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第26 讲 化学平衡常数及转化率 反应方向及调控
（模拟精练+真题演练）
完卷时间：50 分钟
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12×5 分）
1．（2023·江苏南京·统考二模）反应
可实
现
的资源化，下列说法正确的是
A．上述反应在任何温度下均可自发进行
B．上述反应每消耗1mol
同时形成7mol σ 键
C．上述反应平衡常数
D．催化剂可以降低上述反应的焓变，提高化学反应速率
【答案】B
【解析】A．△H-T△S<0 时反应自发进行，该反应△H<0，△S<0，反应在较低温度下可自发进行，A 错误；
B．根据
，反应每消耗1mol
，生成
0.5molCH3OCH3、1.5molH2O，形成7mol σ 键，B 正确；C．上述反应平衡常数
，
C 错误；D．催化剂可以加快反应速率，但是不改变反应的焓变，D 错误；故选B。
2．（2023·江西宜春·江西省宜丰中学校考模拟预测）化学热泵技术作为一种高效环保的节能新技术一直以
来广受关注，氨基甲酸铵可应用于化学热泵循环。将一定量纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)粉末置于特制
的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：
。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：
温度(℃)
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强(
)
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度(
)
2.4
3.4
4.8
6.8
9.4
下列说法正确的是
A．该反应的
，该反应在较低温度下能自发进行
B．25℃时平衡常数的值
C．当密闭容器中二氧化碳的体积分数不变时说明该反应达到化学平衡状态
D．再加入少量
平衡正向移动
1
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【答案】B
【解析】A．在容积不变的密闭容器中，平衡气体总浓度随温度的升高而增大，该反应物是固体，生成物
是气体，所以升高温度，平衡正向移动，故该反应的△H＞0，△S＞0，能自发进行需△G=△H-T•△S＜0，
故该反应在较高温度下能自发进行，A 错误；B．根据表中数据25℃时平衡气体总浓度为4.8×10-3mol/L，
又根据反应可知，平衡气体中NH3和CO2的物质的量浓度之比永远为2：1，故平衡时：c(NH3)=3.2×10-
3mol/L，c(CO2)=1.6×10-3mol/L，故平衡常数的值K=c2(NH3) c(CO2)=(3.2×10-3)2×1.6×10-3≈1.6×10-8，B 正确；
C．由反应方程式可知，
容器中NH3和CO2的物质的量之比永远保持
2：1，即容器中CO2的体积分数一直不变，就当密闭容器中二氧化碳的体积分数不变时不能说明该反应达
到化学平衡状态，C 错误；D．由于NH2COONH4为固体，再加入少量NH2COONH4平衡不移动，D 错误；
故答案为：B。
3．（2023·江苏镇江·江苏省镇江第一中学校考一模）恒压条件下，密闭容器中将CO2、H2按照体积比为
1：3 合成CH3OH，其中涉及的主要反应：
Ⅰ．CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49kJ·moI-1
Ⅱ．CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH2=41kJ·moI-1
在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，在相同的时间段内
的选择性和产率随温度的变化如图
已知：CH3OH 的选择性=
下列说法正确的是
A．保持恒温恒压下充入氮气，不影响CO 的产率
B．合成甲醇的适宜工业条件是约230°C，催化剂选择CZ(Zr-1)T
C．使用CZ(Zr-l)T，230°C 以上，升高温度甲醇的产率降低，原因是催化剂的活性降低
