C．若平衡时保持温度不变，改变容器体积平衡不移动
D．T1℃，起始时甲容器中充入0.5molA、1.5molB，平衡时A的转化率为25%
答案 C
解析 A项，10min内甲容器中反应的平均速率v（A）＝
＝
＝0.05mol·L－1·min－1；B项，甲、乙两容器的起始量相同，而乙先达到平衡，故T1＜T2，结合图示知升高温度达到平衡时产物C的浓度降低，则该反应为放热反应；C项，由乙和丙压强不同，而A的转化率相同，可知该反应气体分子数不变，即1＋x＝2，从而x＝1，反应前后气体的物质的量不变，改变容器体积平衡不移动；D项，结合C项分析知方程式中x＝1，结合平衡常数，利用“三段式”可知T1℃，起始时甲容器中充入0.5molA、1.5molB，平衡时仍生成0.75molC，需消耗0.375molA，则平衡时A的转化率为0.375mol÷0.5mol×100%＝75%。
12．CH4和N2在一定条件下能直接生成氨：
3CH4（g）＋2N2（g）
3C（s）＋4NH3（g） ΔH＞0,700℃时，
与CH4的平衡转化率的关系如图所示。
下列判断正确的是（ ）
A.
越大，CH4的转化率越高
B.
不变时，升温，NH3的体积分数会减小
C．b点对应的平衡常数比a点的大
D．a点对应的NH3的体积分数约为13%
答案 D
解析 A项，其他条件不变时，提高CH4的浓度，N2的转化率变大，CH4的转化率变小，错误；B项，其他条件不变时，温度升高，平衡正向移动，即NH3的体积分数变大，错误；C项，温度不变，化学平衡常数不变，错误；D项，若CH4的起始物质的量为0.75mol，则n（N2）＝1mol，达平衡时：
n（CH4）＝0.75mol×（1－22%）＝0.585mol，n（N2）＝1mol－0.75mol×22%×
＝0.89mol，n（NH3）＝0.75mol×22%×
＝0.22mol，所以NH3的体积分数为
×100%＝13%，正确。
13．[2017·北京东城期末]“C1化学”是指以碳单质或分子中含1个碳原子的物质（如CO、CO2、CH4、CH3OH等）为原料合成工业产品的化学工艺，对开发新能源和控制环境污染有重要意义。
（1）一定温度下，在两个容积均为2L的密闭容器中，分别发生反应：
CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g） ΔH＝－49.0kJ/mol。
相关数据如下：
容器
甲
乙
反应物投入量
1molCO2（g）和
3molH2（g）
1molCH3OH（g）
和1molH2O（g）
平衡时c（CH3OH）
c1
c2
平衡时能量变化
放出29.4kJ
吸收akJ
请回答：
①c1________（填“＞”“＜”或“＝”）c2；a＝________；
②若甲中反应10s时达到平衡，则用CO2来表示甲中反应从开始到平衡过程中的平均反应速率是____________mol/（L·s）。
（2）压强为p1时，向体积为1L的密闭容器中充入bmolCO和2bmolH2，发生反应CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）。
平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图所示。
请回答：
①该反应属于________（填“吸”或“放”）热反应；p1________（“填”“＞”“＜”或“＝”）p2。
②100℃时，该反应的平衡常数K＝________（用含b的代数式表示）。
（3）治理汽车尾气的反应是2NO（g）＋2CO（g）2CO2（g）＋N2（g） ΔH＜0。
在恒温恒容的密闭容器中通入n（NO）∶n（CO）＝1∶2的混合气体，发生上述反应。
下列图象正确且能说明反应在进行到t1时刻一定达到平衡状态的是________（选填字母）。
答案
（1）①＝ 19.6 ②0.03
（2）①放 ＜ ②
（3）cd
解析
（1）①通过“一边倒”计算，甲和乙是等效平衡，所以c1＝c2；②由放出的热量可知CO2的转化率为29.4÷49.0×100%＝60%，所以v（CO2）＝
＝0.03mol/（L·s）。
（2）①由图象知：
其他条件不变时，温度越高，CO的转化率越低，即平衡逆向移动，所以正反应是放热反应。
正反应是气体分子数之和变小的反应，所以当其他条件不变时，压强越大，CO的转化率越高，即p2＞p1。
