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专题07 化学反应速率与化学平衡
目录
01 考情透视·目标导航............................................................................................................................
02 知识导图·思维引航............................................................................................................................
03 核心精讲·题型突破............................................................................................................................
题型一 化学反应速率及其影响因素.....................................................................................................
【真题研析】...........................................................................................................................................................
【核心精讲】...........................................................................................................................................................
1．化学反应速率.....................................................................................................................................................
2．影响化学反应速率的外因.................................................................................................................................
3．理论解释——有效碰撞理论.............................................................................................................................
【命题预测】...........................................................................................................................................................
题型二 化学平衡及其影响因素............................................................................................................................
【真题研析】...........................................................................................................................................................
【核心精讲】...........................................................................................................................................................
1．化学反应的方向.................................................................................................................................................
2．影响化学平衡的因素.........................................................................................................................................
3．勒夏特列原理.....................................................................................................................................................
【命题预测】...........................................................................................................................................................
题型三 化学反应速率和化学平衡的综合计算....................................................................................................
【真题研析】...........................................................................................................................................................
【核心精讲】...........................................................................................................................................................
1．一个模式——“三段式”.................................................................................................................................
2．明确三个关系.....................................................................................................................................................
3．掌握四个公式.....................................................................................................................................................
1
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【命题预测】...........................................................................................................................................................
考点要求
考题统计
考情分析
化学反应
速率和化
学平衡及
影响因素
2024·甘肃卷，4，3 分；2024·浙江6 月卷，11，3 分；
2024·浙江6 月卷，11，3 分；2024·安徽卷，12，3 分；
2024·辽吉黑卷，10，3 分；2024·山东卷，15，4 分；
2024· 重庆卷，14，3 分；2023 辽宁卷12 题，3 分；
2023 北京卷4 题，3 分；2023 广东卷15 题，4 分；2023
山东卷14 题，4 分；2022 海南卷8 题，2 分；2022 湖北
卷13 题，3 分；2022 北京卷12 题，3 分；2022 浙江6
月选考19 题，2 分；2022 辽宁卷12 题，3 分；2022 浙
江1 月选考19 题，2 分；2022 浙江6 月选考20 题，2
分；2022 湖南卷12 题，4 分；2022 湖南卷14 题，4
分；2022 北京卷14 题，3 分；2022 河北卷11 题，4
分；
化学反应速率与
化学平衡是高中化学
重要理论主干知识，
一般是以图像或者表
格的形式为载体，考
查反应速率和化学平
衡及影响因素，化学
平衡的计算、等效平
衡、平衡图像等知识
点等，综合性强，难
度大，为选择题中的
压轴题型。在填空题
中也会结合工农业生
产考查平衡状态的判
断、平衡图像、化学
平衡常数等。预计
2025 年仍在非选择题
占有较重的份量。
化学反应
速率和化
学平衡的
计算
2024·江西卷，16(3)；2024·江西卷，16(4)；2024·甘肃
卷，17 节选；2024·山东卷，20(2)(3)；2024·湖北卷，
17(2)；2023•山东卷，20(2)(3)；2023•全国新课标卷，
29(4)；2023•广东卷，19(4)；2022•福建卷，13(2)(4)
(5)；2022•全国甲，28(2)；2022•山东卷，20(2)(3)；
2022·浙江省1 月，29(3)；
2
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题型一 化学反应速率及其影响因素
1．(2024·甘肃卷，4，3 分)下列措施能降低化学反应速率的是( )
A．催化氧化氨制备硝酸时加入铂 B．中和滴定时，边滴边摇锥形瓶
C．锌粉和盐酸反应时加水稀释 D．石墨合成金刚石时增大压强
2．(2024·江西卷，9，3 分)温度T 下，向1L 真空刚性容器中加入1mol(CH3)2CHOH，反应达到平衡时，
c(Y)=0.4mol·L-1，
下列说法正确的是( )
A．再充入1mol X 和1mol Y，此时v 正＜v 逆
B．再充入1mol X，平衡时c(Y)=0.8mol·L-1
3
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C．再充入1mol N2，平衡向右移动
D．若温度升高，X 的转化率增加，则上述反应ΔH＜0
3．(2024·浙江6 月卷，11，3 分)二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应：
I．C2H6(g)＋CO2(g)
C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g) ΔH1＞0
II．C2H6(g)＋2CO2(g)
4CO(g)＋3H2(g) ΔH2＞0
向容积为
的密闭容器中投入2 mol C2H6和3 mol CO2，不同温度下，测得
时(反应均未平衡)的
相关数据见下表，下列说法不正确的是( )
温度(
)
400
500
600
乙烷转化率(
)
2.2
9.0
17.8
乙烯选择性(
)
92.6
80.0
61.8
注：乙烯选择性
A．反应活化能：I＜II
B．
时，0~5 min 反应I 的平均速率为：v(C2H4)=2.88×10-3
