大题专攻3 化学反应原理综合题-【创新教程】2026年高考化学总复习大一轮讲义（鲁科版2019）

解析:(１)①A．催化剂不能改变反应的焓变,A项 错误;B．由图示可知,酸性:硫酸＞磷酸＞乙酸,催 化剂酸性增强,反应速率提高,B项正确;C．一个硫 酸分子中含有２个 H,一个磷酸分子中含有３个 H,一个乙酸分子中含有４个 H,但含 H最少的硫 酸催化时,最有利于加速反应,C项错误;D．由图示 可知,反应开始一段时间,反应物浓度减小,但反应 速率加快,反应速率并不始终随着反应物浓度下降 而减小,D项正确;故选BD. ②催化剂参与化学反应,但反应前后质量和化学性 质并 未 改 变,由 催 化 机 理 示 意 图 可 知,催 化 剂 有 AcOH和KI. (２)(ⅰ)步骤Ⅰ涉及的是碳氢键的断裂和氢氧键的 形成,步骤Ⅱ中涉及碳氧键形成,所以符合题意的 是步骤Ⅰ;(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换 为更重的同位素时,反应速率会变慢,则此时正反 应活化能会增大,根据图示可知,MO＋与CD４ 反应 的能量变化应为图中曲线c;(ⅲ)MO＋ 与CH２D２ 反应时,因直接参与化学键变化的元素被替换为更 重的同位素时,反应速率会变慢,则单位时间内产 量 会 下 降,则 氘 代 甲 醇 的 产 量 CH２DOD＜ CHD２OH;根据反应机理可知,若 MO＋ 与 CHD３ 反应,生成的氘代甲醇可能为CHD２OD或CD３OH 共２种. (３)c催化剂条件下,CO２ 电还原的活化能小于 H＋ 电还原的活化能,更容易发生CO２ 的电还原;而催 化剂a和b条件下,CO２ 电还原的活化能均大于 H＋电还原的活化能,相对来说,更易发生 H＋ 的电 还原.其中a催化剂条件下,H＋ 电还原的活化能 比CO２ 电还原的活化能小得更多,发生 H＋电还原 的可能性更大,因此反应从易到难的顺序为c、a、b. 答案:(１)(１)①BD　②AcOH　KI　(２)(ⅰ)Ⅰ　 (ⅱ)c　(ⅲ)＜　２　(３)c、a、b 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 学生用书　P２４８ [解法指导] 一、热化学方程式书写及有关ΔH 的计算 ΔH 的三种计算式 １．ΔH＝生成物总能量－反应物总能量＝E(生成物) －E(反应物) ２．ΔH＝反应物总键能之和－生成物总键能之和 (１)常见分子:根据成键原则写出结构式即可判断 分子式 Cl２ O２ N２ H２O H２O２ CO２ 结构式 Cl－Cl O􀪅O N≡N H－O－H H－O－O－H O􀪅C􀪅O 分子式 HCN NH３ CH４ C２H４ C２H６ N２H４ 结构式 H－C≡N N H H H C H H H H H C H C􀪅 H H H C H H C H H H H N H N H H (２)信息分子:根据分子结构示意图数共价键个数 物质 硫化磷 雄黄 (As４S４) P４O１０ S８ 单质 N４ 分子 P４O６ 结构 键数 １２个 P－S键 ２个P ＝S键 ２个As －As键 ８个S －As键 ４个P ＝O键 １２个P －O键 ８个S －S键 ６个N －N键 １２个P －O键 (３)特殊物质:选修物质结构内容 物质/mol 白磷 金刚石 晶体硅 SiO２ 石墨 结构 键数/mol ６ ２ ２ ４ １􀆰５ ３．ΔH＝E１－E２,E１ 为正反应的活化能,E２ 为逆反应 的活化能 二、化学反应速率常数及应用 １．