2026届高考化学二轮复习专项训练 化学平衡图像文字解释

17.平衡图像原因解释 一.基础计算 1．一氯甲烷广泛用作溶剂、提取剂、推进剂、制冷剂、甲基化试剂，用于生产农药、医药等。600 K时，CH3Cl和H2O作用生成CH3OH，CH3OH可继续反应生成(CH3)2O。反应原理如下： ①CH3Cl(g)＋H2O(g)CH3OH(g)＋HCl(g)　ΔH1＝＋19 kJ·mol－1 ②2CH3OH(g)(CH3)2O(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－23.5 kJ·mol－1 (1)对于反应②，反应速率与浓度之间存在如下关系：v正＝k正·c2(CH3OH)，v逆＝k逆·c[(CH3)2O]·c(H2O)，k正、k逆为速率常数，只受温度影响，k和温度的关系为Rln k＝Rln A－(Ea为活化能，k为速率常数，R、A为常数)。下图1中两条直线分别表示ln k正和ln k逆与的关系，表示ln k逆的是 ________(填“a”或“b”)，温度为T1时，反应②的平衡常数K＝ ________。 　　　　　　 图1　　　　　　　　　　　　图2 (2)在恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中，充入1 mol CH3Cl和3 mol H2O发生反应，甲醇的物质的量随时间变化如图2所示： t2时，水的体积分数为65%，则CH3Cl的转化率为 ________，反应①的平衡常数Kx＝ ________[对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，Kx＝，x为物质的量分数]。 【答案】　(1)a　1　(2)50%　 【解析】　(1)反应②放热，达到平衡后升温会逆向移动，升温逆反应速率增大更多，根据题图可知，ln k逆应该是直线a。温度为T1时，k正＝k逆，而平衡时，v正＝v逆，则根据速率与浓度之间关系得到K＝1。(2)两个反应在反应前后气体分子总数均不变，因此平衡后气体总的物质的量仍为4 mol，可得出H2O的物质的量为2.6 mol，而CH3OH有0.3 mol，则CH3Cl、CH3OCH3、HCl共有1.1 mol，根据氧原子守恒，可得出CH3OCH3为0.1 mol，再根据碳原子守恒，CH3Cl为0.5 mol，由氯原子守恒又能算出HCl为0.5 mol，则CH3Cl减少了0.5 mol，即可算出CH3Cl的转化率×100%＝50%；平衡时各物质的物质的量共4 mol，各物质的物质的量分数代入反应①的平衡常数表达式可得：Kx＝＝。 2．（基础）（2023·新课标卷）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。 (4)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为，另一种为。(物质i的摩尔分数：) ①图中压强由小到大的顺序为__________，判断的依据是____________________________。 ②进料组成中含有惰性气体的图是_______。 【答案】(4)① 合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大 ②图4 【解析】(4)①合成氨的反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。由图中信息可知，在相同温度下，反应达平衡时氨的摩尔分数，因此，图中压强由小到大的顺序为，判断的依据是：合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。 ②对比图3和图4中的信息可知，在相同温度和相同压强下，图4中平衡时氨的摩尔分数较小。在恒压下充入情性气体，反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分压也减小，化学平衡要朝气体分子数增大的方向移动，因此，充入情性气体不利于合成氨，进料组成中含有情性气体的图是图4。 二.先增后减或先减后增图像 3．（单一反应）某实验室模拟反应2C(s)＋2NO2(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－64.2 kJ·mol－1，在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO2气体，维持温度为T ℃，如图为不同压强下该反应经过相同时间NO2的转化率随着压强变化的示意图。请从动力学角度分析，1 050 kPa前，反应中NO2转化率随着压强增大而增大的原因_____________________________________________；在1 100 kPa时，NO2的体积分数为__________。 