第七章 化学反应速率与化学平衡 综合测试-【5星学霸·高考白题】2026年高考化学一轮复习

学霸高春白题化学 第七章乡 ☑章末自测阶段强化，巩固提升限时：45min 一、选择题 1.(2025·辽宁抚顺期中)以羰基化合物为载体 运用化学平衡分离、提纯某纳米级活性铁粉。 反应原理为Fe(；)+5C0(g) Fe(CO)s(g) △H<0。装置如下： T区战 T区堤 co 不她铁粉 加热切纯供粉 下列说法错误的是 A.根据实验装置和原理推测T,<T, B.高温不利于反应自发进行 C.工作时，T区域和T,区域发生反应的平衡 常数互为倒数关系 D.5v生成[Fe(CO)s]=v生(CO),反应已达到 化学平衡 2.(2025·江西九江模拟)庚醛(N)与亚硫酸氢 钠(P)可发生加成反应生成α-羟基磺酸 钠(Q),正、逆反应速率可以表示为，= kc(N)·c(P)和1=k1c(Q),k,和k分别 为正、逆反应的速率常数，E,和E,分别为正 逆反应的活化能。山k与T关系如图所示。 下列说法正确的是 OH Π+NIIS0,= ~50.Na N 25 0.0 -2.5 -5.0 Ink_1 飞35×134×10345x10'35x1H355×k T/K 102 宗合测试 A.E<E B.升高温度，平衡正向移动 C.加人催化剂可以提高N的平衡转化率 D.达到平衡时， c(N)·c(P) c(Q) 3.(2025·广东佛山二模)甲烷蒸气重整是日前 工业制氢的手段，主要反应如下： 反应I:CH,(g)+H,0(g)一C0(g)+3H2(g) △H1=+206kJ·molΓ 反应Ⅱ：C0(g)+H,0(g)C02(g)+H2(g) △H2=-41kJ·molP 100kPa下，将n(CH):n(H20)=1:3的混 合气体投入恒压反应器中，平衡时各组分的 物质的量分数与温度的关系如图所示。下列 说法正确的是 0.6 封 LO 600,0.50 4 i600.032) 0.1a b 600,004 0+ 450 550 650750850 温度/℃ A.通人Ar,反应速率加快 B.曲线b表示CO, C.600℃时，th后反应到达平衡，th内 (CH)=21 kPa.h D.其他条件不变，600℃时反应Ⅱ的平衡常 数人号 4.(2025·四川成都二模)已知1,3-丁二烯 与HBr加成的能量-反应进程图如图所示（图 中△H,、△H2、△H3表示各步正向反应的焓 变)。下列说法错误的是 3-澳-1-了烯 H-B 、1-澳-2T端 反应进程 A.生成3-溴-1-丁烯的反应热为△H,-△H2, 生成1-溴-2-丁烯的反应热为△H-△H B.反应时间越长，反应得到1-溴-2丁烯的比 例越大 C.0℃、短时间tmin内，反应amol·L的1,3 丁二烯得到两种产物的比例为7：3（设反应 前后体积不变)，则生成3-溴-1-丁烯的平均 速率为0mmin D.H*与烯烃结合的一步为决速步骤，Br进 攻时活化能小的方向得到3-溴-1-丁烯 5.(2025·河南郑州月考)在I、Ⅱ、Ⅲ三个容积 不同(I、Ⅱ、Ⅲ容器的容积分别为V,L V2L、V,L)的恒容密闭容器中分别充入1mol CH和2 mol NO2,发生反应：CH4(g)+ 2N02(g)=C02(g)+N2(g)+2H0(g) △H,容器I、Ⅱ、Ⅲ中NO2的平衡转化率与温 度倒数的关系如图所示。下列有关说法正确 的是 60 50--- 沿度的例效℃ A.平衡常数K:e>b>d B.a点压强与d点压强之比为35：36 C.若e点平衡时n(CH,)=3n(N2),则容器Ⅱ 第七章化学反应速率与化学平衡学霸高春 中CH,的平衡转化率为25% D.容器内气体密度由大到小的关系：a>b>c 二、非选择题 6.(2025·湖北武汉二模)一种采用Ru0,催化 氧化法处理HC1废气的原理如下： 2HCI(g)+20,(g)C4,(g)+H,0(g) △H△SK 将HC1和O2分别以不同起始流速通人反应 器中，在360℃、400℃和440℃下反应，通过 检测流出气成分绘制HCI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)。 90 80 0 nT1n(0,-43 0--】 0.17.61) 0.18 0.14 Q10 0.06 H1流速l-- 国1 90 -T 00-0-0 0-T2 譬80 0.10.80) (HCI)n(0.)=4:4 60 0.18 0.140.10006 HCl流速mol-h 图2 回答下列问题： (1)已知H2的燃烧热△H=-285.8kJ·mol: H,0(1)=H,0(g) △H2=+44.0kJ·mol': H2 (g)+CI2(g)=2HCI(g) △H3=-184.6kJ·mol。 则RuO2催化氧化法处理HCl废气的△H= kJ·mol 学霸高春白题化学 (2)该反应在温度较 时（填“高”或 “低”)容易自发进行，结合图像分析T= ℃. (3)图1中的a、b,c三点中，最可能达到平衡 状态的是 (填字母)。 (4)下列措施可提高M点HCI转化率的是 (填字母)。 A.增大n(HCl):n(O2) B.降低温度 C.增大HCl的流速 D.使用更高效的催化剂 (5)在温度为T,初始压强为160kPa的恒容 密闭容器中，按图2中的投料比进行反应，到 达平衡时与N点的转化率相同，求该温度下 反应的化学平衡常数K。= 7.(2025·山东德州月考)甲醚是重要的有机合成 原料，甲醇制备甲醚的反应如图所示」 2CH,OH(g)-CH,OCH (g)+H2O(g) △H,=-23.5kJ·mol；工业上常用C02或 CO催化氢化法合成CH,OH。回答下列问题： (1)CO2和H2在某催化剂表面合成 CH,0H:C02(g)+3H2(g）==CH,0H(g）+ H,0(g)△H,反应历程如图甲所示，其中吸 附在催化剂表面上的物种用*标注，该反应 历程中活化能最小步骤的化学方程式为 已知△G= △H-TAS(△H、△S随温度的变化不大)，△G随 温度的变化关系如图乙所示，图中表示该反 应的直线是 (填字母)。 相对能童V 020C0,9+3H.9 -0.20 CH.O -0.60 +0H CILONIGO +3H +TT,0 -1.00 C,◆ nIcooT +.3* -1.40 +6%1c00*+4I +511* CH.O CTT OI -1.80 0H +OTT*CIT OIT* +H +* +110* 图甲 -250 -300 -350 -400 -450 -500 -550 40080012001400 K 图乙 (2)C0催化加氢法合成CHOH,进而制备 CH,OCH,的过程中涉及如下反应： 反应I:C0(g)+2H2(g)=一CHOH(g) △H2 反应Ⅱ：2CH,OH(g)=CH,OCH,(g)+ H,0(g)△H 反应Ⅲ：C0(g)+H,0(g)=C02(g)+H2 (g）△H3=-41.2kJ·mol1 ①在298K、101kPa时，C0(g)、H2（g)、 CH,OH(g)的摩尔燃烧焓分别为akJ·ol、 bkJ·mol'、ckJ·mol,则△H2= kJ·moΓg ②一定温度下，向2L恒容密闭容器中充入 2molC0(g)和4molH2(g)制备 CH,OCH,(g),初始压强为PoPa,5min达到 平衡时C0(g)的转化率为70%，c(CH,0H)= 2c(CH,0CH3),且c(H2)=0.9mol·L,则 0~5min内，r(C0)= mol·L·min': 反应I的平衡常数K。= (用Pa 表示)。 ③工业生产中，需要在260℃、压强恒为 4.0MPa的反应釜中进行上述反应。初始时 向反应釜中加入0.01molC0(g)和 0.02molH2(g),为确保反应的连续性，需向 反应釜中以n(C0):n(H2)=1:2、进气流量 0.03mol·min持续通入原料.同时控制出气 流量为0.02mol·min,单位时间内C0(g) 的转化率为60%，则流出气体中C0,(g)的 百分含量为 :控制出气流量小于进 气流量的原因为k 则kE·c(cH)e(o)=ke2N)·e(C0)·(H0) c2(N2)×c(C02)xc2(H20) 玉，该反应为放热反应，温度升高，K减 c(CH,)xc(NO】 小，则减小。(3)CH,OH分子间存在氢键，使其沸点高于 02。(4)①该反应中反应物和产物均为气体，气体总质量不变，容器 体积恒定，侧混合气体密度恒定，不能据此判断平衡状态，A不符合 原作，C0阳有0约为生度物混8相定不交，不蛋据 此判断平衡状态，B不符合题意：H,的转化率不随时间变化，说明氢 气的物质的量浓度不再变化，可知反应达到平衡状态，C符合题意： 反应正向进行过程中，C02的体积分数逐渐减小，当不再变化时反应 达到平衡状态，D符合题意：②由图可知，450℃时，反应有、无催化 剂时反应相同的时间均未达到平衡状态，在有、无能化剂的条件下， C0,转化率相等的原因可能是催化剂失活。(5)①由反应可知，1、 ⅱ两反应正向气体分子数均增加，则增大压强时平衡均逆向移动， C0,的平衡转化率应减小，若X表示压强，则曲线变化趋势与反应受 压强的影响不一致，因此X表示的是温度；②测得M点条件下，容器 内C0的物质的量为1mo,此时C02的转化率为60%，则容器内C02 的物质的量为0.4ml,根据C原子守恒可知CH,的物质的量为(1+ 1-1-0.4)m©l=0.6mol:根据0原子守恒可知体系内H20的物质的 量为(2-0.4x2-1)mol=0,2mol:根据H原子守恒可知氢气的物质 的量为4-0.2×2-0.6x4 mol=0.6mol,此时容器内气体的总物质的量 2 为(1+0.4+0.6+0.2+0.6)mol=2.8mol:反应i的K。= 1 12 p2(C0)·p2(H2) (2.81.4Mp） (0.6x1.4MPa 2.8 p(CO2)·p(CHa) 0.4 1.4MPa× 2.8 (2.8x1.4 MPa 0.6 0.375(MPa). 第七章综合测试 1.C解析：△H<0,为放热反应，当羡基合铁挥发到较高温度区域，五 羡基合铁分解，纯铁粉残留在右端，一氧化顾循环利用，铁粉和一氧 化碳化合成五碳基合铁时放出热量，反应F(器)+5C0(g)一 Fe(C0),(g)△H<0,因此T1<T2,A正确：该反应为放热反应，△H< 0,嫡变小于0，根据反应△G=△H-TAS,高温不利于反应自发进行， 反应△G增大，B正确：T,区域Fe(s)+5C0(g)=一Fe(C0)s(g) K1,T区城发生反应Fe(s)+5C0(g)一Fe(C0),(g)K2,两者温 度不同，则平衡常数不是互为倒数关系，C错误；下e(s)+5C0(g) 一Fe(C0),(g),根据化学计量数之间的关系，5u生成【Fe(C0)5]= v生(C0),反应已达到化学平衡，D正确。 2A解折：从山长与宁关系图知，随着温度升高，山逐浙增大，且 k增大更多，说明升高温度，逆反应速率增加更多，平衡应逆向移 动，则该反应正向应为放热反应。根据分析可知该反应为放热反 应，所以正反应活化能更小，即E,<E1,A正确：该反应正向为放热 反应，升高温度，平衡逆向移动，B错误：加人催化剂可加快反应速 率，但不影响平衡移动，不会提高N的平衡转化率，C错误：达到平 有科，正港反痘意幸细等有所哈9可D c(Q) 错误。 3.C解析：反应I的正反应为吸热反应，反应Ⅱ的正反应为放热反 应，升高温度，反应【平衡正向移动，C0物质的量增大，反应Ⅱ平衡 逆向移动，C0物质的量增大，故C0的平衡物质的量分数随温度升 高面增大，则C0平衡曲线为b,C02平衡曲线为。将n(CH。): n(H2O)=1:3的混合气体投入恒压反应器中，通人A,容器体积增 大，反应物浓度碱小，反应速率碱慢，A错误：由分析可知，曲线b表 示C0,曲线a表示C02,B错误：②100kPa下，CH4、H20的起始物 一学霸高考·白员 质的量之比为1：3，起始CH:的分压为25kPa:设起始CH的物质 的量为amol、H20物质的量为3amdl,设反应1从起始到平衡消耗 CH,的物质的量为xml,反应Ⅱ从起始到平衡消耗H,0的物质的量 为ymol,列三段式： CH(8)+H20(g)C0(g)+3H2(g) 起始(mol)a 3a 00 转化(mal)x ￥3x 平衡(mdl) a-x 3a-x 3x C0(g)+H0(g)C02(g)+H2(g) 起始(mol)03a 0 0 转化(mal)y y y y 平衡(mdl)x-y3a-x-yy 平衡时气体总物质的量为(a-x+3a-x-y+x-y+3x+y+y)mol=(4a+ 0l,600℃平衡时CH,物质的量分数为0.04，则a2=0.0 a-ga 得x=号4m0l,平衡时CH的分压为100kPa×二 7 -=4 kPa, 4a+2×g口 4h内(CH,)=25-42却ah,C正确：其他条件不 h 变，600℃时H20的物质的量分数为0.32，H2的物质的量分数为 05,由C项可知，a()=(4a+2)mlx0.5=2gm,a(h,o) (4a+2x)mol×0.32=gmal,3a--y=9,则y=gmol 为r、_4amol.n(c0)=gmol-gmol=3amol,反应Ⅱ的平衡 25a4a 9×925 常数K= 1x16a五D错误。 4.A解析：根据盖斯定律，生成3-溴--丁烯的反应热为△H1+△H2,生 成1-溴-2-丁烯的反应热为△H1+△H3,A舞误：根据图示可知，1-溴-2- 丁烯的能量低，更稳定，因此反应时间越长，得到1溴-2丁烯的比例 越大，B正确：根据图示可知，生成3-溴-1丁烯的第二步反应的活化 能低，因此短时间内，生成3-溴-1丁烯的比例大，故生成3溴1-丁烯 的平均速率为7mal,L·min1,C正确：根据图示可知，第一步 反应的活化能大于第二步反应的活化能，故第一步即H与烯烃结 合的一步为决速步，第二步反应中生成3-溴-1丁烯的活化能小，即 B进攻时活化能小的反应得到3-溴-1-丁烯，D正确。 5.C解析：根据图像可知，温度越高，02平衡转化率越小，说明该反 应是放热反应，c、b、d三点对应温度逐渐降低，所以平衡常数K:c< <d,A错误：a点与d点体系的祖度与体积不同且未知，两者压强比 不能确定，B错误；根据三段式： CH(g)+2N02(g)C02(g)+N2(g)+2H20(g) n(开始）12 0 00 /mol (转化) 2x 2x /mol n(平衡）1-*2-2z 2x /mol 由n(CH4)=3n(N2),脚1-x=3x,x=0.25,CH4的平衡转化率为 25%,C正确：根据图像可知该反应为放热反应，a、b、c三点对应温度 逐渐降低，且三点NO2的平衡转化率相同，三个容器体积关系 为>>水，容器内气体密度和=，由于三个客器起始均为1m CH4和2 mol NO2,所以总质量相同，但V1>V2>V3,所以a、b、c三点 密度关系为a<ce,D错误。 6.(1)-57.2(2)低440(3)c(4)D(5)0.5 ·化学·040 解析：(1)已知H2的燃烧热△H1=-285.8k」·mo1,则①H2(g)+ 20,(g)H,0(1)4H=-285.81·mr:②H,0(1) =H20(g)△H2=+44.0kJ·mo1:③H2(g)+C12(g) 2HC(g)△H3=-184.6k·mal1,由盖斯定律可知，①-③+②可得 2HC(g)+号0，(g)一C42(g)+H,0(g)4H=4H,-aH, +4H2=-285.8kJ·mo1-(-184.6kJ·mol1)+44.0kJ·mol1= -57.2·ma'。(2)2HC(g)+20(g)C,(g)+H,0(g)是 气体体积减小的放热反应，△H<0,△S<0,当△H-TAS<0时，反应能 够自发进行，则该反应在温度较低时容易自发进行，升高温度时平 衡逆向移动，反应物的转化率降低即温度越高，H的转化率越低 且较低流速下转化率可近似为平衡转化率，则图中T1为440℃，T, 为400℃，T3为360℃。(3)较低流速下转化率可近似为平衡转化 率，a、b,c三点中C点气体流速最低，最可能达到平衡状态。(4)M 点气体流速较高，反应未达到平衡，对比图1、2可知，其他条件相 同时，增大n(HC):n(O2),HC1的平衡转化率减小，A不选；降低 温度，反应速率减慢，单位时间内HC的转化量减小，HC的转化率 减小，B不选：由图可知，增大HC的流速，HC的转化率降低，C不 选：使用更高效的催化剂，反应速率加快，单位时间内HC的转化量 增大，HC1的转化率增大，D选。(5)在温度为T,初始压强为 160kPa的恒容密闭容器中，按图2中的投料比进行反应，到达平 衡时与N点的转化率相同，列出三段式： 2HC(g)+ 20(g)=C2(g)+H20(g) 起始(mol) 4 4 0 1 转化(mol) 28 2 1 平衡(mol) 4-2x 42 H0的转化率为兰 08,=16,平衡总压为8×(08+3.2+ 1.6+1.6)mal=144kPa,该温度下反应的化学平衡常数，= (16x144P 2 7.2 =0.5。 V7X144 kPax 3.2 /0.8 144kPa 7.2 7.(1)CH,0*40H"+3H'=CH0”+0H”+2H'(点CH0'+H* 地0）。20(a+26-e)2014285%反应 釜要求压强恒定，面反应【为气体分子数减小的反应 解析：(1)由图甲可知，C02和H2制备CH,OH的反应是反应物总能 量大于生成物总能量的放热反应，反应历程中活化能最小步骤的反 应为CH20·+0H·+3H·CH0°+0H+2H(或CH20·+H” 一CH,0·);结合图中信息可知该反应的反应物总能量高于生成 物总能量，为放热反应，则△H<0:反应后气体分子数诚小，△S<0: △G=△H-T△S随温度升高，△G逐渐增大，故曲线c符合。 (2)①C0(g)、H2(g）、CH,0H(g)的摩尔燃烧焙分别为 ak」·mo、bkJ·mol1、ekJ·mol'.据此可得热化学方程式： ①c0(g+0,(g)一C0,(g)4Hn=a1·mlr,②H,(g)+ 20,(g）一H,0(g）4=6u·mmlr;3CH,0H(g)+ 20,(g)00,(g)+2H,0(g)As=e·mr。根据盖断 律可知反应1=①+2x②-③，则△H2=(a+2b-c)kJ·mol1:②由一 氧化碳的转化率可知，0~5min内，一氧化碳的反应速率为 2mol×70% 2L 5 min -=0.14mol·(L·min)-1:设平衡时甲醚的物质的量为 am0l.则由题意可知，甲醇的物质的量为2amd,由方程式可知，反 应Ⅱ中生成水、消耗甲醇的物质的量分别为amol、2amol,则反应I 一学霸高考·白是 中生成甲醇的物质的量为4和mol、消耗氢气的物质的量为8am:由 一氧化碳的转化率可知，平衡时一氧化碳的物质的量为2m© 2mo×70%=0.6m0l,由碳原子数守恒可知，平衡时二氧化碳的物质 的量为(2-0.6-2a-2a)mol=(1.4-4a)mol,则由方程式可知，反应Ⅲ 中消耗水蒸气、生成氢气的物质的量都为(1.4-4a)mol,由平衡时氢 气的物质的量可得：4-8a+(1,4-4a)=1.8,解得a=0.3,则平衡时甲 醚、甲醇、一氧化碳、二氧化碳、氢气、水蒸气的物质的量分别为 0.3mol、0.6mol、0.6mol、0.2mol、1.8mol、0.3mol-0.2mol=0.1mol: 由压强比等于气体物质的量之比可知，平衡时压强为 3.6 molxpo Pa 6 mol =0.p0Pa,则反应1的平衡常数K= 0.6x0.6poPa 3.6 100 Pa2:③设时间为1min, 0.6x0.6pPa×3.6 3.6 (1.8x0.6poPa 9p6 则进气量为0.03ml、出气量为0.02mal,反应1为气体分子数诚小 的反应，反应Ⅱ、Ⅲ为气体分子数不变的反应，则减少0.01m©l气体 是由反应I引起的，由反应1的方程式可知，参加反应I的一氧化 碳的物质的量为0.01mlx之=0.005ml,由一氧化碳的转化率可 知，反应消耗一氧化碳的物质的量为0.01mol×60%=0.006mol,则反 应Ⅲ消耗一氧化碳的物质的量为0.001ml,由方程式可知，反应Ⅲ 生成二氧化碳的物质的量为0.001m0,则流出气体中二氧化碳的 百分含量为0001mm×100%=5%:反应釜要求压强恒定，而反应1 0.02 mol 为气体分子数诚小的反应，会导致压强减小，所以工业生产中，需控 制出气流量小于进气流量。 第七章真题演练 1.C解析：反应物气体总物质的量为5ml,生成物气体总物质的量为 3m,威小压强会使平衡向气体体积增大的方向（逆反应）移动，A 不符合题意：该反应为放热反应，升高温度会使平衡向吸热的逆反 应方向移动，B不符合题意：增大日2浓度会提高反应物浓度，根据 夏特列原理，平衡向正反应方向移动以消耗增加的H2,C符合题意：恒容 下充人惰性气体，不改变各物质浓度，对平衡无影响D不符合题意。 2.C解析：①A(g)M(g)K= ,②A(g)一N(g)K= k-1 ②-O得到M(6)一N(g,则K“三华A正确：由图 ,平病k1女2 k 可知，0-1时间段，生成M和N的物质的量相同，由此可知，成M 和N的平均反应速率相等，B正确：若加人化剂，k,增大，更有利 于生成M,则x变大，但催化剂不影响平衡移动，M,不变，C错 误：若A(g)一→M(g)和A(g)一→N(g)均为放热反应，升高温度，两个 反应均逆向移动，A的物质的量分数变大，即，￥衡变大，D正确。 3.(1)-412(2)be(3)反应①的活化能低，反应②的活化能高，反 应②进行的速率慢催化剂在升温时活性降低或升温时催化剂对 反应②更有利(4)b(5)增大0.675p 解析：(1)由盖斯定律，②-①可以得到目标反应，则△H■△H2- △H1=-14.9kJ·mol1-26.3kJ·md=-41.2kJ·mol1。(2)气体 质量是定值，休积是固定的，密度始终不变，气休密度不变不能说明 反应达到平衡状态；两个反应均为气体体积增大的反应，则随着反 应进行，压强变大，压强不变是平衡状态：气体浓度不变是平衡状态 的标志，则H20(g)的浓度不变是平衡状态；C0和C02物质的量相 等，不能说明其浓度不变，不能判断达到平衡状态。(3)反应①的选 择性接近100%，原因是反应①的活化能低，反应②的活化能高，反 应②进行的速率慢，所以反应①的选择性接近100%：反应①是吸热 反应，升高温度平衡会正向移动，有利于反应①，但反应①选择性下 降，可能原因是催化剂在升温时活性降低或升温时催化剂对反应② 更有利。(4)增加原料中CH4的量，CH4自身转化率降低：增大原料 中C02的量，CH4转化率增大：通人A气，各物质浓度不变，平衡不 移动，CH,转化率不变。(5)由图可知，恒压时，随着r含量上 ·化学·041一