第05讲 化学反应速率与化学平衡图像（专项训练）（浙江专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第05讲 化学反应速率与化学平衡图像 目录 01 课标达标练 题型01分析影响反应速率的条件 题型02化学反应速率图象综合分析 题型03单曲线变化图象 题型04作出有关物理量变化趋势曲线 题型05单一反应多曲线变化图象 题型06多反应多曲线变化图象 02 核心突破练 03 真题溯源练 01分析影响反应速率的条件 1．根据vt图像分析外界条件的改变对可逆反应A(g)＋3B(g)2C(g)　ΔH<0的影响。该反应的速率与时间的关系如图所示： 可见在t1、t3、t5、t7时反应都达到平衡，如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件，则下列对t2、t4、t6、t8时改变条件的判断正确的是( ) A．使用了催化剂、增大压强、减小反应物浓度、降低温度 B．升高温度、减小压强、减小反应物浓度、使用了催化剂 C．增大反应物浓度、使用了催化剂、减小压强、升高温度 D．升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用了催化剂 【答案】D 【解析】t2时正、逆反应速率均增大，且平衡逆向移动，排除A、C项；t4时正、逆反应速率均减小，平衡逆向移动，可以是减小压强；t6时正反应速率增大，逆反应速率瞬间不变，平衡正向移动，所以是增大反应物浓度，排除B项；t8时正、逆反应速率均增大且仍相等，平衡不移动，则使用了催化剂，D项符合题意。 2．绿水青山是习总书记构建美丽中国的伟大构想，因此国家加大了对氮氧化物排放的控制力度。用活性炭还原处理氮氧化物的有关反应为C(s)＋2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH＜0。向容积可变的密闭容器中加入(足量的)活性炭和NO，在t2时刻改变某一条件，其反应的速率时间图象如下图所示。下列说法正确的是( ) A．给该反应升温，减小，增大 B．t2时刻改变的条件是向密闭容器中加NO C．t1时刻的大于t2时刻的 D．若气体的密度不变，不能说明该反应达到平衡 【答案】B 【解析】A项，升高温度，任何反应的反应速率均增大，故给该反应升温，增大，增大，A错误；B项，由图像可知，压强一定条件下，t2时刻改变条件以后，逆反应速率突然减小，达到新平衡时，与原反应速率相同，故改变的条件是向密闭容器中加NO，B正确；C项，由B项分析可知，t2时刻改变的条件是向密闭容器中加NO，正反应速率增大，逆反应速率减小，则t1时刻的小于t2时刻的，C错误；D项，由题干反应方程式可知，反应前后气体的物质的量保持不变，即恒温下容器的体积保持不变，反应正向气体质量增加，故若气体的密度不变，则气体质量不变，说明该反应达到平衡，D错误；故选B。 3．向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如下所示。由图可得出的正确结论是( ) A.反应在c点达到平衡状态 B.反应物浓度：a点小于b点 C.反应物的总能量低于生成物的总能量 D.Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段 【答案】D 【解析】A项，化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率显然还在改变，一定未达平衡，错误；B项，a到b时正反应速率增加，反应物浓度随时间不断减小，错误；C项，从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，错误；D项，随着反应的进行，正反应速率越快，消耗的二氧化硫就越多，SO2的转化率将逐渐增大，正确。 4．如图表示可逆反应A(g)+3B(g)2C(g) △H<0达平衡后，t1时改变某一反应条件，反应速率随时间变化的情况，根据曲线判断下列说法中正确的是( ) A．t1时降低了温度，平衡向正反应方向移动 B．t1时增大了压强，平衡向正反应方向移动 C．t1时可能使用了催化剂 D．t1时增大了A的浓度，同时减小了C的浓度，平衡向正反应方向移动 【答案】D 【解析】由图象可知，改变条件瞬间，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，平衡正向移动，且再次平衡时，正反应速率比改变条件前的反应速率小。A项，降低温度，正、逆反应速率都减小，图中正反应速率在t1时增加，A项错误；B项，该反应为气体体积减小的反应，t1时增大压强，正反应速率增加，平衡正向移动，根据勒夏特列原理知，再次平衡时，容器内压强比加压前大，则再次平衡时，反应速率应大于加压前的反应速率，B项错误；C项，t1时若使用催化剂，正反应速率增加，但是平衡不移动，速率应保持不变，C项错误；D项，t1时增大了反应物A的浓度，正反应速率增加，同时减少了C的浓度，逆反应速率减小，平衡正向移动，最终反应物浓度减小，再次平衡时的正反应速率应小于之前平衡时的反应速率，D项正确；答案选D。 5．向一容积不变的密闭容器中充入一定量A和B，发生如下反应：xA(g)＋2B(s)yC(g) ΔH<0。在一定条件下，容器中A、C的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题： (1)用A的浓度变化表示该反应在0～10 min内的平均反应速率v(A)＝________。 (2)根据图示可确定x∶y＝________。 (3)0～10 min容器内压强________(填“变大”“不变”或“变小”)。 (4)推测第10 min引起曲线变化的反应条件可能是________(填编号，下同)；第16 min引起曲线变化的反应条件可能是________。 ①减压　②增大A的浓度　③增大C的量　④升温　⑤降温　⑥加催化剂 (5)若平衡Ⅰ的平衡常数为K1，平衡Ⅱ平衡常数为K2，则K1________K2(填“>”“＝”或“<”)。 【答案】(1)0.02 mol·L－1·min－1 (2)1∶2 (3)变大 (4)④⑥ ④ (5)> 【解析】(1)0～10 min内v(A)＝＝0.02 mol·L－1·min－1。 (2)根据图像可知，0～10 min内A的物质的量浓度减少量为0.2 mol·L－1，C的物质的量浓度增加量为0.4 mol·L－1，x、y之比等于A、C的浓度的变化量之比，故x∶y＝0.2 mol·L－1∶0.4 mol·L－1＝1∶2。 (3)该反应是气体分子数增大的反应，而容器容积不变，因此0～10 min容器内压强变大。 (4)根据图像可知，10 min时改变条件后，A、C的浓度瞬时不变且随后反应速率加快，故改变的条件可能是升温或加入催化剂；12～16 min，反应处于平衡状态，16 min时改变条件后，A、C的浓度瞬时不变，且随后A的浓度逐渐增大，C的浓度逐渐减小，说明平衡逆向移动，故改变的条件可能是升温。 (5)升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小。由于16 min时升高温度，则K1>K2。 02化学反应速率图象综合分析 6．下列关于各图像的解释或得出的结论不正确的是( ) A．由甲图可知，反应在时刻可能改变了压强或使用了催化剂 B．由乙图可知，反应在m点可能达到了平衡状态 C．由丙图可知，反应过程中的点是C点 D．由丁图可知，交点A表示反应一定处于平衡状态，此时 【答案】D 【解析】A项，改变条件后，正逆反应速率增大且相等，可能是加了催化剂；对前后气体分子数相等的化学反应，也可能是加压，故A不符合题意；B项，已知生成物的百分含量随温度的升高而增大，m为曲线的最高点，生成物的百分含量达到最大值，即建立了相应温度下的平衡状态；继续升温生成物的百分含量减小，说明升温反应向相反方向移动，故B不符合题意；C项，曲线上B点表示在此温度下反应达到平衡时所能达到的最大转化率，A位于曲线以上，表示超过该温度下的最大转化率，此时平衡会向逆反应方向移动，v逆>v正；C点位于曲线以下，表示未达到该温度下的最大转化率 ，此时平衡会向正反应方向移动，v正>v逆，故C不符合题意；D项，A点时c(反应物)=c(生成物)，不一定达到平衡状态，故D符合题意；故选D。 7．可逆反应mA(g)nB(g)+pC(s) △H=Q，温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合如图中的两个图象，以下叙述正确的是( ) A．m＞n，Q＜0 B．m＞n+p，Q＞0 C．m＞n，Q＞0 D．m＜n+p，Q＜0 【答案】A 【解析】由图象可知，升高温度，逆反应速率大于正反应速率，则升高温度，平衡逆向移动；增大压强，正反应速率大于逆反应速率，则增大压强，平衡正向移动。由图象可知，升高温度，逆反应速率大于正反应速率，则升高温度，平衡逆向移动，所以该正反应为放热反应，Q＜0；增大压强，正反应速率大于逆反应速率，则增大压强，平衡正向移动，该反应为气体气体缩小的反应，所以m＞n，故选A。 8．一定温度下，X、Y、Z三种气体在某恒容密闭容器中发生反应，其中气体的物质的量变化曲线如图所示。下列说法正确的是( ) A．Q点Y的正反应速率和逆反应速率相等 B．从开始到达到平衡时用X表示的平均反应速率是0.2mol·L-1·min-1 C．该反应的化学方程式可表示为：3X(g)+Z(g)2Y(g) D．达到平衡后，再充入氩气，反应速率增大 【答案】C 【解析】A项，Q点没有到平衡，Y的正反应速率和逆反应速率不相等，A错误；B项，从开始到达到平衡时X的物质的量改变量为6-3=3mol，没有说明容器的体积，不能用X表示的平均反应速率，B错误；C项，从开始到平衡，X、Z的物质的量减少，减少量分别为6-3=3mol，2-1=1mol，为反应物，Y的物质的量增加为生成物，增加量为2-0=2mol，故方程式为3X(g)+Z(g) 2Y(g)，C正确；D项，到平衡后，充入氩气，各物质的浓度不变，反应速率不变，D错误；故选C。 9．100 ℃时，向某恒容密闭容器加入1.6 mol·L－1的Q后会发生如下反应：2Q(g)M(g)。其中M的物质的量浓度随时间的变化如图所示： 下列说法错误的是( ) A.从反应开始到刚达到平衡的时间段内，v(Q)＝0.02 mol·L－1·s－1 B.a、b两时刻生成Q的速率：v(a)<v(b) C.用Q浓度变化值表示的ab、bc两个时间段内的反应速率：v(ab)>v(bc)＝0 D.其他条件相同，起始时将0.2 mol·L－1氦气与Q混合，则反应达到平衡所需时间少于60 s 【答案】D 【解析】根据分析，从反应开始到刚达到平衡的时间段内，v(Q)＝＝＝0.02 mol·L－1·s－1，故A正确；Q为反应物，初始时浓度最大，消耗速率最大，生成速率最小，随着反应的进行，Q的浓度逐渐减小，消耗速率逐渐减慢，生成速率逐渐增大，则a、b两时刻生成Q的速率：v(a)<v(b)，故B正确；ab段M的浓度变化量为(0.6－0.3) mol·L－1＝0.3 mol·L－1，则Q的物质的量浓度变化量为M的两倍，为0.3 mol·L－1×2＝0.6 mol·L－1，反应时间为60 s－20 s＝40 s，v(ab)＝＝0.015 mol·L－1·s－1，bc段反应达到平衡状态，M、Q的物质的量浓度变化量为0，则v(bc)＝0，则用Q浓度变化值表示的ab、bc两个时间段内的反应速率：v(ab)>v(bc)＝0，故C正确；其他条件相同，向某恒容密闭容器中通入0.2 mol·L－1氦气与Q混合，容器体积不变，Q、M的浓度不变，与原平衡体系等效，则反应达到平衡所需时间等于60 s，故D错误。 10．对于同一体系内存在竞争反应：①，②；测得反应速率与时间t关系如图，依据图像信息，下列说法不正确的是( ) A．反应①的反应限度大于反应② B．加入催化剂定能有效降低反应活化能，加快反应速率 C．无催化剂时后反应①达到平衡 D．加入催化剂，可有效提高C的产率 【答案】B 【解析】A项，反应①和反应②相互竞争，未加入催化剂时，B的速率更大，浓度更大，说明反应①的反应限度大于反应②，加入催化剂后虽然C速率更大，是因为催化剂导致的速率增大，不是浓度因素导致的速率更大，故A正确；B项，加入催化剂C的速率明显增大，B的速率略有减小，说明加入催化剂加快了生成C的反应速率，不一定加快了生成B的反应速率，选项没有指明对于哪个反应，故B错误；C项，反应速率不变时浓度不反应到达平衡，无催化剂时t2后反应①达到平衡，C正确；D项，加入催化剂，C的速率明显增大，能更快产生C，提高了C的产率，D正确；本题选B。 11．T0温度下，向2L真空密闭容器中加入N2O3固体，发生反应：N2O3(s)NO2(g)＋X(g) (未配平)，反应过程如图，下列说法正确的是( ) A．X可能为N2 B．0~2 min用N2O3表示的反应速率为1mol·min－1 C．第2min时逆反应速率大于第4min时逆反应速率 D．第4min时，保持温度和容积不变，向容器中再加入N2O3，混合气体颜色加深 【答案】B 【解析】A项，由图像可知，2min时N2O3物质的量变化为2mol、NO2的物质的量变化为2mol，N2O3、NO2系数比为1：1，根据元素守恒，X为NO，故A错误；B项，0~2 min内N2O3物质的量变化为2mol ，所以0~2 min用N2O3表示的反应速率为1mol·min－1，故B正确；C项，第2min时NO2的浓度小于第4min时NO2的浓度，所以第2min时逆反应速率小于第4min时逆反应速率，故C错误；D项，N2O3是固体，第4min时，保持温度和容积不变，向容器中再加入N2O3，平衡不移动，混合气体颜色不变，故D错误；故选B。 12．某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是( ) A．其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大 B．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大 C．条件①，反应速率为0.012 mol·L－1·min－1 D．条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为62.5 min 【答案】B 【解析】A项，由题干图中曲线①②可知，其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应所需要的时间更短，故反应速率越大，A正确；B项，由题干图中曲线①③可知，其他条件相同时，降冰片烯浓度①是③的两倍，所用时间①也是③的两倍，反应速率相等，故说明反应速率与降冰片烯浓度无关，B错误；C项，由题干图中数据可知，条件①，反应速率为=0.012 mol·L－1·min－1，C正确；D项，反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，由题干图中数据可知，条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为125min÷2=62.5 min，D正确；故选B。 03单曲线变化图象 13．(2025·浙江省部分学校高三选考模拟)对于反应N2O4(g)2NO2(g)，在温度一定时，平衡体系中NO2的体积分数随压强的变化情况如图所示。下列说法中，正确的是( ) A．A、D两点对应状态的正反应速率大小关系：v(A)>v(D) B．A、B、C、D、E各点对应状态中，v(正)＜v(逆)的是E C．维持p1不变，E→A所需时间为t1，维持p2不变，D→C所需时间为t2，则t1=t2 D．欲使C状态沿平衡曲线到达A状态，从理论上，可由p2无限缓慢降压至p1达成 【答案】D 【解析】A. 增大压强，反应速率增大，D点压强大于A点压强，所以v(A)<v(D)，A错误；B项，处于曲线上的状态为平衡状态，E点NO2的物质的量少于平衡状态时的物质的量，反应应向生成NO2的方向移动，此时v(正)>v(逆)，D点NO2的物质的量多于平衡状态时的物质的量，反应向逆反应方向移动，此时v(正)<v(逆)，B错误；C项，压强越大，反应速率越快，达到平衡状态时用的时间越少，压强p2>p1，故t1> t2，C错误；D项，p2无限缓慢降压至p1，压强减小，平衡向气体分子数增多的方向移动，故平衡正向移动，NO2的体积分数逐渐增加，D正确；故选D。 14．在一体积为1L的容器中加入CaCO3，发生反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)，且处于平衡状态，此时c(CO2)=0.1mol/L。保持温度和容器体积不变，在t1时刻充入0.1molCO2气体，再次达到平衡，下列c(CO2)随时间变化的图像正确的是( ) A． B． C． D． 【答案】C 【解析】根据化学平衡常数K=c(CO2)=0.1mol/L和温度不变平衡常数不变可知，向平衡体系中加入0.1molCO2的瞬间CO2的浓度变为0.2mol/L，但上述平衡逆向移动，重新达到新的平衡，因为温度不变，新平衡下CO2的浓度保持不变，仍然为0.1mol/L，只有C图像符合；故选C。 15．在恒容密闭容器中充入3molX和3molY发生反应：3X(g)+Y(g) 2Z(g) △H<0，反应过程持续升高温度，测得混合体系中Z的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是( ) A．M点和P点均达到平衡状态 B．M点的逆反应速率可能大于N点的逆反应速率 C．反应过程中X、Y的体积分数均先减小后增大 D．P点Z的体积分数小于N点，原因可能是高温使催化剂活性降低 【答案】B 【解析】A项，根据题中示意图可知，N点之前随温度升高，Z的含量增加，说明反应正向进行，N点之后随温度升高，Z的含量减小，说明平衡逆向进行，则M点没有得到平衡状态，N点达到平衡状态，N点之后温度升高平衡逆向移动，A错误；B项，由于温度会影响催化剂的活性，M点温度虽然低于N点，但考虑催化的活性，所以M点的逆反应速率可能大于N点的逆反应速率，B正确；C项，由于X和Y不是按照化学计量数之比通入的，所以反应过程中X、Y的体积分数不一定均先减小后增大，C错误；D项，催化剂不会影响平衡状态，P点Z的体积分数小于N点，原因是温度升高平衡逆向进行导致的，D错误；故选B。 16．【变化观念与平衡思想】甲酸(HCOOH)具有液氢储存材料和清洁制氢的巨大潜力，产生氢气的反应为：HCOOH(g)CO2(g)＋H2(g)，在T℃时，向体积不等的恒容密闭容器中分别加入一定量的HCOOH(g)，反应相同时间，测得各容器中甲酸的转化率与容器体积的关系如图所示，其中m、n点反应达平衡。下列说法正确的是( ) A．m、p两点中，甲酸的浓度：m＞p B．V1：V2=1：10 C．n点时再充入一定量HCOOH(g)，达平衡时甲酸的转化率升高 D．p点时H2的体积分数约为 【答案】A 【解析】A项，m、p两点甲酸的转化率相等，p点容器体积更大，所以甲酸浓度：m＞p，故A正确；B项，在T℃时，假设充入HCOOH(g)的物质的量为1mol，m点甲酸的转化率为40%，n点甲酸的转化率为80%，由于温度一样，所以平衡常数K相等，则存在K=，V1：V2=1：12，故B错误；C项，n点反应达平衡，再充入一定量HCOOH(g)，平衡正向移动，但是甲酸的转化率降低，故C错误；D项，在T℃时，假设充入HCOOH(g)的物质的量为1mol，m点反应达平衡，甲酸的转化率为40%，则平衡时H2的体积分数为，p点体积大于m点，平衡正向移动，还未达到平衡，此时H2的体积分数应该大于，故D错误；故选A。 17．温度为T℃，向体积不等的恒容密闭容器中分别加入nmolC4H10气体，发生反应：C4H10(g) C4H8(g)+H2(g)。经过相同的反应时间，测得各容器中C4H10的转化率与容器体积的关系如图所示： 下列说法正确的是( ) A．容器内的压强：pa：pb=7：9 B．由图可知，a、c两点的逆反应速率：c>a C．向b点平衡体系中再充入一定量的C4H10气体，重新达到平衡时，C4H10的体积分数比原平衡小 D．V1：V2=1：12 【答案】C 【解析】A项，a点时NO2的转化率为40%，a点反应三段式为： n=0.6n+0.4n+0.4n=1.4n，同理b点时NO2的转化率为80%，此时n=0.2n+0.8n+0.8n=1.8n，由pV=nRT可知，PaV1=1.4nRT，PbV2=1.8nRT，：Pa：Pb=7 V2：9 V1，由于V2＞V1，所以容器内的压强：Pa：Pb＞7：9，故A错误；B项，图中a点、c点NO2的转化率相同，但a点容器体积小于c点容器体积，则对应的生成物浓度：a>c，则逆反应速率：a>c，B错误；C项，恒温恒容下，向b点平衡体系中再充入一定量的C4H10气体，对于只有一个反应物的平衡而言相当于增大压强，由反应：C4H10(g)C4H8(g)+H2(g)，正反应方向为气体分子数增大，则平衡逆向移动，C4H10的量增多，但加入的C4H10气体不能完全转化，则重新达到平衡时，C4H10的体积分数比原平衡小，C正确；D项，由于b点C4H10的转化率比a点大，a点至b点可看作在恒温恒压下，通过增大体积来减压使平衡正向移动，C4H10的转化率增大，由A选项可知na=1.4n，nb=1.8n，由pV=nRT可知V1：V2= na：nb=1.4：1.8=7：9，D错误；故选C。 18．(2025·浙江省金华十校高三模拟)甲酸(HCOOH)被认为是潜在的贮氢物质之一。请回答： (1)加热甲酸可发生两种分解反应，反应过程中的能量变化如图所示。 Ⅰ．HCOOH(g)CO(g)＋H2O(g) Ⅱ．HCOOH(g)CO2(g)＋H2(g) ①根据能量变化图，计算CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的ΔH= 。 ②已知只能催化反应Ⅰ而对于反应Ⅱ无影响。 根据前面的信息判断，下列说法正确的是 (选填序号)。 A．升温，有利于提高产物中H2的体积分数 B．加入，可使能达到的极大值更大 C．加入NaOH(s)，有利于提高H2的平衡浓度 D．当v正(H2)= v逆(H2O)时，反应达到平衡状态 【答案】(1) ΔH2+ΔH3-ΔH1-ΔH4 AB 【解析】(1)①由图可知Ⅰ．HCOOH(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH=ΔH2-ΔH4；Ⅱ．HCOOH(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH=ΔH1-ΔH3；根据盖斯定律，反应Ⅰ－反应Ⅱ得到CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)，则ΔH=(ΔH2-ΔH4)-(ΔH1-ΔH3)=ΔH2+ΔH3-ΔH1-ΔH4；②A．由图可知，该反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的ΔH＜0，升温，平衡逆向移动，H2的体积分数增大，A正确；B项，两个分解反应同时进行，加入H+，只催化反应Ⅰ而对于反应Ⅱ无影响，故单位时间内生成的CO更多，可以使能达到的极大值更大，B正确；C项，加入NaOH(s)，氢氧化钠固体易吸水而潮解，反应Ⅰ和反应Ⅱ是两个竞争反应，氢氧化钠固体吸收水分后，更有利于反应Ⅰ平衡正向移动，不利于提高H2的平衡浓度，C错误；D项，H2和水分别是两个反应的生成物，当v正(H2)= v逆(H2O)时，反应不一定达到平衡状态，D错误；故选AB； 04作出有关物理量变化曲线 19．(2023·浙江省临海、新昌两地高三适应性考试5月模考)我国要在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和的目标。CO2还原为甲醇是人工合成淀粉的第一步。CO2催化加氢主要反应有： 反应I：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1 反应II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ•mol-1 (4)Cu/ZnO纳米片可以提高对CH3OH的选择性，图3为合成CH3OH在无催化剂时，CH3OH的物质的量与时间的关系，请在图3中画出CH3OH在Cu/ZnO纳米片存在下，CH3OH物质的量的变化曲线______。 【答案】(4) 【解析】(4)在Cu/ZnO纳米片存在下，反应应速率加快，达平衡时间变短，Cu/ZnO纳米片可以提高对CH3OH的选择性，CH3OH物质的量增多，变化曲线为：。 20．(2024·浙江省绍兴市第一中学高三首考模拟)用太阳能电池电解水得到的H2，再与CO2反应生成甲醇，是目前推动“碳达峰、碳中和”的新路径。合成甲醇过程中主要发生以下反应： i．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=－49.4kJ·mol－1 Kp1 ii．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=＋41.2kJ·mol－1 Kp2 iii．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3 Kp3 (3)在9.0MPa下，分别按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3、n(CO)∶n(H2)=1∶2的投料比在容积可变的密闭容器反应相同时间，测得甲醇的生成速率和温度的关系如图2所示。请回答： ①下列说法正确的是 。 A．其他条件不变，温度升高，甲醇的生成速率加快 B．其他条件不变，压缩容器体积增大压强，甲醇的产率增大 C．选用更高效的催化剂，可增加甲醇的生成速率和平衡转化率 D．反应iii低于500K时很难发生可能是因为催化剂未达最适温度 ②其他条件不变，将投料比由n(CO2)∶n(H2)=1∶3改成n(CO2)∶n(CO)∶n(H2)=4∶1∶15，发现产物中水蒸气物质的量分数极低。已知反应ii能快速达到平衡，请在图2中画出520K之前投料比为n(CO2)∶n(CO)∶n(H2)=4∶1∶15时甲醇生成速率和温度的关系 。 【答案】(3) BD 【解析】(3)①A项，由图像可知其他条件不变，温度升高，甲醇的生成速率先加快后减小，A错误；B项，反应i 和反应iii都是气体体积减小的反应，其他条件不变，压缩容器体积增大压强，平衡正向移动，甲醇的产率增大，B正确；C项，选用更高效的催化剂，可增加甲醇的生成速率但不影响平衡转化率，C错误；D项，反应iii低于500K时很难发生可能是因为催化剂未达最适温度，D正确；故选BD；②520K之前投料比为时甲醇生成速率和温度的关系如图所示： 。 21．(2025·浙江省杭州市高三一模)在天然气的开采净化过程中，往往会产生酸气(H2S与CO2)。将H2S与CO2协同转化，在减少碳排放的同时得到高附加值化学品。 (3)等离子体催化H2S与CO2协同转化可制得H2和CO等产品。在电场的激发下，部分反应历程如下： ⅰ．H2S→2H+S ⅱ．CO2→CO+O ⅲ．___________ ⅳ．2H→H2 ⅴ．HO+H→H2O ①补充步骤ⅲ的反应历程： 。 ②当保持通入气体的总物质的量和流速不变，改变电场功率和原料气的组成时，CO2气体的转化率如图所示。当电场功率不变时，在答卷图中画出CO2反应速率v(CO2)随着H2S和CO2比例变化的示意图 。 【答案】(3)H+O→HO 【解析】(3)①分析ⅰ-V步反应历程，发现第V步的HO在中间没有出现过，则第ⅲ步应该为生成HO的过程，根据ⅰ、ⅱ步的历程特点，第ⅲ步历程为：H+O→HO；②当电场功率不变时，随着H2S和CO2的比例逐渐增大，等于增大了H2S的浓度，平衡右移，CO2的转化率逐渐增大，单位时间内的反应速率也增大，但通入气体的总物质的量和流速不变，随着H2S和CO2的比例大到一定值时，CO2浓度过小，速度会降低，则CO2反应速率v(CO2)随着H2S和CO2比例变化的示意图为： 。 22．【化学生产与学科知识融合】(2025·浙江省宁波市镇海中学高三选考模拟) (4) CO2催化加氢制CH3OH的反应体系中，发生的主要反应有： i、CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝+41.1kJ·mol−1 ii、CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH2＝-90.0kJ·mol−1 iii、CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH3＝-48.9kJ·mol−1 一定压强下，往某密闭容器中按投料比n(H2)：n(CO2)=3：1充入H2和CO2，反应达到平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。 ①下列说法正确的是 。 A．恒温恒压时充入氦气，反应ii、iii的平衡均逆向移动，反应i不移动 B．增大n(H2)：n(CO2)的比值，H2的平衡转化率增大 C．图中X、Y分别代表CO、H2O D．体系中的CO2的物质的量分数随温度变化不大，原因是温度变化，反应i、iii的平衡移动方向相反 ②在上图中画出反应达到平衡时，n(H2)：n(CO2)随温度变化趋势图(只用画220℃以后) 。 ③在一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中充入1mol CO2(g)和n molH2(g)。仅发生反应iii。实验测得CH3OH的平衡分压与起始投料比的关系如图。起始时容器内气体的总压强为8pkPa，则b点时反应的平衡常数Kp= (kPa)-2(用含p的表达式表示)。(已知：用气体分压计算的平衡常数为Kp，分压＝总压×物质的量分数) 【答案】(4) AD 【解析】(4)①A项，恒温恒压时充入氦气，相当于反应物生成物的分压减小，反应ii、iii的平衡均逆向移动，反应i不移动，A为正确；B项，增大n(H2)：n(CO2)的比值，H2的平衡转化率减小，B错误；C项，反应ⅰ、ⅱ、ⅲ分别为吸热、放热、放热反应，升高温度分别向正向、逆向、逆向移动，故CO物质的量分数在增加为X曲线，CH3OH和H2O在减少，且CH3OH减少更多为Y曲线，H2O为Z曲线，图中X、Y分别代表CO、CH3OH，C错误；D项，体系中的CO2的物质的量分数随温度变化不大，原因是温度变化，反应ⅰ、ⅲ的平衡移动方向相反，D正确；故选AD。②根据图示，升高温度，氢气的物质的量分数增大，CO2的物质的量分数受温度的影响不大，所以n(H2)：n(CO2)随温度升高而增大，如图： ；③温度相同时，a、b、c三点平衡常数相等，选c点数据算平衡常数，设反应由起始到达到平衡时CO2转化的物质的量为ymol，根据c点列三段式： 恒温恒容下，压强与物质的量成正比，，解得y=0.5，温度相同时，a、b、c三点平衡常数相等，选c点数据算平衡常数，c电平衡时CO2、H2、CH3OH、H2O物质的量依次为0.5mol、1.5mol、0.5mol、0.5mol，CH3OH分压为pkPa，则p(CO2)= p(CH3OH)= p(H2O)=pkPa，p(H2)=pkPa×3=3pkPa，则平衡常数Kp=。 05单一反应多曲线变化图象 23．(2025·浙江省强基联高三联考)向体积均为的两恒容密闭容器中分别充入2molX和1molY发生反应：2X(g)＋Y(g)Z(g) ΔH，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是( ) A．甲容器的反应速率比乙容器大 B．c点Y的转化率为75% C．a点气体平均相对分子质量比c点大 D．a点平衡常数比b点大 【答案】D 【解析】甲容器在绝热条件下，随着反应的进行，压强先增大后减小，刚开始压强增大的原因是因为容器温度升高，则说明上述反应过程放热，即ΔH＜0。A项，甲容器温度高于乙容器，而起始浓度相同，故甲容器的反应速率比乙容器大，A正确；B项，乙容器恒温恒容，c点的总压为p，气体的压强之比等于气体的物质的量(物质的量浓度)之比，所以可设Y转化的物质的量浓度为，则列出三段式如下： 则有，计算得到x=0.75，Y的转化率为75%，B正确；C项，图中a点和c点的压强相等，而a点温度高于c点，若两者气体物质的量相等，则甲容器压强大于乙容器压强，则说明甲容器中气体的总物质的量此时相比乙容器在减小即气体总物质的量：，气体质量相等，故a点气体平均摩尔质量比c点大，即a点气体平均相对分子质量比c点大，C正确； D项，ΔH＜0，甲容器温度高于乙容器，故a点相当于b点升高温度，平衡逆向移动平衡常数减小，D错误；故选D。 24．(2025·浙江省NBchem联盟高三联考)在时候，A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中A、B、C的浓度变化如(Ⅰ)所示，若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示 则下列说法正确的是( ) A．该平衡体系的化学反应方程式为：A(g)+B(g)C(g) B．(t1+10)min时，保持容器总压强不变，通入稀有气体，平衡向逆反应方向移动 C．该反应ΔH＞0 D．其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，且C的体积分数增大 【答案】B 【解析】由图(Ⅰ)可知，0~t1时间段内A、B的浓度依次减少0.2mol/L(0.5mol/L-0.3mol/L=0.2mol/L)、0.6mol/L(0.7mol/L-0.1mol/L=0.6mol/L)，C的浓度增大0.4mol/L，t1时反应达到平衡状态，根据转化浓度之比等于化学计量数之比，反应的化学方程式为A(g)+3B(g)2C(g)；由图(Ⅱ)知，T1先出现拐点，说明T1时反应速率快，则T1＞T2，温度升高，B的平衡体积分数增大，平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应。A项，该平衡体系的化学反应方程式为A(g)+3B(g)2C(g)，A项错误；B项，t1时反应达到平衡状态，该反应的正反应气体分子数减小，(t1+10)min时，保持容器总压强不变，通入稀有气体，容器的体积增大，反应体系的压强减小，平衡向逆反应方向移动，B项正确；C项，正反应为放热反应，反应的∆H＜0，C项错误；D项，由于正反应为放热反应，其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，平衡向逆反应方向移动，C的体积分数减小，D项错误；故选B。 25．在催化剂作用下，在容积为1L的容器中加入1molX和4molY，发生反应： X(g)+2Y(s)2Z(s)，平衡时和反应10min时X的转化率α(X)随温度的变化分别如曲线Ⅰ、Ⅱ所示。下列说法正确的是( ) A．使用更高效的催化剂，可以使b点移动到d点 B．bc段变化可能是由于升高温度平衡逆向移动 C．0~10min的平均反应速率：(a)<(c) D．保持温度和体积不变，向d点体系中再充入1molX，再次达平衡时c(X)>0.4mol·L-1 【答案】A 【解析】b点为400℃，反应未达到平衡，若使用高效催化剂，反应速率增大，相同时间X的转化率增大，对应点在b点之上，催化剂不影响平衡，故转化率不会大于d点，A正确；bc段反应未达到平衡，可能是温度升高，催化剂失活，反应速率减小，B错误；0～10min，X的转化量a、c点相同，由=，得(a)=(c)，C错误；d点已达平衡状态，体系中，只有X是气体，温度不变，故K值不变，即c(X)=0.4mol/L，D错误；故选A。 26．在一恒容的密闭容器中充入0.1 mol·L－1 CO2、0.1 mol·L－1 CH4，在一定条件下发生反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图，下列有关说法不正确的是( ) A．上述反应的ΔH<0 B．压强：p4>p3>p2>p1 C．压强为p4、温度为1 100 ℃时该反应的平衡常数约为1.64 D．压强为p4时，在y点：v正>v逆 【答案】A 【解析】由图像可知，压强一定时，温度越高，CH4的平衡转化率越高，故正反应为吸热反应，ΔH>0，A项错误；该反应为气体分子总数增加的反应，压强越大，甲烷的平衡转化率越小，故压强：p4>p3>p2>p1，B项正确；压强为p4、温度为1 100 ℃时，甲烷的平衡转化率为80.00%，故平衡时各物质的浓度分别为c(CH4)＝0.02 mol·L－1，c(CO2)＝0.02 mol·L－1，c(CO)＝0.16 mol·L－1，c(H2)＝0.16 mol·L－1，平衡常数K＝≈1.64，C项正确；压强为p4时，y点未达到平衡，此时v正>v逆，D项正确。 27．(2025·浙江省精诚联盟高三适应性联考)CO2资源化具有重要现实意义，相关技术研发是当前科技界研究的热点。 (4)在催化剂、0.1MPa时，CO2和H2按物质的量1：3投料并发生反应：2CO2(g)＋6H2(g)CH2=CH2(g)＋4H2O(g)。图1是匀速升温过程中体系CH2=CH2的体积分数(%)与温度(T)的关系，图2是平衡状态下四种气态物质的物质的量(n)与温度(T)的关系。 下列说法不正确的是_______。 A．反应③能自发进行的条件是高温 B．曲线a、c表示的物质分别为CH2=CH2和CO2 C．除改变温度外，增大压强或及时分离水蒸气也能提高CH2=CH2平衡产率 D．T1时CH2=CH2体积分数达到最大值，说明反应体系恰好达到平衡状态 【答案】(4)AD 【解析】(4)A项，反应③CO2(g)＋6H2(g)CH2=CH2(g)＋4H2O(g)正反应为气体体积减小的反应，ΔS＜0，由图2可知，升温平衡时氢气的物质的量逐渐升高，说明平衡后升温，平衡逆向移动，正反应为放热反应，ΔH＜0，由ΔG=ΔH-TΔS＜0可知，能自发进行的条件是低温，故A错误； B项，正反应为放热反应，平衡后升温，氢气的物质的量逐渐增大，平衡逆向移动，则CO2的物质的量也逐渐增大，而乙烯和水的物质的量减小，且由化学计量数可知，乙烯的物质的量比水小，所以曲线a、c表示的物质分别为CH2=CH2和CO2，故B正确； C项，正反应为气体体积减小的反应，其他条件一定，增大压强平衡正向移动，CH2=CH2平衡产率增大，及时分离水蒸气，平衡正向移动，CH2=CH2平衡产率增大，所以除改变温度外，增大压强或及时分离水蒸气也能提高CH2=CH2平衡产率，故C正确；D项，由图1可知，压强恒为0.1Mpa时，图示中只测试了一定温度间隔的乙烯的体积分数，可能在低于T1或高于T1的某个温度CH2=CH2体积分数达到最大值，所以T1反应体系不一定达到平衡状态，故D错误；故选AD； 28．(2025·浙江省温州市高三二模)水煤气变换法反应为：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，将各0.5mol的CO和H2O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T2高于T1 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1.8molCO(g)和2.7molCO2(g)，平衡不移动 D．在T2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 【解析】A项，由图可知，T2比T1先到达平衡状态，说明T2比T1对应反应速率快，则温度T2＞T1，A正确；B项，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项，状态a容器中，达到平衡时，消耗CO、H2O物质的量均为，则生成CO2、H2物质的量均为，平衡时，再充入1.8molCO(g)和2.7molCO2(g)，瞬时，则平衡不移动，C正确；D项，体积可变的密闭容器中，在T2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。 29．【变化观念与平衡思想】(2025·浙江省温州市高三一模)将硫化氢分解使其转化成氢气和硫具有非常重要的工业意义。H2S(g)分解反应：2H2S(g)2H2(g)＋S2(g) ΔH1＝+170kJ·mol−1 (3)下图显示不同温度下，原料气在反应器中的停留时间对硫化氢转化率的影响，请依次从两个角度解释0.8s内1050℃时H2S转化率近似为零，850℃时H2S转化率恒为零的原因： 。结合相关信息及下图，下列说法正确的是 。 A．停留时间一定，升温，H2S的转化率会明显增大 B．停留时间越长，H2S的平衡转化率越大 C．停留时间一定，下，增大V(H2S)：V(N2)，H2S分解速率增大 D．利用空气氧化部分H2S，有利于提高H2的产量 【答案】(3)1050℃，接触时间短，反应速率慢，H2S的转化率为0；850℃时，H2S分解反应在该温度下不自发，H2S的转化率为0 CD 【解析】(3)接触时间长则反应进行充分，1050℃，接触时间短，反应速率慢，导致H2S的转化率为0；2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)为吸热的熵增反应，ΔH-TΔS＜0的反应能自发进行，此反应在高温利于自发进行，850℃时，H2S分解反应在该温度下不自发，导致H2S的转化率为0；A项，由图，0.8s内1050℃和850℃时H2S转化率均为0，错误；B项，平衡后影响平衡移动的因素有温度、物质浓度、压强等，达到平衡后平衡转化率不受反应时间影响，错误；C项，停留时间一定，1150℃下，增大V(H2S)：V(N2)，相当于增大硫化氢浓度，增大浓度加快反应速率，故H2S分解速率增大，正确；D项，氧气氧化硫化氢反应为放热反应，温度升高，促使2H2S(g)2H2(g)＋S2(g)平衡正向移动，故利用空气氧化部分H2S，有利于提高H2的产量，正确；故选CD； 30．(2025·浙江省嘉兴市高三一模)Ni−CeO2催化CO2加H2的反应历程如图1所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注)。以投料比[n(CO2)/n(H2)]=1∶1进行反应，反应气总流量控制在20 mL·min−1，含碳产物中CH4的物质的量百分数及CO2的转化率随温度(T)的变化如图2所示。下列说法正确的是( ) A．180 ℃时主反应的化学方程式为CO2(g)＋H2O(g)CO(g)＋H2O(g) B．210 ℃时CH4的平均反应速率为0.9 mL·min−1 C．260 ℃后升高温度，甲烷产率不变 D．其他条件不变，增大投料比[n(CO2)/n(H2)]，可提高CO2的平衡转化率 【答案】B 【解析】从图1可知，该反应为CO2和H2在Ni-CeO2催化作用下发生反应生成CH4和H2O，化学方程式为CO2+4H2CH4+2H2O，其中还会存在CO2和H2生成CO和H2O的副反应，从图2可知，随着温度的升高，含碳产物中CH4物质的量百分数增大，CO2的转化率增大，说明CO2+4H2CH4+2H2O正反应为吸热反应，升温化学平衡正向移动。A项，由图2可知，180 ℃时含碳产物中CH4物质的量百分数较大，主反应的化学方程式为CO2+4H2CH4+2H2O，A错误；B项，210 ℃时含碳产物中CH4物质的量百分数为90%，CO2的转化率为10%，根据已知条件列出“三段式”： x+y=1，=0.9，解得x=0.9，y=0.1，则CH4的平均反应速率为0.9 mL·min−1，B正确；C项，从图2可知，随着温度的升高，含碳产物中CH4物质的量百分数增大，CO2的转化率增大，说明CO2+4H2CH4+2H2O正反应为吸热反应，升温化学平衡正向移动，甲烷产率增大，C错误；D项，其他条件不变，增大投料比[n(CO2)/n(H2)]，相当于增大CO2的物质的量，平衡正向移动，但CO2的平衡转化率减小，D错误；故选B。 06多反应多曲线变化图象 31．(2025·浙江省湖州、衢州、丽水高三三地市一模)利用CO2和H2可制得甲烷，实现资源综合利用。已知： I．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝+41.2kJ·mol−1 Ⅱ．CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) ΔH2＝-165.0kJ·mol−1 在一定的温度和压强下，将按一定比例混合的CO2和H2混合气体通过装有催化剂的反应器，反应相同时间，CO2转化率和CH4选择性随温度变化关系如图所示。 ，下列说法不正确的是( ) A．反应I的 B．240℃时，其他条件不变，增大压强，CO2的转化率增大 C．在260~300℃间，其他条件不变，升高温度，CH4的产率增大 D．320℃时CO2的转化率最大，可能的原因是反应I和反应IⅡ达到了平衡状态 【答案】A 【解析】A项，反应I为等体积的吸热反应ΔH1＞0，当ΔG=ΔH-TΔS＜0时反应可自发进行，故该反应ΔS＞0，A项错误；B项，240℃时，其他条件不变，增大压强，反应I平衡不移动，反应Ⅱ平衡正向移动，CO2的转化率增大，B项正确；C项，在260~300℃间，其他条件不变，升高温度，CH4选择性变化不大，CO2的转化率逐渐增大，说明反应Ⅱ平衡正向移动，CH4的产率增大，C项正确；D项，320℃时CO2的转化率最大，随后转化率降低，可能的原因是温度过高，导致催化剂失去活性，也可能是反应达到了平衡状态，D项正确；故选A。 32．(2025·浙江省嘉兴市高三三模)丙烯是一种重要的有机化工原料，可以制取聚丙烯、丙烯腈、丙酮等化工产品。工业上可采用丙烷催化脱氢法制备丙烯，反应如下： 主反应：C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g) ΔH1 副反应： C3H8(g)C2H4(g)＋CH4(g) ΔH2=+81.7kJ·mol−1 C3H8(g)3C(s)＋4H2(g) ΔH3=+106kJ·mol−1； (4)某实验小组在催化剂用量及其他实验条件相同时，测得丙烷的平衡转化率和丙烯的选择性(转化的C3H8中生成的C3H6的百分比)随温度的变化如图所示，下列说法正确的是_______。 A．由图可知，随温度升高，C-H键比C-C键更活泼 B．C3H8的脱氢反应在任意温度下都能自发进行 C．升高温度，降低压强，加入催化剂均可提高C3H8的平衡转化率 D．制备丙烯的合适温度需综合考虑丙烷转化率和丙烯选择性 【答案】(4)D 【解析】(4)A项，由图可知，随温度升高，丙烷的转化率升高，丙烯的选择性降低，说明C-H键更易反应，比C-C键更活泼，A错误；B项，该反应是吸热反应，ΔH>0；该反应是气体体积增加的反应，则ΔS>0；根据ΔG=ΔH-TΔS，使反应自发，即ΔG<0，则温度越高越好，即高温有利于自发进行，B错误；C项，催化剂不能影响转化率，只影响速率，C错误；D项，丙烯的理论产量为丙烯的选择性与丙烷的平衡转化率乘积，故制备丙烯的合适温度需综合考虑丙烷转化率和丙烯选择性，D正确；故选D。 33．某温度下，在刚性密闭容器中充入一定量的T(g)，发生反应：①T(g)W(g)；②W(g)P(g)。测得各气体浓度与反应时间的关系如下图所示。下列说法错误的是( ) A．Ⅱ曲线代表W的浓度与时间的变化关系 B．反应①加入合适的催化剂可以改变单位时间内T的转化率 C．反应②达到M点时，正反应速率小于逆反应速率 D．0~6 min内W的平均化学反应速率为 【答案】C 【解析】A项，初始时，充入一定量的T(g)，随着反应进行，T逐渐减少，曲线Ⅲ代表T；W转化为P，W减少的同时P增加，则曲线Ⅰ代表P，曲线Ⅱ代表W。A项，Ⅱ曲线代表W的浓度与时间的变化关系，故A正确；B项，反应①加入合适的催化剂，反应①速率加快，可以改变单位时间内T的转化率，故B正确；C项，反应②达到M点时，W浓度减小，P浓度增加，则反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率，故C错误；D项，0~6 min内W的平均化学反应速率为，故D正确；故选C。 34．【环境保护与学科知识结合】 (2025·浙江省9+1高中联盟高三联考)氮及其化合物与人类生产、生活密切相关。氨催化氧化制NO是工业制备硝酸的核心过程： 主反应：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)AH=-905kJ/mol 副反应：4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)AH=-1268kJ/mol 而在雷电的作用下，氮气被氧气直接氧化成NO，最终转化成硝酸。 (3)硝酸生产中的尾气主要是NO，对环境的影响很大。氨气的催化还原法是常见的处理方法之一。其中用NH3消除NO污染的反应原理为：4NH3+6NO=5N2+6H2O。不同温度条件下，NH3与NO的物质的量之比分别为1：1、2：1、3：1时，经历相同时间得到NO脱除率曲线如下图所示： ①曲线c对应NH3与NO的物质的量之比是 。 ②解释800°C以后曲线b中NO的脱除率先降后升的可能原因是 。 【答案】(3) ①1：1 ②800℃以后NO脱除率下降的原因可能是温度过高，导致催化剂活性下降；1200℃以后NO的脱除率略有升高可能是高温下NO自身分解程度增加 【解析】(3)①氨气的浓度越大，速率越快，NO的脱除率越高；c曲线NO的脱除率最低，因此投料比为1：1；②脱除率下降的原因是800℃以后NO脱除率下降的原因可能是温度过高，导致催化剂活性下降；1200℃以后NO的脱除率略有升高可能是高温下NO自身分解程度增加。 35．(2025·江浙皖高中发展共同体高三10月联考)以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下： Ⅰ．CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝-49.5kJ·mol−1 Ⅱ．CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH2＝-90.4kJ·mol−1 Ⅲ．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH3 不同压强下，按照投料，实验测得CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。下列说法不正确的是( ) A．图甲表示的是CH3OH的平衡产率随温度的变化关系 B．同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择高温、高压 C．图乙T1时，三条曲线几乎交于一点，原因可能是此时以反应Ⅲ为主 D．图乙p1下，温度高于T2，纵坐标随温度升高而上升的原因是ΔH3＞0，反应Ⅲ温度升高使纵坐标数值上升的幅度超过反应Ⅰ温度升高使纵坐标数值下降的幅度 【答案】B 【解析】A项，甲醇的合成反应是放热反应，温度升高，甲醇的平衡产率降低，因此图甲表示的是CH3OH的平衡产率随温度的变化关系，A正确；B项，甲醇的合成反应是放热反应，又是气体体积减小的反应，为了同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择低温、高压的反应条件，B错误；C项，根据盖斯定律，反应Ⅰ减去反应Ⅱ得到反应Ⅲ，因此，因此反应Ⅲ是吸热反应，而反应Ⅰ、Ⅱ是放热反应，温度到一定值时，此时反应以反应Ⅲ为主，而且反应Ⅲ是气体体积不变的反应，改变压强平衡不移动，二氧化碳转化率不变，三条压强曲线交于一点，C正确；D项，反应Ⅰ、Ⅱ是放热反应，反应Ⅲ是吸热反应，图乙p1下，温度高于T2，反应以反应Ⅲ为主，纵坐标随温度升高而上升的原因是ΔH3＞0，反应Ⅲ温度升高使纵坐标数值上升的幅度超过反应Ⅰ温度升高使纵坐标数值下降的幅度，D正确；故选B。 1．甲基叔丁基醚(MTBE)是一种性能优良的高辛烷值汽油添加剂和抗爆剂，工业上用异丁烯(IB)与甲醇在催化剂作用下合成MTBE：CH3OH(g)+IB(g) MTBE(g)。向恒温恒容容器中按物质的量之比为1：1充入甲醇和异丁烯，在温度分别为368K与398K时异丁烯的转化率随时间的变化如图示。下列说法错误的是( ) A．若容器内起始总压为p0Pa，则M点时用分压变化表示的v(IB)=0.01Pa•min-1 B．A、M、B三点中，逆反应速率最大的点是A C．维持T2不变，再向容器中充入1molMTBE，新平衡时MTBE的百分含量增大 D．反应MTBE(g)CH3OH(g)+IB(g)的△H＞0 【答案】A 【解析】依据三段式可知(单位为mol) 则该时刻压强为＝0.7p0Pa，其中IB的分压为p0Pa＝0.2p0Pa，容器内起始总压为p0Pa，起始甲醇和IB物质的量相等，则Δp(IB)=0.5p0Pa－0.2p0Pa=0.3p0Pa，v(IB)=0.3p0Pa÷60min=0.005p0Pa/min，A错误；随着反应进行，正反应速率减小，逆反应速率增大，最终v正=v逆，达到化学平衡，A点的温度和生成物浓度都最高，则逆反应速率最大的是A，B正确；维持T2不变，再向容器中充入1molMTBE，相当于增大压强，平衡正向进行，所以新平衡时MTBE的百分含量增大，C正确；温度升高，化学反应速率增大，反应到达平衡的时间缩短，则T1＞T2，说明升高温度，异丁烯的转化率下降，平衡逆向移动，则该反应为放热反应，因此反应MTBE(g) CH3OH(g)+IB(g)的△H＞0，D正确；故选A。 2．SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法，反应如下： 主反应：2NH3(g)+ 4NO(g)+ O2(g)4N2(g)+6H2O(g ) ΔH 副反应：4NH3(g)+ 5O2(g)4NO (g)+6H2O(g ) 相同条件下，在甲、乙两种催化剂作用下进行上述反应，下列说法错误的是( ) A．工业上选择催化剂乙的原因是低温下有很强的催化活性 B．投料比一定时有利于提高NO平衡转化率的反应条件是降低温度、减少压强 C．图中M点处(对应温度为210℃)NO的转化率一定不是该温度下的平衡转化率 D．相同条件下选择高效催化剂，可以提高NO的平衡转化率 【答案】D 【解析】A项，从题干图中可知，催化剂乙在低温下具有很强的催化活性，从而可以节约能源，故工业上选择催化剂乙的原因是低温下有很强的催化活性，A正确；B项，从图中分析可知，随着温度升高化学平衡逆向移动，即该主反应是一个正反应为放热反应，且正向为气体体积增大的方向，根据勒夏特列原理可知，投料比一定时有利于提高NO平衡转化率的反应条件是降低温度、减少压强，B正确；C项，甲催化剂随温度升高NO转化率先增大后减小是因为催化剂在温度高的条件下催化活性减小，在催化剂甲作用下，图中M点处(对应温度为210℃)NO的转化率一定不是该温度下的平衡转化率，高于210℃时，NO转化率降低是催化剂活性减低(或副反应增多)，C错误；D项，根据勒夏特列原理可知，催化剂只能改变反应速率而不影响化学平衡，故相同条件下选择高效催化剂，不能提高NO的平衡转化率，D错误；故选D。 3．甲烷催化氧化为合成气的主要反应有： I、2CH4(g)＋O2(g)2CO(g)＋4H2(g) Ⅱ、CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(g) 将2 mol CH4与2 mol O2投入密闭容器中反应，不同温度下，相同时间内CH4转化率、H2选择性与CO的选择性随温度的变化如图所示，下列说法正确的是( ) A．由题可知，反应I为吸热反应 B．在700℃时，容器中生成的CO2的物质的量为1.44mol C．在500℃、600℃、700℃时都可能发生CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) D．该过程中，低温有利于合成气的生成 【答案】C 【解析】A项，由图可知，升温CH4转化率增大，但不管反应是放热还是吸热，没有平衡时升温，正反应速率增大相同时间内CH4转化率都会增大，所以不能判断反应是吸热反应，故A错误；B项，在700℃时，CH4转化率为0.8，所以转化的CH4为，据C守恒CO 与CO2共1.6mol ，又CO的选择性为0.9，，故，故B错误；C项，对比500℃、600℃、700℃图中H2、CO的选择性，H2选择性变化较为平缓，CO选择性变化较大，说明还有反应生成H2和CO，而且化学计量数之比和反应I不同，所以该反应可能是CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)，故C正确；D项，800℃时H2和CO的选择性接近1，说明高温有利于甲烷催化氧化为合成气反应的进行，即高温有利于合成气的生成，故D错误；故选C。 4．脱除汽车尾气中的NO和CO包括以下两个反应： Ⅰ． Ⅱ． 将恒定组成的NO和CO混合气通入不同温度的反应器，相同时间内检测物质浓度，结果如题13图所示。下列说法正确的是( ) A．N2(g)＋2CO2(g)=2NO(g)＋2CO(g) ΔH＝-745.7kJ·mol−1 B．使用合适催化剂，能提高NO的平衡转化率 C．其他条件不变，增大体系的压强，NO的平衡转化率增大 D．350℃~420℃范围内，温度升高，反应Ⅰ速率增大的幅度大于反应Ⅱ速率增大的幅度 【答案】C 【解析】A项，目标反应=-Ⅰ-Ⅱ，则，A错误；B项，催化剂不能改变化学反应限度，因此使用催化剂不能提高NO的平衡转化率，B错误；C项，反应Ⅰ正向体积减小，反应Ⅱ体积不变，增大压强对反应Ⅱ无影响，但反应Ⅰ正向移动，因此增大压强，NO的平衡转化率增大，C正确；D项，从图中可知，350℃~420℃范围内升高温度，二氧化碳和氮气的浓度增大，而一氧化二氮的浓度减小，说明此时升高温度，以反应Ⅱ为主，则反应Ⅰ速率增大小于反应Ⅱ的速率增大幅度，D错误；故选C。 5．