專(zhuān)題15平衡原理綜合應(yīng)用TOC\o"1-5"\h\z(2020全國(guó)卷11,14分)天然氣的主要成分為CH,一般還含有CH等烴類(lèi)，是重要的燃料和4 2 6化工原料。乙烷在一定條件可發(fā)生如下反應(yīng):CH(g)^=CH(g)+H(g)AH,相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)6 24 2 1據(jù)如表所示:物質(zhì) C2H6(g)C2H4(g)H2(g)燃燒熱-1560-1411 -286AH/(kJ?mol-i)AH二 kJ?mol-i。提高該反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的方法有 、 。容器中通入等物質(zhì)的量的乙烷和氫氣，在等壓下(p)發(fā)生上述反應(yīng)，乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率為a。反應(yīng)的平衡常數(shù)K= (用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓=總壓X物質(zhì)的量分P數(shù))。⑵高溫下，甲烷生成乙烷的反應(yīng)如下：2CH一CH+H。反應(yīng)在初期階段的速率方程為r=4 26 2卜x ，其中k為反應(yīng)速率常數(shù)。設(shè)反應(yīng)開(kāi)始時(shí)的反應(yīng)速率為ri，甲烷的轉(zhuǎn)化率為a時(shí)的反應(yīng)速率為已，則已=彳'2對(duì)于處于初期階段的該反應(yīng)，下列說(shuō)法正確的是 。增加甲烷濃度,r增大增加H2濃度,r增大乙烷的生成速率逐漸增大降低反應(yīng)溫度,k減小(3)CH和CO都是比較穩(wěn)定的分子，科學(xué)家利用電化學(xué)裝置實(shí)現(xiàn)兩種分子的耦合轉(zhuǎn)化,其原理42如圖所示:TOC\o"1-5"\h\z陰極上的反應(yīng)式為 。若生成的乙烯和乙烷的體積比為2:1,則消耗的CH和CO體積比為 。4 2肌IUhl(1)①137(2分)②升高溫度(1分)減小壓強(qiáng)(增大體積)(1分)③ '■Xp(2分)(2)①1-a(2分)②AD(2分)⑶①CO2+2e=CO+O2-(2分)②6:5(2分)【解析】本題考查化學(xué)反應(yīng)與能量變化、化學(xué)平衡和電化學(xué)等化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)的綜合應(yīng)用,考查的核心素養(yǎng)是變化觀(guān)念與平衡思想。(1)①根據(jù)題表中數(shù)據(jù)信息可寫(xiě)出熱化學(xué)方程式(i)CH(g)+70(g)—2C0(g)+3H0(l) AH=-1560kJ?mol-1、(ii)CH(g)+3O(g)=TOC\o"1-5"\h\z26 2 2 2 2 24 22C0(g)+2H0(l) AH=-1411kJ?mol-1、(iii)H(g)+iO(g)—HO⑴ AH=-286kJ?mol-1,2 2 2 22 2根據(jù)蓋斯定律，由(i)-(ii)-(iii)得CH(g)^CH(g)+H(g)AH=137kJ?mol-1。②由于2 6 24 2 1該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)、且為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，因此可通過(guò)升高溫度、減小體系壓強(qiáng)等提

