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    某温度下，在一固定容积的密闭容器中投入一定物质的量的N2与H2进行可逆反应：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）；在2min时达到平衡状态，此时c（N2）=5.00mol?L-1，c（H2）=10.00mol?L-1，c（NH3）=5.00mol?L-1．试求：
    （1）该温度下反应的平衡常数
    （2）H2的起始浓度
    （3）用N2表示该反应的平均反应速率
    （4）N2的转化率．
    分析：（1）将平衡浓度代入平衡常数表达式K=
    c2(NH3)
    c(N2)?c3(H2)
    计算；
    （2）根据氨气的浓度计算氢气浓度变化量，氢气平衡浓度+氢气浓度变化量=氢气起始浓度；
    （3）根据氨气的浓度计算氮气的浓度变化量，再根据c=
    △c
    △t
    计算v（N2）；
    （4）氮气的平衡浓度+氮气浓度变化量=氮气的起始浓度，氮气转化率=
    氮气浓度变化量
    氮气起始浓度
    ×100%．
    解答：解：在2min时达到平衡状态时c（N2）=5.00mol?L-1，c（H2）=10.00mol?L-1，c（NH3）=5.00mol?L-1．
    （1）平衡常数K=
    c2(NH3)
    c(N2)?c3(H2)
    =
    52
    5×103
    =0.005，
    答：该温度下反应的平衡常数为0.005．
    （2）根据方程式可知，氢气的浓度变化量=5mol/L×
    3
    2
    =7.5mol/L，故氢气的起始浓度=10mol/L+7.5mol/L=17.5mol/L，
    答：氢气起始浓度为17.5mol/L．
    （3）根据方程式可知，氮气的浓度变化量=5mol/L×
    1
    2
    =2.5mol/L，故v（N2）=
    2.5mol/L
    2min
    =1.25mol/（L．min），
    答：用N2表示该反应的平均反应速率为1.25mol/（L．min）．
    （4）氮气的起始浓度=5mol/L+2.5mol/L=7.5mol/L，故氮气转化率=
    2.5mol/L
    7.5mol/L
    ×100%=33.3%，
    答：氮气的转化率为33.3%．
    点评：本题考查化学平衡的有关计算、反应速率计算等，浓度不大，侧重对基础知识的考查与巩固．
    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    氮是地球上含量丰富的元素，氮及其化合物的研究在生产、生活中有着重要意义．
    （1）如图是1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，写出NO2和CO反应的热化学方程式
    NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol-1
    NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）△H=-234kJ?mol-1
    ．若在反应体系中加入催化剂使反应速率增大，则E1的变化是
    减小
    减小
    ，该反应的反应热△H
    不变
    不变
    （填“增大”“减小”或“不变”）．
    （2）已知：N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180kJ?mol-1
    2NO（g）+2CO（g）=N2（g）+2CO2（g）△H=-746kJ?mol-1
    则反应CO（g）+
    1
    2
    O2（g）=CO2（g）的△H=
    -283
    -283
    kJ?mol-1
    （3）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂（掺有少量Fe2O3的TiO2）表面与水发生下列反应：N2（g）+3H2O（l）=2NH3（g）+
    3
    2
    O2（g）△H=a kJ?mol-1
    为进一步研究NH3生成量与温度的关系，测得常压下达到平衡时部分实验数据如下表：
    T/K 303 313 323
    NH3生成量/（10-6mol） 4.8 5.9 6.0
    此合成反应中，a
    ＞
    ＞
    0；△s
    ＜
    ＜
    0，（填“＞”、“＜”或“=”）
    （4）在一固定容积为2L的密闭容器内加入2mol NH3和3mol O2，发生反应4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g），2min后达到平衡，生成1.2mol NO．则前2分钟的平均反应速率v（NH3）为
    0.3mol/（L?min），
    0.3mol/（L?min），
    ，平衡时O2的转化率为
    50%
    50%
    ，该反应平衡常数的表达式K=
    C4(NO)C6(H2O)
    C4(NH3)C5(O2)
    ，
    C4(NO)C6(H2O)
    C4(NH3)C5(O2)
    ，
    ．
    （5）某温度下，体积均为0.25L的两个恒容密闭容器中发生下列反应：N2（g）+3H2（g） 
    催化剂
    高温高压
    2NH3（g）△H=-92.4kJ?mol-1，实验测得反应起始时、达到平衡时的有关数据如下表所示：
    容器
    编号    		 起始时各物质的物质的量/mol 反应达平衡时的焓变/kJ?mol-1
    N2 H2 NH3
    A 1 3 0 △H1=-23.1
    B 0.9 2.7 0.2 △H2
    容器B中反应达到平衡状态时的反应热△H2=
    13.86
    13.86
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义．
    （1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等．
    ①已知：Fe2O3（s）+3C（石墨）=2Fe（s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ?mol-1
    C（石墨）+CO2（g）=2CO（g）△H2=+172.5kJ?mol-1
    则CO还原Fe2O3（s）的热化学方程式为
    Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5KJ/mol
    Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5KJ/mol
    ．
    ②已知Fe与CO可形成五羰基铁[Fe（CO）5]，该化合物相当活泼，易于吸收H2生成氢化羰基铁．氢化羰基铁为二元弱酸，可与NaOH反应生成四羰基铁酸二钠．
    试写出五羰基铁吸收H2的反应方程式
    Fe（CO）5+H2=H2Fe（CO）4+CO
    Fe（CO）5+H2=H2Fe（CO）4+CO
    ．
    ③利用燃烧反应可设计成CO-O2燃料电池（以KOH溶液为电解液），写出该电池的负极反应式
    CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O
    CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O
    ．
    （2）某实验将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种不同条件下发生反应：
    CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ?mol-1
    测得CH3OH的物质的量随时间变化如图所示，回答问题：
    ①该反应的平衡常数表达式为
    c(CH3OH)c(H2O)
    c(CO2)c3(H2)
    c(CH3OH)c(H2O)
    c(CO2)c3(H2)
    ．
    ②曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ
    大于
    大于
    KⅡ（填“大于”、“等于”或“小于”）．
    ③一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡．
    容  器 甲 乙
    反应物投入量 1molCO2、3molH2 a molCO2、b molH2、
    c molCH3OH（g）、c molH2O（g）
    若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围为
    0.4＜c≤1
    0.4＜c≤1
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    甲醇汽油是由10%一25%的甲醇与其他化工原料、添加剂合成的新型车用燃料，可达到国标汽油的性能和指标．甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景．
    I、工业上合成甲醇一般采用下列反应：CO（g）+2H2（g） CH3 OH（g）△H=a kJ/mol，
    下表是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）：
    温度/℃ 250 310 350
    K 2.041 0.250 0.012
    （1）由表中数据判断△Ha
     
