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题型四 平衡图像原因解释
1．化学平衡图象解题步骤
化学反应速率和化学平衡图像分析类试题是高考的热点题型，图像中蕴含着丰富的信
息，具有简明、直观、形象的特点，命题形式灵活，难度较大。大多数是以图表或图像的
形式给出信息需要考生对信息快速提取并加工出化学模型进行解答，这也是这部分真正的
难点所在。需要考生分辨出影响速率和平衡的因素，必备知识上考察影响速率和平衡的因
素，能力上要求考生信息的提取和加工，分析和推理的能力，既要求功底扎实又要求思维
灵活，发展了宏观辨识与微观探析，证据推理与模型认知的核心素养。在实际生产过程中，
影响因素是多元化、多方位和多层次的。在近几年的相关考题中，对单一因素影响的考查已经越来
越少了，主要以“多因素影响”出现，考查考生的综合分析判断能力。以实际情景(场景)为背景，
更能体现核心素养的要求。
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2．复杂(竞争、连续)反应图象的解题流程
一、影响化学平衡的因素
1．若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响
改变的条件(其他条件不变)
化学平衡移动的方向
浓度
增大反应物浓度或减小生成物浓度
向正反应方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度
向逆反应方向移动
压强(对有气体
参加的反应)
反应前后气体体积改变
增大压强
向气体分子总数减小的方向移动
减小压强
向气体分子总数增大的方向移动
反应前后气体体积不变
改变压强
平衡不移动
温度
升高温度
向吸热反应方向移动
降低温度
向放热反应方向移动
催化剂
同等程度改变v 正、v 逆，平衡不移动
2．“惰性气体”对化学平衡移动的影响
2
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(1)恒温、恒容下：加入惰性气体⃗引起体系总压增大，但体积不变，各反应物、生成物的浓度均未
改变，故反应速率不变，V 正、V 逆也不变，化学平衡也不发生移动
(2)恒温、恒压下：加入惰性气体⃗引起体积增大⃗引起各反应物浓度减少⃗引起反应速率减小，
V 正、V 逆均减小，等效于降压，故化学平衡向气体总体积增大的方向移动
二、常见化学平衡图像的类型
1．速率—时间图像(vt 图像)：
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
解题原则：分清正反应、逆反应及二者的相对大小，分清“突变”和“渐变”；正确判断化学平衡的
移动方向；熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律。
Ⅰ．v′正突变，v′逆渐变，且v′正>v′逆，说明是增大了反应物的浓度，使v′正突变，且平衡正向移动。
Ⅱ．v′正、v′逆都是突然减小的，且v′正>v′逆，说明平衡正向移动，该反应的正反应可能是放热反应或气
体总体积增大的反应，降低温度或减小压强，使v′正、v′逆突然减小，且v′正＞v′逆。
Ⅲ．v′正、v′逆都是突然增大的且增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，可能是使用了催化剂，
也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应压缩体积(即增大压强)所致。
2．百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像：
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
解题原则——“先拐先平数值大”。
在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图Ⅰ中
T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a 使用了催化剂)。
Ⅰ．表示T2>T1，正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动。
Ⅱ．表示p2>p1，A 的转化率减小，说明正反应是气体总体积增大的反应，压强增大，平衡逆向移动。
Ⅲ．生成物C 的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a>b，故a 使用了催化剂；也可能
该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a 增大了压强(压缩体积)。
3．百分含量(或转化率)—压强—温度图像：
3
获取信息
提出假设
精细推敲
得出结论
已有知识 题给信息
整合知识 发散思维
认真分析 抓住关键
细致推敲 排除干扰
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Ⅰ Ⅱ
解题原则——“定一议二”。
在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量，分析方法是确定其中一个变量，
讨论另外两个变量之间的关系。如上图Ⅰ中确定压强为105 Pa 或107 Pa，则生成物C 的百分含量随温度T
的升高而逐渐减小，说明正反应是放热反应；再确定温度T 不变，作横坐标的垂线，与压强线出现两个交
点，分析生成物C 的百分含量随压强p 的变化可以发现，压强增大，生成物C 的百分含量增大，说明正反
应是气体总体积减小的反应。
三、化学平衡图像题的思维建模
有关化学平衡、化学反应速率的图表题一直是高考关注的热点，在审题时，一般采用“看特点，识图
表，想原理，巧整合”四步法解答。
第一步：看特点。即分析可逆反应方程式，观察物质的状态、气态物质分子数的变化(正反应是气体分
子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应，还是吸热反应)等。
第二步：识图像。即识别图像类型，横坐标和纵坐标的含义、线和点(平台、折线、拐点等)的关系。
利
用规律“先拐先平，数值大”判断，即曲线先出现拐点，先达到平衡，其温度、压强越大。
第三步：想原理。联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件等。[来源
4
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科 第四步：巧整合。图表与原理整合，逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应
速率和化学平衡原理。
1．(2023•海南卷，16 节选)磷酸二氢钾在工农业生产及国防工业等领域都有广泛的应用。某研究小组
用质量分数为85%的磷酸与KCl(s)反应制备KH2PO4(s)，反应方程式为H3PO4(aq)+KCl(s)
KH2PO4(s)
+HCl(g)一定条件下的实验结果如图1 所示。
回答问题：
(1)该条件下，反应至1h 时KCl 的转化率为_______。
(2)该制备反应的ΔH 随温度变化关系如图2 所示。该条件下反应为_______反应(填“吸热”或“放
热”)，且反应热随温度升高而_______。
【答案】(1)70% (2)① 吸热 ② 降低
【解析】(1)由图可知，该条件下，反应至1h 时KCl 的转化率为70%；(2)由图可知，焓变为正值，则
该条件下反应为吸热反应，且反应热随温度升高而降低。
2．(2023•江苏卷，14 节选)V2O5-WO3/TiO2催化剂能催化NH3脱除烟气中的NO，反应为：4NH3(g)＋
O2(g)+4NO(g)=4N2g)+6H2O(g) ΔH＝-1632.4kJ·mol−1
(2)催化剂的应用。将一定物质的量浓度的NO、O2、NH3(其余为N2)气体匀速通过装有V2O5-
WO3/TiO2催化剂的反应器，测得NO 的转化率随温度的变化如题图所示。反应温度在320~360℃范围内，
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NO 转化率随温度变化不明显的原因是___________；反应温度高于380℃，NO 转化率下降，除因为进入
反应器的NO 被还原的量减少外，还有___________(用化学方程式表示)。
【答案】(2)此温度范围内，催化剂活性已达最佳，对反应速率影响不明显，故NO 转化率基本不变
4NH3+5O2
4NO+6H2O、N2+O2
2NO
【解析】(2)反应温度在320~360℃范围内，NO 转化率随温度变化不明显的原因是此温度范围内，催
化剂活性已达最佳，对反应速率影响不明显，故NO 转化率基本不变。反应温度高于380℃，NO 转化率下
降，有可能体系产生了NO，如4NH3+5O2
4NO+6H2O、N2+O2
2NO 等。
3．(2023•湖北省选择性考试，19 节选)(5)
(g)
C40H18 (g) + H• (g)及
C40H10
(g) + H• (g)反应的lnK (K 为平衡常数)随温度倒数的关系如图所示。已知本实验条件下，
(R
为理想气体常数，c 为截距)。图中两条线几乎平行，从结构的角度分析其原因是_______。
【答案】(5)在反应过程中，断裂和形成的化学键相同
(5)
(g)
C40H18 (g) + H• (g)及
C40H10 (g) + H• (g)反应的lnK (K 为平衡常数)
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随温度倒数的关系如图，图中两条线几乎平行，说明斜率几乎相等，根据
(R 为理想气体常
数，c 为截距)可知，斜率相等，则说明焓变相等，因为在反应过程中，断裂和形成的化学键相同；
4．(2023•湖南卷，16 节选)(3)在
、
下，以水蒸气作稀释气。Fe2O3作催化剂，乙苯除脱氢
生成苯乙烯外：
①
②
③
④
还会发生如下两个副反应：
⑤
⑥
以上反应体系中，芳香烃产物苯乙烯、苯和甲苯的选择性S(
)随乙苯转化率的变化曲线如图所示，其中曲线b 代表的产物是
_______，理由是_______；
【答案】(3)苯 反应④为主反应，反应⑤⑥为副反应，苯乙烯的选择性最大；在恒温恒压下，随
乙苯转化率的增大，反应⑤正向移动，反应⑥不移动，则曲线b 代表产物苯
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【解析】(3)曲线a 芳香烃产物的选择性大于曲线b、c 芳香烃产物的选择性，反应④为主反应，反应
⑤⑥为副反应，则曲线a 代表产物苯乙烯的选择性；反应④⑤的正反应为气体分子数增大的反应，反应⑥
的正反应是气体分子数不变的反应；在913K、100kPa(即恒温恒压)下以水蒸气作稀释气，乙苯的转化率增
大，即减小压强，反应④⑤都向正反应方向移动，反应⑥平衡不移动，故曲线b 代表的产物是苯；
5．(2023•辽宁省选择性考试，18 节选)硫酸工业在国民经济中占有重要地位。
(3)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化：
SO2(g)+
O2(g)
SO3(g) ΔH=-98.9kJ·mol-1
(ⅰ)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与
温度的关系如下图所示，下列说法正确的是_______。
a．温度越高，反应速率越大
b．α=0.88 的曲线代表平衡转化率
c．α 越大，反应速率最大值对应温度越低
d．可根据不同
下的最大速率，选择最佳生产温度
(ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如下
图所示，催化性能最佳的是_______(填标号)。
(ⅲ)设O2的平衡分压为p，SO2的平衡转化率为αe，用含p 和αe的代数式表示上述催化氧化反应的
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Kp=_______(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
【答案】(3)①cd ②d ③
【解析】(3) (i)a 项，根据不同转化率下的反应速率曲线可以看出，随着温度的升高反应速率先加快后
减慢，a 错误；b 项，从图中所给出的速率曲线可以看出，相同温度下，转化率越低反应速率越快，但在转
化率小于88%的时的反应速率图像并没有给出，无法判断α=0.88 的条件下是平衡转化率，b 错误；c 项，
从图像可以看出随着转化率的增大，最大反应速率不断减小，最大反应速率出现的温度也逐渐降低，c 正
确；d 项，从图像可以看出随着转化率的增大，最大反应速率出现的温度也逐渐降低，这时可以根据不同
转化率选择合适的反应温度以减少能源的消耗，d 正确；故选cd；(ii)为了提高催化剂的综合性能，科学家
对催化剂进行了改良，从图中可以看出标号为d 的催化剂V-K-Cs-Ce 对SO2的转化率最好，产率最佳，故
选d ；(iii) 利用分压代替浓度计算平衡常数，反应的平衡常数Kp=
=
=
；设SO2 初始量为m mol，则平衡时n(SO2)=m·αe，n(SO3)=m-
m·αe=m(1-αe)，Kp=
=
。
6．(2023•山东卷，20 节选)一定条件下，水气变换反应CO+H2O
CO2+H2的中间产物是
HCOOH。为探究该反应过程，研究
水溶液在密封石英管中的分子反应：
Ⅰ．HCOOH
CO+H2O(快)
Ⅱ．HCOOH
CO2+H2(慢)
(3)
温度下，在密封石英管内完全充满1.0 mol·L-1HCOOH 水溶液，使
分解，分解产物均完
全溶于水。含碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。
