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专题25 化学反应原理综合题——平衡主线型
考向
五年考情（2020-
2024）
命题趋势
平衡主线型化学反应原理
综合题
2024·全国甲卷
2024·新课标卷
2024·河北卷
2024·山东卷
2024·黑吉辽卷
2024·湖北卷
2024·安徽卷
2023·全国乙卷
2023·新课标卷
2023·山东卷
2023·福建卷
2023·广东卷
2023·浙江卷
2023·湖北卷
2023·湖南卷
2023·辽宁卷
2022·全国甲卷
2022·全国乙卷
2022·广东卷
2022·湖南卷
2022·山东卷
2022·海南卷
2022·福建卷
2021·山东卷
2021·浙江卷
2021·全国乙卷
2021·全国甲卷
2020·新课标Ⅰ
2020·新课标Ⅲ
2020·山东卷
2020·浙江卷
化学反应原理综合题主要考查热化学、化学反应速
率和化学平衡等主干理论知识，主要命题点有盖斯
定律的应用、反应速率和化学平衡的分析、化学平
衡常数的表达式书写与计算、反应条件的分析选
择、生产生活中的实际应用等，试题常以填空、读
图、作图、计算等形式呈现。试题一般以与生产、
生活紧密联系的物质为背景材料命制组合题，各小
题之间又有一定的独立性。主要考查学生的信息处
理能力、学科内综合分析能力，应用反应原理解决
生产实际中的具体问题，体现了“变化观念与平衡
思想”的核心素养。在近几年的相关考题中，对单
一因素影响的考查已经越来越少了，主要以“多因
素影响”出现，考查学生的综合分析判断能力。以
实际情景(场景)为背景，更能体现核心素养的要
求。而在实际生产过程中，影响因素是多元化、多
方位和多层次的。
1．（2024·全国甲卷）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：
1
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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”)。
(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
。
2
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(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
⑤
⑥
根据上述机理，分析
提高
选择性的原因： 。
2．（2024·新课标卷）
(四羰合镍，沸点43℃)可用于制备高纯镍，也是有机化合物羰基化反应的
催化剂。回答下列问题：
（1）Ni 基态原子价电子的轨道表示式为 。镍的晶胞结构类型与铜的相同，晶胞体积为
，镍原子
半径为 。
（2）
结构如图甲所示，其中含有σ 键的数目为 ，
晶体的类型为 。
（3）在总压分别为0.10、0.50、1.0、2.0MPa 下，Ni(s)和CO(g)反应达平衡时，
体积分数x 与温
度的关系如图乙所示。反应
的ΔH 0(填“大于”或“小于”)。从热力
学角度考虑， 有利于
的生成(写出两点)。
、100℃时CO 的平衡转化率α= ，该
温度下平衡常数
。
3
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（4）对于同位素交换反应
，20℃时反应物浓度随时间的变化关
系为
(k 为反应速率常数)，则
反应一半所需时间
(用k 表示)。
3．（2024·河北卷）氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1，4-二
(氯甲基)苯等可通过氯化反应制备。
（1）硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：
。
①若正反应的活化能为
，则逆反应的活化能
(用含
正的代数式表示)。
②恒容密闭容器中按不同进料比充入
和其
，测定
温度下体系达平衡时的
(
为体系初始压强，
，P 为体系平衡压强)，结果如图。
上图中温度由高到低的顺序为 ，判断依据为 。M 点
的转化率为 ，
温度下用分
压表示的平衡常数
。
③下图曲线中能准确表示
温度下
随进料比变化的是 (填序号)。
（2）1，4-二(氯甲基)苯(D)是有机合成中的重要中间体，可由对二甲苯(X)的氯化反应合成。对二甲苯浅度
氯化时反应过程为
4
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以上各反应的速率方程均可表示为
，其中
分别为各反应中对应反应物的浓度，k 为
速率常数(
分别对应反应①~
)
⑤。某温度下，反应器中加入一定量的X，保持体系中氯气浓度恒定(反
应体系体积变化忽略不计)，测定不同时刻相关物质的浓度。已知该温度下，
。
①
时，
，且
内
，反应进行到
时，
。
②
时，
，若
产物T 的含量可忽略不计，则此时
后，随T 的含量增加，
(填“增大”“减小”或“不变”)。
4．（2024·山东卷）水煤气是
的主要来源，研究
对
体系制
的影响，涉及主要反应如下：
回答列问题：
（1）
的焓变
(用代数式表示)。
（2）压力p 下，
体系达平衡后，图示温度范围内
已完全反应，
在
温度时完全
分解。气相中
，
和
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)。当温度高于
时，随温度升高c 线对应物种摩尔分数逐渐降低的原因是 。
（3）压力p 下、温度为
时，图示三种气体的摩尔分数分别为0.50，0.15，0.05，则反应
的平衡常数
；此时气体总物质的量为
，则
的
5
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物质的量为
；若向平衡体系中通入少量
，重新达平衡后，分压
将 (填
“增大”“减小”或“不变”)，
将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
5．（2024·黑吉辽卷）为实现氯资源循环利用，工业上采用
催化氧化法处理
废气：
。将
和
分别以不同起始流速通入
反应器中，在
和
下反应，通过检测流出气成分绘制
转化率( )曲线，如下图所示(较
低流速下转化率可近似为平衡转化率)。
回答下列问题：
（1）
0(填“>”或“<”)；
℃。
（2）结合以下信息，可知
的燃烧热