    0（填“＞”、“=”或“＜”）．
    （2）某温度下，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c（CO）=0.5mol?L-1，则此时的温度为
     
    ℃．
    （3）在容积固定的密闭容器中发生上述反应，各物质的浓度如下表：
            浓度mol/L
    时间/min    		 c（CO） c（H2） c（CH3OH）
    0 0.8 1.6 0
    2 0.6 1.2 0.2
    4 0.3 0.6 0.5
    6 0.3 0.6 0.5
    ①反应从2min到4min之间，H2的反应速率为
     
    ．
    ②反应达到平衡时CO的转化率为
     
    ．
    ③反应在第2min时改变了反应条件，改变的条件可能是
     
    （填序号）．
    A．使用催化剂    B．降低温度    C．增加H2的浓度
    （4）向容积相同、温度分别为T1和T2的两个密闭容器中均充入1molCO和2mol H2，发生反应CO（g）+2H2（g）CH3 OH（g）△H=akJ/mol．恒温恒容下反应相同时间后，分别测得体系中CO的百分含量分别为w1和w2；已知T1＜T2，则w1
     
    w2（填序号）．
    A．大于     B．小于     C．等于     D．以上都有可能
    Ⅱ、甲醇在化学电源方面也有着重要应用．写出以甲醇为燃料，氢氧化钠溶液为电解质溶液的原电池中负极的电极反应式：
     
