资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
多平衡体系的图像分析
【知识网络 悉考点】
【真题研析 明方向】
1．(2025·江苏卷)甘油(C3H8O3)在一定条件下催化重整制H2。发生如下反应：
反应I：C3H8O3(g)===3CO(g)＋4H2(g) ΔH1＞0
反应II：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH2＜0
反应IIICO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g) ΔH3＜0
1.0×105 Pa条件，1 mol C3H8O3和9 mol H2O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400～500℃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
2．(2024·江苏卷)二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为：
①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝41.2 kJ·mol－1
②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH2
225℃、8×106Pa下，将一定比例CO2、H2混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和CH3OH的体积分数如图所示。下列说法正确的是( )
A．L4处与L5处反应①的平衡常数K相等
B．反应②的焓变ΔH2＞0
C．L6处的H2O的体积分数大于L5处
D．混合气从起始到通过L1处，CO的生成速率小于CH3OH的生成速率
3．(2024·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) ΔH1
副反应：CH3OH(g)＋CH3COOH(g)CH3COOCH3(g)＋H2O(g) ΔH2
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．ΔH1＜0，ΔH2＞0 D．L、M、N三点的平衡常数：K(L)＝K(M)＞K(N)
4．(2023·江苏卷)二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g) H＝－164.7 kJ·mol－1
CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) H＝41.2 kJ·mol－1
在密闭容器中，1.01×105Pa、n起始(CO2)∶n起始(H2)＝1∶4时，CO2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如题图所示。CH4的选择性可表示为×100%。下列说法正确的是( )
A．反应2CO(g)＋2H2(g)===CH4(g)＋CO2(g)的焓变 H＝－205.9 kJ·mol－1
B．CH4的平衡选择性随着温度的升高而增加
C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480～530℃
D．450℃时，提高的值或增大压强，均能使CO2平衡转化率达到X点的值
【核心考点精讲 固基础】
1．多重平衡体系的分类
(1)竞争反应(平行反应)
平行反应指的是反应物相同，生成物不同的两个或多个反应(其中一个生成目标产物的反应是主反应，其余的是副反应)，此类反应被称为平行反应或竞争反应
(2)连续反应
连续反应是指有关的两个可逆反应有着关联，第一个反应的某一生成物，是第二个反应的反应物，此类反应被称为连续反应或分步反应
2．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
3．多反应、多平衡图像分析方法
(1)第一步，审反应方程式
①找准竞争(或连续)反应在反应特点方面的异同
②分清主、副反应
(2)第二步，提取研究状态(平衡、非平衡)
