C．在实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中，达到平衡状态时X的体积百分含量相同
D．若起始浓度c（X）＝0.8mol·L－1，c（Y）＝c（W）＝0，其余条件与实验Ⅰ相同，则平衡浓度c（X）＝0.4mol·L－1
答案 C
解析 A项，实验Ⅰ与实验Ⅱ达到平衡时的浓度相同，只是实验Ⅱ反应速率较快，则可能使用了催化剂，正确；B项，实验Ⅲ达到平衡所用时间比实验Ⅰ短，则T2>T1，平衡时实验Ⅲ中X浓度较小，表明升温平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，正确；C项，实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中达到平衡时，X的体积百分含量明显是Ⅰ＝Ⅱ>Ⅲ，故不正确；D项，实验Ⅰ中，平衡时c（Y）＝c（W）＝0.25mol·L－1,K平＝
＝0.25，而反应温度不变，则平衡常数不变，K平＝
＝
＝0.25，解得a＝0.2（mol·L－1），则平衡时c（X）＝0.8mol·L－1－2a＝0.4mol·L－1，正确。
二、非选择题
11．（2013·新课标全国Ⅱ）在1.0L密闭容器中放入0.10molA（g），在一定温度进行如下反应：
A（g）B（g）＋C（g）
ΔH＝＋85.1kJ·mol－1
反应时间（t）与容器内气体总压强（p）的数据见下表：
时间t/h
0
1
2
4
8
16
20
25
30
总压强p/100kPa
4.91
5.58
6.32
7.31
8.54
9.50
9.52
9.53
9.53
回答下列问题：
（1）欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为________________________。
（2）由总压强p和起始压强p0计算反应物A的转化率α（A）的表达式为________，平衡时A的转化率为________，列式并计算反应的平衡常数K________________________________________________
________________________________________________________________________。
（3）①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n（A），n总＝________mol，n（A）＝________mol。
②下表为反应物A浓度与反应时间的数据，计算：
a＝________。
反应时间t/h
0
4
8
16
c（A）/（mol·L－1）
0.10
a
0.026
0.0065
分析该反应中反应物的浓度c（A）变化与时间间隔（Δt）的规律，得出的结论是______________________________________，由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c（A）为________mol·L－1。
答案
（1）升高温度、降低压强
（2）（
－1）×100% 94.1%
A（g） B（g） ＋ C（g）
0．10 0 0
0．10×（1－94.1%）0.10×94.1% 0.10×94.1%
K＝
＝1.5mol·L－1
（3）①0.10×
0.10×（2－
） ②0.051 达到平衡前每间隔4h，c（A）减少约一半 0.013
解析
（1）A（g）B（g）＋C（g）的正向反应是一个气体体积增大的吸热反应，故可通过降低压强、升温等方法提高A的转化率。
（2）在温度一定、容积一定的条件下，气体的压强之比等于其物质的量（物质的量浓度）之比。
求平衡常数时，可利用求得的平衡转化率并借助“三段式”进行，不能用压强代替浓度代入。
（3）n（A）的求算也借助“三段式”进行。
a＝0.051，从表中数据不难得出：
每隔4h，A的浓度约减少一半，依此规律，12h时，A的浓度为0.013mol/L。
12．（2014·广东）用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应①为主反应，反应②和③为副反应。
①
CaSO4（s）＋CO（g）
CaS（s）＋CO2（g）
ΔH1＝－47.3kJ·mol－1
②CaSO4（s）＋CO（g）CaO（s）＋CO2（g）＋SO2（g）
ΔH2＝＋210.5kJ·mol－1
③CO（g）
C（s）＋
CO2（g）
ΔH3＝－86.2kJ·mol－1
（1）反应2CaSO4（s）＋7CO（g）CaS（s）＋CaO（s）＋6CO2（g）＋C（s）＋SO2（g）的ΔH＝________（用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示）。
（2）反应①—③的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线见图，结合各反应的ΔH，归纳lgKT曲线变化规律：
a．________________________________________________________________________；
b．________________________________________________________________________。
（3）向盛有CaSO4的真空恒容密闭容器中充入CO，反应①于900℃达到平衡，c平衡（CO）＝8.0×10－5mol·L－1，计算CO的转化率（忽略副反应，结果保留两位有效数字）。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
（4）为减少副产物，获得更纯净的CO2，可在初始燃料中适量加入________。
（5）以反应①中生成的CaS为原料，在一定条件下经原子利用率100%的高温反应，可再生CaSO4，该反应的化学方程式为________________________；在一定条件下，CO2可与对二甲苯反应，在其苯环上引入一个羧基，产物的结构简式为________。
答案
（1）4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3
（2）放热反应的lgK随温度的升高而减小，吸热反应的lgK随温度的升高而增大 同为放热反应，ΔH越大，lgK随温度变化的变化值越小
