一定溫度下，在固定容積的密閉容器中進行如下可逆反應：C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)，當反應進行到下列情況時：①混合氣體的密度不再改變  ②氣體的總的物質的量不再改變  ③H2和CO的物質的量之比不再改變?④CO的質量分數(shù)不再改變  ⑤C的濃度不再改變  ⑥混合氣體的平均相對分子質量不再改變。其中反應體系一定處于化學平衡狀態(tài)的情況是（    ）

    A．全部                B．除③④外                C．除③⑤⑥外                D．除⑤外

  

易錯原因：本題如果不能考慮到H2和CO的起始量的關系、反應不論向正反應方向還是向逆反應方向進行時氣體的質量和物質的量都在同時增加或減少的具體情況，就很容易錯選D。

    解析：只要該可逆反應沒有達到平衡狀態(tài)，氣體的質量和物質的量不是增多就是減少，所以當混合氣體的密度不變、氣體的總的物質的量不變、CO的質量分數(shù)不變都能說明該反應體系已經(jīng)處于化學化學平衡狀態(tài)。由于C是固體，其濃度為定值，始終都不會改變，它不能說明反應體系是否已經(jīng)處于化學平衡狀態(tài)。由于沒有明確反應的起始狀態(tài)，也沒有明確開始時H2和CO的物質的量的關系，如果開始只有C和H2O或者開始時H2和CO的物質的量之比是1∶1，則H2和CO的物質的量之比始終都是1∶1，所以H2和CO的物質的量之比不再改變不能作為判斷該體系是否處于平衡狀態(tài)的依據(jù)。

    由混合氣體的平均相對分子質量不再改變來判斷平衡狀態(tài)是最困難的，也是最難理解的。因為這個反應的特點是如果反應向正反應方向進行，混合氣體的物質的量每增加1 mol，混合氣體的質量會同時增加12 g，如果反應向逆反應方向進行，混合氣體的物質的量每減少1 mol，混合氣體的質量就會同時減少12 g。也就是說，如果反應開始時存在的是混合氣體，而且混合氣體的平均相對分子質量是12的話，不論反應向哪個方向進行，混合氣體的平均相對分子質量始終都是12，不會發(fā)生任何變化。

    如果反應是向逆反應方向進行，如果開始時混合氣體的平均相對分子質量大于12，隨著反應的不斷進行，混合氣體的平均相對分子質量會逐漸增大，如果開始時混合氣體的平均相對分子質量小于12，則隨著反應的不斷進行，混合氣體的平均相對分子質量會不斷減小。所以正確答案應該選C。

    答案：C

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

研究CO2的利用對促進低碳社會的構建具有重要的意義．
（1）已知石墨的標準燃燒熱為y kJ?mol-1，1.2g石墨在1.68L（標準狀況）氧氣中燃燒，至反應物耗盡，放出x kJ熱量．則石墨與氧氣反應生成CO的熱化學方程式為
C（s）+
1
2
O2（g）=CO（g）△H=-
(x-0.04y)
0.06
kJ?mol-1
C（s）+
1
2
O2（g）=CO（g）△H=-
(x-0.04y)
0.06
kJ?mol-1
，
（2）高溫時，用CO還原MgSO4可制備高純MgO．
①750℃時，測得氣體中含等物質的量SO2和SO3，此時反應的化學方程式是
CO+2MgSO4
  △  
.
 
2MgO+CO2+SO2+SO3
CO+2MgSO4
  △  
.
 
2MgO+CO2+SO2+SO3
．
②由MgO可制成“鎂-次氯酸鹽”燃料電池，其裝置示意圖如圖1，該電池反應的離子方程式為
Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg（OH）2
Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg（OH）2
．

（3）二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向，將CO2轉化為甲醇的熱化學方程式為：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H
①該反應的平衡常數(shù)表達式為K=
C(CH3OH)C(H2O)
C(CO2)C3(H2)
C(CH3OH)C(H2O)
C(CO2)C3(H2)
．
②取五份等體積CO2和H2的混合氣體（物質的量之比均為1：3），分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中，發(fā)生上述反應，反應相同時間后，測得甲醇的體積分數(shù)φ（CH3OH）與反應溫度T的關系曲線如圖2所示，則上述CO2轉化為甲醇反應的
△H
＜
＜
（填“＞”“＜”或“=”）0．
③在兩種不同條件下發(fā)生反應，測得CH3OH的物質的量隨時間變化如圖3所示，曲線I、Ⅱ對應的平衡常數(shù)大小關系為KⅠ
＞
＞
KⅡ（填“＞”“＜”或“=”）．
④一定溫度下，在容積相同且固定的兩個密閉容器中，按如下方式投入反應物，一段時間后達到平衡．
容  器 甲 乙
反應物
投入量		 1molCO2
3molH2		 a molCO2、b molH2、
c molCH3OH（g）、c molH2O（g）
若甲中平衡后氣體的壓強為開始時的0.8倍，要使平衡后乙與甲中相同組分的體積分數(shù)相等，且起始時維持反應逆向進行，則c的取值范圍為
0.4＜n（c）≤1mol
0.4＜n（c）≤1mol
．

