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高考化学一轮复习： 第23 讲 化学平衡状态的建立与移动
【近年真题再现】
1. (2025 年山东卷)在恒容密闭容器中，Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。
平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知：T2温度时，Na2SiF6(s)完全分解；
体系中气相产物在T1、T3温度时的分压分别为p1、p3。下列说法错误的是
A．a 线所示物种为固相产物
B．T1温度时，向容器中通入N2，气相产物分压仍为p1
C．p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp
D．T1温度时、向容器中加入b 线所示物种，重新达平衡时逆反应速率增大
答案：C
解析：Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物，则其分解产物为NaF(s)和
SiF4(g)，其分解的化学方程式为Na2SiF6(s)
2NaF(s)＋SiF4(g)，根据图数据分析可知，a 线代表NaF(s)，
b 线代表SiF4(g)，c 线代表Na2SiF6(s)。由各线的走势可知，该反应为吸热反应，温度升高，化学平衡正向
移动。
A．a 线所示物种为NaF(s)，NaF(s)固相产物，A 正确；
B．T1温度时，向容器中通入N2，恒容密闭容器的体积不变，各组分的浓度不变，化学平衡不发生移
动，虽然总压变大，但是气相产物分压不变，仍为p1，B 正确；
C．恒容密闭容器的平衡体系的气相产物只有SiF4(g)，Kp＝p(SiF4)，因此，p3与T3温度时热解反应的
平衡常数Kp相等，C 不正确；
D．b 线所示物种为SiF4(g)，T1温度时向容器中加入SiF4(g)，增大生成物的浓度导致逆反应速率增大，
化学平衡向逆反应方向移动，因此重新达平衡时(此处指的是重新建立化学平衡的过程中)逆反应速率增大
(比原平衡体系的大)，D 正确；
2. (2025 年江苏卷)甘油(C3H8O3)水蒸气重整获得H2过程中的主要反应：
反应Ⅰ：C3H8O3(g)＝3CO(g)＋4H2(g) △H＞0
反应Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋H2(g) △H＜0
反应Ⅲ：CO2(g)＋4H2(g)＝CH4(g)＋2H2O(g) △H＜0
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1.0×105Pa 条件下，1mol C3H8O3和9molH2O 发生上述反应达平衡状态时，体系中CO、H2、CO2和
CH4的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正确的是
A．550℃时，H2O 的平衡转化率为20%
B．550℃反应达平衡状态时，n(CO2)∶n(CO)＝11∶25
C. 其他条件不变，在400～550℃范围，平衡时H2O 的物质的量随温度升高而增大
D. 其他条件不变，加压有利于增大平衡时H2的物质的量
答案：A
解析：550℃时，曲线①物质的量是5mol，根据原子守恒，n(C)＝3mol，则其不可能是含碳微粒，故
曲线①表示H2，升高温度，反应Ⅰ平衡正移，反应Ⅱ平衡逆向移动，CO 物质的量增大，则曲线③代表
CO，温度升高，反应Ⅲ逆向移动，CH4物质的量降低，则曲线②代表CH4，据此解答。
A．550℃时，n(H2)＝5mol，n(CO2)＝2.2mol，n(CH4)＝n(CO)＝0.4mol，根据C 原子守恒，可得
n(C3H8O3)＝＝0，根据O 原子守恒，可得n(H2O)＝＝7.2mol (也可利用H 原子守恒计算，结果相同)，则
α(H2O)＝×100%＝20%，A 正确；
B．550℃时，n(CO2)＝2.2mol，n(CO)＝0.4mol，则n(CO2)∶n(CO)＝11∶2，B 错误；
C．400～550℃范围，随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ平衡均逆向移动，n(CO2)增大，说明反应Ⅲ逆向移动
程度更大，则H2O 的物质的量减小，C 错误；
D．增大压强，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡不移动，反应Ⅲ平衡正向移动，H2的物质的量减小，
D 错误；
3. (2025 年甘肃卷)CO2加氢转化成甲烷，是综合利用CO2实现“碳中和”和“碳达峰”的重要方式。
525℃，101kPa 下，CO2(g)＋4H2(g)＝CH4(g)＋2H2O(g) △H＝－185kJ/mol。反应达到平衡时，能使平衡向
正反应方向移动的是
A．减小体系压强 B．升高温度 C. 增大H2浓度 D．恒容下充入惰性气体
答案：C
解析：A．反应物气体总物质的量为5mol，生成物为3mol，减小压强会使平衡向气体体积增大的方
向(逆反应)移动，A 不符合题意；
B．该反应为放热反应，升高温度会使平衡向吸热的逆反应方向移动，B 不符合题意；
C．增大H2浓度会提高反应物浓度，根据勒夏特列原理，平衡向正反应方向移动以消耗增加的H2，C
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符合题意；
D．恒容充入惰性气体不改变各物质浓度，对平衡无影响，D 不符合题意；
4. (2025 年江西卷)一定压强下，乙烯水合反应为：C2H4(g)＋H2O(g)
C2H5OH(g)
已知：△H(J/mol)＝－34585－26.4T，△G(J/mol)＝－34585＋26.4T∙lnT
气体均视为理想气体，下列说法正确的是
A．反应的活化能：E 正＞E 逆 B．恒温恒容充入N2，平衡向左移动
C．△S 随温度升高而降低 D．平衡后，升高温度，△v 正＞△v 逆
答案：C
解析：A．ΔH＝E 正－E 逆，题目中ΔH ＝－34585－26.4T，为负值且随温度升高更负，说明E 正＜E 逆，
A 错误；
B．恒温恒容充入N2，总压增大但各反应物分压不变，平衡不移动，B 错误；
C．由ΔG＝ΔH－TΔS 代入数据得ΔS ＝－71.59－26.4lnT，温度T 升高时lnT 增大，ΔS 更小，ΔS 随
温度升高而降低，C 正确；
D．该反应的ΔH＜0，为放热反应，升温使放热反应的逆反应速率增加更多，Δv 逆＞Δv 正，D 错误；
5. (2025 年1 月浙江卷)下列说法正确的是
A．常温常压下H2(g)和O2(g)混合无明显现象，则反应2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l)在该条件下不自发
B．3H2(g)＋N2(g)
2NH3(g) △H＜0，升高温度，平衡逆移，则反应的平衡常数减小
C．CO(g)＋H2(g)
C(s)＋H2O(g) △H＜0，则正反应的活化能大于逆反应的活化能
D．Na(s)＋Cl2(g)＝NaCl (s)△H＜0，Na+(g)＋Cl－(g)＝NaCl(s) △H＜0，则Na(s)＋Cl2(g)＝Na+(g)＋Cl
－(g)△H＜0
答案：B
解析：A．根据复合判据△G＝△H－T△S，该反应ΔH＜0、ΔS＜0，温度较低时ΔG＜0，故低温能
自发进行，A 错误；
B．该反应为放热反应，升高温度，平衡逆移，平衡常数减小，B 正确；
C．该反应为放热反应，则E 正－E 逆＜0，则正反应的活化能小于逆反应的活化能，C 错误；
D．①：Na(s)＋Cl2(g)＝NaCl (s)△H1＜0，②：Na(s)＋Cl2(g)＝Na+(g)＋Cl－(g)△H2＜0，根据盖斯定律，
反应①－反应②得到目标反应Na(s)＋Cl2(g)＝Na+(g)＋Cl−(g)，则△H＝△H1－△H2，由于不能明确△H1、
△H2相对大小，则△H 不能确定，D 错误；
6. (2024 年湖南卷)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) △H1
副反应：CH3OH(g)＋CH3COOH(g)＝CH3COOCH3(g)＋H2O(g) △H2
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，δ[δ(CH3COOH)＝]，随投料比x(物
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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
C．△H1＜0，△H2＞0 D．L、M、N 三点的平衡常数：K(L)＝K(M)＞K(N)
答案：D
解析：题干明确指出，图中曲线表示的是测得两种含碳产物的分布分数即分别为δ(CH3COOH)、
δ(CH3COOH)，若投料比x 代表，x 越大，可看作是CH3OH 的量增多，则对于主、副反应可知生成的
CH3COOCH3越多，CH3COOCH3分布分数越高，则曲线a 或曲线b 表示CH3COOCH3分布分数，曲线c 或
曲线d 表示CH3COOH 分布分数，据此分析可知AB 均正确，可知如此假设错误，则可知投料比x 代表，
曲线a 或曲线b 表示δ(CH3COOH)，曲线c 或曲线d 表示δ(CH3COOCH3)，据此作答。
A．根据分析可知，投料比x 代表，故A 错误；
B．根据分析可知，曲线c 表示CH3COOCH3分布分数，故B 错误；
C．根据分析可知，曲线a 或曲线b 表示δ(CH3COOH)，当同一投料比时，观察图像可知T2时
δ(CH3COOH)大于T1时δ(CH3COOH)，而T2＞T1可知，温度越高则δ(CH3COOH)越大，说明温度升高主反
应的平衡正向移动，△H1＞0；曲线c 或曲线d 表示δ(CH3COOCH3)，当同一投料比时，观察可知T1时
δ(CH3COOCH3)大于T2时δ(CH3COOCH3)，而T2＞T1可知，温度越高则δ(CH3COOCH3)越小，说明温度升
高副反应的平衡逆向移动，△H2＜0，故C 错误；
D．L、M、N 三点对应副反应△H2＜0，且TN＞TM＝TL，升高温度平衡逆向移动，K(L)＝K(M)＞
K(N)，故D 正确；
7. (2024 年海南卷)已知298K，101kPa 时，CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) △H＝－
49.5kJ/mol。该反应在密闭的刚性容器中分别于T1、T2温度下进行，CO2的初始浓度为0.4mol·L-1，c(CO2)
－t 关系如图所示。下列说法错误的是
A．T1＞T2
B．T1下反应达到平衡时c(CH3OH)＝0.15mol·L-1
C. 使用催化剂1 的反应活化能比催化剂2 的大
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D. 使用催化剂2 和催化剂3 的反应历程相同
答案：D
解析：A．由题干图像信息可知，平衡时CO2的浓度T1温度下比T2温度下的大，即T1到T2平衡正向
移动，而结合题干方程式可知，该反应正反应是一个放热反应，即降低温度平衡才是正向移动，即T1＞
T2，A 正确；
B．由题干图像信息可知，T1温度下达到平衡时CO2的浓度为0.25mol/L，即CO2的浓度改变量为：
0.40mol/L－0.25mol/L＝0.15mol，结合变化量之比等于化学计量系数之比可知，T1下反应达到平衡时
c(CH3OH)＝0.15mol·L-1，B 正确；
C．由题干图像信息可知，在温度均为T1时，使用催化剂1 达到平衡所需要的时间比催化剂2 更长即
催化剂1 时的反应速率比催化剂2 的更慢，说明使用催化剂1 的反应活化能比催化剂2 的大，C 正确；
D．由题干信息可知，催化剂2 和催化剂2 分别在不同温度下达到平衡所需要的时间不同，说明使用
催化剂2 和催化剂3 的反应历程不相同，D 错误；
8．(2023 年广东卷)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g)
P(g)。反应历程(下图)中，M 为中间产物。其
它条件相同时，下列说法不正确的是
A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4 步进行 B．反应达平衡时，升高温度，R 的浓度增大
C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡 D．使用Ⅰ时，反应过程中M 所能达到的最高浓度更大
答案：C
解析：A．由图可知两种催化剂均出现四个波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4 步进行，A 正确；
B．由图可知反应是该为放热反应，故达平衡时，升高T 平衡向左移动，c(R)增大，B 正确；
C．由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ时反应速率更快，反应体系更快达到
平衡，C 错误；
D．由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快，后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应
速率较慢，所以使用Ⅰ时，反应过程中M 所能达到的最高浓度更大，D 正确；
9. (2023 年江苏卷)二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为：
CO2(g)＋4H2(g)＝CH4(g)＋2H2O(g) △H＝－164.7kJ∙mol-1
CO2(g)＋H2(g)＝COg)＋H2O(g) △H＝41.2kJ∙mol-1
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在密闭容器中，1.01×105Pa、n 起始(CO2)∶n 起始(H2)＝1∶4 时，CO2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同
时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如题图所示。CH4的选择性可表示为×100%。下列说法正确的
是