高該反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率。③設(shè)起始時(shí)C2H6和H2的物質(zhì)的量均為1mol,列出三段式:C2高該反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率。③設(shè)起始時(shí)C2H6和H2的物質(zhì)的量均為1mol,列出三段式:C2H4(g)+H2(g)240a起始量/mol轉(zhuǎn)化量/mol平衡量/molC2H6（g）1a1-a1+a平衡時(shí)CH、CH26 24H對(duì)應(yīng)的分壓分別為平衡時(shí)CH、CH26 242 p⑵當(dāng)SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為7.5%,10.5%和82%時(shí)，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強(qiáng)下,SO2平衡轉(zhuǎn)化率a隨溫度的變化如圖(b)所示。反應(yīng)在5.0MPa、550°C時(shí)的a= ，判斷的依據(jù)是 °影響a的因素有 °⑶將組成(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))為2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%%(g)的氣體通入反應(yīng)器,在溫度t、壓強(qiáng)P條件下進(jìn)行反應(yīng)。平衡時(shí)，若—w ^24cf)(I-ci)"— o⑵①設(shè)反應(yīng)初始時(shí)嘰—w ^24cf)(I-ci)"— o⑵①設(shè)反應(yīng)初始時(shí)嘰=amol?L-i,根據(jù)初期階段的速率方程可知r=ka,題給反應(yīng)反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變，當(dāng)CH的轉(zhuǎn)化率為a時(shí),=(1-a)amol?L-i,14則此時(shí)r=(1-a)r°②由r=kX"可知,CH的濃度越大，反應(yīng)速率r越大,A項(xiàng)正確;增加H 1 4 2(以分壓表示，分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))° 濃度,CH的濃度減小或不變，貝扛減小或不變,B項(xiàng)錯(cuò)誤;隨著反應(yīng)的進(jìn)行,CH的濃度逐漸減小,44則反應(yīng)速率逐漸減小,C項(xiàng)錯(cuò)誤;降低溫度，該反應(yīng)進(jìn)行非常緩慢甚至停止，即k也隨著減小,D濃度,CH的濃度減小或不變，貝扛減小或不變,B項(xiàng)錯(cuò)誤;隨著反應(yīng)的進(jìn)行,CH的濃度逐漸減小,44則反應(yīng)速率逐漸減小,C項(xiàng)錯(cuò)誤;降低溫度，該反應(yīng)進(jìn)行非常緩慢甚至停止，即k也隨著減小,D項(xiàng)正確。(3)①結(jié)合圖示可知CO2在陰極上發(fā)生還原反應(yīng)生成CO,即陰極上的反應(yīng)式為C02+2e-=CO+O2-°②設(shè)生成C2H4和C2H6的物質(zhì)的量分別為2mol和1mol,則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為4X2mol+1X2mol=10mol,根據(jù)碳原子守恒,可知反應(yīng)的CH為6mol;由CO—CO轉(zhuǎn)移42mol電子,需消耗5molCO,則反應(yīng)中消耗CH和CO的體積比為6：5。2 4 2(2020全國(guó)卷I,14分)硫酸是一種重要的基本化工產(chǎn)品。接觸法制硫酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序“ 覘催化劑是SO2的催化氧化:SO2(g)+lO2(g) SO3(g) AH=-98kJ?mol-1°回答下列問(wèn)題：⑴釩催化劑參與反應(yīng)的能量變化如圖(a)所示,VO(s)與SO(g)反應(yīng)生成VOSO(s)和VO(s)25 2 4 24袒號(hào)一1)(1-曲)(4)研究表明,SO2催化氧化的反應(yīng)速率方程為丫二氏 °式中:k為反應(yīng)速率常數(shù),隨溫度t升高而增大；a為SO2平衡轉(zhuǎn)化率，a'為某時(shí)刻SO2轉(zhuǎn)化率,n為常數(shù)。在a'=0.90時(shí),將一系列溫度下的k、a2值代入上述速率方程，得到v~t曲線(xiàn)，如圖(c)所示。

