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热化学、化学反应速率与平衡的综合分析(A)
1.(10分)(2024·贵州，17)在无氧环境下，CH 经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附加值的芳烃产品。一
4
定温度下，CH 芳构化时同时存在如下反应：
4
ⅰ.CH (g)―→C(s)+2H (g) ΔH =+74.6 kJ·mol-1 ΔS=+80.84 J·mol-1·K-1
4 2 1
ⅱ.6CH (g)―→C H (l)+9H (g) ΔH
4 6 6 2 2
回答下列问题：
(1)反应 ⅰ 在1 000 K时 (填“能”或“不能”)自发进行。
(2)已知25 ℃时有关物质的燃烧热数据如表，则反应ⅱ的ΔH = kJ·mol-1(用含a、b、c的代数式表
2
示)。
物质 CH (g) C H (l) H (g)
4 6 6 2
ΔH/(kJ·mol-1) a b c
(3)受反应ⅰ影响，随着反应进行，单位时间内甲烷转化率和芳烃产率逐渐降低，原因是 。
(4)对催化剂在不同的pH条件下进行处理，能够改变催化剂的活性。将催化剂在5种不同pH条件下处理后
分别用于催化CH 芳构化，相同反应时间内测定相关数据如下表，其中最佳pH为 ，理由是
4
。
pH CH 平均转化率/% 芳烃平均产率/% 产物中积碳平均含量/%
4
2.4 9.60 5.35 40.75
4.0 9.80 4.60 45.85
7.0 9.25 4.05 46.80
10.0 10.45 6.45 33.10
12.0 9.95 4.10 49.45
(5)973 K、100 kPa下，在某密闭容器中按n(C H )∶n(CH )=1∶5充入气体，发生反应C H (g)
6 6 4 6 6
+CH (g)―→C H (g)+H (g)，平衡时C H 与C H 的分压比为4∶1，则C H 的平衡转化率为 ，平
4 7 8 2 6 6 7 8 6 6
衡常数K = (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数，列出计算式即可)。
p
(6)引入丙烷可促进甲烷芳构化制备苯和二甲苯，反应如下：
(两个反应可视为同级数的平行反应)对于同级数的平行反应有 v 1 = k 1 = A 1e ( E a，2 R - T E a，1) ，其中v、k分别为反应速率和反应速率常数，E 为反应活
v k A a
2 2 2
k
化能，A 、A 为定值，R为常数，T为温度，同一温度下 1是定值。已知E 0
2 2 1
CO(g)+H O(g) CO (g)+H (g)(Ⅱ) ΔH <0
2 2 2 2
CaO(s)+CO (g) CaCO (s)(Ⅲ) ΔH <0
2 3 3
(1)C(s)+CaO(s)+2H O(g) CaCO (s)+2H (g)的焓变ΔH= (用代数式表示)。
2 3 2
(2)压力p下，C-H O-CaO体系达平衡后，图示温度范围内C(s)已完全反应，CaCO (s)在T 温度时完全分解。
2 3 1
气相中CO、CO 和H 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)。
2 2
当温度高于T 时，随温度升高c线对应物种摩尔分数逐渐降低的原因是 。
1(3)压力p下、温度为T 时，图示三种气体的摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05，则反应CO(g)+H O(g)
0 2
CO (g)+H (g)的平衡常数K = ；此时气体总物质的量为4.0 mol，则CaCO (s)的物质的量为
2 2 p 3
_____________ mol；若向平衡体系中通入少量CO (g)，重新达平衡后，分压p(CO )将 (填
2 2
“增大”“减小”或“不变”)，p(CO)将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
4.(16分)二氧化碳、甲烷等是主要的温室气体。研发二氧化碳和甲烷的利用技术对治理生态环境具有重要
意义。
已知：常温常压下，一些物质的燃烧热如表所示。
物质 CH (g) H (g) CO(g)
4 2
ΔH/
-890.3 -285.8 -283.0
(kJ·mol-1)
(1)在催化剂作用下，甲烷的催化重整是制备合成气的重要方法，写出CH (g)与CO (g)反应生成CO(g)和
4 2
H (g)的热化学方程式： 。
2
(2)在恒温恒容密闭容器中，通入一定量的CH 、CO 发生催化重整反应。
4 2
①下列能说明该反应达到化学平衡状态的是 (填字母)。
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化
B.v (CH )=2v (CO)
正 4 逆
C.CO与H 浓度的比值不再变化
2
D.容器内混合气体的密度不再变化
n(CH )
4
②当投料比 =1.0时，CO 的平衡转化率(α)与温度(T)、初始压强(p)的关系如图所示。由图可知：
n(CO ) 2
2
压强p (填“>”“<”或“=”)2 MPa；当温度为T K、初始压强为2 MPa时，a点的v
1 3 逆
(填“>”“<”或“=”)v 。起始时向1 L恒容容器中加入2 mol CH 和2 mol CO ，在温度为T K、初始压
正 4 2 6
强为2 MPa条件下反应，用压强表示该反应的平衡常数K = MPa2(分压=总压×物质的量分数)。
p(3)我国科学家对甲烷和水蒸气催化重整反应机理也进行了广泛研究，通常认为该反应分两步进行。第一步：
CH 催化裂解生成H 和碳(或碳氢物种)，其中碳(或碳氢物种)吸附在催化剂上，如CH ―→C /[C(H) ] +(2-
4 2 4 ads n ads
n n
)H ；第二步：碳(或碳氢物种)和H O反应生成CO 和H ，如C /[C(H) ] +2H O―→CO +(2+ )H 。反应
2 2 2 2 2 ads n ads 2 2 2 2
过程和能量变化残图如图：
判断过程 (填序号)加入了催化剂，原因是 。
控制整个过程②反应速率的是第Ⅱ步，其原因为 。
热化学、化学反应速率与平衡的综合分析(B)
1.(10分)(2024·湖南益阳高三模拟)煤的间接液化是煤的综合利用的一种重要方法。首先是煤燃烧生成
CO ，再在钼系催化剂的催化作用下与H O反应，最终生成C H OH。过程中主要发生如下反应：
2 2 2 5
反应Ⅰ：C(s)+O (g)===CO (g) ΔH =-393.5 kJ·mol-1
2 2 1
反应Ⅱ：2CO (g)+2H O(g)===C H (g)+3O (g) ΔH =+1 323 kJ·mol-1
2 2 2 4 2 2
反应Ⅲ：C H (g)+H O(g)===C H OH(l) ΔH =-88.2 kJ·mol-1
2 4 2 2 5 3
(1)已知H O(l)===H O(g) ΔH =+44.0 kJ·mol-1，C H OH的燃烧热ΔH = kJ·mol-1。
2 2 4 2 5 5
(2)为更好地研究煤的液化过程，某学习小组对反应Ⅱ进行了系统的研究。在一个2 L的刚性容器中加入2
mol CO 气体及4 mol水蒸气，在500 ℃及钼系催化剂(固体)存在条件下只发生反应Ⅱ。
2
①下列能说明该反应已达到平衡状态的是 (填字母)。A.CO 的体积分数不再改变
2
B.n(CO )∶n(H O)不再改变
2 2
C.容器的总压不再改变
D.容器中气体的密度不再改变
②如图为平衡时四种组分的物质的量分数随温度的变化曲线。图中曲线b表示的物质是 ，原因
是 。
③T K时该反应的平衡常数为 。
1
④T K时，某同学在该容器中加入m mol CO 和n mol H O(g)，同时加入了1 mol C H 和3 mol O ，达到平
1 2 2 2 4 2
衡后CO 的体积分数仍与N点相同，则n= (用含m的代数式表示)。
2
2.(10分)(2023·辽宁抚顺普通高中高三模拟)我国承诺在2030年前实现碳达峰即二氧化碳的排放量不再增长。
因此，研发二氧化碳利用技术、降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。请回答下列问题：
(1)以CO 和NH 为原料合成尿素是利用CO 的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：
2 3 2
反应①：2NH (g)+CO (g) NH COONH (s) ΔH=-159.5 kJ·mol-1
3 2 2 4 l
反应②：NH COONH (s) CO(NH ) (s)+H O(g) ΔH
2 4 2 2 2 2
总反应③：2NH (g)+CO (g) CO(NH ) (s)+H O(g) ΔH =-87.0 kJ·mol-1
3 2 2 2 2 3
反应②的ΔH = kJ·mol-1。
2
(2)利用工业废气中的CO 可以制取甲醇：CO (g)+3H (g) CH OH(g)+H O(g)，一定条件下往恒容密闭容
2 2 2 3 2
器中充入1 mol CO 和3 mol H ，在不同催化剂作用下发生反应 Ⅰ、反应Ⅱ与反应Ⅲ，相同时间内CO 的
2 2 2
转化率随温度变化如图所示。
①催化剂效果最佳的反应是 (填“反应Ⅰ”“反应Ⅱ”或“反应Ⅲ”)。
②一定温度下，下列不能说明上述反应 Ⅰ 达到化学平衡状态的是 (填字母)。A.CO 的质量分数在混合气体中保持不变
2
B.反应中CO 与H 的物质的量之比为1∶3
2 2
C.3v (CO )=v (H )
正 2 逆 2
D.容器内气体总压强不再变化
E.容器内混合气体的密度不再变化
③若反应Ⅲ在a点时已达平衡状态，a点CO 转化率高于b点和c点的原因是 。
2
④c点时总压强为0.1 MPa，该反应的平衡常数= MPa-2(用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物
质的量分数，计算结果用最简分式表示)。
3.(14分)(2024·江西九江高三二模)CO 与H 反应合成HCOOH，是实现“碳中和”的有效途径。
2 2
(1)已知：
CO (g)+H (g) HCOOH(g) ΔH= 。
2 2
(2)在催化作用下，温度为T ℃时，将一定量CO 和H 充入密闭容器中发生如下反应：
1 2 2
主反应Ⅰ：CO (g)+H (g) HCOOH(g) K=α；
2 2
副反应Ⅱ：CO (g)+H (g) CO(g)+H O(g) ΔH=+41.2 kJ·mol-1。
2 2 2
①如图是不同催化剂电化学还原CO 生产HCOOH的催化性能及机理，并通过DFT计算催化剂表面该还原
2
过程的物质的相对能量，如图所示(带“*”表示物质处于吸附态)。
电化学还原CO 生产HCOOH，使用 作催化剂较优。
2
②实验测得反应Ⅰ：v =k c(CO )·c(H )，v =k c(HCOOH)，k 、k 为速率常数。温度为T ℃时，k
正 正 2 2 逆 逆 正 逆 2 正
=0.8αk ，则T (填“大于”“小于”或“等于”)T ，判断依据是 。
逆 2 1
③实验测得平衡时CO 的转化率及HCOOH和CO的选择性(产物的选择性：生成的HCOOH或CO与转化
2
的CO 的比值)随温度变化如图所示。
2曲线b表示 ，200~360 ℃，升高温度曲线b对应纵坐标值减小的原因是 。
240 ℃时，平衡体系中氢气的分压为p kPa，主反应Ⅰ的K = kPa-1(用x、y、p 表示)。
0 p 0
4.(16分)CH
4
是重要的资源，CH 4⁃H
2
O催化重整不仅可制得H
2
，还对温室气体的减排具有重要意义。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.CH (g)+H O(g) CO(g)+3H (g) ΔH =+205.8 kJ·mol-1
4 2 2 1
Ⅱ.CO(g)+H O(g) H (g)+CO (g) ΔH =-41.2 kJ·mol-1
2 2 2 2
总反应：
Ⅲ.CH (g)+2H O(g) CO (g)+4H (g) ΔH
4 2 2 2 3
(1)反应Ⅲ的ΔH = ；该反应自发进行的条件是 。
3
(2)常向反应体系中通入一定比例的O ，有利于重整反应。试从能量角度分析其原因： ；
2
进料中氧气量不能过大，原因是 。
(3)生产中向重整反应体系中加入适量多孔CaO，其优点是 。
(4)在8 MPa、840 ℃条件下，甲烷水蒸气重整反应达到平衡时体系中各组分摩尔分数与投料水碳比[
n(H O) n
2 ]的计算结果如图所示。(物质i的摩尔分数x= i )
n(CH ) i n
4 总
①曲线②④分别代表体系中 、 的变化曲线(填化学式)。
②投料水碳比为4时，反应Ⅲ的平衡常数K = (以分压表示，分压=总压×物质的量分数，结果保
p
留3位有效数字)。答案精析
A
1.(1)能 (2)6a-b-9c (3)反应ⅰ有积炭生成，随着反应的进行，生成的积炭逐渐增多，覆盖在催化剂表面，
使催化剂催化性能逐渐降低，化学反应速率减小 (4)10.0 pH=10.0时，产物中积炭平均含量最低，CH
4
平均转化率最大，芳烃平均产率最高 (5)20%
(0.2 ) 2
×100 kPa
6 0.22
(或 )
(0.8 ) (4.8 ) 0.8×4.8
×100 kPa × ×100 kPa
6 6
(6)适当降低温度，加入合适的催化剂(合理即可)
解析 (1)反应ⅰ.CH (g) C(s)+2H (g) ΔH =+74.6 kJ·mol-1 ΔS=+80.84 J·mol-1·K-1，在1 000 K时，
4 2 1
ΔG=ΔH-TΔS=+74.6 kJ·mol-1-1 000 K×80.84×10-3 kJ·mol-1·K-1=-6.24 kJ·mol-1<0，故反应ⅰ在1 000 K时能自发
进行。(2)ⅱ.6CH (g) C H (l)+9H (g) ΔH
4 6 6 2 2
由题给数据可得出以下热化学方程式：
①CH (g)+2O (g) CO (g)+2H O(l) ΔH=a kJ·mol-1
4 2 2 2
15
②C H (l)+ O (g) 6CO (g)+3H O(l) ΔH=b kJ·mol-1
6 6 2 2 2 2
1
③H (g)+ O (g)===H O(l) ΔH=c kJ·mol-1
2 2 2 2
依据盖斯定律，将反应①×6-②-③×9得，反应ⅱ的ΔH =(6a-b-9c) kJ·mol-1。(5)设起始时C H 的物质的量为
2 6 6
1 mol，CH 的物质的量为5 mol，参加反应的C H 的物质的量为x mol，则可建立如下三段式：
4 6 6
k x(CO)·x(H O)
正 2
平衡状态时v =v ，得 = =K=9。当CO 的转化率刚好达到60%时，
正 逆 k x(CO )·x(H ) 2
逆 2 2
CO (g)+H (g) CO(g)+H O(g)
2 2 2
始/(mol·L-1) 1 1 0 0
转/(mol·L-1) 0.6 0.6 0.6 0.6
CO 转化率为60%时/(mol·L-1) 0.4 0.4 0.6 0.6
2
v k x(CO )·x(H ) 0.4×0.4
正 正 2 2
= =9× =4。
v k x(CO)·x(H O) 0.6×0.6
逆 逆 2
2.(1)CuO SO (2)ⅰ.催化剂 ⅱ.铅室法制得的产品中存在亚硝基硫酸杂质，生产过程中需使用有毒的氮
3
α
e
氧化物 (3)ⅰ.cd ⅱ.d ⅲ. 1
(1-α )·p2
e
解析 (1)由图可知，起始时有2.5 mg CuSO ·5H O，其物质的量是0.01 mmol，所含结晶水的质量为0.9
4 2
mg，则固体质量剩余1.6 mg时所得固体为CuSO ，加热过程中Cu元素的质量不变，则固体质量剩余0.8
4mg时所得的固体是CuO，结合题图DSC曲线有两个吸热峰可知，700 ℃发生的反应为
CuSO ―→CuO+SO 、SO ―→SO +O ，则生成的氧化物除SO 外，还有CuO、SO 。(2)ⅰ.根据所给的反应
4 3 3 2 2 2 3
方程式，NO 在反应过程中先消耗再生成，说明NO 在反应中起催化剂的作用。(3)ⅰ.根据不同转化率下的
2 2
反应速率曲线可以看出，随着温度的升高反应速率先加快后减慢，a错误；由图像可知，相同温度下，转
化率可以达到0.90和0.92，则α=0.88不是平衡转化率，b错误；随着转化率的增大，最大反应速率不断减
小，最大反应速率出现的温度也逐渐降低，c正确；ⅲ.利用分压代替浓度计算平衡常数，反应的平衡常数
n(SO )
3 p
p(SO 3 ) n 总 n(SO 3 )
总
K = 1 = = 1 ；设SO 初始量为m，则平衡时n(SO )=m-
p p(SO 2 )·p2(O 2 ) n(SO 2 ) ·p ·p 1 2(O ) n(SO 2 )·p2(O 2 ) 2 2
n 总 2
总
mα α
e e
mα=m(1-α)，n(SO )=mα，K = 1= 1。
e e 3 e p
m(1-α )·p2 (1-α )·p2
e e
3.(1)ΔH +ΔH +ΔH (2)H 当温度高于T ，CaCO (s)已完全分解，只发生反应Ⅱ，温度升高，反应Ⅱ平衡
1 2 3 2 1 3
逆向移动，所以CO 的摩尔分数逐渐降低
2
5
(3) 0.5 不变 不变
9
解析 (1)根据盖斯定律，目标总反应=反应(Ⅰ)+反应(Ⅱ)+反应(Ⅲ)，则其ΔH=ΔH +ΔH +ΔH 。(2)图示温度
1 2 3
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T ，温度不断升高，
