2024年山东卷T20-原理综合变式题

1．水煤气是的主要来源，研究对体系制的影响，涉及主要反应如下： 回答列问题： (1)的焓变 (用代数式表示)。 (2)压力p下，体系达平衡后，图示温度范围内已完全反应，在温度时完全分解。气相中，和摩尔分数随温度的变化关系如图所示，则a线对应物种为 (填化学式)。当温度高于时，随温度升高c线对应物种摩尔分数逐渐降低的原因是 。 (3)压力p下、温度为时，图示三种气体的摩尔分数分别为0.50，0.15，0.05，则反应的平衡常数 ；此时气体总物质的量为，则的物质的量为 ；若向平衡体系中通入少量，重新达平衡后，分压将 (填“增大”“减小”或“不变”)，将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 2．当前能源资源短缺，甲醇合成制备与应用是国际研究的热点。 Ⅰ.某温度下，利用生产甲醇主要涉及以下反应。 反应1.；； 反应2.；； 回答下列问题： (1)升高温度时，的值将 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)阿伦尼乌斯公式为(其中k为速率常数，A和R为常数，Ea为反应的活化能，e为自然对数的底，T为温度)，反应Ⅰ的速率方程为，， ①增大体系的压强， (填“增大”“减小”或“不变”)； ②在催化剂作用下，将1mol 和2mol 的混合气体通入1L密闭容器发生反应1、2。当反应达到平衡状态时，的转化率是60%，此时和的平均相对分子质量是23，若反应1的，平衡时反应速率 。 (3)将1mol (g)和3mol (g)充入密闭容器发生反应Ⅰ和Ⅱ，并达到平衡状态。相同温度下，在不同压强下测得的平衡转化率、(g)的选择性[]和CO的选择性[]随压强变化曲线如图所示。图中表示的平衡转化率的曲线是(填“m”“n”或“p”) ，A点时的转化率为 。 (4)在恒压密闭容器中充入6mol 、2mol ，分别在1MPa和10Mpa下反应。分析温度对平衡体系中、CO、的影响，设这三种气体物质的量分数之和为1，CO和的物质的量分数与温度变化关系如图： ①表示10MPa时CO的物质的量分数随温度变化关系的曲线是 (填标号)。 ②200～400℃，b、d曲线基本重合的原因 。 Ⅱ.甲醇应用：利用甲醇分解制备烯烃，涉及反应如下： (5)某温度下，总压P条件下，平衡体系中各物质的物质的量分数随温度变化如图所示： 已知在1100K时，，此条件下的 。 3．和重整制取合成气CO和，在减少温室气体排放的同时，可充分利用碳资源。该重整工艺主要涉及以下反应： 反应a：     反应b：         反应c：     反应d：     (1)重整时往反应体系中通入一定量的水蒸气，可在消除积碳的同时生成水煤气，反应为，该反应的△H＝ (写出一个代数式)。 (2)关于和重整，下列说法正确的是 (填编号)。 A．的物质的量保持不变时，反应体系达到平衡状态 B．恒容时通入增大压强，的平衡转化率减小 C．加入反应c的催化剂，该反应的平衡常数K增大 D．达到平衡后，降低反应温度，反应d的 (3)一定压强下，按照投料，和重整反应达到平衡时各组分的物质的量分数随温度的变化如图所示 ①图中曲线m、n分别表示物质 、 的变化(选填“”“CO”或“”)。 ②700℃后，C(s)的物质的量分数随温度升高而增大的原因是 。 ③某温度下体系中不存在积碳，和的物质的量分数分别是0.50、0.04，该温度下甲烷的平衡转化率为 ，反应b的平衡常数K＝ (列出计算式)。 4．含氨污染物的有效去除和含碳资源的充分利用是重要研究课题。回答下列问题： (1)利用尾气与反应制备新型硝化剂，过程中见下表，其中x、y、z为常数。 过程 反应 焓变 平衡常数K与温度T关系 Ⅰ Ⅱ Ⅲ ①反应Ⅲ的活化能(正) (逆)(填“>”或“<”)． ②的数值范围是 。 (填标号) A．