    ．

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    科目：高中化学 来源： 题型：阅读理解

    精英家教网能源是制约国家发展进程的因素之一．甲醇、二甲醚等被称为2 1世纪的绿色能源，工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气（CO、H2），再制成甲醇、二甲醚．
    （1）工业上，可以分离合成气中的氢气，用于合成氨，常用醋酸二氨合亚铜[Cu（NH3）2]AC溶液（AC=CH3COO-）来吸收合成气中的一氧化碳，其反应原理为：[Cu（NH3）2]AC（aq）+CO（g）+NH3（g）?[Cu（NH3）3]AC?CO（aq）△H＜0常压下，将吸收一氧化碳的溶液处理重新获得[Cu（NH3）2]AC溶液的措施是
     
    ；
    （2）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
    反应a：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H=-49.0kJ/mol；反应b：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H＜0
    ①对于反应a，某温度下，将4.0mol CO2（g）和12.0mol H2（g）充入容积为2L的密闭容器中，反应到达平衡时，测得甲醇蒸气的体积分数为30%，则该温度下反应的平衡常数为
     
    ；
    ②对于反应b，某温度下，将1.0mol CO（g）和2.0mol H2（g）充入固定容积的密闭容器中，反应到达平衡时，改变温度和压强，平衡体系中CH3OH的物质的量分数变化情况如图所示，于温和压强的关系判断正确的是
     
    ；（填字母代号）
     A．p3＞p2，T3＞T2  B．p2＞p4，T4＞T2   C．p1＞p3，T1＞T3    D．p1＞p4，T2＞T3
    （3）CO可以合成二甲醚，二甲醚可以作为燃料电池的原料，化学反应原理为：CO（g）+4H2（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）△H＜0
    ①在恒容密闭容器里按体积比为1：4充入一氧化碳和氢气，一定条件下反应达到平衡状态．当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是
     
    ；
    A．逆反应速率先增大后减小
    B．反应物的体积百分含量减小
    C．正反应速率先增大后减小
    D．化学平衡常数K值增大
    ②写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式
     
    ；
    ③己知参与电极反应的电极材料单位质量放出电能的大小称为该电池的比能量．关于二甲醚碱性燃料电池与乙醇碱性燃料电池，下列说法正确的是
     
    （填字母）
    A．两种燃料互为同分异构体，分子式和摩尔质量相同，比能量相同
    B．两种燃料所含共价键数目相同，断键时所需能量相同，比能量相同
    C．两种燃料所含共价键类型不同，断键时所需能量不同，比能量不同
    （4）已知lg二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为31.63kJ，请写出表示二甲醚燃烧热的热化学方程式
     
    ．

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    科目：高中化学 来源：2014届江苏省南通市海安县高二上学期期末考试化学试卷（解析版） 题型：填空题

    （14分）研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。

    ⑴  在一定体积的密闭容器中，进行化学反应： CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)

    其化学平衡常数K和温度t的关系如下表：

    ①该反应正向反应是          反应。（填“放热”或“吸热”）

    ②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是            。

    A．容器压强不变      B．混合气体中c(CO2)不变

                        C．υ正(H2)＝υ逆(H2O)  D．c(CO2)＝c(CO)

    ③当其他条件不变时，若缩小容器的体积，该反应平衡      移动。（选填“正向”、“逆向”或“不”）

    ⑵工业上合成甲醇可在密闭容器中采用如下反应进行：

    CO2(g) +3H2(g)  CH3OH(g) +H2O(g)   △H＝－49.0 kJ·mol－1

    ①该反应的平衡常数表达式K＝                     。

    ②某实验将1molCO2和3molH2充入一定体积的密闭容器中，在两种不同条件下发生反应（只有一种条件不同）。测得CH3OH的物质的量随时间变化如图所示：

    曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ       KⅡ（选填“＞”、“＝”或“＜”）。

    ③一定温度下，在容积2L且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。

    容 器

    甲

    乙

    反应物投入量

    1molCO2、3molH2

    a molCO2、b molH2、

    c molCH3OH(g)、c molH2O(g)

    经测定甲容器经过5min达到平衡，平衡时CO2的转化率为50%，甲容器中该反应在5min内的平均速率υ(H2)＝              mol·L－1·min－1。

    要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围为                    。

     

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