2.2 化学反应的方向和限度（同步练习.含解析）-2025-2026学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1
文档属性
| 名称 | 2.2 化学反应的方向和限度（同步练习.含解析）-2025-2026学年高二上学期化学苏教版（2019）选择性必修1 |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.7MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-12-12 17:40:54 | ||
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文档简介
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2.2化学反应的方向和限度
一．选择题（共16小题）
1．（2025秋 高邮市期中）H2S和CO2反应生成的羰基硫（COS）用于粮食熏蒸，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。CO2（g）+H2S（g） COS（g）+H2O（g）ΔH＞0，下列说法正确的是（ ）
A．已知该反应在加热条件下能自发进行，则其ΔS＞0
B．上述反应的平衡常数
C．1mol CO2和1mol H2S的键能之和小于1mol COS和1mol H2O的键能之和
D．选择合适的催化剂既能提高反应速率，也能提高CO2的平衡转化率
2．（2025秋 无锡期中）恒温、恒容密闭容器中充入1mol MgC2O4，反应：MgC2O4（s）═MgO（g）+CO2（g）+CO（g）下列叙述正确的是（ ）
A．该反应的平衡常数
B．平衡时充入氩气，正反应速率大于逆反应速率
C．当混合气体中CO体积分数不变时不一定达到平衡状态
D．减小压强平衡向正反应方向移动，平衡常数增大
3．（2022春 天宁区校级期中）一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4（s）+CO（g） MgO（s）+CO2（g）+SO2（g）ΔH＞0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是（ ）
选项 x y
A CO的物质的量 CO2与CO的物质的量之比
B 温度 容器内混合气体的密度
C SO2的浓度 平衡常数K
D MgSO4的质量（忽略体积） CO的转化率
A．A B．B C．C D．D
4．（2023秋 江阴市校级月考）工业上常用煤和水作原料经过多步反应制得氢气，其中一步反应的原理为CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g），下列能说明反应达到平衡状态的是（ ）
A．恒温恒容条件下，混合气体的压强不再发生变化
B．两个H﹣O键断裂的同时有两个C＝O键断裂
C．在恒容密闭容器中，气体密度不再发生变化
D．混合气体的平均摩尔质量不再发生变化
5．（2025秋 姑苏区校级月考）下列说法正确的是（ ）
A．液态水凝结成冰的过程，ΔH＞0，ΔS＜0
B．固体溶解于水过程一定是ΔS＞0，ΔH的变化不确定
C．A（s）＝B（s）+C（g）室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＜0
D．M（s）+aN（g）＝2Q（g） ΔH＜0能自发反应，则a只可能等于1
6．（2025秋 姑苏区校级月考）对于反应CH4（g）+H2O（g） CO（g）+3H2（g），ΔH＞0下列说法正确的是（ ）
A．反应的平衡常数可表示为
B．该反应的反应物总键能小于生成物总键能
C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡正向移动
D．其他条件相同，增大，CH4的转化率下降
7．（2025 镇江模拟）下列有关反应CO2（g）+4H2（g）CH4（g）+2H2O（g）的说法正确的是（ ）
A．反应的平衡常数表达式
B．反应中若采用高分子分离膜及时分离出水，可以使反应的平衡常数增大
C．反应的ΔH＝4E（C—H）+4E（O—H）﹣2E（C＝O）﹣4E（H—H）（E表示键能）
D．其他条件不变，在低温下使用高效催化剂可提高CO2的平衡转化率
8．（2025秋 苏州月考）对于反应2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）ΔH＜0，下列说法正确的是（ ）
A．ΔH的大小不随时间改变时，该反应达到平衡
B．当SO3的物质的量分数不随时间改变时，该反应达到平衡
C．可作为判断该反应达到平衡的标志
D．每消耗0.1mol O2，同时生成0.2mol SO3，该反应达到平衡
9．（2025秋 苏州月考）在一定条件下，向某恒容密闭容器中充入30mLCO和20mL水蒸气，当反应CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）达到平衡时，水蒸气的体积分数与H2的体积分数相等。下列说法错误的是（ ）
A．反应达到平衡后，CO的体积为20mL
B．当混合气体的密度不随时间改变，该反应达到平衡
C．反应达到平衡时，CO2的体积分数为20%
D．每断裂2mol H—O键，同时断裂1mol H—H键，该反应达到平衡
10．（2025 江苏模拟）下列有关反应PCl3（g）+Cl2（g） PCl5（g）ΔH＜0的说法正确的是（ ）
A．该反应在任何温度下都能自发进行
B．消耗2.24LCl2，反应转移0.2mol电子
C．恒温密闭容器中，压缩体积，K值增大
D．恒容密闭容器中，升高温度，平衡逆向移动
11．（2023秋 建邺区校级期中）甲醇—水催化重整可获得H2；其主要反应为
CH3OH（g）+H2O（g） CO2（g）+3H2（g） ΔH＝49.4kJ mol﹣1
CH3OH（g） CO（g）+2H2（g） ΔH＝92kJ mol﹣1
在1.01×105Pa下，将一定比例CH3OH和H2O的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，CH3OH转化率及CO、CO2的选择性随温度变化情况如图所示。CO的选择性100%。下列说法正确的是（ ）
A．其他条件不变，增大压强，CH3OH的平衡转化率增大
B．甲醇—水催化重整制H2应选择反应温度为280～290℃
C．其他条件不变，增大可以提高平衡时H2产率
D．其他条件不变，在270～290℃温度范围，随着温度升高，出口处CO2的量不断减小，CO、H2的量不断增大
12．（2025秋 江苏校级期中）某容器中只发生反应：aX（g）+bY（g） cZ（g）由下列图像得出的结论不正确的是（ ）
A．相同温度下，分别向体积不等的A、B两个恒容密闭容器中均通入1mol X和1mol Y，tmin后X的转化率如图甲所示。若B中反应达到平衡状态，则A中一定达到平衡状态
B．恒容密闭容器中通入一定量的X和Y，反应相同时间，X的转化率随温度变化如图乙所示。则该反应的ΔH＜0
C．其他条件相同，改变起始时X的物质的量，平衡时Z的体积分数变化如图丙所示。则平衡时Y的转化率：C＜A＜B
D．其他条件相同，反应速率与压强的关系如图丁所示。则a+b＜c
13．（2025春 江苏期末）CO2催化加氢合成二甲醚可减小温室效应，发生的主要反应如下：
反应Ⅰ．2CO2（g）+6H2（g） CH3OCH3（g）+3H2O（g） ΔH1＝﹣122.5 kJ/mol
反应Ⅱ．CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g） ΔH2
在恒压、n始（CO2）：n始（H2）＝1：3时，若仅考虑上述反应，平衡时CO2的转化率，CH3OCH3和CO的选择性随温度的变化如图中实线所示。CH3OCH3的选择性100%。下列说法正确的是（ ）
A．ΔH2＜0
B．图中曲线b表示平衡时CO选择性随温度的变化
C．平衡时H2转化率随温度的变化可能如图中虚线所示
D．高温下使用对反应Ⅰ选择性高的催化剂可提高CH3OCH3的平衡产率
14．（2025 苏州模拟）CO2催化加氢合成CH3OH能实现碳的循环利用。一定压强下，与3mol H2在密闭容器中发生的主要反应为：
Ⅰ：CO2（g）+3H2（g）＝CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1
Ⅱ：CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g）ΔH2
反应相同时间，测得不同温度下CO2转化率和CH3OH选择性如题图实验值所示。图中平衡值表示在相同条件下达到平衡状态时CO2转化率和CH3OH选择性随温度的变化。
下列说法不正确的是（ ）
A．ΔH2＞0
B．压缩容器反应Ⅱ平衡逆向移动
C．相同温度下，CH3OH选择性的实验值大于平衡值，说明反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ
D．220～260℃，随温度升高，反应Ⅰ平衡正向移动的程度大于反应Ⅱ平衡逆向移动的程度
15．（2025 海陵区校级四模）苯乙烯是重要的有机化工原料，工业上用乙苯催化脱氢时发生如下反应：
反应Ⅰ：C6H5C2H5（g） C6H5CH＝CH2（g）+H2（g）；ΔH＞0
反应Ⅱ：C6H5C2H5（g）+H2（g） C6H5CH3（g）+CH4（g）；ΔH＜0
反应Ⅲ：C6H5C2H5（g） C6H6（g）+C2H4（g）；ΔH＞0
将1mol乙苯和6mol水蒸气置于密闭容器中，保持p＝100kPa，平衡时乙苯的转化率、苯和甲苯的选择性随温度的关系如图所示。苯乙烯、甲苯或苯的选择性100%。
下列说法正确的是（ ）
A．曲线a代表的是苯的选择性
B．620℃达平衡时，容器中H2的物质的量为0.664mol
C．600～640℃时，容器中苯乙烯平衡时的物质的量随温度升高变化不大
D．其他条件不变，620℃时起始向容器中只充入1mol乙苯，平衡时乙苯的转化率大于80%
16．（2025秋 高邮市期中）CO2合成二甲醚（CH3OCH3）的反应体系中主要涉及如下反应：
反应ⅠCO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g）ΔH1＝+40.9kJ/mol
反应ⅡCO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）ΔH2＝﹣49.5kJ/mol
反应Ⅲ2CH3OH（g） CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH3＝﹣24.5kJ/mol
在压强3.0MPa、时，CO2的平衡转化率、CO的选择性和CH3OCH3的选择性随温度变化情况如图所示（X的选择性）。下列说法正确的是（ ）
A．由CO与H2合成CH3OH（g）的热化学方程式为CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）ΔH＝90.5kJ mol﹣1
B．图中代表CO选择性的是曲线B
C．低温区更适宜提高平衡时CH3OCH3的产量
D．300℃时，减小的值或增大压强，均能使CO2平衡转化率增大
二．解答题（共4小题）
17．（2025秋 无锡期中）合成气（CO和H2）是重要的工业原料气。
（1）CO2—CH4联合催化重整生产合成气。主要反应如下：
反应Ⅰ：CH4（g）+CO2（g）═2H2（g）+2CO（g）；
反应Ⅱ：H2（g）+CO2（g）═H2O（g）+CO（g）；
①反应Ⅱ在 （选填“高温”、“低温”或“任意温度”）下可以自发进行。
②一定温度、100kPa下，向体系中加入1.0mol CaCO3和1.0mol CH4，假设此条件下其他副反应可忽略。恒压反应至平衡时，体系中CaCO3转化率为80%，CH4转化率为60%，CO物质的量为1.3mol，此时原位CO2利用率为 。
已知：原位CO2利用率
（2）利用合成气合成乙二醇：2CO（g）+3H2（g）═HOCH2CH2OH（g）ΔH3，按化学计量比进料，固定平衡转化率α分别为0.4、0.5和0.6时，温度与压强的关系如图甲所示：
①代表α＝0.6的曲线为 （填“L1”、“L2或“L3”）。
②ΔH3 0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）合成气经“变换”、“脱碳”可以获取高纯度的CO2和H2。“变换”反应为：CO（g）+H2O（g）＝CO2（g）+H2（g）。
①N—甲基二乙醇胺[H3CN（CH2CH2OH）2]可实现对“变换”后混合气体中CO2的捕集和释放。N—甲基二乙醇胺能够捕集和释放CO2的可能原因是 。
②高纯CO2可催化合成环状碳酸酯。利用高纯CO2和1，1﹣二甲基环氧乙烷（）合成环状碳酸酯的可能机理如下所示。
上述反应中，水蒸气的存在使得产品产率大幅度下降，原因是 。
18．（2025秋 徐州期中）利用CO2气体合成甲醇、二甲醚，可以减少CO2排放。
（1）CO2和H2可以制取CH3OH在300℃、γ﹣Al2O3催化作用下CH3OH可以合成CH3OCH3，写出CH3OH合成CH3OCH3的化学反应方程式 。
（2）①甲醇重整制氢：CH3OH（g）+H2O（g） CO2（g）+3H2（g）ΔH＝+49.4kJ mol﹣1
已知：CaO（s）+CO2（g）═CaCO3（s）ΔH＝﹣178.8kJ mol﹣1。向重整反应体系中加入适量CaO的优点是 。
②在Cu﹣Pd合金表面，甲醇与水蒸气重整反应的机理如图﹣1所示（“*”表示此微粒吸附在催化剂表面，M为反应过程的中间产物）。
已知步骤Ⅱ中碳氧双键与H2O发生加成反应，根据元素电负性的变化规律，推导M的结构简式 。若用CH3OD代替CH3OH则生成氢气的分子式为 。催化剂长时间使用后，因有积炭而失去活性。为减少积炭，可采用的方法是 。
（3）CO2催化加氢合成二甲醚：
反应Ⅰ：2CO2（g）+6H2（g） CH3OCH3（g）+3H2O（g）ΔH＝﹣122.54kJ mol﹣1
反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g）ΔH＝+41.2kJ mol﹣1
其他条件相同时，反应一段时间，反应温度对CO2平衡转化率及CO2实际转化率影响如图﹣2所示；反应温度对二甲醚的平衡选择性及二甲醚实际选择性影响如图﹣3所示。（已知：CH3OCH3的选择性100%）
①图﹣2中，温度高于290℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的可能原因是 。
②图﹣3中，在240℃～300℃范围内，相同温度下，二甲醚的实际选择性高于平衡选择性，结合活化能从化学反应速率的角度解释原因： 。
19．（2025秋 姑苏区校级月考）甲醇是重要的化工基础原料，以CO2为原料制甲醇具有重要的社会价值。
（1）电化学法制甲醇。工业上采用如图甲所示装置电解制备甲醇，反应前后KHCO3溶液浓度基本保持不变。生成CH3OH的电极反应式为 。
（2）CO2催化加氢制甲醇。CO2催化加氢制甲醇过程中的主要反应如下：
反应Ⅰ：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g） ΔH＝﹣49.2kJ mol﹣1；
反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g） ΔH＝+41.2kJ mol﹣1。
在恒压、投料比n（CO2）：n（H2）＝1：3时，CO2平衡转化率和CH3OH平衡选择性随温度变化如图乙所示[CH3OH选择性]。
①写出一氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式 。
②244℃时，反应一段时间后，测得CH3OH选择性为56.8%（图中A点）。不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OH选择性的措施有 。
③244℃时，向密闭容器内投入1mol CO2和3mol H2充分反应，则平衡时生成CH3OH的物质的量为 mol（保留至小数点后4位）。
（3）CO2加氢制甲醇催化剂的研究。
①用Co—C作催化剂，可得到含少量甲酸的甲醇。相同条件下，将催化剂循环使用，甲醇产量与催化剂循环次数的关系如图丙所示。甲醇产量随循环次数增加而减小的原因可能是 。
②用CeO2作催化剂，H2在CeO2催化剂表面吸附活化是CO2还原制甲醇的一个重要环节。H2在CeO2表面异裂使其产生氧空位（□）和Ce（Ⅲ）的可能机理如图丁所示。根据元素电负性的变化规律，步骤②可描述为 。
20．（2025秋 姑苏区校级月考）含N元素的部分物质对环境有影响。含NO、NO2的废气会引起空气污染，含、、的废水会引起水体富营养化，都需要经过处理后才能排放。消除含氮化合物对大气和水体的污染是环境保护的重要研究课题。
（1）利用电化学装置可消除氮氧化物污染，变废为宝。图1为电解NO制备NH4NO3的装置。该装置中阴极的电极反应式为 ，阳极的电极反应式为 ，电路中每通过1mol电子，理论上（标况下）至少需有 L氨气通入“反应室”中。
（2）工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的污染，模拟工艺如图2所示，写出电解时A电极的电极反应式 ，B电极的电极反应式 ；随后，铁电极附近有无色气体产生，可能原因是 。