D．使用CZT，230°C 以上，升高温度甲醇的产率降低，是因为反应Ⅰ平衡逆向移动
【答案】B
【解析】A．充入氮气反应Ⅰ压强减小平衡逆向移动，H2和CO2增加从而导致反应Ⅱ的反应物浓度增大平
衡正向，所以CO 的产率增加，A 项错误；B．相同条件下催化剂CZ(Zr-1)T 选择性更高。此催化剂在
230℃选择性最高且CH3OH 的产率较高，所以甲醇的最适宜条件为约230°C、催化剂选择CZ(Zr-1)T，B 项
2
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正确；C．230℃以上反应Ⅰ为放热反应升温平衡逆向，而反应Ⅱ为吸热反应升温平衡正向，导致甲醇的产
率降低，C 项错误；D．CZT，230°C 以上甲醇的选择性低，且升温反应Ⅱ正向，所以该条件下主要以反应
Ⅱ为主导致甲醇的产率降低，D 项错误；故选B。
4．（2023·江苏盐城·统考三模）焦炉煤气(主要成分：CH4、CO2、H2、CO)在炭催化下，使CH4与CO2重
整生成H2和CO。其主要反应为
反应I：
反应II：
反应III：
反应IV：
在1×105Pa、将焦炉煤气以一定流速通过装有炭催化剂的反应管，CH4、CO、H2的相对体积和CO2的转化
率随温度变化的曲线如图所示。
相对体积
、
相对体积
下列说法不正确的是
A．温度低于900℃，反应I 基本不发生
B．850℃～900℃时，主要发生反应Ⅳ
C．增大焦炉煤气流速一定能提高CO 的相对体积
D．工业生产上需要研发低温下CH4转化率高的催化剂
【答案】C
【解析】A．从图中可以看出，温度低于900℃时，CH4的相对体积基本上是100%，所以反应I 基本不发
生，A 正确；B．850℃～900℃时，H2、CO 的体积分数都增大，且增大的幅度相近，而CH4的相对体积略
有减小，可能是CO2转化率增大的原因，所以反应I 进行的幅度很小，反应Ⅱ、Ⅲ基本不发生，主要发生
反应Ⅳ，B 正确；C．从图中可以看出，4 个反应均为生成CO 的反应，且都为吸热反应，所以若想提高
3
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CO 的相对体积，应选择升高温度，与增大焦炉煤气的流速无关，C 不正确；D．图中信息显示，温度低于
900℃，CH4的相对体积基本上是100%，则反应I 基本不发生，所以工业生产上需要研发低温下CH4转化
率高的催化剂，D 正确；故选C。
5．（2023·河北张家口·统考二模）我国在H2和CO 合成
的研究中取得重大突破。向某密闭容器中，
按物质的量为2：1 的比例充入H2和CO，发生反应：
。测得不同压强下
的平衡体积分数随温度变化关系如图所示，下列说法错误的是
A．
B．该反应的焓变ΔH>0
C．N 点时对应该反应的
D．M、N 两点使用不同催化剂时，正反应速率可能相等
【答案】B
【解析】A．该反应为气体分子总数减小的反应，所以压强越大，平衡正向进行的程度越大，
的平衡体积分数越高，
，A 项正确；B．温度升高，
的平衡体积分数减小，说明该反应
为放热反应，ΔH<0，B 项错误；C．N 点时对应该反应的平衡常数与M 点相同，列三段式，
，M 点
的平衡体积分数即物质的量分数为
40%，则
，解得x=0.67，平衡时总物质的量为3-2×0.67=1.66mol，p(H2)=
，p(CO)=
， p(CH3OH)=
，该反应的
，C 项正确；D．
M、N 两点使用不同催化剂时，催化剂活性不同，速率不同，压强也不同，正反应速率可能相等，D 项正
确；故选：B。
6．（2023·福建三明·统考模拟预测）
℃时，向1L 密闭容器中充入10mol
和3mol
，发生反应：
4
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部分物质的物质的量n(X)随时间变化曲线如图中实线所示。下列说法错误的是
A．曲线a 代表
B．若
，则0～3min 内
C．平衡时，
的转化率
D．若
，则虚线b 可表示在
℃时
的变化
【答案】D
【解析】A．由
可知，达到平衡时生成
的物质的量等于消耗
的量，故实线a 是代表
随时间变化的曲线，A 正确；B．若
，则0～3min 内
，根据速率之比等于系数之比，所以
，B 正确；C．平衡时，由图可知平衡时消耗
为
，所以消耗
氢气是
，
的转化率
，C 正确；D．此反应是放热反应，所以升高温度
