2025屆高三化學一輪復習講義：化學平衡（二）

2025屆高三化學一輪專題復習講義(12)

專題三基本理論

3-5化學平衡(二)(1課時，共2課時)

【復習目標】

1.了解化學平衡常數(用的含義，能利用化學平衡常數進行相關計算。

2.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對化學平衡的影響，能用相關理論解釋其一般

規(guī)律。

3.了解化學平衡的調控在生活、生產和科學研究領域中的重要作用

【重點突破】

1.能運用平衡移動原理，解決生活中的相關問題，討論化學反應條件的選擇和優(yōu)化。綜合考慮

化學反應速率、原料利用率、設備要求、催化劑的活性等，控制合適的反應條件。

2.聯(lián)想外界條件的改變對化學反應速率和化學平衡的影響規(guī)律，根據圖像中表現的關系與所學

規(guī)律相對比，做出符合題目要求的判斷。能充分考查學生讀圖、提取信息、解決問題的能力。

【真題再現】

例1.(2023?江蘇卷)二氧化碳加氫制甲烷過程中的主要反應為

CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)△〃=T64.7kJ-moE

CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)Z\H=41.2kJ-moE

在密閉容器中，1.01X10-5pa、n?fe(CO2)：n起始(比)=1：4時，CCh平衡轉化率、在催化劑作用

下反應相同時間所測得的CO2實際轉化率隨溫度的變化如題13圖所示。CE的選擇性可表示為

理吟祟X100%。下列說法正確的是

”反應(CC)2)

A.反應2co(g)+2H2(g)=CC)2(g)+CH4(g)的熔變△H=-205.9kJ-mol」

B.CH4的平衡選擇性隨著溫度的升高而增加

C.用該催化劑催化二氧化碳反應的最佳溫度范圍約為480~530℃

D.450℃時，提高二弓%、的值或增大壓強,均能使CO2平衡轉化率達到X點的值

做始(C02)

解析：A項，由蓋斯定律可知反應2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)的焰變△H=-2X41.2

kJ-mol-1-164.7kJ-mol-^-247.1kJ-mol-1,錯誤；B項，CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2(Xg)為放熱

反應，升高溫度平衡逆向移動，CH4的含量降低，故CH4的平衡選擇性隨著溫度的升高而降低,

錯誤；C項，由圖可知，已知條件之下，該催化劑催化二氧化碳反應溫度范圍約為38OC時二氧

化碳轉化率最大，此時為最適溫度，溫度繼續(xù)增加，催化劑活性下降，錯誤；D項，450℃時，

〃起始(H2)

提高“起始(C02)的值可提高二氧化碳的平衡轉化率，增大壓強反應I平衡正向移動，可提高二氧

化碳的平衡轉化率，均能使C02平衡轉化率達到X點的值，D正確。

答案：D

例2.(2022?江蘇卷)乙醇-水催化重整可獲得H2。其主要反應為

C2H5OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g)AH=173.3kJ-moH

CO2(g)+H2(g)==CO(g)+H2O(g)△H=41.2kJ-moE

在1.0X105pa、〃始(C2H5OH)"始(七0)=1：3時，若僅考慮上述反應，平衡時CCh和CO

的選擇性及H2的產率隨溫度的變化如圖所示。

1

00

%80

60

、

楙40

世20

假

裝

鞋

煙

°0300400500600700

77℃

CO的選擇性=“生成(CO2)；/成(CO)X100%，下列說法正確的是

A.圖中曲線①表示平衡時H2產率隨溫度的變化

B.升高溫度，平衡時CO的選擇性增大

”(C2H5OH)

C.一定溫度下，增大?(H2O)可提高乙醇平衡轉化率

D.一定溫度下，加入CaO(s)或選用高效催化劑，均能提高平衡時H2產率

解析：根據已知反應①C2H50H(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g)△H=173.3kJ-mori,反應②CO2

