第七章 化学反应速率与化学平衡（综合训练）（黑吉辽蒙专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第七章 化学反应速率与化学平衡 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O16 Na 23 Mg 24 Cl 35.5 Fe 56 一、选择题(每小题只有一个正确选项，共15×3分) 1.汽车尾气的排放会对环境造成污染，利用催化剂处理汽车尾气中的与，反应为  。一定温度下，在1L恒容密闭容器中加入和发生上述反应，达到平衡时，测得，下列说法正确的是 A．汽车尾气中的、是因汽油不充分燃烧产生的 B．催化剂能加快反应速率，但不能改变汽车尾气中的含量 C．反应达到平衡时，的体积分数为 D．向平衡体系中再充入和，平衡向左移动 【答案】C 【解析】汽车尾气中的汽油不充分燃烧产生，是气缸中的氮气和氧气在高温下产生，A错误；催化剂能加快反应速率，但可以通过加快反应速率改变汽车尾气中的含量，B错误；1L恒容密闭容器中加入和，达到平衡时，测得，故平衡时，列出三段式，反应达到平衡时，的体积分数等于物质的量分数，为，C正确；由C项分析计算，该反应的平衡常数，向平衡体系中再充入和时，，平衡向右移动，D错误；故选C。 2.氯苯在液氨溶液中可以与氨基钠反应生成苯胺。某研究小组提出了三种可能的机理： 机理1： 机理2： 机理3： 以下事实能同时排除“机理1”和“机理2”的是 A．增加浓度，反应速率明显变快 B．存在带负电荷的中间体 C．可以发生反应： D．的反应活性： 【答案】C 【解析】若反应为“机理1”，则第一步为决速步，增加浓度，反应速率变快，符合事实，不能排除该机理；若反应为“机理2”，则第一步为决速步，增加浓度，反应速率几乎不变，不符合事实，能排除该机理，A不符合题意；若反应为“机理1”，则中间体1带负电荷，符合事实，不能排除该机理；若反应为“机理2”，则中间体2带正电荷，不符合事实，能排除该机理，B不符合题意；若反应为“机理1”，则可以发生，能排除该机理；若反应为“机理2”，则可以发生，能排除该机理，C符合题意；三个机理都有C-X断裂，机理1是快反应，机理2和机理3是慢反应，化学反应速率受慢反应影响明显，因此与卤原子活性有关，所以无法排除机理2，D不符合题意；故选C。 3.在工业生产上可利用硫与为原料制备。 450℃以上，发生反应I：； 600℃以上，发生反应Ⅱ：2。 一定条件下，分解产生的体积分数、与反应中平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法错误的是 A．反应Ⅱ的 B．的体积分数保持不变，说明反应处于平衡状态 C．在密闭容器中，某温度下若完全分解，当体积分数为时，转化率为 D．反应Ⅱ温度不低于600℃的原因是：低于此温度，浓度小，反应速率慢 【答案】C 【解析】由图可知，随温度升高，甲烷的转化率降低，说明平衡逆向移动，故反应Ⅱ的正反应为放热反应，则，A正确；的体积分数保持不变，则其浓度不再变化，说明反应处于平衡状态，B正确；设的起始物质的量为mol，转化的物质的量为mol，列三段式如下： 的体积分数为，即，解得，则的转化率为，C错误；由图可知，在600℃时甲烷平衡转化率高达98%以上，低于600℃时，浓度明显偏小，使得反应Ⅱ的反应速率变慢，D正确；故选C。 4.下列说法正确的是 A．反应使用的目的是为了增大的平衡转化率 B．反应ⅰ：  ；反应ⅱ：  。若正反应的活化能为，则逆反应的活化能为 C．如图，某温度下发生，平衡状态由A变到B时，平衡常数增大 D．  ，其它条件相同时，降低温度，正反应速率减慢的程度大于逆反应速率减慢的程度 【答案】B 【解析】催化剂的作用是降低反应活化能，加快反应速率，但不影响化学平衡，因此不能增大的平衡转化率，A错误；目标反应可由反应ⅰ+反应ⅱ得到：。根据正反应活化能-逆反应活化能，设逆反应活化能为，则，解得，B正确；平衡常数仅与温度有关，题目中“某温度下”表明温度不变，故不变，C错误；该反应为放热反应（），降低温度平衡正向移动，说明正反应速率减慢程度小于逆反应速率减慢程度（），D错误；故选B。 5.室温下，水溶液中各含硫微粒物质的量分数δ随pH变化关系如图所示。已知：，。 下列说法正确的是 A．的平衡常数 B．用已知浓度的溶液滴定该溶液来测其浓度，可用酚酞作指示剂 C．室温下，的饱和溶液中，饱和溶液中的浓度大 D．的溶液中加入等体积的溶液，初始生成的沉淀只有 【答案】C 【分析】在水溶液中存在电离平衡：、，随着pH的增大，的物质的量分数逐渐减小，的物质的量分数先增大后减小，S2-的物质的量分数逐渐增大，图中线①、②、③依次代表、、的物质的量分数随的变化，由①和②交点的=7.0可知)=1×10-7，由②和③交点的=13.0可知=1×10-13，据此解答。 【解析】反应的平衡常数，故A错误；酚酞变色范围（8.2-10.0），若以酚酞为指示剂，用标准溶液滴定水溶液，由图可知当酚酞发生明显颜色变化时，反应没有完全，即不能用酚酞作指示剂判断滴定终点，故B错误；饱和溶液中；饱和溶液中，后者浓度更大，故C正确；溶液中加入等体积溶液，瞬间得到和的混合液，溶液中存在水解平衡、（忽略第二步水解），第一步水解平衡常数=，设水解的浓度为，则，解得x≈0.062，则瞬时＞，＞，故反应初始生成的沉淀是和，故D错误；故选C。 6.向饱和溶液(有足量固体)中滴加氨水，发生反应和，，与的关系如下图所示{其中代表、}。下列说法正确的是 A．曲线N表示与的关系 B．的值为 C．若向该体系中加入固体，a点会平行x轴向右移动 D．