专题03 化学反应的限度（期中真题汇编，上海专用）高二化学上学期

专题03 化学反应的限度 考点01 化学平衡状态 1．A 2．A 3． 二 高温 4． 5．> 6． 7．BC 考点02 化学平衡常数 1．(1)BD (2)-207.1 kJ·mol-1 (3) ①. H2/ CO2的比例高于1∶1，提高H2浓度，促进化学平衡正向移动，提高CO2的转化率 ②. 若比例高于3∶1，会促进CO与H2反应，大量甲烷生成，从而降低CO选择性 (4) 0.15 mol·L-1·min-1 0.22 2．(1) 降低温度 (2) 12 (3)BD 3． 4． 15．B 6．小于    此时浓度商 ，反应向逆反应方向进行 考点03化学平衡移动 1．D 2．A 3．(1)C (2) (3)B (4) (5)AD (6)A (7) B 随着温度升高，催化剂活性降低（或发生副反应） 4． 5．3H2(g)+6C(石墨，s)=C6H6(l) ΔH=+49.2 kJ·mol-1 6．AC 7． 37.5 8．由题图可知，有水参与的历程，活化能较小，反应速率加快，单位时间内甲醇产率增大 9．(1)   (2) 升高温度 减小压强 (3)升高温度可以加快反应速率，且此温度范围内催化剂活性最大 (4) 正向进行 此时反应Ⅰ的浓度商 (5) 10：9 A 反应I为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大 10．(1) (2)BC (3)0.0125 mol/(L·min) (4)D (5)> (6)T1温度后，体系中主要发生反应2，反应2是气体体积不变的反应，压强改变对平衡没有影响，所以两条曲线重叠 (7)C (8)6.7% 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 化学反应的限度 3大高频考点 考点01 化学平衡状态 考点02 化学平衡常数 考点03 化学平衡移动 考点01 化学平衡状态 1．（2025-2026高二上·上海市建平世纪中学·期中）在2L的密闭容器中，发生反应：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)+131.5kJ，5min后达到平衡，固体减少了24g，则 A．ρ气体不变时反应达到平衡状态 B．v正(CO)为2.4mol/(L∙min) C．若容器体积缩小，平衡常数减小 D．增大C的量，平衡右移 【答案】A 【详解】A. 反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)是气体体积增大的反应，反应过程中体积不变，当气体质量不变时反应到达平衡，此时ρ气体不变，ρ气体不变时反应达到平衡状态，故A正确； B. 5min C(s) 减少了=2mol，根据反应关系C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)可知△c(CO)= =1mol/L，v正(CO)= =0.2mol ▪L-1 ▪min-1，故B错误； C. 反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)是气体体积增大的反应，若容器体积缩小，压强增大，平衡左移，平衡常数和温度有关系，压强改变，平衡常数不变，故C错误； D. 反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)中C是固体，增大C的量其浓度不变，平衡不移动，故D错误； 正确答案是A。 【点睛】C项注意：平衡常数是化学反应的特性常数。它不随物质的初始浓度（或分压）而改变，仅取决于反应的本性。一定的反应，只要温度一定，平衡常数就是定值，其他任何条件改变都不会影响它的值。 2．（2025-2026高二上·上海市建平世纪中学·期中）一定温度下，在体积为10L的密闭容器中充满NH3，进行如下反应： 2NH3（g）3H2（g）＋N2（g）；经5s达到平衡，平衡时NH3和H2的浓度均为bmol/L。下列叙述中不正确的是 A．NH3在5s内的平均速度为mol/(L·s) B．达到平衡时NH3的分解率为40％ C．N2的平衡浓度为mol/L D．反应开始时与平衡时的压强比为5∶7 【答案】A 【详解】A.v(H2)==mol/(L·s) ,则v(NH2)=2/3v(H2)=mol/(L·s),故A错误；B.平衡时氢气和氨气的浓度为bmol/L,则生成的氢气为10bmol,剩余的氨气为10bmol,根据方程式计算，反应掉的氨气为2/3×10bmol,则氨气分解率为×％=40％，故B正确；C.平衡时氢气的浓度为bmol/L,则氮气的浓度为1/3×bmol/L=b/3mol/L,故C正确；D.反应开始时，氨气的物质的量为10bmol+2/3+10bmol="50/3×" b mol,平衡时，各物质的量为：氨气10bmol,氢气10bmol,氮气1/3×10b,总物质的量为：10bmol+10bmol+1/3×10b=70/3×bmol,则压强比为（="50/3×" b mol）/(70/3×bmol)=5:7 （2025-2026高二上·上海市华东师范大学附属周浦中学·期中）氨气是重要的基础化工品，请结合信息回答问题。 尿素是首个由无机物人工合成的有机物，在尿素合成塔中发生的反应可表示为 第一步：  ； 第二步：  ； 3．已知第一步反应为快速反应，第二步反应为慢速反应，其中活化能较大的是第________步；第二步能自发进行的条件是________(填“高温”或“低温”或“任何温度”) 。 4．写出第一步反应的化学平衡常数表达式________。 5．对于第一步反应，混合气体中氨气体积分数随时间变化如图所示，则AB段(正)________(逆)(填“>”“<”或“=”)。 ，在2 L的密闭容器中，通入和，保持体积不变，发生反应，，10 min时反应刚好达到平衡，此时的物质的量为0.5 mol，则： 6．