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专题十二 化学反应速率与化学平衡
一、单选题
1．（2022秋·河南驻马店·高三统考期末）进入冬季后，某医院痛风门诊患者激增，医
生告知患者减少食用动物内脏和海鲜类，增加摄入含钾丰富的食物(如香蕉、西兰花)。
痛风的化学原理为 ，关节滑液中尿
酸钠(NaUr)晶体越多，病情越严重。下列有关说法错误的是
A．上述反应的△H>0
B．痛风患者应注意保暖
C．痛风患者需控制食盐的摄入量
D．痛风患者大量饮水可适当降低痛风的发病概率
2．（2023·江苏·统考一模）HS和CO 反应生成的羰基硫(COS)用于粮食熏蒸，能防止
2 2
某些昆虫、线虫和真菌的危害。CO(g)+HS(g) COS(g)+H O(g) H>0，下列说法
2 2 2
△
正确的是
A．已知该反应在加热条件下能自发进行，则其 S>0
△
B．上述反应的平衡常数K=
C．上述反应中消耗1 mol H S，生成22.4 L水蒸气
2
D．实际应用中，通过增加HS的量来提高CO 转化率，能有效减少碳排放
2 2
3．（2022秋·海南海口·高三校考期中）某温度下，在2L恒容密闭容器中加入
1molX(s)和3molY(g)，发生反应： ，10min后达到平衡状
态。下列说法错误的是
A．容器内气体的密度不变时，反应达到平衡状态B．达到平衡时，存在v正(Y)=3v
逆(Z)
C．升高温度，正、逆反应速率均增大 D．改变温度，对平衡没有影响
4．（2023秋·吉林长春·高三长春市第二中学校考期末）氢气能用于烟气的脱氮反应：
。某温度下，向2L恒容密闭容器中充入0.2mol 和0.2molNO，经5min反应达到平衡，测得平衡体系中
。下列说法正确的是
A．使用高效催化剂能提高NO的平衡转化率
B．在0~5min内，
C．保持其他条件不变，增大 ，逆反应速率减小，平衡正向移动
D．保持其他条件不变向容器中再充入0.2mol 和0.2molNO，NO的平衡转化率增大
5．（2023秋·江苏苏州·高三常熟中学校考期末）已知反应
； 可用于粗硅的提纯。下列关
于该反应的说法正确的是
A．该反应在任何条件下均能自发进行
B．该反应的平衡常数表达式为
C．升高温度可以提高反应物的平衡转化率
D．反应每放出 热量，需断裂 键
6．（2023秋·河北石家庄·高三统考期末）T℃时，向体积恒定为2 L的密闭容器中充
入 发生反应： ， 。实验测得 随时间(t)变
化关系如下表所示：
0 20 40 60 80
1.00 0.80 0.65 0.55 0.50
下列叙述错误的是A． 内，用 表示的平均反应速率
B．其他条件不变，升高温度， 的生成速率和平衡产率均增大
C．其他条件不变，加入催化剂，80 min时 的转化率不变
2
原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！D．若起始时向该容器中加入 ，达到平衡时
7．（2023秋·宁夏银川·高三六盘山高级中学校考期末）在恒温刚性容器中加入等物质
的量的 与 发生反应： ，测得
与 的分压随时间变化如图所示。
下列说法正确的是
A．当混合气体密度不再变化时，反应一定达到平衡
B．该反应逆反应的活化能小于正反应的活化能
C．达到平衡后，升高温度，平衡逆向移动，反应速率： 增大， 减小
D．体系中混合气体总物质的量：
8．（2023秋·天津河北·高三统考期末）含硫矿物是多种化工生产的原料，主要有硫磺、
黄铁矿( )、辉铜矿( )、明矾 、绿矾( )、胆矾
( )、重晶石( )等。硫磺、黄铁矿可作为工业制硫酸的原料，辉铜矿
煅烧时可发生反应： 。 直接排放会造成环境污染，可将
其转化，或用石灰乳、 等物质进行回收再利用。对于反应，下列说法正确的是
A．该反应
B．反应平衡常数
C．其他条件一定，增大体系的压强可以增大反应的平衡转化率
D．其他条件一定，升高温度可以增大反应的平衡常数
9．（2023·内蒙古呼和浩特·统考模拟预测）CO常用于工业治炼金属，下图所示是在
不同温度下CO还原四种金属氧化物达平衡后气体中 与温度(t)的关系曲线图。
下列说法正确的是
A．CO还原PbO 的反应ΔH>0
2
B．工业冶炼金属铜(Cu)时较高的温度有利于提高CO的利用率
C．CO不适宜用于工业冶炼金属铬(Cr)
D．工业上可以通过增高反应装置来减少尾气中CO的含量
10．（2023秋·吉林长春·高三长春市第二中学校考期末）NO和 混合后可发生反应：
① 、② ，反应体系中含氮物质的物质
的量浓度c随着时间t的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
4