。
（3）下列措施可提高M 点
转化率的是_______(填标号)
A．增大
的流速
B．将温度升高
C．增大
D．使用更高效的催化剂
（4）图中较高流速时，
小于
和
，原因是 。
（5）设N 点的转化率为平衡转化率，则该温度下反应的平衡常数
(用平衡物质的量分数代替平
衡浓度计算)
（6）负载在
上的
催化活性高，稳定性强，
和
的晶体结构均可用下图表示，二者晶胞
体积近似相等，
与
的密度比为1.66，则
的相对原子质量为 (精确至1)。
6
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6．（2024·湖北卷）用
和焦炭为原料，经反应I、Ⅱ得到
，再制备乙炔是我国科研人员提出的
绿色环保新路线。
反应I：
反应Ⅱ：
回答下列问题：
（1）写出
与水反应的化学方程式 。
（2）已知
、
(n 是
的化学计量系数)。反应、Ⅱ的
与温度的关系曲线见图
1。
①反应
在
的
。
②保持
不变，假定恒容容器中只发生反应I，达到平衡时
，若将容器体积压缩到原
来的
，重新建立平衡后
。
（3）恒压容器中，焦炭与
的物质的量之比为
，
为载气。
和
下，
产率随时间
的关系曲线依实验数据拟合得到图2(不考虑接触面积的影响)。
7
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①初始温度为
，缓慢加热至
时，实验表明
已全部消耗，此时反应体系中含
物种为
。
②
下，反应速率的变化特点为 ，其原因是 。
7．（2024·安徽卷）乙烯是一种用途广泛的有机化工原料。由乙烷制乙烯的研究备受关注。回答下列问
题：
【乙烷制乙烯】
（1）
氧化脱氢反应：
计算：
（2）
直接脱氢反应为
，
的平衡转化率与温度和压强的关系如图
所示，则
0(填“>”“<”或“=”)。结合下图。下列条件中，达到平衡时转化率最接近
的是
(填标号)。
a．
b．
c．
（3）一定温度和压强下、反应i
反应ⅱ
(
远大于
)(
是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平
8
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衡常数)
①仅发生反应i 时。
的平衡转化宰为
，计算
。
②同时发生反应i 和ⅱ时。与仅发生反应i 相比，
的平衡产率 (填“增大”“减小”或“不
变”)。
【乙烷和乙烯混合气的分离】
（4）通过
修饰的Y 分子筛的吸附-脱附。可实现
和
混合气的分离。
的 与
分子的
键电子形成配位键，这种配位键强弱介于范德华力和共价键之间。用该分子筛分离
和
的优点是 。
（5）常温常压下，将
和
等体积混合，以一定流速通过某吸附剂。测得两种气体出口浓度(c)与
进口浓度(
)之比随时间变化关系如图所示。下列推断合理的是 (填标号)。
A．前
，两种气体均未被吸附
B．p 点对应的时刻，出口气体的主要成分是
C．a-b 对应的时间段内，吸附的
逐新被
替代
8．（2023·全国乙卷）硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途，如可用作农药防治小麦黑穗病，制造磁性氧
化铁、铁催化剂等。回答下列问题：
（1）在
气氛中，
的脱水热分解过程如图所示：
根据上述实验结果，可知
_______，
_______。
9
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（2）已知下列热化学方程式：
则
的
_______
。
（3）将
置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：
(Ⅰ)。平衡时
的关系如下图所示。
时，该反应的平衡
总压
_______
、平衡常数
_______
。
随反应温度升高而_______(填“增大”
“减小”或“不变”)。
（4）提高温度，上述容器中进一步发生反应
(Ⅱ)，平衡时
_______(用
表示)。在
时，
，则
_______
，
_______
(列出计算式)。
9．（2023·新课标卷）氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题：
（1）根据图1 数据计算反应
的
_______
。
（2）研究表明，合成氨反应在
催化剂上可能通过图2 机理进行(*表示催化剂表面吸附位，
表示被吸
附于催化剂表面的
)。判断上述反应机理中，速率控制步骤(即速率最慢步骤)为_______(填步骤前的标
号)，理由是_______。
10
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（3）合成氨催化剂前驱体(主要成分为
)使用前经
还原，生成
包裹的
。已知
属于立
方晶系，晶胞参数
，密度为
，则
晶胞中含有
的原子数为_______(列出计算式，
阿伏加德罗常数的值为
)。
（4）在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。
其中一种进料组成为
，另一种为
。(物质i 的摩尔分
数：
)
①图中压强由小到大的顺序为_______，判断的依据是_______。
②进料组成中含有惰性气体
的图是_______。
③图3 中，当
、
时，氮气的转化率
_______。该温度时，反应
的平衡常数
_______
(化为最简式)。
10．（2023·山东卷）一定条件下，水气变换反应
的中间产物是
。为探究该
反应过程，研究
水溶液在密封石英管中的分子反应：
Ⅰ．
Ⅱ．
研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中，
仅对反应Ⅰ有催加速作用；反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应Ⅰ建
立平衡后始终处于平衡状态。忽略水电离，其浓度视为常数。回答下列问题：
（1）一定条件下，反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为
、
，则该条件下水气变换反应的焓变
_____(用
含
的代数式表示)。
（2）反应Ⅰ正反应速率方程为：
，k 为反应速率常数。
温度下，
电离
平衡常数为
，当
平衡浓度为
时，
浓度为_____
，此时反应Ⅰ应速率
_____
(用含
和k 的代数式表示)。
11
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（3）
温度下，在密封石英管内完全充满
水溶液，使
分解，分解产物均完全
溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。
时刻测得
的浓度分别为
，反应Ⅱ达平衡时，测得
的浓度为
。体系达平
衡后
_____(用含y 的代数式表示，下同)，反应Ⅱ的平衡常数为_____。
相同条件下，若反应起始时溶液中同时还含有
盐酸，则图示点
中，
的浓度峰值
点可能是_____(填标号)。与不同盐酸相比，
达浓度峰值时，
浓度_____(填“增大”“减小”或
“不变”)，
的反应_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
11．（2023·福建卷）探究甲醇对丙烷制丙烯的影响。丙烷制烯烃过程主要发生的反应有
ⅰ．
ⅱ．
ⅲ．
已知：
为用气体分压表示的平衡常数，分压=物质的量分数×总压。在
下，丙烷单独进料
时，平衡体系中各组分的体积分数
见下表。
物质
丙烯
乙烯
甲
烷
丙烷
氢气
体积分数(%)
21
23.7
55.2
0.1
0
（1）比较反应自发进行（∆G=∆H-T∆S＜0）的最低温度，反应 ⅰ 反应 ⅱ（填“＞”或“＜”）。
（2）①在该温度下，Kp2远大于 Kp1，但φ（C3H6)和φ（C2H4)相差不大，说明反应 ⅲ 的正向进行有利于
反应 ⅰ 的 反应和反应 ⅱ 的 反应（填“正向”或“逆向”）。
②从初始投料到达到平衡，反应 ⅰ、ⅱ、ⅲ 的丙烷消耗的平均速率从大到小的顺序为： 。
③平衡体系中检测不到
，可认为存在反应：
，下列相关说法正确的
是 (填标号)。
a．
12
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b．
c．使用催化剂，可提高丙烯的平衡产率
d．平衡后再通入少量丙烷，可提高丙烯的体积分数
④由表中数据推算：丙烯选择性
(列出计算式)。
（3）丙烷甲醇共进料时，还发生反应：
ⅳ．
在
下，平衡体系中各组分体积分数与进料比的关系如图所示。
①进料比n(丙烷)
(甲醇)
时，体系总反应：
②随着甲醇投料增加，平衡体系中丙烯的体积分数降低的原因是 。
12．（2023·广东卷）配合物广泛存在于自然界，且在生产和生活中都发挥着重要作用。
（1）某有机物
能与
形成橙红色的配离子
，该配离子可被
氧化成淡蓝色的配离子
。
①基态
的
电子轨道表示式为 。
②完成反应的离子方程式：
（2）某研究小组对（1）中②的反应进行了研究。
用浓度分别为
的
溶液进行了三组实验，得到
随时间t 的
变化曲线如图。
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①
时，在
内，
的平均消耗速率= 。
②下列有关说法中，正确的有 。
A．平衡后加水稀释，
增大
B．
平衡转化率：
C．三组实验中，反应速率都随反应进程一直减小
D．体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间：
（3）R 的衍生物L 可用于分离稀土。溶液中某稀土离子(用M 表示)与L 存在平衡：
研究组配制了L 起始浓度
与L 起始浓度比
不同的系列溶液，反应平衡后
测定其核磁共振氢谱。配体L 上的某个特征H 在三个物种
中的化学位移不同，该特征H 对
应吸收峰的相对峰面积S(体系中所有特征H 的总峰面积计为1)如下表。
0
1.00
0
0
a
x
0.64
b
0.40
0.60
【注】核磁共振氢谱中相对峰面积S 之比等于吸收峰对应H 的原子数目之比；“
”表示未检测到。
①
时，
。
②
时，平衡浓度比
。
（4）研究组用吸收光谱法研究了（3）中M 与L 反应体系。当
时，测得平衡时各物
种
随
的变化曲线如图。
时，计算M 的平衡转化率 (写出
计算过程，结果保留两位有效数字)。
13．（2023·浙江卷）水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。
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水煤气变换反应：
该反应分两步完成：
请回答：
（1）
_______
。
（2）恒定总压
和水碳比[
]投料，在不同条件下达到平衡时
和
的分压
(某成分分压=总压×该成分的物质的量分数)如下表：
条件1
0.40
0.40
0
条件2
0.42
0.36
0.02
①在条件1 下，水煤气变换反应的平衡常数
___________。
②对比条件1，条件2 中
产率下降是因为发生了一个不涉及
的副反应，写出该反应方程式____。
（3）下列说法正确的是______。
A．通入反应器的原料气中应避免混入
B．恒定水碳比
，增加体系总压可提高
的平衡产率
C．通入过量的水蒸气可防止
被进一步还原为
D．通过充入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率
（4）水煤气变换反应是放热的可逆反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中
的余热(如图1 所示)，保证反应在最适宜温度附近进行。
①在催化剂活性温度范围内，图2 中b-c 段对应降温操作的过程，实现该过程的一种操作方法是______。
A．按原水碳比通入冷的原料气 B．喷入冷水(蒸气) C．通过热交换器换热
②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温，在图3 中作出
平衡转化率随温度变化的曲线____。
（5）在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应
15
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及产物分子脱附等过程。随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是
________。
14．（2023·湖北卷）纳米碗
是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，
可以由
分子经
过连续5 步氢抽提和闭环脱氢反应生成。
的反应机理和能量变化如下：
回答下列问题：
（1）已知
中的碳氢键和碳碳键的键能分别为
和
，H-H 键能为
。估算
的
_______
。
