清单06 化学反应速率与平衡（抢分清单）（江苏专用）2026年高考化学终极冲刺讲练测

该高中化学高考复习知识清单聚焦化学反应速率与平衡专题，涵盖解题技法精讲、常见误区破解及题型强化训练，具体包括反应热计算、速率影响因素、平衡常数(Kp)计算、图像分析、化工生产条件选择等核心知识范畴。 清单通过14个技法分模块梳理知识，如平衡图像题解答思维模型、Kp计算模板等，结合表格对比呈现催化剂误区、平衡状态判断要点，培养科学思维与探究能力。设真题分类训练及易错警示，助力学生自主构建知识体系，教师可据此精准指导复习方向。

清单06 化学反应速率与平衡 解题技法精讲 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 技法01 反应热的计算方法 技法08 一个高频考点——压强平衡常数Kp计算 技法02 影响化学反应速率的答题方向 技法09 化学反应进行方向的判断 技法03 活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 技法10 化工生产适宜条件选择的一般原则 技法04 化学平衡计算常用的四个公式 技法11 解平衡移动结果题的思维模型 技法05 化学平衡特征与化学平衡状态的判断 技法12 化学平衡图象题解答思维模型 技法06 浓度、温度、压强、催化剂对平衡移动影响的v-t图像 技法13 陌生平衡图像的分析方法 技法07 多平衡体系中有关平衡常数的计算技巧 技法14 常考的化工生产中的四类图像 常见误区破解 误区01 认识催化剂的四大误区 误区03 三不混同，二原则 误区02 化学平衡状态的判断误区 误区04 规避平衡移动的2个易错点 题型强化训练 题型01 化学反应速率与平衡分析选择题 题型02 化学反应速率与平衡主观题 技法01 反应热的计算方法 多因素影响下的速率变化 常见影响反应速率的因素 浓度、温度、压强、催化剂活性、接触面积、原电池原理、副反应等 反常速率加快常见情况 ①温度升高；②形成原电池；③反应生成物对反应有催化作用；④温度升高，催化剂活性增强；⑤反应物浓度增大等 反应速率减慢常见情况 反应物浓度减小；②反应温度过高，催化剂失去活性；③析出的晶体或沉淀覆盖在固体表面，阻碍反应的进行；④竞争吸附等 技法02 影响化学反应速率的答题方向 （1）解释影响反应速率的因素 条件变化 正常 反常 举例解释 加热 速率增大 速率减小 ①有酶参与的反应，温度高酶会失去活性 ②有气体参与的反应，升高温度，气体的溶解度减小 ③加热易分解的物质(H2O2、NH3·H2O等)分解 ④有催化剂参与的反应，升高温度，催化剂活性降低 ⑤加热易挥发的物质(浓硝酸、浓盐酸)大量挥发 加压 速率增大 不变 ②恒温恒容条件下的气相反应，充入稀有气体 （2）催化剂(绝大多数催化剂都有其活性温度范围，温度过高，易使催化剂活性降低) 反应速率 原因 活化能 增大 催化剂改变反应的历程，使活化能降低 温度 增大 随着温度升高，催化剂的活性增大 减小 随着温度升高，催化剂的活性减小 接触面积 增大 催化剂与反应物接触面积增大 技法03 活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 条件→活化分子→有效碰撞→反应速率变化 技法04 化学平衡计算常用的四个公式 公式 备注 反应物的转化率＝×100%＝×100% ①平衡量可以是物质的量、气体的体积 ②某组分的体积分数，也可以是物质的量分数 生成物的产率＝×100% 平衡时混合物组分的百分含量＝×100% 某组分的体积分数＝×100% 技法05 化学平衡特征与化学平衡状态的判断 1．化学平衡七大特征 逆(研究对象) 适用于可逆反应 动(动态特征) 建立平衡后，正、逆反应仍在进行，属于动态平衡，可用同位素示踪原子法证明 等(平衡实质) υ(正)＝v(逆)）≠0 （正、逆反应速率相等，但不等于零。） 定(平衡结果) 达平衡后，反应混合物中各组分的___________或___________不变（不可理解为相等） 移(平衡移动) 化学平衡其存在是有条件的、暂时的，浓度、温度、压强条件变化时平衡会发生相应移动 同(等效平衡) 外界条件同，同一可逆反应从不同方向（正向、逆向、双向）达到的平衡状态相同 (定量特征) 一定温度下，化学平衡常数保持不变 2．化学平衡状态的判断 （1）基本判据： 等[v(正)＝v(逆)]、定（各组分含量、浓度保持不变）任何条件下的可逆反应均达到平衡 （2）判断三标志 ①达到化学平衡的本质标志 项目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 正反应速率逆反应速率关系 在单位时间内消耗了m mol A的同时生成了m mol A √ 在单位时间内消耗了n mol B的同时消耗了p mol C √ 在单位时间内生成了n mol B的同时消耗了q mol D × v正(A)∶v逆(B)＝m∶n √ ②达到化学平衡的等价标志 项目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)[假设只有A为有色气体] 是否平衡 混合体系中各 组分的含量 各物质的物质的量或物质的量的分数一定 √ 各物质的质量或质量分数一定 √ 各气体的体积或体积分数一定 √ A物质断裂的化学键与A物质形成的化学键的物质的量相等 √ 气体的颜色不变 √ 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，在其他条件不变时，体系温度一定时 √ ③达到化学平衡状态的特殊标志 项目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 压强 当 m＋n≠p＋q时，总压强一定（其它条件一定） √ 当 m＋n＝p＋q时，总压强一定（其它条件一定） ×不一定 总物质的量 当 m＋n≠p＋q时，总压强一定（其它条件一定） √ 当 m＋n＝p＋q时，总压强一定（其它条件一定） 不一定 技法06 浓度、温度、压强、催化剂对平衡移动影响的v-t图像 因素 图像 速率特点 说明 浓度 改变浓度后，速率曲线既有断点又有连续点，如增大反应物浓度，v正突然增大(断点)，v逆慢慢增大(连续点) ①突变与渐变：只在改变浓度时出现 ②根据图像判断平衡移动方向 如v正(或v逆)在上，则平衡正(或逆)向移动 温度 正反应为放热反应 正反应为吸热反应 升温，v正、v逆都突然增大(断点)，降温，v正、v逆都突然减小(断点) 压强 正反应为气体分子数增大的反应 正反应为气体分子数减小的反应 加压，v正、v逆都突然增大(断点)，减压，v正、v逆都突然减小(断点) 催化剂 催化剂能同等程度地改变化学反应速率 催化剂能改变反应的速率，但不影响平衡移动 技法07 多平衡体系中有关平衡常数的计算技巧 （1）有关多平衡体系平衡常数的计算，如何确定多个反应相关联物质在平衡时量的多少是解题的关键点。若用常规的三段式计算，对反应过程分析要求高，容易出错。但无论多少个反应，反应进行的程度如何，反应前后的原子总数是不变的，因而解答这类问题可用原子守恒法，可规避对反应过程的分析。 （2）原子守恒法解题步骤： 第一步：确定反应体系中有哪些元素,根据已知反应物分别计算出体系中各元素原子的总物质的量； 第二步：确定平衡体系中各物质的物质的量，分析平衡时，已给出哪些物质的物质的量，将未给出物质的物质的量设未知数，利用原子守恒列方程式组，求出未知量。 第三步：计算平衡常数 （1）若为浓度平衡常数，根据容器的容积计算各物质的平衡浓度，代入平衡常数表达式计算。 （2）若为压强平衡常数，根据平衡时各气体的物质的量及气体总物质的量，计算出平衡分压，最后代人平衡常数表达式计算。 【名师提醒】（1）在多重平衡体系中，某物质的平衡浓度，是所有有关反应的平衡浓度，对各相关反应的平衡常数都满足。 （2）在计算某反应的平衡常数时，要善于选特殊点计算。只要温度不变，这个平衡常数值可以运用于平衡曲线上的任何一点，选取多曲线的交点，往往能简化计算。 技法08 一个高频考点——压强平衡常数Kp计算 （1）表达式[以aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)为例] Kp＝[p(X)：X在平衡体系中物质的量分数(或体积分数)×总压强]。 （2）计算模板 ①根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度。 ②计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。 ③根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)。 ④根据平衡常数计算公式代入计算。 （3）实例：一定温度和催化剂条件下，将1 mol N2和3 mol H2充入压强为p0的恒压容器中，测得平衡时N2的转化率为50%，计算该温度下的压强平衡常数(Kp)。 解题模板 设平衡时总压为p0。 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) 起始/mol 1 3 0 变化/mol 0.5 1.5 1 平衡/mol 0.5 1..5 1 平衡时p(N2)＝p0、p(H2)＝p0、p(NH3)＝p0。 Kp＝＝。 技法09 化学反应进行方向的判断 焓判据 放热过程中体系能量降低，ΔH＜0，具有自发进行的倾向。 【温馨提醒】有些吸热反应反应也能自发进行，因此焓变判断反应方向不全面。 熵判据 ①熵的大小：同种物质，熵值：气态＞液态＞固态 ②熵判据：体系的混乱度增大，ΔS＞0，反应有自发进行的倾向。 【温馨提醒】有些熵减的过程也也能自发进行，故熵变判断反应方向也不全面。 复合 判据 ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应情况 ＜0 ＞0 永远是负值 在任何温度下过程均自发进行 ＞0 ＜0 永远是正值 在任何温度下过程均非自发进行 ＞0 ＞0 低温为正 低温时非自发 高温为负 高温时自发 ＜0 ＜0 低温为负 低温时自发 高温为正 高温时非自发 技法10 化工生产适宜条件选择的一般原则 影响 因素 有利于加快反应速率的控制 有利于平衡移动条件的控制 综合分析结果 浓度 增大反应物浓度 增大反应物浓度、减小生成物浓度 不断补充反应物、及时分离出生成物 压强 高压 (有气体参加) ΔV＜0 高压 设备条件允许的前提下，尽量采取高压 ΔV＞0 低压 兼顾速率和平衡、选取适宜的压强 温度 高温 ΔH＜0 低温 兼顾速率和平衡、考虑催化剂的适宜温度 ΔH＞0 高温 在设备条件允许的前提下， 尽量采取高温并选取合适催化剂 催化剂 加合适的催化剂 无影响 加合适的催化剂， 考虑催化剂活性与温度关系 技法11 解平衡移动结果题的思维模型 技法12 化学平衡图象题解答思维模型 图象题解答思维模型 步骤 五看：一看面(即看清横坐标和纵坐标)，二看线(即看线的走向、变化的趋势)，三看点(即看线是否通过原点，两条线的交点及线的拐点)，四看要不要作辅助线(如等温线、等压线)，五看定量图象中有关量的多少及变化（如浓度、温度变化） 联想外界条件对化学反应速率及化学平衡影响规律且熟练准确 根据图象中呈现的关系与所学规律相对比，作出符合题目要求的判断 技巧 对含量～时间曲线，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线表示的温度较高或压强较大 对含量～T/p曲线，图象中有三个变量，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系（因平衡移动原理只适用于“单因素”的改变）。