2.2 第2课时 平衡转化率(Word教参)-【新课程学案】2025-2026学年高中化学选择性必修1（鲁科版）

第二课时　平衡转化率 新知探究——平衡转化率 1.定义 平衡转化率是指平衡时某反应物已转化的物质的量占反应前该反应物的物质的量的百分数。 2.定义式 对于反应:aA+bB⇌cC+dD,反应物A的转化率可以表示为α(A)=×100%。 3.常用公式 对于溶液体系和恒容的气态反应体系,可以用物质的量浓度进行计算。 对于反应aA+bB⇌cC+dD,B的平衡转化率α(B)=×100%。 4.意义 平衡常数和平衡转化率都可以表示可逆反应的限度,平衡转化率能更直观反映某一反应物转化的程度。 [题点多维训练] 1.(2025·宁夏银川阶段检测)在某密闭容器中把CO和H2O的混合物加热到800 ℃,存在平衡CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g),且平衡常数K=1。若在2 L的密闭容器中充入1 mol CO和1 mol H2O的混合物并加热到800 ℃,则平衡时CO的转化率为 (　　) A.30% B.40% C.50% D.60% 解析:选C　设CO的转化率为x。则: CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) n始/mol　　1　　1　　　　0　 　0 n变/mol　　x　　x　 　　　x　 　x n平/mol　　1-x　1-x　 　　x　 　x 由K=,知:=1,解得:x=0.5。 2.H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)⇌COS(g)+H2O(g)。在610 K时,将0.10 mol CO2与0.40 mol H2S充入2.5 L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。 (1)H2S的平衡转化率α1=　　　　%,反应平衡常数K=　　　　(保留三位有效数字)。  (2)在620 K时重复实验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转化率α2　　　　(填“>”“<”或“=”)α1。  (3)向反应器中再分别充入下列气体,能使H2S的转化率增大的是　　　　(填字母)。  A.H2S B.CO2 C.COS D.N2 解析:设转化的H2S的物质的量为x mol, H2S(g)+CO2(g)⇌COS(g)+H2O(g) 初始/mol　0.40　　0.10　　 0　　　 0 转化/mol　 x　　　 x　　　 x　　　 x 平衡/mol　0.40-x　0.10-x　　x　　　 x 反应平衡后水的物质的量分数为0.02,则=0.02,x=0.01。 (1)H2S的平衡转化率α1=×100%=2.5%。钢瓶的体积为2.5 L,则平衡时各物质的浓度分别为c平(H2S)=0.156 mol·L-1,c平(CO2)=0.036 mol·L-1,c平(COS)=c平(H2O)=0.004 mol·L-1,则K=≈0.002 85。(2)根据题目提供的数据可知温度由610 K升高到620 K时,化学反应达到平衡后水的物质的量分数由0.02变为0.03,所以H2S的转化率增大,α2>α1。(3)增大CO2的浓度,平衡正向移动,H2S的转化率增大,故B正确。 答案:(1)2.5　0.002 85　(2)>　(3)B 3.在100 ℃时,将0.10 mol的四氧化二氮气体充入1 L抽空的密闭容器中,隔一定时间对该容器内的物质进行分析,得到如下表格,试填空: 时间/s 0 20 40 60 80 100 c(N2O4)/(mol·L-1) 0.10 c1 0.05 c3 a b c(NO2)/(mol·L-1) 0.00 0.06 c2 0.12 0.12 0.12 (1)该反应的化学方程式为　　　　　　　,达到平衡时四氧化二氮的转化率为　　　　;表中c2　 　c3　 　a　 　b(填“>”“<”或“=”)。  (2)20 s时四氧化二氮的浓度c1=　　　　mol·L-1,在0~20 s内四氧化二氮的平均反应速率为　　　　mol·L-1·s-1。  (3)若在相同情况下,最初向该容器充入的是二氧化氮气体,要达到上述同样的平衡状态,二氧化氮的起始浓度是　　　　mol·L-1。  解析:(1)根据方程式:N2O4⇌2NO2,则1 mol N2O4分解,产生2 mol NO2;平衡时,c(NO2)为0.12 mol·L-1,则发生分解的N2O4为0.06 mol,其转化率为60%。由表中数据可知,c2=0.10 mol·L―1,c3、a、b为平衡时的量,浓度保持不变。