【答案】1 050 kPa前反应未达平衡状态，随着压强增大，反应速率加快，NO2转化率提高　50% 【解析】根据示意图，1 050 kPa前，反应未达到平衡，随着压强增大，反应速率增大，NO2的转化率加快；假设通入1 mol NO2， 　　　 2C(s)＋2NO2(g)N2(g)＋2CO2(g) 起始/mol　　 1　　 0　　　0 变化/mol 0.4 0.2 0.4 平衡/mol 0.6 0.2 0.4 1 100 kPa时，NO2的体积分数为×100%＝50%。 反应为气体体积减小的放热反应，由题给化学方程式可知，积碳主要是由一氧化碳的歧化反应产生。 4．（单一反应）甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，可能发生的反应如下：ⅰ、CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－63kJ·mol－1 ⅱ、CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　　ΔH2==＋36 kJ·mol－1 ⅲ、CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)　ΔH3＝＋99 kJ·mol－1 一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应12小时。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图1所示。温度为470 K时，图中P点________(填“是”或“不是”)处于平衡状态。在490 K之前，甲醇产率随着温度升高而增大的原因是_____________________________________；490 K之后，甲醇产率下降的原因是___________________________。 【答案】不是　温度越高化学反应速率越快；升高温度，反应ⅰ逆向移动、催化剂活性降低　 【解析】温度为470 K时，图中P点不是处于平衡状态。在490 K之前，甲醇产率随着温度升高而增大的原因是温度越高化学反应速率越快；490 K之后，甲醇产率下降的原因是升高温度，反应ⅰ逆向移动、催化剂活性降低 5（多反应有矛盾）．CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2的转化方法，其过程中主要发生下列反应： 反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH＝41.2 kJ·mol－1 反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)===CH3OCH3(g)＋3H2O(g) ΔH＝－122.5 kJ·mol－1 在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。 其中：CH3OCH3的选择性＝×100% (1)温度高于300 ℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是__________________________________________。 (2)220 ℃时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有______________________________。 【答案】(1)反应Ⅰ的ΔH>0，反应Ⅱ的ΔH<0，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度　 (2)增大压强、使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂 【解析】(1)反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，当升高温度时，反应Ⅰ平衡正向移动，CO2转化为CO的平衡转化率上升，反应Ⅱ平衡逆向移动，CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度。(2)反应Ⅰ是气体分子数不变的反应，反应Ⅱ是气体分子数减小的反应，所以可以通过加压使反应Ⅱ平衡正向移动，或者加入有利于反应Ⅱ进行的催化剂。 6．(多反应矛盾)（2024·山东卷）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： (2)压力p下，体系达平衡后，图示温度范围内已完全反应，在T1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T1时，随温度升高c线对应物种摩尔分数逐渐降低的原因是 。 【答案】(2)H2 当温度高于T1，CaCO3(s)已完全分解，只发生反应Ⅱ，温度升高，反应Ⅱ逆向移动，所以CO2的摩尔分数减小。 