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第2讲 化学反应的方向和化学平衡1.关于化学反应的自发性的叙述中正确的是（）A.始变小于0而嫡变大于0的反应肯定是自发的B.烙变和嫡变都小于0的反应肯定是自发的C.烙变和嫡变都大于0的反应肯定是自发的D.嫡变小于0而始变大于0的反应肯定是自发的【解析】A中公H-T AS、于0,反应一定能自发进行 口中4斗丁&8±于0,反应一定不能自发 进彳T;B、计，提供一定的条件，反应有可能自发进行。【答案】A2 . COCl2（g）CO（g）十Cl2（g）AH>0o当反应达到平衡时,下列措施：升温恒容通入惰性气体 增加 CO浓度减压 加催化剂恒压通入惰性气体，能提高COCl 2转化率的是（）A.B.C.D.【解析】要提高COC12的转化率，必须使平衡向正反应方向移动，在题目所名条件中，只有升温、减压、恒压下通入惰性气体能使平衡向正反应方向移动臼项 正确。【答案】B3 .已知：2M（g） N（g）H H<0o现将MF口 N的混合气体通入体积为1 L的恒温密闭容器中，反应体系中物质浓度随时间变化关系如下图所示。下列说法正确的是（）j i d mol - L0 5 10 1520 25的 35 4n /minA.a、b、c、d四个点中处于平衡状态的点是 a、bB.反应进行至25 min时，曲线发生变化的原因是加入了0.4 mol NC.若40 min后出现如图所示变化，则可能是加入了某种催化剂D.若调节温度使35 min时体系内N的百分含量与15 min时相等，应升高温度【解析】a、b、c、d四个点中只有b、d所在曲线浓度保持不变，处于平衡状态,A错；根据0 10 min浓度变化，反应从逆方向开始 ，起始浓度为0.6 mol，L的曲线为N,起始时为0.2 mol L，的曲线为比 25 口i匚 时,N浓度不变 川浓度增加0.4 mol,B错；力。陪口 后,M、N 的浓度均发生变化，不可能是加入催化剂，C错;35 min时NW百分含量（7尸。%于15 m 时N的百分含量（晨°磊）100%,要使两处N的百分含量相等，则平衡向生成 M勺方向移动，即向吸 热方向移动，应该升高温度,D对。【答案】D4.据报道，在300 C、70 MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。 2CO2（g）+6H2（g）±CH3CH2OH（g）+3H2O（g）。下列叙述错误的是（）A.使用CuZnFd崔化剂可大大提高生产效率B.反应需在300 C进行可推测该反应是吸热反应C.充入大量CO2气体可提高H2的转化率D.从平衡混合气体中分离出CH 3CH 20H和H 2O可提高CO2和H 2的利用率【解析】催化剂能提高化学反应速率 ，加快反应进程，也就是提高了生产效率,A反应需在 300 C进行是为了获得较快的反应速率，不能说明反应是吸热反应还是放热反应，B错；充入大量CO2气体，能使平衡正向移动，提高H2的转化率,CXt从平衡混合物中及时分离出产物，使平衡正向移动,可提高CO2和H 2的转化率，D对。【答案】B5.(2011上海化学，25)自然界的矿物、岩石的成因和变化受到许多条件的影响。地壳内每加深1 km,压强增大约到30 000 kPa。在地壳内SiO2和H讨在以下平衡：SiO2(s) 4HF(g)SiF4(g) 2H2O(g) .：H=-148.9 kJ mol根据题意完成下列填空：(1)在地壳深处容易有 气体逸出，在地壳浅处容易有 沉积。(2)如果上述反应的平衡常数 K直变大，该反应 ( 选填编号)。a. 一定向正反应方向移动b.在平衡移动时正反应速率先增大后减小c. 一定向逆反应方向移动d.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大(3)如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达到平衡时，( 选填编号)。a.2 v 正(HF尸 v 逆(H2O)b.v (H2O) =2 v(SiF4) c. SiO2的质量保持不变d.反应物不再转化为生成物(4)若反应的容器容积为 2.0 L,反应时间8.0 min,容器内气体的密度增大了0.12 g .在这段时间内H用勺平均反应速率为。【解析】(1)因为在地壳内存在平衡SiO2(s)+4HF(g)= SiF4(g)+2H2O(g).故在地壳深处容易有SiF,、H2O气体逸出；而SiO2难溶，可在地壳浅处沉积。