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专题讲座（七） 常考速率、平衡图像题解题策略
第一部分：高考真题感悟
1．（2021·北京·高考真题）丙烷经催化脱氢可制丙烯:C H C H+H 。600℃，将一定浓度的 CO 与固定
3 8 3 6 2 2
浓度的C H 通过含催化剂的恒容反应器，经相同时间，流出的 C H、CO和H 浓度随初始 CO 浓度的变
3 8 3 6 2 2
化关系如图。
已知：
①C H(g)+5O(g)=3CO (g)+4HO(l) H=-2220kJ/mol
3 8 2 2 2
②C
3
H
6
(g)+9/2O
2
(g)=3CO
2
(g)+3H
2
O(l)△ H=-2058kJ/mol
③H
2
(g)+1/2O
2
(g)=H
2
O(l) H=-286kJ/m△ol
下列说法不正确的是 △
A．C H(g)=C H(g)+H(g) H=+124kJ/mol
3 8 3 6 2
B．c(H
2
)和c(C
3
H
6
)变化差异△的原因：CO
2
+H
2
CO+H
2
O
C．其他条件不变，投料比c(C H)/c(CO )越大，C H 转化率越大
3 8 2 3 8
D．若体系只有C H、CO、H 和HO生成，则初始物质浓度c 与流出物质浓度c之间一定存在：
3 6 2 2 0
3c(C H)+c (CO)=c(CO)+c(CO )+3c(C H)+3c(C H)
0 3 8 0 2 2 3 8 3 6
【答案】C
【解析】A．根据盖斯定律结合题干信息①C H(g)+5O(g)=3CO (g)+4HO(l) H=-2220kJ/mol②C H(g)
3 8 2 2 2 3 6
+9/2O (g)=3CO (g)+3HO(l) H=-2058kJ/mol ③H(g)+1/2O (g)=HO(l) H=-2△86kJ/mol 可知，可由①-②-
2 2 2 2 2 2
△ △
③得到目标反应C H(g)=C H(g)+H(g)，该反应的△H= =+124kJ/mol，A正确；B．仅按
3 8 3 6 2
C H(g)=C H(g)+H(g)可知C H、H 的浓度随CO 浓度变化趋势应该是一致的，但是氢气的变化不明显，
3 8 3 6 2 3 6 2 2
反而是CO与C H 的变化趋势是一致的，因此可以推断高温下能够发生反应CO+H CO+HO，从而导
3 6 2 2 2
致C H、H 的浓度随CO 浓度变化趋势出现这样的差异，B正确；C．投料比增大，相当于增大C H 浓度，
3 6 2 2 3 8浓度增大，转化率减小， C错误；D．根据质量守恒定律，抓住碳原子守恒即可得出，如果生成物只有
C H、CO、HO、H，那么入口各气体的浓度c 和出口各气体的浓度符合
3 6 2 2 0
3c(C H)+c (CO)=3c(C H)+c(CO)+3c(C H)+c(CO )，D正确；答案为：C。
0 3 8 0 2 3 6 3 8 2
2．（2021·江苏·高考真题）NH 与O 作用分别生成N、NO、NO的反应均为放热反应。工业尾气中的
3 2 2 2
NH 可通过催化氧化为N 除去。将一定比例的NH 、O 和N 的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反
3 2 3 2 2
应管，NH 的转化率、生成N 的选择性[ 100%]与温度的关系如图所示。
3 2
下列说法正确的是
A．其他条件不变，升高温度，NH 的平衡转化率增大
3
B．其他条件不变，在175～300 ℃范围，随温度的升高，出口处N 和氮氧化物的量均不断增大
2
C．催化氧化除去尾气中的NH 应选择反应温度高于250 ℃
3
D．高效除去尾气中的NH ，需研发低温下NH 转化率高和N 选择性高的催化剂
3 3 2
【答案】D
【解析】A．NH 与O 作用分别生成N、NO、NO的反应均为放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度，
3 2 2 2
平衡向逆反应方向进行，氨气的平衡转化率降低，故A错误；B．根据图像，在175～300 ℃范围，随温度
的升高，N 的选择率降低，即产生氮气的量减少，故B错误；C．根据图像，温度高于250℃ N 的选择率
2 2
降低，且氨气的转化率变化并不大，浪费能源，根据图像，温度应略小于225℃，此时氨气的转化率、氮
气的选择率较大，故C错误；D．氮气对环境无污染，氮的氧化物污染环境，因此高效除去尾气中的
NH ，需研发低温下NH 转化率高和N 选择性高的催化剂，故D正确；答案为D。
3 3 2
3．（2022·北京·高考真题） 捕获和转化可减少 排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完
