二、非选择题

9.在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g)??CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：

t/℃ 700 800 830 1 000 1 200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6

完成下列问题：

(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=________。

(2)能判断该反应已达到化学平衡状态的依据有________(填字母)。

a.容器中压强不变　　　b.混合气体中c(CO)不变

c.v正(H2)=v逆(H2O) d.c(CO2)=c(CO)

(3)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________。

【答案】(1)　(2)bc　(3)830 ℃

【解析】(1)由所给反应方程式，可写出相应平衡常数表达式。

(2)反应前后气体总体积不变，在定容条件下容器中压强不变不能作为判断是否达到化学平衡的依据，c(CO2)=c(CO)也不能作为判断是否达到化学平衡的依据。

(3)c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，K=1，对应830 ℃。

10.(2013海南卷)反应：A(g)??B(g)+C(g)在容积为1.0 L的密闭容器中进行，A的初始浓度为0.050 mol/L。温度T1和T2下A的浓度与时间关系如下图所示。回答下列问题：

(1)上述反应的温度：T1__________T2，平衡常数：K(T1)__________K(T2)(均填“大于”、“小于”或“等于”)。

(2)若温度T2时，5 min后反应达到平衡，A的转化率为70%，则：

①平衡时体系总的物质的量为__________。

②反应的平衡常数K=__________。

③反应在0～5 min区间的平均反应速率v(A)=__________________________。

【答案】(1)小于　小于　(2)①0.085 mol

②0.082 mol/L　③0.007 mol/(L·min)

【解析】(1)图中显示T2时达到平衡所用时间短，速率大，所以温度高，而温度越高，c(A)越小，可判断正反应为吸热反应，升温K将增大。(2)平衡问题的常规计算。

11.(2013山东卷节选)化学反应原理在科研和生产中有广泛应用。

(1)利用“化学蒸气转移法”制备TaS2晶体，发生如下反应：

TaS2(s)+2I2(g)??TaI4(g)+S2(g)　ΔH>0(Ⅰ)

反应(Ⅰ)的平衡常数表达式K=_______________________________________，

若K=1，向某恒容容器中加入1 mol I2(g)和足量TaS2(s)，I2(g)的平衡转化率为________。

(2)如下图所示，反应(Ⅰ)在石英真空管中进行，先在温度为T2的一端放入未提纯的TaS2粉末和少量 I2(g)，一段时间后，在温度为T1的一端得到了纯净TaS2晶体，则温度T1________(填“>”、“<”或“=”)T2。上述反应体系中循环使用的物质是________。

【答案】(1)　66.7%　(2)<　I2

【解析】由题意可知，未提纯的TaS2粉末变成纯净TaS2晶体，要经过两步转化：①TaS2+2I2===TaI4+S2，②TaI4+S2===TaS2+2I2，即反应(Ⅰ)先在温度T2端正向进行，后在温度T1端逆向进行，反应(Ⅰ)的ΔH大于0，因此温度T1小于T2，该过程中循环使用的是I2。

12.倡导“低碳经济”，降低大气中CO2的含量，有利于解决气候变暖的环境问题。

Ⅰ.以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际上研究的焦点，下面为CO2加氢制取乙醇的反应：

2CO2(g)+6H2(g)??CH3CH2OH(g)+3H2O(g)

ΔH=Q kJ/mol(Q>0)在密闭容器中，按CO2与H2的物质的量之比为1∶3进行投料，在5 MPa下测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数(y%)如右图所示。

完成下列填空：

(1)表示CH3CH2OH体积分数曲线的是______(填字母，下同)。

(2)在一定温度下反应达到平衡的标志是_______ 。

A.平衡常数K不再增大

B.CO2的转化率不再增大

C.混合气体的平均相对分子质量不再改变

D.反应物不再转化为生成物

(3)其他条件恒定，如果想提高CO2的反应速率，可以采取的反应条件是______;达到平衡后，能提高H2转化率的操作是______。

A.降低温度 B.充入更多的H2

C.移去乙醇 D.增大容器体积

(4)图中曲线a和c的交点R对应物质的体积分数yR=_______%。

Ⅱ.工业上可用CO2来生产燃料甲醇。反应原理为CO2(g)+3H2(g)??CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH<0。

一定温度下，在体积为2 L的恒容密闭容器中，充入2 mol CO2和6 mol H2，一定条件下发生上述反应，测得CO2和CH3OH的浓度随时间变化如右图所示。

(5)达到平衡时，CO2的转化率=__________。

(6)从反应开始到平衡。氢气的平均反应速率v(H2)=___________mol/(L·min)。

(7)容器内的平衡压强与起始压强之比为________。

(8)保持容器容积不变，下列措施中能使平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是__________(填字母)。

A.升高温度

B.充入He(g)，使体系压强增大

C.将H2O(g)从体系中分离出来

D.再充入1 mol CO2和3 mol H2

【答案】(1)b　(2)BC　 (3)B　C　 (4)37.5

(5) 75%　 (6)0.225 　 (7) 5∶8　　(8) CD

【解析】Ⅰ.(1)由投料可知，CH3CH2OH和H2O的体积分数都是呈增大趋势，但H2O的体积分数增大得更快，由此可以判断b是CH3CH2OH的体积分数随温度变化的曲线。(2)温度一定，平衡常数对于某一反应来说是一个常数，不能用于判断是否达到化学平衡;化学平衡是一个动态平衡，即使反应达到化学平衡，正逆反应依旧进行，只是此时正反应速率与逆反应速率相等。(3)增大一种反应物浓度，可以增大另一种反应物的转化率，同时分离生成物也可以增大反应物的转化率。

(4)　　　　　2CO2(g)+6H2(g)??CH3CH2OH(g)+3H2O(g)

起始物质的量/mol　2　　　　 6　　　　 0　　　　　　0

反应物质的量/mol 2x 　　 6x 　　　　x 　　　　 　3x

平衡物质的量/mol 2-2x 　6-6x 　　x 　　　　　3x

根据图象可得有

=即6-6x=3x，求得x=2/3，进而求得yR=37.5%。

Ⅱ.(5)α(CO2)=0.25×2/2×100%=75%。

(6)v(H2)=3v(CO2)=3(1-0.25) mol·L-1÷10 min=0.075=0.225 mol·L-1 ·min-1

(8)欲使n(CH3OH)/n(CO2)增大，即使反应正向移动。升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，即平衡逆向移动，n(CH3OH)/n(CO2)减小;充入He(g)，使体系压强增大，但各物质的浓度不变，n(CH3OH)/n(CO2)不变; 将H2O(g)从体系中分离出来，移去生成物，反应正向移动，n(CH3OH)/n(CO2)增大;再充入1 mol CO2和3 mol H2，对于恒容体系相当于增大压强，反应体积缩小的方向移动，n(CH3OH)/n(CO2)增大

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