Question

（1）在一定温度下的2 L固定容积的密闭容器中，通入2 mol CO₂和3 mol H₂，发生的反应为CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g） ΔH=-akJ·mol^-1（a>0），测得CO₂（g）和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图所示。

①能说明该反应已达平衡状态的是_____________（填编号）。

A．单位时间内每消耗1.2 mol H₂，同时生成0.4 mol H₂O

B．CO₂的体积分数在混合气体中保持不变

C．混合气体的平均相对分子质量不随时间的变化而变化

D．该体系中H₂O与CH₃OH的物质的量浓度之比为1∶1，且保持不变

②若要使K=1，则改变的条件可以是_____________（填选项）。

A增大压强  B减小压强  C升高温度   D降低温度  E加入催化剂

（2）有一种用CO₂生产甲醇燃料的方法。已知：

CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（l）  ΔH=-akJ·mol^-1；

CH₃OH（g）=CH₃OH（l）  ΔH=-bkJ·mol^-1；

2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O（l）  ΔH=-ckJ·mol^-1；

则表示CH₃OH（l）燃烧热的热化学方程式为                  。

（3）在恒容绝热（不与外界交换能量）条件下进行2A（g）+B（g）3C（g）+2D（s）反应，按下表数据投料，反应达到平衡状态，测得体系压强升高。

物质	A	B	C	D
起始投料/mol	2	1	3	0

该反应的平衡常数表达式为K=__________。升高温度，平衡常数将__________（填“增大”“减小”或“不变”）。

（4）为研究不同条件对反应2NO（g）+Cl₂（g）2ClNO（g） ΔH＜0的影响，在恒温下，向2 L恒容密闭容器中加入0.2 mol NO和0.1 mol Cl₂，10 min时反应达到平衡，测得NO的转化率为α₁；其他条件保持不变，反应在恒压条件下进行，达到平衡时NO的转化率为α₂，则α₁________α₂（填“大于”“小于”或“等于”）。

Answer

（1）①BC；②D；

（2）CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+3H2O（l）ΔH=-（3/2c-a-b）kJ·mol-1；

（3）K=c3（C）/〔c2（A）·c（B）〕；减小；（4）小于；

【解析】

试题分析：①未平衡时是个变量，现在不变说明已经达到平衡状态了。A．单位时间内每消耗1.2mol H2，向正方向，同时生成0.4mol H2O，也向正方向，不能反映正逆反应之间的关系，故A错误；B．未平衡CO2的体积分数是个变化的量，现在混合气体CO2的体积分数保持不变，说明已经平衡了，故B正确；C．未平衡时混合气体的平均相对分子质量是个变化的量，现在不随时间的变化而变化，说明已经达平衡状态，故C正确；D．反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比为1：1，且保持不变，不能说明各自的量不再随时间的变化而变化，故C错误；故选BC；

② CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）

初始（mol/L） 1 1.5 0 0

变化（mol/L） 0.25 0.75 0.25 0.25

平衡（mol/L） 0.75 0.75 0.25 0.25

所以 K==0.20，而平衡常数是温度的函数，只有通过改变温度来改变平衡常数，正反应量放热反应，降低温度，K值变大，变化为1，故答案为：D；

（2）①CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（l） ΔH=-akJ·mol-1；

②CH3OH（g）=CH3OH（l） ΔH=-bkJ·mol-1；

③2H2（g）+O2（g）=2H2O（l） ΔH=-ckJ·mol-1；

根据盖斯定律，将×③-①-②得：CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+3H2O（l）

ΔH=△H3-△H1-△H2=-（c-a-b）kJ·mol-1，故答案为：

CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+3H2O（l）ΔH=△H3-△H1-△H2=-（c-a-b）kJ·mol-1；

（3）D为固体，该反应的平衡常数表达式为K=；恒容压强与温度及其气体物质的量成正比，又由起始D的物质的量为0可知，反应2A（g）+B（g） 3C（g）+2D（s），向正反应进行建立平衡，而气体物质的量不变，但压强增大，则说明该反应为放热反应，温度升高导致气体的压强增大。由①的分析得出该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，故答案为：；减小；

（4）正反应为气体物质的量减小的反应，恒温恒容下条件下，到达平衡时压强比起始压强小，其他条件保持不变，反应在恒压条件下进行，等效为在恒温恒容下的平衡基础上增大压强，平衡正向移动，NO转化率增大，故转化率α2＞α1；故答案为：小于。

考点：考查了化学平衡的影响因素；化学平衡状态的判断；盖斯定律的应用的相关知识。