即确定横坐标所示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所示的量后（通常可画一条垂线），讨论横坐标与曲线的关系 温馨提醒 看清几个点 ①看清起点。分清反应物、生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点；②看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。分清正、逆反应，吸、放热反应。升高温度时，υ(吸)＞υ(放)，在速率－时间图上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变，大变和小变。例如，升高温度，υ(吸)大增，υ(放)小增，增大某一反应物浓度，υ(正)突变，υ(逆)渐变；③注意终点。例如在浓度－时间图上，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断。 技法13 陌生平衡图像的分析方法 （1）题型特点 化学反应原理综合题在非选择题中的陌生图像打破了传统的速率、平衡图像模式，反应体系不再局限于气相反应，引入了更多的液相反应，纵坐标和横坐标不再局限于时间、温度、压强、速率、转化率等物理量，而是引入了更多的变量，如两种物质的物质的量之比、气体分压的负对数等，使得图像更新颖、信息容量更大、题目难度更大。 （2）复杂（竞争、连续）反应图像的解题流程 第一步 审反应方程式 ①找准竞争(或连续)反应在反应特点方面的异同 ②分清主、副反应 第二步 提取研究状态 (平衡、非平衡) ①非平衡状态量，其变化与反应速率有关 ②平衡状态量，则与平衡移动有关 第三步 析图 依据图中横坐标、纵坐标的内容，找出图中曲线中的“点”、“线”的含义和变化趋势，并用平衡移动原理解答具体问题 技法14 常考的化工生产中的四类图像 1．判断曲线上的每个点是否达到平衡状态 往往需要通过曲线的升降趋势或斜率变化来判断，如果还未达到平衡则不能使用平衡移动原理，只有达到平衡以后的点才能应用平衡移动原理。 如一定比例的CO2和H2在装有催化剂的反应器中发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－63 kJ·mol－1。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图所示，温度为470 K时，图中P点没有处于平衡状态，因为在490 K之前，甲醇产率随着温度升高而增大的原因是温度越高化学反应速率越快。 2．关注催化剂的活性是否受温度的影响 不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低于或高于这个温度都会下降。 如以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率关系如图所示。则根据两条曲线可以判断涉及影响反应速率的两个因素：催化剂和温度。250～300 ℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是温度超过250 ℃时，催化剂的催化效率降低。 3．确定不同的投料比对产率的影响 可以根据定一议二的方法，根据相同投料比时温度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强下改变投料比时平衡移动的方向进行判断，确定反应的吸、放热或气体物质化学计量数和的相对大小。 如将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)。已知在压强为a MPa下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如图： 当投料比一定时，温度越高，CO2的转化率越低，所以升温，平衡左移，正反应为放热反应。若温度不变，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，则提高了二氧化碳的转化率。 4．考虑副反应的干扰或影响 往往试题会有一定的信息提示，尤其温度的改变影响较大。 如磷石膏是湿法生产磷酸排出的工业废渣，主要成分是CaSO4·2H2O。用不同的还原剂可以将CaSO4还原，所得SO2可用于工业生产硫酸。以C作还原剂，向密闭容器中加入相同质量的几组不同C/S值（C与CaSO4的物质的量之比）的混合物在1 100 ℃加热，结果如图所示。当C/S值为0.5时，反应产物为CaO、SO2、CO2；当C/S值大于0.7时，反应所得气体中SO2的体积分数不升反降，其可能原因是当C/S值大于0.7时，原料中的还原剂C的含量增加，则高温下过量的C与CO2发生反应CO2＋C2CO，从而使得气体总体积增大（或部分转化为其他含S物质）。 误区01 认识催化剂的四大误区 误区1 催化剂 不参加化学反应 实际上，催化剂不是不参加化学反应，而是在化学反应前后，催化剂的化学性质基本不变。例如在铜催化乙醇生成乙醛的反应中，铜参与反应的原理如下：第一步为2Cu＋O22CuO，第二步为CuO＋CH3CH2OH→Cu＋CH3CHO＋H2O，这两步反应方程式的加和为O2＋2CH3CH2OHCH3CHO＋2H2O。显然催化剂参与了化学反应 误区2 一种反应 只有一种催化剂 实际上一个反应可以有多种催化剂，只是我们常选用催化效率高的，对环境污染小，成本低的催化剂，如双氧水分解的催化剂可以是二氧化锰，也可以是氯化铁，当然还可以硫酸铜等 误区3 催化剂都是加快化学反应速率 实际上，催化剂有正催化剂与负催化剂，正催化剂加快化学反应速率，负催化剂是减慢化学反应速率的 误区4 催化剂的效率与催化剂的量无关 实际上，催化剂参与了化学反应，是第一反应物。既然是反应物，催化剂的表面积，催化剂的浓度大小必然影响化学反应速率。比如用酵母催化剂做食品，酵母量大自然面就膨大快。催化剂的用量是会改变催化效率的 误区02 化学平衡状态的判断误区 （1）注意化学反应的特点 项目 化学方程式 是否平衡 密度 （体积不变） C(s)＋CO2(g)2CO(g) (ρ一定) √ N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) (ρ一定) × H2(g)＋I2(g)2HI(g) (ρ一定) × （2）判断可逆反应是否达到平衡时，防止犯以下错误：①若反应前后气体体积不变，则混合气体总体积、总压强、总物质的量、混合气体平均相对分子质量保持定值不能说明反应达到平衡状态；②若反应物和生成物的物质的量之比等于化学计算数之比，不能说明达到平衡状态；③若反应前后气体的密度一定，不能说明一定达到平衡状态。 误区03 三不混同，二原则 三个不要混同 ①不要将平衡的移动和速率的变化混同起来。 如平衡正向移动，不一定是正反应速率增加，逆反应速率减小 ②不要将平衡的移动与浓度的变化混同起来。如平衡右移生成物的浓度不一定增加 ③不要将平衡的移动与反应物的转化率提高等同起来。如平衡右移，反应物的转化率不一定提高 二个 原则 “不为零”原则：可逆反应中反应物的量不为0（确定取值范围） “一边倒”原则：把生成物的量全部转化为反应物的量（处理等效平衡） 误区04 规避平衡移动的2个易错点 （1）压强的影响实质是浓度的影响，所以只有当这些“改变”造成浓度改变时，平衡才有可能移动。 （2）化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是“消灭”外界条件的改变，改变是不可逆转的。新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。 如①增大反应物A的浓度，平衡右移，A的浓度在增大的基础上减小，但达到新平衡时，A的浓度一定比原平衡大。②若将体系温度从50 ℃升高到80 ℃，则化学平衡向吸热反应方向移动，达到新的平衡状态时50 ℃<T<80 ℃；③若对体系N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)加压，例如从30 MPa加压到60 MPa，化学平衡向气体分子数减小的方向移动，达到新的平衡时30 MPa＜p＜60 MPa。 题型01 化学反应速率与平衡分析选择题 1．（2024·南京市二模）制备光电子功能材料ZnS可通过自发反应ZnO(s)＋H2S(g)＝ZnS(s)＋H2O(g) ∆H＞0。下列说法正确的是 A．该反应的ΔS＜0 B．其他条件相同，缩小容器体积，达到新平衡时减小 C．其他条件相同，升高体系温度，H2S的平衡转化率增大 D．其他条件相同，使用催化剂加快正反应速率，减慢逆反应速率 【答案】C 【解析】A项，反应ZnO(s)＋H2S(g)＝ZnS(s)＋H2O(g)能自发进行，其ΔH＞0，则ΔS＞0，不正确；B项，反应前后气体分子数相等，其他条件相同，缩小容器体积，相当于加压，平衡不发生移动，则不变，不正确；C项，其他条件相同，升高体系温度，由于正反应为吸热反应，则平衡正向移动，H2S的平衡转化率增大，正确；D项，其他条件相同，使用催化剂，可降低反应的活化能，加快正反应速率，同时加快逆反应速率，不正确。 2．（2024·南通市如皋二模）氯气在生产、生活中应用广泛。实验室用KMnO4和浓盐酸常温下反应制取Cl2，工业上用电解饱和食盐水制备Cl2，也可用地康法制备Cl2。450℃，以CuCl2作催化剂，地康法原理如图所示。氨气可以检验Cl2是否发生泄露，遇Cl2泄漏时反应有白烟生成；Cl2可用于制备氯水或含KClO等成分的消毒剂，也可用于处理含氰(CN－)废水。 关于地康法制Cl2，下列说法正确的是 A．反应的平衡常数可表示为K＝ B．其他条件不变，升高温度HCl的平衡转化率降低说明该反应∆H＜0 C．CuCl2的使用可以增大反应的活化能 D．