的平衡转化率为________，0～10 min的平均反应速率________。 7．能说明上述反应达到平衡状态的是________。 A． B．混合气体的密度不再发生变化 C．的体积分数在混合气体中保持不变 D．单位时间内消耗，同时生成 【答案】3． 二 高温 4． 5．> 6． 7．BC 【详解】3．活化能越大，反应速率越慢。已知第二步反应为慢速反应，因此第二步的活化能较大。第二步反应中，焓变，且有气体生成，属于熵增反应（）。根据吉布斯自由能判据时反应自发进行，可知该反应在高温条件下能自发进行。 4．第一步反应为，由于生成物为纯液体，其浓度视为常数，不列入平衡常数表达式中，故该反应的化学平衡常数表达式为。 5．由图可知，A点时氨气的体积分数仍在减小，说明反应正向进行，未达到平衡状态，此时正反应速率大于逆反应速率；B点时氨气的体积分数保持不变，说明反应已达到平衡状态。随着反应的正向进行，反应物浓度逐渐减小，正反应速率逐渐减小，因此A点的正反应速率大于B点的正反应速率，而B点正逆反应速率相等，故。 6．达到平衡时，生成的物质的量为，根据化学方程式可知，消耗的为，消耗的为。的平衡转化率为；内消耗的浓度变化量为，则平均反应速率。 7．A项，起始通入的和的物质的量之比为，反应消耗的物质的量之比也为，因此在反应过程中任意时刻始终为，不能说明反应达到平衡状态，错误；B项，该反应有固体生成，混合气体的总质量随反应进行而减小，而容器体积不变，因此混合气体的密度随反应进行而减小，当密度不再发生变化时，说明反应达到平衡状态，正确；C项，反应过程中混合气体的总物质的量在不断减小，设消耗，则的体积分数为，该比值随的增大而减小，当的体积分数保持不变时，说明反应达到平衡状态，正确；D项，单位时间内消耗和生成均表示正反应速率，不能说明正逆反应速率相等，不能判断是否达到平衡状态，错误。故选BC。 考点02 化学平衡常数 1．（2025-2026高二上·上海市市西中学·期中）从大气中回收，将其转化为有用的化学能，是化学家们致力于解决气候变化和碳排放问题的重要一步。逆水煤气变换(RWGS)反应引起了科学家们的关注。RWGS反应：反应①   。 RWGS反应中可能发生的副反应为： 反应②   反应③   (1)关于密闭体系中RWGS反应，下列说法错误的是_______(不定项)。 A．升温有利于提高反应速率，也有利于平衡正向移动 B．加压有利于提高单位时间内的转化率 C．混合气体平均摩尔质量不变可以判断反应达到化学平衡 D．及时分离除去水，有利于提高化学反应速率 (2)计算_______。 (3)技术经济评估表明，只有催化剂对CO具有的选择性，不浪费氢气生成副产物甲烷，RWGS反应才能达到总体上的碳负效益，并简化下游的分离过程。已知：CO的选择性。反应在特定的操作条件下表现出最佳性能：即/的体积比为、、低压(小于1MPa)的条件下，能够实现较高的转化效率和CO选择性。选择/的体积比为的原因可能是①_______；②_______。 (4)若仅考虑反应①②，500℃条件下，2L密闭容器中，和在催化剂作用下反应，10min达到化学平衡，此时的转化率为，CO的选择性为。 ①反应①中，0∼10 min，的速率为_______。 ②反应①的化学平衡常数_______。(结果保留两位小数) 【答案】(1)BD (2)-207.1 kJ·mol-1 (3) ①. H2/ CO2的比例高于1∶1，提高H2浓度，促进化学平衡正向移动，提高CO2的转化率 ②. 若比例高于3∶1，会促进CO与H2反应，大量甲烷生成，从而降低CO选择性 (4) 0.15 mol·L-1·min-1 0.22 【详解】（1）A．升高温度反应速率加快，且反应吸热升高温度有利于平衡正向移动，A正确； B．反应前后气体系数和相等，加压平衡不移动，故不能提高CO2的转化率，B错误； C．反应前后气体总质量相等、气体系数和相等，混合气体平均摩尔质量是恒量，混合气体平均摩尔质量不变，不能判断反应达到化学平衡，C正确； D．及时分离除去水，平衡会正向移动，但水蒸气浓度减小，反应速率会减慢，故D错误； 故选BD。 （2）根据盖斯定律③=②-①，∆H3=∆H2-∆H1=-165.0 kJ·mol-1-42.1 kJ·mol-1=-207.1 kJ·mol-1 （3） H2/ CO2的比例高于1∶1，提高H2浓度，促进CO2(g) + H2(g)⇌CO(g) + H2O(g)平衡正向移动，提高CO2的转化率；若比例高于3∶1，会促进产生的CO与H2反应，生成大量甲烷，从而降低CO选择性，所以选择H2/ CO2的体积比为1∶1~3∶1。 （4）①500℃条件下，2 L密闭容器中，10 mol CO2(g)和30 mol H2 (g)在催化剂作用下反应，10 min达到化学平衡，此时CO2的转化率为50%，CO的选择性为60%，若仅考虑反应①②，反应①消耗CO2的物质的量为10mol×50%×60%=3mol，反应②消耗CO2的物质的量为10mol×50%-3mol=2mol； 则反应①中CO2的速率为； ②反应①②三段式转化关系如下： 反应①的化学平衡常数。 2．（2025-2026高二上·上海市建平世纪中学·期中）工业烟气中去除氮氧化物的过程称为“脱硝”，脱硝反应为：，完成下列填空： (1)写出该反应的平衡常数表达式______；欲使该反应的K值增大，可采取的措施是__________。 ，在某恒容密闭容器中发生上述反应。测得部分物质浓度与时间关系如下图所示。 (2)______分钟后，该反应的正逆反应速率相等：前内用表示的平均反应速率______。 (3)能说明上述反应达到平衡状态的是______。 A． B． C．气体密度不变 D．气体的平均相对分子质量不变 【答案】(1) 降低温度 (2) 12 (3)BD 【详解】（1）根据化学平衡常数的定义，平衡常数等于生成物平衡浓度的化学计量数次幂的乘积除以反应物平衡浓度的化学计量数次幂的乘积。