专题05 化学反应的方向与调控【真题必刷】化学人教版选择性必修1

专题05 化学反应的方向与调控 题型01 化学反应的方向 1．（2025·浙江·高考真题）下列说法正确的是 A．常温常压下和混合无明显现象，则反应在该条件下不自发 B．，升高温度，平衡逆移，则反应的平衡常数减小 C．，则正反应的活化能大于逆反应的活化能 D．，则 2．（2025·江西·高考真题）一定压强下，乙烯水合反应为： 已知： 气体均视为理想气体，下列说法正确的是 A．反应的活化能： B．恒温恒容充入，平衡向左移动 C．随温度升高而降低 D．平衡后，升高温度， 3．（2022·浙江·高考真题）AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)=An+(aq)+Bn-(aq)，其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质，下列说法正确的是 A．ΔH和ΔS均大于零 B．ΔH和ΔS均小于零 C．ΔH可能大于零或小于零，ΔS大于零 D．ΔH和ΔS均可能大于零或小于零 4．（2021·浙江·高考真题）相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是 A． B． C． D． 5．（2020·江苏·高考真题）反应可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法正确的是 A．该反应 、 B．该反应的平衡常数 C．高温下反应每生成1 mol Si需消耗 D．用E表示键能，该反应 6．（2020·江苏·高考真题）反应可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法正确的是 A．该反应 、 B．该反应的平衡常数 C．高温下反应每生成1 mol Si需消耗 D．用E表示键能，该反应 7．（2021·海南·高考真题）制备水煤气的反应  ，下列说法正确的是 A．该反应 B．升高温度，反应速率增大 C．恒温下，增大总压，H2O(g)的平衡转化率不变 D．恒温恒压下，加入催化剂，平衡常数增大 8．（2019·江苏·高考真题）氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是 A．一定温度下，反应2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)能自发进行，该反应的ΔH<0 B．氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e−=4OH− C．常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2，转移电子的数目为6.02×1023 D．反应2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)的ΔH可通过下式估算：∆H=反应中形成新共价键的键能之和-反应中断裂旧共价键的键能之和 题型02 化学反应的调控 1．（2024·浙江·高考真题）二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应： I． II． 向容积为的密闭容器中投入和，不同温度下，测得时(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() 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 A．反应活化能： B．时，反应I的平均速率为： C．其他条件不变，平衡后及时移除，可提高乙烯的产率 D．其他条件不变，增大投料比投料，平衡后可提高乙烷转化率 2．（2023·江苏·高考真题）金属硫化物()催化反应，既可以除去天然气中的，又可以获得。下列说法正确的是 A．该反应的 B．该反应的平衡常数 C．题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间发生作用 D．该反应中每消耗，转移电子的数目约为 3．（2018·浙江·高考真题）某工业流程中，进入反应塔的混合气体中NO和O2的物质的量分数分别为0.10和0.06，发生化学反应 ，在其他条件相同时，测得实验数据如下表： 压强/(×105Pa) 温度/℃ NO达到所列转化率需要时间/s 50% 90% 98% 1.0 30 12 250 2830 90 25 510 5760 8.0 30 0.2 3.9 36 90 0.6 7.9 74 根据表中数据，下列说法正确的是 A．升高温度，反应速率加快 B．增大压强，反应速率变慢 C．在1.0×105PA．90℃条件下，当转化率为98%时的反应已达到平衡 D．若进入反应塔的混合气体为amol，反应速率以v=Δn/Δt表示，则在8.0×105PA．30℃条件下转化率从50%增至90%时段NO的反应速率为4a/370mol/s 4．（2018·浙江·高考真题）已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  △H=-92kJ/mol。起始反应物为和，物质的量之比为1:3，且总物质的量不变，在不同压强和温度下，反应达到平衡时，体系中的物质的量分数如下表： 温度 压强 400℃ 450℃ 500℃ 600℃ 20MPa 0.387 0.274 0.189 0.088 30MPa 0.478 0.359 0.260 0.129 下列说法正确的是 A．体系中的物质的量分数越大，则正反应速率越大 B．反应达到平衡时，和的转化率之比为1∶1 C．反应达到平衡时，放出的热量均为92.4kJ D．600℃，30MPa下反应达到平衡时，生成的物质的量最多 5．（2021·江苏·高考真题）与作用分别生成、NO、的反应均为放热反应。工业尾气中的可通过催化氧化为除去。将一定比例、和的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，的转化率、的选择性与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 (的选择性) A．其他条件不变，升高温度，的平衡转化率增大 B．其他条件不变，在175~300℃范围，随着温度的升高，出口处氮气、氮氧化物的量均不断增大 C．催化氧化除去尾气中的应选择反应温度高于：250℃ D．高效除去尾气中的，需研发低温下转化率高和选择性高的催化剂 6．（2017·天津·高考真题）常压下羰基化法精炼镍的原理：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)。230 ℃时，该反应的平衡常数K＝2×10－5。已知：Ni(CO)4的沸点为 42.2 ℃，固体杂质不参与反应。 第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4； 第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230 ℃制得高纯镍。下列判断正确的是 A．增加 c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大 B．该反应达到平衡时，v生成[Ni(CO)4]＝4v生成(CO) C．第一阶段，在 30 ℃和 50 ℃两者之间选择反应温度，选50 ℃ D．第二阶段，Ni(CO)4分解率较低 7．（2019·浙江·高考真题）已知：2SO2(g)+ O2(g)= 2SO3(g) △H =-197.8kJ•mol—1。