11．工業(yè)上設計用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇，既減少二氧化碳氣體，又得到寶貴的能源物質(zhì)．為了探究反應原理，現(xiàn)進行如下實驗：在體積為1L的密閉容器中，充入1mol CO2和3mol H2，某溫度下發(fā)生反應：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ•mol-1，測得CO2和CH3OH（g）的濃度隨時間的變化關系如圖所示．
（1）從反應開始到平衡，H2的平均反應速率=0.225 mol•（L•min）-1；CO2的平衡轉(zhuǎn)化率=75%；平衡時放出的熱量小于49.0kJ（填“大于”“小于”或“等于”）．
（2）該反應的化學平衡常數(shù)表達式為K=$\frac{c（{C}_{3}HOH）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$，該溫度下，化學平衡常數(shù)的值為$\frac{16}{3}$．
（3）下列說法中能作為反應達到平衡狀態(tài)標志的是ABD（填字母）．
A．容器內(nèi)壓強不再變化
B．平均相對分子質(zhì)量不再變化
C．c（CO2）和c（H2）之比等于1：3
D．相同時間內(nèi)每斷裂3mol H-H鍵，同時斷裂3mol O-H鍵
（4）下列措施中能使$\frac{n（C{O}_{2}）}{n（C{H}_{3}OH）}$減小的是AB（填字母）．
A．再充入1mol CO2和3mol H2
B．將H2O（g）從體系中分離
C．充入氦氣使體系壓強增大
D．升高溫度．

分析 （1）由圖可知，二氧化碳的濃度變化量為0.75mol/L，v（CO2）=$\frac{0.75mol/L}{10min}$=0.075mol•（L•min）-1，結(jié)合速率之比等于化學計量數(shù)之比計算H2的平均反應速率；結(jié)合轉(zhuǎn)化率=$\frac{轉(zhuǎn)化的量}{開始的量}$×100%、反應不能完全轉(zhuǎn)化分析；
（2）K為生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比，結(jié)合平衡濃度計算K；
（3）結(jié)合平衡的特征“等、定”及衍生的物理量判斷；
（4）能使$\frac{n（C{O}_{2}）}{n（C{H}_{3}OH）}$減小，使平衡正向移動．

解答 解：（1）由圖可知，二氧化碳的濃度變化量為0.75mol/L，v（CO2）=$\frac{0.75mol/L}{10min}$=0.075mol•（L•min）-1，由速率之比等于化學計量數(shù)之比可知H2的平均反應速率為0.075mol•（L•min）-1×3=0.225mol•（L•min）-1，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為$\frac{0.75}{1}$×100%=75%，轉(zhuǎn)化的二氧化碳小于1mol，則平衡時放出的熱量小于49.0kJ，
故答案為：0.225；75%；小于；
（2）CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）的K=$\frac{c（{C}_{3}HOH）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$，
         CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）
開始   1                3                  0                 0
轉(zhuǎn)化 0.75          2.25                0.75            0.75
平衡 0.25          0.75               0.75              0.75
K=$\frac{0.75×0.75}{0.25×（0.75）^{3}}$=$\frac{16}{3}$，
故答案為：K=$\frac{c（{C}_{3}HOH）c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）{c}^{3}（{H}_{2}）}$；$\frac{16}{3}$；
（3）A．容器內(nèi)壓強不再變化，可知物質(zhì)的量不變，為平衡狀態(tài)，故A正確；
B．平均相對分子質(zhì)量不再變化，物質(zhì)的量不變，為平衡狀態(tài)，故B正確；
C．c（CO2）和c（H2）之比等于1：3，不能判斷是否平衡，與開始的量、轉(zhuǎn)化率有關，故C錯誤；
D．相同時間內(nèi)每斷裂3mol H-H鍵，同時斷裂3mol O-H鍵，可知正逆反應速率相同，故D正確；
故答案為：ABD；　
（4）A．再充入1mol CO2和3mol H2，壓強增大，平衡正向移動，則能使$\frac{n（C{O}_{2}）}{n（C{H}_{3}OH）}$減小，故A正確；
B．將H2O（g）從體系中分離，平衡正向移動，能使$\frac{n（C{O}_{2}）}{n（C{H}_{3}OH）}$減小，故B正確；
C．充入氦氣使體系壓強增大，平衡不移動，$\frac{n（C{O}_{2}）}{n（C{H}_{3}OH）}$不變，故C錯誤；
D．該反應為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，能使$\frac{n（C{O}_{2}）}{n（C{H}_{3}OH）}$增大，故D錯誤；
故答案為：AB．