1

(g)+H2(g)=CO(g)+H20(g)△H=41.2kJ-mol,且反應①的熱效應更大，溫度升高的時候對

反應①影響更大一些，即C02選擇性增大，同時C0的選擇性減小，根據C0的選擇性的定義

可知③代表C02的選擇性，①代表C0的選擇性，②代表H2的產率。A項，由分析可知②代表

濟的產率，錯誤；B項，由分析可知升高溫度，平衡時C0的選擇性減小，錯誤；C項，一定

溫度下，增大普*),可以認為開始時水蒸氣物質的量不變，增大乙醇物質的量，乙醇的平

n(H2O)

衡轉化率降低，錯誤；D項，加入CaO(s)與水反應放熱，且CaO吸收C02,促進反應①向正反

應方向進行，反應②向逆反應方向進行，對反應①影響較大，可以增大H2產率，或者選用對反

應①影響較大的高效催化劑，增加反應①的反應，減少反應②的發(fā)生，也可以增大H2產率，正

確。

答案：D

例3.(2021?江蘇卷)NH3與O?作用分別生成N2、NO,N2O的反應均為放熱反應。工業(yè)尾氣中的

NH3可通過催化氧化為N2除去。將一定比例的NH3、和N2的混合氣體以一定流速通過裝有

2”生成(Nz)

催化劑的反應管，NH3的轉化率、生成N2的選擇性［〃總轉化(NH3)X100%］與溫度的關系如圖所示。

N2

的

選

擇

率

％

下列說法正確的是

A.其他條件不變，升高溫度，NH3的平衡轉化率增大

B.其他條件不變，在175?300℃范圍，隨溫度的升高，出口處N2和氮氧化物的量均不斷增大

C.催化氧化除去尾氣中的NH3應選擇反應溫度高于250℃

D.高效除去尾氣中的NH3,需研發(fā)低溫下NH3轉化率高和N2選擇性高的催化劑

解析：A項，NH3與02作用分別生成N2、NO、N2O的反應均為放熱反應，根據勒夏特列原理，升

高溫度，平衡向逆反應方向進行，氨氣的平衡轉化率降低，錯誤；B項，根據圖像，在175?300℃

范圍，隨溫度的升高，用的選擇率降低，即產生氮氣的量減少，錯誤；C項，根據圖像，溫度

高于250CN2的選擇率降低，且氨氣的轉化率變化并不大，浪費能源，根據圖像，溫度應略小

于225℃,此時氨氣的轉化率、氮氣的選擇率較大，錯誤；D項，氮氣對環(huán)境無污染，氮的氧

化物污染環(huán)境，因此高效除去尾氣中的NH3,需研發(fā)低溫下N%轉化率高和N2選擇性高的催

化劑，正確。

答案：D

例題4.(2020?江蘇卷?不定項選擇題)CH4與CO2重整生成和CO的過程中主要發(fā)生下列反應

1

CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)△"=247.1kJ-moF

CO2(g)+H,(g)=CO(g)+H2O(g)AH=41.2kJmol-'