TOC\o"1-5"\h\z曲線(xiàn)上v最大值所對(duì)應(yīng)溫度稱(chēng)為該a'下反應(yīng)的最適宜溫度t°t〈t時(shí),v逐漸提高;t〉t后,vm m m逐漸下降。原因是 O(每空2分)(l)2V0(s)+2S0(g)=2V0S0(s)+VO(s)AH=-351kj?mol-i(2)0.97525 2 4 24該反應(yīng)氣體分子數(shù)減少，增大壓強(qiáng)，a提高。5.0MPa〉2.5MPa=￡,所以Pi=5.0MPa溫度、壓強(qiáng)和反應(yīng)物的起始濃度(組成)強(qiáng)和反應(yīng)物的起始濃度(組成)(3)(4)升高溫度,k增大使v逐漸提高，但a降低使v逐漸下降。t〈t時(shí),k增大對(duì)v的提高大于ma引起的降低;t〉t后,k增大對(duì)v的提高小于a引起的降低mTOC\o"1-5"\h\z【解析】本題考查熱化學(xué)方程式、化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡等知識(shí)，考查的化學(xué)核心素養(yǎng)是變化觀(guān)念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知等。(1)根據(jù)題圖(a)知,V0(s)+SO(g)—24 3V0(s)+SO(g)AH=-24kJ?mol-1①，V0(s)+2S0(g)—2V0S0(s)AH=-39925 2 2 24 3 4 1kJ?mol-1②。根據(jù)蓋斯定律，由②-①X2得：2V0(s)+2S0(g)——2V0S0(s)+V0(s)25 2 4 24AH=(-399+48)kJ?mol-1=-351kJ?mol-1。(2)由題給反應(yīng)式知,該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，其他條件一定時(shí)，增大壓強(qiáng),S02平衡轉(zhuǎn)化率增大，故P1=5.0MPao結(jié)合題圖(b)知5.0MPa、550°C時(shí)對(duì)應(yīng)的S02平衡轉(zhuǎn)化率為0.975。影響平衡轉(zhuǎn)化率的因素有:溫度、壓強(qiáng)、反應(yīng)物的起始濃度等。(3)設(shè)通入的S02、02和％共100mol,利用三段式法進(jìn)行計(jì)算：S0(g)+i0(g)「F(g)mol,則2mol,則起始量/mol2mm轉(zhuǎn)化量/mol2mama平衡量/mol2m-2mam-ma平衡時(shí)氣體的總02ma2ma物質(zhì)的量為(3m+q-ma)p(S0)=pX(2m-2ma)/(3m+q-ma),p(o)=pX(m-ma)/(3m+q-ma),p(S0)=pX2ma/(3m+q-TOC\o"1-5"\h\z2 2 3p〔倫)〔I一廿I?珥一ma),因3m+q=100,K= ，代入計(jì)算得p(S0)= 、K= '? 。p 3 p(4)升高溫度，反應(yīng)速率常數(shù)k增大，反應(yīng)速率v提高，但a降低使反應(yīng)速率逐漸下降。t〈tm時(shí),k增大對(duì)v的提高大于a引起的降低;t〉t后,k增大對(duì)v的提高小于a引起的降低。m(2020浙江1月選考,10分)研究N0之間的轉(zhuǎn)化具有重要意義。x已知:N0(g)―2N0(g)AH>0TOC\o"1-5"\h\z24 2將一定量N0氣體充入恒容的密閉容器中，控制反應(yīng)溫度為T(mén)o241下列可以作為反應(yīng)達(dá)到平衡的判據(jù)是 o氣體的壓強(qiáng)不變B.v^(N0)=2v,(N0)C.K不變D.容器內(nèi)氣體的密度不變E.容器正24 逆2內(nèi)顏色不變t時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡，混合氣體平衡總壓強(qiáng)為P,N0氣體的平衡轉(zhuǎn)化率為75%,則反應(yīng)1 24N0(g)_2N0(g)的平衡常數(shù)K= ［對(duì)于氣相反應(yīng)，用某組分B的平衡壓強(qiáng)p(B)代替24 2 p'

物質(zhì)的量濃度c(B)也可表示平衡常數(shù)，記作K,如p(B)=p?x(B),p為平衡總壓強(qiáng),x(B)為平

p衡系統(tǒng)中B的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)］。反應(yīng)溫度為1時(shí)工(％04)隨t(時(shí)間)變化曲線(xiàn)如圖1,畫(huà)出0飛時(shí)段,c(NO2)隨t變化曲線(xiàn)。保持其他條件不變，改變反應(yīng)溫度為T(mén)2(T2>T1),再次畫(huà)出0~t2時(shí)段,c(NO2)隨t變化趨勢(shì)的曲線(xiàn)。NO氧化反應(yīng):2N0(g)+02(g)^』2N02(g)分兩步進(jìn)行，其反應(yīng)過(guò)程能量變化示意圖如圖2。2N0(g) NO(g)AHNO(g)+0(g) 2N0(g)AH22222決定NO氧化反應(yīng)速率的步驟是 (填“I”或“II”)。在恒容的密閉容器中充入一定量的NO和02氣體，保持其他條件不變，控制反應(yīng)溫度分別為T(mén)和T(T>T),測(cè)得c(NO)隨t(時(shí)間)的變化曲線(xiàn)如圖3。4 4 3轉(zhuǎn)化相同量的NO,在溫度 (填“T”或“T”)下消耗的時(shí)間較長(zhǎng)，試結(jié)合反應(yīng)過(guò)程3 4能量 圖 ( 圖 2) 分析其原因 ⑵①11(1分)②T(1分)AH<0,溫度升高，反應(yīng)I平衡逆移,c(NO)減小;濃度降低的影

4122響大于溫度對(duì)反應(yīng)II速率的影響(2分)【解析】本題以NO之間的相互轉(zhuǎn)化為背景考查化學(xué)平衡的判斷，平衡常數(shù)的計(jì)算,圖像的X繪制,反應(yīng)條件的分析等。⑴①2v正(NO)=v逆(NO)才能作為判斷反應(yīng)達(dá)到平衡的依據(jù),B項(xiàng)正24逆2錯(cuò)誤;反應(yīng)溫度不變,K不變，故恒溫下K不變不能作為判斷反應(yīng)達(dá)到平衡的依據(jù),C項(xiàng)錯(cuò)誤;

反應(yīng)前后全是氣體,氣體總質(zhì)量不變,容器體積不變,故容器內(nèi)氣體的密度始終保持不變,氣體的密度不變不能作為判斷反應(yīng)達(dá)到平衡的依據(jù),D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選AE。②設(shè)初始NO的物質(zhì)24TOC\o"1-5"\h\z的量為1mol,達(dá)到平衡時(shí)NO的平衡轉(zhuǎn)化率為75%，則平衡體系中n(NO)=O.2524 24mol,n(NO)=1.5mol,故x(NO)=￡x(NO)=6，則K= =%p。③由于NO是生成物,根據(jù)熱2 24 7 2 7 p 7 2化學(xué)方程式中的系數(shù)、NO的初始濃度和達(dá)到平衡時(shí)的濃度可以計(jì)算出平衡時(shí)NO的濃度，據(jù)24 2此作圖;當(dāng)溫度升高至T2,反應(yīng)速率加快，達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，且由于反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故溫度升高，平衡正向移動(dòng),No2的平衡濃度增大，但反應(yīng)不可能進(jìn)行到底,平衡時(shí)c(NO2)小于0.08mol?L-1,據(jù)此作圖。(2)①根據(jù)反應(yīng)過(guò)程能量變化示意圖可知，反應(yīng)I的活化能較低，速率較快;反應(yīng)II的活化能較高，速率較慢。故決定NO氧化反應(yīng)速率的步驟是反應(yīng)II。②由題圖3可知，當(dāng)消耗相同量的NO時(shí),溫度為T(mén)時(shí)消耗的時(shí)間更長(zhǎng)。由題圖2可知，反應(yīng)I和II均為4放熱反應(yīng),但反應(yīng)I的活化能較低，外界條件變化后能迅速達(dá)到平衡，溫度升高，反應(yīng)I平衡逆移,c(N2O2)減小;而反應(yīng)II活化能較高，反應(yīng)速率慢,c(N2O2)減小對(duì)反應(yīng)II速率的影響大于溫度升高的影響。(2020全國(guó)卷111,14分)二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)CO催化加氫生成乙烯和水的反應(yīng)中,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比n(CH):n(HO)= 。當(dāng)4反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),若增大壓強(qiáng)，則n(CH) (填“變大”“變小”或“不變”)。4⑵理論計(jì)算表明，原料初始組成n(匹):n(H2)=1:3,在體系壓強(qiáng)為0.1MPa,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，四種組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x隨溫度T的變化如圖所示。圖中，表示CH、CO變化的曲線(xiàn)分別是 、 。CO催化加氫合成CH反應(yīng)的2 2 24AH 0(填“大于”或“小于”)。根據(jù)圖中點(diǎn)A(440K,0.39),計(jì)算該溫度時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)K= (MPa)-3(列出計(jì)算P式。以分壓表示，分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。C3H8、C3H8、C4H8等低碳烴。一定溫36度和壓強(qiáng)條件下，為了提高反應(yīng)速率和乙烯選擇性，應(yīng)當(dāng)4.(每空2分)(1)1：4變大(2)dc小于 (3)9X亠或』22^峑X-L等(4)選擇合4 0.0393 0.396x(°：39)2 0.13適催化劑等【解析】本題考查化學(xué)平衡、反應(yīng)熱等知識(shí)，考查的化學(xué)核心素養(yǎng)是變化觀(guān)念與平衡思想。(1)由題意知二氧化碳與氫氣反應(yīng)生成乙烯和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CO+6H=CH=222

CH2+4H2O,n(C2H4):n(H20)=1：4;此反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的方向(正反應(yīng)方向)移動(dòng),n(C2H4)變大。(2)反應(yīng)方程式中CO2和H2的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1:3,開(kāi)始時(shí)加入的n(CO2):n(H2)=1:3,則平衡時(shí)n(CO2):n(H2)也應(yīng)為1：3,n(CH):n(HO)應(yīng)為1：4,由題圖可知曲線(xiàn)a表示H變化，曲線(xiàn)b表示HO變化,曲線(xiàn)c24 2 2 2表示CO變化，曲線(xiàn)d表示CH變化，隨溫度升高，平衡時(shí)CH和H0的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)逐漸減2 24 24 2小,h2和C02的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)逐漸增加,說(shuō)明升高溫度平衡逆向移動(dòng)，根據(jù)升高溫度平衡向吸熱的方向移動(dòng)，知正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，AH小于0。(3)在440K時(shí)，氫氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.39,H20的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)也為0.39，根據(jù)平衡時(shí)n(CO):n(H2)=1：3，知C02的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.39/3，根據(jù)平衡時(shí)n(CH):n(HO)=1：4,知2CH的2物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.39/4,則24 2 24p(g}p(H)=0.39X0.1MPa,p(HO)=0.39X0.1MPa, =0.39XMPa,p(CO)=0.39X01=0.394乂4 =0.394乂MPa,K= ''=0-394x°fX亠(MPa)-3=9X亠(MPa)-3。