速率常数含义:反应速率常数(k)是指在给定温度 下,反应物浓度皆为１mol􀅰L－１时的反应速率. 在相同的浓度条件下,可用反应速率常数大小来比 较化学反应的反应速率 ２．速率常数的影响因素:与浓度无关,但受温度、催化 剂、固体表面性质等因素的影响,但温度对化学反 应速率的影响是显著的,速率常数是温度的函数, 同一反应,温度不同,速率常数将有不同的值,一般 温度越高,反应速率常数越大.通常反应速率常数 越大,反应进行得越快.不同反应有不同的速率 常数 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰７０３􀅰 第六章　化学反应的方向、限度与速率 ３．速率方程 (１)定义:一定温度下,化学反应速率与反应物浓度 以其化学计量数为指数的幂的乘积成正比 (２)表达式:对于反应:aA(g)＋bB(g)􀜩􀜨􀜑 gG(g)＋ hH(g),则v正＝k正􀅰ca(A)􀅰cb(B)(其中k正 为正 反应的反应速率常数),v逆＝k逆􀅰cg(G)􀅰ch(H) (其中k逆 为逆反应的反应速率常数) 如反 应:２NO２(g)􀜩􀜨􀜑 ２NO(g)＋O２(g),v正 ＝ k正􀅰c２(NO２),v逆＝k逆􀅰c２(NO)􀅰c(O２). ４．速率常数与化学平衡常数之间的关系 (１)K 与k正、k逆 的关系 对于反应:aA(g)＋bB(g)􀜩􀜨􀜑 pC(g)＋qD(g), 则:v正＝k正􀅰ca(A)􀅰cb(B)　(k正 为正反应速率 常数) v逆＝k逆 􀅰cp(C)􀅰cq(D)　(k逆 为 逆 反 应 速 率常数) 反应达到平衡时v正 ＝v逆,此时:k正 􀅰ca(A)􀅰 cb(B)＝k逆􀅰cp(C)􀅰cq(D)⇒ k正 k逆 ＝ cp(C)􀅰cq(D) ca(A)􀅰cb(B) ＝K,即:K＝ k正 k逆 (２)Kp 与k正、k逆 的关系 以２NO２􀜩􀜨􀜑 N２O４ 为例,v正＝k正􀅰p２(NO２),v逆 ＝k逆􀅰p(N２O４) 反应达到平衡时v正＝v逆,此时:k正􀅰p２(NO２)＝ k逆􀅰p(N２O４)⇒ k正 k逆＝ p(N２O４) p２(NO２) ＝Kp,即:Kp＝ k正 k逆 三、有关分压平衡常数(Kp)计算 １．分压平衡常数(Kp) (１)气体的分压p(B):相同温度下,当某组分气体 B单独存在且具有与混合气体总体积相同的体积 时,该气体B所具有的压强,称为气体B的分压强, 简称气体B的分压.符号为p(B),单位为Pa或 kPa或 MPa (２)分压定律 ①分压定律:混合气体的总压等于相同温度下各组 分气体的分压之和p(A)＋p(B)＋p(C)＋p(D)＋ 􀆺＝p ②气体的分压之比等于其物质的量之比:p (B) p(D) ＝n (B) n(D) ③某气体的分压p(B)与总压之比等于其物质的量 分数:p(B) p ＝ n(B) n 则:气体的分压＝气体总压×体积分数＝总压×物 质的量分数 (３)分压平衡常数Kp(只受温度影响) 一定温度下,气相反应:mA(g)＋nB(g)􀜩􀜨􀜑 pC(g) ＋qD(g)达平衡时,气态生成物分压幂之积与气态 反应物分压幂之积的比值为一个常数,称为该反应 的压强平衡常数,用符号 Kp 表示,Kp 的表达式 如下: Kp＝p p(C)􀅰pq(D) pm(A)􀅰pn(B) ,其中p(A)、p(B)、p(C)、 p(D)分别为A、B、C、D各气体的分压 ２．Kp 计算的两种类型 类型１．