(通用版)高考化学一轮复习课时分层提升练二十二7.2化学平衡状态化学平衡的移动(含解析)

这是一份(通用版)高考化学一轮复习课时分层提升练二十二7.2化学平衡状态化学平衡的移动(含解析)，共19页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

　化学平衡状态　化学平衡的移动

一、选择题
1.(2019·咸阳模拟)对于X(?)+Y(s)Z(?)的平衡体系,若增大压强,达到新的平衡时Y的转化率增大,则X和Z可能的状态是 (　　)
A.X为气态,Z为固态
B.X为固态,Z为气态
C.X为气态,Z为气态
D.X为固态,Z为固态
【解析】选A。增大压强,Y的平衡转化率增大,说明平衡向正反应方向移动,则X为气态,Z为固态或液态。
【易错提醒】压强的改变只针对有气体参与的反应,增大压强,平衡向气体系数减小的方向移动。
2.(2019·沧州模拟)一定温度下,在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)+Cl2(g)
2HCl(g)+I2(s)。下列事实不能说明该反应达到平衡状态的是 (　　)
A.容器内气体压强不再改变
B.容器内气体密度不再改变
C.容器内气体颜色不再改变
D.断裂1 mol Cl—Cl键同时断裂1 mol H—Cl键
【解析】选D。在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g)+I2(s),根据化学方程式,反应过程中压强为变量,压强不再改变一定平衡,故可以说明;在恒容密闭容器中发生反应2HI(g)+Cl2(g)2HCl(g)+I2(s),反应过程中气体质量为变量,所以密度是变量,容器内气体密度不再改变一定平衡,故可以说明;容器内气体颜色不再改变,说明氯气的浓度不变,一定达到平衡状态,故可以说明;平衡时断裂1 mol Cl—Cl键同时断裂2 mol H—Cl键,故D不能说明。
3.(2019·重庆模拟)某温度下,在一个容积可变的容器中,反应2X(g)+Y(g) 2Z(g)达到平衡时,X、Y和Z的物质的量分别为4 mol、2 mol、4 mol。保持温度和压强不变,对平衡混合物中三者的物质的量做如下调整,可使平衡右移的是 (　　)
A.均减半　　　　　　　　　 B.均加倍
C.均增加1 mol D.均减小1 mol
【解析】选C。在容积可变的情况下,如果均加倍的话,对平衡时的各物质来讲,浓度均没有发生变化,故正逆反应速率均没有发生改变,平衡不发生移动,均减半与此类似。由于反应物的化学计量数之和比生成物的大,所以均增加1 mol,可认为先增加1 mol X、0.5 mol Y、1 mol Z,这时平衡不移动,再增加0.5 mol Y,平衡向正反应方向移动,对反应物和生成物来讲,他们的反应速率的变化就不会一样,导致正逆反应速率不相同,平衡不发生移动。均减少1 mol与此类似,只不过平衡移动方向正好相反。
4.(2019·金华模拟)在其它条件一定时,图中曲线表示反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)　ΔH>0达平衡时NO的转化率与温度的关系,图上标有A、B、C、D、E点,其中表示未达平衡状态且v正>v逆的点是 (　　)

A.A或E B.B点
C.C点 D. D点
【解析】选C。点B、D在曲线上,处于平衡状态,故B、D项错误;在曲线上方的A点,当温度一定时,若达到平衡状态,则应减小NO的转化率,即反应逆向进行,所以A点的正反应速率小于逆反应速率,E点与A点相似,A项错误;同理推知,C点时的正反应速率大于逆反应速率,C项正确。
【易错提醒】曲线上的点都是平衡点。不在平衡线上的点,可以根据其转化率与平衡点上的转化率比较得出移动方向。
5.据报道,在300 ℃、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g),下列叙述错误的是 (　　)
A.使用Cu-Zn-Fe催化剂可大大提高生产效率
B.反应需在300 ℃进行可推测该反应是吸热反应
C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率
D.从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率
【解析】选B。 使用催化剂可加快反应速率,A正确;反应温度与化学反应吸热放热没有关系,B错;增大一种反应物浓度可提高另一反应物转化率,C正确;减少生成物浓度可使平衡向右进行提高反应物转化率,D正确。
6.如图所示,三个烧瓶中分别充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有水)中:在(1)中加入CaO,在(2)中不加任何物质,在(3)中加入NH4Cl晶体,发现(1)中红棕色变深,(3)中红棕色变浅。[已知反应2NO2(红棕色)N2O4(无色)]