(2)因平衡常数只与 温度有关，而现平衡常数K 值增大，说明是对反应体系降低温度，故平衡向正反应方向移动，在移动过程中逆反应速率先减小后增大，即选ado (3)如果上述反应在体积不变的密闭容器中进行，因速率之比等于计量系数之比，故a项不正确,b项正确；二氧化硅的质量保持不变，说明反应已达平衡，c项正确；可逆反应达平衡时为动态平衡，d项错误.即选bc 0SiO2(s)+4HF(g)=i SiF,lg) + 2H?O(g) .反应前后的气体质量差为 60,而现在2 L容器中密度增大了 0.12 g L.故增加质量为0.24 g,可知反应的HF质量为0.32 g,故HF 的反应速率为 U.UUI m mol LJ min 1【答案】(1)SiF4、H2OSiO2(2)ad(3)bc11(4)0.001 0mol L min课后作业夯基(时间:45分钟，满分:100分)一、单项选择题(本题包括5小题，每小题3分，共15分,每小题只有一个选项符合题目要求)1.已知碳酸钙的分解 CaCO3(s) =CaO(s) +CO2(g)仅在高温下自发；氯酸钾的分解 2KClO3(s) 一 2K仁；可能正确的是()A.-178.32 kJ mol "B. 178.32 kJ mol “C. ： HLj = -178 .32 kJ mol 1D. ： Hj = 178.32 kJ mol 1302(g)在任何温度下都自发一 一 . 1l H2 = -78.3 kJ mol：H2 = -78.3 kJ mol1:H2 = 78.3 kJ mol 1:H2 = 78.3 kJ mol1卜面有几组始变数据，其中【解析】 两个反应都是嫡增加的反应，即 S>0,反应任何温度时都自发进行，即 H-T S<0,则 H<0;反应只有高温时 H-T S<0,反应才能自发进行 ，而 S>0,根据H-T S知.： H>0【答案】B2.下列关于平衡常数的说法中，正确的是（）A.在平衡常数表达式中，反应物浓度用起始浓度，生成物浓度用平衡浓度B.在任何条件下，平衡常数是一个恒定值C.平衡常数的大小不仅与温度有关，还与浓度、压强、催化剂等有关D.从平衡常数的大小可以推断一个反应进行的程度【解析】在给定化学方程式的情况下，化学平衡常数只与温度有关，与浓度、压强、催化剂 等无关，它表示化学反应进行的程度大小 （即反应限度）；平衡常数表达式中，反应物浓度和生 成物浓度均用平衡浓度。【答案】D3 .反应烈。-洌（占）cP（g）+dQ（g）达到平衡时，M的体积分数y（M）与反应条件的关系如图所示。其中z表示反应开始时N的物质白量与 M勺物质的量之比。下列说法正确的是（）650700 750 S00 850 900650700 750 S00 850 900 温用/T 2d MPa平衡时M勺体积分数与反应条件的关系图A.同温同压同z时，加入催化剂，平衡时Q勺体积分数增加B.同压同z时,升高温度,平衡时Q勺体积分数增加C.同温同z时，增加压强,平衡时Q勺体积分数增加D.同温同压时，增加z,平衡时Q勺体积分数增加【解析】催化剂只能改变反应速率，不会使平衡移动，A项错误；由图像（1）知随着温度的升高,M的体积分数降低，说明正反应吸热，所以温度升高平衡正向移动4的体积分数增加 臼项正确；对比（1）（2）可以看出相同温度条件，压强增大、M勺体积分数增大，所以正反应是气体体 积增大的反应，增大压强，Q的体积分数减小，C项错误；同温同压时，增加z相当于增大NW物质 的量，平衡右移，但Q勺体积分数不一定增大（如无限制地加入N,最后Q勺体积分数很小）,D项 错误。【答案】B4 .（2011安徽理综，9）电镀废液中Cr2072F通过下列反应转化成铭黄（PbCrO4）：CrzOaq） 2Pb2 （aq） Hz。）'-L 2PbCrO4（s） 2H （aq）该反应达平衡后，改变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是（）A温度 C【解析】由题意知该反应是一个正反应放热的可逆反应，升高温度平衡向吸热的逆反应方向移动,依据平衡常数的表达式 K= Cpb2于.可知K应该减小，A正确；pH增大溶液碱性增强 tt2会中和溶放中H+.降低生成物浓度，平衡向正反应方向移动。2。7 一的转化率会增大，B不正确；温度升高，正、逆反应速率都增大，C错误；增大反应物Pb2 +的浓度，平衡向正反应方向移2动C2O7的物质的量会减小，d不正确。【答案】A5 .(2011 北 京 理 综 ，12) 已 知 反 应：2CH3cOCH3(l)催北书lL0.(川 050 100 150 200 250 500-minch 3cOCH 2cOH (CH 3)2(l)。