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单元检测九 化学反应速率与化学平衡
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有
一项是符合题目要求的)
1．下列对化学反应2NO＋2CO N＋2CO 的叙述正确的是( )
2 2
A．使用催化剂不影响反应的活化能
B．使用光催化剂能增大反应物的转化率
C．升高温度能增加反应物分子中活化分子的百分数，从而加快反应速率
D．改变压强对反应速率无影响
2．工业上，合成氨反应：N ＋3H 2NH 的微观历程如图所示，用 、 、
2 2 3
分别表示N、H、NH ，下列说法不正确的是( )
2 2 3
A．①→②催化剂在吸附N、H 时，未形成新的化学键
2 2
B．②→③形成N原子和H原子是放热过程
C．③→④形成了新的化学键
D．使用合适的催化剂，能提高合成氨反应的速率
3．已知298.15 K时，可逆反应Pb2＋(aq)＋Sn(s) Pb(s)＋Sn2＋(aq)的平衡常数K＝2.2，
若溶液中Pb2＋和Sn2＋的浓度均为0.10 mol·L－1时，则此时反应进行的方向是( )
A．向正反应方向进行
B．向逆反应方向进行
C．处于平衡状态
D．无法判断
4．两个容积均为 2 L的密闭容器Ⅰ和Ⅱ中充入NO及CO气体，发生反应：2NO(g)＋
2CO(g) N(g)＋2CO(g) ΔH，各物质的起始物质的量见下表。实验测得两容器不同
2 2
温度下达到平衡时CO 的物质的量如图所示，下列说法正确的是( )
2
起始物质的量
容器
NO CO
Ⅰ 1 mol 3 mol
Ⅱ 6 mol 2 molA．ΔH＞0
B．N点的平衡常数为0.04
C．若将容器Ⅰ的容积改为1 L，T 温度下达到平衡时NO的转化率为25%
1
D．图中M点所示条件下，再通入CO、N
2
各2 mol，此时v正 ＜v逆
5．不同温度下，将1 mol CO 和3 mol H 充入体积为1 L的恒容密闭容器中发生反应：
2 2
CO(g)＋3H(g) CHOH(g)＋HO(g) ΔH。平衡时CHOH的物质的量分数随温度变化
2 2 3 2 3
如图所示。
下列说法不正确的是( )
A．该反应的ΔH＜0
B．240 ℃时，该反应的化学平衡常数K＝
C．240 ℃时，若充入2 mol CO 和6 mol H ，平衡时CHOH的物质的量分数大于25%
2 2 3
D．240 ℃时，若起始时充入0.5 mol CO 、2 mol H 、1 mol CH OH、1 mol H O，反应向正
2 2 3 2
反应方向进行
6．已知：3CH(g)＋2N(g) 3C(s)＋4NH (g) ΔH>0，在700 ℃，CH 与N 在不同物质
4 2 3 4 2
的量之比[]时CH 的平衡转化率如图所示。下列说法正确的是( )
4
A.越大，N 的平衡转化率越高
2
B.不变时 若升温，NH 的体积分数会减小
3
C．b点对应的平衡常数比a点的大
D．a点对应的 NH 的体积分数约为26%
3
7．MTP是一类重要的药物中间体，可以由TOME经环化后合成。其反应式为为了提高TOME的转化率，反应进行时需及时从溶液体系中移出部分甲醇。TOME的转化
率随反应时间的变化如图所示。设TOME的初始浓度为a mol·L－1，反应过程中的液体体
积变化忽略不计。下列说法错误的是( )
A．X、Y两点的MTP的物质的量浓度相等
B．X、Z两点的瞬时速率大小为v(X)>v(Z)
C．若Z点处于化学平衡，则210 ℃时反应的平衡常数K＝
D．190 ℃时，0～150 min内MTP的平均反应速率为 mol·L－1·min－1
8．当1,3-丁二烯和溴单质以物质的量之比为1∶1加成时，其反应进程及能量变化如图：