成之后，以 为载气，以恒定组成的 混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到 ，在催化剂上有积碳。
下列说法不正确的是
A．反应①为 ；反应②为
B． ， 比 多，且生成 速率不变，可能有副反应
C． 时刻，副反应生成 的速率大于反应②生成 速率
D． 之后，生成 的速率为0，是因为反应②不再发生
【答案】C
【解析】A．由题干图1所示信息可知，反应①为 ，结合氧化还原反应配平可得反应②
为 ，A正确；B．由题干图2信息可知， ， 比 多，且生成
速率不变，且反应过程中始终未检测到 ，在催化剂上有积碳，故可能有副反应 ，
反应②和副反应中CH 和H 的系数比均为1：2，B正确；C．由题干反应②方程式可知，H 和CO的反应
4 2 2
速率相等，而 时刻信息可知，H 的反应速率未变，仍然为2mmol/min，而CO变为1~2mmol/min之间，
2
故能够说明副反应生成 的速率小于反应②生成 速率，C错误；D．由题干图2信息可知， 之后，CO的速率为0，CH 的速率逐渐增大，最终恢复到1，说明生成 的速率为0，是因为反应②不再发生，
4
而后副反应逐渐停止反应，D正确；故答案为：C。
4．（2022·江苏·高考真题）乙醇-水催化重整可获得 。其主要反应为
，
，在 、 时，若仅考
虑上述反应，平衡时 和CO的选择性及 的产率随温度的变化如图所示。
CO的选择性 ，下列说法正确的是
A．图中曲线①表示平衡时 产率随温度的变化
B．升高温度，平衡时CO的选择性增大
C．一定温度下，增大 可提高乙醇平衡转化率
D．一定温度下，加入 或选用高效催化剂，均能提高平衡时 产率
【答案】B
【解析】根据已知反应① ，反应②
，且反应①的热效应更大，温度升高的时候对反应①影响更大一些，根据选择性的含义，升温时CO选择性增大，同时CO 的选择性减小，所以图中③代表CO的选
2
择性，①代表CO 的选择性，②代表H 的产率。
2 2
A．由分析可知②代表H 的产率，故A错误；B．由分析可知升高温度，平衡时CO的选择性增大，故B
2
错误；C．一定温度下，增大 ，可以认为开始时水蒸气物质的量不变，增大乙醇物质的量，乙
醇的平衡转化率降低，故C错误；D．加入 或者选用高效催化剂，不会影响平衡时 产率，故D
错误；故选B。
5．（2022·河北·高考真题）恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①
；② 。反应①的速率 ，反应②的速率 ，式中 为速率常数。图甲
为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的 曲线。下列说法错误的是
A．随 的减小，反应①、②的速率均降低
B．体系中
C．欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间
D．温度低于 时，总反应速率由反应②决定
【答案】AB
【解析】由图中的信息可知，浓度随时间变化逐渐减小的代表的是X，浓度随时间变化逐渐增大的代表的
是Z，浓度随时间变化先增大后减小的代表的是Y；由图乙中的信息可知，反应①的速率常数随温度升高
增大的幅度小于反应②的。A．由图甲中的信息可知，随c(X)的减小，c(Y) 先增大后减小，c(Z)增大，因此，反应①的速率随c(X)的减小而减小，而反应②的速率先增大后减小，A说法错误；B．根据体系中发
生的反应可知，在Y的浓度达到最大值之前，单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量，因此，v (X)=
v (Y) +v(Z)，但是，在Y的浓度达到最大值之后，单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量，故v (X)
+ v (Y) = v(Z)，B说法错误；C．升高温度可以可以加快反应①的速率，但是反应①的速率常数随温度升
高增大的幅度小于反应②的，且反应②的的速率随着Y的浓度的增大而增大，因此，欲提高Y的产率，需
提高反应温度且控制反应时间，C说法正确；D．由图乙信息可知，温度低于T 时，k＞k，反应②为慢反
1 1 2
应，因此，总反应速率由反应②决定，D说法正确；综上所述，本题选AB。
第二部分：最新模拟精练
完卷时间：50分钟
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12*5分）
1．（2022·辽宁·三模）在一定条件下，取一定量的A和B在恒容密闭容器中发生反应：
。达到平衡时，M的浓度与温度和容器容积的关系如图所示。
下列有关判断正确的是
A．
