化学反应原理综合题型集训（附答案解析）-2023年高考化学大题逐空突破

化学反应原理综合题型集训

1.CPU—CO?催化重整对温室气体的减排具有重要意义，其反应为CH4(g)+CO2(g)=^2CO(g)+2H2(g)。回答

下列问题：

(1)已知相关物质的燃烧热(25℃、101kPa)：

物质

CH4(g)CO(g)H2(g)

A/7/(kJmol-')-890.3-283.0-285.8

则CW—CO2催化重整反应的△，=kJ-moF1

(2)将原料按初始组成〃(CH4):〃(CO?)=1：1充入密闭容器中，保持体系压强为100kPa发生反应，达到平衡时

CO?体积分数与温度的关系如图所示

①不℃、100kPa下，〃(平衡时气体)：〃(初始气体)=;该湿度下，此反应的平衡常数kPa?(以

分压表示，列出计算式)

②若A、B、C三点表示不同温度和压强下已达平衡时CO2的体积分数，点对应的平衡常数最小，理

由是:点对应压强最大，理由

是_______________________________________________________________________

(3)900°C下，将CE和CO2的混合气体(投料比1:I)按一定流速通过盛有炭催化剂的反应器，测得CH』的转化

率受炭催化剂颗粒大小的影响如图所示。(注：目数越大，表示炭催化剂颗粒越小)

由图可知,75min后CH4转化率与炭催化剂目数的关系为,原因是

2.铁及其化合物在生产生活中应用最广泛，炼铁技术和含铁新材料的应用倍受关注。由此产生的CO?、SO?等

废气处理意义重大。

(1)将CO?应用于生产清洁燃料甲醇，既能缓解温室效应的影响，又能为能源的制备开辟新的渠道。其合成反应

为CO2(g)+3H2(g)=CH30H鱼)+出0德)。如图为CO?平衡转化率和温度、压强的关系，其中压强分别为3.0

MPa4.0MPa、5.0MPa。据图1可知，该反应为反应(填“吸热”或“放热)设CO2的初始浓度为comol-L

r,根据5.0MPa时的数据计算该反应的平衡常数K(240)=(列式即可)。若4.0MPa

时减小投料比c(CO2)：C(H2),则CO2的平衡转化率曲线可能位于II线的(填“上方”或吓方”)

(2)7?C时，向某恒温密闭容器中加入一定量的Fe3O4和CO,发生反应Fe3O4(s)4-CO(g)3FeCKs)+CO2(g)NH\

=+19.3kJ-moF',反应达到平衡后，在4时刻，改变某条件，v迎随时间⑺的变化关系如图2所示，则力时刻

改变的条件可能是

a.保持温度不变，压缩容器b.保持体积不变，升高温度

c.保持体积不变，加少量碳粉d.保持压强不变，增大CO?浓度

(3)在一定温度卜，向某体枳可变的怛压密闭容器(p«)加入ImolCO?与足量的碳，发生反应

C(s)+CO2(g)^^2C0(g)△”2=+l72.4kJ・mo「，平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图3所示。

①650°C时，该反应达平衡后吸收的热量是kJ

②7℃时，若向平衡体系中再充入V(CO2)：V(CO)=4:5的混合气体，平衡(填“正向”“逆向”或“不”)

移动

3.臭氧是地球大气中一种微量气体，人类正在保护和利用臭氧。

(1)氮氧化物会破坏臭氧层，已知：

1

®NO(g)+O3(g)=NO2(g)+O2(g)A//i=-200.9kJmol

'

②2NC(g)+O2(g)=2NC2(g)AW2=—1162klmol'

则反应：2O5(g)=3O2(g)△"=

(2)大气中的部分碘源于Ch对海水中厂的氧化。将03持续通入Nd溶液中进行模拟研究，在第二组实验中加入

亚铁盐探究Fe?+对氧化I反应的影响，反应体系如图1,测定两组实验中h浓度实验的数据如图2所示：

①反应后的溶液中存在化学平衡：l2(aq)+l(aq)h(aq).当「(13)/«厂)=6.8时，溶液中r(12)="(己

知反应的平衡常数K=680)

