文档内容
易错点 22 化学反应平衡和移动
易错题【01】化学平衡状态的两方法和两标志
(1)两方法——逆向相等、变量不变。
①“逆向相等”:反应速率必须一个是正反应的速率,一个是逆反应的速率,且经过换算后同一种物质的正反
应速率和逆反应速率相等。
②“变量不变”:如果一个量是随反应进行而改变,当这个量不变时为平衡状态;一个随反应的进行保持不变
的量,不能作为平衡状态的判断依据。
(2)两标志——本质标志、等价标志。
①本质标志:v(正)=v(逆)≠0。对于某一可逆反应来说,正反应消耗掉某物质的速率等于逆反应生成该物质的
速率。
②等价标志:
a.对于全部是气体参加的反应,并且反应后气体物质的量发生改变,体系的压强(恒温恒容)、平均相对分子质
量不随时间而变化。例如N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。
b.体系中各组分的物质的量浓度、体积分数、物质的量(或质量)分数保持不变。
c.对同一物质而言,断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等。
d.对于有有色物质参加或生成的可逆反应,体系的颜色不再随时间而变化。例如2NO2(g) N2O4(g)。
e.体系中某反应物的转化率或某生成物的产率达到最大值且不再随时间而变化。
f.绝热体系的温度不变。
易错题【02】化学平衡常数
（1）在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度化学计量数次幂的乘积与其反应物浓
度化学计量数次幂的乘积的比值是一个常数，即平衡常数，用符号K表示。对一般可逆反应mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)，当在一定温度下达平衡状态时，可以得出：K＝ ，K值越大，说明平衡体
系中生成物所占的比例越大，反应物的转化率越大，K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关，
即在一定温度下，平衡常数保持不变。
（2）化学平衡常数的应用：根据平衡常数可判断可逆反应进行的程度，平衡常数越大，正反应进行的程
度越大，反应物的转化率越高，平衡后生成物的浓度越大，反应物的浓度越小；利用化学平衡常数可判断
化学平衡移动的方向，对于可逆反应 aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应
物与生成物浓度有如下关系： ＝Q，称为浓度商： ；
c利用化学平衡常数判断可逆反应的热效应： 。
易错题【03】平衡移动方向的判据
（1）若外界条件改变，引起υ(正)>υ(逆)， 此时正反应占优势，反应式右边生成物的浓度较平衡破坏时的
瞬时浓度增大，反应式左边反应物的浓度较平衡破坏时的瞬时浓度减小了，则称化学平衡向正(或向右)反
应方向移动。
（2）若外界条件改变，引起υ(正)<υ(逆)， 此时逆反应占优势，反应式左边反应物的浓度较平衡破坏瞬时
的浓度增大，反应式右边生成物的浓度较平衡破坏时的瞬时浓度减小了，则称化学平衡向逆(或向左)反应
方向移动。
（3）若外界条件改变，虽能引起原υ(正)和υ(逆)的变化，但变化后新的υ，(正)和 υ，(逆) 仍保持相等，则
称化学平衡没有发生移动。
易错题【04】化学平衡图像的解答
（1）认清坐标系，弄清纵、横坐标所代表的意义，并与有关原理相结合；看清起点，分清反应物、生成
物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点；看清曲线的变化趋势，
注意渐变和突变，分清正、逆反应，从而判断反应特点；注意终点，例如在浓度时间图像上，一定要看清
终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断；先拐先平数值大，例如在转化
率时间图像上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该曲线对应的温度高、浓度大或压强大；
定一议二，当图像中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。
（2）从“断点”着手，当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率－时
间图像的曲线出现不连续的情况，即出现“断点”。根据“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变
化情况作出判断；从“拐点”入手，同一可逆反应，若反应条件不同，达到平衡所用的时间也可能不同，
反映到图像出现“拐点”的时间也就有差异。根据外界条件对化学反应速率的影响，即可判断出温度的高
低、压强或浓度的大小及是否使用催化剂；从曲线的变化趋势着手，对于速率－温度(或压强)图像，由于
随着温度逐渐升高或压强逐渐增大，反应速率会逐渐增大，因此图像上出现的是平滑的递增曲线，注意温度或压强的改变对正、逆反应速率的影响是一致的，即要增大都增大，要减小都减小，反映到图像上，就
是v(正)、v(逆)两条曲线的走势大致相同。
易错题【05】化学平衡简答题的解答
（1）化学平衡类简答题一般是演绎三段式答题模式(前提、推理、结论)：问题所涉及大前提(相关的理论
或规律)的表述，一般很熟悉的理论或规律可以只写名称，也可以用化学方程式等化学用语表示，并不需要
把其详细内容写出；问题的推理过程(具体条件下的变化等)的表述；问题所涉及的变化结果。
（2）答题的一般思维和作答程序是：阅读题目新情境的信息，找出核心问题的分析对象，即平衡体系；
找出题目信息中与平衡体系有关变化的因素；利用平衡移动原理分析变化的因素对化学平衡移动的影响，
即平衡移动方向的判断；说明平衡发生移动后对实际问题体系产生的影响。组织答案时，一般应将前提条
件、前因后果表述清楚，其中的化学原理分析做到用词准确、书写规范。即“……存在……平衡，……(条
件)使平衡向……(方向)移动，……(结论)”。
典例分析
例1、在一个体积固定的密闭容器中，进行的可逆反应A(s)＋3B(g) 3C (g)。下列叙述中表明可逆反应
一定达到平衡状态的是( )
①C的生成速率与C的分解速率相等；②单位时间内生成a mol A，同时生成3a mol B；③B的浓度不再
变化；④混合气体总的物质的量不再发生变化；⑤A、B、C的物质的量之比为1∶3∶3；⑥混合气体的密
度不再变化。
A．①②③ B．①③④⑥ C．①③⑥ D．①③④
C【解析】C的生成速率与C的分解速率相等，说明正逆反应速率相等，①正确；化学反应速率之比等于
化学计量数之比，无论是否达到平衡状态，都存在单位时间生成 a mol A，同时生成3a mol B，②错误；
当反应达到化学平衡状态时，各物质的浓度不变，③正确；气体反应物与气体生成物的化学计量数之和相
等，无论是否达到平衡状态，混合气体总的物质的量都不变，④错误；平衡时各物质的物质的量取决于起
始配料比以及转化的程度，不能作为判断是否达到平衡状态的依据，⑤错误；A为固体，当反应达到平衡
状态时，气体的总质量不变，反应达到平衡状态，⑥正确。
例2、(1) 用O 将HCl转化为Cl，可提高效益，减少污染。新型RuO 催化剂对上述HCl转化为Cl 的总反
2 2 2 2
1
应[2HCl(g)＋2O HO(g)＋Cl(g) ΔH]具有更好的催化活性，
2 2 2
①实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的α ～T曲线如下图：
HCl则总反应的ΔH________0(填“＞”、“＝”或“＜”)；A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是
________。
②在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应α ～T曲线的示意图，并简要说明理由_________ 。