（3）由图像可知，当反应①在900℃时，lgK＝2，即平衡常数K＝100。
设起始时CO的浓度为amol·L－1，转化量为xmol·L－1。
CaSO4（s）＋CO（g）
CaS（s）＋CO2（g）
a 0
x x
8.0×10－5 x
根据：
K＝
＝100，解得x＝8.0×10－3。
根据：
a－x＝8.0×10－5，解得a＝8.08×10－3。
所以CO的转化率＝
×100%≈99%
（4）O2、CaO、NaHCO3等
（5）CaS＋2O2
CaSO4 H3CCOOHCH3
解析
（1）利用盖斯定律可以计算出所给反应的焓变，要学会利用所给方程式中化学计量数和反应物、中间产物的关系进行解答。
根据盖斯定律，由①×4＋②＋③×2可得目标热化学方程式，故有ΔH＝4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3。
（2）该图像只标明反应①的变化趋势，由于反应①是放热反应，可得出“随着温度升高，放热反应的lgK随温度的升高而减小，吸热反应的lgK随温度的升高而增大”的结论；由于所给三个热化学方程式中有两个是放热反应，一个是吸热反应，而给出的图像中有两条变化趋势相同，因此可判断曲线Ⅰ代表反应③，曲线Ⅱ代表反应②，通过反应①和反应③曲线相对关系，可得出“同为放热反应，ΔH越大，lgK随温度变化的变化值越小”的结论。
（3）由图像可知，当反应①在900℃时，lgK＝2，即平衡常数K＝100。
设起始时CO的浓度为amol·L－1，转化量为xmol·L－1。
CaSO4（s）＋CO（g）
CaS（s）＋CO2（g）
a 0
x x
8.0×10－5 x
根据：
K＝
＝100，解得x＝8.0×10－3。
根据：
a－x＝8.0×10－5，解得a＝8.08×10－3。
所以CO的转化率＝
×100%≈99%。
（4）要获得更纯净的二氧化碳，必须减少二氧化硫的量，通过反应②的分析可知，当二氧化碳浓度增大时，可使平衡向左移动，所以可在初始燃料（CO）中加入适量二氧化碳，减少二氧化硫的产生，获得更纯净的二氧化碳。
（5）本小题首先确定三点：
一是反应物为CaS；二是生成物为CaSO4；三是原子利用率为100%。
所以另一种反应物为O2，反应方程式为CaS＋2O2
CaSO4；通过分析题给信息可知，生成物为反应物在苯环上引入羧基而得，所以生成物的结构简式为H3CCOOHCH3。
13．（2014·衡阳三次联考）实施以节约能源和减少废气排放为基本内容的节能减排政策，是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。
化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。
试运用所学知识，回答下列问题：
（1）已知某温度下某反应的化学平衡常数表达式为：
K＝
，它所对应的化学反应为________________________________________________________________________。
（2）已知在一定温度下，
①C（s）＋CO2（g）2CO（g） ΔH1＝akJ/mol 平衡常数K1；
②CO（g）＋H2O（g）H2（g）＋CO2（g）
ΔH2＝bkJ/mol 平衡常数K2；
③C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g） ΔH3 平衡常数K3。
则K1、K2、K3之间的关系是________，ΔH3＝________（用含a、b的代数式表示）。
（3）煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。
已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时，发生如下反应：
CO（g）＋H2O（g）H2（g）＋CO2（g），该反应平衡常数随温度的变化如表所示：
温度/℃
400
500
800
平衡常数K
9.94
9
1
该反应的正反应方向是________反应（填“吸热”或“放热”），若在500℃时进行，设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L，在该条件下，CO的平衡转化率为________。
（4）在催化剂存在条件下反应：
H2O（g）＋CO（g）CO2（g）＋H2（g），CO转化率随蒸气添加量的压强比及温度变化关系如图所示：
对于气相反应，用某组分（B）的平衡压强（pB）代替物质的量浓度（cB）也可以表示平衡常数（记作Kp），则该反应的Kp＝__________，提高p[H2O（g）]/p（CO）比，则Kp＝__________（填“变化”“变小”或“不变”）。
实际上，在使用铁镁催化剂的工业流程中，一般采用400℃左右、
p[H2O（g）]/p（CO）＝3－5。
其原因可能是_____________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
（1）CO（g）＋H2（g）H2O（g）＋C（s）
（2）K3＝K1·K2 （a＋b）kJ/mol
（3）放热 75%
（4）
不变
该温度下催化剂活性较大；该压强比下，反应物转化率已经接近98%。
解析
（1）根据化学平衡常数的定义，结合元素守恒可知还有一种生成物，为C，反应的化学方程式为CO（g）＋H2（g）H2O（g）＋C（s）。
（2）将三个热化学方程式按顺序依次编号为①②③，根据盖斯定律，将①②相加可得③，ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝（a＋b）kJ·mol－1。
化学平衡常数K3＝K1·K2。
（3）由表中数据看出，随温度升高，化学平衡常数减小，可知该反应为放热反应。
设CO的平衡转化率为α，由“三段式”：
H2O ＋ CO（g） CO2（g）＋H2（g）
起始（mol·L－1） 0.020 0.020 0 0
转化（mol·L－1） 0.020α 0.020α 0.020α 0.020α
平衡（mol·L－1） 0.020－0.020α 0.020－0.020α 0.020α 0.020α
则
＝9，解得α＝0.75。
（4）迁移化学平衡常数的定义，平衡时生成物各压强幂之积与反应物各压强幂之积的比可表示平衡常数，该平衡常数也只与温度有关。
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