<-2    B． -2~0    C．0~2    D． >2 (2)与重整是利用的研究热点之一。该重整反应体系有以下反应： Ⅰ．   Ⅱ．   Ⅲ．  (只在高温下自发进行) ①在一定压强和催化剂的条件下，将等物质的㫫的和通入重整反应器中，平衡时，、的物质的量分数及转化率随温度变化的关系如图所示。平衡时的物质的量分数随温度变化的曲线是 (填标号)。温度高于后，曲线超过曲线的可能原因为 。 ②在时，将和按物质的量之比为充入密闭容器中，分别在无催化剂和催化下反应相同时间，所得的转化率与温度的关系如图所示。点转化率相等的原因是 。 ③设为相对压力平衡常数，用相对分压代替浓度即可得相对压力平衡常数的表达式[气体的相对分压等于其分压(单位为)除以标准压强]。现向恒容密闭容1器中按充入原料气，初始总压为，发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，体系达到平衡时的分压为，此温度下反应Ⅲ，则的平衡转化率为 。 5．天然气的主要成分为，是重要的燃料和化工原料.以为原料合成甲烷涉及的主要反应如下： Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ. 回答下列问题： (1) 。 (2)一定条件下，若只发生反应Ⅱ，测得CO的平衡转化率与温度、起始投料比m(的关系如图所示.已知(速率常数，只与温度有关)。 ①图中投料比的大小顺序为 ，判断依据是 。 ②若在的密闭容器中充入和，在一定温度下，经达到平衡，平衡时CO的转化率为50%，则前氢气的反应速率 .此时 .(填写分数即可，不用化简)，达到平衡后，升高温度， (填“增大”“减小”或不变”)。 (3)将和通入密闭容器，在一定条件下进行反应.达到平衡时，容器中为为，容器中总压强为p，则甲烷的压强为 ，反应Ⅲ的平衡常数 (以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。 6．二氧化碳—甲烷重整反应制备合成气（）是一种生产高附加值化学品的低碳过程。该过程存在如下化学反应： ① ② ③ ④ 回答下列问题： (1)= ，反应① 正向自发进行（填标号）。 A．低温下能            B．高温下能            C．任何温度下都能        D．任何温度下都不能 (2)反应体系总压强分别为5.00MPa、1.00MPa和0.50MPa时，平衡转化率随反应温度变化如图所示，则代表反应体系总压强为5.00MPa的曲线是 （填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”），判断依据是 (3)当反应传系总压强为0.1MPa时，平衡时部分组分的物质的量随反应温度变化如图所示。随反应温度的升高，的物质的量先增加后减少。主要原因是 ． (4)恒温恒压条件下，向容器中通入1mol和1mol，达到平衡时CH4的转化率为80%，的转化率为50%，碳单质的物质的量为0.8mol，的物质的量为 mol，反应①用摩尔分数表示的平衡常数= （结果保留两位小数）。上述平衡时。向体系通入气，重新达到平衡时。，则 （填“>”“<”或“=”）。（已知反应的，物质的摩尔分数） 7．在催化剂的作用下，利用合成气(主要成分为CO、和)合成甲醇时涉及了如下反应： 反应Ⅰ．     反应Ⅱ．         反应Ⅲ．         回答下列问题： (1)= 。 某温度下，盛有1mol CO的密闭容器通入发生反应Ⅰ，测得平衡时(g)的体积分数变化如图所示。 (2)a、b、c三点中，转化率最大的是 (填字母)。 (3)图中，n= mol，此时CO的转化率为50%，反应体系总压为pPa，则该温度下反应Ⅰ的平衡常数Kp= Pa-2(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。 