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第19 讲 化学平衡
1．
，是工业制硫酸中的一步重要反应。在一定条件下，当反应达到平
衡状态时，下列叙述正确的是
A．
的浓度保持不变
B．
能全部转化为
C．正、逆反应速率均为零
D．使用合适的催化剂是为了提高
的平衡转化率
【答案】A
【解析】A．可逆反应达到平衡时各物质的含量保持不变，A 正确；
B．可逆反应达不到100%的转化率，B 错误；
C．可逆反应达到平衡时，正逆反应速率相等且不等于零，为动态平衡，C 错误；
D．催化剂可以加快反应速率，但催化剂不影响平衡的移动，不能提高平衡转化率，D 错误；
故选A。
2．一定温度下，在
恒容密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的
气体，发生反应
。下列说法不正确的是
A．
时，
的平均反应速率为
B．充入
，容器内压强增大，则化学反应速率增大
C．
时，
，反应未达到平衡状态
D．
后，混合气体的平均分子量为35.1
1
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【答案】B
【解析】A．
时，
的平均反应速率为
，A 正确；
B．充入
，容器内压强增大，反应体系的分压不变，化学反应速率不变，B 错误；
C．
时，
，反应未达到平衡状态，从图像可知反应在
时未达到平衡状态，C 正确；
D．
后，混合气体的平均摩尔质量
，因此混合气
体的平均分子量为35.1，D 正确； 故选B。
3．在一定温度下，恒容密闭容器中进行反应
，下列说法正确的是
A．反应一段时间后
只存在于
和
中
B．向容器中通入少量
，反应速率增大
C．达到平衡状态时，
与
物质的量之比一定为1 1∶
D．容器内密度不再变化时，判定反应已经达到平衡状态
【答案】B
【解析】A．2SO2(g)+18O2(g)
2SO3(g)反应可逆，反应一段时间后
18O 存在于O2、SO2和SO3
中，故A 错误；
B．向容器中通入少量
，逆反应的反应物浓度增大，逆反应速率增大，导致正反应速率也随着增大，
故B 正确；
C．达到平衡状态时，SO2与SO3物质的量保持不变，SO2与SO3物质的量之比不一定为1 1∶，故C 错误；
D．反应前后气体总质量不变、容器体积不变，密度是恒量，容器内密度不再变化时，反应不一定达到平
衡状态，故D 错误；故选B。
4．一定温度下，在 N2O5 的四氯化碳溶液(100 mL)中发生分解反应：2N2O5
4NO2+O2。在不同时刻测量
放出的 O2 体积，换算成 N2O5 浓度如表：
t/s
0
600
1 200
1 710
2 220
2 820
x
c(N2O5)/(mol·L-1)
1.40
0.96
0.66
0.48
0.35
0.24
0.12
2
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下列说法正确的是
A．600~1 200 s，生成 NO2 的平均速率为 5.0×10-4mol·L-1·s-1
B．反应 2220 s 时，放出的 O2 体积为 11.8 L(标准状况)
C．反应达到平衡时，2v 正(N2O5)=v 逆(NO2)
D．推测上表中的 x 为 4930
【答案】C
【解析】A．600~1200s，N2O5的变化量为(0.96-0.66)
=0.3
，在此时间段内NO2的变化量为
其2 倍，即0.6
，因此，生成NO2的平均速率为
=
，故A 错误；
B．由表中数据可知，反应2220s 时，N2O5的变化量为(1.40-0.35)
=1.05
，其物质的量的变化
量为1.05
0.1L=0.105mol，O2的变化量是其
，即0.0525mol，因此，放出的O2在标准状况下的体
积为0.0525mol 22.4L/mol=1.176L，故B 错误；
C．反应达到平衡时，正反应速率等于逆反应速率，用不同物质表示该反应的速率时，其数值之比等于化