(4)壓強(qiáng)和溫度一定,若要提P 0.396x(°39)20.13 40.0393高反應(yīng)速率和乙烯的選擇性，可采用選擇合適催化劑等方法。(2020浙江7月選考,10分)研究CO氧化CH制CH對(duì)資源綜合利用有重要意義。相關(guān)的2 26 24主要化學(xué)反應(yīng)有：CH(g)—CH(g)—CH(g)+H(g)AH=136kj?mol-i26 24 2 1CH(g)+CO(g)—CH(g)+HO(g)+CO(g)AH=177kj?mol-i26 2 24 2 2CH(g)+2CO(g)—4C0(g)+3H(g)AH26 2 2 3CO(g)+H(g)CO(g)+HO(g)AH=41kJ?mol-i2 2 2 4IIIIIW已知:298K時(shí),相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)能量(如圖1)?！?■ 伺H網(wǎng)圖1可根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)能量計(jì)算反應(yīng)或變化的AH(AH隨溫度變化可忽略)。例如:HO(g^^=H>O(l) AH=-286kJ?mol-1-(-242kJ?mol-1)=-44kJ?mol-1。請(qǐng)回答:⑴①根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)能量計(jì)算AH3= kJ?mol-1。②下列描述正確的是 。升高溫度反應(yīng)I的平衡常數(shù)增大加壓有利于反應(yīng)I、II的平衡正向移動(dòng)反應(yīng)III有助于乙烷脫氫，有利于乙烯生成恒溫恒壓下通水蒸氣，反應(yīng)W的平衡逆向移動(dòng)

有研究表明，在催化劑存在下，反應(yīng)II分兩步進(jìn)行，過(guò)程如下：【CH（g）+C0（g）】262-【C2H4（g）+H2（g）+CO2（g）】f【C2H4（g）+CO（g）+H2O（g）】，且第二步速率較慢（反應(yīng)活化能為210kj?mol-】）。根據(jù)相關(guān)物質(zhì)的相對(duì)能量，畫(huà)出反應(yīng)II分兩步進(jìn)行的“能量-反應(yīng)過(guò)程圖”，起點(diǎn)從【CH（g）+CO（g）】262的能量-477J?mol-i開(kāi)始（如圖2）。-150-200-25Q-300-350-400 z47~Z …口圾飯+以以刃 -500反應(yīng)過(guò)程圖2（2）①C0和CH按物質(zhì)的量1：1投料，在923K和保持總壓恒定的條件下，研究催化劑X對(duì)226“C0氧化CH制CH”的影響，所得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：TOC\o"1-5"\h\z2 26 24催化劑轉(zhuǎn)化率CH/%轉(zhuǎn)化率CO/%產(chǎn)率CH/%26 2 24催化劑X19.0 37.6 3.3結(jié)合具體反應(yīng)分析，在催化劑X作用下,C0氧化CH的主要產(chǎn)物是 ，判斷依據(jù)6是 。②采用選擇性膜技術(shù)（可選擇性地讓某氣體通過(guò)而離開(kāi)體系）可提高CH的選擇性（生成CH24 24的物質(zhì)的量與消耗CH的物質(zhì)的量之比）。在773K，乙烷平衡轉(zhuǎn)化率為9.1%，保持溫度和其26他實(shí)驗(yàn)條件不變，采用選擇性膜技術(shù)，乙烷轉(zhuǎn)化率可提高到11.0%。結(jié)合具體反應(yīng)說(shuō)明乙烷轉(zhuǎn)化率增大的原因是 。⑵①CO（1分）CH的產(chǎn)率低，說(shuō)明催化劑X有利于提高反應(yīng)III速率（2分）24②選擇性膜吸附CH，促進(jìn)反應(yīng)II平衡正向移動(dòng)（1分）24【解析】本題考查化學(xué)反應(yīng)原理相關(guān)知識(shí)，涉及反應(yīng)歷程分析，反應(yīng)熱計(jì)算，平衡移動(dòng)等知識(shí)。（1）①由題給信息可知，AH=0+4X（-110kJ?mol-i）-2X（-393kJ?mol-i）-（-84J?mol-1）=430J?mol-i。