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热练24　化学平衡常数　化学平衡移动(选择题)
1. (2025·徐州调研)CO2催化加氢制备CH4的主要反应如下：
反应Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH1
反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋ H2O(g)　ΔH2
一定压强下，在密闭容器中投入1 mol CO2和4 mol H2在催化剂作用下发生反应。平衡时，CO2转化率、CH4产率及另外2种含氢气体的物质的量随温度的变化如图所示。
CO选择性可表示为×100%。下列说法正确的是( )
A. 图中曲线①、曲线③分别表示平衡时H2物质的量、CO2转化率随温度的变化
B. 反应Ⅰ的ΔH1>0、反应Ⅱ的ΔH2<0
C. 图中P点对应温度下，平衡时CO选择性约为11.1%
D. 450 ℃ 之后，温度升高导致催化剂活性降低，从而导致甲烷平衡产率减小
2. (2025·南京、盐城一模)H2S、CH4热解重整制H2过程中的主要反应如下：
Ⅰ. 2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)　ΔH1＝＋170 kJ/mol
Ⅱ. 2H2S(g)＋CH4(g)CS2(g)＋4H2(g)　ΔH2＝＋234 kJ/mol
常压下，将n(H2S)∶n(N2)＝4∶46的混合气甲、n(CH4)∶n(H2S)∶n(N2)＝1∶4∶45的混合气乙分别以相同流速通过反应管热解，H2S的转化率与温度的关系如图所示。 CS2的选择性＝×100%。若不考虑其他副反应，下列说法正确的是( )
A. 温度升高，反应Ⅰ的平衡常数K减小
B. 反应CH4(g)＋S2(g)CS2(g)＋2H2(g)的ΔH＝－64 kJ/mol
C. 900 ℃时，保持通入的H2S体积分数不变，增大可提高H2S的转化率
D. 在1 000～1 300 ℃时，随着温度的升高，混合气乙的体系中CS2的选择性增大
3. (2025·苏锡常镇一调)CO2加氢制CH3OH过程中的主要反应如下：
①CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.1 kJ/mol
②CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.2 kJ/mol
将一定比例和流速的CO2、H2通过装有催化剂的容器反应相同时间，测得5 MPa 时反应温度变化、250 ℃时压强变化对甲醇产量影响的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 反应CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)的ΔH＝＋90.3 kJ/mol
B. 曲线X表示5 MPa时反应温度变化对甲醇产量的影响
C. 增大体系压强，产物中H2O的体积分数增大
D. 增大碳氢比可提高CO2的平衡转化率
4. (2024·南通一调)CO2-CH4催化重整可获得合成气(CO、H2)。重整过程中主要反应的热化学方程式如下：
反应①　CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝＋247 kJ/mol
反应②　CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41 kJ/mol
反应③　CH4(g)===C(s)＋2H2(g)　ΔH＝＋75 kJ/mol
反应④　2CO(g)===CO2(g)＋C(s)　ΔH＝－172 kJ/mol
研究发现在密闭容器中p＝101 kPa下，n始(CO2)＝n始(CH4)＝0.5 mol，平衡时各含碳物种的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 图中a表示CH4
B. C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)的ΔH＝－131 kJ/mol
C. 其他条件不变，在500～1 000 ℃范围，随着温度的升高，平衡时n(H2O)不断增大
D. 当n始(CO2)＋n始(CH4)＝1 mol，其他条件不变时，提高的值，能减少平衡时积碳量
5. (2024·南京、盐城一模)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)　ΔH＝＋173.3 kJ/mol
②CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.2 kJ/mol
③CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－164.7 kJ/mol
在密闭容器中，1.01×105 Pa、起始＝1∶3时，若仅考虑上述反应，平衡时CO2、CO、CH4、H2的体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 一定温度下，增大可提高乙醇平衡转化率
B. 反应CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)的ΔH＝－123.5 kJ/mol
C. 研发高效催化剂可提高H2的平衡产率
D. 控制反应的最佳温度约为800 ℃
6. (2025·苏州调研)利用Mo-Ce/Al2O3作催化剂，可将废气中的SO2转化为硫单质，涉及的主要反应如下：
反应Ⅰ　SO2(g)＋3H2(g)===H2S(g)＋2H2O(g)
反应Ⅱ　SO2(g)＋2H2S(g)===3S(g)＋2H2O(g)
将n(SO2)∶n(H2)＝1∶3的混合气体以一定流速通过反应管，其他条件不变，出口处SO2的转化率及S的选择性随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 低于300 ℃时，反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ
B. 硫单质的产率随温度的升高而下降
C. 300 ℃时，出口处的气体中H2O(g)的体积分数约为30%
D. 增大体系压强，S单质的平衡选择性增大
7. (2025·苏北四市一调)硫酸工业尾气中SO2可用CO处理并回收S，涉及的反应有：
反应Ⅰ：SO2(g)＋3CO(g)COS(g)＋2CO2(g)　ΔH1<0
反应Ⅱ：COS(g)S(g)＋CO(g)　ΔH2
恒压条件下，按n(SO2)∶n(CO)＝1∶3充入原料，其中SO2的平衡转化率以及COS和S的平衡选择性随温度的变化如图所示。已知曲线b表示COS的平衡选择性。下列说法不正确的是( )
A. 曲线c表示S的平衡选择性
B. ΔH2>0
C. 1 400 K下，反应SO2(g)＋2CO(g)S(g)＋2CO2(g)的平衡常数K＝5.12
D. 其他条件不变，增大体系压强，SO2的平衡转化率不变
8. (2025·南通一调)二氧化碳催化加氢可获得CO。其主要反应为
反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH1
反应Ⅱ：CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH2
在1.01×105 Pa、n始(CO2)∶n始(H2)＝1∶1时，若仅考虑上述反应，平衡时部分物种的物质的量分数随温度的变化如图所示。
下列说法不正确的是( )
A. ΔH1>0、ΔH2<0
B. 图中X表示H2
C. 提高CO的产率，需研发380 ℃以下的高效催化剂
D. 900 ℃时，其他条件不变，增大容器压强，n(CO)不变
9. (2025·苏锡常镇二调)CO2加氢转化为二甲醚(CH3OCH3)的反应过程如下：
Ⅰ. CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.1 kJ/mol
Ⅱ. CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.2 kJ/mol
Ⅲ. 2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH3＝－23.4 kJ/mol
在3.0 MPa的恒压密闭容器中充入5.4 mol H2和2 mol CO2发生上述反应，CO2的平衡转化率、CH3OCH3和CO生成物的选择性随温度变化如图所示。已知：生成物R的选择性＝×100%。下列说法不正确的是( )
A. 曲线b表示CH3OCH3的选择性
B. 升高温度，反应Ⅰ的平衡常数K持续减小
C. 350 ℃，达到平衡时，容器内H2O的物质的量小于1.7 mol
D. 高于280 ℃后，温度对反应Ⅱ的影响程度大于反应Ⅰ
10. (2025·泰州调研)乙醇-水蒸气制H2的过程中的主要反应(忽略其他副反应)如下：
①C2H5OH(g)＋3H2O(g)===2CO2(g)＋6H2(g)　ΔH1＝＋173.3 kJ/mol
②CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH2
101 kPa时，H2的平衡产率与温度、起始时水醇比的关系如图所示，图中同一条曲线上H2的平衡产率相同。下列说法不正确的是( )
A. H2的平衡产率：曲线a＜曲线b
B. 反应②的焓变ΔH2＞0
C. Q点处与P点处反应①的平衡常数K相等
D. H2的平衡产率由M点转变为曲线a上任意一点时，要提高水醇比
11. (2025·常州期末)CaO用于C-H2O体系制H2工艺的主要反应(忽略其他副反应)如下：
①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH1>0
②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH2<0
③CaO(s)＋CO2(g)===CaCO3(s)　ΔH3<0
一定压强下，C-H2O-CaO体系达到平衡后，气态物质中CO、CO2和H2物质的量分数随温度的变化关系[在图示温度范围内，C(s)已完全反应]如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 反应C(s)＋CaO(s)＋2H2O(g)===CaCO3(s)＋2H2(g)的焓变ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
B. 曲线a表示平衡时H2物质的量分数随温度的变化
C. 温度为T0时，向平衡体系中通入少量CO2，重新达到平衡后，c(CO2)增大
D. 温度高于T1时，CaCO3(s)可能已经完全分解
12. (2025·南通二调)CH4和CO2重整制氢体系中主要发生下列反应：
反应Ⅰ　CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1＝＋247 kJ/mol
反应Ⅱ　CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.1 kJ/mol
反应Ⅲ　2CO(g)===C(s)＋CO2(g)　ΔH3＝－172.4 kJ/mol
在密闭容器中，1.01×105 Pa、n始(CH4)＝n始(CO2)＝1 mol时，若仅考虑上述反应，平衡时各气态物质的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 曲线a表示平衡时CO的物质的量随温度的变化
B. 625 ℃时，反应Ⅱ的平衡常数K＝
C. 500～600 ℃，随着温度升高，容器中积碳减少
D. 1 000 ℃时，增大压强，平衡体系中不变
13. (2025·南京二模)CH4-H2O(g)重整制氢过程中的主要反应(忽略其他副反应)如下：
①CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH1＝＋206 kJ/mol
②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝－41 kJ/mol
一定温度、压强下，将n(CH4)∶n(H2O)＝1∶3的混合气体匀速通过装有催化剂的透氢膜反应管，透氢膜用于分离H2且透过H2的速率随温度升高而增大。装置及CH4转化率、出口气中CO、CO2和H2的质量分数随温度变化如图所示。
下列说法不正确的是( )
A. 反应CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)的ΔH＝＋165 kJ/mol
B. 适量添加CaO可提高H2的平衡产率
C. 800 K时，产氢速率大于透氢速率
D. 该装置理想工作温度约为900 K
14. (2025·如皋适应性考试)二氧化碳加氢制甲烷过程中发生如下反应：
反应Ⅰ.CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－164.7 kJ/mol
反应Ⅱ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.2 kJ/mol
在1.01×105 Pa条件下，按n起始(CO2)∶n起始(H2)＝1∶1投料比进行反应，平衡时CO2、CH4和CO占所有含碳物质的物质的量分数随温度的变化如图所示。
下列说法不正确的是　( )
A. 曲线①对应的物质是CO2
B. 800 ℃时，反应Ⅱ的化学平衡常数小于1
C. 温度低于300 ℃，曲线②对应的纵坐标数值可能大于30%
D. 500 ℃时，其他条件一定，增大压强，反应Ⅱ平衡向逆反应方向移动
热练24　化学平衡常数　化学平衡移动(选择题)
1. (2025·徐州调研)CO2催化加氢制备CH4的主要反应如下：
反应Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH1
反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋ H2O(g)　ΔH2
