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易错专题13 化学平衡图像和计算
聚焦易错点：
易错点一
►
化学平衡图像
易错点二
►
化学平衡计算
典例精讲
易错点一 化学平衡图像
【易错典例】
例1(1) 用O2将HCl 转化为Cl2，可提高效益，减少污染。新型RuO2催化剂对上述HCl 转化为Cl2的总反应
[2HCl(g)＋
1
2O2
H2O(g)＋Cl2(g) ΔH]具有更好的催化活性，
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αHCl～T 曲线如下图：
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αHCl～T 曲线的示意图，并简要说明理由_________ 。
③下列措施中，有利于提高αHCl的有________。
A．增大n(HCl) B．增大n(O2) C．使用更好的催化剂 D．移去H2O
（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、CO2和H2)在催化剂作用下合
成甲醇，发生的主要反应如下：①CO(g) ＋2H2(g)
CH3OH(g)ΔH1②CO2(g) ＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2③CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g)ΔH3，回答下列问题：
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________。
1
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②合成气组成n(H2)/n(CO＋CO2)＝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。
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________________。
【答案】(1)①＜ K(A) ②见下图
增大压强，平衡右移，αHCl增大，相同温度下，HCl 的平衡转化率比之前的大③BD
（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 p3＞p2＞p1 温度恒定时，反应①为
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，
2
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加压对其平衡无影响，故增大压强时，有利于α(CO)增大
【解析】(1)①结合题中αHCl～T 图像可知，随着温度升高，αHCl降低，说明升高温度平衡逆向移动，得出
正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
2O2(g)
H2O(g)＋Cl2(g)的特点，增大压强平衡向右移动，αHCl增大，则相同温度下，HCl 的平衡转
化率比增压前的大，曲线如答案中图示所示。③有利于提高αHCl，则采取措施应使平衡2HCl(g)＋1
2O2(g)
H2O(g)＋Cl2(g)正向移动。A 项，增大n(HCl)，则c(HCl)增大，虽平衡正向移动，但αHCl减小，错
误；B 项，增大n(O2)即增大反应物的浓度，D 项，移去H2O 即减小生成物的浓度，均能使平衡正向移动，
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，p1→p2→p3，α(CO)增大，因此综合分析可知p3＞p2＞p1。
【解题必备】
1.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。
3
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2.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)”。
【变式突破】
1.以石灰石为原料通过系列反应将硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程
中产生的CO 又会与CaSO4发生化学反应，降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：
CaSO4 (s)＋CO (g)
CaO(s)＋SO2 (g)＋CO2 (g)ΔH1＝＋218.4 kJ·mol－1(反应Ⅰ)
CaSO4(s)＋4CO(g)
CaS(s)＋4CO2(g)ΔH2＝－175.6 kJ·mol－1(反应Ⅱ)
(1)对于有气体参与的反应，表示平衡常数 Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度
c(B)，则反应Ⅰ的Kp＝______________________(用表达式表示)。
(2)假设某温度下，反应Ⅰ的速率(v1)小于反应Ⅱ的速率(v2)，则如下图反应过程能量变化示意图正确的是
____________(填字母，下同)。
(3)如图为实验测得不同温度下反应体系中CO 初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS 质量百分数的关系
曲线。则降低该反应体系中产生的SO2生成量的措施有________。
A.向该反应体系中投入生石灰 B.在合适的温度区间内控制较低的反应温度
C.降低CO 的初始体积百分数 D.提高反应体系的温度
4
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【答案】（1）（2）B（3）AB
【解析】(1)C 由题意可知，平衡常数等于气体生成物二氧化硫、二氧化碳浓度幂之积除以气体反应物一氧
化碳浓度幂之积，所以反应Ⅰ的Kp＝。(2)反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，则A、D 错误；反应Ⅰ
的速率(v1)小于反应Ⅱ的速率(v2)，则反应Ⅱ的活化能较小，则C 错误、B 正确。（3）投入生石灰，生石
灰与二氧化硫反应，SO2生成量减小，正确；较低的反应温度，反应Ⅰ逆向进行，SO2生成量减小，正确；
由图象可知，减小CO 的初始体积百分数，减小CaS 的质量分数，增大二氧化硫的排放，错误；提
高反应体系的温度，不利于二氧化硫的减少，错误。答案选AB。
2.①将一定量的CO2(g)和CH4(g)通入一恒容密闭容器中发生反应:CO2(g)+CH4(g)
2CO(g)+2H2(g)。其他
条件相同,在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ)作用下反应相同时间后,体系中CO 含量随反应温度的变化如下图所示。
在a 点与b 点对应的反应条件下,反应继续进行一段时间后达到平衡,平衡常数Ka (填“>”、“<”
或“=”)Kb;c 点CO 含量高于b 点的原因是 。
②为了探究反应CO2(g)+CH4(g)
2CO(g)+2H2(g)的反应速率与浓度的关系,起始时向恒容密闭容器中通入
CH4与CO2,使其物质的量浓度均为1.0 mol·L-1。平衡时,根据相关数据绘制出两条反应速率-浓度关系曲线:
v 正-c(CH4)和v 逆-c(CO)。
则与曲线v 正-c(CH4)相对应的是上图中曲线 (填“甲”或“乙”);该反应达到平衡后,某一时刻降低温
度,反应重新达到平衡,平衡常数减小,则此时曲线甲对应的平衡点可能为 (填字母,下同),曲线乙
对应的平衡点可能为 。
【答案】 ①= c 点与b 点反应均未达到平衡,但c 点温度高于b 点,反应速率更快,相同时间内生成CO 的量
更多,所以c 点CO 的含量更高 ②乙 E B
【解析】①a,b 两点温度相同,平衡常数相等。②起始时投入CH4和CO2,随着反应的进行,v 正(CH4)递减,v 逆
(CO)递增(从零开始),所以曲线甲表示v 逆-c(CO),曲线乙表示v 正-c(CH4);温度降低,反应速率减小,新平衡
的平衡常数减小,则平衡逆向移动,CH4的浓度变大(B 点),CO 的浓度变小(E 点)。
3.SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化后制取硫酸或者硫酸铵,其中SO2发生催化氧化的反应为2SO2(g)
5
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+O2(g)
2SO3(g)。若在T1 ℃、0.1 MPa 条件下,往一密闭容器通入SO2和O2[其中n(SO2)∶n(O2)=2∶1],测
得容器内总压强与反应时间如右上图所示。
①该反应的化学平衡常数表达式:K= 。
②图中A 点时,SO2的转化率为 。
③计算SO2催化氧化反应在图中B 点的压强平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算,
分压=总压×物质的量分数)。
④若在T2 ℃、其他条件不变的情况下测得压强的变化曲线如上图所示,则T1 (填“>”、“<”或
“=”)T2;其中C 点的正反应速率vC(正)与A 点的逆反应速率vA(逆)的大小关系为vC(正) (填“>”、
“<”或“=”)vA(逆)。
【答案】①
c
2(SO3)
c
2(SO2)·c(O2)
②45% ③24 300 (MPa)-1④< >
【解析】②设SO2、O2起始物质的量分别为2a mol、a mol,转化物质的量为2x mol、x mol。
2SO2(g) +O2(g)
2SO3(g)
起始/mol: 2a a 0
转化/mol: 2x x 2x
平衡/mol: 2a-2x a-x 2x
(2a-2 x )+(a- x )+2 x
2a+a
=0.085
0.1 ,解得x=0.45a
转化率=2 x
2a×100%=45%
③ 2SO2(g) +O2(g)
2SO3(g)
起始/mol: 2a a 0
转化/mol: 2x x 2x
平衡/mol: 2a-2x a-x 2x
(2a-2 x )+(a- x )+2 x
2a+a
=0.07
0.1 ,解得x=0.9a
6
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Kp=
(0.07 MPa×
1.8a
0.2a+0.1a+1.8a )
2
(0.07 MPa×
0.2a
0.2a+0.1a+1.8a )
2×(0.07 MPa×
0.1a
0.2a+0.1a+1.8a )
=24 300(MPa)-1
④先达到平衡的反应速率快,则温度高,T1<T2;A 点时,未达到平衡,则vA (正)>vA (逆),C 点时,达到平衡状态,
vC (正) =vC (逆),T2>T1,温度越高,反应速率越快,则vC (正) =vC(逆)>vA (正)>v A (逆),因此vC
(正)>vA(逆)。
易错点二 化学平衡计算
【易错典例】
例2（Ⅰ.二甲醚是一种重要的清洁燃料，可以通过CH3OH 分子间脱水制得：2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)＋
H2O(g) ΔH＝－23.5kJ·mol－1。在t1℃，恒容密闭容器中建立上述平衡，体系中各组分浓度随时间变化
如图所示。
(1)该条件下反应平衡常数表达式K＝___________________________；在t1 ℃时，反应的平衡常数为
________，达到平衡时n(CH3OCH3):n(CH3OH): n(H2O)=_____________________。
(2)相同条件下，若改变起始浓度，某时刻各组分浓度依次为：c(CH3OH)＝0.4 mol·L－1、c(H2O)＝0.6
mol·L－1、c(CH3OCH3)＝2.4mol·L－1，此时正、逆反应速率的大小：v 正________v 逆(填“>”、“<”或
“＝”)，反应向______反应方向进行(填“正”或“逆”)。
Ⅱ.已知可逆反应：M(g)＋N(g)
P(g)＋Q(g) ΔH＞0，请回答下列问题：
(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)＝1 mol·L－1，c(N)＝2.4 mol·L－1。达到平衡后，M 的转
化率为60%，此时N 的转化率为____________。
(2)若反应温度升高，M 的转化率__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)＝4mol·L－1，c(N)＝a mol·L－1；达到平衡后，c(P)
＝2 mol·L－1，a＝____________。
【答案】Ⅰ.(1) 5 5:2:4 (2) < 逆Ⅱ.(1)25% (2)增大 (3)6
【解析】(1)平衡常数表达式K＝；由图像知，反应在t1 时达到平衡，平衡时各物质的浓度分别为
c(CH3OCH3)＝1 mol·L－1，c(H2O)＝0.8 mol·L－1，c(CH3OH)＝0.4 mol·L－1，则该温度下，反应的平衡常
数K＝＝5；达到平衡时n(CH3OCH3):n(CH3OH): n(H2O)=1.0:0.4:0.8=5:2:4；(2)根据Qc＝＝9>K，则反应逆
向进行， v(正)<v(逆)。Ⅱ.(1) M 的转化率为60%，则M 减少了1 mol·L-1×60％=0.6 mol·L-1，由方程
式可知N 也减少了0.6 mol·L-1，N 的转化率为×100%=25%；(2)该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向
7
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移动，则M 的转化率增大；(3)由(1)可知平衡时M、N、P、Q 的浓度分别为0.4 mol·L-1、1.8 mol·L-1、
0.6 mol·L-1、0.6 mol·L-1，则该温度下的平衡常数为：K==0.5，当反应物的起始浓度分别为c(M)＝
4mol·L－1，c(N)＝a mol·L－1时，根据三段式：
则平衡常数K==0.5，解得a=6。
【解题必备】
1.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：
＝Qc，称为浓度商：
；
利用化学平衡常数判断可逆反应的热效应：
。
2．化学平衡的计算
“三段式”法是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意清楚条理地列出起始量、
转化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。举例如下：
(1)则A 的转化率α(A)＝×100%。
(2)D 的物质的量分数＝×100%。
