2022年高考化學一輪復習知識梳理與訓練 第7章 第3講 化學平衡常數(shù) 化學反應進行的方向（含解析）

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1、2022年高考化學一輪復習知識梳理與訓練 第7章 第3講 化學平衡常數(shù) 化學反應進行的方向（含解析） [考綱要求]　1.理解化學平衡常數(shù)的含義，能用化學平衡常數(shù)進行簡單計算。2.能用焓變和熵變說明常見簡單化學反應的方向。 考點一　化學平衡常數(shù) 1．概念 在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度冪之積與反應物濃度冪之積的比值是一個常數(shù)，用符號K表示。 2．表達式 對于反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)， K＝(固體和純液體的濃度視為常數(shù)，通常不計入平衡常數(shù)表達式中)。 3．意義 (1)K值越大，反應物的轉(zhuǎn)化率越大，正反應進行的程度越大。 (

2、2)K只受溫度影響，與反應物或生成物的濃度變化無關(guān)。 (3)化學平衡常數(shù)是指某一具體反應的平衡常數(shù)。 深度思考 1．判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×” (1)平衡常數(shù)表達式中，可以是物質(zhì)的任一濃度(　　) (2)催化劑能改變化學反應速率，也能改變平衡常數(shù)(　　) (3)平衡常數(shù)發(fā)生變化，化學平衡不一定發(fā)生移動(　　) (4)化學平衡發(fā)生移動，平衡常數(shù)不一定發(fā)生變化(　　) 答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√ 2．對于N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　K1 2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)　K2 試分別寫出平衡常數(shù)表達式，并判斷其關(guān)系__

3、_______________________________ ________________________________________________________________________。 答案　K1＝ K2＝ K1＝ 3．化學平衡常數(shù)只受溫度的影響，溫度升高，化學平衡常數(shù)是增大還是減小？ 答案　溫度升高化學平衡常數(shù)的變化要視反應而定，若正反應是吸熱反應，則溫度升高K值增大，反之則減小。 4．對于一個可逆反應，化學計量數(shù)擴大或縮小，化學平衡常數(shù)表達式是否改變？是什么關(guān)系？轉(zhuǎn)化率是否相同？試舉例說明。 答案　對于一個可逆反應，化學計量數(shù)不一樣，化學平衡常數(shù)表

4、達式也不一樣，但對應物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率相同。例如： ①aA(g)＋bB(g)cC(g)　K1＝ ②naA(g)＋nbB(g)ncC(g) K2＝＝K或K1＝ 無論①還是②，A或B的轉(zhuǎn)化率是相同的。 題組一　化學平衡常數(shù)及其影響因素 1．溫度為T℃時，在體積為10L的真空容器中通入1.00mol氫氣和1.00mol碘蒸氣，20min后，反應達到平衡，此時測得碘蒸氣的濃度為0.020mol·L－1。涉及的反應可以用下面的兩個化學方程式表示： ①H2(g)＋I2(g)2HI(g) ②2H2(g)＋2I2(g)4HI(g) 下列說法正確的是(　　) A．反應速率用HI

5、表示時，v(HI)＝0.008mol·L－1·min－1 B．兩個化學方程式的意義相同，但其平衡常數(shù)表達式不同，不過計算所得數(shù)值相同 C．氫氣在兩個反應方程式中的轉(zhuǎn)化率不同 D．第二個反應中，增大壓強平衡向生成HI的方向移動 答案　A 解析　　　　H2(g)＋I2(g)2HI(g) 初始濃度 (mol·L－1) 0.1000.1000 平衡濃度 (mol·L－1) 0.0200.0200.160 轉(zhuǎn)化濃度 (mol·L－1) 0.0800.0800.160 所以，v(HI)＝0.160mol·L－1÷20min＝0.008mol·L－1·min－1，A正確；K

6、①＝＝64，而K②＝＝K＝642＝4096，故選項B錯；兩個化學方程式表示的是一個反應，反應達到平衡時，氫氣的濃度相同，故其轉(zhuǎn)化率相同，C錯；兩個反應相同，只是表達形式不同，壓強的改變對平衡的移動沒有影響，D錯。 2．已知反應①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)和反應②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)在相同的某溫度下的平衡常數(shù)分別為K1和K2，該溫度下反應③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)為K。則下列說法正確的是(　　) A．反應①的平衡常數(shù)K1＝ B．反應③的平衡常數(shù)K＝ C．對于反應③，恒容時，溫度升高，H2

7、濃度減小，則該反應的焓變?yōu)檎? D．對于反應③，恒溫恒容下，增大壓強，H2濃度一定減小 答案　B 解析　在書寫平衡常數(shù)表達式時，純固體不能表示在平衡常數(shù)表達式中，A錯誤；由于反應③＝反應①－反應②，因此平衡常數(shù)K＝，B正確；反應③中，溫度升高，H2濃度減小，則平衡左移，即逆反應為吸熱反應，正反應為放熱反應，因此ΔH<0，C錯誤；對于反應③，在恒溫恒容下，增大壓強，如充入惰性氣體，則平衡不移動，H2的濃度不變，D錯誤。 題組二　化學平衡常數(shù)及其應用 3．某溫度下，某反應達平衡時平衡常數(shù)K＝。恒容時，溫度升高，H2的濃度減小。下列說法正確的是(　　) A．該反應的焓變?yōu)檎? B．恒溫

8、恒容下，增大壓強，H2的濃度一定減小 C．升高溫度，逆反應速率增大 D．該反應的化學方程式為CO＋H2OCO2＋H2 答案　AC 解析　由化學平衡常數(shù)的表達式可知該反應的方程式為CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，溫度升高，H2的濃度減小，說明平衡正向移動，正反應為吸熱反應，ΔH＞0，A項正確、D項錯誤；恒溫恒容下，因該反應為等體積反應，故增大壓強對該反應的平衡無影響，H2的濃度不變，B項錯誤；升高溫度，正、逆反應速率都增大，C項正確。 　借助平衡常數(shù)可以判斷一個化 學反應是否達到化學平衡狀態(tài) 對于可逆反應aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)

