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专题 09 反应速率、化学平衡
2020年高考真题
1．(2020年浙江卷)5mL0.1mol⋅L−1KI溶液与1mL0.1mol⋅L−1FeCl 溶液发生反应：
3
2Fe3+ (aq)+2I− (aq)⇌2Fe2+ (aq)+I (aq)，达到平衡。下列说法不正确的是( )
2
A．加入苯，振荡，平衡正向移动
B．经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN，溶液呈血红色，表明该化学反应存在限度
C．加入FeSO 固体，平衡逆向移动
4
c2(Fe2+)
D．该反应的平衡常数K=
c2(Fe3+)×c2(I−)
【答案】D
【解析】A．加入苯振荡，苯将I 萃取到苯层，水溶液中c(I)减小，平衡正向移动，A正确；
2 2
B．将5mL0.1mol/LKI溶液与1mL0.1mol/LFeCl 溶液混合，参与反应的Fe3+与I−物质的量之比为1:1，反应
3
后I−一定过量，经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN溶液呈血红色，说明水溶液中仍含有Fe3+，
即Fe3+没有完全消耗，表明该化学反应存在限度，B正确；
C．加入FeSO 固体溶于水电离出Fe2+，c(Fe2+)增大，平衡逆向移动，C正确；
4
c2(Fe2+)⋅c(I )
D．该反应的平衡常数K= 2 ，D错误；
c2(Fe3+)⋅c2(I-)
答案选D。
2．(2020年浙江卷)一定条件下：2NO (g)⇌ N O (g) ΔH<0。在测定NO 的相对分子质量时，下列条件
2 2 4 2
中，测定结果误差最小的是( )
A．温度0℃、压强50kPa B．温度130℃、压强300kPa
C．温度25℃、压强100kPa D．温度130℃、压强50kPa
【答案】D
【解析】测定二氧化氮的相对分子质量，要使测定结果误差最小，应该使混合气体中NO 的含量越多越好，
2
为了实现该目的，应该改变条件使平衡尽可以地逆向移动。该反应是一个反应前后气体分子数减小的放热
反应，可以通过减小压强、升高温度使平衡逆向移动，则选项中，温度高的为130℃，压强低的为50kPa，结合二者选D。答案为D。
3．(2020年江苏卷)CH 与CO 重整生成H 和CO的过程中主要发生下列反应
4 2 2
在恒压、反应物起始物质的量比 条件下，CH 和CO 的平衡转化率随温度变化的
4 2
曲线如图所示。下列有关说法正确的是
A．升高温度、增大压强均有利于提高CH 的平衡转化率
4
B．曲线B表示CH 的平衡转化率随温度的变化
4
C．相同条件下，改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠
D．恒压、800K、n(CH)：n(CO)=1:1条件下，反应至CH 转化率达到X点的值，改变除温度外的特定条
4 2 4
件继续反应，CH 转化率能达到Y点的值
4
【答案】BD
【解析】A．甲烷和二氧化碳反应是吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应即正向移动，甲烷转化率增大，
甲烷和二氧化碳反应是体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，甲烷转化率减小，故A错误；
B．根据两个反应得到总反应为CH(g)＋2CO(g) H(g)＋3CO(g) ＋HO (g)，加入的CH 与CO 物质
4 2 2 2 4 2
的量相等，CO 消耗量大于CH，因此CO 的转化率大于CH，因此曲线B表示CH 的平衡转化率随温度
2 4 2 4 4
变化，故B正确；
C．使用高效催化剂，只能提高反应速率，但不能改变平衡转化率，故C错误；
D．800K时甲烷的转化率为X点，可以通过改变二氧化碳的量来提高甲烷的转化率达到Y点的值，故D
正确。综上所述，答案为BD。4．(2020年天津卷)已知 呈粉红色， 呈蓝色， 为无色。现将
CoCl 溶于水，加入浓盐酸后，溶液由粉红色变为蓝色，存在以下平衡：
2
，用该溶液做实验，溶液的颜色变化如下：
以下结论和解释正确的是
A．等物质的量的 和 中σ键数之比为3:2
B．由实验①可推知△H<0
C．实验②是由于c(H O)增大，导致平衡逆向移动
2
D．由实验③可知配离子的稳定性：
【答案】D
【解析】A．1个[Co(H O) ]2+中含有18个σ键，1个[CoCl ]2−中含有4个σ键，等物质的量的[Co(H O) ]2+和
2 6 4 2 6
[CoCl ]2−所含σ键数之比为18:4=9:2，A错误；
4
B．实验①将蓝色溶液置于冰水浴中，溶液变为粉红色，说明降低温度平衡逆向移动，则逆反应为放热反
应，正反应为吸热反应，∆H>0，B错误；
C．实验②加水稀释，溶液变为粉红色，加水稀释，溶液的体积增大，[Co(H O) ]2+、[CoCl ]2−、Cl−浓度都
2 6 4
减小，[Co(H O) ]2+、Cl−的化学计量数之和大于[CoCl ]2−的化学计量数，则瞬时浓度商>化学平衡常数，平
2 6 4
衡逆向移动，C错误；
D．实验③加入少量ZnCl 固体，溶液变为粉红色，说明Zn2+与Cl−结合成更稳定的[ZnCl ]2−，导致溶液中
2 4
c(Cl−)减小，平衡逆向移动，则由此说明稳定性：[ZnCl ]2−>[CoCl ]2−，D正确；
4 4
答案选D。
【点睛】本题有两个易错点：A项中[Co(H O) ]2+中不仅有Co2+与HO分子间的配位键，而且每个HO分子
2 6 2 2
中还有两个O—Hσ键；C项中HO为溶剂，视为纯液体，加水稀释，溶液体积增大，相当于利用“对气体
2
参与的反应，增大体积、减小压强，平衡向气体系数之和增大的方向移动”来理解。
5．(2020年新课标Ⅲ)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO 的热点研究领域。回答下列问题：
2(1)CO 催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C H)∶n(H O)=__________。当反应达到
2 2 4 2
平衡时，若增大压强，则n(C H)___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
2 4
(2)理论计算表明，原料初始组成n(CO)∶n(H )=1∶3，在体系压强为0.1MPa，反应达到平衡时，四种组分
2 2
的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。
图中，表示C H、CO 变化的曲线分别是______、______。CO 催化加氢合成C H 反应的ΔH______0(填
2 4 2 2 2 4
“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K =_________(MPa)−3(列出计算式。以分压表
p
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C H、C H、C H 等低碳烃。一定温度和压强条
3 6 3 8 4 8
件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当___________________。
【答案】(1)1∶4 变大 (2)d c 小于
(3) 或 等
(4)选择合适催化剂等
【解析】
【分析】根据质量守恒定律配平化学方程式，可以确定产物的物质的量之比。根据可逆反应的特点分析增
大压强对化学平衡的影响。根据物质的量之比等于化学计量数之比，从图中找到关键数据确定代表各组分
的曲线，并计算出平衡常数。根据催化剂对化反应速率的影响和对主反应的选择性，工业上通常要选择合
适的催化剂以提高化学反应速率、减少副反应的发生。
【详解】(1)CO 催化加氢生成乙烯和水，该反应的化学方程式可表示为2CO+6H CH = CH+4H O，因
2 2 2 2 2 2
此，该反应中产物的物质的量之比n(C H)：n(H O)=1：4。由于该反应是气体分子⇌数减少的反应，当反应
2 4 2达到平衡状态时，若增大压强，则化学平衡向正反应方向移动，n(C H)变大。
2 4
(2)由题中信息可知，两反应物的初始投料之比等于化学计量数之比；由图中曲线的起点坐标可知，c和a
所表示的物质的物质的量分数之比为1:3、d和b表示的物质的物质的量分数之比为1:4，则结合化学计量
数之比可以判断，表示乙烯变化的曲线是d，表示二氧化碳变化曲线的是c。由图中曲线的变化趋势可知，
升高温度，乙烯的物质的量分数减小，则化学平衡向逆反应方向移动，则该反应为放热反应，∆H小于0。
(3)原料初始组成n(CO)∶n(H )=1∶3，在体系压强为0.1Mpa建立平衡。由A点坐标可知，该温度下，氢
2 2
气和水的物质的量分数均为0.39，则乙烯的物质的量分数为水的四分之一，即 ，二氧化碳的物质的
量分数为氢气的三分之一，即 ，因此，该温度下反应的平衡常数 (MPa)
−3= (MPa)−3。
(4)工业上通常通过选择合适的催化剂，以加快化学反应速率，同时还可以提高目标产品的选择性，减少副
反应的发生。因此，一定温度和压强下，为了提高反应速率和乙烯的选择性，应当选择合适的催化剂。
【点睛】本题确定图中曲线所代表的化学物质是难点，其关键在于明确物质的量的分数之比等于各组分的
物质的量之比，也等于化学计量数之比(在初始投料之比等于化学计量数之比的前提下，否则不成立)。
6．(2020年山东新高考)探究CHOH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CHOH的产率。以CO、
3 3 2
H 为原料合成CHOH涉及的主要反应如下：
2 3
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ．
回答下列问题：(1) _________kJ∙mol−1。
(2)一定条件下，向体积为VL的恒容密闭容器中通入1 mol CO 和3 mol H 发生上述反应，达到平衡时，容
2 2
器中CHOH(g)为ɑ mol，CO为b mol，此时HO(g)的浓度为__________mol﹒L−1(用含a、b、V的代数式表
3 2
示，下同)，反应Ⅲ的平衡常数为___________。
(3)不同压强下，按照n(CO)：n(H )=1：3投料，实验测定CO 的平衡转化率和CHOH的平衡产率随温度
2 2 2 3
的变化关系如下图所示。
已知：CO 的平衡转化率=
2
CHOH的平衡产率=
3
其中纵坐标表示CO 平衡转化率的是图___________(填“甲”或“乙”)；压强p、p、p 由大到小的顺序
2 1 2 3
为___________；图乙中T 温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是___________。
1
(4)为同时提高CO 的平衡转化率和CHOH的平衡产率，应选择的反应条件为_________(填标号)。
2 3
A．低温、高压 B．高温、低压 C．低温、低压 D．高温、高压
【答案】(1)+40.9 (2)
(3)乙 p、p、p T 时以反应Ⅲ为主，反应Ⅲ前后气体分子数相等，压强改变对平衡没有影响
1 2 3 1
(4)A
【解析】
【分析】根据盖斯定律计算反应热；利用三个反应，进行浓度和化学平衡常数的计算；结合图形根据勒夏
特列原理考虑平衡移动的方向，确定温度和压强变化时，CO 的平衡转化率和CHOH的平衡产率之间的关
2 3系得到相应的答案。
【详解】(1)根据反应I+II=III，则△H= H+ H=−49.5kJ∙mol−1+(−90.4 kJ∙mol−1)=+40.9 kJ∙mol−1；
3 1 2
(2)假设反应II中，CO反应了xmol，则△II生成△的CHOH为xmol，I生成的CHOH为(a−x)mol，III生成
3 3
CO为(b+x)mol，根据反应I： ，反应II：
，反应III： ，所以平衡时水的物
质的量为(a−x)mol+(b+x)mol =(a+b)mol，浓度为: ；平衡时CO 的物质的量为
2
1mol−(a−x)mol−(b+x)mol=(1−a−b)mol，H 的物质的量为3mol−3(a−x)mol−2x−(b+x)mol=(3−3a−b)mol，CO
2
的物质的量为bmol，水的物质的量为(a+b)mol，则反应III的平衡常数为：
；
(3)反应I和II为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则CHOH的平衡产率减少，所以图甲表示CHOH
3 3
的平衡产率，图乙中，开始升高温度，由于反应I和II为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO 的平
2
衡转化率降低，反应III为吸热反应，升高温度反应III向正反应方向移动，升高一定温度后以反应III为主，
CO 的平衡转化率又升高，所以图乙表示CO 的平衡转化率；压强增大，反应I和II是气体体积减小的反
2 2
应，反应I和II平衡正向移动，反应III气体体积不变化，平衡不移动，故压强增大CHOH的平衡产率增
3
大，根据图所以压强关系为：p>p>p；温度升高，反应I和II平衡逆向移动，反应III向正反应方向移动，
1 2 3
所以T 温度时，三条曲线交与一点的原因为：T 时以反应III为主，反应III前后分子数相等，压强改变对
1 1
平衡没有影响；
(4)根据图示可知，温度越低，CO 的平衡转化率越大，CHOH的平衡产率越大，压强越大，CO 的平衡转
2 3 2
化率越大，CHOH的平衡产率越大，所以选择低温和高压，答案选A。
3
【点睛】本题为化学反应原理综合题，考查了盖斯定律、化学平衡常数的计算、勒夏特列原理进行图像的
分析，难点为平衡常数的计算，巧用了三个反应的化学方程式，进行了数据的处理，得到反应III的各项数据，进行计算得到平衡常数。
7．(2020年浙江卷)研究 氧化 制 对资源综合利用有重要意义。相关的主要化学反应有：
Ⅰ．
Ⅱ．
Ⅲ．
Ⅳ．
已知： 时，相关物质的相对能量(如图1)。
可根据相关物质的相对能量计算反应或变化的 ( 随温度变化可忽略)。例如：
。
请回答：
(1)①根据相关物质的相对能量计算 _____ 。
②下列描述正确的是_____
A．升高温度反应Ⅰ的平衡常数增大
B．加压有利于反应Ⅰ、Ⅱ的平衡正向移动
C．反应Ⅲ有助于乙烷脱氢，有利于乙烯生成
D．恒温恒压下通水蒸气，反应Ⅳ的平衡逆向移动③有研究表明，在催化剂存在下，反应Ⅱ分两步进行，过程如下：
，且第二步速率较慢(反应活化能为
)。根据相关物质的相对能量，画出反应Ⅱ分两步进行的“能量−反应过程图”，起点从
的能量 ，开始(如图2)。
(2)① 和 按物质的量1:1投料，在 和保持总压恒定的条件下，研究催化剂X对“ 氧化
制 ”的影响，所得实验数据如下表：
催化剂 转化率 转化率 产率
催化剂X 19.0 37.6 3.3
结合具体反应分析，在催化剂X作用下， 氧化 的主要产物是______，判断依据是_______。
②采用选择性膜技术(可选择性地让某气体通过而离开体系)可提高 的选择性(生成 的物质的量
与消耗 的物质的量之比)。在 ，乙烷平衡转化率为 ，保持温度和其他实验条件不变，采
用选择性膜技术，乙烷转化率可提高到 。结合具体反应说明乙烷转化率增大的原因是_____。【答案】(1)①430 ②AD ③
(2)① 的产率低，说明催化剂X有利于提高反应Ⅲ速率
②选择性膜吸附 ，促进反应Ⅱ平衡正向移动
【解析】
【分析】根据题中信息用相对能量求反应热；根据平衡移动原理分析温度、压强和反应物的浓度对化学平
衡的影响，并作出相关的判断；根据相关物质的相对能量和活化能算出中间产物、过渡态和最终产物的相
对能量，找到画图的关键数据；催化剂的选择性表现在对不同反应的选择性不同；选择性膜是通过吸附目
标产品而提高目标产物的选择性的，与催化剂的选择性有所区别。
【详解】(1)①由图1的数据可知，C H(g)、CO(g)、CO(g)、H(g)的相对能量分别为−84kJ∙mol−1、−393
2 6 2 2
kJ∙mol−1、−110 kJ∙mol−1、0 kJ∙mol−1。由题中信息可知，∆H=生成物的相对能量−反应物的相对能量，因此，
C H(g)+2CO (g) 4CO(g)+3H(g) ∆H=(−110 kJ∙mol−1)4−(−84kJ∙mol−1)−( −393 kJ∙mol−1)2=430 kJ∙mol−1。
2 6 2 2 3
②A．反应Ⅰ为吸⇌热反应，升高温度能使其化学平衡向正反应方向移动，故其平衡常数增大，A正确；
B．反应Ⅰ和反应Ⅱ的正反应均为气体分子数增大的反应，增大压强，其化学平衡均向逆反应方向移动，B
不正确；
C．反应Ⅲ的产物中有CO，增大CO的浓度，能使反应Ⅱ的化学平衡向逆反应方向移动，故其不利于乙烷
脱氢，不利于乙烯的生成，C不正确；
D．反应Ⅳ的反应前后气体分子数不变，在恒温恒压下向平衡体系中通入水蒸气，体系的总体积变大，水
蒸气的浓度变大，其他组分的浓度均减小相同的倍数，因此该反应的浓度商变大(大于平衡常数)，化学平
衡向逆反应方向移动，D正确。
综上所述，描述正确的是AD。
③由题中信息可知，反应Ⅱ分两步进行，第一步的反应是C H(g)+CO (g)C H(g)+H(g) +CO (g)，
2 6 2 2 4 2 2
C H(g)、H(g)、CO(g)的相对能量之和为52 kJ∙mol−1+0+(−393 kJ∙mol−1)= −341 kJ∙mol−1；第二步的反应是
