1、图像专题1(2016年高考四川卷)一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)H2O(g) CO(g)3H2(g)。设起始Z，在恒压下，平衡时CH4的体积分数(CH4)与Z和T(温度)的关系如下图所示。下列说法正确的是()A该反应的焓变H0B图中Z的大小为a3bC图中X点对应的平衡混合物中3D温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后(CH4)减小解析：A.根据图示知温度越高，CH4的体积分数越小，说明平衡向右移动，所以该反应的焓变H0，A项正确。B.相同条件下Z越大，平衡时CH4的体积分数越小，所以图中Z的大小为a3b，B项错误。C.起始时3, 反应过程中H2O和CH4等量减小，所以平
2、衡时3，C项错误。D.温度不变时，加压，平衡逆向移动，甲烷的体积分数增大，D项错误。答案：A2(2017年高考课标全国卷改编)298 K时，将20 mL 3x molL1Na3AsO3、20 mL 3x molL1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO33(aq)I2(aq)2OH(aq) AsO43(aq)2I(aq)H2O(l)。溶液中c(AsO43)与反应时间(t)的关系如图所示。(1)下列可判断反应达到平衡的是_(填标号)。A溶液的pH不再变化Bv(I)2v(AsO33)Cc(AsO43)/c(AsO33)不再变化Dc(I)y molL1(2)tm时，v正_v逆(填“大
3、于”“小于”或“等于”)。(3)tm时v逆_tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是_。(4)若平衡时溶液的pH14，则该反应的平衡常数K为_。解析：(1)A对：溶液pH不变时，则c(OH)也保持不变，反应处于平衡状态；B错：根据反应方程式，始终存在速率关系：v(I)2v(AsO33)，反应不一定处于平衡状态；C对：由于Na3AsO3总量一定，当c(AsO43)/c(AsO33)不再变化时，c(AsO43)、c(AsO33)也保持不变，反应建立平衡；D错：由图可知，建立平衡时c(I)2c(AsO43)2y molL1，因此c(I)2y molL1时，反应没有建立平衡。(2)tm时，反
4、应正向进行，故v正大于v逆。(3)由于tm时生成物AsO43的浓度小于tn时AsO43的浓度，因v逆的大小取决于生成物浓度的大小，故tm时的v逆小于tn时的v逆。(4)反应前，三种溶液混合后，c(Na3AsO3)3x molL1x molL1，同理，c(I2)x molL1，反应情况如下：AsO33(aq)I2(aq)2OH(aq) AsO43(aq)2I(aq)H2O(l)K。答案：(1)AC(2)大于(3)小于tm时生成物浓度较低(4)(molL1)13(2018年高考课标全国卷改编)CH4CO2催化重整不仅可以得到合成气(CO和H2)，还对温室气体的减排具有重要意义。回答下列问题：(1)
5、CH4CO2催化重整反应为CH4(g)CO2(g) 2CO(g)2H2(g)H247 kJ/mol。则有利于提高CH4平衡转化率的条件是_(填标号)。A高温低压B低温高压C高温高压D低温低压某温度下，在体积为2 L的容器中加入2 mol CH4、1 mol CO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为_mol2L2。(2)反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：积碳反应CH4(g)=C(s)2H2(g)消碳反应CO2(g)(s)=2CO(g)H/(kJmol1)75172活化能/(kJmol1)催化剂X3391催化剂
6、Y4372由上表判断，催化剂X_Y(填“优于”或“劣于”)，理由是_。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图甲所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是_(填标号)。AK积、K消均增加Bv积减小、v消增加CK积减小、K消增加Dv消增加的倍数比v积增加的倍数大在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为vkp(CH4)p(CO2)0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如图乙所示，则pa(CO2)、pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为_。解析：
7、(1)由热化学方程式可知，该催化重整反应的正反应是气体分子数增多的吸热反应，故要提高甲烷的平衡转化率，可采用高温、低压的反应条件，故选A；根据反应方程式及题中数据，列三段式如下：CH4(g)CO2(g)=2CO(g)2H2(g)起始浓度/(molL1) 1 0.5 0 0反应浓度/(molL1) 0.25 0.25 0.5 0.5平衡浓度/(molL1) 0.75 0.25 0.5 0.5平衡常数K mol2L2。(2)活化能越小，反应越容易进行，反应速率越快，观察题中表格可知，相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大，故催化剂X劣于催化剂Y。由于积碳反应和消碳反应均为吸热反应，故升高温度，平衡常数均增大，故A正确，C错误；升高温度，反应速率加快，v积增加，v消增加，故B错误；由图可知，积碳量达到最大值以后，再升高温度，积碳量降低，说明v消增加的倍数比v积增加的倍数大，D正确。根据速率方程，二氧化碳的分压越大，速率越小，结合题图可知二氧化碳的分压由大到小的顺序为pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)。答案：(1)A(2)劣于相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大ADpc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO2)