学计量数之比，2v 正(N2O5)=v 逆(NO2)，故C 正确；
D．分析表中数据可知，该反应经过1110s（600-1710,1710-2820）后N2O5的浓度会变为原来的
，因此，
N2O5的浓度由0.24
变为0.12
时，可以推测上表中的x 为(2820+1110)=3930，故D 错误；
故选C。
5．在一恒容密闭容器中放入一定量的
，发生反应
，下列说法正确的是
A．当
质量不变时，该反应达到平衡状态
B．若
，则反应达到平衡状态
C．反应达到平衡时，升高温度，正反应速率大于逆反应速率
D．反应物的总能量小于生成物的总能量
【答案】A
3
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【解析】A．当
质量不变时，该反应不再移动，说明达到平衡状态，A 正确；
B．反应速率比等于系数比，
时，正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，B
错误；
C．反应为放热反应，达到平衡时，升高温度，平衡逆向移动，则正反应速率小于逆反应速率，C 错误；
D．反应为放热反应，则反应物的总能量大于生成物的总能量，D 错误；
故选A。
6．含氮物质可发生如下反应：①
②
③
下列说法正确的是
A．常温下，NO 与
混合能立即看到红棕色气体，说明该反应已达平衡
B．反应②的
C．反应③消耗
，理论上会生成标准状况下约
D．利用反应①、②、③可以同时处理
含量较高的废气和含
的废水
【答案】C
【解析】A．常温下，NO 与
混合能立即看到红棕色气体，说明该反应生成了二氧化氮气体，但是不确
定是否平衡，故A 错误；
B．反应②为气体分子数减小的反应，为熵减反应，故B 错误；
C．由方程式可知，反应③消耗
，理论上会生成1mol 氮气，在标准状况下约
，故C 正
确；
D．反应中涉及氢氧化钠和氯化铵两种物质，两者会反应生成氨气和氯化钠，故不能利用反应①、②、③
可以同时处理
含量较高的废气和含
的废水，故D 错误。
故选C。
4
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7．在恒温恒容下，可逆反应N2(g)+ 3H2(g)
2NH3(g)达到平衡状态的标志是
A．N2、H2、NH3在容器中共存
B．混合气体的密度不再发生变化
C．混合气体的压强不再发生变化
D．v 正(N2)=2v 逆(NH3)
【答案】C
【分析】根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百
分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行
发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。
【解析】A．N2、H2、NH3在容器中共存时不一定达到平衡状态，故A 不选；
B．质量守恒，容积不变，密度一直不变，故B 不选；
C．正反应体积减小，压强是变量，所以混合气体的压强不再改变，说明达平衡状态，故C 选；
D．v 正(N2)=2v 逆(NH3)不满足正逆反应速率相等，没有达到平衡状态，故D 不选；
故选C。
8．反应X→2Z 经历两步：①X→Y；②Y→2Z。反应体系中X、Y、Z 的浓度c 随时间t 的变化曲线如图所
示。下列说法正确的是
A．a 为c(Y)随t 的变化曲线
B．t1时，反应体系达到平衡状态
C．0～t1时，体系中X 的消耗速率等于Y 的生成速率
D．反应体系中始终存在：c0=c(X)+c(Y)+
c(Z)
【答案】D
【分析】由题中信息可知，反应X=2Z 经历两步：①X→Y；②Y→2Z，因此，图中呈不断减小趋势的a 线
为X 的浓度c 随时间t 的变化曲线，呈不断增加趋势的线为Z 的浓度c 随时间t 的变化曲线，先增加后减小
的线为Y 的浓度c 随时间t 的变化曲线。
【解析】A．由分析可知，a 线为X 的浓度c 随时间t 的变化曲线，故A 错误；
5
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B．由图可知，分别代表3 种不同物质的曲线相交于t1时刻，因此，t 时c(X)=c(Y)= c(Z)，但之后X、Y、Z
的物质的量还在变化，说明反应没有达到平衡状态，故B 错误；
C．由图中信息可知，0～t1时，Y 的浓度在不断增大，说明体系中Y 的生成速率大于Y 的消耗速率，此时
反应没有达到平衡，故X 的消耗速率大于Y 的生成速率，故C 错误；
D．反应X→2Z 经历两步：①X→Y；②Y→2Z，反应刚开始时c(X)=c0mol/L，c(Z)=c(Y)=0mol/L，由反应
的系数关系可知，X 的消耗量等于Y 的生产量，Y 的消耗量等于Z 生成量的一半，则反应体系中始终存
在：c0=c(X)+c(Y)+
c(Z)，故D 正确；故选D。
9．一定条件下，对于可逆反应A(g)+3B(g)
2C(g)，下列说法能充分说明该反应已达到化学平衡状态的是
A．正、逆反应的速率为0
B．单位时间内生成2molC 的同时生成1molA
C．A、B、C 的浓度之比为1：3：2
D．单位时间内生成3molB 的同时消耗2molC
【答案】B
【解析】A．正、逆反应的速率相等，反应达到化学平衡状态，A 不符合题意；
B．单位时间内生成2molC 的同时生成1molA，此时正反应速率和逆反应速率相等，说明反应达到平衡状
态，B 符合题意；
C．A、B、C 的浓度之比为1：3：2 时，反应不一定达到平衡状态，C 不符合题意；
D．单位时间内生成3molB 的同时消耗2molC 时，指的都是逆反应速率，反应没有达到平衡状态，D 不符
合题意；故选B。
10．一定温度下，在某恒容的密闭容器中，建立化学平衡：
。下列叙述不
能说明该反应已达到化学平衡状态的是
A．气体的密度不再发生变化
B．
C．气体的压强不再发生变化
D．生成
，同时生成
【答案】B
【分析】可逆反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、
百分含量以及由此引起的一系列物理量不变。据此判断。
【解析】A．碳是固体，气体质量、气体密度均随反应而变化，故混合气体的密度不变能说明已平衡，故
6
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A 不选；
B．CO 和H2O 的计量数均为1，V 正(CO)=V 逆(H2O)时，说明反应已达平衡，
未指明反应方
向则不能说明已平衡，故B 选；
C．恒温恒容条件下气体压强与物质的量成正比，反应前后气体计量数之和增大，则反应过程中压强增
大，当压强不变时，反应达到平衡状态，故C 不选；
D．生成nmol CO 的同时生成nmol H2O(g)，同时消耗nmolCO，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，
故D 不选；故选B。
11．在恒温恒容的密闭容器中，对于可逆反应
，不能说明其已达到平衡状
态的是
A．容器中固体质量不随时间而变化
B．容器中混合气体的总物质的量不随时间而变化
C．容器中气体的密度不随时间而变化
D．
的比值保持不变
【答案】B
【解析】A．反应正向进行，固体铁变为氧化亚铁，固体质量增加，反应达到平衡时，固体质量不变，则
容器中固体质量不随时间而变化可以证明反应达到平衡，A 错误；
B．根据方程式可知，该反应是气体计量系数没有发生变化，则容器中混合气体的总物质的量不随时间而
变化，不能证明反应达到平衡，B 正确；
C．根据选项A 可知，在反应过程中固体质量一直在发生变化，根据质量守恒定律可知，则气体质量也是
一个一直变化的量，容器体积不变，则随着反应进行，气体的密度也一直在变化，故容器中气体的密度不
随时间而变化可以证明反应达到平衡，C 错误；
D．在反应进行过程中，二氧化碳在减少，一氧化碳在增加，故
一直在变化，则当
的比值
保持不变时可以证明反应达到平衡，D 错误；故选B。
12．利用
和CO 反应生成
的过程中主要涉及的反应如下：
反应Ⅰ
kJ⋅mol-1
7
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反应Ⅱ
kJ⋅mol-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)+2H2(g)==CH4(g)+CO2(g)，是气体总体积缩小的反应，当固
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)+2H2(g)=CH4(g)+CO2(g)，随着n(H2)的增加，超过1 时，CH4的产率n(CO)受CO
浓度影响，故CH4的产率曲线会先增大后平缓，应该是a 曲线，B 错误；
C．通过总反应式2CO(g)+2H2(g)=CH4(g)+CO2(g)，当
=0.5 时，生成物n(CH4)=n(CO)，故CH4的选
8
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择性为50%，C 正确；
D．随着
的不断增加，作为反应Ⅱ的生成物浓度不断增加会抑制CO2的生成，故CO2选择性先增大
后减小，D 正确；故选B。
13．在一定温度下的定容密闭容器中，取一定量的A、B 于反应容器中，当下列物理量不再改变时，表明
反应：A(s)＋2B(g)
C(g)＋D(g)已达平衡的是
A．混合气体的压强
B．混合气体的密度
C．A 的浓度
D．气体的总物质的量
【答案】B
【解析】A．根据方程式可知，反应前后体积不变，所以压强是不变的，选项A 错误；
B．密度是混合气的质量和容器容积的比值，容积不变，但混合气的质量是变化的，选项B 正确；
C．A 物质是固体物质，浓度为常数，始终不变，A 的浓度不变不能说明反应达平衡，选项C 错误；
D．根据方程式可知，反应前后体积不变，所以气体的总物质的量是不变的，选项D 错误；
答案选B。
14．一定温度下，在体积为
的恒容密闭容器中，某一反应中
、
、
三种气体的物质的量随时间变
化的曲线如图所示，下列表述中正确的是
A．反应的化学方程式为
B．时，正、逆反应都不再继续进行，反应达到化学平衡
C．若
，则
内，X 的化学反应速率为
D．温度、体积不变，时刻充入
使压强增大，正、逆反应速率都增大
【答案】C
【解析】A．根据图示可知：在0～t min 内，X 减少0.8 mol，Y 增加1.2 mol，Z 增加0.4 mol，则X 是反应
物，Y、Z 是生成物， X、Y、Z 变化的物质的量的比为2：3：1；t min 后各种物质都存在且物质的量不
9
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变，说明反应是可逆反应，因此该反应方程式为2X
3Y+Z，选项A 错误；
B．化学平衡是动态平衡，当反应进行到t min 时，正、逆反应速率相等，但不等于0 ，因此反应仍然在继
续进行，反应达到化学平衡状态，选项B 错误；
C．若t=4，则0～t 的X 的物质的量减小0.8 mol，由于容器容积是2 L，则用X 的浓度变化表示的化学反应
速率为v(X)=
=0.1 mol/(L·min)，选项C 正确；
D．温度、体积不变，t 时刻充入1 mol He 使压强增大，由于反应混合物的浓度不变，因此正、逆反应速率
都不变，选项D 错误；答案选C。
15．一定条件下，将CO 与
以体积比
置于密闭容器中，发生可逆反应
，下列能说明反应达到平衡状态的是
A．体系压强保持不变
B．混合气体颜色保持不变
C．
和NO 的体积比保持不变
D．每消耗
的同时消耗
【答案】B
【解析】A．由题干信息可知，该反应前后气体的系数和不变，固体系压强保持不变不能说明反应已经达
到化学平衡，A 不合题意；
B．反应体系中只有NO2呈红棕色，其余均为无色，故混合气体颜色保持不变说明反应已经达到化学平
衡，B 符合题意；
C．由反应可知，在整个反应过程中CO2和NO 的体积比始终保持不变，故不能说明反应已经达到化学平
衡，C 不合题意；
D．消耗CO2表示逆反应速率，消耗NO 则表示逆反应速率，不说明反应达到化学平衡，D 不合题意；
故答案为：B。
16．设
