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1．甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯(
)的研究所获
得的部分数据如下。回答下列问题：
(1)已知如下热化学方程式：
计算反应
的
。
(2)
与
反应生成
，部分
会进一步溴化。将
和
。
通入密闭容器，平衡时，
、
与温度的关系见下图(假设反应后的含碳物质
只有
、
和
)。
(i)图中
的曲线是 (填“a”或“b”)。
1
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(ii)
时，
的转化
，
。
(iii)
时，反应
的平衡常数
。
(3)少量
可提高生成
的选择性。
时，分别在有
和无
的条件下，将
和
，通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见
下图。
(i)在
之间，有
和无
时
的生成速率之比
。
(ii)从图中找出
提高了
选择性的证据： 。
(ⅲ)研究表明，
参与反应的可能机理如下：
①
②
③
④
2
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⑤
⑥
根据上述机理，分析
提高
选择性的原因： 。
2．逆水煤气变换体系中存在以下两个反应。
反应I：
反应Ⅱ：
在恒容条件下，按投料比
进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度
的变化如图所示。
回答下列问题。
(1)物质的标准摩尔生成焓是指由最稳定的单质合成标准压力
下单位物质的量的物质的反
应焓变，用符号
表示。
物质
3
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已知
液态水汽化需要吸收
的能量，则
。
(2)下列措施可提高
平衡产率的是_______(填字母)。
A．高温、高压
B．低温、高压
C．使用高效催化剂
D．及时分离出
(3)已知曲线②代表平衡时
的体积分数随温度变化的曲线，则曲线①、③分别代表的物
质是 、 。温度越高，
平衡时的体积分数越小的原因是 。
(4)M 点反应I 的平衡常数
，N 点时
。
(5)若按
投料，则曲线之间交点N 的位置 (填“上移”“下移”
或“不变”)。
3．为实现“碳中和”“碳达峰”，碳的循环利用是重要措施。利用氢气和CO 反应生成甲
烷，涉及的反应如下：
i．
ii．
iii．
回答下列问题：
(1)在25℃和101kPa 下，
转变为
时放出44.0kJ 热量，
的燃烧热
为
，CO 的燃烧热为
，
的燃烧热为
，则
。
(2)一定温度下，在恒容的密闭容器中进行上述反应，平衡时CO 的转化率及
的选择性
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随
变化的情况如图所示[已知
的选择性
]。
①图中表示
选择性变化的曲线是 （填“甲”或“乙”），保持
不变，
曲线甲由B 点达到A 点需要的条件为 。
②相同温度下，向恒容容器内加入
和1molCO，初始压强为10MPa，平衡时
的
物质的量为 mol，反应ii 的
（保留小数点后一位）。
(3)
催化加氢制甲醇也是碳循环的重要途径。
在某催化剂表面与氢气作用制备甲醇
的反应机理如图所示。催化循环中产生的中间体微粒共 种，
催化加氢制甲醇
总反应的化学方程式为 。
4．甲醛(
)在化工、医药、农药等方面有广泛的应用。利用甲醇一定条件下直接脱氢
可制甲醛，涉及的反应如下：
反应I：
反应Ⅱ：
已知：①平衡状态下，甲醛选择性
；甲醛的收率
5
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。
②几种物质的燃烧热(
)如下表：
物质
燃烧热
回答下列问题：
(1)
，反应I 的正反应活化能
(填“>”或“<”)逆反应活化
能
。
(2)反应I、反应Ⅱ的反应历程可表示为：
历程i：……
历程ii：
历程iii：
历程iV：
写出历程i 的反应方程式： 。
(3)将
加入容积为
的刚性密闭容器中，温度对平衡状态下
的选
择性和收率的影响如图所示。
①图中表示收率的是曲线 (填“I”或“Ⅱ”)，判断的依据是 。
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②
，反应进行到
时达到平衡，此时
的转化率为 ，
，反应I 的平衡常数
。
5．氮及其化合物之间转化的研究，对环境污染的治理和硝酸的制备具有重大意义。
回答下列问题：
(1)氨气在Pt 的催化下，会发生I、II 两个氧化反应：
I．4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g) ΔH1= - 905 kJ ·mol-1
II．4NH3(g)+3O2(g)
2N2(g)+6H2O(g) ΔH2= -1267 kJ ·mol-1
则反应III： 4NH3(g)+6NO(g)
5N2(g)+6H2O(g)的 ΔH= kJ ·mol-1。
(2)向1 L 恒容密闭容器中充入0.1 mol NH3和0.2 mol O2，以Pt 为催化剂、不同温度下发生
上述反应I、II,在反应相同的时间时，体系中含氮物质与加入氨的分子数之比δ (%)随温度
的变化如图所示。
①温度低于400 °C 时，发生的反应以 (填“I”或“II”) 为主，800 °C 时NO 的δ 数
值较大，原因可能为 。
400 °C
②
时NH3的转化率为 。
③工业采用氨催化氧化制硝酸时，应选择的条件为 (填标号)。
A．常压，400 °C，通过量纯氧
B．高压，850 °C， 通过量纯氧
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C．常压，850 °C，通过量空气
D．高压，400 °C，通过量空气
(3)向VL 密闭容器中充入5molNH3和7molNO,保持压强不变，在不同温度下发生反应III，
经过相同的时间，测得容器内N2的物质的量变化如图所示：
①温度低于T3K 时，N2的物质的量随温度的升高逐渐增大的原因是 。
T
②
3K 时，NH3的体积分数为 (保留4 位有效数字)。
6．空间站处理
的一种重要方法是对
进行收集和再生处理，重新生成可供人体呼吸
的氧气。其技术路线可分为以下三步：
Ⅰ.固态胺吸收与浓缩
在水蒸气存在下固态胺吸收
反应生成酸式碳酸盐(该反应是放热反应)，再解吸出
的简单方法是加热。
Ⅱ.
的加氢甲烷化
还原
制
的部分反应如下：
i．CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)
ii．CO(g)+3H2
CH4(g)+H2O(g)
(1)反应CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)的
。
(2)向恒容绝热的密闭容器中充入amolCO 与2amolH2，进行反应ii，下列能判断反应已达化
学平衡状态的是 ；
a．容器中混合气体密度不变 b．混合气体中
与
之比不变
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c．
d．容器内温度不变
Ⅲ.和
合成甲烷也是资源化利用的重要方法。对于上述(1)的反应
，催化剂的选择是甲烷化技术的核心。在两种
不同催化剂条件下反应相同时间，测得转化率和生成
选择性随温度变化的影响如下图
所示：
(3)高于320℃后，以Ni 为催化剂，
转化率仍在上升，其原因是 。
(4)对比上述两种催化剂的催化性能，工业上应选择的催化剂是 ，使用的合适
温度为 。
(5)控制起始时
，P=1atm，恒容条件下，若只发生反应i、ii，平衡时各物质的量
分数随温度的变化如图所示：
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①随投料比增大，CO2的转化率如何变化 (填增大，减小或者不变)。
②图中代表
的曲线是 (填“a”、“b”或“c”)；温度低于500℃时，CO 的物
质的量分数约为0，说明此条件下，反应 (填“i”或“ii”)化学平衡常数大，反
应完全。
③反应CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)的平衡常数
(用平衡分压代
替平衡浓度计算，分压总压物质的量分数)。
7．
和
是两种常见的温室气体，利用
和
生成高附加值合成气CO 和
，
以及甲烷部分催化裂解制备乙烯是目前研究的热点之一。回答下列问题：
(1)已知：
；
；
。
反应
的
；对于该反应，有利于
提高
平衡转化率的条件是 （填字母）。
A．高温高压 B．高温低压 C．低温高压 D．低温低压
(2)CO 常用于工业冶炼金属，如图是在不同温度下CO 还原三种金属氧化物达平衡后气体中
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与温度（T）的关系曲线图。下列说法正确的是________（填字母）。
A．CO 还原
的反应
B．CO 不适宜用于工业冶炼金属铬（Cr）
C．工业冶炼金属铜时较低的温度有利于提高CO 的利用率
D．工业上可以通过增高反应装置来延长矿石和CO 接触的时间，减少尾气中CO 的含量
(3)甲烷部分催化裂解制备乙烯的反应原理为
。温度为T℃，压强为100kPa 时，向体积可变的密闭容器中加入
，平衡时
转化率为40%，若温度、压强和
初始量不变，充入
作为
稀释气，平衡时
转化率为50%，则充入He 的物质的量为 mol。
(4)一定温度下，将
充入2L 的固定容积容器中发生反应
。实验测得容器内各气体分压与时间
的关系如图所示。
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①
的平衡转化率为 。
②反应的平衡常数
。
③若在该温度下，向容器中再充入
，达到平衡时，平衡混合物中
的物质的量
分数 （填“增大”“减小”或“不变”）。
8．由
催化加氢制
的反应体系中，发生的主要反应如下：
反应I：
反应II：
(1)已知：相关共价键的键能数据如表。
共价键
键能
436.0
413.4
351
462.8
试计算：断开
中的化学键所需要提供的最低能量为 。
(2)对反应I 来说，若该反应能自发进行，则该反应的熵变
0(填“>”或“<”)。
若该反应速率
，其中
、
分别为正
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反应、逆反应的速率常数，为气体的浓度。若降低温度，
(填“增大”
“减小”或“不变”)。
(3)在T℃时，向容积为
的恒容密闭容器中投入
和
，此时容器内的总压
为
，发生反应I、反应II。
①下列能说明反应I、反应II 达到平衡状态的是 (填字母)。
a．
b．容器内气体的密度不再变化
c．
和
的物质的量之比不再变化
d．
的体积分数不再变化
②实验测得平衡时
或CO 的选择性随温度的变化如图所示。
已知：
的选择性
、CO 的选择性
。
其中，表示平衡时
的选择性的是曲线 (填“i”或“ii”)；为同时提高
的平衡转化率和平衡时
的选择性，应选择的反应条件为 (填标号)。
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a．低温、低压 b．高温、高压 c．高温、低压 d．低温、高压
③若在上述条件下，反应经5min 后达平衡，
的平衡转化率为50%，CO 的选择性为
20%。则在0～5min 内
(保留2 位小数)，反应II 的平衡常数
(列出计算式即可)。
9．天然气净化厂和石油化工厂均需要处理过程气中的
、
，以实现硫资源的高效回
收和含硫污染物的减排。
(1)一般采用选择性加氢催化剂处理
，将其转化为单质硫，主要发生以下反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
则反应
的
。
理论上分析，处理
时，下列措施中能提高
的平衡转化率，同时加快反应速率的是
。
A．升高温度 B．降低温度 C．增大压强 D．增大
的浓度
(2)下图表示反应温度对选择性加氢催化剂活性的影响判断
加氢转化为
的最佳温度为
，理由是 。在
阶段
总转化率增幅较大，试推测其主要原因
。
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(3)处理
可采用高温热分解法：
。已知：组分的平衡分压
组
分的物质的量分数总压。
①保持总压不变时，在
热分解反应器中通入
，可提高
平衡转化率，其原因是
。在一定反应条件下，将
的混合气进行
热分解反应，平衡时混合
气中
分压是
的2 倍，则
平衡转化率为 。
②若
的压力转化率表示为
(
为
的初始压力，
为某时刻
的
分压)，维持温度和压强不变，一定量的
分解达到平衡时，用各组分的平衡分压表示的
平衡常数
，则平衡时
的压力转化率
。
10．随着煤和石油等不可再生能源的日益枯竭，同时在“碳达峰”与“碳中和”可持续发
展的目标下，作为清洁能源的天然气受到了广泛的关注。甲烷干重整反应(DRM)可以将两
种温室气体(
和
)直接转化为合成气(主要成分为CO 和
)，兼具环境效益和经济
效益。
(1)已知：
、CO 和
的燃烧热(ΔH)分别为
、
和
。写出甲烷干重整反应的热化学方程式： 。
(2)甲烷干重整过程中可能存在反应：
R1：
(主反应)
R2：
R3：
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R4：
R5：
各反应的
(K 为各反应的平衡常数)与温度的关系如图所示。
由图可知，为提高主反应的转化率应 (填“升高温度”或“降低温度”)。
(3)在
、进料配比
、温度为500～1000℃的条件下，甲烷干重
整过程中甲烷的转化率、
的转化率和积碳率随着温度变化的规律如图所示。
①甲烷干重整的最佳温度为 ℃。
②在最佳温度、p 条件下，向某2L 的恒容密闭容器中加入2mol
和2mol
，设只
发生R1、R2 两个反应。达平衡后，测得容器中CO 的浓度为1.4
，
的转化率为
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90%，则此时R1 反应的压强平衡常数
(保留两位有效数字，压强平衡常数
用各组分的平衡分压代替物质的量浓度进行计算，平衡分压=物质的量分数×平衡总压强)。
(4)恒容绝热条件下仅发生主反应时，下列情况能说明该反应达到平衡状态的有
___________(填标号)。
A．
和
的转化率相等
B．
C．
的体积分数保持不变
D．体系的温度不再变化
(5)合成气可以用于生成甲醇，在容积为2L 的恒容密闭容器中加入2mol
和1mol CO，
发生反应
(未配平)，各组分的物质的量随时间的变化如图所示。
0～5min 内
；15min 时改变的条件不可能是
(填标号)。
A．充入
B．充入CO C．通入惰性气体
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参考答案：
1．(1)-67
(2) b 80% 7.8 10.92
(3)
(或3：2) 5s 以后有I2催化的CH2Br2的含量逐渐降低，有I2催化的CH3Br 的
含量陡然上升 I2的投入消耗了部分CH2Br2，使得消耗的CH2Br2发生反应生成了CH3Br
【分析】根据盖斯定律计算化学反应热；根据影响化学反应速率的因素判断还行反应进行
的方向从而判断曲线归属；根据反应前后的变化量计算转化率；根据平衡时各物质的物质
的量计算平衡常数；根据一段时间内物质的含量变化计算速率并计算速率比；根据图示信
息和反应机理判断合适的原因。
【详解】（1）将第一个热化学方程式命名为①，将第二个热化学方程式命名为②。根据盖
斯定律，将方程式①乘以3 再加上方程式②，即①×3+②，故热化学方程式3CH4(g)
+3Br2(g)=C3H6(g)+6HBr(g)的∆H=-29×3+20=-67kJ·mol-1。
（2）(i)根据方程式①，升高温度，反应向吸热反应方向移动，升高温度，平衡逆向移动，
CH4(g)的含量增多，CH3Br(g)的含量减少，故CH3Br 的曲线为a；
(ii)560℃时反应达平衡，剩余的CH4(g)的物质的量为1.6mmol，其转化率α=
×100%=80%；若只发生一步反应，则生成6.4mmol CH3Br，但此时剩余
CH3Br 的物质的量为5.0mmol，说明还有1.4mmol CH3Br 发生反应生成CH2Br2，则此时生
成的HBr 的物质的量n=6.4+1.4=7.8mmol；
(iii)平衡时，反应中各组分的物质的量分别为n(CH3Br)=5.0mmol、n(Br2)=0.2mmol、
n(CH2Br2)=1.4mmol、n(HBr)=7.8mmol，故该反应的平衡常数K=
=
=10.92。
（3）(i)11~19s 时，有I2的生成速率v=
=
mmol·(L·s)-1，无I2的生成速率v=
1
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=
mmol·(L·s)-1。生成速率比
=
=
；
(ii)从图中可以看出，大约4.5s 以后有I2催化的CH2Br2的含量逐渐降低，有I2催化的CH3Br
的含量陡然上升，因此，可以利用此变化判断I2提高了CH3Br 的选择性；
(iii)根据反应机理，I2的投入消耗了部分CH2Br2，同时也消耗了部分HBr，使得消耗的
CH2Br2发生反应生成了CH3Br，提高了CH3Br 的选择性。
2．(1)
(2)BD
(3) CO2 CO 温度升高，反应I：正向移动，反应Ⅱ：逆向移动，随着温度持
续升高，反应I 正向进行的程度大于反应Ⅱ逆向进行的程度
(4) 1 3 1∶
(5)上移
【详解】（1）反应I：
，
反应Ⅱ：
，
③
，
④
，
⑤
，
⑥
，由2
+
-
⑥⑤④式可得：
，则由盖斯定律得：
；
（2）由反应I：
，反应Ⅱ：
2
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，由反应可知，增大压强、降低温
度可使平衡向着生成
的方向移动；使用高效催化剂，不能使平衡发生移动；及时分离
出H2O(g)，可使反应Ⅱ平衡向着生成CH4的方向移动，故选BD；
（3）曲线②代表平衡时
的体积分数随温度变化的曲线，温度升高，反应I 平衡正向移
动，CO 的体积分数增大，曲线③代表的物质是CO，则曲线①代表的物质是CO2；温度越
高，
平衡时的体积分数越小的原因是：温度升高，反应I：正向移动，反应Ⅱ：逆向
移动，随着温度持续升高，反应I 正向进行的程度大于反应Ⅱ逆向进行的程度；
（4）设投入的CO2和H2均为1mol，M 点平衡时
，则转化了0.5mol，
列三段式：
，
则反应I 的平衡常数
；
N 点
，设生成了CO 为xmol，列三段式：
则N 点时
3 1∶；
（5）若按
投料，相当于增加H2的投料，平衡时CH4体积分数增大，
3
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则曲线之间交点N 的位置上移。
3．(1)-206.1
(2) 甲 降低温度或增大压强 0.32 0.4
(3) 6
【详解】（1）根据燃烧热定义，求得反应
的焓变
，根据
转变为
放热44.0kJ，求得反应
；
（2）①随
增大，CO 的转化率一直变大，即曲线乙表示CO 转化率；当
增大
时，根据反应i、iii 分析，
选择性变大，当
足够大时，
选择性基本不变，
故曲线甲代表
选择性；
选择性曲线甲由B 点到A 点，即选择性变大，依据燃烧热
可求
，
，温度对反应i、、iii 影响更大，降温利
于
生成；加压对生成的
无影响，而有利于生成
，故条件为降温或加压；②根
据图像，
时，平衡时CO 转化率为40%，
选择性为90%，则平衡时：
，
，
，根据
4
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氧原子守恒可得
；根据氢原子守恒可得
，气体总物质的量为
；恒温恒容下，气体的压强之比等
于物质的量之比，则平衡时压强为
；反应ii 的
；
（3）根据循环图易判断中间体为6 种；根据循环图，
催化加氢制甲醇，产物有
，
故总反应的化学方程式为
。
4．(1) −128.8kJ/mol ＜
(2)
(3) Ⅱ CH3OH 分解反应为可逆反应，原料中CH3OH 的物质的量大于消耗CH3OH
的物质的量，转化为甲醛的CH3OH 的物质的量与产品中甲醛的物质的量相等 80%
【详解】（1）①由表格数据可得如下热化学方程式：①CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
H=−725.8kJ/mol
△
、②CO(g)+O2(g)=CO2(g)
H=−283.0kJ/mol
△
、③H2(g)+O2(g)=
H2O(l)
H=−285.8kJ/mol
△
，由盖斯定律可知，反应①—②—③×2 得到反应Ⅱ，则
△H2=(−725.8kJ/mol) −(−283.0kJ/mol)−2×(−285.8kJ/mol)=−128.8kJ/mol，故答案为：
−128.8kJ/mol；
②反应Ⅰ为放热反应，故反应I 的正反应活化能小于逆反应活化能，故答案为：＜
（2）由反应I 和历程ii 可知，历程i 的反应方程式为
，故答案为：
；
5
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（3）①甲醇分解反应为可逆反应，可逆反应不可能完全反应，则原料中甲醇的物质的量大
于消耗甲醇的物质的量，由方程式可知，转化为甲醛的甲醇的物质的量与产品中甲醛的物
质的量相等，则相同温度时，甲醛的选择性大于甲醇的收率，所以表示收率的是曲线Ⅱ，
故答案为：Ⅱ；
CH
②
3OH 分解反应为可逆反应，原料中CH3OH 的物质的量大于消耗CH3OH 的物质的量，
转化为甲醛的CH3OH 的物质的量与产品中甲醛的物质的量相等，故答案为：CH3OH 分解
反应为可逆反应，原料中CH3OH 的物质的量大于消耗CH3OH 的物质的量，转化为甲醛的
CH3OH 的物质的量与产品中甲醛的物质的量相等；
②由图可知，T1℃，反应进行到10min 达到平衡时，甲醛的收率为60%、选择性为75%，
则平衡体系中甲醛的物质的量2mol×60%=1.2mol，甲醇的物质的量为
，由题意可建立如下三段式：
由三段式数据可知，③甲醇的转化率为
，故答案为：80%；
10min
④
内一氧化碳的反应速率为
，故答案为：
；
⑤反应Ⅰ平衡常数
，故答案为：
。
5．(1)-1810
(2) II 该温度下催化剂对反应I 的催化活性更大，从而反应I 的选择性更大
75%或0.75 ( C
(3) 温度小于T3K 时，由于温度较低，反应速率较慢，尚未达到平衡状态，随温度的
6
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升高，反应逐渐接近平衡状态，生成N2的量逐渐增加 14.06%或0.1406
【详解】（1）根据盖斯定律，由
可得反应III4NH3(g)+6NO(g)
5N2(g)
+6H2O(g)的 ΔH=
；
（2）①由图可知温度低于400 °C 时以生成氮气为主，主要发生反应II，原因是：该温度下
催化剂对反应I 的催化活性更大，从而反应I 的选择性更大；
400 °C
②
时δ (N2)=30%，δ (NO)=15%，δ (NH3)=
，NH3的转化率为
75%；
③反应I 是气体分子数增大的反应，故不宜采用高压，850℃时反应I 的选择性最大，通入
过量的空气，使N2浓度增大，反应II 逆向移动，选择性减小，更有利于反应I 的发生，C
项正确；
（3）①可以从温度对平衡移动的影响来分析，由图可知，温度小于T3K 时，由于温度较低，
反应速率较慢，尚未达到平衡状态，随温度的升高，反应逐渐接近平衡状态，生成N2的量
逐渐增加；
②根据题给信息可得以下三段式：
T3K 时，NH3的体积分数为
。
6．(1)-205
(2)cd
(3)以Ni 为催化剂，CO2甲烷化速率较慢，升高温度加快反应速率，相同的时间内CO2转化
率提高
(4) Ni-CeO2 320℃
(5) 增大 b ⅱ 625
7
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【详解】（1）根据盖斯定律，反应i+ⅱ可得反应CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g)的41+
(-246)= -205kJ/mol；
（2）达到平衡状态的判断方法是“正逆反应速率相等”，“变量不变”；
a.容器中混合气体密度是定值，密度不变不能说明达到平衡状态，故a 错误；
b.混合气体中c(CH4)与c(H2O)之比是定值，始终是1：1，不能说明达到平衡状态，故b 错
误；
c.v 正(H2)=3v 逆(H2O)符合正逆反应速率相等，能说明达到平衡状态，故c 正确；
d.恒容绝热的密闭容器中温度是变量，温度不变说明达到平衡状态，故d 正确；
故选cd；
（3）高于320℃后，以Ni 为催化剂，CO2转化率仍在上升，其原因是以Ni 为催化剂，CO2
甲烷化速率较慢，升高温度加快反应速率，相同的时间内CO2转化率提高；
（4）对比上述两种催化剂，Ni-CeO2作为催化剂时甲烷的选择性高，工业上应选择的催化
剂是Ni-CeO2，320℃时转化率高选择性大，使用的合适温度为320℃；
（5）①随投料比增大，氢气过量，甲烷的转化率增大；②对于反应CO2(g)+4H2(g)
CH
⇌
4(g)
+2H2O(g) ΔH=-205kJ•mol-1，升高温度，反应逆向移动，H2的物质的量分数增大，CH4和
H2O 的物质的量分数减小，且CH4和H2O 的物质的量分数之比为1：2，故图中a、b、c 代
表的物质分别为H2O、CH4、H2；温度低于500℃时，CO 的物质的量分数约为0，说明CO
几乎完全反应，化学平衡常数越大，反应越完全，则反应ii 的化学平衡常数大；③起始时
，设CO2的起始量为a mol,变化量为x mol,则H2的起始量为4amol,列三段式计
算如下：
，M 点时，
，即4a-4x=x，整理得x=0.8a，则平衡时CO2、H2、CH4、H2O 的物质的量分
别为0.2amol、0.8amol、0.8amol、1.6amol,各气体的总物质的量为
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(0.2a+0.8a+0.8a+1.6a)mol=3.4amol,在恒温恒容下，压强之比等于物质的量之比，则
，平衡时
，平衡分压
，
，
，
，
。
7．(1) +247.3 B
(2)BC
(3)2.125
(4) 50% 0.125 减小
【详解】（1）
可得到反应
的
；该反应为吸热反应，故高温有利于正向进行，反应后气体分子数增
大，低压有利于正向进行，故选B；
（2）A．CO 还原
，温度升高，
增大，平衡左移，反应放热，故A 错误；
B．CO 还原
的反应为吸热反应，低温下，平衡常数小，工业上若使用高温，对设备
要求高，故CO 不适宜用于工业冶炼金属铬（Cr），故B 正确；
C．工业冶炼金属铜（Cu）时为放热反应，较低的温度有利于提高CO 的利用率，故C 正
确；
D．延长矿石和CO 接触的时间，不能减少尾气中CO 的含量，故D 错误；
故选BC；
（3）由题意得，
，平衡体系总物质的
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量为1.2mol
，其中
，同理，若充入xmolHe，
的转
化率为50%，
，平衡体系总物质的量为
，
，解得
；
（4））根据图知，反应后体系的总压强为
，设转化率为y，可得：
，平衡体系总物质的量为
①
解得
；
②
，即CH4、C2H4、H2平衡时物质的量浓度分别为0.25mol/L、0.125mol/L、
0.25mol/L，
；
③若在该温度下，向容器中再充入
，由于容积体积不变，压强增大，平衡逆向移
动，
转化率减小，达到平衡时，平衡混合物中
的物质的量分数减小。
8．(1)
(2) > 减小
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(3) acd i d 0.07p
【详解】（1）根据盖斯定律，将反应II-反应I 可得：
。
再依据
反应物中的键能-生成物中的键能，可得：
，
解得，
。断开
中的化学键所需要提供的最低能量为
。
（2）反应I 能自发进行，则需要在一定温度下满足
，该反应的
，
则只有
才能满足。降低温度，平衡则向放热反应方向进行(即
的方向)，即向
该反应的逆反应方向进行，所以，
减小。
（3）①无论反应I 还是反应II，
和
的计量数之比都为
可
以说明正、逆反应速率相等，所以a 项可说明反应达到平衡状态；该反应过程中气体的总
质量不变，且容器的总体积不变，则混合气体的密度为一恒量，所以项容器内气体的密
度不再变化，不能说明反应达到平衡；
只是反应I 的产物，而
则是反应I，反
应II 的共同产物，二者的物质的量之比是一变量，所以项
和
的物质的量之
比不再变化，可说明反应达到平衡状态；由于反应I 是反应前后气体的物质的量总量不变
的反应，而反应II 是反应前后气体的物质的量总量变小的反应，当反应达平衡时，
的体积分数不再变化，所以
项可说明反应达到平衡状态。
②升高温度，反应向吸热方向进行(即
的方向)，所以反应I 向正向进行，反应II 向逆
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向进行，
变少，
增多，故
的选择性应一直减小，故表示平衡时
的选择性是曲线i；增大压强，反应向气体体积减小的方向进行，若想要提高
的选
择性，应向反应II 的正反应方向进行，向反应I 的逆反应方向进行，所以应选择低温、高
压。
③在T℃时，反应达平衡时
的平衡转化率为
，则反应消耗的
为
，再依
据
的选择性为
可知，反应Ⅰ中生成的
为
，则反应II 生成
的
为
。
分别列式如下：
反应I：
反应I：
由于反应I 前后气体的物质的量不变，而反应II 是气体体积减小的反应，则反应达平衡时
气体的总物质的量为
。
根据同温同容(恒容容器)时，气体的压强与气体的总物质的量成正比，可知平衡时容器的
压强为
，其中，
所占分压为
，而反应前
所占分压为
，则
所占分压减小值为
，则
。反应达平衡时，各物质的浓度分别为
，
，则反应II 的平衡常数
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。
9．(1)
CD
(2)
时，
总转化率较高，且
转化为
的选择性也较好 该温度阶段
为催化剂的活性温度，反应速率增幅较大
(3)
分压减小，反应正向移动 50% 60%
【详解】（1）通过观察反应Ⅰ、反应Ⅱ可以知道,利用盖斯定理，可以知道反应
的
，提高
的平衡转化率，同时
加快反应速率的是，A．升高温度反应Ⅰ、反应Ⅱ逆向移动，转化率降低，不符合题意，
B．降低温度反应速率减慢，不符合题意，C．增大压强反应Ⅰ、反应Ⅱ正向移动，转化率
提高，加快反应速率，符合题意，D．增大
的浓度，正向移动，转化率提高，加快反应
速率，符合题意；答案：
、CD；
（2）
加氢转化为
的最佳温度为
，理由是
时，
总转化率较高，且
转化为
的选择性也较好，在
阶段
总转化率增幅较大，推测其主要
原因可能是该温度阶段为催化剂的活性温度，反应速率增幅较大，答案：
时，
总转化率较高，且
转化为
的选择性也较好、该温度阶段为催化剂的活性温度，反应
速率增幅较大；
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（3）对于反应
，①保持总压不变时，在
热分解反应器中通
入
，其余物质减压，对产物的分压影响更大，再根据勒夏特列原理，可知正向移动，
平衡转化率提高，其原因是
分压减小，反应正向移动；在一定反应条件下，将
的混合气进行
热分解反应，平衡时混合气中
分压是
的2 倍，
即
物质的量是
的2 倍，说明硫原子反应掉一半，故
平衡转化率为50%；②平衡
常数
，又知道
，得
，假设起
始量为2mol，得三段式
，将三段式中的数
据代入，
，得到x=0.5，压强不变，平衡时的分压
，
代入
，得到压力转化率
60%，答案：
分压减小，反
应正向移动、50%、60%；
10．(1)
(2)升高温度
(3) 900℃
(4)CD
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(5)
AC
【详解】（1）根据题干信息，甲烷干重整反应(DRM)可以将两种温室气体(
和
)直
接转化为合成气(主要成分为CO 和
)，该反应方程式为
，
、CO 和
的燃烧热(ΔH)分别为
、
和
，写出热化学方程式为①
，②
，③
，
根据盖斯定律，
得到
，故该反应的
；故答案为：
；
（2）从图中看出，随温度升高，主反应R1 及R2、R3 反应的
都增大，平衡常数增大，
平衡都正向移动，R4、R5 反应的
都减小，平衡常数减小，平衡逆向移动，但温度升高
主反应R1 的
与温度关系曲线的斜率，即正向反应程度大，转化率高，故升高温度，有
利于提高主反应的转化率；
（3）从图中可看出，随温度升高，甲烷干重整过程中甲烷的转化率增大、
的转化率增
大和积碳率减小，温度升高到900℃后
的转化率与
的转化率几乎相等，且达到
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97%以上，900℃后积碳率很低，说明几乎只发生甲烷干重整主反应R1，故甲烷干重整的
最佳温度为900℃；设R1 反应中
的物质的量变化量为xmol，R2 反应中的物质的量变
化量为ymol，由已知条件可知，平衡时
的转化率为90%，CO 的浓度为1.4mol/L，根
据三段式分析，
、
，则
，
，解得
，
，平衡时，
物质的量为0.2mol，
物质
的量为1mol，CO 物质的量为2.8mol，H2物质的量为1.2mol，H2O 物质的量为0.8mol，气
体总物质的量为6mol，平衡时气体总压强为
，R1 反应的
；
（4）A．
和
的转化率相等，不能说明该反应达到平衡状态，A 错误；
B．
，未说明反应速率表示的方向，不能体现
，不能说明该
反应达到平衡状态，B 错误；
C．随反应进行
的体积分数减小，则
的体积分数保持不变，能说明该反应达到平
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衡状态，C 正确；
D．该反应为吸热反应，随反应进行，体系的温度降低，温度不再变化，能说明该反应达
到平衡状态，D 正确；
答案选CD；
（5）从图中可看出，5min 时，
的物质的量为0.2mol，则根据
可知，消耗的
的物质的量为0.4mol，0～5min 内
；反应10～15min 处于平衡状态，15min 时，改变条件
后，
的物质的量逐渐增加，
的物质的量在原平衡状态下逐渐减小，说明
平衡正移：
A．若充入
，平衡正移，但
总量不是在原平衡基础上逐渐减小，而应是15min
时显著增加，平衡正移，
逐渐减小，A 错误；
B．充入CO，平衡正移，
的物质的量逐渐减小，
的物质的量逐渐增加，B
正确；
C．通入惰性气体，恒容密闭容器体积不变，总压增大，但各组分分压不变，平衡不移动，
C 错误；
故15min 时改变的条件不可能是AC。
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