【解析】(2)图示温度范围内C(s)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，H2量减小，摩尔分数减小，CO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H2的摩尔分数的变化，则c曲线代表CO2的摩尔分数随温度的变化，开始到T1，CO2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，CaCO3(s)已完全分解，只发生反应Ⅱ，所以CO2的摩尔分数减小。 7（练习）．乙酸在催化剂的作用下和氢气反应可生成乙醇，反应体系主要发生如下反应： Ⅰ.CH3COOH(g)＋2H2(g)C2H5OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－44.2 kJ·mol－1 Ⅱ.CH3COOH(g)＋C2H5OH(g)CH3COOC2H5(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－18.4 kJ·mol－1 Ⅲ.CH3COOH(g)＋H2(g)CH3CHO(g)＋H2O(g)　ΔH3＝＋24.5 kJ·mol－1 在200 kPa反应条件下，将n(H2)∶n(CH3COOH)＝10∶1的混合气进行上述反应。平衡时乙酸的转化率、产物的选择性S随温度变化如下图所示。 已知：S(CH3COOC2H5)＝ (1)图中表示乙酸的转化率随温度变化的曲线是 ________。当温度低于340 ℃时，随着温度的升高，CH3COOC2H5选择性变大的原因是 ___________________________。 (2)H2和CH3COOH反应一段时间后，不改变反应时间和温度，能提高S(C2H5OH)的可能措施是 ________________________(任写一条)。 【答案】　(1)L3　经分析，L1、L2分别代表CH3CHO、CH3CH2OH的选择性随温度变化的曲线；随着温度的升高，反应Ⅰ、Ⅱ的平衡均逆向移动且反应Ⅰ逆向移动程度大于反应Ⅱ，反应Ⅲ的平衡正向移动程度不大，所以340 ℃之前，随着温度的升高，CH3COOC2H5的选择性变大 (2)增大压强或选择合适的催化剂 【解析】　(1)反应Ⅰ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，C2H5OH的选择性下降，反应Ⅲ为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CH3CHO的选择性上升，即L1为CH3CHO的选择性，由于CH3CHO、CH3CH2OH、CH3COOC2H5的选择性相加为1，即L2为CH3CH2OH的选择性，综上L3为乙酸的转化率随温度变化的曲线；随着温度的升高，反应Ⅰ、Ⅱ的平衡均逆向移动，且反应Ⅰ逆向移动程度大于反应Ⅱ，反应Ⅲ的平衡正向移动程度不大，所以340 ℃之前，随着温度的升高，CH3COOC2H5的选择性变大。(2)反应Ⅱ、Ⅲ均为气体分子数相等的反应，即压强的变化对平衡移动无影响，Ⅰ为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，S(C2H5OH)增大，选择合适的催化剂也能增大S(C2H5OH)。 8．（以某反应为主）丙烯作为化工原料，其用量仅次于乙烯，应用丙烷脱氢制丙烯成为丙烯的重要来源，涉及的主要反应如下： ⅰ.2C3H8(g)＋O2(g)2C3H6(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－235.0 kJ·mol－1 ⅱ.2C3H8(g)＋7O2(g)6CO(g)＋8H2O(g)　ΔH2＝－2 742.0 kJ·mol－1 按起始投料比＝将气体匀速通入到恒压(100 kPa)密闭容器中，发生反应ⅰ和反应ⅱ。在相同时间不同温度(T)下，测得反应过程中C3H8、O2的转化率变化曲线如右图所示： M表示 ________(填“C3H8”或“O2”)的转化率随温度变化的曲线；C点后，随着温度升高，主要进行的反应是 ________(填“ⅰ”或“ⅱ”)。 【答案】　O2　ⅰ 【解析】　起始投料比＝，根据反应式可知O2的最大转化率会更高，M表示O2转化率随温度变化的曲线；ⅰ、ⅱ均为放热反应，C点后，随着温度升高平衡会发生逆向移动，主要进行的反应是ⅰ反应，因为起始投料＝，C点后C3H8和O2转化率相同，故主要进行反应ⅰ。 9.二氧化碳甲烷化反应是有效利用二氧化碳的途径之一。 在密闭容器中发生反应： a．   b．   实验测定的平衡产率(图1)和的平衡转化率(图2)随温度的变化关系如图所示。 图2中温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是 。 三．结合特殊反应 10．（2024·全国甲卷）CH4与Br2反应生成，部分会进一步溴化。 (3)少量可提高生成的选择性。时，分别在有和无的条件下，将8molCH4和8molBr2，通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见下图。 (ii)从图中找出提高了选择性的证据： 。 (ⅲ)研究表明，I2参与反应的可能机理如下： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 根据上述机理，分析提高选择性的原因： 。 【答案】(3)(ii)5s以后有I2催化的CH2Br2的含量逐渐降低，有I2催化的CH3Br的含量陡然上升 (iii)I2的投入消耗了部分CH2Br2，使得消耗的CH2Br2发生反应生成了CH3Br 11．磷石膏是湿法生产磷酸排出的工业废渣，主要成分是CaSO4·2H2O。用不同的还原剂可以将CaSO4还原，所得SO2可用于工业生产硫酸。 (1)以CO作还原剂，改变反应温度可得到不同的产物。不同温度下反应后所得固体成分的物质的量如图1所示。在低于800 ℃时主要还原产物为_______；高于800 ℃时CaS减少的原因是______________ ____________________(用化学方程式表示)。 (2)以高硫煤为还原剂焙烧2.5 h，不同条件对硫酸钙转化率的影响如图2所示。CaCl2的作用是_________；当温度高于1 200 ℃时，无论有无CaCl2存在，CaSO4的转化率趋于相同，其原因是__________ _______________________________。 (3)以C作还原剂，向密闭容器中加入相同质量的几组不同C/S值(C与CaSO4的物质的量比)的混合物在1 100 ℃加热，结果如图3所示。当C/S值为0.5时，反应产物为CaO、SO2、CO2；当C/S值大于0.7时，反应所得气体中SO2的体积分数不升反降，其可能原因是_______________________________。 【答案】(1)CaS　CaS＋3CaSO44CaO＋4SO2↑ (2)作催化剂　两种情况下反应均达到平衡状态，催化剂CaCl2不改变平衡状态 (3)CO2高温下与过量C反应生成CO，使气体总体积增大(或部分转化为其他含S物质) 【解析】(1)由图示可知，在低于800 ℃时，还原的主要产物为CaS，在高于800 ℃ 时，得到的主要产物为CaO，则此时是CaS与CaSO4反应生成CaO。(2)由图2可看出，在高于1 200 ℃时，加入CaCl2与不加入CaCl2时CaSO4的转化率相同，但较低温度下加入CaCl2时转化率高，故CaCl2的作用为催化剂。(3)当C/S值大于0.7时，原料中的还原剂C的含量增加，则高温下过量的C与CO2发生反应CO2＋C高温,2CO，从而使得气体总体积增大。 12．汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，某研究小组在实验室以耐高温试剂Ag－ZSW－5催化，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如下图所示 (1)若不使用CO，温度超过775 K，发现NO的分解率降低，其可能的原因为________________ _________________。 (2)用平衡移动原理解释为什么加入CO后NO转化为N2的转化率增大： __________________________________________________________________________________。 【答案】(1)该反应放热，升高温度，反应向逆反应方向进行　 (2)加入的CO会与NO的分解产物O2发生反应，促进NO分解平衡向生成N2的方向移动，导致NO转化率升高 13．(1)在400 ℃时，向1 L的恒容反应器中充入1 mol CH4，发生反应2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)　ΔH＝＋202.0 kJ·mol－1，测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为20.0%。则在该温度下，其平衡常数K＝___________。按化学平衡移动原理，在图1中画出CH4的平衡转化率与温度及压强(p1＞p2)的关系曲线。 (2)在制备C2H4时，通常存在副反应：2CH4(g)C2H6(g)＋H2(g)。在常温下，向体积为1 L的恒容反应器中充入1 mol CH4，然后不断升高温度，得到图2所示C2H4与C2H6的体积分数关系。 ①在200 ℃时，测出乙烷的量比乙烯多的主要原因是________________________________。 ②在600 ℃后，乙烯的体积分数减少的主要原因是_____________________________________。 