《2026年一本密卷高考化学》

10.第十五届中国国际航空航天博览会，以粉煤加压气化技术为核心的全新一代全废锅气化炉在航展上展
出。粉煤加压气化技术广泛用于煤制甲醇、合成氨、合成油、制烯烃、制氢等领域。粉煤加压气化制氢
时发生的主要反应如下:
Ⅰ.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H1=+131.3kJ.mol−1;
I[.C(s)+2H2O(g)CO2(g)+2H2(g) △H2=+90.3kJ.mol−1;
Ⅲ.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3。
将足量的碳和2molH2O(g)充入一恒容密闭容器中发生上述反应，假设TC时2molH2O(g)在该容
器中产生的压强为Po。达到平衡时，H2O(g)的转化率和容器中混合气体的平均相对分子质量随温度
的变化如图所示。

下列说法错误的是 (D)

A.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3=−41kJ.mol1−1
B.温度大于T℃时，以反应III为主，导致平衡时混合气体的平均相对分子质量变化程度较小
C.T℃时，假设体系中只发生反应I和反应II,反应I的平衡常数Kp=0.9po
D.在相同温度条件下，改变容器容积维持压强为Po，达到平衡时所得H2含量会更低

答案： 10.[答案]　D
[解析]　根据盖斯定律可知，反应Ⅲ = 反应Ⅱ - 反应Ⅰ，则CO(g) + H₂O(g) ⇌ CO₂(g) + H₂(g) ΔH₃ = ΔH₂ - ΔH₁ = +90.3kJ·mol⁻¹ - (+131.3kJ·mol⁻¹) = -41kJ·mol⁻¹，A正确。由题意可知，反应Ⅰ、Ⅱ为吸热反应，反应Ⅲ为放热反应，结合题图可知，反应温度小于T℃时，H₂O(g)的平衡转化率随温度升高而增大，即升高温度，平衡正向移动，说明主要发生反应Ⅰ、Ⅱ；温度大于T℃时，H₂O(g)的平衡转化率随温度升高而减小，即升高温度，平衡逆向移动，说明主要发生反应Ⅲ，反应Ⅲ是反应前后气体分子数不变的反应，故平衡时混合气体平均相对分子质量变化程度较小，B正确。如果T℃时体系中只发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，由题图可知，达到平衡时，混合气体的平均相对分子质量为16，H₂O(g)的转化率为90%，初始时n(H₂O) = 2mol，则n_平(H₂O) = 0.2mol，n_平(H₂) = 1.8mol，n_平(CO) + 2n_平(CO₂) = 1.8mol，设n_平(CO) = xmol，则n_平$(CO₂) = \frac{1.8 - x}{2}mol，$平衡时体系中混合气体的总质量$m = [18×0.2 + 2×1.8 + 28x + 44×\frac{1.8 - x}{2}]g = (46.8 + 6x)g，$总物质的量n_平$ = 0.2mol + 1.8mol + xmol + \frac{1.8 - x}{2}mol = (2.9 + 0.5x)mol，$故该混合气体的摩尔质量为$\frac{m}{n_平} = \frac{46.8 + 6x}{2.9 + 0.5x}g·mol⁻¹ = 16g·mol⁻¹，$解得x = 0.2，故n_平(CO) = 0.2mol，则n_平(CO₂) = 0.8mol，n_总 = 3mol，由题意知，T℃时恒容密闭容器中2molH₂O(g)的压强为p₀，结合恒温恒容条件下气体的物质的量之比等于其压强之比可知，平衡时容器内总压强为1.5p₀，则平衡时p(H₂O) = 0.1p₀，p(H₂) = 0.9p₀，p(CO) = 0.1p₀，故反应Ⅰ的平衡常数$K_p = \frac$＜/think＞＜/think＞p(CO)·p(H₂)}{p(H₂O)} = 0.9p₀，C正确。反应Ⅰ、Ⅱ是反应前后气体分子数增大的反应，反应Ⅲ是反应前后气体分子数不变的反应，根据恒温恒容条件下气体的物质的量之比等于其压强之比可知，反应达到平衡时容器内压强增大，若在相同温度条件下，改变容器容积维持压强为p₀，相对于原平衡即增大容器容积、减小压强，反应Ⅰ、Ⅱ的平衡正向移动，则达到新平衡时所得H₂含量会更高，D错误。