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第27 讲 化学反应速率、平衡图像
（模拟精练+真题演练）
完卷时间：50 分钟
可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 S 32 Cl35.5 Cu 64 Ba137
一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12×5 分）
1．（2023·江苏南通·海门中学校考模拟预测）飞机在平流层飞行时，尾气中的NO 会破坏臭氧层。如何有
效消除NO 成为环保领域的重要课题。某研究小组用新型催化剂对CO、NO 催化转化进行研究，测得一段
时间内NO 的转化率、CO 剩余的百分率随温度变化情况如图所示。已知NO 可发生下列反应：
反应I：
反应Ⅱ：
下列叙述不正确的是
A．
，
B．温度大于775K 时，催化剂活性降低
C．
时，控制温度875K 已可较好的去除NO
D．775K，
时，不考虑其他反应，该时刻
【答案】B
【分析】根据题意分析，图像表示的是一段时间内NO 的转化率、CO 剩余的百分率随温度变化情况，三角
形代表的是CO 剩余的百分率，
【解析】A．根据反应Ⅱ的图像可以看出在775K 时达到平衡状态，后随温度的升高NO 的转化率下降，因
此
，而反应I 曲线走势来看应该是先升高后降低，因此
，A 正确；
B．在温度大于775K 时，反应速率并没有减慢，说明催化剂活性没有降低，B 错误；C．根据图像可以看
1
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出
时，温度875K 时NO 的转化率已经很高，已经能够较好的去除NO，C 正确；D．根据表中数
据775K 时，CO 转化率为30％,
利用三段式处理数据如下：
n(CO2)=0.3mol, n(N2)=0.15+0.05=0.2mol,因此
，D 正确；故选B。
2．（2023·江苏盐城·盐城市伍佑中学校考模拟预测）利用
和CO 反应生成
的过程中主要涉及的反
应如下：
反应Ⅰ
kJ⋅mol-1
反应Ⅱ
kJ⋅mol-1
[
的产率
，
的选择性
]。保持温度一定，在固定容积
的密闭容器中进行上述反应，平衡时
和
的产率及CO 和
的转化率随
的变化情况如图所
示。下列说法不正确的是
A．当容器内气体总压不变时，反应Ⅱ达到平衡状态
B．曲线c 表示
的产率随
的变化
C．
，反应达平衡时，
的选择性为50%
D．随着
增大，
的选择性先增大后减小
【答案】B
【解析】A．反应I、Ⅱ可以合并为反应2CO(g)+2H2(g)==CH4(g)+CO2(g)，是气体总体积缩小的反应，当固
定密闭容器内总压不变时则反应I、Ⅱ都达到平衡状态，A 正确；B．通过总反应式2CO(g)+2H2(g)=CH4(g)
2
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+CO2(g)，随着n(H2)的增加，超过1 时，CH4的产率n(CO)受CO 浓度影响，故CH4的产率曲线会先增大后
平缓，应该是a 曲线，B 错误；C．通过总反应式2CO(g)+2H2(g)=CH4(g)+CO2(g)，当
=0.5 时，生成
物n(CH4)=n(CO)，故CH4的选择性为50%，C 正确；D．随着
的不断增加，作为反应Ⅱ的生成物浓
度不断增加会抑制CO2的生成，故CO2选择性先增大后减小，D 正确；故选B。
3．（2023·山东青岛·统考三模）已知反应
。在体积可变的密闭容器中，按
充入反应物进行反应，A 的平衡转化率与温度、压强关系如图所示。下列说法正确的是
A．温度：
B．平均摩尔质量：
C．a 点的分压平衡常数
D．d 点：
【答案】C
【解析】A．该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动A 的转化率降低，所以T1<T2<T3，A 项错误；B．
从图看a、b、c 三点A 的转化率越低，即正向程度减小，平均摩尔质量=
，正向为n 气总减小的反应，
则越正向平均摩尔质量越大。即M(a)>M(c)。同一温度下，增大压强平衡正向，即压强越大平均摩尔质量
越大即M(b)>M(d)，B 项错误；C． 建立三段式位
，计算x(A)=
、x(B)=
、x(C)=
。最终计算Kp=
，C 项正确；D．d 点平衡点2v 正(A)=2v 逆（A）=v 逆(B)，D 项错误；故选
C。
3
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4．（2023·天津·校联考模拟预测）某温度下，发生反应
，
的平衡转化率(
)与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是
A．将1mol
和3mol
置于1L 密闭容器中发生反应，放出的热量小于92.4kJ
B．平衡状态由A 到B 时，平衡常数
C．上述反应在达到平衡后，增大压强，
的产率减小