B．E点的平衡常数小于F点的平衡常数
C．达到平衡后，增大A的浓度将会提高B的转化率
D．
【答案】C
【解析】A．由图可知，体积越大时M的浓度越小，比较E、F两点可知，体积增大3倍，M浓度减小不
到3倍，说明减小压强平衡正向移动，N为固体，则a+b0，故D错误；故答案选
C。
2．（2022·江苏苏州·模拟预测）CO 催化加氢合成二甲醚是一种CO 转化方法，其过程中主要发生下列反
2 2
应：
反应I：CO(g)+H(g) =CO(g)+H O(g) ΔH=+41.2 kJ·mol−1
2 2 2
反应II：2CO(g)+6H(g) =CH OCH (g)+3HO(g) ΔH=—122.5 kJ·mol−1
2 2 3 3 2
在恒压、CO 和H 的起始量一定的条件下，CO 平衡转化率和平衡时CHOCH 的选择性随温度的变化如图
2 2 2 3 3
所示。 (CHOCH 的选择性= ×100％)
3 3
下列说法不正确的是
A．CO的选择性随温度的升高逐渐增大
B．反应2CO(g)+4H(g)=CH OCH (g)+HO(g) ΔH=—204.9 kJ·mol−1
2 3 3 2
C．在240～320℃范围内，温度升高，平衡时CHOCH 的物质的量先增大后减小
3 3
D．反应一段时间后，测得CHOCH 的选择性为48%(图中A点)，增大压强可能将CHOCH 的选择性提升
3 3 3 3
到B点
【答案】C
【解析】A．由图可知，升高温度，二甲醚的选择性减小，由碳原子个数守恒可知，一氧化碳的选择性增
大，故A正确；B．由盖斯定律可知，反应II—2×反应I得到反应，则2CO(g)+4H(g)=CH OCH (g)+HO(g)
2 3 3 2
ΔH=(—122.5 kJ·mol−1)—2×(+41.2 kJ·mol−1)=—204.9 kJ·mol−1，故B正确；C．反应II是放热反应，升高温
度，平衡向逆反应方向移动，二甲醚的物质的量减小，故C错误；D．反应II是气体体积减小的反应，在
温度不变的条件下，增大压强，平衡向正反应方向移动，甲醚的物质的量增大，二甲醚的选择性增大，则
增大压强可能将二甲醚的选择性由A点提升到B点，故D正确；故选C。
3．（2022·重庆一中模拟预测）已知： 的反应历程分两步：第1步： (快)
第2步： (慢)
在固定容积的容器中充入一定量NO和 发生上述反应，测得体系中部分物质的物质的量(n)随温度(T)的
变化如图所示。下列说法错误的是
A．第1步、第2步正反应活化能分别为 、 ，则
B．a点后， 迅速减小的原因是第1步平衡逆向移动，第2步速率加快
C．b点后， 增加的原因是第2步平衡逆向移动的程度比第1步的大
D．若其他条件不变，仅将容器变为恒压状态，则体系建立平衡的时间不变
【答案】D
【解析】A．第2步是慢反应，由活化能越大反应速率越慢，可知第2步正反应活化能较大，则 ，A
正确；B．总反应速率由慢反应即第2步反应决定，a点后， 迅速减小说明第2步速率加快，且第
1步平衡逆向移动，B正确；C．b点后， 增加说明第2步平衡逆向移动，生成的 比第1
步平衡逆向移动消耗的速率快，则原因是第2步平衡逆向移动的程度比第1步的大，C正确；D．若其他条
件不变，仅将容器变为恒压状态，由于反应前后气体分子数不相等，恒压下会导致容器体积变化，进而导
致物质的浓度发生变化，反应速率发生变化，则体系建立平衡的时间改变，D错误；故选：D。
4．（2022·北京·北师大实验中学三模）在一定条件下，利用CO 合成CHOH的反应如下：CO(g) + 3H(g)
2 3 2 2
CHOH(g) + H O(g) H，研究发现，反应过程中会有副反应：CO(g) + H(g) CO(g)+ H O(g)
3 2 1 2 2 2
H，温度对CHOH、C△O的平衡产率影响如图所示。下列说法中，不正确的是
2 3
△A．△H＜0，△H＞0
1 2
B．增大压强有利于加快合成反应的速率
C．实际生产过程中，升高温度一定降低CHOH的产率
3
D．实际生产过程中，可以通过使用合适的催化剂提高CHOH的选择性
3
【答案】C
【解析】A．由题干图像信可知，升高温度CO的产率增大，即副反应正向移动，则△H＞0，CHOH的产
2 3
率减小，即合成反应逆向移动，则△H＜0，A正确；B．增大压强即压缩体积，反应物浓度增大，故有利
1
于加快合成反应的速率，B正确；C．实际生产过程中，往往保持一定流速通入气体反应物，故在反应未
达到平衡之前，温度越高反应速率越快，则CHOH的产率越大，升高一定温度时，反应达到平衡后再升
3
高温度平衡逆向移动，则CHOH的产率反而降低，故升高温度不一定降低CHOH的产率，C错误；D．
3 3
实际生产过程中，可以通过使用合适的催化剂提高CHOH的选择性，减少副反应的发生而提高原料的利
3
用率和CHOH的产率，D正确；故答案为：C。
