第2章 第2节 第4课时 温度、催化剂对化学平衡的影响-（配套练习）【精讲精练】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册（人教版）

**基本信息** 聚焦化学平衡核心知识，采用“基础+能力”分层设计，通过单一到综合的进阶路径巩固勒夏特列原理、平衡移动等关键概念，培养化学观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础训练|勒夏特列原理应用、简单平衡移动分析、基础图像解读|7道选择（单一知识点判断）+1道计算（平衡移动与速率关系），适配新授课基础目标| |能力提升|综合图像分析、复杂平衡计算、实验与理论结合|4道选择（高考真题情境）+2道综合计算（含三段式与K值应用），深化科学探究与逻辑推理|

[对应知能达标训练P26] 说明：选择题每题3分；非选择题共30分，本试卷共60分。 [基础训练] 1．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是(　　) A．CuCl2溶液中存在：[Cu(H2O)4]2+(蓝色)＋4Cl－⥫⥬[CuCl4]2-(黄色)＋4H2O　ΔH>0，对CuCl2溶液加热，溶液由蓝色变为黄绿色 B．向含有Fe(SCN)3的红色溶液中加入铁粉，振荡，溶液红色变浅或褪去 C．对CO(g)＋NO2(g)⥫⥬CO2(g)＋NO(g)，平衡体系增大压强可使颜色变深 D．工业制硫酸中常鼓入过量空气有利于SO2转化为SO3 解析　C　加热使CuCl2溶液颜色变化，因反应吸热(ΔH>0)，升温促使平衡向吸热方向(生成黄色产物)移动，符合勒夏特列原理，A正确；加入铁粉消耗Fe3+，降低其浓度，导致Fe(SCN)3减少，红色变浅，属于浓度变化引起的平衡移动，符合勒夏特列原理，B正确；CO与NO2反应的气体体积数相等，增大压强虽使浓度增加(颜色变深)，但平衡未移动，颜色变化并非平衡移动导致，不能用勒夏特列原理解释，C错误；鼓入过量空气增加O2浓度，促使平衡向生成SO3方向移动，符合勒夏特列原理，D正确。 2．(2025·甘肃卷)CO2加氢转化成甲烷，是综合利用CO2实现“碳中和”和“碳达峰”的重要方式。525 ℃，101 kPa下，CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－185 kJ·mol-1。反应达到平衡时，能使平衡向正反应方向移动的是(　　) A．减小体系压强　　 B．升高温度 C．增大H2浓度 D．恒容下充入惰性气体 解析　C　反应物气体总物质的量为5 mol，生成物为3 mol，减小压强会使平衡向气体分子数增大的方向(逆反应)移动，A不符合题意；该反应为放热反应，升高温度会使平衡向吸热的逆反应方向移动，B不符合题意；增大H2浓度会提高反应物浓度，根据勒夏特列原理，平衡向正反应方向移动以消耗增加的H2，C符合题意；恒容充入惰性气体不改变各物质浓度，对平衡无影响，D不符合题意。 3．高炉炼铁发生的反应为FeO(s)＋CO(g)⥫⥬Fe(s)＋CO2(g)。已知：700 ℃时平衡常数为0.68，900 ℃时平衡常数为0.46。为提高生产效率不可以采取的措施是(　　) A．低温　　　　　　　 B．加压 C．增大CO的浓度 D．粉碎铁矿石 解析　A　温度升高，化学平衡常数减小，说明升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应为放热反应。降温，化学平衡正向移动，可以提高转化率，但是化学反应速率较慢，达到平衡所需时间延长，不利于提高生产效率，A符合题意；故选A。 4．已知反应：3A(g)＋B(g)⥫⥬2C(g)＋2D(g)　ΔH<0，如图a、b曲线分别表示在不同条件下，A与B反应生成D的体积分数随时间t的变化情况。若想使曲线b(实线)变为曲线a(虚线)，可采取的措施是(　　) ①增大A的浓度　②升高温度　③增大D的浓度　④加入催化剂　⑤恒温下，缩小反应容器体积　⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变 A．①②③ B．④⑤ C．③④⑤ D．④⑤⑥ 解析　B　根据题图可知曲线b(实线)变为曲线a(虚线)时，平衡未发生移动且反应速率加快了。①增大A的浓度、②升高温度、③增大D的浓度，平衡均发生了移动，D的体积分数会发生改变；⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变，因为压强不变，体积变大，所以浓度、速率变小，与图像不一致；④加入催化剂，反应速率加快了，同时平衡不移动，与图像一致；⑤恒温下，缩小反应容器体积，浓度增大，速率增大，又因为方程式左右两边气体的化学计量数之和相等，所以平衡不移动，与图像一致。 5．(2024·海南卷)已知298 K，101 kPa时，CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.5 kJ·mol-1。该反应在密闭的刚性容器中分别于T1、T2温度下进行，CO2的初始浓度为0.4 mol·L-1，c(CO2)-t关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A． T1＞T2 B．T1下反应达到平衡时c(CH3OH)＝0.15 mol·L-1 C．使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大 D．使用催化剂2和催化剂3的反应历程相同 解析　D　平衡时CO2的浓度T1温度下比T2温度下的大，即T1到T2平衡正向移动，而结合题干方程式可知，该反应正反应是一个放热反应，即降低温度平衡才正向移动，即T1＞T2，A正确；T1温度下达到平衡时CO2的浓度为0.25 mol·L-1，即CO2的浓度改变量为0.40 mol·L-1－0.25 mol·L-1＝0.15 mol·L-1，结合变化量之比等于化学计量系数之比可知，T1下反应达到平衡时c(CH3OH)＝0.15 mol·L-1，B正确；在温度均为T1时，使用催化剂1达到平衡所需要的时间比催化剂2更长即使用催化剂1时的反应速率比催化剂2的更小，说明使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大，C正确；催化剂2和催化剂3分别在不同温度下达到平衡所需要的时间是相同的，但温度不同，反应速率也不同，说明催化剂2和催化剂3的反应历程不相同，才能保证在不同温度下达到相同的平衡时间，D错误。 6．25 ℃时将三个相同烧瓶中均充满NO2气体并分别放置在盛有下列物质的烧杯(烧杯内有等量等温的水)中：在(1)中加入3.0 g氧化钙粉末，在(3)中加入3.0 g NaHCO3晶体，最终现象如图所示。已知：2NO2⥫⥬N2O4，图中阴影表示颜色深浅。下列叙述错误的是(　　) A．加入固体后短时间内三个烧杯中温度高低：(1)>(2)>(3) B．三个烧瓶中平衡时混合气体的平均相对分子质量大小：(1)>(2)>(3) C．三个烧瓶中平衡时混合气体的总压强大小：(1)>(2)>(3) D．由该实验现象可知温度会影响化学平衡状态 解析　B　氧化钙溶于水会放热，碳酸氢钠溶于水吸热，加入固体后短时间内三个烧杯中温度高低：(1)>(2)>(3)，A正确；NO2为红棕色，(1)中颜色最深说明N2O4分子数最多，混合气体的物质的量增大，混合气体的分子数增多，红棕色变浅，说明N2O4分子数增多，混合气体的物质的量减少，混合气体分子数减少，因混合气体的总质量不变，故三个烧瓶中平衡时混合气体的平均相对分子质量大小：(1)<(2)<(3)，B错误；NO2为红棕色，(1)中颜色最深说明N2O4分子数最多，混合气体的物质的量增大，混合气体的分子数增多，红棕色变浅，说明N2O4分子数增多，混合气体的物质的量减少，混合气体分子数减少，因混合气体的总质量不变，故三个烧瓶中平衡时混合气体的总压强大小：(1)>(2)>(3)，C正确；由该实验现象可知温度会影响化学平衡状态，D正确。 7．生物质合成气可用于合成燃料甲醇。某化学学习小组用CO和H2模拟工业合成甲醇。已知：CO(g)＋2H2(g)⥫⥬CH3OH(g)　ΔH＝－90.645 kJ·mol-1。学习小组考查了其他条件不变的情况下，温度和压强对反应的影响，实验结果如下图所示。 下列说法正确的是(　　) A．T2>T1，p2<p1 B．CO的平衡转化率T1>T2，p1<p2 C．化学反应速率vB>vA，vD<vC D．化学平衡常数KA>KB，KC>KD 解析　B　由方程式可得，正反应是气体物质的量减小的放热反应。温度越高，反应速率越大，由图，T2温度下反应更快到达平衡，故T2>T1，压强越大，浓度越大，反应速率越大，由图，p2压强下反应更快到达平衡，故p2>p1，A错误；正反应放热，温度升高，平衡逆向移动，CO平衡转化率减小，故CO的平衡转化率：T1>T2，正反应气体物质的量减小，故压强增大有利于正反应，即CO的平衡转化率：p1<p2，B正确；温度、压强越大，反应速率越大，化学反应速率vB>vA，vD＞vC，C错误；平衡常数仅与温度有关，故KC＝KD，D错误。 8．(10分)在一定条件下，可逆反应A＋B⥫⥬mC变化如下图所示。 已知纵坐标表示在不同温度和压强下生成物C在混合物中的质量分数，p为反应在T2温度时达到平衡后容器内加压的变化情况，请回答下列问题： (1)温度T1__________(填“小于”“大于”或“等于”)T2，正反应是__________(填“吸热”或“放热”)反应。(4分) (2)如果A、B、C均为气体，则m________(填“小于”“大于”或“等于”)2。(1分) (3)当温度和容积不变时，如向平衡体系中加入一定量的某稀有气体，则体系的压强________(填“增大”“减小”或“不变”)，平衡________(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。(4分) (4)当温度和压强不变时，如向平衡体系中加入一定量的某稀有气体，平衡________(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。(1分) 解析　(1)由图像可知，T1温度下到达平衡的时间短，所以T1>T2，T1温度高，w(C)的含量低，所以升温，平衡左移，正反应为放热反应。(2)增大压强，w(C)含量降低，平衡左移，正反应为体积增大的反应，故m>2。(3)当温度、容积不变时，充入“惰”气，压强增大，但由于各反应物、生成物的浓度不变，所以平衡不移动。(4)当温度、压强不变时，充入“惰”气，体积扩大，根据m>2，平衡右移。 答案　　(1)大于　放热　 (2)大于　(3)增大　不　(4)向正反应方向 [能力提升] 9．反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如下图所示： 下列有关四种不同反应进程的说法正确的是(　　) A．进程Ⅰ是放热反应 B．平衡时P的产率：Ⅱ>Ⅰ C．生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ D．进程Ⅳ中，Z有催化作用 解析　A　由图中信息可知，进程Ⅰ中S的总能量大于产物P的总能量，因此进程Ⅰ是放热反应，A说法正确；进程Ⅱ中使用了催化剂X，但是催化剂不能改变平衡产率，因此在两个进程中平衡时P的产率相同，B说法不正确；进程Ⅲ中由S·Y转化为P·Y的活化能高于进程Ⅱ中由S·X转化为P·X的活化能，由于这两步反应分别是两个进程的决速步骤，因此生成P的速率为Ⅲ<Ⅱ，C说法不正确；由图中信息可知，进程Ⅳ中S吸附到Z表面生成S·Z，然后S·Z转化为产物P·Z，由于P·Z没有转化为P＋Z，因此，Z没有表现出催化作用，D说法不正确。 10．温度为T时，向2.00 L恒容密闭容器中充入1.00 mol CH4，发生反应：2CH4(g)C2H2(g)＋3H2(g)，经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表： t/s 0 5 15 25 35 n(CH4)/mol 1.00 0.84 0.81 0.80 0.80 改变温度，测得不同温度下达平衡时C2H2的物质的量的变化曲线如图。下列说法正确的是(　　) A．温度为T时，前5 s H2平均速率为0.048 mol·L-1·s-1 B．温度为T时，b点v(正)<v(逆) C．该反应的平衡常数随温度升高逐渐减小 D．