- 化学平衡
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将4mol A气体和2mol B气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应2A （ g）+B（g）⇌2C（g），若经2s后测得C的浓度为0.6mol/L，现有下列几种说法，其中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．根据方程式知，△c（A）=△c（C）=0.6mol/L，则A的平均反应速率为：
B．△c（B）=
C．A的起始浓度是2mol/L，根据方程式知，△c（A）=△c（C）=0.6mol/L，故A的转化率=
D．B的起始浓度是1mol/L，根据方程式知，△c（B）=
故选A．
（1）将1.0mol CH4和2.0mol H2O（g）通入反应室（容积为100L）中，在一定条件下发生反应：
CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）（Ⅰ）
CH4的转化率与温度、压强的关系如图1所示．
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min，则用H2表示的平均反应速率为______．
②图中的p1______p2（填“＜”、“＞”或“=”），100℃时的平衡常数为______．
③该反应的△H______0，△S______0（填“＜”、“＞”或“=”）．
（2）在压强为0.1MPa条件下，a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇：
CO（g）+2H2（g）⇌△H＜0 （Ⅱ）
①若容器的容积不变，下列措施可增大甲醇产率的是______（填序号）．
A．升高温度
B．将CH3OH（g）从体系中分离出来
C．恒容下充入He，使体系的总压强增大
D．再充入a mol CO和3a mol H2
②为了寻找合成甲醇的适宜温度和压强，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在了下面的实验设计表中．
a．表中剩余的实验数据：n=______，m=______．
b．根据反应Ⅱ的特点，如图是在压强分别为0.1MPa和5MPa下CO的转化率随温度变化的曲线，请指明图2中的压强px=______MPa．
正确答案
解：（1）①根据v（H2）=3v（CH4）=3×
②根据化学方程式可以得出，增大压强，化学平衡逆向移动，甲烷的转化率减小，可以去200℃来分析，发现甲烷的转化率是p1时大于p2时的，所以P1＜P2，
CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）
初始浓度：0.01 0.02 0 0
变化浓度：0.005 0.005 0.005 0.015
平衡浓度：0.005 0.015 0.005 0.015
100℃时平衡常数=
故答案为：＜；2.25×10-4；
③一定压强下，升高温度平衡向正反应方向移动，则正反应是吸热反应，所以△H＞0；正反应是气体物质的量增大的反应，气体的物质的量越多，其熵越大，所以△S＞0，故答案为：＞，＞；
（2）①A、该反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热方向移动，即向逆反应方向移动，甲醇的产率降低，故A错误；
B、将CH3OH（g）从体系中分离，产物的浓度降低，平衡向正反应移动，甲醇的产率增加，故B正确；
C、充入He，使体系总压强增大，容器容积不变，反应混合物各组分浓度不变，平衡不移动，甲醇的产率不变，故C错误；
D、再充入amol CO和3amol H2，可等效为压强增大，平衡向体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，甲醇的产率增加，故D正确．
故选：BD
②A、采取控制变量法，探究合成甲醇的温度和压强的适宜条件，所以温度、压强是变化的，
③温度相同时，作垂直x轴的辅助线，发现压强为Py的CO的转化率高，反应为前后体积减小的反应，压强增大平衡向体积减小的方向移动，即向正反应移动，所以Px＜Py，所以压强Px=0.1MPa．
故答案为：0.1．
解析
解：（1）①根据v（H2）=3v（CH4）=3×
②根据化学方程式可以得出，增大压强，化学平衡逆向移动，甲烷的转化率减小，可以去200℃来分析，发现甲烷的转化率是p1时大于p2时的，所以P1＜P2，
CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）
初始浓度：0.01 0.02 0 0
变化浓度：0.005 0.005 0.005 0.015
平衡浓度：0.005 0.015 0.005 0.015
100℃时平衡常数=
故答案为：＜；2.25×10-4；
③一定压强下，升高温度平衡向正反应方向移动，则正反应是吸热反应，所以△H＞0；正反应是气体物质的量增大的反应，气体的物质的量越多，其熵越大，所以△S＞0，故答案为：＞，＞；
（2）①A、该反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热方向移动，即向逆反应方向移动，甲醇的产率降低，故A错误；
B、将CH3OH（g）从体系中分离，产物的浓度降低，平衡向正反应移动，甲醇的产率增加，故B正确；
C、充入He，使体系总压强增大，容器容积不变，反应混合物各组分浓度不变，平衡不移动，甲醇的产率不变，故C错误；
D、再充入amol CO和3amol H2，可等效为压强增大，平衡向体积减小的方向移动，即向正反应方向移动，甲醇的产率增加，故D正确．
故选：BD
②A、采取控制变量法，探究合成甲醇的温度和压强的适宜条件，所以温度、压强是变化的，
③温度相同时，作垂直x轴的辅助线，发现压强为Py的CO的转化率高，反应为前后体积减小的反应，压强增大平衡向体积减小的方向移动，即向正反应移动，所以Px＜Py，所以压强Px=0.1MPa．
故答案为：0.1．
正确答案
解析
解：A．由图可知，反应至10分钟达到平衡状态，△c（CO）=1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，△c（CH3OH）=0.75mol/L-0=0.75mol/L，△c（CO）：△c（CH3OH）=1：1，反应的化学方程式：CO+2H2⇌CH3OH，故A正确；
B．反应进行至3分钟时，并没有达到化学平衡状态，因此正、逆反应速率不相等，故B错误；
C．反应至10分钟时，△c（CO）=1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，v（CO）=
D．增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，K只受温度的影响，K不变，故D错误；
故选BD．
（1）该反应的化学方程式为______；
（2）在一定温度下，体积不变的密闭容器中，上述反应达到平衡的标志是______（填字母）．
A．气体总质量保持不变
B．A、B、C的浓度都相等
C．A、B、C的浓度不再发生变化
D．A、B、C的分子数之比为2：1：2
E．正反应和逆反应都已停止
F．容器内气体密度不再发生变化．
正确答案
2A+B⇌2C
C
解析
解：（1）由图象可以看出，A、B的物质的量逐渐减小，则A、B为反应物，C的物质的量逐渐增多，所以C为生成物，当反应到达2min时，△n（A）=2mol，△n（B）=1mol，△n（C）=2mol，化学反应中，各物质的物质的量的变化值与化学计量数成正比，则△n（A）：△n（B）：△n（C）=2：1：2，所以反应的化学方程式为：2A+B⇌2C，
故答案为：2A+B⇌2C；
（2）A．气体总质量始终保持不变，所以总质量不变不一定平衡，故错误；
B．A、B、C的浓度不随时间的变化而变化，证明达到了平衡，浓度相等，不一定平衡，故错误；
C．A、B、C的浓度不再发生变化，是平衡的特征，故正确；
D．A、B、C的分子数之比为2：1：2的状态不一定平衡，故错误；
E．达到了平衡时，正反应和逆反应都在进行，但是不是零，故错误；
F．容器内气体密度等于质量和体积的比值，质量始终不变，体积不变，所以密度始终不变，即密度不再发生变化的状态不一定是平衡状态，故错误．
故选C．
相同温度下，容积相同的甲、乙、丙3个恒容密闭容器中发生可逆反应：2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）2SO3（g）△H=-197 kj•mol-1．实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：下列叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、三个容器内尽管最终平衡相同，但起始量不同反应的热效应不同，正向反应是放热反应，逆向反应是吸热反应，所以Q1＞Q2=Q3，故A错误；
B、温度相同，甲、乙、丙3个容器中反应的平衡常数相等，故B错误；
C、因为甲、乙、丙最终达到的平衡状态相同，所以乙、丙容器中SO2的物质的量相等，故C正确；
D、在上述条件下反应生成2molSO3（s），气体转化为固体放热，所以反应放热应大于197kJ，△H1＜-197 kJ•mol-1，故D错误；
故选C．
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