投料不变，当上述反应达到平衡后，测得H2的体积分数分别为a%、b%，则a________(填“大于”“小于”或“等于”)b。
[解析] (1)升温，平衡向吸热反应即逆反应方向移动，K变小。
(2)①eq \f(1.0×5.0,1.0×3.0)＝eq \f(5,3)>1，故平衡逆向移动。
②eq \f(x,3.0)<1，故x<3.0。
(3)x越大，H2的相对量越多，转化率越小，H2%越大，故a[答案] (1)小于 (2)①逆反应 ②x<3.0 (3)小于
11．(2014·全国卷Ⅰ改编)已知：乙烯气相直接水合反应的化学方程式为C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g) ΔH＝－45.5 kJ/ml
下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O)∶n(C2H4)＝1∶1]。
(1)列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp＝__________
(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
(2)图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为__________________，
理由是_______________________________________。
(3)气相直接水合法常用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290 ℃、压强6.9 MPa，n(H2O)∶n(C2H4)＝0.6∶1，乙烯的转化率为5%，若要进一步提高乙烯转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有________________、________________。
[解析] (1)Kp＝eq \f(pC2H5OH,pC2H4·pH2O)＝eq \f(\f(20%np,2n－20%n),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(80%np,2n－20%n)))2)＝eq \f(20×180,802×7.85 MPa)≈0.07(MPa)－1。
(2)C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)是一个气体体积减小的反应，相同温度下，增大压强，平衡向正反应方向移动，C2H4的转化率提高，所以p4>p3>p2>p1。
(3)依据反应特点及平衡移动原理，提高乙烯转化率还可以增大H2O与C2H4的比例，将乙醇及时分离出去等。
[答案] (1)eq \f(pC2H5OH,pC2H4·pH2O)＝eq \f(\f(20%np,2n－20%n),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(80%np,2n－20%n)))2)＝
eq \f(20×180,802×7.85 MPa)≈0.07(MPa)－1
(2)p4>p3>p2>p1 反应分子数减少，相同温度下，压强增大，乙烯转化率提高
(3)将产物乙醇液化移去 增加n(H2O)∶n(C2H4)比
B组 专项能力提升
(建议用时：15分钟)
12．已知：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－25 kJ·ml－1，某温度下的平衡常数为400。此温度下，在1 L的密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下：
下列说法正确的是 ( )
【导学号：95812186】
①平衡后升高温度，平衡常数>400
②平衡时，c(CH3OCH3)＝1.6 ml·L－1
③平衡时与此时刻相比，反应混合物的总能量减少20 kJ
④平衡时，再加入与起始等量的CH3OH，达新平衡后CH3OH转化率增大
⑤此时刻反应达到平衡状态
⑥平衡时CH3OH的浓度为0.08 ml·L－1
A．①②④⑤ B．②⑥
C．②③④⑥ D．②④⑥
B [Qc＝eq \f(1.24×1.24,0.8×0.8)<400，反应正向进行。
eq \(2CH3OH,\s\d4(0.8,0.8－2x)) eq \(CH3OCH3,\s\d4(1.24,1.24＋x))＋eq \(H2O,\s\d4(1.24,1.24＋x))
解之x＝0.36(ml/L)，故c(平)(CH3OCH3)＝1.6 ml/L，c(CH3OH)＝0.08 ml/L，Q＝0.36×25 kJ＝9 kJ。]
13．(1)硫酸工业生产中涉及反应：2SO2(g)＋O2(g)eq \(,\s\up15(催化剂))2SO3(g)，向2 L的密闭容器中充入2 ml SO2、1 ml O2，SO2的平衡转化率与温度的关系如右图所示。
