①在650 ℃时，氢气的物质的量分数为 ；乙苯的平衡转化率为 ；此温度下该反应的平衡常数为 。
②当温度高于970 ℃，苯乙烯的产率不再增加，其原因可能是 。
(4)已知某温度下，当压强为101.3 kPa时，该反应中乙苯的平衡转化率为30%；在相同温
度下，若反应体系中加入稀释剂水蒸气并保持体系总压为101.3 kPa，则乙苯的平衡转化率 (填“>”、“=”或“<”)30%。
【答案】 (1)
(2)+118.0 (3)①0.30 0.428 6 0.321 5 ②温度高，剩余的乙苯脱氢炭化 (4)>
【解析】 (2)根据已知条件可写出热化学方程式：
21①C6H5—C2H5(g)+2O2(g)
②C6H5—CHCH2(g)+10O2(g)
8CO2(g)+5H2O(l) ΔH1=-4 607.1 kJ·mol
-1
8CO2(g)+4H2O(l) ΔH2=-4 439.3 kJ·mol
-1
1③H2(g)+2O2(g)
H2O(l) ΔH3=-285.8 kJ·mol
-1
-1
①-②-③得ΔH=+118.0 kJ·mol(3)①C6H5—C2H5(g)
C6H5—CHCH2(g)+ H2(g)，根据化学方程式知氢气的物质的量分
数与苯乙烯的物质的量分数相同，即0.30。设转化的C6H5—C2H5的物质的量为a mol，
C6H5—C2H5(g)
起始/mol： 变化/mol： 平衡/mol：
C6H5—CHCH2(g)+H2(g)
0 0 a a a
a
1 a 1-a
1-a由图像知，乙苯的物质的量分数为0.40，1?a=0.40，a=0.428 6，所以乙苯的平衡转化
a2率为=0.428 6，平衡常数K=1-a=0.321 5。
②根据平衡移动原理知升温平衡正向移动，苯乙烯的产率增加，但当温度高于970 ℃，苯乙烯的产率不再增加，其原因可能是温度高，剩余的乙苯脱氢炭化。
(4)恒温恒压下加入稀释剂水蒸气，则相当于对原平衡降压，平衡正向移动，乙苯的平衡转化率增大，所以乙苯的平衡转化率>30%。
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分析化学平衡图像的方法
这类试题是将解题所需的新信息反映在图像中，具有一定的抽象性和综合性。 1. 认清横、纵坐标所代表的意义；图像中的横坐标、纵坐标分别表示哪些量? 2. 把握曲线变化趋势，分析曲线的起点、拐点和终点。 (1)看清起点，如起点的量是多少、是否通过原点等?
(2)确定反应物、生成物(浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物)。 (3)要注意拐点(往往是平衡点)；曲线上的点是不是表示平衡状态。
(4)注意终点，例如在浓度-时间图上，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量。
3. 分析因条件改变而引起曲线变化的内在含义。特别关注：浓度、温度、压强、催化剂、颗粒大小对反应速率(或到达平衡)的影响。例如：分析温度变化来确定正、逆反应是吸热反应还是放热反应。在图像分析时，当图像中有三个变量时，常用“定一议二”法，即先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。
【随堂检测】
1. (2015·河北唐山模拟)工业上研究燃料脱硫的过程中，涉及如下反应： CaSO4(s)+CO(g)
CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)K1
-l
ΔH1=+218.4 kJ· mol(反应Ⅰ)
12CaSO4(s)+2CO(g)
-1
12CaS(s)+2CO2(g)K2
ΔH2=-87.8 kJ· mol(反应Ⅱ) (1)反应CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)K1、K2表示)。
(2)某温度下在一密闭容器中若只发生反应Ⅰ，测得数据如下：
t/s 0 50 100 150 200 CaS(s)+3CO2(g)的ΔH= ；平衡常数K= (用
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c(CO)/mol·L
-1 2 1.5 1.1 0.8 0.8 前100 s 内v(SO2)= mol·L·s，平衡时CO的转化率为 。
(3)若只研究反应Ⅱ，在不同条件下其反应能量变化如右图所示。图中曲线a到曲线b的措施是 ，恒温恒容时，下列能说明反应Ⅱ到达平衡状态的是 (填字母)。
-1-1
A. 体系中气体的平均摩尔质量不再改变 B. v(CO)=v(CO2)
C. CO的转化率达到了最大限度 D. 体系内气体压强不再发生变化
(4)某科研小组研究在其他条件不变的情况下，改变起始一氧化碳物质的量[用n(CO)表示]对反应CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)
CaS(s)+3CO2(g)的影响，实验结果如下图所示(图中T表示温度)。
