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化学反应速率和化学平衡简答题
【方法与技巧】
1．平衡图像原因解释之温度、压强对平衡的影响
(1)影响化学平衡的因素
①若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响
改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向
浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向正反应方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度 向逆反应方向移动
压强(对有气体参加的反应) 反应前后气体体积改变 增大压强 向气体分子总数减小的方向移动
减小压强 向气体分子总数增大的方向移动
反应前后气体体积不变 改变压强 平衡不移动
温度 升高温度 向吸热反应方向移动
降低温度 向放热反应方向移动
催化剂 同等程度改变v正、v逆，平衡不移动
②“惰性气体”对化学平衡移动的影响
a．恒温、恒容下：加入惰性气体体系总压增大，但体积不变，各反应物、生成物的浓度均未改变，故反应速率不变，V正、V逆也不变，化学平衡也不发生移动
b．恒温、恒压下：加入惰性气体体积增大各反应物浓度减少反应速率减小，V正、
V逆均减小，等效于降压，故化学平衡向气体总体积增大的方向移动
(2)掌握三类平衡移动图像：反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n＞p＋q，且ΔH＞0
①速率—时间图——注意断点
t1时增大反应物的浓度，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，而逆反应速率逐渐增大；t2时升高温度，对任何反应，正反应和逆反应速率均增大，吸热反应的正反应速率增大较快；t3时减小压强，容器容积增大，浓度变小，正反应速率和逆反应速率均减小；t4时使用催化剂，正反应速率和逆反应速率均瞬间增大
②转化率(或含量)—时间图——先拐先平
甲表示压强对反应物转化率的影响，对于气体反应物化学计量数之和大于气体生成物化学计量数之和的反应，压强越大，反应物的转化率越大；乙表示温度对反应物转化率的影响，对于吸热反应，温度越高，反应物的转化率越大；丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应物的转化率
(3恒压(温)线——定一议二
分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线，即：为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影响
【答题模板】
恒压线(恒温线)
答题策略 叙特点(反应特点或容器特点)→变条件→定方向→得结论(或结果)
答题模板 该反应的正反应是气体分子数减小(或增大)的反应，当温度一定时，增大压强，平衡正向移动，因此×××(得结论)
经典例题 乙烯气相水合反应的热化学方程式为C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)　ΔH＝－45.5 kJ·mol－1，下图是乙烯气相水合法制乙醇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]。图中压强(p1、p2、p3、p4)的大小顺序为__________，理由是______________
标注答案 p1＜p2＜p3＜p4，反应正方向是分子数减少的反应，相同温度下，压强升高乙烯转化率提高
【精准训练1】
1．对反应：3SO2(g)＋2H2O (g)===2H2SO4(l)＋S(s) ΔH2＝－254 kJ·mol－1，在某一投料比时，两种压强下，H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。p2_______p 1(填“＞”或“＜”)，得出该结论的理由是__________________________
2．反应Ⅱ：2H2SO4(l)===2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g) ΔH＝＋550 kJ·mol－1
它由两步反应组成：i．H2SO4(l)===SO3(g)＋H2O(g) ΔH＝＋177 kJ·mol－1
ii．SO3(g)分解
L(L1、L2)，X可分别代表压强或温度。下图表示L一定时，ii中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。
(1)X代表的物理量是________________
(2)判断L1、L2的大小关系，并简述理由__________________________________________
3．在密闭容器中充入一定量H2S，发生反应2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)　ΔH＝＋169.8 kJ·mol－1。下图为H2S气体的平衡转化率与温度、压强的关系。
(1)图中压强(p1、p2、p3)的大小顺序为________，理由是________________________________________________
______________________________________________________________________________________________
(2)该反应平衡常数大小：K(T1)______(填“＞”“＜”或“＝”)K(T2)，理由是___________________________
2．平衡图像原因解释之转化率、产率变化分析
答题策略 转化率问题首先看是否是平衡转化率，若为非平衡状态的转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对反应快慢、催化剂对反应快慢及选择性(主副反应)的影响；若为平衡转化率，则侧重分析温度、压强、浓度对化学平衡的影响，有时也涉及温度对催化活性的影响
【精准训练2】
1．二甲醚是一种重要的化工原料。在恒温恒压条件下，化工生产上利用二甲醚与氧气为原料制备合成气，反应原理如下：CH3OCH3(g)＋O2 (g)2CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋72.413 4 kJ·mol－1。实际生产过程中常常添加一定量的水蒸气，其目的是_________________________________________________________________________；研究发现，所得平衡混合气体中H2的体积分数随变化如图所示，试解释该曲线先变大后减小的原因：_____________________________________________________________________________
2．我国科研人员研究出了用活性炭对汽车尾气中NO处理的方法：C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)　ΔH<0。在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO气体，反应相同时间时，测得NO的转化率α(NO)随温度的变化关系如图所示：
由图可知，温度低于1 050 K时，NO的转化率随温度升高而增大，原因是_____________________________
__________________________________________________________
3．现代制备乙烯常用乙烷氧化裂解法，主反应为C2H6(g)＋O2(g)C2H4(g)＋H2O(g)　ΔH＝－110 kJ·mol－1，反应时还会生成CH4、CO、CO2等副产物(副反应均为放热反应)，如图所示为温度对乙烷氧化裂解反应的影响。[乙烯选择性＝×100%；乙烯收率＝乙烷转化率×乙烯选择性]
(1)乙烷转化率随温度的升高而升高的原因是____________________________________，反应的最佳温度为_____
A．650 ℃ B．700 ℃ C．775 ℃ D．850 ℃
(2)工业上，保持体系总压强恒定在100 kPa下进行该反应，且通常在乙烷和氧气的混合气体中掺入惰性气体(惰性气体的体积分数为70%)，掺入惰性气体的目的是________________
3．平衡图像原因解释之多重平衡体系
(1)有关多重平衡及选择性的问题：在多重平衡中，几个可逆反应是相互影响的
①如果主反应的生成物又与主反应的某一反应物发生另一个可逆反应，那么该反应物的平衡转化率就会增大
②在一定温度下，特定的混合体系，多重平衡选择性为定值。因为平衡常数只与温度有关，且催化剂不能改变某一物质的平衡转化率
③如果在同一条件下，两个物质同时可以发生几个可逆反应，那么催化剂的选用就可以使其中某一反应的选择性提高
(2)多重平衡图像题的思考方向
①从化学反应速率分析:既不能过快，又不能太慢
②从催化剂的活性分析:注意催化剂的活性对温度的限制，温度过高催化剂活性降低
③从化学平衡移动分析
a．既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性
b．温度、压强、浓度对主、副反应平衡移动的影响
c．催化剂对反应快慢及选择性(主、副反应)的影响
④从原料的利用率分析:增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本
⑤从实际生产能力分析:设备承受高温、高压能力等
【精准训练3】
1．CO2催化加氢直接合成二甲醚的反应为2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g) ΔH＝－122.54 kJ/mol。有时还会发生副反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.2 kJ/mol，其他条件相同时，反应温度对CO2平衡总转化率及反应2.5小时的CO2实际总转化率影响如图1所示；反应温度对二甲醚的平衡选择性及反应2.5小时的二甲醚实际选择性影响如图2所示(CH3OCH3的选择性＝×100%)
图1 图2
(1)图1中，温度高于290 ℃，CO2平衡总转化率随温度升高而上升的原因可能是_________________________
(2)图2中，在240～300 ℃范围内，相同温度下，二甲醚的实际选择性高于其平衡值，从化学反应速率的角度解释原因：_______________________________________________________________________________________
2．乙酸是基本的有机化工原料，乙酸制氢具有重要意义，制氢过程发生如下反应：
热裂解反应Ⅰ：CH3COOH(g)2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1
脱羧基反应Ⅱ：CH3COOH(g)CO2(g)＋CH4(g)　ΔH2
在恒容密闭容器中，加入一定量乙酸蒸气制氢，在相同时间测得温度与气体产率的关系如图：
(1)约650 ℃之前，氢气产率低于甲烷的原因是______________________________________________________
(2)分析图像知该容器中还发生了其他的副反应，理由是_______________
(3)若保持其他条件不变，在乙酸蒸气中掺杂一定量水，氢气的产率显著提高，而CO的产率下降，请用化学方程式表示可能发生的反应：________________________________________________________________________
3．聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。
①C6H5C2H5(g)＋O2(g)===8CO2(g)＋5H2O(g) ΔH1＝－4386.9 kJ·mol－1
②C6H5CH＝CH2(g)＋10O2(g)===8CO2(g)＋4H2O(g) ΔH2＝－4263.1 kJ·mol－1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(g) ΔH3＝－241.8 kJ·mol－1
④C6H5C2H5(g)C6H5CH＝CH2(g)＋H2(g) ΔH4＝＋118 kJ·mol－1
在913K、100 kPa下，以水蒸气作稀释气。Fe2O3作催化剂，乙苯除脱氢生成苯乙烯外，还会发生如下两个副反应：⑤C6H5C2H5(g)C6H6＋CH2＝CH2(g)
⑥C6H5C2H5(g)＋H2(g)C6H5CH3(g)＋CH4(g)
以上反应体系中，芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S(S＝×100%)随乙苯转化率的变化曲线如图所示，其中曲线b代表的产物是_______，理由是_____________________________
4．CO2甲烷化反应为：CO2＋4H2CH4＋2H2O，易发生副反应生成CO，CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41 kJ/mol。不同条件下，按照n(CO2)∶n(H2)＝1∶4投料同时发生CO2甲烷化反应和副反应，CO2的平衡转化率如图所示。
(1)CO2甲烷化反应的ΔH________0(填“＞”“＜”或“＝”)
(2)压强p1、p2、p3由大到小的顺序是________，压强为p2时，随着温度升高，CO2平衡转化率先减小后增大的原因是_________________________________________
5．甲醇水蒸气重整制氢(SRM)系统可作为电动汽车燃料电池的理想氢源。系统中的两个反应如下：
主反应：CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)　ΔH1>0
副反应：H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2>0
单位时间内，CH3OH转化率与CO生成率随温度的变化如图所示：
升温过程中CH3OH实际反应转化率不断衡状态转化率的原因是________________________________；温度升高，CO实际反应生成率并没有不断衡状态的生成率，其原因可能是______________________
【课时精练】
1．用(NH4)2CO3捕碳的反应：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2NH4HCO3(aq)。为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响，将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO2气体，保持其他初始实验条件不变，分别在不同温度下，经过相同时间测得CO2气体浓度，得到趋势图如图。
(1)c点的逆反应速率和d点的正反应速率的大小关系为v逆(c)________(填“＞”“＝”或“＜”)v正(d)。
(2)b、c、d三点的平衡常数Kb、Kc、Kd从大到小的顺序为________。
(3)T3～T4温度区间，容器内CO2气体浓度呈现增大的变化趋势，其原因是_______________________________
________________________________________________________________________
2．用H2还原CO2可以在一定条件下合成CH3OH(不考虑副反应)：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　
ΔH＜0。恒压下，CO2和H2的起始物质的量之比为1∶3时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示，其中分子筛膜能选择性分离出H2O
(1)甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为_____________________________________________________
(2)P点甲醇产率高于T点的原因为__________________________________________________________
(3)根据上图，在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为____________℃。
3．探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：
Ⅰ．CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.5 kJ·mol－1
Ⅱ．CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH2＝－90.4 kJ·mol－1
Ⅲ．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH3
不同压强下，按照n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示
已知：CO2的平衡转化率＝×100%
CH3OH的平衡产率＝×100%
其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图________(填“甲”或“乙”)；压强p1、p2、p3由大到小的顺序为__________；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是______________________________________
____________________________________________________________________
4．基于CuO/Cu2O载氧体的空气反应器的反应为2Cu2O(s)＋O2(g)4CuO(s)　ΔH＝－227 kJ·mol－1
往盛有CuO/Cu2O载氧体的刚性密闭容器中充入空气[氧气的物质的量分数x(O2)为21%]，发生反应。平衡时x(O2)随反应温度T变化的曲线如图所示。根据上图，x(O2)随温度升高而增大的原因是_________________。反应温度必须控制在1 030 ℃以下，原因是___________________________________________________________。
5．汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，某研究小组在实验室以耐高温试剂Ag－ZSW－5催化，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。
(1)在＝1条件下，最佳温度应控制在______左右
(2)若不使用CO，温度超过775 K，发现NO的分解率降低，其可能的原因为______________________________
(3)用平衡移动原理解释为什么加入CO后NO转化为N2的转化率增大_____________________________________
____________________________________________________
6．如图是在一定时间内，使用不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氮率，由图可知工业使用的最佳催化剂为________，相应温度为________；使用Mn作催化剂时，脱氮率在b～a段呈现如图变化的可能原因是______________________________________________________________________
7．以CO2为原料可制备绿色能源甲醇，从而实现“碳达峰”“碳中和”。CO2制备CH3OH的反应为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.5 kJ·mol－1。在恒容密闭容器中充入一定量CO2(g)、H2(g)的混合物，只发生上述反应，相同时间内测得容器中CH3OH(g)的浓度与反应温度(T)变化的关系如图所示
(1)该条件下，制备甲醇选取的最佳温度约为________ K
(2)随着温度的升高，该密闭容器中甲醇浓度先增大后减小的原因是__________________________________
8．处理、回收利用CO、CO2是环境科学研究的热点课题。在催化剂的作用下，可利用CO与氢气化合制备甲醇(CH3OH)，发生的反应主要如下：
①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH1＝－90.5 kJ·mol－1
②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝－41.2 kJ·mol－1
③CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH3＝－49.3 kJ·mol－1
根据所学知识，回答下列问题：
(1)工业上用CO生产甲醇的反应为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。下列图像错误的是________(填标号)
(2)CO2的催化转化中，使用不同的催化剂可改变目标产物的选择性。在不同压强下，按照＝1∶3投料合成甲醇[其副反应为CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)]，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。其中表示CO2的平衡转化率变化情况的是________(填“图甲”或“图乙”)，图乙中压强一定时，曲线随温度变化先降后升的原因为_________________________________________________
_____________________________________________________________；实际生产中，为提高CO2的转化率，减少CO的体积分数，可采取的措施有____________
9．已知反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＞0，该反应的某种催化剂的催化效率与NO的消耗速率随温度的变化关系如图所示。300～350 ℃之间，NO的消耗速率加快的原因是__________________________
10．NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应(装置见图1)。反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图2所示，在50～250 ℃范围内随着温度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是_________________
______________________________________________________________________________________________；
当反应温度高于380 ℃时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是______________________________________
________________________________________________________________________
11．H2还原NO的化学方程式为2NO(g)＋2H2(g)N2(g)＋2H2O(g)　ΔH<0。
(1)研究表明上述反应历程分两步：
Ⅰ．2NO(g)＋H2(g)N2(g)＋H2O2(l)(慢反应)
Ⅱ．H2O2(l)＋H2(g)2H2O(g)(快反应)
该总反应的速率由反应________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)决定，反应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ的活化能________(填“高”或“低”)
(2)该反应常伴有副产物N2O和NH3的生成。以Pt作催化剂，用H2还原某废气中的NO(其他气体不反应)，270 ℃时H2的体积分数对H2-NO反应的影响如图所示。随着H2体积分数的增大，N2的体积分数呈下降趋势，原因是_______________________________________________________________________________________
12．将一定量的甲烷和氧气混合发生反应：2CH4(g)＋O2(g)2CO(g)＋4H2(g)，其他条件相同，在甲、乙两种不同催化剂作用下，相同时间内测得CH4转化率与温度变化的关系如图所示。某同学判断c点一定没有达到平衡状态，他的理由是__________________________________________________
13．乙苯催化脱氢生产苯乙烯的反应为
(1)实际生产时反应在常压下进行，且向乙苯蒸气中掺入水蒸气。测得温度和投料比M[M＝n(H2O)/n(乙苯)]对乙苯平衡转化率的影响如图所示
①图1中A、B、C三点对应平衡常数的大小顺序为____________
②图1中投料比（MA、MB、MC）的大小顺序为____________，理由是____________________________________
____________________________________________________________________________________
(2)其他条件相同，在甲、乙两种催化剂的作用下，乙苯转化率与温度的关系如图所示。在甲催化剂的作用下，图中N点处（对应温度为320 ℃）乙苯的转化率____________(填“可能是”“一定是”或“一定不是”)该温度下的平衡转化率，原因为_____________________________________________________________________________。高于320 ℃时，乙苯的转化率降低的原因可能是____________
14．在固相催化剂作用下CO2加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应：
主反应：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－156.9 kJ·mol－1
副反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.1 kJ·mol－1
工业合成甲烷通常控制温度为500 ℃左右，其主要原因为____________________________________________
________________________________________________
15．丙烷氧化脱氢制备丙烯的反应为C3H8(g)＋O2(g)C3H6(g)＋H2O(g)　ΔH<0。一定条件下，恒压密闭容器中C3H8与O2起始物质的量比分别为2∶1、1∶1、1∶2、1∶3，平衡时C3H8的体积分数[φ(C3H8)]随温度、的变化关系如图所示
(1)表示＝1∶2的曲线是__________(填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”或“Ⅳ”)
(2)T3____________(填“＞”或“＜”)T4，原因是__________________________________________________________
(3)M点时，O2的转化率是____________(保留三位有效数字)
16．以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下：
Ⅰ．CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49 kJ·mol－1
Ⅱ．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41 kJ·mol－1
Ⅲ．CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH3
(1)Kp为分压平衡常数，各反应的ln Kp随的变化如图所示。计算反应Ⅲ的ΔH3＝_____kJ·mol－1，其对应的曲线为　_____(填“a”或“c”)
(2)在5 MPa下，按照n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，平衡时，CO和CH3OH在含碳产物中的物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图2所示
①图中代表CH3OH的曲线为_____(填“m”或“n”)
②解释150～250 ℃范围内CO2转化率随温度升高而降低的原因________________________________________
_______________________________________________________
【化学反应速率和化学平衡简答题】答案
【精准训练1】
1．＞ 反应Ⅱ是气体物质的量减小的反应，温度一定时，增大压强使反应正向移动，H2SO4 的物质的量增大，体系总物质的量减小，H2SO4的物质的量分数增大
2．(1)压强
(2)L2＞L1 2SO3(g)===2SO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋196 kJ·mol－1，压强一定时，温度升高，平衡转化率增大
3．(1)p1＜p2＜p3　该反应的正反应是气体分子数增大的反应，其他条件不变时，减小压强使平衡正向移动，H2S的平衡转化率增大，由图像上看，相同温度，p1条件下H2S的平衡转化率最大，p3条件下H2S的平衡转化率最小
(2)＜　该反应正向是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大
【精准训练2】
1．使原混合体系中气体的分压减小，有利于平衡正向移动，从而提升原料的转化率　
根据CH3OCH3(g)＋O2(g)===2CO(g)＋3H2(g)反应特点，＝0.5时与反应物的化学计量数相等，所以当<0.5时，随着逐渐增大，该反应会正向移动，平衡混合气体中H2的体积分数会随着增大；当>0.5时，O2会有剩余，另外过量的O2会与H2发生副反应生成H2O，H2的体积分数会减小
2．温度低于1 050 K时，反应未达到平衡状态，随温度升高，反应速率加快，NO转化率增大
3．(1)温度升高，反应速率增大，转化率增大　D
(2)促使平衡正向移动
解析：(1)放热反应，温度升高，平衡逆向移动，转化率降低，但此处转化率随温度升高而升高，说明反应均未达到平衡状态，则转化率受反应速率影响，随温度升高，反应速率增大，转化率增大。对比选项中4个温度发现，850 ℃下，对应乙烷的转化率较高，乙烯的选择性较高，副产物相对较少，且乙烯收率较高。
(2)该反应的正反应是气体分子数增大的反应，恒压条件下充入惰性气体相当于增大容器体积，降低体系压强，有利于平衡正向移动，提高反应物的转化率。
【精准训练3】
1．(1)温度高于290 ℃，随着温度升高，CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)平衡向右移动的程度大于2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)平衡向左移动的程度，使CO2的平衡总转化率上升　
(2)CO2催化加氢直接合成二甲醚的反应活化能较低，而合成二甲醚时的副反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)活化能较高，所以二甲醚的实际选择性高于其平衡值
2．(1)脱羧基反应Ⅱ活化能低，反应速率快，相同时间产生的CH4多
(2)热裂解反应Ⅰ生成CO和H2的比例为1∶1，而图像中并不是
(3)CO＋H2OH2＋CO2
解析：(1)由图1可知ΔH1＝E3－E2；反应Ⅰ的活化能为：E5－E2，反应Ⅱ的活化能为：E4－E2，E5－E2>E4－E2，故反应Ⅰ的活化能>反应Ⅱ的活化能，则约650 ℃之前，脱羧基反应活化能低，反应速率快，很快达到平衡，故氢气产率低于甲烷，故答案为脱羧基反应Ⅱ活化能低，反应速率快，相同时间产生的CH4多；(2)由反应Ⅰ可知一氧化碳和氢气的产量是相等的，而由图2可以明显发现它们的产量不是相等，故有其他的副反应，故答案为热裂解反应Ⅰ生成CO和H2的比例为1∶1，而图像中并不是；(3)O和H2O在高温下反应生成H2(g)和CO2(g)，所以在乙酸气中掺杂一定量水，氢气产率显著提高而CO的产率下降，反应的化学方程式为：CO(g)＋H2O(g) H2(g)＋CO2(g)。
3．甲苯 主反应生成的H2能使副反应⑥的平衡正向移动，甲苯的选择性大于苯的选择性
解析：生成苯乙烯的反应为主反应，则苯乙烯的选择性最高，主反应生成的氢气能使副反应⑥的平衡正向移动，则甲苯的选择性大于苯的选择性，故b代表的产物为甲苯。
4．(1)＜　
(2)p3＞p2＞p1　温度低于700 ℃时主反应进行程度较大，CO2的转化率下降；温度超过700 ℃时，副反应进行程度较大，CO2 的转化率上升
解析：(1)体系中同时发生CO2甲烷化反应和副反应，副反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO2的平衡转化率升高，而图像显示在一定温度范围内时，CO2的平衡转化率随温度升高而降低，则甲烷化反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，降低了CO2的平衡转化率，则CO2甲烷化反应的ΔH<0；(2)因甲烷化反应是放热反应，低温时，主要发生该反应，该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，则压强p1、p2、p3由大到小的顺序是p3>p2>p1。压强为p2时，温度低于700 ℃时，主反应进行程度大，主反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO2的转化率下降，温度超过700 ℃时，副反应进行程度较大，副反应是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO2 的转化率上升，所以随着温度升高，CO2平衡转化率先减小后增大的原因是温度低于700 ℃时主反应进行程度较大，CO2的转化率下降，温度超过700 ℃时，副反应进行程度较大，CO2 的转化率上升。
5．温度升高，反应速率加快，单位时间内甲醇消耗量增多　催化剂对副反应的选择性低
解析：升温过程中CH3OH实际反应转化率不断衡状态转化率，其原因是温度升高，反应速率加快，单位时间内甲醇消耗量增多；主反应、副反应均为吸热反应，升高温度，主反应、副反应平衡均正向进行，但CO的实际反应生成率并没有不断衡态时CO的生成率，说明催化剂对副反应的选择性低，所以原因可能是催化剂对副反应的选择性低
【课时精练】
1．(1)＜　
(2)Kb＞Kc＞Kd　
(3)T3～T4温度区间，化学反应已达到平衡，由于正反应是放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，不利于CO2 的捕获
解析：(1)温度越高，反应速率越快，d点温度高，则c点的逆反应速率和d点的正反应速率的大小关系为v逆(c)＜v正(d)。(2)根据图像，温度为T3时反应达平衡，此后温度升高，c(CO2)增大，平衡逆向移动，说明正反应是放热反应。升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，故Kb＞Kc＞Kd。
2．(1)该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动(或平衡常数减小)　
(2)分子筛膜从反应体系中不断分离出H2O，有利于反应正向进行，甲醇产率升高　
(3)210
3．乙　p1＞p2＞p3　T1时以反应Ⅲ为主，反应Ⅲ前后气体分子数相等，压强改变对平衡没有影响
解析：由反应Ⅰ、Ⅱ可知，随着温度的升高，甲醇的平衡产率逐渐降低，因此图甲的纵坐标表示的是甲醇的平衡产率，图乙的纵坐标表示的是CO2的平衡转化率。同温度下，随着压强的增大，甲醇的平衡产率应增大，因此压强由大到小的顺序为p1＞p2＞p3。图乙中，当升温到T1时，CO2的平衡转化率与压强的大小无关，说明以反应Ⅲ为主，因为反应Ⅲ前后气体分子数相等。
4．反应为放热反应，温度升高平衡左移　温度高于1 030 ℃时，x(O2)大于21%，载氧体无法载氧
5．(1)870 K(860～880 K范围内都可以)
(2)该反应放热，升高温度，反应向逆反应方向进行
(3)加入的CO会与NO的分解产物O2发生反应，促进NO分解平衡向生成N2的方向移动，导致NO的转化率增大
6．Mn　200 ℃　b～a段，开始温度较低，催化剂活性较低，脱氮反应速率较慢，反应还没达到化学平衡，随着温度升高反应速率变大，一定时间参与反应的氮氧化物变多，导致脱氮率逐渐增大
7．(1)500　
(2)500 K前反应未达到平衡，升高温度，反应一直正向进行；至500 K左右反应达到平衡，升高温度，平衡逆向移动
8．(1)D　
(2)图乙　开始以主反应(放热反应)为主，随着温度升高主反应逆向移动，CO2的平衡转化率下降，温度继续升高副反应(吸热反应)占主导地位，副反应正向移动，使得CO2的平衡转化率又上升　增大压强
解析：(1)反应为放热反应，升高温度正、逆反应速率均变大，平衡逆向移动，则逆反应速率增大更快，A正确；H2的量一定时，增加一氧化碳投料，平衡正向移动，会促进氢气转化率提高，B正确；压强越大反应速率越快，增大压强平衡正向移动，甲醇体积分数增大，C正确；反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，甲醇平衡产率降低，D错误。
9．升高温度，消耗一氧化氮的反应速率增大，但催化剂的活性下降，消耗一氧化氮的反应速率减小，前者的影响比后者的大
10．迅速上升段是催化剂活性随温度升高而增大，与温度升高共同使 NOx 去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的 NOx 去除反应速率增大　
催化剂活性下降；NH3 与 O2 反应生成了 NO
11．(1)Ⅰ　高　
(2)随着H2体积分数的增加，NO反应完后，在Pt催化下，N2和H2反应生成NH3，所以N2的体积分数呈下降趋势　
12．催化剂不会影响平衡转化率，在其他条件相同情况下，乙催化剂对应c点的转化率没有甲催化剂对应b点的转化率高，所以c点一定未达到平衡
解析：(1)催化剂不会影响平衡转化率，在其他条件相同情况下，乙催化剂对应c点的转化率没有甲催化剂对应b点的转化率高，所以c点一定未达到平衡。
13．(1)①KA＞KB＝KC
②MA＞MB＞MC　 该反应是气体分子数增大的反应，恒压下充入水蒸气，相当于减压，平衡正向移动，水蒸气的量越大，即M越大，平衡正向移动的程度越大，乙苯的平衡转化率越大
(2)一定不是
N点处乙苯的转化率小于相同温度下乙催化剂催化下的乙苯转化率，且催化剂不影响平衡转化率　
催化剂活性降低
解析：(1)①由题图1可知，温度升高乙苯的平衡转化率增大，则升温时平衡正向移动，正反应为吸热反应，升温K增大，且K只受温度影响，温度不变，K不变，因此A、B、C三点对应平衡常数的大小顺序为KA＞KB＝KC。②反应在常压下进行，可视为恒压条件下的反应，水蒸气相对于题给反应为“惰性”组分，充入水蒸气，相当于减压，而该反应为气体分子数增大的反应，减小压强平衡正向移动，可提高乙苯的转化率，因此转化率大的投料比大，即MA＞MB＞MC。(2)相同条件下甲催化剂和乙催化剂对应的平衡转化率应该相同，而题图2中320 ℃时甲催化剂和乙催化剂对应的转化率不同，且甲催化剂对应的转化率低，说明N点时乙苯的转化率一定不是平衡转化率。温度过高时会使催化剂失去活性，导致反应速率以及反应的选择性等降低，则单位时间内反应物的转化率降低。
14．温度低于500 ℃，反应速率小；温度高于500 ℃，对副反应影响较大，化学平衡向生成CO的方向移动程度增大，不利于甲烷的生成
15．(1)Ⅱ　
(2)＜　该反应是放热反应，C3H8与O2起始物质的量比相同时，升高温度，平衡逆向移动，C3H8体积分数增大，故横坐标向左是升高温度，所以T3＜T4　
(3)27.3%　
解析：(1)①减小相当于增大氧气的浓度，平衡向正反应方向移动，丙烷的转化率增大，体积分数减小，则表示＝1∶2的曲线是Ⅱ。③由图可知， M点时，起始＝1∶1，平衡时丙烷的体积分数为20%，设丙烷和氧气的起始物质的量都为1 mol，平衡时生成a mol丙烯，由题意可建立如下三段式：
　　　　　C3H8(g)＋O2(g)C3H6(g)＋H2O(g)
始/mol　　　1　　　1　　　　0　　　　0
变/mol　　　a　　　0.5a　　　a　　　　a
平/mol　　1－a　　1－0.5a　　a　　　　a
×100%＝20%，解得a＝，则氧气的转化率为×100%≈27.3%。
16．(1)－90　a　
(2)①m
②反应Ⅰ是放热反应，反应Ⅱ是吸热反应，温度升高反应Ⅰ使CO2平衡转化率减小的程度大于反应Ⅱ使CO2平衡转化率增大的程度
解析：(1)根据盖斯定律，由Ⅰ－Ⅱ可得CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH3＝ΔH1－ΔH2＝－90 kJ· mol－1。该反应为放热反应，且放出的热量比反应Ⅰ多，增大，温度降低，平衡正向移动，Kp增大，且增大程度比反应Ⅰ的大，故其对应曲线为a。(2)①反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应，随着温度升高，平衡逆向移动，CH3OH的物质的量分数减小，故代表CH3OH的曲线是m
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