根据“某气体的分压＝气体总压强×该气 体的体积分数(或物质的量分数)”计算压强平衡 常数 第一步:根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的 物质的量或物质的量浓度 第二步:计算各气体组分的物质的量分数或体积 分数. 第三步:根据分压计算公式求出各气体物质的分 压,某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分 数(或物质的量分数) 第四步:根据平衡常数计算公式代入计算.例如, N２(g)＋３H２(g)􀜩􀜨􀜑 ２NH３(g),压强平衡常数表达 式为Kp＝ p２(NH３) p(N２)􀅰p３(H２) 类型２．直接根据分压强计算压强平衡常数 　　　　　　N２(g)　＋　３H２(g)􀜩􀜨􀜑 ２NH３(g) p(始):　　　　p０　　　　 ３p０　　　　０ Δp: p ３p ２p p(平): p０－p ３p０－３p ２p Kp＝ (２p)２ (p０－p)×(３p０－３p)３ 四、有关温度、压强影响的平衡图像分析 恒压线(恒温线) 答题策略 叙特点(反应特点或容器特点)→变条 件→定方向→得结论(或结果) 答题模板 该反应的正反应是气体分子数减小(或增 大)的反应,当温度一定时,增大压强,平 衡正向移动,因此×××(得结论) 经典例题 乙烯气相水合反应的热化学方程式为 C２H４(g)＋H２O(g)􀜩􀜨􀜑 C２H５OH(g)　 ΔH＝－４５􀆰５kJ􀅰mol－１,下图是乙烯气相 水合法制乙醇中乙烯的平衡转化率与温 度、压强的关系[其中n(H２O)∶n(C２H４) ＝１∶１].图中压强(p１、p２、p３、p４)的大 小顺序为　　　　,理由是　　　　 　　 标注答案 p１＜p２＜p３＜p４,反应正方向是分子数 减少的反应,相同温度下,压强升高乙 烯转化率提高 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰８０３􀅰 高考总复习　化学(LK) 五、有关转化率、产率变化分析的平衡图像 　　转化率问题首先看是否是平衡转化率,若为非平 衡状态的转化率,则侧重分析温度、压强、浓度对反应 快慢、催化剂对反应快慢及选择性(主副反应)的影 响;若为平衡转化率,则侧重分析温度、压强、浓度对 化学平衡的影响,有时也涉及温度对催化活性的影响 　　如果平衡向正反应方向移动,反应物转化率一定 会增大吗? 不一定.这要看平衡向正反应方向移动 是由什么条件引起的.如果是通过改变温度、压强或 减小生成物浓度引起的平衡右移,则反应物的转化率 一定增大.如果是向体系中增加某种反应物的量,造 成平衡向正反应方向移动,则转化率的变化要具体 分析: 转化率变化具体分析 (恒容)反应物只有一种:aA(g)􀜩􀜨􀜑 bB(g)＋cC(g) 条件 特点 A的转化率 增加A的量 a＞b＋c 增大 a＝b＋c 不变 a＜b＋c 减小 反应物不止一种:aA(g)＋bB(g)􀜩􀜨􀜑 cC(g)＋dD(g) 条件 特点 A的转化率 B的转化率 增加A的量 可逆反应 减小 增大 按原比例同 时增加A、B 的物质的量 a＋b＞ c＋d 增大 增大 a＋b＝ c＋d 不变 不变 a＋b ＜c＋d 减小 减小 [典例剖析] [例]　(２０２５􀅰上海静安模拟)一定温度下,向２L密 闭恒容容器中充入２molCO２ 和６molH２,发生如 下发应: 反应Ⅰ(主反应):CO２(g)＋３H２(g)􀜩􀜨􀜑 CH３OH(g)＋ H２O(g)　ΔH１＜０　K１ 反应Ⅱ(副反应):CO２(g)＋４H２(g)􀜩􀜨􀜑 CH４(g)＋ ２H２O(g)　ΔH２＜０　K２ 反应Ⅲ(副反应):CO２(g)＋H２(g)􀜩􀜨􀜑 CO(g)＋ H２O(g)　ΔH３＞０　K３ (１)反应均达平衡后,测得数据如下: 物质 CH３OH CH４ CO 物质的量(mol) １ ０．