HCl
③下列措施中，有利于提高α 的有________。
HCl
A．增大n(HCl) B．增大n(O ) C．使用更好的催化剂 D．移去HO
2 2
（2）甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO 和H)在催化剂作用下
2 2
合成甲醇，发生的主要反应如下：① CO(g)＋2H(g) CHOH(g)ΔH ② CO(g)＋3H(g)
2 3 1 2 2
CHOH(g)＋HO(g)ΔH ③CO(g)＋H(g) CO(g)＋HO(g)ΔH，回答下列问题：
3 2 2 2 2 2 3
①反应①的化学平衡常数 K表达式为________；图中能正确反映平衡常数 K随温度变化关系的曲线为
________(填曲线标记字母)，其判断理由是________。
②合成气组成n(H )/n(CO＋CO)＝2.60时，体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图所示。
2 2
α(CO)值随温度升高而_____(填“增大”或“减小”)，其原因是____________；图中的压强由大到小为
________，其判断理由是________________。（3）丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：
①正丁烷（C H ）脱氢制1-丁烯（C H ）的热化学方程式如下：①C H (g)= C H(g)+H(g) ΔH ，已知：
4 10 4 8 4 10 4 8 2 1
②C H (g)+ O(g)= C H(g)+HO(g) ΔH =-119 kJ·mol-1③H(g)+ O(g)= H O(g) ΔH -242 kJ·mol-1，反
4 10 2 4 8 2 2 2 2 2 3
应①的 ΔH 为________ kJ·mol-1。图（a）是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，
1
x_____________0.1（填“大于”或“小于”）；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是__________
（填标号）。
A．升高温度 B．降低温度 C．增大压强 D．降低压强
②丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是活化催化剂），出口气中
含有丁烯、丁烷、氢气等。图（b）为丁烯产率与进料气中n（氢气）/n（丁烷）的关系。图中曲线呈现先
升高后降低的变化趋势，其降低的原因是___________。
③图（c）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产
率在590 ℃之前随温度升高而增大的原因可能是___________、____________；590℃之后，丁烯产率快速
降低的主要原因可能是_____________。
【解析】(1)①结合题中α ～T图像可知，随着温度升高，α 降低，说明升高温度平衡逆向移动，得出正
HCl HCl
反应方向为放热反应，即ΔH＜0；A、B两点A点温度低，平衡常数K(A)大。②结合可逆反应2HCl(g)＋1
2O(g) HO(g)＋Cl(g)的特点，增大压强平衡向右移动，α 增大，则相同温度下，HCl的平衡转
2 2 2 HCl
1
化率比增压前的大，曲线如答案中图示所示。③有利于提高α ，则采取措施应使平衡2HCl(g)＋2O(g)
HCl 2
HO(g)＋Cl(g)正向移动。A项，增大n(HCl)，则c(HCl)增大，虽平衡正向移动，但α 减小，错
2 2 HCl
误；B项，增大n(O )即增大反应物的浓度，D项，移去HO即减小生成物的浓度，均能使平衡正向移动，
2 2
两项都正确；C项，使用更好的催化剂，只能加快反应速率，不能使平衡移动，错误。（2）①根据化学平
衡常数的概念可写出反应①K的表达式；反应①是放热反应，升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，化
学平衡常数K减小，因此曲线a符合。②由图可知，压强不变时，随着温度的升高，α(CO)减小；反应③
为气体分子数不变的反应，加压对其平衡无影响；反应①为气体分子数减小的反应，加压使α(CO)增大；
由图可知，固定温度(如530 K)时，p→p→p，α(CO)增大，因此综合分析可知p＞p＞p。（3）①根据盖
1 2 3 3 2 1
斯定律，用②式-③式可得①式，因此△H= H- H=-199 kj/mol +242 kj/mol =+43kj/mol。由a图可以看出，
1 2 3
温度相同时，由0.1MPa变化到xMPa，丁烷的△转化△率增大，即平衡正向移动，所以x的压强更小，x<0.1。
由于反应①为吸热反应，所以温度升高时，平衡正向移动，丁烯的平衡产率增大，因此A正确、B错误。
反应①正向进行时体积增大，加压时平衡逆向移动，丁烯的平衡产率减小，因此C错误，D正确。正确答
案：+43kj/mol、小于、AD。②一方面H 可以活化催化剂，同时作为反应①的产物，他也会促使平衡逆向
2
移动，从而减少平衡体系中的丁烯的含量。正确答案：原料中过量H 会使反应①平衡逆向移动，所以丁烯
2
转化率下降。③590℃之前，温度升高时反应速率加快，生成的丁烯会更多，同时由于反应①是吸热反应，
升高温度平衡正向移动，平衡体系中会含有更多的丁烯。而温度超过590℃时，由于丁烷高温会裂解生成
短链烃类，所以参加反应①的丁烷也就相应减少。正确答案：590℃前升高温度，反应①平衡正向移动、
升高温度时，反应速率加快，单位时间产生丁烯更多、更高温度则有更多的C H 裂解导致产率降低。
4 10
【答案】(1)①＜ K(A) ②见下图
增大压强，平衡右移，α 增大，相同温度下，HCl的平衡转化率比之前的大③BD
HCl（2）①K＝ a 反应①为放热反应，升高温度使其平衡向逆反应方向移动，平衡常数 K
应减小 ②减小 由图可知，压强恒定时，随着温度的升高，α(CO)减小 p ＞p ＞p 温度恒定时，反应①为
3 2 1
气体分子数减小的反应，加压使平衡向正反应方向移动，α(CO)增大，而反应③为气体分子数不变的反应
加压对其平衡无影响，故增大压强时，有利于α(CO)增大
（3）①+43 Kj/mol < AD ②原料中过量H 会使反应①平衡逆向移动，所以丁烯转化率下降 ③590℃
2
前升高温度，反应①平衡正向移动；升高温度时，反应速率加快，单位时间产生丁烯更多，更高温度则有
更多的C H 裂解导致产率降低
4 10
例题3、(1)CrO 2—和Cr O2—在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为 1.0 mol·L－1的NaCrO 溶液中
4 2 7 2 4
c(CrO2—)随c(H＋)的变化如图所示。
2 7
①用离子方程式表示NaCrO 溶液中的转化反应： 。
2 4
②由图可知，溶液酸性增大，CrO2—的平衡转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。根据A点数
4
据，计算出该转化反应的平衡常数为 。
③升高温度，溶液中CrO2—的平衡转化率减小，则该反应的ΔH 0(填“大于”“小于”或“等
4
于”)。
（2）Bodensteins研究了下列反应：2HI(g) H(g)＋I(g)。在716 K时，气体混合物中碘化氢的物质的
2 2
量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：
t/min 0 20 40 60 80 120
x(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784
x(HI) 0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784
①根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为 。
②上述反应中，正反应速率为v ＝k x2(HI)，逆反应速率为v ＝k x(H )x(I)，其中k 、k 为速率常数，
正 正 逆 逆 2 2 正 逆
则k 为 (以K和k 表示)。若k ＝0.002 7 min－1，在t＝40 min时，v ＝ min－1。
逆 正 正 正
③由上述实验数据计算得到v ～x(HI)和v ～x(H )的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新
正 逆 2
达到平衡，相应的点分别为 (填字母)。（3）随着科学技术的发展和环保要求的不断提高，CO 的捕集利用技术成为研究的重点。目前国际空间站
2
处理CO 的一个重要方法是将CO 还原，所涉及的反应方程式为：CO(g)＋4H(g)Ru CH (g)＋2HO(g)，已
2 2 2 2 4 2
知H 的体积分数随温度的升高而增加。若温度从300 ℃升至400 ℃，重新达到平衡，判断下列表格中各物
2
理量的变化。(选填“增大”“减小”或“不变”)
v v 平衡常数K 转化率α
正 逆
相同温度时，上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡，各物质的平衡浓度如下表，则a、b、c、d与
m、n、x、y之间的关系式为____________。
c(CO)/ (mol·L－1) c(H )/ (mol·L－1) c(CH)/ (mol·L－1) c(H O)/ (mol·L－1)
2 2 4 2
Ⅰ a b c d
Ⅱ m n x y
【解析】（1）①由图可知，随着溶液酸性增大，溶液中c(CrO2—)逐渐增大，说明CrO2—逐渐转化为
2 7 4
Cr O2—，则CrO2—的平衡转化率逐渐增大，其反应的离子方程式为2CrO2—＋2H＋ Cr O2—＋HO；②
2 7 4 4 2 7 2
由图中A点数据，可知：c(CrO2—)＝0.25 mol·L－1、c(H＋)＝1.0×10－7 mol·L－1，则进一步可知c(CrO 2—)＝
2 7 4
1.0 mol·L－1－2×0.25 mol·L－1＝0.5 mol·L－1，根据平衡常数的定义可计算出该转化反应的平衡常数为
1.0×1014；③升高温度，溶液中CrO2—的平衡转化率减小，说明化学平衡逆向移动，则正反应为放热反应，
4
即该反应的ΔH小于0。（2）①2HI(g) H (g)＋I (g)是反应前后气体物质的量不变的反应。反应后
2 2
x(HI)＝0.784，则x(H )＝x(I)＝0.108，K＝ 。②到达平衡时，v ＝v
2 2 正
，即k x2(HI)＝k x(H )x(I)，k ＝ ，在t＝40 min时，x(HI)＝0.85，v ＝k x2(HI)＝
逆 正 逆 2 2 逆 正 正
0.002 7 min－1×(0.85)2＝1.95×10－3 min－1。③原平衡时，x(HI)为0.784，x(H )为0.108，二者图中纵坐标均约
2为1．6(因为平衡时v ＝v )，升高温度，正、逆反应速率均加快，对应两点在1.6上面， 升高温度，平
正 逆
衡向正反应方向移动，x(HI)减小(A点符合)，x(H )增大(E点符合)。（3）H 的体积分数随温度的升高而增
2 2
加，这说明升高温度平衡向逆反应方向移动，即正反应是放热反应。升高温度，正、逆反应速率均增大，
平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，反应物的转化率减小。相同温度时平衡常数不变，则a、b、c、d
与m、n、x、y之间的关系式为 。
【答案】（1）①2CrO2—＋2H＋ Cr O2—＋HO ②增大 1.0×1014 ③小于（2）① ②k /K
4 2 7 2 正
1.95×10－3 ③A点、E点
（3）
v v 平衡常数K 转化率α
正 逆
增大 增大 减小 减小
1．（2022·北京·高考真题）某 多孔材料孔径大小和形状恰好将 “固定”，能高选择性吸附
。废气中的 被吸附后，经处理能全部转化为 。原理示意图如下。
已知：
下列说法不正确的是
A．温度升高时不利于 吸附B．多孔材料“固定” ，促进 平衡正向移动
C．转化为 的反应是
D．每获得 时，转移电子的数目为
2．（2022·江苏·高考真题）用尿素水解生成的 催化还原 ，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反
应为 ，下列说法正确的是
A．上述反应
B．上述反应平衡常数
C．上述反应中消耗 ，转移电子的数目为
D．实际应用中，加入尿素的量越多，柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小
3．（2022·海南·高考真题）某温度下，反应CH=CH (g)+HO(g) CHCHOH(g)在密闭容器中达到平衡，
2 2 2 3 2
下列说法正确的是
A．增大压强， ，平衡常数增大
B．加入催化剂，平衡时 的浓度增大
C．恒容下，充入一定量的 ，平衡向正反应方向移动
D．恒容下，充入一定量的 ， 的平衡转化率增大
4．（2022·江苏·高考真题）乙醇-水催化重整可获得 。其主要反应为
，
，在 、 时，若仅考虑上述反应，平衡时 和CO的选择性及 的产率随温度的变化如图所示。
CO的选择性 ，下列说法正确的是
A．图中曲线①表示平衡时 产率随温度的变化
B．升高温度，平衡时CO的选择性增大
C．一定温度下，增大 可提高乙醇平衡转化率
D．一定温度下，加入 或选用高效催化剂，均能提高平衡时 产率
5．（2022·广东·高考真题）恒容密闭容器中， 在不同温度下达
平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是
A．该反应的
B．a为 随温度的变化曲线
C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动D．向平衡体系中加入 ，H 的平衡转化率增大
2
6．（2022·浙江·高考真题）恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：
，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下
列说法不正确的是
A．实验①， ，
B．实验②， 时处于平衡状态，
C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大
D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大
7．（2022·浙江·高考真题）关于反应 ，达到平衡后，
下列说法不正确的是
A．升高温度，氯水中的 减小
B．氯水中加入少量醋酸钠固体，上述平衡正向移动， 增大
C．取氯水稀释， 增大
D．取两份氯水，分别滴加 溶液和淀粉KI溶液，若前者有白色沉淀，后者溶液变蓝色，可以证明
上述反应存在限度
8．（2021·江苏·高考真题）N 是合成氨工业的重要原料，NH 不仅可制造化肥，还能通过催化氧化生产
2 3
HNO；HNO 能溶解Cu、Ag等金属，也能与许多有机化合物发生反应；在高温或放电条件下，N 与O 反
3 3 2 2
应生成NO，NO进一步氧化生成NO 。2NO(g)+O (g)=2NO (g) ΔH=-116.4kJ·mol-1。大气中过量的NO 和
2 2 2 x水体中过量的NH 、NO 均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为
N，也可将水体中的NO -转化为N。对于反应2NO(g)+O (g) 2NO (g)，下列说法正确的是
2 3 2 2 2
A．该反应的ΔH<0，ΔS<0
B．反应的平衡常数可表示为K=
C．使用高效催化剂能降低反应的焓变
D．其他条件相同，增大 ，NO的转化率下降
9．（2021·江苏·高考真题）NH 与O 作用分别生成N、NO、NO的反应均为放热反应。工业尾气中的
3 2 2 2
NH 可通过催化氧化为N 除去。将一定比例的NH 、O 和N 的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反
3 2 3 2 2
应管，NH 的转化率、生成N 的选择性[ 100%]与温度的关系如图所示。
3 2
下列说法正确的是
A．其他条件不变，升高温度，NH 的平衡转化率增大
3
B．其他条件不变，在175～300 ℃范围，随温度的升高，出口处N 和氮氧化物的量均不断增大
2
C．催化氧化除去尾气中的NH 应选择反应温度高于250 ℃
3
D．高效除去尾气中的NH ，需研发低温下NH 转化率高和N 选择性高的催化剂
3 3 2
10．（2022·吉林四平·模拟预测）饱和二氧化硫水溶液中存在下列平衡体系：SO +H O H++ ，
2 2
H++ ，若向此溶液中A．加水， 浓度增大
B．通入少量Cl 气体，溶液pH增大
2
C．加少量CaSO 粉末， 浓度基本不变
3
D．通入少量HCl气体，溶液中 浓度减小
11．（2022·湖南·娄底市第五中学模拟预测）T℃时，向1L密闭容器中充入10molH 和3molSO 发生反应：
1 2 2
3H(g)+SO(g) HS(g)+2HO(g) ΔH<0。部分物质的物质的量n(X)随时间t变化如图中实线所示。下列
2 2 2 2
说法正确的是
A．实线a代表n(H O)随时间变化的曲线
2
B．tmin时，v (SO )＜v (H S)
1 正 2 逆 2
C．该反应的平衡常数K= L•mol-1
D．若该反应在T℃(T ＜T)时进行，则虚线b可表示n(SO )的变化
2 2 1 2
12．（2022·广东深圳·一模）工业上制备硝酸过程中涉及反应：
。某实验小组测得不同条件下反应平衡时 的体积分数变化如下图(图中X、Y分别代
表温度或压强)，下列说法不正确的是A．图中X表示温度，Y表示压强
B．
C．对应条件下的平衡常数：a＞b＞c
D． 、 条件下，e点对应状态时v(逆)＞v(正)
13．（2022·湖南·高考真题）向体积均为1L的两恒容容器中分别充入 和 发生反应：
，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所
示。下列说法正确的是
A． B．气体的总物质的量：
C．a点平衡常数： D．反应速率：
14．（2022·湖南·邵阳市第一中学三模）.二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO 的热点研究领域，该
2
反应的热化学方程式为2CO(g)+6H(g) C H(g)+4HO(g)；ΔH=mkJ•mol-1。理论计算表明，原料初始
2 2 2 4 2
组成n(CO)∶n(H )=1∶3，在体系压强为0.1MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数随温度的变
2 2
化如图所示。下列说法不正确的是
A．m<0B．500K下反应达到平衡时，若增大压强(减小容器容积)，则n(C H)增大
2 4
C．X点坐标为(440，39)，则440K时反应的平衡常数K= (以分压表示，分压=总压×物质的量分数)
p
D．实际反应往往伴随副反应，生成C H 等。一定温度和压强条件下，使用合适催化剂不可以提高乙烯的
3 6
选择性[ ×100%]
15．（2022·湖北·高考真题）自发热材料在生活中的应用日益广泛。某实验小组为探究“
”体系的发热原理，在隔热装置中进行了下表中的五组实验，测得相应实验体系的温度升高值( )随时间
(t)的变化曲线，如图所示。
实验编号 反应物组成
粉末
a
粉
b
粉
c
饱和石灰水
粉
d
石灰乳
粉
e 粉末回答下列问题：
(1)已知：
①
②
③
则 的 ___________ 。
(2)温度为T时， ，则 饱和溶液中 ___________(用含x的代数式表示)。
(3)实验a中， 后 基本不变，原因是___________。
(4)实验b中， 的变化说明 粉与 在该条件下___________(填“反应”或“不反应”)。实验c中，
前 的 有变化，其原因是___________； 后 基本不变，其原因是___________微粒的量有限。
(5)下列说法不能解释实验d在 内温度持续升高的是___________(填标号)。A．反应②的发生促使反
应①平衡右移
B．反应③的发生促使反应②平衡右移
C．气体的逸出促使反应③向右进行
D．温度升高导致反应速率加快
(6)归纳以上实验结果，根据实验e的特征，用文字简述其发热原理___________。
16．（2022·江苏·高考真题）氢气是一种清洁能源，绿色环保制氢技术研究具有重要意义。(1)“ 热电循环制氢”经过溶解、电解、热水解和热分解4个步骤，其过程如图所示。
①电解在质子交换膜电解池中进行。阳极区为酸性 溶液，阴极区为盐酸，电解过程中 转化为
。电解时阳极发生的主要电极反应为_______(用电极反应式表示)。
②电解后，经热水解和热分解的物质可循环使用。在热水解和热分解过程中，发生化合价变化的元素有
_______(填元素符号)。
(2)“ 热循环制氢和甲酸”的原理为：在密闭容器中，铁粉与吸收 制得的 溶液反
应，生成 、 和 ； 再经生物柴油副产品转化为Fe。
①实验中发现，在 时，密闭容器中 溶液与铁粉反应，反应初期有 生成并放出 ，该
反应的离子方程式为_______。
②随着反应进行， 迅速转化为活性 ，活性 是 转化为 的催化剂，其可能
反应机理如图所示。根据元素电负性的变化规律。如图所示的反应步骤Ⅰ可描述为_______。
③在其他条件相同时，测得Fe的转化率、 的产率随 变化如题图所示。 的产率随增加而增大的可能原因是_______。
(3)从物质转化与资源综合利用角度分析，“ 热循环制氢和甲酸”的优点是_______。
17．（2022·海南·高考真题）某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环，其中涉及反应：
回答问题：
(1)已知：电解液态水制备 ，电解反应的 。由此计算 的燃烧热(焓)
_______ 。
(2)已知： 的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。
①若反应为基元反应，且反应的 与活化能(Ea)的关系为 。补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2)_______。
②某研究小组模拟该反应，温度t下，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入 和 ，反
应平衡后测得容器中 。则 的转化率为_______，反应温度t约为_______℃。
(3)在相同条件下， 与 还会发生不利于氧循环的副反应：
，在反应器中按 通入反应物，在不同温度、
不同催化剂条件下，反应进行到2min时，测得反应器中 、 浓度( )如下表所示。
t=350℃ t=400℃
催化剂
催化剂
10.8 12722 345.2 42780
Ⅰ
催化剂
9.2 10775 34 38932
Ⅱ
在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应， 生成 的平均反应速率为_______ ；
若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件，原因是_______。
18．（2022·河北·高考真题）氢能是极具发展潜力的清洁能源，以氢燃料为代表的燃料电池有良好的应用
前景。
(1) 时， 燃烧生成 )放热 ， 蒸发吸热 ，表示 燃烧热的热化学方程式为_______。
(2)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.
Ⅱ.
①下列操作中，能提高 平衡转化率的是_______ (填标号)。
A．增加 用量 B．恒温恒压下通入惰性气体
C．移除 D．加入催化剂
②恒温恒压条件下， 和 反应达平衡时， 的转化率为 ， 的物质的
量为 ，则反应Ⅰ的平衡常数 _______ (写出含有a、b的计算式；对于反应
， ，x为物质的量分数)。其他条件不变， 起始量
增加到 ，达平衡时， ，平衡体系中 的物质的量分数为_______(结果保留两位有效
数字)。
(3)氢氧燃料电池中氢气在_______(填“正”或“负”)极发生反应。
(4)在允许 自由迁移的固体电解质燃料电池中， 放电的电极反应式为_______。
19．（2022·山东·高考真题）利用 丁内酯(BL)制备1， 丁二醇(BD)，反应过程中伴有生成四氢呋喃
(THF)和 丁醇(BuOH)的副反应，涉及反应如下：
已知：①反应Ⅰ为快速平衡，可认为不受慢反应Ⅱ、Ⅲ的影响；②因反应Ⅰ在高压 氛围下进行，故压强近似等于总压。回答下列问题：
(1)以 或BD为初始原料，在 、 的高压 氛围下，分别在恒压容器中进行
反应。达平衡时，以BL为原料，体系向环境放热 ；以BD为原料，体系从环境吸热 。忽略副反应
热效应，反应Ⅰ焓变 _______ 。
(2)初始条件同上。 表示某物种i的物质的量与除 外其它各物种总物质的量之比， 和 随时间t
变化关系如图甲所示。实验测得 ，则图中表示 变化的曲线是_______；反应Ⅰ平衡常数
_______ (保留两位有效数字)。以BL为原料时， 时刻 _______，BD产率=_______(保留两位
有效数字)。
(3) 为达平衡时 与 的比值。 、 、
三种条件下，以 为初始原料，在相同体积的刚性容器中发生反应，
随时间t变化关系如图乙所示。因反应在高压 氛围下进行，可忽略压强对反应速率的影响。
曲线a、b、c中， 最大的是_______(填代号)；与曲线b相比，曲线c达到 所需时间更长，原因是_______。
20．（2022·浙江·高考真题）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 。
2 3
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______。
2
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空
2 2
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。
2 2 2
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________。
2 2 2
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：________参考答案
1．D【详解】废气经过MOFs材料之后，NO 转化成NO 被吸附，进而与氧气和水反应生成硝酸，从该过
2 2 4
程中我们知道，NO 转化为NO 的程度，决定了整个废气处理的效率。
2 2 4
A．从 可以看出，这个是一个放热反应，升高温度之后，平衡逆向移动，导致生
成的NO 减少，不利于NO 的吸附，A正确；
2 4 2
B．多孔材料“固定” ，从而促进 平衡正向移动，B正确；
C．NO 和氧气、水反应生成硝酸，其方程式为 ，C正确；
2 4
D．在方程式 中，转移的电子数为4e-，则每获得 ，转移的电子数为
0.4mol，即个数为 ，D错误；
故选D。
2．B【详解】A．由方程式可知，该反应是一个气体分子数增大的反应，即熵增的反应，反应△S＞0，故
A错误；
B．由方程式可知，反应平衡常数 ，故B正确；
C．由方程式可知，反应每消耗4mol氨气，反应转移12mol电子，则反应中消耗1mol氨气转移电子的数
目为3mol×4× ×6.02×1023=3×6.02×1023，故C错误；
D．实际应用中，加入尿素的量越多，尿素水解生成的氨气过量，柴油机车辆排放的氨气对空气污染程度
增大，故D错误；
故选B。
3．C【详解】A．该反应是一个气体分子数减少的反应，增大压强可以加快化学反应速率，正反应速率增大的幅度大于逆反应的，故v > v ，平衡向正反应方向移动，但是因为温度不变，故平衡常数不变，A
正 逆
不正确；
B．催化剂不影响化学平衡状态，因此，加入催化剂不影响平衡时CHCHOH(g)的浓度，B不正确；
3 2
C．恒容下，充入一定量的HO(g)，HO(g)的浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；
2 2
D．恒容下，充入一定量的CH=CH (g)，平衡向正反应方向移动，但是CH=CH (g)的平衡转化率减小，
2 2 2 2
D不正确；
综上所述，本题选C。
4．B【详解】根据已知反应① ，反应②
，且反应①的热效应更大，温度升高的时候对反应①影响更
大一些，根据选择性的含义，升温时CO选择性增大，同时CO 的选择性减小，所以图中③代表CO的选
2
择性，①代表CO 的选择性，②代表H 的产率，以此解题。
2 2
A．由分析可知②代表H 的产率，故A错误；
2
B．由分析可知升高温度，平衡时CO的选择性增大，故B正确；
C．一定温度下，增大 ，可以认为开始时水蒸气物质的量不变，增大乙醇物质的量，乙醇的平
衡转化率降低，故C错误；
D．加入 或者选用高效催化剂，不会影响平衡时 产率，故D错误；
故选B。
5．C【详解】A．从图示可以看出，平衡时升高温度，氢气的物质的量减少，则平衡正向移动，说明该反
应的正反应是吸热反应，即ΔH＞0，故A错误；
B．从图示可以看出，在恒容密闭容器中，随着温度升高氢气的平衡时的物质的量减少，则平衡随着温度
升高正向移动，水蒸气的物质的量增加，而a曲线表示的是物质的量不随温度变化而变化，故B错误；
C．容器体积固定，向容器中充入惰性气体，没有改变各物质的浓度，平衡不移动，故C正确；
D．BaSO 是固体，向平衡体系中加入BaSO，不能改变其浓度，因此平衡不移动，氢气的转化率不变，故
4 4
D错误；
故选C。
