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高考解密07 化学反应速率与化学平衡
A 组 基础练
1．（2023·广东广州·一模）向密闭容器中充入 、 和 ，发生反应
， 与 的初始消耗速率(v)与温度(T)的关系如图所示(图中A、B点
处于平衡状态)，下列说法不正确的是
A．a为 随温度的变化曲线
B．该反应的
C．200℃下反应一段时间， 的物质的量增多
D．反应达到平衡后向体系中充入氮气，平衡不移动
【答案】C
【解析】化学反应速率与反应的系数成正比；由化学方程式可知，平衡时 与 的反应速率为1:2，
结合图像可知，图中A、B点处于平衡状态，则正逆反应速率相等，a为 随温度的变化曲线；A．由
分析可知，a为 随温度的变化曲线，A正确；B．由图像可知，随着温度升高， 的消耗速率更
大，反应逆向进行，则正反应为放热反应，焓变小于零，B正确；C．图中A、B点处于平衡状态，200℃下
反应没有达到平衡，此时逆反应速率小于正反应速率，反应正向进行，故反应一段时间， 的物质的量减小，C错误；D．反应达到平衡后向体系中充入氮气，不影响反应中各物质的浓度，平衡不移动，D正确；
故选C。
2．（2022·浙江温州·统考模拟预测）T℃，反应 ，在密闭容器中达到平
衡时的体积为100mL。已知密度：CaO(s)： 、 ： 。下列有关说法正确的是
A．恒温、恒容，体系中再加入56g ，平衡不移动
B．恒温、恒压，体系中再加入100g ，平衡不移动
C．恒温，压缩容器体积，平衡后，反应速率加快
D．恒温、恒压，体系中通入一定量 ，平衡正向移动，建立新的平衡状态
【答案】B
【解析】A．恒温、恒容，体系中再加入56g CaO(s)，气体的体积减小，压强增大，平衡逆向移动，A错误；
B．100g CaCO(s)的体积约为34mL，恒温、恒压，总体积增大，二氧化碳浓度不变，平衡不移动，B正确；
3
C．恒温，压缩容器体积，容器内压强增大，平衡逆向移动，由于温度不变，平衡常数不变，则新的平衡
和旧的平衡中，c(CO)相同，则反应速率也相同，C错误；D．恒温、恒压，体系中通入一定量N，相当于
2 2
减小压强，平衡正向移动，由于温度不变，平衡常数不变，c(CO)不变，则新的平衡和旧的平衡等同，D
2
错误；故选B。
3．（2022·浙江·模拟预测）在2 L密闭恒容容器内，500℃时发生反应： ，
体系中n(NO)随时间的变化如表：
时间/s 0 1 2 3 4
n(NO)/mol 0.020 0.010 0.008 0.007 0.007
下列说法正确的是A．2 s内消耗氧气的平均速率为3.0×10-3 mol/(L·s)
B．反应达到平衡时，2v(NO)=v(O)
2
C．当容器内气体的密度或气体颜色不再发生变化时，该反应达到平衡状态
D．若K ＞K ，第4 s后升温至达到新平衡过程中逆反应速率先增大后减小(K表示平衡常数)
500℃ 550℃
【答案】D【解析】A．2 s内消耗NO的平均速率为v(NO)= ，则根据物质反应
速率比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的比，则可知消耗氧气的平均速率为v(O)=1.5×10-3
2
mol/(L·s)，A错误；B．反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，且NO与O 的反应速率之比等于化学计
2
量数之比，且选项中未指明反应速率的正、逆，不能据此判断反应是否达到平衡状态，B错误；C．反应在
恒容容器中，气体的体积不变；反应混合物都是气体，气体的质量不变，则体系中反应气体密度始终不变，
故不能据此判断反应是否达到平衡状态，C错误；D．若化学平衡常数K ＞K ，说明该反应的正反应为
500℃ 550℃
放热反应，升高温度，逆反应速率突增，平衡逆向移动，逆反应速率先突然增大后再逐渐减小，D正确；
故合理选项是D。
4．（2022·重庆·统考模拟预测）为了实现“碳中和”，利用 合成 的反应为：I.
，副反应为：II.
