资源简介

(共83张PPT)
[学习目标]
1.系统掌握速率、平衡图像的分析方法。
2.加深外因对化学反应速率与化学平衡影响的理解。
3.能正确分析实际工业生产中有关图像的问题。
1.速率—时间“渐变”图像(浓度改变)
图像特点:条件改变后,反应速率从平衡速率逐渐增大或减小。
图像 图像特点 t1时改变条件 平衡移
动方向
一种反应速率增大,另一种从平衡速率逐渐增大 增大反应物的浓度 正向
移动
增大生成物的浓度 逆向
移动
图像 图像特点 t1时改变条件 平衡移
动方向
一种反应速率减小,另一种从平衡速率逐渐减小 减小反应物的浓度 逆向
移动
减小生成物的浓度 正向
移动
2.速率—时间“突变”图像(温度、压强改变)
图像特点:条件改变后,反应速率从平衡速率突然增大或减小。
图像 图像
特点 t1时改变条件 平衡移
动方向
速率
增大 放热反应升温或气体分子数增大反应加压(缩小容器容积) 逆向
移动
吸热反应升温或气体分子数减小反应加压(缩小容器容积) 正向
移动
图像 图像
特点 t1时改变条件 平衡移
动方向
速率
减小 放热反应降温或气体分子数增大反应减压(增大容器容积) 正向
移动
吸热反应降温或气体分子数减小反应减压(增大容器容积) 逆向
移动
3.速率—时间“平变”图像(催化剂、压强改变)
图像特点:条件改变后,正、逆反应速率从平衡速率同步增大或减小。
图像 图像特点 t1时改变
条件 平衡移
动方向
正、逆反应速率同步增大 使用正催化剂或气体分子数不变反应加压(缩小容器容积) 平衡
不移动
正、逆反应速率同步减小 气体分子数不变反应减压(增大容器容积)
1.(2026·云南昆明市第一中学开学考)
向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是(　　)
A.反应在c点达到平衡状态
B.反应物浓度:a点小于b点
C.反应物的总能量低于生成物的总能量
D.Δt1=Δt2时,SO2的转化率:a~b段小于b~c段
D
解析　A项,化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变,其实质是正反应速率等于逆反应速率,c点对应的正反应速率显然还在改变,一定未达平衡,错误;B项,a到b时正反应速率增加,反应物浓度随时间不断减小,错误;C项,从a到c正反应速率增大,之后正反应速率减小,说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响,说明该反应为放热反应,即反应物的总能量高于生成物的总能量,错误;D项,随着反应的进行,正反应速率越快,单位时间内消耗的二氧化硫就越多,SO2的转化率将逐渐增大,正确。
2.在一密闭容器中发生反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0,达到平衡后,只改变某一个条件时,反应速率与反应时间的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)处于平衡状态的时间段是　　　　(填字母,下同)。
A.t0~t1 B.t1~t2 C.t2~t3
D.t3~t4 E.t4~t5 F.t5~t6
(2)判断t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件。
A.增大压强 B.减小压强 C.升高温度
D.降低温度 E.加催化剂 F.充入氮气
t1时刻　　　　;t3时刻　　　　;t4时刻　　　　。
ACDF
C
E
B
(3)依据(2)中的结论,下列时间段中,氨的百分含量最高的是　　　　。
A.t0~t1 B.t2~t3
C.t3~t4 D.t5~t6
(4)如果在t6时刻,从反应体系中分离出部分氨,t7时刻反应达到平衡状态,请在图中画出反应速率的变化曲线。
A
解析　(1)根据图示可知,t0~t1、t2~t3、t3~t4、t5~t6时间段内,v正、v逆相等,反应处于平衡状态。(2)t1时,v正、v逆同时增大,且v逆增大得更快,平衡向逆反应方向移动,所以t1时
改变的条件是升温。t3时,v正、v逆同时增大且增大量相同,平衡不移动,所以t3时改变的条件是加催化剂。t4时,v正、v逆同时减小,但平衡向逆反应方向移动,所以t4时改变的条件是减小压强。(3)根据图示知,t1~t2、t4~t5时间段内平衡均向逆反应方向移动,NH3的含量均比t0~t1时间段的低,所以t0~t1时间段内NH3的百分含量最高。(4)t6时刻分离出部分NH3,v逆立刻减小,而v正逐渐减小,在t7时刻二者相等,反应重新达到平衡,据此可画出反应速率的变化曲线。
1.物质的量(或浓度)—时间图像
例如,某温度时,在恒容(V L)容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
2.浓度(转化率、百分含量)—时间图像(C%指产物的质量分数,B%指某反应物的质量分数)
(1)根据斜率确定温度、压强的大小,高温、高压、使用催化剂反应速率大,先达到平衡。
(2)根据平衡后反应物、生成物的含量高低来确定化学反应的特点(ΔH符号、反应前后气体分子数的变化)。