點評 本題考查化學平衡計算及圖象，為高頻考點，把握圖中濃度變化、平衡判定、化學平衡常數(shù)K的計算為解答的關鍵，側(cè)重分析與計算能力的考查，注意圖象分析與應用，題目難度不大．

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相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

16．在一定條件下，恒容的密閉容器中發(fā)生如下反應：2SO2 （g）+O2（g）?2SO3（g），反應過程中某一時刻測得SO2、O2、SO3的濃度分別為0.2mol•L-1、0.1mol•L-1、0.2mol•L-1，當反應達到平衡時，可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)是（　　）
A．C（SO3）=0.4mol•L-1B．C（SO3）+C（SO2）=0.3 mol•L-1
C．C（O2）=0.3mol•L-1D．C（SO3）=0.35 mol•L-1

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

2．硫酸銨是常見的化肥，是強酸弱堿鹽，室溫下，可用酸堿滴定法測定其氮元素的含量，但由于NH4+的酸性太弱（Ka=5.6×10-10），直接用NaOH標準溶液滴定有困難，生產(chǎn)和實驗室中廣泛采用甲醛法測定銨鹽中的含氮量．甲醛法是基于甲醛與一定量銨鹽作用，生成酸（H+）和六次甲基四銨鹽（Ka=7.1×10-6）反應如下：4NH4++6HCHO═（CH2）6N4H++6H2O+3H+，生成物可用酚酞為指示劑，用NaOH標準溶液滴定[在室溫下（25℃），通常Ka表示弱酸的電離平衡常數(shù)，Kb表示弱堿的電離平衡常數(shù)]．硫酸銨含氮量的測定步驟如下：
①準確稱取1.800g （NH4）2SO4于燒杯中．
②用適量蒸餾水溶解，然后定量地移至250mL容量瓶中，并用蒸餾水稀釋至刻度，搖勻備用．
③用移液管移取試液25mL于錐形瓶中，加入8mL 1：1的甲醛溶液，再加入1～2滴酚酞指示劑搖勻，靜置一分鐘后，用0.100mol/L NaOH標準溶液滴定至溶液呈淺紅色持續(xù)半分鐘不褪色，即為終點．
④記錄讀數(shù)，平行做2～3次，NaOH標準溶液滴定消耗的平均體積為27.00mL．
根據(jù)實驗回答下列問題：
（1）硫酸銨水溶液呈酸性的原因是NH4++H2O═NH3•H2O+H+．（用離子方程式說明）
（2）步驟①稱取硫酸銨固體樣品是否能使用托盤天平否（填“是”或“否”）．
（3）步驟③加入的甲醛溶液使用前需要加入一定量的NaOH，原因是少量甲醛被空氣中的氧氣氧化為甲酸，需加堿中和．
（4）NH4NO3中氮的百分含量是否能用該方法測定是（填“是”或“否”）．原因是因為NO3-不參加反應，但與NH4+的物質(zhì)的量比為1：1可計算N的百分含量．
（5）據(jù)題目給出的信息計算樣品中氮的百分含量為21%．
（6）若室溫下，C mol/L氨水的電離平衡常數(shù)為Kb，則該氨水的電離度a=$\sqrt{\frac{{K}_}{C}}$．（用C和Kb表示），由此在恒定溫度下，你能得出的結(jié)論為溫度恒定，加水稀釋溶液時，Kb不變，電離度增大．

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

19．恒溫恒容下向2L密閉容器中加入SO3發(fā)生反應：2SO3（g）?2SO2（g）+O2（g），反應過程中測定的部分數(shù)據(jù)如下表：下列說法正確的是（　�。�
反應時間/minn（SO3）/moln（O2）/mol
02.00
20.8
40.6
61.81.1
A．0～2 min平均速率v（SO2）=0.6 mol•L-1•min-1
B．4 min后，平衡移動的原因可能是減壓
C．若升高溫度后的平衡常數(shù)的值為1.0，則該正反應為吸熱反應
D．若起始時容器中SO3的物質(zhì)的量改為1.0 mol，則平衡時n（SO2）=0.6 mol

