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明已经达到平衡状态，A正确；恒容条件下，该混合气体的密度是个不变的量，密度不变不能说明达到平衡状态，B错误；单位时间内每消耗1.2 mol H2，同时生成0.4 mol H2O，都表示正反应，不能说明正、逆反应速率相等，C错误；反应中H2O与CH3OH的物质的量浓度之比在反应过程中可能为变量，也可能为1∶1(定值)，D错误。 答案 A
9．(2017·合肥一检)在一定温度下的定容密闭容器中，发生反应：2NO2(g)下列所给有关量不再变化时，不能表明该反应已达平衡状态的是( ) A．混合气体的压强 B．混合气体的密度
C．混合气体的平均相对分子质量 D.
N2O4(g)。当
c（N2O4）
c2（NO2）
解析 该反应在恒温、恒容条件下进行，气体物质的质量不变，密度始终保持不变，与反应是否达到平衡状态无关，B项符合题意；该反应为气体分子数减小的反应，反应过程中气体总物质的量减小，压强减小，当压强不变时，说明反应达到平衡状态，A项不符合题意；反应过程中气体总质量不变，气体总物质的量减小，混合气体的平均相对分子质量增大，当混合气体的平均相对分子质量不变时，说明反应达到平衡状态，C项不符合题意；c（N2O4）
＝Qc，Qc
c2（NO2）
表示浓度商，当浓度商保持不变时，说明反应达到平衡状态，D项不符合题意。 答案 B
10．汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)
2CO2(g)＋N2(g) ΔH<0。若该反应在
绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是( )
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解析 由于是绝热、恒容密闭体系，随着反应的进行，体系的温度升高，K不断减小，当K不变时，即温度保持不变，该反应达到平衡状态。 答案 B
11．(2017·益阳市三模)已知：CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ·mol。相
－1
同温度下，在体积相同的两个恒温密闭容器中，加入一定量的反应物发生反应。 相关数据如下：
容器 编号 ① ② 起始时各物质的物质的量/mol CO 1 0 H2O 4 0 CO2 0 1 H2 0 4 达平衡过程体 系的能量变化 放出热量：32.8 kJ 热量变化：Q 下列说法中，不正确的是( )
A．容器①中反应达平衡时，CO的转化率为80% B．容器①中CO的转化率等于容器②中CO2的转化率 C．容器①中CO反应速率等于H2O的反应速率 D．平衡时，两容器中CO2的浓度相等
解析 由反应方程式知，当消耗1 mol CO时放出的热量为41 kJ，当放出的热量为32.8 kJ时，消耗0.8 mol CO，其转化率为80%，A正确；容器①中，该反应的平衡常数K1＝0.8×0.8÷(0.2×3.2)＝1，设容器②中反应达到平衡时消耗x mol CO2，则K2＝x/(1－x)(4－x)＝1/K1，解得x＝0.8，此时CO2的转化率为80%，B正确；由化学反应速率之比等于其化学计量数之比知C正确；因平衡时容器①中CO2为0.8 mol，容器②中为0.2 mol，D错误。 答案 D
12．(2018·深圳模拟)某温度下，密闭容器中，发生如下可逆反应：2E(g)
－1
2
F(g)＋xG(g)
ΔH＜0。若起始时E的浓度为a mol·L，F、G的浓度均为0，达到平衡时E的浓度为0.5a mol·L
－1
；若E的起始浓度改为2a mol·L，F、G的浓度仍为0，当达到新的平衡时，下列说法正
－1
确的是( )
A．若x＝1，容器体积保持不变，新平衡下E的体积分数为50% B．升高温度时，正反应速率加快，逆反应速率减慢
C．若x＝2，容器体积保持不变，新平衡下F的平衡浓度为0.5a mol·L D．若x＝2，容器压强保持不变，新平衡下E的物质的量为a mol
解析 若x＝1，达到平衡时E的体积分数为50%，E的起始浓度改为2a mol·L，相当于两
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－1
－1
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个相同的容器中E的浓度均为a mol·L，然后压缩使气体的体积与一个容器的容积相等，平衡不移动，E的体积分数仍为50%，故A正确；升高温度正逆反应速率都增大，与反应是吸热还是放热无关，故B错误；达到原平衡时E的浓度为0.5a mol·L，F的平衡浓度为0.25a mol·L，若x＝2，压缩气体使体积为原体积的一半，F的浓度为0.5a mol·L，但压缩气体体积相当于增大压强，平衡逆向移动，新平衡下F的平衡浓度小于0.5a mol·L，故C错误；若x＝2，容器压强保持不变，则随反应的进行容器的体积大小会发生相应的变化，而物质的量的多少与容器的大小有关，故D错误。 答案 A 二、填空题
13．(2018·大连双基测试)在密闭容器中发生反应CO(g)＋H2O(g)该反应达到平衡后，测得如下数据。
实验 序号 1 2 3 温度 (℃) 110 100 110 初始CO浓 度(mol·L) 1 1 0.8 －1－1
－1
－1
－1
－1
CO2(g)＋H2(g) ΔH<0，
初始H2O浓 度(mol·L) 1 1 －1CO的平衡 转化率 50% x 60% －1
－1
y (1)实验1中，10 h后达到平衡，H2的平均反应速率为________mol·L·h。在此实验的平衡体系中，再加入0.5 mol CO和0.5 mol H2，平衡将________移动(“向左”、“向右”、“不”或“无法确定”)。
(2)实验2中，x的值________(填序号)。 A．等于50% C．小于50%
(3)实验3中的y值为________。
(4)在100 ℃条件下，能说明该反应达到平衡状态的是________。 A．压强不再变化
B．生成H2O的速率和消耗H2速率相等时 C．混合气体的密度不变 D．H2的质量不再变化