平衡左移，反应物的平衡量增大，但达到平衡需要的时间变短，D 错误；故选D。
7．（2023·江苏·模拟预测）在一定温度下，已知有三个体积均为1.0L 的恒容密闭容器中均发生如下反应：
。
容器编
号
温度
(℃)
起始物质的量(mol)
平衡物质的量(mol)
I
387
0.20
0.080
0.080
Ⅱ
387
0.40
Ⅲ
207
0.20
0.090
0.090
则下列有关说法正确的是
A．该反应的逆反应为放热反应
B．达到平衡时，容器I 中的压强与容器Ⅲ中的压强相同
5
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C．达到平衡时，容器Ⅱ中的转化率比容器I 中的大些
D．若维持某他条件不变，起始时向容器I 中充入的
为0.30mol、
为0.30mol 和
(g)为0.10mol，则反应将向正反应方向进行
【答案】D
【解析】A．对比I、Ⅲ数据可知，温度下降，平衡生成物的物质的量增多，即平衡向正方向移动，故该反
应正向为放热反应，逆向反应为吸热反应，A 错误；B．达平衡时，容器I 中与容器Ⅲ中的气体物质总量和
容器体积均相同，但是温度不同，故压强不相同，B 错误；C．容器Ⅱ与容器I 相比即相当于加压，但是由
于反应前后气体总量不变，故不影响平衡，因此
转化率不变，C 错误；D．体积为1.0L 的恒容密闭
容器，容器I 达到平衡时，
的浓度为0.040mol/L，
的浓度为0.080mol/L，
的浓度为0.080mol/L，即平衡常数K=
，若维持某他条件不变，起始时向容器I 中充入的
为0.30mol、
为0.30mol 和
(g)为0.10mol，体积为1.0L，所以
为
0.30 mol/L、
为0.30 mol/L 和
(g)为0.10 mol/L，
，平衡向正方向移
动，D 正确；故选D。
8．（2023·辽宁大连·统考二模）在
恒温恒容密闭容器中投入
和
在一定条件下充分反应，
该反应是工业制硫酸的反应之一、
和
的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A．达到平衡时，
的平均反应速率为
B．10 分钟时反应达到平衡，且此时
的平衡转化率为50%
C．容器内气体原子总数不再发生变化，能判断该反应达到平衡状态
D．在实际工业生产中，上述反应的反应条件是合适催化剂，加热，不需要加压
【答案】D
【解析】A．由图可知，25min 时SO2的物质的量不再变化，说明反应达到平衡，达到平衡时，
的平均
反应速率为
，故A 错误；B．10 分钟后，
和
的物质的量还在变化，
说明此时反应未达到平衡，故B 错误；C．反应过程中容器内气体原子总数是定值，当容器内气体原子总
数不再发生变化，不能判断该反应达到平衡状态，故C 错误；D．在实际工业生产中，
和O2反应生成
6
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的反应条件是合适催化剂，加热，不需要加压，故D 正确；故选D。
9．（2023·广东·校联考模拟预测）某温度下，向V L 恒容密闭容器中通入4 mol X(g)，发生反应：
①2X(g)=Y(g)+4Z(g)，②
。反应体系中X、Y、Z 的物质的量随时间t 的变化曲线如图所示。
下列说法错误的是
A．25 min 时，气体X 反应完全
B．0~10 min 内，气体X 的平均反应速率为
C．25 min 时，向该体系中仅通入1 mol
后，反应②的平衡不发生移动(保持其他条件不变)
D．该温度下，反应②的平衡常数
L⋅mol
【答案】D
【解析】A．由题干图像可知，25 min 时，生成了2molY，根据反应方程①可知，消耗4molX，则气体X
反应完全，A 正确；B．由题干图像可知，0~10 min 内生成了1.6molY，则消耗3.2molX，故气体X 的平均
反应速率为
=
，B 正确；C．由A 项分析可知，反应①不可逆反
应，故25 min 时反应①进行完全，恒温恒容下向该体系中仅通入1 mol Y(g)后，反应②的平衡不发生移动
(保持其他条件不变)，C 正确；D．由题干图像信息可知，25min 时生成了2molY，同时反应①生成了
8molZ，而Z 的物质的量实际上最终为1.6mol，说明反应②消耗了6.4mol，生成了3.2molM，该温度下，
反应②的平衡常数
L⋅mol
，D 错误；故答案为：D。
10．（2023·广东深圳·深圳市高级中学校考模拟预测）氨催化氧化是硝酸工业的基础。工业上以氨气和氧
气为原料，利用“氨催化氧化法”生产NO，在Pt-Rh 合金催化剂作用下，发生主反应Ⅰ和副反应Ⅱ：
Ⅰ．4NH3(g) + 5O2(g)
4NO(g) + 6H2O(g)
Ⅱ．4NH3(g) + 3O2(g)
2N2(g) + 6H2O(g)
现将1 mol NH3、2 mol O2充入1L 恒容密闭容器中，在上述催化剂作用下，反应相同时间内，生成物的物
质的量随温度变化曲线如图所示：
7
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已知：有效转化率=
×100%
下列说法不正确的是
A．该催化剂在低温时对反应Ⅱ的选择性更好
B．520℃时，NH3的有效转化率约为66.7%
C．工业上氨催化氧化生成NO 时，最佳温度应控制在840℃左右
D．高于400℃，n(N2)随温度升高而下降可能是反应Ⅱ的平衡逆向移动导致
【答案】B
【解析】A．由图可知，低温时反应的主要产物为氮气，即主要发生反应Ⅱ，说明该催化剂在低温时对反
应Ⅱ的选择性更好，A 正确；B．由图可知，520℃时，NH3发生反应I 生成NO 0.2mol，消耗氨气0.2mol，
NH3发生反应Ⅱ生成N2 0.2mol，消耗氨气0.4mol，则NH3的有效转化率为
，
B 错误；C．由图可知，840℃时，反应相同时间内，NO 的物质的量最大，副产物N2的物质的量最小，说
明该温度下最有利于NO 的生成，因此工业上氨催化氧化生成NO 时，最佳温度应控制在840℃左右，C 正
确；D．400℃后n(N2)随温度升高而下降，其原因可能是：该反应为放热反应，高于400℃时平衡逆向移动，
使得N2的物质的量减少，D 正确；故选B。
11．（2023·重庆九龙坡·重庆市育才中学校考模拟预测）一定温度下，在2L 的密闭容器发生反应：CO(g)
+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) △H<0.起始投入3molCO，改变进气比
，测得相应的CO 的平衡转化率如
图所示(图中各点对应的温度可能相同，也可能不同)。下列说法不正确的是
A．Kc=1
B．若E 点温度下，5 分钟达到平衡，则该过程的平均反应速率v(H2O)=0.12mol•L-1•min-1
8
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C．
D．平衡从图中B 点移动到A 点，需降低温度
【答案】C
【解析】A．根据题给C 点数据可得以下三段式：
，A 项正确；B．E 点温度下反应5 分钟达到平衡，该过程的平均反应速率
，B 项正确；C．根据题给B 点数据可得以下
三段式：
，根据A 选项C 的三段式可知，
，该反应是放热反应，温度越高，
化学平衡常数越小，
，则
，C 项错误；D．B 到A，一氧化碳的平衡转化率增大，进气比相
同，且该反应前后气体物质的量系数相同，因此不是改变压强引起的，所以考虑改变温度，且该反应为放
热反应，故B 到A 改变的条件为降低温度，D 项正确；故选C。
12．（2023·湖南·校联考模拟预测）在一定条件下，向密闭容器中充入
和
，发生反应
。测得相同时间内，A 的转化率随温度的变化如图1 所示(虚线表示A 的平
衡转化率随温度的变化)；速率常数的对数
与温度的倒数
之间的关系如图2 所示。
已知：①对于反应
，
，x 为物质的量分数。
②已知该反应的速率方程
，
，
、
是速率常数。
下列说法错误的是
A．由上图判断，该反应的
B．曲线ac 代表
，bd 代表
9
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C．
时，该反应的平衡常数
D．升高温度时，
减小
【答案】A
【解析】A．由图可知，随温度升高，A 的平衡转化率降低，该反应为放热反应，
，A 错误；B．由
于
，升高温度平衡逆向移动，说明
随温度变化比
随温度变化慢，图像bd 的斜率小于曲线ac，
所以曲线ac 代表
，曲线bd 代表
，B 正确；C．
时，A 的平衡转化率为40％，A 转化的物质的量为
％
，则
该反应的平衡常数
，C 正确；D．
，正反应放热，
升高温度平衡逆向移动，说明温度对逆反应速率影响大于正反应速率，升高温度时，
