7.（能力挑战题）某温度下，在一个2L的密闭容器中，加入4molA和2molB进行如下反应：
3A（g）+2B（g）
4C（？
）+2D（？
），反应一段时间后达到平衡，测得生成1.6molC，且反应的前后压强之比为5∶4（相同的温度下测量），则下列说法正确的是（）
A．该反应的化学平衡常数表达式是K＝
B．此时，B的平衡转化率是35％
C．增大该体系的压强，平衡向右移动，化学平衡常数增大
D．增加C，B的平衡转化率不变
二、非选择题（本题包括4小题，共58分）
8.（8分）能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。
（1）在25℃、101kPa时，16gCH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是
890.31kJ，则CH4燃烧的热化学方程式是_______________________________。
（2）已知：
C（s）＋O2（g）====CO2（g）ΔH＝－437.3kJ·mol-1
H2（g）＋
O2（g）====H2O（g）ΔH＝－285.8kJ·mol-1
CO（g）＋
O2（g）====CO2（g）ΔH＝－283.0kJ·mol-1
则煤的气化主要反应的热化学方程式是
C（s）＋H2O（g）====CO（g）＋H2（g）ΔH＝______kJ·mol-1。
9.（16分）某同学发现，纯度、质量、表面积都相同的两铝片与c（H＋）相同的盐酸和硫酸在同温同压下反应时产生氢气的速率差别很大，铝与盐酸反应速率更快。
他决定对其原因进行探究。
（一）该同学认为：
由于预先控制了反应的其他条件，那么，两次实验时反应速率不一样的原因，只有以下五种可能：
原因Ⅰ：
Cl－对反应具有促进作用，而
对反应没有影响；
原因Ⅱ：
①________________________________________________________。
原因Ⅲ：
Cl－对反应具有促进作用，而
对反应具有阻碍作用；
原因Ⅳ：
Cl－、
均对反应具有促进作用，但Cl－影响更大；
原因Ⅴ：
②________________________________________________________。
（二）该同学取了两片等质量、外形和组成相同、表面经过砂纸充分打磨的铝片，分别放入盛有同体积、c（H＋）相同的稀硫酸和盐酸的试管（两试管的规格相同）中：
1．在盛有硫酸的试管中加入少量NaCl或KCl固体，观察反应速率是否有变化；
2．在盛有硫酸的试管中加入少量Na2SO4或K2SO4固体，观察反应速率是否有变化。
若观察到实验1中③________，实验2中④_________，
则说明原因Ⅲ是正确的。
依次类推，该同学通过分析实验现象，得出结论：
Cl－对反应具有促进作用。
（三）为了使实验“定量化”，使结果更精确，可以对实验进行如下改进：
1．配制c（H＋）相同的稀盐酸和稀硫酸：
现有浓度为1mol·L-1的盐酸和密度为1.225g·cm-3、质量分数为20%的稀硫酸，若要准确量取该硫酸20.00mL，需要用⑤________（填仪器名称）；将量取的硫酸配制成c（H＋）＝1mol·L-1的溶液，可得溶液的体积为⑥________。
配制溶液时需要用到的玻璃仪器有⑦________、烧杯、胶头滴管和量筒等。
2．比较反应速率：
反应时间可以用秒表测定。
如果要对上述实验中反应速率进行比较，可以通过测定哪些物理量来确定？
要求回答一种即可⑧___________。
10.（18分）（2013·烟台模拟）在100℃时，将0.100mol的四氧化二氮气体充入1L恒容抽空的密闭容器中，隔一定时间对该容器内的物质浓度进行分析得到下表数据：
时间（s）
0
20
40
60
80
c（N2O4）/mol·L-1
0.100
c1
0.050
c3
c4
c（NO2）/mol·L-1
0.000
0.060
c2
0.120
0.120
（1）该反应的平衡常数表达式为_____________________________________；
从表中数据分析：
c1______c2；c3______c4（填“＞”“＜”或“＝”）。
（2）在图中画出并标明此反应中N2O4和NO2的浓度随时间变化的曲线。
（3）在上述条件下，从反应开始至达到化学平衡时，四氧化二氮的平均反应速率为______mol·L-1·s-1。
（4）达平衡后下列条件的改变可使NO2气体浓度增大的是______。
A．增大容器的容积
B．再充入一定量的N2O4
C．分离出一定量的NO2
D．再充入一定量的He
（5）若起始时充入NO2气体0.080mol，则达到平衡时NO2气体的转化率为_____。
11.（16分）（能力挑战题）“低碳循环”引起各国的高度重视，已知煤、甲烷等可以与水蒸气反应生成以CO和H2为主的合成气，合成气有广泛应用。
试回答下列问题：
（1）高炉炼铁是CO气体的重要用途之一，其基本反应为FeO（s）＋CO（g）
Fe（s）＋CO2（g）ΔH＞0。
已知在1100℃时，该反应的化学平衡常数K=0.263。
①温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，此时平衡常数K值______（填“增大”“减小”或“不变”）。
②1100℃时测得高炉中，c（CO2）=0.025mol·L-1，c（CO）=0.1mol·L-1，则在这种情况下，该反应向进行_____（填“左”或“右”），判断依据是_________
___________________________________________________________________。
（2）目前工业上也可用CO2来生产燃料甲醇，有关反应为CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g）ΔH＝－49.0kJ·mol-1，现向体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，反应过程中测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间的变化如图所示。
①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v（H2）＝_________。
②反应达到平衡后，下列措施能使
增大的是______（填符号）。
A．升高温度B．再充入H2C．再充入CO2
D．将H2O（g）从体系中分离E．充入He（g）
答案解析
1.【解析】选C。
若有固体或纯液体，不可用其表示反应速率，A项错误；
0.8mol·L-1·s-1是指1s内该物质的浓度变化为0.8mol·L-1，故B项错误；反应速率与反应现象无必然联系，故D项错误。
2.【解析】选A。
缩小体积，压强增大，正逆反应速率都是增大的，B不正确；催化剂不能改变平衡状态，平衡常数不变，C不正确；在一定条件下，当可逆反应中正反应速率和逆反应速率相等（但不为0）时，各种物质的浓度或含量均不再发生变化的状态，是化学平衡状态，D中反应速率的方向是相同的，不能说明正逆反应速率相等，不正确。
3.【解析】选B。
A项，CH3COOH为弱电解质，放出热量小于57.3kJ，错误；B项，能量越低越稳定，正确；C项，该反应为可逆反应，反应不能进行完全，放出热量小于196.6kJ，错误；D项，熵增加的放热反应一定能自发进行，错误。
4.【解析】选C。
先假设反应体系保持恒压过程，增加A的物质的量，反应容器的体积增加，两容器中转化率不变；然后再将容器体积压缩，在加压过程中反应A（g）
2B（g），平衡向左移动，α1减小；反应2A（g）
C（g），平衡向右移动，α2增大，故C项正确。
5.【解析】选D。
改变温度后反应速率要增大都增大，A错误；反应是气体总体积不发生改变的反应，增大压强，平衡不移动，到达平衡所用的时间缩短，B错误；C中氢氧化镁不溶于氢氧化钠，错误；由图像可得，0～10min内该反应的平均速率v（H2）=0.045mol·L-1·min-1，加压后平衡向正反应方向移动，D正确。
【方法技巧】分析化学平衡图像问题的“三看”“两法”
6.【解题指南】解答本题时应明确：
（1）可逆反应热化学方程式的意义：
它表示的是按方程式的化学计量数（物质的量）完全反应时的反应热；
（2）反应放出的热量，决定于生成产物的物质的量；
（3）要会运用等效平衡原理分析。
【解析】选D。
2SO2（g）+O2（g）
2SO3（g）ΔH=-QkJ·mol-1表示2molSO2（g）和1molO2（g）完全反应生成2molSO3（g）时放出QkJ的热量。
由于SO3（g）变成SO3（s）要放出热量，所以在上述条件下反应生成1molSO3固体放热大于
Q/2kJ；甲容器中物质不可能完全反应，所以Q1故有2Q2=2Q3【方法技巧】等效平衡规律
等效类型
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
反应条件
恒温、恒容
恒温、恒容
恒温、恒压
投料须满足的条件
换算为方程式同一边，其“物质的量”相同。
即“一边倒，值相同”
换算为方程式同一边，其“物质的量”符合同一比例。
即“一边倒，比相等”
换算为方程式同一边物质，其“物质的量”符合同一比例。
即“一边倒，比相等”
对反应的要求
任何可逆反应
反应前、后气体体积相等
任何可逆反应
平
衡
特
点
质量分数w%
相同
相同
相同
浓度c
相同
成比例
相同（气体）
物质的量n
相同
成比例
成比例
7.【解题指南】解答本题时应明确：
（1）固体或纯液体不能出现在平衡常数表达式中；
（2）改变固体或纯液体的量不能使化学平衡移动；
（3）化学平衡常数只与温度有关，与浓度无关。
【解析】选D。
反应达到平衡反应的前后压强之比为5∶4，同温同体积条件下，物质的量之比等于压强之比，即n（前）∶n（后）=5∶4，说明这是个气体体积减少的反应，结合4molA和2molB，平衡时生成1.6molC，分别讨论后只有C为固体或液体和D为气体满足条件，则该反应的化学平衡常数表达式是K＝
平衡时B的平衡转化率是40％;增大该体系的压强，平衡向右移动，由于温度没变，化学平衡常数不变；由于C为固体或液体,增加C对平衡没影响，B的平衡转化率不变。
8.【解析】
（1）根据提供的信息，1mol甲烷完全燃烧生成液态水放出890.31kJ的热量，因此其热化学方程式为