原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！A．c为 随t的变化曲线
B． 时，
C． 时刻， 的消耗速率大于生成速率
D． 时，反应①和②均达到化学平衡状态
11．（2022秋·北京房山·高三统考期末）一定条件下，在容积相等的两个恒温恒容密
闭容器中加入一定量的一氧化碳和水蒸气，发生反应：CO(g)+HO(g) CO(g)
2 2
+H (g) H=-41kJ•mol-1，达平衡后获得数据如表。下列说法不正确的是
2
△
起始时各物质的物质的量/
容器编 mol 达到平衡的时 达到平衡时体系能量的
号 间/min 变化
CO HO CO H
2 2 2
① 1 4 0 0 t 放出32.8kJ热量
1
② 2 8 0 0 t 放出QkJ热量
2
A．①中反应达平衡时，CO的转化率为80% B．该温度下，②中反应的平衡常数K=1
C．Q大于65.6 D．反应开始进行时，反应速率②＞①
12．（2023秋·吉林长春·高三长春市第二中学校考期末）利用反应
H＜0，可减少汽车尾气对大气的污染。该
△
反应的速率方程可表示为 、 ，其中、 分别为正、逆反应的速率常数(与温度有关)，lgk与 的关系如图所示：
下列说法正确的是
A．升高温度，v 减小、v 增大 B．曲线②代表lgk
正 逆 正
C．该反应易在高温下自发进行 D． ℃时，该反应的平衡常数K为10
13．（2023秋·海南·高三统考期末）一定温度下，在某密闭容器中的 和 发生下
列反应，并达到平衡状态：
。下列说法正确的是
A．升高温度，
B．加入 ，平衡正向移动，平衡常数增大
C．使用合适的催化剂，可提高 的平衡转化率
D．压缩容器的容积，平衡时 的物质的量增大
14．（2023秋·江苏南通·高三统考期末）利用 -丁内酯制备四氢呋喃，反应过程中伴
有生成1-丁醇的副反应，涉及反应如下：
6
原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！已知：反应Ⅰ为快速反应，反应Ⅱ、Ⅲ为慢速反应。在493K、 的高压
氛围下( 压强近似等于总压)，以 -丁内酯为初始原料，x( -丁内酯)和
x(1，4-丁二醇)随时间t变化关系如图所示[x(i)表示某物种i的物质的量与除 外其它
各物种总物质的量之比]。下列说法正确的是
A． -丁内酯分子中 键与 键数目之比为6∶1
B．生成四氢呋喃的速率主要决定于反应Ⅰ
C． 时刻
D．增大 的压强一定有利于提高四氢呋喃产率
15．（2023秋·吉林长春·高三长春市第二中学校考期末）一定条件下，分别向体积为
1L的密闭容器中充入气体，发生反应： ，测得实验①、②、③反
应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
实验 充入气体量 反应过程条件① 2molX+1molY 恒温
② 1molZ 恒温
③ 1molZ 绝热
A．曲线Ⅰ对应实验① B．正反应为放热反应
C．气体的总物质的量： D．b点平衡常数比c点平衡常数小
16．（2023秋·河南商丘·高三商丘市回民中学校考期末）一定条件下向某密闭容器中
加入 、 和一定量的B三种气体，图1表示各物质浓度随时间的变化关
系，图2表示速率随时间的变化关系， 时刻各改变一种条件，且改变的
条件均不同。若 时刻改变的条件是压强，则下列说法错误的是
A．若 ，则前 的平均反应速率
B．该反应的化学方程式为
C． 时刻改变的条件分别是升高温度、加入催化剂、增大反应物浓度
D．B的起始物质的量为
二、原理综合题
17．（2023秋·河南驻马店·高三河南省上蔡第一高级中学统考期末）二氧化碳加氢合
成甲醇是人工合成淀粉的首要步骤之一，同时也是实现碳中和的重要途径。该过程总
反应为CO(g)＋3H(g) CHOH(g)＋HO(g) H=-49.4kJ·mol-1。在特定催化剂条件下，
2 2 3 2
其反应机理如下： △
Ⅰ.CO (g)＋H(g) CO(g)＋HO(g) H
2 2 2 1
△
8
原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！Ⅱ.CO(g)＋2H(g) CHOH(g) H=-90.3 kJ·mol-1
2 3 2
回答以下问题： △
(1) H=_______kJ·mol-1。
1
(2)△恒压下，按n(CO
2
)：n(H
2
)=1：3进行合成甲醇的实验，该过程在无分子筛和有分子
筛时甲醇的平衡产率随温度的变化如图1所示(分子筛能选择性分离出HO)。
2
①根据图中信息，压强不变，采用有分子筛时的最佳反应温度为_______℃，解释其原
因：_______。
②采用分子筛的作用为_______。