3
5．（2022·重庆南开中学模拟预测）在温度不同的 恒容密闭容器I、II、III中各充入 和 ，
保持其它条件相同，发生反应： ，测得 时X的物质的量 如图
所示。下列说法正确的是
A．逆反应速率：B．b点一定满足：
C．再向容器III中充入 和 的转化率不变
D．从容器III中移走 的体积分数减小
【答案】C
【解析】A．从a点到b点温度升高，平衡逆向移动，且n(X)反而较小，故逆反应速率 ，选项A错误；
B．若b点满足 则反应达平衡，无法计算各温度下反应的平衡常数，不能判断反应是
否达平衡，选项B错误；C．根据图中信息可知，c点时X的物质的量为0.75mol，则Y为1.5mol， Z为
0.25mol，K= ，此时再向容器III中充入 和 ，Q=
，Q=K，平衡不移动，Y的转化率不变，选项C正确；D．移走Z，生成物只有一
种气体，故移走Z，等效于减压，从压强的角度，等效于逆向移动，X的体积分数增大，选项D错误；答
案选C。
6．（2022·江苏泰州·模拟预测）CH—CO 重整反应能够有效去除大气中 CO，是实现“碳中和”的重要
4 2 2
途径之一，发生的反应如下：
重整反应 CH(g)+CO (g)=2CO(g)+2H(g) ΔH
4 2 2
积炭反应Ⅰ 2CO(g)=CO(g)+C(s) ΔH =―172 kJ·mol-1
2 1
积炭反应Ⅱ CH(g)=C(s)+2H (g) ΔH =+75kJ·mol-1
4 2 2
在恒压、起始投料比 =1条件下，体系中含碳组分平衡时的物质的量随温度变化关系曲线如图所示。
下列说法正确的是A．重整反应的反应热ΔH=-247 kJ·mol-1
B．曲线B表示CH 平衡时物质的量随温度的变化
4
C．积炭会导致催化剂失活，降低CH 的平衡转化率
4
D．低于600℃时，降低温度有利于减少积炭的量并去除CO 气体
2
【答案】B
【解析】重整反应的热化学方程式=II-I，对应的ΔH=ΔH -ΔH= + 247 kJ·mol-1，所以重整反应和积炭反应均
II I
为吸热反应，升高温度CH 参与的反应平衡均正向移动，所以CH 平衡时物质的量随温度升高而降低，积
4 4
炭反应Ⅰ生成CO，积炭反应II消耗CH，所以平衡时CH 物质的量小于CO，所以曲线B表示CH，曲
2 4 4 2 4
线A表示CO，H 均作为生成物，所以曲线D表示H，则曲线C表示CO。综上，曲线A表示CO，曲线
2 2 2 2
B表示CH，曲线C表示CO，曲线D表示H。A．根据盖斯定律，重整反应的热化学方程式=II-I，对应的
4 2
ΔH=ΔH -ΔH= + 247 kJ·mol-1，A错误；B．见分析，重整反应和积炭反应均为吸热反应，升高温度CH 参
II I 4
与的反应平衡均正向移动，所以CH 平衡时物质的量随温度升高而降低，B正确；C．催化剂失活会导致
4
反应速率降低，不会影响转化率，C错误；D．根据曲线C，低于600℃时，温度升高，CO增大，说明反
应以重整反应为主，消耗CO，生成CO，而增多的CO会是积碳反应I正向移动，导致C增多，反之，降
2
低温度会导致减少积炭的量减少，同时CO 增多，不利于去除CO 气体，D错误；故选B。
2 2
7．（2022·上海奉贤·二模）向恒容密闭容器中充入体积比为1：3的CO 和H，发生反应2CO(g) + 6H(g)
2 2 2 2
4HO(g) + CH =CH (g)。测得不同温度下CO 的平衡转化率及催化剂的催化效率如图所示。下列说法正
2 2 2 2
确的是A．所以M点的平衡常数比N点的小
B．温度低于250℃时，乙烯的平衡产率随温度升高而增大
C．保持N点温度不变，向容器中再充入一定量的H，CO 的转化率可能会增大到50%
2 2
D．实际生产中应尽可能在较低的温度下进行，以提高 CO 的转化率
2
【答案】C
【解析】A．随着温度升高，CO 的平衡转化率降低，说明该反应为放热反应，温度越高平衡常数越小，
2
由图可知，M点的平衡常数大于N点，A错误；B．由图可知，温度低于250℃，升高温度， CO 的平衡
2
转化率降低，乙烯的产率随温度升高而降低，B错误；C．N点平衡时二氧化碳的转化率小于50%，保持N
点温度不变，向容器中再充入一定量的H，平衡正向移动，CO 的转化率可能会增大到50%，C正确；
2 2
D．该反应在较低的温度下进行，反应速率慢，同时催化剂的活性低，D错误；故选C。
8．（2022·江苏南通·模拟预测）CO 催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用与封存技术，该过程发生下列
2
反应：
反应I：CO(g)+3H(g)=CH OH(g)+H O(g) H=-58.6kJ·mol-1
2 2 3 2
反应II：CO
2
(g)+H
2
(g)=CO(g)+H