①非平衡状态量，其变化与反应速率有关
②平衡状态量，则与平衡移动有关
(3)第三步，析图。依据图中横坐标、纵坐标的内容找出曲线中的“点”“线”的含义和变化趋势，并用平衡移动原理解答具体问题
确定反应是否平衡
竞争反应体系
连续反应体系
【精准演练 提能力】
1．CH4和CO2联合重整能减少温室气体的排放。其他条件相同时，n(CH4)∶n(CO2)投料比为1∶1.5，发生以下两个反应：①CH4(g)＋CO2(g)2H2(g)＋2CO(g)　ΔH＝＋247.1 kJ·mol－1
②H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)　ΔH＝＋41.2 kJ·mol－1
CH4或CO2的平衡转化率与温度变化关系如图所示，下列说法错误的是(　　 )
A．在上述条件下，反应①②同时达到平衡 B．550～650 ℃，升温更有利于反应②
C．加热、加压都有利于增大反应①②的速率 D．n(H2)∶n(CO)始终低于1.0，是因为发生了反应②
2．工业上用S8与CH4为原料制备CS2，涉及的反应如下：
反应Ⅰ：S8(g)4S2(g)　ΔH1
反应Ⅱ：2S2(g)＋CH4(g)CS2(g)＋2H2S(g)　ΔH2
一定条件下，S8分解产生S2的体积分数[(S2)＋V(S8))]，CH4的平衡转化率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．保持恒温恒压下充入氦气，CH4的平衡转化率增大
C．工业上一般控制反应温度高于600 ℃，其原因是低于600 ℃时，S2浓度较小，速率较慢
D．某温度下若S8(g)完全分解为S2(g)，在密闭容器中投入1 mol S8(g)和2 mol CH4(g)反应，当CS2(g)的体积分数为10%时，CH4的转化率为60%
3．利用焦炭处理NOx涉及的主要反应如下： ①2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH＜0
②2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)　ΔH＜0
向容积为2 L的恒容密闭容器中通入2 mol NO、1 mol O2和适量焦炭，分别在X、Y两种不同催化剂作用下发生反应，10 min后测得脱氮率(即NOx的转化率)随温度变化的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．0～10 min的平均反应速率：c＞a B．150 ℃左右，催化剂Y的催化效果好
C．230 ℃时，反应②的平衡常数为 D．c点之后，曲线上的反应均达到平衡状态
4．通过反应Ⅰ：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)可将有机氯化工业的副产品HCl转化为Cl2。在0.2 MPa、反应物起始物质的量比＝2的条件下，不同温度时HCl平衡转化率如图所示。向反应体系中加入CuCl2，能加快反应速率。下列说法正确的是(　　 )
反应Ⅱ：2CuCl2(s)＋O2(g)2CuO(s)＋2Cl2(g)　ΔH＝＋125.6 kJ·mol－1
反应Ⅲ：CuO(s)＋2HCl(g)CuCl2(s)＋H2O(g)　ΔH＝－120.0 kJ·mol－1
A．反应Ⅰ的 ΔH＝5.6 kJ·mol－1
B．升高温度和增大压强均能提高反应Ⅰ中HCl的平衡转化率
C．0.2 MPa、500 ℃时，向反应体系中加入CuCl2，延长反应时间，能使HCl转化率从X点的值升至Y点的值
D．在0.2 MPa、500 ℃条件下，若起始＜2，充分反应，HCl的转化率可能达到Y点的值
5．以物质X、Y为原料合成Z涉及的反应如下
反应ⅰ：X(g)＋3Y(g)Z(g)＋W(g)　ΔH1＝－a kJ·mol－1
反应ⅱ：X(g)＋Y(g)M(g)＋W(g)　ΔH2＝＋b kJ·mol－1(a、b均为正数)
将1 mol X、3 mol Y置于压强为p MPa的恒压密闭容器中进行上述反应,平衡时X的转化率、Z和M的选择性[已知：Z或M的选择性＝]随温度的变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A．L1代表X(g)的转化率随温度的变化曲线