（2）图示历程包含_______个基元反应，其中速率最慢的是第_______个。
（3）
纳米碗中五元环和六元环结构的数目分别为_______、_______。
（4）1200K 时，假定体系内只有反应
发生，反应过程中压强恒定为
(即
的初始压强)，平衡转化率为α，该反应的平衡常数
为_______(用平衡分压代替平衡浓度计算，分
压=总压×物质的量分数)。
（5）
及
反应的
(
为平衡常数)随温度倒
数的关系如图所示。已知本实验条件下，
(R 为理想气体常数，c 为截距)。图中两条线几乎平
行，从结构的角度分析其原因是_______。
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（6）下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成
的反应速率的是_______(填标号)。
a．升高温度 b．增大压强 c．加入催化剂
15．（2023·湖南卷）聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。
Ⅰ．苯乙烯的制备
（1）已知下列反应的热化学方程式：
①
②
③
计算反应④
的
_______
；
（2）在某温度、
下，向反应器中充入
气态乙苯发生反应④，其平衡转化率为50%，欲将平衡
转化率提高至75%，需要向反应器中充入_______
水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)；
（3）在
、
下，以水蒸气作稀释气。
作催化剂，乙苯除脱氢生成苯乙烯外，还会发生如
下两个副反应：
⑤
⑥
以上反应体系中，芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S(
)
随乙苯转化率的变化曲线如图所示，其中曲线b 代表的产物是_______，理由是_______；
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（4）关于本反应体系中催化剂
的描述错误的是_______；
A．X 射线衍射技术可测定
晶体结构
B．
可改变乙苯平衡转化率
C．
降低了乙苯脱氢反应的活化能
D．改变
颗粒大小不影响反应速率
Ⅱ．苯乙烯的聚合
苯乙烯聚合有多种方法，其中一种方法的关键步骤是某
(Ⅰ)的配合物促进
(引发剂，X 表示卤
素)生成自由基
，实现苯乙烯可控聚合。
（5）引发剂
中活性最高的是_______；
（6）室温下，①
在配体L 的水溶液中形成
，其反应平衡常数为K；②
在水中的溶度
积常数为
。由此可知，
在配体L 的水溶液中溶解反应的平衡常数为_______(所有方程式中计量系
数关系均为最简整数比)。
16．（2023·辽宁卷）硫酸工业在国民经济中占有重要地位。
（1）我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析，该制
备过程中CuSO4·5H2O 分解的TG 曲线(热重)及DSC 曲线(反映体系热量变化情况，数值已省略)如下图所
示。700℃左右有两个吸热峰，则此时分解生成的氧化物有SO2、_______和_______(填化学式)。
（2）铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下)，副产物为亚硝基硫酸，主要反应如下：
NO2+SO2+H2O=NO+H2SO4
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2NO+O2=2NO2
(ⅰ)上述过程中NO2的作用为_______。
(ⅱ)为了适应化工生产的需求，铅室法最终被接触法所代替，其主要原因是_______(答出两点即可)。
（3）接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化：
SO2(g)+
O2(g)
SO3(g) ΔH=-98.9kJ·mol-1
(ⅰ)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度
的关系如下图所示，下列说法正确的是_______。
a．温度越高，反应速率越大
b．α=0.88 的曲线代表平衡转化率
c．α 越大，反应速率最大值对应温度越低
d．可根据不同下的最大速率，选择最佳生产温度
(ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如下图所
示，催化性能最佳的是_______(填标号)。
(ⅲ)设O2的平衡分压为p，SO2的平衡转化率为αe，用含p 和αe的代数式表示上述催化氧化反应的
Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
17．（2022·全国甲卷）金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法之
一是将金红石
2
TiO
转化为
4
TiCl ，再进一步还原得到钛。回答下列问题：
（1）
2
TiO 转化为
4
TiCl 有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：
(ⅰ)直接氯化：
-1
-2
2
2
4
2
1
p1
TiO (s)+2Cl (g)=TiCl (g)+O (g) ΔH =172kJ mol ,K =1.0 10
19
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(ⅱ)碳氯化：
-1
12
2
2
4
2
p2
TiO (s)+2Cl (g)+2C(s)=TiCl (g)+2CO(g)
ΔH =-51kJ mol ,
K =1.2 10 Pa
①反应
2
2C(s)+O (g)=2CO(g)的ΔH 为_______
-1
kJ mol
，
p
K = _______Pa。
②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是_______。
③对于碳氯化反应：增大压强，平衡_______移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡转化率
_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
（2）在
5
1.0 10 Pa
，将
2
TiO 、C、
2
Cl 以物质的量比1 2.2 2