6．C【详解】A．实验①中，0~20min，氨气浓度变化量为2.40 10-3mol/L-2.00 10-3mol/L=4.00 10-4mol/L，v(NH )= =2.00 10-5mol/(L·min)，反应速率之比等于化学计量数之比，v(N )=
3 2
v(NH )=1.00 10-5mol/(L·min)，A正确；
3
B．催化剂表面积大小只影响反应速率，不影响平衡，实验③中氨气初始浓度与实验①中一样，实验③达
到平衡时氨气浓度为4.00 10-4mol/L，则实验①达平衡时氨气浓度也为4.00 10-4mol/L，而恒温恒容条件下，
实验②相对于实验①为减小压强，平衡正向移动，因此实验②60min时处于平衡状态，x<0.4，即x≠0.4，
B正确；
C．实验①、实验②中0~20min、20min~40min氨气浓度变化量都是4.00 10-4mol/L，实验②中60min时反
应达到平衡状态，实验①和实验②催化剂表面积相同，实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的
两倍，实验①60min时反应未达到平衡状态，相同条件下，增加氨气浓度，反应速率并没有增大，C错误；
D．对比实验①和实验③，氨气浓度相同，实验③中催化剂表面积是实验①中催化剂表面积的2倍，实验
③先达到平衡状态，实验③的反应速率大，说明相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大，D正
确；
答案选C。
7．D【详解】A．HClO受热易分解，升高温度，HClO分解，平衡正向移动，c(HClO)减小，A正确；
B．氯水中加入少量醋酸钠固体，醋酸根离子和氢离子结合生成醋酸分子，氢离子浓度减小，平衡正向移
动，c(HClO)增大，B正确；
C．氯水稀释，平衡正向移动，而c(HClO)和c(Cl-)均减小，但HClO本身也存在电离平衡HClO H+
⇌
+ClO-，稀释促进了HClO的电离，使c(HClO)减少更多，因此 增大，C正确；
D．氯水中加硝酸银产生白色沉淀，证明溶液中有氯离子，氯水中加淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝，证明生
成了碘单质，溶液中有强氧化性的物质，而氯气和次氯酸都有强氧化性，不能证明反应物和生成物共存，
即不能证明上述反应存在限度，D错误；
答案选D。
8．A【详解】A．2NO(g)+O (g)=2NO (g) ΔH=-116.4kJ·mol-1，反应气体物质的量减少，ΔS<0，故A正确；
2 2
B．2NO(g)+O (g) 2NO (g)反应的平衡常数可表示为K= ，故B错误；
2 2
C．使用高效催化剂，反应的焓变不变，故C错误；D．其他条件相同，增大 ，NO的转化率增大，故D错误；
选A。
9．D【详解】A．NH 与O 作用分别生成N、NO、NO的反应均为放热反应，根据勒夏特列原理，升高
3 2 2 2
温度，平衡向逆反应方向进行，氨气的平衡转化率降低，故A错误；
B．根据图像，在175～300 ℃范围，随温度的升高，N 的选择率降低，即产生氮气的量减少，故B错误；
2
C．根据图像，温度高于250℃ N 的选择率降低，且氨气的转化率变化并不大，浪费能源，根据图像，温
2
度应略小于225℃，此时氨气的转化率、氮气的选择率较大，故C错误；
D．氮气对环境无污染，氮的氧化物污染环境，因此高效除去尾气中的NH ，需研发低温下NH 转化率高
3 3
和N 选择性高的催化剂，故D正确；
2
答案为D。
10．D【详解】A．加水稀释，虽然平衡正向移动，但达平衡时， 浓度仍减小，选项A错误；
B．氯气与亚硫酸反应，生成硫酸和盐酸，溶液中氢离子浓度增大，溶液pH减小，选项B错误；
C．CaSO 与H+反应生成 ，从而增大溶液中的 浓度，选项C错误；
3
D．通入HCl气体，氢离子浓度增大，第一步电离平衡逆向移动， 浓度减小，选项D正确；
答案选D。
11．C【详解】A．由3H(g)+SO(g) HS(g)+2HO(g) ΔH<0可知，达到平衡时生成HO的物质的量
2 2 2 2 2
是消耗SO 的2倍，故实线a不是代表n(H O)随时间变化的曲线，而是代表HS随时间变化的曲线，A错
2 2 2
误；
B．由题干图示信息可知，tmin后HS的物质的量还在增大，SO 的物质的量还在减小，说明反应在向正
1 2 2
向进行，且化学反应中各物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比，则有v (SO )=v (H S)，此时v
正 2 逆 2 正
(H S)> v (H S)，即v (SO )> v (H S)，B错误；
2 逆 2 正 2 逆 2
C．由题干图示信息可知，达到平衡时，SO 的物质的量为0.3mol，根据三段式分析可知，
2
容器的体积为1L，则该反应的平衡常数：，C正确；
D．根据3H(g)+SO(g) HS(g)+2HO(g) ΔH<0可知，则降低温度，平衡正向移动，SO 的平衡转化
2 2 2 2 2
量增大，平衡时的物质的量减小，故若该反应在T℃(T ＜T)时进行，则虚线b不可表示n(SO )的变化，D
2 2 1 2
错误；
答案选C。
12．A【详解】A．该反应中温度越高 的平衡体积分数越低，压强越大 的平衡体积分数越大，由
图可知Y表示温度，X表示压强，A项错误；
B．压强越大 的平衡体积分数越大，所以 ，B项正确；
C．反应为放热反应，温度越高平衡常数越小，所以a＞b＞c，C项正确；
D． 、Y 条件下，e点状态 体积分数较高，反应逆向进行，此时v(逆)＞v(正)，D项正确。
1
故选A。
13．BC【详解】A．甲容器在绝热条件下，随着反应的进行，压强先增大后减小，根据理想气体状态方程
PV=nRT可知，刚开始压强增大的原因是因为容器温度升高，则说明上述反应过程放热，即 ＜0，故A
错误；
B．根据A项分析可知，上述密闭溶液中的反应为放热反应，图中a点和c点的压强相等，因甲容器为绝
热过程，乙容器为恒温过程，若两者气体物质的量相等，则甲容器压强大于乙容器压强，则说明甲容器中
气体的总物质的量此时相比乙容器在减小即气体总物质的量：n＜n，故B正确；
a c
C．a点为平衡点，此时容器的总压为p，根据理想气体状态方程PV=nRT可知，在恒容条件下进行，气体