【导学号：95812187】
①T1温度下，反应进行到状态D时，v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“＝”)。温度为T1时，反应的平衡常数K＝________。
②若在T3温度时，达平衡时测得反应放出的热量为Q1。此时再向容器中加入2 ml SO2、1 ml O2并使之重新达到平衡，测得又放出热量Q2。则下列说法正确的是________(填字母)。
a．Q2一定等于Q1
b．新平衡时SO2的转化率一定大于80%
c．T3时的平衡常数大于T1时的平衡常数
(2)下列关于反应2SO2(g)＋O2(g)eq \(,\s\up15(催化剂))2SO3(g) ΔH<0的说法正确的是________(填字母)。
A．升温可以加快合成SO3的速率同时提高SO2的转化率
B．寻找常温下的合适催化剂是未来研究的方向
C．由于ΔH<0，ΔS<0，故该反应一定能自发进行
D．当SO2的浓度保持不变时，说明反应达到平衡状态
[解析] (1)由D到A，二氧化硫的转化率增大，平衡向正反应方向移动，所以正反应速率>逆反应速率；反应达到平衡状态时，二氧化硫的物质的量是0.2 ml，其浓度是0.1 ml·L－1，氧气的浓度是0.05 ml·L－1，三氧化硫的浓度是0.9 ml·L－1，所以K＝eq \f(0.92,0.12×0.05)＝1 620；再向容器中加入2 ml SO2、1 ml O2，增大了体系的压强，导致平衡向正反应方向移动，所以放出的热量比Q1多，所以二氧化硫的转化率增大，故a错误，b正确。由图示可知，T1时SO2的转化率高，所以K值大，c错误。(2)A项，该反应正向放热，故温度升高，平衡逆向移动，SO2的转化率降低；B项，寻找常温下的合适催化剂，加快反应速率，同时降低能耗；C项，通过ΔG＝ΔH－TΔS可知，反应的自发进行需要一定的外界条件；D项，平衡时各组分的浓度保持一定。
[答案] (1)①> 1 620 ②b (2)BD
温度/℃
0
100
T
300
400
平衡
常数
667
13
1.9×
10－2
2.4×
10－4
1.0×
10－5
物质
NO
活性炭
N2
CO2
起始物质的量/ml
0.100
1.030
0
0
2 min时的物质的
量/ml
a
b
0.030
0.030
t/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
1.67
1.11
1.00
0.60
0.38
温度(℃)
250
300
350
K
2.041
0.270
0.012
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
c/(ml·L－1)
0.8
1.24
1.24
(建议用时：30分钟)
1．分析下列反应在任何温度下均能自发进行的是( )
A．2N2(g)＋O2(g)===2N2O(g) ΔH＝＋163 kJ·ml－1
B．Ag(s)＋eq \f(1,2)Cl2(g)===AgCl(s) ΔH＝－127 kJ·ml－1
C．HgO(s)===Hg(l)＋eq \f(1,2)O2(g) ΔH＝＋91 kJ·ml－1
D．H2O2(l)===eq \f(1,2)O2(g)＋H2O(l) ΔH＝－98 kJ·ml－1
D [任何温度下均能自发进行的条件是ΔH<0，ΔS>0。]
2．(2015·天津高考改编题)下列说法不正确的是( )
A．Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行
B．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应
C．FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解，同等条件下二者对H2O2分解速率的改变相同
D．2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)常温下能自发进行，说明该反应的ΔH<0
C [C项，不同催化剂的催化效率不同。]
3．已知X(g)＋2Y(g)M(g) ΔH。反应的平衡常数如表所示：
该反应的ΔH( )
【导学号：95812184】
A．大于0 B．小于0
C．等于0 D．无法判断
B [升高温度，平衡常数减小，说明平衡向左移动，正反应是放热反应。]
4．将4 ml CO(g)和a ml H2(g)混合于容积为4 L的恒容密闭容器中，发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，10 min后反应达到平衡状态，测得H2为0.5 ml·L－1。经测定v(H2)＝0.1 ml·L－1·min－1。下列说法正确的是( )
A．平衡常数K＝2