在恒壓、反應物起始物質的量比〃(CH4)：〃(CO2)=1：3條件下，CH4和CO2的平衡轉化率

隨溫度變化的曲線如圖所示。下列有關說法正確的是

A.升高溫度、增大壓強均有利于提高CH4的平衡轉化率

B.曲線B表示CH4的平衡轉化率隨溫度的變化

C.相同條件下，改用高效催化劑能使曲線A和曲線B相重疊

D.恒壓、800K、w(CH。：w(CO2)=l：1條件下，反應至CH4轉化率達到X點的值，改變除溫

度外的特定條件繼續(xù)反應，CH4轉化率能達到Y點的值

解析：A項，甲烷和二氧化碳反應是吸熱反應，升高溫度，平衡向吸熱反應即正向移動，甲烷轉化

率增大，甲烷和二氧化碳反應是體積增大的反應，增大壓強，平衡逆向移動，甲烷轉化率減小,

錯誤；B項，根據兩個反應得到總反應為CH4(g)+2CCh(g)=H2(g)+3CO(g)+H2O(g),加

入的CH4與CO2物質的量相等，CO2消耗量大于CH4,因此CO2的轉化率大于CH4,因此曲線

B表示CR的平衡轉化率隨溫度變化，正確；C項，使用高效催化劑，只能提高反應速率，但

不能改變平衡轉化率，錯誤；D項，800K時甲烷的轉化率為X點，可以通過改變二氧化碳的量

來提高甲烷的轉化率達到Y點的值，正確。

答案：BD

小結：恒容條件下反應物的轉化率=器占3100%=輻

【知能整合】

1.K值意義及影響因素

(1)K值越大，反應物的轉化率越大，正反應進行的程度越大。

(2)K只受溫度影響,與反應物或生成物的濃度變化無關。

(3)化學平衡常數是指某一具體反應的平衡常數。

2.K值應用

(1)判斷可逆反應進行的程度。

(2)判斷反應是否達到平衡或向何方向進行。

對于化學反應aA(g)+bB(g)—±cC(g)+c/D(g)的任意狀態(tài)，濃度商：。圖。

Q<K,反應向亞反應方向進行；

Q=K,反應處于平衡狀態(tài);

Q>K,反應向逆反應方向進行。

(3)判斷可逆反應的熱效應

----------值*太正反應為曝熱反應

I升高程度!~

11一」「大值減小--正反應力放熱反應

----------L*瞌增大-------正反應為放然反囹

|降低溫度)~

I--JI—.A?電?小---?正反它為吸熱反皮

3.掌握四個公式

(1)恒容條件下反應物的轉化率=輻|/100%=々|象X100%。

(2)生成物的產率：實際產量(指生成物)占理論產量的百分數。一般來講，轉化率越大，原

實際產量

料利用率越高，產率越大。產率=理論產量X100%。

平衡量

(3)平衡時混合物組分的百分含量=平衡時各物質的總量X100%。

“、一、八八—r八皿某組分的物質的量,

(4)某一且分的體根分數-混合氣體總的物質的量Xn1n0n/%。

計算技巧

第一步根據“三段式”法計算平衡體系中各物質的物質的量或物質的量濃度

第二步計算各氣體組分的物質的量分數或體積分數

根據分壓計算公式求出各氣體物質的分壓，某氣體的分壓=氣體總壓

第三步

強X該氣體的體積分數(或物質的量分數)

第四步根據平衡常數計算公式代入計算

4.分析化學平衡移動問題的注意事項

(1)平衡移動的結果只是減弱了外界條件的變化，而不能消除外界條件的變化。

(2)不要把v正增大與平衡向正反應方向移動等同起來，只有丫正＞丫逆時，才使平衡向正反應

方向移動。

(3)同等程度地改變反應混合物中各物質的濃度時，應視為壓強的影響。

(4)對于縮小體積增大壓強，不管是否移動，各成分的濃度均增大，但增大的倍數可能不同

也可能相同。

解答化學平衡移動類判斷題的思維過程

關注特盧」容器特點恒溫恒容’恒溫恒壓］一

分析條件(濃度、溫度、壓強

「反應特點物質狀態(tài)，是否為0,△”的正負」

等)一＞想原理(平衡移動原理)一＞綜合判斷得結論。

5.等效平衡的含義

在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下，同一可逆反應體系，不管是從正反應開始，還是從逆反

應開始，還是正、逆反應同時投料，達到化學平衡狀態(tài)時，任何相同組分的百分含量(質量分數、物

質的量分數、體積分數等)均相同。

等效平衡的判斷方法

(1)恒溫恒容條件下反應前后體積改變的反應

判斷方法：極值等量即等效。

例如:

2SO2(g)+O2(g).?2SO3(g)

①2mol1mol0

②002mol

③0.5mol0.25mol1.5mol

④amolbmolcmol

上述①②③三種配比，按化學方程式的化學計量關系均轉化為反應物，則SO2均為2mol,O2

均為1mol,三者建立的平衡狀態(tài)完全相同。④中a、氏c三者的關系滿足：c+a=2,1+&=1,即

與上述平衡等效。

(2)恒溫恒壓條件下反應前后體積改變的反應

判斷方法：極值等比即等效。

例

：

①2SO2(g)+O2(g)--2SO3(g)