3.恒压(或恒温)线
反应:aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)　ΔH。
图像
结论 a+b___c+d,ΔH___0 a+b___c+d,ΔH___0
>
>
>
>
(1)根据等温线、等压线的变化趋势确定转化率(百分含量)与压强、温度的关系,进而得出化学反应的特点(ΔH符号、反应前后气体分子数的变化)。
(2)在恒压线图中作等温辅助线、恒温线图中作等压辅助线,确定转化率(百分含量)与压强、温度的关系,进而得出化学反应的特点(ΔH符号、反应前后气体分子数的变化)。
一　浓度(转化率、百分含量)—时间图像
1.(2025·山西吕梁一模)在某一初始温度下,在恒容绝热密闭容器中,发生反应:X(g) Y(g)　ΔH1,Y(g) 2Z(g)　ΔH2,测得各物质的量浓度和容器内温度随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
C
A.40 min时,体系内两个反应均达到平衡状态
B.0~40 min,用物质Y表示的平均反应速率为
0.75 mmol·L-1·min-1
C.ΔH1<0,ΔH2>0
D.若改为恒温容器,则X、Z物质的量浓度相同的时刻要比40 min提前
D
二、恒压(恒温)线
3.(2026·山西大同一模)由C2H6 直接脱氢制C2H4的反应为C2H6(g) C2H4(g)+H2(g)　ΔH。在密闭容器中发生该反应,测得C2H6的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示,下列说法正确的是(　　)
D
A.X、Z两点平衡常数:K(Z)>K(X)
B.该反应在任何条件下都能自发进行
C.X、Y两点的化学反应速率:v正(X)>v逆(Y)
D.减压、升温均有利于提高C2H6的平衡转化率
解析　平衡常数只与温度有关,X、Z两点温度相同,故K(Z)=K(X),A错误;该反应为熵增的吸热反应,在高温条件下能够自发进行,B错误;X、Y两点压强相同,温度越高,化学反应速率越快,Y点温度高,故v正(X)4.(2025·天津河东二模)合成氨工业涉及固体燃料的气化,需要研究CO2与CO 之间的转化。现将一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中发生反应:C(s)+CO2(g) 2CO(g)　ΔH,测得压强、温度对CO的平衡组成的影响如图所示。下列说法正确的是(　　)
A
A.该反应的平衡常数:K(a)=K(b)B.该反应的活化能:Ea(正)C.该反应在常温下,可以自发进行
D.平衡体系的压强:p1>p2>p3
解析　当压强不变时,随温度升高,φ(CO)%逐渐增大,而升温反应向吸热反应方向移动,故该反应的正反应为吸热反应,化学平衡常数是温度的函数,a、b两点对应的温度相同,c点对应的温度高于a、b两点,温度升高,平衡常数增大,则图中a、b、c三点对应的平衡常数大小关系是K(a)=K(b)Ea(逆),B错误;该反应ΔH>0,ΔS>0,反应自发进行满足ΔG=ΔH-TΔS<0,需要高温下才能保证ΔG=ΔH-TΔS<0,C错误;C(s)+CO2(g) 2CO(g)为气体分子数增大的反应,压强减小,平衡正向移动,φ(CO)% 越大,则p1、p2、p3的大小关系为p1解答速率平衡图像题的思维流程
[归纳总结]
1.催化效率(产物生成速率)—温度图像
不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说,催化剂的活性在一定温度下最高,低于或高于这个温度都会下降。
如以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率关系如图所示。
则根据两条曲线可以判断涉及影响反应速率的两个因素:催
化剂和温度。250~300 ℃时,温度升高而乙酸的生成速率降
低的原因是温度超过250 ℃时,催化剂的催化效率降低。
当投料比一定时,温度越高,CO2的转化率越低,所以升温,平衡左移,正反应为放热反应。若温度不变,提高投料比[n(H2)/n(CO2)],则提高了二氧化碳的转化率。
3.多重平衡的复杂图像
同一体系中存在两个或多个竞争反应时的图像,纵坐标多变,除了常见的转化率、产率以外,还可能出现选择性(一种反应物同时发生多个反应产生多种产物时,其中一种产物的量所占总产物的量的比例)。对于这类图像,除了分离成为单个图进行分析之外,还需要根据不同反应的特征(Δn(g)、ΔH)判断可能存在的副反应。如图所示是某密闭容器中同一体系中存在两个反应时的平衡转化率、产物选择性与温度的关系。
B
A.反应2CH3COOH(g)+2H2(g) ===CH3COOCH2CH3(g)+2H2O(g)　ΔH>0
B.300 ℃、0.5 MPa下,反应足够长时间,S(乙醇)<90%
C.图中曲线③表示250 ℃,乙醇选择性随压强变化的曲线
D.曲线②变化的原因是随温度升高,副反应正向进行的程度减小
解析　B　根据盖斯定律,反应2CH3COOH(g)+2H2(g) ===CH3COOCH2CH3(g)
+2H2O(g)可由主反应+副反应得到,由于主反应和副反应都为放热反应,故反应2CH3COOH(g)+2H2(g) ===CH3COOCH2CH3(g)+2H2O(g)的ΔH<0,A错误;主反应为气体体积减小的放热反应,增大压强,平衡正向移动,乙醇的选择性上升,则250 ℃下,乙醇选择性随压强变化的曲线是①;主反应和副反应均为放热反应,温度升高,主反应和副反应的平衡均逆向移动,主反应逆向移动的程度大于副反应,曲线②表示2 MPa时乙醇选择性随温度变化的曲线;同理,③表示2 MPa时乙酸乙酯选择性随温度变化的曲线,④表示250 ℃时乙酸乙酯选择性随压强变化的曲线,C错误;由图可知,250 ℃、0.5 MPa下乙醇的选择性为90%,升高温度主反应逆向移动,故300 ℃、0.5 MPa下反应足够的时间S(乙醇)<90%,B正确;曲线②表示2 MPa时乙醇选择性随温度变化的曲线,副反应的热效应小可忽略,原因是随温度升高,主反应逆向进行,不利于主反应的进行,D错误。
2.(2026·江苏南通二模)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-1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g) ===CO(g)+H2O(g)　ΔH2=+41.1 kJ·mol-1
反应Ⅲ:2CO(g) ===C(s)+CO2(g)　ΔH3=-172.4 kJ·mol-1
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。
B
(1)识别图像类型。即明确横坐标和纵坐标的含义，厘清线和点(平台、折线、拐点等)的关系。
(2)把握反应特点。即分析可逆反应化学方程式，观察物质的状态、气态物质分子数的变化(正反应是气体分子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应，还是吸热反应)等。
(3)联想平衡原理。联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件等。
(4)数形结合解答。图表与原理结合，逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡移动原理。
化学平衡图像答题步骤
(1)识别图像类型。即明确横坐标和纵坐标的含义，厘清线和点(平台、折线、拐点等)的关系。
(2)把握反应特点。即分析可逆反应化学方程式，观察物质的状态、气态物质分子数的变化(正反应是气体分子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应，还是吸热反应)等。
(1)识别图像类型。即明确横坐标和纵坐标的含义，厘清线和点(平台、折线、拐点等)的关系。
(2)把握反应特点。即分析可逆反应化学方程式，观察物质的状态、气态物质分子数的变化(正反应是气体分子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应，还是吸热反应)等。
(3)联想平衡原理。联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件等。
(4)数形结合解答。图表与原理结合，逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡移动原理。
(3)联想平衡原理。联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件等。
(4)数形结合解答。图表与原理结合，逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡移动原理。
D
解析　瞬时升温后,逆反应速率增大,但水的浓度是恒定的,正反应速率不变,所以建立新平衡的过程示意图为D。
2.(2025·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)　ΔH<0
反应Ⅲ　CO2(g)+4H2(g) ===CH4(g)+2H2O(g)　ΔH<0
1.0×105 Pa条件下,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
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
解析　反应Ⅰ是吸热反应,反应Ⅱ和Ⅲ是放热反应,升高温度,反应Ⅰ的平衡正向移动,反应Ⅱ和Ⅲ的平衡逆向移动,CH4的物质的量降低,CO和H2的物质的量升高,由C元素守恒知,550 ℃时n(CO)<(3-2.2)mol,故①为H2,②为CH4,③为CO。
3.(2025·甘肃卷节选)乙炔加氢是除去乙烯中少量乙炔杂质,得到高纯度乙烯的重要方法。该过程包括以下两个主要反应:
反应1:C2H2(g)+H2(g) ===C2H4(g) ΔH1=-175 kJ·mol-1(25 ℃,101 kPa)
反应2:C2H2(g)+2H2(g) ===C2H6(g)　ΔH2=-312 kJ·mol-1(25 ℃,101 kPa)
一定条件下,使用某含Co催化剂,在不同温度下测得乙炔转化率和产物选择性(指定产物的物质的量/转化的乙炔的物质的量)如图所示(反应均未达平衡)。
①在60~220 ℃范围内,乙炔转化率随温度升高而增大的原因为_________________　 ________________________________(任写一条), 当温度由220 ℃升高至260 ℃,乙炔转化率减小的原因可能为 　 。
②在120~240 ℃范围内,反应1和反应2乙炔的转化速率大小关系为v1　　　 v2(填“>”“<”或“=”),理由为　 。
升高温度,反应速率加快(或升高温度,催化剂活性增强)
220~260 ℃时,催化剂活性降低
>　
乙烯的选择性高于乙烷的选择性,反应1的转化速率大
解析　①在60~220 ℃范围内,反应未达到平衡状态,升高温度,反应速率加快,故乙炔转化率随温度的升高而增大,另外催化剂活性增强也可加快反应速率,提高乙炔转化率;而温度由220 ℃升高至260 ℃时,催化剂活性降低,故乙炔转化率减小。②由图中产物选择性曲线可知,在120~240 ℃范围内,乙烯的选择性高于乙烷的选择性,故反应1的转化速率大,即v1>v2。
[夯基固本练]
C
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1.(2026·宁夏银川一模)工业上生产苯乙烯主要采用乙苯脱氢工艺:C6H5CH2CH3(g) C6H5CH ==CH2(g)+H2(g)。某条件下无催化剂存在时,该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.t2时刻v正=v逆
B.加入催化剂,t2向左移动
C.曲线①表示的是逆反应的v t关系
D.反应进行到t1时,Q解析　t2时刻,正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,即v正=v逆,A正确;加入催化剂,能同等程度地加快正、逆反应速率,反应达到平衡的时间缩短,所以t2向左移动,B正确;反应开始时,反应物浓度最大,正反应速率最大,随着反应进行,正反应速率逐渐减小;生成物浓度逐渐增大,逆反应速率逐渐增大。所以曲线①表示的是正反应的v t关系,曲线②表示的是逆反应的v t关系,C错误;反应进行到t1时,反应未达到平衡状态,此时正反应速率大于逆反应速率,反应正向进行,所以Q1
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2.研究表明,用可控Cu/Cu2O界面材料也可催化CO2还原合成甲醇:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH<0。将6.0 mol CO2和8.0 mol H2充入体积为2 L的恒温恒容密闭容器中发生该反应,测得起始压强为35 MPa,H2的物质的量随时间的变化如图中实线所示。下列说法正确的是(　　)
B
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A.1~4 min(实线)内,v(CO2)约为0.62 mol·L-1·min-1
B.该条件下的实线对应的Kp为0.02 MPa-2
C.要变成虚线,可能的条件是升高温度或加入催化剂
D.当气体的平均摩尔质量或密度一定时,化学反应达平衡状态
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故B正确;该反应是放热反应,要变成虚线,达到平衡所需时间缩短,说明反应速率加快,氢气物质的量增多,说明平衡逆向移动,则可能的条件是升高温度,但不能是加入催化剂,加入催化剂,平衡时氢气的物质的量不变,故C错误;该反应是气体体积减小的反应,气体质量不变,当气体的平均摩尔质量一定,则达到化学平衡;气体质量不变,容器体积不变,密度始终不变,因此当密度一定时,不能说明达到化学平衡状态,故D错误。
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3.在恒温恒压下,某一容积可变的密闭容器中发生反应:A(g)+B(g) 2C(g)　ΔH<0,t1时达到平衡后,在t2时改变某一条件,其反应过程如图所示。下列说法正确的是(　　)
B
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A.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,A的体积分数:Ⅰ>Ⅱ
B.t2时改变的条件是向密闭容器中加入物质C
C.0~t2时,v正>v逆
D.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数:K(Ⅰ)解析　反应速率与其物质的量浓度成正比,Ⅰ、Ⅱ达到平衡状态时逆反应速率相等,说明Ⅰ、Ⅱ达到平衡状态时各物质的物质的量浓度不变,则A的体积分数:Ⅰ=Ⅱ,故A错误;向密闭容器中加入物质C,逆反应速率瞬间增大,再次建立的平衡与原平衡等效,说明和原平衡相同,符合图像,故B正确;由题中图示可知,0~t1时,逆反应速率增大,说明反应正向进行,即v正>v逆,t1~t2时,逆反应速率不变,说明处于平衡状态,即v正=v逆,故C错误;化学平衡常数只与温度有关,Ⅰ、Ⅱ温度相同,则其平衡常数相同,故D错误。
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4.(2025·辽宁省辽阳市二模)恒温条件下,向带活塞的容器中加入2 mol A(g)与2 mol B(g),发生反应mA(g)+nB(g) pC(g),其他条件不变,反应相同时间时,A(g)的转化率随压强变化(通过推动活塞改变压强)的关系如图所示(整个过程中各物质状态不发生改变)。下列说法错误的是(　　)
A
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A.a点:v正=v逆
B.平衡常数:K(d)=K(b)
C.m+nD.压强为p kPa时,c点正反应速率大于逆反应速率
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解析　根据图像中反应相同时间时,A(g)的转化率随压强变化,可知转化率最高点左侧的未达平衡,转化率增大原因是,压强增大,速率增大,相同时间内A(g)的转化量增多;最高点及右侧达到平衡,转化率下降原因是,压强增大,平衡逆向移动,说明m+nv逆,A错误;平衡常数只与温度有关,恒温条件:K(d)=K(b),B正确;根据分析,m+n1
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5.(2026·四川攀枝花第三高级中学二模)为了探究外界条件对工业合成氨反应的影响[N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0],现往密闭容器中充入2 mol N2和4 mol H2模拟合成氨反应。在不同温度下,平衡体系中氨气的体积分数与总压强(p)的关系如图所示(分压=总压×物质的量分数)。下列说法中正确的是(　　)
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B
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A.若断裂1 mol N≡N键、同时断裂3 mol N—H键,则说明该反应达到平衡状态
B.在T2、60 MPa时,N2的平衡分压为17.5 MPa
C.若T1、T3温度下的平衡常数分别为K1、K3,则K1D.在T1、30 MPa时,若经过2小时达到平衡,则:v(H2)=0.75 mol/(L·h)
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D
下列说法正确的是(　　)
A.ΔH2>0
B.高温和低压均有利于提高甲烷的平衡产率
C.280~400 ℃,n(H2O)随温度的升高不断增大
D.320~400 ℃,n(CO)随着温度升高将不断减少
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解析　分析反应及320~400 ℃时CO2的转化率下降知,故反应Ⅱ的正反应是放热反应,即ΔH2<0,A错误;反应Ⅱ是气体分子数减小的放热反应,根据勒夏特列原理,降低温度、增大压强有利于反应Ⅱ正向进行,从而提高甲烷的平衡产率,高温和低压不利于提高甲烷平衡产率,B错误;280~320 ℃,反应Ⅰ、Ⅱ均正向进行,都会生成H2O,总反应消耗的CO2量增加,n(H2O)随温度升高不断增大;320~400 ℃,图中CO2的转化率下降,说明随温度升高反应Ⅱ逆向移动,反应Ⅰ也逆向移动(反应Ⅱ逆向移动使体系中CO的浓度增大,且CO浓度增大对反应Ⅰ平衡的影响大于升高温度对反应Ⅰ平衡的影响),体系中的n(H2O)减小,所以280~400 ℃,n(H2O)随温度升高先增大后减小,C错误;320~400 ℃,CO2的转化率下降,说明体系中n(CO)与n(CH4)之和减小,而CH4的选择性不变,则体系中的n(CH4)和n(CO)均随着温度升高而不断减少,D正确。
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[能力技能练]
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A.流速较高时,反应物分子进入反应体系时间较短,化学反应速率是影响HCl转化率的主要因素
B.T1代表的温度为440 ℃
C.相同条件下,将温度升高40 ℃或使用更高效的催化剂可提高M点HCl转化率
D.N点的转化率为平衡转化率,则该温度下反应的物质的量分数平衡常数K=36
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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,C错误;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),D正确。
