题目内容
煤的液化是把固体煤炭通过化学加工过程，使其转化成为液体燃料、化工原料和产品的先进洁净煤技术．（1）在2L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g），在其他条件不变的情况下，探究温度对反应的影响，实验结果如图所示（注：T2＞T1均大于300℃）．
①温度为T2时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均反应速率为
②通过分析图，可以得出温度对反应CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）的影响可以概括为
③下列情形能说明上述反应已达到平衡状态的是
a．体系压强保持不变
b．密闭容器中CO2、H2、CH3OH（g）、H2O（g）4种气体共存
c．CH3OH与H2物质的量之比为1：3
d．每消耗1mol CO2的同时生成3molH2
（2）在一定温度下将3mol CO2和2mol H2混合于2L的密闭容器中，发生如下反应：
CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）
①该反应的化学平衡常数表达式K=
②已知在700℃时，该反应的平衡常数K1=0.6，则该温度下反应CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）的平衡常数K2=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
③已知在1 000℃时，该反应的平衡常数K4为1.0，则该反应为
④在1 000℃下，某时刻CO2的物质的量为2.0mol，则此时v正
考点：物质的量或浓度随时间的变化曲线,用化学平衡常数进行计算,化学平衡状态的判断,化学平衡的计算
专题：
分析：（1）①根据反应速率v=
来计算即可；
②温度能加快化学反应速率，能使化学平衡向着吸热方向进行；
③根据化学平衡状态的特征：逆、定、动、变、等来回答判断；
（2）①该反应的化学平衡常数表达式K=
；
②反应CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）的平衡常数K2=
；
反应
CO2（g）+
H2（g）?
CO（g）+
H2O（g）的平衡常数K3=
；
③升高温度，平衡向吸热反应方向移动；
④根据浓度商与平衡常数判断反应方向，根据平衡常数计算反应的二氧化碳的量，再结合转化率计算二氧化碳的转化率．
| △c |
| △t |
②温度能加快化学反应速率，能使化学平衡向着吸热方向进行；
③根据化学平衡状态的特征：逆、定、动、变、等来回答判断；
（2）①该反应的化学平衡常数表达式K=
| c(CO)c(H2O) |
| c(CO2)c(H2) |
②反应CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）的平衡常数K2=
| c(CO2)c(H2) |
| c(CO)c(H2O) |
反应
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| K1 |
③升高温度，平衡向吸热反应方向移动；
④根据浓度商与平衡常数判断反应方向，根据平衡常数计算反应的二氧化碳的量，再结合转化率计算二氧化碳的转化率．
解答：
解：（1）①温度为T2时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均反应速率v=
=
=
mol/（L?min），故答案为：
mol/（L?min）；
②温度能加快化学反应速率，能使化学平衡向着吸热方向进行，T2＞T1，根据图一，温度升高，甲醇的物质的量减小，所以平衡逆向移动，即所以当其他条件一定时，对于该化学反应：CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（l）+H2O（l），升高温度，反应速率加快；当其他条件一定时，升高温度，平衡逆向移动，
故答案为：当其他条件一定时，升高温度，反应速率加快；当其他条件一定时，升高温度，平衡逆向移动；
③a．该反应是一个反应前后气体系数和变化的反应，当体系压强保持不变，证明达到平衡，故a正确；
b．密闭容器中CO2、H2、CH3OH（g）、H2O（g）4种气体共存，只能证明是一个可逆反应，不能证明是平衡状态，故b错误；
c．CH3OH与H2物质的量之比为1：3，不能证明达平衡状态，故c错误；
d．每消耗1mol CO2的同时生成3molH2，能证明正逆反应速率相等，故d正确；
故答案为：ad；
（2）①CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）
反应的化学平衡常数表达式K=
，故答案为：
；
②反应CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）的平衡常数K2=
=
=
=1.67；
反应
CO2（g）+
H2（g）?
