专题39 化学反应速率与平衡综合问题（学生版）

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1．（2020·山东高考真题）探究 CH3OH 合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高 CH3OH 的产率。以

CO2、H2为原料合成 CH3OH 涉及的主要反应如下：

Ⅰ.

Ⅱ.

Ⅲ.

回答下列问题：

（1）_________ 。

（2）一定条件下，向体积为 VL 的恒容密闭容器中通入 1 mol CO2和3 mol H2发生上述反应，达到平衡时，

容器中 CH3OH(g)为ɑ mol，CO 为b mol，此时 H2O(g)的浓度为__________mol L﹒-1(用含 a、b、V的代

数式表示，下同)，反应Ⅲ的平衡常数为___________。

（3）不同压强下，按照 n(CO2)：n(H2)=1：3投料，实验测定 CO2的平衡转化率和 CH3OH 的平衡产率随温

度的变化关系如下图所示。

已知：CO2的平衡转化率=

专题 39 化学反应速率与

平衡综合问题

CH3OH 的平衡产率=

其中纵坐标表示 CO2平衡转化率的是图___________(填“甲”或“乙”)；压强 p1、p2、p3由大到小的顺序

为___________；图乙中 T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是___________。

（4）为同时提高 CO2的平衡转化率和 CH3OH 的平衡产率，应选择的反应条件为_________(填标号)。

A．低温、高压 B．高温、低压 C．低温、低压 D．高温、高压

2．（2020·全国高考真题）二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用 CO2的热点研究领域。回答下列问题：

（1）CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比 n(C2H4)∶n(H2O)=__________。当反应达

到平衡时，若增大压强，则 n(C2H4)___________(填“变大”“变小”或“不变”)。

（2）理论计算表明，原料初始组成 n(CO2)∶n(H2)=1∶3，在体系压强为 0.1MPa，反应达到平衡时，四种

组分的物质的量分数 x随温度 T的变化如图所示。

图中，表示 C2H4、CO2变化的曲线分别是______、______。CO2催化加氢合成 C2H4反应的 ΔH______0(填

“大于”或“小于”)。

（3）根据图中点 A(440K，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数 Kp=_________(MPa)−3(列出计算式。以分

压表示，分压=总压×物质的量分数)。

（4）二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成 C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压

强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当___________________。

3．（2020·全国高考真题）硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是 SO2的催

化氧化：SO2(g)+ O2(g) SO3(g) ΔH=−98 kJ·mol−1。回答下列问题：

（1）钒催化剂参与反应的能量变化如图所示，V2O5(s)与SO2(g)反应生成 VOSO4(s)和V2O4(s)的热化学方程

式为：_________。

（2）当 SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为 7.5%、10.5%和82%时，在 0.5MPa、2.5MPa 和

5.0MPa 压强下，SO2平衡转化率 α 随温度的变化如图所示。反应在 5.0MPa、550℃时的

α=__________，判断的依据是__________。影响 α的因素有__________。

（3）将组成(物质的量分数)为2m% SO2(g)、m% O2(g)和q% N2(g)的气体通入反应器，在温度 t、压强 p条

件下进行反应。平衡时，若 SO2转化率为 α，则 SO3压强为___________，平衡常数

Kp=___________(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。

（4）研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：v=k( −1)0.8(1−nα')。式中：k为反应速率常数，随温度

t升高而增大；α为SO2平衡转化率，α'为某时刻 SO2转化率，n为常数。在 α'=0.90 时，将一系列温度

下的 k、α值代入上述速率方程，得到 v~t 曲线，如图所示。

曲线上 v最大值所对应温度称为该 α'下反应的最适宜温度 tm。t<tm时，v逐渐提高；t>tm后，v逐渐下降。

原因是__________________________。

4．（2020·浙江高考真题）研究 NOx之间的转化具有重要意义。

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