下列叙述正确的是 (　　)
A.2NO2N2O4是放热反应
B.NH4Cl溶于水时放出热量
C.烧瓶(1)中平衡混合气体的相对分子质量增大
D.烧瓶(3)中气体的压强增大
【解析】选A。加CaO的烧杯(1)中温度升高,(1)中红棕色变深,说明平衡逆向移动,平衡混合气体的相对分子质量减小;(3)中红棕色变浅,说明平衡正向移动,气体的压强减小,加NH4Cl晶体的烧杯(3)中温度降低,由此可说明2NO2N2O4是放热反应,NH4Cl溶于水时吸收热量。
7.如图曲线表示其他条件一定时,反应2W(g)+Q(g)2G(g)(正反应为放热反应)中W的转化率与温度的关系,图中标有a、b、c、d四点,其中表示未达到平衡状态,且v(正)>v(逆)的是 (　　)

A.a点 B.b点
C.c点 D.d点
【解析】选C。纵轴表示W的转化率,横轴表示温度,曲线上的任一点都表示在此温度下达到平衡状态时对应的W的转化率,从c点作横轴的平行线与曲线交于一点,这表示若想达到c点对应温度的平衡状态,需要转化更多的W,则c点未达到平衡状态,且反应向正反应方向进行,即v(正)>v(逆)。
二、非选择题
8.已知可逆反应:M(g)+N(g)P(g)+Q(g)　ΔH>0,请回答下列问题:
(1)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(M)=1 mol·L-1,c(N)=2.4 mol·L-1;
5 min后反应达到平衡,M的转化率为60%,此时N的转化率为________;用M表示的反应速率为________;该温度下反应的平衡常数K=________。 
(2)若反应温度升高,M的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。 
(3)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c(M)=4 mol·L-1,c(N)=a mol·L-1;达到平衡后,c(P)=c(N)=2 mol·L-1,a=________。 
(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度为c(M)=c(N)=b mol·L-1,达到平衡后,M的转化率为________。 
【解析】(1)N的转化率为×100%=25%。v(M)==
0.12 moL·L-1·min-1。
该温度下:K==0.5
(2)因为反应热ΔH>0,是吸热反应,所以升高温度,平衡向正反应方向移动,M的转化率增大。
(3)根据反应　　　　 M(g)　+　N(g)P(g)+Q(g)
起始浓度(mol·L-1): 4 a 0 0
转化浓度(mol·L-1): 2 2 2 2
平衡浓度(mol·L-1): 2 a-2 2 2
根据温度不变,平衡常数不变的特点
K==0.5
得a=6。
(4)同理: M(g)　+　N(g)P(g)+Q(g)
起始浓度(mol·L-1): b b 0 0
转化浓度(mol·L-1): x x x x
平衡浓度(mol·L-1): (b-x) (b-x) x x
根据温度不变,平衡常数不变的特点,
K==0.5得x=0.41b
α(M)=×100%=41%。
答案:(1)25%　0.12 moL·L-1·min-1　0.5
(2)增大　(3)6　(4)41%
9.一定温度下,在容积固定的V L密闭容器中加入n mol A、2n mol B,发生反应:A(g)+2B(g)2C(g)　ΔH<0,反应达平衡后测得平衡常数为K,此时A的转化率为x。
(1)一段时间后上述反应达到平衡。则下列说法中正确的是________(填字母)。 
A.物质A、B的转化率之比为1∶2
B.起始时刻和达到平衡后容器中的压强之比为3n∶(3n-nx)
C.当2v正(A)=v逆(B)时,反应一定达到平衡状态
D.充入惰性气体(如Ar),平衡向正反应方向移动
(2)K和x的关系满足K=________。在保证A浓度不变的情况下,扩大容器的体积,平衡________(填字母)。 
A.向正反应方向移动
B.向逆反应方向移动
C.不移动
(3)该反应的逆反应速率与时间的关系如图所示。