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科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

研究CO2的利用對促進低碳社會的構建具有重要的意義．
（1）將CO2與焦炭作用生成CO，CO可用于煉鐵等．
①已知：Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ?mol-1
C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ?mol-1
則CO還原Fe2O3（s）的熱化學方程式為
Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5KJ/mol
Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5KJ/mol
．
②已知Fe與CO可形成五羰基鐵[Fe（CO）5]，該化合物相當活潑，易于吸收H2生成氫化羰基鐵．氫化羰基鐵為二元弱酸，可與NaOH反應生成四羰基鐵酸二鈉．
試寫出五羰基鐵吸收H2的反應方程式
Fe（CO）5+H2=H2Fe（CO）4+CO
Fe（CO）5+H2=H2Fe（CO）4+CO
．
③利用燃燒反應可設計成CO-O2燃料電池（以KOH溶液為電解液），寫出該電池的負極反應式
CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O
CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O
．
（2）某實驗將CO2和H2充入一定體積的密閉容器中，在兩種不同條件下發(fā)生反應：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ?mol-1
測得CH3OH的物質的量隨時間變化如圖所示，回答問題：
①該反應的平衡常數(shù)表達式為
c(CH3OH)c(H2O)
c(CO2)c3(H2)
c(CH3OH)c(H2O)
c(CO2)c3(H2)
．
②曲線I、Ⅱ對應的平衡常數(shù)大小關系為KⅠ
大于
大于
KⅡ（填“大于”、“等于”或“小于”）．
③一定溫度下，在容積相同且固定的兩個密閉容器中，按如下方式加入反應物，一段時間后達到平衡．
容  器 甲 乙
反應物投入量 1molCO2、3molH2 a molCO2、b molH2、
c molCH3OH（g）、c molH2O（g）
若甲中平衡后氣體的壓強為開始的0.8倍，要使平衡后乙與甲中相同組分的體積分數(shù)相等，且起始時維持化學反應向逆反應方向進行，則c的取值范圍為
0.4＜c≤1
0.4＜c≤1
．

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科目：高中化學 來源：2013屆江蘇省蘇南四校高三12月月考試化學試卷（帶解析） 題型：填空題

（14分）研究CO2的利用對促進低碳社會的構建具有重要的意義。
（1）已知石墨的標準燃燒熱為y kJ·mol－1，1.2g石墨在1.68L（標準狀況）氧氣中燃燒，至反應物耗盡，放出x kJ熱量。則石墨與氧氣反應生成CO的熱化學方程式為     ，
（2）高溫時，用CO還原MgSO4可制備高純MgO。
①750℃時，測得氣體中含等物質的量SO2和SO3，此時反應的化學方程式是     。
②由MgO可制成“鎂—次氯酸鹽”燃料電池，其裝置示意圖如圖1，該電池反應的離子方程式為          。    
    　    
圖1                 圖2                 圖3
（3）二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向，將CO2轉化為甲醇的熱化學方程式為：
CO2(g) +3H2(g)  CH3OH(g) +H2O(g) △H
①該反應的平衡常數(shù)表達式為K=            。
②取五份等體積CO2和H2的混合氣體(物質的量之比均為1∶3)，分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中，發(fā)生上述反應，反應相同時間后，測得甲醇的體積分數(shù)φ(CH3OH)與反應溫度T的關系曲線如圖2所示，則上述CO2轉化為甲醇反應的ΔH         (填“>” “<”或“＝”)0。
③在兩種不同條件下發(fā)生反應，測得CH3OH的物質的量隨時間變化如圖3所示，曲線I、Ⅱ對應的平衡常數(shù)大小關系為KⅠ      KⅡ(填“>” “<”或“＝”)。
④一定溫度下，在容積相同且固定的兩個密閉容器中，按如下方式投入反應物，一段時間后達到平衡。

容 器
甲
乙
反應物
投入量
1molCO2
3molH2
a molCO2、b molH2、
c molCH3OH(g)、c molH2O(g)
 