【答案】(1)0.25　如图所示 (2)①在200 ℃时，乙烷的生成速率比乙烯的快 ②在600 ℃后，乙烯开始分解为碳和氢气 解析：(1)设平衡时转化的CH4的物质的量为2x mol，根据三段式法进行计算： 　　　　　2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g) 起始/mol 1 0 0 转化/mol 2x x 2x 平衡/mol 1－2x x 2x 则×100%＝20.0%，解得x＝0.25，则平衡时CH4、C2H4、H2的物质的量浓度分别为0.50 mol·L－1、0.25 mol·L－1和0.50 mol·L－1，则K＝＝0.25。该反应为吸热反应，升高温度，CH4的平衡转化率增大；该反应为气体分子数增大的反应，温度相同时增大压强，CH4的平衡转化率降低，据此画出图像。(2)①题图中200 ℃时乙烷的量比乙烯多，这是因为该条件下乙烷的生成速率比乙烯的快。②在600 ℃后，乙烯的体积分数减少，主要是因为乙烯发生了分解反应。 四．特殊图像 14．（2024·安徽卷）【乙烷和乙烯混合气的分离】 (4)通过修饰的Y分子筛的吸附-脱附。可实现C2H4和C2H6混合气的分离。的 与分子的键电子形成配位键，这种配位键强弱介于范德华力和共价键之间。用该分子筛分离C2H4和C2H6的优点是 。 (5)常温常压下，将C2H4和C2H6等体积混合，以一定流速通过某吸附剂。测得两种气体出口浓度(c)与进口浓度(c0)之比随时间变化关系如图所示。下列推断合理的是 (填标号)。 A．前，两种气体均未被吸附 B．p点对应的时刻，出口气体的主要成分是C2H6 C．a-b对应的时间段内，吸附的C2H6逐新被C2H4替代 【答案】(4)4s空轨道 识别度高，能有效将C2H4和C2H6分离，分离出的产物中杂质少，纯度较高 (5)BC 【第三步 得出结论】 a点处C2H6的=1，说明此时C2H6不再吸附在吸附剂上，而a点后C2H6的>1，说明原来吸附在吸附剂上的C2H6也开始脱落，同时从图中可知，a点后一段时间，C2H4的仍为0，说明是吸附的C2H6逐渐被C2H4替代，p点到b点之间，吸附的C2H6仍在被C2H4替代，但是速率相对之前有所减小，同时吸附剂可能因吸附量有限等原因无法一直吸附C2H4，因此p点后C2H4的也逐步增大，直至等于1，此时吸附剂不能再吸附两种物质，C正确。 15．（2024·湖北卷）用和焦炭为原料，经反应I、Ⅱ得到，再制备乙炔是我国科研人员提出的绿色环保新路线。 反应I： 反应Ⅱ： (3)恒压容器中，焦炭与的物质的量之比为，为载气。和下，产率随时间的关系曲线依实验数据拟合得到图2(不考虑接触面积的影响)。 ①初始温度为，缓慢加热至时，实验表明已全部消耗，此时反应体系中含物种为 。 ②下，反应速率的变化特点为 ，其原因是 。 【答案】(3)①BaO ②速率不变至BaC2产率接近100% 容器中只有反应Ⅱ：BaO(s)+3C(s) BaC2(s)+CO(g)，反应条件恒温1823K、恒压，且该反应只有CO为气态，据可知，CO的压强为定值，所以化学反应速率不变 【解析】(3)①由图2可知，1400K时，BaC2的产率为0，即没有BaC2，又实验表明BaBO3已全部消耗，所以此时反应体系中含Ba物种为BaO； ②图像显示，1823K时BaC2的产率随时间由0开始呈直线增加到接近100%，说明该反应速率为一个定值，即速率保持不变；1400K时碳酸钡已全部消耗，此时反应体系的含钡物种只有氧化钡，即只有反应Ⅱ：BaO(s)+3C(s) BaC2(s)+CO(g)，反应条件恒温1823K、恒压，且该反应只有CO为气态，据可知，CO的压强为定值，所以化学反应速率不变。 16．（2024·黑吉辽卷）为实现氯资源循环利用，工业上采用催化氧化法处理废气：。将和分别以不同起始流速通入反应器中，在和下反应，通过检测流出气成分绘制转化率()曲线，如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。 (4)图中较高流速时，小于和，原因是 。 【答案】(4)流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应，导致转化率下降，同时，T3温度低，反应速率低，故单位时间内氯化氢的转化率低。 【解析】(4)图中在较高流速下，T3温度下的转化率低于温度较高的T1和T2，主要是流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应，导致转化率下降，同时，T3温度低，反应速率低，故单位时间内氯化氢的转化率低。 17．（2024·河北卷）氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1，4-二(氯甲基)苯等可通过氯化反应制备。 （1）硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：。 ②恒容密闭容器中按不同进料比充入和其，测定温度下体系达平衡时的(为体系初始压强，，P为体系平衡压强)，结果如图。 上图中温度由高到低的顺序为 ，判断依据为 。 ③下图曲线中能准确表示温度下随进料比变化的是 (填序号)。 