B．若从体系中分离出W(g)，则反应速率一定减小，X的转化率增大
C．K点时进行反应ⅰ和反应ⅱ的速率相等
D．K点对应温度下W(g)的分压为Z(g)的分压的2倍
6．已知反应：①2H2S(g)S2(g)＋2H2(g)　ΔH1＞0，②CH4(g)＋S2(g)CS2(g)＋2H2(g)　ΔH2＞0。常压下，将2 mol H2S和1 mol CH4气体通入恒压容器中，发生上述反应，在相同时间不同温度下测得部分气体的体积分数随温度的变化如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．反应的活化能：①＜② B．曲线X是H2(g)的体积分数随温度的变化
C．1 050 ℃时，两个反应可能已达到平衡 D．1 100 ℃时，CS2(g)的物质的量为0.3 mol
7．利用CO2、H2为原料合成含碳化合物的主要反应如下。
Ⅰ．CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－48.5 kJ·mol－1
Ⅱ．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋43.9 kJ·mol－1
一定条件下，分别以物质的量之比n(CO2)∶n(H2)=1∶3、n(CO2)∶n(H2)=1∶4向恒压密闭容器中通入CO2和H2混合气体，CO2的平衡转化率和CH3OH的选择性[×100%]随温度的变化曲线如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A．曲线L2表示以n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料下的CO2的平衡转化率随温度的变化曲线
B．a、b两点CO的物质的量：a＜b
C．升高温度，可同时提高CO的生成速率和选择性
D．a、b、c三点对应反应Ⅰ的平衡常数：K(a)＜K(b)＝K(c)
8．SCl2和O2制备SOCl2的相关反应如下，T ℃时，反应在密闭体系中达平衡时各组分摩尔分数随的变化关系如上图所示，下列说法正确的是(　　)
Ⅰ．SCl2(g)＋O2(g)===SO2Cl2(g)　ΔH1＜0　Ⅱ.SCl2(g)＋SO2Cl2(g)2SOCl2(g)　ΔH2＜0
A．曲线 L1表示SOCl2的摩尔分数随的变化
B．T ℃，反应Ⅱ的平衡常数K＝64
C．降温达新平衡后，曲线 L1和 L2新交点可能出现在a处
D．T ℃，缩小容器容积达新平衡后，变小
9．CH4和CO2联合重整能减少温室气体的排放。其主要反应为
①CH4(g)＋CO2(g)2H2(g)＋2CO(g)
②H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)
其他条件相同时，投料比n(CH4)∶n(CO2)为1∶1.3，不同温度下反应的结果如图。下列说法不正确的是(　　)
A．由图中信息可判断反应①先达到平衡
B．n(H2)∶n(CO)的值始终小于1.0，与反应②有关
C．加压有利于增大CH4和CO2反应的速率但不利于提高二者的平衡转化率
D．若不考虑其他副反应，体系中存在：4[c(H2O)＋c(CO)＋2c(CO2)]＝2.6[4c(CH4)＋2c(H2)＋2c(H2O)]
10．中国从CO2人工合成淀粉被国际学术界认为是影响世界的重大颠覆性技术，合成步骤由60多步缩减到11步，突破了自然界淀粉合成的复杂调控障碍。其中CO2加氢的主要反应如下。
反应ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.4 kJ·mol－1
反应ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.2 kJ·mol－1
向密闭容器中通入＝的混合气体，在不同压强(p1、p2)、不同温度下，平衡体系中CO2的转化率、 CH3OH和CO的选择性随温度的变化如图所示。下列说法错误的是(　　)?
A．压强：p1＞p2
B．曲线①、⑤分别表示平衡体系中CH3OH的选择性和CO2的转化率
C．235 ℃时，m点体系中n(CH3OH)＝n(CO)
D．随着温度升高，CO2与H2的平衡转化率之比先减小后增大
11．将NO转化为N2的途径有如下两种：
反应Ⅰ：无CO时，2NO(g)N2(g)＋O2(g)
反应Ⅱ：有CO时，2CO(g)＋2NO(g)2CO2(g)＋N2(g)
向1 L密闭容器甲中投入0.1 mol NO，向1 L密闭容器乙中投入0.1 mol NO和0.1 mol CO，相同时间内测得NO的转化率随温度的变化情况如图所示。下列说法正确的是(　　)
　
A．两个反应的ΔH均大于0
B．X点时两个容器中的正反应速率相同
C．容器甲中的反应达到平衡后，再投入0.1 mol NO，则NO的平衡转化率增大
D．图中Y点对应的平衡常数KⅡ＝1 600
12．逆水煤气变换反应是一种转化和利用的重要途径，发生的反应有：
反应Ⅰ：H2(g)＋CO2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH1＝＋41.1 kJ·mol－1
反应Ⅱ：4H2(g)＋CO2(g)CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH2＝－165.0 kJ·mol－1
反应Ⅲ：3H2(g)＋CO(g)CH4(g)＋H2O(g)　ΔH3
常压下，向密闭容器中充入1 mol CO2和2 mol H2，达平衡时H2、H2O和含碳物质的物质的量随温度的变化如图。下列说法正确的是(　　 )
A．ΔH3＝－216.1 kJ·mol－1 B．a代表CO、b代表CH4、c代表CO2
C．649 ℃时，反应Ⅰ的平衡常数K＝ D．800 ℃时，适当增大体系压强，n(CO)保持不变
13．工业上常用合成气制备二甲醚,在催化剂作用下发生以下3个反应:
①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1<0
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH2<0
③CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)　 ΔH3<0
CO的转化率、CH3OH和CO2的产率和随温度变化关系如图甲所示。总压分别为100 kPa、10 kPa时,平衡体系中CO和CH3OCH3的物质的量分数随温度变化关系如图乙所示。下列说法错误的是(　　)
A．图甲中CO的转化率随温度升高而上升的原因是催化剂活性增大
B．增加压强有利于提高CH3OCH3的产率
C．100 kPa时，CO和CH3OCH3的物质的量分数随温度变化的曲线分别是N、Y
D．100 kPa下，将3 mol H2、2 mol CO充入T ℃恒容密闭容器中，若只发生反应①和反应②，平衡时，测得n(CH3OH)＝0.25 mol、n(H2O)＝0.5 mol，则反应①的平衡常数Kp＝kPa－2(分压＝总压×物质的量分数)
14．工业上C2H5OH 催化氧化可制得H2，主要反应如下：
反应Ⅰ　2C2H5OH(g)＋3O2(g)===4CO2(g)＋6H2(g)　ΔH＝－552.0 kJ·mol－1
反应Ⅱ　2C2H5OH(g)＋O2(g)===4CO(g)＋6H2(g)　ΔH＝＋28.2 kJ·mol－1
还可能发生下列副反应：
反应Ⅲ　CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－164.8 kJ·mol－1
反应Ⅳ　CH4(g)===C(s)＋2H2(g)ΔH＝－77.95 kJ·mol－1
反应Ⅴ　CO(g)＋H2(g)===C(s)＋H2O(g)ΔH＝－114.8 kJ·mol－1
研究发现，在实验条件下，乙醇的转化率都接近100%。1×105Pa下，氧醇比为0.6时，部分气体产物(H2、CO、CO2和CH4)的平衡分压p[p(H2)＝×p总] 随温度的变化如图所示。已知：用气体物质的分压替换浓度计算得到的平衡常数称为分压平衡常数(Kp)。下列说法正确的是(　　)
A．500 K时，反应体系中一定有积碳产生
B．曲线①表示CO2的平衡分压随温度的变化
C．720 K时，反应Ⅳ的Kp＝0.2 Pa
D．其他条件一定，增加体系压强，产物中氢气的量增多
【多平衡体系的图像分析】答案
【真题研析 明方向】
1．A。解析：A项，升高温度，反应I平衡正向，反应II平衡逆向，反应III平衡逆向，则n(CH4)一定减少，故CH4对应曲线②；升高温度，n(CO)一定增多，但由C守恒分析，1mol C3H8O3完全反应，最多只有3 mol CO生成，图中在500℃时，曲线①为5.0 mol，故曲线①代表H2，曲线③代表CO。在500℃时，n(CO)＝0.4 mol，n(CH4)＝0.4 mol，n(CO2)＝2.2 mol，剩余的n(C3H8O3)＝[3－n(CO)－n(CH4)－n(CO2)]/3＝0 mol，由H元素守恒，n平衡(H2O)＝[1×n起始(C3H8O3)＋2×n起始(H2O)－4×n平衡(CH4)－2×n平衡(H2)]/2＝[8 mol＋2×9 mol－4×0.4 mol－2×5 mol]/2＝7.2 mol，H2O的转化率为 ×100%＝20%，正确；B项，550℃反应达平衡状态时，n(CO2)∶n(CO)＝2.2mol∶0.4mol＝11∶2，错误；C项，对于H2O而言，涉及反应II和III，升温，平衡时反应II逆向移动，n(H2O)增多，n(CO2)减小，反应III平衡时会逆向移动，n(H2O)减小，n(CO2)增多，从图像知，n(CO2)增多，说明升温时，以反应III逆向为主，故平衡时n(H2O)减小，错误；D项，加压时，反应I逆向，n(H2)减小，反应II不移动，反应III正向，n(H2)减小，所以加压下达到平衡时，n(H2)减小，错误。
2．C。解析：A项，图中白圈标记的曲线代表气体温度，L4处与L5处的温度不同，故反应①的平衡常数K不相等，A错误；B项，由图像可知，L1～L3温度在升高，该装置为绝热装置，反应①为吸热反应，所以反应②为放热反应，ΔH2＜0，B错误；C项，从L5到L6，甲醇的体积分数逐渐增加，说明反应②在向右进行，反应②消耗CO，而CO体积分数没有明显变化，说明反应①也在向右进行，反应①为气体分子数不变的反应，其向右进行时，n(H2O)增大，反应②为气体分子数减小的反应，且没有H2O的消耗与生成，故 n总减小而n(H O)增加，即H2O的体积分数会增大，故L6处的 H2O的体积分数大于L5处，C正确；D项，L1处CO的体积分数大于 CH3OH，说明生成的 CO 的物质的量大于CH3OH，两者反应时间相同，说明CO的生成速率大于 CH3OH的生成速率，D错误；故选C。
3．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(CH3COOCH3)，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，ΔH1＞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，ΔH2＜0，故C错误；D．L、M、N三点对应副反应ΔH2＜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；故答案选D。
4．D。解析：A．由盖斯定律可知反应2CO(g)＋2H2(g)===CH4(g)＋CO2(g)的焓变 H＝－2×41.2 kJ·mol－1－164.7 kJ·mol－1＝－247.1 kJ·mol－1，A错误；B．CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)为放热反应，升高温度平衡逆向移动，CH4的含量降低，故CH4的平衡选择性随着温度的升高而降低，B错误；C．由图可知温度范围约为450～550℃时二氧化碳实际转化率趋近于平衡转化率，此时为最适温度，温度继续增加，催化剂活性下降，C错误；
D．450℃时，提高高的值可提高二氧化碳的平衡转化率，增大压强第一个反应平衡正向移动，可提高二氧化碳的平衡转化率，均能使CO2平衡转化率达到X点的值，D正确。 故选D。
【精准演练 提能力】
1．B。解析：反应①②同时发生，反应②会破坏反应①的平衡，所以两个反应应该同时达到平衡，A正确；由图可知，550～650 ℃条件下，甲烷的转化率大于二氧化碳的转化率，说明升温更有利于反应①，B错误；升高温度和增大压强，化学反应速率均增大，则加热、加压时，反应①②的反应速率均会增大，C正确；由方程式可知，反应①中氢气与一氧化碳的物质的量比始终为1.0，则氢气与一氧化碳的物质的量比始终低于1.0说明发生了反应②，D正确。
2．D。解析：由图可知，升高温度，S2的体积分数增大较多，CH4的平衡转化率减小，说明反应Ⅰ的平衡向正反应方向移动，该反应为吸热反应，ΔH1>0，说明反应Ⅱ逆向移动，反应Ⅱ是放热反应，ΔH2＜0，A正确；反应Ⅰ为气体体积增大的反应，反应Ⅱ为气体体积不变的反应，恒温恒压下充入氦气，导致容器的体积增大，相当于减小压强，对于反应Ⅰ平衡向正反应方向移动，S2(g)浓度增大，则反应Ⅱ正向移动，CH4的平衡转化率增大，B正确；由图可知，在600 ℃时甲烷平衡转化率高达99%，低于600 ℃时，S2浓度明显偏小，使得反应Ⅱ的反应速率变慢，C正确；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的体积分数为10%，即×100%＝10%，解得x＝0.3a，则CH4的转化率为30%，D错误。
3．B。解析：a、c点反应时间相同，a点脱氮率高，0～10 min a点的平均反应速率大，A错误；催化剂Y在150 ℃左右有很高的脱氮率，因此催化效果好，B正确；b点不一定是平衡状态，因此无法计算230 ℃时反应②的平衡常数，C错误；c点之后，温度升高脱氮率降低的原因可能是平衡逆向移动，也可能是催化剂X在高温下失去活性，所以c点之后，曲线上的反应不一定达到平衡状态，D错误。
4．D。解析：根据盖斯定律，由Ⅱ＋Ⅲ×2得Ⅰ，ΔH＝＋125.6 kJ·mol－1＋(－120.0 kJ·mol－1)×2＝－114.4 kJ·mol－1，A错误；反应Ⅰ为气体体积减小的放热反应，升高温度平衡逆向移动，HCl的平衡转化率降低，B错误； CuCl2为固体，是反应的催化剂，不能影响平衡移动，反应时间也不能影响平衡移动，故不能提高HCl的平衡转化率，即不能使X点升至曲线上方，C错误；在0.2 MPa、500 ℃条件下，若起始＜2，增加了O2的相对含量，能提高HCl的转化率，HCl的转化率可能达到Y点的值，D正确。
5．D。解析：Z和M的选择性之和为100%，温度升高，反应ⅰ平衡逆向移动,Z的选择性降低，反应ⅱ平衡正向移动，M的选择性升高，L1代表Z的选择性随温度的变化曲线，L2代表M的选择性随温度的变化曲线，L3代表X(g)的转化率随温度的变化曲线，A错误；若从体系中分离出W(g)，容器为恒压容器，容器容积减小，反应物浓度不一定减小，反应速率不一定减小，平衡正向移动，X的转化率增大，B错误；K点代表Z和M的选择性相等，没有时间数据，不能表明K点时进行反应ⅰ和反应ⅱ的速率相等，C错误；K点对应温度下Z和M的选择性相等,说明生成Z和M的物质的量相等，根据反应ⅰ和ⅱ的化学计量数可知，生成W的物质的量是Z的2倍，W(g)的分压为Z(g)的分压的2倍，D正确。
6．D。解析：由题图可知，反应②大约在1 030 ℃时才能进行，因此反应的活化能①<②，A正确；根据两个反应特点可知，只有氢气的量随温度的升高一直升高，则曲线X表示的是H2(g)的体积分数随温度的变化，B正确；两个反应都是吸热反应，随温度升高，反应均正向移动，CS2和H2的体积分数均会增大，因此1 050 ℃时两个反应可能已经达到平衡，C正确；根据题给数据，列三段式：
2H2S(g)S2(g)＋2H2(g)
起始/mol 2
变化/mol x 0.5x x
某时刻/mol 2－x 0.5x x
CH4(g)＋S2(g)CS2(g)＋2H2(g)
起始/mol 1 0.5x 0 x
变化/mol y y y 2y
某时刻/mol 1－y 0.5x－y y x＋2y
可得n总＝(2－x＋1－y＋0.5x－y＋y＋x＋2y)mol＝(3＋0.5x＋y )mol，＝0.1，＝0.5，解得x＝1.2，y＝0.4，则1 100 ℃时，CS2(g)的物质的量为0.4 mol，D错误。
7．D。解析：反应Ⅰ是放热反应,反应Ⅱ是吸热反应，升高温度，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡正向移动，CH3OH的选择性减小。增大CO2的物质的量与H2的物质的量的比值，CO2的平衡转化率减小，所以曲线L2表示以n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料下的CO2的平衡转化率随温度的变化曲线，A正确；CH3OH的选择性a>b，则CO的选择性a＜b，则b点CO的物质的量更大，B正确；升高温度，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡正向移动，CO的选择性更大，C正确；反应Ⅰ是放热反应，温度越高，K越小，则K(a)＞K(b)＝K(c)，D错误
8．B。解析：反应Ⅰ能完全反应，故当＝1.0时，SO2Cl2的摩尔分数最大，L3表示SO2Cl2的摩尔分数随的变化；增大，SCl2的浓度增大，反应Ⅱ的平衡正向移动，SO2Cl2的摩尔分数减小，SOCl2的摩尔分数增大，随着增大，SCl2的摩尔分数的增大程度大于反应Ⅱ平衡正向移动的影响程度，SOCl2的摩尔分数开始减小，则曲线 L1表示SCl2的摩尔分数随的变化，曲线 L2表示SOCl2的摩尔分数随的变化，A错误；T ℃，＝2.0时，设充入了1 mol O2和2 mol SCl2，反应Ⅱ消耗了a mol SCl2，列三段式：
SCl2(g)＋SO2Cl2(g)2SOCl2(g)
起始量/mol 1 1 0
转化量/mol a a 2a
平衡量/mol 1－a 1－a 2a
根据题图中L1与 L3交点信息可得，＝0.1，解得a＝0.8 ，反应Ⅱ的平衡常数K＝＝＝64，B正确；降温，反应Ⅱ平衡正向移动，SCl2的摩尔分数减少，SOCl2的摩尔分数增加，曲线 L1和 L2新交点可能出现在b处，C错误；T ℃，缩小容器容积，压强增大，反应Ⅱ平衡不移动，不变，D错误。
9．A。解析：图中横坐标为温度，与时间无关，仅从图中信息无法判断反应①是否先达到平衡，A错误；从反应①的方程式可知，生成的氢气和CO的物质的量之比为1∶1，反应②中消耗氢气生成CO，使得氢气与CO的物质的量之比小于1.0，B正确；加压能增大反应速率，有利于增大CH4和CO2的反应速率，但是加压会使反应①化学平衡逆向移动，CH4和CO2的转化率减小，C正确；设初始时CH4物质的量为1 mol，CO2物质的量为1.3 mol，由氧原子守恒有n(H2O)＋n(CO)＋2n(CO2)＝2.6 mol，氢原子守恒有4n(CH4)＋2n(H2)＋2n(H2O)＝4 mol，则有4[c(H2O)＋c(CO)＋2c(CO2)]＝2.6[4c(CH4)＋2c(H2)＋2c(H2O)]，D正确
10．D。解析：反应ⅰ为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，甲醇的选择性减小，反应ⅱ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①、②表示甲醇的选择性，曲线③、④表示一氧化碳的选择性，曲线⑤表示二氧化碳的转化率。由分析可知，曲线①、②表示甲醇的选择性，反应ⅰ为气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，甲醇的选择性增大，由图可知，p1条件下甲醇的选择性大于p2条件下甲醇的选择性，则压强p1大于p2，故A正确；由分析知，曲线①、⑤分别表示平衡体系中CH3OH的选择性和CO2的转化率，故B正确；235 ℃时，甲醇和一氧化碳选择性相同，两个反应分别生成甲醇和一氧化碳的量相同，故m点体系中n(CH3OH)＝n(CO)，C正确；随着温度升高，反应ⅰ放热会逆向移动，反应ⅱ吸热会正向移动，反应ⅱ中二氧化碳和氢气反应比是1∶1，氢气消耗少于反应ⅰ，故反应ⅱ进行程度越大，氢气转化率越低且二氧化碳转化率越高，故CO2与H2的平衡转化率之比增大，故D错误。
11．D。解析：两个反应中NO的转化率随温度升高均先增大后减小，到达最高点之后，温度升高，NO的转化率降低，说明反应逆向进行，故这两个反应的ΔH均小于0，A项错误；两个反应不同，不能由X点时NO的转化率相同得出X点时两个容器中的正反应速率相同，B项错误；反应Ⅰ为气体分子数不变的反应，反应达到平衡后，再投入0.1 mol NO，则NO的平衡转化率不变，C项错误；根据图中Y点的数据，可列“三段式”：
(mol·L－1)　2CO(g)　＋　2NO(g)2CO2(g)　＋　N2(g)
初始 0.1 0.1 0 0
转化 0.1×80% 0.1×80% 0.1×80%
平衡 0.02 0.02 0.08 0.04
则KⅡ＝＝1 600，D项正确。
12．D。解析：方程式Ⅱ－Ⅰ得方程式3H2(g)＋CO(g)CH4(g)＋H2O(g)　ΔH3＝ΔH2－ΔH1＝(－165.0－41.1)kJ/mol＝－206.1 kJ/mol，A错误；由题干信息可知，升高温度，反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ、Ⅲ逆向移动，则n(CO)增大、n(CH4)减小，结合题干图像可知，c表示CO、a表示CO2、b表示CH4，B错误；由分析结合题干图示信息可知，649 ℃平衡时n(H2)＝1.2 mol，消耗n(H2)＝(2－1.2)mol＝0.8 mol，n(CO)＝n(CO2)，因为还生成CH4，所以生成n(H2O)小于0.8 mol，该反应的平衡常数K＝＜＝，C错误；高温时反应Ⅰ进行的程度很大，反应Ⅱ、Ⅲ进行的程度很小，CH4含量很少，平衡不受压强影响，适当增大体系压强，n(CO)保持不变，D正确。
13．C。解析：三个反应均为放热反应，若达到平衡，升高温度平衡逆向移动，则CO的转化率减小，而图甲中，温度越高，CO的平衡转化率越大，说明此时未达到平衡，故从速率角度分析，影响速率的因素为温度和催化剂活性，故图甲中CO的转化率随温度升高而上升的原因是催化剂活性增大，A正确；反应①为反应前后气体分子数减少的反应，反应②为反应前后气体分子数不变的反应，增大压强，反应①正向移动，CH3OH浓度增大，反应②平衡正向移动，故CH3OCH3的产率增大，B正确；三个反应均为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO的物质的量分数增大，CH3OCH3的物质的量分数减小，故M、N代表CO的物质的量分数随温度变化的曲线，X、Y代表CH3OCH3的物质的量分数随温度变化的曲线，反应①为反应前后气体分子数减少的反应，相同温度时，压强增大，平衡正向移动，CO的物质的量分数减小，故M代表100 kPa时CO的物质的量分数随温度变化的曲线,反应①平衡正向移动,CH3OH浓度增大,反应②平衡正向移动,CH3OCH3的物质的量分数增大，故X代表100 kPa时CH3OCH3的物质的量分数随温度变化的曲线，C错误；根据题意可列出三段式，
　　　　　　　CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
起始/mol 2 3 0
变化/mol 1.25 2.5 1.25
平衡/mol 0.75 0.5 1.25
　　　　　2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)
起始/mol 1.25 0 0
变化/mol 1 0.5 0.5
平衡/mol 0.25 0.5 0.5
平衡时气体总物质的量为2.5 mol，起始压强为100 kPa，故平衡时总压强为50 kPa，CO、H2、CH3OH的分压分别为×50 kPa＝15 kPa、×50 kPa＝10 kPa、×50 kPa＝5 kPa，反应①的平衡常数Kp＝ kPa－2＝ kPa－2，D正确。
14．A。解析：反应Ⅱ是吸热反应，升高温度平衡正向移动，CO的平衡分压增大，另外CH4的平衡分压减小，H2的平衡分压增大，说明曲线①表示CO的平衡分压随温度的变化，曲线②代表CO2的平衡分压随温度的变化，以此解答。由图可知，500 K时，H2、CO、CO2、CH4 4种气体中H2和CO的平衡分压最小，说明反应Ⅴ正向进行较多，反应体系中一定有积碳产生，故A正确；由分析可知，B错误；反应ⅣCH4(g)===C(s)＋2H2(g)的Kp＝，由图可知，720 K时，p(CH4)＝p(H2)，则Kp＝＝0.2×105 Pa，故C错误；反应Ⅲ是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，氢气的量减小，反应Ⅳ是气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，氢气的量减小，反应Ⅴ是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，氢气的量减少，综上所述，其他条件一定，增加体系压强，产物中氢气的量减少，故D错误。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