，已知温度对 、CO的平衡产率影响如下图所示，下列说法中正确的是
A．反应I的活化能大于反应II活化能
B．可以通过使用合适的催化剂提高 的选择性
C．增大压强可以加快反应I的速率，对反应II的速率无影响
D．实际生产过程中，一定要在较低温度下才能提高 的产率【答案】B
【解析】由图可知，升高温度，一氧化碳的产率增大、甲醇的产率减小，说明反应I是放热反应，反应II
是吸热反应。A．由图可知，相同温度时，一氧化碳的产率高于甲醇产率，说明反应II的反应速率快于反
应I，反应速率越快，反应的活化能越小，则反应I的活化能小于反应II活化能，故A错误；B．催化剂有
一定的选择性，选用合适的催化剂快于减弱副反应的发生，提高甲醇的选择性，故B正确；C．反应I和反
应II都是有气体参加和生成的反应，增大压强，反应I的速率和反应II的速率均增大，故C错误；D．反
应I是气体体积减小的放热反应，适当降低温度和增大压强都能提高甲醇的产率，故D错误；故选B。
5．（2021·浙江绍兴·校考模拟预测）一定温度下，在V = 1L的恒容容器中，反应2NO(g) = 2N(g) +
2 2
O(g)的部分实验数据如下：
2
反应时间 / min 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
c(NO) /
2 0.10 0.09 0.08 0.07 0.06 0.05 0.04 0.03 0.02 0.01 0.00
mol·L-1
下列说法不正确的是A．其它条件一定时，NO的分解速率与其浓度无关
2
B．0~100min内，以O 表示的平均反应速率为5×10-4mol∙L-1∙min-1
2
C．若某时刻NO的转化率为50%，则此时容器内压强为初始压强的1.25倍
2
D．若保持体积不变，NO初始浓度改为0.20mol/L，则反应30min时其转化率仍为30%
2
【答案】D
【解析】A．由表中数据可知，每10minc(NO)减少0.01mol/L，可知速率始终不变，则NO分解速率与其浓
2 2
度无关，A正确；B．0~100min内，以O 表示的平均反应速率为 ，B正确；
2
C．NO的转化率为50%，则转化的NO为 ，可知此时NO(g)为0.05mol、N(g)
2 2 2 2
为0.05mol、O(g)为0.025mol ，且温度和体积不变时压强之比等于物质的量之比，则此时容器内压强为
2
初始压强的 ，C正确；D．表中数据知，该反应不是可逆反应且反应速
率始终不变，所以其反应速率与开始反应物浓度无关，反应至30 min时，
，NO初始浓度改为0.20mol/L，则反应30 min时其转化率为，
2
，D错误； 故选D。
6．（2022·上海闵行·统考一模）在恒温恒压下，某一体积可变的密闭容器中发生反应， 时达到平衡后，在 时改变某一条件，达到新平衡，反应过程v—t如图所
示。有关叙述中，错误的是
A． 时，v >v
正 逆
B． 时向密闭容器中加入物质C
C． 、 两平衡状态中c(C)不相等
D． 时v 先瞬时减小后逐渐增大直至与原平衡相等后保持不变
正
【答案】C
【解析】由图像可知，反应条件是恒温恒压，而反应特点是反应前后气体分子数相同，两次达到平衡时反
应速率相等，则两平衡应为等效平衡，由 时逆反应速率瞬间增大可知，改变的条件是向密闭容器中加入
物质C，此时容器体积增大，反应物浓度减小，v 先瞬时减小后逐渐增大直至与原平衡相等后保持不变。
正
A．由题中图示可知， 时，逆反应速率增大，说明可逆反应从正向建立平衡，正反应速率大于逆反应速
率，即v >v ，故A正确；B．向密闭容器中加入物质C，逆反应速率瞬间增大，再次建立的平衡与原平衡
正 逆
等效，说明和原平衡相同，符合图像，故B正确；C．反应速率与反应物浓度成正比， 、 两平衡
状态时逆反应速率相等，说明达到平衡状态时，各物质的浓度不变，则c(C)相等，故C错误；D．根据分
析， 时改变的条件是向密闭容器中加入物质C，容器的容积变大，反应物浓度减小，则v 先瞬时减小后
正
逐渐增大直至与原平衡相等后保持不变，故D正确；答案选C。
7．（2022·上海长宁·统考一模）已知 。一定温度下，在体积恒定的密闭容器中，加入1mol 与1mol ，下列说法正确的是
A．充分反应后，放出热量为akJ
B．若增大Y的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小
C．当X的物质的量分数不再改变，表明该反应已达平衡
D．当反应达到平衡状态时，X与W的物质的量浓度之比一定为1：2
【答案】C
【解析】A．该反应为可逆反应，不能完全转化，充分反应后，放出热量小于akJ，A错误；B．若增大Y的
浓度，压强增大，正反应速率增大，逆反应速率也增大，B错误；C．当X的物质的量分数不再改变时，说
明X的物质的量不再变化，表明该反应已达平衡，C正确；D．当反应达到平衡状态时，X与W的物质的量
浓度之不一定为1：2，与各物质的初始浓度和转化率有关，D错误；故答案为：C。
8．（2022·上海·统考一模）某温度下，向密闭容器中充入等物质的量的 和 ，发生反
应 。达到平衡后，下列说法正确的是
A．增大压强， ，平衡常数增大
B．加入催化剂，平衡时 的浓度增大
C．恒温下，移走一定量的 ， 变大， 变小
D．恒容下，充入一定量的 ，平衡时 的体积分数一定降低
【答案】D
【解析】A．增大压强，平衡正向移动， ，平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，A
错误；B．加入催化剂，不改变平衡状态，平衡时 的浓度不变，B错误；C．恒温下，移走一
