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2024年江苏高考化学一轮复习 第22讲 化学平衡的移动 课时练（含解析）
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这是一份2024年江苏高考化学一轮复习 第22讲 化学平衡的移动 课时练（含解析），共15页。试卷主要包含了 乙醇催化脱氢，55%， 诺贝尔奖得主Gerge A，4 kJ/ml， 乙醇－水催化重整可获得H2，8 kJ/ml等内容，欢迎下载使用。
第22讲 化学平衡的移动
化学平衡的移动(一)
1. (2022·海安期末)乙醇催化脱氢：CH3CH2OH(g)CH3CHO(g)＋H2(g)。已知：CH3CHO的选择性＝×100%；乙醇在高温下会发生催化裂解，从而降低乙醛的选择性。在Cu系催化剂作用下反应温度对乙醇催化脱氢反应影响的关系如图。下列说法正确的是( )
A. 该条件下的最佳反应温度为220 ℃
B. 240 ℃时，CH3CHO的产率为32.55%
C. 由图可推知，乙醇脱氢反应的活化能高于乙醇裂解的活化能
D. 升高温度和增大压强均能提高催化脱氢反应中乙醇的平衡转化率
2. (2022·泰州期末)用ZSM －5分子筛催化1 －丁烯裂解制丙烯的反应体系中，主要发生的反应如下：
反应Ⅰ：3C4H8(g)===4C3H6(g) ΔH＝＋579 kJ/mol
反应Ⅱ：C4H8(g)===2C2H4(g) ΔH＝＋283 kJ/mol
已知催化剂ZSM －5分子筛的筛孔孔径越小，越有利于生成碳原子数少的产物。在0.5 MPa下，上述体系平衡时丁烯、丙烯、乙烯的质量分数与温度的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 图中曲线X表示丁烯的质量分数随温度的变化
B. 在0.5 MPa下，该工艺选择的适宜温度为300 ℃
C. C4H8(g)＋C2H4(g)===2C3H6(g)的ΔH＝＋296 kJ/mol
D. 高于500 ℃，丙烯质量分数降低可能是因为裂解产生的碳颗粒附着在ZSM －5分子筛的筛孔上所致
3. (2022·常州期末)诺贝尔奖得主George A. Olah提出的“甲醇经济”是指利用工业废气或大气捕获的CO2制备甲醇，以减轻人类对化石燃料的依赖。该过程发生的主要反应如下：
①CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－49.4 kJ/mol
②CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH2
③CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH3＝－90.5 kJ/mol
在4.0 MPa条件下，将n(H2)∶n(CO2)为3∶1的混合气体以一定流速通过装有Cu基催化剂的反应管，在出口处测得CO2转化率、CH3OH产率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 反应②的ΔH2>0、ΔS>0
B. 曲线a表示CO2转化率随温度的变化
C. 测得图中A点数据时，上述反应恰好处于平衡状态
D. 不同温度时，出口处各气体物质的量均满足关系：n(H2)＋n(H2O)＝3n(CO2)＋3n(CO)＋n(CH3OH)
4. (2022·苏北四市期末)在CO2与H2反应制甲醇的反应体系中，主要反应的热化学方程式为
反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
ΔH1＝－49.5 kJ/mol
反应Ⅱ：CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH2
反应Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH3＝40.9 kJ/mol
向恒压密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2，CO2的平衡转化率、CH3OH的平衡产率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 反应Ⅰ的平衡常数K＝
B. ΔH2＝＋90.4 kJ/mol
C. 曲线a代表的是CO2的平衡转化率
D. 其他条件相同时，改变用量可使CO2的平衡转化率与CH3OH的平衡产率相等
5. (2022·江苏卷)乙醇－水催化重整可获得H2。其主要反应如下：
反应Ⅰ：C2H5OH(g)＋3H2O(g)===2CO2(g)＋6H2(g) ΔH＝＋173.3 kJ/mol
反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41.2 kJ/mol
在1.0×105 Pa、n始(C2H5OH)∶n始(H2O)＝1∶3时，若仅考虑上述反应，平衡时CO2和CO的选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。CO的选择性＝×100%。
下列说法正确的是( )
A. 图中曲线①表示平衡时H2产率随温度的变化
B. 升高温度，平衡时CO的选择性增大
C. 一定温度下，增大可提高乙醇的平衡转化率
D. 一定温度下，加入CaO(s)或选用高效催化剂，均能提高平衡时H2产率
6. (2022·苏州期末)甲醇通过反应CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)；CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)可以获得H2。将一定比例CH3OH、H2O的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，CH3OH的转化率、CO的选择性与温度的关系如图所示。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. 由CH3OH制取H2的合适温度为290～300 ℃
C. 副反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的ΔH<0
D. 其他条件不变，在200～300 ℃温度范围，随着温度升高，出口处CO、CO2、H2的量均不断增大
7. (2022·苏锡常镇一模)甲烷催化二氧化碳重整制合成气过程中主要发生反应的热化学方程式为
反应Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝＋247.1 kJ/mol
反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH
反应Ⅲ：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋205.9 kJ/mol
常压下，将原料气CH4和CO2以一定流速[气体摩尔流量qn(CH4)＝qn(CO2)＝100 kmol/h]通入装有催化剂的反应管，实验测得原料气的转化率和水的摩尔流量随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A. 反应Ⅱ的ΔS<0
B. 图中曲线A表示CO2的转化率随温度的变化
C. 温度在873～1 200 K间，反应Ⅲ的进行程度大于反应Ⅱ
D. 其他条件不变，随着比值的增加，CO2的平衡转化率降低
化学平衡的移动(二)
1. (2022·南京、盐城二模)我国提出了2030年前碳达峰、2060年前碳中和的“双碳”目标。二氧化碳催化加氢合成CH3OH是一种实现“双碳”目标的有效方法，其主要反应的热化学方程式如下：
反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ/mol
反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41.0 kJ/mol
恒压下，n起始(CO2)∶n起始(H2)＝1∶3时，甲醇产率随温度的变化如图所示(分子筛膜能选择性分离出H2O)。下列关于该实验的说法不正确的是( )
A. 甲醇平衡产率随温度升高而降低的主要原因：温度升高，反应Ⅰ平衡逆向移动
B. 采用分子筛膜时的适宜反应温度为210 ℃
C. M―→N点甲醇产率增大的原因是温度升高，反应Ⅰ平衡常数增大
D. X点甲醇产率高于Y点的主要原因：分子筛膜可从反应体系中分离出H2O，有利于反应Ⅰ正向进行
2. (2022·南京、盐城一模)一种捕获并资源化利用CO2的方法是将CO2催化加氢合成CH3OCH3，其过程中主要发生如下反应：
Ⅰ：2CO2(g)＋6H2(g)===CH3OCH3(g)＋3H2O(g) ΔH1＝－122.5 kJ/mol
Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41.2 kJ/mol
向恒压密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。下列说法错误的是( )
A. 2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－204.9 kJ/mol
B. 由图可知，210 ℃时以反应Ⅰ为主，300 ℃时，以反应Ⅱ为主
C. 增大反应体系压强，CH3OCH3选择性增大
D. 反应状态达A点时，容器中n(CH3OCH3)为 mol
3. (2022·南通三模)优化焦炭水蒸气重整工艺可制得CO含量较低的氢燃料。0.1 MPa下，按n(H2O)∶n(C)＝4向容器中加入一定量的焦炭和水蒸气。体系中发生如下反应：
反应Ⅰ：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ/mol
反应Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41.2 kJ/mol
反应Ⅲ：2CO(g)＋2H2(g)===CH4(g)＋CO2(g) ΔH＝－205.8 kJ/mol
达到平衡时，H2的产率和CO、CO2、CH4干态的物质的量体积分数随温度变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 曲线B表示CO2干态体积分数随温度变化
B. 制备CO含量低的氢燃料应选择200～600 ℃
C. 800～1 400 ℃，随温度升高H2的产率降低，是因为反应Ⅲ正向进行程度增大
D. 1 200 ℃，向平衡体系中通入水蒸气，再次达到平衡时c(CO)·c(H2)的值比原平衡的大
4. (2022·盐城三模)二甲醚(CH3OCH3)催化制备乙醇主要涉及两个反应：
反应Ⅰ：CO(g)＋CH3OCH3(g)===CH3COOCH3(g) ΔH1＜0
反应Ⅱ：CH3COOCH3(g)＋2H2(g)===CH3CH2OH(g)＋CH3OH(g) ΔH2＜0
在CO、CH3OCH3、H2的原料比固定及体系压强不变的条件下，同时发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时部分物质的物质的量分数随温度的变化如图所示。
下列说法正确的是( )
A. 反应CO(g)＋CH3OCH3(g)＋2H2(g)===CH3CH2OH(g)＋CH3OH(g)一定可以自发进行
B. 温度高于600 K时，温度对反应Ⅰ的影响大于对反应Ⅱ的影响
C. 由图可知，随着温度的升高，H2的平衡转化率先下降后减小
D. 其他不变，延长反应时间或选用对反应Ⅱ催化性能更好的催化剂都能提高平衡混合物中乙醇含量
5. (2022·通泰扬淮徐宿二模)甲烷双重整制备合成气(CO和H2)包括了水蒸气重整(反应Ⅰ)和二氧化碳重整(反应Ⅱ)两个反应。在p＝3.2×106 Pa下，向密闭容器中按n(CH4)∶n(H2O)∶n(CO2)＝5∶4∶2通入混合气，发生以下反应(Ea表示反应中基元反应的最大活化能)：
反应Ⅰ：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH1＝＋206.2 kJ/mol Ea1＝240.1 kJ/mol
反应Ⅱ：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH2＝＋247.0 kJ/mol Ea2＝577.6 kJ/mol
副反应：CH4(g)===C(s)＋2H2(g)
重整体系中，各气体的平衡体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 曲线X表示CH4的平衡体积分数随温度的变化
B. 适当增加水蒸气或CO2的用量均可减少碳的生成
C. 在相同条件下，反应Ⅰ的速率小于反应Ⅱ的速率
D. CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝＋40.8 kJ/mol
6. (2022·连云港二模)CO和H2合成乙醇发生如下反应：
反应Ⅰ：2CO(g)＋4H2(g)===CH3CH2OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－128.8 kJ/mol
反应Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝－41.8 kJ/mol
向一恒容密闭容器中投入一定量的CO和H2发生上述反应，CO的平衡转化率与温度、投料比α的关系如图所示。下列有关说法正确的是( )
A. α1＜α2
B. 在400 K、α2＝2时，反应Ⅰ的平衡常数K＝0.25
C. 在500 K、投料比为α3条件下，增大压强可使CO的平衡转化率从Y点升高到Z点
D. 为同时提高CO的平衡转化率和CH3CH2OH的产率可采用的反应条件为低温、低压
7. (2021·海安期初)将一定量的CO2与H2通入某密闭容器中合成甲醇，在催化剂作用下发生下列反应：
Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1<0
Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)H2O(g)＋CO(g) ΔH2
催化反应相同时间，测得不同温度下CO2的转化率如图1所示(图中虚线表示相同条件下CO2的平衡转化率随温度的变化)，CH3OH的产率如图2所示。下列有关说法正确的是( )
图1 图2
A. ΔH2<0
B. 250 ℃时，容器内反应达到平衡状态
C. 250 ℃前，随温度升高CO2的平衡转化率减小，可能因为该温度范围内仅发生反应Ⅰ
D. 250 ℃后，随温度升高CH3OH的产率减小，可能是因为催化剂对反应Ⅰ的活性降低
8. (2021·如皋期中)压强为3 MPa时，将NO和O3按一定体积比通入容器中，发生如下反应：
反应Ⅰ：NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g) ΔH＜0
反应Ⅱ：2O3(g)3O2(g) ΔH＞0
O3的平衡转化率及NO、NO2的平衡体积分数随温度变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 图中X代表NO2，Y代表NO
B. 低于300 ℃发生反应Ⅰ，高于300 ℃发生反应Ⅱ
C. 其他条件不变，将压强变为4 MPa，平衡时NO、NO2的体积分数不变
D. 高于360 ℃，Y的平衡体积分数减小的幅度大于X的平衡体积分数增大的幅度的原因可能是O3将Y氧化为更高价态的氧化物
9. (2022·苏州期末)CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，实现自然界中的碳循环。CO2催化加氢合成甲烷过程中发生下列反应：
Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－165 kJ/mol
Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41 kJ/mol
当n(CO2)∶n(H2)＝1∶4时，CO2平衡转化率与温度和压强的关系如图所示。800 ℃时，不同压强下的CO2平衡转化率趋向于相等的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
10. (2021·苏州八校联盟适应性)CO2与H2一起直接制备甲醇，其中的主要过程包括以下反应：
①CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ/mol
②CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41.1 kJ/mol
研究表明：在其他条件相同的情况下，用新型催化剂可以显著提高甲醇的选择性，使用该催化剂，按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3(总量为a mol)投料于恒容密闭容器中进行反应，CO2的平衡转化率和甲醇的选择率(甲醇的选择率：转化的CO2中生成甲醇的物质的量分数)随温度的变化趋势如图所示：(忽略温度对催化剂的影响)
(1) 根据图中数据，温度选择________K，达到平衡时，反应体系内甲醇的产量最高。
(2) 随着温度的升高，CO2的平衡转化率增加但甲醇的选择率降低，请分析其原因：_______________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________。
第22讲 化学平衡的移动
化学平衡的移动(一)
1. B 【解析】 当反应温度升高，乙醇转化率增加，T>280 ℃后，乙醛选择性降低，因此，该条件下的最佳反应温度为280 ℃，A错误；240 ℃时，乙醛的选择性为93%，乙醇的转化率为35%，设开始时乙醇的物质的量为x mol，完全反应理论上生成乙醛的物质的量为x mol，实际生成乙醛的物质的量为y mol，＝0.93，y＝0.93×0.35x，则乙醛产率＝×100%≈32.55%，B正确；温度较低时，乙醛选择性较高，说明温度较低时，乙醇主要发生脱氢反应生成乙醛，故该反应活化能较小，而在温度高于280 ℃后，乙醛选择性明显下降，说明280 ℃后乙醇容易发生裂解反应，该反应活化能较大，综上所述，乙醇脱氢反应的活化能低于乙醇裂解的活化能，C错误；增大压强，平衡逆向移动，乙醇平衡转化率降低，D错误。
2. D 【解析】 由于丁烯裂解得乙烯和丙烯，故丁烯的质量分数应该一直减小，故X表示的是乙烯质量分数随温度的变化，A错误；由图可知，适宜温度应为400～500 ℃，因为此时丙烯的质量分数最高，B错误；×(Ⅰ－Ⅱ)可得到C项化学方程式，故ΔH＝＋148 kJ/mol，C错误；温度太高时，裂解产生的碳颗粒附着在分子筛孔上，使孔径变小，从而使得丙烯质量分数降低而乙烯质量分数增大，D正确。
3. C 【解析】 根据盖斯定律可知，反应①－反应③＝反应②，则ΔH2＝＋41.1 kJ/mol，又因为该反应能够发生，必须有ΔS>0，否则反应无法进行，A正确；由于反应①为放热反应，反应②为吸热反应，故温度较低时，主要发生反应①，温度过高时，主要发生反应②，则CO2的转化率逐渐升高，但甲醇的产率逐渐降低，B正确；A点时，CO2的转化率仍在改变，故A点不是平衡点，C错误；由于H2与CO2按照物质的量之比为3∶1加入，根据H、C原子守恒可得：n(H2)＋n(H2O)＋2n(CH3OH)＝3n(CO2)＋3n(CO)＋3n(CH3OH)，即n(H2)＋n(H2O)＝3n(CO2)＋3n(CO)＋n(CH3OH)，D正确。
4. C 【解析】 反应Ⅰ中H2O为气体，应出现在平衡常数的表达式中，A错误；反应Ⅰ－反应Ⅲ＝反应Ⅱ，故ΔH2＝－90.4 kJ/mol，B错误；由于生成甲醇的反应是放热反应，故高温时甲醇的产率低，则曲线b代表甲醇的产率，则曲线a代表CO2的平衡转化率，C正确；由图可知，CO2的平衡转化率始终比甲醇的产率大，加入H2后CO2的转化率进一步加大，故CO2的平衡转化率不可能与CH3OH的平衡产率相等，D错误。
5. B 【解析】 含碳产物只有CO和CO2，由CO的选择性公式知，一定温度下，CO和CO2的选择性之和始终为100%，故曲线①③表示平衡时CO2、CO的选择性随温度的变化，曲线②表示平衡时H2产率随温度的变化，A错误；两个反应都是吸热反应，升高温度，平衡均正向移动，由曲线②可知，较高温度下，H2产率随温度升高逐渐减小，说明高温下以反应Ⅱ为主，则曲线③表示平衡时CO的选择性随温度的变化，升高温度，平衡时CO的选择性增大，B正确；一定温度下，增大相当于向体系中加入乙醇，可提高H2O的平衡转化率，但乙醇的平衡转化率降低，C错误；一定温度下，加入的CaO(s)能吸收CO2，则反应Ⅰ平衡正向移动，反应Ⅱ平衡逆向移动，能提高平衡时H2产率，催化剂不能使平衡发生移动，故选用高效催化剂，不能提高平衡时H2产率，D错误。
6. C 【解析】 甲醇参加的反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动，CH3OH平衡转化率减小，A错误；由图可知，由CH3OH制取H2的合适温度为250 ℃，B错误；CO的选择性随温度升高而增大，所以生成CO的反应为吸热反应，则消耗CO的反应为放热反应，C正确；由图可知，随着温度的升高，CO的选择性增大，故在出口处CO2的量减小，D错误。
7. B 【解析】 反应Ⅰ－反应Ⅲ＝反应Ⅱ，故反应Ⅱ的ΔH＝＋41.2 kJ/mol，由于反应Ⅱ可以发生，故ΔS>0，A错误；800～873 K，水的摩尔流量在增大，说明反应Ⅱ的速率比反应Ⅲ大，则相同温度时CO2的转化率大，B正确；由图可知，在873～1 200 K时，水的摩尔流量在逐渐减小，说明在该温度范围内反应Ⅲ进行的速率比反应Ⅱ的速率大，但反应Ⅲ进行的程度不一定大，C错误；比值增加时，相当于CO2的流速不变，而增大了CH4的流速，故使得CO2的转化率增大，D错误。
化学平衡的移动(二)
1. C 【解析】 反应Ⅰ为放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向进行，化学平衡常数降低，M―→N点甲醇的产率增大，原因是这段时间反应没有达到平衡，反应正向进行，甲醇产率增大，C错误；分子筛膜能选择性分离出H2O，根据勒夏特列原理，降低生成物浓度，反应Ⅰ平衡正向进行，D正确。
2. D 【解析】 根据盖斯定律，Ⅰ－2×Ⅱ可得目标热化学方程式，A正确；由图示看出，在210 ℃时CH3OCH3的选择性高，故主要发生反应Ⅰ，在300 ℃时，CH3OCH3的选择性很低，故以反应Ⅱ为主，B正确；增大压强，反应Ⅰ正向移动，而反应Ⅱ不移动，故增大压强时，CH3OCH3的选择性增大，C正确；A点时，CO2的转化率为25%，CH3OCH3的选择性为也为25%，则n(CH3OCH3)＝25%×25%×1× mol＝ mol，D错误。
3. D 【解析】 由H2产率图像可知，0～800 ℃时，反应Ⅰ正向移动，由CH4干态体积分数变化曲线可知，升高温度，反应Ⅲ逆向移动，故升高温度CO的量增加，即升高的曲线B代表CO，曲线A代表CO2，A错误；由图像分析，制备CO含量低的氢燃料应选择H2产率高、CO干态体积分数低的温度范围，即800 ℃左右，B错误；由CH4干态体积分数曲线可知，当温度高于800 ℃时，反应Ⅲ几乎不发生，故H2产量降低与反应Ⅲ无关，C错误；由反应Ⅰ的K＝，温度不变，平衡常数K不变，通入水蒸气，c(H2O)增大，故c(CO)·c(H2)数值变大，D正确。
4. B 【解析】 将给定的两个热化学方程式相加可得A项中的热化学方程式，故该反应的ΔH<0，由于该反应的正反应为气体体积减小的反应，故ΔS<0，则该反应在低温下才能自发进行，A错误；由图示看出，温度高于600 K时，CO的物质的量分数增大，而H2的物质的量分数减小，故温度对反应Ⅰ的影响大，B正确；图中各曲线均表示平衡状态，升高温度，两个反应平衡均逆向移动，故H2的转化率逐渐减小，C错误；延长反应时间对平衡的移动无影响，平衡混合物中乙醇的含量不变，D错误。
5. B 【解析】 由加入的三种气体的物质的量之比以及三条向下趋势的线可知，X代表的是H2O的变化，A错误；适当增加H2O或CO2的用量能促进反应Ⅰ、反应Ⅱ的正向进行，抑制副反应的发生，从而减少碳的生成，B正确；由于反应Ⅰ的活化能小，故反应Ⅰ的速率大，C错误；反应Ⅰ－反应Ⅱ可得目标热化学方程式，故反应的ΔH＝－40.8 kJ/mol，D错误。
6. C 【解析】 投料比α越大，CO的平衡转化率越高，则由图可知，α1>α2，A错误；因为体积未给出，且反应Ⅰ为前后气体体积变化的反应，所以平衡常数K无法计算，B错误；由勒夏特列原理可知，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，即正向移动，可使CO的平衡转化率从Y点升高到Z点，C正确；由C项分析可知，低压时，CO的平衡转化率降低，D错误。
7. D 【解析】 温度高于250 ℃时，CO2的平衡转化率随温度的升高继续增加，而CH3OH的产率却反而下降，说明温度升高不利于CO2转化为甲醇，但温度升高有利CO2转化为CO，故反应Ⅱ是吸热反应，ΔH2>0，A错误；由图1可知，250 ℃时CO2的转化率不是最大值，温度高于250 ℃时，CO2的转化率继续增大，说明容器内反应还没有达到平衡状态，B错误；250 ℃前，随着温度升高，CO2的平衡转化率减小，原因是在该温度范围内，升高温度对反应Ⅰ的抑制效果大于对反应Ⅱ的促进效果，不是因为该温度范围内仅发生反应Ⅰ，C错误；250 ℃后，随着温度升高，CH3OH的产率减小，说明升高温度抑制了反应Ⅰ的进行，可能是因为催化剂对反应Ⅰ的活性降低，D正确。
8. D 【解析】 反应Ⅰ的正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NO的体积分数增大，NO2的体积分数减小，因此图中X代表NO，Y代表NO2，A错误；将NO和O3按一定体积比通入容器中，反应Ⅰ和反应Ⅱ都会发生，升高温度，反应Ⅰ的平衡逆向移动，反应Ⅱ的平衡正向移动，0～300 ℃时，O3的平衡转化率逐渐下降的原因是反应Ⅰ的平衡逆向移动程度大于反应Ⅱ的平衡正向移动的程度，高于300 ℃时，O3的平衡转化率逐渐升高的原因是反应Ⅰ的平衡逆向移动程度小于反应Ⅱ的平衡正向移动的程度，B错误；其他条件不变，增大压强，反应Ⅱ的平衡逆向移动，O3的分压增大，O2的分压减小，使得反应Ⅰ平衡正向移动，达到平衡时，NO的体积分数将减小，NO2的体积分数将增大，C错误；若N元素的转化只存在反应Ⅰ，根据N原子守恒，NO与NO2的体积分数变化量应相等，但温度高于360 ℃，NO的体积分数增加量小于NO2的体积分数减小量，说明NO2除转化为NO外，还转化为其他含N物质，如N2O5等，D正确。
9. 反应Ⅰ的ΔH<0,800 ℃时正向进行程度小，反应Ⅱ的ΔH>0,800 ℃时正向进行程度大，而反应Ⅱ平衡不受压强影响，故CO2平衡转化率趋于相等
10. (1) 553 (2) 当温度升高时，反应①平衡逆向移动，而反应②平衡正向移动且幅度更大，所以CO2的转化率增加，但甲醇的选择性却降低
【解析】 (1) 由图可知，553 K达到平衡时，反应体系内甲醇的产量最高。(2) 反应①为放热反应，反应②为吸热反应，由图可知，升高温度，甲醇的选择性降低，反应①平衡逆向移动，反应②平衡正向移动，反应②的反应幅度大于反应①，导致二氧化碳的转化率增大。
第22讲 化学平衡的移动
化学平衡的移动(一)
1. (2022·海安期末)乙醇催化脱氢：CH3CH2OH(g)CH3CHO(g)＋H2(g)。已知：CH3CHO的选择性＝×100%；乙醇在高温下会发生催化裂解，从而降低乙醛的选择性。在Cu系催化剂作用下反应温度对乙醇催化脱氢反应影响的关系如图。下列说法正确的是( )
A. 该条件下的最佳反应温度为220 ℃
B. 240 ℃时，CH3CHO的产率为32.55%
C. 由图可推知，乙醇脱氢反应的活化能高于乙醇裂解的活化能
D. 升高温度和增大压强均能提高催化脱氢反应中乙醇的平衡转化率
2. (2022·泰州期末)用ZSM －5分子筛催化1 －丁烯裂解制丙烯的反应体系中，主要发生的反应如下：
反应Ⅰ：3C4H8(g)===4C3H6(g) ΔH＝＋579 kJ/mol
反应Ⅱ：C4H8(g)===2C2H4(g) ΔH＝＋283 kJ/mol
已知催化剂ZSM －5分子筛的筛孔孔径越小，越有利于生成碳原子数少的产物。在0.5 MPa下，上述体系平衡时丁烯、丙烯、乙烯的质量分数与温度的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 图中曲线X表示丁烯的质量分数随温度的变化
B. 在0.5 MPa下，该工艺选择的适宜温度为300 ℃
C. C4H8(g)＋C2H4(g)===2C3H6(g)的ΔH＝＋296 kJ/mol
D. 高于500 ℃，丙烯质量分数降低可能是因为裂解产生的碳颗粒附着在ZSM －5分子筛的筛孔上所致
3. (2022·常州期末)诺贝尔奖得主George A. Olah提出的“甲醇经济”是指利用工业废气或大气捕获的CO2制备甲醇，以减轻人类对化石燃料的依赖。该过程发生的主要反应如下：
①CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－49.4 kJ/mol
②CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH2
③CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH3＝－90.5 kJ/mol
在4.0 MPa条件下，将n(H2)∶n(CO2)为3∶1的混合气体以一定流速通过装有Cu基催化剂的反应管，在出口处测得CO2转化率、CH3OH产率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 反应②的ΔH2>0、ΔS>0
B. 曲线a表示CO2转化率随温度的变化
C. 测得图中A点数据时，上述反应恰好处于平衡状态
D. 不同温度时，出口处各气体物质的量均满足关系：n(H2)＋n(H2O)＝3n(CO2)＋3n(CO)＋n(CH3OH)
4. (2022·苏北四市期末)在CO2与H2反应制甲醇的反应体系中，主要反应的热化学方程式为
反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
ΔH1＝－49.5 kJ/mol
反应Ⅱ：CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g) ΔH2
反应Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH3＝40.9 kJ/mol
向恒压密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2，CO2的平衡转化率、CH3OH的平衡产率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 反应Ⅰ的平衡常数K＝
B. ΔH2＝＋90.4 kJ/mol
C. 曲线a代表的是CO2的平衡转化率
D. 其他条件相同时，改变用量可使CO2的平衡转化率与CH3OH的平衡产率相等
5. (2022·江苏卷)乙醇－水催化重整可获得H2。其主要反应如下：
反应Ⅰ：C2H5OH(g)＋3H2O(g)===2CO2(g)＋6H2(g) ΔH＝＋173.3 kJ/mol
反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41.2 kJ/mol
在1.0×105 Pa、n始(C2H5OH)∶n始(H2O)＝1∶3时，若仅考虑上述反应，平衡时CO2和CO的选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。CO的选择性＝×100%。
下列说法正确的是( )
A. 图中曲线①表示平衡时H2产率随温度的变化
B. 升高温度，平衡时CO的选择性增大
C. 一定温度下，增大可提高乙醇的平衡转化率
D. 一定温度下，加入CaO(s)或选用高效催化剂，均能提高平衡时H2产率
6. (2022·苏州期末)甲醇通过反应CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)；CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)可以获得H2。将一定比例CH3OH、H2O的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，CH3OH的转化率、CO的选择性与温度的关系如图所示。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. 由CH3OH制取H2的合适温度为290～300 ℃
C. 副反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的ΔH<0
D. 其他条件不变，在200～300 ℃温度范围，随着温度升高，出口处CO、CO2、H2的量均不断增大
7. (2022·苏锡常镇一模)甲烷催化二氧化碳重整制合成气过程中主要发生反应的热化学方程式为
反应Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝＋247.1 kJ/mol
反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH
反应Ⅲ：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋205.9 kJ/mol
常压下，将原料气CH4和CO2以一定流速[气体摩尔流量qn(CH4)＝qn(CO2)＝100 kmol/h]通入装有催化剂的反应管，实验测得原料气的转化率和水的摩尔流量随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A. 反应Ⅱ的ΔS<0
B. 图中曲线A表示CO2的转化率随温度的变化
C. 温度在873～1 200 K间，反应Ⅲ的进行程度大于反应Ⅱ
D. 其他条件不变，随着比值的增加，CO2的平衡转化率降低
化学平衡的移动(二)
1. (2022·南京、盐城二模)我国提出了2030年前碳达峰、2060年前碳中和的“双碳”目标。二氧化碳催化加氢合成CH3OH是一种实现“双碳”目标的有效方法，其主要反应的热化学方程式如下：
反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ/mol
反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41.0 kJ/mol
恒压下，n起始(CO2)∶n起始(H2)＝1∶3时，甲醇产率随温度的变化如图所示(分子筛膜能选择性分离出H2O)。下列关于该实验的说法不正确的是( )
A. 甲醇平衡产率随温度升高而降低的主要原因：温度升高，反应Ⅰ平衡逆向移动
B. 采用分子筛膜时的适宜反应温度为210 ℃
C. M―→N点甲醇产率增大的原因是温度升高，反应Ⅰ平衡常数增大
D. X点甲醇产率高于Y点的主要原因：分子筛膜可从反应体系中分离出H2O，有利于反应Ⅰ正向进行
2. (2022·南京、盐城一模)一种捕获并资源化利用CO2的方法是将CO2催化加氢合成CH3OCH3，其过程中主要发生如下反应：
Ⅰ：2CO2(g)＋6H2(g)===CH3OCH3(g)＋3H2O(g) ΔH1＝－122.5 kJ/mol
Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41.2 kJ/mol
向恒压密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。下列说法错误的是( )
A. 2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－204.9 kJ/mol
B. 由图可知，210 ℃时以反应Ⅰ为主，300 ℃时，以反应Ⅱ为主
C. 增大反应体系压强，CH3OCH3选择性增大
D. 反应状态达A点时，容器中n(CH3OCH3)为 mol
3. (2022·南通三模)优化焦炭水蒸气重整工艺可制得CO含量较低的氢燃料。0.1 MPa下，按n(H2O)∶n(C)＝4向容器中加入一定量的焦炭和水蒸气。体系中发生如下反应：
反应Ⅰ：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH＝＋131.3 kJ/mol
反应Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41.2 kJ/mol
反应Ⅲ：2CO(g)＋2H2(g)===CH4(g)＋CO2(g) ΔH＝－205.8 kJ/mol
达到平衡时，H2的产率和CO、CO2、CH4干态的物质的量体积分数随温度变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 曲线B表示CO2干态体积分数随温度变化
B. 制备CO含量低的氢燃料应选择200～600 ℃
C. 800～1 400 ℃，随温度升高H2的产率降低，是因为反应Ⅲ正向进行程度增大
D. 1 200 ℃，向平衡体系中通入水蒸气，再次达到平衡时c(CO)·c(H2)的值比原平衡的大
4. (2022·盐城三模)二甲醚(CH3OCH3)催化制备乙醇主要涉及两个反应：
反应Ⅰ：CO(g)＋CH3OCH3(g)===CH3COOCH3(g) ΔH1＜0
反应Ⅱ：CH3COOCH3(g)＋2H2(g)===CH3CH2OH(g)＋CH3OH(g) ΔH2＜0
在CO、CH3OCH3、H2的原料比固定及体系压强不变的条件下，同时发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时部分物质的物质的量分数随温度的变化如图所示。
下列说法正确的是( )
A. 反应CO(g)＋CH3OCH3(g)＋2H2(g)===CH3CH2OH(g)＋CH3OH(g)一定可以自发进行
B. 温度高于600 K时，温度对反应Ⅰ的影响大于对反应Ⅱ的影响
C. 由图可知，随着温度的升高，H2的平衡转化率先下降后减小
D. 其他不变，延长反应时间或选用对反应Ⅱ催化性能更好的催化剂都能提高平衡混合物中乙醇含量
5. (2022·通泰扬淮徐宿二模)甲烷双重整制备合成气(CO和H2)包括了水蒸气重整(反应Ⅰ)和二氧化碳重整(反应Ⅱ)两个反应。在p＝3.2×106 Pa下，向密闭容器中按n(CH4)∶n(H2O)∶n(CO2)＝5∶4∶2通入混合气，发生以下反应(Ea表示反应中基元反应的最大活化能)：
反应Ⅰ：CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH1＝＋206.2 kJ/mol Ea1＝240.1 kJ/mol
反应Ⅱ：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH2＝＋247.0 kJ/mol Ea2＝577.6 kJ/mol
副反应：CH4(g)===C(s)＋2H2(g)
重整体系中，各气体的平衡体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 曲线X表示CH4的平衡体积分数随温度的变化
B. 适当增加水蒸气或CO2的用量均可减少碳的生成
C. 在相同条件下，反应Ⅰ的速率小于反应Ⅱ的速率
D. CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝＋40.8 kJ/mol
6. (2022·连云港二模)CO和H2合成乙醇发生如下反应：
反应Ⅰ：2CO(g)＋4H2(g)===CH3CH2OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－128.8 kJ/mol
反应Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH2＝－41.8 kJ/mol
向一恒容密闭容器中投入一定量的CO和H2发生上述反应，CO的平衡转化率与温度、投料比α的关系如图所示。下列有关说法正确的是( )
A. α1＜α2
B. 在400 K、α2＝2时，反应Ⅰ的平衡常数K＝0.25
C. 在500 K、投料比为α3条件下，增大压强可使CO的平衡转化率从Y点升高到Z点
D. 为同时提高CO的平衡转化率和CH3CH2OH的产率可采用的反应条件为低温、低压
7. (2021·海安期初)将一定量的CO2与H2通入某密闭容器中合成甲醇，在催化剂作用下发生下列反应：
Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1<0
Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)H2O(g)＋CO(g) ΔH2
催化反应相同时间，测得不同温度下CO2的转化率如图1所示(图中虚线表示相同条件下CO2的平衡转化率随温度的变化)，CH3OH的产率如图2所示。下列有关说法正确的是( )
图1 图2
A. ΔH2<0
B. 250 ℃时，容器内反应达到平衡状态
C. 250 ℃前，随温度升高CO2的平衡转化率减小，可能因为该温度范围内仅发生反应Ⅰ
D. 250 ℃后，随温度升高CH3OH的产率减小，可能是因为催化剂对反应Ⅰ的活性降低
8. (2021·如皋期中)压强为3 MPa时，将NO和O3按一定体积比通入容器中，发生如下反应：
反应Ⅰ：NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g) ΔH＜0
反应Ⅱ：2O3(g)3O2(g) ΔH＞0
O3的平衡转化率及NO、NO2的平衡体积分数随温度变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 图中X代表NO2，Y代表NO
B. 低于300 ℃发生反应Ⅰ，高于300 ℃发生反应Ⅱ
C. 其他条件不变，将压强变为4 MPa，平衡时NO、NO2的体积分数不变
D. 高于360 ℃，Y的平衡体积分数减小的幅度大于X的平衡体积分数增大的幅度的原因可能是O3将Y氧化为更高价态的氧化物
9. (2022·苏州期末)CO2的资源化利用能有效减少CO2排放，实现自然界中的碳循环。CO2催化加氢合成甲烷过程中发生下列反应：
Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－165 kJ/mol
Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41 kJ/mol
当n(CO2)∶n(H2)＝1∶4时，CO2平衡转化率与温度和压强的关系如图所示。800 ℃时，不同压强下的CO2平衡转化率趋向于相等的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
10. (2021·苏州八校联盟适应性)CO2与H2一起直接制备甲醇，其中的主要过程包括以下反应：
①CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.0 kJ/mol
②CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41.1 kJ/mol
研究表明：在其他条件相同的情况下，用新型催化剂可以显著提高甲醇的选择性，使用该催化剂，按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3(总量为a mol)投料于恒容密闭容器中进行反应，CO2的平衡转化率和甲醇的选择率(甲醇的选择率：转化的CO2中生成甲醇的物质的量分数)随温度的变化趋势如图所示：(忽略温度对催化剂的影响)
(1) 根据图中数据，温度选择________K，达到平衡时，反应体系内甲醇的产量最高。
(2) 随着温度的升高，CO2的平衡转化率增加但甲醇的选择率降低，请分析其原因：_______________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________。
第22讲 化学平衡的移动
化学平衡的移动(一)
1. B 【解析】 当反应温度升高，乙醇转化率增加，T>280 ℃后，乙醛选择性降低，因此，该条件下的最佳反应温度为280 ℃，A错误；240 ℃时，乙醛的选择性为93%，乙醇的转化率为35%，设开始时乙醇的物质的量为x mol，完全反应理论上生成乙醛的物质的量为x mol，实际生成乙醛的物质的量为y mol，＝0.93，y＝0.93×0.35x，则乙醛产率＝×100%≈32.55%，B正确；温度较低时，乙醛选择性较高，说明温度较低时，乙醇主要发生脱氢反应生成乙醛，故该反应活化能较小，而在温度高于280 ℃后，乙醛选择性明显下降，说明280 ℃后乙醇容易发生裂解反应，该反应活化能较大，综上所述，乙醇脱氢反应的活化能低于乙醇裂解的活化能，C错误；增大压强，平衡逆向移动，乙醇平衡转化率降低，D错误。
2. D 【解析】 由于丁烯裂解得乙烯和丙烯，故丁烯的质量分数应该一直减小，故X表示的是乙烯质量分数随温度的变化，A错误；由图可知，适宜温度应为400～500 ℃，因为此时丙烯的质量分数最高，B错误；×(Ⅰ－Ⅱ)可得到C项化学方程式，故ΔH＝＋148 kJ/mol，C错误；温度太高时，裂解产生的碳颗粒附着在分子筛孔上，使孔径变小，从而使得丙烯质量分数降低而乙烯质量分数增大，D正确。
3. C 【解析】 根据盖斯定律可知，反应①－反应③＝反应②，则ΔH2＝＋41.1 kJ/mol，又因为该反应能够发生，必须有ΔS>0，否则反应无法进行，A正确；由于反应①为放热反应，反应②为吸热反应，故温度较低时，主要发生反应①，温度过高时，主要发生反应②，则CO2的转化率逐渐升高，但甲醇的产率逐渐降低，B正确；A点时，CO2的转化率仍在改变，故A点不是平衡点，C错误；由于H2与CO2按照物质的量之比为3∶1加入，根据H、C原子守恒可得：n(H2)＋n(H2O)＋2n(CH3OH)＝3n(CO2)＋3n(CO)＋3n(CH3OH)，即n(H2)＋n(H2O)＝3n(CO2)＋3n(CO)＋n(CH3OH)，D正确。
4. C 【解析】 反应Ⅰ中H2O为气体，应出现在平衡常数的表达式中，A错误；反应Ⅰ－反应Ⅲ＝反应Ⅱ，故ΔH2＝－90.4 kJ/mol，B错误；由于生成甲醇的反应是放热反应，故高温时甲醇的产率低，则曲线b代表甲醇的产率，则曲线a代表CO2的平衡转化率，C正确；由图可知，CO2的平衡转化率始终比甲醇的产率大，加入H2后CO2的转化率进一步加大，故CO2的平衡转化率不可能与CH3OH的平衡产率相等，D错误。
5. B 【解析】 含碳产物只有CO和CO2，由CO的选择性公式知，一定温度下，CO和CO2的选择性之和始终为100%，故曲线①③表示平衡时CO2、CO的选择性随温度的变化，曲线②表示平衡时H2产率随温度的变化，A错误；两个反应都是吸热反应，升高温度，平衡均正向移动，由曲线②可知，较高温度下，H2产率随温度升高逐渐减小，说明高温下以反应Ⅱ为主，则曲线③表示平衡时CO的选择性随温度的变化，升高温度，平衡时CO的选择性增大，B正确；一定温度下，增大相当于向体系中加入乙醇，可提高H2O的平衡转化率，但乙醇的平衡转化率降低，C错误；一定温度下，加入的CaO(s)能吸收CO2，则反应Ⅰ平衡正向移动，反应Ⅱ平衡逆向移动，能提高平衡时H2产率，催化剂不能使平衡发生移动，故选用高效催化剂，不能提高平衡时H2产率，D错误。
6. C 【解析】 甲醇参加的反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动，CH3OH平衡转化率减小，A错误；由图可知，由CH3OH制取H2的合适温度为250 ℃，B错误；CO的选择性随温度升高而增大，所以生成CO的反应为吸热反应，则消耗CO的反应为放热反应，C正确；由图可知，随着温度的升高，CO的选择性增大，故在出口处CO2的量减小，D错误。
7. B 【解析】 反应Ⅰ－反应Ⅲ＝反应Ⅱ，故反应Ⅱ的ΔH＝＋41.2 kJ/mol，由于反应Ⅱ可以发生，故ΔS>0，A错误；800～873 K，水的摩尔流量在增大，说明反应Ⅱ的速率比反应Ⅲ大，则相同温度时CO2的转化率大，B正确；由图可知，在873～1 200 K时，水的摩尔流量在逐渐减小，说明在该温度范围内反应Ⅲ进行的速率比反应Ⅱ的速率大，但反应Ⅲ进行的程度不一定大，C错误；比值增加时，相当于CO2的流速不变，而增大了CH4的流速，故使得CO2的转化率增大，D错误。
化学平衡的移动(二)
1. C 【解析】 反应Ⅰ为放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向进行，化学平衡常数降低，M―→N点甲醇的产率增大，原因是这段时间反应没有达到平衡，反应正向进行，甲醇产率增大，C错误；分子筛膜能选择性分离出H2O，根据勒夏特列原理，降低生成物浓度，反应Ⅰ平衡正向进行，D正确。
2. D 【解析】 根据盖斯定律，Ⅰ－2×Ⅱ可得目标热化学方程式，A正确；由图示看出，在210 ℃时CH3OCH3的选择性高，故主要发生反应Ⅰ，在300 ℃时，CH3OCH3的选择性很低，故以反应Ⅱ为主，B正确；增大压强，反应Ⅰ正向移动，而反应Ⅱ不移动，故增大压强时，CH3OCH3的选择性增大，C正确；A点时，CO2的转化率为25%，CH3OCH3的选择性为也为25%，则n(CH3OCH3)＝25%×25%×1× mol＝ mol，D错误。
3. D 【解析】 由H2产率图像可知，0～800 ℃时，反应Ⅰ正向移动，由CH4干态体积分数变化曲线可知，升高温度，反应Ⅲ逆向移动，故升高温度CO的量增加，即升高的曲线B代表CO，曲线A代表CO2，A错误；由图像分析，制备CO含量低的氢燃料应选择H2产率高、CO干态体积分数低的温度范围，即800 ℃左右，B错误；由CH4干态体积分数曲线可知，当温度高于800 ℃时，反应Ⅲ几乎不发生，故H2产量降低与反应Ⅲ无关，C错误；由反应Ⅰ的K＝，温度不变，平衡常数K不变，通入水蒸气，c(H2O)增大，故c(CO)·c(H2)数值变大，D正确。
4. B 【解析】 将给定的两个热化学方程式相加可得A项中的热化学方程式，故该反应的ΔH<0，由于该反应的正反应为气体体积减小的反应，故ΔS<0，则该反应在低温下才能自发进行，A错误；由图示看出，温度高于600 K时，CO的物质的量分数增大，而H2的物质的量分数减小，故温度对反应Ⅰ的影响大，B正确；图中各曲线均表示平衡状态，升高温度，两个反应平衡均逆向移动，故H2的转化率逐渐减小，C错误；延长反应时间对平衡的移动无影响，平衡混合物中乙醇的含量不变，D错误。
5. B 【解析】 由加入的三种气体的物质的量之比以及三条向下趋势的线可知，X代表的是H2O的变化，A错误；适当增加H2O或CO2的用量能促进反应Ⅰ、反应Ⅱ的正向进行，抑制副反应的发生，从而减少碳的生成，B正确；由于反应Ⅰ的活化能小，故反应Ⅰ的速率大，C错误；反应Ⅰ－反应Ⅱ可得目标热化学方程式，故反应的ΔH＝－40.8 kJ/mol，D错误。
6. C 【解析】 投料比α越大，CO的平衡转化率越高，则由图可知，α1>α2，A错误；因为体积未给出，且反应Ⅰ为前后气体体积变化的反应，所以平衡常数K无法计算，B错误；由勒夏特列原理可知，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向移动，即正向移动，可使CO的平衡转化率从Y点升高到Z点，C正确；由C项分析可知，低压时，CO的平衡转化率降低，D错误。
7. D 【解析】 温度高于250 ℃时，CO2的平衡转化率随温度的升高继续增加，而CH3OH的产率却反而下降，说明温度升高不利于CO2转化为甲醇，但温度升高有利CO2转化为CO，故反应Ⅱ是吸热反应，ΔH2>0，A错误；由图1可知，250 ℃时CO2的转化率不是最大值，温度高于250 ℃时，CO2的转化率继续增大，说明容器内反应还没有达到平衡状态，B错误；250 ℃前，随着温度升高，CO2的平衡转化率减小，原因是在该温度范围内，升高温度对反应Ⅰ的抑制效果大于对反应Ⅱ的促进效果，不是因为该温度范围内仅发生反应Ⅰ，C错误；250 ℃后，随着温度升高，CH3OH的产率减小，说明升高温度抑制了反应Ⅰ的进行，可能是因为催化剂对反应Ⅰ的活性降低，D正确。
8. D 【解析】 反应Ⅰ的正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NO的体积分数增大，NO2的体积分数减小，因此图中X代表NO，Y代表NO2，A错误；将NO和O3按一定体积比通入容器中，反应Ⅰ和反应Ⅱ都会发生，升高温度，反应Ⅰ的平衡逆向移动，反应Ⅱ的平衡正向移动，0～300 ℃时，O3的平衡转化率逐渐下降的原因是反应Ⅰ的平衡逆向移动程度大于反应Ⅱ的平衡正向移动的程度，高于300 ℃时，O3的平衡转化率逐渐升高的原因是反应Ⅰ的平衡逆向移动程度小于反应Ⅱ的平衡正向移动的程度，B错误；其他条件不变，增大压强，反应Ⅱ的平衡逆向移动，O3的分压增大，O2的分压减小，使得反应Ⅰ平衡正向移动，达到平衡时，NO的体积分数将减小，NO2的体积分数将增大，C错误；若N元素的转化只存在反应Ⅰ，根据N原子守恒，NO与NO2的体积分数变化量应相等，但温度高于360 ℃，NO的体积分数增加量小于NO2的体积分数减小量，说明NO2除转化为NO外，还转化为其他含N物质，如N2O5等，D正确。
9. 反应Ⅰ的ΔH<0,800 ℃时正向进行程度小，反应Ⅱ的ΔH>0,800 ℃时正向进行程度大，而反应Ⅱ平衡不受压强影响，故CO2平衡转化率趋于相等
10. (1) 553 (2) 当温度升高时，反应①平衡逆向移动，而反应②平衡正向移动且幅度更大，所以CO2的转化率增加，但甲醇的选择性却降低
【解析】 (1) 由图可知，553 K达到平衡时，反应体系内甲醇的产量最高。(2) 反应①为放热反应，反应②为吸热反应，由图可知，升高温度，甲醇的选择性降低，反应①平衡逆向移动，反应②平衡正向移动，反应②的反应幅度大于反应①，导致二氧化碳的转化率增大。
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