每生成22.4L Cl2时，转移电子的数目为2×6.02×1023 【答案】B 【解析】由图知，450℃，以CuCl2作催化剂，地康法制备氯气的总反应为4HCl(g)＋O2(g)2H2O(g)＋2Cl2(g)。 A项，结合分析可知，该反应的平衡常数可表示为K＝，错误；B项，其他条件不变，升高温度HCl的平衡转化率降低，说明升温平衡左移，则说明该反应正向放热，即∆H＜0，正确；C项，地康法制备氯气时CuCl2作催化剂，CuCl2的使用可以降低反应的活化能，错误；D项，未指明标准状况，气体摩尔体积不确定，则无法计算每生成22.4 L Cl2时转移的电子数目，错误。 3．(2025·江苏苏锡常镇·二模)反应：可用于氨气脱硫，下列说法正确的是 A．反应的 B．上述反应平衡常数 C．使用高效催化剂能降低反应的焓变 D．该反应中每消耗，转移电子的数目约为 【答案】D 【解析】A．反应后气体的物质的量减少，是熵减反应，所以，A错误； B．平衡常数表达式中，固体和纯液体不写入表达式。是固体，是纯液体，不应出现在平衡常数表达式中，正确的平衡常数K = ，B错误； C．催化剂只能降低反应的活化能，不能改变反应的焓变，焓变由反应物和生成物的能量决定，C错误； D．分析反应中元素化合价变化，元素从中的+4价升高到中的+6价，元素从中的0价降低到-2价，元素从中的-3升高到中的0价。根据化学方程式，4mol参与反应时，转移20mol电子，则每消耗1mol，转移电子5mol，转移电子的数目约为，D正确； 综上，答案是D。 4．(2026·江苏盐城·一模)DMF是良好的有机溶剂。二氧化碳加氢耦合DMA制DMF的主要反应(忽略其他副反应)为： 反应Ⅰ     反应Ⅱ     3MPa下，将(DMA)的混合气匀速通过装有催化剂的反应管，DMA的转化率、DMF或的选择性随温度变化如图所示。 DMF的选择性。 下列说法不正确的是 A．DMF的平衡选择性随温度升高而增大 B．300℃时，的转化率为3% C．其他条件不变，在240∼350℃范围，出口处DMF的量随温度升高而不断减小 D．高效合成DMF，需研发低温下DMA转化率高和DMF选择性高的催化剂 【答案】C 【解析】A．反应Ⅱ为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，转化为DMF的量增加；反应Ⅰ为放热反应，升温使反应Ⅰ平衡逆向移动，生成量减少，因此，DMF的平衡选择性随温度升高而增大，A正确； B．初始投料比，是过量反应物；时DMA转化率为，根据反应Ⅰ，的消耗量等于DMA的消耗量，因此的转化率为：，B正确； C．由图像可知，时DMA转化率快速上升（反应Ⅰ正向进行，生成量大幅增加），同时DMF选择性维持高位，因此DMF的生成量随温度升高而增大；时DMA转化率下降，但DMF选择性下降，DMF生成量减小，C错误； D．降低温度，反应Ⅰ（放热）正向移动，DMA转化率升高，反应Ⅱ（吸热）逆向移动，DMF选择性降低，因此需研发能在低温下同时提高DMA转化率和DMF选择性的催化剂，实现高效合成，D正确； 故答案选C。 5．(2026·江苏苏锡常镇四市·一模)生物质炭经水蒸气气化生产合成气(和)的过程涉及的主要反应如下：          固定单位时间内气流床中生物质炭的投入量，控制，采用为载气，以一定的流速通入水蒸气。反应相同时间，测得出口气体中、、、的体积分数和合成气产率随温度的变化关系如图所示。 已知：合成气产率。 下列说法正确的是 A．反应的 B．曲线X表示CO的体积分数随温度的变化 C．1200℃，反应达到平衡时， D．其他条件不变，1300℃时，加压有利于提高平衡时合成气产率和的体积分数 【答案】B 【分析】较高温度时，反应相同时间，反应达到平衡，升高温度，第一个反应正向移动，第二和第三个反应逆向移动，随温度升高CO的体积分数增大、CO2的体积分数减小；较低温度时，反应未达到平衡，随温度升高，反应速率都加快，H2的体积分数、合成气的产率随温度升高而增大，CH4的体积分数随温度升高而减小，说明在较低温度时升高温度对前两个反应速率的影响大于对第三个反应速率的影响，随温度升高CO2的体积分数增大；曲线X随温度升高先减小后增大，曲线Y随温度升高先增大后减小，故曲线Y表示CO2的体积分数随温度的变化；曲线X表示CO的体积分数随温度的变化。 【解析】A． ， ，由盖斯定律可知，ΔH=ΔH1-ΔH2=[131.3-（-41.2）] kJ⋅mol−1=172.5 kJ⋅mol−1，A错误； B．随着反应温度的升高，三个反应的速率都在增大，第一个反应生成的CO增多，第二、三反应消耗的CO也增多，CO的含量可能增加或降低，结合反应的特点，但CO2的含量应当始终增大或先增加后降低或始终降低，不会出现先降低后增加的情况，故曲线X表示CO的体积分数，B正确； C． 1200℃，反应达到平衡时，体系中各物质的量浓度应保持不变，故体系中v消耗(CO2)=v生成(CO2)，C错误； D．温度不变时，增大反应体系的压强，对第二个反应平衡时的进行程度几乎无影响，但第一个反应平衡时逆向进行程度增大，合成气的总量减少，第三个反应正向进行的程度增大，合成气的总量减少，故合成气的总量与总产率均减小，D错误； 故选B。 6．（2025·镇江市上学期期中）CuCl2催化HCl转化为Cl2的主要反应为4HCl(g)＋O2(g)＝2Cl2(g)＋2H2O(g)。恒容容器中，进料比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时，平衡转化率与温度变化如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的∆H＞0 B．增加反应体系压强和及时分离出水都能加快化学反应速率 C．按c(HCl)∶c(O2)＝4∶1进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离能耗 D．进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1，K(400℃)＝ 【答案】C 【解析】A项，根据图示可知，进料比一定时，随着温度升高，HCl的平衡转化率减小，说明升高温度，化学平衡逆向移动，该反应为放热反应，ΔH＜0，错误；B项，增加反应体系的压强能加快反应速率，但是分离出水，生成物浓度减小，随着反应进行，反应物浓度也减小，则反应速率将会减小，错误；C项，投料比与化学计量数之比相同时，两种反应物的转化率都较高，因此按照c(HCl)∶c(O2)＝4∶1进料可以保持反应物较高的转化率，同时生成的产物中反应物的量相对较少，能降低产物分离的能耗，正确；D项，进料比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1时，相较于其他两种投料比，氧气的百分含量更多，相当于在其他两种投料比的基础上增加了氧气，则此时HCl的平衡转化率应该是最高的，对应最上方的曲线，400℃时，HCl的平衡转化率为84%，设初始时HCl和O2的浓度均为a mol·L－1，平衡时消耗HCl：0.84a mol·L－1，剩余HCl：0.16a mol·L－1，消耗O2：0.21a mol·L－1，剩余O2：0.79a mol·L－1，生成氯气：0.42a mol·L－1，生成水蒸气：0.42a mol·L－1，平衡常数K＝＝，错误。 7．(2026·江苏南通·一模)以Ti和为原料制备过程中的主要反应： 反应Ⅰ     反应Ⅱ     反应Ⅲ     Pa条件下，3 molTi和2 mol仅发生上述反应达平衡状态时，体系中各物质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．   B．时，的平衡转化率为97.50% C．升高温度、延长反应时间均有利于提高的平衡产率 D．在1050-1300℃范围任意温度下达平衡， 【答案】D 【解析】A．反应Ⅰ+2×反应Ⅱ得到目标反应，则，A错误； B．温度 下，，，，根据Ti原子守恒时，温度 时，即，转化量小于1.95mol，的平衡转化率小于，B错误； C．从图像来看，升高温度可以提高的平衡产率；但延长反应时间并不改变已达成的平衡组成，不能提高平衡产率，C错误； D．设反应Ⅰ和反应Ⅱ达到平衡时消耗的的物质的量分别为和。根据化学方程式，反应Ⅰ生成的物质的量为，反应Ⅱ消耗的物质的量为。因此，平衡时体系中的物质的量为。由图可知，在1050-1300℃范围内，，即，整理得，即，D正确； 故选D。 8．(2026·江苏镇江·一模)一定条件下，加氢合成涉及的主要反应如下： 反应I： 反应Ⅱ： 在2.0L恒容密闭容器中通入、的混合反应物，发生上述反应，两种含碳产物的选择性[的选择性=]及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． B．温度为时， C．温度为时，平衡体系中 D．曲线丙随温度升高，先减小后增大的原因为在之间，以反应Ⅱ为主；在之间，以反应Ⅰ为主 【答案】C 【分析】反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，随温度的升高，反应Ⅰ逆向移动，反应Ⅱ正向移动，导致平衡时CO的物质的量增大，的物质的量减小，因此曲线甲代表的是在含碳产物中的物质的量百分数，曲线乙代表CO在含碳产物中的物质的量百分数，曲线丙代表的平衡转化率随温度的变化。 【解析】A．根据盖斯定律可知，等于反应I-反应Ⅱ，因此该反应的，故A错误； B．温度为时，CO2的平衡转化率为20%，则转化的，CO、CH3OH的选择性均为50%，则平衡时，，根据反应可知平衡时，，，，，，因此，故B错误； C．温度为时，CO2的平衡转化率为30%，则转化的，CH3OH的选择性均为18%，则平衡时，因此，根据反应可知平衡时，，根据反应可知，，故C正确； D．曲线丙代表的平衡转化率随温度的变化，的平衡转化率随温度升高，先减小后增大的原因为：在之间，温度较低时，以反应Ⅰ为主，主要转化为，随着温度升高，反应Ⅰ的平衡逆向移动，而反应Ⅱ的平衡正向移动，但此时反应Ⅰ仍占主导，导致的总转化率减小；250℃以上，以反应Ⅱ为主，主要转化为CO，反应 Ⅱ是吸热反应，升温显著促进其进行，导致的总转化率增大，故D错误； 故答案选C。 9．(2026·江苏扬州·一模)CH4部分氧化重整与CH4-H2O-CO2重整联合制合成气(CO、H2)，涉及的反应如下 ①2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)  ∆H1=-71 kJ·mol-1 ②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)   ∆H2=+206 kJ·mol-1 ③CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)  ∆H3=+247 kJ·mol-1 常压下，将一定比例混合气体［n(CH4):n(CO2):n(空气):n(H2O)=1:0.2:1.92:0.4］匀速通过装有催化剂的反应管中，出口处测算CH4的转化率、CO2的转化率及比值随温度变化的关系如图所示。下列说法不正确的是 A．其他条件不变，增大体系压强会降低CH4的平衡转化率 B．800°C时，若=2、CO2的转化率约为40％，则H2O的转化率约为60％ C．联合制合成气相比单一氧化重整有利于调节产物中比值、提高能源利用率 D．800~840°C，若温度升高反应②转化率增加，其对产物比值影响程度小于反应③ 【答案】B 【解析】A．所有反应均为气体分子数增加的反应，增大压强，三个反应平衡均逆向移动，即降低 的平衡转化率，A正确。 B．根据已知投料比，设初始 ， ， ，只参与反应③。 转化率约为 ，则反应③消耗的为 。设反应①生成的 为 mol，则生成的 为 mol（系数比 4:2）。设反应②生成的 为 mol，则生成的 为 mol（系数比 3:1），同时消耗 mol。由可得， ，解方程得b=0.48。根据反应②的化学计量关系，消耗的 的物质的量 = b = 。 的转化率 = ，即 转化率为40%，B错误。 C．联合重整可调节 ，且放热反应①可为吸热反应供能，提高能源利用率，C正确。 D．800～840℃时， ​ 下降表明反应③影响大于反应②，D正确。 故答案为B。 10．(2025·江苏南通·二模)CH4和CO2重整制氢体系中主要发生下列反应： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   在密闭容器中，、n始(CH4)=n始(CO2)=1mol时，若仅考虑上述反应，平衡时各气态物质的物质的量随温度的变化如图所示。 下列说法不正确的是 A．曲线a表示平衡时CO的物质的量随温度的变化 B．625℃，反应Ⅱ的平衡常数 C．500~600℃，随着温度升高，容器中积碳减少 D．1000℃下，增大压强，平衡体系中不变 【答案】B 【分析】依据发生的反应，体系中含有的物质有CH4、CO2、CO、H2、H2O(g)、C。n始(CH4)=n始(CO2)=1mol，则n(C)=2mol，n(H)=4mol。625℃时，n(H2O)=0.5mol，n(CH4)=0.15mol，则n(H2)=(4mol-0.5mol×2-0.15mol×4)=1.2mol，而曲线a中，某气体的物质的量为0.5mol，所以曲线a表示CO的物质的量随温度的变化，另一条曲线表示H2的物质的量随温度的变化。n(CO)=n(CO2)=0.5mol，n(CH4)=0.15mol，则n(C)=2mol-0.5mol-0.5mol-0.15mol=0.85mol。 【解析】A．由分析可知，曲线a表示平衡时CO的物质的量随温度的变化，A正确； B．625℃，设容器的容积为VL，则反应Ⅱ的平衡常数K===，B不正确； C．500~600℃，随着温度升高，反应Ⅲ的平衡不断逆向移动，所以容器中积碳减少，C正确； D．由图像可知，1000℃下，n(H2)=n(CO)=2mol，表明体系中只发生反应Ⅰ，且发生完全转化，增大压强，体系中不变，D正确； 故选B。 11．(2025·江苏南京市中华中学·二模)利用环戊二烯（）加氢制备环戊烯（），按加入恒容密闭容器中，仅发生如下反应： ①   ② 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曲线如图（已知：选择性=转化为目标产物的反应物在总转化量中的占比）。下列说法错误的是 A．60℃时，的转化率为72% B．由图可知，反应决速步的活化能①>② C．相同条件下，若增大，选择性提高 D．60℃后，环戊烯选择性降低的原因可能是催化剂活性减弱 【答案】B 【解析】A．由图可知，60℃时，环戊二烯的转化率为90%，环戊烯的选择性为80%，则H2的转化量n(H2)=n(环戊烯)=1mol×90%×80%=0.72mol，的转化率为72%，A正确； B．由图可知，环戊烯选择性选择性较高，活化能越小，反应速率越快，相同时间内，反应①的速率较快活化能较低，说明反应的活化能①＜②，B错误； C．相同条件下，若增大，相当于增大H2的物质的量，反应①中环戊二烯转化率增大，环戊烯选择性增大，C正确； D．两个反应均为放热反应，升高温度， 平衡逆向移动转化率有所下降，但是选择性大幅度下降可能是催化剂活性减弱，D正确； 故选B。 12．（2024·苏州调研期初）甲醇—水催化重整可获得H2，其主要反应为： CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g) ∆H＝49.4 kJ·mol－1 CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g) ∆H＝92 kJ·mol－1 在1.01×105Pa下，将一定比例CH3OH和H2O的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，CH3OH转化率及CO、CO2的选择性随温度变化情况如图所示。 CO的选择性＝×100%。下列说法正确的是 A．其他条件不变，增大压强，CH3OH的平衡转化率增大 B．甲醇—水催化重整制H2应选择反应温度为280～290℃ C．其他条件不变，增大可以提高平衡时H2产率 D．其他条件不变，在270～290℃温度范围，随着温度升高，出口处CO2的量不断减小，CO、H2的量不断增大 【答案】C 【解析】A项，由其主要反应可知，其他条件不变，增大压强，反应均向左移动，CH3OH的平衡转化率减小，错误；B项，CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)能产生更多的H2，由图可知，CO2的选择性随反应温度的升高而降低，CO的选择性升高，综合考虑，甲醇—水催化重整制H2应选择反应温度为260℃左右；错误；C项，其他条件不变，增大，平衡右移，可以提高平衡时H2产率，正确；D项，其他条件不变，在270～290℃温度范围，随着温度升高，平衡均向右移动，但CO2的选择性减小，即出口处CO2的量不断减小，根据碳原子守恒，CO的量不断增大(可由CO的选择性增大，则CO的量不断增大)，但由于反应CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g)能产生更多的H2，所以升高温度时，出口处H2的量在减小，错误。 13．（2025·南通市如皋市10月）CO2催化加氢制CH3OH能实现碳的循环利用。一定压强下，1 mol CO2与3 mol H2在密闭容器中发生的反应如下： Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＜0 Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＞0 反应相同时间，测得不同温度下CO2转化率和CH3OH选择性如图实验值所示。图中平衡值表示在相同条件下达到平衡状态时CO2转化率和CH3OH选择性随温度的变化。 已知：CH3OH的选择性＝×100%。 下列说法正确的是 A．曲线b表示CO2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CO2转化率达到X点 C．220～280 ℃时，反应Ⅰ生成CH3OH速率小于反应Ⅱ生成CO的速率 D．为提高CH3OH生产效率，需选择相对较低的温度 【答案】A 【解析】A项，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CO2的平衡转化率降低，反应II平衡正向移动导致CO2的平衡转化率升高，CO2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CO2的平衡转化率，正确；B项，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CO2转化率超过平衡转化率，错误；C项，260～280 ℃间，CH3OH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CH3OH速率大于反应Ⅱ生成CO的速率，错误；D项，由图像可知，升高温度，CO2转化率升高，CH3OH选择性降低，为提高CH3OH生产效率，需选择适宜的温度，而不是相对较低的温度，错误。 题型02 化学反应速率与平衡主观题 14．(2025·江苏南京·二模)乙烯是常用化工原料，其制备、利用和转化具有重要意义。 （1）二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，主要发生反应： Ⅰ．   Ⅱ．   ①若起始加入和的物质的量分别为、，仅考虑上述反应，达到平衡时体系中所有含碳物质与起始物质之间存在的等量关系为： (X用具体物质化学式表示)。 ②实际投料比采用，而不采用3：1的原因是 。 （2）乙烯催化氧化制乙醛和环氯乙烷()，发生以下反应： ⅰ． ⅱ．2(g) 常压下，将一定比例、混合气体匀速通过装有催化剂的反应器，不同温度下测得的相关数据见下表[乙醛的选择性]： 温度/℃ 90 110 130 150 乙烯转化率/% 8 13 29 60 乙醛选择性/% 78 70 65 57 ①90~150℃范围内，乙醛产率随温度升高而 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 ②90~150℃范围内，乙醛选择性随温度升高而降低的原因是 。 ③150℃时，控制反应温度和时间不变，能提高环氧乙烷选择性的措施是 。 （3）在果蔬储存和运输中，一种转化反应的部分机理如图所示(表示活性氧)。研究表明，催化剂表面酸性强的桥羟基()是催化氧化的活性位点，而酸性弱的硅羟基和铝羟基()则不显示催化活性。 ①从键的极性角度，分析桥羟基酸性更强的原因是 。 ②生成的吸附在催化剂表面使催化活性下降，其原理是 。 【答案】（1） 防止更多的CO2将乙烷转化为CO，使乙烯产率下降 （2） 增大 温度升高和催化剂活性变化共同作用，使反应ⅱ的速率增幅大于反应ⅰ的速率增幅 使用对反应ⅱ选择性更高的催化剂、及时分离环氧乙烷 （3） 桥羟基中O同时受到Si(IV)与Al(III)吸引，使O-H键极性增强 H2O结合桥羟基电离出的H+生成H2O+(或H2O中氧原子与桥羟基中氢原子形成氢键) 【解析】（1）①若起始加入和的物质的量分别为、，达到平衡时，根据C原子守恒可知； ②CO2可以和乙烷反应生成CO和H2，实际投料比采用，而不采用3：1的原因是：防止更多的CO2将乙烷转化为CO，使乙烯产率下降。 （2）①假设乙烯的投入量为1mol，由表格数据可知，90~150℃范围内，升高温度，生成乙醛的物质的量分别为1mol×8%×78%=0.0624mol（90℃）、1mol×13%×70%=0.091mol（110℃）、1mol×29%×65%=0.1885mol（130℃）、1mol×60%×57%=0.342mol（150℃），乙醛产率增大； ②90~150℃范围内，乙醛选择性随温度升高而降低的原因是温度升高和催化剂活性变化共同作用，使反应ⅱ的速率增幅大于反应ⅰ的速率增幅； ③增大反应ⅱ的反应速率或使其平衡正向移动，可以提高环氧乙烷选择性，则150℃时，控制反应温度和时间不变，能提高环氧乙烷选择性的措施是：使用对反应ⅱ选择性更高的催化剂、及时分离环氧乙烷。 （3）①Si(IV)与Al(III)具有吸电子效应，会导致羟基的极性增大，从键的极性角度，分析桥羟基酸性更强的原因是：桥羟基中O同时受到Si(IV)与Al(III)吸引，使O-H键极性增强； ②催化剂表面酸性强的桥羟基是催化氧化的活性位点，生成的吸附在催化剂表面使催化活性下降，其原理是：H2O结合桥羟基电离出的H+生成H2O+(或H2O中氧原子与桥羟基中氢原子形成氢键)。 15．（2025·江苏省盐城中学月考）CO2的资源化利用和转化吸收已成为研究的热点。 （1）325℃时，水在锰粉表面产生的H2可将CO2转化为HCOOH，同时生成MnO。 ①由H2O、Mn、CO2制备甲酸的化学方程式为_____________________________________________。 ②已知反应CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g) ∆H＝＋14.9 kJ·mol－1，不能实现CO2直接加氢合成HCOOH的原因是________________________________________________________________。 （2）CO2电还原可能的反应机理如图所示。Sn、In、Bi的活性位点对O的连接能力较强，Au、Cu的活性位点对C的连接能力较强，Cu对CO的吸附能力远大于Au，且Cu吸附CO后不易脱离。(*CO表示吸附态的CO)。 ①若还原产物主要为CH4时，应选择_______(填“Sn”或“Au”或“Cu”)作催化剂， ②选择恰当金属催化剂，CO2电还原生成CO的过程可描述为__________________________________ ____________________________________________________________________________________。 （3）CO2可制备甲烷，CO2制备甲烷过程中，CO2活化的可能途径如图所示。CO是CO2活化的优势中间体，可能原因是_____________________________________________________________。 （4）CO2可用CaO吸收，发生反应：CaO(s)＋CO2(g)CaCO3(s)。在不同温度下，达到平衡时体系中CO2物质量浓度[c(CO2)]与温度的关系如图所示。900℃下的c(CO2)远大于800℃下的c(CO2)，其原因是_________________________________________________。 【答案】（1）①CO2＋H2O＋MnHCOOH＋MnO ②该反应的∆H＞0、∆S＜0(或∆G＜0)，任意温度下都不能自发自行 （2）①Cu ②CO2得e—形成CO2－后C与Au催化剂活性位点连接，再结合H＋形成－COOH吸附在催化剂表面，继续得e—并结合H＋脱水形成CO吸附在催化剂上，最后从催化剂表面脱附 （3）生成CO中间体反应的活化能小，反应速率快；CO中间体能量低，稳定，利于生成(或反应放热，利于中间体的生成) （4）由于CaO(s)＋CO2(g)CaCO3(s)，该反应放热，温度升高K减小(或反应正向进行的程度减小)，而K＝，温度升高平衡体系中c(CO2)增大 【解析】（1）①由水在锰粉表面产生的H2可将CO2转化为HCOOH，同时生成MnO可得，H2O、Mn、CO2制备甲酸的化学方程式为CO2＋H2O＋MnHCOOH＋MnO；②由于CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g)的∆H＞0、∆S＜0(或∆G＜0)，任意温度下都不能自发自行，故不能实现CO2直接加氢合成HCOOH；（2）①若还原产物主要为CH4时，应选择Cu作催化剂；回溯CH4时生成机理，第1步是C与催化剂活性位点相连，排除Sn；Au对CO的吸附能力较小，CO易脱离；Cu对CO的吸附能力强，CO不易从催化剂表面脱离，即可得到CH4；②当选择恰当金属催化剂时，CO2得e—形成CO2－后C与Au催化剂活性位点连接，再结合H＋形成－COOH吸附在催化剂表面，继续得e—并结合H＋脱水形成CO吸附在催化剂上，最后从催化剂表面脱附，生成CO；（3）从图中可以看出，因为生成CO中间体反应的活化能小，反应速率快；CO中间体能量低，稳定，利于生成(或反应放热，利于中间体的生成)，故CO是CO2活化的优势中间体；（4）由于CaO(s)＋CO2(g)CaCO3(s)，该反应放热，温度升高K减小(或反应正向进行的程度减小)，而K＝，温度升高平衡体系中c(CO2)增大，因此在900℃下的c(CO2)远大于800℃下的c(CO2)。 16．（2024·泰州市下学期一模）空气中CO2含量的控制和CO2资源利用具有重要意义。 （2）利用铟氧化物催化CO2、H2制取CH3OH的可能机理如图2所示，In2O3无催化活性，形成氧空位后具有较强催化活性，将固定比例的CO2、H2混合气体以不同流速通过装有催化剂的反应管，CH3OH选择性、CO2转化率随气体流速变化曲线如图3所示， ①图2中的反应每生成1 mol CH3OH(g)放出49 kJ的热量，其热化学方程式为 _______________________________________________________________________。 ②若原料气中H2比例过低、过高均会减弱催化剂活性，原因是___________________________________ ______________________________________________________________________。 ③制取CH3OH时，同时发生反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ∆H＞0，气体流速分别为15 000 mL·h－1和21 000 mL·h－1，相同时间内生成CH3OH的质量，前者_________后者（选填“＞”、“＝"或“＜”）；保持气体流速不变，反应管内温度从300℃升高到320℃，测得出口处CO2和CH3OH的物质的量均减小，可能的原因是__________________________________________________ __________________________________________________________________________。 【答案】（2）①CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ∆H＝－49 kJ·mol－1 ②H2比例过低，不利于催化剂形成氧空位，导致催化剂失活；H2比例过高，反应①生成过多的水会积累在具有活性的催化剂表面，导致催化剂失活 ③＜ ④升高温度，生成甲醇的反应左移，生成一氧化碳的反应右移，且反应以生成一氧化碳的反应为主 【解析】①由图可知，催化剂作用下，二氧化碳与氢气反应生成甲醇和水，反应的方程式为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，由反应生成1 mol甲醇放出49 kJ的热量可知，反应的焓变∆H＝－49 kJ·mol－1，则反应的热化学方程式为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ∆H＝—49 kJ·mol－1，故答案为：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ∆H＝—49 kJ·mol－1；②由图2可知，若原料气中氢气的比例过低不利于催化剂形成氧空位，导致催化剂失活；若氢气的比例过高，反应①生成过多的水积累在具有活性的催化剂表面，导致催化剂失活，故答案为：H2比例过低，不利于催化剂形成氧空位，导致催化剂失活；H2比例过高，反应①生成过多的水会积累在具有活性的催化剂表面，导致催化剂失活；③设混合气体中二氧化碳的比例分数为x，由图可知，气体流速由15 000 mL·h－1和21 000 mL·h－1时，二氧化碳的转化率分别为5%和4%，则转化的二氧化碳分别为15 000x mL·h－1×5%＝750x mL·h－1、21 000x mL·h－1×4%＝840x mL·h－1，而甲醇选择性增大，所以相同时间内生成流速为15 000 mL·h－1时生成甲醇的质量小于21 000 mL·h－1；二氧化碳与氢气反应生成甲醇的反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，生成甲醇的物质的量减小，二氧化碳与氢气反应生成甲醇的反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，消耗二氧化碳的物质的量增大，反应管内温度从300℃升高到320℃时，出口处甲醇和二氧化碳的物质的量均减小说明反应以生成一氧化碳的反应为主，故答案为：＜；升高温度，生成甲醇的反应左移，生成一氧化碳的反应右移，且反应以生成一氧化碳的反应为主。 $ 清单06 化学反应速率与平衡 解题技法精讲 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 技法01 反应热的计算方法 技法08 一个高频考点——压强平衡常数Kp计算 技法02 影响化学反应速率的答题方向 技法09 化学反应进行方向的判断 技法03 活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 技法10 化工生产适宜条件选择的一般原则 技法04 化学平衡计算常用的四个公式 技法11 解平衡移动结果题的思维模型 技法05 化学平衡特征与化学平衡状态的判断 技法12 化学平衡图象题解答思维模型 技法06 浓度、温度、压强、催化剂对平衡移动影响的v-t图像 技法13 陌生平衡图像的分析方法 技法07 多平衡体系中有关平衡常数的计算技巧 技法14 常考的化工生产中的四类图像 常见误区破解 误区01 认识催化剂的四大误区 误区03 三不混同，二原则 误区02 化学平衡状态的判断误区 误区04 规避平衡移动的2个易错点 题型强化训练 题型01 化学反应速率与平衡分析选择题 题型02 化学反应速率与平衡主观题 技法01 反应热的计算方法 多因素影响下的速率变化 常见影响反应速率的因素 浓度、温度、压强、催化剂活性、接触面积、原电池原理、副反应等 反常速率加快常见情况 ①温度升高；②形成原电池；③反应生成物对反应有催化作用；④温度升高，催化剂活性增强；⑤反应物浓度增大等 反应速率减慢常见情况 反应物浓度减小；②反应温度过高，催化剂失去活性；③析出的晶体或沉淀覆盖在固体表面，阻碍反应的进行；④竞争吸附等 技法02 影响化学反应速率的答题方向 （1）解释影响反应速率的因素 条件变化 正常 反常 举例解释 加热 速率增大 速率减小 ①有酶参与的反应，温度高酶会失去活性 ②有气体参与的反应，升高温度，气体的溶解度减小 ③加热易分解的物质(H2O2、NH3·H2O等)分解 ④有催化剂参与的反应，升高温度，催化剂活性降低 ⑤加热易挥发的物质(浓硝酸、浓盐酸)大量挥发 加压 速率增大 不变 ②恒温恒容条件下的气相反应，充入稀有气体 （2）催化剂(绝大多数催化剂都有其活性温度范围，温度过高，易使催化剂活性降低) 反应速率 原因 活化能 增大 催化剂改变反应的历程，使活化能降低 温度 增大 随着温度升高，催化剂的活性增大 减小 随着温度升高，催化剂的活性减小 接触面积 增大 催化剂与反应物接触面积增大 技法03 活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 条件→活化分子→有效碰撞→反应速率变化 技法04 化学平衡计算常用的四个公式 公式 备注 反应物的转化率＝×100%＝×100% ①平衡量可以是物质的量、气体的体积 ②某组分的体积分数，也可以是物质的量分数 生成物的产率＝×100% 平衡时混合物组分的百分含量＝×100% 某组分的体积分数＝×100% 技法05 化学平衡特征与化学平衡状态的判断 1．化学平衡七大特征 逆(研究对象) 适用于可逆反应 动(动态特征) 建立平衡后，正、逆反应仍在进行，属于动态平衡，可用同位素示踪原子法证明 等(平衡实质) υ(正)＝v(逆)）≠0 （正、逆反应速率相等，但不等于零。） 定(平衡结果) 达平衡后，反应混合物中各组分的___________或___________不变（不可理解为相等） 移(平衡移动) 化学平衡其存在是有条件的、暂时的，浓度、温度、压强条件变化时平衡会发生相应移动 同(等效平衡) 外界条件同，同一可逆反应从不同方向（正向、逆向、双向）达到的平衡状态相同 (定量特征) 一定温度下，化学平衡常数保持不变 2．化学平衡状态的判断 （1）基本判据： 等[v(正)＝v(逆)]、定（各组分含量、浓度保持不变）任何条件下的可逆反应均达到平衡 （2）判断三标志 ①达到化学平衡的本质标志 项目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 正反应速率逆反应速率关系 在单位时间内消耗了m mol A的同时生成了m mol A √ 在单位时间内消耗了n mol B的同时消耗了p mol C √ 在单位时间内生成了n mol B的同时消耗了q mol D × v正(A)∶v逆(B)＝m∶n √ ②达到化学平衡的等价标志 项目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)[假设只有A为有色气体] 是否平衡 混合体系中各 组分的含量 各物质的物质的量或物质的量的分数一定 √ 各物质的质量或质量分数一定 √ 各气体的体积或体积分数一定 √ A物质断裂的化学键与A物质形成的化学键的物质的量相等 √ 气体的颜色不变 √ 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，在其他条件不变时，体系温度一定时 √ ③达到化学平衡状态的特殊标志 项目 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 压强 当 m＋n≠p＋q时，总压强一定（其它条件一定） √ 当 m＋n＝p＋q时，总压强一定（其它条件一定） ×不一定 总物质的量 当 m＋n≠p＋q时，总压强一定（其它条件一定） √ 当 m＋n＝p＋q时，总压强一定（其它条件一定） 不一定 技法06 浓度、温度、压强、催化剂对平衡移动影响的v-t图像 因素 图像 速率特点 说明 浓度 改变浓度后，速率曲线既有断点又有连续点，如增大反应物浓度，v正突然增大(断点)，v逆慢慢增大(连续点) ①突变与渐变：只在改变浓度时出现 ②根据图像判断平衡移动方向 如v正(或v逆)在上，则平衡正(或逆)向移动 温度 正反应为放热反应 正反应为吸热反应 升温，v正、v逆都突然增大(断点)，降温，v正、v逆都突然减小(断点) 压强 正反应为气体分子数增大的反应 正反应为气体分子数减小的反应 加压，v正、v逆都突然增大(断点)，减压，v正、v逆都突然减小(断点) 催化剂 催化剂能同等程度地改变化学反应速率 催化剂能改变反应的速率，但不影响平衡移动 技法07 多平衡体系中有关平衡常数的计算技巧 （1）有关多平衡体系平衡常数的计算，如何确定多个反应相关联物质在平衡时量的多少是解题的关键点。若用常规的三段式计算，对反应过程分析要求高，容易出错。但无论多少个反应，反应进行的程度如何，反应前后的原子总数是不变的，因而解答这类问题可用原子守恒法，可规避对反应过程的分析。 （2）原子守恒法解题步骤： 第一步：确定反应体系中有哪些元素,根据已知反应物分别计算出体系中各元素原子的总物质的量； 第二步：确定平衡体系中各物质的物质的量，分析平衡时，已给出哪些物质的物质的量，将未给出物质的物质的量设未知数，利用原子守恒列方程式组，求出未知量。 第三步：计算平衡常数 （1）若为浓度平衡常数，根据容器的容积计算各物质的平衡浓度，代入平衡常数表达式计算。 （2）若为压强平衡常数，根据平衡时各气体的物质的量及气体总物质的量，计算出平衡分压，最后代人平衡常数表达式计算。 【名师提醒】（1）在多重平衡体系中，某物质的平衡浓度，是所有有关反应的平衡浓度，对各相关反应的平衡常数都满足。 （2）在计算某反应的平衡常数时，要善于选特殊点计算。只要温度不变，这个平衡常数值可以运用于平衡曲线上的任何一点，选取多曲线的交点，往往能简化计算。 技法08 一个高频考点——压强平衡常数Kp计算 （1）表达式[以aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)为例] Kp＝[p(X)：X在平衡体系中物质的量分数(或体积分数)×总压强]。 （2）计算模板 ①根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度。 ②计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。 ③根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)。 ④根据平衡常数计算公式代入计算。 （3）实例：一定温度和催化剂条件下，将1 mol N2和3 mol H2充入压强为p0的恒压容器中，测得平衡时N2的转化率为50%，计算该温度下的压强平衡常数(Kp)。 解题模板 设平衡时总压为p0。 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) 起始/mol 1 3 0 变化/mol 0.5 1.5 1 平衡/mol 0.5 1..5 1 平衡时p(N2)＝p0、p(H2)＝p0、p(NH3)＝p0。 Kp＝＝。 技法09 化学反应进行方向的判断 焓判据 放热过程中体系能量降低，ΔH＜0，具有自发进行的倾向。 【温馨提醒】有些吸热反应反应也能自发进行，因此焓变判断反应方向不全面。 熵判据 ①熵的大小：同种物质，熵值：气态＞液态＞固态 ②熵判据：体系的混乱度增大，ΔS＞0，反应有自发进行的倾向。 【温馨提醒】有些熵减的过程也也能自发进行，故熵变判断反应方向也不全面。 复合 判据 ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应情况 ＜0 ＞0 永远是负值 在任何温度下过程均自发进行 ＞0 ＜0 永远是正值 在任何温度下过程均非自发进行 ＞0 ＞0 低温为正 低温时非自发 高温为负 高温时自发 ＜0 ＜0 低温为负 低温时自发 高温为正 高温时非自发 技法10 化工生产适宜条件选择的一般原则 影响 因素 有利于加快反应速率的控制 有利于平衡移动条件的控制 综合分析结果 浓度 增大反应物浓度 增大反应物浓度、减小生成物浓度 不断补充反应物、及时分离出生成物 压强 高压 (有气体参加) ΔV＜0 高压 设备条件允许的前提下，尽量采取高压 ΔV＞0 低压 兼顾速率和平衡、选取适宜的压强 温度 高温 ΔH＜0 低温 兼顾速率和平衡、考虑催化剂的适宜温度 ΔH＞0 高温 在设备条件允许的前提下， 尽量采取高温并选取合适催化剂 催化剂 加合适的催化剂 无影响 加合适的催化剂， 考虑催化剂活性与温度关系 技法11 解平衡移动结果题的思维模型 技法12 化学平衡图象题解答思维模型 图象题解答思维模型 步骤 五看：一看面(即看清横坐标和纵坐标)，二看线(即看线的走向、变化的趋势)，三看点(即看线是否通过原点，两条线的交点及线的拐点)，四看要不要作辅助线(如等温线、等压线)，五看定量图象中有关量的多少及变化（如浓度、温度变化） 联想外界条件对化学反应速率及化学平衡影响规律且熟练准确 根据图象中呈现的关系与所学规律相对比，作出符合题目要求的判断 技巧 对含量～时间曲线，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线表示的温度较高或压强较大 对含量～T/p曲线，图象中有三个变量，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系（因平衡移动原理只适用于“单因素”的改变）。即确定横坐标所示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所示的量后（通常可画一条垂线），讨论横坐标与曲线的关系 温馨提醒 看清几个点 ①看清起点。分清反应物、生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点；②看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。分清正、逆反应，吸、放热反应。升高温度时，υ(吸)＞υ(放)，在速率－时间图上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变，大变和小变。例如，升高温度，υ(吸)大增，υ(放)小增，增大某一反应物浓度，υ(正)突变，υ(逆)渐变；③注意终点。