化学反应速率与化学平衡（测试）-2025年高考化学一轮复习（新教材新高考）

第七章化学反应速率与化学平衡

测试卷

时间：75分钟分值：100分

一、选择题（每小题只有一个正确选项，共15x3分）

1.（2024・天津南开•一模）工业合成尿素以NH3和CO2作为原料，其能量转化关系如下图:

气相2NH3(g)；CO2(g)H2O(g)

;①\H।AS]

液相2NH3(I)：CO2(1)④A/

-1

②AH2=-109.2kJ-mol

③.

HNCOONH(1)HO(1)+HNCONH(1)

24A”3=+15.5kJ-mol-1222

1

已知2NH3(l)+COz(g)=H2OQ)+H2NCONH2()AH=-103.7kJmOr0下列有关说法正确的是

A.>0

B.AH4<0

C.△乜=-10.0kJ-mo「

D.过程③反应速率慢，使用合适的催化剂可减小△小而加快反应

【答案】C

【解析】A.二氧化碳气体转化为液态二氧化碳是一个嫡减的过程，A错误；B.液态水变成气态水要吸热,

AH4>0,B错误；C.由盖斯定律可知，①+②+③得反应2NH3（l）+CO2（g）=H2O（l）+H2NCONH2（l）,则

11

△H=AHi+AH2+AH3=AHi+（-109.2kJ-mol）+（+15.5kJ-mor）=-103.7,则△Hi=10kLmoH,C正确；D.过

程③使用合适催化剂可降低反应的活化能，但不改变反应热的大小，D错误；故选C。

2.(2024・江苏•二模)Haber-Bosch法合成氨反应为N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)AH=-92.4kJ.mol-1=

工业上将原料以MN?）：11（凡）=1：2.8投入合成塔。下列说法正确的是

A.从合成塔排出的气体中，n（N2）：n（H2）>1：2.8

B.当3V正（H?）=2v逆（NH3）时，反应达到平衡状态

C.使用高效催化剂可降低反应的焰变

D.升高温度，正反应速率减小，逆反应速率增大

【答案】A

【解析】A.根据反应方程式，N2和H2反应时消耗的物质的量之比为1:3,而起始投料比为1:2.8,消耗比

小于投料比，故排出的气体中，n（N2）：n（H2）>l：2.8,A正确；B.各物质的反应速率之比等于化学计量数

之比，故2V正(H2)=3v逆(NH3)时，反应达到平衡状态，B错误；C.催化剂可以加快反应速率，但是不改变

反应热，不能降低焰变，C错误；D.升高温度，正逆反应速率都增大，D错误；本题选A。

3.(2024•辽宁沈阳•模拟预测)C02催化加氢制CH30H的反应体系中，发生的主要反应如下：

反应1：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)A^=-49.5kJ.mo「

反应2：CO2(g)+H2(g)^CO(g)+H2O(g)AH?=+41.2kJ-mo「

恒压下，将〃(CC)2)：〃(H?)=1:3的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，测得出口处CO2的转化

“生成(CFhOH)或w生成(C。)

率及CHsOH和CO的选择性［xlOO%］随温度的变化如图所示。下列说法正确的是

〃总转化(C。2)

35100

308o

%

立

256o%

根

204o

152O

200220240260280300

A.曲线③表示CO的选择性

B.28(TC时出口处CO的物质的量小于220。(2时

C.一定温度下，增大'/口，可提高CO2平衡转化率

D.为提高CH30H生产效率，需研发CO2转化率高和CH30H选择性高的催化剂

【答案】D

【分析】甲醇的选择性和CO的选择性相加等于100%,现已知曲线①为甲醇的选择性，则曲线②为co的

选择性，曲线③为CO2的转化率，据此解答。

【解析】A.根据分析可知，曲线③表示CO2的转化率，A错误；B.根据图示可知，随着温度增大，CO2

转化率和CO选择性均增大,n生成(CO)=nfi^(CO2)xCO的选择性，则n生成(CO)随温度的升高而增大,故28(TC

w(CO2)

时出口处CO的物质的量大于220。(2时，B错误；C.一定温度下，增大相当于额外加入了CO2,

«(H2)

