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考点25 化学反应速率与平衡图象
【基础过关】
1．(2023·湘豫名校联考一轮复习诊断考试)某温度下，将2mol H2和2molI2充入密闭的刚性容器中发生
反应H2(g)＋I2(g)
2HI(g)，该反应的v-t 图象如图所示，t1时刻测定容器内HI 的物质的量为1mol，t2时
刻保持等温等容，抽走0.5mol HI。下列有关叙述正确的是( )
A．该温度下H2(g)＋I2(g)
2HI(g)的平衡常数
B．反应过程中，可以利用气体的总压强保持不变来判断是否达到平衡
C．t2时刻，抽取HI 的瞬间，v′(逆)在图象上的变化应该是c 点
D．t2时刻，抽取HI 后达到平衡后H2的百分含量减少
【答案】C
【解析】A 项，t1时刻测定容器内HI 的物质的量为1mol，根据反应方程式的系数可知，H2和I2各剩下
1.5mol，该反应前后气体物质的系数之和不变，可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，故该温度下H2(g)
＋I2(g)
2HI(g)的平衡常数
，故A 错误；B 项，该反应前后气体总物质的量不变，恒
温恒容下，气体的总压强始终不变，故反应过程中，不能利用气体的总压强保持不变来判断是否达到平衡，
故B 错误；C 项，t2时刻，抽取HI 的瞬间，生成物的浓度瞬间减小，则v′(逆)瞬间减小，则在图象上的变
化应该是c 点，故C 正确；D 项，t2时刻，抽取HI 后H2的百分含量增大，平衡正向移动，根据勒夏特列原
理可知，达到平衡后H2的百分含量还是增大，故D 错误；故选C。
2．如图是关于反应A2(g)+3B2(g)
2C(g) ΔH<0 的平衡移动图像，影响平衡移动的原因可能是
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A．增大反应物浓度，同时减小生成物浓度 B．增大反应物浓度，同时使用催化剂
C．升高温度，同时加压 D．降低温度，同时减压
【答案】A
【解析】A 项，增大反应物浓度，v 正比原平衡时大；减小生成物浓度，v 逆比原平衡时小，达平衡前，
有可能v 正＞v 逆，A 符合题意； B 项，增大反应物浓度，同时使用催化剂，v 正、v 逆一定大于原平衡时的v
正、v 逆，B 不合题意；C 项，由于正反应为放热反应，所以升高温度，平衡逆向移动；由于反应物气体分
子数大于生成物气体分子数，所以加压时，平衡正向移动，尽管不能确定平衡如何移动，但条件改变的瞬
间，v 正、v 逆一定大于原平衡时的v 正、v 逆，C 不合题意； D 项，降低温度，同时减压，v 正、v 逆一定小于
原平衡时的v 正、v 逆，D 不合题意； 故选A。
3．下列关于各图像的解释或得出的结论不正确的是
A．由甲图可知，反应在
时刻可能改变了压强或使用了催化剂
B．由乙图可知，反应在m 点可能达到了平衡状态
C．由丙图可知，反应过程中
的点是C 点
D．由丁图可知，交点A 表示反应一定处于平衡状态，此时
【答案】D
【解析】A 项，改变条件后，正逆反应速率增大且相等，可能是加了催化剂；对前后气体分子数相等
的化学反应，也可能是加压，故A 不符合题意；B 项，已知生成物的百分含量随温度的升高而增大，m 为
曲线的最高点，生成物的百分含量达到最大值，即建立了相应温度下的平衡状态；继续升温生成物的百分
含量减小，说明升温反应向相反方向移动，故B 不符合题意；C 项，曲线上B 点表示在此温度下反应达到
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平衡时所能达到的最大转化率，A 位于曲线以上，表示超过该温度下的最大转化率，此时平衡会向逆反应
方向移动，v 逆>v 正；C 点位于曲线以下，表示未达到该温度下的最大转化率 ，此时平衡会向正反应方向
移动，v 正>v 逆，故C 不符合题意；D 项，A 点时c(反应物)=c(生成物)，不一定达到平衡状态，故D 符合
题意；故选D。
4．一定温度下，X、Y、Z 三种气体在某恒容密闭容器中发生反应，其中气体的物质的量变化曲线如
图所示。下列说法正确的是( )
A．Q 点Y 的正反应速率和逆反应速率相等
B．从开始到达到平衡时用X 表示的平均反应速率是0.2mol·L-1·min-1
C．该反应的化学方程式可表示为：3X(g)+Z(g)
2Y(g)
D．达到平衡后，再充入氩气，反应速率增大
【答案】C
【解析】A 项，Q 点没有到平衡，Y 的正反应速率和逆反应速率不相等，A 错误；B 项，从开始到达
到平衡时X 的物质的量改变量为6-3=3mol，没有说明容器的体积，不能用X 表示的平均反应速率，B 错误；
C 项，从开始到平衡，X、Z 的物质的量减少，减少量分别为6-3=3mol，2-1=1mol，为反应物，Y 的物质的
量增加为生成物，增加量为2-0=2mol，故方程式为3X(g)+Z(g)
2Y(g)，C 正确；D 项，到平衡后，
充入氩气，各物质的浓度不变，反应速率不变，D 错误；故选C。
5．(2023·广东省茂名市电白区高三联考)在2L 恒容密闭容器中发生反应2A2(g)+B(s)
2C(g)，各
物质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( )
3
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A．曲线Ⅲ表示n(A)随t 的变化
B．0～2min 内，v(B)=0.25mol·L－1·min－1
C．4min 后，加入惰性气体增大压强可以使n(C)增大
D．若4min 后升高温度，n(C)增大，则该反应△H>0
【答案】D
【解析】A 项，根据反应2A2(g)+B(s)
2C(g)系数的比例，可以推测出曲线Ⅱ是反应物A，曲线Ⅲ
是反应物B，曲线Ⅰ是生成物C 的物质的量，A 错误；B 项，反应物B 为固体，不能用来表示反应速率，
B 错误；C 项，恒容条件下，加入惰性气体，压强增大，不影响气体的浓度，平衡不移动，n(C)不变，C 错
误；D 项，4min 时已经是平衡状态，升高温度，n(C)增大，平衡正向移动，说明正反应方向为吸热方向，
该反应△H>0，D 正确；故选D。
6．在恒压、NO 和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO 转化为NO2
的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO 的平衡转化率随温度的变化)。下列说法不正确的
是
A．图中Y 点所示条件下，增加O2的浓度能提高NO 转化率
B．图中X 点所示条件下，延长反应时间能提高NO 转化率
C．反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g)的ΔH＞0
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D．380℃下，c 起始(O2)=5.0×10−4 mol·L−1，NO 平衡转化率为50%，则平衡常数K＞2000
【答案】C
【解析】A 项，Y 点所示条件下达到平衡状态，增大氧气浓度平衡正向移动，NO 转化率提高，A 正确；
B 项，X 点没有达到平衡状态，平衡正向进行，延长时间导致消耗的NO 量增多，导致NO 转化率提高，B
正确；C 项，升高温度NO 平衡转化率降低，说明升高温度，化学平衡逆向移动，根据平衡移动原理：升
高温度，化学平衡向吸热方向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应为放热反应，所以△H＜0，C
错误；D 项，380℃下c 起始(O2)=5.0×10-4mol/L，反应正向移动，则c 平衡(O2)＜5.0×10-4mol/L，NO 平衡转化率
为50%，则平衡时c(NO)=c(NO2)，化学平衡常数K=
=2000，D 正确。
7．一定温度下，向三个容积不等的恒容密闭容器(a＜b＜c)中分别投入2 mol NOCl，发生反应：
2NOCl(g)
2NO(g)＋Cl2(g)。t min 后，三个容器中NOCl 的转化率如图中A、B、C 三点。下列叙述
正确的是( )
A．A 点延长反应时间，可以提高NOCl 的转化率
B．A、B 两点的压强之比为25︰28
C．A 点的平均反应速率大于C 点的平均反应速率
D．容积为a L 的容器达到平衡后再投入1 mol NOCl、1 mol NO，平衡不移动
【答案】D
【解析】A 项，容器体积越大，反应速率越小，容积为a L 的容器反应速率大于容积为b L 的容器，t
min 后， A 点的转化率小于B，说明A 点达到平衡状态，A 点延长反应时间，NOCl 的转化率不变，故A
错误；B 项，A、B 两点的气体物质的量比为25︰28，容器的体积不同，所以压强之比不是25︰28，故B
错误；C 项，A 为平衡点，A 点的平均反应速率为0，C 没有达到平衡，C 点的平均反应速率大于0，故C
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错误；D 项，A 点为平衡点，根据A 点数据，K=
，再投入1 mol NOCl、1 mol NO，Q=
，Q=K，平衡不移动，故D 正确；故选D。
8．工业上以CH4为原料制备H2的原理为CH4(g)＋H2O(g)
CO(g)＋3H2(g)。在一定条件下a、b 两
个恒温恒容的密闭容器中均通入1.1 mol CH4(g)和1.1 mol H2O(g)，测得两容器中CO 的物质的量随时间的
变化曲线分别为a 和b。已知容器a 的体积为10 L，温度为Ta，下列说法不正确的是( )
A．容器a 中CH4从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率为0.025 mol·L－1·min－1
B．a、b 两容器的温度可能相同
C．在达到平衡前，容器a 的压强逐渐增大
D．该反应在Ta温度下的平衡常数为27
【答案】B
【解析】观察两容器中CO 的物质的量随时间的变化曲线a 和b 可知，当CO 的物质的量保持不变时便
达到平衡状态，a 容器用了4 min，b 容器用了6.5 min，两个容器中反应快慢不同，因此温度肯定不同。用
三段式分析a 容器中各物质的相关量：
CH4(g)＋H2O(g)
CO(g)＋3H2(g)
起始量(mol) 1.1 1.1 0 0
转化量(mol) 1 1 1 3
平衡量(mol) 0.1 0.1 1 3
A 项，容器a 中CH4从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率为＝＝0.025 mol·L－1·min－1，正确；B 项，根
据以上分析a、b 两容器的温度不可能相同，错误；C 项，因为该反应条件为恒温恒容，反应后气体的物质
的量增大，所以在达到平衡前，容器a 的压强逐渐增大，正确；D 项，该反应在Ta 温度下的平衡常数为
mol2·L－2＝27 mol2·L－2，正确。
9．在恒压、H2和CO2的起始浓度一定的条件下，用不同Mg 含量的催化剂Ni/xMg(x 值越大表示Mg
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含量越大)催化反应相同时间，测得不同温度下反应：4H2(g)+CO2(g)=CH4(g)+2H2O(g)的CO2的转化率如图
所示。下列说法正确的是( )
A．反应4H2(g)+CO2(g)=CH4(g)+2H2O(g)的ΔH>0
B．延长W 点的反应时间可提高CO2的转化率
C．相同条件下催化剂中Mg 的含量越高催化效率越高
D．使用合适的催化剂可以提高CO2的转化率
【答案】D
【解析】A 项，据图可知使用不同催化剂时，在360℃左右、相同时间内CO2的转化率相同，说明该
温度下，改时间段内三种催化剂条件下反应都达到了平衡，继续升高温度CO2的转化率减小，说明平衡逆
向移动，则正反应为放热反应，ΔH<0，A 错误；B 项，W 点处反应已经达到平衡，延长W 点的反应时间
平衡也不会移动，CO2的转化率不变，B 错误；C 项，据图可知温度较低反应未达到平衡时，催化剂中Mg
的含量越高，相同时间内CO2转化率越低，催化效率越低，C 错误；D 项，据图可知，在温度较低反应未
达到平衡时，选用合适的催化剂可以加快反应速率，提高CO2的转化率，D 正确；故选D。
10．工业上主要采用甲醇与CO 的羰基化反应来制备乙酸，发生反应如下：CH3OH(g)+CO(g)
CH3COOH(l)。在恒压密闭容器中通入0.20mol 的CH3OH(g)和0.22mol 的CO，测得甲醇的转化率随温度变
化如图所示。假设在T2温度下，达到平衡时容器的体积为2L。下列说法正确的是( )
A．该反应的平衡常数T1＜T2
B．B 点时CO 的转化率约为27.7%
C．T1时，该反应的正反应速率：B 点大于A 点
D．T2时向上述已达平衡的恒压容器中，再通入0.12molCH3OH 和0.06molCO 气体时容器体积变为
4L，此时平衡不发生移动
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【答案】D
【解析】A 项，根据图可知，甲醇的转化率随着温度的升高而减小，说明升高温度，平衡逆向移动，
平衡常数减小，因此平衡常数T1＞T2，故A 错误；B 项，根据图像，B 点时CH3OH 的转化率为80%，即反
应的甲醇为0.16mol，则反应的CO 为0.16mol，CO 的转化率=
×100%=72.7%，故B 错误；C 项，
T1时，A 点未达到平衡，此时甲醇的浓度大于B 点甲醇的浓度，浓度越大，反应速率越快，因此温度为T1
时，该反应的正反应速率：B 点小于A 点，故C 错误；D 项，根据图像，温度为T2时， CH3OH 的转化率
为60%，即反应的甲醇为0.12mol，则反应的CO 为0.12mol，平衡时甲醇为0.08mol，则反应的CO 为
0.10mol，平衡时容器的体积为2L，平衡浓度分别为甲醇为0.04mol/L，CO 为0.05mol/L。再通入0.12 mol
CH3OH 和0.06 mol CO 的混合气体，容器体积变为4L，此时浓度分别为甲醇为
=0.05mol/L，CO 为
=0.04mol/L，Qc=
=K=
，平衡不移动，故D
正确；故选D。
11．化学反应2ICl
I2+Cl2，Kp 可分为以下两步：
①
；
②
。
经测定和计算，得到
和
均为线性关系，如下图所示，已知反应②是吸热反应。则下
列说法正确的是( )
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A．NOCl 是化学反应2ICl
I2+Cl2的催化剂
B．图②代表
C．
D．当
时，表明可逆反应2ICl
I2+Cl2达到了平衡状态
【答案】B
【解析】A 项，NOCl 在反应①中是生成物，在反应②中是反应物，所以NOCl 是总反应的中间体，不
是催化剂，A 错误；B 项，因反应②是吸热反应，Kp 随温度的升高而增大，T 增大，1/T 减小，B 正确；C
项，①+②得总反应，所以Kp=Kp1×Kp2，C 错误；D 项，速率之比等于化学计量数之比，
时反应达到平衡，D 错误；故选B。
12．在一定的温度和压强下，将按一定比例混合的CO2和H2通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。已
知：
CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-165kJ·mol-1
CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41kJ·mol-1
催化剂的选择是CO2甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂作用下反应相同时间，测CO2转化率和生
成CH4选择性随温度变化的影响如图所示。
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已知：CH4选择性=
×100%
下列有关说法正确的是( )
A．在260℃~320℃间，以Ni-CeO2为催化剂，升高温度CH4的产率不变
B．延长W 点的反应时间，一定能提高CO2的转化率
C．选择合适的催化剂，有利于提高CO2的转化率
D．高于320℃后，以Ni 为催化剂，随温度的升高CO2转化率上升的原因是平衡正向移动
【答案】C
【解析】A 项，在260℃~320℃间，升高温度CH4的选择性基本不变，但CO2的转化率在上升，所以
CH4的产率上升，A 错误；B 项，W 点可能是平衡点，延长时间不一定能提高CO2的转化率，B 错误；C 项，
由图可知，使用不同的催化剂，CO2的转化率不同，C 正确；D 项，图示对应的时间内以Ni 为催化剂，明
显低于相同温度下Ni-CeO2为催化剂的转化率，一定未达平衡，高于320℃后，随温度的升高CO2转化率
上升的原因是催化剂活性增大，反应速率加快，D 错误。故选C。
13．某1 L 恒容密闭容器中，CH4、H2O(g)的起始浓度分别为1.8 mol·L－1和3.6 mol·L－1，二者反应生
成CO2和H2，该反应的部分物质的浓度随时间变化的关系如图所示(部分时间段的浓度变化未标出)，其中
第6 min 开始升高温度。下列有关判断正确的是( )
A．X 是H2
B．增大压强，平衡逆向移动，平衡常数减小
C．第一次平衡时的平衡常数约为0.91
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D．若5 min 时向容器中再加入0.7 mol 的CH4和0.7 mol 的CO2，则平衡正向移动
【答案】C
【解析】根据图像0～4 min CH4减少0.5 mol·L－1，X 增加0.5 mol·L－1，则X 为CO2，A 项错误；温度
不变时，增大压强，平衡常数不变，B 项错误；4 min 时，反应第一次达到平衡状态：
CH4(g)＋2H2O(g)
CO2(g)＋4H2(g)
起始/mol·L－1 1.8 3.6 0 0
转化/mol·L－1 0.5 1.0 0.5 2.0
平衡/mol·L－1 1.3 2.6 0.5 2.0
平衡常数K＝ mol2·L－2≈0.91 mol2·L－2，C 项正确；若5 min 时向容器中再加入0.7 mol 的CH4和0.7 mol
的CO2，则浓度商Q＝ mol2·L－2≈1.42 mol2·L－2＞0.91 mol2·L－2，反应逆向移动，D 项错误。
14．已知：乙二醛可被催化氧化为乙醛酸，其反应为2OHC—CHO(g)＋O2(g)
2OHC—COOH(g)
ΔH。一定条件下，按照＝的投料比进行上述反应，乙二醛的平衡转化率(α)和催化剂的催化效率随温度的
变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A．ΔH＞0
B．b 点时，乙二醛的体积分数为33.33%
C．生成乙醛酸的速率：v(a)＞v(b)＞v(c)
D．a、b、c 三点中，a 点乙醛酸的体积分数最小
【答案】B
【解析】A 项，随着温度的升高，转化率降低，这说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则ΔH＜0，
错误；B 项，b 点时转化率是60%，则根据方程式可知
2OHC—CHO(g)＋O2(g)
2OHC—COOH(g)
起始量/mol 2 1 0
转化量/mol 1.2 0.6 1.2
平衡量/mol 0.8 0.4 1.2
因此乙二醛的体积分数为×100%≈33.33%，正确；C 项，温度越高，催化效率越高，化学反应速率越快，
而b 点的温度低、催化效率高，c 点的温度高、催化效率低，所以无法比较速率大小，错误；D 项，a、b、
c 三点中，a 点转化率最大，则乙醛酸的体积分数最大，错误。
15．一定条件下，反应2NH3(g)
N2(g)＋3H2(g) ΔH>0，达到平衡时N2的体积分数与温度、压
强的关系如图所示。下列说法正确的是( )
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A．压强：p1>p2
B．b、c 两点对应的平衡常数：Kc>Kb
C．a 点：2v 正(NH3)＝3v 逆(H2)
D．a 点：NH3的转化率为
【答案】B
【解析】该反应为气体分子数增大的反应，恒温时，压强越大，N2的体积分数越小，则p1<p2，故A
错误；b、c 两点对应温度b＜c，该反应为吸热反应，温度越高，平衡常数越大，则Kc>Kb，故B 正确；反
应速率之比等于化学计量数之比，3v 正(NH3)＝2v 逆(H2)，故C 错误；对于反应2NH3(g)
N2(g)＋
3H2(g)，假设反应前氨的物质的量为1 mol，反应的氨的物质的量为x mol，则＝0.1，解得x＝，因此氨的
转化率为，故D 错误。
16．绿水青山是习总书记构建美丽中国的伟大构想，因此国家加大了对氮氧化物排放的控制力度。用
活性炭还原处理氮氧化物的有关反应为C(s)＋2NO(g)
N2(g)+CO2(g) ΔH＜0。向容积可变的密闭容
器中加入(足量的)活性炭和NO，在t2时刻改变某一条件，其反应的速率时间图象如下图所示。下列说法正
确的是( )
A．给该反应升温，
减小，
增大
B．t2时刻改变的条件是向密闭容器中加NO
C．t1时刻的
大于t2时刻的
D．若气体的密度不变，不能说明该反应达到平衡
【答案】B
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【解析】A 项，升高温度，任何反应的反应速率均增大，故给该反应升温，
增大，
增大，A 错
误；B 项，由图像可知，压强一定条件下，t2时刻改变条件以后，逆反应速率突然减小，达到新平衡时，
与原反应速率相同，故改变的条件是向密闭容器中加NO，B 正确；C 项，由B 项分析可知，t2 时刻改变的
条件是向密闭容器中加NO，正反应速率增大，逆反应速率减小，则t1时刻的
小于t2时刻的
，C 错误；
D 项，由题干反应方程式可知，反应前后气体的物质的量保持不变，即恒温下容器的体积保持不变，反应
正向气体质量增加，故若气体的密度不变，则气体质量不变，说明该反应达到平衡，D 错误；故选B。
17．T1℃时，向容积为2L 的恒容密闭容器中充入SO2和O2发生反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)，容
器中各组分的物质的量随时间变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．a、b 两点反应速率υa＜υb
B．0～t2时间段，反应速率υ(SO3)=
mol∙L−1∙min−1
C．t2时刻，向容器中充入一定体积的气体氦，使容器中气体总的压强增大，则υ 正、υ 逆均增大
D．若反应在T2℃进行(T2＜T1)，反应进行t1分钟后，n(SO2)＜0.8mol
【答案】B
【解析】A 项，根据浓度越大，反应速率越大，因此a、b 两点反应速率υb＜υa，故A 错误；B 项，根
据图中改变量之比等于计量系数之比得到0～t2时间段SO3物质的量改变量为0.8mol，则0～t2时间段，反
应速率υ(SO3)=
mol∙L−1∙min−1，故B 正确；C 项，t2时刻，向容器中充入一定体积的气体氦，
使容器中气体总的压强增大，但反应各物质浓度没有改变，因此υ 正、υ 逆均不变，故C 错误；D 项，若反
应在T2℃进行(T2＜T1)，根据温度越高，反应速率越快，T2℃的速率比T1℃的速率慢，因此反应进行t1分
钟后，SO2物质的量改变量小于0.2mol，因此n(SO2) ＞0.8mol，故D 错误。故选B。
18．25℃时，将20mL3x mol·L-1Na3AsO3、20mL3x mol·L-1I2和20mL NaOH 溶液混合，发生反应：
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AsO3
3−(aq)＋I2(aq)+ 2OH−(aq)= AsO4
3−(aq)＋2I-(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsO4
3−)与反应时间(t)的关系如图所示。
下列说法正确的是
A．0~ t1min 用H2O 表示的平均反应速率为
B．当2v 正(AsO3
3−)=v 逆(I-)时，反应达到平衡状态
C．a 点的逆反应速率小于b 点的正反应速率
D．平衡时溶液的pH=13，则该反应的平衡常数
【答案】C
【解析】A 项，一般不用纯固体、纯液体表示反应速率，不能用H2O 表示该反应的平均反应速率，故
A 错误；B 项，依据反应速率之比等于化学计量数之比，当2v 正(AsO3
3−)=v 逆(I-)时，正逆反应速率相等，反
应达到平衡状态，故B 错误；C 项，由图可知，a 到b 的过程中，反应一直正向进行，正反应速率一直减
小，逆反应速率一直增大，直到增大到与正反应速率相等，反应达到平衡状态，在反应达到平衡前，逆反
应速率均小于正反应速率，a 点和b 点均未达到平衡状态，且a 到b 反应逐渐趋于平衡，a 点的逆反应速率
小于b 点的正反应速率，故C 正确；D 项，根据题意，溶液混合后起始时，c(AsO3
3−)= c(I-)= x mol·L－1，由
图可知， 平衡时c(AsO4
3−)=y mol·L－1，c(I2)= 2y mol·L－1，c(AsO3
3−)= c(I2)=(x- y) mol·L－1，平衡时溶液的
pH=13，则c(OH-)=0.1mol·L－1，反应的平衡常数
，故D 错误；故选
C。
19．已知：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH= -m kJ·mol-1.在 2 L 容积不变的密闭容器中通入 1 mol N2
和3 molH2 ，在温度分别为T1 、T2下，测得NH3的产率随时间变化如图。下列说法正确的是( )
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A．T2
T
﹥
1，ΔH
0
﹥
B．a，b 两点的反应速率：
a ＞
b
C．平衡时，通入氩气平衡正向移动
D．达到平衡时，放出热量为 m kJ
【答案】B
【解析】A 项，由题干图示信息可知，T2条件下先达到平衡，说明T2时反应速率快，故有T2
T
﹥
1，温
度越高，NH3的百分含量越小，说明升高温度，平衡逆向移动，故ΔH＜0，A 错误；B 项，a，b 两点对应
的温度分别是T2、T1，由A 项分析可知，T2
T
﹥
1，故反应速率：v a＞v b，B 正确；C 项，由题干信息可知，
容器为恒温恒容，故平衡时，通入氩气反应体系各物质的浓度均不改变，正逆反应速率仍然相等，故平衡
不移动，C 错误；D 项，由于该反应是一个可逆反应，在 2 L 容积不变的密闭容器中通入 1 mol N2 和3
molH2，达到平衡时，不可能完全进行，则放出热量小于 m kJ，D 错误；故选B。
20．已知：2NO(g)+CO2(g)
2NO2(g)的反应历程分两步：
第1 步：2NO(g)
N2O2(g) (快) ΔH1＜0
第2 步：N2O2(g)+O2(g)
2NO2(g) (慢) ΔH2＜0
在固定容积的容器中充入一定量NO 和O2发生上述反应，测得体系中部分物质的物质的量(n)随温度
(T)的变化如图所示。下列说法错误的是( )
A．第1 步、第2 步正反应活化能分别为E1、E2，则E1＜E2
B．a 点后，n(N2O2)迅速减小的原因是第1 步平衡逆向移动，第2 步速率加快
C．b 点后，n(N2O2)增加的原因是第2 步平衡逆向移动的程度比第1 步的大
D．若其他条件不变，仅将容器变为恒压状态，则体系建立平衡的时间不变
【答案】D
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【解析】A 项，第2 步是慢反应，由活化能越大反应速率越慢，可知第2 步正反应活化能较大，则E1
＜E2，A 正确；B 项，总反应速率由慢反应即第2 步反应决定，a 点后，n(N2O2)迅速减小说明第2 步速率加
快，且第1 步平衡逆向移动，B 正确；C 项，b 点后，n(N2O2)增加说明第2 步平衡逆向移动，生成的
n(N2O2)比第1 步平衡逆向移动消耗的速率快，则原因是第2 步平衡逆向移动的程度比第1 步的大，C 正确；
D 项，若其他条件不变，仅将容器变为恒压状态，由于反应前后气体分子数不相等，恒压下会导致容器体
积变化，进而导致物质的浓度发生变化，反应速率发生变化，则体系建立平衡的时间改变，D 错误；故选
D。
21．科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法：2C2H5OH(g)
CH3COOC2H5(g) +2H2(g)，在
常压下反应，冷凝收集，测得常温下液态收集物中主要产物的质量分数如图所示。关于该方法，下列推测
不合理的是( )
A．反应温度不宜超过300℃
B．适当减小体系压强，有利于提高乙醇平衡转化率
C．在催化剂作用下，乙酸是反应历程中的中间产物
D．提高催化剂的活性和选择性，减少乙醚、乙烯等副产物是工艺的关键
【答案】C
【解析】根据图像可以看出乙酸乙酯的产量在300℃左右最高，反应过程中有少量乙醛的生成，极少
量的乙醚和乙酸等出现，适当的催化剂能加快化学反应速率，减小副产物可以提高产率。A 项，通过图像
分析出，当温度高于300℃时，乙酸乙酯的质量分数开始下降，所以反应温度不宜高于300℃。故A 正确；
B 项，该反应是气体物质的量增大的反应，故适当减小体系压强，平衡正向移动，有利于提高乙醇平衡转
化率，故B 错误；C 项，因液态收集物中乙醛产量初期偏大，但是慢慢就随着乙酸乙酯的产量增大而减小，
所以它应是中间产物，而乙酸的量逐渐增大，不是中间产物，故C 正确；D 项，乙醇有可能会生成乙烯或
乙醚等副产物，因乙烯是气体物质，所以图中没显示。催化剂有选择性，如果选择优质的催化剂可以提高
反应速率，同时减小副反应过程的发生可提高产率，故D 正确；故选A。
22．向恒容密闭容器中充入HI 发生反应2HI(g)
H2(g)+I2(g) ΔH>0，T1和T2温度下，
随时
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间t 的关系如图，下列说法不正确的是( )
A．T2温度下0-2h 内，生成H2的平均速率为0.125mol·L-1·h-1
B．T1温度下2h 末和4h 末HI 的瞬时速率相同
C．T1>T2
D．若改变条件是催化剂，则T1和T2可以分别代表有、无催化剂时的反应变化示意图
【答案】B
【解析】A 项，根据题中图示，T2时，0 ~2h 内，
从1 升高到2，即c(HI)从1mol/L 降低至
0.5mol/L，故∆c(HI)=1mol/L-0.5mol/L=0.5mol/L，
，速率之比=系数之比，
则
，A 正确；B 项，T1温度下，2h，4h 反应均未达到平衡状态，
随着反应进行，c(HI)减小，瞬时速率减小，B 错误；C 项，由曲线斜率判断，斜率大，反应快，温度高，
故T1>T2，C 正确；D 项，T1曲线斜率大，说明反应速率快，表示有催化剂，T2没有催化剂，D 正确；故选
B。
23．T1℃时，向1L 密闭容器中充入10molH2和3molSO2发生反应：3H2(g)+SO2(g)
H2S(g)
+2H2O(g) △H<0。部分物质的物质的量n(X)随时间t 变化如图中实线所示。下列说法正确的是( )
A．实线a 代表n(H2O)随时间变化的曲线
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B．t1min 时，v 正(SO2)<v 逆(H2S)
C．该反应的平衡常数K=
L•mol-1
D．若该反应在T2℃(T2<T1)时进行，则虚线b 可表示n(SO2)的变化
【答案】C
【解析】A 项，根据题干反应方程式3H2(g)+SO2(g)
H2S(g)+2H2O(g)可知，达到平衡时生成H2O
的物质的量是消耗SO2的2 倍，故实线a 不是代表n(H2O)随时间变化的曲线，而是代表H2S 随时间变化的
曲线，A 错误；B 项，由题干图示信息可知，t1min 后H2S 的物质的量还在增大，SO2的物质的量还在减小，
说明反应在向正向进行，且化学反应中各物质表示的反应速率之比等于化学计量数之比，则有
，此时
，即
正(SO2)＞
逆(H2S)，B 错误；C 项，由题干图示信息可知，达到
平衡时，SO2的物质的量为0.3mol，根据三段式分析可知：
容器的体积为1L，则该反应的平衡常数K=
=
L•mol-1，C 正确；D 项，由题干
信息可知，3H2(g)+SO2(g)
H2S(g)+2H2O(g) △H<0，则降低温度，平衡正向移动，SO2的平衡转化量
增大，平衡时的物质的量减小，故若该反应在T2℃(T2<T1)时进行，则虚线b 不可表示n(SO2)的变化，D 错
误；故选C。
24．在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，除主反应(反应Ⅰ)外，还会发生副反应(反应Ⅱ)。
反应Ⅰ：CO2(g)+4H2(g)
CH4(g) +2H2O(g) KI
反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)
CO(g) +H2O(g) K II
一定压强下，向某容积可变的密闭容器中通入CO2和H2 的混合气体(其中CO2和H2的物质的量之比为
1∶4)，在某催化剂的作用下同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，测得CO2的转化率、CH4的选择性、CO 的选择性
随反应温度的变化情况如图所示。
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已知：CH4或CO 的选择性指反应生成CH4或CO 时所消耗的CO2的物质的量占参与反应的CO2总物质
的量的百分比。
下列说法正确的是( )
A．相同温度下，反应2CO(g)+2H2(g)
CO2(g) +CH4(g)的平衡常数
B．温度升高，反应Ⅰ的平衡常数KI 和反应Ⅱ的平衡常数K II都增大
C．通过控制反应温度、调节压强等措施可提高CH4的选择性
D．500℃时，反应达到平衡后，增大压强，体系中CO 和CH4的体积分数均减小
【答案】C
【解析】A 项，根据盖斯定律，目标反应可由反应Ⅰ-2×反应Ⅱ得到，则目标反应的平衡常数
，
A 错误；B 项，由题图可知，在温度为340~400℃时，CH4的选择性为100%，即此温度范围内只发生反应
Ⅰ，在此温度范围内升高温度，CO2的转化率减小，说明反应Ⅰ的平衡逆向移动，KI 减小，B 错误；C 项，
由上述分析及反应Ⅰ、反应Ⅱ在反应前后气体分子数的变化特点可知，温度、压强可影响CH4的选择性，
为提高CH4的选择性，可采用控制反应温度、调节压强等措施，C 正确；D 项，增大压强，反应Ⅰ的平衡
正向移动，可提高甲烷的产率，反应Ⅰ的平衡移动也会影响反应Ⅱ中CO 的产率，D 错误；故选C。
25．利用CO2催化加氢可制乙烯，反应为2CO2(g)+6H2(g)
C2H4(g)+4H2O(g) △H，在两个容积均
为1L 恒容密闭容器中，分别加入2molCO2、4molH2，分别选用两种催化剂，反应进行相同时间，测得CO2
转化率随反应温度的变化如下图所示。下列说法正确的是( )
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A．使用催化剂I 时反应的活化能低于催化剂II
B．△H>0
C．b、d 两状态下，化学反应速率相等
D．d 状态下，保持其他条件不变，向容器中再加入1molCO2与0.5molC2H4，v(正)<v(逆)
【答案】A
【解析】A 项，使用催化剂I 时反应中二氧化碳的转化率变化快，更快地达到平衡，使用催化剂I 时反
应的活化能低于催化剂II，故A 正确；B 项，达到平衡后升高温度，二氧化碳的转化率降低，说明正反应
放热，△H＜0，故B 错误；C 项，b、d 两状态下，d 点温度高，化学反应速率更快，故C 错误；D 项，
反应的平衡常数为K=
，d 状态下，保持其他条件不变，向容器中再加入1molCO2与
0.5molC2H4，Qc=
<K，平衡正向进行，v(正)＞v(逆)，故D 错误；故选A。
26．在催化剂作用下，以C2H6和CO2为原料制取C2H4和CO 的主要反应如下：
反应1：C2H6(g)
C2H4(g) +H2(g) ΔH1＝136kJ·mol−1 (反应1 为快反应)
反应2：H2(g)+CO2(g)
CO(g) +H2O(g) ΔH2＝41kJ·mol−1 (反应2 为慢反应)
副反应为：C2H6(g)+ H2(g)
2CH4(g) ΔH3
0.1MPa 时，按物质的量之比为1∶1 向密闭容器中充入C2H6和CO2的混合气体，反应相同时间，测得
C2H6和CO2转化率与温度的关系如下图所示。下列说法正确的是( )
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A．X 代表的物质是CO2
B．生成CO 的快慢主要由反应1 的速率决定
C．820℃时，容器中n(CO )＞n(H2)
D．若平衡时增大体系的压强，CH4的体积分数不会发生变化
【答案】C
【解析】A 项，由题干信息可知，反应1 为快反应，反应2 为慢反应，同温度下反应1 更容易发生，
即C2H6的转化率大于CO2的转化率，故X 代表的物质是C2H6，Y 代表CO2，A 错误；B 项，由题干信息可
知，反应1 为快反应，反应2 为慢反应，多步反应中总反应的反应速率取决于慢反应，即生成CO 的快慢
主要由慢反应2 的速率决定，B 错误；C 项，由题干图示可知，820℃时，CO2的转化率为50%左右，C2H6
的转化率为75%左右，根据三段式分析可知：
故容器中n(CO )＞n(H2)，C 正确；D 项，若平衡时增大体系的压强，反应1 逆向移动，则C2H6的量增
加，反应2 平衡不移动，副反应3 平衡正向移动，则CH4的体积分数将增大，D 错误；故选C。
27．甲醇水蒸气重整制氢(SRM)是获取理想氢源的有效方法。重整过程发生的反应如下：
反应Ⅰ：CH3OH(g)＋H2O(g)
CO2(g)+ 3H2(g) ΔH1＝+49.4kJ·mol−1
反应Ⅱ：CH3OH(g)
CO(g)+ 2H2(g) ΔH1＝+92kJ·mol−1
在常压、催化剂下，向密闭容器中充入1molCH3OH 和1.2molH2O 混合气体，t 时刻测得CH3OH 转化
率及
、CO2的选择性随温度变化情况如图所示(曲线
为CO2的选择性)，下列说法正确的是( )
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A．曲线为
的选择性
B．图中270℃时，容器中的H2(g)约为
C．选择300℃作为反应温度比较适宜
D．选用CO2选择性较高的催化剂有利于提高得CH3OH 的平衡转化率
【答案】B
【解析】A 项，从图中可知，270℃时，CO2的选择性为80%，则CO 的选择性为20%，故曲线c 为
CO 的选择性，A 错误；B 项，从图中可知，270℃时，甲醇的转化率为98%，CO、CO2的选择性分别为
20%和80%，由反应可知容器中H2(g)约为1mol×98%×(20%×2+80%×3)=2.744mol，B 正确；C 项，从图中
可知260℃时甲醇转化率已经很大，且二氧化碳的选择性较大，故选择260℃作为反应温度比较适宜，C 错
误；D 项，催化剂无法改变CH3OH 的平衡转化率，D 错误；故选B。
28．甲酸(HCOOH)具有液氢储存材料和清洁制氢的巨大潜力，产生氢气的反应为：HCOOH(g)
CO2(g)＋H2(g)，在T℃时，向体积不等的恒容密闭容器中分别加入一定量的HCOOH(g)，反应相同时间，
测得各容器中甲酸的转化率与容器体积的关系如图所示，其中m、n 点反应达平衡。下列说法正确的是(
)
A．m、p 两点中，甲酸的浓度：m＞p
B．V1：V2=1：10
C．n 点时再充入一定量HCOOH(g)，达平衡时甲酸的转化率升高
D．p 点时H2的体积分数约为
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【答案】A
【解析】A 项，m、p 两点甲酸的转化率相等，p 点容器体积更大，所以甲酸浓度：m＞p，故A 正确；
B 项，在T℃时，假设充入HCOOH(g)的物质的量为1mol，m 点甲酸的转化率为40%，n 点甲酸的转化率
为80%，由于温度一样，所以平衡常数K 相等，则存在K=
，V1：V2=1：12，故B 错误；
C 项，n 点反应达平衡，再充入一定量HCOOH(g)，平衡正向移动，但是甲酸的转化率降低，故C 错误；D
项，在T℃时，假设充入HCOOH(g)的物质的量为1mol，m 点反应达平衡，甲酸的转化率为40%，则平衡
时H2的体积分数为
，p 点体积大于m 点，平衡正向移动，还未达到平衡，此时H2的体积
分数应该大于
，故D 错误；故选A。
【能力提升】
29．(2023·江苏省高三第二次大联考)通过反应2CO2(g)＋6H2(g)
C2H4(g)+ 4H2O(g)可将CO2转化
为C2H4，在
，反应物起始物质的量之比n(CO2)： n(H2)=1：3 的条件下，不同温度下达到平衡时，
CO2、H2、C2H4、H2O 四种组分的物质的量分数如图所示。下列说法正确的是( )
A．图中曲线b 表示平衡时C2H4的物质的量分数随温度的变化
B．440℃时H2的平衡转化率为60%
C．保持其他条件不变，在绝热密闭容器中发生上述反应，达到平衡时，C2H4的物质的量分数比在恒
温密闭容器中的高
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D．保持其他条件不变，延长反应时间，可将平衡时CO2的物质的量分数从Y 点的值升至X 点的值
【答案】B
【解析】由反应物二氧化碳的物质的量分数与温度变化曲线可知，曲线a 表示氢气的物质的量分数随
温度变化，由化学方程式可知，曲线b 表示水蒸气的物质的量分数随温度变化，曲线c 表示乙烯的物质的
量分数随温度变化。A 项，曲线b 表示水蒸气的物质的量分数随温度变化，故A 错误；B 项，设起始氢气
的物质的量为3mol，平衡时转化率为a%，由440℃平衡时氢气和水蒸气的物质的量分数相等可得：3—
3×a%=
，解得a=60，故B 正确；C 项，由图可知，升高温度，二氧化碳的物质的量分数增大说明
平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，则保持其他条件不变，在绝热密闭容器中发生上述反应，反
应放出的热量使反应温度升高，平衡向逆反应方向移动，达到平衡时，生成物乙烯的物质的量分数比在恒
温密闭容器中的低，故C 错误；D 项，一定温度下反应达到平衡时，二氧化碳的物质的量分数不变，则温
度不变，延长反应时间，二氧化碳的的物质的量分数不变，不可能Y 点的值升至X 点的值，故D 错误；故
选B。
30．CH4联合H2O 和CO2制取H2时，发生的主要反应如下：
①CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g) △H1=+206kJ·mol-1
②CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g) △H2=+247kJ·mol-1
将CH4、H2O 和CO2按一定比例通入填充有催化剂的恒容反应器，在不同温度下，反应相同时间内(反
应均未达到化学平衡状态)测得
的值如图所示。
下列说法正确的是( )
A．由①②可知，CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) △H=+41kJ·mol-1
B．反应条件不变，若反应足够长时间，①比②先达到化学平衡状态
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C．其他条件不变时，升高温度，①的化学反应速率减小，②的化学反应速率增大
D．其他条件不变时，增大原料中H2O 的浓度可以提高产物中
的值
【答案】D
【解析】由图可得，在不同温度下，反应相同时间内(反应均未达到化学平衡状态)测得
的值，
随温度升高而减小。A 项，①CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g) △H1=+206kJ·mol-1，②CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g) △H2=+247kJ·mol-1，由①-②可知，CO(g)+H2O(g)
CO2(g)
+H2(g) △H=206kJ·mol-1-247kJ·mol-1= -41kJ·mol-1，故A 错误；B 项，反应条件不变，若反应足够长时间，
无法确定2 个反应的速率，无法确定谁先达到化学平衡状态，故B 错误；C 项，其他条件不变时，升高温
度，增大活化分子百分数，化学反应速率增大，①的化学反应速率增大，②的化学反应速率增大，故C 错
误；D 项，其他条件不变时，增大原料中H2O 的浓度，①CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)平衡正向移
动，氢气增大的幅度大于CO，可以提高产物中
的值，故D 正确；故选D。
31．(2023·浙江省杭州市高三下期中)2-溴-2-甲基丙烷发生水解反应[(CH3)3CBr+H2O
(CH3)3COH+HBr]的能量变化与反应进程图如图，下列说法正确的是( )
A．溶液酸性增强，(CH3)3CBr→(CH3)3COH 转化率升高
B．升高温度，有利于提高反应速率和原料平衡转化率
C．分子中碳溴键断裂的速率比(CH3)3C+与H2O 结合速率快
D．推测(CH3)3C-X 水解生成(CH3)3COH 的速率：(CH3)3C-I＞(CH3)3C-Br＞(CH3)3C-Cl
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【答案】D
【解析】A 项，由题干可知，反应为(CH3)3CBr+H2O
(CH3)3COH+HBr，HBr = H++Br-，酸性增强
导致反应(CH3)3CBr+H2O
(CH3)3COH+HBr 逆向进行，使得(CH3)3CBr→(CH3)3COH 转化率降低，A 错
误； B 项，反应物能量大于生成物能量，为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，导致原料平衡转化率下
降，B 错误；C 项，过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能，即图中峰值越大则活化能越大，
峰值越小则活化能越小，活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢；由图可知，分子中碳溴键断裂所需
活化能更大，故分子中碳溴键断裂的速率比(CH3)3C+与H2O 结合速率慢，C 错误；D 项，碘原子半径大于
溴原子大于氯原子，则C-I 键能更小，利于C-I 断裂发生反应，故推测(CH3)3C-X 水解生成(CH3)3COH 的速
率：(CH3)3C-I＞(CH3)3C-Br＞(CH3)3C-Cl，D 正确；故选D。
32．合成气是一种重要的化工原料气，可以合成甲醇、甲酸甲酯、二甲醚等化工产品。甲烷、二氧化
碳自热重整制合成气的主要反应有：
Ⅰ.CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(g)ΔH1=-820.6kJ·mol-1
Ⅱ.CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)ΔH2=+247.3kJ·mol-1
Ⅲ.CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)ΔH3=+206.1kJ·mol-1
Ⅳ.CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)ΔH4
回答下列问题：
(1)反应Ⅳ的ΔH4=___kJ·mol-1。
(2)一定条件下，向体积为VL 的恒容密闭容器中通入2molCH4(g)、1molCO2(g)、1molH2O(g)和适量
O2(g)发生上述反应，达到平衡时，容器中CH4(g)为ɑmol，CO2(g)为bmol，H2O(g)为cmol，此时CO(g)的浓
度为___mol·L-1(用含a、b、c、V 的代数式表示，下同)，反应Ⅳ的平衡常数为___。
(3)不同温度下，向体积为VL 的含少量O2的密闭容器按照n(CO2)：n(CH4)=1 投料，实验测得平衡时
n(H2)：n(CO)随温度的变化关系如图1 所示：
①压强p1、p2、p3由大到小的顺序为___，判断的依据是___。
②压强为p2时，随着温度升高，n(H2)：n(CO)先增大后减小。解释温度Tm前后，随着温度升高
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n(H2)：n(CO)变化的原因分别是___。
③根据图1、图2，为提高CO 的选择性可采取的措施为___。
A．提高n(O2)：n(CH4)比例
B．降低n(CO2)：n(CH4)比例
C．高温、高压D．低温、低压
【答案】(1)+41.2 (2)
(3)P3>P2>P1 反应Ⅱ、Ⅲ是气体分子数目增大的反应，减小压强平衡正向移动，n(H2)增加的程度大
于n(CO)
②升高温度平衡Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均正向移动，T<Tm时，升高温度对反应Ⅱ、Ⅲ的促进作用大于反应Ⅳ，
n(H2)增加的更多。T>Tm后，对反应Ⅳ的促进作用更大，n(CO)增加的更多
③AC
【解析】(1)根据盖斯定律，反应Ⅳ=Ⅱ-Ⅲ，则ΔH4=ΔH2-ΔH3=+247.3kJ·mol-1-
206.1kJ·mol-1=+41.2kJ·mol-1；(2)通入2molCH4(g)、1molCO2(g)、1molH2O(g)和适量O2(g)，达到平衡时，容
器中CH4(g)为ɑmol，CO2(g)为bmol，H2O(g)为cmol，设H2(g)的物质的量为x，CO(g)的物质的量为y，由
C、H 原子守恒有：{
，解得x=5-2a-c，y=3-a-b，即n(H2)=( 5-2a-
c)mol，n(CO)=( 3-a-b)mol，此时c(CO)=
=
mol·L-1；
则K=
=
；(3)①由反应可知，反应Ⅱ、Ⅲ是气体分子数目增大的反应，减小
压强平衡正向移动，n(H2)增加的程度大于n(CO)，则压强p1、p2、p3由大到小的顺序为P3>P2>P1，故答案为：
P3>P2>P1；反应Ⅱ、Ⅲ是气体分子数目增大的反应，减小压强平衡正向移动，n(H2)增加的程度大于
n(CO)； ②由图1 可知，压强为p2时，随着温度升高，n(H2)：n(CO)先增大后减小，原因是反应Ⅱ、Ⅲ、
Ⅳ均为吸热反应，升高温度平衡Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均正向移动，T<Tm时，升高温度对反应Ⅱ、Ⅲ的促进作用大于
反应Ⅳ，n(H2)增加的更多。T>Tm后，对反应Ⅳ的促进作用更大，n(CO)增加的更多，故答案为：升高温度
27
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平衡Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均正向移动，T<Tm时，升高温度对反应Ⅱ、Ⅲ的促进作用大于反应Ⅳ，n(H2)增加的更多。
T>Tm后，对反应Ⅳ的促进作用更大，n(CO)增加的更多；③A 项，根据图2，提高n(O2)：n(CH4)比例，可
提高CO 的选择性，故A 符合题意；B 项，根据图2，降低n(CO2)：n(CH4)比例，不能提高CO 的选择性，
故B 不符合题意；C 项，根据图1，升高温度、增大压强时n(H2)：n(CO)比例减小，即CO 的选择性提高，
故C 符合题意；D 项，根据C 项分析，低温、低压时CO 的选择性降低，故D 不符合题意；故选AC。
33．异丁烯为重要的化工原料，工业上可采用叔丁醇(TBA)气相脱水法制备高纯异丁烯产品，主要涉
及以下反应：
反应1(主反应)：(CH3)3C-OH(g) →(CH3)2C=CH2(g)+H2O(g)
反应2(副反应)：2(CH3)2C=CH2(g)→(CH3)2C=CH-C(CH3)3(g)
(1)标准摩尔生成焓是指由稳态单质生成1 mol 该化合物的焓变，几种物质的标准生成焓如表，求反应
1 的ΔH =_______ kJ·mol-l。
组分
H2O
(CH3)3C-OH
(CH3)2C=CH2
焓变kJ·mol-l
-241.83
-339.21
-17.1
(2)该脱水反应的标准平衡常数
随温度的变化关系如图1 所示，则反应2 的
_______0(填“<”或
“>”)，向体积可变容器中充入1 mol 的叔丁醇容器体积为1L，保持300℃100 kPa 条件，反应一段时间后
达到平衡(忽略副反应)，则Kc=_______(已知
为以标准分压表示的平衡常数，各组分的标准分压
，
)
(3)理论计算反应条件对叔丁醇转化率的影响如图2、3 所示，脱水反应温度T<200℃时，N2/叔丁醇摩
尔比对叔丁醇转化率有影响，试从平衡移动的角度分析充入N2的原因_______。根据图示该脱水反应适宜
采用条件为T= 200℃，P=_______MPa，N2/叔丁醇摩尔比=3/1。
28
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(4)已知工业原料叔丁醇中存在不同含量的水分，相同温度下不同初始原料中H2O/TBA 比例对叔丁醇
平衡转化率的影响如图4 所示，实际生产最佳工艺条件为T=204~426℃，请从H2O/TBA 比例角度分析该条
件下的优点_______。
【答案】(1)+80.28
(2)< 100
(3)叔丁醇脱水反应是分子数增加的反应，而副反应是分子数降低的反应，N2为稀释剂，降低反应原料
的分压，有利于主反应正向进行，抑制副反应正向进行 0.1
(4)该条件下叔丁醇脱水法平衡转化率不受H2O/TBA 比例的影响，故工业上可忽略水对叔丁醇转化率
的影响，无需对原料进行烘干处理
【解析】(1)根据标准摩尔生成焓的定义，结合盖斯定律可知ΔH＝生成物的标准摩尔生成焓-反应物的
标准摩尔生成焓
；(2)由图像分析，反应2 的
随温
度的升高逐渐降低，说明该反应为放热反应，ΔH＜0；由图像信息知
，由题干信息各组分的标准分压
，
，可得
29
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，
，列三段式：
平衡时总物质的量为(1+x)mol，体系反应前气体总物质的量为1 mol，体积为1L，根据PV=nRT，恒压
体系，平衡时体系的体积为(1+x)L，各组分的浓度及物质的量分数分别为
，
，
，
，
，
，则
。
(3)脱水反应温度T＜2000C 时，N2/叔丁醇摩尔比对叔丁醇转化率有影响，叔丁醇脱水反应是分子数增加的
反应，而副反应是分子数降低的反应，N2为稀释剂，降低反应的反应原料的分压，减小压强有利于促进主
反应和抑制副反应进行。由图像2、3 可知叔丁醇转化率随温度升高逐渐增大，随压强增大而减小，随
N2/叔丁醇摩尔比值增大而增大，故该脱水反应适宜采用条件为T=2000C，
，N2/叔丁醇摩尔比
=3/1。(4)由图像4 可知在T＜2000C，叔丁醇平衡转化率随着H2O/TBA 比例的增加有一定程度的降低，即
反应时需要除去原料中包含的水，T＞2000C，H2O 对叔丁醇平衡转化率影响可以忽略不计，该条件下叔丁
醇脱水法平衡转化率不受H2O/TBA 比例的影响，故工业上可忽略水对叔丁醇转化率的影响，无需对原料进
行烘干处理。
34．控制CO2的排放是防止温室效应等不良气候现象产生的有效途径。
(1)高炉炼铁会排放大量的CO2和烟尘，必须进行严格的控制。
已知：①3CO(g)+Fe2O3(s)
2Fe(s)+3CO2(g) △H=+a kJ/mol
②3C(石墨，s)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+3CO(g) △H=+489.0 kJ/mol
③C(石墨，s)+CO2(g)=2CO(g) △H=+172.5 kJ/mol
则a=____。若在恒温恒容密闭容器中发生反应①，当达到平衡后，充入CO2，则达到新平衡后CO 的
体积分数____(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，其转化率_____。
(2)炼铁时需要用石灰石除去铁矿石中的脉石，该过程中涉及反应： CaCO3(s)
CaO(g)＋CO(g)
ΔH＞0。若在恒温恒容的密闭容器中进行上述反应达到平衡状态，在t1时刻向平衡体系中充入1 mol CO2，
t2时刻反应重新达到平衡，画出t1时刻后的正逆反应速率随时间变化的图像_____。
30
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(3)CH4与CO2反应得到合成气的原理为CO2(g)+CH4(g)
2CO(g)+2H2(g)。某小组向体积是1 L 的
一密闭容器中充入物质的量均是1 mol 的CH4与CO2，反应过程中CO2的平衡转化率与温度、压强的关系
如图所示。
①压强：p1____p2(填“>”或“<”)。
②1100℃、p1条件下，20 min 时反应达到平衡状态，则0~20 min 内CH4的反应速率
v(CH4)=___mol/(L∙min)，反应的平衡常数Kp=___(用含p1的代数式表示，Kp为以分压表示的平衡常数，分
压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1)-28.5 不变 减小
(2)
(3)＞ 0.03
【解析】(1)根据盖斯定律，可知①式为②-3×③的结果，整理可得：a=489.0 kJ/mol-3×172.5
kJ/mol=-28.5 kJ/mol；对于反应①，在恒温恒容密闭容器中，平衡后充入CO2，化学平衡逆向移动，CO 的
转化率减小；由于化学平衡常数K=
只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，该反应前后
气体体积相等，化学平衡常数不变，故平衡后体系中各组分的体积分数保持不变；(2)对于反应CaCO3(s)
CaO(g)＋CO(g)，在恒温恒容下反应达到平衡状态，在t1时刻向平衡体系中充入1 mol CO2，化学平
衡逆向移动，但反应物为固体，正反应速率不变，因此逆反应速率突然增大后又随着CO2浓度的降低而减
31
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小直至不变。用图象表示为：
；(3)①对于反应CO2(g)+CH4(g)
2CO(g)+2H2(g)，
在温度不变时，减小压强，化学平衡向气体体积增大的正反应方向移动，使CO2的转化率增大，根据图象
可知CO2的转化率：p2＞p1，说明压强p １＞p ２；②在温度为1100℃、压强为p1条件下，20 min 时反应达
到平衡状态时，CO2的转化率为60%，即平衡时△n(CO2)=1 mol×60%=0.6 mol，由于容器的容积是1 L，则
v(CO2)=
=0.03 mol·L－1·min－1，由于同一反应用不同物质表示反应速率时，速率比等于方程式
中相应物质的化学计量数的比，所以v(CH4)= v(CO2)=0.03 mol/(L·min )；反应中CO2、CH4是按1：1 关系
反应的，开始时加入的物质的量都是1 mol，则反应达到平衡时，n(CH4)= n(CO2)=0.4 mol，n(CO)=
n(H2)=2×0.6mol= 1.2 mol，n(总)=0.4 mol+0.4 mol+1.2 mol+1.2 mol=3.2 mol，则用压强分数表示是化学平衡
常数表示为
。
35．研究的利用对实现碳中和具有重要的意义。已知：
I. CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.5kJ·mol-1
II. CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H1=+41.2kJ·mol-1
回答下列问题：
(1) CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H_______kJmol-1
(2)一定条件下，某恒容密闭容器中按n(H2)/ n(CO2)= a (a≥3) 投料，催化作用下同时发生反应I 和II。
反应体系中 CO2(g)、CO(g)的浓度随时间变化情况如图所示。
32
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①0~15s 时间段内，用CH3OH 表示的平均反应速率为_______ mol·L-1· s-1 (保留三位有效数字)。
②反应体系中CH3OH 的选择性_______ CO 的选择性(填“大于”“小于”或“等于”)。
③下列示意图中能体现反应I(实线)和反应II(虚线)的活化能大小和反应进程的是_______(填标号)，判
断的理由是_______。
④15s 时，反应I 的v 正反应_____________v 逆反应(填“大于”“小于”或“等于”)，反应II 的浓度商
Qc_______(用含a 的式子表示)。
【答案】(1)-90.7
(2)①0.00167 ②小于 ③A 甲醇的选择性较小，说明反应I 的活化能较大，反应速率较
小 ④大于
【解析】(1)由盖斯定律可知该反应可由反应I-反应II 得到，则∆H=ΔH1 -ΔH2= (-49.5 kJ·mol－1)-(+41.2
kJ·mol－1)= -90.7 kJ·mol－1；(2)①由图可知0~15s 时间段内，CO 的浓度增加至0.175 mol·L-1，则反应II 中
CO2的浓度消耗为0.175 mol·L-1，反应I 和II 两反应中消耗的二氧化碳的浓度为(0.5-0.3) mol·L-1=0.2
mol·L-1，由此可知反应I 中二氧化碳的浓度消耗量为0.2 mol·L-1-0.175 mol·L-1=0.025 mol·L-1，结合反应可知
CH3OH 的浓度变化量为0.025 mol·L-1，用CH3OH 表示的平均反应速率为
；
②由上述分析可知在相同时间内，CO 的浓度增加量大于CH3OH 的浓度增加量，说明反应体系中CH3OH
33
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的选择性小于CO 的选择性；③由上述分析可知反应对甲醇的选择性小于CO，说明生成甲醇的反应较生成
CO 的反应要慢，而反应的活化能越低反应速率越快，活化能越高反应速率越慢，则反应I 的活化能大于反
应II，符合的图为A；④15s 时，反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率；由图可知起始时二氧化碳
的浓度为0.5mol/L，又n(H2)/ n(CO2)= a，则氢气的起始浓度为0.5amol/L，15s 时二氧化碳的浓度为
0.300mol/L，CO 的浓度0.175 mol·L-1，则反应II 中消耗氢气的浓度为0.175 mol·L-1，该反应生成的水的浓
度为0.175 mol·L-1；CH3OH 的浓度变化量为0.025 mol·L-1，则反应I 中消耗氢气的浓度为0.075 mol·L-1，生
成水的浓度为：0.025 mol·L-1，则此时容器中水的总浓度0.200 mol·L-1，氢气的浓度为(0.5a-0.175-0.075)
mol·L-1=(0.5a-0.175-0.075) mol·L-1=(0.5a-0.250) mol·L-1，反应II 的浓度商 Qc=
。
36．氮氧化物气体是危害最大、最难处理的大气污染物之一。控制氮氧化物废气排放的技术措施主要
分两大类：一类是源头控制；另一类是尾部控制，即烟气脱硝。烟气脱硝的方法有以下几种，回答相关问
题：
I.氨气催化还原氮氧化物
(1)已知：N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) △H1=-94.4kJ·mol-1
2NO(g)
N2(g)+O2(g) △H2=-180kJ·mol-1
H2O(l)
H2O(g) △H3=+44kJ·mol-1
且氢气的燃烧热为285.8kJ·mol-1，请写出4NH3(g)+6NO(g)
5N2(g)+6H2O(g) △H=____。
(2)①在有氧条件下：NH3+O→NH2+OH，NH2与NO 发生还原反应：NH2+NO→N2+H2O，NH2在还原
NO 的同时还会被氧化为NO，氮氧化物去除率与氧气的含量及温度关系图像如图所示，当反应气体中O2
含量低于6%时，氮氧化物去除率上升的主要原因：____。当反应气体中O2含量高于6%时，氮氧化物去除
率随O2含量升高而降低的原因：____。
34
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②氮氧化物去除率随着氨氮比
及温度的变化图像如图所示，应选择最佳的氨氮比为：____、
氨还原氮氧化物的最佳温度：____。
II.氢气还原氮氧化物
(3)①在催化剂表面H2还原NO 的基元反应及活化能Ea(kJ·mol-1)如图所示。
写出氢气还原NO 的总反应化学方程式：____；基元反应慢反应决定总反应速率，决定NO 被还原成
N2速率的是基元反应____(填相应序号)。
②若对总反应初始速率与NO、H2的初始浓度的关系为v=kcx(H2)cy(NO)，k 为速率常数，只受温度影
响。在某温度时测得的相关数据如表所示。
H2的初始压强P0(H2)=53.3kPa
NO 的初始压强P0(NO)=53.3kPa
P0(NO)/kPa
v/(kPa•s-1)
P0(H2)/kPa
v/(kPa•s-1)
47.8
20.0
38.4
21.3
35
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39.9
13.7
27.3
14.6
20.2
3.33
19.6
10.5
关系式中x=____、y=____；由此，____(填“H2”或“NO”)的浓度对速率影响程度更大。
③300℃下将等物质的量H2、NO 置于刚性密闭容器中，在催化剂的作用下只发生以上反应，达到平
衡后压强为P，此时NO 的转化率为80%，用气体的平衡分压代替物质的量浓度，表示的压强平衡常数
Kp=____。
【答案】(1)-1802kJ·mol-1
(2)当O2含量低于6%时，脱硝效率明显较低，这是由于O2含量过低，不利于NH3向N2转化反应进行，
随着O2含量的增加，反应向正反应方向移动，氮氧化物去除率逐渐增加 随着O2含量的继续增加，
在较高脱硝反应温度下，NH3发生氧化反应生成NO，NOx去除效率降低 1.5 950℃
(3) 2H2+2NO
N2+2H2O ⅵ 1 2 NO
【解析】(1)根据盖斯定律
；(2)①当O2含
量低于6%时，脱硝效率明显较低，这是由于O2含量过低，不利于NH3向N2转化反应进行，随着O2含量
的增加，反应向正反应方向移动，氮氧化物去除率逐渐增加；随着O2含量的继续增加，在较高脱硝反应温
度下，NH3发生氧化反应生成NO，NOx去除效率降低；②由图像得出脱硝率最高，则氨氮比为1.5；温度
为950℃。(3)①根据质量守恒定律2H2+2NO=N2+2H2O；反应历程中的反应活化能越高，速率越慢，所以
是第ⅵ步决定总反应速率。②
，
，同理
；因此NO 的浓度对速率影
响更大。③假设氢气与NO 的物质的量均为1 mol，则：
。
37．(2023·山东省临沂市统考一模)以CO2、H2为原料合成CH3OH 的反应是研究热点之一，该反应体
系涉及的反应如下：
I．CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49kJ•mol-1
II．CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) △H2
回答下列问题：
(1)已知25℃和101kPa 下，H2(g)、CO(g)的燃烧热分别为285.8kJ•mol-1、283.0kJ•mol-1，H2O(l)=H2O(g)
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△H=+44kJ•mol-1，则△H2=_____kJ•mol-1。
(2)在恒压密闭容器中，按照n(CO2)：n(H2)=1：3 投料进行反应，反应Ⅰ、Ⅱ以物质的分压表示的平衡
常数Kp随温度T 的变化关系如图1 所示(体系总压为10kPa)。
①反应Ⅱ对应图1 中_____(填“m”或“n”)；A 点对应温度下体系达到平衡时CO2的转化率为80%，反
应Ⅰ的Kp=_____kPa-2(保留两位有效数字)。
②通过调整温度可调控平衡时
的值。B 点对应温度下，平衡时
=400，则p(H2)=
_____kPa。
(3)在密闭容器中，保持投料比不变，将CO2和H2按一定流速通过反应器，一段时间后，测得CO2转
化率(α)和甲醇选择性[x(CH3OH)=
×100%]随温度(T)变化关系如图2 所示。若233～250℃时
催化剂的活性受温度影响不大，则236℃后图中曲线下降的原因是_____；若气体流速过大，CO2的转化率
会降低，原因是______。
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(4)向恒温恒压的两个密闭容器甲(T℃、P1)、乙(T℃、P2)中，分别充入物质的量均为amol 的CO2和
H2，若只发生反应Ⅱ，其正反应速率
正=k 正p(CO2)p(H2)，p 为气体分压。若甲、乙容器平衡时正反应速率
之比
甲：
乙=16：25，则甲、乙容器的体积之比为______。
【答案】(1)+41.2
(2) n 0.10 20
(3) 主反应放热，副反应吸热，升温使主反应平衡逆向移动程度大于副反应平衡正向移动程度，因而使
CO2转化率和甲醇选择性下降 气体流速过大，使得气体在容器中未能充分反应，还未达到化学平
衡就被排出，导致CO2的转化率降低
(4)5：4
【解析】(1)已知25℃和101kPa 下，H2(g)、CO(g)的燃烧热分别为285.8kJ•mol-1、283.0kJ•mol-1，即反
应①H2(g)+
O2(g)=H2O(l) △H3=-285.8kJ/mol，反应②CO(g)+
O2(g)=CO2(g) △H4=-283.0kJ/mol，
③H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ•mol-1，则①-②+③得反应IICO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)，根据盖斯定律
可知，△H2=(-285.8kJ/mol)-( -283.0kJ/mol)+( +44kJ•mol-1)=+41.2kJ•mol-1；(2)①由(1)反析结合题干信息可知，
反应I 正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，则平衡常数减小，而反应Ⅱ正反应为吸热反应，升高
温度平衡正向移动，则平衡常数增大，即反应I 的lnKp 随着
的增大，即随着T 的降低而增大，反应Ⅱ的
lnKp 随着
的增大，即随着T 的降低而减小，结合题干图示可知，反应Ⅱ对应图1 中n，A 点对应温度下
体系达到平衡时CO2的转化率为80%，根据三段式分析：
、
38
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图中A 点反应Ⅱ的平衡常数lnKp=1，即Kp=1.00，则有
=1.0，解得x=0.5mol，故有反应Ⅰ的Kp=
=0.10kPa-2；②通过调整温度可调控平衡时
的值，B 点对应温度下，反
应I 和反应Ⅱ的压力平衡常数相等，即
，即得p2(H2)=
，平衡时
=400，则p(H2)=20kPa；(3)CO2催化加氢制甲醇为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，甲醇选
择性降低，二氧化碳转化率降低，竞争反应CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)为吸热反应，升高温度，平衡正
向移动，二氧化碳转化率升高，但升高温度使CO2催化加氢制甲醇平衡逆向移动程度大于竞争反应CO2(g)
+H2(g)
CO(g)+H2O(g)平衡正向移动程度，因而使CO2转化率和甲醇选择性下降，若气体流速过大，使得
气体在容器中未能充分反应，还未达到化学平衡就被排出，从而CO2的转化率降低， 故答案为：主反应
放热，副反应吸热，升温使主反应平衡逆向移动程度大于副反应平衡正向移动程度，因而使CO2转化率和
甲醇选择性下降；气体流速过大，使得气体在容器中未能充分反应，还未达到化学平衡就被排出，导致
CO2的转化率降低；(4)对于反应Ⅱ，由于两个体系的反应温度相同，压强不同，但压强不影响平衡移动，
因此平衡时两个体系中CO2和氢气的物质的量均为amol 相同，速率之比等于CO2的分压平方之比，而压强
之比等于容器体积之反比，因此体积之比为5：4。
38．(2023·广东省广州市等3 地高三联考一模)丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要化工原料，工业用“丙
烯氨氧化法”生产，副产物有乙腈(CH3CN)、氢氰酸、丙烯醛(C3H4O)等。以丙烯、氨气和氧气为原料，在
催化剂存在下合成丙烯腈(C3H3N)的主要反应如下：
反应Ⅰ：C3H6(g)+NH3(g)+3/2O2(g)
C3H3N3(g)+3H2O(g) △H1=-515kJ•mol-1
反应Ⅱ：C3H6(g)+O2(g)
C3H4O(g)+H2O(g) △H2=-353kJ•mol-1
反应Ⅲ：2C3H4O(g)+2NH3(g)+O2(g)
2 C3H3N3(g)+4H2O(g) △H3
回答下列问题：
(1) △H3=_______
。
(2)一定条件下，反应Ⅰ的平衡常数为K1，反应Ⅱ的平衡常数为K2，则反应Ⅲ的平衡常数
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K3=_______(用含K1、K2的代数式表示)。
(3)工业生产条件下的丙烯氨氧化过程非常复杂，下列说法错误的是_______(填选项字母)。
a.原料丙烯可以从石油中分馏得到
b.为提高丙烯的平衡转化率和丙烯腈的选择性，需要研究高性能催化剂
c.生产过程中要防止原料混合气中丙烯与空气的比例处于爆炸范围内而产生的危险
d.生产过程中会产生大量的含氰废水，排放前不需要除去
(4)当丙烯与氧气的配比一定时，氨气与丙烯的配比(即氨比)与丙烯腈收率的关系如图1 所示，工业上
应选择合适的氨比为_______(填选项字母)。
A．1.00
B．1.16
C．1.24
D．1.30
(5)向某密闭容器中，通入一定量的C3H6和NH3发生上述反应，反应Ⅰ在_______(填“高温”、“低
温”或“任意温度”)条件下可自发进行；恒温时体系达到平衡后，若压缩容器体积，则反应Ⅱ的平衡
_______(填“向正反应方向移动”“向逆反应方向移动”或“不移动”)。
(6)在恒容条件下，选取不同温度测得丙烯氨氧化过程中各反应的平衡常数，绘制成
图(如图2
所示)，已知反应Ⅰ平衡常数大于反应Ⅱ平衡常数，在温度为673K，其他条件一定时，向恒容密闭容器中
充入一定量的丙烯，使氨气和氧气浓度分别为
、
进行丙烯氨氧化反应，达到平衡时，
测得容器内CH3N3(g)和H2O(g)浓度分别为
、
，则丙烯的平衡转化率
_______(已
知：
)
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【答案】(1)-324
(2)
(3)abd
(4)B
(5) 任意温度 向正反应方向移动
(6)80%
【解析】(1) 根据盖斯定律，Ⅲ=2×(Ⅰ-Ⅱ) ，△H3=2(△H1-△H2)=2(-515kJ•mol-1+353kJ•mol-1)=
-324kJ•mol-1
；
(2)
，
，
；(3)a 项，从石油中分馏得到的是石油气、汽油、煤油和柴油这些
碳数较多的烷烃，而丙烯需要裂解才能得到，a 错误；b 项，催化剂不能改变平衡转化率，b 错误；c 项，
加入水蒸气可防止原料混合气中丙烯与空气的比例处于爆炸范围内而产生的危险，c 正确；d 项，氰化物有
剧毒，不能随意排放，d 错误；故选abd；(4)氨比达到1.16 时丙烯腈收率升到比较高，再增加氨比时丙烯
腈收率升高不明显，造成氨气的消耗量增加，浪费原料资源，故选B；(5)由反应方程式系数差可知ΔS＞
0，又
，ΔG=ΔH-TΔS＜0，故反应可在任意温度下白发。对于在一个体系下的两个
反应，压缩容器体积，直接对反应Ⅱ无影响，但引起反应Ⅰ平衡逆向移动，c(C3H6)增大，从而引起反应Ⅱ
平衡正向移动；(6)反应Ⅰ和Ⅱ均放热，温度升高其平衡常数K 减小，又据题知K1＞K2，故曲线a 代表反应
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Ⅰ，曲线b 代表反应Ⅱ.设平衡时丙烯浓度为x
，由丙烯腈平衡浓度可计算氧气、丙烯转化浓度以
及水在反应Ⅰ中的平衡浓度
，进而可求得反应Ⅱ中各物质的转化浓度，注意氧气、水的平衡浓度要综
合两个反应求得：
，可得
，则起始丙烯浓度为
，丙烯平衡转化率
。
39．(2023·福建省厦门市高三联考)丙烯腈(
)是一种重要的化工原料，广泛应用于有机合成材料
的生产中。
以丙烯为原料合成丙烯腈。
(1)丙烯具有一定的危险性，易爆炸起火。已知丙烯的燃烧热为2049 kJ·mol-1，则其燃烧的热化学方程
式为_______。
(2)以3-羟基丙酸乙酯(A)为原料合成丙烯腈(C)的主要反应如下：
i.
+H2O(g) ΔH1>0
ii.
+NH3(g)
+H2O(g)+
ΔH2>0
在盛有催化剂TiO2、压强为100 kPa 的恒压密闭容器中按体积比2∶15 充入A(g)和NH3(g)，通过实验
测得平衡体系中含碳物质(乙醇除外)的物质的量分数随温度的变化如图1 所示(例如A 的物质的量分数w%=
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×100%)。
①随着温度的升高， B(g)平衡的物质的量分数先增大后减小的原因是_______。
②a 点对应反应的Kp= _______(保留两位有效数字)。
③除了上述所给的条件外，可提高丙烯腈的平衡产率的措施还有_______。(只要求写一种)
(3)科学家通过DFT 计算发现反应ⅱ分2 步进行。第2 步反应的化学方程式为
(g)
(g) + H2O(g)。
①写出第1 步反应的化学方程式：_______。
①
实验过程中未检测到
(g)，其原因可能为_______。
【答案】(1)2CH2=CH-CH3(g) + 9O2(g) = 6CO2(g) + 6H2O(l) △H=-4098kJ·mol-1
(2) 反应ⅰ、ⅱ均为吸热反应，最高点前反应I 进行程度大，最高点后反应II 进行程度大
5.6 充入一定量N2 (合理即可)
(3)
(g)+NH3(g)
(g)+
(g)
第二步反应的活化能远小于第一步，所以第二步反应的速率远大于第一步反应的速率
【解析】(1)丙烯的燃烧热是1mol 丙烯完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的能量，则丙烯燃烧的热
化学方程式为2CH2=CH-CH3(g) + 9O2(g) = 6CO2(g) + 6H2O(l) △H=-4098kJ·mol-1；(2)①反应ⅰ、ⅱ均为吸热
反应，最高点前反应I 进行程度大，最高点后反应II 进行程度大，所以随着温度的升高， B(g)平衡的物质
的量分数先增大后减小；②a 点总压强为100 kPa，A、B 的物质的量相等， B 与水的物质的量相等，则
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A、B、水的压强都为
kPa ，对应反应的Kp=
。③通入无关气体(如通入N2)，增大容器体
积，平衡正向移动，可提高丙烯腈的平衡产率。(3)①
(g)+NH3(g)
(g)
+H2O(g)+
(g) 反应减去第二步反应方程式得第1 步反应的化学方程式为
(g)+NH3(g)
(g)+
(g)。②实验过程中未检测到
(g)，其原因可能为第二步
反应的活化能远小于第一步，所以第二步反应的速率远大于第一步反应的速率。
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