8．当温度高于500K时，科学家成功利用二氧化碳和氢气合成了乙醇，这在节能减排、降低碳排放方面具有重大意义。
回答下列问题：
（1）该反应的化学方程式为____________________；其平衡常数表达式为K＝______________________。
（2）在恒容密闭容器中，判断上述反应达到平衡状态的依据是________。
a．体系压强不再改变
b．H2的浓度不再改变
c．气体的密度不随时间改变
d．单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比为3∶1
（3）在一定压强下，测得由CO2制取CH3CH2OH的实验数据中，起始投料比、温度与CO2的转化率的关系如图。
根据图中数据分析：
①降低温度，平衡向________方向移动。
②在700K、起始投料比
＝1.5时，H2的转化率为________。
③在500K、起始投料比
＝2时，达到平衡后H2的浓度为amol·L－1，则达到平衡时CH3CH2OH的浓度为________。
解析：
（1）由题给信息可得到该反应的化学方程式为2CO2＋6H2
C2H5OH＋3H2O；该反应的平衡常数表达式为K＝
。
（2）该反应为气体体积减小的化学反应，当体系的压强不再改变时，反应达到平衡状态，另外氢气的浓度不再变化，也能说明反应达到平衡状态；由于在500K时，所有物质均为气体，故在恒容状态下气体的密度恒为定值，密度不变不能说明反应达到平衡状态；根据化学方程式可知，任何单位时间内消耗H2和CO2的物质的量之比均为3∶1。
（3）①由图中信息可知，其他条件不变时，升高温度，CO2的转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，即降低温度，平衡将向正反应方向移动。
②700K时，当氢气与二氧化碳的起始投料比
＝1.5时，由图像可知二氧化碳的转化率为20%，由化学方程式2CO2＋6H2
C2H5OH＋3H2O，可计算出氢气的转化率为40%。
③设起始时c（CO2）＝xmol·L－1，则起始时c（H2）＝2xmol·L－1，有
2CO2＋6H2
C2H5OH＋3H2O
起始浓度（mol·L－1）x2x00
转化浓度（mol·L－1）0.6x1.8x0.3x0.9x
平衡浓度（mol·L－1）0.4x0.2x0.3x0.9x
0．2x＝a，得x＝5a，平衡时c（CH3CH2OH）＝0.3xmol·L－1＝1.5amol·L－1。
答案：
（1）2CO2＋6H2
C2H5OH＋3H2O
（2）ab
（3）①正反应（或右） ②40% ③1.5amol·L－1
9．已知A（g）＋B（g）C（g）＋D（g）反应的平衡常数和温度的关系如下：
温度/℃
700
800
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
回答下列问题：
（1）该反应的平衡常数表达式K＝________________，ΔH________（填“<”“>”或“＝”）0。
（2）830℃时，向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反应初始6s内A的平均反应速率v（A）＝0.003mol·L－1·s－1，则6s时c（A）＝________mol·L－1，C的物质的量为________mol；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为________，如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气，平衡时A的转化率为_______。
（3）判断该反应是否达到平衡的依据为________（填字母）。
a．压强不随时间改变
b．气体的密度不随时间改变
c．c（A）不随时间改变
d．单位时间里生成C和D的物质的量相等
（4）1200℃时反应C（g）＋D（g）A（g）＋B（g）的平衡常数的值为________。
解析：
K＝
；由表中数据知，温度升高，K值减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，故正反应为放热反应，即ΔH<0。
（2）v（A）＝0.003mol·L－1·s－1，则6s后A减少的浓度Δc（A）＝v（A）·t＝0.018mol·L－1，故剩余的A的浓度c（A）＝
－0.018mol·L－1＝0.022mol·L－1；A减少的物质的量为0.018mol·L－1×5L＝0.09mol，根据方程式的化学计量数关系可知，生成的C的物质的量也为0.09mol。
设830℃达平衡时，转化的A的浓度为xmol·L－1，则：
A（g） ＋ B（g）C（g）＋D（g）
起始浓度（mol·L－1）0.040.1600
转化浓度（mol·L－1）xxxx
平衡浓度（mol·L－1）0.04－x0.16－xxx
有：
＝1，解得x＝0.032，故A的转化率α（A）＝
×100%＝80%；由于容器的容积是固定的，通入氩气后各组分的浓度不变，反应速率不改变，平衡不移动。
（3）由于该反应是反应前后气体体积不变的反应，且反应物和生成物都是气体，故容器中压强、气体的密度始终不变，a、b错误；不论是否达平衡，单位时间内生成C和D的物质的量一定相等，d错误。
（4）反应“C（g）＋D（g）A（g）＋B（g）”与“A（g）＋B（g）C（g）＋D（g）”互为逆反应，平衡常数互为倒数关系，故1200℃时，C（g）＋D（g）A（g）＋B（g）的K＝
＝2.5。
答案：
（1）
<
（2）0.022 0.09 80% 80% （3）c （4）2.5
10．开发新能源是解决环境污染的重要举措，工业上常用CH4与CO2反应制备H2和CO，再用H2和CO合成甲醇。
（1）已知：
①2CH3OH（l）＋3O2（g）===2CO2（g）＋4H2O（g） ΔH1＝－1274.0kJ·mol－1