一定条件下，某密闭容器中投入1mol和3mol发生反应Ⅱ和Ⅲ。 (4)升高反应体系温度，合成甲醇的反应速率 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (5)加入少量CO，平衡时甲醇的量 (填“增多”“减少”或“不变”)。 (6)达到平衡后，缩小容器体积，反应Ⅲ的平衡 (填“正向”“逆向”或“不”)移动。 改变温度和投气比[]发生反应：，测得CO平衡转化率如表所示(其他反应条件相同)。 平衡点 a b c 0.5 0.5 1 CO平衡转化率 50 33.3 50 (7)a、b、c三点对应的反应温度由高到低顺序是 。 研究表明，反应的速率方程为，式中yCO、yH2O、yCO2、yH2分别表示相应的物质的量分数，Kp为平衡常数，k为反应的速率常数，温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下，反应速率随温度变化的曲线如图所示。 (8)根据速率方程分析，时v逐渐减小的原因是 。 8．甲醇制烯烃是一项非石油路线烯烃生产技术。 I．甲醇在一定条件下可发生反应生成，烯烃产物之间存在如下转化关系： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 反应达平衡时，三种组分的物质的量分数随温度的变化关系如图所示。 (1)反应Ⅲ的 。 (2)图1中曲线b代表的组分是 ，曲线代表的组分是 。 (3)后，曲线a下降的原因是 。 Ⅱ．将和充入恒容密闭容器中，分别在两种不同催化剂I、Ⅱ下发生反应，相同时间内的转化率随温度变化曲线如图所示。 (4)催化剂I、Ⅱ中催化效率较高的是 。 (5)在催化剂作用下，随温度的升高，的转化率先增大后减小，理由是 (6)已知C点容器内压强为P，在温度下，用平衡分压代替平衡浓度表示的压强平衡常数为 (用含P的关系式表示，已知：分压=气体总压气体体积分数)。 9．乙醇可以通过部分氧化制氢气，涉及的相关反应方程式如下： a)   b)   c)   d)   (1)若发生反应，可提高乙醇中氢原子的利用率，反应的 (用代数式表示)。 (2)用平衡分压代替平衡浓度时，平衡常数可表示为，各反应的随温度的变化如图1所示。 ①以上反应中，属于吸热反应的有 (填字母)。 ②平衡常数大于时可认为反应完全，则时，反应完全进行的有 (填字母)。 (3)恒压条件下往反应容器中通入和少量，平衡时体系中各物质(、、、、)的物质的量分数随温度的变化如图2所示。 ①图中表示的曲线为 。(填“”或“”)。 ②下列说法正确的是 (填编号)。 A.当气体密度不再发生变化时，反应达到平衡状态 B.温度升高，反应的增大，减小 C.达到平衡时分离出部分，反应c的平衡常数增大 D.加入稀有气体，重新达到平衡时的物质的量增加 ③下达到平衡时和均反应完全，、和的物质的量分数分别为0.20、0.32、0.12，则平衡时的物质的量为 ，反应c的平衡常数K= 。 10．通过不同方式转化为高附加值化学品有利于实现“双碳目标”，其中加氢转化为二甲醚()是常见的一种方式，其反应过程如下： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． 回答下列问题： (1)加氢制反应的热化学方程式为 。 (2)进料比时，不同压强下平衡转化率随温度的变化关系如图所示。 ①四条曲线对应压强、、和由大到小的顺序为 ，判断依据是 。 ②压强为时，平衡转化率随温度升高先减小后增大，原因是 。 (3)上图中，当反应温度高于350℃时几条曲线重合，说明此时的转化率不受压强影响，原因是 。 (4)反应Ⅱ和反应Ⅲ的平衡常数()随温度变化关系如图2所示，表示反应Ⅱ的曲线为 (填“a”或“b”)。