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第 27 讲 化学反应速率、平衡图像
（模拟精练+真题演练）
完卷时间：50分钟
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 S 32 Cl35.5 Cu 64 Ba137
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12×5分）
1．（2023·江苏南通·海门中学校考模拟预测）飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。如何有
效消除NO成为环保领域的重要课题。某研究小组用新型催化剂对CO、NO催化转化进行研究，测得一段
时间内NO的转化率、CO剩余的百分率随温度变化情况如图所示。已知NO可发生下列反应：
反应I：
反应Ⅱ：
下列叙述不正确的是
A． ，
B．温度大于775K时，催化剂活性降低
C． 时，控制温度875K已可较好的去除NO
D．775K， 时，不考虑其他反应，该时刻
2．（2023·江苏盐城·盐城市伍佑中学校考模拟预测）利用 和CO反应生成 的过程中主要涉及的反
应如下：
反应Ⅰ kJmol-1
反应Ⅱ kJm⋅ol-1
⋅[ 的产率 ， 的选择性 ]。保持温度一定，在固定容积
的密闭容器中进行上述反应，平衡时 和 的产率及CO和 的转化率随 的变化情况如图所
示。下列说法不正确的是
A．当容器内气体总压不变时，反应Ⅱ达到平衡状态
B．曲线c表示 的产率随 的变化
C． ，反应达平衡时， 的选择性为50%
D．随着 增大， 的选择性先增大后减小
3．（2023·山东青岛·统考三模）已知反应 。在体积可变的密闭容器中，按
充入反应物进行反应，A的平衡转化率与温度、压强关系如图所示。下列说法正确的是
A．温度：
B．平均摩尔质量：
C．a点的分压平衡常数
D．d点：
4．（2023·天津·校联考模拟预测）某温度下，发生反应， 的平衡转化率( )与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是
A．将1mol 和3mol 置于1L密闭容器中发生反应，放出的热量小于92.4kJ
B．平衡状态由A到B时，平衡常数
C．上述反应在达到平衡后，增大压强， 的产率减小
D．反应建立平衡后分离出部分 时，浓度商Q大于平衡常数K
5．（2023·江苏南通·统考三模）碘甲烷( )可裂解制取低碳烯烃。碘甲烷裂解时可发生如下反应：
反应1：
反应2：
反应3：
向密闭容器中充入一定量的碘甲烷，维持容器内p=0.1MPa，平衡时 、 和 的占容器内所有
气体的物质的量分数与温度的关系如图所示。已知容器中某气体的分压p=φ(物质的量分数)× ，用气体
物质的分压替换浓度计算得到的平衡常数称为分压平衡常数( )。下列说法正确的是
A．图中物质X表示的是
B．700K时，反应2的分压平衡常数
C．700K时，从反应开始至恰好平衡，反应2的速率大于反应3的速率
D．700K时，其他条件不变，将容器内p增大为0.2MPa， 的体积分数将减小
6．（2023·全国·模拟预测）向某恒容密闭容器中加入一定量的 和 ，发生反应
，温度和压强对 转化率的影响如图所示(其中x和y分别代表温度或压强)。下列说法错误的是
A．图中x代表的是压强
B．
C．正反应速率：
D．其他条件不变时，增大 可提高 的转化率
7．（2023·北京丰台·统考二模）工业上可以利用水煤气( 、 )合成二甲醚( )，同时生成 。
合成过程中，主要发生三个反应， ℃时，有关反应及相关数据如下。
保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变，进行实验，测得 转化率随温度变化曲线如下图。下列
说法不正确的是
A． ℃时，水煤气合成二甲醚的热化学方程式：
B． ℃时，增大压强、加入催化剂均可提高 的平衡转化率
C．220℃~240℃时，温度升高反应速率加快， 转化率升高
D．温度高于240℃时，温度升高 转化率降低的原因可能是平衡逆向移动
8．（2023·河北石家庄·校联考模拟预测）乙烯可用于制备乙醇：
。向10L某恒容密闭容器中通入2mol (g)和m mol (g)发生上述反应，测得(g)的平衡转化率与投料比 以及温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A．
B．a、b点对应的平衡常数
C．a点对应的体系中，反应从开始到平衡的2min内，
D．b点对应的体系中，m=1.8
9．（2023·广东广州·统考二模）汽车尾气中NO产生的反应为 。
一定条件下，等物质的量 和 在恒容密闭容器中反应，曲线a表示该反应在温度T下 随时间(t)的