②由图象可求算出平衡时：
c（CO）＝0.5bmol/L，c（H2）＝bmol/L，c（CH3OH）＝0.5bmol/L，所以化学平衡常数K＝
＝
。
（3）该反应在恒温条件下进行，所以平衡常数一直保持不变，不能说明该反应达到平衡状态；t1时刻后CO2的物质的量还在增加，则t1时刻该反应未达平衡状态；虽然NO和CO的化学计量数相同，但起始投入量不同，所以当两者的物质的量之比一定时说明反应已到达平衡状态；t1时刻后转化率一直保持不变，说明反应已达到平衡状态。
14．已知600℃时，在2L密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合发生反应：
2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH＝－197kJ·mol－1，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示。
（1）反应开始到20min时，用SO3表示的反应平均速率为_______。
（2）10min、15min、20min曲线均出现拐点，10min时曲线变化的原因可能是________（填选项标号）；20min时曲线发生变化是因为________（填选项标号）。
A．升高温度B．降低压强
C．加入氧气D．加入SO3
E．加入催化剂
（3）下列描述能说明该反应达到平衡状态的是________。
A．混合气体的总质量不随时间的变化而变化
B．SO2的转化率达到最大，且保持不变
C．化学反应速率v（O2）＝v（SO3）
D．保持温度和容积不变，混合气体的总压强不随时间的变化而变化
答案
（1）0.001mol·L－1·min－1
（2）AE C （3）BD
解析
（1）v（SO3）＝
＝0.001mol·L－1·min－1。
（2）由图象可知，第10min到第15min反应速率较前10min增大，但各物质的物质的量通过一边倒计算都不变，所以选择AE；反应从第20min开始，平衡正向移动，而O2的物质的量却瞬间增加，所以选C。
（3）A项，物质质量守恒，总质量始终不变，错误；B项，转化率不变说明达到平衡状态，正确；C项，没有指明正逆，无法判断，且O2与SO3的反应速率比非1∶1，错误；D项，该反应是前后气体分子数之和不等的反应，正确。
15．CO2是引起“温室效应”的主要物质，节能减排，高效利用化石能源，控制CO2排放，探索CO2的循环利用是保护环境、促进经济可持续发展的重要举措。
（1）在一定温度下，向2L固定容积的密闭容器中通入2molCO2,3molH2，发生反应为CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g） ΔH＝－490kJ/mol
测得CO2（g）和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示。
能说明该反应已达到平衡状态的是________（填序号）；
A．CO2（g）体积分数在混合气体中保持不变
B．单位时间内有1.2molH—H断裂，同时有0.8molO—H键生成
C．混合气体的密度不随时间变化
D．当体系中c（H2O）∶c（CH3OH）＝1∶1，且保持不变
（2）下列措施能使
增大的是________（填序号）；
A．升高温度
B．恒温恒容充入He（g）
C．使H2O（g）变成H2O（l）
D．恒温恒容下，再充入2molCO2,3molH2
（3）计算该温度下此反应的平衡常数K＝________；若使K＝1应采取的措施是________（填序号）。
A．增大压强B．恒压加入一定量H2
C．恒容通入CO2D．降低温度
E．升高温度
答案
（1）A
（2）CD （3）0.20
D
解析
（1）A项，CO2体积分数不变一定是平衡标志；B项，所述化学键断裂与生成都指正向，不能反映出正逆反应速率相等，所以不能作为平衡标志；C项，反应过程中密度一直不变，所以密度不变不能作为该反应达到平衡的标志；D项，反应过程中两生成物浓度比一直为1∶1，不能作为平衡标志。
（2）A项，由于该反应放热，升高温度平衡逆向移动，比值变小；B项，恒温、恒容充入稀有气体，平衡不移动，比值不变化；C项，使水变成液态，平衡正向移动，比值变大；D项，再按原比例投料，相当于增大压强，反应更有利于正向进行，所以平衡时比值变大。