①由图可知,反应在t1、t3、t7时都达到了平衡,而t2、t8时都改变了一种条件,试判断改变的条件:
t2时_______________________________________________; 
t8时_______________________________________________。 
②t2时平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。 
③若t4时降压,t5时达到平衡,t6时增大反应物的浓度,请在图中画出t4～t6时逆反应速率与时间的关系曲线。
【解析】(1)转化率=,故A、B的转化率相等,A项错误;
　　　　　　A(g)　+　2B(g)2C(g)
n(始)(mol) n 2n 0
n(转)(mol) nx 2nx 2nx
n(平)(mol) n-nx 2n-2nx 2nx
p1∶p2=(n+2n)∶[(n-nx)+(2n-2nx)+2nx]=3n∶(3n-nx),B项正确;C项说明正、逆反应速率相等,可判断反应达到平衡,正确;D项充入Ar,反应物浓度并没改变,所以平衡不移动,错误。
(2)该反应达到平衡时,平衡常数K=。扩大容器体积时,c(B)和c(C)等比例减小,由于A的浓度不变,此时的值仍然等于K,所以平衡不移动。
(3)由于纵坐标只表示v逆,为了便于求解,在解题时可把v正补上,t2时平衡逆向移动,改变的条件可以是升温或增大C的浓度;t8时平衡不移动,改变的条件是使用了催化剂。
答案:(1)B、C　(2)　C
(3)①升温或增大C的浓度　使用催化剂　②逆反应
③

10.工业合成氨中常用焦炭在高温下与水蒸气反应制取原料氢气,反应为:
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH
(1)已知:2C(s)+O2(g)2CO(g)　 ΔH1=-221.4 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)2H2O(l)　 ΔH2=-571.6kJ·mol-1
H2O(g)H2O(l)　ΔH3=-44 kJ·mol-1
则反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)的ΔH=________ kJ·mol-1。 
(2)某温度下,将1 mol C和2 mol水蒸气充入2 L的密闭容器中模拟水煤气的生成过程,测得反应物的量随时间的变化如下表所示。
时间/min
0
2
3
4
5
C/mol
1
0.8
0.75
0.7
0.7
H2O(g)/mol
2
1.8
1.75
1.7
1.7
①反应到2 min时,H2O(g)的转化率为________;0～4 min时,v(H2)= ________moL·L-1·min-1。 
②关于上述反应叙述正确的是________(填编号)。 
A.反应到2 min时,v(正)=v(逆)
B.混合气体的密度不再变化说明达到平衡状态
C.容器内的压强逐渐减小,说明v(正)>v(逆)
D.CO的体积分数在混合气体中保持不变说明已达平衡状态
③若容器容积不变,下列措施既能提高反应速率,又能增加氢气产率的是________。 
A.升高温度
B.及时将CO从体系中分离出来
C.增加C的用量
D.压缩容器使体系总压强增大
【解析】(1)根据盖斯定律,可得C(s)+H2O(l)CO(g)+H2(g)　ΔH=
-221.4 kJ·mol-1×+571.6 kJ·mol-1×-44 kJ·mol-1=131.1 kJ·mol-1。
(2)①反应到2 min时,Φ(H2O)=×100%=10%;0～4 min时,v(H2)== ÷4 min=0.037 5 moL·L-1·min-1。②反应到2 min时,未到平衡状态,反应继续向右进行,v(正)>v(逆),A项错误;在反应过程中容器的体积V不变,但混合气体的质量变化,若密度不再变化,说明反应已达到平衡,B项正确;混合气体的压强减小,说明平衡向左移动,则v(逆)>v(正),C项错误;CO的体积分数不再变化,说明已达平衡,D项正确。③正反应吸热,升温平衡右移并且速率增大,A项正确;将CO从体系中及时分离,反应速率降低,B项错误;增加C的用量对速率和平衡无影响,C项错误;增大压强,平衡向左移动,不能提高氢气的产率,D项错误。
答案:(1)131.1　(2)①10%　0.0375　②B、D　③A
11.在密闭容器中发生反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH<0,该反应达到平衡后测得如下数据。
实验
序号
温度
(℃)
初始CO浓度
(mol·L-1)
初始H2O浓度
(mol·L-1)
CO的平衡
转化率
1
110
1
1
50%
2
100
1
1
x
3
110
0.8
y
60%
(1)实验1中,10 h后达到平衡,H2的平均反应速率为________mol·L-1·h-1。在此实验的平衡体系中,再加入0.5 mol CO和0.5 mol H2,平衡将________移动(填“向左”“向右”“不”或“无法确定”)。 
(2)实验2中,x的值________(填序号)。 
A.等于50%　　　　　　 B.大于50%
C.小于50% D.无法确定
(3)实验3中的y值为________。 
(4)在100 ℃条件下,能说明该反应达到平衡状态的是________。 
A.压强不再变化
B.生成H2O的速率和消耗H2的速率相等
C.混合气体的密度不变
D.H2的质量不再变化
【解析】(1)根据反应速率的公式可得:v(CO)=1 mol·L-1×=0.05 mol·L-1·h-1,再根据速率之比等于化学计量数之比,v(H2)=v(CO)=0.05 mol·L-1·h-1。在该平衡体系中同时改变了反应物和生成物浓度,并且变化量一致,则Qc=K,故平衡不移动。(2)从题给信息可知,该反应的正反应为放热反应,温度降低,平衡正向移动,故CO的平衡转化率增大,所以选B。(3)通过实验1可知在110 ℃时,该反应的K==1,温度一定,K一定,在实验3中,K==1,求得y=1.2。(4)反应前后压强始终不变,A错误;生成H2O的速率和消耗H2的速率为同一反应方向,B错误;混合气体的密度始终不变,C错误;H2的质量不再变化,说明反应达到平衡,D正确。
答案:(1)0.05　不　(2)B　(3)1.2　(4)D

一、选择题
1.(2019·杭州模拟)反应NH4HS(s)NH3(g)+H2S(g)在某一温度下达到平衡时,下列各种情况中,不能使平衡发生移动的是 (　　)
A.温度、容积不变时,通入SO2气体
B.加入一部分NH4HS固体
C.保持容器体积不变,充入氯化氢
D.保持容器体积不变,通入氯气
【解析】选B。通入SO2气体和氯气时均与H2S反应,通入氯化氢与NH3反应,均使平衡正向移动,而NH4HS是固体,对平衡移动无影响。
2.(2019·济南模拟)在温度和容积不变的条件下,发生反应:3Fe(s)+4H2O(g) Fe3O4(s)+4H2(g),能表明反应达到平衡状态的叙述是 (　　)
A.容器内压强不再变化
B.Fe3O4的物质的量不变
C.v(H2O)=v(H2)
D.断裂4 mol H—O键的同时,断裂4 mol H—H键
【解析】选B。A,反应前后气体化学计量数之和相等,因此压强不变,不能说明反应达到平衡,故错误;B,物质的量不变,说明反应达到平衡,故正确;C,不同物质的反应速率,表示达到平衡,要求反应方向是一正一逆,且反应速率之比等于化学计量数之比,题目中没有指明反应进行的方向,故错误;D,1 mol水中含有2 mol H—O,因此应是断裂8 mol H—O键的同时有4 mol H—H键断裂,故错误。
3.(2019·湖北襄阳模拟)如图是可逆反应A+2B2C+D的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变而改变的情况,由此可判断 (　　)