定量的 ， 立即变小， 瞬时不变，随后变小，平衡逆向移动，C错误；D．充入等物质的
量的 和 ，按照化学计量系数比投料，达到平衡时 的体积分数最大，再充入一定量的 ，达到新平衡时 的体积分数一定降低，D正确；故选D。
9．（2022·全国·校联考模拟预测）已知，25℃时 溶液中存在以下平衡：
①
②
③
25℃时，0.1mol/L 溶液中， 随pH的变化关系如图所示( ， )。
下列说法错误的是
A．0.1mol/L 溶液中，加入少量的HI气体， 增大
B．溶液颜色不再变化，可以判断该体系达到平衡
C．a点溶液中离子浓度关系：
D．反应③的化学平衡常数
【答案】A
【解析】A．0.1mol/L 溶液中，加入少量的HI气体， 与HI发生氧化还原反应，
减小，故A错误；B． 为橙色， 为黄色，颜色不一样，当溶液颜色不再变化时，可以判断该体系达到平衡，故B正确；C． 溶液中， 最大，a点溶液中， ，
，则 ， ，
，解得， ，故a点溶液中离子浓度关系：
，故C正确；D．由反应 可得反应③，故反应③的化学平衡常
数 ，故D正确；故选A。
10．（2023·浙江杭州·学军中学校考模拟预测）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.CH 在无氧条件下直接脱氢：CH(g) CH(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CH 脱氢制取丙烯：CH(g)+CO(g) CH(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；HO(g)=HO(l) △H=-44kJ•mol-1
2 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
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。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(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CH 脱氢制取丙烯，请说明原因：______。
2 3 8
(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：______。
【答案】(1)+41.2kJ•mol-1
(2)A
(3)0.0125MPa
(4)CO 能与H 发生反应II使反应I平衡正移，提高丙烯产率
2 2
(5)CO+C=2CO，可以消除催化剂表面的积炭
2
【解析】（1）CO和 的燃烧热分别为 可得：①
，② ，③
，根据盖斯定律将②-①-③，整理可得
；
（2）A．反应I的正反应是吸热反应,升高温度，反应|的化学平衡正向移动，使其化学平衡常数增大，A
项正确；B．选择合适的催化剂只能改变反应速率，但不能使化学平衡发生移动，因此不能提高丙烷平衡
转化率，B项错误；C．根据(1)计算可知反应|I热化学方程式为该反应的正反应是吸热反应，若△S < 0则△G=△H -
T△S> 0，反应不能自发进行，C项错误；D．该反应的正反应是气体体积增大的反应，在恒温恒压下通入
水蒸气，体系的体积增大，化学平衡逆向移动，不利于提高丙烷转化率，D项错误；答案选A。
（3）反应I的正反应是气体体积增大的吸热反应,在压强不变时,升温，化学平衡正向移动, 的物质的
量分数减小;在温度不变时，加压，化学平衡逆向移动, 的物质的量分数增大，所以A点表示0.1
MPa、556 ℃时 平衡时的物质的量分数,则 平衡时物质的量分数均为25%，
；
（4）工业上常用 氧化 ，脱氢制取丙烯,这是由于 能与 发生反应,使反应I平衡正向移动，
从而提高丙烯产率。
（5）该工艺可以有效消除催化剂表面的积炭，维持催化剂活性，这是由于C能够与 反应生成CO,使C
脱离催化剂表面；
B 组 提升练
1．（2022·浙江·模拟预测）室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：
① 、② ，反应①的速率可表示为 ，反应②的速率可表示为
( 、 为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如表，下列说法错误的是
时间/min
0 30 60
M 0.500 0.300 0.200
Z 0 0.125 x
A．0~30min时间段内，Y的平均反应速率为B．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变，为3∶8
C．分析计算可得
D．反应①的活化能比反应②的活化能大
【答案】B
【解析】A．由表中数据可知，30min时，M、Z的浓度分别为 和 ，则M浓度的变
化量为 ，结合两化学方程式可知Y浓度的变化量为
，则0~30min时间段内，Y的平均反应速率为
，故A正确；B．由题中信息可知，反应①和反应②的速率之比为 ，
Y和Z分别为反应①和反应②的产物，且两者与M的化学计量数相同(化学计量数均为1)，因此室温下反应
开始后，体系中Y和Z的浓度之比等于 ，为定值，结合30min时数据可知，二者浓度比为
，故B错误；C．结合A、B的分析可知 ，因此，反应过程中有 的M转化为Z，
，故C正确；D．由以上分析可知，在相同的时间内生成Z较多、生成Y较少，
因此，反应①的化学反应速率较小，在同一体系中，活化能较小的化学反应速率较快，故反应①的活化能
比反应②的活化能大，故D正确；故选B。
2．（2022·河北唐山·统考三模）利用间接转化法可将氮氧化物转化为化工产品以实现氮氧化物的充分
