资料简介
2021 年领军高考化学一轮必刷好题
专题 24 化学平衡常数及转化率的计算
强化训练
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共 10*6 分）
1．（2020 浙江高考真题） 溶液与 溶液发生反应：
，达到平衡。下列说法不正确的是( )
A．加入苯，振荡，平衡正向移动
B．经苯 2 次萃取分离后，在水溶液中加入 ，溶液呈血红色，表明该化学反应存在限度
C．加入 固体，平衡逆向移动
D．该反应的平衡常数
【答案】D
【解析】A.加入苯振荡，苯将 I2 萃取到苯层，水溶液中 c（I2）减小，平衡正向移动，A 正确；B.将
5mL0.1mol/LKI 溶液与 1mL0.1mol/LFeCl3 溶液混合，参与反应的 Fe3+与 I-物质的量之比为 1:1，反应后 I-一
定过量，经苯 2 次萃取分离后，在水溶液中加入 KSCN 溶液呈血红色，说明水溶液中仍含有 Fe3+，即 Fe3+没
有完全消耗，表明该化学反应存在限度，B 正确；C.加入 FeSO4 固体溶于水电离出 Fe2+，c（Fe2+）增大，平
衡逆向移动，C 正确；D.该反应的平衡常数 K= ，D 错误；答案选 D。
2．（2020 浙江高考真题改编）CH4 与 CO2 重整生成 H2 和 CO 的过程中主要发生下列反应
在恒压、反应物起始物质的量比 条件下，CH4 和 CO2 的平衡转化率随温度变化的曲
线如图所示。下列有关说法正确的是
1
4 2 2CH (g) CO (g) 2H (g) 2CO(g) 247.1kJ molH −+ = + ∆ = ⋅
1
2 2 2H (g) CO (g) H O(g) CO(g) 41.2kJ molH −+ = + ∆ = ⋅
( ) ( )4 2CH : CO 1:1n n =A．升高温度、增大压强均有利于提高 CH4 的平衡转化率
B．曲线 A 表示 CH4 的平衡转化率随温度的变化
C．相同条件下，改用高效催化剂能使曲线 A 和曲线 B 相重叠
D．恒压、800K、n(CH4)：n(CO2)=1:1 条件下，反应至 CH4 转化率达到 X 点的值，改变除温度外的特定条件
继续反应，CH4 转化率能达到 Y 点的值
【答案】D
【解析】A．甲烷和二氧化碳反应是吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应即正向移动，甲烷转化率增大，
甲烷和二氧化碳反应是体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，甲烷转化率减小，故 A 错误；B．根据
两个反应得到总反应为 CH4(g)＋2CO2(g) H2(g)＋3CO(g) ＋H2O (g)，加入的 CH4 与 CO2 物质的量相等，
CO2 消耗量大于 CH4，因此 CO2 的转化率大于 CH4，因此曲线 B 表示 CH4 的平衡转化率随温度变化，故 B 不正
确；C．使用高效催化剂，只能提高反应速率，但不能改变平衡转化率，故 C 错误；D．800K 时甲烷的转化
率为 X 点，可以通过改变二氧化碳的量来提高甲烷的转化率达到 Y 点的值，故 D 正确。综上所述，答案为
D。
3．（2020·北京高三一模）298 K 时， γ-羟基丁酸水溶液发生如下反应，生成 丁内酯：
HOCH2CH2CH2COOH +H2O
不同时刻测得 丁内酯的浓度如下表。
20 50 80 100 120 160 220 ∞
0.024 0.050 0.071 0.081 0.090 0.104 0.116 0.132
10.180 mol L−⋅ γ −
+H / Δ
γ-
t / min
-1c/(mol L )⋅注：该条件下副反应、溶液体积变化忽略不计。下列分析正确的是
A．增大γ-羟基丁酸的浓度可提高γ-丁内酯的产率
B．298 K 时，该反应的平衡常数为 2.75
C．反应至 120 min 时，γ-羟基丁酸的转化率＜50%
D．80～120 min 的平均反应速率：v（γ-丁内酯） ＞1.2×10-3 mol ∙ L-1∙min-1
【答案】B
【解析】A.增大γ-羟基丁酸的浓度可以使平衡正向移动，γ-丁内酯的产量增加，但不能提高γ-丁内酯的