时，溶液中 【答案】D 【分析】将、点数据代入可得曲线的平衡常数，曲线的平衡常数，由可知，曲线表示与的关系，曲线N表示与的关系； 【解析】根据分析，曲线N表示与的关系，A错误；的==，B错误；若向该体系中加入固体，氯离子浓度增大，由氯化银溶解平衡可知，银离子浓度减小，则题述平衡逆向移动，增大，点应向右移动，但值不变，点沿曲线向下移动，C错误；将代入平衡常数表达式可得，，，，故时，溶液中，D正确；故选D。 7.乙醇—水蒸气制H2的过程中的主要反应(忽略其他副反应)如下： ①C2H5OH(g)＋3H2O(g)=2CO2(g)＋6H2(g)；ΔH1=＋173.3kJ·mol-1 ②CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)；ΔH2 101kPa时，H2的平衡产率与温度、起始时水醇比[]的关系如图所示，图中同一条曲线上H2的平衡产率相同。下列说法不正确的是 A．H2的平衡产率：曲线a<曲线b B．反应②的焓变ΔH2>0 C．Q点处与P点处反应①的平衡常数K相等 D．H2的平衡产率由M点转变为曲线a上任意一点时，要提高水醇比 【答案】A 【解析】若选择图像上温度相同，投料比不同Q、P两个点可知，P点投料比高，则氢气的转化率大，所以氢气的平衡产率为：曲线a大于曲线b，A错误；反应①为吸热反应，在图像中选择c、d点分析，如图：，c、d点氢气的平衡产率相等原因为：c点温度高于d点，升高温度，反应①平衡正向移动，氢气的量增大，反应②在消耗氢气，说明升高温度，反应②消耗的氢气恰好可以抵消掉反应①新增的氢气，说明反应②是吸热反应，，B正确；Q点处与P点处温度相同，则平衡常数相等，C正确；根据图像可知，H2的平衡产率由M点转变为曲线a上任意一点时，横坐标往右边移动，要提高水醇比，D正确；故选A。 8.催化加氢直接合成二甲醚过程中有以下2个反应： 反应Ⅰ：　 反应Ⅱ(副反应)：　 其他条件相同时，反应温度对平衡总转化率及反应2.5小时的实际总转化率影响如图1所示；反应温度对二甲醚的平衡选择性及反应2.5小时的二甲醚实际选择性影响如图2所示。 资料：的选择性 下列说法正确的是 A．280℃后，平衡总转化率升高的原因是：温度升高，反应速率加快 B．240℃-300℃，实际总转化率升高的原因是：温度升高，反应速率加快，且温度对主反应的影响大于副反应 C．240℃-300℃，二甲醚实际选择性降低的原因是：副反应速率>主反应速率 D．由图可知：该条件下投入等物质的量时，产生二甲醚的物质的量：260℃>220℃ 【答案】D 【解析】为吸热反应，升高温度平衡正向移动，为放热反应，升高温度平衡逆向移动，当温度高于280℃时，随着温度升高，平衡向右移动的程度大于平衡向左移动的程度，导致CO2的平衡总转化率上升，A错误；240℃-300℃，实际总转化率小于平衡总转化率，说明反应未达到平衡，实际总转化率升高的原因是：温度升高，主反应和副反应反应速率均加快，不能说明温度对主反应的影响大于副反应，B错误；240℃-300℃范围内，二甲醚实际选择性降低的原因是：升高温度，主反应和副反应速率均增大，但是副反应的增大程度大于主反应，不能说明副反应速率>主反应速率，C错误；由图可知，260℃时实际总转化率大于220℃，260℃时实际选择性小于220℃，但260℃时实际总转化率与实际选择性的乘积大于220℃，产生二甲醚的物质的量：260℃>220℃，D正确；故选D。 9.甲烷和水蒸气催化重整制氢过程中的主要反应为 ①   ②   在装有催化剂的密闭容器中，、时，若仅考虑上述反应，平衡时转化率和CO转换率随温度的变化如图所示。 CO转换率 下列说法正确的是 A．反应的焓变 B．曲线a表示平衡时转化率随温度的变化 C．850℃平衡时生成的比550℃平衡时生成的多 D．相同条件下，和总物质的量不变，越大，产量越高 【答案】C 【解析】根据盖斯定律，①+②得 ，A错误；，该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，的平衡转化率增大，故曲线b表示平衡时转化率随温度的变化，B错误；设起始，850℃平衡时转化率为90%，转换率为50%，，；550℃平衡时的转化率为30%，的转换率为90%，，，850℃平衡时生成的比550℃平衡时生成的多，C正确；相同条件下，和总物质的量不变，越大，的量越小，是反应物，当的量很少时，的产量会降低，D错误；故选C。 10.室温下，用一元弱碱BOH调节和HA(一元弱酸)的混合液的pH，得到pH与pX的关系如下图所示。已知：①，、、；②难溶于水。下列说法正确的是 A．ⅲ表示与pH关系 B．盐BA的溶液中： C．室温下，BOH电离常数为 D．的平衡常数大于 【答案】B 【分析】用一元弱碱BOH调节和HA(一元弱酸)的混合液的pH，pM3+=-lg=，p=，p=，则i表示与pH关系，ii表示与pH关系，ⅲ表示与pH关系，以此解答。 【解析】由分析可知，ⅲ表示与pH关系，A错误；由分析可知，i表示与pH关系，ⅲ表示与pH关系，当pH=7时，=，说明Ka(HA)=Kb(BOH)，则盐BA的溶液中，B+和A-的水解程度相等，溶液呈中性，由于水解是微弱的，则，B正确；由分析可知，室温下，p=，ⅲ表示与pH关系，由(4.24，-5)数据可知，=10-4.76，C错误；由分析可知，室温下，pM3+=，由(6.33，10)数据可知，=10-33，的，D错误；故选B。 11.催化加氢制能实现碳的循环利用。一定压强下，1mol 与3mol 在密闭容器中发生的反应如下： Ⅰ：；△H<0 Ⅱ：；△H>0 反应相同时间，测得不同温度下转化率和选择性如右图实验值所示。