虽然化学平衡正向移动，但是CO2的平衡转化率减小，C错误；D.n生成(CH3OH)=n总转化(CC)2)><CH30H的选

择性，研发CO2转化率高和CH30H选择性高的催化剂，提高了CH30H选择性和n总转化(8)从而使得n

生成(CH3OH)增大，D正确；故选D。

4.(2024・北京大兴・三模)制备SiHCh的方程式为Si(s)+3HCl(g)USiHC13(g)+H2(g),同时还有其他副

反应发生。当反应体系的压强为0.05MPa时，分别改变进料比［n(HCl)：n(Si)］和反应温度，二者对SiHQ

产率影响如图所示。下列说法不正确的是

八

25|

骷

e忙

Ho

s-

；z〃(HCl):〃(Si)=6:1

。|▲1

450550650750850

温度/K

A.增加压强有利于提高SiHCb的产率

B.制备SiHCh的反应为放热反应

C.增加HC1的用量，SiHCls的产率一定会增加

D.温度为450K,平衡常数：K(x)=K(y)=K(z)

【答案】C

【解析】A.增大压强平衡向气体体积减小的方向移动，即正向移动，有利于提高SiHCb的产率，故A正

确；B.由图可知温度越高SiHCb产率减小，所以逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，故B正确；C.由

图可知增加HC1的用量，SiHCb的产率可能增加也可能减小，所以增加HC1的用量，SiHCb的产率不一定

会增加，故C错误；D.平衡常数是温度的函数，温度为450K,平衡常数：K(x)=K(y)=K(z),

故D正确；故选C。

5.(2024•江苏南京•模拟预测)中国科学家首次用C60改性铜基催化剂，将草酸二甲酯加氢制乙二醇的反应

条件从高压降至常压。草酸二甲酯加氢的主要反应有：

反应I：CH3OOCCOOCH3(g)(草酸二甲酯)+2比值户CH3OOCCH20H(g)(乙醇酸甲酯)+CH30H(g)

反应n：CH3OOCCH20H(g)+2H2(g)=HOCH2cH20H(g)+CH30H(g)

反应III：HOCH2cH20H(g)+H2(g)wC2H5OH(g)+H2O(g)AH<0

其他条件相同时，相同时间内温度对产物选择性的影响结果如图。

已知：物质B的选择性S(B尸"箸磊产.%

下列说法不歪理的是

A.反应I、n均为AHO

B.其他条件不变，增加氢气的浓度，一定能提高乙二醇的产率

C.若不使用C60改性铜基催化剂采用高压条件能加快反应速率

D.用C60改性铜基催化剂催化草酸二甲醋反应制乙二醇最佳温度范围约为475〜480K

【答案】B

【解析】A.由图可知I、II、III为连锁反应，即为自发进行，AG=AH-TAS<0,可知I、II为AS〈。的反应，

故I、II的AH<0,故A正确；B.在乙醇酸甲酯等于乙二醇选择性时，其他条件不变，增加氢气的浓度，乙

二醇的产率不变，故B错误；C.不使用C60改性铜基催化剂，采用高压条件能加快反应速率，相当于增大

浓度，反应速率加快，故C正确；D.由图可知，温度为470〜480K时，生成乙二醇的选择性最高，故D正

确；答案选B。

6.（2024•黑龙江双鸭山•模拟预测）逆水煤气反应对于促进能源和化工产业的发展具有重要意义，其中涉

及反应CO（g）+H2（Mg）UCO2（g）+H2（g）AH,已知该反应的正反应速率可表示为v（正）=Lc（CO）c但2。），

逆反应速率可表示为v（逆）=卜於（82）。（凡）上正、k逆为速率常数（只受温度影响），速率常数随温度的变化

如图所示，下列说法正确的是

A.AH>0

B.温度低于EK时，反应向正反应方向进行

C.TK时，向某平衡体系中投入等物质的量CO、H2O.CO2,旦后平衡不移动

D.EK时，若CO的平衡转化率大于50%,则H?。的平衡转化率小于50%

【答案】D

【解析】A.根据图像可知，温度升高，逆反应增大的速率更快，所以逆反应为吸热反应，A项错误；B.反

应向哪个方向进行与温度没有直接关系，B项错误；C.不知道初次平衡时各物质的关系，无法确定平衡是

否移动，C项错误；D.反应达到平衡时，v（正）=v阐，k正c（CO）c（HQ）=曝

kEC(CQ2)C(H2)

"=K,则TK时反应的平衡常数为1,若CO的平衡转化率大于50%,则H?。的平衡转

k逆c(CO)-c(H2O)

化率一定小于50%,D项正确；故选：Do

7.（2024•海南省直辖县级单位•模拟预测）工业上用CO生产甲醇的反应为

CO(g)+2H2(g)^=±CH3OH(g)；AHo在一定条件下的密闭容器中，分别充入n(C。):M为)=1:2的混合气

co的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:

卓

、

3郴3o

鬻2o

T避

t1O

og

。

下列说法正确的是

A.AH>0

B.压强P1>P2>P3

C.a、b点的平衡常数：K(a)<K(b)

D.体系中气体的总物质的量不变时，反应达到平衡

【答案】D

【解析】A.随着温度的升高，CO的转化率减小，说明平衡逆向移动，升高温度平衡逆向移动，故反应放

热，AH<0,A错误；B.保持温度不变，增大压强，平衡正向移动，CO的转化率增大，故压强0<P2<P3,

B错误；C.温度不变，平衡常数不变，故K(a)=K(b),C错误；D.无论反应怎么反应，物质的量都会改

变，体系中气体的总物质的量不变时，反应达到平衡，D正确；故选D。

8.(2024・重庆•模拟预测)CO?与H?在固载金属催化剂上存在以下两个反应：

反应I：CO2(g)+H2(g)^HCOOH(g)

反应n：CO2(g)+H2(g)^H2o(g)+co(g)

在恒压条件下，按"(H?):“(CO?)=1:1投料比进行反应，CO2的转化率与HCOOH选择性随温度的变化如

图所示，A点H2分压为aMPa.下列说法正确的是

%S41

、OO%

起9

、

他S3O<

8

招^

H哪

O62

O706

O600

HJ

0.

400500600700800

温度/K

A.反应n的AH>0

B.A点，反应I的。p=0.057aMPaT

C.充入He能提高CO2平衡转化率

D.T>673.15K,升高温度，v(I)比v(II)增加更多

【答案】A

【解析】A.由图可知，温度在400〜700KC02的转化率与HCOOH选择性随温度升高而增大，升高温度CO?

的转化率增大，平衡正向移动，说明反应II是吸热反应即AH>0,故A正确；B.不妨设初始投料为

n(H2)=n(CO2)=lmol,673.15K时，CCh的转化率为95%,HCOOH的选择性为0.3%,所以

n(HCOOH)=lx95%x0.3%mol,由于反应I和反应II中止和CCh都是1：1反应，所以此时

n(H2)=n(CO2)=lx5%mol,则此时p(CC>2)=p(H2)=aMPa,p(HCOOH尸上空出坐aMPa,所以反应I的压力商计

1x5%

lx95%x0.3%

算式QP=1x5%a_0.057MPaL故B错误；C.恒压条件，再充入He,则容器体积变大，相当于减

axaa

压，反应I为气体系数之和减小的反应，平衡逆向移动，CO2的转化率减小，故C错误；D.随温度升高，

二氧化碳的转化率升高，但HCOOH的选择性却迅速下降，说明反应n的反应速率增加更显著，则

T>673.15K,升高温度，v(II)比v(I)增加更多，故D错误；故选A。

9.(2024・江苏宿迁•三模)丁烷催化脱氢是工业制备丁烯的主要方法，反应如下：

CH3cH2cH2cH3(g)UCH2=CHCH2cH3(g)+压值)AH>0o为探究工业生产丁烯的合适温度，在体积为1L的

容器中，充入10mol丁烷，使用SiCh-CrOx复合催化剂催化丁烷脱氢，相同时间内丁烷的转化率和主要产

物的收率分布如图所示。

[收率=(生成某产物的量/投入的原料量)x100%]o

下列说法不正确的是

人.590。(2生成丁烯的物质的量为0.5511101

B.59(FC以后，温度升高，丁烯的收率降低，原因是副产物增多

C.丁烷转化率增大的原因一定是温度升高平衡右移，丁烷的转化率增大

D.欲使工业生产丁烯的收率更高，应选用低温下选择性更好的高效催化剂

【答案】D

【解析】A.590。(3时，丁烯的收率为20%,丁烷转化率为27.5%,所以生成的正丁烯的物质的量为

10x20%x27.5%=0.55mol,A正确；B.由图可知59(TC时丁烯的收率最局，温度再图，丁烯的收率降低，副

产物增多，B正确；C.制备乙烯的反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，丁烷的转化率增大，C正确;

D.由图可知，降温目标产物的收率降低，D错误；故选D。

10.(2024•黑龙江•三模)N?O无害化处理的一种方法为2N?O(g)2N2(g)+O2(g)AH,在固定容积的密闭

容器中发生此反应，的转化率如图所示，若NQ起始浓度为imoll-,下列说法正确的是

100

96

%80

、

*67

N60

敞

S4o

O

Z2O

100150200250300

反应时间/min

A.该反应的AH<0

B.a、c两点中，N2的物质的量浓度：a>c

C.若b点反应达到平衡状态，。2的体积分数为30%

D.反应在250℃、恒压容器中进行，达平衡时，N2。的转化率大于96%

【答案】D

【解析】A.从图像知，升高温度N?。的平衡转化率增大，说明升高温度，平衡正向移动，AH>0,A错

误；B.a、c两点N?。的转化率相等都为67%,则两点生成N2的物质的量相等，容器体积不变，因此a、c

两点N2的物质的量浓度相等，B错误；C.在250℃条件下，b点转化率为96%,列三段式：

2N2O(g)-2N2(g)+O2(g)

起始(mol)]0Q

转化(mol)0.960.960.48

平衡(mol)0.040.960.48

0.48

则。2的体积分数为=32.4%,C错误；D.正向反应为体积增大的反应，在250℃、恒压容

0.04+0.96+0.48

器中进行反应，达平衡时容器体积大于同温下恒容时的体积，等效于在恒容条件下反应达平衡后再减压,

平衡正向移动，N2。的转化率大于96%,D正确；故选D。

11.(2024•重庆•模拟预测)储氢合金M的吸放氢反应式为：xH2(g)+2M(s)O2M-Hx(s),现将100gM置

于恒容容器中，通入氢气并维持容器内压强恒定，在不同温度下M的最大吸氢量与氢气压强的关系如图所

示，下列说法错误的是

A.压强越小，温度对最大吸氢量的影响越大

B.若到达P点的时间为3min,则吸氢速率v=0.35g/min

C.在相同条件下，若氢气中含有氤气，则最大吸氢量减小

D.若到达N点所用时间小于P点，则吸氢速率v(N)<v(P)

【答案】D

【解析】A.由图可知，压强越小，温度对最大吸氢量的影响越大，故A正确；B.由图可知，到达P点的

时间为3min时，M的最大吸氢量为1.05g,则反应速率为孝理=0.35g/min,故B正确；C.恒压条件下若

3mm

氢气中含有僦气，相当于氢气的分压减小，该反应是气体体积减小的反应，平衡向逆反应方向移动，吸氢

量减小，故C正确；D.由图可知，压强相同时，N点反应温度高于P点，温度越高，反应速率越快，则N

点反应速率小于P点，故D错误；故选D。

12.(2024•广西柳州•模拟预测)乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志。一定条件下CO2

和H2合成乙烯的反应为2co2(g)+6H?(g)^4H2O(g)+CH2=CH2(g)o向IL恒容密闭容器中充入ImolCO?

和3m0IH2,测得不同温度下CO?的平衡转化率及催化剂的催化效率如题图所示。下列说法正确的是

100150200250300350温度/℃

A.N点的平衡常数比M点的大

B.250(时，当CO?的转化率位于点时，保持其他条件不变，仅延长反应时间不可能使转化率达到50%

C.250。(2〜350(时，催化效率降低的主要原因是CO?的平衡浓度减小

D.25CTC时，平衡体系中乙烯的体积分数为1

【答案】D

【分析】由图可知，温度升高，CO2的平衡转化率减小，合成乙烯的反应为放热反应；催化剂的催化效率随

温度升高先增大后减小。

【解析】A.由图可知，N点CO2的平衡转化率更小，平衡常数更小，故A错误；B.250。（3时，CCh的平

衡转化率为50%,其他条件不变，当CO2的转化率位于Mi点时，保持其他条件不变，仅延长反应时间可以

使转化率达到50%,故B错误；C.25（TC〜35（TC时，催化效率降低的主要原因是温度升高，故C错误；D.根

据已知条件列出“三段式”

：

282(g)+6H2(g)U4H2O(g)+CH2=CH2(g

起始/mol1300

,平衡体系中乙烯的体积分数为

转化/mol0.51.51025

平衡/mol0.51.510.25

0.25乙，故D正确；故选D。

0.5+1.5+1+0.25

13.(2024•江苏苏州•三模)CO?催化加氢制甲醇主要反应：

反应I.CO?(g)+3H2(g)=CH30H(g)+H2O(g)AH1=-49.4kJ-moL

反应11(02值)+4值)=(20值)+乩。©AH2=+41.2kJ-mor'

“起始（。°2）

压强分别为夕i、2时，将"起始（印）=1：3的混合气体置于密闭容器中反应，不同温度下体系中CH30H或CO

"(CHjOH)或?(CO)

的平衡选择性如图所示。（CH30H（或CO）的平衡选择性=)

〃(CC)2)参与反应

10on

8o/

P1

6o

4o

2O

0।-------1--------1-------1-------

200250300350400

温度/C

下列说法正确的是

A.曲线①、②表示的是CH30H平衡选择性

B.曲线①、②表示的压强：0<02

C.随温度升高，CO2的平衡转化率受压强影响减小

D.相同温度下，压强分别为四、。2时，反应I的平衡常数K（PJ>K（P2）

【答案】c

【分析】只看一条曲线，可知该物质的平衡选择性随温度升高而升高，反应I为放热反应，升温平衡逆向移

动，反应n为吸热反应，升温平衡正向移动。故升温co的平衡选择性增大，符合图象。

【解析】A.由上述分析可知，图中表示的是CO的平衡选择性，A错误；B.同一温度下，压强由Pi变为

P2,CO的平衡选择性增大。根据反应可知，降压反应I逆向移动，从而导致反应II正向移动，CO的平衡选

择性增大，故P1＞P2,B错误；c.随温度升高，co的平衡选择性接近100%,可知升温后主要发生反应n,

反应n的平衡移动与压强无关，故随温度升高，CO?的平衡转化率受压强影响减小，c正确；D.平衡常数

只与温度有关，温度相同平衡常数相同，D错误；故选C。

14.(2024・湖南•模拟预测)二甲醇是一种绿色能源，也是一种化工原料。在体积均为1L的容器I、II中分

别充入ImolCO2和31110叫，发生反应：2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)AHo相对容器II,容

器I仅改变温度或压强一个条件。两个容器同时发生化学反应，CO?的转化率与时间关系如图，下列叙述正

确的是

7&OI

6

(H

5O4

4O4

(H

3()4

(>1

2

040-

1

A.该反应中，产物总能量大于反应物总能量

B.其他条件相同，压强，容器1＞容器II

C.容器11中0~601出内H2平均速率为0.2mol-L，minT

D.容器I条件下，平衡常数K为27

【答案】C

【分析】根据图像可知，容器I先达到平衡，说明I容器反应速率大于n容器，贝打容器改变的条件可能是升

高温度或增大压强。同时从图中还可知平衡时容器n中co2的转化率更高，说明I容器改变的条件相对于n容

器而言促使反应平衡逆向移动，若为升高温度，则反应的化学平衡逆向移动，正反应为放热反应。若为增

大压强，反应的化学平衡正向移动，贝打中co2的转化率应该大于n,故不可能是增大压强，因此I改变的条

件是升高温度。

【解析】A.根据以上分析可知反应为放热反应，则产物总能量小于反应物总能量，故A项错误；B.若其

他条件相同，容器I比容器n先达到平衡状态，且正反应是体积减小的，因此改变的条件是温度，故温度：

容器1＞容器II,故B项错误；C.容器^中0~6min内，CCh的转化率为40%,即反应消耗CCh的物质的量

1.2mol

为lmolx40%=0.4mol,压消耗1.2mol,则H2平均速率为一.-i--1,故C项正确；D.容

------；—=u.zmoi,TL,min

6min

器I条件下，4min时达到平衡状态，C02转化率为50%,根据三段式得:

2co2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)

初始量（mol/L）1300

转化量（mol/L）0.51.50.250.75

平衡量（mol/L）0.51.50.250.75

3

C(CH3QH)C(H2Q)0.25mol.Lx(0.75mol.L)-=0()3

平衡常数K=C2C6；故D项错误；故本题选C。

(CO2).(H)(0.5mol-L)2.(1.5mol-L)6

15.（2024•广东•模拟预测）在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应xA（g）+yB（g）UzC（g）,图I表示

200。（2时容器中A、B、C的物质的量随时间的变化关系，图n表示不同温度下达到平衡时C的体积分数随

起始阴的变化关系，则下列结论正确的是

nB

^200℃

ioo°c\

a起始时MA):"(B)

