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14．有反應：CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H＜0，200℃時該反應的平衡常數K=$\frac{1}{2.25}$．200℃時，將一定量的CO（g）和H₂O（g）充入容積為某10L 密閉容器發生上述反應，5min 時達平衡，5min～10min只改變了一個條件，10min 時再次達平衡，各物質濃度（mol/L）變化如下：下列說法正確的是（　　）

	0min	5min	10min
CO	0.01		0.0056
H₂O	0.01		0.0156
CO₂	0		0.0044
H₂	0		0.0044

	A．	0～5min 時用H₂O（g）表示的平均反應速率為1.2×10^-3 mol/（ L．min）
	B．	5min～10min 改變的條件是再加入了0.1mol H₂O（g）
	C．	200℃時，若向容器中充入0.01mol CO（g）、0.01mol H₂O（g）、0.01molCO₂（g）、0.01molH₂（g），達平衡時，CO（g）為1.2×10^-3mol/L
	D．	300℃時，若向容器中充入0.01mol CO（g）、0.01mol H₂O（g）、0.02molCO₂（g）、0.02molH₂（g），則開始反應時ν（正）＜ν（逆）

分析 200℃時，將一定量的CO（g）和H₂O（g）充入容積為某10L 密閉容器發生上述反應，5min 時達平衡，此時消耗一氧化碳物質的量為x，反應前后氣體物質的量相同，平衡常數可以利用物質的量計算，
                         CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H＜0
起始量（mol）    0.01          0.01           0              0
變化量（mol）     x               x                x             x
平衡量（mol） 0.01-x          0.01-x          x             x
$\frac{{x}^{2}}{（0.01-x）^{2}}$=$\frac{1}{2.25}$
x=0.004mol，
A．反應速率v（O₂）=$\frac{△c}{△t}$；
B.5min～10min，
                               CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H＜0
起始量（mol）       0.01          0.01           0                0
變化量（mol）        0.004       0.004            0.004        0.004
5min平衡量（mol）   0.006       0.006          0.004          0.004
10min平衡量（mol）       0.0056     0.0156          0.0044       0.0044
變化量（mol）         0.0004      0.0004           0.0004      0.0004
改變的條件是再加入了0.01mol H₂O（g）；
C.200℃時，若向容器中充入0.01mol CO（g）、0.01mol H₂O（g）、0.01molCO₂（g）、0.01molH₂（g），Qc=$\frac{0.01×0.01}{0.01×0.01}$=1＞$\frac{1}{2.25}$，平衡逆向進行，設消耗二氧化碳為y，
                               CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H＜0
起始量（mol）       0.01          0.01           0.01          0.01
變化量（mol）          y                 y              y             y
平衡量（mol）   0.01+y        0.01+y         0.01-y          0.01-y
$\frac{（0.01-y）^{2}}{（0.01+y）^{2}}$=$\frac{1}{2.25}$
y=0.0025mol；
D．反應為放熱反應，升溫平衡逆向進行，平衡常數減小，300℃時，若向容器中充入0.01mol CO（g）、0.01mol H₂O（g）、0.02molCO₂（g）、0.02molH₂（g），計算此時濃度商Qc=$\frac{0.0{2}^{2}}{0.0{1}^{2}}$=4＞K．