例如在浓度－时间图上，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断。 技法13 陌生平衡图像的分析方法 （1）题型特点 化学反应原理综合题在非选择题中的陌生图像打破了传统的速率、平衡图像模式，反应体系不再局限于气相反应，引入了更多的液相反应，纵坐标和横坐标不再局限于时间、温度、压强、速率、转化率等物理量，而是引入了更多的变量，如两种物质的物质的量之比、气体分压的负对数等，使得图像更新颖、信息容量更大、题目难度更大。 （2）复杂（竞争、连续）反应图像的解题流程 第一步 审反应方程式 ①找准竞争(或连续)反应在反应特点方面的异同 ②分清主、副反应 第二步 提取研究状态 (平衡、非平衡) ①非平衡状态量，其变化与反应速率有关 ②平衡状态量，则与平衡移动有关 第三步 析图 依据图中横坐标、纵坐标的内容，找出图中曲线中的“点”、“线”的含义和变化趋势，并用平衡移动原理解答具体问题 技法14 常考的化工生产中的四类图像 1．判断曲线上的每个点是否达到平衡状态 往往需要通过曲线的升降趋势或斜率变化来判断，如果还未达到平衡则不能使用平衡移动原理，只有达到平衡以后的点才能应用平衡移动原理。 如一定比例的CO2和H2在装有催化剂的反应器中发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－63 kJ·mol－1。体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图所示，温度为470 K时，图中P点没有处于平衡状态，因为在490 K之前，甲醇产率随着温度升高而增大的原因是温度越高化学反应速率越快。 2．关注催化剂的活性是否受温度的影响 不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低于或高于这个温度都会下降。 如以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率关系如图所示。则根据两条曲线可以判断涉及影响反应速率的两个因素：催化剂和温度。250～300 ℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是温度超过250 ℃时，催化剂的催化效率降低。 3．确定不同的投料比对产率的影响 可以根据定一议二的方法，根据相同投料比时温度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强下改变投料比时平衡移动的方向进行判断，确定反应的吸、放热或气体物质化学计量数和的相对大小。 如将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)。已知在压强为a MPa下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如图： 当投料比一定时，温度越高，CO2的转化率越低，所以升温，平衡左移，正反应为放热反应。若温度不变，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，则提高了二氧化碳的转化率。 4．考虑副反应的干扰或影响 往往试题会有一定的信息提示，尤其温度的改变影响较大。 如磷石膏是湿法生产磷酸排出的工业废渣，主要成分是CaSO4·2H2O。用不同的还原剂可以将CaSO4还原，所得SO2可用于工业生产硫酸。以C作还原剂，向密闭容器中加入相同质量的几组不同C/S值（C与CaSO4的物质的量之比）的混合物在1 100 ℃加热，结果如图所示。当C/S值为0.5时，反应产物为CaO、SO2、CO2；当C/S值大于0.7时，反应所得气体中SO2的体积分数不升反降，其可能原因是当C/S值大于0.7时，原料中的还原剂C的含量增加，则高温下过量的C与CO2发生反应CO2＋C2CO，从而使得气体总体积增大（或部分转化为其他含S物质）。 误区01 认识催化剂的四大误区 误区1 催化剂 不参加化学反应 实际上，催化剂不是不参加化学反应，而是在化学反应前后，催化剂的化学性质基本不变。例如在铜催化乙醇生成乙醛的反应中，铜参与反应的原理如下：第一步为2Cu＋O22CuO，第二步为CuO＋CH3CH2OH→Cu＋CH3CHO＋H2O，这两步反应方程式的加和为O2＋2CH3CH2OHCH3CHO＋2H2O。显然催化剂参与了化学反应 误区2 一种反应 只有一种催化剂 实际上一个反应可以有多种催化剂，只是我们常选用催化效率高的，对环境污染小，成本低的催化剂，如双氧水分解的催化剂可以是二氧化锰，也可以是氯化铁，当然还可以硫酸铜等 误区3 催化剂都是加快化学反应速率 实际上，催化剂有正催化剂与负催化剂，正催化剂加快化学反应速率，负催化剂是减慢化学反应速率的 误区4 催化剂的效率与催化剂的量无关 实际上，催化剂参与了化学反应，是第一反应物。既然是反应物，催化剂的表面积，催化剂的浓度大小必然影响化学反应速率。比如用酵母催化剂做食品，酵母量大自然面就膨大快。催化剂的用量是会改变催化效率的 误区02 化学平衡状态的判断误区 （1）注意化学反应的特点 项目 化学方程式 是否平衡 密度 （体积不变） C(s)＋CO2(g)2CO(g) (ρ一定) √ N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) (ρ一定) × H2(g)＋I2(g)2HI(g) (ρ一定) × （2）判断可逆反应是否达到平衡时，防止犯以下错误：①若反应前后气体体积不变，则混合气体总体积、总压强、总物质的量、混合气体平均相对分子质量保持定值不能说明反应达到平衡状态；②若反应物和生成物的物质的量之比等于化学计算数之比，不能说明达到平衡状态；③若反应前后气体的密度一定，不能说明一定达到平衡状态。 误区03 三不混同，二原则 三个不要混同 ①不要将平衡的移动和速率的变化混同起来。 如平衡正向移动，不一定是正反应速率增加，逆反应速率减小 ②不要将平衡的移动与浓度的变化混同起来。如平衡右移生成物的浓度不一定增加 ③不要将平衡的移动与反应物的转化率提高等同起来。如平衡右移，反应物的转化率不一定提高 二个 原则 “不为零”原则：可逆反应中反应物的量不为0（确定取值范围） “一边倒”原则：把生成物的量全部转化为反应物的量（处理等效平衡） 误区04 规避平衡移动的2个易错点 （1）压强的影响实质是浓度的影响，所以只有当这些“改变”造成浓度改变时，平衡才有可能移动。 （2）化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是“消灭”外界条件的改变，改变是不可逆转的。新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。 如①增大反应物A的浓度，平衡右移，A的浓度在增大的基础上减小，但达到新平衡时，A的浓度一定比原平衡大。②若将体系温度从50 ℃升高到80 ℃，则化学平衡向吸热反应方向移动，达到新的平衡状态时50 ℃<T<80 ℃；③若对体系N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)加压，例如从30 MPa加压到60 MPa，化学平衡向气体分子数减小的方向移动，达到新的平衡时30 MPa＜p＜60 MPa。 题型01 化学反应速率与平衡分析选择题 1．（2024·南京市二模）制备光电子功能材料ZnS可通过自发反应ZnO(s)＋H2S(g)＝ZnS(s)＋H2O(g) ∆H＞0。下列说法正确的是 A．该反应的ΔS＜0 B．其他条件相同，缩小容器体积，达到新平衡时减小 C．其他条件相同，升高体系温度，H2S的平衡转化率增大 D．其他条件相同，使用催化剂加快正反应速率，减慢逆反应速率 2．（2024·南通市如皋二模）氯气在生产、生活中应用广泛。实验室用KMnO4和浓盐酸常温下反应制取Cl2，工业上用电解饱和食盐水制备Cl2，也可用地康法制备Cl2。450℃，以CuCl2作催化剂，地康法原理如图所示。氨气可以检验Cl2是否发生泄露，遇Cl2泄漏时反应有白烟生成；Cl2可用于制备氯水或含KClO等成分的消毒剂，也可用于处理含氰(CN－)废水。 关于地康法制Cl2，下列说法正确的是 A．反应的平衡常数可表示为K＝ B．其他条件不变，升高温度HCl的平衡转化率降低说明该反应∆H＜0 C．CuCl2的使用可以增大反应的活化能 D．每生成22.4L Cl2时，转移电子的数目为2×6.02×1023 3．(2025·江苏苏锡常镇·二模)反应：可用于氨气脱硫，下列说法正确的是 A．反应的 B．上述反应平衡常数 C．使用高效催化剂能降低反应的焓变 D．该反应中每消耗，转移电子的数目约为 4．(2026·江苏盐城·一模)DMF是良好的有机溶剂。二氧化碳加氢耦合DMA制DMF的主要反应(忽略其他副反应)为： 反应Ⅰ     反应Ⅱ     3MPa下，将(DMA)的混合气匀速通过装有催化剂的反应管，DMA的转化率、DMF或的选择性随温度变化如图所示。 DMF的选择性。 下列说法不正确的是 A．DMF的平衡选择性随温度升高而增大 B．300℃时，的转化率为3% C．其他条件不变，在240∼350℃范围，出口处DMF的量随温度升高而不断减小 D．高效合成DMF，需研发低温下DMA转化率高和DMF选择性高的催化剂 5．(2026·江苏苏锡常镇四市·一模)生物质炭经水蒸气气化生产合成气(和)的过程涉及的主要反应如下：          固定单位时间内气流床中生物质炭的投入量，控制，采用为载气，以一定的流速通入水蒸气。反应相同时间，测得出口气体中、、、的体积分数和合成气产率随温度的变化关系如图所示。 已知：合成气产率。 下列说法正确的是 A．反应的 B．曲线X表示CO的体积分数随温度的变化 C．1200℃，反应达到平衡时， D．其他条件不变，1300℃时，加压有利于提高平衡时合成气产率和的体积分数 6．（2025·镇江市上学期期中）CuCl2催化HCl转化为Cl2的主要反应为4HCl(g)＋O2(g)＝2Cl2(g)＋2H2O(g)。恒容容器中，进料比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7∶1时，平衡转化率与温度变化如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的∆H＞0 B．增加反应体系压强和及时分离出水都能加快化学反应速率 C．按c(HCl)∶c(O2)＝4∶1进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离能耗 D．进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1，K(400℃)＝ 7．(2026·江苏南通·一模)以Ti和为原料制备过程中的主要反应： 反应Ⅰ     反应Ⅱ     反应Ⅲ     Pa条件下，3 molTi和2 mol仅发生上述反应达平衡状态时，体系中各物质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．   B．时，的平衡转化率为97.50% C．升高温度、延长反应时间均有利于提高的平衡产率 D．在1050-1300℃范围任意温度下达平衡， 8．(2026·江苏镇江·一模)一定条件下，加氢合成涉及的主要反应如下： 反应I： 反应Ⅱ： 在2.0L恒容密闭容器中通入、的混合反应物，发生上述反应，两种含碳产物的选择性[的选择性=]及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． B．温度为时， C．温度为时，平衡体系中 D．曲线丙随温度升高，先减小后增大的原因为在之间，以反应Ⅱ为主；在之间，以反应Ⅰ为主 9．(2026·江苏扬州·一模)CH4部分氧化重整与CH4-H2O-CO2重整联合制合成气(CO、H2)，涉及的反应如下 ①2CH4(g)+O2(g)=2CO(g)+4H2(g)  ∆H1=-71 kJ·mol-1 ②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)   ∆H2=+206 kJ·mol-1 ③CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)  ∆H3=+247 kJ·mol-1 常压下，将一定比例混合气体［n(CH4):n(CO2):n(空气):n(H2O)=1:0.2:1.92:0.4］匀速通过装有催化剂的反应管中，出口处测算CH4的转化率、CO2的转化率及比值随温度变化的关系如图所示。下列说法不正确的是 A．其他条件不变，增大体系压强会降低CH4的平衡转化率 B．800°C时，若=2、CO2的转化率约为40％，则H2O的转化率约为60％ C．联合制合成气相比单一氧化重整有利于调节产物中比值、提高能源利用率 D．800~840°C，若温度升高反应②转化率增加，其对产物比值影响程度小于反应③ 10．(2025·江苏南通·二模)CH4和CO2重整制氢体系中主要发生下列反应： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   反应Ⅲ：   在密闭容器中，、n始(CH4)=n始(CO2)=1mol时，若仅考虑上述反应，平衡时各气态物质的物质的量随温度的变化如图所示。 下列说法不正确的是 A．曲线a表示平衡时CO的物质的量随温度的变化 B．625℃，反应Ⅱ的平衡常数 C．500~600℃，随着温度升高，容器中积碳减少 D．1000℃下，增大压强，平衡体系中不变 11．(2025·江苏南京市中华中学·二模)利用环戊二烯（）加氢制备环戊烯（），按加入恒容密闭容器中，仅发生如下反应： ①   ② 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曲线如图（已知：选择性=转化为目标产物的反应物在总转化量中的占比）。下列说法错误的是 A．60℃时，的转化率为72% B．由图可知，反应决速步的活化能①>② C．相同条件下，若增大，选择性提高 D．60℃后，环戊烯选择性降低的原因可能是催化剂活性减弱 12．（2024·苏州调研期初）甲醇—水催化重整可获得H2，其主要反应为： CH3OH(g)＋H2O(g)CO2(g)＋3H2(g) ∆H＝49.4 kJ·mol－1 CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g) ∆H＝92 kJ·mol－1 在1.01×105Pa下，将一定比例CH3OH和H2O的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，CH3OH转化率及CO、CO2的选择性随温度变化情况如图所示。 CO的选择性＝×100%。下列说法正确的是 A．其他条件不变，增大压强，CH3OH的平衡转化率增大 B．甲醇—水催化重整制H2应选择反应温度为280～290℃ C．其他条件不变，增大可以提高平衡时H2产率 D．其他条件不变，在270～290℃温度范围，随着温度升高，出口处CO2的量不断减小，CO、H2的量不断增大 13．（2025·南通市如皋市10月）CO2催化加氢制CH3OH能实现碳的循环利用。一定压强下，1 mol CO2与3 mol H2在密闭容器中发生的反应如下： Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＜0 Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＞0 反应相同时间，测得不同温度下CO2转化率和CH3OH选择性如图实验值所示。图中平衡值表示在相同条件下达到平衡状态时CO2转化率和CH3OH选择性随温度的变化。 已知：CH3OH的选择性＝×100%。 下列说法正确的是 A．曲线b表示CO2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CO2转化率达到X点 C．220～280 ℃时，反应Ⅰ生成CH3OH速率小于反应Ⅱ生成CO的速率 D．为提高CH3OH生产效率，需选择相对较低的温度 题型02 化学反应速率与平衡主观题 14．(2025·江苏南京·二模)乙烯是常用化工原料，其制备、利用和转化具有重要意义。 （1）二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，主要发生反应： Ⅰ．   Ⅱ．   ①若起始加入和的物质的量分别为、，仅考虑上述反应，达到平衡时体系中所有含碳物质与起始物质之间存在的等量关系为： (X用具体物质化学式表示)。 ②实际投料比采用，而不采用3：1的原因是 。 （2）乙烯催化氧化制乙醛和环氯乙烷()，发生以下反应： ⅰ． ⅱ．2(g) 常压下，将一定比例、混合气体匀速通过装有催化剂的反应器，不同温度下测得的相关数据见下表[乙醛的选择性]： 温度/℃ 90 110 130 150 乙烯转化率/% 8 13 29 60 乙醛选择性/% 78 70 65 57 ①90~150℃范围内，乙醛产率随温度升高而 (填“增大”、“减小”或“不变”)。 ②90~150℃范围内，乙醛选择性随温度升高而降低的原因是 。 ③150℃时，控制反应温度和时间不变，能提高环氧乙烷选择性的措施是 。 （3）在果蔬储存和运输中，一种转化反应的部分机理如图所示(表示活性氧)。研究表明，催化剂表面酸性强的桥羟基()是催化氧化的活性位点，而酸性弱的硅羟基和铝羟基()则不显示催化活性。 ①从键的极性角度，分析桥羟基酸性更强的原因是 。 ②生成的吸附在催化剂表面使催化活性下降，其原理是 。 15．（2025·江苏省盐城中学月考）CO2的资源化利用和转化吸收已成为研究的热点。 （1）325℃时，水在锰粉表面产生的H2可将CO2转化为HCOOH，同时生成MnO。 ①由H2O、Mn、CO2制备甲酸的化学方程式为_____________________________________________。 ②已知反应CO2(g)＋H2(g)HCOOH(g) ∆H＝＋14.9 kJ·mol－1，不能实现CO2直接加氢合成HCOOH的原因是________________________________________________________________。 （2）CO2电还原可能的反应机理如图所示。Sn、In、Bi的活性位点对O的连接能力较强，Au、Cu的活性位点对C的连接能力较强，Cu对CO的吸附能力远大于Au，且Cu吸附CO后不易脱离。(*CO表示吸附态的CO)。 ①若还原产物主要为CH4时，应选择_______(填“Sn”或“Au”或“Cu”)作催化剂， ②选择恰当金属催化剂，CO2电还原生成CO的过程可描述为__________________________________ ____________________________________________________________________________________。 （3）CO2可制备甲烷，CO2制备甲烷过程中，CO2活化的可能途径如图所示。CO是CO2活化的优势中间体，可能原因是_____________________________________________________________。 （4）CO2可用CaO吸收，发生反应：CaO(s)＋CO2(g)CaCO3(s)。在不同温度下，达到平衡时体系中CO2物质量浓度[c(CO2)]与温度的关系如图所示。900℃下的c(CO2)远大于800℃下的c(CO2)，其原因是_________________________________________________。 16．（2024·泰州市下学期一模）空气中CO2含量的控制和CO2资源利用具有重要意义。 （2）利用铟氧化物催化CO2、H2制取CH3OH的可能机理如图2所示，In2O3无催化活性，形成氧空位后具有较强催化活性，将固定比例的CO2、H2混合气体以不同流速通过装有催化剂的反应管，CH3OH选择性、CO2转化率随气体流速变化曲线如图3所示， ①图2中的反应每生成1 mol CH3OH(g)放出49 kJ的热量，其热化学方程式为 _______________________________________________________________________。 ②若原料气中H2比例过低、过高均会减弱催化剂活性，原因是___________________________________ ______________________________________________________________________。 ③制取CH3OH时，同时发生反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ∆H＞0，气体流速分别为15 000 mL·h－1和21 000 mL·h－1，相同时间内生成CH3OH的质量，前者_________后者（选填“＞”、“＝"或“＜”）；保持气体流速不变，反应管内温度从300℃升高到320℃，测得出口处CO2和CH3OH的物质的量均减小，可能的原因是_________________________________________________________________________。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $