高考化学化学平衡疑难问题习题及解析

化学平衡疑难问题习题及解析

1.关节炎是因为在关节滑液中形成尿酸钠晶体，尤其是在寒冷季节易诱发关节疼痛，其化学机理如下：①HUr(aq)+H₂O(l)⥫⥬Ur^-(aq)+H₃O⁺(aq)，

尿酸　　　　　尿酸根离子

②Ur^-(aq)+Na⁺(aq)⥫⥬NaUr(s)。

下列对反应②的叙述正确的是(　　)

A.正反应为吸热反应B.正反应为放热反应

C.升高温度，平衡向正反应方向移动D.降低温度，平衡向逆反应方向移动

【答案】B

【详解】题意中明确指出“尤其是在寒冷季节易诱发关节疼痛”，说明温度降低，反应②Ur^-(aq)+Na⁺(aq)⥫⥬ NaUr(s)的平衡向正反应方向移动，可知其正反应为放热反应。

2.下列事实不能用勒·夏特列原理解释的是(　　)

A.用热的纯碱溶液更易洗涤厨房的油污

B.将盛有NO₂气体的气球浸泡在热水中颜色加深

C.配制硫酸亚铁溶液时，需要加入过量的铁屑

D.高压比常压条件更有利于合成氨的反应

【答案】C

【详解】加热可以促进碳酸钠水解平衡正向移动，使碱性增强，A不符合题意；NO₂转化成N₂O₄为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，颜色加深，B不符合题意；配制硫酸亚铁溶液时，加入过量的铁屑的目的是防止Fe²⁺被氧化，C符合题意；合成氨的反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，D不符合题意。

3.一定温度下，在2 L的密闭容器中加入2 mol X和3 mol Y，发生反应：2X(g)+3Y(g)⥫⥬4Z(g)+W(g)　ΔH<0，反应10 min后达到平衡，此时W的浓度为0.25 mol·L^-1。下列说法正确的是(　　)

A.前5 min内，反应的平均速率v(Z)=0.1 mol·L^-1·min^-1

B.其他条件不变时，将反应容器的体积缩小一半，W的平衡浓度仍为0.25 mol·L^-1

C.保持温度不变，10 min后向容器中再加入2 mol X和3 mol Y，重新达到平衡时，X的转化率大于50%

D.若反应在绝热容器中进行，其他条件不变，反应达到平衡时Y的浓度大于0.75 mol·L^-1

【答案】D

【详解】在一定温度下，在2 L的密闭容器中加入2 mol X和3 mol Y，发生如下反应：2X(g)+3Y(g)⥫⥬4Z(g)+W(g)，反应10 min后达到平衡，此时W的物质的量浓度为0.25 mol·L^-1， 列三段式：

　　　　　　　　　　2X(g)+3Y(g)⥫⥬4Z(g)+W(g)

初始/(mol·L^-1)　　　　　1　　　1.5　　0　　0

转化/(mol·L^-1)　　　　　0.5　　0.75　　1　　0.25

平衡/(mol·L^-1)　　　　　0.5　　0.75　　1　　0.25

前10 min内，反应的平均速率v(Z)==0.1 mol·L^-1·min^-1，但无法计算前5 min内Z的平均反应速率，故A错误；其他条件不变时，将反应容器的体积缩小一半，W的浓度瞬间变为0.5 mol·L^-1，因平衡不移动，则W的平衡浓度仍为0.5 mol·L^-1，故B错误；保持温度不变，由于该反应前后气体物质的量不变，10 min后向容器中再加入2 mol X和3 mol Y，为等比例添加反应物，应转化为增大压强分析，重新达到平衡时，X的转化率不变，仍为50%，故C错误；正反应方向为放热反应，若反应在绝热容器中进行，达到平衡时容器内温度会升高，则平衡会逆向移动，平衡时Y的浓度大于0.75 mol·L^-1，故D正确。

4.以[Cu(H₂O)₄]²⁺(蓝)+4Cl^-⥫⥬[CuCl₄]^2-(黄)+4H₂O　ΔH>0为例，探究影响平衡移动的因素。取相同浓度的CuCl₂溶液，分别进行下列实验，对实验现象的分析不正确的是(　　)