解答解：200℃時，將一定量的CO（g）和H₂O（g）充入容積為某10L 密閉容器發生上述反應，5min 時達平衡，此時消耗一氧化碳物質的量為x，反應前后氣體物質的量相同，平衡常數可以利用物質的量計算，
                         CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H＜0
起始量（mol）    0.01          0.01           0              0
變化量（mol）     x               x                x             x
平衡量（mol） 0.01-x          0.01-x          x             x
$\frac{{x}^{2}}{（0.01-x）^{2}}$=$\frac{1}{2.25}$
x=0.004mol，
A．反應速率v（H₂O）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{\frac{0.004mol}{10L}}{5min}$=8×10^-5mol/L，故A錯誤；
B.5min～10min，
                               CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H＜0
起始量（mol）       0.01          0.01           0                0
變化量（mol）        0.004       0.004            0.004        0.004
5min平衡量（mol）   0.006       0.006          0.004         0.004
10min平衡量（mol） 0.0056     0.0156         0.0044      0.0044
變化量（mol）         0.0004      0.0004          0.0004      0.0004
5min～10min 改變的條件是再加入了0.01mol H₂O（g），故B錯誤；
C.200℃時，若向容器中充入0.01mol CO（g）、0.01mol H₂O（g）、0.01molCO₂（g）、0.01molH₂（g），Qc=$\frac{0.01×0.01}{0.01×0.01}$=1＞$\frac{1}{2.25}$，平衡逆向進行，設消耗二氧化碳為y，
                               CO（g）+H₂O（g）═CO₂（g）+H₂（g）△H＜0
起始量（mol）       0.01          0.01           0.01          0.01
變化量（mol）          y                 y              y             y
平衡量（mol）   0.01+y        0.01+y         0.01-y          0.01-y
$\frac{（0.01-y）^{2}}{（0.01+y）^{2}}$=$\frac{1}{2.25}$，
y=0.0025mol，達平衡時，CO（g）=$\frac{0.01mol+0.0025mol}{10L}$=1.25×10^-3mol/L，故C錯誤；
D．反應為放熱反應，升溫平衡逆向進行，平衡常數減小，300℃時，若向容器中充入0.01mol CO（g）、0.01mol H₂O（g）、0.02molCO₂（g）、0.02molH₂（g），計算此時濃度商Qc=$\frac{0.0{2}^{2}}{0.0{1}^{2}}$=4＞K，平衡逆向進行，則開始反應時ν（正）＜ν（逆），故D正確；
故選D．

點評本題考查了化學反應速率、化學平衡、平衡常數的計算分析，影響化學平衡和平衡常數的因素理解應用，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．

練習冊系列答案

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

11．下列化學反應中，離子方程式表示正確的是（　　）

	A．	石灰石溶解在稀HCl中 CO₃^2-+2H⁺═CO₂↑+H₂O
	B．	鐵屑在稀H₂SO₄作用下產生H₂ Fe+2H⁺═Fe²⁺+H₂↑
	C．	NaHCO₃溶液與NaOH溶液反應 H⁺+OH^-═H₂O
	D．	H₂SO₄溶液與Ba（OH）₂溶液混合產生沉淀 SO₄^2-+Ba²⁺═BaSO₄↓

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

5．二甲醚是一種重要的化工原料，利用水煤氣（CO、H₂）合成二甲醚是工業上的常用方法，該方法由以下幾步組成：
2H₂（g）+CO（g）?CH₃OH（g）△H=-90.0kJ•mol^-1            ①
2CH₃OH（g）?CH₃OCH₃（g）+H₂O（g）△H=-24.5kJ•mol^-1      ②
CO（g）+H₂O（g）?CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.1kJ•mol^-1      ③
（1）下說法正確的是A
A．反應①的△S＜0、△H＜0，所以能在較低溫度下自發進行．
B．反應③的H₂O與CO的生成速率之比為1：1時，表示該反應已經達到平衡狀態
C．反應②屬于加成反應
（2）反應①合成的甲醇在工業上可以用作燃料電池，請寫出甲醇燃料電池（KOH溶液）負極電極反應式CH₃OH+8OH^--6e^-═CO₃^2-+6H₂O，電池總反應式2CH₃OH+3O₂+4OH^-═2CO₃^2-+6H₂O．
（3）當合成氣中CO與H₂的物質的量之比恒定時，溫度、壓強對CO轉化率影響如圖1所示，圖1中A點的v（逆）＜B點的v（正）（填“＞”、“＜”或“=”），說明理由B點對應的溫度和壓強都比A點高，溫度升高，或壓強增大，都會加快反應速率．
（4）一定溫度下，密閉容器中發生反應③，該反應的平衡常數表達式k=$\frac{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}{c（CO）•c（{H}_{2}O）}$；水蒸氣的轉化率與n（H₂O）∕n（CO）的關系如圖2，計算該溫度下反應③的平衡常數K=1．在圖2中作出一氧化碳的轉化率與n（H₂O）∕n（CO）的曲線．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