2
O(g) H=△41.2kJ·mol-1
0.5MPa下，将n(H
2
)：n(CO
2
)=3的混合△气体以一定流速通过装有催化剂的反应器，测得CO
2
的转化率、
CHOH或CO的选择性[ ×100%]以及CHOH的收率(CO 的转化率×CH OH的选择性)
3 3 2 3
随温度的变化如图所示。下列说法正确的是A．CO(g)+2H(g)=CH OH(g) H=99.8kJ·mol-1
2 3
B．曲线a表示CH
3
OH的选择△性随温度的变化
C．图中所示270℃时，对应CO 的转化率为21%
2
D．在210℃~250℃之间，CHOH的收率增大是由于CHOH的选择性增大导致
3 3
【答案】C
【解析】题中反应I为放热反应，升高温度，未达平衡之前，甲醇的收率增加，达平衡后随温度的升高，
甲醇的收率降低；反应II为吸热反应随着温度的升高，CO的收率和选择性升高，故曲线a代表CO的选择
性随温度的变化。A．CO(g)+2H(g)=CH OH(g) 反应的反应热：(-58.6-41.2)kJ/mol=-99.8kJ/mol，A错误；
2 3
B．根据分析，曲线a代表CO的选择性随温度的变化，B错误；C．图中所示270℃时，CO的选择性为
70%，则甲醇的选择性为30%，故CO 的转化率为： ，C正确；D． 在210℃~250℃之间，
2
反应I未达平衡，CHOH的收率增大是由于温度升高，生成CHOH的反应速率增大导致，D错误；故选
3 3
C。
9．（2022·江苏·模拟预测）二氧化碳催化加氢制甲醇是一种实现“碳中和”的有效方法。在 和 催
化制甲醇反应体系中，主要发生的反应的热化学方程式为
反应I：
反应II：
将1mol 和3mol 混和气体通入恒压、密闭容器中，在 的催化下反应，平衡时 转
化率、 和CO选择率随温度变化如图所示(选择率：转化的 中生成 或CO的百分比)。下列说法错误的是
A． 选择率对应的曲线是b
B．
C．图中M点时， 的平衡转化率为25%，则 的转化率为33.3%
D．提高 转化为 的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂
【答案】C
【解析】生成甲醇的反应I为放热反应，随温度升高，甲醇的产率降低，故曲线b为甲醇选择率；生成CO
的反应II为吸热反应，随温度的升高，CO的产率增大，故曲线c为CO选择率。A．根据分析，CHOH选
3
择率对应的曲线是b，A正确；B．目标反应=反应I-反应II，故反应热为(-49.6-41.2)kJ/mol=-90.8kJ/mol，B
正确；C．M点CO 的转化率为25%，从图中看出，CO和CHOH的选择率相同，均为12.5%，1mol CO
2 3 2
各有0.125mol参与了反应I和反应II，消耗的氢气的物质的量为 ，氢气的转化率为：
，C错误；D．生成甲醇的反应I为放热反应，低温甲醇的产率较高，故提高CO 转化
2
为CHOH的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂，D正确；故选C。
3
10．（2022·江苏·启东中学模拟预测）某科研小组研究臭氧脱除SO 和NO工艺，反应原理及反应热、活化
2
能数据如下：
反应I：NO(g)+O (g) NO (g)+O(g) H=-200.9kJ·mol-1 E =+3.2kJ·mol-1
3 2 2 1 a1
△
反应II：SO (g)+O(g) SO (g)+O(g) H=-241.6kJ·mol-1 E =+58kJ·mol-1
2 3 3 2 2 a2
△已知该体系中臭氧发生分解反应：2O(g) 3O(g)。
3 2
向容积一定的反应器中充入含1.0molNO、1.0molSO 的模拟烟气和2.0molO，改变温度，反应相同时间t
2 3
后体系中NO和SO 的转化率如图所示，下列说法错误的是
2
A．Q点一定为平衡状态点
B．相同温度下NO的转化率远高于SO ，主要原因是E 小于E
2 a1 a2
C．300℃后，SO 转化率接近于零且不再变化，主要原因是O 分解
2 3
D．其他条件不变，扩大反应器的容积可以降低NO和SO 单位时间内的转化率
2
【答案】A
【解析】图示为相同时间内的转化率，当温度较低时，反应速率较慢，测定转化率时反应没有达到平衡，
随温度的升高，反应速率加快，转化率升高；A．图示为相同时间内的转化率，还会受到反应速率的影响，
且图像中属于描点法所得图像，Q点不一定为图像的最高点，则不一定为平衡点，A项错误；B．根据题
目所给信息可知E 小于E ，活化能越小反应速率越快，相同条件下反应更易发生，所以相同温度下NO
a1 a2
的转化率远高于SO ，B项正确；C．据图可知300℃后SO 的转化率接近为0，且不再变化，所以应是O
2 2 3