４ ０．２ 则CH３OH的选择性＝　　　　.(CH３OH选择 性＝ CH３OH的物质的量 转化的CO２ 的物质的量 ×１００％),反应Ⅱ的 平衡常数K２＝　　　　(列出包含数据的计算式, 无须算出结果). (２)不同温度下,若测得上述反应CO２ 的平衡转化 率与甲醇的选择性如下图: ①试根据图中信息判断,更适合生产甲醇的温度为 　　　　. A．１０００℃ B．８００℃ C．６００℃ D．４００℃ ②当温度高于８００℃,CO２ 转化率反而增大,主要 原因是 　. 解析:(１)根据碳元素守恒可知,有１．６molCO２ 参 加 了 反 应, 故 CH３OH 选 择 性 ＝ CH３OH的物质的量 转化的CO２ 的物质的量 × １００％ ＝ １mol１．６mol× １００％＝６２．５％;则平衡时,n(CO２)＝０．４mol,由 氧元素守恒可知,n(H２O)＝(２×２－２×０．４－１－ ０．２)mol＝２mol,由 氢 元 素 守 恒 可 知,n(H２)＝ ２×６－４－４×０．４－２×２ ２ mol＝１．２mol ,所以反应 ② 的 平 衡 常 数 为 K ＝ c(CH４)􀅰c２(H２O) c(CO２)􀅰c４(H２) ＝ ０．４ ２ × ２ ２ æ è ç ö ø ÷ ２ ０．４ ２ × １．２ ２ æ è ç ö ø ÷ ４; (２)①由选择性的定义可知,选择性越好,说明该物 质的产率越高,由图可知４００℃二氧化碳的转化率 为６０％、甲醇的选择性为５０％,６００℃二氧化碳的 转化率为３０％、甲醇的选择性为７５％,８００℃二氧 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰９０３􀅰 第六章　化学反应的方向、限度与速率 化碳 的 转 化 率 为２０％、甲 醇 的 选 择 性 为６０％, １０００℃二氧化碳的转化率为４０％、甲醇的选择性 为２５％,因为４００℃的二氧化碳的转化率与甲醇的 选择性之积最大,所以更适合生产甲醇的温度为 ４００℃;②反应Ⅰ和反应Ⅱ为放热反应,温度高于 ８００℃,平衡逆向移动,反应Ⅲ为吸热反应,温度高 于８００℃平衡正向移动,说明温度高于８００℃,反 应Ⅲ占主导,所以二氧化碳的平衡转化率增大. 答案:(１)６２．５％　 ０．４ ２ × ２ ２ æ è ç ö ø ÷ ２ ０．４ ２ × １．２ ２ æ è ç ö ø ÷ ４ (２)①D　②反应Ⅰ和反应Ⅱ为放热反应,温度高 于８００℃,平衡逆向移动,反应Ⅲ为吸热反应,温度 高于８００℃平衡正向移动,说明温度高于８００℃, 反应Ⅲ占主导,所以二氧化碳的平衡转化率增大 [变式训练] １．(２０２５􀅰全国专题练习)减少氮的氧化物在大气中 的排放是环境保护的重要内容.合理应用和处理 氮及其化合物,在生产生活中有重要意义.雾霾严 重影响人们的生活,雾霾的形成与汽车排放的NOx 等有毒气体有关. (１)通过活性炭对汽车尾气进行处理,相关原理为 C(s)＋２NO(g)􀜩􀜨􀜑 N２(g)＋CO２(g).下列情况能 说明该反应达到平衡状态的是　　　　(填序号). A．２v正(NO)＝v逆(CO２) B．混合气体中N２ 的体积分数保持不变 C．断裂１个N≡N键的同时生成１个C􀪅O键 D．恒温、恒容条件下,混合气体的密度保持不变 E．