2 4 2 2C H(g)+H(g) +CO (g)C H(g)+HO(g) +CO(g)，其活化能为210 kJ∙mol−1，故该反应体系的过渡态的相对
2 4 2 2 2 4 2
能量又升高了210 kJ∙mol−1，过渡态的的相对能量变为−341 kJ∙mol−1+210 kJ∙mol−1= −131 kJ∙mol−1，最终生成
物C H(g)、HO(g)、CO(g)的相对能量之和为(52 kJ∙mol−1)+(−242 kJ∙mol−1)+(−110 kJ∙mol−1)= −300 kJ∙mol−1。
2 4 2
根据题中信息，第一步的活化能较小，第二步的活化能较大，故反应Ⅱ分两步进行的“能量—反应过程
图”可以表示如下： 。
(2)①由题中信息及表中数据可知，尽管CO 和C H 按物质的量之比1：1投料，但是C H 的产率远远小于
2 2 6 2 4
C H 的转化率，但是CO 的转化率高于C H，说明在催化剂X的作用下，除了发生反应Ⅱ，还发生了反应
2 6 2 2 6
Ⅲ，而且反应物主要发生了反应Ⅲ，这也说明催化剂X有利于提高反应Ⅲ速率，因此，CO 氧化C H 的主
2 2 6
要产物是CO。故答案为：CO；C H 的产率低说明催化剂X有利于提高反应Ⅲ速率。
2 4
②由题中信息可知，选择性膜技术可提高C H 的选择性，由反应ⅡC H(g)+CO (g) C H(g)+HO(g)
2 4 2 6 2 2 4 2
+CO(g)可知，该选择性应具体表现在选择性膜可选择性地让C H 通过而离开体系，⇌即通过吸附C H 减小
2 4 2 4
其在平衡体系的浓度，从而促进化学平衡向正反应方向移动，因而可以乙烷的转化率。故答案为：选择性
膜吸附C H，促进反应Ⅱ平衡向正反应方向移动。
2 4
【点睛】本题“能量—反应过程图”是难点。一方面数据的处理较难，要把各个不同状态的相对能量算准，
不能遗漏某些物质；另一方面，还要考虑两步反应的活化能不同。这就要求考生必须有耐心和细心，准确
提取题中的关键信息和关键数据，才能做到完美。
2020届高考模拟试题
8．(2020年北京市东城区第二学期高三4月新高考适应试卷)下列事实不能用平衡移动原理解释的是A． 开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫
B． 由H(g)、I(g)、HI(g)组成的平衡体系加压后颜色变深
2 2
C． 实验室制取乙酸乙酯时，将乙酸乙酯不断蒸出
D． 石灰岩受地下水长期溶蚀形成溶洞
【答案】B
【解析】A．啤酒中存在平衡：HCO HO+CO，开启啤酒瓶，瓶内压强降低，平衡向气体体积增大
2 3 2 2
的方向移动，即向生成二氧化碳气体的方向移动，故能用平衡移动原理解释，A不选；
B．反应H+I 2HI是一个反应前后气体分子数不变的反应，压强改变并不能使平衡发生移动，混合
2 2
气体加压后颜色变深，是因为I 的浓度增大，不能用平衡移动原理解释，B选；
2
C．实验室制取乙酸乙酯时，采用加热的方式将乙酸乙酯不断蒸出，从而平衡向生成乙酸乙酯的方向移动，
能用平衡移动原理解释，C不选；
D．石灰岩形成与反应：CaCO +CO +H O Ca(HCO )，能用平衡移动原理解释，D不选；
3 2 2 3 2
答案选B。9．(天津市和平区2020届高三一模)在300mL的密闭固定容器中，一定条件下发生Ni(s)+4CO(g)
Ni(CO) (g)的反应，该反应平衡常数(K)与温度(T)的关系如下表所示：
4
T/℃ 25 80 230
K 5×104 2 1.9×10﹣5
下列说法不正确的是( )
A．上述生成Ni(CO) (g)的反应为放热反应
4
B．230℃时，该反应的正反应为不自发的反应
C．80℃达到平衡时，测得n(CO)=0.3mol，则Ni(CO) 的平衡浓度为2 mol·L−1
4
D．25℃时反应Ni(CO) (g) Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为2×10−5
4
【答案】B
【解析】A．图表数据分析，平衡常数随温度升高减小，说明平衡逆向进行，逆向是吸热反应，正向是放
热反应，故A正确；
B．230℃时，该反应的平衡常数K=1.9×10﹣5，只是说明正反应进行的程度低，但仍为自发的反应，故B错
误；
C．80℃达到平衡时，测得n(CO)=0.3mol，c(CO)= =1mol/L，依据平衡常数计算式，K=
=2，则Ni(CO) 的平衡浓度为2mol/L，故C正确；
4
D．25℃时反应Ni(CO) (g) Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为Ni(s)+4CO(g) Ni(CO) (g)，平衡常数的倒
4 4
数═ =2×10−5，故D 正确；
故答案为B。
10．(成都七中2020届高三考前热身考试)某小组探究实验条件对反应速率的影响，设计如下实验，并记录
结果如下：
编号 温度 HSO 溶液 KI溶液 1%淀粉溶液体 出现蓝色时间
2 4积
① 20℃ 0.10 mol·L−110 mL 0.40 mol·L−1 5 mL 1mL 40 s
② 20℃ 0.10 mol·L−110 mL 0.80 mol·L−1 5 mL 1mL 21 s
③ 50℃ 0.10 mol·L−110 mL 0.40 mol·L−1 5 mL 1mL 5s
④ 80℃ 0.10 mol·L−110 mL 0.40 mol·L−1 5 mL 1mL 未见蓝色
下列说法正确的是
A．由实验①②可知，反应速率v与c(I−)成正比
B．实验①−④中，应将HSO 溶液与淀粉溶液先混合
2 4
C．在I−被O 氧化过程中，H+只是降低活化能
2
D．由实验③④可知，温度越高，反应速率越慢
【答案】A
【解析】
【分析】反应速率与温度、浓度、催化剂等有关，温度越高反应速率越快，浓度越大反应速率越快，催化
剂能降低反应的活化能，加快反应速率。
【详解】A．实验①②中其它条件相同，c(I−)：①<②，且反应速率：①<②，所以反应速率v与c(I−)成正
比，A正确；
B．实验①−④中，应将KI溶液与淀粉溶液先混合，再加入HSO 溶液，在酸性条件下发生氧化还原反应
2 4
生成碘单质，测定溶液变色的时间，B错误；
C．在I−被O 氧化过程中，H+除了作为催化剂降低活化能，还作为反应物参加反应，C错误；
2
D．由实验④温度越高，生成的碘单质能被氧气继续氧化，所以④不变色， D错误。
答案选A。
11．(杭州高级中学2020届高三仿真模拟)在容积为2L的刚性密闭容器中加入1molCO 和3molH ，发生反
2 2
应：CO(g)+3H(g) CHOH(g)+H O(g)。在其他条件不变的情况下，温度对反应的影响如图所示(注：
2 2 3 2
T、T 均大于300℃)。下列说法正确的是( )
1 2
A．该反应在T 时的平衡常数比在T 时的小
1 2B．处于A点的反应体系从T 变到T，达到平衡时 减小
1 2
C．T 时，反应达到平衡时生成甲醇的反应速率v(CHOH)= mol·L−1·min−1
2 3
D．T 时，若反应达到平衡后CO 的转化率为x，则容器内的压强与起始压强之比为(2−x)∶2
1 2
【答案】D
【解析】A．图象分析可知先拐先平温度高，T＜T，温度越高平衡时生成甲醇物质的量越小，说明正反
1 2
应为放热反应，则温度越高，平衡常数越小，该反应在T 时的平衡常数比T 时的大，故A错误；
1 2
B．分析可知T＜T，A点反应体系从T 变到T，升温平衡逆向进行，达到平衡时 增大，故B
1 2 1 2
错误；
C．T 下达到平衡状态甲醇物质的量n ，反应达到平衡时生成甲醇的平均速率为v(CHOH)＝ mol•L﹣
2 B 3
1•min﹣1，故C错误；
D．T 下，若反应达到平衡后CO 转化率为x，则
1 2
则容器内的压强与起始压强之比＝ ，故D正确；答案选D。
12．(杭州高级中学2020届高三仿真模拟)25℃，向40mL0.05mol/L的FeCl 溶液中加入10mL0.15mol/L的
3
KSCN溶液，发生反应：Fe3++3SCN− Fe(SCN) ，混合溶液中c(Fe3+)与反应时间(t)的变化如图所示。(盐
3
类的水解影响忽略不计)下列说法正确的是( )A．在该反应过程中，A点的正反应速率小于B点的逆反应速率
B．E点对应的坐标为(0，0.05)
C．该反应的平衡常数K=
D．t 时向溶液中加入50mL0.1mol/LKCl溶液，平衡不移动
4
【答案】C
【解析】A．A点反应物浓度大于B点反应物浓度，A和B两点均没有达到平衡状态，则在该反应过程中，
A点的正反应速率大于B点的逆反应速率，A错误；
B．E点混合后溶液的浓度为(0.04L×0.05mol/L)÷0.05L=0.04mol/L，则E点坐标为(0，0.04)，B错误；
C．由图可知，平衡时Fe3+浓度为m，则络合离子浓度为0.04−m，SCN−的浓度为
(0.01×0.15)÷0.05−3×(0.04−m)=3m−0.09，则K= ，C正确；
D．t 时向溶液中加入50mL 0.1mol/L KCl溶液，溶液总体积增大，浓度减小，向浓度增大的方向移动，即
4
逆向移动，D错误；答案选C。
13．(浙江省宁波市五校2020届高三适应性考试)1 L恒容密闭容器中充入2molNO和1molCl 反应：2NO(g)
2
+Cl(g) 2NOCl(g)，在温度分别为T、T 时测得NO的物质的量与时间的关系如表所示，正确的是
2 1 2
t/min
0 5 8 13
温度/℃
T 2 1.5 1.3 1.0
1
T 2 1.15 1.0 1.0
2
A．T>T
1 2
B．T 时，反应前5min的平均速率为v(Cl )=0.5mol·L−1·min−1
1 2C．反应达平衡时，升高温度促进反应向正反应方向进行
D．T 时，向反应后的容器中充入2molNOCl(g)，再次平衡时，c(NOCl)>2mol·L−1
2
【答案】D
【解析】A．其他条件一定下，温度越高，化学反应速率越快。根据表格中的数据，单位时间内，T 温度
2
下，NO的反应速率快，因此T2mol·L−1，D正确；
答案选D。
14．(北京大学附中2020届高三化学阶段性测试)反应 2SiHCl (g) SiHCl(g) + SiCl (g)在催化剂作用下，
3 2 2 4
于323 K 和 343 K 时充分反应，SiHCl 的转化率随时间变化的结果如图所示：
3
下列说法不正确的是
A．343 K 时反应物的平衡转化率为 22%
B．a、b 处反应速率大小：v＞v
a b
C．要提高 SiHCl 转化率，可采取的措施是降温和及时移去反应产物
3D．已知反应速率 ，k 、k 分别为正、逆反应速率常数，x为物质
正 逆
的量分数，则 343 K 时
【答案】C
【解析】
【分析】由图示，温度越高反应速率越快，达到平衡用得时间就越少，所以曲线a代表343K的反应，曲
线b代表323K的反应；要提高反应物的转化率，就需要使平衡向右移动，从此角度出发进行分析；根据
转化率列出三段式，再利用达到平衡时正反应速率等于逆反应速率，进行相关的计算。
【详解】A．由图示，温度越高反应速率越快，达到平衡用得时间就越少，所以曲线a代表343K的反应，
从图中读出343 K 时反应物的平衡转化率为 22%，A正确；
B．a、b两点的转化率相等，可以认为各物质的浓度对应相等，而a点的温度更高，所以速率更快，即v
a
＞v，B正确；
b
C．由图可知，温度越高转化率越大，减少生成物，根据勒夏特列原理，平衡正向移动，则转化率增大，
所以要提高SiHCl 转化率，可采取的措施是升温和及时移去反应产物，C错误；
3
D．假设开始时SiHCl 的物质的量浓度为cmol/L，343 K 时反应物的平衡转化率为 22%，则有：
3
， ，
已知反应速率 ，平衡时v =v ，则有 ，所