【答案】(1)②该反应正反应放热，且气体分子数减小，反应正向进行时，容器内压强减小，从到平衡时增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，对应温度逐渐降低 ③D 【解析】(1)②该反应的正反应为气体体积减小的反应，因此反应正向进行程度越大，平衡时容器内压强越小，即越大。从到，增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，已知正反应为放热反应，则温度由到逐渐降低，即。 ③③由题图甲中M点可知，进料比为2时，，结合“三段式”，以及时化学平衡常数可知，进料比为0.5时，也为，曲线D上存在（0.5，60）。本题也可以快解：根据“等效平衡”原理，该反应中和的化学计量数之比为，则和的进料比互为倒数(如2与0.5)时，相等。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 17.平衡图像原因解释 一.基础计算 1．一氯甲烷广泛用作溶剂、提取剂、推进剂、制冷剂、甲基化试剂，用于生产农药、医药等。600 K时，CH3Cl和H2O作用生成CH3OH，CH3OH可继续反应生成(CH3)2O。反应原理如下： ①CH3Cl(g)＋H2O(g)CH3OH(g)＋HCl(g)　ΔH1＝＋19 kJ·mol－1 ②2CH3OH(g)(CH3)2O(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－23.5 kJ·mol－1 (1)对于反应②，反应速率与浓度之间存在如下关系：v正＝k正·c2(CH3OH)，v逆＝k逆·c[(CH3)2O]·c(H2O)，k正、k逆为速率常数，只受温度影响，k和温度的关系为Rln k＝Rln A－(Ea为活化能，k为速率常数，R、A为常数)。下图1中两条直线分别表示ln k正和ln k逆与的关系，表示ln k逆的是 ________(填“a”或“b”)，温度为T1时，反应②的平衡常数K＝ ________。 　　　　　　 图1　　　　　　　　　　　　图2 (2)在恒温条件下，向2 L恒容密闭容器中，充入1 mol CH3Cl和3 mol H2O发生反应，甲醇的物质的量随时间变化如图2所示： t2时，水的体积分数为65%，则CH3Cl的转化率为 ________，反应①的平衡常数Kx＝ ________[对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，Kx＝，x为物质的量分数]。 2．（基础）（2023·新课标卷）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。 (4)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为，另一种为。(物质i的摩尔分数：) ①图中压强由小到大的顺序为__________，判断的依据是____________________________。 ②进料组成中含有惰性气体的图是_______。 二.先增后减或先减后增图像 3．（单一反应）某实验室模拟反应2C(s)＋2NO2(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－64.2 kJ·mol－1，在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO2气体，维持温度为T ℃，如图为不同压强下该反应经过相同时间NO2的转化率随着压强变化的示意图。请从动力学角度分析，1 050 kPa前，反应中NO2转化率随着压强增大而增大的原因_____________________________________________；在1 100 kPa时，NO2的体积分数为__________。 4．（单一反应）甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇，可能发生的反应如下：ⅰ、CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－63kJ·mol－1 ⅱ、CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　　ΔH2==＋36 kJ·mol－1 ⅲ、CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)　ΔH3＝＋99 kJ·mol－1 一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应12小时。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图1所示。温度为470 K时，图中P点________(填“是”或“不是”)处于平衡状态。在490 K之前，甲醇产率随着温度升高而增大的原因是_____________________________________；490 K之后，甲醇产率下降的原因是_____________。 5（多反应有矛盾）．CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2的转化方法，其过程中主要发生下列反应： 反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH＝41.2 kJ·mol－1 反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)===CH3OCH3(g)＋3H2O(g) ΔH＝－122.5 kJ·mol－1 在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。 其中：CH3OCH3的选择性＝×100% (1)温度高于300 ℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是_________________。 (2)220 ℃时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有___________________。 6．(多反应矛盾)（2024·山东卷）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： (2)压力p下，体系达平衡后，图示温度范围内已完全反应，在T1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T1时，随温度升高c线对应物种摩尔分数逐渐降低的原因是 。 7（练习）．乙酸在催化剂的作用下和氢气反应可生成乙醇，反应体系主要发生如下反应： Ⅰ.CH3COOH(g)＋2H2(g)C2H5OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－44.2 kJ·mol－1 Ⅱ.CH3COOH(g)＋C2H5OH(g)CH3COOC2H5(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－18.4 kJ·mol－1 Ⅲ.CH3COOH(g)＋H2(g)CH3CHO(g)＋H2O(g)　ΔH3＝＋24.5 kJ·mol－1 在200 kPa反应条件下，将n(H2)∶n(CH3COOH)＝10∶1的混合气进行上述反应。平衡时乙酸的转化率、产物的选择性S随温度变化如下图所示。 已知：S(CH3COOC2H5)＝ (1)图中表示乙酸的转化率随温度变化的曲线是 ________。当温度低于340 ℃时，随着温度的升高，CH3COOC2H5选择性变大的原因是 ___________________________。 (2)H2和CH3COOH反应一段时间后，不改变反应时间和温度，能提高S(C2H5OH)的可能措施是 ________________________(任写一条)。 8．（以某反应为主）丙烯作为化工原料，其用量仅次于乙烯，应用丙烷脱氢制丙烯成为丙烯的重要来源，涉及的主要反应如下： ⅰ.2C3H8(g)＋O2(g)2C3H6(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－235.0 kJ·mol－1 ⅱ.2C3H8(g)＋7O2(g)6CO(g)＋8H2O(g)　ΔH2＝－2 742.0 kJ·mol－1 按起始投料比＝将气体匀速通入到恒压(100 kPa)密闭容器中，发生反应ⅰ和反应ⅱ。在相同时间不同温度(T)下，测得反应过程中C3H8、O2的转化率变化曲线如右图所示： M表示 ________(填“C3H8”或“O2”)的转化率随温度变化的曲线；C点后，随着温度升高，主要进行的反应是 ________(填“ⅰ”或“ⅱ”)。 9.二氧化碳甲烷化反应是有效利用二氧化碳的途径之一。 在密闭容器中发生反应： a．   b．   实验测定的平衡产率(图1)和的平衡转化率(图2)随温度的变化关系如图所示。 图2中温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是 。 三．结合特殊反应 10．（2024·全国甲卷）CH4与Br2反应生成，部分会进一步溴化。 (3)少量可提高生成的选择性。时，分别在有和无的条件下，将8molCH4和8molBr2，通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见下图。 (ii)从图中找出提高了选择性的证据： 。 (ⅲ)研究表明，I2参与反应的可能机理如下： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 根据上述机理，分析提高选择性的原因： 。 11．磷石膏是湿法生产磷酸排出的工业废渣，主要成分是CaSO4·2H2O。用不同的还原剂可以将CaSO4还原，所得SO2可用于工业生产硫酸。 (1)以CO作还原剂，改变反应温度可得到不同的产物。