恒温、恒压条件下,混合气体的平均摩尔质量保 持不变 (２)在催化转化器中,汽车尾气中的CO和 NO可 发生反 应 ２CO(g)＋２NO(g)􀜩􀜨􀜑 ２CO２(g)＋ N２(g),若在容积为１０L的恒温密闭容器中进行该 反应,起始时充入０．４molCO、０．２molNO,反应 在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化 如图所示. ①实验b从开始至达到平衡时的反应速率v(CO) ＝　　　　. ②实验a中NO的平衡转化率为　　　　. ③与实验b相比,实验c改变的条件是　　　　. 解析:(１)A．由题给化学方程式知,当v正(NO)＝ ２v逆(CO２)时才表示正逆反应速率相等,反应达到 平衡,故A不选;B．混合气体中 N２ 的体积分数保 持不变时,说明反应达到平衡状态,故B选;C．由 题给化学方程式知,单位时间内断裂１个N≡N的 同时生成２个C􀪅O,正逆反应速率才相等,反应 达到平衡,故C不选;D．反应有固体参加,恒温、恒 容条件下,混合气体的密度保持不变时,说明混合 气体的质量不再变化,反应达到平衡,故D选;E． 反应前后气体的总物质的量不变,当混合气体的平 均摩尔质量保持不变时,说明气体的总质量不再变 化,反应达到平衡,故E选; (２)起始时充入０．４molCO、０．２molNO,发生反 应:２CO(g)＋２NO(g)􀜩􀜨􀜑 ２CO２(g)＋N２(g),设达 到平衡时CO转化的的物质的量为nmol,列三 段式: 　　　　２CO(g)＋２NO(g)􀜩􀜨􀜑 ２CO２(g)＋N２(g) 起始(mol)　０．４　　０．２　　　　０　　　　０ 转化(mol) n n n n２ 平衡(mol) ０．４－n０．２－n n n２ ①实验b开始总压强为１８０kPa,平衡时总压强为 １６５kPa,由压强之比等于其气体总物质的量之比 得 ０．４＋０．２ ０．４－n＋０．２－n＋n＋n２ ＝１８０１６５ ,解得n＝０．１,所 以实验b从开始至平衡时用CO表示的反应速率 v(CO)＝ ０．１mol １０L ４０min＝２．５×１０ －４mol􀅰L－１􀅰min－１; ②实验a开始总压强为１９０kPa,平衡时总压强为 １７１kPa,由压强之比等于其气体总物质的量之比 得 ０．４＋０．２ ０．４－n＋０．２－n＋n＋n２ ＝１９０１７１ ,解得n＝０．１２, 实验中 NO的平衡转化率为０．１２mol０．２mol×１００％＝ ６０％;③与实验b相比,实验c只是反应速率加快 了,反应达到平衡时的总压强(即气体总物质的量) 没有改变,改变的条件只能是使用催化剂. 答案:(１)BDE (２)①２．５×１０－４mol􀅰L－１􀅰min－１　②６０％　③使用 催化剂 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰０１３􀅰 高考总复习　化学(LK) ２．(２０２５􀅰潍坊市高三检测)落实“双碳”目标,发展绿 色能源,首先是对氢能源的开发利用.利用甲烷制 氢是当前研究的热点.涉及的反应如下: 反应Ⅰ:CH４(g)＋H２O(g)􀜩􀜨􀜑 CO(g)＋３H２(g)　 ΔH１＝＋２０６kJ􀅰mol－１ 反应Ⅱ:CH４(g)＋２H２O(g)􀜩􀜨􀜑 CO２(g)＋４H２(g)　 ΔH２＝＋１６５kJ􀅰mol－１ 反应Ⅲ:CO(g)＋H２O(g)􀜩􀜨􀜑 CO２(g)＋H２(g)　 ΔH３＝－４１kJ􀅰mol－１ 回答下列问题: (１)T ℃时,在某密闭容器中通入一定量的CH４(g) 和 H２O(g),加入金属镍作催化剂,在一定温度下 发生上述反应. ①为提高CH４(g)的平衡转化率,除改变温度外,还 可以采取的措施是　　　　. ②恒温恒容条件下,起始时CH４(g)和 H２O(g)的 浓度分别为amol􀅰L－１和bmol􀅰L－１,达平衡时 CO 和 CO２ 的 浓 度 分 别 为 c mol􀅰 L－１ 和 dmol􀅰L－１.