2025届高考化学一轮复习 化学反应速率与化学平衡

化学反应速率与化学平衡 一．选择题（共13小题） 1．（2024•衢州一模）温度为55℃时，溴代烷在水中可按如下过程进行水解反应： ⅠRBr⇌R++Br﹣ 慢 Ⅱ 快 Ⅲ 快 已知，当R基团不同时，水解相对速率如下 R （CH3）3C （CH3）2CH CH3CH2 CH3 相对速率 100 0.023 x 0.0034 下列说法不正确的是（　　） A．第一步反应的活化能较高 B．加入AgNO3，能促进溴代烷的水解 C．可以预测x的值介于0.0034到0.023之间 D．溶液碱性增强时，RBr→ROH反应速率加快且RBr转化率升高 2．（2024•通州区模拟）使用合适的催化剂进行乙酸直接加氢可制备乙醇，反应原理如下： 主反应：CH3COOH（g）+2H2（g）═CH3CH2OH（g）+H2O（g） ΔH＜0 副反应：CH3COOH（g）+CH3CH2OH（g）═CH3COOCH2CH3（g）+H2O（g） ΔH＜0（热效应小可忽略） 在密闭容器中控制n起始（H2）：n起始（CH3COOH）＝10。2MPaa下平衡时S（乙醇）和S（乙酸乙酯）随温度的变化与250℃下平衡时S（乙醇）和S（乙酸乙酯）随压强的变化如题13图所示。乙醇的选择性可表示为S（乙醇）═。下列说法正确的是（　　） A．反应2CH3COOH（g）+2H2（g）═CH3COOCH2CH3（g）+2H2O（g） ΔH＞0 B．曲线②变化的原因是随温度升高，副反应正向进行的程度减小 C．图中曲线③表示250℃下，乙醇选择性随压强变化的曲线 D．300℃、0.5MPa下，反应足够长时间，S（乙醇）＜90% 3．（2024•玄武区二模）工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯（HCOOCH3）：CH3OH（g）+CO（g）⇌HCOOCH3（g），在容积固定的密闭容器中，投入等物质的量CH3OH和CO，测得相同时间内CO的转化率随温度变化如图实线所示（图中虚线表示相同条件下CO的平衡转化率随温度的变化）。下列说法不合理的是（　　） A．适当增大压强可增大甲醇的平衡转化率 B．c点反应速率v正＞v逆 C．反应速率vb＜ve，平衡常数K（75℃）＜K（90℃） D．生产时反应温度控制在80～85℃为宜 4．（2024•东台市模拟）工业上用S8与CH4为原料制备CS2，涉及的反应如下： 反应Ⅰ：S8（g）⇌4S2（g） ΔH1 反应Ⅱ：2S2（g）+CH4（g）⇌CS2（g）+2H2S（g） ΔH2 一定条件下，S8分解产生S2的体积分数[]、CH4的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是（　　） A．ΔH2＜0 B．保持恒温恒压下充入氦气，不影响 CH4的转化率 C．工业上一般控制反应温度高于600℃，其原因是低于600℃时，S2浓度较小，速率较慢 D．某温度下若S8（g）完全分解为S2（g），在密闭容器中投入1mol S8（g）和2mol CH4反应，当CS2（g）的体积分数为10%时，CH4的转化率为30% 5．（2024•姜堰区模拟）一定条件下合成乙烯6H2（g）+2CO2（g）CH2＝CH2（g）+4H2O（g）。已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图。下列说法正确的是（　　） A．M点的正反应速率v正不可能小于N点的逆反应速率v逆 B．若投料比n（H2）：n（CO2）＝4：1，则图中M点乙烯的体积分数约为5.88% C．温度不变，若恒压下向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动 D．当温度高于250℃，升高温度，平衡逆向移动导致催化剂的催化效率降低 6．（2024秋•东城区一模）一定条件下，1mol乙酸和1mol乙醇反应，达到化学平衡时，生成mol乙酸乙酯。下列分析不正确的是（　　） A．该条件下反应的平衡常数K＝4 B．蒸出乙酸乙酯可提高乙酸的平衡转化率 C．加入催化剂可降低反应的ΔH提高反应速率 D．可用质谱法区分CH3COOC2H5和CH3CO18OC2H5 7．（2024•亳州一模）250℃时，将一定量的碳酸氢钠固体置于真空容器中分解，达平衡时，测得体系内总压强为p。则下列叙述正确的是（　　） A．当体系内二氧化碳的物质的量分数不变时，反应达到平衡状态 B．平衡后，继续添加碳酸氢钠，平衡右移，K增大 C．向平衡体系中加入等量的CO2（g）、H2O（g），平衡左移，K不变 D．250℃时，该反应的化学平衡常数Kp为 8．（2024•深圳一模）下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确，且具有因果关系的是（　　） 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 工业用电解熔融NaCl制备金属钠 金属钠的还原性很强 B 装有NO2的密闭烧瓶冷却后颜色变浅 NO2转化为N2O4的反应吸热 C 高温，高压下，H2和N2在催化剂作用下合成氨 升高温度、增大压强均可使反应物分子中活化分子的百分数增加 D 1mol•L﹣1NaCl溶液导电性比同浓度醋酸强 NaCl溶液的pH比醋酸的高 A．A B．B C．C D．D 9．（2024•如东县一模）研究CO2的综合利用对促进“低碳经济”的发展有重要意义。CO2与H2合成二甲醚（CH3OCH3）是一种CO2转化的方法，其过程中主要发生下列反应： 反应Ⅰ：2CO2（g）+6H2（g）⇌CH3OCH3（g）+3H2O（g） 反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g） 在恒压、CO2和H2起始物质的量之比一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时二甲醚的选择性随温度的变化如图所示。 CH3OCH3的选择性＝。 下列说法不正确的是（　　） A．反应Ⅰ在A点和B点时的化学平衡常数：K（A）大于K（B） B．当温度、压强一定时，在原料气（CO2和H2的比例不变）中添加少量稀有气体Ar，不利于提高CO2的平衡转化率 C．其他条件不变，在恒容条件下的二甲醚平衡选择性比恒压条件下的平衡选择性高 D．提高催化剂的活性和选择性，减少CO等副产物是工艺的关键活 10．（2024•李沧区一模）实验小组探究Cl﹣对Fe3++3SCN﹣＝Fe（SCN）3的影响。已知Fe3++4Cl﹣⇌[FeCl4]﹣（黄色）。将1mL0.01mol/LFeCl3溶液与3mL0.01mol/LKSCN溶液混合，得到红色溶液，将该红色溶液分成三等份，进行如下实验1、2、3，下列说法不正确的是（　　） A．实验1加入水的目的是验证浓度改变对平衡的影响 B．实验2和实验3实验现象相同，变色原理也相同 C．本实验可证明Fe3+与Cl﹣的配位能力比与SCN﹣配位能力更强 D．实验2中盐酸的浓度c等于3mol/L 11．（2024•九龙坡区一模）逆水气变换反应：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g） ΔH＞0，一定压强下，按n（CO2）：n（H2）＝1：1投料，T1、T2温度时反应物物质的量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，下列说法正确的是（　　） A．k1＜k2 B．T1、T2温度下达平衡时反应速率的比值： C．T2温度下，增大初始投料比例，该反应的化学平衡常数K增大 D．温度不变，仅改变体系初始压强，反应物物质的量分数随时间的变化曲线不变 12．（2024•天宁区模拟）N2+3H22NH3是工业上制造氮肥的重要反应，该反应的正反应为放热反应，下列说法正确的是（　　） A．使用催化剂不影响反应速率 B．N2和H2的总能量低于NH3总能量 C．增大N2的浓度可以提高化学反应速率 D．合适的条件下，N2和H2能100%转化为NH3 13．（2024秋•北京一模）在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化为SO3：2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g） ΔH＝﹣196.6kJ/mol。下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率。 温度/℃ 平衡时SO2的转化率/% 0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 下列说法不正确的是（　　） A．在实际生产中，通入过量的空气，可提高SO2的转化率 B．450℃、0.1MPa时，投入1mol/L的SO2，5min后反应平衡，则SO2的反应速率为：0.195mol/（L•min） C．高温高压有利于反应的自发进行，所以工业上采取高温高压 D．平衡后，增大压强（改变容器体积），平衡正向移动 二．解答题（共2小题） 14．（2024•沙坪坝区一模）一种以CO2为碳源，在催化剂作用下催化加氢制备可再生能源甲醇的工艺涉及以下反应： 反应Ⅰ：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g） ΔH1＝﹣49.0kJ/mol 反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g） ΔH2＝+41.0kJ/mol （1）试计算反应Ⅲ：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g） ΔH3＝　 　 （2）一定温度下于恒容密闭容器中按1：3比例充入CO2和H2发生反应I，下列选项能说明反应达到平衡的是 　 　 a．2mol C＝O键断裂的同时，有3mol O—H键生成 b．3v正（CO2）＝v逆（H2） c．混合气体的密度不再改变 d．混合气体的平均相对分子质量不再改变 （3）往恒容密闭容器中按n（CO2）：n（H2）＝1：3充入4mol反应物，在合适催化剂作用下，发生反应Ⅰ和Ⅱ，CO2的平衡转化率和甲醇的选择性如图所示。在553K达平衡时，CO的物质的量为 　 　mol；随着温度的升高，ABC所在曲线逐渐升高的原因是 　 　；现向恒温恒压（0.1MPa）的密闭容器中充入1mol CO2、3mol H2和6mol He，选择合适的催化剂使其仅发生反应Ⅰ，反应10min后达平衡CO2的转化率为20%，该反应的Kp＝　 　MPa﹣2。（分压＝总压×物质的量分数，结果保留一位小数） （4）反应Ⅰ：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）在某非金属催化剂催化下的反应历程如图所示，容易得到的副产物有CO和CH2O，其中相对较少的副产物为 　 　；上述合成甲醇的反应速率较慢，要使反应速率加快，主要降低下列变化中 　 　（填字母）的能量变化。（双选） A．*OCH3→*CH3OH B．*CO→*OCH C．*OCH2→*OCH3 D．*CO+*OH→*CO+*H2O （5）近来科学家成功开发出便携式固体氧化物燃料电池，其以气态甲醇为燃料、空气为氧化剂、电解质是固态氧化物，在熔融状态下能传导O2﹣，该电池的负极反应式为 　 　。 15．（2024•全国）烟道气中含有的少量硫氧化物，是酸雨形成的主要物质之一。用甲烷催化还原硫氧化物，可得到单质硫，从而改善空气质量。回答下列问题： （1）SO2与甲烷反应方程式为：2SO2（g）+CH4（g）═S8（g）+CO2（g）+2H2O（g）。 平衡常数表达式Kp＝　 　；欲使二氧化硫的平衡转化率提高，应在 　 　的总压强下进行反应（填“较低”或“较高”），理由是 　 　。 （2）该反应平衡常数与反应温度的关系lgKp～T如图所示。由图可知ΔH 　 　0（填“大于”“小于”或“等于”），理由是 　 　。 （3）随值增大，平衡转化率α（SO2） 　 　（填“增大”“减小”或“不变”）；随温度升高，平衡转化率α（SO2） 　 　（填“增大”“减小”或“不变”）。 参考答案与试题解析 一．选择题（共13小题） 1．（2024•衢州一模）温度为55℃时，溴代烷在水中可按如下过程进行水解反应： ⅠRBr⇌R++Br﹣ 慢 Ⅱ 快 Ⅲ 快 已知，当R基团不同时，水解相对速率如下 R （CH3）3C （CH3）2CH CH3CH2 CH3 相对速率 100 0.023 x 0.0034 下列说法不正确的是（　　） A．第一步反应的活化能较高 B．加入AgNO3，能促进溴代烷的水解 C．可以预测x的值介于0.0034到0.023之间 D．溶液碱性增强时，RBr→ROH反应速率加快且RBr转化率升高 【答案】D 【分析】A．活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应； B．加入AgNO3，溴离子和银离子生成溴化银沉淀，促使RBr⇌R++Br﹣正向进行； C．由表可知，随着R基团减小，反应相对速率减小，故可以预测x的值介于0.0034～0.023之间； D．溶液碱性增强时，对决速步的影响不大。 【解答】解：A．活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应，则第一步反应的活化能最高，故A正确； B．加入AgNO3，溴离子和银离子生成溴化银沉淀，促使RBr⇌R++Br﹣正向进行，故能促进溴代烷的水解，故B正确； C．由表可知，随着R基团减小，反应相对速率减小，故可以预测x的值介于0.0034～0.023之间，故C正确； D．溶液碱性增强时，对决速步的影响不大，故RBr→ROH反应速率不一定加快，故D错误； 故选：D。 【点评】本题主要考查了有机物的结构、性质、分压原理的分析判断，题目难度中等，掌握卤代烃的性质是解答该题的关键。 2．（2024•通州区模拟）使用合适的催化剂进行乙酸直接加氢可制备乙醇，反应原理如下： 主反应：CH3COOH（g）+2H2（g）═CH3CH2OH（g）+H2O（g） ΔH＜0 副反应：CH3COOH（g）+CH3CH2OH（g）═CH3COOCH2CH3（g）+H2O（g） ΔH＜0（热效应小可忽略） 在密闭容器中控制n起始（H2）：n起始（CH3COOH）＝10。2MPaa下平衡时S（乙醇）和S（乙酸乙酯）随温度的变化与250℃下平衡时S（乙醇）和S（乙酸乙酯）随压强的变化如题13图所示。乙醇的选择性可表示为S（乙醇）═。下列说法正确的是（　　） A．反应2CH3COOH（g）+2H2（g）═CH3COOCH2CH3（g）+2H2O（g） ΔH＞0 B．曲线②变化的原因是随温度升高，副反应正向进行的程度减小 C．图中曲线③表示250℃下，乙醇选择性随压强变化的曲线 D．300℃、0.5MPa下，反应足够长时间，S（乙醇）＜90% 【答案】D 【分析】主反应为气体体积减小的放热反应，增大压强，平衡正向移动，乙醇的选择性上升，则250℃下，乙醇选择性随压强变化的曲线是①；主反应和副反应均为放热反应，温度升高，主反应和副反应的平衡均逆向移动，主反应逆向移动的程度大于副反应，曲线②表示2MPa时乙醇选择性随温度变化的曲线；同理，③表示2MPa时乙酸乙酯选择性随温度变化的曲线，④表示250℃时乙酸乙酯选择性随压强变化的曲线。 【解答】解：A．根据盖斯定律，反应2CH3COOH（g）+2H2（g）＝CH3COOCH2CH3（g）+2H2O（g）可由主反应+副反应得到，由于主反应和副反应都为放热反应，故反应2CH3COOH（g）+2H2（g）＝CH3COOCH2CH3（g）+2H2O（g）的ΔH＜0，故A错误； B．曲线②表示2MPa时乙醇选择性随温度变化的曲线，副反应的热效应小可忽略，原因是随温度升高，主反应逆向进行，不利于主反应的进行，故B错误； C．根据分析，曲线③表示2MPa时乙酸乙酯选择性随温度变化的曲线，故C错误； D．由图可知，250℃、0.5MPa下乙醇的选择性为90%，升高温度主反应逆向移动，故300℃、0.5MPa下反应足够的时间S（乙醇）＜90%，故D正确； 故选：D。 【点评】本题综合考查化学知识，题目涉及化学平衡的移动，侧重考查学生分析能力，掌握勒夏特列原理是解题关键，此题难度中等。 3．（2024•玄武区二模）工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯（HCOOCH3）：CH3OH（g）+CO（g）⇌HCOOCH3（g），在容积固定的密闭容器中，投入等物质的量CH3OH和CO，测得相同时间内CO的转化率随温度变化如图实线所示（图中虚线表示相同条件下CO的平衡转化率随温度的变化）。下列说法不合理的是（　　） A．适当增大压强可增大甲醇的平衡转化率 B．c点反应速率v正＞v逆 C．反应速率vb＜ve，平衡常数K（75℃）＜K（90℃） D．生产时反应温度控制在80～85℃为宜 【答案】C 【分析】从图象中可以看出，当CO的转化率达到最高点后，再升高温度，CO的转化率降低，则表明平衡逆向移动，从而得出正反应为放热反应。 【解答】解：A．因为反应物气体分子数大于生成物气体分子数，所以适当增大压强可使平衡正向移动，从而增大甲醇的平衡转化率，故A正确； B．c点时，CO的转化率小于该温度下的平衡转化率，则平衡正向移动，反应速率v正＞v逆，故B正确； C．因为e点时温度高于b点时温度，所以e点反应速率比b点快，即反应速率vb＜ve，但正反应为放热反应，温度越高，平衡常数越小，所以平衡常数K（75℃）＞K（90℃），故C错误； D．80～85℃时，CO的转化率已经达到95.5%以上，且反应速率较快，所以生产时反应温度宜控制在80～85℃，故D正确； 故选：C。 【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生平衡移动的掌握情况，试题难度中等。 4．（2024•东台市模拟）工业上用S8与CH4为原料制备CS2，涉及的反应如下： 反应Ⅰ：S8（g）⇌4S2（g） ΔH1 反应Ⅱ：2S2（g）+CH4（g）⇌CS2（g）+2H2S（g） ΔH2 一定条件下，S8分解产生S2的体积分数[]、CH4的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是（　　） A．ΔH2＜0 B．保持恒温恒压下充入氦气，不影响 CH4的转化率 C．工业上一般控制反应温度高于600℃，其原因是低于600℃时，S2浓度较小，速率较慢 D．某温度下若S8（g）完全分解为S2（g），在密闭容器中投入1mol S8（g）和2mol CH4反应，当CS2（g）的体积分数为10%时，CH4的转化率为30% 【答案】B 【分析】A．升高温度，CH4的平衡转化率减小，说明反应II逆向移动； B．反应I是气体体积增大的反应，反应II是气体体积不变的反应，保持恒温恒压下充入氦气，体积增大，相当于减小压强，反应I正向移动； C．低于600℃时，S2浓度较小，速率较慢； D．某温度下若S8（g）完全分解为S2（g），在密闭容器中投入1mol S8（g）和2mol CH4反应，则1mol S8（g）完全转化为4mol S2（g），反应Ⅱ为气体分子数不变的反应。 【解答】解：A．升高温度，CH4的平衡转化率减小，说明反应II逆向移动，反应II是放热反应，ΔH2＜0，故A正确； B．反应I是气体体积增大的反应，反应II是气体体积不变的反应，保持恒温恒压下充入氦气，体积增大，相当于减小压强，反应I正向移动，S2（g）浓度增大，反应II平衡正向移动，CH4的转化率增大，故B错误； C．低于600℃时，S2浓度较小，速率较慢，会导致单位时间内产品产率下降，工业上一般控制反应温度高于600℃，故C正确； D．某温度下若S8（g）完全分解为S2（g），在密闭容器中投入1mol S8（g）和2mol CH4反应，则1mol S8（g）完全转化为4mol S2（g），反应Ⅱ为气体分子数不变的反应，当CS2（g）的体积分数为10%时，生成（2mol+4mol）×10%＝0.6mol CS2（g），则反应甲烷0.6mol，CH4的转化率为＝30%，故D正确； 故选：B。 【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生平衡图像的掌握情况，试题难度中等。 5．（2024•姜堰区模拟）一定条件下合成乙烯6H2（g）+2CO2（g）CH2＝CH2（g）+4H2O（g）。已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图。下列说法正确的是（　　） A．M点的正反应速率v正不可能小于N点的逆反应速率v逆 B．若投料比n（H2）：n（CO2）＝4：1，则图中M点乙烯的体积分数约为5.88% C．温度不变，若恒压下向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动 D．当温度高于250℃，升高温度，平衡逆向移动导致催化剂的催化效率降低 【答案】B 【分析】A、根据m点催化效率高些，但n点温度高进行分析； B、根据列三段式进行分析； C、根据平衡会移动进行分析； D、根据催化剂只影响反应速率，不影响平衡移动和转化率进行分析。 【解答】解：A．m点催化效率高些，但n点温度高，n点可能是温度主导，故M点的正反应速率v正可能小于N点的逆反应速率v逆，故A错误； B．设开始投料n（H2）为4mol，则n（CO2）为1mol，所以当在M点平衡时二氧化碳的转化率为50%， 列三段式：6H2（g）+2CO2（g）⇌CH2＝CH2（g）+4H2O（g） 起始量/mol 4 1 0 0 转化量/mol 1.5 0.5 0.25 1 平衡量/mol 2.5 0.5 0.25 1 所以乙烯的体积分数为×100%＝5.88%，故B正确； C．恒温、恒压下，向平衡体系中充入惰性气体，容器体积发生变化，各物质的浓度变化，则平衡会移动，故C错误； D．根据图像，当温度高于250℃，升高温度二氧化碳的平衡转化率减低，则平衡逆向移动，但催化剂只影响反应速率，不影响平衡移动和转化率，所以与催化剂的催化效率降低无因果关系，故D错误； 故选：B。 【点评】本题主要考查转化率随温度、压强的变化曲线等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 6．（2024秋•东城区一模）一定条件下，1mol乙酸和1mol乙醇反应，达到化学平衡时，生成mol乙酸乙酯。下列分析不正确的是（　　） A．该条件下反应的平衡常数K＝4 B．蒸出乙酸乙酯可提高乙酸的平衡转化率 C．加入催化剂可降低反应的ΔH提高反应速率 D．可用质谱法区分CH3COOC2H5和CH3CO18OC2H5 【答案】C 【分析】A．乙酸和乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯的方程式为CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O，平衡时，n（CH3COOCH2CH3）＝n（H2O）＝mol，则n（CH3COOH）＝n（CH3CH2OH）＝mol，化学平衡常数K＝； B．蒸出CH3COOCH2CH3，c（CH3COOCH2CH3）减小，平衡正向移动； C．催化剂能改变活化能，不改变焓变； D．质谱法测定相对分子质量。 【解答】解：A．乙酸和乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯的方程式为CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O，平衡时，n（CH3COOCH2CH3）＝n（H2O）＝mol，则n（CH3COOH）＝n（CH3CH2OH）＝mol，化学平衡常数K＝＝＝4，故A正确； B．蒸出CH3COOCH2CH3，c（CH3COOCH2CH3）减小，平衡正向移动，可提高乙酸的平衡转化率，故B正确； C．加入催化剂可提高反应速率，但反应的ΔH不变，故C错误； D．质谱法测定相对分子质量，由于CH3COOC2H5和的相对分子质量不同，故可用质谱法区分，故D正确； 故选：C。 【点评】本题考查化学平衡影响因素、化学平衡常数的计算，侧重考查分析、判断及知识综合运用能力，明确化学平衡常数的计算方法、化学平衡影响原理是解本题关键，题目难度不大。 7．（2024•亳州一模）250℃时，将一定量的碳酸氢钠固体置于真空容器中分解，达平衡时，测得体系内总压强为p。则下列叙述正确的是（　　） A．当体系内二氧化碳的物质的量分数不变时，反应达到平衡状态 B．平衡后，继续添加碳酸氢钠，平衡右移，K增大 C．向平衡体系中加入等量的CO2（g）、H2O（g），平衡左移，K不变 D．250℃时，该反应的化学平衡常数Kp为 【答案】C 【分析】分解方程式为2NaHCO3（s）⇌Na2CO3（s）+CO2（g）+H2O（g）； A．该反应属于固体分解反应，混合气体中CO2的体积分数恒为50%，故混合气体中CO2的体积分数不变； B．温度不变常数不变； C．向平衡体系中加入等量的CO2（g）、H2O（g），生成物浓度增大平衡左移，但温度不变K不变； D．反应达平衡时体系的总压强为p，则。 【解答】解：A．该反应属于固体分解反应，混合气体中CO2的体积分数恒为50%，故混合气体中CO2的体积分数不变，不能说明反应达到平衡状态，故A错误； B．碳酸氢钠是固体，且根据化学平衡常数K＝c（CO2）•c（H2O），温度不变常数不变，故B错误； C．向平衡体系中加入等量的CO2（g）、H2O（g），生成物浓度增大平衡左移，但温度不变K不变，故C正确； D．反应达平衡时体系的总压强为p，则，故该温度下化学平衡常数为，故D错误； 故选：C。 【点评】本题考查化学平衡，题目难度中等，掌握外界条件改变对化学平衡的影响是解题的关键。 8．（2024•深圳一模）下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确，且具有因果关系的是（　　） 选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ A 工业用电解熔融NaCl制备金属钠 金属钠的还原性很强 B 装有NO2的密闭烧瓶冷却后颜色变浅 NO2转化为N2O4的反应吸热 C 高温，高压下，H2和N2在催化剂作用下合成氨 升高温度、增大压强均可使反应物分子中活化分子的百分数增加 D 1mol•L﹣1NaCl溶液导电性比同浓度醋酸强 NaCl溶液的pH比醋酸的高 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【分析】A．Na还原性强，不能用一般的还原剂将其从化合物中还原出来； B．降低温度平衡向放热反应移动； C．改变压强，反应物分子中活化分子的百分数不变； D．溶液导电性强弱取决于溶液自由移动的阴阳离子浓度。 【解答】解：A．钠元素在自然界中以化合态形式存在，Na的还原性强，不能用一般的还原剂将其从化合物中还原出来，因此工业用电解熔融NaCl的方法制备Na，二者存在因果关系，故A正确； B．装有NO2的密闭烧瓶中存在2NO2⇌N2O4ΔH＜0，冷去后颜色变浅是由于温度降低，平衡正向移动，二氧化氮浓度减小，陈述Ⅱ错误，故B错误； C．对反应体系升高温度，活化分子百分数增大，增大压强，单位体积内分子总数和活化分子数均增大，但活化分子百分数不变，故C错误； D．NaCl为强电解质，醋酸为弱电解质，故等浓度时NaCl溶液中离子浓度大于醋酸溶液中离子浓度，NaCl溶液导电性比同浓度醋酸强，与溶液pH无关，故D错误； 故选：A。 【点评】本题考查化学平衡，题目难度中等，掌握外界条件改变对平衡的影响是解题的关键。 9．（2024•如东县一模）研究CO2的综合利用对促进“低碳经济”的发展有重要意义。CO2与H2合成二甲醚（CH3OCH3）是一种CO2转化的方法，其过程中主要发生下列反应： 反应Ⅰ：2CO2（g）+6H2（g）⇌CH3OCH3（g）+3H2O（g） 反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g） 在恒压、CO2和H2起始物质的量之比一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时二甲醚的选择性随温度的变化如图所示。 CH3OCH3的选择性＝。 下列说法不正确的是（　　） A．反应Ⅰ在A点和B点时的化学平衡常数：K（A）大于K（B） B．当温度、压强一定时，在原料气（CO2和H2的比例不变）中添加少量稀有气体Ar，不利于提高CO2的平衡转化率 C．其他条件不变，在恒容条件下的二甲醚平衡选择性比恒压条件下的平衡选择性高 D．提高催化剂的活性和选择性，减少CO等副产物是工艺的关键活 【答案】C 【分析】A．由图可知，平衡时二甲醚的选择性随温度升高二降低，说明反应Ⅰ是放热反应； B．反应Ⅰ是气体分子数减小的反应，反应Ⅱ是气体分子数不变的反应，容器体积增大时反应Ⅰ的平衡逆向移动，反应Ⅱ的平衡不移动； C．反应Ⅰ是气体分子数减小的反应，恒温恒容条件下容器内压强减小，相当减压，不利于平衡正向移动，恒温恒压条件下相当加压，平衡正向移动； D．提高催化剂活性能缩短平衡的时间，同时提高选择性，有利于更多转化为二甲醚。 【解答】解：A．由图可知，平衡时二甲醚的选择性随温度升高二降低，说明反应Ⅰ是放热反应，升高温度时平衡逆向移动，平衡常数K减小，即温度越高，平衡常数K越小，所以化学平衡常数：K（A）大于K（B），故A正确； B．反应Ⅰ是气体分子数减小的反应，反应Ⅱ是气体分子数不变的反应，恒温恒压条件下添加少量稀有气体Ar时容器体积增大，反应Ⅰ的平衡逆向移动，反应Ⅱ的平衡不移动，CO2的平衡转化率降低，故B正确； C．反应Ⅰ是气体分子数减小的反应，恒温恒容条件下容器内压强减小，相当减压，不利于平衡正向移动，恒温恒压条件下相当加压，平衡正向移动，所以其他条件不变，在恒容条件下的二甲醚平衡选择性比恒压条件下的平衡选择性低，故C错误； D．提高催化剂活性能缩短平衡的时间，同时提高选择性，有利于更多转化为二甲醚，所以提高催化剂的活性和选择性，减少CO等副产物是工艺的关键，故D正确； 故选：C。 【点评】本题考查化学平衡影响因素，侧重分析判断能力和基础知识综合运用能力考查，把握温度、压强对化学平衡移动的影响是解题关键，题目难度中等。 10．（2024•李沧区一模）实验小组探究Cl﹣对Fe3++3SCN﹣＝Fe（SCN）3的影响。已知Fe3++4Cl﹣⇌[FeCl4]﹣（黄色）。将1mL0.01mol/LFeCl3溶液与3mL0.01mol/LKSCN溶液混合，得到红色溶液，将该红色溶液分成三等份，进行如下实验1、2、3，下列说法不正确的是（　　） A．实验1加入水的目的是验证浓度改变对平衡的影响 B．实验2和实验3实验现象相同，变色原理也相同 C．本实验可证明Fe3+与Cl﹣的配位能力比与SCN﹣配位能力更强 D．实验2中盐酸的浓度c等于3mol/L 【答案】C 【分析】A．实验1加入水的目的是排除浓度改变对溶液颜色变化的影响； B．实验2和实验3都是Fe3+与Cl﹣络合，使c（Fe3+）减小，生成血红色物质的平衡逆移，颜色变浅呈橙色； C．本实验中由于Cl﹣浓度远大于SCN﹣，所以不足以证明Fe3+与Cl﹣的配位能力比与SCN﹣配位能力更强； D．实验2中盐酸的浓度c应等于3mol/L。 【解答】解：A．实验1加入水的目的是排除浓度改变对溶液颜色变化的影响，故A正确； B．实验2和实验3都是Fe3+与Cl﹣络合，使c（Fe3+）减小，生成血红色物质的平衡逆移，颜色变浅呈橙色，故B正确； C．本实验中由于Cl﹣浓度远大于SCN﹣，所以不足以证明Fe3+与Cl﹣的配位能力比与SCN﹣配位能力更强，故C错误； D．实验2中盐酸的浓度c应等于3mol/L，故D正确； 故选：C。 【点评】本题主要考查影响化学平衡的因素，为高频考点，题目难度一般。 11．（2024•九龙坡区一模）逆水气变换反应：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g） ΔH＞0，一定压强下，按n（CO2）：n（H2）＝1：1投料，T1、T2温度时反应物物质的量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，下列说法正确的是（　　） A．k1＜k2 B．T1、T2温度下达平衡时反应速率的比值： C．T2温度下，增大初始投料比例，该反应的化学平衡常数K增大 D．温度不变，仅改变体系初始压强，反应物物质的量分数随时间的变化曲线不变 【答案】B 【分析】A．由曲线变化可知，在T1温度下反应先达到平衡，故温度更高，速率常数受温度影响，温度越高，反应速率常数k越大； B．根据反应的速率方程为v＝kc0.5（H2）•c（CO2）可知，＝，由A可知，T1＞T2，该反应是吸热反应，温度越高平衡正向移动，导致c（H2）和c（CO2）的浓度更小； C．化学平衡常数只与温度有关； D．该反应前后气体系数相同，故改变体系初始压力对平衡没有影响，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会发生改变，反应物摩尔分数随时间的变化曲线发生改变。 【解答】解：A．由曲线变化可知，在T1温度下反应先达到平衡，故温度更高，速率常数受温度影响，温度越高，反应速率常数k越大，所以k1＞k2，故A错误； B．根据反应的速率方程为v＝kc0.5（H2）•c（CO2）可知，＝，由A可知，T1＞T2，该反应是吸热反应，温度越高平衡正向移动，导致c（H2）和c（CO2）的浓度更小，则，故B正确； C．化学平衡常数只与温度有关，因此T2温度下，增大初始投料比例，该反应的化学平衡常数K不变，故C错误； D．该反应前后气体系数相同，故改变体系初始压力对平衡没有影响，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会发生改变，反应物摩尔分数随时间的变化曲线发生改变，故D错误； 故选：B。 【点评】本题主要考查化学平衡，为高频考点，题目难度一般。 12．（2024•天宁区模拟）N2+3H22NH3是工业上制造氮肥的重要反应，该反应的正反应为放热反应，下列说法正确的是（　　） A．使用催化剂不影响反应速率 B．N2和H2的总能量低于NH3总能量 C．增大N2的浓度可以提高化学反应速率 D．合适的条件下，N2和H2能100%转化为NH3 【答案】C 【分析】A.根据加入催化剂能增大反应速率进行分析； B.根据该反应是放热反应进行分析； C.根据反应物的浓度增大，反应速率增大进行分析； D.根据可逆反应有一定的限度进行分析。 【解答】解：A．加入催化剂能降低活化能，增大反应速率，故A错误； B．反应放热，故N2和H2的总能量高于NH3总能量，故B错误； C．反应物的浓度增大，反应速率增大，故C正确； D．可逆反应有一定的限度，该反应为可逆反应，反应物的转化率不可能达到100%，故D错误； 故选：C。 【点评】本题主要考查等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 13．（2024秋•北京一模）在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化为SO3：2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g） ΔH＝﹣196.6kJ/mol。下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率。 温度/℃ 平衡时SO2的转化率/% 0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 下列说法不正确的是（　　） A．在实际生产中，通入过量的空气，可提高SO2的转化率 B．450℃、0.1MPa时，投入1mol/L的SO2，5min后反应平衡，则SO2的反应速率为：0.195mol/（L•min） C．高温高压有利于反应的自发进行，所以工业上采取高温高压 D．平衡后，增大压强（改变容器体积），平衡正向移动 【答案】C 【分析】勒夏特列原理为：如果改变影响平衡的条件，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动；在使用勒夏特列原理时，反应必须是可逆反应，化学平衡发生移动则可以用勒夏特列原理解释，以此来解析。 【解答】解：A．通入过量的空气，增大氧气的浓度，平衡正向移动，可提高二氧化硫的转化率，故A正确； B．450℃、0.1MPa时，投入1mol/L的二氧化硫，5min后反应平衡，则二氧化硫的反应速率为：＝0.195mol/（L•min），故B正确； C．反应为熵减，放热反应，ΔH＜0和ΔS＜0，低温有利于反应的自发进行，该反应为正向气体体积减少的反应，低温高压有利于产率增加，故C错误； D．该反应为正向气体体积减少的反应，平衡后，增大压强（改变容器体积），平衡正向移动，故D正确； 故选：C。 【点评】本题主要考查化学平衡的影响因素等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。 二．解答题（共2小题） 14．（2024•沙坪坝区一模）一种以CO2为碳源，在催化剂作用下催化加氢制备可再生能源甲醇的工艺涉及以下反应： 反应Ⅰ：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g） ΔH1＝﹣49.0kJ/mol 反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g） ΔH2＝+41.0kJ/mol （1）试计算反应Ⅲ：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g） ΔH3＝　﹣90.0kJ/mol　 （2）一定温度下于恒容密闭容器中按1：3比例充入CO2和H2发生反应I，下列选项能说明反应达到平衡的是 　bd　 a．2mol C＝O键断裂的同时，有3mol O—H键生成 b．3v正（CO2）＝v逆（H2） c．混合气体的密度不再改变 d．混合气体的平均相对分子质量不再改变 （3）往恒容密闭容器中按n（CO2）：n（H2）＝1：3充入4mol反应物，在合适催化剂作用下，发生反应Ⅰ和Ⅱ，CO2的平衡转化率和甲醇的选择性如图所示。在553K达平衡时，CO的物质的量为 　0.084　mol；随着温度的升高，ABC所在曲线逐渐升高的原因是 　升高温度，以反应Ⅱ为主，反应Ⅱ正向移动的程度大于反应Ⅰ逆向移动的程度，ABC所在曲线即CO2的平衡转化率逐渐升高　；现向恒温恒压（0.1MPa）的密闭容器中充入1mol CO2、3mol H2和6mol He，选择合适的催化剂使其仅发生反应Ⅰ，反应10min后达平衡CO2的转化率为20%，该反应的Kp＝　33.3　MPa﹣2。（分压＝总压×物质的量分数，结果保留一位小数） （4）反应Ⅰ：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）在某非金属催化剂催化下的反应历程如图所示，容易得到的副产物有CO和CH2O，其中相对较少的副产物为 　CH2O　；上述合成甲醇的反应速率较慢，要使反应速率加快，主要降低下列变化中 　AD　（填字母）的能量变化。（双选） A．*OCH3→*CH3OH B．*CO→*OCH C．*OCH2→*OCH3 D．*CO+*OH→*CO+*H2O （5）近来科学家成功开发出便携式固体氧化物燃料电池，其以气态甲醇为燃料、空气为氧化剂、电解质是固态氧化物，在熔融状态下能传导O2﹣，该电池的负极反应式为 　CH3OH﹣6e﹣+3O2﹣＝CO2↑+2H2O　。 【答案】（1）﹣90.0kJ/mol； （2）bd； （3）0.084mol；升高温度，以反应Ⅱ为主，反应Ⅱ正向移动的程度大于反应Ⅰ逆向移动的程度；33.3； （4）CH2O；AD； （5）CH3OH﹣6e﹣+3O2﹣＝CO2↑+2H2O. 【分析】（1）盖斯定律计算反应热，反应Ⅰ和反应Ⅱ相减得到反应Ⅲ； （2）考查化学平衡状态的判定的直接依据和间接依据； （3）平衡转化率的相关计算及分压平衡常数的计算； （4）根据图中信息解答； （5）电极反应式的书写，注意电解质环境。 【解答】解：（1）根据盖斯定律，反应Ⅰ和反应Ⅱ相减得到反应Ⅲ：CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g），ΔH3＝ΔH1﹣ΔH2，则 ΔH3＝﹣90.0kJ/mol， 故答案为：﹣90.0kJ/mol； （2）a．当2mol C＝O键断裂的同时，必有3mol O—H键生成，不能说明反应进入平衡状态，故a错误； b．3v正（CO2）＝v逆（H2），正逆反应速率之比等于系数之比，且正逆反应速率相等，说明反应达到平衡状态，故b正确； c．根据混合气体的密度公式：ρ＝，反应前后气体总质量不变，且容器体积恒定，则混合气体密度保持不变，不能作为判断平衡状态的依据，故c错误； d．根据混合气体的平均相对分子质量的公式：M＝，反应前后气体总质量不变，但反应前后气体的总物质的量发生变化，则混合气体相对分子质量不变时能说明反应达到平衡状态，故d正确； 故答案为：bd； （3）根据题意可知，投料为1mol CO2和3mol H2，如图可知，在553K达平衡时，CO2的平衡转化率为21%，甲醇的选择性为60%，结合反应Ⅰ和Ⅱ生成CO的物质的量为：1×21%×（1﹣60%）＝0.084mol，故生成CO的物质的量为0.084mol；根据题目已知，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，反应Ⅱ正向移动，反应Ⅱ正向移动的程度大于反应Ⅰ逆向移动的程度，所以ABC所在曲线即CO2的平衡转化率逐渐升高； 根据初始投料量以及CO2的转化率列三段式： CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g） 起始量（mol） 1 3 0 0 转化量（mol） 0.2 0.6 0.2 0.2 平衡量（mol） 0.8 2.4 0.2 0.2 恒温恒压下，已知总压为0.1MPa，平衡时气体总物质的量为9.6mol，则CO2的分压为×0.1MPa，H2的分压为×0.1MPa，甲醇的分压为×0.1MPa，H2O（g）的分压为×0.1MPa，带入平衡常数表达式，求得KP＝33.3MPa﹣2， 故答案为：0.084mol；升高温度，以反应Ⅱ为主，反应Ⅱ正向移动的程度大于反应Ⅰ逆向移动的程度，ABC所在曲线即CO2的平衡转化率逐渐升高；33.3； （4）由图可知，相比之下，生成副产物CH2O的能量变化大，即能垒高，反应难进行，生成的量少，故相对较少的副产物为CH2O；由图可知，生成甲醇的过程中，能垒较高的变化为AD，反应速率较慢，要想使整个反应的速率加快，应该降低这两个反应的能垒， 故答案为：CH2O；AD； （5）该便携式固体氧化物燃料电池，其以气态甲醇为燃料、空气为氧化剂、电解质是固态氧化物，在熔融状态下能传导O2﹣，故该电池的负极反应式为：CH3OH﹣6e﹣+3O2﹣＝CO2↑+2H2O， 故答案为：CH3OH﹣6e﹣+3O2﹣＝CO2↑+2H2O。 【点评】本题综合考查了反应热的相关知识点和计算，化学平衡状态的判定依据及化学平衡相关计算，电极反应式的书写等高考考点，要关注分压平衡常数的计算思路和电极反应式书写时要注意电解质环境。题目难度适中。 15．（2024•全国）烟道气中含有的少量硫氧化物，是酸雨形成的主要物质之一。用甲烷催化还原硫氧化物，可得到单质硫，从而改善空气质量。回答下列问题： （1）SO2与甲烷反应方程式为：2SO2（g）+CH4（g）═S8（g）+CO2（g）+2H2O（g）。 平衡常数表达式Kp＝　　；欲使二氧化硫的平衡转化率提高，应在 　较低　的总压强下进行反应（填“较低”或“较高”），理由是 　该反应前后气体计量数之和增大，减小压强，平衡正向移动　。 （2）该反应平衡常数与反应温度的关系lgKp～T如图所示。由图可知ΔH 　小于　0（填“大于”“小于”或“等于”），理由是 　升高温度，lgKp减小，则Kp减小，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，ΔH小于0　。 （3）随值增大，平衡转化率α（SO2） 　增大　（填“增大”“减小”或“不变”）；随温度升高，平衡转化率α（SO2） 　减小　（填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】（1）；较低；该反应前后气体计量数之和增大，减小压强，平衡正向移动； （2）小于；升高温度，lgKp减小，则Kp减小，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，ΔH小于0； （3）增大；减小。 【分析】（1）平衡常数Kp等于气体生成物压强幂之积与气体反应物越强幂之积的比；减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动； （2）升高温度平衡向吸热方向移动； （3）随值增大，平衡正向移动；随温度升高，平衡向吸热方向移动。 【解答】解：（1）平衡常数表达式Kp＝；欲使二氧化硫的平衡转化率提高，应在较低的总压强下进行反应，因为该反应前后气体计量数之和增大，减小压强，平衡正向移动， 故答案为：；较低；该反应前后气体计量数之和增大，减小压强，平衡正向移动； （2）根据图知，升高温度，lgKp减小，则Kp减小，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，ΔH小于0， 故答案为：小于；升高温度，lgKp减小，则Kp减小，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，ΔH小于0； （3）随值增大，平衡正向移动，则平衡转化率α（SO2）增大；正反应为放热反应，随温度升高，平衡逆向移动，则平衡转化率α（SO2）减小， 故答案为：增大；减小。 【点评】本题考查化学平衡的影响因素及化学平衡常数表达式，侧重考查阅读、图象分析判断及知识综合运用能力，明确外界条件对化学平衡影响原理、化学平衡常数与温度的关系是解本题关键，题目难度不大。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$