一定压强下，在密闭容器中投入1 mol CO2和4 mol H2在催化剂作用下发生反应。平衡时，CO2转化率、CH4产率及另外2种含氢气体的物质的量随温度的变化如图所示。
CO选择性可表示为×100%。下列说法正确的是(C)
A. 图中曲线①、曲线③分别表示平衡时H2物质的量、CO2转化率随温度的变化
B. 反应Ⅰ的ΔH1>0、反应Ⅱ的ΔH2<0
C. 图中P点对应温度下，平衡时CO选择性约为11.1%
D. 450 ℃ 之后，温度升高导致催化剂活性降低，从而导致甲烷平衡产率减小
【解析】 由图像可知450 ℃前，CO2的平衡转化率等于CH4的平衡产率，且随着温度的升高，二氧化碳的转化率和甲烷的平衡产率均减小，故反应Ⅰ为放热反应，450 ℃后，曲线③和曲线④不再相等，且随着温度的升高反应Ⅰ继续逆向进行，CH4的平衡产率继续减小，故曲线③代表的是平衡时CH4的产率随温度的变化情况，则曲线④代表的是平衡时CO2的转化率随温度的变化情况；随着温度升高，CH4产率一直在减小，则CO的选择性逐渐增大，则反应Ⅱ平衡正向移动，故反应Ⅱ为吸热反应，ΔH2>0，结合起始另外2种含氢气体的物质的量可判断，曲线①为H2物质的量随温度的变化情况，曲线②代表H2O(g)物质的量随温度的变化情况，A、B错误；在P点时n(H2O)＝n(H2)＝1.36 mol，根据H元素守恒可得n(CH4)＝＝0.64 mol，设该点时n(CO2)＝x mol，n(CO)＝y mol，根据C元素守恒有x＋y＝1－0.64＝0.36，根据O元素守恒有2x＋y＝2－1.36＝0.64，故x＝0.28、y＝0.08，故平衡时CO选择性＝×100%＝×100%＝×100%≈11.1%，C正确；450 ℃ 以后，甲烷平衡产率减小的原因是反应Ⅰ和Ⅱ同时发生，反应Ⅰ平衡左移，反应Ⅱ平衡右移，D错误。
2. (2025·南京、盐城一模)H2S、CH4热解重整制H2过程中的主要反应如下：
Ⅰ. 2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)　ΔH1＝＋170 kJ/mol
Ⅱ. 2H2S(g)＋CH4(g)CS2(g)＋4H2(g)　ΔH2＝＋234 kJ/mol
常压下，将n(H2S)∶n(N2)＝4∶46的混合气甲、n(CH4)∶n(H2S)∶n(N2)＝1∶4∶45的混合气乙分别以相同流速通过反应管热解，H2S的转化率与温度的关系如图所示。 CS2的选择性＝×100%。若不考虑其他副反应，下列说法正确的是(D)
A. 温度升高，反应Ⅰ的平衡常数K减小
B. 反应CH4(g)＋S2(g)CS2(g)＋2H2(g)的ΔH＝－64 kJ/mol
C. 900 ℃时，保持通入的H2S体积分数不变，增大可提高H2S的转化率
D. 在1 000～1 300 ℃时，随着温度的升高，混合气乙的体系中CS2的选择性增大
【解析】 温度升高，反应Ⅰ平衡正向移动，平衡常数K增大，A错误；目标热化学方程式＝Ⅱ－Ⅰ，则ΔH＝[(＋234)－(＋170)]kJ/mol＝＋64 kJ/mol，B错误；混合气甲和混合气乙中H2S的体积分数相同，均为，由图可知，温度低于1 000 ℃时，甲、乙中H2S转化率相同，故保持通入的H2S体积分数不变，增大时，H2S的转化率不变，C错误；对比图中2条曲线可看出，温度高于1 000 ℃时，CH4的存在增大了H2S的转化率，则反应Ⅱ影响程度较大，故随着温度的升高，混合气乙的体系中CS2的选择性增大，D正确。
3. (2025·苏锡常镇一调)CO2加氢制CH3OH过程中的主要反应如下：
①CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.1 kJ/mol
②CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.2 kJ/mol
将一定比例和流速的CO2、H2通过装有催化剂的容器反应相同时间，测得5 MPa 时反应温度变化、250 ℃时压强变化对甲醇产量影响的关系如图所示。下列说法正确的是(C)
A. 反应CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)的ΔH＝＋90.3 kJ/mol
B. 曲线X表示5 MPa时反应温度变化对甲醇产量的影响
C. 增大体系压强，产物中H2O的体积分数增大
D. 增大碳氢比可提高CO2的平衡转化率
【解析】 根据盖斯定律，目标反应式＝①－②，故反应的ΔH＝－90.3 kJ/mol，A错误；由于反应①为放热反应，升高温度时平衡逆向移动，故甲醇的产量不可能随着温度升高一直增大，则曲线Y表示5 MPa时反应温度变化对甲醇产量的影响，B错误；增大体系压强，反应①正向移动，反应②不移动，故H2O的体积分数增大，C正确；增大碳氢比相当于n(H2)不变而n(CO2)增大，则CO2的平衡转化率减小，D错误。