达平衡时,H２O的浓度是　　　　mol 􀅰L－１,反应Ⅰ的平衡常数K 是　　　　.(用含a、b、 c、d的代数式表示) ③在该温度下,反应Ⅲ的标准平衡常数Kθ＝　　　. [已知:分压＝总压×该组分物质的量分数,对于反应 dD(g)＋eE (g)􀜩􀜨􀜑 gG (g)＋ hH (g), Kθ＝ pG pθ æ è ç ö ø ÷ g 􀅰 pH pθ æ è ç ö ø ÷ h pD pθ æ è ç ö ø ÷ d 􀅰 pE pθ æ è ç ö ø ÷ e,其中p θ＝１００kPa,pG、pH、 pD、pE 为各组分的平衡分压] (２)在某一给定进料比的情况下,温度、压强对平衡 体系中H２ 物质的量分数的影响如图: 压强由大到小的顺序为　　　　,体系温度未达到 ４００℃时,H２ 物质的量分数几乎为０的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　. 解析:(１)①反应Ⅲ前后化学计量数相同,压强不影响 化学平衡,反应Ⅰ和反应Ⅲ的反应物化学计量数小于生成 物化学计量数,可以减小压强,有利于平衡正向移动,提 高CH４(g)的平衡转化率;②由反应的化学方程式可知, CH４ 中的C全部转化为CO和CO２,H２O中的O全部 转化为CO和CO２,CH４ 和 H２O中的 H全部转化为 H２,所以平衡后,CH４ 剩余(a－c－d)mol􀅰L－１,H２O剩 余(b－c－２d)mol􀅰L－１,生成CO为cmol􀅰L－１、CO２ 为 dmol􀅰L－１、H２ 为(３c＋４d)mol􀅰L－１,则反应Ⅰ的平衡常 数 K＝ c(CO)􀅰c３(H２) c(CH４)􀅰c(H２O) ＝ c 􀅰(３c＋４d)３ (a－c－d)􀅰(b－c－２d) ; ③反应Ⅲ的方程 式 前 后 化 学 计 量 数 相 同,反 应 过程中压 强 不 变,设 起 始 压 强 为 p,平 衡 时,气 体 总 的 浓 度 为 a＋b＋２c＋２d,CO 分 压 为 c a＋b＋２c＋２dp ,H２O 分 压 为 b－c－２d a＋b＋２c＋２dp , CO２ 分 压 为 d a＋b＋２c＋２dp ,H２ 分 压 为 ３c＋４d a＋b＋２c＋２dp ,Kθ＝ d 􀅰(３c＋４d) c􀅰(b－c－２d) ; (２)反应Ⅲ前后化学计量数相同,压强不影响平衡, 反应Ⅰ和反应Ⅱ的反应物化学计量数小于生成物 化学计量数,减小压强,有利于平衡正向移动,致使 H２ 物质的量分数增大,结合曲线图可知,p３＞p２＞ p１;体系温度未达到４００℃时,H２ 物质的量分数几 乎为０,根据吉布斯自由能ΔG＝ΔH－TΔS＜０才 能自发进行,反应Ⅰ和反应Ⅱ的ΔH＞０,ΔS＞０,在 较低温度下不能自发进行. 答 案:(１)① 减 小 压 强 　 ②b －c－２d 　 c􀅰(３c＋４d)３ (a－c－d)􀅰(b－c－２d)　③ d􀅰(３c＋４d) c􀅰(b－c－２d) (２)p３＞p２＞p１　反应Ⅰ和反应Ⅱ的ΔH＞０,ΔS＞ ０,在较低温度下不能自发进行反应 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀅰１１３􀅰 第六章　化学反应的方向、限度与速率