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2025~2026 学年度第一学期南昌中学三经路校区 10 月份考试
高二化学
一、选择题
1. 基本概念和理论是化学思维的基石。下列说法错误的是
A. 原电池是系统发生化学反应对环境做功，电解池则是环境对系统做电功并使其发生化学反应
B. 反应热是指在等温条件下，化学反应体系向环境释放或从环境吸收的热量
C. 一个反应的活化能是指活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差
D. 焰色试验、滴定实验和中和热测定实验都是化学定量分析方法
【答案】D
【解析】
【详解】A．原电池通过化学反应产生电能，对环境做功；电解池需要外部电能驱动反应，环境对系统做功，
描述正确，A 正确；
B．反应热定义正确，即在等温条件下系统与环境的热量交换，B 正确；
C．活化能是活化分子平均能量与反应物平均能量的差值，符合定义，C 正确；
D．焰色试验用于定性检测元素，而非定量；滴定和中和热测定是定量方法，D 错误；
故答案选 D。
2. 在 和 下， 燃烧生成液态水放出 的热量，则下列能表示氢气燃烧的热化学方程
式是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【分析】25℃、101kPa 时，0.5mol 完全燃烧生成液态水放出 142.9kJ 的热量，则 1mol 完全燃烧生成液
态水放出 285.8kJ 的热量，据此分析作答。
【详解】A．2mol 完全燃烧生成液态水放出放出热量 571.6kJ，不是 285.8kJ，A 项错误；
第 1页/共 19页B．由分析可知，热化学方程式 ，B 项正确；
C．产物应是液态水，不是气态水，C 项错误；
D．该反应是放热反应，则 ，D 项错误；
答案选 B。
3. 反应 4A(g)+2B(g) 3C(g)+D(g)，在不同条件下反应，其平均反应速率 v(X)如下，其中反应速率最大的
是
A. v(A)=0.2 mol·(L·s)-1 B. v(B)=6 mol·(L·min)-1
C. v(C)=8 mol·(L·min)-1 D. v(D)=4 mol·(L·min)-1
【答案】D
【解析】
【分析】将反应速率均转化为一种物质的速率进行比较。
【详解】A． ，v(A)0，且ΔH<0，ΔG=ΔH−TΔS 始终<0，任何温度下均自发，A 不符
合题意；
B．气体分子数从 2 减至 1，ΔS<0，且ΔH>0，ΔG=ΔH−TΔS 始终>0，任何温度下均不自发，B 符合题意；
C．气体分子数从 4 减至 2，ΔS<0，但ΔH<0，低温时ΔG 可能<0，反应可自发，C 不符合题意；
D．气体分子数从 0 增至 1，ΔS>0，且ΔH>0，高温时ΔG 可能<0，反应可自发，D 不符合题意；
第 3页/共 19页故选 B。
7. 已知下列反应的热化学方程式：
① 6C(s)＋5H(g)＋3N(g)＋9O(g)=2C H(ONO)(l) H
2 2 2 3 5 2 3 1
② 2H (g)＋ O(g)= 2H O(g) H
2 2 2 2
③ C(s)＋ O(g)=CO (g) H
2 2 3
则反应 4C H(ONO)(l)=12CO (g)＋10HO(g)＋O(g)＋6N(g)的 H 为
3 5 2 3 2 2 2 2
A. 12 H＋5 H-2 H B. 2 H-5 H-12 H
3 2 1 1 2 3
C. 12 H-5 H-2 H D. H-5 H-12 H
3 2 1 1 2 3
【答案】A
【解析】
【详解】已知：
① 6C(s)＋5H(g)＋3N(g)＋9O(g)=2C H(ONO)(l) △H
2 2 2 3 5 2 3 1
② 2H (g)＋ O(g)= 2H O(g) △H
2 2 2 2
③ C(s)＋ O(g)=CO (g) △H
2 2 3