2．“關愛生命，注意安全”．慘痛的天津爆炸觸目驚心，火災之后依然火勢綿延不絕的原因之一是易燃物中含有電石．工業上常用電石（主要成分為CaC₂，雜質為CaS    等）與水反應生產乙炔氣．
（1）工業上合成CaC₂主要采用氧熱法．
已知：CaO（s）+3C（s）=CaC₂（s）+CO（g）△H=+464.1kJ•mol^-1
C（s）+$\frac{1}{2}$O₂（g）=CO（g）△H=-110.5kJ．mol^-1
若不考慮熱量耗散，物料轉化率均為100%，最終爐中出來的氣體只有CO，為維持熱平衡，每生產l molCaC₂，轉移電子的物質的量為10.4．
（2）已知2000℃時，合成碳化鈣的過程中還可能涉及到如下反應
CaO（s）+C（s）?Ca（g）+CO（g）   K₁△H₁=a KJ•mol^-1
Ca（g）+2C（s）?CaC₂（s）         K₂△H₂=b KJ•mol^-1
2CaO（s）+CaC₂（s）?3Ca（g）+2CO（g）  K₃△H₃=c KJ•mol^-1
則K₁=$\sqrt{{K}_{2}{K}_{3}}$ （用含K₂、K₃的代數式表示）；c=（2a-b）（用含a、b的代數式表示）．
（3）利用電石產生乙炔氣的過程中產生的H₂S氣體制取H₂，既廉價又環保．
①利用硫化氫的熱不穩定性制取氫氣．在體積為2L的恒容密閉容器中，H₂S起始物質的量為2mol，達到平衡后H₂S的轉化率α隨溫度和壓強變化如圖1所示．據圖計算T₁℃時平衡體系中H₂的體積分數33.3%．由圖知壓強P₁小于P₂（填“大于”“小于”或“等于”），理由是相同溫度下，壓強增大，H₂S分解反應逆向進行，所以P₁小于P₂．
②電化學法制取氫氣的原理如圖2，請寫出反應池中發生反應的離子方程式H₂S+S₂O₈^2-=S↓+2SO₄^2-+2H⁺，惰性電極a上發生的電極反應式為2SO₄^2--2e^-=S₂O₈^2-．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

9．

（1）同一物質存在氣態的熵值最大，液態的熵值次之，固態的熵值最小．若同溫同壓下，一個反應生成物氣體的體積等于反應物氣體的體積就可粗略認為該反應的熵變為0．某化學興趣小組，專門研究了氧族元素及其某些化學物的部分性質．所查資料如下：
a．碲（Te）為固體，H₂Te為氣體，Te和H₂不能直接化合成H₂Te
b．等物質的量氧氣、硫、硒、碲與H₂反應的焓變情況如圖所示：
請回答下列問題：
H₂與硫化合的反應放出熱量（填“放出”或“吸收”）．根據題目所給信息，請解釋為什么Te和H₂不能直接化合由圖可知Te和H₂反應的是吸熱反應，即△H＞0，熵變約為0，所以該反應不自發．
（2）在復雜的反應中，要考慮反應的先后順序．已知NH₄⁺+AlO₂^-+H₂O═Al（OH）₃↓+NH₃•H₂O，向含有等物質的量的NH₄⁺、Al³⁺、H⁺混合溶液中，慢慢滴加NaOH溶液，直至過量，并不斷攪拌，依次發生了數個離子反應；其中：
第二個離子反應的離子方程式是Al³⁺+3OH^-═Al（OH）₃↓．
最后一個離子反應的離子方程式是Al（OH）₃+OH^-═AlO₂^-+2H₂O．
（3）已知K_sp（AgCl）=1.56×10^-10，K_sp（AgBr）=7.7×10^-13，K_sp（Ag₂CrO₄）=9.0×10^-12．某溶液中含有Cl^-、Br^-和CrO₄^2-，濃度均為0.010mol•L^-1，向該溶液中逐漸加入0.010mol•L^-1的AgNO₃溶液時，三種陰離子產生沉淀的先后順序為Br^-、Cl^-、CrO₄^2-．
（4）平衡常數表明了封閉體系的可逆反應在給定的溫度下進行的程度，對于同一個類型的反應，平衡常數越大，表明反應進行的程度越大．
H₂CO₃?HCO₃^-+H⁺　　　　　　　　　　　　 K_a1（H₂CO₃）=$\frac{c（HC{{O}_{3}}^{-}）•c（{H}^{+}）}{c（{H}_{2}C{O}_{3}）}$=4.45×10^-7
HCO₃^-?CO₃^2-+H⁺　　　　　　　　　　　　　　K_a2（H₂CO₃）=$\frac{c（C{{O}_{3}}^{2-}）•c（{H}^{+}）}{c（HC{{O}_{3}}^{-}）}$=5.61×10^-11
HClO?H⁺+ClO^-　　　　　　　　　　　　　　 K_a（HClO）=2.95×10^-8
請依據以上碳酸和次氯酸的電離平衡常數，寫出在下列條件下所發生反應的離子方程式：
①將少量的氯氣通入到過量的碳酸鈉溶液中Cl₂+2CO₃^2-+H₂O═2HCO₃^-+Cl^-+ClO^-
②氯氣和碳酸鈉按照1：1的比例恰好反應Cl₂+CO₃^2-+H₂O═HCO₃^-+Cl^-+HClO．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