A．反应2CO(g)＋2H2(g)＝CO2(g)＋CH4(g)的焓变△H＝－205.9kJ∙mol-1
B．CH4的平衡选择性随着温度的升高而增加
C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃
D．450℃时，提高的值或增大压强，均能使CO2平衡转化率达到X 点的值
答案：D
解析：A．由盖斯定律可知反应2CO(g)＋2H2(g)＝CO2(g)＋CH4(g)的焓变△H＝－2×41.2kJ∙mol-1－
164.7kJ∙mol-1＝－247.1kJ∙mol-1，A 错误；
B．CO2(g)＋4H2(g)＝CH4(g)＋2H2O(g)为放热反应，升高温度平衡逆向移动，CH4的含量降低，故
CH4的平衡选择性随着温度的升高而降低，B 错误；
C．由图可知温度范围约为450～550℃时二氧化碳实际转化率趋近于平衡转化率，此时为最适温度，
温度继续增加，催化剂活性下降，C 错误；
D．450℃时，提高的值可提高二氧化碳的平衡转化率，增大压强反应I 平衡正向移动，可提高二氧
化碳的平衡转化率，均能使CO2平衡转化率达到X 点的值，D 正确。
10. (2022 年6 月浙江卷)关于反应Cl2(g)＋H2O(l)
HClO(aq)＋H+(aq)＋Cl-(aq) △H＜0 ，达到平衡
后，下列说法不正确的是
A. 升高温度，氯水中的c(HClO)减小
B. 氯水中加入少量醋酸钠固体，上述平衡正向移动，c(HClO)增大
C. 取氯水稀释，增大
D. 取两份氯水，分别滴加AgNO3溶液和淀粉KI 溶液，若前者有白色沉淀，后者溶液变蓝色，可以
证明上述反应存在限度
答案：D
解析：A．HClO 受热易分解，升高温度，HClO 分解，平衡正向移动，c(HClO)减小，A 正确；
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B．氯水中加入少量醋酸钠固体，醋酸根离子和氢离子结合生成醋酸分子，氢离子浓度减小，平衡正
向移动，c(HClO)增大，B 正确；
C．氯水稀释，平衡正向移动，而c(HClO)和c(Cl-)均减小，但HClO 本身也存在电离平衡HClO
H++ClO-，稀释促进了HClO 的电离，使c(HClO)减少更多，因此增大，C 正确；
D．氯水中加硝酸银产生白色沉淀，证明溶液中有氯离子，氯水中加淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝，证
明生成了碘单质，溶液中有强氧化性的物质，而氯气和次氯酸都有强氧化性，不能证明反应物和生成物
共存，即不能证明上述反应存在限度，D 错误；
11. (2022 年北京卷)某MOFs 的多孔材料刚好可将N2O4 “固定”，实现了NO2与N2O4分离并制备
HNO3，如图所示：
己知：2NO2(g)
N2O4(g) △H＜0
下列说法不正确的是
A. 气体温度升高后，不利于N2O4的固定
B. N2O4被固定后，平衡正移，有利于NO2的去除
C. 制备HNO3的原理为：2N2O4＋O2＋2H2O＝4HNO3
D. 每制备0.4molHNO3，转移电子数约为6.02×1022
答案：D
解析：A．二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，四氧
化二氮的浓度减小，所以气体温度升高后，不利于四氧化二氮的固定，故A 正确；
B．四氧化二氮被固定后，四氧化二氮的浓度减小，二氧化氮转化为四氧化二氮的平衡向正反应方向
移动，二氧化氮的浓度减小，所以四氧化二氮被固定后，有利于二氧化氮的去除，故B 正确；
C．由题意可知，被固定后的四氧化二氮与氧气和水反应生成硝酸，反应的化学方程式为2N2O4＋O2
＋2H2O＝4HNO3，故C 正确；
D．四氧化二氮转化为硝酸时，生成1mol 硝酸，反应转移1mol 电子，则每制备0.4mol 硝酸，转移电
子数约为0.4mol×6.02×1023＝2.408×1023，故D 错误；
12. (2022 年广东卷)恒容密闭容器中，BaSO4(s)＋4H2(g)
BaS(s)＋4H2O(g)在不同温度下达平衡时，
各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是
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A. 该反应的△H＜0
B. a 为n(H2O)随温度的变化曲线
C. 向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动
D. 向平衡体系中加入BaSO4，H2的平衡转化率增大
答案：C
解析：A．从图示可以看出，平衡时升高温度，氢气的物质的量减少，则平衡正向移动，说明该反应
的正反应是吸热反应，即ΔH＞0，故A 错误；
B．从图示可以看出，在恒容密闭容器中，随着温度升高氢气的平衡时的物质的量减少，则平衡随着
温度升高正向移动，水蒸气的物质的量增加，而a 曲线表示的是物质的量不随温度变化而变化，故B 错
误；
C．容器体积固定，向容器中充入惰性气体，没有改变各物质的浓度，平衡不移动，故C 正确；
D．BaSO4是固体，向平衡体系中加入BaSO4，不能改变其浓度，因此平衡不移动，氢气的转化率不
变，故D 错误；
13. (2021 年北京卷) NO2和N2O4存在平衡：2NO2(g)
N2O4(g) △H<0。下列分析正确的是
A. 1 mol 平衡混合气体中含1 mol N 原子
B. 断裂2 mol NO2中的共价键所需能量小于断裂1 mol N2O4中的共价键所需能量
C. 恒温时，缩小容积，气体颜色变深，是平衡正向移动导致的
D. 恒容时，水浴加热，由于平衡正向移动导致气体颜色变浅
答案：B
解析：A．1molNO2含有1molN 原子，1molN2O4含有2molN 原子，现为可逆反应，为NO2和N2O4的
混合气体，1 mol 平衡混合气体中所含原子大于1 mol N，A 项错误；
B．反应2NO2(g)
N2O4(g)为放热反应，故完全断开2molNO2分子中的共价键所吸收的热量比完全
断开1molN2O4分子中的共价键所吸收的热量少，B 项正确；
C．气体体积压缩，颜色变深是因为体积减小，浓度变大引起的，C 项错误；
D．放热反应，温度升高，平衡逆向移动，颜色加深，D 项错误。
14. (2021 年广东卷)化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是
选项
操作或做法
目的
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A
将铜丝插入浓硝酸中
制备NO
B
将密闭烧瓶中的NO2降温
探究温度对平衡移动的影响
C
将溴水滴入KI 溶液中，加入乙醇并振荡
萃取溶液中生成的碘
D
实验结束，将剩余NaCl 固体放回原试剂瓶
节约试剂
答案：B
解析：A．将铜丝插入浓硝酸中开始会产生二氧化氮，不能达到实验目的，A 不符合题意；
B．二氧化氮气体在一定条件下存在平衡：2NO2
N2O4，正反应为放热反应，NO2为红棕色气体，
将密闭烧瓶中NO2降温，会使该平衡向正反应方向移动，气体颜色变浅，因此可达到实验目的，B 符合
题意；
C．乙醇与水互溶，不能作碘单质的萃取剂，做法不正确，C 不符合题意；
D．一般情况下，剩余试剂需放到指定的容器中，不能放回原试剂瓶，以防污染原试剂，操作错误，
D 不符合题意；故选B。
15. (2021 年海南卷)制备水煤气的反应C(s)＋H2O
H2(g)＋CO(g) △H＞0，下列说法正确的是
A. 该反应△S＜0
B. 升高温度，反应速率增大
C. 恒温下，增大总压，H2O(g)的平衡转化率不变
D. 恒温恒压下，加入催化剂，平衡常数增大
答案：B
解析：A．该反应的正反应是气体体积增大的反应，所以△S＞0，A 错误；
B．升高温度，物质的内能增加，分子运动速率加快，有效碰撞次数增加，因此化学反应速率增大，
B 正确；
C．恒温下，增大总压，化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动，使H2O(g)的平衡转化率减小，
C 错误；
D．恒温恒压下，加入催化剂，化学平衡不移动，因此化学平衡常数不变，D 错误；
故合理选项是B。
16. (2021 年辽宁卷) 某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量X，发生反应2X(s)
Y(s)＋Z(g)，一
段时间后达到平衡。下列说法错误的是
A. 升高温度，若c(Z)增大，则△H＞0
B. 加入一定量Z，达新平衡后m(Y)减小
C. 加入等物质的量的Y 和Z，达新平衡后c(Z)增大
D. 加入一定量氩气，平衡不移动
答案：C
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解析：A．根据勒夏特列原理可知，升高温度，化学平衡向着吸热反应方向移动，而c(Z)增大，说明
平衡正向移动，故则△H＞0，A 正确；
B．加入一定量Z，Z 的浓度增大，平衡逆向移动，故达新平衡后m(Y)减小，B 正确；
C．加入等物质的量的Y 和Z，Z 的浓度增大，平衡逆向移动，由于X、Y 均为固体，故K=c(Z)，达
新平衡后c(Z)不变，C 错误；
D．加入一定量氩气，加入瞬间，X、Z 的浓度保持不变，故正、逆反应速率不变，故平衡不移动，
D 正确。
17. (2021 年1 月八省联考辽宁卷)某温度下，在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡：
2X(g)+Y(g)
①
Z(s)+ 2Q(g) △H1＜0
M(g)+N(g)
②
R(g)+Q(g) △H2＞0
下列叙述错误的是
A. 加入适量Z，①和②平衡均不移动 B. 通入稀有气体Ar，①平衡正向移动
C. 降温时无法判断Q 浓度的增减 D. 通入Y，则N 的浓度增大
答案：B
解析：A．Z 为固体，加入适量Z 不影响反应①的平衡移动，而反应②与Z 无关，故加入Z 也不影响
反应②的平衡移动，A 正确；
B．通入稀有气体Ar，由于容器体积不变，故气体浓度不发生改变，反应①的平衡不移动，B 错误；
C．温度降低，反应①逆向进行，反应②正向进行，但两个反应中反应物的起始浓度未知，故无法判
断Q 浓度的增减，C 正确；
D．通入气体Y，反应①平衡正向移动，Q 的浓度增大，导致反应②平衡逆向进行，则N 的浓度增大，
D 正确；答案选B。
18．(2020 年浙江卷)5mL0.1mol·L－1KI 溶液与1mL0.1mol·L－1FeCl3 溶液发生反应：2Fe3+(aq)＋2I-(aq)
2Fe2+(aq)＋I2(aq)，达到平衡。下列说法不正确的是
A．加入苯，振荡，平衡正向移动
B．经苯2 次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN，溶液呈血红色，表明该化学反应存在限度
C．加入FeSO4固体，平衡逆向移动
D．该反应的平衡常数K＝
答案：D
解析：A．加入苯振荡，苯将I2萃取到苯层，水溶液中c(I2)减小，平衡正向移动，A 正确；
B．将5mL0.1mol/LKI 溶液与1mL0.1mol/LFeCl3溶液混合，参与反应的Fe3+与I−物质的量之比为
1:1，反应后I−一定过量，经苯2 次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN 溶液呈血红色，说明水溶液中仍
含有Fe3+，即Fe3+没有完全消耗，表明该化学反应存在限度，B 正确；
C．加入FeSO4固体溶于水电离出Fe2+，c(Fe2+)增大，平衡逆向移动，C 正确；
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D．该反应的平衡常数K＝，D 错误；
19．(2020 年浙江卷)一定条件下：2NO2 (g)
N2O4 (g)
H
△＜0 。在测定NO2的相对分子质量时，
下列条件中，测定结果误差最小的是
A．温度0℃、压强50KPa
B．温度130℃、压强300KPa
C．温度25℃、压强100KPa
D．温度130℃、压强50KPa
答案：D
解析：测定二氧化氮的相对分子质量，要使测定结果误差最小，应该使混合气体中NO2的含量越多
越好，为了实现该目的，应该改变条件使平衡尽可以地逆向移动。该反应是一个反应前后气体分子数减
小的放热反应，可以通过减小压强、升高温度使平衡逆向移动，则选项中，温度高的为130℃，压强低的
为50kPa，结合二者选D。答案为D。
20．(2020 年天津)已知 [Co(H2O)6]2+呈粉红色，[CoCl4]2－呈蓝色，[ZnCl4]2－为无色。现将CoCl2溶于
水，加入浓盐酸后，溶液由粉红色变为蓝色，存在以下平衡：
[Co(H2O)6]2+＋4Cl-
[CoCl4]2－＋6H2O △H，用该溶液做实验，溶液的颜色变化如下：
以下结论和解释正确的是
A．等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2－中σ 键数之比为3 2∶
B．由实验①可推知△H<0
C．实验②是由于c(H2O)增大，导致平衡逆向移动
D．由实验③可知配离子的稳定性：[ZnCl4]2－＞[CoCl4]2－
答案：D
解析：A．1 个[Co(H2O)6]2+中含有18 个σ 键，1 个[CoCl4]2−中含有4 个σ 键，等物质的量的
[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2−所含σ 键数之比为18:4=9:2，A 错误；
B．实验①将蓝色溶液置于冰水浴中，溶液变为粉红色，说明降低温度平衡逆向移动，则逆反应为放
热反应，正反应为吸热反应，∆H>0，B 错误；
C．实验②加水稀释，溶液变为粉红色，加水稀释，溶液的体积增大，[Co(H2O)6]2+、[CoCl4]2−、Cl−浓
度都减小，[Co(H2O)6]2+、Cl−的化学计量数之和大于[CoCl4]2−的化学计量数，则瞬时浓度商>化学平衡常数，
平衡逆向移动，C 错误；
D．实验③加入少量ZnCl2固体，溶液变为粉红色，说明Zn2+与Cl−结合成更稳定的[ZnCl4]2−，导致溶
液中c(Cl−)减小，平衡逆向移动，则由此说明稳定性：[ZnCl4]2−>[CoCl4]2−，D 正确；
21. (2025 年天津卷节选)以苯为代表的挥发性有机污染物可以在Co3O4的催化作用下，与O2反应生成
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CO2和H2O，进一步将CO2转化成高附加值的化学品，可减少污染和碳排放。
苯的催化氧化
Co3O4做催化剂时，在有、无光照条件下，苯的催化氧化产物相同，但反应历程不同。无光照条件下
反应活化能为38 kJ/mol，有光照条件下反应活化能为26 kJ/mol。如图是290℃时，有、无光照条件下，
苯的转化率随时间的变化曲线。
(2)光照条件下，对应的转化率曲线为___________(填“a”或“b”)。
(3)有、无光照条件下，两种反应历程的△H___________(填“相等”或“不等”)。
Ⅲ．CO2的转化
(4)CO2与H2反应可以合成甲醇：CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) △H＜0。一定温度下，等
物质的量的CO2和H2在恒容密闭容器中发生上述反应达到平衡后，下列各操作有利于平衡正向移动的是
___________(填序号)。
a．分离出甲醇 b．充入稀有气体 c．增加H2量 d．降低温度
答案：(1)sp 非极性 (2)a (3)相等 (4)acd
解析：(1)CO2分子中碳原子的中心原子价层电子对数为2＋＝2，故杂化轨道类型为sp；苯分子的空
间构型是平面正六边形，分子结构对称，为非极性分子，故答案为sp；非极性。
(2)活化能越低，反应速率越快，相同时间内反应物的转化率越高，无光照条件下反应活化能为38
kJ/mol，有光照条件下反应活化能为26 kJ/mol，所以有光照条件下反应速率更快，对应的转化率曲线为
a，故答案为a。
(3)反应的焓变△H 只与反应物与生成物的总能量有关，与反应历程无关，所以有、无光照条件下，
两种反应历程的△H 相等，故答案为相等。
(4)a．分离出甲醇，即减小生成物浓度，平衡正向移动，a 符合题意；
b．恒温恒容条件下充入稀有气体，各反应物和生成物浓度不变，平衡不移动，b 不符合题意；
c．增加H2量，即增大反应物浓度，平衡正向移动，c 符合题意；
d．该反应的△H＜0，降低温度，平衡正向移动，d 符合题意；
故答案选acd。
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22. (2025 年云南卷)我国科学家研发出一种乙醇(沸点78.5℃)绿色制氢新途径，并实现高附加值乙酸
(沸点118℃)的生产，主要反应为：
Ⅰ．C2H5OH(g)＋H2O(g)＝2H2(g)＋CH3COOH(g) △H1 Kp1
Ⅱ．C2H5OH(g)＝CH3CHO(g)＋H2(g) △H2＝＋68.7kJ∙mol－1
回答下列问题：
(1)乙醇可由秸秆生产，主要过程为
秸秆———→ 纤维素——→ _______——→ 乙醇
(2)对于反应Ⅰ：
①已知CH3CHO(g)＋H2O(g)＝H2(g)＋CH3COOH(g) △H＝－24.3kJ∙mol－1则△H1_______kJ∙mol－1。
②一定温度下，下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
A．容器内的压强不再变化 B．混合气体的密度不再变化
C．CH3COOH 的体积分数不再变化 D．单位时间内生成1molH2O，同时消耗2molH2
③反应后从混合气体分离得到H2，最适宜的方法为____________________________。
答案：(1)葡萄糖 (2)①＋44.4
AC
②
③降温冷凝后收集气体
解析：(1)纤维素水解得到葡萄糖，葡萄糖发酵产生二氧化碳和乙醇；
(2)①反应Ⅰ－反应Ⅱ得到“已知反应”，根据盖斯定律△H1＝△H＋△H2＝－24.3kJ·mol-1＋68.7
kJ·mol-1＝＋44.4 kJ·mol-1；
②恒温恒容下发生C2H5OH(g)＋H2O(g)＝2H2(g)＋CH3COOH(g)：
A．该反应是气体总物质的量增大的反应，容器内的压强不再变化，说明气体总物质的量不再改变，
说明反应达到平衡状态，A 符合题意；
B．体积自始至终不变，气体总质量自始至终不变，则气体密度不是变量，混合气体的密度不再变化，
不能说明反应是否达到平衡状态，B 不符合题意；
C．CH3COOH 的体积分数不再变化，说明其物质的量不再改变，反应已达平衡，C 符合题意；
D．单位时间内生成1molH2O，同时消耗2molH2均是逆反应速率，不能说明反应是否达到平衡状态，
D 不符合题意；
答案选AC；
③可利用混合体系中各物质的沸点差异分离出氢气，最适宜的方法为降温冷凝后收集气体；
23. (2025 年山东卷)利用CaS 循环再生可将燃煤尾气中的SO2转化生产单质硫，涉及的主要反应如下：
I．CaS(s)＋2SO2(g)
CaSO4(s)＋S2(g) △H1
II．CaSO4(s)＋4H2
CaS(s)＋4H2O(g) △H2
III．SO2(g)＋3H2(g)
H2S(g)＋2H2O △H3
恒容条件下，按1molCaS，1molSO2和0.1molH2投料反应。平衡体系中，各气态物种的lgn 随温度的
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变化关系如图所示，n 为气态物种物质的量的值。
已知：图示温度范围内反应Ⅱ平衡常数K＝108基本不变。
回答下列问题：
(1)反应4H2(g)＋2SO2(g)
4H2O(g)＋S2(g)的焓变△H＝_______(用含△H1、△H2的代数式表示)。
(2)乙线所示物种为_______(填化学式)。反应Ⅲ的焓变△H3_______0(填“＞”“＜”或“＝”)。
(3)T1温度下，体系达平衡时，乙线、丙线所示物种的物质的量相等，若丁线所示物种为amol，则S2
为______mol(用含a 的代数式表示)；此时，CaS 与CaSO4物质的量的差值n(CaS)－n(CaSO4)＝
_____mol(用含a 的最简代数式表示)。
(4)T2温度下，体系达平衡后，压缩容器体积S2产率增大。与压缩前相比，重新达平衡时，H2S 与H2
物质的量之比_______(填“增大”“减小”或“不变”)，H2O 物质的量n(H2O) _______(填“增大”“减
小”或“不变”)。
答案：(1)△H1＋△H2 (2)H2O ＜ (3) 0.45+0.5a 150a (4)增大 增大
解析：(1)已知：I．CaS(s)＋2SO2(g)
CaSO4(s)＋S2(g) △H1
II．CaSO4(s)＋4H2
CaS(s)＋4H2O(g) △H2
依据盖斯定律I＋II 即得到反应4H2(g)＋2SO2(g)
4H2O(g)＋S2(g)的焓变为△H1＋△H2；
(2)由于图示范围内反应Ⅱ的平衡常数始终为K＝108，根据方程式结合平衡常数表达式可知＝100 始
终成立，因此根据图像可知乙表示的物种是H2O，丁表示的是H2，升高温度S2减小，H2O、H2均增大，
所以丙表示表示SO2，甲表示H2S，因此反应Ⅲ的正反应是放热热反应，即ΔH＜0；
(3)T1平衡时H2是amol，根据＝100 可知H2O 和SO2的物质的量均为100amol，根据H 元素守恒可知
H2S 为0.1－101a，设平衡时CaS 和S2的物质的量分别为xmol 和ymol，根据Ca 元素守恒可知CaSO4是1
－x，根据O 元素守恒可知2＝100a＋200a＋4－4x，解得x＝75a＋0.5，根据S 元素守恒可知2＝0.1－101a
＋100a＋1＋2y，解得y＝0.45＋0.5a，所以此时CaS 和CaSO4的物质的量的差值为2x－1＝150a。
(4)压缩容器容积，压强增大，反应4H2(g)＋2SO2(g)
4H2O(g)＋S2(g)平衡正向进行，S2的产率增大，
H2O 的物质的量增大；温度不变，由于＝100 始终不变，反应4H2(g)＋2SO2(g)
4H2O(g)＋S2(g)的平衡
常数不变，所以SO2增大，由于反应Ⅲ的平衡常数可表示为K＝，＝100 始终不变，所以增大。
24. (2024 年黑吉辽卷节选)为实现氯资源循环利用，工业上采用RuO2催化氧化法处理HCl 废气：
2HCl(g)＋O2(g)
Cl2(g)＋H2O(g) △H＝－57.2kJ∙mol-1 △S K。将HCl 和O2分别以不同起始流速通
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入反应器中，在360℃、400℃和440℃下反应，通过检测流出气成分绘制HCl 转化率(α)曲线，如下图所
示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。
回答下列问题：
(1)△S_______0(填“>”或“<”)；T3＝_______℃。
(2)结合以下信息，可知H2的燃烧热△H＝_______kJ∙mol-1。
H2O(l)＝H2O(g) △H2＝＋44.0kJ∙mol-1
H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g) △H3＝－184.6kJ∙mol-1
(3)下列措施可提高M 点HCl 转化率的是_______(填标号)
A. 增大HCl 的流速 B. 将温度升高40℃
C. 增大n(HCl) n(O
∶
2) D. 使用更高效的催化剂
(4)图中较高流速时，α(T3)小于α(T2)和α(T1)，原因是____________________________________。
答案：(1)＜ 360℃ (2)－258.8 (3)BD
(4)流速过快，反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应，导致转化率下降，同时，T3 温度低，
反应速率低，故单位时间内氯化氢的转化率低。
解析：(1)反应2HCl(g)＋O2(g)
Cl2(g)＋H2O(g)前后的气体分子数目在减小，所以该反应 △S＜0，
该反应为放热反应，由于在流速较低时的转化率视为平衡转化率，所以在流速低的时候，温度越高，HCl
的转化率越小，故T1代表的温度为440℃，T3为360℃。
(2)表示氢气燃烧热的热化学方程式为④H2(g)＋O2(g)＝H2O(l)，设①2HCl(g)＋O2(g)
Cl2(g)＋
H2O(g)，②H2O(l)＝H2O(g)，③H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g)，则④＝①＋③－②，因此氢气的燃烧热△H＝－
57.2kJ/mol－184.6kJ/mol－44kJ/mol＝－258.8kJ/mol
(3)A．增大HCl 的流速，由图像可知，HCl 的转化率在减小，不符合题意；
B．M 对应温度为360℃，由图像可知，升高温度，HCl 的转化率增大，符合题意；
C．增大n(HCl) n(O
∶
2)，HCl 的转化率减小，不符合题意；
D．使用高效催化剂，可以增加该温度下的反应速率，使单位时间内HCl 的转化率增加，符合题意；
故选BD。
(4)图中在较高流速下，T3温度下的转化率低于温度较高的T1和T2，主要是流速过快，反应物分子来
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不及在催化剂表面接触而发生反应，导致转化率下降，同时，T3温度低，反应速率低，故单位时间内氯
化氢的转化率低。
25. (2023 年浙江1 月选考) “碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一，CH4还原CO2是实现“双
碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：
Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g)
2CO(g)＋2H2(g) △H1＝＋247kJ∙mol－1，K1
Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) △H2＝＋41kJ∙mol－1，K2
请回答：
(1)有利于提高CO2平衡转化率的条件是___________。
A. 低温低压 B. 低温高压 C. 高温低压 D. 高温高压
(2)反应CH4(g)＋3CO2(g)
4CO(g)＋2H2O(g)的△H＝_________kJ∙mol－1，K＝________(用K1，K2
表示)。
(3)恒压、750℃时，CH4和CO2按物质的量之比1∶3 投料，反应经如下流程(主要产物已标出)可实现
CO2高效转化。
①下列说法正确的是___________。
A．Fe3O4可循环利用，CaO 不可循环利用
B．过程ⅱ，CaO 吸收CO2可促使Fe3O4氧化CO 的平衡正移
C．过程ⅱ产生的H2O 最终未被CaO 吸收，在过程ⅲ被排出
D．相比于反应Ⅰ，该流程的总反应还原1molCO2需吸收的能量更多
②过程ⅱ平衡后通入He，测得一段时间内CO 物质的量上升，根据过程ⅲ，结合平衡移动原理，解
释CO 物质的量上升的原因 。
(4)CH4还原能力(R)可衡量CO2转化效率，R＝△n(CO2)/△n(CH4) (同一时段内CO2与CH4的物质的量
变化量之比)。
①常压下CH4和CO2按物质的量之比1∶3 投料，某一时段内CH4和CO2的转化率随温度变化如图1，
请在图2 中画出400～1000℃间R 的变化趋势，并标明1000℃时R 值___________。
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②催化剂X 可提高R 值，另一时段内CH4转化率、R 值随温度变化如下表：
温度/℃
480
500
520
550
CH4转化率/%
7.9
11.5
20.2
34.8
R
2.6
2.4
2.1
1.8
下列说法不正确的是___________
A．R 值提高是由于催化剂X 选择性地提高反应Ⅱ的速率
B．温度越低，含氢产物中H2O 占比越高
C．温度升高，CH4转化率增加，CO2转化率降低，R 值减小
D．改变催化剂提高CH4转化率，R 值不一定增大
答案：(1)C (2)+329 K1∙K
(3)①BC ②通入He，CaCO3分解平衡正移，导致增大，促进Fe 还原CO2平衡正移
(4)①
②C
解析：(1)反应Ⅰ为气体体积增大的吸热反应，反应Ⅱ为气体体积不变的吸热反应，△H＞0，升高温
度，平衡右移，CH4平衡转化率增大；降低压强，平衡右移，CH4平衡转化率增大，故有利于提高CO2平
衡转化率的条件是高温低压；答案选C；
(2)已知：Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g)
2CO(g)＋2H2(g) △H1＝＋247kJ∙mol－1，K1
Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) △H2＝＋41kJ∙mol－1，K2
根据盖斯定律，由Ⅰ＋Ⅱ×2 得反应CH4(g)＋3CO2(g)
4CO(g)＋2H2O；故△H＝△H1＋2
H
△
2＝
+329kJ∙mol－1，K＝K1∙K；
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(3)①A．根据流程可知，Fe3O4转化为Fe，Fe 又转化为Fe3O4，Fe3O4可循环利用；CaCO3受热分解生
成CaO 和CO2, CaO 又与CO2反应生成CaCO3，CaO 也可循环利用，选项A 错误；
B．过程ⅱ，CaO 吸收CO2使CO2浓度降低，促进Fe3O4氧化CO 的平衡正移，选项B 正确；
C．过程ⅱCaO 吸收CO2而产生的H2O 最终未被CaO 吸收，在过程ⅲ被排出，选项C 正确；
D．焓变只与起始物质的量有关，与过程无关，故相比于反应Ⅰ，该流程的总反应还原1molCO2需吸
收的能量一样多，选项D 错误；
②通入He，CaCO3分解平衡正移，导致增大，促进Fe 还原CO2平衡正移，故过程ⅱ平衡后通入
He，测得一段时间内CO 物质的量上升；
(4)①根据图1 可知1000℃时，CH4转化率为100%，即△n(CH4)＝1mol, CO2转化率为60%,即
△n(CO2)＝3mol×60%=1.8mol，故R＝△n(CO2)/△n(CH4)＝=1.8，故400～1000℃间R 的变化趋势如图：
②A．R 值提高是由于催化剂X 选择性地提高反应Ⅱ的速率，使单位时间内反应Ⅱ中CO2的转化率增
大，△n(CO2)增大的倍数比△n(CH4)大，则R 提高，选项A 正确；
B．根据表中数据可知，温度越低，CH4转化率越小，而R 越大，△n(CO2)增大的倍数比△n(CH4)大，
含氢产物中H2O 占比越高，选项B 正确；
C．温度升高，CH4转化率增加，CO2转化率也增大，且两个反应中的CO2转化率均增大，增大倍数
多，故R 值增大，选项C 不正确；
D．改变催化剂使反应有选择性按反应Ⅰ而提高CH4转化率，若CO2转化率减小，则R 值不一定增大，
选项D 正确；
26. (2023 年浙江6 月选考)水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。
水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g) △H＝－41.2kJ∙mol－1
该反应分两步完成：
3Fe2O3(s)＋CO(g)
2Fe3O4(s)＋CO2(g) △H1＝－47.2kJ∙mol－1
2Fe3O4(s)＋H2O(g)
3Fe2O3(s)＋H2(g) △H2
请回答：
(1)△H2＝_______kJ∙mol－1。
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(2)恒定总压1.70MPa 和水碳比[n(H2O) /n(CO)＝12∶5] 投料，在不同条件下达到平衡时CO2和H2的分
压(某成分分压＝总压×该成分的物质的量分数)如下表：
P(CO2)/MPa
P(H2)/MPa
P(CH4)/MPa
条件1
0.40
0.40
0
条件2
0.42
0.36
0.02
①在条件1 下，水煤气变换反应的平衡常数K＝___________。
②对比条件1，条件2 中H2产率下降是因为发生了一个不涉及CO2的副反应，写出该反应方程式
___________________________________________。
(3)下列说法正确的是______。
A. 通入反应器的原料气中应避免混入O2
B. 恒定水碳比[n(H2O) /n(CO)]，增加体系总压可提高H2的平衡产率
C. 通入过量的水蒸气可防止Fe3O4被进一步还原为Fe
D. 通过充入惰性气体增加体系总压，可提高反应速率
(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CO 平衡转化率随温度变化的曲线____。
(5)在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反
应及产物分子脱附等过程。随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是
______。
答案：(1)6 (2)
2
①
②CO＋3H2
CH4＋H2O (3)AC
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(4)①AC ②
(5)温度过高时，不利于反应物分子在催化剂表面的吸附，从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸
附量及浓度降低，反应速率减小；温度过高还会导致催化剂的活性降低，从而使化学反应速率减小
解析：(1)设方程式①CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g) △H＝－41.2kJ∙mol－1
3Fe
②
2O3(s)＋CO(g)
2Fe3O4(s)＋CO2(g) △H1＝－47.2kJ∙mol－1
2Fe
③
3O4(s)＋H2O(g)
3Fe2O3(s)＋H2(g) △H2
根据盖斯定律可知，③＝①－②，则△H2＝△H－△H1＝(-41.2kJ∙mol－1)－(-47.2kJ∙mol－1)＝6kJ∙mol－
1；
(2)①条件1 下没有甲烷生成，只发生了水煤气变换反应，该反应是一个气体分子数不变的反应。设
在条件1 下平衡时容器的总体积为V，水蒸气和一氧化碳的投料分别为12mol 和5mol，参加反应的一氧
化碳为xmol，根据已知信息可得以下三段式：
CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g)
起始(mol) 5 12 0 0
转化(mol) x x x x
平衡(mol) 5－x 12－x x x
×1.7MPa＝0.40MPa，解得x=4；则平衡常数K＝ ＝2；
②根据表格中的数据可知，有甲烷生成，且该副反应没有二氧化碳参与，且氢气的产率降低，则该
方程式为：CO＋3H2
CH4＋H2O；
(3)A．一氧化碳和氢气都可以和氧气反应，则通入反应器的原料气中应避免混入O2，A 正确；
B．该反应前后气体计量系数相同，则增加体系总压平衡不移动，不能提高平衡产率，B 错误；
C．通入过量的水蒸气可以促进四氧化三铁被氧化为氧化铁，水蒸气不能将铁的氧化物还原为单质铁，
但过量的水蒸气可以降低体系中CO 和H2的浓度，从而防止铁的氧化物被还原为单质铁，C 正确；
D．若保持容器的体积不变，通过充入惰性气体增加体系总压，反应物浓度不变，反应速率不变，D
错误；
(4)①A．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．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
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中变化不符，B 错误；
C．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；
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，故图像
为：
；
(5)反应物分子在催化剂表面的吸附是一个放热的快速过程，温度过高时，不利于反应物分子在催化
剂表面的吸附，从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低，反应速率减小；温度过高还
会导致催化剂的活性降低，从而使化学反应速率减小。
27. (2023 年河北卷节选)氮是自然界重要元素之一，研究氮及其化合物的性质以及氮的循环利用对解
决环境和能源问题都具有重要意义。
已知：1mol 物质中的化学键断裂时所需能量如下表。
物质
N2(g)
O2(g)
NO(g)
能量/kJ
945
498
631
回答下列问题：
(1)恒温下，将1mol 空气(N2和O2的体积分数分别为0.78 和0.21，其余为惰性组分)置于容积为VL 的
恒容密闭容器中，假设体系中只存在如下两个反应：
i．N2(g)＋O2(g)
2NO(g) K1 △H1
ii．2NO(g)＋O2(g)
2NO2(g) K2 △H2＝－114kJ∙mol-1
①△H1＝_______kJ∙mol-1。
②以下操作可以降低上述平衡体系中NO 浓度的有_______(填标号)。
A．缩小体积 B．升高温度 C．移除NO2 D．降低N2浓度
③若上述平衡体系中c(NO2)＝amol·L-1，c(NO)＝bmol·L-1，则c(O2)＝_______mol·L-1，K1＝
_______(写出含a、b、V 的计算式)。
(2)氢气催化还原NOx作为一种高效环保的脱硝技术备受关注。高温下氢气还原NO 反应的速率方程
为v＝k∙cx(NO)∙cy(H2)，k 为速率常数。在一定温度下改变体系中各物质浓度，测定结果如下表。
组号
c(NO)/(mol·L－1)
c(H2)/(mol·L－1)
v/(mol·L-1·s-1)
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1
0.10
0.10
r
2
0.10
0.20
2r
3
0.20
0.10
4r
4
0.05
0.30
？
表中第4 组的反应速率为_______mol·L-1·s-1。(写出含r 的表达式)
答案：(1)①181 ②CD ③－ (2) 0.75r
解析：(1)①△H1＝反应物总键能－生成物总键能＝(945kJ/mol＋498kJ/mol)－2×631kJ/mol＝＋181kJ/
mol；故答案为：+181；
②A．缩小体积，所有物质浓度均增大，A 不符合题意；
B．升高温度，平衡向着放热方向进行，反应i 为吸热反应，则升温平衡正向进行，NO 浓度增大，B
不符合题意；
C．移除NO2，平衡ii 向正向进行，NO 浓度降低，C 符合题意；
D．降低N2浓度，平衡逆向进行，消耗NO，NO 浓度降低，D 符合题意；
故答案为：CD；
③根据三段式：N2(g) ＋ O2(g)
2NO
起始(mol/L) 0
转化(mol/L) (a＋b)
平衡(mol/L) － － (a＋b)
2NO(g) ＋ O2(g)
2NO2
起始(mol/L) (a＋b) － 0
转化(mol/L) a a
平衡(mol/L) b －－ a
c(O2)＝－，K1＝＝；故答案为：－；；
(2)实验1 与实验2 相比，＝，y＝1，实验1 与实验3 相比，＝，x＝2，代入实验3，k＝＝103r，根据
实验4 计算，v＝103r(0.05)2×(0.3)＝0.75r；故答案为：0.75r；
28. (2022 年全国甲卷)金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途，目前生产钛的方法
之一是将金红石(TiO2)转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。回答下列问题：
(1) TiO2转化为TiCl4有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃时反应的热化学方程式及其平衡常数如下：
(ⅰ)直接氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＝TiCl4(g)＋O2(g) △H1＝172kJ∙mol－1，Kp1＝1.0×10-2
(ⅱ)碳氯化：TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)＝TiCl4(g)＋2CO(g) △H2＝－51kJ∙mol－1，Kp2＝1.2×1012 Pa
①反应2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)
△H 为_______kJ∙mol－1，Kp＝_______。
②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，其原因是 。
③对于碳氯化反应：增大压强，平衡_______移动(填“向左”“向右”或“不”)；温度升高，平衡
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转化率_______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)在1.0×105Pa，将TiO2、C、Cl2以物质的量比1 2.2 2
∶
∶进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的
量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
①反应C(s)＋CO2(g)＝2CO(g)的平衡常数Kp(1400℃)＝_______Pa。
②图中显示，在200℃平衡时TiO2几乎完全转化为TiCl4，但实际生产中反应温度却远高于此温度，
其原因是 。
(3) TiO2碳氯化是一个“气—固—固”反应，有利于TiO2 －C“固－固”接触的措施是_______。
答案：(1)①－223 1.2×1014 ②碳氯化反应气体分子数增加，∆H 小于0，是熵增、放热过程，
熵判据与焓判据均是自发过程，而直接氯化的体系气体分子数不变、且是吸热过程
③向左 变小
(2)
7.2×10
①
5 ②为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的TiCl4产品，提高效益
(3)将两固体粉碎后混合，同时鼓入Cl2，使固体粉末“沸腾”
解析：(1)①根据盖斯定律，将“反应ⅱ－反应ⅰ”得到反应2C(s)＋O2(g)＝2CO(g)，则∆H＝－
51kJ/mol－172kJ/mol＝－223kJ/mol；则Kp＝
=
=1.2×1014Pa；
②碳氯化的反应趋势远大于直接氯化，因为碳氯化反应气体分子数增加，∆H 小于0，是熵增、放热
过程，熵判据与焓判据均是自发过程，而直接氯化的体系气体分子数不变、且是吸热过程；
③对应碳氯化反应，气体分子数增大，依据勒夏特列原理，增大压强，平衡往气体分子数减少的方
向移动，即平衡向左移动；该反应是放热反应，温度升高，平衡往吸热方向移动，即向左移动，则平衡
转化率变小。
(2)①从图中可知，1400℃，体系中气体平衡组成比例CO2是0.05，TiCl4是0.35，CO 是0.6，反应
C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常数Kp(1400℃)＝
=
Pa＝7.2×105Pa；
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②实际生产中需要综合考虑反应的速率、产率等，以达到最佳效益，实际反应温度远高于200℃，就
是为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的TiCl4产品。
(3)固体颗粒越小，比表面积越大，反应接触面积越大。有利于TiO2 – C“固－固”接触，可将两者粉
碎后混合，同时鼓入Cl2，使固体粉末“沸腾”，增大接触面积。
29. (2022 年湖南卷节选)2021 年我国制氢量位居世界第一，煤的气化是一种重要的制氢途径。回答下
列问题：
(1)在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和1molH2O(g)，起始压强为0.2MPa 时，
发生下列反应生成水煤气：
Ⅰ．C(s)＋H2O(g)
CO(g)＋H2(g) △H1＝＋131.4kJ∙mol－1
Ⅱ．CO(g)＋H2O(g)
CO2(g)＋H2(g) △H2＝－41.1kJ∙mol－1
①下列说法正确的是_______；
A．平衡时向容器中充入惰性气体，反应Ⅰ的平衡逆向移动
B．混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡
C．平衡时H2的体积分数可能大于
D．将炭块粉碎，可加快反应速率
②反应平衡时，H2O(g)的转化率为50%，CO 的物质的量为0.1mol。此时，整个体系_______(填“吸
收”或“放出”)热量_______kJ，反应Ⅰ的平衡常数Kp＝ (以分压表示，分
压=总压×物质的量分数)。
答案：(1)
BD
①
②吸收 31.2 0.02MPa
解析：(1)
A
①．在恒温恒容条件下，平衡时向容器中充入情性气体不能改变反应混合物的浓度，因此
反应Ⅰ的平衡不移动，A 说法不正确；
B．在反应中有固体C 转化为气体，气体的质量增加，而容器的体积不变，因此气体的密度在反应过
程中不断增大，当混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡，B 说法正确；
C．若C(s)和H2O(g)完全反应全部转化为CO2(g)和H2(g)，由C(s)+ 2H2O(g)＝CO2(g)＋2H2(g)可知，H2
的体积分数的极值为，由于可逆反应只有一定的限度，反应物不可能全部转化为生成物，因此，平衡时
H2的体积分数不可能大于，C 说法不正确；
D．将炭块粉碎可以增大其与H2O(g)的接触面积，因此可加快反应速率，D 说法正确；
综上所述，相关说法正确的是BD。
②反应平衡时，H2O(g)的转化率为50%，则水的变化量为0.5mol，水的平衡量也是0.5mol，由于CO
的物质的量为0.1mol，则根据O 原子守恒可知CO2的物质的量为0.2mol，生成0.2mol CO2时消耗了
0.2mol CO，故在反应Ⅰ实际生成了0.3molCO。根据相关反应的热化学方程式可知，生成0.3mol CO 要吸
收热量39.42kJ ，生成0.2mol CO2要放出热量8.22kJ 此时，因此整个体系吸收热量
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39.42kJ-8.22kJ=31.2kJ；由H 原子守恒可知，平衡时H2的物质的量为0.5mol，CO 的物质的量为0.1mol，
CO2的物质的量为0.2mol，水的物质的量为0.5mol，则平衡时气体的总物质的量为
0.5mol+0.1mol+0.2mol+0.5mol=1.3mol，在同温同体积条件下，气体的总压之比等于气体的总物质的量之
比，则平衡体系的总压为0.2MPa
1.3=0.26MPa，反应I[C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)]的平衡常数Kp=
。
30. (2021 年高考全国甲卷节选)二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。回答下列
问题：
(2)合成总反应在起始物n(H2)/n(CO2)＝3 时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数
为x(CH3OH)，在t＝250℃下的x(CH3OH)～p、在p＝5×105Pa 下的x(CH3OH)～t 如图所示。
①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式Kp＝ ；
②图中对应等压过程的曲线是_______，判断的理由是 ；
③当x(CH3OH)＝0.10 时，CO2的平衡转化率α＝ ，反应条件可能为 或 。
答案：(2)①
b
②
总反应ΔH<0，升高温度时平衡向逆反应方向移动，甲
醇的物质的量分数变小 ③33.3% 5×105Pa，210℃或9×105Pa，250℃
解析：(2)①二氧化碳加氢制甲醇的总反应为CO2(g)＋3H2(g)＝CH3OH(g)＋H2O(g)，因此利用各物质
的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式Kp=
，故答案为：
。
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②该反应正向为放热反应，升高温度时平衡逆向移动，体系中x(CH3OH)将减小，因此图中对应等压
过程的曲线是b，故答案为：b；总反应ΔH<0，升高温度时平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量分数
变小。
③设起始n(CO2)=1mol，n(H2)=3mol，则
CO2(g) ＋ 3H2(g)
CH3OH(g) ＋ H2O(g)
起始的物质的量/mol 1 3 0 0
转化的物质的量/mol x 3x x x
平衡的物质的量/mol 1－x 3－3x x x
当平衡时x(CH3OH)＝0.10 时，＝0.1，解得x＝mol，平衡时CO2的转化率α＝×100%＝33.3%；由图
可知，满足平衡时x(CH3OH)＝0.10 的条件有：5×105Pa，210℃或9×105Pa，250℃，故答案为：33.3%；
5×105Pa，210℃；9×105Pa，250℃。
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【拓展训练·巩固考点】
1. (2025 年1 月八省联考四川卷)恒容反应器中，Rh 和Rh/Mn 均能催化反应：HCHO＋H2＋CO
HOCH2CHO(羟基乙醛)，反应历程如图所示，I1～I3为中间体，TS1～TS3为过渡态。
下列描述正确的是
A．“CO 插入”步骤，△H 为－17.6kcal∙mol-1
B．Rh 催化作用下，“加氢”步骤为决速步骤
C．Rh/Mn 催化作用下，羟基乙醛的生成速率更小
D. 反应达平衡时，升高温度，羟基乙醛的浓度增大
答案：B
解析：A．由图可知，一氧化碳插入步骤为放热反应，反应△H＝－15.4kcal/mol，故A 错误；
B．反应的活化能越大，反应速率越慢，慢反应是反应的决速步骤，由图可知，Rh 催化作用下，加
氢步骤的活化能为24.4 kcal/mol，反应的活化能最大，所以加氢步骤为决速步骤，故B 正确；
C．反应的活化能越大，反应速率越慢，由图可知，Rh 催化作用下，反应的活化能大于Rh/Mn 催化
作用下，所以羟基乙醛的生成速率小于Rh/Mn 催化作用下，故C 错误；
D．由图可知，生成羟基乙醛的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，羟基乙醛的浓
度减小，故D 错误；
2. (2024 年1 月“七省联考”安徽卷)稀土被称为新材料的宝库。稀土中的镧系离于可用离子交换法分
离，其反应可表示为：Ln3+(aq)＋3RSO3H(s)
(RSO3)3Ln(s)＋3H+(aq)。某温度时，c(H+)随时间变化关系
如图所示。下列说法正确的是
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A．t1时的正反应速率大于t2时的逆反应速率
B．t1～t2时间段的平均反应速率为：v(Ln3+)＝mol·L-1·s-1
C．t3时增大c(H+)，该平衡左移，平衡常数减小
D．t3时离子交换反应停止
答案：A
解析：A．随着反应的进行，反应物浓度逐渐下降，生成物浓度逐渐上升，直到达到平衡，即正反应
逐渐下降，逆反应逐渐上升，直到相等，期间正反应速率始终大于逆反应速率，A 正确；
B．化学反应速率之比等于化学计量数之比，即v(Ln3+)＝mol·L-1·s-1，B 错误；
C．温度不变，平衡常数不变，C 错误；
D．t3时反应达到平衡，此时的平衡是一种动态平衡，v 正＝v 逆，反应并未停止，D 错误；
3. (2024 年1 月“七省联考”广西卷)肼(N2H4)是一种含氢量高的燃料。向恒容密闭容器内加入
3molN2H4，一定条件下体系中存在以下平衡：
I．N2H4(g)
N2(g)＋2H2(g)
II．3N2H4
N2(g)＋4NH3(g)
不同温度下达到平衡时，N2H4均几乎完全分解，分解产物的物质的量如图。下列说法正确的是
A. 曲线a 对应的物质是N2 B. 低于M 点对应温度时，以反应Ⅰ为主
C. 体系中还存在2NH3(g)
3H2(g)＋N2(g) D．N 点时，体系内n(N2)∶n(H2)为3∶4
答案：C
解析：A．图中为分解产物的物质的量，当温度升高时，NH3趋于0，以反应Ⅰ为主，根据反应
N2H4(g)
N2(g)＋2H2(g)，曲线a 对应的物质是H2，故A 错误；
B．低于M 点对应温度时，NH3含量高，以反应Ⅱ为主，故B 错误；
C．由图可知，不同温度下达到平衡时，N2H4均几乎完全分解，温度升高时，NH3趋于0，所以体系
中还存在2NH3(g)
3H2(g)＋N2(g)，故C 正确；
D．N 点时，n(N2)＝n(NH3)＝2mol，n(H2)＝3mol，体系内n(N2)∶n(H2)为2∶3，故D 错误；
4．炼钢电炉内发生反应：3C(s)＋Fe2O3(s)
3CO(g)＋2Fe(s) △H，实验测得平衡常数K 与温度的关
系如图所示。某温度下向刚性密闭容器中充入足量铁粉和CO 气体，发生上述反应，达到平衡时测得CO
分压p(CO)＝akPa，保持温度不变，再向容器中充入少量CO，达到新平衡时测得p(CO)＝bkPa。下列说
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法正确的是
A．上述反应的反应热ΔH＜0 B．Fe2O3质量不变时反应达到平衡
C．平衡时增大Fe 质量，平衡逆向移动 D．两个平衡中CO 压强：b＞a
答案：B
解析：A．从图像看，升高温度，平衡常数增大，即正向移动，故正反应是吸热反应，ΔH＞0，A 项
错误；
B．Fe2O3质量不变，表明消耗和生成Fe2O3的速率相等，反应达到平衡，B 项正确；
C．Fe 是固体，加入Fe，不会影响平衡移动，C 项错误；
D．上述反应只有CO 是气态，根据平衡常数只与温度有关，两次平衡时温度不变，平衡常数不变，
由于K＝c3(CO)，c(CO)不变，两个平衡中CO 压强不变，b＝a，D 项错误；
5．向一恒容密闭容器中加入1mol CH4和一定量的CO2，发生反应：CH4(g)＋CO2(g)
2CO(g)＋
2H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比X[X＝]随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A．x1＜x2
B．反应速率：v b 正＜v c 正
C．点a、b、c 对应的平衡常数：Ka＜Kb＝Kc
D．反应温度为T1，当容器内物质的总摩尔质量不变时，反应达到平衡状态
答案：B
解析：A．一定条件下，增大二氧化碳的浓度，能提高CH4的转化率，即x 值越小，CH4的平衡转化
率越大，则x1＜x2，A 正确；
B．b 点和c 点温度相同，CH4的起始物质的量都为1mol，b 点x 值小于c 点，则b 点加二氧化碳多，
反应物浓度大，则反应速率：v b 正＞v c 正，B 错误；
C．由图像可知，x 一定时，温度升高CH4的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高平
衡正向移动，K 增大；温度相同，K 不变，则点a、b、c 对应的平衡常数：Ka＜Kb＝Kc，C 正确；
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D．该反应为气体物质的量增大的反应，当物质的量不变时，摩尔质量也就不变，反应达到平衡状态，
D 正确；
6．一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4 (s)＋CO(g)
MgO(s)＋
CO2(g)＋SO2(g) △H＞0，该反应在某密闭容器中达到平衡。下列分析正确的是
A．恒温恒容时，再充入一定量CO 气体，达到新平衡时增大
B．恒容时，升高温度，混合气体的平均相对分子质量增大
C．恒温恒容时，分离出部分MgO 可提高MgSO4的转化率
D．恒温时，增大压强，体积减小，平衡逆向移动，平衡常数减小
答案：B
解析：A．恒温恒容时，再充入一定量CO 气体，平衡正向移动，二氧化碳的量增大，二氧化硫量增
大，因为平衡常数不变，所以达到新平衡时减小，故A 错误；
B．容积不变时，正反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO2、SO2的相对分子质量比CO 大，
因此反应从左到右混合气体的相对分子质量增大，故B 正确；
C．MgO 为固体，固体的量的改变对平衡没有影响，平衡不移动，故C 错误；
D．恒温时，增大压强，根据PV＝nRT 可知，体积减小，平衡逆向移动，但平衡常数只受温度影响，
所以平衡常数不变，故D 错误；
7．在一密闭容器中，物质M 发生三个脱水的竞争反应：
M(g)
①
N(g)＋H2O(g) △H1 ②M(g)
E(g)＋H2O(g) △H2
③M(g)
F(g)＋H2O(g) △H3
反应历程如图所示。相同条件下，下列说法正确的是
A．由图可知，物质M 比物质N 稳定 B．E(g)
F(g)＋H2O(g)的△H＝2△H3－2△H2
C．反应①比反应②和③更快达到化学平衡 D．平衡后压缩容器，物质E 的物质的量不变
答案：B
解析：A．物质能量越低越稳定，物质M 和物质N 能量无法比较，两者稳定性无法比较，A 错误；
B．②M(g)
E(g)＋H2O(g) △H2
M(g)
③
F(g)＋H2O(g) △H3，由盖斯定律，2×③－2×②可得
E(g)
F(g)＋H2O(g)，反应热△H＝2△H3－2△H2，B 正确；
C．反应①活化能高于反应②和③，更慢达到化学平衡，C 错误；
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D．平衡后压缩容器，反应①③逆向移动，M 的物质的量增多，物质E 的物质的量增多，D 错误；
8．某温度下，向恒温、恒压容器中充入3molH2和1molCO2，在催化剂作用下发生反应：3H2(g)＋
CO2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) △H＜0，平衡时体系中H2、CO2和H2O 的物质的量分数(x)与平衡总压的
关系如图所示。下列说法不正确的是
A．曲线a 可表示x(H2O)随压强的变化情况
B．其他条件不变，及时分离出水蒸气，有利于平衡正向移动，但平衡常数不变
C．Q 点CO2的转化率为75%
D．将容器改为恒容容器，平衡时：x(a)＞x1
答案：D
解析：由热化学方程式可知，随着平衡总压的增大，平衡正向移动，产物的物质的量分数增大，则
曲线a 表示x(H2O)随压强的变化情况，曲线b、c 均表示反应物的物质的量分数随压强的变化情况，该反
应为放热反应，其他条件不变，降低温度，平衡正向移动，x(b)和x(c)减小，b 表示H2(g)的物质的量分数
随压强的变化，c 表示CO2(g)的物质的量分数随压强的变化。
A．由热化学方程式可知，随着平衡总压的增大，平衡正向移动，产物的物质的量分数增大，则曲线
a 表示x(H2O)随压强的变化情况，A 正确；
B．其他条件不变，及时分离出水蒸气，有利于平衡正向移动，温度不变，平衡常数不变，B 正确；
C．b 表示H2(g)的物质的量分数随压强的变化，c 表示CO2(g)的物质的量分数随压强的变化，假设Q
点时，转化的CO2的物质的量是a mol，列三段式：
3H2(g) ＋ CO2(g)
CH3OH(g) ＋ H2O(g)
起始(mol) 3 1 0 0
转化(mol) 3a a a a
平衡(mol) 3－3a 1－a a a
Q 点平衡时H2O(g)、H2(g) 物质的量分数相等，即二者物质的量相等，可得3－3a＝a，a＝0.75，则Q
点CO2的转化率为×100%=75% ，C 正确；
D．该反应为气体体积减小的反应，若起始压强为106Pa，将容器改为恒容容器，则随着反应进行，
压强减小，平衡逆向移动，水的含量减小，即平衡时x(a)＜x1，D 错误；
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9．反应R(g)
P(g)在有水和无水条件下，反应历程如图，图中M 表示中间产物，TS 表示过渡态，
其它条件相同时，下列说法正确的是
A．在有水条件下，反应更快达到平衡 B．有水和无水时，反应分别分3 步和2 步进行
C．反应达到平衡时，升高温度，P 的浓度增大 D．无水条件下R 的平衡转化率比有水条件下大
答案：A
解析：A．由图可知，有水条件下的第二步反应的活化能远小于无水条件下的第二步反应的活化能，
反应的活化能越小，反应速率越快，则在有水条件下，反应更快达到平衡，故A 正确；
B．由图可知，有水和无水时，中间产物都为1，所以反应都是分2 步进行，故B 错误；
C．由图可知，该反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向
移动，生成物P 的浓度减小，故C 错误；
D．由图可知，水是反应的催化剂，催化剂能降低反应活化能，加快反应速率，但化学平衡不移动，
R 的平衡转化率不变，故D 错误；
10．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空容器中(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：H2NCOONH4(s)
2NH3(g)+CO2(g)。下列能判断该反应已经达到化学
平衡的个数有
①v(NH3)正=2v(CO2)逆 ②密闭容器中总压强不变
③密闭容器中混合气体的密度不变 ④密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变
⑤密闭容器混合气体的总物质的量不变 ⑥密闭容器中CO2的体积分数不变
⑦混合气体总质量不变
A． 4 个 B．5 个 C．6 个 D．7 个
答案：B
解析：一定条件下的可逆反应达到平衡时，正逆反应速率相等，且体系中各物质的浓度保持不变；
当一个变量不变时，反应达平衡。
①根据定义，v(NH3)正=2v(CO2)逆时，反应达到平衡状态；②该反应为分子数增大的反应，容器内压强
不断增加，当压强不变时，反应达平衡；③由质量守恒定理，该反应过程中，气体质量增加，根据ρ＝，
混合气体的密度为变量，当其不变时，反应达平衡；④因为反应只有生成物为气体物质，其物质的量之
比始终为化学计量数之比，为2 1∶，根据M＝，混合气体的平均摩尔质量始终不变，混合气体的平均相对
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分子质量不变不能作为平衡的标志；⑤该反应为分子数增加的反应，气体混合物的物质的量为变量，混
合气体的总物质的量不变可以作为平衡的标志；⑥因为反应只有生成物为气体物质，其物质的量之比始
终为化学计量数之比，为2 1∶，所以CO2的体积分数始终不变，二氧化碳的体积分数不变不能作为平衡的
标志；⑦该反应中，只有气体产物为气体，随着反应的进行，质量在增加，为变量，当混合气体的总质
量不变时，反应达平衡；
综上①②③⑤⑦能判断反应已经达到化学平衡，故选B。
11．用活性炭还原NO2可防止空气污染，其反应原理为2C(s)＋2NO2(g)
N2(g)＋2CO2(g)。在密闭
容器中1 mol NO2和足量C 发生上述反应，反应相同时间内测得NO2的生成速率与N2的生成速率随温度
变化的关系如图1 所示；维持温度不变，反应相同时间内测得NO2的转化率随压强的变化如图2 所示。
下列说法错误的是
A．图1 中的A、B、C 三个点中只有C 点达平衡状态
B．图2 中E 点的v 逆小于F 点的v 正
C．图2 中平衡常数K(E)＝K(G)，则NO2的平衡浓度c(E)＝c(G)
D．在恒温恒容下，向图2 中G 点平衡体系中充入一定量的NO2，与原平衡相比，NO2的平衡转化率
减小
答案：C
解析：A．由2C(s)＋2NO2(g)
N2(g)＋2CO2(g)可知，NO2的生成速率(逆反应速率)应该是N2的生成
速率(正反应速率)的二倍时才能使正、逆反应速率相等，即达到平衡，只有C 点满足，故A 正确；
B．由图2 知，E 点反应未达到平衡，F 点反应达到平衡，且压强E＜F，则E 点的v 逆小于F 点的v 正，
故B 正确；
C．由题中信息可知，维持温度不变，即E、G 两点温度相同，平衡常数K(E)＝K(G)，混合气体中气
体压强与浓度有关，p 越大，V 越小，c 越大，所以G 点压强大，浓度大，即c(E)＜c(G)，故C 错误；
D．在恒温恒容下，向G 点平衡体系中充入一定量的NO2，等效于加压，平衡逆向移动，NO2的平衡
转化率减小，故D 正确；
12．某温度下，反应N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)在密闭容器中达到平衡。下列说法正确的是
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A．增大压强，v 正＞v 逆，平衡常数增大
B．加入催化剂，平衡时NH3(g)的浓度增大
C．恒容下，充入一定量的H2(g)，平衡向正反应方向移动
D．恒容下，充入一定量的N2(g)，N2(g)的平衡转化率增大
答案：C
解析：A．平衡常数只与温度有关，A 错误；
B．催化剂不改变平衡状态，平衡时NH3(g)的浓度不变，B 错误；
C．恒容下，充入一定量的H2(g)，反应物浓度增大，平衡向正反应方向移动，C 正确；
D．恒容下，充入一定量的N2(g)，N2(g)浓度增大，H2(g)平衡转化率增大，N2(g)的平衡转化率减小，
D 错误；
13．在一定温度下，在容积不变的容器中发生可逆反应：2A(g)＋B(s)
C(g)＋D(g)。下列说法说明
该反应达到平衡的是
A．C 的生成速率和B 的消耗速率相等 B. 容器内的压强不再发生变化
C. 反应混合物中A 的体积分数不再发生变化 D．2v 正(A)＝v 逆(B)
答案：C
解析：A．B 为纯固体，且C 的生成、B 的消耗只体现正反应的过程，不能判定平衡状态，A 不选；
B．该反应为气体体积不变的反应，压强始终不变，不能判定平衡状态，B 不选；
C．反应混合物中A 的体积分数不再发生变化，符合特征“定”，为平衡状态，C 选；
D．平衡时不同物质的正、逆反应速率之比不等于其化学计量数之比，且B 为纯固体，不能由A、B
的速率关系判定，D 不选。
14．一定温度下，向一容积不变的密闭容器中加入一定量的SO2和O2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g) ΔH＝－196.6kJ/mol。下列有关该反应的叙述正确的是
A. 达到平衡状态时，正、逆反应速率相等
B. 达到平衡状态时，SO2和O2的浓度都为0
C. 若起始时加入2molSO2和1molO2，则达平衡时放出的热量为196.6kJ
D. 若反应达到平衡状态后，2min 时生成amolSO3，则4min 时生成2amolSO3
答案：A
解析：A．达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，A 正确；
B．该反应为可逆反应，达到平衡状态时，反应物不能完全转化为生成物，所以SO2和O2的浓度不等
于0，B 错误；
C．起始时加入2molSO2和1molO2，因为是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，所以消耗的
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SO2的物质的量小于2mol、消耗O2的物质的量小于1mol，所以放出的热量小于196.6kJ，C 错误；
D．反应达到平衡状态时，各物质的物质的量不变，则2～4min 之间三氧化硫的物质的量不变，为
amol，D 错误。
15．在1 L 定容的密闭容器中，可以证明可逆反应N2(g)＋3H2(g)
2NH3(g)已达到平衡状态的是
A．c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1 3 2 B
∶∶
．1 个N≡N 断裂的同时，有3 个H—H 生成
C．其他条件不变时，混合气体的密度不再改变 D．v 正(N2)＝2v 逆(NH3)
答案：B
解析： A．c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1 3 2
∶∶不能说明各物质的浓度不变，不一定为平衡状态，A 错误；
B．1 个N≡N 断裂的同时，有3 个H—H 生成，说明正、逆反应速率相等，反应达到了平衡状态，B
正确；
C．混合气体的密度ρ＝，质量在反应前后是守恒的，容积不变，密度始终不变，所以密度不变的状
态不一定是平衡状态，C 错误；
D．v 正(N2)＝2v 逆(NH3)时，正、逆反应速率不相等，未达到平衡状态，D 错误。
16．将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使
其达到分解平衡：NH2COONH4(s)
2NH3(g)＋CO2(g)。判断该分解反应已经达到化学平衡的是
A. 2v(NH3)＝v(CO2) B. 密闭容器中c(NH3)∶c(CO2)＝2 1∶
C. 密闭容器中混合气体的密度不变 D. 密闭容器中氨气的体积分数不变
答案：C
解析：没有指明正、逆反应，不能判断反应是否达到平衡状态，A 错误；反应一旦发生，密闭容器
中一定存在c(NH3)∶c(CO2)＝2 1∶，NH3的体积分数一直不变，不能判断反应是否达到平衡状态，B、D 错误；
随反应进行，混合气体的质量增大，容器容积不变，混合气体密度增大，当密度不再变化，说明达到平
衡状态，C 正确。
17．已知关热化学方程式为N2O4(g)
2NO2(g) ΔH＝＋57kJ/mol。下列有关该反应的说法正确的是
A. 升高体系温度，正反应速率增大，逆反应速率也增大
B. 若容器容积不变，气体密度不变时说明该反应已经达到化学平衡状态
C. 温度不变，向平衡后的容器中再加入少量N2O4，平衡常数K 值变大
D. 增大体系的压强，平衡右移，同时提高N2O4的反应速率和转化率
答案：A
解析：A．升高温度，v 正、v 逆均增大，且v 正＞v 逆，平衡正向移动，A 正确；
B．若容器容积不变，气体的质量不变，气体密度始终不变，不能判定平衡状态，B 错误；
C．K 仅与温度有关，温度不变，向平衡后的容器中再加入少量N2O4，平衡常数K 值不变，C 错误；
D．N2O4(g)
2NO2(g)为气体分子数增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，则N2O4的转化率减小，
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D 错误。