CO（g）+
H2O（g）的平衡常数K3=
=
，
故答案为：1.67；
；
③在1 000℃时，该反应的平衡常数K4为1.0，升高温度平衡常数增大，平衡向正反应方向移动，说明正反应是吸热反应，故答案为：吸热；
④CO2（g）+H2（g）═CO（g）+H2O（g）
起始1.5 1 0 0
反应0.5 0.5 0.5 0.5
平衡1 0.5 0.5 0.5
浓度商=
=0.5＜1，则反应向正反应方向移动，所以v（正）＞v（逆）；
3mol CO2和2mol H2混合于2L的密闭容器中，则二氧化碳和氢气的起始浓度分别为1.5mol/L、1mol/L，在1 000℃下，某时刻CO2的物质的量为2.0mol，某时刻二氧化碳的浓度是1mol/L，
设该温度下达到平衡时，反应的二氧化碳的物质的量浓度为x
CO2（g）+H2（g）═CO（g）+H2O（g）
起始1.5 1 0 0
反应x x x x
平衡1.5-x 1-x x x
=1.0，x=0.6
二氧化碳的转化率=
×100%=40%，
故答案为：＞；40%．
| △c |
| △t |
| ||
| tBmin |
| nB |
| 2tB |
| nB |
| 2tB |
②温度能加快化学反应速率，能使化学平衡向着吸热方向进行，T2＞T1，根据图一，温度升高，甲醇的物质的量减小，所以平衡逆向移动，即所以当其他条件一定时，对于该化学反应：CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（l）+H2O（l），升高温度，反应速率加快；当其他条件一定时，升高温度，平衡逆向移动，
故答案为：当其他条件一定时，升高温度，反应速率加快；当其他条件一定时，升高温度，平衡逆向移动；
③a．该反应是一个反应前后气体系数和变化的反应，当体系压强保持不变，证明达到平衡，故a正确；
b．密闭容器中CO2、H2、CH3OH（g）、H2O（g）4种气体共存，只能证明是一个可逆反应，不能证明是平衡状态，故b错误；
c．CH3OH与H2物质的量之比为1：3，不能证明达平衡状态，故c错误；
d．每消耗1mol CO2的同时生成3molH2，能证明正逆反应速率相等，故d正确；
故答案为：ad；
（2）①CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）
反应的化学平衡常数表达式K=
| c(CO)c(H2O) |
| c(CO2)c(H2) |
| c(CO)c(H2O) |
| c(CO2)c(H2) |
②反应CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）的平衡常数K2=
| c(CO2)c(H2) |
| c(CO)c(H2O) |
| 1 |
| K1 |
| 1 |
| 0.6 |
反应
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| K1 |
| 0.6 |
故答案为：1.67；
| 0.6 |
③在1 000℃时，该反应的平衡常数K4为1.0，升高温度平衡常数增大，平衡向正反应方向移动，说明正反应是吸热反应，故答案为：吸热；
④CO2（g）+H2（g）═CO（g）+H2O（g）
起始1.5 1 0 0
反应0.5 0.5 0.5 0.5
平衡1 0.5 0.5 0.5
浓度商=
| 0．52 |
| 1×0.5 |
3mol CO2和2mol H2混合于2L的密闭容器中，则二氧化碳和氢气的起始浓度分别为1.5mol/L、1mol/L，在1 000℃下，某时刻CO2的物质的量为2.0mol，某时刻二氧化碳的浓度是1mol/L，
设该温度下达到平衡时，反应的二氧化碳的物质的量浓度为x
CO2（g）+H2（g）═CO（g）+H2O（g）
起始1.5 1 0 0
反应x x x x
平衡1.5-x 1-x x x
| x2 |
| (1.5-x)(1-x) |
二氧化碳的转化率=
| 0.6mol/L |
| 1.5mol/L |
故答案为：＞；40%．
点评：本题目综合考查学生对化学平衡移动的影响、化学平衡状态的判断、以及化学平衡的计算知识，属于综合知识的考查，难度中等．
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