课时跟踪检测（四十九） 化学平衡、化学反应的方向及调控的基本知能评价（练习）-【创新方案】2026年高考化学一轮复习Ⅱ

课时跟踪检测（四十九） 化学平衡、化学反应的方向及调控的基本知能评价 1．利用CO2和CH4反应制备合成气(CO、H2)的原理是CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)　ΔH>0。温度为T ℃时，该反应的平衡常数为K。下列说法正确的是 (　 ) A．K越大，说明反应速率、CO2的平衡转化率越大 B．增大压强，平衡向逆反应方向移动，K减小 C．升高温度，反应速率和平衡常数K都增大 D．加入催化剂，能提高合成气的平衡产率 解析：选C　K越大，说明反应进行得越完全，CO2的平衡转化率越大，但反应速率受外界因素影响，反应速率不一定越大，A错误；K只受温度影响，温度不变，K不变，B错误；升高温度，活化分子百分数增大，反应速率增大，该反应为吸热反应，则平衡常数K增大，C正确；加入催化剂，只能改变反应速率，不影响平衡移动，则不能提高合成气的平衡产率，D错误。 2．用尿素水解生成的NH3催化还原NO，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为4NH3(g)+O2(g) +4NO(g)4N2(g)+6H2O(g)，下列说法正确的是 (　 ) A．上述反应ΔS<0 B．上述反应平衡常数K= C．上述反应中消耗1 mol NH3，转移电子的数目为2×6.02×1023 D．实际应用中，加入尿素的量越多，柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小 解析：选B　该反应为气体分子数增大的反应，即熵增的反应，ΔS>0，故A错误；该反应每消耗4 mol NH3，转移12 mol电子，则反应中消耗1 mol NH3，转移电子的数目为3×6.02×1023，故C错误；实际应用中，加入尿素的量过多，尿素水解生成的氨气过量，柴油机车辆排放的氨气对空气污染程度增大，故D错误。 3．(2025·湖南张家界一模)在300 mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如表所示。下列说法不正确的是 (　 ) 温度/℃ 25 80 230 平衡常数 5×104 2 1.9×10-5 A．上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应 B．25 ℃时，反应Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)的平衡常数为2×10-5 C．80 ℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L-1，则此时v正>v逆 D．80 ℃达到平衡时，测得n(CO)=0.3 mol，则Ni(CO)4 的平衡浓度为2 mol·L-1 解析：选C　温度升高，平衡常数减小，故该反应正反应为放热反应，A正确；25 ℃时，该反应逆反应的平衡常数K'===2×10-5，B正确；80 ℃时，若Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L-1，则Q===8>K=2，v正<v逆，C错误；80 ℃达到平衡时，若n(CO)=0.3 mol，则c(CO)=1 mol·L-1，故c[Ni(CO)4]=K·c4(CO)=2×14 mol·L-1=2 mol·L-1，D正确。 4．(2023·河北卷)在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g)，发生如下反应： 2W(g)4X(g)+Y(g) ③② 2Z(g) 反应②和③的速率方程分别为v2=k2c2(X)和v3=k3c(Z)，其中k2、k3分别为反应②和③的速率常数，反应③的活化能大于反应②。测得W(g)的浓度随时间的变化如下表。 t/min 0 1 2 3 4 5 c(W)/(mol·L-1) 0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028 下列说法正确的是 (　 ) A．0~2 min内，X的平均反应速率为0.080 mol·L-1·min-1 B．若增大容器容积，平衡时Y的产率增大 C．若k2=k3，则平衡时c(Z)=c(X) D．若升高温度，则平衡时c(Z)减小 解析：选D　0~2 min内，Δc(W)=(0.160-0.080)mol·L-1=0.080 mol·L-1，则Δc(X)=2Δc(W)=0.160 mol·L-1，但一部分X转化为Z，造成Δc(X)<0.160 mol·L-1，则v(X)<=0.080 mol·L-1·min-1，A错误；②是可逆反应，增大容器容积相当于减小压强，4X(g)2Z(g)平衡逆向移动，X的浓度增大，但①是完全反应的，故平衡时Y的产率不变，B错误；由化学反应速率之比等于化学计量数之比，则平衡时v逆(X)=2v正(Z)，即v3=2v2，k3c(Z)=2k2c2(X)，若k2=k3，则平衡时c(Z)=2c2(X)，C错误；反应③的活化能大于反应②，ΔH=正反应活化能-逆反应活化能，则4X(g)2Z(g)　ΔH<0，该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则平衡时c(Z)减小，D正确。 5．[双选]利用传感技术可探究压强对化学平衡2NO2(g)N2O4(g)的影响。往注射器中充入适量NO2气体保持活塞位置不变达到平衡(图甲)；恒定温度下，分别在t1、t2 时快速移动注射器活塞后保持活塞位置不变，测得注射器内气体总压强随时间变化如图乙。下列说法错误的是 (　 ) A．B、E 两点对应的反应速率：v正(B)>v正 (E) B．B点对应的分压平衡常数为 C．C点到D点平衡逆向移动，针筒内气体颜色D点比B点深 D．E、F、H三点中，H点的气体平均相对分子质量最大 解析：选BC　压强越大，反应速率越快，则B、E两点对应的反应速率：v正(B)>v正(E)，A正确；起始NO2为100 kPa，设平衡时NO2转化了2x kPa， 　　　　　　2NO2(g)N2O4(g) 起始/kPa　 　100　　　　　0 转化/kPa　 　2x　　　　 　x 平衡/kPa　　100-2x　 　 x 根据气体物质的量之比等于压强之比，有=，解得x=3，平衡时p(NO2)=94 kPa，p(N2O4)=3 kPa，则Kp=，B错误；t1时快速拉动注射器活塞，针筒内气体体积增大，压强迅速减小，C点到D点平衡逆向移动，但是平衡移动的影响小于浓度减小的影响，所以针筒内气体颜色D比B点浅，C错误；t2时快速推动注射器活塞，针筒内气体体积减小，压强迅速增大，保持活塞位置不变后，平衡正向移动，混合气体的物质的量减小，故E、F、H三点中，H点的气体的物质的量最小，根据n= 可知，H点的气体平均相对分子质量最大，D正确。 6．(2023·重庆卷)逆水煤气变换体系中存在以下两个反应： 反应Ⅰ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) 反应Ⅱ：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) 在恒容条件下，按V(CO2)∶V(H2)=1∶1投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 (　 ) A．反应Ⅰ的ΔH<0，反应Ⅱ的ΔH>0 B．M点反应Ⅰ的平衡常数K<1 C．N点H2O的压强是CH4的3倍 D．若按V(CO2)∶V(H2)=1∶2投料，则曲线之间交点位置不变 解析：选C　由题图可知，随温度升高，CO体积分数增大，CH4体积分数减小，说明反应Ⅰ平衡正向移动，为吸热反应，反应Ⅱ平衡逆向移动，为放热反应，则反应Ⅰ的ΔH>0，反应Ⅱ的ΔH<0，A错误；M点CO2和CO的体积分数相等，均为50%，CH4的体积分数为0，说明只发生反应Ⅰ，又因为起始时按V(CO2)∶V(H2)=1∶1投料比进行反应，恰好为反应Ⅰ中反应物的化学计量数之比，所以M点反应Ⅰ的平衡常数K=1，B错误；N点CO和CH4的体积分数相等，结合反应方程式可知，生成H2O的总物质的量为CH4物质的量的3倍，即N点H2O的压强是CH4的3倍，C正确；若按V(CO2)∶V(H2)=1∶2投料，相当于H2的投料量增加，会使反应Ⅰ、Ⅱ平衡正向移动，CO、CH4体积分数增大，CO2体积分数减小，所以曲线之间交点位置会发生改变，D错误。 7．(12分)甲醇是重要的化工原料，可用于制备丙烯、氢气等。 (1)MTO法由甲醇制备丙烯时的反应原理是甲醇先脱水生成二甲醚，然后二甲醚与甲醇的平衡混合物脱水转化为含丙烯较多的低聚烯烃。某温度下，在密闭容器中加入CH3OH气体，发生脱水反应：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)，一段时间后测得各组分的浓度如表所示： 物质 CH3OH CH3OCH3 H2O 5 min浓度/(mol·L-1) 0.44 0.6 0.6 10 min浓度/(mol·L-1) 0.04 0.8 0.8 15 min浓度/(mol·L-1) 0.04 0.8 0.8 该温度下，反应的平衡常数是　　　　　，CH3OH的平衡转化率是　　　　。(5分)  (2)利用甲醇水蒸气重整制氢是获得氢气的重要方法。反应原理如下： 反应ⅰ(主反应)：CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)　ΔH1=+49 kJ·mol-1 反应ⅱ(副反应)：H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2=+41 kJ·mol-1 ①温度高于300 ℃则会同时发生CH3OH转化为CO和 H2的副反应，该反应的热化学方程式是 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(2分)  ②反应中，经常使用催化剂提高化学反应速率，但催化剂对反应具有选择性。一定条件下，测得CH3OH转化率及CO、CO2选择性随温度变化情况分别如图所示(CO、CO2的选择性：转化的CH3OH中生成CO、CO2的百分比)。 从图中可知，反应的最适宜温度为　　　　　　，随着温度的升高，催化剂对　　　　(填“反应ⅰ”或“反应ⅱ”)的选择性降低。(5分)  解析：(1)由表格数据可知，10 min后，反应达到了平衡，根据反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)可知，该反应的平衡常数K===400；设CH3OH的起始浓度为x mol·L-1， 2CH3OH(g)CH3OCH3 (g)+H2O (g) 起始 x mol·L-1 0 0 转化 1.6 mol·L-1 0.8 mol·L-1 0.8 mol·L-1 平衡 0.04 mol·L-1 0.8 mol·L-1 0.8 mol·L-1 则x mol·L-1=(1.6+0.04)mol·L-1=1.64 mol·L-1，CH3OH的平衡转化率 α(CH3OH)=×100%≈ 97.56%。(2)①根据盖斯定律，反应ⅰ+反应ⅱ可得CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)　ΔH=ΔH1+ΔH2=49 kJ·mol-1 +41 kJ·mol-1=+90 kJ·mol-1。②由题图可知，低于260 ℃时，CH3OH的转化率较低，高于260 ℃时，CH3OH的转化率较高，但在高于260 ℃时，CO的选择性逐渐增大，CO2的选择性逐渐减小，所以反应的最适宜温度为260 ℃；随着温度的升高，催化剂对CO的选择性增大，CO2的选择性减小，所以温度升高，催化剂对反应 ⅰ 的选择性降低。 答案：(1)400　97.56% (2)①CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)　ΔH=+90 kJ·mol-1　②260 ℃　反应ⅰ 8．(12分)能源的合理开发和利用、低碳减排是人类正在努力解决的大问题。 (1)在固相催化剂作用下，CO2加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应： 主反应：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH1=-156.9 kJ·mol-1 副反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.1 kJ·mol-1 工业合成甲烷通常控制温度为500 ℃左右，其主要原因为 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。(3分)  (2)向密闭容器中充入一定量的CH4(g)和NO(g)，保持总压为100 kPa，发生反应：CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH<0。当=1时，NO的平衡转化率~、T3 K下NO的平衡转化率~的关系分别如图： ①能表示此反应已经达到平衡的是　　　　。(2分)  A．气体总体积保持不变 B．混合气体的平均相对分子质量保持不变 C．不再变化 ②表示T3 K时NO的平衡转化率~的关系曲线是　　　　(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)，T1　　　　(填“>”或“<”)T2。(4分)  ③在=1、T2 K时，CH4的平衡分压为　　　　　　。(3分)  解析：(2)①该反应为气体分子数不变的反应，故气体总体积始终不变，混合气体的平均相对分子质量保持不变，不能证明反应达到平衡，A、B错误；随着反应的进行，n(NO)减少，n(N2)增大，则一直在变化，故不再变化时可以证明反应达到平衡，C正确。②由反应CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)　ΔH<0可知，随着增大，即增大NO的投入量，平衡正向移动，NO的转化率减小，故曲线Ⅱ表示T3 K时NO的平衡转化率~的关系；升高温度，平衡逆向移动，NO的转化率减小，由图中曲线Ⅰ表示=1时NO的平衡转化率~关系以及图中所示信息可知，T越大，则越小，NO的转化率越小，故T1>T2。③在=1、T2 K时，NO的转化率为40%，设起始投入n(NO)=n(CH4)=a mol， CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) 起始/mol　 a　　　a　　　　 0　　 0　 　0 转化/mol　 0.1a　 0.4a　　 0.2a　 0.1a　 0.2a 平衡/mol　 0.9a　 0.6a　　 0.2a　 0.1a　 0.2a 平衡时气体总物质的量为2a mol，则此时CH4的平衡分压为p(CH4)=×100 kPa=45 kPa。 答案：(1)温度低于500 ℃，反应速率小；温度高于500 ℃，对副反应影响较大，化学平衡向生成CO的方向移动程度较大，不利于甲烷的生成 (2)①C　②Ⅱ　>　③45 kPa 学科网（北京）股份有限公司 $$