資源簡介

(共28張PPT)
專題六　化學反應機理與能量、速率與限度
微專題3　化學速率與平衡圖像分析
規律方法整合　建模型
強基培優精練　提能力
考前名校押題　練預測
高考真題賞析　明考向
單一反應平衡體系圖像
1
角度
A．x1B．反應速率：vb正C．點a、b、c對應的平衡常數：KaD．反應溫度為T1，當容器內壓強不變時，反應達到平衡狀態
【答案】　B
【解析】　一定條件下，增大水的濃度，能提高CH4的轉化率，即x值越小，CH4的轉化率越大，則x1vc正，故B錯誤；由圖像可知，x一定時，溫度升高CH4的平衡轉化率增大，說明正反應為吸熱反應，溫度升高平衡正向移動，K增大；溫度相同，K不變，則點a、b、c對應的平衡常數：Ka多反應平衡(連續或競爭)體系圖像
2
角度
2. (2024·江蘇選考)二氧化碳加氫制甲醇的過程中的主要反應(忽略其他副反應)為：
①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH1＝41.2 kJ·mol－1
②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH2
225 ℃、8×106 Pa下，將一定比例CO2、H2混合氣勻速通過裝有催化劑的絕熱反應管。裝置及L1、L2、L3……位點處(相鄰位點距離相同)的氣體溫度、CO和CH3OH的體積分數如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．L4處與L5處反應①的平衡常數K相等
B．反應②的焓變ΔH2>0
C．L6處的H2O的體積分數大于L5處
D．混合氣從起始到通過L1處，CO
的生成速率小于CH3OH的生成速率
【答案】　C
【解析】　L4處與L5處的溫度不同，故反應①的平衡常數K不相等，A錯誤；由圖像可知，L1～L3溫度在升高，該裝置為絕熱裝置，反應①為吸熱反應，所以反應②為放熱反應，ΔH2<0，B錯誤；從L5到L6，甲醇的體積分數逐漸增加，說明反應②在向右進行，反應②消耗CO，而CO體積分數沒有明顯變化，說明反應①也在向右進行，反應①為氣體分子數不變的反應，其向右進行時，n(H2O)增大，反應②為氣體分子數減小的反應，且沒有H2O的消耗與生成，故n總減小而n(H2O)增加，即H2O的體積分數會增大，故L6處的H2O的體積分數大于L5處，C正確；L1處CO的體積分數大于CH3OH，說明生成的CO的物質的量大于CH3OH，兩者反應時間相同，說明CO的生成速率大于CH3OH的生成速率，D錯誤。
? 多重平衡體系
1.多重平衡是指相互關聯的若干平衡同時存在于一個平衡系統中，且至少有一種物質同時參與幾個相互關聯的平衡。
2.特點：同一容器內的多平衡體系，相同組分的平衡濃度相同。
3.計算方法：多重平衡涉及的反應多，各個平衡之間存在內在聯系，要么連續，要么競爭，這樣可將三個平衡簡化為兩個平衡，從而快速解答。也可以從元素守恒入手，只要抓住起始狀態與平衡狀態即可，可以忽略復雜的反應過程，從而使復雜問題簡單化。也可以利用三段式法求解，在多重反應平衡體系中，可以結合反應發生的特點，先設出某種物質在某個反應中的生成量，再設出該物質在另一個反應中的消耗量，列出各個反應的平衡變化量，根據已知條件列方程或方程組求解，從而進行計算。
? 多反應平衡(連續或競爭)體系圖像
現代化工生產過程中，因為存在著多個副反應，所以要提高目標產品的產率，就要選擇適當的催化劑提高目標產品的選擇性，使反應物盡可能多地轉化成目標產品。所以，在多重平衡的反應中，要降低副產品的選擇性。分析時抓住圖像中的關鍵點(常為最高點、最低點、轉折點)、看清橫坐標、縱坐標代表的條件、弄清曲線的變化趨勢，即可將復雜圖像轉化為常規圖像。
【思維模型】　
(競爭、連續)反應圖像的解題思維流程
單一反應平衡體系圖像
1
角度
A．平衡常數：K(A)>K(B)>K(C)
B．逆反應速率：v(A)>v(B)>v(C)
C．反應溫度：T1D．混合氣體平均摩爾質量：M(A)>M(B)>M(C)
【答案】　D
A．該反應的活化能：Ea(正)>Ea(逆)
B．X、Y、Z分別代表H2、H2O、CO
C．圖中a的值為40
D．升高溫度，體系中氣體的平均摩爾質量減小
【答案】　D
多反應平衡(連續或競爭)體系圖像
2
角度
A．ΔH1<0
B．反應過程中，催化劑不會改變CO2中O—C—O的鍵角
C．300 ℃條件下，CH4的體積分數約為28%
D．加入Ni@C催化劑，可提高CH4的平衡產率
【答案】　C
4. (2024·湖南衡陽市二模)中國從CO2人工合成淀粉被國際學術界認為是影響世界的重大顛覆性技術，合成步驟由60多步縮減到11步，突破了自然界淀粉合成的復雜調控障礙。其中CO2加氫的主要反應如下。
兩者之和為1
?
