2.4.3 题型整合练2 利用反应速率和平衡理论突破主观简答题-（Word同步练习）【学而思】2026-2027学年高二上学期化学选择性必修一（人教版）

**基本信息** 高中化学第二章同步练聚焦反应速率与平衡理论，通过真题与模拟题分层设计，从曲线解释到条件选择，构建“概念理解-综合应用-实际问题解决”的巩固路径，培养科学思维与证据推理能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |基础理解|单一反应ΔS、T判断|高考真题节选，聚焦基础概念辨析| |综合应用|多反应体系曲线分析|期中/开学考情境，强化多因素关联推理| |实际探究|生产条件选择与催化剂影响|工业生产案例，渗透科学态度与责任|

第二章　化学反应速率与化学平衡 专题专项练 题型整合练2　利用反应速率和平衡理论突破主观简答题 题型1　利用反应速率和平衡理论解释曲线的变化趋势 1.(甄选真题)[2024黑吉辽高考节选]为实现氯资源循环利用,工业上采用RuO2催化氧化法处理HCl废气: 2HCl(g)+O2(g) Cl2(g)+H2O(g)　ΔH1=-57.2 kJ·mol-1　ΔS　K 将HCl和O2分别以不同起始流速通入反应器中,在360 ℃、400 ℃和440 ℃下反应,通过检测流出气成分绘制HCl转化率(α)曲线,如图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。 图1 图2 (1)ΔS　　　　0(填“>”或“<”);T3=　　　　℃。  (4)图1、2中较高流速时,α(T3)小于α(T2)和α(T1),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　。  2.[2026北京第五十中学期中节选]CO2与H2在不同条件下发生不同反应,可实现不同的应用。 CO2催化加氢是制备CH3OH的重要方法,反应过程涉及的主要反应如下: ⅰ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH1>0 ⅱ.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH2<0 ⅲ.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH3<0 (1)其他条件不变时,一段时间内,假设只发生反应ⅰ、ⅱ,温度对CO2加氢制CH3OH反应的影响如图。已知:CH3OH选择性=×100%。 ①由图知240 ℃时实际反应未达到平衡状态,图中的依据是　　　　　　　　　　。  ②220~240 ℃时,CO2的平衡转化率变化的原因是　　　　　　　　　　　　　　。  (2)某压强下,往密闭容器中按投料比n(H2)∶n(CO2)=3∶1充入H2和CO2,发生上述三个反应,测得各组分平衡时的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。 ①图中Y代表　　　　(填化学式)。  ②体系中CO2的物质的量分数受温度影响不大,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  ③某炼钢厂将生产过程中产生的烟道气(主要含有N2、CO、CO2、SO2和粉尘)作为碳源,在贵金属催化剂的作用下加氢生产甲醇,发现甲醇的产率远低于理论计算值,造成这个情况的可能原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  题型2　利用反应速率和平衡理论解释反应条件的选择 3.[2026四川广安开学考节选]为实现碳中和,科学家们进行了大量的探索,其中二氧化碳与甲烷重整反应制备合成气(H2+CO)、甲醇是一种生产高附加值化学品的低碳过程。该过程存在如下化学反应: ⅰ.CO2(g)+CH4(g) 2H2(g)+2CO(g)　ΔH1>0 ⅱ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH2>0 ⅲ.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH3<0 一定条件下,向恒压密闭容器中通入CO2和CH4混合气体,CO2的平衡转化率和CH3OH的选择性[×100%]随温度、投料比[n(CO2)∶n(CH4)]分别为1∶1、1∶2的变化曲线如图所示(曲线a与c是同一投料比,曲线b与d是同一投料比)。 (1)表示投料比为1∶1时CH3OH的选择性的曲线是　　　　(填“a”“b”“c”或“d”),随温度升高曲线a下降,曲线c上升的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (2)生产CH3OH的最佳条件是　　　　(填字母)。  A.200 ℃,n(CO2)∶n(CH4)=1∶1 B.200 ℃,n(CO2)∶n(CH4)=1∶2 C.320 ℃,n(CO2)∶n(CH4)=1∶1 D.320 ℃,n(CO2)∶n(CH4)=1∶2 4.[2025北京人大附中开学考]收率表示进入反应器的原料与生成目标产物所消耗的原料之间的数量关系,收率越高,说明进入反应器的原料中,消耗在生产目标产物上的数量越多。甲醇氧化为甲醛和水的反应为2CH3OH(g)+O2(g) 2HCHO(g)+2H2O(g)　ΔH=-310.2 kJ/mol,可看作以下两个连续反应: ⅰ.CH3OH(g) HCHO(g)+H2(g)　ΔH1=+92.7 kJ/mol ⅱ.H2(g)+O2(g) H2O(g)　ΔH2=-247.8 kJ/mol (1)要提高反应ⅰ中甲醇平衡转化率,可采取的措施有　　　　　　(写出两条)。  (2)应用负载银催化时反应CH3OH(g) HCHO(g)+H2(g)　ΔH1会发生以下副反应: ⅲ.HCHO(g) CO(g)+H2(g)　ΔH3>0 ⅳ.2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH4<0 其他条件相同时,以Ag/SiO2-MgO为催化剂,研究银负载量对催化剂活性的影响,实验数据如图所示: ①依据实验数据应选择的最佳反应条件是　　　　　　　　。  ②温度由650 ℃至700 ℃甲醛收率下降的可能原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  答案与分层梯度式解析 第二章　化学反应速率与化学平衡 专题专项练 题型整合练2　利用反应速率和平衡理论突破主观简答题 1.答案　(1)<　360 (4)较高流速时,该反应并未达平衡,温度越低,反应速率越慢,HCl转化率越小 解析　(1)反应2HCl(g)+O2(g) Cl2(g)+H2O(g)是反应前后气体分子数目减小的放热反应,该反应的ΔS<0,升高温度时平衡逆向移动,反应物的平衡转化率降低(破题关键),即温度越高,HCl的平衡转化率越低,且较低流速下转化率可近似为平衡转化率,则图中T1为440 ℃,T2为400 ℃,T3为360 ℃。 (4)HCl流速较高时,该反应并未达平衡,温度越低,反应速率越慢,HCl转化率越小,T1>T2>T3,故α(T3)小于α(T2)和α(T1)。 2.答案　(1)①CO2的实际转化率低于其平衡转化率　②温度升高,反应ⅱ平衡逆向移动使c(CO)增大,c(CO)增大对反应ⅰ正反应的抑制程度大于升高温度对反应ⅰ正反应的促进程度 (2)①CH3OH　②温度升高时,反应ⅰ平衡正向移动的程度和反应ⅲ平衡逆向移动的程度相当　③烟道气中的杂质使贵金属催化剂失活,降低了催化剂的选择性 解析　(1)①由题图知240 ℃时,CO2的实际转化率低于其平衡转化率,故反应未达到平衡状态。②220~240 ℃时,升高温度反应ⅱ平衡逆向移动,c(CO)增大,从而抑制反应ⅰ的正反应,其抑制程度大于升高温度对反应ⅰ正反应的促进程度,因此CO2的平衡转化率随温度的升高而降低。 (2)①反应ⅰ为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,反应ⅱ、ⅲ都为放热反应,升高温度,平衡逆向移动。由反应ⅰ、ⅱ的平衡移动方向可知,CO的物质的量分数增大,X代表CO;由反应ⅱ、ⅲ的平衡移动方向可知,CH3OH的物质的量分数减小,反应ⅰ的平衡正向移动使H2O(g)增多,反应ⅲ的平衡逆向移动使H2O(g)减少,结合题图可知,H2O(g)的物质的量分数减小,但其减小幅度小于CH3OH,则题图中Y、Z分别代表CH3OH、H2O(g)。 ②CO2是反应ⅰ、ⅲ的反应物,反应ⅰ为吸热反应,反应ⅲ为放热反应,升高温度时,反应ⅰ平衡正向移动的程度和反应ⅲ平衡逆向移动的程度相当(破题关键),因此体系中CO2的物质的量分数受温度影响不大。 3.答案　(1)b　反应ⅰ、ⅱ是吸热反应,升高温度,平衡正向移动;反应ⅲ是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,故随温度升高甲醇的选择性下降,CO2的平衡转化率增大　(2)D 解析　(1)n(CO2)与n(CH4)的比值越小,CO2的平衡转化率越大,a、c表示投料比n(CO2)∶n(CH4)=1∶2,b、d表示投料比n(CO2)∶n(CH4)=1∶1。反应ⅰ、ⅱ是吸热反应,温度升高,CO2的平衡转化率增大,d表示CO2的平衡转化率,b表示甲醇的选择性。 (2)题图中甲醇选择性在200 ℃时最高,但此时CO2的平衡转化率极低(易错点),320 ℃时CO2平衡转化率和甲醇选择性都较高,当其他条件相同时,n(CO2)与n(CH4)的比值越小,CO2的平衡转化率越大,甲醇选择性越高,故生产CH3OH的最佳条件为320 ℃、n(CO2)∶n(CH4)=1∶2。  4.答案　(1)升温、减压 (2)①银负载量20%、650 ℃　②升温催化剂活性降低,反应速率减慢(或升温反应ⅰ与反应ⅲ均正向移动,但反应ⅲ的正移程度更大,甲醛的收率降低)(答案合理即可) 解析　(1)反应ⅰ正反应为气体分子数增大的吸热反应,升高温度或减小压强均可使平衡正向移动,则要提高反应ⅰ中甲醇平衡转化率,可采取的措施有升温、减压。 (2)①由题图可知,银负载量20%、650 ℃时甲醛的收率最高,银负载量20%时甲醛的选择性接近最大值,则应选择的最佳反应条件是银负载量20%、650 ℃。 反思升华 条件选择类题目的答题方向 　实验最佳条件的选择是为了又“快”又“好”地生产,即主要是从化学反应速率与转化率(化学平衡)两个角度来分析。“快”就是提高化学反应速率,“好”就是提高平衡转化率。 7 学科网（北京）股份有限公司 $