不同温度下反应后所得固体成分的物质的量如图1所示。在低于800 ℃时主要还原产物为_______；高于800 ℃时CaS减少的原因是______________ ____________________(用化学方程式表示)。 (2)以高硫煤为还原剂焙烧2.5 h，不同条件对硫酸钙转化率的影响如图2所示。CaCl2的作用是_________；当温度高于1 200 ℃时，无论有无CaCl2存在，CaSO4的转化率趋于相同，其原因是__________ _______________________________。 (3)以C作还原剂，向密闭容器中加入相同质量的几组不同C/S值(C与CaSO4的物质的量比)的混合物在1 100 ℃加热，结果如图3所示。当C/S值为0.5时，反应产物为CaO、SO2、CO2；当C/S值大于0.7时，反应所得气体中SO2的体积分数不升反降，其可能原因是_______________________________。 12．汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，某研究小组在实验室以耐高温试剂Ag－ZSW－5催化，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如下图所示 (1)若不使用CO，温度超过775 K，发现NO的分解率降低，其可能的原因为________________ _________________。 (2)用平衡移动原理解释为什么加入CO后NO转化为N2的转化率增大： __________________________________________________________________________________。 13．(1)在400 ℃时，向1 L的恒容反应器中充入1 mol CH4，发生反应2CH4(g)C2H4(g)＋2H2(g)　ΔH＝＋202.0 kJ·mol－1，测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为20.0%。则在该温度下，其平衡常数K＝___________。按化学平衡移动原理，在图1中画出CH4的平衡转化率与温度及压强(p1＞p2)的关系曲线。 (2)在制备C2H4时，通常存在副反应：2CH4(g)C2H6(g)＋H2(g)。在常温下，向体积为1 L的恒容反应器中充入1 mol CH4，然后不断升高温度，得到图2所示C2H4与C2H6的体积分数关系。 ①在200 ℃时，测出乙烷的量比乙烯多的主要原因是________________________________。 ②在600 ℃后，乙烯的体积分数减少的主要原因是_____________________________________。 四．特殊图像 14．（2024·安徽卷）【乙烷和乙烯混合气的分离】 (4)通过修饰的Y分子筛的吸附-脱附。可实现C2H4和C2H6混合气的分离。的 与分子的键电子形成配位键，这种配位键强弱介于范德华力和共价键之间。用该分子筛分离C2H4和C2H6的优点是 。 (5)常温常压下，将C2H4和C2H6等体积混合，以一定流速通过某吸附剂。测得两种气体出口浓度(c)与进口浓度(c0)之比随时间变化关系如图所示。下列推断合理的是 (填标号)。 A．前，两种气体均未被吸附 B．p点对应的时刻，出口气体的主要成分是C2H6 C．a-b对应的时间段内，吸附的C2H6逐新被C2H4替代 15．（2024·湖北卷）用和焦炭为原料，经反应I、Ⅱ得到，再制备乙炔是我国科研人员提出的绿色环保新路线。 反应I： 反应Ⅱ： (3)恒压容器中，焦炭与的物质的量之比为，为载气。和下，产率随时间的关系曲线依实验数据拟合得到图2(不考虑接触面积的影响)。 ①初始温度为，缓慢加热至时，实验表明已全部消耗，此时反应体系中含物种为 。 ②下，反应速率的变化特点为 ，其原因是 。 16．（2024·黑吉辽卷）为实现氯资源循环利用，工业上采用催化氧化法处理废气：。将和分别以不同起始流速通入反应器中，在和下反应，通过检测流出气成分绘制转化率()曲线，如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。 (4)图中较高流速时，小于和，原因是 。 17．（2024·河北卷）氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1，4-二(氯甲基)苯等可通过氯化反应制备。 （1）硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：。 ②恒容密闭容器中按不同进料比充入和其，测定温度下体系达平衡时的(为体系初始压强，，P为体系平衡压强)，结果如图。 上图中温度由高到低的顺序为 ，判断依据为 。 ③下图曲线中能准确表示温度下随进料比变化的是 (填序号)。 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$