②结合实验数据可知，Fe2+使广的转化率(填“增大”“无影响”或“减小”)

③第二组实验18s后，Is■浓度下降。导致G浓度下降的原因是

(3)臭氧是一种杀菌消毒剂，还是理想的烟气脱硝剂。

①一种脱硝反应中，各物质的物质的量随时间的变化如图3所示，X为(填化学式)

②一种臭氧发生装置原理如图4所示。阳极(惰性电极)的电极反应式为

4.亚硝酸氯(QNO)是有机合成中的重要试剂。亚硝酸氯可由NO与CL在通常条件下反应得到，化学方程式为

2NO(g)+Cl2(g)^=^2ClNO(g)

(1)氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酸氯，涉及如下反应：

①4NO2(g)+2NaCl(s)^^2NaNO^(s)+2NO(g)+Ch(g)K

(2)2NO2(g)+NaCl(s)^^NaNO3(s)+ClNO(g)K2

③ZNOO+CbO^^ClNCKg)&

则K、K2＞《3之间的关系为K3=

(2)r℃时，2NO(g)+C12(g)=^2ClNO(g)的正反应速率表达式uU：=&"(C1NO),测得速率和浓度的关系如下表：

序号c(ClNO)/(mol-L-1)v/(mol-L'-s')

①0.33.6x10-8

②0.61.44x1O-7

③0.93.24x10-7

则n=;k=(注明单位)

(3)在2L的恒容密闭容器中充入4molNO(g)和2molCl2(g),在不同温度下测得c(ClNO)与时间的关系如图【

①温度为八时，能作为该反应达到平衡的标志的有

A.气体体积保持不变B.容器压强保持不变C.平衡常数K保持不变

D.气体颜色保持不变E.V(C1NO)=V(NO)F.NO与CINO的物质的量比值保持不变

②反应开始到10min时，Ch的平均反应速率v(CI2)=

③温度为72时，10min时反应已经达到平衡，该反应的平衡常数K=。

5.CO、CO2是化石燃料燃烧的主要产物。

(1)将含0.02molCO2和0.01molCO的混合气体通入有足量Na?。?固体的密闭容器中，同时不断地用电火花点燃,

充分反应后，固体质量增加g

1

(2)已知：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)A//=-566.0kJ-moF,键能Eo=o=499.0kJ-moF'c则反应：CO(g)+

-1

O2(g)^=CO2(g)+O(g)W\H=kJ-rnol

(3)在某密闭容器中发生反应：2CO2(g)^^2CO(g)+O2(g),1molCO2在不同温度下的平衡分解量如图所示。

①恒温恒容条件下，能表示该可逆反应达到平衡状态的有

A.CO的体积分数保持不变B.容器内混合气体的密度保持不变

C.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变D.单位时间内，消耗CO的浓度等于生成CO2的浓度

②分析上图，若1500℃时反应达到平衡状态，且容器体积为1L,则此时反应的平衡常数长=(计算

结果保留1位小数)

③向2L的恒容密闭容器中充入2moicCh(g),发生反应：2CO2(g)2CO(g)+O2(g),测得温度为丁℃时，

容器内02的物质的量浓度随时间的变化如曲线II所示。图中曲线I表示相对于曲线H仅改变一种反应条件

后，。(。2)随时间的变化，则改变的条件是:a、b两点用CO浓度变化表示的净反应速率关系为

“(CO)(填“v”或“="WKCO)

6.研究CO2与CH4反应，使之转化为CO和H2,对减缓燃料危机和减弱温室效应具有重要的意义。

工业上CO2与CH4发生反应【：CH4(g)+CO2(g)r^2CO(g)+2H2(g)bH\

1

在反应过程中还发生反应H：H2(g)+CO2(g)^^H2O(g)+CO(g)A/72=+41kJ-moP

(1)已知部分化学键的键能数据如下表所示:

化学键C—HH—HC-OC=O(CO)