CH4（g）＋2O2（g）====CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－890.31kJ·mol-1。
（2）设提供的三个反应分别为①、②、③，根据盖斯定律，由①－②－③得C（s）＋H2O（g）====CO（g）＋H2（g），因此该反应的ΔH＝－437.3kJ·mol-1－
（－285.8kJ·mol-1）－（－283.0kJ·mol-1）＝＋131.5kJ·mol-1。
答案：
（1）CH4（g）＋2O2（g）====CO2（g）＋2H2O（l）ΔH＝－890.31kJ·mol-1
（2）＋131.5
9.【解析】
（一）围绕“铝与盐酸反应速率更快”，对照已知原因，容易推出其他原因①②。
（二）在原因Ⅲ中，Cl－对反应有促进作用，则实验①速率更快；
对反应有阻碍作用，则实验②速率应减慢。
（三）1.能达到20.00mL精确度的仪器为滴定管，盛装硫酸用酸式滴定管。
20%的硫酸的物质的量浓度为
c（H2SO4）＝
＝2.5mol·L-1，
c（H＋）＝5.0mol·L-1，根据稀释前后n（H＋）不变，求得稀硫酸的体积为100mL。
配制100mL稀硫酸，还要用到100mL容量瓶、玻璃棒。
2．速率可用单位时间内某物质的物质的量浓度的改变来表示，所以比较速率应测时间和某一反应物或生成物的改变量。
答案：
①Cl－对反应没有影响，而
对反应具有阻碍作用
②Cl－、
均对反应具有阻碍作用，但Cl－影响更小（或
影响更大）
③反应速率加快
④反应速率减慢
⑤酸式滴定管
⑥100mL
⑦100mL容量瓶、玻璃棒
⑧消耗完相同质量的铝片需要的时间（或相同的时间内消耗铝片的质量或相同的时间里收集到氢气的体积或收集相同体积的氢气所消耗的时间）（其他答案合理均可）
10.【解析】
（1）该反应的化学方程式为N2O4（g）
2NO2（g），其平衡常数表达式为K＝
由表中数据可求得c1＝0.070，c2＝0.100，c1＜c2，反应至60s时已达到化学平衡状态，因此c3＝c4。
（3）由表中信息得从反应开始至达到化学平衡时NO2的反应速率为
＝0.002mol·L-1·s-1，v（N2O4）＝v（NO2）/2＝0.001mol·L-1·s-1。
（4）增大容器的容积不管平衡如何移动，反应物和生成物的浓度均减小，A错误；平衡后再充入一定量的N2O4，平衡正向移动，NO2的浓度增大，B正确；分离出一定量的NO2，虽然平衡正向移动，但NO2气体的浓度减小，C错误；在容器容积不变的情况下再充入稀有气体He，反应物和生成物的浓度均不变，化学平衡不移动，NO2气体的浓度不变，D错误。
（5）在题设条件下反应N2O4（g）
2NO2（g）的平衡常数K＝
＝0.36，现充入NO2气体0.080mol，相当于0.040molN2O4，设达平衡时转化了
xmol·L-1的N2O4，则有K＝
＝0.36，解得x＝0.030，即达到平衡时混合气体中有0.060molNO2和0.010molN2O4，即NO2的转化率为25%。
答案：
（1）K＝
＜＝
（2）
（3）0.001（4）B（5）25%
【方法技巧】构造法分析化学平衡问题
当讨论浓度改变引起新旧平衡中物质含量分数及转化率等变化的问题，宜采用“构造法”。
其要点是先构造一个与原平衡等效的平衡态，并以此为中介经适当处理后再进行比较讨论。
例：
一真空密闭容器中盛有1molPCl5，加热到210℃时发生反应PCl5
PCl3+Cl2。
反应达平衡时，PCl5所占体积分数为M%，若在同一温度和同一容器中最初投入的是2molPCl5，反应达到平衡时PCl5所占的体积分数为N%，分析M、N的关系时，就可用构造法，图示如下：
11.【解题指南】解答该题应注意以下2点：
（1）根据热化学方程式判断K值随温度变化及利用K值判断反应进行的方向。
（2）第
（2）小题中要注意达到平衡的时间是10min。
【解析】
（1）①因为炼铁反应为吸热反应，升高温度，平衡常数增大。
②FeO（s）＋CO（g）
Fe（s）＋CO2（g）在1100℃时的平衡常数为0.263，此时Qc=c（CO2）/c（CO）=0.025mol·L－1/0.1mol·L－1=0.25<0.263，说明反应没有达到平衡，反应向右进行。
（2）①根据反应过程中CO2的浓度变化可知，从反应开始到达到平衡，CO2的浓度变化为0.75mol·L－1，所以H2的浓度变化为3×0.75mol·L－1=2.25mol·L－1，H2的反应速率为2.25mol·L－1/10min=0.225mol·L－1·min－1。
②使
增大，需要使平衡向正反应方向移动，升高温度，平衡向逆反应方向移动，A错；再充入H2，CH3OH的浓度增大，CO2浓度减小，比值增大，B对；再充入CO2，CO2的转化率减小，CO2浓度增大，CH3OH浓度虽然增大，但是不如CO2浓度增大得多，比值减小，C错；将H2O（g）从体系中分离出来，平衡向右移动，CH3OH浓度增大，CO2浓度减小，比值增大，D对；充入He对平衡无影响，比值不变，E错。
答案：
（1）①增大
②右因为c（CO2）/c（CO）=0.25＜0.263
（2）①0.225mol·L-1·min-1②B、D
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