下列說法錯誤的是(　　)
A．壓強：p1>p2
B．曲線①、⑤分別表示平衡體系中CH3OH的選擇性和CO2的轉化率
C．235 ℃時，m點體系中n(CH3OH)＝n(CO)
【答案】　D
【解析】　反應ⅰ為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，甲醇的選擇性減小，反應ⅱ為吸熱反應，升高溫度，平衡向正反應方向移動，一氧化碳的選擇性增大，則曲線①、②表示甲醇的選擇性，曲線③、④表示一氧化碳的選擇性，曲線⑤表示二氧化碳的轉化率。由分析可知，曲線①、②表示甲醇的選擇性，反應ⅰ為氣體體積減小的反應，增大壓強，平衡向正反應方向移動，甲醇的選擇性增大，由圖可知，p1條件下甲醇的選擇性大于p2條件下甲醇的選擇性，則壓強p1大于p2，故A正確；由分析知，曲線①、⑤分別表示平衡體系中CH3OH的選擇性和CO2的轉化率，故B正確；235 ℃時，甲醇和一氧化碳選擇性相
同，兩個反應分別生成甲醇和一氧化碳的量相同，故m點體系中n(CH3OH)＝n(CO)，C正確；隨著溫度升高，反應ⅰ放熱會逆向移動，反應ⅱ吸熱會正向移動，反應ⅱ中二氧化碳和氫氣反應比是1∶1，氫氣消耗少于反應ⅰ，故反應ⅱ進行程度越大，氫氣轉化率越低且二氧化碳轉化率越高，故CO2與H2的平衡轉化率之比增大，故D錯誤。
A．當容器內氣體平均相對分子質量不再變化時，說明反應已經達到平衡狀態
B．當溫度一定時，向平衡后的容器內再加入H2NCOONH4(s)，再次達到平衡時NH3和CO2的濃度增大
C．ΔH＝＋1.592×105 kJ·mol－1
D．若實驗室利用NH3與CO2合成
H2NCOONH4(s)，則應選擇低溫環境進行
【答案】　D
―→ 此圖為反應Ⅰ和反應Ⅱ的全程圖像，
包括平衡建立，平衡狀態和平衡
移動
下列說法正確的是(　　)
A．兩個反應的ΔH均大于0
B．X點時兩個容器中的正反應速率相同
C．容器甲中的反應達到平衡后，再投入0.1 mol NO，則NO的平衡轉化率增大
D．圖中Y點對應的平衡常數KⅡ＝1 600
【答案】　D
【解析】　兩個反應中NO的轉化率隨溫度升高均先增大后減小，到達最高點之后，溫度升高，NO的轉化率降低，說明反應逆向進行，故這兩個反應的ΔH均小于0，A項錯誤；兩個反應不同，不能由X點時NO的轉化率相同得出X點時兩個容器中的正反應速率相同，B項錯誤；反應Ⅰ為氣體分子數不變的反應，反應達到平衡后，再投入0.1 mol NO，則NO的平衡轉化率不變，C項錯誤；根據圖中Y點的數據，可列“三段式”：板塊一　專題六　選擇題專項突破分級訓練
【強基練】
1.(2024·安徽皖江名校聯盟二模)汽車尾氣的排放會對環境造成污染。利用高效催化劑處理汽車尾氣中的NO與CO的反應為2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)　ΔH<0。一定溫度下，在1 L恒容密閉容器中加入1 mol CO和1 mol NO發生上述反應，部分物質的體積分數(φ)隨時間(t)的變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．曲線Ⅱ表示的是φ(CO2)隨時間的變化
B．t2 min時，反應達到化學平衡狀態
C．增大壓強，該平衡右移，平衡常數增大
D．0～t4時間段內的平均反應速率為v(NO)＝ mol·L－1·min－1
2.(2024·北京朝陽二模)甲烷還原二氧化碳是實現“雙碳”目標的有效途徑之一。常壓、催化劑作用下，按照CO2和CH4的物質的量之比3∶1投料。有關反應如下：
Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1＝＋247 kJ·mol－1
Ⅱ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41 kJ·mol－1
某一時段內，CH4和CO2的轉化率隨溫度變化如下圖所示。
已知：CO2的轉化效率＝
下列分析不正確的是(　　)
A．根據反應Ⅰ、Ⅱ，低壓高溫有利于提高CO2的平衡轉化率
B．500 ℃時，CO2的轉化效率為1.5
C．由400 ℃升高到600 ℃，含氫產物中水的占比增大
D．由700 ℃升高到1 000 ℃，CO2的轉化效率逐漸增大
