题目内容
【题目】能源、环境与生产生活和社会发展密切相关。
（1）一定温度下，在两个容积均为2L的密闭容器中，分别发生反应：CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g)△H=-49.0kJ·mol-1。相关数据如下：
容器 | 甲 | 乙 |
反应物投入量 | 1molCO2(g)和3molH2(g) | 1molCH3OH(g）和1molH2O(g) |
平衡时c(CH3OH) | c1 | c2 |
平衡时能量变化 | 放出29.4kJ | 吸收akJ |
①下列情况能说明该反应一定达到平衡状态的是_________（填字母）。
a．v(CO2)消耗=v(CH3OH)生成 b．气体的密度不再随时间改变
c．CO2和CH3OH的浓度之比不再随时间改变 d．气体的平均相对分子质量不再随时间改变
②其他条件不变，达到平衡后，下列不能提高H2转化率的操作是_________（填字母）。
a．降低温度 b．充入更多的H2 c．移除甲醇 d．增大容器体积
③cl_________c2(填“>”、“<”或“=”)，a=_________。
④该温度下反应的平衡常数K=_________；若甲中反应10s时达到平衡，则0～10s内甲中的平均反应速率v(H2)=_________。
（2）已知反应：2NO2(红棕色)N2O4(无色)△H＜0。将一定量的NO2充入注射器中后封口，如图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化（气体颜色越深，透光率越小）。下列说法正确的是__________（填字母）。
A．b点的操作是压缩注射器
B．d点：v正＞v逆
C．c点与a点相比，c(NO2)增大，c(N2O4)减小
D．若不忽略体系温度变化，且没有能量损失，则Tb＞Tc
【答案】 cd bd = 19.6 2.1或25/12 0.09 mol·L-1·s-1 B
【解析】(1)①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJmol-1。a．反应速率之比等于化学方程式计量数之比， v(CO2)消耗=v(CH3OH)生成只能说明反应正向进行，不能说明反应达到平衡状态，故a错误；b．反应前后气体质量不变，体积不变，气体密度始终不变，气体的密度不再随时间改变，不能说明反应达到平衡状态，故b错误；c．CO2和CH3OH的浓度之比不再随时间改变，说明正逆反应速率相同，说明反应达到平衡状态，故c正确；d．气体质量不变，气体物质的量减小，气体的平均相对分子质量不再随时间改变，说明反应达到平衡状态，故d正确；故答案为：cd；
②a．反应为放热反应，降低温度，平衡正向进行，氢气转化率增大，故a不符合；b．充入更多的H2 会提高二氧化碳的转化率，氢气转化率减小，故b符合；c．移除甲醇平衡正向进行，氢气转化率增大，故c不符合；d．增大容器体积，压强减小，平衡逆向移动，氢气转化率减小，故d符合；故答案为：bd；
③应用恒温恒容条件下的乙的投料量极端转化为甲相当于投1molCO2(g)和3molH2(g)，所以两者是等效平衡，所以c1=c2，甲、乙是等效平衡，则甲中放出的热量与乙中吸收的热量之和为49.0kJ，则a=49.0kJ-29.4kJ=19.6kJ，故答案为：=；19.6；
④ CO2(g)+3H2(g) 
CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJmol-1．
起始量(mol) 13 0 0 49KJ
变化量(mol/L)0.6 1.8 0.6 0.6 29.4KJ
平衡量(mol/L)0.4 1.2 0.6 0.6
平衡浓度c(CO2)=0.2mol/L，c(H2)=0.6mol/L，c(CH3OH)=0.3mol/L，c(H2O)=0.3mol/L
K=
=
≈2.1，甲中反应10s时达到平衡，则0～10s内甲中的平均反应速率v(H2)= 
=0.09molL-1s-1，故答案为： 
(或2.1)；0.09molL-1s-1；
(2)A.b点开始是压缩注射器的过程，气体颜色变深，透光率变小，故A错误；B.c点后的拐点是拉伸注射器的过程，d点是平衡向气体体积增大的逆向移动过程，所以v(逆)＞v(正)，故B正确；C.c点是压缩注射器后的情况，二氧化氮和四氧化二氮的浓度都增大，故C错误；D.b点开始是压缩注射器的过程，平衡正向移动，反应放热，导致T(b)＜T(c)，故D错误；故答案为：B。
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