正 逆以 ，D正确。
答案选C。
15．(江苏省七市2020届高三第二次调研)温度为T℃，向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭
和1mol NO ，发生反应：2C(s)+2NO (g) N(g)+2CO (g)反应相同时间，测得各容器中NO 的转化率与容器
2 2 2 2 2
体积的关系如图所示。下列说法正确的是⇌
A．T℃时，该反应的化学平衡常数为
B．图中c点所示条件下，v(正)＞v(逆)
C．向a点平衡体系中充入一定量的NO ，达到平衡时，NO 的转化率比原平衡大
2 2
D．容器内的压强：P:P ＞6:7
a b
【答案】BD
【解析】
【分析】由反应 可知容器体积越大，压强越小，反应往正
方向移动，NO 的转化率提高，由图像可知，相同时间，a，b为已达到平衡点，c还未达到平衡，利用化
2
学平衡常数和等效平衡进行分析。
【详解】A．a点时反应达到平衡，NO 转化率为40%，则
2
T℃时，该反应的化学平衡常数为 ，故A错误；B．图中c点还未达到平衡，反应往正方向进行，v(正)＞v(逆)，故B正确；
C．向a点平衡体系中充入一定量的NO ，等效于加压，平衡逆移，转化率降低，C错误；
2
D．由A可知a点时容器内气体物质的量为1.2mol；b点时反应三段式为
则b点容器内气体物质的量为1.4mol，由于V＜V，则P:P ＞6:7，故D正确；
1 2 a b
故答案选：BD。
16．(泰安市肥城市2020届高三适应性训练一)利用传感技术可以探究压强对2NO (g) NO(g)化学平衡
2 2 4
移动的影响。在室温、100kPa条件下，往针筒中充入一定体积的NO 气体后密封并保持活塞位置不变。分
2
别在t、t 时刻迅速移动活塞并保持活塞位置不变，测定针筒内气体压强变化如图所示。下列说法正确的是
1 2
( )
A．B点处NO 的转化率为3%
2
B．E点到H点的过程中，NO 的物质的量先增大后减小
2
C．E、H两点对应的正反应速率大小为v ＞v
H E
D．B、E两点气体的平均相对分子质量大小为M ＞M
B E
【答案】CD
【解析】A．由图可知B点处压强为97KPa，设起始二氧化氮为1mol，转化率为a，由题意建立如下三段
式：
由 可得 ，解得a=0.06，即二氧化氮的转化率为6%，故A错误；B．由图可知，t 时刻移动了活塞，压强迅速增大，说明迅速移动活塞使针筒体积减小，并保持活塞位置不
2
变后，体系因体积减小而压强增大，平衡向生成四氧化二氮的方向移动，则E点到H点的过程中，二氧化
氮的物质的量是一个减小过程，故B错误；
C．对于有气体参加的反应，压强越大反应速率越大，由图可知，H点压强大于E点，则反应速率v ＞
H
v ，故C正确；
E
D．由图可知，B到E的过程为压强减小的过程，减小压强平衡向生成二氧化氮的方向移动，气体的物质
的量增大，由质量守恒定律可知气体质量不变，则混合气体的平均相对分子质量减小，即M ＞M ，故D
B E
正确；故选CD。
17．(宁夏大学附属中学2020届高三第五次模拟)“绿水青山就是金山银山”，近年来，绿色发展、生态保
护成为中国展示给世界的一张新“名片”。
(I)汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。
请回答下列问题：
(1)已知：
若某反应的平衡常数表达式为 ，则此反应的热化学方程式为_______。
(2) 在一定条件下可发生分解： ，一定温度下，在恒容密闭容器中充入一
定量 进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是_____(填字母)。
A． 和 的浓度比保持不变 B．容器中压强不再变化
C． D．气体的密度保持不变
(Ⅱ)甲醇、乙醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便，都是重要的化工原料，有着重要的用途和应用前景，
可以用多种方法合成。 CO(g) + 3H(g) CHOH(g) + H O(g)
2 2 3 2(3)将 和 按物质的量之比1：3充入体积为2.0L的恒容密闭容器中反应生成 ，如图1表示
压强为0.1 MPa和5.0 MPa下 转化率随温度的变化关系。
①a、b两点化学反应速率分别用 ，表示，则 _____ (填“大于”、“小于”或“等于”)
②列出a点对应的平衡常数表达式K= ____________________。
(4)在1.0 L恒容密闭容器中投入1 mol 和2.75 mol 发生反应：CO(g) + 3H(g) CHOH(g) +
2 2 3
HO(g)，实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醇的物质的量变化如图2所示，下列说法正确的是
2
________。
A．该反应的正反应为放热反应
B．压强大小关系为P＜P＜P
1 2 3
C．M点对应的平衡常数K的值约为
D．在 及512 K时，图中N点
(5) 催化加氢合成乙醇的反应为：2CO(g) + 6H(g) C HOH(g) + 3H O(g) ；m代表起始时的投
2 2 2 5 2料比，即 。
①图3中投料比相同，温度 ，则该反应的焓变 _______0(填 )。
②m=3时，恒压条件下各物质的物质的量分数与温度的关系如图4所示，则曲线b代表的物质为
_________(填化学式)。
(6)以甲醇为主要原料，电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如图5所示。离子交换膜a为 ______(填“阳
膜”、“阴膜”)，阳极的电极反应式为_______________________________________
【答案】Ⅰ．(1)
(2)B
Ⅱ．(3)①大于 ② (4)AC
(5)①＜ ②CO
2
(6)阳膜
【解析】