恒温恒压条件下，向体系中通入和，达到平衡时转化率为50％，为0.07mol，该条件下生成的CO可以忽略不计，则的物质的量为 mol，加氢制的反应用摩尔分数表示的平衡常数 (列出计算式)。(已知反应的，物质i的摩尔分数。) 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．(1)++ (2) 当温度高于T1，已完全分解，只发生反应Ⅱ，温度升高，反应Ⅱ逆向移动，所以的摩尔分数减小。 (3) 0.5 不变 不变 【详解】（1）已知三个反应： Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ. 设目标反应为Ⅳ，根据盖斯定律，Ⅳ=Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ，所以++。 （2）图示温度范围内已完全反应，则反应Ⅰ已经进行完全，反应Ⅱ和Ⅲ均为放热反应，从开始到T1，温度不断升高，反应Ⅱ和Ⅲ逆向移动，依据反应Ⅱ，量减小，摩尔分数减小，量升高，摩尔分数，且二者摩尔分数变化斜率相同，所以a曲线代表的摩尔分数的变化，则c曲线代表的摩尔分数随温度的变化，开始到T1，的摩尔分数升高，说明在这段温度范围内，反应Ⅲ占主导，当温度高于T1，已完全分解，只发生反应Ⅱ，所以的摩尔分数减小。 （3）①压力p下、温度为时，、、和摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05，则H2O(g)的摩尔分数为：，则反应的平衡常数 ； ②设起始状态1molC(s)，xmolH2O(g)，反应Ⅰ进行完全。 则依据三段式： 根据平衡时、、和摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05，则有、、，解出，，则，而由于平衡时n(总)=4mol，则y=4，y=，则n(CaCO3)= ==0.5。 ③若向平衡体系中通入少量，重新达平衡后，反应的Kp=，温度不变，Kp不变，则分压不变；体系中增加了，若反应Ⅱ逆向移动，在CO2分压不变的前提下，CO、H2O的分压增大，H2分压减小，则反应Ⅱ的Kp将会发生变化，与事实不符， 所以为了保证Ⅱ的Kp也不变，最终所有物质的分压均不变，即不变。 2．(1)减小 (2) 不变 0.512 (3) n 24% (4) d 200～400℃以反应Ⅰ为主，加压反应Ⅰ正向移动，增大，对反应Ⅱ起抑制作用；升温对反应Ⅱ有促进作用，两种因素作用相当，导致CO物质的量分数几乎不变 (5)或者 【详解】（1）根据盖斯定律，由“反应Ⅰ+反应Ⅱ”得： ，其反应热，其平衡常数K=K1•K2，升高温度，该反应的平衡状态逆向移动，则K=K1•K2的值将减小。 （2）增大体系的压强，反应的活化能、温度没有变化，k也不改变，因此K正-k逆，保持不变；反应达到平衡状态时，的转化率是60%，则剩余物质的量为0.4mol，和的平均相对分子质量是23，则n():n()=1:1，剩余物质的量为0.4mol，平衡时反应速率=20×0.4mol/L×(0.4mol/L)3=0.512； （3）增大压强，反应Ⅰ平衡正向移动，反应Ⅱ平衡逆向移动，则的平衡转化率增大，的选择性增大，CO的选择性减小，由于的选择性与CO的选择性之和等于100%，因此m曲线表示的选择性，p曲线表示CO的选择性，n曲线表示的平衡转化率。A点时，的平衡转化率为30%，CO的选择性也为30%，则的选择性为70%。达到平衡时，设反应Ⅰ中有amol反应了，则消耗了3amolH2，生成了amol，反应Ⅱ中有bmol反应了，则消耗了bmolH2，生成了bmolCO，则，，解得a=0.21，b=0.09，H2的转化率为：。 （4）①根据，温度升高，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡正向移动，减小，a、c曲线表示不同压强下的物质的量分数，b、d曲线表示不同压强下CO的物质的量分数。