(2)20 s时产生0.06 mol·L-1 NO2时,分解的N2O4为0.03 mol·L-1,故20 s时,c(N2O4)=0.1 mol·L-1―0.03 mol·L-1=0.07 mol·L-1,v(N2O4)==0.001 5 mol·L-1·s-1。(3)若从NO2开始,即相当于从逆方向开始,0.1 mol的N2O4即相当于0.2 mol的NO2。 答案:(1)N2O4⇌2NO2　60%　>　=　=　(2)0.07　0.001 5　　(3)0.20 命题热点——平衡转化率与化学平衡常数的相关计算 典例导学 　　[典例]　反应SO2(g)+NO2(g)⇌SO3(g)+NO(g),若在一定温度下,将物质的量浓度均为2 mol·L-1的SO2(g)和NO2(g)注入一密闭容器中,当达到平衡状态时,测得容器中SO2(g)的转化率为50%。 (1)试求在该温度下,此反应的平衡常数为　 　　。  (2)该反应中NO2的转化率为　　　　　　　　。  (3)在该温度下,若SO2(g)的初始浓度增大到3 mol·L-1,NO2(g)的初始浓度仍为2 mol·L-1,试求达到化学平衡时各物质的浓度 　。  [解析]　(1)设平衡时SO2的浓度为x mol·L-1 　　　　　 SO2(g)+NO2(g)⇌SO3(g)+NO(g) 初始浓度/(mol·L-1)　 2　　　2　　　0　　　0 转化浓度/(mol·L-1)　 2-x　 2-x　　 2-x　　2-x 平衡浓度/(mol·L-1)　 x　　　x　　　2-x　 2-x 　　由题意可知×100%=50%,x=1, K===1。 (2)α(NO2)=×100%=50%。 (3)设达平衡时NO的浓度为y mol·L-1, 　　　　　 SO2(g)+NO2(g)⇌SO3(g)+NO(g) 初始浓度/(mol·L-1) 3　　2　　　 0　　　 0 转化浓度/(mol·L-1) y　　y　　　　y　　 　y 平衡浓度/(mol·L-1) 3-y　2-y　　 y　　　y 因为温度不变,平衡常数不变K=1 则=1,y=1.2 平衡浓度:c平(SO2)=3 mol·L-1-1.2 mol·L-1=1.8 mol·L-1,c平(NO2)=2 mol·L-1-1.2 mol·L-1=0.8 mol·L-1,c平(SO3)=c平(NO)=1.2 mol·L-1。 [答案]　(1)1　(2)50% (3)c平(SO3)=c平(NO)=1.2 mol·L-1,c平(SO2)=1.8 mol·L-1,c平(NO2)=0.8 mol·L-1 [系统融通知能] 　　可逆反应:mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g),在体积为V L的恒容密闭容器中,反应物A、B的初始加入量分别为a mol、b mol,达到化学平衡时,设A物质转化的物质的量为mx mol。 1.计算模型——“三段式”法 　　　　　 mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g) 起始量/mol　a　　　b　　 0　　　0 转化量/mol　mx　　 nx　 　px　　 qx 平衡量/mol　a-mx　b-nx　 px　　 qx 2.思维模型——三步骤 (1)巧设未知量,列全三段式:找已知量,设转化量(若由已知量能列三段式就不必设量)。 (2)抽提关键量,找准关系式:依据转化量之比等于化学计量数之比或关键量列等式关系。 (3)解答设问题,求解问题项:根据求解量,计算问题项。 3.常见的计算量 (1)平衡常数K= (2)平衡时A的物质的量浓度:c(A)= mol·L-1。 (3)平衡时A的转化率:α=×100%,A、B的转化率之比为α(A)∶α(B)=∶。 (4)平衡时A的体积分数:φ(A)=×100%。 (5)平衡时和开始时的压强之比:=。 (6)生成物产率=×100%。 [题点多维训练] 1.在某温度下,将H2和I2各0.1 mol的气态混合物充入10 L密闭容器中,发生反应:H2(g)+I2(g)⇌2HI(g),连续测定c(I2)的变化,5 s时测定c(I2)=0.008 0 mol·L-1并保持不变。 (1)则此温度下,平衡常数为　　　　。  (2)若在此温度下,在10 L的密闭容器中充入0.2 mol HI气体,达到平衡时,HI的转化率为　　　　。  解析:(1)c平(I2)=0.008 0 mol·L-1,c平(H2)=0.008 0 mol·L-1,c平(HI)=0.004 0 mol·L-1,K==0.25。 (2)设生成的H2的浓度为x mol·L-1, 　　　　　　　　2HI(g)⇌H2(g)+I2(g) 起始/(mol·L-1)　0.02　　　 0　　 0 平衡/(mol·L-1)　0.02-2x　　x　　 x K'==,x=0.008,α(HI)=×100%=80%。 答案:(1)0.25　(2)80% 2.硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)。某温度下,SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题: (1)反应达到平衡时,平衡常数表达式K=　　　　　　　　　,增大压强,K　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。  (2)①将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密闭容器中,反应达到平衡后,体系总压强为0.10 MPa。该反应的平衡常数为　　　　。  ②平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A)　　(填“>”“<”或“=”)K(B)。  答案:(1)　不变 (2)①800　②= 3.在830 K时,在密闭容器中发生可逆反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)　ΔH<0。试回答下列问题: (1)若起始时c(CO)=2 mol·L-1,c(H2O)=3 mol·L-1,4 s后达到平衡,此时CO的转化率为60%,则在该温度下,该反应的平衡常数K=　　　　,H2O的转化率为　　　　。  (2)若起始时c(CO)=3 mol·L-1,c(H2O)=3 mol·L-1,则在该温度下达到平衡后,CO的转化率为　　　　,H2O的转化率为　　　　。  (3)在相同温度下,若起始时c(CO)=1 mol·L-1,c(H2O)=2 mol·L-1,反应进行一段时间后,测得H2的浓度为0.5 mol·L-1,则此时该反应是否达到平衡状态?　　　　(填“是”或“否”),此时v正　　　(填“大于”“小于”或“等于”)v逆。  解析:(1) CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) c始/(mol·L-1) 2　 　3　　　　 0　　　 0 c变/(mol·L-1) 1.2　 1.2　　　 1.2　 　1.2 c平/(mol·L-1) 0.8　 1.8　　　 1.2　　 1.2 该反应的平衡常数K===1。 (2)设c变(CO)=x mol·L-1,则 CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) c始/(mol·L-1)　3　　　3　　 0　　　0 c变/(mol·L-1)　x　　　x　　x　　　 x c平/(mol·L-1)　3-x　 3-x　　 x　　　 x =1,x=1.5,则CO的转化率为×100%=50%,H2O的转化率为50%。 (3)反应进行到某时刻时,c(H2)=c(CO2)=0.5 mol·L-1,c(CO)=0.5 mol·L-1,c(H2O)=1.5 mol·L-1,Q===<K,因此反应未达到平衡状态,反应向正反应方向进行,v正>v逆。 答案:(1)1　40%　(2)50%　50%　(3)否　大于 [课时跟踪检测] 一、选择题 1.实验室用4 mol SO2与2 mol O2进行反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)　ΔH=-196.64 kJ·mol-1,当放出314.624 kJ热量时,SO2的转化率为 (　　) A.40% B.50% C.80% D.90% 解析:选C　根据放出314.624 kJ的热量可知参加反应的SO2的物质的量为×2=3.2 mol,故SO2的转化率为×100%=80%。 2.X、Y、Z为三种气体,把a mol X和b mol Y充入一密闭容器中,发生反应:X(g)+2Y(g)⇌2Z(g)。达到平衡时,若它们的物质的量满足:n(X)+n(Y)=n(Z),则Y的转化率为 (　　) A.×100% B.×100% C.×100% D.×100% 解析:选B　 X(g)　+　2Y(g)⇌　2Z(g) 起始/mol　　a　　　　 b　　　 0 变化/mol　　x　　　　2x　 　　2x 平衡/mol　　a-x　　　b-2x　　 2x 据题意有(a-x)+(b-2x)=2x, 解得x=,故Y的转化率为×100%=×100%。 3.(2025·杭州调研)铁及其化合物与生产、生活关系密切,已知t ℃时,反应FeO(s)+CO(g)⇌Fe(s)+CO2(g)的平衡常数K=0.25。若在2 L密闭容器中加入0.02 mol FeO(s),并通入x mol CO,t ℃时反应达到平衡。此时FeO(s)转化率为50%,则x的值为 (　　) A.0.1 B.0.05 C.0.04 D.0.02 解析:选B　从反应开始到达平衡,Δn(FeO)=0.02 mol×50%=0.01 mol,列三段式: 　　　　　FeO(s)+CO(g)⇌Fe(s)+CO2(g) 起始/mol　0.02　　 x　　　0　　 0 变化/mol　0.01　　 0.01　 0.01　 0.01 平衡/mol　0.01　　 x-0.010.01　 0.01 平衡常数K===0.25,解得x=0.05,故选B。 4.在一定温度下,反应H2(g)+X2(g)⇌HX(g)的平衡常数为10。若将1.0 mol HX(g)通入容积为1.0 L的密闭容器中,在该温度下HX(g)的最大分解率接近于 (　　) A.5% B.17% C.25% D.33% 解析:选B　反应HX(g)⇌H2(g)+X2(g)在该温度下的平衡常数为,设分解HX的物质的量浓度为x mol·L-1,列三段式: 　　　　　 　　HX(g)⇌H2(g)+X2(g) 初始/(mol·L-1)　1.0　　　0　　　0 转化/(mol·L-1)　x　　　x　　　x 平衡/(mol·L-1)　1.0-x 　x　　　x K===,x=,α(HX)=×100%≈17%。 5.将等物质的量的A、B混合于2 L密闭容器中发生反应:3A(g)+B(g)⇌xC(g)+D(g)。经4 min后,测得D的浓度为0.4 mol·L-1,C的平均反应速率为0.1 mol·L-1·min-1,c(A)∶c(B)=3∶5。下列说法不正确的是 (　　) A.x的值是1 B.4 min末,A的转化率为60% C.起始时A的浓度为2.4 mol·L-1 D.4 min内v(B)=0.1 mol·L-1·min-1 解析:选B　　3A(g)+B(g)⇌xC(g)+D(g) 开始/(mol·L-1) a　　 a　　 0　 0 转化/(mol·L-1) 1.2　 0.4　　 0.4x　0.4 平衡/(mol·L-1) a-1.2 a-0.4　0.4x　0.4 (a-1.2)∶(a-0.4)=3∶5 解得a=2.4 v(C)===0.1 mol·L-1·min-1,x=1,故A正确;4 min末,A的转化率为α(A)=×100%=50%,故B错误。 6.在一定条件下,向密闭容器中充入30 mL CO和20 mL水蒸气,使其发生反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g),当反应达到平衡时,水蒸气的体积分数与H2的体积分数相等,则下列叙述错误的是 (　　) A.平衡后CO的体积分数为40% B.平衡后CO的转化率为25% C.平衡后水的转化率为50% D.平衡后混合气体的平均相对分子质量为24 解析:选B　设达到平衡时,反应CO的体积为x mL。 　　　　 CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) 起始/mL　30　　20　　　0　　　 0 变化/mL　x　　　x　　　x　　　 x 平衡/mL　30-x　 20-x　　x　　　x 由题意知:20 mL-x=x,故x=10 mL, 故平衡后CO的体积分数为×100%=40%,CO的转化率为×100%≈33.3%,H2O的转化率为×100%=50%,平衡后混合气体的平均相对分子质量不变,仍为=24。 7.(2025·宿州期末)一定温度下,将2 mol A和2 mol B两种气体混合放入容积为2 L的刚性密闭容器中,发生反应:3A(g)+B(g)⇌xC(g)+2D(g),2 min末反应达到平衡,生成0.8 mol D,并测得C的物质的量浓度为0.4 mol·L-1,下列说法正确的是 (　　) A.x的值为1 B.A的平衡转化率为40% C.此温度下该反应的平衡常数K的数值等于0.5 D.A和B的平衡转化率相等 解析:选C　平衡时C的物质的量为0.8 mol,与D相等,则x的值为2;平衡时A消耗了1.2 mol,则其平衡转化率为60%;此温度下该反应的平衡常数K==0.5;由于未按照对应的化学反应系数之比投料,所以A和B的平衡转化率不相等。 8.一定温度下,在2 L的恒容密闭容器中发生反应A(g)+2B(g)⇌3C(g)。反应过程中的部分数据如下表所示: t/min n(A)/mol n(B)/mol n(C)/mol 0 2.0 2.4 0 5 0.9 10 1.6 15 1.6 下列说法正确的是 (　　) A.该反应在10 min后才达到平衡 B.平衡状态时,c(C)=0.6 mol·L-1 C.物质B的平衡转化率为20% D.该温度下的平衡常数为 解析:选B　在10 min时,A的转化量为2.0 mol-1.6 mol=0.4 mol,由方程式A(g)+2B(g)⇌3C(g)可知B的转化量为0.8 mol,10 min时,n(B)=2.4 mol-0.8 mol=1.6 mol,15 min时,n(B)仍为1.6 mol,故10 min时已达到平衡,可能是5~10 min内的某一时间达到平衡状态,故A错误;10 min时已达平衡,A物质转化了0.4 mol,生成C物质为1.2 mol,c(C)==0.6 mol·L-1,故B正确;10 min时已达平衡,A物质转化了0.4 mol,B的转化量为0.8 mol,则B的平衡转化率为×100%≈33.3%,故C错误;10 min时已达平衡,A物质转化了0.4 mol,C的转化量为1.2 mol,平衡时n(C)=1.2 mol,该温度下的平衡常数为K==,故D错误。 9.已知可逆反应:2A(g)+B(g)⇌2C(g)　ΔH=a kJ·mol-1(a>0)。在容积为1 L的恒容密闭容器中加入2 mol A和1 mol B,充分反应,在t ℃时达到平衡后,测得反应产物C的浓度为1.98 mol·L-1,吸收热量为b kJ。下列判断不正确的是 (　　) A.平衡后C的体积分数为98.5% B.99a=100b C.平衡常数K(t ℃)=9.801×105 D.反应物A、B的转化率均为79% 解析:选D　　2A(g)+B(g)⇌2C(g) 始态/mol　　　2　　 1　　 0 转化/mol　　　1.98　0.99　1.98 平衡/mol　　　0.02　0.01　1.98 所以1.98a=2b,即99a=100b,C的体积分数为×100%≈98.5%,A、B项正确;因容器的容积为1 L,故平衡常数K===9.801×105,C项正确;反应物A的转化率为×100%=99%,B的转化率为×100%=99%,D项错误。 二、非选择题 10.(6分)合成氨反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)在某温度下达到平衡时,各物质的浓度是c(N2)=3 mol·L-1,c(H2)=9 mol·L-1,c(NH3)=4 mol·L-1,则 (1)该温度时的平衡常数为　　　　　　　　　　;起始浓度c(N2)=　　　　　　。  (2)H2的转化率为　　　　。  解析:(1)K==≈7.3×10-3,设起始时N2、H2的浓度分别为x mol·L-1、y mol·L-1,则列三段式: 　　　　　　　　N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) 起始/(mol·L-1)　 x　　 y　　　0 Δc/(mol·L-1)　　x-3　 y-9　　　 4 平衡/(mol·L-1)　 3 　　 9　　　 4 =,则x=5;=,则y=15。 (2)H2的转化率为×100%=40%。 答案:(1)7.3×10-3　5 mol·L-1　(2)40% 11.(10分)一定温度下,向一容积为5 L的恒容密闭容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2,发生反应:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)　ΔH=-196 kJ·mol-1。当反应达到平衡时,容器内压强变为起始时的。请回答下列问题: (1)判断该反应达到平衡状态的标志是　　　　　(填字母)。  a.SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2 b.容器内气体的压强不变 c.容器内混合气体的密度保持不变 d.SO3的物质的量不再变化 e.SO2的生成速率和SO3的生成速率相等 (2)①SO2的转化率为　　　　。  ②达到平衡时反应放出的热量为　　　　　　。  ③此温度下该反应的平衡常数K=　　　　。  解析:(1)a项,SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2,与它们的化学计量数之比相等,和反应是否达到平衡状态无关;b项,这是一个恒容条件下的化学反应,反应前后气体物质的量不相等,故压强不变说明气体总物质的量不变,化学反应达到化学平衡状态;c项,这是一个恒容条件下的化学反应,反应物和反应产物均为气体,则气体质量恒定,气体密度恒定,所以密度不变不能作为反应达到平衡状态的标志;d项,SO3的物质的量不再变化,说明化学反应达到平衡状态;e项,SO2的生成速率和SO3的生成速率相等,即正、逆反应速率相等,化学反应达到平衡状态。(2)向容积为5 L的恒容密闭容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2,设O2的转化量为x mol,根据反应: 　　　　　2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) 起始/mol　0.4　　　 0.2　　 0 转化/mol　2x　　　 x　　 2x 平衡/mol　0.4-2x　 0.2-x 　　2x 当反应达到平衡时,容器内压强为起始时的,则有=,解得x=0.18。①SO2的转化率为×100%=90%。②达到平衡时反应放出的热量为0.36× kJ=35.28 kJ。③此温度下该反应的平衡常数K==20 250。 答案:(1)bde　(2)①90%　②35.28 kJ ③20 250 12.(15分)甲醇既是重要的化工原料,又可作为燃料。工业上可利用CO或CO2来生产甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示。 化学反应 平衡常数 温度 500 ℃ 700 ℃ 800 ℃ ①2H2(g)+CO(g)⇌CH3OH(g) K1 2.5 0.34 0.15 ②H2(g)+CO2(g)⇌H2O(g)+CO(g) K2 1 1.7 2.52 ③3H2(g)+CO2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) K3 请回答下列问题: (1)反应①是　　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。  (2)根据反应①与反应②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=　　　　　(用K1、K2表示)。  (3)一定条件下将H2(g)和CO2(g)以体积比3∶1置于恒温恒容的密闭容器发生反应③,下列能说明该反应达到平衡状态的有　　　　　。  a.反应体系中气体的密度保持不变 b.H2和CO2的体积比保持不变 c.混合气体的平均相对分子质量不变 d.当断裂CO2中2个C=O时,同时断裂H2O中2个O—H e.v正(CH3OH)=3v逆(H2) (4)将0.1 mol CO和0.2 mol H2通入1 L密闭容器中发生反应①,当改变某一外界条件(温度或压强)时,CH3OH的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示: ①图中M点处,CO的转化率为　　　　　。  ②若5 min后该反应达到平衡,此时CH3OH的平衡浓度为0.08 mol·L-1,平衡常数K=　 　　。  解析:(1)由表格数据可知,升高温度,反应①的平衡常数减小,说明该反应为焓变小于0的放热反应。(2)由盖斯定律可知,反应①+反应②=反应③,则反应③的平衡常数K3=K1K2。(3)a.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变,则反应体系中气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误; b.由方程式可知,反应中氢气和二氧化碳的体积比始终为3∶1,则氢气和二氧化碳的体积比保持不变不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误;c.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,该反应是气体体积减小的反应,反应中混合气体的平均相对分子质量增大,则混合气体的平均相对分子质量不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;d.由方程式可知,当断裂二氧化碳中2个C=O时,同时断裂水中的2个O—H说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故正确;e.v正(CH3OH)=3v逆(H2)不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故错误。(4)①由图可知,M点温度为400 ℃,甲醇的含量是10%,设反应消耗一氧化碳的物质的量为a mol,由题意可建立如下三段式: CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) 起/mol　 　0.1　 　0.2　　　　0 变/mol 　　a　　 　2a　　　　a 平/mol　0.1-a 　0.2-2a　　 　 a 由甲醇的百分含量可得:×100%=10%,解得x=0.025 mol,则一氧化碳的转化率为×100%=25%;②若5 min后该反应达到平衡,此时甲醇的平衡浓度为0.08 mol·L-1,由题意可建立如下三段式: CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) 起/(mol·L-1) 0.1　　0.2　　　0 变/(mol·L-1) 0.08　 0.16　　0.08 平/(mol·L-1) 0.02　 0.04 　　0.08 由三段式数据可知,反应的平衡常数K==2 500。 答案:(1)放热　(2)K1K2 (3)cd　(4)①25%　②2 500 120 / 151 学科网（北京）股份有限公司 $$