图n

A.由图n可知反应xA（g）+yB（g）ozC（g）的AH>0

B.20（TC时，反应从开始到平衡的平均速率v（A）=0.08mol/（L-min）

C.200。（2时，向容器中充入2molA和ImolB,达到平衡时，A的体积分数大于0.5

D.若在图I所示的平衡状态下，再向体系中充入Kr,重新达到平衡前唯<v逆

【答案】A

【分析】由图I可知，200。（2时，5min反应达到平衡，A的物质的量变化量为An（A）=0.8mol-0.4moi=0.4mol,

B的物质的量变化量为An（B）=0.4mol-0.2moi=0.2mol,C的物质的量变化量为An（C）=0.2mol,故x：y：

z=An（A）：An（B）：An（B）=2：1：1,则反应方程式为：2A（g）+B（g）C（g）,据此作答。

【解析】A.由图H可知，当n（A）：n（B）一定时，温度越高，平衡时C的体积分数越大，说明升高温度平衡

向正反应方向移动，而升高温度平衡向吸热反应方向移动，故正反应为吸热反应，即AH>0,故A正确；

B.由图I可知，200。（3时，5min反应达到平衡，平衡时A的物质的量变化量为0.4mol,故

v（A）=0-4mo1=O.O^ol-L1-min1,故B错误；C.由图I可知，200℃Bt,当充入0.8molA和0.4molB达

2Lx5min

到平衡时，A的体积分数为：八,，，=85；200。（2时，向该容器中充入2molA和ImolB,达

0.4mo+0.2mo+0.2mo

到的平衡等效为原平衡增大压强，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，故达到平衡时，A的体积分

数小于0.5,故C错误；D.恒温恒容条件下，在图I所示的平衡状态下，再向体系中充入Kr,由于容器容

积不变，则混合物中各物质的浓度不变，正逆反应速率不变，平衡不移动，故v（正）=v（逆），故D错误；故

答案选A。

二、非选择题（共4小题，共55分）

16.（13分）（2024高三下•天津•阶段考试）在2L的恒容密闭容器中充入ImolCO和2mol应，一定条

件下发生反应：CO（g）+2H2（g）^CH3OH（g）,测得和CH30H（g）的物质的量变化如图1所示，反应过程

（、1）从反应开始至达到平衡，CO的平均反应速率v（CO）=molL1min-1。平衡时H,的转化率

为O

（2）下列措施能增大反应速率的是（填字母）。

A.升高温度B.降低压强C.减小CHQH的浓度D.加入合适的催化剂

（3）下列描述中能说明上述反应达到平衡状态的是。

A.CO、凡和CH30H三种物质的浓度相等

B.混合气体的密度不随时间的变化而变化

C.混合气体的总物质的量不随时间的变化而变化

D.单位时间内消耗2moi凡的同时生成ImolCH30H

（4）该反应是反应（填“吸热”或“放热”），已知断开ImolCO（g）和2moiH?（g）中的化学键需要

吸收的能量为1924kJ,则断开ImolCHQH（g）中的化学键所需要吸收kJ的能量。

（5）汽车尾气（含有烧类、CO、SO2,NO等物质）是城市空气的污染源之一，治理的方法之一是在汽车的

排气管上装一个“催化转换器”，使CO和NO转化为无毒气体，其反应方程式o

【答案】（1）0.125（2分）75%（2分）（2）AD（2分）（3）C（2分）

催化剂

（4）放热（1分）2052.8（2分）（5）2CO+2NON+ZCO?一分）

【解析】（1）从反应开始至达到平衡，CO的平均反应速率v（CO）=等管㈣=0.125mol

2Lx3min

平衡时H2的转化率为2(lm°l°25mol)xl00%=75%o

2mol

（2）多种因素能影响化学反应速率，其中增大反应物的浓度、增大气体压强、使用正催化剂、升温等均能

加快反应速率。则能增大反应速率的是A（升高温度）和D（加入合适的催化剂），故AD符合。

(3)A.某瞬间的含量跟起始状态有关、CO、凡和CH?。!!三种物质的浓度相等、不一定说明它们不再改

变、不能说明已达平衡，A不符合题意；B.气体质量始终不变、容积体积的不变，故气体密度不变不能说

明己平衡，B不符合题意；C.反应中，气体的物质的量会随着反应而变化，故混合气体的总物质的量不随

时间的变化而变化说明反应已达平衡,C符合题意；D.单位时间内消耗2moi凡的同时生成ImolCH3OH,

均指正反应速率，不能说明已达平衡，D不符合题意；故选C。

(4)该反应的生成物总能量低于反应物总能量，为放热反应，由图知：CO(g)+2H2(g)^CH3OH(g)

△H=-128.8kJ/mol=反应物总键能-生成物总键能，已知断开ImolCO(g)和2molH2(g)中的化学键需要吸收

的能量为1924kJ,则断开ImolCH30H(g)中的化学键所需要吸收1924kJ-(-128.8kJ/mol)=2052.8kJo

(5)在汽车的排气管上装一个“催化转换器”，可以使CO和NO转化为无毒气体N2和CO2,根据得失电子

催化剂

守恒和原子守恒配平化学方程式为：2CO+2NO^=N2+2CO2。

17.(15分)(2024•河南•模拟预测)二氧化碳一甲烷重整反应制备合成气(H2+CO)是一种生产高附加值化

学品的低碳过程。该过程存在如下化学反应：

①CH/g)+CC)2(g)U2H2(g)+2CO(g)AH,

②CO2(g)+2比(g)UC(s)+2H2O(g)AH?=-90.2kJ-

-1

③CH&(g)=C(s)+2凡(g)AH3=+74.9kJ-mol

1

@CO(g)+H2(g)UH2O(g)+C(s)AH4=-131.3kJ-moP

回答下列问题：

(1)A日=,反应①_______正向自发进行(填标号)。

A.低温下能B.高温下能C.任何温度下都能D.任何温度下都不能

(2)反应体系总压强分别为5.00MPa、1.00MPa和0.50MPa时，CH,平衡转化率随反应温度变化如图所示，

则代表反应体系总压强为5.00MPa的曲线是(填T“II”或“III”)，判断依据是。

10o

—

i

9o

8o

7o

6O

50

600700800900100011001200

反应温度/C

(3)当反应体系总压强为O.IMPa时，平衡时部分组分的物质的量随反应温度变化如图所示。随反应温度的

升

CO?的物质的量先增加后减少，主要原因是

O

W

W

S

眼

舞

£

京

蚓

fe

避

中

（4）恒温恒压条件下，向容器中通入ImolCH,和ImolCO2,达到平衡时CH,的转化率为80%,CO2的转化率

为50%,碳单质的物质的量为0.8mol,CO的物质的量为mol,反应①用摩尔分数表示的平衡常数

K,=（结果保留两位小数）。

上述平衡时［乂旦）］=a，向体系通入He气，重新达到平衡时，上，比）!=b，贝|jab（填“>”“<”或“="）。

C（CH4）C（CH4）

（已知反应aA（g）+bB（g）UcC（g）+dD（g）的K,=车色,物质i的摩尔分数x=^）

XA-XB11总

【答案】（1）+247.3kJ/mol（2分）B（2分）

（2）III（1分）恒温减压时平衡①、③右移，甲烷平衡转化率增大（2分）

（3）温度在500摄氏度以前，温度对②反应影响更大，所以n（CO2）增大，温度高于500摄氏度，温度对①、

③反应影响更大，所以n（CO2）减小（2分）

（4）0.5mol（2分）0.39（2分）=（2分）

【解析】（1）由盖斯定律可得：①:②十③-2x④，所以

AH1=AH2+AH3-2AH4=-90.2kJ/mol+74.9kJ/mol-2x（-131.3kJ/mol）=+247,3kJ/mol,所以AH］=+247.3kJ/mol:

AG=AH-TAS,AH>0>AS>0,所以高温反应①正向自发进行；

（2）图像显示恒温变压（III、II、I的是顺序变化）甲烷平衡转化率增大，而反应①、③恒温减压平衡均右

移，甲烷平衡转化率增大，即同温时压强越大甲烷平衡转化率越小，所以HI曲线代表5.00MPa；判断依据

是恒温减压时平衡①、③右移，甲烷平衡转化率增大；

（3）升温②反应左移，使n（CO2）有增大的趋势，①、③反应右移，使n（CO2）有减小的趋势，温度在500摄

氏度以前，温度对②反应影响更大，所以n（CO2）增大，温度高于500摄氏度，温度对①、③反应影响更大,

所以n（CO2）减小;

（4）三段式表示如下：

但)式+2HO(g)

CH4(g)+82(g)U2H2+2CO(g)82(g)+2Hg)ueg)2

始1100始1000

转xX2x2x转y2yy2y

平1-x-m1-x-y2x-n平l-x-yy+m+n

c⑸但)CO(g)+(

CH4(g)U+2H2H2(g)UCs)+H2O(g)

始100始0000

平衡时甲烷转化了

转mm2m转nnnn

平1-x-my+m+n平2x-n

0.8mobCO2转化了0.5mobC生成了0.8mob所以x+m=0.8mol、x+y=0.5mol>y+m+n=0.8mol、解得

n(CO)=2x-n=0.5mol；由氧原子守恒得n(H2O)=1x2mol-0.5x2mol-0.5xlmol=0.5mol,由氢原子守恒得

n(H2)=；x(4mol-0.2x4mol-2x0.5mol)=l.lmol,容器气体总物质的量

/1.1、2/0.5、2

2(H)X2(CO)

=0.2mol+0.5mol+0.5mol+0.5mol+l.lmol=2.8mol,母=X…丫之、----=0.39；反应③的平衡

X(CH4)X(CO2)

2.82.8

常数K』C「2)1,恒温恒压条件下向体系通入He气,尽管平衡正向移动，但是温度不变其平衡常数不变，

c(CHj

其他平衡的移动也不能影响该反应的平衡常数，所以b=a。

18.(14分)(2024•辽宁锦州•模拟预测)利用CO?、凡为原料合成CH30H的主要反应如下。

1

I.CO2(g)+3H2(g)UCH3OH(g)+H2O{g)AH1=-48.5kJmolK1

1

II.CO2(g)+H2(g)OCO(g)+H2O(g)AH2=+43.9kJxmolK2

回答下列问题：

K

(1)已知反应in的平衡常数Ks=U，写出反应ni的热化学方程式。

(2)一定条件下，向恒压密闭容器中以一定流速通入CO2和H2混合气体，CO2平衡转化率和CH30H选择

n(生成的CH3OH)

性/冶虹%、Jxl00%随温度、投料比的变化曲线如图所示。

n(消耗的CO?)

25

20

18(300-15

150

60

40

20

2o23

00248060

①表示CHQH选择性的曲线是(填“LJ，或，［2")，CO2平衡转化率随温度升高发生如图变化的原因

是O

②生成CH30H的最佳条件是（填标号）。

a.220℃,n（CO2]3i（H2）=1:3b.220℃,n（CO2）:n（H2）=1:4

c.320℃,n（CO2）:n（H2）=1:4d.320℃,n（CO2）:n（H2）=1:3

（3）一定温度下，向压强恒为pMPa的密闭容器中通入lmolCC）2（g）和3moi应值），充分反应后，测得C0?

平衡转化率为a,CH30H选择性为b,该温度下反应n的平衡常数Kp=

V(co)_i

（4）向压强恒为3.0MPa的密闭容器中通入反应混合气2,在ImolNiGa催化作用下只发生反

.V(H2)-2

应I,测得CHQH时空收率（表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率）随温度的变化曲线如图所

Zj\O

「o

榔IU

、

与(

助l

q

・

会o

避U

)I

旺

〕/

①CH30H时空收率随温度升高先增大后减小的原因是。

②223（时，氏的平均反应速率v（H?）=mol.h'o

【答案】（1）CO（g）+2H2（g）-CH3OH（g）AH=-92.4kJ/mol（2分）

（2）Li（2分）反应n是吸热反应，升高温度，反应n正向移动的程度大于反应I逆向移动的程度，co2

平衡转化率随温度的升高而增大（2分）c（2分）

ab2（4-2ab）2

（3）——；----%（2分）

（l-a）（3-a-2ab）

（4）温度较低时，反应速率较慢，反应未达到平衡，升高温度，反应速率加快，CH30H时空收率增大，当

温度较高，反应速率较快，反应达到平衡，升高温度，平衡逆向移动，CH30H的转化率减小，CH30H时空

收率减小（2分）0.6molh-1/mol（2分）

K

【解析】（1）已知反应ni的平衡常数Ks=y,由盖斯定律可知反应I-反应ii可得反应ni的热化学方程式为:

11

CO（g）+2H2（g）UCH30H（g）AH3=AH1-AH2=-48.5kJ-mol-43.9kJ-mol=-92.4kJ-molo

（2）①反应I是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CH30H的转化率减小，选择性减小，则表示CH30H

选择性的曲线是Li,L2代表C02平衡转化率随温度变化的曲线，反应II是吸热反应，升高温度，反应n正向

移动的程度大于反应I逆向移动的程度，C02平衡转化率随温度的升高而增大;

②由图可知，320℃,n（CO2m（凡）=1:4时,CH30H选择性较大,同时CCh的转化率也较大,故选c。

（3）根据已知条件列出“三段式”