起始反应物为SO2和 O2（物质的量之比为2：1，且总物质的量不变）。SO2的平衡转化率（%）随温度和压强的变化如下表，下列说法不正确的是 温度/K 压强/（105Pa） 1.01 5.07 10.1 25.3 50.7 673 99.2 99.6 99.7 99.8 99.9 723 97.5 98.9 99.2 99.5 99.6 773 93.5 96.9 97.8 98.6 99.0 A．一定压强下降低温度，SO2的转化率增大 B．在不同温度、压强下，转化相同物质的量的SO2所需要的时间相等 C．使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间 D．工业生产通常不采取加压措施是因为常压下SO2的转化率已相当高 题型03 多反应体系条件的选择 1．（2025·江苏·高考真题）甘油水蒸气重整获得过程中的主要反应： 反应Ⅰ   反应Ⅱ   反应Ⅲ   条件下，和发生上述反应达平衡状态时，体系中和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正确的是 A．时，的平衡转化率为20% B．反应达平衡状态时， C．其他条件不变，在范围，平衡时的物质的量随温度升高而增大 D．其他条件不变，加压有利于增大平衡时的物质的量 2．（2025·安徽·高考真题）恒温恒压密闭容器中，时加入，各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图(反应速率，k为反应速率常数)。 下列说法错误的是 A．该条件下 B．时间段，生成M和N的平均反应速率相等 C．若加入催化剂，增大，不变，则和均变大 D．若和均为放热反应，升高温度则变大 3．（2024·湖南·高考真题）恒压下，向某密闭容器中充入一定量的和，发生如下反应： 主反应：   副反应：   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．， D．L、M、N三点的平衡常数： 4．（2023·重庆·高考真题）逆水煤气变换体系中存在以下两个反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 在恒容条件下，按投料比进行反应，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，反应Ⅱ的 B．点反应Ⅰ的平衡常数 C．点的压强是的3倍 D．若按投料，则曲线之间交点位置不变 5．（2023·江苏·高考真题）二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为       在密闭容器中，、时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如题图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是 A．反应的焓变 B．的平衡选择性随着温度的升高而增加 C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃ D．450℃时，提高的值或增大压强，均能使平衡转化率达到X点的值 6．（2022·江苏·高考真题）乙醇-水催化重整可获得。其主要反应为，，在、时，若仅考虑上述反应，平衡时和CO的选择性及的产率随温度的变化如图所示。 CO的选择性，下列说法正确的是 A．图中曲线①表示平衡时产率随温度的变化 B．升高温度，平衡时CO的选择性增大 C．一定温度下，增大可提高乙醇平衡转化率 D．一定温度下，加入或选用高效催化剂，均能提高平衡时产率 7．（2021·北京·高考真题）丙烷经催化脱氢可制丙烯:C3H8C3H6+H2。600℃，将一定浓度的 CO2与固定浓度的C3H8通过含催化剂的恒容反应器，经相同时间，流出的 C3H6、CO和H2浓度随初始 CO2浓度的变化关系如图。 已知： ①C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2220kJ/mol ②C3H6(g)+9/2O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) △H=-2058kJ/mol ③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-286kJ/mol 下列说法不正确的是 A．C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) △H=+124kJ/mol B．c(H2)和c(C3H6)变化差异的原因：CO2+H2CO+H2O C．其他条件不变，投料比c(C3H8)/c(CO2)越大，C3H8转化率越大 D．若体系只有C3H6、CO、H2和H2O生成，则初始物质浓度c0与流出物质浓度c之间一定存在：3c0(C3H8)+c0(CO2)=c(CO)+c(CO2)+3c(C3H8)+3c(C3H6) 8．（2021·广东·高考真题）反应经历两步：①；②。反应体系中、、的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是 A．a为随t的变化曲线 B．时， C．时，的消耗速率大于生成速率 D．后， 9．（2018·浙江·高考真题）在催化剂作用下，用乙醇制乙烯，乙醇转化率和乙烯选择性(生成乙烯的物质的量与乙醇转化的物质的量的比值)随温度、乙醇进料量(单位：mL·min－1)的关系如图所示(保持其他条件相同)。 在410～440℃温度范围内，下列说法不正确的是 A．当乙醇进料量一定，随乙醇转化率增大，乙烯选择性升高 B．当乙醇进料量一定，随温度的升高，乙烯选择性不一定增大 C．当温度一定，随乙醇进料量增大，乙醇转化率减小 D．当温度一定，随乙醇进料量增大，乙烯选择性增大 题型04 速率与平衡的综合应用 1．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）/循环在捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用与反应生成的路线，主要反应如下： I．   II．   III．   回答下列问题， （1）计算 。 （2）提高平衡产率的条件是_______。 A．高温高压 B．低温高压 C．高温低压 D．低温低压 （3）高温下分解产生的催化与反应生成，部分历程如图，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注，所示步骤中最慢的基元反应是 (填序号)，生成水的基元反应方程式为 。 （4）下，在密闭容器中和各发生反应。反应物(、)的平衡转化率和生成物(、)的选择性随温度变化关系如下图(反应III在以下不考虑)。 注：含碳生成物选择性 ①表示选择性的曲线是 (填字母)。 ②点M温度下，反应Ⅱ的 (列出计算式即可)。 ③在下达到平衡时， 。，随温度升高平衡转化率下降的原因可能是 。 2．（2024·吉林·高考真题）为实现氯资源循环利用，工业上采用催化氧化法处理废气：。将和分别以不同起始流速通入反应器中，在和下反应，通过检测流出气成分绘制转化率()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） 0(填“>”或“<”)； ℃。 （2）结合以下信息，可知的燃烧热 。                   （3）下列措施可提高M点转化率的是_______(填标号) A．增大的流速 B．将温度升高 C．增大 D．使用更高效的催化剂 （4）图中较高流速时，小于和，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 (用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算) 3．（2023·河北·高考真题）氮是自然界重要元素之一，研究氮及其化合物的性质以及氮的循环利用对解决环境和能源问题都具有重要意义。 已知：物质中的化学键断裂时所需能量如下表。 物质 能量/ 945 498 631 回答下列问题： （1）恒温下，将空气(和的体积分数分别为0.78和0.21，其余为惰性组分)置于容积为的恒容密闭容器中，假设体系中只存在如下两个反应： i   ii   ① 。 ②以下操作可以降低上述平衡体系中浓度的有 (填标号)。 A．缩小体积    B．升高温度    C．移除    D．降低浓度 ③若上述平衡体系中，则 (写出含a、b、V的计算式)。 （2）氢气催化还原作为一种高效环保的脱硝技术备受关注。高温下氢气还原反应的速率方程为为速率常数。在一定温度下改变体系中各物质浓度，测定结果如下表。 组号 1 0.10 0.10 r 2 0.10 0.20 3 0.20 0.10 4 0.05 0.30 ？ 表中第4组的反应速率为 。(写出含r的表达式) 4．（2022·福建·高考真题）异丙醇可由生物质转化得到，催化异丙醇脱水制取高值化学品丙烯的工业化技术已引起人们的关注，其主要反应如下： Ⅰ. Ⅱ. 回答下列问题： （1）已知，则燃烧生成和的热化学方程式为 。 （2）在下，刚性密闭容器中的反应体系内水蒸气浓度与反应时间关系如下表： 反应时间 0 4 8 12 t 20 浓度 0 2440 3200 3600 4000 4100 ①内， ； ②t 16(填“>”“<”或“=”)。 （3）在恒温刚性密闭容器中，反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡的判据是 (填标号)。 a.的分压不变               b.混合气体密度不变 c.           d. （4）在一定条件下，若反应Ⅰ、Ⅱ的转化率分别为98%和40%，则丙烯的产率为 。 （5）下图为反应Ⅰ、Ⅱ达到平衡时与温度的关系曲线。 (已知：对于可逆反应，任意时刻，式中)表示物质×的分压) ①在恒压平衡体系中充入少量水蒸气时，反应Ⅰ的状态最有可能对应图中的 点(填“甲”“乙”或“丙”)，判断依据是 。 ②时，在密闭容器中加入一定量的，体系达到平衡后，测得的分压为，则水蒸气的分压为 (用含x的代数式表示)。 5．（2022·全国·高考真题）油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题： （1）已知下列反应的热化学方程式： ①     ②     ③     计算热分解反应④的 。 （2）较普遍采用的处理方法是克劳斯工艺。即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是：利用反应④高温热分解。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是 ，缺点是 。 （3）在、反应条件下，将的混合气进行热分解反应。平衡时混合气中与的分压相等，平衡转化率为 ，平衡常数 。 （4）在、反应条件下，对于分别为、、、、的混合气，热分解反应过程中转化率随时间的变化如下图所示。 ①越小，平衡转化率 ，理由是 。 ②对应图中曲线 ，计算其在之间，分压的平均变化率为 。 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题05 化学反应的方向与调控 题型01 化学反应的方向 1．（2025·浙江·高考真题）下列说法正确的是 A．常温常压下和混合无明显现象，则反应在该条件下不自发 B．，升高温度，平衡逆移，则反应的平衡常数减小 C．，则正反应的活化能大于逆反应的活化能 D．，则 【答案】B 【解析】A．根据复合判据ΔG=ΔH-TΔS，该反应ΔH＜0、ΔS＜0，温度较低时ΔG＜0，故低温能自发进行，A错误；B．该反应为放热反应，升高温度，平衡逆移，平衡常数减小，B正确；C．该反应为放热反应，则，则正反应的活化能小于逆反应的活化能，C错误；D．，根据盖斯定律，反应①－反应②得到目标反应Na(s)+Cl2(g)=Na+(g)+Cl−(g)，则ΔH=，由于不能明确相对大小，则ΔH不能确定，D错误；故选B。 2．（2025·江西·高考真题）一定压强下，乙烯水合反应为： 已知： 气体均视为理想气体，下列说法正确的是 A．反应的活化能： B．恒温恒容充入，平衡向左移动 C．随温度升高而降低 D．平衡后，升高温度， 【答案】C 【解析】A．ΔH = E正 - E逆，题目中ΔH = -34585 -26.4T，为负值且随温度升高更负，说明E正 < E逆，A错误；B．恒温恒容充入N2，总压增大但各反应物分压不变，平衡不移动，B错误；C．由ΔG = ΔH - TΔS代入数据得ΔS = -71.59 -26.4TlnT，温度T升高时lnT增大，ΔS更小，ΔS随温度升高而降低，C正确；D．该反应的ΔH<0，为放热反应，升温使放热反应的逆反应速率增加更多，Δv逆 > Δv正，D错误；故选C。 3．（2022·浙江·高考真题）AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)=An+(aq)+Bn-(aq)，其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质，下列说法正确的是 A．ΔH和ΔS均大于零 B．ΔH和ΔS均小于零 C．ΔH可能大于零或小于零，ΔS大于零 D．ΔH和ΔS均可能大于零或小于零 【答案】D 【解析】强电解质溶于水有的放热，如硫酸铜等；有的吸热，如碳酸氢钠等，所以在水中溶解对应的ΔH可能大于零或小于零。熵表示系统混乱程度。体系越混乱，则熵越大。AB型强电解质固体溶于水，存在熵的变化。固体转化为离子，混乱度是增加的，但离子在水中存在水合过程，这样会引发水的混乱度的变化，让水分子会更加规则，即水的混乱度下降，所以整个溶解过程的熵变ΔS，取决于固体转化为离子的熵增与水合过程的熵减两个作用的相对大小关系。若是前者占主导，则整个溶解过程熵增，即ΔS＞0，反之，熵减，即ΔS＜0。综上所述，D项符合题意。故选D。 4．（2021·浙江·高考真题）相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．和物质的量相同，且均为气态，含有的原子总数多，的摩尔质量大，所以熵值，A错误；B．相同状态的相同物质，物质的量越大，熵值越大，所以熵值，B正确；C．等量的同物质，熵值关系为：，所以熵值，C错误；D．从金刚石和石墨的结构组成上来看，金刚石的微观结构更有序，熵值更低，所以熵值，D错误；答案为：B。 5．（2020·江苏·高考真题）反应可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法正确的是 A．该反应 、 B．该反应的平衡常数 C．高温下反应每生成1 mol Si需消耗 D．用E表示键能，该反应 【答案】B 【解析】A．SiCl4、H2、HCl为气体，且反应前气体系数之和小于反应后气体系数之和，因此该反应为熵增，即△S>0，故A错误；B．根据化学平衡常数的定义，该反应的平衡常数K=,故B正确；C．题中说的是高温，不是标准状况下，因此不能直接用22.4L·mol－1计算，故C错误；D．△H=反应物键能总和－生成物键能总和，即△H=4E(Si－Cl)＋2E(H－H)－4E(H－Cl) －2E(Si－Si)，故D错误； 答案为B。 6．（2020·江苏·高考真题）反应可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法正确的是 A．该反应 、 B．该反应的平衡常数 C．高温下反应每生成1 mol Si需消耗 D．用E表示键能，该反应 【答案】B 【解析】A．SiCl4、H2、HCl为气体，且反应前气体系数之和小于反应后气体系数之和，因此该反应为熵增，即△S>0，故A错误；B．根据化学平衡常数的定义，该反应的平衡常数K=,故B正确；C．题中说的是高温，不是标准状况下，因此不能直接用22.4L·mol－1计算，故C错误；D．△H=反应物键能总和－生成物键能总和，即△H=4E(Si－Cl)＋2E(H－H)－4E(H－Cl) －2E(Si－Si)，故D错误； 答案为B。 7．（2021·海南·高考真题）制备水煤气的反应  ，下列说法正确的是 A．该反应 B．升高温度，反应速率增大 C．恒温下，增大总压，H2O(g)的平衡转化率不变 D．恒温恒压下，加入催化剂，平衡常数增大 【答案】B 【解析】A．该反应的正反应是气体体积增大的反应，所以△S＞0，A错误；B．升高温度，物质的内能增加，分子运动速率加快，有效碰撞次数增加，因此化学反应速率增大，B正确；C．恒温下，增大总压，化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动，使H2O(g)的平衡转化率减小，C错误；D．恒温恒压下，加入催化剂，化学平衡不移动，因此化学平衡常数不变，D错误；故合理选项是B。 8．（2019·江苏·高考真题）氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是 A．一定温度下，反应2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)能自发进行，该反应的ΔH<0 B．氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e−=4OH− C．常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2，转移电子的数目为6.02×1023 D．反应2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)的ΔH可通过下式估算：∆H=反应中形成新共价键的键能之和-反应中断裂旧共价键的键能之和 【答案】A 【解析】A．体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向，该反应属于混乱度减小的反应，能自发说明该反应为放热反应，即∆H<0，故A正确；B．氢氧燃料电池，氢气作负极，失电子发生氧化反应，中性条件的电极反应式为：2H2 - 4e- =4H+，故B错误；C．常温常压下，Vm≠22.4L/mol，无法根据气体体积进行微粒数目的计算，故C错误；D．反应中，应该如下估算：∆H=反应中断裂旧化学键的键能之和-反应中形成新共价键的键能之和，故D错误；故选A。 题型02 化学反应的调控 1．（2024·浙江·高考真题）二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应： I． II． 向容积为的密闭容器中投入和，不同温度下，测得时(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() 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 A．反应活化能： B．时，反应I的平均速率为： C．其他条件不变，平衡后及时移除，可提高乙烯的产率 D．其他条件不变，增大投料比投料，平衡后可提高乙烷转化率 【答案】D 【解析】A．由表可知，相同温度下，乙烯的选择性高于50%，说明反应I的速率大于反应Ⅱ，则反应活化能为Ⅰ<Ⅱ，A正确；B．由表可知，500℃时，乙烷的转化率为9.0%，可得转化的乙烷的总物质的量为2mol×9.0%=0.18mol，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0.18mol×80%=0.144mol，根据方程式可得，生成乙烯的物质的量为0.144mol，则反应I的平均速率为：，B正确；C．其他条件不变，平衡后及时移除，反应Ⅰ正向进行，可提高乙烯的产率，C正确；D．其他条件不变，增大投料比投料，平衡后CO2转化率提高，C2H6转化率降低，D错误；答案选D。 2．（2023·江苏·高考真题）金属硫化物()催化反应，既可以除去天然气中的，又可以获得。下列说法正确的是 A．该反应的 B．该反应的平衡常数 C．题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间发生作用 D．该反应中每消耗，转移电子的数目约为 【答案】C 【解析】A．左侧反应物气体计量数之和为3，右侧生成物气体计量数之和为5， ，A错误；B．由方程形式知，  ，B错误；C．由题图知，经过步骤Ⅰ后，中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间形成了作用力，C正确；D．由方程式知，消耗同时生成，转移，数目为，D错误； 故选C。 3．（2018·浙江·高考真题）某工业流程中，进入反应塔的混合气体中NO和O2的物质的量分数分别为0.10和0.06，发生化学反应 ，在其他条件相同时，测得实验数据如下表： 压强/(×105Pa) 温度/℃ NO达到所列转化率需要时间/s 50% 90% 98% 1.0 30 12 250 2830 90 25 510 5760 8.0 30 0.2 3.9 36 90 0.6 7.9 74 根据表中数据，下列说法正确的是 A．升高温度，反应速率加快 B．增大压强，反应速率变慢 C．在1.0×105PA．90℃条件下，当转化率为98%时的反应已达到平衡 D．若进入反应塔的混合气体为amol，反应速率以v=Δn/Δt表示，则在8.0×105PA．30℃条件下转化率从50%增至90%时段NO的反应速率为4a/370mol/s 【答案】D 【解析】A．相同压强时，温度高时达到相同转化率需要的时间多，升高温度，反应速率越小，故选项A错误；B．相同温度，压强高时达到相同转化率需要的时间少，增大压强，反应速率变快,故选项B错误；C．在此条件下，当转化率为98%时需要的时间较长，不确定反应是否达到了平衡，故选项C错误；D．在amol混合气体进入反应塔，题目所示的外界环境下，NO的反应速率为v=∆n/∆t==mol/s，故D项正确。综上所述，本题正确答案为D。 4．（2018·浙江·高考真题）已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  △H=-92kJ/mol。起始反应物为和，物质的量之比为1:3，且总物质的量不变，在不同压强和温度下，反应达到平衡时，体系中的物质的量分数如下表： 温度 压强 400℃ 450℃ 500℃ 600℃ 20MPa 0.387 0.274 0.189 0.088 30MPa 0.478 0.359 0.260 0.129 下列说法正确的是 A．体系中的物质的量分数越大，则正反应速率越大 B．反应达到平衡时，和的转化率之比为1∶1 C．反应达到平衡时，放出的热量均为92.4kJ D．600℃，30MPa下反应达到平衡时，生成的物质的量最多 【答案】B 【解析】A．体系中的物质的量分数越大，不能表示正反应速率越大，如20MPa，500℃时的物质的量分数大于30MPa，600℃时的物质的量分数，但温度和压强均为后者大，反应速率后者快，故A错误；B． 根据方程式，反应的氮气和氢气的物质的量之比为1:3，起始反应物中和的物质的量之比为1:3，因此反应达到平衡时，和的转化率之比1：1，故B正确；C． 无法确定反应的氮气和氢气的物质的量，因此无法计算平衡时放出的热量，故C错误；D． 根据表格数据，反应物的总物质的量不变时，的物质的量分数越大，生成的物质的量越多，则400℃，30MPa下反应达到平衡时，生成的物质的量最多，故D错误；故选B。 5．（2021·江苏·高考真题）与作用分别生成、NO、的反应均为放热反应。工业尾气中的可通过催化氧化为除去。将一定比例、和的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，的转化率、的选择性与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 (的选择性) A．其他条件不变，升高温度，的平衡转化率增大 B．其他条件不变，在175~300℃范围，随着温度的升高，出口处氮气、氮氧化物的量均不断增大 C．催化氧化除去尾气中的应选择反应温度高于：250℃ D．高效除去尾气中的，需研发低温下转化率高和选择性高的催化剂 【答案】D 【解析】A．与作用分别生成、NO、的反应均为放热反应，其他条件不变，升高温度，的平衡转化率降低，故A错误；B．其他条件不变，在225~300℃范围，氮气的转化率增大不明显，但氮气的选择性明显降低，所以随着温度的升高，出口处氮气的量降低，故B错误；C．温度高于250℃，氮气的选择性明显降低，温度低于225℃，氮气的转化率明显降低，所以催化氧化除去尾气中的应选择反应温度为225~250℃，故C错误；D．根据图示，高效除去尾气中的，需研发低温下转化率高和选择性高的催化剂，故D正确；选D。 6．（2017·天津·高考真题）常压下羰基化法精炼镍的原理：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)。230 ℃时，该反应的平衡常数K＝2×10－5。已知：Ni(CO)4的沸点为 42.2 ℃，固体杂质不参与反应。 第一阶段：将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4； 第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230 ℃制得高纯镍。下列判断正确的是 A．增加 c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大 B．该反应达到平衡时，v生成[Ni(CO)4]＝4v生成(CO) C．第一阶段，在 30 ℃和 50 ℃两者之间选择反应温度，选50 ℃ D．第二阶段，Ni(CO)4分解率较低 【答案】C 【解析】A．平衡常数是温度的函数，温度不变，平衡常数不变，所以增加c(CO)，虽然平衡正向移动，但反应的平衡常数不变，故A错误；B．反应的速率之比等于气体的化学计量数之比，所以平衡时有4v生成[Ni(CO)4]＝v生成(CO)，故B错误；C．Ni(CO)4的沸点为42.2 ℃，则第一阶段，在30 ℃和50 ℃两者之间选择反应温度，应选50 ℃，故C正确；D．加热至230 ℃制得高纯镍，可知第二阶段Ni(CO)4分解率较大，故D错误；故选：C。 7．（2019·浙江·高考真题）已知：2SO2(g)+ O2(g)= 2SO3(g) △H =-197.8kJ•mol—1。起始反应物为SO2和 O2（物质的量之比为2：1，且总物质的量不变）。SO2的平衡转化率（%）随温度和压强的变化如下表，下列说法不正确的是 温度/K 压强/（105Pa） 1.01 5.07 10.1 25.3 50.7 673 99.2 99.6 99.7 99.8 99.9 723 97.5 98.9 99.2 99.5 99.6 773 93.5 96.9 97.8 98.6 99.0 A．一定压强下降低温度，SO2的转化率增大 B．在不同温度、压强下，转化相同物质的量的SO2所需要的时间相等 C．使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间 D．工业生产通常不采取加压措施是因为常压下SO2的转化率已相当高 【答案】B 【解析】A．由表格数据及勒夏特列原理知，针对放热反应，一定压强下降低温度，平衡正向移动，反应物SO2的转化率增大，选项A正确；B．由于在不同温度、压强下，化学反应速率不一定相等，故转化相同物质的量的SO2所需要的时间不一定相等，选项B错误；C．催化剂对化学平衡移动无影响，但可以缩短到达平衡所花的时间，选项C正确；D．由图中数据可知，不同温度下，1.01×105Pa（常压）下SO2的转化率分别为99.2%，97.5％，93.5％，已经相当高了，且加压后转化率升高并不明显，所以没有必要通过加压提高转化率，选项D正确。答案选B。 题型03 多反应体系条件的选择 1．（2025·江苏·高考真题）甘油水蒸气重整获得过程中的主要反应： 反应Ⅰ   反应Ⅱ   反应Ⅲ   条件下，和发生上述反应达平衡状态时，体系中和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正确的是 A．时，的平衡转化率为20% B．反应达平衡状态时， C．其他条件不变，在范围，平衡时的物质的量随温度升高而增大 D．其他条件不变，加压有利于增大平衡时的物质的量 【答案】A 【解析】550℃时，曲线①物质的量是5mol，根据原子守恒，n(C)=3mol，则其不可能是含碳微粒，故曲线①表示，升高温度，反应Ⅰ平衡正移，反应Ⅱ平衡逆向移动，CO物质的量增大，则曲线③代表CO，温度升高，反应Ⅲ逆向移动，物质的量降低，则曲线②代表，据此解答。A．时，，，，根据C原子守恒，可得，根据O原子守恒，可得(也可利用H原子守恒计算，结果相同)，则，A正确；B．时，，，则，B错误；C．范围，随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ平衡均逆向移动，增大，说明反应Ⅲ逆向移动程度更大，则的物质的量减小，C错误；D．增大压强，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡不移动，反应Ⅲ平衡正向移动，的物质的量减小，D错误；故选A。 2．（2025·安徽·高考真题）恒温恒压密闭容器中，时加入，各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图(反应速率，k为反应速率常数)。 下列说法错误的是 A．该条件下 B．时间段，生成M和N的平均反应速率相等 C．若加入催化剂，增大，不变，则和均变大 D．若和均为放热反应，升高温度则变大 【答案】C 【解析】A．①的，②，②－①得到，则K=，A正确；B．由图可知，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；C．若加入催化剂，增大，更有利于生成M，则变大，但催化剂不影响平衡移动，不变，C错误；D．若和均为放热反应，升高温度，两个反应均逆向移动，A的物质的量分数变大，即变大，D正确；故选C。 3．（2024·湖南·高考真题）恒压下，向某密闭容器中充入一定量的和，发生如下反应： 主反应：   副反应：   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．， D．L、M、N三点的平衡常数： 【答案】D 【解析】题干明确指出，图中曲线表示的是测得两种含碳产物的分布分数即分别为、，若投料比x代表，x越大，可看作是CH3OH的量增多，则对于主、副反应可知生成的CH3COOCH3越多，CH3COOCH3分布分数越高，则曲线a或曲线b表示CH3COOCH3分布分数，曲线c或曲线d表示CH3COOH分布分数，据此分析可知AB均正确，可知如此假设错误，则可知投料比x代表，曲线a或曲线b表示，曲线c或曲线d表示，据此作答。