3.(2024·天津和平區二模)氫能是清潔的綠色能源。現有一種太陽能兩步法甲烷、水蒸氣催化重整制氫工藝，第Ⅰ、Ⅱ步反應原理及反應的lg Kp－T關系如圖所示。下列有關說法正確的是(　　)
A．CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)　ΔH<0
B．NiFe2O4改變反應歷程，降低了反應活化能，提升了反應物的平衡轉化率
C．1 000 ℃時，反應CH4(g)＋H2O(g)??CO(g)＋3H2(g)平衡常數Kp＝4
D．某溫度下，向反應體系中通入等體積的CH4(g)和H2O(g)，達到平衡時CH4的轉化率為60%、則此時混合氣體中H2的體積分數為56.25%
4.(2024·河北省部分高中二模)選擇性催化還原法脫硝技術是目前國際上應用最為廣泛的煙氣脫硝技術，其反應如下：
主反應：4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g) 4N2(g)＋6H2O(g)　ΔH<0；
副反應：4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH<0。
恒容密閉的容器中，分別在甲、乙催化劑作用下進行上述反應，10 min時測得體系溫度與NO轉化率的關系如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．若初始c(NO)＝2 mol·L－1，則P點時NO的反應速率為0.04 mol·L－1·min－1
B．圖中M點對應的轉化率是NO在該溫度下的平衡轉化率
C．溫度高于200 ℃時，溫度升高，平衡逆向移動導致甲、乙作用下NO的轉化率降低
D．工業上選擇催化劑乙的原因是其在較低溫度下有很強的催化活性
5.(2024·江西新八校二模)某實驗室測定并計算了在136～180 ℃范圍內下列反應的平衡常數Kp：
①2NO(g)＋2ICl(g) 2NOCl(g)＋I2(g)　Kp1
②2NOCl(g) 2NO(g)＋Cl2(g)　Kp2
得到lg Kp1－和lg Kp2－均為線性關系，如下圖所示，有關下列說法錯誤的是(　　)
A．反應②高溫下可自發進行
B．反應2ICl(g) Cl2(g)＋I2(g)的ΔH<0
C．升溫，反應體系中分子總數會增大
D．當混合氣體顏色不變時，說明反應①和②已達平衡狀態
【培優練】
6.(2024·河北邢臺部分示范性學校二模)逆水煤氣變換體系中存在以下兩個反應：
反應Ⅰ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)；
反應Ⅱ：CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)
在恒壓條件下，按V(CO2)∶V(H2)＝1∶1投料比進行反應，含碳物質的平衡體積分數隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．反應CO(g)＋3H2(g) CH4(g)＋H2O(g)　ΔH>0
B．M點反應Ⅰ的平衡常數K約為1
C．加入合適的催化劑可由N點到P點
D．500 ℃后，溫度升高，反應Ⅰ的改變程度大于反應Ⅱ，導致CO2轉化率明顯減小
7.(2024·北京西城區二模)二氧化碳與氫氣催化合成乙烯具有重要的意義。將CO2和H2按物質的量之比1∶3加入V L的密閉容器中，壓強為0.1 MPa，反應達到平衡狀態時，各組分的物質的量分數x隨溫度T的變化如下圖所示。
已知：
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1
C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH2＝－1 411 kJ·mol－1
H2O(g) H2O(l)　ΔH3＝－44 kJ·mol－1
下列說法不正確的是(　　)
A．CO2與H2合成C2H4反應的熱化學方程式：
2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－127.8 kJ·mol－1
B．圖中b、d分別表示CO2、C2H4的變化曲線
C．570 K、0.2 MPa反應達到平衡狀態時，M點顯示的可能是C2H4的物質的量分數
