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第26 讲 化学平衡常数及转化率 反应方向及调控
（模拟精练+真题演练）
完卷时间：50 分钟
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12×5 分）
1．（2023·江苏南京·统考二模）反应
可实现
的资源化，下列说法正确的是
A．上述反应在任何温度下均可自发进行
B．上述反应每消耗1mol
同时形成7mol σ 键
C．上述反应平衡常数
D．催化剂可以降低上述反应的焓变，提高化学反应速率
2．（2023·江西宜春·江西省宜丰中学校考模拟预测）化学热泵技术作为一种高效环保的节能新技术一直以
来广受关注，氨基甲酸铵可应用于化学热泵循环。将一定量纯净的氨基甲酸铵(NH2COONH4)粉末置于特制
的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：
。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：
温度(℃)
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强(
)
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度(
)
2.4
3.4
4.8
6.8
9.4
下列说法正确的是
A．该反应的
，该反应在较低温度下能自发进行
B．25℃时平衡常数的值
C．当密闭容器中二氧化碳的体积分数不变时说明该反应达到化学平衡状态
D．再加入少量
平衡正向移动
3．（2023·江苏镇江·江苏省镇江第一中学校考一模）恒压条件下，密闭容器中将CO2、H2按照体积比为
1：3 合成CH3OH，其中涉及的主要反应：
Ⅰ．CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49kJ·moI-1
Ⅱ．CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH2=41kJ·moI-1
在不同催化剂作用下发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，在相同的时间段内
的选择性和产率随温度的变化如图
1
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已知：CH3OH 的选择性=
下列说法正确的是
A．保持恒温恒压下充入氮气，不影响CO 的产率
B．合成甲醇的适宜工业条件是约230°C，催化剂选择CZ(Zr-1)T
C．使用CZ(Zr-l)T，230°C 以上，升高温度甲醇的产率降低，原因是催化剂的活性降低
D．使用CZT，230°C 以上，升高温度甲醇的产率降低，是因为反应Ⅰ平衡逆向移动
4．（2023·江苏盐城·统考三模）焦炉煤气(主要成分：CH4、CO2、H2、CO)在炭催化下，使CH4与CO2重
整生成H2和CO。其主要反应为
反应I：
反应II：
反应III：
反应IV：
在1×105Pa、将焦炉煤气以一定流速通过装有炭催化剂的反应管，CH4、CO、H2的相对体积和CO2的转化
率随温度变化的曲线如图所示。
2
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相对体积
、
相对体积
下列说法不正确的是
A．温度低于900℃，反应I 基本不发生
B．850℃～900℃时，主要发生反应Ⅳ
C．增大焦炉煤气流速一定能提高CO 的相对体积
D．工业生产上需要研发低温下CH4转化率高的催化剂
5．（2023·河北张家口·统考二模）我国在H2和CO 合成
的研究中取得重大突破。向某密闭容器中，
按物质的量为2：1 的比例充入H2和CO，发生反应：
。测得不同压强下
的平衡体积分数随温度变化关系如图所示，下列说法错误的是
A．
B．该反应的焓变ΔH>0
C．N 点时对应该反应的
D．M、N 两点使用不同催化剂时，正反应速率可能相等
6．（2023·福建三明·统考模拟预测）
℃时，向1L 密闭容器中充入10mol
和3mol
，发生反应：
部分物质的物质的量n(X)随时间变化曲线如图中实线所示。下列说法错误的是
A．曲线a 代表
3
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B．若
，则0～3min 内
C．平衡时，
的转化率
D．若
，则虚线b 可表示在
℃时
的变化
7．（2023·江苏·模拟预测）在一定温度下，已知有三个体积均为1.0L 的恒容密闭容器中均发生如下反应：
。
容器编
号
温度
(℃)
起始物质的量(mol)
平衡物质的量(mol)
I
387
0.20
0.080
0.080
Ⅱ
387
0.40
Ⅲ
207
0.20
0.090
0.090
则下列有关说法正确的是
A．该反应的逆反应为放热反应
B．达到平衡时，容器I 中的压强与容器Ⅲ中的压强相同
C．达到平衡时，容器Ⅱ中的转化率比容器I 中的大些
D．若维持某他条件不变，起始时向容器I 中充入的
为0.30mol、
为0.30mol 和
(g)为0.10mol，则反应将向正反应方向进行
8．（2023·辽宁大连·统考二模）在
恒温恒容密闭容器中投入
和
在一定条件下充分反应，
该反应是工业制硫酸的反应之一、
和
的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A．达到平衡时，