18．下列关于催化剂的说法正确的是
A. 使用催化剂可以增大正反应速率，减小逆反应速率
B. 使用催化剂可以使化学平衡发生移动
C. 使用催化剂可以降低反应的活化能
D. 使用催化剂可以改变反应的平衡常数
答案：C
解析：A．使用催化剂可以同等程度的增大正、逆反应速率，A 错误；
B．催化剂只能加快反应速率，不会引起化学平衡的移动，B 错误；
C．催化剂加快反应速率是通过降低反应的活化能来实现的，C 正确；
D．平衡常数只受温度的影响，和催化剂的使用与否无关，D 错误。
19．一定温度下，在密闭容器中发生反应：BaSO4(s)＋4H2(g)
BaS(s)＋4H2O(g) ΔH＞0。下列说
法正确的是
A. 在恒容条件下，向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动
B. 在恒压条件下，向平衡体系中加入H2，BaSO4的转化率不变
C. 混合气体的物质的量不再发生变化可说明反应达到平衡
D. 该反应在任何温度下都能自发进行
答案：A
解析：A．在恒容条件下，向平衡体系中充入惰性气体，反应体系中各物质的浓度不变，平衡不移动，
A 正确；
B．在恒压条件下，向平衡体系中加入H2，平衡正向移动，BaSO4的转化率变大，B 错误；
C．该反应气体总物质的量不变，故混合气体的物质的量不变不能说明反应达到平衡，C 错误；
D．该反应为吸热的，不是在任何温度下都能自发进行，D 错误。
20．向绝热恒容密闭容器中通入A 和B，在一定条件下发生反应A(g)＋B(g)
C(g)＋D(g)，正反应
速率随时间的变化关系如图所示，下列结论正确的是
A．气体A 的浓度：a 点小于b 点
B．若Δt1＝Δt2，则气体C 的生成量：ab 段大于bc 段
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C．c 点时：v(正)＝v(逆)
D．体系压强不再变化，说明反应达到平衡状态
答案：D
解析：A．随着反应的进行，反应物气体A 的浓度不断减小，故气体A 的浓度：a 点大于b 点，A 错
误；
B．在a→c 段，正反应速率不断增大，则单位时间内气体C 的生成量不断增多，故若Δt1＝Δt2，则气
体C 的生成量：ab 段小于bc 段，B 错误；
C．化学反应达到平衡状态时，正反应速率不再变化，而c 点时，正反应速率开始减小，说明反应没
有达到平衡状态，则c 点时：v(正)≠v(逆)，C 错误；
D．该反应前后气体分子数不变，绝热恒容密闭容器中气体压强一直在变，体系压强不再变化，表明
体系的温度不变，从而说明反应达到平衡状态，D 正确。
21．下列说法正确的是
A．升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时v 放减小，v 吸增大
B．化学平衡正向移动，反应物的转化率一定增大
C．向平衡体系FeCl3＋3KSCN
Fe(SCN)3＋3KCl 中加入适量KCl 固体，平衡不移动，溶液的颜色
几乎不变
D．对于2NO2(g)
N2O4(g)的平衡体系，压缩体积，增大压强，平衡正向移动，混合气体颜色变浅
答案：C
解析：A．升高温度，v 放、v 吸均增大，A 错误；
B．化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大，如A(g)＋B(g)
2C(g)，增大A 的浓度平衡
右移，但A 的转化率减小，B 错误；
C．FeCl3＋3KSCN
Fe(SCN)3＋3KCl 的离子反应为Fe3+＋3SCN－
Fe(SCN)3，向平衡体系中加入
适量KCl 固体，平衡不移动，溶液的颜色几乎不变，C 正确；
D．压缩体积，平衡右移，但c(NO2)仍大于原来的浓度，所以混合气体的颜色变深，D 错误。
22．下列说法正确的是
A．常温下反应C(s)＋CO2(g)
2CO(g)不能正向自发进行，则该反应ΔH＜0
B．反应2Mg(s)＋CO2(g)
C(s)＋2MgO(s)能正向自发进行，则该反应ΔH＜0
C．P4(s)＋3NaOH(aq)＋3H2O(l)＝3NaH2PO2(aq)＋PH3(g) ΔH＞0，该反应常温下能正向自发进行，则
ΔS＜0
D．反应SiO2(s)＋3C(s)＝SiC(s)＋2CO(g)室温下不能正向自发进行，则该反应的ΔH＜0
答案：B
解析：A．反应为熵增反应，而常温下反应C(s)＋CO2(g)
2CO(g)不能正向自发进行，则该反应焓
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变大于零，A 错误；
B．反应为熵减反应，反应2Mg(s)＋CO2(g)
C(s)＋2MgO(s)能正向自发进行，则反应焓变小于零，
B 正确；
C．反应焓变大于零且反应常温下能正向自发进行，则为熵增反应，ΔS>0，C 错误；
D．反应为熵增反应，SiO2(s)＋3C(s)＝SiC(s)＋2CO(g)室温下不能正向自发进行，则该反应的焓变大
于零，D 错误。
23．在一个密闭容器中发生反应2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)，反应过程中某一时刻测得SO2、O2、
SO3的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.2 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡时，可能出现的数据是
A．c(SO3)＝0.4 mol·L－1 B．c(SO2)＝c(SO3)＝0.15 mol·L－1
C．c(SO2)＝0.25 mol·L－1 D．c(SO2)＋c(SO3)＝0.5 mol·L－1
答案：C
解析：A．当c(SO3)＝0.4 mol·L－1时，c(SO2)＝0，不合理，A 错误；
B．c(SO2)、c(SO3)不可能均为0.15 mol·L－1，只能一种物质增大，另一种物质减小，B 错误；
C．反应2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)为可逆反应，反应无论是正向移动，还是逆向移动，都不可能完
全反应，故当反应达到平衡时，c(SO2)可能为0.25 mol·L－1，C 正确；
D．c(SO2)＋c(SO3)应等于0.4 mol·L－1，D 错误。
24．氧化亚铜是一种纳米材料，工业制备原理是2CuO(s)＋CO(g)
Cu2O(s)＋CO2(g) ΔH＜0。在
恒温恒容密闭容器中充入足量CuO(s)和CO(g)发生上述反应。下列叙述正确的是
A．当混合气体压强不变时反应达到平衡状态
B．平衡后升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡逆向移动
C．向体系中加入催化剂，增大了活化分子百分数，平衡常数增大
D．平衡后，再充入少量CO，CO 平衡转化率不变
答案：D
解析：A．气体由CO 转化为CO2，物质的量保持不变，压强始终不变，A 项错误；
B．反应ΔH<0 为放热反应，平衡后升高温度，正反应速率和逆反应速率均增大，平衡逆向移动，B
项错误；
C．催化剂能降低活化能，增大了活化分子百分数，但不影响平衡常数，C 项错误；
D．该反应是气体分子数不变的反应，再充入CO，相当于加压，平衡不移动，CO 的平衡转化率不变，
D 项正确。
25．只改变一个影响因素，下列关于化学平衡说法错误的是
A. 平衡常数改变后，化学平衡一定发生移动
B. 化学平衡移动后，平衡常数不一定改变
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C. 平衡正向移动，反应物的转化率一定增大
D. 正反应速率大于逆反应速率，平衡一定正向移动
答案：C
解析：A．平衡常数K 值是温度的函数，K 值变化，说明温度发生了改变，则平衡一定发生移动，A
正确；
B．若是改变浓度或压强使平衡发生移动，而温度不变，则平衡常数K 值不变，B 正确；
C．平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大，如：向该容器中加入的物质，其转化率降低，C 错
误；
D．可逆反应改变条件当正反应速率大于逆反应速率时，平衡一定正向移动，D 正确；
26．在工业上常用CO 与H2合成甲醇，热化学方程式为CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g) ΔH＝－574.4
kJ·mol－1。
(1)在T1时，向体积为2 L 的恒容容器中充入物质的量之和为3 mol 的CO 和H2，发生反应CO(g)＋
2H2(g)
CH3OH(g)，反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数[φ(CH3OH)]与的关系如图1 所示。
①当起始＝2 时，经过5 min 反应达到平衡，CO 的转化率为0.6，则0～5 min 内平均反应速率v(H2)
＝__________________。若此刻再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4 mol，达到新平衡时H2的转化率
将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
②当＝3.5 时，反应达到平衡后，CH3OH 的体积分数可能是图1 中的______(填“D”“E”或“F”)点。
(2)在一容积可变的密闭容器中充有10 mol CO 和20 mol H2。CO 的平衡转化率[α(CO)]与温度(T)、压
强(p)的关系如图2 所示。
A
①、B、C 三点对应的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为________。
②若达到平衡状态A 时，容器的体积为10 L，则在平衡状态B 时容器的体积为________L。
答案：(1)
0.12 mol·L
①
－1·min－1 增大 ②F (2)①KA＝KB>KC ②2
解析：(1)①＝2，又n(CO)＋n(H2)＝3 mol，则n(H2)＝2 mol，n(CO)＝1 mol,0～5 min 内转化的n(CO)
＝0.6 mol，列三段式则有：
CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g)
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起始(mol·L－1) 0.5 1 0
转化(mol·L－1) 0.3 0.6 0.3
平衡(mol·L－1) 0.2 0.4 0.3
v(H2)＝＝0.12 mol·L－1·min－1，K＝＞，所以平衡正向移动，v 正>v 逆，H2的转化率将增大。
②反应物按方程式中各物质的化学计量数比投料时产物的体积分数最大，否则都会使产物的体积分
数减小，故应选F 点。
(2)①平衡常数只与温度有关，CO 与H2反应生成CH3OH 的反应为放热反应，则升高温度，平衡常数
减小，则KC<KA，A 点与B 点的温度相同，KA＝KB，所以三者的关系是KA＝KB>KC。
②达到平衡状态A 时，容器的体积为10 L，状态A 与B 的平衡常数相同，状态A 时CO 的转化率是
0.5，则平衡时CO 的物质的量是10 mol×(1－0.5)＝5 mol，浓度是0.5 mol·L－1，c(H2)＝1 mol·L－1，生成甲
醇的物质的量是5 mol，浓度是0.5 mol·L－1，所以平衡常数KA＝1；设状态B 时容器的体积是V L，状态
B 时CO 的转化率是0.8，则平衡时，CO 的物质的量浓度为 mol·L－1，氢气的物质的量浓度是 mol·L－1，
生成甲醇的物质的量浓度是 mol·L－1，KB＝＝1，解得V＝2。
27．向一容积不变的密闭容器中充入一定量A 和B，发生如下反应：xA(g)＋2B(s)
yC(g) ΔH＜
0。在一定条件下，容器中A、C 的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题：
(1)用A 的浓度变化表示该反应在0～10 min 内的平均反应速率v(A)＝________。
(2)根据图像可确定x∶y＝________。
(3)0～10 min 容器内压强________(填“变大”“不变”或“变小”)。
(4)推测第10 min 引起曲线变化的反应条件可能是________(填序号，下同)；第16 min 引起曲线变化
的反应条件可能是________。
①减压 ②增大A 的浓度 ③增大C 的量 ④升温 ⑤降温 ⑥加催化剂
(5)若平衡 Ⅰ 的平衡常数为K1，平衡 Ⅱ 的平衡常数为K2，则K1________(填“>”“＝”或“<”)K2。
答案：(1)0.02 mol·L－1·min－1 (2)1 2 (3)
∶
变大 (4)④⑥ ④ (5)＞
解析：(1)0～10 min 内v(A)＝＝0.02 mol·L－1·min－1。
(2)根据图像可知，0～10 min 内A 的物质的量浓度减少量为0.20 mol·L－1，C 的物质的量浓度增加量
为0.40 mol·L－1，x、y 之比等于A、C 的物质的量浓度变化量之比，故x∶y＝0.20 mol·L－1 0.40 mol·L
∶
－1＝
1 2∶。
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(3)该反应是气体分子数增大的反应，而容器容积不变，因此0～10 min 容器内压强变大。
(4)根据图像可知，10 min 时改变条件后，A、C 的浓度瞬时不变且随后反应速率加快，故改变的条件
可能是升温或加入催化剂；16 min 时改变条件后，A、C 的浓度瞬时不变，且随后A 的浓度逐渐增大，C
的浓度逐渐减小，说明平衡逆向移动，故改变的条件可能是升温。
(5)升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，则K1＞K2。
28．在一定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g)，其化学平衡
常数K 和温度t 的关系如表：
t/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
回答下列问题：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝_________________________。
(2)该反应为________反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)某温度下，各物质的平衡浓度符合关系式：3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为
________。
(4)若830 ℃时，向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O，反应达到平衡后，其化学平衡常数
K________1.0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(5)830 ℃时，容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下，扩大容器的体积，平衡
________移动(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)。
(6)若1 200 ℃时，在某时刻反应体系中CO2、H2、CO、H2O 的浓度分别为2mol/L、2mol/L、4
mol/L、4 mol/L，则此时上述反应________(填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平
衡状态”)。
答案：(1) (2)吸热 (3)700 ℃ (4)等于 (5)不 (6)向逆反应方向进行
解析：(1)根据化学方程式CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g)可知，该反应的平衡常数表达式为K＝。
(2)根据题干中的表格可知，随着温度的升高，平衡常数逐渐增大，说明正反应为吸热反应。
(3)根据平衡常数表达式K＝可知，K＝3/5＝0.6，平衡常数只与温度有关，温度一定，平衡常数为定
值，所以此时对应的温度为700 ℃。
(4)化学平衡常数只与温度有关，与反应物和生成物的浓度无关，所以只要在830 ℃条件下，该反应
平衡常数的数值都为1.0。
(5)830 ℃达到平衡，扩大容器体积的瞬间，反应物和生成物的浓度都减小相同的倍数，根据平衡常
数表达式K＝可知，反应物和生成物同时改变相同的倍数，Q＝K，平衡不移动。
(6)1 200 ℃时，Q＝，将各物质的浓度代入可得Q＝4，而此温度下的平衡常数为2.6，即Q＞K，所以
该反应向逆反应方向进行。
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29．在“碳达峰”“碳中和”的发展背景下，CO2催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用与封
存技术，该过程主要发生下列反应：
反应①CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) △H1＝－49.5kJ∙mol－1
反应②CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) △H2＝＋41.2kJ∙mol－1
回答下列问题：
(1)CO 继续加氢生成气态甲醇的热化学方程式为 。
(2)①现向2L 恒容密闭容器中加入2molCO2、6molH2，在恒温下发生上述反应。10s 后反应达到平衡，
此时容器内CH3OH 的浓度为0.5mol·L-1，CO 为0.1mol·L-1。则前10s 内的平均反应速率v(H2O)＝
；反应②的平衡常数为 。
②若恒温恒容条件下只发生反应①，起始投料比n(H2) n(CO
∶
2)＝3 1∶，下列叙述能说明反应①达到平衡
状态的是 。
a．单位时间内消耗nmol CH3OH 的同时生成nmolCO2
b．1molCO2生成的同时有3molH－H 键断裂
c．CO2和H2的浓度保持不变
d．容器内压强保持不变
e．CO2和H2的物质的量之比保持不变
(3) CO2催化加氢制甲醇反应历程中某一步基元反应的Arrhenius 经验公式的实验数据如图1 所示，已
知Arrhenius 经验公式为Rlnk＝－＋C (其中Ea为活化能，k 为速率常数，R 和C 为常数)。该反应的活化
能Ea＝ kJ∙mol－1。
(4)0.5MPa 下，将n(H2) n(CO
∶
2)＝3 1∶的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器，测得CO2的转
化率、CH3OH 或CO 的选择性[×100%]以及CH3OH 的产率(CO2的转化率×CH3OH 的选择性)随温度的变化
如图2 所示。
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曲线a 表示 (填“CH3OH”或“CO”)的选择性随温度的变化，270℃时，对应CO2的转化率为
；在210～250℃之间，CH3OH 的产率增大的原因是 。
答案：(1)CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g) △H＝－90.7kJ∙mol－1
(2)0.06mol·L-1·s-1 0.107 bcd (3)30.0
(4)CO 21% 温度升高，生成CH3OH 的反应速率增大
解析：(1)第一步：CO2催化加氢合成甲醇反应的化学方程式为CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g)，由盖斯
定律，第二步：对比。目标方程式CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g)，反应①CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋
H2O(g)，反应②CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g)，第三步：叠加。目标方程式与已知方程式的相同物质
在两侧，则相减，目标方程式中不含CO2(g)和H2O(g)，已知反应①和②中含CO2(g)，由反应①－反应②
可得目标方程式：CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g) △H＝△H1－△H2＝－90.7kJ∙mol－1。
(2)①根据题意列三段式如下：
CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g)
起始(mol) 2 6 0 0
转化(mol) 1 3 1 1
平衡(mol) 0.8 2.8 1 1.2
CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g)
起始(mol) 2 6 0 0
转化(mol) 0.2 0.2 0.2 0.2
平衡(mol) 0.8 2.8 0.2 1.2
则平衡时，c(CO2)＝0.4mol·L-1，c(H2)＝1.4mol·L-1，c(CO)＝0.1mol·L-1，c(H2O)＝0.6mol·L-1，则
v(H2O)＝0.06mol·L-1·s-1。反应②的平衡常数K＝＝0.107。
a
②．单位时间内消耗nmolCH3OH 的同时生成nmolCO2，都代表逆反应，不能据此判断反应是否达到
平衡状态，a 不符合题意；
b．生成1molCO2的同时会形成3molH－H 键，还有3molH－H 键断裂，则H2的浓度不变，反应处于
平衡状态，b 符合题意；
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c．若CO2和H2的浓度保持不变，说明它们的生成速率与消耗速率相等，反应达到平衡状态，c 符合
题意；
d．该反应是反应前后气体物质的量改变的反应，反应在恒容密闭容器中进行，若容器内压强保持不
变，则气体的物质的量不变，反应达到平衡状态，d 符合题意；
e．加入CO2和H2的物质的量之比等于反应过程中消耗的物质的量之比，因此CO2和H2的物质的量
之比始终保持不变，不能据此判断反应是否达到平衡状态，e 不符合题意。故选bcd；
(3)根据图像并结合Arrhenius 经验公式有：①63.0J∙mol－1∙K-1＝－3.0×10-3K-1×Ea＋C，②33.0J∙mol－
1∙K-1＝－4.0×10-3 K-1×Ea＋C，联立两式解得Ea＝30.0kJ∙mol－1。
(4)反应①为放热反应，升高温度，未达到平衡之前，相同时间内甲醇的产率增加，达到平衡后随温
度的升高，反应①平衡逆向移动，甲醇的产率和选择性降低；反应②为吸热反应，随着温度的升高，CO
的产率和选择性升高，故曲线a 代表CO 的选择性随温度的变化。270℃时，CO 的选择性为70%，则甲醇
的选择性为30%，6.3%甲醇的产率为6.3%，故对应CO2的转化率为×100%＝21%。在210～250℃之间，
反应①未达到平衡，CH3OH 的产率增大的原因是温度升高，生成CH3OH 的反应速率增大。
30．利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇、二甲醚等有机物，回答下
列问题：
(1)在体积为2L 的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，在相同温度、容积不变的条件下发生反应
CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ，能说明该反应已达平衡状态的是 (填序号)。
A．CO2、H2、CH3OH、H2O 的浓度均不再变化
B．v 生成(CH3OH)＝v 消耗(CO2)
C．n(CO2) n(H
∶
2) n(CH
∶
3OH) n(H
∶
2O)＝1 1 1 1
∶∶∶
D．容器中混合气体的密度保持不变
E．容器内气体压强保持不变
(2)一定条件下甲醇可由氢气和CO 反应合成：CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g)。已知：v(正)＝
k(正)·x(CO)·x2(H2)，v(逆)＝k(逆)·x(CH3OH)，其中x 为各组分的体积分数。在密闭容器中按物质的量之比为
1：2 充入CO 和H2，测得平衡混合气体中CO 的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。
P
①
1 P2(填“>”或“＜”)；升高温度， (填“增大”“减小”或“不变”)；
c
②、d、e 三点平衡常数Kc、Kd、Ke三者之间的关系为 。
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(3)燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：2CO2(g)＋6H2(g)
CH3OCH3(g)＋3H2O(g)，一定
条件下，现有两个体积均为2L 恒容密闭容器甲和乙，在甲中充入1moLCO2和3molH2，在乙中充入
2moLCO2和6molH2，发生上述反应并达到平衡。该反应中CO2的平衡转化率随温度的变化曲线如图1 所
示；容器甲中，在不同催化剂作用下，相同时间内CO2的转化率随温度变化如图2 所示。下列说法正确的
是 。
A 图1 中，反应2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g)的△H＞0
B．图1 中，表示乙容器CO2的平衡转化率随温度变化的是曲线B
C．图1 中，逆反应速率v 逆：状态I＜状态III
D．图2 中，T3对应的平衡常数小于T4对应的平衡常数
E. 图2 中，根据图中曲线分析，催化剂I 的催化效果最好
答案：(1)AE (2)
①＞；减小 ②Kc＞Kd＝Ke (3)CE
解析：(1)A．CO2、H2、CH3OH、H2O 的浓度均不再变化，说明该反应已达平衡状态，A 符合题意；
B．v 生成(CH3OH)、v 消耗(CO2)都代表正反应方向的速率，则v 生成(CH3OH)＝v 消耗(CO2)，不能说明该反
应已达平衡状态，B 不符合题意；
C．n(CO2)∶n(H2) ∶n(CH3OH) ∶n(H2O)＝1 1 1 1
∶∶∶，不能说明反应已达平衡状态，C 不符合题意；
D．在相同温度、容积不变的条件下，体系的总质量和总体积都不变，则容器中混合气体的密度始终
不变，故容器中混合气体的密度保持不变，不能说明该反应已达平衡状态，D 不符合题意；
E．在相同温度、容积不变的条件下，反应前后，容器中混合气体的总物质的量减小，容器中混合气
体的压强减小，故容器内气体压强保持不变，能说明该反应已达平衡状态，E 符合题意；
故选AE。
(2)①该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，CO 的转化率增大；同一温度，P1条
件下的CO 的转化率更高，故P1＞P2；同一压强下，升高温度，CO 的转化率减小，说明该反应是放热反
应；平衡时，v(正)＝v(逆)，则k(正)·x(CO)·x2(H2)＝k(逆)·x(CH3OH)，＝＝K；对于放热反应而言，升高温度，K
减小，即减小；
d
②点、e 点的温度相同，Kd＝Ke；对于放热反应而言，升高温度，K 减小，则Kc＞Ke；故c、d、e 三
点平衡常数Kc、Kd、Ke三者之间的关系为Kc＞Kd＝Ke；
(3)A．图1 中，升高温度，CO2的平衡转化率减小，说明该反应是放热反应，ΔH＜0，A 错误；
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B．容器甲、乙的体积相同，乙中CO2和H2的初始的总物质的量较多，则容器乙中的压强较大，该
反应是气体体积减小的反应，则同一温度下，容器乙中，CO2的平衡转化率较高，故图1 中，表示乙容器
CO2的平衡转化率随温度变化的是曲线A，B 错误；
C．图1 中，状态III 的温度高于状态I，故图1 中，逆反应速率v 逆：状态I＜状态III，C 正确；
D．图2 中，T3＜T4，该反应是放热反应，升高温度，K 减小，故图2 中，T3对应的平衡常数大于T4
对应的平衡常数，D 错误；
E．图2 中，在较低温度下，相同时间内CO2的转化率最高的是催化剂I，即催化剂I 的催化效果最好，
E 正确；
故选CE。
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