图中平衡值表示在相同条件下达到平衡状态时转化率和选择性随温度的变化。 已知：的选择性。 下列说法正确的是 A．曲线b表示的平衡转化率 B．其他条件不变，240℃时加压或使用高效催化剂均可能使转化率达到X点 C．220～280℃时，反应Ⅰ生成速率小于反应Ⅱ生成CO的速率 D．为提高生产效率，需选择相对较低的温度 【答案】A 【解析】反应I为放热反应，反应II为吸热反应，升高温度，反应I平衡逆向移动导致的平衡转化率降低，反应II平衡正向移动导致的平衡转化率升高，的平衡转化率不会一直随温度的升高而降低，故曲线b表示的平衡转化率，故A正确；使用催化剂对化学平衡无影响，所以使用高效催化剂不可能使转化率超过平衡转化率，故B错误；260～280 ℃间，选择性的实验值大于平衡值，说明相同时间内得到的量更多，反应I的速率大于反应II，即反应Ⅰ生成速率大于反应Ⅱ生成的速率，故C错误；由图像可知，升高温度，转化率升高，选择性降低，为提高生产效率，需选择适宜的温度，而不是相对较低的温度，故D错误；故选A。 12.已知：I.利用环戊二烯加氢制备环戊烯，发生如下反应： ①； ②。 将和按加入恒容密闭容器中，测得在相同时间内，环戊二烯转化率和环戊烯选择性随温度变化的曲线如图①所示； Ⅱ.实际生产中可采用双环戊二烯()解聚制备环戊二烯。若将双环戊二烯通入恒容密闭容器中，图②中曲线A、B分别表示温度下(双环戊二烯)随时间的变化、温度下(环戊二烯)随时间的变化，温度下反应到a点恰好达到平衡，温度下恰好达到平衡时的点的坐标为。 下列说法正确的是 A．I中，相同条件下，若增大，选择性提高 B．图①中，50℃时，的转化率为62% C．图②中， D．Ⅱ中，温度下，双环戊二烯在时的瞬时反应速率为 【答案】A 【解析】I中，相同条件下，若增大，氢气的量增大，反应①平衡正向移动，选择性提高，A正确；根据以及图象，设环戊二烯物质的量为amol，则H2物质的量为amol，环戊烯的物质的量为xmol，转化率为72%，环戊烯的选择性为74%，则， x=0.5328a，根据，则H2消耗0.5328amol，H2转化率为，B错误；根据图象可知，相同时间段内，环戊二烯表示的反应速率大于双环戊二烯表示的反应速率，因此T1>T2，温度高，反应速率快，达到平衡时所用的时间短，即m＜4；在T2温度下，达到平衡，消耗双环戊二烯的物质的量为(6-1.2)mol=4.8mol，此时生成环戊二烯的物质的量为4.8×2mol=9.6mol，因为T1>T2，该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，则n>9.6mol，假设双环戊二烯全部反应，则生成环戊二烯的物质的量为12mol，但该反应为可逆反应，不能进行到底，因此n＜12mol，综上所述，得出n的范围为9.6＜n＜12，C错误；Ⅱ中，温度下，双环戊二烯在0~时反应了（6-2.4）mol=3.6mol，平均反应速率为，不能计算瞬时速率，D错误；故选A。 13.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)＋H2(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 【分析】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。 【解析】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；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；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；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。 14.由对二甲苯合成目标物质T的过程如图所示： 下，反应器中X的起始浓度为，保持体系中氯气浓度恒定(反应体系体积变化忽略不计)，时测得相关物质的浓度如下表。 物质 X D G T 5.54 0.099 0.017 0 反应的速率方程均可表示为，其中、分别为各反应中对应反应物的浓度，k为速率常数(只与温度有关)，为活化能，相关数据如下表。 反应 ① ② ③ ④ ⑤ 0.11 0.06 0.01 0.03 0.05 79.9 119.4 123.4 333.7 136.9 下列说法不正确的是 A．内， B．时， C．上述反应活化能越小，反应速率越快 D．后，随着T的含量增加，减小 【答案】C 【解析】内，X的平均反应速率，故A正确；60min时，根据碳元素守恒，可得，解得，故B正确；体系中氯气浓度恒定为，60分钟时根据速率方程，可计算出反应④的反应速率，同理，此时反应⑤的反应速率，由此可知反应④的活化能大于反应⑤，且反应④的反应速率大于反应⑤，可表明并非在化能越小反应速率越快，故C错误；60min有产物T生成，D和G分别和氯气反应生成T，D和G的生成速率，再根据，而D和G的消耗速率，结合两者生成速率和消耗速率比值，可知逐渐减小，故D正确；故选C。 15.氧化制备发生的主要反应为。向容积为的恒容密闭容器中投入和。不同温度下，测得时(反应均未达到平衡，其他副反应均不消耗和生成乙烯)的相关数据见下表，注：乙烯选择性。 温度/℃ 乙烷转化率/% 2 9 18 乙烯选择性/% 93 80 62 下列说法正确的是 A．时，容器内的物质的量为 B．