9、，在一定溫度下的任意時刻，反應物與生成物濃度有如下關(guān)系： ＝Q，稱為濃度商。 Q 考點二　有關(guān)化學平衡的計算 1．分析三個量：即起始量、變化量、平衡量。 2．明確三個關(guān)系： (1)對于同一反應物，起始量－變化量＝平衡量。 (2)對于同一生成物，起始量＋變化量＝平衡量。 (3)各轉(zhuǎn)化量之比等于各反應物的化學計量數(shù)之比。 3．計算方法：三段式法 化學平衡計算模式：對以下反應：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物質(zhì)的量(mol)分別為a、b，達到平衡后，A的消耗量為mx，容器容積為VL。 　　　　mA(g)?。B(g)pC(g)＋qD(g

10、) 起始(mol) ab00 變化(mol) mxnxpxqx 平衡(mol) a－mxb－nxpxqx 則有：(1)K＝ (2)c平(A)＝ (mol·L－1)。 (3)α(A)平＝×100%，α(A)∶α(B)＝∶＝。 (4)φ(A)＝×100%。 (5)＝。 (6)(混)＝(g·L－1)。 (7)＝(g·mol－1)。 題組一　有關(guān)轉(zhuǎn)化率的計算及判斷 1．已知可逆反應：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)　ΔH>0，請回答下列問題： (1)在某溫度下，反應物的起始濃度分別為c(M)＝1mol·L－1，c(N)＝2.4mol·L－1；達到平衡后，M的

11、轉(zhuǎn)化率為60%，此時N的轉(zhuǎn)化率為________。 (2)若反應溫度升高，M的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。 (3)若反應溫度不變，反應物的起始濃度分別為c(M)＝4mol·L－1，c(N)＝amol·L－1；達到平衡后，c(P)＝2mol·L－1，a＝________。 (4)若反應溫度不變，反應物的起始濃度為c(M)＝c(N)＝bmol·L－1，達到平衡后，M的轉(zhuǎn)化率為________。 答案　(1)25%　(2)增大　(3)6　(4)41% 解析　(1)　M(g)　　＋　　N(g)　P(g)＋　Q(g) 始態(tài)mol·L－112.400 變化量

12、mol·L－11×60%1×60% 因此N的轉(zhuǎn)化率為×100%＝25%。 (2)由于該反應的ΔH>0，即該反應為吸熱反應，因此升高溫度，平衡右移，M的轉(zhuǎn)化率增大。 (3)根據(jù)(1)可求出各平衡濃度： c(M)＝0.4mol·L－1　c(N)＝1.8mol·L－1 c(P)＝0.6mol·L－1　c(Q)＝0.6mol·L－1 因此化學平衡常數(shù)K＝＝＝ 由于溫度不變，因此K不變，新狀態(tài)達到平衡后 c(P)＝2mol·L－1　c(Q)＝2mol·L－1 c(M)＝2mol·L－1　c(N)＝(a－2) mol·L－1 K＝＝＝ 解得a＝6。 (4)設M的轉(zhuǎn)化率為x，則達到平

13、衡后各物質(zhì)的平衡濃度分別為 c(M)＝b(1－x) mol·L－1　c(N)＝b(1－x) mol·L－1 c(P)＝bxmol·L－1　c(Q)＝bxmol·L－1 K＝＝＝ 解得x≈41%。 題組二　化學平衡常數(shù)、轉(zhuǎn)化率的相互換算 2．SO2常用于制硫酸，其中一步重要的反應為2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0。若向一個2L的密閉容器中充入0.4molSO2、0.2molO2和0.4molSO3，發(fā)生上述反應。 請回答下列問題： (1)當反應達到平衡時，各物質(zhì)的濃度可能是________(填字母)。 A．c(SO2)＝0.3mol·L－1、c(O2)＝0

14、.15mol·L－1 B．c(SO3)＝0.4mol·L－1 C．c(O2)＝0.2mol·L－1、c(SO2)＝0.4mol·L－1 D．c(SO3)＝0.3mol·L－1 (2)任選上述一種可能的情況，計算達到平衡時的平衡常數(shù)為________。 (3)某溫度時，將4molSO2和2molO2通入2L密閉容器中，10min時反應達到平衡，SO2的轉(zhuǎn)化率為80%，則 0～10min內(nèi)的平均反應速率v(O2)＝________，該溫度下反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)的平衡常數(shù)K＝________。 答案　(1)AD　(2)(或180)　(3)0.08mol·L－

15、1·min－1　80 解析　(1)　　　　2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) 起始濃度(mol·L－1)0.20.10.2 正向進行到底(mol·L－1)000.4 逆向進行 到底(mol·L－1)0.40.20 由此可知，A、D項可能。 (2) 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) 起始濃度(mol·L－1)0.20.10.2 轉(zhuǎn)化濃度(mol·L－1)0.10.050.1 平衡濃度,(mol·L－1)0.30.150.1 可得A項中K1＝＝，同理可得出選項D中K2＝＝180。 (3)v(SO2)＝＝0.16mol·L－1·min－1，換算出v(O

16、2)＝0.08mol·L－1·min－1。 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) 起始濃度(mol·L－1)210 轉(zhuǎn)化濃度,(mol·L－11.60.81.6 平衡濃度(mol·L－1)0.40.21.6 可得K＝＝80。 考點三　化學反應進行的方向 1．自發(fā)過程 (1)含義 在一定條件下，不需要借助外力作用就能自動進行的過程。 (2)特點 ①體系趨向于從高能狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榈湍軤顟B(tài)(體系對外部做功或釋放熱量)。 ②在密閉條件下，體系有從有序轉(zhuǎn)變?yōu)闊o序的傾向性(無序體系更加穩(wěn)定)。 2．自發(fā)反應 在一定條件下無需外界幫助就能自發(fā)進行的反應稱為自發(fā)反應。 3

17、．判斷化學反應方向的依據(jù) (1)焓變與反應方向 研究表明，對于化學反應而言，絕大多數(shù)放熱反應都能自發(fā)進行，且反應放出的熱量越多，體系能量降低得也越多，反應越完全。可見，反應的焓變是制約化學反應能否自發(fā)進行的因素之一。 (2)熵變與反應方向 ①研究表明，除了熱效應外，決定化學反應能否自發(fā)進行的另一個因素是體系的混亂度。大多數(shù)自發(fā)反應有趨向于體系混亂度增大的傾向。 ②熵和熵變的含義 a．熵的含義 熵是衡量一個體系混亂度的物理量。用符號S表示。 同一條件下，不同物質(zhì)有不同的熵值，同一物質(zhì)在不同狀態(tài)下熵值也不同，一般規(guī)律是S(g)>S(l)>S(s)。 b．熵變的含義 熵變是反應前