【答案】D

【详解】由于反应为可逆反应，且[Cu(H₂O)₄]²⁺为蓝色，[CuCl₄]^2-为黄色，所以溶液为绿色是因为[Cu(H₂O)₄]²⁺和[CuCl₄]^2-同时存在，A项正确；反应的ΔH>0，升高温度，平衡正向移动，[CuCl₄]^2-的浓度增大，溶液变为黄绿色，B项正确；加几滴AgNO₃溶液，Cl^-与Ag⁺反应生成AgCl，Cl^-浓度减小，平衡向逆反应方向移动，[Cu(H₂O)₄]²⁺的浓度增大，上层清液为蓝色，C项正确；在CuCl₂溶液中加入少量Zn片，会发生反应：Cu²⁺+Zn===Zn²⁺+Cu，Cu²⁺浓度减小，则[Cu(H₂O)₄]²⁺、[CuCl₄]^2-浓度均减小，上层清液为浅黄绿色，D项错误。

5.对于在一定体积的密闭容器中进行的放热反应：A(g)+B(g)⥫⥬C(g)+D(g)，初始时加入的A和B的物质的量是相等的，在温度t₁时达到平衡，c_平1(A)=c_平1(B)=1.0 mol·L^-1，其平衡常数为K₁。升高反应体系的温度至t₂时，反应物的平衡浓度分别为c_平2(A)和c_平2(B)，平衡常数为K₂。则下列说法正确的是(　　)

A.K₁=K₂B.K₂<K₁

C.c_平2(A)<c_平2(B)D.c_平1(A)>c_平2(A)

【答案】B

【详解】由于初始时加入A和B的物质的量是相等的，又由于A和B的化学计量数之比始终是1∶1，所以在任何时刻A和B的浓度都相等；由于升高温度，平衡逆向移动，达新平衡时，A、B的浓度变大，C、D的浓度变小。因此由平衡常数表达式可得平衡常数减小，故K₂<K_1，c平2(A)>c_平1(A)。

6.下列实验方案设计和结论都正确的是(　　)

【答案】B

【详解】热水侧颜色变深，说明升高温度，NO₂浓度增大，则2NO₂(g)⥫⥬N₂O₄(g)是放热反应，B项正确；两支试管中除了阳离子(Cu²⁺和Ag⁺)种类不同，阴离子(S和N)种类也不同，不能用来探究Ag⁺和Cu²⁺催化能力的优劣，D项错误。

7.下列事实不能用平衡移动原理解释的是(　　)

A.工业合成氨时，选择在500 ℃条件下进行

B.密闭烧瓶内的NO₂和N₂O₄的混合气体，受热后颜色加深

C.用饱和食盐水除去氯气中混有的少量氯化氢

D.乙醇和乙酸在浓硫酸作用下加热制取乙酸乙酯

【答案】A

【详解】合成氨反应为放热反应，高温不利于平衡正向移动，工业合成氨时，选择500 ℃是因为在此温度下催化剂活性好，反应速率快，不能用平衡移动原理解释，故A符合题意；2NO₂(g)⥫⥬N₂O₄(g)的反应为放热反应，升温平衡逆向移动，颜色加深，能用平衡移动原理解释，故B不符合题意；浓硫酸能吸收酯化反应生成的水，有利于酯化反应正向进行，能用平衡移动原理解释，故D不符合题意。

8.下列说法错误的是(　　)

A.某温度下CaCO₃(s)⥫⥬CaO(s)+CO₂(g)，达平衡后，再压缩容器体积，则平衡逆向移动，再次达平衡后c(CO₂)变小

B.某一可逆反应加入催化剂后反应速率加快，ΔH不改变，达平衡前相同时间内转化率会增大

C.已知[Cu(H₂O)₄]²⁺(蓝色)+4Cl^-⥫⥬[CuCl₄]^2-(黄色)+4H₂O，加水，溶液颜色变蓝

D.分别向甲容器(恒温恒容)中充入1 mol PCl₅，乙容器(绝热恒容)充入PCl₃和Cl₂各1 mol，发生反应PCl₅(g)⥫⥬PCl₃(g)+Cl₂(g)　ΔH>0，平衡时K(甲)<K(乙)