②2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）ΔH2＝－566.0kJ·mol－1
③H2O（g）===H2O（l） ΔH3＝－44kJ·mol－1
则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为___________________。
（2）在恒容密闭容器中通入CH4与CO2，使其物质的量浓度均为1.0mol·L－1，在一定条件下发生反应：
CO2（g）＋CH4（g）2CO（g）＋2H2（g），测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示：
则：
①该反应的ΔH________0。
（填“<”“＝”或“>”）
②压强p1、p2、p3、p4由大到小的关系为______________________。
压强为p4时，在b点：
v（正）________v（逆）。
（填“<”“＝”或“>”）
③对于气相反应，用某组分（B）的平衡压强p（B）代替物质的量浓度c（B）也可表示平衡常数（记作Kp），则该反应的平衡常数的表达式Kp＝__________________；如果p4＝0.36MPa，求a点的平衡常数Kp＝______________。
（保留3位有效数字，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数）
④为探究速率与浓度的关系，该实验中，根据相关实验数据，粗略绘制出了2条速率—浓度关系曲线：
v正～c（CH4）和v逆～c（CO）。
则：
（ⅰ）与曲线v正～c（CH4）相对应的是图中曲线______（填“甲”或“乙”）。
（ⅱ）当降低到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的平衡点分别为________（填字母）。
解析：
（1）根据盖斯定律，由（①－②＋③×4）×
可得：
CH3OH（l）＋O2（g）===CO（g）＋2H2O（l） ΔH＝（ΔH1－ΔH2＋ΔH3×4）×
＝（－1274.0kJ·mol－1＋566.0kJ·mol－1－44kJ·
mol－1×4）×
＝－442kJ·mol－1。
（2）①根据图示，压强不变时，升高温度，CH4的平衡转化率增大，说明平衡向正反应方向移动。
根据升温时，平衡向吸热反应方向移动可知，正反应为吸热反应，ΔH>0。
②该平衡的正反应为气体分子数增大的反应，温度不变时，降低压强，平衡向正反应方向移动，CH4的平衡转化率增大，故p4>p3>p2>p1。
压强为p4时，b点未达到平衡，反应正向进行，故v（正）>v（逆）。
③由用平衡浓度表示的平衡常数类推可知，用平衡压强表示的平衡常数K＝
。
压强为p4时，a点CH4的平衡转化率为80%，则平衡时c（CH4）＝c（CO2）＝0.2mol·L－1，c（CO）＝c（H2）＝1.6mol·L－1，则p（CH4）＝p（CO2）＝p4×
＝
p4，p（CO）＝p（H2）＝p4×
＝
p4，故K＝
＝
＝1.64（MPa）2。
④（ⅰ）CH4的浓度由1.0mol·L－1逐渐减小，而CO的浓度由0逐渐增加，故v正～c（CH4）相对应的曲线为乙。
（ⅱ）降低温度，正、逆反应速率均减小，平衡向逆反应方向移动，则CH4的浓度增大，而CO的浓度减小，故相应的平衡点分别为B、F。
答案：
（1）CH3OH（l）＋O2（g）===CO（g）＋2H2O（l）ΔH＝－442kJ·mol－1
（2）①>
②p4>p3>p2>p1 >
③
1.64（MPa）2
④（ⅰ）乙 （ⅱ）B、F
[已学知识回顾练]
11．（2015·上海高考）对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是（ ）
A．升高温度，对正反应的反应速率影响更大
B．增大压强，对正反应的反应速率影响更大
C．减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大
D．加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大
解析：
选B A．合成氨反应的正反应是放热反应，升高温度，正反应、逆反应的反应速率都增大，但是温度对吸热反应的速率影响更大，所以对该反应来说，对逆反应速率影响更大，错误。
B.合成氨的正反应是气体体积减小的反应。
增大压强，平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率，所以对正反应的反应速率影响更大，正确。
C.减小反应物浓度，使正反应的速率减小，由于生成物的浓度没有变化，所以逆反应速率不变，错误。
D.加入催化剂，使正反应、逆反应速率改变的倍数相同，正反应、逆反应速率相同，错误。
12．（2016·周口质检）某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应A（g）＋xB（g）2C（g），达到平衡后，在不同的时间段，分别改变影响反应的一个条件，测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示：
下列说法中正确的是（ ）
A．30～40min内该反应使用了催化剂
B．化学方程式中的x＝1，正反应为吸热反应
C．30min时降低温度，40min时升高温度
D．8min前A的平均反应速率为0.08mol·L－1·min－1
解析：
选D 若使用催化剂，则化学反应速率增大，A错误；由左图可知，A、B的浓度变化相同，故A、B的化学计量数相同，都为1；由右图可知，30min时改变的条件为减小压强，40min时改变的条件为升高温度，且升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，B、C错误；前8min内A的平均反应速率为
＝0.08mol·L－1·min－1，D正确。
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