D．CO2與H2合成C2H4反應的KE8.(2024·河北滄州市部分二模)已知反應ⅰ.SO3(g)＋H2O(l) H2SO4(l)　ΔH1，平衡常數K1；
ⅱ.SO2(g)＋O2(g) SO3(g)　ΔH2，平衡常數K2；
ⅲ.SO2(g)＋CO2(g) SO3(g)＋CO(g)　ΔH3，平衡常數K3，各反應的平衡常數的對數值(lg Kc)隨溫度變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．反應ⅰ的ΔS<0，反應ⅲ的ΔH3<0
B．反應2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(l) 2H2SO4(l)的lg K＝2lg K1＋2lg K2
C．t K時，若反應ⅱ中c(SO2)∶c(O2)∶c(SO3)＝2∶1∶2，則一定有v(正)＝v(逆)
D．在恒容密閉容器中充入1 mol SO2和1 mol CO2進行反應ⅲ，三點壓強p(x)9.(2024·江西鷹潭市二模)二甲醚催化制備乙醇主要涉及以下兩個反應：
反應Ⅰ：CO(g)＋CH3OCH3(g) CH3COOCH3(g)　ΔH1＜0
反應Ⅱ：CH3COOCH3(g)＋2H2(g) CH3CH2OH(g)＋CH3OH(g)　ΔH2＜0
在固定CO、CH3OCH3、H2的原料比、體系壓強不變的條件下，同時發生反應Ⅰ、Ⅱ，平衡時各物質的物質的量分數隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．曲線B表示H2的物質的量分數隨溫度的變化
B．600 K后升高溫度，CH3COOCH3的物質的量分數降低原因是反應Ⅱ平衡右移
C．測得X點CH3CH2OH的物質的量分數是10%，則X點反應Ⅱ有：v正>v逆
D．其他條件不變，延長反應時間能提高平衡混合物中乙醇含量
板塊一　專題六　選擇題專項突破分級訓練
【強基練】
1.(2024·安徽皖江名校聯盟二模)汽車尾氣的排放會對環境造成污染。利用高效催化劑處理汽車尾氣中的NO與CO的反應為2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)　ΔH<0。一定溫度下，在1 L恒容密閉容器中加入1 mol CO和1 mol NO發生上述反應，部分物質的體積分數(φ)隨時間(t)的變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．曲線Ⅱ表示的是φ(CO2)隨時間的變化
B．t2 min時，反應達到化學平衡狀態
C．增大壓強，該平衡右移，平衡常數增大
D．0～t4時間段內的平均反應速率為v(NO)＝ mol·L－1·min－1
【答案】　D
【解析】　因為初始投料中n(CO)與n(NO)之比等于化學方程式中對應的化學計量數之比，反應至t4時達平衡，反應物的φ(CO)＝φ(NO)＝0.125，其中一生成物為0.25，則另一生成物為0.5，按反應產物的比例可知，平衡時φ(N2)＝0.25、φ(CO2)＝0.5，故曲線Ⅱ表示的是φ(N2)隨時間的變化，A項錯誤；t2 min時，φ(CO)＝φ(N2)而不是達平衡，t4 min時，反應達到化學平衡狀態，B項錯誤；增大壓強，該平衡右移，平衡常數不變，C項錯誤；計算可得0～t4時間段內，Δn(NO)＝0.8 mol，故v(NO)＝ mol·L－1·min－1，D項正確。
2.(2024·北京朝陽二模)甲烷還原二氧化碳是實現“雙碳”目標的有效途徑之一。常壓、催化劑作用下，按照CO2和CH4的物質的量之比3∶1投料。有關反應如下：
Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1＝＋247 kJ·mol－1
Ⅱ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41 kJ·mol－1
某一時段內，CH4和CO2的轉化率隨溫度變化如下圖所示。
已知：CO2的轉化效率＝
下列分析不正確的是(　　)
A．根據反應Ⅰ、Ⅱ，低壓高溫有利于提高CO2的平衡轉化率
B．500 ℃時，CO2的轉化效率為1.5
C．由400 ℃升高到600 ℃，含氫產物中水的占比增大
D．由700 ℃升高到1 000 ℃，CO2的轉化效率逐漸增大
【答案】　C