【答案】A

【详解】该反应的平衡常数K=c(CO₂)，温度不变，平衡常数不变，再次到达平衡时，c(CO₂)不变，故A错误；催化剂可以加快反应速率，不影响ΔH，由于反应速率加快，因此达平衡前相同时间内转化率会增大，故B正确；加水，平衡逆向移动，[Cu(H₂O)₄]²⁺的浓度增大，溶液颜色变蓝，故C正确；乙容器充入PCl₃和Cl₂，发生反应：PCl₃(g)+Cl₂(g)⥫⥬PCl₅(g)　ΔH<0，该反应是放热反应，在绝热恒容条件下进行，升温使平衡逆向移动，则平衡时乙容器中PCl₃和Cl₂浓度大于甲容器，K(甲)<K(乙)，故D正确。

9.二氧化碳的原料化是“碳达峰”“碳中和”的重要措施。以CO₂为原料合成甲醇的反应：CO₂(g)+3H₂(g)⥫⥬CH₃OH(g)+H₂O(g)　ΔH=-49.2 kJ·mol^-1。温度为T ℃时，在密闭容器中通入1 mol CO₂(g)、3 mol H₂(g)，一段时间后反应达到化学平衡。下列说法正确的是(　　)

A.v_正(H₂)=3v_正(CO₂)时反应达到平衡状态

B.增大压强，平衡常数增大

C.使用合适的催化剂，CO₂平衡转化率增大

D.恒压下，通入一定量He，CO₂平衡转化率减小

【答案】D

【详解】v_正(H₂)=3v_正(CO₂)均表示正反应速率，反应不一定达到平衡状态，v_逆(H₂)=3v_正(CO₂)说明反应已达到平衡状态，A错误；平衡常数只受温度影响，增大压强，平衡常数不变，B错误；催化剂不影响平衡移动，使用合适的催化剂，CO₂平衡转化率不变，C错误；恒压下，通入一定量He，容器体积变大，反应物的分压减小，平衡逆向移动，CO₂平衡转化率减小，D正确。

10.在实验室中利用SbCl₃制备Sb₂O₃的原理：2SbCl₃(aq)+3H₂O(l)⥫⥬Sb₂O₃(s)+6HCl(aq)　ΔH=+a kJ·mol^-1，下列有关描述合理的是(　　)

A.加入少量氨水可提高制备速率

B.将2 mol SbCl₃加入到足量水中反应，可吸收a kJ热量

C.制备时加入大量的水，同时加热，可得到更多的Sb₂O₃

D.增加SbCl₃(aq)的量可以提高其转化率

【答案】C

【详解】加入少量氨水，氨水会与HCl反应，使溶液中HCl浓度减小。根据勒·夏特列原理，平衡会正向移动，但氨水与HCl反应，不会直接使反应物SbCl₃的活化分子或单位体积内活化分子数增多，因此不能提高制备速率，A错误；该反应是可逆反应，将2 mol SbCl₃加入到足量水中反应，反应不能进行完全，所以吸收的热量小于a kJ，B错误；制备时加入大量的水，使得Q<K，平衡正移；因为正反应是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，可得到更多的Sb₂O₃，C正确；根据勒·夏特列原理，增加反应物浓度会使化学平衡正向移动，但其平衡转化率会降低，D错误。

11.一定温度下，分别将以下两种物质加热分解，达平衡时的压强分别为p₁、p₂。

Ⅰ.NH₄HSO₃(s)⥫⥬NH₃(g)+SO₂(g)+H₂O(g)　p₁=a Pa

Ⅱ.2NaHSO₃(s)⥫⥬Na₂SO₃(s)+SO₂(g)+H₂O(g)　p₂=b Pa

在此温度下，现将一定量的两物质加入同一密闭容器中加热分解。已知平衡时三种固体始终存在，则下列说法不正确的是(　　)

A.达到平衡后，总压为 Pa

B.恒温、恒压下，若向平衡体系中再通入一定量氮气，容器内固体总质量将减小

C.恒温、恒容下，若再通入一定量的NH₃，平衡时NH₃的物质的量比原平衡大

D.保持恒温将容器体积压缩，再次达平衡后各气体的分压均保持不变

【答案】C

【详解】反应Ⅰ的化学平衡常数：K_Ⅰ=p·p·p= Pa³= Pa³，反应Ⅱ的化学平衡常数：K_Ⅱ=p·p= Pa²=b² Pa²，在该温度下，将一定质量两物质加入同一密闭容器中加热分解，达平衡时，三种固体均存在。由于平衡Ⅰ和Ⅱ反应生成的SO₂和H₂O的量之比均为1∶1，平衡体系中SO₂和H₂O的量之比始终保持1∶1，设两者的分压为x Pa，NH₃的分压为y Pa，则，解得x==，故达平衡时总压为 Pa，A正确；恒温、恒压下，通入不参与反应的氮气，容器体积增大，体系压强减小，则平衡Ⅰ、Ⅱ均正向移动，固体质量减小，B正确；保持恒温、恒容，再通入一定量的氨气，由于温度不变，K_Ⅰ、K_Ⅱ不变，再次达平衡时，反应Ⅱ中SO₂和H₂O的分压仍为 Pa，由此可知反应Ⅰ中氨气的分压仍为 Pa，即平衡时氨气的物质的量不变，C错误；保持恒温将容器体积压缩，温度不变，平衡常数不变，则各气体的分压不变，D正确。

12.在水溶液中，Cr呈黄色，Cr₂呈橙色，重铬酸钾(K₂Cr₂O₇)在水溶液中存在以下平衡：Cr₂+H₂O⥫⥬2Cr+2H⁺，下列说法正确的是(　　)

A.向该溶液中加入过量浓NaOH溶液后，溶液呈橙色

B.该反应是氧化还原反应

C.向该溶液中滴加适量的浓硫酸，平衡向逆反应方向移动，再次达到平衡后，氢离子浓度比原溶液大

D.向体系中加入少量水，平衡逆向移动

【答案】C

【详解】向该溶液中加入过量浓NaOH溶液后，消耗氢离子，氢离子浓度减小，平衡正向移动，溶液呈黄色，A错误；反应前后元素的化合价均不发生变化，该反应不是氧化还原反应，B错误；向该溶液中滴加适量的浓硫酸，氢离子浓度增大，平衡向逆反应方向移动，由于只能是减弱这种改变，所以再次达到平衡后，氢离子浓度比原溶液大，C正确；向体系中加入少量水，相当于稀释，平衡正向移动，D错误。

13.在初始体积与温度相同的条件下，四种密闭容器装置甲、乙、丙、丁中均按1 mol N₂、3 mol H₂投料，发生的反应为N₂(g)+3H₂(g)⥫⥬2NH₃(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol^-1，达到平衡时，四个容器中H₂的转化率最大的为(　　)

A.B.

C.D.

【答案】C

【详解】反应N₂(g)+3H₂(g)⥫⥬2NH₃(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol^-1为放热反应，A与B对比，B为绝热恒容，B温度升高，平衡逆向移动，H₂的转化率减小，H₂的转化率：A>B；A与C对比，C是恒压，A的压强减小，减小压强，平衡逆向移动，H₂的转化率：C>A；D为恒温恒容充入惰性气体，平衡不移动，A与D对比，二者H₂的转化率相等，故H₂的转化率最大的是C。

14.某温度下，反应2A(g)⥫⥬B(g)　ΔH>0，在密闭容器中达到平衡，平衡时=a，若改变某一条件，足够长时间后反应再次达到平衡状态，此时=b，下列叙述正确的是(　　)

A.在该温度下，保持容积固定不变，向容器内补充了B气体，则a<b

B.在该温度恒压条件下再充入少量B气体，则a=b

C.若其他条件不变，升高温度，则a<b

D.若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则a>b

【答案】B

【详解】=，A项，充入B气体后平衡逆移，c(A)增大，K不变，则变小，即a>b，错误；B项，在该温度恒压条件下，再充入B气体，新平衡状态与原平衡等效，不变，即a=b，正确；C项，升温，平衡右移，变小，即a>b，错误；D项，相当于减压，平衡左移，变大，即a<b，错误。

15.某学习兴趣小组通过“色彩变幻”研究化学平衡的影响因素，实验操作如下：

实验Ⅰ.将6 mL 0.5 mol·L^-1CuCl₂溶液(其中含有，显蓝色)平均分为三等份，置于试管ⅰ、ⅱ、ⅲ中。

实验Ⅱ.将试管ⅰ加热，观察到溶液变绿；然后将该试管置于冷水中，观察到______。 

实验Ⅲ.向试管ⅱ中加入10滴饱和AgNO₃溶液，产生白色沉淀M，溶液蓝色稍变浅；再向其中加入少量KI溶液，产生白色沉淀N(CuI)。

实验Ⅳ.向试管ⅲ中加入RCl₂固体，溶液变绿；再向其中加入少量KI溶液，无明显现象。

已知：①含铜元素的离子在溶液中的颜色：(蓝色)，(黄色)，当较多时溶液呈绿色。

②CuCl₂溶液中存在平衡：+4Cl^-⥫⥬+4H₂O　ΔH。

③RCl₂是强电解质，易溶于水，溶于水放出热量。

请回答下列问题：

(1)补全实验Ⅱ中的现象：______________。实验Ⅱ可证明ΔH______(填“>”或“<”)0。 

(2)实验Ⅲ中的白色沉淀M为________。 

(3)实验Ⅳ的目的是要验证“增大反应物的浓度，该平衡正向移动”，此实验是否能达到预期目的：___(填“能”或“不能”)，理由是________________________。 

(4)根据实验Ⅲ和实验Ⅳ中加入少量KI溶液后的不同现象，可以得出的结论是稳定性：______(填“>”“<”或“=”)。 

(5)常温下将0.1 mol CuCl₂、0.1 mol NaCl溶于水配成1 L溶液，溶液中含铜元素的离子为、，平衡时测得c)=c mol·L^-1。则该温度下+4Cl^-⥫⥬+4H₂O的平衡常数K=__________(用含c的代数式表示)。 

【答案】(1)溶液又变蓝　>　(2)AgCl　(3)不能　RCl₂溶于水放出热量，升高温度溶液也会变绿，不能说明是由于Cl^-浓度的增大而引起平衡移动　(4)>　(5) mol^-4·L⁴

【详解】(1)将试管ⅰ加热，观察到溶液变绿，结合已知①信息知，升高温度+4Cl^-⥫⥬ +4H₂O平衡正向移动，则该反应为吸热反应，ΔH>0，然后将该试管置于冷水中，温度降低，平衡逆向移动，溶液颜色又变为蓝色。(4)在实验Ⅲ中加入少量KI溶液后生成CuI沉淀，说明能与I^-反应生成CuI，但在实验Ⅳ中，加入少量的KI溶液后无明显现象，说明不易与I^-反应生成CuI，表明更稳定。(5)根据题给信息，列三段式：

　　　　　　　　　　　　[Cu(H₂O)₄]²⁺+4Cl^-⥫⥬+4H₂O

起始浓度/(mol·L^-1)　　　　0.1　　　　　0.3　　0

转化浓度/(mol·L^-1)　　　　c　　　　　　4cc

平衡浓度/(mol·L^-1)　　　　0.1-c　　　　0.3-4cc

K== mol^-4·L⁴。

16.回答下列问题：

(1)硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO₂的催化氧化：

SO₂(g)+O₂(g)SO₃(g)　ΔH=-98 kJ·mol^-1。当SO₂(g)、O₂(g)和N₂(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下，SO₂平衡转化率α随温度的变化如图所示。反应在5.0 MPa、550 ℃时的α=________，判断的依据是____________。影响α的因素有____________。 

(2)乙烷在一定条件下可发生如下反应：C₂H₆(g)⥫⥬C₂H₄(g)+H₂(g)　ΔH=+137 kJ·mol^-1。提高该反应平衡转化率的方法有______________________(填一种方法)。 