【分析】根据平衡常数的计算表达式书写化学方程式，利用盖斯定律计算反应的ΔH，根据判断条件是否
为“变量”判断反应是否达到平衡，根据影响化学反应速率的因素比较化学反应速率大小，结合图像列三
段式进行平衡常数的计算，根据电解池原理进行解答。
【详解】Ⅰ．(1)某反应的平衡常数表达式为 ，发生反应为根据盖斯定律，②×2−③−①得出： ；
(2)A．NO 和O 的浓度比始终都不变，不能确定反应是否达到化学平衡状态，a错误；
2 2
B．该反应为气体体积增大的反应，压强为变量，容器中压强不再变化，说明各组分的浓度不再变化，反
应已达到化学平衡状态，b正确；
C．应为v (NO )=2v (N O)才表明达到化学平衡状态，c错误；
正 2 逆 2 5
D．该反应前后都是气体，气体总质量、气体体积为定值，则密度为定值，不能根据密度判断平衡状态，d
错误；答案选b；
Ⅱ．(3)a、b两点温度相同，正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，二氧化碳转化率增大，
故压强曲线A大于曲线B，压强越大反应速率越快，故反应速率V大于V；
a b
(4)A．由图可知，随着温度升高，平衡时甲醇的物质的量在减小，所以升温平衡向逆反应方向移动，则正
反应为放热反应，故A正确；
B．由图可知，作一条等温线，因为该反应为气体体积减小的反应，压强越大，平衡时甲醇的物质的量也
越大，所以P＜P＜P，故B错误；
1 2 3
C．由图可知，M点对应的甲醇产量为0.25mol，则
所以K= =1.04×10−2；故C正确；
D．由图可知，在p 及512K时，N点甲醇的物质的量还小于平衡时的量，所以应该正向移动，则v ＞v ，
2 (正) (逆)
故D错误；
答案选AC；
(5)①由图3可知，相同压强下，温度越高氢气转化率越小，说明升高温度反应向逆向移动，正反应放热，
△H＜0；
②温度升高，反应逆向进行，所以产物的物质的量是逐渐减少的，反应物的物质的量增大，由图可知，根
据反应计量系数关系，曲线a代表的物质为H，b表示CO，c为HO，d为C HOH；
2 2 2 2 5
(6)由图分析可知氧气得电子，发生还原反应，与氢离子结合生成水，该电极为阴极，则氢离子要透过交换
膜a在阴极与氧气结合，则交换膜a为阳离子交换膜；阳极上是甲醇和一氧化碳反应失电子发生氧化反应，
电极反应为：2CHOH+CO−2e−=(CH O) CO+2H+。
3 3 218．(江西省2020届高三毕业班新课程教学质量监测)(1)①已知反应A(g)+B(g) 2D(g)，若在起始时
c(A)＝a mol• L−1， c(B)＝2amol• L−1，则该反应中各物质浓度随时间变化的曲线是_______(选填字母序号)。
②在298K时，反应A(g) 2B(g)的 K ＝0.1132kPa，当分压为 p(A)＝p(B)＝1kPa时，反应速率υ
P 正
______υ (填 “ ＜” “ ＝” 或 “ ＞” )。
逆
③温度为 T时，某理想气体反应 A(g)＋B(g) C(g)＋M(g)，其平衡常数 K为0.25，若以 A∶B ＝
1∶1发生反应，则 A的理论转化率为_____％(结果保留3位有效数字)。
(2)富勒烯 C 和 C 可近似看作“ 完美的” 球体，富勒烯的生成时间很快，典型的是毫秒级，在所有的
60 180
合成技术中得到的 C 的量比 C 的量大得多。已知两个转化反应：反应物 3C ，反应物
60 180 60
C ，则势能(活化能)与反应进程的关系正确的是______(选填字母序号)。
180
(3)甲醇脱氢和甲醇氧化都可以制取甲醛，但是O 氧化法不可避免地会深度氧化成CO。脱氢法和氧化法涉
2
及的三个化学反应的 lgK随温度 T的变化曲线如图所示。写出图中曲线①的化学反应方程式________；
曲线③的化学反应方程式为________；曲线②对应的化学反应是____(填“ 放热” 或“ 吸热” )反应。
【答案】(1)①C ②< ③33.3
(2)B(3)2HCHO(g)+O(g)=2CO(g)+2HO(g) CH OH(g)=HCHO(g)+H (g) 放热
2 2 3 2
【解析】(1)①已知反应A(g)+B(g) 2D(g)，根据化学反应速率跟化学计量数成正比可知，A、B减少的
量相等，同时生成2倍的D，故曲线C符号该反应中各物质浓度随时间变化，答案为：C；
②在298K时，当分压为 p(A)＝p(B)＝1kPa时，反应A(g) 2B(g)的Q=(1kPa)2÷1kPa=1kPa>K，则反应
p
向逆反应方向进行，v 0
4 8 2 4 4 8 2 4 3 6
①某温度下，上述反应中，正反应速率为v =K c(C H)∙c(⇌C H)、逆反应速率为v =K c2(C H)，其中K
正 正 4 8 2 4 逆 逆 3 6
、K 为速率常数，该反应使用WO/SiO 为催化剂，下列说法中正确的是_____________
正 逆 3 2
A．催化剂参与了歧化反应，但不改变反应历程
B．催化剂使K 和K 增大相同的倍数
正 逆
C．催化剂降低了烯烃歧化反应的活化能，增大了活化分子百分数
D．速率常数的大小与反应程度无关系
②已知tmin时达到平衡状态，测得此时容器中n(C H)=amol，n(C H)=2amol，n(C H)=bmol，且平衡时
1 4 8 2 4 3 6
C H 的体积分数为25%。再往容器内通入等物质的量的C H 和C H，在新平衡中C H 的体积分数
3 6 4 8 2 4 3 6
___________25%(填“>”、“<”、“=”)。
(3)工业上可用丙烯加成法制备1,2−二氯丙烷(CHClCHClCH )，主要副产物为3−氯丙烯(CH=CHCHCl)，
2 3 2 2
反应原理为：
Ⅰ. CH=CHCH(g)+Cl (g) CHClCHClCH (g)
2 3 2 2 3
⇌II. CH =CHCH(g)+Cl (g) CH=CHCHCl(g)+HCl(g)
2 3 2 2 2