该反应中所有物质均为气体，故表达式为；该反应为放热反应（）。平衡常数仅受温度影响，要使值增大，必须使平衡正向移动，因此只能采取降低温度的措施。 （2）由图可知，在时，各物质的浓度不再随时间发生变化，说明反应达到了化学平衡状态，此时正、逆反应速率相等。 在内，曲线a的浓度下降了（为反应物），曲线b的浓度上升了（为生成物）。两者的浓度变化量之比为。结合化学方程式的化学计量数可知，曲线a代表或，曲线b代表。前内，a的浓度变化量。用a表示的平均反应速率。根据不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比，则。 （3）A．只是某一时刻浓度的倍数关系，不能说明物质浓度不再发生变化，故不能作为判断平衡的标志，A错误； B．无论是否达到平衡，同向反应速率均满足。若，则说明，即水蒸气的正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，B正确； C．反应在恒容密闭容器中进行，且所有反应物和生成物均为气体，气体总质量不变、容器体积不变，故气体密度始终为一个恒定值，不能作为判断平衡的标志，C错误； D．混合气体的平均相对分子质量，反应前后气体总质量不变，但该反应前后气体的化学计量数之和不相等（），故未平衡时气体的总物质的量一直在改变，是一个变量。当气体的平均相对分子质量不变时，说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，D正确。 综上所述，选BD。 （2025-2026高二上·上海市风华中学·期中）随着“双碳”目标推进，优化能源结构、研究燃料热值对发展清洁能源至关重要。 甲醚(CH3OCH3)是一种重要的清洁燃料，未来可能替代柴油和液化气作为洁净燃料使用。利用水煤气合成甲醚的三步反应如下： ①2H2 (g) CO(g) CH3OH(g)    H90.8 kJ mol 1 ②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) H2O(g)  H 23.5 kJ mol1 ③CO(g) H 2O(g)CO 2(g) H 2(g)  H3 41.2 kJ mol1 3．总反应：3H2 (g) 3CO(g)CH3OCH3 (g) CO2 (g) H ________。 4．写出总反应的平衡常数表达式__________________________。 5．一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应②，当容器内气体的总压强不再变化时，下列说法正确的是 。 A．该反应一定处于化学平衡状态 B．正、逆反应速率可能相等 C．CH3OH 全部转化为CH3OCH3和H2O D．CH3OH、CH3OCH3、H2O的浓度一定相等 6．TC时，反应②的平衡常数为1.5，此温度下，向密闭容器中加入一定量的CH3OH，反应一段时间后容器中甲醇和水蒸气的浓度分别为 0.45mol·L-1 和 0.65mol·L-1。比较此时正反应速率_____________________逆反应速率（填“大于”、“小于”或“等于”）。判断依据为________。 【答案】3． 4． 15．B 6．小于    此时浓度商 ，反应向逆反应方向进行 【详解】3．根据盖斯定律，观察目标反应方程式，可由反应得到，因此，目标反应的焓变：； 4．根据总反应方程式，化学平衡常数表达式为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，纯固体或纯液体不列入表达式。该反应全为气体，故平衡常数表达式为； 5．反应②是一个反应前后气体分子总数不变的反应。在恒温恒容的密闭容器中，无论反应进行到什么程度，气体的总物质的量始终保持不变，因此容器内的总压强始终不变； A．由分析知，压强不变不能作为判断该反应达到平衡的标志，A错误； B．因为压强始终不变，此时反应可能恰好处于平衡状态（正、逆反应速率相等），也可能未处于平衡状态，故正、逆反应速率“可能”相等，B正确； C．可逆反应存在反应限度，反应物不能100%完全转化，C错误； D．平衡时各物质的浓度保持不变，但不一定相等，具体取决于初始投料量和转化率，D错误； 故选B； 6．初始时只向密闭容器中加入，根据反应②的化学方程式可知，生成的 和 的物质的量始终按 的比例增加，因此两者的浓度相等，即此时 。计算此时的浓度商：，因为浓度商Q_c &gt; K = 1.5，说明此时生成物的浓度偏大，反应尚未达到平衡且向逆反应方向进行，因此正反应速率小于逆反应速率。 考点03化学平衡移动 1．（2025-2026高二上·上海市建平世纪中学·期中）下列事实能用勒夏特列原理解释的是 A．硫酸工业选择的反应条件不是室温，是左右 B．工业合成氨需要使用催化剂 C．增大压强平衡体系的颜色加深 D．开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫 【答案】D 【详解】A．硫酸工业中催化氧化生成的反应为放热反应，室温更有利于平衡正向移动，选择是为了提高反应速率、保证催化剂活性，与平衡移动无关，不能用勒夏特列原理解释，A错误； B．催化剂仅改变反应速率，不影响化学平衡状态，使用催化剂与平衡移动无关，不能用勒夏特列原理解释，B错误； C．该反应前后气体总分子数相等，增大压强平衡不移动，颜色加深是因为体积减小导致浓度增大，与平衡移动无关，不能用勒夏特列原理解释，C错误； D．啤酒中存在平衡，开启啤酒瓶后体系压强减小，平衡向生成气体的方向移动，因此泛起大量泡沫，能用勒夏特列原理解释，D正确； 故选D。 2．（2025-2026高二上·上海市建平世纪中学·期中）体积相同的甲、乙两个容器中，分别充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应：2SO2(g)+O2 (g)2SO3(g)，并达到平衡。