时刻测得CO、
CO2的浓度分别为0.70 mol·L-1、0.16 mol·L-1，反应Ⅱ达平衡时，测得H2的浓度为y mol·L-1。体系达平衡后
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_____(用含y 的代数式表示，下同)，反应Ⅱ的平衡常数为_____。
相同条件下，若反应起始时溶液中同时还含有0.10 mol·L-1盐酸，则图示点
中，CO 的浓度
峰值点可能是_____(填标号)。与不同盐酸相比，CO 达浓度峰值时，CO2浓度_____(填“增大”“减小”或
“不变”)，
的反应_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(3)
a 减小 不变
【解析】(3)t1时刻时，c(CO)达到最大值，说明此时反应I 达平衡状态。此时：
故t1时刻c(HCOOH)＝1.0－0.70－0.16＝0.14 mol·L－1，K(I)＝
。t1时刻→反应II
达平衡过程：
则c(H2)＝b＋0.16＝y，b＝(y－0.16)mol·L－1，c(HCOOH)＝0.14－a－b＝0.3－a－y，c(CO)＝a＋0.7，
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K(I)＝
，a＝
。故
＝
，K(II)＝
。加入0.1 mol·L－1盐酸后，H＋对反应I 起催化作用，加快反应I 的反应
速率，缩短到达平衡所需时间，故CO 浓度峰值提前，由于时间缩短，反应Ⅱ消耗的HCOOH 减小，体系
中HCOOH 浓度增大，导致CO 浓度大于t1时刻的峰值，故c(CO)最有可能在a 处达到峰值。此时c(CO2)会
小于不含盐酸的浓度，
＝K(I)，温度不变，平衡常数不变，则
的值不变。
7．(2023•全国新课标卷，29 节选)氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。
(4)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。
其中一种进料组成为
，另一种为
。(物质i 的摩尔分数：
)
①图中压强由小到大的顺序为_______，判断的依据是_______。
②进料组成中含有情性气体
的图是_______。
③图3 中，当
、
时，氮气的转化率
_______。该温度时，反应
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的平衡常数
_______
(化为最简式)。
【答案】(4) P1＜P2＜P3 合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数
越大 图4 33.33%
【解析】(4)①合成氨的反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强越大平衡时氨的摩尔分数越
大。由图中信息可知，在相同温度下，反应达平衡时氨的摩尔分数P1＜P2＜P3，因此，图中压强由小到大
的顺序为P1＜P2＜P3，判断的依据是：合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔
分数越大。②对比图3 和图4 中的信息可知，在相同温度和相同压强下，图4 中平衡时氨的摩尔分数较小。
在恒压下充入情性气体Ar，反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分压也减小，化学平衡要朝气体分
子数增大的方向移动，因此，充入情性气体Ar 不利于合成氨，进料组成中含有情性气体Ar 的图是图4。
③图3 中，进料组成为
两者物质的量之比为3：1。假设进料中氢气和氮气的物质的量
分别为3mol 和1mol，达到平衡时氮气的变化量为x mol，则有：
当
、
时，
，解之得
，则氮气的转化率
，平
衡时N2、H2、NH3的物质的量分别为
、2
、
，其物质的量分数分别为
、
、
，则该温
度下
因此，该温度时，反应
的平衡常数
。
8．(2023•浙江省6 月选考，19 节选)水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。
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水煤气变换反应：H2O(g)+ CO(g)
CO2 (g)+ H2(g) ΔH＝－41.2 kJ·mol－1
该反应分两步完成：
3Fe2O3(s)＋CO(g)
2Fe3O4(s)＋CO2(g) ΔH1＝－47.2 kJ·mol－1
2Fe3O4 (s)＋H2O(g)
3Fe2O3 (s)＋H2(g) ΔH2
(4)水煤气变换反应是放热的可逆反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中
的余热(如图1 所示)，保证反应在最适宜温度附近进行。
①在催化剂活性温度范围内，图2 中b-c 段对应降温操作的过程，实现该过程的一种操作方法是
______。
A．按原水碳比通入冷的原料气 B．喷入冷水(蒸气) C．通过热交换器换热
②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温，在图3 中作出
平衡转化率随温度变化的曲线____。
【答案】(4)①AC ②
【解析】(4)①A 项，按原水碳比通入冷的原料气，可以降低温度，同时化学反应速率稍减小，导致
CO 的转化率稍减小，与图中变化相符，A 正确；B 项，喷入冷水(蒸气)，可以降低温度，但是同时水蒸气
的浓度增大，会导致CO 的转化率增大，与图中变化不符，B 错误；C 项，通过热交换器换热，可以降低
温度，且不改变投料比，同时化学反应速率稍减小，导致CO 的转化率稍减小，与图中变化相符，C 正确；
故选AC；②增大水蒸气的浓度，平衡正向移动，则一氧化碳的的平衡转化率增大，会高于原平衡线，故
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图像为：
；
9．(2023•广东卷，19 节选)配合物广泛存在于自然界，且在生产和生活中都发挥着重要作用。
(1)某有机物
能与Fe2+形成橙红色的配离子[FeR3]2+，该配离子可被HNO3氧化成淡蓝色的配离子
[FeR3]3+。
①基态
的
电子轨道表示式为 。
②完成反应的离子方程式：NO3
- +2 [FeR3]2++3H+
____+2 [FeR3]2++H2O
(2)某研究小组对(1)中②的反应进行了研究。
用浓度分别为2.0 mol·L-1、2.5 mol·L-1、3.0 mol·L-1的HNO3溶液进行了三组实验，得到c[([FeR3]2+)]随
时间t 的变化曲线如图。
①c(HNO3)= 3.0 mol·L-1时，在0~1 min 内，[FeR3]2+的平均消耗速率= 。
②下列有关说法中，正确的有 。
A．平衡后加水稀释，
增大
B．[FeR3]2+平衡转化率：
C．三组实验中，反应速率都随反应进程一直减小
D．体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间：
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【答案】(1)
HNO2
(2) 5×10-5 mol·L-1·min-1 A、B
【解析】【解析】(1)①基态Fe2+的3d 电子轨道表示式为
；②根据原子
守恒可知离子方程式中需要增加HNO2。(2)①浓度分别为2.0 mol·L-1、2.5 mol·L-1、3.0 mol·L-1的HNO3溶液，
反应物浓度增加，反应速率增大，据此可知三者对应的曲线分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ；c(HNO3)= 3.0 mol·L-1时，
在0~1 min 内，观察图像可知[FeR3]2+的平均消耗速率为
；②A
项，对于反应NO3
- +2 [FeR3]2++3H+
HNO2+2 [FeR3]2++H2O，加水稀释，平衡往粒子数增加的方向移动，
[FeR3]2+含量增加，[FeR3]2+含量减小，
增大，A 正确；B 项，HNO3浓度增加，[FeR3]2+转化率增
加，故
，B 正确；C 项，观察图像可知，三组实验反应速率都是前期速率增加，后期速率减小，
C 错误；D 项，硝酸浓度越高，反应速率越快，体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间越短，故
，D
错误；故选AB。
1．(2024·广东省深圳市罗湖区高三期末节选)2023 年杭州亚运会开幕式首次使用“零碳甲醇”作为主
火炬塔燃料。
(4) NiO-In2O3可催化CO2的氢化，体系中产生CH3OH 和CO。现将一定比例的CO2、H2以一定流速通
过催化剂，某温度下，得到CO2的转化率、CH3OH 或CO 的选择性[
]与催化剂
中NiO 质量分数的关系图：
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①曲线 (填“X”或“Y”)表示CO2的转化率随催化剂中NiO 的质量分数的变化。
②有利于提高CH3OH 选择性的反应条件是 (填标号)。
A．减小压强 B．使用更合适的催化剂 C．原料气中掺入适量的CO
【答案】(4) Y BC
【解析】(4)CO2转化率不变的情况下，CH3OH 的选择性下降，则CO 的选择性必然上升，即曲线X 表
示CO 的选择性、曲线Y 表示CO2的转化率；A 项，CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g)，减压平衡
左移，CH3OH 选择性降低，故A 错误；B 项，使用更合适的催化剂，对生成CH3OH 的反应更有利，从而
增大CH3OH 选择性，故B 正确；C 项，原料气中掺入适量的CO，CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋
H2O(g)平衡逆向移动，增大CO2、H2浓度，CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g)平衡正向移动，从而
增大CH3OH 选择性，故C 正确；故选BC。
2．(2024·江苏省苏州市高三期末节选)将模拟烟气(主要成分为NO、NH3、O2)匀速通过装有催化剂的
反应管，NH3和NO 反应机理可表示为(
表示吸附态)。
(3)负载不同含量CeO2的催化剂对NO 的脱除率随温度的变化如图所示。
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①130~200℃温度范围内，随着温度的升高，
脱除率均迅速增大原因是 。
②催化剂的催化效率与反应物在载体表面的吸附和活性物质表面的反应有关。温度高于400℃，使用
催化剂
的NO 脱除率明显低于催化剂
，其原因是 。
【答案】(3)催化剂活性随温度升高而增大 催化剂B 的CeO2含量高， Al(OH)3含量低，对NH3的
吸附少
【解析】(3)①130~200℃温度范围内，催化剂活性随温度升高而增大，使用随着温度的升高，NO 脱
除率均迅速增大；②已知催化剂的催化效率与反应物在载体表面的吸附和活性物质表面的反应有关，催化
剂B 的CeO2含量高，导致Al(OH)3含量低，对NH3的吸附少，导致温度高于400℃，催化剂B 的NO 脱除
率明显低于催化剂A。
3．利用太阳能光解水，制备的H2用于还原CO2合成有机物，可实现资源的再利用
用H2还原CO2可以在一定条件下合成CH3OH(不考虑副反应)
CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＜0
恒压下，CO2和H2的起始物质的量比为1∶3 时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛
膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示，其中分子筛膜能选择性分离出H2O
(1)甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为_________________________________________。
(2)P 点甲醇产率高于T 点的原因为________________________________________________。
(3)根据图，在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为______℃。
【答案】(1)该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动(或平衡常数减小)
(2)分子筛膜从反应体系中不断分离出H2O，有利于反应正向进行，甲醇产率升高
(3)210
【解析】(1)该反应是放热反应，温度升高有利于平衡逆向移动，甲醇的平衡产率随温度升高而降低。
(2)P 点对应反应有分子筛膜，分子筛膜能选择性分离出水，有利于反应正向进行，故P 点甲醇产率高于T
点甲醇产率。(3)由题图知，当温度为210 ℃时，甲醇的产率最高，因此最佳反应温度为210 ℃。
4．乙苯催化脱氢制取苯乙烯的反应为：
(g)＋CO2(g)
(g)＋
CO(g)＋H2O(g)， 其反应历程如下：
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一定温度下，向恒容密闭容器中充入一定量的乙苯和CO2，起始压强为p0 [气体分压(p 分)=气体总压(p
总)×气体体积分数]。乙苯平衡转化率与p(CO2)的关系如下图所示，请解释乙苯平衡转化率随着p(CO2)变化