【答案】(1)0.975　该反应正向为气体分子数减小的反应，增大压强，α提高。5.0 MPa>2.5 MPa=p₂，所以p₁=5.0 MPa　温度、压强和反应物的起始浓度　(2)升高温度(合理即可)

【详解】(2)由于该反应为吸热反应，且为气体分子系数增大的反应，因此可通过升高温度、减小压强(增大体积)等提高该反应的平衡转化率。

17.Ⅰ、工业上常用甲烷、水蒸气重整制备氢气，体系中发生如下反应：

Ⅰ.CH₄(g)+H₂O(g)⥫⥬CO(g)+3H₂(g)

Ⅱ.CO(g)+H₂O(g)⥫⥬H₂(g)+CO₂(g)

下列操作能提高CH₄(g)平衡转化率的是(填字母)。 

A.增加CH₄(g)用量B.恒温恒压下通入惰性气体

C.移除CO(g)D.加入催化剂

Ⅱ、如图所示，在两烧瓶中注入NO₂气体，存在平衡：2NO₂(g)⥫⥬N₂O₄(g)　ΔH<0。烧杯甲中盛放100 mL 6 mol·L^-1盐酸，烧杯乙中盛放100 mL冷水，现向烧杯甲的溶液中放入25 g NaOH固体，同时向烧杯乙中放入25 g NH₄NO₃固体，搅拌使之溶解。

(1)A瓶中气体的颜色__________，简述理由：________________________。 

(2)B瓶中气体的颜色__________，简述理由：______________________。 

【答案】Ⅰ、BCⅡ、(1)变深　NaOH固体溶解放热，中和HCl也放热，甲中溶液及A中气体温度升高，2NO₂(g)⥫⥬ N₂O₄(g)平衡逆向移动，NO₂浓度增大，颜色加深　(2)变浅　NH₄NO₃固体溶解吸热，乙中溶液及B中气体温度降低，2NO₂(g)⥫⥬N₂O₄(g)平衡正向移动，NO₂浓度减小，颜色变浅

【详解】Ⅰ、增加CH₄(g)用量，反应Ⅰ平衡正向移动，CH₄(g)转化率减小，A错误；恒温恒压下通入惰性气体，相当于增大容器体积，使反应体系压强减小，反应Ⅰ是反应前后气体体积增大的反应，减小压强平衡正向移动，CH₄(g)转化率增大，B正确；移除CO(g)，反应Ⅰ平衡正向移动，CH₄(g)转化率增大，C正确；催化剂只影响反应速率，不影响平衡移动，D错误。

18.丙烯是一种重要的化工原料，在催化剂作用下，可以由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。

反应Ⅰ(直接脱氢)：C₃H₈(g) ⥫⥬C₃H₆(g)+H₂(g)　ΔH₁

反应Ⅱ(氧化脱氢)：C₃H₈(g)+O₂(g)⥫⥬C₃H₆(g)+H₂O(g)　ΔH₂=-118 kJ·mol^-1

反应Ⅲ(氢气燃烧)：2H₂(g) +O₂(g) ⥫⥬2H₂O(g)　ΔH₃=-484 kJ·mol^-1

(1) ΔH₁= kJ·mol^-1。 

(2)对于反应Ⅰ，总压恒定为100 kPa，在密闭容器中通入C₃H₈和Ar的混合气体。在温度为T₁时，C₃H₈的平衡转化率与通入气体中C₃H₈的物质的量分数的关系如图1。

①结合图1，从平衡移动的角度分析，“通入Ar”的作用是。 

②若要将C₃H₈的平衡转化率提高到60%，则=。 

(3)恒温条件下，测得反应Ⅰ平衡时C₃H₆(g)的物质的量浓度与平衡总压的关系如图2。请在图上画出平衡时C₃H₈(g)的物质的量浓度随平衡总压变化的曲线(在图中C点平衡总压为10 MPa时，丙烷和丙烯的物质的量浓度相等)。