（3）在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，发生反应2NO（g）+O2（g） 2NO2（g） ΔH。催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示（图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化）。
①温度不变时，改变一个条件使NO的转化率由X点达到Y点，该变化可能是 。
②在100～500℃时，随温度升高NO的转化率先增大后降低的原因为 。
③达平衡状态后，下列情况下能使混合气体颜色变深的是 。
A．升高温度
B．恒容时加入少量O2
C．恒压时通入少量惰性气体
D．增大压强
E．换用高效催化剂
2.2化学反应的方向和限度
参考答案与试题解析
一．选择题（共16小题）
1．（2025秋 高邮市期中）H2S和CO2反应生成的羰基硫（COS）用于粮食熏蒸，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。CO2（g）+H2S（g） COS（g）+H2O（g）ΔH＞0，下列说法正确的是（ ）
A．已知该反应在加热条件下能自发进行，则其ΔS＞0
B．上述反应的平衡常数
C．1mol CO2和1mol H2S的键能之和小于1mol COS和1mol H2O的键能之和
D．选择合适的催化剂既能提高反应速率，也能提高CO2的平衡转化率
【答案】A
【分析】A．ΔH﹣TΔS＜0，反应自发进行；
B．根据平衡常数K的意义，书写其表达式；
C．ΔH＝反应物键能之和﹣生成物键能之和＞0；
D．催化剂不影响平衡移动。
【解答】解：A．反应的ΔH＞0，在加热条件下能自发进行，即高温下，ΔH﹣TΔS＜0，故ΔS＞0，故A正确；
B．上述反应的平衡常数K，故B错误；
C．1mol CO2和1mol H2S的键能之和大于1mol COS和1mol H2O的键能之和，故C错误；
D．催化剂只能提高反应速率，不能提高CO2的平衡转化率，故D错误；
故选：A。
【点评】本题主要考查化学平衡的移动，属于基本知识的考查，难度中等。
2．（2025秋 无锡期中）恒温、恒容密闭容器中充入1mol MgC2O4，反应：MgC2O4（s）═MgO（g）+CO2（g）+CO（g）下列叙述正确的是（ ）
A．该反应的平衡常数
B．平衡时充入氩气，正反应速率大于逆反应速率
C．当混合气体中CO体积分数不变时不一定达到平衡状态
D．减小压强平衡向正反应方向移动，平衡常数增大
【答案】C
【分析】A．固体不代入平衡常数K的表达式；
B．CO2、CO的浓度不变，反应速率不变；
C．恒温、恒容密闭容器中充入1mol MgC2O4，生成的CO2、CO始终是1：1，平衡建立过程和达到平衡状态时，都是1：1，即混合气体中CO体积分数始终为50%，不是变量；
D．平衡常数K只与温度有关。
【解答】解：A．固体不代入平衡常数K的表达式，该反应的平衡常数K＝c（CO2）c（CO），故A错误；
B．恒温、恒容密闭容器中，平衡时充入氩气，CO2、CO的浓度不变，正反应速率＝逆反应速率，平衡不移动，故B错误；
C．恒温、恒容密闭容器中充入1mol MgC2O4，生成的CO2、CO始终是1：1，平衡建立过程和达到平衡状态时，都是1：1，当混合气体中CO体积分数不变时不一定达到平衡状态，故C正确；
D．平衡常数K只与温度有关，减小压强平衡向正反应方向移动，平衡常数不变，故D错误；
故选：C。
【点评】本题主要考查化学平衡移动的影响因素，属于基本知识的考查，难度中等。
3．（2022春 天宁区校级期中）一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4（s）+CO（g） MgO（s）+CO2（g）+SO2（g）ΔH＞0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是（ ）
选项 x y
A CO的物质的量 CO2与CO的物质的量之比
B 温度 容器内混合气体的密度
C SO2的浓度 平衡常数K
D MgSO4的质量（忽略体积） CO的转化率
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【分析】A．增加CO的物质的量，平衡正移，CO2的物质的量增大，但是CO2与CO的物质的量之比减小；
B．△H＞0，升高温度，平衡正向移动，混合气体的密度增大；
C．平衡常数只与温度有关，SO2的浓度增大，温度不变，平衡常数不变；
D．MgSO4是固体，增加固体质量，平衡不移动，CO的转化率不变。
【解答】解：A．增加CO的物质的量，平衡正移，CO2的物质的量增大，但是CO2与CO的物质的量之比减小，与图像不符，故A错误；
B．△H＞0，升高温度，平衡正向移动，混合气体的密度增大，与图像相符，故B正确；
C．平衡常数只与温度有关，SO2的浓度增大，温度不变，平衡常数不变，与图像不符，故C错误；
D．MgSO4是固体，增加固体质量，平衡不移动，CO的转化率不变，与图像不符，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生条件改变平衡移动和平衡图像的掌握情况，试题难度中等。
4．（2023秋 江阴市校级月考）工业上常用煤和水作原料经过多步反应制得氢气，其中一步反应的原理为CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g），下列能说明反应达到平衡状态的是（ ）
A．恒温恒容条件下，混合气体的压强不再发生变化
B．两个H﹣O键断裂的同时有两个C＝O键断裂
C．在恒容密闭容器中，气体密度不再发生变化
D．混合气体的平均摩尔质量不再发生变化
【答案】B
【分析】A、反应是反应前后气体分子数不变的反应；
B、可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等；
C、气体密度ρ；
D、混合气体的平均摩尔质量。
【解答】解：A、无论是否达到平衡，体系压强都保持不变，不能用于判断是否达到平衡状态，故A错误；
B、两个H﹣O键断裂等效于两个C＝O键形成，同时两个C＝O键断裂，正逆反应速率相等，反应达平衡状态，故B正确；
C、反应前后气体质量不能，体积不变，容器在气体密度始终不变，不能说明反应达到平衡状态，故C错误；
D、反应前后气体质量不能，物质的量不变，混合气体的相对分子质量一直不发生变化，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查化学平衡状态判断的知识，明确可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各组分的浓度不变为解题关键，学会分析气体密度、混合气体的平均摩尔质量大小变化，题目难度不大。
5．（2025秋 姑苏区校级月考）下列说法正确的是（ ）
A．液态水凝结成冰的过程，ΔH＞0，ΔS＜0
B．固体溶解于水过程一定是ΔS＞0，ΔH的变化不确定
C．A（s）＝B（s）+C（g）室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＜0
D．M（s）+aN（g）＝2Q（g） ΔH＜0能自发反应，则a只可能等于1
【答案】D
【分析】A．水凝结成冰放热；
B．固体溶解于水过程是熵增大过程，也是一个自发进行的过程；
C．A（s）═B（s）+C（g）为熵增大反应，根据ΔH﹣T△S＜0能自发进行判断；
D．该反应的ΔH＜0，ΔH﹣T△S＜0，则△S，为负值，所以△S可能为负值，也可能为正值，甚至可能为0。
【解答】解：A．液态时的熵大于固态时的熵，则水凝结成冰的过程是熵减小的过程，即ΔS＜0，同种物质，液态的能量大于固态，则水凝结成冰的过程是放热过程，即ΔH＜0，故A错误；
B．当固体物质在水中溶解时，粒子从有序排列转变为自由运动，这一变化 增加了熵。然而，由于水分子在溶质粒子周围形成了更为有序的排列，这又导致了熵的减小。由于水分子的溶剂化作用非常显著，因此整个溶解过程可能是熵增加的，也可能是熵减小的，故固体溶解于水过程不一定是ΔS＞0，如氢氧化钙固体溶于水，由于溶剂水分子被有序地束缚在水合离子周围，导致体系的熵减小，即ΔS＜0，固体溶于水可能是放热也可能是吸热，故ΔS、ΔH的变化均不确定，故B错误；
C．A（s）＝B（s）+C（g）的ΔS＞0，室温下不能自发进行，说明该反应ΔH﹣TΔS＞0，则ΔH＞0，故C错误；
D．M（s）+aN（g）＝2Q（g）ΔH＜0，满足了焓判据，题干没有限定是高温自发还是低温自发，则认定该反应能在任何温度下自发进行，则ΔS＜0，则a只能等于1，故D正确；
故选：D。
【点评】本题主要考查学生对反应是否自发进行的理解，并能进行分析判断，侧重分析与应用能力的考查，属于基本知识的考查，题目难度不大。
6．（2025秋 姑苏区校级月考）对于反应CH4（g）+H2O（g） CO（g）+3H2（g），ΔH＞0下列说法正确的是（ ）
A．反应的平衡常数可表示为
B．该反应的反应物总键能小于生成物总键能
C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡正向移动
D．其他条件相同，增大，CH4的转化率下降
【答案】D
【分析】A．平衡常数表达式应包含所有反应物浓度；
B．ΔH＞0表示反应吸热；
C．升高温度时正、逆反应速率均增大；
D．增大CH4与H2O的物质的量之比，相当于增加CH4浓度。
【解答】解：A．反应的平衡常数可表示为，故A错误；
B．ΔH＞0表示反应吸热，反应物总键能大于生成物总键能，故B错误；
C．升高温度时正、逆反应速率均增大，但吸热反应（正反应）速率增幅更大，故C错误；
D．增大CH4与H2O的物质的量之比，相当于增加CH4浓度，其转化率会下降，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。
7．（2025 镇江模拟）下列有关反应CO2（g）+4H2（g）CH4（g）+2H2O（g）的说法正确的是（ ）
A．反应的平衡常数表达式
B．反应中若采用高分子分离膜及时分离出水，可以使反应的平衡常数增大
C．反应的ΔH＝4E（C—H）+4E（O—H）﹣2E（C＝O）﹣4E（H—H）（E表示键能）
D．其他条件不变，在低温下使用高效催化剂可提高CO2的平衡转化率
【答案】A
【分析】A．化学平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积；
B．化学平衡常数只与温度有关；
C．反应的ΔH＝反应物的键能总和﹣生成物的键能总和；
D．催化剂不能使平衡移动。
【解答】解：A．化学平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，即，故A正确；
B．化学平衡常数只与温度有关，因此反应中若采用高分子分离膜及时分离出水，可以使反应的平衡常数不变，故B错误；
C．反应的ΔH＝反应物的键能总和﹣生成物的键能总和＝2E（C＝O）+4E（H—H）﹣4E（C—H）﹣4E（O—H）（E表示键能），故C错误；
D．催化剂不能使平衡移动，因此其他条件不变，在低温下使用高效催化剂不可提高CO2的平衡转化率，故D错误；
故选：A。
【点评】本题主要考查影响化学平衡的因素，为高频考点，题目难度不大。
8．（2025秋 苏州月考）对于反应2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）ΔH＜0，下列说法正确的是（ ）
A．ΔH的大小不随时间改变时，该反应达到平衡
B．当SO3的物质的量分数不随时间改变时，该反应达到平衡
C．可作为判断该反应达到平衡的标志
D．每消耗0.1mol O2，同时生成0.2mol SO3，该反应达到平衡
【答案】B
【分析】2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）ΔH＜0为气体体积缩小的可逆反应，该反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，各组分的浓度、百分含量等变量不再变化，以此进行判断。
【解答】解：A．ΔH是一个不变量，不能用来判断反应是否达到平衡，故A错误；
B．当SO3的物质的量分数不随时间改变时，表明正、逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故B正确；
C．时才能作为判断该反应达到平衡的标志，故C错误；
D．每消耗0.1mol O2，同时生成0.2mol SO3，描述的均为正反应，不能判断该反应是否达到平衡，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查化学平衡状态的判断，为高频考点，明确题干反应特点、化学平衡状态的特征为解答关键，试题侧重考查学生灵活应用基础知识的能力，题目难度不大。
9．（2025秋 苏州月考）在一定条件下，向某恒容密闭容器中充入30mLCO和20mL水蒸气，当反应CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）达到平衡时，水蒸气的体积分数与H2的体积分数相等。下列说法错误的是（ ）
A．反应达到平衡后，CO的体积为20mL
B．当混合气体的密度不随时间改变，该反应达到平衡
C．反应达到平衡时，CO2的体积分数为20%
D．每断裂2mol H—O键，同时断裂1mol H—H键，该反应达到平衡
【答案】B
【分析】该反应前后气体的体积不变，平衡时水蒸气与H2的体积分数相等，说明平衡时水蒸气与H2的体积相等，
设反应消耗CO的体积为xmL，则：
CO+H2O（g） CO2+H2
xmL xmL xmL
故20mL﹣xmL＝xmL，解得x＝10mL，据此解答。
【解答】解：A．平衡时CO的体积为：30mL﹣10mL﹣20mL，故A正确；
B．容器体积不变，密度为定值，不能根据密度判断平衡状态，故B错误；
C．反应达到平衡时，CO2的体积分数为100%＝20%，故C正确；
D．每断裂2mol H—O键，同时断裂1mol H—H键，整你反应速率相等，该反应达到平衡，故D正确；
故选：B。
【点评】本题考查化学平衡的有关计算，题目难度中等，根据方程式特征与氢气与水蒸气的体积关系确定二者物质的量相等是解题关键，注意掌握化学平衡及其影响因素，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力。
10．（2025 江苏模拟）下列有关反应PCl3（g）+Cl2（g） PCl5（g）ΔH＜0的说法正确的是（ ）
A．该反应在任何温度下都能自发进行
B．消耗2.24LCl2，反应转移0.2mol电子
C．恒温密闭容器中，压缩体积，K值增大
D．恒容密闭容器中，升高温度，平衡逆向移动
【答案】D
【分析】A．ΔH﹣TΔS＜0反应能自发进行判断；
B．未指定标准状况；
C．K值只与温度有关；
D．反应中ΔH＜0，属于放热反应。
【解答】解：A．该反应是一个气体体积减小的放热反应，据ΔH﹣TΔS＜0反应能自发进行判断，该反应在低温条件下能自发进行，故A错误；
B．未指定标准状况，所以无法计算2.24LCl2的物质的量和反应转移电子的物质的量，故B错误；
C．K值只与温度有关，恒温密闭容器中，压缩体积，K值不变，故C错误；
D．反应中ΔH＜0，属于放热反应，升高温度，平衡逆向移动，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查平衡移动及反应热，为高频考点，把握反应进行的方向及能量变化、平衡移动、平衡常数的相关知识，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大。
11．（2023秋 建邺区校级期中）甲醇—水催化重整可获得H2；其主要反应为
CH3OH（g）+H2O（g） CO2（g）+3H2（g） ΔH＝49.4kJ mol﹣1
CH3OH（g） CO（g）+2H2（g） ΔH＝92kJ mol﹣1
在1.01×105Pa下，将一定比例CH3OH和H2O的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，CH3OH转化率及CO、CO2的选择性随温度变化情况如图所示。CO的选择性100%。下列说法正确的是（ ）
A．其他条件不变，增大压强，CH3OH的平衡转化率增大
B．甲醇—水催化重整制H2应选择反应温度为280～290℃
C．其他条件不变，增大可以提高平衡时H2产率
D．其他条件不变，在270～290℃温度范围，随着温度升高，出口处CO2的量不断减小，CO、H2的量不断增大
【答案】C
【分析】A．甲醇—水催化重整的2个主要反应都是气体分子数增大的反应，增大压强时平衡均逆向移动；
B．由图可知，温度在280～290℃范围内，CO2的选择性减小，CO的选择性增大，不利于H2的制备；
C．其他条件不变增大，相当增大H2O的浓度，且容器体积增大，均有利于主要反应正向进行；
D．由图可知，270～290℃温度范围，随着温度升高，CO2的选择性减小，CO的选择性增大，生成H2的量在减少。
【解答】解：A．由甲醇—水催化重整主要反应可知，其他条件不变，增大压强，平衡均逆向移动，CH3OH的平衡转化率减小，故A错误；
B．CH3OH（g）+H2O（g） CO2（g）+3H2（g）能产生更多的H2，由图可知，CO2的选择性随反应温度的升高而降低，CO的选择性升高，综合考虑，则催化重整制H2应选择反应温度为260℃左右，故B错误；