B．H2起始投入量为a＝6
C．CO的平衡转化率为66.7%
D．平衡时c(CH3OH)＝0.4 ml·L－1
B [用三段式法计算：
CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
起始物质
的量/ml 4 a 0
转化物质
的量/ml x 2x x
平衡物质
的量/ml 4－x a－2x x
2x ml＝0.1 ml·L－1·min－1×10 min×4 L＝4 ml，x＝2，a－2x＝0.5×4，a＝6。平衡时，c(CO)＝0.5 ml·L－1，c(H2)＝0.5 ml·L－1，c(CH3OH)＝0.5 ml·L－1。平衡常数K＝eq \f(cCH3OH,cCO·c2H2)＝eq \f(0.5,0.5×0.52)＝4，A项错误；经上述计算，B项正确；CO的平衡转化率为50%，C项错误；平衡时c(CH3OH)＝0.5 ml·L－1，D项错误。]
5．(2017·长治模拟)加热N2O5依次发生的分解反应为
①N2O5(g)N2O3(g)＋O2(g)
②N2O3(g)N2O(g)＋O2(g)
在容积为2 L的密闭容器中充入8 ml N2O5，加热到t ℃，达到平衡状态后O2为9 ml，N2O3为3.4 ml。则t ℃时反应①的平衡常数为 ( )
A．10.7 B．8.5
C．9.6 D．10.2
B [eq \(N2O5,\s\d4(x)) (g)eq \(N2O3,\s\d4(x)) (g)＋eq \(O2,\s\d4(x)) (g)
eq \(N2O3,\s\d4(y)) (g)eq \(N2O,\s\d4(y)) (g)＋eq \(O2,\s\d4(y)) (g)
由题意eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(x－y＝3.4,x＋y＝9))
解之，x＝6.2 ml，y＝2.8 ml，
则K＝eq \f(\f(3.4,2)×\f(9,2),\f(1.8,2))＝8.5。]
6．NO是大气污染物之一，在一定条件下，采用活性炭可发生下列反应：2NO(g)＋C(s)N2(g)＋CO2(g)。现在温度一定容积为1 L的密闭容器中发生该反应，各物质的物质的量如下表所示：
下列判断正确的是( )
A．表格中的a∶b＝2∶1
B．2 min内，v(NO)＝0.015 ml·L－1·min－1
C．若该温度下，反应的平衡常数为eq \f(9,16)，则2 min时反应已经达到平衡
D．增加活性炭可以提高NO的转化率
C [选项A，根据给出的化学方程式及2 min时N2或CO2的物质的量可知NO、活性炭分别反应0.060 ml、0.030 ml，故a＝0.040，b＝1.000，即a∶b＝1∶25，A项错误；选项B，v(NO)＝2v(N2)＝0.030 ml·L－1·min－1，B项错误；选项C,2 min时Qc＝eq \f(0.030×0.030,0.0402)＝eq \f(9,16)＝K，C项正确；选项D，活性炭为固体，增加活性炭对平衡无影响，D项错误。]
7．已知某化学反应的平衡常数表达式为K＝eq \f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)，在不同的温度下该反应的平衡常数如表所示：
下列有关叙述不正确的是 ( )
【导学号：95812185】
A．该反应的化学方程式是CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
B．上述反应的正反应是放热反应
C．若在1 L的密闭容器中通入CO2和H2各1 ml,5 min后温度升高到830 ℃，此时测得CO2为0.4 ml时，该反应达到平衡状态
D．若平衡浓度符合下列关系式：eq \f(cCO2,3cCO)＝eq \f(cH2O,5cH2)，则此时的温度为1 000 ℃
C [依据平衡常数的表达式可知A正确；升高温度K减小，平衡向左移动，正反应为放热反应，B正确；5 min后CO、H2O、CO2、H2的浓度分别为0.6 ml·L－1、0.6 ml·L－1、0.4 ml·L－1、0.4 ml·L－1，eq \f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)＝eq \f(0.42,0.62)<1，平衡向右移动，C错误；eq \f(cCO2·cH2,cCO·cH2O)＝eq \f(3,5)＝0.6，即1 000 ℃时的平衡常数，D正确。]
8．在密闭容器中，反应X(g)＋2Y(g)Z(g)分别在三种不同实验条件下进行，它们的起始浓度均为c(X)＝0.100 ml·L－1，c(Y)＝0.200 ml·L－1，c(Z)＝0 ml·L－1。反应物X的浓度随时间的变化如图所示。
下列说法正确的是 ( )
A．若反应①、②的平衡常数分别为K1、K2，则K1
C．实验②平衡时Y的转化率为60%