mol·L－1·min－1
C．其他条件不变，平衡后及时移除H2O(g)，可提高乙烯的产率
D．其他条件不变，增大投料比[n(C2H6)/ n(CO2)]投料，平衡后可提高乙烷转化率
4．(2024·安徽卷，12，3 分)室温下，为探究纳米铁去除水样中SeO4
2-的影响因素，测得不同条件下
SeO4
2-浓度随时间变化关系如下图。
实验序号
水样体积/ mL
纳米铁质量/ mg
水样初始pH
①
50
8
6
②
50
2
6
4
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③
50
2
8
下列说法正确的是( )
A．实验①中，0~2 小时内平均反应速率v(SeO4
2-)=2.0 mol·L－1·h－1
B．实验③中，反应的离子方程式为：2Fe+SeO4
2-+8H+=2Fe3++Se+4H2O
C．其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率
D．其他条件相同时，水样初始pH 越小，SeO4
2-的去除效果越好
5．(2024·辽吉黑卷，10，3 分)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150℃时其制备过程
及相关物质浓度随时间变化如图所示，15 h 后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是( )
A．
时，反应②正、逆反应速率相等
B．该温度下的平衡常数：①>②
C．0~3h 平均速率(异山梨醇) 0.014mol·kg-l·h-l
D．反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
6．(2024·山东卷，15，4 分) (双选)逆水气变换反应：CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH＞0。
一定压力下，按CO2，H2物质的量之比n(CO2)：n(H2)=1：1 投料，T1、T2温度时反应物摩尔分数随时间变
化关系如图所示。已知该反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2)，T1、T2温度时反应速率常数k 分别为k1、
k2。下列说法错误的是( )
5
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A．k1＞k2
B．T1、T2温度下达平衡时反应速率的比值：
C．温度不变，仅改变体系初始压力，反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变
D．T2温度下，改变初始投料比例，可使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同
7．(2024· 重庆卷，14，3 分)醋酸甲酯制乙醇的反应为：CH3COOCH3(g)＋2H2(g)
CH3CH2OH(g)
＋CH3OH(g)。三个
恒容密闭容器中分别加入
醋酸甲酯和
氢气，在不同温度下，反应t 分
钟时醋酸甲酯物质的量n 如图所示。下列说法正确的是( )
A．该反应的ΔH＞0 B．容器甲中平均反应速率
C．容器乙中当前状态下反应速率v 正＜v 逆 D．容器丙中乙醇的体积分数为
8．(2022•辽宁卷，12，3 分)某温度下，在
恒容密闭容器中
发生反应2X(s)
Y(g)
+2Z(g)，有关数据如下：
时间段/ min
产物Z 的平均生成速率/ mol·L－1·min－1
0～2
0.20
6
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0～4
0.15
0～6
0.10
下列说法错误的是( )
A．1 min 时，Z 的浓度大于
B．2 min 时，加入
，此时
C．3 min 时，Y 的体积分数约为33.3%
D．5 min 时，X 的物质的量为
1 ．
化学反应速率
(1)表示方法
通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
(2)数学表达式及单位
v＝，单位为mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。
(3)化学反应速率与化学计量数的关系
同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但反应速率的数值之比等于这些物
质在化学方程式中的化学计量数之比。如在反应aA(g) ＋bB(g)
cC(g) ＋dD(g) 中，存在
v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶
【易错提醒】
(1)化学反应速率是某一段时间内的平均速率，而不是瞬时速率。
(2)进行化学反应速率的相关计算时，不能用某物质的物质的量代替其物质的量浓度，比较速率大小时
易忽视各物质的反应速率的单位是否一致，单位书写是否正确。
(3)一般不用纯固体或纯液体物质的变化来表示化学反应速率，但若将固体颗粒变小(增大固体的接触
面积)，则化学反应速率会加快。
2 ．
影响化学反应速率的外因
7
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【易错提醒】
(1)正确区分外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响。如对ΔH<0 的反应，升高温度，平衡逆向
移动，正、逆反应速率都增大。
(2)改变温度，使用催化剂，反应速率一定发生变化，其他外界因素的改变，反应速率不一定发生变化。
(3)比较离子浓度大小时，一定要比较混合液中的离子浓度，此时溶液的体积为混合后溶液的体积。
(4)气体反应体系中充入惰性气体(不参与反应)时对反应速率的影响。
①恒容：充入“惰性气体”→总压增大→物质浓度不变(活化分子浓度不变)→反应速率不变。
②恒压：充入“惰性气体”→体积增大→物质浓度减小(活化分子浓度减小)→反应速率减小。
3 ．
理论解释——有效碰撞理论
1．为探究H2O2对H2O2分解是否有催化作用，分别取10mL30% H2O2 (约10 mol·L-1)于四支试管中，
控制其它条件相同，进行实验获得如下表数据(氧气为标准状况下的体积)：
实验
编号
所加药品
控制温
度/℃
生成氧气体积/(mL)
第1 个2min
第2 个2min
第3 个2min
8
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①
2mL0.5
mol·L-1
CuSO4
20
4.8
5.7
6.8
②
30
12.8
16.7
20.2
③
40
89.6
63.0
28.0
④
2molH2O
40
2.0
3.2
4.3
下列有关说法不正确的是( )
A．由以上实验数据可得Cu2+对H2O2分解一定有催化作用
B．温度低于40℃时，CuSO4对H2O2分解催化效率随温度升高而降低
C．实验③第1 个2min H2O2的平均反应速率约为0.8
D．由实验④可得H2O2分解为放热反应
2．恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解2NH3(g)
N2(g)+3H2(g)。测得不同
起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是( )
编号
0
20
40
60
80
①
a
2.40
2.00
1.60
1.20
0.80
②
a
1.20
0.80
0.40
x
③
2a
2.40
1.60
0.80
0.40
0.40
A．实验①，
，v(N2)=1.0×10-5
mol·L－1·min－1
B．实验②，
时处于平衡状态，x<0.4
C．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大
D．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大
3．[真题改编] (2021•河北选择性考试)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：①M+N=X+Y；②M+N=X+Z，反应①的速率可表示为v1=k1c2(M)，反应②的速率可表示为
v2=k2c2(M) (k1、k2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图，下列说法错误的是
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A．0～30min 时间段内，Y 的平均反应速率为6.67×10-8mol•L-1•min-1
B．反应开始后，体系中Y 和Z 的浓度之比保持不变
C．如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M 转化为Z
D．反应①的活化能比反应②的活化能大
4．[真题改编] (2021•辽宁选择性考试)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0.012 mol·L－1·min－1
D．条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为62.5 min
题型二 化学平衡及其影响因素
1．(2024·浙江6 月卷，16，3 分)为探究化学平衡移动的影响因素，设计方案并进行实验，观察到相关
现象。其中方案设计和结论都正确的是( )
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选项
影响因素
方案设计
现象
结论
A
浓度
向1mL0.1mol·L-1K2CrO4溶液中
加入1mL0.1mol·L-1 HBr 溶液
黄色溶液
变橙色
增大反应物浓度，平衡向正反应方
向移动
B
压强
向恒温恒容密闭玻璃容器中充入
气体，分解达到平衡
后再充入100mLAr
气体颜色
不变
对于反应前后气体总体积不变的可
逆反应，改变压强平衡不移动
C
温度
将封装有NO2和N2O4混合气体
的烧瓶浸泡在热水中
气体颜色
变深
升高温度，平衡向吸热反应方向移
动
D
催化剂
向
乙酸乙酯中加入
1mL0.3mol·L-1H2SO4溶液，水浴
加热
上层液体
逐渐减少
使用合适的催化剂可使平衡向正反
应方向移动
2．(2024·安徽卷，12，3 分)室温下，为探究纳米铁去除水样中SeO4
2-的影响因素，测得不同条件下
SeO4
2-浓度随时间变化关系如下图。
实验序号
水样体积/ mL
纳米铁质量/ mg
水样初始pH
①
50
8
6
②
50
2
6
③
50
2
8
下列说法正确的是( )
A．实验①中，0~2 小时内平均反应速率v(SeO4
2-)=2.0 mol·L－1·h－1
B．实验③中，反应的离子方程式为：2Fe+SeO4
2-+8H+=2Fe3++Se+4H2O
C．其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率
D．其他条件相同时，水样初始pH 越小，SeO4
2-的去除效果越好
3．(2024·辽吉黑卷，10，3 分)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150℃时其制备过程
及相关物质浓度随时间变化如图所示，15 h 后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是( )
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A．
时，反应②正、逆反应速率相等
B．该温度下的平衡常数：①>②
C．0~3h 平均速率(异山梨醇) 0.014mol·kg-l·h-l
D．反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
4．(2024·山东卷，15，4 分) (双选)逆水气变换反应：CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH＞0。
一定压力下，按CO2，H2物质的量之比n(CO2)：n(H2)=1：1 投料，T1、T2温度时反应物摩尔分数随时间变
化关系如图所示。已知该反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2)，T1、T2温度时反应速率常数k 分别为k1、
k2。下列说法错误的是( )
A．k1＞k2
B．T1、T2温度下达平衡时反应速率的比值：
C．温度不变，仅改变体系初始压力，反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变
D．T2温度下，改变初始投料比例，可使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同
5．(2024· 重庆卷，14，3 分)醋酸甲酯制乙醇的反应为：CH3COOCH3(g)＋2H2(g)
CH3CH2OH(g)
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＋CH3OH(g)。三个
恒容密闭容器中分别加入
醋酸甲酯和
氢气，在不同温度下，反应t 分
钟时醋酸甲酯物质的量n 如图所示。下列说法正确的是( )
A．该反应的ΔH＞0 B．容器甲中平均反应速率
C．容器乙中当前状态下反应速率v 正＜v 逆 D．容器丙中乙醇的体积分数为
6．(2024·湖南卷，14，3 分)恒压下，向某密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)和CO(g，发生如下反应：
主反应：CH3OH(g)＋CO(g)=CH3COOH(g) ΔH1
副反应：CH3OH (g)＋CH3COOH(g)=CH3COOCH3(g)＋H2O(g) ΔH2
在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布分数
随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示，
下列说法正确的是( )
A． 投料比x 代表
B． 曲线c 代表乙酸的分布分数
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C．ΔH1＜0，ΔH2＞0
D． L、M、N 三点的平衡常数：K(L)=K(M)＞K(N)
7．(2024·广西卷，13，3 分)573K、高压条件下，一定量的苯甲腈在密闭容器中发生连续水解：
C6H5CN(苯甲腈) →C6H5CONH2 (苯甲酰胺)→C6H5COOH (苯甲酸)。如图为水解过程中上述三者(分别用
表示)的物质的量分数
随时间的变化曲线，其中
。下列
说法错误的是( )
A．水解产物除了Y、Z 还有NH3
B．
点时
C．x(Z)在15min 前基本不变，15min 后明显增大，可能是水解产物对生成Z 的反应有催化作用
D．任意25min 时间段内存在v(X)= v(Y)+ v(Z)
8．(2024·江苏卷，13，3 分) 二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为：
①CO2(g)＋H2(g)= CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝41.2kJ·mol−1
②CO(g)＋2H2(g)= CH3OH(g) ΔH2
225℃、8×106Pa 下，将一定比例CO2、H2混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、
L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO 和CH3OH 的体积分数如图所示。下列说法正确的是( )
A．L4处与L5处反应①的平衡常数K 相等
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B．反应②的焓变ΔH2＞0
C．L6处的H2O 的体积分数大于L5处
D．混合气从起始到通过L1处，CO 的生成速率小于CH3OH 的生成速率
1 ．化学反应的方向
ΔH
ΔS
ΔH－TΔS
反应情况
－
＋
永远是负值
在任何温度下过程均自发进行
＋
－
永远是正值
在任何温度下过程均非自发进行
＋
＋
低温为正高温为负
低温时非自发，高温时自发
－
－
低温为负高温为正
低温时自发，高温时非自发
2 ．
影响化学平衡的因素
对平衡状态的影响
备注
其他条件
不变
升高温度
化学平衡向吸热方向移动
v 正、v 逆均增大(程度不同)
增大压强
化学平衡向气体分子数目减少
的方向移动
压强变化是通过容器容积的
变化实现的
浓度
增大反应物浓度或降低生成物
浓度，平衡向正反应方向移动
固体、纯液体的浓度视为常
数
恒容时加入“惰
性”气体
对平衡状态无影响(对反应速
率也无影响)
原来体系中各物质的浓度没
有发生变化
恒压时加入“惰
性”气体
相当于减小压强(对反应速率
的影响也相当于减小压强)
加入的气体会分担一部分压
强
【易错提醒】
催化剂同等程度改变v 正、v 逆，平衡不移动。
3 ．勒夏特列原理
如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强、以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能
够减弱这种改变的方向移动。
1．在体积为2L 的恒容绝热密闭容器中投入1molA 和1molB，发生反应A(s)＋B(g)
C(g) ΔH＜
0，2min 后达到平衡，此时容器内有0.3molC。下列说法不正确的是( )
A．若容器内混合气体压强不变，则反应达到平衡状态
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B．单位时间内n(B)消耗= n(C)生成
生成时，则反应达到平衡状态
C．若开始时在该容器中投入1molA 和2molB，则平衡时B 的转化率小于30%
D．若将容器的体积压缩到原来的一半，正逆反应速率都增大
2．将等物质的量的N2、H2气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：N2(g)
＋3H2(g)
2NH3(g) ΔH＜0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时，下表中关于新平衡与
原平衡的比较正确的是( )
选项
改变条件
新平衡与原平衡比较
A
增大压强
N2的浓度一定变小
B
升高温度
N2的转化率变小
C
充入一定量H2
H2的转化率不变，N2的转化率变大
D
使用适当催化剂
NH3的体积分数增大
3．NO2和N2O2存在平衡：2NO2 (g)
N2O4(g) ΔH＜0。下列分析错误的是( )
A．断裂2molNO2(g)中的共价键需能量小于断裂1molN2O4(g)中的共价键所需能量
B．1mol 平衡混合气体中含N 原子的物质的量大于1mol
C．恒容升温，由于平衡逆向移动导致气体颜色变深
D．恒温时，缩小容积，气体颜色变深是平衡正向移动导致的
4．(2025· 浙江省杭州市浙南联盟高三联考)硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：
SO2(g)＋Cl2 (g)
SO2Cl2 (g) ΔH。关于该反应，下列说法正确的是( )
A．恒温恒压下，充入稀有气体，重新达到平衡时Cl2的物质的量增加
B．其他条件不变，升高温度，SO2Cl2平衡产率升高
C．恒温恒容条件下相比恒温恒压更有利于提高SO2平衡转化率
D．恒温恒压下，进料比[n(SO2)：n(Cl2)]=1：1，平衡时产物SO2Cl2的物质的量分数最大
5．(2025·浙江省七彩阳光新高考研究联盟高三联考，节选)能源与化工生产、生活等密切相关，氢能的
有效利用是实现“碳达峰、碳中和”的重要途径。
(2)H2可用CH4为原料制得。其热化学反应方程式为：
I CH4(g)＋H2O(g)
CO(g)＋3H2(g) ΔH＝+206.2kJ·mol−1；
ii CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g) ΔH＝-41kJ·mol−1
①下列说法正确的是 。
A．反应i 在高温下不能自发进行
B．用NaOH 溶液将CO2吸收可以加快反应ii 的速率
C．反应i、ii 同时进行时，温度越高，CH4的平衡转化率越高
D．CH4可以通过石油的裂化和裂解得到
②相同温度下只发生反应i、ii 时，生成H2的平衡产率随外界压强的增大而减少，试从化学平衡移动原
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理的角度加以解释： 。
6．(2025·浙江省第二届辛愉杯高三测试，节选)“碳达峰”“碳中和”是近年来的热门话题。
(3)有科学家提出利用CO2和CH4制备合成气(H2，CO)，发生的反应为CO2(g)＋CH4(g)
2CO(g)＋
2H2(g)。在体积为3L 的密闭容器甲和乙中，向甲充入1molCO2 和1molCH4，向乙中充入3 molCO2 和
3molCH4。
①下列说法能表示甲中反应达到平衡的是 。
A．反应速率：v(CO2)= v(H2)
B．同时断裂4 molC-H 键和生成2 molH-H 键
C．容器内混合气体的压强保持不变
D．容器内混合气体的密度保持不变
②在相同温度下达到平衡状态时，CO2的转化率α(甲) α(乙)(填“>”“<”或“=”，下同)；达
到平衡所需时间t(甲) t(乙)
7．一定温度下，在三个体积均为1L 的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)
+H2O(g)
容器编
号
温度(℃)
起始物质的量(mol)
平衡物质的量(mol)
CH3OH(g)
CH3OCH3(g)
H2O(g)
①
387
0.20
0.080
0.080
②
387
0.40
③
207
0.20
0.090
0.090
下列说法正确的是( )
A．该反应的正反应为吸热反应
B．达到平衡时，容器①中的CH3OH 体积分数比容器②中的小
C．若容器①中反应达到平衡时增大压强，则各物质浓度保持不变
D．若起始向容器①中充入CH3OH 0.10mol、CH3OCH3 0.10mol、H2O 0.10mol，则反应将向正反应方
向进行
8．(2025·浙江部分高中高三联考) “碳循环”是指碳元素在地球上的生物圈、岩石圈、水圈及大气圈中
交换，并随地球的运动循环不止的现象。请回答：
I．通过捕捉工业废气中的CO2，再将其合成甲醇，这种甲醇被称为零碳燃料。其合成甲醇的反应为：
CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g)
(1)该反应正反应活化能Ea1比逆反应活化能Ea2 (填“大”、“小”或“无法确定”)，理由是
。
(2)一定温度下，向恒容密闭容器中通入2molCO2(g)和5molH2(g)，初始压强为P0，体系达到平衡状态
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时CO2的体积分数为20%。
①下列说法正确的是 。
A．平衡时，CO2气体的转化率为80%
B．升高体系温度，导致正反应速率减小，逆反应速率增大
C．当混合气体的密度保持不变时，无法说明反应已达到平衡状态
D．为提高甲醇的产率与反应速率，可通过选择性分离膜不断分离甲醇来实现
②对于气体参与的反应表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度
cB。在温度下，合成甲醇反应的平衡常数
。
题型三 化学反应速率和化学平衡的综合计算
1．(2024·福建卷，14 节选)SiHCl3是制造多晶硅的原料，可由 Si 和SiCl4耦合加氢得到，相关反应如
下：
Ⅰ．SiCl4(g)＋H2(g)= SiHCl3(g)＋HCl(g) ΔH1＝52kJ·mol−1
Ⅱ．Si(s)＋3HCl(g)= SiHCl3(g)＋H2(g) ΔH2＝-236kJ·mol−1
Ⅲ．Si(s)＋SiCl4(g)＋2H2(g)=2SiH2Cl2(g) ΔH3＝16kJ·mol−1
Ⅳ．Si(s)＋3SiCl4(g)＋2H2(g)=4SiHCl3(g) ΔH4＝-80 kJ·mol−1
(3)在压强为p0的恒压体系中通入2molH2和1molSiCl4，达到平衡时，气体组分的物质的量分数随温度
变化如图所示(忽略气体组分在硅表面的吸附量)。已知：Kp为用气体分压表示的平衡常数，分压=物质的量
分数×总压。
①图中n 代表的组分为_______。(填化学式)
②
时，反应Ⅲ的平衡常数Kp=_______。(列出计算式)
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③
时，SiCl4的平衡转化率为f，消耗硅的物质的量为_______mol。(列出计算式)
(4)673K 下、其他条件相同时，用Cu、CuO 和CuCl 分别催化上述反应，一段时间内SiCl4的转化率如
下表所示。(产物SiHCl3选择性均高于98.5%)
催化剂
Cu
CuO
CuCl
SiCl4的转化率/%
7.3
14.3
22.3
①使用不同催化剂时，反应Ⅳ的ΔH：CuO 催化剂_______CuCl 催化剂(填“>”“<”或“=”)；反应Ⅳ的活化
能：Cu 催化剂_______CuCl 催化剂(填“>”“<”或“=”)。
②使用CuCl 催化剂，初始投料
该段时间内得到
，则SiHCl3的选择性
_______
。(列出计算式)
2．(2024·江西卷，16 节选)石油开采的天然气含有H2S。综合利用天然气制氢是实现“碳中和”的重
要途径。CH4和H2S 重整制氢的主要反应如下：
反应Ⅰ：CH4(g)+2H2S(s)
CS2(g)+4H2(g) ΔH1=+260kJ/mol
反应Ⅱ：CH4(g)
C(s)+2H2(g) ΔH2=+90kJ/mol
反应Ⅲ：2H2S(g)
S2(g)+2H2(g) ΔH3=+181kJ/mol
(4)假设在10L 的恒温刚性容器中，通入0.3mol CH4和0.15mol H2S 发生反应Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，起始总压为
P0.CH4和H2S 的转化率与时间的关系如图2，0～5min 内H2的化学反应速率为 _______mol/(L•min)；5min
时，容器内总压为 _______。
3．(2024·甘肃卷，17 节选)SiHCl3是制备半导体材料硅的重要原料，可由不同途径制备。
(2)在催化剂作用下由粗硅制备SiHCl3：3SiCl4(g)＋2H2(g) + Si(s)
4SiHCl3(g)。
，
密闭容
器中，经不同方式处理的粗硅和催化剂混合物与0.4molH2和0.1mol SiCl4气体反应，SiCl4转化率随时间的
变化如下图所示：
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0-50 min
①
，经方式 处理后的反应速率最快；在此期间，经方式丙处理后的平均反应速率
v(SiHCl3)= mol·L－1·min－1。
②当反应达平衡时，H2的浓度为 mol·L－1，平衡常数K 的计算式为 。
③增大容器体积，反应平衡向 移动。
4．(2024·山东卷，20，12 分)水煤气是H2的主要来源，研究CaO 对C-H2O 体系制H2的影响，涉及主
要反应如下：
C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) (I) ΔH1＞0
CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g) (II) ΔH2＜0
CaO(s)＋CO2(g)= CaCO3(s) (III) ΔH3＜0
回答列问题：
(2)压力p 下，C-H2O- CaO 体系达平衡后，图示温度范围内C(s)已完全反应，CaCO3(s)在T1温度时完全
分解。气相中CO，CO2和H2摩尔分数随温度的变化关系如图所示，则a 线对应物种为_______(填化学式)。
当温度高于T1时，随温度升高c 线对应物种摩尔分数逐渐降低的原因是_______。
(3)压力p 下、温度为T0时，图示三种气体的摩尔分数分别为0.50，0.15，0.05，则反应CO(g)＋
H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)的平衡常数KP=_______；此时气体总物质的量为
，则CaCO3(s)的物质的量为
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_______
；若向平衡体系中通入少量CO2(g)，重新达平衡后，分压p(CO2)将_______(填“增大”“减小”或
“不变”)，p(CO)将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
5．(2024·湖北卷，17 节选)用BaCO3和焦炭为原料，经反应I、Ⅱ得到BaC2，再制备乙炔是我国科研
人员提出的绿色环保新路线。
反应I：BaCO3(s)+C(s)
BaO(s)+2CO(g)
反应Ⅱ：BaO(s)+3C(s)
BaC2(s)+CO(g)
(2)已知
、
(n 是
的化学计量系数)。反应、Ⅱ的
与温度的关系曲线见图
1。
①反应BaCO3(s)+4C(s)
BaC2(s)+3CO(g)在
的KP= Pa3。
②保持
不变，假定恒容容器中只发生反应I，达到平衡时pCO= Pa，若将容器体积压缩到
原来的
，重新建立平衡后pCO= Pa。
6．(2023•湖南卷，16 节选)聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。
①
②
③
④C6H5C2H5(g)
C6H5CH=CH2(g)+H2(g)的∆H4=+118 kJ/mol；
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(2)在某温度、
下，向反应器中充入
气态乙苯发生反应④，其平衡转化率为50%，欲将平
衡转化率提高至75%，需要向反应器中充入_______
水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)。
1．化学平衡的计算解题思维路径
2．化学平衡常数解题思维路径
1 ．一个模式——“三段式”
(1)步骤：书写(写出有关化学平衡的化学反应方程式)→列变量(列出各物质的起始、变化、平衡量)→
计算(根据已知条件列方程式计算)。
(2)模式：如反应：mA(g)＋nB(g)
pC(g)＋qD(g)，令A、B 起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平
衡后，A 的消耗量为mx，容器容积为1 L。
mA(g)＋ nB(g)
pC(g)＋ qD(g)
起始/mol a b 0 0
变化/mol mx nx px qx
平衡/mol a－mx b－nx px qx
①求平衡常数：K＝
②求转化率
转化率＝×100%，如α(A)平＝×100%。
2 ．明确三个关系
(1)对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。
(2)对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。
(3)各转化量之比等于各物质的化学计量数之比。
3 ．掌握四个公式
(1)反应物的转化率＝×100%＝×100%。
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(2)生成物的产率：实际产量占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越
大。产率＝×100%。
(3)某气体组分的体积分数＝。
1．某温度下2 L 密闭容器中3 种气体起始状态和平衡状态时的物质的量(n)如表所示，下列说法正确的
是( )
X
Y
W
n(起始状态)/mol
2
1
0
n(平衡状态)/mol
1
0.5
1．5
A．该温度下，此反应的平衡常数表达式是K＝
B．其他条件不变，升高温度，若W 的体积分数减小，则此反应ΔH<0
C．其他条件不变，使用催化剂，正、逆反应速率和平衡常数均增大，平衡不移动
D．其他条件不变，当密闭容器中混合气体密度不变时，表明反应已达到平衡
2．已知反应X(g)＋Y(g)
R(g)＋Q(g)的平衡常数与温度的关系如表所示。830 ℃时，向一个2 L
的密闭容器中充入0.2 mol X 和0.8 mol Y，反应初始4 s 内v(X)＝0.005 mol/(L·s)。下列说法正确的是( )
温度/℃
700
800
830
1 000
1 200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
A.4 s 时容器内c(Y)＝0.76 mol/L
B.830 ℃达平衡时，X 的转化率为80%
C.反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动
D.1 200 ℃时反应R(g)＋Q(g)
X(g)＋Y(g)的平衡常数K＝0.4
3．在3 种不同条件下，分别向容积为2L 的恒容密闭容器中充入2molA 和1molB，发生反应：2A(g)
+B(g)
2C(g) ΔH=QkJ/mol。相关条件和数据见下表：
实验编号
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验Ⅲ
反应温度/℃
700
700
750
达平衡时间/min
40
5
30
平衡时n(C)/mol
1.5
1.5
1
化学平衡常数
K1
K2
K3
下列说法正确的是( )
A．K1=K2<K3
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B．升高温度能加快反应速率的原因是降低了反应的活化能
C．实验Ⅱ比实验Ⅰ达平衡所需时间小的可能原因是使用了催化剂
D．实验Ⅲ达平衡后，恒温下再向容器中通入1molA 和1molC，平衡正向移动
4．已知，25℃时K2Cr2O7溶液中存在以下平衡：
①Cr2O7
2-(aq)+ H2O(l)
2 CrO4
2-(aq)+2H+(aq) K1=3.27×10-15
②Cr2O7
2-(aq)+ H2O(l)
2HCrO4
-(aq) K2=3.0×10-2
③HCrO4
-(aq)
CrO4
2-(aq)+H+(aq) K3
25℃时，0.1mol/L K2Cr2O7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 K2Cr2O7溶液中，加入少量的HI 气体，c(CrO4
2-)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：c(K+)＞c(CrO4
2-)＞c(Cr2O7
2-)＞c(H+)
D．反应③的化学平衡常数
5．二甲醚是一种清洁能源，用水煤气制取二甲醚的原理如下：
Ⅰ.CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g)
Ⅱ.2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)＋H2O(g)
500 K 时，在2 L 密闭容器中充入4 mol CO 和8 mol H2，4 min 达到平衡，平衡时CO 的转化率为80%，
且2c(CH3OH)＝c(CH3OCH3)，则：
(1)0～4 min，反应Ⅰ的v(H2)＝________。
(2)反应Ⅱ中CH3OH 的转化率α＝________，反应Ⅰ的平衡常数K＝________。
6．在催化剂作用下，可通过甲醇与烯烃的液相反应制得2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)，体系中同时存
在如下反应：
反应 Ⅰ：
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反应 Ⅱ：
反应 Ⅲ：
为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入1.0 mol TAME，控制温度为353 K，测得TAME
的平衡转化率为α。已知反应Ⅲ的平衡常数Kx3＝9.0。
(1)则平衡体系中B 的物质的量为__________mol，反应Ⅰ的平衡常数Kx1＝________。
(2)同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应Ⅰ的化学平衡将__________(填“正向
移动” “ 逆向移动” 或“ 不移动” ) 。平衡时，A 与CH3OH 物质的量浓度之比c(A)∶c(CH3OH) ＝
__________。
25