C．其他条件不变，增大，相当增大H2O的浓度，且容器体积增大，均可使平衡正向移动，可以提高平衡时H2产率，故C正确；
D．其他条件不变，在270～290℃温度范围升高温度，平衡均正向移动，但CO2的选择性减小，CO的选择性增大，即出口处CO2的量不断减小，CO的量不断增大，但反应CH3OH（g）+H2O（g）＝CO2（g）+3H2（g）能产生更多的H2，所以升高温度时出口处H2的量在减少，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查化学平衡及其影响因素，侧重图象分析能力和灵活运用能力考查，把握图象信息分析及应用、化学平衡影响因素、化学反应调控及反应条件选择是解题关键，题目难度中等。
12．（2025秋 江苏校级期中）某容器中只发生反应：aX（g）+bY（g） cZ（g）由下列图像得出的结论不正确的是（ ）
A．相同温度下，分别向体积不等的A、B两个恒容密闭容器中均通入1mol X和1mol Y，tmin后X的转化率如图甲所示。若B中反应达到平衡状态，则A中一定达到平衡状态
B．恒容密闭容器中通入一定量的X和Y，反应相同时间，X的转化率随温度变化如图乙所示。则该反应的ΔH＜0
C．其他条件相同，改变起始时X的物质的量，平衡时Z的体积分数变化如图丙所示。则平衡时Y的转化率：C＜A＜B
D．其他条件相同，反应速率与压强的关系如图丁所示。则a+b＜c
【答案】C
【分析】A．其他条件相同时增大压强，反应速率加快，达到平衡所需时间越短；
B．反应达到平衡后升高温度，X的转化率降低，则升高温度时平衡逆向移动；
C．其他条件相同时增大X的浓度，平衡正向移动，Y的转化率增大；
D．交叉点反应达到平衡状态，而后增大压强，v逆＜v正，说明增大压强平衡逆向移动。
【解答】解：A．其他条件相同，容器体积：A＜B，压强：A＞B，压强越大，反应速率越快，若B中反应达到平衡状态，则A中一定达到平衡状态，故A正确；
B．由图可知，X的转化率达到最高时反应达到平衡状态，再升高温度时X的转化率降低，说明升高温度时平衡逆向移动，则正反应为放热反应，ΔH＜0，故B正确；
C．其他条件相同时增大X的浓度，平衡正向移动，Y的转化率增大，则平衡时Y的转化率：C＞B＞A，故C错误；
D．由图可知，交叉点反应达到平衡状态，再增大压强时v逆＜v正，说明增大压强平衡逆向移动，则正反应是气体分子数减小的反应，即a+b＜c，故D正确；
故选：C。
【点评】本题考查化学平衡图象分析，掌握外界条件改变对化学平衡的影响是解题的关键，侧重分析判断能力和运用能力考查，题目难度中等。
13．（2025春 江苏期末）CO2催化加氢合成二甲醚可减小温室效应，发生的主要反应如下：
反应Ⅰ．2CO2（g）+6H2（g） CH3OCH3（g）+3H2O（g） ΔH1＝﹣122.5 kJ/mol
反应Ⅱ．CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g） ΔH2
在恒压、n始（CO2）：n始（H2）＝1：3时，若仅考虑上述反应，平衡时CO2的转化率，CH3OCH3和CO的选择性随温度的变化如图中实线所示。CH3OCH3的选择性100%。下列说法正确的是（ ）
A．ΔH2＜0
B．图中曲线b表示平衡时CO选择性随温度的变化
C．平衡时H2转化率随温度的变化可能如图中虚线所示
D．高温下使用对反应Ⅰ选择性高的催化剂可提高CH3OCH3的平衡产率
【答案】C
【分析】反应I焓变小于零，升高温度，平衡I逆向移动，则平衡时CH3OCH3选择性随温度升高会下降，结合图像可知，b表示平衡时CH3OCH3选择性随温度的变化曲线；曲线a随温度升高上升，说明反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，平衡Ⅱ正向移动，导致CO的选择性增大，故曲线c表示平衡时CO2转化率随温度的变化、曲线a表示平衡时CO的选择性随温度的变化，反应Ⅱ为吸热反应，焓变大于零，故ΔH2＞0。
【解答】解：反应I焓变小于零，升高温度，平衡I逆向移动，则平衡时CH3OCH3选择性随温度升高会下降，结合图像可知，b表示平衡时CH3OCH3选择性随温度的变化曲线；曲线a随温度升高上升，说明反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，平衡Ⅱ正向移动，导致CO的选择性增大，故曲线c表示平衡时CO2转化率随温度的变化、曲线a表示平衡时CO的选择性随温度的变化，反应Ⅱ为吸热反应，焓变大于零，故ΔH2＞0；
A．根据分析可知，反应Ⅱ为吸热反应，焓变大于零，故ΔH2＞0，故A错误；
B．反应I焓变小于零，升高温度，平衡I逆向移动，则平衡时CH3OCH3选择性随温度升高会下降，结合图像可知，b表示平衡时CH3OCH3选择性随温度的变化曲线，故B错误；
C．氢气的转化率变化情况与二氧化碳相似；二氧化碳、氢气投料比等于反应Ⅰ中两者系数比，两者转化率相同，但是反应Ⅱ中二氧化碳、氢气系数比为1：1＞1：3，使得氢气转化率低于二氧化碳的转化率，故平衡时H2转化率随温度的变化如图中虚线所示，故C正确；
D．催化剂不影响化学平衡，不能使平衡发生移动，不能提高CH3OCH3的生产效率，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生平衡移动的掌握情况，试题难度中等。
14．（2025 苏州模拟）CO2催化加氢合成CH3OH能实现碳的循环利用。一定压强下，与3mol H2在密闭容器中发生的主要反应为：
Ⅰ：CO2（g）+3H2（g）＝CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1
Ⅱ：CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g）ΔH2
反应相同时间，测得不同温度下CO2转化率和CH3OH选择性如题图实验值所示。图中平衡值表示在相同条件下达到平衡状态时CO2转化率和CH3OH选择性随温度的变化。
下列说法不正确的是（ ）
A．ΔH2＞0
B．压缩容器反应Ⅱ平衡逆向移动
C．相同温度下，CH3OH选择性的实验值大于平衡值，说明反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ
D．220～260℃，随温度升高，反应Ⅰ平衡正向移动的程度大于反应Ⅱ平衡逆向移动的程度
【答案】D
【分析】A．根据260～280℃，CO2转化率平衡值随温度升高略微减小，而CH3OH的选择性随温度的升高而降低，进行分析；
B．根据压缩容器对反应Ⅱ平衡的影响，进行分析；
C．根据CH3OH选择性的实验值和平衡值的关系，进行分析；
D．根据温度变化对反应Ⅰ和反应Ⅱ平衡的影响，进行分析。
【解答】解：A．260～280℃，二氧化碳转化率平衡值随温度升高略微减小，而甲醇的选择性随温度的升高而降低，则反应Ⅰ升高温度平衡逆向移动，由于二氧化碳转化率增大，故反应Ⅱ升高高温度平衡正向移动，则ΔH2＞0，故A正确；
B．由反应Ⅰ可知，该反应为分子数减小的反应，压缩容器，增大压强，平衡正向移动，二氧化碳的浓度降低，反应Ⅱ平衡逆向移动，故B正确；
C．相同温度下，甲醇选择性的实验值大于平衡值，说明相同时间内得到的量更多，反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ，故C正确；
D．220～260℃，二氧化碳转化率平衡值随温度升高而略微降低，而此时甲醇的选择性平衡值降低幅度较大，说明随温度升高反应Ⅰ平衡正向移动的程度小于反应Ⅱ平衡逆向移动的程度，故D错误；
故选：D。
【点评】本题主要考查化学反应的热力学和动力学，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。在解答此类题目时，需要对化学反应的平衡移动、反应速率以及温度和压强对反应的影响有清晰的理解。通过分析实验数据和反应条件，可以更好地理解化学反应的行为。
15．（2025 海陵区校级四模）苯乙烯是重要的有机化工原料，工业上用乙苯催化脱氢时发生如下反应：
反应Ⅰ：C6H5C2H5（g） C6H5CH＝CH2（g）+H2（g）；ΔH＞0
反应Ⅱ：C6H5C2H5（g）+H2（g） C6H5CH3（g）+CH4（g）；ΔH＜0
反应Ⅲ：C6H5C2H5（g） C6H6（g）+C2H4（g）；ΔH＞0
将1mol乙苯和6mol水蒸气置于密闭容器中，保持p＝100kPa，平衡时乙苯的转化率、苯和甲苯的选择性随温度的关系如图所示。苯乙烯、甲苯或苯的选择性100%。
下列说法正确的是（ ）
A．曲线a代表的是苯的选择性
B．620℃达平衡时，容器中H2的物质的量为0.664mol
C．600～640℃时，容器中苯乙烯平衡时的物质的量随温度升高变化不大
D．其他条件不变，620℃时起始向容器中只充入1mol乙苯，平衡时乙苯的转化率大于80%
【答案】B
【分析】反应Ⅱ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，生成甲苯的物质的量减小，甲苯的选择性减小，则曲线a代表甲苯选择性；反应Ⅲ为吸热反应，随着温度的升高，平衡正向移动，生成苯的物质的量增大，故曲线b为苯的选择性，据此分析；
【解答】解：A．反应Ⅱ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，生成甲苯的物质的量减小，甲苯的选择性减小，曲线a代表的是甲苯的选择性，故A错误；
B．620℃达平衡时，达到平衡时，乙苯的转化率为80%，苯的选择性为3%，甲苯的选择性为7%，反应开始时，乙苯的物质的量为1mol，则反应消耗的乙苯的物质的量为0.8mol，生成苯的物质的量为0.024mol，生成甲苯的物质的量为0.056mol，则转化生成苯乙烯所消耗乙苯的物质的量为0.8mol﹣0.024mol﹣0.056mol＝0.72mol，则反应Ⅰ生成氢气的物质的量为0.72mol，反应Ⅱ消耗氢气的物质的量为0.056mol，则容器中氢气的物质的量为0.72mol﹣0.056mol＝0.664mol，故B正确；
C．600～640℃时，乙苯的转化率增大，甲苯和苯的选择性之和变化不大，故容器中苯乙烯平衡时的物质的量随温度升高而增大，故C错误；
D．其他条件不变，620℃时起始向容器中只充入1 mol乙苯，相当于增大压强，反应Ⅰ、Ⅲ逆向移动，平衡时乙苯的转化率小于80%，故D错误；
故选：B。
【点评】本题主要考查化学平衡的计算等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
16．（2025秋 高邮市期中）CO2合成二甲醚（CH3OCH3）的反应体系中主要涉及如下反应：
反应ⅠCO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g）ΔH1＝+40.9kJ/mol
反应ⅡCO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）ΔH2＝﹣49.5kJ/mol
反应Ⅲ2CH3OH（g） CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH3＝﹣24.5kJ/mol
在压强3.0MPa、时，CO2的平衡转化率、CO的选择性和CH3OCH3的选择性随温度变化情况如图所示（X的选择性）。下列说法正确的是（ ）
A．由CO与H2合成CH3OH（g）的热化学方程式为CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）ΔH＝90.5kJ mol﹣1
B．图中代表CO选择性的是曲线B
C．低温区更适宜提高平衡时CH3OCH3的产量
D．300℃时，减小的值或增大压强，均能使CO2平衡转化率增大
【答案】C
【分析】A．根据盖斯定律可知，反应Ⅱ﹣反应Ⅰ，可得反应：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）ΔH，据此计算ΔH；
B．升高温度，反应Ⅰ一直正向移动，CO选择性增大；
C．由图可知，低温区，CO2的平衡转化率较高、CH3OCH3的选择性也较高，更适宜提高平衡时CH3OCH3的产量；
D．300℃时，减小的值，平衡逆向移动，不能提高CO2的平衡转化率。
【解答】解：A．根据盖斯定律可知，反应Ⅱ﹣反应Ⅰ，可得反应：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）ΔH，则ΔH＝（﹣49.5kJ/mol）﹣（+40.9kJ/mol）＝﹣90.5kJ mol﹣1，故A错误；
B．升高温度，反应Ⅰ一直正向移动，CO选择性增大，图中代表CO选择性的是曲线C，故B错误；
C．由图可知，低温区，CO2的平衡转化率较高、CH3OCH3的选择性也较高，更适宜提高平衡时CH3OCH3的产量，故C正确；
D．300℃时，减小的值，平衡逆向移动，不能提高CO2的平衡转化率，增大压强，能使CO2平衡转化率增大，故D错误；
故选：C。
【点评】本题主要考查化学平衡的移动，属于基本知识的考查，难度中等。
二．解答题（共4小题）
17．（2025秋 无锡期中）合成气（CO和H2）是重要的工业原料气。
（1）CO2—CH4联合催化重整生产合成气。主要反应如下：
反应Ⅰ：CH4（g）+CO2（g）═2H2（g）+2CO（g）；
反应Ⅱ：H2（g）+CO2（g）═H2O（g）+CO（g）；
①反应Ⅱ在 高温 （选填“高温”、“低温”或“任意温度”）下可以自发进行。
②一定温度、100kPa下，向体系中加入1.0mol CaCO3和1.0mol CH4，假设此条件下其他副反应可忽略。恒压反应至平衡时，体系中CaCO3转化率为80%，CH4转化率为60%，CO物质的量为1.3mol，此时原位CO2利用率为 70% 。
已知：原位CO2利用率
（2）利用合成气合成乙二醇：2CO（g）+3H2（g）═HOCH2CH2OH（g）ΔH3，按化学计量比进料，固定平衡转化率α分别为0.4、0.5和0.6时，温度与压强的关系如图甲所示：
①代表α＝0.6的曲线为 L1 （填“L1”、“L2或“L3”）。
②ΔH3 ＜ 0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）合成气经“变换”、“脱碳”可以获取高纯度的CO2和H2。“变换”反应为：CO（g）+H2O（g）＝CO2（g）+H2（g）。
①N—甲基二乙醇胺[H3CN（CH2CH2OH）2]可实现对“变换”后混合气体中CO2的捕集和释放。N—甲基二乙醇胺能够捕集和释放CO2的可能原因是 N—甲基二乙醇胺含有氨基，显碱性，可以与CO2反应，生成盐和水，该盐在较低温度下，又可以分解，生成CO2 。
②高纯CO2可催化合成环状碳酸酯。利用高纯CO2和1，1﹣二甲基环氧乙烷（）合成环状碳酸酯的可能机理如下所示。
上述反应中，水蒸气的存在使得产品产率大幅度下降，原因是 水蒸气占据活性点位，使催化剂活性降低 。
【答案】（1）①高温；
②70%；
（2）①L1；
②＜；
（3）①N—甲基二乙醇胺含有氨基，显碱性，可以与CO2反应，生成盐和水，该盐在较低温度下，又可以分解，生成CO2；
②水蒸气占据活性点位，使催化剂活性降低。
【分析】（1）①反应Ⅱ属于吸热反应，在高温下可以自发进行；
②一定温度、100kPa下，向体系中加入1.0mol CaCO3和1.0mol CH4，假设此条件下其他副反应可忽略，恒压反应至平衡时，体系中CaCO3转化率为80%，生成的CO2为0.8mol，CH4转化率为60%，则消耗甲烷为0.6mol，CO物质的量为1.3mol，据此列出三段式：进一步计算原位CO2利用率；
（2）①反应2CO（g）+3H2（g）═HOCH2CH2OH（g）是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，平衡转化率增大；
②由图可知，压强相等时，升高温度，平衡转化率减小，即平衡逆向移动，逆反应是吸热反应，正反应是放热反应；
（3）①N—甲基二乙醇胺含有氨基，显碱性，可以与CO2反应，生成盐和水，该盐在较低温度下，又可以分解，生成CO2；
②水蒸气占据活性点位，使催化剂活性降低。
【解答】解：（1）①反应Ⅱ属于吸热反应，在高温下可以自发进行，
故答案为：高温；
②一定温度、100kPa下，向体系中加入1.0mol CaCO3和1.0mol CH4，假设此条件下其他副反应可忽略，恒压反应至平衡时，体系中CaCO3转化率为80%，生成的CO2为0.8mol，CH4转化率为60%，则消耗甲烷为0.6mol，CO物质的量为1.3mol，则有三段式：
CH4（g）+CO2（g）═2H2（g）+2CO（g）
起始量（mol） 1 0.8 0 0
变化量（mol） 0.6 0.6 1.2 1.2
平衡量（mol） 0.4 0.2 1.2 1.2
H2（g）+CO2（g）═H2O（g）+CO（g）
起始量（mol） 1.2 0.2 0 0
变化量（mol） 0.1 0.1 0.1 0.1
平衡量（mol） 1.1 0.1 0.1 1.3
此时原位CO2利用率为100%＝70%，
故答案为：70%；
（2）①反应2CO（g）+3H2（g）═HOCH2CH2OH（g）是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，平衡转化率增大，所以代表α＝0.6的曲线为L1，
故答案为：L1；
②由图可知，压强相等时，升高温度，平衡转化率减小，即平衡逆向移动，逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，故ΔH3＜0，
故答案为：＜；