D．反应建立平衡后分离出部分
时，浓度商Q 大于平衡常数K
【答案】A
【分析】图像中横坐标表示压强，纵坐标表示
的平衡转化率(
)，随着压强的增大
的平衡转化率(
)
增大，增大压强平衡向右移动，依此解题。
【解析】A．该反应为可逆反应，加入的1 mol N2和3 mol H2不可能完全反应生成2 mol NH3，所以反应放
出的热量小于92.4 kJ，A 正确；B．从状态A 到状态B，改变的是压强，温度未发生变化，所以平衡常数
不变，
，B 错误；C．该反应是反应前后气体分子数减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移
动，
的产率增大，C 错误；D．反应建立平衡后分离出部分
时，生成物的浓度减小所以浓度商Q
小于平衡常数K，D 错误；故选A。
5．（2023·江苏南通·统考三模）碘甲烷(
)可裂解制取低碳烯烃。碘甲烷裂解时可发生如下反应：
反应1：
反应2：
反应3：
向密闭容器中充入一定量的碘甲烷，维持容器内p=0.1MPa，平衡时
、
和
的占容器内所有
气体的物质的量分数与温度的关系如图所示。已知容器中某气体的分压p=φ(物质的量分数)×
，用气体
物质的分压替换浓度计算得到的平衡常数称为分压平衡常数(
)。下列说法正确的是
4
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A．图中物质X 表示的是
B．700K 时，反应2 的分压平衡常数
C．700K 时，从反应开始至恰好平衡，反应2 的速率大于反应3 的速率
D．700K 时，其他条件不变，将容器内p 增大为0.2MPa，
的体积分数将减小
【答案】D
【分析】反应1 为吸热反应，反应2、3 均为放热反应，温度升高1 正向移动，2、3 逆向移动都会导致乙烯
含量增加，故Y 为乙烯含量曲线、X 为丙烯含量曲线。
【解析】A．由热化学方程式可知，反应1 为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，C2H4的物质
的量分数增大，反应2 和反应3 都是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，C2H4的物质的量分数
增大、C3H6的物质的量分数减小，从以上两个角度考虑，C2H4的含量会随着温度的升高不断增大，故物质
Y 代表C2H4，而物质X 代表C3H6，从反应热效应的角度考虑，反应2 放出的热量小，温度升高对其影响更
小，图中物质X 即C3H6含量开始下降对应的温度比C4H8的更高也验证了这一点，故可知曲线X 表示C3H6
的物质的量分数随温度的变化，故A 错误；B．由图可知，700K 时产物C3H6物质的量分数为7.5%，故
P(C3H6)=0.0075MPa，反应物P(C2H4)=0.0025MPa，根据分压平衡常数计算公式可得
；故B 错误；C．考察反应2 和反应3 的速率可以从二者共同的反应物C2H4的
消耗速率出发，达到平衡时两反应所用时间相同，反应2 的产物C3H6的含量低于反应3 的产物C3H6的含量，
再乘上各自反应计量数比例可得反应2 的速率明显小于反应3，故C 错误；D．由题意可知增大压强的方法
应当是直接压缩容器，此时反应平衡会朝着使气体分子数减少的方向移动。即反应1 朝逆反应方向移动，
反应2 和反应3 均朝正反应方向移动，C2H4的含量会减少即体积分数减小，故D 正确；故答案选D。
6．（2023·全国·模拟预测）向某恒容密闭容器中加入一定量的
和
，发生反应
，温度和压强对
转化率的影响如图所示(其中x
和y 分别代表温度或压强)。下列说法错误的是
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A．图中x 代表的是压强
B．
C．正反应速率：
D．其他条件不变时，增大
可提高
的转化率
【答案】D
【解析】A．压强越大，
的转化率越高，温度越高，
的转化率越低，所以题图中x 代表的是压强，
A 正确；B．题图中y 代表的是温度，且温度越高，
的转化率越低，所以
，B 正确；C．温度越高，
压强越大，正反应速率越快，所以正反应速率：
，C 正确；D．其他条件不变时，
越大，
的转化率越低，D 错误；故选D。
7．（2023·北京丰台·统考二模）工业上可以利用水煤气(
、
)合成二甲醚(
)，同时生成
。
合成过程中，主要发生三个反应，
℃时，有关反应及相关数据如下。
保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变，进行实验，测得
转化率随温度变化曲线如下图。下列
说法不正确的是
A．
℃时，水煤气合成二甲醚的热化学方程式：
6
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B．
℃时，增大压强、加入催化剂均可提高
的平衡转化率
C．220℃~240℃时，温度升高反应速率加快，
转化率升高
D．温度高于240℃时，温度升高
转化率降低的原因可能是平衡逆向移动
【答案】B
【解析】A．已知：
℃时，有关反应及相关数据如下
①
②
③
由盖斯定律可知，2×①+②+③得反应
，则其焓变为
，A 正确；B．加入催化剂可以加快反应速率，但是不能改变物质的平衡转化率，B
错误；C．升高温度反应速率加快，2 由图可知，20℃~240℃时，温度升高反应速率加快，且
转化率升
高，C 正确；D．反应均为放热反应，温度高于240℃时，温度升高导致平衡逆向移动，使得
转化率降
低，D 正确；故选B。
8．（2023·河北石家庄·校联考模拟预测）乙烯可用于制备乙醇：
。向10L 某恒容密闭容器中通入2mol
(g)和m mol
(g)发生上述反应，测得
(g)的平衡转化率与投料比
以及温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A．
B．a、b 点对应的平衡常数
C．a 点对应的体系中，反应从开始到平衡的2min 内，
D．b 点对应的体系中，m=1.8
【答案】D
【解析】A．此反应为放热反应，b、c 点的投料比相同，温度低，平衡向着正向移动，转化率高。b 的转
化率高，所以
温度低，A 错误：
B．此反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则平衡常数减小，则
，B 错误；C．a 点时
7
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，此时
(g)与
(g)的物质的量相等，即
，据图中信息列三段式：
，容器容积为10L，反应时间是2min，故
，C 错误；D．由a、b、c 点可知，a、c 点对应的平衡常数相等，
b、c 点对应的体系起始通入的反应物的物质的量相等，将c 点对应体系列三段式：
，则
，解得
m=1.8，b、c 点的X 投料比相同，所以b 点对应体系中，m=1.8，D 正确；故答案选D。
9．（2023·广东广州·统考二模）汽车尾气中NO 产生的反应为
。
一定条件下，等物质的量
和
在恒容密闭容器中反应，曲线a 表示该反应在温度T 下
随时间(t)的
变化，曲线b 表示该反应在某一起始条件改变时
随时间(t)的变化。下列叙述不正确的是
A．温度T 下、0-40s 内
B．M 点
小于N 点
C．曲线b 对应的条件改变可能是充入氧气
D．若曲线b 对应的条件改变是升高温度，则
【答案】B
【解析】A．温度T 下、0-40s 内氮气的浓度从c0mol/L 减少到c1mol/L，故
，A 正
确；B．M 点还在向正向进行，故正反应速率大于逆反应速率，B 错误；C．曲线b 能是充入氧气，反应速
率加快，更快到平衡，且平衡时氮气的浓度比a 少， C 正确；D．若曲线b 为升温，则说明升温平衡正向
移动，则正反应为吸热，D 正确；故选B。
10．（2023·广东梅州·统考二模）一定温度下，在
的密闭容器中，A、B、C 三种气体的物质的量浓度随
时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是
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A．X 点的
Y 点的
B．Z 点时反应达到平衡状态
C．B 的平衡转化率为30%
D．保持温度、体积不变，
时充入
，正逆反应速率均增大
【答案】A
【解析】A．XY 点后反应仍正向进行，且X 点反应物的浓度较大、生成物浓度较小，则X 点正反应速率
更大，故X 点的
Y 点的
，故A 正确；B．Z 点后反应仍正向进行，则Z 点时反应没有达到平衡状
态，故B 错误 ；C．B 的平衡转化率为
60%，故C 错误；D．持温度、体积不变，
时
充入
，不影响反应中各物质的浓度，正逆反应速率不变，故D 错误；故选A。
11．（2023·广东茂名·统考二模）一定温度下，向2L 密闭容器中加入
发生反应①
，②
，反应体系中
、
、
的物质的量随反应
时间t 的部分变化曲线如图所示，下列说法正确的是
A．曲线Ⅱ表示
随t 的变化
B．
内，
C．
后，充入
，容器的气体颜色先变深后变浅
D．
后，充入
，容器的气体颜色变浅
【答案】C
【分析】向2L 密闭容器中加入
发生反应①
，②
，反应体系中
、
、
的物质的量随反应时间t 的部分变化曲线如图所示，
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反应过程中
的物质的量减小，则曲线III 表示
随t 的变化，
和
的物质的量增大，且
生成
的物质的量更多，则曲线I 表示
随t 的变化，曲线II 表示
随t 的变化，以此解答。
【解析】A．由分析可知，曲线II 表示
随t 的变化，故A 错误；B．曲线III 表示
随t 的变化，
结合方程式
可知，
内，
，故B 错误；C．
后，充入
，
的浓度增大，
容器的气体颜色变深，然后平衡
正向移动，容器的气体颜色变浅，故C 正确；D．反
应①
不是可逆反应，
后，充入
，
的浓度不变，容器的气体颜色不
变，故D 错误；故选C。
12．（2023·上海徐汇·统考二模）密闭容器中加入HBr，一定条件下发生反应：
，
随反应时间的变化如曲线①所示，分别改变一个条件，得到曲线②和
③，下列说法正确的是
A．该反应正反应为放热反应
B．曲线①，0~50min 用
表示的平均反应速率为
C．曲线②，可能使用了催化剂或压缩容器体积
D．曲线③，达到平衡后，容器内各物质的浓度分别增加
，平衡正向移动
【答案】D
【分析】分别改变一个条件，得到曲线②、③，从曲线①得到曲线②，既加快速率平衡又不移动，只能使
用催化剂，从曲线①得到曲线③，意味着反应速率加快但平衡右移了，则改变的另一个条件只能是升温。
【解析】A．由上述分析可知，升温平衡正向移动，则该反应为吸热反应，故A 错误；B．曲线①，0~ 50
min 用HBr 表示的平均反应速率为
=0.02mol
L
﹒
-1
min
﹒
-1，根据化学反应速率之比等于化
学计量数之比可知，用H2表示的平均反应速率为0.01 mol
L
﹒
-1
min
﹒
-1，故B 错误；C．曲线②，可能使用
了催化剂，反应速率加快，平衡不移动，各物质浓度不变；如果缩小体积，气体浓度都增大了，而实际上
HBr 浓度减小了，与图像变化不符合，故C 错误；D．曲线③达到平衡时有：
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，得
，往容器中加入浓度均为0.2
mol
L
﹒
-1的三种物质，得
，则Qc＜K，平衡将向正反应方向
移动，故D 正确；故答案选D。
二、主观题（共3 小题，共40 分）
13．(12 分)（2023·上海静安·统考二模）聚丙烯腈纤维俗名人造羊毛，由丙烯腈聚合而得。用丙烯合成丙
烯腈的反应如下： 2C3H6(g)＋2NH3(g)＋3O2(g)
2C3H3N(g)＋6H2O(g)＋1030kJ
(1)某密闭容器中发生上述反应，生成丙烯腈的反应速率与反应时间的关系如下图所示。
t1时刻表示体系改变的反应条件为 ； t2时刻表示体系改变了另一反应条件，此时平衡 移动
(填“正向”、“逆向”或“不”)。
丙烯的转化率与反应温度的关系如图示：
(2)有利于提高丙烯平衡转化率的反应条件有 ；
(3)最大转化率所对应的温度为460℃。当温度低于460℃时，丙烯的转化率 (填“是”或“不是”)
所对应温度下的平衡转化率，理由是 。
(4)一定条件下，在2L 恒容密闭容器中，通入84g C3H6、34g NH3、96g O2，若该反应5 min 到达a 点，则0
～5min 内丙烯的平均反应速率为 mol∙L−1∙min−1。
【答案】(每空2 分)(1)使用了催化剂 正向
(2)降低温度、降低压强
(3)不是 该反应的正反应为放热反应，平衡状态下，若升高温度，平衡朝逆反应方向移动，平衡转化
率将降低
(4)0.12
11
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【解析】（1）t1时刻反应速率都增大，且增大程度相等，则表示体系改变的反应条件为使用催化剂；由于
生成丙烯腈的反应是体积增大的放热反应，而根据图中信息是反应速率降低，则也可能为降温，也可能减
小压强，t2时刻表示体系改变了另一反应条件，无论是降温还是减小压强，平衡都是正向移动；故答案为：
使用了催化剂；正向。
（2）由于反应是体积增大的放热反应，有利于提高丙烯平衡转化率的反应条件有降低温度、降低压强；
故答案为：降低温度、降低压强。
（3）该反应的正反应为放热反应，平衡状态下，若升高温度，平衡朝逆反应方向移动，平衡转化率将降
低，而图中曲线是随温度升高平衡转化率在逐渐升高，因此当温度低于460℃时，丙烯的转化率不是所对
应温度下的平衡转化率；故答案为：不是；该反应的正反应为放热反应，平衡状态下，若升高温度，平衡
朝逆反应方向移动，平衡转化率将降低。
（4）一定条件下，在2L 恒容密闭容器中，通入84g C3H6(物质的量为2mol)、34g NH3、96g O2，，若该反
应5 min 到达a 点，则0～5min 内丙烯的平均反应速率为
；
故答案为：0.12。
14．（14 分）（2023·广东·模拟预测）Ⅰ.利用温室气体CO2和CH4制备燃料合成器，计算机模拟单个二氧
化碳分子与甲烷分子的反应历程如图所示：
已知：leV 为1 电子伏特，表示一个电子(所带电量为-1.6×10-19C)经过1 伏特的电位差加速后所获得的动能。
(1)向密闭容器，中充入等体积的CO2和CH4，测得平衡时压强对数lg p(CO2)和lg p(H2)的关系如图所示。
(压强的单位为MPa)
①T1 T2(填“>” “<”或“=”)。
②温度为T1时，该反应的压强平衡常数Kp= MPa2。
Ⅱ.丙烯是重要的有机合成原料。由丙烷制备丙烯是近年来研究的热点，主要涉及如下反应：
反应i：2C3H8(g)+O2(g)⇌2C3H6(g) +2H2O(g)
kJ/mol
12
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反应ii：2C3H8(g)+7O2(g)⇌6CO(g)+8H2O(g)
kJ/mol
(2)在压强恒定为100 kPa 条件下，按起始投料n(C3H8)：n(O2)=2∶1 匀速通入反应器中，在不同温度下反应
相同时间，测得丙烷和氧气的转化率如下图。
①线 (填“L1”或“L2”)表示丙烷的转化率。
②温度高丁T1K 后曲线L2随温度升高而降低的原因为 。
③当温度高于T2K 时，L1和L2重合的原因可能是 。
Ⅲ.综合利用CO2有利于实现碳中和，在某CO2催化加氢制CH3OH 的反应体系中，发生的主要反应有：
i.CO2(g) +H2(g)⇌CO(g)+ H2O(g)
kJ·mol-1
ii.CO(g) + 2H2(g)⇌CH3OH(g)
kJ·mol-1
iii.CO2(g) +3H2(g)⇌CH3OH(g) +H2O(g)
kJ·mol-1
(3)5MPa 时，往某密闭容器中按投料比n(H2)∶n(CO2)=3∶1 充入H2和CO2，反应达到平衡时，测得各组分
的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
①图中Y 代表 (填化学式)。
②在上图中画出反应达到平衡时，n(H2)／n(CO2)随温度变化趋势图 (只用画220℃以后)。
【答案】（每空2 分）(1)①> ②0.01
(2)①L2
②两个反应均为放热反应，温度升高，化学平衡逆向移动，导致丙烷转化率降低
③温度高于T2K 时，反应 ⅱ 几乎不发生(反应 ii 的平衡常数几乎为0)
13
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(3)①CH3OH ②
【解析】（1）反应物CO2(g)+CH4(g)的能量为E1，生成物2CO(g)+2H2(g)的能量为E5，该反应为吸热反应，
热化学反应式为CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=+(E5-E1)NA eV/mol；
（2）①反应吸热，温度上升则平衡向右移动，H2的物质的量增大，根据图示可知T1>T2；②由图可知温度
为T1，平衡时当p(H2)=p(CO)=100.5,，有p(CO2)=p(CH4)=102，则Kp=
=0.01 MPa2
（3）①从两个反应的化学计量数和投料比看，可知丙烷的转化率要低于氧气，所以L2代表丙烷的转化率；
②由于T1K 后反应达到平衡，两个反应均为放热反应，温度升高，化学平衡逆向移动，导致丙烷转化率降
低；③当温度达到T2K 时，O2和丙烷的转化率相同，且起始投料比n(C3H8)：n(O2)=2∶1，可以判断温度达
到T2K 后，反应ⅱ不发生，只发生反应ⅰ。
（4）①反应ⅰ为吸热反应，反应ⅱ和ⅲ为吸热反应，当温度上升，则反应ⅰ正向进行，反应ⅱ和ⅲ逆向
进行，所以CO 的物质的量分数增加，X 代表CO，CH3OH 和H2O 的物质的量分数减少，但由于反应ⅰ中
有H2O 生成，所以H2O 减少的物质的量分数少于CH3OH，所以Y 代表CH3OH，Z 代表H2O；
②根据各组分的物质的量分数随温度变化图可知当温度大于220℃时，
>3 且随温度上升而增加，
由此可绘制出对应曲线
。
15．（14 分）（2022·浙江·一模）水煤气变换[CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)]是重要的化工过程，主要用
于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：
(1)Shibata 曾做过下列实验：
①使纯H2缓慢地通过处于721℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴Co(s)，平衡后气体
中H2的物质的量分数为0.0250。
②在同一温度下用CO 还原CoO(s)，平衡后气体中CO 的物质的量分数为0.0192。
根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO H2(填“大于”或“小于”)。
(2)721℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时
体系中H2的物质的量分数为 (填标号)。
14
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A．＜0.25 B．0.25 C．.0.25~0.50 D．0.50 E．＞0.50
(3)二甲醚(CH2OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源，甲醇脱水两步法是目前工业合成二甲醚的主流技
术，主要涉及的反应有：
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) △H1=-90.7 kJ·mol-l
2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-23.5 kJ·mol-1
①为了CO 和H2研究的最佳投料比，恒温下将l mol CO 置于恒容密闭容器，改变H2的进料量进行实验，
测得平衡时甲醇的体积分数变化如图所示(假设该条件下只发生第一步反应)。请判断a、b、c 三点CO 的平
衡转化率大小关系 ，并说明判断依据： 。
②合成二甲醚往往选用硅铝混合物作催化剂。向恒温体系中不断生成匀速通入甲醇，反应均为达到平衡，
不同硅铝比(I、II)与生成二甲醚的速率关系如图所示。工业上选择的合适硅铝比为0.15，说明其原因：
。
③在某温度下，向密闭容器中加入甲醇发生第二步反应，反应到t1 min 时测得各组分的浓度分别为
c(CH3OH)=0.47 mol·L-1，c(CH3OCH3)=1.2 mol·L-1，c(H2O)=1.2 mol·L-1，t2 min 时反应达到平衡。已知反应
在该温度下的平衡常数为400，请在图中画出t1-t2 min 内，c(CH3OCH3)的变化曲线 。
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【答案】（除标注外，每空2 分）(1)大于
(2)C
(3)①c＞b＞a 体系中加入氢气，该平衡向右移动CO 的平衡转化率增大
②因为使用催化剂Ⅱ时，反应初始催化活性很好，生成二甲醚速率快，但是5 min 后速率便开始大幅度下
降，产率降低；而还有催化剂Ⅰ时，二甲醚的生成速率和产量均能维持较高水平 （3 分）
③
（3 分）
【解析】（1）①对于可逆反应，反应达到平衡后气体的含量越大，表明该气体参加的反应进行的程度越
小，物质的还原性就越弱。由于用H2还原足量CoO 达到平衡后H2的体积分数是0.0250；用CO 还原足量
CoO 达到平衡后CO 的体积分数是0.0192，说明用CO 还原时反应达到平衡正向进行的程度更大，故还原
CoO(s)为Co(s)的倾向是CO＞H2；
（2）假设CO、H2的物质的量都是1 mol，①对于反应H2+CoO
H2O+Co，开始时n(H2)=1 mol，反应达
到平衡时变化量为a mol，则平衡时n(H2)=(1-a) mol，n(H2O)=a mol，
，解得a=0.975 mol，K1=
；②对于反应CO+CoO
CO2+Co，开始时n(CO)=1 mol，反应达到平衡时变化量为b
mol，则平衡时n(CO)=(1-b) mol，n(CO2)=b mol，
，解得b=0.9808 mol，K2=
；假设开始时CO、H2O(g)的物质的量都是m mol，发生反应：CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g)，反应达到平衡时CO 的改变量为x mol，则平衡时 n(CO)=n(H2O)=(m-x) mol，
n(CO2)=n(H2)=x mol，反应在恒容密闭容器中进行，
，x＞m-x，所以
＞
0.25，
等物质的量的一氧化碳和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气，反应前后气体物质的量不变，当反应物全部反
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应，氢气所占物质的量的分数50%，但反应为可逆反应不能进行彻底，氢气的物质的量分数一定小于
50%，故合理选项是C；
（3）①根据平衡移动原理，将1 mol CO 置于恒容密闭容器，改变H2的进料量进行实验，H2的进料量越多，
其浓度越大，越有利于该反应向正反应方向移动，因此CO 的转化率越大，由于H2的物质的量：c＞b＞
a，所以a、b、c 三点CO 的平衡转化率大小关系：c＞b＞a；
②由图可知：硅铝比为0.15 时二甲醚的生成速率和产量一直保持在较高水平，而硅铝比为0.075 时反应初
始催化活性很好，生成二甲醚速率快，但是5 min 后速率便开始大幅下降，产量降低；
③t1时刻，c(CH3OH)=0.47 mol·L-1，c(CH3OCH3)=1.2 mol·L-1，c(H2O)=1.2 mol·L-1，Qc=
＜400，可知t1时刻反应正向进行，设达到平衡二甲醚浓度增加x
mol/L，则平衡时甲醇的物质的量浓度为c(CH3OH)=(0.47-2x) mol/L，二甲醚和水的的物质的量浓度
c(CH3OCH3)=c(H2O)=(1.2+x) mol/L，此温度下K=
，解得x=0.2
mol/L，故t2时刻c(CH3OCH3)=1.4 mol/L，从t1至t2时刻，随着反应的进行，反应速率逐渐减小，t2时刻达
到化学平衡状态，因此t1至t2时间内，c(CH3OCH3)的变化曲线可以表示为
。
1．（2021·江苏·高考真题）NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O 的反应均为放热反应。工业尾气中的
NH3可通过催化氧化为N2除去。将一定比例的NH3、O2和N2的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反
应管，NH3的转化率、生成N2的选择性[
100%]与温度的关系如图所示。
下列说法正确的是
A．其他条件不变，升高温度，NH3的平衡转化率增大
B．其他条件不变，在175～300 ℃范围，随温度的升高，出口处N2和氮氧化物的量均不断增大
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C．催化氧化除去尾气中的NH3应选择反应温度高于250 ℃
D．高效除去尾气中的NH3，需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂
【答案】D
【解析】A．NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O 的反应均为放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度，
平衡向逆反应方向进行，氨气的平衡转化率降低，故A 错误；B．根据图象，在175～300 ℃范围，随温度
的升高，N2的选择率降低，即产生氮气的量减少，故B 错误；C．根据图象，温度高于250℃ N2的选择率
降低，且氨气的转化率变化并不大，浪费能源，根据图象，温度应略小于225℃，此时氨气的转化率、氮
气的选择率较大，故C 错误；D．氮气对环境无污染，氮的氧化物污染环境，因此高效除去尾气中的
NH3，需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂，故D 正确；答案为D。
2．（2021·辽宁·统考高考真题）某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度
及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是
A．其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大
B．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大
C．条件①，反应速率为
D．条件②，降冰片烯起始浓度为
时，半衰期为
【答案】B
【解析】A．由题干图中曲线①②可知，其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应所需要的时间更短，故
反应速率越大，A 正确；B．由题干图中曲线①③可知，其他条件相同时，降冰片烯浓度①是③的两倍，
所用时间①也是③的两倍，反应速率相等，故说明反应速率与降冰片烯浓度无关，B 错误；C．由题干图
中数据可知，条件①，反应速率为
=
，C 正确；D．反应物
消耗一半所需的时间称为半衰期，由题干图中数据可知，条件②，降冰片烯起始浓度为
时，半
衰期为125min÷2=
，D 正确；故答案为：B。
3．（2023·湖南·统考高考真题）向一恒容密闭容器中加入
和一定量的
，发生反应：
。
的平衡转化率按不同投料比
随温度的变化曲线
如图所示。下列说法错误的是
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A．
B．反应速率：
C．点a、b、c 对应的平衡常数：
D．反应温度为
，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态
【答案】B
【解析】A．一定条件下，增大水的浓度，能提高CH4的转化率，即x 值越小，CH4的转化率越大，则
，故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
加水多，反应物浓度大，则反应速率：
，故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：
，故C 正确；D．该反应为气体分子数增大的反应，反应进行时压强
发生改变，所以温度一定时，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态，故D 正确；答案选B。
4．（2021·广东·高考真题）反应
经历两步：①
；②
。反应体系中
、
、
的浓度
c 随时间t 的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A．a 为
随t 的变化曲线
B．
时，
C．
时，
的消耗速率大于生成速率
D．
后，
【答案】D
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【分析】由题中信息可知，反应
经历两步：①
；②
。因此，图中呈不断减小趋势的
ａ线为X 的浓度随时间的变化曲线，呈不断增加趋势的线为Z 的浓度随时间的变化曲线，先增加后
减小的线为Y 的浓度随时间的变化曲线。
【解析】A．X 是唯一的反应物，随着反应的发生，其浓度不断减小，因此，由图可知，
为
随的
变化曲线，A 正确；B．由图可知，分别代表3 种不同物质的曲线相交于
时刻，因此，
时
，B 正确；C．由图中信息可知，
时刻以后，Y 的浓度仍在不断减小，说明
时刻反
应两步仍在向正反应方向发生，而且反应①生成Y 的速率小于反应②消耗Y 的速率，即
时
的消耗速率
大于生成速率，C 正确；D．由图可知，
时刻反应①完成，X 完全转化为Y，若无反应②发生，则
，由于反应②
的发生，
时刻Y 浓度的变化量为
，变化量之比等于化学计量数
之比，所以Z 的浓度的变化量为
，这种关系在
后仍成立， 因此，D 不正确。综上所述，本
题选D。
5．（2023·山东·统考高考真题）一定条件下，化合物E 和TFAA 合成H 的反应路径如下：
已知反应初始E 的浓度为0.10mol∙L-1，TFAA 的浓度为0.08mol∙L-1，部分物种的浓度随时间的变化关系如图
所示，忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是
A．t1时刻，体系中有E 存在
B．t2时刻，体系中无F 存在
C．E 和TFAA 反应生成F 的活化能很小
D．反应达平衡后，TFAA 的浓度为0.08mol∙L-1
【答案】AC
【分析】一定条件下，化合物E 和TFAA 合成H 的反应路径中，共发生三个反应：
①E+TFAA
F ②F
G ③G
H+TFAA
t1之后的某时刻，H 为0.02 mol∙L-1，此时TFAA 的浓度仍为0，则表明0.10mol∙L-1E、起始时的
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0.08mol∙L-1TFAA、G 分解生成的0.02 mol∙L-1 TFAA 全部参加反应，生成0.10mol∙L-1F；在t2时刻，H 为
0.08mol∙L-1，TFAA 为0.06mol∙L-1，G 为0.01 mol∙L-1，则F 为0.01 mol∙L-1。
【解析】A．由图可知，反应0 时刻后,TFAA 的浓度由0.08mol/L 降为0，说明E 与TFAA 反应极快，根据
合成路线可知，E 与TFAA 以1:1 进行反应，E 的起始浓度为0.1 mol/L，则反应后E 的浓度降为0.02
mol/L，故t1时刻体系中有E 存在，A 正确；B．由分析可知，t2时刻，H 为0.08mol∙L-1，TFAA 为
0.06mol∙L-1，G 为0.01 mol∙L-1，则F 为0.01 mol∙L-1，所以体系中有F 存在，B 不正确；C．t1之后的某时刻，
H 为0.02 mol∙L-1，此时TFAA 的浓度仍为0，表明此时E 和TFAA 完全反应生成F，所以E 和TFAA 生成F
的反应速率快，反应的活化能很小，C 正确；D．在t2时刻，H 为0.08mol∙L-1，TFAA 为0.06mol∙L-1，G 为
0.01 mol∙L-1，F 为0.01 mol∙L-1，只有F、G 全部转化为H 和TFAA 时，TFAA 的浓度才能为0.08mol∙L-1，而
G
H+TFAA 为可逆反应，所以反应达平衡后，TFAA 的浓度一定小于0.08mol∙L-1，D 不正确；故选AC。
6．（2022·河北·高考真题）恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①
；
②
。反应①的速率
，反应②的速率
，式中
为速率常数。图甲为该体系中
X、Y、Z 浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的
曲线。下列说法错误的是
A．随
的减小，反应①、②的速率均降低
B．体系中
C．欲提高Y 的产率，需提高反应温度且控制反应时间
D．温度低于
时，总反应速率由反应②决定
【答案】AB
【分析】由图中的信息可知，浓度随时间变化逐渐减小的代表的是X，浓度随时间变化逐渐增大的代表的
是Z，浓度随时间变化先增大后减小的代表的是Y；由图乙中的信息可知，反应①的速率常数随温度升高
增大的幅度小于反应②的。
【解析】A．由图甲中的信息可知，随c(X)的减小，c(Y) 先增大后减小，c(Z)增大，因此，反应①的速率
随c(X)的减小而减小，而反应②的速率先增大后减小，A 说法错误；B．根据体系中发生的反应可知，在
Y 的浓度达到最大值之前，单位时间内X 的减少量等于Y 和Z 的增加量，因此，v (X)= v (Y) +v(Z)，但是，
在Y 的浓度达到最大值之后，单位时间内Z 的增加量等于Y 和X 的减少量，故v (X) + v (Y) = v(Z)，B 说
法错误；C．升高温度可以可以加快反应①的速率，但是反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反
应②的，且反应②的的速率随着Y 的浓度的增大而增大，因此，欲提高Y 的产率，需提高反应温度且控制
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反应时间，C 说法正确；D．由图乙信息可知，温度低于T1时，k1＞k2，反应②为慢反应，因此，总反应速
率由反应②决定，D 说法正确；综上所述，本题选AB。
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