温度为T时，若向2.00 L恒容密闭容器中充入2.00 mol C2H2和6.00 mol H2，达到平衡时，C2H2转化率大于80% 解析　D　温度为T时，前5 s甲烷的反应速率＝＝0.016 mol·L-1·s-1，H2平均速率＝v(CH4)＝×0.016 mol·L-1·s-1＝0.024 mol·L-1·s-1，故A错误；b点和曲线比较可知反应正向进行，b点v(正)＞v(逆)，故B错误；温度升高，乙炔的物质的量增大，平衡正向进行，正反应为吸热反应，平衡常数随温度升高逐渐增大，故C错误；列出反应的“三段式”： 2CH4(g)⥫⥬C2H2(g)＋3H2(g) 开始/mol 1 0 0 变化/mol 0.2 0.1 0.3 平衡/mol 0.8 0.1 0.3 逆向进行时达到相同平衡起始量： 2CH4(g)⥫⥬C2H2(g)＋3H2(g) 开始/mol 0 0.5 1.5 变化/mol 0.8 0.4 1.2 平衡/mol 0.8 0.1 0.3 乙炔的转化率＝×100%＝80%，温度为T时，若向2.00 L恒容密闭容器中充入2.00 mol C2H2和6.00 mol H2，相当于增大压强，平衡逆向进行，乙炔的转化率大于80%，故D正确。 11．PCl3和PCl5都是重要的化工原料。将PCl3(g)和Cl2(g)充入体积不变的2 L密闭容器中，在一定条件下发生下述反应，并于10 min时达到平衡：PCl3(g)＋Cl2(g)⥫⥬PCl5(g)　ΔH＜0，有关数据如下： PCl3(g) Cl2(g) PCl5(g) 初始浓度(mol/L) 2.0 1.0 0 平衡浓度(mol/L) c1 c2 0.4 下列判断不正确的是(　　) A．10 min内，v(Cl2)＝0.04 mol/(L·min) B．当容器中Cl2为1.2 mol时，反应达到平衡 C．升高温度，反应的平衡常数增大，平衡时PCl3的物质的量浓度>1.6 mol/L D．平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，在相同条件下再达平衡时，c(PCl5)＝0.2 mol/L 解析　D　由表中数据可知，平衡时c(PCl3)＝1.6 mol/L，c(Cl2)＝0.6 mol/L。10 min内，v(Cl2)＝＝0.04 mol/(L·min)，故A正确；平衡时氯气的物质的量为0.6 mol/L×2 L＝1.2 mol，故B正确；升高温度，平衡逆向移动，反应的平衡常数减小，平衡时PCl3的物质的量浓度大于1.6 mol/L，故C正确；平衡后移走2.0 mol PCl3和1.0 mol Cl2，相当于各物质的浓度都减少一半，即减压，平衡逆向移动，在相同条件下再达平衡时，c(PCl5)＜0.2 mol/L，故D错误。 12．(10分)回答下列问题。 (1)实验室用30%左右的硫酸溶液(约3.7 mol·L-1)与锌粒反应制取氢气。下列措施中能加快反应速率的是__________(填字母)。(2分) A．降低反应温度 B．将锌粒改为锌粉 C．将所用硫酸加水稀释 D．加入少量的硫酸铜溶液 (2)目前工业上可用CO2来生产燃料甲醇，有关反应为：CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)。现向体积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。 ①计算3 min内用氢气表示的该反应的反应速率v(H2)＝__________；3 min时，正反应速率________(填“＞”“＜”或“＝”)逆反应速率。(2分) ②当反应达平衡后，维持温度和压强不变，往容器内再充入0.5 mol CO2、0.5 mol H2和0.5 mol H2O(g)，并此时平衡向__________(填“正向”“逆向”或“不”)移动，计算并说明原因：________________________________________________________________________ ___________________________________________________________。(4分) ③在其他条件不变的情况下，将体系体积压缩到原来的二分之一，下列有关该体系的说法正确的是__________(填字母)。(2分) A．氢气的浓度减小 B．正反应速率增大 C．逆反应速率减小 D．达到平衡的时间不会改变 解析　(1)条件改变对反应速率的影响有如下几条：升温、增压、增浓、加有效催化剂、增加固体表面积，均能提高反应速率；降低温度，速率减慢，故A不选；将锌粒改为锌粉，增加固体表面积，能提高反应速率，故B选；将所用硫酸加水稀释，硫酸浓度降低，速率减慢，故C不选；加入少量的硫酸铜溶液，锌置换出铜，形成铜锌稀硫酸原电池，加快反应速率，故D选；答案选BD； (2)①根据题目所给数据信息，3分钟时，CO2消耗了1.00 mol·L-1－0.50 mol·L-1＝0.50 mol·L-1，所以H2消耗浓度是3×0.50 mol·L-1＝1.50 mol·L-1，那么H2在0～3分钟的平均速率是＝0.5 mol·L-1·min-1；由于反应物继续减少，反应向正向进行，并未达到平衡，所以正反应速率大于逆反应速率；②利用题目所给数据信息，建立平衡时的三段式， CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g) 初始/(mol·L-1) 1 3 0 0 变化/(mol·L-1) 0.75 2.25 0.75 0.75 平衡/(mol·L-1) 0.25 0.75 0.75 0.75 平衡常数K＝＝，维持温度和压强不变，往容器内再充入0.5 mol CO2、0.5 mol H2和0.5 mol H2O(g)，Q＝＝＜，则平衡正向移动；③体积缩小浓度增大，氢气的浓度增大，故A错误；体积缩小压强增大，正反应速率增大，逆反应速率也增大，故B正确；由B项可知，逆反应速率也增大，故C错误；由于压强的变化，导致物质浓度发生改变，化学反应速率增大，故到达平衡的时间会发生改变，故D错误；故选B。 答案　(1)BD (2)①0.5 mol·L-1·min-1　＞　②正向 　　　　　 　CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g) 初始/(mol/L) 1 3 0 0 变化/(mol/L) 0.75 2.25 0.75 0.75 平衡/(mol/L) 0.25 0.75 0.75 0.75 平衡常数K＝＝，维持温度和压强不变，往容器内再充入0.5 mol CO2、0.5 mol H2和0.5 mol H2O(g)，Q＝＝＜，则平衡正向移动　③B 13．(10分)已知下列两个反应。 反应Ⅰ：I2＋I－⥫⥬I　ΔH1 反应Ⅱ：I⥫⥬I2＋I－　ΔH2 反应Ⅰ的化学平衡常数K1与温度的关系如下表所示。 T/℃ 5 15 25 35 50 K1 1100 841 689 533 409 请回答下列问题： (1)若反应Ⅱ的化学平衡常数为K2，在相同温度下，K1·K2＝________。(1分) (2)反应Ⅰ的ΔH1________(填“>”“＝”或“<”)0，若升温，则I2的反应速率会________(填“加快”“减慢”或“不变”)。(4分) (3)能判断反应Ⅰ已达到平衡的依据是________________(填字母)。(1分) A．容器中的压强不再改变 B．溶液的颜色不再改变 C．I－浓度不再变化 D．正、逆反应速率均为0 (4)某温度下，反应Ⅰ的化学平衡常数为800。在该温度下，向甲、乙、丙三个容积相同的容器中分别加入I2和I－，这两种物质的起始浓度如下。 起始浓度/(mol·L-1) 甲 乙 丙 c(I2)/(mol·L-1) 0.1 0.2 0.2 c(I－)/(mol·L-1) 0.2 0.1 0.2 反应速率最快的是__________(填“甲”“乙”或“丙”，下同)，平衡时I2的转化率最大的是__________。(4分) 解析　(1)相同温度下，正、逆反应的平衡常数的乘积为1。(2)由题表可知，升高温度化学平衡常数减小，则正反应为放热反应，即ΔH1<0，升温I2的反应速率会加快。(3)反应是在溶液中进行的，故其化学平衡不受压强影响；溶液中只有I2有颜色，故颜色不再改变时反应达到平衡；I－浓度不再变化，则反应达到平衡状态；达到化学平衡时正、逆反应速率相等，但不等于0，故选BC。(4)其他条件相同，浓度越大，化学反应速率越快，则丙反应速率最快；增大一种反应物浓度可提高另一种反应物的转化率，而自身的转化率降低，则平衡时I2的转化率最大的是甲。 答案　(1)1　(2)<　加快　(3)BC　(4)丙　甲 学科网（北京）股份有限公司 $