利用。
已知①
②
③ 。
若某温度下，向VL密闭容器中加入2molNO和2molICl发生上述反应，达平衡时容器中NOCl(g)为amol，
为bmol。下列说法不正确的是
A．若升高温度NOCl的物质的量增大，则 且B．此时 的浓度为
C．若该密闭容器中气体颜色保持不变，说明各反应已达平衡状态
D．NO转化率为
【答案】A
【解析】A．若升高温度NOCl的物质的量增大，可能为 和 ，且反应①生成NOCl的程度大于
反应②消耗NOCl的程度，A错误；B．设反应①中NO的转化量为2xmol，根据达平衡时容器中NOCl(g)为
amol， 为bmol可列出以下三段式： ，
，
，平衡时I 的物质的量为：
2
，浓度为 ，B正确；C．若该密闭容器中气体颜色保持不变，说明I
2
和Cl 浓度保持不变，说明各反应已达平衡状态，C正确；D．NO的净转化率为：
2
，D正确；故选A。
3．（2022·江苏连云港·统考模拟预测）在工业生产上通常利用硫(S)与CH 为原料制备CS，主要发生以
8 4 2
下两个反应： 反应I：S(g)=4S(g)；反应II：2S(g)+CH(g) CS(g)+2HS(g)。一定条件下，S 分解
8 2 2 4 2 2 8
产生S 的体积分数、CH 与S 反应中CH 的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是
2 4 2 4A．反应II的正反应为放热反应
B．某温度下若S 完全分解成S，在恒容密闭容器中，n(S)∶n(CH)=2∶1开始反应，当CS 体积分数为
8 2 2 4 2
10%时，CH 转化率为60%
4
C．通过增大S 的浓度可以提高CH 的转化率
8 4
D．制备CS 时温度需高于600℃的原因是：此温度CH 平衡转化率已很高，低于此温度，S 浓度小，反应速
2 4 2
率慢
【答案】B
【解析】A．反应物S(g)的体积分数随温度的升高而增大，CH 的转化率随温度的升高而降低，则该反应的
2 4
正反应为放热反应，故A正确；B．在密闭容器中，设CH 的起始物质的量为a，转化的物质的量为x，则由
4
三段式： 有CS 的体积分数为
2
，解得 ，则CH 的转化率为 ，故B错；C．由
4
反应I：S(g)=4S(g)可知，增大S(g)浓度即可增大S(g)浓度，增大S(g)浓度平衡正向移动，则CH 的转
8 2 8 2 2 4
化率增大，故C正确 ；D．反应II：2S(g)+CH(g) CS(g)+2HS(g)，在温度高于600℃时CH 平衡转化
2 4 2 2 4
率较高，低于600℃时，S(g)浓度较低，化学反应速率较慢，故D正确；答案选B。
2
4．（2022·浙江温州·统考三模）在某容积可变的密闭容器中加入等量的A、B混合气体共4mol，发生反应：mA+nB pC，保持一定温度，改变压强分别达到平衡时，测得不同压强下气体A的物质的量浓度如
表：
2×10 5×10 1×10 3×10
压强p/Pa
5 5 6 6
c(A)/
0.08 0.20 0.40 0.80
mol·L-1
下列说法一定正确的是A．保持一定温度，增大压强，平衡正向移动
B．当压强为3×106Pa时，此反应的平衡常数表达式：K=
p
C．反应平衡后若增大压强，则新平衡的逆反应速率大于原平衡的逆反应速率
D．若再向体系中加入bmolB，当重新达到平衡时，体系中A、B、C总物质的量为(4+b)mol
【答案】D
【解析】结合表格可知，温度、A(g)和B(g)起始量相同，1×106Pa之前若增大压强为原来的x倍，A的平
衡浓度=原来平衡浓度的x倍，则1×106Pa之前增大压强，平衡不移动，则m+n=p，且C一定为气体；
3×106Pa的倍数是1×106Pa的3倍，但A的浓度比0.40的3倍即1.20小，因此此时C为非气体，比
1×106Pa时平衡正向移动。A．由分析可知压强小于1×106Pa增大压强，平衡不移动，压强大于1×106Pa
增大压强，平衡可能正向移动，A错误；B．由分析可知当压强为3×106Pa时，C为非气态，故平衡常数表
达式为K= ，B错误；C．恒温恒压下，气体物质的量之比=压强之比，故当为非气态时增大压强，
p
平衡虽然正向移动，但新平衡时体系中A、B的浓度和增压之前相等，新平衡的逆反应速率与原平衡相等，
C错误；D．由于m+n=p，则平衡时A、B、C总物质的量为4mol，设再充入bmolB后B转化nxmol，则A转化
mxmol，C生成pxmol，当重新达到平衡时，体系中A、B、C总物质的量为(4-mx-nx+px+b)mol=(4+b)mol+
[p-(m+n)]mol=(4+b)mol+0mol=(4+b)mol，D正确；答案选D。
5．（2022·浙江杭州·杭州高级中学校考模拟预测）当今，世界多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间
节点。因此，研发二氧化碳利用技术，降低空气中二氧化碳含量成为研究热点。
(1)在C和 的反应体系中：
反应1：反应2：
反应3： 。
设 ，反应1、2和3的y随温度的变化关系如图所示。图中对应于反应3的线条是____。
(2)雨水中含有来自大气的 ，溶于水中的 进一步和水反应，发生电离：
①
② 25℃时，反应②的平衡常数为 。
溶液中 的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压×物质的量分数)，比例系数为 ，
当大气压强为 ，大气中 的物质的量分数为 时，溶液中 浓度为_______ (写出表达
式，考虑水的电离，忽略 的电离)
(3)在某 催化加氢制 的反应体系中，发生的主要反应有：
I.
II.
III.
时，往某密闭容器中按投料比 充入 和 。反应达到平衡时，测得各组分的
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体系中 的物质的量分数受温度的影响不大，原因是_______。
③在下图中画出 随温度变化趋势图_______。
【答案】(1)a
(2)
(3)①
②温度升高时，反应I吸热反应正向进行的程度和反应III放热反应逆向进行的程度相差不大③
【解析】（1）由已知方程式：(2×反应1-反应2)可得反应3，结合盖斯定律得：ΔH=2ΔH-
3 1
ΔH=[2×(-394)-(-566)]kJ•mol-1=-222kJ•mol-1，反应1前后气体分子数不变，升温y不变，对应线条b，
2
升温促进反应2平衡逆向移动，气体分子数增多，熵增，y值增大，对应线条c，升温促进反应3平衡逆向
移动，气体分子数减少，熵减，y值减小，对应线条a，故答案为：a；
（2）由题可知，①CO(g) CO(aq)，②CO(aq)+HO(l) H+(aq)+ (aq)，K= ，又因
2 ⇌ 2 2 2 ⇌ 2
为溶液中CO 的浓度与其在空气中的分压成正比，则c(CO)=y(mol•L-1•kPa-1)•p(CO)=p•x•y，在忽略
2 2 2
的电离时，c(H+)-c(OH-)=c( )，而c(H+)•c(OH-)=K，所以K= ，
w 2
可得c(H+)= mol•L-1，故答案为： ；
（3）①△H＜0，△H＜0，即生成甲醇的反应均为放热反应，所以温度升高平衡时甲醇的物质的量分数应
3 2
减小，△H＞0，生成CO的反应为吸热反应，所以随温度升高CO平衡时的物质的量分数会变大，二者共同
1
作用导致水蒸气减小幅度小于甲醇，所以Z代表HO，Y代表CHOH，X代表CO，故答案为：CHOH；②依据
2 3 3
主要反应的化学方程式可知，反应Ⅲ消耗CO，反应Ⅰ逆向产生CO，最终体系内CO 的物质的量分数与上
2 2 2
述两个反应进行的程度相关。由于△H＜0而△H＞0，根据勒夏特列原理，温度改变时，反应Ⅲ和反应Ⅰ
3 1
平衡移动方向相反，且平衡移动程度相近，导致体系内CO 的物质的量分数受温度的影响不大；故答案为：
2
温度升高时，反应I吸热反应正向进行的程度和反应III放热反应逆向进行的程度相差不大；
③其他条件相同下，升高温度，反应I吸热反应正向进行的程度和反应III放热反应逆向进行的程度相差
不大，即n(CO)基本不变，反应II为放热反应，升高温度平衡逆向移动，n(H)增大，则
2 2随温度升高而增大，图示为： 。
C 组 真题练
1．（2021·重庆·统考高考真题）甲异腈(CHNC)在恒容密闭容器中发生异构化反应： CHNC(g)
3
→CHCN(g)，反应过程中甲异腈浓度c随时间t的变化曲线如图所示(图中T为温度)。该反应的反应速率v
3
与c的关系为v=kc，k为速率常数(常温下为常数)，a点和b点反应速率相等，即v(a)=v(b)。下列说法错
误的是
A．bf段的平均反应速率为1.0 × 10 -4mol(L·min)
B．a点反应物的活化分子数多于d点
C．T>T
1 2
D．3v(d)=2v(e)
【答案】C
【解析】设T 时，速率常数为k，T 时，速率常数为R，v(a)=v(b)， ，
1 1 2 2
。A．由题干信息可知， ，A正确；B．ad两点相比较，
a点的浓度比d的浓度大，且其他的条件相同，故a点反应物的活化分子数多于d点，B正确；C．由以上
可知，k=2k，v=kc，浓度相同的时候，v>v，温度越高，速率越大，故T>T，C错误；D．
2 1 2 1 2 1， ，k=2k，可得3v(d)=2v(e)，D正确；故选C。
2 1
2．（2022·浙江·统考高考真题）在恒温恒容条件下，发生反应A(s)+2B(g) 3X(g)，c(B)随时间的
变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是
A．从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率
B．从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率
C．在不同时刻都存在关系：2v(B)=3v(X)
D．维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线
乙所示
【答案】C
【解析】A．图象中可以得到单位时间内的浓度变化，反应速率是单位时间内物质的浓度变化计算得到，
从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率，选项A正确；B．b点处的切线的斜率
是此时刻物质浓度除以此时刻时间，为反应物B的瞬时速率，选项B正确；C．化学反应速率之比等于化学
方程式计量数之比分析，3v(B)=2v(X)，选项C不正确；D．维持温度、容积不变，向反应体系中加入催化
剂，平衡不移动，反应速率增大，达到新的平衡状态，平衡状态与原来的平衡状态相同，选项D正确；答
案选C。
3．（2022·海南·统考高考真题）某温度下，反应CH=CH(g)+HO(g) CHCHOH(g)在密闭容器中达到平
2 2 2 3 2
衡，下列说法正确的是
A．增大压强， ，平衡常数增大
B．加入催化剂，平衡时 的浓度增大
C．恒容下，充入一定量的 ，平衡向正反应方向移动
D．恒容下，充入一定量的 ， 的平衡转化率增大【答案】C
【解析】A．该反应是一个气体分子数减少的反应，增大压强可以加快化学反应速率，正反应速率增大的
幅度大于逆反应的，故v > v ，平衡向正反应方向移动，但是因为温度不变，故平衡常数不变，A不正
正 逆
确；B．催化剂不影响化学平衡状态，因此，加入催化剂不影响平衡时CHCHOH(g)的浓度，B不正确；C．
3 2
恒容下，充入一定量的HO(g)，HO(g)的浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；D．恒容下，充入一
2 2
定量的CH=CH (g)，平衡向正反应方向移动，但是CH=CH (g)的平衡转化率减小，D不正确；综上所述，
2 2 2 2
本题选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的选择性，
2
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正确；
2
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．（2017·天津·高考真题）常压下羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)(g)。230℃时，
4
该反应的平衡常数K=2×10−5。已知：Ni(CO) 的沸点为42.2℃，固体杂质不参与反应。
4
第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)；第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至
4
230℃制得高纯镍。
下列判断正确的是
A．增加c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大
B．第一阶段，在30℃和50℃两者之间选择反应温度，选50℃
C．第二阶段，Ni(CO) 分解率较低
4
D．该反应达到平衡时，v [Ni(CO)]=4v (CO)
生成 4 生成
【答案】B
【解析】A．平衡常数只与温度有关，与浓度无关，A错误；B．50℃时，Ni(CO) 以气态存在，有利于分离，
4
从而促使平衡正向移动，B正确；C．230℃时，Ni(CO) 分解Ni(CO) (g) Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为
4 4
K’= = =5×104，可知分解率较高，C错误；D．平衡时，正逆反应速率相等，即4v [Ni(CO)]=
生成 4v (CO)，D错误；故选B。
生成
6．（2020·浙江·高考真题） 溶液与 溶液发生反应：
，达到平衡。下列说法不正确的是
A．加入苯，振荡，平衡正向移动
B．经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入 ，溶液呈血红色，表明该化学反应存在限度
C．加入 固体，平衡逆向移动
D．该反应的平衡常数
【答案】D
【解析】A.加入苯振荡，苯将I 萃取到苯层，水溶液中c（I）减小，平衡正向移动，A正确；B.将
2 2
5mL0.1mol/LKI溶液与1mL0.1mol/LFeCl 溶液混合，参与反应的Fe3+与I-物质的量之比为1:1，反应后I-一
3
定过量，经苯2次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN溶液呈血红色，说明水溶液中仍含有Fe3+，即Fe3+没
有完全消耗，表明该化学反应存在限度，B正确；C.加入FeSO 固体溶于水电离出Fe2+，c（Fe2+）增大，平
4
衡逆向移动，C正确；D.该反应的平衡常数K= ，D错误；答案选D。
7．（2022·北京·高考真题）某 多孔材料孔径大小和形状恰好将 “固定”，能高选择性吸附
。废气中的 被吸附后，经处理能全部转化为 。原理示意图如下。
已知：
下列说法不正确的是A．温度升高时不利于 吸附
B．多孔材料“固定” ，促进 平衡正向移动
C．转化为 的反应是
D．每获得 时，转移电子的数目为
【答案】D
【解析】废气经过MOFs材料之后，NO 转化成NO 被吸附，进而与氧气和水反应生成硝酸，从该过程中我
2 2 4
们知道，NO 转化为NO 的程度，决定了整个废气处理的效率。A．从 可以看出，
2 2 4
这个是一个放热反应，升高温度之后，平衡逆向移动，导致生成的NO 减少，不利于NO 的吸附，A正确；
2 4 2
B．多孔材料“固定” ，从而促进 平衡正向移动，B正确；C．NO 和氧气、水反应生成
2 4
硝酸，其方程式为 ，C正确；D．在方程式 中，转移的
电子数为4e-，则每获得 ，转移的电子数为0.4mol，即个数为 ，D错误；故选D。
8．（2022·海南·统考高考真题）某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环，其中涉及反应：
回答问题：
(1)已知：电解液态水制备 ，电解反应的 。由此计算 的燃烧热(焓)
_______ 。
(2)已知： 的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。①若反应为基元反应，且反应的 与活化能(Ea)的关系为 。补充完成该反应过程的能量变化示意
图(图2)_______。
②某研究小组模拟该反应，温度t下，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入 和 ，反
应平衡后测得容器中 。则 的转化率为_______，反应温度t约为_______℃。
(3)在相同条件下， 与 还会发生不利于氧循环的副反应：
，在反应器中按 通入反应物，在不同温度、不同催化剂条件下，反应进行到2min时，测得反应器中 、 浓度( )如下表所示。
t=350℃ t=400℃
催化剂
催化剂Ⅰ 10.8 12722 345.2 42780
催化剂Ⅱ 9.2 10775 34 38932
在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应， 生成 的平均反应速率为_______ ；
若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件，原因是_______。
【答案】(1)-286
(2) 50%或0.5 660.2(或660.1或660.3,其他答案酌情给分)
(3)5.4 相同催化剂，400℃的反应速率更快，相同温度，催化剂Ⅱ副产物浓度低，甲烷与甲醇比例高
【解析】（1）电解液态水制备 ，电解反应的 ，由此可以判断，2mol 完
全燃烧消耗 ，生成液态水的同时放出的热量为572kJ ，故1mol 完全燃烧生成液态水放出
的热量为286kJ，因此， 的燃烧热(焓) -286 。
（2）①由 的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系图可知，K随
着温度升高而减小，故该反应为放热反应。若反应为基元反应，则反应为一步完成，由于反应的 与活
化能(Ea)的关系为 ，由图２信息可知 ＝ａ ，则 ａ ，该反应为放热反应，
生成物的总能量小于反应物的，因此该反应过程的能量变化示意图为：。
②温度t下，向容积为10L的抽空的密闭容器中通入 和 ，反应平衡后测得容器中
，则 的转化率为 ，根据C元素守恒可知， 的平衡量为 ，
和 是按化学计量数之比投料的，则 的平衡量为 ， 的平衡量是 的２倍，则
， 的平衡浓度分别为 、 、
、 ，则该反应的平衡常数K＝ ，根据图１中的信息可知，反应温
度t约为660.2℃。
（3）在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应，由表中信息可知， 的浓度由０增加到
10.8 ，因此， 生成 的平均反应速率为 ；由表中信
息可知，在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应， 的浓度由０增加到10.8
，， : ＝12722:10.8 1178；在选择使用催化剂Ⅱ和350℃的反应条件下，
的浓度由０增加到9.2 ， : ＝10775:9.2 1171；在选择使用催化剂Ⅰ和400℃条件下反应， 的浓度由０增加到345.2 ， : ＝
42780:345.2 124；在选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件下， 的浓度由０增加到34
， : ＝38932:34 1145。因此，若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂
Ⅱ和400℃的反应条件的原因是：相同催化剂，400℃的反应速率更快，相同温度，催化剂Ⅱ副产物浓度低，
甲烷与甲醇比例高。
9．（2022·浙江·统考高考真题）主要成分为 的工业废气的回收利用有重要意义。
(1)回收单质硫。将三分之一的 燃烧，产生的 与其余 混合后反应：
。在某温度下达到平衡，测得密闭系统中各组分浓度分别为
、 、 ，计算该温度下的平衡常数
_______。
(2)热解 制 。根据文献，将 和 的混合气体导入石英管反应器热解(一边进料，另一边出料)，
发生如下反应：
Ⅰ
Ⅱ
总反应：
Ⅲ
投料按体积之比 ，并用 稀释；常压，不同温度下反应相同时间后，测得 和
体积分数如下表：
105
温度/ 950 1000 1100 1150
00.5 1.5 3.6 5.5 8.5
0.0 0.0 0.1 0.4 1.8
请回答：
①反应Ⅲ能自发进行的条件是_______。
②下列说法正确的是_______。
A．其他条件不变时，用Ar替代 作稀释气体，对实验结果几乎无影响
B．其他条件不变时，温度越高， 的转化率越高
C．由实验数据推出 中的 键强于 中的 键
D．恒温恒压下，增加 的体积分数， 的浓度升高
③若将反应Ⅲ看成由反应Ⅰ和反应Ⅱ两步进行，画出由反应原料经两步生成产物的反应过程能量示意图
_______。
④在 ，常压下，保持通入的 体积分数不变，提高投料比 ， 的转化率不变，
原因是_______。
⑤在 范围内(其他条件不变)， 的体积分数随温度升高发生变化，写出该变化规律并分
析原因_______。
【答案】(1)8×108 L·mol－1
(2)①高温
②AB③
④1000℃时CH 不参与反应，相同分压的HS经历相同的时间转化率相同
4 2
⑤先升后降；在低温段，以反应Ⅰ为主，随温度升高，S(g)的体积分数增大；在高温段，随温度升高；反
2
应Ⅱ消耗S 的速率大于反应Ⅰ生成S 的速率，S(g)的体积分数减小
2 2 2
【解析】（1）根据方程式可知该温度下平衡常数K＝
；
（2）①根据盖斯定律可知Ⅰ+Ⅱ即得到反应Ⅲ的ΔH＝234kJ/mol，这说明反应Ⅲ是吸热的体积增大（即
