微专题突破08 化学反应速率与化学平衡（作业）-2025年高考化学二轮复习重点微专题突破学案（新高考专用）

微专题突破8 化学反应速率与化学平衡 2025届高三化学第二轮复习 微专题突破8 化学反应速率与化学平衡 一、选择题 1．（2024·泰州市期中）反应Si(s)＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g) ∆H＝－225 kJ·mol－1 。下列说法不正确的是 A．该反应在低温下能自发进行是由于∆H＜0的影响 B．该反应的平衡常数K＝ C．实际生产中选择高温是因为高温时Si的平衡转化率比低温时大 D．其他条件不变时，可通过缩小体积增大压强提高Si的转化率 【答案】C 【解析】A项，反应自发进行应满足∆G＝∆H－T∆H＜0，该反应∆S＞0，所以该反应在低温下能自发进行是由于ΔH＜0的影响，正确；B项，硅为固体，不能体现在平衡常数中，根据平衡常数的定义，可知平衡常数表示正确，正确；C项，该反应为放热反应，升温会使平衡逆向移动，Si的平衡转化率会减小，错误；D项，该反应是气体系数减小的反应，缩小体积增大压强会使反应平衡向正向进行，提高Si的转化率，正确。 2．（2024·江苏镇江市高三开学考）H2S和CO2反应生成的羰基硫(COS)用于粮食熏蒸，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。CO2(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2O(g)；∆H＞0。下列说法正确的是 A．上述反应的平衡常数K＝ B．上述反应中消耗1 mol H2S，生成22.4 L水蒸气 C．已知该反应在加热条件下能自发进行，则其∆S＞0 D．及时分离出H2O，可加快该反应到达平衡状态 【答案】C 【解析】A项，该反应中水为气态，要带入平衡常数表达式，上述反应的平衡常数K＝，错误；B项，上述反应中消耗1 mol H2S，生成1 mol水蒸气，由于缺少是否为标准状况下，因此无法计算水蒸气的体积，错误；C项，该反应是∆H＞0，已知该反应在加热条件下能自发进行，则∆S＞0，正确；D项，及时分离出H2O，反应速率降低，可增大反应物的转化率，但不能加快该反应到达平衡状态，错误。 3．（2025·南通市如东县）催化剂M(TiO2/Cu2Al2O4)催化CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的反应为：CO2(g)＋CH4(g)CH3COOH(l)，该催化反应历程示意图如下。 下列说法不正确的是 A．该反应的∆S＜0 B．①→②过程放出能量并形成了C－C键 C．所示的反应机理中，步骤①可理解为CH4中带部分负电荷的C与催化剂M之间发生作用 D．该反应中每消耗1 mol CO2，转移电子的数目约为2×6.02×1023 【答案】D 【解析】A项，根据反应方程式CO2(g)＋CH4(g)CH3COOH(l)可知：该步反应的正反应是气体体积减小的反应，所以该反应的∆S＜0，正确；B项，①→②过程是放热反应，放出能量，并在CH4和CO2之间形成了C－C键，正确；C项，由题图所示的反应机理可知，CH4中C显负价，H显正价，步骤①可理解为CH4中带部分负电荷的C与催化剂M之间发生作用，使C－H键断裂，正确； D项，该反应中每消耗l mol CO2，则消耗1 mol CH4，CH4中C元素的化合价由CH4中的－4价变为CH3COOH中的0价，化合价升高4价，根据反应过程中电子转移总数等于元素化合价升降总数，可知反应过程中转移电子的数目约为1 mol×4×6.02×l023/mo1＝4×6.02×1023，错误。 4．（2024·南通市如皋二模）氯气在生产、生活中应用广泛。实验室用KMnO4和浓盐酸常温下反应制取Cl2，工业上用电解饱和食盐水制备Cl2，也可用地康法制备Cl2。450℃，以CuCl2作催化剂，地康法原理如图所示。氨气可以检验Cl2是否发生泄露，遇Cl2泄漏时反应有白烟生成；Cl2可用于制备氯水或含KClO等成分的消毒剂，也可用于处理含氰(CN－)废水。 关于地康法制Cl2，下列说法正确的是 A．反应的平衡常数可表示为K＝ B．其他条件不变，升高温度HCl的平衡转化率降低说明该反应∆H＜0 C．CuCl2的使用可以增大反应的活化能 D．每生成22.4L Cl2时，转移电子的数目为2×6.02×1023 【答案】B 【解析】由图知，450℃，以CuCl2作催化剂，地康法制备氯气的总反应为4HCl(g)＋O2(g)2H2O(g)＋2Cl2(g)。 A项，结合分析可知，该反应的平衡常数可表示为K＝，错误；B项，其他条件不变，升高温度HCl的平衡转化率降低，说明升温平衡左移，则说明该反应正向放热，即∆H＜0，正确；C项，地康法制备氯气时CuCl2作催化剂，CuCl2的使用可以降低反应的活化能，错误；D项，未指明标准状况，气体摩尔体积不确定，则无法计算每生成22.4 L Cl2时转移的电子数目，错误。 5．（2024·扬州市高三下学期开学考）羟胺(NH2OH)能与水反应：NH2OH＋H2ONH3OH＋＋OH－。下列说法不正确的是 A．反应的平衡常数K＝ B．NH2OH能与水反应是因为分子中氮原子存在孤电子对 C．NH2OH溶液能吸收CO2气体 D．向羟胺溶液中滴加过量稀H2SO4，可生成(NH3OH)2SO4 【答案】D 【解析】A项，反应的平衡常数为：K＝，正确；B项，NH2OH能与水反应是因为分子中氮原子存在孤电子对，能和H＋离子形成配位键，正确；C项，NH2OH溶液呈碱性，能吸收酸性气体CO2，正确；D项，向羟胺溶液中滴加过量稀H2SO4，生成硫酸氢盐，反应的化学方程式为：NH2OH＋H2SO4＝(NH3OH)HSO4，错误。 6．（2024·徐州上学期期中）汽车安装尾气净化装置也可除去NOx，反应方程式为2NO2(g)＋4CO(g)N2(g)＋4CO2(g)，关于反应2NO2(g)＋4CO(g)N2(g)＋4CO2(g)，下列说法正确的是 A．该反应的∆S＞0 B．选择合适的催化剂，可以使NO2完全转化成N2 C．及时移除N2、CO2，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动 D．上述反应中每生成0.1 mol N2，转移电子的数目约为0.8×6.02×1023 【答案】D 【解析】A项，根据气体的化学计量数可知此反应的正反应是气体分子个数减小的反应，所以该反应的∆S＜0，错误；B项，催化剂只能改变反应速率不能改变转化率，错误；C项，及时移除N2、CO2，逆反应速率减小，正反应速率开始不变，平衡向正反应方向移动，导致反应物浓度减小，正反应速率随之减小，错误；D项，上述反应中当生成1 mol N2时，转移电子为8 mol，所以每生成0.1 mol N2，转移电子的数目约为0.8×6.02×1023，正确。 7．（2024·苏锡常镇一模）对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，下列有关说法正确的是 A．该反应的∆S＞0 B．该反应平衡常数的表达式为K＝ C．反应中每消耗22.4 L O2（标准状况），转移电子数约为2×6.02×1023 D．温度不变，提高c起始(O2)或增大反应压强，均能提高反应速率和SO2的转化率 【答案】D 【解析】A项，该反应前后气体分子数减少，则∆S＜0，错误；B项，该反应平衡常数的表达式为K＝，错误；C项，每消耗22.4 L O2（标准状况），即1 mol O2时，转移4 mol电子，转移电子数为4×6.02×1023，错误；D项，增大浓度或增大压强均能提高化学反应速率，增大氧气的浓度或增大压强均有利于该反应正向移动，从而提高二氧化硫的转化率，正确。 8．（2024·南通市二模）CuOx－TiO2可用于低温下催化氧化HCHO：HCHO(g)＋O2(g)CO2(g)＋H2O(l)。下列关于CuOx－TiO2催化氧化甲醛的反应说法正确的是 A．该反应∆H＜0，∆S＜0 B．HCHO、CO2、H2O均为极性分子 C．升高温度，υ逆增大，υ正减小 D．使用CuOx－TiO2催化剂降低了该反应的焓变 【答案】A 【解析】A项，根据方程式可知，该反应∆S＜0，根据∆G＝∆H－T∆S＜0反应可自发进行，放热的熵减反应低温可自发进行，由此可判断∆H＜0，正确；B项，CO2为直线形分子，属于非极性分子，错误；C项，升高温度，正、逆反应速率均增大，错误；D项，催化剂可以改变反应活化能，不能改变反应焓变，错误。 9．（2024·南京市二模）制备光电子功能材料ZnS可通过自发反应ZnO(s)＋H2S(g)＝ZnS(s)＋H2O(g) ∆H＞0。下列说法正确的是 A．该反应的ΔS＜0 B．其他条件相同，缩小容器体积，达到新平衡时减小 C．其他条件相同，升高体系温度，H2S的平衡转化率增大 D．其他条件相同，使用催化剂加快正反应速率，减慢逆反应速率 【答案】C 【解析】A项，反应ZnO(s)＋H2S(g)＝ZnS(s)＋H2O(g)能自发进行，其ΔH＞0，则ΔS＞0，不正确；B项，反应前后气体分子数相等，其他条件相同，缩小容器体积，相当于加压，平衡不发生移动，则不变，不正确；C项，其他条件相同，升高体系温度，由于正反应为吸热反应，则平衡正向移动，H2S的平衡转化率增大，正确；D项，其他条件相同，使用催化剂，可降低反应的活化能，加快正反应速率，同时加快逆反应速率，不正确。 10．（2025·南通市海安市开学考）工业上由粗硅制备高纯晶体硅流程中的一步反应为SiHCl3(g)＋H2(g)Si(s)＋3HCl(g)。下列说法正确的是 A．该反应∆S＜0 B．该反应的平衡常数K＝ C．用E表示键能，该反应∆H＝3E(Si－Cl)＋E(Si－H)＋E(H－H)－3E(H－Cl)－2E(Si－Si) D．该过程需要在无水条件下进行的原因：SiHCl3与水反应生成H2SiO3和HCl两种物质 【答案】C 【解析】A项，该反应是气体分子总数增加的反应，∆S＞0，错误；B项，Si为固体，不能出现在平衡常数表达式中，该反应K＝，错误；C项，SiHCl3中含3个Si－Cl键和1个Si－H，H2中含1个H－H，HCl中含1个H－Cl键，Si中含2个Si－Si键，根据∆H＝反应物总键能－生成物总键能，可知∆H＝3E(Si－Cl)＋E(Si－H)＋E(H－H)－3E(H－Cl)－2E(Si－Si)，正确；D项，SiHCl3中Si为＋4价，H、Cl为－1价，根据氧化还原反应规律和质量守恒可知SiHCl3与水反应生成H2SiO3、HCl、H2三种物质，错误。 11．（2024·苏锡常镇一模）采用热分解法脱除沼气中的H2S过程中涉及的主要反应为 反应Ⅰ：2H2S(g)＝2H2(g)＋S2(g) ∆H1＝169.8 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CH4(g)＋S2(g)＝CS2(g)＋2H2(g) ∆H1＝63.7 kJ·mol－1 保持100 kPa不变，将H2S与CH4按2∶1体积比投料，并用N2稀释，在不同温度下反应达到平衡时，所得H2、S2与CS2的体积分数如图所示。下列说法正确的是 A．反应2H2S(g)＋CH4(g)＝CS2(g)＋4H2(g)的∆H＝106.1 kJ·mol－1 B．曲线Y代表的是CS2的平衡体积分数 C．高于1 050℃时，H2S平衡转化率与CH4平衡转化率的差值随温度升高减小 D．1 050℃下反应，增大体系的压强，平衡后H₂的体积分数可能达到0.07 【答案】C 【解析】根据盖斯定律：反应Ⅰ＋反应Ⅱ得：2H2S(g)＋CH4(g)＝CS2(g)＋4H2(g) ∆H＝＋233.5 kJ·mol－1，将H2S与CH4按2∶1体积比投料，并用N2稀释，在不同温度下反应达到平衡时，由于S2是反应Ⅰ的生成物同时又是反应Ⅱ的反应物，因此曲线Y是S2。950℃～1 050℃时，以反应Ⅰ为主，随着温度升高，反应Ⅰ速率大于反应Ⅱ，所以S2的体积分数会增大，1 050℃～1 150℃之间，反应Ⅱ速率增大的幅度大于反应Ⅰ，S2的体积分数会减小。根据方程式中的数量关系，曲线Z为H2，曲线X为CS2。 A项，根据反应Ⅰ和反应Ⅱ，利用盖斯定律可得：2H2S(g)＋CH4(g)＝CS2(g)＋4H2(g) ∆H＝＋233.5 kJ·mol－，错误；B项，由分析可知曲线Y代表的是S2的平衡体积分数，错误；C项，1 050℃～1 150℃之间，S2与CS2的体积分数差值越来越小，所以H2S平衡转化率与CH4平衡转化率的差值随温度升高减小，正确；D项，1 050℃下反应，反应Ⅰ和反应Ⅱ都是气体体积增大的反应，增大体系的压强，平衡会逆向移动，平衡后H₂的体积分数小于0.07，错误。 12．（2024·泰州市下学期一模）二甲醚和水蒸气制氢气可作为燃料电池的氢能源，发生的主要反应如下： 反应Ⅰ CH3OCH3(g)＋H2O(g)＝2CH3OH(g) ∆H1＞0 反应Ⅱ CH3OH(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋3H2(g) ∆H2＞0 反应Ⅲ CO2(g)＋H2(g)＝CO(g)＋H2O(g) ∆H3＞0 在恒压下，将一定比例的二甲醚和水蒸气混合后，以一定流速通过装有催化剂的反应器，反应相同时间测得的CH3OCH3实际转化率、CO2实际选择性与CO2平衡选择性随温度的变化如图所示。CO2的选择性＝×100%。下列说法不正确的是 A．曲线a表示CH3OCH3实际转化率随温度的变化 B．200℃时，反应Ⅱ的速率大于反应Ⅲ的速率 C．适当增加，有利于提高H2的产率 D．一定温度下，若增大压强，CO的平衡产量不变 【答案】D 【解析】根据常理可知，CO2实际选择性与CO2平衡选择性随温度的变化的走势变化应该相同，故可知曲线b为CO2实际选择性，则曲线a为CH3OCH3实际转化率。据此结合题意进行作答即可。 A项，根据上述分析可知曲线a为CH3OCH3实际转化率，正确；B项，在200℃时，CO2实际选择性大于平衡选择性，可知此温度下，反应Ⅱ的速率大于反应Ⅲ，正确；C项，适当增加的量，会促进CH3OCH3的转化率，还能使反应Ⅱ朝正向进行，反应Ⅲ朝逆向进行，从而提高氢气的产率，正确；D项，增大压强会导致反应Ⅱ平衡逆向移动，从而导致反应Ⅲ逆向移动，CO的平衡产率会减小，错误。 13．（2025·江苏淮安市开学考）乙醇－水催化重整可获得H2。其主要反应为 反应Ⅰ：C2H5OH(g)＋3H2O(g)2CO2(g)＋6H2(g) ΔH＝173.3 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＝41.2 kJ·mol－1 在1.0×105Pa，n始(H2O)∶n始(C2H5OH)＝3∶1时，若仅考虑上述反应，平衡时CO2和CO的选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。 CO的选择性＝×100% 下列说法正确的是 A．图中曲线③表示平衡时H2的产率随温度的变化 B．平衡时C2H5OH的转化率与H₂O的转化率相等 C．一定温度下，增大可提高乙醇平衡转化率 D．一定温度下，降低体系压强，反应I的平衡常数减小 【答案】C 【解析】两个反应均为吸热反应，升高温度平衡都发生正向移动，但CO和CO2的选择性之和为100%，所以二者变化趋势相反，只有第二个反应生成CO，因此升温CO的选择性升高(曲线③)，CO2的选择性降低(曲线①)，曲线②表示氢气的产率。 A项，由分析可知，图中曲线②表示平衡时H2的产率随温度的变化，曲线③表示CO的选择性，不正确；B项，n始(H2O)∶n始(C2H5OH)＝3∶1，若第二个反应不生成H2O，则平衡时C2H5OH的转化率与H₂O的转化率相等，但第二个反应生成H2O，所以平衡时C2H5OH的转化率与H₂O的转化率不相等，不正确；C项，一定温度下，增大，相当于C2H5OH的物质的量不变时增大H2O的物质的量，平衡正向移动，乙醇的平衡转化率增大，正确；D项，平衡常数只受温度变化的影响，一定温度下，降低体系压强，虽然平衡发生移动，但反应I的平衡常数不变，不正确。 二、填空题 14．（2024·泰州市下学期一模）空气中CO2含量的控制和CO2资源利用具有重要意义。 （2）利用铟氧化物催化CO2、H2制取CH3OH的可能机理如图2所示，In2O3无催化活性，形成氧空位后具有较强催化活性，将固定比例的CO2、H2混合气体以不同流速通过装有催化剂的反应管，CH3OH选择性、CO2转化率随气体流速变化曲线如图3所示， ①图2中的反应每生成1 mol CH3OH(g)放出49 kJ的热量，其热化学方程式为 _______________________________________________________________________。 ②若原料气中H2比例过低、过高均会减弱催化剂活性，原因是___________________________________ ______________________________________________________________________。 ③制取CH3OH时，同时发生反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ∆H＞0，气体流速分别为15 000 mL·h－1和21 000 mL·h－1，相同时间内生成CH3OH的质量，前者_________后者（选填“＞”、“＝"或“＜”）；保持气体流速不变，反应管内温度从300℃升高到320℃，测得出口处CO2和CH3OH的物质的量均减小，可能的原因是__________________________________________________ __________________________________________________________________________。 【答案】（2）①CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ∆H＝－49 kJ·mol－1 ②H2比例过低，不利于催化剂形成氧空位，导致催化剂失活；H2比例过高，反应①生成过多的水会积累在具有活性的催化剂表面，导致催化剂失活 ③＜ ④升高温度，生成甲醇的反应左移，生成一氧化碳的反应右移，且反应以生成一氧化碳的反应为主 【解析】①由图可知，催化剂作用下，二氧化碳与氢气反应生成甲醇和水，反应的方程式为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，由反应生成1 mol甲醇放出49 kJ的热量可知，反应的焓变∆H＝－49 kJ·mol－1，则反应的热化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ∆H＝—49 kJ·mol－1，故答案为：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ∆H＝—49 kJ·mol－1；②由图2可知，若原料气中氢气的比例过低不利于催化剂形成氧空位，导致催化剂失活；若氢气的比例过高，反应①生成过多的水积累在具有活性的催化剂表面，导致催化剂失活，故答案为：H2比例过低，不利于催化剂形成氧空位，导致催化剂失活；H2比例过高，反应①生成过多的水会积累在具有活性的催化剂表面，导致催化剂失活；③设混合气体中二氧化碳的比例分数为x，由图可知，气体流速由15 000 mL·h－1和21 000 mL·h－1时，二氧化碳的转化率分别为5%和4%，则转化的二氧化碳分别为15 000x mL·h－1×5%＝750x mL·h－1、21 000x mL·h－1×4%＝840x mL·h－1，而甲醇选择性增大，所以相同时间内生成流速为15 000 mL·h－1时生成甲醇的质量小于21 000 mL·h－1；二氧化碳与氢气反应生成甲醇的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，生成甲醇的物质的量减小，二氧化碳与氢气反应生成甲醇的反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，消耗二氧化碳的物质的量增大，反应管内温度从300℃升高到320℃时，出口处甲醇和二氧化碳的物质的量均减小说明反应以生成一氧化碳的反应为主，故答案为：＜；升高温度，生成甲醇的反应左移，生成一氧化碳的反应右移，且反应以生成一氧化碳的反应为主。 15．（2024·淮安市高三上学期开学考）臭氧氧化法是处理水体中有机污染物的常用方法。 （2）研究温度对相同时间内O3降解有机物的影响 通常降解时采用一次性投加O3的方式，温度升高，相同时间内有机物降解度降低。提出猜想：溶液中溶解的O3减少。作出猜想的依据：___________________________________；设计一个实验验证猜想_________________________________________________________________________________________。 （3）研究O3降解有机物的路径 资料：臭氧除直接降解有机物外，O3在溶液中能产生羟基自由基(·OH)，·OH也能降解水中有机物。 ①写出产生羟基自由基(·OH)的化学方程式：____________________________________________。 实验：取三份废水，保持其它条件相同。第一份直接通入12.5 mg/L O3；第二份在加入一定量MnO2的同时通入1.25 mg/L O3；第三份在加入一定量MnO2与叔丁醇的同时通入1.25 mg/L O3(叔丁醇能迅速结合·OH而将其除去)，分别测量三份废水中有机物的残留率随时间的变化，结果如下图左图所示。 ②根据图中曲线可以得出的结论为_________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________。 （4）研究O3降解有机物的机理 MnO2催化O3反应的一种机理如上图右图所示，“Vo”表示MnO2表面氧空位。根据此机理，实际具有催化活性的催化剂为____________(以含字母x的化学式表示其组成)。研究表明：利用蜂窝陶瓷所含的氧化物为载体负载MnO2对臭氧降解有机物能力有较好的促进作用，而温度过高，则臭氧降解有机物能力显著降低，分析其发生变化的原因_____________________________________________________________。 【答案】（2）①温度升高气体的溶解度减小，O3分解速率加快 ②取相同体积、不同温度的若干份蒸馏水，向其中通入等物质的量的O3，相同时间后测量其中O3的浓度 （3）①O3＋H2O＝2·OH＋O2 ②MnO2对O3降解有催化作用，降解过程中产生了·OH，·OH参与降解，但不是降解的主要路径，O3直接降解是该降解过程的主要路径 （4）①MnO2－x ②温度过高使得催化剂活性降低，吸附能力减弱 【解析】（2）温度升高气体的溶解度减小，温度升高反应速率加快O3分解速率加快，都会导致O3在溶液中的溶解度减小；设计实验时要控制单一变量，控制温度不同，其余条件相同，故实验设计可以为：取相同体积、不同温度的若干份蒸馏水，向其中通入等物质的量的O3，相同时间后测量其中O3的浓度；（3）①O3在溶液中能产生羟基自由基(·OH)，根据质量守恒可知，反应为O3和水产生羟基自由基和氧气，O3＋H2O＝2·OH＋O2；②由图可知，加入二氧化锰后有机物残留率明显降低，再加入叔丁醇有机物残留率有所降低，但不太明显。因此MnO2对O3降解有催化作用，降解过程中产生了·OH，·OH参与降解，但不是降解的主要路径，O3直接降解是该降解过程的主要路径；（4）由图可知，步骤Ⅰ二氧化锰放出氧气生成MnO2－x，步骤ⅡMnO2－x与结合O3放出氧气生成O22－，步骤ⅢO22－放出氧气同时生成二氧化锰，因此实际具有催化活性的催化剂为MnO2－x。若温度过高使得催化剂活性降低，吸附能力减弱，导致臭氧降解有机物能力显著降低。 2 细节决定成败 目标成就未来 找出试题的“命题点”、“关键点”、“易错点” 2 请每天用5分钟预习下一讲的复习内容！ 学科网（北京）股份有限公司 $$微专题突破8 化学反应速率与化学平衡二 2025届高三化学第二轮复习 微专题突破8 化学反应速率与化学平衡二 一、选择题 1．（2024·南通市海门市第一次调研）硝化法制硫酸的主要反应为：NO2(g)＋SO2(g)＝SO3(g)＋NO(g) ∆H＝＋41.8 kJ·mol－1。SO2和SO3都是酸性氧化物，是制备硫酸的中间产物。有关反应NO2(g)＋SO2(g)＝SO3(g)＋NO(g) ∆H＝＋41.8 kJ·mol－1，下列说法正确的 A．该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量 B．反应达平衡后，分离出少量SO3，正反应速率加快 C．其他条件不变，平衡后继续充入NO2，平衡常数将减小 D．该反应中消耗22.4 L·mol－1 LNO2，转移电子的数目为2×6.02×1023 2．（2024·徐州上学期期中）汽车安装尾气净化装置也可除去NOx，反应方程式为2NO2(g)＋4CO(g)N2(g)＋4CO2(g)，关于反应2NO2(g)＋4CO(g)N2(g)＋4CO2(g)，下列说法正确的是 A．该反应的∆S＞0 B．选择合适的催化剂，可以使NO2完全转化成N2 C．及时移除N2、CO2，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动 D．上述反应中每生成0.1 mol N2，转移电子的数目约为0.8×6.02×1023 3．（2025·江苏苏州市开学考）以Cu－Zn－Al2O3作催化剂发生如下反应：2CH3CHO(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)＋CH3COOH(g) ∆H＜0，下列说法正确的是 A．该反应的∆S＞0 B．该反应的平衡常数K＝ C．催化剂Cu－Zn－Al2O3能降低该反应的活化能 D．该反应中每消耗1 mol CH3CHO，转移电子数约为2×6.02×1023 4．（2024·连云港上学期调研一）氨催化氧化的方程式为4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) ∆H＝－904.8 kJ·mol－1 。下列说法正确的是 A．该反应的∆S＜0 B．反应平衡常数K＝ C．每消耗1 mol O2，反应共转移4 mol电子 D．平衡后升高温度，正反应速率堿小、逆反应速率增大 5．（2025·镇江市上学期期中）CuCl2催化HCl转化为Cl2的主要反应为4HCl(g)＋O2(g)＝2Cl2(g)＋2H2O(g)。恒容容器中，进料比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时，平衡转化率与温度变化如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的∆H＞0 B．增加反应体系压强和及时分离出水都能加快化学反应速率 C．按c(HCl)∶c(O2)＝4∶1进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离能耗 D．进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1，K(400℃)＝ 6．（2024·苏州调研期初）甲醇—水催化重整可获得H2，其主要反应为： CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g) ∆H＝49.4 kJ·mol－1 CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g) ∆H＝92 kJ·mol－1 在1.01×105Pa下，将一定比例CH3OH和H2O的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，CH3OH转化率及CO、CO2的选择性随温度变化情况如图所示。 CO的选择性＝×100%。下列说法正确的是 A．其他条件不变，增大压强，CH3OH的平衡转化率增大 B．甲醇—水催化重整制H2应选择反应温度为280～290℃ C．其他条件不变，增大可以提高平衡时H2产率 D．其他条件不变，在270～290℃温度范围，随着温度升高，出口处CO2的量不断减小，CO、H2的量不断增大 7．（2024·南通市如皋二模）苯乙烯是制备高分子的原料，乙苯脱氢制苯乙烯的反应如下： 反应I：C6H5C2H5(g)C6H5CH＝CH2(g)＋H2(g) ∆H＝＋124.8 kJ·mol－1 制备过程中会发生如下两个副反应： 反应Ⅱ：C6H5C2H5(g)C6H6(g)＋CH2＝CH2(g) ∆H＝＋105.5 kJ·mol－1 反应Ⅲ：C6H5C2H5(g)＋H2(g)C6H5CH3(g)＋CH4(g) ∆H＝－54.7 kJ·mol－1 在913 K、100 kPa下，将质量比为1∶1.3的水蒸气和乙苯在催化剂作用下反应，测得乙苯的转化率、苯乙烯、苯、甲苯的选择性与时间的关系如下图所示。 苯乙烯的选择性＝×100% 苯的选择性＝×100% 甲苯的选择性＝×100% 下列说法不正确的是 A．曲线a表示乙苯的转化率 B．t1～t4时，所得H2的物质的量逐渐减少 C．其他条件不变，增大水蒸气与乙苯的质量比，可以提高乙苯的平衡转化率 D．t1～t4时，苯乙烯选择性下降的原因之一是反应I生成的H2促进了反应Ⅲ的进行 8．（2025·南通市如皋市10月）CO2催化加氢制CH3OH能实现碳的循环利用。一定压强下，1 mol CO2与3 mol H2在密闭容器中发生的反应如下： Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＜0 Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＞0 反应相同时间，测得不同温度下CO2转化率和CH3OH选择性如图实验值所示。图中平衡值表示在相同条件下达到平衡状态时CO2转化率和CH3OH选择性随温度的变化。 已知：CH3OH的选择性＝×100%。 下列说法正确的是 A．曲线b表示CO2的平衡转化率 B．其他条件不变，240 ℃时加压或使用高效催化剂均可能使CO2转化率达到X点 C．220～280 ℃时，反应Ⅰ生成CH3OH速率小于反应Ⅱ生成CO的速率 D．为提高CH3OH生产效率，需选择相对较低的温度 9．（2025·连云港市上学期期中）二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应(忽略其他副反应)： 反应①：C2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g) ∆H＝＋178.1 kJ·mol－1 反应②：C2H6(g)＋2CO2(g)4CO(g)＋3H2(g) ∆H＝＋432.7 kJ·mol－1 在密闭容器中，1.01×105 Pa、n起始(C2H6)∶n起始(CO2)＝1∶1时，催化反应相同时间，测得不同温度下C2H6转化率、C2H4的选择性如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下C2H6的平衡转化率随温度的变化)。C2H4选择性＝×100%。下列说法正确的是 A．反应过程中，C2H6的转化率大于CO2的转化率 B．在300～700℃之间，C2H4的选择性下降的原因是随温度升高反应①平衡后又向逆反应方向移动 C．保持其他条件不变，400℃时使用高效催化剂能使C2H6的转化率从a点的值升高到b点的值 D．随温度升高，C2H6转化率接近平衡转化率的主要原因是温度和催化剂共同影响，加快了反应速率 二、填空题 10．（2024·南通市海安市）ZnO有棒状ZnO(r－ZnO)、片状ZnO(p－ZnO)两种。均可用作CO2选择性加氢转化为CH3OH的催化剂。在ZnO催化剂存在下，将CO2与H2混合，同时发生以下两个反应： 反应Ⅰ CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ∆H1＝－53.7 kJ·mol－1 反应Ⅱ CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ∆H2＝＋41.2 kJ·mol－1 控制一定的CO2和H2初始投料比，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据(其中“甲醇选择性”是指转化的CO2中生成甲醇的百分比) 已知：p－ZnO表面合成CH3OH的生成活化能Ea＝32 kJ·mol－1，r－ZnO表面合成CH3OH的生成活化能Ea＝54 kJ·mol－1。 ①在280～320℃范围内，相同催化剂条件下，随温度升高，CH3OH与CO的产率均提高，而甲醇的选择性降低的可能原因是___________________________________________________________________； ②在280～320℃范围内，比较图a和图b两种ZnO催化剂催化CO2加氢性能，说明在CO2加氢合成甲醇时优先选用p－ZnO催化剂的原因：_________________________________________________。 11．（2025·江苏省盐城中学月考）CO2的资源化利用和转化吸收已成为研究的热点。 （1）325℃时，水在锰粉表面产生的H2可将CO2转化为HCOOH，同时生成MnO。 ①由H2O、Mn、CO2制备甲酸的化学方程式为_____________________________________________。 ②已知反应CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g) ∆H＝＋14.9 kJ·mol－1，不能实现CO2直接加氢合成HCOOH的原因是________________________________________________________________。 （2）CO2电还原可能的反应机理如图所示。Sn、In、Bi的活性位点对O的连接能力较强，Au、Cu的活性位点对C的连接能力较强，Cu对CO的吸附能力远大于Au，且Cu吸附CO后不易脱离。(*CO表示吸附态的CO)。 ①若还原产物主要为CH4时，应选择_______(填“Sn”或“Au”或“Cu”)作催化剂， ②选择恰当金属催化剂，CO2电还原生成CO的过程可描述为__________________________________ ____________________________________________________________________________________。 （3）CO2可制备甲烷，CO2制备甲烷过程中，CO2活化的可能途径如下图左图所示。CO是CO2活化的优势中间体，可能原因是_____________________________________________________________。 （4）CO2可用CaO吸收，发生反应：CaO(s)＋CO2(g)CaCO3(s)。在不同温度下，达到平衡时体系中CO2物质量浓度[c(CO2)]与温度的关系如上图右图所示。900℃下的c(CO2)远大于800℃下的c(CO2)，其原因是_________________________________________________。 12．（2025·连云港市期中）工业上用锌铜合金灰(含有Cu、Zn、Pb及其氧化物)提取单质Cu和ZnO。 （1）锌铜合金灰在空气中焙烧得到烧渣，主要成分为CuO、ZnO及少量PbO等，用硫酸酸浸后过滤得到ZnSO4溶液和含铜滤渣。Zn、Cu、Pb浸出率随硫酸浓度变化如图1所示。 离子 常见配离子 Fe2＋ FeCl＋ Fe3＋ FeCl4－ Zn2＋ ZnCl3－、ZnCl42－、ZnCl2、ZnCl＋ ①用4 mol·L－1稀硫酸溶解时，Zn浸出率远高于Cu、Pb浸出率的原因是_____________________________________________________________________。 ②使用2 mol·L－1和5 mol·L－1硫酸溶解时，所得滤渣成分的不同之处为_____________________。 （2）在含有Zn2＋、Fe3＋、Fe2＋的高氯离子浓度的溶液中，先加入适量的Fe粉，后用nLorg萃取剂选择性萃取分离锌铁。已知Fe2＋、Fe3＋、Zn2＋可以存在多种含氯配离子。萃取原理为H＋＋ZnCl3－＋nLorgHZnCl3•nLorg(ZnCl42－也可以被萃取)。 ①该过程中nLorg萃取剂能有效分离锌铁的原因是___________________________________________ ________________________________________________。 ②向溶液中加入浓盐酸能提高锌的萃取率的原因是___________________________________________ _________________________________________________。 （3）向有机相中加入草酸溶液，将Zn(Ⅱ)转化为草酸锌(ZnC2O4•2H2O)沉淀，灼烧后得到ZnO。已知Ka1(H2C2O4)＝5.9×10－2，Ka2(H2C2O4)＝6.4×10－5。 ①生成草酸锌(ZnC2O4•2H2O)的化学方程式为______________________________________________________________________。 ②ZnO晶体有立方岩盐结构、立方闪锌矿结构等结构，晶胞如图－2所示，立方岩盐结构、立方闪锌矿结构晶胞中锌原子的配位数之比为_________。 2 细节决定成败 目标成就未来 找出试题的“命题点”、“关键点”、“易错点” 2 乐观复习，不要问自己还有多少问题，要想自己今天解决了什么问题 学科网（北京）股份有限公司 $$微专题突破8 化学反应速率与化学平衡 2025届高三化学第二轮复习 微专题突破8 化学反应速率与化学平衡 一、选择题 1．（2024·泰州市期中）反应Si(s)＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g) ∆H＝－225 kJ·mol－1 。下列说法不正确的是 A．该反应在低温下能自发进行是由于∆H＜0的影响 B．该反应的平衡常数K＝ C．实际生产中选择高温是因为高温时Si的平衡转化率比低温时大 D．其他条件不变时，可通过缩小体积增大压强提高Si的转化率 2．（2024·江苏镇江市高三开学考）H2S和CO2反应生成的羰基硫(COS)用于粮食熏蒸，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。CO2(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2O(g)；∆H＞0。下列说法正确的是 A．上述反应的平衡常数K＝ B．上述反应中消耗1 mol H2S，生成22.4 L水蒸气 C．已知该反应在加热条件下能自发进行，则其∆S＞0 D．及时分离出H2O，可加快该反应到达平衡状态 3．（2025·南通市如东县）催化剂M(TiO2/Cu2Al2O4)催化CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的反应为：CO2(g)＋CH4(g)CH3COOH(l)，该催化反应历程示意图如下。 下列说法不正确的是 A．该反应的∆S＜0 B．①→②过程放出能量并形成了C－C键 C．所示的反应机理中，步骤①可理解为CH4中带部分负电荷的C与催化剂M之间发生作用 D．该反应中每消耗1 mol CO2，转移电子的数目约为2×6.02×1023 4．（2024·南通市如皋二模）氯气在生产、生活中应用广泛。实验室用KMnO4和浓盐酸常温下反应制取Cl2，工业上用电解饱和食盐水制备Cl2，也可用地康法制备Cl2。450℃，以CuCl2作催化剂，地康法原理如图所示。氨气可以检验Cl2是否发生泄露，遇Cl2泄漏时反应有白烟生成；Cl2可用于制备氯水或含KClO等成分的消毒剂，也可用于处理含氰(CN－)废水。 关于地康法制Cl2，下列说法正确的是 A．反应的平衡常数可表示为K＝ B．其他条件不变，升高温度HCl的平衡转化率降低说明该反应∆H＜0 C．CuCl2的使用可以增大反应的活化能 D．每生成22.4L Cl2时，转移电子的数目为2×6.02×1023 5．（2024·扬州市高三下学期开学考）羟胺(NH2OH)能与水反应：NH2OH＋H2ONH3OH＋＋OH－。下列说法不正确的是 A．反应的平衡常数K＝ B．NH2OH能与水反应是因为分子中氮原子存在孤电子对 C．NH2OH溶液能吸收CO2气体 D．向羟胺溶液中滴加过量稀H2SO4，可生成(NH3OH)2SO4 6．（2024·徐州上学期期中）汽车安装尾气净化装置也可除去NOx，反应方程式为2NO2(g)＋4CO(g)N2(g)＋4CO2(g)，关于反应2NO2(g)＋4CO(g)N2(g)＋4CO2(g)，下列说法正确的是 A．该反应的∆S＞0 B．选择合适的催化剂，可以使NO2完全转化成N2 C．及时移除N2、CO2，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动 D．上述反应中每生成0.1 mol N2，转移电子的数目约为0.8×6.02×1023 7．（2024·苏锡常镇一模）对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，下列有关说法正确的是 A．该反应的∆S＞0 B．该反应平衡常数的表达式为K＝ C．反应中每消耗22.4 L O2（标准状况），转移电子数约为2×6.02×1023 D．温度不变，提高c起始(O2)或增大反应压强，均能提高反应速率和SO2的转化率 8．（2024·南通市二模）CuOx－TiO2可用于低温下催化氧化HCHO：HCHO(g)＋O2(g)CO2(g)＋H2O(l)。下列关于CuOx－TiO2催化氧化甲醛的反应说法正确的是 A．该反应∆H＜0，∆S＜0 B．HCHO、CO2、H2O均为极性分子 C．升高温度，υ逆增大，υ正减小 D．使用CuOx－TiO2催化剂降低了该反应的焓变 9．（2024·南京市二模）制备光电子功能材料ZnS可通过自发反应ZnO(s)＋H2S(g)＝ZnS(s)＋H2O(g) ∆H＞0。下列说法正确的是 A．该反应的ΔS＜0 B．其他条件相同，缩小容器体积，达到新平衡时减小 C．其他条件相同，升高体系温度，H2S的平衡转化率增大 D．其他条件相同，使用催化剂加快正反应速率，减慢逆反应速率 10．（2025·南通市海安市开学考）工业上由粗硅制备高纯晶体硅流程中的一步反应为SiHCl3(g)＋H2(g)Si(s)＋3HCl(g)。下列说法正确的是 A．该反应∆S＜0 B．该反应的平衡常数K＝ C．用E表示键能，该反应∆H＝3E(Si－Cl)＋E(Si－H)＋E(H－H)－3E(H－Cl)－2E(Si－Si) D．该过程需要在无水条件下进行的原因：SiHCl3与水反应生成H2SiO3和HCl两种物质 11．（2024·苏锡常镇一模）采用热分解法脱除沼气中的H2S过程中涉及的主要反应为 反应Ⅰ：2H2S(g)＝2H2(g)＋S2(g) ∆H1＝169.8 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CH4(g)＋S2(g)＝CS2(g)＋2H2(g) ∆H1＝63.7 kJ·mol－1 保持100 kPa不变，将H2S与CH4按2∶1体积比投料，并用N2稀释，在不同温度下反应达到平衡时，所得H2、S2与CS2的体积分数如图所示。下列说法正确的是 A．反应2H2S(g)＋CH4(g)＝CS2(g)＋4H2(g)的∆H＝106.1 kJ·mol－1 B．曲线Y代表的是CS2的平衡体积分数 C．高于1 050℃时，H2S平衡转化率与CH4平衡转化率的差值随温度升高减小 D．1 050℃下反应，增大体系的压强，平衡后H₂的体积分数可能达到0.07 12．（2024·泰州市下学期一模）二甲醚和水蒸气制氢气可作为燃料电池的氢能源，发生的主要反应如下： 反应Ⅰ CH3OCH3(g)＋H2O(g)＝2CH3OH(g) ∆H1＞0 反应Ⅱ CH3OH(g)＋H2O(g)＝CO2(g)＋3H2(g) ∆H2＞0 反应Ⅲ CO2(g)＋H2(g)＝CO(g)＋H2O(g) ∆H3＞0 在恒压下，将一定比例的二甲醚和水蒸气混合后，以一定流速通过装有催化剂的反应器，反应相同时间测得的CH3OCH3实际转化率、CO2实际选择性与CO2平衡选择性随温度的变化如图所示。CO2的选择性＝×100%。下列说法不正确的是 A．曲线a表示CH3OCH3实际转化率随温度的变化 B．200℃时，反应Ⅱ的速率大于反应Ⅲ的速率 C．适当增加，有利于提高H2的产率 D．一定温度下，若增大压强，CO的平衡产量不变 13．（2025·江苏淮安市开学考）乙醇－水催化重整可获得H2。其主要反应为 反应Ⅰ：C2H5OH(g)＋3H2O(g)2CO2(g)＋6H2(g) ΔH＝173.3 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＝41.2 kJ·mol－1 在1.0×105Pa，n始(H2O)∶n始(C2H5OH)＝3∶1时，若仅考虑上述反应，平衡时CO2和CO的选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。 CO的选择性＝×100% 下列说法正确的是 A．图中曲线③表示平衡时H2的产率随温度的变化 B．平衡时C2H5OH的转化率与H₂O的转化率相等 C．一定温度下，增大可提高乙醇平衡转化率 D．一定温度下，降低体系压强，反应I的平衡常数减小 二、填空题 14．（2024·泰州市下学期一模）空气中CO2含量的控制和CO2资源利用具有重要意义。 （2）利用铟氧化物催化CO2、H2制取CH3OH的可能机理如图2所示，In2O3无催化活性，形成氧空位后具有较强催化活性，将固定比例的CO2、H2混合气体以不同流速通过装有催化剂的反应管，CH3OH选择性、CO2转化率随气体流速变化曲线如图3所示， ①图2中的反应每生成1 mol CH3OH(g)放出49 kJ的热量，其热化学方程式为 _______________________________________________________________________。 ②若原料气中H2比例过低、过高均会减弱催化剂活性，原因是___________________________________ ______________________________________________________________________。 ③制取CH3OH时，同时发生反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ∆H＞0，气体流速分别为15 000 mL·h－1和21 000 mL·h－1，相同时间内生成CH3OH的质量，前者_________后者（选填“＞”、“＝"或“＜”）；保持气体流速不变，反应管内温度从300℃升高到320℃，测得出口处CO2和CH3OH的物质的量均减小，可能的原因是__________________________________________________ __________________________________________________________________________。 15．（2024·淮安市高三上学期开学考）臭氧氧化法是处理水体中有机污染物的常用方法。 （2）研究温度对相同时间内O3降解有机物的影响 通常降解时采用一次性投加O3的方式，温度升高，相同时间内有机物降解度降低。提出猜想：溶液中溶解的O3减少。作出猜想的依据：___________________________________；设计一个实验验证猜想_________________________________________________________________________________________。 （3）研究O3降解有机物的路径 资料：臭氧除直接降解有机物外，O3在溶液中能产生羟基自由基(·OH)，·OH也能降解水中有机物。 ①写出产生羟基自由基(·OH)的化学方程式：____________________________________________。 实验：取三份废水，保持其它条件相同。第一份直接通入12.5 mg/L O3；第二份在加入一定量MnO2的同时通入1.25 mg/L O3；第三份在加入一定量MnO2与叔丁醇的同时通入1.25 mg/L O3(叔丁醇能迅速结合·OH而将其除去)，分别测量三份废水中有机物的残留率随时间的变化，结果如下图左图所示。 ②根据图中曲线可以得出的结论为_________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________。 （4）研究O3降解有机物的机理 MnO2催化O3反应的一种机理如上图右图所示，“Vo”表示MnO2表面氧空位。根据此机理，实际具有催化活性的催化剂为____________(以含字母x的化学式表示其组成)。研究表明：利用蜂窝陶瓷所含的氧化物为载体负载MnO2对臭氧降解有机物能力有较好的促进作用，而温度过高，则臭氧降解有机物能力显著降低，分析其发生变化的原因_____________________________________________________________。 2 细节决定成败 目标成就未来 找出试题的“命题点”、“关键点”、“易错点” 2 请每天用5分钟预习下一讲的复习内容！ 学科网（北京）股份有限公司 $$微专题突破8 化学反应速率与化学平衡二 2025届高三化学第二轮复习 微专题突破8 化学反应速率与化学平衡二 一、选择题 1．（2024·南通市海门市第一次调研）周期表中VIA族元素及其化合物应用广泛。O、O、O是氧元素的3种核素，可以形成多种重要的化合物。亚硫酰氯(SOCl2)为黄色液体，其结构式为()，遇水发生水解。工业上可电解H2SO4与(NH4)2SO4混合溶液制备过二硫酸铵[(NH4)2S2O8]，过二硫酸铵与双氧水中都含有过氧键(－O－O－)。硝化法制硫酸的主要反应为：NO2(g)＋SO2(g)＝SO3(g)＋NO(g) ∆H＝＋41.8 kJ·mol－1。SO2和SO3都是酸性氧化物，是制备硫酸的中间产物。有关反应NO2(g)＋SO2(g)＝SO3(g)＋NO(g) ∆H＝＋41.8 kJ·mol－1，下列说法正确的 A．该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量 B．反应达平衡后，分离出少量SO3，正反应速率加快 C．其他条件不变，平衡后继续充入NO2，平衡常数将减小 D．该反应中消耗22.4 L·mol－1 LNO2，转移电子的数目为2×6.02×1023 【答案】A 【解析】A项，根据焓变可知，该反应为吸热反应，则反应中反应物的总能量低于生成物的总能量，正确；B项，反应达平衡后，分离出少量SO3，平衡正向移动，反应物浓度开始减小，正反应速率开始减慢，错误；C项，其他条件不变，平衡后继续充入NO2，平衡正向移动，但平衡常数不变，错误；D项，NO2的状态未知，无法计算其物质的量，无法计算转移电子的数目，错误。 2．（2024·徐州上学期期中）汽车安装尾气净化装置也可除去NOx，反应方程式为2NO2(g)＋4CO(g)N2(g)＋4CO2(g)，关于反应2NO2(g)＋4CO(g)N2(g)＋4CO2(g)，下列说法正确的是 A．该反应的∆S＞0 B．选择合适的催化剂，可以使NO2完全转化成N2 C．及时移除N2、CO2，正反应速率增大，平衡向正反应方向移动 D．上述反应中每生成0.1 mol N2，转移电子的数目约为0.8×6.02×1023 【答案】D 【解析】A项，根据气体的计量数可知此反应的正反应是气体分子个数减小的反应，所以该反应的∆S＜0，错误；B项，催化剂只能改变反应速率不能改变转化率，错误；C项，及时移除N2、CO2，逆反应速率减小，正反应速率开始不变，平衡向正反应方向移动，导致反应物浓度减小，正反应速率随之减小，错误；D项，上述反应中当生成1 mol氮气时，转移电子为8 mol，所以每生成0.1 mol N2，转移电子的数目约为0.8×6.02×1023，正确。 3．（2025·江苏苏州市开学考）以Cu－Zn－Al2O3作催化剂发生如下反应：2CH3CHO(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)＋CH3COOH(g) ∆H＜0，下列说法正确的是 A．该反应的∆S＞0 B．该反应的平衡常数K＝ C．催化剂Cu－Zn－Al2O3能降低该反应的活化能 D．该反应中每消耗1 mol CH3CHO，转移电子数约为2×6.02×1023 【答案】C 【解析】A项，根据方程式，该反应为气体分子数减少的反应，∆S＜0，错误；B项，该反应的平衡常数表达式为K＝，错误；C项，催化剂能降低反应的活化能，加快反应速率，正确；D项，根据碳元素的化合价(CH3CHO为-1价，C2H5OH为-2价，CH3COOH为0价)可知，每消耗2 mol CH3CHO，转移2 mol电子，则每消耗1 mol CH3CHO，转移电子数约为6.02×1023，错误。 4．（2024·连云港上学期调研一）氨催化氧化的方程式为4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) ∆H＝－904.8 kJ·mol－1 。下列说法正确的是 A．该反应的∆S＜0 B．反应平衡常数K＝ C．每消耗1 mol O2，反应共转移4 mol电子 D．平衡后升高温度，正反应速率堿小、逆反应速率增大 【答案】C 【解析】A项，由方程式可知，该反应为熵增的反应，错误；B项，由方程式可知，反应平衡常数K＝，错误；C项，由方程式可知，反应中消耗5 mol氧气时，反应转移20 mol电子，则消耗1 mol氧气时，反应转移4 mol电子，正确；D项，平衡后升高温度，正、逆反应速率均增大，错误。 5．（2025·镇江市上学期期中）CuCl2催化HCl转化为Cl2的主要反应为4HCl(g)＋O2(g)＝2Cl2(g)＋2H2O(g)。恒容容器中，进料比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时，平衡转化率与温度变化如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的∆H＞0 B．增加反应体系压强和及时分离出水都能加快化学反应速率 C．按c(HCl)∶c(O2)＝4∶1进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离能耗 D．进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1，K(400℃)＝ 【答案】C 【解析】A项，根据图示可知，进料比一定时，随着温度升高，HCl的平衡转化率减小，说明升高温度，化学平衡逆向移动，该反应为放热反应，ΔH＜0，错误；B项，增加反应体系的压强能加快反应速率，但是分离出水，生成物浓度减小，随着反应进行，反应物浓度也减小，则反应速率将会减小，错误；C项，投料比与化学计量数之比相同时，两种反应物的转化率都较高，因此按照c(HCl)∶c(O2)＝4∶1进料可以保持反应物较高的转化率，同时生成的产物中反应物的量相对较少，能降低产物分离的能耗，正确；D项，进料比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1时，相较于其他两种投料比，氧气的百分含量更多，相当于在其他两种投料比的基础上增加了氧气，则此时HCl的平衡转化率应该是最高的，对应最上方的曲线，400℃时，HCl的平衡转化率为84%，设初始时HCl和O2的浓度均为a mol·L－1，平衡时消耗HCl：0.84a mol·L－1，剩余HCl：0.16a mol·L－1，消耗O2：0.21a mol·L－1，剩余O2：0.79a mol·L－1，生成氯气：0.42a mol·L－1，生成水蒸气：0.42a mol·L－1，平衡常数K＝＝，错误。 6．（2024·苏州调研期初）甲醇—水催化重整可获得H2，其主要反应为： CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g) ∆H＝49.4 kJ·mol－1 CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g) ∆H＝92 kJ·mol－1 在1.01×105Pa下，将一定比例CH3OH和H2O的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，CH3OH转化率及CO、CO2的选择性随温度变化情况如图所示。 CO的选择性＝×100%。下列说法正确的是 A．其他条件不变，增大压强，CH3OH的平衡转化率增大 B．甲醇—水催化重整制H2应选择反应温度为280～290℃ C．其他条件不变，增大可以提高平衡时H2产率 D．其他条件不变，在270～290℃温度范围，随着温度升高，出口处CO2的量不断减小，CO、H2的量不断增大 【答案】C 【解析】A项，由其主要反应可知，其他条件不变，增大压强，反应均向左移动，CH3OH的平衡转化率减小，错误；B项，CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)能产生更多的H2，由图可知，CO2的选择性随反应温度的升高而降低，CO的选择性升高，综合考虑，甲醇—水催化重整制H2应选择反应温度为260℃左右；错误；C项，其他条件不变，增大，平衡右移，可以提高平衡时H2产率，正确；D项，其他条件不变，在270～290℃温度范围，随着温度升高，平衡均向右移动，但CO2的选择性减小，即出口处CO2的量不断减小，根据碳原子守恒，CO的量不断增大(可由CO的选择性增大，则CO的量不断增大)，但由于反应CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)能产生更多的H2，所以升高温度时，出口处H2的量在减小，错误。 7．（2024·南通市如皋二模）苯乙烯是制备高分子的原料，乙苯脱氢制苯乙烯的反应如下： 反应I：C6H5C2H5(g)C6H5CH＝CH2(g)＋H2(g) ∆H＝＋124.8 kJ·mol－1 制备过程中会发生如下两个副反应： 反应Ⅱ：C6H5C2H5(g)C6H6(g)＋CH2＝CH2(g) ∆H＝＋105.5 kJ·mol－1 反应Ⅲ：C6H5C2H5(g)＋H2(g)C6H5CH3(g)＋CH4(g) ∆H＝－54.7 kJ·mol－1 在913 K、100 kPa下，将质量比为1∶1.3的水蒸气和乙苯在催化剂作用下反应，测得乙苯的转化率、苯乙烯、苯、甲苯的选择性与时间的关系如下图所示。 苯乙烯的选择性＝×100% 苯的选择性＝×100% 甲苯的选择性＝×100% 下列说法不正确的是 A．曲线a表示乙苯的转化率 B．t1～t4时，所得H2的物质的量逐渐减少 C．其他条件不变，增大水蒸气与乙苯的质量比，可以提高乙苯的平衡转化率 D．t1～t4时，苯乙烯选择性下降的原因之一是反应I生成的H2促进了反应Ⅲ的进行 【答案】B 【解析】苯乙烯是主反应产物，选择性最大，随着反应的进行，主反应生成的氢气促使副反应Ⅲ正向移动，使得甲苯的选择性大于苯的选择性，乙苯转化率增大，曲线a表示乙苯的转化率，b为甲苯选择性，据此回答。 A项，根据分析可知，曲线a表示乙苯的转化率，正确；B项，主反应Ⅰ生成氢气，反应Ⅲ消耗氢气，反应Ⅰ生成的氢气用于反应Ⅲ，氢气的物质的量应为先增大后减小，而不是一直减小，错误；C项，其他条件不变，恒压条件下，增大水蒸气与乙苯的质量比，相当于减小压强，乙苯的平衡转化率增大，正确；D项，根据分析可知，t1～t4时，苯乙烯选择性下降的原因之一是反应I生成的H2促进了反应Ⅲ的进行，正确。 8．（2025·南通市如皋市10月）CO2催化加氢制CH3OH能实现碳的循环利用。一定压强下，1 mol CO2与3 mol H2在密闭容器中发生的反应如下： Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＜0 Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＞0 反应相同时间，测得不同温度下CO2转化率和CH3OH选择性如图实验值所示。图中平衡值表示在相同条件下达到平衡状态时CO2转化率和CH3OH选择性随温度的变化。 已知：CH3OH的选择性＝×100%。 下列说法正确的是 A．曲线b表示CO2的平衡转化率 B．其他条件不变，240 ℃时加压或使用高效催化剂均可能使CO2转化率达到X点 C．220～280 ℃时，反应Ⅰ生成CH3OH速率小于反应Ⅱ生成CO的速率 D．为提高CH3OH生产效率，需选择相对较低的温度 【答案】A 【解析】A项，反应I为放热反应，反应II为吸热反应，升高温度，反应I平衡逆向移动导致CO2的平衡转化率降低，反应II平衡正向移动导致CO2的平衡转化率升高，CO2的平衡转化率不会一直随温度的升高而降低，故曲线b表示CO2的平衡转化率，正确；B项，使用催化剂对化学平衡无影响，所以使用高效催化剂不可能使CO2转化率超过平衡转化率，错误；C项，260～280 ℃间，CH3OH选择性的实验值大于平衡值，说明相同时间内得到的量更多，反应I的速率大于反应II，即反应Ⅰ生成CH3OH速率大于反应Ⅱ生成CO的速率，错误；D项，由图像可知，升高温度，CO2转化率升高，CH3OH选择性降低，为提高CH3OH生产效率，需选择适宜的温度，而不是相对较低的温度，错误。 9．（2025·连云港市上学期期中）二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应(忽略其他副反应)： 反应①：C2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g) ∆H＝＋178.1 kJ·mol－1 反应②：C2H6(g)＋2CO2(g)4CO(g)＋3H2(g) ∆H＝＋432.7 kJ·mol－1 在密闭容器中，1.01×105 Pa、n起始(C2H6)∶n起始(CO2)＝1∶1时，催化反应相同时间，测得不同温度下C2H6转化率、C2H4的选择性如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下C2H6的平衡转化率随温度的变化)。C2H4选择性＝×100%。下列说法正确的是 A．反应过程中，C2H6的转化率大于CO2的转化率 B．在300～700℃之间，C2H4的选择性下降的原因是随温度升高反应①平衡后又向逆反应方向移动 C．保持其他条件不变，400℃时使用高效催化剂能使C2H6的转化率从a点的值升高到b点的值 D．随温度升高，C2H6转化率接近平衡转化率的主要原因是温度和催化剂共同影响，加快了反应速率 【答案】D 【解析】A项，反应①C2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g)中C2H6的转化率等于CO2的转化率，反应②C2H6(g)＋2CO2(g)4CO(g)＋3H2(g)中CO2的转化量大于C2H6，则整个反应过程中，C2H6的转化率小于CO2的转化率，错误；B项，反应①和反应②均为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，在300～700℃之间，C2H6的转化率小于平衡时C2H6的转化率，说明反应还未平衡，C2H4的选择性下降的原因是随温度升高反应，反应②的速率增大程度大于反应①，错误；C项，催化剂不能改变平衡状态，不能提高反应物的平衡转化率，保持其他条件不变，400℃时使用高效催化剂不能使C2H6的转化率从a点的值升高到b点的值，错误；D项，升高温度和使用催化剂都可以增大反应速率，随温度升高，C2H6转化率接近平衡转化率的主要原因是温度和催化剂共同影响，加快了反应速率，正确。 二、填空题 10．（2024·南通市海安市）ZnO有棒状ZnO(r－ZnO)、片状ZnO(p－ZnO)两种。均可用作CO2选择性加氢转化为CH3OH的催化剂。在ZnO催化剂存在下，将CO2与H2混合，同时发生以下两个反应： 反应Ⅰ CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ∆H1＝－53.7 kJ·mol－1 反应Ⅱ CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ∆H2＝＋41.2 kJ·mol－1 控制一定的CO2和H2初始投料比，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据(其中“甲醇选择性”是指转化的CO2中生成甲醇的百分比) 已知：p－ZnO表面合成CH3OH的生成活化能Ea＝32 kJ·mol－1，r－ZnO表面合成CH3OH的生成活化能Ea＝54 kJ·mol－1。 ①在280～320℃范围内，相同催化剂条件下，随温度升高，CH3OH与CO的产率均提高，而甲醇的选择性降低的可能原因是___________________________________________________________________； ②在280～320℃范围内，比较图a和图b两种ZnO催化剂催化CO2加氢性能，说明在CO2加氢合成甲醇时优先选用p－ZnO催化剂的原因：_________________________________________________。 【答案】①反应Ⅰ正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，导致温度升高甲醇的选择性降低 ②选用p－ZnO催化剂使反应Ⅰ速率快，在相同时间内生成的甲醇多 【解析】①生成甲醇的反应是反应Ⅰ，反应Ⅰ正反应放热，在280～320℃范围内，相同催化剂条件下，升高温度，平衡逆向移动，导致温度升高甲醇的选择性降低；②催化剂只影响速率而不能改变平衡，图中数据不是达到平衡后测得的数据，而是反应相同时间测得的数据，p－ZnO表面合成CH3OH的生成活化能比r－ZnO表面合成CH3OH的生成活化能小，活化能越小，反应速率越快，因此选用p－ZnO催化剂使反应Ⅰ速率快，在相同时间内生成的甲醇多。 11．（2025·江苏省盐城中学月考）CO2的资源化利用和转化吸收已成为研究的热点。 （1）325℃时，水在锰粉表面产生的H2可将CO2转化为HCOOH，同时生成MnO。 ①由H2O、Mn、CO2制备甲酸的化学方程式为_____________________________________________。 ②已知反应CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g) ∆H＝＋14.9 kJ·mol－1，不能实现CO2直接加氢合成HCOOH的原因是________________________________________________________________。 （2）CO2电还原可能的反应机理如图所示。Sn、In、Bi的活性位点对O的连接能力较强，Au、Cu的活性位点对C的连接能力较强，Cu对CO的吸附能力远大于Au，且Cu吸附CO后不易脱离。(*CO表示吸附态的CO)。 ①若还原产物主要为CH4时，应选择_______(填“Sn”或“Au”或“Cu”)作催化剂， ②选择恰当金属催化剂，CO2电还原生成CO的过程可描述为__________________________________ ____________________________________________________________________________________。 （3）CO2可制备甲烷，CO2制备甲烷过程中，CO2活化的可能途径如图所示。CO是CO2活化的优势中间体，可能原因是_____________________________________________________________。 （4）CO2可用CaO吸收，发生反应：CaO(s)＋CO2(g)CaCO3(s)。在不同温度下，达到平衡时体系中CO2物质量浓度[c(CO2)]与温度的关系如图所示。900℃下的c(CO2)远大于800℃下的c(CO2)，其原因是_________________________________________________。 【答案】（1）①CO2＋H2O＋MnHCOOH＋MnO ②该反应的∆H＞0、∆S＜0(或∆G＜0)，任意温度下都不能自发自行 （2）①Cu ②CO2得e—形成CO2－后C与Au催化剂活性位点连接，再结合H＋形成－COOH吸附在催化剂表面，继续得e—并结合H＋脱水形成CO吸附在催化剂上，最后从催化剂表面脱附 （3）生成CO中间体反应的活化能小，反应速率快；CO中间体能量低，稳定，利于生成(或反应放热，利于中间体的生成) （4）由于CaO(s)＋CO2(g)CaCO3(s)，该反应放热，温度升高K减小(或反应正向进行的程度减小)，而K＝，温度升高平衡体系中c(CO2)增大 【解析】（1）①由水在锰粉表面产生的H2可将CO2转化为HCOOH，同时生成MnO可得，H2O、Mn、CO2制备甲酸的化学方程式为CO2＋H2O＋MnHCOOH＋MnO；②由于CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)的∆H＞0、∆S＜0(或∆G＜0)，任意温度下都不能自发自行，故不能实现CO2直接加氢合成HCOOH；（2）①若还原产物主要为CH4时，应选择Cu作催化剂；回溯CH4时生成机理，第1步是C与催化剂活性位点相连，排除Sn；Au对CO的吸附能力较小，CO易脱离；Cu对CO的吸附能力强，CO不易从催化剂表面脱离，即可得到CH4；②当选择恰当金属催化剂时，CO2得e—形成CO2－后C与Au催化剂活性位点连接，再结合H＋形成－COOH吸附在催化剂表面，继续得e—并结合H＋脱水形成CO吸附在催化剂上，最后从催化剂表面脱附，生成CO；（3）从图中可以看出，因为生成CO中间体反应的活化能小，反应速率快；CO中间体能量低，稳定，利于生成(或反应放热，利于中间体的生成)，故CO是CO2活化的优势中间体；（4）由于CaO(s)＋CO2(g)CaCO3(s)，该反应放热，温度升高K减小(或反应正向进行的程度减小)，而K＝，温度升高平衡体系中c(CO2)增大，因此在900℃下的c(CO2)远大于800℃下的c(CO2)。 12．（2025·连云港市上学期期中）工业上用锌铜合金灰(含有Cu、Zn、Pb及其氧化物)提取单质Cu和ZnO。 （1）锌铜合金灰在空气中焙烧得到烧渣，主要成分为CuO、ZnO及少量PbO等，用硫酸酸浸后过滤得到ZnSO4溶液和含铜滤渣。Zn、Cu、Pb浸出率随硫酸浓度变化如图1所示。 ①用4 mol·L－1稀硫酸溶解时，Zn浸出率远高于Cu、Pb浸出率的原因是________________________________________________________。 ②使用2 mol·L－1和5 mol·L－1硫酸溶解时，所得滤渣成分的不同之处为____________________________________。 （2）在含有Zn2＋、Fe3＋、Fe2＋的高氯离子浓度的溶液中，先加入适量的Fe粉，后用nLorg萃取剂选择性萃取分离锌铁。已知Fe2＋、Fe3＋、Zn2＋可以存在多种含氯配离子。 离子 常见配离子 Fe2＋ FeCl＋ Fe3＋ FeCl4－ Zn2＋ ZnCl3－、ZnCl42－、ZnCl2、ZnCl＋ 萃取原理为H＋＋ZnCl3－＋nLorgHZnCl3•nLorg(ZnCl42－也可以被萃取)。 ①该过程中nLorg萃取剂能有效分离锌铁的原因是___________________________________________ ________________________________________________。 ②向溶液中加入浓盐酸能提高锌的萃取率的原因是___________________________________________ _________________________________________________。 （3）向有机相中加入草酸溶液，将Zn(Ⅱ)转化为草酸锌(ZnC2O4•2H2O)沉淀，灼烧后得到ZnO。已知Ka1(H2C2O4)＝5.9×10－2，Ka2(H2C2O4)＝6.4×10－5。 ①生成草酸锌(ZnC2O4•2H2O)的化学方程式为______________________________________________________________________。 ②ZnO晶体有立方岩盐结构、立方闪锌矿结构等结构，晶胞如图－2所示，立方岩盐结构、立方闪锌矿结构晶胞中锌原子的配位数之比为_________。 【答案】（1）①氧化锌在稀硫酸中溶解速率快于氧化铜和氧化铅 ②硫酸铅(PbSO4)的含量增加 （2）①Fe3＋转化为Fe2＋，没有形成带负电荷的离子，不能与萃取剂结合 ②提供Cl－，形成ZnCl3－和ZnCl42－；提供H＋使萃取平衡正向进行 （3）①HZnCl3•nLorg＋H2C2O4＋2H2O＝ZnC2O4•2H2O↓＋nLorg＋3HCl ②3∶2 【解析】锌铜合金灰(含有Cu、Zn、Pb及其氧化物)在空气中焙烧得到烧渣，主要成分为CuO、ZnO及少量PbO等，烧渣用硫酸酸浸后过滤得到ZnSO4溶液和含铜滤渣；在含有Zn2＋、Fe3＋、Fe2＋的高氯离子浓度的溶液中，先加入适量的Fe粉将Fe3＋还原，后用nLorg萃取剂选择性萃取分离锌铁；然后向有机相中加入草酸溶液，将Zn(Ⅱ)转化为草酸锌(ZnC2O4•2H2O)沉淀，灼烧后得到ZnO。 （1）①烧渣的主要成分为CuO、ZnO及少量PbO等，用硫酸酸浸后过滤得到ZnSO4溶液和含铜滤渣，CuO、ZnO、PbO都属于金属氧化物，用4 mol·L－1稀硫酸溶解时，ZnO在稀硫酸中溶解速率快于CuO和PbO，从而导致Zn浸出率远高于Cu、Pb浸出率；②使用5 mol·L－1硫酸溶解时，Pb的浸出率比用2 mol·L－1硫酸时低，说明硫酸浓度增大，PbO转化成了微溶于水的PbSO4，故使用2 mol·L－1和5 mol·L－1硫酸溶解时，所得滤渣成分的不同之处为：硫酸铅(PbSO4)的含量增加；（2）①在含有Zn2＋、Fe3＋、Fe2＋的高氯离子浓度的溶液中，先加入适量的Fe粉将Fe3＋转化成Fe2＋，由表中常见配离子可知，Fe2＋形成的配离子为FeCl＋，在高氯离子浓度的溶液中Zn2＋形成的配离子主要为ZnCl3－、ZnCl42－，根据萃取原理：H＋＋ZnCl3－＋nLorgHZnCl3•nLorg(ZnCl42－也可以被萃取)可知，带负电荷的ZnCl3－、ZnCl42－能与萃取剂结合，但带正电荷的FeCl＋不能与萃取剂结合，故该过程中nLorg萃取剂能有效分离锌铁；②向溶液中加入浓盐酸，提供Cl－，形成ZnCl3－和ZnCl42－，同时增大H＋浓度，使萃取平衡H＋＋ZnCl3－＋nLorgHZnCl3•nLorg(ZnCl42－也可以被采取)正向进行，故能提高锌的萃取率；（3）①在有机相中，Zn(Ⅱ)以HZnCl3•nLorg形式存在，加入草酸溶液，形成草酸锌沉淀，根据原子守恒，生成草酸锌的化学方程式为HZnCl3•nLorg＋H2C2O4＋2H2O＝ZnC2O4•2H2O)↓＋3HCl＋nLorg；②根据晶胞结构图可知，立方岩盐结构中锌原子的配位数为6，立方闪锌矿结构中锌原子配位数为4，则立方岩盐结构、立方闪锌矿结构中锌原子的配位数之比为6∶4＝3∶2。 2 细节决定成败 目标成就未来 找出试题的“命题点”、“关键点”、“易错点” 2 乐观复习，不要问自己还有多少问题，要想自己今天解决了什么问题 学科网（北京）股份有限公司 $$