19．甲烷是天然氣的主要成分，是一種重要的清潔能源和化工原料．
（1）煤制天然氣時會發生多個反應，生產過程中有多種途徑生成CH₄．
已知：C（s）+2H₂（g）?CH₄（g）△H=-73kJ•mol^-1
2CO（g）?C（s）+CO₂（g）△H=-171kJ•mol^-1
CO（g）+3H₂（g）?CH₄（g）+H₂O（g）△H=-203kJ•mol^-1
寫出CO與H₂O（g）反應生成H₂和CO₂的熱化學方程式CO（g）+H₂O（g）=H₂（g）+CO₂（g），△H=-41kJ/mol．
（2）天然氣中含有H₂S雜質，某科研小組用氨水吸收得到NH₄HS溶液，
已知T℃，k（NH₃•H₂O）=1.74×10^-5，k₁（H₂S）=1.07×10^-7，k₂（H₂S）=1.74×10^-13，NH₄HS溶液中所含粒子濃度大小關系正確的是ac．
a．[NH₄⁺]＞[HS^-]＞[OH^-]＞[H⁺]b．[HS^-]＞[NH₄⁺]＞[S^2-]＞[H⁺]
c．[NH₄⁺]＞[HS^-]＞[H₂S]＞[H⁺]d．[HS^-]＞[S^2-]＞[H⁺]＞[OH^-]
（3）工業上常用CH₄與水蒸氣在一定條件下來制取H₂，其原理為：CH₄（g）+H₂O（g）═CO（g）+3H₂（g）．
①該反應的逆反應速率表達式為：v=kc（CO）c³（H₂），k為速率常數，在某溫度下，測得實驗數據如表：

CO濃度（mol•L^-1）	H₂濃度（mol•L^-1）	逆反應速率（mol•L^-1•min^-1）
0.1	c₁	9.6
c₂	c₁	19.2
c₂	0.3	64.8

由上述數據可得該溫度下，上述反應的逆反應速率常數k為1.2×10⁴ L³•mol^-3•min^-1．
②在體積為2L的密閉容器中通入物質的量均為2mol的CH₄和水蒸氣，在一定條件下發生反應，測得H₂的體積分數與溫度及壓強的關系如圖2所示，則壓強P₁大于P₂（填“大于”或“小于”）；溫度T₃小于T₄（填“大于”或“小于”）；
③壓強為P₁時，在N點：v_正大于v_逆（填“大于”、“小于”或“等于”）．求N點對應溫度下該反應的平衡常數K=48．

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

6．

臭氧是理想的煙氣脫硝劑，其脫硝反應為：2NO₂（g）+O₃（g）?N₂O₅（g）+O₂（g）△H．不同溫度下，在三個容器中發生上述反應，相關信息如下表及圖所示，下列說法正確的是（　　）

容器	甲	乙	丙
容積/L	1	1	2
反應物起始量	2mol NO₂，1mol O₃	2mol NO₂，1mol O₃	2mol NO₂，1mol O₃
溫度	T₁	T₂	T₂

	A．	0～10min內甲容器中反應的平均速率：v（NO₂）=0.02mol•L^-1•min^-1
	B．	T₁＜T₂，△H＞0
	C．	平衡時N₂O₅濃度：c_乙（N₂O₅）＞c_丙（N₂O₅）
	D．	T₁℃時，若起始時間向容器甲中充入2molNO₂、1molO₃、2molN₂O₅和2mol O₂，則脫硝反應達到平衡前，v（正）＜c（逆）