的平均反应速率为
B．10 分钟时反应达到平衡，且此时
的平衡转化率为50%
C．容器内气体原子总数不再发生变化，能判断该反应达到平衡状态
D．在实际工业生产中，上述反应的反应条件是合适催化剂，加热，不需要加压
9．（2023·广东·校联考模拟预测）某温度下，向V L 恒容密闭容器中通入4 mol X(g)，发生反应：
①2X(g)=Y(g)+4Z(g)，②
。反应体系中X、Y、Z 的物质的量随时间t 的变化曲线如图所示。
4
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下列说法错误的是
A．25 min 时，气体X 反应完全
B．0~10 min 内，气体X 的平均反应速率为
C．25 min 时，向该体系中仅通入1 mol
后，反应②的平衡不发生移动(保持其他条件不变)
D．该温度下，反应②的平衡常数
L⋅mol
10．（2023·广东深圳·深圳市高级中学校考模拟预测）氨催化氧化是硝酸工业的基础。工业上以氨气和氧
气为原料，利用“氨催化氧化法”生产NO，在Pt-Rh 合金催化剂作用下，发生主反应Ⅰ和副反应Ⅱ：
Ⅰ．4NH3(g) + 5O2(g)
4NO(g) + 6H2O(g)
Ⅱ．4NH3(g) + 3O2(g)
2N2(g) + 6H2O(g)
现将1 mol NH3、2 mol O2充入1L 恒容密闭容器中，在上述催化剂作用下，反应相同时间内，生成物的物
质的量随温度变化曲线如图所示：
已知：有效转化率=
×100%
下列说法不正确的是
A．该催化剂在低温时对反应Ⅱ的选择性更好
B．520℃时，NH3的有效转化率约为66.7%
C．工业上氨催化氧化生成NO 时，最佳温度应控制在840℃左右
D．高于400℃，n(N2)随温度升高而下降可能是反应Ⅱ的平衡逆向移动导致
11．（2023·重庆九龙坡·重庆市育才中学校考模拟预测）一定温度下，在2L 的密闭容器发生反应：CO(g)
+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) △H<0.起始投入3molCO，改变进气比
，测得相应的CO 的平衡转化率如
5
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图所示(图中各点对应的温度可能相同，也可能不同)。下列说法不正确的是
A．Kc=1
B．若E 点温度下，5 分钟达到平衡，则该过程的平均反应速率v(H2O)=0.12mol•L-1•min-1
C．
D．平衡从图中B 点移动到A 点，需降低温度
12．（2023·湖南·校联考模拟预测）在一定条件下，向密闭容器中充入
和
，发生反应
。测得相同时间内，A 的转化率随温度的变化如图1 所示(虚线表示A 的平
衡转化率随温度的变化)；速率常数的对数
与温度的倒数
之间的关系如图2 所示。
已知：①对于反应
，
，x 为物质的量分数。
②已知该反应的速率方程
，
，
、
是速率常数。
下列说法错误的是
A．由上图判断，该反应的
B．曲线ac 代表
，bd 代表
C．
时，该反应的平衡常数
D．升高温度时，
减小
二、主观题（共3 小题，共40 分）
13．（14 分）（2023·广西南宁·南宁二中校考模拟预测）一定条件下，乙酸水蒸气重整制氢包括的反应如
下：
主反应为： I.CH3COOH(g)⇌2CO(g)+2H2(g) △H1=+213.7kJ·mol-1 K1
II.CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) △H2=-40.1 kJ·mol-1 K2
副反应为： III.CH3COOH(g)⇌CH4(g)+CO2(g) △H3=-33.5 kJ·mol-1 K3
6
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回答下列问题：.
(1)反应CH3COOH(g)+2H2O(g)⇌2CO2(g)+4H2(g)的△H= kJ·mol-1；该反应能自发进行的条件是
(填“高温”、“低温”或“任意温度”)。
(2)在T°C 的固定体积容器中投入一定量H2O(g)和CH3COOH(g)，关于反应I、II，III 的叙述正确的是
(填选项标号)。
A．反应I 的正反应活化能Ea(正) > 213.7 kJ·mol-1
B．若升高体系温度，△H2和K2均减小
C．容器内混合气体总压强不变时，各反应均已达到平衡状态
(3)乙酸重整时，水碳比[n(H2O)/n(CH3COOH)]对H2、CO、CO2平衡产率Y 的影响如图1 所示(不考虑副反
应) ：
①图1 中c 代表的物质是 (填化学式)。当投料的水碳比[n(H2O)/n(CH3COOH)]增大时，H2O 的平衡转
化率将 (填“增大”或“减小”)。
②水碳比为5∶1 时，温度对平衡时反应产物中各气体含量的影响如图2 所示。600°C 后，随温度的升高，
体系中H2的含量开始减小的原因是 。
③在T°C 的恒压容器中若只发生反应I：CH3COOH(g)⇌2CO(g)+2H2(g)，总压为p Pa，CH3COOH 的平衡转
化率为a，则T°C 时该反应的平衡常数Kp= (Pa3) (列出含a、p 的计算式，不必化简，Kp为以气体分
压表示的平衡常数，气体分压=总压×物质的量分数)。
14．（12 分）（2023·河北·校联考三模）
转化为高附加值的产品是应对气候变化和能源高速消耗的有
效措施，我国科学家研究
加氢制备甲醇方面取得一定进展。在一定温度和压强下，
加氢制备甲醇
的过程中主要发生如下三个反应，反应I、II、III 对应的平衡常数分别为
、
和
。
I．
II．
III．
回答下列问题：
(1)
；
、
和
三者之间的关系为 。
(2)为提高甲醇的平衡产率，可通过 (填“升高”或“降低”)温度， (填“增大”或
7
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“减小”)压强来实现。
(3)在两种不同的条件下，
的平衡转化率和
的选择性如下表所示。条件 (填“1”或
“2”)中甲醇的产率更高。
条件
的平衡转化率/%
的选择性/%
1
27
68
2
21.3
97.7
(4)T℃时，将
的混合气体充入压强为
的恒压密闭容器中，在催化剂的作用下发
生如下两个反应：
①
②
反应达到平衡状态时，
和
的分压相等，甲醇的选择性是CO 的2 倍，则
的平衡转化率为
，反应②的
(列出计算式即可，分压=总压×物质的量分数)。
15．（14 分）（2023·山东济南·统考三模）二氧化碳捕集利用与封存、甲烷重整是实现“双碳”目标的重
要途径。回答下列问题：
Ⅰ．化学家通过理论计算与研究，提出含氧空位的氧化铜对
加氢选择合成甲醇具有高活性，后续实验
研究证实了该理论预测。
加氢选择合成甲醇的主要反应如下：
①
②
③
298K 时，测得键能数据如下表所示。
化学键
C=O(
)
C-O
C-H
O-H
H-H
键能
803
326
414
464
436
(1)有利于反应①自发进行的条件是 (填“高温”或“低温”)；
，有
利于提高甲醇产率的措施有 (至少回答2 条)。
(2)将
与
按物质的量之比为3：1 投入15MPa、220℃的密闭容器中进行上述反应①，不能说明反应
一定达到平衡状态的是___________。
A．容器体积不再发生改变
B．
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C．混合气体的平均相对分子质量不再改变
D．某时刻测得
与
的物质的量之比为3：1
Ⅱ．甲烷重整工艺主要包括甲烷二氧化碳重整制氢、甲烷三重整制氢等。
(3)甲烷三重整制氢的主要反应为④
。若
将
与CO 按物质的量之比3：1 加入反应装置，在不同条件下达到平衡时甲烷的物质的量分数为
，
在
条件下
与p 的关系、在
条件下
与t 的关系如图a 所示。当CO 的平
衡转化率为
时，反应条件可能是 ；210℃条件下，反应④的压强平衡常数
(保留三位有效数字)。甲烷三重整制氢工业一般将反应温度设置为750～920℃，将反应压力设置为2～
3MPa，并向转化炉内通入空气或氧气，通入空气或氧气的目的是 。
1．（2022·天津·统考高考真题）向恒温恒容密闭容器中通入2 mol
和1 mol
，反应：
达到平衡后，再通入一定量
，达到新的平衡时，下列有关判断不正确的是
A．
的平衡转化率增大
B．
的平衡浓度增大
C．反应平衡常数不变
D．正向反应速率增大
2．（2022·辽宁·统考高考真题）某温度下，在
恒容密闭容器中
发生反应
，
有关数据如下：
时间段/
产物Z 的平均生成速率/
0～2
0.20
0～4
0.15
0～6
0.10
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下列说法错误的是
A．
时，Z 的浓度大于
B．
时，加入
，此时
C．
时，Y 的体积分数约为33.3%
D．
时，X 的物质的量为
3．（2022·海南·统考高考真题）某温度下，反应CH2=CH2(g)+H2O(g)
CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平
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
4．（2021·江苏·高考真题）N2是合成氨工业的重要原料，NH3不仅可制造化肥，还能通过催化氧化生产
HNO3；HNO3能溶解Cu、Ag 等金属，也能与许多有机化合物发生反应；在高温或放电条件下，N2与O2反
应生成NO，NO 进一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-116.4kJ·mol-1。大气中过量的NOx和
水体中过量的NH 、NO 均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO 转化为
N2，也可将水体中的NO3
-转化为N2。对于反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)，下列说法正确的是
A．该反应的ΔH<0，ΔS<0
B．反应的平衡常数可表示为K=
C．使用高效催化剂能降低反应的焓变
D．其他条件相同，增大
，NO 的转化率下降
5．（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
10
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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
6．（2022·湖南·高考真题）向体积均为1L 的两恒容容器中分别充入
和
发生反应：
，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所
示。下列说法正确的是
A．
B．气体的总物质的量：
C．a 点平衡常数：
D．反应速率：
11
