化学平衡专项练习--2025年高考化学二轮复习专项训练

化学平衡 目录 01 模拟基础练 【题型一】化学平衡基础性计算 【题型二】单一化学平衡图像问题 【题型三】多平衡图像问题 【题型四】反应历程中的化学平衡问题 【题型五】化学平衡综合应用 02 重难创新练 03 真题实战练 题型一 化学平衡基本计算 1．（2025·四川达州·二模）在一定温度下，将和充入容积为的恒容密闭容器中发生反应：。5min后反应达到平衡，测得容器内的浓度减少了，则下列叙述正确的是 A．当体系中气体的密度不变时，无法判断反应是否达到平衡 B．平衡时A、B的转化率均为40% C．初始时的压强与平衡时的压强比为 D．达到平衡时，若再充入1molB和1molD，平衡将向正反应方向移动 【答案】B 【详解】A．容器体积始终不变，而反应中气体的质量为变量，则混合气体的密度不变，说明反应已达平衡，A错误； B．5min后反应达到平衡，测得容器内的浓度减少了，则反应B为2L×=0.8mol，由方程式反应AB分别为0.4mol、0.8mol，则平衡时A、B的转化率分别为、，B正确；   C．结合B分析，反应后ABD分别为0.6mol、1.2mol、0.8mol，总的物质的量为2.6mol，则初始时的压强与平衡时的压强比为（1mol+2mol）：2.6mol=15:13，C错误； D．结合C分析，反应的，若再充入1molB和1molD，平衡将向正反应方向移动，则反应逆向进行，D错误； 故选B。 2．（2025·河南·二模）一定温度下，向1L真空刚性容器中加入，发生反应：  ，反应达到平衡时，。下列叙述正确的是 A．若升高温度，的平衡转化率增大，则上述反应 B．再充入(不反应)，平衡正向移动 C．再充入，达到新平衡时， D．再充入和，此时 【答案】D 【分析】由题可知，平衡时c()、c()分别为0.6mol/L、0.4 mol/L，则平衡常数K=。 【详解】A．升高温度，平衡转化率增大，说明平衡正向移动，正反应是吸热反应，A错误； B．不参与反应，充入，、、浓度没有变化，则平衡不移动，B错误； C．保持温度不变，如果此操作下平衡不移动，因投入量加倍，则产物量加倍，此时浓度商Qc= ，说明此操作下相对初始只加入1mol来说，平衡逆向移动，即达到新平衡时，C错误； D．此时浓度商，平衡正向移动，即，D正确； 故答案选D。 3．（2025·江苏·二模）下列有关反应 的说法正确的是 A．该反应在任何温度下都能自发进行 B．消耗，反应转移电子 C．恒温密闭容器中，压缩体积，值增大 D．恒容密闭容器中，升高温度，平衡逆向移动 【答案】D 【详解】A．由方程式可知，该反应是一个气体体积减小的放热反应，反应的、，根据，该反应在低温条件下能自发进行，A项错误； B．未指定标准状况，无法计算的物质的量和反应转移电子的物质的量，B项错误； C．值只与温度有关，温度不变则值不变，C项错误； D．该反应是放热反应，升高温度，向吸热方向进行，即平衡逆向移动，D项正确； 答案选D。 题型二 单一化学平衡图像问题 4．（2025·四川绵阳·二模）高温裂解转化为和硫蒸气。维持体系压强为100kPa，反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如图所示。下列说法错误的是 A．高温裂解反应 B．曲线c表示的体积分数 C．恒定温度，增大压强可使该反应平衡转化率降低 D．1300℃时，该反应的压强平衡常数 【答案】B 【详解】A．由图示信息可知，曲线a代表H2S的体积分数随温度改变的变化，则温度越高，H2S的体积分数越小，说明升高温度平衡正向移动，故高温裂解反应的△H＞0，故A正确； B．H2S分解产生H2和S蒸气，随着温度的升高H2S分解率增大，则其中H2S的含量会逐渐降低，H2、S蒸气含量会逐渐增加，所以a表示H2S，b、c表示两种生成物，由于二者的含量比是2：1，根据元素守恒，可知b表示H2，c表示的是S2，故B错误； C．恒容、恒温条件下，按勒夏特列原理，压强增大，反应向减少压强的方向移动，即向气体分子数减少的方向移动，则硫化氢高温裂解反应向生成硫化氢的方向进行，平衡转化率降低，故C正确； D．根据图示可知：在1300℃时，H2S的体积分数是50%，假设反应开始时H2S物质的量是1 mol，平衡时分解的H2S为x mol，根据反应方程式：2H2S(g)=2H2(g)+S2(g)可知在平衡时n(H2S)=(1-x) mol，n(H2)=x mol，n(S2)=0.5x mol，则=50%，解得x=0.4 mol，所以H2S的分解率为×100%=40%，此时H2S占总量的，H2占总量，S2占总量的，气体的物质的量越多，其所占的分压就越大，则用分压表示的化学平衡常数Kp==7.4 kPa，故D正确； 故答案为B。 5．（2025·浙江温州·二模）水煤气变换法反应为：，将各0.5mol的CO和混合气体投入体积可变的密闭容器中，于不同的温度下测得反应物的物质的量分数()随时间变化关系如图所示。 下列说法不正确的是 A．温度高于 B．升高温度，正反应速率增大的倍数小于逆反应速率 C．恒温恒容下，在状态a容器中再充入和，平衡不移动 D．在时，反应物的物质的量投入加倍，则随时间变化可能为曲线L 【答案】D 【详解】A．由图可知，比先到达平衡状态，说明比对应反应速率快，则温度，A正确； B．由图可知，升高温度，反应物的物质的量分数()增大，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应为放热反应；对放热反应而言，升高温度，正、逆反应速率都增大，但是正反应速率增大的倍数小于逆反应速率，B正确； C．状态a容器中，达到平衡时，消耗、物质的量均为，则生成、物质的量均为，平衡时，再充入和，瞬时，则平衡不移动，C正确； D．体积可变的密闭容器中，在时，反应物的物质的量投入加倍，则容器的体积也加倍，容器中反应物的浓度不变，化学反应速率不变，到达平衡的时间不变，则随时间变化不可能为曲线L，D错误； 故选D。 6．（2025·安徽·一模）“双碳”战略背景下，和的减排和转化利用受到普遍关注，已知和催化重整的主反应为  。其他条件一定，在Ar作为辅助气体时，与的物质的量之比以及气体总流量对重整反应的影响分别如图1、2所示，下列说法错误的是 A．恒温恒压时，充入气体Ar有利于提高和的平衡转化率 B．主反应的正反应的活化能大于逆反应的活化能 C．与物质的量之比达后转化率有所下降，的产率提升并不明显，可能是过量的发生了反应 D．随气体流量增加，原料气转化率和目标产物产率逐渐降低，所以气体流量越低越好 【答案】D 【详解】A．反应为气体体积增大的反应，恒温恒压时充入Ar，体系体积增大，相当于减压，根据勒夏特列原理，减小压强平衡正向移动，有利于提高和的平衡转化率，A项正确； B．主反应的，反应为吸热反应。吸热反应中，正反应的活化能大于逆反应的活化能，B项正确； C．由图1知与物质的量之比达后转化率有所下降，的产率提升并不明显，可能是过量的与发生了反应，C项正确； D．由图2知随气体流量增加，原料气转化率和目标产物产率逐渐降低，当流量过低时，反应速率慢，单位时间内的产量也低，并非气体流量越低越好，D项错误； 综上所述，答案是D。 7．（2025·江西·一模）某小组通过实验探究催化剂对反应速率的影响。在恒容密闭容器中充入和，发生反应。测得500℃时的物质的量分别在催化剂甲和催化剂乙的作用下随时间的变化关系如图所示。下列叙述错误的是 A．催化剂甲的催化效果比乙好 B．500℃下，该反应的平衡常数为1620 C．在催化剂乙作用，内， D．平衡后再充入和，的平衡转化率减小 【答案】D 【详解】A．由图，使用甲催化剂反应首先达到平衡，则催化剂甲的催化效果比乙好，A正确； B．由图，平衡时生成4.5mol三氧化硫，则反应4.5mol二氧化硫、2.25mol氧气，反应后存在0.5mol二氧化硫、0.25mol氧气，则500℃下，该反应的平衡常数为，B正确； C．在催化剂乙作用，内，，C正确；   D．平衡后再充入和，相当于在的容器中加入和，达到平衡时，将体积压缩为，若达到平衡时不压缩容器体积，容器中的平衡转化率与将和充入容器中的平衡转化率相等，反应为气体分子数减小的反应，将容器压缩至体积为，平衡正向移动，故平衡后再充入和，的平衡转化率增大，D错误； 故选D。 8．（2025·海南·模拟预测）一定条件下，与反应生成：。在密闭容器中加入、，发生上述反应，测得平衡体系中的物质的量分数在不同压强、温度下的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A．该反应的 B．压强： C．平衡常数： D．正反应速率： 【答案】C 【分析】升高温度，CH3OH的体积分数减小，说明正反应是放热反应，所以；增大压强，平衡正向移动，甲醇的体积分数增大，相同温度下，p1、p2、p3对应的甲醇的体积分数依次减小，所以 ，据此分析； 【详解】A．根据分析可知，，A正确； B．根据分析可知，压强：，B正确； C．平衡常数是温度函数，e、b、f压强相同温度不同，升高温度，甲醇的体积分数依次减小，平衡逆向移动，平衡常数减小，故平衡常数：，C错误； D．a、b、c温度相同压强不同，压强增大，速率加快，故，D正确； 故选C。 9．（2025·广西来宾·一模）近年来，研究者开发出新工艺利用乙酸合成乙酸乙酯，使生产成本明显降低。向密闭容器中充入等物质的量的乙烯(g)与乙酸(g)，发生的反应为，测得在不同压强下乙酸乙酯的平衡产率随温度（T）的变化关系如图所示。下列说法错误的是 A．正反应速率： B．a、c、d点对应的压强平衡常数之比为 C．该反应在任何温度下都不能自发进行 D．该反应的正反应活化能大于逆反应的活化能 【答案】B 【分析】已知，根据图像可知，升高温度，乙酸乙酯产率增大，说明升高温度化学平衡正向移动，正反应吸热，另根据化学方程式可知，增大压强化学平衡正向移动，乙酸乙酯产率增大，所以p1>p2>p3且该反应，回答下列问题； 【详解】A．根据分析可知：b、c、d三点温度相同，但压强b>c>d，温度相同时，压强越大，正反应速率越快，所以正反应速率：b>c>d，A不符合题意； B．起始时通入等物质的量的乙烯(g)与乙酸(g)，发生，a、c两点乙酸乙酯的产率相同，也就是反应物转化率相同，那么a、c两点有相同的三段式如下：，可以得到a点，c点，所以a、c两点的压强平衡常数之比为，c、d两点的温度相同，相同，所以a、c、d三点压强平衡常数之比为：，B符合题意； C．根据分析可知，该反应，，该反应在任何温度下都不能自发进行，C不符合题意； D．根据分析可知，该反应为吸热反应，，，所以正反应活化能>逆反应活化能，D不符合题意； 故答案选B 题型三 多平衡图像问题 10．（2025·江苏·一模）二氧化碳催化加氢可获得CO。其主要反应为 在、时，若仅考虑上述反应，平衡时部分物种的物质的量分数随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．、 B．图中X表示 C．提高CO的产率，需研发380℃以下的高效催化剂 D．900℃时，其他条件不变，增大容器压强，不变 【答案】C 【详解】A．由图所示，温度升高，甲烷的物质的量分数减少，平衡逆向进行，故，温度升高，甲烷的物质的量分数减少，二氧化碳物质的量增加，但图中二氧化碳的物质的量减少，说明反应1的正向进行且程度大于反应2逆向进行程度，使二氧化碳减少，反应2正向进行，故，A正确； B．由于温度升高，反应1的正向进行且程度大于反应2逆向进行程度，故X的物质的量分数增加，CO的物质的量分数小于水的，故X代表，B正确； C．因，，380℃之后，反应1的正向进行且程度大于反应2逆向进行程度，为 提高CO的产率，需研发380℃以上的高效催化剂，C错误； D．900℃时，其他条件不变，甲烷的物质的量分数为0，说明只发生反应1，增大容器压强，反应1不移动，故不变，D正确； 故选C。 11．（2025·浙江金华·二模）二氧化碳加氢制甲醇过程中的主要反应如下(忽略其他副反应)： 反应①：  kJ/mol 反应②：  kJ/mol 恒压下，按投料比充入密闭容器中，达到平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示(为压强平衡常数：用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。下列说法不正确的是 A．容器内混合气体的密度不再改变时已达平衡状态 B．图中X、Y分别代表CO、 C．250℃时，反应②的平衡常数 D．若恒温恒容时，以投料，，平衡时，则反应①的 【答案】B 【详解】A．恒压条件下，反应前后气体的总质量不变，但气体的物质的量会发生变化，所以容器体积会改变，当混合气体的密度不再改变时，说明容器体积不再变化，即气体的物质的量不再变化，反应达到平衡状态，A正确； B．反应①是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，和的物质的量分数减小；反应②是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，和的物质的量分数增大；从图像可知，随着温度升高，的物质的量分数增大，的物质的量分数减小，所以代表，代表，B错误； C．反应②的平衡常数，由图像可知，时，，，所以，C正确； D．设起始时，，设反应①中转化了x mol，反应②中转化了y mol ，平衡时，，由，得3x = 2x + 2y，即；，，；因为，恒温恒容下P与n成正比，，则，即，解得x = 2mol ；平衡时，，，，总物质的量为10mol ；，，， ；反应①的，D正确； 故本题答案为：B。 12．（2025·广西南宁·模拟预测）利用CO2、H2为原料合成含碳化合物的主要反应如下。 Ⅰ． Ⅱ． 一定条件下，分别以物质的量之比n(CO2)：n(H2)=1：3、n(CO2)：n(H2)=1：4向恒压密闭容器中通入CO2和H2混合气体，CO2平衡转化率和CH3OH选择性随温度的变化曲线如图所示。下列叙述错误的是 A．曲线L2表示以n(CO2)：n(H2)=1：3投料下的CO2的平衡转化率 B．a、b两点CO的物质的量：a＜b C．升高温度，可同时提高CO的生成速率和选择性 D．a、b、c三点对应反应Ⅰ的平衡常数：K(a)＜K(b)=K(c) 【答案】D 【分析】反应Ⅰ是放热反应，反应Ⅱ是吸热反应，升高温度，反应Ⅰ逆向移动，反应Ⅱ正向移动，CH3OH的选择性减小。增大n(CO2)：n(H2)，CO2转化率减小，所以曲线L2表示以n(CO2)：n(H2)=1：3投料下的CO2的平衡转化率随温度的变化曲线，曲线L1表示以n(CO2)：n(H2)=1：3投料下的CH3OH选择性随温度的变化曲线。 【详解】A．根据分析知，曲线L2表示以n(CO2)：n(H2)=1：3投料下的CO2的平衡转化率，A正确； B．CH3OH选择性：a>b，则CO选择性：a<b，则b点CO的物质的量更大，B正确； C．温度高，反应速率更快。升高温度，反应Ⅰ逆向移动，反应Ⅱ正向移动，CO的选择性更高，C正确； D．反应Ⅰ是放热反应，温度越高，K值越小，则K(a)＞K(b)=K(c)，D错误； 故选D。 13．（2025·江苏南通·二模）CH4和CO2重整制氢体系中主要发生下列反应： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   在密闭容器中，、n始(CH4)=n始(CO2)=1mol时，若仅考虑上述反应，平衡时各气态物质的物质的量随温度的变化如图所示。 下列说法不正确的是 A．曲线a表示平衡时CO的物质的量随温度的变化 B．625℃，反应Ⅱ的平衡常数 C．500~600℃，随着温度升高，容器中积碳减少 D．1000℃下，增大压强，平衡体系中不变 【答案】B 【分析】依据发生的反应，体系中含有的物质有CH4、CO2、CO、H2、H2O(g)、C。n始(CH4)=n始(CO2)=1mol，则n(C)=2mol，n(H)=4mol。625℃时，n(H2O)=0.5mol，n(CH4)=0.15mol，则n(H2)=(4mol-0.5mol×2-0.15mol×4)=1.2mol，而曲线a中，某气体的物质的量为0.5mol，所以曲线a表示CO的物质的量随温度的变化，另一条曲线表示H2的物质的量随温度的变化。n(CO)=n(CO2)=0.5mol，n(CH4)=0.15mol，则n(C)=2mol-0.5mol-0.5mol-0.15mol=0.85mol。 【详解】A．由分析可知，曲线a表示平衡时CO的物质的量随温度的变化，A正确； B．625℃，设容器的容积为VL，则反应Ⅱ的平衡常数K===，B不正确； C．500~600℃，随着温度升高，反应Ⅲ的平衡不断逆向移动，所以容器中积碳减少，C正确； D．由图像可知，1000℃下，n(H2)=n(CO)=2mol，表明体系中只发生反应Ⅰ，且发生完全转化，增大压强，体系中不变，D正确； 故选B。 题型四 反应历程中的化学平衡问题 14．（2025·四川雅安·二模）碳酸二甲酯是一种低毒、性能优良的有机合成中间体，科学家提出了新的合成方案(吸附在催化剂表面上的物种用*标注)，反应机理如图所示。(能垒：反应物与过渡态之间的能量差) 下列说法正确的是 A．第2步的基元反应方程式为： B．使用催化剂可以提高反应速率和反应热 C．反应进程中决速步骤的能垒为 D．升高温度，合成碳酸二甲酯反应速率增加，平衡向逆反应方向移动 【答案】A 【知识点】吸热反应和放热反应 【详解】A．根据图中反应历程可知，第2步基元反应为：，A正确； B．使用催化剂可以提高反应速率，但是反应热不会变化，B错误； C．反应进程中经过渡态的反应能垒最大，是决速步骤，其能垒为：，C错误； D．由图可以看出，产物总能量高于反应物总能量，即，所以升高温度，合成碳酸二甲酯反应速率增加，平衡向正反应方向移动，D错误； 故选A。 15．（2025·广东茂名·二模）催化剂1和催化剂2均能催化反应（M1和M2为中间产物）。反应历程如图，其他条件相同时，下列说法正确的是 A．使用催化剂1，该反应焓变会变得更小 B．使用催化剂2，反应能更快到达平衡 C．使用催化剂2，平衡时W的浓度更大 D．使用催化剂1和2，反应历程的步数一样 【答案】B 【详解】A．催化剂只能改变反应速率，不能改变反应焓变，故A错误； B．使用催化剂2，活化能更小，反应速率更快，能更快到达平衡，故B正确； C．催化剂不能使平衡移动，使用催化剂2，平衡时W的浓度不变，故C错误； D．使用催化剂1，反应分2步进行，使用催化剂2，反应分3步进行，故D错误； 选B。 16．（2025·江西·一模）在两种不同催化剂作用下，反应的历程如图所示。 下列叙述正确的是 A．不同催化剂作用下使该反应的焓变不同 B．基元反应②和③的正反应 C．其他条件相同，比更不稳定 D．其他条件不变，升温能提高的平衡转化率 【答案】C 【详解】A．不同催化剂不改变反应的焓变，只改变反应速率，A错误； B．根据图像可知，基元反应②和③的正反应均是放热反应，B错误； C．比能量更低，比更稳定，C正确； D．总反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，的平衡转化率降低，D错误； 故选C。 17．（2025·河北·模拟预测）在两种不同催化剂作用下，的反应历程如图所示，、为反应中间产物。下列叙述错误的是 A．每一种历程都包含2个基元反应 B．催化剂1作用下，基元反应③是控速反应 C．其他条件相同，升温使X的平衡转化率减小 D．其他条件相同，浓度小于 【答案】D 【知识点】活化能对反应速率的影响、催化剂对化学反应速率的影响、影响化学平衡的因素 【详解】A．催化剂1下，基元反应为①和③，催化剂2下，基元反应为②和④，A正确； B．催化剂1作用下，能垒③①，基元反应③为控速反应，B正确； C．总反应是放热反应，升温，平衡向逆反应方向移动，X平衡转化率降低，C正确； D．观察图像，生成较快，消耗较慢；生成较慢，消耗较快，故其他条件相同，浓度大于，D错误； 故选D。 18．（2025·广东广州·模拟预测）反应X(g)Y(g)的能量变化与反应历程关系如图所示，其中曲线①和②分别为无催化剂和有催化剂时的情况。下列说法正确的是 A．相同条件下，稳定性：X>Y B．升高温度，达到新平衡时减小 C．达到平衡后充入He，体系压强增大，反应速率增大，K增大 D．使用催化剂后，反应历程中的决速步为 【答案】D 【详解】A．由图可知，反应物X的能量高于生成物Y的能量，根据物质能量越低越稳定的原则，相同条件下，稳定性应该是Y > X，故A错误； B．该反应中反应物X能量高于生成物Y能量，说明此反应是放热反应。升高温度，平衡会向吸热反应方向移动，即逆向移动。那么会增大，会减小，所以会增大，故B错误； C．达到平衡后充入He，虽然体系压强增大，但是各物质的浓度并没有改变，则反应速率不变，又因为平衡常数K只与温度有关，温度不变，K也不变，故C错误； D．使用催化剂后，反应历程中这一步的活化能最大，在化学反应中，活化能越大，反应速率越慢，而整个反应的速率由最慢的一步决定，即决速步，所以使用催化剂后，反应历程中的决速步为，故D正确； 故答案为D。 题型五 化学反应原理的综合应用 19．（2025·新疆·一模）某温度下，利用生产甲醇主要涉及以下两个反应。 反应Ⅰ．___________ 反应Ⅱ． 回答下列问题： (1)已知： ，反应Ⅰ的转化原理如图甲所示，则反应Ⅰ的热化学反应方程式为 。反应I在 条件下自发进行。 (2)若在恒压条件下的密闭容器中发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，平衡后再充入少量气体，反应Ⅱ平衡将 移动。(填“正向”“逆向”或“不”) (3)相同时间内，温度对转化率及甲醇和产率的影响如图乙所示。 ①由图乙判断合成最适宜的温度是 。 ②由图乙可知，温度升高，产率先升高后降低，降低的可能原因是 (任写两条)。 ③下列措施有利于提高转化为的平衡转化率的有 (填字母)。 A．容器容积不变，通少量气体，使压强变大 B．选择高效催化剂 C．容器容积和投料比不变，提高反应物浓度 (4)保持温度不变，在一体积不变密闭容器中充入和，发生反应Ⅰ、Ⅱ，测得起始总压强为，达到平衡时，测得容器内总压强为。已知：，平衡时的物质的量为 ；若此时的物质的量为，则反应I的平衡常数 (用含的代数式表示)。 【答案】(1) CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)　 ∆H1=-49.4kJ/mol 低温 (2)正向 (3) 250℃ 反应Ⅰ的正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，CH3OH产率降低；或温度升高，催化剂的活性下降，CH3OH产率降低 C (4) 1 【详解】（1）由图甲可知，反应Ⅰ的方程式为CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)，∆H1=∆H2+∆H3=+41.2kJ/mol+(-90.6kJ/mol)=-49.4kJ/mol；根据 ΔG=ΔH-TΔS，反应I的ΔH＜0，正反应气体体积数减小，ΔS＜0，ΔG＜0反应自发，自发进行的条件是低温； （2）恒压条件下的密闭容器中发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，平衡后再充入少量气体Ne，由于Ne会分压，导致原气体的分强减小，反应Ⅰ向气体体积大的方向移动，即逆向移动，c(CO2)、c(H2)与通入Ne后相比增大，反应Ⅱ正向移动； （3）①由图甲可知，起初温度升高，CH3OH的产率增大，当温度升高到250℃时，CH3OH的产率达最大值，继续升高温度，CH3OH的产率下降，则合成CH3OH最适宜的温度是250℃； ②温度升高，未平衡时，反应正向进行，CH3OH产率升高，平衡后，由于正反应放热，温度升高，平衡逆向移动，因此CH3OH产率降低，另外CH3OH产率先升高后降低还可能与催化剂的活性降低有关，升高温度，催化剂活性降低，导致反应速率下降，产率降低； ③A．容器容积不变，通少量气体He，原气体的浓度均不变，平衡不移动，不能提高转化率，A不符合题意； B．选用更高效催化剂，只能改变反应达平衡的时间，不能改变CO2的转化率，B不符合题意； C．体积和投料比不变，提高反应物浓度，相当于加压，平衡正向移动，CO2的平衡转化率提高，C符合题意； 故选C； （4）设参加反应Ⅰ的CO2的物质的量为x，参加反应Ⅱ的CO2的物质的量为y，则可建立如下三段式： 若反应Ⅰ、Ⅱ均达平衡时，p=po，=1.2，则=1.2，解得x=1mol，故平衡时CH3OH的物质的量为1mol；若此时n(H2O)=3mol，则x+y=3mol，y=2mol，CO2、H2、CH3OH、CO、H2O(g)的物质的量分别为2mol、2mol、1mol、2mol、3mol，反应Ⅰ的平衡常数Kp==。 20．（2025·宁夏银川·二模）二氧化碳与氢气在一定条件下可制备甲醛(HCHO)、甲酸(HCOOH)和甲醇()等有机物。回答下列问题： (1)制备甲醛：反应机理如下图所示 ① (用、、、表示)。 ②将等物质的量的与充入恒温恒容密闭容器中发生反应，不能说明该反应达到平衡状态的是 (填字母)。 a．的物质的量保持不变 b．单位时间内断裂2molH-H键的同时断裂2molC-H键 c．容器内混合气体的平均摩尔质量不变 d．容器内混合气体的密度保持不变 (2)制备甲酸：反应原理为。 已知：，，、为速率常数，与温度的关系如图所示。 若温度升高，则 (填“增大”“减小”或“不变”)；该反应的 (填“>”“<”或“=”)0. (3)催化加氢制甲醇也是碳循环的重要途径。在某催化剂表面与氢气作用制备甲醇的反应机理如图所示。催化循环中产生的中间体微粒共 种。 (4)在T℃时，将CO2、H2、N2按物质的量之比为6∶11∶1充入容积为10L的恒容容器中，初始压强为kPa，只发生CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)(<0)(N2不参加反应)，测得体系中剩余H2的物质的量随时间变化如图中状态Ⅰ所示。在状态Ⅰ中，平衡时压强为初始压强的，H2的体积分数为。 温度T℃时，状态I中，0~1min内的平均速率v(CH3OH)= mol·L−1·min−1(保留三位有效数字)，该反应的压强平衡常数Kp= 。(用平衡分压代替平衡浓度计算) 【答案】(1) D (2) 增大 < (3)6 (4) 0.167 【详解】（1）①根据反应机理可得，反应①；反应②；反应③；已知反应④；根据盖斯定律可知，由①+②+③-④可得反应，，故∆H=； ②A．的物质的量保持不变，能说明该反应达到平衡状态，A不符合题意； B．单位时间内，断裂2molH—H键的同时断裂2molC—H键，说明正逆反应速率相等，能说明该反应达到平衡状态，B不符合题意； C．由质量守恒定律可知，反应前后气体的质量不变，正反应是气体体积减小的反应，反应中容器内混合气体的平衡摩尔质量增大，容器内混合气体的平均摩尔质量不变可以说明该反应达到平衡状态，C不符合题意； D．混合气体总质量不变，容器容积不变，因此气体密度始终不变，故容器内混合气体的密度保持不变，不能说明该反应达到平衡状态，D符合题意； 故选D； （2）由图可知，若温度升高，则增大，也增大，且温度改变对的影响更大，故逆反应方向为吸热反应，则该反应的＜0； （3）由流程可知，催化循环中产生了H*、COOH*、COHOH*、HCO*、HCOH*、H2COH*，共6种中间微粒； （4）①根据图示，温度T℃，状态I中，8min后氢气的物质的量不再改变，说明达到平衡状态，设反应初始时CO2、H2、N2物质的量为6xmol、11xmol、xmol，列三段式为：，根据平衡时H2的体积分数为可得，解得x=1，则平衡时CO2、H2、CH3OH、H2O、N2物质的量为3mol、2mol、3mol、3mol、1mol，气体总物质的量为12mol；1min时，氢气的物质的量为6mol；初始氢气物质的量为11mol，则0~1min内的平均速率v(CH3OH)=；平衡时，该反应的压强平衡常数Kp=； 21．（2025·河南·三模）氟的氧化物在化工生产中有广泛应用。常见氟的氧化物有OF2、O2F2等。请回答下列问题： (1)O2F2分子结构如图所示，，它是 (填“极性”或“非极性”)分子。O2F2和H2O2结构相似且O2F2的相对分子质量大于H2O2，但是，常温常压下，O2F2呈气态，而H2O2呈液态，其状态不同的主要原因是 。 (2)O2F2具有强氧化性，能氧化H2S生成SF6，另外生成一种酸和一种单质。写出化学方程式： 。 (3)0.1molOF2(g)与足量水蒸气反应生成O2(g)和HF(g)时放出热量31.27kJ。写出该反应的热化学方程式： 。 (4)在TK下，向刚性密闭容器中充入适量OF2(g)气体发生分解反应：，测得部分气体的浓度如图所示。 ①逆反应速率：a (填“>”“<”或“=”)c。其他条件不变，若升高温度，c点可能向 (填字母)点移动。 A．d　　　B．e    　　　C． f　　　　D．m ②0~4min内平均速率v(O2)= ；该温度下，OF2平衡转化率为 %。 (5)某温度下，保持压强为akPa下，向密闭反应器充入1molO2F2(g)，发生反应： ① ② 平衡时转化率为80%，F2选择性为25%，则反应②的平衡常数Kp= kPa(用含a的代数式表示)。 提示：①用分压计算的平衡常数为压强平衡常数(Kp)，分压=总压物质的量分数； ②F2的选择性=。 【答案】(1) 极性 H2O2分子间存在氢键 (2) (3) (4) < A 70 (5) 【知识点】盖斯定律与热化学方程式、化学反应速率计算、化学平衡常数的计算、转化率的计算 【详解】（1）根据O2F2结构可知，它是极性分子；双氧水分子间能形成氢键，故它的沸点高于O2F2； （2）H2S和O2F2反应生成SF6， HF和 O2，化学方程式为：； （3）1molOF2（g）与1molH2O（g）完全反应生成1molO2（g）和2molHF（g）放出热量为312.7kJ。该反应的热化学方程式为：； （4）①化学反应启动到平衡前，总是正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，a点逆反应速率小于c点。升高温度，反应速率增大，达到平衡所用时间缩短，由于正反应热效应未知，不能确定平衡移动方向，故只能确定c点向左上或左下方向移动，A项符合题意； ②根据反应式确定O2速率与OF2速率关系计算：。根据图像可知，反应10min时达到平衡，从反应开始至达到平衡过程，OF2浓度一直减小，OF2浓度由0.10mol/L减小至0.03mol/L，则该温度下，OF2平衡转化率为； （5）依题意，平衡时，，，，，气体分压计算：，，，反应②的平衡常数。 22．（2025·湖南湘潭·模拟预测）碳达峰和碳中和是应对气候变化的重要策略，以为原料合成甲醇可以减少的排放，可以更快地实现碳达峰和碳中和。回答下列问题： I.和生成甲醇涉及的反应如下： 主反应：   副反应：   (1)反应   。 (2)时，在主、副反应的混合体系中，平衡时，生成甲醇的选择性[选择性]随压强的变化如图所示。 ①增大压强，甲醇的选择性增大的原因是 。 ②时，若在密闭容器中充入和，在压强为时，生成0.6mol CO，则时，主反应的压强平衡常数 。(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数) II.催化剂的性能测试：一定条件下使、混合气体通过反应器，检测反应器出口气体的成分及其含量，计算的转化率和的选择性以评价催化剂的性能。 (3)时，测得反应器出口气体中全部含碳物质的物质的量之比，则该温度下的转化率为 。 (4)其他条件相同时，反应温度对的转化率和的选择性的影响如图1、2所示。 ①由图1判断，实验中反应未达到化学平衡状态的点为 。 ②温度高于时，平衡转化率升高的原因是 。 ③温度相同时，选择性的实验值略高于平衡值(见图2)，从化学反应速率的角度解释原因： 。 【答案】(1)-90.7 (2) 主反应正反应为气体分子数减小的反应，副反应为气体分子数不变的反应，故增大压强主反应向正反应方向移动，甲醇的选择性增大 (3)25% (4) ABCD 温度升高，主反应逆向进行，副反应正向进行，温度高于260℃时，副反应正向进行的程度大于主反应逆向进行的程度 温度相同时，主反应的速率大于副反应，单位时间内生成甲醇的量比生成CO的量多 【知识点】盖斯定律与热化学方程式、影响化学平衡的因素、化学平衡常数的计算、转化率的计算 【详解】（1）根据盖斯定律可知，； （2）①加压，平衡向气体分子数减小的反应，则增大压强，甲醇的选择性增大的原因是：主反应正反应为气体分子数减小的反应，副反应为气体分子数不变的反应，故增大压强主反应向正反应方向移动，甲醇的选择性增大； ②由图可知，平衡时，甲醇的选择性为40%，此时生成0.6molCO，则生成0.4mol的甲醇，根据主反应可知 ， 根据副反应可知， 平衡时总物质的量：1mol+1mol+0.6mol+1mol+04mol=4mol，平衡时二氧化碳、氢气、甲醇、水蒸气的分压分别为：、、、，则时，主反应的压强平衡常数； （3）230℃时，测得反应器出口气体中全部含碳物质的物质的量之比n(CH3OH)：n(CO2)n(CO)=5：18：1，假设生成的CH3OH的物质的量为5mol，则生成的CO的物质的量为1mol，剩余的CO2的物质的量为18mol，根据碳原子守恒，起始的CO2的物质的量为5mol+18mol+1mol=24mol，则该温度下CO2转化率的计算式为×100%=25%； （4）①由图1可知在不同温度下，CO2转化率的实验值均小于平衡值，说明实验中反应均未达到化学平衡状态，故答案为：ABCD； ②主反应为放热反应，副反应为吸热反应，温度升高，主反应逆向移动，副反应正向移动，温度高于260℃时，副反应正向移动的程度大于主反应逆向移动的程度，所以平衡转化率随温度升高还在增大，故答案为：温度升高，主反应逆向进行，副反应正向进行，温度高于260℃时，副反应正向进行的程度大于主反应逆向进行的程度； ③由图可知，温度相同时，CH3OH选择性的实验值略高于平衡值，从化学反应速率的角度看原因是：温度相同时，主反应的速率大于副反应，单位时间内生成甲醇的量比生成CO的量多。 1．（2025·四川·模拟预测）恒容反应器中，和均能催化反应：(羟基乙醛)，反应历程如图所示，为中间体，为过渡态。 下列描述正确的是 A．“插入”步骤，为 B．催化作用下，“加氢”步骤为决速步骤 C．催化作用下，羟基乙醛的生成速率更小 D．反应达平衡时，升高温度，羟基乙醛的浓度增大 【答案】B 【知识点】碰撞理论及活化能、影响化学平衡的因素 【详解】A．由图可知，一氧化碳插入步骤为放热反应，反应△H=—15.4kcal/mol，故A错误； B．反应的活化能越大，反应速率越慢，慢反应是反应的决速步骤，由图可知，Rh催化作用下，加氢步骤的活化能为24.4 kcal/mol，反应的活化能最大，所以加氢步骤为决速步骤，故B正确； C．反应的活化能越大，反应速率越慢，由图可知，Rh催化作用下，反应的活化能大于Rh/Mn催化作用下，所以羟基乙醛的生成速率小于Rh/Mn催化作用下，故C错误； D．由图可知，生成羟基乙醛的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，羟基乙醛的浓度减小，故D错误； 故选B。 2．（2025·江苏·一模）二氧化碳催化加氢可获得CO。其主要反应为 在、时，若仅考虑上述反应，平衡时部分物种的物质的量分数随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．、 B．图中X表示 C．提高CO的产率，需研发380℃以下的高效催化剂 D．900℃时，其他条件不变，增大容器压强，不变 【答案】C 【知识点】影响化学平衡的因素、化学平衡图像分析 【分析】由图可知，温度升高，甲烷的物质的量分数减少，二氧化碳物质的量增加，但图中二氧化碳的物质的量减少，说明反应1的进向进行，使二氧化碳减少。 【详解】A．由图所示，温度升高，甲烷的物质的量分数减少，平衡逆向进行，故，温度升高，甲烷的物质的量分数减少，二氧化碳物质的量增加，但图中二氧化碳的物质的量减少，说明反应1的正向进行且程度大于反应2逆向进行程度，使二氧化碳减少，反应2正向进行，故，A正确； B．由于温度升高，反应1的正向进行且程度大于反应2逆向进行程度，故X的物质的量分数增加，CO的物质的量分数小于水的，故X代表，B正确； C．因，，380℃之后，反应1的正向进行且程度大于反应2逆向进行程度，为 提高CO的产率，需研发380℃以上的高效催化剂，C错误； D．900℃时，其他条件不变，甲烷的物质的量分数为0，说明只发生反应1，增大容器压强，反应1不移动，故不变，D正确； 故选C。 3．（2025·辽宁·模拟预测）在三个容积均为1L的密闭容器中，起始时的浓度均为，以不同的氢碳比充入和，一定条件下发生反应，的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A．在氢碳比为时，点的正反应速率小于逆反应速率 B．氢碳比：，且 C．其他条件不变，将反应容器的容积压缩为原来的一半，图中曲线将发生变化 D．向处于点状态的容器中，按2：4：1：4的浓度比再充入，再次达到平衡后的平衡转化率减小 【答案】C 【知识点】影响化学平衡的因素、温度对化学平衡移动的影响、压强对化学平衡移动的影响 【分析】根据图像分析可知，随着温度升高，二氧化碳的转化率下降，平衡逆向移动，说明正反应为放热反应；氢碳比越高，则二氧化碳转化率越大。 【详解】A．相同温度下，点对应的二氧化碳转化率还没有达到②曲线对应的转化率，此时平衡还在正向移动，故正反应速率大于逆反应速率，A错误； B．由于在相同的温度条件下，氢碳比越大，二氧化碳的平衡转化率越大，故氢碳比①>②，即氢碳比：；根据分析可知，，B错误； C．其他条件不变，将反应容器的容积压缩为原来的一半，增大了压强，平衡正向移动，二氧化碳转化率变化，图中曲线将发生变化，C正确； D．按的比例再充入，相当于再按照充入氢气和二氧化碳，氢碳比大于，则次平衡后二氧化碳转化率增大，D错误； 故选C。 4．（2025·重庆·模拟预测）向温度不同的3个体积均为2L的恒容密闭容器中均充入和，保持其它条件相同，发生反应，测得时A的物质的量如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的 B．c点一定满足： C．b点处于平衡状态，A的平衡转化率为65% D．向c点容器中充入和，B的转化率增大 【答案】B 【知识点】化学平衡状态本质及特征、温度对化学平衡移动的影响、化学平衡常数的影响因素及应用、转化率的计算 【分析】横坐标：表示温度（），数值从左到右依次为200、300、400 ，体现了不同的反应温度条件。纵坐标：表示A的物质的量（n(A)/mol）数值从下到上有相应刻度，反映了在不同温度下10min时A的物质的量的多少。a点：对应温度为，10min时n(A)=0.50mol。b点：对应温度为，10min时n(A)=0.35mol。c点：对应温度为，10min时n(A)=0.75mol；200~300℃，升高温度，A的物质的量减小，说明升高温度反应速率加快；300~400℃，升高温度后，A的物质的量增大，说明升高温度，平衡逆向移动。 【详解】A．由图可知，300~400℃，温度升高，10min时n(A)增大，说明升高温度平衡逆向移动。根据勒夏特列原理，升高温度平衡向吸热反应方向移动，逆向是吸热方向，则正向为放热反应，，A项错误； B．ｃ点反应达到平衡，。对于反应，化学计量数之比v(A):v(B)=1:2，所以，B项正确； C．仅根据图像无法确定b点一定处于平衡状态。虽然已知b点n(A)=0.35mol ，若处于平衡状态，A的转化率，但不能确定就是平衡状态，C项错误； D．容器体积为2L，c点n(A)=0.75mol，n(Ｃ)为0.25mol，K=，此时再向容器Ⅲ中充入充入0.6mol A和0.2mol C，Q=，Q=K，平衡不移动，B的转化率不变，D项错误； 综上，答案是B。 5．（2025·辽宁大连·一模）二氧化碳加氢的高值化利用是解决全球气候变暖和能源短缺问题的重要举措。乙烯、甲醇、二甲醚等基础化工原料是二氧化碳加氢转化的主要产品。 I．二氧化碳加氢制乙烯 已知的燃烧热为；的燃烧热为；气化需的能量。 (1)写出二氧化碳加氢制乙烯和的热化学方程式 。 (2)该反应需要 (填写“低温”、“高温”或“任意温度”)时能自发进行。 II．二氧化碳加氢制二甲醚 其中涉及的反应有： i． ii． iii． 已知：生成物M的选择 (3)在恒温恒容条件下，将一定量的通入密闭容器中(含催化剂)发生上述反应。下列能说明该反应体系已达化学平衡状态的是_______(填选项)。 A． B．反应ii中 C．混合气体的密度不变 D．混合气体的平均相对分子质量不变 在恒压密闭容器中充入和发生反应，的平衡转化率和生成物的选择性随温度变化如图所示(不考虑其他因素影响)： (4)在条件下，平衡时 ，计算反应ii在下的平衡常数 (精确至1)。 (5)温度高于，平衡转化率随温度升高而上升的原因是 。 III．催化制备二甲醚 催化直接加氢合成二甲醚的反应机理如图甲，在界面上发生的反应为，其反应历程如图乙，在界面上发生的反应除生成自由基外还有水蒸气产生。 (6)图乙表示的反应历程中，决速步骤为_______。 A． B． C． D． (7)界面上的反应为 。 【答案】(1) (2)低温 (3)D (4) 2.84 25 (5)温度高于时，升高温度，反应i，平衡左移，反应iii，平衡右移，且反应iii右移程度大于反应i左移程度，使的平衡转化率上升 (6)D (7) 【知识点】盖斯定律与热化学方程式、化学平衡图像分析、化学平衡状态的判断方法、化学平衡常数的计算 【详解】（1）的燃烧热化学方程式为：，的燃烧热化学方程式：，，则二氧化碳加氢制乙烯和的热化学方程式，即； （2）该反应为放热反应，，同时气体分子数减小，即，，低温时，所以该反应在低温时能自发进行； （3）A．反应进行到某个时刻，物质的量之比恰好为1：1，不能说明反应达平衡状态，A错误； B．根据反应ii，当，正逆反应速率相等，且符合计量关系，反应达到平衡，而不能说明反应达到平衡状态，B错误； C．根据，反应前后物质均为气体，反应过程中气体总质量不变，恒容条件下气体总体积不变，则混合气体密度始终保持不变，混合气体密度始终不变不能说明反应达平衡状态，C错误； D．根据，反应前后物质均为气体，反应过程中气体总质量不变，反应前后气体物质的量不断变化，则混合气体的平均相对分子质量不变，说明反应达平衡状态，D正确； 答案选D。 （4）在220℃条件下，平衡转化率为40%，CO的选择性为5%、二甲醚的选择性为80%，则有0.38mol与反应i，消耗1.14mol，有0.02 mol 参与反应iii，消耗0.02mol反应，则剩余的；平衡时，，，，平衡常数； （5）温度高于，平衡转化率随温度升高而上升的原因：温度高于时，升高温度，反应i，平衡左移，反应iii，平衡右移，且反应iii右移程度大于反应i左移程度，使的平衡转化率上升； （6）在反应历程中，反应过程的能垒最高（活化能最大），反应速率最慢，该步骤为反应的决速步骤，由图乙可知，活化能最大，反应速率最慢，为决速步骤，则答案选D； （7）在界面上发生的反应为，同时除生成自由基外还有水蒸气产生，则界面上的反应为； 6．（2025·河南·一模）研究的综合利用、实现资源化是能源领域的重要发展方向。 (1)以二氧化钛表面覆盖的为催化剂，可以将和直接转化成乙酸。 ①研究发现该反应在250~300℃时，温度升高，乙酸的生成速率反而降低，原因是 。 ②为了提高该反应中的平衡转化率，可以采取的措施是 （写出两种）。 (2)我国科学家研究发现二氧化碳电催化还原制甲醇的反应  需通过以下两步实现： Ⅰ．   Ⅱ．   反应过程中各物质的相对能量变化情况如图所示。 ① 。稳定性：过渡态1 （填“大于”、“小于”或“等于”）过渡态2。 ②为探究反应  ，进行如下实验：在一恒温、体积为2L的密闭容器中，充入和，进行该反应（不考虑其他副反应）。10min时测得和的体积分数之比为且比值不再随时间发生变化。反应开始到平衡时，和转化之比为 。该温度下的平衡常数。 （保留三位有效数字）。 (3)已知：  ；控制温度30~40℃之间的弱酸性溶液，采用活性微生物电催化技术，在电解池中可实现的甲烷化。 ①微生物电解池中实现甲烷化的阴极电极反应为 。 ②如果处理有机物产生标准状况下，则理论上导线中通过的电子的物质的量为 。 【答案】(1) 250~300℃时，温度升高，催化剂的催化效率降低对反应速率的影响大于温度升高对反应速率的影响 增大体系压强、增大的浓度、及时分离出乙酸（任写两种） (2) 小于 59.3 (3) 【知识点】盖斯定律与热化学方程式、影响化学平衡的因素、化学平衡常数、电解池电极反应式及化学方程式的书写 【详解】（1）①250~300℃时，温度升高，乙酸的生成速率反而降低，考虑到反应使用了金属催化剂，推测是催化剂的催化效率降低对反应速率的影响大于温度升高对反应速率的影响； ②为了提高该反应中的平衡转化率，可以采取增大体系压强、增大的浓度、及时分离出乙酸等措施； （2）①由图象可知，；过渡态1能量高于过渡态2，故稳定性：过渡态1小于过渡态2； ②设达到平衡时，浓度为，则平衡时浓度为，浓度为，浓度为，根据和的体积分数之比为得到如下关系式：，则，则有和转化之比为，而该温度下平衡常数； （3）①由，可知该反应的逆反应为电解池反应，阴极上发生还原反应转化为甲烷，电极反应式为； ②标准状况下的甲烷的物质的量为，生成，碳元素化合价由0价降低为价，所以转移的电子的物质的量为生成。 7．（2025·青海西宁·一模）作为重要的温室效应气体，开发“碳捕获”技术，并生产其它化工产品是当前化工研究领域的热点问题。 Ⅰ．催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用与封存技术，该过程发生以下反应： ① ② 回答下列问题： (1)反应③的平衡常数，其热化学反应式为 。 (2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有_______。 A．增大浓度，反应①、②的正反应速率都增加 B．移去部分，反应②、③的平衡均向右移动 C．加入反应①的催化剂，可提高的平衡转化率 D．降低反应温度，反应①②③的正、逆反应速率都减小 Ⅱ．在5.0MPa下，将和在催化剂作用下仅发生上述反应①和②，平衡时或CO的选择性及的转化率a随温度的变化如图所示： (3)表示平衡时的转化率的曲线是 (填“x”“y”或“z”)，后，转化率随温度改变呈现该曲线变化的原因是 。 (4)时，平衡体系共有，则的平衡转化率 ，反应②在该温度下的压强平衡常数 (列计算式，气体的分压总压该气体的物质的量分数)。 (5)p、q两点反应②的正反应速率大小： 。(填“”“”或“”) Ⅲ．利用电化学装置可实现和的耦合转化，原理如图所示。 (6)阳极生成乙烷的电极反应式为 。 【答案】(1) (2)AD (3) z 反应①为吸热反应，反应②为放热反应，温度低于时，以反应②为主，随温度升高，平衡逆向移动，的转化率降低；温度高于时，以反应①为主，随温度升高，平衡正向移动，的转化率升高 (4) (5) (6) 【知识点】影响化学反应速率的因素、影响化学平衡的因素、化学平衡常数的计算、电解池电极反应式及化学方程式的书写 【详解】（1）由平衡常数可知，反应③为，由盖斯定律可知，反应②—反应①=反应③，则ΔH3=ΔH2—ΔH1=(—49.5kJ/mol)—(+41.2 kJ/mol)=—90.7 kJ/mol，反应的热化学方程式为，故答案为：； （2）A．增大二氧化碳的浓度，反应①和反应②的反应物浓度均增大，正反应速率都增加，故正确； B．移去部分甲醇，反应②的平衡向右移动，氢气的浓度减小、水蒸气的浓度增大，导致反应③的平衡向左移动，故错误； C．加入反应①的催化剂，反应①反应速率增大，但平衡不移动，故错误； D．降低反应温度，反应①②③的正、逆反应速率都减小，故正确； 故选AD； （3）反应①为吸热反应、反应②为放热反应，升高温度，反应②平衡向逆反应方向移动，二氧化碳的转化率增大、甲醇的选择性减小，则x曲线是甲醇选择性变化曲线；甲醇选择性与一氧化碳的选择性之和为1，且升温反应①平衡向正反应方向移动，一氧化碳的选择性增大，则y曲线代表一氧化碳的选择性、曲线z代表二氧化碳的转化率；二氧化碳的转化率随温度改变呈现先减小后增大的趋势是因为温度低于250℃时，以反应②为主，温度升高，平衡向逆反应方向移动，二氧化碳的转化率降低；温度高于250℃时，以反应①为主，温度升高，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的转化率增大，故答案为：z；反应①为吸热反应，反应②为放热反应，温度低于时，以反应②为主，随温度升高，平衡逆向移动，的转化率降低；温度高于时，以反应①为主，随温度升高，平衡正向移动，的转化率升高； （4）由图可知，250℃时，甲醇和一氧化碳的选择性都为50%，平衡体系共有0.5mol甲醇，则平衡体系中一氧化碳的物质的量为0.5mol，发生反应的二氧化碳的物质的量为=1mol，所以二氧化碳的转化率为=20%，平衡体系中二氧化碳的物质的量为5mol—1mol=4mol；由方程式可知，平衡体系中氢气的物质的量为16mol—(0.5mol+0.5mol×3)=12mol、水蒸气的物质的量为(0.5mol+0.5mol)=1mol，则反应②在该温度下的压强平衡常数，故答案为：20%；； （5）由图可知，p点位于曲线y之上，q点位于曲线y之下，说明p点甲醇选择性大于该温度下平衡状态时甲醇的选择性，平衡向逆反应方向移动，反应速率的关系为v正＜v平＜v逆，q点甲醇的选择性小于该温度下平衡状态时甲醇的选择性，平衡向正反应方向移动，反应速率的关系为v逆＜v平＜v正，则p点反应②的正反应速率小于q点，故答案为：＜； （6）由图可知，阳极生成乙烷的电极反应为氧离子作用下甲烷在阳极失去电子发生氧化反应生成乙烷和水，电极反应式为，故答案为：。 8．（2025·全国·模拟预测）采用固体催化剂CuH可使1-苯基-1-丙炔(T)与HCl加成，体系中涉及反应如图甲所示。 已知：催化剂对反应有专一性，认为反应达平衡后始终处于平衡状态。回答下列问题： (1)反应I、II、III的焓变分别为，已知，则 1(填“>”“<”或“=”)。 (2)以、为初始原料，在、条件下，进行上述反应。表示物质的物质的量与除外其他各物质总物质的量之比，随时间(t)变化关系如图乙所示。反应的活化能：I II(填“>”“<”或“=”)，平衡后，，反应II平衡常数 (用物质的量分数代替浓度计算)。 (3)若体系中只发生反应、，速率方程均可表示为(反应物)，为速率常数(、分别对应反应、)。某温度下，已知，反应器中含有的，保持体系中浓度恒定(反应体系体积变化忽略不计)，测得时，，则 mol。相同条件下，若选用纳米级，则与改变催化剂状态之前相比，当达浓度峰值时，的值 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)CuH的立方晶胞中，Cu原子以面心立方堆积如图丙所示(H原子未画出)，晶胞边长为，原子与原子的最短距离为，其沿方向截面如图丁所示，原子的配位数为 ，晶胞中原子、之间的距离为 。 【答案】(1)> (2) < (3) 1 增大 (4) 4 【知识点】盖斯定律与热化学方程式、催化剂对化学反应速率的影响、化学平衡图像分析、晶胞的有关计算 【详解】（1）反应I、II、III的焓变分别为，根据盖斯定律，则 ，已知，所以>1。 （2）根据图示，M生成的速率大于N的生成速率，可知反应的活化能：I<II，平衡后，，可知M的物质的量为0.5xmol、N的物质的量为0.5ymol、T的物质的量为0.5(1-x-y)mol，HCl的物质的量为［9.5-0.5(x+y)］mol，反应II平衡常数 。 （3）某温度下，已知，反应器中含有的，保持体系中浓度恒定(反应体系体积变化忽略不计)，测得时，，反应速率比等于4:1，则c(N)=0.6mol/L，4mol-2.4 mol-0.6 mol=1 mol。相同条件下，催化剂对反应有专一性，若选用纳米级，反应速率明显加快，速率比大于4:1，当达浓度峰值时，的值增大。 （4） CuH的立方晶胞中，Cu原子以面心立方堆积如图丙所示(H原子未画出)，晶胞边长为，H原子位于体对角线处，原子与原子的最短距离为，把晶胞分割成8个小立方体，则H原子在立方体的体心，原子的配位数为4，其沿方向截面如图所示，NQ=apm、PQ=；过S点作NQ的平行线，分别交MN于A点、交PQ于B点，如图所示，SB=、RB=，原子、之间的距离为。 9．（2025·全国·模拟预测）我国科研团队探究了合成工艺效率的影响因素。 总反应： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   已知：①表示转化率。②表示选择性：。回答下列问题： (1) 。 (2)绝热刚性容器中，若只发生反应I，下列条件可判断平衡的是_______(填标号)。 A．消耗速率等于生成速率 B．容器中压强不变 C．混合气体密度不变 D．混合气体的平均相对分子质量不变 (3)科研小组探究了不同温度下催化剂(A和B)对转化率、各产物选择性的影响，结果如图1所示，较适宜的催化剂是 (填“A”或“B”)。 (4)在适宜温度下转化率较低，可通过调控进料比来提高。调控进料比时，反应相同时间，催化剂对转化率、各产物选择性的影响，结果如图2所示。在进料比为4.0时无检出，可能的原因是 。 (5)若在恒容容器中，按和进料，达平衡后，转化率为，达到平衡所用时间为，则 ，总反应的平衡常数 。 (6)在工业生产实践中，选择的进料比低于4.0，可能的原因是 (答一点)。 【答案】(1)-49.5 (2)B (3)A (4)增加进料时，对反应Ⅱ的影响大于对反应Ⅰ的影响，使难以积存 (5) (6)进料比高时的转化率低，增加了成本(或过多会增加分离成本/过多易爆炸有安全隐患/进料比较低时，反应已进行彻底) 【知识点】盖斯定律与热化学方程式、化学平衡图像分析、化学平衡状态的判断方法、化学平衡常数的计算 【详解】（1）反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   由盖斯定律Ⅰ+Ⅱ得。 （2）A. 消耗速率等于生成速率，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. 反应在绝热刚性容器中进行，温度是变量，所以压强是变量，容器中压强不变，反应一定达到平衡状态，故选B； C. 反应前后气体总质量不变、容器体积不变，密度是恒量，混合气体密度不变，反应不一定平衡，故不选C；     D. 反应前后气体总质量不变、气体物质的量不变，平均相对分子质量是恒量，混合气体的平均相对分子质量不变，反应不一定平衡，故不选D； 选B。 （3）根据图1，催化剂A在适宜温度下的转化率和选择性都比较高，故催化剂A适宜。 （4）根据反应分析，进料比越高，的相对含量越高，反应Ⅰ和反应Ⅱ均加快，此时无检出，可能是因为增加进料时对反应Ⅱ影响更大，使难以积存。 （5）按和进料时，无，可看成只发生总反应，据此列出三段式。 达到平衡所用时间为，则，总反应的平衡常数。 （6）结合图像和原理分析，进料比高时转化率高，而转化率低，但价格更高，进料比高时的转化率低，增加了成本；过多会增加分离成本，过多易爆炸有安全隐患等，所以在工业生产实践中，选择的进料比低于4.0。 1.(2024·黑、吉、辽选择考·10)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.3 h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.0~3 h平均速率v(异山梨醇)=0.014 mol·kg-1·h-1 D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率 【解析】选A。由图可知,3 h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,故A错误;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,故B正确;由图可知,在0~3 h异山梨醇的浓度变化量为0.042 mol·kg-1,所以平均速率v(异山梨醇)==0.014 mol·kg-1·h-1,故C正确;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,故D正确。 2.(2024·安徽选择考·12)室温下,为探究纳米铁去除水样中Se的影响因素,测得不同条件下Se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(Se)=2.0 mol·L-1·h-1 B.实验③中,反应的离子方程式为2Fe+Se+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,Se的去除效果越好 【解析】选C。实验①中,0~2小时内平均反应速率v(Se)= =2.0×10-5 mol·L-1·h-1,A不正确;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有H+,B不正确;综合分析实验①和②可知,在相同时间内,实验①中Se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;综合分析实验③和②可知,在相同时间内,实验②中Se浓度的变化量大,因此,其他条件相同时,适当减小初始pH,Se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Se反应的纳米铁减少,因此,当初始pH越小时Se的去除效果不一定越好,D不正确。 3.(2024·江苏选择考·5)催化剂能改变化学反应速率而不改变反应的焓变,常见催化剂有金属及其氧化物、酸和碱等。催化反应广泛存在,如豆科植物固氮、石墨制金刚石、CO2和H2制CH3OCH3(二甲醚)、V2O5催化氧化SO2等。催化剂有选择性,如C2H4与O2反应用Ag催化生成(环氧乙烷)、用CuCl2/PdCl2催化生成CH3CHO。催化作用能消除污染和影响环境,如汽车尾气处理、废水中N电催化生成N2、氯自由基催化O3分解形成臭氧空洞。我国在石油催化领域领先世界,高效、经济、绿色是未来催化剂研究的发展方向。 下列说法正确的是 (　　) A.豆科植物固氮过程中,固氮酶能提高该反应的活化能 B.C2H4与O2反应中,Ag催化能提高生成CH3CHO的选择性 C.H2O2制O2反应中,MnO2能加快化学反应速率 D.SO2与O2反应中,V2O5能减小该反应的焓变 【解析】选C。固氮酶是豆科植物固氮过程的催化剂,能降低该反应的活化能,A错误;根据题意,催化剂有选择性,如C2H4与O2反应用Ag催化生成(环氧乙烷)、用CuCl2/PdCl2催化生成CH3CHO,则判断Ag催化不能提高生成CH3CHO的选择性,B错误;MnO2是H2O2制O2反应的催化剂,能加快化学反应速率,C正确;V2O5是SO2与O2反应的催化剂,能加快反应速率,但不能改变该反应的焓变,D错误。 4.(2024·湖南选择考·14)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 δ 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) 【解析】选D。题干明确指出,图中曲线表示的是两种含碳产物的分布分数,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,生成的CH3COOCH3越多,CH3COOCH3的分布分数越高,则曲线a或曲线b表示CH3COOCH3的分布分数,曲线c或曲线d表示CH3COOH的分布分数,据此分析可知A、B均正确,如果此假设错误,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)。根据分析可知,发生的反应要以主反应为主,则投料比x代表,故A错误;根据分析可知,曲线c表示CH3COOCH3的分布分数,故B错误;根据分析可知,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(CH3COOH),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;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。 5.(2024·浙江6月选考·11)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10 L的密闭容器中投入2 mol C2H6和3 mol CO2,不同温度下,测得5 min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(°C) 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=×100% A.反应活化能:Ⅰ<Ⅱ B.500 ℃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 【解析】选D。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,乙烷转化率为9.0%,可得转化的乙烷的总物质的量为2 mol×9.0%=0.18 mol,而此温度下乙烯选择性为80%,则转化为乙烯的乙烷的物质的量为0.18 mol×80%=0.144 mol,根据化学方程式可得,生成乙烯的物质的量为0.144 mol,则0~5 min反应Ⅰ的平均速率为v(C2H4)==2.88×10-3mol·L-1·min-1,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。 6.(2024·湖北选择考·17)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) 回答下列问题: (1)写出BaC2与水反应的化学方程式 　 。  (2)已知Kp=(pCO)n、K=(n是CO的化学计量系数)。反应Ⅱ的lgK与温度的关系曲线见图1。 ①反应BaCO3(s)+4C(s)BaC2(s)+3CO(g)在1 585 K的Kp=　　　　Pa3。  ②保持1 320 K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。  (3)恒压容器中,焦炭与BaCO3的物质的量之比为4∶1,Ar为载气。1 400 K和1 823 K下,BaC2产率随时间的关系曲线依实验数据拟合得到图2(不考虑接触面积的影响)。 ①初始温度为900 K,缓慢加热至1 400 K时,实验表明BaCO3已全部消耗,此时反应体系中含Ba物种为　　　　　。  ②1 823 K下,反应速率的变化特点为　　　　　　　　　　　,其原因是　  　  。 【解析】(1)Ba、Ca元素同主族,所以BaC2与水的反应和CaC2与水的反应相似,其反应的化学方程式为BaC2+2H2OBa(OH)2+HC≡CH↑。 (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=()3,由图1可知,1 585 K时KⅠ=102.5,KⅡ=10-1.5,故K=KⅠ×KⅡ=()3=102.5×10-1.5=10,得出=10×(105 Pa)3=1016Pa3,则Kp=(pCO)3=1016Pa3。 ②由图1可知,1 320 K时反应Ⅰ的KⅠ=100=1,根据反应Ⅰ得出KⅠ=()2=1,所以=(105 Pa)2,即pCO=105 Pa;若将容器体积压缩到原来的,由于温度不变、平衡常数不变,因此重新建立平衡后pCO不变,即pCO=105 Pa。 (3)①由图2可知,1 400 K时,BaC2的产率为0,即没有BaC2,而实验表明BaCO3已全部消耗,所以此时反应体系中含Ba物种只有BaO。 ②图像显示,1 823 K时BaC2的产率随时间由0开始呈直线增加到接近100%,说明该反应速率为一个定值,即速率保持不变;1 400 K时碳酸钡已全部消耗,此时反应体系的含钡物种只有氧化钡,即只有反应Ⅱ:BaO(s)+3C(s) BaC2(s)+CO(g),反应条件为恒温1 823 K、恒压,且该反应只有CO为气态,据K=可知,CO的压强为定值,所以化学反应速率不变。 答案:(1)BaC2+2H2OBa(OH)2+HC≡CH↑ (2) ①1016　 ②105　105　 (3) ①BaO　 ②速率不变至BaC2产率接近100%　容器中只有反应Ⅱ:BaO(s)+3C(s)BaC2(s)+CO(g),反应条件为恒温1 823 K、恒压,且该反应只有CO为气态,据K=可知,CO的压强为定值,所以化学反应速率不变 7.(2024·湖北选择考·18)学习小组为探究Co2+、Co3+能否催化H2O2的分解及相关性质,室温下进行了实验Ⅰ~Ⅳ。 已知:[Co(H2O)6]2+为粉红色、[Co(H2O)6]3+为蓝色、[Co(CO3)2]2-为红色、[Co(CO3)3]3-为墨绿色。回答下列问题: (1)配制1.00 mol·L-1的CoSO4溶液,需要用到下列仪器中的　　　　(填标号)。  实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ 无明显变化 溶液变为红色,伴有气泡产生 溶液变为墨绿色,并持续产生能使带火星木条复燃的气体 (2)实验Ⅰ表明[Co(H2O)6]2+　　　　(填“能”或“不能”)催化H2O2的分解。实验Ⅱ中HC大大过量的原因是　 　 。  实验Ⅲ初步表明[Co(CO3)3]3-能催化H2O2的分解,写出H2O2在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式　　　　　 　　　、　　　　　　　　　　　。  (3)实验Ⅰ表明,反应2[Co(H2O)6]2++H2O2+2H+2[Co(H2O)6]3++2H2O难以正向进行,利用化学平衡移动原理,分析Co3+、Co2+分别与C配位后,正向反应能够进行的原因  　。  实验Ⅳ (4)实验Ⅳ中,A到B溶液变为蓝色,并产生气体;B到C溶液变为粉红色,并产生气体。从A到C所产生的气体的分子式分别为　　　　　　　　、　　　　　　　　　。  【解析】(1)配制1.00 mol·L-1的CoSO4溶液,需要用到容量瓶、胶头滴管等,因此选bc。 (2)CoSO4溶液中存在大量的[Co(H2O)6]2+,向其中加入30%的H2O2后无明显变化,因此,实验Ⅰ表明[Co(H2O)6]2+不能催化H2O2的分解;实验Ⅱ中溶液变为红色,说明[Co(H2O)6]2+转化为[Co(CO3)2]2-,反应的离子方程式为4HC+[Co(H2O)6]2+[Co(CO3)2]2-+2CO2↑+8H2O,为保证[Co(H2O)6]2+转化为[Co(CO3)2]2-且防止生成CoCO3沉淀,必须提供足量的C,因此实验中HC大大过量;实验Ⅲ的实验现象表明在H2O2的作用下[Co(H2O)6]2+能与HC反应生成[Co(CO3)3]3-,然后[Co(CO3)3]3-能催化H2O2的分解,因此,H2O2在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式为2[Co(H2O)6]2++10HC+H2O22[Co(CO3)3]3-+18H2O+4CO2↑、2H2O22H2O+O2↑ 。 (3)实验Ⅰ表明,反应2[Co(H2O)6]2++H2O2+2H+2[Co(H2O)6]3++2H2O难以正向进行。实验Ⅲ的现象表明,Co3+、Co2+分别与C配位时,[Co(H2O)6]3+更易与C反应生成[Co(CO3)3]3-(该反应为快反应),导致[Co(H2O)6]2+几乎不能转化为[Co(CO3)2]2-,这样使得[Co(H2O)6]3+的浓度减小的幅度远远大于[Co(H2O)6]2+减小的幅度,根据化学平衡移动原理,减小生成物浓度能使化学平衡向正反应方向移动,因此,该反应能够正向进行。 (4)实验Ⅳ中,A到B溶液变为蓝色,并产生气体,说明发生了[Co(CO3)3]3-+6H++3H2O[Co(H2O)6]3++3CO2↑,B到C溶液变为粉红色,并产生气体,说明发生了4[Co(H2O)6]3++2H2O4[Co(H2O)6]2++O2↑+4H+,因此从A到C所产生的气体的分子式分别为CO2和O2。 答案:(1)bc　 (2)不能　提供足量的C保证[Co(H2O)6]2+转化为[Co(CO3)2]2-且防止生成CoCO3沉淀 2[Co(H2O)6]2++10HC+H2O22[Co(CO3)3]3-+18H2O+4CO2↑ 2H2O22H2O+O2↑ (3)实验Ⅲ的现象表明,Co3+、Co2+分别与C配位时,[Co(H2O)6]3+更易与C反应生成[Co(CO3)3]3-(该反应为快反应),导致[Co(H2O)6]2+几乎不能转化为[Co(CO3)2]2-,这样使得[Co(H2O)6]3+的浓度减小的幅度远远大于[Co(H2O)6]2+减小的幅度,根据化学平衡移动原理,减小生成物浓度能使化学平衡向正反应方向移动,因此,该反应能够正向进行 (4)CO2　O2 8.(2024·全国甲卷·28)甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯(C3H6)的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题: (1)已知如下热化学方程式: CH4(g)+Br2(g)CH3Br(g)+HBr(g)　ΔH1=-29 kJ·mol-1 3CH3Br(g)C3H6(g)+3HBr(g)　ΔH2=+20 kJ·mol-1 计算反应3CH4(g)+3Br2(g)C3H6(g)+6HBr(g)的ΔH=　　　　kJ·mol-1。  (2)CH4与Br2反应生成CH3Br,部分CH3Br会进一步溴化。将8 mmol CH4和8 mmol Br2通入密闭容器,平衡时,n(CH4)、n(CH3Br)与温度的关系见下图(假设反应后的含碳物质只有CH4、CH3Br和CH2Br2)。 (i)图中CH3Br的曲线是　　　　(填“a”或“b”)。  (ii)560 ℃时,CH4的转化率α=　　　　,n(HBr)=　　　　mmol。  (iii)560 ℃时,反应CH3Br(g)+Br2(g)CH2Br2(g)+HBr(g)的平衡常数K=　　　　。  (3)少量I2可提高生成CH3Br的选择性。500 ℃时,分别在有I2和无I2的条件下,将8 mmol CH4和8 mmol Br2通入密闭容器,溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见下图。 (i)11~19 s,有I2和无I2时CH3Br的生成速率之比=　　　　。  (ii)从图中找出I2提高了CH3Br选择性的证据:   　。  (iii)研究表明,I2参与反应的可能机理如下: ①I2(g)·I(g)+·I(g) ②·I(g)+CH2Br2(g)IBr(g)+·CH2Br(g) ③·CH2Br(g)+HBr(g)CH3Br(g)+·Br(g) ④·Br(g)+CH4(g)HBr(g)+·CH3(g) ⑤·CH3(g)+IBr(g)CH3Br(g)+·I(g) ⑥·I(g)+·I(g)I2(g) 根据上述机理,分析I2提高CH3Br选择性的原因:  　。  【解析】根据盖斯定律计算化学反应热;根据影响化学反应速率的因素判断化学反应进行的方向从而判断曲线归属;根据反应前后的变化量计算转化率;根据平衡时各物质的物质的量计算平衡常数;根据一段时间内物质的含量变化计算反应速率并计算反应速率比;根据图示信息和反应机理判断合适的原因。 (1)将第一个热化学方程式编号定为①,将第二个热化学方程式编号定为②。根据盖斯定律,将热化学方程式①乘以3再加上热化学方程式②,即①×3+②,故热化学方程式为3CH4(g)+3Br2(g)C3H6(g)+6HBr(g)的ΔH=-29 kJ·mol-1×3+20 kJ·mol-1=-67 kJ·mol-1。 (2)(i)根据热化学方程式①,升高温度,平衡逆向移动,CH4(g)的含量增多,CH3Br(g)的含量减少,故CH3Br的曲线为a。 (ii)560 ℃时反应达平衡,剩余的CH4(g)的物质的量为1.6 mmol,其转化率α=×100%=80%;若只发生一步反应,则生成6.4 mmol CH3Br,但此时剩余CH3Br的物质的量为5.0 mmol,说明还有1.4 mmol CH3Br发生反应生成CH2Br2,则此时生成的HBr的物质的量n=6.4+1.4=7.8 mmol。 (iii)平衡时,反应中各组分的物质的量分别为n(CH3Br)=5.0 mmol、n(Br2)=0.2 mmol、n(CH2Br2)=1.4 mmol、n(HBr)=7.8 mmol,故该反应的平衡常数K===10.92。 (3)(i)设密闭容器体积为V L,11~19 s时,有I2的条件下的生成速率v(有I2)== mmol·L-1·s-1,无I2的条件下的生成速率v(无I2)== mmol·L-1·s-1。生成速率比==。 (ii)从图中可以看出,大约5 s以后有I2催化的CH2Br2的含量逐渐降低,有I2催化的CH3Br的含量陡然上升,因此,可以利用此变化判断I2提高了CH3Br的选择性。 (iii)根据反应机理,I2的投入消耗了部分CH2Br2,同时也消耗了部分HBr,使得消耗的CH2Br2发生反应生成了CH3Br,提高了CH3Br的选择性。 答案:(1)-67 (2)(i)a　(ii)80%　7.8　(iii)10.92 (3)(i)(或3∶2)　(ii)5 s以后有I2催化的CH2Br2的含量逐渐降低,有I2催化的CH3Br的含量陡然上升　(iii)I2的投入消耗了部分CH2Br2,使得消耗的CH2Br2发生反应生成了CH3Br 20.(2024·黑、吉、辽选择考·18)为实现氯资源循环利用,工业上采用RuO2催化氧化法处理HCl废气:2HCl(g)+O2(g)Cl2(g)+H2O(g)　ΔH1=-57.2 kJ·mol-1　ΔS　K 将HCl和O2分别以不同起始流速通入反应器中,在360 ℃、400 ℃和440 ℃下反应,通过检测流出气成分绘制HCl转化率(α)曲线,如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。 回答下列问题: (1)ΔS　　　　　0(填“>”或“<”);T3=　　　　　℃。  (2)结合以下信息,可知H2的燃烧热ΔH=　　　　　kJ·mol-1。  H2O(l)H2O(g) ΔH2=+44.0 kJ·mol-1 H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) ΔH3=-184.6 kJ·mol-1 (3)下列措施可提高M点HCl转化率的是　　　　　(填标号)  A.增大HCl的流速 B.将温度升高40 ℃ C.增大n(HCl)∶n(O2) D.使用更高效的催化剂 (4)图中较高流速时,α(T3)小于α(T2)和α(T1),原因是  　。  (5)设N点的转化率为平衡转化率,则该温度下反应的平衡常数K=　　　　　　　(用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算)。  (6)负载在TiO2上的RuO2催化活性高,稳定性强,TiO2和RuO2的晶体结构均可用下图表示,二者晶胞体积近似相等,RuO2与TiO2的密度比为1.66,则Ru的相对原子质量为　　　　　(精确至1)。  【解析】(1)反应2HCl(g)+O2(g)Cl2(g)+H2O(g)前后的气体分子数目减小,所以该反应 ΔS<0,该反应为放热反应,由于在流速较低时的转化率可近似为平衡转化率,所以在流速低的时候,温度越高,HCl的转化率越小,故T1为440 ℃,T3为360 ℃。 (2)表示氢气燃烧热的热化学方程式为④H2(g)+O2(g)H2O(l),设①2HCl(g)+O2(g)Cl2(g)+H2O(g),②H2O(l)H2O(g),③H2(g)+Cl2(g)2HCl(g),则④=①+③-②,因此氢气的燃烧热ΔH=-57.2 kJ·mol-1-184.6 kJ·mol-1-44.0 kJ·mol-1=-258.8 kJ·mol-1。 (3)A.增大HCl的流速,由图像可知,HCl的转化率在减小,不符合题意;B.M点对应温度为360 ℃,由图像可知,升高温度,HCl的转化率增大,符合题意;C.增大n(HCl)∶n(O2),HCl的转化率减小,不符合题意;D.使用高效催化剂,可以增加该温度下的反应速率,使单位时间内HCl的转化率增加,符合题意。 (4)图中在较高流速下,T3温度下的转化率低于温度较高的T1和T2,主要是流速过快,反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应,导致转化率下降,同时,T3温度低,反应速率低,故单位时间内氯化氢的转化率低。 (5)由图像可知,N点HCl的平衡转化率为80%,设起始n(HCl)=n(O2)=4 mol,可列出三段式: 　　　　　　2HCl(g)+O2(g)Cl2(g)+H2O(g) 起始量/mol 4 4 0 0 变化量/mol 3.2 0.8 1.6 1.6 平衡量/mol 0.8 3.2 1.6 1.6 则K==6。 (6)由于二者的晶体结构相似,体积近似相等,则其密度之比等于摩尔质量之比,故1.66=,得M(Ru)≈101 g·mol-1,则Ru的相对原子质量为101。 答案:(1)<　360 (2)-258.8　 (3)BD (4)流速过快,反应物分子来不及在催化剂表面接触而发生反应,导致转化率下降,同时,T3温度低,反应速率低,故单位时间内氯化氢的转化率低 (5)6　 (6)101 9.(2024·安徽选择考·17)乙烯是一种用途广泛的有机化工原料。由乙烷制乙烯的研究备受关注。回答下列问题: 【乙烷制乙烯】 (1)C2H6氧化脱氢反应: 2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g) ΔH1=-209.8 kJ·mol-1 C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)　ΔH2=178.1 kJ·mol-1 计算:2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH3=　　　　　kJ·mol-1  (2)C2H6直接脱氢反应为C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)　ΔH4,C2H6的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示,则ΔH4　　　　　0(填“>”“<”或“=”)。结合下图。下列条件中,达到平衡时转化率最接近40%的是　　　　　(填标号)。  a.600 ℃,0.6 MPa b.700 ℃,0.7 MPa c.800 ℃,0.8 MPa (3)一定温度和压强下, 反应ⅰ　C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)　Ka1 反应ⅱ　C2H6(g)+H2(g)2CH4(g)　Ka2(Ka2远大于Ka1)(Kx是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数) ①仅发生反应ⅰ时,C2H6的平衡转化率为25.0%,计算Ka1=　　　　　。  ②同时发生反应ⅰ和ⅱ时。与仅发生反应ⅰ相比,C2H4的平衡产率　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。  【乙烷和乙烯混合气的分离】 (4)通过Cu+修饰的Y分子筛的吸附-脱附。可实现C2H4和C2H6混合气的分离。Cu+的　　　　　与C2H4分子的π键电子形成配位键,这种配位键强弱介于范德华力和共价键之间。用该分子筛分离C2H4和C2H6的优点是　    　。  (5)常温常压下,将C2H4和C2H6等体积混合,以一定流速通过某吸附剂。测得两种气体出口浓度(c)与进口浓度(c0)之比随时间变化关系如图所示。下列推断合理的是　　　　　(填字母)。  A.前30 min,两种气体均未被吸附 B.p点对应的时刻,出口气体的主要成分是C2H6 C.a~b对应的时间段内,吸附的C2H6逐渐被C2H4替代 【解析】(1)将两个反应依次标号为反应①和反应②,反应①-反应②×2可得目标反应,则ΔH3=ΔH1-2ΔH2=(-209.8-178.1×2) kJ·mol-1=-566 kJ·mol-1。 (2)从图中可知,压强相同的情况下,随着温度升高,C2H6的平衡转化率增大,因此该反应为吸热反应,ΔH4>0。600 ℃,0.6 MPa时,C2H6的平衡转化率约为20%,a错误;700 ℃,0.7 MPa时,C2H6的平衡转化率约为50%,最接近40%,b正确;700 ℃,0.8 MPa时,C2H6的平衡转化率接近50%,升高温度,该反应的化学平衡正向移动,C2H6转化率增大,因此800 ℃,0.8 MPa时,C2H6的平衡转化率大于50%,c错误。 (3)①仅发生反应ⅰ,设初始时C2H6物质的量为1 mol,平衡时C2H6转化率为25%,则消耗C2H6 0.25 mol,生成C2H4 0.25 mol,生成H2 0.25 mol,Ka1==。 ②只发生反应ⅰ时,随着反应进行,气体总物质的量增大,压强增大促使化学平衡逆向移动;同时发生反应ⅰ和反应ⅱ,且从题干可知Ka2远大于Ka1,反应ⅱ为等体积反应,因此反应ⅱ的发生相当于在单独发生反应ⅰ的基础上减小了压强,则反应ⅰ化学平衡正向移动,C2H4平衡产率增大。 (4)配合物中,金属离子通常提供空轨道,配体提供孤电子对,则Cu+的4s空轨道与C2H4分子的π键电子形成配位键。C2H4能与Cu+形成配合物而吸附在Y分子筛上,C2H6中无孤电子对不能与Cu+形成配合物而无法吸附,通过这种分子筛分离C2H4和C2H6,优点是识别度高,能有效将C2H4和C2H6分离,分离出的产物中杂质少,纯度较高。 (5)前30 min,等于0,出口浓度c为0,说明两种气体均被吸附,A错误;p点时,C2H6对应的约为1.75,出口处C2H6浓度较大,而C2H4对应的较小,出口处C2H4浓度较小,说明此时出口处气体的主要成分为C2H6,B正确;a点处C2H6的=1,说明此时C2H6不再吸附在吸附剂上,而a点后C2H6的>1,说明原来吸附在吸附剂上的C2H6也开始脱附,同时从图中可知,a点后一段时间,C2H4的仍为0,说明是吸附的C2H6逐渐被C2H4替代,p点到b点之间,吸附的C2H6仍在被C2H4替代,但是速率相对之前有所减小,同时吸附剂可能因吸附量有限等原因无法一直吸附C2H4,因此p点后C2H4的也逐步增大,直至等于1,此时吸附剂不能再吸附两种物质,C正确。 答案:(1)-566　 (2)>　b (3)①　 ②增大 (4)4s空轨道　识别度高,能有效将C2H4和C2H6分离,分离出的产物中杂质少,纯度较高 (5)BC 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 化学平衡 目录 01 模拟基础练 【题型一】化学平衡基础性计算 【题型二】单一化学平衡图像问题 【题型三】多平衡图像问题 【题型四】反应历程中的化学平衡问题 【题型五】化学平衡综合应用 02 重难创新练 03 真题实战练 题型一 化学平衡基本计算 1．（2025·四川达州·二模）在一定温度下，将和充入容积为的恒容密闭容器中发生反应：。5min后反应达到平衡，测得容器内的浓度减少了，则下列叙述正确的是 A．当体系中气体的密度不变时，无法判断反应是否达到平衡 B．平衡时A、B的转化率均为40% C．初始时的压强与平衡时的压强比为 D．达到平衡时，若再充入1molB和1molD，平衡将向正反应方向移动 2．（2025·河南·二模）一定温度下，向1L真空刚性容器中加入，发生反应：  ，反应达到平衡时，。下列叙述正确的是 A．若升高温度，的平衡转化率增大，则上述反应 B．再充入(不反应)，平衡正向移动 C．再充入，达到新平衡时， D．再充入和，此时 3．（2025·江苏·二模）下列有关反应 的说法正确的是 A．该反应在任何温度下都能自发进行 B．消耗，反应转移电子 C．恒温密闭容器中，压缩体积，值增大 D．恒容密闭容器中，升高温度，平衡逆向移动 题型二 单一化学平衡图像问题 4．（2025·四川绵阳·二模）高温裂解转化为和硫蒸气。维持体系压强为100kPa，反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如图所示。下列说法错误的是 A．高温裂解反应 B．曲线c表示的体积分数 C．恒定温度，增大压强可使该反应平衡转化率降低 D．1300℃时，该反应的压强平衡常数 5．（2025·浙江温州·二模）水煤气变换法反应为：，将各0.5mol的CO和混合气体投入体积可变的密闭容器中，于不同的温度下测得反应物的物质的量分数()随时间变化关系如图所示。 下列说法不正确的是 A．温度高于 B．升高温度，正反应速率增大的倍数小于逆反应速率 C．恒温恒容下，在状态a容器中再充入和，平衡不移动 D．在时，反应物的物质的量投入加倍，则随时间变化可能为曲线L 6．（2025·安徽·一模）“双碳”战略背景下，和的减排和转化利用受到普遍关注，已知和催化重整的主反应为  。其他条件一定，在Ar作为辅助气体时，与的物质的量之比以及气体总流量对重整反应的影响分别如图1、2所示，下列说法错误的是 A．恒温恒压时，充入气体Ar有利于提高和的平衡转化率 B．主反应的正反应的活化能大于逆反应的活化能 C．与物质的量之比达后转化率有所下降，的产率提升并不明显，可能是过量的发生了反应 D．随气体流量增加，原料气转化率和目标产物产率逐渐降低，所以气体流量越低越好 7．（2025·江西·一模）某小组通过实验探究催化剂对反应速率的影响。在恒容密闭容器中充入和，发生反应。测得500℃时的物质的量分别在催化剂甲和催化剂乙的作用下随时间的变化关系如图所示。下列叙述错误的是 A．催化剂甲的催化效果比乙好 B．500℃下，该反应的平衡常数为1620 C．在催化剂乙作用，内， D．平衡后再充入和，的平衡转化率减小 8．（2025·海南·模拟预测）一定条件下，与反应生成：。在密闭容器中加入、，发生上述反应，测得平衡体系中的物质的量分数在不同压强、温度下的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A．该反应的 B．压强： C．平衡常数： D．正反应速率： 9．（2025·广西来宾·一模）近年来，研究者开发出新工艺利用乙酸合成乙酸乙酯，使生产成本明显降低。向密闭容器中充入等物质的量的乙烯(g)与乙酸(g)，发生的反应为，测得在不同压强下乙酸乙酯的平衡产率随温度（T）的变化关系如图所示。下列说法错误的是 A．正反应速率： B．a、c、d点对应的压强平衡常数之比为 C．该反应在任何温度下都不能自发进行 D．该反应的正反应活化能大于逆反应的活化能 题型三 多平衡图像问题 10．（2025·江苏·一模）二氧化碳催化加氢可获得CO。其主要反应为 在、时，若仅考虑上述反应，平衡时部分物种的物质的量分数随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．、 B．图中X表示 C．提高CO的产率，需研发380℃以下的高效催化剂 D．900℃时，其他条件不变，增大容器压强，不变 11．（2025·浙江金华·二模）二氧化碳加氢制甲醇过程中的主要反应如下(忽略其他副反应)： 反应①：  kJ/mol 反应②：  kJ/mol 恒压下，按投料比充入密闭容器中，达到平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示(为压强平衡常数：用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。下列说法不正确的是 A．容器内混合气体的密度不再改变时已达平衡状态 B．图中X、Y分别代表CO、 C．250℃时，反应②的平衡常数 D．若恒温恒容时，以投料，，平衡时，则反应①的 12．（2025·广西南宁·模拟预测）利用CO2、H2为原料合成含碳化合物的主要反应如下。 Ⅰ． Ⅱ． 一定条件下，分别以物质的量之比n(CO2)：n(H2)=1：3、n(CO2)：n(H2)=1：4向恒压密闭容器中通入CO2和H2混合气体，CO2平衡转化率和CH3OH选择性随温度的变化曲线如图所示。下列叙述错误的是 A．曲线L2表示以n(CO2)：n(H2)=1：3投料下的CO2的平衡转化率 B．a、b两点CO的物质的量：a＜b C．升高温度，可同时提高CO的生成速率和选择性 D．a、b、c三点对应反应Ⅰ的平衡常数：K(a)＜K(b)=K(c) 13．（2025·江苏南通·二模）CH4和CO2重整制氢体系中主要发生下列反应： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   在密闭容器中，、n始(CH4)=n始(CO2)=1mol时，若仅考虑上述反应，平衡时各气态物质的物质的量随温度的变化如图所示。 下列说法不正确的是 A．曲线a表示平衡时CO的物质的量随温度的变化 B．625℃，反应Ⅱ的平衡常数 C．500~600℃，随着温度升高，容器中积碳减少 D．1000℃下，增大压强，平衡体系中不变 题型四 反应历程中的化学平衡问题 14．（2025·四川雅安·二模）碳酸二甲酯是一种低毒、性能优良的有机合成中间体，科学家提出了新的合成方案(吸附在催化剂表面上的物种用*标注)，反应机理如图所示。(能垒：反应物与过渡态之间的能量差) 下列说法正确的是 A．第2步的基元反应方程式为： B．使用催化剂可以提高反应速率和反应热 C．反应进程中决速步骤的能垒为 D．升高温度，合成碳酸二甲酯反应速率增加，平衡向逆反应方向移动 15．（2025·广东茂名·二模）催化剂1和催化剂2均能催化反应（M1和M2为中间产物）。反应历程如图，其他条件相同时，下列说法正确的是 A．使用催化剂1，该反应焓变会变得更小 B．使用催化剂2，反应能更快到达平衡 C．使用催化剂2，平衡时W的浓度更大 D．使用催化剂1和2，反应历程的步数一样 16．（2025·江西·一模）在两种不同催化剂作用下，反应的历程如图所示。 下列叙述正确的是 A．不同催化剂作用下使该反应的焓变不同 B．基元反应②和③的正反应 C．其他条件相同，比更不稳定 D．其他条件不变，升温能提高的平衡转化率 17．（2025·河北·模拟预测）在两种不同催化剂作用下，的反应历程如图所示，、为反应中间产物。下列叙述错误的是 A．每一种历程都包含2个基元反应 B．催化剂1作用下，基元反应③是控速反应 C．其他条件相同，升温使X的平衡转化率减小 D．其他条件相同，浓度小于 18．（2025·广东广州·模拟预测）反应X(g)Y(g)的能量变化与反应历程关系如图所示，其中曲线①和②分别为无催化剂和有催化剂时的情况。下列说法正确的是 A．相同条件下，稳定性：X>Y B．升高温度，达到新平衡时减小 C．达到平衡后充入He，体系压强增大，反应速率增大，K增大 D．使用催化剂后，反应历程中的决速步为 题型五 化学反应原理的综合应用 19．（2025·新疆·一模）某温度下，利用生产甲醇主要涉及以下两个反应。 反应Ⅰ．___________ 反应Ⅱ． 回答下列问题： (1)已知： ，反应Ⅰ的转化原理如图甲所示，则反应Ⅰ的热化学反应方程式为 。反应I在 条件下自发进行。 (2)若在恒压条件下的密闭容器中发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，平衡后再充入少量气体，反应Ⅱ平衡将 移动。(填“正向”“逆向”或“不”) (3)相同时间内，温度对转化率及甲醇和产率的影响如图乙所示。 ①由图乙判断合成最适宜的温度是 。 ②由图乙可知，温度升高，产率先升高后降低，降低的可能原因是 (任写两条)。 ③下列措施有利于提高转化为的平衡转化率的有 (填字母)。 A．容器容积不变，通少量气体，使压强变大 B．选择高效催化剂 C．容器容积和投料比不变，提高反应物浓度 (4)保持温度不变，在一体积不变密闭容器中充入和，发生反应Ⅰ、Ⅱ，测得起始总压强为，达到平衡时，测得容器内总压强为。已知：，平衡时的物质的量为 ；若此时的物质的量为，则反应I的平衡常数 (用含的代数式表示)。 20．（2025·宁夏银川·二模）二氧化碳与氢气在一定条件下可制备甲醛(HCHO)、甲酸(HCOOH)和甲醇()等有机物。回答下列问题： (1)制备甲醛：反应机理如下图所示 ① (用、、、表示)。 ②将等物质的量的与充入恒温恒容密闭容器中发生反应，不能说明该反应达到平衡状态的是 (填字母)。 a．的物质的量保持不变 b．单位时间内断裂2molH-H键的同时断裂2molC-H键 c．容器内混合气体的平均摩尔质量不变 d．容器内混合气体的密度保持不变 (2)制备甲酸：反应原理为。 已知：，，、为速率常数，与温度的关系如图所示。 若温度升高，则 (填“增大”“减小”或“不变”)；该反应的 (填“>”“<”或“=”)0. (3)催化加氢制甲醇也是碳循环的重要途径。在某催化剂表面与氢气作用制备甲醇的反应机理如图所示。催化循环中产生的中间体微粒共 种。 (4)在T℃时，将CO2、H2、N2按物质的量之比为6∶11∶1充入容积为10L的恒容容器中，初始压强为kPa，只发生CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)(<0)(N2不参加反应)，测得体系中剩余H2的物质的量随时间变化如图中状态Ⅰ所示。在状态Ⅰ中，平衡时压强为初始压强的，H2的体积分数为。 温度T℃时，状态I中，0~1min内的平均速率v(CH3OH)= mol·L−1·min−1(保留三位有效数字)，该反应的压强平衡常数Kp= 。(用平衡分压代替平衡浓度计算) （4）①根据图示，温度T℃，状态I中，8min后氢气的物质的量不再改变，说明达到平衡状态，设反应初始时CO2、H2、N2物质的量为6xmol、11xmol、xmol，列三段式为：，根据平衡时H2的体积分数为可得，解得x=1，则平衡时CO2、H2、CH3OH、H2O、N2物质的量为3mol、2mol、3mol、3mol、1mol，气体总物质的量为12mol；1min时，氢气的物质的量为6mol；初始氢气物质的量为11mol，则0~1min内的平均速率v(CH3OH)=；平衡时，该反应的压强平衡常数Kp=； 21．（2025·河南·三模）氟的氧化物在化工生产中有广泛应用。常见氟的氧化物有OF2、O2F2等。请回答下列问题： (1)O2F2分子结构如图所示，，它是 (填“极性”或“非极性”)分子。O2F2和H2O2结构相似且O2F2的相对分子质量大于H2O2，但是，常温常压下，O2F2呈气态，而H2O2呈液态，其状态不同的主要原因是 。 (2)O2F2具有强氧化性，能氧化H2S生成SF6，另外生成一种酸和一种单质。写出化学方程式： 。 (3)0.1molOF2(g)与足量水蒸气反应生成O2(g)和HF(g)时放出热量31.27kJ。写出该反应的热化学方程式： 。 (4)在TK下，向刚性密闭容器中充入适量OF2(g)气体发生分解反应：，测得部分气体的浓度如图所示。 ①逆反应速率：a (填“>”“<”或“=”)c。其他条件不变，若升高温度，c点可能向 (填字母)点移动。 A．d　　　B．e    　　　C． f　　　　D．m ②0~4min内平均速率v(O2)= ；该温度下，OF2平衡转化率为 %。 (5)某温度下，保持压强为akPa下，向密闭反应器充入1molO2F2(g)，发生反应： ① ② 平衡时转化率为80%，F2选择性为25%，则反应②的平衡常数Kp= kPa(用含a的代数式表示)。 提示：①用分压计算的平衡常数为压强平衡常数(Kp)，分压=总压物质的量分数； ②F2的选择性=。 22．（2025·湖南湘潭·模拟预测）碳达峰和碳中和是应对气候变化的重要策略，以为原料合成甲醇可以减少的排放，可以更快地实现碳达峰和碳中和。回答下列问题： I.和生成甲醇涉及的反应如下： 主反应：   副反应：   (1)反应   。 (2)时，在主、副反应的混合体系中，平衡时，生成甲醇的选择性[选择性]随压强的变化如图所示。 ①增大压强，甲醇的选择性增大的原因是 。 ②时，若在密闭容器中充入和，在压强为时，生成0.6mol CO，则时，主反应的压强平衡常数 。(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压物质的量分数) II.催化剂的性能测试：一定条件下使、混合气体通过反应器，检测反应器出口气体的成分及其含量，计算的转化率和的选择性以评价催化剂的性能。 (3)时，测得反应器出口气体中全部含碳物质的物质的量之比，则该温度下的转化率为 。 (4)其他条件相同时，反应温度对的转化率和的选择性的影响如图1、2所示。 ①由图1判断，实验中反应未达到化学平衡状态的点为 。 ②温度高于时，平衡转化率升高的原因是 。 ③温度相同时，选择性的实验值略高于平衡值(见图2)，从化学反应速率的角度解释原因： 。 1．（2025·四川·模拟预测）恒容反应器中，和均能催化反应：(羟基乙醛)，反应历程如图所示，为中间体，为过渡态。 下列描述正确的是 A．“插入”步骤，为 B．催化作用下，“加氢”步骤为决速步骤 C．催化作用下，羟基乙醛的生成速率更小 D．反应达平衡时，升高温度，羟基乙醛的浓度增大 2．（2025·江苏·一模）二氧化碳催化加氢可获得CO。其主要反应为 在、时，若仅考虑上述反应，平衡时部分物种的物质的量分数随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．、 B．图中X表示 C．提高CO的产率，需研发380℃以下的高效催化剂 D．900℃时，其他条件不变，增大容器压强，不变 3．（2025·辽宁·模拟预测）在三个容积均为1L的密闭容器中，起始时的浓度均为，以不同的氢碳比充入和，一定条件下发生反应，的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A．在氢碳比为时，点的正反应速率小于逆反应速率 B．氢碳比：，且 C．其他条件不变，将反应容器的容积压缩为原来的一半，图中曲线将发生变化 D．向处于点状态的容器中，按2：4：1：4的浓度比再充入，再次达到平衡后的平衡转化率减小 4．（2025·重庆·模拟预测）向温度不同的3个体积均为2L的恒容密闭容器中均充入和，保持其它条件相同，发生反应，测得时A的物质的量如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的 B．c点一定满足： C．b点处于平衡状态，A的平衡转化率为65% D．向c点容器中充入和，B的转化率增大 5．（2025·辽宁大连·一模）二氧化碳加氢的高值化利用是解决全球气候变暖和能源短缺问题的重要举措。乙烯、甲醇、二甲醚等基础化工原料是二氧化碳加氢转化的主要产品。 I．二氧化碳加氢制乙烯 已知的燃烧热为；的燃烧热为；气化需的能量。 (1)写出二氧化碳加氢制乙烯和的热化学方程式 。 (2)该反应需要 (填写“低温”、“高温”或“任意温度”)时能自发进行。 II．二氧化碳加氢制二甲醚 其中涉及的反应有： i． ii． iii． 已知：生成物M的选择 (3)在恒温恒容条件下，将一定量的通入密闭容器中(含催化剂)发生上述反应。下列能说明该反应体系已达化学平衡状态的是_______(填选项)。 A． B．反应ii中 C．混合气体的密度不变 D．混合气体的平均相对分子质量不变 在恒压密闭容器中充入和发生反应，的平衡转化率和生成物的选择性随温度变化如图所示(不考虑其他因素影响)： (4)在条件下，平衡时 ，计算反应ii在下的平衡常数 (精确至1)。 (5)温度高于，平衡转化率随温度升高而上升的原因是 。 III．催化制备二甲醚 催化直接加氢合成二甲醚的反应机理如图甲，在界面上发生的反应为，其反应历程如图乙，在界面上发生的反应除生成自由基外还有水蒸气产生。 (6)图乙表示的反应历程中，决速步骤为_______。 A． B． C． D． (7)界面上的反应为 。 6．（2025·河南·一模）研究的综合利用、实现资源化是能源领域的重要发展方向。 (1)以二氧化钛表面覆盖的为催化剂，可以将和直接转化成乙酸。 ①研究发现该反应在250~300℃时，温度升高，乙酸的生成速率反而降低，原因是 。 ②为了提高该反应中的平衡转化率，可以采取的措施是 （写出两种）。 (2)我国科学家研究发现二氧化碳电催化还原制甲醇的反应  需通过以下两步实现： Ⅰ．   Ⅱ．   反应过程中各物质的相对能量变化情况如图所示。 ① 。稳定性：过渡态1 （填“大于”、“小于”或“等于”）过渡态2。 ②为探究反应  ，进行如下实验：在一恒温、体积为2L的密闭容器中，充入和，进行该反应（不考虑其他副反应）。10min时测得和的体积分数之比为且比值不再随时间发生变化。反应开始到平衡时，和转化之比为 。该温度下的平衡常数。 （保留三位有效数字）。 (3)已知：  ；控制温度30~40℃之间的弱酸性溶液，采用活性微生物电催化技术，在电解池中可实现的甲烷化。 ①微生物电解池中实现甲烷化的阴极电极反应为 。 ②如果处理有机物产生标准状况下，则理论上导线中通过的电子的物质的量为 。 7．（2025·青海西宁·一模）作为重要的温室效应气体，开发“碳捕获”技术，并生产其它化工产品是当前化工研究领域的热点问题。 Ⅰ．催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用与封存技术，该过程发生以下反应： ① ② 回答下列问题： (1)反应③的平衡常数，其热化学反应式为 。 (2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有_______。 A．增大浓度，反应①、②的正反应速率都增加 B．移去部分，反应②、③的平衡均向右移动 C．加入反应①的催化剂，可提高的平衡转化率 D．降低反应温度，反应①②③的正、逆反应速率都减小 Ⅱ．在5.0MPa下，将和在催化剂作用下仅发生上述反应①和②，平衡时或CO的选择性及的转化率a随温度的变化如图所示： (3)表示平衡时的转化率的曲线是 (填“x”“y”或“z”)，后，转化率随温度改变呈现该曲线变化的原因是 。 (4)时，平衡体系共有，则的平衡转化率 ，反应②在该温度下的压强平衡常数 (列计算式，气体的分压总压该气体的物质的量分数)。 (5)p、q两点反应②的正反应速率大小： 。(填“”“”或“”) Ⅲ．利用电化学装置可实现和的耦合转化，原理如图所示。 (6)阳极生成乙烷的电极反应式为 。 8．（2025·全国·模拟预测）采用固体催化剂CuH可使1-苯基-1-丙炔(T)与HCl加成，体系中涉及反应如图甲所示。 已知：催化剂对反应有专一性，认为反应达平衡后始终处于平衡状态。回答下列问题： (1)反应I、II、III的焓变分别为，已知，则 1(填“>”“<”或“=”)。 (2)以、为初始原料，在、条件下，进行上述反应。表示物质的物质的量与除外其他各物质总物质的量之比，随时间(t)变化关系如图乙所示。反应的活化能：I II(填“>”“<”或“=”)，平衡后，，反应II平衡常数 (用物质的量分数代替浓度计算)。 (3)若体系中只发生反应、，速率方程均可表示为(反应物)，为速率常数(、分别对应反应、)。某温度下，已知，反应器中含有的，保持体系中浓度恒定(反应体系体积变化忽略不计)，测得时，，则 mol。相同条件下，若选用纳米级，则与改变催化剂状态之前相比，当达浓度峰值时，的值 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)CuH的立方晶胞中，Cu原子以面心立方堆积如图丙所示(H原子未画出)，晶胞边长为，原子与原子的最短距离为，其沿方向截面如图丁所示，原子的配位数为 ，晶胞中原子、之间的距离为 。 9．（2025·全国·模拟预测）我国科研团队探究了合成工艺效率的影响因素。 总反应： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   已知：①表示转化率。②表示选择性：。回答下列问题： (1) 。 (2)绝热刚性容器中，若只发生反应I，下列条件可判断平衡的是_______(填标号)。 A．消耗速率等于生成速率 B．容器中压强不变 C．混合气体密度不变 D．混合气体的平均相对分子质量不变 (3)科研小组探究了不同温度下催化剂(A和B)对转化率、各产物选择性的影响，结果如图1所示，较适宜的催化剂是 (填“A”或“B”)。 (4)在适宜温度下转化率较低，可通过调控进料比来提高。调控进料比时，反应相同时间，催化剂对转化率、各产物选择性的影响，结果如图2所示。在进料比为4.0时无检出，可能的原因是 。 (5)若在恒容容器中，按和进料，达平衡后，转化率为，达到平衡所用时间为，则 ，总反应的平衡常数 。 (6)在工业生产实践中，选择的进料比低于4.0，可能的原因是 (答一点)。 1.(2024·黑、吉、辽选择考·10)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.3 h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.0~3 h平均速率v(异山梨醇)=0.014 mol·kg-1·h-1 D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率 2.(2024·安徽选择考·12)室温下,为探究纳米铁去除水样中Se的影响因素,测得不同条件下Se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(Se)=2.0 mol·L-1·h-1 B.实验③中,反应的离子方程式为2Fe+Se+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,Se的去除效果越好 3.(2024·江苏选择考·5)催化剂能改变化学反应速率而不改变反应的焓变,常见催化剂有金属及其氧化物、酸和碱等。催化反应广泛存在,如豆科植物固氮、石墨制金刚石、CO2和H2制CH3OCH3(二甲醚)、V2O5催化氧化SO2等。催化剂有选择性,如C2H4与O2反应用Ag催化生成(环氧乙烷)、用CuCl2/PdCl2催化生成CH3CHO。催化作用能消除污染和影响环境,如汽车尾气处理、废水中N电催化生成N2、氯自由基催化O3分解形成臭氧空洞。我国在石油催化领域领先世界,高效、经济、绿色是未来催化剂研究的发展方向。 下列说法正确的是 (　　) A.豆科植物固氮过程中,固氮酶能提高该反应的活化能 B.C2H4与O2反应中,Ag催化能提高生成CH3CHO的选择性 C.H2O2制O2反应中,MnO2能加快化学反应速率 D.SO2与O2反应中,V2O5能减小该反应的焓变 4.(2024·湖南选择考·14)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 δ 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) 5.(2024·浙江6月选考·11)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10 L的密闭容器中投入2 mol C2H6和3 mol CO2,不同温度下,测得5 min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(°C) 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=×100% A.反应活化能:Ⅰ<Ⅱ B.500 ℃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 6.(2024·湖北选择考·17)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) 回答下列问题: (1)写出BaC2与水反应的化学方程式 　 。  (2)已知Kp=(pCO)n、K=(n是CO的化学计量系数)。反应Ⅱ的lgK与温度的关系曲线见图1。 ①反应BaCO3(s)+4C(s)BaC2(s)+3CO(g)在1 585 K的Kp=　　　　Pa3。  ②保持1 320 K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。  (3)恒压容器中,焦炭与BaCO3的物质的量之比为4∶1,Ar为载气。1 400 K和1 823 K下,BaC2产率随时间的关系曲线依实验数据拟合得到图2(不考虑接触面积的影响)。 ①初始温度为900 K,缓慢加热至1 400 K时,实验表明BaCO3已全部消耗,此时反应体系中含Ba物种为　　　　　。  ②1 823 K下,反应速率的变化特点为　　　　　　　　　　　,其原因是　  　  。 7.(2024·湖北选择考·18)学习小组为探究Co2+、Co3+能否催化H2O2的分解及相关性质,室温下进行了实验Ⅰ~Ⅳ。 已知:[Co(H2O)6]2+为粉红色、[Co(H2O)6]3+为蓝色、[Co(CO3)2]2-为红色、[Co(CO3)3]3-为墨绿色。回答下列问题: (1)配制1.00 mol·L-1的CoSO4溶液,需要用到下列仪器中的　　　　(填标号)。  实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ 无明显变化 溶液变为红色,伴有气泡产生 溶液变为墨绿色,并持续产生能使带火星木条复燃的气体 (2)实验Ⅰ表明[Co(H2O)6]2+　　　　(填“能”或“不能”)催化H2O2的分解。实验Ⅱ中HC大大过量的原因是　 　 。  实验Ⅲ初步表明[Co(CO3)3]3-能催化H2O2的分解,写出H2O2在实验Ⅲ中所发生反应的离子方程式　　　　　 　　　、　　　　　　　　　　　。  (3)实验Ⅰ表明,反应2[Co(H2O)6]2++H2O2+2H+2[Co(H2O)6]3++2H2O难以正向进行,利用化学平衡移动原理,分析Co3+、Co2+分别与C配位后,正向反应能够进行的原因  　。  实验Ⅳ (4)实验Ⅳ中,A到B溶液变为蓝色,并产生气体;B到C溶液变为粉红色,并产生气体。从A到C所产生的气体的分子式分别为　　　　　　　　、　　　　　　　　　。  8.(2024·全国甲卷·28)甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯(C3H6)的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题: (1)已知如下热化学方程式: CH4(g)+Br2(g)CH3Br(g)+HBr(g)　ΔH1=-29 kJ·mol-1 3CH3Br(g)C3H6(g)+3HBr(g)　ΔH2=+20 kJ·mol-1 计算反应3CH4(g)+3Br2(g)C3H6(g)+6HBr(g)的ΔH=　　　　kJ·mol-1。  (2)CH4与Br2反应生成CH3Br,部分CH3Br会进一步溴化。将8 mmol CH4和8 mmol Br2通入密闭容器,平衡时,n(CH4)、n(CH3Br)与温度的关系见下图(假设反应后的含碳物质只有CH4、CH3Br和CH2Br2)。 (i)图中CH3Br的曲线是　　　　(填“a”或“b”)。  (ii)560 ℃时,CH4的转化率α=　　　　,n(HBr)=　　　　mmol。  (iii)560 ℃时,反应CH3Br(g)+Br2(g)CH2Br2(g)+HBr(g)的平衡常数K=　　　　。  (3)少量I2可提高生成CH3Br的选择性。500 ℃时,分别在有I2和无I2的条件下,将8 mmol CH4和8 mmol Br2通入密闭容器,溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见下图。 (i)11~19 s,有I2和无I2时CH3Br的生成速率之比=　　　　。  (ii)从图中找出I2提高了CH3Br选择性的证据:   　。  (iii)研究表明,I2参与反应的可能机理如下: ①I2(g)·I(g)+·I(g) ②·I(g)+CH2Br2(g)IBr(g)+·CH2Br(g) ③·CH2Br(g)+HBr(g)CH3Br(g)+·Br(g) ④·Br(g)+CH4(g)HBr(g)+·CH3(g) ⑤·CH3(g)+IBr(g)CH3Br(g)+·I(g) ⑥·I(g)+·I(g)I2(g) 根据上述机理,分析I2提高CH3Br选择性的原因:  　。  20.(2024·黑、吉、辽选择考·18)为实现氯资源循环利用,工业上采用RuO2催化氧化法处理HCl废气:2HCl(g)+O2(g)Cl2(g)+H2O(g)　ΔH1=-57.2 kJ·mol-1　ΔS　K 将HCl和O2分别以不同起始流速通入反应器中,在360 ℃、400 ℃和440 ℃下反应,通过检测流出气成分绘制HCl转化率(α)曲线,如下图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。 回答下列问题: (1)ΔS　　　　　0(填“>”或“<”);T3=　　　　　℃。  (2)结合以下信息,可知H2的燃烧热ΔH=　　　　　kJ·mol-1。  H2O(l)H2O(g) ΔH2=+44.0 kJ·mol-1 H2(g)+Cl2(g)2HCl(g) ΔH3=-184.6 kJ·mol-1 (3)下列措施可提高M点HCl转化率的是　　　　　(填标号)  A.增大HCl的流速 B.将温度升高40 ℃ C.增大n(HCl)∶n(O2) D.使用更高效的催化剂 (4)图中较高流速时,α(T3)小于α(T2)和α(T1),原因是  　。  (5)设N点的转化率为平衡转化率,则该温度下反应的平衡常数K=　　　　　　　(用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算)。  (6)负载在TiO2上的RuO2催化活性高,稳定性强,TiO2和RuO2的晶体结构均可用下图表示,二者晶胞体积近似相等,RuO2与TiO2的密度比为1.66,则Ru的相对原子质量为　　　　　(精确至1)。  9.(2024·安徽选择考·17)乙烯是一种用途广泛的有机化工原料。由乙烷制乙烯的研究备受关注。回答下列问题: 【乙烷制乙烯】 (1)C2H6氧化脱氢反应: 2C2H6(g)+O2(g)2C2H4(g)+2H2O(g) ΔH1=-209.8 kJ·mol-1 C2H6(g)+CO2(g)C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)　ΔH2=178.1 kJ·mol-1 计算:2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH3=　　　　　kJ·mol-1  (2)C2H6直接脱氢反应为C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)　ΔH4,C2H6的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示,则ΔH4　　　　　0(填“>”“<”或“=”)。结合下图。下列条件中,达到平衡时转化率最接近40%的是　　　　　(填标号)。  a.600 ℃,0.6 MPa b.700 ℃,0.7 MPa c.800 ℃,0.8 MPa (3)一定温度和压强下, 反应ⅰ　C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)　Ka1 反应ⅱ　C2H6(g)+H2(g)2CH4(g)　Ka2(Ka2远大于Ka1)(Kx是以平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数) ①仅发生反应ⅰ时,C2H6的平衡转化率为25.0%,计算Ka1=　　　　　。  ②同时发生反应ⅰ和ⅱ时。与仅发生反应ⅰ相比,C2H4的平衡产率　　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。  【乙烷和乙烯混合气的分离】 (4)通过Cu+修饰的Y分子筛的吸附-脱附。可实现C2H4和C2H6混合气的分离。Cu+的　　　　　与C2H4分子的π键电子形成配位键,这种配位键强弱介于范德华力和共价键之间。用该分子筛分离C2H4和C2H6的优点是　    　。  (5)常温常压下,将C2H4和C2H6等体积混合,以一定流速通过某吸附剂。测得两种气体出口浓度(c)与进口浓度(c0)之比随时间变化关系如图所示。下列推断合理的是　　　　　(填字母)。  A.前30 min,两种气体均未被吸附 B.p点对应的时刻,出口气体的主要成分是C2H6 C.a~b对应的时间段内,吸附的C2H6逐渐被C2H4替代 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$