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    “洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了高热值的煤炭气，其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料，应用十分广泛。生产煤炭气的反应之一是：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)?131.4 kJ。
    （1）在容积为3L的密闭容器中发生上述反应，5min后容器内气体的密度增大了0.12g／L，用H2O表示0～5miin的平均反应速率为_________________________。
    （2）能说明该反应已达到平衡状态的是________（选填编号）。
    a．v正 (C)= v逆(H2O)   b．容器中CO的体积分数保持不变
    c．c(H2)=c(CO)        d．炭的质量保持不变
    （3）若上述反应在t0时刻达到平衡(如图)，在t1时刻改变某一条件，请在右图中继续画出t1时刻之后正反应速率随时间的变化：

    ①缩小容器体积，t2时到达平衡(用实线表示)；
    ②t3时平衡常数K值变大，t4到达平衡(用虚线表示)。
    （4）在一定条件下用CO和H2经如下两步反应制得甲酸甲酯：
    ①CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)   ②CO(g) + CH3OH(g)HCOOCH3(g)
    ①反应①中CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示。在不改变反应物用量的情况下，为提高CO的转化率可采取的措施是                                。

    ②已知反应①中CO的转化率为80%，反应②中两种反应物的转化率均为85%，则5.04kgCO最多可制得甲酸甲酯        kg。
    (本题共10分)（1）0.002mol/(L·min)(2分) （2）b、d(2分) 
    （3）（图略，合理给分）①t1时突增的u正渐增至t2时保持不变；②t3时突增的u正渐减至t4时保持不变(各1分)
    （4）①降温、加压；将甲醇从混合体系中分离出来(2分)②4.08(2分)

    试题分析：（1）5min后容器内气体的密度增大了0.12g／L，因此气体的质量增加了0.12g/L×3L＝0.36g，根据方程式可知：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △m↑
    1mol                     12g
    0.03mol                  0.36g
    所以消耗水蒸气的物质的量浓度是0.03mol÷3L＝0.01mol/L，因此用H2O表示0～5miin的平均反应速率为0.01mol/L÷5min＝0.002mol/(L·min)。
    （2）在一定条件下，当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时（但不为0），反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态，称为化学平衡状态。a．碳是固体，不能用来表示，a不正确；b．容器中CO的体积分数保持不变，说明反应得到平衡状态，b正确；c．c(H2)=c(CO)，但没有指明反应的方向，所以可逆反应不一定达到平衡状态，c不正确；d．炭的质量保持不变，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，d正确，答案选bd。
    （3）①缩小容器体积，压强增大，反应速率增大。正方应是体积增大的可逆反应，所以平衡向逆反应方向移动，即正反应速率逐渐增大到锌平衡，因此曲线可以表示为。
    ②t3时平衡常数K值变大，说明平衡向正反应方向移动。正方应是吸热反应，所以改变的条件是升高温度，因此正反应速率增大，然后逐渐减小到新平衡状态，所以曲线可以表示为。
    （4） ①根据图像可知，在压强相同时，温度越高，CO的转化率越低，这说明升高温度平衡向逆反应方向移动，因此正方应是放热反应。温度相同时，压强越大，CO的转化率越高，所以为提高CO的转化率可采取的措施是降温、加压或将甲醇从混合体系中分离出来。
    ②5.04kgCO的物质的量是5040g÷28g/mol＝180mol。设参加反应①的CO物质的量是x，则参加反应②的CO物质的量是180mol－x。反应①中CO的转化率为80%，则反应中生成的甲醇物质的量是0.8x。在反应②中两种反应物的转化率均为85%，则0.8x×0.85＝(180mol－x)×0.85，解得x＝100mol，所以实际生成的甲酸甲酯的物质的量是0.8x×0.85＝68mol，其质量是68mol×60g/mol＝4080g＝4.08kg。
    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

    工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)某研究小组分别在体积均为2L的恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其发生反应，相关数据如下：
    容器编号
    		温度℃
    		起始量/mol
    		平衡量/mol
    		达到平衡的时间/min
    		达到平衡时体系能量的变化/kJ
    CO
    		H2O
    		CO2
    		H2
    ①
    		650
    		1
    		2
    		0．4
    		0．4
    		5
    		16．4
    ②
    		650
    		2
    		4
    		 
    		 
    		t1
    		Q1
    ③
    		900
    		2
    		4
    		1．6
    		1．6
    		t2
    		Q2
    (1)计算容器②中反应的平衡常数K=_____________(计算结果保留两位小数)。
    (2)容器③中反应达平衡时，CO的转化率为____________。
    (3)容器①中反应达平衡这段时间，化学反应速率=__________。
    (4)该反应的正反应为_______（填“吸热”或“放热”）反应，理由是____________。
    (5)下列叙述正确的是____________（填字母序号）。
    a．平衡时，容器①和容器②中CO2的体积分数相等
    b．反应达平衡状态时，Q2＞Q1＞32．8kJ
    c．达到平衡的时间：t2＞t1＞2．5min
    d．该反应的热化学方程式可表示为：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H= -41kJ/mol