键能/(kJmoL)4134368031076

则bH\=kJmol_*1,反应I在一定条件下能够自发进行的原因是

，在密闭容器中加入CO?与CH」发生反应，下列能够判断反应I达到平

衡状态的是(填字母)。

A.一定温度下，容积固定的容器中，密度保持不变

B.容积固定的绝热容器中，温度保持不变

C.一定温度和容积固定的容器中，平均相对分子质量不变

D.一定温度和容积固定的容器中，比和H?O物质的量之和保持不变

⑵将1molCH：与1molCO?在2L密闭容器中反应制取CO和H2时，CM和CO?的平衡转化率随温度变化关系

如图所示。

①923K时CO2的平衡转化率大于CH4的原因是______________________________________________

②计算923K时反应I的化学平衡常数K=(计算结果保留两位小数)

③1200K以上CO2和CH4的平衡转化率趋于相等的原因可能是

(3)以二氧化钛表面覆盖CU2Al2。4为雁化剂，可以将CO?和CFU直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效

率与乙酸的生成速率如图所示。250〜300c时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是

7.乙烘是•种重要的化工原料，最新研制出的由裂解气(此、CH：、C2H。与煤粉在催化剂条件下制乙块，该生产

过程是目前清洁高效的煤化工过程。已知：发生的部分反应如下(在25℃、101kPa时)，CH,、C2H4在高温

条件还会分解生成碳与氢气：

-1

①C(s)+2H2(g)^=CH4(g)△”］=—74.85kJmol

②2cH4(g)2H«g)+2H2(g)△柩=340.93kJmolr

1

③C2H*g)^=^C2H2(g)+H2(g)4/3=35.50kJ-moF

请回答：

(1)依据上述反应，请写出C与比化合生成C2H2的热化学方程式:

(2)若以乙烯和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂)，出口气中含有

乙烯、乙块、氢气等。图1为乙焕产率与进料气中〃(氢气)加(乙烯)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化

趋势，其降低的原因是_________________________________________________________________________

(3)图2为上述诸反应达到平衡时各气体体积分数和反应温度的关系曲线

①乙块体积分数在1530℃之前随温度升高而增大的原因可能是；

I530℃之后，乙烘体积分数增加不明显的主要原因可能是

②在体积为1L的密闭容器中反应，1530℃时测得气体的总物质的量为1.000mol,则反应

C2H4(g)KC2H2(g)+H2(g)的平衡常数K=

③请在图3中绘制乙烯的体积分数和反应温度的关系曲线

8.工业合成尿素以N%和CO2作为原料，在合成塔中存在如图转化：

(1)液相中，合成尿素的热化学方程式为：2NH3(1)+CCH1)=H2O(1)+NH2coNHz。)AH=kJ-mol-1

(2)在不同温度F,反应中NFh的转化率与时间的关系如图

①温度Ti炎(填或"二")，原因是

②保持容器体积不变，在反应初期，可以提高单位时间内N%转化率的措施有

a.增大CO2的浓度b.增大水的分压(分压=总压x物质的量分数)

c.通入惰性气体d,升高温度

(3)在液相中，CO?的平衡转化率与温度、初始氨碳比自=%(|、初始水碳比［w=忍］关系如图：

①曲线A、B中，(填“A”或"B”)的W较小

②其他条件不变时，随着温度的升高，平衡转化率下降的原因是

①该反应的0(填“〉”或y”)

②图中压强S)的大小顺序是

③若在1L密闭容器中充入0.2molCO?和0.6molHz，CO2的平衡转化率对应上图中A点，则在此温度下，该

反应的化学平衡常数是(保留整数)