(3)起始与平衡时的压强比：＝。
(4)平衡时混合气体的平均相对分子质量＝。
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【变式突破】
4．亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，可由NO 和Cl2 反应得到，化学方程式为2NO(g)＋Cl2(g)
2NOCl(g)。
(1)氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯，涉及如下反应：
①2NO2(g)＋NaCl(s)
NaNO3(s)＋NOCl(g)
②4NO2(g)＋2NaCl(s)
2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)
③2NO(g)＋Cl2(g)
2NOCl(g)
设反应①②③对应的平衡常数依次为K1、K2、K3，则K1、K2、K3之间的关系为____________。
(2)300 ℃时，2NOCl(g)
2NO(g)＋Cl2(g)。
正反应速率的表达式为v 正＝k·cn(NOCl)(k 为速率常数，只与温度有关)，测得速率与浓度的关系如表所
示：
序号
c(NOCl)/mol·L－1
v/mol·L－1·s
－1
①
0.30
3.60×10－9
②
0.60
1.44×10－8
③
0.90
3.24×10－8
n＝________，k＝________。
(3)在1 L 恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)，在不同温度下测得c(NOCl)与时间t 的关系
如图A 所示：
①反应开始到10 min 时NO 的平均反应速率v(NO)＝________ mol·L－1·min－1。
②T2时该反应的平衡常数K 为________。
③Cl2的平衡转化率为________________。
(4)在密闭容器中充入NO(g)和Cl2(g)，改变外界条件[温度、压强、、与催化剂的接触面积]，NO 的转化率
变化关系如图B 所示。X 代表________。
【答案】(1)K2·K3＝K(2)2 4.0×10－8 L· mol－1·s－1(3)①0.1 ②2 ③50%(4)压强或
【解析】(1)根据盖斯定律知，①×2－②＝③，从而可推知平衡常数之间的关系。(2)将①②组数据代入
表达式计算，＝＝4，解得n＝2。再代入任意一组数据可计算出k 值。:(3)①10 min 时，c(NOCl)＝1
mol·L－1，则转化的NO 的物质的量为1 mol，则v(NO)＝＝0.1 mol·L－1·min－1。②平衡常数K＝＝2。
③Cl2的平衡转化率为×100%＝50%。(4)根据图A，T2下反应速率较大，说明T2大于T1，而T2下达到平衡状
态时，c(NOCl)较小，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，故正反应是放热反应。观察图B，随着X 的
增大，NO 的转化率增大，说明平衡向正反应方向移动，该可逆反应的正反应是气体分子数减小的反应，且
正反应是放热反应，X 代表压强或。与催化剂的接触面积大小只影响化学反应速率，不会使平衡移动，即
不改变转化率。
5．“绿水青山就是金山银山”，近年来，绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。
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(I)汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。
请回答下列问题：
(1)已知：
若某反应的平衡常数表达式为
，则此反应的热化学方程式为_______。
(2)
在一定条件下可发生分解：
，一定温度下，在恒容密闭容器中充入一
定量
进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是_____(填字母)。
A．
和
的浓度比保持不变 B．容器中压强不再变化
C．
D．气体的密度保持不变
(Ⅱ)甲醇、乙醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便，都是重要的化工原料，有着重要的用途和应用前景，
可以用多种方法合成。 CO2(g) + 3H2(g)
CH3OH(g) + H2O(g)
(3)将
和
按物质的量之比1：3 充入体积为2.0L 的恒容密闭容器中反应生成
，如图1 表示
压强为0.1 MPa 和5.0 MPa 下
转化率随温度的变化关系。
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①a、b 两点化学反应速率分别用
，表示，则
_____
(填“大于”、“小于”或“等于”)
②列出a 点对应的平衡常数表达式K= ____________________。
(4)在1.0 L 恒容密闭容器中投入1 mol
和2.75 mol
发生反应：CO2(g) + 3H2(g)
CH3OH(g) +
H2O(g)，实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醇的物质的量变化如图2 所示，下列说法正确的是
________。
A．该反应的正反应为放热反应
B．压强大小关系为P1＜P2＜P3
C．M 点对应的平衡常数K 的值约为
D．在
及512 K 时，图中N 点
(5)
催化加氢合成乙醇的反应为：2CO2(g) + 6H2(g)
C2H5OH(g) + 3H2O(g)
；m 代表起始时的投料
比，即
。
①图3 中投料比相同，温度
，则该反应的焓变
_______0(填
)。
②m=3 时，恒压条件下各物质的物质的量分数与温度的关系如图4 所示，则曲线b 代表的物质为
_________(填化学式)。
【答案】Ⅰ．(1)
(2)B Ⅱ．(3)①大于②
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（4）AC （5）①＜ ②CO2
【解析】Ⅰ．(1)某反应的平衡常数表达式为
，发生反应为
根据盖斯定律，②×2−③−①得出：
；
(2)A．NO2和O2的浓度比始终都不变，不能确定反应是否达到化学平衡状态，a 错误；
B．该反应为气体体积增大的反应，压强为变量，容器中压强不再变化，说明各组分的浓度不再变化，反
应已达到化学平衡状态，b 正确；
C．应为v 正(NO2)=2v 逆(N2O5)才表明达到化学平衡状态，c 错误；
D．该反应前后都是气体，气体总质量、气体体积为定值，则密度为定值，不能根据密度判断平衡状态，d
错误；答案选b；
Ⅱ．(3)a、b 两点温度相同，正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，二氧化碳转化率增大，
故压强曲线A 大于曲线B，压强越大反应速率越快，故反应速率Va大于Vb；
(4)A．由图可知，随着温度升高，平衡时甲醇的物质的量在减小，所以升温平衡向逆反应方向移动，则正
反应为放热反应，故A 正确；
B．由图可知，作一条等温线，因为该反应为气体体积减小的反应，压强越大，平衡时甲醇的物质的量也
越大，所以P1＜P2＜P3，故B 错误；
C．由图可知，M 点对应的甲醇产量为0.25mol，则
所以K=
=1.04×10−2；故C 正确；