内，平均速率 C．反应达到平衡后，其他条件不变，仅升高温度，平衡向逆反应方向移动 D．该反应仅在低温条件下能正向自发进行 【答案】B 【解析】由表格的数据可知，时，，故A错误；由表可知，时，乙烷的转化率为9.0%，可得转化的乙烷的总物质的量为，而此温度下乙烯的选择性为80%，则转化为乙烯的乙烷的物质的量为，根据化学方程式中化学计量数可知生成的乙烯的物质的量也为，则内的平均反应速率，故B正确；该反应为吸热反应，仅升高温度，平衡向正反应方向移动，故C错误；因时能自发进行，此时需要高温条件，故D错误；故选B。 二、非选择题(共4小题，共55分) 16.（15分）深入研究含碳、氮元素物质的转化有着重要的实际意义。 ．合成尿素：如图所示是合成尿素反应的机理及能量变化(单位：)，TS表示过渡态。 (1)若，，则总反应   。 (2)若向某恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量的和发生上述反应。结合以上机理，下列叙述不能说明反应已经达到平衡状态的是 (填字母标号)。。 a．的体积分数不再变化     b．气体质量不再变化 c．     d．体系中气体密度不变 e．断裂键的同时断裂键 (3)图为使用不同催化剂①、②、③时，反应至相同时间，容器中尿素的物质的量随温度变化的曲线，A点 (填“是”或“不是”)平衡状态，以上下降的原因可能是 (答出一点即可，不考虑物质的稳定性)。 ．CO处理大气污染物 (4)①、CO在催化剂的表面进行两步反应转化为无毒的气体，第一步为；则第二步为 。 ②已知：的速率方程为，k为速率常数，只与温度有关。为提高反应速率，可采取的措施是 (填字母标号)。。 A．升温　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　B．恒容时，再充入 C．恒容时，再充入CO　　　　　　　　　　　　 　D．恒压时，再充入 (5)在总压为80kPa的恒容密闭容器中，充入一定量的和发生上述反应，在不同条件下达到平衡时，温度时的转化率随变化的曲线，以及在时的转化率随变化的曲线如图所示： ①表示的转化率随变化的曲线为 曲线(填“”或“”)；上述反应为 (“放热反应”或“吸热反应”)。 ②在时，用平衡分压代替其平衡浓度表示的化学平衡常数 (结果保留两位小数)[已知：气体分压气体总压该气体的物质的量分数]。 【答案】(1)-71（2分） (2)bcd（2分） (3) 不是 （1分） 随着温度升高，可能是催化剂活性降低(或失去活性)，反应速率降低，单位时间内生成尿素的物质的量减少（2分） (4) （2分） AB（2分） (5) （1分） 放热反应 （1分） 3.45（2分） 【解析】（1）由图可知，总反应的焓变为； （2）a．的体积分数不再变化，说明平衡不再移动，正逆反应速率相等，达到平衡状态，不符合题意；根据质量守恒得知气体质量是定值，其不变不能说明达到平衡，符合题意；反应速率比等于系数比，，则正逆反应速率不相等，没有达到平衡，符合题意；质量和体积体积为定值，因此密度为定值，不能说明达到平衡，符合题意； e．断裂键的同时断裂键，正、逆反应速率相等，不符合题意；故选bcd； （3）A点尿素的量低于③催化剂时的量，则说明没有达到平衡状态；催化剂需要一定的活化温度，随着温度升高，可能是催化剂活性降低(或失去活性)，反应速率降低，导致单位时间内生成尿素的物质的量减少，使得以上下降； （4）①、CO在催化剂的表面进行两步反应转化为无毒的气体，结合质量守恒可知，生成气体为氮气和二氧化碳，总反应为，第一步为，则第二步为； ②A．升温，速率常数变大，反应速率加快，正确；由速率常数可知，恒容时，再充入，其浓度变大，反应速率变大，正确；由速率常数可知，恒容时，再充入CO，不影响反应速率，错误；由速率常数可知，恒压时，再充入，不影响反应速率，错误；故选AB； （5）①由化学平衡移动原理可知，的值越大，一氧化二氮自身的转化率越小，所以曲线表示一氧化二氮的转化率随的变化：则曲线为时的转化率随变化的曲线，由图可知，降低温度，转化率增大，平衡正向移动，则正反应为放热反应，焓变小于0； ②该反应是气体体积不变的反应，平衡前后气体的总压强不变，在总压为80kPa的的容器中，一氧化二氮和一氧化碳的起始分压都为40kPa，由图可知，温度为时，一氧化二氮的转化率为65%，由方程式可知，平衡时，一氧化二氮和一氧化碳的分压都为，二氧化碳和氮气的分压都为，则用平衡分压代替其平衡浓度表示的化学平衡常数为。 17.（15分）CO和水通过催化转化可以生成甲酸，有利于碳中和。其主要反应如下： ①； ②。 回答下列问题： I.已知：的燃烧热为286kJ/mol、CO的燃烧热为，。 (1)则a= ；反应②自发进行的条件是 (填字母标号)。 A．高压    B．低压   C．高温   D．低温 (2)工业上，一定能提高HCOOH产率的措施有_______ (填字母标号)。 A．增大压强 B．选用高效催化剂 C．降低温度 D．恒压下充入 II.在温度恒为1100K、体积恒为2L的密闭容器中充入，经过10min，容器内达到平衡状态，测得平衡时HCOOH与CO的分压比为，平衡时与CO的分压比为1：1。 (3)下列图像正确且能说明反应达到平衡状态的是_______(填字母标号)。 A． B． C． D． (4)1100K时，10min时CO的转化率为 ；0~10min内用水蒸气表示的化学反应速率为 。 (5)1100K条件下，平衡时压强为，反应①用气体分压表示的化学平衡常数 (用含的代数式表示，用容器中各气体成分的分压表示)。 (6)已知反应①：，，反应②：，，为速率常数。则反应③的化学平衡常数 (用含的代数式表示)。 【答案】(1) （2分） D（1分） (2)AB（2分） (3)AD（2分） (4)75% （2分） （2分） (5)或（2分） (6)（2分） 【分析】根据盖斯定律，在等温等压或等温等容条件下，化学反应的热效应（ΔH）仅取决于体系的初始状态和最终状态，与反应路径无关‌。其数学表达为：若某反应可由多个已知反应通过代数运算（加、减、乘）组合而成，则该反应的ΔH等于各已知反应ΔH的对应运算结果‌。反应能否自发进行根据，当反应自发进行。根据勒夏特列原理可判断平衡移动的方向。反应是否达到平衡则可通过变量不变来判断。 【解析】（1）根据盖斯定律，由H2的燃烧热，CO的燃烧热，以及，用CO燃烧的热化学方程式减去H2燃烧的热化学方程式再加上，可得反应②，则，即；根据，反应自发进行，因反应②气体分子数不变，熵变不明显，若该反应能自发进行，且，故温度需低温，选D； （2）A．反应①是气体分子数减小的反应，增大压强有利于反应正向进行，反应②前后气体分子数不变，增大压强不受影响，A正确；选用高效催化剂不改变平衡转化率，但有利于加快反应①速率，提高产率，B正确；两个反应均为放热反应，降低温度会减慢速率，不能提高HCOOH产率，C错误；恒压下充入N2，不能提高HCOOH产率，D错误；故答案为：AB。 （3）A．反应①正方向为气体分子数减小的方向，反应②气体分子数不变，故压强会不断变小，当不再改变时则说明反应达到平衡状态，A正确；反应热由反应物和生成物的能量差决定，与反应是否达到平衡无关，不会发生变化，B错误；反应①和反应②中所有物质均为气体，则总质量不变，反应在密闭容器中进行，则体积不变，根据，气体密度一直保持不变，但不能说明反应达到平衡状态，C错误；反应①和反应②中所有物质均为气体，则总质量不变，反应①正方向为气体分子数减小的方向，反应②气体分子数不变，则容器中气体的总物质的量减小，根据，平均相对分子质量不断增大，当不再改变时则说明反应达到平衡状态，D正确；故答案为：AD。 （4）达到平衡状态时，反应①和②在转化量如下： ，平衡时HCOOH与CO的分压比为，平衡时与CO的分压比为1：1，则，，解得x=0.5，y=0.25，此时容器中n(CO)=1 mol-0.5 mol -0.25 mol=0.25 mol，n(H2O)=1 mol-0.5 mol -0.25 mol=0.25 mol，n(HCOOH)=0.5 mol，n(CO2)=0.25 mol，n(H2)= 0.25 mol，气体总物质的量为1.5 mol，CO的转化率为，用水蒸气表示的化学反应速率。 （5）由（4）可得。 （6）对于反应①，达到平衡时，即，所以。对于反应②，达到平衡时，即，所以。反应③的化学平衡常数，将和相除，可得。 18.（14分）载人航天器中用萨巴蒂尔(Sabatier)反应将转化为和，配合水的电解实现氢气和氧气的再生。 (1)萨巴蒂尔反应为：，利用萨巴蒂尔反应再生制氧气的大体流程如图所示。 ①右侧流程中，化合价发生改变的元素有 。 ②已知和的燃烧热分别是，，  ，则：   。 (2)萨巴蒂尔反应在300-400℃时转化率较高，副反应主要有：  ，催化加制的反应历程如图所示。 用代替，通过检测生成的水中含有、、HDO，可能的原因有 。 (3)一种铜基催化KOH、尿素无膜电解系统用于电解水，可以低成本生产氢气。相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分氧化产物在不同电解电压时的法拉第效率(FE%)如图所示。(法拉第效率：) ①当电解电压为时，阳极同时生成和的电极反应式为： 。 ②不同电流密度下，阴极产物的法拉第效率和的生成速率如图所示。电流密度大于时，的法拉第效率降低的原因可能是： 。 (4)ZnO有棒状)、片状两种。均可用作选择性加氢转化为的催化剂。在ZnO催化剂存在下，将与混合，同时发生以下两个反应： 反应I     反应II     控制一定的和初始投料比，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据(其中“甲醇选择性”是指转化的中生成甲醇的百分比) 已知：p-ZnO表面合成的生成活化能，r-ZnO表面合成的生成活化能 ①在280~320℃范围内，相同催化剂条件下，随温度升高，与CO的产率均提高，而甲醇的选择性降低的可能原因是 ； ②在280~320℃范围内，比较图a和图b两种ZnO催化剂催化加氢性能，说明在加氢合成甲醇时优先选用p-ZnO催化剂的原因： 。 【答案】(1) C、H、O （2分） （2分） (2)催化剂中含有H原子，且历程中反应是可逆反应（2分） (3) （2分） 由于电流密度较大时，阳极产生的浓度大，扩散到阴极得电子，使得H2的法拉第效率降低（2分） (4) 反应Ⅰ和反应Ⅱ的速率均随温度升高而加快（产率提高），但反应Ⅱ（吸热）速率增加幅度更大（或平衡正向移动更显著），导致生成CO的比例增加，甲醇选择性降低 （2分） 选用p-ZnO催化剂使反应Ⅰ速率快，在相同时间内生成的甲醇多，且甲醇选择性更高（2分） 【解析】（1）①在上述流程中，发生的主要反应为和，故化合价发生改变的元素有C、H、O； ②已知和的燃烧热分别是，，则反应I ，Ⅱ，Ⅲ  ，由盖斯定律可知，I×4-Ⅱ+Ⅲ×2得：   （2）由图知，催化剂中含有H原子，且历程中反应是可逆反应，所以若用D2代替H2，生成的水中含有H2O、D2O、HDO； （3）①由图知，当电解电压为U5时，和法拉第效率各为49%，两者的物质的量之比为1∶1，则阳极由KOH和尿素同时生成和的电极反应式为：； ②由于电流密度较大时，阳极产生的浓度大，扩散到阴极得电子，使得H2的法拉第效率降低； （4）①生成甲醇的反应是反应Ⅰ，反应Ⅰ正反应放热，反应II正反应吸热，在280~320℃范围内，相同催化剂条件下，升高温度，反应Ⅰ和反应Ⅱ的速率均随温度升高而加快（产率提高），但反应Ⅱ（吸热）速率增加幅度更大（或平衡正向移动更显著），导致生成CO的比例增加，甲醇选择性降低； ②催化剂只影响速率而不能改变平衡，图中数据不是达到平衡后测得的数据，而是反应相同时间测得的数据，p-ZnO表面合成的生成活化能比r-ZnO表面合成的生成活化能小，活化能越小，反应速率越快，因此选用p-ZnO催化剂使反应Ⅰ速率快，在相同时间内生成的甲醇多，且甲醇选择性更高。 19.（11分）第19届亚运会用“零碳甲醇”作为开幕式主火炬的燃料，这是全球首次对于零碳甲醇的实践应用。某科研团队研究了由加氢制备甲醇的相关反应： （Ⅰ）   （Ⅱ）   （Ⅲ）   已知：在标准压强101kPa、298K下，由最稳定的单质生成1mol物质B的反应焓变，叫做物质B的标准摩尔生成焓，用符号表示，部分物质的如下表所示。 化合物 0 回答下列问题： (1) 。 (2)恒温条件下向某2L的刚性密闭容器中充入3mol 和6mol 发生上述反应，测得初始压强为： 。 ①5min后达到平衡时测得容器内，，的转化率为25％，容器中0～5min内反应速率为 。该温度下，反应Ⅲ的平衡常数的计算式为 （用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。 ②该条件下，能判断体系达到平衡状态的是 (填字母标号)。 A．容器内和的浓度比为1∶1     B．体系内气体密度不再变化 C．气体平均摩尔质量不再变化     D．体系压强为 ③科研团队研究了不同压强）对加氢生成甲醇、CO和甲醚三种产物的影响，结果如图所示。当温度达到400℃左右时，压强对的转化率无影响的原因为 。 【答案】(1) （2分） (2)0.155 （2分） （3分） CD （2分） 400℃左右时，容器内以反应Ⅲ为主，该反应前后气体数不变，压强的变化对该反应无影响（答案合理即可）（2分） 【解析】（1）反应热=生成物的标准摩尔生成焓之和-反应物的标准摩尔生成焓之和，则反应Ⅰ的 。 （2）①容器的体积为2L，则平衡时容器中，，的转化率为25%，则平衡时容器中，由元素守恒可得C守恒：，O守恒：，H守恒：，代入已知数据经计算可得，，，容器中气体的总物质的量为，，容器中0～5min内反应速率为。因为反应Ⅲ为的气体反应，则有。 ②根据以上分析可得平衡时容器内和的浓度比等于物质的量之比为，故A不能判断是否达平衡状态，故A错误。 根据，体系内气体的总质量和体积均不变，密度一直变化，不能作为判断平衡状态的标志，故B错误。从总体分析，该过程气体总质量不变，但反应的总物质的量是变量，则气体平均摩尔质量是变量，变量不再变化能判断是否达平衡状态，故C正确。 反应的总物质的量是变量，则体系压强也是变量，结合①可知计算可得平衡压强为，故D正确。故选CD。 ③400℃以前，容器中三个反应同时存在，反应I、Ⅱ均为气体数减少的反应，压强增大，转化率升高，当温度达到400℃左右时，容器内以反应Ⅲ为主，该反应前后气体数不变，压强的变化对该反应无影响。 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第七章 化学反应速率与化学平衡 （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O16 Na 23 Mg 24 Cl 35.5 Fe 56 一、选择题(每小题只有一个正确选项，共15×3分) 1.汽车尾气的排放会对环境造成污染，利用催化剂处理汽车尾气中的与，反应为  。一定温度下，在1L恒容密闭容器中加入和发生上述反应，达到平衡时，测得，下列说法正确的是 A．汽车尾气中的、是因汽油不充分燃烧产生的 B．催化剂能加快反应速率，但不能改变汽车尾气中的含量 C．反应达到平衡时，的体积分数为 D．向平衡体系中再充入和，平衡向左移动 2.氯苯在液氨溶液中可以与氨基钠反应生成苯胺。某研究小组提出了三种可能的机理： 机理1： 机理2： 机理3： 以下事实能同时排除“机理1”和“机理2”的是 A．增加浓度，反应速率明显变快 B．存在带负电荷的中间体 C．可以发生反应： D．的反应活性： 3.在工业生产上可利用硫与为原料制备。 450℃以上，发生反应I：； 600℃以上，发生反应Ⅱ：2。 一定条件下，分解产生的体积分数、与反应中平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法错误的是 A．反应Ⅱ的 B．的体积分数保持不变，说明反应处于平衡状态 C．在密闭容器中，某温度下若完全分解，当体积分数为时，转化率为 D．反应Ⅱ温度不低于600℃的原因是：低于此温度，浓度小，反应速率慢 4.下列说法正确的是 A．反应使用的目的是为了增大的平衡转化率 B．反应ⅰ：  ；反应ⅱ：  。若正反应的活化能为，则逆反应的活化能为 C．如图，某温度下发生，平衡状态由A变到B时，平衡常数增大 D．  ，其它条件相同时，降低温度，正反应速率减慢的程度大于逆反应速率减慢的程度 5.室温下，水溶液中各含硫微粒物质的量分数δ随pH变化关系如图所示。已知：，。 下列说法正确的是 A．的平衡常数 B．用已知浓度的溶液滴定该溶液来测其浓度，可用酚酞作指示剂 C．室温下，的饱和溶液中，饱和溶液中的浓度大 D．的溶液中加入等体积的溶液，初始生成的沉淀只有 6.向饱和溶液(有足量固体)中滴加氨水，发生反应和，，与的关系如下图所示{其中代表、}。下列说法正确的是 A．曲线N表示与的关系 B．的值为 C．若向该体系中加入固体，a点会平行x轴向右移动 D．时，溶液中 7.乙醇—水蒸气制H2的过程中的主要反应(忽略其他副反应)如下： ①C2H5OH(g)＋3H2O(g)=2CO2(g)＋6H2(g)；ΔH1=＋173.3kJ·mol-1 ②CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)；ΔH2 101kPa时，H2的平衡产率与温度、起始时水醇比[]的关系如图所示，图中同一条曲线上H2的平衡产率相同。下列说法不正确的是 A．H2的平衡产率：曲线a<曲线b B．反应②的焓变ΔH2>0 C．Q点处与P点处反应①的平衡常数K相等 D．H2的平衡产率由M点转变为曲线a上任意一点时，要提高水醇比 8.催化加氢直接合成二甲醚过程中有以下2个反应： 反应Ⅰ：　 反应Ⅱ(副反应)：　 其他条件相同时，反应温度对平衡总转化率及反应2.5小时的实际总转化率影响如图1所示；反应温度对二甲醚的平衡选择性及反应2.5小时的二甲醚实际选择性影响如图2所示。 资料：的选择性 下列说法正确的是 A．280℃后，平衡总转化率升高的原因是：温度升高，反应速率加快 B．240℃-300℃，实际总转化率升高的原因是：温度升高，反应速率加快，且温度对主反应的影响大于副反应 C．240℃-300℃，二甲醚实际选择性降低的原因是：副反应速率>主反应速率 D．由图可知：该条件下投入等物质的量时，产生二甲醚的物质的量：260℃>220℃ 9.甲烷和水蒸气催化重整制氢过程中的主要反应为 ①   ②   在装有催化剂的密闭容器中，、时，若仅考虑上述反应，平衡时转化率和CO转换率随温度的变化如图所示。 CO转换率 下列说法正确的是 A．反应的焓变 B．曲线a表示平衡时转化率随温度的变化 C．850℃平衡时生成的比550℃平衡时生成的多 D．相同条件下，和总物质的量不变，越大，产量越高 10.室温下，用一元弱碱BOH调节和HA(一元弱酸)的混合液的pH，得到pH与pX的关系如下图所示。已知：①，、、；②难溶于水。下列说法正确的是 A．ⅲ表示与pH关系 B．盐BA的溶液中： C．室温下，BOH电离常数为 D．的平衡常数大于 11.催化加氢制能实现碳的循环利用。一定压强下，1mol 与3mol 在密闭容器中发生的反应如下： Ⅰ：；△H<0 Ⅱ：；△H>0 反应相同时间，测得不同温度下转化率和选择性如右图实验值所示。图中平衡值表示在相同条件下达到平衡状态时转化率和选择性随温度的变化。 已知：的选择性。 下列说法正确的是 A．曲线b表示的平衡转化率 B．其他条件不变，240℃时加压或使用高效催化剂均可能使转化率达到X点 C．220～280℃时，反应Ⅰ生成速率小于反应Ⅱ生成CO的速率 D．为提高生产效率，需选择相对较低的温度 12.已知：I.利用环戊二烯加氢制备环戊烯，发生如下反应： ①； ②。 将和按加入恒容密闭容器中，测得在相同时间内，环戊二烯转化率和环戊烯选择性随温度变化的曲线如图①所示； Ⅱ.实际生产中可采用双环戊二烯()解聚制备环戊二烯。若将双环戊二烯通入恒容密闭容器中，图②中曲线A、B分别表示温度下(双环戊二烯)随时间的变化、温度下(环戊二烯)随时间的变化，温度下反应到a点恰好达到平衡，温度下恰好达到平衡时的点的坐标为。 下列说法正确的是 A．I中，相同条件下，若增大，选择性提高 B．图①中，50℃时，的转化率为62% C．图②中， D．Ⅱ中，温度下，双环戊二烯在时的瞬时反应速率为 13.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)＋H2(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 14.由对二甲苯合成目标物质T的过程如图所示： 下，反应器中X的起始浓度为，保持体系中氯气浓度恒定(反应体系体积变化忽略不计)，时测得相关物质的浓度如下表。 物质 X D G T 5.54 0.099 0.017 0 反应的速率方程均可表示为，其中、分别为各反应中对应反应物的浓度，k为速率常数(只与温度有关)，为活化能，相关数据如下表。 反应 ① ② ③ ④ ⑤ 0.11 0.06 0.01 0.03 0.05 79.9 119.4 123.4 333.7 136.9 下列说法不正确的是 A．内， B．时， C．上述反应活化能越小，反应速率越快 D．后，随着T的含量增加，减小 15.氧化制备发生的主要反应为。向容积为的恒容密闭容器中投入和。不同温度下，测得时(反应均未达到平衡，其他副反应均不消耗和生成乙烯)的相关数据见下表，注：乙烯选择性。 温度/℃ 乙烷转化率/% 2 9 18 乙烯选择性/% 93 80 62 下列说法正确的是 A．时，容器内的物质的量为 B．内，平均速率 C．反应达到平衡后，其他条件不变，仅升高温度，平衡向逆反应方向移动 D．该反应仅在低温条件下能正向自发进行 二、非选择题(共4小题，共55分) 16.（15分）深入研究含碳、氮元素物质的转化有着重要的实际意义。 ．合成尿素：如图所示是合成尿素反应的机理及能量变化(单位：)，TS表示过渡态。 (1)若，，则总反应   。 (2)若向某恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量的和发生上述反应。结合以上机理，下列叙述不能说明反应已经达到平衡状态的是 (填字母标号)。。 