專題突破練八 化學反應速率與化學平衡一、選擇題:本題共10小題,每小題3分,共30分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。1.(2021廣東梅州3月質檢)一定溫度下,在一個容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應:2N2O3(g)+3C(s)2N2(g)+3CO2(g) ΔH>0,若0~10s內消耗了2molC,下列說法正確的是( ) A.0~10s內用C表示的平均反應速率為v(C)=0.1mol·L-1·s-1B.當v正(N2O3)=v逆(CO2)時,反應達到平衡狀態(tài)C.升高溫度正反應速率加快,逆反應速率減慢D.該反應達平衡后,減小反應體系的體積,平衡向逆反應方向移動2.(2021陜西寶雞二模)合成氨的熱化學方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1,如圖所示為相同溫度下,在等量的不同催化劑作用下,某濃度氨氣分解時對應生成氫氣的初始速率,下列說法正確的是( )A.Fe作催化劑時,氨氣分解反應活化能最小B.氨氣分解達到平衡時,單位時間內N≡N鍵斷裂數(shù)目和N—H鍵形成數(shù)目相同C.低壓有利于提高N2和H2產(chǎn)率D.高溫有利于提高工業(yè)合成氨產(chǎn)率3.(2021河南沈丘一中質檢)反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0是工業(yè)上合成硫酸過程中的一步反應,下列關于該反應的說法正確的是( )A.反應物的總能量高于生成物的總能量B.催化劑可以降低硫氧鍵鍵能C.加壓有利于SO3生成,所以工業(yè)上壓強越高越好D.升高溫度可以增大正反應速率,降低逆反應速率4.(2021湖南常德3月一模)人體內的血紅蛋白(Hb)可與O2結合,更易與CO結合使人體中毒,涉及原理如下:①Hb(aq)+O2(g)HbO2(aq) ΔH1<0②Hb(aq)+CO(g)HbCO(aq) ΔH2<0③HbO2(aq)+CO(g)HbCO(aq)+O2(g) ΔH3<0下列說法錯誤的是( )A.ΔH1<ΔH2B.反應①、②在一定溫度下均能自發(fā)進行C.剛從平原到高原時,人體血液中c(HbO2)將降低,使人體因缺氧而不適D.將CO中毒的人轉至高壓氧倉中治療,反應③平衡逆向移動而緩解癥狀5.(2021江蘇揚州二模)燃煤電廠鍋爐尾氣中含有氮氧化物(主要成分是NO),可通過主反應4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1627.7kJ·mol-1除去NO。溫度高于300℃時會發(fā)生副反應:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-904.74kJ·mol-1。在恒壓、反應物起始物質的量之比一定的條件下,反應相同時間,NO的轉化率在不同催化劑作用下隨溫度變化
的曲線如圖所示。下列有關說法一定正確的是( )A.升高溫度、增大壓強均可提高主反應中NO的平衡轉化率B.N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=-180.74kJ·mol-1C.圖中X點所示條件下,反應時間足夠長,NO的轉化率能達到Y點的值D.圖中Z點到W點NO的轉化率降低的原因是主反應的平衡逆向移動6.(2021浙江平湖4月檢測)環(huán)戊二烯()是重要的有機化工原料,其容易發(fā)生聚合生成二聚體,該反應為可逆反應。不同溫度下,溶液中環(huán)戊二烯濃度(初始濃度為1.5mol·L-1)與反應時間的關系如圖所示,下列說法正確的是( )A.a點的反應速率大于c點的反應速率B.a點的逆反應速率小于b點的逆反應速率C.b點時二聚體的濃度為0.9mol·L-1D.達到平衡后,升高溫度,體系中環(huán)戊二烯的百分含量將增加7.(2021重慶西南大學附中調研)在3個初始溫度均為T℃的密閉容器中發(fā)生反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0。下列說法錯誤的是( )容器編號容器類型初始體積起始物質的量/mol平衡時SO3物質的量/molSO2O2SO3Ⅰ恒溫恒容1.0L2101.6Ⅱ絕熱恒容1.0L210aⅢ恒溫恒壓2.0L004bA.達平衡時,SO2的轉化率α(Ⅰ)=80%B.b>3.2
C.平衡時v正(SO2):v(Ⅰ)
v逆D.狀態(tài)a與狀態(tài)b相比,狀態(tài)b時I2的轉化率更高10.(2021湖北八市一模)利用CO生產(chǎn)甲醇的反應為2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)。在密閉容器中按物質的量之比為2∶1充入H2和CO,測得平衡混合物中CH3OH的體積分數(shù)在不同壓強下隨溫度的變化情況如圖所示。已知:①v正=k正·x(CO)·x2(H2),v逆=k逆·x(CH3OH),其中v正、v逆為正、逆反應速率,k正、k逆為速率常數(shù),x為各組分的體積分數(shù)。②Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),氣體分壓=氣體總壓×體積分數(shù)下列相關說法錯誤的是( )
A.該反應的ΔH<0B.B點與C點的平衡常數(shù)關系為KB=KCC.增大體系壓強,k正-k逆的值將增大D.C點對應的平衡常數(shù)Kp=二、選擇題:本題共4小題,每小題4分,共16分。在每小題給出的四個選項中,有一個或兩個選項符合題目要求。全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分。11.(2021湖南“五市十校教研教改共同體”大聯(lián)考)圖中的曲線是表示恒容時,2NO(g)+O2(g)2NO2(g)反應中NO的平衡轉化率與溫度的關系曲線,圖中標有b、c、d三點,下列說法正確的是( )A.ΔH>0B.混合氣體的密度:d點=b點C.c點未達到平衡狀態(tài)且v(正)>v(逆)D.使用催化劑b、d兩點將上移12.(2021湖北枝江質檢)在①、②、③容積不等的恒容密閉容器中,均充入0.1molCO和0.2molH2,在催化劑的作用下發(fā)生反應:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。測得三個容器中平衡混合物中CH3OH的體積分數(shù)隨溫度的變化如圖所示:下列說法正確的是( )A.該反應的正反應為吸熱反應B.三個容器容積:①>②>③C.在P點,CO轉化率為75%D.在P點,向容器②中再充入CO、H2及CH3OH各0.025mol,此時v正(CO)”“<”或“=”);300℃、p3條件下,處于E點時v(正) v(逆)(填“>”“<”或“=”);C點的平衡常數(shù)K= 。?
17.(14分)(2021湖南永州重點中學聯(lián)考)丙烯是合成材料的重要原料,丙烷脫氫制取丙烯是目前常用方法之一。丙烷脫氫制丙烯的主要反應如下:直接裂解:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) ΔH=+124kJ·mol-1氧氣氧化脫氫:2C3H8(g)+O2(g)2C3H6(g)+2H2O(g)ΔH=-235kJ·mol-1回答下列問題:(1)目前直接裂解是丙烷脫氫制取丙烯的常用方法。直接裂解時,下列條件有利于提高C3H8平衡轉化率的是 (填標號)。? A.高溫低壓B.低溫高壓C.高溫高壓D.低溫低壓(2)“氧氣氧化脫氫”相比于“直接裂解”的優(yōu)點是 (列舉1點)。?(3)一定壓強下,向一恒容密閉容器中充入1molC3H8和1molCO2,平衡時各物質的物質的量與溫度的關系如圖所示;①在500~800K之間,主要發(fā)生的反應為 ;823K以上主要發(fā)生的反應為 。?②一定壓強下,向一密閉容器中充入一定量的C3H8和CO2發(fā)生反應:CO2(g)+C3H8(g)C3H6(g)+CO(g)+H2O(g) ΔH。C3H8的平衡轉化率在不同投料比[m=]下與溫度的關系如圖所示:ΔH (填“<”或“>”)0;投料比從小到大的順序為 。?(4)丙烷分別在0.1MPa和p2MPa直接裂解,反應達到平衡時,丙烷和丙烯的物質的量分數(shù)隨溫度的變化關系如圖所示:
壓強p2 (填“<”或“>”)0.1;D為 (填化學式);a點溫度下裂解反應的平衡常數(shù)Kp= (用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質的量分數(shù))。?18.(15分)(2021湖南永州三模)合成氣是一種重要的化工原料氣,可以合成甲醇、甲酸甲酯、二甲醚等化工產(chǎn)品。甲烷、二氧化碳自熱重整制合成氣的主要反應有:Ⅰ.CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-820.6kJ·mol-1Ⅱ.CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH2=+247.3kJ·mol-1Ⅲ.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH3=+206.1kJ·mol-1Ⅳ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH4回答下列問題:(1)反應Ⅳ的ΔH4= kJ·mol-1。?(2)一定條件下,向體積為VL的恒容密閉容器中通入2molCH4(g)、1molCO2(g)、1molH2O(g)和適量O2(g)發(fā)生上述反應,達到平衡時,容器中CH4(g)為amol,CO2(g)為bmol,H2O(g)為cmol,此時CO(g)的濃度為 mol·L-1(用含a、b、c、V的代數(shù)式表示,下同),反應Ⅳ的平衡常數(shù)為 。?(3)不同溫度下,向體積為VL的含少量O2的密閉容器按照n(CO2)∶n(CH4)=1∶1投料,實驗測得平衡時n(H2)∶n(CO)隨溫度的變化關系如圖1所示:
①壓強p1、p2、p3由大到小的順序為 ,判斷的依據(jù)是 。?②壓強為p2時,隨著溫度升高,n(H2)∶n(CO)先增大后減小。解釋溫度Tm前后,隨著溫度升高n(H2)∶n(CO)變化的原因分別是 。?③根據(jù)圖1、圖2,為提高CO的選擇性可采取的措施為 。?A.提高n(O2)∶n(CH4)比例B.降低n(CO2)∶n(CH4)比例C.高溫、高壓D.低溫、低壓專題突破練八 化學反應速率與化學平衡1.D 解析:C為固體,不能用濃度的變化表示C的反應速率,A錯誤;當v正(N2O3)=v逆(CO2)時,反應達到平衡狀態(tài),B錯誤;升高溫度可以提高活化分子百分數(shù),正、逆反應速率均增大,C錯誤;減小反應體系的體積,即增大壓強,該反應為氣體體積增大的反應,增大壓強平衡逆向移動,D正確。2.C 解析:氨氣分解反應活化能最大的即反應速率最慢,Ru作催化劑時,氨氣分解反應活化能最小,A項錯誤;氨氣分解達到平衡時,單位時間內N≡N鍵斷裂數(shù)目和N—H鍵斷裂數(shù)目之比為1∶6,B項錯誤;降低壓強,反應2NH3(g)N2(g)+3H2(g)正向移動,有利于提高N2和H2產(chǎn)率,C項正確;高溫使反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g)平衡逆向移動,不利于平衡向生成氨的方向移動,不利于提高合成氨的產(chǎn)率,選擇高溫主要是為了提高反應速率,D項錯誤。3.A 解析:該反應ΔH<0,是放熱反應,反應物的總能量高于生成物的總能量,A正確;催化劑降低的是反應的活化能,不會影響到硫氧鍵的鍵能,B錯誤;壓強太高,會對設備造成破壞,且成本也高,所以壓強并不是越高越好,C錯誤;溫度升高,活化分子的百分數(shù)增大,正、逆反應速率都增大,D錯誤。4.A 解析:根據(jù)蓋斯定律,反應③可由反應②減反應①所得,ΔH3=ΔH2-ΔH1<0,則