的分解导致转化率降低，C项正确；D．其它条件不变，扩大反应器的容积， 平衡正向
进行，臭氧浓度减小，反应I和反应I平衡逆向进行， NO和 SO 的转化率减小，且增大容器体积可以减
2
慢反应速率，也可以减小单位时间内的转化率， D项正确；答案选A。
11．（2022·江苏省如皋中学三模）在催化剂作用下，以CO 和H 为原料进行合成CHOH的实验。保持压
2 2 3
强一定，将起始n(CO)∶n(H )=1∶3的混合气体通过装有催化剂的反应管，测得出口处CO 的转化率和
2 2 2
CHOH的选择性 与温度的关系如下图所示。
3已知反应管内发生的反应为
反应1∶CO(g)+3H(g)=CH OH(g)+H O(g) H=-49.5 kJ·mol-1
2 2 3 2 1
反应2∶CO
2
(g)+H
2
(g)=CO(g)+H
2
O(g) H
2
=△41.2 kJ·mol-1
下列说法正确的是 △
A．CO(g)+2H(g)=CH OH(g)的△H=90.7kJ·mol-1
2 3
B．280℃时，出口处CHOH的体积分数的实验值小于平衡值
3
C．220℃~240℃时CO 的平衡转化率随温度升高而降低，原因是反应2转化的CO 随温度的升高而减少
2 2
D．220℃~280℃时，反应1的速率高于反应2的速率
【答案】D
【解析】由题给热化学方程式可知，反应1为放热反应，反应2为吸热反应，升高温度反应1逆向移动，
则CHOH的选择性随温度升高而减小。A．根据盖斯定律，反应1-反应2得到CO(g)+2H(g)=CH OH(g)
3 2 3
H=-49.5 kJ·mol-1-41.2 kJ·mol-1=-90.7kJ·mol-1，故A错误；B．由图可知，280℃时，出口处CHOH的选择
3
△性实验值等于CO 的转化率的平衡值，而CO 的转化率实验值又大于CHOH的选择性平衡值，出口处
2 2 3
CHOH的体积=起始CO 的体积 CO 的转化率 CHOH的选择性，所以CHOH的体积分数的实验值大于
3 2 2 3 3
平衡值，故B错误；C．反应1为放热反应，升高温度反应1逆向移动，CHOH的选择性随温度升高而降
3
低，则220℃~240℃时，CO 的平衡转化率随温度升高而降低，原因是反应1转化的CO 随温度的升高而减
2 2
少，故C错误；D．根据B项分析，CHOH的体积分数的实验值大于平衡值，说明反应1的速率高于反应
3
2的速率，故D正确；答案选D。
12．（2022·江苏·扬州中学三模）为探究合成气制甲醇过程中催化剂中毒的原因，将模拟合成气( 、
和 按一定比例混合)以一定流速分别通过三份铜基催化剂，其中一份做空白实验，两份强制中毒(分
别预先吸附 和 ，吸附反应后催化剂中碱元素的质量分数相等)。在一定温度下，总碳( 、 )转
化率、生成 的选择性与反应时间的关系如题图所示。生成 的选择性 。合成气制甲醇的主要反应为：
反应Ⅰ
反应Ⅱ
副反应有： ， ，
。
下列说法正确的是
A．实验条件下，三个副反应的 均小于0
B．空白实验时，若其他条件不变，升高温度，总碳转化率一定减小
C．相同条件下， 对催化剂的毒害作用大于
D．为提高生成 的选择性，可研发不与含硫物反应的催化剂
【答案】D
【解析】A．反应 ，根据盖斯定律可由反应Ⅱ-Ⅰ得到，则△H=-49.5kJ/
mol-(-90.8kJ/mol)=+41.3kJ/mol，故A错误；B．因副反应中有吸热反应，故升高温度，碳转化率不一定减
小，故B错误；C．由图像可知，吸附HS的催化剂条件下，总碳转化率和甲醇选择性都降低，故 对
2催化剂的毒害作用大于 ，故C错误；D．由图像可知，空白实验时，总碳转化率和甲醇选择性都比含
硫催化剂高，故为提高生成 的选择性，可研发不与含硫物反应的催化剂，故D正确；故选D。
二、主观题（共3小题，共40分）
13．（2022·上海杨浦·一模）（12分）氧硫化碳( )，用于合成除草剂、杀虫剂等，还能作为粮食熏蒸
剂。完成下列填空：
、 分别与 反应均能制得 ，反应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
已知：在相同条件下，
向两个容积相同的密闭容器中按下表投料( 不参与反应)，分别发生上述反应。
反应Ⅰ 反应Ⅱ
起始投料
起始物质的量( ) 1 1 3 1 1 3
图中实线a、b表示在相同的时间内 随温度的变化关系。
图中虚线c、d表示两反应的平衡曲线。
(1)W的坐标是 ，W点 的转化率是___________。(2)a是反应___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的 随温度的变化关系，依据是：___________。
(3) ___________0(填“＞”或“＜”)，理由是：___________。