D．减小反应③的压强，可以使平衡时c(X)＝0.060 ml·L－1
B [因为①、②的起始浓度相同、平衡浓度相同，所以反应②应是在有催化剂的条件下进行的，此时K1＝K2，A不正确；③与①相比，X的变化量大，说明平衡正向移动，此时的反应条件只能为升温，由此可见，正反应为吸热反应，B正确；从图中可以看出，X的浓度变化量为0.04 ml·L－1，则Y的浓度变化量为0.08 ml·L－1，Y的转化率为40%，C不正确；减小压强，平衡向左移动，但各物质的浓度都比原来小，D不正确。]
9．工业上可利用如下反应合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，该反应在不同温度时的平衡常数如下表所示。下列说法正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B．300 ℃时在某一密闭容器中进行该反应，某时刻测得三种气体的浓度均为0.5 ml·L－1，则此时v(正)
D．恒温恒容下，向容器中再充入少量CH3OH(g)，达到新平衡时，CH3OH(g)的百分含量将减小
B [选项A，由表中数据可知，平衡常数随温度升高而减小，说明升温平衡逆向移动，逆反应是吸热反应，则正反应是放热反应，故A错误。选项B，三种气体的浓度均为0.5 ml·L－1，则Qc＝eq \f(0.5,0.5×0.52)＝4>K，说明平衡逆向进行，则v(正)
(1)若升高温度到950 ℃时，达到平衡时K________(填“大于”“小于”或“等于”)1。
(2)850 ℃时，若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0 ml CO,3.0 ml H2O,1.0 ml CO2和x ml H2，则：①当x＝5.0时，上述平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行，则x应满足的条件是________。
(3)在850 ℃时，若设x＝5.0和x＝6.0，其他物质的投料不变，当上述反应达到平衡后，测得H2的体积分数分别为a%、b%，则a________(填“大于”“小于”或“等于”)b。
[解析] (1)升温，平衡向吸热反应即逆反应方向移动，K变小。
(2)①eq \f(1.0×5.0,1.0×3.0)＝eq \f(5,3)>1，故平衡逆向移动。
②eq \f(x,3.0)<1，故x<3.0。
(3)x越大，H2的相对量越多，转化率越小，H2%越大，故a
11．(2014·全国卷Ⅰ改编)已知：乙烯气相直接水合反应的化学方程式为C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g) ΔH＝－45.5 kJ/ml
下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O)∶n(C2H4)＝1∶1]。
(1)列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp＝__________
(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
(2)图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为__________________，
理由是_______________________________________。
(3)气相直接水合法常用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290 ℃、压强6.9 MPa，n(H2O)∶n(C2H4)＝0.6∶1，乙烯的转化率为5%，若要进一步提高乙烯转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有________________、________________。
[解析] (1)Kp＝eq \f(pC2H5OH,pC2H4·pH2O)＝eq \f(\f(20%np,2n－20%n),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(80%np,2n－20%n)))2)＝eq \f(20×180,802×7.85 MPa)≈0.07(MPa)－1。
(2)C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)是一个气体体积减小的反应，相同温度下，增大压强，平衡向正反应方向移动，C2H4的转化率提高，所以p4>p3>p2>p1。
(3)依据反应特点及平衡移动原理，提高乙烯转化率还可以增大H2O与C2H4的比例，将乙醇及时分离出去等。
