文档内容
第二章 章末归纳总结
思维导图常见考向
考向一 化学反应速率
【例1-1】反应4A(s)+3B(g) 4C(g)+D(g)，经2minB的浓度减少0.6mol·L-1，对此反应速率的正确表示是
A．用A表示的反应速率是0.4mol·L-1·min-1
B．分别用B、C、D表示反应的速率，其比是3：4：1
C．0-2min内的反应速率，用反应物D来表示是0.3mol·L-1·min-1
D．在这2min内用A和C表示的反应速率的值都是相同的
【答案】B
【解析】A．物质A为固体，不能用A的浓度变化表示速率，A错误；
B．同一反应不同物质的量反应速率之比等于计量数之比，所以分别用B、C、D表示反应的速率，其比是
3：4：1，B正确；
C．2minB的浓度减少0.6mol·L-1，所以v(B)= =0.3mol·L-1·min-1，则v(D)应为0.1mol·L-1·min-1，C
错误；
D．物质A为固体，不能用A的浓度变化表示速率，D错误；
综上所述答案为B。
【例1-2】（2022·安徽宣城·高二期末）对于反应 ，下列分别表示不同条件下的反
应速率，则反应速率大小关系正确的是
① ② ③ ④
A．②>③>④>① B．③>①=④>② C．③>④>①=② D．①>④>②>③【答案】B
【解析】比较不同条件下的反应速率应转化成同一物质的速率进行比较，根据化学反应速率之比等于化学
计量数之比进行转换，以A的速率为标准，
①对应的 ；
②对应的 ；
③
④
可知反应速率的由快到慢的顺序为：③>①=④>②；
故选：B。
【一隅三反】
1．（2022·辽宁·本溪市第二高级中学高二期末）T℃时，在0.5 L的密闭容器中，气体A与气体B反应生
成气体C，反应过程中A、B、C的浓度变化如图所示。则下列结论正确的是
A．10 s时反应生成了0.4 mol C
B．该反应进行到10 s时，消耗了0.1 mol A
C．该反应的化学方程式为3A＋B=2C
D．10 s内用B表示的反应速率为0.01 mol·L-1·s-1
【答案】B
【解析】A．根据图示可知在10 s时C的浓度改变了0.4 mol/L，由于容器的容积是0.5 L，则10 s时反应生
成C的物质的量n(C)= 0.4 mol/L ×0.5 L=0.2 mol，A错误；
B．该反应进行到10 s时，A的浓度减少0.2 mol/L，由于容器的容积是0.5 L，则消耗A的物质的量
n(A)=0.2 mol/L×0.5 L= 0.1 mol，B正确；C．在10 s后A、B、C三种物质的浓度改变了0.2 mol/L、0.6 mol/L、0.4 mol/L，物质改变的浓度比等于化
学方程式中相应物质的化学计量数的比，此时物质的浓度不再发生变化，则反应的化学方程式为：A＋3B
2C，C错误；
D．在10 s时用B的浓度变化表示的反应速率v(B)= ，D错误；
故合理选项是B。
2．（2022·广东·肇庆市实验中学高二期末）已知反应 在四种不同情况下的反应
速率分别如下：
①v(A)=0.1 mol·L-1·min-1②v(B)=0.15 mol·L-1·min-1③ ④v(D=0.1 mol·L-1·min-1
则该反应进行速率快慢顺序正确的是
A．①＞②＞③＞④ B．②＞①=④＞③
C．③＞①＞②＞④ D．④＞③＞①＞②
【答案】C
【解析】在单位相同的条件下，将不同物质的反应速率除以其计量数，得到的数值越大说明该反应速率越
大，①v(A)=0.1 mol·L-1·min-1，②v(B)= mol·L-1·min-1，③ ，④
v(D= mol·L-1·min-1，反应速率：③＞①＞②＞④，故选C。
3．（2022·浙江温州·高二期末）已知反应：2MnO +5H C O+6H+=2Mn2++10CO ↑+8H O，在室温下迅速混
2 2 4 2 2
合反应液，2min内测得c(MnO )从0.1mol/L减少到0.02mol/L(反应过程中忽略溶液体积的变化)，下列说
法正确的是
A．υ(MnO )=0.04 mol∙L−1∙s−1 B．υ(Mn2+)=0.02 mol∙L−1∙min−1
C．υ(H C O)=0.1 mol∙L−1∙min−1 D．2min内产生的CO 为8.96L
2 2 4 2
【答案】C
【解析】A．2min内测得c(MnO )从0.1mol/L减少到0.02mol/L，则υ(MnO )
，故A错误；B．根据速率之比等于计量系数之比υ(Mn2+)=υ(MnO )=0.04 mol∙L−1∙min−1 ，故B错误；
C．根据速率之比等于计量系数之比υ(H C O)=2.5υ(MnO )=0.1 mol∙L−1∙min−1 ，故C正确；
2 2 4
D．2min内测得c(MnO )从0.1mol/L减少到0.02mol/L ，溶液体积未知，因此无法计算产生CO 的物质的
2
量，故D错误。综上所述，答案为C。
4．（2022·全国·高二课时练习）反应 ，经2min，A的浓度减少了 。
下列反应速率的表示正确的是
A．2min末，用A表示的反应速率是
B．2min内，用B表示的反应速率是
C．2min内，用C表示的反应速率是
D．2min内，用B和C表示的反应速率之比为2∶3
【答案】B
【解析】由经2min，A的浓度减少了0.4mol/L可知，2min 内A的反应速率为 =
，由反应速率之比等于化学计量数之比可知，B、C的反应速率之比为3：2，2min 内反
应速率分别为 × = 、 × = ，故选
B。
考向二 化学平衡
【例2-1】（2022·陕西渭南·高二期末）在温度T 时，向一体积固定为2L的密闭容器中通入1molCO 和
1 2
3molH 发生反应：CO(g)+3H(g) CHOH(g)+H O(g) H<0，5min后反应达到平衡，CO 的转化率为
2 2 2 3 2 2
20%。下列说法正确的是 △
A．前5min，平均反应速率v(H )=0.06mol(L·min)
2
B．该温度下反应平衡常数的值为
C．当v (CO)=3v (H )时，说明反应已达到平衡状态
正 2 逆 2
D．若平衡后升温，正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡左移【答案】A
【解析】A．由题意知，前5min，CO 的变化量为0.2mol，则H 的变化量为0.6mol，v(H )=
2 2 2
0.06mol(L·min)，A正确；
B．向体积为2L的密闭容器中通入1molCO 和3molH 发生上述反应，5min后反应达到平衡，CO 的转化
2 2 2
率为20%，可列出三段式(单位为mol/L)： ，
则该温度下反应平衡常数为 ，B错误；
C．当3v (CO)= v (H )时，说明反应已达到平衡状态，C错误；
正 2 逆 2
D．平衡后升温，正反应速率增大，逆反应速率增大，因反应放热反应，平衡左移，D错误；
故答案为A。
【例2-2】．（2022·陕西·铜川市第一中学高二期末）在某一密封体系中发生反应：
。如图为某一段时间段反应速率与反应时间的山线关系。下列说法正
确的是
A． 内氨的百分含量最高 B． 时刻，向体系中充入
C． 时刻，密封体系体积缩小 D． 时间段内，该反应停止了
【答案】A【解析】A．t 后期，三次改变的反应条件分别使平衡逆向移动、不移动、逆向移动，氨的百分含量分别减
1
小、不变、减小，所以氨的百分含量最高的时间段是 ，A项正确；
B． 时刻，改变某条件，正、逆反应速率同时加快，若向体系中充入 ，此刻逆反应速率应保持不变，
且正反应速率大于逆反应速率，B项错误；
C． 时刻，正、逆反应速率比前期都减小，应为减小浓度，即密封体系体积增大，C项错误；
D．从图中可以看出， 时间段内，正、逆反应速率相等，但反应速率加快，表明该反应没有停止，D
项错误；答案选A。
【一隅三反】
1．（2022·陕西渭南·高二期末）在密闭容器中进行反应： 。如图
是某次实验的化学反应速率随时间变化的图像，推断t时刻改变的条件可能是
A．增大 的浓度 B．升高反应体系的温度
C．添加了合适的催化剂 D．缩小容器体积增大压强
【答案】D
【解析】A．增大NO的浓度，t时刻正反应速率增大，逆反应速率不变，与图不符，A错误；
B．该反应正反应为放热反应，升高反应体系的温度，平衡逆向移动，与图不符，B错误；
C．添加了合适的催化剂，正逆反应速率同等程度的增大，与图不符，C错误；
D．缩小容器体积增大压强，正逆反应速率均增大，且正反应速率大于逆反应速率，D正确；
故答案选D。
2．（2022·福建·莆田华侨中学高二期中）采用CO与H 反应合成再生能源甲醇，反应如下：CO(g)+ 2H (g)
2 2
CHOH(g)，在一容积可变的密闭容器中充有10molCO和20mol H，在催化剂作用下发生反应生成甲
3 2
醇。CO的平衡转化率(α)与温度(T)、 压强(p)的关系如图所示。则下列符合题意的是A．B点的速率比C点的大
B．A、B、C三点的平衡常数K 、K 、K 的大小关系为：K =K >K
A B C A B C
C．若达到平衡状态A时，容器的体积为10L，则在平衡状态B时容器的体积为5L
D．若增大H 的浓度，则CO 和H 的平衡转化率(α)均会增大
2 2
【答案】B
【解析】A．由图可知，C点的反应温度高于B点，温度越高，反应速率越大，则C点的速率比B点的大，
故A不符合题意；
B．平衡常数是温度函数，温度不变，平衡常数不变，由图可知，A、B、C三点的温度大小顺序为
C>A=B，温度升高，一氧化碳的平衡转化率减小，说明平衡向逆反应方向移动，该反应是放热反应，反应
的化学平衡常数减小，则A、B、C三点的平衡常数K 、K 、K 的大小关系为K =K >K ，故B符合题意；
A B C A B C
C．由图可知，A、B的反应温度相同，反应的平衡常数相等，A点一氧化碳的转化率为50%，由容器的体
积为10L可知，平衡时一氧化碳、氢气、甲醇的浓度为(1—1×50%)mol/L=0.5mol/L、(2—1×50%×2)mol/
L=1mol/L、1×50%mol/L=0.5mol/L，反应的平衡常数K = =1；B点一氧化碳的转化率为80%，由容
A
器的体积为5L可知，平衡时一氧化碳、氢气、甲醇的浓度为(2—2×50%)mol/L=1mol/L、(4—
2×50%×2)mol/L=2mol/L、2×50%mol/L=1mol/L，反应的平衡常数K = =0.25， 由计算结果可知，A、
B
B的平衡常数不相等，则若达到平衡状态A时，容器的体积为10L，在平衡状态B时容器的体积不可能为
5L，故C不符合题意；
D．增大氢气浓度，平衡向正反应方向移动，氢气的转化率减小，故D不符合题意；
故选B。
3．（2022·重庆八中高二期末）以下图像和叙述正确的是A．图甲：该图像表示的反应方程式为 ，反应速率
B．图乙：某温度下发生反应： ， 时刻改变的条件一定是加入催化剂
C．图丙：对图中反应升高温度，该反应平衡常数增大
D．图丁：对于反应： ，
【答案】C
【解析】A. 图甲中根据该变量之比等于计量系数之比得到该图像表示的反应方程式为 ，甲
中容器体积未知，无法计量A的反应速率，故A错误；
B. 图乙：某温度下发生反应： ，根据图中信息得到 时刻改变的条件可能是加入
催化剂，可能是加压，故B错误；
C. 图丙：对图中反应升高温度，正反应增大的速率大于逆反应增大的速率，说明平衡正向移动，该反应是
吸热反应，升高温度，该反应平衡常数增大，故C正确；
D. 图丁，根据下面两根曲线得到P＞P，从下到上，增大压强，C%增大，说明正向移动，即正向是体积
2 1
减小的反应，即 ，故D错误。
综上所述，答案为C。
4．某温度时，发生反应2HI(g) H(g)+I (g)，向三个体积相等的恒容密闭容器A、B、C中，分别加入①
2 2
2molHI；②3molHI；③1molH 与1molI ，分别达到平衡时，以下关系正确的是
2 2
A．平衡时，各容器的压强：②=①=③
B．平衡时，I 的浓度：②>①>③
2
C．平衡时，I 的体积分数：②=①=③
2
D．从反应开始到达平衡的时间：①>②=③
【答案】C
【解析】A．由分析可知，平衡时，各容器的压强大小关系为②>①=③，故A错误；
B．由分析可知，平衡时，碘的浓度大小关系为②>①=③，故B错误；C．由分析可知，平衡时，碘的的体积分数为②=①=③，故C正确；
D．由分析可知，从反应开始到达平衡的时间的大小关系为①=③>②，故D错误；故选C。
考向三 综合运用
【例3】（2021·河南洛阳·高二阶段练习）研究二氧化碳合成甲醇对实现“碳中和”具有重要意义，二氧化
碳加氢制甲醇的总反应可表示为： ，该反应一般认为通过如
下步骤来实现，反应进程与体系能量变化关系如图所示：
①
②
回答下列问题：
(1) ___________0(填“>”或“<”，)。
(2)对于合成甲醇总反应，要加快其反应速率并使其在一定条件下建立的平衡正向移动，可采取的措施有
___________(填字母，后同)。
A．增大反应容器的容积
B．缩小反应容器的容积
C．从平衡体系中及时分离出
D．升高温度
E.使用合适的催化剂
(3)一定温度下，将 和 以物质的量之比为1：1充入盛有催化剂的密闭容器中，发生合成甲醇总反应；
某时刻t，当下列量不再变化时，一定能说明该反应处于平衡状态的是___________(填字母)
1A．平衡常数K不再变化 B． 的体积分数不再变化
C． 的体积分数不再变化 D．反应的焓变 不再变化
(4)500℃时，已知 ， 。往2L恒容密闭容器中充入 和 ，测得某时刻t，合成
2
甲醇总反应中 的转化率为66.67%(约转化了 )，则t 时合成甲醇总反应的 ___________
2
(填“>、<”或“=”)，并通过计算说明理由___________。
【答案】(1)＜
(2)B
(3)C
(4) ＜ Qc= = ＞K=2.5，反应向逆反应方向进行
【解析】(1)根据图像，反应物总能量大于生成物总能量，该反应为放热反应，即 ＜0，故答案为＜；
(2)A．增大反应容器的容积，组分浓度减小，反应速率减缓，故A不符合题意；
B．缩小容器的体积，压强增大，化学反应速率加快，增大压强，平衡向正反应方向移动，故B符合题意；
C．从平衡体系中及时分离出CHOH，生成物浓度减小，反应向正反应方向进行，当改变瞬间，逆反应方
3
向速率减缓，正反应速率不变，故C不符合题意；
D．升高温度，正逆反应速率增大，根据图像，总反应为放热反应，升高温度，平衡逆向进行，故D不符
合题意；
E．使用催化剂，加快反应速率，但对平衡移动无影响，故E不符合题意；
答案为B；
(3)A．平衡常数只受温度的影响，温度不变，化学平衡常数不变，因此化学平衡常数不变，不能说明反应
达到平衡，故A不符合题意；
B． ，CO 的体积分数为 =50%，因此无
2
论CO 转化多少，CO 的体积分数始终保持不变，因此CO 的体积分数保持不变，不能说明反应达到平衡，
2 2 2故B不符合题意；
C．CHOH为生成物，当CHOH体积分数不再改变，说明反应达到平衡，故C符合题意；
3 3
D．焓变只与始态和终态有关，与过程无关，因此不能判断是否达到平衡，故D不符合题意；
答案为C；
(4)500℃时，K=K ×K =2.5×1.0=2.5， ，t 时刻中浓度商
1 2 2
为Qc= = ＞K=2.5，反应向逆反应方向进行，即v正＜v逆；故答案为＜；
Qc= = ＞K=2.5，反应向逆反应方向进行。
【一隅三反】
1．（2022·广西桂林·高二期末）CO选择性催化还原技术是治理汽车尾气中的CO和 的理想方案之一。
某小组对反应Ⅰ： 展开了如下研究。回答下列问题：
(1)已知：
则反应Ⅰ的 _______kJ/mol。从理论上分析反应Ⅰ在_______条件(填“高温”“低温”或“任何温
度”)可自发反应。
(2)下列能说明在恒温恒容的容器中反应Ⅰ达到平衡状态的是_______(填正确答案的字母代号)。
a.容器内 的百分含量不再随时间变化b.每消耗4molCO(g)的同时生成1mol
c.容器内气体的压强不再随时间变化
d.生成 的速率与消耗CO的速率存在
(3)一定温度下，向一2L密闭容器内充入4molCO(g)和2mol 发生反应Ⅰ，达到平衡时测得CO的物
质的量浓度为1mol/L。
①达到平衡时CO的转化率为_______；该温度下反应Ⅰ平衡常数K的值为_______。
②平衡后，再向容器内充入2mol 和2mol ，平衡会_______(填“向正方向”“向逆方向”或“不”)
移动。
③已知气体的颜色越深，透光率越小。若达到平衡后缩小容器的容积，下列气体透光率随时间变化的示意
图中正确的是_______(填正确答案的字母代号)。
【答案】(1) -1216 低温
(2)ac
(3) 50%或0.5 1 向正方向 c
【解析】（1① ②
根据盖斯定律①×2+②得
的 kJ/mol。
正反应放热，正反应熵减小，从理论上分析反应Ⅰ在低温可自发反
应。（2）a．反应达到平衡状态，各物质浓度不再不变，容器内 的百分含量不再随时间变化，反应一定达到
平衡状态，故选a；b．每消耗4molCO(g)的同时生成1mol ，不能判断正逆反应速率是否相等，反应
不一定平衡，故不选b；c．反应前后气体系数和不同，压强是变量，容器内气体的压强不再随时间变化，
反应一定达到平衡状态，故选c；d．生成 的速率与消耗CO的速率存在 ，正
逆反应速率比不等于系数比，反应没有达到平衡状态，故不选d；选ac。
（3）一定温度下，向一2L密闭容器内充入4molCO(g)和2mol 发生反应Ⅰ，达到平衡时测得CO
的物质的量浓度为1mol/L。
①达到平衡时CO的转化率为 ；该温度下反应Ⅰ平衡常数K的值为 。②平衡后，
再向容器内充入2mol 和2mol ，Q= ，所以平衡会向正方向移动。③若达到平衡后
缩小容器的容积，NO 浓度突然增大，平衡正向移动，NO 浓度逐渐减小，达到新平衡时NO 浓度比原平
2 2 2
衡大，所以透光率随时间变化的示意图中正确的是c。
2．（2022·云南·昆明一中高二期中）以煤为原料可合成一系列燃料。回答下列问题：
(1)向1L恒容密闭容器中加入2mol CO、4mol H，在适当的催化剂作用下，发生反应：2CO(g)+4H(g)
2 2
CHOCH (l)+H O(l) H=+71kJ·mol-l
3 3 2
△
①该反应_______自发进行(填“能”、“不能”或“无法判断”)；
②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是_______。
a．混合气体的平均相对分子质量保持不变b．CO和H 的转化率相等
2
c．CO和H 的体积分数保持不变
2
d．混合气体的密度保持不变
e．1mol CO生成的同时有1mol O-H 键断裂
(2)CO (g)+3H(g) CHOH(g)+H O(g) H＜0，在一定条件下，某反应过程中部分数据如下表：
2 2 3 2
△
反应条件 反应时间 CO/mol H/mol CHOH/mol HO/mol
2 2 3 2
0min 2 6 0 0
10min 4.5
恒温恒容(T℃、2L)
1
20min 1
30min 1
①0~10min内，用HO(g)表示的化学反应速率v(H O)=_______mol/(L ·min)。
2 2
②T℃，该反应的平衡常数K=_______ (用分数表示)，平衡时H 的转化率是_______。
1 2
③在其它条件不变的情况下，若30min时改变温度为T℃，再次平衡时H 的物质的量为3.2mol，则
2 2
T_______T(填“＞”“＜”或“=”)，理由是_______； 在其他条件不变的情况下，若30min时向容器中
1 2
再充入1mol CO(g)和1mol HO(g)，则平衡_______移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
2 2
【答案】(1) 不能 d
(2) 0.025 50% < 正反应放热，若30min时改变温度为T℃，再次平衡时H 的物质的量为
2 2
3.2mol，氢气物质的量增大，平衡逆向移动，说明温度升高 不
【解析】(1)①2CO(g)+4H(g) CHOCH (l)+H O(l) H>0、 S<0，反应不能自发进行。
2 3 3 2
△ △
②a．反应体系中，只有CO(g)、H 是气体，反应过程中CO(g)、H 的体积比不变，所以混合气体的平均相
2 2
对分子质量是恒量，混合气体的平均相对分子质量保持不变，不能说明反应达到平衡，故a不符合题意；
b．投料比等于系数比，所以反应过程中CO和H 的转化率始终相等，CO和H 的转化率相等，不能说明
2 2
反应达到平衡，故b不符合题意；
c．反应体系中，只有CO(g)、H 是气体，投料比等于系数比，所以反应过程中CO和H 的体积分数始终相
2 2
等，CO和H 的体积分数保持不变，不能说明反应达到平衡，故c不符合题意；
2
d．反应后气体质量减小，容器体积不变，密度减小，混合气体的密度保持不变，说明反应达到平衡，故d
符合题意；e．逆反应中，消耗1mol HO生成2mol CO，则1mol CO生成的同时有1mol O-H 键断裂，均表示逆反应
2
方向，不能说明反应达到平衡，故e不符合题意；
故选d。
(2)
①0~10min内，消耗1.5mol氢气，则生成0.5mol水，用HO(g)表示的化学反应速率v(H O)=
2 2
mol/(L ·min)。
②T℃，反应20min时，反应消耗1mol CO、3mol H，反应生成1mol CHOH、1mol HO(g)，反应30min
1 2 2 3 2
时，容器内有1mol CHOH，则反应在20min时达到了平衡，容器中CO 的浓度是0.5mol/L，H 的浓度是
3 2 2
1.5mol/L，CHOH(g) 的浓度是0.5mol/L，HO的浓度是0.5mol/L，该反应的平衡常数K=
3 2
，平衡时H 的转化率是 50%。
2
③正反应放热，在其它条件不变的情况下，若30min时改变温度为T℃，再次平衡时H 的物质的量为
2 2
3.2mol，氢气物质的量增大，说明平衡逆向移动，所以T”“<”或“=”)，判断的理由是 _______ 。
③M点对应温度下，CH 的转化率为_______ ；950℃时该反应的K=_______ ( MPa)2。
4 p
【答案】(1) a+b- c
(2) c a B D > 温度升高，反应物减少，生成物增加，说明平衡正向移动 或33.3% 1
【解析】（1）已知①2HS(g) +3O (g)=2SO(g)+2HO(g) ΔH=akJ ·mol-1
2 2 2 2 1
② HS(g)+ SO (g)=S (g)+ HO(g) ΔH=b kJ ·mol-1
2 2 2 2 2
③2HS(g)+O(g)=2S(g) +2H O(g) ΔH=c kJ ·mol-1
2 2 2 3
根据盖斯定律，由 ×①＋②-③)得到2S(g)=S(g) ΔH4= ( a+b- c)kJ/mol；
2
（2）①由方程式可知，CH 与HS为反应物，投料比为1：2，因此c为HS，d为CH，CS 和H 为生成
4 2 2 4 2 2
物，系数比为1：4，因此b为CS，a为H，故HS、H 变化的曲线分别是c、a；
2 2 2 2
A．方程式为CH(g)+2HS(g)→CS (g)+4H(g)，因此2v (H S)=v (H )时反应达到平衡，A错误；
4 2 2 2 正 2 逆 2
B．CH 的体积分数不再变化时，说明各组分的浓度不再变化，反应达到平衡，B正确；
4
C．CH 与HS均为反应物，投料时二者按照系数比1：2，反应的量与系数成正比，也为1：2，此时剩余
4 2
的量也是1：2，这种情况下 一直为1：2，因此 不再变化不能说明达到平衡，C错误；
D．混合气体的密度ρ= ，该反应前后都是气体，m不变，前后气体系数之和不相等，V是变量，因此ρ
是变量，变量不变时，反应达到平衡，D正确；
故选BD。
②由图像可知，温度升高，生成物的量增大，反应物的量减少，说明平衡正向移动，正反应吸热，ΔH＞0
③设CH 与HS的投料量为amol和2amol，参加反应的CH 的物质的量为x，列出三段式：
4 2 4
，M点时H 与HS的物质的量分数相等，因此
2 2
2amol-2x=4x，解得x= amol，因此CH 的转化率为 ×100%= ≈33.3%；
4
设CH 与HS的投料量为amol和2amol，950℃时参加反应的CH 的物质的量为y，列出三段式：
4 2 4，950℃时CS 与CH 的物质的量分数相等，因此
2 4
amol-y=y，解得y= amol，平衡时CH、HS、CS、H 的物质的量分别为 amol、amol、 amol、
4 2 2 2
2amol，分压分别为 ×1.0MPa、 ×1.0MPa、 ×1.0MPa、 ×1.0MPa，K = =
p
=1 (MPa)2。
5．（2022·四川·南部县第二中学高二阶段练习）能源问题是人类社会面临的重大课题，甲醇是一种可再生
能源，具有开发应用的广阔前景，研究甲醇具有重要意义。
(1)利用工业废气中的CO 可制取甲醇，其反应为：CO+3H CHOH+H O。
2 2 2 3 2
①常温常压下，已知反应的能量变化如图1、图2所示，由二⇌氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式为
_____。
②为探究用CO 生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验：在一恒温恒容密闭容器中，充入lmolCO 和
2 2
3molH ，进行上述反应。测得CO 和CHOH(g)的浓度随时间变化如图所示。从反应开始到平衡，
2 2 3
v(H )=_____；该温度下的平衡常数数值K=______(保留两位有效数字)；能使平衡体系中 增大的
2措施有_____(任写一条)。
(2)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有两种。
①甲醇蒸汽重整法。主要反应为CHOH(g) CO(g)+2H(g)；设在容积为2.0L的密闭容器中充入
3 2
0.60molCHOH(g)，体系压强为P，在一定⇌条件下达到平衡时，体系压强为P，且P/P =2.2，则该条件下
3 1 2 2 1
CHOH的平衡转化率为_____。
3
②甲醇部分氧化法。在一定温度下以Ag/CeO—ZnO为催化剂时原料气比例对反应的选择性(选择性越大，
2
表示生成的该物质越多)影响关系如图4所示，则当 =0.25时，CHOH与O 发生的主要反应方程
3 2
式_____。在制备H 时最好控制 =_____。
2
【答案】(1) CO(g)＋3H(g) CHOH(l)＋HO(l) ΔH=－50kJ·mol－1 0.225mol/(L·min) 5.3 降低
2 2 3 2
温度或加压或增大氢气量或将⇌HO(g)从体系中分离出来
2(2) 60% 2CHOH＋O 2HCHO(g)＋2HO 0.5
3 2 2
【解析】(1)①根据图1得出CO(g)＋HO(l)=CO (g)＋H(g) ΔH=－41kJ·mol－1……①，根据图2得出
2 2 2
CO(g)＋2H(g)=CH OH(l) ΔH=－91kJ·mol－1……②，根据盖斯定律，②－①ΔH=(－91kJ·mol－1)－(－
2 3
41kJ·mol－1)=－50kJ·mol－1，CO(g)＋3H(g) CHOH(l)＋HO(l) ΔH=－50kJ·mol－1，故答案为CO(g)＋
2 2 3 2 2
3H(g) CHOH(l)＋HO(l) ΔH=－50kJ·m⇌ol－1；
2 3 2
②达到⇌平衡时，消耗CO
2
物质的量浓度为(1.00－0.25)mol·L－1=0.75mol·L－1，此时消耗H
2
的物质的量浓度
为3×0.75mol·L－1=2.25mol·L－1，即v(H )= =0.225mol/(L·min)；达到平衡时，c(CO)=0.25mol·L－
2 2
1，c(H)=(3－2.25)mol·L－1=0.75mol·L－1，c(CHOH)=c(H O)=0.75mol·L－1，该反应的平衡常数K=
2 3 2
=5.3；使该比值增大，n(CHOH)增大，n(CO)减小，说明反应向正反应
3 2
方向进行，措施为降低温度或加压或增大氢气量或将HO(g)从体系中分离出来；故答案为0.225mol/
2
(L·min)；5.3；降低温度或加压或增大氢气量或将HO(g)从体系中分离出来；
2
(2)
①令达到平衡时，消耗CHOH物质的量为xmol，则生成CO的物质的量为xmol，氢气的物质的量为
3
2xmol，相同条件下，气体压强之比等于其物质的量之比，即 ，解得x=0.36，则甲醇的
平衡转化率为 60%；故答案为60%；
②当 =0.25，根据图像，此时HCHO的选择性最大，因此CHOH和氧气发生的主要反应是生成
3
HCHO，主要反应的方程式为2CHOH＋O 2HCHO(g)＋2HO；制备氢气，则氢气的选择性
3 2 2
最大，根据图像可知， =0.5；故答案为2CHOH＋O 2HCHO(g)＋2HO；0.5。
3 2 2
6．（2022·浙江绍兴·高二期末）合成气(CO+H)在煤化工和天然气化工中有着十分重要的地位，由合成气
2
可合成多种有机基础原料和产品。(1)煤化工中生产合成气的反应为： ，
①该反应的平衡常数表达式为___________
②判断该反应的自发性___________
③在恒温恒容下，同时放入 、 、 、 四种物质，下列事实能够说明反应
已达到平衡的是___________。
A．反应体系中，混合气体的密度不再改变
B．反应体系中，各组分的物质的量相等
C．反应体系中，当有 键断裂的同时有 键断裂
D．混合气体的平均相对分子质量保持不变
(2)天然气化工中生产合成气的主要反应为： ， ，在
恒容容器中按物质的量之比1∶2加入一定量的 和 ，在压强为 、不同温度下测得 的
平衡转化率如下图所示：
①请在图中画出压强为 时 的平衡转化率随温度的变化曲线___________。
②现有实验测得反应 在750℃下，以不同碳氧比[ ]投料时反
应达平衡后 的转化率及 、CO的选择性，所测数据如表所示。
已知：选择性=目标产物的产率/反应原料的转化率1∶0.25 1∶0.5 1∶1 1∶1.25
碳氧比[ ]
转化率 0.40 0.88 0.98 0.99
选择性 0.98 0.93 0.67 0.40
CO选择性 0.99 0.94 0.65 0.32
最佳碳氧比[ ]为___________。
假设按碳氧比 投料，反应容器的体积为VL，通入 和 各amol，请列式表示平衡时容
器内CO的浓度___________(用a、V的代数式表示)
【答案】(1) ， ，所以高温自发 ACD
(2) 1∶0.5
【解析】(1)
①根据化学平衡常数的数学表达式，K= ，故答案为K= ；
②该反应为吸热反应，ΔH＞0，该反应为熵增反应，即ΔS＞0，根据复合判据ΔG=ΔH－TΔS＜0，自发进
行，因此该反应在高温下自发进行，故答案为ΔH＞0，ΔS＞0，所以高温自发进行；
③A．容器为恒容，气体总体积不变，碳为固体，因此该反应为气体质量增加反应，依据密度的定义，当
气体密度不变，说明反应达到平衡，故A符合题意；
B．题中没有数据，判断达到平衡时，各组分的物质的量相等，因此各组分的物质的量相等，不能说明反应达到平衡，故B不符合题意；
C．2molH－O断裂说明有1mol水蒸气被消耗，反应向正反应方向进行，1molH－H键断裂，说明有
1molH 被消耗，反应向逆反应方向进行，且它们消耗比值等于化学计量数之比，因此反应体系中，当有
2
键断裂的同时有 键断裂，说明反应达到平衡，故C符合题意；
D．HO的相对分子质量为18，CO和H 的平均相对分子质量为15，因此气体平均相对分子质量不变时，
2 2
说明反应达到平衡，故D符合题意；
答案为ACD；
(2)
①该反应为气体体积增加的反应，增大压强，平衡向逆反应方向进行，甲烷的平衡转化率降低，因此
5.05×105Pa下甲烷平衡转化率比1.01×105Pa下的甲烷平衡转化率低，根据图像可知，该反应为吸热反应，
CH 平衡转化率随温度升高而增大，5.05×105Pa下甲烷平衡转化率与温度关系
4
；故答案为 ；
②CH 转化率、H、CO的选择性均较大时为最佳碳氧比，根据表中数据可知，最佳碳氧比为1∶0.5；目
4 2
标产物的产率= ，通入CH 和O 各amol，理论上产生CO的物质的量为amol，根据表中数据以
4 2
及选择性的定义，有0.65= ，推出n(CO)=a×0.65×0.98mol，即c(CO)= ，故答
案为1∶0.5； 。倒卖拉黑，关注更新免费领取，淘宝唯一每月更新店铺:知二教育
