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高考化学一轮复习： 第24 讲 化学平衡常数、转化率的判断与计算
【近年真题再现】
1. (2025 年江苏卷)甘油(C3H8O3)水蒸气重整获得H2过程中的主要反应：
反应Ⅰ：C3H8O3(g)＝3CO(g)＋4H2(g) △H＞0
反应Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g) △H＜0
反应Ⅲ：CO2(g)＋4H2(g)＝CH4(g)＋2H2O(g) △H＜0
1.0×105Pa 条件下，1mol C3H8O3和9molH2O 发生上述反应达平衡状态时，体系中CO、H2、CO2和
CH4的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正确的是
A．550℃时，H2O 的平衡转化率为20%
B．550℃反应达平衡状态时，n(CO2)∶n(CO)＝11∶25
C. 其他条件不变，在400～550℃范围，平衡时H2O 的物质的量随温度升高而增大
D. 其他条件不变，加压有利于增大平衡时H2的物质的量
答案：A
解析：550℃时，曲线①物质的量是5mol，根据原子守恒，n(C)＝3mol，则其不可能是含碳微粒，故
曲线①表示H2，升高温度，反应Ⅰ平衡正移，反应Ⅱ平衡逆向移动，CO 物质的量增大，则曲线③代表
CO，温度升高，反应Ⅲ逆向移动，CH4物质的量降低，则曲线②代表CH4，据此解答。
A．550℃时，n(H2)＝5mol，n(CO2)＝2.2mol，n(CH4)＝n(CO)＝0.4mol，根据C 原子守恒，可得
n(C3H8O3)＝＝0，根据O 原子守恒，可得n(H2O)＝＝7.2mol (也可利用H 原子守恒计算，结果相同)，则
α(H2O)＝×100%＝20%，A 正确；
B．550℃时，n(CO2)＝2.2mol，n(CO)＝0.4mol，则n(CO2)∶n(CO)＝11∶2，B 错误；
C．400～550℃范围，随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ平衡均逆向移动，n(CO2)增大，说明反应Ⅲ逆向移动
程度更大，则H2O 的物质的量减小，C 错误；
D．增大压强，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡不移动，反应Ⅲ平衡正向移动，H2的物质的量减小，
D 错误；
2. (2025 年山东卷)在恒容密闭容器中，Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。
平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知：T2温度时，Na2SiF6(s)完全分解；
体系中气相产物在T1、T3温度时的分压分别为p1、p3。下列说法错误的是
1
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A．a 线所示物种为固相产物
B．T1温度时，向容器中通入N2，气相产物分压仍为p1
C．p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp
D．T1温度时、向容器中加入b 线所示物种，重新达平衡时逆反应速率增大
答案：C
解析：Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物，则其分解产物为NaF(s)和
SiF4(g)，其分解的化学方程式为Na2SiF6(s)
2NaF(s)＋SiF4(g)，根据图数据分析可知，a 线代表NaF(s)，
b 线代表SiF4(g)，c 线代表Na2SiF6(s)。由各线的走势可知，该反应为吸热反应，温度升高，化学平衡正向
移动。
A．a 线所示物种为NaF(s)，NaF(s)固相产物，A 正确；
B．T1温度时，向容器中通入N2，恒容密闭容器的体积不变，各组分的浓度不变，化学平衡不发生移
动，虽然总压变大，但是气相产物分压不变，仍为p1，B 正确；
C．恒容密闭容器的平衡体系的气相产物只有SiF4(g)，Kp＝p(SiF4)，因此，p3与T3温度时热解反应的
平衡常数Kp相等，C 不正确；
D．b 线所示物种为SiF4(g)，T1温度时向容器中加入SiF4(g)，增大生成物的浓度导致逆反应速率增大，
化学平衡向逆反应方向移动，因此重新达平衡时(此处指的是重新建立化学平衡的过程中)逆反应速率增大
(比原平衡体系的大)，D 正确；
3. (2024 年6 月浙江卷)二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应：
I．C2H6(g)＋CO2(g)
C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g) △H1＞0
II．C2H6(g)＋2CO2(g)
4CO(g)＋3H2(g) △H2＞0
向容积为10L 的密闭容器中投入2molC2H6和3molCO2，不同温度下，测得5min 时(反应均未平衡)的
相关数据见下表，下列说法不正确的是
温度(℃)
400
500
600
乙烷转化率(%)
2.2
9.0
17.8
乙烯选择性(%)
92.6
80.0
61.8
2
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注：乙烯选择性＝×100%
A．反应活化能：I＜II
B．500℃时，0～5min 反应I 的平均速率为：v(C2H4)＝2.88×10-3mol·L-1·min-1
C．其他条件不变，平衡后及时移除H2O(g)，可提高乙烯的产率
D．其他条件不变，增大投料比[n(C2H6)/n(CO2)]投料，平衡后可提高乙烷转化率
答案：D
解析：A．由表可知，相同温度下，乙烷在发生转化时，反应Ⅰ更易发生，则反应活化能：Ⅰ＜Ⅱ，
A 正确；
B．由表可知，500℃时，乙烷的转化率为9.0%，可得转化的乙烷的总物质的量为
2mol×9.0%=0.18mol，而此温度下乙烯的选择性为80%，则转化为乙烯的乙烷的物质的量为
0.18mol×80%=0.144mol，根据方程式可得，生成乙烯的物质的量为0.144mol，则0～5min 反应I 的平均速
率为：v(C2H4)＝＝2.88×10-3mol·L-1·min-1，B 正确；
C．其他条件不变，平衡后及时移除H2O(g)，反应Ⅰ正向进行，可提高乙烯的产率，C 正确；
D．其他条件不变，增大投料比[n(C2H6)/n(CO2)]投料，平衡后CO2转化率提高，C2H6转化率降低，D
错误；
4. (2024 年湖南卷)恒压下，向某密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)和CO(g)，发生如下反应：
主反应：CH3OH(g)＋CO(g)＝CH3COOH(g) △H1
副反应：CH3OH(g)＋CH3COOH(g)＝CH3COOCH3(g)＋H2O(g) △H2
在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布分数，δ[δ(CH3COOH)＝]，随投料比x(物
质的量之比)的变化关系如图所示，下列说法正确的是
A．投料比x 代表 B．曲线c 代表乙酸的分布分数
C．△H1＜0，△H2＞0 D．L、M、N 三点的平衡常数：K(L)＝K(M)＞K(N)
答案：D
解析：题干明确指出，图中曲线表示的是测得两种含碳产物的分布分数即分别为δ(CH3COOH)、
δ(CH3COOH)，若投料比x 代表，x 越大，可看作是CH3OH 的量增多，则对于主、副反应可知生成的
CH3COOCH3越多，CH3COOCH3分布分数越高，则曲线a 或曲线b 表示CH3COOCH3分布分数，曲线c 或
3
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曲线d 表示CH3COOH 分布分数，据此分析可知AB 均正确，可知如此假设错误，则可知投料比x 代表，
曲线a 或曲线b 表示δ(CH3COOH)，曲线c 或曲线d 表示δ(CH3COOCH3)，据此作答。
A．根据分析可知，投料比x 代表，故A 错误；
B．根据分析可知，曲线c 表示CH3COOCH3分布分数，故B 错误；
C．根据分析可知，曲线a 或曲线b 表示δ(CH3COOH)，当同一投料比时，观察图像可知T2时
δ(CH3COOH)大于T1时δ(CH3COOH)，而T2＞T1可知，温度越高则δ(CH3COOH)越大，说明温度升高主反
应的平衡正向移动，△H1＞0；曲线c 或曲线d 表示δ(CH3COOCH3)，当同一投料比时，观察可知T1时
δ(CH3COOCH3)大于T2时δ(CH3COOCH3)，而T2＞T1可知，温度越高则δ(CH3COOCH3)越小，说明温度升
高副反应的平衡逆向移动，△H2＜0，故C 错误；
D．L、M、N 三点对应副反应△H2＜0，且TN＞TM＝TL，升高温度平衡逆向移动，K(L)＝K(M)＞
K(N)，故D 正确；
5. (2024 年黑吉辽卷)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150℃时其制备过程及相关物
质浓度随时间变化如图所示，15h 后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是
A．3h 时，反应②正、逆反应速率相等 B．该温度下的平衡常数：①＞②
C．0～3h 平均速率(异山梨醇)＝0.014mol∙kg-1∙h-1 D．反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
答案：A
解析：A．由图可知，3 小时后异山梨醇浓度继续增大，15h 后异山梨醇浓度才不再变化，所以3h 时，
反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速率不相等，故A 错误；
B．图像显示该温度下，15h 后所有物质浓度都不再变化，且此时山梨醇转化完全，即反应充分，而
1,4－失水山梨醇仍有剩余，即反应②正向进行程度小于反应①、反应限度小于反应①，所以该温度下的
平衡常数：①＞②，故B 正确；
C．由图可知，在0～3h 内异山梨醇的浓度变化量为0.042mol/kg，所以平均速率(异山梨醇)＝＝
0.014mol∙kg-1∙h-1，故C 正确；
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D．催化剂只能改变化学反应速率，不能改变物质平衡转化率，所以反应②加入催化剂不改变其平衡
转化率，故D 正确；
6．(2023 年江苏卷)金属硫化物(MxSy)催化反应CH4(g)＋2H2S(g)＝CS2(g)＋4H2(g)，既可以除去天然气
中的H2S，又可以获得H2。下列说法正确的是
A. 该反应的△S＜0
B. 该反应的平衡常数K＝
C. 题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为H2S 中带部分负电荷的S 与催化剂中的M 之间发生作用
D. 该反应中每消耗1molH2S，转移电子的数目约为2×6.02×1023
答案：C
解析：A．左侧反应物气体计量数之和为3，右侧生成物气体计量数之和为5，△S＞0 ，A 错误；
B．由方程形式知，K＝ ，B 错误；
C．由题图知，经过步骤Ⅰ后，H2S 中带部分负电荷的S 与催化剂中的M 之间形成了作用力，C 正确；
D．由方程式知，消耗1molH2S 同时生成2molH2，转移4mole－，数目为4×6.02×1023，D 错误；
7. (2023 年重庆卷)逆水煤气变换体系中存在以下两个反应：
反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g)
反应Ⅱ：CO2(g)＋4H2(g)
CH4(g)＋2H2O(g)
在恒容条件下，按V(CO2)∶V(H2)＝1∶1 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。下列说法正确的是
A. 反应Ⅰ的△H＜0，反应Ⅱ的△H＞0
B．M 点反应Ⅰ的平衡常数K＜1
C．N 点H2O 的压强是CH4的3 倍
D．若按V(CO2)∶V(H2)＝1∶2 投料，则曲线之间交点位置不变
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答案：C
解析：A．随着温度的升高，甲烷含量减小、一氧化碳含量增大，则说明随着温度升高，反应Ⅱ逆向
移动、反应Ⅰ正向移动，则反应Ⅱ为放热反应焓变小于零、反应Ⅰ为吸热反应焓变大于零，A 错误；
B．M 点没有甲烷产物，且二氧化碳、一氧化碳含量相等，投料V(CO2)∶V(H2)＝1∶1，则此时反应Ⅰ平
衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量相等，反应Ⅰ的平衡常数K＝＝1，B 错误；
C．N 点一氧化碳、甲烷物质的量相等，结合反应方程式的系数可知，生成水得总的物质的量为甲烷
的3 倍，结合阿伏伽德罗定律可知，H2O 的压强是CH4的3 倍，C 正确；
D．反应Ⅰ为气体分子数不变的反应、反应Ⅱ为气体分子数减小的反应；若按V(CO2)∶V(H2)＝1∶2 投料，
相当于增加氢气的投料，会使得甲烷含量增大，导致甲烷、一氧化碳曲线之间交点位置发生改变，D 错
误；
8．(2022 年广东卷)恒容密闭容器中，BaSO4(s)＋4H2(g)
BaS(s)＋4H2O(g)在不同温度下达平衡时，
各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是
A. 该反应的△H＜0
B. a 为n(H2O)随温度的变化曲线
C. 向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动
D. 向平衡体系中加入BaSO4，H2的平衡转化率增大
答案：C
解析：A．从图示可以看出，平衡时升高温度，氢气的物质的量减少，则平衡正向移动，说明该反应
的正反应是吸热反应，即ΔH＞0，故A 错误；
B．从图示可以看出，在恒容密闭容器中，随着温度升高氢气的平衡时的物质的量减少，则平衡随着
温度升高正向移动，水蒸气的物质的量增加，而a 曲线表示的是物质的量不随温度变化而变化，故B 错
误；
C．容器体积固定，向容器中充入惰性气体，没有改变各物质的浓度，平衡不移动，故C 正确；
D．BaSO4是固体，向平衡体系中加入BaSO4，不能改变其浓度，因此平衡不移动，氢气的转化率不
变，故D 错误；
9. (2022 年海南卷)某温度下，反应CH2＝CH2(g)＋H2O(g)
CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，
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下列说法正确的是
A. 增大压强，v 正＞v 逆，平衡常数增大
B. 加入催化剂，平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大
C. 恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动
D. 恒容下，充入一定量的CH2＝CH2(g)，CH2＝CH2(g)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；
10. (2022 年湖南卷)向体积均为1L 的两恒容容器中分别充入2molX 和1molY 发生反应：2X(g)＋Y(g)
Z(g) △H，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. △H＞0
B. 气体的总物质的量：na＜nc
C. a 点平衡常数：K＞12
D. 反应速率：va 正＜vb 正
答案：B
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△H＜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，假设在恒温恒容条件下进行，则气体的压强之比等于气体
的物质的量（物质的量浓度）之比，所以可设Y 转化的物质的量浓度为xmol∙L−1，则列出三段式如下：
2X(g)＋Y(g)
Z(g)
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起始/mol·L－1 2 1 0
转化/mol·L－1 2x x x
平衡/mol·L－1 2－2x 1－x x
则有＝，计算得到x=0.75，那么化学平衡常数K＝＝＝12，又甲容器为绝热条件，等效为恒温条件下
升温，平衡逆向移动，则平衡常数减小即平衡常数K＜12，故C 错误；
D．根据图像可知，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。
11. (2022 年江苏卷)用尿素水解生成的NH3催化还原NO，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应
为4NH3(g)＋O2(g)＋4NO(g)
4N2(g)＋6H2O(g)，下列说法正确的是
A. 上述反应△S＜0
B. 上述反应平衡常数K＝
C. 上述反应中消耗1moLNH3，转移电子的数目为2×6.02×1023
D. 实际应用中，加入尿素的量越多，柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小
答案：B
解析：A．由方程式可知，该反应是一个气体分子数增大的反应，即熵增的反应，反应△S＞0，故A
错误；
B．由方程式可知，反应平衡常数K＝，故B 正确；
C．由方程式可知，反应每消耗4mol 氨气，反应转移12mol 电子，则反应中消耗1mol 氨气转移电子
的数目为3mol×4××6.02×1023＝3×6.02×1023，故C 错误；
D．实际应用中，加入尿素的量越多，尿素水解生成的氨气过量，柴油机车辆排放的氨气对空气污染
程度增大，故D 错误；
12. (2022 年江苏卷)乙醇－水催化重整可获得H2。其主要反应为①C2H5OH(g)＋3H2O(g)＝2CO2(g)＋
6H2(g) △H＝173.3kJ∙mol－1，②CO2(g)＋H2(g)＝CO(g)＋H2O(g) △H＝41.2kJ∙mol－1，在1.0×105Pa、n 始
(C2H5OH) n∶
始(H2O)＝1 3∶时，若仅考虑上述反应，平衡时CO2和CO 的选择性及H2的产率随温度的变化如
图所示。
CO 的选择性×100%，下列说法正确的是
A. 图中曲线①表示平衡时H2产率随温度的变化
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B. 升高温度，平衡时CO 的选择性增大
C. 一定温度下，增大可提高乙醇平衡转化率
D. 一定温度下，加入CaO(s)或选用高效催化剂，均能提高平衡时H2产率
答案：D
解析：根据已知反应①C2H5OH(g)＋3H2O(g)＝2CO2(g)＋6H2(g) △H＝173.3kJ∙mol－1，反应②CO2(g)
＋H2(g)＝CO(g)＋H2O(g) △H＝41.2kJ∙mol－1，且反应①的热效应更大，故温度升高的时候对反应①影响
更大一些，即CO2选择性增大，同时CO 的选择性减小，根据CO 的选择性的定义可知③代表CO2的选择
性，①代表CO 的选择性，②代表H2的产率，以此解题。
A．由分析可知②代表H2的产率，A 错误；
B．由分析可知升高温度，平衡时CO 的选择性减小，B 错误；
C．两种物质参加反应增大一种物质的浓度，会降低该物质的平衡转化率，C 错误；
D．加入CaO(s)与水反应放热，对反应①影响较大，可以增大H2产率，或者选用对反应①影响较大
的高效催化剂，也可以增大H2产率，D 正确；
13. (2021 年海南卷)制备水煤气的反应C(s)＋H2O(g)
H2(g)＋CO(g) △H＞0 ，下列说法正确的
是
A. 该反应△S＜0 B. 升高温度，反应速率增大
C. 恒温下，增大总压，H2O(g)的平衡转化率不变 D. 恒温恒压下，加入催化剂，平衡常数增大
答案：B
解析：A．该反应的正反应是气体体积增大的反应，所以△S＞0，A 错误；
B．升高温度，物质的内能增加，分子运动速率加快，有效碰撞次数增加，因此化学反应速率增大，
B 正确；
C．恒温下，增大总压，化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动，使H2O(g)的平衡转化率减小，
C 错误；
D．恒温恒压下，加入催化剂，化学平衡不移动，因此化学平衡常数不变，D 错误；
14．(2020 年浙江7 月选考)5 mL 0.1 mol·L－1 KI 溶液与1 mL 0.1 mol·L－1 FeCl3溶液发生反应：2Fe3＋
(aq)＋2I－(aq)
2Fe2＋(aq)＋I2(aq)，达到平衡。下列说法不正确的是
A．加入苯，振荡，平衡正向移动
B．经苯2 次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN，溶液呈血红色，表明该化学反应存在限度
C．加入FeSO4固体，平衡逆向移动
D．该反应的平衡常数K＝
答案：D
解析：碘易溶于苯，加入苯，碘进入苯中，使水溶液中碘的浓度减小，平衡正向移动，A 项正确；
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如果反应能进行到底，则经过苯两次萃取后溶液中不会有Fe3＋，加入KSCN，溶液不会呈血红色，溶液
呈血红色说明此反应是可逆反应，有反应限度，B 项正确；加入FeSO4，二价铁离子浓度增大，平衡逆向
移动，C 项正确；该反应的平衡常数K＝，D 项错误。
15．(2019 年江苏)在恒压、NO 和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下
NO 转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO 的平衡转化率随温度的变化)。下
列说法正确的是
A．反应2NO(g)＋O2(g)＝2NO2(g)的ΔH＞0
B．图中X 点所示条件下，延长反应时间能提高NO 转化率
C．图中Y 点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO 转化率
D．380℃下，c 起始(O2)=5.0×10−4 mol·L−1，NO 平衡转化率为50%，则平衡常数K>2000
答案：BD
解析：A．随温度升高NO 的转化率先升高后降低，说明温度较低时反应较慢，一段时间内并未达到
平衡，分析温度较高时，已达到平衡时的NO 转化率可知，温度越高NO 转化率越低，说明温度升高平衡
向逆方向移动，根据勒夏特列原理分析该反应为放热反应，∆H＜0，故A 错误；
B．根据上述分析，X 点时，反应还未到达平衡状态，反应正向进行，所以延长反应时间能提高NO
的转化率，故B 正确；
C．Y 点，反应已经达到平衡状态，此时增加O2的浓度，使得正反应速率大于逆反应速率，平衡向
正反应方向移动，可以提高NO 的转化率，故C 错误；
D．设NO 起始浓度为amol/L，NO 的转化率为50%，则平衡时NO、O2和NO2的浓度分别为
0.5amol/L、(5×10-4－0.25a)mol/L、0.5amol/L，根据平衡常数表达式K＝＝＞＝2000，故D 正确；
16. (2025 年西北卷)MgCO3/MgO 循环在CO2捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用
MgCO3与H2反应生成CH4的路线，主要反应如下：
I．MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g) △H1＝＋101kJ∙mol-1
II．CO2(g)＋4H2(g)＝CH4(g)＋2H2O(g) △H2＝－166kJ∙mol-1
III．CO2(g)＋H2(g)＝H2O(g)＋CO(g) △H3＝＋41kJ∙mol-1
回答下列问题：
(1)计算MgCO3(s)＋4H2(g)＝MgO(s)＋2H2O(g)＋CH4(g) △H4＝_______kJ∙mol-1
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(2)提高CH4平衡产率的条件是_______。
A. 高温高压 B. 低温高压 C. 高温低压 D. 低温低压
(3)高温下MgCO3分解产生的MgO 催化CO2与H2反应生成CH4，部分历程如图，其中吸附在催化剂
表面的物种用*标注，所示步骤中最慢的基元反应是_______(填序号)，生成水的基元反应方程式为
_______。
(4)100kPa 下，在密闭容器中H2(g)和MgCO3(s)各1mol 发生反应。反应物(H2、MgCO3)的平衡转化率
和生成物(CH4、CO2)的选择性随温度变化关系如下图(反应III 在360℃以下不考虑)。
注：含碳生成物选择性＝×100%
①表示CH4选择性的曲线是_______(填字母)。
②点M 温度下，反应Ⅱ的Kp＝_______(kPa)2 (列出计算式即可)。
③在550℃下达到平衡时，n(CO)＝_______mol。500～600℃，随温度升高H2平衡转化率下降的原因
可能是_______________________________。
答案：(1)－65 (2)B (3)
④；HO*＋H2*＋CH2*＝ CH3*＋H2O
(4)
c
①
②
0.2
③
；反应Ⅱ生成的氢气多于反应Ⅲ消耗的氢气
解析：(1)已知：
I．MgCO3(s)＝MgO(s)＋CO2(g) △H1＝＋101kJ∙mol-1
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II．CO2(g)＋4H2(g)＝CH4(g)＋2H2O(g) △H2＝－166kJ∙mol-1
将I+ Ⅱ可得MgCO3(s)＋4H2(g)＝MgO(s)＋2H2O(g)＋CH4(g) △H4＝△H1＋△H2＝＋101kJ∙mol-1＋(－
166kJ∙mol-1)＝－65kJ∙mol-1，故答案
：－65；
(2)已知反应Ⅱ．CO2(g)＋4H2(g)＝CH4(g)＋2H2O(g) △H2＝－166kJ∙mol-1为放热反应，要提高CH4平
衡产率，要使平衡正向移动。
A．高温会使平衡逆向移动，不利于提高CH4平衡产率，A 错误；
B．低温使平衡正向移动，高压也使平衡正向移动，可提高CH4平衡产率，B 正确；
C．高温会使平衡逆向移动，低压会使平衡逆向移动，不利于提高CH4平衡产率，C 错误；
D．低压会使平衡逆向移动，不利于提高CH4平衡产率，D 错误；
故选B。
(3)反应活化能越高，反应速率越慢，从图中可以看出，第四部活化能最高，速率最慢，基元反应为
CH3*＋H*＋2H2O＝CH4*＋2H2O；由图可知，在第三步时生成了水，基元反应为：HO*＋H2*＋CH2*＝
CH3*＋H2O，故答案为：④；HO*＋H2*＋CH2*＝CH3*＋H2O；
(4)已知反应I 为吸热反应，Ⅱ为放热反应，III 为吸热反应，根据图像，温度逐渐升高，则碳酸镁的
转化率逐渐升高，氢气的转化率下降，在360℃以下不考虑反应Ⅲ，则二氧化碳的选择性上升，甲烷的选
择性下降，所以a 表示碳酸镁的转化率，b 表示二氧化碳的选择性，c 表示甲烷的选择性。
①表示CH4选择性的曲线是c，故答案为：c；
②点M 温度下，从图中看出碳酸镁的转化率为49%，则剩余的碳酸镁为0.51mol，根据碳原子守恒，
甲烷和二氧化碳中碳原子的物质的量之和为0.49mol，又因为此时CO2的选择性和甲烷的选择性相等，则
二氧化碳和甲烷的物质的量为0.245mol，根据氧原子守恒得出水的物质的量为0.49mol，根据氢原子守恒
得出 氢气的物质的量为0.02mol，总的物质的量为0.02＋0.245＋0.245＋0.49＝1mol，p(H2)＝×100kPa＝
2kPa，p(CO2)＝p(CH4)＝×100kPa＝24.5kPa，p(H2O)＝×100kPa＝49kPa，则反应Ⅱ的Kp＝＝＝，故答案
为：；
③在550℃下达到平衡时，碳酸镁完全转化，二氧化碳的选择性为70%，甲烷的选择性为10%，则生
成的二氧化碳为0.7mol，生成的甲烷为0.1mol，根据碳原子守恒得出n(CO)＝1－0.7－0.1＝0.2mol；因为
反应Ⅱ是放热的，反应Ⅲ是吸热的。在500～600℃，随温度升高，反应Ⅱ逆向移动，反应Ⅲ正向移动，
由于反应Ⅱ生成的氢气多于反应Ⅲ消耗的氢气，导致H2平衡转化率下降，故答案为：0.2；反应Ⅱ生成的
氢气多于反应Ⅲ消耗的氢气。
17．(2025 年安徽卷)I．通过甲酸分解可获得超高纯度的CO。甲酸有两种可能的分解反应：
HCOOH(g)
①
＝CO(g)＋H2O(g) △H1＝＋26.3kJ∙mol-1
HCOOH(g)
②
＝CO2(g)＋H2(g) △H2＝－14.9kJ∙mol-1
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(1)反应CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g)的△H＝_______kJ∙mol-1。
(2)一定温度下，向恒容密闭容器中通入一定量的HCOOH(g)，发生上述两个分解反应下列说法中能
表明反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
a．气体密度不变 b．气体感压强不变 c．H2O(g)的浓度不变 d．CO 和CO2的物质的量相等
(3)一定温度下，使用某催化剂时反应历程如下图，反应①的选择性接近100%，原因是__________；
升高温度，反应历程不变，反应①的选择性下降，可能的原因是______________________________。
Ⅱ．甲烷和二氧化碳重整是制取合成气(CO 和H2)的重要方法，主要反应有：
③CH4(g)＋CO2(g)
2CO(g)＋2H2
CO
④
2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g)
CH
⑤
4(g)＋H2O(g)
CO(g)＋3H2
(4)恒温恒容条件下，可提高CH4转化率的措施有_______(填标号)。
a．增加原料中CH4的量 b．增加原料中CO2的量 c．通入Ar 气
(5)恒温恒压密闭容器中，投入不同物质的量之比的CH4/CO2/Ar 混合气，投料组成与CH4和CO2的平
衡转化率之间的关系如下图。
i．投料组成中Ar 含量下降，平衡体系中n(CO)∶n(H2)的值将_______(填“增大”“减小”或“不
变”)。
ii．若平衡时Ar 的分压为pkPa，根据a、b 两点计算反应⑤的平衡常数Kp＝_______(kPa)2 (用含p 的
代数式表示，Kp是用分压代替浓度计算的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数)。
答案：(1)－41.2 (2)bc
(3)原因是反应①的活化能低，反应②活化能高，反应②进行的速率慢；催化剂在升温时活性降低或
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升温时催化剂对反应②更有利 (4)b (5)i．增大 ii．0.675p2
解析：(1)由盖斯定律，②－①可以得到目标反应，则△H＝△H1－△H2＝－14.9kJ/mol－26.3kJ/mol＝
－41.2kJ/mol；
(2)a．气体质量是定值，体积是固定的，密度始终不变，气体密度不变，不能说明达到平衡状态；
b．两个反应均为气体体积增大的反应，则随着反应进行，压强变大，压强不变是平衡状态；
c．气体浓度不变是平衡状态的标志，则H2O(g)浓度不变，是平衡状态；
d．CO 和CO2物质的量相等，不能说明其浓度不变，不能判断达到平衡状态；
故选bc；
(3)反应①的选择性接近100%，原因是反应①的活化能低，反应②活化能高，反应②进行的速率慢，
所以反应①的选择性接近100%；反应①是吸热反应，升高温度平衡会正向移动，会有利于反应①，但反
应①选择性下降，可能原因是催化剂在升温时活性降低或升温时催化剂对反应②更有利；
(4)a．增加原料中CH4的量，CH4自身转化率降低；
b．增大原料中CO2的量，CH4转化率增大；
c．通入Ar，各物质浓度不变，平衡不移动，CH4转化率不变；
故选b；
(5)如图可知，恒压时，随着Ar 含量上升(图像从右到左)，反应物的分压减小，相当于减压，平衡正
向移动，压强不影响反应④平衡移动；则随着Ar 含量下降，反应③和⑤平衡逆向移动，但甲烷的转化率
下降的更快，而反应①甲烷二氧化碳转化率相同，说明反应⑤逆移程度稍小，但CO 减小的少，则
n(CO)∶n(H2)增大；
设初始投料：n(CH4)＝4mol、n(CO2)＝4mol、n(Ar)＝2mol，平衡时，甲烷转化率为20%，二氧化碳
的转化率为30%，则平衡时：
n(CH4)＝4mol－4mol×20%＝3.2mol；n(CO2)＝4mol－4mol×30%＝2.8mol；
根据碳元素守恒：n(CO)＝8mol－n(CH4)－n(CO2)＝8mol－3.2mol－2.8mol＝2mol；
根据氧元素守恒：n(H2O)＝8mol－n(CO)－2n(CO2)＝8mol－2mol－2×2.8mol＝0.4mol；
根据氢元素守恒：n(H2)＝8mol－2n(CH4)－n(H2O)＝8mol－2×3.2mol－0.4mol＝1.2mol；
平衡时，气体总物质的量为3.2mol＋2.8mol＋2mol＋0.4mol＋1.2mol＋2mol＝11.6mol，Ar 的分压为
pkPa，则总压为5.8pkPa，p(H2)＝×5.8pkPa＝0.6pkPa、p(CO)＝×5.8pkPa＝1pkPa、p(CH4)＝×5.8pkPa＝
1.6pkPa、p(H2O)＝×5.8pkPa＝0.2pkPa，反应⑤的平衡常数Kp＝(kPa)2＝0.675p2(kPa)2。
18．(2025 年全国卷)乙酸乙酯是一种应用广泛的有机化学品，可由乙酸和乙醇通过酯化反应制备。回
答下列问题：
(1)乙酸、乙醇和乙酸乙酯的燃烧热分别为－874kJ∙mol－1、－1367kJ∙mol－1和－2238kJ∙mol－1，则酯化
反应CH3COOH(l)＋C2H5OH(l)＝CH3COOC2H5(l)＋H2O(l)的△H＝_______kJ∙mol－1。
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(2)酯化反应中的3 种有机物的沸点从高到低的顺序为__________原因是________________________。
(3)在常压和353.15K 时，初始组成n(CH3COOH) n(C
∶
2H5OH)＝3 1∶、NaHSO4作催化剂的条件下进行反
应，得到乙醇浓度随反应时间的变化如下图所示。
平衡时乙酸的转化率α＝_______%，平衡常数K＝_______(保留2 位有效数字)。已知酯化反应的速
率方程为r＝k＋c(CH3COOH)∙c(C2H5OH)－k－c(CH3COOC2H5)∙c(H2O)，其中k＋＝1.0×10-5 L∙mol-1∙s-1，则k＝
_______L∙mol-1∙s-1 (保留2 位有效数字)。
(4)研究发现，难以通过改变反应温度或压强来提高乙酸乙酯平衡产率，原因是__________________。
若要提高乙酸乙酯的产率，可以采用的方法是___________________(举1 例)。
答案：(1)－3 (2)CH3COOH＞CH3CH2OH＞CH3COOCH2CH3 ；乙酸乙酯分子间不存在氢键，乙酸
分子间的氢键比乙醇的更强 (3)30；3.9 ；2.6×10-6
(4) ︱△H︱很小，温度对平衡影响小，液相反应，压强对平衡影响小；及时移出产物
解析：(1)乙酸、乙醇和乙酸乙酯的燃烧热分别为－874kJ∙mol－1、－1367kJ∙mol－1和－2238kJ∙mol－1，
CH
①
3COOH(l)＋2O2(g)→2CO2(g)＋2H2O(l)
H
△
1＝－874kJ/mol
②CH3CH2OH(l)＋3O2(g)→2CO2(g)＋3H2O(l)
H
△
2＝－1367kJ/mol
CH
③
3COOCH2CH3(1)＋5O2(g)→4CO2(g)＋4H2O(l)
H
△
3＝－2238kJ/mol
根据盖斯定律①+②－③得CH3COOH(l)＋C2H5OH(l)＝CH3COOC2H5(l)＋H2O(l)的△H＝△H1＋△H2－
△H3＝－874kJ∙mol－1＋(－1367kJ∙mol－1)－(－2238kJ∙mol－1)＝－3kJ/mol。
(2)乙酸、乙醇都能形成分子间氢键，乙酸乙酯分子间不存在氢键，乙酸分子间的氢键比乙醇的更强，
所以沸点从高到低的顺序为CH3COOH＞CH3CH2OH＞CH3COOCH2CH3。
(3)初始组成n(CH3COOH) n(C
∶
2H5OH)＝3 1∶。乙醇的初始浓度3.3mol/L、乙酸的初始浓度为9.9mol/L，
平衡时乙醇的浓度减小3.3－0.33＝2.97mol/L，则乙酸的浓度降低2.97mol/L，乙酸的转化率α＝×100%＝
30%；平衡时乙醇的浓度为0.33mol/L、乙酸的浓度为9.9－2.97＝6.93mol/L、乙酸乙酯的浓度为
2.97mol/L、水的浓度为2.97mol/L，则平衡常数K＝＝3.9；＝K＝3.9，k－＝＝＝2.6×10-6 L∙mol-1∙s-1。
(4)液相反应，压强对平衡影响小，︱△H︱很小，温度对平衡影响小，所以难以通过改变反应温度或
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压强来提高乙酸乙酯平衡产率。及时移出产物，平衡正向移动，可以提高乙酸乙酯的产率。
19. (2024 年福建卷)SiHCl3是制造多晶硅的原料，可由Si 和SiCl4耦合加氢得到，相关反应如下：
Ⅰ．SiCl4(g)＋H2(g)＝SiHCl3(g)＋HCl(g) △H1＝52kJ∙mol-1
Ⅱ．Si(s)＋3HCl(g)＝SiHCl3(g)＋H2(g) △H2＝－236kJ∙mol-1
Ⅲ．Si(s)＋SiCl4(g)＋2H2(g)＝2SiH2Cl2(g) △H3＝16kJ∙mol-1
(1)生成SiHCl3的总反应：
Ⅳ．Si(s)＋3SiCl4(g)＋2H2(g)＝4SiHCl3(g) △H4＝__________kJ∙mol-1
(2)体系达到平衡状态且其他条件不变时：
①压缩平衡体系体积，重新达到平衡后物质的量分数增大的组分为_______。(填标号)
a．SiCl4 b．SiHCl3 c．SiH2Cl2 d．HCl
②反应温度升高不利于提高平衡时产物SiHCl3选择性的原因是___________________________。
(3)在压强为P0的恒压体系中通入2.0molH2和1.0mol SiCl4，达到平衡时，气体组分的物质的量分数
随温度变化如图所示(忽略气体组分在硅表面的吸附量)。已知：Kp为用气体分压表示的平衡常数，分压=
物质的量分数×总压。
①图中n 代表的组分为_______。(填化学式)
750K
②
时，反应Ⅲ的平衡常数Kp＝_______。(列出计算式)
750K
③
时，SiCl4的平衡转化率为f，消耗硅的物质的量为_______mol。(列出计算式)
(4)673K 下、其他条件相同时，用Cu、CuO 和CuCl 分别催化上述反应，一段时间内SiCl4的转化率
如下表所示。(产物SiHCl3选择性均高于98.5%)
催化剂
Cu
CuO
CuCl
SiCl4的转化率/%
7.3
14.3
22.3
①使用不同催化剂时，反应Ⅳ的△H CuO
∶
催化剂_______ CuCl 催化剂(填“>”“<”或“=”)；反应Ⅳ的
活化能：Cu 催化剂_______ CuCl 催化剂(填“>”“<”或“=”)。
②使用CuCl 催化剂，初始投料αmol SiCl4该段时间内得到βmol SiHCl3，则SiHCl3的选择性＝×100%
＝_______×100%。(列出计算式)
答案：(1)－80 (2)
bc
①
②因△H4＜0，升温反应IV 向逆反应方向进行，SiHCl3的产量反而减小
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(3)
HCl
①
② ③－1 或－f (4)①＝ ；＞ ②
解析：(1)根据盖斯定律可知，△H4＝△H2＋△H1＝－236kJ∙mol-1＋3×(＋52kJ∙mol-1)＝－80kJ∙mol-1。
故答案为：－80。
(2)①压缩平衡体系体积，相当于增大压强，重新达到平衡后，对于反应I→IV，除压强对反应I 无影
响，对II→IV 的反应都是平衡向正反应方向移动，因此SiH2Cl2和SiHCl3的量增大；因△H4＜0、△H3＞
0，升温反应IV 向逆反应方向进行，反应III 向正反应方向进行，SiHCl3的产量反而减小。故答案为：
bc；因△H4＜0，升温反应IV 向逆反应方向进行，SiHCl3的产量反而减小。
(3)在压强为P0的恒压体系中通入2molH2和1molSiCl4，①根据反应I→IV 可知，温度升高反应I 和III
向正反应方向进行，产物含量增加，结合图可知n 为HCl，m 为SiHCl3；
750K
②
时按照反应III 进行：Si(s)＋SiCl4(g)＋2H2(g)＝2SiH2Cl2(g)，由图中可知道平衡时SiCl4，
SiH2Cl2，H2的物质的量分数为w，则Kp＝＝；
750K
③
，1molSiCl4的平衡转化率为f，则转化的SiCl4为fmol，剩余的SiCl4为(1－f)mol，平衡时的物
质与物质的量分数分别为：SiCl4→x、SiH2Cl2→z 和SiHCl3→y，设平衡时混合物的总物质的量为Mmol，
则可以根据剩余的SiCl4计算出M，＝x—→ M＝mol，再计算出＝y—→ n(SiHCl3)＝mol、＝z—→
n(SiH2Cl2)＝mol，根据硅原子守恒，消耗硅的物质的量＝平衡物质中硅的总物质的量－起始时的
1molSiCl4，n(Si)＝[(1－f)＋＋]－1＝[－1]mol 或者消耗硅的物质的量＝平衡物质中SiH2Cl2和SiHCl3物质
的量之和－消耗的fmolSiCl4，n(Si)＝[＋]－f＝[－f]mol。故答案为：HCl；；－1 或－f。
(4)①使用不同催化剂时，反应IV 的△H：CuO 催化剂与△H：CuCl 催化剂相比较，由于反应热只和
反应物的始态与生成物的终态有关，与催化剂无关，所以△H：CuO 催化剂＝△H：CuCl 催化剂；根据表
中数据，在相同单位时间内，Cu 作催化剂SiCl4的转化率为7.3%、CuCl 作催化剂SiCl4的转化率为
22.3%，由此可以得出CuCl 作催化剂时活化能更低，效率更高，则反应IV 的活化能：Cu 催化剂＞CuCl
催化剂；
②根据反应IV：Si(s)+3SiCl4(g)+2H2(g)=4SiHCl3(g)，初始投料αmolSiCl4该段时间内得到
βmolSiHCl3，列式：Si(s)＋3SiCl4(g)＋2H2(g)＝4SiHCl3(g)
3mol 4mol
n βmol，得出生成SiHCl3所消耗的SiCl4的物质的量n＝mol，根据表的
转化率可知所消耗的SiCl4的总物质的量为α×22.3%＝0.223α，最后根据公式SiHCl3的选择性＝×100%＝
×100%＝×100%。故答案为：＝；＞； 。
20. (2024 年湖北卷)用BaCO3和焦炭为原料，经反应I、Ⅱ得到BaC2，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：BaCO3(s)＋C(s)
BaO(s)＋2CO(g)
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反应Ⅱ：BaO(s)＋3C(s)
BaC2(s)＋CO(g)
回答下列问题：
(1)写出BaC2与水反应的化学方程式__________________________________。
(2)已知Kp＝(PCO)n、K＝()n (n 是CO 的化学计量系数)。反应、Ⅱ的lgK 与温度的关系曲线见图1。
①反应BaCO3(s)＋4C(s)
BaC2(s)＋3CO(g)在1585K 的Kp＝_______Pa3。
②保持1320K 不变，假定恒容容器中只发生反应I，达到平衡时PCO＝_______ Pa，若将容器体积压
缩到原来的，重新建立平衡后PCO＝_______Pa。
(3)恒压容器中，焦炭与BaCO3的物质的量之比为4∶1，Ar 为载气。400K 和1823K 下，BaC2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)。
①初始温度为900K，缓慢加热至1400K 时，实验表明BaCO3已全部消耗，此时反应体系中含Ba 物
种为______________________。
1823K
②
下，反应速率的变化特点为_________________，其原因是__________________________。
答案：(1)BaC2+2H2O—→Ba(OH)2+HC≡CH↑ (2)①1016 ②105 105
(3)①BaO ②速率不变至BaC2产率接近100%
容器中只有反应Ⅱ：BaO(s)+3C(s)
BaC2(s)+CO(g)，反应条件恒温1823K、恒压，且该反应只有
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CO 为气态，据K＝可知，CO 的压强为定值，所以化学反应速率不变
解析：(1)Ba、Ca 元素同主族，所以BaC2与水的反应和CaC2与水的反应相似，其反应的化学方程式
为BaC2+2H2O—→Ba(OH)2+HC≡CH↑；
(2)①反应I+反应Ⅱ得BaCO3(s)+4C(s)
BaC2(s)+3CO(g)，所以其平衡常数K＝KI×KⅡ＝()3，由图1
可知，1585K 时KI＝102.5，KⅡ=10-1.5，即()3＝102.5×10-1.5=10，所以p3
CO=10×(105pa)3=1016pa
3，则Kp＝ p3
CO＝
1016pa
3；
②由图1 可知，1320K 时反应I 的KI＝100＝1，即KI＝()2＝1，所以p2
CO＝(105pa)2，即PCO＝105pa；
③若将容器体积压缩到原来的，由于温度不变、平衡常数不变，重新建立平衡后pCO应不变，即
pCO=105pa；
(3)①由图2 可知，1400K 时，BaC2的产率为0，即没有BaC2，又实验表明BaBO3已全部消耗，所以
此时反应体系中含Ba 物种为BaO；
②图像显示，1823K 时BaC2的产率随时间由0 开始呈直线增加到接近100%，说明该反应速率为一个
定值，即速率保持不变；1400K 时碳酸钡已全部消耗，此时反应体系的含钡物种只有氧化钡，即只有反
应Ⅱ：BaO(s)+3C(s)
BaC2(s)+CO(g)，反应条件恒温1823K、恒压，且该反应只有CO 为气态，据K＝
可知，CO 的压强为定值，所以化学反应速率不变。
21. (2024 年山东卷)水煤气是H2的主要来源，研究CaO 对C－H2O 体系制H2的影响，涉及主要反应
如下：
C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g) (I) △H1＞0
CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g) (II) △H2＜0
CaO(s)＋CO2(g)＝CaCO3(s) (III) △H3＜0
回答列问题：
(1)C(s)＋CaO(s)＋2H2O(g)
CaCO3(s)＋2H2(g)的焓变△H＝_______(用代数式表示)。
(2)压力p 下，C－H2O－CaO 体系达平衡后，图示温度范围内C(s)已完全反应，CaCO3(s)在T1温度时
完全分解。气相中CO，CO2和H2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T1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T0时，图示三种气体的摩尔分数分别为0.50，0.15，0.05，则反应CO(g)＋
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H2O(g)
CO2(g)＋H2(g)的平衡常数Kp＝_______；此时气体总物质的量为4.0mol，则CaCO3(s)的物质的
量为_______mol；若向平衡体系中通入少量CO2(g)，重新达平衡后，分压P(CO2)将_______(填“增大”
“减小”或“不变”)，P(CO)将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
答案：(1)△H1＋△H2＋△H3
(2)H2 当温度高于T1，CaCO3(s)已完全分解，只发生反应Ⅱ，温度升高，反应Ⅱ逆向移动，所
以CO2的摩尔分数减小 (3) 0.5 不变 增大
解析：(1)已知三个反应： I．C(s)＋H2O(g)＝CO(g)＋H2(g)
II．CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g)
III．CaO(s)＋CO2(g)＝CaCO3(s)
设目标反应C(s)＋CaO(s)＋2H2O(g)
CaCO3(s)＋2H2(g)为IV，根据盖斯定律，Ⅳ＝I+Ⅱ+Ⅲ，所以
△H＝△H1＋△H2＋△H3。
(2)图示温度范围内C(s)已完全反应，则反应Ⅰ已经进行完全，反应Ⅱ和Ⅲ均为放热反应，从开始到
T1，温度不断升高，反应Ⅱ和Ⅲ逆向移动，依据反应Ⅱ，H2量减小，摩尔分数减小，CO 量升高，摩尔分
数，且二者摩尔分数变化斜率相同，所以a 曲线代表H2的摩尔分数的变化，则c 曲线代表CO2的摩尔分
数随温度的变化，开始到T1，CO2的摩尔分数升高，说明在这段温度范围内，反应Ⅲ占主导，当温度高于
T1，CaCO3(s)已完全分解，只发生反应Ⅱ，所以CO2的摩尔分数减小。
(3)①压力p 下、温度为T0时，H2、CO、CO2和摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05，则H2O(g)的摩尔
分数为：1－0.5－0.15－0.05＝0.3，则反应CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g)的平衡常数Kp＝ ＝＝；
②设起始状态1molC(s)，xmolH2O(g)，反应I 进行完全。
则依据三段式：CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g)
起始(mol) 1 x 0 0
转化(mol) 1 1 1 1
平衡(mol) 0 x－1 1 1
CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g)
转化(mol) a a a a
CaO(s)＋CO2(g)＝CaCO3(s)
转化(mol) b b
根据平衡时H2、CO、CO2和摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05，则有＝0.5、＝0.15、＝0.05，解出x
＝，a＝，b＝则n(总)＝x＋1－b＝＋1－＝，而由于平衡时n(总)=4mol，则＝4，y＝，则n(CaCO3)＝b×y
＝×＝0.5。
③若向平衡体系中通入少量CO2(g)，重新达平衡后，反应CaO(s)＋CO2(g)＝CaCO3(s)的Kp＝，温度
不变，Kp不变，则分压P(CO2)不变，但体系中增加了CO2(g)，反应Ⅱ逆向移动，所以P(CO)增大。
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22. (2023 年辽宁卷节选)硫酸工业在国民经济中占有重要地位。
(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α 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)。
答案：(3) (i)cd (ii) d (iii)
解析：(3)(i)a．根据不同转化率下的反应速率曲线可以看出，随着温度的升高反应速率先加快后减慢，
a 错误；
b．从图中所给出的速率曲线可以看出，相同温度下，转化率越低反应速率越快，但在转化率小于
88%的时的反应速率图像并没有给出，无法判断α＝0.88 的条件下是平衡转化率，b 错误；
c．从图像可以看出随着转化率的增大，最大反应速率不断减小，最大反应速率出现的温度也逐渐降
低，c 正确；
d．从图像可以看出随着转化率的增大，最大反应速率出现的温度也逐渐降低，这时可以根据不同转
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化率选择合适的反应温度以减少能源的消耗，d 正确；
故答案选cd；
(ii)为了提高催化剂的综合性能，科学家对催化剂进行了改良，从图中可以看出标号为d 的催化剂V
－K－Cs－Ce 对SO2的转化率最好，产率最佳，故答案选d；
(iii)利用分压代替浓度计算平衡常数，反应的平衡常数Kp＝
1
2
＝
1
2
＝
1
2
；设SO2初始量为m mol，则
平衡时n(SO2)＝m·αe，n(SO3)＝m－m·αe＝m(1－αe)，Kp＝
1
2 ＝
，故答案为
。
23. (2023 年全国乙卷节选)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：
(3)将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：FeSO4(s)
Fe2O3(s)＋SO2(g)＋SO3(g)
(I)。平衡时P
SO 3 －T 的关系如下图所示。660K 时，该反应的平衡总压P 总_______kPa、平衡常数Kp(I)＝
_______(kPa)2。Kp (I)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2SO3(g)
2SO2(g)＋O2(g) (Ⅱ)，平衡时P
＝____(用P
SO 3 、P
SO 2 表示)。在929K 时，P 总＝84.6kPa、P
SO 3 ＝35.7kPa，则P
SO 2 ＝_______ kPa，Kp (Ⅱ)＝_______
kPa (列出计算式)。
答案：(3)3 2.25 增大 (4)
SO 2 SO 3 46.26
解析：(3)将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：FeSO4(s)
Fe2O3(s)＋SO2(g)＋
SO3(g) (Ⅰ)。由平衡时P
SO 3 －T 的关系图可知，660K 时，P
SO 3 ＝1. 5kPa，则P
SO 2 ＝1. 5kPa，因此，该反
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应的平衡总压P 总＝3kPa、平衡常数Kp (Ⅰ)＝1. 5kPa×1. 5kPa＝2.25(kPa)2。由图中信息可知，P
SO 3 随着温
度升高而增大，因此，Kp (Ⅰ)随反应温度升高而增大。
(4)提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3(g)
2SO2(g)＋O2(g) (Ⅱ) ，在同温同压下，不同气
体的物质的量之比等于其分压之比，由于仅发生反应(Ⅰ)时P
SO 3 ＝P
SO 2 ，则P
SO 3 ＋2 P
＝P
SO 2 －2 P
，因此，平衡时P
＝
SO 2 SO 3 。在929K 时，P 总＝84.6kPa、P
SO 3 ＝35.7kPa，则P
SO 3 ＋P
SO 2 ＋P
＝P
总 、PSO 3 ＋2P
＝PSO 2 －2 P
，联立方程组消去P
，可得3 PSO 3 ＋5 PSO 2 ＝4 P 总 ，代入相关数
据可求出P
SO 2 ＝46.26kPa，则P
＝84.6 kPa －35.7 kPa －46.26 kPa ＝2.64 kPa， Kp (Ⅱ)＝＝kPa。
24．(2023 年福建卷)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．C3H8(g)＝C3H6(g)＋H2(g) △H1＝＋124kJ∙mol－1 △S1＝127J∙ K-1∙mol－1 Kp1
ii．C3H8(g)＝C2H4(g)＋CH4(g) △H2＝＋82kJ∙mol－1 △S2＝135J∙ K-1∙mol－1 Kp2
iii．C3H8(g)＋2H2(g)＝3CH4(g) △H3＝－120kJ∙mol－1 △S3＝27.5J∙ K-1∙mol－1 K
p3
已知：Kp为用气体分压表示的平衡常数，分压＝物质的量分数×总压。在0.1Mpa、t℃下，丙烷单独
进料时，平衡体系中各组分的体积分数φ 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H2，可认为存在反应：3C3H8(g)＝2C2H6(g)＋3CH4(g) Kp，下列相关说法正确
的是_____________(填标号)。
a．Kp＝K∙Kp3 b．Kp＝(MPa)2
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
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④由表中数据推算：丙烯选择性＝×100%＝ (列出计算式)。
答案：(1)＞ (2)①正向 逆向 ②ii＞i＞iii
ab
③
④×100%＝38.04%
解析：Kp为用气体分压表示的平衡常数，分压=物质的量分数×总压，巧用盖斯定律解决问题。结合
阿伏加德罗定律将物质的量和体积进行转化。
(1)反应i 的∆G＝124－127T(未带单位)＜0，T＞，同理反应ii：T＞，故反应i 的最低温度比反应ii 的
最低温度大，故答案为：＞；
(2)iii 的正向进行氢气浓度减小，有利于i 正向；iii 的正向进行甲烷浓度增大，有利于ii 逆向，根据平
衡体积分数φ(甲烷)＞φ(乙烯)＞φ(丙烯)，消耗1mol 丙烷生成1mol 丙烯或1mol 乙烯或3mol 甲烷，可知反
应速率ii＞i＞iii 根据盖斯定律：目标反应＝2i＋iii，故Kp＝K∙Kp3；
分压＝物质的量分数×总压＝体积分数×总压，故Kp＝＝＝；
催化剂不能影响平衡；通入丙烷平衡正向移动，根据勒夏特列原理并不能够将丙烷增加的影响消除，
因此丙烯的体积分数会降低；在相同条件下，物质的量之比等于体积之比；
同时消耗1mol 丙烷生成1mol 丙烯或1mol 乙烯或3mol 甲烷，生成乙烯时同时生成等量的甲烷，因此
丙烯的选择性＝×100%＝×100%＝38.04%；
25. (2022 年全国甲卷)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(TiO2)转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。回答下列问题：
(1) TiO2转化为TiCl4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：TiO2(s)＋2Cl2(g)＝TiCl4(g)＋O2(g) △H1＝172kJ∙mol－1，Kp1＝1.0×10-2
(ii)碳氯化：
TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)＝TiCl4(g)＋2CO(g) △H2＝－51kJ∙mol－1，Kp2＝1.2×1012 Pa
①反应2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)
△H 为_______kJ∙mol－1，Kp＝_______。
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1.0×105Pa，将TiO2、C、Cl2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。
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①反应C(s)＋CO2(g)＝2CO(g)的平衡常数Kp(1400℃)＝_______Pa。
②图中显示，在200℃平衡时TiO2几乎完全转化为TiCl4，但实际生产中反应温度却远高于此温度，
其原因是 。
(3) TiO2碳氯化是一个“气—固—固”反应，有利于TiO2 －C“固－固”接触的措施是_______。
答案：(1)①－223 1.2×1014 ②碳氯化反应气体分子数增加，∆H 小于0，是熵增、放热过程，
熵判据与焓判据均是自发过程，而直接氯化的体系气体分子数不变、且是吸热过程
③向左 变小
(2)
7.2×10
①
5 ②为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的TiCl4产品，提高效益
(3)将两固体粉碎后混合，同时鼓入Cl2，使固体粉末“沸腾”
解析：(1)①根据盖斯定律，将“反应ii－反应i”得到反应2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)，则∆H＝－51kJ/mol
－172kJ/mol＝－223kJ/mol；则Kp＝＝=1.2×1014Pa；
②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，因为碳氯化反应气体分子数增加，∆H 小于0，是熵增、放热
过程，熵判据与焓判据均是自发过程，而直接氯化的体系气体分子数不变、且是吸热过程；
③对应碳氯化反应，气体分子数增大，依据勒夏特列原理，增大压强，平衡往气体分子数减少的方
向移动，即平衡向左移动；该反应是放热反应，温度升高，平衡往吸热方向移动，即向左移动，则平衡
转化率变小。
(2)①从图中可知，1400℃，体系中气体平衡组成比例CO2是0.05，TiCl4是0.35，CO 是0.6，反应
C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常数Kp(1400℃)＝＝Pa=7.2×105Pa；
②实际生产中需要综合考虑反应的速率、产率等，以达到最佳效益，实际反应温度远高于200℃，就
是为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的TiCl4产品。
(3)固体颗粒越小，比表面积越大，反应接触面积越大。有利于TiO2 – C“固－固”接触，可将两者粉
碎后混合，同时鼓入Cl2，使固体粉末“沸腾”，增大接触面积。
26. (2022 年海南卷节选)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：CO2 (g)＋
4H2(g)
2H2O(g)＋CH4(g)
回答问题：
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(2)已知：CO2 (g)＋4H2(g)
2H2O(g)＋CH4(g)的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1 所示。
①若反应为基元反应，且反应的△H 与活化能(Ea)的关系为|△H|＞Ea。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0.1molCO2和
0.4molH2，反应平衡后测得容器中n(CH4)＝0.05mol。则CO2的转化率为 ，反应温度t 约为
_______℃。
答案：(2)
.
①
50%
②
或0.5 660.2(或660.1 或660.3，其他答案酌情给分)
解析：(2)①由CO2 (g)＋4H2(g)
2H2O(g)＋CH4(g)的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系图可
知，K 随着温度升高而减小，故该反应为放热反应。若反应为基元反应，则反应为一步完成，由于反应
的△H 与活化能(Ea)的关系为|△H|＞Ea，由图２信息可知Ea＝akJ∙mol－1，则|△H|＞akJ∙mol－1，该反应为放
热反应，生成物的总能量小于反应物的，因此该反应过程的能量变化示意图为：
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。
②温度t 下，向容积为10L 的抽空的密闭容器中通入0.1molCO2和0.4mol H2，反应平衡后测得容器中
n(CH4)＝0.05mol，则CO2的转化率为＝0.5，根据C 元素守恒可知，CO2的平衡量为0.05mol，CO2和H2是
按化学计量数之比投料的，则H2的平衡量为0.2mol，H2O(g)的平衡量是CH4(g)的2 倍，则n(H2O)＝
0.1mol，CO2(g)、H2(g)、H2O(g)、CH4(g)的平衡浓度分别为0.005mol·L－1、0.02mol·L－1、0.01mol·L－1、
0.005mol·L－1，则该反应的平衡常数K＝＝625，根据图１中的信息可知，反应温度t 约为660.2℃。
27. (2022 年湖南卷节选)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1molH2O(g)，起始压强为0.2MPa 时，
发生下列反应生成水煤气：
Ⅰ．C(s)＋H2O(g)
CO(g)＋H2(g) △H1＝＋131.4kJ∙mol－1
Ⅱ．CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g) △H2＝－41.1kJ∙mol－1
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H2的体积分数可能大于
D．将炭块粉碎，可加快反应速率
②反应平衡时，H2O(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Kp＝ (以分压表示，分
压=总压×物质的量分数)。
答案：(1)
BD
①
②吸收 31.2 0.02MPa
解析：(1)
A
①．在恒温恒容条件下，平衡时向容器中充入情性气体不能改变反应混合物的浓度，因此
反应Ⅰ的平衡不移动，A 说法不正确；
B．在反应中有固体C 转化为气体，气体的质量增加，而容器的体积不变，因此气体的密度在反应过
程中不断增大，当混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡，B 说法正确；
C．若C(s)和H2O(g)完全反应全部转化为CO2(g)和H2(g)，由C(s)+ 2H2O(g)＝CO2(g)＋2H2(g)可知，H2
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的体积分数的极值为，由于可逆反应只有一定的限度，反应物不可能全部转化为生成物，因此，平衡时
H2的体积分数不可能大于，C 说法不正确；
D．将炭块粉碎可以增大其与H2O(g)的接触面积，因此可加快反应速率，D 说法正确；
②反应平衡时，H2O(g)的转化率为50%，则水的变化量为0.5mol，水的平衡量也是0.5mol，由于CO
的物质的量为0.1mol，则根据O 原子守恒可知CO2的物质的量为0.2mol，生成0.2mol CO2时消耗了
0.2mol CO，故在反应Ⅰ实际生成了0.3molCO。根据相关反应的热化学方程式可知，生成0.3mol CO 要吸
收热量39.42kJ ，生成0.2mol CO2要放出热量8.22kJ 此时，因此整个体系吸收热量
39.42kJ-8.22kJ=31.2kJ；由H 原子守恒可知，平衡时H2的物质的量为0.5mol，CO 的物质的量为0.1mol，
CO2的物质的量为0.2mol，水的物质的量为0.5mol，则平衡时气体的总物质的量为
0.5mol+0.1mol+0.2mol+0.5mol=1.3mol，在同温同体积条件下，气体的总压之比等于气体的总物质的量之
比，则平衡体系的总压为0.2Mpa×1.3=0.26MPa，反应I[C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)]的平衡常数Kp=
。
28．(2022 年辽宁卷节选)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得
诺贝尔奖，其反应为：N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) △H＝－92.4kJ∙mol－1
S
△＝－200J∙K-1∙mol-1
回答下列问题：
(2)___________温(填“高”或“低”，下同)有利于提高反应速率，___________温有利于提高平衡转
化率，综合考虑催化剂(铁触媒)活性等因素，工业常采用400～500℃。
针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了两种解决方案。
(3)方案二：M－LiH 复合催化剂。
下列说法正确的是___________。
a．300℃时。复合催化剂比单一催化剂效率更高
b．同温同压下，复合催化剂有利于提高氨的平衡产率
c．温度越高，复合催化剂活性一定越高
(4)某合成氨速率方程为：v＝kcα(N2)cβ(H2)∙cγ(NH3)，根据表中数据，γ＝___________；
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实
验
c(N2)mol·L－1
c(H2)mol·L－1
c(NH3)mol·L－1
vmol·L－1·s－1
1
m
n
p
q
2
2m
n
p
2q
3
m
n
0.1p
10q
4
m
2n
p
2.828q
在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为___________。
a．有利于平衡正向移动 b．防止催化剂中毒 c．提高正反应速率
答案：(2)高 低 (3)a (4)－1 a
解析：(2)其他条件一定时，升高温度，可以提供更高的能量，使活化分子百分数增大，反应速率加
快；合成氨反应是放热反应，要提高平衡转化率，即使反应平衡正向移动，应降低温度；故答案为：高、
低；
(3)由题图可知，300℃时，复合催化剂催化时合成氨反应的反应速率比单-催化剂催化时大很多，说
明300℃时复合催化剂比单一催化剂效率更高，a 正确；同温同压下，复合催化剂能提高反应速率，但不
能使平衡发生移动，故不能提高氨的平衡产率，b 错误；温度过高，复合催化剂可能会失去活性，催化效
率反而降低，c 错误；故选a；
(4)将实验1、3 中数据分别代入合成氨的速率方程可得：①q＝k∙mα∙nβ∙pγ，③10q＝k∙mα∙nβ∙(0.1p)γ，可
得γ＝－1。合成氨过程中，不断分离出氨，即降低体系中c(NH3)，生成物浓度下降，平衡向正反应方向
移动，但不会提高正反应速率，a 正确，c 错误；反应主产物即氨不能使催化剂中毒，b 错误。
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【拓展训练·巩固考点】
1．已知A(g)＋B(g)
C(s)＋2D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下：
温度/℃
700
80
0
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
830℃时，向一个2L 的密闭容器中充入0.6mol 的A 和0.6mol 的B，反应初始4s 内D 的平均反应速率
v(D)＝0.02 mol/(L⋅s)。下列说法不正确的是
A．该反应△H＜0
B．4s 时c(A)为0.56mol/L
C．1200℃时反应C(s)＋2D(g)
A(g)＋B(g)的平衡常数为2.5
D．830℃达平衡时，A 的转化率为33.3%
答案：B
解析：由题中信息，向一个2L 的密闭容器中充入0.6mol 的A 和0.6mol 的B，反应初始4s 内D 的平
均反应速率v(D)＝0.02mol/(L s)
⋅，则此时D 的变化量为0.08mol/L，列出830℃时的三段式：
A(g) ＋ B(g)
C(s) ＋ 2D(g)
起始(mol/L) 0.3 0.3 0
转化(mol/L) 0.04 0.04 0.08
平衡(mol/L) 0.26 0.26 0.08，D 选项在此基础上稍加改动即可。
A．从数据表格中可以看出，温度升高时，平衡常数在减小，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，
则正反应方向是放热反应，即该反应的△H<0，故A 正确；
B．由分析数据可知，c(A)=0.26mol/L，故B 错误；
C．1200℃时A(g)＋B(g)
C(s)＋2D(g)的平衡常数是0.4，则反应 C(s)＋2D(g)
A(g)＋B(g) 的平
衡常数为＝2.5，故C 正确；
D．830℃时平衡常数是1，设A 的变化量为x，列三段式：
A(g) ＋ B(g)
C(s) ＋ 2D(g)
起始(mol/L) 0.3 0.3 0
转化(mol/L) x x 2x
平衡(mol/L) 0.3－x 0.3－x 2x，则K＝＝1，解得x=0.1mol/L，则A 的转化率为
×100%＝33.3%，故D 正确；
2．脱出汽车尾气中的NO 和CO 包括以下两个反应：
Ⅰ．2NO(g)＋CO(g)＝N2O(g)＋CO2(g) △H1＜0
Ⅱ．N2O(g)＋CO(g)＝N2(g)＋CO2(g) △H2＜0
30
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将恒定组成的NO 和CO 混合气体通入不同温度的反应器，相同时间内检测物质的浓度，结果如图所
示。已知：NO 的脱除率＝×100%。
下列说法正确的是
A．使用合适的催化剂，可以提高CO 的平衡转化率
B．450℃，该时间段内NO 的脱除率约为88%
C．其他条件不变，增大压强，能使NO 的平衡转化率减小
D．450℃，反应Ⅱ的化学平衡常数K＝81.25
答案：B
解析：A．使用合适的催化剂，不能改变平衡，故不可以提高CO 的平衡转化率，A 错误；
B．450℃，NO 的初始浓度是(200＋125×2＋1625×2)＝3700×10−6mol·L−1，转化为N2 的NO 浓度为
1625×2＝3250×10−6mol·L−1，故该时间段内NO 的脱除率约为×100%≈88%，B 正确；
C．将两个方程式相加得总方程式：2NO(g)+2CO(g)=2CO2(g) +N2(g)，为气体分子数减小的反应，故
加压平衡正向移动，故NO 的平衡转化率增大，C 错误；
D．450℃时，由图可知，反应Ⅱ的化学平衡常数K＝＝＝34.45，D 错误；
3．N2O 无害化处理的一种方法为2N2O
2N2(g)＋O2(g)△H,在固定容积的密闭容器中发生此反应，
N2O 的转化率如图所示，若N2O 起始浓度为1mol·L-1，下列说法正确的是
A．该反应的△H＜0
B．a、c 两点中，N2的物质的量浓度：a＞c
C．若b 点反应达到平衡状态，O2的体积分数为30%
D．反应在250℃、恒压容器中进行，达平衡时，N2O 的转化率大于96%
答案：D
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解析：A．从图像知，升高温度N2O 的平衡转化率增大，说明升高温度，平衡正向移动，△H＞0，A
错误；
B．a、c 两点N2O 的转化率相等都为67%，则两点生成N2的物质的量相等，容器体积不变，因此a、
c 两点N2的物质的量浓度相等，B 错误；
C．在250℃条件下，b 点转化率为96%，列三段式：
2N2O
2N2(g) ＋ O2(g)
起始(mol) 1 0 0
转化(mol) 0.96 0.96 0.48
平衡(mol) 0.04 0.96 0.48
则O2的体积分数为×100%＝32.4%，C 错误；
D．正向反应为体积增大的反应，在250℃、恒压容器中进行反应，达平衡时容器体积大于同温下恒
容时的体积，等效于在恒容条件下反应达平衡后再减压，平衡正向移动，N2O 的转化率大于96%，D 正确；
4．某温度下，向恒温、恒压容器中充入3molH2和1molCO2，在催化剂作用下发生反应：3H2(g)＋
CO2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) △H＜0，平衡时体系中H2、CO2和H2O 的物质的量分数(x)与平衡总压的
关系如图所示。下列说法不正确的是
A．曲线a 可表示x(H2O)随压强的变化情况
B．其他条件不变，及时分离出水蒸气，有利于平衡正向移动，但平衡常数不变
C．Q 点CO2的转化率为75%
D．将容器改为恒容容器，平衡时：x(a)＞x1
答案：D
解析：由热化学方程式可知，随着平衡总压的增大，平衡正向移动，产物的物质的量分数增大，则
曲线a 表示x(H2O)随压强的变化情况，曲线b、c 均表示反应物的物质的量分数随压强的变化情况，该反
应为放热反应，其他条件不变，降低温度，平衡正向移动，x(b)和x(c)减小，b 表示H2(g)的物质的量分数
随压强的变化，c 表示CO2(g)的物质的量分数随压强的变化。
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A．由热化学方程式可知，随着平衡总压的增大，平衡正向移动，产物的物质的量分数增大，则曲线
a 表示x(H2O)随压强的变化情况，A 正确；
B．其他条件不变，及时分离出水蒸气，有利于平衡正向移动，温度不变，平衡常数不变，B 正确；
C．b 表示H2(g)的物质的量分数随压强的变化，c 表示CO2(g)的物质的量分数随压强的变化，假设Q
点时，转化的CO2的物质的量是a mol，列三段式：
3H2(g) ＋ CO2(g)
CH3OH(g) ＋ H2O(g)
起始(mol) 3 1 0 0
转化(mol) 3a a a a
平衡(mol) 3－3a 1－a a a
Q 点平衡时H2O(g)、H2(g) 物质的量分数相等，即二者物质的量相等，可得3－3a＝a，a＝0.75，则Q
点CO2的转化率为×100%=75% ，C 正确；
D．该反应为气体体积减小的反应，若起始压强为106Pa，将容器改为恒容容器，则随着反应进行，
压强减小，平衡逆向移动，水的含量减小，即平衡时x(a)＜x1，D 错误；
5．CH3OH 可作大型船舶的绿色燃料。工业上用CO2制备CH3OH 的原理如下：
反应1：CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) △H1＝－49.5kJ∙mol－1
反应2：CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) △H2＝＋41.2kJ∙mol－1
分别在3MPa、5MPa 下，将n 起始(CO2) n∶
起始(H2)＝1 3∶的混合气体置于密闭容器中，若仅考虑上述反应，
不同温度下反应体系达到平衡时，CO2转化率(α)、产物选择性(S)的变化如图所示。
已知：S(CH3OH 或CO)＝×100%。下列说法不正确的是
A．反应CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(l)＋H2O(1) △H1＜－49.5kJ∙mol－1
B．350℃后，不同压强下α(CO2)接近相等的原因为制备过程以反应1 为主
C．250℃时，反应2 的平衡常数K＝
D．250℃、5MPa 下，n 起始(CO2) n∶
起始(H2)＝1 3∶的混合气体在催化下反应一段时间α(CO2)达到P 点的
值，延长反应时间α(CO2)可能达到20%
答案：B
解析：A．气态转化为气态会放出热量，放热反应的焓变小于0，故反应CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(l)＋H2O(1) △H1＜－49.5kJ∙mol－1，A 正确；
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B．反应1 是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，α(CO2)减小，反应2 是吸热反应，升高温度，平
衡正向移动，α(CO2)增大，350℃后，不同压强下α(CO2)接近相等的原因为制备过程以反应2 为主，B 错
误；
C．由图可知，250℃、3MPa 时下生成CH3OH、CO 的选择性(S)均为50%，平衡时CO2的转化率为
20%，设n 起始(CO2)＝1mol，n 起始(H2)＝3mol，则平衡时CO2 的转化量为1mol×20%＝0.2mol，生成
n(CH3OH)＝n(CO)＝0.2×50%＝0.1mol，建立三段式：
CO2(g) ＋ 3H2(g)
CH3OH(g) ＋ H2O(g)
起始(mol) 1 3 0 0
转化(mol) 0.1 0.3 0.1 0.1
平衡(mol) 0.8 2.6 0.1 0.2
CO2(g) ＋ H2(g)
CO(g) ＋ H2O(g)
起始(mol) 1 3 0 0
转化(mol) 0.1 0.1 0.1 0.1
平衡(mol) 0.8 2.6 0.1 0.2
设体积为V，则此时反应2 的平衡常数K＝＝＝，C 正确；
D．250℃、5MPa 下，n 起始(CO2) n∶
起始(H2)＝1 3∶的混合气体在催化下反应一段时间α(CO2)达到P 点的
值，由于反应未达到平衡，平衡正向移动，故延长反应时间α(CO2)可能达到20%，D 正确；
6．二氧化碳加氢合成二甲梄反应包括三个相互关联的反应过程：
反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g)
H
△＝－49.01kJ∙mol－1
反应Ⅱ：2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)＋H2O(g)
H
△＝－24.52kJ∙mol－1
反应Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g)
H
△＝＋41.17kJ∙mol－1
在压强30MPa，＝4，不同温度下CO2的平衡转化率、CO 的选择性和CH3OCH3的选择性如图所示(选
择性指生成某物质消耗的CO2占CO2消耗总量的百分比)：
下列说法正确的是
A．曲线A 表示CO2的选择性
B．300℃时，生成CH3OCH3的CO2平衡转化率为3%
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C．220~240℃间，升高温度，比值减小
D．为同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH 的选择性，应选择低温、高压的反应条件
答案：D
解析：A．由盖斯定律可知，反应Ⅰ×2＋反应Ⅱ得到反应2CO2(g)＋6H2(g)
CH3OCH3(g)＋3H2O(g)
H
△＝－122.54kJ∙mol－1，升高温度，平衡向逆反应方向移动，二甲醚的选择性减小，反应Ⅲ为吸热反应，
升高温度，平衡向正反应方向移动，一氧化碳的选择性增大，则曲线A 表示一氧化碳的选择性、曲线B
表示二氧化碳的转化率、曲线C 表示二甲醚的选择性。由分析可知，曲线C 表示二甲醚的选择性，A 项
错误；
B．由图可知，300℃平衡时，二氧化碳的转化率为30%、二甲醚的选择性为20%，设二氧化碳的起
始物质的量为1mol，则反应生成二甲醚消耗二氧化碳的物质的量为1mol×30%×20%×2=0.12mol，则生成
二甲醚的二氧化碳的转化率为×100%＝12%，B 项错误；
C．反应Ⅰ为放热反应、反应Ⅲ为吸热反应，220~240℃间，升高温度，反应Ⅰ的平衡向正反应方向
移动，反应生成二氧化碳和氢气的物质的量比为1 3∶，反应Ⅲ的平衡向正反应方向移动，消耗二氧化碳和
氢气的物质的量比为1：1，则比值增大，C 项错误；
D．反应Ⅰ为气体体积减小的放热反应，反应Ⅲ为气体体积不变吸热反应，增大压强，反应Ⅰ的平衡
向正反应方向移动、反应Ⅲ的平衡不移动，则二氧化碳的转化率和甲醇的选择性都增大，降低温度，反
应Ⅰ的平衡向正反应方向移动、反应Ⅲ的平衡向逆反应方向移动，则二氧化碳的转化率和甲醇的选择性
都增大，所以为同时提高二氧化碳的平衡转化率和甲醇的选择性，应选择低温、高压的反应条件，D 项
正确。
7．一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g)
2CO(g)，平衡时，
体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：
已知：气体分压(p 分)＝气体总压(p 总)×体积分数。下列说法错误的是
A．该反应△H＞0
B．550℃时，充入惰性气体将使v 正＞v 逆
C．650℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%
D．925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝24.0p 总
答案：D
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解析：A．随着温度的升高，CO2的体积分数降低，即升温该平衡正向移动，所以该反应为吸热反应，
△H＞0，A 项正确；
B．恒压充入惰性气体，容器容积变大，平衡向气体增大的方向移动，即平衡正向移动，v 正＞v 逆，B
项正确；
C．设CO2为1mol，该条件下转化率为x，根据已知信息建立三段式：
C ＋ CO2
2CO
起始(mol) 1 0
转化(mol) x 2x
平衡(mol) 1－x 2x
650℃时CO2和CO 的体积分数分别为60%和40%，即＝得到x＝0.25，则转化率为25%，C 项正确；
D．925℃时，CO 的体积分数为96%，故Kp＝＝＝23.04p 总，D 项错误；
8．K 为化学平衡常数，下列说法正确的是
A. 从平衡常数的大小可以推断任意反应进行的程度
B．K 值越大，反应物的转化率越小
C. 对同类型的反应，K 值越大，反应物的转化率越大
D. 温度越高，K 值越大
答案：C
解析：化学平衡常数对应一个具体的化学反应，一般来说，化学平衡常数越大，反应进行的程度越
大，反应物的转化率越大，A、B 错误，C 正确；反应进行的程度越大，化学平衡常数也越大，对于吸热
反应来说，升温化学平衡常数增大，而对于放热反应来说，升温化学平衡常数则减小，D 错误。
9．二氧化碳催化加氢可合成乙烯：2CO2(g)＋6H2(g)
C2H4(g)＋4H2O(g) △H。当原料初始组成＝
1 3∶，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 的变化如题图所示。下
列说法正确的是
A．该反应的△H＞0
B．表示H2、C2H4变化的曲线分别为c、d
C．A 点对应温度为420K，此时CO2的转化率为66.7%
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D．选择合适的催化剂可提高反应速率和乙烯的平衡产率
答案：C
解析：A．两反应物初始投料比等于化学计量数之比，由于c 和a 所表示的起始物质的量之比为1 3∶，
所以图像中a 为H2，c 为CO2；又因为b 和d 表示的物质的量之比为4 1∶，所以b 为水，d 为乙烯，温度升
高，a 和c 的物质的量变大，说明反应逆向移动，说明该反应正向为放热反应，△H＜0，A 项错误；
B．由A 项的分析知，氢气变化的曲线为a，乙烯变化的曲线为d，B 项错误；
C．A 点对应的平衡点为曲线c、d 交点，即平衡时二氧化碳的物质的量等于乙烯的物质的量，设二
氧化碳的起始物质的量为1mol，氢气的起始物质的量为3mol，反应生成乙烯的物质的量为xmol，则根据
三段式可得：
2CO2(g) ＋ 6H2(g)
C2H4(g) ＋4H2O(g)
起始(mol) 1 3 0 0
转化(mol) 2x 6x x 4x
平衡(mol) 1－2x 3－6x x 4x
1－2x＝x，解得x＝ ，所以二氧化碳的转化率为：(÷1)×100%＝66.7% ，C 项正确；
D．催化剂不能改变平衡移动，不能提高平衡产率，D 项错误。
10．脱除汽车尾气中的NO 和CO 包括以下两个反应：
Ⅰ．2NO(g)＋CO(g)＝N2O(g)＋CO2(g) △H1＝－381.2kJ/mol
Ⅱ．N2O(g)＋CO(g)＝N2(g)＋CO2(g) △H2＝－364.5kJ/mol
将恒定组成的NO 和CO 混合气通入不同温度的反应器，相同时间内检测物质浓度，结果如题13 图
所示。下列说法正确的是
A．N2(g)＋2CO2(g)＝2NO(g)＋2CO(g) △H＝－745.7kJ/mol
B．使用合适催化剂，能提高NO 的平衡转化率
C．其他条件不变，增大体系的压强，NO 的平衡转化率增大
D．350℃~420℃范围内，温度升高，反应Ⅰ速率增大的幅度大于反应Ⅱ速率增大的幅度
答案：C
解析：A．目标反应＝－Ⅰ－Ⅱ，则△H＝(381.2＋364.5)kJ/mol＝745.7kJ/mol，故A 错误；
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B．催化剂不能改变化学反应限度，因此使用催化剂不能提高NO 的平衡转化率，故B 错误；
C．反应Ⅰ正向体积减小，反应Ⅱ体积不变，增大压强对反应Ⅱ无影响，但反应Ⅰ正向移动，因此增
大压强，NO 的平衡转化率增大，故C 正确；
D．从图中可知，350℃~420℃范围内升高温度，二氧化碳和氮气的浓度增大，而一氧化二氮的浓度
减小，说明此时升高温度，以反应Ⅱ为主，则反应Ⅰ速率增大小于反应Ⅱ的速率增大幅度，故D 错误；
11．一定温度下，把6molA 和5molB 通入容积为4L 的恒容密闭容器中发生反应3A(g)＋B(g)
2C(g)＋2D(g)，反应经过5min 达到平衡，此时生成2molC，正反应速率(v 正)和逆反应速率(v 逆)随时间(t)的
变化如图所示。下列说法正确的是
A. t2＝5min，平衡时3v 正(A)＝2v 逆(D) B. 0～t2，A 的平均反应速率为0.15mol/(L·min)
C. t2～t3，各物质的浓度一定相等 D. B 的平衡转化率为25%
答案：B
解析：A．t2时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡，平衡时2v 正(A)＝3v 逆(D)，A 错误；
B．反应经过5min 达到平衡状态生成2molC，则消耗了3molA，A 的平均反应速率为＝0.15mol/
(L·min)，B 正确；
C．t2～t3，反应为平衡状态，v 正＝v 逆相等，但各物质浓度与初始投料有关，不一定相等，C 错误；
D．达到平衡时，生成2molC，则消耗了1molB，B 的平衡转化率为×100%＝20%，D 错误。
12．一定量的CO2与足量的碳在容积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g)
2CO(g)，平衡时，
体系中气体体积分数与温度的关系如图所示：
已知：气体分压(p 分)＝气体总压(p 总)×体积分数。下列说法错误的是
A. 该反应ΔH>0
B. 550℃时，充入惰性气体将使v 正>v 逆
C. 650℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%
D. 925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝24.0p 总
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答案：D
解析：随着温度的升高，CO2的体积分数降低，即升温该平衡正向移动，所以该反应为吸热反应，
ΔH>0，A 正确；恒压充入惰性气体，容器容积变大，相当于减压，平衡向气体增大的方向移动，即平衡
正向移动，v 正>v 逆，B 正确；设初始CO2为1mol，该条件下转化率为x，根据已知信息建立三段式：
C(s)＋CO2(g)
2CO(g)
起始/mol 1 0
变化/mol x 2x
平衡/mol 1－x 2x
650℃时CO2和CO 的体积分数分别为60%和40%，即＝，得到x＝0.25，则转化率为25%，C 正确；
925℃时，CO 的体积分数为96%，故Kp＝＝＝23.04p 总，D 错误。
13．某温度时两个恒容密闭容器中仅发生反应2NO2(g)
2NO(g)＋O2(g) ΔH>0。实验测得：v 正＝k
正·c2(NO2)，v 逆＝k 逆·c2(NO)·c(O2)，k 正、k 逆为速率常数，只受温度影响。
容器编号
起始浓度/(mol/L)
平衡浓度/(mol/L)
c(NO2)
c(NO)
c(O2)
c(O2)
Ⅰ
0.6
0
0
0.2
Ⅱ
0.6
0.1
0
下列说法正确的是
A. 升高温度，该反应的化学平衡常数减小 B. Ⅰ中的NO2平衡转化率约为33.3%
C. Ⅱ中达到平衡状态时，c(O2)>0.2mol/L D. 该反应的化学平衡常数可表示为K＝
答案：D
解析：A．该反应是的吸热反应，升高温度，平衡正向移动，该反应的化学平衡常数增大，A 错误；
B ．Ⅰ中平衡时氧气浓度为0.2 mol/L ，则NO2 浓度减小0.4 mol/L ，则NO2 平衡转化率＝
×100%≈66.7%，B 错误；
C．Ⅱ在Ⅰ平衡时的基础上充入一氧化氮0.1mol/L，平衡逆向移动，因此Ⅱ中达到平衡状态时，
c(O2)<0.2 mol/L，C 错误；
D．达到平衡时v 正＝k 正·c2(NO2)＝v 逆＝k 逆·c2(NO)·c(O2)，则K＝＝，D 正确。
14．如图所示为气相直接水合法C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)中乙烯的平衡转化率与温度、压强的
关系[其中n(H2O)∶n(C2H4)＝1 1]
∶
。
乙烯水合制乙醇反应在图中A 点的平衡常数Kp为(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质
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的量分数)
A. 0.082 B. 0.072 C. 0.072MPa－1 D. 0.082MPa－1
答案：C
解析：温度越高乙烯的转化率越小，说明正反应是放热反应；压强越大乙烯的转化率越大。
n(H2O)∶n(C2H4)＝1 1∶，设C2H4、H2O 的起始物质的量均为1mol，A 点乙烯转化率为20%，故参加反应的乙
烯为0.2mol，列三段式得：
C2H4(g)＋H2O(g)
C2H5OH(g)
起始量/(mol) 1 1 0
转化量/(mol) 0.2 0.2 0.2
平衡量/(mol) 0.8 0.8 0.2
乙醇的物质的量分数为＝，乙烯和水的物质的量分数均为＝，则乙醇的分压为7.8MPa× MPa，乙烯
和水的分压均为7.8MPa× MPa，所以Kp＝≈0.072MPa－1，故答案选C。
15．某温度下，向恒温、恒压容器中充入3molH2和1molCO2，在催化剂作用下发生反应：3H2(g)＋
CO2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＜0，平衡时体系中H2、CO2和H2O 的物质的量分数(x)与平衡总压的
关系如图所示。下列说法不正确的是
A. 曲线a 表示x(H2O)随压强的变化情况
B. 其他条件不变，降低温度会使x(b)和x(c)减小
C．Q 点CO2的转化率为75%
D. 若起始压强为106Pa，将容器改为恒容容器，平衡时x(a)>x1
答案：D
解析：A．按照化学计量数之比投料时，反应达平衡时反应物物质的量之比依然为3 1∶，故b 表示
x(H2)、c 表示x(CO2)、a 表示x(H2O)，A 正确；
B．该反应为放热反应，其他条件不变，降低温度时，平衡正向移动，x(H2)和x(CO2)减小，B 正确；
C．设Q 点CO2的转化量为a，列三段式：
3H2 ＋ CO2
CH3OH＋H2O
起始/mol 3 1 0 0
转化/mol 3a a a a
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平衡/mol 3－3a 1－a a a
由图可知，Q 点时H2O 和H2的物质的量分数相等，则有a＝3－3a，解得a＝0.75，Q 点CO2的转化
率为×100%＝75%，C 正确；
D．容器改为恒容容器，随着反应进行，容器内压强减小，与P 点相比，平衡逆向移动，则
x(H2O)<x1，D 错误。
16．在温度、容积相同的3 个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达
到平衡时的有关数据如表[已知N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1]，下列说法正确的是
容器
甲
乙
丙
反应物投入量
1 mol N2、3 mol H2
2 mol NH3
4 mol NH3
c1
c2
c3
反应的能量变化
放出a kJ
吸收b kJ
吸收c kJ
体系压强/Pa
p1
p2
p3
反应物转化率
α1
α2
α3
A．2c1>c3 B．α1＋α3<1 C．2p2<p3 D．a＋b>92.4
答案：B
解析：A．投入1 mol N2、3 mol H2，相当于投入2 mol NH3，如果投入4 mol NH3，且平衡不移动，
则2c1＝c3，实际上平衡向生成氨的反应方向移动，所以2c1<c3，A 错误；
B．甲容器和乙容器是完全相同的等效平衡，故有α1＋α2＝1，丙相对乙平衡向正反应方向移动，则
丙中NH3的转化受到抑制，则α2>α3，则α1＋α3<1，B 正确；
C．由B 项分析可得，丙相当于乙增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，导致丙中物质的量之
和小于乙的二倍，所以其压强存在p3<2p2，C 错误；
D．甲、乙是完全相同的等效平衡，则甲放出的热量与乙吸收的热量之和为92.4 kJ·mol－1，即a＋b
＝92.4，D 错误。
17．已知反应2A(g)＋B(s)
C(g)＋D(g)的平衡常数K 值与温度的关系如表所示。800 ℃时，向一个
1 L 的密闭容器中充入0.20 mol A 和0.20 mol B，10 s 末达平衡。下列说法正确的是
温度/℃
700
800
1 000
K 值
0.6
1.0
1.4
A．该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动
B．达到平衡后，A 的转化率为60%
C．容器体积减小为原来的一半，平衡向正反应方向移动
D．平衡常数表达式K＝
答案：A
解析：A．由表中数据可知，温度越高，K 值越大，可知升高温度，平衡正向移动，所以该反应为吸
热反应，A 正确；
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B．800 ℃时，K＝1.0，向一个1 L 的密闭容器中充入0.20 mol A 和0.20 mol B，由三段式得：
2A(g) ＋ B(g)
C(g) ＋ D(g)
起始(mol·L-1) 0.20 0 0
转化(mol·L-1) 2x x x
平衡(mol·L-1) 0.20－2x x x
K＝＝1.0，解得x＝ mol/L，则转化率为×100%＝66.7%，B 错误；
C．由于该反应是气体分子数不变的反应，容器体积减小为原来的一半，压强增大，平衡不移动，C
错误；
D．由于B 是固体，不需要写入平衡常数表达式，故平衡常数表达式为K＝，D 错误。
18．在10 L 恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g)，发生反应X(g)＋Y(g)
M(g)＋N(g)。
实验编号
温度/℃
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
n(X)
n(Y)
n(M)
①
700
0.40
0.10
0.090
②
800
0.10
0.40
0.080
③
800
0.20
0.30
a
④
800
0.10
0.15
b
下列说法正确的是
A．实验①中，若5 min 时测得n(M)＝0.050 mol，则0 至5 min 时间内，用N 表示的平均反应速率
v(N)＝1.0×10－2 mol/(L·min)
B．实验②中，该反应的平衡常数K＝2.0
C．实验③中，达到平衡时，Y 的转化率为60%
D．实验④中，达到平衡时，b＝0.06
答案：D
解析：A.根据反应方程式可知，前5 min 内，生成M 的物质的量与生成N 的物质的量相等，均为
0.050 mol，v(N)＝＝ 1.0×10－3 mol/(L·min)，故A 错误；
B.达到平衡时，n(X)＝0.020 mol，n(Y)＝0.32 mol，n(M)＝n(N)＝0.080 mol，该反应的平衡常数K＝
＝＝＝1，故B 错误；
C.化学平衡常数只受温度影响，达到平衡时，n(X)＝(0.20－a) mol，n(Y)＝(0.30－a) mol，n(M)＝
n(N)＝a mol，该反应的平衡常数K＝＝＝＝1，解得a＝0.12，则Y 的转化率为×100%＝40%；故C 错误；
D.根据选项C 的分析，有K＝＝＝＝1，解得b＝0.06，故D 正确。
19．已知反应A(g)＋2B(g)
C(g) ΔH<0。在体积可变的密闭容器中，按n(A)∶n(B)＝1 1∶充入反应
物进行反应，A 的平衡转化率与温度、压强关系如图所示。下列说法正确的是
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A．温度：T1>T2>T3 B．平均摩尔质量：M(a)<M(c)，M(b)>M(d)
C．a 点的分压平衡常数Kp＝ kPa－2 D．d 点：v 正(A)＝v 逆(B)
答案：C
解析：A.该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，A 的转化率降低，所以T1<T2<T3，A 项错误；
B.从图看a、b、c 三点A 的转化率越低，即正向程度减小，平均摩尔质量＝，正向为n 气总减小的反应，
则越正向移动平均摩尔质量越大。即M(a)>M(c)。同一温度下，增大压强平衡正向移动，即压强越大平均
摩尔质量越大即M(b)>M(d)，B 项错误；
C.建立三段式：A ＋ 2B
C
起始(mol) 1 1 0
转化(mol) 0.2 0.4 0.2
平衡(mol) 0.8 0.6 0.2
计算x(A)＝ ＝、x(B)＝ ＝、x(C)＝ ＝。最终计算Kp＝ ＝，C 项正确；
D.d 点平衡点2v 正(A)＝2v 逆(A)＝v 逆(B)，D 项错误。
20．3 mol M 和2.5 mol N 混合于2 L 密闭容器中，发生反应3M(g)＋N(g)
xP(g)＋2Q(g)，5 min 后反应达到平衡，容器内压强变小，测得Q 的平均反应速率为0.1 mol·L－1·min－
1。下列结论正确的是
A．平衡时，P 的浓度为0.25 mol·L－1 B．平衡时，N 的转化率为40%
C．M 的平均反应速率为0.2 mol·L－1·min－1 D．该条件下反应的平衡常数为
答案：A
解析：根据题意，5 min 后反应达到平衡，容器内压强变小，说明反应后气体的物质的量减小，故x
＝1，测得Q 的平均反应速率为0.1 mol·L－1·min－1，生成Q 的物质的量为0.1 mol·L－1·min－1×5 min×2 L＝1
mol，根据“三段式”分析：
3M(g)＋N(g)
xP(g)＋2Q(g)
起始(mol) 3 2.5 0 0
转化(mol) 1.5 0.5 0.5 1
平衡(mol) 1.5 2 0.5 1
A.平衡时，P 的浓度为＝0.25 mol·L－1，A 正确；
B.平衡时，N 的转化率为×100%＝20%，B 错误；
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C.M 的平均反应速率为＝ 0.15 mol·L－1·min－1，C 错误；
D.该条件下反应的平衡常数为＝，D 错误。
21．以CO2、H2为原料合成CH3OH 涉及的主要反应如下：
CO
①
2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1
CO
②
2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH2
CO2的平衡转化率(X－CO2)、CH3OH 的选择性(S－CH3OH)随温度、压强的变化如下图所示：
已知：SCH3OH＝×100%。
下列叙述正确的是
A．p1<p2
B．400 ℃左右，体系发生的反应主要是反应①
C．ΔH1＜0，ΔH2＞0
D．起始n(CO2)＝1 mol、n(H2)＝3 mol，平衡后X－CO2＝30%，S－CH3OH＝80%，若只发生反应①
和反应②，则H2的平衡转化率为25%
答案：C
解析：A.反应①为气体体积减小的反应，相同温度下，增大压强，平衡正向移动，CH3OH 的选择性
增大，由题图可知，p1＞p2，A 错误；
B.400 ℃左右，CH3OH 的选择性接近0，说明体系发生的反应主要是反应②，B 错误；
C.由题图可知，相同压强下，升高温度，CH3OH 的选择性减小，但CO2的平衡转化率先减小后增大，
说明反应①平衡逆向移动，反应②平衡正向移动，故ΔH1＜0，ΔH2＞0，C 正确；
D.起始n(CO2)＝1 mol、n(H2)＝3 mol，平衡后X－CO2＝30%、Δn(CO2)＝1 mol×30%＝0.3 mol，S－
CH3OH＝80%，n(转化为CH3OH 的CO2)＝0.3 mol×80%＝0.24 mol。
CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g)
变化量(mol) 0.24 0.72 0.24 0.24
CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g)
变化量(mol) 0.06 0.06 0.06 0.06
Δn(H2)＝0.72 mol＋0.06 mol＝0.78 mol，氢气的平衡转化率为×100%＝26%，D 错误。
22．对于气相反应，用某组分B 的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(记作Kp)。
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已知反应CH4(g)＋2H2O(g)
CO2(g)＋4H2(g)，在t ℃时的平衡常数Kp＝a，则下列说法正确的是
A．Kp＝
B．升高温度，若Kp增大，则该反应为放热反应
C．该反应达到平衡状态后，增大压强，平衡向左移动，Kp不变
D．t ℃时，反应CH4(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋2H2(g)的平衡常数Kp＝a
答案：C
解析：A．根据平衡常数的定义可知，Kp＝，A 错误；
B．升高温度，若Kp增大，说明平衡正向移动，则正反应为吸热反应，B 错误；
C．平衡常数只与温度有关，与其他因素无关，故增大压强时Kp不变，C 正确；
D．当化学方程式中的系数变为原来的一半时，根据平衡常数的计算式可知平衡常数应为原平衡常数
的次方，即Kp＝，D 错误。
23．将E 和F 加入密闭容器中，在一定条件下发生反应：E(g)＋F(s)
2G(g)。忽略固体体积，平衡
时G 的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示，已知Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总
压×物质的量分数。下列说法正确的是
温度/℃
压强/MPa
1.0
2.0
3.0
810
54.0
a
b
915
c
75.0
d
1 000
e
f
83.0
A．b＞f B．915 ℃、2.0 MPa 时该反应的平衡常数为Kp＝4.5 MPa
C．平衡常数K(1 000 ℃)<K(810 ℃) D．1 000 ℃、3.0 MPa 时E 的转化率为83%
答案：B
解析：A．正反应是气体体积增大的反应，温度相同时，增大压强平衡逆向移动，G 的体积分数减小，
所以在810 ℃时，不同压强下G 的体积分数a、b 都要小于54.0%，故54.0%>a>b；从压强为2.0 MPa 时
可以看出温度升高G 的体积分数增大，正反应是吸热反应，则f>a，故b<f，A 错误；
B．915 ℃、2.0 MPa 时G 的体积分数为75.0%，设E 起始的物质的量为a mol，反应了b mol，则有：
E(g)＋F(s)
2G(g)
起始(mol) a 0
变化(mol) b 2b
平衡(mol) a－b 2b
则×100%＝75.0%，解得b＝0.6a，所以平衡常数Kp＝＝4.5 MPa，B 正确；
C．根据以上分析可知正反应是吸热反应，则升高温度平衡常数增大，所以K(1 000 ℃)>K(810 ℃)，
C 错误；
D．1 000 ℃、3.0 MPa 时设E 起始的物质的量为n mol，反应了x mol，则有：
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E(g)＋F(s)
2G(g)
起始(mol) n 0
变化(mol) x 2x
平衡(mol) n－x 2x
×100%＝83.0%，x≈0.709n，所以E 的转化率约为70.9%，D 错误。
24．研究氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：2NO2(g)＋NaCl(s)
NaNO3(s)＋ClNO(g) K1 ΔH1<0；2NO(g)＋Cl2(g)
2ClNO(g) K2 H2<0。则反应4NO2(g)＋2NaCl(s)
2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数是
A． B．2K1－K2 C． D．K－K2
答案：A
解析：2NO2(g)＋NaCl(s)
NaNO3(s)＋ClNO(g)，K1＝ ；2NO(g)＋Cl2(g)
2ClNO(g)，K2＝；
4NO2(g)＋2NaCl(s)
2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g) K＝＝××＝。
25．一定温度下，向容积为2 L 的恒容密闭容器中通入一定量N2O4，发生反应：N2O4(g)
2NO2(g)
ΔH＞0，反应起始时容器内气体的总压强为p，体系中各组分的物质的量随时间(t)的变化如表。
t/s
0
20
40
60
80
n(N2O4)/mol
0.100
0.062
0.048
0.040
0.040
n(NO2)/mol
0
0.076
0.104
0.120
0.120
下列说法正确的是
A．20～60 s 内，NO2的平均反应速率v＝1.1×10－3 mol·L－1·s－1
B．N2O4的平衡转化率为40%
C．该温度下，反应的压强平衡常数Kp＝p
D．80 s 时，再充入0.03 mol NO2、0.01 mol N2O4，平衡逆向移动
答案：D
解析：A．20～60 s 内，NO2物质的量改变量为0.044 mol，则NO2平均反应速率v＝＝5.5×10－4mol·L
－1·s－1，故A 错误；
B．平衡时N2O4的物质的量为0.040 mol，则消耗的N2O4的物质的量为0.06 mol，N2O4的平衡转化率
为α(N2O4)＝×100%＝60%，故B 错误；
C．平衡时N2O4的物质的量为0.040 mol，NO2的物质的量为0.120 mol，总的气体物质的量为0.160
mol，根据已知条件，得到平衡时气体总压强为1.6p，平衡时，p(NO2)＝1.2p，p(N2O4)＝0.4p，反应的压
强平衡常数Kp＝＝＝3.6p，故C 错误；
D．平衡时平衡常数K＝＝＝0.18，再充入0.03 mol NO2、0.01 mol N2O4，此时Q＝＝0.225＞K，则平
衡逆向移动，故D 正确。
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26．甲烷是一种很重要的燃料，在化学领域应用广泛，也是良好的制氢材料。请回答下列问题：
(1)用CH4与CO2反应制取H2，其反应为：CH4(g)＋CO2(g)
2CO(g)＋2H2(g)，在一密闭容器中加入
起始浓度均为0.1 mol/L 的CH4与CO2，在一定条件下反应，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系
如图所示。
①压强p1________p2(填“＞”“＝”或“＜”)：理由是____________________________________。
②当压强为p1时，B 点v 正________v 逆(填“＞”“＝”或“＜”)。
③若温度和体积均不变，CH4平衡转化率为50%，则平衡常数K＝________，在此平衡下，再将CH4
和CO 的浓度增加0.1 mol/L，平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(2)在催化剂作用下甲烷和水蒸气制取氢气的反应为：CH4(g)＋H2O(g)
3H2(g)＋CO(g) ΔH>0。
将物质的量均为1 mol 的CH4(g)和H2O(g)加入恒温恒压的密闭容器中(25 ℃，100 kPa)，发生反应，
正反应速率v 正＝k 正×p(CH4)×p(H2O)，其中p 为分压：若该条件下k 正＝4.5×10－4kPa－1·s－1，当v 正＝0.5
kPa·s－1时，CH4的转化率为________%。
答案：(1)①＜ CH4(g)＋CO2(g)
2CO(g)＋2H2(g)是气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动，
CH4的平衡转化率减小 ②＞ ③0.04 逆反应 (2)20%
解析：(1)
CH
①
4(g)＋CO2(g)
2CO(g)＋2H2(g)是气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动，
CH4的平衡转化率减小，由图可知p1＜p2；
②由图可知，B 点甲烷的转化率小于该条件下的平衡转化率，说明反应还在正向进行，v 正＞v 逆；
③根据题意列出“三段式”
CH4(g) ＋ CO2(g)
2CO(g) ＋ 2H2(g)
起始(mol/L) 0.1 0.1 0 0
转化(mol/L) 0.05 0.05 0.1 0.1
平衡(mol/L) 0.05 0.05 0.1 0.1
则平衡常数K＝＝＝0.04；在此平衡下，再将CH4和CO 的浓度增加0.1 mol/L，Qc＝＝≈0.05>K，则
平衡逆向移动。
(2)根据题意列出“三段式”
CH4(g) ＋ H2O(g)
3H2(g) ＋ CO(g)
起始(mol/L) 1 1 0 0
转化(mol/L) x x 3x x
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平衡(mol/L) 1－x 1－x 3x x
正反应速率v 正＝k 正×p(CH4)×p(H2O)，k 正＝4.5×10－4kPa－1·s－1，当v 正＝0.5 kPa·s－1时，p(CH4)×p(H2O)
＝＝ kPa2＝()2×10 000 kPa2，解得x＝0.2，CH4的转化率为×100%＝20%。
27．CS2为无色液体，是一种常见的溶剂，在化工生产中有重要作用，如制造人造丝、杀虫剂、促进
剂等。
(1)天然气法合成CS2相关反应如下：
反应 Ⅰ.CH4(g)＋2S2(g)＝CS2(g)＋2H2S(g) ΔH1
反应Ⅱ.S8(g＝4S2(g) ΔH2＝＋411.15 kJ· mol－1
反应Ⅲ.2CH4(g)＋S8(g)＝2CS2(g)＋4H2S(g) ΔH3＝＋201.73 kJ· mol－1
则ΔH1＝________；反应Ⅰ的活化能Ea(正)________Ea(逆)(填“>”“<”或“＝”)。
(2)一定条件下，向一体积为1 L 的密闭容器中充入S8(g)、CH4，发生反应Ⅰ、Ⅱ，CH4与S2反应中
CH4的平衡转化率、S8分解产生S2的体积分数随温度的变化曲线如图所示。
①工业上通常采用在600～650 ℃的条件下进行此反应，而不采用低于600 ℃的原因是__________。
②某温度下若S8完全分解成S2，在密闭容器中，以n(S2)∶n(CH4)＝2 1∶开始反应，当CS2体积分数为
10%时，CH4转化率为________。
(3)利用工业废气H2S 生产CS2的反应为CH4(g)＋2H2S(g)
CS2(g)＋4H2(g)。向某密闭容器充入1
mol CH4、2 mol H2S，维持体系压强为p0 kPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数随温度T 的变
化如图。
①图中表示CH4的曲线是__________(填“a”“b”“c”或“d”)。
780 ℃
②
时，该反应的Kp＝________(列出表达式即可，用平衡分压代替平衡浓度，分压＝总压×物质
的量分数)。
③维持m 点温度不变，向容器中再通入CH4、H2S、CS2、H2各1 mol，此时速率关系为
v(正)_____v(逆)(填“>”“<”或“＝”)。
答案：(1)－104.71 kJ·mol－1 ＜
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(2)
600 ℃
①
时甲烷平衡转化率高达99%，低于600 ℃时，S2浓度明显偏小，且反应速率慢 ②30%
(3)
d
① ② ③＜
解析：(1)反应Ⅰ.CH4(g)＋2S2(g)＝CS2(g)＋2H2S(g) ΔH1
反应Ⅱ.S8(g)＝4S2(g) ΔH2＝＋411.15 kJ· mol－1
反应Ⅲ.2CH4(g)＋S8(g)＝2CS2(g)＋4H2S(g) ΔH3＝＋201.73 kJ· mol－1。
根据题干信息，ΔH1＝(ΔH3－ΔH2)/2＝－104.71 kJ/ mol；反应Ⅰ为放热反应，故Ea(正)<Ea(逆)。
(2)由图可知，600 ℃时，S2体积分数明显偏小，且反应速率较慢，故通常采用600～650 ℃的条件进
行此反应，而不采用低于600 ℃的条件；在密闭容器中，n(S2)∶n(CH4)＝2 1∶开始反应，设CH4的起始物质
的量为a，转化的物质的量为x，即
2S2(g)＋CH4(g)===CS2(g)＋2H2S(g)
起始(mol) 2a a 0 0
转化(mol) 2x x x 2x
平衡(mol) 2a－2x a－x x 2x
CS2体积分数为10%，即＝10%，解得x＝0.3a，则CH4转化率为×100%＝30%。
(3)①由a、b、c、d 变化趋势及相同时间内四者的变化量可知，a、b 曲线为生成物，分别为H2、
CS2，c、d 曲线分别为H2S、CH4，故图中表示CH4的曲线是d；
② CH4(g)＋2H2S(g)===CS2(g)＋4H2(g)
起始(mol) 1 2 0 0
转化(mol) x 2x x 4x
平衡(mol) 1－x 2－2x x 4x
780 ℃时，a、d 相交，此时H2、CH4的物质的量分数相等，即1－x＝4x，解的x＝0.2 mol，则平衡时，
CH4、H2S、CS2、H2的物质的量分别为0.8 mol、1.6 mol、0.2 mol、0.8 mol，p 分压(CH4)＝p 总×n%＝p0×
＝，以此类推，p 分压(H2S)＝，p 分压(CS2)＝，p 分压(H2)＝，故Kp＝；
③ CH4(g)＋2H2S(g)===CS2(g)＋4H2(g)
起始(mol) 1 2 0 0
转化(mol) x 2x x 4x
平衡(mol) 1－x 2－2x x 4x
m 点时，b、d 相交，此时CS2、CH4的物质的量分数相等，即1－x＝x，解得x＝0.5 mol，则平衡时，
CH4、H2S、CS2、H2的物质的量分别为0.5 mol、1 mol、0.5 mol、2 mol，p 分压(CH4)＝，p 分压(H2S)＝，p 分压
(CS2)＝，p 分压(H2)＝，故Kp＝；维持m 点温度不变，向容器中再通入CH4、H2S、CS2、H2各1 mol，则
CH4、H2S、CS2、H2的物质的量分别为1.5 mol、2 mol、1.5 mol、3 mol，则总物质的量为8 mol，p 分压
(CH4)＝，p 分压(H2S)＝，p 分压(CS2)＝，p 分压(H2)＝，Qp＝>Kp，反应向逆反应方向进行，故此时速率关系为
v 正＜v 逆。
28．一种在常温、常压下催化电解实现工业合成氨反应的工艺为：
2N2＋6H2O(l)
4NH3(g)＋3O2(g) ΔH1＝＋1 530 kJ·mol－1
该反应可分两步完成：
反应Ⅰ N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH2＝－92.4 kJ·mol－1
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反应Ⅱ 2H2O(l)
2H2(g)＋O2(g) ΔH3
(1)ΔH3＝________ kJ·mol－1。
(2)将1.00 mol N2和3.00 mol H2充入到3 L 的恒容密闭容器中模拟反应Ⅰ：
①该反应中物质浓度随时间变化的曲线如图甲所示，0～10 min 内，v(H2)＝________。
②不同温度和压强下测得平衡时混合物中氨的体积分数与温度的关系如图乙所示，则B、C 两点的平
衡常数KB________KC(填“＞”“＜”“＝”或“不确定”)；B 点时N2的转化率＝________(保留2 位有
效数字)。
(3)从图乙中获知反应Ⅰ存在着高温降低平衡产率与低温降低反应速率等调控矛盾。在工业生产中为
提高合成氨的产率，通常从以下多个视角来综合考虑合理的工业生产条件：
反应速率的视角：①加入催化剂 ②提高温度(控制在催化剂的活性温度内)；
平衡移动和原料的转化率的视角：③____________________，④___________________________。
答案：(1)＋571.6 (2)
0.075 mol·L
①
－1·min－1 ②＝ 82% (3)增大压强 增大N2的浓度
解析：(1)由盖斯定律知，ΔH3＝＝＋571.6 kJ·mol－1。
(2)①由图甲可知，从反应开始到达到平衡，X、Y 的浓度变化量分别为0.50 mol·L－1和0.75 mol·L－
1，变化量之比为2 3∶，所以X 为NH3、Y 为H2，则0～10 min 内v(H2)＝0.75 mol·L－1÷10 min＝0.075 mol·L
－1·min－1。
②由于B、C 两点的温度相同，平衡常数只与温度有关，因此KB＝KC；B 点平衡体系中氨的体积分数
为70%，设氮气的转化率为x，则平衡时氢气和氨气的变化量分别为3x mol 和2x mol，平衡体系中共有
(4－2x) mol 气体，所以2x÷(4－2x)×100%＝70%，解之得x＝82%。
(3)根据影响平衡移动的因素分析，该反应是气体分子数减小的反应，增大压强可以使平衡正向移动，
从而提高原料转化率；N2较易得到、价廉，增大N2的浓度也可使平衡正向移动，同时能提高H2的转化率。
29．汽车尾气中含有CO、NO、NO2等大气污染物，可发生以下反应：
NO
①
2(g)＋CO(g)
NO(g)＋CO2(g) △S1＝－13.2J∙mol-1∙K-1
2NO(g)
②
＋2CO(g)
N2(g)＋2CO2(g) △S2＝－197.8 J∙mol-1∙K-1
2NO
③
2(g)＋4CO(g)
N2(g)＋4CO2(g) △S3＝
(1)已知△G＝△H－T△S，(忽略△H、△S 随温度的影响)，则△S3＝_________ J∙mol-1∙K-1。
(2)反应①的平衡常数lgKp～的关系如图1：
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反应①为___________(填“吸热”或“放热”)反应；温度为tK 下，向恒容密闭容器中加入
1molCO(g)和1molNO2(g)(若只发生反应①)，测得起始压强为20kPa，达到平衡时，NO2的转化率为
___________；NO 的分压为___________kPa。
(3)向体积均为1L 的容器中加入2molCO(g)和2molNO(g) (若只发生反应②)，其中甲为绝热恒容，乙
为恒温恒容，两容器中压强随时间变化曲线如图2：
①甲容器中，开始压强增大的原因是___________
c
②点的逆反应速率大于b 点的逆反应速率的原因是___________
c
③点对应的平衡常数___________d 点对应的平衡常数(填“大于”、“小于”或“等于”)。
答案：(1)－224.2 (2)放热 50% 5
(3)①甲为绝热体系，反应②放热使体系温度升高，压强增大 ②c 点温度高且生成物浓度大 ③小于
解析：(1)由盖斯定律可知，反应2×①＋②得：③2NO2(g)＋4CO(g)
N2(g)＋4CO2(g) △S3＝2△S1＋
△S2＝－224J∙mol-1∙K-1；
(2)由图可知，随着温度升高，Kp减小，平衡逆向移动，则反应①为放热反应；
温度为tK 下，lgKp=0，则Kp=1；向恒容密闭容器中加入1molCO(g)和1molNO2(g)；
NO2(g)＋CO(g)
NO(g)＋CO2(g)
起始(mol) 1 1 0 0
转化(mol) a a a a
平衡(mol) 1－a 1－a a a
反应为其它分子数不变的反应，则Kp＝＝1，a=0.5mol，则达到平衡时，NO2的转化率为100%＝
50%，测得起始压强为20kPa，NO 的分压为20kPa×＝5kPa。
(3)①反应②为气体分子数减小的反应，而甲容器中，开始压强增大，则原因是甲为绝热体系，反应
②放热使体系温度升高，压强增大；
c
②点的甲为绝热体系，反应放热温度升高，且反应已经达到平衡生成物浓度较大；而b 点为恒温恒
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容，温度较低，且反应没有达到平衡，生成物浓度较低，故c 点的逆反应速率大于b 点的逆反应速率的原
因是c 点温度高且生成物浓度大；
c
③点的甲为绝热体系，温度较高，反应为放热反应，升温平衡逆向移动，故c 点对应的平衡常数小
于d 点对应的平衡常数；
30．为了达到碳中和，研发二氧化碳的利用技术成为热点。
(1)用二氧化碳氧化乙烷制乙烯，其反应步骤如下：
I．C2H6(g)＝C2H4(g)＋H2(g) △H＝＋136kJ•mol
1
﹣
II．CO2(g)＝CO(g)＋O2(g) △H＝＋283kJ•mol
1
﹣
III．H2(g)＋O2(g)＝H2O(l) △H＝－285kJ•mol
1
﹣
该工艺总反应的热化学方程式为____________________________________________。
(2)用二氧化碳和甲烷反应可以制工业合成气(CO、H2)。T℃，在1L 的密闭容器中分别投入
0.2molCO2和0.2molCH4，发生反应：CO2(g)＋CH4(g)＝2CO(g)＋2H2(g)，经5min 达到平衡，测得生成CO
为0.2mol
0
①～5min 内用H2表示的反应速率为________________；
②平衡时CH4的转化率为_______________；
③保持体积不变，其他条件相同时，开始投入0.4molCO2和0.4molCH4，反应达到平衡后生成CO 的
物质的量_________0.4mol(填“＞”、“＜”或“＝”)。
(3)用二氧化碳与氢气催化加氢制乙醇，其反应原理为：2CO2(g)＋6H2(g)＝CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)
△H＜0。经实验测定在不同投料比x1、x2、x3时CO2的平衡转化率与温度的关系如图曲线所示[x＝]：
x
①
1、x2、x3由大到小的顺序_________________________；
②从平衡角度分析，随温度升高，不同投料比时CO2的平衡转化率趋于相近的原因是____________；
③在x＝，温度为T，体积恒定的密闭容器中投入1molCO2时，初始压强为po，经一段时间反应达到
平衡，CO2的转化率为50%，列式表示该反应的压强平衡常数Kp＝_____________(用平衡分压代替平衡浓
度计算，分压＝总压x 物质的量分数)。
答案：(1) C2H6(g)＋CO5(g)＝C2H4(g)＋CO(g)＋H8O(l) △H＝＋134kJ/mol；
(2)
0.04
①
mol·L-1·min-1
50%
②
③＜
(3)
x
①
3＞x2＞x1 ②升高温度到一定范围，温度对平衡移动的影响占主要因素；③
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解析：(1)将方程式I＋II＋III 得该工艺总反应为：C2H6(g)＋CO2(g)＝C2H4(g)＋CO(g)＋H7O(l)△H＝(＋
136＋283－285)kJ/mol＝＋134kJ/mol，故答案为：C2H6(g)＋CO2(g)＝C2H4(g)＋CO(g)＋H7O(l) △H＝＋
134kJ/mol；
(2)反应 CO2(g)＋CH4(g)＝2CO(g)＋2H2(g)
开始(mol) 0.2 0.2 0 0
反应(mol) 0.1 0.1 0.2 0.2
平衡(mol) 0.1 0.1 0.2 0.2
0
①～5min 内用H2表示的反应速率＝＝＝＝0.04mol·L-1·min-1，故答案为：0.04mol·L-1·min-1；
②平衡时CH4的转化率＝×100%＝×100%＝50%，故答案为：50%；
③保持体积不变，其他条件相同时，开始投入0.4molCO2和0.4molCH4，相当于增大压强，平衡逆向
移动，CO2和CH4的转化率减小，反应达到平衡后生成CO 的物质的量小于原来的2 倍，故答案为：＜；
(3)①相同温度下，根据图知，CO2的平衡转化率越大，x 越小，则x3＞x2＞x1，故答案为：x3＞x2＞
x1；
②从平衡角度分析，随温度升高CO2的平衡转化率趋于相近，说明温度升高到一定范围，即温度对
平衡移动的影响占主要因素，故答案为：升高温度到一定范围，温度对平衡移动的影响占主要因素；
③在x＝，温度为T 时，n(CO2)＝1mol，n(H2)＝3mol，混合气体总物质的量为4molo，经一段时间反
应达到平衡，CO2的转化率为50%，则消耗的n(CO2)＝1mol×50%＝0.5mol；
可逆反应 2CO2(g)＋6H2(g)＝CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)）
开始(mol) 1 3 0 0
消耗(mol) 0.5 1.5 0.25 0.75
平衡(mol) 0.5 1.5 0.25 0.75
混合气体总物质的量＝(0.5＋0.5＋0.25＋0.75)mol＝3mol，恒温恒容条件下压强之比等于物质的量之
比，平衡时的压强为初始压强的，p(CO2)＝×P0＝P0，p(H2)＝3p(CO2)＝3×P0＝P0，p(CH3CH8OH)＝
p(CO2)＝×P0＝P0，p(H2O)＝p(H2)＝×P0＝P0，该反应的压强平衡常数Kp＝＝，故答案为：；
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