（3）根据图中数据，可分析出平衡时c（CO2）＝0.75mol/L，c（H2）＝0.75mol/L，c（CH3OH）＝0.25mol/L，c（H2O）＝0.25mol/L，则可求出平衡常数K＝16/81；使K＝1即增大平衡常数，只能改变温度，该反应是放热反应，所以降温平衡常数会变大，故选D项。
16．[2017·甘肃模拟]氮的固定是指将氮元素由游离态转化为化合态的过程。
据报道，常温、常压、光照条件下，N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应，生成的主要产物为NH3，相应的热化学方程式为2N2（g）＋6H2O（l）4NH3（g）＋3O2（g） ΔH＝＋1530.0kJ·mol－1。
目前工业合成氨的原理是N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH＝－93.0kJ·mol－1。
回答下列问题：
（1）写出表示氢气燃烧的热化学方程式：
_____________________________________________________。
（2）在恒温恒容密闭容器中进行的工业合成氨反应，下列能表示达到平衡状态的是________（填序号）。
A．混合气体的压强不再发生变化
B．混合气体的平均相对分子质量不再发生变化
C．三种物质的浓度比恰好等于化学方程式中各物质的化学计量数之比
D．单位时间内断开3a个H—H键的同时形成6a个N—H键
E．反应容器中N2、NH3的物质的量的比值不再发生变化
（3）在一定温度下，向容积不变（始终为10L）的密闭容器中加入2molN2、8molH2及固体催化剂。
10min后反应达到平衡状态，容器内气体压强变为起始的80%，10min内用氮气的浓度表示的化学反应速率为________，平衡时氮气的转化率为________。
则该温度下反应的平衡常数K＝________（计算结果可用分数表示）。
（4）原料气H2可通过反应CH4（g）＋H2O（g）CO（g）＋3H2（g）获取，已知该反应中，当初始混合气中的
恒定时，温度、压强对平衡混合气CH4含量的影响如图所示：
①图中，两条曲线表示压强的关系是：
p1________（填“＞”“＝”或“＜”）p2。
②该反应为________（填“吸热”或“放热”）反应。
答案
（1）H2（g）＋
O2（g）===H2O（l） ΔH＝－286.0kJ·mol－1
（2）ABE （3）0.01mol·L－1·min－1 50% 3.2（或16/5） （4）①＜ ②吸热
解析
（1）设氮气与水的反应为①，工业合成氨的反应为②，由盖斯定律知
即可得氢气燃烧的热化学方程式。
（2）工业合成氨反应为反应前后气体体积变化的反应，如果不是平衡状态体系压强会改变，A项正确；
＝
，如果不是平衡状态，气体的物质的量会变化，B项正确；三种物质的浓度之比是否等于化学计量数之比与化学平衡无关，C项错误；断开H—H键与形成N—H键均代表正反应速率，D项错误；氮气和氨气的物质的量的比值不变时，达到化学平衡，E项正确。
（3） N2 ＋ 3H2 2NH3
起始浓度/（mol·L－1） 0.2 0.8 0
转化量/（mol·L－1） x 3x 2x
平衡浓度/（mol·L－1） 0.2－x 0.8－3x 2x
由题意得，
＝
＝80%
解得x＝0.1，
v（N2）＝
＝
＝0.01mol·L－1·min－1；
α（N2）＝
×100%＝50%；
K＝
＝
＝3.2。
（4）①由图象知当温度相同时p1→p2甲烷的平衡含量增大，平衡逆向移动，改变的条件应为增大压强，所以p1＜p2；②压强相同时，温度升高，甲烷的平衡浓度减小，平衡正向移动，所以正反应为吸热反应。
17．工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇：
CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g） ΔH
（1）判断反应达到平衡状态的依据是________（填序号）。
A．生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
B．混合气体的密度不变
C．混合气体的平均相对分子质量不变
D．CH3OH、CO、H
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