（3）①N—甲基二乙醇胺[H3CN（CH2CH2OH）2]可实现对“变换”后混合气体中CO2的捕集和释放。N—甲基二乙醇胺能够捕集和释放CO2的可能原因是N—甲基二乙醇胺含有氨基，显碱性，可以与CO2反应，生成盐和水，该盐在较低温度下，又可以分解，生成CO2，
故答案为：N—甲基二乙醇胺含有氨基，显碱性，可以与CO2反应，生成盐和水，该盐在较低温度下，又可以分解，生成CO2；
②根据机理图可知，上述反应中，水蒸气的存在使得产品产率大幅度下降，原因是水蒸气占据活性点位，使催化剂活性降低，
故答案为：水蒸气占据活性点位，使催化剂活性降低。
【点评】本题主要考查化学平衡的计算、盖斯定律的应用，属于基本知识的考查，难度中等。
18．（2025秋 徐州期中）利用CO2气体合成甲醇、二甲醚，可以减少CO2排放。
（1）CO2和H2可以制取CH3OH在300℃、γ﹣Al2O3催化作用下CH3OH可以合成CH3OCH3，写出CH3OH合成CH3OCH3的化学反应方程式 2CH3OHCH3OCH3+H2O 。
（2）①甲醇重整制氢：CH3OH（g）+H2O（g） CO2（g）+3H2（g）ΔH＝+49.4kJ mol﹣1
已知：CaO（s）+CO2（g）═CaCO3（s）ΔH＝﹣178.8kJ mol﹣1。向重整反应体系中加入适量CaO的优点是 吸收CO2且反应放热，促进反应正向移动，提高氢气的产率 。
②在Cu﹣Pd合金表面，甲醇与水蒸气重整反应的机理如图﹣1所示（“*”表示此微粒吸附在催化剂表面，M为反应过程的中间产物）。
已知步骤Ⅱ中碳氧双键与H2O发生加成反应，根据元素电负性的变化规律，推导M的结构简式 。若用CH3OD代替CH3OH则生成氢气的分子式为 H2和HD 。催化剂长时间使用后，因有积炭而失去活性。为减少积炭，可采用的方法是 适当增加水蒸气的用量 。
（3）CO2催化加氢合成二甲醚：
反应Ⅰ：2CO2（g）+6H2（g） CH3OCH3（g）+3H2O（g）ΔH＝﹣122.54kJ mol﹣1
反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g）ΔH＝+41.2kJ mol﹣1
其他条件相同时，反应一段时间，反应温度对CO2平衡转化率及CO2实际转化率影响如图﹣2所示；反应温度对二甲醚的平衡选择性及二甲醚实际选择性影响如图﹣3所示。（已知：CH3OCH3的选择性100%）
①图﹣2中，温度高于290℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的可能原因是 温度高于290℃随着温度升高，平衡时反应Ⅱ向右进行的程度增大，反应Ⅰ向右进行的程度减小，且前者增大的幅度大于后者减小的程度。使CO2的平衡转化率上升 。
②图﹣3中，在240℃～300℃范围内，相同温度下，二甲醚的实际选择性高于平衡选择性，结合活化能从化学反应速率的角度解释原因： 反应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ的活化能低，导致在未达到平衡时，反应Ⅰ的速率相对更快，因此二甲醚的实际选择性高于其平衡值 。
【答案】（1）2CH3OHCH3OCH3+H2O；
（2）①吸收CO2且反应放热，促进反应正向移动，提高氢气的产率；
②；H2和HD；适当增加水蒸气的用量；
（3）①温度高于290℃随着温度升高，平衡时反应Ⅱ向右进行的程度增大，反应Ⅰ向右进行的程度减小，且前者增大的幅度大于后者减小的程度。使CO2的平衡转化率上升；
②反应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ的活化能低，导致在未达到平衡时，反应Ⅰ的速率相对更快，因此二甲醚的实际选择性高于其平衡值。
【分析】（1）根据原子守恒书写CH3OH合成CH3OCH3的化学反应方程式；
（2）①向重整反应体系中加入适量CaO的优点是吸收CO2且反应放热，促进反应正向移动，提高氢气的产率；
②M是甲醛与水分子的加成产物，根据元素电负性的变化规律，推导M的结构简式，若用CH3OD代替CH3OH则生成氢气的分子式为H2和HD，催化剂长时间使用后，因有积炭而失去活性，为减少积炭，可采用的方法是适当增加水蒸气的用量；
（3）①温度高于290℃随着温度升高，平衡时反应Ⅱ向右进行的程度增大，反应Ⅰ向右进行的程度减小，且前者增大的幅度大于后者减小的程度。使CO2的平衡转化率上升；
②反应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ的活化能低，导致在未达到平衡时，反应Ⅰ的速率相对更快，因此二甲醚的实际选择性高于其平衡值。
【解答】解：（1）根据原子守恒可知，CH3OH合成CH3OCH3的化学反应方程式为：2CH3OHCH3OCH3+H2O。
故答案为：2CH3OHCH3OCH3+H2O；
（2）①甲醇重整制氢：CH3OH（g）+H2O（g） CO2（g）+3H2（g）ΔH＝+49.4kJ mol﹣1，已知：CaO（s）+CO2（g）═CaCO3（s）ΔH＝﹣178.8kJ mol﹣1，向重整反应体系中加入适量CaO的优点是吸收CO2且反应放热，促进反应正向移动，提高氢气的产率，
故答案为：吸收CO2且反应放热，促进反应正向移动，提高氢气的产率；
②根据元素电负性的变化规律，推导M的结构简式为：，若用CH3OD代替CH3OH则生成氢气的分子式为H2和HD，催化剂长时间使用后，因有积炭而失去活性，为减少积炭，可采用的方法是适当增加水蒸气的用量，故答案为：；H2和HD；适当增加水蒸气的用量；
（3）①图﹣2中，温度高于290℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的可能原因是温度高于290℃随着温度升高，平衡时反应Ⅱ向右进行的程度增大，反应Ⅰ向右进行的程度减小，且前者增大的幅度大于后者减小的程度。使CO2的平衡转化率上升，
故答案为：温度高于290℃随着温度升高，平衡时反应Ⅱ向右进行的程度增大，反应Ⅰ向右进行的程度减小，且前者增大的幅度大于后者减小的程度。使CO2的平衡转化率上升；
②图﹣3中，在240℃～300℃范围内，相同温度下，二甲醚的实际选择性高于平衡选择性，结合活化能从化学反应速率的角度解释原因是反应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ的活化能低，导致在未达到平衡时，反应Ⅰ的速率相对更快，因此二甲醚的实际选择性高于其平衡值，故答案为：反应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ的活化能低，导致在未达到平衡时，反应Ⅰ的速率相对更快，因此二甲醚的实际选择性高于其平衡值。
【点评】本题主要考查化学平衡的相关知识，侧重考查学生的看图理解能力、分析能力，属于高考高频考点，难度较大。
19．（2025秋 姑苏区校级月考）甲醇是重要的化工基础原料，以CO2为原料制甲醇具有重要的社会价值。
（1）电化学法制甲醇。工业上采用如图甲所示装置电解制备甲醇，反应前后KHCO3溶液浓度基本保持不变。生成CH3OH的电极反应式为 或 。
（2）CO2催化加氢制甲醇。CO2催化加氢制甲醇过程中的主要反应如下：
反应Ⅰ：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g） ΔH＝﹣49.2kJ mol﹣1；
反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g） ΔH＝+41.2kJ mol﹣1。
在恒压、投料比n（CO2）：n（H2）＝1：3时，CO2平衡转化率和CH3OH平衡选择性随温度变化如图乙所示[CH3OH选择性]。
①写出一氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式 CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）ΔH＝﹣90.4kJ mol﹣1 。
②244℃时，反应一段时间后，测得CH3OH选择性为56.8%（图中A点）。不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OH选择性的措施有 增大压强或使用对反应Ⅰ催化性更高的催化剂 。
③244℃时，向密闭容器内投入1mol CO2和3mol H2充分反应，则平衡时生成CH3OH的物质的量为 0.0612 mol（保留至小数点后4位）。
（3）CO2加氢制甲醇催化剂的研究。
①用Co—C作催化剂，可得到含少量甲酸的甲醇。相同条件下，将催化剂循环使用，甲醇产量与催化剂循环次数的关系如图丙所示。甲醇产量随循环次数增加而减小的原因可能是 反应生成的甲酸将催化剂腐蚀，使催化剂活性降低 。
②用CeO2作催化剂，H2在CeO2催化剂表面吸附活化是CO2还原制甲醇的一个重要环节。H2在CeO2表面异裂使其产生氧空位（□）和Ce（Ⅲ）的可能机理如图丁所示。根据元素电负性的变化规律，步骤②可描述为 H2吸附于CeO2后发生异裂，带部分正电荷的H与催化剂表面电负性大的O结合，带部分负电荷的H与催化剂表面电负性小的Ce（Ⅳ）结合 。
【答案】（1）或；
（2）①CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）ΔH＝﹣90.4kJ mol﹣1；
②增大压强或使用对反应Ⅰ催化性更高的催化剂；
③0.0612；
（3）①反应生成的甲酸将催化剂腐蚀，使催化剂活性降低；
②H2吸附于 CeO2后发生异裂，带部分正电荷的H与催化剂表面电负性大的O结合，带部分负电荷的H与催化剂表面电负性小的Ce（Ⅳ）结合。
【分析】（1）主要的反应物和产物都能从题干信息获取，根据电荷守恒定律和质量守恒定律，结合工共存问题，书写电极方程式；
（2）多变量对可逆反应的影响，可从结果分析，判断出符合勒夏特列原理的主要影响因素，再根据要求答题，并学会利用三段式进行对平衡常数的计算；
（3）熟悉催化剂的反应机理，分析每个过程的具体情况；
【解答】解：（1）图甲所示装置电解制备甲醇，装置为电解池装置，则右侧电极为阴极，CO2得电子发生还原反应生成CH3OH，电解质为KHCO3溶液，则电极反应为或，
故答案为：或；
（2）①已知：反应Ⅰ：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g） ΔH＝﹣49.2kJ mol﹣1；反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g） ΔH＝+41.2kJ mol﹣1，由盖斯定律，反应Ⅰ﹣Ⅱ得一氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式为：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）ΔH＝（﹣49.2kJ mol﹣1）﹣（+41.2kJ mol﹣1）＝﹣90.4kJ mol﹣1，
故答案为：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）ΔH＝﹣90.4kJ mol﹣1；
②反应Ⅱ为气体分子数不变的反应、生成甲醇反应Ⅰ为气体分子数减小的反应，提高CH3OH选择性，可以选择的措施是增大压强或使用对反应Ⅰ催化性更高的催化剂，
故答案为：增大压强或使用对反应Ⅰ催化性更高的催化剂；
③由图，244℃时，甲醇的选择性为58.3%，二氧化碳的转化率为10.5%，则平衡时生成CH3OH的物质的量为1mol×10.5%×58.3%＝0.0612mol，
故答案为：0.0612；
（3）①甲醇产量随循环次数增加而减小的原因可能是反应生成的甲酸将催化剂腐蚀，使催化剂活性降低，
故答案为：反应生成的甲酸将催化剂腐蚀，使催化剂活性降低；
②氧的电负性大于Ce，根据元素电负性的变化规律，步骤②可描述为H2吸附于 CeO2后发生异裂，带部分正电荷的H与催化剂表面电负性大的O结合，带部分负电荷的H与催化剂表面电负性小的Ce（Ⅳ）结合，
故答案为：H2吸附于 CeO2后发生异裂，带部分正电荷的H与催化剂表面电负性大的O结合，带部分负电荷的H与催化剂表面电负性小的Ce（Ⅳ）结合。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。
20．（2025秋 姑苏区校级月考）含N元素的部分物质对环境有影响。含NO、NO2的废气会引起空气污染，含、、的废水会引起水体富营养化，都需要经过处理后才能排放。消除含氮化合物对大气和水体的污染是环境保护的重要研究课题。
（1）利用电化学装置可消除氮氧化物污染，变废为宝。图1为电解NO制备NH4NO3的装置。该装置中阴极的电极反应式为 ，阳极的电极反应式为 ，电路中每通过1mol电子，理论上（标况下）至少需有 2.99 L氨气通入“反应室”中。
（2）工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的污染，模拟工艺如图2所示，写出电解时A电极的电极反应式 Fe﹣2e﹣＝Fe2+ ，B电极的电极反应式 2H++2e﹣＝H2↑ ；随后，铁电极附近有无色气体产生，可能原因是 生成的亚铁离子将溶液中的亚硝酸根离子还原成N2 。
（3）在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，发生反应2NO（g）+O2（g） 2NO2（g） ΔH。催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示（图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化）。
①温度不变时，改变一个条件使NO的转化率由X点达到Y点，该变化可能是 选用合适催化剂 。
②在100～500℃时，随温度升高NO的转化率先增大后降低的原因为 温度升高，反应速率加快，相同时间内使得NO的转化率增大，反应为放热反应，继续升高温度，使得平衡逆向移动，导致NO的转化率降低 。
③达平衡状态后，下列情况下能使混合气体颜色变深的是 BD 。
A．升高温度
B．恒容时加入少量O2
C．恒压时通入少量惰性气体
D．增大压强
E．换用高效催化剂
【答案】（1）； ；2.99；
（2）Fe﹣2e﹣＝Fe2+；2H++2e﹣＝H2↑；生成的亚铁离子将溶液中的亚硝酸根离子还原成N2；
（3）①选用合适催化剂；
②温度升高，反应速率加快，相同时间内使得NO的转化率增大，反应为放热反应，继续升高温度，使得平衡逆向移动，导致NO的转化率降低；
③BD。
【分析】（1）装置为电解池装置，由图，阴极的电极反应为NO得到电子发生还原反应生成铵根离子：；阳极NO失去电子被氧化为硝酸根离子：，电解池中总反应生成硝酸铵和硝酸，反应为8NO+7H2O＝3NH4NO3+2HNO3，反应中转移15 mol电子同时生成3 mol硝酸铵和2 mol硝酸，硝酸和通入氨气生成硝酸铵；
（2）装置为电解池，由阳离子移动方向，右侧电极为阴极、左侧电极为阳极，则电解时A电极的电极反应为铁失去电子为氧化为亚铁离子：Fe﹣2e﹣＝Fe2+，随后，铁电极附近有无色气体产生，可能原因是生成的亚铁离子将溶液中的亚硝酸根离子还原成N2，得到无色气体；
（3）①温度不变时，改变一个条件使NO的转化率由X点达到Y点，则相同时间内使得反应速率加快；
②由图中虚线变化可知，升高温度，平衡转化率降低，则反应为放热反应；温度升高，反应速率加快，相同时间内使得NO的转化率增大，反应为放热反应，继续升高温度，使得平衡逆向移动，导致NO的转化率降低；
③A．反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动；
B．恒容时加入少量O2，促使平衡正向移动；
C．恒压时通入少量惰性气体，容器体积增大，导致物质浓度减小；
D．增大压强，平衡正向移动，使的二氧化氮浓度增大；
E．换用高效催化剂，不影响平衡移动。
【解答】解：（1）装置为电解池装置，由图，阴极的电极反应为NO得到电子发生还原反应生成铵根离子：；阳极NO失去电子被氧化为硝酸根离子：，电解池中总反应生成硝酸铵和硝酸，反应为8NO+7H2O＝3NH4NO3+2HNO3，反应中转移15 mol电子同时生成3 mol硝酸铵和2 mol硝酸，硝酸和通入氨气生成硝酸铵，则电路中每通过1mol电子，理论上至少需要氨气，标准状况下的体积为，
故答案为：； ；2.99；
（2）装置为电解池，由阳离子移动方向，右侧电极为阴极、左侧电极为阳极，则电解时A电极的电极反应为铁失去电子为氧化为亚铁离子：Fe﹣2e﹣＝Fe2+，随后，铁电极附近有无色气体产生，可能原因是生成的亚铁离子将溶液中的亚硝酸根离子还原成N2，得到无色气体；B电极为阴极，溶液中氢离子得到电子被还原为氢气，电极反应式2H++2e﹣＝H2↑，
故答案为：Fe﹣2e﹣＝Fe2+；2H++2e﹣＝H2↑；生成的亚铁离子将溶液中的亚硝酸根离子还原成N2；
（3）①温度不变时，改变一个条件使NO的转化率由X点达到Y点，则相同时间内使得反应速率加快，在短时间内达到平衡，那么该变化可能是选用合适催化剂，
故答案为：选用合适催化剂；
②由图中虚线变化可知，升高温度，平衡转化率降低，则反应为放热反应；温度升高，反应速率加快，相同时间内使得NO的转化率增大，反应为放热反应，继续升高温度，使得平衡逆向移动，导致NO的转化率降低，故在100～500℃时，随温度升高NO的转化率先增大后降低，
故答案为：温度升高，反应速率加快，相同时间内使得NO的转化率增大，反应为放热反应，继续升高温度，使得平衡逆向移动，导致NO的转化率降低；