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

    （14分）（1）在固定容积为2L的密闭容器中通入NO和CO各2mol发生反应：
    随温度（T）、压强（P）和时间（t）的变化曲线如图所示。请回答下列问题：

    ①曲线I、II、III对应反应从开始到平衡时用CO2表示的平均反应速率分别为、、，则三者大小关系为______________。
    ②该反应△H__________0(填“＞”、“＝”或“＜”)；曲线II对应平衡常数K=_________；曲线II对应的反应达平衡后，再通入2molNO和2molCO并保持温度不变，则再达平衡时NO的转化率将_______（填“增大”、“减小”或“不变”）。
    （2）①25℃时，将0.2mol/L的HCOOH溶液与0.2mol/L的NaOH   溶液等体积混合，充分反应后测得溶液pH为________（填“＞”、“=”或“＜”），则HCOO-的水解平衡常数（Kh）可近似表示为______________（用含a的代数式表示）。
    ②一定温度下，0.2mol/Lr HCOOH溶液加水稀释过程中，下列各项中随着加水量的增加而减小的是____________（填写字母序号）。
    a.       b.      c.     d.

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

    已知反应mX(g)+nY(g)qZ(g)+pW(s)的ΔH＜0，m+n>q，在恒容密闭容器中反应达到平衡时，下列说法一定正确的是
    A．通入氦气使密闭容器中压强增大，平衡向正反应方向移动
    B．增加X的物质的量，混合气体的密度减小
    C．降低温度，混合气体的平均相对分子质量增大
    D．X的正反应速率是Y的逆反应速率的m/n倍

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

    某研究小组研究了其他条件不变时，改变条件对以下可逆反应的影响：
    2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)   +Q
    下列说法正确的是

    图一               图二             图三              图四
    A．图一研究的是温度、压强对平衡的影响，横坐标表示压强
    B．图二研究的是温度对平衡的影响，Ⅱ采用的温度更高
    C．图三中t0时使用了催化剂，使平衡向正反应方向进行
    D．图四中t0时增大压强，使平衡向正反应方向进行

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

    工业上消除氮氧化物的污染，可用如下反应：
    CH4(g)＋2NO2(g)N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)  ΔH＝a kJ/mol
    在温度T1和T2时，分别将0.50 molCH4和1.2 molNO2充入体积为1 L的密闭容器中，测得n(CH4)随时间变化数据如下表：
    温度
    		      时间/min
    n/mol
    		0
    		10
    		20
    		40
    		50
    T1
    		n(CH4)
    		0.50
    		0.35
    		0.25
    		0.10
    		0.10
    T2
    		n(CH4)
    		0.50
    		0.30
    		0.18
    		……
    		0.15
    下列说法不正确的是（   ）
    A．10 min内，T1时υ(CH4)比T2时小      B．温度：T1＜T2
    C．ΔH：a＜0                          D．平衡常数：K(T1)＜K(T2)

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

    下列叙述正确的是
    A．对于平衡体系:H2(g)+I2(g)==2HI(g)，其它条件不变时，增大体系压强，平衡向正反应方向移动，体系颜色加深
    B．—定温度下，物质的量浓度相同的4种溶液①CH3COONa②NaNO3③Na2CO3④NaOH，pH的大小顺序是④>③>①>②
    C．0.1mol?L-1的氨水加水稀释后，NH3?H2O的电离程度增大，c(OH-)增大，c(H+)减小
    D．常温下，c(H+)/c(OH-)=10-10的溶液中:Na+、Al3+、SO-2-、NO3-可大量共存

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：单选题

    工业生产硫酸时，其中一步反应是2SO2 + O2 2SO3，该反应正反应是放热反应，下列说法不正确的是（  ）
    A．升高温度可提高反应速率
    B．使用催化剂能增大反应速率
    C．增大氧气浓度可提高SO2的转化率
    D．达到化学平衡时正逆反应速率相等且都为零

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    科目：高中化学 来源：不详 题型：填空题

    已知甲和乙在溶液中的转化关系如图所示：

    　 请回答下列问题：
    （1）若甲是10电子的单核微粒，乙是两性氢氧化物，则微粒甲的结构示意图为　　　　　　　　 。
    （2）若甲是10电子的阳离子，乙是碱性气体。1mol乙通入足量强酸溶液中与H＋反应，反应过程中能量变化如下图：

    写出乙的一种用途:　　　　　　　　　　　　　;
    该反应的热化学方程式是___________________________。
    （3）若甲是CrO42－(黄色)和Cr2O72－(橙色)的混合溶液，在该溶液中存在如下平衡：
    CrO42－(黄色) + 2H＋ Cr2O72－(橙色) + H2O
    若测得甲溶液的pH＝1，该溶液显　　 　　色。
    （4）若甲仅含有NO3－、SO42－和X三种离子，则X离子可能是　　　　(填序号) 。
    A．Fe2+B．HCO3－C．Ba2+D．Fe3+
    （5）若甲是CO2，乙中HCO3－和CO32－的物质的量浓度相等，此时溶液的pH=10，
    则HCO3－的电离平衡常数Ka＝　　　　　　　 　。

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