A.正反应是吸热反应
B.若A、B是气体,则D是液体或固体
C.降温该反应的化学平衡常数减小
D.加压平衡正向移动,化学平衡常数增大
【解析】选B。由图象知,降低温度v'正>v'逆,平衡正向移动,正反应为放热反应,A项错误;由于降低温度平衡正向移动,降温化学平衡常数增大,C项错误;加压, v″正>v″逆,平衡正向移动,正反应应为气体分子数减小的反应,若A、B是气体,则D是液体或固体,B项正确;化学平衡常数只与温度有关,与压强无关,加压时化学平衡常数不变,D项错误。
4.一定温度下,将2 mol SO2和1 mol O2充入10 L恒容密闭容器中,发生反应:2SO2(g) +O2(g)2SO3(g)　ΔH=-196 kJ·mol-1。5 min时达到平衡,测得反应放热166.6 kJ。下列说法错误的是 (　　)
A.0～5 min内,用O2表示的平均反应速率v(O2)=0.017 mol·L-1·min-1
B.的值不变时,该反应达到平衡状态
C.若增大O2的浓度,SO2的转化率增大
D.条件不变,若起始时充入4 mol SO2和2 mol O2,平衡时放出的热量小于333.2 kJ
【解析】选D。本题考查化学平衡移动原理的应用。A.5 min达到平衡反应放热166.6 kJ,由化学方程式可知,反应的氧气的物质的量为=0.85 mol,则0～5 min内,用O2表示的平均反应速率v(O2)=0.017 mol·L-1·min-1,正确;B.随着反应的进行,氧气物质的量逐渐减小,三氧化硫的物质的量逐渐增大,的值不变时,该反应达到平衡状态,正确;C.若增大O2的浓度,SO2的转化率增大,正确;D.条件不变,若起始时充入4 mol SO2和2 mol O2,若平衡与原平衡等效,平衡时放出的热量为原平衡放热的2倍,容器内压强增大,平衡正向移动,平衡时放出的热量大于333.2 kJ,错误。故选D。
5.(新题预测)已知:2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0, 现有相同容积的绝热容器甲和乙,向甲、乙中各加入0.1 mol NO2,在反应过程中甲容器恒容、乙容器恒压,在相同的温度下分别达到平衡。下列说法正确的是 (　　)

A.平衡时甲、乙两容器体积相等
B.平衡时甲、乙两容器中c(NO2)相等
C.平衡时转化率α(NO2):甲<乙
D.平衡时甲、乙两容器内温度变化相等
【解析】选C。先假设乙容器恒容,则向右反应后压强减小,为了保持恒压应该压缩容器体积,平衡向右移动,则c(NO2)减小,因而NO2转化率:乙>甲,乙容器放热多于甲容器。
【易错提醒】绝热是指与外界没有热交换,如果反应为放热反应,则体系温度升高,反应是吸热反应,则反应体系的温度降低。
6.在425 ℃时,在1 L密闭容器中充入下列气体进行反应并达到平衡,分析如下示意图,不能从示意图中读出相关信息的选项是 (　　)

A.同温同压下,只要投入物质比例适当,从正、逆方向都可以建立同一平衡状态
B.图(1)表示的反应为:H2(g)+I2(g)2HI(g)
C.图(1)中H2的转化率+图(2)中HI的转化率=100%
D.相同条件下,分别从正、逆方向建立等同的平衡状态,所需时间相同
【解析】选D。比较图(1)和图(2)可知,两平衡状态的c(HI)、c(H2)、c(I2)相同,图(1)表示的化学反应方程式为:H2(g)+I2(g)2HI(g),图(1)中H2的转化率为: ×100%=79%,图(2)中HI的转化率为:×100%=21%,故A、B、C正确。
7.(2019·成都模拟)已知反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH=Q kJ·mol-1,在三个不同容积的容器中分别充入1 mol CO与2 mol H2,恒温恒容,测得平衡时CO的转化率如下表。
序号
温度/℃
容器体积
CO转化率
平衡压强/Pa
①
200
V1
50%
p1
②
200
V2
70%
p2
③
350
V3
50%
p3
下列说法正确的是 (　　)
A.反应速率:③>①>②
B.平衡时体系压强:p1∶p2=5∶4
C.若容器体积V1>V3,则Q<0
D.若实验②中CO和H2用量均加倍,则CO转化率<70%
【解析】选C。①、②的温度相同,而CO转化率②>①,则②可看作在①的基础上加压,即V1>V2,因此反应速率:②>①,A错误;①与②比较,达到平衡时,平衡混合物的物质的量之比为5∶4,但V1与V2不相等,因此平衡时体系压强p1∶p2不等于5∶4,B错误;若容器体积V1>V3、温度相同,则①与③比较,CO的转化率③>①,而现在CO的转化率相同,则可看作在这个基础上③的平衡逆向移动,而升温平衡向吸热反应方向移动,即正向是放热反应,C正确;若实验②中CO和H2用量均加倍,则可看作在②的基础上压缩体积,CO转化率增大,D错误。
二、非选择题
8.(新题预测)某温度时,在2 L密闭容器中气态物质CO和H2反应生成气态物质Z,它们的物质的量随时间的变化如下表所示。
t/min
CO/mol
H2/mol
Z/mol
0
1.00
1.00
0.00
1
0.90
0.80
0.10
3
0.75
0.50
0.25
5
0.65
0.30
0.35
7
0.55
0.10
0.45
9
0.55
0.10
0.45
10
0.55
0.10
0.45
(1)根据上表中数据,在图1中画出CO、Z的物质的量浓度(c)随时间(t)变化的曲线:


(2)体系中发生反应的化学方程式是________________________________。 
(3)在3～5 min时间内产物Z的平均反应速率:________。 
(4)图2表示该反应进行过程中能量的变化。曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化,曲线b表示使用催化剂后的能量变化。该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应,反应的热化学方程式是________________________________。 
【解析】(1)画曲线时注意7 min时达到平衡。 (2)根据反应关系及原子守恒,可写出体系中发生反应的化学方程式是:CO+2H2CH3OH。 (3)在3～5 min时间内产物Z的平均反应速率为: 0.1 mol÷2 L÷2 min=0.025 moL·L-1·min-1。
(4)由图象可知该反应是放热反应,反应的热化学方程式是:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH=-91 kJ·mol-1。
答案:(1)

(2)CO+2H2CH3OH
(3)0.025 moL·L-1·min-1
(4)放热　CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　 ΔH=-91 kJ·mol-1
9.(2019·成都模拟)对温室气体二氧化碳的研究一直是科技界关注的重点。在催化剂存在下用H2还原CO2是解决温室效应的重要手段之一,相关反应如下:
主反应:①CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH1
副反应:②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
已知H2和CH4的燃烧热分别为-285.5 kJ·mol-1和-890.0 kJ·mol-1
H2O(l)H2O(g)　ΔH=+44 kJ·mol-1
(1)ΔH1=________kJ·mol-1。 
(2)有利于提高CH4平衡产率的反应条件是(至少写两条)___________________ _______。工业上提高甲烷反应选择性的关键因素是____________________。 
(3)T ℃时,若在体积恒为2 L的密闭容器中同时发生上述反应,将物质的量之和为5 mol的H2和CO2以不同的投料比进行反应,结果如图所示。若a、b表示反应物的转化率,则表示H2转化率的是________,c、d分别表示CH4(g)和CO(g)的体积分数,由图可知=________时,甲烷产率最高。 

【解析】(1)根据已知有②CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH3=-571.0 kJ·mol-1
④CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) ΔH4=-890.0 kJ·mol-1
⑤H2O(l)H2O(g)　ΔH5=+44 kJ·mol-1根据盖斯定律,由①=③×2-④+⑤×2,则CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)　ΔH1=2ΔH3-ΔH4+2ΔH5=-164.0 kJ·mol-1;
(2)反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)是正方向为气体体积缩小的放热反应,降低温度和增大压强都有利于反应正向移动,提高CH4平衡产率;工业上提高甲烷反应选择性的关键因素是催化剂;
(3)随着比值的增大,氢气的转化率降低,则表示H2转化率的是b;随着比值的增大,氢气的量增多,一氧化碳的量减少,甲烷的量增加,故c为CH4(g)的体积分数,由图可知=4时,甲烷产率最高。
答案:(1)-164.0　(2)降低温度,增大压强　催化剂
(3)b　4
10.当温度高于500 K时,科学家成功利用二氧化碳和氢气合成了乙醇,这在节能减排、降低碳排放方面具有重大意义。
回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为______________________________________。 
(2)在恒容密闭容器中,判断上述反应达到平衡状态的依据是________。 
a.体系压强不再改变
b.H2的浓度不再改变
c.气体的密度不随时间改变
d.单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比为3∶1
(3)在一定压强下,测得由CO2制取CH3CH2OH的实验数据中,起始投料比、温度与CO2的转化率的关系如图。

根据图中数据分析:
①降低温度,平衡向________方向移动。 
②在700 K、起始投料比=1.5时,H2的转化率为________。 
③在500 K、起始投料比=2时,达到平衡后H2的浓度为a mol·L-1,则达到平衡时CH3CH2OH的浓度为________。 
【解析】(1)由题给信息可得到该反应的化学方程式为2CO2+6H2C2H5OH+3H2O。
(2)该反应为气体分子数减小的化学反应,当体系的压强不再改变时,反应达到平衡状态,另外氢气的浓度不再变化,也能说明反应达到平衡状态;由于在500 K时,所有物质均为气体,故在恒容状态下气体的密度恒为定值,密度不变不能说明反应达到平衡状态;根据化学方程式可知,任何单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比均为3∶1。
(3)①由图中信息可知,其他条件不变时,升高温度,CO2的转化率降低,说明平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应,即降低温度,平衡将向正反应方向移动。②700 K时,当氢气与二氧化碳的起始投料比=1.5时,由图象可知二氧化碳的转化率为20%,由化学方程式:2CO2+6H2C2H5OH+3H2O,可计算出氢气的转化率为40%。③设起始时c(CO2)=x mol·L-1,则起始时c(H2)=2x mol·L-1,有
　　　　　　
2CO2+ 6H2C2H5OH+3H2O
起始
(mol·L-1): x 2x 0 0
转化
(mol·L-1): 0.6x 1.8x 0.3x 0.9x
平衡
(mol·L-1): 0.4x 0.2x 0.3x 0.9x
0.2x=a mol·L-1,则0.3x=1.5a mol·L-1。
答案:(1)2CO2+6H2C2H5OH+3H2O
(2)ab
(3)①正反应(或右)
②40%
③1.5a mol·L-1
11.(2019·湖北武汉模拟)CO2既是温室气体,也是重要的化工原料,二氧化碳的捕捉和利用是我国能源领域的一个重要战略方向。
(1)用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物,某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)　ΔH,在
T1 ℃时,反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下:

①若30 min后升高温度至T2 ℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为2∶3∶3,则达到新平衡时NO的转化率________(填“升高”或“降低”), ΔH________0(填“>”或“<”)。 
②根据表中数据分析T1 ℃时,该反应在0～10 min内的平均反应速率v(N2)= ________mol·L-1·min-1。 
③若30 min后只改变某一条件,据上表中的数据判断改变的条件可能是________(填字母编号)。 
A.加入合适的催化剂　　　　 B.适当缩小容器的体积
C.通入一定量的NO　　　　 D.加入一定量的活性炭
(2)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚。已知:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　 ΔH1=-49.1 kJ·mol-1
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　 ΔH2=-24.5 kJ·mol-1
写出CO2(g)和H2(g)转化为CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式:_______。 
(3)二甲醚燃料电池具有能量转化率高、电量大的特点而被广泛应用,一种二甲醚氧气电池(电解质为KOH溶液)的负极反应式为______________________。 
(4)常温下,用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工产品Na2CO3。若某次捕捉后得到pH=10 的溶液,则溶液中c(C)∶ c(HC)=________。[常温下K1(H2CO3)=4.4×10-7、 K2(H2CO3)=5×10-11] 
【解析】(1)①由20 min平衡时NO、N2、CO2的浓度之比为0.40∶0.80∶0.80 =1∶2∶2,30 min后升高温度至T2 ℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为:2∶3∶3,可知升高温度平衡逆向移动,达到新平衡时NO的转化率降低,正反应为放热反应,ΔH<0。③加入合适的催化剂,平衡不移动,与图象不符,A项错误; 适当缩小容器的体积,平衡不移动,但浓度均增大,与图象符合,B项正确;通入一定量的NO,平衡正向移动,反应物、生成物浓度均增大,与图象符合,C项正确;加入一定量的活性炭,平衡不移动,与图象不符,D项错误。(3)二甲醚氧气电池(电解质为KOH溶液),负极上CH3OCH3失去电子生成碳酸根离子,负极反应式为CH3OCH3-12e-+16OH-2C+11H2O
答案:(1)①降低　<　②0.042　③B、C
(2)2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)　ΔH=-122.7 kJ·mol-1
(3)CH3OCH3-12e-+16OH-2C+11H2O
(4)1∶2或0.5