③A．反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，混合气体颜色变浅；
B．恒容时加入少量O2，促使平衡正向移动，混合气体颜色变深；
C．恒压时通入少量惰性气体，容器体积增大，导致物质浓度减小，混合气体颜色变浅；
D．增大压强，平衡正向移动，使的二氧化氮浓度增大，混合气体颜色变深；
E．换用高效催化剂，不影响平衡移动，不影响混合气体颜色；
故答案为：BD。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。
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2.2化学反应的方向和限度
一．选择题（共16小题）
1．（2025秋 高邮市期中）H2S和CO2反应生成的羰基硫（COS）用于粮食熏蒸，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。CO2（g）+H2S（g） COS（g）+H2O（g）ΔH＞0，下列说法正确的是（ ）
A．已知该反应在加热条件下能自发进行，则其ΔS＞0
B．上述反应的平衡常数
C．1mol CO2和1mol H2S的键能之和小于1mol COS和1mol H2O的键能之和
D．选择合适的催化剂既能提高反应速率，也能提高CO2的平衡转化率
2．（2025秋 无锡期中）恒温、恒容密闭容器中充入1mol MgC2O4，反应：MgC2O4（s）═MgO（g）+CO2（g）+CO（g）下列叙述正确的是（ ）
A．该反应的平衡常数
B．平衡时充入氩气，正反应速率大于逆反应速率
C．当混合气体中CO体积分数不变时不一定达到平衡状态
D．减小压强平衡向正反应方向移动，平衡常数增大
3．（2022春 天宁区校级期中）一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4（s）+CO（g） MgO（s）+CO2（g）+SO2（g）ΔH＞0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是（ ）
选项 x y
A CO的物质的量 CO2与CO的物质的量之比
B 温度 容器内混合气体的密度
C SO2的浓度 平衡常数K
D MgSO4的质量（忽略体积） CO的转化率
A．A B．B C．C D．D
4．（2023秋 江阴市校级月考）工业上常用煤和水作原料经过多步反应制得氢气，其中一步反应的原理为CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g），下列能说明反应达到平衡状态的是（ ）
A．恒温恒容条件下，混合气体的压强不再发生变化
B．两个H﹣O键断裂的同时有两个C＝O键断裂
C．在恒容密闭容器中，气体密度不再发生变化
D．混合气体的平均摩尔质量不再发生变化
5．（2025秋 姑苏区校级月考）下列说法正确的是（ ）
A．液态水凝结成冰的过程，ΔH＞0，ΔS＜0
B．固体溶解于水过程一定是ΔS＞0，ΔH的变化不确定
C．A（s）＝B（s）+C（g）室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＜0
D．M（s）+aN（g）＝2Q（g） ΔH＜0能自发反应，则a只可能等于1
6．（2025秋 姑苏区校级月考）对于反应CH4（g）+H2O（g） CO（g）+3H2（g），ΔH＞0下列说法正确的是（ ）
A．反应的平衡常数可表示为
B．该反应的反应物总键能小于生成物总键能
C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡正向移动
D．其他条件相同，增大，CH4的转化率下降
7．（2025 镇江模拟）下列有关反应CO2（g）+4H2（g）CH4（g）+2H2O（g）的说法正确的是（ ）
A．反应的平衡常数表达式
B．反应中若采用高分子分离膜及时分离出水，可以使反应的平衡常数增大
C．反应的ΔH＝4E（C—H）+4E（O—H）﹣2E（C＝O）﹣4E（H—H）（E表示键能）
D．其他条件不变，在低温下使用高效催化剂可提高CO2的平衡转化率
8．（2025秋 苏州月考）对于反应2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）ΔH＜0，下列说法正确的是（ ）
A．ΔH的大小不随时间改变时，该反应达到平衡
B．当SO3的物质的量分数不随时间改变时，该反应达到平衡
C．可作为判断该反应达到平衡的标志
D．每消耗0.1mol O2，同时生成0.2mol SO3，该反应达到平衡
9．（2025秋 苏州月考）在一定条件下，向某恒容密闭容器中充入30mLCO和20mL水蒸气，当反应CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）达到平衡时，水蒸气的体积分数与H2的体积分数相等。下列说法错误的是（ ）
A．反应达到平衡后，CO的体积为20mL
B．当混合气体的密度不随时间改变，该反应达到平衡
C．反应达到平衡时，CO2的体积分数为20%
D．每断裂2mol H—O键，同时断裂1mol H—H键，该反应达到平衡
10．（2025 江苏模拟）下列有关反应PCl3（g）+Cl2（g） PCl5（g）ΔH＜0的说法正确的是（ ）
A．该反应在任何温度下都能自发进行
B．消耗2.24LCl2，反应转移0.2mol电子
C．恒温密闭容器中，压缩体积，K值增大
D．恒容密闭容器中，升高温度，平衡逆向移动
11．（2023秋 建邺区校级期中）甲醇—水催化重整可获得H2；其主要反应为
CH3OH（g）+H2O（g） CO2（g）+3H2（g） ΔH＝49.4kJ mol﹣1
CH3OH（g） CO（g）+2H2（g） ΔH＝92kJ mol﹣1
在1.01×105Pa下，将一定比例CH3OH和H2O的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，CH3OH转化率及CO、CO2的选择性随温度变化情况如图所示。CO的选择性100%。下列说法正确的是（ ）
A．其他条件不变，增大压强，CH3OH的平衡转化率增大
B．甲醇—水催化重整制H2应选择反应温度为280～290℃
C．其他条件不变，增大可以提高平衡时H2产率
D．其他条件不变，在270～290℃温度范围，随着温度升高，出口处CO2的量不断减小，CO、H2的量不断增大
12．（2025秋 江苏校级期中）某容器中只发生反应：aX（g）+bY（g） cZ（g）由下列图像得出的结论不正确的是（ ）
A．相同温度下，分别向体积不等的A、B两个恒容密闭容器中均通入1mol X和1mol Y，tmin后X的转化率如图甲所示。若B中反应达到平衡状态，则A中一定达到平衡状态
B．恒容密闭容器中通入一定量的X和Y，反应相同时间，X的转化率随温度变化如图乙所示。则该反应的ΔH＜0
C．其他条件相同，改变起始时X的物质的量，平衡时Z的体积分数变化如图丙所示。则平衡时Y的转化率：C＜A＜B
D．其他条件相同，反应速率与压强的关系如图丁所示。则a+b＜c
13．（2025春 江苏期末）CO2催化加氢合成二甲醚可减小温室效应，发生的主要反应如下：
反应Ⅰ．2CO2（g）+6H2（g） CH3OCH3（g）+3H2O（g） ΔH1＝﹣122.5 kJ/mol
反应Ⅱ．CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g） ΔH2
在恒压、n始（CO2）：n始（H2）＝1：3时，若仅考虑上述反应，平衡时CO2的转化率，CH3OCH3和CO的选择性随温度的变化如图中实线所示。CH3OCH3的选择性100%。下列说法正确的是（ ）
A．ΔH2＜0
B．图中曲线b表示平衡时CO选择性随温度的变化
C．平衡时H2转化率随温度的变化可能如图中虚线所示
D．高温下使用对反应Ⅰ选择性高的催化剂可提高CH3OCH3的平衡产率
14．（2025 苏州模拟）CO2催化加氢合成CH3OH能实现碳的循环利用。一定压强下，与3mol H2在密闭容器中发生的主要反应为：
Ⅰ：CO2（g）+3H2（g）＝CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1
Ⅱ：CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g）ΔH2
反应相同时间，测得不同温度下CO2转化率和CH3OH选择性如题图实验值所示。图中平衡值表示在相同条件下达到平衡状态时CO2转化率和CH3OH选择性随温度的变化。
下列说法不正确的是（ ）
A．ΔH2＞0
B．压缩容器反应Ⅱ平衡逆向移动
C．相同温度下，CH3OH选择性的实验值大于平衡值，说明反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ
D．220～260℃，随温度升高，反应Ⅰ平衡正向移动的程度大于反应Ⅱ平衡逆向移动的程度
15．（2025 海陵区校级四模）苯乙烯是重要的有机化工原料，工业上用乙苯催化脱氢时发生如下反应：
反应Ⅰ：C6H5C2H5（g） C6H5CH＝CH2（g）+H2（g）；ΔH＞0
反应Ⅱ：C6H5C2H5（g）+H2（g） C6H5CH3（g）+CH4（g）；ΔH＜0
反应Ⅲ：C6H5C2H5（g） C6H6（g）+C2H4（g）；ΔH＞0
将1mol乙苯和6mol水蒸气置于密闭容器中，保持p＝100kPa，平衡时乙苯的转化率、苯和甲苯的选择性随温度的关系如图所示。苯乙烯、甲苯或苯的选择性100%。
下列说法正确的是（ ）
A．曲线a代表的是苯的选择性
B．620℃达平衡时，容器中H2的物质的量为0.664mol
C．600～640℃时，容器中苯乙烯平衡时的物质的量随温度升高变化不大
D．其他条件不变，620℃时起始向容器中只充入1mol乙苯，平衡时乙苯的转化率大于80%
16．（2025秋 高邮市期中）CO2合成二甲醚（CH3OCH3）的反应体系中主要涉及如下反应：
反应ⅠCO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g）ΔH1＝+40.9kJ/mol
反应ⅡCO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）ΔH2＝﹣49.5kJ/mol
反应Ⅲ2CH3OH（g） CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH3＝﹣24.5kJ/mol
在压强3.0MPa、时，CO2的平衡转化率、CO的选择性和CH3OCH3的选择性随温度变化情况如图所示（X的选择性）。下列说法正确的是（ ）
A．由CO与H2合成CH3OH（g）的热化学方程式为CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）ΔH＝90.5kJ mol﹣1
B．图中代表CO选择性的是曲线B
C．低温区更适宜提高平衡时CH3OCH3的产量
D．300℃时，减小的值或增大压强，均能使CO2平衡转化率增大
二．解答题（共4小题）
17．（2025秋 无锡期中）合成气（CO和H2）是重要的工业原料气。
（1）CO2—CH4联合催化重整生产合成气。主要反应如下：
反应Ⅰ：CH4（g）+CO2（g）═2H2（g）+2CO（g）；
反应Ⅱ：H2（g）+CO2（g）═H2O（g）+CO（g）；
①反应Ⅱ在 （选填“高温”、“低温”或“任意温度”）下可以自发进行。
②一定温度、100kPa下，向体系中加入1.0mol CaCO3和1.0mol CH4，假设此条件下其他副反应可忽略。恒压反应至平衡时，体系中CaCO3转化率为80%，CH4转化率为60%，CO物质的量为1.3mol，此时原位CO2利用率为 。
已知：原位CO2利用率
（2）利用合成气合成乙二醇：2CO（g）+3H2（g）═HOCH2CH2OH（g）ΔH3，按化学计量比进料，固定平衡转化率α分别为0.4、0.5和0.6时，温度与压强的关系如图甲所示：
①代表α＝0.6的曲线为 （填“L1”、“L2或“L3”）。
②ΔH3 0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）合成气经“变换”、“脱碳”可以获取高纯度的CO2和H2。“变换”反应为：CO（g）+H2O（g）＝CO2（g）+H2（g）。
①N—甲基二乙醇胺[H3CN（CH2CH2OH）2]可实现对“变换”后混合气体中CO2的捕集和释放。N—甲基二乙醇胺能够捕集和释放CO2的可能原因是 。
②高纯CO2可催化合成环状碳酸酯。利用高纯CO2和1，1﹣二甲基环氧乙烷（）合成环状碳酸酯的可能机理如下所示。
上述反应中，水蒸气的存在使得产品产率大幅度下降，原因是 。
18．（2025秋 徐州期中）利用CO2气体合成甲醇、二甲醚，可以减少CO2排放。
（1）CO2和H2可以制取CH3OH在300℃、γ﹣Al2O3催化作用下CH3OH可以合成CH3OCH3，写出CH3OH合成CH3OCH3的化学反应方程式 。
（2）①甲醇重整制氢：CH3OH（g）+H2O（g） CO2（g）+3H2（g）ΔH＝+49.4kJ mol﹣1
已知：CaO（s）+CO2（g）═CaCO3（s）ΔH＝﹣178.8kJ mol﹣1。向重整反应体系中加入适量CaO的优点是 。
②在Cu﹣Pd合金表面，甲醇与水蒸气重整反应的机理如图﹣1所示（“*”表示此微粒吸附在催化剂表面，M为反应过程的中间产物）。
已知步骤Ⅱ中碳氧双键与H2O发生加成反应，根据元素电负性的变化规律，推导M的结构简式 。若用CH3OD代替CH3OH则生成氢气的分子式为 。催化剂长时间使用后，因有积炭而失去活性。为减少积炭，可采用的方法是 。
（3）CO2催化加氢合成二甲醚：
反应Ⅰ：2CO2（g）+6H2（g） CH3OCH3（g）+3H2O（g）ΔH＝﹣122.54kJ mol﹣1
反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g）ΔH＝+41.2kJ mol﹣1
其他条件相同时，反应一段时间，反应温度对CO2平衡转化率及CO2实际转化率影响如图﹣2所示；反应温度对二甲醚的平衡选择性及二甲醚实际选择性影响如图﹣3所示。（已知：CH3OCH3的选择性100%）
①图﹣2中，温度高于290℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的可能原因是 。
②图﹣3中，在240℃～300℃范围内，相同温度下，二甲醚的实际选择性高于平衡选择性，结合活化能从化学反应速率的角度解释原因： 。
19．（2025秋 姑苏区校级月考）甲醇是重要的化工基础原料，以CO2为原料制甲醇具有重要的社会价值。
（1）电化学法制甲醇。工业上采用如图甲所示装置电解制备甲醇，反应前后KHCO3溶液浓度基本保持不变。生成CH3OH的电极反应式为 。
（2）CO2催化加氢制甲醇。CO2催化加氢制甲醇过程中的主要反应如下：
反应Ⅰ：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g） ΔH＝﹣49.2kJ mol﹣1；
反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g） ΔH＝+41.2kJ mol﹣1。
在恒压、投料比n（CO2）：n（H2）＝1：3时，CO2平衡转化率和CH3OH平衡选择性随温度变化如图乙所示[CH3OH选择性]。
①写出一氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式 。
②244℃时，反应一段时间后，测得CH3OH选择性为56.8%（图中A点）。不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OH选择性的措施有 。
③244℃时，向密闭容器内投入1mol CO2和3mol H2充分反应，则平衡时生成CH3OH的物质的量为 mol（保留至小数点后4位）。
（3）CO2加氢制甲醇催化剂的研究。
①用Co—C作催化剂，可得到含少量甲酸的甲醇。相同条件下，将催化剂循环使用，甲醇产量与催化剂循环次数的关系如图丙所示。甲醇产量随循环次数增加而减小的原因可能是 。
②用CeO2作催化剂，H2在CeO2催化剂表面吸附活化是CO2还原制甲醇的一个重要环节。H2在CeO2表面异裂使其产生氧空位（□）和Ce（Ⅲ）的可能机理如图丁所示。根据元素电负性的变化规律，步骤②可描述为 。
20．（2025秋 姑苏区校级月考）含N元素的部分物质对环境有影响。含NO、NO2的废气会引起空气污染，含、、的废水会引起水体富营养化，都需要经过处理后才能排放。消除含氮化合物对大气和水体的污染是环境保护的重要研究课题。
（1）利用电化学装置可消除氮氧化物污染，变废为宝。图1为电解NO制备NH4NO3的装置。该装置中阴极的电极反应式为 ，阳极的电极反应式为 ，电路中每通过1mol电子，理论上（标况下）至少需有 L氨气通入“反应室”中。
（2）工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的污染，模拟工艺如图2所示，写出电解时A电极的电极反应式 ，B电极的电极反应式 ；随后，铁电极附近有无色气体产生，可能原因是 。