而变化的原因________________________________________________。
【答案】随着CO2压强增大，CO2浓度增大，乙苯平衡转化率增大；CO2压强继续增大，会造成催化
剂表面乙苯的吸附率下降
【解析】一定范围内，p(CO2)越大，说明在原料中CO2的配比越高，则乙苯平衡转化率越高；二者首
先吸附在催化剂表面上，当CO2在催化剂表面吸附率过高时，会造成乙苯在催化剂表面的吸附率下降，使
乙苯平衡转化率随着p(CO2)增大反而减小。
5．在密闭容器中充入5 mol CO 和4 mol NO，发生2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－746.5
kJ·mol－1反应，如图为平衡时NO 的体积分数与温度、压强的关系。
若在D 点对反应容器升温的同时扩大体积至体系压强减小，重新达到的平衡状态可能是图中A～G 点
中的________点。
【答案】A
【解析】若在D 点对反应容器升温的同时扩大体积至体系压强减小，平衡逆向移动，NO 体积分数增
大，故选A 点。
5.容积均为1L 的甲、乙两个容器，其中甲为绝热容器，乙为恒温容器。相同温度下，分别充入0.2mol
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的NO2，发生反应：2NO2(g)
N2O4(g) ΔH<0，甲中NO2的相关量随时间变化如图所示。
0～3s 内，甲容器中NO2的反应速率增大的原因是__________________________。
【答案】0～3s 内温度升高对速率的影响大于浓度降低的影响
【解析】 该反应为放热反应，故0～3s 内温度升高对速率的影响大于浓度降低的影响，导致反应速
率增大。
6．(2024·云南部分名校高三联考理科综合节选)(4)在体积均为2L 的甲、乙两恒容密闭容器中分别通入
l mol N2 和3mol H2，分别在不同条件下达到平衡，测得 NH₃ 的物质的量与时间的关系如图2 所示。
①相对甲，乙仅改变的一个条件是 ，正反应速率：a (填“>”、“<”或
“=”)b。
②在该条件下，乙的平衡常数为 (结果保留2 位小数)。
【答案】(4) 降低温度 > 8.33
【解析】(4)① 甲相对于乙，先达平衡，则速率快，达平衡时氨气的含量甲小于乙，故改变的条件为
降低温度，甲的温度较高，所以a 点的反应速率大于b 点；②乙容器平衡时含1.2mol 氨气，则平衡时
c(N2)=0.2mol/L，c(H2)= 0.6mol/L，c(NH3)=0.6mol/L，
。
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7．(2024· 浙江省9 +1 高中联盟高三联考节选)氢能源是最具应用前景的能源之一。甲烷-水蒸气催化重
整制氢(SMR)是一种制高纯氢的方法之一，其涉及的主要反应如下：
反应Ⅰ：CH4(g)＋H2O(g)
CO(g)＋3H2(g) ΔH1＝+206.3kJ·mol−1
反应Ⅱ：CH4(g)＋2H2O(g)
CO2(g)＋4H2(g) ΔH2
反应Ⅲ：CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g) ΔH3＝-41.1kJ·mol−1
(3)650℃(局部温度过高会造成积碳)、按照一定流速通入原料气，当水碳比[
]一定时，催化剂
中无添加吸附剂和添加P-Li4SiO4吸附剂(吸收CO2)，各气体组分反应的平衡含量与时间的关系如图所示：
①催化剂中添加P-Li4SiO4吸附剂与无添加吸附剂比较，t1min 前H2的平衡含量升高，CO2、CO 和CH4
的平衡含量降低；t1min 后H2的平衡含量降低，CO2、CO 和CH4的平衡含量升高，最后与无添加吸附剂时
的含量相同，可能的原因是 。
②实验时发现t1min 后CO2的平衡含量低于理论平衡值，CO 的平衡含量高于理论平衡值，可能的原因
是 。(用化学反应方程式表示)
【答案】(3)添加P-Li4SiO4吸附剂，降低了CO2的浓度，反应Ⅱ、Ⅲ平衡正向移动；t1min 后，P-Li4SiO4
吸附剂失效 CO2+C
2CO
【解析】(3)①添加P-Li4SiO4吸附剂，降低了CO2的浓度，反应Ⅱ、Ⅲ平衡正向移动；t1min 后，P-
Li4SiO4吸附剂失效，故t1min 后H2的平衡含量降低，CO2、CO 和CH4的平衡含量升高，最后与无添加吸附
剂时的含量相同；②实验时发现t1min 后CO2的平衡含量低于理论平衡值，CO 的平衡含量高于理论平衡值，
可能的原因是CO2+C
2CO。
8．(2024·山东烟台高三期中联考节选)将CO2转化为高附加值碳基燃料，可有效减少碳排放。将CO2
和H2在催化剂作用下，可实现二氧化碳甲烷化。可能发生反应：
i．CO2(g)+4H2 (g)
CH4 (g)+2 H2O(g) ΔH1
ii．CO2(g)+H2 (g)
CO (g)+ H2O(g) ΔH2＝+41.2 kJ·mol－1
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iii．CO(g)+3H2 (g)
CH4 (g)+ H2O(g) ΔH3＝-206.1kJ·mol－1
(1)利用不同催化剂，在一定温度和反应时间条件下，测得产物的生成速率与催化剂的关系如图可知
有利于制甲烷的催化剂是 。
【答案】(1)Pt@h-BN3
【解析】(1)根据图示，在一定温度和反应时间条件下，使用催化剂Pt@h-BN3甲烷的生成速率最大且
CO 的速率最小，所以有利于制甲烷的催化剂是Pt@h-BN3。
2．(2024·湖北鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟高三联考节选)空气中CO2含量的控制和CO2资
源利用具有重要意义。
(1)已知25℃、101
下，在合成塔中，可通过二氧化碳和氢气合成甲醇，后续可制备甲酸。某反应
体系中发生反应如下：
Ⅰ．CO2(g)+H2 (g)
CO (g)+ H2O(g) ΔH1＝+41.2 kJ·mol－1
Ⅱ．CO2(g)+3H2 (g)
CH3OH (g)+ H2O(g) ΔH2＝-49 kJ·mol－1
Ⅲ．CO2(g)+4H2 (g)
CH4 (g)+2 H2O(g) ΔH3＝-165 kJ·mol－1
(2)向刚性密闭容器中通入一定量CO2和H2，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，温度对
和CH3OH 的物质的量
分数影响如图所示。
图中表示
物质的量分数的为 (填“m”或“n”)；为提高CH3OH 的选择性，可采取的措
施有 (写出1 条即可)。
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【答案】 (2) n 加压、降温
【解析】(2)根据图像可知横坐标为温度的倒数，由于Ⅰ式吸热，降温CO 物质的量分数减小，为线
n；Ⅱ式放热，降温CH3OH 物质的最分数增大，为m；要使合成CH3OH 的选择性提高，由于①吸热②放
热，可采取降温措施使得②正移，又由于②中正反应气体量减小，可采取加压方式使②正移。
9．(2024·广西部分高中高三一模节选)绿色能源是未来能源发展的方向，积极发展氢能，是实现“碳
达峰、碳中和”的重要举措，可以用以下方法制备氢气。
I．甲烷和水蒸气催化制氢气。主要反应如下：
i．CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g) △H=+206.2kJ•mol-1
ii．CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ•mol-1
(3)恒定压强为P0MPa 时，将n(CH4)：n(H2O)=1：3 的混合气体投入反应器中发生反应i 和ii，平衡时，
各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。
①图中表示CO2的物质的量分数与温度的变化曲线是 (填字母)。
②结合图中数据，其他条件不变，若要H2的产量最大，最适宜的反应温度是 (填标号)。
A．550~600℃ B．650~700℃ C．750~800℃
在其他条件不变的情况下，向体系中加入CaO 可明显提高平衡体系中H2的含量，原因是 。
③600℃时，反应ii 的平衡常数的计算式为Kp= (Kp是以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质
的量分数)。
【答案】(3) n B CaO 为碱性氧化物，能吸收酸性氧化物CO2，导致CO2浓度减小，促使反
应ii 平衡正向移动，导致CO 浓度减小，引起反应i 平衡也正向移动
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【解析】(3)①随反应进行，二氧化碳和氢气的量增加，故甲烷和水蒸气的量减小，将n(CH4)：
n(H2O)=1：3 的混合气体投入反应器中，故p 为表示平衡时水蒸气的物质的量分数随温度的变化，随着温
度升高反应i 正向移动，反应ii 逆向移动，故CO 随温度升高而增大，即m 表示平衡时CO 的物质的量分数
随温度的变化，则n 表示CO2的物质的量分数随温度的变化；②结合图中数据，其他条件不变，当温度达
到650℃时，CH4的转化率几乎为100%，H2的物质的量分数达到最大，再升高温度，H2的物质的量分数不
再增大，CH4 的转化率也增大不大，且增大能源投入，故若要H2 的产量最大，最适宜的反应温度是
650~700℃，CaO 为碱性氧化物，能吸收酸性氧化物CO2，导致CO2浓度减小，促使反应ii 平衡正向移动，
导致CO 浓度减小，引起反应i 平衡也正向移动，故在其他条件不变的情况下，向体系中加入CaO 可明显
提高平衡体系中H2的含量；③由题干图像信息可知，600℃平衡时，H2的物质的量分数为：50%，H2O(g)
的物质的量分数为32%，CH4的物质的量分数为4%，设投入CH4为1mol、H2O 为3mol，根据三段式分析：
，
则有
，解得x=0.78mol，
，解得y=0.45mol，CO 物质的量分数为：
×100%=6%，CO2的物质的量分数为
×100%=8%，600℃时，反应ii 的平衡常数的计算式为Kp=
=
=
。
10．(2024·浙江省Z20 名校联盟高三联考节选) (3)近期科学家发现活性炭表面的有机结构可以被强氧
化剂氧化成酚羟基、羧基(均可表示为C-OH，其电离平衡可表示为C-OH
C-O-+H+)，这些官能团可
以使活性炭表面活性化，有利于NO 的吸附。不同氧化剂的预氧化与吸附原理可表示为(未配平)：
预氧化：HNO3+C→C-OH+NO2↑+H2O
预氧化：KMnO4+C→C-OH+ MnO2+ K2MnO4
预氧化：H2O2+C→C-OH+H2O
吸附：C-OH(s)＋NO(g)
C-OH…NO(s) ΔH＜0
NO 吸附实验在25℃下进行，将一定比例的N2与NO 混合气体在
恒压下，以相同速率持续通入
到等量的、不同预氧化试剂处理的活性炭中(图像中“原始-C”表示未经处理的活性炭)，获得“NO 捕获率-
通气时间”的变化图：
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已知：
①下列描述正确的是 。
A．25℃下原始-C 在通气约175 分钟后吸附效果超过了H2O2-C
B．若其他条件不变，增大混合气体中N2物质的量分数，吸附平衡会正向移动
C．KMnO4-C 在实验中吸附效果不佳，可能是活性炭表面孔隙被MnO2、K2MnO4堵塞
D．升高温度，等量活性炭催化剂吸附的NO 分子总数会减少
②相比其他预氧化试剂处理的活性炭，HNO3-C 吸附效果更佳，有研究者认为可能是HNO3引入了
H+，增强了活性炭的表面活性。试利用勒夏特列原理予以解释 。
【答案】(3) CD 硝酸预氧化的过程中引入了H+，增大了H+浓度，平衡C-OH
C-O-+H+逆向
移动，使活性炭表面酚羟基、羧基等官能团数量增多，故吸附效果更佳
【解析】(3)①A 项，图中原始-C 曲线是虚线，NO 捕获率应看右侧纵轴上的数据，25°C 下175 分钟后
NO 捕获率低于50%，H2O2-C 曲线是实线，NO 捕获率应看左侧纵轴上的数据，因此175 分钟后原始-C 的
吸附效果没有超过H2O2-C，故A 错误；B 项，若其他条件不变，增大混合气体中N2物质的量分数，即在
恒压条件下增大容器体积，使NO 浓度减小，吸附平衡C-OH(s)＋NO(g)
C-OH…NO(s)逆向移动 ，
故B 错误；C 项，KMnO4是粉末状固体，活性炭表面疏松多孔的结构有利于吸附，KMnO4-C 在实验中吸
附效果不佳，可能是活性炭表面孔隙被MnO2、KMnO4堵塞，故C 正确；D 项，由图像可知，升高温度，
NO 的捕获率降低，即催化剂吸附的NO 分子总数会减少，故D 正确；故选CD。②HNO3是强酸，HNO3
预氧化的过程引入了H+，增大了H+的浓度，平衡C-OH
C-O-+H+逆向移动，使活性炭表面酚羟基、
羧基等官能团数量增多，故吸附效果更佳。
11．(2024·浙江省三校高三联考选考模拟节选)将二氧化碳转化为高附加值化学品是目前研究的热点之
一，甲醇是重要的化工原料和优良的替代燃料，因此加氢制甲醇被广泛关注。在催化剂作用下主要发生以
下反应。
Ⅰ. CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝-49.4kJ·mol−1
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Ⅱ. CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝+41kJ·mol−1
Ⅲ.CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g) ΔH3
在
，
，CO2(g)、H2(g)以物质的量浓度1：3 投料，以一定流速通过不同Cu-ZnO 与Cu-
ZnO@ SiO2催化剂，图a 和b 为催化反应CO2转化率、甲醇选择性、甲醇收率随温度的变化，反应的产物
只有甲醇、
和H2O。
(3)分析在该压强下的最适合反应条件为 。
(4)推测在一定温度范围内，随着反应温度的升高，CO2转化率增大，但甲醇选择性降低的原因是
。
【答案】(3) 230℃ Cu-ZnO@ SiO2
(4)温度升高，反应Ⅱ(吸热反应)平衡正向移动程度大于反应Ⅰ(放热反应)平衡逆向移动的程度，使CO2
的转化率增大；温度升高反应Ⅲ和反应Ⅰ平衡逆向移动，使甲醇的选择性降低
【解析】(3)由图可知，在该压强下反应条件为230℃、Cu-ZnO@ SiO2时，甲醇的选择性和产率最高，
应该选择该条件。(4)推测在一定温度范围内，随着反应温度的升高，CO2转化率增大，但甲醇选择性降低
的原因是：温度升高，反应Ⅱ(吸热反应)平衡正向移动程度大于反应Ⅰ(放热反应)平衡逆向移动的程度，使
CO2的转化率增大；温度升高反应Ⅲ和反应Ⅰ平衡逆向移动，使甲醇的选择性降低。
12．(2024·浙江省台州市高三第一次教学质量评估节选)甲醇在化学工业、农业生产等领域都有广泛的
应用。请回答：
(1)“氢”风阵阵，甲醇产生氢气的反应为：CH3OH(l)
CO(g)＋2H2(g) ΔH，
已知相关物质的标准燃烧热和标准熵数值如下表：
化学式
CH3OH(l)
H2(g)
CO(g)
标准燃烧热(25℃)
-726.5
-285.8
-283.0
标准熵：S/( J·mol-1·K-1)
126.8
130.7
197.7
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①
0(填“>”或“<”)。
②该反应能自发进行的最低温度为 K(保留小数点后1 位)。
【答案】(1) > 385.5
【解析】(1)①
；②
；③
；根据盖斯
定律：①-②-③得
；
，根据
，解
得
。
13．(2024·北京朝阳区高三期中联考节选)合成氨的发展体现了化学科学与技术的不断进步。
(2)20 世纪初，以N2和H2为原料的工业合成氨方法研制成功。其反应为：
。
①N2的化学性质稳定，即使在高温、高压下，N2和H2的化合反应仍然进行得十分缓慢。从分子结构
角度解释原因： 。
②压强对合成氨有较大影响。下图为不同压强下，以物质的量分数x(H2)=0.75、x(N2)=0.25 进料(组成
1)，反应达平衡时，x(NH3)与温度的计算结果。
i．判断压强：p1 p2(填“>”或“<”)，简述理由： 。
ii．在p1、x(NH3)=0.20 时，氮气的转化率为 。
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iii．合成氨原料气中存在不参与反应的Ar 时会影响NH3的平衡含量。在p1时，以物质的量分数
x(H2)=0.675、x(N2)=0.225、x(Ar)=0.10 进料(组成2)，反应达平衡时x(NH3)与温度的计算结果与组成1 相比
有一定变化，在上图中用虚线画出相应曲线 。
【答案】(2) N2中含氮氮三键(N≡N)，键能大，难断裂 < 合成氨反应是气体分子数减小的反
应，相同温度下，增大压强，平衡正向移动，氨的物质的量分数增大
【解析】(2)①N2中含氮氮三键(N≡N)，键能大，难断裂，因此即使在高温、高压下，N2和H2的化合
反应仍然进行得十分缓慢；②i．合成氨反应是气体分子数减小的反应，相同温度下，增大压强，平衡正
向移动，氨的物质的量分数增大，所以p1<p2；ii．图中，进料组成为x(H2)=0.75、x(N2)=0.25 两者物质的量
之比为3：1。假设进料中氢气和氮气的物质的量分别为3mol 和1mol，达到平衡时氮气的变化量为x mol，
则有：
在p1、x(NH3)=0.20 时，x(NH3)=
，解得x=
；iii．在相同温度和相同压强下，
组成2 平衡时氨的摩尔分数较小。在恒压下充入惰性气体Ar，反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的
分压也减小，化学平衡要朝气体分子数增大的方向移动，因此，充入惰性气体Ar 不利于合成氨，进料组
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成中含有惰性气体Ar 的图用虚线画出相应曲线如下：
。
14．(2024·江苏淮安高三模拟节选)研究烟气脱硝脱硫是环境保护、促进社会可持续发展的重要课题。
(2)活性炭催化脱除 SO2的机理如图所示(*代表吸附态)。写出“热再生”生成SO2的化学方程式
。
(3)V2O5/炭基材料是在活性炭上载有 V2O5活性成分，构成更高活性的活性炭催化剂，更有利于 SO2转
化为 SO3，最终实现脱硫。
①通过红外光谱发现，脱硫开始后催化剂表面出现了 VOSO4的吸收峰，再通入O2后 VOSO4吸收峰
消失，后一步用化学方程式表示为 。
②控制一定气体流速和温度，考察烟气中O2的存在对 V2O5/炭基材料催化剂脱硫活性的影响，结果如
图所示，当O2浓度过高时， 去除率下降，其原因可能是 。
【答案】(2)C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O
(3) 4VOSO4+O2=2V2O5+4SO3 氧气浓度过高时，O2和SO2分子会产生竞争吸附的局势，当O2分
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子占据催化剂过多活性位点时，剩余的SO2分子就不能很好地被吸附，导致脱硫率下降
(4)活性炭材料表面的含氮官能团具有碱性，能够促进活性炭对SO2的吸附及氧化
【解析】(2)根据图中信息可知，“热再生”是活性炭基材料与浓硫酸反应生成SO2，反应的化学方程
式为C+2H2SO4(浓)
CO2↑+2SO2↑+2H2O；(3)①根据题意可知，该脱硫反应过程可描述为SO2与V2O5作用
形成具有VOSO4结构的中间体；VOSO4 中间体与气相的O2反应生成SO3和V2O5或
3SO2+V2O5+O2=2VOSO4+SO3，4VOSO4+O2=2V2O5+4SO3；②当O2浓度过高时，去除率下降，其可能原因
是氧气浓度过高时，O2、SO2和NO 分子会产生竞争吸附的局势，当O2分子占据催化剂过多活性位时，剩
余的SO2、NO 分子就不能很好地被吸附，导致脱硫脱硝率下降。
15．苯乙烯(
)是生产各种塑料的重要单体，可通过乙苯催化脱氢制得：
(g)
(g)+H2(g) △H＞
工业上，通常在乙苯(EB)蒸气中掺混N2(原料气中乙苯和N2的物质的量之比为1︰10，N2不参与反应)，
控制反应温度600℃，并保持体系总压为0.1Mpa 不变的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡
转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下：
①A，B 两点对应的正反应速率较大的是________。
②掺入N2能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实___________________________。
③用平衡分压代替平衡浓度计算600℃时的平衡常数Kp=________。(保留两位有效数字，分压=总压×
物质的量分数)
④控制反应温度为600℃的理由是___________________________。
【答案】①B ②正反应方向气体分子数增加，加入氮气稀释，相当于起减压的效果
③0.019MPa ④600℃时，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。温度过低，反应速率慢，转化率
低；温度过高，选择性下降。高温还可能使催化剂失活，且能耗大
【解析】①A 点和B 点温度相同，容器恒压，则充入氮气后容器体积变大，气体浓度减小，浓度越小
反应速率越小，所以B 点正反应速率较大；②保持总压不变，充入N2，容器体积增大，各组分的浓度同倍
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数减小，相当于减小压强，利于反应正向进行，乙苯转化率增大；③600℃时乙苯的转化率为40%，不妨
设设初始投料为1mol 乙苯，则转化乙苯0.4mol，剩余0.6mol，根据方程式
(g)
(g)+H2(g)可知，生成苯乙烯0.4mol，氢气0.4mol，压强之比等于气体物质的量之比，总压强
为0.1MPa，则p(乙苯)=
，p(苯乙烯)=p(H2)=
，则
平衡常数Kp=
=0.019MPa；④由于600℃时，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较
高。温度过低，反应速率慢，转化率低；温度过高，选择性下降，过高温度还可能使催化剂失活，且能耗
大，所以控制反应温度为600℃。
16．(1)在400 ℃时，向1 L 的恒容反应器中充入1 mol CH4，发生反应2CH4(g)
C2H4(g)＋2H2(g)
ΔH＝＋202.0 kJ·mol－1，测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为20.0%。则在该温度下，其平衡常数K＝
____。按化学平衡移动原理，在图1 中画出CH4的平衡转化率与温度及压强(p1＞p2)的关系曲线
(2)在制备C2H4时，通常存在副反应：2CH4(g)
C2H6(g)＋H2(g)。在常温下，向体积为1 L 的恒容反
应器中充入1 mol CH4，然后不断升高温度，得到图2 所示C2H4与C2H6的体积分数关系
①在200 ℃时，测出乙烷的量比乙烯多的主要原因是___________________________________。
②在600 ℃后，乙烯的体积分数减少的主要原因是_____________________________________。
【答案】(1)0.25 如图所示
(2)①在200 ℃时，乙烷的生成速率比乙烯的快
②在600 ℃后，乙烯开始分解为碳和氢气
【解析】(1)设平衡时转化的CH4的物质的量为2x mol，根据三段式法进行计算：
30
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2CH4(g)
C2H4(g)＋2H2(g)
起始/mol 1 0 0
转化/mol 2x x 2x
平衡/mol 1－2x x 2x
则×100%＝20.0%，解得x＝0.25，则平衡时CH4、C2H4、H2的物质的量浓度分别为0.50 mol·L－1、0.25
mol·L－1和0.50 mol·L－1，则K＝＝0.25。该反应为吸热反应，升高温度，CH4的平衡转化率增大；该反应
为气体分子数增大的反应，温度相同时增大压强，CH4的平衡转化率降低，据此画出图像。(2)①题图中
200 ℃时乙烷的量比乙烯多，这是因为该条件下乙烷的生成速率比乙烯的快。②在600 ℃后，乙烯的体积
分数减少，主要是因为乙烯发生了分解反应。
17．(2024·黑龙江龙东五地市高三联考节选)(2)研究表明CO2(g)和CH4 (g)在催化剂存在下可发生反应
制得合成气CO2(g)+ CH4(g)
2CO(g)+2H2 (g) ΔH。在其他条件相同，不同催化剂(A、B)作用下，使
原料CO2(g)和CH4 (g)反应相同的时间，CO(g)的产率随反应温度的变化如图所示：
①在催化剂A．B 作用下，它们正、逆反应活化能差值分别用
和
表示，则
(填“>”“<”或“=”)。
②y 点对应的逆反应速率v(逆) z 点对应的正反应速率v(正)(填“>”“<”或“=”)。
【答案】(2) = <
【解析】(2)①不同的催化剂，改变反应的活化能，对应同一反应而言，正逆反应的活化能的差值即为
该反应的反应热，催化剂只能降低反应的活化能，不能改变反应的焓变，所以正逆反应的活化能的差值是
不变的，所以
=
；②由图可知，z 点温度高于y 点，温度越高，反应速率越快，所以y 点对
应的逆反应速率v(逆)＜z 点对应的正反应速率v(正)。
18．(2024·河南南阳市TOP 二十名校高三仿真模拟节选) (4)工业上，可以采用CO2催化还原制备
CH3OH、CH3CH2OH。发生反应如下：
①CO2(g)+ 3H2 (g)
CH3OH (g)+ H2O(g) (主反应)；
②2CO2(g)+ 6H2 (g)
CH3CH2OH (g)+3H2O(g) (主反应)；
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③CO2(g)+ H2 (g)
CO (g)+ H2O(g) (副反应)。
一定温度下，在甲、乙体积相同的反应容器中分别充入1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)，发生上述反应，
其中一个容器使用水分子膜分离技术，另一个容器不使用水分子膜分离技术。实验测得CO2平衡转化率与
压强关系如图所示。其他条件相同，增大压强，CO2平衡转化率增大，其原因是 ；采用水分子膜分
离技术的容器是 (填“甲”或“乙”)。
【答案】(4) ①和②的正反应是气体体积减小的反应，③是气体体积不变的反应，其他条件不变，增
大压强，平衡向正方向移动 甲
【解析】(4)由方程式可知，反应①、②为气体体积减小的反应，反应③是气体体积不变的反应，其他
条件相同，增大压强，反应①、②形成的平衡向正反应方向移动，反应③形成的平衡不移动，则二氧化碳
的平衡转化率增大，由图可知，相同压强时，甲的二氧化碳的转化率大于乙，则采用水分子膜分离技术的
容器是甲；其他条件相同，分离出水蒸气，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的平衡转化率增大，故甲容
器使用了水分子膜分离技术。
19．(2024·陕西西安长安区教学片高三理科模拟节选)乙酸是基本的有机化工原料，乙酸制氢具有重要
意义，制氢过程发生如下反应：
热裂解反应Ⅰ： CH3COOH(g)
2CO (g)+ 2H2(g) ΔH1
脱羧基反应Ⅱ：CH3COOH(g)
CO2 (g)+CH4(g) ΔH2
(2)在恒容密闭容器中，加入一定量乙酸蒸气制氢，在相同时间测得温度与气体产率的关系如图：
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①约650℃之前，氢气产率低于甲烷的原因是 。
②分析图像知该容器中还发生了其他的副反应，理由是 。
③若保持其他条件不变，在乙酸蒸气中掺杂一定量水，氢气的产率显著提高，而CO 的产率下降，请
用化学方程式表示可能发生的反应： 。
【答案】(2)脱羧基反应Ⅱ活化能低，反应速率快，相同时间产生的CH4多 热裂解反应Ⅰ生成CO
和H2的比例为1：1，而图像中并不是
【解析】(2)①反应时活化能越低，反应速率越快，脱羧基反应Ⅱ活化能低于反应Ⅰ的活化能，反应速
率快于反应Ⅰ，相同时间产生甲烷的物质的量大于氢气，所以约650℃之前，氢气产率低于甲烷；②由方
程式可知，热裂解反应Ⅰ生成一氧化碳和氢气的物质的量相等，相同温度时，一氧化碳和氢气的产率相等，
由图可知，相同温度时，一氧化碳的产率大于氢气的产率，所以该容器中还发生了其他的副反应导致一氧
化碳的产率大于氢气的产率；③若保持其他条件不变，在乙酸蒸气中掺杂一定量水，氢气的产率显著提高，
而一氧化碳的产率下降说明高温条件下容器中的一氧化碳与水蒸气反应生成了氢气和二氧化碳，反应的化
学方程式为
。
20．某实验室模拟反应2C(s)＋2NO2(g)
N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－64.2 kJ·mol－1，在密闭容器中加
入足量的C 和一定量的NO2气体，维持温度为T ℃，如图为不同压强下该反应经过相同时间NO2的转化
率随着压强变化的示意图。请从动力学角度分析，1 050 kPa 前，反应中NO2转化率随着压强增大而增大的
原因____________________________________；在1 100 kPa 时，NO2的体积分数为__________。
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【答案】1 050 kPa 前反应未达平衡状态，随着压强增大，反应速率加快，NO2转化率提高 50%
【解析】根据示意图，1 050 kPa 前，反应未达到平衡，随着压强增大，反应速率增大，NO2的转化率
加快；假设通入1 mol NO2，
2C(s)＋2NO2(g)
N2(g)＋2CO2(g)
起始/mol 1 0 0
变化/mol 0.4 0.2 0.4
平衡/mol 0.6 0.2 0.4
1 100 kPa 时，NO2的体积分数为×100%＝50%。
21．CH4—CO2 重整反应[CH4(g)＋CO2(g)
2CO(g)＋2H2(g) ΔH>0]在大力推进生态文明建设、
“碳达峰”、“碳中和”的时代背景下，受到更为广泛的关注。该反应以两种温室气体为原料，可以生成
合成气。如何减少反应过程中的催化剂积碳，是研究的热点之一，某条件下，发生主反应的同时，还发生
了积碳反应：
CO 歧化：2CO(g)
CO2(g)＋C(s) ΔH＝－172 kJ·mol－1
CH4裂解：CH4(g)
C(s)＋2H2(g) ΔH＝＋75 kJ·mol－1
(1)对积碳反应进行计算，得到温度和压强对积碳反应中平衡碳量的影响图(图a 和图b)，其中表示温度
和压强对CH4的裂解反应中平衡碳量影响的是______________(填字母)，理由是_____________________。
(2)实验表明，在重整反应中，低温、高压时会有显著积碳产生，由此可推断，对于该重整反应而言，
其积碳主要由__________反应产生。综合以上分析，为抑制积碳产生，应选用高温、低压条件
【答案】(1)a CH4的裂解反应为体积增大的吸热反应，减小压强或升高温度，平衡正移，即高温低压
有利于反应正向进行，平衡碳量增大，与图a 相符
(2)CO 歧化
【解析】(1)甲烷的裂解反应为气体体积增大的吸热反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，平衡碳
量减小，升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡碳量增大，由图可知，图a 中温度升高或降低压强时，
平衡碳量增大，则图a 表示温度和压强对甲烷裂解反应中平衡炭量的影响。(2)由在重整反应中，低温、高
压时会有显著积碳产生可知，产生积碳的反应为气体体积减小的放热反应，由题给化学方程式可知，积碳
主要是由一氧化碳的歧化反应产生。
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22．(2024·陕西西安长安区教学片高三理科模拟节选) (4)工业上通常用甲醇与CO 反应来制备乙酸，
反应如下：CH3OH(g)+CO(g)
CH3COOH(l) ΔH＜0，在恒压密闭容器中通入1mol CH3OH 气体和1.2
mol CO 气体，5 min 时测得甲醇的转化率随温度的变化如图：
①温度为T1K 时，
(填“>”“=”或“<”)
。
②温度为T2K 时，上述反应已达平衡后，保持压强不变，再通入1mol CH3OH 和1.2 mol CO 的混合气
体，再次达到平衡时，CO 的转化率 (填“>”“=”或“<”)60%。
【答案】(4) < <
【解析】 (4)①由图可知，温度为T1K 时，B 点反应达到平衡，正逆反应速率相等，A 点反应未达到平
衡，正反应速率大于逆反应速率，平衡形成过程中，正反应速率减小，所以A 点正反应速率大于B 点；②
由图可知，温度为T2K 时，甲醇的转化率为60%，反应达平衡后，保持压强不变，再通入1mol 甲醇和
1.2mol 一氧化碳的混合气体相当于减小压强，该反应为气体体积减小的反应，减小压强，平衡向逆反应方
向移动，甲醇的转化率减小，则再次达到平衡时，甲醇的转化率小于60%。
23．研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为v＝k0.8(1－nα′)。式中：k 为反应速率常数，随温度t 升
高而增大；α 为SO2平衡转化率，α′为某时刻SO2转化率，n 为常数。在α′＝0.90 时，将一系列温度下的
k、α 值代入上述速率方程，得到vt 曲线，如图所示
曲线上v 最大值所对应温度称为该α′下反应的最适宜温度tm。t<tm时，v 逐渐提高；t>tm后，v 逐渐下降。
原因是____________________________________________________。
【答案】升高温度，k 增大使v 逐渐提高，但α 降低使v 逐渐下降。当t＜tm，k 增大对v 的提高大于α
引起的降低；当t＞tm，k 增大对v 的提高小于α 引起的降低
【解析】由于该反应是放热反应，温度升高后α 降低。由题中信息可知，v＝k0.8(1－nα′)，升高温度，k
增大使v 逐渐提高，但α 降低使v 逐渐下降。当t＜tm，k 增大对v 的提高大于α 引起的降低；当t＞tm，k 增
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大对v 的提高小于α 引起的降低。
24．(2024·江苏镇江丹阳市高三期中节选)氮元素是一种重要元素，其单质及化合物在化工、生产等领
域应用非常广泛。请回答下列问题：
(3)为探究温度及不同催化剂对反应2NO(g)＋2CO(g)
N2(g)＋H2O(g) ΔH＝-746.5kJ·mol−1的影响，
分别在不同温度、不同催化剂下，保持其它初始条件不变重复实验，在相同时间内测得NO 转化率与温度
的关系如图所示。在催化剂乙作用下，图中M 点对应的速率(对应温度400℃)v(正) v(逆)(填
“>”、“<”或“=”)，温度升高后，两种催化剂条件下NO 转化效率均明显降低，原因可能是 。
(4)NH3催化还原NO 是重要的烟气脱硝技术。
某研究小组将2moINH3、3moINO 和一定量的O2充入2L 密闭容器中，在Ag2O 催化剂表面发生反应
4NH3(g)+6NO2(g)
5N2(g)+6H2O(g) ΔH＜0，NO 的转化率随温度变化的情况如图所示：
①在15min 内将温度从420℃升高到580℃，此时间段内NO 的平均反应速率为
。
②在有氧条件下，温度580℃之后NO 生成
的转化率降低的原因可能是 。
【答案】(3) ＞ 温度升高，催化剂活性降低
(4) 0.057 该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，NO 转化率降低
【解析】(3)由于在催化剂乙作用下，图中M 点对应的转化率低于催化剂甲时对应的转化率，因此反
应没有达到平衡状态，反应向正反应方向进行，则速率(对应温度400°C)v(正)>(逆)；温度高于400°C，NO
转化率降低的原因可能是温度升高催化剂活性降低；(4)①420℃NO 的转化率2%，此时消耗的NO 为
3mol✖2%=0.06mol，580℃NO 的转化率59%，此时消耗NO 为3mol✖59%=1.77mol，故在420-580℃，NO
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的改变量为1.77mol-0.06mol=1.71mol，速率为
；②该反应为放
热反应，温度升高，平衡逆向移动，NO 转化率降低。
25．(2024·云南师大附中高三适应性考试节选)(4)CO2甲烷化反应为：CO2+4H2
CH4+2H2O，易发
生副反应生成CO，CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H=+41kJ/mol。不同条件下，按照n(CO2)：
n(H2)=1：4 投料同时发生CO2甲烷化反应和副反应，CO2的平衡转化率如图所示。
①CO2甲烷化反应的△H 0(填“>”“<"或“=”)。
②压强p1、p2、p3由大到小的顺序是 。压强为p2时，随着温度升高，CO2平衡转化率先减小后
增大的原因是 。
③580℃，压强为p2条件下，CH4的选择性为80%[CH4选择性=
×100%]，则该温度下，反应
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)的平衡常数K= 。
【答案】(1) CO2+4H2
CH4+2H2O -2
(2)Ni-CeO2 (3)0.1
(4) < p3>p2>p1 温度低于700℃时主反应进行程度较大，CO2的转化率下降。温度超过700℃
时，副反应进行程度较大，CO2 的转化率上升 0.9
【解析】(4)体系中发生CO2甲烷化反应和副反应，已知副反应为吸热反应，随温度升高平衡应正向移
动，CO2的平衡转化率升高，而图像显示在一定温度范围内时，CO2的平衡转化率随温度升高而降低，则
可推知甲烷化反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，降低了CO2的平衡转化率。因甲烷化反应是放热
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反应，低温时，主要发生该反应，该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，CO2的平衡
转化率增大，故p3>p2>p1.压强为p2时，温度低于700℃时，主反应进行程度大，该反应是放热反应，升高
温度，平衡逆向移动，CO2的转化率下降，温度超过700℃时，副反应进行程度较大，该反应是吸热反应，
升高温度，平衡正向移动，CO2 的转化率上升，
已知CO2的平衡转化率为80%，则x+y=0.8.CH4的选择性为80%，
=0.8，x=0.64；1-(x+y)=0.2，4-
(4x+y)=1.28，y=0.16， 2x+y=1.44，K=
。
26．磷石膏是湿法生产磷酸排出的工业废渣，主要成分是CaSO4·2H2O。用不同的还原剂可以将CaSO4
还原，所得SO2可用于工业生产硫酸。
(1)以CO 作还原剂，改变反应温度可得到不同的产物。不同温度下反应后所得固体成分的物质的量如
图1 所示。在低于800 ℃时主要还原产物为________ ；高于800 ℃时CaS 减少的原因是
____________________________(用化学方程式表示)。
(2)以高硫煤为还原剂焙烧2.5 h，不同条件对硫酸钙转化率的影响如图2 所示。CaCl2 的作用是
_________；当温度高于1 200 ℃时，无论有无CaCl2 存在，CaSO4 的转化率趋于相同，其原因是
_______________________________________________________。
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(3)以C 作还原剂，向密闭容器中加入相同质量的几组不同C/S 值(C 与CaSO4的物质的量比)的混合物
在1 100 ℃加热，结果如图3 所示。当C/S 值为0.5 时，反应产物为CaO、SO2、CO2；当C/S 值大于0.7 时，
反应所得气体中SO2的体积分数不升反降，其可能原因是________________________________。
【答案】(1)CaS CaS＋3CaSO4=====4CaO＋4SO2↑
(2)作催化剂 两种情况下反应均达到平衡状态，催化剂CaCl2不改变平衡状态
(3)CO2高温下与过量C 反应生成CO，使气体总体积增大(或部分转化为其他含S 物质)
【解析】(1)由图示可知，在低于800 ℃时，还原的主要产物为CaS，在高于800 ℃ 时，得到的主要
产物为CaO，则此时是CaS 与CaSO4反应生成CaO。(2)由图2 可看出，在高于1 200 ℃时，加入CaCl2与
不加入CaCl2时CaSO4的转化率相同，但较低温度下加入CaCl2时转化率高，故CaCl2的作用为催化剂。(3)
当C/S 值大于0.7 时，原料中的还原剂C 的含量增加，则高温下过量的C 与CO2发生反应CO2＋C 高温，
2CO，从而使得气体总体积增大。
27．已知：Ⅰ．CO(g)＋ H2O(g)
CO2(g) ＋H2(g)
Ⅱ．CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g)
Ⅲ．CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g) ＋H2O(g)
如图为一定比例的CO2、H2；CO、H2；CO、CO2、H2三个反应体系下甲醇生成速率与温度的关系。
490 K 时，曲线a 与曲线b 相比，CO 的存在使甲醇生成速率增大，结合反应Ⅰ、Ⅲ分析原因：
____________
_________________________________________________________。
【答案】CO 的存在促使反应Ⅰ正向进行，二氧化碳和氢气的量增加，水蒸气的量减少，有利于反应
Ⅲ正向进行
【解析】490 K 时，曲线a 与曲线b 相比，CO 的存在使甲醇生成速率增大，结合反应Ⅰ、Ⅲ分析，对
于反应Ⅰ：CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g)，CO 是反应物，CO 的存在促使反应Ⅰ正向进行，CO2和
H2的量增加，水蒸气的量减少，有利于反应Ⅲ：CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g)正向进行，所以
CO 的存在使甲醇生成速率增大。
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28．现代制备乙烯常用乙烷氧化裂解法，主反应为C2H6(g)＋O2(g)
C2H4(g)＋H2O(g) ΔH＝－
110 kJ·mol－1，反应时还会生成CH4、CO、CO2等副产物(副反应均为放热反应)，如图所示为温度对乙烷氧
化裂解反应的影响。[乙烯选择性＝×100%；乙烯收率＝乙烷转化率×乙烯选择性]
(1)乙烷转化率随温度的升高而升高的原因是_____________________，反应的最佳温度为_____。
A．650 ℃ B．700 ℃ C．775 ℃ D．850 ℃
(2)工业上，保持体系总压强恒定在100 kPa 下进行该反应，且通常在乙烷和氧气的混合气体中掺入惰
性气体(惰性气体的体积分数为70%)，掺入惰性气体的目的是________________
【答案】(1)温度升高，反应速率增大，转化率增大 D
(2)促使平衡正向移动
【解析】(1)放热反应，温度升高，平衡逆向移动，转化率降低，但此处转化率随温度升高而升高，说
明反应均未达到平衡状态，则转化率受反应速率影响，随温度升高，反应速率增大，转化率增大。对比选
项中4 个温度发现，850 ℃下，对应乙烷的转化率较高，乙烯的选择性较高，副产物相对较少，且乙烯收
率较高。(2)该反应的正反应是气体分子数增大的反应，恒压条件下充入惰性气体相当于增大容器体积，降
低体系压强，有利于平衡正向移动，提高反应物的转化率。
29．向一体积恒定盛有催化剂的密闭容器中充入一定量的NH3和O2，测得一定时间内NO 的产率与温
度(T) 的关系如图所示，该反应的ΔH________0( 填“ >” 或“ <”) ，温度低于T1 ℃时，NO 的产率
________( 填“ 是” 或“ 不是”
) 对应温度下的平衡产率，理由为
____________________________________________。
【答案】< 不是 该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NO 的平衡产率减小
【解析】氨催化氧化反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NO 的平衡产率减小，因此温度低
于T1℃时，NO 的产率不是平衡产率。(3)活化能与产率无关，a 项错误；根据题意，升高温度可能发生副
反应导致NO 的产率降低，b 项正确；该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NO 的产率降低，c
项正确；升高温度，平衡常数减小，d 项错误。
30．6NO(g)＋4NH3(g)
5N2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1 807.0 kJ·mol－1；NO 和NH3在Ag2O 催化剂表
面的反应活性随温度的变化曲线见下图。随着反应温度的进一步升高，在有氧的条件下NO 的转化率明显
下降的可能原因是____________________________________________________________。
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【答案】该反应是放热反应，升高温度反应更有利于向逆反应方向进行；同时高温条件下会发生4NH3
＋5O2===4NO＋6H2O 副反应，使NO 转化率降低
【解析】可逆反应转化率的变化一般可以从平衡移动的角度去分析，该反应是放热反应，升高温度反
应更有利于向逆反应方向进行；也可从高温条件下会发生4NH3＋5O2===4NO＋6H2O 副反应，使NO 转化
率降低。
31．已知H2S 高温热分解制H2的反应如下：2H2S(g)
2H2(g)＋S2(g)。在恒容密闭容器中，控制不
同温度进行H2S 的分解实验。
以H2S 的起始浓度均为c mol·L－1测定H2S 的转化率，结果如图所示。图中曲线a 为H2S 的平衡转化率
与温度关系曲线，曲线b 表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S 的转化率。请说明随
温度的升高，曲线b 向曲线a 逼近的原因：_____________________________________________。
【答案】温度升高，反应速率加快，达到平衡所需的时间缩短，故曲线b 向曲线a 靠近
【解析】弄清两条曲线表示的含义，温度低时，H2S 转化率相差较大，温度高时，H2S 转化率几乎相
等，说明温度高时，在该段时间里已经达到平衡。
32．(2)甲醇水蒸气重整制氢(SRM)系统可作为电动汽车燃料电池的理想氢源。系统中的两个反应如下：
主反应：CH3OH(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋3H2(g) ΔH1>0
副反应：H2(g)＋CO2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH2>0
单位时间内，CH3OH 转化率与CO 生成率随温度的变化如图所示：
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升温过程中CH3OH 实际反应转化率不断接近平衡状态转化率的原因是____________________；温度
升高，CO 实际反应生成率并没有不断接近平衡状态的生成率，其原因可能是________
A．副反应逆向进行 B．部分CO 转化为CH3OH
C．催化剂对副反应的选择性低 D．升温提高了副反应的焓变
【答案】(2)温度升高，反应速率加快，单位时间内甲醇消耗量增多 C
【解析】(2)升温过程中CH3OH 实际反应转化率不断接近平衡状态转化率，是因为温度升高，反应速
率加快，单位时间内甲醇消耗量增多，故转化率不断增大。主反应、副反应均为吸热反应，升高温度，主
反应、副反应均正向进行，但是CO 的实际反应生成率并没有不断接近平衡态时CO 的生成率，说明催化
剂对副反应的选择性低，系统中主要发生主反应，升温不能提高副反应的焓变，故本题选C。
33．将甲醇转化耦合到丁烯裂解过程中生产丙烯，主要涉及下列反应：
①2C4H8(g)
2C3H6(g)＋C2H4(g) ΔH＞0
②2CH3OH(g)
C2H4(g)＋2H2O(g) ΔH＜0
③C2H4(g)＋C4H8(g)
2C3H6(g) ΔH＜0
已知：甲醇吸附在催化剂上，可以活化催化剂；甲醇浓度过大也会抑制丁烯在催化剂上的转化
(1)图1 是C3H6及某些副产物的产率与
n(CH3OH)
n(C4H8)
的关系曲线。最佳的
n(CH3OH)
n(C4H8)
约为_________。
(2)图2 是某压强下，将CH3OH 和C4H8按一定的物质的量之比投料，反应达到平衡时C3H6的体积分数
随温度的变化曲线。由图可知平衡时C3H6 的体积分数随温度的升高呈现先升高后降低，其原因可能是
___________________________________________________________________________。
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【答案】(1)1.0
(2)300～500 ℃时，丁烯裂解(反应①)为主要反应，是吸热反应，升高温度，平衡正移，使C3H6的体积
分数增大；温度高于500 ℃时，反应②③均为主要反应，是放热反应，升高温度，平衡逆移，使C3H6的体
积分数降低，同时温度升高易发生副反应，C3H6可能转化为C2H4、C3H8、C4H10、C 等，使C3H6的体积分
数降低
【解析】(1)由图1 可知当
n(CH3OH)
n(C4H8)
约为1.0 时C3H6的产率是最高的。(2)由图2 可知，300～500 ℃时，
丁烯裂解(反应①)为主要反应，是吸热反应，升高温度，平衡正移，使C3H6的体积分数增大；温度高于
500 ℃时，反应②③均为主要反应，是放热反应，升高温度，平衡逆移，使C3H6的体积分数降低，同时温
度升高易发生副反应，C3H6可能转化为C2H4、C3H8、C4H10、C 等，使C3H6的体积分数降低。
34．汽车排气管装有三元催化剂装置，在催化剂表面通过发生吸附、解吸消除CO、NO 等污染物。反
应机理如下[Pt(s)表示催化剂，右上角带“*”表示吸附状态]：
Ⅰ．NO＋Pt(s)===NO* Ⅱ．CO＋Pt(s)===CO* Ⅲ．NO*===N*＋O*
Ⅳ．CO*＋O*===CO2＋Pt(s) Ⅴ．N*＋ N*===N2＋Pt(s) Ⅵ．NO*＋N*===N2O＋Pt(s)
经测定汽车尾气中反应物浓度及生成物浓度随温度T 变化关系如图1 和图2 所示
(1)图1 中温度从Ta升至Tb的过程中，反应物浓度急剧减小的主要原因是________________________。
(2)图2 中T2 ℃时反应Ⅴ的活化能________(填“<”“>”或“＝”)反应Ⅵ的活化能；T3 ℃时发生的主要
反应为________(填“Ⅳ”“Ⅴ”或“Ⅵ”)。
【答案】(1)温度升高，催化剂活性增强，反应速率加快 (2)> Ⅳ
【解析】(1)由图1 可知，温度升高，反应物的消耗量增大，说明催化剂的活性增强，反应速率加快。
(2)反应的活化能越小，反应速率越快，反应物的消耗量越大，其浓度越小，生成物的浓度越大。由图2 可
知，T2 ℃时，N2的浓度小于N2O 的浓度，说明反应Ⅴ的反应速率小于反应Ⅵ的反应速率，则反应Ⅴ的活
化能大于反应Ⅵ的活化能；T3 ℃时，生成物二氧化碳的浓度最大，说明发生的主要反应为反应Ⅳ。
35．我国科学家对甲烷和水蒸气催化重整反应机理进行了广泛研究，通常认为该反应分两步进行。第
一步：CH4 催化裂解生成H2 和碳(或碳氢物种)，其中碳(或碳氢物种)吸附在催化剂上，如CH4→Cads/
[C(H)n]ads＋(2－)H2；第二步：碳(或碳氢物种)和H2O 反应生成CO2和H2，如Cads/[C(H)n]ads＋2H2O→CO2＋(2
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＋)H2。反应过程和能量变化残图如下(过程①没有加催化剂，过程②加入催化剂)，过程①和②ΔH 的关系
为①______②(填“＞”“＜”或“＝”)；控制整个过程②反应速率的是第____________步(填“Ⅰ”或
“Ⅱ”)，其原因为_________________________________________________。
【答案】＝ Ⅱ 第Ⅱ步的活化能大，反应速率慢
【解析】过程①和②中，催化剂不影响反应物的转化率，对ΔH 不产生影响，所以过程①和②的ΔH
关系为①＝②；整个过程②分两步进行，第Ⅱ步的活化能大，所以控制整个过程②反应速率的是第Ⅱ步。
36．CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2的转化方法，其过程中主要发生下列反应：
反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH＝41.2 kJ·mol－1
反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)===CH3OCH3(g)＋3H2O(g) ΔH＝－122.5 kJ·mol－1
在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化
如图
其中：CH3OCH3的选择性＝×100%
(1)温度高于300 ℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是___________________________。
(2)220 ℃时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A 点)。
不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有______________________________。