A．根据分析可知，投料比x代表，故A错误；B．根据分析可知，曲线c表示CH3COOCH3分布分数，故B错误；C．甲醇与一氧化碳的反应为熵减反应，若反应为吸热，则任何条件下都不能自发，所以甲醇和一氧化碳的反应为放热反应，则ΔH1<0；当同一投料比时，观察可知T1时大于T2时，由T2＞T1可知，温度越高则越小，说明温度升高副反应的平衡逆向移动，，故C错误；D．L、M、N三点对应副反应，且，升高温度平衡逆向移动，，故D正确；故答案选D。 4．（2023·重庆·高考真题）逆水煤气变换体系中存在以下两个反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 在恒容条件下，按投料比进行反应，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，反应Ⅱ的 B．点反应Ⅰ的平衡常数 C．点的压强是的3倍 D．若按投料，则曲线之间交点位置不变 【答案】C 【解析】A．随着温度的升高，甲烷含量减小、一氧化碳含量增大，则说明随着温度升高，反应Ⅱ逆向移动、反应Ⅰ正向移动，则反应Ⅱ为放热反应焓变小于零、反应Ⅰ为吸热反应焓变大于零，A错误；B．点没有甲烷产物，且二氧化碳、一氧化碳含量相等，投料，则此时反应Ⅰ平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量相等，反应Ⅰ的平衡常数，B错误；C．点一氧化碳、甲烷物质的量相等，结合反应方程式的系数可知，生成水的总的物质的量为甲烷的3倍，结合阿伏加德罗定律可知，的压强是的3倍，C正确；D．反应Ⅰ为气体分子数不变的反应、反应Ⅱ为气体分子数减小的反应；若按投料，相当于增加氢气的投料，3种物质的体积分数都会变化，交点位置改变，D错误；故选C。 5．（2023·江苏·高考真题）二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为       在密闭容器中，、时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如题图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是 A．反应的焓变 B．的平衡选择性随着温度的升高而增加 C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃ D．450℃时，提高的值或增大压强，均能使平衡转化率达到X点的值 【答案】D 【解析】A．由盖斯定律可知反应的焓变，A错误；B．为放热反应，升高温度平衡逆向移动，的含量降低，故的平衡选择性随着温度的升高而降低，B错误；C．由图可知温度范围约为350~400℃时二氧化碳实际转化率最高，为最佳温度范围，C错误；D．450℃时，提高的值可提高二氧化碳的平衡转化率，增大压强反应I平衡正向移动，可提高二氧化碳的平衡转化率，均能使平衡转化率达到X点的值，D正确。 故选D。 6．（2022·江苏·高考真题）乙醇-水催化重整可获得。其主要反应为，，在、时，若仅考虑上述反应，平衡时和CO的选择性及的产率随温度的变化如图所示。 CO的选择性，下列说法正确的是 A．图中曲线①表示平衡时产率随温度的变化 B．升高温度，平衡时CO的选择性增大 C．一定温度下，增大可提高乙醇平衡转化率 D．一定温度下，加入或选用高效催化剂，均能提高平衡时产率 【答案】B 【解析】根据已知反应①，反应②，且反应①的热效应更大，温度升高的时候对反应①影响更大一些，根据选择性的含义，升温时CO选择性增大，同时CO2的选择性减小，所以图中③代表CO的选择性，①代表CO2的选择性，②代表H2的产率，以此解题。A．由分析可知②代表H2的产率，故A错误；B．由分析可知升高温度，平衡时CO的选择性增大，故B正确；C．一定温度下，增大，可以认为开始时水蒸气物质的量不变，增大乙醇物质的量，乙醇的平衡转化率降低，故C错误；D．加入CaO同时吸收CO2和水蒸气，无法判断平衡如何移动，无法判断如何影响平衡时产率，故D错误；故选B。 7．（2021·北京·高考真题）丙烷经催化脱氢可制丙烯:C3H8C3H6+H2。600℃，将一定浓度的 CO2与固定浓度的C3H8通过含催化剂的恒容反应器，经相同时间，流出的 C3H6、CO和H2浓度随初始 CO2浓度的变化关系如图。 已知： ①C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2220kJ/mol ②C3H6(g)+9/2O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) △H=-2058kJ/mol ③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-286kJ/mol 下列说法不正确的是 A．C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) △H=+124kJ/mol B．c(H2)和c(C3H6)变化差异的原因：CO2+H2CO+H2O C．其他条件不变，投料比c(C3H8)/c(CO2)越大，C3H8转化率越大 D．若体系只有C3H6、CO、H2和H2O生成，则初始物质浓度c0与流出物质浓度c之间一定存在：3c0(C3H8)+c0(CO2)=c(CO)+c(CO2)+3c(C3H8)+3c(C3H6) 【答案】C 【解析】A．根据盖斯定律结合题干信息①C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) △H=-2220kJ/mol②C3H6(g)+9/2O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) △H=-2058kJ/mol ③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-286kJ/mol 可知，可由①-②-③得到目标反应C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)，该反应的△H==+124kJ/mol，A正确；B．仅按C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)可知C3H6、H2的浓度随CO2浓度变化趋势应该是一致的，但是氢气的变化不明显，反而是CO与C3H6的变化趋势是一致的，因此可以推断高温下能够发生反应CO2+H2CO+H2O，从而导致C3H6、H2的浓度随CO2浓度变化趋势出现这样的差异，B正确；C．投料比增大，相当于增大C3H8浓度，浓度增大，转化率减小， C错误； D．根据质量守恒定律，抓住碳原子守恒即可得出，如果生成物只有C3H6、CO、H2O、H2，那么入口各气体的浓度c0和出口各气体的浓度符合3c0(C3H8)+c0(CO2)=3c(C3H6)+c(CO)+3c(C3H8)+c(CO2)，D正确；答案为：C。 8．（2021·广东·高考真题）反应经历两步：①；②。反应体系中、、的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是 A．a为随t的变化曲线 B．时， C．时，的消耗速率大于生成速率 D．后， 【答案】D 【解析】由题中信息可知，反应经历两步：①；②。因此，图中呈不断减小趋势的ａ线为X的浓度随时间的变化曲线，呈不断增加趋势的线为Z的浓度随时间的变化曲线，先增加后减小的线为Y的浓度随时间的变化曲线。A．X是唯一的反应物，随着反应的发生，其浓度不断减小，因此，由图可知，为随的变化曲线，A正确；B．由图可知，分别代表3种不同物质的曲线相交于时刻，因此，时，B正确；C．由图中信息可知，时刻以后，Y的浓度仍在不断减小，说明时刻反应两步仍在向正反应方向发生，而且反应①生成Y的速率小于反应②消耗Y的速率，即时的消耗速率大于生成速率，C正确；D．由图可知，时刻反应①完成，X完全转化为Y，若无反应②发生，则，由于反应②的发生，时刻Y浓度的变化量为，变化量之比等于化学计量数之比，所以Z的浓度的变化量为，这种关系在后仍成立， 因此，D不正确。综上所述，本题选D。 9．（2018·浙江·高考真题）在催化剂作用下，用乙醇制乙烯，乙醇转化率和乙烯选择性(生成乙烯的物质的量与乙醇转化的物质的量的比值)随温度、乙醇进料量(单位：mL·min－1)的关系如图所示(保持其他条件相同)。 在410～440℃温度范围内，下列说法不正确的是 A．当乙醇进料量一定，随乙醇转化率增大，乙烯选择性升高 B．当乙醇进料量一定，随温度的升高，乙烯选择性不一定增大 C．当温度一定，随乙醇进料量增大，乙醇转化率减小 D．当温度一定，随乙醇进料量增大，乙烯选择性增大 【答案】A 【解析】A．根据图象，当乙醇进料量一定，随乙醇转化率增大，乙烯选择性逐渐升高，但温度高于430℃后，乙烯选择性逐渐降低，A错误，符合题意；B．根据图象，当乙醇进料量一定，随乙醇转化率增大，乙烯选择性逐渐升高，但温度高于430℃后，乙烯选择性逐渐降低，因此，随温度的升高，乙烯选择性不一定增大，B正确，不符合题意；C．根据左图，当温度一定，随乙醇进料量增大，乙醇转化率减小，C正确，不符合题意；D．根据右图，当温度一定，随乙醇进料量增大，乙烯选择性增大，D正确，不符合题意；答案选A。 题型04 速率与平衡的综合应用 1．（2025·陕晋青宁卷·高考真题）/循环在捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用与反应生成的路线，主要反应如下： I．   II．   III．   回答下列问题， （1）计算 。 （2）提高平衡产率的条件是_______。 A．高温高压 B．低温高压 C．高温低压 D．低温低压 （3）高温下分解产生的催化与反应生成，部分历程如图，其中吸附在催化剂表面的物种用*标注，所示步骤中最慢的基元反应是 (填序号)，生成水的基元反应方程式为 。 （4）下，在密闭容器中和各发生反应。反应物(、)的平衡转化率和生成物(、)的选择性随温度变化关系如下图(反应III在以下不考虑)。 注：含碳生成物选择性 ①表示选择性的曲线是 (填字母)。 ②点M温度下，反应Ⅱ的 (列出计算式即可)。 ③在下达到平衡时， 。，随温度升高平衡转化率下降的原因可能是 。 【答案】（1） （2）B （3） ④ HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O （4） c 0.2 反应Ⅱ生成的氢气多于反应Ⅲ消耗的氢气 【解析】（1）已知： I．   Ⅱ．   将I+ Ⅱ可得=，故答案为：； （2）已知反应Ⅱ．  为放热反应，要提高平衡产率，要使平衡正向移动。 A．高温会使平衡逆向移动，不利于提高平衡产率，A错误； B．低温使平衡正向移动，高压也使平衡正向移动，可提高平衡产率，B正确； C．高温会使平衡逆向移动，低压会使平衡逆向移动，不利于提高平衡产率，C错误； D．低压会使平衡逆向移动，不利于提高平衡产率，D错误； 故选B。 （3）反应活化能越高，反应速率越慢，从图中可以看出，第四步活化能最高，速率最慢，基元反应为CH3*+H*+2H2O=CH4*+2H2O；由图可知，在第三步时生成了水，基元反应为：HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O，故答案为：④；HO*+H2*+CH2*= CH3*+H2O； （4）已知反应I为吸热反应， Ⅱ为放热反应，III为吸热反应，根据图像，温度逐渐升高，则碳酸镁的转化率逐渐升高，氢气的转化率下降，在以下不考虑反应Ⅲ，则二氧化碳的选择性上升，甲烷的选择性下降，所以a表示碳酸镁的转化率，b表示二氧化碳的选择性，c表示甲烷的选择性。 ①表示选择性的曲线是c，故答案为：c； ②点M温度下，从图中看出碳酸镁的转化率为49%，则剩余的碳酸镁为0.51mol，根据碳原子守恒，甲烷和二氧化碳中碳原子的物质的量之和为0.49mol，又因为此时二氧化碳的选择性和甲烷的选择性相等，则二氧化碳和甲烷的物质的量为0.245mol，根据氧原子守恒得出水的物质的量为0.49mol，根据氢原子守恒得出 氢气的物质的量为0.02mol，总的物质的量为0.02+0.245+0.245+0.49=1mol，，，，则反应Ⅱ的，故答案为：； ③在下达到平衡时，碳酸镁完全转化，二氧化碳的选择性为70%，甲烷的选择性为10%，则生成的二氧化碳为0.7mol，生成的甲烷为0.1mol，根据碳原子守恒得出1-0.7-0.1 mol=0.2mol；因为反应Ⅱ是放热的，反应Ⅲ是吸热的。在，随温度升高，反应Ⅱ逆向移动，反应Ⅲ正向移动，由于反应Ⅱ生成的氢气多于反应Ⅲ消耗的氢气，导致平衡转化率下降，故答案为：0.2；反应Ⅱ生成的氢气多于反应Ⅲ消耗的氢气。 2．（2024·吉林·高考真题）为实现氯资源循环利用，工业上采用催化氧化法处理废气：。将和分别以不同起始流速通入反应器中，在和下反应，通过检测流出气成分绘制转化率()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） 0(填“>”或“<”)； ℃。 （2）结合以下信息，可知的燃烧热 。                   （3）下列措施可提高M点转化率的是_______(填标号) A．增大的流速 B．将温度升高 C．增大 D．使用更高效的催化剂 （4）图中较高流速时，小于和，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 (用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算) 【答案】（1） ＜ 360℃ （2）-285.8 （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 【解析】（1）反应前后的气体分子数目在减小，所以该反应 <0，该反应为放热反应，由于在流速较低时的转化率视为平衡转化率，所以在流速低的时候，温度越高，HCl的转化率越小，故T1代表的温度为440℃，T3为360℃。 （2）表示氢气燃烧热的热化学方程式为④，设①，②，③ ，则，因此氢气的燃烧热－57.2kJ/mol－184.6kJ/mol－44kJ/mol=-285.8 （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； 故选BD。 （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)=4mol，可列出三段式 则。 3．（2023·河北·高考真题）氮是自然界重要元素之一，研究氮及其化合物的性质以及氮的循环利用对解决环境和能源问题都具有重要意义。 已知：物质中的化学键断裂时所需能量如下表。 物质 能量/ 945 498 631 回答下列问题： （1）恒温下，将空气(和的体积分数分别为0.78和0.21，其余为惰性组分)置于容积为的恒容密闭容器中，假设体系中只存在如下两个反应： i   ii   ① 。 ②以下操作可以降低上述平衡体系中浓度的有 (填标号)。 A．缩小体积    B．升高温度    C．移除    D．降低浓度 ③若上述平衡体系中，则 (写出含a、b、V的计算式)。 （2）氢气催化还原作为一种高效环保的脱硝技术备受关注。高温下氢气还原反应的速率方程为为速率常数。在一定温度下改变体系中各物质浓度，测定结果如下表。 组号 1 0.10 0.10 r 2 0.10 0.20 3 0.20 0.10 4 0.05 0.30 ？ 表中第4组的反应速率为 。(写出含r的表达式) 【答案】（1） 181 CD （2） 【解析】（1）①ΔH1=反应物总键能-生成物总键能=； 故答案为：+181； ②A．缩小体积，所有物质浓度均增大，A不符合题意； B．升高温度，平衡向着吸热方向进行，反应i为吸热反应，则升温平衡正向进行，NO浓度增大，B不符合题意； C．移除NO2，平衡ii向正向进行，NO浓度降低，C符合题意； D．降低N2浓度，平衡逆向进行，消耗NO，NO浓度降低，D符合题意； 故答案为：CD； ③根据三段式 ，； 故答案为：；； （2）实验1与实验2相比，，y=1，实验1与实验3相比，，x=2，代入实验3，，根据实验4计算，； 故答案为：0.75r； 4．（2022·福建·高考真题）异丙醇可由生物质转化得到，催化异丙醇脱水制取高值化学品丙烯的工业化技术已引起人们的关注，其主要反应如下： Ⅰ. Ⅱ. 回答下列问题： （1）已知，则燃烧生成和的热化学方程式为 。 （2）在下，刚性密闭容器中的反应体系内水蒸气浓度与反应时间关系如下表： 反应时间 0 4 8 12 t 20 浓度 0 2440 3200 3600 4000 4100 ①内， ； ②t 16(填“>”“<”或“=”)。 （3）在恒温刚性密闭容器中，反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡的判据是 (填标号)。 a.的分压不变               b.混合气体密度不变 c.           d. （4）在一定条件下，若反应Ⅰ、Ⅱ的转化率分别为98%和40%，则丙烯的产率为 。 （5）下图为反应Ⅰ、Ⅱ达到平衡时与温度的关系曲线。 (已知：对于可逆反应，任意时刻，式中)表示物质×的分压) ①在恒压平衡体系中充入少量水蒸气时，反应Ⅰ的状态最有可能对应图中的 点(填“甲”“乙”或“丙”)，判断依据是 。 ②时，在密闭容器中加入一定量的，体系达到平衡后，测得的分压为，则水蒸气的分压为 (用含x的代数式表示)。 【答案】（1） （2） 190 > （3）ad （4）58.8% （5） 甲 反应I平衡曲线为N，恒压时充入水蒸气， 【解析】（1）设Ⅲ ，根据盖斯定律Ⅲ-2×Ⅰ得。 （2）①内，，则； ②、、，△c(H2O)逐渐减小，说明反应速率减小，内，Δc(H2O)=400ppm，内，Δc(H2O)=400ppm，则t-12>4，即t>16。 （3）a．H2O的分压不变，则C3H6的分压也不变，反应1、Ⅱ各组分分压不变，反应1、Ⅱ均达到平衡，a正确； b．反应物和生成物均为气体，混合气体的总质量不变，刚性密闭容器体积不变，则混合气体密度不变，不能作为反应I、Ⅱ均达到平衡的判据，b错误； c．当时，反应不一定达到平衡，不能作为反应1、Ⅱ均达到平衡的判据，c错误； d．，说明正逆反应速率相等，反应I达平衡，各组分分压不变，C3H6的分压不变，说明反应Ⅱ也达平衡，d正确； 故选ad。 （4）设C3H8O的物质的量为1mol，若lmol C3H8O完全反应，理论上生成1mol C3H6，因为反应Ⅰ、Ⅱ的转化率分别为98%和40%，反应I生成1mol×98%=0.98mol C3H6，反应Ⅱ消耗了40% C3H6，则达平衡时C3H6的物质的量为0.98mol×(1-40%)=0.588mol，所以丙烯的产率为=58.8%。 （5）①反应I为气体体积增大的吸热反应，反应Ⅱ为气体体积减小的放热反应，则升高温度，反应I正向移动，逐渐增大，反应Ⅱ逆向移动，逐渐减小，即反应I为平衡曲线为N，反应Ⅱ平衡曲线为M；在350℃恒压平衡体系中充入少量水蒸气时，对于反应I而言，相当于增大生成物浓度，使得>，即lg增大，反应I的状态最有可能对应图中的甲； ②由图可知，350°C时达平衡后，=0，则350℃时==1，设水蒸气的平衡分压为a MPa，则反应II的C3H6起始分压为 a MPa，对反应Ⅱ列三段式有 ，解得a=MPa。 5．（2022·全国·高考真题）油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需要回收处理并加以利用。回答下列问题： （1）已知下列反应的热化学方程式： ①     ②     ③     计算热分解反应④的 。 （2）较普遍采用的处理方法是克劳斯工艺。即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是：利用反应④高温热分解。相比克劳斯工艺，高温热分解方法的优点是 ，缺点是 。 （3）在、反应条件下，将的混合气进行热分解反应。平衡时混合气中与的分压相等，平衡转化率为 ，平衡常数 。 （4）在、反应条件下，对于分别为、、、、的混合气，热分解反应过程中转化率随时间的变化如下图所示。 ①越小，平衡转化率 ，理由是 。 ②对应图中曲线 ，计算其在之间，分压的平均变化率为 。 【答案】（1）170 （2） 副产物氢气可作燃料 耗能高 （3） 50% 4.76 （4） 越高 n(H2S):n(Ar)越小，H2S的分压越小，平衡向正反应方向进行，H2S平衡转化率越高 d 24.9 【解析】（1）已知： ①2H2S(g)+3O2(g)＝2SO2(g)+2H2O(g)  ΔH1＝－1036kJ/mol ②4H2S(g)+2SO2(g)＝3S2(g)+4H2O(g)  ΔH2＝94kJ/mol ③2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g)  ΔH3＝－484kJ/mol 根据盖斯定律(①+②)×－③即得到2H2S(g)＝S2(g)+2H2(g)的ΔH4＝（－1036+94）kJ/mol×+484kJ/mol＝170 kJ/mol； （2）根据盖斯定律(①+②)×可得2H2S(g)+O2(g)＝S2(g)+2H2O(g) ΔH＝(－1036+94)kJ/mol×=－314kJ/mol，因此，克劳斯工艺的总反应是放热反应；根据硫化氢分解的化学方程式可知，高温热分解方法在生成单质硫的同时还有氢气生成。因此，高温热分解方法的优点是：可以获得氢气作燃料；但由于高温分解H2S会消耗大量能量，所以其缺点是耗能高； （3）假设在该条件下，硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1mol和4mol，根据三段式可知： 平衡时H2S和H2的分压相等，则二者的物质的量相等，即1－x＝x，解得x＝0.5，所以H2S的平衡转化率为，所以平衡常数Kp＝＝≈4.76kPa； （4）①由于正反应是体积增大的可逆反应，n(H2S):n(Ar)越小，H2S的分压越小，相当于降低压强，平衡向正反应方向移动，因此H2S平衡转化率越高； ②n(H2S):n(Ar)越小，H2S平衡转化率越高，所以n(H2S):n(Ar)＝1:9对应的曲线是d；根据图象可知n(H2S):n(Ar)＝1:9反应进行到0.1s时H2S转化率为0.24。假设在该条件下，硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1mol和9mol，则根据三段式可知 此时H2S的压强为≈7.51kPa，H2S的起始压强为10kPa，所以H2S分压的平均变化率为＝24.9kPa·s－1。 学科网（北京）股份有限公司 $