(4)下列结论正确的是___________(选填选项)。A．曲线d为反应I的平衡曲线
B． 时，平衡常数
C．相同条件下，延长反应时间也不能使反应体系中Y点 的量达到W点
D．恒温恒容下，向W点表示的反应体系中增大 ，能提高 的转化率
【答案】（每空2分）(1)30%
(2)Ⅱ 在相同条件下， ，因此在相同时间内，Ⅰ生成的 较Ⅱ多
(3)＞ 根据平衡曲线，温度越高， 越小或根据曲线b， 在W点达到最大值，说明在W点
反应达到平衡，升高温度 下降，说明温度升高，平衡逆向移动，正反应放热
(4)ABC
【解析】在相同条件下， ，即反应I的速率比反应Ⅱ快，结合图示中c、d表示两反
应的平衡曲线，从图像可知，曲线d的生成物COS的物质的量大，则曲线b、d表示反应I，曲线a、c表
示为反应Ⅱ， c、d均随温度的升高，生成物COS的物质的量减小，则反应I、Ⅱ均为放热反应。
(1)由分析可知，曲线b、d表示反应I，即 ，W的坐标是 时，
=0.3mol，则消耗 =0.3mol， 的起始量为1mol，则W点 的转化率为
0.3mol÷1mol×100%=30%，故答案为：30%。
(2)由分析可知，曲线a表示为反应Ⅱ，因在相同条件下， ，因此在相同时间内，Ⅰ
生成的 较Ⅱ多，故答案为：Ⅱ、在相同条件下， ，因此在相同时间内，Ⅰ生成
的 较Ⅱ多。
(3)根据平衡曲线，温度越高， 越小或根据曲线b， 在W点达到最大值，说明在W点反应
达到平衡，升高温度 下降，说明温度升高，平衡逆向移动，正反应放热，故答案为：＞、根据平衡曲线，温度越高， 越小或根据曲线b， 在W点达到最大值，说明在W点反应达到平衡，
升高温度 下降，说明温度升高，平衡逆向移动，正反应放热。
(4)A．由分析可知，曲线d为反应I的平衡曲线，故A正确；B． 时，反应I、Ⅱ的初始量相同，反
应I的生成物COS的物质的量大，容器的体积相同，则反应I中生成物的浓度大于反应Ⅱ，则平衡常数平
衡常数 ，故B正确；C．曲线a反应未达到平衡状态，相同条件下，延长反应时间能使反应体系中
Y点COS的量达到Ｘ点，但不能达到W点，故C正确；D．恒温恒容下，向W点表示的反应体系中增大
N 的物质的量，对反应体系中各物质的浓度无影响，则平衡不移动，可知不能提高HS的转化率，故D错
2 2
误；答案选ABC。
14．（2022·浙江·模拟预测）（14分） 在工业生产中具有重要作用。
(1)
①已知 ，反应 的 随温度的变化是图1中的___________ (填“
”或“ ”)。
②工业以 为原料合成 是在一定温度和压强下，以 混合物作为催化剂，向反应炉中
匀速通入 ，不同硅铝比 与生成 的速率关系如图2所示。下列说法正确的是
___________。
A．温度越低越有利于工业合成
B．合适的硅铝比为0.15C．在原料气 中混入适量的惰性气体对 的生成速率无影响
D． 内， 的产量
(2)已知在催化剂M作用下， 。
①一定温度下，假设正逆反应速率与浓度关系为 只与
温度相关，则反应的平衡常数 ___________(用含 的式子表示)。
②催化剂M活性随温度变化情况如图3所示，相同时间测得 的转化率随反应温度变化情况如图4所示，
写出 的转化率出现上述变化的可能原因(写出两点)：___________。
③在图4中画出，其他条件不变，增大压强(催化剂不失活)情况下， 的转化率随温度变化图
___________。
(3)已知 ，用 催化该反应，若 首先在 催化下生成 和 及另一种无机
化合物，用两个化学方程式表示该催化反应历程(反应机理)：步骤i：___________；步骤ⅱ：___________。
【答案】（每空2分）(1)① ②BD
(2)①
②第一， 之前，没有达到平衡，温度升高，反应速率变快， 的转化率增加， 之后，反应已经达
到平衡，温度升高平衡逆向移动， 的转化率下降：第二， 之前，没有达到平衡，温度升高，催化剂活性变大，促进反应速率变快， 的转化率增加， 之后，温度升高，催化剂活性减小，反应速率变慢，
的转化率下降
③
(3)
【解析】(1)①反应 为气体分子数减小的反应，则 ，而焓变 ，则
中 随温度升高而增大，所以为图1中的 。
②A．若温度太低，反应速率太慢，不适合工业合成，A错误；B．由图示可知，硅铝比为0.15时二甲醚
的生成速率保持在较高水平，合适的硅铝比为0.15，B正确；C．反应是在一定温度和压强下进行，增加
惰性气体则甲醇浓度下降，反应速率会变慢，C错误；D．由图示可知，使用催化剂II时，反应初始催化
活性较好，但是5min后速率开始大幅下降，产量降低，而使用催化剂I时，虽然反应初始的速率增长略慢
且反应速率的峰值较低，但是反应速率到达峰值后在5~40min内却始终很稳定的维持在一个较高的水平，
因此 内， 的产量 ，D正确；答案选BD。