当温度相同时，10MPa相对于1MPa，为增大压强，反应Ⅰ平衡正向移动，的物质的量分数增大，反应Ⅱ平衡逆向移动，CO的物质的量分数减小，因此表示10MPa时、CO的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是a、d；200～400℃以反应Ⅰ为主，加压反应Ⅰ正向移动，增大，对反应Ⅱ起抑制作用；升温对反应Ⅱ有促进作用，两种因素作用相当，导致CO物质的量分数几乎不变 （5）已知在1100K时，，设向容器加入5mol 发生前两个反应，生成n()=1mol，n()=1mol，n()=5mol，由此可列下列 因所以（1-3n）=2(1+2n)，解得n=，所以最终平衡体系中含有1-3n=mol，(1+2n) =mol，以及5mol，P（）=，P（）=，= 3．(1)△H1-△H2-△H3 (2)AD (3) CO2 H2 反应c为吸热反应，反应d为放热反应。700℃后，随着温度升高，反应c右移对C(s)的物质的量分数的影响比反应 d 左移的大 12.5% 【详解】（1）该反应由a-b-c得到即△H=△H1-△H2-△H3。答案为△H1-△H2-△H3； （2）A．随着反应进行CH4不断减少，平衡时保持不变，A项正确； B．恒容时，平衡体系中各物质的浓度不发生改变，平衡不移动，CO2转化率不变，B性错误； C．加入催化剂只改变反应历程不改变平衡常数，C项错误； D．达到平衡后，降低温度反应d正向移动，v正>v逆，D项正确； 故选AD。 （3）反应起始投入CH4和CO2为2：1，所以m为CO2。同时700℃之后C固体增加，即700℃以上的高温有利于反应c正向进行，反应c正向进行H2物质的量分数增加则n为H2。P为CO。设反应投入CH4和CO2物质的量分别为2mol、1mol。根据反应列出以下三段式： ，则平衡时CO2物质的量为(1-n-m)mol，CO的物质的量为(n+2m)mol，H2O物质的量为nmol，H2为(2m-n)mol，CH4为（2-m）mol，则平衡体系中气体总物质的量为（3+m）mol。已知CH4和H2O的物质的量分数分别是0.50、0.04，则建立等式为、得m=0.25、n=0.14。则CH4的转化率为。则K=。答案为反应c为吸热反应，反应d为放热反应。700℃后，随着温度升高，反应c右移对C(s)的物质的量分数的影响比反应 d 左移的大；12.5%；。 4．(1) ＜ C (2) a 曲线c和d分别代表和的转化率曲线，温度高于后，升高温度有利于反应Ⅲ的进行，导致的转化率大于的转化率 催化剂失去活性 68% 【详解】（1）①根据，平衡常数K与温度T成反比，即温度升高，平衡常数减小，则该反应为放热反应，ΔH=Ea(正)-Ea(逆)＜0，则Ea(正)＜Ea(逆)，故答案为＜； ②根据上述分析，反应Ⅰ和反应Ⅱ均为放热反应，即ΔH2＜0，ΔH3＜0，根据盖斯定律反应Ⅰ=反应Ⅲ×2-反应Ⅱ，则ΔH1=2ΔH3-ΔH2＜0，推出选项C正确；故答案为C； （2）①CO2、CH4为反应物，其物质的量分数均随温度的升高而减小，低温时，反应Ⅲ不发生，只发生反应Ⅰ和Ⅱ，所以CO2的物质的量分数小于CH4的物质的量分数，平衡时CO2的物质的量分数随温度变化的曲线是a；曲线c和d分别代表CO2和CH4的转化率曲线，温度高于1300K后，升高温度有利于反应Ⅲ的进行，导致CH4的转化率大于CO2的转化率，故答案为a；曲线c和d分别代表CO2和CH4的转化率曲线，温度高于1300K后，升高温度有利于积碳反应的进行，导致CH4的转化率大于CO2的转化率； ②a点时与无催化剂的转化率相同，说明催化剂已无催化活性，其可能原因为催化剂失去活性，故答案为催化剂失去活性； ③由反应Ⅲ，，某温度下反应Ⅲ的，平衡时的分压为40kPa，则平衡时p(CH4)=kPa，根据阿伏伽德罗定律推论，恒温恒容时气体的压强之比等于物质的量之比，按投料比n(CO2)∶n(CH4)=1∶1，初始总压为100kPa，则起始时p(CH4)=50kPa，已转化的p(CH4)=(50-)kPa，则甲烷的平衡转化率为α(CH4)==68%，故答案为68%。 5． -157.1 相同温度下，增大氢气的浓度CO的转化率增大 0.15 减小 【分析】根据盖斯定律：Ⅰ=Ⅱ+Ⅲ，计算；平衡时，，由此计算；将和通入密闭容器，在一定条件下进行反应，达到平衡时，容器中为为，根据碳原子守恒：CO2为(1-a-b)mol，根据氧原子守恒：H2O为2-2n(CO2)-n(CO)=2mol-2(1-a-b)mol-bmol=(2a+b)mol，n(H2)=×[b-2n(H2O)-4n(CH4 )]mol=×[b-2(2a+b)-4a]mol=(3-4a-b)mol，平衡时气体的总物质的量为n(CO2)+n(CO)+n(H2O)+n(H2)=(4-2a)mol，计算甲烷的压强p(CH4)=p总×；Ⅲ中各组分的分压为：p(CO2)=，p(H2)=，p(CO)=，p(H2O)=，代入Kp=计算。 【详解】(1)Ⅰ.，Ⅱ.，Ⅲ.，根据盖斯定律：Ⅰ=Ⅱ+Ⅲ，=-198+40.9=-157.1。故答案为：-157.1； (2)①图中投料比的大小顺序为，判断依据是相同温度下，增大氢气的浓度CO的转化率增大。故答案为：；相同温度下，增大氢气的浓度CO的转化率增大； ②若在的密闭容器中充入和，在一定温度下，经达到平衡，平衡时CO的转化率为50%， 则前氢气的反应速率=0.15，此时=，(填写分数即可，不用化简)，达到平衡后，升高温度，平衡逆向移动，逆速率大于正速率，减小(填“增大”“减小”或不变”)。故答案为：0.15；；减小； (3)将和通入密闭容器，在一定条件下进行反应，达到平衡时，容器中为为，根据碳原子守恒：CO2为(1-a-b)mol，根据氧原子守恒：H2O为2-2n(CO2)-n(CO)=2mol-2(1-a-b)mol-bmol=(2a+b)mol，n(H2)=×[b-2n(H2O)-4n(CH4 )]mol=×[b-2(2a+b)-4a]mol=(3-4a-b)mol，平衡时气体的总物质的量为n(CO2)+n(CO)+n(H2O)+n(H2)=(4-2a)mol，所以甲烷的压强p(CH4)=p总×= ；Ⅲ中各组分的分压为：p(CO2)=，p(H2)=，p(CO)=，p(H2O)=，Kp==。故答案为：；。 6．(1) +247.3kJ/mol B (2) Ⅲ 甲烷反应的方程式中，反应前后气体计量数增大，其它条件不变时，增大压强平衡逆向移动，CH4的转化率降低 (3)温度较低时，反应放热，以②为主，升高温度，逆向移动，生成CO2，CO2的量增加；温度较高时，反应为吸热反应，以①为主，升高温度反应正向移动，消耗CO2，CO2的量减少 (4) 0.5 0.39 ＝ 【详解】（1）已知： ① ② ③ ④ 依据盖斯定律可知反应②+③-2×④得方程式①，则ΔH1=ΔH2+ΔH3-2ΔH4=（-90.2+74.9+2×131.3）kJ/mol=+247.3kJ/mol；反应①中ΔH＞0，反应①中ΔS＞0，如果ΔG=ΔH-TΔS＜0，反应①在高温下正向自发进行； （2）甲烷反应的方程式中，反应前后气体计量数增大，其它条件不变时，增大压强平衡逆向移动，CH4的转化率降低，所以代表反应体系总压强为5.00MPa的曲线是Ⅲ； （3）根据图知，CO2参加的反应有①②，温度较低时，反应放热，以②为主，升高温度，逆向移动，生成CO2，CO2的量增加；温度较高时，反应为吸热反应，以①为主，升高温度反应正向移动，消耗CO2，CO2的量减少； （4）恒温恒压条件下，向容器中通入1molCH4和1molCO2，达到平衡时CH4的转化率为80%，CO2的转化率为50%，则消耗的n（CH4）=1mol×80%=0.8mol、n（CO2）=1mol×50%=0.5mol，根据碳原子守恒得：n（CH4）消耗+n（CO2）消耗=n（CO）+n（C）；平衡时剩余的n（CH4）=（1-0.8）mol=0.2mol，剩余的n（CO2）=（1-0.5）mol=0.5mol；依据三段式（单位/mol）可知 对于CH4，1-a-c=0.2，对于CO2，1-a-b=0.5，对于C，b+c=0.8，对于CO，2a-d=0.5，则得a=b=0.25，c=0.55，d=0，所以n（H2）=（2a-2b+2c-d）mol=1.1mol，n（H2O）=（2b+d）mol=0.5mol，混合气体总物质的量为（0.2+0.5+1.1+0.5+0.5）mol=2.8mol，x（H2）=，x（CH4）=，x（CO2）=x（CO）=，反应①用摩尔分数表示的平衡常数Kx=≈0.39；平衡时反应③的K=，化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，所以平衡时=a，向体系通入He气，重新达到平衡时，=b，则a=b。 7．(1)＋41.2 (2)a (3) 2 (4)增大 (5)增多 (6)逆向 (7)b＞a＞c (8)减小对v的降低大于k增大对v的提高 【详解】（1）已知：反应Ⅰ．   ；反应Ⅱ．   ；根据盖斯定律可知，由反应Ⅱ-反应Ⅰ，可得反应Ⅲ，故  。 （2）对于一可逆反应，增加一种反应物的浓度，可以提高另一反应物的转化率，而自身转化率降低，故a、b、c三点中，转化率最大的是a。 （3）当反应物按照化学计量数之比充入时，生成物的体积分数最大，CO物质的量为1mol，故图中，n=2mol。此时CO的转化率为50%，可列出三段式：，则气体总物质的量为2mol，故该温度下反应Ⅰ的平衡常数。 （4）升温反应速率增大，故升高反应体系温度，合成甲醇的反应速率增大。 （5）加入少量CO，反应Ⅲ平衡逆向移动，CO2浓度增大，则反应Ⅱ平衡正向移动，故平衡时甲醇的量增多。 （6）达到平衡后，缩小容器体积，压强增大，反应Ⅱ平衡正向移动，CO2浓度减小，故反应Ⅲ的平衡逆向移动。 （7）已知  ，故为放热反应，当相同时，升温逆向移动，CO平衡转化率降低，故b＞a；增大，CO平衡转化率会降低，而平衡点c与平衡点a相比，CO的转化率相同，则c点相对于a点为降低温度，平衡正向移动，故a＞c，综上所述，a、b、c三点对应的反应温度由高到低顺序是b＞a＞c。 （8）为放热反应，升温Kp减小，温度升高时k值增大，根据速率方程分析，时v逐渐减小的原因是减小对v的降低大于k增大对v的提高。 8．(1) (2) (3)曲线代表的组分是，后，以反应为主，温度升高，平衡正向移动，的物质的量分数减小 (4)催化剂Ⅱ (5)B点前，反应未达平衡，随温度升高，反应速率加快，转化率增大；B点后，反应已达平衡，随温度升高，平衡左移，转化率降低 (6) 【详解】（1）根据盖斯定律，得反应 ，反应Ⅲ的。故答案为：； （2）升高温度，平衡向着吸热反应方向移动，则三个反应均正移，则C2H4的物质的量分数不断增大，物质的量分数不断减小，图1中曲线b代表的组分是，曲线代表的组分是。故答案为：；； （3）曲线a代表；的物质的量分数先增加后减小，是因为温度低于时，以反应Ⅱ为主，温度的升高，平衡正向移动，的物质的量分数增加，温度高于，以反应为主，温度升高，平衡正向移动，的物质的量分数减小，故答案为：曲线代表的组分是，后，以反应为主，温度升高，平衡正向移动，的物质的量分数减小； （4）由图像可知，在相同温度、相同时间下，催化剂Ⅱ的二氧化碳转化率比催化剂I的高，催化剂I、Ⅱ中催化效率较高的是催化剂Ⅱ。故答案为：催化剂Ⅱ； （5）在催化剂作用下，随温度的升高，的转化率先增大后减小，理由是B点前，反应未达平衡，随温度升高，反应速率加快，转化率增大；B点后，反应已达平衡，随温度升高，平衡左移，转化率降低，故答案为：B点前，反应未达平衡，随温度升高，反应速率加快，转化率增大；B点后，反应已达平衡，随温度升高，平衡左移，转化率降低； （6）已知C点容器内压强为P， 在温度下，用平衡分压代替平衡浓度表示的压强平衡常数。故答案为：。 9．(1) (2) ad ab (3) n AD 【详解】（1）由盖斯定律可知a+b+d可得反应 ； （2）①由图示知随着温度升高，bc反应的平衡常数减小，ad平衡常数增大，故ad反应属于吸热，升高温度平衡正向移动； ②平衡常数大于即lgKp>5时可认为反应完全，则时，反应完全进行的有ab。 （3）①ad反应属于吸热，升高温度平衡正向移动，故CO的含量增大，曲线n为CO的曲线； ②A．该体系只有气体参与反应，质量守恒，m总不变，反应体系是气体物质的量增大的反应，恒压体系容器的体积增大，故密度是个变量，当气体密度不再发生变化时，反应达到平衡状态，选项A正确； B．温度升高，反应的、均增大，选项B错误； C．平衡常数是个随温度变化的常数，达到平衡时分离出部分，反应c的平衡常数不变，选项C错误； D．恒压环境中加入稀有气体，容器体积增大，反应体系的分压减小，ad平衡正向移动，重新达到平衡时的物质的量增加，选项D正确； 答案选AD； ③、和的物质的量分数分别为0.20、0.32、0.12，则一氧化碳和二氧化碳的物质的量分数之和为1-(0.2+0.32+0.12)=0.36，设平衡时各物质总的物质的量为n总，根据碳元素守恒可知（0.20+0.36）n总=4，故n总=mol，则氢气的物质的量为0.32mol=mol；由图可知，下达到平衡时CO和CO2的物质的量相等，则n(CO)= n(CO2)=0.36n总=mol，n(H2O)=0.12 n总=mol，c(CH4)=0.2 n总=mol，反应c的平衡常数K=。 10．(1) (2) p1＞p2＞p3＞p4 反应Ⅱ和反应Ⅲ是气体体积不变的反应，压强增大，平衡不发生移动，反应I是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，CO2的转化率变大，说明平衡正向移动，压强不断增大 温度较低时，CO2平衡转化率主要取决于反应I，温度较高时，CO2平衡转化率主要取决于反应Ⅱ (3)温度高于350℃时总反应以反应Ⅱ为主 (4) b 0.215 【详解】（1）由盖斯定律可知，反应I×2+反应Ⅲ可得 。 （2）①反应Ⅱ和反应Ⅲ是气体体积不变的反应，压强增大，平衡不发生移动，反应I是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，CO2的转化率变大，说明平衡正向移动，压强不断增大，因此压强p1、p2、p3由大到小的顺序是p1＞p2＞p3＞p4； ②压强为p1时，CO2平衡转化率为反应I和反应Ⅱ的CO2平衡转化率之和，反应I为放热反应，随温度升高CO2平衡转化率降低，反应Ⅱ为吸热反应，随着温度升高，CO2的平衡转化率先减小后增大，原因是：温度较低时，CO2平衡转化率主要取决于反应I，温度较高时，CO2平衡转化率主要取决于反应Ⅱ。 （3）反应Ⅱ是气体体积不变的吸热反应，当反应温度高于350℃时几条曲线重合，说明此时的转化率不受压强影响，且温度升高，CO2的平衡转化率增大，原因是：温度高于350℃时总反应以反应Ⅱ为主。 （4）反应Ⅱ是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，K值增大，lnK增大，则表示反应Ⅱ的曲线为b。根据已知条件列出“三段式”： 达到平衡时转化率为50％，则x=0.5mol，为0.07mol，则0.5-2y=0.07，y=0.215mol，则的物质的量为0.215mol，加氢制的反应方程式为：，用摩尔分数表示的平衡常数。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$