取等量 CH 3cOCH 3 .分别在 0 C和 20 C下，测得 其转化分数随时间变化的关系曲线(Y-t)如下图所示。下列说法正确的是()A.b代表0 c下CH 3COCH 3的丫1曲线B.反应进行到20 min末CH 3COCH 3的券名>1C.升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率D.从丫=0Y=0.113CH3COCH 2COH (CH 3)2 的 ) =1【解析】温度高反应速率就快，到达平衡所需的时间就短，由图像可以看出曲线b首先到达平 衡，所以曲线b表示的是20 C时的Yt曲线,A不正确；根据图像，温度越高.CH3COCH 3转化的 越少，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，即正反应是放热反应,C不正确；当反应进行到2。|in时，从图像中可以看出b曲线对应的转化分数高于 a曲线对应的转化分数，这说明b曲线即20 C时对应的反应速率快，所以培祥 < 1 E不正确；根据图像可以看出，当反应进行V(20 C)到66 min时，a、b曲线对应的转化分数均相同，都是0.113,这说明此时生成的CH3COCH 2COH (CH3)2 一样多，所以从丫=0到丫=0.113, CH3COCH2COH(CH3)2 的悬号=1，即选项D正确。13二、不定项选择题(本题包括5小题，每小题7分，共35分，每小题有一个或两个选项符合题目要 求)6.已知在一定条件下 2SQ(g) +O2(g)12SO3(g) AH=-Q kJ mol 。向一密闭容器中加入2 mol SQ和1 mol O2 .达平衡时SO2的转化率为90%,放出的热量为Q1；向另一相同容器中加入2 mol SO3 I在相同条件下，达平衡时吸收的热量为 Q2 .则下列关系中正确的是()A. QQiQC. QiQQB. QiD. QiQ2Q=Q2Q【解析】两平衡等效。2SO2(g) 02(g) L 2SOh(g),j二 H=-Q kJ mol起始：2 mol 1mol0变化：1.8 mol0.9 mol1.8 mol平衡：0.2 mol0.1 mol1.8 molQ1 = 0 .9Q2SQ(g)2SQ(g) +。2( g)起始：2 mol00平衡：1.8 mol0.2 mol0.1 mol变化：0.2 mol0.2 mol0.1 mol所以 Q2 =0.1Q所以 Q >Q1 >Q21：H=+Q kJ mol-pC(g)+qD(g). H<0。下列结论中不正确的是 ()B的物质的量之比为m： na mol的B,达到新平衡时，气体的总物，总体积一定比原来的1/2要小A项假若没有平衡移动存在，体积8.在容积固定的密闭容器中，存在如下反应:究小组研究了其他条件不变时, 列关系图：改变某一条件,A(g)+3B (g) k=对上述反应的影响,土 2c (g)AH<0,某研并根据实验数据作出下乙甲混气总【答案】A7 .对于平衡体系mA(g)+nB(g)A.若温度不变，将容器的体积缩小到原来的一半，此时A勺浓度为原来的2.1倍，则m+n<p+q8 .若平衡时，A、B的转化率相等，说明反应开始时，A、C.若m+n=p+q,则往含有a mol气体的平衡体系中再加入 质的量等于反D.若温度不变时，压强增大到原来的2倍,达到新平衡时 【解析】本题主要考查化学平衡的移动规律及影响结果。缩小到原来的一半，此时A的浓度为原来的2.0倍，而现在A为原来的2.1倍，这说明加压导致平 衡左移(气体分子数减少)了,A正确。B项当且仅当各反应物配料之比等于化学计量数之比时，其转化率才相等。C®由于m+n=p+q,总物质的量与是否平衡无关。D项以偏概全，若m+n=p+q时，体积则恰好为原来的1/2。【答案】D()«01 时间口时间1n时间卜列判断一定错误的是()A.图I研究的是不同催化剂对反应的影响，且乙使用的催化剂效率较高B.图n研究的是压强对反应的影响，且甲的压强较高C.图n研究的是温度对反应的影响，且甲的温度较高D.图出研究的是不同催化剂对反应的影响，且甲使用的催化剂效率较高【解析】本题考查平衡移动原理，结合图像的具体应用, 内涵与外延，理解图像的含义，包括纵坐标和横坐标、解题的关键是理解平衡移动原理的曲线的走向及变化趋势、终点等。催化剂只改变反应的速率，影响达到平衡的时间，而不能使平衡移动，故 对。再观察反应的特点， 正反应方向气体分子数减小且为放热反应，故增大压强,移动，B的转化率增大；升高温度，平衡逆向移动,B的转化率降低，故B昔,起点、拐点、A错，D平衡正向 CM。