4. (2024·南通一调)CO2-CH4催化重整可获得合成气(CO、H2)。重整过程中主要反应的热化学方程式如下：
反应①　CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝＋247 kJ/mol
反应②　CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41 kJ/mol
反应③　CH4(g)===C(s)＋2H2(g)　ΔH＝＋75 kJ/mol
反应④　2CO(g)===CO2(g)＋C(s)　ΔH＝－172 kJ/mol
研究发现在密闭容器中p＝101 kPa下，n始(CO2)＝n始(CH4)＝0.5 mol，平衡时各含碳物种的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是(D)
A. 图中a表示CH4
B. C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)的ΔH＝－131 kJ/mol
C. 其他条件不变，在500～1 000 ℃范围，随着温度的升高，平衡时n(H2O)不断增大
D. 当n始(CO2)＋n始(CH4)＝1 mol，其他条件不变时，提高的值，能减少平衡时积碳量
【解析】 CH4只参与反应①③，反应①③均是吸热反应，故随着温度升高，平衡时CH4的物质的量减小，故图中a不可能表示CH4，a表示CO，A错误；由盖斯定律知，①－②－③可得目标热化学方程式，故ΔH＝(247－41－75)kJ/mol＝＋131 kJ/mol，B错误；其他条件不变，在500～1 000 ℃范围，n(O)＝2n始(CO2)＝1 mol，由图可知，在1 000 ℃时，n(CO)≈1 mol，此时，氧元素几乎全部用于生成CO，则H元素应该几乎全部用于生成H2，故随着温度的升高，平衡时 n(H2O)不断减小，C错误；当n始(CO2)＋n始(CH4)＝1 mol，其他条件不变时，提高的值，促进反应③④向左进行，能减少平衡时积碳量，D正确。
5. (2024·南京、盐城一模)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)　ΔH＝＋173.3 kJ/mol
②CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.2 kJ/mol
③CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－164.7 kJ/mol
在密闭容器中，1.01×105 Pa、起始＝1∶3时，若仅考虑上述反应，平衡时CO2、CO、CH4、H2的体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是(D)
A. 一定温度下，增大可提高乙醇平衡转化率
B. 反应CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)的ΔH＝－123.5 kJ/mol
C. 研发高效催化剂可提高H2的平衡产率
D. 控制反应的最佳温度约为800 ℃
【解析】 一定温度下，增大，可提高H2O的平衡转化率，乙醇的平衡转化率降低，A错误；由盖斯定律知，③－②可得目标热化学方程式，则反应的ΔH＝－205.9 kJ/mol，B错误；催化剂只能改变反应速率，对平衡移动无影响，C错误；由图可知，在800 ℃附近，H2的体积分数最高，则反应的最佳温度为800 ℃，D正确。
6. (2025·苏州调研)利用Mo-Ce/Al2O3作催化剂，可将废气中的SO2转化为硫单质，涉及的主要反应如下：
反应Ⅰ　SO2(g)＋3H2(g)===H2S(g)＋2H2O(g)
反应Ⅱ　SO2(g)＋2H2S(g)===3S(g)＋2H2O(g)
将n(SO2)∶n(H2)＝1∶3的混合气体以一定流速通过反应管，其他条件不变，出口处SO2的转化率及S的选择性随温度的变化如图所示。下列说法正确的是(C)
A. 低于300 ℃时，反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ
B. 硫单质的产率随温度的升高而下降
C. 300 ℃时，出口处的气体中H2O(g)的体积分数约为30%
D. 增大体系压强，S单质的平衡选择性增大