（3）在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，发生反应2NO（g）+O2（g） 2NO2（g） ΔH。催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示（图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化）。
①温度不变时，改变一个条件使NO的转化率由X点达到Y点，该变化可能是 。
②在100～500℃时，随温度升高NO的转化率先增大后降低的原因为 。
③达平衡状态后，下列情况下能使混合气体颜色变深的是 。
A．升高温度
B．恒容时加入少量O2
C．恒压时通入少量惰性气体
D．增大压强
E．换用高效催化剂
2.2化学反应的方向和限度
参考答案与试题解析
一．选择题（共16小题）
1．（2025秋 高邮市期中）H2S和CO2反应生成的羰基硫（COS）用于粮食熏蒸，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。CO2（g）+H2S（g） COS（g）+H2O（g）ΔH＞0，下列说法正确的是（ ）
A．已知该反应在加热条件下能自发进行，则其ΔS＞0
B．上述反应的平衡常数
C．1mol CO2和1mol H2S的键能之和小于1mol COS和1mol H2O的键能之和
D．选择合适的催化剂既能提高反应速率，也能提高CO2的平衡转化率
【答案】A
【分析】A．ΔH﹣TΔS＜0，反应自发进行；
B．根据平衡常数K的意义，书写其表达式；
C．ΔH＝反应物键能之和﹣生成物键能之和＞0；
D．催化剂不影响平衡移动。
【解答】解：A．反应的ΔH＞0，在加热条件下能自发进行，即高温下，ΔH﹣TΔS＜0，故ΔS＞0，故A正确；
B．上述反应的平衡常数K，故B错误；
C．1mol CO2和1mol H2S的键能之和大于1mol COS和1mol H2O的键能之和，故C错误；
D．催化剂只能提高反应速率，不能提高CO2的平衡转化率，故D错误；
故选：A。
【点评】本题主要考查化学平衡的移动，属于基本知识的考查，难度中等。
2．（2025秋 无锡期中）恒温、恒容密闭容器中充入1mol MgC2O4，反应：MgC2O4（s）═MgO（g）+CO2（g）+CO（g）下列叙述正确的是（ ）
A．该反应的平衡常数
B．平衡时充入氩气，正反应速率大于逆反应速率
C．当混合气体中CO体积分数不变时不一定达到平衡状态
D．减小压强平衡向正反应方向移动，平衡常数增大
【答案】C
【分析】A．固体不代入平衡常数K的表达式；
B．CO2、CO的浓度不变，反应速率不变；
C．恒温、恒容密闭容器中充入1mol MgC2O4，生成的CO2、CO始终是1：1，平衡建立过程和达到平衡状态时，都是1：1，即混合气体中CO体积分数始终为50%，不是变量；
D．平衡常数K只与温度有关。
【解答】解：A．固体不代入平衡常数K的表达式，该反应的平衡常数K＝c（CO2）c（CO），故A错误；
B．恒温、恒容密闭容器中，平衡时充入氩气，CO2、CO的浓度不变，正反应速率＝逆反应速率，平衡不移动，故B错误；
C．恒温、恒容密闭容器中充入1mol MgC2O4，生成的CO2、CO始终是1：1，平衡建立过程和达到平衡状态时，都是1：1，当混合气体中CO体积分数不变时不一定达到平衡状态，故C正确；
D．平衡常数K只与温度有关，减小压强平衡向正反应方向移动，平衡常数不变，故D错误；
故选：C。
【点评】本题主要考查化学平衡移动的影响因素，属于基本知识的考查，难度中等。
3．（2022春 天宁区校级期中）一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4（s）+CO（g） MgO（s）+CO2（g）+SO2（g）ΔH＞0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是（ ）
选项 x y
A CO的物质的量 CO2与CO的物质的量之比
B 温度 容器内混合气体的密度
C SO2的浓度 平衡常数K
D MgSO4的质量（忽略体积） CO的转化率
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【分析】A．增加CO的物质的量，平衡正移，CO2的物质的量增大，但是CO2与CO的物质的量之比减小；
B．△H＞0，升高温度，平衡正向移动，混合气体的密度增大；
C．平衡常数只与温度有关，SO2的浓度增大，温度不变，平衡常数不变；
D．MgSO4是固体，增加固体质量，平衡不移动，CO的转化率不变。
【解答】解：A．增加CO的物质的量，平衡正移，CO2的物质的量增大，但是CO2与CO的物质的量之比减小，与图像不符，故A错误；
B．△H＞0，升高温度，平衡正向移动，混合气体的密度增大，与图像相符，故B正确；
C．平衡常数只与温度有关，SO2的浓度增大，温度不变，平衡常数不变，与图像不符，故C错误；
D．MgSO4是固体，增加固体质量，平衡不移动，CO的转化率不变，与图像不符，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生条件改变平衡移动和平衡图像的掌握情况，试题难度中等。
4．（2023秋 江阴市校级月考）工业上常用煤和水作原料经过多步反应制得氢气，其中一步反应的原理为CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g），下列能说明反应达到平衡状态的是（ ）
A．恒温恒容条件下，混合气体的压强不再发生变化
B．两个H﹣O键断裂的同时有两个C＝O键断裂
C．在恒容密闭容器中，气体密度不再发生变化
D．混合气体的平均摩尔质量不再发生变化
【答案】B
【分析】A、反应是反应前后气体分子数不变的反应；
B、可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等；
C、气体密度ρ；
D、混合气体的平均摩尔质量。
【解答】解：A、无论是否达到平衡，体系压强都保持不变，不能用于判断是否达到平衡状态，故A错误；
B、两个H﹣O键断裂等效于两个C＝O键形成，同时两个C＝O键断裂，正逆反应速率相等，反应达平衡状态，故B正确；
C、反应前后气体质量不能，体积不变，容器在气体密度始终不变，不能说明反应达到平衡状态，故C错误；
D、反应前后气体质量不能，物质的量不变，混合气体的相对分子质量一直不发生变化，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查化学平衡状态判断的知识，明确可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各组分的浓度不变为解题关键，学会分析气体密度、混合气体的平均摩尔质量大小变化，题目难度不大。
5．（2025秋 姑苏区校级月考）下列说法正确的是（ ）
A．液态水凝结成冰的过程，ΔH＞0，ΔS＜0
B．固体溶解于水过程一定是ΔS＞0，ΔH的变化不确定
C．A（s）＝B（s）+C（g）室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＜0
D．M（s）+aN（g）＝2Q（g） ΔH＜0能自发反应，则a只可能等于1
【答案】D
【分析】A．水凝结成冰放热；
B．固体溶解于水过程是熵增大过程，也是一个自发进行的过程；
C．A（s）═B（s）+C（g）为熵增大反应，根据ΔH﹣T△S＜0能自发进行判断；
D．该反应的ΔH＜0，ΔH﹣T△S＜0，则△S，为负值，所以△S可能为负值，也可能为正值，甚至可能为0。
【解答】解：A．液态时的熵大于固态时的熵，则水凝结成冰的过程是熵减小的过程，即ΔS＜0，同种物质，液态的能量大于固态，则水凝结成冰的过程是放热过程，即ΔH＜0，故A错误；
B．当固体物质在水中溶解时，粒子从有序排列转变为自由运动，这一变化 增加了熵。然而，由于水分子在溶质粒子周围形成了更为有序的排列，这又导致了熵的减小。由于水分子的溶剂化作用非常显著，因此整个溶解过程可能是熵增加的，也可能是熵减小的，故固体溶解于水过程不一定是ΔS＞0，如氢氧化钙固体溶于水，由于溶剂水分子被有序地束缚在水合离子周围，导致体系的熵减小，即ΔS＜0，固体溶于水可能是放热也可能是吸热，故ΔS、ΔH的变化均不确定，故B错误；
C．A（s）＝B（s）+C（g）的ΔS＞0，室温下不能自发进行，说明该反应ΔH﹣TΔS＞0，则ΔH＞0，故C错误；
D．M（s）+aN（g）＝2Q（g）ΔH＜0，满足了焓判据，题干没有限定是高温自发还是低温自发，则认定该反应能在任何温度下自发进行，则ΔS＜0，则a只能等于1，故D正确；
故选：D。
【点评】本题主要考查学生对反应是否自发进行的理解，并能进行分析判断，侧重分析与应用能力的考查，属于基本知识的考查，题目难度不大。
6．（2025秋 姑苏区校级月考）对于反应CH4（g）+H2O（g） CO（g）+3H2（g），ΔH＞0下列说法正确的是（ ）
A．反应的平衡常数可表示为
B．该反应的反应物总键能小于生成物总键能
C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡正向移动
D．其他条件相同，增大，CH4的转化率下降
【答案】D
【分析】A．平衡常数表达式应包含所有反应物浓度；
B．ΔH＞0表示反应吸热；
C．升高温度时正、逆反应速率均增大；
D．增大CH4与H2O的物质的量之比，相当于增加CH4浓度。
【解答】解：A．反应的平衡常数可表示为，故A错误；
B．ΔH＞0表示反应吸热，反应物总键能大于生成物总键能，故B错误；
C．升高温度时正、逆反应速率均增大，但吸热反应（正反应）速率增幅更大，故C错误；
D．增大CH4与H2O的物质的量之比，相当于增加CH4浓度，其转化率会下降，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。
7．（2025 镇江模拟）下列有关反应CO2（g）+4H2（g）CH4（g）+2H2O（g）的说法正确的是（ ）
A．反应的平衡常数表达式
B．反应中若采用高分子分离膜及时分离出水，可以使反应的平衡常数增大
C．反应的ΔH＝4E（C—H）+4E（O—H）﹣2E（C＝O）﹣4E（H—H）（E表示键能）
D．其他条件不变，在低温下使用高效催化剂可提高CO2的平衡转化率
【答案】A
【分析】A．化学平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积；
B．化学平衡常数只与温度有关；
C．反应的ΔH＝反应物的键能总和﹣生成物的键能总和；
D．催化剂不能使平衡移动。
【解答】解：A．化学平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，即，故A正确；
B．化学平衡常数只与温度有关，因此反应中若采用高分子分离膜及时分离出水，可以使反应的平衡常数不变，故B错误；
C．反应的ΔH＝反应物的键能总和﹣生成物的键能总和＝2E（C＝O）+4E（H—H）﹣4E（C—H）﹣4E（O—H）（E表示键能），故C错误；
D．催化剂不能使平衡移动，因此其他条件不变，在低温下使用高效催化剂不可提高CO2的平衡转化率，故D错误；
故选：A。
【点评】本题主要考查影响化学平衡的因素，为高频考点，题目难度不大。
8．（2025秋 苏州月考）对于反应2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）ΔH＜0，下列说法正确的是（ ）
A．ΔH的大小不随时间改变时，该反应达到平衡
B．当SO3的物质的量分数不随时间改变时，该反应达到平衡
C．可作为判断该反应达到平衡的标志
D．每消耗0.1mol O2，同时生成0.2mol SO3，该反应达到平衡
【答案】B
【分析】2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）ΔH＜0为气体体积缩小的可逆反应，该反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，各组分的浓度、百分含量等变量不再变化，以此进行判断。
【解答】解：A．ΔH是一个不变量，不能用来判断反应是否达到平衡，故A错误；
B．当SO3的物质的量分数不随时间改变时，表明正、逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故B正确；
C．时才能作为判断该反应达到平衡的标志，故C错误；
D．每消耗0.1mol O2，同时生成0.2mol SO3，描述的均为正反应，不能判断该反应是否达到平衡，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查化学平衡状态的判断，为高频考点，明确题干反应特点、化学平衡状态的特征为解答关键，试题侧重考查学生灵活应用基础知识的能力，题目难度不大。
9．（2025秋 苏州月考）在一定条件下，向某恒容密闭容器中充入30mLCO和20mL水蒸气，当反应CO（g）+H2O（g） CO2（g）+H2（g）达到平衡时，水蒸气的体积分数与H2的体积分数相等。下列说法错误的是（ ）
A．反应达到平衡后，CO的体积为20mL
B．当混合气体的密度不随时间改变，该反应达到平衡
C．反应达到平衡时，CO2的体积分数为20%
D．每断裂2mol H—O键，同时断裂1mol H—H键，该反应达到平衡
【答案】B
【分析】该反应前后气体的体积不变，平衡时水蒸气与H2的体积分数相等，说明平衡时水蒸气与H2的体积相等，
设反应消耗CO的体积为xmL，则：
CO+H2O（g） CO2+H2
xmL xmL xmL
故20mL﹣xmL＝xmL，解得x＝10mL，据此解答。
【解答】解：A．平衡时CO的体积为：30mL﹣10mL﹣20mL，故A正确；
B．容器体积不变，密度为定值，不能根据密度判断平衡状态，故B错误；
C．反应达到平衡时，CO2的体积分数为100%＝20%，故C正确；
D．每断裂2mol H—O键，同时断裂1mol H—H键，整你反应速率相等，该反应达到平衡，故D正确；
故选：B。
【点评】本题考查化学平衡的有关计算，题目难度中等，根据方程式特征与氢气与水蒸气的体积关系确定二者物质的量相等是解题关键，注意掌握化学平衡及其影响因素，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力。
10．（2025 江苏模拟）下列有关反应PCl3（g）+Cl2（g） PCl5（g）ΔH＜0的说法正确的是（ ）
A．该反应在任何温度下都能自发进行
B．消耗2.24LCl2，反应转移0.2mol电子
C．恒温密闭容器中，压缩体积，K值增大
D．恒容密闭容器中，升高温度，平衡逆向移动
【答案】D
【分析】A．ΔH﹣TΔS＜0反应能自发进行判断；
B．未指定标准状况；
C．K值只与温度有关；
D．反应中ΔH＜0，属于放热反应。
【解答】解：A．该反应是一个气体体积减小的放热反应，据ΔH﹣TΔS＜0反应能自发进行判断，该反应在低温条件下能自发进行，故A错误；
B．未指定标准状况，所以无法计算2.24LCl2的物质的量和反应转移电子的物质的量，故B错误；
C．K值只与温度有关，恒温密闭容器中，压缩体积，K值不变，故C错误；
D．反应中ΔH＜0，属于放热反应，升高温度，平衡逆向移动，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查平衡移动及反应热，为高频考点，把握反应进行的方向及能量变化、平衡移动、平衡常数的相关知识，侧重分析与应用能力的考查，题目难度不大。
11．（2023秋 建邺区校级期中）甲醇—水催化重整可获得H2；其主要反应为
CH3OH（g）+H2O（g） CO2（g）+3H2（g） ΔH＝49.4kJ mol﹣1
CH3OH（g） CO（g）+2H2（g） ΔH＝92kJ mol﹣1
在1.01×105Pa下，将一定比例CH3OH和H2O的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，CH3OH转化率及CO、CO2的选择性随温度变化情况如图所示。CO的选择性100%。下列说法正确的是（ ）
A．其他条件不变，增大压强，CH3OH的平衡转化率增大
B．甲醇—水催化重整制H2应选择反应温度为280～290℃
C．其他条件不变，增大可以提高平衡时H2产率
D．其他条件不变，在270～290℃温度范围，随着温度升高，出口处CO2的量不断减小，CO、H2的量不断增大
【答案】C
【分析】A．甲醇—水催化重整的2个主要反应都是气体分子数增大的反应，增大压强时平衡均逆向移动；
B．由图可知，温度在280～290℃范围内，CO2的选择性减小，CO的选择性增大，不利于H2的制备；
C．其他条件不变增大，相当增大H2O的浓度，且容器体积增大，均有利于主要反应正向进行；
D．由图可知，270～290℃温度范围，随着温度升高，CO2的选择性减小，CO的选择性增大，生成H2的量在减少。
【解答】解：A．由甲醇—水催化重整主要反应可知，其他条件不变，增大压强，平衡均逆向移动，CH3OH的平衡转化率减小，故A错误；
B．CH3OH（g）+H2O（g） CO2（g）+3H2（g）能产生更多的H2，由图可知，CO2的选择性随反应温度的升高而降低，CO的选择性升高，综合考虑，则催化重整制H2应选择反应温度为260℃左右，故B错误；
C．其他条件不变，增大，相当增大H2O的浓度，且容器体积增大，均可使平衡正向移动，可以提高平衡时H2产率，故C正确；
