题目内容
“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料，应用十分广泛。生产煤炭气的反应之一是：C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)?131.4 kJ。
（1）在容积为3L的密闭容器中发生上述反应，5min后容器内气体的密度增大了0.12g／L，用H2O表示0～5miin的平均反应速率为_________________________。
（2）能说明该反应已达到平衡状态的是________（选填编号）。
a．v正 (C)= v逆(H2O) b．容器中CO的体积分数保持不变
c．c(H2)=c(CO) d．炭的质量保持不变
（3）若上述反应在t0时刻达到平衡(如图)，在t1时刻改变某一条件，请在右图中继续画出t1时刻之后正反应速率随时间的变化：
①缩小容器体积，t2时到达平衡(用实线表示)；
②t3时平衡常数K值变大，t4到达平衡(用虚线表示)。
（4）在一定条件下用CO和H2经如下两步反应制得甲酸甲酯：
①CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) ②CO(g) + CH3OH(g)HCOOCH3(g)
①反应①中CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示。在不改变反应物用量的情况下，为提高CO的转化率可采取的措施是 。
②已知反应①中CO的转化率为80%，反应②中两种反应物的转化率均为85%，则5.04kgCO最多可制得甲酸甲酯 kg。
(本题共10分)（1）0.002mol/(L·min)(2分) （2）b、d(2分)
（3）（图略，合理给分）①t1时突增的u正渐增至t2时保持不变；②t3时突增的u正渐减至t4时保持不变(各1分)
（4）①降温、加压；将甲醇从混合体系中分离出来(2分)②4.08(2分)
解析试题分析：（1）5min后容器内气体的密度增大了0.12g／L，因此气体的质量增加了0.12g/L×3L＝0.36g，根据方程式可知：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △m↑
1mol 12g
0.03mol 0.36g
所以消耗水蒸气的物质的量浓度是0.03mol÷3L＝0.01mol/L，因此用H2O表示0～5miin的平均反应速率为0.01mol/L÷5min＝0.002mol/(L·min)。
（2）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。a．碳是固体，不能用来表示，a不正确；b．容器中CO的体积分数保持不变，说明反应得到平衡状态，b正确；c．c(H2)=c(CO)，但没有指明反应的方向，所以可逆反应不一定达到平衡状态，c不正确；d．炭的质量保持不变，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，d正确，答案选bd。
（3）①缩小容器体积，压强增大，反应速率增大。正方应是体积增大的可逆反应，所以平衡向逆反应方向移动，即正反应速率逐渐增大到锌平衡，因此曲线可以表示为
。
②t3时平衡常数K值变大，说明平衡向正反应方向移动。正方应是吸热反应，所以改变的条件是升高温度，因此正反应速率增大，然后逐渐减小到新平衡状态，所以曲线可以表示为
。
（4） ①根据图像可知，在压强相同时，温度越高，CO的转化率越低，这说明升高温度平衡向逆反应方向移动，因此正方应是放热反应。温度相同时，压强越大，CO的转化率越高，所以为提高CO的转化率可采取的措施是降温、加压或将甲醇从混合体系中分离出来。
②5.04kgCO的物质的量是5040g÷28g/mol＝180mol。设参加反应①的CO物质的量是x，则参加反应②的CO物质的量是180mol－x。反应①中CO的转化率为80%，则反应中生成的甲醇物质的量是0.8x。在反应②中两种反应物的转化率均为85%，则0.8x×0.85＝(180mol－x)×0.85，解得x＝100mol，所以实际生成的甲酸甲酯的物质的量是0.8x×0.85＝68mol，其质量是68mol×60g/mol＝4080g＝4.08kg。
考点：考查可逆反应平衡状态判断、外界条件对平衡状态和反应速率的影响以及反应速率和产率的有关计算等
智慧小复习系列答案
2C(g)+2D(g) △H，2min末达到平衡，生成0.8mol D。
=____________。
=l，则△H________0（填“>”或“<”）。
。 则K3________
(A)=
(C) D．混合气体密度不变在一固定容积为2L的密闭容器内加入0.2mol的N2和0.6mol的H2，在一定条件下发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) △H＜0 。反应中NH3的物质的量浓度的变化情况如下图所示，请回答下列问题：
根据图，计算从反应开始到平衡时，平均反应速率v(NH3)= 。
⑵下列描述中能说明上述反应已达平衡的是 。
| A．3v正（H2）＝2v逆（NH3） |
| B．容器中气体的平均相对分子量不随时间而变化 |
| C．容器中气体的密度不随时间而变化 |
| D．容器中气体的分子总数不随时间而变化 |
7N2(g)+12H2O(g)+Q（Q＞0）。
W (s) + 3H2O (g) 请回答下列问题：
WI4 (g)。下列说法正确的有__________。（1）常温下，将2种一元酸分别和NaOH溶液等体积混合，实验数据如下：
| 组别 | 一元酸 | NaOH | pH |
| 甲 | c(HX)=0.1mol/L | c(NaOH)=0.1mol/L | pH=9 |
| 乙 | c(HY)=c1mol/L | c(NaOH)=0.1mol/L | pH=7 |
①甲组实验的混合溶液中离子浓度由大到小顺序为 。由水电离出的c(OHˉ)= mol/L。
②乙组实验中HY为强酸，则HY溶液的c1 （填“<”、“=”或“>”）0.1。
（2）汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag－ZSM－5为催化剂，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况和n(NO)/n(CO)比例变化情况如下图。
①为达到NO转化为N2的最佳转化率，应该选用的温度和n(NO)/n(CO)比例分别为 、 。
②用CxHy（烃）催化还原NOx也可消除氮氧化物生成无污染的物质。CH4与NO2发生反应的化学方程式为 。
（3）工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇：
CO(g) + 2H2(g)
CH3OH(g) △H下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）。
| 温度 | 523K | 573K | 623K |
| 平衡常数(K) | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
①由表中数据判断△H 0（填“<”、“=”或“>”）。
②某温度下，将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，充分反应10min后，达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L，则此时的温度为 。
③请在下列坐标中画出②中求得该温度下CO、H2和CH3OH的浓度随时间变化的曲线，并进行适当的标注。
2C（g），向容积为1L的密闭容器中加入0.050 mol A和0.025mol B，在500℃时充分反应，达平衡后测得c（C）="0.040" mol·L-1，放出热量Q1kJ。
CO(g)＋H2(g)；
H2(g)＋CO2(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，得到如乙图像。
CO(g)＋3H2(g)制备CO和H2。在一定条件下1 L的密闭容器中充入0.3 mol H2O和0.2 mol CH4，测得H2(g)和CH4(g)的物质的量浓度随时间变化曲线如右图所示：0～4 s内，用CO(g)表示的反应速率为____________。