②2mol3mol0

③1mol3.5mol2mol

amolbmolcmol

按化學方程式的化學計量數關系均轉化為反應物，則①②中寫罷故互為等效平衡。③中

雙。2)3

a、氏c三者關系滿足：*即與①②平衡等效。

(3)恒溫條件下反應前后體積不變的反應

判斷方法：無論是恒溫恒容，還是恒溫恒壓，只要極值等比即等效，因為壓強改變對該類

反應的化學平衡無影響。

例如:H2(g)+[2(g)l*2HI(g)

?1mol1mol0

②2mol2mol1mol

③amolbmolcmol

①②兩種情況下，n(H2)：n(I2)=l：1,故互為等效平衡。

③中a、b、c三者關系滿足&+,:&+力=1：1或a：6=1：1,c>0,即與①②平衡等

效。

6.虛擬“中間態(tài)”法構建等效平衡

(1)構建恒溫恒容平衡思維模式

新平衡狀態(tài)可認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成，相當于增大壓強。

起蛤平街

(2)構建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質的量增加的反應為例，見圖示)

新平衡狀態(tài)可以認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加，壓強不變，平衡不移動。

回a.扁

0~~-(EIHT—2

7.識圖技巧：

首先要看清縱軸、橫軸表示的物理量，結合反應特點和平衡移動原理，根據題中變化量與

反應速率、濃度、轉化率等物理量之間的變化關系，在圖像中補充曲線，一定要注意“起點、

拐點、變化趨勢、終點”。分析反應由開始(起始物質相同時)達到平衡所用時間的長短可推知

反應條件的變化。

①若為溫度變化引起，溫度較高時，反應達平衡所需時間短。

②若為壓強變化引起，壓強較大時，反應達平衡所需時間短。

③若為是否使用催化劑，使用適宜催化劑時，反應達平衡所需時間短。

幾種特殊圖像：

①對于化學反應機A(g)+〃B(g>-，pC(g)+qD(g),M點前，表示從反應物開始，vE>Va；

M點為剛達到平衡點(如下圖)；M點后為平衡受溫度的影響情況，即升溫，A的百分

含量增加或C的百分含量減少，平衡左移，故正反應A8<0。

②對于化學反應mA(g)+”B(g)L，pC(g)+qD(g),L線上所有的點都是平衡點(如下圖)。

L線的左上方(E點)，A的百分含量大于此壓強時平衡體系的A的百分含量，所以，E點

ViE>V?；則L線的右下方(F點)，V1E<Vi￡o

【體系再構】

【隨堂反饋】

基礎訓練

1.反應SiC14(g)+2H2(g)更壑Si(s)+4HCl(g)可用于純硅的制備。下列有關該反應的說法正確的是

A.該反應的AS<0

.4(HC1)

B.該反應的平衡常數KnaSiCLOXc^H?)

C.高溫下反應每生成1molSi需消耗2X22.4LH2

D.用E表示鍵能，該反應A”=4E(Si—C1)+2E(H—H)-4E(H—C1)

2.對于反應N2(g)+3H2(g).-2NH3(g),下列說法正確的是

A.該反應的A8>0、AS<0

B,將氨氣及時液化分離可加快化學反應速率

C.當2V正(氏)=3丫逆(N%)時，反應達到平衡狀態(tài)

D.提高體系的壓強可增大反應的化學平衡常數

3.在300mL的密閉容器中，放入饃粉并充入一定量的CO氣體，一定條件下發(fā)生反應：Ni(s)+

4C0(g).一Ni(CO)4(g),已知該反應的平衡常數與溫度的關系如下表所示。下列說法不正確的是

溫度/℃2580230

平衡常數5xl0421.9x10-5

A.上述生成Ni(CO)4(g)的反應為放熱反應

B.25℃時反應Ni(CO)4(g)--Ni(s)+4CO(g)的平衡常數為2x10-

C.在80℃時,測得某時刻，Ni(CO)4、CO的濃度均為0.5mol/L,則此時vQv逆

D.80℃達到平衡時，測得”(CO)=0.3mol,則Ni(CO)4的平衡濃度為2moi/L

4.通過反應I：4HCl(g)+O2(g)===2C12(g)+2H2O(g)可將有機氯化工業(yè)的副產品HC1轉化為Cl2o在

n(HC1)

0.2MPa、反應物起始物質的量比〃(C)2)=2條件下，不同溫度時HC1平衡轉化率如題圖所示。向

反應體系中加入CuCb,能加快反位速率。

1

反應II：2CuCl2(s)+O2(g)=2CuO(s)+2Cl2(g)AW=125.6kJ-mol

1

反應III：CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g)AH=-120.0kJ-mol-

下列說法正確的是

100300500700900

反應溫度/C

A.反應I的△H=5.6kJ-mol"

B.升高溫度和增大壓強均能提高反應I中HC1的平衡轉化率

C.保持其他條件不變，500℃時，使用CuCL,能使HC1轉化率從X點的值升至Y點的值

n(HC1)

D.在0.2MPa、500℃條件下，若起始“(Ch)<2,HC1的轉化率可能達到Y點的值

拓展訓練

5.某研究小組以Ag—ZSM為催化劑，在容積為1L的容器中，相同時間下測得0.1molNO轉化為

N2的轉化率隨溫度變化如圖所示[無CO時的反應為2NO(g)-*N2(g)+O2(g)；有CO時的反應

為2co(g)+2NO(g)-*2CO2(g)+N2(g)]o下列說法正確的是

1

00

80

興60

諭

340

20

髀

O

M

5006007008009001000

溫度/K

A.反應2NO(g)w-N2(g)+O2(g)的A”〉。

n(CO)

B.達到平衡后，其他條件不變，使CO轉化率下降

C.X點可以通過更換高效催化劑提高NO平衡轉化率

D.Y點再通入CO、用各0.0111101,此時v正(CO)<v逆(CO)

6.乙醇催化脫氫：CH3cH20H(g)-*CH3CHO(g)+H2(g)o已知：CH3cH。的選擇性

n(CH3CHO)

=快化(CH3cH2OH)X100%；乙醇在高溫下會發(fā)生催化裂解，從而降低乙醛的選擇性。在Cu系

催化劑作用下反應溫度對乙醇催化脫氫反應影響的關系如圖。下列說法正確的是

100100

8o9o

%-1

_

/

6oL8o

W-

菌

_

4o-_7o

7_

1

2O-6O

220240260280300

反應溫度/七

A.該條件下的最佳反應溫度為220℃

B.240℃時，CH3cH。的產率為32.55%

C.由圖可推知，乙醇脫氫反應的活化能高于乙醇裂解的活化能

D.升高溫度和增大壓強均能提高催化脫氫反應中乙醇的平衡轉化率

7.通常合成甲醇的主要反應為CO(g)+2H2(g)-CH30H(g),起始時容器中只有〃mol.L"CO和Z?

1

mol.LH2,平衡時測得混合氣體中CH30H的物質的量分數［(p(CH3OH)］與溫度(7)、壓強⑦)之間

的關系如圖所示。

m—

—%

(1)壓強為pi,溫度為Ti和芥時對應的平衡常數分別為Ki、&,則KK2(填“>”

或"=")；若恒溫(7i)恒容條件下，起始時〃=2、b=4,測得平衡時混合氣體的壓強

為pikPa(如圖所示)，則Ti時該反應的壓強平衡常數Kp=0(用平衡分壓代替

平衡濃度計算，分壓=總壓x物質的量分數，用含pi的代數式表示)

(2)若在溫度為Ti、壓強為pi的條件下向密閉容器中加入等物質的量的CO、H2、CH30H氣

體，則反應開始時v(COHv(CO)逆(填”或“無法確定”)。

(3)若恒溫恒容條件下，起始時a=l、6=2,則下列敘述能說明反應達到化學平衡狀態(tài)的是

A.混合氣體的密度不再隨時間的變化而變化

B.混合氣體的平均摩爾質量不再隨時間的變化而變化

C.CO,H2的物質的量濃度之比為1：2,且不再隨時間的變化而變化

D.若將容器改為絕熱恒容容器時，平衡常數K不隨時間變化而變化

8.CH4—CO2重整能獲得氫能，同時能高效轉化溫室氣體。

(1)CH4—CO2重整反應的熱化學方程式為

反應I：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)AHj

1

反應II：H2(g)+CO2(g)5^-CO(g)+H2O(g)AH2=+41kJ-mol

1

反應III：CHKg),*C(s)+2H2(g)+75kJ-mol

5

1.01xl0Pa下，將n起始(82)：n^(CH4)=1：1的混合氣體置于密閉容器中，不同溫度下

重整體系中，平衡時各組分的物質的量分數如圖1所示。

①CHLCO2重整的主反應為(填“反應1”“反應II”或“反應III")，判斷的理由是

②450?750℃時，平衡體系中CH4物質的量分數比CO2略大的原因是

6o

5oO.10

4o

w

3o

ff運l

2o

敦.08

Io誨.06

(()4

O()2

5006007008009001000500600700800

溫度代溫度/七

圖1圖2

（2）CH4—CO2重整過程中的積碳是反應催化劑失活的主要原因。積碳反應除反應III外，還發(fā)

1

生反應IV：2co（g）--C（s）+CO2（g）AH4=-172kJ.mol,積碳反應能迅速到達平衡

狀態(tài)。

CH4—CO2重整反應中1g催化劑上產生的積碳的質量與溫度的關系如圖2所示。

①AHi=________kJ-mol1o

②溫度低于700℃時，積碳的質量隨溫度的升高而增多的原因是o

（3）在催化劑a和催化劑b分別作用下，CH4—CO2重整反應相同時間，控制其他條件相同，

催化劑表面均產生積碳。對附著積碳的催化劑a和催化劑b在空氣中加熱以除去積碳（該

過程催化劑不發(fā)生反應），固體的質量變化如圖3所示。則重整反應中能保持較長時間催化

活性的是（填“催化劑a”或“催化劑b”），判斷的理由是。

【隨堂反饋】答案

1.B2.C3.C4.D5.B6.B

25,

7.（1）>麗kPa”（單位不要求）

（2）>（3）BD

8.（1）①反應I田0的物質的量分數非常?、诜磻狧消耗CO2的量大于反應III消耗CH4的量

（2）①+247②溫度低于700C時，溫度升高有利于反應III進行，不利于反應IV進行，且溫度對

反應III的影響大于對反應IV的影響

（3）催化劑b剩余固體的質量與原始固體質量的比值越大，說明催化劑表面的積碳質量越小，

催化活性保持時間就越長，催化劑b的剩余固體的質量與原始固體質量的比值大于催化劑a

【課后作業(yè)】

1.已知：2cH3coeH3（l）f化劑.CH3coeH2coH（CH3）2（D。取等量CH3coeH3分另U在0℃和20℃

下反應，測得其轉化率（a）隨時間⑺變化的曲線如圖所示。下列說法正確的是

A.曲線II表示20℃時的轉化反應

B.升高溫度能提高反應物的平衡轉化率

C.在a點時，曲線I和曲線H表示反應的化學平衡常數相等

D.化學反應速率的大小順序為d>b>c

2.一定條件下，反應2NH3（g）=~N2（g）+3H2（g）AH>0,達到平衡時N2的體積分數與溫度、壓強

的關系如圖所示。下列說法正確的是

1<KIJQ>

A.壓強：PI>P2

B.b、c兩點對應的平衡常數：KGKb

C.a點：2VIE(NH3)=3V逆(H?)

D.a點：NH3的轉化率為g

3.用ZSM-5分子篩催化1-丁烯裂解制丙烯的反應體系中，主要發(fā)生的反應如下：

1

反應I：3C4H8(g)=4C3H6(g)NH=+579kJ-mol-

反應II：C4H8(g)=2C2H4(g)AH=+283kJ-mol1

已知催化劑ZSM—5分子篩的篩孔孔徑越小，越有利于生成碳原子數少的產物。在0.5MPa下,

上述體系平衡時丁烯、丙烯、乙烯的質量分數與溫度的關系如圖所示。下列說法正確的是

A.圖中曲線X表示丁烯的質量分數隨溫度的變化

B.在0.5MPa下，該工藝選擇的適宜溫度為300℃

C.C4H8(g)+C2H4(g)=2C3H6(g)的AZ/=+296kJmoll

D.高于500°C,丙烯質量分數降低可能是因為裂解產生的碳顆粒附著在ZSM—5分子篩的篩

孔上所致

4.一種捕獲并資源化利用CO2的方法是將CO2催化加氫合成CH30cH3,其過程中主要發(fā)生如下反

應：

1

I：2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)NH\=—122.5kJ-mol

II：CO2(g)+H2(g)^=CO(g)+H2O(g)NHz=+41.2kJ-mol1

向恒壓密閉容器中充入1mol82和3molH2,CO2的平衡轉化率和平衡時CH3OCH3的選擇性

CH30cH3的選擇性="三*100%］隨溫度的變化如圖所示。下列說法錯誤的是

L”(反應的co2)」

1

A.2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)AH=-204.9kJ-mol-

B.由圖可知，210℃時以反應I為主，300℃時，以反應II為主

C,增大反應體系壓強，CH30cH3選擇性增大

1

D.反應狀態(tài)達A點時，容器中”(CH30cH3)為而mol

5.諾貝爾獎得主GeorgeA.Olah提出的“甲醇經濟”是指利用工業(yè)廢氣或大氣捕獲的CCh制備甲醇,

以減輕人類對化石燃料的依賴。該過程發(fā)生的主要反應如下：

1

?CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)AHi=-49.4kJ-mol-

@CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)AH2

1

(3)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)Aft=-90.5kJ-moF

在4.0MPa條件下，將"(Hz)：”(CO2)為3：1的混合氣體以一定流速通過裝有Cu基催化劑

的反應管，在出口處測得CCh轉化率、CH30H產率件質也叫X100%與溫度的關系如圖所

LnSft(CO2)」

示。下列說法不正確的是

A.反應②的A%>0、AS>0

B.曲線a表示CCh轉化率隨溫度的變化

C.測得圖中A點數據時，上述反應恰好處于平衡狀態(tài)

D.不同溫度時，出口處各氣體物質的量均滿足關系：

W(H2)+W(H2O)=3M(CO2)+3〃(CO)+M(CH3OH)

6.我國力爭于2030年前做到碳達峰，2060年前實現碳中和。資源化利用碳氧化合物能有效減少CO2

排放，實現自然界中的碳循環(huán)。

(1)以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應如下：

1

I.CO2(g)+C2H6(g)=C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)NH=+177kJ-mol(主反應)

II.C2H6(g)=CH4(g)+H2(g)+C(s)NH=+9kJ-mol"(副反應)

反應I的反應歷程可分為如下兩步：

i.C2H6(g)^C2H4(g)+H2(g)

1

ii.H2(g)+CO2(g)=H2O(g)+CO(g)NH2=+41kJ-mol

=o

②相比于提高c(C2H6),提高C(CO2)對反應I速率影響更大，原因是=

③O.IMPa時，向一恒容密閉容器中充入物質的量之比為2：1的C02(g)和C2H6(g),反應物

轉化率與反應溫度的關系如圖1所示。在800℃,C2H4(g)的選擇性［上陪臉x100%］為

反應［C2H6(g)］

00

80

%

/60

^0

34

x0

圻2

720740760780800820

反應溫度/七

圖1

(2)CO2可制甲烷化，CO2可制甲烷化過程中，CO2活化的可能途徑如圖2所示。CO是CO2

活化的優(yōu)勢中間體，可能的原因是o

1.0

0.55

0.5M0.04

0.0COJ+2H*\HCOO?+H*

-0.5\-0.82

-1.0CO*+O*+2H*

反應進程

圖2

(3)CO2可用CaO吸收，發(fā)生反應：CaO(s)+CO2(g)-CaCO3(s)。在不同溫度下，達到平

衡時體系中CO2的物質的量濃度與溫度的關系如圖3所示。900℃下的c(CO2)遠大于800℃

下的C(CO2),其原因是