若甲中平衡后氣體的壓強為開始時的0.8倍，要使平衡后乙與甲中相同組分的體積分數(shù)相等，且起始時維持反應逆向進行，則c的取值范圍為        。

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科目：高中化學 來源：2012-2013學年江蘇省南通市海安縣高二上學期期末考試化學試卷（帶解析） 題型：填空題

（14分）研究CO2的利用對促進低碳社會的構建具有重要的意義。
⑴  在一定體積的密閉容器中，進行化學反應： CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
其化學平衡常數(shù)K和溫度t的關系如下表：

①該反應正向反應是          反應。（填“放熱”或“吸熱”）
②能判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是            。

A．容器壓強不變B．混合氣體中c(CO2)不變
C．υ正(H2)＝υ逆(H2O)D．c(CO2)＝c(CO)
③當其他條件不變時，若縮小容器的體積，該反應平衡      移動。（選填“正向”、“逆向”或“不”）
⑵工業(yè)上合成甲醇可在密閉容器中采用如下反應進行：
CO2(g) +3H2(g)  CH3OH(g) +H2O(g)   △H＝－49.0 kJ·mol－1
①該反應的平衡常數(shù)表達式K＝                     。
②某實驗將1molCO2和3molH2充入一定體積的密閉容器中，在兩種不同條件下發(fā)生反應（只有一種條件不同）。測得CH3OH的物質的量隨時間變化如圖所示：

曲線I、Ⅱ對應的平衡常數(shù)大小關系為KⅠ       KⅡ（選填“＞”、“＝”或“＜”）。
③一定溫度下，在容積2L且固定的兩個密閉容器中，按如下方式加入反應物，一段時間后達到平衡。
容 器
甲
乙
反應物投入量
1molCO2、3molH2
a molCO2、b molH2、
c molCH3OH(g)、c molH2O(g)
經(jīng)測定甲容器經(jīng)過5min達到平衡，平衡時CO2的轉化率為50%，甲容器中該反應在5min內的平均速率υ(H2)＝              mol·L－1·min－1。
要使平衡后乙容器與甲容器中相同組分的體積分數(shù)相等，且起始時維持化學反應向逆反應方向進行，則c的取值范圍為                    。

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科目：高中化學 來源：2013屆福建省南安一中高三上學期期末考試化學試卷（帶解析） 題型：實驗題

（10分）研究碳及其化合物的利用對促進低碳社會的構建具有重要的意義。某學習小組查閱資料并進行相關探究，請幫忙完成以下探究。
（1）pC類似于pH，是指極稀溶液中的溶質濃度的常用對數(shù)的負值。如某溶液中某溶質的濃度為1×10－3 mol/L，則該溶液中該溶質的pC＝－lg(1×10－3)＝3。如圖為25℃時H2CO3溶液的pC－pH圖。請回答下列問題：（若離子濃度小于10-5mol/L，可認為該離子不存在）

①在同一溶液中，H2CO3、HCO3－、CO32－________(填“能”或“不能”)大量共存。
②H2CO3一級電離平衡常數(shù)的數(shù)值Ka1        。
③人體血液里主要通過碳酸氫鹽緩沖體系(H2CO3/HCO3－)可以抵消少量酸或堿，維持pH7.4。當過量的酸進入血液中時，血液緩沖體系中的c(H+)/c(H2CO3)最終將        。

A．變大B．變小C．基本不變D．無法判斷
（2）高溫時，用CO還原MgSO4可制備高純MgO。由MgO可制成“鎂—次氯酸鹽”燃料電池，其裝置示意圖如圖，

該電池反應的離子方程式為                                。
（3）二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向，將CO2轉化為甲醇的熱化學方程式為： CO2(g) +3H2(g)  CH3OH(g) +H2O(g)  △H ；
①取五份等體積CO2和H2的混合氣體(物質的量之比均為1∶3)，分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中，發(fā)生上述反應，反應相同時間后，測得甲醇的體積分數(shù)φ(CH3OH)與反應溫度T的關系曲線如圖
所示，則上述CO2轉化為甲醇反應熱ΔH        0(填“>” “<”或“＝”)。

②一定溫度下，在容積相同且固定的兩個密閉容器中，按如下方式投入反應物，一段時間后達到平衡。
容 器
甲
乙
反應物
投入量
1molCO2
3molH2
a molCO2、b molH2、
c molCH3OH(g)、c molH2O(g)
若甲中平衡后氣體的壓強為開始時的0.8倍，要使平衡后乙與甲中各物質濃度相同，且起始時維持反應逆向進行，則c的取值范圍為               。

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