①比较在a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物SO2的转化率最高的是 。
②图像中T2 (填“高于”、“低于”、“等于”或“无法确定”)T1，判断的理由是 。
2K2-1K1
【答案】 (1)-394 kJ·mol
(2)0.009 60% (3)使用催化剂 AC
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(4)①c ②低于 该反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，CO2体积分数降低，故T2低于T1
解析 (1)Ⅱ×2-Ⅰ整理可得：CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)
CaS(s)+3CO2(g)的ΔH=-394 kJ·mol
-
c2(CO2)c(CO2)?c(SO2)21cc(CO)；K1=，K2=(CO)，
2c3(CO2)K23c(CO)?c(SO2)，所以K=K1。 K=
(2)在反应Ⅰ中，前100 s 内v(CO)=(2-1.1)mol·L÷100 s=0.009 mol·L·s，v(SO2)=v(CO)=0.009 mol·L·s；平衡时CO的转化率为[(2-0.8)mol·L÷2 mol·L
1
-1
-1
-1
-
-1-1-1
]×100%=60%。
(3)由于降低了反应的活化能，反应热没有变化，所以图中曲线a到曲线b的措施是加入了催化剂。A项，由于反应前后气体的质量发生了变化，而气体的物质的量不变，所以若体系中气体的平均摩尔质量不再改变，则反应达到平衡状态，正确；B项，没有说明是正反应还是逆反应速率，错误；C项，反应物CO达到平衡时其转化率达到了最大限度，正确；D项，反应前后气体的体积相等，体系的压强一直不变，故不能作为判断反应达到平衡状态的标志，错误。 (4)①增大一种反应物的浓度，可以提高其他反应物的转化率，随着CO量的增加，SO2的转化率增大，所以这三点中反应物SO2的转化率最高的是c点。②由于反应CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)
CaS(s)+3CO2(g)的ΔH=-394 kJ·mol，即该反应是放热反应，升高
-1
温度，平衡向逆反应方向移动，CO2体积分数降低，故T2低于T1。
2. (2015·河北唐山一模)N2、H2合成氨气为放热反应。800 K时向下列起始体积相同的密闭容器中充入1 mol N2、3 mol H2，如图，甲容器在反应过程中保持压强不变，乙容器保持体积不变，丙是绝热容器，三容器各自建立化学平衡。
(1)达到平衡时，平衡常数：K甲 K乙 K丙(填“>”、“<”或“=”)。
(2)达到平衡时N2的浓度：c(N2)甲 c(N2)乙 c(N2)丙(填“>”、“<”或“=”)。 (3)对甲、乙、丙三容器的描述，以下说法正确的是 (填字母)。 A. 乙容器气体密度不再变化时，说明此反应已达到平衡状态
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B. 在甲中充入稀有气体He，化学反应速率加快
C. 向甲容器中充入氨气，正反应速率减小，逆反应速率增大 D. 丙容器温度不再变化时说明已达平衡状态 【答案】 (1)= > (2)> < (3)CD
【解析】 (1)甲、乙容器温度不变，平衡常数不变，丙容器绝热，温度升高平衡逆向进行，平衡常数减小，故K甲=K乙>K丙。(2)甲容器在反应过程中保持压强不变，故容器体积减小，氮气的浓度增大；丙容器绝热，温度升高平衡逆向进行，氮气的浓度增大。故达到平衡时
c(N2)甲>c(N) 2乙2丙 能说明此反应已达到平衡状态，错；B项，在甲中充入稀有气体He，体积增大，各物质浓度减小，化学反应速率减慢，错；C项，向甲容器中充入氨气，体积增大，氢气和氮气的浓度减小，氨气的浓度增大，故正反应速率减小，逆反应速率增大，正确；D项，丙容器绝热，故丙容器温度不再变化时说明已达平衡状态，正确。 3. (2015·江西上饶联考)近年我国多地频现种种极端天气。二氧化碳、氮氧化物、二氧化硫是导致极端天气的重要因素。 (1)用钌的配合物作催化剂，一定条件下可直接光催化分解CO2，发生反应：2CO2(g) 2CO(g)+O2(g)ΔH>0，该反应的ΔS (填“>”、“<”或“=”)0，在低温 下，该反应 (填“能”或“不能”)自发进行。 (2)活性炭可用于处理大气污染物NO。在1 L恒容密闭容器中加入0.100 mol NO和2.030 mol固体活性炭(无杂质)，生成气体E和气体F。当温度分别在T1 ℃和T2℃时，测得平衡时各物质的物质的量如下表。 物质 n/mol T/℃ T1 T2 ①请结合上表数据，写出NO与活性炭反应的化学方程式： 。 ②上述反应在T1℃时的平衡常数为K1，在T2℃时的平衡常数为K2。 2.000 2.005 0.040 0.050 0.030 0.025 0.030 0.025 活性炭 NO E F 30