的物质的量之比等于 整体之比，根据A项分析可知，绝热条件下，反应到平衡状态放热，所以T＞T ，
a 始
压强：Pa= P ，则n＜ n ，可设Y转化的物质的量浓度为xmol∙L−1，则列出三段式如下：
始 a 始，则有 ＜ ，计算得到x＞0.75，那么化学平
衡常数K= ＞ ，故C正确；
D．根据图像可知，甲容器达到平衡的时间短，温度高，所以达到平衡的速率相对乙容器的快，即V ＞V
a正 b
，故D错误。
正
综上所述，答案为BC。
14．CD【详解】根据反应方程式2CO(g)+6H(g) C H(g)+4HO(g)可知，当原料初始组成n(CO)：
2 2 2 4 2 2
n(H )=1：3时，任何温度下达到平衡时，CO 和H 的物质的量分数之比为1:3，C H 和HO的物质的量之
2 2 2 2 4 2
比为1:4，且CO、H 为同时增大或者同时减小，C H 和HO则同时减小或同时增大，则可知图中a曲线
2 2 2 4 2
代表H，b曲线代表HO，c曲线代表CO，d曲线代表C H，据此分析解题。
2 2 2 2 4
A．由分析可知，a曲线代表H，c曲线代表CO，结合图示信息可知，温度升高，H、CO 的物质的量分
2 2 2 2
数增大，说明平衡逆向移动，则m<0，选项A正确；
B．根据反应方程式2CO(g)+6H(g) C H(g)+4HO(g)可知，增大压强平衡正向移动，则500K下反应
2 2 2 4 2
达到平衡时，若增大压强(减小容器容积)，则n(C H)增大，选项B正确；
2 4
C．由分析结合图示信息可知，X点即H 和HO的物质的量分数相等，即H 和HO的平衡物质的量相等，
2 2 2 2
根据三段式分析： ，则有3a-6x=4x，解得
x=0.3amol，X点坐标为(440，39)，则440K时平衡体系中：CO 的平衡分压为： ，H
2 2
的平衡分压为： ，C H 的平衡分压为： ，HO的平衡分压为：
2 4 2，故该反应的平衡常数K= = = MPa-3≠ ，
p
选项C不正确；
D．实际反应往往伴随副反应，生成C H 等。一定温度和压强条件下，使用合适催化剂可提高乙烯的选择
3 6
性[ ×100%]，则可以减少副反应的发生，提高乙烯的产率，选项D不正确；
答案选CD。
15．(1)-911.9
(2) molL-1
⋅
(3)Ca(OH) 在水中的溶解度小，反应①达到了平衡状态
2
(4) 不反应 Al和溶液中的OH-发生了反应 OH-
(5)A
(6)实验e中，发生反应①、②和③，反应③中有气体生成，气体的逸出促使反应③向右进行，反应③的发
生使得溶液中OH-的浓度减小，促使反应②平衡右移，反应②的发生促使反应①平衡右移，这三步反应都
是放热反应，温度升高导致反应速率加快。
【解析】（1）根据盖斯定律可得，①+②+2③可得反应CaO(s)+2Al(s)+7H2O(l)=Ca2+(aq)+2[Al(OH) ]-(aq)
4
+3H (g)，则ΔH=ΔH+ΔH+2ΔH=(-65.17kJmol-1)+(-16.73kJmol-1)+2(-415.0kJmol-1)=-911.9kJmol-1。
2 4 1 2 3
⋅ ⋅ ⋅ ⋅
（2）温度为T时，Ca(OH) 饱和溶液中，Ca(OH) (s) Ca2+(aq)+2OH-(aq)， c(OH-)=2c(Ca2+)∙，
2 2
K [Ca(OH) ]=c(Ca2+)∙c2(OH-)=x，则c(OH-)= molL-1。
sp 2
⋅
（3）实验a中，CaO和HO反应①生成Ca(OH) ，4min后ΔT基本不变，是因为Ca(OH) 在水中的溶解度
2 2 2
小，反应①达到了平衡状态。
（4）实验b中，ΔT几乎不变，说明Al粉与HO在该条件下不反应；实验c中，前3min的ΔT有变化，是
2
因为Al和溶液中的OH-发生了反应，3min后ΔT基本不变，是因为饱和石灰水中OH-的浓度较低，OH-的
量有限。
（5）实验d中，发生反应②和③，反应③中有气体生成，气体的逸出促使反应③向右进行，反应③的发生
使得溶液中OH-的浓度减小，促使反应②平衡右移，这两步反应都是放热反应，温度升高导致反应速率加快；综上所述，实验d在10min内温度持续升高与反应①无关，故选A。
（6）实验e中，发生反应①、②和③，反应③中有气体生成，气体的逸出促使反应③向右进行，反应③的
发生使得溶液中OH-的浓度减小，促使反应②平衡右移，反应②的发生促使反应①平衡右移，这三步反应
都是放热反应，温度升高导致反应速率加快。
16．(1) Cu、O
(2) H的电负性大于Fe，小于O，在活性 表面，H 断裂
2
为H原子，一个吸附在催化剂的铁离子上，略带负电，一个吸附在催化剂的氧离子上，略带正电，前者与
中略带正电的碳结合，后者与 中略带负电的羟基氧结合生成HO， 转化为
2
随 增加，生成 和H 的速率更快、产量增大，生成 的速率更快、产率也增
2
大
(3)高效、经济、原子利用率高、无污染
【解析】（1）①电解在质子交换膜电解池中进行，H+可自由通过，阳极区为酸性 溶液，电解过程中
转化为 ，电解时阳极发生的主要电极反应为： ；
②电解后，经热水解得到的HCl和热分解得到的CuCl等物质可循环使用，从图中可知，热分解产物还有
O，从详解①中得知，进入热水解的物质有 ，故发生化合价变化的元素有Cu、O。
2
（2）①在 时，密闭容器中 溶液与铁粉反应，反应初期有 生成并放出 ，离子方程
式为： ；
②H的电负性大于Fe，小于O，在活性 表面，H 断裂为H原子，一个吸附在催化剂的铁离子上，
2
略带负电，一个吸附在催化剂的氧离子上，略带正电，前者与 中略带正电的碳结合，后者与
中略带负电的羟基氧结合生成HO， 转化为 ；
2③在其他条件相同时，随 增加，其与铁粉反应加快，从图中得知Fe的转化率也增大，即生成
和H 的速率更快，量更大，则得到活性 的速度更快，量也更多，生成 的速率更快，
2
产率也更大。
（3）“ 热循环制氢和甲酸”系统将 转化为 和生成H 的速率快，原子利用率高，
2
不产生污染物，Fe初期生成 后迅速转化为活性 ， 氧化为 再经生物柴油副产品转
化为Fe，得到循环利用，故该原理的优点是：高效、经济、原子利用率高、无污染。
17．(1)-286
(2) 50%或0.5 660.2(或660.1或660.3,其他答案酌情给分)
(3) 5.4 相同催化剂，400℃的反应速率更快，相同温度，催化剂Ⅱ副产物浓度低，甲烷与甲醇比例高
【解析】（1）电解液态水制备 ，电解反应的 ，由此可以判断，2mol 完
全燃烧消耗 ，生成液态水的同时放出的热量为572kJ ，故1mol 完全燃烧生成液态水放出
的热量为286kJ，因此， 的燃烧热(焓) -286 。
（2）①由 的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系图可知，K随
着温度升高而减小，故该反应为放热反应。若反应为基元反应，则反应为一步完成，由于反应的 与活
化能(Ea)的关系为 ，由图２信息可知 ＝ａ ，则 ａ ，该反应为放热反应，
生成物的总能量小于反应物的，因此该反应过程的能量变化示意图为：。
②温度t下，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入 和 ，反应平衡后测得容器中
，则 的转化率为 ，根据C元素守恒可知， 的平衡量为 ，
和 是按化学计量数之比投料的，则 的平衡量为 ， 的平衡量是 的２倍，则
， 的平衡浓度分别为 、 、
、 ，则该反应的平衡常数K＝ ，根据图１中的信息可知，反应
温度t约为660.2℃。
（3）在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应，由表中信息可知， 的浓度由０增加到10.8
，因此， 生成 的平均反应速率为 ；由表中信息可
知，在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应， 的浓度由０增加到10.8 ，，
: ＝12722:10.8 1178；在选择使用催化剂Ⅱ和350℃的反应条件下， 的浓度由０增加到9.2 ， : ＝10775:9.2 1171；在选择使用催化剂Ⅰ和400℃条件下反
应， 的浓度由０增加到345.2 ， : ＝42780:345.2 124；在选择
使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件下， 的浓度由０增加到34 ， :
＝38932:34 1145。因此，若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件的原因是：
相同催化剂，400℃的反应速率更快，相同温度，催化剂Ⅱ副产物浓度低，甲烷与甲醇比例高。
18．(1)H (g)+ O (g)=HO(1) H= -286 kJ•mol-1
2 2 2
△
(2) BC
(3)负
(4)C H -(6n+2)e-+ (3n+1) O2-=n CO+(n+1) HO
n 2n+2 2 2
【解析】(1)298K时，1gH 燃烧生成HO(g)放热121 kJ，1 mol H O(1)蒸发吸热44kJ，则1mol H 燃烧生成
2 2 2 2
1 mol H O(1) 放热286kJ，表示H 燃烧热的热化学方程式为：H(g)+ O (g)=HO(1) H= -286 kJ•mol-1；
2 2 2 2 2
(2)①A．增加CH (g)用量可以提高HO(g)的转化率，但是CH(g)平衡转化率减小，A不△符合题意；
4 2 4
B．恒温恒压下通入惰性气体，相当于减小体系压强，反应混合物中各组分的浓度减小，反应Ⅰ的化学平
衡正向移动，能提高CH(g)平衡转化率，B符合题意；
4
C．移除CO(g)，减小了反应混合物中CO(g)的浓度，反应Ⅰ的化学平衡正向移动，能提高CH(g)平衡转化
4
率，C符合题意；
D．加入催化剂不能改变平衡状态，故不能提高CH(g)平衡转化率，D不符合题意；
4
综上所述，上述操作中，能提高CH(g)平衡转化率的是BC；
4
②恒温恒压条件下，1 mol CH (g)和1 mol H O(g)反应达平衡时，CH (g)的转化率为α，CO (g)的物质的
4 2 4 2
量为b mol，则转化的CH (g)为α mol，剩余的CH (g)为(1-α )mol，根据C元素守恒可知，CO(g)的物质
4 4
的量为(α-b)mol，根据H和O守恒可知，HO(g)的物质的量为(1-α-b )mol，H(g)的物质的量为(3α+b )mol，
2 2
则反应混合物的总物质的量为(2α+2 )mol，平衡混合物中，CH(g)、HO(g)、 CO(g) 、H(g)的物质的量分
4 2 2
数分别为 、 、 、 ，因此，反应I的平衡常数K=
x;其他条件不变，HO(g)起始量增加到5mol，达平衡时，a
2
=0.90，b =0.65，则平衡时，CH (g)为0.1mol，根据C元素守恒可知，CO(g)的物质的量为0.25mol，，根
4
据H和O守恒可知，HO(g)的物质的量为(5-0.90-0.65 )mol=3.45mol，H(g)的物质的量为
2 2
(3α+b )mol=3.35mol，平衡混合物的总物质的量为(2α+6 )mol=7.8mol，平衡体系中H(g)的物质的量分数为
2
；
(3)燃料电池中的燃料在负极发生氧化反应，因此，氢氧燃料电池中氢气在负极发生反应；
(4)在允许O2-自由迁移的固体电解质燃料电池中，C H 在负极发生氧化反应生成CO 和HO，电极反应
n 2n+2 2 2
式为C H -(6n+2)e-+ (3n+1) O2-=nCO +(n+1) HO；
n 2n+2 2 2
19．(1)-200(X+Y)
(2) a或c 8.3×10-8 0.08 39%
(3) c 由于b和c代表的温度相同，而压强对反应速率的影响可忽略，压强增大反应Ⅱ、Ⅲ均是逆向移
动， 增大，故 =1.0所需时间更长
【解析】（1）依题意，结合已知信息，可推定在同温同压下，以同物质的量的BL或BD为初始原料，达
到平衡时的状态相同，两个平衡完全等效。则以5.0×10-3mol的BL为原料，达到平衡时放出XkJ热量与同
物质的量的BD为原料达到平衡时吸收YkJ热量的能量二者能量差值为(X+Y)kJ，则1mol时二者能量和为
200(X+Y)kJ，反应I为放热反应，因此焓变 =-200(X+Y)kJ·mol-1。
（2）实验测定X
