19 第一篇 专题五 选择题和题空突破2 化学反应速率和化学平衡（课件PPT）-【高考快车道】2026年高考化学大二轮专题复习与策略

第一篇　 题型研究　 追根溯源 专题五　热化学　化学反应速率与平衡 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 1 (1)化学反应速率与化学平衡的影响因素。　 (2)反应速率、平衡常数、速率常数的基本计算与应用。　 (3)多平衡体系中的影响因素判断与平衡的有关计算。　 (4)反应速率、平衡的有关图像的分析等。 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 2 消除盲点　弥补知识短板 (1)对于2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)，当v正(NO2)＝v逆(N2O4)时，反应达到平衡状态。 (　　) (2)升高温度，平衡向吸热方向移动，故v吸增大，v放减小。 (　　) (3)改变条件，平衡正向移动，化学平衡常数一定增大。 (　　) (4)C(s)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋H2(g)的平衡常数K＝。 (　　) × × × × 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 3 (5)向平衡体系中增加任何反应物，正反应速率一定增大。 (　　) (6)一定温度下，在2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)反应体系中，减小容器体积，平衡正向移动，c(SO2)减小。 (　　) (7)使用高效催化剂，可以提高反应的平衡转化率。 (　　) (8)同一可逆反应的K正＝－K逆，ΔH正＝－ΔH逆。 (　　) (9)一定温度下，N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)在恒容容器中达平衡状态，若在此条件下通入He气，N2的转化率增大。 (　　) (10)一定温度下，NO2在恒容容器中建立平衡：2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)，若再充入NO2，平衡时NO2的体积分数增大。 (　　) × × × × × × 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 向一恒容密闭容器中加入1 mol CH4和一定量的H2O，发生反应：CH4(g)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x随温度的变化曲线如图所示。请回答下列问题。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (1)x1________x2，理由是_____________________________________ ____________。 (2)CH4(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋3H2(g)的ΔH____________0，理由是________________________________________________。 (3)该反应平衡常数表达式为K＝______________，若该容器为1 L，x2＝1，c点对应的CH4平衡转化率为50%，则该K的数学计算式为 _________。 <　 相同温度，x越小，n(H2O)越多，CH4的 转化率越大 >　 随温度升高，CH4转化率增大，即升温平衡正向移动 　 　 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (4)a、b、c三点的平衡常数Ka、Kb、Kc的大小关系________________。 Ka<Kb＝Kc 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 1．增大反应物的浓度与平衡转化率的关系(其中A、B、C均为气体) 可逆 反应 改变 条件 平衡移 动方向 反应物平 衡转化率 备注 A＋B ⥫⥬C 增大A 的浓度 正向 移动 α(A)减小 α(B)增大 － 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 可逆 反应 改变 条件 平衡移 动方向 反应物平 衡转化率 备注 A⥫⥬ B＋C 增大A 的浓度 正向 移动 α(A) 减小 反应物平 衡转化率 实际是考 虑压强的 影响 2A⥫⥬ B＋C 增大A 的浓度 正向 移动 α(A) 不变 3A⥫⥬ B＋C 增大A 的浓度 正向 移动 α(A) 增大 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 2．化学平衡常数 (1)同一可逆反应中，K正·K逆＝1。 (2)同一化学方程式中的化学计量数等倍扩大n倍或缩小到原来的，则新平衡常数K'与原平衡常数K之间的关系是K'＝Kn或K'＝。 (3)几个可逆反应化学方程式相加，得总反应化学方程式，则总反应的平衡常数等于分步反应的平衡常数之积。如已知A＋B⥫⥬2C　K1，C＋D⥫⥬E　K2，则A＋B＋2D⥫⥬2E的K3＝K1·。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (4)正、逆反应的速率常数(k)与平衡常数的关系： 对于基元反应aA(g)＋bB(g)⥫⥬cC(g)＋dD(g)，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cc(C)·cd(D)，平衡常数K＝＝，反应达到平衡时，v正＝v逆，故K＝。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 3．基本图像分析 对于反应mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0。 (1)速率—时间图 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (2)转化率(或含量)—时间图 (3)恒压(温)线 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 发散思维　拓展答题视野 考点一　化学反应速率与平衡的图像分析(选择题形式考查) 1．(2025·安徽卷，T11)恒温恒压密闭容器中，t＝0时加入A(g)，各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图所示(反应速率v＝kx，k为反应速率常数)。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 √ 下列说法错误的是(　　) A．该条件下＝ B．0～t1时间段，生成M和N的平均反应速率相等 C．若加入催化剂，k1增大，k2不变，则x1和xM，平衡均变大 D．若A(g)→M(g)和A(g)→N(g)均为放热反应，升高温度则xA，平衡变大 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 C　[反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，则对于反应M(g) A(g)存在关系式：k-1·xM，平衡＝k1·xA，平衡，对于反应A(g) N(g)存在关系式：k-2·xN，平衡＝k2·xA，平衡，两式联立可得＝，A正确；起始时，xM和xN均为0，t1时，xM＝xN，则0～t1时间段，生成M和N的平均反应速率相等，B正确；催化剂不影响平衡移动，故xM，平衡不变，C错误；A(g)―→M(g)和A(g)―→N(g)均为放热反应，则升高温度，平衡均逆向移动，故xA，平衡变大，D正确。] 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 2．(2025·山东卷，T10)在恒容密闭容器中，Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知：T2温度时，Na2SiF6(s)完全分解；体系中气相产物在T1、T3温度时的分压分别为p1、p3。下列说法错误的是(　　) 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 √ A．a线所示物种为固相产物 B．T1温度时，向容器中通入N2，气相产物分压仍为p1 C．p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp D．T1温度时、向容器中加入b线所示物种，重新达平衡时逆反应速率增大 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 D　[Na2SiF6(s)受热分解生成NaF和SiF4两种氟化物，NaF为离子晶体，SiF4为分子晶体，熔点：NaF>SiF4，因此NaF为固相产物，SiF4为气相产物，则热解反应的化学方程式为Na2SiF6 2NaF＋SiF4↑，根据曲线的变化趋势及变化比例，结合方程式可判断曲线a、b、c分别为NaF(s)、SiF4(g)、Na2SiF6(s)。由上述分析知，A正确；N2不与体系中任何物质反应，由于容器恒容，因此SiF4的分压不变，仍为p1，B正确；该反应的平衡常数Kp＝p(SiF4)，由题图可知，温 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 度越高，Na2SiF6分解程度越大，平衡时p(SiF4)越大，即Kp越大，由于T2温度下Na2SiF6已完全分解，因此升温至T3时，无法释放更多的SiF4，故p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp，C正确；T1温度时，加入SiF4的瞬间其分压增大，平衡逆向移动，由Kp＝p(SiF4)知，重新平衡后SiF4的分压仍为p1，SiF4的浓度不变，故逆反应速率不变，D错误。] 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 衍生命题 根据此题信息，请回答： (1)Na2SiF6(s)分解反应的ΔH________(填“<”或“>”)0。 (2)T1时Kp＝________。 (3)在T1时，再加入Na2SiF6(s)，重新平衡时，体系中气相产物的分压为________。 >　 p1　 p1 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 3．(2024·黑吉辽卷，T10)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150 ℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是(　　) 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 √ A．3 h时，反应②正、逆反应速率相等 B．该温度下的平衡常数：①>② C．0～3 h平均速率v(异山梨醇)＝0.014 mol·kg-1·h-1 D．反应②加入催化剂不改变其平衡转化率 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 A　[由题图可知，3 h时异山梨醇的浓度继续增大，15 h后异山梨醇浓度才不再变化，所以3 h时，反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速率不相等，故A错误；题图显示该温度下，15 h后所有物质浓度都不再变化，且此时山梨醇转化完全，即反应充分，而1，4-失水山梨醇仍有剩余，即反应②正向进行程度小于反应①，所以该温度下的平衡常数：①>②，故B正确；由题图可知，在0～3 h异山梨醇的浓度变化量为0.042 mol·kg-1，所以平均速率v(异山梨醇)＝＝0.014 mol·kg-1·h-1，故C正确；催化剂只能改变化学反应速率，不能改变物质的平衡转化率，所以反应②加入催化剂不改变其平衡转化率，故D正确。] 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 4．(2024·湖南卷，T14)恒压下，向某密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)和CO(g)，发生如下反应： 主反应：CH3OH(g)＋CO(g)===CH3COOH(g)　ΔH1 副反应：CH3OH(g)＋CH3COOH(g)===CH3COOCH3(g)＋H2O(g)　ΔH2 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δ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(　　) 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 A．投料比x代表 B．曲线c代表乙酸的分布分数 C．ΔH1<0，ΔH2>0 D．L、M、N三点的平衡常数：K(L)＝K(M)>K(N) √ 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 D　[恒压下，向某密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)和CO(g)，发生的主反应为CH3OH(g)＋CO(g)===CH3COOH(g)，则a、b代表的为CH3COOH的分布分数δ随投料比x(物质的量之比)的变化关系，据此分析作答。若投料比x代表，则随着x的增大，CH3COOCH3的分布分数会增大，不符合题意，A项错误；a、b代表CH3COOH，c、d代表CH3COOCH3，B项错误；T1＝503 K、T2＝583 K，其他条件相同时，随着温度的升高，CH3COOH(g)的含量增加，则ΔH1>0，CH3COOCH3(g)的含量降低，则ΔH2<0，C项错误；L、M两点温度相同且小于N点温度，副反应的ΔH2<0，则温度越高其化学平衡常数越小，即K(L)>K(N)，D项正确。] 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 衍生命题 根据此题信息，请回答： (1)若x代表，则曲线a、b、c、d分别代表_____________、______________、_______________、_____________的分布分数。 (2)若向平衡体系中加入CH3COOH(g)，则主反应、副反应的平衡分别向________、________移动(填“右”或“左”)。 CH3COOCH3　 CH3COOCH3　 CH3COOH　 CH3COOH　 左 　右 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 1．(2025·滁州一模)一定温度下，某恒容密闭容器中发生如下反应：CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49 kJ·mol-1，起始加入2 mol CO2，平衡时反应物的转化率与起始加入的物质的量之比x[x＝n(H2)/n(CO2)]的关系如图，下列说法错误的是(　　) 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 A．E表示CO2的转化率与x的关系 B．a∶b＝1∶3 C．当x＝1时，若CO2的体积分数保持不变，则可以说明化学反应达到了化学平衡状态 D．其他条件不变，起始时仅加入2 mol CO2(g)和6 mol H2(g)或 2 mol CH3OH(g)和2 mol H2O(g)达平衡时分别放出p kJ和吸收q kJ的热量，则p＋q＝98 √ 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 C　[随着氢气的物质的量的增多，平衡正向移动，则CO2的转化率增大，故E代表CO2的转化率随x的变化情况，A正确；在化学反应中反应物的投料比等于化学方程式中化学计量数比时，则反应物的转化率相等，即2种反应物转化率相等时，图中a＝3，设起始加入氢气m mol，平衡时CO2转化了n mol，列三段式计算， 　　　　　CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g) 起始/mol　　2　　　m　　　 　 0　　　　0 转化/mol　　n　　　3n　　　　 n　　　　n 平衡/mol　　2－n　 m－3n　　 n　　　　n 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 ×100%＝75%，n＝1.5，×100%＝25%，m＝18，b＝＝9，因此a∶b＝1∶3，B正确；当x＝1时，设平衡时CO2转化了n mol，列三段式计算， 　　　　　　CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g) 起始/mol　　 2　　　 2　　　　0　　　　　0 转化/mol　　 n　　　 3n　　　 n　　　　　n 平衡/mol　　 2－n　 2－3n　　n　　　　　n 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 CO2的体积分数为×100%＝×100%＝50%，CO2的体积分数一直保持不变，因此CO2的体积分数保持不变，不可以说明化学反应达到了化学平衡状态，C错误；其他条件不变，起始时仅加入2 mol CO2(g)和6 mol H2(g)与起始时加入2 mol CH3OH(g)和 2 mol H2O(g)为等效平衡，因此达平衡时放出的热量与吸收的热量之和为该反应的反应热，即p＋q＝98，D正确。] 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 2．(2025·齐齐哈尔一模)利用反应2CO(g)＋SO2(g)⥫⥬2CO2(g)＋S(l)　ΔH<0可实现从燃煤烟气中回收硫。向三个体积相同的恒容密闭容器中分别通入2 mol CO(g)和1 mol SO2(g)发生反应，反应体系的总压强随时间的变化如图所示。下列说法错误的是(　　) 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 A．实验b中，40 min内CO的平均反应速率为2.0 kPa·min-1 B．与实验a相比，实验b改变的条件是加入催化剂 C．实验b中SO2的平衡转化率是75% D．实验abc相应条件下的平衡常数：Ka＝Kb<Kc √ 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 D　[根据起始压强和物质的量可知a、b温度相同且比c温度低。根据化学方程式可知Δp系＝ΔpCO，故v(CO)＝ kPa·min-1，A正确；加入催化剂，反应速率增大但平衡状态不变，B正确；设达到平衡状态时，SO2消耗了x mol，列三段式得： 　　　　　　2CO(g)＋SO2(g)⥫⥬2CO2(g)＋S(l) 起始量/mol　　2　　　1　　　　0 变化量/mol　　2x　　 x　　　　2x 平衡量/mol　　2－2x　1－x　　 2x 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 40 min达到平衡，此时压强为120 kPa，根据压强之比等于物质的量之比，得：＝，解得x＝0.75，故二氧化硫的转化率为×100%＝75%，C正确；平衡常数只受温度影响，根据分析知实验a、b反应温度相同，则Ka＝Kb，反应ΔH<0，说明该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，实验c 温度比实验a、b高，则Ka＝Kb>Kc，D错误。] 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 3．(2025·淄博一模)SCl2和O2制备SOCl2的相关反应如下，T ℃时，反应在密闭体系中达平衡时各组分摩尔分数随的变化关系如图所示： Ⅰ．SCl2(g)＋O2(g)===SO2Cl2(g)　ΔH1<0 Ⅱ．SCl2(g)＋SO2Cl2(g)⥫⥬2SOCl2(g)　ΔH2<0 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 下列说法正确的是(　　) A．曲线L1表示SOCl2摩尔分数随的变化 B．T ℃，反应Ⅱ的平衡常数K＝64 C．降温达新平衡后，曲线L1和L2新交点可能出现在a处 D．T ℃，缩小容器体积达新平衡后，的值变小 √ 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 B　[根据题意可知，L1、L2、L3分别代表SCl2、SOCl2、SO2Cl2，A错误；＝2时，设投放了1 mol O2和2 mol SCl2，反应Ⅱ转化了a mol SCl2。 　　　　　　SCl2(g)＋SO2Cl2(g)⥫⥬2SOCl2(g) 起始/mol　　1　　　　1　　　　　0 转化/mol　　a　　　　a　　　　　2a 平衡/mol　　1－a　　 1－a　　 　 2a 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 根据图中给出L1与L3交叉点信息列式，＝0.1，解得a＝0.8 mol，K＝＝＝64， B正确；降温达新平衡后，SCl2摩尔分数减少，SOCl2摩尔分数增加，曲线L1和L2新交点不可能在a点，可能出现在b处，C错误；T ℃，缩小容器体积，压强增大，反应Ⅱ平衡不移动，的值不变，D错误。] 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 4．(2025·信阳二模)某密闭容器中发生反应2CO2(g)＋N2(g)⥫⥬2C(s，金刚石)＋2NO2(g)　ΔH<0，维持总压为100 MPa，当投料比＝1时，CO2的平衡转化率与的关系、T2时CO2的平衡转化率与投料比的关系如图所示， 下列说法错误的是(　　) 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 A．金刚石中，一个C—C键连接6个六元环 B．图像中，当不再变化，能说明该反应达到平衡状态 C．T3时，该反应的平衡常数Kp＝ D．a点时，按照初始投料比向容器中又充入CO2和N2，达到平衡时CO2和N2的转化率均增大 √ 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 D　[相同温度下，越大，CO2的平衡转化率越小，则曲线Ⅱ表示T2时CO2的平衡转化率与的关系，曲线Ⅰ表示＝1时CO2的平衡转化率与的关系。金刚石中，一个C连接12个六元环，1个C—C键连接6个六元环，A正确；反应中是变量，当不再变化，能说明该反应达到平衡状态，B正确；＝1、T3时，CO2的平衡转化率为80%，列三段式得 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 2CO2(g)＋N2(g)⥫⥬2C(s，金刚石)＋2NO2(g) 起始量/mol 1 1 0 变化量/mol 0.8 0.4 0.8 平衡量/mol 0.2 0.6 0.8 Kp＝＝＝，C正确；a点时为平衡状态，题干为恒压条件，按照初始投料比向容器中又充入CO2和N2，重新达到平衡时CO2和N2的转化率均不变，D错误。] 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 考点二　多平衡体系的分析和平衡常数计算(题空形式考查) 1．(2025·陕晋青宁卷，节选)MgCO3/MgO循环在CO2捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用MgCO3与H2反应生成CH4的路线，主要反应如下： Ⅰ．MgCO3(s)⥫⥬MgO(s)＋CO2(g)　ΔH1＝＋101 kJ·mol-1 Ⅱ．CO2(g)＋4H2(g)⥫⥬CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH2＝－166 kJ·mol-1 Ⅲ．CO2(g)＋H2(g)⥫⥬H2O(g)＋CO(g)　ΔH3＝＋41 kJ·mol-1 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 回答下列问题， (1)提高CH4平衡产率的条件是________(填标号)。 A．高温高压　 B．低温高压 C．高温低压　 D．低温低压 B　 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (2)100 kPa下，在密闭容器中H2(g)和MgCO3(s)各1 mol发生反应，反应物(H2、MgCO3)的平衡转化率和生成物(CH4、CO2)的选择性随温度变化关系如图(反应Ⅲ在360 ℃以下不考虑)。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 注：含碳生成物选择性＝×100% ①表示CH4选择性的曲线是________(填字母)。 ②点M温度下，反应Ⅱ的Kp＝________(kPa)-2(列出计算式即可)。 ③在550 ℃下达到平衡时，n(CO)＝________mol。500～600 ℃，随温度升高，H2平衡转化率下降的原因可能是______________________________________________________。 c　 　 0.2 反应Ⅱ平衡逆向移动 的程度大于反应Ⅲ平衡正向移动的程度 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 [解析]　(1)反应Ⅱ为气体分子数减小的放热反应，降低温度、增大压强，反应Ⅱ平衡正向移动，CH4平衡产率增大，故提高CH4平衡产率的条件是低温高压。(2)①360 ℃以下，曲线b、c对应的数值之和约为1，则其代表选择性曲线，反应Ⅰ为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，MgCO3的平衡转化率增大，则a为MgCO3的平衡转化率曲线。反应Ⅱ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CH4的选择性降低，且反应Ⅲ在360 ℃以下不考虑，则c为CH4的选择性曲线。②点M温度下，MgCO3的平衡转化率为49.0%、CH4的选择性为50%(反应Ⅲ在360 ℃以下不考虑)，则MgCO3转化0.49 mol，反应Ⅰ生成0.49 mol CO2，故反应Ⅱ中起始时CO2为0.49 mol、H2为1 mol，达平衡时CH4为0.245 mol，列三段式： 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g) 起始量/mol 0.49 1 0 0 转化量/mol 0.245 0.98 0.245 0.49 平衡量/mol 0.245 0.02 0.245 0.49 平衡时气体的总物质的量为0.245 mol＋0.02 mol＋0.245 mol＋ 0.49 mol＝1 mol，平衡时气体的总压强为100 kPa。故反应Ⅱ的Kp＝＝(kPa)-2。③由图可知，在550 ℃下达到平衡时， 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 MgCO3的平衡转化率为100%，CH4选择性为10%，CO2选择性为70%，则根据碳原子守恒和选择性的定义，CO选择性为20%，故CO的物质的量为1 mol×20%＝0.2 mol。500～600 ℃，随温度升高，H2平衡转化率下降的原因可能是升高温度，反应Ⅱ平衡逆向移动的程度大于反应Ⅲ平衡正向移动的程度。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 2．(2024·山东卷，T20节选)水煤气是H2的主要来源。研究CaO对C-H2O体系制H2的影响，涉及主要反应如下： C(s)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋H2(g)　(Ⅰ) 　ΔH1>0 CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g)　(Ⅱ)　ΔH2<0 CaO(s)＋CO2(g)⥫⥬CaCO3(s)　(Ⅲ)　ΔH3<0 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 回答下列问题： (1)压力p下，C-H2O-CaO体系达平衡后，图示温度范围内C(s)已完全反应，CaCO3(s)在T1温度时完全分解。气相中CO、CO2和H2摩尔分数随温度的变化关系如图所示，则a曲线对应物质为_________(填化学式)。当温度高于T1时，随温度升高c曲线对应物质摩尔分数逐渐降低的原因是_________________________________________________________________________________________________。 H2　 当温度高于T1，CaCO3(s)已完全分解，只发生反 应Ⅱ，温度升高，反应Ⅱ逆向移动，所以CO2的摩尔分数减小 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (2)压力p下、温度为T0时，图示三种气体的摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05，则反应CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g)的平衡常数Kp＝________；此时气体总物质的量为4.0 mol，则CaCO3(s)的物质的量为________mol；若向平衡体系中通入少量CO2(g)，重新达平衡后，分压p(CO2)________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，p(CO)将________。 　　　 　 0.5 不变 不变 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 [解析]　(1)图示温度范围内C(s)已完全反应，则反应Ⅰ已经进行完全，反应Ⅱ和Ⅲ均为放热反应，从开始到T1，温度不断升高，反应Ⅱ和Ⅲ均逆向移动，依据反应Ⅱ，H2的量减小，摩尔分数减小，CO的量升高，摩尔分数增大，且二者摩尔分数变化斜率绝对值相同，所以a曲线代表H2的摩尔分数随温度的变化，则c曲线代表CO2的摩尔分数随温度的变化，开始到T1，CO2的摩尔分数升高，说明在这段温度范围内，反应Ⅲ占主导，当温度高于T1，CaCO3(s)已完全分解，只发生反应Ⅱ，所以CO2的摩尔分数减小。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (2)压力p下、温度为T0时，H2、CO、CO2的摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05，则H2O(g)的摩尔分数为1－0.5－0.15－0.05＝0.3，则反应CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g)的平衡常数Kp＝＝＝。 设起始状态有1 mol C(s)、x mol H2O(g)，反应Ⅰ进行完全，反应Ⅱ转化了a mol CO，反应Ⅲ转化了b mol CO2。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 则列出三段式： 　　　　　C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) 起/mol　　1　　　x　　　　0　　　0 转/mol　　1　　　1　　　　1　　　1 平/mol　　0　　　x－1　　 1　　　1 　　　　　CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g) 转/mol　　　a　　　a　　　　a　　　 a 　　　　　CaO(s)＋CO2(g)⥫⥬CaCO3(s) 转/mol　　　　　　 b　　　 b 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 根据平衡时H2、CO、CO2的摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05，则有＝0.5、＝0.15、＝0.05，解出x＝，a＝，b＝，则n(总)＝x＋1－b＝＋1－＝，而由于平衡时n(总)＝4 mol，则n(CaCO3)＝× mol＝0.5 mol。若向平衡体系中通入少量CO2(g)，重新达平衡后，反应CaO(s)＋CO2(g)===CaCO3(s)的Kp＝，温度不变，Kp不变，则分压p(CO2)不变；体系中增加了CO2(g)，若反应Ⅱ逆向移动，在CO2分压不变的前提下，CO、H2O的分压增大，H2分压减小，则反应Ⅱ的Kp将会发生变化，与事实不符，所以为了保证Ⅱ的Kp也不变，最终所有物质的分压均不变，即p(CO)不变。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 同源类题 (2025·重庆二模)CH3OH可用作大型船舶的绿色燃料，可由CO或CO2制备。工业上用CO2制备CH3OH的原理如下： 反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.5 kJ·mol-1(主反应) 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.2 kJ·mol-1(副反应) (1)T ℃时，向恒压密闭容器中充入1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)，若在该条件下只发生反应Ⅰ，达平衡时，放出20 kJ能量；若在相同条件下向相同容器中充入a mol CH3OH(g)和 b mol H2O(g)，达到平衡时，吸收29.5 kJ的能量，则a＝________，b＝________。 1　 1　 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (2)某温度下，将CO2和H2按物质的量之比1∶3通入恒容密闭容器中同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，下列情况下能说明反应Ⅱ达到平衡状态的是________(填标号)。 A．CO2和H2的物质的量之比不再改变 B．混合气体的密度不再变化 C．混合气体的压强不再变化 D．形成1 mol碳氧键的同时断裂2 mol氧氢键 AC　 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (3)将CO2和H2按物质的量之比1∶3通入密闭容器中发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，分别在1 MPa、3 MPa、5 MPa下，测得CO2在不同温度下的平衡转化率(α)和生成CH3OH、CO选择性(S)(选择性为目标产物在含碳产物中的比率)的变化如图。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 ①代表5 MPa下α(CO2)随温度变化趋势的是曲线________(填“a”“b”或“c”)。 ②P点对应的反应Ⅱ的压强平衡常数Kp＝___________(保留两位有效数字)。 ③随着温度的升高，a、b、c三条曲线接近重合的原因是 __________________________________________________________ _________________________________________________________。 a　 0.009 6　 温度升高到一定程度时以反应Ⅱ为主，该反应前后气体体积不变，改变压强对其平衡没有影响 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 [解析]　(1)T ℃时，向恒压密闭容器中充入1 mol CO2(g)和3 mol H2(g)，若在该条件下只发生反应Ⅰ，达平衡时，放出20 kJ能量；若在相同条件下向相同容器中充入a mol CH3OH(g)和b mol H2O(g)，达到平衡时，吸收29.5 kJ的能量，说明两条件下达到的平衡为等效平衡，恒温恒压相同容器中等效平衡的达到途径为投料量相等，则a＝1，b＝1。(2)A．两个反应CO2和H2的化学计量数之比不同，所以当n(CO2)∶n(H2)比值不变时，反应达到了平衡状态，符合题意；B．反应容器容积不变，参与反应的物质均为气体，总质量不变，密度为一个定值，所以不能说明反应是否达到平衡状态，不符合题意；C．主反应反应前后气体分子数目改变，故压强不变可以说明反应达到了平衡状态，符合题意；D．没有考虑甲醇中的氢氧键的变化，所以不能说明反应达到平衡状态，不合题意。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (3)①反应Ⅰ是气体体积减小的反应，反应Ⅱ是气体体积不变的反应，相同温度下，增大压强，反应Ⅰ正向移动，CO2的转化率增大，则压强越大，α(CO2)越大，即a符合反应特点；②根据已知条件列出“三段式”： CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g) 起始/mol 1 3 0 0 转化/mol x 3x x x 平衡/mol 1－x 3－3x x x 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 CO2(g) ＋ H2(g) ⥫⥬ CO(g)＋H2O(g) 起始/mol 1－x 3－3x 0 x 转化/mol y y y y 平衡/mol 1－x－y 3－3x－y y x＋y 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 P点时压强为3 MPa，CO的选择性为50%，CO2的转化率为20%，则＝0.5，＝0.2，解得x＝y＝0.1，反应Ⅱ的压强平衡常数Kp＝≈0.009 6；③反应Ⅰ是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，α(CO2)减小，反应Ⅱ是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，α(CO2)增大，随着温度升高，a、b、c三条曲线先减小再增大接近重合的原因是温度升高到一定程度时，整个过程以反应Ⅱ为主，该反应是气体分子数不变的反应，改变压强对平衡无影响。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 1．(2025·皖北协作体一模)在“碳达峰碳中和”的背景下，CO2通过加氢转化制甲醇、乙醇等化学品的研究备受关注。回答下列问题： CO2加氢制甲醇 已知如下热化学方程式： 反应ⅰ：CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g)　ΔH1＝＋41.2 kJ·mol-1 反应ⅱ：CO(g)＋2H2(g)⥫⥬CH3OH(g)　ΔH2＝－90.6 kJ·mol-1 反应ⅲ：CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH3＝－49.5 kJ·mol-1 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (1)在一绝热恒容的密闭容器中发生反应CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g)，下列说法能说明该反应达到化学平衡状态的是___(填标号)。 A．体系的压强保持不变 B．混合气体的密度保持不变 C．n(CO2)＋n(CO)保持不变 D．CO的体积分数保持不变 AD　 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (2)一定条件下，发生上述反应ⅰ、ⅱ、ⅲ，达到平衡时CO2的平衡转化率和甲醇选择性随温度变化的关系如图所示。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 已知：甲醇的选择性＝×100%。 ①260 ℃时，H2的转化率α＝________。反应ⅰ的平衡常数Kx＝________(精确到小数点后3位，Kx是以物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数)。 ②从热力学角度分析，甲醇选择性随温度升高而降低的原因： ___________________________________________________________ _________________________________________________________。 22% 　0.022 由于反应ⅰ吸热，反应ⅱ、ⅲ放热，所以升高温度，反应ⅰ平衡正向移动，反应ⅱ、ⅲ平衡逆向移动，甲醇的选择性降低 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 [解析]　(1)该反应是气体体积不变的反应，绝热恒容的密闭容器中发生该反应，温度降低，体系压强减小，当体系的压强保持不变时，说明反应达到平衡，A选；该反应过程中气体总质量和总体积均为定值，混合气体的密度为定值，当混合气体的密度保持不变时，不能说明反应达到平衡，B不选；该反应过程中消耗的n(CO2)和生成的n(CO)相等，n(CO2)＋n(CO)是定值，当n(CO2)＋n(CO)保持不变时，不能说明反应达到平衡，C不选；该反应过程中气体总物质的量是定值，CO的体积分数是变量，当CO的体积分数保持不变时， 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 说明反应达到平衡，D选。(2)①＝3，设n(CO2)＝1 mol、n(H2)＝3 mol，总压为5 MPa，260 ℃时，CO2的平衡转化率为30%，甲醇的选择性为60%，则平衡时n(CO2)＝1 mol×70%＝0.7 mol，n(CH3OH)＝0.3 mol×60%＝0.18 mol，n(CO)＝1 mol×30－0.18 mol＝0.12 mol，根据氧原子守恒，n(H2O)＝2 mol－0.7 mol×2－0.18 mol－0.12 mol＝0.3 mol，根据氢原子守恒，n(H2)＝＝2.34 mol，H2的转化率α＝ ×100%＝22%，气体总物质的量为3.64 mol，反应ⅰ的平衡常数 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 Kx＝≈0.022；②从热力学角度分析，甲醇选择性随温度升高而降低的原因：由于反应ⅰ吸热，反应ⅱ、ⅲ放热，所以升高温度，反应ⅰ平衡正向移动，反应ⅱ、ⅲ平衡逆向移动，甲醇的选择性降低。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 2．(2025·石家庄一模)在“碳达峰碳中和”的目标引领下，对减少二氧化碳排放的相关技术研究正成为世界各国的前沿发展方向。回答下列问题： 利用CH4—CO2干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用，还可以缓解温室效应对环境的影响。该反应一般认为通过如下步骤来实现： Ⅰ．CH4(g)⥫⥬C(ads)＋2H2(g) Ⅱ．C(ads)＋CO2(g)⥫⥬2CO(g) 上述反应中C(ads)为吸附活性炭， 反应历程的能量变化如图所示。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (1)反应Ⅱ是________(填“慢反应”或“快反应”)，CH4—CO2干重整反应的热化学方程式为_______________________________________________________________(选取图中E1、E2、E3、E4、E5表示反应热)。 (2)在恒压条件下，等物质的量的CH4(g)和CO2(g)发生干重整反应时，各物质的平衡转化率随温度变化如图所示。已知在干重整反应中还发生了副反应：H2(g)＋CO2(g)⥫⥬H2O(g)＋CO(g)　ΔH>0，则表示CH4平衡转化率的是曲线____________(填“A”或“B”)，判断的依据是________________________________________________________________________________________________________________________。 快反应　 CH4(g)＋CO2(g)⥫⥬2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝＋(E3－E1) kJ·mol　 B 相同条件下，因为CO2同时参与2个反应，故转化率更大，CH4只参与1个反应，转化率小于CO2 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (3)在恒压p、800 K条件下，在密闭容器中充入等物质的量的CH4(g)和CO2(g)，若曲线A对应物质的平衡转化率为40%，曲线B对应物质的平衡转化率为20%，则以上反应平衡体系中n(CO)∶n(H2O)＝ ______，干重整反应的平衡常数Kp＝__________________(用平衡分 压代替平衡浓度表示，分压＝总压×物质的量分数，列出计算式，无需化简)。 3∶1　 　 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 [解析]　(1)由图可知反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅱ，故反应Ⅱ为快反应，由图可知CH4—CO2干重整反应的热化学方程式为CH4(g) ＋CO2 (g) ===2CO(g)＋2H2 (g)　ΔH＝＋(E3－E1)kJ·mol-1。(2)相同条件下，等物质的量的CH4(g)和CO2(g)发生干重整反应时，发生的反应为CH4(g) ＋CO2 (g)===2CO(g) ＋2H2 (g)(主反应)，H2(g)＋CO2(g)===H2O(g)＋CO(g) (副反应)，相同条件下，因为CO2同时参与2个反应，故转化率更大，CH4只参与1个反应，转化率小于CO2，则表示CO2平衡转化率的是曲线A，表示CH4平衡转化率的是曲线B。(3)设在密闭容器中充入1 mol CH4(g)和1 mol CO2(g)，CO2(g)的转化率为40%，即消耗0.4 mol CO2，CH4(g)的平衡转化率为20%，即消耗0.2 mol CH4，列出三段式： 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 CH4(g)＋CO2(g)⥫⥬2CO(g)＋2H2(g) 起始/mol 1 1 0 0 转化/mol 0.2 0.2 0.4 0.4 平衡/mol 0.8 0.8 0.4 0.4 H2(g)＋CO2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g) 起始/mol 0.4 0.8 0.4 0 转化/mol 0.2 0.2 0.2 0.2 平衡/mol 0.2 0.6 0.6 0.2 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 平衡时体系中，n(CH4)＝0.8 mol，n(CO2)＝0.6 mol，n(CO)＝ 0.6 mol，n(H2)＝0.2 mol，n(H2O)＝0.2 mol，n(CO)∶n(H2O)＝3∶1，体系中各气体的物质的量之和为2.4 mol，故Kp＝＝。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 考点三　生产中的平衡图像与生产条件控制(题空形式考查) 1．(2025·黑吉辽蒙卷，T18节选)以合成气(CO、H2)为原料合成乙二醇具有重要意义。 间接合成法：用合成气和O2制备的DMO合成乙二醇，发生如下3个均放热的连续反应，其中MG生成乙二醇的反应为可逆反应。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 在2 MPa、Cu/SiO2催化、固定流速条件下，发生上述反应，初始氢酯比＝52.4，出口处检测到DMO的实际转化率及MG、乙二醇、乙醇的选择性随温度的变化曲线如图所示[某物质的选择性＝×100%]。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (1)已知曲线Ⅱ表示乙二醇的选择性，则曲线________(填图中标号，下同)表示DMO的转化率，曲线________表示MG的选择性。 (2)有利于提高A点DMO转化率的措施有______(填标号)。 A．降低温度 B．增大压强 C．减小初始氢酯比 D．延长原料与催化剂的接触时间 Ⅰ　 Ⅳ　 BD　 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (3)483 K时，出口处的值为________(精确至0.01)。 (4)A点反应MG(g)＋2H2(g)⥫⥬HOCH2CH2OH(g)＋CH3OH(g)的浓度商Qx＝________(用物质的量分数代替浓度计算，精确至0.001)。 1.98　 0.025 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 [解析]　(1)根据间接合成法的3个连续反应可知，消耗的DMO的物质的量等于三种产物MG、乙二醇、乙醇的物质的量之和，根据物质的选择性的定义，图中三种物质在任一温度下的选择性之和为100%，故曲线Ⅰ表示DMO的转化率。由于三个反应为连续反应，随着温度升高，反应速率不断增大，体系中的物质会不断向最终产物乙醇转化，因此选择性随温度升高而不断升高的曲线Ⅲ表示乙醇的选择性，曲线Ⅳ表示MG的选择性。(2)由于DMO→MG为不可逆反应，因此要提高A点DMO转化率，可通过提高其反应速率或延长反应时间的方法来达到。降低温度会降低反应速率，A项错误；增大 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 压强可提高反应速率，B项正确；减小初始氢酯比相当于增大DMO的含量，不能提高DMO的转化率，C项错误；延长原料与催化剂的接触时间相当于延长反应时间，D项正确。(3)设DMO初始投入量为1 mol，483 K时，DMO的转化率为99%，则三种产物的物质的量之和为0.99 mol，此时n(DMO)＝0.01 mol；483 K时乙醇的选择性为2%，则n(乙醇)＝0.99 mol×2%＝0.019 8 mol，故＝＝1.98。(4)设DMO初始投入量为1 mol，根据初始氢酯比＝52.4，则初始投入52.4 mol H2，A点没有生成乙醇，只涉 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 及前两个反应：DMO＋2H2===MG＋CH3OH、MG＋2H2⥫⥬HOCH2CH2OH＋CH3OH，设A点处两个反应分别消耗了x mol DMO、y mol MG，A点时各物质的物质的量为n(DMO)＝(1－x) mol，n(H2)＝(52.4－2x－2y)mol，n(MG)＝(x－y)mol，n(HOCH2CH2OH)＝y mol，n(CH3OH)＝(x＋y)mol，根据A点DMO的转化率为80%可知x＝0.8；根据A点乙二醇和MG的选择性均为50%可知二者物质的量相同，即x－y＝y，将x＝0.8代入得y＝0.4，则n(DMO)＝0.2 mol，A点时，n(H2)＝50 mol，n(MG)＝0.4 mol，n(HOCH2CH2OH)＝0.4 mol，n(CH3OH)＝1.2 mol，n总＝52.2 mol， 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 故题给反应的Qx＝＝＝≈0.025。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 2．(2024·河北卷，T17，节选)氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1，4-二(氯甲基)苯等可通过氯化反应制备。 硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下： SO2(g)＋Cl2(g)⥫⥬SO2Cl2(g)　ΔH＝－67.59 kJ·mol-1 (1)若正反应的活化能为E正 kJ·mol-1，则逆反应的活化能E逆＝_____________kJ·mol-1(用含E正的代数式表示)。 E正＋67.59　 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (2)恒容密闭容器中按不同进料比充入SO2(g)和Cl2(g)，测定T1、T2、T3温度下体系达平衡时的Δp(Δp＝p0－p，p0为体系初始压强，p0＝240 kPa，p为体系平衡压强)，结果如图甲所示。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 图甲中温度由高到低的顺序为___________，判断依据为____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________。 M点Cl2的转化率为________，T1温度下用分压表示的平衡常数Kp＝________kPa-1。 (3)图乙曲线中能准确表示T1温度下Δp随进料比 变化的是________(填字母)。 T3>T2>T1　 该反应正 反应放热，且气体分子数减小，反应正向进行程度越大，容器内压强越小，Δp越大，从T3到T1，平衡时Δp增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，对应温度逐渐降低 75%　 0.03　 D 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 [解析]　(1)根据反应热ΔH与活化能E正、E逆的关系为ΔH＝E正－E逆可知，该反应的E逆＝E正－ΔH＝(E正＋67.59) kJ·mol-1。(2)该反应的正反应为气体体积减小的反应，因此反应正向进行程度越大，平衡时容器内压强越小，Δp越大。从T3到T1，Δp增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，已知正反应为放热反应，则温度由T3到T1逐渐降低，即T3>T2>T1。由题图甲中M点可知，进料比n(SO2)∶n(Cl2)＝2，平衡时Δp＝60 kPa，已知恒温恒容情况下，容器内气体物质的量之比等于压强之比，可据此列出“三段式”。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 SO2(g)＋Cl2(g)⥫⥬SO2Cl2(g)　Δp 起始压强/kPa 160 80 变化压强/kPa 60 60 60 60 平衡压强/kPa 100 20 60 可计算得α(Cl2)＝×100%＝75%，Kp＝＝＝0.03 kPa-1。(3)由题图甲中M点可知，进料比为2时，Δp＝60 kPa，结合“三段式”，以及T1时化学平衡常数可知，进料比为0.5时，Δp也为60 kPa，曲线D上存在(0.5，60)。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 3．(2024·湖北卷，T17)用BaCO3和焦炭为原料，经反应Ⅰ、Ⅱ得到BaC2，再制备乙炔是我国科研人员提出的绿色环保新路线。 反应Ⅰ：BaCO3(s)＋C(s)⥫⥬BaO(s)＋2CO(g) 反应Ⅱ：BaO(s)＋3C(s)⥫⥬BaC2(s)＋CO(g) 回答下列问题： (1)写出BaC2与水反应的化学方程式：______________________________________。 BaC2＋2H2O―→Ba(OH)2＋ HC≡CH↑　 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (2)已知Kp＝(pCO)n、K＝(n是CO的化学计量数)。反应Ⅰ、Ⅱ的lg K与温度的关系曲线如图1所示。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 ①反应BaCO3(s)＋4C(s)⥫⥬BaC2(s)＋3CO(g)在1 585 K的Kp＝________Pa3。 ②保持1 320 K不变，假定恒容容器中只发生反应Ⅰ，达到平衡时pCO＝________Pa，若将容器体积压缩到原来的，重新建立平衡后pCO＝________Pa。 1016　 105　 105　 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (3)恒压容器中，焦炭与BaCO3的物质的量之比为4∶1，Ar为载气。1 400 K和1 823 K下，BaC2产率随时间的关系曲线依实验数据拟合得到图2(不考虑接触面积的影响)。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 ①初始温度为900 K，缓慢加热至1 400 K时，实验表明BaCO3已全部消耗，此时反应体系中含Ba物种为________。 ②1 823 K下，反应速率的变化特点为___________________________________________________________________________，其原因是_________________________________________________________。 BaO　 t1～t2阶段净反应速率为正值 且恒定不变，t2后反应达到平衡，净反应速率恒为0 反应物均为固体，固体的浓度为定值，不会随着消耗而发生改变 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 [解析]　(1)Ba和Ca为同主族元素，所以BaC2与水的反应和CaC2与水的反应相似，其反应的化学方程式为BaC2＋2H2O―→Ba(OH)2＋HC≡CH↑。(2)①反应Ⅰ＋反应Ⅱ得BaCO3(s)＋4C(s)⥫⥬BaC2(s)＋3CO(g)，所以其平衡常数K＝KⅠ×KⅡ＝，由图1可知， 1 585 K时KⅠ＝102.5，KⅡ＝10-1.5，即＝102.5×10-1.5＝10， 所以＝10×(105 Pa)3＝1016 Pa3，则Kp＝＝1016 Pa3。②由图1 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 可知，1 320 K时反应Ⅰ的KⅠ＝100＝1，即KⅠ＝＝1，所以＝(105 Pa)2，即pCO＝105 Pa。若将容器体积压缩到原来的，温度不变，平衡常数不变，重新建立平衡后pCO应不变，即pCO＝ 105 Pa。(3)①由图2可知，1 400 K时，BaC2的产率为0，即没有BaC2，又实验表明BaCO3已全部消耗，所以此时反应体系中含Ba物种为BaO。②图像显示，1 823 K时t1～t2阶段净反应速率为正值且恒定不变，t2后反应达到平衡，净反应速率恒为0；反应物均为固体，固体的浓度为定值，不会随着消耗而发生改变。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 同源类题 (2025·南昌一模，节选)在催化剂作用下NH3可将烟气中的SO2还原为S2，实现变废为宝，反应如下： 反应Ⅰ：2NH3(g)⥫⥬N2(g)＋3H2(g)　ΔH1＝＋92 kJ·mol-1 反应Ⅱ：3H2(g)＋SO2(g)⥫⥬2H2O(g)＋H2S(g)　ΔH2＝－207.4 kJ·mol-1 反应Ⅲ：4H2S(g)＋2SO2(g)⥫⥬3S2(g)＋4H2O(g)　ΔH3＝＋95.6 kJ·mol-1 反应Ⅳ：NH3(g)＋SO2(g)⥫⥬S2(g)＋N2(g)＋2H2O(g)　ΔH4＝－61 kJ·mol-1。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 回答下列问题： (1)670 K、20 MPa下，向反应器中通入氨气，发生反应Ⅰ，达到平衡后，再向反应器中通入水蒸气稀释，则v正________(填“>”“<”或“＝”)v逆。依据是_________________________________________________________。 >　 恒温恒压下，通入水蒸气，平衡向气体分子 数增大的方向移动 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (2)NH3和SO2还有另一种反应Ⅴ：2NH3(g)＋SO2(g)⥫⥬H2S(g)＋N2(g)＋2H2O(g)。反应Ⅳ、Ⅴ的lg Kp与温度的关系曲线如图。 ①表示反应Ⅴ的曲线是________(填“m”或“n”)。 ②反应Ⅲ在1 273 K的lg Kp＝________。 m　 2.4　 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (3)研究发现，NH3和SO2在有水蒸气存在下会生成副产物亚硫酸铵和焦亚硫酸铵，查到一部分热力学数据如下： (NH4)2S2O3(s)⥫⥬2NH3(g)＋2SO2(g)＋H2O(g)　lg K1＝41.89－17 705/T (NH4)2SO3(s)⥫⥬2NH3(g)＋SO2(g)＋H2O(g)　lg K2＝32.27－14 171/T 为减少副产物的生成，反应条件应选择________(“高温”或“低温”)，原因是_______________________________________________________________________________________________________。 高温 温度越高，两个反应平衡常数越大，平衡正移，生成亚硫酸铵和焦亚硫酸铵越难进行 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 [解析]　(1)670 K、20 MPa下，向反应器中通入氨气，发生反应Ⅰ，达到平衡后，再向反应器中通入水蒸气稀释，水蒸气不参与反应Ⅰ，恒温恒压下通入不参与反应的气体，容器体积增大，参与反应的气体物质的量不变，各反应组分压强减小，平衡向气体分子数增大的方向移动，因反应Ⅰ是气体分子数增大的反应，即平衡正向移动，则v正>v逆，依据是恒温恒压下，通入水蒸气，平衡向气体分子数增大的方向移动。(2)①由盖斯定律得：ΔH5＝ΔH1＋ΔH2＝92 kJ·mol-1－207.4 kJ·mol-1＝－115.4 kJ·mol-1<0，反应Ⅴ为放热反应，则升高温度，平衡逆向移动，平衡常数Kp减小，lg Kp也减小，因此表 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 示反应Ⅴ的曲线是m；②由图可知，Kp，Ⅳ(1 273 K)＝＝109.8、Kp，Ⅴ(1 273 K)＝＝1014.1，则[Kp，Ⅳ(1 273 K)]6＝＝109.8×6、[Kp，Ⅴ(1 273 K)]4 ＝＝1014.1×4，则反应Ⅲ：Kp，Ⅲ(1 273 K) 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 ＝＝＝109.8×6-14.1×4＝102.4，所以lg Kp，Ⅲ (1 273 K)＝2.4。(3)根据lg K1、lg K2与T的关系式可知，升高温度，K1、K2均增大，反应均正向进行，则为减少副产物的生成，反应条件应选择高温，原因是温度越高，两个反应平衡常数越大，平衡正移，生成亚硫酸铵和焦亚硫酸铵越难进行。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 1．(2025·商丘一模，节选)为了缓解温室效应与能源供应之间的冲突，CO2的资源化利用已成为研究的热点。 【资源化一：利用CO2制水煤气】 (1)在容积为1 L的恒容密闭容器中进行反应，方程式为CO2(g)＋CH4(g)⥫⥬2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝＋247.1 kJ·mol-1。当投料比＝1.0时，CO2的平衡转化率(α)与温度(T)、 初始压强(p)的关系如图所示。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 ①初始压强p1________(填“>”“<”或“＝”，下同)p2；当温度为T3 ℃、初始压强为p2时，a点时的v逆________v正。 ②起始时向容器中加入1 mol CH4和1 mol CO2，在温度为T6 ℃时反应，此时初始压强为p2，该反应的平衡常数K＝________。 <　 >　 4 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 【资源化二：利用CO2制天然气】 (2)二氧化碳加氢制甲烷过程中主要发生反应： 反应Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g)⥫⥬CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH1 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.2 kJ·mol-1 在密闭容器中，压强恒为1.01×105 Pa、n起始(CO2)∶n起始(H2)＝1∶4时，CO2平衡转化率、在催化剂作用下反 应相同时间所测得的CO2实际转化率随温 度的变化如图所示。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 ①反应Ⅰ的ΔH1＝________kJ·mol-1。 ②CO2平衡转化率后升高的主要原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 －164.7 反应Ⅰ为放热反应，温度升 高，CO2平衡转化率减小；反应Ⅱ为吸热反应，温度升高，CO2平衡转化率增大，温度较高时以反应Ⅱ为主，随温度升高，CO2平衡转化率增大的幅度大于减小的幅度 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 [解析]　(1)①CO2(g)＋CH4(g)⥫⥬2CO(g)＋2H2(g)是体积增大的反应，T3 ℃时，从下到上，二氧化碳平衡转化率升高，平衡正向移动，即减小压强向体积增大的方向移动，因此p1<p2。当温度为T3 ℃、初始压强为p2时，从a点到平衡点，二氧化碳平衡转化率减小，说明平衡逆向移动，因此a点时的v逆>v正。②起始时向容器中加入1 mol CH4和1 mol CO2，在温度为T6 ℃、初始压强为p2时反应，二氧化碳平衡转化率为50%，列出三段式得： 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 CH4(g)＋CO2(g)⥫⥬2CO(g)＋2H2(g) 开始量/mol 1 1 0 0 反应量/mol 0.5 0.5 1 1 剩余量/mol 0.5 0.5 1 1 该反应的平衡常数K＝＝4。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (2)①根据盖斯定律可知，反应Ⅰ的ΔH1＝－ΔH＋2ΔH2＝－247.1 kJ ·mol-1＋2×41.2 kJ·mol-1＝－164.7 kJ·mol-1。②因为反应Ⅰ：CO2(g)＋4H2(g)⥫⥬CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－164.7 kJ·mol-1，是放热反应，当温度升高，平衡逆向移动，二氧化碳转化率降低；反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.2 kJ·mol-1，是吸热反应，当温度升高，平衡正向移动，导致二氧化碳转化率增大，当温度升高到一定程度以后，此时以反应Ⅱ为主，导致随着温度的升高，反应Ⅱ的二氧化碳转化率增大幅度大于反应Ⅰ的减小幅度。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 2．(2025·绵阳二模)甲醇水蒸气重整制氢技术[CH3OH(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋3H2(g)]具有操作方便，反应条件温和等优点。已知如下热化学方程式： Ⅰ．CH3OH(g)⥫⥬CO(g)＋2H2(g)　ΔH1＝＋90.7 kJ·mol-1 Ⅱ．CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋40.9 kJ·mol-1 ΔS＝＋42.08 J·K-1·mol-1 Ⅲ．CH3OH(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋49.8 kJ·mol-1 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (1)以Pd/ZnO作催化剂时，甲醇与水蒸气重整制氢过程中只考虑反应Ⅰ和反应Ⅲ。向密闭容器中充入等物质的量的CH3OH(g)与H2O(g)，反应温度对平衡时CH3OH的转化率、CO2的选择性及CO的物质的量分数的影响结果如图所示。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 已知：S(CO2)＝×100% ①平衡时CH3OH的转化率随温度升高而增大，原因是__________________________________________________________。 ②520 K时，H2O的平衡转化率为________，反应Ⅰ的平衡常数Kx＝ _____________(列出计算式，用摩尔分数代替平衡浓度计算，物质i的摩尔分数：xi＝)。 均为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动 反应Ⅰ、Ⅲ 38%　 　 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (2)当温度升高时，反应的活化能越大，反应速率增加的倍数越大。据此对CO的物质的量分数在520 K时出现拐点加以解释： ______________________________________________________________________________________________________。 反应Ⅰ的活化能大于反应Ⅲ，温度升高，其速率增加的倍数更大；520 K后反应Ⅰ占优势，CO的物质的量分数增大 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 [解析]　(1)①反应Ⅰ、反应Ⅲ的ΔH均大于0，两个反应均为吸热反应，当升高温度时，平衡向正反应方向移动，所以平衡时CH3OH的转化率随温度升高而增大。②由图可知，520 K时，CH3OH的转化率为40%，CO2的选择性为95%，设起始CH3OH和H2O的物质的量都为 1 mol，生成CO2的物质的量为x mol，生成CO的物质的量为y mol，则＝95%，x＋y＝0.4，解得x＝0.38，y＝0.02，即反应Ⅰ消耗CH3OH 0.02 mol，生成CO 0.02 mol、H2 0.04 mol，反应Ⅲ消耗 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 CH3OH 0.38 mol、消耗水0.38 mol，生成CO2 0.38 mol、H2 1.14 mol，所以H2O的平衡转化率为×100%＝38%；平衡时，n(CH3OH)＝0.6 mol，n(CO)＝0.02 mol，n(CO2)＝0.38 mol，n(H2)＝(0.04＋1.14) mol＝1.18 mol，n(H2O)＝0.62 mol，气体的总物质的量为2.8 mol，故反应Ⅰ的平衡常数Kx＝。(2)图中520 K之前CO的物质的量分数随温度升高而减小，520 K之后CO的物质的量分数随温度升高而增大，说明反应Ⅰ(生成CO)的活化能大于反应Ⅲ，温度升高，其速率增加的倍数更大，520 K后反应Ⅰ占优势，CO的物质的量分数增大。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 章末综合测评(一)　动量守恒定律 专题数智作业(十九) 选择题突破 化学反应速率与平衡的图像分析 (分值：40分) (每小题5分，每小题有一个或两个选项符合题目要求) 1．(2025·肇庆二模)T ℃时，在一恒容密闭容器中发生反应M(g)⥫⥬N(g)[P(g)为中间产物]，其反应过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是(　　) 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 122 A．有无催化剂反应过程均分2步进行 B．相同条件下，物质M比N稳定 C．其他条件不变，升高温度，减小，增大 D．其他条件不变，提高物质M的浓度能增大N的平衡产率 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 √ 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 C　[由反应过程图可知，使用催化剂后反应分3步进行，A错误；相同条件下，物质M的能量高于N，物质N比M稳定，B错误；反应M(g)⥫⥬P(g)是吸热反应，反应M(g)⥫⥬N(g)是放热反应，升高温度，减小，增大，C正确；反应为气体分子数不变的反应，其他条件不变，提高物质M的浓度，N的平衡产率不变，D错误。] 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 2．(2025·哈尔滨二模)一定温度下，将等量的气体X分别通入起始体积相同的密闭容器Ⅰ和Ⅱ中，使其发生反应2X(g)⥫⥬Y(?)＋2Z(g)，如图所示。下列说法正确的是(　　) 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 125 A．达平衡时，容器Ⅰ中X的转化率一定小于容器Ⅱ中X的转化率 B．达平衡后，向容器Ⅰ中通入稀有气体，平衡向逆反应方向移动 C．达平衡后，将容器Ⅱ温度升高，发现其体积增大，说明X发生的反应为吸热反应 D．达平衡后，反应物的总物质的量和生成物的总物质的量相等，对应图中坐标上的温度是200 ℃ 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 √ 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 D　[如果Y是固体或液体，达平衡时，容器Ⅰ中X的转化率等于容器Ⅱ中X的转化率，A错误；容器Ⅰ为恒容容器，达平衡后，向容器Ⅰ中通入稀有气体，反应物浓度不变，平衡不移动，B错误；如果Y是固体或液体，达平衡后，将容器Ⅱ温度升高，发现其体积增大，分子受热膨胀，体积增大，不能说明X发生的反应为吸热反应，C错误；达平衡时，反应物的总物质的量和生成物的总物质的量相等，假设物质X初始为a，转化2x，则生成Y和Z分别为x、2x，得a－2x＝x＋2x，解得x＝0.2a，故转化率为2x÷a＝40%，对应图中坐标上的温度是200 ℃，D正确。] 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 3．(2025·威海模拟)一定条件下，将H2和N2按物质的量之比3∶1充入密闭容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)。测得不同压强下，达到化学平衡时氨的物质的量分数()随温度变化如图： 下列说法错误的是(　　) A．压强：p1<20 MPa B．速率：b>a C．a点时，N2的转化率约为33% D．虚线表示p1条件下充入He后的图像 √ 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 √ 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 128 BD　[合成氨反应为气体分子数减小的反应，其他条件相同时，增大压强，平衡时氨的物质的量分数增大，可知压强：p1<20 MPa，A正确；a点温度高，压强大，反应速率大，速率：b<a，B错误；a点时，氨的物质的量分数为0.20，列“三段式” N2(g)　＋　3H2(g)⥫⥬2NH3(g) 起始 1 3 0 变化 x 3x 2x 平衡 1－x 3－3x 2x 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 ＝0.2，x≈0.33，N2的转化率约为33%，C正确；恒容条件下充入非反应气体，压强增大，但反应物浓度不变，平衡不移动，平衡时氨的物质的量分数不变，D错误。] 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 4．(2025·绵阳二模)H2S高温裂解转化为H2和硫蒸气。维持体系压强为100 kPa，反应在不同温度下达到平衡时，混合气体中各组分的体积分数如图所示。下列说法错误的是(　　) A．H2S高温裂解反应的ΔH>0 B．曲线c表示H2的体积分数 C．恒定温度，增大压强可使该反应平衡转化率降低 D．1 300 ℃时，该反应的压强平衡常数Kp＝7.4 kPa √ 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 131 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 B　[由图示信息可知，曲线a代表H2S的体积分数随温度改变的变化，温度越高，H2S的体积分数越小，说明升高温度平衡正向移动，故高温裂解反应的ΔH>0，A正确；H2S分解产生H2和S蒸气，随着温度的升高，H2S分解率增大，则H2S的含量会逐渐降低，H2、S蒸气含量逐渐增加，所以a表示H2S，b、c表示两种生成物，由于二者的含量比是2∶1，根据元素守恒，可知b表示H2，c表示的是S2，B错误；恒容、恒温条件下，根据勒夏特列原理，压强增大，反应向压强减小的方向移动，即向气体分子数减小的方向移动，则硫化氢高温裂解反应向生成硫化氢的方向进行，平衡转化率降低，C正确； 在1 300 ℃时，H2S的体积分数是50%，假设反应开始时H2S的物质 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 的量是1 mol，平衡时分解的H2S为x mol，根据反应方程式：2H2S(g)⥫⥬2H2(g)＋S2(g)可知在平衡时n(H2S)＝(1－x) mol，n(H2)＝x mol，n(S2)＝0.5x mol，则＝50%，解得x＝0.4 mol，所以H2S的分解率为×100%＝40%，此时H2S占总量的物质的量分数为＝，H2占总量的物质的量分数为＝，S2占总量的物质的量分数为＝，则用分压表示的化学平衡常数Kp＝＝×100 kPa≈7.4 kPa，D正确。] 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 5．(2025·攀枝花一模)储氢合金M的吸放氢反应式为xH2(g)＋2M(s)⥫⥬2MHx(s)，现将100 g M置于恒容容器中，通入氢气并维持容器内压强恒定，在不同温度下M的最大吸氢量与氢气压强的关系如图所示，下列说法不正确的是(　　) 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 134 A．吸氢反应的ΔH<0、ΔS<0 B．压强越小，温度对最大吸氢量的影响越大 C．70 ℃、0.8 MPa条件下，若3 min到达P点，则吸氢速率v＝0.35 g·min-1 D．若到达N点所用时间小于P点，则吸氢速率v(N)<v(P) √ 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 135 D　[相同压强下，温度越高，吸氢质量越小，可知此反应是放热反应，则ΔH<0，根据反应前后物质状态，此反应的ΔS<0，A正确；压强越小，不同温度下，最大吸氢量差值越来越大，说明压强越小，温度对最大吸氢量的影响越大，B正确；70 ℃、0.8 MPa条件下，最大吸氢质量为1.05 g，若3 min到达P点，则吸氢速率v＝0.35 g·min-1，C正确；若到达N点所用时间小于P点，则吸氢速率v(N)>v(P)，故D错误。] 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 6．(2025·长沙模拟)三元催化转换器可除去汽车尾气中90%以上的污染物。在一恒容密闭容器中加入1 mol CO和一定量的NO，发生反应2CO(g)＋2NO(g)⥫⥬N2(g)＋2CO2(g)，按不同投料比x时，CO的平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A．x1>x2 B．该反应ΔH>0 C．a、b、c对应平衡常数Ka<Kb＝Kc D．反应温度为T1时，向平衡体系充入适量NO，可实现由b到c的转化 √ 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 137 C　[相同温度下，n(CO)越大，x越大，CO的平衡转化率越小，则x1<x2，A错误；温度升高，CO的平衡转化率降低，即升高温度，平衡逆向进行，则该反应为放热反应，ΔH<0，B错误；升高温度，CO的平衡转化率减小，平衡向逆反应方向移动，则K减小，K只与温度有关，则Ka<Kb＝Kc，C正确；反应温度为T1时，向平衡体系充入适量NO，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，故不能实现由b到c的转化，D错误。] 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 7．(2025·岳阳一模)在体积分别为V1 L和V2 L的两个恒容密闭容器中，均充入2 mol CHCl3(g)和1 mol O2(g)，光照条件下发生反应2CHCl3(g)＋O2(g)⥫⥬2COCl2(g)＋2HCl(g)，测得CHCl3(g)的平衡转化率随温度(T)的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．V1<V2 B．此反应仅在低温下可自发进行 C．T1 ℃时，若V2＝2 L，则反应平衡常数K＝4.05 D．其他条件不变，增大投料比[]投料，平衡后可提高CHCl3的转化率 √ 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 139 C　[该反应正反应方向气体分子数增加，相同起始量，容器体积越小，压强越大，CHCl3(g)的平衡转化率越小，故V1>V2，A错误；温度升高，CHCl3(g)的平衡转化率减小，说明该反应正反应方向放热，正反应方向气体分子数增加，ΔS>0，可知此反应在任何温度下均可自发进行，B错误；T1 ℃时，若V2＝2 L，CHCl3(g)的平衡转化率为60%，CHCl3(g)参加反应的物质的量为1.2 mol，剩余0.8 mol，O2(g)参加反应的物质的量为0.6 mol，剩余0.4 mol，生成COCl2(g)、HCl(g)各1.2 mol，CHCl3(g)、O2(g)、COCl2(g)、HCl(g)的浓度分别为0.4 mol·L-1、0.2 mol·L-1、0.6 mol·L-1、0.6 mol·L-1，反应平衡常数K＝＝4.05，C正确；其他条件不变，增大投料比投料，平衡后可提高氧气的转化率，CHCl3的转化率降低，D错误。] 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 8．(2025·河南名校联考)向刚性密闭容器中，按物质的量之比3∶1充入H2和CO2，发生反应：2CO2(g)＋6H2(g)⥫⥬C2H4(g)＋4H2O(g)，反应相同的时间，CO2(g)的转化率随温度的变化关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A．H2(g)的转化率随温度的变化关系图与上图完全相同 B．该反应的焓变ΔH<0 C．N点容器内压强为p0，则T2 ℃时反应的Kp＝ D．M、N两点时两容器内压强相等 √ 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 141 D　[反应的投料比恰好等于系数比，所以H2(g)的转化率随温度的变化关系图与CO2(g)的转化率随温度的变化关系图完全相同，A正确；反应开始时，CO2(g)的转化率随温度升高而增大，反应达到平衡后，随温度升高，CO2转化率减小，所以该反应的焓变ΔH<0，B正确；N点容器内压强为p0，T2 ℃平衡时CO2(g)转化率为50%，假设起始时充入3 mol H2： 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 2CO2(g)＋6H2(g)⥫⥬C2H4(g)＋4H2O(g) 初始/mol 1 3 转化/mol 0.5 1.5 0.25 1 平衡/mol 0.5 1.5 0.25 1 平衡时分压 p0 p0 p0 p0 反应的Kp＝＝，C正确；M、N两点对应的温度不同，所以两容器内压强不相等，D错误。] 题号 2 1 3 4 5 6 8 7 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 热点题空专练 多平衡体系的分析和平衡常数计算 (分值：30分) 1．(7分)(2025·兰州一模，节选)煤气化的主要反应： 反应1：C(s)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋H2(g)　ΔH1＝＋131.3 kJ·mol-1 反应2：CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g)　ΔH2＝－41.1 kJ·mol-1 章末综合测评(一)　动量守恒定律 专题数智作业(二十) 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 请回答： (1)在恒温恒容容器内进行反应1和反应2，下列说法正确的有________(填标号)。(3分) A．混合气体的密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡 B．平衡时H2的体积分数可能大于 C．平衡时向容器中充入惰性气体，平衡体系中CO的体积分数不变 D．平衡时缩小容器体积，平衡体系中减小 AC 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (2)在一定温度下，向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和 1 mol H2O(g)同时发生反应1和反应2，起始压强为0.1 MPa，平衡时H2O的转化率为50%，CO的物质的量为0.1 mol，则反应1的平衡常数Kp＝___________。(已知Kp为分压平衡常数，分压＝总压×物质的量分数)(4分) 0.01 MPa 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 [解析]　(1)A．反应1中C是固体，恒温恒容容器内，随着反应的进行，混合气体的质量逐渐增大，则密度逐渐增大，当密度保持不变时，说明反应体系已达到平衡，正确；B．反应1＋反应2可得C(s)＋2H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋2H2(g)，假设反应进行到底，则H2的体积分数为，但可逆反应不能进行到底，则H2的体积分数一定小于，错误；C．平衡时向容器中充入惰性气体，容器内总压强增大，但是恒容条件下各物质浓度不变，平衡不移动，则平衡体系中CO的体 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 积分数不变，正确；D．总体考虑该反应体系，反应1－反应2得：C(s)＋CO2(g)⥫⥬2CO(g)，该反应的平衡常数K＝，则平衡时缩小容器体积，温度不变，平衡体系中不变，错误。(2)平衡时H2O的转化率为50%，则平衡时H2O的物质的量为0.5 mol，CO的物质的量为0.1 mol，设反应1消耗H2O的物质的量为x mol，列出三段式得 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 C(s)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋H2(g) 起始/mol 1 变化/mol x x x 平衡/mol CO(g)＋H2O(g)⥫⥬CO2(g)＋H2(g) 起始/mol 变化/mol 0.5－x 0.5－x 0.5－x 0.5－x 平衡/mol 0.1 0.5 0.5－x 0.5 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 则x－(0.5－x)＝0.1，解得x＝0.3，此时容器中总气体的物质的量为(0.5＋0.1＋0.5＋0.2) mol＝1.3 mol，起始压强为0.1 MPa，则此时总压强为×0.1 MPa＝0.13 MPa，反应1的平衡常数Kp＝＝＝0.01 MPa。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 2．(14分)(2025·南充二模)碳氧化物甲烷化是应对气候变化、减少温室气体排放的重要研究课题。其中，二氧化碳甲烷化涉及的反应如下： ①CO2(g)＋4H2(g)⥫⥬CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH1＝－165.0 kJ·mol-1 ②CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g)　ΔH2＝＋41.2 kJ·mol-1 ③2CO2(g)＋7H2(g)⥫⥬C2H6(g)＋4H2O(g)　ΔH3＝－132.3 kJ·mol-1 已知：以乙烷为例，其选择性定义为×100% 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 回答下列问题： (1)二氧化碳与甲烷反应制合成气(CO、H2)的热化学方程式④为 ________________________________________________________， 反应的ΔS______(填“>”“<”或“＝”)0，该反应在________(填“高温”或“低温”)下可自发进行。(4分) CO2(g)＋CH4(g)⥫⥬2CO(g)＋2H2(g)　ΔH4＝＋247.4 kJ·mol-1　 >　 高温　 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (2)将反应物CO2与H2按体积比1∶4混合进行甲烷化反应，不同压强和温度对平衡产物的影响如图1所示(左图限定温度为300 ℃，右图限定压强为100 kPa)。纵坐标为体积分数。根据本研究课题的目的，结合图1分析，理论上可选择的压强和温度为________(填标号)，理由是__________________________________________________________________________________________。(3分) A、B　 由图可知，影响该反应转化率的因素为温度，而非压强，且温度越高，转化率、甲烷选择性降低 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 A．200 ℃，100 kPa　　 B．200 ℃、1 000 kPa C．600 ℃、100 kPa D．600 ℃、1 000 kPa 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (3)若n(CO2)∶n(H2)＝1∶4，在恒温恒容反应器中进行甲烷化反应，平衡时CO2转化率为50%，甲烷和乙烷的选择性分别为50%和20%， 平衡时压强为p，则反应④的平衡常数Kp＝________________(kPa)2 (用含p的计算式表示)。(4分) 　 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (4)已知CO也可发生甲烷化反应：⑤CO(g)＋3H2(g)⥫⥬CH4(g)＋H2O(g)。CO2或CO甲烷化的速率经验方程为v＝kp1p2，其中k为速率常数，p1、p2为反应物分压。已知k＝A，Ea为活化能，R为常数，T为热力学温度)，CO2和CO甲烷化的速率常数与温度之间的关系如图2和图3所示。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 则反应的活化能Ea：①_____(“>”“<”或“＝”)⑤，分析依据是______________________________________________________________________。(3分) <　 分析可知直线的斜率的绝对值表示活化能，则CO图像斜率更大，活化能更大 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 [解析]　(1)由盖斯定律可知，2×②－①可得二氧化碳与甲烷反应制合成气(CO、H2)的热化学方程式④为CO2(g)＋CH4(g)⥫⥬2CO(g)＋2H2(g)　ΔH4＝2ΔH2－ΔH1＝＋41.2 kJ·mol-1×2－(－165.0 kJ·mol-1)＝＋247.4 kJ·mol-1，该反应中气体体积增大，反应的ΔS>0，ΔH－TΔS<0时反应可以自发进行，则该反应在高温下可自发进行。(2)进行甲烷化反应，则要使甲烷的体积分数达到最大，结合图1分析，理论上可选择的温度和压强为200 ℃、100 kPa和200 ℃、1 000 kPa，理由是由图可知，影响该反应转化率的因素为温度，而非压强，且温度越高，转化率、甲烷选择性降低。(3)若n(CO2)∶n(H2)＝1∶4，假设n(CO2)＝1 mol，n(H2)＝4 mol，在恒温恒容反应器中进行甲烷化反应，平衡时CO2转化率为50%，甲烷 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 和乙烷的选择性分别为50%和20%，则平衡时n(CO2)＝0.5 mol，n(CH4)＝ 0.5 mol×50%＝0.25 mol，n(C2H6)＝＝0.05 mol，根据碳原子守恒可知n(CO)＝1 mol－0.5 mol－0.25 mol－0.1 mol＝0.15 mol，根据氧原子守恒可知n(H2O)＝2 mol－1 mol－0.15 mol＝0.85 mol，根据氢原子守恒可知n(H2)＝＝2.5 mol，气体总物质的量为0.5 mol＋0.25 mol＋0.05 mol＋0.15 mol＋0.85 mol＋2.5 mol＝4.3 mol，平衡时压强为p，则反应④的平衡常数Kp＝(kPa)2。(4)已知k＝A，则ln k＝ln A＝ ln Ae，可知直线的斜率的绝对值表示活化能，则CO图像斜率更大，活化能更大，则反应的活化能Ea：①<⑤。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 3．(9分)(2025·潍坊模拟)苯乙烯是重要的基础化工原料，工业上常利用乙苯催化脱氢制备苯乙烯。涉及的反应如下： ⅰ．C6H5C2H5(g)⥫⥬C6H5CH==CH2(g)＋H2(g)　ΔH1 ⅱ．C6H5C2H5(g)＋H2(g)⥫⥬C6H5CH3(g)＋CH4(g)　ΔH2 ⅲ．C6H5C2H5(g)⥫⥬C6H6(g)＋CH2==CH2(g)　ΔH3 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 回答下列问题： (1)已知部分化学键的键能： ΔH2＝________ kJ·mol-1。(1分) 化学键 C—C C==C C—H H—H 键能/(kJ·mol-1) 332 611 414 436 －60　 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (2)一定温度下，在恒压密闭容器中充入乙苯和水蒸气，在催化剂作用下发生上述反应，测得反应体系中甲苯的选择性S(S＝×100%)及随时间变化曲线如图所示。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 曲线乙代表的是______________，水蒸气作稀释气，增大水蒸气的物质的量，乙苯的转化率将________(填“变大”“变小”或“不变”)。曲线甲随时间变化的原因之一是催化剂积碳，水蒸气的存在还有利于减少积碳，原因是____________________________________________________________________。(4分) 甲苯的选择性　 变大 水蒸气与积碳发生反应 C＋H2O(g)CO＋H2，消除积碳 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (3)将6 mol水蒸气和1 mol乙苯混合，通入初始压强为100 kPa 的恒压密闭容器，测得乙苯的平衡转化率、苯和甲苯的选择性随温度的变化关系分别如图所示。 620 ℃条件下进行反应，达到平衡时容器中H2物质的量n(H2)＝________ mol，反应ⅰ的平衡常数Kp＝____________ kPa(列出计算式)。(4分) 0.664　 　 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 [解析]　(1)ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和，则ΔH2＝苯基总键能＋(332×2＋414×5＋436)kJ·mol-1－[苯基总键能＋(332×1＋414×7)kJ·mol-1]＝－60 kJ·mol-1。(2)随乙苯转化率增大，反应ⅰ中生成更多氢气，体系中氢气的物质的量增加，有利于反应ⅱ正向进行，则甲苯选择性增大，体系中甲苯的物质的量增大，故减小，则曲线甲代表，曲线乙代表的是甲苯的选择性；该反应在恒压密闭容器中进行，增大水蒸气的物质的量，容器体积增大，相当于减小压强，平衡向气体分子数增加的方向移动，即平衡正向移动，则乙苯的转化率将变大；一定温度下， 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 水蒸气能和C反应：C＋H2O(g)CO＋H2，故水蒸气的存在还有利于减少积碳。(3)随乙苯转化率增大，反应ⅰ中生成更多氢气，体系中氢气的物质的量增加，甲苯物质的量增大，则图中带有“▼”标识的曲线为乙苯转化率；通过(1)可知，反应ⅱ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，生成甲苯的物质的量减小，甲苯的选择性减小，则图中上方无标识曲线代表甲苯选择性，图中下方无标识曲线代表苯选择性。620 ℃条件下进行反应，达到平衡时，乙苯的转化率为80%，苯的选择性为3%，甲苯的选择性为7%，反应开始时，乙苯的物质的量为1 mol，则反应消耗的乙苯的物质的量为0.8 mol， 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 生成苯的物质的量为0.024 mol，生成甲苯的物质的量为0.056 mol，则转化生成苯乙烯所消耗乙苯的物质的量为0.8 mol－0.024 mol－0.056 mol＝0.72 mol，则生成氢气的物质的量为0.72 mol，反应生成甲苯所消耗氢气的物质的量为0.056 mol，则反应剩余氢气的物质的量为0.664 mol，反应结束后，乙苯的物质的量为0.2 mol，苯乙烯的物质的量为0.72 mol，氢气的物质的量为0.664 mol，苯的物质的量为0.024 mol，乙烯的物质的量为0.024 mol，甲苯的物质的量为0.056 mol，甲烷的物质的量为0.056 mol，气体总物质的量为0.2 mol＋0.72 mol＋0.664 mol＋0.056 mol＋0.024 mol＋0.056 mol＋0.024 mol＋6 mol＝7.744 mol， 则反应ⅰ的平衡常数Kp＝ kPa＝ kPa。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 热点题空专练 生产中的平衡图像与生产条件控制 (分值：40分) 1．(14分)(2025·六盘水一模)二甲醚有含氢量高、廉价无毒等优点，利用二甲醚催化重整制氢的反应如下： 反应Ⅰ：CH3OCH3(g)＋H2O(g)⥫⥬2CH3OH(g)　ΔH1＝＋25 kJ·mol-1 反应Ⅱ：CH3OH(g)＋H2O(g)⥫⥬3H2(g)＋CO2(g)　ΔH2＝＋50 kJ·mol-1 章末综合测评(一)　动量守恒定律 专题数智作业(二十一) 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 回答下列问题： (1)将CH3OCH3(g)和H2O(g)以体积比1∶1充入恒容反应器，只发生反应Ⅰ。 ①绝热条件下，可判断该反应达到平衡状态的是________(填标号)。 A．v(CH3OCH3)＝v(H2O) B．容器内气体密度不变 C．容器内气体压强不变 D．不变 CD　 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 ②实验测得相同投料比和流速时，二甲醚的平衡转化率、单位时间内二甲醚的转化率和温度的关系如图1所示。据图分析，适宜的催化剂是________(填“HZSM-a”或“HZSM-b”)，温度为________。 HZSM-b　 280 ℃　 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 ③在一定温度和压强下，若要进一步提高单位时间内二甲醚的转化率，可采取的措施是___________________________。(6分) (2)在一个恒容密闭容器中充入2 mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g)，发生反应Ⅱ。平衡时CH3OH的含量随温度、压强的变化如图2所示。 寻找催化效果更好的催化剂 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 ①判断图中L代表的物理量是________(填“温度”或“压强”)。 ②已知A点反应达到平衡，体系压强为P MPa，则H2O的转化率为 _____，该温度下的Kp＝______________(MPa)2(列出含P的计算式即可，用平衡分压代替平衡浓度计算，平衡分压＝总压×物质的量分数)。(8分) 压强 25%　 　 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 [解析]　(1)①A．没有描述反应方向，不能说明正、逆反应速率相等，不能判断反应是否达到平衡；B．反应在恒容反应器中进行，容器的体积和气体的总质量都不变，容器内气体密度始终不变，不能判断反应是否达到平衡；C．该反应为气体体积相等的反应，容器为绝热容器，容器内气体压强不变说明温度不变，则正、逆反应速率相等，能说明反应达到平衡。D．不变，即K值不变，证明温度不变，能说明反应达到平衡；②由图1可知，选择催化剂HZSM-b时，在相同温度下比选择催化剂HZSM-a时，二 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 甲醚的转化率高，故选择的催化剂为HZSM-b；温度为280 ℃时，二甲醚的转化率比其他温度下高，故选择的温度为280 ℃；③在一定温度和压强下，若要进一步提高单位时间内二甲醚的转化率，可采取的措施是寻找催化效果更好的催化剂。(2)①反应Ⅱ是吸热反应，由图2可知，横坐标X的值越大，平衡时CH3OH的含量越小，说明平衡正向移动，则X代表温度，L就代表压强；②已知A点反应达到平衡，此时CH3OH的含量为50%，起始投料为2 mol CH3OH(g)和 1 mol H2O(g)，列三段式如下 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 CH3OH(g)＋H2O(g)⥫⥬3H2(g)＋CO2(g) 起始/mol 2 　1 　0 　0 转化/mol 　 x 　x 　 3x 　 x 平衡/mol 　 2－x 　 1－x 　 3x 　x 有×100%＝50%，解得x＝0.25，则H2O的转化率为×100%＝25%；平衡时CH3OH的物质的量为1.75 mol，H2O(g)的物质的量为0.75 mol，H2的物质的量为0.75 mol，CO2的物质的量为0.25 mol，n(总)＝3.5 mol，则Kp＝ (MPa)2。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 2．(10分)(2025·长沙二模，节选)深入研究碳、氮元素的物质转化有着重要的实际意义，汽车尾气净化装置中CO和NO发生如下反应： ⅰ．CO(g)＋2NO(g)⥫⥬CO2(g)＋N2O(g)　ΔH1，Kp1 ⅱ．CO(g)＋N2O(g)⥫⥬CO2(g)＋N2(g)　ΔH2，Kp2 ⅲ．2N2O(g)⥫⥬2N2(g)＋O2(g)　ΔH3，Kp3 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 回答下列问题： (1)上述反应的pKp－T的线性关系如图1所示(pKp＝－lg Kp)。ΔH3________(填“>”或“<”)0，反应2CO2(g)⥫⥬2CO(g)＋O2(g) 的K＝________(用Kp2、Kp3表示)。(3分) >　 　 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (2)一定温度下，在1 L密闭容器中充入2 mol CO、2 mol NO和 1 mol N2，初始总压强为p0，仅发生以上反应ⅰ、ⅱ，且反应ⅰ的v正＝k正·c2(NO)·c(CO)，v逆＝k逆·c(N2O)·c(CO2)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。充分反应达平衡时总压强为0.9p0，N2的物质的量为1.25 mol，则＝________。(3分) 0.15 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (3)CO和NO发生上述三个反应，在不同条件下达到平衡时，在T1 K时NO的转化率与的变化曲线及＝1时NO的转化率与T的变化曲线如图2所示。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 表示＝1时NO的转化率与T的变化曲线为________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)曲线，A点后NO的平衡转化率增大的原因是_________________________________________________________________________。(4分) Ⅰ　 温度高于T6 K 时，随温度升高，反应ⅲ正向反应程度变大，促进了反应ⅰ正向进行 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 [解析]　(1)由图1可知，温度升高，pKp3减小，即温度升高，Kp3增大，所以升高温度，反应ⅲ正向移动，故ΔH3>0；根据盖斯定律，反应ⅲ－反应ⅱ×2得反应2CO2(g)⥫⥬2CO(g)＋O2(g)，所以K＝。(2)该温度下忽略反应ⅲ，反应ⅱ．CO(g)＋N2O(g)⥫⥬CO2(g)＋N2(g)左右两边气体化学计量数之和相等，充分反应达平衡时总压强为0.9p0，所以平衡时n总＝5× mol＝4.5 mol，即反应ⅰ．CO(g)＋2NO(g)⥫⥬CO2(g)＋N2O(g)的发生使得容器内气体物质的量减少5 mol－4.5 mol＝0.5 mol，由于反应ⅰ左边的气体化学计量数之和比右边大1，所以反应ⅰ转化的n(CO)＝n(CO2)＝n(N2O)＝0.5 mol，转化的n(NO)＝1 mol，列三段式表示： 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 CO(g) ＋　 2NO(g)⥫⥬CO2(g)＋　N2O(g) 始/mol 2 2 0 0 转/mol 0.5 1 0.5 0.5 平/mol 1.5 1 0.5 0.5 CO(g)　＋ N2O(g)⥫⥬CO2(g)＋N2(g) 始/mol 1.5 0.5 0.5 1 转/mol 0.25 0.25 0.25 0.25 平/mol 1.25 0.25 0.75 1.25 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 平衡时v正＝v逆，又v正＝k正·c2(NO)·c(CO)，v逆＝k逆·c(N2O)·c(CO2)，所以k正·c2(NO)·c(CO)＝k逆·c(N2O)·c(CO2)，即＝＝＝0.15。(3)越大，NO转化率越小，所以曲线Ⅱ表示NO的转化率与的变化曲线，则曲线Ⅰ表示＝1时NO的转化率与T的变化曲线；A点对应的温度为T6 K，A点后NO的平衡转化率增大的原因是反应ⅲ为吸热反应，温度高于T6 K时，随温度升高，反应ⅲ正向反应程度变大，引起N2O消耗，而N2O为反应ⅰ的生成物，所以反应ⅲ正向反应程度变大后促进了反应ⅰ正向进行，从而使NO的平衡转化率增大。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 3．(16分)(2025·烟台一模)CO2催化加氢转化为CH3OH既能响应国家的“双碳”目标，又能缓解能源紧缺。该过程主要发生下列反应： Ⅰ．CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g)　ΔH1 Ⅱ．CO(g)＋2H2(g)⥫⥬CH3OH(g)　ΔH2 Ⅲ．CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH3<0 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 回答下列问题： (1)反应Ⅰ、Ⅱ以物质的量分数表示的平衡常数ln Kx与温度T的变化关系如图1所示。则ΔH3/ΔH2的数值范围是________(填标号)。(2分) A．<－1　　　　　　　 B．－1－0 C．0－1　　 D．>1 C　 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 (2)3 MPa下，以进气流量4.5 mmol·min-1、n(CO2)∶n(H2)＝1∶3持续通过装有0.5 g催化剂的反应管中(仅发生上述反应Ⅰ、Ⅱ)。经相同时间测得CO2的转化率[α(CO2)]、CH3OH的选择性[S(CH3OH)]及CH3OH的时空收率[Y(CH3OH)]随温度(T)的变化关系如图2所示： 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 已知：a．S(CH3OH)＝n(转化为CH3OH的CO2)/n(消耗的CO2)× 100% b．Y(CH3OH)＝CH3OH的产率×CO2的进气流量/催化剂的质量(mmol·h-1·g-1) ①该条件下，合成CH3OH的最佳温度是________，图中代表S(CH3OH)随温度变化的曲线是________，280 ℃后，曲线b快速下降的可能原因是____________________________________________________________________________________________。 280 ℃ b　 反应未达平衡，CO2的转化率逐渐增大，反应Ⅰ速率的增大 程度远大于反应Ⅱ，故甲醇的选择性快速下降 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 ②280 ℃时，CO的选择性为___________________，若Y(CH3OH)为 4.95 mmol·h-1·g-1，则α(CO2)＝____________(列出计算式即可)。 ③一定条件下，将进气流量改为0.04 mmol·min-1(此流量下的转化率可近似认为平衡转化率)，测得出气流量为0.038 mmol·min-1，α(CO2)为50%，此时反应Ⅰ的平衡常数Kp＝________。(14分) 22.5%　 　 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 [解析]　(1)根据盖斯定律，反应Ⅲ可以看作是反应Ⅰ和反应Ⅱ的加和：ΔH3＝ΔH1＋ΔH2，根据题目描述，ΔH3<0，即ΔH1＋ΔH2<0，从图1中可以看出，反应Ⅰ的ln Kx随温度升高而增大，说明ΔH1>0，反应Ⅱ的ln Kx随温度升高而减小，说明ΔH2<0，所以的范围为0<<1。(2)①根据题干信息，甲醇的时空收率Y与甲醇的产率成正比， 280 ℃时，Y最大，即甲醇产率最大，也就是说280 ℃是生成CH3OH的最佳温度；根据(1)题结论以及a、b两条曲线变化趋势可知，反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，升高温度n(CH3OH)减 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 小，转化为CH3OH的CO2减小，n(CO)增加，转化为CO的CO2增加，则S(CH3OH)降低，图中代表S(CH3OH)随温度变化的曲线是b； 280 ℃后，曲线b快速下降的可能原因是反应未达平衡，升高温度，CO2的转化率逐渐增大，反应Ⅰ速率的增大程度远大于反应Ⅱ，故甲醇的选择性快速下降；②根据图像信息可知，280 ℃时，CH3OH的选择性为77.5%，根据反应Ⅰ和反应Ⅱ以及元素守恒和选择性的表达式可得，S(CH3OH)＝×100%，S(CO)＝×100%，S(CH3OH)＋S(CO)＝1，所以S(CO)＝1－S(CH3OH)＝1－77.5%＝22.5%； 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 Y(CH3OH)＝，已知Y(CH3OH)＝4.95 mmol·h-1 ·g-1，进气流量为4.5 mmol·min-1、n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，所以CO2的进气流量为 mmol·min-1，根据单位换算，1 h通入CO2的物质的量为，催化剂质量为 0.5 g，因此CH3OH的产率＝＝＝；又因CH3OH产率＝CO2的转化率×CH3OH的选择性，故＝CO2的转化率×77.5%，CO2的转化 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 率＝；③根据题意，该气体流速下的转化率为平衡转化率，若假设装置中起始时含有0.04x mmol气体，那么起始时n(CO2)＝ 0.01x mmol、n(H2)＝0.03x mmol，反应Ⅰ中Δn(CO2)为a mmol，反应Ⅱ中Δn(CO2)为b mmol，则假设反应Ⅰ达到平衡后再发生反应Ⅱ并达到平衡，且平衡时n总＝0.038x mmol，则有如下三段式； 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 CO2(g)　　＋　　H2　　⥫⥬　　　CO(g)＋　H2O(g) 起始n 0.01x mmol 0.03x mmol 0 0 转化n a mmol a mmol a mmol a mmol 平衡n (0.01x－a)mmol (0.03x－a)mmol a mmol a mmol CO(g)　＋　2H2(g)　　⥫⥬　　　CH3OH(g) 起始n a mmol (0.03x－a)mmol 0 转化n b mmol 2b mmol b mmol 平衡n (a－b)mmol (0.03x－a－2b)mmol b mmol 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 根据平衡时CO2转化率为50%，可知a＝0.005x，n总＝0.01x－a＋a－b＋0.03x－a－2b＋a＋b＝0.04x－2b＝0.038x，解得b＝0.001x，则平衡时n(CO2)＝0.01x mmol－0.005x mmol＝0.005x mmol、n(H2)＝0.03x－a－2b＝0.023x mmol、n(H2O)＝a mmol＝0.005x mmol，n(CO)＝(a－b)mmol＝0.004x mmol，可以得到反应Ⅰ的Kp＝ ＝＝＝＝。 发散思维 消除盲点 专题数智作业 选择题和题空突破2　化学反应速率和化学平衡 谢 谢！ $