【解析】 低于300 ℃时，S的选择性为100%，即反应Ⅰ生成的H2S立即参与了反应Ⅱ生成了S单质，故反应Ⅰ的速率小于反应Ⅱ，A错误；低于300 ℃时，随着SO2的转化率增大，S的选择性一直为100%，此时S的产率随温度的升高而增大，B错误；300 ℃时S的选择性为100%，则平衡体系中不含有H2S，设加入的n(SO2)＝1 mol、n(H2)＝3 mol，根据SO2的转化率以及S元素守恒可知，生成的n[S(g)]＝0.6 mol，根据O元素守恒可知生成的n(H2O)＝1.2 mol，根据H元素守恒可知，剩余的n(H2)＝1.8 mol，则平衡体系中n(SO2)＝0.4 mol，n(H2)＝1.8 mol，故出口处的气体中H2O(g)的体积分数＝×100%＝30%，C正确；增大压强时，反应Ⅰ的平衡正向移动，反应Ⅱ的平衡逆向移动，故S单质的平衡选择性减小，D错误。
7. (2025·苏北四市一调)硫酸工业尾气中SO2可用CO处理并回收S，涉及的反应有：
反应Ⅰ：SO2(g)＋3CO(g)COS(g)＋2CO2(g)　ΔH1<0
反应Ⅱ：COS(g)S(g)＋CO(g)　ΔH2
恒压条件下，按n(SO2)∶n(CO)＝1∶3充入原料，其中SO2的平衡转化率以及COS和S的平衡选择性随温度的变化如图所示。已知曲线b表示COS的平衡选择性。下列说法不正确的是(D)
A. 曲线c表示S的平衡选择性
B. ΔH2>0
C. 1 400 K下，反应SO2(g)＋2CO(g)S(g)＋2CO2(g)的平衡常数K＝5.12
D. 其他条件不变，增大体系压强，SO2的平衡转化率不变
【解析】 S与COS的选择性之和为1，已知曲线b表示COS的平衡选择性，则曲线c表示S的平衡选择性，A正确；随着温度的升高，S的平衡选择性增大，故ΔH2>0，B正确；设初始加入的n(SO2)＝1 mol，加入的n(CO)＝3 mol，在1 400 K时SO2的转化率为80%，则平衡时体系中n(SO2)＝0.2 mol，结合S与COS的平衡选择性相等以及S元素守恒可知n(S)＝n(COS)＝0.4 mol，设平衡体系中n(CO)＝x mol、n(CO2)＝y mol，根据O元素守恒有0.2×2＋x＋0.4＋2y＝5，根据C元素守恒有x＋0.4＋y＝3，联立解得x＝1、y＝1.6，设1 400 K下，平衡时气体总体积为V，则反应的平衡常数K＝＝＝5.12，C正确；增大压强反应Ⅰ正向移动，SO2的转化率增大，D错误。
8. (2025·南通一调)二氧化碳催化加氢可获得CO。其主要反应为
反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH1
反应Ⅱ：CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH2
在1.01×105 Pa、n始(CO2)∶n始(H2)＝1∶1时，若仅考虑上述反应，平衡时部分物种的物质的量分数随温度的变化如图所示。
下列说法不正确的是(C)
A. ΔH1>0、ΔH2<0
B. 图中X表示H2
C. 提高CO的产率，需研发380 ℃以下的高效催化剂
D. 900 ℃时，其他条件不变，增大容器压强，n(CO)不变
【解析】 由图示看出，随着温度的升高，CH4的物质的量分数逐渐减小，故反应Ⅱ为放热反应，在700 ℃以后，CH4的物质的量分数几乎不变，但H2O的物质的量分数逐渐增大，说明随着温度的升高，反应Ⅰ正向进行，故反应Ⅰ为吸热反应，即ΔH1>0，A正确；700 ℃以后，CH4的物质的量分数约为0，但H2O的物质的量分数逐渐增大，结合反应Ⅰ可知CO的物质的量分数也逐渐增大，但图示中X的物质的量分数有减小趋势，故X表示H2的物质的量分数，B正确；高温时，CH4的物质的量分数接近于0，则CO的物质的量分数大，故应该研发高温下的高效催化剂，C错误；在900 ℃时，体系中主要存在反应Ⅰ，反应Ⅰ为反应前后气体物质的量不变的反应，故增大压强时反应Ⅰ平衡不移动，即CO的物质的量保持不变，D正确。
9. (2025·苏锡常镇二调)CO2加氢转化为二甲醚(CH3OCH3)的反应过程如下：
Ⅰ. CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.1 kJ/mol
Ⅱ. CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.2 kJ/mol
Ⅲ. 2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH3＝－23.4 kJ/mol
在3.0 MPa的恒压密闭容器中充入5.4 mol H2和2 mol CO2发生上述反应，CO2的平衡转化率、CH3OCH3和CO生成物的选择性随温度变化如图所示。已知：生成物R的选择性＝×100%。下列说法不正确的是(C)
A. 曲线b表示CH3OCH3的选择性
B. 升高温度，反应Ⅰ的平衡常数K持续减小
C. 350 ℃，达到平衡时，容器内H2O的物质的量小于1.7 mol
D. 高于280 ℃后，温度对反应Ⅱ的影响程度大于反应Ⅰ
【解析】 反应Ⅰ和反应Ⅲ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，反应Ⅰ和反应Ⅲ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡正向移动，则随着温度升高，CO的选择性增大，CH3OCH3的选择性减小，即曲线a表示CO的选择性，曲线b表示CH3OCH3的选择性，曲线c表示CO2的平衡转化率，A正确；因反应Ⅰ的ΔH＝－49.1 kJ/mol，为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，B正确；在350 ℃时，CO2的平衡转化率为85%，则参加反应的n(CO2)＝2 mol×85%＝1.7 mol，由图像可知，此时CH3OCH3的选择性为0，即此温度下只发生反应Ⅰ、Ⅱ，生成H2O的物质的量为1.7 mol，C错误；由题干图像可知，高于280 ℃后，CO2的平衡转化率增大，CO的选择性增大，CH3OCH3的选择性减小，说明温度对反应Ⅱ(生成CO的反应)的影响程度大于反应Ⅰ，D正确。
10. (2025·泰州调研)乙醇-水蒸气制H2的过程中的主要反应(忽略其他副反应)如下：
①C2H5OH(g)＋3H2O(g)===2CO2(g)＋6H2(g)　ΔH1＝＋173.3 kJ/mol
②CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH2
101 kPa时，H2的平衡产率与温度、起始时水醇比的关系如图所示，图中同一条曲线上H2的平衡产率相同。下列说法不正确的是(A)
A. H2的平衡产率：曲线a＜曲线b
B. 反应②的焓变ΔH2＞0
C. Q点处与P点处反应①的平衡常数K相等
D. H2的平衡产率由M点转变为曲线a上任意一点时，要提高水醇比
【解析】 在相同温度时，随着水醇比的增大，相当于乙醇的物质的量不变，增大H2O的量，故反应①平衡右移，H2的平衡产率增大，即曲线a＞曲线b，A错误；两条曲线趋势相同，由每条曲线看出，在相同水醇比时，低温和高温时H2的平衡产率相同，由于反应①为吸热反应，升高温度平衡正向移动，使得H2的产率增大，根据低温和高温时H2的平衡产率相同可知，升高温度时反应②平衡应正向移动，使得H2的转化率增大，故反应②的焓变ΔH2＞0，B正确；Q点处与P点处温度相同，故反应①的平衡常数K相等，C正确；根据图像中M点和P点对应的水醇比可知，提高水醇比后H2的平衡产率可以由M点转变为曲线a上任意一点，D正确。
11. (2025·常州期末)CaO用于C-H2O体系制H2工艺的主要反应(忽略其他副反应)如下：
①C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)　ΔH1>0
②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH2<0
③CaO(s)＋CO2(g)===CaCO3(s)　ΔH3<0
一定压强下，C-H2O-CaO体系达到平衡后，气态物质中CO、CO2和H2物质的量分数随温度的变化关系[在图示温度范围内，C(s)已完全反应]如图所示。下列说法不正确的是(C)
A. 反应C(s)＋CaO(s)＋2H2O(g)===CaCO3(s)＋2H2(g)的焓变ΔH＝ΔH1＋ΔH2＋ΔH3
B. 曲线a表示平衡时H2物质的量分数随温度的变化
C. 温度为T0时，向平衡体系中通入少量CO2，重新达到平衡后，c(CO2)增大
D. 温度高于T1时，CaCO3(s)可能已经完全分解
【解析】 根据盖斯定律，题给三个反应式相加可得目标反应式，A正确；由于C(s)已经反应完全，故平衡体系中只发生反应②和反应③，升高温度时反应②和反应③均逆向移动，H2的物质的量减小，故a曲线代表平衡时H2的物质的量分数，CO的物质的量增大，则曲线b代表CO的物质的量分数，曲线c代表CO2的物质的量分数，B正确；T0时，反应③的平衡常数K＝为定值，加入少量CO2后，重新达到平衡时，c(CO2)保持不变，C错误；升高温度有利于CaCO3的分解，由曲线c可知，随着温度的升高，c(CO2)减小，故温度高于T1时，CaCO3(s)可能已经完全分解，D正确。
12. (2025·南通二调)CH4和CO2重整制氢体系中主要发生下列反应：
反应Ⅰ　CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1＝＋247 kJ/mol
反应Ⅱ　CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.1 kJ/mol
反应Ⅲ　2CO(g)===C(s)＋CO2(g)　ΔH3＝－172.4 kJ/mol
在密闭容器中，1.01×105 Pa、n始(CH4)＝n始(CO2)＝1 mol时，若仅考虑上述反应，平衡时各气态物质的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是(B)
A. 曲线a表示平衡时CO的物质的量随温度的变化
B. 625 ℃时，反应Ⅱ的平衡常数K＝
C. 500～600 ℃，随着温度升高，容器中积碳减少
D. 1 000 ℃时，增大压强，平衡体系中不变
【解析】 a曲线只能是H2或CO，若表示H2，依据H原子守恒，625 ℃平衡时混合气体中n(H)＝2n(H2O)＋2n(H2)＋4n(CH4)＝(2×0.5＋2×0.5＋4×0.15)mol＝2.6 mol，小于起始CH4提供的n(H)，故a曲线只能代表CO的物质的量随温度的变化，A正确；根据C、H元素守恒可知，在625 ℃时n(H2)＝ mol＝1.2 mol，则K＝＝，B错误；反应Ⅲ是放热反应，随着温度升高平衡逆向移动，故积碳逐渐减少，C正确；在1 000 ℃时，反应趋于完全，压强改变时，平衡体系中不变，D正确。
13. (2025·南京二模)CH4-H2O(g)重整制氢过程中的主要反应(忽略其他副反应)如下：
①CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH1＝＋206 kJ/mol
②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝－41 kJ/mol
一定温度、压强下，将n(CH4)∶n(H2O)＝1∶3的混合气体匀速通过装有催化剂的透氢膜反应管，透氢膜用于分离H2且透过H2的速率随温度升高而增大。装置及CH4转化率、出口气中CO、CO2和H2的质量分数随温度变化如图所示。
下列说法不正确的是(D)
A. 反应CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)的ΔH＝＋165 kJ/mol
B. 适量添加CaO可提高H2的平衡产率
C. 800 K时，产氢速率大于透氢速率
D. 该装置理想工作温度约为900 K
【解析】 根据盖斯定律，由①＋②可得目标反应式，则ΔH＝ΔH1＋ΔH2＝＋206 kJ/mol＋(－41 kJ/mol)＝＋165 kJ/mol，A正确；若在体系中加入CaO，CaO会与生成的CO2反应生成CaCO3，从而降低反应体系中CO2浓度(分压)，使平衡正向移动，提高H2的平衡产率，B正确；由图中可知，800 K左右时甲烷转化率约为40%，氢气质量分数约为20%，随温度升高，氢气在出口气中的质量分数增大，到900 K时达最大值，之后甲烷转化率增大，而氢气在出口气中质量分数减小，说明800 K时产氢速率大于透氢速率，C正确；由图示可见，在约900 K时甲烷转化率和氢气质量分数均达到较高水平，此时氢气和二氧化碳在出口气中的质量分数相近，透氢率较低，故900 K不是该装置理想工作温度，D错误。
14. (2025·如皋适应性考试)二氧化碳加氢制甲烷过程中发生如下反应：
反应Ⅰ.CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－164.7 kJ/mol
反应Ⅱ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.2 kJ/mol
在1.01×105 Pa条件下，按n起始(CO2)∶n起始(H2)＝1∶1投料比进行反应，平衡时CO2、CH4和CO占所有含碳物质的物质的量分数随温度的变化如图所示。
下列说法不正确的是　(C)
A. 曲线①对应的物质是CO2
B. 800 ℃时，反应Ⅱ的化学平衡常数小于1
C. 温度低于300 ℃，曲线②对应的纵坐标数值可能大于30%
D. 500 ℃时，其他条件一定，增大压强，反应Ⅱ平衡向逆反应方向移动
【解析】 由给定的反应可知，随着温度的升高，反应Ⅰ逆向移动，反应Ⅱ正向移动，故曲线③代表CO，反应体系中CO2不可能完全转化，故曲线②代表CH4，曲线①代表CO2，A正确；830 ℃时，CH4的物质的量分数为0，此时认为仅发生反应Ⅱ，CO、CO2物质的量分数相等，则H2和H2O的物质的量分数也相等，故反应Ⅱ的K＝1，则降低温度时反应Ⅱ逆向移动，平衡常数减小，故在800 ℃时，平衡常数小于1，B正确；由图示看出，温度低于300 ℃时，容器中只进行反应Ⅰ，设初始加入的n(CO2)＝n(H2)＝1 mol，若纵坐标的值为30%，则生成的n(CH4)＝0.3 mol，根据反应Ⅰ的化学方程式可知，此时消耗的n(H2)＝1.2 mol，大于初始加入的n(H2)，故纵坐标数值不可能大于30%，C错误；增大压强后，平衡Ⅰ正向移动，使得平衡体系中CO2、H2都减少，导致平衡Ⅱ逆向移动，D正确。

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