D．其他条件不变，在270～290℃温度范围升高温度，平衡均正向移动，但CO2的选择性减小，CO的选择性增大，即出口处CO2的量不断减小，CO的量不断增大，但反应CH3OH（g）+H2O（g）＝CO2（g）+3H2（g）能产生更多的H2，所以升高温度时出口处H2的量在减少，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查化学平衡及其影响因素，侧重图象分析能力和灵活运用能力考查，把握图象信息分析及应用、化学平衡影响因素、化学反应调控及反应条件选择是解题关键，题目难度中等。
12．（2025秋 江苏校级期中）某容器中只发生反应：aX（g）+bY（g） cZ（g）由下列图像得出的结论不正确的是（ ）
A．相同温度下，分别向体积不等的A、B两个恒容密闭容器中均通入1mol X和1mol Y，tmin后X的转化率如图甲所示。若B中反应达到平衡状态，则A中一定达到平衡状态
B．恒容密闭容器中通入一定量的X和Y，反应相同时间，X的转化率随温度变化如图乙所示。则该反应的ΔH＜0
C．其他条件相同，改变起始时X的物质的量，平衡时Z的体积分数变化如图丙所示。则平衡时Y的转化率：C＜A＜B
D．其他条件相同，反应速率与压强的关系如图丁所示。则a+b＜c
【答案】C
【分析】A．其他条件相同时增大压强，反应速率加快，达到平衡所需时间越短；
B．反应达到平衡后升高温度，X的转化率降低，则升高温度时平衡逆向移动；
C．其他条件相同时增大X的浓度，平衡正向移动，Y的转化率增大；
D．交叉点反应达到平衡状态，而后增大压强，v逆＜v正，说明增大压强平衡逆向移动。
【解答】解：A．其他条件相同，容器体积：A＜B，压强：A＞B，压强越大，反应速率越快，若B中反应达到平衡状态，则A中一定达到平衡状态，故A正确；
B．由图可知，X的转化率达到最高时反应达到平衡状态，再升高温度时X的转化率降低，说明升高温度时平衡逆向移动，则正反应为放热反应，ΔH＜0，故B正确；
C．其他条件相同时增大X的浓度，平衡正向移动，Y的转化率增大，则平衡时Y的转化率：C＞B＞A，故C错误；
D．由图可知，交叉点反应达到平衡状态，再增大压强时v逆＜v正，说明增大压强平衡逆向移动，则正反应是气体分子数减小的反应，即a+b＜c，故D正确；
故选：C。
【点评】本题考查化学平衡图象分析，掌握外界条件改变对化学平衡的影响是解题的关键，侧重分析判断能力和运用能力考查，题目难度中等。
13．（2025春 江苏期末）CO2催化加氢合成二甲醚可减小温室效应，发生的主要反应如下：
反应Ⅰ．2CO2（g）+6H2（g） CH3OCH3（g）+3H2O（g） ΔH1＝﹣122.5 kJ/mol
反应Ⅱ．CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g） ΔH2
在恒压、n始（CO2）：n始（H2）＝1：3时，若仅考虑上述反应，平衡时CO2的转化率，CH3OCH3和CO的选择性随温度的变化如图中实线所示。CH3OCH3的选择性100%。下列说法正确的是（ ）
A．ΔH2＜0
B．图中曲线b表示平衡时CO选择性随温度的变化
C．平衡时H2转化率随温度的变化可能如图中虚线所示
D．高温下使用对反应Ⅰ选择性高的催化剂可提高CH3OCH3的平衡产率
【答案】C
【分析】反应I焓变小于零，升高温度，平衡I逆向移动，则平衡时CH3OCH3选择性随温度升高会下降，结合图像可知，b表示平衡时CH3OCH3选择性随温度的变化曲线；曲线a随温度升高上升，说明反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，平衡Ⅱ正向移动，导致CO的选择性增大，故曲线c表示平衡时CO2转化率随温度的变化、曲线a表示平衡时CO的选择性随温度的变化，反应Ⅱ为吸热反应，焓变大于零，故ΔH2＞0。
【解答】解：反应I焓变小于零，升高温度，平衡I逆向移动，则平衡时CH3OCH3选择性随温度升高会下降，结合图像可知，b表示平衡时CH3OCH3选择性随温度的变化曲线；曲线a随温度升高上升，说明反应Ⅱ为吸热反应，升高温度，平衡Ⅱ正向移动，导致CO的选择性增大，故曲线c表示平衡时CO2转化率随温度的变化、曲线a表示平衡时CO的选择性随温度的变化，反应Ⅱ为吸热反应，焓变大于零，故ΔH2＞0；
A．根据分析可知，反应Ⅱ为吸热反应，焓变大于零，故ΔH2＞0，故A错误；
B．反应I焓变小于零，升高温度，平衡I逆向移动，则平衡时CH3OCH3选择性随温度升高会下降，结合图像可知，b表示平衡时CH3OCH3选择性随温度的变化曲线，故B错误；
C．氢气的转化率变化情况与二氧化碳相似；二氧化碳、氢气投料比等于反应Ⅰ中两者系数比，两者转化率相同，但是反应Ⅱ中二氧化碳、氢气系数比为1：1＞1：3，使得氢气转化率低于二氧化碳的转化率，故平衡时H2转化率随温度的变化如图中虚线所示，故C正确；
D．催化剂不影响化学平衡，不能使平衡发生移动，不能提高CH3OCH3的生产效率，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生平衡移动的掌握情况，试题难度中等。
14．（2025 苏州模拟）CO2催化加氢合成CH3OH能实现碳的循环利用。一定压强下，与3mol H2在密闭容器中发生的主要反应为：
Ⅰ：CO2（g）+3H2（g）＝CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1
Ⅱ：CO2（g）+H2（g）＝CO（g）+H2O（g）ΔH2
反应相同时间，测得不同温度下CO2转化率和CH3OH选择性如题图实验值所示。图中平衡值表示在相同条件下达到平衡状态时CO2转化率和CH3OH选择性随温度的变化。
下列说法不正确的是（ ）
A．ΔH2＞0
B．压缩容器反应Ⅱ平衡逆向移动
C．相同温度下，CH3OH选择性的实验值大于平衡值，说明反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ
D．220～260℃，随温度升高，反应Ⅰ平衡正向移动的程度大于反应Ⅱ平衡逆向移动的程度
【答案】D
【分析】A．根据260～280℃，CO2转化率平衡值随温度升高略微减小，而CH3OH的选择性随温度的升高而降低，进行分析；
B．根据压缩容器对反应Ⅱ平衡的影响，进行分析；
C．根据CH3OH选择性的实验值和平衡值的关系，进行分析；
D．根据温度变化对反应Ⅰ和反应Ⅱ平衡的影响，进行分析。
【解答】解：A．260～280℃，二氧化碳转化率平衡值随温度升高略微减小，而甲醇的选择性随温度的升高而降低，则反应Ⅰ升高温度平衡逆向移动，由于二氧化碳转化率增大，故反应Ⅱ升高高温度平衡正向移动，则ΔH2＞0，故A正确；
B．由反应Ⅰ可知，该反应为分子数减小的反应，压缩容器，增大压强，平衡正向移动，二氧化碳的浓度降低，反应Ⅱ平衡逆向移动，故B正确；
C．相同温度下，甲醇选择性的实验值大于平衡值，说明相同时间内得到的量更多，反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ，故C正确；
D．220～260℃，二氧化碳转化率平衡值随温度升高而略微降低，而此时甲醇的选择性平衡值降低幅度较大，说明随温度升高反应Ⅰ平衡正向移动的程度小于反应Ⅱ平衡逆向移动的程度，故D错误；
故选：D。
【点评】本题主要考查化学反应的热力学和动力学，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。在解答此类题目时，需要对化学反应的平衡移动、反应速率以及温度和压强对反应的影响有清晰的理解。通过分析实验数据和反应条件，可以更好地理解化学反应的行为。
15．（2025 海陵区校级四模）苯乙烯是重要的有机化工原料，工业上用乙苯催化脱氢时发生如下反应：
反应Ⅰ：C6H5C2H5（g） C6H5CH＝CH2（g）+H2（g）；ΔH＞0
反应Ⅱ：C6H5C2H5（g）+H2（g） C6H5CH3（g）+CH4（g）；ΔH＜0
反应Ⅲ：C6H5C2H5（g） C6H6（g）+C2H4（g）；ΔH＞0
将1mol乙苯和6mol水蒸气置于密闭容器中，保持p＝100kPa，平衡时乙苯的转化率、苯和甲苯的选择性随温度的关系如图所示。苯乙烯、甲苯或苯的选择性100%。
下列说法正确的是（ ）
A．曲线a代表的是苯的选择性
B．620℃达平衡时，容器中H2的物质的量为0.664mol
C．600～640℃时，容器中苯乙烯平衡时的物质的量随温度升高变化不大
D．其他条件不变，620℃时起始向容器中只充入1mol乙苯，平衡时乙苯的转化率大于80%
【答案】B
【分析】反应Ⅱ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，生成甲苯的物质的量减小，甲苯的选择性减小，则曲线a代表甲苯选择性；反应Ⅲ为吸热反应，随着温度的升高，平衡正向移动，生成苯的物质的量增大，故曲线b为苯的选择性，据此分析；
【解答】解：A．反应Ⅱ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，生成甲苯的物质的量减小，甲苯的选择性减小，曲线a代表的是甲苯的选择性，故A错误；
B．620℃达平衡时，达到平衡时，乙苯的转化率为80%，苯的选择性为3%，甲苯的选择性为7%，反应开始时，乙苯的物质的量为1mol，则反应消耗的乙苯的物质的量为0.8mol，生成苯的物质的量为0.024mol，生成甲苯的物质的量为0.056mol，则转化生成苯乙烯所消耗乙苯的物质的量为0.8mol﹣0.024mol﹣0.056mol＝0.72mol，则反应Ⅰ生成氢气的物质的量为0.72mol，反应Ⅱ消耗氢气的物质的量为0.056mol，则容器中氢气的物质的量为0.72mol﹣0.056mol＝0.664mol，故B正确；
C．600～640℃时，乙苯的转化率增大，甲苯和苯的选择性之和变化不大，故容器中苯乙烯平衡时的物质的量随温度升高而增大，故C错误；
D．其他条件不变，620℃时起始向容器中只充入1 mol乙苯，相当于增大压强，反应Ⅰ、Ⅲ逆向移动，平衡时乙苯的转化率小于80%，故D错误；
故选：B。
【点评】本题主要考查化学平衡的计算等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
16．（2025秋 高邮市期中）CO2合成二甲醚（CH3OCH3）的反应体系中主要涉及如下反应：
反应ⅠCO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g）ΔH1＝+40.9kJ/mol
反应ⅡCO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）ΔH2＝﹣49.5kJ/mol
反应Ⅲ2CH3OH（g） CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH3＝﹣24.5kJ/mol
在压强3.0MPa、时，CO2的平衡转化率、CO的选择性和CH3OCH3的选择性随温度变化情况如图所示（X的选择性）。下列说法正确的是（ ）
A．由CO与H2合成CH3OH（g）的热化学方程式为CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）ΔH＝90.5kJ mol﹣1
B．图中代表CO选择性的是曲线B
C．低温区更适宜提高平衡时CH3OCH3的产量
D．300℃时，减小的值或增大压强，均能使CO2平衡转化率增大
【答案】C
【分析】A．根据盖斯定律可知，反应Ⅱ﹣反应Ⅰ，可得反应：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）ΔH，据此计算ΔH；
B．升高温度，反应Ⅰ一直正向移动，CO选择性增大；
C．由图可知，低温区，CO2的平衡转化率较高、CH3OCH3的选择性也较高，更适宜提高平衡时CH3OCH3的产量；
D．300℃时，减小的值，平衡逆向移动，不能提高CO2的平衡转化率。
【解答】解：A．根据盖斯定律可知，反应Ⅱ﹣反应Ⅰ，可得反应：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）ΔH，则ΔH＝（﹣49.5kJ/mol）﹣（+40.9kJ/mol）＝﹣90.5kJ mol﹣1，故A错误；
B．升高温度，反应Ⅰ一直正向移动，CO选择性增大，图中代表CO选择性的是曲线C，故B错误；
C．由图可知，低温区，CO2的平衡转化率较高、CH3OCH3的选择性也较高，更适宜提高平衡时CH3OCH3的产量，故C正确；
D．300℃时，减小的值，平衡逆向移动，不能提高CO2的平衡转化率，增大压强，能使CO2平衡转化率增大，故D错误；
故选：C。
【点评】本题主要考查化学平衡的移动，属于基本知识的考查，难度中等。
二．解答题（共4小题）
17．（2025秋 无锡期中）合成气（CO和H2）是重要的工业原料气。
（1）CO2—CH4联合催化重整生产合成气。主要反应如下：
反应Ⅰ：CH4（g）+CO2（g）═2H2（g）+2CO（g）；
反应Ⅱ：H2（g）+CO2（g）═H2O（g）+CO（g）；
①反应Ⅱ在 高温 （选填“高温”、“低温”或“任意温度”）下可以自发进行。
②一定温度、100kPa下，向体系中加入1.0mol CaCO3和1.0mol CH4，假设此条件下其他副反应可忽略。恒压反应至平衡时，体系中CaCO3转化率为80%，CH4转化率为60%，CO物质的量为1.3mol，此时原位CO2利用率为 70% 。
已知：原位CO2利用率
（2）利用合成气合成乙二醇：2CO（g）+3H2（g）═HOCH2CH2OH（g）ΔH3，按化学计量比进料，固定平衡转化率α分别为0.4、0.5和0.6时，温度与压强的关系如图甲所示：
①代表α＝0.6的曲线为 L1 （填“L1”、“L2或“L3”）。
②ΔH3 ＜ 0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
（3）合成气经“变换”、“脱碳”可以获取高纯度的CO2和H2。“变换”反应为：CO（g）+H2O（g）＝CO2（g）+H2（g）。
①N—甲基二乙醇胺[H3CN（CH2CH2OH）2]可实现对“变换”后混合气体中CO2的捕集和释放。N—甲基二乙醇胺能够捕集和释放CO2的可能原因是 N—甲基二乙醇胺含有氨基，显碱性，可以与CO2反应，生成盐和水，该盐在较低温度下，又可以分解，生成CO2 。
②高纯CO2可催化合成环状碳酸酯。利用高纯CO2和1，1﹣二甲基环氧乙烷（）合成环状碳酸酯的可能机理如下所示。
上述反应中，水蒸气的存在使得产品产率大幅度下降，原因是 水蒸气占据活性点位，使催化剂活性降低 。
【答案】（1）①高温；
②70%；
（2）①L1；
②＜；
（3）①N—甲基二乙醇胺含有氨基，显碱性，可以与CO2反应，生成盐和水，该盐在较低温度下，又可以分解，生成CO2；
②水蒸气占据活性点位，使催化剂活性降低。
【分析】（1）①反应Ⅱ属于吸热反应，在高温下可以自发进行；
②一定温度、100kPa下，向体系中加入1.0mol CaCO3和1.0mol CH4，假设此条件下其他副反应可忽略，恒压反应至平衡时，体系中CaCO3转化率为80%，生成的CO2为0.8mol，CH4转化率为60%，则消耗甲烷为0.6mol，CO物质的量为1.3mol，据此列出三段式：进一步计算原位CO2利用率；
（2）①反应2CO（g）+3H2（g）═HOCH2CH2OH（g）是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，平衡转化率增大；
②由图可知，压强相等时，升高温度，平衡转化率减小，即平衡逆向移动，逆反应是吸热反应，正反应是放热反应；
（3）①N—甲基二乙醇胺含有氨基，显碱性，可以与CO2反应，生成盐和水，该盐在较低温度下，又可以分解，生成CO2；
②水蒸气占据活性点位，使催化剂活性降低。
【解答】解：（1）①反应Ⅱ属于吸热反应，在高温下可以自发进行，
故答案为：高温；
②一定温度、100kPa下，向体系中加入1.0mol CaCO3和1.0mol CH4，假设此条件下其他副反应可忽略，恒压反应至平衡时，体系中CaCO3转化率为80%，生成的CO2为0.8mol，CH4转化率为60%，则消耗甲烷为0.6mol，CO物质的量为1.3mol，则有三段式：
CH4（g）+CO2（g）═2H2（g）+2CO（g）
起始量（mol） 1 0.8 0 0
变化量（mol） 0.6 0.6 1.2 1.2
平衡量（mol） 0.4 0.2 1.2 1.2
H2（g）+CO2（g）═H2O（g）+CO（g）
起始量（mol） 1.2 0.2 0 0
变化量（mol） 0.1 0.1 0.1 0.1
平衡量（mol） 1.1 0.1 0.1 1.3
此时原位CO2利用率为100%＝70%，
故答案为：70%；
（2）①反应2CO（g）+3H2（g）═HOCH2CH2OH（g）是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，平衡转化率增大，所以代表α＝0.6的曲线为L1，
故答案为：L1；
②由图可知，压强相等时，升高温度，平衡转化率减小，即平衡逆向移动，逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，故ΔH3＜0，
故答案为：＜；
（3）①N—甲基二乙醇胺[H3CN（CH2CH2OH）2]可实现对“变换”后混合气体中CO2的捕集和释放。N—甲基二乙醇胺能够捕集和释放CO2的可能原因是N—甲基二乙醇胺含有氨基，显碱性，可以与CO2反应，生成盐和水，该盐在较低温度下，又可以分解，生成CO2，
故答案为：N—甲基二乙醇胺含有氨基，显碱性，可以与CO2反应，生成盐和水，该盐在较低温度下，又可以分解，生成CO2；