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

6．某溫度時，鹵化銀（AgX，X=Cl，Br，I）的3條沉淀溶解平衡曲線如圖所示，AgCl，AgBr，AgI的Ksp依次減小．已知pAg=-lgc（Ag+），pX=-lgc（X-），下列說法錯誤的是（　　）
A．由a點可知該溫度下Ksp（AgCl）=l0-10
B．加入AgNO3可使溶液由b點變到c點
C．d點是在水中加入足量的AgBr形成的飽和溶液
D．坐標點（14，8）形成的溶液是AgI的不飽和溶液

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科目：高中化學 來源： 題型：實驗題

16．NO2、CO、CO2是對環(huán)境影響較大的氣體，對它們的合理控制、利用是優(yōu)化我們生存環(huán)境的有效途徑．
（1）如圖1所示，利用電化學原理將NO2 轉(zhuǎn)化為重要化工原料C．
若A為NO2，B為O2，則負極的電極反應式為：NO2+H2O-e-=NO3-+2H+；
（2）有一種用CO2生產(chǎn)甲醇燃料的方法：CO2+3H2?CH3OH+H2O
已知：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-a kJ•mol-1；
2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H=-b kJ•mol-1；
H2O（g）═H2O（l）△H=-c kJ•mol-1；
CH3OH（g）═CH3OH（l）△H=-d kJ•mol-1，
則表示CH3OH（l）燃燒熱的熱化學方程式為：CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-（$\frac{3}{2}$b+2c-a-b）kJ•mol-1；
（3）光氣 （COCl2）是一種重要的化工原料，用于農(nóng)藥、醫(yī)藥、聚酯類材料的生產(chǎn)，工業(yè)上通過Cl2（g）+CO（g）?COCl2（g）制備．圖2為此反應的反應速率隨溫度變化的曲線，圖3為某次模擬實驗研究過程中容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度隨時間變化的曲線．回答下列問題：

①0～6min內(nèi)，反應的平均速率v（Cl2）=0.15 mol•L-1•min -1；
②若將初始投料濃度變?yōu)閏（Cl2）=0.9mol/L、c（CO）=0.7mol/L、c（COCl2）=0.3 mol/L，保持反應溫度不變，則最終達到化學平衡時，Cl2的體積分數(shù)與上述第6min時Cl2的體積分數(shù)相同；
③隨溫度降低，該反應平衡常數(shù)變化的趨勢是增大；（填“增大”、“減小”或“不變”）
④比較第9min反應溫度T（9）與第16min反應溫度T（16）的高低：T（9）＜T（16） （填“＜”、“＞”或“=”）．
⑤比較第9min反應速度V（9）與第16min反應速率v（16）的高低：v（9）＜v（16） （填“＜”、“＞”或“=”）．

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

3．在容積為2.0L的密閉容器內(nèi)，物質(zhì)D在T℃時發(fā)生反應，其反應物和生成物的物質(zhì)的量隨時間t的變化關系如圖所示，下列敘述不正確的是（　�。�
A．從反應開始到第一次達到平衡時，A物質(zhì)的平均反應速率為0.066 7 mol/（L•min）
B．該反應的化學方程式為2D（s）?2A（g）+B（g），該反應的平衡常數(shù)表達式為K=c2（A）•c（B）
C．已知反應的△H＞0，則第5 min時圖象呈現(xiàn)上述變化的原因可能是升高體系的溫度
D．若在第7 min時增加D的物質(zhì)的量，則表示A的物質(zhì)的量變化正確的是a曲線

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

20．已知HClO是比H2CO3還弱的酸，氯水中存在下列平衡：Cl2+H2O?H++Cl-+HClO、HClO?H++ClO-，達到平衡后：
（1）要使HClO的濃度增大，可加入下列哪種物質(zhì)（填代號）AB．
A．Cl2　　B．NaHCO3　　C．HCl　　D．NaOH
（2）由此說明在實驗室里可用排飽和食鹽水收集Cl2的理由是氯離子濃度大使平衡逆向移動，減小氯氣的溶解．

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

1．下列有關物質(zhì)應用的說法不正確的是（　�。�
A．氧化鐵可用來制造紅色油漆和涂料
B．生鐵、普通鋼和不銹鋼中的含碳量依次減小
C．硅膠可用作實驗室和袋裝食品、瓶裝藥品等的干燥劑
D．硅是生產(chǎn)光纖制品的基本原料

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