高考名师推荐化学化学平衡常数、等效平衡

在一恒定的容器中充入2molA和1molB发生反应：2A(g)+ B(g) xC(g)，达到平衡后，C的体积分数为ω%；若维持容器的容积和温度不变，按起始物质的量A：0.6mol、B：0.3mol、C：1.4mol充入容器，达到平衡后，C的体积分数仍为ω%，则x值为

在一个固定容积的密闭容器中，保持一定温度进行如下反应：H₂(g)＋Br₂(g) 2HBr(g)，已知加入1 mol H₂和2 mol Br₂达到平衡后，生成了a mol HBr。在相同条件下，若起始时加入的H₂、Br₂、HBr分别为x mol、y mol、z mol(均不为0)且保持平衡时，各组分百分含量都不变。以下推断中一定正确的是
①x，y，z应满足的关系为：4x＋z=2y
②达到平衡时HBr的物质的量为(x+y+z)/3 amol
③达到平衡时HBr的物质的量为a mol
④x、y、z应满足的关系为x＋y=z 　

在一定条件下的恒容密闭容器中发生反应：CO₂(g)＋3H₂(g) CH₃OH(g)＋H₂O(g)，图1表示反应过程中能量的变化，图2表示反应过程中物质浓度的变化。下列有关说法正确的是

工业上采用乙苯与CO₂脱氢生产重要化工原料苯乙烯
(g)+CO₂(g)(g)+CO(g)+H₂O(g)ΔH="-166" kJ·mol^-1
(1)①乙苯与CO₂反应的平衡常数表达式为:K=　　。 
②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t₁时刻达到平衡状态的是　　　　(填代号)。 

(2)在3 L密闭容器内,乙苯与CO₂的反应在三种不同的条件下进行实验,乙苯、CO₂的起始浓度分别为1.0 mol·L^-1和3.0 mol·L^-1,其中实验Ⅰ在T₁℃,0.3 MPa,而实验Ⅱ、III分别改变了实验其他条件;乙苯的浓度随时间的变化如图1所示。
              
图1                                                     图2
①实验Ⅰ乙苯在0~50 min时的反应速率为　　　　。 
②实验Ⅱ可能改变的条件是　　　　　　。 
③图2是实验Ⅰ中苯乙烯体积分数V%随时间t的变化曲线,请在图2中补画实验III中苯乙烯体积分数V%随时间t的变化曲线。
(3)若实验Ⅰ中将乙苯的起始浓度改为1.2 mol·L^-1,其他条件不变,乙苯的转化率将　　　　(填“增大”“减小”或“不变”),计算此时平衡常数为　　　　。

煤气化和液化是现代能源工业中重点考虑的能源综合利用方案。最常见的气化方法为用煤生产水煤气，而当前比较流行的液化方法为用煤生产CH₃OH。
(1)已知：CO₂(g)＋3H₂(g)=CH₃OH(g)＋H₂O(g)　ΔH₁
2CO(g)＋O₂(g)=2CO₂(g)　ΔH₂
2H₂(g)＋O₂(g)=2H₂O(g)　ΔH₃
则反应CO(g)＋2H₂(g)=CH₃OH(g)的ΔH＝______。
(2)如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

①T₁和T₂温度下的平衡常数大小关系是K₁________K₂(填“＞”、“＜”或“＝”)。
②由CO合成甲醇时，CO在250 ℃、300 ℃、350 ℃下达到平衡时转化率与压强的关系曲线如下图所示，则曲线c所表示的温度为________ ℃。实际生产条件控制在250 ℃、1.3×10⁴ kPa左右，选择此压强的理由是____________。

③以下有关该反应的说法正确的是________(填序号)。
A．恒温、恒容条件下，若容器内的压强不发生变化，则可逆反应达到平衡
B．一定条件下，H₂的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时，可逆反应达到平衡
C．使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH₃OH的产率
D．某温度下，将2 mol CO和6 mol H₂充入2 L密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝0.2 mol·L^－1，则CO的转化率为80%
(3)一定温度下，向2 L固定体积的密闭容器中加入1 mol CH₃OH(g)，发生反应：CH₃OH(g)CO(g)＋2H₂(g)，H₂的物质的量随时间变化的曲线如图所示。

0～2 min内的平均反应速率v(CH₃OH)＝__________。该温度下，反应CO(g)＋2H₂(g)CH₃OH(g)的平衡常数K＝__________。相同温度下，若开始时加入CH₃OH(g)的物质的量是原来的2倍，则__________(填序号)是原来的2倍。
A．平衡常数                 B．CH₃OH的平衡浓度
C．达到平衡的时间               D．平衡时气体的密度

工业上可利用CO或CO₂来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下所示：

化学反应	平衡 常数	温度/℃
500	700	800
①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)	K1	2.5	0.34	0.15
②H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)	K2	1.0	1.70	2.52
③3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)	K3

 
请回答下列问题：
(1)反应②是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)据反应①与②可推导出K₁、K₂与K₃之间的关系，则K₃＝__________(用K₁、K₂表示)。
(3)500 ℃时测得反应③在某时刻，H₂(g)、CO₂(g)、CH₃OH(g)、H₂O(g)的浓度(mol·L^－1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v_正________v_逆(填“＞”、“＝”或“＜”)。
(4)反应①按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示。下列说法正确的是__________(填序号)。