不同反应条件下，经过相同时间测得生成物组成如表：
实验 产物中A的物 产物中B的物质
反应条件 反应时间
编号 质的量分数 的量分数
1 －15 ℃ 1 min 62% 38%
2 25 ℃ 1 min 12% 88%
下列分析不合理的是( )
A．产物A、B互为同分异构体，由中间体生成A、B的反应互相竞争
B．相同条件下由活性中间体C生成产物A的速率更快
C．实验1测定产物组成时，体系已达平衡状态
D．实验1在t min时，若升高温度至25 ℃，部分产物A会经活性中间体C转化成产物B
9．在一定条件下A 和B 可发生反应：A(g)＋3B (g)2AB (g)。图1表示在一定
2 2 2 2 3
温度下反应过程中的能量变化，图2表示在固定容积为2 L的密闭容器中反应时A 的物质
2
的量随时间变化的关系，图3表示在其他条件不变的情况下，改变反应物B 的起始物质的
2量对此反应平衡的影响。下列说法错误的是( )
A．该反应在低于某一温度时能自发进行
B．10 min内该反应的平均速率v(B )＝0.045 mol·L－1·min－1
2
C．11 min时，其他条件不变，压缩容器容积至1 L，n(A )的变化趋势如图2中曲线d所示
2
D．图3中Tv逆
B．b点反应放热53.7 kJ
C．催化剂效果最佳的是反应③
D．c点时该反应的平衡常数K＝
13．已知在 25 ℃时，反应①②③的化学方程式及化学平衡常数为①N(g)＋O(g)
2 2
2NO(g)，K ＝1×10－30；②2H(g)＋O(g) 2HO(g)，K ＝2×1081；③2CO(g)＋O(g)
1 2 2 2 2 2
2CO(g)，K ＝2.5×1091。下列说法正确的是( )
2 3
A．NO分解反应NO(g) N(g)＋O(g)的平衡常数为1×1030
2 2
B．根据K 的值可知常温下CO和O 很容易发生反应生成CO
3 2 2
C．温度升高，上述三个反应的平衡常数均减小
D．常温下，NO、HO、CO 分别发生分解反应生成O 的倾向顺序为NO>H O>CO
2 2 2 2 2
14．利用气相沉积法制备TiN的反应为2TiCl (g)＋N(g)＋4H(g) 2TiN(s)＋8HCl(g) ΔH
4 2 2
＝－346.2 kJ·mol－1。现将一定量的三种反应物投入到密闭容器中，测得反应过程中 TiN的
质量(m)和反应体系的压强(p)随温度的变化如图所示。则下列说法正确的是( )
A．曲线Ⅰ表示的是TiN的质量随温度变化曲线
B．曲线Ⅱ中a、b、c三点均已达到平衡状态
C．混合气体的平均摩尔质量：M(a)＞M(c)
D．该反应的平衡常数：K(b)＜K(c)
15．一定压强下，向10 L密闭容器中充入1 mol S Cl(g)和1 mol Cl ，发生反应：SCl(g)＋
2 2 2 2 2
Cl(g) 2SCl (g)。Cl 与SCl 的消耗速率(v)与温度(T)的关系如图所示，以下说法错误的是
2 2 2 2( )
A．A、B、C、D四点对应状态下，达到平衡状态的是B、D点
B．正反应的活化能大于逆反应的活化能
C．达到平衡后再加热，平衡向逆反应方向移动
D．在300 ℃下，达到平衡后缩小容器容积，重新达到平衡后，Cl 的平衡转化率不变
2
二、非选择题(本题包括5小题，共55分)
16．(10分)甲醇是一种重要的化工原料，又是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前
景。
(1)在一容积为2 L的密闭容器内，充入0.2 mol CO与0.4 mol H 发生反应：CO(g)＋2H(g)
2 2
CHOH(g)，CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
3
①A、B两点对应的压强大小关系是p ________p (填“>”“<”或“＝”)。
A B
②A、B、C三点的平衡常数K 、K 、K 的大小关系是________。
A B C
③下列叙述能说明上述反应达到化学平衡状态的是________(填字母)。
a．H 的消耗速率是CHOH生成速率的2倍
2 3
b．CHOH的体积分数不再改变
3
c．混合气体的密度不再改变
d．CO和CHOH的物质的量之和保持不变
3
(2)在p 压强、T℃时，该反应的平衡常数K＝________，再加入1.0 mol CO后重新达到平
1 1
衡，则CO的转化率________(填“增大”“不变”或“减小”)。
(3)T ℃、1 L的密闭容器内发生上述反应，测得某时刻各物质的物质的量如下，n(CO)＝
1
0.1 mol、n(H 2 )＝0.2 mol、n(CH 3 OH)＝0.2 mol，此时 v 正 ________v 逆 (填“>”“<”或
“＝”)。
17．(11分)(1)乙基叔丁基醚(以ETBE表示)是一种性能优良的高辛烷值汽油调和剂。用乙醇
与异丁烯(以IB表示)在催化剂HZSM-5催化下合成ETBE，反应的化学方程式为C HOH(g)
2 5
＋IB(g)===ETBE(g) ΔH。回答下列问题：C 表示先吸附乙醇，C 表示先吸附异丁烯，C 表示乙醇和异丁烯同时吸附。
1 2 3
反应物被催化剂 HZSM-5 吸附的顺序与反应历程的关系如图 1 所示，该反应的 ΔH＝
________ kJ·mol－1。反应历程的最优途径是________(填“C ”“C ”或“C ”)。
1 2 3
(2)开发清洁能源是当今化工研究的一个热点问题。二甲醚(CHOCH )在未来可能替代柴油
3 3
和液化气作为洁净液体燃料使用，工业上以CO和H 为原料生产CHOCH 。工业制备二甲
2 3 3
醚在催化反应室中(压强：2.0～10.0 MPa，温度：230～280 ℃)进行下列反应：
反应ⅰ：CO(g)＋2H(g) CHOH(g) ΔH＝－99 kJ·mol－1
2 3 1
反应ⅱ：2CHOH(g) CHOCH (g)＋HO(g) ΔH＝－23.5 kJ·mol－1
3 3 3 2 2
反应ⅲ：CO(g)＋HO(g) CO(g)＋H(g) ΔH＝－41.2 kJ·mol－1
2 2 2 3
①在该条件下，若反应ⅰ的起始浓度分别为c(CO)＝0.6 mol·L－1，c(H )＝1.4 mol·L－1，8
2
min后达到平衡，CO的转化率为50%，则8 min内H 的平均反应速率为________。
2
②在t ℃时，反应ⅱ的平衡常数为400，此温度下，在1 L的密闭容器中加入一定的甲醇，
反应到某时刻测得各组分的物质的量浓度如下：
物质 CHOH CHOCH HO
3 3 3 2
c/(mol·L－1) 0.46 1.0 1.0
此时刻v正 _____v逆 (填“＞”“＜”或“＝”)，平衡时c(CH
3
OCH
3
)的物质的量浓度是
______。
③催化反应的总反应为3CO(g)＋3H(g) CHOCH (g)＋CO(g)，CO的平衡转化率α(CO)
2 3 3 2
与温度、压强的关系如图2所示，图中X代表________________(填“温度”或“压强”)，
且L________L(填“＞”“＜”或“＝”)。
1 2
④在催化剂的作用下同时进行三个反应，发现随着起始投料比的改变，二甲醚和甲醇的产
率(产物中的碳原子占起始CO中碳原子的百分率)呈现如图3的变化趋势。试解释投料比大于1.0之后二甲醚产率和甲醇产率变化的原因：____________________________________
________________________________________________________________________。
18．(11分)(2022·北京房山模拟)乙醇是一种优良燃料，在推动能源变革方面具有重要的作
用。某地煤制乙醇的过程表示如下。
煤→…→乙酸甲酯――→乙醇
(1)Cu(NO ) 是制备“催化剂X”的重要试剂。
3 2
①气体A的名称是______________。
②实验室用Cu(NO ) 固体配制溶液，常加入少量稀HNO 。运用化学平衡原理简述HNO
3 2 3 3
的作用：____________________。
(2)过程a包括以下3个主要反应：
Ⅰ.CH COOCH (g)＋2H(g) C HOH(g)＋CHOH(g) ΔH
3 3 2 2 5 3 1
Ⅱ.CH COOCH (g)＋C HOH(g) CHCOOC H(g)＋CHOH(g) ΔH
3 3 2 5 3 2 5 3 2
Ⅲ.CH COOCH (g)＋H(g)CHCHO(g)＋CHOH(g) ΔH
3 3 2 3 3 3
相同时间内，测得CHCOOCH 转化率、乙醇和乙酸乙酯的选择性[如乙醇选择性＝]如图所
3 3
示。
① 已知：ΔH<0。随温度降低，反应Ⅰ化学平衡常数的变化趋势是__________。
1
②下列说法不合理的是______(填字母)。a．温度可影响反应的选择性
b．225～235 ℃，反应Ⅰ处于平衡状态
c．增大H 的浓度，可以提高CHCOOCH 的转化率
2 3 3
③为防止“反应Ⅲ”发生，反应温度应控制的范围是__________。
④ 在185 ℃下，CHCOOCH 起始物质的量为5 mol，生成乙醇的物质的量是__________。
3 3
19．(11分)(2022·北京模拟)以CO 为原料合成甲醇可以减少CO 的排放，实现碳的循环利
2 2
用。一种Cu/ZnO催化剂对该反应有良好的催化效果。
Ⅰ.催化剂的合成
(1)氨水与Cu(NO ) 的反应________(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。
3 2
(2)补全上述过程中生成CuO的离子方程式：
____[Cu(NH )]2＋＋____HO=====____CuO↓＋________＋________。
3 4 2
Ⅱ.催化剂的性能测试
一定条件下使CO 、H 混合气体通过反应器，检测反应器出口气体的成分及其含量，计算
2 2
CO 的转化率和CHOH的选择性以评价催化剂的性能。
2 3
已知：ⅰ.反应器内发生的反应：
a．CO(g)＋3H(g) CHOH(g)＋HO(g) ΔH＝－49.5 kJ·mol－1
2 2 3 2
b．CO(g)＋H(g) CO(g)＋HO(g) ΔH＝＋41.2 kJ·mol－1
2 2 2
ⅱ.CH OH选择性＝×100%
3
(3)220 ℃ 时 ， 测 得 反 应 器 出 口 气 体 中 全 部 含 碳 物 质 的 物 质 的 量 之 比
n(CHOH)∶n(CO)∶n(CO)＝1∶7.20∶0.11，则该温度下CO 转化率＝________×100%(列
3 2 2
出计算式)。
(4)其他条件相同时，反应温度对CO 的转化率和CHOH的选择性的影响如图所示：
2 3
①由图1可知实验中反应均未达到化学平衡状态的依据是______________。
② 温 度 高 于 260 ℃ 时 ， CO 平 衡 转 化 率 变 化 的 原 因 是
2
___________________________________
________________________________________________________________________。
③温度相同时，CHOH选择性的实验值略高于平衡值(见图2)，从化学反应速率的角度解
3
释原因：______________________。20．(12分)异丁烯为重要的化工原料，工业上可采用叔丁醇(TBA)气相脱水法制备高纯异丁
烯产品，主要涉及以下反应：
反应1(主反应)：(CH)C—OH(g)―→(CH)C==CH(g)＋HO(g)
3 3 3 2 2 2
反应2(副反应)：2(CH)C==CH(g)―→(CH)C==CH—C(CH )(g)
3 2 2 3 2 3 3
(1)标准摩尔生成焓是指由稳态单质生成 1 mol该化合物的焓变，几种物质的标准生成焓如
表，求反应1的ΔH＝________ kJ·mol－1。
组分 HO (CH)C—OH (CH)C==CH
2 3 3 3 2 2
焓变/
－241.83 －339.21 －17.1
(kJ·mol－1)
(2)该脱水反应的标准平衡常数K随温度的变化关系如图1所示，则反应2的ΔH___0(填
“<”或“>”)，向体积可变的容器中充入1 mol叔丁醇，容器体积为1 L，保持300 ℃、
100 kPa的条件，反应一段时间后达到平衡(忽略副反应)，则K＝________(已知K为以标
c
准分压表示的平衡常数，各组分的标准分压p＝，pθ＝105Pa)
(3)理论计算反应条件对叔丁醇转化率的影响如图2、3所示，脱水反应温度T<200 ℃时，
N/叔丁醇摩尔比对叔丁醇转化率有影响，试从平衡移动的角度分析充入 N 的原因：
2 2
________
________________________________________________________________________。
根据图示该脱水反应适宜采用条件为T＝ 200 ℃，P＝________ MPa，N/叔丁醇摩尔比＝
2
3/1。(4)已知工业原料叔丁醇中存在不同含量的水分，相同温度下不同初始原料中HO/TBA比
2
例对叔丁醇平衡转化率的影响如图4所示，实际生产最佳工艺条件为T＝204～426 ℃，请
从 HO/TBA 比 例 角 度 分 析 该 条 件 下 的 优 点 ：
2
___________________________________________。
单元检测九 化学反应速率与化学平衡答案解析
1．
答案 C
解析 使用催化剂影响反应的活化能，改变反应速率，但不能改变反应物的平衡转化率，
A、B项错误；当反应中有气体参与时，改变压强可以影响化学反应速率，D项错误。
2．
答案 B
解析 由图知，①→②催化剂在吸附N 、H 时，没有化学键的形成与断裂，故A正确；
2 2
②→③断键形成N原子和H原子是吸热过程，故B错误；③→④形成了新的化学键——氮
氢键，故C正确；使用合适的催化剂，能提高合成氨反应的速率，故D正确。
3．
答案 A
解析 已知在298.15 K时，可逆反应Pb2＋(aq)＋Sn(s) Pb(s)＋Sn2＋(aq)的平衡常数K＝2.2，若溶液中Pb2＋和Sn2＋的浓度均为0.10 mol·L－1时，Q＝＝1v(Z)，正
确；C项，若Z点为平衡点，此时c(TOME)＝0.02a mol·L－1，c(MTP)＝ 0.98a mol·L－1，
但因移出甲醇，甲醇浓度不为0.98a mol·L－1，错误；D项，0～150 min时间内，Δc(MTP)＝
0.67a mol·L－1，正确。
8．
答案 C
解析 A项，产物A、B分子式相同、结构不同，互为同分异构体，反应过程中放热不同，
活性中间体C根据温度不同可以转化成产物B或A，正确；B项，由图像中反应活化能分
析可知，相同条件下由活性中间体C生成产物A的活化能小，速率更快，正确；C项，实
验1测定产物组成时，不能说明物质含量保持不变，体系不一定达平衡状态，错误；D项，
反应为放热反应，实验1在t min时，若升高温度至25 ℃，产物中B的物质的量分数增大，
说明升温部分产物A会经活性中间体C转化成产物B，正确。
9．
答案 D
解析 体系的自由能ΔG＝ΔH－TΔS，根据图示可知，该反应为放热反应，ΔH<0，由于该
反应的正反应是气体体积减小的反应，所以ΔS<0。当温度较低时，ΔG＝ΔH－TΔS<0，反应能够自发进行，A正确；10 min内该反应的平均速率v(A )＝＝＝0.015 mol·L－1·
2
min－1，根据化学方程式可知v(B )＝3v(A )＝0.045 mol·L－1·min－1，B正确；11 min时，其
2 2
他条件不变，压缩容器容积至1 L，由于压强增大，化学平衡正向移动，不断消耗A ，所
2
以n(A )的物质的量会进一步减少，n(A )变化趋势如图2中曲线d所示，C正确；在温度不
2 2
变时，增大某种反应物的浓度，化学平衡正向移动，可以使其他反应物的转化率提高，故
当Tv ，故A正确；b
2 正 逆
点反应达到平衡状态，参加反应的CO 小于1 mol，反应放热小于53.7 kJ，故B错误；相
2
同温度下，反应①反应速率最快，所以催化剂效果最佳的是反应①，故C错误；c点CO
2
的转化率是，则：
CO(g)＋3H(g) HO(g)＋CHOH(g)
2 2 2 3
开始/mol·L－1 0.5 1.5 0 0
转化/mol·L－1 ×0.5 ×0.5×3 ×0.5 ×0.5
平衡/mol·L－1 0.5
K＝，故D错误。
13．
答案 D
解析 A项，NO(g) N(g)＋O(g)的平衡常数为 ＝1015，错误；B项，CO和O 之
2 2 2
间的反应需要点燃才能进行，错误；C项，反应①为吸热反应，升高温度平衡正向移动，
平衡常数增大，错误；D项，常温下，NO、HO、CO 三种物质分解放出O 的平衡常数依
2 2 2
次为1×1030、5×10－82、4×10－92，平衡常数越大，则反应进行的程度越大，正确。
14．
答案 C
解析 依据起点的纵坐标及曲线的变化趋势可知，曲线Ⅰ呈上升趋势，曲线Ⅱ先升后降，
因为该反应为放热反应，故升高温度，平衡逆移，TiN的质量减小，所以曲线Ⅰ表示的是
压强随温度的变化，曲线Ⅱ表示的是TiN的质量随温度的变化，故A错误；温度越高反应
速率越快，达到平衡的时间越短，b点为恰好达到平衡的点，a点还未达到平衡，c点是在
b点基础上升高温度，平衡逆向移动，故B错误；由图可知a、b、c三点体系内固体质量大
小关系是m(b)＞m(c)＞m(a)，依据质量守恒，则气体质量大小关系为m(b)＜m(c)＜m(a)，结
合化学方程式可知，当气体质量越大时，气体的物质的量就越小，根据M＝可知M(a)＞
M(c)＞M(b)，故C正确；平衡常数只与温度有关，a、b、c三点的温度依次升高，反应是
放热反应，温度越高平衡常数越小，所以K(b)＞K(c)，故D错误。
15．答案 B
解析 反应达到平衡时正逆反应速率相等，所以Cl 与SCl 的消耗速率之比为1∶2，据图
2 2
可知B、D点满足条件，为平衡状态，故 A正确；据图可知B、D点之后继续升高温度
SCl 的消耗速率变大的更多，即逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，所以正反应
2
为放热反应，ΔH＜0，所以正反应的活化能小于逆反应的活化能，故B错误，C正确；该
反应前后气体系数之和相等，压强不影响平衡，所以缩小容器容积，重新达到平衡后与原
平衡为等效平衡，氯气的转化率不变，故D正确。
16．
答案 (1)①< ②K ＝K >K ③b (2)100 减小 (3)>
A B C
解析 (1)①反应CO(g)＋2H(g) CHOH(g)是气体体积减小的反应，加压平衡正向移动，
2 3
反应物转化率增大，所以p ＜p 。
A B
②据图分析，随温度升高CO转化率降低，说明正反应放热，升温平衡逆向移动，平衡常
数减小，所以K ＝K ＞K 。
A B C
③H 的消耗速率是CHOH生成速率的2倍，都是正反应速率，不能说明反应达到平衡状态，
2 3
故a错误；CHOH的体积分数不再改变说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故
3
b正确；容器体积和气体质量始终不变，所以混合气体的密度始终不变，因此密度不变不
能说明反应达到平衡状态，故c错误；CO和甲醇的化学计量数都为1，所以CO和CHOH
3
的物质的量之和始终保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故d错误。
(2)p 压强、T ℃时CO的转化率为0.5，则
1 1
CO(g)＋2H(g) CHOH(g)
2 3
起始浓度/mol·L－1 0.1 0.2 0
转化浓度/mol·L－1 0.05 0.1 0.05
平衡浓度/mol·L－1 0.05 0.1 0.05
化学平衡常数K＝＝100。若温度不变，再加入1.0 mol CO，平衡向正反应方向移动，重新
达到平衡，氢气的转化率增大，CO的转化率减小。
(3)T℃、1 L的密闭容器内发生上述反应，测得某时刻各物质的物质的量如下：n(CO)＝0.1
1
mol、n(H )＝0.2 mol、n(CHOH)＝0.2 mol，此时反应的浓度商Q＝＝50＜K＝100，此时v
2 3 正
＞v 。
逆
17．
答案 (1)－4a C (2)①0.075 mol·L－1·min－1 ②＞ 1.2 mol·L－1 ③温度 ＞ ④当投
3
料比大于1时，随着c(H )增大，反应ⅰ被促进，而反应ⅲ被抑制，c(H O)增大，最终抑制
2 2
反应ⅱ，因此甲醇的产率继续增大而二甲醚的产率减小
解析 (1)由图可知，反应物的总能量为5a kJ·mol－1，生成物的总能量为a kJ·mol－1，所以
反应的ΔH＝－4a kJ·mol－1。反应历程的最优途径是C ，其所需要的活化能最小。
3(2)①在该条件下，若反应ⅰ的起始浓度分别为c(CO)＝0.6 mol·L－1，c(H )＝1.4 mol·L－1，8
2
min后达到平衡，CO的转化率为50%，则8 min内H 的平均反应速率为 v＝＝＝0.075
2
mol·L－1·min－1。③催化反应的总反应为3CO(g)＋3H(g)CHOCH (g)＋CO(g)是由反应式
2 3 3 2
ⅰ×2＋ⅱ＋ⅲ而得，故总反应的ΔH＝ΔH×2＋ΔH ＋ΔH ＝－262.7 kJ·mol－1＜0，该反应
1 2 3
是放热反应，若升温，则CO的平衡转化率会减小，总反应是气体体积减小的反应，若增
压，则CO的平衡转化率会增大，则图2中，横坐标X代表的是温度，L代表的是压强，根
据压强增大CO的平衡转化率也增大可判断：L＞L。
1 2
18．
答案 (1)①一氧化氮 ②Cu2＋＋2HO Cu(OH) ＋2H＋，增大溶液中H＋的浓度，抑制
2 2
Cu2＋的水解 (2)①增大 ②b ③小于205 ℃ ④0.2 mol
解析 (1)②在Cu(NO ) 溶液中，Cu2＋会发生水解：Cu2＋＋2HO Cu(OH) ＋2H＋，加入
3 2 2 2
稀HNO 可以增大溶液中H＋的浓度，抑制Cu2＋的水解。(2)①ΔH ＜0，反应为放热反应，
3 1
降低温度，反应Ⅰ的化学平衡常数增大。②如图2所示，温度不同，乙醇和乙酸乙酯的选
择性不同，即温度可影响反应的选择性，a正确；225～235 ℃之间，乙醇的选择性几乎不
变，但是乙酸乙酯的选择性降低；若反应Ⅰ处于平衡状态，则反应Ⅰ产生的C HOH的量
2 5
保持不变，而反应Ⅱ是消耗C HOH、生成乙酸乙酯的反应，乙酸乙酯的选择性降低，说
2 5
明反应Ⅱ向左移动，C HOH的量增加，使得反应Ⅰ向左移动，则反应Ⅰ不能处于平衡状
2 5
态，b错误；增大H 浓度，可以使得反应Ⅰ、反应Ⅲ向右移动，增大CHCOOCH 的转化
2 3 3
率，同时还增大了C HOH的浓度，引起反应Ⅱ向右移动，因此也间接地增大了反应Ⅱ中
2 5
CHCOOCH 的转化率，c正确。③根据图2，温度超过205 ℃时，乙醇的选择性变化不大，
3 3
但乙酸乙酯的选择性变化较大，如果温度升高，乙酸乙酯的选择性大幅度减小，不利于反
应生成乙醇，为防止“反应Ⅲ”发生，应控制温度低于205 ℃。④在185 ℃下，乙醇选择
性为20%，CHCOOCH 的转化率为20%，则5 mol CH COOCH 反应生成乙醇的物质的量为
3 3 3 3
5 mol×20%×20%＝0.2 mol。
19．
答案 (1)不属于 (2)1 1 1 2NH ↑
3
2NH (3) (4)①CO 的实验转化率未达到平衡转化率 ②温度升高，反应a逆向移动，反
2
应b正向移动，温度高于260 ℃时，反应b正向移动的程度大于反应a逆向移动的程度
③在该条件下反应a的速率大于反应b，单位时间内生成甲醇的量比生成CO的量多
解析 (1)氨水与Cu(NO ) 反应生成[Cu(NH )]2＋，元素化合价没发生变化，不属于氧化还
3 2 3 4
原反应。(2)[Cu(NH )]2＋和HO反应生成产物之一为CuO，元素化合价没发生变化，不属
3 4 2
于氧化还原反应，根据电荷守恒和原子守恒可判断还生成了 NH和NH ，配平后得到上述
3
过程中生成CuO的离子方程式为[Cu(NH )]2＋＋HO=====CuO↓＋2NH ↑＋2NH。(3)220
3 4 2 3
℃时，测得反应器出口气体中全部含碳物质的物质的量之比n(CHOH)∶n(CO)∶n(CO)＝
3 21∶7.20∶0.11，假设生成的CHOH的物质的量为1 mol，则生成的CO的物质的量为0.11
3
mol，剩余的CO 的物质的量为7.20 mol，根据碳原子守恒，起始的CO 的物质的量为(1＋
2 2
7.20＋0.11) mol，则该温度下CO 转化率的计算式为×100%。
2
20．
答案 (1)＋80.28 (2)< 100 (3)叔丁醇脱水反应是分子数增加的反应，而副反应是分子
数减小的反应，N 为稀释剂，降低反应原料的分压，有利于主反应正向进行，抑制副反应
2
正向进行 0.1 (4)该条件下叔丁醇平衡转化率受HO/TBA比例的影响很小，故工业上可
2
忽略水对叔丁醇转化率的影响，无需对原料进行烘干处理
解析 (1)根据标准摩尔生成焓的定义，结合盖斯定律可知 ΔH＝生成物的标准摩尔生成焓
－反应物的标准摩尔生成焓＝－241.83 kJ·mol－1＋(－17.1 kJ·mol－1)－(－339.21 kJ·mol－1)＝
＋80.28 kJ·mol－1。(2)由图像分析，反应2的K随温度的升高逐渐降低，说明该反应为放热
反应，ΔH＜0；由图像信息知K＝＝100，由题干信息各组分的标准分压p＝，pθ＝105Pa，
可得K ＝K×pθ＝107Pa，列三段式
p
(CH)C—OH―→(CH)C==CH＋HO
3 3 3 2 2 2
起始n/mol 1 0 0
0
转化n/mol x x x
1
平衡n/mol 1－x x x
平衡时总物质的量为(1＋x) mol，反应前气体总物质的量为1 mol，体系的体积为1 L，根据
PV＝nRT，平衡时体系的体积为(1＋x) L，各组分的浓度及物质的量分数分别为 c(H O)＝
2
mol·L－1，x(H O)＝，c[(CH )C==CH]＝ mol·L－1，x[(CH )C==CH]＝，c[(CH )C—OH]
2 3 2 2 3 2 2 3 3
＝ mol·L－1，x[(CH )C—OH]＝，则K＝＝＝100。
3 3 c
(4)由图像4可知在T＜200 ℃，叔丁醇平衡转化率随着HO/TBA比例的增加有一定程度的
2
降低，即反应时需要除去原料中包含的水，T＞200 ℃时，HO对叔丁醇平衡转化率的影响
2
可以忽略不计，故工业上可忽略水对叔丁醇转化率的影响，无需对原料进行烘干处理。