(2)①当反应达到平衡时，v =v ， ， ，则反应
正 逆
的平衡常数K= 。
②反应为放热反应， 之前，反应没有达到平衡，温度升高，反应速率变快， 的转化率增加， 时
反应达到平衡， 之后，温度升高平衡逆向移动， 的转化率下降；催化剂的活性在一定温度范围内逐渐升高，温度再高催化剂活性会降低， 之前，温度升高，催化剂活性变大，反应速率变快， 的转化
率增加， 之后，温度升高，催化剂活性减小，反应速率变慢， 的转化率下降。
③此反应为反应前后气体分子数不变的反应，其他条件不变，增加压强，化学反应速率变大，转化率增大，
所以相同温度下纵坐标较之前要大，但平衡不移动，平衡转化率是不变的，因此其他条件不变，增大压强
(催化剂不失活)情况下，NO 的转化率随温度变化如图所示：
2
。
(3)由题意可知，步骤i为 在 催化下生成 和 及另一种无机化合物，依据得失电子守恒和
原子守恒可知，反应的化学方程式为： ，而 为催化剂，总反应为：
，则步骤ii的化学方程式为： 。
15．（2022·辽宁·二模）（14分）深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义，合成尿素的反应
为：
按要求回答下列问题：
(1)若向某恒温且恒容的密闭容器中加入等物质的量的NH 和CO，发生上述反应。下列叙述不能说明反应
3 2
已经达到平衡状态的是______(填标号)。
A．断裂6 mol N-H键的同时断裂2 mol O-H键 B．压强不再变化
C．混合气体的密度不再变化 D．CO 的体积分数不再变化
2
(2)在T℃和T℃时(T ＜T)，向恒容容器中投入等物质的量的两种反应物，发生以下反应：
1 2 1 2
，平衡时lgp(NH )与lgp[CO(NH )]的关系如下图Ⅰ所示，p为物
3 3 2
质的分压强(单位为kPa)。①若 ， 。 时， ____ 。
②T℃时此反应的标准平衡常数 ____。(已知：分压＝总压×该组分物质的量分数，对于反应：
2
， ，其中 ，p(G)、p(D)、p(E)为各组分的平衡分
压。)
③若点A时继续投入等物质的量的两种反应物，再次达到平衡时(温度不变)，CO(NH) 的体积分数
2 2
______(填“变大”“变小”或“不变”)。
④图Ⅱ为在不同催化剂下，反应至相同时间容器中尿素的物质的量随温度变化的曲线，则在T℃，催化效
1
率最好的是催化剂______(填序号)。T℃以上，n[CO(NH)]下降的原因可能是____________(答出一点即可，
2 3 2
不考虑物质的稳定性)。
【答案】（除标注外，每空2分）(1)A
(2)1000（3分） 1000（3分） 变大 ③ 随温度升高，可能是催化剂活性降低，反应速率降低，
相同时间生成的尿素的物质的量减少
【解析】(1)A．根据方程式可知：每2分子NH 反应产生1分子CO(NH)，会断裂2个N-H键，即1个
3 3 2
NH 分子断裂1个N-H键。现在断裂6 mol N-H键， 就是6 mol NH 反应，要生成3 mol H O，形成6 mol
3 3 2O-H键，同时断裂2 molO-H键，就是l mol水发生反应，生成水的物质的量大于消耗的水的物质的量，正、
逆反应速率不相等，没有达到平衡，A符合题意；B．该反应在恒温恒容条件下进行，反应前后气体的物
质的量发生改变，当气体压强不再变化时，气体的物质的量不变，则反应达到了平衡状态，B不符合题意；
C．反应前后气体的质量发生变化，而反应恒温恒容条件下进行，气体的体积不变，气体的密度会发生变
化，若在混合气体的密度不再变化，则反应达到了平衡状态，C不符合题意；D．若CO 的体积分数不再
2
变化，说明混合气体中各种气体的物质的量不变，反应达到了平衡状态，D不符合题意；故合理选项是
A；
(2)①依据PV=nRT，恒容时，温度越高，压强越大，因为T＜T，故在图中上面的那条线是T 对应的图像，
1 2 1
则平衡时v =v ， 即 = ，代入横坐标为1，纵坐标为5的那个
正 逆
点的数据，可得： ；
②根据平衡常数表达式，并代入A点数据，可知T℃时此反应的标准平衡常数
2
；
③若点A时继续投入等物质的量的两种反应物，体积不变，则相当于增大压强，加压时化学平衡向气体体
积减小的方向移动，故化学平衡正向移动，CO(NH) 的体积分数变大；
2 2
④由图II可知在温度为T 时，催化剂③的作用下，CO(NH) 的物质的量较多，其物质的量分数较大，故
1 2 2
该温度下催化效率最好的是催化剂③；催化剂存在活化温度，在活化温度时催化效果较高， 由图II的
CO(NH) 的体积分数随着温度的变化趋势可知：T℃以上，n[CO(NH)]下降，原因可能是：随温度的升高，
2 2 2 2 2
可能导致催化剂活性降低，使反应速率降低，相同时间生成的CO(NH) 的物质的量减少。
2 2