变化，曲线b表示该反应在某一起始条件改变时 随时间(t)的变化。下列叙述不正确的是
A．温度T下、0-40s内
B．M点 小于N点
C．曲线b对应的条件改变可能是充入氧气
D．若曲线b对应的条件改变是升高温度，则
10．（2023·广东梅州·统考二模）一定温度下，在 的密闭容器中，A、B、C三种气体的物质的量浓度随
时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是A．X点的 Y点的 B．Z点时反应达到平衡状态
C．B的平衡转化率为30% D．保持温度、体积不变， 时充入 ，正逆反应速
率均增大
11．（2023·广东茂名·统考二模）一定温度下，向2L密闭容器中加入 发生反应①
，② ，反应体系中 、 、 的物质的量随反应
时间t的部分变化曲线如图所示，下列说法正确的是
A．曲线Ⅱ表示 随t的变化
B． 内，
C． 后，充入 ，容器的气体颜色先变深后变浅
D． 后，充入 ，容器的气体颜色变浅
12．（2023·上海徐汇·统考二模）密闭容器中加入HBr，一定条件下发生反应：
， 随反应时间的变化如曲线①所示，分别改变一个条件，得到曲线②和
③，下列说法正确的是
A．该反应正反应为放热反应B．曲线①，0~50min用 表示的平均反应速率为
C．曲线②，可能使用了催化剂或压缩容器体积
D．曲线③，达到平衡后，容器内各物质的浓度分别增加 ，平衡正向移动
二、主观题（共3小题，共40分）
13．(12分)（2023·上海静安·统考二模）聚丙烯腈纤维俗名人造羊毛，由丙烯腈聚合而得。用丙烯合成丙
烯腈的反应如下： 2C H(g)＋2NH (g)＋3O(g) 2C HN(g)＋6HO(g)＋1030kJ
3 6 3 2 3 3 2
(1)某密闭容器中发生上述反应，生成丙烯腈的反应速率与反应时间的关系如下图所示。
t 时刻表示体系改变的反应条件为 ； t 时刻表示体系改变了另一反应条件，此时平衡 移动
1 2
(填“正向”、“逆向”或“不”)。
丙烯的转化率与反应温度的关系如图示：
(2)有利于提高丙烯平衡转化率的反应条件有 ；
(3)最大转化率所对应的温度为460℃。当温度低于460℃时，丙烯的转化率 (填“是”或“不是”)
所对应温度下的平衡转化率，理由是 。
(4)一定条件下，在2L恒容密闭容器中，通入84g C H、34g NH、96g O ，若该反应5 min到达a点，则0
3 6 3 2
～5min内丙烯的平均反应速率为 mol∙L−1∙min−1。
14．（14分）（2023·广东·模拟预测）Ⅰ.利用温室气体CO 和CH 制备燃料合成器，计算机模拟单个二氧
2 4
化碳分子与甲烷分子的反应历程如图所示：已知：leV为1电子伏特，表示一个电子(所带电量为-1.6×10-19C)经过1伏特的电位差加速后所获得的动能。
(1)向密闭容器，中充入等体积的CO 和CH，测得平衡时压强对数lg p(CO )和lg p(H )的关系如图所示。
2 4 2 2
(压强的单位为MPa)
①T T(填“>” “<”或“=”)。
1 2
②温度为T 时，该反应的压强平衡常数K = MPa2。
1 p
Ⅱ.丙烯是重要的有机合成原料。由丙烷制备丙烯是近年来研究的热点，主要涉及如下反应：
反应i：2C H(g)+O(g) 2C H(g) +2H O(g) kJ/mol
3 8 2 3 6 2
反应ii：2C
3
H
8
(g)+7O
2
(g⇌) 6CO(g)+8H
2
O(g) kJ/mol
(2)在压强恒定为100 kPa⇌条件下，按起始投料n(C
3
H
8
)：n(O
2
)=2∶1匀速通入反应器中，在不同温度下反应
相同时间，测得丙烷和氧气的转化率如下图。
①线 (填“L”或“L”)表示丙烷的转化率。
1 2
②温度高丁TK后曲线L 随温度升高而降低的原因为 。
1 2
③当温度高于TK时，L 和L 重合的原因可能是 。
2 1 2
Ⅲ.综合利用CO 有利于实现碳中和，在某CO 催化加氢制CHOH的反应体系中，发生的主要反应有：
2 2 3
i.CO (g) +H (g) CO(g)+ H O(g) kJ·mol-1
2 2 2
ii.CO(g) + 2H
2
(g⇌) CH
3
OH(g) kJ·mol-1
⇌iii.CO (g) +3H (g) CHOH(g) +HO(g) kJ·mol-1
2 2 3 2
(3)5MPa时，往某密闭容器中按投料比n(H )∶n(CO)=3∶1充入H 和CO，反应达到平衡时，测得各组分
⇌ 2 2 2 2
的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
①图中Y代表 (填化学式)。
②在上图中画出反应达到平衡时，n(H )／n(CO)随温度变化趋势图 (只用画220℃以后)。
2 2
15．（14分）（2022·浙江·一模）水煤气变换[CO(g)+H O(g) CO(g)+H(g)]是重要的化工过程，主要用
2 2 2
于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：
(1)Shibata曾做过下列实验：
①使纯H 缓慢地通过处于721℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴Co(s)，平衡后气体
2
中H 的物质的量分数为0.0250。
2
②在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。
根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO H(填“大于”或“小于”)。
2
(2)721℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和HO(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时
2
体系中H 的物质的量分数为 (填标号)。
2
A．＜0.25 B．0.25 C．.0.25~0.50 D．0.50 E．＞0.50
(3)二甲醚(CHOCH )是无色气体，可作为一种新型能源，甲醇脱水两步法是目前工业合成二甲醚的主流技
2 3
术，主要涉及的反应有：
CO(g)+2H(g) CHOH(g) H=-90.7 kJ·mol-l
2 3 1
2CHOH(g) CHOCH (g)+△HO(g) H=-23.5 kJ·mol-1
3 3 3 2 2
①为了CO和H
2
研究的最佳投料比，恒△温下将l mol CO置于恒容密闭容器，改变H
2
的进料量进行实验，
测得平衡时甲醇的体积分数变化如图所示(假设该条件下只发生第一步反应)。请判断a、b、c三点CO的平
衡转化率大小关系 ，并说明判断依据： 。
②合成二甲醚往往选用硅铝混合物作催化剂。向恒温体系中不断生成匀速通入甲醇，反应均为达到平衡，不同硅铝比(I、II)与生成二甲醚的速率关系如图所示。工业上选择的合适硅铝比为0.15，说明其原因：
。
③在某温度下，向密闭容器中加入甲醇发生第二步反应，反应到t min时测得各组分的浓度分别为
1
c(CHOH)=0.47 mol·L-1，c(CHOCH )=1.2 mol·L-1，c(H O)=1.2 mol·L-1，t min时反应达到平衡。已知反应
3 3 3 2 2
在该温度下的平衡常数为400，请在图中画出t-t min内，c(CHOCH )的变化曲线 。
1 2 3 3
1．（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
2．（2021·辽宁·统考高考真题）某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度
及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是
A．其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大
B．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大
C．条件①，反应速率为
D．条件②，降冰片烯起始浓度为 时，半衰期为
3．（2023·湖南·统考高考真题）向一恒容密闭容器中加入 和一定量的 ，发生反应：
。 的平衡转化率按不同投料比 随温度的变化曲线
如图所示。下列说法错误的是
A．
B．反应速率：
C．点a、b、c对应的平衡常数：
D．反应温度为 ，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态
4．（2021·广东·高考真题）反应 经历两步：① ；② 。反应体系中 、 、 的浓度
c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是A．a为 随t的变化曲线
B． 时，
C． 时， 的消耗速率大于生成速率
D． 后，
5．（2023·山东·统考高考真题）一定条件下，化合物E和TFAA合成H的反应路径如下：
已知反应初始E的浓度为0.10mol∙L-1，TFAA的浓度为0.08mol∙L-1，部分物种的浓度随时间的变化关系如图
所示，忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是
A．t 时刻，体系中有E存在
1
B．t 时刻，体系中无F存在
2
C．E和TFAA反应生成F的活化能很小
D．反应达平衡后，TFAA的浓度为0.08mol∙L-1
6．（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