D．由图可知，在p2及512K 时，N 点甲醇的物质的量还小于平衡时的量，所以应该正向移动，则v(正)＞v(逆)，
故D 错误；
答案选AC；
12
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(5)①由图3 可知，相同压强下，温度越高氢气转化率越小，说明升高温度反应向逆向移动，正反应放热，
△H＜0；
②温度升高，反应逆向进行，所以产物的物质的量是逐渐减少的，反应物的物质的量增大，由图可知，根
据反应计量系数关系，曲线a 代表的物质为H2，b 表示CO2，c 为H2O，d 为C2H5OH。
6．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)。
13
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(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_______。
【答案】(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<Y，则达到平衡时BD 物质转化量大于BL 物质转化量，平衡状态BD 物质的量较小，根据图
示可知，表示xBL 变化的曲线是a 或c；该平衡状态下BL 的分压是0.48×3.0×103kPa，BD 的分压是
14
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0.36×3.0×103kPa，H2的压强近似等于总压，故反应I 平衡常数Kp=
=
Kpa-2=8.3×10-8kPa-2；以BL 为原料时，根据题给反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知，体系总物
质的量的增加量正好是BD 参与反应Ⅱ、Ⅲ的量，也正好是H2O(g)的物质的量，设t1时BL 转化了amol，BD
转化了bmol，则体系总物质的量为(5.0×10-3+b)mol，得到
、
，求得
a=
、b=
，则t1时刻
=0.08；此时BD 的产率为
39%。
（3）依题意，反应I 是正向放热过程，以BL 为初始原料，温度升高则平衡逆向移动，温度越高，反应速
率越快，达到平衡时的时间越短，
越小，
的值越大；相同温度时，压强增大，BD
的比重增大，
增大，又可忽略压强对反应速率的影响，则
最大即
最小，
对应曲线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。
考点精练
1．（2024·辽宁大连·一模）乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志。一定条件下
和
合成乙烯的反应为
。向1L 恒容密闭容器中充入1mol
和3mol
，测得不同温度下
的平衡转化率及催化剂的催化效率如题图所示。下列说法正确的是
15
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A．升高温度，平衡向逆反应方向移动，催化剂的催化效率降低
B．图中M 点乙烯的体积分数约为7.7%
C．250℃时，当
的转化率位于
点时，保持其他条件不变，仅延长反应时间不可能使转化率达到
50%
D．向N 点的平衡体系中充入1mol
和3mol
，其他条件不变，再次达到平衡时，
增大
2．（2024·广东佛山·二模）在恒容密闭容器中发生反应：
，Y 的平衡转化率
按不同投料比
(
)随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A．
B．平衡常数：
C．当容器内气体密度不变时，反应达到平衡
16
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D．
温度下增大压强，c 点向a 点方向移动
3．（2024·黑龙江·二模）中国积极推动技术创新，力争2060 年实现碳中和。CO2催化还原的主要反应有：
①
②
向恒温恒压的密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2进行上述反应。CH3OH 的平衡产率、CO2的平衡转化率
随温度变化关系如图。下列说法错误的是
A．反应②的
B．若气体密度不再变化，反应①和②均达到平衡状态
C．任一温度下的平衡转化率：
D．平衡时
随温度升高先增大后减小
4．（2024·重庆·一模）利用传感技术可探究压强对化学平衡
的影响。往注射器中充
入适量
气体保持活塞位置不变达到平衡(图甲)；恒定温度下，分别在
时快速移动注射器活塞后保
持活塞位置不变，测得注射器内气体总压强随时间变化如图乙。下列说法错误的是
17
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A．
两点对应的反应速率：
B．B 点对应的分压平衡常数为
C．C 点到D 点平衡逆向移动，针筒内气体颜色D 点比B 点深
D．
三点中，
点的气体平均相对分子质量最大
5．（2024·湖南·二模）二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
Ⅰ．
Ⅱ．
在密闭容器中，
时，
平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时
间所测得的
实际转化率随温度的变化如图所示。
的选择性可表示为
。下列说法
正确的是
18
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A．反应
的焓变
B．
前
实际转化率增大的主要原因是：温度升高，反应Ⅱ平衡正移
C．降低体系温度，
的平衡选择性增大
D．
时，使用更高效催化剂，有可能使
平衡转化率达到
点
6．（2024·河北张家口·一模）从烟道废气中回收硫的原理之一：
，在恒压密闭容器中，平衡时SO2的转化率
与起始充入的
和温度（T）
的关系如图所示。下列说法中正确的是
A．正反应的活化能
19
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B．CO 的转化率
：M>N
C．正反应速率
：M>Q
D．该反应的化学平衡常数表达式：
7．（2024·广西柳州·三模）燃油汽车尾气中含有NO 和CO 等有毒气体，某研究小组用新型催化剂对NO、
CO 在不同条件下的催化转化进行研究，反应原理为：
。在密
闭容器中充入2 mol NO 和2 mol CO，平衡时NO 的体积分数随温度、压强的变化关系如图。下列说法正确
的是
A．a 点CO 的平衡转化率为25%
B．c 点和b 点的反应速率可能相同
C．若在e 点扩大容器体积并加热，可能达到c 点状态
D．恒温恒压条件下，向d 点平衡体系中再充入2 mol NO 和2 mol CO，重新达到平衡后，与d 点状态相
比，NO 的体积分数将增大
8．（2024·湖南益阳·三模）工业上常用
和
为原料合成甲醇
，过程中发生如下反应：
。在
温度下，向
刚性容器中充入
20
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和一定物质的量的
，随着充入
的物质的量的不同，平衡时容器中
的体积分数变化曲
线如图所示。下列说法错误的是
A．
B．
C．平衡常数
D．该反应在高温高压条件下自发进行
9．（2024·湖南长沙·一模）二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体一氧化碳。其原理为