∶
∶进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量
分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
①反应
2
C(s)
CO (g)
2CO(g)
的平衡常数
p
K
1400
℃
_______ Pa 。
②图中显示，在200℃平衡时
2
TiO 几乎完全转化为
4
TiCl ，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原
因是_______。
（3）
2
TiO 碳氯化是一个“气—固—固”反应，有利于
2
TiO
C
“固—固”接触的措施是_______。
18．（2022·全国乙卷）油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以
利用。回答下列问题：
（1）已知下列反应的热化学方程式：
①
2
2
2
2
2H S(g)+3O (g)=2SO (g)+2H O(g)
-1
1
ΔH =-1036kJ mol
②
2
2
2
2
4H S(g)+2SO (g)=3S (g)+4H O(g)
-1
2
ΔH =94 kJ mol
③
2
2
2
2H (g)+O (g)=2H O(g)
-1
3
ΔH =-484 kJ mol
计算
2
H S 热分解反应④
2
2
2
2H S(g)=S (g)+2H (g) 的
4
ΔH = ________
-1
kJ mol
。
（2）较普遍采用的
2
H S 处理方法是克劳斯工艺。即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是：利用反
应④高温热分解
2
H S 。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是________，缺点是________。
（3）在1470 K 、100 kPa 反应条件下，将
2
n(H S):n(Ar)=1:4 的混合气进行
2
H S 热分解反应。平衡时混合气
中
2
H S 与
2
H 的分压相等，
2
H S 平衡转化率为________，平衡常数
p
K = ________kPa 。
20
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（4）在1373 K 、100 kPa 反应条件下，对于
2
n(H S):n(Ar) 分别为4:1、1:1、1: 4、1:9 、1:19 的
2
H S-Ar 混
合气，热分解反应过程中
2
H S 转化率随时间的变化如下图所示。
①
2
n(H S):n(Ar) 越小，
2
H S 平衡转化率________，理由是________。
②
2
n(H S):n(Ar)=1:9 对应图中曲线________，计算其在0-0.1s 之间，
2
H S 分压的平均变化率为________
-1
kPa s
。
19．（2022·广东卷）铬及其化合物在催化、金属防腐等方面具有重要应用。
（1）催化剂
2
3
Cr O 可由
4
2
7
2
NH
Cr O 加热分解制备，反应同时生成无污染气体。
①完成化学方程式：
4
2
7
2
3
2
NH
Cr O
Cr O
______________。
②
2
3
Cr O 催化丙烷脱氢过程中，部分反应历程如图，X(g)
Y(g)
过程的焓变为_______(列式表示)。
③
2
3
Cr O 可用于
3
NH 的催化氧化。设计从
3
NH 出发经过3 步反应制备
3
HNO 的路线_______(用“→”表示含
氮物质间的转化)；其中一个有颜色变化的反应的化学方程式为_______。
（2）
2
2
7
K Cr O 溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡：
(ⅰ)
2
2
7
2
4
Cr O (aq)
H O(l)
2HCrO (aq)
2
1
3.0 10
25 C
K
(ⅱ)
2
4
4
HCrO (aq)
CrO (aq)
H (aq)
7
2
3.3 10
25 C
K
21
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①下列有关
2
2
7
K Cr O 溶液的说法正确的有_______。
A．加入少量硫酸，溶液的pH 不变
B．加入少量水稀释，溶液中离子总数增加
C．加入少量NaOH 溶液，反应(ⅰ)的平衡逆向移动
D．加入少量
2
2
7
K Cr O 固体，平衡时
2
4
HCrO
c
与
2-
2
7
c Cr O
的比值保持不变
25℃
②
时，
1
2
2
7
0.10mol L K Cr O
溶液中
2-
4
2-
2
7
c CrO
lg
c Cr O
随pH 的变化关系如图。当pH
9.00
时，设
2
2
7
Cr O 、
4
HCrO与
2
4
CrO 的平衡浓度分别为x、y、
1
zmol L
，则x、y、z 之间的关系式为_______
0.10
；计算溶液
中
4
HCrO的平衡浓度_____(写出计算过程，结果保留两位有效数字)。
③在稀溶液中，一种物质对光的吸收程度(A)与其所吸收光的波长()有关；在一定波长范围内，最大A 对
应的波长(
max
)取决于物质的结构特征；浓度越高，A 越大。混合溶液在某一波长的A 是各组分吸收程度
之和。为研究对反应(ⅰ)和(ⅱ)平衡的影响，配制浓度相同、pH 不同的
2
2
7
K Cr O 稀溶液，测得其A 随的变
化曲线如图，波长
1、
2
和
3中，与
2
4
CrO 的
max
最接近的是_______；溶液pH 从a 变到b 的过程中，
2
2
4
2
2
7
H
CrO
Cr O
c
c
c
的值_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
20．（2022·湖南卷）2021 年我国制氢量位居世界第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下列问
题：
（1）在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s) 和
2
1molH O(g) ，起始压强为0.2MPa 时，发
生下列反应生成水煤气：
22
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Ⅰ.
-1
2
2
1
C(s)+H O(g)
CO(g)+H (g)
ΔH =+131.4kJ mol
Ⅱ.
-1
2
2
2
2
CO(g)+H O(g)
CO (g)+H (g)
ΔH =-41.1kJ mol
①下列说法正确的是_______；
A．平衡时向容器中充入惰性气体，反应Ⅰ的平衡逆向移动
B．混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡
C．平衡时
2
H 的体积分数可能大于
2
3
D．将炭块粉碎，可加快反应速率
②反应平衡时，
2
H O(g) 的转化率为50%，CO 的物质的量为0.1mol 。此时，整个体系_______(填“吸收”
或“放出”)热量_______kJ，反应Ⅰ的平衡常数
p
K = _______(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
（2）一种脱除和利用水煤气中
2
CO 方法的示意图如下：
①某温度下，吸收塔中
2
3
K CO 溶液吸收一定量的
2
CO 后，
2-
-
3
3
c CO
:c HCO
=1:2 ，则该溶液的pH=
_______(该温度下
2
3
H CO 的
7
11
al
a2
K =4.6 10 ,K
5.0 10
)；
②再生塔中产生
2
CO 的离子方程式为_______；
③利用电化学原理，将
2
CO 电催化还原为
2
4
C H ，阴极反应式为_______。
21．（2022·山东卷）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
23
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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_______。
22．（2022·海南卷）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：
2
2
2
4
CO (g)+4H (g)
2H O(g)+CH (g)
催化剂
回答问题：
（1）已知：电解液态水制备
2
1mol O (g) ，电解反应的
-1
ΔH=+572kJ mol
。由此计算
2
H (g) 的燃烧热(焓)
ΔH= _______
-1
kJ mol
。
（2）已知：
2
2
2
4
CO (g)+4H (g)
2H O(g)+CH (g)
催化剂
的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1 所
示。
24
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①若反应为基元反应，且反应的ΔH 与活化能(Ea)的关系为
a
ΔH >E 。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
2
0.1mol CO 和
2
0.4mol H ，反
应平衡后测得容器中
4
n CH
=0.05mol 。则
2
CO 的转化率为_______，反应温度t 约为_______℃。
（3）在相同条件下，
2
CO (g) 与
2
H (g) 还会发生不利于氧循环的副反应：
2
2
2
3
CO (g)+3H (g)
H O(g)+CH OH(g)
催化剂
，在反应器中按
2
2
n CO
:n H
=1:4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
3
CH OH 、
4
CH 浓度(
-1
μmol L
)如下表所示。
催化剂
t=350℃
t=400℃
3
c(CH OH)
4
c CH
3
c CH OH
4
c(CH )
催化剂
Ⅰ
10.8
12722
345.2
42780
催化剂
Ⅱ
9.2
10775
34
38932
在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应，0~2min 生成
3
CH OH 的平均反应速率为_______
-1
-1
μmol L
min
；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_______。
25
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23．（2022·福建卷）异丙醇
可由生物质转化得到，催化异丙醇脱水制取高值化学品丙烯
的
工业化技术已引起人们的关注，其主要反应如下：
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题：
（1）已知
，则
燃烧生成
和
的热化学方程式为_______。
（2）在
下，刚性密闭容器中的反应体系内水蒸气浓度与反应时间关系如下表：
反应时间
0
4
8
12
t
20
浓度
0
244
0
3200
360
0
4000
4100
①
内，
_______
；
t_______16(
②
填“>”“<”或“=”)。
（3）在恒温刚性密闭容器中，反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡的判据是_______(填标号)。
a.
的分压不变 b.混合气体密度不变
c.
d.
（4）在一定条件下，若反应Ⅰ、Ⅱ的转化率分别为98%和40%，则丙烯的产率为_______。
（5）下图为反应Ⅰ、Ⅱ达到平衡时
与温度的关系曲线。
(已知：对于可逆反应
，任意时刻
，式中
)表示物质
×的分压)
①在
恒压平衡体系中充入少量水蒸气时，反应Ⅰ的的状态最有可能对应图中的_______点(填“甲”
“乙”或“丙”)，判断依据是_______。
②
时，在密闭容器中加入一定量的
，体系达到平衡后，测得
的分压为
，则水蒸气
26
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的分压为_______
(用含x 的代数式表示)。
24．（2021·山东卷）2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加剂。在催化剂作用下，可通过甲醇与
烯烃的液相反应制得，体系中同时存在如图反应：
反应Ⅰ：
+CH3OH
△H1
反应Ⅱ：
+CH3OH
△H2
反应Ⅲ：
△H3
回答下列问题：
（1）反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ以物质的量分数表示的平衡常数Kx与温度T 变化关系如图所示。据图判断，A 和B
中相对稳定的是__(用系统命名法命名)；
的数值范围是___(填标号)。
A．<-1 B．-1～0 C．0～1 D．>1
（2）为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入1.0molTAME，控制温度为353K，测得
TAME 的平衡转化率为α。已知反应Ⅲ的平衡常数Kx3=9.0，则平衡体系中B 的物质的量为___mol，反应Ⅰ
的平衡常数Kx1=___。同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应Ⅰ的化学平衡将__(填
“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)平衡时，A 与CH3OH 物质的量浓度之比c(A)：c(CH3OH)=___。
（3）为研究反应体系的动力学行为，向盛有四氢呋喃的另一容器中加入一定量A、B 和CH3OH。控制温
度为353K，A、B 物质的量浓度c 随反应时间t 的变化如图所示。代表B 的变化曲线为__(填“X”或“Y”)；
t=100s 时，反应Ⅲ的正反应速率v 正__逆反应速率v 逆(填“＞”“＜”或“=)。
27
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25．（2021·浙江卷）含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品。请回答：
（1）实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量
：
。判断该反应的自发性并说
明理由_______。
（2）已知
。
时，在一恒容密闭反应器中充
入一定量的
和
，当反应达到平衡后测得
、
和
的浓度分别为
、
和
。
①该温度下反应的平衡常数为_______。
②平衡时
的转化率为_______。
（3）工业上主要采用接触法由含硫矿石制备硫酸。
①下列说法正确的是_______。
A．须采用高温高压的反应条件使
氧化为
B．进入接触室之前的气流无需净化处理
C．通入过量的空气可以提高含硫矿石和
的转化率
D．在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收
以提高吸收速率
②接触室结构如图1 所示，其中1~4 表示催化剂层。图2 所示进程中表示热交换过程的是_______。
A．
B．
C．
D．
E.
F.
G.
28
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③对于放热的可逆反应，某一给定转化率下，最大反应速率对应的温度称为最适宜温度。在图3 中画出反
应
的转化率与最适宜温度(曲线Ⅰ)、平衡转化率与温度(曲线Ⅱ)的关系曲线
示意图(标明曲线Ⅰ、Ⅱ)_______。
（4）一定条件下，在
溶液体系中，检测得到pH-时间振荡曲线如图4，同时观察到
体系由澄清→浑浊→澄清的周期性变化。可用一组离子方程式表示每一个周期内的反应进程，请补充其中
的2 个离子方程式。
Ⅰ.
Ⅱ.
_______
①
；
Ⅲ.
；
Ⅳ.
_______
②
。
26．（2021·全国乙卷）一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有
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机合成中的碘化剂。回答下列问题：
（1）历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，Liebig 误认为是ICl，从而错过了一种新元
素的发现，该元素是_______。
（2）氯铂酸钡(
)固体加热时部分分解为
、
和
，376.8℃时平衡常数
，在一硬质玻璃烧瓶中加入过量
，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气(然后将
支管封闭)，在376.8℃，碘蒸气初始压强为
。376.8℃平衡时，测得烧瓶中压强为
，则
_______
，反应
的平衡常数K=_______(列出计算式即可)。
（3）McMorris 测定和计算了在136~180℃范围内下列反应的平衡常数
。
得到
和
均为线性关系，如下图所示：
①由图可知，NOCl 分解为NO 和
反应的
_______0(填“大于”或“小于”)
②反应
的K=_______(用
、
表示)：该反应的
_______0(填“大于”或“小
于”)，写出推理过程_______。
（4）Kistiakowsky 曾研究了NOCl 光化学分解反应，在一定频率(v)光的照射下机理为：
其中
表示一个光子能量，
表示NOCl 的激发态。可知，分解1mol 的NOCl 需要吸收_______mol
光子。
27．（2021·全国甲卷）二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列问题：
（1）二氧化碳加氢制甲醇的总反应可表示为：
30
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该反应一般认为通过如下步骤来实现：
①
②
总反应的
_______
；若反应①为慢反应，下列示意图中能体现上述反应能量变化的是
_______(填标号)，判断的理由是_______。
A．
B．
C．
D．
（2）合成总反应在起始物
时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数
为
，在
℃下的
、在
下的
如图所示。
①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式
_______；
②图中对应等压过程的曲线是_______，判断的理由是_______；
③当
时，
的平衡转化率
____，反应条件可能为___或___。
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28.（2020·新课标Ⅰ）硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧
化：SO2(g)+
O2(g)
SO3(g) ΔH=−98 kJ·mol−1。回答下列问题：
（1）钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程
式为：_______________________________________。
（2）当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5MPa、2.5MPa 和
5.0MPa 压强下，SO2平衡转化率α 随温度的变化如图所示。反应在5.0MPa、550℃时的α=__________，判
断的依据是______________________。影响α 的因素有____________________________。
（3）将组成(物质的量分数)为2m% SO2(g)、m% O2(g)和q% N2(g)的气体通入反应器，在温度t、压强p 条
件下进行反应。平衡时，若SO2转化率为α，则SO3压强为___________，平衡常数Kp=___________(以分
压表示，分压=总压×物质的量分数)。
（4）研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：v=k(
−1)0.8(1−nα')。式中：k 为反应速率常数，随温度
t 升高而增大；α 为SO2平衡转化率，α'为某时刻SO2转化率，n 为常数。在α'=0.90 时，将一系列温度下的
k、α 值代入上述速率方程，得到v~t 曲线，如图所示。
曲线上v 最大值所对应温度称为该α'下反应的最适宜温度tm。t<tm时，v 逐渐提高；t>tm后，v 逐渐下降。
原因是__________________________。
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29.（2020·新课标Ⅲ）二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题：
（1）CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C2H4)∶n(H2O)=__________。当反应达到
平衡时，若增大压强，则n(C2H4)___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
（2）理论计算表明，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)=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x 随温度T 的变化如图所示。
图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是______、______。CO2催化加氢合成C2H4反应的ΔH______0(填
“大于”或“小于”)。
（3）根据图中点A(440K，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数Kp=_________(MPa)−3(列出计算式。以分
压表示，分压=总压×物质的量分数)。
（4）二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压
强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当___________________。
30.（2020·山东卷）探究CH3OH 合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH 的产率。以CO2、H2
为原料合成CH3OH 涉及的主要反应如下：
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
回答下列问题：
（1）
_________
。
（2）一定条件下，向体积为VL 的恒容密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应，达到平衡
时，容器中CH3OH(g)为ɑ mol，CO 为b mol，此时H2O(g)的浓度为__________mol
L
﹒
-1(用含a、b、V 的代
数式表示，下同)，反应Ⅲ的平衡常数为___________。
（3）不同压强下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3 投料，实验测定CO2
平衡转化率和CH3OH 的平衡产率随温
度的变化关系如下图所示。
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已知：CO2的平衡转化率=
CH3OH 的平衡产率=
其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图___________(填“甲”或“乙”)；压强p1、p2、p3由大到小的顺序
为___________；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是___________。
（4）为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH 的平衡产率，应选择的反应条件为_________(填标号)。
A.低温、高压 B.高温、低压 C.低温、低压 D.高温、高压
31.（2020·浙江卷）研究CO2氧化C2H6制 C2H4对资源综合利用有重要意义。相关的主要化学反应有：
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
已知：298K 时，相关物质的相对能量(如图1)。
可根据相关物质的相对能量计算反应或变化的
(
随温度变化可忽略)。例如：
。
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请回答：
（1）①根据相关物质的相对能量计算
_____
。
②下列描述正确的是_____
A 升高温度反应Ⅰ的平衡常数增大
B 加压有利于反应Ⅰ、Ⅱ的平衡正向移动
C 反应Ⅲ有助于乙烷脱氢，有利于乙烯生成
D 恒温恒压下通水蒸气，反应Ⅳ的平衡逆向移动
③有研究表明，在催化剂存在下，反应Ⅱ分两步进行，过程如下：
，且第二步速率较慢(反应活化能为
)。根据相关物质的相对能量，画出反应Ⅱ分两步进行的“能量-反应过程图”，起点从
的能量
，开始(如图2)_____。
（2）①CO2和 C2H6按物质的量1:1 投料，在923K 和保持总压恒定的条件下，研究催化剂X 对“CO2氧化
C2H6制 C2H4”的影响，所得实验数据如下表：
催化剂
转化率
转化率
产率
催化剂X
19.0
37.6
3.3
结合具体反应分析，在催化剂X 作用下，CO2氧化C2H6的主要产物是___________________________，判
断依据是_________________________________________________________________。
②采用选择性膜技术(可选择性地让某气体通过而离开体系)可提高C2H4的选择性(生成C2H4的物质的量与
消耗C2H6的物质的量之比)。在773K，乙烷平衡转化率为9.1％，保持温度和其他实验条件不变，采用选
择性膜技术，乙烷转化率可提高到11.0％。结合具体反应说明乙烷转化率增大的原因是_________________
__________________________________________。
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