18、后體系熵的變化，用ΔS表示，化學反應的ΔS越大，越有利于反應自發(fā)進行。 (3)綜合判斷反應方向的依據(jù) ①ΔH－TΔS<0，反應能自發(fā)進行。 ②ΔH－TΔS＝0，反應達到平衡狀態(tài)。 ③ΔH－TΔS>0，反應不能自發(fā)進行。 深度思考 1．能自發(fā)進行的反應一定能實際發(fā)生嗎？ 答案　不一定，化學反應方向的判據(jù)指出的僅僅是在一定條件下化學反應自發(fā)進行的趨勢，并不能說明在該條件下反應一定能實際發(fā)生，還要考慮化學反應的快慢問題。 2．判斷正誤，正確的劃“√”，錯誤的劃“×” (1)放熱過程有自發(fā)進行的傾向性，但并不一定能自發(fā)進行，吸熱過程沒有自發(fā)進行的傾向性，但在一定條件下也可自發(fā)進行(　

19、　) (2)反應能否自發(fā)進行需綜合考慮焓變和熵變對反應的影響(　　) 答案　(1)√　(2)√ 題組一　焓變與自發(fā)反應 1．實驗證明，多數(shù)能自發(fā)進行的反應都是放熱反應。對此說法的理解正確的是(　　) A．所有的放熱反應都是自發(fā)進行的 B．所有的自發(fā)反應都是放熱的 C．焓變是影響反應是否具有自發(fā)性的一種重要因素 D．焓變是決定反應是否具有自發(fā)性的唯一判據(jù) 答案　C 題組二　熵變與自發(fā)反應 2．下列過程屬于熵增加的是(　　) A．一定條件下，水由氣態(tài)變成液態(tài) B．高溫高壓條件下使石墨轉(zhuǎn)變成金剛石 C．4NO2(g)＋O2(g)===2N2O5 (g) D．固態(tài)碘升

20、華 答案　D 3．下列反應中，熵顯著增加的反應是(　　) A．CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) B．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑ C．C(s)＋O2(g)===CO2(g) D．2Hg(l)＋O2(g)===2HgO(s) 答案　B 解析　反應中若生成氣體或氣體的量增加，都會使混亂度增大，熵增加。 題組三　復合判據(jù)的應用 4．已知：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔH＝＋74.9kJ·mol－1。下列說法中正確的是(　　) A．該反應中熵變小于0，焓變大于0 B．該反應是吸熱反應，因此一定不能自發(fā)

21、進行 C．碳酸鹽分解反應中熵增加，因此任何條件下所有碳酸鹽分解一定自發(fā)進行 D．判斷反應能否自發(fā)進行需要根據(jù)ΔH與ΔS綜合考慮 答案　D 5．灰錫結(jié)構(gòu)松散，不能用于制造器皿，而白錫結(jié)構(gòu)堅固，可以制造器皿，現(xiàn)把白錫制成的器皿放在0℃、100kPa的室內(nèi)存放，它會不會變成灰錫而不能再繼續(xù)使用？ 已知：在0℃、100kPa條件下白錫轉(zhuǎn)化為灰錫的反應焓變和熵變分別為ΔH＝－2180.9J·mol－1，ΔS＝－6.61J·mol－1·K－1。 答案　會自發(fā)變成灰錫，不能再繼續(xù)使用。 解析　ΔH－TΔS＝－2180.9J·mol－1×10－3－273K×(－6.61J·mol－1·K－1)×

22、10－3≈－0.38kJ·mol－1<0，能自發(fā)進行。 焓變、熵變和溫度對化學反應方向的影響 ΔH ΔS ΔH－TΔS 反應情況 － ＋ 永遠是負值 在任何溫度下過程均自發(fā)進行 ＋ － 永遠是正值 在任何溫度下過程均非自發(fā)進行 ＋ ＋ 低溫為正高溫為負 低溫時非自發(fā)，高溫時自發(fā) － － 低溫為負高溫為正 低溫時自發(fā)，高溫時非自發(fā) 探究高考　明確考向 1．(xx·四川理綜，7)在10L恒容密閉容器中充入X(g)和Y(g)，發(fā)生反應X(g)＋Y(g)M(g)＋N(g)，所得實驗數(shù)據(jù)如下表： 實驗編號 溫度/℃ 起始時物質(zhì)的量/mol 平

23、衡時物質(zhì)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 ④ 900 0.10 0.15 b 下列說法正確的是(　　) A．實驗①中，若5min時測得n(M)＝0.050mol，則0至5min時間內(nèi)，用N表示的平均反應速率v(N)＝1.0×10－2mol·L－1·min－1 B．實驗②中，該反應的平衡常數(shù)K＝2.0 C．實驗③中，達到平衡時，X的轉(zhuǎn)化率為60% D．實驗④中，達到平衡時，b＞0.060 答案　C 解析　

24、A項，根據(jù)方程式可知在5min內(nèi)反應生成的n(N)等于生成的n(M)，則v(N)＝＝1×10－3mol·L－1·min－1，該項錯誤；B項，根據(jù)表格中數(shù)據(jù)可知平衡時c(X)＝0.002mol·L－1、c(Y)＝0.032mol·L－1、c(N)＝c(M)＝0.008mol·L－1，則平衡常數(shù)K＝＝＝1.0，該項錯誤；C項，因該反應在800℃時平衡常數(shù)為1.0，設反應中轉(zhuǎn)化的X的物質(zhì)的量為x，則有(0.20－x)×(0.30－x)＝x·x，故x＝0.12mol，X的轉(zhuǎn)化率為×100%＝60%，該項正確；假設在900℃時，該反應的平衡常數(shù)也為1.0，根據(jù)實驗④中的數(shù)據(jù)可知b＝0.060，由①中數(shù)據(jù)

25、可知在700℃時平衡常數(shù)約為2.6，結(jié)合800℃時平衡常數(shù)為1.0可知，溫度越高，該平衡常數(shù)越小，平衡逆向移動，故b<0.060，該項錯誤。 2．(xx·江蘇，15)一定條件下存在反應：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，其正反應放熱。現(xiàn)有三個相同的2L恒容絕熱(與外界沒有熱量交換)密閉容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1molCO和1molH2O，在Ⅱ中充入1molCO2和1molH2，在Ⅲ中充入2molCO和2molH2O，700℃條件下開始反應。達到平衡時，下列說法正確的是(　　) A．容器Ⅰ、Ⅱ中正反應速率相同 B．容器Ⅰ、Ⅲ中反應的平衡常數(shù)相同 C．容器Ⅰ中CO的物

26、質(zhì)的量比容器Ⅱ中的多 D．容器Ⅰ中CO的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CO2的轉(zhuǎn)化率之和小于1 答案　CD 解析　分析題給化學方程式的特點，應用化學平衡移動原理分析、解決問題。 容器Ⅰ中反應正向進行，放出熱量，容器Ⅱ中反應逆向進行，吸收熱量，兩個容器中反應溫度不同，則Ⅰ、Ⅱ中正反應速率不相同，A錯；容器Ⅲ中加入反應物的量比容器Ⅰ中多，由于該反應為放熱反應，Ⅲ中放出熱量比Ⅰ多，Ⅲ中反應正向進行的程度比Ⅰ小，因此容器Ⅲ中反應的化學平衡常數(shù)比Ⅰ小，B錯；Ⅰ中反應正向進行，放出熱量，Ⅱ中反應逆向進行，吸收熱量，由于容器均為絕熱容器，Ⅰ和Ⅱ中反應進行的程度均較小，則C、D均正確。 3．(xx·浙江理綜，27

27、)煤炭燃燒過程中會釋放出大量的SO2，嚴重破壞生態(tài)環(huán)境。采用一定的脫硫技術(shù)可以把硫元素以CaSO4的形式固定，從而降低SO2的排放。但是煤炭燃燒過程中產(chǎn)生的CO又會與CaSO4發(fā)生化學反應，降低了脫硫效率。相關(guān)反應的熱化學方程式如下： CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g) ΔH1＝218.4kJ·mol－1(反應Ⅰ) CaSO4(s)＋4CO(g)CaS(s)＋4CO2(g) ΔH2＝－175.6kJ·mol－1(反應Ⅱ) 請回答下列問題： (1)反應Ⅰ能夠自發(fā)進行的反應條件是_________________________________

28、_____。 (2)對于氣體參與的反應，表示平衡常數(shù)Kp時用氣體組分(B)的平衡壓強p(B)代替該氣體物質(zhì)的量的濃度c(B)，則反應Ⅱ的Kp＝________(用表達式表示)。 (3)假設某溫度下，反應Ⅰ的速率(v1)大于反應Ⅱ的速率(v2)，則下列反應過程能量變化示意圖正確的是______。 (4)通過監(jiān)測反應體系中氣體濃度的變化可判斷反應Ⅰ和Ⅱ是否同時發(fā)生，理由是________________________________________________________________________ __________________________________

29、______________________________________。 (5)如圖為實驗測得不同溫度下反應體系中CO初始體積百分數(shù)與平衡時固體產(chǎn)物中CaS質(zhì)量百分數(shù)的關(guān)系曲線。則降低該反應體系中SO2生成量的措施有______。 A．向該反應體系中投入石灰石 B．在合適的溫度區(qū)間內(nèi)控制較低的反應溫度 C．提高CO的初始體積百分數(shù) D．提高反應體系的溫度 (6)恒溫恒容條件下，假設反應Ⅰ和Ⅱ同時發(fā)生，且v1>v2，請在下圖中畫出反應體系中c(SO2)隨時間t變化的總趨勢圖。 答案　(1)高溫 (2) (3)C (4)如果氣相中SO2和CO2兩種氣體的濃度之比隨

30、時間發(fā)生變化，則表明兩個反應同時發(fā)生 (5)ABC (6) 解析　(1)反應Ⅰ的正反應是氣體總分子數(shù)增加的反應，則有ΔS>0，又知ΔH>0，該反應若能自發(fā)進行，說明ΔH－TΔS<0，高溫條件下反應可自發(fā)進行。 (2)由用濃度表示的平衡常數(shù)表達式的書寫方法可知，反應Ⅱ的Kp應為生成物平衡壓強的冪之積與反應物平衡壓強的冪之積的比值，注意固體物質(zhì)不能出現(xiàn)在平衡常數(shù)的表達式中，故Kp＝。 (3)相同溫度下，因兩個反應的反應物完全相同，反應速率越大，則反應的活化能越小，因此反應Ⅰ的活化能小于反應Ⅱ的活化能；反應Ⅰ的ΔH>0，生成物的能量高于反應物的能量，反應Ⅱ的ΔH<0，生成物的能量應低于

31、反應物的能量，故C項正確。 (4)若反應體系中c(CO2)＝c(SO2)，則只發(fā)生反應Ⅰ；若反應體系中c(SO2)＝0，則只發(fā)生反應Ⅱ；若反應體系中c(CO2)>c(SO2)且c(SO2)≠0，則反應Ⅰ、Ⅱ同時發(fā)生。 (5)由圖可知，CO的初始體積百分數(shù)越大、溫度越低，CaS的質(zhì)量百分數(shù)越大，即反應Ⅱ進行的程度越大，則反應Ⅰ產(chǎn)生的SO2就會越少，故B、C項正確，D項錯誤；向反應體系中投入石灰石，因CaCO3＋SO2CaSO3＋CO2，也會減少SO2的產(chǎn)生，A項正確。 (6)因反應Ⅰ與Ⅱ同時進行，且v1>v2，反應Ⅰ首先達到平衡狀態(tài)，在建立平衡的過程中，c(SO2)逐漸增大。由于反應Ⅱ在進

32、行的過程中，c(CO2)會逐漸增大，又會導致反應Ⅰ平衡逆向移動，c(SO2)又會逐漸減小。據(jù)此可畫出c(SO2)隨時間t變化的總趨勢圖。 4．(xx·廣東理綜，31)用CaSO4代替O2與燃料CO反應，既可提高燃燒效率，又能得到高純CO2，是一種高效、清潔、經(jīng)濟的新型燃燒技術(shù)，反應①為主反應，反應②和③為副反應。 ①1/4CaSO4(s)＋CO(g)1/4CaS(s)＋CO2(g)　ΔH1＝－47.3kJ·mol－1 ②CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)　ΔH2＝＋210.5kJ·mol－1 ③CO(g)1/2C(s)＋1/2CO2(g)

33、 ΔH3＝－86.2kJ·mol－1 (1)反應2CaSO4(s)＋7CO(g)CaS(s)＋CaO(s)＋6CO2(g)＋C(s)＋SO2(g)的ΔH＝____________(用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示)。 (2)反應①～③的平衡常數(shù)的對數(shù)lgK隨反應溫度T的變化曲線如圖所示，結(jié)合各反應的ΔH，歸納lgK-T曲線變化規(guī)律： a)________________________________________________________________________； b)________________________________________________

34、________________________。 (3)向盛有CaSO4的真空恒容密閉容器中充入CO，反應①于900℃達到平衡，c平衡(CO)＝8.0×10－5mol·L－1，計算CO的轉(zhuǎn)化率(忽略副反應，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。 (4)為減少副產(chǎn)物，獲得更純凈的CO2，可在初始燃料中適量加入________。 (5)以反應①中生成的CaS為原料，在一定條件下經(jīng)原子利用率100%的高溫反應，可再生CaSO4，該反應的化學方程式為________________________；在一定條件下，CO2可與對二甲苯反應，在其苯環(huán)上引入一個羧基，產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為________________

35、。 答案　(1)4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3 (2)隨著溫度的升高，放熱反應的lgK隨溫度的升高而減小，吸熱反應的lgK隨溫度的升高而增大　同為放熱反應，ΔH越大，lgK隨溫度變化的變化值越小 (3)由圖像可知，當反應①在900℃時，lgK＝2，即平衡常數(shù)K＝100。設起始時CO的濃度為amol·L－1，轉(zhuǎn)化量為xmol·L－1。 　　　1/4CaSO4(s)＋CO(g)1/4CaS(s)＋CO2(g) a0 xx 8.0×10－5x 根據(jù)：K＝＝100，解得x＝8.0×10－3。 根據(jù)：a－x＝8.0×10－5，解得a＝8.08×10－3。 所以CO的轉(zhuǎn)化率＝×100%

36、≈99% (4)二氧化碳(或CO2) (5)CaS＋2O2CaSO4　 解析　(1)利用蓋斯定律可以計算出所給反應的焓變，要學會利用所給化學方程式中化學計量數(shù)和反應物、中間產(chǎn)物的關(guān)系進行解答。根據(jù)蓋斯定律，由①×4＋②＋③×2可得目標熱化學方程式，故有ΔH＝4ΔH1＋ΔH2＋2ΔH3。 (2)該圖像只標明反應①的變化趨勢，由于反應①是放熱反應，可得出“隨著溫度升高，放熱反應的lgK隨溫度的升高而減小，吸熱反應的lgK隨溫度的升高而增大”的結(jié)論；由于所給三個熱化學方程式中有兩個是放熱反應，一個是吸熱反應，而給出的圖像中有兩條變化趨勢相同，因此可判斷曲線Ⅰ代表反應③，曲線Ⅱ代表反應②，通過

37、反應①和反應③曲線相對關(guān)系，可得出“同為放熱反應，ΔH越大，lgK隨溫度變化的變化值越小”的結(jié)論。 (3)由圖像可知，當反應①在900℃時，lgK＝2，即平衡常數(shù)K＝100。設起始時CO的濃度為amol·L－1，轉(zhuǎn)化量為xmol·L－1。 　　　1/4CaSO4(s)＋CO(g)1/4CaS(s)＋CO2(g) a0 xx 8.0×10－5x 根據(jù)：K＝＝100，解得x＝8.0×10－3。 根據(jù)：a－x＝8.0×10－5，解得a＝8.08×10－3。 所以CO的轉(zhuǎn)化率＝×100%≈99%。 (4)要獲得更純凈的二氧化碳，必須減少二氧化硫的量，通過反應②的分析可知，當二氧化

38、碳濃度增大時，可使平衡向左移動，所以可在初始燃料(CO)中加入適量二氧化碳，減少二氧化硫的產(chǎn)生，獲得更純凈的二氧化碳。 (5)本小題首先確定三點：一是反應物為CaS；二是生成物為CaSO4；三是原子利用率為100%。所以另一種反應物為O2，反應方程式為CaS＋2O2CaSO4；通過分析題給信息可知，生成物為反應物在苯環(huán)上引入羧基而得，所以生成物的結(jié)構(gòu)簡式為。 5．[xx·新課標全國卷Ⅰ，28(3)]已知：C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)　ΔH＝－45.5kJ·mol－1。 乙醇是重要的有機化工原料，可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產(chǎn)。 下圖為氣相直接水合法中乙烯

39、的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系(其中nH2O∶nC2H4＝1∶1)。 ①列式計算乙烯水合制乙醇反應在圖中A點的平衡常數(shù)Kp＝________________________ (用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。 ②圖中壓強(p1、p2、p3、p4)的大小順序為____________，理由是___________________________ ________________________________________________________________________。 ③氣相直接水合法常用的工藝條件為磷酸/硅藻土為催化劑，反應溫度290

40、℃、壓強6.9MPa，nH2O∶nC2H4＝0.6∶1，乙烯的轉(zhuǎn)化率為5%，若要進一步提高乙烯轉(zhuǎn)化率，除了可以適當改變反應溫度和壓強外，還可以采取的措施有________________________、________________________。 答案?、伲剑剑?.07(MPa)－1 ②p4>p3>p2>p1　反應分子數(shù)減少，相同溫度下，壓強增大，乙烯轉(zhuǎn)化率提高 ③將產(chǎn)物乙醇液化移去　增加nH2O∶nC2H4比 解析　①Kp＝＝＝＝0.07(MPa)－1 ②C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)是一個氣體體積減小的反應，相同溫度下，增大壓強，平衡向正反應方向移動，

41、C2H4的轉(zhuǎn)化率提高，所以p4>p3>p2>p1。 ③依據(jù)反應特點及平衡移動原理，提高乙烯轉(zhuǎn)化率還可以增大H2O與C2H4的比例，將乙醇及時分離出去等。 6．[xx·大綱全國卷，28(2)]反應AX3(g)＋X2(g)AX5(g)在容積為10L的密閉容器中進行。起始時AX3和X2均為0.2mol。反應在不同條件下進行，反應體系總壓強隨時間的變化如圖所示。 ①列式計算實驗a從反應開始至達到平衡時的反應速率v(AX5)＝________________。 ②圖中3組實驗從反應開始至達到平衡時的反應速率v(AX5)由大到小的次序為________(填實驗序號)；與實驗a相比，其他兩組

42、改變的實驗條件及判斷依據(jù)是： b________________________________________________________________________， c________________________________________________________________________。 ③用p0表示開始時總壓強，p表示平衡時總壓強，α表示AX3的平衡轉(zhuǎn)化率，則α的表達式為________________________________________________________________________； 實驗a和c的平衡轉(zhuǎn)化率：αa

43、為______，αc為________。 答案?、佟?.7×10－4mol·L－1·min－1 ②bca　加入催化劑。反應速率加快，但平衡點沒有改變　溫度升高。反應速率加快，但平衡點向逆反應方向移動(或反應容器的容積和起始物質(zhì)的量未改變，但起始總壓強增大) ③α＝2(1－)　50%　40% 解析?、賹嶒瀉開始時，n0＝0.4mol，總壓強為160kPa，平衡時總壓強為120kPa，設平衡時總物質(zhì)的量為n，則 ＝，n＝0.40mol×＝0.30mol， 　　　　　AX3(g)?。2(g)　　AX5(g) 起始量/mol0.200.200 變化量/molxxx 平衡量/m

44、ol0.20－x0.20－xx (0.20－x)＋(0.20－x)＋x＝0.30，x＝0.10。 v(AX5)＝≈1.7×10－4mol·L－1·min－1。 ②實驗b從反應開始至達到平衡時的反應速率v(AX5)＝＝2.5×10－4mol·L－1·min－1。實驗c達到平衡時n＝0.40mol×＝0.32mol，從反應開始到達到平衡時的反應速率v(AX5)＝≈1.8×10－4mol·L－1·min－1。所以v(AX5)由大到小的順序是bca。與實驗a相比較，實驗b達到平衡的時間縮短，但平衡點與實驗a相同，應為加入催化劑而導致加快反應速率。實驗c與實驗a比較，起始時容器的體積和氣體的物質(zhì)的

45、量均相同，但壓強增大，應為升高溫度使氣體膨脹所致。溫度升高加快化學反應速率且平衡逆向移動。 ③　　　　　　AX3(g)?。2(g)　　AX5(g) 起始量/mol0.200.200 變化量/mol0.20α0.20α0.20α 平衡量/mol0.20－0.20α0.20－0.20α0.20α ＝，＝， 解得α＝2(1－)。 實驗a的平衡轉(zhuǎn)化率 α＝2×(1－)＝0.5，即50%； 實驗c的平衡轉(zhuǎn)化率 α＝2×(1－)＝0.4，即40%。 練出高分 一、單項選擇題 1．下列說法正確的是(　　) A．凡是放熱反應都是自發(fā)的，因為吸熱反應都是非自發(fā)的 B．自發(fā)反

46、應的熵一定增大，非自發(fā)反應的熵一定減小 C．常溫下，反應C(s)＋CO2(g)2CO(g)不能自發(fā)進行，則該反應的ΔH>0 D．反應2Mg(s)＋CO2(g)===C(s)＋2MgO(s)能自發(fā)進行，則該反應的ΔH>0 答案　C 解析　反應的自發(fā)性是由熵變和焓變共同決定的。若ΔH<0，ΔS>0，則一定自發(fā)，若ΔH>0，ΔS<0，則一定不能自發(fā)，若ΔH<0，ΔS<0或ΔH>0，ΔS>0，反應能否自發(fā)，和溫度有關(guān)，A、B錯誤；C項中反應的ΔS>0，若ΔH<0，則一定能自發(fā)，現(xiàn)常溫下不能自發(fā)，說明ΔH>0，正確；D項中反應的ΔS<0，能自發(fā)，說明ΔH<0，錯誤。 2．在汽車上安裝催化轉(zhuǎn)

47、化器，可將尾氣中的主要污染物轉(zhuǎn)化成無毒物質(zhì)，反應為2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－746.5kJ·mol－1，在某溫度時，用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度如表： 時間/s 0 1 2 3 4 5 c(NO)/ (×10－4mol·L－1) 10.0 4.50 2.50 1.50 1.00 1.00 c(CO)/ (×10－3mol·L－1) 3.60 3.05 2.85 2.75 2.70 2.70 經(jīng)分析，得出結(jié)論不正確的是(　　) A．該反應在較低溫度下有利于自發(fā)進行 B．催化轉(zhuǎn)化器在冬季時對廢氣轉(zhuǎn)化

48、效率比夏季更高 C．2s末的平均反應速率v(NO)＝3.75×10－4mol·L－1·s－1 D．在該溫度下，反應的平衡常數(shù)K＝5000，說明該反應轉(zhuǎn)化較快，具有實際意義 答案　D 解析　A項，依據(jù)化學方程式得出該反應為熵減反應，即ΔS＜0，又ΔH＜0，故該反應在較低溫度下有利于自發(fā)進行；B項，溫度升高，平衡逆向移動，轉(zhuǎn)化率降低，即冬季轉(zhuǎn)化率高；C項，v(NO)＝(10.0－2.50)×10－4mol·L－1÷2s＝3.75mol·L－1·s－1；D項，K＝105時反應進行得較完全。 3．向甲、乙兩恒溫恒容的密閉容器中，分別充入一定量的A和B，發(fā)生反應：A(g)＋B(g)xC(g

49、)　ΔH＜0。測得兩容器中c(A)隨時間t的變化如圖所示： 容器 甲 乙 容積(L) 0.5 0.5 反應放熱(kJ) Q1 Q2 反應物起始量 1molA 1molB 0.5molA 0.5molB 下列說法正確的是(　　) A．x＝1 B．Q1＜2Q2 C．根據(jù)題中信息無法計算a值 D．保持其他條件不變，起始時向乙容器充入0.2molA、0.2molB、0.2molC，則此時v正> v逆 答案　A 解析　根據(jù)圖表數(shù)據(jù)可知容器容積為0.5L，當投料量A是1mol(濃度為2mol·L－1)時和0.5mol(濃度為1mol·L－1)時，甲可看作在兩

50、個乙的基礎上加壓，加壓平衡向氣體體積縮小的方向移動，根據(jù)達到平衡后乙容器A的轉(zhuǎn)化率為50%，而甲的大于50%，說明正向是氣體體積減小的方向，所以x＝1，A正確；放出的熱量Q1＞2Q2，B錯誤；由于兩個反應在相同條件下，故平衡常數(shù)相同，通過三段法可計算出a的值，C錯誤；根據(jù)乙在t2時的平衡量關(guān)系，求出平衡常數(shù)K＝2，濃度商Qc＝＝2.5＞2，說明反應逆向進行，v正

51、值為2 B．平衡時X的濃度為0.8mol·L－1 C．Y的轉(zhuǎn)化率為60% D．反應速率v(Y)＝0.2mol·L－1·min－1 答案　D 解析　生成Q的物質(zhì)的量為0.8mol，a＝2，A正確； 　　　　　X(g)＋3Y(g)2Z(g)＋2Q(g) n(始)(mol) 2200 n(變)(mol) 0.41.20.80.8 n(2min)(mol)1.60.80.80.8 X的平衡濃度為0.8mol·L－1，Y的轉(zhuǎn)化率為60%，B、C項正確；v(Y)＝0.3mol·L－1·min－1，D項錯誤。 5. T℃時，在VL恒容密閉容器中加入足量的TaS2(s)和1mol

52、I2(g)，發(fā)生反應TaS2(s)＋2I2(g)TaI4(g)＋S2(g)　ΔH＞0。tmin時生成0.1molTaI4。下列說法中正確的是(　　) A．0～tmin內(nèi)，v(I2)＝mol·L－1·min－1 B．若T℃時反應的平衡常數(shù)K＝1，則平衡時I2的轉(zhuǎn)化率為 C．圖中制備TaS2晶體過程中循環(huán)使用的物質(zhì)是S2(g) D．圖中T1端得到純凈TaS2晶體，則溫度T1＞T2 答案　B 解析　A選項，Δc(I2)＝2Δc(TaI4)＝2×，錯誤；B選項，依據(jù)三段式進行計算： TaS2(s)＋2I2(g)TaI4(g)＋S2(g) 00 2xxx －2xxx K

53、＝＝1，x＝，B選項正確；TaS2(s)＋2I2(g)TaI4(g)＋S2(g)　ΔH＞0，右端升高溫度平衡右移，生成氣體TaI4，在左端降低溫度反應逆向進行，生成純凈的TaS2(s)，循環(huán)利用的是I2(g)，C、D選項錯誤。 6．已知A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，反應的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下： 溫度/℃ 700 800 830 1000 1200 平衡常數(shù) 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4 830℃時，向一個2L的密閉容器中充入0.2mol的A和0.8mol的B，反應初始4s內(nèi)A的平均反應速率v(A)＝0.005mol·L－1·s－1。下列

54、說法中正確的是(　　) A．4s時c(B)為0.76mol·L－1 B．830℃達平衡時，A的轉(zhuǎn)化率為80% C．反應達平衡后，升高溫度，平衡正向移動 D．1200℃時反應C(g)＋D(g)A(g)＋B(g)的平衡常數(shù)的值為0.4 答案　B 解析　A的濃度減少量Δc(A)＝0.005mol·L－1·s－1×4s＝0.02mol·L－1，所以B的濃度減少量為0.02mol·L－1,4s時c(B)＝0.4mol·L－1－0.02mol·L－1，A選項錯誤；B選項依據(jù)三段式進行計算： 　　　　　　　　　A(g) ＋B(g) C(g) ＋D(g) 始態(tài)(mol·L－1) 0.

55、10.400 反應的量(mol·L－1)xx 平衡(mol·L－1) 0.1－x0.4－xxx K＝＝1，x＝0.08，B選項正確；溫度越高，平衡常數(shù)越小，所以升高溫度平衡左移，C選項錯誤；D選項，平衡常數(shù)為＝2.5，錯誤。 二、不定項選擇題 7．O3也是一種很好的消毒劑，具有高效、潔凈、方便、經(jīng)濟等優(yōu)點。O3可溶于水，在水中易分解，產(chǎn)生的[O]為游離氧原子，有很強的殺菌消毒能力。常溫常壓下發(fā)生反應如下： 反應①　O3O2＋[O]　ΔH＞0　平衡常數(shù)為K1； 反應②　[O]＋O32O2　ΔH＜0　平衡常數(shù)為K2； 總反應：　2O33O2　ΔH＜0　平衡常數(shù)為K。

56、 下列敘述正確的是(　　) A．降低溫度，K增大B．K＝K1＋K2 C．適當升溫，可提高消毒效率D．壓強增大，K2減小 答案　AC 解析　A項，降溫，總反應平衡右移，K增大，正確；B項，K1＝、K2＝、K＝＝K1·K2，錯誤；C項，升溫，反應①右移，c([O])增大，提高消毒效率，正確；D項，對于給定的反應，平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，錯誤。 8．一定條件下，反應：6H2(g)＋2CO2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g)的數(shù)據(jù)如下圖所示。 下列說法正確的是(　　) A．該反應的ΔH＞0 B．達平衡時，v正(H2)＝v逆(CO2) C．b點對應的平衡常數(shù)K值大于c點

57、D．a(chǎn)點對應的H2的平衡轉(zhuǎn)化率為90% 答案　D 解析　A項，升溫，CO2的轉(zhuǎn)化率越小，平衡左移，正反應為放熱反應，ΔH＜0，錯誤；B項，應為v正(H2)＝3v逆(CO2)；C項，升溫，平衡左移，b點溫度高，其平衡常數(shù)小，錯誤； D項，　6H2(g)＋2CO2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g) 2100 6x2xx3x ×100%＝60% x＝0.3 所以H2的平衡轉(zhuǎn)化率為×100%＝90%，正確。 三、非選擇題 9．甲醇來源豐富、價格低廉、運輸貯存方便，是一種重要的化工原料，有著重要的用途和應用前景。 (1)若在恒溫恒容的容器內(nèi)進行反應CO(g)＋2H2(g)

58、CH3OH(g)，則可用來判斷該反應達到平衡狀態(tài)的標志有________(填字母)。 A．CO的百分含量保持不變 B．容器中H2的濃度與CO的濃度相等 C．容器中混合氣體的密度保持不變 D．CO的生成速率與CH3OH的生成速率相等 (2)工業(yè)上利用甲醇制備氫氣的常用方法有兩種： ①甲醇蒸氣重整法。該法中的一個主要反應為CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)，此反應能自發(fā)進行的原因是_______________________________________________________________。 ②甲醇部分氧化法。在一定溫度下以Ag/CeO2-ZnO為催化劑