②反應(yīng)I的焓變大于0,則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)增大,A項(xiàng)正確;反應(yīng)I、II均為氣體分子數(shù)增多的反應(yīng)，因此加壓,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;反應(yīng)III的生成物中有CO,而由反應(yīng)II可知,生成乙烯的同時(shí)還有CO生成,故反應(yīng)III抑制了反應(yīng)II的進(jìn)行，即抑制了乙烯的生成,C項(xiàng)錯(cuò)誤;水蒸氣是反應(yīng)W的生成物，因此通水蒸氣時(shí)，反應(yīng)W的平衡逆向移動(dòng),D項(xiàng)正確。③由反應(yīng)I可知,CH(g)26—CH(g)+H(g)AH=136kj?mol-i，而題圖2中反應(yīng)起點(diǎn)對(duì)應(yīng)物質(zhì)的能量為-47724 2 1kj?mol-i，故反應(yīng)II的第一步反應(yīng)生成物的能量為-477J?mol-i+136kj?mol-i=-341kj?mol-i,由第二步反應(yīng)的活化能為210J?mol-1,結(jié)合反應(yīng)II的焓變可知第二步生成物的能量為-300J?mol-i,據(jù)此作圖。(2［①由反應(yīng)I、反應(yīng)II和反應(yīng)III可知，乙烷的氧化產(chǎn)物有乙烯和CO,結(jié)合題表數(shù)據(jù)可知,CO2的轉(zhuǎn)化率較高，但因乙烯的產(chǎn)率較低,故乙烷的主要氧化產(chǎn)物是CO。催化劑X有利于提高反應(yīng)III速率。②選擇性膜可吸附乙烯，使反應(yīng)體系中的乙烯濃度降低，從而促使反應(yīng)II的平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)。(2020山東，12分)探究CH3OH合成反應(yīng)化學(xué)平衡的影響因素，有利于提高CH?的產(chǎn)率。以CO、H為原料合成CHOH涉及的主要反應(yīng)如下： 32 2 3CO(g)+3H(g)—CHOH(g)+HO(g)AH=-49.5J?mol-iCO(g)+2H(g)—CHOH(g)AH=-90.4kJ?mol-iCO2(g)+H2(g)lC°(g)+H2O(g)2AH3回答下列問(wèn)題：(i)AH= kJ?mol-i。⑵一定條件下，向體積為VL的恒容密閉容器中通入imolCO2和3mol屯發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，容器中CH3OH(g)為amol,CO為bmol,此時(shí)Hgg)的濃度為 "mol?L-i(用含a、b、V的代數(shù)式表示，下同)，反應(yīng)III的平衡常數(shù)為 。⑶不同壓強(qiáng)下，按照n(CO2):n(H2)=I:3投料，實(shí)驗(yàn)測(cè)定CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH?的平衡產(chǎn)率隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。譏gh嚇一M觀(guān)怙已知:CO的平衡轉(zhuǎn)化率= 序XI00%2CHOH的平衡產(chǎn)率= 「'XI00%其中縱坐標(biāo)表示CO平衡轉(zhuǎn)化率的是圖 (填“甲”或“乙”)；壓強(qiáng)p、p、p由大到2 i2 3小的順序?yàn)?;圖乙中Ti溫度時(shí)，三條曲線(xiàn)幾乎交于一點(diǎn)的原因是 。為同時(shí)提高CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡產(chǎn)率,應(yīng)選擇的反應(yīng)條件為 (填標(biāo)號(hào))。A.低溫、高壓 B.高溫、低壓C.低溫、低壓 D.高溫、高壓U+& 6-（i）+40-9（i分）⑵I（2分）… …（2分）⑶乙（i分）Pi、P2、P3（2

分)T1時(shí)以反應(yīng)III為主，反應(yīng)III前后氣體分子數(shù)相等，壓強(qiáng)改變對(duì)平衡沒(méi)有影響(2分)(4)A(2分)【解析】本題考查蓋斯定律的應(yīng)用、平衡濃度及平衡常數(shù)的計(jì)算、化學(xué)平衡中的問(wèn)題分析及化學(xué)平衡移動(dòng)的分析等，考查的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是宏觀(guān)辨識(shí)與微觀(guān)探析、變化觀(guān)念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認(rèn)知。(1)分析三個(gè)熱化學(xué)方程式，可應(yīng)用蓋斯定律計(jì)算，AH二AH]-AH=-49.5kJ?mol-i-(-90.4kJ?mol-i)=+40.9kJ?mol-i。(2)由題述三個(gè)反應(yīng)可知，平衡時(shí)H2O(g)的濃度等于CH3OH(g)和CO(g)的濃度之和，即H2O(g)的濃度為〒'.| ,-L-]nMJ.I Ihb-J.IT則從開(kāi)始至平衡，消耗CO2(g)的濃度為II 1 ，消耗H2(g)的濃度為匸心、HZ=IT[-九 =f]-n則反應(yīng)III的平衡常數(shù)為 :— 。(3)反應(yīng)I為放熱反應(yīng)，故低溫階段，溫度越高,co2的平衡轉(zhuǎn)化率越低,而反應(yīng)III為吸熱反應(yīng)，溫度較高時(shí)，主要發(fā)生反應(yīng)III,則溫度越高,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率越高，即圖乙的縱坐標(biāo)表示的是CO2的平衡轉(zhuǎn)化率。反應(yīng)I為氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，反應(yīng)III為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，因此低溫階段壓強(qiáng)越大,C02的平衡轉(zhuǎn)化率越高，故壓強(qiáng)由大到小的順序是片、p2、p3。反應(yīng)III為吸熱反應(yīng),溫度較高時(shí),主要發(fā)生反應(yīng)III,且反應(yīng)III前后氣體分子數(shù)相等,，故Co2的平衡轉(zhuǎn)化率幾乎不再受壓強(qiáng)影響。(4)由上述分析知，圖甲、圖乙的縱坐標(biāo)分別表示CH3OH的平衡產(chǎn)率、CO2的平衡轉(zhuǎn)化率，且pi>p2>p3,分析圖像可知，應(yīng)選擇的反應(yīng)條件為低溫、高壓,A項(xiàng)正確。 2 3 2 2 3 2⑶某溫度下，恒容密閉容器中,CO2和H2的起始濃度分別為amol?L-i和3amol?L-i,反應(yīng)平衡時(shí),CH3OH的產(chǎn)率為b,該溫度下反應(yīng)平衡常數(shù)的值為 。(4)恒壓下,CO2和H2的起始物質(zhì)的量比為1：3時(shí),該反應(yīng)在無(wú)分子篩膜時(shí)甲醇的平衡產(chǎn)率和(2020天津節(jié)選,13分)利用太陽(yáng)能光解水,制備的H2用于還原CO2合成有機(jī)物，可實(shí)現(xiàn)資源的再利用?；卮鹣铝袉?wèn)題:I.半導(dǎo)體光催化劑浸入水或電解質(zhì)溶液中，光照時(shí)可在其表面得到產(chǎn)物圖1為該催化劑在水中發(fā)生光催化反應(yīng)的原理示意圖。光解水能量轉(zhuǎn)化形式為 。若將該催化劑置于Na2SO3溶液中，產(chǎn)物之一為SO2-,另一產(chǎn)物為 。若將該催化劑置于AgNO3溶液中，產(chǎn)物之一為O2，寫(xiě)出生成另一產(chǎn)物的離子反應(yīng)式 。圖2圖圖2CO(g)+3H(g)—CHOH(g)+HO(g)AH<0II?用h2還原CO2可以在一定條件下合成ch3oh(不考慮副反應(yīng))

有分子篩膜時(shí)甲醇的產(chǎn)率隨溫度的變化如圖2所示，其中分子篩膜能選擇性分離出屯CO(g)+3H(g)—CHOH(g)+HO(g)AH<0TOC\o"1-5"\h\z甲醇平衡產(chǎn)率隨溫度升高而降低的原因?yàn)?。P點(diǎn)甲醇產(chǎn)率高于T點(diǎn)的原因?yàn)?。根據(jù)圖2,在此條