②根据机理图可知，上述反应中，水蒸气的存在使得产品产率大幅度下降，原因是水蒸气占据活性点位，使催化剂活性降低，
故答案为：水蒸气占据活性点位，使催化剂活性降低。
【点评】本题主要考查化学平衡的计算、盖斯定律的应用，属于基本知识的考查，难度中等。
18．（2025秋 徐州期中）利用CO2气体合成甲醇、二甲醚，可以减少CO2排放。
（1）CO2和H2可以制取CH3OH在300℃、γ﹣Al2O3催化作用下CH3OH可以合成CH3OCH3，写出CH3OH合成CH3OCH3的化学反应方程式 2CH3OHCH3OCH3+H2O 。
（2）①甲醇重整制氢：CH3OH（g）+H2O（g） CO2（g）+3H2（g）ΔH＝+49.4kJ mol﹣1
已知：CaO（s）+CO2（g）═CaCO3（s）ΔH＝﹣178.8kJ mol﹣1。向重整反应体系中加入适量CaO的优点是 吸收CO2且反应放热，促进反应正向移动，提高氢气的产率 。
②在Cu﹣Pd合金表面，甲醇与水蒸气重整反应的机理如图﹣1所示（“*”表示此微粒吸附在催化剂表面，M为反应过程的中间产物）。
已知步骤Ⅱ中碳氧双键与H2O发生加成反应，根据元素电负性的变化规律，推导M的结构简式 。若用CH3OD代替CH3OH则生成氢气的分子式为 H2和HD 。催化剂长时间使用后，因有积炭而失去活性。为减少积炭，可采用的方法是 适当增加水蒸气的用量 。
（3）CO2催化加氢合成二甲醚：
反应Ⅰ：2CO2（g）+6H2（g） CH3OCH3（g）+3H2O（g）ΔH＝﹣122.54kJ mol﹣1
反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g）ΔH＝+41.2kJ mol﹣1
其他条件相同时，反应一段时间，反应温度对CO2平衡转化率及CO2实际转化率影响如图﹣2所示；反应温度对二甲醚的平衡选择性及二甲醚实际选择性影响如图﹣3所示。（已知：CH3OCH3的选择性100%）
①图﹣2中，温度高于290℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的可能原因是 温度高于290℃随着温度升高，平衡时反应Ⅱ向右进行的程度增大，反应Ⅰ向右进行的程度减小，且前者增大的幅度大于后者减小的程度。使CO2的平衡转化率上升 。
②图﹣3中，在240℃～300℃范围内，相同温度下，二甲醚的实际选择性高于平衡选择性，结合活化能从化学反应速率的角度解释原因： 反应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ的活化能低，导致在未达到平衡时，反应Ⅰ的速率相对更快，因此二甲醚的实际选择性高于其平衡值 。
【答案】（1）2CH3OHCH3OCH3+H2O；
（2）①吸收CO2且反应放热，促进反应正向移动，提高氢气的产率；
②；H2和HD；适当增加水蒸气的用量；
（3）①温度高于290℃随着温度升高，平衡时反应Ⅱ向右进行的程度增大，反应Ⅰ向右进行的程度减小，且前者增大的幅度大于后者减小的程度。使CO2的平衡转化率上升；
②反应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ的活化能低，导致在未达到平衡时，反应Ⅰ的速率相对更快，因此二甲醚的实际选择性高于其平衡值。
【分析】（1）根据原子守恒书写CH3OH合成CH3OCH3的化学反应方程式；
（2）①向重整反应体系中加入适量CaO的优点是吸收CO2且反应放热，促进反应正向移动，提高氢气的产率；
②M是甲醛与水分子的加成产物，根据元素电负性的变化规律，推导M的结构简式，若用CH3OD代替CH3OH则生成氢气的分子式为H2和HD，催化剂长时间使用后，因有积炭而失去活性，为减少积炭，可采用的方法是适当增加水蒸气的用量；
（3）①温度高于290℃随着温度升高，平衡时反应Ⅱ向右进行的程度增大，反应Ⅰ向右进行的程度减小，且前者增大的幅度大于后者减小的程度。使CO2的平衡转化率上升；
②反应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ的活化能低，导致在未达到平衡时，反应Ⅰ的速率相对更快，因此二甲醚的实际选择性高于其平衡值。
【解答】解：（1）根据原子守恒可知，CH3OH合成CH3OCH3的化学反应方程式为：2CH3OHCH3OCH3+H2O。
故答案为：2CH3OHCH3OCH3+H2O；
（2）①甲醇重整制氢：CH3OH（g）+H2O（g） CO2（g）+3H2（g）ΔH＝+49.4kJ mol﹣1，已知：CaO（s）+CO2（g）═CaCO3（s）ΔH＝﹣178.8kJ mol﹣1，向重整反应体系中加入适量CaO的优点是吸收CO2且反应放热，促进反应正向移动，提高氢气的产率，
故答案为：吸收CO2且反应放热，促进反应正向移动，提高氢气的产率；
②根据元素电负性的变化规律，推导M的结构简式为：，若用CH3OD代替CH3OH则生成氢气的分子式为H2和HD，催化剂长时间使用后，因有积炭而失去活性，为减少积炭，可采用的方法是适当增加水蒸气的用量，故答案为：；H2和HD；适当增加水蒸气的用量；
（3）①图﹣2中，温度高于290℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的可能原因是温度高于290℃随着温度升高，平衡时反应Ⅱ向右进行的程度增大，反应Ⅰ向右进行的程度减小，且前者增大的幅度大于后者减小的程度。使CO2的平衡转化率上升，
故答案为：温度高于290℃随着温度升高，平衡时反应Ⅱ向右进行的程度增大，反应Ⅰ向右进行的程度减小，且前者增大的幅度大于后者减小的程度。使CO2的平衡转化率上升；
②图﹣3中，在240℃～300℃范围内，相同温度下，二甲醚的实际选择性高于平衡选择性，结合活化能从化学反应速率的角度解释原因是反应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ的活化能低，导致在未达到平衡时，反应Ⅰ的速率相对更快，因此二甲醚的实际选择性高于其平衡值，故答案为：反应Ⅰ的活化能比反应Ⅱ的活化能低，导致在未达到平衡时，反应Ⅰ的速率相对更快，因此二甲醚的实际选择性高于其平衡值。
【点评】本题主要考查化学平衡的相关知识，侧重考查学生的看图理解能力、分析能力，属于高考高频考点，难度较大。
19．（2025秋 姑苏区校级月考）甲醇是重要的化工基础原料，以CO2为原料制甲醇具有重要的社会价值。
（1）电化学法制甲醇。工业上采用如图甲所示装置电解制备甲醇，反应前后KHCO3溶液浓度基本保持不变。生成CH3OH的电极反应式为 或 。
（2）CO2催化加氢制甲醇。CO2催化加氢制甲醇过程中的主要反应如下：
反应Ⅰ：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g） ΔH＝﹣49.2kJ mol﹣1；
反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g） ΔH＝+41.2kJ mol﹣1。
在恒压、投料比n（CO2）：n（H2）＝1：3时，CO2平衡转化率和CH3OH平衡选择性随温度变化如图乙所示[CH3OH选择性]。
①写出一氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式 CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）ΔH＝﹣90.4kJ mol﹣1 。
②244℃时，反应一段时间后，测得CH3OH选择性为56.8%（图中A点）。不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OH选择性的措施有 增大压强或使用对反应Ⅰ催化性更高的催化剂 。
③244℃时，向密闭容器内投入1mol CO2和3mol H2充分反应，则平衡时生成CH3OH的物质的量为 0.0612 mol（保留至小数点后4位）。
（3）CO2加氢制甲醇催化剂的研究。
①用Co—C作催化剂，可得到含少量甲酸的甲醇。相同条件下，将催化剂循环使用，甲醇产量与催化剂循环次数的关系如图丙所示。甲醇产量随循环次数增加而减小的原因可能是 反应生成的甲酸将催化剂腐蚀，使催化剂活性降低 。
②用CeO2作催化剂，H2在CeO2催化剂表面吸附活化是CO2还原制甲醇的一个重要环节。H2在CeO2表面异裂使其产生氧空位（□）和Ce（Ⅲ）的可能机理如图丁所示。根据元素电负性的变化规律，步骤②可描述为 H2吸附于CeO2后发生异裂，带部分正电荷的H与催化剂表面电负性大的O结合，带部分负电荷的H与催化剂表面电负性小的Ce（Ⅳ）结合 。
【答案】（1）或；
（2）①CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）ΔH＝﹣90.4kJ mol﹣1；
②增大压强或使用对反应Ⅰ催化性更高的催化剂；
③0.0612；
（3）①反应生成的甲酸将催化剂腐蚀，使催化剂活性降低；
②H2吸附于 CeO2后发生异裂，带部分正电荷的H与催化剂表面电负性大的O结合，带部分负电荷的H与催化剂表面电负性小的Ce（Ⅳ）结合。
【分析】（1）主要的反应物和产物都能从题干信息获取，根据电荷守恒定律和质量守恒定律，结合工共存问题，书写电极方程式；
（2）多变量对可逆反应的影响，可从结果分析，判断出符合勒夏特列原理的主要影响因素，再根据要求答题，并学会利用三段式进行对平衡常数的计算；
（3）熟悉催化剂的反应机理，分析每个过程的具体情况；
【解答】解：（1）图甲所示装置电解制备甲醇，装置为电解池装置，则右侧电极为阴极，CO2得电子发生还原反应生成CH3OH，电解质为KHCO3溶液，则电极反应为或，
故答案为：或；
（2）①已知：反应Ⅰ：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g） ΔH＝﹣49.2kJ mol﹣1；反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g） ΔH＝+41.2kJ mol﹣1，由盖斯定律，反应Ⅰ﹣Ⅱ得一氧化碳和氢气制备甲醇的热化学方程式为：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）ΔH＝（﹣49.2kJ mol﹣1）﹣（+41.2kJ mol﹣1）＝﹣90.4kJ mol﹣1，
故答案为：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g）ΔH＝﹣90.4kJ mol﹣1；
②反应Ⅱ为气体分子数不变的反应、生成甲醇反应Ⅰ为气体分子数减小的反应，提高CH3OH选择性，可以选择的措施是增大压强或使用对反应Ⅰ催化性更高的催化剂，
故答案为：增大压强或使用对反应Ⅰ催化性更高的催化剂；
③由图，244℃时，甲醇的选择性为58.3%，二氧化碳的转化率为10.5%，则平衡时生成CH3OH的物质的量为1mol×10.5%×58.3%＝0.0612mol，
故答案为：0.0612；
（3）①甲醇产量随循环次数增加而减小的原因可能是反应生成的甲酸将催化剂腐蚀，使催化剂活性降低，
故答案为：反应生成的甲酸将催化剂腐蚀，使催化剂活性降低；
②氧的电负性大于Ce，根据元素电负性的变化规律，步骤②可描述为H2吸附于 CeO2后发生异裂，带部分正电荷的H与催化剂表面电负性大的O结合，带部分负电荷的H与催化剂表面电负性小的Ce（Ⅳ）结合，
故答案为：H2吸附于 CeO2后发生异裂，带部分正电荷的H与催化剂表面电负性大的O结合，带部分负电荷的H与催化剂表面电负性小的Ce（Ⅳ）结合。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。
20．（2025秋 姑苏区校级月考）含N元素的部分物质对环境有影响。含NO、NO2的废气会引起空气污染，含、、的废水会引起水体富营养化，都需要经过处理后才能排放。消除含氮化合物对大气和水体的污染是环境保护的重要研究课题。
（1）利用电化学装置可消除氮氧化物污染，变废为宝。图1为电解NO制备NH4NO3的装置。该装置中阴极的电极反应式为 ，阳极的电极反应式为 ，电路中每通过1mol电子，理论上（标况下）至少需有 2.99 L氨气通入“反应室”中。
（2）工业上用电解法治理亚硝酸盐对水体的污染，模拟工艺如图2所示，写出电解时A电极的电极反应式 Fe﹣2e﹣＝Fe2+ ，B电极的电极反应式 2H++2e﹣＝H2↑ ；随后，铁电极附近有无色气体产生，可能原因是 生成的亚铁离子将溶液中的亚硝酸根离子还原成N2 。
（3）在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，发生反应2NO（g）+O2（g） 2NO2（g） ΔH。催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示（图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化）。
①温度不变时，改变一个条件使NO的转化率由X点达到Y点，该变化可能是 选用合适催化剂 。
②在100～500℃时，随温度升高NO的转化率先增大后降低的原因为 温度升高，反应速率加快，相同时间内使得NO的转化率增大，反应为放热反应，继续升高温度，使得平衡逆向移动，导致NO的转化率降低 。
③达平衡状态后，下列情况下能使混合气体颜色变深的是 BD 。
A．升高温度
B．恒容时加入少量O2
C．恒压时通入少量惰性气体
D．增大压强
E．换用高效催化剂
【答案】（1）； ；2.99；
（2）Fe﹣2e﹣＝Fe2+；2H++2e﹣＝H2↑；生成的亚铁离子将溶液中的亚硝酸根离子还原成N2；
（3）①选用合适催化剂；
②温度升高，反应速率加快，相同时间内使得NO的转化率增大，反应为放热反应，继续升高温度，使得平衡逆向移动，导致NO的转化率降低；
③BD。
【分析】（1）装置为电解池装置，由图，阴极的电极反应为NO得到电子发生还原反应生成铵根离子：；阳极NO失去电子被氧化为硝酸根离子：，电解池中总反应生成硝酸铵和硝酸，反应为8NO+7H2O＝3NH4NO3+2HNO3，反应中转移15 mol电子同时生成3 mol硝酸铵和2 mol硝酸，硝酸和通入氨气生成硝酸铵；
（2）装置为电解池，由阳离子移动方向，右侧电极为阴极、左侧电极为阳极，则电解时A电极的电极反应为铁失去电子为氧化为亚铁离子：Fe﹣2e﹣＝Fe2+，随后，铁电极附近有无色气体产生，可能原因是生成的亚铁离子将溶液中的亚硝酸根离子还原成N2，得到无色气体；
（3）①温度不变时，改变一个条件使NO的转化率由X点达到Y点，则相同时间内使得反应速率加快；
②由图中虚线变化可知，升高温度，平衡转化率降低，则反应为放热反应；温度升高，反应速率加快，相同时间内使得NO的转化率增大，反应为放热反应，继续升高温度，使得平衡逆向移动，导致NO的转化率降低；
③A．反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动；
B．恒容时加入少量O2，促使平衡正向移动；
C．恒压时通入少量惰性气体，容器体积增大，导致物质浓度减小；
D．增大压强，平衡正向移动，使的二氧化氮浓度增大；
E．换用高效催化剂，不影响平衡移动。
【解答】解：（1）装置为电解池装置，由图，阴极的电极反应为NO得到电子发生还原反应生成铵根离子：；阳极NO失去电子被氧化为硝酸根离子：，电解池中总反应生成硝酸铵和硝酸，反应为8NO+7H2O＝3NH4NO3+2HNO3，反应中转移15 mol电子同时生成3 mol硝酸铵和2 mol硝酸，硝酸和通入氨气生成硝酸铵，则电路中每通过1mol电子，理论上至少需要氨气，标准状况下的体积为，
故答案为：； ；2.99；
（2）装置为电解池，由阳离子移动方向，右侧电极为阴极、左侧电极为阳极，则电解时A电极的电极反应为铁失去电子为氧化为亚铁离子：Fe﹣2e﹣＝Fe2+，随后，铁电极附近有无色气体产生，可能原因是生成的亚铁离子将溶液中的亚硝酸根离子还原成N2，得到无色气体；B电极为阴极，溶液中氢离子得到电子被还原为氢气，电极反应式2H++2e﹣＝H2↑，
故答案为：Fe﹣2e﹣＝Fe2+；2H++2e﹣＝H2↑；生成的亚铁离子将溶液中的亚硝酸根离子还原成N2；
（3）①温度不变时，改变一个条件使NO的转化率由X点达到Y点，则相同时间内使得反应速率加快，在短时间内达到平衡，那么该变化可能是选用合适催化剂，
故答案为：选用合适催化剂；
②由图中虚线变化可知，升高温度，平衡转化率降低，则反应为放热反应；温度升高，反应速率加快，相同时间内使得NO的转化率增大，反应为放热反应，继续升高温度，使得平衡逆向移动，导致NO的转化率降低，故在100～500℃时，随温度升高NO的转化率先增大后降低，
故答案为：温度升高，反应速率加快，相同时间内使得NO的转化率增大，反应为放热反应，继续升高温度，使得平衡逆向移动，导致NO的转化率降低；
③A．反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，混合气体颜色变浅；
B．恒容时加入少量O2，促使平衡正向移动，混合气体颜色变深；
C．恒压时通入少量惰性气体，容器体积增大，导致物质浓度减小，混合气体颜色变浅；
D．增大压强，平衡正向移动，使的二氧化氮浓度增大，混合气体颜色变深；
E．换用高效催化剂，不影响平衡移动，不影响混合气体颜色；
故答案为：BD。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。
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