解析 (1)根据反应速率的公式可得v(CO)＝1 mol·L×50%/10 h＝0.05 mol·L·h，再根据速率比等于系数比，v(H2)＝v(CO)＝0.05 mol·L·h。在该平衡体系中同时改变了反
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－1
－1
－1
－1
－1
B．大于50% D．无法确定
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应物和生成物浓度，并且变化量一致，则Qc＝K，故平衡不移动。(2)从题给信息可知，该反应的正反应为放热反应，温度降低，平衡正向移动，故CO的平衡转化率增大，所以选B。(3)通过反应1可知在110 ℃时，该反应的K＝
c（CO2）·c（H2）
＝1，温度一定，K一定，在反
c（CO）·c（H2O）
0.48×0.48
应3中，K＝＝1，求得y＝1.2。(4)反应前后压强始终不变，A错误；生
0.32×（y－0.48）成H2O的速率和消耗H2的速率为同一反应方向，B错误；混合气体的密度始终不变，C错误；H2的质量不再变化，说明反应达到平衡，D正确。 答案 (1)0.05 不 (2)B (3)1.2 (4)D
14．二甲醚具有优良的燃烧性能，被称为21世纪的“清洁能源”，以下为其中一种合成二甲醚的方法。在一定温度、压强和催化剂作用下，在同一反应器中进行如下反应： ①CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g)
－1
ΔH1＝－49.1 kJ·mol ②2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)＋H2O(g)
－1
ΔH2＝－24.5 kJ·mol ③CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g)
－1
ΔH3＝＋41.2 kJ·mol (1)写出
CO2(g)加
H2(g)转化为
CH3OCH3(g)和H2O(g)的热化学方程式是
________________________________________________________________ _______________________________________________________________。
(2)一定条件下，原料气中n(H2)/n(CO2)比值和温度对CO2转化率影响的实验数据如图。
①温度为T1 K时，在1 L反应容器中投入2 mol CO2和8 mol H2进行反应，试计算达到平衡时CO2的浓度为_____________________________________。 ②结合数据图，归纳CO2平衡转化率受外界条件影响的变化规律： a．____________________________________________________________。 b．_____________________________________________________________。
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(3)为研究初始投料比与二甲醚产率关系，在一定温度和压强下，投入一定物质的量的H2、CO、CO2进行实验，发现二甲醚的平衡产率随原料气中n(CO)/[n(CO)＋n(CO2)]比值增大而增大，试分析其原因__________________________
_______________________________________________________________。 解析 (1)由2×①＋②可得待求热化学方程式2CO2(g)＋6H2(g)
－1
CH3OCH3(g)＋3H2O(g)，利
用盖斯定律计算ΔH＝2ΔH1＋ΔH2＝－122.7 kJ·mol。(2)①由图知转化率为50%，则剩余1 mol的CO2，浓度为1 mol·L；②相同温度时比较原料气中同一原料气中
－1
n（H2）
比值对转化率的影响，
n（CO2）
n（H2）
比值和温度的曲线，判断对转化率的影响。得到：a：其他条件不变，
n（CO2）
n（H2）
比值增大而增大。b：其他条件不变，CO2平衡转化率随反应温
n（CO2）
CO2平衡转化率随原料
度升高而减小。(3)CO的含量增大，反应③平衡将向逆反应方向移动，既消耗更多的水，又增大了CO2和H2的含量，从而促使反应①和②的平衡向正反应方向移动，二甲醚产率增大(合理即可)。
答案 (1)2CO2(g)＋6H2(g)
－1
CH3OCH3(g)＋3H2O(g) ΔH＝－122.7 kJ·mol
－1
(2)①1 mol·L ②其他条件不变，CO2平衡转化率随原料件不变，CO2平衡转化率随反应温度升高而减小
n（H2）
比值增大而增大 其他条
c（CO2）
(3)CO的含量增大，反应③平衡将向逆反应方向移动，既消耗更多的水，又增大了CO2和H2的含量，从而促使反应①和②的平衡向正反应方向移动，二甲醚产率增大(合理即可) 15．(2018·河北保定一模)雾霾天气严重影响人们的生活和健康。其中首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5，其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此改善能源结构、机动车限号等措施能有效减少PM2.5、SO2、NOx等污染。 请回答下列问题：
(1)汽车尾气中NOx和CO的生成：已知汽缸中生成NO的反应为：N2(g)＋O2(g)
2NO(g) ΔH＞0。恒温、恒容密闭容器中，下列说法中，能说明该反应达到化学平衡状态的是________。 A．混合气体的密度不再变化 B．混合气体的压强不再变化
C．N2、O2、NO的物质的量之比为1∶1∶2 D．氧气的转化率不再变化
(2)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。
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