(3)如图2所示，向甲(恒温恒容)、乙(恒温恒压)两个密闭容器中分别充入1 mol CO 和3
2
mol H，发生反应CO(g)＋3H(g) CHOH(g)＋HO(g)，起始温度、体积相同(T ℃、
2 2 2 3 2 1
2 L密闭容器)。反应达到平衡时，乙的容器容积为1.5 L，则该温度下的平衡常数为
_______，平衡时甲容器中CO 的物质的量_______0.5 mol(填“大于”、“小于”或
2
“等于”，下同)。若将甲改为绝热恒容容器，其他条件不变，平衡时CHOH的浓度
3
将_______0.25 mol·L-1。
(4)如图3，当起始n(CO)：n(H )=1：2时，维持压强不变，将CO 和H 按一定流速通
2 2 2 2
过反应器，催化剂活性受温度影响变化不大，结合反应Ⅰ和反应Ⅱ，分析温度大于
235℃后甲醇的选择性随温度升高而下降的原因：_______。18．（2022秋·河南·高三校联考专题练习）近年来，全球丙烯需求快速增长，研究丙
烷制丙烯有着重要的意义。相关反应有：
I.C H 在无氧条件下直接脱氢：C H(g) C H(g)+H(g) H=+124kJ•mol-1
3 8 3 8 3 6 2 1
△
II.逆水煤气变换：CO(g)+H(g) CO(g)+HO(g) H
2 2 2 2
△
III.CO 氧化C H 脱氢制取丙烯：C H(g)+CO (g) C H(g)+CO(g)+HO(g) H
2 3 8 3 8 2 3 6 2 3
△
已知：CO和H 的燃烧热分别为-283.0kJ•mol-1、-285.8kJ•mol-1；
2
HO(g)=H O(l) H=-44kJ•mol-1
2 2
(1)反应II的 H△2 =______。
(2)下列说法正△确的是______。
A．升高温度反应I的平衡常数增大
B．选择合适的催化剂可提高丙烷平衡转化率
C．若反应II能自发，则 S＜0
D．恒温恒压下，通入水蒸△气有利于提高丙烷转化率
(3)对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常
数，记作K，如p(B)=p•x(B)，p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数。
p
在不同压强下(0.1MPa、0.01MPa)，反应I中丙烷和丙烯的物质的量分数随温度变化如
图(a)所示，请计算556℃反应I的平衡常数K=______。
p
10
原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！(4)反应I须在高温下进行，但温度过高易发生副反应导致丙烯选择性降低，且高温将
加剧催化剂表面积炭使催化剂迅速失活。工业上常用CO 氧化C H 脱氢制取丙烯，请
2 3 8
说明原因：______。
(5)研究表明，二氧化碳氧化丙烷脱氢制取丙烯可采用铬的氧化物为催化剂，其反应机
理如图(b)所示。该工艺可有效维持催化剂活性，请结合方程式说明原因：______。
19．（2022秋·天津河北·高三天津十四中校考期末）利用甲醇 制备一些高附
加值产品，是目前研究的热点。
(1)甲醇和水蒸气经催化重整可制得氢气，反应主要过程如下：
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
① _________ 。
②工业上采用 吸附增强制氢的方法，可以有效提高反应Ⅰ氢气的产率，如图所示，
请分析加入 提高氢气产率的原因：_________。(2) 和 充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：
，测得 的物质的量随时间的变化如图。
①曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为 _________ 。(填“>”或“=”或“＜”)
②一定温度下，在容积为 的两个恒容密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时
间后达到平衡。
容器 甲 乙
反应物投入 、 、 、 、
量
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，则乙容器起始时反应速率 _________ 。
(填“>”“＜”或“=”)。
③一定温度下，此反应在恒压容器中进行，能判断该反应达到化学平衡状态的依据是
_________。
a.容器中压强不变
b. 的体积分数不变
12
原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！c.
