第43讲 化学平衡移动原理与应用（作业）-2025年新高考化学一轮复习考点逐点突破经典学案（新高考专用）

第1讲 化学平衡移动原理与应用 2025届高三化学第一轮复习 第43讲 化学平衡移动原理与应用 一、选择题 1．（2023·北京卷）下列事实能用平衡移动原理解释的是 A．H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解 B．密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体受热后颜色加深 C．铁钉放入浓硝酸中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体 D．锌片与稀硫酸反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生 2．（2023·金湖中学、洪泽中学等四校联考）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．对于平衡体系：2HI(g)H2(g)＋I2(g)，增大压强(缩小容积)可使颜色变深 B．合成氨工业上，采用高压以提高NH3的产率 C．氯水宜保存在低温、避光条件下 D．向氯水中加入适量石灰石，可增强漂白效果 3．（2022·高邮质检）对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－198 kJ·mol－1，下列有关说法正确的是 A．工业生产使用V2O5作催化剂，能降低该反应的活化能，同时降低该反应的焓变 B．工业生产通入稍过量的氧气，能提高O2的转化率 C．工业生产采用常压操作，可能是因为常压下SO2的转化率已经很高了 D．工业生产采用450～500 ℃，可能是为了使平衡正向移动，提高SO2平衡转化率 4．（2021·江苏适应性）反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－198 kJ·mol－1。下列有关说法不正确的是 A．使用催化剂能缩短该反应达到平衡所需的时间 B．温度升高有利于提高SO2的平衡转化率 C．提高的值可增大SO2的转化率 D．增大体系压强能增大SO2的反应速率和转化率 5．（2022·南京市、盐城市模拟）SO2既是大气主要污染物之一，又在生产生活中具有广泛应用，如可生产SO3并进而制得硫酸等，其反应原理为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ·mol－1。实验室可用铜和浓硫酸制取SO2。对于反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，下列说法正确的是 A．该反应在任何条件下都能自发进行 B．反应达到平衡后再通入O2，SO3的体积分数一定增加 C．反应在高温、催化剂条件下进行可提高SO2的平衡转化率 D．2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)的键能总和比2 mol SO3(g)的键能小 6．（2022·盐城市期中）对于反应：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＜0。下列有关说法不正确的是 A．CH4既是氧化产物，又是还原产物 B．提高的值可增大H2的转化率 C．升高温度有利于提高CO2的平衡转化率 D．提高CO2转化为CH4的转化率，需研发低温条件下的高效催化剂 7．（2022·海南卷）某温度下，反应CH2＝CH2(g)＋H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是 A．增大压强，v正>v逆，平衡常数增大 B．加入催化剂，平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大 C．恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动 D．恒容下，充入一定量的CH2＝CH2(g)，CH2＝CH2(g)的平衡转化率增大 8．（2022·天津卷）向恒温恒容密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡后，再通入一定量O2，达到新平衡时，下列有关判断错误的是 A．SO3的平衡浓度增大 B．反应平衡常数增大 C．正向反应速率增大 D．SO2的转化总量增大 9．（2023·南通四模）下列关于反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)TiCl4(g)＋2CO(g) ΔH＝－49 kJ·mol－1的说法不正确的是 A．保持其他条件不变，平衡时升高温度，v正＜v逆 B．保持其他条件不变，平衡时通入Cl2，达到新平衡时变小 C．反应生成1 mol TiCl4，转移电子数目为4×6.02×1023 D．及时分离出CO，有利于TiCl4生成 10．（2023·扬州模拟）2007年诺贝尔化学奖颁给了德国化学家格哈德·埃特尔(GerhardErtl)，以表彰他在固体表面化学研究中取得的开拓性成就。他的成就之一是证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨气的反应过程，模拟示意图如图。关于合成氨工艺，下列说法正确的是 A．图①到图③的活化能减去图⑤到图③的活化能就是合成氨反应的反应热 B．反应中有极性键的断裂与形成 C．当温度、体积一定时，在原料气中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率 D．合成氨反应使用的条件高温、高压是为了提高反应物的平衡转化率 11．（2024·南菁高中检测）将一定量的CO2与H2通入某密闭容器中合成甲醇，在催化剂作用下发生下述反应： Ⅰ．CO2(g)＋3H2(g)H3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＜0 Ⅱ．CO2(g)＋H2(g)H2O(g)＋CO(g) ΔH2 催化反应相同时间，测得不同温度下CO2的转化率如图1所示（图中虚线表示相同条件下CO2的平衡转化率随温度的变化），CH3OH的产率如图2所示。 下列有关说法正确的是 A．ΔH2 ＜0 B．250 ℃时，容器内反应达平衡 C．250 ℃后，随温度升高CH3OH的产率减小，可能是因为催化剂对反应Ⅰ的活性降低 D．250 ℃前，随温度升高CO2的平衡转化率减小，可能因为该温度范围内仅发生反应Ⅰ 12．（2024·南京、盐城模拟）甲烷—湿空气自热重整制H2过程中零耗能是该方法的一个重要优点，原理如下： 反应Ⅰ：CH4(g)＋O2(g)＝CO(g)＋2H2O(g) ΔH＝－519 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206 kJ·mol－1 反应Ⅲ：CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ·mol－1 在1.0×105 Pa、按n始(CH4)∶n始(空气)∶n始(H2O)＝1∶2∶1的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，CH4、O2的转化率及CO、CO2的选择性［CO的选择性＝×100％］与温度的关系如图所示。下列说法错误的是 A．图中曲线②表示O2的转化率随温度的变化关系 B．由图可知，温度升高，CO选择性增大 C．975 K时，改用高效催化剂能提高平衡时CO2的选择性 D．其他条件不变，增大的值可提高CH4的转化率 13．（2024·苏锡常镇四市一调）工业上制备Ti，采用碳氯化法将TiO2转化成TiCl4。在1 000 ℃时发生反应如下： ①TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)TiCl4(g)＋2CO(g) ΔH1＝－51.0 kJ·mol－1 K1＝1.6×1014 ②2CO(g)＝CO2(g)＋C(s) ΔH2＝－172.5 kJ·mol－1 K2＝1.0×10－4 ③2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) ΔH3＝－223.0 kJ·mol－1 K3＝2.5×1018 在1.0×105 Pa，将TiO2、C、Cl2以物质的量比1∶2.2∶2进行碳氯化，平衡时体系中CO2、CO、TiCl4和C的组成比（物质的量分数）随温度变化如图所示。 下列说法不正确的是 A．1 000 ℃时，反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＝TiCl4(g)＋O2(g)的平衡常数K＝6.4×10－5 B．曲线Ⅲ表示平衡时CO2的物质的量分数随温度的变化 C．高于6 00 ℃，升高温度，主要对反应②的平衡产生影响 D．为保证TiCl4的平衡产率，选择反应温度应高于1 000 ℃ 二、填空题 14．（2022·如皋中学）现有反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)，达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数减小，则： （1）该反应的正反应为_________热反应，且m＋n______(填“＞”“＝”或“＜”)p。 （2）若容积不变加入B，则A的转化率_________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，B的转化率________。 （3）若升高温度，则平衡时B、C的浓度之比将________。 （4）若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量________。 （5）若B是有色物质，A、C均无色，容器容积不变，加入C时，混合物颜色________(填“变深”“变浅”或“不变”，下同)；维持容器内压强不变，充入氖气时，混合物颜色________。 15．（2023·常州联合调研）二甲醚(CH3OCH3)在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用。工业上CO和H2为原料生产CH3OCH3的新工艺主要发生三个反应： ①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝－91 kJ·mol－1 ②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－24 kJ·mol－1 ③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ·mol－1 新工艺的总反应为3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g) ΔH＜0。 （1）增大压强，CH3OCH3的产率_________(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，平衡常数将______。 （2）原工艺中反应①和反应②分别在不同的反应器中进行，无反应③发生。新工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率，原因是__________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 （3）当上述反应体系在恒温恒容条件下达到平衡时，下列各项叙述正确的是______(填字母)。 a．反应室内气体密度保持不变 b．反应速率存在关系：3v生成(CO)＝v消耗(CO2) c．反应物与生成物的物质的量浓度之比保持不变 d．c(CO)∶c(H2)一定等于1∶1 （4）为了寻找合适的反应温度，研究者进行了一系列实验，每次实验保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变，实验结果如图。 CO转化率随温度变化的规律是____________________________________________________________ ________________________，其原因是__________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 2 细节决定成败 目标成就未来 找出试题的“命题点”、“关键点”、“易错点” 2 请每天用5分钟预习下一讲的复习内容！ 学科网（北京）股份有限公司 $$第43讲 化学平衡移动原理与应用 2025届高三化学第一轮复习 第43讲 化学平衡移动原理与应用 一、选择题 1．（2023·北京卷）下列事实能用平衡移动原理解释的是 A．H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解 B．密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体受热后颜色加深 C．铁钉放入浓硝酸中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体 D．锌片与稀硫酸反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生 【答案】B 【解析】A项，MnO2能催化H2O2分解，不能用平衡移动原理解释，不符合题意；B项，2NO2(g)N2O4(g) ΔH＜0，升高温度，平衡逆向移动，NO2浓度增大，混合气体颜色加深，能用平衡移动原理解释，符合题意；C项，铁在浓硝酸中钝化，加热，铁与浓硝酸反应生成NO2气体，不能用平衡移动原理解释，不符合题意；D项，锌片与稀硫酸反应过程中，加入少量CuSO4固体，Zn置换出Cu，构成原电池，反应速率加快，促进H2的产生，不能用平衡移动原理解释，不符合题意。 2．（2023·金湖中学、洪泽中学等四校联考）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．对于平衡体系：2HI(g)H2(g)＋I2(g)，增大压强(缩小容积)可使颜色变深 B．合成氨工业上，采用高压以提高NH3的产率 C．氯水宜保存在低温、避光条件下 D．向氯水中加入适量石灰石，可增强漂白效果 【答案】A 【解析】A项，该反应是气体分子数不变的反应，增大压强(缩小容积)，c(I2)增大，颜色加深，但平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，符合题意；B项，合成氨为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡右移，NH3的产率提高，能用勒夏特列原理解释，不符合题意；C项，氯水中存在平衡：Cl2＋H2OHCl＋HClO，低温、避光可以防止HClO分解，平衡不右移，能用勒夏特列原理解释，不符合题意；D项，向氯水中加入适量石灰石，CaCO3和HCl反应，Cl2＋H2OHCl＋HClO平衡右移，c(HClO)增大，可增强漂白效果，能用勒夏特列原理解释，不符合题意。 3．（2022·高邮质检）对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－198 kJ·mol－1，下列有关说法正确的是 A．工业生产使用V2O5作催化剂，能降低该反应的活化能，同时降低该反应的焓变 B．工业生产通入稍过量的氧气，能提高O2的转化率 C．工业生产采用常压操作，可能是因为常压下SO2的转化率已经很高了 D．工业生产采用450～500 ℃，可能是为了使平衡正向移动，提高SO2平衡转化率 【答案】C 【解析】A项，催化剂不能降低反应的焓变，错误；B项，工业生产通入稍过量的O2，能提高SO2的转化率，不能提高O2的转化率，错误；C项，常压下SO2的转化率很高，正确；D项，正反应放热，升高温度，平衡左移，SO2平衡转化率降低，工业生产采用450～500 ℃，是为了加快反应速率且该温度下催化剂的活性最佳，错误。 4．（2021·江苏适应性）反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－198 kJ·mol－1。下列有关说法不正确的是 A．使用催化剂能缩短该反应达到平衡所需的时间 B．温度升高有利于提高SO2的平衡转化率 C．提高的值可增大SO2的转化率 D．增大体系压强能增大SO2的反应速率和转化率 【答案】B 【解析】A项，催化剂能改变反应速率，缩短反应达到平衡所需的时间，正确；B项，正反应放热，升高温度，平衡左移，SO2的平衡转化率减小，错误；C项，增大O2浓度，SO2的转化率增大，正确；D项，该反应为气体分子数减小的反应，增大压强，反应速率加快，平衡右移，SO2的转化率增大，正确。 5．（2022·南京市、盐城市模拟）SO2既是大气主要污染物之一，又在生产生活中具有广泛应用，如可生产SO3并进而制得硫酸等，其反应原理为2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJ·mol－1。实验室可用铜和浓硫酸制取SO2。对于反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，下列说法正确的是 A．该反应在任何条件下都能自发进行 B．反应达到平衡后再通入O2，SO3的体积分数一定增加 C．反应在高温、催化剂条件下进行可提高SO2的平衡转化率 D．2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)的键能总和比2 mol SO3(g)的键能小 【答案】D 【解析】A项，2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的ΔH＜0、ΔS＜0，反应在低温下才能自发进行，错误；B项，平衡后再通入O2，气体的总的物质的量增大的多，则SO3的体积分数也可能减小，错误；C项，升温平衡左移，催化剂不影响平衡，故高温、催化剂条件下进行，SO2的转化率减小，错误；D项，反应为放热反应，则2 mol SO2(g)和1 mol O2(g)的键能总和比2 mol SO3(g)的键能小，正确。 6．（2022·盐城市期中）对于反应：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＜0。下列有关说法不正确的是 A．CH4既是氧化产物，又是还原产物 B．提高的值可增大H2的转化率 C．升高温度有利于提高CO2的平衡转化率 D．提高CO2转化为CH4的转化率，需研发低温条件下的高效催化剂 【答案】C 【解析】A项，CO2中碳元素呈现＋4价，CH4中碳元素呈现－4价，即C元素发生还原反应，CH4是还原产物，H2中氢元素是0价，CH4中氢元素呈现＋1价，即H元素发生氧化反应，CH4是氧化产物，正确；B项，提高的值，即增大CO2的量，平衡正向移动，H2的转化率增大，正确；C项，该反应是一个放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO2的平衡转化率减小，错误；D项，该反应是一个放热反应，降低温度，平衡正向移动，所以为了提高CO2转化为CH4的转化率，需研发低温条件下的高效催化剂，正确。 7．（2022·海南卷）某温度下，反应CH2＝CH2(g)＋H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是 A．增大压强，v正>v逆，平衡常数增大 B．加入催化剂，平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大 C．恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动 D．恒容下，充入一定量的CH2＝CH2(g)，CH2＝CH2(g)的平衡转化率增大 【答案】C 【解析】A项，该反应是一个气体分子数减小的反应，增大压强可以加快化学反应速率，正反应速率增大的幅度大于逆反应，故v正＞v逆，平衡向正反应方向移动，但是因为温度不变，故平衡常数不变，不正确；B项，催化剂不影响化学平衡状态，因此，加入催化剂不影响平衡时CH3CH2OH(g)的浓度，不正确；C项，恒容下，充入一定量的H2O(g)，H2O(g)的浓度增大，平衡向正反应方向移动，正确；D项，恒容下，充入一定量的CH2＝CH2(g)，平衡向正反应方向移动，但是CH2＝CH2(g)的平衡转化率减小，不正确。 8．（2022·天津卷）向恒温恒容密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2，反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡后，再通入一定量O2，达到新平衡时，下列有关判断错误的是 A．SO3的平衡浓度增大 B．反应平衡常数增大 C．正向反应速率增大 D．SO2的转化总量增大 【答案】B 【解析】A项，平衡后，再通入一定量O2，平衡正向移动，SO3的平衡浓度增大，正确；B项，平衡常数是与温度有关的常数，温度不变，平衡常数不变，错误；C项，通入一定量O2，反应物浓度增大，正向反应速率增大，正确；D项，通入一定量O2，促进二氧化硫的转化，SO2的转化总量增大，正确。 9．（2023·南通四模）下列关于反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)TiCl4(g)＋2CO(g) ΔH＝－49 kJ·mol－1的说法不正确的是 A．保持其他条件不变，平衡时升高温度，v正＜v逆 B．保持其他条件不变，平衡时通入Cl2，达到新平衡时变小 C．反应生成1 mol TiCl4，转移电子数目为4×6.02×1023 D．及时分离出CO，有利于TiCl4生成 【答案】B 【解析】A项，该反应的正反应是放热反应，保持其他条件不变，平衡时升高温度，v正、v逆都增大，由于温度对吸热反应影响更大，因此升高温度后，v正＜v逆，正确；B项，该反应的化学平衡常数K＝，化学平衡常数只与温度有关，保持其他条件不变，平衡时通入Cl2，即增大了反应物的浓度，化学平衡正向移动，但由于温度不变，化学平衡常数不变，因此平衡时通入Cl2，达到新平衡时不变，错误；C项，根据反应方程式可知：反应生成1 mol TiCl4，反应过程中转移4 mol电子，则转移电子数目为4×6.02×1023，正确；D项，及时分离出CO，即减小了生成物的浓度，化学平衡正向移动，会产生更多的TiCl4，因此有利于TiCl4生成，正确。 10．（2023·扬州模拟）2007年诺贝尔化学奖颁给了德国化学家格哈德·埃特尔(GerhardErtl)，以表彰他在固体表面化学研究中取得的开拓性成就。他的成就之一是证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨气的反应过程，模拟示意图如图。关于合成氨工艺，下列说法正确的是 A．图①到图③的活化能减去图⑤到图③的活化能就是合成氨反应的反应热 B．反应中有极性键的断裂与形成 C．当温度、体积一定时，在原料气中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率 D．合成氨反应使用的条件高温、高压是为了提高反应物的平衡转化率 【答案】A 【解析】A项，图①到图③为氮气和氢气中的化学键断裂的过程，图⑤到图③为氨气中化学键断裂的过程，故图①到图③的活化能减去图⑤到图③的活化能就是合成氨反应的反应热，正确；B项，该反应过程中只有非极性键的断裂和极性键的形成，错误；C项，当温度、体积一定时，在原料气中添加少量惰性气体不影响各组分的浓度，因此不影响平衡，不能提高平衡转化率，错误；D项，合成氨的反应是气体总体积减小的放热反应，故高压是为了提高反应物的平衡转化率，但高温不是为了提高转化率，错误。 11．（2024·南菁高中检测）将一定量的CO2与H2通入某密闭容器中合成甲醇，在催化剂作用下发生下述反应： Ⅰ．CO2(g)＋3H2(g)H3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＜0 Ⅱ．CO2(g)＋H2(g)H2O(g)＋CO(g) ΔH2 催化反应相同时间，测得不同温度下CO2的转化率如图1所示（图中虚线表示相同条件下CO2的平衡转化率随温度的变化），CH3OH的产率如图2所示。 下列有关说法正确的是 A．ΔH2 ＜0 B．250 ℃时，容器内反应达平衡 C．250 ℃后，随温度升高CH3OH的产率减小，可能是因为催化剂对反应Ⅰ的活性降低 D．250 ℃前，随温度升高CO2的平衡转化率减小，可能因为该温度范围内仅发生反应Ⅰ 【答案】C 【解析】A项，将一定量的CO2与H2通入某密闭容器中合成甲醇，发生反应Ⅰ．CO2(g)＋3H2(g)H3OH(g)＋H2O(g)和Ⅱ．CO2(g)＋H2(g)H2O(g)＋CO(g)，两个反应都消耗二氧化碳和氢气，但只有反应Ⅰ生成CH3OH，体系中两个反应共同影响CH3OH的产率，反应Ⅰ进行得越多，CH3OH产率越高；温度高于250 ℃时，CO2的平衡转化率随温度的升高继续增加，而CH3OH的产率却反而下降，说明温度升高不利于CO2转化为甲醇，温度升高有利CO2转化为CO，反应Ⅱ是吸热反应，ΔH2＞0，错误；B项，由图1可知250 ℃时CO2的转化率不是最大值，温度高于250 ℃时，CO2的转化率继续增加，说明容器内反应还没有达到平衡，错误；C项，250 ℃后，随着温度升高，CH3OH的产率减小，说明升高温度抑制了反应Ⅰ的进行，可能是因为催化剂对反应Ⅰ的活性降低，正确；D项，250 ℃前，随着温度升高，CO2的平衡转化率减小，原因是升高温度对反应Ⅰ的抑制效果大于对反应Ⅱ的促进效果，不是因为该温度范围内仅发生反应Ⅰ，错误。 12．（2024·南京、盐城模拟）甲烷—湿空气自热重整制H2过程中零耗能是该方法的一个重要优点，原理如下： 反应Ⅰ：CH4(g)＋O2(g)＝CO(g)＋2H2O(g) ΔH＝－519 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206 kJ·mol－1 反应Ⅲ：CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ·mol－1 在1.0×105 Pa、按n始(CH4)∶n始(空气)∶n始(H2O)＝1∶2∶1的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，CH4、O2的转化率及CO、CO2的选择性［CO的选择性＝×100％］与温度的关系如图所示。下列说法错误的是 A．图中曲线②表示O2的转化率随温度的变化关系 B．由图可知，温度升高，CO选择性增大 C．975 K时，改用高效催化剂能提高平衡时CO2的选择性 D．其他条件不变，增大的值可提高CH4的转化率 【答案】C 【解析】A项，反应Ⅰ＋反应Ⅱ＋反应Ⅲ可得总反应为2CH4(g)＋O2(g)＝CO(g)＋CO2(g)＋4H2(g)，且投料比n(CH4)∶n(O2)＝1∶0.42，O2的转化率更高，则曲线②表示O2的转化率随温度的变化关系，正确；B项，根据反应Ⅱ为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，CO含量增大，CO选择性增大，正确；C项，催化剂改变反应速率，不能提高平衡时CO2的选择性，错误；D项，结合反应Ⅱ、反应Ⅲ，增大水蒸气的含量有利于反应正向移动，增大的值可提高CH4的转化率，正确。 13．（2024·苏锡常镇四市一调）工业上制备Ti，采用碳氯化法将TiO2转化成TiCl4。在1 000 ℃时发生反应如下： ①TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)TiCl4(g)＋2CO(g) ΔH1＝－51.0 kJ·mol－1 K1＝1.6×1014 ②2CO(g)＝CO2(g)＋C(s) ΔH2＝－172.5 kJ·mol－1 K2＝1.0×10－4 ③2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) ΔH3＝－223.0 kJ·mol－1 K3＝2.5×1018 在1.0×105 Pa，将TiO2、C、Cl2以物质的量比1∶2.2∶2进行碳氯化，平衡时体系中CO2、CO、TiCl4和C的组成比（物质的量分数）随温度变化如图所示。 下列说法不正确的是 A．1 000 ℃时，反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＝TiCl4(g)＋O2(g)的平衡常数K＝6.4×10－5 B．曲线Ⅲ表示平衡时CO2的物质的量分数随温度的变化 C．高于6 00 ℃，升高温度，主要对反应②的平衡产生影响 D．为保证TiCl4的平衡产率，选择反应温度应高于1 000 ℃ 【答案】D 【解析】A项，进行碳氯化，平衡时体系中CO2、CO、TiCl4和C的组成比（物质的量分数）随温度变化如图所示，TiCl4的分数几乎不变，则反应①生成CO的分数几乎不变，1 000 ℃时①③的平衡常数远大于②，则此时CO含量远大于CO2，故曲线Ⅰ为CO曲线；反应②生成等量的CO2、C，由于投料中含有碳，则C的含量大于CO2，故曲线Ⅱ、曲线Ⅲ分别为C、CO2的曲线；1 000 ℃时，由盖斯定律可知，①－③得反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＝TiCl4(g)＋O2(g)，则其平衡常数K＝＝＝6.4×10－5，正确；B项，由分析可知，曲线Ⅲ表示平衡时CO2的物质的量分数随温度的变化，正确；C项，高于600 ℃，升高温度，TiCl4的分数几乎不变，而CO含量显著增大，反应均为放热，升温反应逆向进行，则说明此时升高温度主要对反应②的平衡产生影响，导致CO含量显著增大，正确；D项，温度200～1 200 ℃之间四氯化碳的平衡转化率几乎不变，故升高温度对其平衡转化率增加作用不大，错误。 二、填空题 14．（2022·如皋中学）现有反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)，达到平衡后，当升高温度时，B的转化率变大；当减小压强时，混合体系中C的质量分数减小，则： （1）该反应的正反应为_________热反应，且m＋n______(填“＞”“＝”或“＜”)p。 （2）若容积不变加入B，则A的转化率_________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，B的转化率________。 （3）若升高温度，则平衡时B、C的浓度之比将________。 （4）若加入催化剂，平衡时气体混合物的总物质的量________。 （5）若B是有色物质，A、C均无色，容器容积不变，加入C时，混合物颜色________(填“变深”“变浅”或“不变”，下同)；维持容器内压强不变，充入氖气时，混合物颜色________。 【答案】（1）吸 ＞ （2）增大 减小 （3）减小 （4）不变 （5）变深 变浅 【解析】（1）达到平衡后，升高温度，B的转化率变大，平衡正向移动，正反应为吸热反应。减小压强，C的质量分数减小，平衡逆向移动，m＋n＞p；（2）容器容积不变，加入B，平衡正向移动，A的转化率增大，但B的转化率减小；（3）升高温度，平衡正向移动，B的浓度减小，C的浓度增大，则平衡时减小；（4）加入催化剂，平衡不移动，平衡时气体混合物的总物质的量不变；（5）B为有色物质，A、C为无色物质，加入C后，平衡逆向移动，B浓度增大，混合物颜色变深。维持容器压强不变，充入氖气，以容器容积增大影响为主，B的浓度减小，混合气体颜色变浅。 15．（2023·常州联合调研）二甲醚(CH3OCH3)在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用。工业上CO和H2为原料生产CH3OCH3的新工艺主要发生三个反应： ①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＝－91 kJ·mol－1 ②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－24 kJ·mol－1 ③CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ·mol－1 新工艺的总反应为3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g) ΔH＜0。 （1）增大压强，CH3OCH3的产率_________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，平衡常数将______。 （2）原工艺中反应①和反应②分别在不同的反应器中进行，无反应③发生。新工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率，原因是__________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________。 （3）当上述反应体系在恒温恒容条件下达到平衡时，下列各项叙述正确的是______ (填字母)。 a．反应室内气体密度保持不变 b．反应速率存在关系：3v生成(CO)＝v消耗(CO2) c．反应物与生成物的物质的量浓度之比保持不变 d．c(CO)∶c(H2)一定等于1∶1 （4）为了寻找合适的反应温度，研究者进行了一系列实验，每次实验保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变，实验结果如图。 CO转化率随温度变化的规律是____________________________________________________________ ________________________，其原因是__________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 【答案】（1）增大 不变 （2）反应③消耗了反应②中的产物水，使反应②的化学平衡正向移动，从而提高CH3OCH3的产率 （3）c （4）温度低于240 ℃时，CO的转化率随温度升高而增大，温度高于240 ℃ 时，CO的转化率随温度升高而减小 较低温度时，各反应体系均未达到平衡，CO的转化率主要受反应速率影响，随着温度的升高反应速率增大，CO的转化率也增大，在较高温度时，各反应体系均已达到平衡，CO的转化率主要受反应限度影响，随着温度的升高平衡逆向移动，CO的转化率减小 【解析】（3）气体的总质量不变，容器容积不变，气体的密度始终不变，a错误；v生成(CO)＝3v消耗(CO2)时，正、逆反应速率相等，3v生成(CO)＝v消耗(CO2)时，速率之比不等于计量数之比，正、逆反应速率不相等，b错误；反应达到平衡后，各组分浓度不变，故反应物与生成物的物质的量浓度之比保持不变，c正确；若起始投料量之比不是1∶1，平衡时c(CO)∶c(H2)不等于1∶1，d错误。 2 细节决定成败 目标成就未来 找出试题的“命题点”、“关键点”、“易错点” 2 请每天用5分钟预习下一讲的复习内容！ 学科网（北京）股份有限公司 $$