A．温度：T₁＞T₂＞T₃
B．正反应速率：v(a)＞v(c)，v(b)＞v(d)
C．平衡常数：K(a)＞K(c)，K(b)＝K(d)
D．平均摩尔质量：M(a)＞M(c)，M(b)＞M(d)

碳及其化合物有广泛的用途。
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气反应为
C(s)＋H₂O(g)CO(g)＋H₂(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol^－1，
以上反应达到平衡后，在体积不变的条件下，以下措施有利于提高H₂O的平衡转化率的是________。(填序号)

(2)已知：C(s)＋CO₂(g)2CO(g)　ΔH＝＋172.5 kJ·mol^－1，则CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)的焓变ΔH＝________。
(3)CO与H₂在一定条件下可反应生成甲醇：CO(g)＋2H₂(g) CH₃OH(g)。甲醇是一种燃料，可利用甲醇设计一个燃料电池，用稀硫酸作电解质溶液，多孔石墨作电极，该电池负极反应式为______________________________________。
若用该电池提供的电能电解60 mL NaCl溶液，设有0.01 mol CH₃OH完全放电，NaCl足量，且电解产生的Cl₂全部逸出，电解前后忽略溶液体积的变化，则电解结束后所得溶液的pH＝________。
(4)将一定量的CO(g)和H₂O(g)分别通入到体积为2.0 L的恒容密闭容器中，发生以下反应：CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)。得到如下数据：

 
通过计算求出该反应的平衡常数(结果保留两位有效数字)________。改变反应的某一条件，反应进行到t min时，测得混合气体中CO₂的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收，反应的离子方程式为(用一个离子方程式表示)_________________________
(5)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H₂用于合成氨。合成氨反应原理为N₂(g)＋3H₂(g) 2NH₃(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol^－1。实验室模拟化工生产，分别在不同实验条件下反应，N₂浓度随时间变化如图甲所示。

请回答下列问题：
①与实验Ⅰ比较，实验Ⅱ改变的条件为________________________________。
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高，其他条件相同，请在图乙中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH₃浓度随时间变化的示意图。

面对目前世界范围内的能源危机，甲醇作为一种较好的可再生能源，具有广泛的应用前景。
(1)已知在常温常压下反应的热化学方程式：
①CO(g)＋2H₂(g)  CH₃OH(g)　ΔH₁＝－90 kJ·mol^－1
②CO(g)＋H₂O(g)  CO₂(g)＋H₂(g)ΔH₂＝－41 kJ·mol^－1
写出由二氧化碳、氢气制备甲醇的热化学方程式：_______________________。
(2)在容积为V L的容器中充入a mol CO与2a mol H₂，在催化剂作用下反应生成甲醇，平衡时的转化率与温度、压强的关系如图所示。

①p₁________p₂(填“大于”、“小于”或“等于”)；
②在其他条件不变的情况下，再增加a mol CO与2a mol H₂，达到新平衡时，CO的转化率________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，平衡常数________。
(3)已知在T ℃时，CO(g)＋H₂O(g)CO₂(g)＋H₂(g)的平衡常数K＝0.32，在该温度下，已知c_始(CO)＝1 mol·L^－1，c_始(H₂O)＝1 mol·L^－1，某时刻经测定CO的转化率为10%，则该反应________(填“已经”或“没有”)达到平衡，原因是_________________________________________________
此时刻v_正________v_逆(填“>”或“<”)。

一定温度下，在一个10 L密闭容器中发生某可逆反应，其平衡常数表达式为K＝。请回答下列问题。
(1)该反应的化学方程式为__________________________________________；
若温度升高，K增大，则该反应是________反应(填“吸热”或“放热”)。
(2)能判断该反应一定达到平衡状态的是________(填字母序号)。

(3)该反应的v_正随时间变化的关系如图，在t₂时改变了某种条件，改变的条件可能是________、________。

(4)实验测得t₂时刻容器内有1 mol H₂O(g)，5 min后H₂O(g)的物质的量是0.8 mol，这5 min内H₂O(g)的平均反应速率为________。

在一固定容积的密闭容器中，保持一定温度，在一定条件下进行以下反应：A(g)+2B(g)  3C(g)，已知加入1molA和3molB且达到平衡后，生成了a molC。　
(1)达到平衡时，C在反应混合气中的体积分数是   (用含字母a的代数式表示)。
(2)在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2molA和6 mol B，达到平衡后，C的物质的量为    mol(用含字母a的代数式表示)。此时C在反应混合气中的体积分数与原平衡相比   (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)在相同实验条件下，若在同一容器中改为加入2 mol A和8 mol B，若要求平衡后C在反应混合气中体积分数仍与原平衡相同，则还应加入C   mol。
(4)在同一容器中加nmolA和3n molB，则平衡时C的物质的量为mmol，若改变实验条件，可以使C的物质的量在m～2m间变化，那么，n与m的关系是_____________。(用字母n、m关系式表示)