(2025·浙江省北斗星盟高三联考)一定条件下，水气变换反应CO+H2OCO2+H2的中间产物是HCOOH。为探究该反应过程，研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应： Ⅰ．HCOOH(aq)CO(aq)+H2O(aq)(l)(快) ΔH1＝+26.4kJ·mol−1 Ⅱ．HCOOH(aq)CO2(aq)+H2(aq)(l)(慢) ΔH2＝-14.8kJ·mol−1 研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中，H+仅对反应Ⅰ有催化作用；反应Ⅰ的速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水的电离，其浓度视为常数。 (3)①T2温度下，在密封石英管内完全充满1.0mol·L-1HCOOH水溶液，使HCOOH分解，分解产物均完全溶于水。碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。t1时刻CO、CO2的浓度分别为0.70 mol·L-1、0.16 mol·L-1，反应Ⅱ达平衡，测得H2的浓度为0.50 mol·L-1，反应Ⅱ的平衡常数为 。 ②在相同条件下，下列说法正确的是 。 A．若反应起始时溶液中同时还含有0.10 mol·L-1盐酸，则图示a、b、c、d中，CO的峰值点可能是a或b B．若适当升高温度，则图示a、b、c、d中，CO的峰值点可能是a或b C．与不含盐酸相比，CO达到浓度峰值时，CO2浓度减小 D．与不含盐酸相比，CO达到浓度峰值时，的值减少 (4)工业上，水气变化的反应历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应物及产物分子脱吸附等过程。随着温度升高，在催化剂活性温度范围内，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因 。 【答案】(3) 3 BC (4)吸附为放热过程，温度过高，平衡逆移；催化剂表面反应物浓度(量)减小，速率减慢 【解析】(3)①t1时刻时，c(CO)达到最大值，说明此时反应I达平衡状态，列三段式： 故t1时刻c(HCOOH)=1.0－0.70－0.16=0.14 mol·L－1，K(I)= ==5。t1时刻→反应II达平衡过程，CO的浓度在减小，说明反应Ⅰ逆向移动，反应Ⅰ生成了a mol·L－1HCOOH，反应Ⅱ又生成了0.34mol/L的H2，列三段式：， K(I)= ==5，解得a= mol，K(Ⅱ)= ；②A项，H＋对反应I起催化作用，加快反应I的反应速率，缩短到达平衡所需时间，故CO浓度峰值提前，由于时间缩短，反应Ⅱ消耗的HCOOH减小，体系中HCOOH浓度增大，导致CO浓度大于t1时刻的峰值，故c(CO)最有可能在a处达到峰值，A错误；B项，若适当升高温度，反应Ⅰ正向移动，则图示a、b、c、d中，CO的峰值点可能是a或b，B正确；C项，与不含盐酸相比，CO达到浓度峰值时，CO浓度峰值提前，CO2浓度减小，C正确；D项，与不含盐酸相比，CO达到浓度峰值时，温度不变，平衡常数不变，则K(I) =的值不变，D错误；故选BC；(4)水气变化的反应历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应物及产物分子脱吸附等过程，吸附为放热过程，温度过高，平衡逆移；催化剂表面反应物浓度(量)减小，速率减慢。 6．(2025·浙江省台州市高三二模)乙醇是一种重要的工业原料。 (3)乙醇与水蒸气通过催化重整制氢的反应如下： 反应I：C2H5OH(g)＋H2O(g)2CO(g)＋4H2(g) ΔHI＞0 反应Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔHII＜0 100kPa的恒压密闭容器中，恒定量的C2H5OH(g)与适量H2O(g)发生上述反应，保持H2平衡产率为m%不变，体系温度(T)与起始水醇比的关系如图中X曲线所示，请回答： ①H2的平衡产率：a点 b点(填“＞”、“＜”或“=”)。 ②反应过程中部分乙醇生成固态炭覆盖催化剂活性位点，降低催化效率，在体系中充入O2(g)可除去固态炭。使起始氧醇比=0.5，保持H2平衡产率为m%不变，可得到Y曲线(部分)，将图像划分为有炭区和无炭区，下列判断正确的是 。 A．起始氧醇比=0.5时，平衡时的反应速率a点一定小于c点 B．反应Ⅱ在图像中a、b、c三点的平衡常数Ka＜Kb＜Kc C．若使起始氧醇比=1，图像中无炭区的面积会更小 D．曲线X出现拐点的原因是高于Tx时反应Ⅱ平衡逆移程度大于反应I正移 【答案】(3)＜ CD 【解析】(3)①a点时，H2的平衡产率与曲线上与b点相同温度时的H2的平衡产率相同，则b点相当于曲线上与b点同温度的点增大n(H2O)，反应Ⅰ、Ⅱ的平衡都发生正向移动，H2的产率增大，所以H2的平衡产率：a点＜b点。②A项，起始氧醇比=0.5时，a点与c点温度相同，虽然a点处于有炭区，但催化剂活性降低程度未知，反应物的浓度大小未知，若其降低程度较小，且a点反应物浓度较大，则平衡时的反应速率a点不一定小于c点，A不正确；B项，a、c两点的温度相同，b点温度较高，反应Ⅱ的正反应放热，则b点Kb最小，所以在图像中a、b、c三点的平衡常数Ka=Kb＞Kc，B不正确；C项，若使起始氧醇比=1，O2的量相对增多，更有利于除去固态炭，那么有炭区面积会减小，但O2量增多会改变平衡，平衡移动会使一些原本在无炭区的温度-起始氧醇比组合，因反应平衡改变而有固态炭生成，即无炭区的边界发生变化，从而导致图像中无炭区的面积会更小，C正确；D项，在拐点处，增大，表明H2O的生成量增多，即反应Ⅱ逆向进行的程度更大，所以曲线X出现拐点的原因是高于Tx时反应Ⅱ平衡逆移程度大于反应I正移，D正确；故选CD。 7．(2025·杭州市学军中学高三选考模拟)丙烯是有机化工中的重要原料，可用丙烷直接脱氢工艺和丙烷氧化脱氢工艺制备。 I.丙烷直接脱氢工艺，以金属为催化剂，存在以下两个反应： 主反应：C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g) 副反应：C3H8(g)C2H4(g)＋CH4(g) (2)下图为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系(图中的压强分别为1×104和1×105Pa)。 ①1×104Pa时，图中表示丙烯的曲线是 (填“i”、“ii”、“iii”或“iv”)。 ②1×105Pa、500℃时，在密闭容器中进行反应，若只发生上述主反应和副反应，则达平衡时，丙烷的转化率为 (保留3位有效数字)。其他条件不变情况下，以下操作有利于提高平衡时n(C3H6)的操作有 。 A．恒压通入适量N2 B．加入适量CuO C．提高Pt的表面积 D．加入浸泡了KMnO4的硅藻土 【答案】(2) ①i ②17.6% AB 【解析】(2)①正反应吸热，升高温度平衡正向移动，丙烯体积分数增大；正反应气体系数和增大，增大压强，平衡逆向移动，丙烯的体积分数降低，所以1×104Pa时图中表示丙烯的曲线是i。②1×105Pa、500℃时，在密闭容器中进行反应，根据图示，达平衡时丙烷的平衡体积分数为70%，设丙烷的投料为xmol，若只发生上述主反应和副反应，消耗丙烷的物质的量为amol，则反应生成的丙烯、氢气、乙烯、甲烷的总物质的量为2amol，，则丙烷的转化率为。A项，恒压通入适量N2，相当于减压，平衡正向移动，n(C3H6)增大，故选A；B项，加入适量CuO，CuO和氢气反应，氢气浓度降低，正反应正向移动，n(C3H6)增大，故选B；C项，提高Pt的表面积，平衡不移动，n(C3H6)不变，故不选C；D项，加入浸泡了KMnO4的硅藻土，KMnO4氧化丙烯、乙烯等烯烃，n(C3H6)减小，故不选D；故选AB。 8．(2025·浙江省温州市高三二模)HCl是涉氯工业生产中的副产品，O2氧化HCl是一种实现氯资源闭路循环的重要方法。 (3)将HCl和O2的物质的量按以不同起始流速通入装有催化剂的反应器，在、下分别发生氧化反应，通过检测不同温度下反应器出口处气体成分绘制HCl的转化率()曲线如图-1所示(HCl流速的转化率可近似为平衡转化率)。 ①图-1中T2为 ℃。反应在流速时，而在时的原因是 。 ②设M与N点的转化率为平衡转化率，求的平衡常数为 。(用平衡时气体物质的量分数代替气体平衡浓度计算) ③将HCl和O2分别按物质的量比和通入装有催化剂的反应器反应，在图-2中分别画出HCl平衡转化率随温度变化的曲线图 。 【答案】(3)360 在流速较慢时，反应近似处于平衡，ΔH＜0，温度低反应程度大，所以在流速较快时，反应处于非平衡，温度低反应速率慢，所以 36 (需注意：物质的量比1：1时，440℃，HCl的平衡转化率为80%，360℃，转化率在90%)； 【解析】(3)①HCl流速的转化率可近似为平衡转化率，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，HCl平衡转化率降低，则T1＞T2，即T2为360℃；反应在流速时，HCl转化率接近平衡转化率，T1＞T2，该反应ΔH＜0，则，在流速较快时，反应处于非平衡，温度低反应速率慢，所以；②440℃的曲线是T1，HCl平衡转化率为80%，设初始HCl和O2的物质的量均为1mol，列三段式： 气体总物质的量为1.8mol，=36；③该反应为放热反应，温度越高，HCl平衡转化率越低，且HCl比例越大，平衡转化率越低，故图像为(需注意：物质的量比1：1时，440℃，HCl的平衡转化率为80%，360℃，转化率在90%)； 1．(2025·浙江1月卷，18)二甲胺[(CH3)2NH]、N，N-二甲基甲酰胺[HCON(CH3)2]均是用途广泛的化工原料。 (5)有研究采用CO2、H2和(CH3)2NH催化反应制备HCON(CH3)2。在恒温密闭容器中，投料比n(CO2)：n(H2)： n(CH3)2NH)=20：15：1，催化剂M足量。反应方程式如下： Ⅳ． V．HCOOH(g)＋(CH3)2NH(g)= HCON(CH3)2(g)＋H2O(g) HCOOH、(CH3)2NH、HCON(CH3)2三种物质的物质的量百分比随反应时间变化如图所示。 (例：HCOOH的物质的量百分比 ①请解释HCOOH的物质的量百分比随反应时间变化的原因(不考虑催化剂M活性降低或失活) 。 ②若用SiH4代替H2作为氢源与CO2反应生成HCOOH，可以降低反应所需温度。请从化学键角度解释原因 。 【答案】(5)①t时刻之前反应Ⅳ的速率比反应Ⅴ的快，t时刻之后由于浓度的影响导致反应Ⅳ的速率比反应Ⅴ的慢 ②用H2作氢原需要断裂H-H键，用SiH4作氢源需要断裂Si-H键，由于Si原子半径大于H，Si-H的键能比H-H小，所以用SiH4代替H2作为氢源与CO2反应生成HCOOH，可以降低反应所需温度 【解析】(5)①由题干图示信息可知，t时刻之前HCOOH的物质的量百分比增大速率比HCON(CH3)2的增大速率，而t时刻之后HCOOH逐渐减小至不变，HCON(CH3)2继续增大，故t时刻之前反应Ⅳ的速率比反应Ⅴ的快，t时刻之后由于浓度的影响导致反应Ⅳ的速率比反应Ⅴ的慢；②用H2作氢原需要断裂H-H键，用SiH4作氢源需要断裂Si-H键，由于Si原子半径大于H，Si-H的键能比H-H小，所以用SiH4代替H2作为氢源与CO2反应生成HCOOH，可以降低反应所需温度。 2．(2022·浙江省1月卷，29)工业上，以煤炭为原料，通入一定比例的空气和水蒸气，经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。请回答： (1)在C和O2的反应体系中： 反应1：C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-394kJ·mol-1 反应2：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566kJ·mol-1 反应3：2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH3。 ①设y=ΔH-TΔS，反应1、2和3的y随温度的变化关系如图1所示。图中对应于反应3的线条是___________。 ②一定压强下，随着温度的升高，气体中CO与CO2的物质的量之比______。 A．不变 B．增大 C．减小 D．无法判断 (2)水煤气反应：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=131kJ·mol-1。工业生产水煤气时，通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应，其理由是__________________。 (3)一氧化碳变换反应：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=-41kJ·mol-1。 ①一定温度下，反应后测得各组分的平衡压强(即组分的物质的量分数×总压)：p(CO)=0.25MPa、p(H2O)=0.25MPa、p(CO2)=0.75MPa和p(H2)=0.75MPa，则反应的平衡常数K的数值为________。 ②维持与题①相同的温度和总压，提高水蒸气的比例，使CO的平衡转化率提高到90%，则原料气中水蒸气和CO的物质的量之比为________。 ③生产过程中，为了提高变换反应的速率，下列措施中合适的是________。 A．反应温度愈高愈好 B．适当提高反应物压强 C．选择合适的催化剂 D．通入一定量的氮气 ④以固体催化剂M催化变换反应，若水蒸气分子首先被催化剂的活性表面吸附而解离，能量-反应过程如图2所示。 用两个化学方程式表示该催化反应历程(反应机理)：步骤Ⅰ：__________________；步骤Ⅱ：_______________________。 【答案】(1)a B (2)水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快化学反应速率 (3)①9.0 ②1.8：1 ③BC ④M+H2O=MO+H2 MO+CO=M+CO2 【解析】1)①由已知方程式：(2×反应1-反应2)可得反应3，结合盖斯定律得：ΔH3=2ΔH1-ΔH2=[2×(-394)-(-566)]kJ·mol-1=-222 kJ·mol-1，反应1前后气体分子数不变，升温y不变，对应线条b，升温促进反应2平衡逆向移动，气体分子数增多，熵增，y值增大，对应线条c，升温促进反应3平衡逆向移动，气体分子数减少，熵减， y值减小，对应线条a，故此处填a；②温度升高，三个反应平衡均逆向移动，由于反应2焓变绝对值更大，故温度对其平衡移动影响程度大，故CO2物质的量减小，CO物质的量增大，所以CO与CO2物质的量比值增大，故选B；(2)由于水蒸气与煤炭反应吸热，会引起体系温度的下降，从而导致反应速率变慢，不利于反应的进行，通入空气，利用煤炭与O2反应放热从而维持体系温度平衡，维持反应速率，故此处填：水蒸气与煤炭反应吸热，氧气与煤炭反应放热，交替通入空气和水蒸气有利于维持体系热量平衡，保持较高温度，有利于加快反应速率；(3)①该反应平衡常数K=；②假设原料气中水蒸气为x mol，CO为1 mol，由题意列三段式如下： 则平衡常数K=，解得x=1.8，故水蒸气与CO物质的量之比为1.8：1；③A项，反应温度过高，会引起催化剂失活，导致反应速率变慢，A不符合题意；B项，适当增大压强，可加快反应速率，B符合题意；C项，选择合适的催化剂有利于加快反应速率，C符合题意；D项，若为恒容条件，通入氮气对反应速率无影响，若为恒压条件，通入氮气后，容器体积变大，反应物浓度减小，反应速率变慢，D不符合题意；故故选BC；④水分子首先被催化剂吸附，根据元素守恒推测第一步产生H2，第二步吸附CO产生CO2，对应反应历程依次为：M+H2O=MO+H2、MO+CO=M+CO2。 3．(2020·浙江1月卷，29)研究NOx之间的转化具有重要意义。 (1)已知：N2O4(g) 2NO2(g)　ΔH＞0 将一定量N2O4气体充入恒容的密闭容器中，控制反应温度为T1。 ①下列可以作为反应达到平衡的判据是________。 A．气体的压强不变 B．v正(N2O4)＝2v逆(NO2) C．K不变 D．容器内气体的密度不变 E．容器内颜色不变 ②t1时刻反应达到平衡，混合气体平衡总压强为p，N2O4气体的平衡转化率为75%，则反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数Kp＝________(对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作Kp，如p(B)＝p·x(B)，p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。 ③反应温度T1时，c(N2O4)随t(时间)变化曲线如图，画出0～t2时段，c(NO2)随t变化曲线。保持其它条件不变，改变反应温度为T2(T2＞T1)，再次画出0～t2时段，c(NO2)随t变化趋势的曲线________。 (2) NO氧化反应：2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)分两步进行，其反应过程能量变化示意图如图。 Ⅰ 2NO(g)=N2O2(g) ΔH1 Ⅱ N2O2(g)＋O2(g)→2NO2(g) ΔH2 ①决定NO氧化反应速率的步骤是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 ②在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和O2气体，保持其它条件不变，控制反应温度分别为T3和T4(T4＞T3)，测得c(NO)随t(时间)的变化曲线如图。转化相同量的NO，在温度_____(填“T3”或“T4”)下消耗的时间较长，试结合反应过程能量图分析其原因____。 【答案】(1)①AE ②p ③ (2)①Ⅱ ②T4 ΔH1＜0，温度升高，反应Ⅰ平衡逆移，c(N2O2)减小，浓度降低的影响大于温度对反应Ⅱ速率的影响 【解析】(1)①A项，该反应是一个气体体积减小的反应，气体的压强不变说明各物质浓度保持不变，反应达到化学平衡状态，故正确；B项，v正(N2O4)＝2v逆(NO2)说明正逆反应速率不相等，反应没有达到化学平衡状态，故错误；C项，温度不变，化学平衡常数K不变，则K不变不能说明反应达到化学平衡状态，故错误；D项，由质量守恒定律可知，反应前后气体质量不变，恒容容器的体积不变，则密度始终不变，则密度不变不能说明反应达到化学平衡状态，故错误；E、容器内颜色不变说明各物质浓度保持不变，反应达到化学平衡状态，故正确；AE正确；故选AE；②设起始N2O4的物质的量为1mol，由题给数据建立如下三段式： 由三段式数据可知N2O4的平衡分压为×p=，NO2的平衡分压为×p=，则平衡常数Kp＝=；③由图可知，t1时反应消耗N2O4的浓度为(0.04—0.01)mol/L，由方程式可得反应生成NO2的浓度为0.03 mol/L×2=0.06 mol/L；该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，NO2的浓度增大，则0～t2时段，NO2的浓度c(NO2)随t变化趋势的曲线为；(2)①由图可知，反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ的活化能，活化能越大，反应速率越慢，则化学反应速率反应Ⅰ快于反应Ⅱ，化学反应取决于反应速率较慢的一步，则决定NO氧化反应速率的步骤是反应Ⅱ；②由图可知，转化相同量的NO，在温度T4下消耗的时间较长，原因是反应Ⅰ为放热反应，温度升高，反应Ⅰ平衡逆移，c(N2O2)减小，浓度降低的影响大于温度对反应Ⅱ速率的影响，导致转化相同量的NO，在温度较高的T4下消耗的时间较长。 ( 23 / 46 )学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第05讲 化学反应速率与化学平衡图像 目录 01 课标达标练 题型01分析影响反应速率的条件 题型02化学反应速率图象综合分析 题型03单曲线变化图象 题型04作出有关物理量变化趋势曲线 题型05单一反应多曲线变化图象 题型06多反应多曲线变化图象 02 核心突破练 03 真题溯源练 01分析影响反应速率的条件 1．根据vt图像分析外界条件的改变对可逆反应A(g)＋3B(g)2C(g)　ΔH<0的影响。该反应的速率与时间的关系如图所示： 可见在t1、t3、t5、t7时反应都达到平衡，如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件，则下列对t2、t4、t6、t8时改变条件的判断正确的是( ) A．使用了催化剂、增大压强、减小反应物浓度、降低温度 B．升高温度、减小压强、减小反应物浓度、使用了催化剂 C．增大反应物浓度、使用了催化剂、减小压强、升高温度 D．升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用了催化剂 2．绿水青山是习总书记构建美丽中国的伟大构想，因此国家加大了对氮氧化物排放的控制力度。用活性炭还原处理氮氧化物的有关反应为C(s)＋2NO(g)N2(g)+CO2(g) ΔH＜0。向容积可变的密闭容器中加入(足量的)活性炭和NO，在t2时刻改变某一条件，其反应的速率时间图象如下图所示。下列说法正确的是( ) A．给该反应升温，减小，增大 B．t2时刻改变的条件是向密闭容器中加NO C．t1时刻的大于t2时刻的 D．若气体的密度不变，不能说明该反应达到平衡 3．向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如下所示。由图可得出的正确结论是( ) A.反应在c点达到平衡状态 B.反应物浓度：a点小于b点 C.反应物的总能量低于生成物的总能量 D.Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段 4．如图表示可逆反应A(g)+3B(g)2C(g) △H<0达平衡后，t1时改变某一反应条件，反应速率随时间变化的情况，根据曲线判断下列说法中正确的是( ) A．t1时降低了温度，平衡向正反应方向移动 B．t1时增大了压强，平衡向正反应方向移动 C．t1时可能使用了催化剂 D．t1时增大了A的浓度，同时减小了C的浓度，平衡向正反应方向移动 5．向一容积不变的密闭容器中充入一定量A和B，发生如下反应：xA(g)＋2B(s)yC(g) ΔH<0。在一定条件下，容器中A、C的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题： (1)用A的浓度变化表示该反应在0～10 min内的平均反应速率v(A)＝________。 (2)根据图示可确定x∶y＝________。 (3)0～10 min容器内压强________(填“变大”“不变”或“变小”)。 (4)推测第10 min引起曲线变化的反应条件可能是________(填编号，下同)；第16 min引起曲线变化的反应条件可能是________。 ①减压　②增大A的浓度　③增大C的量　④升温　⑤降温　⑥加催化剂 (5)若平衡Ⅰ的平衡常数为K1，平衡Ⅱ平衡常数为K2，则K1________K2(填“>”“＝”或“<”)。 02化学反应速率图象综合分析 6．下列关于各图像的解释或得出的结论不正确的是( ) A．由甲图可知，反应在时刻可能改变了压强或使用了催化剂 B．由乙图可知，反应在m点可能达到了平衡状态 C．由丙图可知，反应过程中的点是C点 D．由丁图可知，交点A表示反应一定处于平衡状态，此时 7．可逆反应mA(g)nB(g)+pC(s) △H=Q，温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合如图中的两个图象，以下叙述正确的是( ) A．m＞n，Q＜0 B．m＞n+p，Q＞0 C．m＞n，Q＞0 D．m＜n+p，Q＜0 8．一定温度下，X、Y、Z三种气体在某恒容密闭容器中发生反应，其中气体的物质的量变化曲线如图所示。下列说法正确的是( ) A．Q点Y的正反应速率和逆反应速率相等 B．从开始到达到平衡时用X表示的平均反应速率是0.2mol·L-1·min-1 C．该反应的化学方程式可表示为：3X(g)+Z(g)2Y(g) D．达到平衡后，再充入氩气，反应速率增大 9．100 ℃时，向某恒容密闭容器加入1.6 mol·L－1的Q后会发生如下反应：2Q(g)M(g)。其中M的物质的量浓度随时间的变化如图所示： 下列说法错误的是( ) A.从反应开始到刚达到平衡的时间段内，v(Q)＝0.02 mol·L－1·s－1 B.a、b两时刻生成Q的速率：v(a)<v(b) C.用Q浓度变化值表示的ab、bc两个时间段内的反应速率：v(ab)>v(bc)＝0 D.其他条件相同，起始时将0.2 mol·L－1氦气与Q混合，则反应达到平衡所需时间少于60 s 10．对于同一体系内存在竞争反应：①，②；测得反应速率与时间t关系如图，依据图像信息，下列说法不正确的是( ) A．反应①的反应限度大于反应② B．加入催化剂定能有效降低反应活化能，加快反应速率 C．无催化剂时后反应①达到平衡 D．加入催化剂，可有效提高C的产率 11．T0温度下，向2L真空密闭容器中加入N2O3固体，发生反应：N2O3(s)NO2(g)＋X(g) (未配平)，反应过程如图，下列说法正确的是( ) A．X可能为N2 B．0~2 min用N2O3表示的反应速率为1mol·min－1 C．第2min时逆反应速率大于第4min时逆反应速率 D．第4min时，保持温度和容积不变，向容器中再加入N2O3，混合气体颜色加深 12．某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是( ) A．其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大 B．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大 C．条件①，反应速率为0.012 mol·L－1·min－1 D．条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为62.5 min 03单曲线变化图象 13．(2025·浙江省部分学校高三选考模拟)对于反应N2O4(g)2NO2(g)，在温度一定时，平衡体系中NO2的体积分数随压强的变化情况如图所示。下列说法中，正确的是( ) A．A、D两点对应状态的正反应速率大小关系：v(A)>v(D) B．A、B、C、D、E各点对应状态中，v(正)＜v(逆)的是E C．维持p1不变，E→A所需时间为t1，维持p2不变，D→C所需时间为t2，则t1=t2 D．欲使C状态沿平衡曲线到达A状态，从理论上，可由p2无限缓慢降压至p1达成 14．在一体积为1L的容器中加入CaCO3，发生反应CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)，且处于平衡状态，此时c(CO2)=0.1mol/L。保持温度和容器体积不变，在t1时刻充入0.1molCO2气体，再次达到平衡，下列c(CO2)随时间变化的图像正确的是( ) A． B． C． D． 15．在恒容密闭容器中充入3molX和3molY发生反应：3X(g)+Y(g) 2Z(g) △H<0，反应过程持续升高温度，测得混合体系中Z的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是( ) A．M点和P点均达到平衡状态 B．M点的逆反应速率可能大于N点的逆反应速率 C．反应过程中X、Y的体积分数均先减小后增大 D．P点Z的体积分数小于N点，原因可能是高温使催化剂活性降低 16．【变化观念与平衡思想】甲酸(HCOOH)具有液氢储存材料和清洁制氢的巨大潜力，产生氢气的反应为：HCOOH(g)CO2(g)＋H2(g)，在T℃时，向体积不等的恒容密闭容器中分别加入一定量的HCOOH(g)，反应相同时间，测得各容器中甲酸的转化率与容器体积的关系如图所示，其中m、n点反应达平衡。下列说法正确的是( ) A．m、p两点中，甲酸的浓度：m＞p B．V1：V2=1：10 C．n点时再充入一定量HCOOH(g)，达平衡时甲酸的转化率升高 D．p点时H2的体积分数约为 17．温度为T℃，向体积不等的恒容密闭容器中分别加入nmolC4H10气体，发生反应：C4H10(g) C4H8(g)+H2(g)。经过相同的反应时间，测得各容器中C4H10的转化率与容器体积的关系如图所示： 下列说法正确的是( ) A．容器内的压强：pa：pb=7：9 B．由图可知，a、c两点的逆反应速率：c>a C．向b点平衡体系中再充入一定量的C4H10气体，重新达到平衡时，C4H10的体积分数比原平衡小 D．V1：V2=1：12 18．(2025·浙江省金华十校高三模拟)甲酸(HCOOH)被认为是潜在的贮氢物质之一。请回答： (1)加热甲酸可发生两种分解反应，反应过程中的能量变化如图所示。 Ⅰ．HCOOH(g)CO(g)＋H2O(g) Ⅱ．HCOOH(g)CO2(g)＋H2(g) ①根据能量变化图，计算CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)的ΔH= 。 ②已知只能催化反应Ⅰ而对于反应Ⅱ无影响。 根据前面的信息判断，下列说法正确的是 (选填序号)。 A．升温，有利于提高产物中H2的体积分数 B．加入，可使能达到的极大值更大 C．加入NaOH(s)，有利于提高H2的平衡浓度 D．当v正(H2)= v逆(H2O)时，反应达到平衡状态 04作出有关物理量变化曲线 19．(2023·浙江省临海、新昌两地高三适应性考试5月模考)我国要在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和的目标。CO2还原为甲醇是人工合成淀粉的第一步。CO2催化加氢主要反应有： 反应I：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1 反应II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ•mol-1 (4)Cu/ZnO纳米片可以提高对CH3OH的选择性，图3为合成CH3OH在无催化剂时，CH3OH的物质的量与时间的关系，请在图3中画出CH3OH在Cu/ZnO纳米片存在下，CH3OH物质的量的变化曲线______。 20．(2024·浙江省绍兴市第一中学高三首考模拟)用太阳能电池电解水得到的H2，再与CO2反应生成甲醇，是目前推动“碳达峰、碳中和”的新路径。合成甲醇过程中主要发生以下反应： i．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=－49.4kJ·mol－1 Kp1 ii．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=＋41.2kJ·mol－1 Kp2 iii．CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3 Kp3 (3)在9.0MPa下，分别按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3、n(CO)∶n(H2)=1∶2的投料比在容积可变的密闭容器反应相同时间，测得甲醇的生成速率和温度的关系如图2所示。请回答： ①下列说法正确的是 。 A．其他条件不变，温度升高，甲醇的生成速率加快 B．其他条件不变，压缩容器体积增大压强，甲醇的产率增大 C．选用更高效的催化剂，可增加甲醇的生成速率和平衡转化率 D．反应iii低于500K时很难发生可能是因为催化剂未达最适温度 ②其他条件不变，将投料比由n(CO2)∶n(H2)=1∶3改成n(CO2)∶n(CO)∶n(H2)=4∶1∶15，发现产物中水蒸气物质的量分数极低。已知反应ii能快速达到平衡，请在图2中画出520K之前投料比为n(CO2)∶n(CO)∶n(H2)=4∶1∶15时甲醇生成速率和温度的关系 。 21．(2025·浙江省杭州市高三一模)在天然气的开采净化过程中，往往会产生酸气(H2S与CO2)。将H2S与CO2协同转化，在减少碳排放的同时得到高附加值化学品。 (3)等离子体催化H2S与CO2协同转化可制得H2和CO等产品。在电场的激发下，部分反应历程如下： ⅰ．H2S→2H+S ⅱ．CO2→CO+O ⅲ．___________ ⅳ．2H→H2 ⅴ．HO+H→H2O ①补充步骤ⅲ的反应历程： 。 ②当保持通入气体的总物质的量和流速不变，改变电场功率和原料气的组成时，CO2气体的转化率如图所示。当电场功率不变时，在答卷图中画出CO2反应速率v(CO2)随着H2S和CO2比例变化的示意图 。 22．【化学生产与学科知识融合】(2025·浙江省宁波市镇海中学高三选考模拟) (4) CO2催化加氢制CH3OH的反应体系中，发生的主要反应有： i、CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝+41.1kJ·mol−1 ii、CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH2＝-90.0kJ·mol−1 iii、CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH3＝-48.9kJ·mol−1 一定压强下，往某密闭容器中按投料比n(H2)：n(CO2)=3：1充入H2和CO2，反应达到平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。 ①下列说法正确的是 。 A．恒温恒压时充入氦气，反应ii、iii的平衡均逆向移动，反应i不移动 B．增大n(H2)：n(CO2)的比值，H2的平衡转化率增大 C．图中X、Y分别代表CO、H2O D．体系中的CO2的物质的量分数随温度变化不大，原因是温度变化，反应i、iii的平衡移动方向相反 ②在上图中画出反应达到平衡时，n(H2)：n(CO2)随温度变化趋势图(只用画220℃以后) 。 ③在一定温度下，向容积为2L的恒容密闭容器中充入1mol CO2(g)和n molH2(g)。仅发生反应iii。实验测得CH3OH的平衡分压与起始投料比的关系如图。起始时容器内气体的总压强为8pkPa，则b点时反应的平衡常数Kp= (kPa)-2(用含p的表达式表示)。(已知：用气体分压计算的平衡常数为Kp，分压＝总压×物质的量分数) 05单一反应多曲线变化图象 23．(2025·浙江省强基联高三联考)向体积均为的两恒容密闭容器中分别充入2molX和1molY发生反应：2X(g)＋Y(g)Z(g) ΔH，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是( ) A．甲容器的反应速率比乙容器大 B．c点Y的转化率为75% C．a点气体平均相对分子质量比c点大 D．a点平衡常数比b点大 24．(2025·浙江省NBchem联盟高三联考)在时候，A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中A、B、C的浓度变化如(Ⅰ)所示，若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，B的体积分数与时间的关系如图(Ⅱ)所示 则下列说法正确的是( ) A．该平衡体系的化学反应方程式为：A(g)+B(g)C(g) B．(t1+10)min时，保持容器总压强不变，通入稀有气体，平衡向逆反应方向移动 C．该反应ΔH＞0 D．其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，且C的体积分数增大 25．在催化剂作用下，在容积为1L的容器中加入1molX和4molY，发生反应： X(g)+2Y(s)2Z(s)，平衡时和反应10min时X的转化率α(X)随温度的变化分别如曲线Ⅰ、Ⅱ所示。下列说法正确的是( ) A．使用更高效的催化剂，可以使b点移动到d点 B．bc段变化可能是由于升高温度平衡逆向移动 C．0~10min的平均反应速率：(a)<(c) D．保持温度和体积不变，向d点体系中再充入1molX，再次达平衡时c(X)>0.4mol·L-1 26．在一恒容的密闭容器中充入0.1 mol·L－1 CO2、0.1 mol·L－1 CH4，在一定条件下发生反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图，下列有关说法不正确的是( ) A．上述反应的ΔH<0 B．压强：p4>p3>p2>p1 C．压强为p4、温度为1 100 ℃时该反应的平衡常数约为1.64 D．压强为p4时，在y点：v正>v逆 27．(2025·浙江省精诚联盟高三适应性联考)CO2资源化具有重要现实意义，相关技术研发是当前科技界研究的热点。 (4)在催化剂、0.1MPa时，CO2和H2按物质的量1：3投料并发生反应：2CO2(g)＋6H2(g)CH2=CH2(g)＋4H2O(g)。图1是匀速升温过程中体系CH2=CH2的体积分数(%)与温度(T)的关系，图2是平衡状态下四种气态物质的物质的量(n)与温度(T)的关系。 下列说法不正确的是_______。 A．反应③能自发进行的条件是高温 B．曲线a、c表示的物质分别为CH2=CH2和CO2 C．除改变温度外，增大压强或及时分离水蒸气也能提高CH2=CH2平衡产率 D．T1时CH2=CH2体积分数达到最大值，说明反应体系恰好达到平衡状态 28．(2025·浙江省温州市高三二模)水煤气变换法反应为：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，将各0.5mol的CO和H2O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T2高于T1 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1.8molCO(g)和2.7molCO2(g)，平衡不移动 D．在T2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 29．【变化观念与平衡思想】(2025·浙江省温州市高三一模)将硫化氢分解使其转化成氢气和硫具有非常重要的工业意义。H2S(g)分解反应：2H2S(g)2H2(g)＋S2(g) ΔH1＝+170kJ·mol−1 (3)下图显示不同温度下，原料气在反应器中的停留时间对硫化氢转化率的影响，请依次从两个角度解释0.8s内1050℃时H2S转化率近似为零，850℃时H2S转化率恒为零的原因： 。结合相关信息及下图，下列说法正确的是 。 A．停留时间一定，升温，H2S的转化率会明显增大 B．停留时间越长，H2S的平衡转化率越大 C．停留时间一定，下，增大V(H2S)：V(N2)，H2S分解速率增大 D．利用空气氧化部分H2S，有利于提高H2的产量 30．(2025·浙江省嘉兴市高三一模)Ni−CeO2催化CO2加H2的反应历程如图1所示(吸附在催化剂表面的物种用*标注)。以投料比[n(CO2)/n(H2)]=1∶1进行反应，反应气总流量控制在20 mL·min−1，含碳产物中CH4的物质的量百分数及CO2的转化率随温度(T)的变化如图2所示。下列说法正确的是( ) A．180 ℃时主反应的化学方程式为CO2(g)＋H2O(g)CO(g)＋H2O(g) B．210 ℃时CH4的平均反应速率为0.9 mL·min−1 C．260 ℃后升高温度，甲烷产率不变 D．其他条件不变，增大投料比[n(CO2)/n(H2)]，可提高CO2的平衡转化率 06多反应多曲线变化图象 31．(2025·浙江省湖州、衢州、丽水高三三地市一模)利用CO2和H2可制得甲烷，实现资源综合利用。已知： I．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝+41.2kJ·mol−1 Ⅱ．CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g) ΔH2＝-165.0kJ·mol−1 在一定的温度和压强下，将按一定比例混合的CO2和H2混合气体通过装有催化剂的反应器，反应相同时间，CO2转化率和CH4选择性随温度变化关系如图所示。 ，下列说法不正确的是( ) A．反应I的 B．240℃时，其他条件不变，增大压强，CO2的转化率增大 C．在260~300℃间，其他条件不变，升高温度，CH4的产率增大 D．320℃时CO2的转化率最大，可能的原因是反应I和反应IⅡ达到了平衡状态 32．(2025·浙江省嘉兴市高三三模)丙烯是一种重要的有机化工原料，可以制取聚丙烯、丙烯腈、丙酮等化工产品。工业上可采用丙烷催化脱氢法制备丙烯，反应如下： 主反应：C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g) ΔH1 副反应： C3H8(g)C2H4(g)＋CH4(g) ΔH2=+81.7kJ·mol−1 C3H8(g)3C(s)＋4H2(g) ΔH3=+106kJ·mol−1； (4)某实验小组在催化剂用量及其他实验条件相同时，测得丙烷的平衡转化率和丙烯的选择性(转化的C3H8中生成的C3H6的百分比)随温度的变化如图所示，下列说法正确的是_______。 A．由图可知，随温度升高，C-H键比C-C键更活泼 B．C3H8的脱氢反应在任意温度下都能自发进行 C．升高温度，降低压强，加入催化剂均可提高C3H8的平衡转化率 D．制备丙烯的合适温度需综合考虑丙烷转化率和丙烯选择性 33．某温度下，在刚性密闭容器中充入一定量的T(g)，发生反应：①T(g)W(g)；②W(g)P(g)。测得各气体浓度与反应时间的关系如下图所示。下列说法错误的是( ) A．Ⅱ曲线代表W的浓度与时间的变化关系 B．反应①加入合适的催化剂可以改变单位时间内T的转化率 C．反应②达到M点时，正反应速率小于逆反应速率 D．0~6 min内W的平均化学反应速率为 34．【环境保护与学科知识结合】 (2025·浙江省9+1高中联盟高三联考)氮及其化合物与人类生产、生活密切相关。氨催化氧化制NO是工业制备硝酸的核心过程： 主反应：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)AH=-905kJ/mol 副反应：4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)AH=-1268kJ/mol 而在雷电的作用下，氮气被氧气直接氧化成NO，最终转化成硝酸。 (3)硝酸生产中的尾气主要是NO，对环境的影响很大。氨气的催化还原法是常见的处理方法之一。其中用NH3消除NO污染的反应原理为：4NH3+6NO=5N2+6H2O。不同温度条件下，NH3与NO的物质的量之比分别为1：1、2：1、3：1时，经历相同时间得到NO脱除率曲线如下图所示： ①曲线c对应NH3与NO的物质的量之比是 。 ②解释800°C以后曲线b中NO的脱除率先降后升的可能原因是 。 35．(2025·江浙皖高中发展共同体高三10月联考)以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下： Ⅰ．CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝-49.5kJ·mol−1 Ⅱ．CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH2＝-90.4kJ·mol−1 Ⅲ．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH3 不同压强下，按照投料，实验测得CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。下列说法不正确的是( ) A．图甲表示的是CH3OH的平衡产率随温度的变化关系 B．同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择高温、高压 C．图乙T1时，三条曲线几乎交于一点，原因可能是此时以反应Ⅲ为主 D．图乙p1下，温度高于T2，纵坐标随温度升高而上升的原因是ΔH3＞0，反应Ⅲ温度升高使纵坐标数值上升的幅度超过反应Ⅰ温度升高使纵坐标数值下降的幅度 1．甲基叔丁基醚(MTBE)是一种性能优良的高辛烷值汽油添加剂和抗爆剂，工业上用异丁烯(IB)与甲醇在催化剂作用下合成MTBE：CH3OH(g)+IB(g) MTBE(g)。向恒温恒容容器中按物质的量之比为1：1充入甲醇和异丁烯，在温度分别为368K与398K时异丁烯的转化率随时间的变化如图示。下列说法错误的是( ) A．若容器内起始总压为p0Pa，则M点时用分压变化表示的v(IB)=0.01Pa•min-1 B．A、M、B三点中，逆反应速率最大的点是A C．维持T2不变，再向容器中充入1molMTBE，新平衡时MTBE的百分含量增大 D．反应MTBE(g)CH3OH(g)+IB(g)的△H＞0 2．SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法，反应如下： 主反应：2NH3(g)+ 4NO(g)+ O2(g)4N2(g)+6H2O(g ) ΔH 副反应：4NH3(g)+ 5O2(g)4NO (g)+6H2O(g ) 相同条件下，在甲、乙两种催化剂作用下进行上述反应，下列说法错误的是( ) A．工业上选择催化剂乙的原因是低温下有很强的催化活性 B．投料比一定时有利于提高NO平衡转化率的反应条件是降低温度、减少压强 C．图中M点处(对应温度为210℃)NO的转化率一定不是该温度下的平衡转化率 D．相同条件下选择高效催化剂，可以提高NO的平衡转化率 3．甲烷催化氧化为合成气的主要反应有： I、2CH4(g)＋O2(g)2CO(g)＋4H2(g) Ⅱ、CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(g) 将2 mol CH4与2 mol O2投入密闭容器中反应，不同温度下，相同时间内CH4转化率、H2选择性与CO的选择性随温度的变化如图所示，下列说法正确的是( ) A．由题可知，反应I为吸热反应 B．在700℃时，容器中生成的CO2的物质的量为1.44mol C．在500℃、600℃、700℃时都可能发生CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) D．该过程中，低温有利于合成气的生成 4．脱除汽车尾气中的NO和CO包括以下两个反应： Ⅰ． Ⅱ． 将恒定组成的NO和CO混合气通入不同温度的反应器，相同时间内检测物质浓度，结果如题13图所示。下列说法正确的是( ) A．N2(g)＋2CO2(g)=2NO(g)＋2CO(g) ΔH＝-745.7kJ·mol−1 B．使用合适催化剂，能提高NO的平衡转化率 C．其他条件不变，增大体系的压强，NO的平衡转化率增大 D．350℃~420℃范围内，温度升高，反应Ⅰ速率增大的幅度大于反应Ⅱ速率增大的幅度 5．(2025·浙江省北斗星盟高三联考)一定条件下，水气变换反应CO+H2OCO2+H2的中间产物是HCOOH。为探究该反应过程，研究HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反应： Ⅰ．HCOOH(aq)CO(aq)+H2O(aq)(l)(快) ΔH1＝+26.4kJ·mol−1 Ⅱ．HCOOH(aq)CO2(aq)+H2(aq)(l)(慢) ΔH2＝-14.8kJ·mol−1 研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中，H+仅对反应Ⅰ有催化作用；反应Ⅰ的速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水的电离，其浓度视为常数。 (3)①T2温度下，在密封石英管内完全充满1.0mol·L-1HCOOH水溶液，使HCOOH分解，分解产物均完全溶于水。碳物种浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)。t1时刻CO、CO2的浓度分别为0.70 mol·L-1、0.16 mol·L-1，反应Ⅱ达平衡，测得H2的浓度为0.50 mol·L-1，反应Ⅱ的平衡常数为 。 ②在相同条件下，下列说法正确的是 。 A．若反应起始时溶液中同时还含有0.10 mol·L-1盐酸，则图示a、b、c、d中，CO的峰值点可能是a或b B．若适当升高温度，则图示a、b、c、d中，CO的峰值点可能是a或b C．与不含盐酸相比，CO达到浓度峰值时，CO2浓度减小 D．与不含盐酸相比，CO达到浓度峰值时，的值减少 (4)工业上，水气变化的反应历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应物及产物分子脱吸附等过程。随着温度升高，在催化剂活性温度范围内，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因 。 6．(2025·浙江省台州市高三二模)乙醇是一种重要的工业原料。 (3)乙醇与水蒸气通过催化重整制氢的反应如下： 反应I：C2H5OH(g)＋H2O(g)2CO(g)＋4H2(g) ΔHI＞0 反应Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔHII＜0 100kPa的恒压密闭容器中，恒定量的C2H5OH(g)与适量H2O(g)发生上述反应，保持H2平衡产率为m%不变，体系温度(T)与起始水醇比的关系如图中X曲线所示，请回答： ①H2的平衡产率：a点 b点(填“＞”、“＜”或“=”)。 ②反应过程中部分乙醇生成固态炭覆盖催化剂活性位点，降低催化效率，在体系中充入O2(g)可除去固态炭。使起始氧醇比=0.5，保持H2平衡产率为m%不变，可得到Y曲线(部分)，将图像划分为有炭区和无炭区，下列判断正确的是 。 A．起始氧醇比=0.5时，平衡时的反应速率a点一定小于c点 B．反应Ⅱ在图像中a、b、c三点的平衡常数Ka＜Kb＜Kc C．若使起始氧醇比=1，图像中无炭区的面积会更小 D．曲线X出现拐点的原因是高于Tx时反应Ⅱ平衡逆移程度大于反应I正移 7．(2025·杭州市学军中学高三选考模拟)丙烯是有机化工中的重要原料，可用丙烷直接脱氢工艺和丙烷氧化脱氢工艺制备。 I.丙烷直接脱氢工艺，以金属为催化剂，存在以下两个反应： 主反应：C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g) 副反应：C3H8(g)C2H4(g)＋CH4(g) (2)下图为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关系(图中的压强分别为1×104和1×105Pa)。 ①1×104Pa时，图中表示丙烯的曲线是 (填“i”、“ii”、“iii”或“iv”)。 ②1×105Pa、500℃时，在密闭容器中进行反应，若只发生上述主反应和副反应，则达平衡时，丙烷的转化率为 (保留3位有效数字)。其他条件不变情况下，以下操作有利于提高平衡时n(C3H6)的操作有 。 A．恒压通入适量N2 B．加入适量CuO C．提高Pt的表面积 D．加入浸泡了KMnO4的硅藻土 8．(2025·浙江省温州市高三二模)HCl是涉氯工业生产中的副产品，O2氧化HCl是一种实现氯资源闭路循环的重要方法。 (3)将HCl和O2的物质的量按以不同起始流速通入装有催化剂的反应器，在、下分别发生氧化反应，通过检测不同温度下反应器出口处气体成分绘制HCl的转化率()曲线如图-1所示(HCl流速的转化率可近似为平衡转化率)。 ①图-1中T2为 ℃。反应在流速时，而在时的原因是 。 ②设M与N点的转化率为平衡转化率，求的平衡常数为 。(用平衡时气体物质的量分数代替气体平衡浓度计算) ③将HCl和O2分别按物质的量比和通入装有催化剂的反应器反应，在图-2中分别画出HCl平衡转化率随温度变化的曲线图 。 1．(2025·浙江1月卷，18)二甲胺[(CH3)2NH]、N，N-二甲基甲酰胺[HCON(CH3)2]均是用途广泛的化工原料。 (5)有研究采用CO2、H2和(CH3)2NH催化反应制备HCON(CH3)2。在恒温密闭容器中，投料比n(CO2)：n(H2)： n(CH3)2NH)=20：15：1，催化剂M足量。反应方程式如下： Ⅳ． V．HCOOH(g)＋(CH3)2NH(g)= HCON(CH3)2(g)＋H2O(g) HCOOH、(CH3)2NH、HCON(CH3)2三种物质的物质的量百分比随反应时间变化如图所示。 (例：HCOOH的物质的量百分比 ①请解释HCOOH的物质的量百分比随反应时间变化的原因(不考虑催化剂M活性降低或失活) 。 ②若用SiH4代替H2作为氢源与CO2反应生成HCOOH，可以降低反应所需温度。请从化学键角度解释原因 。 2．(2022·浙江省1月卷，29)工业上，以煤炭为原料，通入一定比例的空气和水蒸气，经过系列反应可以得到满足不同需求的原料气。请回答： (1)在C和O2的反应体系中： 反应1：C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-394kJ·mol-1 反应2：2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2=-566kJ·mol-1 反应3：2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH3。 ①设y=ΔH-TΔS，反应1、2和3的y随温度的变化关系如图1所示。图中对应于反应3的线条是___________。 ②一定压强下，随着温度的升高，气体中CO与CO2的物质的量之比______。 A．不变 B．增大 C．减小 D．无法判断 (2)水煤气反应：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=131kJ·mol-1。工业生产水煤气时，通常交替通入合适量的空气和水蒸气与煤炭反应，其理由是__________________。 (3)一氧化碳变换反应：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=-41kJ·mol-1。 ①一定温度下，反应后测得各组分的平衡压强(即组分的物质的量分数×总压)：p(CO)=0.25MPa、p(H2O)=0.25MPa、p(CO2)=0.75MPa和p(H2)=0.75MPa，则反应的平衡常数K的数值为________。 ②维持与题①相同的温度和总压，提高水蒸气的比例，使CO的平衡转化率提高到90%，则原料气中水蒸气和CO的物质的量之比为________。 ③生产过程中，为了提高变换反应的速率，下列措施中合适的是________。 A．反应温度愈高愈好 B．适当提高反应物压强 C．选择合适的催化剂 D．通入一定量的氮气 ④以固体催化剂M催化变换反应，若水蒸气分子首先被催化剂的活性表面吸附而解离，能量-反应过程如图2所示。 用两个化学方程式表示该催化反应历程(反应机理)：步骤Ⅰ：__________________；步骤Ⅱ：_______________________。 3．(2020·浙江1月卷，29)研究NOx之间的转化具有重要意义。 (1)已知：N2O4(g) 2NO2(g)　ΔH＞0 将一定量N2O4气体充入恒容的密闭容器中，控制反应温度为T1。 ①下列可以作为反应达到平衡的判据是________。 A．气体的压强不变 B．v正(N2O4)＝2v逆(NO2) C．K不变 D．容器内气体的密度不变 E．容器内颜色不变 ②t1时刻反应达到平衡，混合气体平衡总压强为p，N2O4气体的平衡转化率为75%，则反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数Kp＝________(对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数，记作Kp，如p(B)＝p·x(B)，p为平衡总压强，x(B)为平衡系统中B的物质的量分数)。 ③反应温度T1时，c(N2O4)随t(时间)变化曲线如图，画出0～t2时段，c(NO2)随t变化曲线。保持其它条件不变，改变反应温度为T2(T2＞T1)，再次画出0～t2时段，c(NO2)随t变化趋势的曲线________。 (2) NO氧化反应：2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)分两步进行，其反应过程能量变化示意图如图。 Ⅰ 2NO(g)=N2O2(g) ΔH1 Ⅱ N2O2(g)＋O2(g)→2NO2(g) ΔH2 ①决定NO氧化反应速率的步骤是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 ②在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和O2气体，保持其它条件不变，控制反应温度分别为T3和T4(T4＞T3)，测得c(NO)随t(时间)的变化曲线如图。转化相同量的NO，在温度_____(填“T3”或“T4”)下消耗的时间较长，试结合反应过程能量图分析其原因____。 ( 27 / 28 )学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$