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第27 讲 化学反应速率、平衡图像
（模拟精练+真题演练）
完卷时间：50 分钟
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 S 32 Cl35.5 Cu 64 Ba137
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12×5 分）
1．（2023·江苏南通·海门中学校考模拟预测）飞机在平流层飞行时，尾气中的NO 会破坏臭氧层。如何有
效消除NO 成为环保领域的重要课题。某研究小组用新型催化剂对CO、NO 催化转化进行研究，测得一段
时间内NO 的转化率、CO 剩余的百分率随温度变化情况如图所示。已知NO 可发生下列反应：
反应I：
反应Ⅱ：
下列叙述不正确的是
A．
，
B．温度大于775K 时，催化剂活性降低
C．
时，控制温度875K 已可较好的去除NO
D．775K，
时，不考虑其他反应，该时刻
2．（2023·江苏盐城·盐城市伍佑中学校考模拟预测）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
反应Ⅱ
kJ⋅mol-1
1
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[
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
3．（2023·山东青岛·统考三模）已知反应
。在体积可变的密闭容器中，按
充入反应物进行反应，A 的平衡转化率与温度、压强关系如图所示。下列说法正确的是
A．温度：
B．平均摩尔质量：
C．a 点的分压平衡常数
D．d 点：
4．（2023·天津·校联考模拟预测）某温度下，发生反应
2
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，
的平衡转化率(
)与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是
A．将1mol
和3mol
置于1L 密闭容器中发生反应，放出的热量小于92.4kJ
B．平衡状态由A 到B 时，平衡常数
C．上述反应在达到平衡后，增大压强，
的产率减小
D．反应建立平衡后分离出部分
时，浓度商Q 大于平衡常数K
5．（2023·江苏南通·统考三模）碘甲烷(
)可裂解制取低碳烯烃。碘甲烷裂解时可发生如下反应：
反应1：
反应2：
反应3：
向密闭容器中充入一定量的碘甲烷，维持容器内p=0.1MPa，平衡时
、
和
的占容器内所有
气体的物质的量分数与温度的关系如图所示。已知容器中某气体的分压p=φ(物质的量分数)×
，用气体
物质的分压替换浓度计算得到的平衡常数称为分压平衡常数(
)。下列说法正确的是
A．图中物质X 表示的是
B．700K 时，反应2 的分压平衡常数
C．700K 时，从反应开始至恰好平衡，反应2 的速率大于反应3 的速率
D．700K 时，其他条件不变，将容器内p 增大为0.2MPa，
的体积分数将减小
6．（2023·全国·模拟预测）向某恒容密闭容器中加入一定量的
和
，发生反应
，温度和压强对
转化率的影响如图所示(其中x
3
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和y 分别代表温度或压强)。下列说法错误的是
A．图中x 代表的是压强
B．
C．正反应速率：
D．其他条件不变时，增大
可提高
的转化率
7．（2023·北京丰台·统考二模）工业上可以利用水煤气(
、
)合成二甲醚(
)，同时生成
。
合成过程中，主要发生三个反应，
℃时，有关反应及相关数据如下。
保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变，进行实验，测得
转化率随温度变化曲线如下图。下列
说法不正确的是
A．
℃时，水煤气合成二甲醚的热化学方程式：
B．
℃时，增大压强、加入催化剂均可提高
的平衡转化率
C．220℃~240℃时，温度升高反应速率加快，
转化率升高
D．温度高于240℃时，温度升高
转化率降低的原因可能是平衡逆向移动
8．（2023·河北石家庄·校联考模拟预测）乙烯可用于制备乙醇：
。向10L 某恒容密闭容器中通入2mol
(g)和m mol
(g)发生上述反应，测得
4
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(g)的平衡转化率与投料比
以及温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A．
B．a、b 点对应的平衡常数
C．a 点对应的体系中，反应从开始到平衡的2min 内，
D．b 点对应的体系中，m=1.8
9．（2023·广东广州·统考二模）汽车尾气中NO 产生的反应为
。
一定条件下，等物质的量
和
在恒容密闭容器中反应，曲线a 表示该反应在温度T 下
随时间(t)的
变化，曲线b 表示该反应在某一起始条件改变时
随时间(t)的变化。下列叙述不正确的是
A．温度T 下、0-40s 内
B．M 点
小于N 点
C．曲线b 对应的条件改变可能是充入氧气
D．若曲线b 对应的条件改变是升高温度，则
10．（2023·广东梅州·统考二模）一定温度下，在
的密闭容器中，A、B、C 三种气体的物质的量浓度随
时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是
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A．X 点的
Y 点的
B．Z 点时反应达到平衡状态
C．B 的平衡转化率为30%
D．保持温度、体积不变，
时充入
，正逆反应速
率均增大
11．（2023·广东茂名·统考二模）一定温度下，向2L 密闭容器中加入
发生反应①
，②
，反应体系中
、
、
的物质的量随反应
时间t 的部分变化曲线如图所示，下列说法正确的是
A．曲线Ⅱ表示
随t 的变化
B．
内，
C．
后，充入
，容器的气体颜色先变深后变浅
D．
后，充入
，容器的气体颜色变浅
12．（2023·上海徐汇·统考二模）密闭容器中加入HBr，一定条件下发生反应：
，
随反应时间的变化如曲线①所示，分别改变一个条件，得到曲线②和
③，下列说法正确的是
A．该反应正反应为放热反应
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B．曲线①，0~50min 用
表示的平均反应速率为
C．曲线②，可能使用了催化剂或压缩容器体积
D．曲线③，达到平衡后，容器内各物质的浓度分别增加
，平衡正向移动
二、主观题（共3 小题，共40 分）
13．(12 分)（2023·上海静安·统考二模）聚丙烯腈纤维俗名人造羊毛，由丙烯腈聚合而得。用丙烯合成丙
烯腈的反应如下： 2C3H6(g)＋2NH3(g)＋3O2(g)
2C3H3N(g)＋6H2O(g)＋1030kJ
(1)某密闭容器中发生上述反应，生成丙烯腈的反应速率与反应时间的关系如下图所示。
t1时刻表示体系改变的反应条件为 ； t2时刻表示体系改变了另一反应条件，此时平衡 移动
(填“正向”、“逆向”或“不”)。
丙烯的转化率与反应温度的关系如图示：
(2)有利于提高丙烯平衡转化率的反应条件有 ；
(3)最大转化率所对应的温度为460℃。当温度低于460℃时，丙烯的转化率 (填“是”或“不是”)
所对应温度下的平衡转化率，理由是 。
(4)一定条件下，在2L 恒容密闭容器中，通入84g C3H6、34g NH3、96g O2，若该反应5 min 到达a 点，则0
～5min 内丙烯的平均反应速率为 mol∙L−1∙min−1。
14．（14 分）（2023·广东·模拟预测）Ⅰ.利用温室气体CO2和CH4制备燃料合成器，计算机模拟单个二氧
化碳分子与甲烷分子的反应历程如图所示：
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已知：leV 为1 电子伏特，表示一个电子(所带电量为-1.6×10-19C)经过1 伏特的电位差加速后所获得的动能。
(1)向密闭容器，中充入等体积的CO2和CH4，测得平衡时压强对数lg p(CO2)和lg p(H2)的关系如图所示。
(压强的单位为MPa)
①T1 T2(填“>” “<”或“=”)。
②温度为T1时，该反应的压强平衡常数Kp= MPa2。
Ⅱ.丙烯是重要的有机合成原料。由丙烷制备丙烯是近年来研究的热点，主要涉及如下反应：
反应i：2C3H8(g)+O2(g)⇌2C3H6(g) +2H2O(g)
kJ/mol
反应ii：2C3H8(g)+7O2(g)⇌6CO(g)+8H2O(g)
kJ/mol
(2)在压强恒定为100 kPa 条件下，按起始投料n(C3H8)：n(O2)=2∶1 匀速通入反应器中，在不同温度下反应
相同时间，测得丙烷和氧气的转化率如下图。
①线 (填“L1”或“L2”)表示丙烷的转化率。
②温度高丁T1K 后曲线L2随温度升高而降低的原因为 。
③当温度高于T2K 时，L1和L2重合的原因可能是 。
Ⅲ.综合利用CO2有利于实现碳中和，在某CO2催化加氢制CH3OH 的反应体系中，发生的主要反应有：
i.CO2(g) +H2(g)⇌CO(g)+ H2O(g)
kJ·mol-1
ii.CO(g) + 2H2(g)⇌CH3OH(g)
kJ·mol-1
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iii.CO2(g) +3H2(g)⇌CH3OH(g) +H2O(g)
kJ·mol-1
(3)5MPa 时，往某密闭容器中按投料比n(H2)∶n(CO2)=3∶1 充入H2和CO2，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在上图中画出反应达到平衡时，n(H2)／n(CO2)随温度变化趋势图 (只用画220℃以后)。
15．（14 分）（2022·浙江·一模）水煤气变换[CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程，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H2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
中H2的物质的量分数为0.0250。
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 H2(填“大于”或“小于”)。
(2)721℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时
体系中H2的物质的量分数为 (填标号)。
A．＜0.25 B．0.25 C．.0.25~0.50 D．0.50 E．＞0.50
(3)二甲醚(CH2OCH3)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
术，主要涉及的反应有：
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H1=-90.7 kJ·mol-l
2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-23.5 kJ·mol-1
①为了CO 和H2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H2的进料量进行实验，
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，
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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t1 min 时测得各组分的浓度分别为
c(CH3OH)=0.47 mol·L-1，c(CH3OCH3)=1.2 mol·L-1，c(H2O)=1.2 mol·L-1，t2 min 时反应达到平衡。已知反应
在该温度下的平衡常数为400，请在图中画出t1-t2 min 内，c(CH3OCH3)的变化曲线 。
1．（2021·江苏·高考真题）NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O 的反应均为放热反应。工业尾气中的
NH3可通过催化氧化为N2除去。将一定比例的NH3、O2和N2的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反
应管，NH3的转化率、生成N2的选择性[
100%]与温度的关系如图所示。
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下列说法正确的是
A．其他条件不变，升高温度，NH3的平衡转化率增大
B．其他条件不变，在175～300 ℃范围，随温度的升高，出口处N2和氮氧化物的量均不断增大
C．催化氧化除去尾气中的NH3应选择反应温度高于250 ℃
D．高效除去尾气中的NH3，需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂
2．（2021·辽宁·统考高考真题）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
D．条件②，降冰片烯起始浓度为
时，半衰期为
3．（2023·湖南·统考高考真题）向一恒容密闭容器中加入
和一定量的
，发生反应：
。
的平衡转化率按不同投料比
随温度的变化曲线
如图所示。下列说法错误的是
A．
B．反应速率：
C．点a、b、c 对应的平衡常数：
D．反应温度为
，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态
4．（2021·广东·高考真题）反应
经历两步：①
；②
。反应体系中
、
、
的浓度
c 随时间t 的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
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A．a 为
随t 的变化曲线
B．
时，
C．
时，
的消耗速率大于生成速率
D．
后，
5．（2023·山东·统考高考真题）一定条件下，化合物E 和TFAA 合成H 的反应路径如下：
已知反应初始E 的浓度为0.10mol∙L-1，TFAA 的浓度为0.08mol∙L-1，部分物种的浓度随时间的变化关系如图
所示，忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是
A．t1时刻，体系中有E 存在
B．t2时刻，体系中无F 存在
C．E 和TFAA 反应生成F 的活化能很小
D．反应达平衡后，TFAA 的浓度为0.08mol∙L-1
6．（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
12
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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
13