产率，A 错误；B.该反应的平衡常数 , B 正确；C.反应至 120 min
时， 丁内酯的浓度为 0.090mol∙L-1，反应了的γ-羟基丁酸的浓度为 0.090mol∙L-1，转化率为
，C 错误；D.80～120 min， ∆c（γ-丁内酯）=(0.09-0.071) mol∙L-1，平均反应速率：
v（γ-丁内酯）= ，D 错误；答案选 B。
4．（2020·宁夏回族自治区高三月考）利用天然气水蒸气重整制备 H2 的反应为
每次只改变一种条件(X)，其它条件不变，CH4 的平衡转化
率 随 X 的变化趋势如图所示。下列说法正确的是
A．某条件下，若 CH4(g)、H2O(g)初始浓度均为 0.2 mol/L， = 25%，则 K=3
B．X 为投料比 时， 的变化趋势为曲线 N
C．X 为压强时， 的变化趋势为曲线 M
D．X 为温度时， 的变化趋势为曲线 N
【答案】B
【解析】A．某条件下，若 CH4(g)、H2O(g)初始浓度均为 0.2 mol/L， = 25%，则平衡后 CH4(g)、H2O(g)、
CO(g)、H2(g)的浓度分别为：0.15mol/L、0.15mol/L、0.05mol/L、0.15mol/L，则平衡常数 K=
，A 选项错误；B．X 为投料比 时，投料比增大，
[γ- ] 0.132K= 2.75[ ] 0.180 0.132γ-
= =−
丁内酯
羟基丁酸
γ-
0.09 100%=50%0.18
×
1
-1 -14
-Δc 0.019 4mol L mol.75 10t 40mi L minn
−⋅ ⋅⋅= = ×
4 2 2CH (g)+H O(g) CO(g)+3H (g) 0H∆ >
ϕ
ϕ
4
2
(CH )[ ](H O)
n
n
ϕ
ϕ
ϕ
ϕ
( ) ( )
3
20.15mol/L 0.05mol/L =0.0075 mol/L0.15mol/L 0.15mol/L
×
×
4
2
(CH )[ ](H O)
n
n
ϕ减小，即 的变化趋势为曲线 N，B 选项正确；C．X 为压强时，加压平衡逆向移动， 减小，则 的变化趋
势为曲线 N，C 选项错误；D．X 为温度时，升高温度平衡正向移动， 增大，则 的变化趋势为曲线 M，D
选项错误；答案选 B。
5．（2020·天津高三期末）在恒压、NO 和 O2 的起始浓度一定的条件下，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)。下列
说法不正确的是（ ）
A．反应 2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)的ΔH 0 分别在一定温度下达到化学平衡状态。下列说法正确的是
起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol
容器
温度
（T1>T2） n(H2O) n(C) n(CO) n(H2) n(CO)
ϕ ϕ ϕ
ϕ ϕ
( ) ( )
2
2
2
2
(NO )
NO Oc c
c
2
2 -4
(2x)
(2x) (5.0 10 -x)× ×
I T1 0.5 1 0 0 0.25
II T1 1 1 0 0 x
III T2 0 0 0.5 0.5 y
A．当温度为 T1 时，该反应的化学平衡常数值为 0.25
B．若 5min 后容器 I 中达到平衡，则 5min 内的平均反应速率：v(H2) = 0.05mol·L-1·min-1
C．达到平衡时，容器 II 中 H2O 的转化率比容器 I 中的小
D．达到平衡时，容器 III 中的 CO 的转化率小于 50%
【答案】C
【解析】A. 由容器 I 的数据可知，当温度为 T1 时，n(H2O)起始=0.5mol，n(CO)平衡=0.25mol，由于各组分的
化学计量数相同，故其变化量均为 0.25mol，H2O(g)的转化率为 50%，因此，H2O(g)、 CO(g) 、H2(g)的平衡
浓度均为 0.125mol/L，该反应的化学平衡常数值 K= 0.125，A 不正确；B. 若 5min 后容
器 I 中达到平衡，则 5min 内的平均反应速率：v(H2) = 0.025mol·L-1·min-1，B 不正确；
