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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
【答案】A
【解析】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。
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
1
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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
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
【答案】C
【解析】A． NO 起始浓度为0.5 mol/L，由图象可知，N2的瞬时生成速率与H2起始浓度呈直线关系，则
m=1，将数据(0.4，1.5)代入
，该反应的速率常数
，A
错误；
B．反应一定，平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，B 错误；
C． 达平衡后，
和
的浓度均增加一倍，新平衡与原平衡相比，相当于加压，平衡正向移动，则NO
转化率增大，C 正确；
D．由
可知，NO 起始浓度为0.5 mol/L，某时刻NO 的浓度为0.4
mol/L，变化量为0.1 mol/L，则该时刻H2的浓度为0.2mol/L-0.1mol/L =0.1mol/L，N2的瞬时生成速率为
，D 错误；
故选C。
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
2
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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
【答案】B
【分析】速率方程为v=kcα(H2)·cβ(Br2)·cγc(HBr)，将表中数据代入速率方程可得到①
，②
，③
，④
，由①②得到
，②③得到
，①④得到
，对于⑤
与①，将
，
，
代
入，解得c=1，据此分析解题。
【解析】A．根据分析，α 的值为1，A 正确；
B．根据分析，c 的值为1，B 错误；
C．由于v=kcα(H2)·cβ(Br2)·cγc(HBr)，
，
，
，速率与H2(g)和Br2(g)的浓度成正比，与HBr(g)
的浓度成反比，反应体系的三种物质中，Br2(g)的浓度对反应速率影响最大，C 正确；
D．由于
，增大HBr(g)的浓度，cγc(HBr)减小，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，D 正确；
答案选B。
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
【答案】D
【分析】由表格数据可知，相同时间内，X2Y 浓度变化值相等，说明温度一定时，反应速率与X2Y 浓度无
关。
【解析】A．由题给信息可知，速率常数只与催化剂、温度、固体接触面积有关，由分析可知，反应速率
3
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与X2Y 浓度无关，则升高温度，速率常数发生改变，反应速率会发生改变，故A 错误；
B．由分析可知，温度一定时，反应速率与X2Y 浓度无关，则由
可知，n=0，故B 错误；
C．由分析可知，温度一定时，反应速率与X2Y 浓度无关，说明其他条件不变，X2Y 的半衰期与起始浓度
成正比，则X2Y 起始浓度为cmol/L 时，半衰期为
=500c min，故C 错误；
D．当使用催化剂时，升高温度，催化剂的活性减小，反应速率减小，反应10min 时X2Y 浓度减小量小于
0.01mol/L，导致浓度大于0.09mol/L，故D 正确；
故选D。
5．（2024·安徽滁州·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。
【解析】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；
4
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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。
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：
【答案】D
【解析】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。
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
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
5
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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
【解析】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。
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
6
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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
【答案】A
【解析】A．该过程中涉及C-H 断裂，C-C 断裂和C-C、H-H 形成，无极性键的形成，A 错误；
B．由反应机理可知，该历程包含3 个基元反应，其中第三个基元反应的活化能最大，反应3 速率最慢，B
正确；
C．由图可知，该过程总反应为：
，C 正确；
D．由
的结构分析，可知其中含有1 个五元环，10 个六元环，每脱两个氢形成1 个五元环，则
总共含有6 个五元环，10 个六元环，D 正确；
故选A。
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
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
【答案】C
【解析】A．随着温度升高，甲烷的转化率也在增大，说明平衡正向移动，温度升高反应向吸热方向移
动，因此该反应
，故A 正确；
B．平衡常数只受温度影响，温度相同，对于同一反应的平衡常数也相同，该反应的正反应方向为吸热反
应，升高温度K 值增大，
，故B 正确；
C．根据图像可知在相同条件下，曲线I 中甲烷的转化率最高，其次是Ⅱ、Ⅲ，则三种催化剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的
催化效率由高到低的顺序是Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ，故C 错误；
D．增大压强，向气体体积分数较小的方向移动，即反应逆向移动，说明
增大倍数小于
增大倍数，故
D 正确；
7
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故答案选C。
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
【答案】A
【解析】A．将坐标(7.2，56.2)和(7.5，27.4)代入
中，计算可知Ea=9.6×104J/mol，故A 正
确；
B．对比图中直线m 和n 的斜率绝对值的大小可知，使用催化剂n 时对应的Ea 较小，则对该反应催化效能
较高的催化剂是n，故B 错误；
C．图中m、n 均为直线，斜率不发生变化，因此不改变其他条件，只升高温度，反应的活化能不变，故C
错误；
D．阿仑尼乌斯公式表示反应速率常数随温度的变化关系，无法根据该图像判断升高温度时平衡移动的方
向，故D 错误；
故选A。
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
8
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B．45min 时Z 的浓度为0.4mol·L-1
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
【答案】D
【解析】A．根据①和②的速率方程分别是v1=k1c2(P)、v2=k2c2(P)(k1、k2为速率常数)，反应开始后，体系中
X 和Y 的浓度之比为
,保持不变，故A 正确；
B．根据反应①P＋Q=X＋Z 和反应②P＋Q=Y＋Z 方程式，可知每消耗1molQ 同时生成1molZ，反应到
45min 时，Q 的浓度降低0.4mol/L， 则Z 的浓度为0.4mol·L-1，故B 正确；
C．反应到20min 时，Q 的浓度降低0.3mol/L，反应①中X 浓度增大0.12mol/L，则反应②中Y 浓度增大
0.18mol/L，反应②的速率大于反应①，所以反应①的活化能比反应②的活化能大，故C 正确；
D．反应到20min 时，Q 的浓度降低0.3mol/L，反应①中X 浓度增大0.12mol/L，则反应②中Y 浓度增大
0.18mol/L，如果反应能进行到底，反应结束时，有60%的P 转化为Y，故D 错误；
选D。
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
【答案】B
【解析】A．反应②取代反应的活化能最低，生成物本身所具有的能量最低，更稳定，苯更易发生取代反
应，A 错误；
B．苯中碳原子都是sp2杂化，
与
最右边上下两个碳原子是sp3杂化，其余为sp2杂
化，B 正确；
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C．催化剂不改变反应的焓变，可以降低反应②的活化能，提高反应速率，C 错误；
D．焓变等于正反应的活化能减去逆反应的活化能，反应①的总焓变
，D 错误；
故选B。
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
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
【解析】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；
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
10
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，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。
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
【答案】A
【分析】T1K 时，反应2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g)，在Q 点，
=4，CO2的平衡转化率
为50%，平衡时c(CO2)= 0.2mol·L-1，则可建立如下三段式：
【解析】A．由三段式可知，平衡时，c(CO2)=0.2mol·L-1，c(H2)=1.0mol·L-1，c(CH3OCH3)=0.1 mol·L-1，
c(H2O)=0.3 mol·L-1，Kc=
=0.0675，A 项正确；
B．由图可知，温度越高平衡转化率越低，则平衡逆向移动，所以△H＜0，B 项错误；
11
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C．
越大，相当于n(CO2)一定时，增大n(H2)，平衡正向移动，CO2的转化率越高，则X 表示
=4，C 项错误；
D．催化剂只改变反应速率，从而改变达到平衡的时间，但不能改变CO2的平衡转化率，D 项错误；
故选A。
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：
D．平衡时
随温度升高先增大后减小
【答案】D
【解析】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；
12
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故答案为：D。
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
⋅
【答案】B
【解析】A．平衡常数只与温度有关，改变离子浓度，平衡常数不变，A 项错误；
B．在达到平衡前，反应正向发生，随各物质浓度变化，正反应速率增大，逆反应速率减小，6min 时逆反
应速率大于4min 时逆反应速率，B 项正确；
C．化学平衡状态为动态平衡，反应并未停止，C 项错误；
D．如果只考虑镁离子、钙离子交换，根据电荷守恒，
mol⋅L
⋅min
，镁离子、钙离子交换速率不确定，无法计算单一离子交换速率，D 项错误。
答案选B。
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：
13
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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
【答案】C
【解析】A．50～80 min 内γ-丁内酯的浓度改变了0.071 mol/L-0.050 mol/L=0.021 mol/L，则用γ-丁内酯的
浓度变化表示反应速率υ(γ-丁内酯)
0.0007 mol•L-1•min-1，A 正确；
B．由图中数据可知，25℃时，该反应的平衡常数K=
=2.75，B 正确；
C．根据该反应的平衡常数K=
，温度不变平衡常数不变可知，若将γ-羟基丁酸的初始
浓度降低，体系中水含量增多，平衡不移动，γ-羟基丁酸的平衡转化率不变，C 错误；
D．将反应溶剂更换为非水溶剂并通过共沸回流的方式移除体系中的水分，及时分离出γ-丁内酯，能够使
上述平衡正向移动，有助于提高γ-丁内酯的平衡产率，D 正确；
答案选C。
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
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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
【答案】D
【分析】由图A 可知，氧气和氢离子在金表面得到电子生成HCOO ，甲烷在二氧化钛表面转化为CH3，
HCOO 与CH3结合为CH3OOH，CH3OOH 转化为CH3OH，水在CoOx表面转化为OH，OH 与甲醇反应
生成甲醛和二氧化碳；由图B 可知，反应生成的二氧化碳含有
16O 和
18O，说明二氧化碳的氧原子来源于氧
气和水。
【解析】A．由分析可知，氧气和氢离子在金表面得到电子生成HCOO ，反应方程式为
，故A 正确；
B．由图可知，A 中双键氧原子的杂化方式为sp2杂化、单键氧原子的杂化方式为sp3杂化，共有2 种杂化
方式，故B 正确；
C．催化剂能改变反应的途径，降低反应活化能，加快反应速率，但化学平衡不移动，甲醇的产量不变，
则有无催化剂
纳米簇对合成甲醇的产量无影响，故C 正确；
D．由分析可知，反应生成的二氧化碳含有
16O 和
18O，说明二氧化碳的氧原子来源于氧气和水，故D 错
误；
故选D。
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：
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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
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
【答案】B
【解析】A．当
时，反应能自发进行，该反应
，该在相对较高温度下能自发进行，
A 正确；
B．反应前后气体系数变化为1，压强增大值与各物质的压强变化量相同，故0~4h 内乙苯的压强变化量为
，0~4h 内平均反应速率可用压强变化表示为v（乙苯）
kPa h
⋅
，B 错误；
C．若向平衡体系中再通入适量的乙苯气体，反应物浓度增大，平衡正向移动，但最终的结果相当于加
压，平衡逆向移动，C 正确；
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，相当于减压，该反应正向气体分子数增加，
减压平衡正向移动，再次达到平衡时乙苯的体积分数减小，D 正确；
故选B。
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)。
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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
【答案】D
【解析】A．
分子构型与乙烯类似，为平面构型。
捕获的气体是氨气，为三角锥形，A 错
误；
B．
置入废气后平衡①向右移动，
浓度变小，颜色变浅，B 错误；
C．
在较高温度下平衡②右移不利于除去
，C 错误；
D．
在较高压强下平衡①右移，
在较低压强下平衡②左移有利于净化气体，D 正确。
故选D。
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
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：
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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
【答案】C
【解析】A．由图可知，二氧化碳制备甲醇的反应为催化剂作用下二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水，反
应的化学方程式为
，故A 正确；
B．由图可知，反应中经历了In−C、In−O 键的形成和断裂，故B 正确；
C．由题给信息可知，二氧化碳制备甲醇的反应为放热反应，副反应为吸热反应，升高温度，主反应平衡
向逆反应方向移动，副反应平衡向正反应方向移动，甲醇在平衡时的选择性降低，故C 错误；
D．二氧化碳制备甲醇的反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的转
化率增大，副反应是气体体积不变的反应，增大压强，平衡不移动，二氧化碳的转化率不变，则加压可以
提高二氧化碳的平衡转化率，故D 正确；
故选C。
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
【答案】A
【分析】反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NO 体积分数增大，则温度T1>T2；
【解析】A．a 点NO 体积分数为40%；
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则总的物质的量为（4-0.5a）mol，
，a=0.5mol，则CO 的平衡转化率为
25%，A 正确；
B．b 点温度高且压强大，则b 点的反应速率大于c 点，B 错误；
C．结合分析可知，e 点温度高于c，则e 点加热不会达到c 点，C 错误；
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，新平衡与原有平
衡为等效平衡，NO 的体积分数不会增大，D 错误；
故选A。
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
【答案】C
【解析】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
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。
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：
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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
【解析】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；
答案选A。
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
【答案】C
【解析】A．碳氯化反应是放热的熵增反应，反应在任意温度下能自发进行，A 错误；
B．加压，速率增大，降温，速率降低，B 错误；
C．根据方程式分析，消耗1mol TiO2，转移4mol 电子，反应中每消耗80g(1mol)TiO2，转移电子的数目约
为4×6.02×1023，C 正确；
D．将TiO2(s)与C(s)粉碎并混合均匀后反应可提高Cl2的反应速率，是由于增大了反应物的接触面积，但不
能提高平衡转化率，D 错误；
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答案选C。
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
【答案】C
【解析】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。
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：
。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
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【答案】D
【解析】A．投料比符合方程式中的气体系数比时，达到平衡时产物的体积分数最大，所以a=3，A 正确；
B．由题可知该反应是放热反应，升高温度高反应会逆向移动，所以
，B 正确；
C．平衡常数受温度影响，M、N 点温度相同，平衡常数相等，C 正确；
D．该反应
，
，所以该反应在低温条件下自发进行，与压强无关，D 错误；
故选D。
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
【答案】A
【解析】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。
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%
【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。
【解析】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。
8．（2024·江苏南通·二模）
可用于低温下催化氧化HCHO：
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。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
【解析】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。
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
【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。
【解析】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：
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。
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