[答案] (1)eq \f(pC2H5OH,pC2H4·pH2O)＝eq \f(\f(20%np,2n－20%n),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(80%np,2n－20%n)))2)＝
eq \f(20×180,802×7.85 MPa)≈0.07(MPa)－1
(2)p4>p3>p2>p1 反应分子数减少，相同温度下，压强增大，乙烯转化率提高
(3)将产物乙醇液化移去 增加n(H2O)∶n(C2H4)比
B组 专项能力提升
(建议用时：15分钟)
12．已知：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－25 kJ·ml－1，某温度下的平衡常数为400。此温度下，在1 L的密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下：
下列说法正确的是 ( )
【导学号：95812186】
①平衡后升高温度，平衡常数>400
②平衡时，c(CH3OCH3)＝1.6 ml·L－1
③平衡时与此时刻相比，反应混合物的总能量减少20 kJ
④平衡时，再加入与起始等量的CH3OH，达新平衡后CH3OH转化率增大
⑤此时刻反应达到平衡状态
⑥平衡时CH3OH的浓度为0.08 ml·L－1
A．①②④⑤ B．②⑥
C．②③④⑥ D．②④⑥
B [Qc＝eq \f(1.24×1.24,0.8×0.8)<400，反应正向进行。
eq \(2CH3OH,\s\d4(0.8,0.8－2x)) eq \(CH3OCH3,\s\d4(1.24,1.24＋x))＋eq \(H2O,\s\d4(1.24,1.24＋x))
解之x＝0.36(ml/L)，故c(平)(CH3OCH3)＝1.6 ml/L，c(CH3OH)＝0.08 ml/L，Q＝0.36×25 kJ＝9 kJ。]
13．(1)硫酸工业生产中涉及反应：2SO2(g)＋O2(g)eq \(,\s\up15(催化剂))2SO3(g)，向2 L的密闭容器中充入2 ml SO2、1 ml O2，SO2的平衡转化率与温度的关系如右图所示。
【导学号：95812187】
①T1温度下，反应进行到状态D时，v(正)________v(逆)(填“>”“<”或“＝”)。温度为T1时，反应的平衡常数K＝________。
②若在T3温度时，达平衡时测得反应放出的热量为Q1。此时再向容器中加入2 ml SO2、1 ml O2并使之重新达到平衡，测得又放出热量Q2。则下列说法正确的是________(填字母)。
a．Q2一定等于Q1
b．新平衡时SO2的转化率一定大于80%
c．T3时的平衡常数大于T1时的平衡常数
(2)下列关于反应2SO2(g)＋O2(g)eq \(,\s\up15(催化剂))2SO3(g) ΔH<0的说法正确的是________(填字母)。
A．升温可以加快合成SO3的速率同时提高SO2的转化率
B．寻找常温下的合适催化剂是未来研究的方向
C．由于ΔH<0，ΔS<0，故该反应一定能自发进行
D．当SO2的浓度保持不变时，说明反应达到平衡状态
[解析] (1)由D到A，二氧化硫的转化率增大，平衡向正反应方向移动，所以正反应速率>逆反应速率；反应达到平衡状态时，二氧化硫的物质的量是0.2 ml，其浓度是0.1 ml·L－1，氧气的浓度是0.05 ml·L－1，三氧化硫的浓度是0.9 ml·L－1，所以K＝eq \f(0.92,0.12×0.05)＝1 620；再向容器中加入2 ml SO2、1 ml O2，增大了体系的压强，导致平衡向正反应方向移动，所以放出的热量比Q1多，所以二氧化硫的转化率增大，故a错误，b正确。由图示可知，T1时SO2的转化率高，所以K值大，c错误。(2)A项，该反应正向放热，故温度升高，平衡逆向移动，SO2的转化率降低；B项，寻找常温下的合适催化剂，加快反应速率，同时降低能耗；C项，通过ΔG＝ΔH－TΔS可知，反应的自发进行需要一定的外界条件；D项，平衡时各组分的浓度保持一定。
[答案] (1)①> 1 620 ②b (2)BD
温度/℃
0
100
T
300
400
平衡
常数
667
13
1.9×
10－2
2.4×
10－4
1.0×
10－5
物质
NO
活性炭
N2
CO2
起始物质的量/ml
0.100
1.030
0
0
2 min时的物质的
量/ml
a
b
0.030
0.030
t/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
1.67
1.11
1.00
0.60
0.38
温度(℃)
250
300
350
K
2.041
0.270
0.012
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
c/(ml·L－1)
0.8
1.24
1.24
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