K1 ： K2B.反应 A(g)+2B(g)C(g)的 H H>0【答案】AB-C(g)分别在三种不同9.(2012江苏镇江高三一模，14)在密闭容器中，反应A(g)+2B(g)实验条件下进行，它们的起始浓度均为c(A)=0.100 mol L.c(B)=0.200mol ，1c(C)=0 mol，L。反应物A的浓度随时间的变化如图所不。下列说法正确的是()A.若反应、的平衡常数分别为K1、K2，则1mol LC.实验平衡时B的转化率为60%D.减小反应的压强，可以使平衡时c(A)=0.060【解析】 因为、的起始浓度相同、 平衡浓度相同，所以反应应是在有催化剂的条件下 进行的，此时K1 = K2, A不正确；与相比，A的变化量大，说明平衡正向移动，此时的反应 条件只能为升温，由此可见，正反应为吸热反应，B正确；从图中可以看出，A的浓度变化量为 0.04 mol L，.则B的浓度变化量为0.08 mol L，B的转化率为40%,5正确；减小压强，平 衡向左移动，但各物质的浓度都比原来小,D不正确。【答案】B10.某密闭容器中进行下列反应 量与生成物的物质的量相等()A.1 :二 n(Xr :二 3B 攻2.4 - n(Y) - 3C 3 ：- nX- ：- 43 - n(Y)：X(g)+2Y(g)=2Z(g),若要使平衡时反应物的总物质的，且用X、Y乍反应物，则又Y的初始物质的量之比的范围应满足,所以应用极值法求解。即X(g)+2Y(g)12Z(g)起始里(mol)mn0变化量(mol)x2x2x平衡量(mol)m-x由题意得：m-x+n-2x=2xn-2x2x【解析】 因为是求二者的起始量之比D nX- ：- 3.4 " n(Y) " 2m+n=5x极值法分析：当X完全转化为Z时,m-x=0,I <焉；当Y完全转化时，n-2x =0.， <3。【答案】D三、非选择题（本题包括4小题，共50分）II .（10分）为妥善处理生产企业的副产物CCl4 .以减少其对臭氧层的破坏。化学家研究在催化条彳下，通过下列反应，使CCl4转化为重要的化工原料氯仿（CHCI3）。CCI4 H2 -CHCI3 HCl此反应伴随有副反应，会生成 CH2CI2、CH3CI和CH4等。已知 CCI4的沸点为77 CCHCl3的沸点为61.2 C。（1）在密闭容器中，该反应达到平衡后，测得如下数据（假设不考虑副反应）。实验序号温度/初始CCL浓度， mol L 1初始H士浓度/moi * L ：CCL的平 衡转比率1100.81.2A2no1150%30011此反应的化学平衡常数表达式为 , 在110 c时 平衡常数为 。实验1中CCl4的转化率A 50%（ 填"大于” “小于”或“等于" ）。实验2中,10 h后达到平衡 旧2的平均反应速率为 。在此实验的平衡体系中，再加入0.5 mol CCI4和1.0 mol HCl,平衡将向 方向移动。实验3中,B的值（选填序号）。A.等于50%B.大于50%C.小于50%D.从本题资料，无法判断（2）120 C时，在相同容积的密闭容器中，分别进行H2的初始浓度为2 mol 和4 mol L，的实验，测得反应消耗CCI4的百分率（x%）和生成物中CHC%的百分含量（y%）随时 间 的变化关系如下图所示（图中实线是消耗 CCl4的百分率变化曲线，虚线是产物中CHCI3的百分含量变化曲线）。在图中的四条线中1，表小H2起始浓度为2 mol L实验的消耗CCl4的百分率变化曲线是（选填序号）。.1/ c(CHCl 3 ) c(HCl):K 二 c(CCl 4)c(H 2) 0氢气的起始浓度为 mol L"时，有利于提高 CCl4的平衡转化率。你判断的依据【解析】（1）根据平衡常数定义，得出该反应的化学平衡常数表达式为计算在110 c时平衡常数为K=今就 =1。根据CCl4 + H2CHC13HCl初始 / mol L，: 0.81.200转化 / mol L，: x x x x平衡/ mol L,：0.8-x1.2-x x x根据K=1计算得：A的转化率为60%,大于50%由反应速率公式计算得出v(H2)=9喘上=0.05 mol L,，h,。当再加入0.5 mol CC和1.0 mol HCl,此时的浓度商大于平衡常数 ，平衡将向逆反应方向移动。由于不知该反应的 侬化，故不能判断B的值。1(2)由于H2的浓度越大 .CCl4的消耗百分率越大，推出H 2起始浓度为4 mol L和21._ _- 一 .1. _ _mol L时实验中CCl4的消耗曲线分别为和。分析图像可见.H2为4 mol，L时CCl4转化率较高。