59、時原料氣比例對反應的選擇性(選擇性越大，表示生成的該物質(zhì)越多)影響關(guān)系如圖所示。則當n(O2)/n(CH3OH)＝0.25時，CH3OH與O2發(fā)生的主要反應方程式為____________________________________________； 在制備H2時最好控制n(O2)/n(CH3OH)＝________。 答案　(1)AD (2)①該反應是一個熵增的反應(或ΔS＞0) ②2CH3OH＋O22HCHO＋2H2O　0.5 解析　(1)濃度相等不能說明其濃度不再變化，B錯誤；氣體總質(zhì)量一定，容器體積一定，密度始終不變，C錯誤。(2)①無法判斷該反應的焓變化，但該反應是

60、一個熵增的反應。若是放熱反應，則一定能自發(fā)進行，若是吸熱反應，則一定條件下能自發(fā)進行。②n(O2)/n(CH3OH)＝0.25時，主要生成甲醛。制備H2，則H2的選擇性要好，由圖可知在n(O2)/n(CH3OH)＝0.5時，H2的選擇性接近100%。 10．已知：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝Q，其平衡常數(shù)隨溫度變化如下表所示： 溫度/℃ 400 500 850 平衡常數(shù) 9.94 9 1 請回答下列問題： (1)上述反應的化學平衡常數(shù)表達式為____________。該反應的Q______0(填“＞”或“＜”)。 (2)850℃時在體積為

61、10L的反應器中，通入一定量的CO和H2O(g)，發(fā)生上述反應，CO和H2O(g)的物質(zhì)的量濃度變化如圖所示，則0～4min時平均反應速率v(CO)＝____________。 (3)若在500℃時進行。且CO、H2O(g)的起始濃度均為0.020mol·L－1，該條件下，CO的最大轉(zhuǎn)化率為　　　　　　。 (4)若在850℃時進行，設起始時CO和H2O(g)共為1mol，其中H2O(g)的體積分數(shù)為x，平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為y，試推導y隨x變化的函數(shù)關(guān)系式為________。 答案　(1)K＝?。肌? (2)0.03mol·L－1·min－1　(3)75%　(4)y＝x 解析　(1)

62、可逆反應CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的平衡常數(shù)K＝。由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高，平衡常數(shù)越小，平衡向逆反應方向移動，因升高溫度平衡向吸熱方向移動，故正反應為放熱反應。(2)由圖像可知：CO在4min內(nèi)濃度減小了0.20mol·L－1－0.08mol·L－1＝0.12mol·L－1，則v(CO)＝＝0.03mol·L－1·min－1。(3)500℃時平衡常數(shù)為9，設CO最多能轉(zhuǎn)化xmol·L－1，則 　　　　　　　CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) 起始(mol·L－1): 0.020.0200 轉(zhuǎn)化(mol·L－1): xx 平衡(mol·L

63、－1): 0.02－x0.02－xxx 則有＝9，解得x＝0.015，則CO的最大轉(zhuǎn)化率為×100%＝75%。(4)850℃時平衡常數(shù)為1，有 　　　　　　CO(g) ＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) 起始 (mol·L－1): 1－xx00 轉(zhuǎn)化 (mol·L－1): y(1－x) y(1－x) y(1－x) y(1－x) 平衡 (mol·L－1): 1－x－y＋xyx－y＋xyy(1－x) y(1－x) 則有：＝1，解得y＝x。 11．水煤氣法制甲醇工藝流程框圖如下 已知：除去水蒸氣后的水煤氣含55～59%的H2,15～18%的CO,11～1

64、3%的CO2，少量的H2S、CH4，除去H2S后，可采用催化或非催化轉(zhuǎn)化技術(shù)，將CH4轉(zhuǎn)化成CO，得到CO、CO2和H2的混合氣體，是理想的合成甲醇原料氣，即可進行甲醇合成。 (1)制水煤氣的主要化學反應方程式為C(s)＋H2O(g)高溫,CO(g)＋H2(g)，此反應是吸熱反應。 ①此反應的化學平衡常數(shù)表達式為____________； ②下列能提高碳的平衡轉(zhuǎn)化率的措施是____________。 A加入C(s) B．加入H2O(g) C．升高溫度D．增大壓強 (2)將CH4轉(zhuǎn)化成CO，工業(yè)上常采用催化轉(zhuǎn)化技術(shù)，其反應原理為CH4(g)＋O2(g)CO(g)＋2H2O(g)

65、ΔH＝－519kJ。工業(yè)上要選擇合適的催化劑，分別對X、Y、Z三種催化劑進行如下實驗(其他條件相同)。 ①X在T1℃時催化效率最高，能使正反應速率加快約3×105倍； ②Y在T2℃時催化效率最高，能使正反應速率加快約3×105倍； ③Z在T3℃時催化效率最高，能使逆反應速率加快約1×106倍； 已知：T1＞T2＞T3，根據(jù)上述信息，你認為在生產(chǎn)中應該選擇的適宜催化劑是________(填“X”或“Y”或“Z”)，選擇的理由是_____________________________________________。 (3)合成氣經(jīng)壓縮升溫后進入10m3甲醇合成塔，在催化劑作用下，進行

66、甲醇合成，主要反應是：2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)　ΔH＝－181.6kJ。4℃下此反應的平衡常數(shù)為160。此溫度下，在密閉容器中加入CO、H2，反應到某時刻測得各組分的濃度如下： 物質(zhì) H2 CO CH3OH 濃度/mol·L－1 0.2 0.1 0.4 ①比較此時正、逆反應速率的大?。簐正______v逆(填“＞”、“＜”或“＝”)。 ②若加入同樣多的CO、H2，在T5℃反應，10min后達到平衡，此時c(H2)＝0.4mol·L－1，則該時間內(nèi)反應速率v(CH3OH)＝________mol·L－1·min－1。 (4)生產(chǎn)過程中，合成氣要進行循環(huán)，其目的是________________________________。 答案　(1)①K＝　②BC (2)Z　催化效率高且活性溫度低(或催化活性高速度快，反應溫度低產(chǎn)率高) (3)①＞?、?.03 (4)提高原料CO、H2的利用率(或提高產(chǎn)量、產(chǎn)率亦可)。 解析　(1)①根據(jù)平衡常數(shù)的定義，可知K＝；②根據(jù)化學平衡移動原理，增加一種物質(zhì)的濃度可以提高另外一種物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率；上述反應為吸