ΔH2<ΔH1,A項錯誤;反應①與反應②均是熵減反應,由ΔH-TΔS<0反應可自發(fā)進行可知,反應①與反應②在較低溫度能自發(fā)進行,B項正確;從平原初到高原,氧氣含量減少,反應①逆向移動,則人體血液中c(HbO2)降低,C項正確;CO中毒的人體血液中c(HbCO)增大,轉到高壓氧倉中,反應③平衡逆向移動,D項正確。5.C 解析:主反應的焓變小于0,為放熱反應,升高溫度平衡逆向移動,NO的平衡轉化率減小,主反應為氣體物質的量增大的反應,增大壓強平衡逆向移動,也導致NO的平衡轉化率減小,A錯誤;根據(jù)蓋斯定律×(副反應-主反應)可得N2(g)+O2(g)2NO(g)的ΔH=×[-904.74kJ·mol-1-(-1627.7kJ·mol-1)]=180.74kJ·mol-1,B錯誤;據(jù)圖可知X點的轉化率低于相同溫度下的Y點,說明測定轉化率時X點還未達到平衡,反應時間足夠長,NO的轉化率能達到Y點的值,C正確;催化劑不影響平衡轉化率,而W點的轉化率低于相同溫度下另一催化劑條件下的轉化率,說明W點并沒有處于平衡狀態(tài),所以轉化率降低不可能是平衡移動造成的,D錯誤。6.B 解析:由題圖可知,T2溫度下反應速率更大,故溫度T2>T1,而a點環(huán)戊二烯濃度比c點的大,故a點的反應速率與c點的反應速率大小不能確定,A錯誤;a、b兩點溫度相同,環(huán)戊二烯的濃度a點大于b點,a點的逆反應速率小于b點的逆反應速率,故B正確;b點時環(huán)戊二烯的濃度減小0.9mol·L-1,二聚體的濃度為0.45mol·L-1,故C錯誤;T2溫度更高,但環(huán)戊二烯的百分含量更低,說明達到平衡后,升高溫度,體系中環(huán)戊二烯的百分含量將降低,故D錯誤。7.D 解析:容器Ⅰ中平衡時SO3的物質的量為1.6mol,起始時SO3的物質的量為0mol,即轉化生成了1.6molSO3,SO3與SO2化學計量數(shù)相同,即SO2轉化了1.6mol,因起始時SO2的物質的量為2mol,故SO2的轉化率α(Ⅰ)=×100%=80%,A正確;對于Ⅰ中反應,開始時n(SO2)=2mol,n(O2)=1mol,平衡時n(SO3)=1.6mol,若容器Ⅲ反應是在恒溫恒容下進行,其等效于開始狀態(tài)n(SO2)=4mol,n(O2)=2mol,物質的量是Ⅰ的兩倍,容器的容積也是Ⅰ的兩倍,則二者為等效平衡,那么平衡時SO3的物質的量是3.2mol,但由于該反應的正反應是氣體體積減小的反應,反應Ⅲ是在恒溫恒壓條件下進行的,反應從正反應方向開始,反應的發(fā)生使氣體的壓強減小,為維持壓強不變,相當于在Ⅰ平衡的基礎上縮小容器的容積而增大壓強,增大壓強化學平衡正向移動,因此反應Ⅲ中達到平衡時SO3的物質的量比3.2mol要多,即b>3.2,B正確;Ⅱ為絕熱容器,隨著反應的進行容器內氣體的溫度升高,溫度升高反應速率加快,則平衡時的正反應速率v正(SO2):v(Ⅰ)10時,COS轉化率幾乎不變,即H2S的體積分數(shù)會降低,故A錯誤;該反應ΔH<0,為放熱反應,故B錯誤;圖甲為一定溫度下測得的反應數(shù)據(jù),平衡常數(shù)與溫度有關,所以P、N兩點平衡常數(shù)相等,故C錯誤;從圖乙中可以看出,升高到某溫度后,COS的轉化率開始下降,其原因可能是由于催化劑活性降低,反應速率變慢導致COS(g)的水解轉化率降低,故D正確。9.D 解析:溫度為T1時,加入KI固體,I-濃度增大,平衡向正反應方向移動,故A正確;
由圖像曲線的變化趨勢可知,當溫度升高時,的物質的量濃度減小,說明該反應的正反應為放熱反應,反應I2(aq)+I-(aq)(aq)的ΔH<0,故B正確;若反應進行到狀態(tài)d時,反應未達到平衡狀態(tài),則反應向生成的方向移動,則v正>v逆,故C正確;狀態(tài)a與狀態(tài)b均為平衡狀態(tài),狀態(tài)b的的物質的量濃度明顯小于狀態(tài)a的的物質的量濃度,說明由狀態(tài)a轉化為狀態(tài)b時,升高溫度平衡逆向移動,則I2的轉化率降低,故D錯誤。10.C 解析:從圖像上可以看出溫度越高,甲醇的體積分數(shù)越小,說明升溫平衡逆向移動,該反應的ΔH<0,A項正確;B點與C點溫度相同,平衡常數(shù)相同,B項正確;速率常數(shù)只與溫度有關,溫度不變,k正、k逆都不變,k正-k逆的值也不變,C項錯誤;C點時,甲醇的體積分數(shù)是50%,則設初始時充入H2和CO的物質的量分別為2mol、1mol,反應生成CH3OH的物質的量為xmol,列三段式: 2H2 + COCH3OH初始物質的量/mol210轉化物質的量/mol2xxx平衡物質的量/mol2-2x1-xx平衡時甲醇的體積分數(shù)為=50%,x=0.75,平衡常數(shù)Kp=,D項正確。11.BC 解析:升高溫度NO的轉化率減小,即平衡逆向移動,所以正反應為放熱反應,ΔH<0,A錯誤;恒容容器中氣體總體積不變,反應物和生成物均為氣體,則氣體總質量不變,所以密度保持不變,d點密度等于b點,B正確;c點NO的轉化率低于該溫度下的平衡轉化率,則此時未達到平衡,且平衡正向移動,正反應速率大于逆反應速率,C正確;催化劑只改變反應速率,不影響平衡轉化率,D錯誤。12.C 解析:由題圖可知升高溫度,甲醇的體積分數(shù)減小,平衡逆向移動,說明逆反應為吸熱反應,正反應為放熱反應,A錯誤;相同溫度下增大壓強,平衡正向移動,甲醇的體積分數(shù)增大,①>②>③,說明①中的壓強最大,則體積最小,故體積大小為①<②<③,B錯誤;P點甲醇的體積分數(shù)為50%,設CO轉化的物質的量為xmol,則氫氣轉化的物質的量為2xmol,生成甲醇的物質的量為xmol,50%=得到x=0.075,所以CO的轉化率為×100%=75%,C正確;設②容器體積為V,P點平衡的時候,CH3OH的物質的量為0.075mol,濃度為mol·L-1,CO的物質的量為0.025mol,濃度為mol·L-1,H2的物質的量為0.05mol,濃度為mol·L-1,K==3×104V2×,再充入CO、H2及CH3OH各0.025mol,同樣的方法計算得到Qc=2×104V2×,Qcv逆(CO),D錯誤。13.BC 解析:根據(jù)圖2可知,不同溫度下脫硝的產(chǎn)物為N2,脫硫的產(chǎn)物可能有S2、COS等多種物質,A正確;根據(jù)圖2可知,1200~1400K,隨溫度升高,SO2含量升高,B錯誤;由圖示可知,NOx比SO2更易被CO還原,C錯誤;由圖2可知,溫度低于1000K時COS含量降低,S2、CO含量升高,體系中可能發(fā)生反應:2COSS2+2CO;溫度高于1000K時CO2、S2含量降低,CO、SO2含量升高,體系中可能發(fā)生反應:4CO2+S24CO+2SO2,D正確。14.B 解析:由圖像可知,Fe2+的氧化率隨時間延長而逐漸增大,故A正確;由②和③可知,當溫度相同pH不同時,pH越大,Fe2+的氧化速率越小,故B錯誤;由①和③可知,當pH相同溫度不同時,溫度越高Fe2+的氧化速率越大,故C正確;在酸性條件下,Fe2+和氧氣、氫離子反應生成Fe3+和H2O,反應的離子方程式為4Fe2++O2+4H+4Fe3++2H2O,故D正確。15.答案:(1)-56 (2)①0.005mol·L-1·s-1?、?.3Q ③0.56(3)①H2+N2ON2+H2O?、诓焕诮档腿芤褐械暮?解析:(1)由圖可知,2molNO完全反應被氧化為二氧化氮放出熱量180kJ-68kJ=112kJ,則1molNO氧化為NO2放出的熱量為56kJ,該反應的焓變ΔH=-56kJ·mol-1。(2)①0~40s內,v(NO2)=mol·L-1·s-1=0.005mol·L-1·s-1。②根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,達到平衡時NO2的平衡濃度為0.3mol·L-1,則反應生成NO2物質的量為0.3mol·L-1×2L=0.6mol,根據(jù)熱化學方程式可知,生成2molNO2吸收QkJ的熱量,則達平衡時,反應體系吸收的熱量為×0.6mol=0.3QkJ。③根據(jù)題中數(shù)據(jù)有: N2O4(g)2NO2(g)起始/(mol·L-1)0.20反應/(mol·L-1)0.150.3平衡/(mol·L-1)0.050.3該溫度下反應N2O4(g)2NO2(g)的化學平衡常數(shù)K==1.8,則反應2NO2(g)N2O4(g)的化學平衡常數(shù)K=≈0.56。(3)①由工作示意圖可知,Ir表面上H2和N2O反應生成N2和H2O,反應的方程式為H2+N2ON2+H2O。②由圖可知,在Pt顆粒表面,N轉化為銨根,若導電基體上的Pt顆粒增多,造成的后果是N更多轉化為銨根存在溶液中,不利于降低溶液中含氮量。16.答案:(1)-90.2 (2)①ABD?、贑D ③不變?、? < 48解析:(1)已知:①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ·mol-1;②2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-566kJ·mol-1;③2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1;×[①×2+②-③]得CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),故ΔH=×[-49.0×2+(-566)-(-483.6)]kJ·mol-1=-90.2kJ·mol-1。(2)①由于恒容時,反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)是一個氣體分子數(shù)減小的反應,所以甲醇的體積分數(shù)保持不變,可以說明反應達到平衡狀態(tài),A項正確;由于恒容時,反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)是一個氣體分子數(shù)減小的反應,所以容器內的總壓強保持不變,可以說明反應達到平衡狀態(tài),B項正確;由于混合氣體質量不變,容器容積不變,所以混合氣體密度保持不變,不能說明反應達到平衡狀態(tài),C項錯誤;由于反應前后氣體分子數(shù)不相等,質量相等,所以混合氣體的平均摩爾質量保持不變,可以說明反應達到平衡,D項正確。②達平衡時,保持溫度不變,容器體積擴大一倍,各組分濃度均減小,分壓也減小,平衡向逆反應方向移動,A項錯誤;達平衡時,所有組分濃度均減小,B項錯誤;平衡常數(shù)只與溫度有關,C項正確;平衡向左移動,CO物質的量增大,D項正確。③恒容時充入惰性氣體,各組分分壓并未改變,因此CO、CH3OH的濃度之比將不變;④從B→D,甲醇的體積分數(shù)減小,說明要達到D點平衡向左移動,所以p3 m30;相同溫度下,當C3H8的量不變時,增大CO2的量平衡正向移動,C3H8的平衡轉化率增大,所以m越大,C3H8的平衡轉化率越大,則m3p2>p1 反應Ⅱ、Ⅲ是氣體分子數(shù)目增大的反應,減小壓強平衡正向移動,n(H2)增加的程度大于n(CO)②升高溫度平衡Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均正向移動,TTm后,對反應Ⅳ的促進作用更大,n(CO)增加的更多 ③AC解析:(1)根據(jù)蓋斯定律,反應Ⅳ=Ⅱ-Ⅲ,則ΔH4=ΔH2-ΔH3=+247.3kJ·mol-1-206.1kJ·mol-1=+41.2kJ·mol-1。(2)通入2molCH4(g)、1molCO2(g)、1molH2O(g)和適量O2(g),達到平衡時,容器中CH4(g)為amol,CO2(g)為bmol,H2O(g)為cmol,設H2(g)的物質的量為xmol,CO(g)的物質的量為ymol,由C、H原子守恒可得:,解得x=5-2a-c,y=3-a-b,即n(H2)=(5-2a-c)mol,n(CO)=(3-a-b)mol,此時c(CO)=mol·L-1;對于反應Ⅳ平衡時: CO2(g)+H2(g)CO(g) +H2O(g)平衡時/molb5-2a-c3-a-bc則該反應的平衡常數(shù)K=。(3)①由反應可知,反應Ⅱ、Ⅲ是氣體分子數(shù)目增大的反應,減小壓強平衡正向移動,n(H2)增加的程度大于n(CO),則壓強p1、p2、p3由大到小的順序為p3>p2>p1。②由圖1可知,壓強為p2時,隨著溫度升高,n(H2)∶n(CO)先增大后減小,原因是反應Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均為吸熱反應,升高溫度平衡Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均正向移動,TTm后,升高溫度對反應Ⅳ的促進作用更大,n(CO)增加的更多。③根據(jù)圖2,提高n(O2)∶n(CH4)比例,可提高CO的選擇性,故A符合題意;根據(jù)圖2,降低n(CO2)∶n(CH4)比例,不能提高CO的選擇性,故B不符合題意;根據(jù)圖1,升高溫度、增大壓強時n(H2)∶n(CO)減小,即CO
的選擇性提高,故C符合題意;根據(jù)C項分析,低溫、低壓時CO的選擇性降低,故D不符合題意。