。在起始物n(H2)/n(CO2)=3 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T=250℃下的
、在
下的
曲线如图所示。下列说法正确的是
A．图中对应等压过程的曲线是a
B．该反应在高温下能自发进行
21
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C．当
时，
的平衡转化率
D．温度压强一定时，增大起始物
，可提高平衡时的
10．（2024·辽宁锦州·一模）已知可逆反应
，
和
的消耗速率与其浓度存在
如下关系：
，
（其中
、
是只与温度有关的常数），一定
温度下，消耗速率与浓度的关系图像如图所示。下列说法正确的是
A．曲线Y 表示
消耗速率与浓度的关系
B．图中A 点表示反应达到平衡状态
C．缩小容器的容积，平衡向正反应方向移动，气体的颜色变浅
D．若某温度时
，则该温度下平衡常数
11．（2024·贵州黔西·一模）控制起始时
，
，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，下列说法正确的是
22
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A．图中代表
的曲线是c，代表
的曲线是b
B．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ⅰ化学平衡常数大，反应完全
C．反应
的
D．M 点（
℃）时，反应
的平衡常数
12．（2024·湖南常德·一模）在℃，
下，向1L 的密闭容器中充入1mol
和一定物质的量的
发生反应：
，平衡时
的物质的量分数与初始投料比
的关系如图所
示。下列说法错误的是
A．随着
的增大，
的转化率逐渐增大
B．e 点：
C．a 点时，该反应的平衡常数为
23
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D．a 点，平衡后再投入1mol
和1mol
，达到新平衡时，
的产率增大
13．（2024·四川遂宁·三模）氮、碳化合物转化是环境科学研究热点课题之一。“双碳”目标大背景下，
采取高效经济方式利用CO2对人类社会发展具有重要意义。
(1)CO2催化加氢可合成乙烯，反应为2CO2(g)+6H2(g)
C
⇌
2H4(g)+4H2O(g) ΔH<0，在恒压密闭容器中，起始充入
2molCO2(g)和6molH2(g)发生反应，不同温度下达到平衡时各组分的体积分数随温度的变化如图所示。
①a、b、c 三点的平衡常数由大到小为： (用Ka、Kb、Kc表示)。
②表示C2H4体积分数随温度变化的曲线是 (填“k”“l”“m”“n”)。
③若d 表示240℃时某时刻H2的体积分数，保持温度不变，则反应向 (填“正”或“逆”)反应方向
进行。
(2)低碳烯烃是基础有机化工原料，工业上可利用合成气间接或直接制取。其间接制取的主要反应方程式如
下：
CO(g)＋2H2(g)
CH
⇌
3OH(l) ΔH1=-116kJ·mol-1
2CH3OH(l)
C
⇌
2H4(g)＋2H2O(l) ΔH2=-35kJ·mol-1
H2O(g)
H
⇌
2O(l) ΔH3=-44kJ·mol-1
①写出用CO(g)和H2(g)直接制取低碳烯烃C2H4(g)和H2O(g)的热化学方程式： 。
②将He、CO 和H2以体积比为1 1 2
∶∶充入密闭容器中直接制取乙烯，CO 的平衡转化率与温度的关系如图所
示，则p1 p2(填“>”“＜”或“=”)，M 点的正反应速率 N 点的逆反应速率(填“>”“＜”或“=”)。
在500K，压强为p1的条件下，该反应的Kp= (列出计算式)。
24
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14．（2024·河南开封·三模）含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品。
回答下列问题：
(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)在一个固定容积为
的密闭容器中，充入
和
，半分钟后达到平衡，测得容器中
含
，则
。若继续通入
和
，则平衡
移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)，再次达到平衡时，
。
(3)接触法制硫酸工艺中，其主反应在
并有催化剂存在条件下进行：
①该热化学反应方程式的含义是 。
②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
的关系如图所示。下列说法正确的是 (填标号)。
25
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a．温度越高，反应速率越大
b．
的曲线代表平衡转化率
c．
越大，反应速率最大值对应温度越低
d．可根据不同
对应的最大反应速率，选择最佳生产温度
③设
的平衡分压为
的平衡转化率为
，用含
和
的代数式表示上述催化氧化反应的
(用平衡分压代替平衡浓度)。
④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)。
15．（2024·贵州·一模）工业上常用合成气（主要成分为CO、
）在一定条件下制备甲醇，其涉及反应如
下：
反应Ⅰ．
；
反应Ⅱ．
；
26
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反应Ⅲ．
。
回答下列问题：
(1)在催化剂作用下也可以由CO2制备甲醇：
，则
；该反应在 （填“高温”“低温”或“任意温度”）下可自发进行。
(2)向容积为2 L 的刚性密闭容器中充入2 mol CO 和4 mol
发生上述反应，测得不同温度下，CO 的平衡转
化率、
的选择性如图所示
。
①表示甲醇的选择性曲线是 （填“
”或“
”）。
②
下，2 min 时达到平衡，此时体系压强为aPa，
。用
的分压变化表示的化
学反应速率为
，反应Ⅲ的
（
，指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡
常数，A 的平衡分压
的物质的量分数）。
(3)维持CO 和
的物质的量之和为3 mol，若在1 L 恒容密闭容器中只发生上述反应Ⅰ，调整进气比
不同，温度不同时，测得相应的CO 平衡转化率如图所示。则A 和B 两点的温度：
（填“<”“＞”或“＝”）
，其判断依据是 。
27
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16．（2024·黑龙江大庆·模拟预测）乙烯是重要的工业原料，可用下列方法制备。
.
Ⅰ
催化加氢法制乙烯：
已知：
的燃烧热分别为：
；
(1)该反应
。
(2)将
和
按物质的量之比为2：3 充入恒容密闭容器中，分别在不同催化剂条件下发生反应，测得相
同时间
的转化率与温度的关系如图所示：
一定温度下，下列有关说法正确的是 。
A．达平衡时，
一定为2：3
B．向反应体系中加入少量无水
固体，可提高
的产率
C．b、d 两状态下，化学反应速率一定相等
D．使用催化剂Ⅰ时反应的活化能比使用催化剂Ⅱ时低
28
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E．
温度下，向容器中加入稀有气体，可提高
的转化率
.
Ⅱ工业上也可用甲烷催化法制取乙烯，只发生如下反应：
。
(3)温度T 时，向2L 的恒容反应器中充入
，仅发生上述反应，反应过程中
的物质的量随时间
变化如图所示：
实验测得：
，
，
为速率常数，只与温度有关，T 温度时，
(用含有x 的代数式表示)；当温度升高时，
增大m 倍，
增大n 倍，则m
(填“>”“<”或“=”)n。
.
Ⅲ
氧化
制乙烯：
主反应为：
(4)某催化剂催化过程中，在催化剂表面发生了一系列反应：
①
，
②
，
③
，
④___________。
则：④的反应式为 。
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(5)在
与
反应制
的过程中，
还会发生副反应：
①其他条件相同时，
与
经相同反应时间测得如表实验数据：
实验
温度/K
催化剂
的产率%
实验1
400
催化剂1
55.0
400
催化剂2
62.3
实验2
500
催化剂1
68.5
500
催化剂2
80.1
相同温度时，催化剂2 催化下
产率更高的原因是 。
②在容器体积为1.0L，充入
和
同时发生主、副反应，乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性
(
)与温度、压强的关系如图所示。M 点主反应的平衡常数为
(结果保留2 位有效数字)。
参考答案
1．B【详解】A．由图可知，升高温度，CO2得平衡转化率降低，平衡向逆反应方向移动，催化剂的催化效
率先上升后降低，A 错误；
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B．根据已知条件列出“三段式”
乙烯的体积分数约为
=7.7%，B 正确；
C．250℃时，CO2得平衡转化率为50%，其他条件不变，当
的转化率位于
点时，保持其他条件不变，
仅延长反应时间可以使转化率达到50%，C 错误；
D．平衡常数Kp只受温度影响，向N 点的平衡体系中充入1mol
和3mol
，其他条件不变，Kp不变，
D 错误；
故选B。
2．C【分析】由题图可知，投料比不变时，随温度的升高Y 的平衡转化率减小，平衡逆向移动，所以该反
应正向为放热反应；在相同的温度下，投料比增大，相当于在Y 的投料量不变的情况下增大X 的投料量，
当反应物不止一种时，其他条件不变，增大其中一种气态反应物的投料量会增大其他反应物的平衡转化率，
同时降低自身平衡转化率，故投料比越大，Y 的平衡转化率越大。
A．由题图可知，温度相同时，γ2对应曲线的Y 的转化率大于γ1对应曲线的Y 的转化率，故γ2>γ1，A 错误；
B．该反应正向为放热反应，温度越高，K 越小，故Ka>Kb=Kc，B 错误；
C．由于产物之一为固体，容器恒容，若反应未平衡，气体总质量会改变，气体密度会改变，故当容器内
气体密度不变时，反应达到平衡，C 正确；
D．正向反应气体体积数减小，温度一定，增大压强，平衡正向移动，Y 的转化率升高，温度不变，不会向
a 点方向移动，D 错误；
本题选C。
3．D【详解】A．由题干图像信息可知，随着温度的升高CH3OH 的平衡产率减小，即升高温度反应②平衡
逆向移动，故反应②的
，A 正确；
B．由题干信息可知，反应是在恒温恒压的容器中进行，故若气体密度不再变化，则反应①和②均达到平
衡状态，B 正确；
C．由题干方程式可知，若只发生反应②则H2和CO2的平衡转化率相等，若只进行反应①则H2的平衡转化
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率小于CO2的，现同时发生反应①和反应②，故有任一温度下的平衡转化率：
，C 正确；
D．由题干图像信息可知，CH3OH 的平衡产率随温度的升高一直在减小，而CO2的平衡转化率先减小后增大，
说明温度较低时以反应②为主，随着温度升高平衡逆向移动，H2O 的物质的量减小，而温度较高时，以反
应①为主，温度升高平衡正向移动，H2O 的物质的量增大，即平衡时
随温度升高先减小后增大，D
错误；
故答案为：D。
4．C【详解】A．压强越大、反应速率越快，则B、E 两点对应的正反应速率：v(B)正>v(E)正，A 正确；
B．根据物质的量之比等于压强之比，
解得x=3,二氧
化氮的分压为94kPa，四氧化二氮的分压为3kPa，Kp=
kPa-1，B 正确；
C．t1时快速拉动注射器活塞，针筒内气体体积增大，压强迅速减小，C 点到D 点平衡逆向移动，但是平衡
移动的影响小于浓度减小的影响，所以针筒内气体颜色D 比B 点浅，C 错误；
D．t2时快速推动注射器活塞，针筒内气体体积减小，压强迅速增大，保持活塞位置不变后，平衡向着正向
移动，混合气体的物质的量减小，故E、F、H 三点中，H 点的气体的物质的量最小，根据n=
可知，H 点
的气体平均相对分子质量最大，D 正确；
答案选C。
5．C【详解】A．根据盖斯定律，用反应Ⅰ减去反应Ⅱ，可运算出目标反应的反应热：
，A 错误；
B．
前
实际转化率低于对应温度下的平衡转化率，结合题给信息“反应相同时间”，判断此时反
应未达平衡，不能用平衡移动解释曲线变化，B 错误；
C．生成甲烷的反应是放热反应，降低体系温度，平衡正向移动，
的平衡选择性增大，C 正确；
D．催化剂不改变平衡，故使用更高效催化剂也不可能提高
平衡转化率使其达到
点的值，D 错误；
32
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故选C。
6．B【分析】由题干图示信息可知，当
相同时，该反应正反应是一个放热反应，则升高温度，平
衡逆向移动，则SO2的平衡转化率减小，可知T1＜T2，据此分析解题。
A．根据
=-37kJ/mol，则
由于不知道Ea 逆的数值，故无法确定正反应的活化
能的大小，A 错误；
B．由题可知，N 点到M 点，温度降低平衡正向移动，CO 的转化率增大，N 点到M 点
增大，CO 的
转化率增大，故M、N 点的转化率
：M>N，B 正确；
C．已知M 点对应的温度T1＜Q 点对应的温度T2，温度越高反应速率越快，故正反应速率
：M＜Q，C
错误；
D．已知S 为液体，故该反应的化学平衡常数表达式：
，D 错误；
故答案为：B。
7．A【分析】反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NO 体积分数增大，则温度T1>T2；
A．a 点NO 体积分数为40%；
则总的物质的量为（4-0.5a）mol，
，a=0.5mol，则CO 的平衡转化率为
25%，A 正确；
B．b 点温度高且压强大，则b 点的反应速率大于c 点，B 错误；
C．结合分析可知，e 点温度高于c，则e 点加热不会达到c 点，C 错误；
D．恒温恒压条件下，向d 点平衡体系中再充入2 mol NO 和2 mol CO，重新达到平衡后，新平衡与原有平
衡为等效平衡，NO 的体积分数不会增大，D 错误；
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故选A。
8．D【详解】A．投料比符合方程式中的气体系数比时，达到平衡时产物的体积分数最大，所以a=3，A 正
确；
B．由题可知该反应是放热反应，升高温度高反应会逆向移动，所以
，B 正确；
C．平衡常数受温度影响，M、N 点温度相同，平衡常数相等，C 正确；
D．该反应
，
，所以该反应在低温条件下自发进行，与压强无关，D 错误；
故选D。
9．C【详解】A．总反应为气体体积减小反应，当其他条件不变，增大压强时，平衡正向移动，
增大，则a 为250℃下的
曲线，b 为
下的
曲线，b 线
为等压过程的曲线，故A 错误；
B．由A 中分析可知，b 为
下的
曲线，随温度升高，
减小，可知升温
使平衡逆向移动，正向为放热反应，该反应在低温下能自发进行，故B 错误；
C．起始物n(H2)/n(CO2)=3，设n(H2)=3mol，n(CO2)=1mol，设二氧化碳的变化量为x，根据已知条件列三段式：
时，即
，解得：x=
，
的平衡转化率
，故C 正
确；
D．温度压强一定时，增大起始物
，等同于
一定时，增大氢气的浓度，平衡时的
减小，故D 错误；
故选：C。
10．D【详解】A．由速率方程可知，曲线X 表示二氧化氮消耗速率与浓度关系、曲线Y 表示四氧化二氮消
耗速率与浓度关系，故A 错误；
B．由方程式可知，二氧化氮的消耗速率是四氧化二氮的消耗速率2 倍时，反应达到平衡，由图可知，A 点
二氧化氮的消耗速率与四氧化二氮的消耗速率相等，则A 点正反应速率大于逆反应速率，反应未达到平衡，
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故B 错误；
C．缩小容器的容积，NO2气体的浓度增大，气体的颜色变深，故C 错误；
D．
=
，则
=2
=2
，平衡时，
=
=2
，若某温度时ka=kb，则该温度下反应的平衡常数K=
，故D 正确；
故选D。
11．D【详解】A．生成甲烷的反应是放热反应，升高温度，甲烷减少，氢气增多，水减少，且根据方程式，
水的量多于甲烷，故a 为
，b 为
，c 为H2，A 错误；
B．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，反应越完全，化学平衡常数越
大，则此条件下，反应ⅱ化学平衡常数大，反应完全，B 错误；
C．反应
的
，C 错误；
D ．起始时，
，设二氧化碳的加入量为1mol，氢气的加入量为4mol，二氧化碳的反应量为
xmol，平衡时氢气的物质的量为(4-4x)mol，甲烷的物质的量为xmol，M 点时甲烷和氢气的物质的量相等，
故4-4x=x，解得x=0.8mol，则平衡时
、
、
、
的物质的量分别为0.2mol、0.8mol、0.8mol、
1.6mol，混合气体的总物质的量为
，起始时p=1atm，则有
，解得平衡时压强
，平衡分压
，
，
，
，
反应
平衡常数
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，D 正确；
故选D。
12．D【详解】A．随着
的增大，增加N 投料，促进反应正向进行，使得
的转化率逐渐增大，A
正确；
B．e 点低于平衡点，反应正向进行，则：
，B 正确；
C．K 只受温度影响，a 点时K 值等于c 点K 值，反应为气体分子数不变的反应，由c 点可知，投料MN 分别
为1mol、2mol，生成Y3mol×20%=0.6mol、X0.6mol，平衡时MN 分别为1-0.6=0.4mol、2-0.6=1.4mol，该反
应的平衡常数为
，C 正确；
D．反应为气体分子数不变的反应，a 点，平衡后再投入1mol
和1mol
，达到新平衡时与原平衡
为等效平衡，
的产率不变，D 错误；
故选D。
13．(1) Kb＞Ka＞Kc n 逆
(2) 2CO(g)＋4H2(g)⇌C2H4(g)＋2H2O(g) ΔH=-179kJ∙mol-1 ＞ ＞
【详解】（1）①该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，故a、b、c 三点的平衡常数由大
到小为Kb＞Ka＞Kc。
②该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，则生成物的体积分数减小，反应物的体积分数增大，又H2O 的
体积分数大于C2H4体积分数，故表示C2H4体积分数随温度变化的曲线是n。
③该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，则生成物的体积分数减小，反应物的体积分数增大，又H2的体
积分数大于CO2体积分数，则曲线k 表示CO2体积分数随温度的变化，240℃时反应达到平衡时，H2的体积
分数为a 点对应的体积分数，若d 表示240℃时某时刻H2的体积分数，保持温度不变，则反应向逆反应方
向进行。
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（2）①CO(g)和H2(g)直接制取低碳烯烃C2H4(g)和H2O(g)的化学方程式为：2CO(g)＋4H2(g)⇌C2H4(g)＋
2H2O(g)，已知热化学方程式，①CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(l) ΔH1=-116kJ·mol-1；②2CH3OH(l)⇌C2H4(g)＋2H2O(l)
ΔH2=-35kJ·mol-1；③H2O(g)⇌H2O(l) ΔH3=-44kJ·mol-1；由盖斯定律可知，2①+②-2③得热化学方程式：
2CO(g)＋4H2(g)⇌C2H4(g)＋2H2O(g) ΔH=2(-116kJ·mol-1)+( -35kJ·mol-1)-2( -44kJ·mol-1)=-179kJ∙mol-1。
②制取乙烯反应为气体分子数减小的反应，相同条件下，增大压强，平衡正向移动，CO 转化了增大，故p1
＞p2；温度越高反应速率越快，则M 点的正反应速率＞N 点的正反应速率=N 点的逆反应速率； 假设N2、
CO 和H2，投料分别为1mol、1mol、2mol，在500K 压强为p1的条件下，平衡时CO 转化率为60%，则反应
CO 0.6mol、氢气1.2mol、生成乙烯0.3mol、水0.6mol，平衡时，一氧化碳0.4mol、氢气0.8ml，总的物质
的为0.4mol+0.8mol+0.3mol+0.6mol+1.0mol=3.1mol；则该反应的
。
14．(1)该反应
、
，则
始终成立，说明该反应再任何条件下都能自发进行
(2) 0.036 向正反应方向 0.36 0.40
(3) 在
时，
与
完全反应生成
时放出的热量为
cd
d
【详解】（1）实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量
：
，由于该反应
、
，则
始终成立，说明该反应再任何条件下都能自发进行；
（2）当生成
时，设参加反应的氧气的物质的量为x，由三段式
得，
，则
，
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；继续通入
和
，容器内压强增大，平衡向着
分子数减小得方向移动，即向正反应方向移动；用极限法求出
的取值范围，假设平衡不移动，此时
，假设
完全生成
，则根据反应方程式可得，
，
所以再次达到平衡时，
；
（3）①该热化学反应方程式的含义为在
时，
与
完全反应生成
时放出的热量为
；
②a.由图可知，温度高于一定值时，身高温度，反应速率减小，a 错误；
b.相同温度下，存在转化率大于0.88 的情况，故
的曲线不能代表平衡转化率，b 错误；
c.有体图可知，
越大，反应速率最大值对应温度越低，c 正确；
d.可根据不同
下的最大反应速率，选择最佳生产温度，d 正确；
答案选cd；
③设起始时
的分压为
，由三段式
，则
；④由题图可知，在相同温度下d 催化剂对应的二氧化硫的
转化率最高，催化性能最佳。
15．(1) -51 低温
(2)
5.5
(3) <
<
，反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小
【详解】（1）由盖斯定律可知，Ⅰ-Ⅲ得反应：
，所以
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；反应为熵减的放热反应，则反应在低温下能自发进行；
（2）①反应Ⅰ为放热反应，升高温度，反应逆向移动，则CO 的平衡转化率降低，则
表示CO 的平衡转
化率；则
表示甲醇的选择性曲线；
②
下，2 min 时达到平衡，此时体系压强为a Pa，
，则
，由图可
知，此时CO 平衡转化率为60%，甲醇选择性为80%，生成
，生成
，平衡时
，
根据O 原子守恒可得平衡时水的物质的量：n(H2O)=2mol-
-2
-
=2mol-0.8mol-2×0.1mol-0.96mol=0.04mol；
根据H 原子守恒得平衡时氢气的物质的量：平衡时
=1.76mol，
所以平衡时CO、H2、CH3OH、CH4、H2O、CO2物质的量分别为0.8mol、1.76mol、0.96mol、0.14mol、
0.04mol、0.1mol，总的物质的量为3.8mol，用
的分压变化表示的化学反应速率为
；
反应Ⅲ的
；
（3）A 点
=0.5，设一氧化碳、氢气投料分别为1mol、2mol，一氧化碳转化量为：
1mol×50%=0.5mol，则：
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则
；同理，B 点
=1，设一氧化碳、氢气投料分别为1mol、1mol，CO 转化
量为1mol×40%=0.4mol，运用三段式计算得
<
；反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移
动，平衡常数减小，则
<
。
16．(1)-127.8
(2)BD
(3)
>
(4)
(5) 催化剂2 对主反应的选择性高 0.57
【详解】（1）由
的燃烧热分别为：
可知，
,
,
依据盖斯定律进行计算
。
（2）A．达到平衡时，二氧化碳转化量未知，也没有按照方程式中系数比为进行投料，达平衡时，
不一定为2：3，A 错误；
B．向反应体系中加入少量无水
固体，无水氯化钙能够吸收水，水的浓度降低，平衡正向移动，可提
高
的产率，B 正确；
C．b、d 两状态下，d 的温度高于b，化学反应速率d>b，C 错误；
D．由图可知，使用催化剂Ⅰ时先达到平衡，因此反应Ⅰ的活化能比使用催化剂Ⅱ时低，D 正确；
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E．
温度下，向容器中加入稀有气体，容器体积不变，各组分浓度不变，不会影响平衡，
的转化率
不变，E 错误。
故选：BD。
（3）由题中信息
，
，当达到平衡时，正逆反应速率相等，所
以
，列三段式进行计算：
所以
，该反应的正反应
，升高温度，平衡正向
移动，正反应速率大于逆反应速率，所以m>n。
（4）④=总反应-①-②-③，所以④的反应为
.
（5）①相同温度时，催化剂2 对主反应的选择性高，生成的
多，
产率高。
②M 点反应Ⅰ已达到平衡状态，由图可知，此时
的转化率为50%，乙烯的选择性为80%，此时容器
的体积为1L，
初始加入量为2.0mol，二氧化碳的初始加入量为3mol，进行计算：
综合主、副反应可知，二氧化碳消耗的总物质的量浓度为1.2mol/L，平衡时二氧化碳的浓度为1.8mol/L，
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平衡时的浓度为2 mol/L -0.8 mol/L -0.2 mol/L=1 mol/L，水平衡时的浓度为0.8 mol/L，一氧化碳平衡时
的浓度为1.6mol/L，
平衡时的浓度为0.8 mol/L，所以主反应的平衡常数
。
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