由盖斯定律：5×②+12×③-2×①得：4C H(ONO)(l)=12CO (g)＋10HO(g)＋O(g)＋6N(g) ΔH=5ΔH
3 5 2 3 2 2 2 2 2
+12ΔH -2ΔH ，A 项符合。
3 1
答案选 A。
8. 已知化学反应 ，下列有关外界条件改变对该反应的速率和平衡的影响图像正确
的是
A. 由图 a 可知该反应的正反应为吸热反应
B. 由图 b 可知：
C. 若反应在绝热条件下正向发生，由图 C 可知该反应为吸热反应
D. 由图 d 可知：a 曲线一定是加入了催化剂
【答案】B
【解析】
第 4页/共 19页【详解】A．由图可知，T 条件下反应先达到平衡，说明温度 T 高于 T，反应达到平衡时 T 条件下生成物
1 1 2 1
C 的百分含量小于 T，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，则该反应的正反应为放热反应，A 错误；
2
B．由图可知，温度一定时，增大压强，生成物 C 的百分含量增大，说明增大压强平衡向正反应方向移动，
则该反应为气体分子数减小的反应，所以化学计量数的大小关系为：m+n>p，B 正确；
C．由图可知，绝热条件下，反应速率先增大后减小，反应速率增大是因为该反应为放热反应，反应放出的
热量使反应温度升高，温度升高对反应速率的影响大于浓度减小影响所致，C 错误；
D．由图可知，a 条件下反应先达到平衡，说明平衡 a 条件的反应速率快于 b 条件，a 条件反应物 B 的百分
含量与 b 条件反应物 B 的百分含量相等，说明改变条件，化学平衡不移动，则改变条件可能是加入催化剂，
也可能是该反应是气体体积相等的反应，增大压强，D 错误；
故选 B。
9. 在一个不传热的固定容积的密闭容器中，可逆反应 ，当 m、n、p、
q 为任意整数时，下列说法一定能说明反应已达到平衡有几个
①体系的密度不再改变 ②体系的温度不再改变
③各组分的浓度相等 ④各组分的质量分数不再改变
⑤反应速率 ⑥
⑦体系气体平均相对分子质量不再改变
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】B
【解析】
【详解】①密度是否变化取决于总物质的体积和总质量的变化，固定容积体积不变，质量不变，密度为恒
值，不能用来说明反应已达到平衡，①错误；
②不传热的固定容积中，温度为变量，当体系的温度不再改变时，表明正逆反应速率相等，达到平衡状态，
②正确；
③各组分的浓度相等，无法判断各组分的浓度是否继续变化，则无法判断是否达到平衡状态，③错误；
④各组分的质量分数不再改变，表明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，④正确；
⑤反应速率与化学计量数成正比，则反应速率始终满足 v(A)：v(B)＝m：n，无法判断是否达到平衡状态，
⑤错误；
⑥表示的是正逆反应速率，且满足化学计量数关系，说明达到平衡状态，⑥正确；
⑦m、n、p、q 不确定，无法判断体系气体的平均相对分子质量是否为变量，则无法判断平衡状态，⑦错误；
第 5页/共 19页故选 B。
10. 合成气的一种制备原理为 ，在 Sn-Ni 合金催化下，
甲烷脱氢阶段的反应历程如图所示(*表示吸附在催化剂表面)。下列正确的是
A. 在 Sn-Ni 合金催化下，该历程中最大能垒(活化能)为
B. 脱氢阶段既存在非极性键断裂又存在极性键断裂
C. 反应 正反应的活化能小于逆反应的活化能
D. 在 Sn-Ni 合金催化下，该历程中决速步骤的化学方程式为
【答案】D
【解析】
【详解】A．能垒（活化能）为过渡态能量与对应起始物质能量差。计算各步骤活化能：反应 i（2.981-0=2.981
eV·mol⁻¹）、反应 ii（5.496-1.687=3.809 eV·mol⁻¹）、反应 iii（4.837-4.035=0.802 eV·mol⁻¹）、反应 iv
（6.860-4.051=2.809 eV·mol⁻¹），最大能垒为 3.809 eV·mol⁻¹，A 错误；
B．脱氢阶段是 逐步脱氢生成 C*和 H*，断裂的均为 C-H 极性键，无非极性键断裂，B 错误；
C．总反应 ，ΔH=正反应活化能-逆反应活化能，故正反应活化能大于逆反应活化能，C 错误；
D．决速步骤为活化能最大的反应 ii，其反应物为 ，产物为 ，方程式正确，D 正确；
综上，答案是 D。
11. 在某一恒温体积可变的密闭容器中发生反应： ， 、 时刻分别
仅改变一个反应条件，得到正反应速率 与时间的关系如图所示。下列说法正确的是
第 6页/共 19页A. 内，反应正向进行 B. 时改变的反应条件可能是压缩容器体积
C. 时改变的反应条件可能是升高温度 D. 起始时，容器内只有
【答案】B
【解析】
【详解】A．根据图像， 内正反应速率增大，但正反应速率增大并不一定能说明反应正向进行，A 错
误；
B．由图像可知， 时 跳跃性增大，则 时改变的反应条件可能是压缩容器体积，B 正确；
C．若 时改变的反应条件是升高温度，则 会跳跃性增大，但示意图中没有改变，C 错误；
D．根据图像可知，起始时， 不为０，则说明反应前后容器中可能含有三种物质，D 错误；
故选 B。
12. 在恒温恒容密闭容器中投入足量 ，发生反应： 。下列
说法正确的是
A. 平衡常数表达式为
B. 若 的体积分数不再改变，则达到平衡
C. 平衡后充入更多的 和 ，达到新平衡时其浓度均增大
D. 可用单位时间内 质量变化来表示反应快慢
【答案】D
【解析】
【详解】A．CaC O、CaO 呈固态，则平衡常数表达式为 K=c(CO)·c(CO)，A 项错误；
2 4 2
B．分析此反应，产物中只有 、 为气体，化学计量数固定， 体积分数始终为 ，B 项错误；
第 7页/共 19页C．起始投入足量 CaC O，平衡时 CO 和 CO 物质的量相等，平衡后充入等物质的量的 CO 和 CO，增大
2 4 2 2
生成物浓度平衡逆向移动，但温度不变，平衡常数不变，则达到新平衡时其浓度均不变，C 项错误；
D．任何化学反应的快慢都表现为有关物质的量随着时间变化的多少，故该反应可用单位时间内 CaO 质量
净增量比较反应快慢，D 项正确；
故选 D。
13. 在 2L 的恒容密闭容器中同时进行下列两个可逆反应：① ；②
。下列叙述不能说明容器内的反应达到平衡状态的是
A. 容器内压强不再发生变化
B. 容器内气体的密度不再发生变化
C. CHOH 的体积分数不再发生变化
3
D. 单位时间内，消耗的 CO 与生成的 O 的物质的量之比为 1∶1
2
【答案】D
【解析】
【详解】A．反应①是气体分子数增多的反应，反应②是气体分子数减少的反应，则压强是变量，容器内压
强不再发生变化，能证明反应达到平衡状态，A 不选；
B．反应①有固体参与反应，故容器内气体的质量是变量，体积不变，则容器内气体密度是变量，不变时，
能证明达到平衡状态，B 不选；
C．CHOH 的体积分数是变量，不变时，能证明达到平衡状态，C 不选；
3
D．单位时间内，消耗的 CO 与生成的 O 的物质的量为同一方向，不能证明达到平衡状态，D 选；
2
故选 D。
14. 如图所示，关闭 ，向 中各充入 和 ，起始 ，在相同温度和催化剂
的条件下，两容器中各自发生反应： ；达到平衡时， ，则下
列说法正确的是
A. 达到平衡时，A 中压强比 B 中压强小
B. 达到平衡时，A 中 Y 的转化率为 10%
第 8页/共 19页C. 达到平衡后，向 B 中充入 惰性气体，则 B 中平衡向正反应方向移动
D. 打开 K，一段时间后达到新平衡时， (连通管中气体体积不计)
【答案】D
【解析】
【分析】依题意可知，A 是恒压容器，B 是恒容容器。V 从起始 aL 到平衡时 0.9aL，说明达到平衡时，反
A
应 消 耗 的 反 应 物 Y， 可 列 三 段 式 ：
，A 和 B 容器发生同样的反应，B 中压强降低，
导致平衡向逆反应方向移动。
【详解】A．达到平衡时，A 中压强不变，B 中压强减小，则 A 中压强比 B 中压强大，A 错误；
B．据分析，达到平衡时，A 中 Y 的转化率为 =30%，B 错误；
C．达到平衡后，向 B 中充入 惰性气体，由于 B 是恒容容器，各反应物浓度不变，则 B 中平衡不移动，
C 错误；
D．容器 A 和 B 在相同温度和催化剂的条件下，打开 K，两容器可看作一个恒压容器，一段时间后达到新
平衡时，容器 B 中的气体体积也要减少 0.1aL，则 (连通管中气体体积不计)，D 正确；
故选 D。
二、非选择题
15. 化学反应都会伴随能量变化，还可以进行化学能与热能、电能、光能等各种形式能量之间 转化。
（1）在催化剂表面和光照条件下，氮气和水发生置换反应生成氨气的反应原理如图。氮气的电子式为
___________；下列有关说法正确的是___________(填标号)。
第 9页/共 19页A．N 发生了氧化反应
2
B．该过程属于氮的固定
C．太阳能属于清洁能源
D．水分子形成 H 原子和 O 原子时会释放能量
（2）下列反应中，生成物总能量高于反应物总能量的是___________(填标号)。
A. 灼热的木炭与二氧化碳反应
B. 电解水
C. 生石灰与水反应
D. 三氧化二铁粉末与铝粉在高温条件下发生反应生成铁单质和氧化铝
（3）键能是指断开或形成 1mol 化学键的能量变化。氮的氧化物是造成雾霾、光化学烟雾污染的重要原因，
其中 NO 产生的原因之一是汽车发动机工作时引发 N 和 O 反应，根据表中数据，写出生成 NO 的热化学
2 2
方程式：___________。
物质 N(g) O(g) NO(g)
2 2
键能/
945 498 630
（4）已知乙炔与苯蒸气完全燃烧的热化学方程式如下：
ⅰ．
ⅱ．
①C H(g)的燃烧热(标准摩尔燃烧焓) ___________ 。
2 2
② 完全燃烧生成液态水时放出的热量___________(填“>”、“<”或“=”) 。
③ ___________ 。
【答案】（1） ①. ②. BC （2）AB
（3）
（4） ①. -1300 ②. < ③. -605
【解析】
【小问 1 详解】
第 10页/共 19页氮气的电子式为 ；
A．在催化剂表面和光照条件下，氮气和水发生置换反应生成氨气，N 元素化合价降低，则 N 发生了还原
2
反应，A 错误；
B．该过程将游离态的氮转化为化合态的氮，属于氮的固定，B 正确；
C．太阳能属于清洁能源，C 正确；
D．水分子形成 H 原子和 O 原子时会吸收能量，D 错误；
故选 BC；
【小问 2 详解】
A．灼热的木炭与二氧化碳反应是吸热反应，生成物总能量高于反应物总能量，A 符合题意；
B．电解水是是吸热反应，生成物总能量高于反应物总能量，B 符合题意；
C．生石灰与水反应是放热反应，生成物总能量低于反应物总能量，C 不符合题意；
D．三氧化二铁粉末与铝粉在高温条件下发生反应生成铁单质和氧化铝是放热反应，生成物总能量低于反应
物总能量，D 不符合题意；
故选 AB；
【小问 3 详解】
N 和 O 反 应 生 成 NO 的 ， 则 热 化 学 方 程 式 为
2 2
；
【小问 4 详解】
①由① ，结合燃烧热的概念可知，C H
2 2
(g)的燃烧热(标准摩尔燃烧焓) -1300 ；
②由② 分析可知， 变
为 要吸收热量， 完全燃烧生成液态水时放出的热量小于 ，即小
于 ；
③根据盖斯定律可得， ，则 。
16. 某温度下，在密闭容器中 、 、 三种气态物质建立化学平衡后，改变条件对反应
， 的正、逆反应速率的影响如图所示：
第 11页/共 19页（1）加催化剂对反应速率影响的图象是_______（填序号，下同）。
（2）升高温度对反应速率影响的图象是_______。
（3）增大反应容器的体积对反应速率影响的图象是_______。
（4）增大 的浓度对反应速率影响的图象是_______。
（5）图 1 是反应 在不同温度下 的转化率随时间变化的曲线。
①该反应的焓变 _______（填“＞”、“＜”或“=”）0.
②T 和 T 温度下的平衡常数大小关系是 K _______（填“＞”、“＜”或“=”）K 。在 T 温度下，往体积
1 2 1 2 1
为 1L 的密闭容器中，充入 1molCO 和 2molH ，经测得 CO 和 CHOH(g)的浓度随时间变化如图 2 所示。则
2 3
该反应的平衡常数为______________。
第 12页/共 19页③若容器容积不变，下列措施可增加 CO 转化率的是_______（填字母）。
a．升高温度
b．将 CHOH(g)从体系中分离
3
c．使用合适的催化剂
d．充入 He，使体系总压强增大
【答案】（1）C （2）A
（3）D （4）B
（5） ①. ＜ ②. ＞ ③. 12 ④. b
【解析】
【小问 1 详解】
对于反应 ，加催化剂时，正、逆反应速率同等程度加快，此时正、逆反应速
率仍相等，平衡不发生移动，对反应速率影响的图象是 C。
【小问 2 详解】
二氧化硫催化氧化制三氧化硫的反应为放热反应，升高温度时，正、逆反应速率都加快，但逆反应速率增
大的程度大于正反应速率增大的程度，平衡逆向移动，则对反应速率影响的图象是 A。
【小问 3 详解】
增大反应容器的体积，反应物和生成物的浓度都减小，相当于减小压强，平衡逆向移动，正、逆反应速率
都减小，但正反应速率减小更多，则对反应速率影响的图象是 D。
【小问 4 详解】
增大 O 的浓度，平衡正向移动，正反应速率增大的程度大于逆反应速率增大的程度，则对反应速率影响的
2
图象是 B。
【小问 5 详解】
第 13页/共 19页①对于反应 ，从反应达平衡的时间看，T＜T，降低温度，CO 的转化率增
1 2
大，则平衡正向移动，该反应的焓变∆H＜0。
②T＜T，∆H＜0，则降低温度平衡正向移动，平衡常数大，所以 T 和 T 温度下的平衡常数大小关系是 K
1 2 1 2 1
＞K 。
2
在 T 温度下，往体积为 1L 的密闭容器中，充入 1molCO 和 2molH ，平衡时 CO 和 CHOH(g)的浓度分别为
1 2 3
0.25mol/L、0.75mol/L，则可建立如下三段式：
则该反应的平衡常数为 =12。
③a．∆H＜0，升高温度，平衡逆向移动，CO 转化率减小，a 不符合题意；
b．将 CHOH(g)从体系中分离，平衡正向移动，CO 转化率增大，b 符合题意；
3
c．使用合适的催化剂，可同等程度加快正逆反应速率，但平衡不发生移动，CO 转化率不变，c 不符合题意；
d．充入 He，使体系总压强增大，但反应物和生成物的浓度都不发生改变，正逆反应速率不变，平衡不发
生移动，d 不符合题意；
故选 b。
【点睛】压强改变是否影响反应速率，关键看反应物和生成物 浓度是否发生改变。
17. 二氧化碳是工业废气中的常见物质，有关二氧化碳的综合开发利用一直是研究热点。
（1）捕碳技术（主要指捕获 ）在降低温室气体排放中具有重要作用。下列工业场合中能够应用到捕碳
技术的是______。
A. 熟石灰生产线 B. 合成氨工厂 C. 联合制碱工业 D. 硫酸生产线
（2）捕碳后在需要时可以放碳，如 捕获 反应为
，那么在工业上将 释放时，适合
的外界反应条件为______。
（3）可将 加氢制甲醇。利用 在催化剂条件下加氢合成甲醇的主要反应如下：
主反应
副反应
第 14页/共 19页根据上述反应， ______，该反应在高温条件下______自发进行
（选填“能”或“不能”）。
（4）向刚性容器中充入物质的量之比为 1：3 的 和 ，在恒温条件下发生上述主、副反应。
①下列能说明主反应 到达平衡状态的是______（填标号）。
A 混合气体的密度不再改变 B．混合气体的压强不再改变
C．每断裂 2mol 键，同时断裂 3mol 键 D．CO 浓度不再改变
②产品选择性是化工生产中要考虑的重要因素，选择性说明了消耗掉的原料有多少转化为了期望的产品。
一定条件下，反应相同时间， 转化率和甲醇选择性随温度的变化如下图所示：
已知：
200~300℃时， 选择性随温度的升高而下降，可能的原因是______；结合上述信息并考虑工业实际，
生产甲醇最不希望得到的反应结果是_______。
A．高转化率高选择性 B．低转化率低选择性 C．高转化率低选择性 D．低转化率高选择性
③一定条件下，达到平衡时 的总转化率为 20%，主反应的选择性为 75%，若总压为 MPa，则副反
应的 ______。（已知：分压=总压×该组分在气体中的物质的量分数）
【答案】（1）AC （2）高温低压
（3） ① -90.14KJ/mol ②. 不能
（4） ①. BD ②. 未达到平衡，温度过高催化剂活性下降，主反应受到明显影响，速率下降，而副
反应不依赖催化剂，故温度上升后速率上升，从而导致甲醇选择性降低；未达到平衡，升温时由于主反应
是放热反应， 上升要比 快，而副反应是吸热反应，升温 上升比 快，故而升温后副反应速率上升
比正反应快，使得主反应选择性下降；已经达到平衡，温度越高，主反应越逆向移动，副反应正向移动，
第 15页/共 19页故而甲醇选择性降低 ③. C ④. 0.005
【解析】
【小问 1 详解】
熟石灰需要利用石灰石分解，产物有 CO；合成氨工厂不需通入 CO，也不产生 CO；联合制碱法直接得到
2 2 2
的是 NaHCO ，要得到纯碱必须加热分解，也会产生 CO；硫酸生产线也不需应用捕碳技术；故答案选 AC
3 2
。
【小问 2 详解】
逆反应吸热，故而需要高温；整个反应气体熵减，故而需要低压使其逆向移动；故答案为高温低压。
【小问 3 详解】
根 据 盖 斯 定 律 ， 将 主 反 应 -副 反 应 可 得 ， ΔH=ΔH-
1
ΔH=-48.97kJ·
2
mol-1-(+41.17kJ·mol-1)=-90.14kJ·mol-1； 反 应 自 发 进 行 的 条 件 是 ΔG=ΔH-TΔS<0， 反 应
，ΔH<0，且反应后气体物质的量减少，则ΔS<0，故高温时，-TΔS(>0)值
越大，故高温条件下不能自发进行。
【小问 4 详解】
①A．整个反应体系都是气体，刚性容器体积不变，故而 不变，V 不变，必然整个反应过程密度 不变，
A 错误；
B．体系中发生的反应气体系数和左右不等，只要反应还在朝某个反应进行， 必然改变，根据
，恒温恒容下则压强 p 必然随之改变，B 正确；
C．对于只有主反应发生的体系，即消耗 1molCO 的同时消耗 1molCH OH 和 1molH O，C 说法是正确的，
2 3 2
但是这个体系中副反应也发生，而且消耗的比例不同，为方便理解我们可以假想平衡时主副反应可能按照
1:1 的速率进行，那么此时断裂 4molC=O 键，同时断裂 5molH-O 键，C 错误；
D．主副反应共用反应物 CO，对于副反应而言，只要 CO 浓度不再改变，说明 CO 的浓度也不再改变，那
2 2
么对于主反应而言也必然达到了平衡，D 正确；
故选 BD。
②“反应相同时间”暗示要考虑是否平衡的问题，故 200~300℃时，CHOH 选择性随温度的升高而下降，
3
可能的原因是：未达到平衡，温度过高催化剂活性下降，主反应受到明显影响，速率下降，而副反应不依
赖催化剂，故温度上升后速率上升，从而导致甲醇选择性降低；未达到平衡，升温时由于主反应是放热反
应，V 上升要比 V 快，而副反应是吸热反应，升温 V 上升比 V 快，故而升温后副反应速率上升比正
逆 正 正 逆
第 16页/共 19页反应快，使得主反应选择性下降；已经达到平衡，温度越高，主反应越逆向移动，副反应正向移动，故而
甲醇选择性降低；
工业上普遍采取连续化生产，反应周期结束后混合物中的反应物会分离从而进入下一个生产周期，故转化
率低可以采用分离手段予以弥补，只是会增大能耗带来额外的经济成本，例如工业上合成氨的转化率在平
衡时可能不到 30%，而选择性低但转化率高意味着原料已大部分转化为副产品，这说明原料浪费严重，这
种结果是弥补不了的，故选 C。
③假设 CO 投入量为 amol，则 H 为 3amol，按照题目信息，CO 剩下 0.8amol，CHOH 为 0.15amol，CO
2 2 2 3
为 0.05amol，设 H 为 xmol，HO 为 ymol，根据元素守恒可得 2(xmol+ymol)+4×0.15amol=2×3amol，2
2 2
(amol-0.8amol)=ymol+0.05amol+0.15amol，则 x=2.5a，y=0.2a，则 K=
p
。
18. 工业上，以煤炭为原料，通入一定比例的空气和水蒸气，经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。
请回答：
（1）在 C 和 O 的反应体系中：
2
反应 1：C(s)+O(g)=CO (g) ΔH=-394kJ·mol-1
2 2 1
反应 2：2CO(g)+O(g)=2CO (g) ΔH=-566kJ·mol-1
2 2 2
反应 3：2C(s)+O(g)=2CO(g) ΔH。
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① 设 y=ΔH-TΔS，反应 1、2 和 3 的 y 随温度的变化关系如图 1 所示。图中对应于反应 3 的线条是______
。
②一定压强下，随着温度的升高，气体中 CO 与 CO 的物质的量之比______。
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A.不变 B.增大 C.减小 D.无法判断
（2）水煤气反应：C(s)+HO(g)=CO(g)+H (g) ΔH=131kJ·mol-1。工业生产水煤气时，通常交替通入合适量的
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第 17页/共 19页空气和水蒸气与煤炭反应，其理由是________。
（3）一氧化碳变换反应：CO(g)+HO(g)=CO(g)+H(g) ΔH=-41kJ·mol-1。
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①一定温度下，反应后测得各组分的平衡压强(即组分的物质的量分数×总压)：p(CO)=0.25MPa、p
(H O)=0.25MPa、p(CO)=0.75MPa 和 p(H )=0.75MPa，则反应的平衡常数 K 的数值为________。
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②维持与题①相同的温度和总压，提高水蒸气的比例，使 CO 的平衡转化率提高到 90%，则原料气中水蒸
气和 CO 的物质的量之比为________。
③生产过程中，为了提高变换反应的速率，下列措施中合适的是________。
A.反应温度愈高愈好 B.适当提高反应物压强
C.选择合适的催化剂 D.通入一定量的氮气
④以固体催化剂 M 催化变换反应，若水蒸气分子首先被催化剂的活性表面吸附而解离，能量-反应过程如图
2 所示。
用两个化学方程式表示该催化反应历程(反应机理)：步骤Ⅰ：________；步骤Ⅱ：________。
【答案】（1） ①. a ②. B
（2）水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保
持较高温度，有利于加快化学反应速率
（3） ①. 9.0 ②. 1.8：1 ③. BC ④. M+HO=MO+H ⑤. MO+CO=M+CO
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【解析】
【小问 1 详解】
①由已知方程式：(2×反应 1-反应 2)可得反应 3，结合盖斯定律得：
，反应 1 前后气体分子数不变，升温 y 不变，
对应线条 b，升温促进反应 2 平衡逆向移动，气体分子数增多，熵增，y 值增大，对应线条 c，升温促进反
应 3 平衡逆向移动，气体分子数减少，熵减， y 值减小，对应线条 a，故此处填 a；
②温度升高，三个反应平衡均逆向移动，由于反应 2 焓变绝对值更大，故温度对其平衡移动影响程度大，
故 CO 物质的量减小，CO 物质的量增大，所以 CO 与 CO 物质的量比值增大，故答案选 B；
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【小问 2 详解】
第 18页/共 19页由于水蒸气与煤炭反应吸热，会引起体系温度的下降，从而导致反应速率变慢，不利于反应的进行，通入
空气，利用煤炭与 O 反应放热从而维持体系温度平衡，维持反应速率，故此处填：水蒸气与煤炭反应吸热，
2
氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快反应
速率；
【小问 3 详解】
①该反应平衡常数 K= ；
②假设原料气中水蒸气为 x mol，CO 为 1 mol，由题意列三段式如下：
，则平衡常数 K= ，解得 x=1.8，故水蒸
气与 CO 物质的量之比为 1.8：1；
③A．反应温度过高，会引起催化剂失活，导致反应速率变慢，A 不符合题意；
B．适当增大压强，可加快反应速率，B 符合题意；
C．选择合适的催化剂有利于加快反应速率，C 符合题意；
D．若为恒容条件，通入氮气对反应速率无影响，若为恒压条件，通入氮气后，容器体积变大，反应物浓度
减小，反应速率变慢，D 不符合题意；
故答案选 BC；
④水分子首先被催化剂吸附，根据元素守恒推测第一步产生 H，第二步吸附 CO 产生 CO，对应反应历程
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依次为：M+HO=MO+H 、MO+CO=M+CO 。
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