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B
A.主反应的活化能较小
B.t1时,H2O(g)的体积分数约为40.9%
C.M和N处于相同的化学平衡状态
D.曲线b表示温度为T1时1,4 丁二醇的选择性随压强的变化
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解析　B　由图可知,平衡前,1,4 丁二醇的摩尔分数先升高后降低,可知开始主反应正向进行的程度很大,使生成的1,4 丁二醇大于副反应消耗的1,4 丁二醇,主反应易发生,速率快,活化能较小,A正确;t1时达到平衡,1,4 丁二醇在含碳物质中的摩尔分数为80%,即0.8 mol,丁醇和 (g)在含碳物质中的摩尔分数相同,均为10%,即0.1 mol,列三段式:
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γ 丁内酯(g)+2H2(g) HOCH2CH2CH2CH2OH(g)
起始(mol) 　　　1　　　 2　　　0
转化(mol) 0.9 1.8 0.9
平衡(mol) 0.1 0.1 0.8
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[素养提升练]
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10.向一容积不变的密闭容器中充入一定量A和B,发生如下反应:xA(g)+2B(s) yC(g)　ΔH<0。在一定条件下,容器中A、C的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题:
(1)用A的浓度变化表示该反应在0~10 min内的平均反应速率v(A)=　　 　。
(2)根据图像可确定x∶y=　　　　。
(3)0~10 min容器内压强　　　　(填“变大”“不变”
或“变小”)。
0.02 mol·L-1·min-1
1∶2
变大
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(4)推测第10 min引起曲线变化的反应条件可能是　　　　(填序号,下同);第16 min引起曲线变化的反应条件可能是　　　　。
①减压　②增大A的浓度　③增大C的量　④升温　⑤降温　⑥加催化剂
(5)若平衡Ⅰ的平衡常数为K1,平衡Ⅱ的平衡常数为K2,则K1　　　　(填“>”“=”或“<”)K2。
④⑥　
④
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　高温
CO2(g)+CH4(g)
2CO(g)+2H2(g) ΔH4=+247.2 kJ·mol-1
　>　
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(2)将反应物CO2与H2按体积比1∶4混合进行甲烷化反应,不同压强和温度对平衡产物的影响如图1所示(上图限定温度为300 ℃,下图限定压强为100 kPa)。纵坐标为体积分数。根据本研究课题的目的,结合图1分析,理论上可选择的压强和温度为_______　　　　(填标号),理由是_________________________________________________________　　　　　　　 　　　　　　　　　　　
。
A.200 ℃,100 kPa　 B.200 ℃、1 000 kPa
C.600 ℃、100 kPa D.600 ℃、1 000 kPa
由图可知,影响该反应转化率的因素为温度,而非压强,且温度越高,
A、B　
转化率、甲烷选择性降低
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(3)若n(CO2)∶n(H2)=1∶4,在恒温恒容反应器中进行甲烷化反应,平衡时CO2转化率为50%,甲烷和乙烷的选择性分别为50%和20%,平衡时压强为p,则反应④的平衡常数
Kp=　　 　(kPa)2(用含p的计算式表示)。
(4)已知CO也可发生甲烷化反应:⑤CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g)。CO2或CO甲烷化的速率经验方程为v=kp1p2,其中k为速率常数,p1、p2为反应物分压。已知k=Ae-Ea/RT,Ea为活化能,R为常数,T为热力学温度),CO2和CO甲烷化的速率常数与温度之间的关系如图2和图3所示。

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则反应的活化能Ea:①　　　　⑤(“>”“<”或“=”),分析依据是_____________________　　　　　　　　
　 。
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分析可知直线的斜率的绝对值表示活化能,则CO图像斜率的绝对值更大,活化能更大
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