④合成二甲醛过程中往往会生成一氧化碳，合成时选用硅铝化合物作催化剂，硅铝比不同时，生成二甲醛或一

氧化碳的物质的量分数不同。砂铝比与产物选择性如下图所示

图中A点和B点的化学平衡常数比较：KAKB(填或"=")。根据以上两条曲线，写出其中一

条变化规律：____________________________________________

⑤如图是使用不同硅铝比化合物作催化剂制备二甲醛的能量变化示意图，其中正确且最佳的是

12.近年科学家提出“绿色自由”构想把含有大量CO2的空气吹入K2c03溶液中，再把CO?从溶液中提取出来,

并使之与H2反应生成可再生能源甲醇。其工艺流程如下图所示，回答下列问题：

(1)进入分解池中主要物质是;在合成塔中，若有4.4kgCO2与足量也反应，生成气态的H20和CH3OH,

可放出537()kJ的热量，写出该反应的热化学方程式：

(2)该工艺在哪些方面体现了“绿色自由”构想中的“绿色”：①:②

(3)一定条件下，往2L恒容密闭容器中充入1.00101(：02和3.011101112，在不同催化剂作用下，相同时间内CO?

的转化率随温度变化如图所示：

①催化剂效果最佳的是(填“催化剂I”“催化剂II”或“催化剂III”)。b点I，(正)V(逆)(填”或

②此反应在a点时已达平衡状态，a点的转化率比c点高的原因是,c点时

该反应的平衡常数K=

(4)科学家还研究了其他转化温室气体的方法，利用如图所示装置可以将CO2转化为气体燃料CO,该装置工作时

的总反应方程式为o

(5)已知25℃时H2c03的电离平衡常数为心=4.4乂10-7、&2=4"10一“，则反应：HCOI+HzOu^H2cO3+

OFT的平衡常数K=

【化学反应原理综合题型集训】答案

1.(1)+247.3

②A该反应为吸热反应，温度越低，平衡常数越小

CC点CO2的体积分数大于相同温度下100kPa平衡时的CO2的体积分数，则压强大于100kPa;A、

B点CO2的体积分数小于相同温度下lUOkPa平衡时的CO2的体积分数，则压强小于100kPa

(3)目数越大，CH4转化率越大催化剂的颗粒越小，原料气与催化剂的接触更加充分

解析：⑴根据各物质的燃烧热可得：®CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2CXD△〃=-890.3kJ,moL;

@CO(g)+1o2(g)=CO2(g)AH=-283.0kJmoL;③H2(g)+如值)=+0⑴△”=

-285.8kJmor1;根据盖斯定律①一2x(②十③)可得CH4—CO2催化重整反应的A”=

-890.3kJmor1-2x(-283.0kJmor1-285.8kJ-mol-')=+247.3kJ-moP'o

⑵①初始组成〃(CH4)：n(CO2)=1：1,设〃(CH4)=〃(CO2)=1mol,设治℃、100kPa下,平衡时瓯(CH4)=xmol,

列三段式有

CH4(g)4-CO2(g)^=^2CO(g)+2H2(g)

起始/mol

转化/mol

平衡/mol

据图可知平衡时CO2的体积分数为30%,所以有=30%,解得x=0.25,所以平衡时气体总

物质的量为(2+0.25x2)mol=2.5mol,〃(平衡时气体)：〃(初始气体)=

2.5mol:2mol=5:4;平衡时p(CH4)=p(CO2)=100kPax^yy^p=30kPa,p(CO)=p(H2)=100kPax；：=

202X202、

20kPa,所以Kp=sox,kPa~。

②该反应为吸热反应，温度越低，平衡常数越小，所以A点对应的平衡常数最小；该反应为气体系数之和增大

的反应，相同温度下，增大压强平衡逆向移动，CO2的体积分数增大，A、B两点CCh的体积分数均小于相同温

度下压强为100kPa平衡时CO2的体积分数，说明压强小于100kPa,而C点大于100kPa平衡时CO2的体积分

数，说明压强大于lOOkPa,所以C点压强最大。

O.8coxQ.8co

2.⑴放热

0.2c()x0.6c(9上方

(2)d

(3)①43.1②逆向

解析：(1)根据图像，随着温度的升高，CO2的转化率降低，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，根据勒夏特列

