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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
【答案】B
【分析】根据题意分析，图像表示的是一段时间内NO的转化率、CO剩余的百分率随温度变化情况，三角
形代表的是CO剩余的百分率，
【解析】A．根据反应Ⅱ的图像可以看出在775K时达到平衡状态，后随温度的升高NO的转化率下降，因
此 ，而反应I曲线走势来看应该是先升高后降低，因此 ，A正确；
B．在温度大于775K时，反应速率并没有减慢，说明催化剂活性没有降低，B错误；C．根据图像可以看
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 1出 时，温度875K时NO的转化率已经很高，已经能够较好的去除NO，C正确；D．根据表中数
据775K时，CO转化率为30％, 利用三段式处理数据如下：
n(CO)=0.3mol, n(N )=0.15+0.05=0.2mol,因此 ，D正确；故选B。
2 2
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
【答案】B
【解析】A．反应I、Ⅱ可以合并为反应2CO(g)+2H(g)==CH (g)+CO (g)，是气体总体积缩小的反应，当固
2 4 2
定密闭容器内总压不变时则反应I、Ⅱ都达到平衡状态，A正确；B．通过总反应式2CO(g)+2H(g)=CH (g)
2 4
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 2+CO (g)，随着n(H )的增加，超过1时，CH 的产率n(CO)受CO浓度影响，故CH 的产率曲线会先增大后
2 2 4 4
平缓，应该是a曲线，B错误；C．通过总反应式2CO(g)+2H(g)=CH (g)+CO (g)，当 =0.5时，生成
2 4 2
物n(CH)=n(CO)，故CH 的选择性为50%，C正确；D．随着 的不断增加，作为反应Ⅱ的生成物浓
4 4
度不断增加会抑制CO 的生成，故CO 选择性先增大后减小，D正确；故选B。
2 2
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：
【答案】C
【解析】A．该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动A的转化率降低，所以TM(c)。同一温度下，增大压强平衡正向，即压强越大平均摩尔质量
越大即M(b)>M(d)，B项错误；C． 建立三段式位 ，计算x(A)=
、x(B)= 、x(C)= 。最终计算Kp=
，C项正确；D．d点平衡点2v (A)=2v （A）=v (B)，D项错误；故选
正 逆 逆
C。
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 34．（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
【答案】A
【分析】图像中横坐标表示压强，纵坐标表示 的平衡转化率( )，随着压强的增大 的平衡转化率( )
增大，增大压强平衡向右移动，依此解题。
【解析】A．该反应为可逆反应，加入的1 mol N 和3 mol H 不可能完全反应生成2 mol NH ，所以反应放
2 2 3
出的热量小于92.4 kJ，A正确；B．从状态A到状态B，改变的是压强，温度未发生变化，所以平衡常数
不变， ，B错误；C．该反应是反应前后气体分子数减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移
动， 的产率增大，C错误；D．反应建立平衡后分离出部分 时，生成物的浓度减小所以浓度商Q
小于平衡常数K，D错误；故选A。
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
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 4A．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
【答案】D
【分析】反应1为吸热反应，反应2、3均为放热反应，温度升高1正向移动，2、3逆向移动都会导致乙烯
含量增加，故Y为乙烯含量曲线、X为丙烯含量曲线。
【解析】A．由热化学方程式可知，反应1为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，C H 的物质
2 4
的量分数增大，反应2和反应3都是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，C H 的物质的量分数
2 4
增大、C H 的物质的量分数减小，从以上两个角度考虑，C H 的含量会随着温度的升高不断增大，故物质
3 6 2 4
Y代表C H，而物质X代表C H，从反应热效应的角度考虑，反应2放出的热量小，温度升高对其影响更
2 4 3 6
小，图中物质X即C H 含量开始下降对应的温度比C H 的更高也验证了这一点，故可知曲线X表示C H
3 6 4 8 3 6
的物质的量分数随温度的变化，故A错误；B．由图可知，700K时产物C H 物质的量分数为7.5%，故
3 6
P(C H)=0.0075MPa，反应物P(C H)=0.0025MPa，根据分压平衡常数计算公式可得
3 6 2 4
；故B错误；C．考察反应2和反应3的速率可以从二者共同的反应物C H 的
2 4
消耗速率出发，达到平衡时两反应所用时间相同，反应2的产物C H 的含量低于反应3的产物C H 的含量，
3 6 3 6
再乘上各自反应计量数比例可得反应2的速率明显小于反应3，故C错误；D．由题意可知增大压强的方法
应当是直接压缩容器，此时反应平衡会朝着使气体分子数减少的方向移动。即反应1朝逆反应方向移动，
反应2和反应3均朝正反应方向移动，C H 的含量会减少即体积分数减小，故D正确；故答案选D。
2 4
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
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 5A．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
【答案】D
【解析】A．压强越大， 的转化率越高，温度越高， 的转化率越低，所以题图中x代表的是压强，
A正确；B．题图中y代表的是温度，且温度越高， 的转化率越低，所以 ，B正确；C．温度越高，
压强越大，正反应速率越快，所以正反应速率： ，C正确；D．其他条件不变时， 越大，
的转化率越低，D错误；故选D。
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：
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 6B． ℃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
【答案】B
【解析】A．已知： ℃时，有关反应及相关数据如下
①
②
③
由盖斯定律可知，2×①+②+③得反应 ，则其焓变为
，A正确；B．加入催化剂可以加快反应速率，但是不能改变物质的平衡转化率，B
错误；C．升高温度反应速率加快，2由图可知，20℃~240℃时，温度升高反应速率加快，且 转化率升
高，C正确；D．反应均为放热反应，温度高于240℃时，温度升高导致平衡逆向移动，使得 转化率降
低，D正确；故选B。
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
【答案】D
【解析】A．此反应为放热反应，b、c点的投料比相同，温度低，平衡向着正向移动，转化率高。b的转
化率高，所以 温度低，A错误：
B．此反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则平衡常数减小，则 ，B错误；C．a点时
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 7，此时 (g)与 (g)的物质的量相等，即 ，据图中信息列三段式：
，容器容积为10L，反应时间是2min，故
，C错误；D．由a、b、c点可知，a、c点对应的平衡常数相等，
b、c点对应的体系起始通入的反应物的物质的量相等，将c点对应体系列三段式：
，则 ，解得
m=1.8，b、c点的X投料比相同，所以b点对应体系中，m=1.8，D正确；故答案选D。
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
【答案】B
【解析】A．温度T下、0-40s内氮气的浓度从cmol/L减少到cmol/L，故 ，A正
0 1
确；B．M点还在向正向进行，故正反应速率大于逆反应速率，B错误；C．曲线b能是充入氧气，反应速
率加快，更快到平衡，且平衡时氮气的浓度比a少， C正确；D．若曲线b为升温，则说明升温平衡正向
移动，则正反应为吸热，D正确；故选B。
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
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 8A．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
【答案】A
【解析】A．XY点后反应仍正向进行，且X点反应物的浓度较大、生成物浓度较小，则X点正反应速率
更大，故X点的 Y点的 ，故A正确；B．Z点后反应仍正向进行，则Z点时反应没有达到平衡状
态，故B错误 ；C．B的平衡转化率为 60%，故C错误；D．持温度、体积不变， 时
充入 ，不影响反应中各物质的浓度，正逆反应速率不变，故D错误；故选A。
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
【答案】C
【分析】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，
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 9反应过程中 的物质的量减小，则曲线III表示 随t的变化， 和 的物质的量增大，且
生成 的物质的量更多，则曲线I表示 随t的变化，曲线II表示 随t的变化，以此解答。
【解析】A．由分析可知，曲线II表示 随t的变化，故A错误；B．曲线III表示 随t的变化，
结合方程式 可知， 内，
，故B错误；C． 后，充入 ， 的浓度增大，
容器的气体颜色变深，然后平衡 正向移动，容器的气体颜色变浅，故C正确；D．反
应① 不是可逆反应， 后，充入 ， 的浓度不变，容器的气体颜色不
变，故D错误；故选C。
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
【答案】D
【分析】分别改变一个条件，得到曲线②、③，从曲线①得到曲线②，既加快速率平衡又不移动，只能使
用催化剂，从曲线①得到曲线③，意味着反应速率加快但平衡右移了，则改变的另一个条件只能是升温。
【解析】A．由上述分析可知，升温平衡正向移动，则该反应为吸热反应，故A错误；B．曲线①，0~ 50
min用HBr表示的平均反应速率为 =0.02mol﹒L-1﹒min-1，根据化学反应速率之比等于化
学计量数之比可知，用H 表示的平均反应速率为0.01 mol﹒L-1﹒min-1，故B错误；C．曲线②，可能使用
2
了催化剂，反应速率加快，平衡不移动，各物质浓度不变；如果缩小体积，气体浓度都增大了，而实际上
HBr浓度减小了，与图像变化不符合，故C错误；D．曲线③达到平衡时有：
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 10，得 ，往容器中加入浓度均为0.2
mol﹒L-1的三种物质，得 ，则Q＜K，平衡将向正反应方向
c
移动，故D正确；故答案选D。
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。
【答案】(每空2分)(1)使用了催化剂 正向
(2)降低温度、降低压强
(3)不是 该反应的正反应为放热反应，平衡状态下，若升高温度，平衡朝逆反应方向移动，平衡转化
率将降低
(4)0.12
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 11【解析】（1）t 时刻反应速率都增大，且增大程度相等，则表示体系改变的反应条件为使用催化剂；由于
1
生成丙烯腈的反应是体积增大的放热反应，而根据图中信息是反应速率降低，则也可能为降温，也可能减
小压强，t 时刻表示体系改变了另一反应条件，无论是降温还是减小压强，平衡都是正向移动；故答案为：
2
使用了催化剂；正向。
（2）由于反应是体积增大的放热反应，有利于提高丙烯平衡转化率的反应条件有降低温度、降低压强；
故答案为：降低温度、降低压强。
（3）该反应的正反应为放热反应，平衡状态下，若升高温度，平衡朝逆反应方向移动，平衡转化率将降
低，而图中曲线是随温度升高平衡转化率在逐渐升高，因此当温度低于460℃时，丙烯的转化率不是所对
应温度下的平衡转化率；故答案为：不是；该反应的正反应为放热反应，平衡状态下，若升高温度，平衡
朝逆反应方向移动，平衡转化率将降低。
（4）一定条件下，在2L恒容密闭容器中，通入84g C H(物质的量为2mol)、34g NH、96g O ，，若该反
3 6 3 2
应5 min到达a点，则0～5min内丙烯的平均反应速率为 ；
故答案为：0.12。
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
⇌
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 12反应ii：2C H(g)+7O(g) 6CO(g)+8HO(g) kJ/mol
3 8 2 2
(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
2
(g) +3H
2
(g)⇌ CH
3
OH(g) +H
2
O(g) kJ·mol-1
(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
【答案】（每空2分）(1)①> ②0.01
(2)①L
2
②两个反应均为放热反应，温度升高，化学平衡逆向移动，导致丙烷转化率降低
③温度高于TK时，反应 ⅱ 几乎不发生(反应 ii 的平衡常数几乎为0)
2
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 13(3)①CHOH ②
3
【解析】（1）反应物CO(g)+CH (g)的能量为E，生成物2CO(g)+2H(g)的能量为E，该反应为吸热反应，
2 4 1 2 5
热化学反应式为CO(g)+CH (g)=2CO(g)+2H(g) H=+(E -E )N eV/mol；
2 4 2 5 1 A
（2）①反应吸热，温度上升则平衡向右移动，H 的物质的量增大，根据图示可知T>T；②由图可知温度
△2 1 2
为T，平衡时当p(H )=p(CO)=100.5,，有p(CO)=p(CH )=102，则K = =0.01 MPa2
1 2 2 4 p
（3）①从两个反应的化学计量数和投料比看，可知丙烷的转化率要低于氧气，所以L 代表丙烷的转化率；
2
②由于TK后反应达到平衡，两个反应均为放热反应，温度升高，化学平衡逆向移动，导致丙烷转化率降
1
低；③当温度达到TK时，O 和丙烷的转化率相同，且起始投料比n(C H)：n(O )=2∶1，可以判断温度达
2 2 3 8 2
到TK后，反应ⅱ不发生，只发生反应ⅰ。
2
（4）①反应ⅰ为吸热反应，反应ⅱ和ⅲ为吸热反应，当温度上升，则反应ⅰ正向进行，反应ⅱ和ⅲ逆向
进行，所以CO的物质的量分数增加，X代表CO，CHOH和HO的物质的量分数减少，但由于反应ⅰ中
3 2
有HO生成，所以HO减少的物质的量分数少于CHOH，所以Y代表CHOH，Z代表HO；
2 2 3 3 2
②根据各组分的物质的量分数随温度变化图可知当温度大于220℃时， >3且随温度上升而增加，
由此可绘制出对应曲线 。
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
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 14A．＜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
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 15【答案】（除标注外，每空2分）(1)大于
(2)C
(3)①c＞b＞a 体系中加入氢气，该平衡向右移动CO的平衡转化率增大
②因为使用催化剂Ⅱ时，反应初始催化活性很好，生成二甲醚速率快，但是5 min后速率便开始大幅度下
降，产率降低；而还有催化剂Ⅰ时，二甲醚的生成速率和产量均能维持较高水平 （3分）
③ （3分）
【解析】（1）①对于可逆反应，反应达到平衡后气体的含量越大，表明该气体参加的反应进行的程度越
小，物质的还原性就越弱。由于用H 还原足量CoO达到平衡后H 的体积分数是0.0250；用CO还原足量
2 2
CoO达到平衡后CO的体积分数是0.0192，说明用CO还原时反应达到平衡正向进行的程度更大，故还原
CoO(s)为Co(s)的倾向是CO＞H；
2
（2）假设CO、H 的物质的量都是1 mol，①对于反应H+CoO HO+Co，开始时n(H )=1 mol，反应达
2 2 2 2
到平衡时变化量为a mol，则平衡时n(H )=(1-a) mol，n(H O)=a mol， ，解得a=0.975 mol，K =
2 2 1
；②对于反应CO+CoO CO+Co，开始时n(CO)=1 mol，反应达到平衡时变化量为b
2
mol，则平衡时n(CO)=(1-b) mol，n(CO)=b mol， ，解得b=0.9808 mol，K =
2 2
；假设开始时CO、HO(g)的物质的量都是m mol，发生反应：CO(g)+HO(g)
2 2
CO(g)+H(g)，反应达到平衡时CO的改变量为x mol，则平衡时 n(CO)=n(H O)=(m-x) mol，
2 2 2
n(CO)=n(H )=x mol，反应在恒容密闭容器中进行， ，x＞m-x，所以 ＞
2 2
0.25，
等物质的量的一氧化碳和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气，反应前后气体物质的量不变，当反应物全部反
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 16应，氢气所占物质的量的分数50%，但反应为可逆反应不能进行彻底，氢气的物质的量分数一定小于
50%，故合理选项是C；
（3）①根据平衡移动原理，将1 mol CO置于恒容密闭容器，改变H 的进料量进行实验，H 的进料量越多，
2 2
其浓度越大，越有利于该反应向正反应方向移动，因此CO的转化率越大，由于H 的物质的量：c＞b＞
2
a，所以a、b、c三点CO的平衡转化率大小关系：c＞b＞a；
②由图可知：硅铝比为0.15时二甲醚的生成速率和产量一直保持在较高水平，而硅铝比为0.075时反应初
始催化活性很好，生成二甲醚速率快，但是5 min后速率便开始大幅下降，产量降低；
③t 时刻，c(CHOH)=0.47 mol·L-1，c(CHOCH )=1.2 mol·L-1，c(H O)=1.2 mol·L-1，Q=
1 3 3 3 2 c
＜400，可知t 时刻反应正向进行，设达到平衡二甲醚浓度增加x
1
mol/L，则平衡时甲醇的物质的量浓度为c(CHOH)=(0.47-2x) mol/L，二甲醚和水的的物质的量浓度
3
c(CHOCH )=c(H O)=(1.2+x) mol/L，此温度下K= ，解得x=0.2
3 3 2
mol/L，故t 时刻c(CHOCH )=1.4 mol/L，从t 至t 时刻，随着反应的进行，反应速率逐渐减小，t 时刻达
2 3 3 1 2 2
到化学平衡状态，因此t 至t 时间内，c(CHOCH )的变化曲线可以表示为 。
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
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 17C．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．根据图象，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．根据图象，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，根据图象，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
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
【答案】B
【解析】A．由题干图中曲线①②可知，其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应所需要的时间更短，故
反应速率越大，A正确；B．由题干图中曲线①③可知，其他条件相同时，降冰片烯浓度①是③的两倍，
所用时间①也是③的两倍，反应速率相等，故说明反应速率与降冰片烯浓度无关，B错误；C．由题干图
中数据可知，条件①，反应速率为 = ，C正确；D．反应物
消耗一半所需的时间称为半衰期，由题干图中数据可知，条件②，降冰片烯起始浓度为 时，半
衰期为125min÷2= ，D正确；故答案为：B。
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
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 18A．
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
【答案】B
【解析】A．一定条件下，增大水的浓度，能提高CH 的转化率，即x值越小，CH 的转化率越大，则
4 4
，故A正确；B．b点和c点温度相同，CH 的起始物质的量都为1mol，b点x值小于c点，则b点
4
加水多，反应物浓度大，则反应速率： ，故B错误；C．由图像可知，x一定时，温度升高CH 的
4
平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，K增大；温度相同，K不变，则点
a、b、c对应的平衡常数： ，故C正确；D．该反应为气体分子数增大的反应，反应进行时压强
发生改变，所以温度一定时，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态，故D正确；答案选B。
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，
【答案】D
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 19【分析】由题中信息可知，反应 经历两步：① ；② 。因此，图中呈不断减小趋势的
ａ线为X的浓度 随时间 的变化曲线，呈不断增加趋势的线为Z的浓度 随时间 的变化曲线，先增加后
减小的线为Y的浓度 随时间 的变化曲线。
【解析】A．X是唯一的反应物，随着反应的发生，其浓度不断减小，因此，由图可知， 为 随 的
变化曲线，A正确；B．由图可知，分别代表3种不同物质的曲线相交于 时刻，因此， 时
，B正确；C．由图中信息可知， 时刻以后，Y的浓度仍在不断减小，说明 时刻反
应两步仍在向正反应方向发生，而且反应①生成Y的速率小于反应②消耗Y的速率，即 时 的消耗速率
大于生成速率，C正确；D．由图可知， 时刻反应①完成，X完全转化为Y，若无反应②发生，则
，由于反应② 的发生， 时刻Y浓度的变化量为 ，变化量之比等于化学计量数
之比，所以Z的浓度的变化量为 ，这种关系在 后仍成立， 因此，D不正确。综上所述，本
题选D。
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
【答案】AC
【分析】一定条件下，化合物E和TFAA合成H的反应路径中，共发生三个反应：
①E+TFAA F ②F G ③G H+TFAA
t 之后的某时刻，H为0.02 mol∙L-1，此时TFAA的浓度仍为0，则表明0.10mol∙L-1E、起始时的
1
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 200.08mol∙L-1TFAA、G分解生成的0.02 mol∙L-1 TFAA全部参加反应，生成0.10mol∙L-1F；在t 时刻，H为
2
0.08mol∙L-1，TFAA为0.06mol∙L-1，G为0.01 mol∙L-1，则F为0.01 mol∙L-1。
【解析】A．由图可知，反应0时刻后,TFAA的浓度由0.08mol/L降为0，说明E与TFAA反应极快，根据
合成路线可知，E与TFAA以1:1进行反应，E的起始浓度为0.1 mol/L，则反应后E的浓度降为0.02
mol/L，故t 时刻体系中有E存在，A正确；B．由分析可知，t 时刻，H为0.08mol∙L-1，TFAA为
1 2
0.06mol∙L-1，G为0.01 mol∙L-1，则F为0.01 mol∙L-1，所以体系中有F存在，B不正确；C．t 之后的某时刻，
1
H为0.02 mol∙L-1，此时TFAA的浓度仍为0，表明此时E和TFAA完全反应生成F，所以E和TFAA生成F
的反应速率快，反应的活化能很小，C正确；D．在t 时刻，H为0.08mol∙L-1，TFAA为0.06mol∙L-1，G为
2
0.01 mol∙L-1，F为0.01 mol∙L-1，只有F、G全部转化为H和TFAA时，TFAA的浓度才能为0.08mol∙L-1，而
G H+TFAA为可逆反应，所以反应达平衡后，TFAA的浓度一定小于0.08mol∙L-1，D不正确；故选AC。
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
【答案】AB
【分析】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。
【解析】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
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 21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为慢反应，因此，总反应速
1 1 2
率由反应②决定，D说法正确；综上所述，本题选AB。
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】 22