d.容器中密度不变
e.2个 断裂的同时有3个 断裂
(3)已知电离常数 ： ， ： ， ，则
向 溶液中通入少量 时的离子方程式为_________。
(4)利用人工光合作用，借助太阳能使 和 转化为 ，如图所示，在催化
剂b表面发生的电极反应为：_________。
20．（2022秋·陕西西安·高三统考期末）习近平主席在第75届联合国大会提出我国要
实现2030年碳达峰、2060年碳中和的目标。因此 的捕获、利用与封存成为科学家
研究的重要课题。研究表明 和 在催化剂存在下可发生反应制得合成气：
。回答下列问题：
(1)已知 、 和 的燃烧热 分别为 、
和 。上述反应的焓变 _________ 。
(2)将原料按 充入密闭容器中，保持体系压强为 发生反应，
达到平衡时 体积分数与温度的关系如图1所示。① 下，平衡时容器体积与初始容器体积之比为_________；该温度下，此
反应的平衡常数 _________ (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压 总压
物质的量分数)
②若A、B、C三点表示不同温度和压强下已达平衡时 的体积分数，_________点
对应的平衡常数最小，_________点对应的压强最大。
(3)在其他条件相问，不同催化剂(A、B)作用下，使原料 和 反应相同的
时间， 的产率随反应温度的变化如图2：
①在催化剂A、B作用下，它们正、逆反应活化能差值分别用 和 表示，
则 _________ (填“>”、“<”或“=”)。
②y点对应的 _________ (填“>”、“<”或“=”)z点对应的 。
14
原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！③图中 点时反应_________ (填“是”或“否”)达到平衡状态。
21．（2023秋·山东烟台·高三统考期末）一种利用太阳能催化甲烷水蒸气重整制氢反
应原理及各步反应以气体分压(单位为)表示的平衡常数与温度T变化关系如图所示。
回答下列问题：
(1)若第I步反应生成1molH ，吸收QkJ热量，第I步的热化学方程式为_______。
2
(2)甲烷水蒸气重整制氢反应CH(g)+HO(g) CO(g)+3H(g)， _______0(填“>”
4 2 2
“<”或“=”)；1000℃时，该反应的平衡常数K_______ (kPa)2。
p
(3)已知上述制氢过程中存在副反应：CO(g)+ H O(g) CO(g)+ H (g)。压强为100kPa
2 2 2
时，将n(H O):n(CH )=3的混合气体投入温度为T℃的恒温恒容的密闭容器中，发生甲
2 4
烷水蒸气重整反应和上述副反应，达平衡时容器内的压强为140kPa，CO 分压为
2
10kPa，则HO的平衡转化率为_______，此时温度T_______1000(填“>”“<”或“=”)。
2
(4)在一定条件下，密闭容器中加入一定量的CO、HO和催化剂发生反应CO(g)+
2
HO(g) CO(g)+ H (g)。 ， ，其中 、
2 2 2
为正、逆反应速率， 、 分别为速率常数，p为气体的分压。已知降低温度时，
增大。调整CO和HO初始投料比，测得CO的平衡转化率如图。A、B、C、D
2
四点中温度由高到低的顺序是_______，在C点所示投料比下，当CO转化率达到40%
时， _______。16
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