化学反应速率与化学平衡图像（练习）-2025年高考化学一轮复习（新教材新高考）

第05讲化学反应速率与化学平衡图像

01模拟基础练

【题型一】化学反应速率图像

【题型二】化学平衡图像

02重难创新练

03真题实战练

题型一化学反应速率图像

1.(2024・湖北•二模)湖北省十堰地区发现大量银、铝等稀土矿产。萃取剂P204用于萃取稀土金属铜的反

4++

应为Nb(aq)+4(C8H17O)2PO2H(1)Nb[(C8H17O)2PO2](1)+4H(aq)。某温度下，萃取银离子的溶液

7

T

O

S

X

+

H

)

。

下列叙述正确的是

A.其他条件不变，时萃取反应已停止

B.4H+"曾大，萃取平衡向左移动，平衡常数减小

C.萃取反应的正反应速率：

D.%-质段Nb4+平均反应速率mol-L-1-min-1

【答案】D

【解析】A.平衡时正反应、逆反应不断进行，只是正、逆反应速率相等，A项错误；B.平衡常数只与温

度有关，温度不变，K不变，B项错误；C.萃取反应发生后，正反应速率由大到小至不变时达到平衡，t2

时正反应速率大于4,C项错误；D.根据萃取反应式，铝离子消耗速率是氢离子生成速率的四分之一,

4+—G1,,

v（Nb）=--------x—mol-IT1-min-D项正确；故选：Do

/2―。4

2.（2024・安徽合肥•三模）已知双环戊二烯解聚成环戊二烯的反应为AH>0„

若将3moi双环戊二烯通入2L恒容密闭容器中，测得7?C和4℃下〃（双环戊二烯或环戊二烯）随时间的

变化如图所示，（℃时反应到。点恰好达到平衡。下列有关说法错误的是

A.TI＞T2

B.日。C时,0〜2h内的平均反应速率：v（环戊二烯）=0.6molL1h4

C.7?C时，当容器内的气体压强为起始的1.5倍时：v（正）＞v（逆）

D.7；°C时，反应恰好达到平衡时：44.8mol＜〃（环戊二烯）＜6mol

【答案】B

【解析】A.由图可知，时，双环戊二烯前lh减少L8moL相当于环戊二烯增加3.6mol,TJC时,

环戊二烯增加4moi＞3.6mol,所以T/T2,A正确；B.1之厂时，0〜2h内的平均反应速率：v（环戊二烯）

2x（3mol-0.6mol）

=1.2molL-1-h-1,B错误；C.由a点可知，T?oc时，平衡时气体总物质的量为2x

（2Lx2h）

（3mol-0.6mol）+0.6mol=5.4mol,是初始3mol的1.8倍，气体的压强为起始时的1.5倍时，反应正向进

行，v（正）＞v（逆），C正确；D.在T?oc时，反应达到平衡，消耗双环戊二烯的物质的量为（3-0.6）

mol=2.4mol,此时生成环戊二烯的物质的量为2.4乂2mol=4.8mol,因为T＞Tz,该反应为吸热反应，升高温

度，平衡正向移动，则T?C时n（环戊二烯）＞4.8moL假设双环戊二烯全部反应，则生成环戊二烯的物质

的量为6mol,但该反应为可逆反应，不能进行到底，因此n（环戊二烯）＜6moLD正确；故选B。

3.（2024•吉林松原•模拟预测）某工业废气中含有硫化氢，需要回收处理并加以利用。目前较好的处理方法

是光解法，原理为2H2s（g）02H2（g）+S2（g）。保持温度和压强（lOOkPa）不变，将硫化氢和僦气按照物质的

量之比分别为4：1、1：1、1：4、1：9、1：19混合，测得光解过程中硫化氢的转化率随时间的变化如图

所示。下列说法错误的是

H2s的转化率/%

60

56

48

44

40

36,—

r—

32L

匚

28—

24

20

16

12

8

4

0

0.00.20.40.60.81.0时间/s

A.图中表示硫化氢和氨气按照物质的量之比为1：1混合的曲线为④

B.温度、压强不变，通过添加硫化氢可提高硫化氢的平衡转化率

C.其他条件不变，若将原恒压容器改为恒容容器，起始压强为lOOkPa,则平衡时S?(g)的百分含量将减小

D.起始反应速率的大小顺序：⑤乂⑨

【答案】B

【分析】由于正反应是气体体积增大的可逆反应，n(H2S):n(氤气)越小，H2s的分压越小，相当于降低压

强，平衡向正反应方向移动，因此比值越小，H2s的平衡转化率越高，所以曲线①为I：19对应的曲线，曲

线⑤是4：1对应的曲线。

【解析】A.由以上分析，曲线④表示硫化氢和氮气按照物质的量之比为I：1混合的曲线，A正确；B.该

反应是气体体积增大的反应，增加硫化氢，相当于增大硫化氢的分压，平衡逆向移动，硫化氢的平衡转化

率下降，B错误；C.其他条件不变时，若将恒压容器改为恒容容器，起始压强为lOOkPa,随着反应的进行,

气体压强逐渐增大，促使反应逆向进行，平衡时S?(g)的百分含量将减小，C正确；D.压强不变，说明硫

化氢和氤气按照物质的量之比为4：1(对应曲线⑤)和1：4(对应曲线③)混合时气体的总物质的量也相同，则

硫化氢和氮气按照物质的量之比为4：1混合时，反应物硫化氢的起始浓度更大，起始反应速率更大，D正

确；故选：Bo

4.(2024・北京顺义・二模)某小组模拟汽车尾气处理。某温度下，将一定量CO和NO投入体积为10L、盛有

催化剂的密闭容器中，发生反应：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)AH=-746.8kJ.mor'o测得

NO、CO的物质的量浓度随时间变化的关系如图所示。下列说法不正确的是

9

4.

3.NO

.6a(3.05)

(3.z

一n.0d(2.7)

..o

ob(2§5)c(2.7)

日L.o

T

O

D

U/

,CO

*

0.0-........................................................

012345

时间/s

A.ab段NO的反应速率v(NO)=2xl()TrnoLLT-sT

B.达平衡时,理论上该反应放出的热量约为3.36kJ

C.该温度下,反应的平衡常数K=1.5

D.升高温度,该反应的平衡常数减小

【答案】C

Ac_(3.05-2.85)xl0-3mol/L

【解析】A.由图可知，ab段NO反应速率：v=2xlO_4mol-L_1.s_1

1s

A正确；B.由图可知4min反应达平衡，An=VAc=10Lx（3.6-2.7）xl0-3mol/L=9xl0^mol,根据题干热

化学方程式可知，平衡时理论放热:746.8kJ/molx9xlO^molx-«3.36kJ,B正确；C.列三段式:

2

2C0(g)+2N0(g)——\+2C04)

-3

初始/mol1x103.6x10q00,反应平衡常数:

转化/mol9x10-49X10Y4.5x10-49x10-4

平衡/mol1x10-32.7x10-34.5x10-49x10-4

2

C(CO2)C(N2)

22=5000,C错误;D.该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小,

"C(NO)C(CO)

D正确；答案选C。

5.（2024•天津•一模）已知：A（g）+2B（g）U3c（g）AH<0,向一恒温恒容的密闭容器中充入ImolA和

2molB发生反应，。时达到平衡状态I,在才2时改变某一条件，与时重新达到平衡状态口，正反应速率随时间

的变化如下图所示。下列说法正确的是

嘘

(2h

Z/min

A.容器内压强不变，表明反应达到平衡B.平衡时A的体积分数夕：0。)>9(11)

C.4时改变的条件：向容器中加入cD.平衡常数K：K(II)<K(I)

【答案】C

【解析】A.A(g)+2B(g)U3c(g)可知反应前后气体系数和相等，任何时刻容器内压强不变，因此压强不

变不能作为反应达到平衡的标志，A错误；B.正反应是气体体积不变化的反应，增大C的浓度达到的平衡

与原平衡是等效平衡，即平衡时A的体积分数<P：<P(I)=<P(II),B错误；C.t2时改变的条件瞬间正反应速

率不变，即v-t图象中无“断点”，然后正反应速率逐渐增大直到达到新的平衡，则t2时改变的条件：向容器

中充入C,C正确；D.该反应在恒温恒容的密闭容器中进行，温度不变，平衡常数K不变，K(II)=K(I),D

错误；故答案是：C。

6.(2024•北京顺义•二模)某小组进行“反应物浓度对反应速率影响”实验研究。分别取2mL不同浓度的葡

萄糖溶液和H2c2O4溶液于试管中，再依次向试管中滴加4mL0.01mol〕T酸性KMnO,溶液，通过色度计监

已知：(1)溶液透光率与溶液中显色微粒的浓度成反比。

(2)酸性KMnC>4溶液与H2c溶液反应时，某种历程可表示如图。

C2。：/

2+

；co2

MnO(肉色,近无色

②、，④

Mr+(不稳定)2Mme?。/其红色)

③

下列说法中不合掌的是

A.从图1可知，该实验条件下，葡萄糖溶液浓度越大，反应速率越大

B.理论上，KMnC>4和H2c的反应中参与反应的“(KMnOj：/7(H2C2O4)=2：5

C.图2中曲线甲反应速率加快的原因可能与反应生成有催化作用的物质有关

D.图2中H2c2O4溶液浓度不同时，数据呈现的原因是：随H2cq浓度增大，反应历程中①、②、③、④

速率均减小

【答案】D

【解析】A.由图1,葡萄糖浓度越大，透光率上升越快，由已知（1）,即高镒酸根浓度下降越快，故反

应速率越大，A正确；B.高锯酸钾氧化草酸，生成二价镐离子和二氧化碳，镒化合价从+7变为+2,得5

个电子，碳化合价+3变为+4,1个草酸分子失2个电子，根据氧化还原反应得失电子守恒，KMnC）4和H2c2。4

的反应中参与反应的n（KMnO4）：n（H2c2。4）=2：5,B正确；C.由历程图，Md+可以作为高锦酸钾和草酸

反应的催化剂，故图2中曲线甲反应速率加快的原因可能与反应生成Mn2+有催化作用有关，C正确；D.随

H2c2。4浓度增大，草酸根浓度增大，反应历程①中，草酸根是反应物，随浓度增大，历程①速率是增大的，

故D错误；本题选D。

7.（2024•广东梅州•一模）对于同一体系内存在竞争反应：①A（g）OB（g）,②A（g）=C（g）；测得反应

速率与时间t关系如图，依据图像信息，下列说法不正确的是

A.反应①的反应限度大于反应②

B.加入催化剂定能有效降低反应活化能，加快反应速率

C.无催化剂时t2后反应①达到平衡

D.加入催化剂，可有效提高C的产率

【答案】B

【解析】A.反应①和反应②相互竞争，未加入催化剂时，B的速率更大，浓度更大，说明反应①的反应限

度大于反应②，加入催化剂后虽然C速率更大，是因为催化剂导致的速率增大，不是浓度因素导致的速率

更大，故A正确；B.加入催化剂C的速率明显增大，B的速率略有减小，说明加入催化剂加快了生成C

的反应速率，不一定加快了生成B的反应速率，选项没有指明对于哪个反应，故B错误；C.反应速率不

变时浓度不反应到达平衡，无催化剂时t2后反应①达到平衡，C正确；D.加入催化剂，C的速率明显增大,

能更快产生C,提高了C的产率，D正确；本题选B。

题型二化学平衡图像

8.（2024•湖南衡阳•模拟预测）利用IQ可消除CO污染，反应为12O5（s）+5CO（g）W5co2（g）+U（s）AH。不

同温度工、TZ下，向装有足量IQSG）的2L恒容密闭容器中通入2moicO,测得CO?的体积分数（P（CC>2）随时

间f变化的曲线如图，下列说法正确的是

A.温度：E<T,平衡常数：Kb<Kd

B.容器内压强保持恒定时，表明反应达平衡状态

C.反应速率：v正(a)>v逆(b)

D.b点时，向容器中再次通入2moicO,重新达平衡后，(p(CO2)>0.8

【答案】C

【分析】图象分析可知，先拐先平，温度高，得到T1VT2,依据化学平衡移动原理，温度越高二氧化碳体

积分数越小，说明平衡逆向进行，正向是放热反应。

【解析】A.由分析可知，先拐先平，温度高，得到TI<T2,正反应放热，温度越高，K越小，故Kd<Kb，

A错误；B.反应前后气体体积数不变，无论是否到达平衡，容器内压强都不变，故B错误；C.相比b点,

a点(p(CC)2)小，c(C0)更大,且温度更高，故v正(a)>v正(b),b点达到平衡，v正(1>)=丫逆(1)),故v正(a)>v逆(b),

c(CQ)

C正确；D.b点已经到达平衡，向容器中再次通入2moic0,相同温度下K=定，故重新达平衡

c(CO)

后，<p(CO2)=0.8,故D错误；本题选C。

9.(2024•江西赣州•二模)甲烷水蒸气重整制合成气［CHKg)+H2O(g)UCO(g)+3H2(g)］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(I、II、III)作用下，反应相同时间后，CH4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

米

/95

桂

^

敌

将

H85

。

75

700750800850

温度/℃

A.该反应AH>0B.平衡常数：KU。

C.催化剂催化效率：D.增大压强，v正增大倍数小于v逆增大倍数

【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AH>0,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，Ka=Kb<Kc,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n、in,则三种催化剂I、n、in的催化效率由高到低的顺序是i

>II>IIL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v逆增大倍数，故D正确；故答案选C。

10.（2024•广东广州二模）恒容密闭容器中充入X,在催化剂作用下发生反应：2X（g）U2Y（g）+Z（g）,

起始压强为pkPa,反应时间为ts,测得X的转化率随温度的变化如图中实线所示（虚线表示平衡转化率）。

下列说法正确的是

兴

M、

7

y

^

g

x

温度FC

A.该反应的AH<0

B.催化剂可降低该反应的焰变，提高平衡转化率

C.增大起始压强，X的平衡转化率增大

D.800。（2时，0〜fs内化学反应速率v（Y）=2^kPa.sT

【答案】D

【解析】A.根据图像可知，虚线表示平衡转化率，随温度升高，X的转化率增大，根据勒夏特列原理，该

反应正反应为吸热反应，即△〃>（）,故A错误；B.给定的反应中，焰变只与始终态有关，催化剂可以改变

活化能，不能改变焰变，催化剂对平衡移动无影响，故B错误；C.该反应为气体物质的量增大反应，增大

起始压强,平衡逆向进行,X的平衡转化率降低，故C错误;D.该时间段内，用X表示变化的压强为0.4pkpa,

则Y的变化压强为0.4kPa,根据化学反应速率的定义，v（Y尸奥如^=&^kPa/s,故D正确；答案为D。

tst

IL（2024・重庆・三模）已知反应：6H2（g）+2CO2（g）CH2=CH2（g）+4H2O（g）.按起始投料比

«（H2）-n（CO?）=3：1加入反应物，测得CO2的平衡转化率和催化剂催化效率受温度的影响如下图所示.下

列说法不正确的是

催化效率/%

200250300350400温度FC200250300350400温度/°C

A.35(TC时，b点反应向逆反应方向进行

B.生成乙烯的速率c点一定大于a点

C.d-e,催化效率降低是由于温度升高引起的

D.a点乙烯的体积分数约为7.7%

【答案】B

【解析】A.由图像知b点二氧化碳转化率高于平衡转化率，故反应向逆反应方向进行，A正确；B.温度

升高反应速率加快，但是催化剂的催化效率随温度升高先升高后降低，c点催化剂的效率低于a点，乙烯的

生成速率c点不一定大于a点，B错误；C.由图像知，d-e温度升高，催化效率降低，催化效率降低是由

于温度升高引起的，C正确；D.已知起始投料比n(H2):n(CO2)=3:l,a点CO2平衡转化率50%,可以列出

三段式

6H2(g)+2cq(g)=CH2=CH4H2O1)

起始3100

转化1.50.50.251

平衡1.50.50.251

025025

故2点乙烯的体积分数为。.25+1+。.5+小划％=——X100%P7.7%,D正确；不正确的选B。

3.25

12.(2024•辽宁丹东•一模)三元催化转换器可除去汽车尾气中90%以上的污染物.在一恒容密闭容器中加

n(CO)1

入ImolC。和一定量的NO,发生反应2co(g)+2NO(g)UN2(g)+2CO2(g＞按不同投料比xX=^4O)

时，CO的平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是

A.X]<x2

B.a、b、c对应平衡常数Ka<Kb=K,

C.反应温度为工时，向平衡体系充入适量NO,可实现由c到b的转化

D.使用三元催化转换器可提高该反应的平衡转化率

【答案】D

n(CO)

【解析】A.相同温度下，n(CO)越大,X越大，CO的平衡转化率越小，贝I]X1<X2,A正确;

n(NO)

B.升高温度，CO的平衡转化率减小，平衡逆移，则K减小，K只与温度有关，则Ka<Kb=K「B正确;

::「(CO)

C.反应温度为工时，向平衡体系充入适量NO,平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，且x

n(NO)

减小，可实现由c到b的转化，C正确；D.使用三元催化转换器不会改变该反应的平衡转化率，D错误;

故选Do

13.(2024•北京丰台•二模)利用反应4HCl(g)+C)2(g)U2c12匹)+2旦0信)AH,将工业生产中的副产物

RUO2

HC1转化为CU，可实现氯的循环利用，减少污染。投料比n(HCl):n(Oj=4:l,L(L、L2),X可分别代表

温度或压强，下图表示L一定时，HC1的平衡转化率随X的变化关系。

在

M、

^e

都

遂

务

O

H

下列说法不正确的是

A.AH<0

B.Lt>L2

C.a点对应的化学平衡常数的数值为80

D.a点时，保持温度和压强不变，向容器中再充入0.4molHCl和O.lmol。?，当再次平衡时HC1的转化率

仍为80%

【答案】C

【分析】4HCl(g)+O2(g)-2C12(g)+2H2O(g),正向放热，升高温度则HC1的转化率增大,正向体积减

RUO2

小，增大压强平衡正向移动，HC1的转化率增大，综合对比可知X代表温度，L代表压强且LI>L2。

【解析】A.催化剂不影响焰变，该反应牖减，能自发进行则为放热反应，△!!<(),故A正确；B.L表示

压强，反应正向体积减小，增大压强平衡正向移动，HC1的转化率增大，因此LI>L2,故B正确；C.设起

始时n(HCl)=4mol,MHCl):n(C)2)=4：l则起始时M。?)=Imol,a点HC1的转化率为80%则转化氯化氢的

4HCl(g)+0+)U2Cl2(g)+2H2O(3)

〃一，，-r।起始mol4100

物质的量为3.2moL可列三段式什/[,平衡常数为

变化mol3.20.81.61.6

平衡mol0.80.21.61.6

—,体积未知无法计算，故C错误；D.a点时，保持温度和压强不变，则平衡常数

不变，向容器中再充入0.4molHCl和O.lmolOz，HC1和O2增加量之比和起始投料比相等，又是恒压条件,

与原平衡为等效平衡，因此当再次平衡时HC1的转化率仍为80%,故D正确；故选C。

14.(2024・安徽安庆・模拟预测)我国科学家团队打通了温和条件下草酸二甲酯【(COOCH)】催化加氢制

乙二醇的技术难关，反应为(COOCH3)2(g)+4H2(g)UHOCH2CHQH(g)+2CH3OH(g)AH。如图所示，在

恒容密闭容器中，反应温度为工时，c(HOCH2cHzOH)和c(H?)随时间/的变化分别为曲线I和II,反应温度

为7；时，c(H?)随时间/的变化为曲线皿。下列判断错误的是

A.A//<0

B.a、b两时刻生成乙二醇的速率：v(a)>v(b)

C.其他条件相同，在工温度下，起始时向该容器中充入一定量的氮气，则反应达到平衡的时间小于4

0.05

mol-L-1-s-1

D.在《温度下,反应在0~?2内的平均速率为v(HOCH2cH2<3H)

4f2

【答案】C

【解析】A.反应温度为Ti和T2,以C(H2)随时间t的变化为曲线比较，n比ni先达到平衡，所以TI>T2,温

度升高，c(H2)增大，平衡逆向移动，反应放热，A正确；B.升高温度，反应速率加快，TI>T2,则反应速

率v(a)>v(b),B正确；C.向恒容容器中充入氮气，不影响反应物浓度，不影响反应速率，C错误；D.T2

时，在0〜t2内，△c(H2尸0.05molLi,贝!!v(HOCH2cH20H)=丁rnollT『，D正确；故选：C=

㈤2

15.(2024・重庆•三模)工业制氢,反应I：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)\H=+206kJ/mol,

反应II：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)AH=-41.3kJ/mol„

维持FC、560kPa不变，向容积可变的密闭容器中投入lOmolCH/g)和lOmolH2O(g),CH4,CO的转

化率随时间的变化分别对应如图甲、乙曲线。下列说法错误的是

时间/min

A.开始时，CH”的分压MCHj=280kPa

B.50min后反应到达平衡，平均反应速率可表达为v(CHj为2.24kPa/min

C.保持温度不变，若增大压强，CH4的转化率变化曲线将是丙

D.保持压强不变，若降低温度，CO的转化率变化曲线将是戊

【答案】C

【解析】A.开始时，总压强为560kPa,CH”的分压p(CH4)=560kPax/=280kPa,故A正确；B.50min

后反应到达平衡，根据图中甲曲线为CH4的转化率随时间的变化，可得此时甲烷转化率为40%,

28kax40%

V(CH4)=0^=2.24kPa/min,故B正确；C.保持温度不变，CO+H,OCO?+%为反应前后气

50min

体计量数不变的反应，因此若增大压强，平衡不移动，(3应+凡0=8+3H2为反应气体计量数增大的反应,

若增大压强，平衡逆向移动，CH4转化率降低，且压强增大会导致反应速率加快，达到平衡的时间减少，

因此CH4的转化率变化曲线将是丁，故C错误；D.保持压强不变，CO+HzOCO.+H?为放热反应，若降

低温度，平衡正向移动，CO的转化率增大，CH4+H2OCO+3H2为吸热反应，若降低温度，平衡逆向移动,

CO的转化率增大，降低温度会导致速率减慢，达到平衡的时间增加，因此CO的转化率变化曲线将是戊，

故D正确；故答案选C。

16.(2024・安徽安庆•三模)改变某条件对反应aA(g)+bB(g)=cC(g)的化学平衡的影响，得到如下图象(图中

p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，a表示平衡转化率，①表示体积分数)。根据图象，下列判断正

确的是

A.反应I：若P2>Pl，则此反应可以在任何温度下均自发进行

B.反应n：此反应的AH>0，且T,<T2

C.反应ni：AH>0且12>工或AH<0且12<工

D.反应IV：在恒压条件下，若起始时充入反应物的物质的量相等且该反应为放热反应，则平衡时体积Y>Vz

【答案】A

【解析】A.由题干图像可知，压强相同时，随着温度的升高，反应物A的转化率减小，即平衡逆向移动,

说明该反应正反应AH<0,若P-P「说明等温条件下，压强越大反应物A的转化率越小，即增大压强平

衡逆向移动，即AS>0,则此反应可以在任何温度下均自发进行，A正确；B.由题干图像可知，T2条件下

反应先达到平衡，则T2>TI，且温度越高，生成物C的物质的量越小，说明升高温度平衡逆向移动，故此

反应的B错误；C.由题干图像可知，反应物B的物质的量相同时，Ti条件下生成物C的体积分

数越大，若12>工，说明升高温度，生成物C的体积分数减小，平衡逆向移动，正反应为放热反应，即M<0,

同理可知，AH>0且12<1，C错误；D.该反应为放热反应，说明升高温度平衡逆向移动，反应物A的转

化率减小，即T2>TI,且相同温度下随着压强增大，反应物A的转化率不变，说明反应前后气体的物质的

量不变，则在恒压条件下，若起始时充入反应物的物质的量相等，则平衡时两温度下容器中物质的量相等,

故有平衡时体积VW2,D错误；故答案为：A»

17.(2024・安徽•模拟预测)氨催化氧化时会发生如下反应：

反应I.4NH3(g)+5O2(g);==i4NO(g)+6H2O(g)AH10

反应II.4NH3(g)+3O2(g)^=i2N2(g)+6H2O(g)△且<0

向IL密闭容器中充入2moiNHj和3moiO?,在催化剂作用下发生上述反应，相同时间内，反应I、反应H对应

的NHj的转化率随温度的变化如图所示，已知C点达到平衡状态，下列说法错误的是

%

、

榔

7

S叔

X

N

A.由图可知，硝酸工业中，氨催化氧化时的最佳温度为840%：

B.C点之后反应I中NH3的转化率下降的原因是平衡逆向移动

C.混合体系中军—保持不变说明反应II达到平衡状态

D.C点对应温度下，反应I的平衡常数K>10

【答案】B

【解析】A.硝酸工业中物质的转化关系是NWNO-NO?fHNC>3,840C时，反应I对应的NH3的转化

率达到最高，即生成的NO最多，且温度升高化学反应速率增大，A正确；B.由题给信息可知，图像中对

应的是相同反应时间的转化率，C点之后，也可能随着温度升高，导致催化剂失活，使反应I的反应速率降

低，则相同反应时间内，NH3的转化率也降低，B错误；C.NH3和NZ分别是反应物和生成物，充入NH3和

。3区)

。2发生反应，NH3的量逐渐减少，N2的量逐渐增大，因此混合体系中保持不变说明反应II达到平

eg)

衡状态（提醒：若给定条件下推出“变量”达到“不变”，则可说明反应达到平衡状态），C正确；D.C点时,

反应I、反应II对应的NH3的转化率分别为90%、5%,则生成NO的物质的量为生成N2的物质的量

为0.05mol,则有:

反应l4NH3(g)+5O2(g)^4NO(g)+6H2O(g)反应+30?®U2N?(g)+6HQ(g)则平衡

转化量/mol1.82.251.82.7转化量/mol0.10.0750.050.15

n(NH3)=2mol-1.8mol-0.1mol=0.1mol,n(O2)=3mol-2.25mol-0.075mol=0.675mol,

c4(NO)xc6fHO)184x?RS，

n(H,O)=2.7mol+0.15mol=2.85mol,则反应I的平衡常数K=J、，、八二/>10再正确;故

c(NH3)XC(O2)O.rx0.675'

选B。

18.(2024・湖南•模拟预测)工业上，常用氨气脱硝。向恒容密闭容器中充入Nth和NH3,发生反应：

8NH3(g)+6NO2(g)U7N?但)+12H2O@)AH,测得NO2的平衡转化率与温度投料比X的关系

如图所示。净反应速率AV=V（正）-V（吗。下列叙述正确的是

4o

NO-

的

平

衡5o

转

化

率6O

/%

70

T

温度逐渐升高

A.该反应为吸热反应，高温下都能自发进行

B.投料比：X2<X1

C.平衡常数K：a=b>c

D.净反应速率：a=b=c

【答案】D

【分析】相同温度下，NH3与NO2的投料比越大，NO2的平衡转化率越大，因此X2的投料比更大，投料比

一定的条件下，随着温度升高，Nth的平衡转化率逐渐减小（纵坐标为从上往下在增大），说明反应为放热

反应，据此作答。

【解析】A.根据图示，其他条件相同，升高温度，NO2的平衡转化率降低，平衡逆向移动，正反应是放热

反应，该反应气体分子数增多，端值增大，故在任何温度下都可自发进行，故A错误；B.增大氨气的浓度,

平衡正向移动，NO2的平衡转化率增大，NH3与NO?的投料比越大，NO2的平衡转化率越大，即X2>xi,故

B错误；C.平衡常数只与温度有关，a点对应温度较低，K较大；b、c点对应温度相等，K也相等，故C

错误；D.a、b、c都是平衡点，正、逆反应速率相等，净反应速率等于0,即a、b、c的净反应速率相等,

故D正确；故答案选D。

19.（2024・广西贵港•模拟预测）中国积极推动技术创新，力争2060年实现碳中和。CO?催化还原的主要反

应有:

①CC)2(g)+H2(g)UCO(g)+H2O(g)阻＞0

②CC)2(g)+3Hz(g)OCH30H(g)+H2O(g)AH2

n(CHOH)

向恒温恒压的密闭容器中通入和进行上述反应。的平衡产率3¥

ImolCO23molH2CH30H、co2

"(乾)初

"(co?)转

的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。下列说法错误的是

“COJ初

5o

4o

3O

20

10

C3

3O555OO

504()()45)()60

A.反应②在较高温度下才能自发进行

B.若气体平均摩尔质量不再变化，则反应①和②均达到平衡状态

C.任意温度下的平衡转化率：a(H2)<a(CO2)

D.平衡时〃(凡0)随温度升高先减小后增大

【答案】A

【解析】A.由图像信息可知，随着温度的升高CH30H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AH'VO,又因为该反应是气体分子数减少的反应，AS<0,故该反应在较低的温度下能自发进

行，A错误；B.由题干信息可知，反应物质全部为气体，其中反应②为非等体积反应，故若气体平均摩尔

质量不再变化，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H?和

CO2的平衡转化率相等，若只发生反应①，则H2的平衡转化率小于CO?的，现同时发生反应①和反应②，

故任一温度下的平衡转化率：a(H2)<a(CO2),C正确；D.由题干图像信息可知，CH30H的平衡产率随

温度的升高一直在减小，而C02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，旦。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，旦0的

物质的量增大，即平衡时MH?。)随温度升高先减小后增大，D正确；故选A。

20.(2024•湖南•二模)在一定的温度和压强下，将按一定比例混合的CO2和H?通过装有催化剂的反应器可

得到甲烷.

1

已知：CO2(g)+4H2(g)UCH4(g)+2H20(g)AH=-165kJmor

1

CO2(g)+H2(g)^CO(g)+H2O{g)AH=+41kJ-mol

催化剂的选择是C02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，测得C02转化率和生成

CH4选择性随温度变化的影响如图所示.

冼怪性一用于生成C凡的CO?物质的量

忤比一发生反应的CO?物质的量X100%

下列有关说法错误的是

A.CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)AH--206kJ-moL

B.延长W点的反应时间，能提高CC>2的转化率

C.在260〜320。(3间，以Ni-CeCh为催化剂，升高温度CH4的产率不变

D.选择合适的催化剂、合适的温度有利于提高CH4的选择性

【答案】C

【解析】A.利用盖斯定律,将第一个反应减去第二个反应可得CO(g)+3H2(g)uCH4(g)+H2Og)△"=一165

kJ-moH-(+41kTmoH)=-206kJ-moH,A正确；B.W点反应温度约为280。(3,CH4的选择性在95%以上，则

生成CH4的反应为主反应，从第一张图可以看出，升高温度，CO2的转化率增大，则表明反应未达平衡，

所以延长W点的反应时间，能提高CO2的转化率，B正确；C.