a．的体积分数不再变化     b．气体质量不再变化 c．     d．体系中气体密度不变 e．断裂键的同时断裂键 (3)图为使用不同催化剂①、②、③时，反应至相同时间，容器中尿素的物质的量随温度变化的曲线，A点 (填“是”或“不是”)平衡状态，以上下降的原因可能是 (答出一点即可，不考虑物质的稳定性)。 ．CO处理大气污染物 (4)①、CO在催化剂的表面进行两步反应转化为无毒的气体，第一步为；则第二步为 。 ②已知：的速率方程为，k为速率常数，只与温度有关。为提高反应速率，可采取的措施是 (填字母标号)。。 A．升温　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　B．恒容时，再充入 C．恒容时，再充入CO　　　　　　　　　　　　 　D．恒压时，再充入 (5)在总压为80kPa的恒容密闭容器中，充入一定量的和发生上述反应，在不同条件下达到平衡时，温度时的转化率随变化的曲线，以及在时的转化率随变化的曲线如图所示： ①表示的转化率随变化的曲线为 曲线(填“”或“”)；上述反应为 (“放热反应”或“吸热反应”)。 ②在时，用平衡分压代替其平衡浓度表示的化学平衡常数 (结果保留两位小数)[已知：气体分压气体总压该气体的物质的量分数]。 17.（15分）CO和水通过催化转化可以生成甲酸，有利于碳中和。其主要反应如下： ①； ②。 回答下列问题： I.已知：的燃烧热为286kJ/mol、CO的燃烧热为，。 (1)则a= ；反应②自发进行的条件是 (填字母标号)。 A．高压    B．低压   C．高温   D．低温 (2)工业上，一定能提高HCOOH产率的措施有_______ (填字母标号)。 A．增大压强 B．选用高效催化剂 C．降低温度 D．恒压下充入 II.在温度恒为1100K、体积恒为2L的密闭容器中充入，经过10min，容器内达到平衡状态，测得平衡时HCOOH与CO的分压比为，平衡时与CO的分压比为1：1。 (3)下列图像正确且能说明反应达到平衡状态的是_______(填字母标号)。 A． B． C． D． (4)1100K时，10min时CO的转化率为 ；0~10min内用水蒸气表示的化学反应速率为 。 (5)1100K条件下，平衡时压强为，反应①用气体分压表示的化学平衡常数 (用含的代数式表示，用容器中各气体成分的分压表示)。 (6)已知反应①：，，反应②：，，为速率常数。则反应③的化学平衡常数 (用含的代数式表示)。 18.（14分）载人航天器中用萨巴蒂尔(Sabatier)反应将转化为和，配合水的电解实现氢气和氧气的再生。 (1)萨巴蒂尔反应为：，利用萨巴蒂尔反应再生制氧气的大体流程如图所示。 ①右侧流程中，化合价发生改变的元素有 。 ②已知和的燃烧热分别是，，  ，则：   。 (2)萨巴蒂尔反应在300-400℃时转化率较高，副反应主要有：  ，催化加制的反应历程如图所示。 用代替，通过检测生成的水中含有、、HDO，可能的原因有 。 (3)一种铜基催化KOH、尿素无膜电解系统用于电解水，可以低成本生产氢气。相同条件下，恒定通过电解池的电量，电解得到的部分氧化产物在不同电解电压时的法拉第效率(FE%)如图所示。(法拉第效率：) ①当电解电压为时，阳极同时生成和的电极反应式为： 。 ②不同电流密度下，阴极产物的法拉第效率和的生成速率如图所示。电流密度大于时，的法拉第效率降低的原因可能是： 。 (4)ZnO有棒状)、片状两种。均可用作选择性加氢转化为的催化剂。在ZnO催化剂存在下，将与混合，同时发生以下两个反应： 反应I     反应II     控制一定的和初始投料比，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据(其中“甲醇选择性”是指转化的中生成甲醇的百分比) 已知：p-ZnO表面合成的生成活化能，r-ZnO表面合成的生成活化能 ①在280~320℃范围内，相同催化剂条件下，随温度升高，与CO的产率均提高，而甲醇的选择性降低的可能原因是 ； ②在280~320℃范围内，比较图a和图b两种ZnO催化剂催化加氢性能，说明在加氢合成甲醇时优先选用p-ZnO催化剂的原因： 。 19.（11分）第19届亚运会用“零碳甲醇”作为开幕式主火炬的燃料，这是全球首次对于零碳甲醇的实践应用。某科研团队研究了由加氢制备甲醇的相关反应： （Ⅰ）   （Ⅱ）   （Ⅲ）   已知：在标准压强101kPa、298K下，由最稳定的单质生成1mol物质B的反应焓变，叫做物质B的标准摩尔生成焓，用符号表示，部分物质的如下表所示。 化合物 0 回答下列问题： (1) 。 (2)恒温条件下向某2L的刚性密闭容器中充入3mol 和6mol 发生上述反应，测得初始压强为： 。 ①5min后达到平衡时测得容器内，，的转化率为25％，容器中0～5min内反应速率为 。该温度下，反应Ⅲ的平衡常数的计算式为 （用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数）。 ②该条件下，能判断体系达到平衡状态的是 (填字母标号)。 A．容器内和的浓度比为1∶1     B．体系内气体密度不再变化 C．气体平均摩尔质量不再变化     D．体系压强为 ③科研团队研究了不同压强）对加氢生成甲醇、CO和甲醚三种产物的影响，结果如图所示。当温度达到400℃左右时，压强对的转化率无影响的原因为 。 1 / 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $