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第七章 化学反应速率和化学平衡
能力提升检测卷
时间：90分钟 分值：100分
一、选择题（共16*3分）
1．（2022·江苏·模拟预测）合成氨反应为N(g)+3H(g) 2NH (g) ΔH=-92.4 kJ/mol，下列有关合成氨反应
2 2 3
的说法正确的是
A．反应的ΔS>0
B．反应的ΔH=E(N-N)+3E(H-H)-6E(N-H) (E表示键能)
C．反应中每消耗1mol H 转移电子的数目约等于2×6.02×1023
2
D．反应在高温、高压和催化剂条件下进行可提高H 的平衡转化率
2
【答案】C
【解析】A．该反应是气体物质的量减少的反应，是熵减的反应，即ΔS＜0，故A错误；B．利用ΔH=反
应物的键能总和－生成物键能总和，ΔH=E(N≡N)+3E(H-H)－6E(N-H)，故B错误；C．根据反应方程式，
氢元素的化合价由0价升高为+1价，即每消耗1mol氢气转移电子物质的量为1mol×2=2mol，故C正确；
D．该反应为放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度，平衡向逆反应方向进行，氢气的平衡转化率降低，
使用催化剂，对化学平衡的移动无影响，故D错误；答案为C。
2．（2022·上海·复旦附中二模）在体积为1L的恒容容器中，用CO 和H 合成甲醇CO(g)
2 2 2
+3H (g)=CH OH(g)+H O(g)。相同时间内不同的温度下，将1molCO 和3molH 在反应器中反应，测定
2 3 2 2 2
CHOH的产率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
3
A．图中X点v(正)>v(逆)
B．该反应是吸热反应
C．图中P点所示条件下，延长反应时间不能提高CHOH 的产率
3D．520K下，X点所对应甲醇的产率50%，则平衡常数K=
【答案】D
【解析】由图得：初始投料量相同时，在不同温度下均反应8小时，甲醇的产率先升高后降低，说明该反
应为放热反应。A．已知随着温度的升高，反应达到平衡时时间会缩短，故最高点左边，反应均未达到平
衡，最高点右边曲线表示反应均处于平衡状态，所以X点处已达到平衡状态，即v(正)=v(逆)，A项错误；
B．由上述分析知，该反应为放热反应，B项错误；C．P点所示的条件下，反应还未达到平衡状态，所以
延长时间可以提高甲醇的产率，C项错误；D．X点所对应得反应处于平衡状态，根据题给信息可列出三
段式： ，容器体积为1L，故平衡常数 ，D项
正确；故答案为D。
3．（2022·江苏·一模）以Cu/ZnO/Al O 为催化剂，乙醇直接合成乙酸乙酯过程中发生的可逆反应如下：
2 3
C HOH(g)=CH CHO(g)+H (g)；ΔH=59kJ·mol-1
2 5 3 2
2CHCHO(g)+H O(g)=C HOH(g)+CH COOH(g)；ΔH=-86kJ·mol-1
3 2 2 5 3
CHCOOH(g)+C HOH(g)=CH COOC H(g)+HO(g)；ΔH=-25kJ·mol-1
3 2 5 3 2 5 2
2C HOH(g)=C HOC H(g)+HO(g)；ΔH=-44kJ·mol-1
2 5 2 5 2 5 2
其他条件相同，将无水乙醇经预热气化后以一定流速通过装有催化剂的反应管，将出口处收集到的乙酸乙
酯、乙醛、乙醚、乙酸、乙醇冷凝，测得部分有机物占全部有机物的质量分数与反应温度的关系如图所示。
下列说法正确的是
A．在250～300℃范围，乙醇的转化率随温度的升高而减小
B．在200～325℃范围，乙醇生成乙醚的反应均已到达平衡
C．在300～325℃范围，出口处氢气的量随温度的升高而减小D．研发使用催化活性高的催化剂有利于提高乙酸乙酯的平衡产率
【答案】C
【解析】A．由图可知在250～300℃范围，乙醛的质量分数减小，乙醚乙酸的质量分数逐渐增大但是变化
小，而乙酸乙酯的质量分数增大的多，变化大得多，乙酸乙酯、乙醛、乙醚、乙酸是乙醇的反应的产物，
乙醇的转化率随温度的升高而逐渐增大，A错误；B．由图可知乙醚的质量分数从200～325℃一直再上升，
因此乙醇生成乙醚的反应并未达到平衡，B错误；C．由图可知300～325℃内，反应
C HOH=CH CHO+H ，乙醛的质量分数逐渐减小，生成氢气的量，也逐渐减小，出口处氢气的量随温度的
2 5 3 2
升高而减小，C正确；D．催化剂可以改变化学反应速率，不能使平衡移动，不能提高乙酸乙酯的平衡产
率，D错误；故选C。
4．（2022·天津·模拟预测）一定温度下，向三个相同体积的密闭容器中充入一定量的Q和P，发生反应：
Q(g)＋3P(g) 2R(g)。
⇌ 物质平衡浓
物质起始浓度/mol∙L-1
度/mol∙L-1
达到平衡所需时
容器 温度/℃
间/min
Q P R
甲 280 1.5 3.0 1.8 20
乙 280 4.5 9.0 15
丙 360 1.5 3.0 1.2 8
下列说法错误的是A．该反应是放热反应
B．反应到达平衡时，容器甲中的平均速率：v(Q)=0.045mol·L-1·min-1
C．反应到达平衡时，容器乙中，物质P的转化率为90%
D．反应到达平衡时，向容器丙中再充入0.1mol·L-1的Q、0.2mol·L-1的P和0.2mol·L-1的R，则反应将向正
反应方向进行
【答案】C
【解析】A．根据甲和乙比较，反应物的起始浓度相同，从甲到乙温度升高，产物R的浓度降低，说明平
衡向逆反应方向移动，又因升温平衡向着吸热反应方向移动，故逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，
故A说法正确；B．容器甲中利用三段式： 计算反应速率：
，故B说法正确；C．根据容器甲和容器乙的温度相同判断， 两个容器的体积相同，容器乙中反应物的浓度是容器甲反应物的浓度的三倍，利用等效的原理判断，容器乙相
对于容器甲，等效为缩小容器体积，增大了压强，平衡向着气体体积减小的方向移动，故平衡向正反应方
向移动，平衡转化率增大，根据B中的三段式计算，容器乙中物质P的转化率大于90%，故C错误；D．
容器丙达到平衡时平衡常数通过三段式计算： 当向容器中再充入
0.1mol·L-1的Q、0.2mol·L-1的P和0.2mol·L-1的R时，Q、P、R物质的量浓度分别为：1.3、1.4、1.4，此时
的浓度商为： ，故平衡向正反应方向移动，故D说法正确；故选答案C。
5．（2022·江苏·启东中学模拟预测） 可将机动车尾气中的 转化为 ［反应为
］，对于反应
，下列说法正确的是
A．该反应在任何条件下都能自发进行
B．反应的平衡常数可表示为
C．使用高效的催化剂可以降低反应的焓变
D．其它条件不变，增大 的值， 的转化率下降
【答案】D
【解析】A．该反应为放热反应，即 且反应前后气体分子数减少，故 ， ，当
温度较高时， ，故该反应高温不自发，A错误；B．反应的平衡常数可表示为
，B错误；C．催化剂可改变反应历程，但不能改变焓变，C错误；D．其它条件不变，根据勒夏特列原理，增大 的值，提高CO的转化率，NO的转化率降低，D正确；故选D。
6．（2022·江苏·盐城中学三模）NO和NO 等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能
2
排放：NO＋NO ＋2NaOH=2NaNO＋HO，2NO ＋2NaOH=NaNO＋NaNO ＋HO。常温下存在：2NO (g)
2 2 2 2 2 3 2 2
NO(g)。NO 可作还原剂，火箭推进剂。在一定条件下的密闭容器中，对于反应2NO (g)
2 4 2 4 2
NO(g)。下列说法正确的是
2 4
A．升高温度，体系的颜色加深
B．该反应的ΔS＜0，ΔH＞0
C．增加NO 的浓度，c(NO)/c2(NO )比值下降
2 2 4 2
D．加压重新平衡后体系的颜色变浅
【答案】A
【解析】常温下存在：2NO (g) NO(g)，则ΔH-T×ΔS＜0，该反应分子数减小，则ΔS＜0，因为ΔH-
2 2 4
T×ΔS＜0，则ΔH＜0。A．由分析可知，ΔH＜0，升高温度，平衡逆向移动，体系的颜色加深，A项正确；
B．由分析可知，该反应的ΔS＜0，ΔH＜0，B项错误；C．平衡常数 ，增加NO 的浓度，平
2
衡正向移动，反应前后温度不变，则 比值不变，C项错误；D．加压平衡正向移动，重新平衡后，
二氧化氮的浓度也会增大，则体系的颜色变深，D项错误；答案选A。
7．（2022·江苏省平潮高级中学模拟预测）氨是一种重要的化工原料，主要用于化肥工业，也广泛用于硝
酸、纯碱、制药等工业；合成氨反应为N(g)+3H(g) 2NH (g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。实验室用加热
2 2 3
NH Cl和Ca(OH) 固体混合物的方法制取少量氨气；侯氏制碱法用氨气、二氧化碳，与饱和食盐水制备纯
4 2
碱碳酸钠。下列有关合成氨反应的说法正确的是
A．合成氨反应在任何温度下都能自发
B．反应的ΔH=反应中形成新共价键的键能之和减去断裂旧共价键的键能之和
C．反应平衡后通过液化分离出NH ，平衡正向移动，正反应速率增大
3
D．反应采用高温、高压、催化剂条件，与不使用催化剂相比，生产效率更高【答案】D
【解析】A．合成氨反应前后气体体积减小，则ΔS＜0，又ΔH＜0，ΔH-T×ΔS＜0，反应自发进行，则合成
氨反应在较低温度下能自发，A项错误；B．反应的ΔH =反应物键能总和-生成物键能总和，B项错误；
C．反应平衡后通过液化分离出NH ，平衡正向移动，反应物浓度减小，则正反应速率减小，C项错误；
3
D．高温条件下，尽管平衡逆向进行，但保证了催化剂的活性最大，增大压强平衡正向进行，催化剂能加
快反应速率，保证生产效率更高，D项正确；答案选D。
8．（2022·江苏·南京市第十三中学模拟预测）容积均为1L的甲、乙两个刚性容器，其中甲为绝热容器，
乙为恒温容器。相同温度下，分别充入 ，发生反应 。甲容器中
的相关量随时间变化关系如下图所示。下列说法正确的是
A．3s时甲容器中反应达到化学平衡状态
B． 内，甲容器中 反应速率增大说明该反应的速率与 浓度无关
C．3s时乙容器中c( )小于0.20mol/L，乙容器中该反应的化学平衡常数大于22.5
D．甲、乙两容器均达平衡后，欲使两者 的体积分数相等，可向乙容器中再充入少量 气体
【答案】C
【解析】A．3s时甲容器中NO 的反应速率达到最大，然后逐渐减小，8s是达到反应达到化学平衡状态，
2
故A错误；B．甲为绝热容器，反应为放热反应，放出的热量对反应速率影响大，0～3s内，甲容器中NO
2
的反应速率增大的原因是：0-3s内温度升高对反应速率影响大于浓度降低的影响，3～8s反应速率降低是
因为二氧化氮的浓度降低，故B错误；C．相同温度下，分别充入0.2mol的NO ，发生反应：
2
△H＜0，达到平衡状态时二氧化氮浓度为0.02mol/L，结合三行计算列式计算得到平衡浓度计算平衡常数， ，平衡常数K =
甲
=225L/mol，容积均为1L的甲、乙两个容器，其中甲为绝热容器，乙为恒温容器，相同温度下，分别充入
0.2mol的NO ，发生反应：2NO (g)≒NO(g) H＜0，甲容器中温度升高，平衡逆向进行，平衡常数K ＜
2 2 2 4 甲
K ，K ＞225L/mol，故C正确；D．甲为绝△热恒容，容器温度升高，抑制二氧化氮的转化，乙为恒温恒
乙 乙
容，则转化率α ＜α ，NO 的体积分数甲＞乙，分离出NO 使平衡正向移动NO 的体积分数减小，欲使
甲 乙 2 2 2
甲、乙两容器中NO 的体积分数相等可分离部分乙容器中的NO，故D错误；故选：C。
2 2 4
9．（2022·海南海口·二模）在一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入足量的 和 ，发生反应：
，测得的有关数据如下：
时间/min 0 5 10 15 20 25
2.0 1.5 1.2 1.1 1.0 1.0
下列说法错误的是
A．加入催化剂，正、逆反应速率都增大
B．气体密度保持不变时反应达到平衡状态
C．0~10min内
D．该温度下，平衡常数K为1.0
【答案】C
【解析】A．加入催化剂，能同程度地降低正、逆反应的活化能，正、逆反应速率都增大，故A正确；
B．该反应是气体质量增大的反应，反应中气体密度增大，则气体密度不变说明正逆反应速率相等，反应
已达到平衡，故B正确；C．由表格数据可知，0~10min内，氢气的物质的量的变化量为(2.0—
1.2)mol=0.8mol，由方程式可知，硫化氢的物质的量变化量为0.8mol，则硫化氢的反应速率为
，故C错误；D．由表格数据可知，20min时，反应达到平衡，
平衡时，氢气的物质的量为1.0mol，由方程式可知，硫化氢的物质的量变化量为1.0mol，则反应的平衡常数 ，故D正确；故选C。
10．（2022·湖南师大附中模拟预测）温度为T 时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中按如图三种投料
1
比进行反应 。结果如图，实验测得： ，
， 、 为速率常数(仅与温度有关)。下列说法正确的是
物质的平衡浓
物质的起始浓度
度
容器
编号
c(SO ) c(SO ) c(O) c(SO )
3 2 2 2
Ⅰ 0.3 0 0 0.2
Ⅱ 0.1 0.3 0.2
Ⅲ 0.3 0 0.1
A．温度为T 时，该反应的平衡常数为0.2
1
B．容器Ⅱ中起始时，v >v
逆 正
C．达平衡时，容器Ⅲ中 的体积分数小于50%
D．容器Ⅰ中达平衡后，温度改变为T 时，若 ，则
2
【答案】BC
【解析】A．由第一组数据可知平衡时 ， ， ，温
度为 时，该反应的平衡常数为 ，故A错误；B．容器Ⅱ中 ，反
应逆向进行，起始时， ，故B正确；C．容器Ⅲ中相当于在容器Ⅰ平衡的基础上充入0.1mol的氧气，
平衡逆向移动，容器Ⅰ达平衡时， 的体积分数等于50%，达平衡时，容器Ⅲ中 的体积分数小于50%，故C正确；D．因为 ，容器Ⅰ中达平衡后，温度改变为 时，若 ， ，
，温度升高，平衡正向移动，平衡常数增大，则 ，故D错误。
故选BC。
11．（2022·湖南·长郡中学模拟预测）在体积为2L的恒温密闭容器中充入 和 ，发生
下述反应： ，10min后达到平衡， 为0.4mol。下列说法正确的是
A．0～10min内，用 表示的平均反应速率为
B．当混合气体的密度不再改变时，可以表示反应达到平衡状态
C．若升高温度 ，反应的平衡常数减小，则平衡时 的物质的量变化
D．平衡后，如果此时移走 和 ，在相同温度下达到平衡时 的物质的量小于
0.2mol
【答案】CD
【解析】由已知条件，2L容器中发生反应，10min平衡，依此列三段式：
A．由题意，PCl 的物质的量浓度变化量Δc= =0.2mol/L，根据v=Δc/t，所以0-10min内，用PCl 表示的
3 3
反应速率为0.02mol/(L·min)，A错误；B．ρ= ，反应物和生成物均是气体，所以气体总质量不变，恒容
体系，所以总体积也不变，密度是一个常量，无论是否平衡，密度都不变，无法作为达到平衡的标志，B
错误；C．由题意，升高温度平衡常数降低，反应为放热反应，升高温度至T 平衡会逆向移动，PCl 物质
2 3的量会增加，所以Δn(PCl )变小，因此 比值大于1，C正确；D．平衡后，如果此时移走1.0mol PCl
3 3
和0.5molCl ，则当时间为t min时，PCl 的物质的量为0.2mol，可得到新的三段式：
2 5
Q = ，在相同温度下，平衡常数K
不变，Q= >K= ，反应继续逆向进行，所以平衡时，PCl 的物质的量小于0.2mol，D正确；故选CD。
5
12．（2022·湖南·长沙一中一模）在一定条件下A 和B 可发生反应： 。图1
2 2
表示在一定温度下反应过程中的能量变化，图2表示在固定容积为2L的密闭容器中反应时A 的物质的量
2
随时间变化的关系，图3表示在其他条件不变的情况下，改变反应物B 的起始物质的量对此反应平衡的影
2
响。下列说法正确的是
A．该反应属于高温自发进行的反应
B．10min内该反应的平均速率
C．11min时，其他条件不变，压缩容器容积至1L，n(A )的变化趋势如图2中曲线d所示
2
D．图3中T H，即△G>0，反应不能自发进行，A错误；
△ △B.10min内该反应的平均速率v(A )= mol/(L·min)，根据方程式可知
2
v(B )=3v(A)=0.045mol/(L·min)，B错误；C.11min时，其他条件不变，压缩容器容积至1L，由于物质的浓
2 2
度增大，化学平衡正向移动，不断消耗A，所以n(A )的物质的量会进一步减少，n(A )变化趋势如图2中
2 2 2
曲线d所示，C正确；D.在温度不变时，增大某种反应物的浓度，化学平衡正向移动，可以使其它反应物
的转化率提高，故当T350℃之后NO转化率降低的可能原因是有副反应的发生
B．以VWTi/AC0为催化剂，温度高于400℃后曲线上的任一点均是对应温度下的平衡点
C．图中X点所示条件下，增加NH 浓度不能提高NO转化率
3
D．250℃时K=1024，若起始时充入c(NH )=c(NO)=c(N)=1mol·L-1，c(HO)=2mol·L-1，则v 350℃在VWTi/AC50为催化剂，副产物NO的浓度快速升高，故NO转化率
2
降低的可能原因是有副反应的发生，A正确；B．两图数据均是在相同时间内测得，并不是反应达到平衡
时的数据，B错误；C．X点是以VWTi/AC 为催化剂，在温度约为300℃时测得的NO转化率，增加NH
0 3
浓度，反应的平衡朝正向移动，能提高NO转化率，C错误；D．若起始时充入c(NH )=c(NO)=c(N)=1mol·L-1，c(HO)=2mol·L-1，体系浓度商Q= = =64，Qv ，D错误；故选A 。
正 逆
14．（2022·北京海淀·二模）工业上利用碳热还原BaSO 制得BaS，进而生产各种含钡化合物。温度对反
4
应后组分的影响如图。
已知：碳热还原BaSO 过程中可能发生下列反应。
4
i.BaSO (s)+2C(s)=2CO (g)+BaS(s) H
4 2 1
ii.BaSO
4
(s)+4C(s)=4CO(g)+BaS(s) △H
2
=+571.2kJ·mol-1
iii.BaSO
4
(s)+4CO(g)=4CO
2
(g)+BaS(△s) H
3
=-118.8kJ·mol-1
下列关于碳热还原BaSO
4
过程的说法正△确的是
A．△H=+113.1kJ·mol-1
1
B．400℃后，反应后组分的变化是由C(s)+CO(g) 2CO(g)的移动导致的
2
C．温度升高，C(s)+CO(g) 2CO(g)的平衡常数K减小
2
D．反应过程中，生成的CO 和CO的物质的量之和始终等于投入C的物质的量
2
【答案】B
【解析】A．已知ii.BaSO (s)+4C(s)=4CO(g)+BaS(s) H=+571.2kJ·mol-1，
4 2
△
iii.BaSO (s)+4CO(g)=4CO (g)+BaS(s) H=-118.8kJ·mol-1，由盖斯定律可知：（ii+ iii）× 可得BaSO(s)
4 2 3 4
△
+2C(s)=2CO (g)+BaS(s)，故△H=（△H+ H）× =（571.2kJ·mol-1-118.8kJ·mol-1）× =+226.2 kJ·mol-1，
2 1 2 3
△
A项错误；B．400℃后，BaS的物质的量分数变化不大，硫化钡基本反应完全，C、CO 的量减少，CO的
2量增加，故反应后组分的变化是由C(s)+CO(g) 2CO(g)的移动导致的，B项正确；C．已知：
2
ii.BaSO (s)+4C(s)=4CO(g)+BaS(s) H=+571.2kJ·mol-1，
4 2
△
iii.BaSO (s)+4CO(g)=4CO (g)+BaS(s) H=-118.8kJ·mol-1，由盖斯定律可知：（ii- iii）× 可得C(s)+CO(g)
4 2 3 2
△
2CO(g)，△H=（△H- H）× =（571.2kJ·mol-1+118.8kJ·mol-1）× =+172.5 kJ·mol-1，反应正向为吸
2 3
△
热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数K值增大，C项错误；D．为使硫酸钡得到充分还原，需要
加入过量的碳，故反应过程中生成的CO 和CO的物质的量之和小于投入C的物质的量，D项错误；答案
2
选B。
15．（2022·上海徐汇·三模）向恒容密闭容器中充入amolCO和bmol ，发生反应：
， 的平衡转化率如图所示，下列说法正确的是
A．150℃时，若该反应的 ，则
B．该反应为吸热反应
C．COS与 的浓度之比保持不变时，反应达到平衡状态
D．平衡后，向容器中再通入amolCO， 逐渐增大至不变
【答案】A
【解析】A．150℃时HS的转化率为40%，平衡时HS的物质的量变化为0.4b，
2 2，设容器的体积为V，则该反应的平衡常数
，整理可得a：b=6：5，故A正确；B．温度升高HS的转化率减小，
2
说明升高温度平衡逆向移动，该反应为放热反应，故B错误；C．COS和H 均为生成物，计量数之比为
2
1：1，反应从左侧开始，则 COS与 的浓度之比始终不变，无法判断平衡状态，故C错误；D．通入
CO后的瞬间，正反应速率立即增大，逆反应速率不变，之后正反应速率逐渐减小、逆反应速率逐渐增大，
直至正逆反应速率相等，重新达到平衡状态，故D错误，故选：A。
16．（2022·广东·三模） 时，向恒容容器中加入A发生反应：① ，②
。反应体系中A、B、C的分压随时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A．容器内压强保持不变，表明反应达到平衡状态
B． t 时刻A物质反应完全
1
C． 时，反应②的分压平衡常数
D．当C、D的分压相等时，反应②中B的转化率为
【答案】D
【解析】由题中反应式可知，反应①不是可逆反应，能够进行完全，假如向容器中加入2molA相当于加入
4molB和1mol C，4molB再发生反应②生成D，反应②为可逆反应，根据图中t 时刻B、C压强不再改变，
1
说明达到平衡状态。A．反应②为可逆反应，反应前后气体的物质的量改变，容器中的压强是变量，若容器内压强保持不变，表明反应达到平衡状态，故A正确；B．由图像可知，t 时刻A物质分压为0，说明A
1
反应完全，故B正确；C．设起始加入2molA，发生反应①生成4molB和1mol C，再设4molB发生反应②
生成D的物质的量为x，列出三段式：
平衡时，容器中含有气体的总物质的量为：(4-2x)+x+1=(5-x)，根据压强之比等于物质的量之比，平衡时容
器中气体总压强= 40kPa，此时B的分压= 40kPa=16kPa，解得x=1.6mol，平衡时总压
强= 40kPa=68kPa；B气体的分压=16kPa，D气体的分压= 68kPa=32kPa，则平衡常数
，故C正确；D．结合C选项分析，当C、D的分压相等时，C、D的物质
的量相等，均为1mol，则转化的B的物质的量为2mol，B的转化率= ，故D错误；答
案选D。
二、主观题（共5小题，共52分）
17．（2022·浙江·安吉县高级中学模拟预测）（10分）水煤气变换[CO(g)+H O(g) CO(g)+H(g)]是重要
2 2 2
的化工过程，主要用于合成氨、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 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 的进料量进行实验，
2 2
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【答案】（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
【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CoO
2 2
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，反应达到平
2 2 2 2
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
2mol，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
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
18．（2022·福建省龙岩第一中学一模）（12分）化学链燃烧的基本原理是将传统燃料与空气接触的燃烧
反应借助载氧剂(如 、FeO等)的作用分解为几个气固相反应，燃料与空气无需接触，由载氧剂将空气
中的氧传递给燃料。
回答下列问题：
(1)用FeO作载氧剂，部分反应的 与温度的关系如图甲所示(已知： 是用平衡分压代替平衡浓度表示
的平衡常数，平衡分压=总压×物质的量分数)。
①据图甲判断，属于吸热反应的是___________(填“a”“b”或“c”)。
②X点对应温度下，向某恒容密闭容器中通入m molCO，并加入足量的FeO，只发生反应
，则CO的平衡转化率为___________。
(2)为研究上述反应体系的平衡关系，控制温度为T℃，向某恒容密闭容器中加入 和
进行反应： 。反应起始时压强为 ，达到平
衡状态时，容器内气体压强是起始压强的2.0倍。①T℃时，该反应的平衡常数 ___________(分压=总压×物质的量分数)。
②相同温度下，再向该恒容密闭容器中通入稀有气体(Ar)稀释，该反应的化学平衡将___________(填“正
向移动”“逆向移动”或“不移动”)。平衡时， 与 物质的量浓度之比
___________。
(3)为研究反应体系的动力学行为，向另一恒容密闭容器中加入一定量 、 和 ，控制不
同反应温度， 物质的量浓度c随反应时间t的变化曲线如图乙所示。
代表较高温度的变化曲线为___________。(填“X”或“Y”)。温度为T℃，若起始时向该容器中加入
、 、 、 ，此时 ___________ (填“＞”“＜”或“=)。
【答案】（除标注外，每空2分）(1)bc 50%
(2) 不移动（1分） 1∶1
(3)X（1分） ＞
【解析】(1)①由图甲可知，随着温度的升高，反应a的 逐渐减小，反应b、c的 逐渐增大，说明
升高温度，反应a逆向移动，反应b、c正向移动，则反应a是放热反应，反应b、c是吸热反应，故答案为：
bc；
②X点对应温度下，通入m molCO，发生反应 ，此时 ，即 ，
推知平衡时， ，故CO的平衡转化率为50%，故答案为：50%；(2)①T ℃时，加入 和 进行反应，假设 的转化量为x mol，利用“三段式”法计
算： ，达到平衡状态时，容器内气体
压强是起始压强的2.0倍，根据阿伏加德罗定律的推论可知，恒温恒容条件下气体的压强之比等于其物质
的量之比，则有 ，解得 ，达到平衡时， ，
，该反应的平衡常数 ，故答案为： ；
②相同温度下，再向该恒容密闭容器中通入稀有气体(Ar)稀释，各组分相对浓度不发生变化，平衡不移动；
由①分析可知，达到平衡时， 与 的物质的量均为1mol，二者的物质的量浓度之比
，故答案为：不移动；1∶1；
(3)由图乙可知，起始时 相同，温度越高，反应速率越快，达到平衡的时间越短，则较高温度的变
化曲线为X；根据阿伏加德罗定律可知，相同条件下，气体物质的量之比等于其压强之比，起始充入2mol
气体，压强为 ，现向该容器中加入 、 、 和 ，此时气体总
物质的量为2.5mol，则此时压强为 ， ，反应正向进行，则
，故答案为：X；＞。
19．（2022·宁夏·平罗中学三模）（10分）研究氮氧化物的反应机理，NOx之间的转化对等于消除环境污
染有具有重要意义。Ⅰ.升高温度绝大多数的化学反应速率增大，但是2NO(g) + O (g) 2NO (g) (∆H< 0)的速率却随温度的升
2 2
高而减小。某化学小组为研究特殊现象的实质原因，查阅资料知：
2NO(g)+O (g) 2NO (g)的反应历程分两步：
2 2
①2NO(g) NO(g) (快) v =k c2(NO) v =k c(NO) ∆H < 0
2 2 1正 1正 1逆 1逆 2 2 1
②NO(g)+O(g) 2NO (g) (慢) v =k c(NO) c(O ) v =k c2(NO ) ∆H < 0
2 2 2 2 2正 2正 2 2 2 2逆 2逆 2 2
(1)一定温度下，反应2NO(g)+O (g) 2NO (g)达到平衡状态，请写出用k 、k 、k 、k 表示的平
2 2 1正 1逆 2正 2逆
衡常数表达式K=_______，根据速率方程分析，升高温度该反应速率减小的原因是_______ (填字母)。
a. k 增大，c(NO)增大 b. k 减小，c(NO)减小 c. k 增大，c(NO)减小 d. k 减小，c(NO)增大
2正 2 2 2正 2 2 2正 2 2 2正 2 2
(2)由实验数据得到v ～c(O)的关系可用如图表示。当x点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变
2正 2
为相应的点为_______(填字母)。
Ⅱ.回答下列问题
(3)已知：NO(g) 2NO (g) ∆H> 0，将一定量NO 气体充入恒容的密闭容器中，控制反应温度为T
2 4 2 2 4 1。
①下列可以作为反应达到平衡的判据是_______。
A．气体的压强不变 B．容器内气体的密度不变
C．K不变 D．v (N O) v (NO ) E.容器内颜色不变
正 2 4 =2 逆 2
② t 时刻反应达到平衡，混合气体平衡总压强P，NO 气体的平衡转化率为75%，则反应NO(g)
1 2 4 2 4
2NO (g)的平衡常数Kp=_______。[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
2
表示平衡常数，记作kp，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]
【答案】（每空2分）(1) c(2)a
(3)AE p
【解析】(1)已知①2NO(g) NO(g)②NO(g)+O(g) 2NO (g)，而目标反应2NO(g)+O (g) 2NO (g)的△H
2 2 2 2 2 2 2 2
=①+②= H+ H，由反应⇌达平衡状态，所以v =v⇌、v =v ，所以v ×v =v ×v ，⇌即k
1 2 1正 1逆 2正 2逆 1正 2正 1逆 2逆 1正
△ △
c2(NO)×k c(NO) c(O )=k c(NO)× k c2(NO ) 整理得 = =K；
2正 2 2 2 1逆 2 2 2逆 2
反应速率的是反应②，温度越高k 增大，反应速率加快，二氧化二氮的浓度减少，导致两者的积减小，
2正
故选c；
(2)v 升高到某一温度时v 减小，平衡逆向移动，氧气的浓度增大，所以反应重新达到平衡，则变为相应
2正 2正
的点为a；
(3)①A．反应为非等体积反应且在恒容条件下进行，根据pV=nRT可知，压强恒定时，体系一定达到平衡
状态，A正确；B．由于该反应的物质全为气体参与，且在恒容条件下进行，所以根据ρ= 可知，容器内
的气体密度恒定与平衡与否无关，B错误；C．温度恒定则K就不变，与是否平衡无关，C错误；D．当v
(N O) v (NO ) 时，体系才平衡，选项将系数弄反了，D错误；E．NO 气体有颜色，颜色的深浅与浓
正 2 4 =2 逆 2 2
度有关，当颜色不变时，即浓度不变，反应一定平衡，E正确；故选AE。
②恒容条件下压强比等于气体的物质的量之比，假设初始时NO 的物质的量为n，根据平衡状态时转化率
2 4
为75%，列三段式：
；
气体的平衡转化率为75%，则平衡时NO 的物质的量为0.25n，生成的NO 的物质的量为1.5n，所以p
2 4 2
(N O)= p= p，p (NO) = p= p，K= = = p ；
2 4 2
20．（2022·上海市南洋模范中学模拟预测）（12分）捕集CO 的技术对解决全球温室效应意义重大。目
2前国际空间站处理CO 的一个重要方法是将CO 还原，涉及的化学反应如下：CO(g)+4H(g) CH(g)
2 2 2 2 4
+2H O(g)+Q(Q>0)
2
(1)该反应的平衡常数表达式为_______。如果改变某种条件，平衡向正反应方向移动，则平衡常数
_______(填写编号)。
a.一定增大 b.一定减小 c.可能增大 d.可能减小
e.可能不变
(2)向2L某密闭容器充入1molCO 和4molH ，一定条件下发生上述反应。5min末测得气体的物质的量减少
2 2
了20%，则0~5min内CO 的平均反应速率为_______。
2
(3)CO 还可应用于纯碱工业。侯氏制碱的过程中，向饱和的氨化食盐水中通入足量CO 的生产环节又被称
2 2
为“碳酸化”。碳酸化时产生的现象是_______。碳酸化过程中，溶液中c(CO )的变化情况为_______。
(4)侯氏制碱原料中的氨气是用如下反应N(g)+3H(g) 2NH (g)+Q(Q>0)制得，若按n(N ):n(H)=1:3向反应
2 2 3 2 2
容器中投料，在不同温度下分别达平衡时，混合气中NH 的质量分数随压强变化的曲线如图所示。下列说
3
法正确的是_______(填字母)。
a.曲线a、b、c对应的温度是由低到高
b.加入催化剂能加快化学反应速率和提高H 的转化率
2
c.图中Q、M、N点的平衡常数：K(N)>K(Q)=K(M)
d.M点对应H 的转化率为75%
2
【答案】（每空2分）(1) c、e
(2)0.05mol/(L·min)
(3)有晶体析出 先增大，后减小
(4)a
【解析】(1)平衡常数为反应达平衡后生成物浓度的幕之积与反应物浓度的幕之积的比值，CO(g)+4H(g)
2 2CH(g)+2HO(g)+Q(Q>0)的平衡常数表达式为： ，如果改变温度，平衡常数一定发
4 2
生变化，因为该反应为放热反应，降低温度，平衡右移，则平衡常数增大；若是改变浓度，压强或使用催
化剂，都不能改变反应的平衡常数，c、e正确；
(2)设反应中CO 的消耗量为x mol，根据题给信息进行计算：
2
CO(g)+4H(g) CH(g)+2HO(g)
2 2 4 2
根据题意 ，x=0.5mol ，则0～5min内CO 的平均反应速率为
2
，
(3)二氧化碳与饱和的氨化食盐水反应生成碳酸氢钠和氯化铵，由于碳酸氢钠的溶解度较小，在溶液中析出，
因此碳酸化时产生的现象是有晶体析出；碳酸化过程中，碳酸存在两步电离，HCO H++HCO 、HCO
2 3
H++CO ，在碱性环境下，减小了氢离子浓度，平衡右移，促进了电离，c(CO )浓度增大，随着二氧
化碳气体的量增多，CO+ CO +H O= 2HCO ，所以c(CO )浓度又减小；答案为：有晶体析出；先增大，
2 2
后减小；
(4)a．该反应为放热反应，压强相同时，升高温度，平衡逆向移动，氨气质量分数减小，故曲线a、b、c对
应的温度是由低到高，故a正确；b．加入催化剂能加快化学反应速率但不能影响平衡移动不会提高H 的
2
转化率，故b错误；c．图中Q、M温度相同，K(Q)=K(M)，N点比M点温度高，平衡逆向移动，平衡常
数减小，故K(N)