一定温度下，向恒容密闭⇌容器中充入等物质的量的CH
2
=CHCH
3
(g)和Cl
2
(g)。在催化剂作用下发生反应Ⅰ，
容器内气体的压强随时间的变化如表所示。
时间/min 0 60 120 180 240 300 360
压强/kPa 80 74.2 69.2 65.2 61.6 57.6 57.6
①用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率，即 ，则前120min内平均反应速率
v(CHClCHClCH )=____________kPa∙min−1。
2 3
②该温度下，若平衡时HCl的体积分数为12.5%，反应Ⅰ的平衡常数K=__________kPa−1(K 为以分压表示
p p
的平衡常数，保留小数点后2位)。
【答案】(1)+124.2 ①升高温度
②丙烷直接裂解是吸热反应，通入足量O 可提供裂解所需的能量，并保持热平衡
2
(2)①BCD ②>
(3)①0.09 ②0.21
【解析】
【分析】I．(1)结合图像及盖斯定律进行计算；
①反应为吸热反应，升高温度，反应速率增大和平衡正向移动；
②通入足量O 可与裂解产生的氢气反应，提供裂解所需的能量，并保持热平衡；
2
(2)①A．催化剂参与了歧化反应，生成了中间产物，即改变反应历程；
B．催化剂导致反应速率增大，但化学平衡常数不变，则使K 和K 增大相同的倍数；
正 逆
C．催化剂导致反应速率增大，则降低了烯烃歧化反应的活化能，增大了活化分子百分数；
D．根据公式，速率常数的大小与反应的始态或终态有关，与反应程度无关系；
②Qc与K的关系判断；
II.利用三段式及反应速率的公式进行计算。
【详解】(1)根据左图，可得①C H(g) C H(g)+H(g)+CH (g) ∆H=+156.6kJ/mol，右图可得，②C H(g)
3 8 2 2 2 4 3 6
C H(g)+CH (g) ∆H=+32.4kJ/mol，根据⇌盖斯定律，①−②可得C H(g) C H(g)+H(g)，则 ⇌
2 2 4 3 8 3 6 2
∆H=+124.2kJ/mol； ⇌
①该反应为吸热反应，升高温度，可同时提高反应速率和反应物的平衡转化率；
②丙烷直接裂解是吸热反应，通入足量O 可与裂解产生的氢气反应，提供裂解所需的能量，并保持热平衡；
2
(2)①A．催化剂参与了歧化反应，生成了中间产物，即改变反应历程，说法错误，A错误；B．催化剂导致反应速率增大，但化学平衡常数不变，则使K 和K 增大相同的倍数，说法正确，B正确；
正 逆
C．催化剂导致反应速率增大，且不影响反应的焓变，则降低了烯烃歧化反应的活化能，增大了活化分子
百分数，说法正确，C正确；
D．根据公式，速率常数的大小与反应的始态或终态有关，与反应程度无关系，说法正确，D正确；
答案为BCD；
②已知平衡时，n(C H)=amol，n(C H)=2amol，n(C H)=bmol，且平衡时C H 的体积分数为25%，
4 8 2 4 3 6 3 6
=25%，则b=amol，K=0.5；再往容器内通入等物质的量的C H 和C H，化学平衡常数不变，
4 8 2 4
则Qc= (x>0)，(1+x)(2+x)>2，Qc0，实验测得，在相同时间内，反应温度与
CHCHOH和CHCHO的产率之间的关系如图所示：
3 2 3
①在540℃之前CHCHO的产率远低于CHCHOH产率的原因是________。
3 3 2
②在470℃之后CHCHO与CHCHOH产率变化趋势可能的原因是________。
3 3 2
(4)若在470℃时，以n(CHCOOCH ):n(H)=1:10的投料比只进行主反应(不考虑副反应)，乙酸甲酯转化率与
3 3 2
气体总压强的关系如图所示：①A点时，CHCOOCH (g)的平衡分压为________MPa，CHCHOH(g)的体积分数________%(保留一位小
3 3 3 2
数)。
②470℃时，该反应的化学平衡常数K=________(MPa)−1(K 为以分压表示的平衡常数，列出计算式，不要
p p
求计算结果)。
【答案】(1)−6.1kJ∙mol−1
(2)BDF
(3)①副反应的活化能远大于主反应的活化能，副反应的化学反应速慢
②470℃之后，乙醇的产率逐渐降低是该反应是放热反应，温度升高平衡逆向移动，乙醛的产率逐渐升高
是反应速率逐渐加快，反应吸热平衡正向移动
(4)①0.01MPa 8.9 ②
【解析】(1)依据热化学方程式和盖斯定律，①+ ②− ③可得到CHCOOH(l)+CH OH(l)=CH COOCH (l)
3 3 3 3
+H O(l)，则∆H=∆H + ∆H − ∆H =−6.10 kJ∙mol−1。
2 1 2 3
(2)A．加入催化剂，增快反应速率，并不会影响平衡移动，A项错误；
B．加入过量的甲醇，增大了反应物浓度，使平衡正向移动，乙酸的转化率增大，B项正确；
C．加人过量的乙酸，增大了反应物浓度，虽然使平衡正向移动，但乙酸的转化率降低，C项错误；
D．将乙酸甲酯从体系中分离，使产物减少，促进平衡正向移动，乙酸的转化率增大，D项正确；
E.根据∆H为负值，反应正向是放热反应，因此，适当降低温度，平衡正向移动，乙酸的转化率增大，E项
错误，F项正确；
综上所述，答案为BDF。
(3)①两反应快慢的核心是活化能的大小,反应快活化能小，而反应慢活化能大，根据图像可知，副反应的活
化能远大于主反应的活化能，副反应的化学反应速慢；
②470℃之后，乙醇的产率逐渐降低是该反应是放热反应，温度升高平衡逆向移动，乙醛的产率逐渐升高
是反应速率逐渐加快，反应吸热平衡正向移动。
(4)①由图可看出，转化率为90%时，总压为1.01MPa，已知n(CHCOOCH ):n(H)=1:10，列三行式求解：
3 3 2总压为1.01MPa，因此CHCOOCH (g)的平衡分压为 ；
3 3
CHCHOH(g)的体积分数即为物质的量分数，其体积分数 ；
3 2
② 。