原理，推出该反应的正反应是放热反应；作等温线以及反应方程式，增大压强，平衡向正反应方向移动，CO2

的转化率增大，I为5.0MPa下进行的曲线，240K时CCh的转化率为。8,

CO2(g)C3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)

c%Co3co00

0.8C0

C洸2.4c、oO.8coO.8co

0.2«O.6co0.8c00.8“

一据化学平衡常数的表达式KF*黑；*°=腰肾热;根据上述分析，II曲线代表4.0MPa下进行，

减小投料比，相当于增大H2的量，CCh的量不变，增大H2的量，平衡向正反应方向进行，CO2的转化率增大，

即CCh的平衡转化率曲线可能位于II线的上方；(2)/1时刻，逆反应速率增大，达到平衡时，逆反应速率与原平衡

相同，可以根据化学平衡常数进行分析：保持温度不变，压缩容器，组分浓度增大，化学反应速率增大，由于温

度不变，则化学平衡常数不变，平衡不移动，故a不符合题意；保持体积不变，升高温度，正逆反应速率增大，

因为正反应方向是吸热反应，因此干高温度，平衡向正反应方向进行，逆反应速率逐渐增大，故b不符合题意；

碳粉为固体，加入少量碳粉，对化学反应速率无影响，故c不符合题意；保持压强不变，增大CO?浓度，逆反应

速率埒大，正反应速率减小，平衡向逆反应方向进行，但化学平衡售数保持不变，最终浓度仍然回到原平衡状态,

故d符合题意；

(3)①C(s)+CO2(g)^=^2C0(g)

〃始I0

〃油x2x

n平1—x2A

根据图像，在650℃时，CO的体积分数为40%,则有丁00%=40%,解得x=0.25mol,因此达到

平衡时吸收的热量为172.4x0.25kJ=43.1kJ;②广C时，CO2和CO的体积分数相等,根据①，推出\-x=2xt

12

解得X=?则达到平衡〃(CO2)=〃(CO)=§,即V(CO2)：V(CO)=1：1,如果再充入V(CO2)：V(CO)=4：4时，

则平衡不移动，则通入CO,平衡向逆反应方向移动。

3.(1)-285.6kJ-mor1

(2)@0.01moI-L-,②增大③c(Fe3+)增大，c(r)减小，［2(aq)+「(aq)5(aq)平衡向逆反应方向移动

(3)①N2O5②3H2。-6e~=O5t+6H+

解析：⑴根据盖斯定律，由①x2—②得2O3(g)=3Ch(g)A/7=-285.6kJ-moP'o(2)①该反应的平衡常数K=

c(If)/k-(l2)xc(r)],则c(L)=菰厂=病mol-LT=0.01molL-。②结合题图2可知，Fe?+使厂的转化率增大。

213+2+

③18s后，溶液中以Fe-)增大，发生反应：2Fe+2r=I24-2Fe,导致c(r)减小，[2(aq)+「(aq)If(aq)

平衡向逆反应方向移动，从而使6波度下降。(3)①由题图3可知，NO2反应了4mol,O3反应了2mol,生成X

和。2各2mol,根据各物质的变化量之比等于系数之比以及原子守恒，可确定X为N2O5。②由题图4可知，阳

极上水失去电子生成臭氧和氢离子，电极反应式为3H2O—6e=O3t+6H'0

4.(噜

(2)24.0x10-7molT・L・sT

(3)®BDF®0.05molL_,min",③2

(4)CF

解析：(1)根据盖斯定律，将方程式2X②一①得方程式③，则平衡学数代=/。

1.44x10一7.g3.6x10-8mol-L-'s-1

(2)根据表中数据可知36*10-8=&x。3"'〃=2,将n代入^正=叱中，k=Qmol,L-12=4.0x107mol

U

(3)①恒容条件下，气体体积等于容器体积，始终保持不变，不能据此判断平衡状态，A错误；反应前后气

体的物质的量减小，压强越小，当容器压强保持不变时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，B正确；化学

平衡常数只与温度有关，温度不变化学平衡常数不变，不能据此判断平衡状态，C错误；只有氯气有色，当气体

颜色保持不变，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，D正确；U(C1NO)=WNO)时，反应方向未知，无法确定

是否达到平衡状态，E错误；NO与C1N0的物质的量比值保持不变时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，

F正确。

1mol-L"1

②根据图像可知V(C1N0)=1()NIIN=0.1molL-'min-',同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量

_,_,-|-,

数之比，据此得V(C12)=^I<C1NO)=^X0.1molLmin=0.05molLmino

③开始以NO)=*生=2mol-L-i、以02)=粤生=1molL-i,根据三段式：

乙JL>乙JL>

2NO+CL=^2C1NO

起始浓度/(mol・Lf)210

转化浓度/(molL-)10.51

/衡浓度/(mo卜一1)10.51

/CINOI2

化学平衡常数K=,NOxcCl2=T^=2。

(4)NO的物质的量越大其转化率越小，所以NO转化率最小的是C点；当反应物的物质的量之比等于其计量

数之比时生成物的含量最大，当粽=3时，产物的含量减小，所以应该是F点。

5.(1)0.84g

(2)-33.5

(3)①AC②3・2xI()Tmol・LT③升温v

解析：⑴①NazCh与CO2反应：2CO；+2Na2O2=2Na2CO3+O2,电火花不断引燃，发生反应：2CO4-O2=2CO2,

整个迂程相当于CO+Na2O2=Na2CO3,由于加入足量的NazCh固体，则反应后的气体只能为。2,所以反应后

生成物的化学式是NgCOa、O2,将含0.02mclCCh和001mclC。的混合气体通入有足量Nq6固体的密闭容

器中，固体质量增加为CO的质量=(0.02mol+0.01mol)x28gmoL=0.84g°(2)①已知:2CO(g)+02(g)=2CC)2(g)

△“=一566.0kJmoL;犍能氏=o=499.0kJmoL,即O2(g)=2O(g)△”=+499kJmoL;由盖斯定律：

l

两个方程相加除以2即可得到CO(gi+O2(g)CO2(g)-l-O(g)△"=一33.5kJmor0(3)®CO的体积分数保持

不变是平衡标志，A项正确；反应前后气体质量不变，体积不变，容器内混合气体的密度始终保持不变，不能说

明反应达到平衡状态，B项错误；反应前后气体物质的量变化，气体质量不变，容器内混合气体的平均摩尔质量

保持K变，说明反应达到平衡状态，C项正确；2cOz(g)2CO(g)+O2(g),单位时间内，消耗CO的浓度等于

生成CO?的浓度说明反应逆向进行，不能说明反应达到平衡状态，D项错误；②设生成的氧气为xmol,则

2co漉)==2C0(g)+O2(g)

起始量(mol):100

转化量(mol):2A-2A-X

工衡量(mol):l-2.r2xX

V

旦衡时，氧气的体积分数为0.2%,则•^=0.2%,则x=0.002,则c<CO)=0.996mol-L-1,c(CO)=0.004mol-L

1I人2

c(02)=0.002molL^1,则K=”磊^^3.2x108mo卜L^;③向2L的恒容密闭容器中充入2moicCh(g),

发生反应：2CO2(g)2CO(g)+O2(g),反应为吸热反应，图中曲线【表示相对于曲线n仅改变一种反应条件后

以。2)陋时间的变化，曲线I达到平衡时间缩短，平衡状态下氧气浓度增大，则改变的条件是升温，温度越高反

应速空越大，则a、b两点用CO浓度变化表示的净反应速率关系为ya(CO)vvb(CO)。

6.(1)+234该反应的A5>0或该反应的正反应为炳增(混乱度增大)的反应BCD

(2)①温度较低好，有利于反应n发生，CH4和CO2按1：1投料发生反应I时转化率相等，而CO2还发生反

应n,所以平衡转化率大于CHV或其他合理解释)

②4.26③1200K以上时以反应I为主(或1200K以上时反应I的正向进行程度远大于反应H)

(3)温度超过250c时，催化剂的催化效率降低

解析：⑴由△〃=反应物的总键能一生成物的总键能知，AM=4E(C—H)+2E(C=O)-2E(GO)-2E(H—H)=

4x413kJmor'H-2x803kJmorI-2xl076kJmor1-2x436kJmor'=+234kJmor1;I是一个气体体积增

大的吸热反应，A〃i>0、AS>0,在一定条件下AHi-RSvO,故反应能够自发进行。该反应中物质全为气体，

气体质量始终不变，容器容积不变，则气体密度始终不变，因此密度保持不变不能说明反应达平衡，故A错误；

容积固定的绝热容器中，温度保持不变，说明吸热反应和放热反应速率相等，即正、逆反应速率相等，可以说明

反应达平衡，故B正确；该反应中物质全为气体，气体质量始终不变，反应前后气体分子数不相等，气体的物

质的量为变量，则平均相对分子质量为变量，故平均相对分子质量不变可以说明反应达平衡，故C正确；反应

II中消耗的H2的物质的量和生成的H?O的物质的量相等，容器中Fh和H?O的物质的量之和保持不变，说明反

应I中生成的H2的物质的量不变，可以说明反应达平衡，故D正确。(2)①由题干可知，CH,只发生反应I,CO2

还能与反应I生成的H?发生反应II,923K时，CH,和CO?按1：1投料，只发生反应I时转化率应相等，而

CO2的平衡转化率大于CE,说明CCh还与反应I生成的H2发生了反应II,导致其平衡转化率大于CH4。②据

图可知，反应I消耗0.6mol甲烷和二氧化碳，反应H消耗0.1mol二氧化碳，则可建立反应I和反应II的三段

式：

CH4(g)+CO2(g)^^2C0(g)+2HMg)

起始量/mol1100

转化量/mol0.60.61.21.2

三衡量/mol0.40.41.21.2

H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)

起始量/mol1.20.41.20

转化量/mol0.10.10.10.1

立衡量/mol1.10.31.30.1

22

c(CO)xc(H2)

则反应I的化学平衡常数平=,(CO2)xc(CHO々4.26。③温度高于1200K时，CO?和

CH』的平衡转化率趋于相等说明反应以反应I为主，或1200K以上时反应I的正向进行程度远大于反应H的，

或1200K以上时反应I的平衡常教远大于反应II的。(3)由图可知，250〜300°C时，温度升高，催化剂的催化

效率降低，导致乙酸的生成速率降低。

-1

7.(li2C(s)+H2(g)^^C2H2(g)AH=226.73kj-mol

(2)一开始充入氢气是为活化催化剂，故稍增大氢气的量能让乙块产率增大，原料中过量地会使反应③平

衡逆向移动，所以乙烘产率下降

(3)①1530七前升高温度，反应②®平衡正向移动，乙块更多高温则有更多的甲烷与乙烯裂解生成碳导致

乙块体积分数增加不大

②8.652

③

(说明：起点温度要低于乙块的起点；最高点的相应温度低于1530°C,1530K交点乙薄的体积分数不要

超过0.01。)

解析：⑴根据盖斯定律：①x2+②+③整理得2c(s)4-H2(g)C2H2(g)△"=226.73kJ-moL,

(2)根据题给信息，结合图像分析可知：刚开始充入氢气是为活化催化剂，故稍增大氢气的量能让乙焕产率

增大，原料中过量H：会使反应③平衡逆向移动，所以乙焕产率下降。(3)①题中三个反应中，②③两个反应为吸

热反应，升高温度，平衡右移，有利于乙烘的生成；但是温度太高，对于①反应来说，平衡左移：有更多的甲烷

分解为碳，甲烷的量较少，导致②③两个反应均向左移动，乙块气体的体积分数增加不大。②体积为1L的密闭

容器，1530c时测得气体的总物质的量为1.000mol,根据图2可知，c(H2)=0.8240molL),c(C2H2)=0.0840

mol-L-',c(CH4)=0.0840mol-L-',c<C2H4)=1-0.8240-0.0840-0.0840=0.008molL-';C2H4(g)C2H2(g)

+HMg)的平衡常数长=(普产()=8.652。③根据题给信息可知，②反应产生乙怖气体，所以

C-2Hy4'=0*V*y•V^/VzO

刚开始乙烯的体积分数增大，随着C2H4(g)C2H2(g)+H2(g)A，3=35.50kJ・moL发生，升高温度，平衡右移，

乙饰的体积分数在减少，乙焕的体积分数在增大，最终达到平衡状态。

8.(11-93.7

(2)①V图中4的曲线斜率大，反应速率较快，因此温度较高②ad

(3)①A②该反应是放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动③3・25

解析：(1)①2NH3⑴+CO2=M42O(1)+NH2coNH?⑴△”=-109.2kJmor14-15.5kJ-moK^-93.7kJ-moP

,,当初始氨碳比乙=祟卷］相同时，初始水碳比［卬=震称］越大，二氧化碳转化率越低，根据图像可知二氧化碳

曲线A、B中A的二氧化碳转化率较高，所以W较小的曲线是A。②该反应为放热反应，其他茶件不变时，随

着温度的升高，平衡向逆反应方向移动，平衡转化率下降。③N点初始氨碳比乙=嘿口为3,初始水碳比

卬=噂制为°，二氧化碳转化率为75%,设初始的氮气物质的量为3am。1,则初始的二氧化碳物质的量为〃mol,

消耗的二氧化碳物质的量为0.75。mol,列出三段式：

i

2NH3(1)+CO2(1)^=H2O(l)4-NH2CONH2(I)

初始/mol3aa00

变化/mol\.5a0.75a0.75a0.75。

三衡/mol1.5“0.25a0.75。()J5a

0.75。0.75。

3.2573.25〃

平衡时物质的总量为3.25。mol,则平衡常数K=0.2工=325。

(3.25户3.254

9.(1)+247.4kJ-mol-1

(2)①H2CO反应：；O2(g)+H2(g)==H2O(g)是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，H2O的含量减小

例1.902x1.552

②0.05x0.1V2

(3)ABCDE

(4)6.4

解析：已知若干已知方程式的反应热，求目标方程式的反应热，核心是盖斯定律，在进行求解时抓住目标方程式

的关键物质在已知方程式中是位于反应物还是生成物，能快速进行求解；CH4和CO2重整CO、H2和H2O,生成

的H2会在反应②中与CO?反应生成CO,产物中产量降低，据此分析。

1.(1)记反应!O?(g)+H2(g)=H2O(g)为反应④，由盖斯定律反应①:②十③一④，故A”1=A“2+—

=41.2kJmor'-35.6kJmor14-241.8kJinor'=+247.4kJ-mo「L(2)①由反应①可知，反应产物有CO、

H2和H2O,生成的H2会在反应②中与CO2反应生成CO,CO的产量高于H2,故a曲线表示产物H2,b曲线表

示CO;反应②是吸热反应，升高温度，有利于反应的正向进希H，O的含量增大，但反应：;O，®+H2(g)=H?0(g)

为放热反应，升高温度，不利于反应的正向进行，故HzO的含量减小；②1100K时，CPU与CO2的转化率分别

1.0-0.950051.0—0.9o1

为95%、90%,则计算得平衡时C(CH4)=­—mol-L-nioi-L1,c(CO2)=--y—molL]—~y~

1551on心(CO)-c2(H2)

molL〕由图可知，C(H2)=-mol-L-,c(CO)=­m。”〕则反应①的平衡常数『(5….g)

1.902X|.552

=0.05x().IV20L(3)由图可知，含碳产物中CH«的物质的量百分数臣70%,则含碳副产物

的产率W30%,故含碳副产物的产率均低于CH«,A正确；由题意及图2知，存在反应：CO2+4H2CH4+

2H2O,B正确；由图可知，存在C02和H2生成CO和H2O的反应，C正确；化学反应伴随着物质变化和能量

变化，D正确；由图3可知，当温度高于260℃时，CO2的转化率还在增大，但CM的百分含量几乎不再变化，

则继续升高温度甲烷产率几乎不变，E正确。(4)C02甲烷化的过程中，CO?与H2的体积之比为1：4,反应气的

总流量为40mL-min-',则1min内初始时CO2的体积为40xgn)L=8mL,320℃时CO2转化率为80%,则

1=

CO?反应速率为丫=8；用mLmin~