C. 容器 II 中 H2O(g)的投料是 I 的 2 倍，达到平衡时相当于将容器 I 压缩到原来的一半，化学平衡将向逆反
应方向移动，H2O(g)的转化率减小，因此，容器 II 中 H2O 的转化率比容器 I 中的小，C 正确；D. 容器 III
的投料与容器 I 相当（容器 I 中多加的 0.5molC 可以不考虑，因为其浓度不变），若其在 T1 达到平衡，CO
的转化率与 I 的 H2O(g)的转化率之和为 1，即 50%；反应 H2O(g) + C(s) CO(g) + H2(g) ΔH ＞ 0，因为
T1＞T2，降低温度，化学平衡向逆反应方向移动，因此，达到平衡时，容器 III 中的 CO 的转化率大于
50%，D 不正确；综上所述，答案选 C。
7．（2020·山东省高三二模）在 2L 恒容密闭容器分别投入 2molCO 和 1molO2。进行反应：2CO(g)+O2(g)
2CO2(g)。在相同的时间段(5min)下，测得 CO 的转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A．化学平衡常数：K(b)＜K(c)＜K(d)
B．a 点，vO2(正)=0.14mo1·L-1·min-1
( ) ( )
( ) 2
2
c CO c H
c H O
=
0.25
2 5
mol
L min
=×
C．d 点 vCO(正)等于 a 点 vCO(正)
D．50℃时，该反应的化学平衡常数 K=160L·mol-1
【答案】D
【解析】根据图示，b 点时 CO 的转化率最大，则 b 点时反应达到平衡状态，随温度升高，CO 的转化率降低，
说明反应逆向进行，则正反应为放热反应。A．根据分析，2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)为放热反应，b、c、
d 点温度依次升高，温度升高，反应逆向进行，平衡常数减小，则化学平衡常数：K(b)＞K(c)＞K(d)，故 A 错
误；B．a 点时，CO 的转化率为 0.7，则 CO 物质的量的变化量为 2mol×0.7=1.4mol，则 CO 的平均反应速率
= =0.14 mo1·L-1·min-1，根据反应速率之比等于化学反应计量系数值比，vO2(正)= vCO
(正)=0.14mo1·L-1·min-1× =0.07 mo1·L-1·min-1，即 5min 内，O2 的平均反应速率为 0.07 mo1·L-1·min-1，
故 B 错误；C．a、b 两点的温度不同，a 点的温度低，b 点的温度高，温度越高反应速率越快，则两点vCO(正)
不相等，b 点 vCO(正)大于 a 点 vCO(正)，故 C 错误；D．50℃时，CO 的转化率为 0.8，列三段式：
该反应的化学平衡常数 K= =160L·mol-1，故 D 正确；
答案选 D。
8．（2020·浙江省高三三模）在容积不变的容器中加入一定量的 A 和 B，发生反应∶2A（g）+B（g） 2C
（g）， 在相同时间内，测得不同温度下 A 的转化率如下表所示，下列说法正确的是
温度/°C 100 200 300 400 500
转化率 30% 75% 75% 50% 18%
A．该反应随着温度升高，反应速率先变大后变小
B．200°C，A 的转化率为 75%时，反应达到平衡状态
C．当单位时间内生成 n mol B 的同时消耗 2n molC 时，反应达到平衡状态
D．400°C 时，B 的平衡浓度为 0.5 mol/L，则该反应的平衡常数 K=2
【答案】D
【解析】A．升高温度，化学反应速率增大，故该反应随着温度升高，反应速率增大，选项 A 错误；B．根
据表中数据可知，300°C 反应物 A 的转化率降低，证明反应为放热反应，长高温度平衡逆向移动，无法说
1.4mol
2L 5min×
1
2
1
2
( ) ( ) ( )
( )
( )
( )
2 2
mol/L 1 0.5 0
mol/L 0.8 0.4 0.8
mol/L 0.2 0.1 0.8
2CO g +O g 2CO g
始
变
平
( )
( ) ( )
( )
( ) ( )
2 2
2
2
2
2c 0.8C
c c 0.O O 2C 1
O
0.
=
×明 200°C，A 的转化率为 75%时，反应就一定达到平衡状态，选项 B 错误；C．当单位时间内生成 n mol B 的
同时消耗 2n molC 时，不能说明正逆反应速率相等，反应不一定达到平衡状态，选项 C 错误；
D．400°C 时，A 的转化率为 50%，根据反应 2A（g）+B（g） 2C 可知，平衡时 c(A)=c(C)，B 的平衡浓
度为 0.5mol/L，则该反应的平衡常数 K= = = =2L/mol，选项 D 正确。答案选
D。
9．（2020·四川省高三三模）已知 298K 时，Ksp(NiS)=1.0×10-21，Ksp(FeS)=6.0× 10-18，其沉淀溶解平衡
曲线如图所示(图中 R 表示 Ni 或 Fe)，下列说法正确的是(已知： ≈2.4， ≈3.2) （ ）
A．M 点对应的溶液中，c(S2-)≈3.2×10-11 mol·L-1
B．与 P 点相对应的 NiS 的分散系是均一稳定的
C．向 Q 点对应的溶液中加水，可转化成 N 点对应的溶液
D．FeS+Ni2+ NiS+Fe2+的平衡常数 K=6000
【答案】D
【解析】A．饱和的 NiS 溶液中 c(Ni2＋)=c(S2－)= =3.2×10－11mol·L－1，同理饱和 FeS
溶液中 c(Fe2＋)=c(S2－)=2.4×10－9mol·L－1，因此 I 曲线代表的是 FeS，II 曲线代表的是 NiS，即 M 点 c(S2
－)=2.4×10－9mol·L－1，故 A 错误；B．此时 P 点对应的 NiS 为过饱和溶液，不是稳定分散系，应有沉淀产
生，故 B 错误；C．Q 点加水，溶液中 c(Ni2＋)、c(S2－)减小，Q 不能转化到 N 点，应在 Q 点上方，故 C 错误；
D．平衡常数 K= =6000，故 D 正确。
10．（2020·江西省高三其他）25℃时，向 40mL0.05mol/L 的 FeCl3 溶液中一次性加入 10mL0.15mol/L 的
KSCN 溶液，发生反应，混合溶液中 c(Fe3+)与反应时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
( )
( ) ( )
2
2
c C
c A c B× ( )
1
c B
1
0.5 /mol L
6 10
211.0 10−= ×Ksp
( )
( )
( ) ( )
( ) ( )
2 2+ 2- 12
212 2+ 2-
( ) 6.0 10
( ) 1.0 10
sp
sp
c Fe c Fe c S K FeS
K NiSc Ni c Ni c S
+ −
−+
×= = = ×A．该反应的离子方程式为 Fe3++3SCN- Fe(SCN)3↓
B．E 点对应的坐标为(0，0.05)
C．t4 时向溶液中加入 50mL0.1mol/LKCl 溶液，平衡不移动
D．若该反应是可逆反应，在 25℃时平衡常数的数值为
【答案】D
【解析】A．Fe3+与 SCN-反应生成络合物，不是沉淀，离子方程式为 Fe3++3SCN- Fe(SCN)3，故 A 错误；
B．E 点为反应起点，混合溶液体积为 50mL，此时溶液中 c(Fe3+)= =0.04mol/L，所以 E
点对应的坐标为( 0，0.04)，故 B 错误；C．t4 时向溶液中加入 50mL 0.1mol/L KCl 溶液，相当于稀释
溶液，平衡逆向移动，故 C 错误；D．由图可知，平衡时 Fe3+浓度为 m，则 Fe(SCN)3 浓度为 0.04-m，SCN-的
浓度为 -3×(0.04-m)=3m-0.09，所以平衡常数 K= ，
故 D 正确；故答案为 D。
二、主观题（共 2 小题，共 40 分）
11．（20 分）（2020·山西省高三月考）氮及其化合物是科学家们一直在探究的问题，它们在工农
业生产和生命活动中起着重要的作用。回答下列问题：
（一）已知① H2O(g)=H2O(1) △H=-44kJ•mol-1
②N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H=+180.5kJ•mol-1
③4NO(g)+6H2O(g) 4NH3(g)+5O2(g) △H=+1025kJ•mol-1
写出 NH3(g)和 O2(g)在一定条件下转化为 N2(g)与液态水的热化学方程式_________
（二）工业合成氨的原理为：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1。合成时反应温度控制在 500℃，
压强是 2×l07~5×l07Pa，铁触媒做催化剂。
（1）下列反应条件的控制不能用勒夏特列原理解释的是_________。
A．及时分离出 NH3
3
0.04-m
m(3m-0.09)
-10.04L 0.05mol L
0.05L
×
-10.01L 0.15mol L
0.05L
×
( )
( ) ( )3
3+ -3
Fe SCN
Fe SC
=
N
c
c c
3
0.04-m
m(3m-0.09)B．使用铁触媒做催化剂
C．反应温度控制在 500℃左右
D．反应时压强控制在 2×l07~5×l07Pa
（2）一定温度下，将 1molN2 和 3molH2 置于一恒定容积的密闭容器中反应，一段时间后反应达到平衡状态。
下列说法中正确的是________。
A．单位时间内，有 3mol H-H 生成的同时又 6md N-H 断裂，说明反应达到平衡状态
B．N2 和 H2 的物质的量之比保持不变时，说明反应达到平衡状态
C．达到平衡状态时，混合气体的平均相对分子质量变大
D．达到平衡状态后,再充入 2molNH3，重新达到平衡后，N2 的体积分数变小
（三）如图表示 H2 的转化率与起始投料比（n(N2)∶n(H2)）、压强的变化关系，则与曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的
压强 P1、P2、P3 从高到低的顺序是_________________；测得 B（X，60）点时 N2 的转化率为 50%，则 X=________。
（四）一定温度下，将 lmolN2 和 3molH2 置于一密闭容器中反应，测得平衡时容器的总压为 P，NH3 的物质的
量分数为 20%，列式计算出此时的平衡常数 Kp=________（用平衡分压代替平衡浓度进行计算，分压=总压×
体积分数，可不化简）。
（五）以 NO 原料，通过电解的方法可以制备 NH4NO3，其总反应是 8NO+7H2O=3NH4NO3+2HNO3，写出以惰性材
料作电极的阳极反应式：_______________。
【答案】（除标注外，每空 3 分）（一）4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(1) △H=-1650kJ/mol （二）（1）BC（2
分）（2）CD （三） P1>P2>P3 2∶5 （四） （五）NO+2H2O-3e-=4H++NO3-
【解析】（一）已知① H2O(g)=H2O(1) △H=-44kJ•mol-1，②N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H=+180.5kJ•mol-1，③
4NO(g)+6H2O(g) 4NH3(g)+5O2(g) △H=+l025kJ•mol-1，根据盖斯定律，将①×6-②×2-③得：
4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(1) △H=（-44kJ•mol-1）×6-（+180.5kJ•mol-1）×2-（+l025kJ•mol-1）
=-1650kJ/mol，故答案为 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(1) △H=-1650kJ/mol；
（二）（1）A．及时分离出 NH3，减小了氨气的浓度，平衡正向移动，能用勒夏特列原理解释，不选；B．使
用铁触媒做催化剂，平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，选；C．正反应为放热反应，升高温度，平衡
( )
( )
2
3
0.2P
0.2P· 0.6P逆向移动，不利于氨的合成，反应温度控制在 500℃左右是提高反应速率和催化剂的活性，不能用勒夏特列
原理解释，选；D．该反应属于气体体积减小的反应，增大压强有利于平衡正向移动，能用勒夏特列原理解
释，不选；故选 BC；
（2）A．单位时间内，有 3mol H-H 生成的同时必定 6md N-H 断裂，不能说明反应达到平衡状态，错误；
B．根据方程式，起始是 N2 和 H2 的物质的量之比等于化学计量数之比，反应过程中 N2 和 H2 的物质的量之比
始终保持不变，不能说明反应达到平衡状态 C．反应后，气体的物质的量减小，质量不变，因此达到平衡状
态时，混合气体的平均相对分子质量变大，正确；D．达到平衡状态后，再充入 2molNH3，相当于增大压强，
平衡正向移动，重新达到平衡后，N2 的体积分数变小 ，正确；故选 CD；
（三）分析图象变化可知：在投料比一定时，曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的氢气的转化率依次降低，因此压强依
次减小，故 P1>P2>P3；设起始量氢气为 x，氮气物质的量为 y；根据题意和图像，N2 的转化率为 50%，H2 的转
化率为 60%，
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
y x
0.5y 0.6x
则 0.5y：0.6x=1：3，解得 = ，即 X= ，故答案为 P1>P2>P3； ；
（四） N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
起始（mol） 1 3 0
反应 x 3x 2x
平衡 1-x 3-3x 2x
则 ×100%=20%，解得 x= mol，NH3 的物质的量分数为 ÷ =20%，N2 的物质的量分数为 20%，H2
的物质的量分数为 60%， 平衡常数 Kp= ，故答案为 ；
（五）根据总反应：8NO+7H2O=3NH4NO3+2HNO3，阳极发生氧化反应，一氧化氮失去电子生成硝酸根离子，电
极反应式为 NO+2H2O-3e-=4H++NO3-，故答案为 NO+2H2O-3e-=4H++NO3-。
12．（20 分）（2020·安徽省高三三模）煤和甲烷既是重要的常用燃料，又是重要的化工原料。根据题意，
回答下列问题：
I.煤制天然气过程中，存在多种化学反应，其中在煤气化装置中发生反应①：C(s) + H2O(g)=CO(g) + H2(g)
∆H = +135 kJ • mol-1 ，而在水气变换装置中发生反应②：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+ H2(g) ∆H =-41 kJ • mol-1
(1)煤气化前，需要通入一定量的氧气与碳发生燃烧反应，请利用平衡移动原理说明通入氧气的作用：
y
x
2
5
2
5
2
5
2
4 2
x
x−
1
3
2
3
10
3
2
3
(0.2 )
0.2 (0.6 )
P
P P×
2
3
(0.2 )
0.2 (0.6 )
P
P P×_____________________
(2)写岀碳和二氧化碳反应生成一氧化碳的热化学方程式_____。
(3)如图表示发生反应①后进入反应②装置的 n( H2O)/n(CO)与反应②中 CO 平衡转化率、温度的变化关系。
若 n(H2O)/n(CO)为 0.8，一定量的煤和水蒸气经反应①和反应②后，得到 CO 与 H2 的 物质的量之比为 1:3，
则反应②所对应的温度是_____(填“T1”、“T2”或“T3”)。
Ⅱ.甲烷重整技术主要是利用甲烷和其他原料来制备合成气(CO 和 h2 混合气体)。现在常(见的重整技术有甲
烷——二氧化碳重整、甲烷——水蒸气重整，其反应分别为 CH4(g)+3CO2(g)⇌2H2O(g)+4CO(g)；CH4(g)+H2O(g)
⇌CO(g)+3H2(g)
(4)甲烷——二氧化碳重整的催化转化原理如图所示：
①过程(二)实现了含氢物种与含碳物种的分离，写出生成 H2O(g)的化学方程式：______
②假设过程(一)和过程(二)中各步反应均转化完全，则下列说法正确的是_____ (填序号)。
a.过程(一)和过程(二)中均含有氧化还原反应
b.过程(二)中使用的催化剂为 Fe3O4 和 CaCO3
C．若过程(一)投料比 ，可导致过程(二)中催化剂失效
(5)通过计算机模拟甲烷——水蒸气重整实验测得，在操作压强为 0.1Mpa、水碳比 n(H2O)/n(CH4)为 1.0，温
度为 900℃，反应达到平衡时，H2 的物质的量分数为 0.6。已知该反应的速率方程 v=kP(CH4)·P-1(H2)，式
( )
( )4
2
n CH 1.0n CO
=中 k 为速率常数，P 为气体分压，气体分压=总压×气体物质的量分数，则此时该反应速率 v=_____(用含 k
的式子表示)；900℃时，该反应的压强平衡常数 Kp=_____(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
【答案】（除标注外，每空 3 分）(1)氧气与碳发生燃烧反应放热，放出的热被可逆反应吸收利用，促进反
应正向移动
（2）C(s)+CO2(g)=2CO(g) ∆H=+176kJ/mol
(3)T3（2 分）
(4)①4H2+Fe3O4 3Fe+4H2O ②ac
(5) 4.32×10-2(MPa)2
【解析】(1)C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)△H=+135kJ⋅mol−1，是吸热反应，而碳与氧气反应放出热量，使反应
C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)，向正反应方向移动，提高碳的利用率；答案为氧气与碳发生燃烧反应放热，放
出的热被可逆反应 C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)吸收利用，促进反应正向移动。
（2）由①：C(s) + H2O(g)=CO(g) + H2(g) ∆H = +135 kJ • mol-1 ，②：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+ H2(g) ∆H
=-41 kJ • mol-1，根据盖斯定律，用①-②可得出：C(s)+CO2(g)=2CO(g) ∆H=+135 kJ • mol-1-(-41 kJ •
mol-1)=+176 kJ • mol-1；答案为 C(s)+CO2(g)=2CO(g) ∆H=+176 kJ • mol-1；
（3）如图：若 n(H2O)/n(CO)为 0.8，设水蒸气的物质的量是 4mol、则①生成的 CO 物质的量为 5mol，同时
生成 5mol 氢气, 经煤气化反应①和水气变换反应②后,设反应②中 CO 变化了 xmol,则生成 xmol 氢气，则(5
−x)： (5+x)=1：3，x=2.5mol，CO 的转化率= ×100%=50%，根据图知,反应温度为 T3；答案为 T3。
（4）①由上述图可知，过程（一）的产物 CO、H2、和过量的 CO2 进入过程（二）中，与过程（二）中的
Fe3O4、CaO 混合发生反应，实现了含氢物种与含碳物种的分离，生成 H2O(g)的反应显然是 H2 与 Fe3O4 反应，
则化学方程式为：Fe3O4+4H2 3Fe+4H2O；答案为 Fe3O4+4H2 3Fe+4H2O。
②a.过程（一）：CH4+CO2(g) 2H2(g)+2CO，碳、氢元素化合价发生变化，属于氧化还原反应,过程
（二）：4H2+Fe3O4 3Fe+4H2O，氢、铁元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，过程（一）和过程（二）
中均含有氧化还原反应，故 a 正确；
b．过程(二)中 CaCO3 是 CaO 与 CO2 发生化学反应生成的，不符合催化剂的概念，CaO 才是催化剂，故 b 错误；
c．若过程(一)投料比 ，CH4 与 CO2 刚好反应，CO2 无剩余，则催化剂 CaO 在过程（二）中没
有二氧化碳与之反应生成 CaCO3，催化剂失效，故 c 正确；答案为 ac。
Δ
k
6
2.5mol
5mol
∆
=
∆
=
Ni=
∆
=
( )
( )4
2
n CH 1.0n CO
=（5）已知 n(H2O)/n(CH4)为 1.0，可假设 n(H2O)=n(CH4)=1mol，操作压强为 0.1Mpa，温度为 900℃，反应达
到平衡时，H2 的物质的量分数为 0.6，设达平衡时 CH4 变化了 xmol，
根据 H2 的物质的量分数= =0.6，求出 x= mol，则 CH4 的物质的量
分数= =0.1，由反应的速率方程 v=kP(CH4)•P-1(H2)=k· = k· = ，同理可求出 H2O 的
物质的量分数为 0.1，CO 的物质的量分数为 0.2；根据气体分压=总压×气体物质的量分数，总压为
0.1Mpa ，则 P(CO)=0.1×0.2MPa，P(H2)=0.1×0.6MPa，P(CH4)=0.1×0.1MPa，P(H2O)=0.1×0.1MPa，在 900
℃时，该反应的压强平衡常数 Kp= = =4.32×10-2(MPa)2；答案为
，4.32×10-2(MPa)2。
4 2 2CH H O 3HCO
1nol 1mol 0 0
xmol xmol xmol 3xmol
(1 x)mol (1 x)mol xmol 3xmol
+ +
− −
起始
变化
平衡
3xmol
(1 x)mol (1 x)mol xmol 3xmol− + − + +
2
3
1
3
10
3
4
2
P(CH )
P(H ) 6
0.1
0.1
0.1
0.
×
× 6
k
2
24
3
)
P(CO)
P(CH
P (H )
P) (H O
×
×
30.2) (0.1 0.6)
0.1) (0.1 0.1)
(0.1
(0.1
× × ×
× × ×
6
k
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