在这过程中，甲容器保持压强不变，乙容器保持体积不变，若甲容器中SO2的转化率为P%，则乙容器中SO2的转化率 A．小于P% B．等于P% C．大于P% D．无法判断 【答案】A 【详解】体积相同的甲、乙两个容器中，分别充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应2SO2(g)+O2 (g)2SO3(g)，达平衡后，混合气的分子数减小，甲容器保持压强不变，则容器体积不断减小至反应达平衡，乙容器保持体积不变，则乙容器相当于甲容器增大体积(减小压强)，平衡逆向移动，若甲容器中SO2的转化率为P%，则乙容器中SO2的转化率小于P%，故选A。 3．（2025-2026高二上·上海市市西中学·期中）Ⅰ.用CO处理氮氧化物。反应原理：。 (1)改变下列条件，一定能使平衡发生正向移动的是______。 A．加压 B．加入高效催化剂 C．恒容时，再充入 D．升温 (2)在催化剂的作用下，反应分两步进行，第一步反应为：；第二步反应为：______。 (3)若以为催化剂，与发生反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是______。 A．由图可知催化剂只能改变反应的活化能，不能改变反应的 B．过程②中最大的正反应活化能为 C．使用催化剂可以加快化学反应速率并降低能耗 D．总反应的热化学方程式为   Ⅱ.用制备尿素。反应原理：。 (4)书写反应平衡常数的表达式：______。 (5)若向某恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量的和合成尿素，下列能说明反应已经达到平衡状态的是______。(不定项) A．的体积分数不再变化 B．化学平衡常数K不变 C． D．体系中气体的密度不变 (6)恒压条件下，若降低容器中氨碳比，反应中的平衡转化率会______。 A．增大            B．减小            C．不变 (7)下图为使用不同催化剂①、②、③时，反应至相同时间，容器中尿素的物质的量随温度变化的曲线，判断A点是否已达平衡状态：______；下图曲线②下降的原因可能是_______。 A．已达到            B．未达到 【答案】(1)C (2) (3)B (4) (5)AD (6)A (7) B 随着温度升高，催化剂活性降低（或发生副反应） 【详解】（1）该反应前后分子数相等，故加压平衡不移动，A不符合题意；加高效催化剂对平衡无影响，B不符合题意；恒容时，再充入N2O，导致N2O浓度增大，平衡发生正向移动，C符合题意；由(3)中图像可知，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆移，D不符合题意；故选C。 （2）总反应式为：，第一步反应为：；故第二步反应为：。 （3）催化剂只能改变反应的活化能，不能改变反应的  Δ H和平衡转化率，A正确；过程②中最大的正反应活化能为-288.7kJ/mol-(-434.3kJ/mol)=145.6kJ⋅mol−1，B错误；使用催化剂可以降低反应的活化能，加快化学反应速率并降低能耗，C正确；由图象可以看出，反应物到生成物总能量变化为-358.9kJ/mol，D正确；故选B。 （4），其中水为液态，尿素为固态，不计入平衡常数表达式，故平衡常数的表达式为。 （5）的体积分数不再变化，可以判断平衡，A符合题意；化学平衡常数K只与温度有关，温度不变，K一直保持不变，故不能判断反应是否达到平衡，B不符合题意；时反应达到平衡状态，时反应没有达到平衡状态，C不符合题意；反应后有固体尿素和液态水产生，体系中气体的质量发生变化，恒容条件下，建立平衡过程中密度是变量，故体系中气体的密度不变可以作为平衡判断依据，D符合题意；故选AD。 （6）恒压条件下，降低容器中的氨碳比，相当于氨气物质的量不变，增大二氧化碳物质的量，平衡正向移动，氨气的平衡转化率增大，选A。 （7）A点不是该温度下尿素的最大值，故A点不是平衡点。下图曲线②下降的原因可能是温度升高，催化剂活性降低导致化学反应速率减慢，相同时间内生成的尿素减少；也可能发生副反应。 （2025-2026高二上·上海市风华中学·期中）CO2的转化和利用是实现碳中和的有效途径。可利用焦炉气中的H2和工业废气捕获的CO2 生产绿色燃料——“零碳甲醇”。两者在适宜的过渡金属及其氧化物催化下发生反应： ① CO2 g 3H2 gCH3OHg H2Og K1 此反应一般认为通过如下步骤来实现： ② CO2g H2gH2O g CO g  ΔH 40.5 kJ mol1  K2 ③ COg 2H2 gCH3OHg  ΔH 90.7 kJ mol1  K3 4．K1 _________________(用含 K2 和 K3的代数式表示)。 5．大气中的二氧化碳主要来自煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知 25℃时，相关物质的燃烧热数据如下表： 物质 H2g C (石墨，s) C6H6l 燃烧热H / kJ mol1 -285.8 -393.5 -3267.6 则 25℃时 H2(g)和 C(石墨，s)生成 C6H6(l)的热化学方程式为_________________。 向体积为10 L 的恒容密闭容器中充入2.0mol CO g 和4.4mol H2g ，仅发生反应③，测得COg的平衡转化率与温度的关系如图所示。温度300℃条件下， 5 min 达到平衡。 6．下列能说明该反应达到平衡的是 。（不定项选择） A．CH3OH 体积分数不变 B．2c CO c H2 C．容器的压强不变 D．气体密度不变 7．开始到平衡H2 的平均反应速率为_________________。该温度下反应的平衡常数 K=_________________。 在研究该反应历程时发现：反应气中水蒸气含量会影响CH3OH 的产率。资料显示：水蒸气可以使催化剂活化位点减少。利用计算机模拟，研究添加适量水蒸气前后对反应历程能量变化的影响，结果如图(吸附在催化剂表面上的物种用*标注)： 8．在反应气中添加水蒸气能增大甲醇产率的原因_______________________________。 【答案】4． 5．3H2(g)+6C(石墨，s)=C6H6(l) ΔH=+49.2 kJ·mol-1 6．AC 7． 37.5 8．由题图可知，有水参与的历程，活化能较小，反应速率加快，单位时间内甲醇产率增大 【详解】4．根据盖斯定律，两反应相加就是目标反应，因此； 5．由题给燃烧热数据可得，①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH1=-285.8 kJ·mol-1，②C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ·mol-1，③C6H6(l)+O2(g)=6CO2(g)+3H2O(l) ΔH3=-3267.6 kJ·mol-1，根据盖斯定律，目标方程式可由3×①+6×②-③得到，其ΔH=(-285.8 kJ·mol-1)×3+(-393.5 kJ·mol-1)×6-(-3267.6 kJ·mol-1)= +49.2 kJ·mol-1，故H2(g)与C(石墨，s)生成C6H6(l)的热化学方程式为3H2(g)+6C(石墨，s)=C6H6(l) ΔH=+49.2 kJ·mol-1。 6．A．未平衡前的浓度不断增加，体积分数也不断增大，体积分数不变能说明反应达到平衡状态，A正确； B．仅代表某一时刻的浓度关系，不能说明浓度不再改变，无法判断平衡，B错误； C．非等体积反应，反应未达到平衡前，压强不断减小，压强不再改变说明反应已达平衡状态，C正确； D．气体的质量、体积不变，故气体密度恒定，气体密度不变无法说明反应达到平衡状态，D错误； 故选AC。 7．一氧化碳的转化率为60 %，故消耗的CO的物质的量为2．0 mol×60 %=1．2 mol，有三段式： ， 故氢气的消耗量为2.4 mol，开始到平衡的平均反应速率为；。 8．在反应气中添加水蒸气能增大甲醇产率的原因：由题图可知，有水参与的历程，活化能较小，反应速率加快，单位时间内甲醇产率增大。 9．（2025-2026高二上·上海市建平世纪中学·期中）和在催化剂作用下可以转化为合成气(主要含、和少量的混合气体)。 主反应为：Ⅰ：     主要副反应有：Ⅱ：    Ⅲ：       Ⅳ：     完成下列填空： (1)写出和水蒸气反应生成和的热化学方程式______________________。 (2)对于反应Ⅰ，有利于提高平衡转化率的措施是_________、__________(任写两条)。 (3)反应温度控制在之间，从反应速率角度分析，选择该温度范围的可能原因：___________________。 (4)某温度下，反应Ⅰ的平衡常数，该温度下，测得容器中、、和的浓度分别为、、、，此时，反应Ⅰ___________(填：正向进行、逆向进行或处于平衡状态)，理由是____________________________。 (5)和各1 mol充入密闭容器中，发生反应Ⅰ。 ①，100 kPa，反应达到平衡时体积分数与温度的关系如图中曲线所示。则，n(平衡时气体)：n(初始气体)=______。 ②若A、B、C三点表示不同温度和压强下已达平衡时体积分数，______点对应的平衡常数最小，理由是：___________________________________。 【答案】(1)   (2) 升高温度 减小压强 (3)升高温度可以加快反应速率，且此温度范围内催化剂活性最大 (4) 正向进行 此时反应Ⅰ的浓度商 (5) 10：9 A 反应I为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大 【详解】（1）根据盖斯定律Ⅲ-Ⅳ得到反应  ； （2）反应Ⅰ为吸热的气体分子数增大的反应，有利于提高CH4平衡转化率的措施有升高温度、减小压强、增加二氧化碳投料等； （3）升高温度可以增加单位体积内活化分子的百分数，增加有效碰撞次数，从而加快反应速率，且此温度范围内催化剂活性最大，更好地降低反应的活化能，从而加快反应速率； （4）反应Ⅰ的浓度商=0.16，当Q＜K时，平衡向正向移动； （5）①300℃，100kPa，反应达到平衡时CO2体积分数为40%；，反应后总的物质的量为2+2a，则，a=，n(平衡时气体)：n(初始气体)= ； ②反应I为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大， A、B、C三点中A点的温度最低，因此A点对应的平衡常数最小。 10．（2025-2026高二上·上海市闵行中学·期中）我国力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和目标，的综合利用对低碳减排有着重要意义。请回答： Ⅰ.与重整是利用的研究热点之一，该重整反应体系主要涉及以下反应： ①   ②   ③   (1)反应③的________（含、的代数式）。 (2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法错误的有______。 A．增大CO的浓度，反应①、②、③的正反应速率都增加 B．恒温恒压下向体系中通入氦气，反应①的平衡向右移动，平衡常数增大 C．加入反应①的催化剂，可加快反应①的反应速率，提高的平衡转化率 D．移去全部C（s），反应②、③的平衡均向右移动 (3)某温度下，在2 L的容器中加入、以及催化剂进行重整反应①，10 min时测得生成的CO是0.5 mol，则0～10 min内的平均反应速率______。 (4)若要加快CO的生成速率同时有利于提高平衡转化率的条件是______。 A．增大浓度 B．高压 C．使用催化剂 D．增大浓度 Ⅱ.利用制备甲醇是实现其资源化的一个有效途径。一定条件下，向恒容密闭容器中通入一定量的和。发生如下反应： 反应1：   反应2：   其他条件相同，不同压强下，平衡转化率随温度的变化关系如图所示。 (5)压强______（选填“＜”或“＞”）。 (6)上图中温度高于时，两条曲线重叠的原因是：______。 实际工业生产中，需要在260℃、压强恒为4.0 MPa的反应釜中进行上述反应。为确保反应的连续性，需向反应釜中以进气流量、，持续通入原料，同时控制出气流量。 (7)为了维持体系压强恒定，需控制出气流量______进气流量。 A．大于 B．等于 C．小于 D．ABC均可 (8)已知出气流量为，单位时间的转化率为70%，则流出气体中CO的百分含量为______。 【答案】(1) (2)BC (3)0.0125 mol/(L·min) (4)D (5)> (6)T1温度后，体系中主要发生反应2，反应2是气体体积不变的反应，压强改变对平衡没有影响，所以两条曲线重叠 (7)C (8)6.7% 【详解】（1）由盖斯定律可知，反应②-反应①=反应③，则平衡常数； （2）A．增大一氧化碳的浓度，反应③的正反应速率增加；反应①的逆反应速率瞬间变大，平衡向逆反应方向移动，新平衡形成过程中，正反应速率逐渐增大，则新平衡时甲烷浓度增大，导致反应②的正反应速率增加，所以反应①、②、③的正反应速率都增加，A正确； B．恒温恒压下向体系中通入不参与反应的氦气相当于减小压强，反应①是气体体积增大的反应，平衡向右移动，但温度不变，平衡常数不变，B错误； C．加入反应①的催化剂，可以降低反应①的活化能，加快反应速率，但化学平衡不移动，甲烷的转化率不变，C错误； D．移去全部的碳固体，反应②、③的逆反应速率瞬间变为0，使得正反应速率大于逆反应速率，平衡均向右移动，D正确； 故选BC； （3）由题意可知，10 min时测得生成一氧化碳的物质的量为0.5 mol，则由方程式可知，0～10 min内甲烷的平均反应速率为：=0.0125 mol/(L·min)； （4）A．增大甲烷的浓度，反应①的平衡向正反应方向移动，但甲烷的转化率减小，A错误； B．反应①是气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，甲烷的转化率减小，B错误； C．使用催化剂，可以降低反应①的活化能，加快反应速率，但化学平衡不移动，甲烷的转化率不变，C错误； D．增大二氧化碳的浓度，反应①的生成物一氧化碳反应速率加快，平衡向正反应方向移动，甲烷的转化率增大，D正确； 故选D。 （5）反应1为气体体积减小的反应，反应2为气体体积不变的反应，温度一定时，增大压强，反应1的平衡向正反应方向移动，反应2的平衡不移动，二氧化碳的转化率增大，由图可知，温度一定时，P1条件下二氧化碳的转化率大于P2，所以压强的大小关系为：P1>P2； （6）反应1为气体体积减小的放热反应，压强一定时，升高温度，平衡向逆反应方向移动，二氧化碳的转化率减小；反应2为气体体积不变的吸热反应，温度升高，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的转化率增大，由图可知，压强一定时，升高温度，二氧化碳的转化率先减小后增大，温度T1时，两条曲线重叠说明体系中主要发生反应2，反应2是气体体积不变化的反应，改变压强对平衡没有影响，所以温度高于T1时两条曲线重叠； （7）反应1为气体分子数减小的反应，反应中气体物质的量减小，出气流速小才能保持反应釜内为压强恒定，所以为了维持体系压强恒定，需控制出气流量小于进气流量，故选C； （8）设时间为1m in，由题意可知，起始二氧化碳、氢气的物质的量分别为0.01mol、0.03mol，流出气体的物质的量为0.03mol，反应1为气体分子数减小的反应、反应2为气体分子数不变的反应，则由方程式可知，反应1消耗二氧化碳的物质的量为：(0.04mol-0.03mol) ×=0.005mol，由二氧化碳的转化率为70%可知，反应2消耗二氧化碳的物质的量为：0.01mol×70%-0.005mol=0.002mol，则由方程式可知，反应生成一氧化碳的物质的量为0.002mol，所以流出气体中一氧化碳的百分含量为：≈6.7%。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 化学反应的限度 3大高频考点 考点01 化学平衡状态 考点02 化学平衡常数 考点03 化学平衡移动 考点01 化学平衡状态 1．（2025-2026高二上·上海市建平世纪中学·期中）在2L的密闭容器中，发生反应：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)+131.5kJ，5min后达到平衡，固体减少了24g，则 A．ρ气体不变时反应达到平衡状态 B．v正(CO)为2.4mol/(L∙min) C．若容器体积缩小，平衡常数减小 D．增大C的量，平衡右移 2．（2025-2026高二上·上海市建平世纪中学·期中）一定温度下，在体积为10L的密闭容器中充满NH3，进行如下反应： 2NH3（g）3H2（g）＋N2（g）；经5s达到平衡，平衡时NH3和H2的浓度均为bmol/L。下列叙述中不正确的是 A．NH3在5s内的平均速度为mol/(L·s) B．达到平衡时NH3的分解率为40％ C．N2的平衡浓度为mol/L D．反应开始时与平衡时的压强比为5∶7 （2025-2026高二上·上海市华东师范大学附属周浦中学·期中）氨气是重要的基础化工品，请结合信息回答问题。 尿素是首个由无机物人工合成的有机物，在尿素合成塔中发生的反应可表示为 第一步：  ； 第二步：  ； 3．