ΔS＞0）的反应，根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0可自发进行可知反应Ⅲ自发进行的条件是高温下自发进行；
②A．Ar是稀有气体，与体系中物质不反应，所以其他条件不变时，用Ar替代N 作稀释气体，对实验结果
2
几乎无影响，A正确；B．正反应吸热，升高温度平衡正向进行，温度越高，HS的转化率越高，B正确；
2
C．根据表中数据无法得出HS中S-H键和CH 中C-H键的相对强弱，事实上C-H键的键能大于S-H键键能，
2 4
C错误；D．恒温恒压下，增加N 的体积分数，相当于减压，平衡正向进行，H 的物质的量增加，容器容积
2 2
增加，H 浓度减小，D错误；答案选AB；
2
③反应I、反应Ⅱ和反应Ⅲ均是吸热反应，则反应过程能量示意图可表示为；
④根据表中数据可知1000℃时CH 不参与反应，相同分压的HS经历相同的时间转化率相同，所以在
4 2
1000℃常压下，保持通入的HS体积分数不变，提高投料比时HS的转化率不变；
2 2
⑤根据表中数据可知在低温段，以反应Ⅰ为主，随温度升高，S(g)的体积分数增大；在高温段，随温度升
2
高；反应Ⅱ消耗S 的速率大于反应Ⅰ生成S 的速率，S(g)的体积分数减小，因此变化规律是先升后降。
2 2 2
10．（2022·浙江·统考高考真题）工业上，以煤炭为原料，通入一定比例的空气和水蒸气，经过系列反
应可以得到满足不同需求的原料气。请回答：
(1)在C和O 的反应体系中：
2
反应1：C(s)+O(g)=CO(g) ΔH=-394kJ·mol-1
2 2 1
反应2：2CO(g)+O(g)=2CO(g) ΔH=-566kJ·mol-1
2 2 2
反应3：2C(s)+O(g)=2CO(g) ΔH。
2 3
①设y=ΔH-TΔS，反应1、2和3的y随温度的变化关系如图1所示。图中对应于反应3的线条是______。
②一定压强下，随着温度的升高，气体中CO与CO 的物质的量之比______。
2
A．不变 B．增大 C．减小 D．无法判断
(2)水煤气反应：C(s)+HO(g)=CO(g)+H(g) ΔH=131kJ·mol-1。工业生产水煤气时，通常交替通入合适量
2 2
的空气和水蒸气与煤炭反应，其理由是________。
(3)一氧化碳变换反应：CO(g)+HO(g)=CO(g)+H(g) ΔH=-41kJ·mol-1。
2 2 2①一定温度下，反应后测得各组分的平衡压强(即组分的物质的量分数×总压)：p(CO)=0.25MPa、
p(HO)=0.25MPa、p(CO)=0.75MPa和p(H)=0.75MPa，则反应的平衡常数K的数值为________。
2 2 2
②维持与题①相同的温度和总压，提高水蒸气的比例，使CO的平衡转化率提高到90%，则原料气中水蒸气
和CO的物质的量之比为________。
③生产过程中，为了提高变换反应的速率，下列措施中合适的是________。
A．反应温度愈高愈好 B．适当提高反应物压强
C．选择合适的催化剂 D．通入一定量的氮气
④以固体催化剂M催化变换反应，若水蒸气分子首先被催化剂的活性表面吸附而解离，能量-反应过程如图
2所示。
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】(1)a B
(2)水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保
持较高温度，有利于加快化学反应速率
(3)①9.0 ②1.8：1 ③BC ④M+HO=MO+H MO+CO=M+CO
2 2 2
【解析】（1）①由已知方程式：(2×反应1-反应2)可得反应3，结合盖斯定律得：
，反应1前后气体分子数不变，升温y不变，对应线
条b，升温促进反应2平衡逆向移动，气体分子数增多，熵增，y值增大，对应线条c，升温促进反应3平
衡逆向移动，气体分子数减少，熵减， y值减小，对应线条a，故此处填a；
②温度升高，三个反应平衡均逆向移动，由于反应2焓变绝对值更大，故温度对其平衡移动影响程度大，
故CO 物质的量减小，CO物质的量增大，所以CO与CO 物质的量比值增大，故答案选B；（2）由于水蒸气
2 2
与煤炭反应吸热，会引起体系温度的下降，从而导致反应速率变慢，不利于反应的进行，通入空气，利用
煤炭与O 反应放热从而维持体系温度平衡，维持反应速率，故此处填：水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤
2
炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快反应速率；（3）①该反应平衡常数K= ；②假设原料气中水蒸气为x mol，CO为1
mol，由题意列三段式如下： ，则平衡常数K=
，解得x=1.8，故水蒸气与CO物质的量之比为1.8：1；
③A．反应温度过高，会引起催化剂失活，导致反应速率变慢，A不符合题意；B．适当增大压强，可加快
反应速率，B符合题意；C．选择合适的催化剂有利于加快反应速率，C符合题意；D．若为恒容条件，通入
氮气对反应速率无影响，若为恒压条件，通入氮气后，容器体积变大，反应物浓度减小，反应速率变慢，
D不符合题意；故答案选BC；④水分子首先被催化剂吸附，根据元素守恒推测第一步产生H，第二步吸附
2
CO产生CO，对应反应历程依次为：M+HO=MO+H、MO+CO=M+CO。
2 2 2 2