【解析】　反應Ⅰ是氣體分子數增大的吸熱反應，反應Ⅱ是氣體分子數不變的吸熱反應，升高溫度均有利于反應Ⅰ、Ⅱ的平衡正向移動，提高CO2的平衡轉化率，且降低壓強有利于反應Ⅰ的平衡正向移動，所以低壓高溫有利于提高CO2的平衡轉化率，故A正確；由圖可知，500 ℃時CO2的轉化率為20%，CH4的轉化率為40%，CO2的轉化效率為＝1.5，故B正確；由圖可知，溫度由400 ℃升高到600 ℃時CH4轉化率的增大幅度遠大于CO2，則此時主要發生反應Ⅰ，且只有反應Ⅱ生成水，所以含氫產物中水的占比減小，故C錯誤；由圖可知，由700 ℃升高到1 000 ℃時Δn(CO2)變化幅度較大，Δn(CH4)變化幅度較小，則CO2的轉化效率逐漸增大，故D正確。
3.(2024·天津和平區二模)氫能是清潔的綠色能源。現有一種太陽能兩步法甲烷、水蒸氣催化重整制氫工藝，第Ⅰ、Ⅱ步反應原理及反應的lg Kp－T關系如圖所示。下列有關說法正確的是(　　)
A．CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)　ΔH<0
B．NiFe2O4改變反應歷程，降低了反應活化能，提升了反應物的平衡轉化率
C．1 000 ℃時，反應CH4(g)＋H2O(g)??CO(g)＋3H2(g)平衡常數Kp＝4
D．某溫度下，向反應體系中通入等體積的CH4(g)和H2O(g)，達到平衡時CH4的轉化率為60%、則此時混合氣體中H2的體積分數為56.25%
【答案】　D
【解析】　由圖可知，第一步反應的平衡常數隨溫度的升高而增大，屬于吸熱反應，第二步反應的平衡常數隨溫度的升高而降低，屬于放熱反應，且Ⅰ升高的幅度大于Ⅱ降低的幅度，則總反應為吸熱反應，A錯誤；甲烷、水蒸氣催化重整的過程中，NiFe2O4(s)作為催化劑，NiO(s)和FeO(s)可視作中間產物，改變了反應的歷程，降低了活化能，加快了反應速率，但是不改變平衡轉化率，B錯誤；1 000 ℃時，第Ⅰ、Ⅱ步反應的lg Kp分別為3、1，則Kp1＝1 000，Kp2＝10，按定義Kp＝Kp1×Kp2＝1 000×10＝104，C錯誤；設投入的CH4(g)和H2O(g)的量為1，平衡時CH4的轉化率為60%，則平衡時，CH4(g)、H2O(g)、CO(g)、H2的量分別為0.4、0.4、0.6、1.8，此時氫氣的體積分數×100%＝56.25%，D正確。
4.(2024·河北省部分高中二模)選擇性催化還原法脫硝技術是目前國際上應用最為廣泛的煙氣脫硝技術，其反應如下：
主反應：4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g) 4N2(g)＋6H2O(g)　ΔH<0；
副反應：4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH<0。
恒容密閉的容器中，分別在甲、乙催化劑作用下進行上述反應，10 min時測得體系溫度與NO轉化率的關系如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．若初始c(NO)＝2 mol·L－1，則P點時NO的反應速率為0.04 mol·L－1·min－1
B．圖中M點對應的轉化率是NO在該溫度下的平衡轉化率
C．溫度高于200 ℃時，溫度升高，平衡逆向移動導致甲、乙作用下NO的轉化率降低
D．工業上選擇催化劑乙的原因是其在較低溫度下有很強的催化活性
【答案】　D
【解析】　v(NO)＝ mol·L－1·min－1＝0.16 mol·L－1·min－1，A錯誤；M點的轉化率小于N點的，說明反應還未達到平衡態，B錯誤；若達到平衡，不同催化劑在相同溫度下轉化率應相同，溫度高于200 ℃時，甲催化劑作用下的轉化率小于乙，則說明甲催化劑下還未達到平衡，C錯誤；由圖知，乙催化劑作用下，在低溫時，NO的轉化率很高，D正確。
5.(2024·江西新八校二模)某實驗室測定并計算了在136～180 ℃范圍內下列反應的平衡常數Kp：
①2NO(g)＋2ICl(g) 2NOCl(g)＋I2(g)　Kp1
②2NOCl(g) 2NO(g)＋Cl2(g)　Kp2
得到lg Kp1－和lg Kp2－均為線性關系，如下圖所示，有關下列說法錯誤的是(　　)
A．反應②高溫下可自發進行
B．反應2ICl(g) Cl2(g)＋I2(g)的ΔH<0
C．升溫，反應體系中分子總數會增大
D．當混合氣體顏色不變時，說明反應①和②已達平衡狀態
【答案】　B
【解析】　結合圖可知，溫度越高，越小，lg Kp2越大，即Kp2越大，說明升高溫度平衡2NOCl(g) 2NO(g)＋Cl2(g)正向移動，則反應②的ΔH大于0，反應②為氣體系數增大的反應，即ΔS＞0，高溫下可自發進行，故A正確；設T′>T，即<，由圖可知：lg Kp2(T′)－lg Kp2(T)>lg Kp1(T)－lg Kp1(T′)，則：lg[Kp2(T′)·Kp1(T′)]>lg[Kp2(T)·Kp1(T)]，即K(T′)>K(T)，因此該反應正反應為吸熱反應，即ΔH大于0，故B錯誤；結合圖可知，溫度越高，越小，lg Kp1越小，即Kp1越小，說明升高溫度平衡2NO(g)＋2ICl(g)??2NOCl(g)＋I2(g)逆向移動，而升高溫度平衡2NOCl(g) 2NO(g)＋Cl2(g)正向移動，兩個反應的移動方向均使氣體物質增多，故C正確；體系的顏色不變時，即I2的濃度不再發生變化，說明達到平衡狀態，故D正確。
【培優練】
6.(2024·河北邢臺部分示范性學校二模)逆水煤氣變換體系中存在以下兩個反應：
反應Ⅰ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)；
反應Ⅱ：CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)
在恒壓條件下，按V(CO2)∶V(H2)＝1∶1投料比進行反應，含碳物質的平衡體積分數隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．反應CO(g)＋3H2(g) CH4(g)＋H2O(g)　ΔH>0
B．M點反應Ⅰ的平衡常數K約為1
C．加入合適的催化劑可由N點到P點
D．500 ℃后，溫度升高，反應Ⅰ的改變程度大于反應Ⅱ，導致CO2轉化率明顯減小
【答案】　B
【解析】　根據蓋斯定律可知，反應CO(g)＋3H2(g) CH4(g)＋H2O(g)為反應Ⅱ－反應Ⅰ，由圖可知，隨著溫度升高，甲烷含量減小，一氧化碳含量增大，則說明隨著溫度升高，反應Ⅱ逆向移動，反應Ⅰ正向移動，則反應Ⅰ為吸熱反應，ΔH1>0，反應Ⅱ為放熱反應，ΔH2<0，則ΔH2－ΔH1<0，A錯誤；M點沒有甲烷產物，且二氧化碳、一氧化碳含量相等，投料比V(CO2)∶V(H2)＝1∶1，說明CO2、H2都轉化一半，則此時反應Ⅰ平衡時二氧化碳、氫氣、一氧化碳、水的物質的量相等，反應Ⅰ的平衡常數K＝＝1，B正確；催化劑不影響化學平衡，主要影響反應速率，故體積分數不會上升，C錯誤；500 ℃后，CO2體積分數明顯減小，轉化率明顯增大，D錯誤。
7.(2024·北京西城區二模)二氧化碳與氫氣催化合成乙烯具有重要的意義。將CO2和H2按物質的量之比1∶3加入V L的密閉容器中，壓強為0.1 MPa，反應達到平衡狀態時，各組分的物質的量分數x隨溫度T的變化如下圖所示。
已知：
H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1
C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH2＝－1 411 kJ·mol－1
H2O(g) H2O(l)　ΔH3＝－44 kJ·mol－1
下列說法不正確的是(　　)
A．CO2與H2合成C2H4反應的熱化學方程式：
2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－127.8 kJ·mol－1
B．圖中b、d分別表示CO2、C2H4的變化曲線
C．570 K、0.2 MPa反應達到平衡狀態時，M點顯示的可能是C2H4的物質的量分數
D．CO2與H2合成C2H4反應的KE【答案】　D
【解析】　已知：①H2(g)＋O2(g)===H2O(l)　ΔH1＝－285.8 kJ·mol－1；②C2H4(g)＋3O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH2＝－141 kJ·mol－1；③H2O(g) H2O(l)　ΔH3＝－44 kJ·mol－1；由蓋斯定律可知，①×6－②－4×③可得2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1×6＋1 411 kJ·mol－1＋4×44 kJ·mol－1＝－127.8 kJ·mol－1，A正確；將CO2和H2按物質的量之比1∶3加入V L的密閉容器中，發生反應2CO2(g)＋6H2(g)??C2H4(g)＋4H2O(g)，升高溫度，平衡逆向移動，H2和CO2的物質的量增大，由系數關系可知，曲線a表示H2的物質的量分數隨溫度變化，曲線b表示CO2的物質的量分數隨溫度變化，曲線c表示H2O(g)的物質的量分數隨溫度變化，曲線d表示C2H4的物質的量分數隨溫度變化，B正確；曲線d表示C2H4的物質的量分數隨溫度變化，2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)是氣體體積減小的反應，增大壓強，平衡正向移動，C2H4的物質的量分數增大，則570 K、0.2 MPa反應達到平衡狀態時，M點顯示的可能是C2H4的物質的量分數，C正確；由A可知，反應2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)是放熱反應，升高溫度K值減小，則KE>KF，D錯誤。
8.(2024·河北滄州市部分二模)已知反應ⅰ.SO3(g)＋H2O(l) H2SO4(l)　ΔH1，平衡常數K1；
ⅱ.SO2(g)＋O2(g) SO3(g)　ΔH2，平衡常數K2；
ⅲ.SO2(g)＋CO2(g) SO3(g)＋CO(g)　ΔH3，平衡常數K3，各反應的平衡常數的對數值(lg Kc)隨溫度變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．反應ⅰ的ΔS<0，反應ⅲ的ΔH3<0
B．反應2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(l) 2H2SO4(l)的lg K＝2lg K1＋2lg K2
C．t K時，若反應ⅱ中c(SO2)∶c(O2)∶c(SO3)＝2∶1∶2，則一定有v(正)＝v(逆)
D．在恒容密閉容器中充入1 mol SO2和1 mol CO2進行反應ⅲ，三點壓強p(x)【答案】　B
【解析】　ⅰ的氣體分子數減少，ΔS<0，ⅲ的平衡常數隨溫度升高而增大，ΔH3>0，A錯誤；根據蓋斯定律，反應2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(l) 2H2SO4(l)為2×(ⅰ＋ⅱ)，K＝K·K，B正確；設c(O2)＝a mol·L－1，反應ⅱQ＝＝，無法確定Q與K2關系，C錯誤；反應ⅲ氣體總物質的量不變，壓強只與溫度有關，p(x)＝p(y)9.(2024·江西鷹潭市二模)二甲醚催化制備乙醇主要涉及以下兩個反應：
反應Ⅰ：CO(g)＋CH3OCH3(g) CH3COOCH3(g)　ΔH1＜0
反應Ⅱ：CH3COOCH3(g)＋2H2(g) CH3CH2OH(g)＋CH3OH(g)　ΔH2＜0
在固定CO、CH3OCH3、H2的原料比、體系壓強不變的條件下，同時發生反應Ⅰ、Ⅱ，平衡時各物質的物質的量分數隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．曲線B表示H2的物質的量分數隨溫度的變化
B．600 K后升高溫度，CH3COOCH3的物質的量分數降低原因是反應Ⅱ平衡右移
C．測得X點CH3CH2OH的物質的量分數是10%，則X點反應Ⅱ有：v正>v逆
D．其他條件不變，延長反應時間能提高平衡混合物中乙醇含量
【答案】　C
【解析】　溫度高于600 ℃時，乙醇和甲醇的物質的量分數幾乎為零，說明高于600 ℃以反應Ⅰ為主，則隨著溫度升高，反應Ⅰ化學平衡逆向移動，CO和二甲醚物質的量分數增大，故B表示二甲醚或者CO的物質的量分數隨溫度的變化情況。根據分析可知，曲線B表示CO或二甲醚物質的量分數隨溫度變化情況，A錯誤；600 K后，主要進行反應Ⅰ，升高溫度，反應Ⅰ逆向移動，CH3COOCH3的物質的量分數減小，B錯誤；測得X點乙醇的物質的量分數為10%，低于該溫度下平衡時乙醇的物質的量分數，則反應Ⅱ正向移動，v正>v逆，C正確；乙醇的產率不受反應時間的影響，延長反應時間不能提高平衡混合物中乙醇含量，D錯誤。

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