为阿伏加德罗常数的值。工业上制备高纯度硅的反应有：
①
②
10
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③
已知：H、Si 的电负性依次为2.1、1.8.下列有关说法正确的是
A．①中，30g 氧化剂含极性键数目为
B．②中，生成1g
时转移电子数为
C．②和③互为可逆反应
D．②和③的目的是除去粗硅中的杂质
【答案】D
【解析】A．①
中Si 元素化合价降低，
是氧化剂，30g
的物质的
量为
=0.5mol，含Si-O 极性键0.5mol 4=2mol，数目为2
，故A 错误；
B．已知：H、Si 的电负性依次为2.1、1.8，
中H 和Cl 元素为-1 价，Si 为+4 价，②
中，部分H 元素由+1 价下降到0 价，部分由+1 价下降到-1 价，1g
的物质的量
为
=0.5mol，生成0.5mol
时转移0.5mol 2+1mol=2mol 电子，数目为2
，故B 错误；
C．②和③反应条件不同，不互为可逆反应，故C 错误；
D．②和③的目的是除去粗硅中的杂质，故D 正确；
故选D。
17．在恒容的密闭容器中，将CO 和H2的混合气体在催化剂作用下转化为甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH <0。能说明该反应达到平衡状态的是
A．混合气体的密度不再变化
B．CO 和H2的物质的量之比不再变化
C．2v 正(H2)=v 逆(CH3OH)
D．CO 在混合气体中的质量分数保持不变
【答案】D
【解析】A．反应达到平衡之前，体系混合气体的质量保持不变，容器的体积保持不变，即混合气体的密
度一直保持不变，故混合气体的密度不再变化不能说明反应达到化学平衡，A 不合题意；
B．化学平衡的特征之一为各组分的浓度、物质的量保持不变，而不是相等或成比例，故CO 和H2的物质
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的量之比不再变化不能说明反应达到化学平衡，B 不合题意；
C．根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，
正(H2)= 2
正(CH3OH)，故当2
正(H2)=
逆(CH3OH)
时，
正(CH3OH)≠
逆(CH3OH)，反应未达到平衡，C 不合题意；
D．化学平衡的特征之一为各组分的浓度、物质的量、质量分数或物质的量分数保持不变，故CO 在混合
气体中的质量分数保持不变，说明反应达到化学平衡，D 符合题意；
故答案为：D。
18．NH3、NH4Cl、NO、NO2、HNO3等是氮的重要化合物，工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-92.4kJ•mol-1。NH3可与酸反应制得铵盐，也可通过催化氧化生成NO，用于生产HNO3。浓
氨水加到生石灰中，放出大量热量，促进NH3·H2O 分解，可用于实验室制取NH3。对于工业合成氨的反
应:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-92.4kJ•mol-1。下列说法正确的是
A．该反应为吸热反应
B．升高温度能加快反应速率
C．0.1molN2与0.3molH2充分反应可释放9.24kJ 的能量
D．若3v(N2)=v(H2)，该反应处于平衡状态
【答案】B
【解析】根据题给信息可知，该反应的ΔH=-92.4kJ•mol-1，则该反应为放热反应，A 错误；升高温度，所有
反应的反应速率都加快，B 正确；C．该反应为可逆反应，无法计算该反应放出的热量，C 错误；没有指明
正、逆反应，则3v(N2)=v(H2)不能证明正、逆反应速率相等，无法证明反应达到平衡，D 错误；故选B。
19．“有序介孔碳”和“纳米限域催化”的研究双双获得国家自然科学奖一等奖。利用介孔限域催化温室
气体
加氢制甲醇，再通过甲醇制备燃料和化工原料等，是解决能源问题与实现双碳目标的主要技术之
一、反应如下：
i.
ii.
iii.
(1)
。
(2)绝热条件下，将
以体积比2 1∶充入恒容密闭容器中，若只发生反应ii，下列可作为反应ii 达到平
12
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衡的判据是_______。
A．
与
比值不变
B．容器内气体密度不变
C．容器内气体压强不变
D．
不变
(3)将
以体积比3 1∶充入恒容密闭容器中，在某介孔限域催化剂存在下发生反应i 和ii。
的平衡
转化率及
的选择性(生成目标产物所消耗的反应物的物质的量与参与反应的反应物的物质的量之比)
随温度变化曲线如图所示：
①
加氢制甲醇， 温(填“高”或“低”，下同)有利于提高反应速率， 温有利于提高平
衡时
的产率。结合上图阐述实际选用
反应温度的原因： 。
②
时反应i 的
。(
是以组分体积分数代替物质的量浓度表示的平衡常数，列计算式)
(4)近日，我国学者研究发现，在单原子
催化时，反应i 的历程以及中间体
与
物质的
量之比随时间变化图如下：
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第一步
第二步
第三步
下列说法正确的是_______。
A．任何温度下，反应i 均可自发进行
B．升高温度时，三步反应速率均加快
C．用不同催化剂催化反应可以改变反应历程，提高平衡转化率
D．反应历程中，第二步反应的活化能最高，是反应的决速步聚
【答案】(1)-49.4
(2)AD
(3) 高 低 温度低，反应速率太慢，且
转化率低；温度太高，甲醇的选择性低。
(4)BD
【解析】（1）由盖斯定律可知反应i=ii+iii，则
=-49.4
；
（2）A．随反应进行
减小，
增加，则反应过程中
:
减小，当比值不变反应达到
平衡状态，故A 选；
14
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B．反应前后气体总质量不变，容器体积恒定，则容器内气体密度始终保持不变，不能据此判断平衡状态，
故B 不选；
C．反应前后气体分子数不变，则容器内气体压强不变保持恒定，不能据此判断平衡状态，故C 不选；
D．K 与温度有关，绝热条件下，K=
不变，说明温度不变，反应达到平衡状态，故D 选；
故答案为：AD；
（3）①
加氢制甲醇，升高温度反应速率加快，故高温有利于提高反应速率；反应i 为放热反应，降温
平衡正向移动，故低温有利于提高平衡时
的产率；实际选用
反应温度的原因：温度低，
反应速率太慢，且
转化率低；温度太高，甲醇的选择性低。②由图可知
时
的转化率为
12.5%，甲醇的选择性为80%，假设氢气为3mol，
为1mol，则反应i 消耗
的物质的量为
1mol×12.5%×80%=0.1mol，则反应ii 消耗
的物质的量为1mol×12.5%-0.1mol=0.025mol，则可列三段式
则平衡时，n(
)=(1-0.125)mol=0.875mol，n(H2)=(3-0.3-0.025)mol=2.675mol，n(
)=0.1mol，
n(H2O)=(0.1+0.025)mol=0.125mol，n(CO)=0.025mol，气体总物质的量为3.8mol，故反应i 的
；
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（4）A．反应i
、
，在低温下，反应i 可自发进行，故A 错误；
B．升高温度，反应速率加快，三步反应速率均加快，故B 正确；
C．用不同催化剂催化反应可以改变反应历程，但催化剂不影响平衡移动，不能提高平衡转化率，故C 错
误；
D．
与
物质的量之比随时间的延长逐渐增大，则第一步反应生成
的速率比第二步反
应消耗
的速率快，第二步
的速率比第三步消耗
的速率慢，故第二步反应速率最慢，
反应历程中，第二步反应的活化能最高，是反应的决速步聚，故D 正确；故答案为：BD。
20．丙烯是最重要的基础化工原料之一，丙烯广泛用于合成聚丙烯、丙烯醛、丙烯酸等工业领域。回答下
列问题：
(1)利用以下键能数据，计算丙烷直接催化脱氢制备丙烯的反应：CH3CH2CH3(g)
CH3CH=CH2(g)+H2(g)
ΔH= kJ/mol。
化学键
C－C
C－H
C=C
H－H
键能(kJ/mol)
347.7
413.4
615
436
(2)T1℃时，将lmolCH3CH2CH3(g)充入某刚性密闭容器中，在催化剂作用下发生直接脱氢反应，压强随时间
的变化关系如图所示：
①计算0~60min 之间，H2分压的平均变化率为 kPa/min。
②T1℃时，该反应的平衡常数Kp= kPa(分压=总压×物质的量分数)
(3)CO2是一种温和的氧化剂。研究发现CO2氧化丙烷脱氢的反应机理有两种：
①“一步法”：CO2与C3H8催化作用下反应机理如图所示：
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写出CO2与C3H8反应的总化学方程式 。
②“二步法”：丙烷分子先脱氢生成丙烯和氢气，再发生CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH=+41kJ/mol。
③研究直接催化脱氢与在0.1MPa，
=5：1 的条件“一步法”、“两步法”三种机理在不同温度
下丙烷的平衡转化率如图所示：
图中表示催化脱氢的曲线是 ，“两步法”中CO2的引入对丙烷转化率的影响及原因是 ；有人
提出加入适量氧气，氯化丙烷脱氢制丙烯，从产率角度分析，通入氧气作为氧化剂的方法的缺点是 。
【答案】(1)+123.5
(2)0.6 320
(3) CO2+C3H8
C3H6+CO+H2O c 通入CO2一方面能消耗催化脱氢的产物氢气，另一方面恒压下
容器向外膨胀体积变大(稀释作用)，均能使平衡正向移动 氧气会与C3H6发生反应，降低丙烯的产率
【解析】（1）由丙烷与丙烯的结构简式可知，丙烷直接催化脱氢制备丙烯的反应中断裂2 个C—H 键和1
个C—C 键，形成1 个C=C 键和1 个H—H 键，则反应的∆H=(2×413.4+347.7) kJ∙mol-1-(615+436)
kJ∙mol-1=+123.5kJ∙mol-1，故答案为：+123.5；
（2）①由图可知，起始丙烷的压强为100kPa，60min 时混合气体的总压强为136kPa，设混合气体中氢气
的分压为akPa，由方程式可得：(100—a)kPa+akPa+akPa=136kPa，解得a=36kPa，则0~60min 之间，氢气
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分压的平均变化率为
=0.6kPa/min，故答案为：0.6；
②图可知，T1℃时，240min 反应达到平衡，混合气体的总压强为180kPa，设混合气体中氢气的分压为
bkPa，由方程式可得：(100—b)kPa+bkPa+bkPa=136kPa，解得b=80kPa，则应的平衡常数Kp=
=320kPa，故答案为：320；
（3）①由图可知，一步法的总反应为二氧化碳与丙烷反应生成丙烯、一氧化碳和水，反应的化学方程式
为CO2+C3H8
C3H6+CO+H2O，故答案为：CO2+C3H8
C3H6+CO+H2O；
③由方程式可知，与直接催化脱氢相比，一步法中增加二氧化碳的浓度，有利于平衡向正反应方向移动，
丙烷的转化率增大，二步法中加入的二氧化碳与反应生成的氢气反应，生成物浓度减小，恒压下容器向外
膨胀体积变大(稀释作用)，均能使平衡向正反应方向移动，丙烷的转化率增大，所以相同温度时，直接催
化脱氢反应中丙烷的转化率最小，则表示催化脱氢的曲线是c；通入氧化性强于二氧化碳的氧气作为氧化
剂的缺点是氧气会与丙烯反应，导致丙烯的产率降低，故答案为：c；通入CO2一方面能消耗催化脱氢的产
物氢气，另一方面恒压下容器向外膨胀体积变大(稀释作用)，均能使平衡正向移动；氧气会与C3H6发生反
应，降低丙烯的产率。
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