减小，D 正确；
故选：A。
二、主观题（共3 小题，共40 分）
13．（14 分）（2023·广西南宁·南宁二中校考模拟预测）一定条件下，乙酸水蒸气重整制氢包括的反应如
下：
主反应为： I.CH3COOH(g)⇌2CO(g)+2H2(g) △H1=+213.7kJ·mol-1 K1
II.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) △H2=-40.1 kJ·mol-1 K2
副反应为： III.CH3COOH(g)⇌CH4(g)+CO2(g) △H3=-33.5 kJ·mol-1 K3
回答下列问题：.
(1)反应CH3COOH(g)+2H2O(g)⇌2CO2(g)+4H2(g)的△H= kJ·mol-1；该反应能自发进行的条件是
(填“高温”、“低温”或“任意温度”)。
(2)在T°C 的固定体积容器中投入一定量H2O(g)和CH3COOH(g)，关于反应I、II，III 的叙述正确的是
(填选项标号)。
A．反应I 的正反应活化能Ea(正) > 213.7 kJ·mol-1
B．若升高体系温度，△H2和K2均减小
C．容器内混合气体总压强不变时，各反应均已达到平衡状态
(3)乙酸重整时，水碳比[n(H2O)/n(CH3COOH)]对H2、CO、CO2平衡产率Y 的影响如图1 所示(不考虑副反
应) ：
10
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①图1 中c 代表的物质是 (填化学式)。当投料的水碳比[n(H2O)/n(CH3COOH)]增大时，H2O 的平衡转
化率将 (填“增大”或“减小”)。
②水碳比为5∶1 时，温度对平衡时反应产物中各气体含量的影响如图2 所示。600°C 后，随温度的升高，
体系中H2的含量开始减小的原因是 。
③在T°C 的恒压容器中若只发生反应I：CH3COOH(g)⇌2CO(g)+2H2(g)，总压为p Pa，CH3COOH 的平衡转
化率为a，则T°C 时该反应的平衡常数Kp= (Pa3) (列出含a、p 的计算式，不必化简，Kp为以气体分
压表示的平衡常数，气体分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(每空2 分)(1)+133.5 高温
(2)AC
(3)①CO 减小 ②反应I 为吸热反应，升温平衡正向移动，使H2含量增大；反应II 为放热反应，
升温平衡逆向移动，使H2含量减小： 600°C 后以反应II 为主
③
【解析】（1）根据盖斯定律，(反应I)+2×(反应II)即得到该反应，△H=△H1+2△H2=+133.5KJ/mol；由于该
反应的△H>0，△S>0，所以需要高温自发；
（2）反应I 的△H1=+213.7kJ·mol-1，因此正反应活化能大于213.7KJ/mol，升高温度△H 不会改变，在反应
中压强是变量，压强不再变化时说明各反应达到平衡状态，正确的是AC；
（3）随着水碳比[n(H2O)/n(CH3COOH)]增加，水的量增大，反应I 向左移动，反应II 向右移动，CO 的产率
减少，因此c 曲线代表CO；水碳比增加水的转化率减小，乙酸的转化率变大；水碳比为5∶1 时，反应I
是吸热反应，升温平衡正向移动，H2含量会增大，反应II 是放热反应，平衡逆向移动，H2含量会减少，
600°C 以后温度升高，氢气含量减少，很明显反应以反应II 为主；
平衡混合物中各自的分压强为：
11
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，
，
，得出Kp=
。
14．（12 分）（2023·河北·校联考三模）
转化为高附加值的产品是应对气候变化和能源高速消耗的有
效措施，我国科学家研究
加氢制备甲醇方面取得一定进展。在一定温度和压强下，
加氢制备甲醇
的过程中主要发生如下三个反应，反应I、II、III 对应的平衡常数分别为
、
和
。
I．
II．
III．
回答下列问题：
(1)
；
、
和
三者之间的关系为 。
(2)为提高甲醇的平衡产率，可通过 (填“升高”或“降低”)温度， (填“增大”或
“减小”)压强来实现。
(3)在两种不同的条件下，
的平衡转化率和
的选择性如下表所示。条件 (填“1”或
“2”)中甲醇的产率更高。
条件
的平衡转化率/%
的选择性/%
1
27
68
2
21.3
97.7
(4)T℃时，将
的混合气体充入压强为
的恒压密闭容器中，在催化剂的作用下发
生如下两个反应：
①
②
反应达到平衡状态时，
和
的分压相等，甲醇的选择性是CO 的2 倍，则
的平衡转化率为
，反应②的
(列出计算式即可，分压=总压×物质的量分数)。
【答案】（除标注外，每空2 分）(1)
(2)降低（1 分） 增大（1 分）
(3)2
(4)50%或0.5
12
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【解析】（1）利用盖斯定律，反应Ⅲ=反应Ⅰ+反应Ⅱ，解出
。平衡常
数
；
（2）反应Ⅰ和反应Ⅲ中，均在低温和增压条件下，有利于提高甲醇的平衡产率，降温，反应Ⅱ平衡逆移，
抑制副反应的发生，增大压强对反应Ⅱ无影响；
（3）比较条件1 和条件2 时甲醇的产率，根据信息可知，受
的平衡转化率和甲醇的选择性共同影响，
将两者相乘，计算数值越大，甲醇产率越高，故答案为2；
（4）
，设
，
。依据题给信息
的选择性是CO 的2
倍，设转化生成的
为
，则生成的CO 为
。列三段式：
依据反应达到平衡状态时，
和
的分压相等，则
，
，解得
，代入三段式：
，
的物质的量分数为
，
的
物质的量分数为
，
的物质的量分数为
，
的物质的量分数为
，在
13
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下进行反应，代入反应②的
表达式即可，
，同时，计算出
的平衡转化率为
；
15．（14 分）（2023·山东济南·统考三模）二氧化碳捕集利用与封存、甲烷重整是实现“双碳”目标的重
要途径。回答下列问题：
Ⅰ．化学家通过理论计算与研究，提出含氧空位的氧化铜对
加氢选择合成甲醇具有高活性，后续实验
研究证实了该理论预测。
加氢选择合成甲醇的主要反应如下：
①
②
③
298K 时，测得键能数据如下表所示。
化学键
C=O(
)
C-O
C-H
O-H
H-H
键能
803
326
414
464
436
(1)有利于反应①自发进行的条件是 (填“高温”或“低温”)；
，有
利于提高甲醇产率的措施有 (至少回答2 条)。
(2)将
与
按物质的量之比为3：1 投入15MPa、220℃的密闭容器中进行上述反应①，不能说明反应
一定达到平衡状态的是___________。
A．容器体积不再发生改变
B．
C．混合气体的平均相对分子质量不再改变
D．某时刻测得
与
的物质的量之比为3：1
Ⅱ．甲烷重整工艺主要包括甲烷二氧化碳重整制氢、甲烷三重整制氢等。
(3)甲烷三重整制氢的主要反应为④
。若
将
与CO 按物质的量之比3：1 加入反应装置，在不同条件下达到平衡时甲烷的物质的量分数为
，
在
条件下
与p 的关系、在
条件下
与t 的关系如图a 所示。当CO 的平
衡转化率为
时，反应条件可能是 ；210℃条件下，反应④的压强平衡常数
(保留三位有效数字)。甲烷三重整制氢工业一般将反应温度设置为750～920℃，将反应压力设置为2～
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3MPa，并向转化炉内通入空气或氧气，通入空气或氧气的目的是 。
【答案】（每空2 分）(1)低温 -88 降温、加压、及时分离出产物
(2)D
(3)250℃、9×105Pa 或210℃、5×105Pa 1.08×1012 使原料气部分发生氧化反应，为甲烷进一步转化
提供热量
【解析】（1）反应的焓变等于反应物键能和减去生成物键能和，则反应的焓变为
，反应①为放热的熵减反应，故低温利
于反应的自发进行；
已知：①
，②
，根据盖斯定律可知，反应①-②得：③
，故
；
生成甲醇的反应为气体分子数减小的放热反应，故降温、加压、及时分离出产物均有利于平衡正向移动，
利于提高甲醇产率；
（2）A．反应为气体分子数改变的反应，容器体积不再发生改变，说明达到平衡状态，A 不符合题意；
B．
，说明此时正逆反应速率相等，则达到平衡状态，B 不符合题意；C．混合气体的
平均摩尔质量为M= m/n，气体质量不变，但是气体的总物质的量随反应进行而改变，所以M 会发生改变，
当M 不变时，反应达到平衡，C 不符合题意；D．投料比为反应的二氧化碳、氢气的系数比，故二氧化碳、
氢气的物质的量之比为定值，某时刻测得
与
的物质的量之比为3：1，不能说明反应达到平衡，D
符合题意；故选D；
（3）已知：
，则温度相同，增大压强，平衡逆向
移动，甲烷含量增大，故向上的曲线为
条件下
与p 的关系；压强相同，升高温度，平衡
正向进行，甲烷含量减小，故向下的曲线为
条件下
与t 的关系；
假设
与CO 投料分别为3mol、1mol，CO 的平衡转化率为
时，反应CO 为1mol
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则反应后总的物质的量为
，
，故反应条件可能是250℃、9×105Pa 或210℃、
5×105Pa；
210℃条件下，反应后总的物质的量为
，甲烷、水、氢气、一氧化碳的物质的量分别为
、
、2mol、
，分压分别为
、
、
、
，反应④的压强平衡常数
；通入空气或氧气的目的是使原料气部分发生氧化反应，为甲烷进一步转化
提供热量；
1．（2022·天津·统考高考真题）向恒温恒容密闭容器中通入2 mol
和1 mol
，反应：
达到平衡后，再通入一定量
，达到新的平衡时，下列有关判断不正确的是
A．
的平衡转化率增大
B．
的平衡浓度增大
C．反应平衡常数不变
D．正向反应速率增大
【答案】A
【解析】A．平衡后，再通入一定量
，平衡正向移动，但是
的平衡转化率减小，A 错误；B．平衡
后，再通入一定量
，平衡正向移动，
的平衡浓度增大，B 正确；C．平衡常数是与温度有关的常数，
温度不变，平衡常数不变，C 正确；D．再通入一定量
，反应物浓度增大，正向反应速率增大，D 正确；
故选A。
2．（2022·辽宁·统考高考真题）某温度下，在
恒容密闭容器中
发生反应
，
有关数据如下：
时间段/
产物Z 的平均生成速率/
0～2
0.20
0～4
0.15
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0～6
0.10
下列说法错误的是
A．
时，Z 的浓度大于
B．
时，加入
，此时
C．
时，Y 的体积分数约为33.3%
D．
时，X 的物质的量为
【答案】B
【解析】A．反应开始一段时间，随着时间的延长，反应物浓度逐渐减小，产物Z 的平均生成速率逐渐减
小，则
内Z 的平均生成速率大于
内的，故
时，Z 的浓度大于
，A 正确；
B．
时生成的Z 的物质的量为
，
时生成的Z 的物质的量为
，故反应在
时已达到平衡，设达到平衡时生了
，列三段
式：
根据
，得
，则Y 的平衡浓度为
，Z 的平衡浓度为
，平衡常数
，
时Y 的浓度为
，Z 的浓度为
，加入
后Z 的浓
度变为
，
，反应正向进行，故
，B 错误；C．反应
生成的Y 与Z 的物质的量之比恒等于1∶2，反应体系中只有Y 和Z 为气体，相同条件下，体积之比等于
物质的量之比，
，故Y 的体积分数始终约为33.3%，C 正确；D．由B 项分析可知
时反应
处于平衡状态，此时生成Z 为
，则X 的转化量为
，初始X 的物质的量为
，剩余X 的物
质的量为
，D 正确；故答案选B。
3．（2022·海南·统考高考真题）某温度下，反应CH2=CH2(g)+H2O(g)
CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平
衡，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
【答案】C
【解析】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 正> v 逆，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 不正
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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CH3CH2OH(g)的浓度，B 不正确；
C．恒容下，充入一定量的H2O(g)，H2O(g)的浓度增大，平衡向正反应方向移动，C 正确；D．恒容下，充
入一定量的CH2=CH2 (g)，平衡向正反应方向移动，但是CH2=CH2 (g)的平衡转化率减小，D 不正确；综
上所述，本题选C。
4．（2021·江苏·高考真题）N2是合成氨工业的重要原料，NH3不仅可制造化肥，还能通过催化氧化生产
HNO3；HNO3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，N2与O2反
应生成NO，NO 进一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-116.4kJ·mol-1。大气中过量的NOx和
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
N2，也可将水体中的NO3
-转化为N2。对于反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)，下列说法正确的是
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
【答案】A
【解析】A．2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-116.4kJ·mol-1，反应气体物质的量减少，ΔS<0，故A 正确；B．
2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)反应的平衡常数可表示为K=
，故B 错误；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。
5．（2022·河北·高考真题）恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①
；
②
。反应①的速率
，反应②的速率
，式中
为速率常数。图甲为该体系中
X、Y、Z 浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的
曲线。下列说法错误的是
A．随
的减小，反应①、②的速率均降低
B．体系中
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C．欲提高Y 的产率，需提高反应温度且控制反应时间
D．温度低于
时，总反应速率由反应②决定
【答案】AB
【分析】由图中的信息可知，浓度随时间变化逐渐减小的代表的是X，浓度随时间变化逐渐增大的代表的
是Z，浓度随时间变化先增大后减小的代表的是Y；由图乙中的信息可知，反应①的速率常数随温度升高
增大的幅度小于反应②的。
【解析】A．由图甲中的信息可知，随c(X)的减小，c(Y) 先增大后减小，c(Z)增大，因此，反应①的速率
随c(X)的减小而减小，而反应②的速率先增大后减小，A 说法错误；B．根据体系中发生的反应可知，在
Y 的浓度达到最大值之前，单位时间内X 的减少量等于Y 和Z 的增加量，因此，v (X)= v (Y) +v(Z)，但是，
在Y 的浓度达到最大值之后，单位时间内Z 的增加量等于Y 和X 的减少量，故v (X) + v (Y) = v(Z)，B 说
法错误；C．升高温度可以可以加快反应①的速率，但是反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反
应②的，且反应②的的速率随着Y 的浓度的增大而增大，因此，欲提高Y 的产率，需提高反应温度且控制
反应时间，C 说法正确；D．由图乙信息可知，温度低于T1时，k1＞k2，反应②为慢反应，因此，总反应速
率由反应②决定，D 说法正确；综上所述，本题选AB。
6．（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：
【答案】BC
【解析】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：na＜nc，故B 正确；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Ta＞T 始，压强：Pa=
P 始，
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则na＜
n 始，可设Y 转化的物质的量浓度为xmol∙L−1，则列出三段式如下：
，
则有
＜
，计算得到x＞0.75，那么化学平衡常数K=
＞
，故C 正确；D．根据图象可知，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Va 正＞Vb 正，故D 错误。综上所述，答案为BC。
20