已知第一步反应为快速反应，第二步反应为慢速反应，其中活化能较大的是第________步；第二步能自发进行的条件是________(填“高温”或“低温”或“任何温度”) 。 4．写出第一步反应的化学平衡常数表达式________。 5．对于第一步反应，混合气体中氨气体积分数随时间变化如图所示，则AB段(正)________(逆)(填“>”“<”或“=”)。 ，在2 L的密闭容器中，通入和，保持体积不变，发生反应，，10 min时反应刚好达到平衡，此时的物质的量为0.5 mol，则： 6．的平衡转化率为________，0～10 min的平均反应速率________。 7．能说明上述反应达到平衡状态的是________。 A． B．混合气体的密度不再发生变化 C．的体积分数在混合气体中保持不变 D．单位时间内消耗，同时生成 考点02 化学平衡常数 1．（2025-2026高二上·上海市市西中学·期中）从大气中回收，将其转化为有用的化学能，是化学家们致力于解决气候变化和碳排放问题的重要一步。逆水煤气变换(RWGS)反应引起了科学家们的关注。RWGS反应：反应①   。 RWGS反应中可能发生的副反应为： 反应②   反应③   (1)关于密闭体系中RWGS反应，下列说法错误的是_______(不定项)。 A．升温有利于提高反应速率，也有利于平衡正向移动 B．加压有利于提高单位时间内的转化率 C．混合气体平均摩尔质量不变可以判断反应达到化学平衡 D．及时分离除去水，有利于提高化学反应速率 (2)计算_______。 (3)技术经济评估表明，只有催化剂对CO具有的选择性，不浪费氢气生成副产物甲烷，RWGS反应才能达到总体上的碳负效益，并简化下游的分离过程。已知：CO的选择性。反应在特定的操作条件下表现出最佳性能：即/的体积比为、、低压(小于1MPa)的条件下，能够实现较高的转化效率和CO选择性。选择/的体积比为的原因可能是①_______；②_______。 (4)若仅考虑反应①②，500℃条件下，2L密闭容器中，和在催化剂作用下反应，10min达到化学平衡，此时的转化率为，CO的选择性为。 ①反应①中，0∼10 min，的速率为_______。 ②反应①的化学平衡常数_______。(结果保留两位小数) 2．（2025-2026高二上·上海市建平世纪中学·期中）工业烟气中去除氮氧化物的过程称为“脱硝”，脱硝反应为：，完成下列填空： (1)写出该反应的平衡常数表达式______；欲使该反应的K值增大，可采取的措施是__________。 ，在某恒容密闭容器中发生上述反应。测得部分物质浓度与时间关系如下图所示。 (2)______分钟后，该反应的正逆反应速率相等：前内用表示的平均反应速率______。 (3)能说明上述反应达到平衡状态的是______。 A． B． C．气体密度不变 D．气体的平均相对分子质量不变 （2025-2026高二上·上海市风华中学·期中）随着“双碳”目标推进，优化能源结构、研究燃料热值对发展清洁能源至关重要。 甲醚(CH3OCH3)是一种重要的清洁燃料，未来可能替代柴油和液化气作为洁净燃料使用。利用水煤气合成甲醚的三步反应如下： ①2H2 (g) CO(g) CH3OH(g)    H90.8 kJ mol 1 ②2CH3OH(g) CH3OCH3(g) H2O(g)  H 23.5 kJ mol1 ③CO(g) H 2O(g)CO 2(g) H 2(g)  H3 41.2 kJ mol1 3．总反应：3H2 (g) 3CO(g)CH3OCH3 (g) CO2 (g) H ________。 4．写出总反应的平衡常数表达式__________________________。 5．一定温度下，在恒容密闭容器中发生反应②，当容器内气体的总压强不再变化时，下列说法正确的是 。 A．该反应一定处于化学平衡状态 B．正、逆反应速率可能相等 C．CH3OH 全部转化为CH3OCH3和H2O D．CH3OH、CH3OCH3、H2O的浓度一定相等 6．TC时，反应②的平衡常数为1.5，此温度下，向密闭容器中加入一定量的CH3OH，反应一段时间后容器中甲醇和水蒸气的浓度分别为 0.45mol·L-1 和 0.65mol·L-1。比较此时正反应速率_____________________逆反应速率（填“大于”、“小于”或“等于”）。判断依据为________。 考点03化学平衡移动 1．（2025-2026高二上·上海市建平世纪中学·期中）下列事实能用勒夏特列原理解释的是 A．硫酸工业选择的反应条件不是室温，是左右 B．工业合成氨需要使用催化剂 C．增大压强平衡体系的颜色加深 D．开启啤酒瓶后，瓶中马上泛起大量泡沫 2．（2025-2026高二上·上海市建平世纪中学·期中）体积相同的甲、乙两个容器中，分别充有等物质的量的SO2和O2，在相同温度下发生反应：2SO2(g)+O2 (g)2SO3(g)，并达到平衡。在这过程中，甲容器保持压强不变，乙容器保持体积不变，若甲容器中SO2的转化率为P%，则乙容器中SO2的转化率 A．小于P% B．等于P% C．大于P% D．无法判断 3．（2025-2026高二上·上海市市西中学·期中）Ⅰ.用CO处理氮氧化物。反应原理：。 (1)改变下列条件，一定能使平衡发生正向移动的是______。 A．加压 B．加入高效催化剂 C．恒容时，再充入 D．升温 (2)在催化剂的作用下，反应分两步进行，第一步反应为：；第二步反应为：______。 (3)若以为催化剂，与发生反应过程的能量变化如图所示。下列说法错误的是______。 A．由图可知催化剂只能改变反应的活化能，不能改变反应的 B．过程②中最大的正反应活化能为 C．使用催化剂可以加快化学反应速率并降低能耗 D．总反应的热化学方程式为   Ⅱ.用制备尿素。反应原理：。 (4)书写反应平衡常数的表达式：______。 (5)若向某恒温恒容的密闭容器中加入等物质的量的和合成尿素，下列能说明反应已经达到平衡状态的是______。(不定项) A．的体积分数不再变化 B．化学平衡常数K不变 C． D．体系中气体的密度不变 (6)恒压条件下，若降低容器中氨碳比，反应中的平衡转化率会______。 A．增大            B．减小            C．不变 (7)下图为使用不同催化剂①、②、③时，反应至相同时间，容器中尿素的物质的量随温度变化的曲线，判断A点是否已达平衡状态：______；下图曲线②下降的原因可能是_______。 A．已达到            B．未达到 （2025-2026高二上·上海市风华中学·期中）CO2的转化和利用是实现碳中和的有效途径。可利用焦炉气中的H2和工业废气捕获的CO2 生产绿色燃料——“零碳甲醇”。两者在适宜的过渡金属及其氧化物催化下发生反应： ① CO2 g 3H2 gCH3OHg H2Og K1 此反应一般认为通过如下步骤来实现： ② CO2g H2gH2O g CO g  ΔH 40.5 kJ mol1  K2 ③ COg 2H2 gCH3OHg  ΔH 90.7 kJ mol1  K3 4．K1 _________________(用含 K2 和 K3的代数式表示)。 5．大气中的二氧化碳主要来自煤、石油及其他含碳化合物的燃烧。已知 25℃时，相关物质的燃烧热数据如下表： 物质 H2g C (石墨，s) C6H6l 燃烧热H / kJ mol1 -285.8 -393.5 -3267.6 则 25℃时 H2(g)和 C(石墨，s)生成 C6H6(l)的热化学方程式为_________________。 向体积为10 L 的恒容密闭容器中充入2.0mol CO g 和4.4mol H2g ，仅发生反应③，测得COg的平衡转化率与温度的关系如图所示。温度300℃条件下， 5 min 达到平衡。 6．下列能说明该反应达到平衡的是 。（不定项选择） A．CH3OH 体积分数不变 B．2c CO c H2 C．容器的压强不变 D．气体密度不变 7．开始到平衡H2 的平均反应速率为_________________。该温度下反应的平衡常数 K=_________________。 在研究该反应历程时发现：反应气中水蒸气含量会影响CH3OH 的产率。资料显示：水蒸气可以使催化剂活化位点减少。利用计算机模拟，研究添加适量水蒸气前后对反应历程能量变化的影响，结果如图(吸附在催化剂表面上的物种用*标注)： 8．在反应气中添加水蒸气能增大甲醇产率的原因_______________________________。 9．（2025-2026高二上·上海市建平世纪中学·期中）和在催化剂作用下可以转化为合成气(主要含、和少量的混合气体)。 主反应为：Ⅰ：     主要副反应有：Ⅱ：    Ⅲ：       Ⅳ：     完成下列填空： (1)写出和水蒸气反应生成和的热化学方程式______________________。 (2)对于反应Ⅰ，有利于提高平衡转化率的措施是_________、__________(任写两条)。 (3)反应温度控制在之间，从反应速率角度分析，选择该温度范围的可能原因：___________________。 (4)某温度下，反应Ⅰ的平衡常数，该温度下，测得容器中、、和的浓度分别为、、、，此时，反应Ⅰ___________(填：正向进行、逆向进行或处于平衡状态)，理由是____________________________。 (5)和各1 mol充入密闭容器中，发生反应Ⅰ。 ①，100 kPa，反应达到平衡时体积分数与温度的关系如图中曲线所示。则，n(平衡时气体)：n(初始气体)=______。 ②若A、B、C三点表示不同温度和压强下已达平衡时体积分数，______点对应的平衡常数最小，理由是：___________________________________。 10．（2025-2026高二上·上海市闵行中学·期中）我国力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和目标，的综合利用对低碳减排有着重要意义。请回答： Ⅰ.与重整是利用的研究热点之一，该重整反应体系主要涉及以下反应： ①   ②   ③   (1)反应③的________（含、的代数式）。 (2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法错误的有______。 A．增大CO的浓度，反应①、②、③的正反应速率都增加 B．恒温恒压下向体系中通入氦气，反应①的平衡向右移动，平衡常数增大 C．加入反应①的催化剂，可加快反应①的反应速率，提高的平衡转化率 D．移去全部C（s），反应②、③的平衡均向右移动 (3)某温度下，在2 L的容器中加入、以及催化剂进行重整反应①，10 min时测得生成的CO是0.5 mol，则0～10 min内的平均反应速率______。 (4)若要加快CO的生成速率同时有利于提高平衡转化率的条件是______。 A．增大浓度 B．高压 C．使用催化剂 D．增大浓度 Ⅱ.利用制备甲醇是实现其资源化的一个有效途径。一定条件下，向恒容密闭容器中通入一定量的和。发生如下反应： 反应1：   反应2：   其他条件相同，不同压强下，平衡转化率随温度的变化关系如图所示。 (5)压强______（选填“＜”或“＞”）。 (6)上图中温度高于时，两条曲线重叠的原因是：______。 实际工业生产中，需要在260℃、压强恒为4.0 MPa的反应釜中进行上述反应。为确保反应的连续性，需向反应釜中以进气流量、，持续通入原料，同时控制出气流量。 (7)为了维持体系压强恒定，需控制出气流量______进气流量。 A．大于 B．等于 C．小于 D．ABC均可 (8)已知出气流量为，单位时间的转化率为70%，则流出气体中CO的百分含量为______。 试卷第1页，共3页 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $