1、研究表明，温室气体 CO2 浓度有逐年增加的趋势，CO2 的处理利用技术成为研究的重点。
阶段测试卷
本次考查重点：化学平衡，平衡常数
催化还原 CO2 是重要的方法之一，反应的方程式为 CO2(g)+ 3H2 (g)
已知其他条件不变时，H2 的体积分数随温度的升高而增大。
(1)反应的平衡常数表达式 K=
。
CH3OH(g)+H2O(g)，
(2)有利于提高 CO2 的平衡转化率的措施有 a.使用催化剂 b.降低反应温度
(填字母)。
c.投料比不变，增加反应物的浓度 d.增大 CO2 和 H2 的初始投料比 (3)工业上常用磷精矿[Ca5(PO4)3F]和硫酸反应制备磷酸。已知 25℃，101kPa 时：
CaO(s)+H2SO4(l)=CaSO4(s)+H2O(l) △ H=-271kJ/mol
5CaO(s)+3H3PO4(l)+HF(g)=Ca5(PO4)3F(s)+5H2O(l) △ H=-937kJ/mol
则 Ca5(PO4)3F 和硫酸反应生成磷酸的热化学方程式是
。
2、页岩气是从页岩层中开采出来的一种非常重要的天然气资源，页岩气的主要成分是甲烷，
是公认的洁净能源。
(1)页岩气不仅能用作燃料，还可用于生产合成气(CO+H2)。CH4 与 H2O(g)通入聚焦太阳能反 应器，发生反应:CH4(g)+ H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH。 已知:①CH4、H2、CO 的燃烧热分别为 a kJ·mol-1、b kJ·mol-1、c kJ·mol-1 (a、b、c 均大于 0)； ②水的汽化热为+d kJ·mol-1 (d>0)。
则 ΔH=
kJ·mol-1 (用含 a、b、c、d 的代数式表示)。
(2)用合成气制甲醇的反应为 2H2(g)+CO(g) CH3OH(g) ΔH，在 10 L 的恒容密闭容器中
按物质的量之比 1∶2 充入 CO 和 H2，测得 CO 的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示。
①ΔH
(填“>”“<”或“=”)0。
②写出两条可同时提高反应速率和 CO 的转化率的措施:
、
。
③下列说法正确的是
(填序号)。
A.温度越高，该反应的平衡常数越大
B.达平衡后再充入稀有气体，CO 的转化率提高
C.体系内气体压强不再变化时，反应达到平衡状态
D.图中压强 p1<p2
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④200 ℃时，n(H2)随时间的变化如表所示，3 min 时反应刚好达到平衡状态，请利用表中的
数据计算 0~3 min 内 v(CH3OH)=
mol·L-1·min-1。
t/min
0
1
3
5
n(H2)/mol
8.0
5.4
4.0
4.0
⑤200℃时该反应的平衡常数 K=
。向上述 200 ℃的平衡体系中再加入 2 mo
l CO、2 mol H2、2 mol CH3OH，保持温度不变，则平衡 向移动”或“不移动”)。
(填“正向移动“”逆
3、以含 1 个碳原子的物质(如 CO、CO2、CH4、CH3OH 等)为原料的碳一化学处于未来化学 产业的核心，成为科学家研究的重要课题。
(1)已知某反应的平衡常数的表达式为 K=
，它所对应的化学方程式为
。
(2)已知 CO、H2、CH3OH(g)的燃烧热分别为 283.0 kJ·mol-1、285.8 kJ·mol-1、764.5 kJ·mol-
1。则反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH =
；向密闭容器中，按 n(C
O)∶n(H2)=1∶2 充入反应物，发生反应Ⅰ。L(L1、L2)、X 代表压强或温度，如图表示 L 一定
时，平衡混合物中 CH3OH 的体积分数随 X 的变化关系。X 表示
(填“温度”或“压
强”)，L1
L2(填“>”“=”或“<”)。
(3)在 2 L 恒容密闭容器中充入 3 mol CO、3 mol H2，发生反应 3CO(g)+3H2(g) CH3OC
H3(g) +CO2(g)，CO 的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示:
①p1、p2、p3 中最大的是
。
②对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记
作 Kp)，则 A 点平衡常数 Kp=
。
(4) 一定条件下，向容积不变的某密闭容器中加入 a mol CO2 和 b mol H2 发生反应 CO2(g)+
3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)，欲使整个反应过程中 CO2 的体积分数为恒定值，则 a 与 b 的
关系是
。
4、在工业上常用 CO 与 H2 合成甲醇，热化学方程式为 CO(g)+2H2(g) J·mol-1。
CH3OH(g) ΔH=a k
已知:① O2(g)+ CO(g) CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
②H2(g)+ O2(g) H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
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③CH3OH (g)+ O2 (g) CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-192.2 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)a=
。
(2)已知由 CO2 生成 CO 的化学方程式为 CO2(g)+ O(g) CO(g)+ O2(g)，其正反应速率为 v
正=k 正·c(CO2) ·c(O)，逆反应速率为 v 逆=k 逆·c(CO) ·c(O2)，k 为速率常数。2 500 K 时，k 逆=
1.21×105 L·s-1·mol-1，k 正=3.02×105 L·s-1·mol-1，则该温度下该反应的平衡常数 K 为
。
(保留小数点后一位小数)
(3)在 T1 时，向体积为 2 L 的恒容容器中充入物质的量之和为 3 mol 的 CO 和 H2，发生反
应 CO(g)+2H2(g) 图所示。
CH3OH(g)，反应达到平衡时 CH3OH(g)的体积分数(φ)与
的关系如
①当起始 =2 时，经过 5 min 达到平衡，CO 的转化率为 0.6，则 0~5 min 内平均反应速
率 v(H2)= 2 的转化率将
。若此刻再向容器中加入 CO(g)和 CH3OH(g)各 0.4 mol，达到新平衡时 H (填“增大“”减小”或“不变”)。
②当 =3.5 时，达到平衡后，CH3OH 的体积分数可能是图象中的
(填“D”“E”或“F”)
点。
(4)在一容积可变的密闭容器中充有 10 mol CO 和 20 mol H2。CO 的平衡转化率(α)与温度 (T)、压强(p)的关系如图所示。
①A、B、C 三点的平衡常数 KA、KB、KC 的大小关系为
。
②若达到平衡状态 A 时，容器的体积为 10 L，则在平衡状态 B 时容器的体积为
L。
5、二氧化碳被认为是加剧温室效应的主要物质，资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体
的排放，还可重新获得燃料或重要工业产品。
Ⅰ.有科学家提出可利用 FeO 吸收和利用 CO2，相关的热化学方程式如下:
①6FeO(s) +CO2 (g) 2Fe3O4(s)+C(s) ΔH=-76.0 kJ·mol-1
②3FeO(s) +H2O(g) Fe3O4(s)+H2(g)的 ΔH=+18.7 kJ·mol-1
(1)在上述反应①中，每吸收 1 mol CO2，就有
mol FeO 被氧化。
(2)试写出 C(s)与水蒸气反应生成 CO2 和 H2 的热化学方程式
。
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Ⅱ.一定条件下，二氧化碳可以转化为甲烷。向一容积为 2 L 的恒容密闭容器中充入一定量
的 CO2 和 H2，在 300 ℃时发生反应 CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)。达到平衡时，各物
质的浓度分别为 CO2 0.2 mol·L-1、H2 0.8 mol·L-1、CH4 0.8 mol·L-1、H2O 1.6 mol·L-1。
(3)若保持温度不变，再向该容器内充入与起始量相等的 CO2 和 H2，重新达到平衡时，CH4
的浓度
(填字母)。
A.c(CH4)=0.8 mol·L-1 B.0.8 mol·L-1>c(CH4) >1.6 mol·L-1 C.c(CH4)=1.6 mol·L-1 D.c(CH4)>1.6 mol·L-1 (4)在 300 ℃时，将各物质按下列起始浓度(mol·L-1)加入该反应容器中，达到平衡后，各组
分浓度仍与题中浓度相同的是
。
选项
CO2
H2
CH4
H2O
A
0
0
1
2
B
2
8
0
0
C
1
4
1
2
2
0.5
D
0.5
1
(5)在 300 ℃时，如果向该容器中加入 CO2 0.8 mol·L-1、H2 1.0 mol·L-1、CH4 2.8 mol·L-1、
H2O 2.0 mol·L-1，则该可逆反应初始时 v 正 (填“>”“=”或“<”)v 逆。
(6)若已知 200 ℃时该反应的平衡常数 K=64.8 L2·mol-2，则该反应的 ΔH
(填“>”或“<”)
0。
6、氢、碳、氮、氧、铝为五种常见的短周期元素，请回答下列问题:
(1)在密闭容器内(反应过程保持体积不变)，使 1 mol N2 和 3 mol H2 混合发生下列反应:N2(g)
+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。当反应达到平衡时:
①N2 和 H2 的浓度之比是
。
②其他条件不变，升高温度，则混合气体的平均相对分子质量
(填“增大“”减小”或“不
变”)。
③其他条件不变，再向容器内充入 1 mol N2，H2 的转化率 变”)。
(填“升高”“降低”或“不
④其他条件不变，将 c(N2)、c(H2)、c(NH3)同时增大 1 倍，平衡 移动。
(填“正向“”逆向”或“不”)
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(2)由上述元素中的三种组成的原子个数比为 1∶3∶9 的某种强酸弱碱盐的化学式为
，其溶于水能
(填“促进”或“抑制”)水的电离使溶液显
(填“酸”或
“碱”)性，原因是
(用离子方程式表示)。
(3)空气是硝酸工业生产的重要原料，氨催化氧化是硝酸工业的基础，氨气在铁触媒作用下
只发生主反应①和副反应②。
4NH3(g) +5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-905 kJ·mol-1①
4NH3(g) + 3O2(g) 2N2(g) + 6H2O(g) ΔH=-1 268 kJ·mol-1②
则氮气与氧气反应生成 NO 的热化学方程式为
。
7、工业上以苯为原料制取苯乙烯的主要途径有以下三种:
a.催化脱氢
b.氧化脱氢
ΔH=+125 kJ·mol-1
J·mol-1 c.和二氧化碳催化脱氢
+ O2(g)
ΔH=-116.8 k
+
C
O
2
(
g
)
ΔH=+158.8 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)写出表示 CO 燃烧热的热化学方程式 。
(2)有关反应 b 的说法正确的是 A.增大压强，有利于平衡正向移动
(填字母)。
B.升高温度，平衡逆向移动，是因为正反应速率减小，逆反应速率增大
C.使用催化剂可以增大反应速率，提高乙苯的转化率
D.保持容器容积不变，加入少量 N2，平衡不移动
(3)温度为 T1 时，在恒容密闭容器中加入乙苯，发生反应 a，起始时乙苯的浓度为 2.0 mol·L -1。设起始时总压强为 p0，达到平衡时总压强为 p1，达到平衡所需时间为 t min。乙苯的平
衡转化率为
，0~t min 内，苯乙烯的平均反应速率为
，该温度下的平衡常数 K 为
。(用代数式表示)
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(4)温度为 T 时，在容积为 1 L 的密闭容器中加入 1 mol 乙苯和 1 mol 二氧化碳，发生反应
c，反应达到平衡时测得混合物中各组分的物质的量均为 0.5 mol。
①若保持温度和容器容积不变，向该容器中再充入 1 mol 乙苯和 1 mol 二氧化碳，再次达
到平衡时，乙苯的物质的量浓度
(填字母)。
A.等于 0.5 mol·L-1
B.等于 1 mol·L-1
C.大于 1 mol·L-1
D.小于 1 mol·L-1
②能说明该反应达到平衡的标志是
(填字母)。
A.体系的压强不再发生变化 B.H2O 和 CO 气体的浓度相等 C.苯乙烯的物质的量不再变化 D.混合气体的密度不再变化
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