【答案】(1)反应Ⅰ的ΔH>0，反应Ⅱ的ΔH<0，温度升高使CO2转化为CO 的平衡转化率上升，使CO2
转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度
(2)增大压强、使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂
【解析】(1)反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，当升高温度时，反应Ⅰ平衡正向移动，CO2转化
为CO 的平衡转化率上升，反应Ⅱ平衡逆向移动，CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超
过下降幅度。(2)反应Ⅰ是气体分子数不变的反应，反应Ⅱ是气体分子数减小的反应，所以可以通过加压使
反应Ⅱ平衡正向移动，或者加入有利于反应Ⅱ进行的催化剂。
37．升高温度，绝大多数的化学反应速率增大，但是2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)的化学反应速率却随
着温度的升高而减小。科学研究表明，反应2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)分为以下两步：
反应Ⅰ：2NO(g)
N2O2(g) ΔH1＜0 v1 正＝k1 正c2(NO)，v1 逆＝k1 逆c(N2O2)
44
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反应Ⅱ：N2O2(g)＋O2(g)
2NO2(g) ΔH2＜0，v2 正＝k2 正c(N2O2)·c(O2)，v2 逆＝k2 逆c2(NO2)
其反应历程如图1 所示
决定2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)反应速率的是__________(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)，其理由是
_________________________，根据反应速率与浓度的关系式分析，升高温度该反应速率减小的原因是
________________________________________。
【答案】反应Ⅱ 反应Ⅱ的活化能大于反应Ⅰ，反应Ⅱ是慢反应
温度升高，反应Ⅰ、Ⅱ均逆向进行，反应Ⅰ是快反应，c(N2O2)减小对反应速率的影响大于k2 正c(O2)增
大对反应速率的影响
【解析】(1)反应Ⅱ的活化能大于反应Ⅰ，反应Ⅱ是慢反应，决定2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)反应速率
的是慢反应Ⅱ，由反应速率与浓度的关系式分析，升高温度该反应速率减小的原因是：温度升高，反应Ⅰ、
Ⅱ均逆向进行，反应Ⅰ是快反应，c(N2O2)减小对反应速率的影响大于k2 正c(O2)增大对反应速率的影响
38．在一定条件下，由CO2和H2合成甲醇已成为现实，该合成对解决能源问题具有重大意义。该过程
中有两个竞争反应，反应过程能量关系如图
由CO2和H2合成甲醇有两个竞争反应，为提高CH3OH 的选择性，在原料气中掺入一定量CO，原因是
_______________________________________________，另外，可以通过控制双组分催化剂(CuOZnO)中
CuO 的含量，可提高甲醇产率，根据下图判断，催化剂选择性最好的CuO 的含量为________。
【答案】加入一定浓度的CO，使反应CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g)逆向移动，提高生成
CH3OH 的选择性 50%
【解析】根据图像可知CH3OH 含量最大，催化剂选择性最好的CuO 的含量为50%。
39．CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与CH4为原料制备CS2，S8受热分解成气态
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S2，发生反应2S(g)＋CH4(g)
CS2(g)＋2H2S(g)，一定条件下，CH4与S2反应中CH4的平衡转化率、S8
分解产生S2的体积分数随温度的变化曲线如图所示。据图分析，生成CS2的反应为___________(填“放
热”或“吸热”)反应。工业上通常采用在600～650℃的条件下进行此反应，不采用低于600℃的原因是
___________。
【答案】放热 600℃时甲烷平衡转化率高达99%，低于600℃时，S2浓度明显偏小，且反应速率慢
【解析】由图可知，随温度升高，甲烷的转化率降低，故反应为放热反应。工业上通常采用在
600～650℃的条件下进行此反应，不采用低于600℃的原因是600℃时甲烷平衡转化率高达99%，低于
600℃时，S2浓度明显偏小，且反应速率慢。
40．CO2与CH4经催化重整，制得合成气：CH4(g)+ CO2(g)
2CO (g)+ 2H2(g) ΔH＝＋120kJ·mol
－1，按一定体积比加入CH4和CO2，在恒压下发生反应，温度对CO 和H2产率的影响如图所示。此反应优
选温度为900℃的原因是________________________________________________________________。
【答案】900 ℃时，合成气产率已经较高，再升高温度产率增幅不大，但能耗升高，经济效益降低。
【解析】根据图3 得到，900℃时反应产率已经比较高，温度再升高，反应产率的增大并不明显，而生
产中的能耗和成本明显增大，经济效益会下降，所以选择900℃为反应最佳温度
41．NOx(主要指NO 和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。
在有氧条件下，新型催化剂M 能催化NH3与NOx反应生成N2。将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体，
匀速通入装有催化剂M 的反应器中反应(装置见图1)
46
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反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图2 所示，在50～250 ℃范围内随着温度的升高，
NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是_________________________________；当反应温度高于
380 ℃时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是______________________________。
【答案】迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大；
上升缓慢段主要是温度升高引起的NOx去除反应速率增大催化剂活性下降；NH3与O2反应生成了NO
【解析】因为反应时间相同，所以低温时主要考虑温度和催化剂对化学反应速率的影响；高温时NH3
与O2发生催化氧化反应。在50~250℃范围内，NOx的去除率迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与
温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的NOx去除反应速率增大，
温度升高催化剂活性下降。反应温度高于380℃时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是NH3与O2反应生
成了NO，反应的化学方程式为4NH3+5O2
4NO+6H2O
42．在密闭容器中充入5 mol CO 和4 mol NO，发生反应：2NO(g)＋2CO(g)
N2(g)＋2CO2(g)
ΔH＝－746.5 kJ·mol－1，图1 为平衡时NO 的体积分数与温度、压强的关系。
(1)温度：T1________(填“＜”或“＞”) T2
(2)若在D 点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小，重新达到的平衡状态可能是图中A～G
点中的________点。
(3)某研究小组探究催化剂对CO、NO 转化的影响。将NO 和CO 以一定的流速通过两种不同的催化剂
进行反应，相同时间内测量逸出气体中NO 含量，从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO 的转化率)，结果如图
2 所示。若低于200 ℃，图2 中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因为__________________；a
点________( 填“ 是” 或“ 不是” ) 对应温度下的平衡脱氮率，说明其理由：
____________________________。
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【答案】(1)＞ (2)A (3)温度较低时，催化剂的活性偏低
不是 该反应为放热反应，根据曲线Ⅱ可知，a 点对应温度下的平衡脱氮率应该更高
【解析】(1)根据反应2CO(g)＋2NO(g)
N2(g)＋2CO2(g) ΔH＝－746.5 kJ·mol－1，升高温度，平
衡逆向移动，所以NO 的体积分数会增大，即T1＞T2。(2)若在D 点对反应容器升温的同时扩大体积使体系
压强减小，则平衡会逆向移动，NO 的体积分数增加，重新达到的平衡状态可能是图中A 点。(3)根据图像
可知，温度较低时，催化剂的活性偏低，因此温度低于200 ℃，曲线Ⅰ脱氮率随温度升高而变化不大；a
点不是对应温度下的平衡脱氮率，因为该反应为放热反应，根据曲线Ⅱ可知，a 点对应温度下的平衡脱氮
率应该更高。
43．已知：CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g) ΔH<0。若将一定比例的CO 和H2在装有催化剂的反应器
中反应12 小时，体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图所示
(1)P 点________(填“是”或“不是”)处于平衡状态，原因是__________________。
(2)490 K 后，甲醇产率随温度升高而减小的原因可能是_______________________________________。
【答案】(1)不是 随着温度升高，甲醇的产率继续增大，说明反应正向进行
(2)升高温度，平衡逆向移动；催化剂活性降低
【解析】对于含量(转化率)—温度图像，若曲线成“V 型”或“倒V 型”，则前半部分反应尚未达到
平衡，后半部分反应达到平衡，反应为放热反应。
44．乙烷裂解制乙烯具有成本低、收率高、投资少、污染小等优点。在800 ℃时发生反应：
2C2H6(g)＋O2(g)===2C2H4(g)＋2H2O(g) ΔH3，乙烷的转化率、乙烯的选择性和收率随投料比
n(C2 H 6)
n(O2) 的变
化关系如图所示：
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控制
n(C2 H 6)
n(O2) ＝2.0 ，而不采用选择性更高的
n(C2 H 6)
n(O2)
＝3.5 ，除可防止积碳外，另一原因是
_____________
______________；
n(C2 H 6)
n(O2) <2.0 时，
n(C2 H 6)
n(O2) 越小，乙烷的转化率越大，乙烯的选择性和收率越小的
原因是_____________________________________________________________
【答案】
n(C2 H 6)
n(O2)
为2～3.5 时，乙烯的收率几乎不变 氧气过量，乙烷发生了深度氧化，生成CO 等
其他物质
【解析】乙烷高温氧化除生成乙烯外，还会生成CO、CO2、C 及CH4等。由图知，在2.0≤
n(C2 H 6)
n(O2)
<3.5 时，随着投料比增大，乙烷转化率减小，乙烯的选择性增大，但乙烯的收率几乎不变；
n(C2 H 6)
n(O2)
＝
2.0 也刚好符合反应的化学计量数之比；
n(C2 H 6)
n(O2)
减小，氧气增多，生成的乙烯还可能进一步被氧化，生
成CO 等其他物质。
45．在密闭容器中按照物质的量之比为4：5 通入适量氨气和氧气的混合气体，在催化剂作用下，不断
升温(对催化剂活性和选择性不影响)发生反应Ⅰ，测得氨气的转化率和压强、反应温度的关系如图所示
①p1 条件下，M 点：v 正________(填“>”“<”或“＝”，下同)v 逆；p2________400 kPa，理由是
______________
②已知气体的分压p(A)＝p(总压)××100%，计算总压为400 kPa 时N 点用分压表示的平衡常数Kp＝
__________(列出最简计算式即可)
【答案】(1)> < 反应Ⅰ是气体分子数增加的反应，其他条件相同时，减小压强，平衡正向移动，
NH3的平衡转化率增加
(2) kPa
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【解析】(1)由题图可知，p1条件下，M 点反应未达到平衡状态，v 正大于v 逆。两种压强下，反应分别
到达平衡状态后，在同样温度下，p2所对应的氨气平衡转化率高，因反应Ⅰ是气体分子数增加的反应，其
他条件相同时，降低压强，平衡向正反应方向移动，NH3的平衡转化率增加，故p2<p1＝400 kPa。(2)400
kPa 时N 点对应的反应体系达到平衡状态，此时氨气平衡转化率为50%，设起始投入的NH3为4a mol，O2
为5a mol，根据三段式法有：
4NH3(g)＋5O2(g)
4NO(g)＋6H2O(g)
n起始 4a mol 5a mol 0 0
n转化 2a mol 2.5a mol 2a mol 3a mol
n平衡 2a mol 2.5a mol 2a mol 3a mol
则Kp＝ kPa。
46．H2S 分解反应：H2S(g)
H2(g)＋S2(g) ΔH＞0，在无催化剂及Al2O3催化下，H2S 在反应器中不
同温度下反应，间隔相同时间测定一次H2S 的转化率，其转化率与温度的关系如图所示：
(1)在约1 100 ℃时，无论有无Al2O3催化，H2S 转化率几乎相等，这是因为____________。
(2)在压强为p、温度为T、Al2O3催化条件下，将H2S(g)、Ar(g)按照物质的量之比为1∶n 的比例进行
混合，发生热分解反应：H2S(g)
H2(g)＋S2(g)，S2平衡产率为α。掺入Ar 能提高S2的平衡产率，解释
说明该事实___________________________________________________________ ，平衡常数Kp ＝
________(以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。
【答案】(1)①1 100 ℃时，Al2O3几乎失去催化活性
(2)恒压充入Ar，相当于系统减压，使得分解平衡正向移动，S2平衡产率增大 ×
【解析】(1)在约1 100 ℃ 时，无论有无Al2O3催化，H2S 转化率几乎相等，这表明催化剂的催化效果
接近0，从而说明1 100 ℃时，Al2O3几乎失去催化活性。(2)压强一定，掺入稀有气体Ar，虽然其不参与反
应，但可增大容器容积，相当于减小压强，故平衡向气体分子数增大的方向移动，故S2的平衡产率提高；
p、T 一定时，H2S(g)、Ar(g)按物质的量之比为1∶n 的比例混合，发生反应：H2S(g)H2(g)＋S2(g)，S2
平衡产率为α，则反应物的平衡转化率为α，设起始时n(H2S)＝1 mol，则可建立下列三段式：
H2S(g)
H2(g)＋S2(g)
起始量/mol 1 0 0
转化量/mol α α 0.5α
平衡量/mol 1－α α 0.5α
平衡时混合气的总物质的量为(1＋0.5α＋n)mol，则平衡常数Kp＝＝×。
47．甲烷和水蒸气催化制氢主要有如下两个反应：
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①CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206 kJ·mol－1
②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41 kJ·mol－1
恒定压强为100 kPa 时，将n(CH4)∶n(H2O)＝1∶3 的混合气体投入反应器中，平衡时，各组分的物质
的量分数与温度的关系如图所示，回答下列问题：
(1)
写
出
CH4
与
CO2
生
成
H2
和
CO
的
热
化
学
方
程
式
：
_____________________________________________
(2)关于甲烷和水蒸气催化制氢反应，下列叙述正确的是________(填字母)。
A.恒温、恒容条件下，加入惰性气体，压强增大，反应速率加快
B.恒温、恒容条件下，加入水蒸气，活化分子百分数增大，反应速率加快
C.升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞频率增大，反应速率加快
D.加入合适的催化剂，降低反应温度也能实现单位时间转化率不变
(3)系统中H2的含量，在700 ℃左右出现峰值，试从化学平衡的角度解释出现峰值的原因：
①低于700 ℃，___________________________________________________________；
②高于700 ℃，_____________________________________________________________
【答案】(1)CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝247 kJ·mol－1
(2)C
(3)①由于正反应方向吸热，随着温度的升高，反应向正反应方向进行的程度较大，氢气的物质的量逐
渐增大 ②随着反应的进行，一氧化碳的物质的量增大，发生反应②，反应②正反应放热，当温度升高时，
平衡逆向移动，使氢气的物质的量减小
【解析】(1)①CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206 kJ·mol－1；②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)
＋H2(g) ΔH＝－41 kJ·mol－1，根据盖斯定律，①－②，ΔH＝＋206 kJ·mol－1＋41 kJ·mol－1＝247 kJ·mol－1，
得到CH4和CO2生成H2和CO 的热化学方程式：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝247 kJ·mol－1。
(2)根据反应CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g) ΔH＝＋206 kJ·mol－1进行判断。A.恒温、恒容条件下，加
入惰性气体，总压强增大，各物质的分压不变，各气体的浓度不变，化学反应速率不变，故不符合题意；
B.恒温、恒容条件下，加入水蒸气，活化分子百分数不变，单位体积活化分子数增加，有效碰撞几率增大，
反应速率加快，故不符合题意；C.升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞频率增大，反应速率加快，
故符合题意；D.反应为吸热反应，加入合适的催化剂，缩短达到平衡的时间，但不影响平衡的移动，不会
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影响单位时间内气体的转化率；降低反应温度，平衡逆向移动，单位时间内气体的转化率减小，故不符合
题意。(3)①温度低于700 ℃时，由于正反应方向吸热，随着温度的升高，反应向正反应方向进行的程度较
大，氢气的物质的量逐渐增大；②温度高于700 ℃，随着反应的进行，一氧化碳的物质的量增大，发生反
应②，反应②正反应放热，当温度升高时，平衡逆向移动，使氢气的物质的量减小。
48．二甲醚(DME)在制药、燃料、农药等化学工业中有许多独特的用途。工业上常用合成气制备二甲
醚的主要原理如下：①CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1<0
②2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH2<0
③CO(g)＋H2O(g)
H2(g)＋CO2(g) ΔH3<0
在催化剂作用下，发生上述3 个反应，CO 的转化率、CH3OH 和CO2的产率和随温度变化关系如图1 所示。
总压分别为100 kPa、10 kPa 时，平衡体系中CO 和CH3OCH3(g)的物质的量分数随温度变化关系如图2
所示
回答下列问题：
(1)图1 中CO 的转化率随温度升高而上升的原因是_______________________________________________
(2)图1 中780 ℃时，CH3OCH3的选择性为_________________________________________
(CH3OCH3选择性＝)
(3)能提高CH3OCH3选择性的最关键因素是______________。
(4)100 kPa 时，CO 和CH3OCH3的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是________、________
【答案】(1)催化剂的活性增大 (2)55% (3)催化剂的选择性 (4)M X
【解析】(1)反应①②③的ΔH 都小于0，若达到平衡，升高温度平衡均逆向移动，则CO 转化率减小，
而图1 中，温度越高CO 转化率越大，说明是平衡前的转化率，故图1 中CO 的转化率随温度升高而上升的
原因是催化剂的活性增大。(2)根据图1 可知CH3OH、CO2的产率和为18%，而CO 转化率为40%，因此转
化成CH3OCH3的CO 为22%，则选择性为×100%＝55%。(4)图2 中，题干指明是“平衡”时，压强增大，
反应①正向移动，CO 物质的量分数减小，CH3OCH3的物质的量分数增大，温度升高三个反应均逆向移动，
CH3OCH3的物质的量分数减小，CO 物质的量分数增大，曲线X、Y 表示CH3OCH3的物质的量分数，曲线
Y 表示低压时的，曲线X 表示高压时的，曲线M、N 表示CO 的物质的量分数，曲线N 表示低压时的，曲
线M 表示高压时的。
49．(2024·浙江省浙江省舟山中学适应性考试节选)研究海洋中珊瑚礁(主要成分CaCO3)的形成机制及
其影响具有重要意义，相关主要反应有：
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反应Ⅰ：CO2(aq)+H2O(l)
HCO3
-(aq)+H+(aq) K1=4.5×10-7
反应Ⅱ：HCO3
-(aq)
CO3
2-(aq)+H+(aq) K2= 4.7×10-11
反应Ⅲ：CaCO3(s)
Ca2+(aq)+CO3
2-(aq) K3=3.4×10-9
(3)温室气体CO2的浓度上升，会导致海水酸化，促使珊瑚礁的溶解。科学家模拟海洋环境探究不同温
度下海水中CO2浓度与CO3
2-浓度间的关系。已知T1℃下测得c(CO2)与c(CO3
2-)的关系如图，请画出T2℃
(T2>T1)时c(CO3
2-)随c(CO2)的变化趋势 。
(4)工业上可用(NH4)2CO3溶液捕获CO2以减少其排放：(NH4)2CO3(aq)+H2O(1)+CO2(g)=2NH4HCO3(aq)
△H。不同温度下，在同一密闭容器中充入同浓度的CO2，加入同浓度同体积的(NH4)2CO3溶液，经相同时
间，测得CO2浓度如图，则△H 0(填“>”“<”或“=”)；随温度的升高，容器中CO2的浓度在T3温度
下出现最低值的原因是 。
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【答案】(3)
(4) ＜ (NH4)2CO3溶液捕获CO2时放热，其他条件一定，在T＜T3时该反应未达到平衡状态，温度
升高，吸收CO2的反应速率加快，容器中CO2的浓度减小；在T＞T3时反应已达平衡状态，升高温度促使
平衡逆向移动，吸收的CO2减少，容器中CO2浓度随升温而逐渐增大
【解析】(3)在c(CO2)一定时，反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都是吸热过程，升高温度，反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都正向移动，
c(H+)、c(CO3
2-)都增大，海水的酸性增强会促使珊瑚礁的溶解，使得c(CO3
2-)增大，故T2℃(T2>T1)、相同
c(CO2)时，海水中c(CO3
2-)：T2>T1，图象为：
。(4)不同温度下，
在同一密闭容器中充入同浓度的CO2，加入同浓度同体积的(NH4)2CO3溶液，经相同时间，测得CO2浓度如
图，结合图象可知，其他条件一定，在T＜T3时该反应未达到平衡状态，温度升高，吸收CO2的反应速率
加快，容器中CO2的浓度减小；在T＞T3时反应已达平衡状态，升高温度促使平衡逆向移动，吸收的CO2
减少，说明(NH4)2CO3溶液捕获CO2时放热，即(NH4)2CO3(aq)+H2O(1)+CO2(g)=2NH4HCO3(aq)的∆H＜0，反
应容器中CO2浓度随升温而逐渐增大。
50．(2024·浙江省浙南名校联盟高三第一次联考节选) (3)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化：
SO2(g)＋1/2O2(g)
SO3(g)) ΔH2＝-98.9kJ·mol−1
①为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制不同转化率(α)下反应速率(数值已略去)与
温度的关系如图，下列说法正确的是 。
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A 温度越高，反应速率越大
B．α=0.88 的曲线代表平衡转化率
C．α 越大，反应速率最大值对应温度越低
D．可根据不同α 下的最大速率，选择最佳生产温度
②固定投料比，在压强分别为0.5MPa、2.5MPa 和5.0MPa 下，得到SO2的平衡转化率随温度的变化如
图所示。则在5.0MPa、550℃时，该反应的平衡转化率= 。
【答案】(3)CD 0.975
【解析】(3)①A 项，根据图示，温度过高，催化剂失活，反应速率减慢，A 错误；B 项，催化剂不改
变平衡状态，相同温度下转化率还有高于0.88 的，说明α=0.88 的曲线不能代表平衡转化率，B 错误；C 项，
根据图示，转化率越大，反应速率最大值对应温度越低，C 正确；D 项，可根据不同α 下的最大速率，选
择最合适的生产温度，D 正确；故选CD。②该反应正向为气体分子数减小的反应，温度相同时增大压强，
化学平衡向正向移动，SO2的平衡转化率(α)增大，5.0MPa>2.5MPa=p2，故p1=5.0MPa。故5.0 MPa、550℃
时，α=0.975。
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