【答案】大于(1) (D K =c(CHCl 3) c(HCl)c(CCl 4)c(H 2)0.05 mol L，h逆反应D(2)4增大H 2的浓度可以提高 CCl 4的平衡转化率12.(12分)二甲醛是一种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物 (水煤气)合成二甲醛。 请回答下列问题：(1)煤的气化的主要化学反应方程式为：。(2)煤的气化过程中产生的有害气体H 2s用Na2CO3溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的化学方程式为：。(3)利用水煤气合成二甲醛的三步反应如下： 2H2(g) CO(g)'1 CH3OH (g) 二-90.8 kJ mol 2CH 30H (g) 1 CH3OCH3(g) H2O(g)： H=-23.5 kJ mol CO(g) H2O(g)'L CO2(g) H2(g)-41.3 kJ mol总反应 3H2(g) +3CO(g)CH30cH3(g)+CO2(g)的 AH= ; 一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO勺转化率，可以采取的措施是( 填字母代号)。 a.高温高压 b.加入催化剂 c.减少CO2的浓度d.增力口 CO勺浓度e.分离出二甲醍(4)已知反应2CH 30H (g)= CH3OCH3(g)十H2O(g)某温度下的平衡常数为 400。此温度下，在密闭容器中加入 CH 30H .反应到某时刻测得各组分的浓度如下：物质H.O浓度/mol，L-10.440,60.6比较此时正、逆反应速率的大小 ：v正 v 逆(填” > “ “< ”或”=")。若加入CH 30H后，经10 min反应达到平衡，此时c(CH 30H )该时间内反应速率(CH 30H ) =。【解析】(2)不会发生氧化还原反应，所以生成的两种酸式盐一定为NaHS NaHCO3;(3)根据盖斯定律，总反应式二m2+，所以 H=-90.8 kJ molJx2+(-23.5kJ mol ,) +(H1.3 kJ mol)=246 .4 kJ mol;因为此反应是放热反应，升高温度 平衡左移,a错误；催化剂对化学平衡无影响，b错误;c、e均可以使平衡右移，正确;d会使CO勺 转化率降低；c(CH 30cH 3) c(H 2O)06mol L40 6mol L工(4)c29H30H) = j"(044mol L彳<400.所以反应向正反应万向进仃 ，v(正)>v(逆);依 题表可知一开始加入 CH 30H的浓度=(0.44+0. 6x2) mol，L'= LM mol L_1 .依据 三步曲进行计算：2CH 30H -CH 30cH 3 H 2O始态(mol L)： 1.640终态(mol L)： 1.64-2xx反应(mol L)：2xx= 40011xmol L - xmol L 一(164_2x)mol L-2 -x=0.80xx1mol L . c (CH30H ) = (164-2 0 .8)mol L-=mol L：v(CH30H) =0mn= (J, 16 mol «L min)。 【答案】(1)C H20口 C0 h2(2)H2S Na2C03NaHS NaHC0 3(3)-246.4 kJ molce(4)0.04 mol L,0.16 mol (L min)13.(14分)(2011浙江理综，27)某研究小组在实验室探究氨基甲酸俊(NH2C00NH 4)分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。(1)将一定量纯净的氨基甲酸俊置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2C00NH4(s)=i2NH3(g)+C02(g)。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表温度(七|15.020.025.030.035.0平衡总压强(kPa)5.78+312,017. 124,0平衡气体总波度(XIO-3 mol L)工43.44.S6.89.4可以判断该分解反应已经达到化学平衡的是 。A.2v (NH3)=v(C02)B.密闭容器中总压强不变C.密闭容器中混合气体的密度不变D.密闭容器中氨气的体积分数不变根据表中数据，列式计算25.0 C时的分解平衡常数：。