(4)①关于反应Ⅱ，下列说法正确的是。 

A.该反应在任何温度下都能自发进行

B.升高温度，反应Ⅱ的平衡常数增大

C.将水液化分离出来，既可以加快反应速率，又能提高C₃H₈的转化率

②与直接脱氢反应相比，氧化脱氢制备丙烯的优点是。 

(5)研究表明，CO₂可催化氧化C₃H₈脱氢制丙烯。在p=0.1 MPa，=1，催化剂X的催化下，气体按一定流速通过反应器，丙烷转化率和产物选择性(丙烯的选择性=×100%)随温度变化如下表：

下列说法不正确的是(填字母)。 

A.在较高温度下，催化剂X可提高产生丙烯反应的速率

B.CO₂催化氧化C₃H₈脱氢制丙烯的反应是放热反应

C.相同条件下，使用不同的催化剂，丙烷的平衡转化率相同

D.温度升高，催化剂X的活性下降，丙烯的产率降低

【答案】(1)+124　(2)①减小气体浓度(或分压)，使平衡右移，提高C₃H₈(g)转化率　②1∶3.8

(3)

(4)①A　②反应温度较低、节约能源(或氧气消耗氢气，有利于平衡正向移动或利用氢气和氧气反应放热，维持热量平衡或产品容易分离、副产物少)　(5)BD

【详解】(1)由盖斯定律，可得ΔH₁=ΔH₂-ΔH₃=+124 kJ·mol^-1。(2)①在总压恒定的条件下，充入Ar，相当于扩大容器容积，气体浓度(或分压)减小，使平衡向着气体分子数增大的方向移动(右移)，提高了C₃H₈(g)的转化率。②根据图1，C₃H₈的物质的量分数为0.4时，其平衡转化率为50%。假设混合气体为1 mol，则起始时C₃H₈为0.4 mol，Ar为0.6 mol，运用三段式法计算：

　　　　　　　C₃H₈(g)⥫⥬H₂(g)+C₃H₆(g)

起始/mol　　　　0.4　　　　0　　　0

转化/mol　　　　0.2　　　　0.2　　0.2

平衡/mol　　　　0.2　　　　0.2　　0.2

由于总压恒定为100 kPa，平衡时C₃H₈(g)、C₃H₆(g)、H₂(g)的分压均为100 kPa×= kPa，故T₁时反应Ⅰ的平衡常数K_p== kPa，要将C₃H₈的平衡转化率提高到60%，假设起始时C₃H₈为1 mol，Ar为x mol，运用三段式法计算：

　　　　　　　C₃H₈(g)⥫⥬H₂(g)+C₃H₆(g)

起始/mol　　　　1　　　　0　　　　0

转化/mol　　　　0.6　　　0.6　　　0.6

平衡/mol　　　　0.4　　　0.6　　　0.6

由于总压恒定为100 kPa，平衡时C₃H₈(g)的分压为100 kPa×，C₃H₆(g)、H₂(g)的分压均为100 kPa×，则= kPa，x=3.8，则=。(3)增大压强缩小体积，平衡时两种物质的浓度都随平衡总压(体积缩小)的增大而增大。增大压强时，由于平衡向着气体分子数减小的方向移动，所以在两者浓度相等之后，丙烷的浓度增大得更多，故丙烷的浓度大于丙烯的浓度。(4)①反应Ⅱ的ΔH₂<0，ΔS>0，所以该反应在任何温度下都能自发进行，A正确；升高温度，反应Ⅱ的平衡逆向移动，平衡常数减小，B不正确；将水液化分离出来，可提高C₃H₈的转化率，浓度降低反应速率减慢，C不正确。(5)CO₂催化氧化C₃H₈脱氢制丙烯，在较高温度下，丙烯的产率远高于乙烯和CO，是催化剂X选择性地提高产生丙烯反应的速率的结果，A正确；表格中的数据不一定是平衡状态的数据，不能得出该平衡体系，温度对平衡移动的影响规律，B不正确；催化剂能够改变反应速率，不同的催化剂对一定时间里没有达到平衡的转化率影响不同，但不能改变平衡转化率，C正确；催化剂的活性与温度有关，温度过低或过高都可能使催化剂失活，从表格中的数据分析，温度升高，丙烯的选择性降低，但是丙烷的转化率增大，丙烯的产率增加，D错误。