1
反应Ⅱ和Ⅲ平衡逆向移动，依据反应Ⅱ，H 量减小，摩尔分数减小，CO量升高，摩尔分数增大，所以a
2
线代表H 的摩尔分数的变化，b线代表CO的摩尔分数的变化。T 时，CaCO (s)已完全分解，当温度高于
2 1 3
T ，相当于只发生反应Ⅱ，CO 的摩尔分数减小，则c线代表CO 的摩尔分数随温度的变化。(3)压力p下、
1 2 2
温度为T 时，H 、CO、CO 的摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05，则H O(g)的摩尔分数为1-0.5-0.15-
0 2 2 2
p(CO )·p(H ) 0.05p×0.5p 5
2 2
0.05=0.3，则反应CO(g)+H O(g) CO (g)+H (g)的平衡常数K = = = ；从
2 2 2 p p(CO)·p(H O) 0.15p×0.3p 9
2
H 的来源分析，产生H 多少取决于消耗碳的量和生成不同含碳物种量的多少。平衡时，可独立分析产生
2 2
H 与消耗碳和生成各含碳物种的化学反应，如下：
2
Ⅰ：C(s)+H O(g)===CO(g)+H (g)
2 2
Ⅳ：C(s)+2H O(g)===CO (g)+2H (g)
2 2 2
Ⅴ：C(s)+CaO(s)+2H O(g) CaCO (s)+2H (g)
2 3 2
平衡时气体n(总)=4 mol，根据H 、CO、CO 的摩尔分数可计算三者的物质的量分别为：
2 2
n(H )=4 mol×0.5=2 mol，同理，n(CO)=0.6 mol，n(CO )=0.2 mol，平衡时，由反应(Ⅰ)生成的H ：
2 2 2
n(H ) =n(CO)=0.6 mol，由反应(Ⅳ)生成的H ：n(H ) =2n(CO )=2×0.2 mol=0.4 mol，则由反应(Ⅴ)生成的
2 Ⅰ 2 2 Ⅳ 2
1 1
H ：n(H ) =2 mol-0.6 mol-0.4 mol=1 mol，由反应(Ⅴ)产物关系可得n(CaCO )= n(H ) = ×1 mol=0.5 mol；
2 2 Ⅴ 3 2 2 Ⅴ 21
若向平衡体系中通入少量CO (g)后，反应ⅢCaO(s)+CO (g)===CaCO (s)重新达平衡，K = ，温度
2 2 3 p p(CO )
2
1
不变，K 不变，则分压p(CO )不变，K= ，c(CO )也不变，其他气体的浓度均不变，所以p(CO)不
p 2 c c(CO ) 2
2
变。
4.(1)CH (g)+CO (g)===2CO(g)+2H (g) ΔH=+247.3 kJ·mol-1 (2)①A ②< > 4 (3)② 催化剂降低了活
4 2 2
化能 第Ⅱ步的活化能大，反应速率慢
解析 (1)根据已知燃烧热可得热化学方程式：
1
①CH (g)+2O (g)===CO (g)+2H O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1；②H (g)+ O (g)===H O(l) ΔH=-285.8
4 2 2 2 2 2 2 2
1
kJ·mol-1；③CO(g)+ O (g)===CO (g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1。根据盖斯定律，将热化学方程式①-②×2-
2 2 2
③×2，整理可得CH (g)+CO (g)===2CO(g)+2H (g) ΔH=+247.3 kJ·mol-1。(2)①在恒温恒容密闭容器中，通
4 2 2
入一定量的CH 、CO 发生催化重整反应：CH (g)+CO (g)===2CO(g)+2H (g)，该反应的正反应是气体体积
4 2 4 2 2
m
增大的反应，反应后气体的物质的量增大，根据M= 可知，混合气体m不变，n变化，平均相对分子质
n
量变化，当平均相对分子质量不再变化，反应达到平衡状态，A正确；反应速率之比等于化学计量数之比，
当2v (CH )=v (CO)，反应达到平衡状态，故v (CH )=2v (CO)时反应未达到平衡状态，B错误；CO与
正 4 逆 正 4 逆
H 都是生成物，二者的浓度比始终保持不变，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，C错误；该反应
2
m
的反应物都是气体，气体的质量不变，反应在恒温恒容密闭容器中进行，气体的体积不变，则根据ρ= 可
V
知容器内混合气体的密度始终不变化，因此不能据此判断反应是否达到平衡状态，D错误。②该反应的正
反应为气体分子数增多的反应，在其他条件不变时，增大压强，化学平衡逆向移动α(CO )减小，故压强：
2
p <2 MPa；根据图示可知，当温度为T K、初始压强为2 MPa时，反应进行到a点时CO 的转化率大于该
1 3 2
压强下的CO 平衡转化率，则说明反应逆向进行，故反应速率关系：v >v ；根据图示可知，在温度为T
2 逆 正 6
K，起始压强为2 MPa时，CO 的平衡转化率为0.5。由于开始时加入n(CH )=n(CO )=2 mol，则根据CH (g)
2 4 2 4
+CO (g)===2CO(g)+2H (g)中反应转化关系可知平衡时n(CH )=n(CO )=1 mol，n(H )=n(CO)=2 mol，气体总
2 2 4 2 2
物质的量为n(总)=6 mol，反应在恒温恒容密闭容器中进行，气体的压强与气体的物质的量呈正比，则平衡
1 1
(3× ) 2×(3× ) 2
6mol 3 3
时气体总压强为p(平衡)= ×2 MPa=3 MPa，则压强平衡常数K = MPa2=4
2mol+2mol p 1 1
(3× )×(3× )
6 6
MPa2。(3)根据图示可知曲线②的活化能比曲线①的活化能低，反应速率快，故过程②加入了催化剂；对于
多步反应，总反应速率快慢由慢反应决定。反应的活化能越大，反应需要的能量就越高，反应速率就越慢。
根据图示可知第Ⅱ步的活化能大，反应速率慢，其决定了整个反应速率的快慢。
B1.(1)-1366.8 (2)①AB ②C H 随温度升高，平衡正向移动，C H 的含量增大，且O 物质的量分数增大
2 4 2 4 2
27
量是C H 的3倍 ③ ④2m+2
2 4 16
解析 (2)①CO 的体积分数不再改变，浓度不变，反应达到平衡状态，A选；充入的反应物不是按系数比
2
充入，n(CO )∶n(H O)不再改变，反应达到平衡状态，B选；该反应反应前后气体总物质的量不变，容器
2 2
的总压不再改变，不能判断反应已达到平衡状态，C不选；该反应反应前后气体总物质的量不变，容器的
体积不变，密度为定值，容器中气体的密度不再改变，不能判断反应已达到平衡状态，D不选。③列出三
段式：
2CO (g)+2H O(g)===C H (g)+3O (g)
2 2 2 4 2
初始/mol 2 4 0 0
转化/mol 2x 2x x 3x
平衡/mol 2-2x 4-2x x 3x
2 1 4 1
平衡时2-2x=x，解得x= ，则平衡时c(CO )= mol·L-1，c(H O)= mol·L-1，c(C H )= mol·L-1，c(O )=1
3 2 3 2 3 2 4 3 2
1
×13
3 27
mol·L-1，故T K时反应的平衡常数K= = 。④加入1 mol C H 和3 mol O ，等效于加入2 mol
1 (1) 2 (4) 2 16 2 4 2
×
3 3
m+2 2
CO 和2 mol H O，可得 = ，解得n=2m+2。
2 2 n+2 4
2.(1)+72.5 (2)①反应Ⅰ ②BE ③该反应为放热反应，c点所在温度高，平衡逆向移动，转化率低于a点；
25 600
b点所在温度低，反应速率慢，相同时间内反应未达到平衡，转化率低于a点 ④
27
3.(1)-31.4 kJ·mol-1 (2)①BiIn ②大于 K(T )=0.8α0，ΔS>0，则高温下，ΔG=ΔH-TΔS<0，即高温条件下自发进行。(4)水碳比[
n(H O) n(H O)
2 2
]增加，H O增加，提高CH 转化率，但H O转化率降低，故随水碳比[ ]增加升高最明显
n(CH ) 2 4 2 n(CH )
4 4
的①是H O，降低明显的②是CH ，水碳比较大时，CO会与H O进一步反应生成H ，使CO摩尔分数降
2 4 2 2
低，CO 摩尔分数升高，故③为CO，④为CO 。②根据反应Ⅲ，p(H O)=0.48×8 MPa，p(H )=0.36×8 MPa，
2 2 2 2
p4 (H )·p(CO ) (0.36×8 MPa) 4×(0.053×8 MPa)
2 2
p(CH )=p(CO )=0.053×8 MPa，K = = ≈4.67
4 2 p p(CH )·p2 (H O) (0.053×8 MPa)×(0.48×8 MPa) 2
4 2
MPa2。