取一定量的氨基甲酸俊固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25 C下达到分解平衡。若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸俊固体的质量(填"增加" “减小”或“不变”)。氨基甲酸俊分解反应的始变 H 0(填">“ “< "或”=")，嫡变 S0(填” > “ “< ”或”=")。(2)已知：NH2C00NH4 +2H20NH 4HC03 + NH 3 H 20。该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸镂溶液测定水解反应速率，得到c(NH 2COO -)随时间的变化趋势如图所示。0 2 4 6 « JO 12 14 16 13 20 22 24 f/min计算25 c时，0 6 min氨基甲酸俊水解反应的平均速率：。根据图中信息，如何说明该水解反应速率随温度升高而增大：。【麻而一 A.不能表示正、逆反应速率相等；B.反应未达平衡则压强增大；C.恒容，反应未达平衡则密度增大；D.反应物是固体.NH 3的体积分数始终为2/3。需将25 c时平衡气体的总浓度转化为NH 3和CO2的平衡浓度；K可不带单位。加压，平衡逆向移动。据表中数据，升温，反应正向移动 公H>0,固体分解为气体，.：S>0。(2)v=? ="moL16mn9mo=0.05 mol Lmin；图中标与标的曲线相比能确认。【答案】(1)BC K=c2(NH3) c(CO2) = (2 c/3)2 i.c/3)- 1，64父101mol L)3 增加>(2)。.05 mol L，min25 C反应物的起始浓度较小，但0 6 min的平均反应速率(曲线的斜率)仍比15 C大14.(14分)(2011广东理综,31)利用光能和光催化剂，可将CO2n H2O(g)转化为CH4和。2。紫外光照射时，在不同彳t化剂(I、n、出)作用下.CH 4产量随光照时间的变化如图所7KoFH<J0 5 10 15 20 25 30 35光照时间，小时在0 30小时内 CH 4的平均生成速率v I、v和v皿从大到小的顺序为;反应开始后的12小时内，在第 种催化剂的作用下，收集的CH4(2)将所得CH4与HzO(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH4(g) + HzO(g) CO(g)+3H2(g)。该反应h=+206 kJ mol。画出反应过程中体系能量变化图(进行必要标注)。将等物质的量的 CH 4和H?O(g)充入1 L恒容密闭容器，某温度下反应达平衡，平衡常数 K=27，此时测得CO勺物质白量为0.10 mol,求CH4的平衡转化率(计算结果保留两位有效数字)。 已知：CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) A H=-802 kJ mol -写出由CO2生成CO勺热化学方程式 。【解析】(1)由图像可以看出，反应进行到30小时，在催化剂出条件下生成的甲烷最多，其次是催化剂n条件下，催化剂I条件下生成的甲烷最少。因此、v和丫皿从大到小的顺序为Vw AVAVi；同理由图像也可以看出，反应进行到12小时，在催化剂n条件下生成的甲烷最 多，因此在第n种催化剂的作用下 ，收集的CH4最多。(2)由热化学方程式可知，该反应是吸热反应，即反应物的总能量小于生成物的总能量，因此反应过程中体系的能量变化图为设CH4和 H2O(g)的物质的量均为x mol。根据方程式CH,(g) H?O(g)二 CO(g)+3H2(g)起始量(mol)x x00转化量(mol)0.100.100.10 0.30平衡量(mol) (x-0.10) (x-0.10)0.100.30因为容器体积是1 L,所以平衡常数K=g喂国=27 .解得x=0.11 。因此CH 4的平衡转化率为 040 100%=91%(3)由热 化学方 程式 CH,(g)+GO(g)CO(g)+3G(g) H=+206kJ mol 1 CH4(g) 2O2(g) CO2(g) 2H2O(g). ： H=-802 kJ mol1-得 CO2(g)+3H2O(g) =CO(g)+3H2(g)+2O2(g) H=+1 008 kJ mol 。【答案】v w>Vu>Vn(2)91%(3)CO2(g) 3H2O(g)CO(g) 3H2(g)202(g)： H=+1 008 kJ mol
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