专题07 化学反应速率与化学平衡（讲义）-【上好课】2025年高考化学二轮复习讲练测（新高考通用）

专题07 化学反应速率与化学平衡 目录 01考情透视·目标导航 02知识导图·思维引航 03核心精讲·题型突破 题型一 化学反应速率及其影响因素 【真题研析】 【核心精讲】 1．化学反应速率 2．影响化学反应速率的外因 3．理论解释——有效碰撞理论 【命题预测】 题型二 化学平衡及其影响因素 【真题研析】 【核心精讲】 1．化学反应的方向 2．影响化学平衡的因素 3．勒夏特列原理 【命题预测】 题型三 化学反应速率和化学平衡的综合计算 【真题研析】 【核心精讲】 1．一个模式——“三段式” 2．明确三个关系 3．掌握四个公式 【命题预测】 考点要求 考题统计 考情分析 化学反应速率和化学平衡及影响因素 2024·甘肃卷，4，3分；2024·浙江6月卷，11，3分；2024·浙江6月卷，11，3分；2024·安徽卷，12，3分；2024·辽吉黑卷，10，3分；2024·山东卷，15，4分；2024·重庆卷，14，3分；2023辽宁卷12题，3分；2023北京卷4题，3分；2023广东卷15题，4分；2023山东卷14题，4分；2022海南卷8题，2分；2022湖北卷13题，3分；2022北京卷12题，3分；2022浙江6月选考19题，2分；2022辽宁卷12题，3分；2022浙江1月选考19题，2分；2022浙江6月选考20题，2分；2022湖南卷12题，4分；2022湖南卷14题，4分；2022北京卷14题，3分；2022河北卷11题，4分； 化学反应速率与化学平衡是高中化学重要理论主干知识，一般是以图像或者表格的形式为载体，考查反应速率和化学平衡及影响因素，化学平衡的计算、等效平衡、平衡图像等知识点等，综合性强，难度大，为选择题中的压轴题型。在填空题中也会结合工农业生产考查平衡状态的判断、平衡图像、化学平衡常数等。预计2025年仍在非选择题占有较重的份量。 化学反应速率和化学平衡的计算 2024·江西卷，16(3)；2024·江西卷，16(4)；2024·甘肃卷，17节选；2024·山东卷，20(2)(3)；2024·湖北卷，17(2)；2023•山东卷，20(2)(3)；2023•全国新课标卷，29(4)；2023•广东卷，19(4)；2022•福建卷，13(2)(4)(5)；2022•全国甲，28(2)；2022•山东卷，20(2)(3)；2022·浙江省1月，29(3)； 题型一 化学反应速率及其影响因素 1．(2024·甘肃卷，4，3分)下列措施能降低化学反应速率的是( ) A．催化氧化氨制备硝酸时加入铂 B．中和滴定时，边滴边摇锥形瓶 C．锌粉和盐酸反应时加水稀释 D．石墨合成金刚石时增大压强 【答案】C 【解析】A项，催化剂可以改变化学反应速率，一般来说，催化剂可以用来加快化学反应速率，故催化氧化氨制备硝酸时加入铂可以加快化学反应速率，A项不符合题意；B项，中和滴定时，边滴边摇锥形瓶，可以让反应物快速接触，可以加快化学反应速率，B项不符合题意；C项，锌粉和盐酸反应时加水稀释会降低盐酸的浓度，会降低化学反应速率，C项符合题意；D项，石墨合成金刚石，该反应中没有气体参与，增大压强不会改变化学反应速率，D项不符合题意；故选C。 2．(2024·江西卷，9，3分)温度T下，向1L真空刚性容器中加入1mol(CH3)2CHOH，反应达到平衡时，c(Y)=0.4mol·L-1， 下列说法正确的是( ) A．再充入1mol X和1mol Y，此时v正＜v逆 B．再充入1mol X，平衡时c(Y)=0.8mol·L-1 C．再充入1mol N2，平衡向右移动 D．若温度升高，X的转化率增加，则上述反应ΔH＜0 【答案】A 【解析】由题意可知，平衡时Y的浓度为0.4mol/L，由方程式可知，X的浓度为1mol/L—0.4mol/L=0.6 mol/L，Z的浓度为0.4mol/L，则反应的平衡常数K=≈0.27。A项，向真空刚性容器中再充入1mol X和1mol Y时，反应的浓度熵Qc==0.35＞K，则反应向逆反应方向进行，正反应速率小于逆反应速率，故A正确；B项，向真空刚性容器中再充入1mol X相当于增大压强，该反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，则平衡时，Y的浓度小于0.8mol/L，故B错误；C项，向真空刚性容器中再充入不参与反应的1mol氮气，反应体系中各物质浓度不变，平衡不移动，故C错误；D项，温度升高，X的转化率增加，说明平衡向正反应方向移动，该反应为焓变大于0的吸热反应，故D错误；故选A。 3．(2024·浙江6月卷，11，3分)二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应： I．C2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g) ΔH1＞0 II．C2H6(g)＋2CO2(g)4CO(g)＋3H2(g) ΔH2＞0 向容积为的密闭容器中投入2 mol C2H6和3 mol CO2，不同温度下，测得时(反应均未平衡)的相关数据见下表，下列说法不正确的是( ) 温度() 400 500 600 乙烷转化率() 2.2 9.0 17.8 乙烯选择性() 92.6 80.0 61.8 注：乙烯选择性 A．反应活化能：I＜II B．时，0~5 min反应I的平均速率为：v(C2H4)=2.88×10-3 mol·L－1·min－1 C．其他条件不变，平衡后及时移除H2O(g)，可提高乙烯的产率 D．其他条件不变，增大投料比[n(C2H6)/ n(CO2)]投料，平衡后可提高乙烷转化率 【答案】D 【解析】A项，由表可知，相同温度下，乙烷在发生转化时，反应Ⅰ更易发生，则反应活化能：Ⅰ<Ⅱ，A正确；B项，由表可知，500℃时，乙烷的转化率为9.0%，可得转化的乙烷的总物质的量为2mol×9.0%=0.18mol，而此温度下乙烯的选择性为80%，则转化为乙烯的乙烷的物质的量为0.18mol×80%=0.144mol，根据方程式可得，生成乙烯的物质的量为0.144mol，则0~5 min反应I的平均速率为：，B正确；C项，其他条件不变，平衡后及时移除H2O(g)，反应Ⅰ正向进行，可提高乙烯的产率，C正确；D项，其他条件不变，增大投料比[n(C2H6)/ n(CO2)]投料，平衡后CO2转化率提高，C2H6转化率降低，D错误；故选D。 4．(2024·安徽卷，12，3分)室温下，为探究纳米铁去除水样中SeO42-的影响因素，测得不同条件下SeO42-浓度随时间变化关系如下图。 实验序号 水样体积/ mL 纳米铁质量/ mg 水样初始pH ① 50 8 6 ② 50 2 6 ③ 50 2 8 下列说法正确的是( ) A．实验①中，0~2小时内平均反应速率v(SeO42-)=2.0 mol·L－1·h－1 B．实验③中，反应的离子方程式为：2Fe+SeO42-+8H+=2Fe3++Se+4H2O C．其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率 D．其他条件相同时，水样初始pH越小，SeO42-的去除效果越好 【答案】C 【解析】A项，实验①中，0~2小时内平均反应速率，A不正确；B项，实验③中水样初始pH =8，溶液显弱碱性，发生反应的离子方程式中不能用H+配电荷守恒，B不正确；C项，综合分析实验①和②可知，在相同时间内，实验①中SeO42-浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率，C正确；D项，综合分析实验③和②可知，在相同时间内，实验②中SeO42-浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当减小初始pH，SeO42-的去除效果越好，但是当初始pH太小时，H+浓度太大，纳米铁与H+反应速率加快，会导致与SeO42-反应的纳米铁减少，因此，当初始pH越小时SeO42-的去除效果不一定越好，D不正确；故选C。 5．(2024·辽吉黑卷，10，3分)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是( ) A．时，反应②正、逆反应速率相等 B．该温度下的平衡常数：①>② C．0~3h平均速率(异山梨醇) 0.014mol·kg-l·h-l D．反应②加入催化剂不改变其平衡转化率 【答案】A 【解析】A项，由图可知，3小时后异山梨醇浓度继续增大，15 h后异山梨醇浓度才不再变化，所以3 h时，反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速率不相等，A错误；B项，图像显示该温度下，15 h后所有物质浓度都不再变化，且此时山梨醇转化完全，即反应充分，而1，4-失水山梨醇仍有剩余，即反应②正向进行程度小于反应①、反应限度小于反应①，所以该温度下的平衡常数：①>②，B正确；C项，由图可知，在0~3h内异山梨醇的浓度变化量为0.042mol/kg，所以平均速率(异山梨醇)=，C正确；D项，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变物质平衡转化率，所以反应②加入催化剂不改变其平衡转化率，D正确；故选A。 6．(2024·山东卷，15，4分) (双选)逆水气变换反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＞0。一定压力下，按CO2，H2物质的量之比n(CO2)：n(H2)=1：1投料，T1、T2温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2)，T1、T2温度时反应速率常数k分别为k1、k2。下列说法错误的是( ) A．k1＞k2 B．T1、T2温度下达平衡时反应速率的比值： C．温度不变，仅改变体系初始压力，反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变 D．T2温度下，改变初始投料比例，可使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同 【答案】CD 【解析】由图可知，T1比T2反应速率速率快，则T1＞T2；T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温度下平衡时；由于起始CO2与H2的物质的量之比为1∶1，则达到平衡时CO2和H2的摩尔分数相等。A项，T1比T2反应速率速率快，反应速率常数与温度有关，结合反应速率方程知k1＞k2，A项正确；B项，反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2)，则，T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温度下平衡时，则，B项正确；C项，温度不变，仅改变体系初始压力，虽然平衡不移动，但反应物的浓度改变，反应速率改变，反应达到平衡的时间改变，反应物摩尔分数随时间的变化曲线变化，C项错误；D项，T2温度下，改变初始投料比，相当于改变某一反应物的浓度，达到平衡时H2和CO2的摩尔分数不可能相等，故不能使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同，D项错误；故选CD。 7．(2024·重庆卷，14，3分)醋酸甲酯制乙醇的反应为：CH3COOCH3(g)＋2H2(g)CH3CH2OH(g)＋CH3OH(g)。三个恒容密闭容器中分别加入醋酸甲酯和氢气，在不同温度下，反应t分钟时醋酸甲酯物质的量n如图所示。下列说法正确的是( ) A．该反应的ΔH＞0 B．容器甲中平均反应速率 C．容器乙中当前状态下反应速率v正＜v逆 D．容器丙中乙醇的体积分数为 【答案】D 【解析】温度越高反应速率越快，比较乙丙可知，丙反应升高温度，醋酸甲酯量增大，则反应逆向进行，正反应为放热反应，焓变小于0。A项，该反应的ΔH＜0，A错误；B项，容器甲中平均反应速率，B错误；C项，温度越高反应速率越快，比较乙丙可知，丙达到平衡状态，但不确定乙是否平衡，不能确定正逆反应速率相对大小，C错误；D项，对丙而言： 容器丙中乙醇的体积分数为，D正确；故选D。 8．(2022•辽宁卷，12，3分)某温度下，在恒容密闭容器中发生反应2X(s)Y(g)+2Z(g)，有关数据如下： 时间段/ min 产物Z的平均生成速率/ mol·L－1·min－1 0～2 0.20 0～4 0.15 0～6 0.10 下列说法错误的是( ) A．1 min时，Z的浓度大于 B．2 min时，加入，此时 C．3 min时，Y的体积分数约为33.3% D．5 min时，X的物质的量为 【答案】B 【解析】A项，反应开始一段时间，随着时间的延长，反应物浓度逐渐减小，产物Z的平均生成速率逐渐减小，则0~1 min内Z的平均生成速率大于0~2 min内的，故1 min时，Z的浓度大于0.20 mol·L-1，A正确；B项，4 min时生成的Z的物质的量为，6min时生成的Z的物质的量为，故反应在4min时已达到平衡，设达到平衡时生了，列三段式： 根据，得，则Y的平衡浓度为0.3 mol·L-1，Z的平衡浓度为0.6 mol·L-1，平衡常数，2min时Y的浓度为0.2 mol·L-1，Z的浓度为0.4 mol·L-1，加入后Z的浓度变为0.6 mol·L-1，，反应正向进行，故，B错误；C项，反应生成的Y与Z的物质的量之比恒等于1∶2，反应体系中只有Y和Z为气体，相同条件下，体积之比等于物质的量之比，，故Y的体积分数始终约为33.3%，C正确；D项，由B项分析可知5 min时反应处于平衡状态，此时生成Z为0.6 mol，则X的转化量为0.6 mol，初始X的物质的量为2 mol，剩余X的物质的量为1.4 mol，D正确；故选B。 1．化学反应速率 (1)表示方法 通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。 (2)数学表达式及单位 v＝，单位为mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。 (3)化学反应速率与化学计量数的关系 同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。如在反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶ 【易错提醒】 (1)化学反应速率是某一段时间内的平均速率，而不是瞬时速率。 (2)进行化学反应速率的相关计算时，不能用某物质的物质的量代替其物质的量浓度，比较速率大小时易忽视各物质的反应速率的单位是否一致，单位书写是否正确。 (3)一般不用纯固体或纯液体物质的变化来表示化学反应速率，但若将固体颗粒变小(增大固体的接触面积)，则化学反应速率会加快。 2．影响化学反应速率的外因 【易错提醒】 (1)正确区分外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响。如对ΔH<0的反应，升高温度，平衡逆向移动，正、逆反应速率都增大。 (2)改变温度，使用催化剂，反应速率一定发生变化，其他外界因素的改变，反应速率不一定发生变化。 (3)比较离子浓度大小时，一定要比较混合液中的离子浓度，此时溶液的体积为混合后溶液的体积。 (4)气体反应体系中充入惰性气体(不参与反应)时对反应速率的影响。 ①恒容：充入“惰性气体”→总压增大→物质浓度不变(活化分子浓度不变)→反应速率不变。 ②恒压：充入“惰性气体”→体积增大→物质浓度减小(活化分子浓度减小)→反应速率减小。 3．理论解释——有效碰撞理论 1．为探究H2O2对H2O2分解是否有催化作用，分别取10mL30% H2O2 (约10 mol·L-1)于四支试管中，控制其它条件相同，进行实验获得如下表数据(氧气为标准状况下的体积)： 实验编号 所加药品 控制温度/℃ 生成氧气体积/(mL) 第1个2min 第2个2min 第3个2min ① 2mL0.5 mol·L-1 CuSO4 20 4.8 5.7 6.8 ② 30 12.8 16.7 20.2 ③ 40 89.6 63.0 28.0 ④ 2molH2O 40 2.0 3.2 4.3 下列有关说法不正确的是( ) A．由以上实验数据可得Cu2+对H2O2分解一定有催化作用 B．温度低于40℃时，CuSO4对H2O2分解催化效率随温度升高而降低 C．实验③第1个2min H2O2的平均反应速率约为0.8 D．由实验④可得H2O2分解为放热反应 【答案】D 【解析】A项，实验③④说明Cu2+对H2O2分解有催化作用，A正确；B项，温度每升高10°C，速率提高2~4倍，实验②③说明，随着温度升高，Cu2+对H2O2分解的催化效果明显提高，B正确；C项，实验③第1个3min生成氧气平均速率为90mL⋅min−1，即90×10−3÷22.4mol/min，根据反应2H2O2=2H2O+O2↑，H2O2的平均反应速率约为90×10−3÷22.4×2÷10×10−3=0.8mol⋅L−1⋅min−1， C正确；D项，随反应的进行，相同时间段内反应速率减慢，无法说明反应是放热反应，D错误；故选D。 2．恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解2NH3(g)N2(g)+3H2(g)。测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是( ) 编号 0 20 40 60 80 ① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80 ② a 1.20 0.80 0.40 x ③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40 A．实验①，，v(N2)=1.0×10-5 mol·L－1·min－1 B．实验②，时处于平衡状态，x<0.4 C．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大 D．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大 【答案】D 【解析】A项，实验①中，0~20min，氨气浓度变化量为2.40×10-3 mol·L－1-2.00×10-4 mol·L－1=4.00×10-4 mol·L－1，，反应速率之比等于化学计量数之比，，A正确；B项，催化剂表面积大小只影响反应速率，不影响平衡，实验③中氨气初始浓度与实验①中一样，实验③达到平衡时氨气浓度为4.00×10-4 mol·L－1，则实验①达平衡时氨气浓度也为4.00×10-4 mol·L－1，而恒温恒容条件下，实验②相对于实验①为减小压强，平衡正向移动，因此实验②60min时处于平衡状态，x<0.4，B正确；C项，对比实验①和实验③，氨气浓度相同，实验③中催化剂表面积是实验①中催化剂表面积的2倍，实验③先达到平衡状态，实验③的反应速率大，说明相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大， C正确；D项，实验①、实验②中0~20min、20min~40min氨气浓度变化量都是4.00×10-4 mol·L－1，实验②中60min时反应达到平衡状态，实验①和实验②催化剂表面积相同，实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的两倍，实验①60min时反应未达到平衡状态，相同条件下，增加氨气浓度，反应速率并没有增大，D错误；故选D。 3．[真题改编] (2021•河北选择性考试)室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①M+N=X+Y；②M+N=X+Z，反应①的速率可表示为v1=k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2=k2c2(M) (k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图，下列说法错误的是 A．0～30min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10-8mol•L-1•min-1 B．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变 C．如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为Z D．反应①的活化能比反应②的活化能大 【答案】A 【解析】A项，由图中数据可知，30 min时，M、Z的浓度分别为0.300 mol•L-1和0.125 mol•L-1，则M的变化量为0.5 mol•L-1-0.300 mol•L-1=0.200 mol•L-1，其中转化为Y的变化量为0.200 mol•L-1-0.125 mol•L-1=0.075 mol•L-1。因此，0~30 min时间段内，Y的平均反应速率为 ，A不正确；B项，由题中信息可知，反应①和反应②的速率之比为，Y和Z分别为反应①和反应②的产物，且两者与M的化学计量数相同(化学计量数均为1)，因此反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比等于 ，由于k1、k2为速率常数，故该比值保持不变，B正确； C项，结合A、B的分析可知因此反应开始后，在相同的时间内体系中Y和Z的浓度之比等于=，因此，如果反应能进行到底，反应结束时有 的M转化为Z，即62.5%的M转化为Z，C正确；D项，由以上分析可知，在相同的时间内生成Z较多、生成Y较少，因此，反应①的化学反应速率较小，在同一体系中，活化能较小的化学反应速率较快，故反应①的活化能比反应②的活化能大，D说法正确。故选A。 4．[真题改编] (2021•辽宁选择性考试)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0.012 mol·L－1·min－1 D．条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为62.5 min 【答案】B 【解析】A项，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项，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项，由题干图中数据可知，条件①，反应速率为=0.012 mol·L－1·min－1，C正确；D项，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3.0 mol·L－1时，半衰期为125min÷2=62.5 min，D正确；故选B。 题型二 化学平衡及其影响因素 1．(2024·浙江6月卷，16，3分)为探究化学平衡移动的影响因素，设计方案并进行实验，观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是( ) 选项 影响因素 方案设计 现象 结论 A 浓度 向1mL0.1mol·L-1K2CrO4溶液中加入1mL0.1mol·L-1 HBr溶液 黄色溶液变橙色 增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动 B 压强 向恒温恒容密闭玻璃容器中充入气体，分解达到平衡后再充入100mLAr 气体颜色不变 对于反应前后气体总体积不变的可逆反应，改变压强平衡不移动 C 温度 将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中 气体颜色变深 升高温度，平衡向吸热反应方向移动 D 催化剂 向乙酸乙酯中加入1mL0.3mol·L-1H2SO4溶液，水浴加热 上层液体逐渐减少 使用合适的催化剂可使平衡向正反应方向移动 【答案】C 【解析】A项，2CrO42-(黄色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O ，向1mL0.1mol·L-1K2CrO4溶液中加入1mL0.1mol·L-1 HBr溶液，H+浓度增大，平衡正向移动，实验现象应为溶液橙色加深，A错误；B项，反应2HIH2+I2为反应前后气体总体积不变的可逆反应，向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100 mLHI气体，分解达到平衡后再充入100mLAr，平衡不发生移动，气体颜色不变，应得到的结论是：对于反应前后气体总体积不变的可逆反应，恒温恒容时，改变压强平衡不移动，B错误；C项，反应2NO2N2O4为放热反应，升高温度，气体颜色变深，说明平衡逆向移动，即向吸热反应方向移动，C正确；D项，催化剂只会改变化学反应速率，不影响平衡移动，D错误；故选C。 2．(2024·安徽卷，12，3分)室温下，为探究纳米铁去除水样中SeO42-的影响因素，测得不同条件下SeO42-浓度随时间变化关系如下图。 实验序号 水样体积/ mL 纳米铁质量/ mg 水样初始pH ① 50 8 6 ② 50 2 6 ③ 50 2 8 下列说法正确的是( ) A．实验①中，0~2小时内平均反应速率v(SeO42-)=2.0 mol·L－1·h－1 B．实验③中，反应的离子方程式为：2Fe+SeO42-+8H+=2Fe3++Se+4H2O C．其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率 D．其他条件相同时，水样初始pH越小，SeO42-的去除效果越好 【答案】C 【解析】A项，实验①中，0~2小时内平均反应速率，A不正确；B项，实验③中水样初始pH =8，溶液显弱碱性，发生反应的离子方程式中不能用H+配电荷守恒，B不正确；C项，综合分析实验①和②可知，在相同时间内，实验①中SeO42-浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率，C正确；D项，综合分析实验③和②可知，在相同时间内，实验②中SeO42-浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当减小初始pH，SeO42-的去除效果越好，但是当初始pH太小时，H+浓度太大，纳米铁与H+反应速率加快，会导致与SeO42-反应的纳米铁减少，因此，当初始pH越小时SeO42-的去除效果不一定越好，D不正确；故选C。 3．(2024·辽吉黑卷，10，3分)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是( ) A．时，反应②正、逆反应速率相等 B．该温度下的平衡常数：①>② C．0~3h平均速率(异山梨醇) 0.014mol·kg-l·h-l D．反应②加入催化剂不改变其平衡转化率 【答案】A 【解析】A项，由图可知，3小时后异山梨醇浓度继续增大，15 h后异山梨醇浓度才不再变化，所以3 h时，反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速率不相等，A错误；B项，图像显示该温度下，15 h后所有物质浓度都不再变化，且此时山梨醇转化完全，即反应充分，而1，4-失水山梨醇仍有剩余，即反应②正向进行程度小于反应①、反应限度小于反应①，所以该温度下的平衡常数：①>②，B正确；C项，由图可知，在0~3h内异山梨醇的浓度变化量为0.042mol/kg，所以平均速率(异山梨醇)=，C正确；D项，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变物质平衡转化率，所以反应②加入催化剂不改变其平衡转化率，D正确；故选A。 4．(2024·山东卷，15，4分) (双选)逆水气变换反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＞0。一定压力下，按CO2，H2物质的量之比n(CO2)：n(H2)=1：1投料，T1、T2温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2)，T1、T2温度时反应速率常数k分别为k1、k2。下列说法错误的是( ) A．k1＞k2 B．T1、T2温度下达平衡时反应速率的比值： C．温度不变，仅改变体系初始压力，反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变 D．T2温度下，改变初始投料比例，可使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同 【答案】CD 【解析】由图可知，T1比T2反应速率速率快，则T1＞T2；T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温度下平衡时；由于起始CO2与H2的物质的量之比为1∶1，则达到平衡时CO2和H2的摩尔分数相等。A项，T1比T2反应速率速率快，反应速率常数与温度有关，结合反应速率方程知k1＞k2，A项正确；B项，反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2)，则，T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温度下平衡时，则，B项正确；C项，温度不变，仅改变体系初始压力，虽然平衡不移动，但反应物的浓度改变，反应速率改变，反应达到平衡的时间改变，反应物摩尔分数随时间的变化曲线变化，C项错误；D项，T2温度下，改变初始投料比，相当于改变某一反应物的浓度，达到平衡时H2和CO2的摩尔分数不可能相等，故不能使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同，D项错误；故选CD。 5．(2024·重庆卷，14，3分)醋酸甲酯制乙醇的反应为：CH3COOCH3(g)＋2H2(g)CH3CH2OH(g)＋CH3OH(g)。三个恒容密闭容器中分别加入醋酸甲酯和氢气，在不同温度下，反应t分钟时醋酸甲酯物质的量n如图所示。下列说法正确的是( ) A．该反应的ΔH＞0 B．容器甲中平均反应速率 C．容器乙中当前状态下反应速率v正＜v逆 D．容器丙中乙醇的体积分数为 【答案】D 【解析】温度越高反应速率越快，比较乙丙可知，丙反应升高温度，醋酸甲酯量增大，则反应逆向进行，正反应为放热反应，焓变小于0。A项，该反应的ΔH＜0，A错误；B项，容器甲中平均反应速率，B错误；C项，温度越高反应速率越快，比较乙丙可知，丙达到平衡状态，但不确定乙是否平衡，不能确定正逆反应速率相对大小，C错误；D项，对丙而言： 容器丙中乙醇的体积分数为，D正确；故选D。 6．(2024·湖南卷，14，3分)恒压下，向某密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)和CO(g，发生如下反应： 主反应：CH3OH(g)＋CO(g)=CH3COOH(g) ΔH1 副反应：CH3OH (g)＋CH3COOH(g)=CH3COOCH3(g)＋H2O(g) ΔH2 在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布分数随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示，下列说法正确的是( ) A． 投料比x代表 B． 曲线c代表乙酸的分布分数 C．ΔH1＜0，ΔH2＞0 D． L、M、N三点的平衡常数：K(L)=K(M)＞K(N) 【答案】D 【解析】题干明确指出，图中曲线表示的是测得两种含碳产物的分布分数即分别为δ(CH3COOH)、δ(CH3COOCH3)，若投料比x代表，x越大，可看作是CH3OH的量增多，则对于主、副反应可知生成的CH3COOCH3越多，CH3COOCH3分布分数越高，则曲线a或曲线b表示CH3COOCH3分布分数，曲线c或曲线d表示CH3COOH分布分数，据此分析可知AB均正确，可知如此假设错误，则可知投料比x代表，曲线a或曲线b表示δ(CH3COOH)，曲线c或曲线d表示δ(CH3COOCH3)。A项，投料比x代表，故A错误；B项，曲线c表示CH3COOCH3分布分数，故B错误；C项，曲线a或曲线b表示δ(CH3COOH)，当同一投料比时，观察图像可知T2时δ(CH3COOH)大于T1时δ(CH3COOCH3)，而T2＞T1可知，温度越高则δ(CH3COOH)越大，说明温度升高主反应的平衡正向移动，ΔH1＞0；曲线c或曲线d表示δ(CH3COOCH3)，当同一投料比时，观察可知T1时δ(CH3COOCH3)大于T2时δ(CH3COOCH3)，而T2＞T1可知，温度越高则δ(CH3COOCH3)越小，说明温度升高副反应的平衡逆向移动，ΔH2＜0，故C错误；D项，L、M、N三点对应副反应ΔH2＜0，且TN＞TM=TL，升高温度平衡逆向移动，K(L)=K(M)＞K(N)，故D正确；故选D。 7．(2024·广西卷，13，3分)573K、高压条件下，一定量的苯甲腈在密闭容器中发生连续水解：C6H5CN(苯甲腈) →C6H5CONH2 (苯甲酰胺)→C6H5COOH (苯甲酸)。如图为水解过程中上述三者(分别用表示)的物质的量分数随时间的变化曲线，其中。下列说法错误的是( ) A．水解产物除了Y、Z还有NH3 B．点时 C．x(Z)在15min前基本不变，15min后明显增大，可能是水解产物对生成Z的反应有催化作用 D．任意25min时间段内存在v(X)= v(Y)+ v(Z) 【答案】D 【解析】A项，苯甲腈在溶液中发生连续水解：C6H5CN+H2OC6H5CONH2，C6H5CONH2+H2OC6H5COOH+NH3，有NH3生成，A正确；B项，a点之前x(Y)逐渐增大，；a点之后，x(Y)逐渐减小，a点是Y物质的最大值，则生成和消耗的速率相等。即，B正确；C项，x(Z)在15min前基本不变，15min后明显增大，在没有另加物质、没有改变反应条件的情况下，可能是水解产物对生成Z的反应有催化作用，C正确；D项，根据图像所示，反应的前期应该有v(X)= v(Y)+ v(Z)，a点之后，由于v(X)明显减小，v(Z)显著增大，三者的速率关系不再满足v(X)= v(Y)+ v(Z)，D错误；故选D。 8．(2024·江苏卷，13，3分) 二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为： ①CO2(g)＋H2(g)= CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝41.2kJ·mol−1 ②CO(g)＋2H2(g)= CH3OH(g) ΔH2 225℃、8×106Pa下，将一定比例CO2、H2混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和CH3OH的体积分数如图所示。下列说法正确的是( ) A．L4处与L5处反应①的平衡常数K相等 B．反应②的焓变ΔH2＞0 C．L6处的H2O的体积分数大于L5处 D．混合气从起始到通过L1处，CO的生成速率小于CH3OH的生成速率 【答案】C 【解析】A项，L4处与L5处的温度不同，故反应①的平衡常数K不相等，A错误；B项，由图像可知，L1-L3温度在升高，该装置为绝热装置，反应①为吸热反应，所以反应②为放热反应，ΔH2<0，B错误；C项，从L5到L6，甲醇的体积分数逐渐增加，说明反应②在向右进行，反应②消耗 CO，而 CO 体积分数没有明显变化，说明反应①也在向右进行，反应①为气体分子数不变的反应，其向右进行时，n(H2O) 增大，反应②为气体分子数减小的反应，且没有H2O的消耗与生成，故 n总减小而n(H₂O)增加，即H2O的体积分数会增大，故L6处的 H2O的体积分数大于L5处，C正确；D项，L1处CO的体积分数大于 CH3OH，说明生成的 CO 的物质的量大于CH3OH，两者反应时间相同，说明CO的生成速率大于 CH3OH的生成速率，D错误；故选C。 1．化学反应的方向 ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应情况 － ＋ 永远是负值 在任何温度下过程均自发进行 ＋ － 永远是正值 在任何温度下过程均非自发进行 ＋ ＋ 低温为正高温为负 低温时非自发，高温时自发 － － 低温为负高温为正 低温时自发，高温时非自发 2．影响化学平衡的因素 对平衡状态的影响 备注 其他条件不变 升高温度 化学平衡向吸热方向移动 v正、v逆均增大(程度不同) 增大压强 化学平衡向气体分子数目减少的方向移动 压强变化是通过容器容积的变化实现的 浓度 增大反应物浓度或降低生成物浓度，平衡向正反应方向移动 固体、纯液体的浓度视为常数 恒容时加入“惰性”气体 对平衡状态无影响(对反应速率也无影响) 原来体系中各物质的浓度没有发生变化 恒压时加入“惰性”气体 相当于减小压强(对反应速率的影响也相当于减小压强) 加入的气体会分担一部分压强 【易错提醒】 催化剂同等程度改变v正、v逆，平衡不移动。 3．勒夏特列原理 如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强、以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 1．在体积为2L的恒容绝热密闭容器中投入1molA和1molB，发生反应A(s)＋B(g)C(g) ΔH＜0，2min后达到平衡，此时容器内有0.3molC。下列说法不正确的是( ) A．若容器内混合气体压强不变，则反应达到平衡状态 B．单位时间内n(B)消耗= n(C)生成 生成时，则反应达到平衡状态 C．若开始时在该容器中投入1molA和2molB，则平衡时B的转化率小于30% D．若将容器的体积压缩到原来的一半，正逆反应速率都增大 【答案】B 【解析】A项，恒容绝热，反应前后气体的物质的量不变、温度升高，则压强增大，当压强不变(即温度不变)时，该反应处于平衡状态，故A正确；B项，n(B)消与n(C)生成均为向正反应方向进行，所以不能用于判断该反应是否处于平衡状态，故B错；C项，根据勒夏特列原理可知，若开始时在该容器中投入1molA和2molB，增大B的浓度平衡虽然正向移动，但不能完全抵消，所以新平衡时B的转化率小于旧平衡时的转化率30%，故C正确；D项，若将容器的体积压缩到原来的一半，则反应物和生成物浓度均增加，所以正逆反应速率均增大，故D正确；故选B。 2．将等物质的量的N2、H2气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＜0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是(　　) 选项 改变条件 新平衡与原平衡比较 A 增大压强 N2的浓度一定变小 B 升高温度 N2的转化率变小 C 充入一定量H2 H2的转化率不变，N2的转化率变大 D 使用适当催化剂 NH3的体积分数增大 【答案】B 【解析】A项，正反应是气体体积减小的反应，依据勒夏特列原理可知增大压强平衡向正反应方向移动，但氮气的浓度仍然比原平衡大，不正确；B项，正反应是放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向移动，氮气的转化率降低，正确；C项，充入一定量的氢气，平衡向正反应方向移动，氮气的转化率增大，而氢气的转化率降低，不正确；D项，催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态，不正确，答案选B。 3．NO2和N2O2存在平衡：2NO2 (g)N2O4(g) ΔH＜0。下列分析错误的是( ) A．断裂2molNO2(g)中的共价键需能量小于断裂1molN2O4(g)中的共价键所需能量 B．1mol平衡混合气体中含N原子的物质的量大于1mol C．恒容升温，由于平衡逆向移动导致气体颜色变深 D．恒温时，缩小容积，气体颜色变深是平衡正向移动导致的 【答案】D 【解析】项，该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，则断裂2molNO2(g)中的共价键需能量小于断裂1molN2O4(g)中的共价键所需能量，故A正确；B项，平衡混合气体中含有二氧化氮和四氧化二氮，1mol二氧化氮中含有1mol氮原子，1mol四氧化二氮中含有2mol氮原子，则1mol二氧化氮和四氧化二氮混合气体中氮原子的物质的量一定大于1mol，故B正确；C项，该反应为放热反应，恒容条件下升高温度，平衡向逆反应方向移动，混合气体颜色变深，故C正确；D项，该反应为气体体积增大的反应，恒温时，缩小容积，混合气体浓度增大，气体颜色变深，气体压强增大，增大压强，平衡向正反应方向移动，气体颜色变浅，则恒温时，缩小容积，气体颜色变深是混合气体浓度增大导致的，故D错误；故选D。 4．(2025·浙江省杭州市浙南联盟高三联考)硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：SO2(g)＋Cl2 (g)SO2Cl2 (g) ΔH。关于该反应，下列说法正确的是( ) A．恒温恒压下，充入稀有气体，重新达到平衡时Cl2的物质的量增加 B．其他条件不变，升高温度，SO2Cl2平衡产率升高 C．恒温恒容条件下相比恒温恒压更有利于提高SO2平衡转化率 D．恒温恒压下，进料比[n(SO2)：n(Cl2)]=1：1，平衡时产物SO2Cl2的物质的量分数最大 【答案】AD 【解析】A项，恒温恒压下，充入稀有气体，等效于减压，减压平衡相对左移，重新达到平衡时Cl2的物质的量增加，故A正确；B项，正反应放热，其他条件不变，升高温度，平衡左移，SO2Cl2平衡产率降低，故B错误；C项，正反应为气体体积减小的反应，恒温恒容条件下相比恒温恒压平衡向左移动，不利于提高SO2平衡转化率，故C错误；D项，恒温恒压下，按化学计量数之比投料，平衡时产物产物SO2Cl2的物质的量分数最大，即进料比[n(SO2)：n(Cl2)]=1：1，平衡时产物SO2Cl2的物质的量分数最大，故D正确；故选AD。 5．(2025·浙江省七彩阳光新高考研究联盟高三联考，节选)能源与化工生产、生活等密切相关，氢能的有效利用是实现“碳达峰、碳中和”的重要途径。 (2)H2可用CH4为原料制得。其热化学反应方程式为： I CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) ΔH＝+206.2kJ·mol−1； ii CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＝-41kJ·mol−1 ①下列说法正确的是 。 A．反应i在高温下不能自发进行 B．用NaOH溶液将CO2吸收可以加快反应ii的速率 C．反应i、ii同时进行时，温度越高，CH4的平衡转化率越高 D．CH4可以通过石油的裂化和裂解得到 ②相同温度下只发生反应i、ii时，生成H2的平衡产率随外界压强的增大而减少，试从化学平衡移动原理的角度加以解释： 。 【答案】(2) CD 相同温度下，由于反应i为气体分子数增加的反应，加压使i反应平衡逆移，减小H2的生成，而反应ii为气体分子数不变的反应，故增大压强时，H2的平衡产率随压强的增大而减少 【解析】(2)①A项，反应i的△H>0，△S>0，在高温下能自发进行，故A错误；B项，用NaOH溶液将CO2吸收，CO2的浓度下降，速率减慢，故B错误；C项，将i、ii合并写出总的热化学方程式可知△H>0，温度越高，CH4的平衡转化率越高，故C正确；D项，石油的裂化和裂解可得到CH4、C2H4等，故D正确；故选CD；②相同温度下，由于反应i为气体分子数增加的反应，加压使i反应平衡逆移，减小H2的生成，而反应ii为气体分子数不变的反应，故增大压强时，H2的平衡产率随压强的增大而减少，因此，相同温度下只发生反应i、ii时，生成H2的平衡产率随外界压强的增大而减少。 6．(2025·浙江省第二届辛愉杯高三测试，节选)“碳达峰”“碳中和”是近年来的热门话题。 (3)有科学家提出利用CO2和CH4制备合成气(H2，CO)，发生的反应为CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)。在体积为3L的密闭容器甲和乙中，向甲充入1molCO2和1molCH4，向乙中充入3 molCO2和3molCH4。 ①下列说法能表示甲中反应达到平衡的是 。 A．反应速率：v(CO2)= v(H2) B．同时断裂4 molC-H键和生成2 molH-H键 C．容器内混合气体的压强保持不变 D．容器内混合气体的密度保持不变 ②在相同温度下达到平衡状态时，CO2的转化率α(甲) α(乙)(填“>”“<”或“=”，下同)；达到平衡所需时间t(甲) t(乙) 【答案】(3) C > > 【解析】(3)①A项，反应速率v(CO2)= v(H2)，不能判断正逆反应速率是否相等，反应不一定平衡，故不选A；B项，同时断裂4 molC-H键和生2 molH-H键，不能判断正逆反应速率是否相等，反应不一定平衡，故不选B；C项，反应前后气体系数和不同，压强是变量，容器内混合气体的压强保持不变，反应一定达到平衡状态，故选C；D项，反应前后气体总质量不变，容器体积不变，密度是恒量，容器内混合气体的密度保持不变，反应不一定平衡，故不选D；故选C。②乙容器中压强大，增大压强，平衡逆向移动，CO2的转化率减小，所以在相同温度下达到平衡状态时，CO2的转化率α(甲)>α(乙)；乙压强大，反应速率快，达到平衡所需时间t(甲)>t(乙)。 7．一定温度下，在三个体积均为1L的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) 容器编号 温度(℃) 起始物质的量(mol) 平衡物质的量(mol) CH3OH(g) CH3OCH3(g) H2O(g) ① 387 0.20 0.080 0.080 ② 387 0.40 ③ 207 0.20 0.090 0.090 下列说法正确的是( ) A．该反应的正反应为吸热反应 B．达到平衡时，容器①中的CH3OH体积分数比容器②中的小 C．若容器①中反应达到平衡时增大压强，则各物质浓度保持不变 D．若起始向容器①中充入CH3OH 0.10mol、CH3OCH3 0.10mol、H2O 0.10mol，则反应将向正反应方向进行 【答案】D 【解析】A项，对比①、③知，其它条件不变时，升高温度，平衡时生成物的量减少，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应，故A错误；B项，①、②温度相同，但由于反应前后体积不变，增大反应物浓度相当于是增大压强，平衡不移动。因此容器①中的CH3OH体积分数和容器②中的相同，故B错误；C项，若容器①中反应达到平衡时增大压强，平衡不移动，但容器容积减小，则各物质浓度均增大，故C错误；D项，387℃时，根据三段式可知： 容器容积为1L，化学平衡常数K==4，若起始时向容器①中充入CH3OH 0.10mol、CH3OCH3 0.10mol、H2O 0.10mol，浓度商Qc==1<K，则平衡正向移动，故D正确；故选D。 8．(2025·浙江部分高中高三联考) “碳循环”是指碳元素在地球上的生物圈、岩石圈、水圈及大气圈中交换，并随地球的运动循环不止的现象。请回答： I．通过捕捉工业废气中的CO2，再将其合成甲醇，这种甲醇被称为零碳燃料。其合成甲醇的反应为：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) (1)该反应正反应活化能Ea1比逆反应活化能Ea2 (填“大”、“小”或“无法确定”)，理由是 。 (2)一定温度下，向恒容密闭容器中通入2molCO2(g)和5molH2(g)，初始压强为P0，体系达到平衡状态时CO2的体积分数为20%。 ①下列说法正确的是 。 A．平衡时，CO2气体的转化率为80% B．升高体系温度，导致正反应速率减小，逆反应速率增大 C．当混合气体的密度保持不变时，无法说明反应已达到平衡状态 D．为提高甲醇的产率与反应速率，可通过选择性分离膜不断分离甲醇来实现 ②对于气体参与的反应表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度cB。在温度下，合成甲醇反应的平衡常数 。 【答案】(1)小 因为反应自发，ΔS＜0，则ΔH＜0，又因为ΔH=Ea1- Ea2，所以Ea1＜Ea2 (2) C 【解析】(1)因为反应自发，ΔS＜0，则ΔH＜0，又因为ΔH=Ea1- Ea2，所以Ea1＜Ea2，答案为小；因为反应自发，ΔS＜0，则ΔH＜0，又因为ΔH=Ea1- Ea2，所以Ea1＜Ea2；(2)一定温度下，向恒容密闭容器中通入2molCO2(g)和5molH2(g)，初始压强为P0，体系达到平衡状态时CO2的体积分数为20%，设CO2的转化率为x，根据三段式有： ，x=0.5，平衡时各气体的物质的量分别为2mol-1mol=1mol，5mol-3mol=2mol，1mol，1mol，总物质的量为4mol，压强为；①A项，平衡时，CO2气体的转化率为50%，故A错误；B项，升高体系温度，正反应速率、逆反应速率均增大，故B错误；C项，反应恒容密闭容器中进行且反应物均为气体，密度始终保持不变，故当混合气体的密度保持不变时，无法说明反应已达到平衡状态，故C正确；D项，通过选择性分离膜不断分离甲醇，平衡正向移动，可提高甲醇的产率，但反应速率减小，故D错误；故选C；②对于气体参与的反应表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度cB。在温度下，合成甲醇反应的平衡常数==。 题型三 化学反应速率和化学平衡的综合计算 1．(2024·福建卷，14节选)SiHCl3是制造多晶硅的原料，可由 Si和SiCl4耦合加氢得到，相关反应如下： Ⅰ．SiCl4(g)＋H2(g)= SiHCl3(g)＋HCl(g) ΔH1＝52kJ·mol−1 Ⅱ．Si(s)＋3HCl(g)= SiHCl3(g)＋H2(g) ΔH2＝-236kJ·mol−1 Ⅲ．Si(s)＋SiCl4(g)＋2H2(g)=2SiH2Cl2(g) ΔH3＝16kJ·mol−1 Ⅳ．Si(s)＋3SiCl4(g)＋2H2(g)=4SiHCl3(g) ΔH4＝-80 kJ·mol−1 (3)在压强为p0的恒压体系中通入2molH2和1molSiCl4，达到平衡时，气体组分的物质的量分数随温度变化如图所示(忽略气体组分在硅表面的吸附量)。已知：Kp为用气体分压表示的平衡常数，分压=物质的量分数×总压。 ①图中n代表的组分为_______。(填化学式) ②时，反应Ⅲ的平衡常数Kp=_______。(列出计算式) ③时，SiCl4的平衡转化率为f，消耗硅的物质的量为_______mol。(列出计算式) (4)673K下、其他条件相同时，用Cu、CuO和CuCl分别催化上述反应，一段时间内SiCl4的转化率如下表所示。(产物SiHCl3选择性均高于98.5%) 催化剂 Cu CuO CuCl SiCl4的转化率/% 7.3 14.3 22.3 ①使用不同催化剂时，反应Ⅳ的ΔH：CuO催化剂_______CuCl催化剂(填“>”“<”或“=”)；反应Ⅳ的活化能：Cu催化剂_______CuCl催化剂(填“>”“<”或“=”)。 ②使用CuCl催化剂，初始投料该段时间内得到，则SiHCl3的选择性_______。(列出计算式) 【答案】(3)①HCl ② ③或 (4)① = ② > ③ 【解析】(3)在压强为p0的恒压体系中通入2molH2和1molSiCl4，①根据反应I→IV可知，温度升高反应I和II向正反应方向进行，产物含量增加，结合图可知n为HCl，m为SiHCl3；②750K时按照反应II进行：Si(s)＋SiCl4(g)＋2H2(g)=2SiH2Cl2(g)，由图中可知道平衡时SiCl4的物质的量分数为x，SiH2Cl2的物质的量分数为z，H2的物质的量分数为w，则；③750K，1mol SiCl4的平衡转化率为f，则转化的SiCl4为fmol，剩余的SiCl4为(1-f)mol，平衡时的物质与物质的量分数分别为：SiCl4→x、SiH2Cl2→z和SiHCl3→y，设平衡时混合物的总物质的量为Mmol，则可以根据剩余的SiCl4计算出M，mol，再计算出、，根据硅原子守恒，消耗硅的物质的量=平衡物质中硅的总物质的量-起始时的1molSiCl4，或者消耗硅的物质的量=平衡物质中SiH2Cl2和SiHCl3物质的量之和-消耗的fmol SiCl4，。(4)①使用不同催化剂时，反应IV的ΔH：CuO催化剂与ΔH：CuCl催化剂相比较，由于反应热只和反应物的始态与生成物的终态有关，与催化剂无关，所以ΔH：CuO催化剂=ΔH：CuCl催化剂；根据表中数据，在相同单位时间内，Cu作催化剂SiCl4的转化率为7.3%、CuCl作催化剂SiCl4的转化率为22.3%，由此可以得出CuCl作催化剂时活化能更低，效率更高，则反应IV的活化能：Cu催化剂＞CuCl催化剂；②根据反应IV：Si(s)＋3SiCl4(g)＋2H2(g)=4SiHCl3(g)，初始投料该段时间内得到，列式： 得出生成SiHCl3所消耗的SiCl4的物质的量，根据表的转化率可知所消耗的SiCl4的总物质的量为，最后根据公式。 2．(2024·江西卷，16节选)石油开采的天然气含有H2S。综合利用天然气制氢是实现“碳中和”的重要途径。CH4和H2S重整制氢的主要反应如下： 反应Ⅰ：CH4(g)+2H2S(s)CS2(g)+4H2(g) ΔH1=+260kJ/mol 反应Ⅱ：CH4(g)C(s)+2H2(g) ΔH2=+90kJ/mol 反应Ⅲ：2H2S(g)S2(g)+2H2(g) ΔH3=+181kJ/mol (4)假设在10L的恒温刚性容器中，通入0.3mol CH4和0.15mol H2S发生反应Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，起始总压为P0.CH4和H2S的转化率与时间的关系如图2，0～5min内H2的化学反应速率为 _______mol/(L•min)；5min时，容器内总压为 _______。 【答案】(4)① 1.2×10-3 ②. P0 【解析】 (4)由图可知，0～5min内消耗的CH4为0.3mol×5%＝0.015mol，消耗的H2S为0.15mol×20%＝0.03mol，根据氢原子守恒，则生成H2的物质的量为n(H2)＝2×0.015mol+0.03＝0.06mol，0～5min内H2的化学反应速率为v(H2)1.2×10-3mol/(L•min)；设反应Ⅰ转化了xmolCH4，则反应Ⅱ转化了(0.015－x)molCH4，反应Ⅰ转化了2xmolH2S，反应Ⅲ转化了(0.03-2x) molH2S，列三段式有 5min时，n(CH4)=0.285mol，n(H2S)=0.12mol，n(H2)＝0.06mol，n(CS2)=xmol，n(S2)=(0.015-x)mol，n(总)=0.48mol，起始总压为P0，气体总量为0.45mol，根据压强之比等于物质的量之比，可得5min时，容器内总压为×P0=P0； 3．(2024·甘肃卷，17节选)SiHCl3是制备半导体材料硅的重要原料，可由不同途径制备。 (2)在催化剂作用下由粗硅制备SiHCl3：3SiCl4(g)＋2H2(g) + Si(s)4SiHCl3(g)。，密闭容器中，经不同方式处理的粗硅和催化剂混合物与0.4molH2和0.1mol SiCl4气体反应，SiCl4转化率随时间的变化如下图所示： ①0-50 min，经方式 处理后的反应速率最快；在此期间，经方式丙处理后的平均反应速率v(SiHCl3)= mol·L－1·min－1。 ②当反应达平衡时，H2的浓度为 mol·L－1，平衡常数K的计算式为 。 ③增大容器体积，反应平衡向 移动。 【答案】(2) 甲 5.6×10-5 0.1952 逆反应方向 【解析】(2)①由转化率图像可知，0-50min，经方式甲处理后反应速率最快；经方式丙处理后，50min时SiCl4的转化率为4.2%，反应的SiCl4的物质的量为0.1mol×4.2%=0.0042mol，根据化学化学计量数可得反应生成的SiHCl3的物质的量为，平均反应速率；②反应达到平衡时，SiCl4的转化率为14.6%，列出三段式为： 当反应达平衡时，H2的浓度为，平衡常数K的计算式为；③增大容器体积，压强减小，平衡向气体体积增大的方向移动，即反应平衡向逆反应方向移动。 4．(2024·山东卷，20，12分)水煤气是H2的主要来源，研究CaO对C-H2O体系制H2的影响，涉及主要反应如下： C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) (I) ΔH1＞0 CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g) (II) ΔH2＜0 CaO(s)＋CO2(g)= CaCO3(s) (III) ΔH3＜0 回答列问题： (2)压力p下，C-H2O- CaO体系达平衡后，图示温度范围内C(s)已完全反应，CaCO3(s)在T1温度时完全分解。气相中CO，CO2和H2摩尔分数随温度的变化关系如图所示，则a线对应物种为_______(填化学式)。当温度高于T1时，随温度升高c线对应物种摩尔分数逐渐降低的原因是_______。 (3)压力p下、温度为T0时，图示三种气体的摩尔分数分别为0.50，0.15，0.05，则反应CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)的平衡常数KP=_______；此时气体总物质的量为，则CaCO3(s)的物质的量为_______；若向平衡体系中通入少量CO2(g)，重新达平衡后，分压p(CO2)将_______(填“增大”“减小”或“不变”)，p(CO)将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 【答案】(2)①H2 ②当温度高于T1，CaCO3(s)已完全分解，只发生反应Ⅱ，温度升高，反应Ⅱ逆向移动，所以CO2的摩尔分数减小。 (3)① ②0.5 ③不变 ④不变 【解析】(2)图示温度范围内C(s已完全反应，则反应Ⅰ已经进行完全，反应Ⅱ和Ⅲ均为放热反应，从开始到T1，温度不断升高，反应Ⅱ和Ⅲ逆向移动，依据反应Ⅱ，H2量减小，摩尔分数减小，CO量升高，摩尔分数，且二者摩尔分数变化斜率相同，所以a曲线代表H2的摩尔分数的变化，则c曲线代表CO2的摩尔分数随温度的变化，开始到T1，CO2的摩尔分数升高，说明在这段温度范围内，反应Ⅲ占主导，当温度高于T1，CaCO3(s)已完全分解，只发生反应Ⅱ，所以CO2的摩尔分数减小。(3)①压力p下、温度为T0时，H2、CO、CO2和摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05，则H2O(g)的摩尔分数为：1-0.5-0.15-0.05=0.3，则反应CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)的平衡常数KP= ；②设起始状态1molC(s)，xmolH2O(g)，反应Ⅰ进行完全。则依据三段式： 根据平衡时H2、CO、CO2和摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05，则有、、，解出，，则，而由于平衡时n(总)=4mol，则y=4，y=，则n(CaCO3)= ==0.5。③若向平衡体系中通入少量CO2(g)，重新达平衡后，反应CaO(s)＋CO2(g)= CaCO3(s)的Kp=，温度不变，Kp不变，则分压p(CO2)不变；体系中增加了CO2(g)，若反应Ⅱ逆向移动，在CO2分压不变的前提下，CO、H2O的分压增大，H2分压减小，则反应Ⅱ的Kp将会发生变化，与事实不符， 所以为了保证Ⅱ的Kp也不变，最终所有物质的分压均不变，即p(CO)不变。 5．(2024·湖北卷，17节选)用BaCO3和焦炭为原料，经反应I、Ⅱ得到BaC2，再制备乙炔是我国科研人员提出的绿色环保新路线。 反应I：BaCO3(s)+C(s)BaO(s)+2CO(g) 反应Ⅱ：BaO(s)+3C(s)BaC2(s)+CO(g) (2)已知、(n是的化学计量系数)。反应、Ⅱ的与温度的关系曲线见图1。 ①反应BaCO3(s)+4C(s)BaC2(s)+3CO(g)在的KP= Pa3。 ②保持不变，假定恒容容器中只发生反应I，达到平衡时pCO= Pa，若将容器体积压缩到原来的，重新建立平衡后pCO= Pa。 【答案】(2) 1016 105 105 【解析】(2)①反应I+反应Ⅱ得BaCO3(s)+4C(s) BaC2(s)+3CO(g)，所以其平衡常数K=KI×KⅡ=，由图1可知，1585K时KI=102.5，KⅡ=10-1.5，即=102.5×10-1.5=10，所以p3CO=10×(105pa)3=1016pa3，则Kp= p3CO=1016pa3；②由图1可知，1320K时反应I的KI=100=1，即KI==1，所以p2CO=(105pa)2，即pCO=105pa；③若将容器体积压缩到原来的，由于温度不变、平衡常数不变，重新建立平衡后pCO应不变，即pCO=105pa。 6．(2023•湖南卷，16节选)聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。 ① ② ③ ④C6H5C2H5(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g)的∆H4=+118 kJ/mol； (2)在某温度、下，向反应器中充入气态乙苯发生反应④，其平衡转化率为50%，欲将平衡转化率提高至75%，需要向反应器中充入_______水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)。 1．化学平衡的计算解题思维路径 2．化学平衡常数解题思维路径 1．一个模式——“三段式” (1)步骤：书写(写出有关化学平衡的化学反应方程式)→列变量(列出各物质的起始、变化、平衡量)→计算(根据已知条件列方程式计算)。 (2)模式：如反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx，容器容积为1 L。 mA(g)＋ nB(g) pC(g)＋ qD(g) 起始/mol a b 0 0 变化/mol mx nx px qx 平衡/mol a－mx b－nx px qx ①求平衡常数：K＝ ②求转化率 转化率＝×100%，如α(A)平＝×100%。 2．明确三个关系 (1)对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。 (2)对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。 (3)各转化量之比等于各物质的化学计量数之比。 3．掌握四个公式 (1)反应物的转化率＝×100%＝×100%。 (2)生成物的产率：实际产量占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。产率＝×100%。 (3)某气体组分的体积分数＝。 1．某温度下2 L密闭容器中3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量(n)如表所示，下列说法正确的是( ) X Y W n(起始状态)/mol 2 1 0 n(平衡状态)/mol 1 0.5 1．5 A．该温度下，此反应的平衡常数表达式是K＝ B．其他条件不变，升高温度，若W的体积分数减小，则此反应ΔH<0 C．其他条件不变，使用催化剂，正、逆反应速率和平衡常数均增大，平衡不移动 D．其他条件不变，当密闭容器中混合气体密度不变时，表明反应已达到平衡 【答案】B 【解析】由表知，X、Y是反应物，W是生成物，且Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(W)＝2∶1∶3，化学方程式为2X＋Y3W，反应的平衡常数表达式是K＝，A项错误；升高温度，若W的体积分数减小，说明平衡向逆反应方向移动，则此反应的ΔH<0，B项正确；使用催化剂，平衡常数不变，C项错误；混合气体密度一直不变，因此混合气体密度不变，不能说明反应已达到平衡，D项错误。 2．已知反应X(g)＋Y(g) R(g)＋Q(g)的平衡常数与温度的关系如表所示。830 ℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.2 mol X和0.8 mol Y，反应初始4 s内v(X)＝0.005 mol/(L·s)。下列说法正确的是(　　) 温度/℃ 700 800 830 1 000 1 200 平衡常数 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4 A.4 s时容器内c(Y)＝0.76 mol/L B.830 ℃达平衡时，X的转化率为80% C.反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动 D.1 200 ℃时反应R(g)＋Q(g) X(g)＋Y(g)的平衡常数K＝0.4 【答案】B 【解析】反应初始4 s内X的平均反应速率v(X)＝0.005 mol/(L·s)，根据速率之比等于化学计量数之比，可知v(Y)＝v(X)＝0.005 mol/(L·s)，则4 s内Δc(Y)＝0.005 mol·L－1·s－1×4 s＝0.02 mol/L，Y的起始浓度为＝0.4 mol/L，故4 s时c(Y)＝0.4 mol/L－0.02 mol/L＝0.38 mol/L，A项错误；设平衡时A的浓度变化量为x，则： X(g) ＋ Y(g) R(g)＋Q(g) 开始(mol/L)： 0.1 0.4 0 0 变化(mol/L)： x x x x 平衡(mol/L)： 0.1－x 0.4－x x x 故＝1．0，解得x＝0.08，所以平衡时X的转化率为×100%＝80%，B项正确；由表格可知，温度升高，化学平衡常数减小，平衡逆向移动，C项错误；1 200 ℃时反应X(g)＋Y(g) R(g)＋Q(g)的平衡常数值为0.4，所以1 200 ℃时反应R(g)＋Q(g) X(g)＋Y(g)的平衡常数的值为＝2．5，D项错误。 3．在3种不同条件下，分别向容积为2L的恒容密闭容器中充入2molA和1molB，发生反应：2A(g)+B(g)2C(g) ΔH=QkJ/mol。相关条件和数据见下表： 实验编号 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ 反应温度/℃ 700 700 750 达平衡时间/min 40 5 30 平衡时n(C)/mol 1.5 1.5 1 化学平衡常数 K1 K2 K3 下列说法正确的是( ) A．K1=K2<K3 B．升高温度能加快反应速率的原因是降低了反应的活化能 C．实验Ⅱ比实验Ⅰ达平衡所需时间小的可能原因是使用了催化剂 D．实验Ⅲ达平衡后，恒温下再向容器中通入1molA和1molC，平衡正向移动 【答案】C 【解析】A项，反应为2A(g)+B(g)2C(g)，比较实验I和III，温度升高，平衡时C的量减少，说明升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，Q<0，则K3<K1；温度相同，平衡常数相同，则K1=K2，综上所述可知平衡常数关系为：K3<K2=K1，A错误；B项，升高温度，使一部分分子吸收热量而变为活化分子，导致活化分子百分数增大，增大活化分子有效碰撞机会，化学反应速率加快，而反应的活化能不变，B错误；C项，实验II达到平衡的时间比实验I短，而实验温度与实验I相同，平衡时各组分的量也相同，可判断实验II改变的条件是使用了催化剂。催化剂加快反应速率，但不改变化学平衡状态，故实验I和Ⅱ探究的是催化剂对于化学反应的影响，C正确；D项，容积为2L的恒容密闭容器中充入2molA和1mol B，发生反应：2A(g)+B(g)2C(g)，实验III中，原平衡的化学平衡常数为K==4。温度不变，平衡常数不变，实验Ⅲ达平衡后，恒温下再向容器中通入1 mol A和1 molC，则此时容器中c(A)=1mol/L，c(B)=0.25mol/L，c(C)=1mol/L，此时浓度商Qc==4=K，因此恒温下再向容器中通入1 mol A和1 molC，化学平衡没有发生移动，D错误；故选C。 4．已知，25℃时K2Cr2O7溶液中存在以下平衡： ①Cr2O72-(aq)+ H2O(l)2 CrO42-(aq)+2H+(aq) K1=3.27×10-15 ②Cr2O72-(aq)+ H2O(l)2HCrO4-(aq) K2=3.0×10-2 ③HCrO4-(aq) CrO42-(aq)+H+(aq) K3 25℃时，0.1mol/L K2Cr2O7溶液中，随pH的变化关系如图所示(，)。下列说法错误的是( ) A．0.1mol/L K2Cr2O7溶液中，加入少量的HI气体，c(CrO42-)增大 B．溶液颜色不再变化，可以判断该体系达到平衡 C．a点溶液中离子浓度关系：c(K+)＞c(CrO42-)＞c(Cr2O72-)＞c(H+) D．反应③的化学平衡常数 【答案】A 【解析】A项，0.1mol/L K2Cr2O7溶液中，加入少量的HI气体，Cr2O72-与HI发生氧化还原反应，c(Cr2O72-)减小，故A错误；B项，Cr2O72-为橙色，CrO42-为黄色，颜色不一样，当溶液颜色不再变化时，可以判断该体系达到平衡，故B正确；C项，K2Cr2O7溶液中，c(K+)最大，a点溶液中，，c(CrO42-)=105.3c(Cr2O72-)，则c(CrO42-)＞c(Cr2O72-)，c(H+)= 1.0×10-9.5mol·L－1，，解得，c(CrO42-)= 3.27×10-6.6mol·L－1，故a点溶液中离子浓度关系：c(K+)＞c(CrO42-)＞c(Cr2O72-)＞c(H+)，故C正确；D项，由反应可得反应③，故反应③的化学平衡常数，故D正确；故选A。 5．二甲醚是一种清洁能源，用水煤气制取二甲醚的原理如下： Ⅰ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) Ⅱ.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) 500 K时，在2 L密闭容器中充入4 mol CO和8 mol H2，4 min达到平衡，平衡时CO的转化率为80%，且2c(CH3OH)＝c(CH3OCH3)，则： (1)0～4 min，反应Ⅰ的v(H2)＝________。 (2)反应Ⅱ中CH3OH的转化率α＝________，反应Ⅰ的平衡常数K＝________。 【答案】(1)0.8 mol·L－1·min－1 (2)80% 1.25 【解析】(1)设平衡时CO为x mol，H2为y mol，CH3OH为z mol，则CH3OCH3为2z mol，H2O为2z mol，根据： C守恒：x＋z＋2×2z＝4 H守恒：2y＋4z＋6×2z＋2×2z＝2×8 O守恒：x＋z＋2z＋2z＝4 CO的转化率为＝80%，解得x＝0.8，y＝1.6，z＝0.64，v(H2)＝＝0.8 mol·L－1·min－1。(2)反应Ⅰ中CO的转化率为80%，则生成的CH3OH的物质的量为4 mol×80%＝3.2 mol，反应Ⅱ生成的CH3OCH3的物质的量为2z mol即2×0.64 mol＝1.28 mol，则反应Ⅱ转化的CH3OH的物质的量为2×1.28 mol＝2.56 mol，则反应Ⅱ中CH3OH的转化率α＝×100%＝80%。根据之前所解方程，可得平衡时：CH3OH、H2、CO的浓度分别为0.32 mol·L－1、0.8 mol·L－1、0.4 mol·L－1，反应Ⅰ的平衡常数K＝＝1.25。 6．在催化剂作用下，可通过甲醇与烯烃的液相反应制得2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)，体系中同时存在如下反应： 反应 Ⅰ： 反应 Ⅱ： 反应 Ⅲ： 为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入1.0 mol TAME，控制温度为353 K，测得TAME的平衡转化率为α。已知反应Ⅲ的平衡常数Kx3＝9.0。 (1)则平衡体系中B的物质的量为__________mol，反应Ⅰ的平衡常数Kx1＝________。 (2)同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应Ⅰ的化学平衡将__________(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。平衡时，A与CH3OH物质的量浓度之比c(A)∶c(CH3OH)＝__________。 【答案】(1)0.9α (2)逆向移动 1∶10 【解析】(1)向某反应容器中加入1.0 mol TAME，控制温度为353 K，测得TAME的平衡转化率为α，则平衡时n(TAME)＝(1－α) mol，n(A)＋n(B)＝n(CH3OH)＝α mol。已知反应Ⅲ的平衡常数Kx3＝9.0，则n(A)：n(B)= 9.0，将该式代入上式可以求出平衡体系中n(B)＝0.9α mol，n(A)＝0.1α mol，反应Ⅰ的平衡常数Kx1＝。(2)同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应Ⅰ的化学平衡将向着分子数增大的方向移动，即逆向移动。平衡时，TAME的转化率变大，但是平衡常数不变，A与CH3OH物质的量浓度之比不变，c(A)∶c(CH3OH)＝0.1α∶α＝1∶10。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 39 / 39 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题07 化学反应速率与化学平衡 目录 01考情透视·目标导航 02知识导图·思维引航 03核心精讲·题型突破 题型一 化学反应速率及其影响因素 【真题研析】 【核心精讲】 1．化学反应速率 2．影响化学反应速率的外因 3．理论解释——有效碰撞理论 【命题预测】 题型二 化学平衡及其影响因素 【真题研析】 【核心精讲】 1．化学反应的方向 2．影响化学平衡的因素 3．勒夏特列原理 【命题预测】 题型三 化学反应速率和化学平衡的综合计算 【真题研析】 【核心精讲】 1．一个模式——“三段式” 2．明确三个关系 3．掌握四个公式 【命题预测】 考点要求 考题统计 考情分析 化学反应速率和化学平衡及影响因素 2024·甘肃卷，4，3分；2024·浙江6月卷，11，3分；2024·浙江6月卷，11，3分；2024·安徽卷，12，3分；2024·辽吉黑卷，10，3分；2024·山东卷，15，4分；2024·重庆卷，14，3分；2023辽宁卷12题，3分；2023北京卷4题，3分；2023广东卷15题，4分；2023山东卷14题，4分；2022海南卷8题，2分；2022湖北卷13题，3分；2022北京卷12题，3分；2022浙江6月选考19题，2分；2022辽宁卷12题，3分；2022浙江1月选考19题，2分；2022浙江6月选考20题，2分；2022湖南卷12题，4分；2022湖南卷14题，4分；2022北京卷14题，3分；2022河北卷11题，4分； 化学反应速率与化学平衡是高中化学重要理论主干知识，一般是以图像或者表格的形式为载体，考查反应速率和化学平衡及影响因素，化学平衡的计算、等效平衡、平衡图像等知识点等，综合性强，难度大，为选择题中的压轴题型。在填空题中也会结合工农业生产考查平衡状态的判断、平衡图像、化学平衡常数等。预计2025年仍在非选择题占有较重的份量。 化学反应速率和化学平衡的计算 2024·江西卷，16(3)；2024·江西卷，16(4)；2024·甘肃卷，17节选；2024·山东卷，20(2)(3)；2024·湖北卷，17(2)；2023•山东卷，20(2)(3)；2023•全国新课标卷，29(4)；2023•广东卷，19(4)；2022•福建卷，13(2)(4)(5)；2022•全国甲，28(2)；2022•山东卷，20(2)(3)；2022·浙江省1月，29(3)； 题型一 化学反应速率及其影响因素 1．(2024·甘肃卷，4，3分)下列措施能降低化学反应速率的是( ) A．催化氧化氨制备硝酸时加入铂 B．中和滴定时，边滴边摇锥形瓶 C．锌粉和盐酸反应时加水稀释 D．石墨合成金刚石时增大压强 2．(2024·江西卷，9，3分)温度T下，向1L真空刚性容器中加入1mol(CH3)2CHOH，反应达到平衡时，c(Y)=0.4mol·L-1， 下列说法正确的是( ) A．再充入1mol X和1mol Y，此时v正＜v逆 B．再充入1mol X，平衡时c(Y)=0.8mol·L-1 C．再充入1mol N2，平衡向右移动 D．若温度升高，X的转化率增加，则上述反应ΔH＜0 3．(2024·浙江6月卷，11，3分)二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应： I．C2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g) ΔH1＞0 II．C2H6(g)＋2CO2(g)4CO(g)＋3H2(g) ΔH2＞0 向容积为的密闭容器中投入2 mol C2H6和3 mol CO2，不同温度下，测得时(反应均未平衡)的相关数据见下表，下列说法不正确的是( ) 温度() 400 500 600 乙烷转化率() 2.2 9.0 17.8 乙烯选择性() 92.6 80.0 61.8 注：乙烯选择性 A．反应活化能：I＜II B．时，0~5 min反应I的平均速率为：v(C2H4)=2.88×10-3 mol·L－1·min－1 C．其他条件不变，平衡后及时移除H2O(g)，可提高乙烯的产率 D．其他条件不变，增大投料比[n(C2H6)/ n(CO2)]投料，平衡后可提高乙烷转化率 4．(2024·安徽卷，12，3分)室温下，为探究纳米铁去除水样中SeO42-的影响因素，测得不同条件下SeO42-浓度随时间变化关系如下图。 实验序号 水样体积/ mL 纳米铁质量/ mg 水样初始pH ① 50 8 6 ② 50 2 6 ③ 50 2 8 下列说法正确的是( ) A．实验①中，0~2小时内平均反应速率v(SeO42-)=2.0 mol·L－1·h－1 B．实验③中，反应的离子方程式为：2Fe+SeO42-+8H+=2Fe3++Se+4H2O C．其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率 D．其他条件相同时，水样初始pH越小，SeO42-的去除效果越好 5．(2024·辽吉黑卷，10，3分)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是( ) A．时，反应②正、逆反应速率相等 B．该温度下的平衡常数：①>② C．0~3h平均速率(异山梨醇) 0.014mol·kg-l·h-l D．反应②加入催化剂不改变其平衡转化率 6．(2024·山东卷，15，4分) (双选)逆水气变换反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＞0。一定压力下，按CO2，H2物质的量之比n(CO2)：n(H2)=1：1投料，T1、T2温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2)，T1、T2温度时反应速率常数k分别为k1、k2。下列说法错误的是( ) A．k1＞k2 B．T1、T2温度下达平衡时反应速率的比值： C．温度不变，仅改变体系初始压力，反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变 D．T2温度下，改变初始投料比例，可使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同 7．(2024·重庆卷，14，3分)醋酸甲酯制乙醇的反应为：CH3COOCH3(g)＋2H2(g)CH3CH2OH(g)＋CH3OH(g)。三个恒容密闭容器中分别加入醋酸甲酯和氢气，在不同温度下，反应t分钟时醋酸甲酯物质的量n如图所示。下列说法正确的是( ) A．该反应的ΔH＞0 B．容器甲中平均反应速率 C．容器乙中当前状态下反应速率v正＜v逆 D．容器丙中乙醇的体积分数为 8．(2022•辽宁卷，12，3分)某温度下，在恒容密闭容器中发生反应2X(s)Y(g)+2Z(g)，有关数据如下： 时间段/ min 产物Z的平均生成速率/ mol·L－1·min－1 0～2 0.20 0～4 0.15 0～6 0.10 下列说法错误的是( ) A．1 min时，Z的浓度大于 B．2 min时，加入，此时 C．3 min时，Y的体积分数约为33.3% D．5 min时，X的物质的量为 1．化学反应速率 (1)表示方法 通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。 (2)数学表达式及单位 v＝，单位为mol·L－1·min－1或mol·L－1·s－1。 (3)化学反应速率与化学计量数的关系 同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的化学计量数之比。如在反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶ 【易错提醒】 (1)化学反应速率是某一段时间内的平均速率，而不是瞬时速率。 (2)进行化学反应速率的相关计算时，不能用某物质的物质的量代替其物质的量浓度，比较速率大小时易忽视各物质的反应速率的单位是否一致，单位书写是否正确。 (3)一般不用纯固体或纯液体物质的变化来表示化学反应速率，但若将固体颗粒变小(增大固体的接触面积)，则化学反应速率会加快。 2．影响化学反应速率的外因 【易错提醒】 (1)正确区分外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响。如对ΔH<0的反应，升高温度，平衡逆向移动，正、逆反应速率都增大。 (2)改变温度，使用催化剂，反应速率一定发生变化，其他外界因素的改变，反应速率不一定发生变化。 (3)比较离子浓度大小时，一定要比较混合液中的离子浓度，此时溶液的体积为混合后溶液的体积。 (4)气体反应体系中充入惰性气体(不参与反应)时对反应速率的影响。 ①恒容：充入“惰性气体”→总压增大→物质浓度不变(活化分子浓度不变)→反应速率不变。 ②恒压：充入“惰性气体”→体积增大→物质浓度减小(活化分子浓度减小)→反应速率减小。 3．理论解释——有效碰撞理论 1．为探究H2O2对H2O2分解是否有催化作用，分别取10mL30% H2O2 (约10 mol·L-1)于四支试管中，控制其它条件相同，进行实验获得如下表数据(氧气为标准状况下的体积)： 实验编号 所加药品 控制温度/℃ 生成氧气体积/(mL) 第1个2min 第2个2min 第3个2min ① 2mL0.5 mol·L-1 CuSO4 20 4.8 5.7 6.8 ② 30 12.8 16.7 20.2 ③ 40 89.6 63.0 28.0 ④ 2molH2O 40 2.0 3.2 4.3 下列有关说法不正确的是( ) A．由以上实验数据可得Cu2+对H2O2分解一定有催化作用 B．温度低于40℃时，CuSO4对H2O2分解催化效率随温度升高而降低 C．实验③第1个2min H2O2的平均反应速率约为0.8 D．由实验④可得H2O2分解为放热反应 2．恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解2NH3(g)N2(g)+3H2(g)。测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是( ) 编号 0 20 40 60 80 ① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80 ② a 1.20 0.80 0.40 x ③ 2a 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40 A．实验①，，v(N2)=1.0×10-5 mol·L－1·min－1 B．实验②，时处于平衡状态，x<0.4 C．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大 D．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大 3．[真题改编] (2021•河北选择性考试)室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①M+N=X+Y；②M+N=X+Z，反应①的速率可表示为v1=k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2=k2c2(M) (k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图，下列说法错误的是 A．0～30min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10-8mol•L-1•min-1 B．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变 C．如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为Z D．反应①的活化能比反应②的活化能大 4．[真题改编] (2021•辽宁选择性考试)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0.012 mol·L－1·min－1 D．条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为62.5 min 题型二 化学平衡及其影响因素 1．(2024·浙江6月卷，16，3分)为探究化学平衡移动的影响因素，设计方案并进行实验，观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是( ) 选项 影响因素 方案设计 现象 结论 A 浓度 向1mL0.1mol·L-1K2CrO4溶液中加入1mL0.1mol·L-1 HBr溶液 黄色溶液变橙色 增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动 B 压强 向恒温恒容密闭玻璃容器中充入气体，分解达到平衡后再充入100mLAr 气体颜色不变 对于反应前后气体总体积不变的可逆反应，改变压强平衡不移动 C 温度 将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中 气体颜色变深 升高温度，平衡向吸热反应方向移动 D 催化剂 向乙酸乙酯中加入1mL0.3mol·L-1H2SO4溶液，水浴加热 上层液体逐渐减少 使用合适的催化剂可使平衡向正反应方向移动 2．(2024·安徽卷，12，3分)室温下，为探究纳米铁去除水样中SeO42-的影响因素，测得不同条件下SeO42-浓度随时间变化关系如下图。 实验序号 水样体积/ mL 纳米铁质量/ mg 水样初始pH ① 50 8 6 ② 50 2 6 ③ 50 2 8 下列说法正确的是( ) A．实验①中，0~2小时内平均反应速率v(SeO42-)=2.0 mol·L－1·h－1 B．实验③中，反应的离子方程式为：2Fe+SeO42-+8H+=2Fe3++Se+4H2O C．其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率 D．其他条件相同时，水样初始pH越小，SeO42-的去除效果越好 3．(2024·辽吉黑卷，10，3分)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是( ) A．时，反应②正、逆反应速率相等 B．该温度下的平衡常数：①>② C．0~3h平均速率(异山梨醇) 0.014mol·kg-l·h-l D．反应②加入催化剂不改变其平衡转化率 4．(2024·山东卷，15，4分) (双选)逆水气变换反应：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＞0。一定压力下，按CO2，H2物质的量之比n(CO2)：n(H2)=1：1投料，T1、T2温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2)，T1、T2温度时反应速率常数k分别为k1、k2。下列说法错误的是( ) A．k1＞k2 B．T1、T2温度下达平衡时反应速率的比值： C．温度不变，仅改变体系初始压力，反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变 D．T2温度下，改变初始投料比例，可使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同 5．(2024·重庆卷，14，3分)醋酸甲酯制乙醇的反应为：CH3COOCH3(g)＋2H2(g)CH3CH2OH(g)＋CH3OH(g)。三个恒容密闭容器中分别加入醋酸甲酯和氢气，在不同温度下，反应t分钟时醋酸甲酯物质的量n如图所示。下列说法正确的是( ) A．该反应的ΔH＞0 B．容器甲中平均反应速率 C．容器乙中当前状态下反应速率v正＜v逆 D．容器丙中乙醇的体积分数为 6．(2024·湖南卷，14，3分)恒压下，向某密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)和CO(g，发生如下反应： 主反应：CH3OH(g)＋CO(g)=CH3COOH(g) ΔH1 副反应：CH3OH (g)＋CH3COOH(g)=CH3COOCH3(g)＋H2O(g) ΔH2 在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布分数随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示，下列说法正确的是( ) A． 投料比x代表 B． 曲线c代表乙酸的分布分数 C．ΔH1＜0，ΔH2＞0 D． L、M、N三点的平衡常数：K(L)=K(M)＞K(N) 7．(2024·广西卷，13，3分)573K、高压条件下，一定量的苯甲腈在密闭容器中发生连续水解：C6H5CN(苯甲腈) →C6H5CONH2 (苯甲酰胺)→C6H5COOH (苯甲酸)。如图为水解过程中上述三者(分别用表示)的物质的量分数随时间的变化曲线，其中。下列说法错误的是( ) A．水解产物除了Y、Z还有NH3 B．点时 C．x(Z)在15min前基本不变，15min后明显增大，可能是水解产物对生成Z的反应有催化作用 D．任意25min时间段内存在v(X)= v(Y)+ v(Z) 8．(2024·江苏卷，13，3分) 二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为： ①CO2(g)＋H2(g)= CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝41.2kJ·mol−1 ②CO(g)＋2H2(g)= CH3OH(g) ΔH2 225℃、8×106Pa下，将一定比例CO2、H2混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和CH3OH的体积分数如图所示。下列说法正确的是( ) A．L4处与L5处反应①的平衡常数K相等 B．反应②的焓变ΔH2＞0 C．L6处的H2O的体积分数大于L5处 D．混合气从起始到通过L1处，CO的生成速率小于CH3OH的生成速率 1．化学反应的方向 ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应情况 － ＋ 永远是负值 在任何温度下过程均自发进行 ＋ － 永远是正值 在任何温度下过程均非自发进行 ＋ ＋ 低温为正高温为负 低温时非自发，高温时自发 － － 低温为负高温为正 低温时自发，高温时非自发 2．影响化学平衡的因素 对平衡状态的影响 备注 其他条件不变 升高温度 化学平衡向吸热方向移动 v正、v逆均增大(程度不同) 增大压强 化学平衡向气体分子数目减少的方向移动 压强变化是通过容器容积的变化实现的 浓度 增大反应物浓度或降低生成物浓度，平衡向正反应方向移动 固体、纯液体的浓度视为常数 恒容时加入“惰性”气体 对平衡状态无影响(对反应速率也无影响) 原来体系中各物质的浓度没有发生变化 恒压时加入“惰性”气体 相当于减小压强(对反应速率的影响也相当于减小压强) 加入的气体会分担一部分压强 【易错提醒】 催化剂同等程度改变v正、v逆，平衡不移动。 3．勒夏特列原理 如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强、以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 1．在体积为2L的恒容绝热密闭容器中投入1molA和1molB，发生反应A(s)＋B(g)C(g) ΔH＜0，2min后达到平衡，此时容器内有0.3molC。下列说法不正确的是( ) A．若容器内混合气体压强不变，则反应达到平衡状态 B．单位时间内n(B)消耗= n(C)生成 生成时，则反应达到平衡状态 C．若开始时在该容器中投入1molA和2molB，则平衡时B的转化率小于30% D．若将容器的体积压缩到原来的一半，正逆反应速率都增大 2．将等物质的量的N2、H2气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＜0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是(　　) 选项 改变条件 新平衡与原平衡比较 A 增大压强 N2的浓度一定变小 B 升高温度 N2的转化率变小 C 充入一定量H2 H2的转化率不变，N2的转化率变大 D 使用适当催化剂 NH3的体积分数增大 3．NO2和N2O2存在平衡：2NO2 (g)N2O4(g) ΔH＜0。下列分析错误的是( ) A．断裂2molNO2(g)中的共价键需能量小于断裂1molN2O4(g)中的共价键所需能量 B．1mol平衡混合气体中含N原子的物质的量大于1mol C．恒容升温，由于平衡逆向移动导致气体颜色变深 D．恒温时，缩小容积，气体颜色变深是平衡正向移动导致的 4．(2025·浙江省杭州市浙南联盟高三联考)硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：SO2(g)＋Cl2 (g)SO2Cl2 (g) ΔH。关于该反应，下列说法正确的是( ) A．恒温恒压下，充入稀有气体，重新达到平衡时Cl2的物质的量增加 B．其他条件不变，升高温度，SO2Cl2平衡产率升高 C．恒温恒容条件下相比恒温恒压更有利于提高SO2平衡转化率 D．恒温恒压下，进料比[n(SO2)：n(Cl2)]=1：1，平衡时产物SO2Cl2的物质的量分数最大 5．(2025·浙江省七彩阳光新高考研究联盟高三联考，节选)能源与化工生产、生活等密切相关，氢能的有效利用是实现“碳达峰、碳中和”的重要途径。 (2)H2可用CH4为原料制得。其热化学反应方程式为： I CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) ΔH＝+206.2kJ·mol−1； ii CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＝-41kJ·mol−1 ①下列说法正确的是 。 A．反应i在高温下不能自发进行 B．用NaOH溶液将CO2吸收可以加快反应ii的速率 C．反应i、ii同时进行时，温度越高，CH4的平衡转化率越高 D．CH4可以通过石油的裂化和裂解得到 ②相同温度下只发生反应i、ii时，生成H2的平衡产率随外界压强的增大而减少，试从化学平衡移动原理的角度加以解释： 。 6．(2025·浙江省第二届辛愉杯高三测试，节选)“碳达峰”“碳中和”是近年来的热门话题。 (3)有科学家提出利用CO2和CH4制备合成气(H2，CO)，发生的反应为CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)。在体积为3L的密闭容器甲和乙中，向甲充入1molCO2和1molCH4，向乙中充入3 molCO2和3molCH4。 ①下列说法能表示甲中反应达到平衡的是 。 A．反应速率：v(CO2)= v(H2) B．同时断裂4 molC-H键和生成2 molH-H键 C．容器内混合气体的压强保持不变 D．容器内混合气体的密度保持不变 ②在相同温度下达到平衡状态时，CO2的转化率α(甲) α(乙)(填“>”“<”或“=”，下同)；达到平衡所需时间t(甲) t(乙) 7．一定温度下，在三个体积均为1L的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) 容器编号 温度(℃) 起始物质的量(mol) 平衡物质的量(mol) CH3OH(g) CH3OCH3(g) H2O(g) ① 387 0.20 0.080 0.080 ② 387 0.40 ③ 207 0.20 0.090 0.090 下列说法正确的是( ) A．该反应的正反应为吸热反应 B．达到平衡时，容器①中的CH3OH体积分数比容器②中的小 C．若容器①中反应达到平衡时增大压强，则各物质浓度保持不变 D．若起始向容器①中充入CH3OH 0.10mol、CH3OCH3 0.10mol、H2O 0.10mol，则反应将向正反应方向进行 8．(2025·浙江部分高中高三联考) “碳循环”是指碳元素在地球上的生物圈、岩石圈、水圈及大气圈中交换，并随地球的运动循环不止的现象。请回答： I．通过捕捉工业废气中的CO2，再将其合成甲醇，这种甲醇被称为零碳燃料。其合成甲醇的反应为：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) (1)该反应正反应活化能Ea1比逆反应活化能Ea2 (填“大”、“小”或“无法确定”)，理由是 。 (2)一定温度下，向恒容密闭容器中通入2molCO2(g)和5molH2(g)，初始压强为P0，体系达到平衡状态时CO2的体积分数为20%。 ①下列说法正确的是 。 A．平衡时，CO2气体的转化率为80% B．升高体系温度，导致正反应速率减小，逆反应速率增大 C．当混合气体的密度保持不变时，无法说明反应已达到平衡状态 D．为提高甲醇的产率与反应速率，可通过选择性分离膜不断分离甲醇来实现 ②对于气体参与的反应表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度cB。在温度下，合成甲醇反应的平衡常数 。 题型三 化学反应速率和化学平衡的综合计算 1．(2024·福建卷，14节选)SiHCl3是制造多晶硅的原料，可由 Si和SiCl4耦合加氢得到，相关反应如下： Ⅰ．SiCl4(g)＋H2(g)= SiHCl3(g)＋HCl(g) ΔH1＝52kJ·mol−1 Ⅱ．Si(s)＋3HCl(g)= SiHCl3(g)＋H2(g) ΔH2＝-236kJ·mol−1 Ⅲ．Si(s)＋SiCl4(g)＋2H2(g)=2SiH2Cl2(g) ΔH3＝16kJ·mol−1 Ⅳ．Si(s)＋3SiCl4(g)＋2H2(g)=4SiHCl3(g) ΔH4＝-80 kJ·mol−1 (3)在压强为p0的恒压体系中通入2molH2和1molSiCl4，达到平衡时，气体组分的物质的量分数随温度变化如图所示(忽略气体组分在硅表面的吸附量)。已知：Kp为用气体分压表示的平衡常数，分压=物质的量分数×总压。 ①图中n代表的组分为_______。(填化学式) ②时，反应Ⅲ的平衡常数Kp=_______。(列出计算式) ③时，SiCl4的平衡转化率为f，消耗硅的物质的量为_______mol。(列出计算式) (4)673K下、其他条件相同时，用Cu、CuO和CuCl分别催化上述反应，一段时间内SiCl4的转化率如下表所示。(产物SiHCl3选择性均高于98.5%) 催化剂 Cu CuO CuCl SiCl4的转化率/% 7.3 14.3 22.3 ①使用不同催化剂时，反应Ⅳ的ΔH：CuO催化剂_______CuCl催化剂(填“>”“<”或“=”)；反应Ⅳ的活化能：Cu催化剂_______CuCl催化剂(填“>”“<”或“=”)。 ②使用CuCl催化剂，初始投料该段时间内得到，则SiHCl3的选择性_______。(列出计算式) 2．(2024·江西卷，16节选)石油开采的天然气含有H2S。综合利用天然气制氢是实现“碳中和”的重要途径。CH4和H2S重整制氢的主要反应如下： 反应Ⅰ：CH4(g)+2H2S(s)CS2(g)+4H2(g) ΔH1=+260kJ/mol 反应Ⅱ：CH4(g)C(s)+2H2(g) ΔH2=+90kJ/mol 反应Ⅲ：2H2S(g)S2(g)+2H2(g) ΔH3=+181kJ/mol (4)假设在10L的恒温刚性容器中，通入0.3mol CH4和0.15mol H2S发生反应Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，起始总压为P0.CH4和H2S的转化率与时间的关系如图2，0～5min内H2的化学反应速率为 _______mol/(L•min)；5min时，容器内总压为 _______。 3．(2024·甘肃卷，17节选)SiHCl3是制备半导体材料硅的重要原料，可由不同途径制备。 (2)在催化剂作用下由粗硅制备SiHCl3：3SiCl4(g)＋2H2(g) + Si(s)4SiHCl3(g)。，密闭容器中，经不同方式处理的粗硅和催化剂混合物与0.4molH2和0.1mol SiCl4气体反应，SiCl4转化率随时间的变化如下图所示： ①0-50 min，经方式 处理后的反应速率最快；在此期间，经方式丙处理后的平均反应速率v(SiHCl3)= mol·L－1·min－1。 ②当反应达平衡时，H2的浓度为 mol·L－1，平衡常数K的计算式为 。 ③增大容器体积，反应平衡向 移动。 4．(2024·山东卷，20，12分)水煤气是H2的主要来源，研究CaO对C-H2O体系制H2的影响，涉及主要反应如下： C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g) (I) ΔH1＞0 CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g) (II) ΔH2＜0 CaO(s)＋CO2(g)= CaCO3(s) (III) ΔH3＜0 回答列问题： (2)压力p下，C-H2O- CaO体系达平衡后，图示温度范围内C(s)已完全反应，CaCO3(s)在T1温度时完全分解。气相中CO，CO2和H2摩尔分数随温度的变化关系如图所示，则a线对应物种为_______(填化学式)。当温度高于T1时，随温度升高c线对应物种摩尔分数逐渐降低的原因是_______。 (3)压力p下、温度为T0时，图示三种气体的摩尔分数分别为0.50，0.15，0.05，则反应CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)的平衡常数KP=_______；此时气体总物质的量为，则CaCO3(s)的物质的量为_______；若向平衡体系中通入少量CO2(g)，重新达平衡后，分压p(CO2)将_______(填“增大”“减小”或“不变”)，p(CO)将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。 5．(2024·湖北卷，17节选)用BaCO3和焦炭为原料，经反应I、Ⅱ得到BaC2，再制备乙炔是我国科研人员提出的绿色环保新路线。 反应I：BaCO3(s)+C(s)BaO(s)+2CO(g) 反应Ⅱ：BaO(s)+3C(s)BaC2(s)+CO(g) (2)已知、(n是的化学计量系数)。反应、Ⅱ的与温度的关系曲线见图1。 ①反应BaCO3(s)+4C(s)BaC2(s)+3CO(g)在的KP= Pa3。 ②保持不变，假定恒容容器中只发生反应I，达到平衡时pCO= Pa，若将容器体积压缩到原来的，重新建立平衡后pCO= Pa。 6．(2023•湖南卷，16节选)聚苯乙烯是一类重要的高分子材料，可通过苯乙烯聚合制得。 ① ② ③ ④C6H5C2H5(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g)的∆H4=+118 kJ/mol； (2)在某温度、下，向反应器中充入气态乙苯发生反应④，其平衡转化率为50%，欲将平衡转化率提高至75%，需要向反应器中充入_______水蒸气作为稀释气(计算时忽略副反应)。 1．化学平衡的计算解题思维路径 2．化学平衡常数解题思维路径 1．一个模式——“三段式” (1)步骤：书写(写出有关化学平衡的化学反应方程式)→列变量(列出各物质的起始、变化、平衡量)→计算(根据已知条件列方程式计算)。 (2)模式：如反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx，容器容积为1 L。 mA(g)＋ nB(g) pC(g)＋ qD(g) 起始/mol a b 0 0 变化/mol mx nx px qx 平衡/mol a－mx b－nx px qx ①求平衡常数：K＝ ②求转化率 转化率＝×100%，如α(A)平＝×100%。 2．明确三个关系 (1)对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。 (2)对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。 (3)各转化量之比等于各物质的化学计量数之比。 3．掌握四个公式 (1)反应物的转化率＝×100%＝×100%。 (2)生成物的产率：实际产量占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。产率＝×100%。 (3)某气体组分的体积分数＝。 1．某温度下2 L密闭容器中3种气体起始状态和平衡状态时的物质的量(n)如表所示，下列说法正确的是( ) X Y W n(起始状态)/mol 2 1 0 n(平衡状态)/mol 1 0.5 1．5 A．该温度下，此反应的平衡常数表达式是K＝ B．其他条件不变，升高温度，若W的体积分数减小，则此反应ΔH<0 C．其他条件不变，使用催化剂，正、逆反应速率和平衡常数均增大，平衡不移动 D．其他条件不变，当密闭容器中混合气体密度不变时，表明反应已达到平衡 2．已知反应X(g)＋Y(g) R(g)＋Q(g)的平衡常数与温度的关系如表所示。830 ℃时，向一个2 L的密闭容器中充入0.2 mol X和0.8 mol Y，反应初始4 s内v(X)＝0.005 mol/(L·s)。下列说法正确的是(　　) 温度/℃ 700 800 830 1 000 1 200 平衡常数 1.7 1.1 1.0 0.6 0.4 A.4 s时容器内c(Y)＝0.76 mol/L B.830 ℃达平衡时，X的转化率为80% C.反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动 D.1 200 ℃时反应R(g)＋Q(g) X(g)＋Y(g)的平衡常数K＝0.4 3．在3种不同条件下，分别向容积为2L的恒容密闭容器中充入2molA和1molB，发生反应：2A(g)+B(g)2C(g) ΔH=QkJ/mol。相关条件和数据见下表： 实验编号 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ 反应温度/℃ 700 700 750 达平衡时间/min 40 5 30 平衡时n(C)/mol 1.5 1.5 1 化学平衡常数 K1 K2 K3 下列说法正确的是( ) A．K1=K2<K3 B．升高温度能加快反应速率的原因是降低了反应的活化能 C．实验Ⅱ比实验Ⅰ达平衡所需时间小的可能原因是使用了催化剂 D．实验Ⅲ达平衡后，恒温下再向容器中通入1molA和1molC，平衡正向移动 4．已知，25℃时K2Cr2O7溶液中存在以下平衡： ①Cr2O72-(aq)+ H2O(l)2 CrO42-(aq)+2H+(aq) K1=3.27×10-15 ②Cr2O72-(aq)+ H2O(l)2HCrO4-(aq) K2=3.0×10-2 ③HCrO4-(aq) CrO42-(aq)+H+(aq) K3 25℃时，0.1mol/L K2Cr2O7溶液中，随pH的变化关系如图所示(，)。下列说法错误的是( ) A．0.1mol/L K2Cr2O7溶液中，加入少量的HI气体，c(CrO42-)增大 B．溶液颜色不再变化，可以判断该体系达到平衡 C．a点溶液中离子浓度关系：c(K+)＞c(CrO42-)＞c(Cr2O72-)＞c(H+) D．反应③的化学平衡常数 5．二甲醚是一种清洁能源，用水煤气制取二甲醚的原理如下： Ⅰ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) Ⅱ.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g) 500 K时，在2 L密闭容器中充入4 mol CO和8 mol H2，4 min达到平衡，平衡时CO的转化率为80%，且2c(CH3OH)＝c(CH3OCH3)，则： (1)0～4 min，反应Ⅰ的v(H2)＝________。 (2)反应Ⅱ中CH3OH的转化率α＝________，反应Ⅰ的平衡常数K＝________。 6．在催化剂作用下，可通过甲醇与烯烃的液相反应制得2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)，体系中同时存在如下反应： 反应 Ⅰ： 反应 Ⅱ： 反应 Ⅲ： 为研究上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入1.0 mol TAME，控制温度为353 K，测得TAME的平衡转化率为α。已知反应Ⅲ的平衡常数Kx3＝9.0。 (1)则平衡体系中B的物质的量为__________mol，反应Ⅰ的平衡常数Kx1＝________。 (2)同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢呋喃稀释，反应Ⅰ的化学平衡将__________(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)。平衡时，A与CH3OH物质的量浓度之比c(A)∶c(CH3OH)＝__________。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 23 / 25 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$