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专题06 化学反应速率与平衡
题型一 化学反应速率
1．（2024·江西萍乡·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
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
2．（2024·江西宜春·二模）在恒温恒容密闭容器中发生反应
，
的
瞬时生成速率
。控制
起始浓度为0.5
，
的瞬时生成速率和
起始浓度
的关系如图所示，下列说法正确的是
A．由题可知，该反应的速率常数k 为37.5
B．随着
起始浓度增大，该反应平衡常数增大
1
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C．达平衡后，若将
和
的浓度均增加一倍，则
转化率增大
D．
起始浓度0.2
，某时刻
的浓度为0.4
，则
的瞬时生成速率为0.48
3．（2024·吉林·三模）一定条件下，反应H2(g)+Br2(g)
2HBr(g)的速率方程为v=kcα(H2)·cβ(Br2)·cγ(HBr)，
某温度下，该反应在不同浓度下的反应速率如下：
c(H2)/mol·L−1
c(Br2)/mol·L−1
c(HBr)/mol·L−1
反应速率
0.1
0.1
2
v
0.1
0.4
2
8v
0.2
0.4
2
16v
0.4
0.1
4
2v
0.2
0.1
c
4v
根据表中的测定结果，下列结论错误的是
A．α 的值为1
B．表中c 的值为2
C．反应体系的三种物质中，Br2(g)的浓度对反应速率影响最大
D．在反应体系中保持其他物质浓度不变，增大HBr(g)浓度，会使反应速率降低
4．（2024·吉林·模拟预测）金(
)表面发生分解反应：
，其速率方程为
，已知部分信息如下：
k
①为速率常数，只与催化剂、温度、固体接触面积有关，与浓度、压强无关；
②化学上，将物质消耗一半所用时间称为半衰期。
在某温度下，实验测得
与时间变化的关系如下表所示：
0
20
40
60
80
100
0.100
0.080
0.060
0.040
0.020
0
下列叙述正确的是
A．升高温度，反应速率不变
B．
C．其他条件不变，若
起始浓度为c
，则半衰期为250c min
D．当使用催化剂时，升高温度，反应10min 时
可能大于0.09
5．（2024·安徽滁州·二模）利用天然气制乙炔，反应原理如下：
①
②
2
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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.
6．（2024·安徽·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
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：
7．（2024·安徽黄山·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
3
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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
8．（2024·广西·二模）
是一种特别的共轭体系。在高温条件下
可以由
分子经过5 步氢
提取和闭环脱氢反应生成。其中第一步过程的反应机理和能量变化如下：
下列说法错误的是
A．反应过程中有极性键的断裂和形成
B．图示历程中的基元反应，速率最慢的是第3 步
C．
制备的总反应方程式为：
D．从
的结构分析，
结构中五元环和六元环结构的数目分别为6、10
9．（2024·江西赣州·二模）甲烷水蒸气重整制合成气［
］是利用
甲烷资源的途径之一、其他条件相同时，在不同催化剂( 、
、
)作用下，反应相同时间后，
的转
化率随反应温度的变化如下图所示。下列说法错误的是
4
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A．该反应
B．平衡常数：
C．催化剂催化效率：
D．增大压强，
增大倍数小于
增大倍数
10．（2024·江西上饶·二模）已知阿仑尼乌斯公式是反应速率常数随温度变化关系的经验公式，可写作
(k 为反应速率常数，
为反应活化能，R 和C 为大于0 的常数)，为探究m、n 两种催化剂
对某反应的催化效能，进行了实验探究，依据实验数据获得曲线如图所示。下列说法正确的是
A．在m 催化剂作用下，该反应的活化能
B．对该反应催化效能较高的催化剂是m
C．不改变其他条件，升高温度，会降低反应的活化能
D．可以根据该图像判断升高温度时平衡移动的方向
11．（2024·湖南永州·三模）室温下，在P 和Q 浓度相等的混合溶液中，同时发生反应①P＋Q=X＋Z 和反
应②P＋Q=Y＋Z，反应①和②的速率方程分别是v1=k1c2(P)、v2=k2c2(P)(k1、k2为速率常数)。反应过程中，
Q、X 的浓度随时间变化情况如图所示。下列说法错误的是
A．反应开始后，体系中X 和Y 的浓度之比保持不变
B．45min 时Z 的浓度为0.4mol·L-1
5
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C．反应①的活化能比反应②的活化能大
D．如果反应能进行到底，反应结束时，有40%的P 转化为Y
12．（2024·浙江·二模）苯和
可经两步发生反应①或反应②，其主要反应历程和能量的关系如图所示，
下列说法正确的是
A．对比历程图，苯更易发生取代反应，最主要的原因是反应②的速率更快
B．反应过程中碳原子的杂化方式发生了改变
C．加入
可以降低反应②的活化能和焓变，提高反应速率
D．经两步发生反应①的总焓变
题型二 化学平衡
1．（2024·江西新余·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
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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
2．（2024·甘肃·三模）利用CO2合成二甲醚的原理为2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g) ∆H，其中
投料比
(取值为2、3、4)和温度与CO2的平衡转化率的关系如图所示
点c(CO2)= 0.2mol·L-1。下
列说法正确的是
A．T1K 时，Kc=0.0675
B．△H＞0
C．X 表示
D．催化剂可以改变CO2的平衡转化率
3．（2024·黑龙江·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：
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D．平衡时
随温度升高先增大后减小
4．（2024·辽宁抚顺·三模）工业上，常用离子交换法软化自来水，其原理是
，
。常温下，向一定体积的自来水中加入离子交换树脂（NaR），测得自来水中
变化如图所示。下列叙述正确的是
A．反应达到平衡后，加入少量NaCl，离子交换反应的平衡常数减小
B．6 min 时的逆反应速率大于4 min 时的逆反应速率
C．其他条件不变时，10 min 时离子交换反应已停止
D．4~8 min 内平均反应速率：
mol L
⋅
min
⋅
5．（2024·黑龙江·模拟预测）由γ-羟基丁酸生成γ-丁内酯的反应为HOCH2CH2CH2COOH
+H2O
H<0，在298K 下，γ-羟基丁酸水溶液的初始浓度为0.180 mol·L-1，测得γ-丁内酯的浓度
随时间变化的数据如图所示：
下列说法错误的是
A．在50~80min 内，以γ-丁内酯的浓度变化表示的反应速率为
mol/(L⋅min)
B．在25℃时，该反应的平衡常数
C．加水降低γ-羟基丁酸的初始浓度，γ-羟基丁酸的平衡转化率减小
D．使用非水溶剂并通过共沸回流移除体系中的水，有助于提高γ-丁内酯的平衡产率
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6．（2024·黑龙江哈尔滨·二模）甲烷与氧气直接选择性转化为甲醇是当今催化领域的“梦想反应”，科学
家用
负载双组份催化剂（纳米金和
纳米簇）在室温和光照下完成了上述反应，选择性高达
95%。机理如图A 所示，下列说法不正确的是
A．Au 表面反应为：
B．图A 中含碳微粒只存在2 种杂化方式
C．有无催化剂
纳米簇对合成甲醇的产量无影响
D．图B 是通过
和
同位素示踪分析氧化甲烷过程中的产品质谱测试图，由图可知
体系中产品
中氧主要来源于
7．（2024·安徽·模拟预测）一定温度下，向2.0 L 恒容密闭容器中充入一定量的
，在
催化剂作用下发生脱氢反应：
kJ·mol
，测得乙苯脱氢反应时间与容器中气体总压强的关系如图所示：
下列说法错误的是
A．乙苯脱氢反应在相对较高温度下能自发进行
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B．0~4h 内平均反应速率可用压强变化表示为v（
）
kPa h
⋅
C．若向平衡体系中再通入适量的乙苯气体，平衡正向移动
D．若在平衡时扩大容器的容积使体系压强恢复至起始压强，再次达到平衡时乙苯的体积分数减小
8．（2024·安徽·模拟预测）科学家设计了一种新型
金属框架，可通过静电作用选择性吸附氨气，
对于捕捉氨气效果良好。
和另一种材料
均可用于除去有害气体
，
的孔
径大小和形状恰能选择性固定
(如图所示)。
已知：
分子构型与乙烯类似。
①
；
②
。
下列关于二者净化气体的说法中，正确的一项是
A．
捕获的气体所有原子共平面，
捕获的气体空间构型为正四面体
B．
置入废气后，废气颜色变深，
置入废气后，废气颜色变浅
C．
适宜在较低温度下净化气体，
适宜在较高温度下净化气体
D．
适宜在较高压强下净化气体，
适宜在较低压强下净化气体
9．（2024·安徽黄山·二模）
制甲醇的反应历程如图：
已知：
Ⅰ.
与
在活化后的催化剂表面生成甲醇的反应是放热的可逆反应
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Ⅱ.该过程的副反应：CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)ΔH>0
下列说法错误的是
A．
制甲醇的方程式为：
B．反应中经历了In−C、In−O 键的形成和断裂
C．升高温度可以提高甲醇在平衡时的选择性
D．加压可以提高
的平衡转化率
10．（2024·广西柳州·三模）燃油汽车尾气中含有NO 和CO 等有毒气体，某研究小组用新型催化剂对
NO、CO 在不同条件下的催化转化进行研究，反应原理为：
。在密闭容器中充入2 mol NO 和2 mol CO，平衡时NO 的体积分数随温度、压强的变化关系如图。下列说
法正确的是
A．a 点CO 的平衡转化率为25%
B．c 点和b 点的反应速率可能相同
C．若在e 点扩大容器体积并加热，可能达到c 点状态
D．恒温恒压条件下，向d 点平衡体系中再充入2 mol NO 和2 mol CO，重新达到平衡后，与d 点状态相
比，NO 的体积分数将增大
题型三 化学反应进行的方向
1．（2024·江苏南京·二模）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
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2．（2024·天津河西·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
3．（2024·江苏·模拟预测）利用碳氯化反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)
TiCl4(g)+2CO(g) ΔH =-51 kJ·mol-1，
可将TiO2转化为TiCl4，再进一步还原得到金属钛，下列说法正确的是
A．碳氯化反应在高温下不能自发进行
B．加压、降温均可增大生成TiCl4的速率
C．反应中每消耗80g TiO2，转移电子的数目约为4×6.02×1023
D．将TiO2(s)与C(s)粉碎并混合均匀后反应可提高Cl2的平衡转化率
4．（2024·江苏徐州·模拟预测）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
5．（2024·湖南益阳·三模）工业上常用
和
为原料合成甲醇
，过程中发生如下反应：
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。在
温度下，向
刚性容器中充入
和一定物质的量的
，随着充入
的物质的量的不同，平衡时容器中
的体积分数变化曲
线如图所示。下列说法错误的是
A．
B．
C．平衡常数
D．该反应在高温高压条件下自发进行
6．（2024·江西九江·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
7．（2024·重庆·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%
8．（2024·江苏南通·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
9．（2024·河南信阳·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
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