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专题06 化学反应速率与化学平衡
题型一 化学反应速率
题型二 化学平衡
题型三 化学反应的方向
题型一 化学反应速率
1．（2024 届·安徽滁州·统考二模）利用天然气制乙炔，反应原理如下：
①
②
在1L 恒容密闭反应器中充入适量的
，发生上述反应，测得某温度时各含碳物质的物质的量随时间变
化如图所示。下列叙述正确的是
A．M 点正反应速率小于逆反应速率
B．反应前30min 以乙烯生成为主
C．若60min 后升温，乙曲线上移，甲曲线下移
D．0～40min 内
平均速率为2.
【答案】B
【分析】根据题干方程式特点，随反应进行，甲烷含量逐渐减小，乙烯物质的量先增大后减小，产物乙炔
物质的量只增大，因此曲线甲代表乙炔、乙代表甲烷、丙代表乙烯；根据曲线变化，30 min 前以乙烯生成
为主，30 min 后，以乙炔生成反应为主。
【详解】A．由分析可知，乙代表甲烷，M 点时，甲烷的物质的量减小，说明反应向正向进行，则正反应
速率大于逆反应速率，A 项错误；
B．由分析可知，30 min 前以乙烯生成为主，B 项正确；
C．根据题干，两反应均属于吸热反应，升高温度，平衡正移，甲烷物质的量减少，乙炔物质的量增大，
则乙曲线下移，甲曲线上移，C 项错误；
1
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D．乙代表甲烷，0～40min 内
平均速率为
，D 项错误；
答案选B。
2．（2024 届·湖北·统考二模）湖北省十堰地区发现大量铌、钽等稀土矿产。萃取剂P204 用于萃取稀土金
属铌的反应为
。某温度下，萃取铌离
子的溶液中
与时间变化关系如图所示。
下列叙述正确的是
A．其他条件不变，
时萃取反应已停止
B．
增大，萃取平衡向左移动，平衡常数减小
C．萃取反应的正反应速率：
D．
段
平均反应速率
【答案】D
【详解】A．平衡时正反应、逆反应不断进行，只是正、逆反应速率相等，A 项错误；
B．平衡常数只与温度有关，温度不变，K 不变，B 项错误；
C．萃取反应发生后，正反应速率由大到小至不变时达到平衡，
时正反应速率大于
，C 项错误；
D．根据萃取反应式，铌离子消耗速率是氢离子生成速率的四分之一，
，
D 项正确；
故选：D。
3．（2024 届·广东广州·统考二模）在相同条件下通入一定量X，研究催化剂对反应
的影响，各物质浓度c 随反应时间t 的部分变化曲线如图。下列说法正确的是
2
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A．无催化剂时，反应不能进行
B．与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低
C．使用催化剂Ⅰ，
时，
D．c 曲线可表示使用催化剂I 时Z 的浓度随t 的变化
【答案】D
【分析】由图可知，X 为反应物，随着反应进行X 的量减小，在0~2min 内X 的浓度变化了2.0mol/L，结
合化学方程式可知，YZ 的浓度变化分别为4.0mol/L、2.0mol/L，则b 为为Y 浓度变化曲线、c 为Z 浓度变
化曲线；
【详解】A．催化剂改变反应速率，但是不影响反应进行的程度，A 错误；
B．由图可知，催化剂Ⅰ比催化剂Ⅱ催化效果好，说明催化剂Ⅰ使反应活化能更低，反应更快，则Ⅱ使反
应活化能更高，B 错误；
C．由分析可知，使用催化剂Ⅰ，0~2min 内X 的平均反应速率为：
，不是
时的反应速率，C 错误；
D．由分析可知，c 曲线可表示使用催化剂Ⅰ时Z 的浓度随t 的变化，D 正确；
故选D。
4．（2024 届·广东深圳·统考二模）一定温度下，向恒容密闭容器中投入E 和M 发生如下反应：E(g)+M(g)
F(g)
G(g)。已知反应初始c0(E)=c0(M)=0.10mol/L，部分物质的浓度(c)随时间(t)的变化关系如图所
示，t2后反应体系达到平衡状态。下列说法正确的是
3
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A．X 为c(F)随的变化曲线
B．0~t1内，
=
mol•L-1•s-1
C．反应的活化能：①>②
D．t2时，扩大容器的体积，n(F)减小
【答案】B
【分析】由题干反应E(g)+M(g)
F(g)
G(g)信息可知，达到平衡之前，F 的浓度先增大后减小，G 的浓
度一直增大，E、M 的浓度一直减小，故可知X 为G，浓度一直减小的曲线为E 或者M，浓度先增大后减
小的曲线为F，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，X 为c(G)随的变化曲线，A 错误；
B．由分析可知，X 为c(G)随的变化曲线，根据图像信息可知，0~t1s 内，G 的浓度增大了(0.10-a)mol/L，
则
=
mol•L-1•s-1，B 正确；
C．由题干图像信息可知，F 的浓度先增大后减小，且F 的浓度增大比X 的增大的快，故反应①的速率大
于反应②的速率，活化能越大，反应速率越慢，故反应的活化能：①＜②，C 错误；
D．由题干图像信息可知，反应①即E(g)+M(g)=F(g)不可逆，反应②即F(g)
G(g)反应前后体积不变，
平衡不移动，故
时，扩大容器的体积，n(F)不变，D 错误；
故选B。
5．（2024 届·江西萍乡·统考二模）常温下，向某溶剂(不参与反应)中加入一定量X、Y 和M，所得溶液中
同时存在如下平衡：
①
②
③
。
X、Y 的物质的量浓度c 随时间反应t 的变化关系如图所示，400s 时反应体系达到平衡状态。
下列说法正确的是
A．100～400s 内，
约为
B．100s 时反应③的逆反应速率小于正反应速率
4
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C．若再向容器中加入上述溶剂稀释，平衡后Y 的物质的量不变
D．若反应③的ΔH<0，则X 比Y 更稳定
【答案】A
【详解】A．结合图中数据可知，
，但由于存
在反应③，X 不一定转化为N，A 正确；
B．100s 时，
，
，逆反应速率大于正反应速率，B 错误；
C．加入溶剂后各物质浓度均减小，平衡发生移动，浓度改变，C 错误；
D．若反应③的ΔH<0，则Y 的能量低，能量越低越稳定，则Y 比X 更稳定，D 错误；
故选A。
6．（2024 届·广东广州·统考二模）恒容密闭容器中充入X，在催化剂作用下发生反应：
，起始压强为p kPa，反应时间为t s，测得X 的转化率随温度的变化如图中实线所
示（虚线表示平衡转化率）。下列说法正确的是
A．该反应的
B．催化剂可降低该反应的焓变，提高平衡转化率
C．增大起始压强，X 的平衡转化率增大
D．800℃时，
内化学反应速率
【答案】D
【详解】A．根据图像可知，虚线表示平衡转化率，随温度升高，X 的转化率增大，根据勒夏特列原理，
该反应正反应为吸热反应，即ΔH＞0，故A 错误；
B．给定的反应中，焓变只与始终态有关，催化剂可以改变活化能，不能改变焓变，催化剂对平衡移动无
影响，故B 错误；
C．该反应为气体物质的量增大反应，增大起始压强，平衡逆向进行，X 的平衡转化率降低，故C 错误；
D．该时间段内，用X 表示变化的压强为0.4pkpa，则Y 的变化压强为0.4kPa，根据化学反应速率的定义，
v(Y)=
=
kPa/s，故D 正确；
答案为D。
5
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7．（2024 届·河北沧州·统考二模）已知某条件下反应
的速率方程为
，
在钨
表面分解的实验数据如表所示。
已知：①
为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关。
②
时，反应为0 级反应，
时，反应为1 级反应，以此类推。
可以为整数，也可以为分数。
③浓度消耗一半所用的时间叫半衰期
。
0
20
40
60
80
100
0.100
0.080
0.060
0.020
0
下列说法错误的是
A．表格中
B．该反应为2 级反应
C．该反应速率与
的浓度无关，可能因为催化剂表面吸附的
已达到饱和
D．保持其他条件不变，若起始浓度为
，则半衰期为
【答案】B
【分析】由表格数据知，0—20min 内，氨气的反应速率为
=0.001 mol/(L·min)，20—
40min 内，氨气的反应速率为
=0.001 mol/(L·min)，相同时间内氨气的反应速率相等，说
明该反应是匀速反应，与氨气的浓度无关，则由速率方程可得：
=
=1，解得n=0，该反应是0 级
反应，反应的速率常数k=v=0.001 mol/(L·min)。
【详解】A．由分析可知，该反应是匀速反应，则40—60min 内，氨气的反应速率为
=0.001
mol/(L·min)，解得a=0.040，故A 正确；
B．由分析可知：n=0，该反应是0 级反应，故B 错误；
C．该反应速率与氨气的浓度无关说明催化剂表面吸附的氨气已达到饱和，氨气的浓度为定值，故C 正确；
D．设起始浓度为c，由分析可知，反应速率与速率常数相等，则半衰期
=
，所以起始浓度为
0.120mol/L 时，半衰期
=
=60min，故D 正确；
故选B。
6
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8．（2024 届·安徽黄山·统考二模）由
羟基丁酸生成
丁内酯的反应如下：
，在298K 下，
羟基丁酸水溶液的初始浓度为
，随着反应的进行，测得
丁内酯的浓度随时间变化的数据如下表所示。下列说法错误的是
21
50
80
100
120
160
220
0.024
0.050
0.071
0.081
0.090
0.104
0.116
0.132
A．其他条件相同时，升高温度，化学反应速率加快
B．在
内，以
丁内酯的浓度变化表示的反应速率为
C．
时
羟基丁酸的转化率为
D．298K 时该反应的平衡常数
【答案】C
【详解】A．其他条件相同时，升高温度，化学反应速率加快，A 正确；
B．80～100 min 内用γ-丁内酯的浓度变化表示反应速率v(γ-丁内酯)=
，B 正确；
C．反应至120 min 时，反应产生0.090 mol/L 的γ-丁内酯，则反应消耗γ-羟基丁酸的浓度为0.090 mol/L，
故γ-羟基丁酸转化率为50%，C 错误；
D．298K 时，平衡时c(γ-丁内酯)=0.132mol/L，c(γ-羟基丁酸)=0.180-0.132=0.048mol/L，该反应的平衡常数
K=
=2.75，D 正确；
故选C。
9．（2024 届·湖南·统考二模）室温下，某溶液中初始时仅溶有等物质的量的M 和N，同时发生以下两个
反应：①
；②
（产物均易溶）。反应①的速率
，反应②的速率
（
、
为速率常数）。反应体系中M 和Z 的浓度随时间变化如图。下列说法正确的是
A．反应过程中，体系中Y 和Z 的浓度之比逐渐减小
B．0～30min 内，M 的平均反应速率约为
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C．若反应能进行完全，则反应结束时37.5％的N 转化为Y
D．反应的活化能：①
②
【答案】C
【详解】A．由图可知，M 的起始浓度为
，反应①的速率
，反应②的速率
，
、
为速率常数，则同一反应体系中反应①、②的速率之比始终不变，所以Y、Z 的浓
度变化之比始终不变，A 错误；
B．①
②
，则体系中始终有
，由图可知，30min 时
，M 的平均反应速率为
，B
错误；
C．30min 时，
，则
，即反应开始后，体系
中Y 和Z 的浓度之比为
，当反应能进行到底时，
，
则
，
，反应结束时N 转化为
Y 的特化率为
，C 正确；
D．30min 时，
，即
、
，反应的活化能越高，反应速率
越慢，所以反应①的活化能小于反应②的活化能，D 错误；
故选C。
10．（2024 届·黑龙江哈尔滨·统考二模）常温下，向某溶剂（不参与反应）中加入一定量X、Y 和M，所
得溶液中同时存在如下平衡：
①
②
③
。
X、Y 的物质的量浓度c 随时间反应t 的变化关系如图所示，400s 时反应体系达到平衡状态。下列说法正确
的是
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A．100~400s 内，
约为
B．100s 时反应③的逆反应速率大于正反应速率
C．若再向容器中加入上述溶剂，平衡后Y 的物质的量不变
D．若反应③的活化能
，则X 比Y 更稳定
【答案】B
【详解】A．若无反应③，
，但由于存在反应
③，X 不一定转化为N，A 错误；
B．100s 时，
，
，逆反应速率大于正反应速率，B 正确；
C．加入溶解后各物质浓度均减小，平衡发生移动，浓度改变，C 错误；
D．物质越稳定，参与反应活化能越大，若反应③的活化能
，则Y 比X 更稳定，D 错误；
答案选B。
11．（2024 届·黑龙江·统考二模）我国科学家团队打通了温和条件下草酸二甲酯
催化加氢制
乙二醇的技术难关，反应为
。如图所示，
在恒容密闭容器中，反应温度为
时，
和
随时间的变化分别为曲线I 和II，反应
温度为
时，
随时间的变化为曲线Ⅲ。下列判断正确的是
A．该反应反应物的总能量小于生成物的总能量
B．
两时刻生成乙二醇的速率：
C．在
温度下，反应在
内的平均速率为
D．其他条件相同，在
温度下，起始时向该容器中充入一定量的氩气，则反应达到平衡时
【答案】B
【详解】
A．由图可知，曲线II 比曲线III 先达到平衡，所以
，温度升高，
的平衡浓度增大，平衡逆向移动，
正反应放热，反应物的总能量大于生成物的总能量，A 错误；
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B．升高温度，反应速率加快，
，则反应速率
正确；
C．
时，在
内，
，则
错误；
D．向恒容容器中充入氩气，不影响反应物浓度，不影响化学平衡，则反应达到平衡时
，D 错误。
故选B。
12．（2024 届·湖南怀化·统考二模）一种利用
和
直接合成
的反应历程如下图所示。下列说法中
错误的是
A．总反应的原子利用率理论上可达100%
B．步骤2 中，若
完全反应，则理论上转移电子数目为2NA
C．
降低了反应的活化能，加快了反应速率
D．
和
中Pd 的化合价不相同
【答案】D
【分析】
由图示可知，步骤1 为：
+H2→Pd+2HCl+2Cl- 、步骤2 为：Pd+O2+2Cl-→
、步骤3 为：
+2HCl→
+H2O2 ，所以总反应为：
；
【详解】A．总反应为
，理论上反应物全部转化为H2O2，故原子利用率理论上为100%，
故A 正确；
B．步骤2 为Pd+O2+2Cl-→
，若
完全反应，则理论上转移电子数目为2NA，故B 正
确；
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C．由分步反应及总反应可知，
为催化剂，催化剂可降低反应的活化能，加快反应速率，
故C 正确；
D．
中Cl 化合价为-1 价，则Pd 元素为+2 价，
中Cl 化合价为-1 价、O
化合价为-1 价，则Pd 元素为+2 价，Pd 的化合价相同，故D 错误；
故选D。
题型二 化学平衡
1．（2024 届·北京西城·统考二模）下列事实不能用平衡移动原理解释的是
A．FeS 可用于除去废水中的
B．25℃～100℃，随温度升高，纯水的pH 减小
C．加热
溶液，液体由黄色变为红褐色
D．
，采用高温提高单位时间内
的产率
【答案】D
【详解】A．存在
，硫离子与
生成硫化汞沉淀，平衡正向移动，A 不
符合题意；
B．
吸热，升高温度，平衡正移，氢离子浓度增大，pH 减小，B 不符合题意；
C．
吸热，升高温度，平衡正移，氢氧化铁浓度增大，液体由黄色变为红褐
色，C 不符合题意；
D．
，采用高温，可以加快化学反应速率，提高单位时间内
的产率，与平
衡移动无关，D 符合题意；
故选D。
2．（2024 届·河北·统考二模）选择性催化还原法脱硝技术是目前国际上应用最为广泛的烟气脱硝技术，其
反应如下：
主反应：
；
副反应：
。
恒容密闭的容器中，分别在甲、乙催化剂作用下进行上述反应，10min 时测得体系温度与NO 转化率的关
系如图所示。下列说法正确的是
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A．若初始
，则P 点时NO 的反应速率为
B．图中M 点对应的转化率是NO 在该温度下的平衡转化率
C．温度高于200℃时，温度升高，平衡逆向移动导致甲、乙作用下NO 的转化率降低
D．工业上选择催化剂乙的原因是其在较低温度下有很强的催化活性
【答案】D
【详解】A．
，A 错误；
B．M 点的转化率小于N 点的，说明反应还未达到平衡态，B 错误；
C．若达到平衡，则同种催化剂升高温度，不影响平衡转化率，则说明温度高于200
时，还未达到平衡，
C 错误；
D．由图知，乙催化剂作用下，在低温时，NO 的转化率很高，D 正确；
故选D。
3．（2024 届·江苏南京·统考二模）制备光电子功能材料ZnS 可通过自发反应
△H＞0。下列说法正确的是
A．该反应的ΔS＜0
B．其他条件相同，缩小容器体积，达到新平衡时
减小
C．其他条件相同，升高体系温度，
的平衡转化率增大
D．其他条件相同，使用催化剂加快正反应速率，减慢逆反应速率
【答案】C
【详解】A．反应
能自发进行，其△H＞0，则ΔS＞0，A 不正确；
B．反应前后气体分子数相等，其他条件相同，缩小容器体积，相当于加压，平衡不发生移动，则
不变，B 不正确；
C．其他条件相同，升高体系温度，由于正反应为吸热反应，则平衡正向移动，
的平衡转化率增大，C
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正确；
D．其他条件相同，使用催化剂，可降低反应的活化能，加快正反应速率，同时加快逆反应速率，D 不正
确；
故选C。
4．（2024 届·天津·统考二模）羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂，其合成原理为
，在恒容密闭容器中发生该反应并达到平衡状态。下列说法正
确的是
A．催化剂能改变
B．升温，平衡常数增大
C．通入He(g)，压强增大，H2S 的转化率增大
D．该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能
【答案】D
【详解】A．催化剂只能改变反应的途径，但不能改变反应的始态和终态，即不能改变反应的焓变
，A
错误；
B．由题干信息可知，该反应是一个放热反应，则升温平衡逆向移动，导致平衡常数减小，B 错误；
C．在恒容密闭容器中，通入He(g)，容器压强虽然增大，但反应体系中各物质的浓度均不改变，平衡不移
动，即H2S 的转化率不变，C 错误；
D．根据反应热
等于正反应的活化能减去逆反应的活化能可知，该反应正反应的活化能小于逆反应的活
化能，D 正确；
故答案为：D。
5．（2024 届·广东·统考二模）甲醇是重要的化工原料。CO2与H2反应可合成甲醇，反应如下：
，恒容密闭容器中，a mol CO2和3a mol H2，反应达到平衡时，
各组分的物质的量浓度（c）随温度（T）变化如图所示。下列说法正确的是
A．随温度升高该反应的平衡常数变大
B．加入合适催化剂有利于提高CO2的平衡转化率
C．
℃时，恒容下充入Ar，压强增大，平衡正向移动，平衡时浓度变小
D．
℃时，恒压下2a mol
与6a mol
反应达到平衡时
【答案】D
【分析】由题干图像信息可知，随着温度的升高，平衡体系中H2的浓度增大，说明升高温度上述平衡逆向
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移动，则X 代表CO2，Y 代表CH3OH 或者H2O，据此分析解题。
【详解】A．由题干图像信息可知，随着温度的升高，平衡体系中H2的浓度增大，说明升高温度上述平衡
逆向移动，故随温度升高该反应的平衡常数变小，A 错误；
B．催化剂只能改变反应速率不能使化学平衡发生移动，故加入合适催化剂不能提高CO2的平衡转化率，B
错误；
C．
℃时，恒容下充入Ar，压强增大，但反应体系中的CO2、H2、CH3OH 和H2O 的能读均不改变，正逆
反应速率均不改变，即平衡不移动，平衡时浓度不变，C 错误；
D．
℃时，恒压下2a mol
与6a mol
就保持CO ２和H2的投料比相等为１：３，二者反应体系达
到等效平衡，故反应达到平衡时
，D 正确；
故答案为：D。
6．（2024 届·江西新余·统考二模）苯乙烯是合成树脂、离子交换树脂及合成橡胶等的重要单体，常用如下
反应来制备：
(g)
(g)+H2(g)
在T1℃、
反应条件下，向甲、乙、丙三个容器中分别通入n(乙苯)：n(
)为
、
、
的混合
气体，发生上述反应，测得乙苯转化率随时间变化如表所示。
10min
20min
30min
40min
50min
甲
20.5%
39.0%
54.5%
60.0%
60.0%
乙
23.5%
44.5%
61.0%
66.8%
丙
25.0%
45.5%
63.8%
74.0%
80.0%
下列说法正确的是
A．20min 内，乙苯的平均反应速率[v(乙苯)
]从大到小的顺序是丙>乙>甲
B．若其他条件不变，把容器甲改为恒容容器，则平衡转化率变大
C．T1℃时，该反应的
D．50min 时，容器丙中的反应已达到平衡状态
【答案】C
【详解】A．正反应气体体积增大，恒压条件下，充入氮气越多，乙苯分压越小，反应速率越慢，故
20min 内，乙苯的平均反应速率从大到小的顺序是甲＞乙＞丙，故A 错误；
B．将恒压条件改为恒容条件，相对于对原平衡体系加压，则反应向气体体积减小的方向移动，则乙苯的
转化率降低，故B 错误；
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C．由表格知，T1℃时，甲在40min 后转化率不变，即反应达到平衡，此时乙苯转化率为60%，设起始时
乙苯的物质的量为1mol，则氮气物质的量也为1mol，则平衡时，乙苯0.4mol，苯乙烯0.6mol，氢气
0.6mol，则平衡时总物质的量为：0.4mol+0.6mol+0.6mol+1mol=2.6mol，则
，故C 正确；
D．由表格知，T1℃时，丙在50min 时，乙苯转化率为80%，设起始时乙苯的物质的量为1mol，则氮气物
质的量也为9mol，则平衡时，乙苯0.2mol，苯乙烯0.8mol，氢气0.8mol，平衡时总物质的量为：
0.2mol+0.8mol+0.8mol+9mol=10.8mol，则由于
，所以容器丙中的
反应未达到平衡状态，D 错误；
故选C。
7．（2024 届·辽宁·统考二模）一定压强下，向
密闭容器中充入
和
，发生反应
。
与
的消耗速率
与温度
的关系如图，下列说法正确的是
A．
四点中只有
点达到平衡状态
B．正反应的活化能小于逆反应的活化能
C．
D．
，反应达平衡后缩小容器体积，各物质浓度不变
【答案】B
【分析】Cl2的消耗速率表示正反应速率，SCl2的消耗速率表示逆反应速率，当
时，说
明正逆反应速率相等，反应到达平衡，所以图像的平衡点应为B 和D 点。
【详解】A． A 点
，未达到平衡，故A 错误；
B．随着温度升高，SCl2的消耗速率大于Cl2的消耗速率的二倍，则逆反应速率大于正反应速率，说明温度
升高，平衡逆向移动，是放热反应，则正反应的活化能小于逆反应的活化能，故B 正确；
C．该反应为放热反应，温度升高，K 减小，由图可知，C 点温度最低，则K 最大，故
，
故C 错误；
15
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D．300℃时，反应达平衡后缩小容器体积，平衡不移动，但是体积缩小，各组分浓度均增加，故D 错误。
故选B。
8．（2024 届·山东潍坊·统考二模）利用环戍二烯（
）加氢制备环戊烯（
），按
加
入恒容密闭容器中，仅发生如下反应：
①
②
测得在相同时间内，环戊二烯转化率和环戊烯选择性随温度变化曲线如图（已知：选择性=转化为目标产
物的反应物在总转化量中的占比）。下列说法错误的是
A．60℃时，
的转化率为72%
B．由图可知，反应决速步的活化能①>②
C．相同条件下，若增大
，
选择性提高
D．60℃后，环戊烯选择性降低的原因可能是催化剂活性减弱
【答案】B
【详解】A．由图可知，60℃时，环戊二烯的转化率为90%，环戊烯的选择性为80%，则H2的转化量
n(H2)=n(环戊烯)=1mol×90%×80%=0.72mol，的转化率为72%，A 正确；
B．由图可知，环戊烯选择性选择性较高，活化能越小，反应速率越快，相同时间内，反应①的速率较快
活化能较低，说明反应的活化能①＜②，B 错误；
C．相同条件下，若增大
，相当于增大H2的物质的量，反应①中环戊二烯转化率增大，环戊烯选
择性增大，C 正确；
D．两个反应均为放热反应，升高温度， 平衡逆向移动转化率有所下降，但是选择性大幅度下降可能是催
化剂活性减弱，D 正确；
故选B。
16
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9．（2024 届·广东佛山·统考二模）在恒容密闭容器中发生反应：
，Y 的平
衡转化率按不同投料比
(
)随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A．
B．平衡常数：
C．当容器内气体密度不变时，反应达到平衡
D．
温度下增大压强，c 点向a 点方向移动
【答案】C
【分析】由题图可知，投料比不变时，随温度的升高Y 的平衡转化率减小，平衡逆向移动，所以该反应正
向为放热反应；在相同的温度下，投料比增大，相当于在Y 的投料量不变的情况下增大X 的投料量，当反
应物不止一种时，其他条件不变，增大其中一种气态反应物的投料量会增大其他反应物的平衡转化率，同
时降低自身平衡转化率，故投料比越大，Y 的平衡转化率越大。
【详解】A．由题图可知，温度相同时，γ2对应曲线的Y 的转化率大于γ1对应曲线的Y 的转化率，故
γ2>γ1，A 错误；
B．该反应正向为放热反应，温度越高，K 越小，故Ka>Kb=Kc，B 错误；
C．由于产物之一为固体，容器恒容，若反应未平衡，气体总质量会改变，气体密度会改变，故当容器内
气体密度不变时，反应达到平衡，C 正确；
D．正向反应气体体积数减小，温度一定，增大压强，平衡正向移动，Y 的转化率升高，温度不变，不会
向a 点方向移动，D 错误；
本题选C。
10．（2024 届·湖南·统考二模）二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
Ⅰ．
Ⅱ．
在密闭容器中，
时，
平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时
间所测得的
实际转化率随温度的变化如图所示。
的选择性可表示为
。下列说法
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正确的是
A．反应
的焓变
B．
前
实际转化率增大的主要原因是：温度升高，反应Ⅱ平衡正移
C．降低体系温度，
的平衡选择性增大
D．
时，使用更高效催化剂，有可能使
平衡转化率达到
点
【答案】C
【详解】A．根据盖斯定律，用反应Ⅰ减去反应Ⅱ，可运算出目标反应的反应热：
，A 错误；
B．
前
实际转化率低于对应温度下的平衡转化率，结合题给信息“反应相同时间”，判断此时
反应未达平衡，不能用平衡移动解释曲线变化，B 错误；
C．生成甲烷的反应是放热反应，降低体系温度，平衡正向移动，
的平衡选择性增大，C 正确；
D．催化剂不改变平衡，故使用更高效催化剂也不可能提高
平衡转化率使其达到
点的值，D 错误；
故选C。
11．（2024 届·湖南·统考二模）在600K 下，按初始投料比
分别为1 1∶，1 2∶，1 3∶投料，发生
反应为
。测得不同压强下，CO 平衡转化率如图所示。下列说法错
误的是
18
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A．曲线Z 代表起始投料比为1 1∶
B．m 点对应的转化率：
C．若其他条件不变，降低温度会使对应的曲线上移
D．若其他条件不变，通过压缩体积增大压强，达到平衡后，
的值减小
【答案】D
【分析】相同条件下，氢气投料越多，一氧化碳的平衡转化率越大，所以曲线X 代表1:3 投料，所以曲线
Y 代表1:2 投料，所以曲线Z 代表1:1 投料。
【详解】A．相同条件下，氢气投料越多，CO 的平衡转化率越大，故曲线Z 代表起始投料为1 1∶，故A 正
确；
B．m 点起始投料比为1 2∶，正好是方程式中CO 和
的化学计量数之比，则反应过程中转化率：
，故B 正确；
C．该反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，CO 的平衡转化率增大，对应的曲线上移，故C 正确；
D．若其他条件不变，压缩体积压强增大，平衡将正向移动，但根据勒夏特列原理可知
增大，而平
衡常数
是定值，则
的值增大，故D 错误；
故答案为：D。
12．（2024 届·湖南岳阳·统考二模）二氧化碳加氢制甲醇可以实现温室气体资源化利用，过程中的主要反
应为
密闭容器中，反应物起始物质的量比
时，在不同条件下(①温度为250℃下压强变化，②压强为
下温度变化)达到平衡时
物质的量分数变化如图所示。下列有关说法正确的是
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A．反应
的焓变
B．在250℃、
条件下，平衡时甲醇的物质的量分数为0.10
C．当甲醇的物质的量分数为0.03 时，
的平衡转化率为11.3％
D．提高
转化为
的平衡转化率，需要研发在高温区的高效催化剂
【答案】B
【详解】A．根据盖斯定律，由题中所给反应直接相加可以得反应：
，故A 错误；
B．由
可知，恒温加压平衡正向移动，甲醇的物质
的量分数增加，恒压升温平衡逆向移动，甲醇的物质的量分数减小，所以图中斜率为正的线表示温度为
250℃时甲醇的物质的量分数随压强的变化图像、斜率为负的线表示压强为5×105kPa 时甲醇的物质的量分
数随温度的变化图像，由图像可知在250℃、9×105kPa 条件下，平衡时甲醇的物质的量分数为0.10，故B
正确；
C．设起始时二氧化碳和氢气的物质的量分别为1mol 和3mol，平衡时消耗二氧化碳的物质的量为a，生成
的甲醇的物质的量为b，三段式表示
、
，平衡时n(总)=(4-2b)mol，n(CH3OH)=bmol，甲醇的物质的
量分数为0.03 时，即
，解得b=0.113mol，CO2的平衡转化率为
，若a=b，CO2的平衡转
化率为11.3％，但是若a=b，平衡时无CO，即 a 与b 不等，所以二氧化碳的平衡转化率不可能为11.3%，
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故C 错误；
D．催化剂只能够改变化学反应速率，不能够改变平衡转化率，故D 错误；
故答案为：B。
13．（2024 届·黑龙江·统考二模）中国积极推动技术创新，力争2060 年实现碳中和。CO2催化还原的主要
反应有：
①
②
向恒温恒压的密闭容器中通入1 mol CO2和3 mol H2进行上述反应。CH3OH 的平衡产率、CO2的平衡转化
率随温度变化关系如图。下列说法错误的是
A．反应②的
B．若气体密度不再变化，反应①和②均达到平衡状态
C．任一温度下的平衡转化率：
D．平衡时
随温度升高先增大后减小
【答案】D
【详解】A．由题干图像信息可知，随着温度的升高CH3OH 的平衡产率减小，即升高温度反应②平衡逆向
移动，故反应②的
，A 正确；
B．由题干信息可知，反应是在恒温恒压的容器中进行，故若气体密度不再变化，则反应①和②均达到平
衡状态，B 正确；
C．由题干方程式可知，若只发生反应②则H2和CO2的平衡转化率相等，若只进行反应①则H2的平衡转化
率小于CO2的，现同时发生反应①和反应②，故有任一温度下的平衡转化率：
，C 正确；
D．由题干图像信息可知，CH3OH 的平衡产率随温度的升高一直在减小，而CO2的平衡转化率先减小后增
大，说明温度较低时以反应②为主，随着温度升高平衡逆向移动，H2O 的物质的量减小，而温度较高时，
以反应①为主，温度升高平衡正向移动，H2O 的物质的量增大，即平衡时
随温度升高先减小后增
大，D 错误；
故答案为：D。
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14．（2024 届·广东·统考二模）一定条件下，
在恒容密闭容器中发生分解反应：
，
随时间的变化如图所示。已知
时反应达到平衡，
时改变
某单一条件(浓度、温度或催化剂等)，下列说法不正确的是
A．由0 到
，
的浓度不断增大
B．由
到
，
C．
时，可能向容器中通入了
D．平衡常数
可能小于
【答案】D
【详解】A．由图可知，0 到t1的过程为氨气分解形成平衡的过程，反应中氢气的浓度不断增大，故A 正确；
B．由图可知，t1时反应达到平衡，正逆反应速率相等，则t1到t2的过程中，反应速率的关系为
，故B 正确；
C．由图可知，t2条件改变的瞬间，逆反应速率增大，可能是通入氮气，增大了生成物氮气的浓度，故C 正
确；
D．由图可知，t2条件改变的瞬间，逆反应速率增大，随后减小，说明平衡向逆反应方向移动，该反应是吸
热反应，若改变条件为升高温度，平衡向正反应方向移动，与图示不符合，所以改变条件不可能是升高温
度，温度不变，平衡常数不变，则反应的平衡常数KⅠ等于KⅡ，故D 错误；
故选D。
15．（2024 届·江苏南通·统考二模）逆水煤气变换反应是一种
转化和利用的重要途径，发生的反应有
反应Ⅰ：
kJ·mol
反应Ⅱ：
kJ mol
⋅
反应Ⅲ：
常压下，向密闭容器中投入1 mol
和2 mol
，达平衡时
和含碳物质的物质的量随温度的变化如
题图所示。下列说法正确的是
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A．
kJ mol
⋅
B．649℃时，反应Ⅰ的平衡常数
C．其他条件不变，在250℃~900℃范围内，随着温度的升高，平衡时
不断增大
D．800℃时，适当增大体系压强，
保持不变
【答案】D
【详解】A．根据盖斯定律，反应Ⅲ=反应Ⅱ－反应Ⅰ，则
，A 错误；
B．温度升高，反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ和Ⅲ逆向移动，可知c 线为CO，a 为CO2，b 为CH4，649℃时，
反应平衡时
，转换为氢气为0.8mol，生成的H2O 小于0.8mol，
，平衡常数：
，B 错误；
C．由图像可知，250℃~649℃范围内，随着温度的升高，平衡时
增大，平衡逆向移动，则平衡时
不断减小；649℃~900℃范围内，随着温度的升高，平衡时
减小，平衡正向移动，则平衡时
不断增大，C 错误；
D．高温时反应I 进行程度很大，反应II、III 程度很小，CH4含量很少，平衡不受压强影响，适当增大体系
压强，
保持不变，D 正确；
答案选D。
16．（2024 届·湖南怀化·统考二模）2NO2(g)
N2O4(g)，
，
，其中
、
只与温度有关，T0时，
，将一定量的
充入注射器中，改
变活塞位置，气体透光率随时间的变化如下图所示(气体颜色越深，透光率越低)，下列说法错误的是
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A．d 点
B．T0时，K=0.5
C．T1时，
，则T1<T0
D．保持容积不变，再充入一定量
气体，
的平衡转化率不变
【答案】D
【分析】由反应达到平衡时，正逆反应速率相等可得：
=2
，整理可得：
=
=K，T0时，速率常数
，则反应的平衡常数K=
=
=0.5。
【详解】A．由图可知，d 点后透光率减小，说明二氧化氮浓度增大，平衡向逆反应方向移动，则二氧化氮
的正反应速率小于逆反应速率，故A 正确；
B．由分析可知，T0时，反应的平衡常数K=0.5，故B 正确；
C．该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，T1时，速率常数
，
反应的平衡常数K＇=
=
＞K=0.5，则温度T1小于T0，故C 正确；
D．保持容积不变，再充入一定量二氧化氮气体相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，二氧化氮的转
化率增大，故D 错误；
故选D。
17．（2024 届·安徽·统考二模）汽车尾气的排放会对环境造成污染。利用高效催化剂处理汽车尾气中的
NO 与CO 的反应为
。一定温度下，在1L 恒容密闭容器中
加入1mol CO 和1mol NO 发生上述反应，部分物质的体积分数(
)随时间(t)的变化如图所示。下列说法正
确的是
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A．曲线Ⅱ表示的是
随时间的变化
B．
min 时，反应达到化学平衡状态
C．增大压强，该平衡右移，平衡常数增大
D．0～t4时间段内的平均反应速率为：
【答案】D
【详解】A．因为初始投料中n(CO)与n(NO)之比等于化学方程式中对应的化学计量数之比，反应至t4 时
达平衡，生成物的
，其中一生成物为0.25，则另一生成物为0.5，按反应产物的比
例可知，平衡时
、
，故曲线Ⅱ表示的是
随时间的变化，A 项错误；
B．
min 时，
而不是达平衡，
min 时，反应达到化学平衡状态，B 项错误；
C．增大压强，该平衡右移，平衡常数不变，C 项错误；
D．计算可得
时间段内，
，故
，D 项正确；
答案选D。
18．（2024 届·江西九江·统考二模）催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应：
。反应历程（下图）中，
M 为中间产物。其它条件相同时，下列说法正确的是
A．使用催化剂Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分2 步进行
B．反应达平衡时，降低温度，X 的浓度增大
C．使用催化剂Ⅰ时，反应体系更快达到平衡
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D．使用催化剂Ⅱ时，反应过程中M 所能达到的最高浓度更大
【答案】D
【详解】A．由图可知，使用催化剂Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4 步进行，A 错误；
B．由图可知，该反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，X 的浓度减小，B 错误；
C．使用催化剂Ⅰ时，反应的活化能更大，反应速率更小，体系更慢达到平衡，C 错误；
D．由图可知在前两个历程中使用催化剂Ⅱ活化能较低，反应速率较快，后两个历程中使用催化剂Ⅱ活化
能较高，反应速率较慢，所以使用催化剂Ⅱ时，反应过程中M 所能达到的最高浓度更大，D 正确；
故选D 。
题型三 化学反应的方向
1．（2024 届·天津河西·统考二模）工业上一种制
反应为
。某小组分别在体积相等的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在同温
T℃下发生反应，该反应过程中的能量变化数据如下表所示：
容器编
号
起始时各物质的物质的量/mol
达到平衡的时间/min
达到平衡时体系能量的变化
CO
①
1
4
0
0
放出热量：20.5kJ
②
2
8
0
0
放出热量：QkJ
下列有关叙述不正确的是
A．容器中反应的平均速率①<②是因为二者的活化能不同
B．该制
反应在此条件下可自发进行
C．容器②中CO 的平衡转化率应等于50%
D．容器②中反应达到平衡状态时Q=41
【答案】A
【详解】A．两容器体积相等，温度相同，容器②中投料更多，反应物的浓度更大，反应速率更快，所以
容器②中反应的平均速率大于容器①，与活化能没有关系，A 错误；
B．反应前后体积不变，正反应放热，依据ΔG＝ΔH－TΔS＜0 可知该制
反应在此条件下可自发进行，B
正确；
C．平衡时容器①中放热20.5kJ，消耗CO 的物质的量是20.5kJ÷41kJ/mol＝0.5mol，CO 的平衡转化率为
50%，该反应前后气体系数之和相等，压强不影响平衡，两容器的投料比相同，所以达到等效平衡，CO 的
转化率相同，均为50%，C 正确；
D．该反应前后气体系数之和相等，压强不影响平衡，两容器的投料比相同，所以达到等效平衡，CO 的转
化率相同，均为50%，则容器②放出的热量为2mol×50%×41kJ/mol＝41kJ，D 正确；
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答案选A。
2．（2024 届·江西九江·统考二模）已知反应
的势能曲线示意图如下(…表示吸附作
用，A 表示催化剂，
表示过渡态分子)：
下列有关说法正确的是
A．过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中都有
生成
B．若在任意温度下均能自发进行，则反应为吸热反应
C．该反应中只有两种物质能够吸附
分子
D．过程Ⅲ中最大势能垒(活化能)为
【答案】A
【详解】A．从图可看出过程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中都有N2生成，A 正确；
B．若反应在任意温度下均能自发进行，
、
，该反应为放热反应，B 错误；
C．反应过程中，A、A-O、A-O2三种物质都能吸附N2O，C 错误；
D．过程Ⅲ中最大能垒(活化能)为37.49
-(-44.68)
=82.17
，D 错误；
故选A。
3．（2024 届·重庆·统考二模）二氧化碳催化加氢制取清洁燃料甲醇的反应为：
。在一密闭容器中，按起始
通入反应物，
250℃时
（甲醇在平衡体系中的物质的量分数）随压强变化的曲线和
Pa 时
随温
度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
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A．Ⅰ表示
Pa 时
随温度变化的曲线
B．该反应在较高温度下才能自发进行
C．250℃、
Pa 达平衡时，
Pa
D．当
时，
的平衡转化率为40%
【答案】D
【分析】由
可知，该反应是气体分子数减少的反应，恒温加压平
衡右移，甲醇在平衡体系中的物质的量分数增大，所以曲线Ⅰ表示甲醇的物质的量分数随压强的变化曲线，
曲线Ⅱ表示甲醇的物质的量分数随温度的变化曲线。
【详解】A．该反应是气体分子数减少的反应，甲醇在平衡体系中的物质的量分数随压强的增大而增大，
则曲线Ⅰ表示甲醇的物质的量分数随压强的变化曲线，曲线Ⅱ表示甲醇的物质的量分数随温度的变化曲线，
故A 错误；
B．曲线Ⅱ表示甲醇的物质的量分数随温度的变化曲线，图像显示温度升高
变小，说明该反应
的正反应是放热反应，
，又该反应是气体分子数减少的反应，
，根据
可知，该
反应在较低的温度下能自发进行，故B 错误；
C．读图可知250℃、
Pa 时，
，则
Pa，故C 错误；
D．
，设起始通入a mol
和3a mol
，三段式表示
，n(总)
，则
，解得
，
的平衡转化率为
，故D 正确；
故答案为：D。
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4．（2024 届·浙江台州·统考二模）黑火药爆炸发生反应为：
，下列说
法不正确的是
A．该反应任意温度下自发
B．S 和
氧化剂，C 是还原剂
C．
和
是氧化产物
D．生成1mol
转移12mol 电子
【答案】C
【详解】A．该反应的
，
，任意温度下都能自发进行，故A 正确；
B．S 和
中N 元素化合价降低，是氧化剂，C 化合价升高，是还原剂，故B 正确；
C．
和
是还原产物，故C 错误；
D．
中，S 和N 元素共降低12 价，C 元素共升高12 价，生成1mol
转移12mol 电子，故D 正确。
答案选C。
5．（2024 届·山东聊城·统考二模）我国科学家研发出一种新型双温催化剂
，该催化剂催化
和
合成
(反应体系温度为495℃)的原理如图所示，下列分析错误的是
A．“热
”上的变化属于焓增、熵增的变化
B．“热
”有利于
快速转化为N
C．“冷
”低于体系温度，有利于提高合成氨反应速率
D．该催化剂能较好地解决传统合成氨工艺中存在的反应速率和平衡产率的矛盾
【答案】C
【分析】由图可知，“热
”上的变化为：
N2=N，“冷
”上发生的变化为：
H2=3H，氮原子和氢
原子在“冷
”上生成氨气，合成氨反应为放热反应，“热
”高于体系温度，有利于氮氮共价键的断裂，
加快反应速率，“冷
” 低于体系温度，有利于平衡向正反应方向移动，提高氨气的产率。
【详解】A．由分析可知，“热
”上的变化为：
N2=N，氮气分子发生共价键断裂的变化为焓增、熵增
的变化，故A 正确；
B．由分析可知，“热
” 高于体系温度，有利于氮氮共价键的断裂，加快反应速率，故B 正确；
C．由分析可知，“冷
” 低于体系温度，有利于平衡向正反应方向移动，提高氨气的产率，但降低温度
不利于提高合成氨反应速率，故C 错误；
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D．由分析可知，“热
”高于体系温度，有利于氮氮共价键的断裂，加快反应速率，“冷
” 低于体
系温度，有利于平衡向正反应方向移动，提高氨气的产率，所以该催化剂能较好地解决传统合成氨工艺中
存在的反应速率和平衡产率的矛盾，故D 正确；
故选C。
6．（2024 届·江苏南通·统考二模）
可用于低温下催化氧化HCHO：
。下列关于
催化氧化甲醛的反应
说法正确的是
A．该反应
，
B．HCHO、
、
均为极性分子
C．升高温度，
增大，
减小
D．使用
催化剂降低了该反应的焓变
【答案】A
【详解】A．根据方程式可知，该反应
，根据
反应可自发进行，放热的熵减反应
低温可自发进行，所以判断
，A 正确；
B．
为直线形分子，属于非极性分子，B 错误；
C．升高温度，正逆反应速率均增大，C 错误；
D．催化剂可以改变反应活化能，不能改变反应焓变，D 错误；
答案选A。
7．（2024 届·河南信阳·统考二模）一定条件下，银催化剂表面上存在反应：
，起始状态Ⅰ中有
、
和
，经下列过程达到各平衡状态
(已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等)，下列叙述正确的是
A．从Ⅰ到Ⅱ的过程
B．反应的平衡压强：
C．平衡常数：
D．若体积
，则
【答案】D
【分析】结合反应过程可知，升高温度，体系的压强变大，化学平衡正向移动，则反应为吸热反应。
【详解】A．从Ⅱ到Ⅲ为体积增大，反应正向移动的过程，导致固体质量减小，已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质
量相等，则从Ⅰ到Ⅱ的过程为固体质量增大的过程，化学平衡逆向移动，逆反应为熵减过程，故从Ⅰ到Ⅱ
的过程
，A 错误；
B．平衡常数Kp只受温度的影响，温度不变，化学平衡常数不变，则p(Ⅱ)＝p(Ⅲ)，B 错误；
C．该反应的正反应为吸热反应，降低温度，化学平衡逆向移动，导致化学平衡常数减小，故平衡常数：
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K(Ⅱ)＞K(Ⅳ)，C 错误；
D．已知状态Ⅰ和Ⅲ的固体质量相等，则氧气的物质的量相等，若体积V(Ⅲ)＝2V(Ⅰ)，根据阿伏伽德罗定
律可知，p(O2 ，Ⅰ)＝2p(O2 ，Ⅲ)，Q(Ⅰ)＝p (O2 ，Ⅰ)，K(Ⅲ)＝p (O2 ，Ⅲ)，则Q(Ⅰ)＝
K(Ⅲ)，D 正
确；
故选D。
8．（2024 届·江苏徐州·统考二模）反应
是汽车尾气无害化处理中的反
应之一、下列说法正确的是
A．该反应的
，
B．该反应的平衡常数
C．如图所示的反应机理中，步骤I 可理解为
和CO 仅在一定方向上才发生有效碰撞
D．反应中每消耗22.24L
，转移电子的数目为
【答案】C
【详解】A．该反应
反应前后气体体积不变的反应，
，A 错误；
B．由方程形式知，
，B 错误；
C．有效碰撞在一定方向上才能发生化学反应，根据图示，步骤I 可理解为
和CO 仅在一定方向上才发
生有效碰撞，C 正确；
D．未指明标准状况，不能用标况下的气体摩尔体积计算，D 错误；
故选C。
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