2026全国版高考化学一轮基础知识扩展练--第九章 化学反应速率与化学平衡（含解析）

2026全国版高考化学一轮
第九章　化学反应速率与化学平衡
1.利用传感技术可探究压强对2NO2(g) N2O4(g)化学平衡移动的影响。往注射器中充入适量NO2气体如图甲所示;恒定温度下,再分别在t1、t2时快速移动注射器活塞后保持活塞位置不变,测得注射器内气体总压强随时间变化的曲线如图乙所示。下列说法错误的是(　　)
A.在B、E两点,对应的正反应速率:v(B)>v(E)
B.C点到D点平衡逆向移动,针筒内气体颜色D点比B点深
C.B、H两点,对应的NO2浓度相等
D.在E、F、H三点中,H点的气体平均相对分子质量最大
2.在催化剂作用下,CO2氧化C2H6可获得C2H4。其主要化学反应如下:
反应Ⅰ.C2H6(g)+CO2(g) C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)　ΔH1=+177 kJ·mol-1
反应Ⅱ.C2H6(g)+2CO2(g) 4CO(g)+3H2(g)　ΔH2=+430 kJ·mol-1
压强分别为p1、p2时,将2 mol C2H6和3 mol CO2的混合气体置于密闭容器中反应,不同温度下体系中乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性(C2H4的选择性=×100%)如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.压强为p1、温度为210 ℃时,反应达平衡时,2n生成(C2H4)=n生成(CO)
B.p1>p2
C.C2H4的选择性下降的原因可能是随着温度的升高,反应Ⅱ中生成的CO抑制了反应Ⅰ的进行
D.低温下C2H6转化为C2H4的反应可能非自发进行
3.NO2是常见的环境污染性气体。一定温度下,向三个容积不等的恒容密闭容器中分别投入1 mol NO2,用足量活性炭还原NO2的反应为2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g)。反应相同时间后,三个容器中NO2的物质的量(n)如图中A、B、C三点所示。下列叙述不正确的是(　　)
A.A点达到平衡,B、C点均未达到平衡
B.若B点达到平衡时,在该温度下的平衡常数K=0.25
C.若C点使用催化剂,能提高NO2的转化率
D.C点时,瞬间压缩容器体积至1 L后,NO2的物质的量增大
4.二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。其原理为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。在起始物=3时,在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH),在T=250 ℃下的x(CH3OH)~p、在p=5×105 Pa下的x(CH3OH)~T曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.图中对应等压过程的曲线是a
B.该反应在高温下能自发进行
C.当x(CH3OH)=0.10时,CO2的平衡转化率α≈33.3%
D.温度压强一定时,增大起始物,可提高平衡时的x(CH3OH)
5.温度为T时,在1 L密闭容器中A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中A、B、C浓度变化如图Ⅰ所示;若保持其他条件不变,温度分别为Tl和T2时,B的体积分数与时间的关系如图Ⅱ所示。则下列结论正确的是(　　)
A.在达平衡后,保持其他条件不变,增大压强,平衡向逆反应方向移动
B.在达平衡后,保持压强不变,通入稀有气体,平衡向正反应方向移动
C.保持其他条件不变,若反应开始时A、B、C的浓度分别为0.4 mol·L-1、0.5 mol·L-1和0.2 mol·L-1,则达到平衡后,C的浓度大于0.4 mol·L-1
D.保持其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率均增大,且A的转化率增大
6.一定温度下,向容积为2 L的恒容密闭容器中充入6 mol CO2和8 mol H2,发生反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-49.0 kJ·mol-1,测得n(H2)随时间的变化如下图实线所示,下列说法正确的是(　　)
A.升高温度,可以提高上述反应的平衡产率
B.该反应在0~1 min内CO2的平均反应速率是1 mol·L-1·min-1
C.该反应在8 min后,容器内总压强不再改变
D.加入催化剂(其他条件相同),n(H2)随时间的变化会如上图虚线所示
7.恒容密闭容器中充入X,在催化剂作用下发生反应:2X(g) 2Y(g)+Z(g),起始压强为p kPa,反应时间为t s,测得X的转化率随温度的变化如图中实线所示(虚线表示平衡转化率)。下列说法正确的是(　　)
A.该反应的ΔH<0
B.催化剂可降低该反应的焓变,提高平衡转化率
C.增大起始压强,X的平衡转化率增大
D.800 ℃时,0~t s内化学反应速率v(Y)= kPa·s-1
8.一定条件下,NH3在恒容密闭容器中发生分解反应:2NH3(g) N2(g)+3H2(g)　ΔH>0,v(NH3)随时间的变化如图所示。已知t1时反应达到平衡,t2时改变某单一条件(浓度、温度或催化剂等),下列说法不正确的是(　　)
A.由0到t1,H2的浓度不断增大
B.由t1到t2,2v正(H2)=3v逆(NH3)
C.t2时,可能向容器中通入了N2
D.平衡常数KⅠ可能小于KⅡ
9.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[x=]随温度的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.x1B.点b、c的正反应速率:vb>vc
C.此反应在任意温度下都可自发进行
D.当容器内气体的平均相对分子质量不变时,反应达平衡状态
10.CO2的回收和利用是实现“碳中和”的有效途径。在一恒容密闭反应器中充入体积之比为1∶1的CO2和H2,发生反应:①CO2(g)+H2(g) HCOOH(g)
ΔH1=+31.2 kJ·mol-1,②CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH2=+41.2 kJ·mol-1。在相同时间内,CO2的转化率、HCOOH的选择性[HCOOH的选择性=×100%]与温度的关系如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.温度高于673 K时,主要发生反应②
B.温度低于673 K时,HCOOH的选择性随温度升高而增大
C.平衡时,再充入0.1 mol CO2和0.1 mol H2,再次达到平衡时,HCOOH的物质的量增大
D.673 K下反应达到平衡时,CO2、HCOOH、CO的浓度之比为5∶57∶133
11.硫及其化合物之间的转化在生产中有着重要作用。接触法制硫酸中,SO2制取SO3的反应为2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH=-196.6 kJ·mol-1。该反应在有、无催化剂条件下的能量变化如图所示。下列说法正确的是　(　　)
A.V2O5催化时,该反应的速率取决于步骤①
B.使用V2O5作催化剂,同时降低了正、逆反应的活化能
C.其他条件相同,增大起始投料比,SO2的转化率减小
D.反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(s)的ΔH>-196.6 kJ·mol-1
12.某MOFs多孔材料孔径大小和形状恰好将N2O4“固定”,能高选择性吸附NO2。废气中的NO2被吸附后,经处理能全部转化为HNO3,原理示意图如下。
已知:2NO2(g) N2O4(g)　ΔH<0。
下列说法不正确的是(　　)
A.气体温度升高后有利于N2O4的固定
B.使用多孔材料不能改变2NO2(g) N2O4(g)的焓变
C.使用多孔材料能促进2NO2(g) N2O4(g)平衡正向移动,有利于NO2的去除
D.加入H2O和O2,发生反应的化学方程式为2N2O4+O2+2H2O 4HNO3
13.利用甲醇(CH3OH)和甲苯(Tol)发生甲基化反应可以获得对二甲苯(p-X)、间二甲苯(m-X)和邻二甲苯(o-X),反应过程中还有乙烯生成,涉及的反应如下:
反应Ⅰ　2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)　ΔH1=-26 kJ·mol-1
反应Ⅱ　Tol(g)+CH3OH(g) p-X(g)+H2O(g)　ΔH2=-71.3 kJ·mol-1
反应Ⅲ　Tol(g)+CH3OH(g) m-X(g)+H2O(g)　ΔH3=-72.1 kJ·mol-1
反应Ⅳ　Tol(g)+CH3OH(g) o-X(g)+H2O(g)　ΔH4=-69.7 kJ·mol-1
研究发现,在密闭容器中,101 kPa、n起始(Tol)=n起始(CH3OH)=1 mol,平衡时甲苯的转化率、反应Ⅰ的选择性[×100%]及反应Ⅳ的选择性[×100%]随温度的变化如图所示。
下列说法正确的是(　　)
A.p-X(g) m-X(g)　ΔH>0
B.随着温度的升高,反应Ⅳ的平衡常数先增大后减小
C.在400~600 K范围内,随着温度的升高,n(H2O)基本不变
D.800 K下反应达平衡后,增大压强,n(Tol)保持不变
14.工业上采用RuO2催化氧化处理HCl废气实现氯资源循环利用:4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH。不同温度下,HCl转化率(α)与HCl和O2的起始流速变化关系如图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。下列说法不正确的是(　　)
A.ΔH<0,ΔS<0
B.增大n(O2)∶n(HCl)的比值,可提高M点HCl转化率
C.较高流速时α(HCl)低的原因是在较短时间内达到了平衡状态
D.N点为平衡状态,用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算,该温度下反应的平衡常数K=36
15.利用管状透氧膜反应器实现乙醇—水重整制氢,具有无需额外热源、氧气可协助消除积炭等优点。其主要反应如下。
反应Ⅰ:C2H5OH(g)+H2O(g) 2CO(g)+4H2(g)　ΔH1=+256 kJ·mol-1
反应Ⅱ:2C2H5OH(g)+3O2(g) 4CO2(g)+6H2(g)　ΔH2=-1 107 kJ·mol-1
反应Ⅲ:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH3=-41 kJ·mol-1
反应Ⅳ:2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH4
一定温度下,将一定比例的C2H5OH、H2O、Ar气体通过装有催化剂的管状透氧膜反应器。经计算机仿真模拟,控制n投料(C2H5OH)=1 mol,平衡时氢醇比[]随水醇比[]、膜管长度的变化如图所示。若仅考虑上述反应,下列说法正确的是(　　)
A.ΔH4=(2ΔH1-ΔH2+4ΔH3)
B.水醇比为0时,膜管长度超过10 cm后氢醇比下降的原因可能是O2氧化H2
C.水醇比为1、膜管长度为2 cm,若C2H5OH、O2转化率为100%且=9,则管状透氧膜透过氧气0.1 mol
D.实际生产中,水醇比越大、膜管长度越短,氢气产率越高
16.使用合适的催化剂进行乙酸直接加氢可制备乙醇,反应原理如下:
主反应:CH3COOH(g)+2H2(g) CH3CH2OH(g)+H2O(g)　ΔH<0
副反应:CH3COOH(g)+CH3CH2OH(g) CH3COOCH2CH3(g)+H2O(g)　ΔH<0(热效应小可忽略)
在密闭容器中控制n起始(H2)∶n起始(CH3COOH)=10。2 MPa下平衡时S(乙醇)和S(乙酸乙酯)随温度的变化与250 ℃下平衡时S(乙醇)和S(乙酸乙酯)随压强的变化如图所示。乙醇的选择性可表示为S(乙醇)=。下列说法正确的是(　　)
A.反应2CH3COOH(g)+2H2(g) CH3COOCH2CH3(g)+2H2O(g)　ΔH>0
B.曲线②变化的原因是随温度升高,副反应正向进行的程度减小
C.图中曲线③表示2 MPa下乙酸乙酯选择性随温度的变化
D.300 ℃、0.5 MPa下,反应足够长时间,S(乙醇)>95%
17.已知橙红色的配离子[FeR3]2+可被HNO3氧化成淡蓝色的配离子[FeR3]3+(HNO3的还原产物是HNO2),现用浓度分别为2.0 mol·L-1、2.5 mol·L-1、3.0 mol·L-1的HNO3溶液进行实验,c{[FeR3]2+}随时间t的变化曲线如图所示。下列有关说法错误的是(　　)
A.实验中n{[FeR3]2+}、n{[FeR3]3+}之和不变时,反应达到平衡状态
B.三组实验中,反应速率都是前期速率增大,后期速率减小
C.2.0 mol·L-1的HNO3溶液进行实验,平衡时[FeR3]2+的平均消耗速率为4.7×10-5 mol·L-1·min-1
D.平衡后加水稀释,增大
18.体积均为2 L的多个恒容密闭容器,分别充入1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)发生反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH=-41.5 kJ·mol-1,在不同温度下反应50 s,测得正、逆反应的平衡常数的自然对数lnK(lnK正或lnK逆)、H2体积分数与热力学温度的倒数关系如图所示,下列说法错误的是(　　)
A.曲线N表示lnK正的变化情况
B.0~50 s,a点对应容器中的反应的平均速率v(CO)=0.001 mol·L-1·s-1
C.b点时一定处于平衡状态
D.c点时,v正19.一定条件下,1-苯基丙炔()与HCl发生催化加成,反应如下:
反应Ⅰ:+HCl(g) (g);;ΔH1<0
反应Ⅱ:+HCl(g) (g);;ΔH2
反应Ⅲ:(g) (g);ΔH3<0
T ℃,向密闭容器中通入2 mol 和3 mol HCl(g),平衡时测得的转化率为α,反应Ⅲ用物质的量分数表示的平衡常数=6,反应过程中有机物的物质的量分数随时间变化如图。下列说法错误的是(　　)
A.活化能:
B.<1
C.T ℃反应Ⅰ的平衡常数
D.若保持温度和压强不变,再向容器中通N2,反应Ⅰ的化学平衡将逆向移动
20.一定条件下,与浓硫酸发生取代反应生成水和单萘磺酸,反应过程和有机物占比随时间的变化如图所示:
下列说法正确的是(　　)
A.升高温度,反应Ⅰ的速率增大程度大于反应Ⅱ
B.产物Ⅰ的热稳定性比产物Ⅱ强
C.平衡常数的比值=6
D.加催化剂(只催化反应Ⅰ),极值点e可能移动至a点
21.工业试剂硫酰氯的制备原理为SO2(g)+Cl2(g) SO2Cl2(g)　ΔH<0。恒容密闭容器中按不同进料比充入SO2(g)和Cl2(g),测定T1、T2和T3温度下体系达平衡时的Δp(Δp=p0-p,其中p0=240 kPa为体系初始压强,p为体系平衡压强),结果如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.温度关系为T1>T2>T3
B.T1温度下,平衡常数Kp=0.03 kPa-1
C.N点时,SO2Cl2的体积分数为
D.T1温度下且n(SO2)/n(Cl2)=0.5时,Δp=60 kPa
22.丙醛是一种重要的工业原料。在铑催化剂作用下,乙烯羰基合成丙醛的反应如下。
反应Ⅰ:C2H4(g)+H2(g)+CO(g) CH3CH2CHO(g)　ΔH1
反应Ⅱ:C2H4(g)+H2(g) C2H6(g)　ΔH2
回答下列问题:
(1)T ℃时,向恒压容器中充入1.0 mol C2H4、1.0 mol H2和1.0 mol CO,若在该条件下只发生反应Ⅰ,达平衡时,反应放出77.4 kJ的能量;若相同条件下向该容器中充入1.0 mol CH3CH2CHO,达平衡时,反应吸收51.6 kJ的能量,则反应Ⅰ的ΔH1=　　　　kJ·mol-1。
(2)在恒压条件下,按照投料n(C2H4)∶n(H2)∶n(CO)=1∶1∶1,匀速通入装有催化剂的反应器中发生反应Ⅰ和Ⅱ,相同时间内,测得不同温度下C2H4的转化率(α)如图1曲线中n所示。预测化学反应速率v(B)　　　v(D)(填“>”“=”或“<”),产生这一结果的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)在恒压密闭容器中,通入1.0 mol C2H4、1.0 mol CO和n(H2),在一定温度和铑催化剂作用下,发生上述反应,测得C2H4的转化率(α)和丙醛选择性[x=×100%]随变化关系如图2所示。则曲线b表示　　　　,当1.08<<1.1时,曲线a随的增大而降低的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)保持温度不变,在恒容反应器中,按照投料n(C2H4)∶n(H2)∶n(CO)=1∶1∶1,初始总压为3p kPa,发生反应Ⅰ和Ⅱ,达到平衡时C2H4的转化率为80%,C2H6的选择性为25%,则H2的转化率为　　　　,反应Ⅱ的Kp=　　　　kPa-1(用含p的代数式表示)。
23.某课题组研究CO2加氢制甲醇。涉及的主要反应有:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1=-48.3 kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
反应Ⅲ:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)　ΔH3=-154.8 kJ·mol-1
反应Ⅳ:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH4
回答下列问题:
(1)反应Ⅳ的ΔH4=　　　　　　　　。
(2)下列有关说法正确的是　　　　。
A.增压时,CO的物质的量分数一定增大
B.当甲醇的分压不再改变时,体系达到平衡
C.在恒容密闭容器中充入Ar,反应Ⅲ的反应速率不变
D.升温时,反应Ⅱ逆反应速率加快的程度大于正反应速率
(3)研究发现,在3 MPa条件下,当起始n(CO2)∶n(H2)=1∶3,平衡时,CO2的转化率、含碳产物的选择性(转化的CO2中生成CH3OH、CH4或CO的百分比,如甲醇的选择性=×100%)与温度关系如图1所示,回答下列问题:
①随着温度升高,甲醇选择性降低而CO2的转化率却升高的原因可能是

　　　　　　　　。
②在T ℃下,若CH4的选择性为10%,计算此温度下反应Ⅱ的平衡常数K(写出计算过程)。
(4)一种在铜基催化剂上CO2加氢制甲醇的机理如图2,其中吸附在铜基催化剂表面上的物种用“*”标注。
①基态铜原子的价层电子排布式为　。
②决速步的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)写出甲醇在生产或生活中的一种应用:　　　　　　　　　　　　　　。
24.环氧丙醇(GLD)常用作树脂改性剂,在液相有机体系中,可通过碳酸二甲酯(DMC)和丙三醇(GL)制得,体系中同时存在如下反应:
反应Ⅰ:(l)+(l) +2CH3OH(l)　ΔH1<0
反应Ⅱ: +CO2(g)　ΔH2>0
反应Ⅲ:(l)+(l) +2CH3OH(l)+CO2(g)　ΔH3<0
已知:①在敞口容器中CO2的分压为40 Pa;
②对于物质状态不同的多相反应,如在溶剂E(l)中发生的反应A(l)+B(g) D(l),其平衡常数表达式可表示为K=[p为气体分压;x为液相体系中物质的摩尔分数,x(A)+x(D)+x(E)=1]。
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的焓变ΔH随温度T的变化如图所示,表示反应Ⅱ的焓变曲线为　　　　(填“a”“b”或“c”),T3℃下b曲线上M点的值为　　　　。
(2)T3℃时,反应达平衡后再注入惰性溶剂CCl4稀释,W表示体系中加入CCl4的物质的量与反应物总物质的量的比值。实验测定W不同时,DMC的平衡转化率随温度的变化关系如图甲所示。
图甲　图乙
W由大到小的顺序是　　　　;在不同催化剂下,反应相同时间DMC的转化率随温度变化的关系如图乙,图乙中a、b、c、d四点可能是图甲测绘时选取的点的是　　　　。
(3)T3℃时,向敞口容器中加入1.0 mol CCl4、1.0 mol DMC和1.0 mol GL,发生上述反应,达平衡时,测得x(GLD)=10%,反应Ⅱ的平衡常数K2=40 Pa,此时GLD的物质的量为　　　　mol,反应Ⅲ的平衡常数K3=　　　　Pa。
第九章　化学反应速率与化学平衡
1.利用传感技术可探究压强对2NO2(g) N2O4(g)化学平衡移动的影响。往注射器中充入适量NO2气体如图甲所示;恒定温度下,再分别在t1、t2时快速移动注射器活塞后保持活塞位置不变,测得注射器内气体总压强随时间变化的曲线如图乙所示。下列说法错误的是(　　)
A.在B、E两点,对应的正反应速率:v(B)>v(E)
B.C点到D点平衡逆向移动,针筒内气体颜色D点比B点深
C.B、H两点,对应的NO2浓度相等
D.在E、F、H三点中,H点的气体平均相对分子质量最大
答案　B
2.在催化剂作用下,CO2氧化C2H6可获得C2H4。其主要化学反应如下:
反应Ⅰ.C2H6(g)+CO2(g) C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)　ΔH1=+177 kJ·mol-1
反应Ⅱ.C2H6(g)+2CO2(g) 4CO(g)+3H2(g)　ΔH2=+430 kJ·mol-1
压强分别为p1、p2时,将2 mol C2H6和3 mol CO2的混合气体置于密闭容器中反应,不同温度下体系中乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性(C2H4的选择性=×100%)如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.压强为p1、温度为210 ℃时,反应达平衡时,2n生成(C2H4)=n生成(CO)
B.p1>p2
C.C2H4的选择性下降的原因可能是随着温度的升高,反应Ⅱ中生成的CO抑制了反应Ⅰ的进行
D.低温下C2H6转化为C2H4的反应可能非自发进行
答案　B　
3.NO2是常见的环境污染性气体。一定温度下,向三个容积不等的恒容密闭容器中分别投入1 mol NO2,用足量活性炭还原NO2的反应为2NO2(g)+2C(s) N2(g)+2CO2(g)。反应相同时间后,三个容器中NO2的物质的量(n)如图中A、B、C三点所示。下列叙述不正确的是(　　)
A.A点达到平衡,B、C点均未达到平衡
B.若B点达到平衡时,在该温度下的平衡常数K=0.25
C.若C点使用催化剂,能提高NO2的转化率
D.C点时,瞬间压缩容器体积至1 L后,NO2的物质的量增大
答案　D
4.二氧化碳催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体二氧化碳。其原理为CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。在起始物=3时,在不同条件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH),在T=250 ℃下的x(CH3OH)~p、在p=5×105 Pa下的x(CH3OH)~T曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.图中对应等压过程的曲线是a
B.该反应在高温下能自发进行
C.当x(CH3OH)=0.10时,CO2的平衡转化率α≈33.3%
D.温度压强一定时,增大起始物,可提高平衡时的x(CH3OH)
答案　C　
5.温度为T时,在1 L密闭容器中A气体与B气体反应生成C气体。反应过程中A、B、C浓度变化如图Ⅰ所示;若保持其他条件不变,温度分别为Tl和T2时,B的体积分数与时间的关系如图Ⅱ所示。则下列结论正确的是(　　)
A.在达平衡后,保持其他条件不变,增大压强,平衡向逆反应方向移动
B.在达平衡后,保持压强不变,通入稀有气体,平衡向正反应方向移动
C.保持其他条件不变,若反应开始时A、B、C的浓度分别为0.4 mol·L-1、0.5 mol·L-1和0.2 mol·L-1,则达到平衡后,C的浓度大于0.4 mol·L-1
D.保持其他条件不变,升高温度,正、逆反应速率均增大,且A的转化率增大
答案　C　
6.一定温度下,向容积为2 L的恒容密闭容器中充入6 mol CO2和8 mol H2,发生反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-49.0 kJ·mol-1,测得n(H2)随时间的变化如下图实线所示,下列说法正确的是(　　)
A.升高温度,可以提高上述反应的平衡产率
B.该反应在0~1 min内CO2的平均反应速率是1 mol·L-1·min-1
C.该反应在8 min后,容器内总压强不再改变
D.加入催化剂(其他条件相同),n(H2)随时间的变化会如上图虚线所示
答案　C
7.恒容密闭容器中充入X,在催化剂作用下发生反应:2X(g) 2Y(g)+Z(g),起始压强为p kPa,反应时间为t s,测得X的转化率随温度的变化如图中实线所示(虚线表示平衡转化率)。下列说法正确的是(　　)
A.该反应的ΔH<0
B.催化剂可降低该反应的焓变,提高平衡转化率
C.增大起始压强,X的平衡转化率增大
D.800 ℃时,0~t s内化学反应速率v(Y)= kPa·s-1
答案　D　
8.一定条件下,NH3在恒容密闭容器中发生分解反应:2NH3(g) N2(g)+3H2(g)　ΔH>0,v(NH3)随时间的变化如图所示。已知t1时反应达到平衡,t2时改变某单一条件(浓度、温度或催化剂等),下列说法不正确的是(　　)
A.由0到t1,H2的浓度不断增大
B.由t1到t2,2v正(H2)=3v逆(NH3)
C.t2时,可能向容器中通入了N2
D.平衡常数KⅠ可能小于KⅡ
答案　D　
9.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[x=]随温度的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.x1B.点b、c的正反应速率:vb>vc
C.此反应在任意温度下都可自发进行
D.当容器内气体的平均相对分子质量不变时,反应达平衡状态
答案　C　
10.CO2的回收和利用是实现“碳中和”的有效途径。在一恒容密闭反应器中充入体积之比为1∶1的CO2和H2,发生反应:①CO2(g)+H2(g) HCOOH(g)
ΔH1=+31.2 kJ·mol-1,②CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH2=+41.2 kJ·mol-1。在相同时间内,CO2的转化率、HCOOH的选择性[HCOOH的选择性=×100%]与温度的关系如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.温度高于673 K时,主要发生反应②
B.温度低于673 K时,HCOOH的选择性随温度升高而增大
C.平衡时,再充入0.1 mol CO2和0.1 mol H2,再次达到平衡时,HCOOH的物质的量增大
D.673 K下反应达到平衡时,CO2、HCOOH、CO的浓度之比为5∶57∶133
答案　D　
11.硫及其化合物之间的转化在生产中有着重要作用。接触法制硫酸中,SO2制取SO3的反应为2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)　ΔH=-196.6 kJ·mol-1。该反应在有、无催化剂条件下的能量变化如图所示。下列说法正确的是　(　　)
A.V2O5催化时,该反应的速率取决于步骤①
B.使用V2O5作催化剂,同时降低了正、逆反应的活化能
C.其他条件相同,增大起始投料比,SO2的转化率减小
D.反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(s)的ΔH>-196.6 kJ·mol-1
答案　B　
12.某MOFs多孔材料孔径大小和形状恰好将N2O4“固定”,能高选择性吸附NO2。废气中的NO2被吸附后,经处理能全部转化为HNO3,原理示意图如下。
已知:2NO2(g) N2O4(g)　ΔH<0。
下列说法不正确的是(　　)
A.气体温度升高后有利于N2O4的固定
B.使用多孔材料不能改变2NO2(g) N2O4(g)的焓变
C.使用多孔材料能促进2NO2(g) N2O4(g)平衡正向移动,有利于NO2的去除
D.加入H2O和O2,发生反应的化学方程式为2N2O4+O2+2H2O 4HNO3
答案　A　
13.利用甲醇(CH3OH)和甲苯(Tol)发生甲基化反应可以获得对二甲苯(p-X)、间二甲苯(m-X)和邻二甲苯(o-X),反应过程中还有乙烯生成,涉及的反应如下:
反应Ⅰ　2CH3OH(g)C2H4(g)+2H2O(g)　ΔH1=-26 kJ·mol-1
反应Ⅱ　Tol(g)+CH3OH(g) p-X(g)+H2O(g)　ΔH2=-71.3 kJ·mol-1
反应Ⅲ　Tol(g)+CH3OH(g) m-X(g)+H2O(g)　ΔH3=-72.1 kJ·mol-1
反应Ⅳ　Tol(g)+CH3OH(g) o-X(g)+H2O(g)　ΔH4=-69.7 kJ·mol-1
研究发现,在密闭容器中,101 kPa、n起始(Tol)=n起始(CH3OH)=1 mol,平衡时甲苯的转化率、反应Ⅰ的选择性[×100%]及反应Ⅳ的选择性[×100%]随温度的变化如图所示。
下列说法正确的是(　　)
A.p-X(g) m-X(g)　ΔH>0
B.随着温度的升高,反应Ⅳ的平衡常数先增大后减小
C.在400~600 K范围内,随着温度的升高,n(H2O)基本不变
D.800 K下反应达平衡后,增大压强,n(Tol)保持不变
答案　C　
14.工业上采用RuO2催化氧化处理HCl废气实现氯资源循环利用:4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)　ΔH。不同温度下,HCl转化率(α)与HCl和O2的起始流速变化关系如图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。下列说法不正确的是(　　)
A.ΔH<0,ΔS<0
B.增大n(O2)∶n(HCl)的比值,可提高M点HCl转化率
C.较高流速时α(HCl)低的原因是在较短时间内达到了平衡状态
D.N点为平衡状态,用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算,该温度下反应的平衡常数K=36
答案　C　
15.利用管状透氧膜反应器实现乙醇—水重整制氢,具有无需额外热源、氧气可协助消除积炭等优点。其主要反应如下。
反应Ⅰ:C2H5OH(g)+H2O(g) 2CO(g)+4H2(g)　ΔH1=+256 kJ·mol-1
反应Ⅱ:2C2H5OH(g)+3O2(g) 4CO2(g)+6H2(g)　ΔH2=-1 107 kJ·mol-1
反应Ⅲ:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH3=-41 kJ·mol-1
反应Ⅳ:2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)　ΔH4
一定温度下,将一定比例的C2H5OH、H2O、Ar气体通过装有催化剂的管状透氧膜反应器。经计算机仿真模拟,控制n投料(C2H5OH)=1 mol,平衡时氢醇比[]随水醇比[]、膜管长度的变化如图所示。若仅考虑上述反应,下列说法正确的是(　　)
A.ΔH4=(2ΔH1-ΔH2+4ΔH3)
B.水醇比为0时,膜管长度超过10 cm后氢醇比下降的原因可能是O2氧化H2
C.水醇比为1、膜管长度为2 cm,若C2H5OH、O2转化率为100%且=9,则管状透氧膜透过氧气0.1 mol
D.实际生产中,水醇比越大、膜管长度越短,氢气产率越高
答案　B　
16.使用合适的催化剂进行乙酸直接加氢可制备乙醇,反应原理如下:
主反应:CH3COOH(g)+2H2(g) CH3CH2OH(g)+H2O(g)　ΔH<0
副反应:CH3COOH(g)+CH3CH2OH(g) CH3COOCH2CH3(g)+H2O(g)　ΔH<0(热效应小可忽略)
在密闭容器中控制n起始(H2)∶n起始(CH3COOH)=10。2 MPa下平衡时S(乙醇)和S(乙酸乙酯)随温度的变化与250 ℃下平衡时S(乙醇)和S(乙酸乙酯)随压强的变化如图所示。乙醇的选择性可表示为S(乙醇)=。下列说法正确的是(　　)
A.反应2CH3COOH(g)+2H2(g) CH3COOCH2CH3(g)+2H2O(g)　ΔH>0
B.曲线②变化的原因是随温度升高,副反应正向进行的程度减小
C.图中曲线③表示2 MPa下乙酸乙酯选择性随温度的变化
D.300 ℃、0.5 MPa下,反应足够长时间,S(乙醇)>95%
答案　C　
17.已知橙红色的配离子[FeR3]2+可被HNO3氧化成淡蓝色的配离子[FeR3]3+(HNO3的还原产物是HNO2),现用浓度分别为2.0 mol·L-1、2.5 mol·L-1、3.0 mol·L-1的HNO3溶液进行实验,c{[FeR3]2+}随时间t的变化曲线如图所示。下列有关说法错误的是(　　)
A.实验中n{[FeR3]2+}、n{[FeR3]3+}之和不变时,反应达到平衡状态
B.三组实验中,反应速率都是前期速率增大,后期速率减小
C.2.0 mol·L-1的HNO3溶液进行实验,平衡时[FeR3]2+的平均消耗速率为4.7×10-5 mol·L-1·min-1
D.平衡后加水稀释,增大
答案　AC
18.体积均为2 L的多个恒容密闭容器,分别充入1 mol CO(g)和1 mol H2O(g)发生反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH=-41.5 kJ·mol-1,在不同温度下反应50 s,测得正、逆反应的平衡常数的自然对数lnK(lnK正或lnK逆)、H2体积分数与热力学温度的倒数关系如图所示,下列说法错误的是(　　)
A.曲线N表示lnK正的变化情况
B.0~50 s,a点对应容器中的反应的平均速率v(CO)=0.001 mol·L-1·s-1
C.b点时一定处于平衡状态
D.c点时,v正答案　BD　
19.一定条件下,1-苯基丙炔()与HCl发生催化加成,反应如下:
反应Ⅰ:+HCl(g) (g);;ΔH1<0
反应Ⅱ:+HCl(g) (g);;ΔH2
反应Ⅲ:(g) (g);ΔH3<0
T ℃,向密闭容器中通入2 mol 和3 mol HCl(g),平衡时测得的转化率为α,反应Ⅲ用物质的量分数表示的平衡常数=6,反应过程中有机物的物质的量分数随时间变化如图。下列说法错误的是(　　)
A.活化能:
B.<1
C.T ℃反应Ⅰ的平衡常数
D.若保持温度和压强不变,再向容器中通N2,反应Ⅰ的化学平衡将逆向移动
答案　C　
20.一定条件下,与浓硫酸发生取代反应生成水和单萘磺酸,反应过程和有机物占比随时间的变化如图所示:
下列说法正确的是(　　)
A.升高温度,反应Ⅰ的速率增大程度大于反应Ⅱ
B.产物Ⅰ的热稳定性比产物Ⅱ强
C.平衡常数的比值=6
D.加催化剂(只催化反应Ⅰ),极值点e可能移动至a点
答案　CD　
21.工业试剂硫酰氯的制备原理为SO2(g)+Cl2(g) SO2Cl2(g)　ΔH<0。恒容密闭容器中按不同进料比充入SO2(g)和Cl2(g),测定T1、T2和T3温度下体系达平衡时的Δp(Δp=p0-p,其中p0=240 kPa为体系初始压强,p为体系平衡压强),结果如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.温度关系为T1>T2>T3
B.T1温度下,平衡常数Kp=0.03 kPa-1
C.N点时,SO2Cl2的体积分数为
D.T1温度下且n(SO2)/n(Cl2)=0.5时,Δp=60 kPa
答案　BD　
22.丙醛是一种重要的工业原料。在铑催化剂作用下,乙烯羰基合成丙醛的反应如下。
反应Ⅰ:C2H4(g)+H2(g)+CO(g) CH3CH2CHO(g)　ΔH1
反应Ⅱ:C2H4(g)+H2(g) C2H6(g)　ΔH2
回答下列问题:
(1)T ℃时,向恒压容器中充入1.0 mol C2H4、1.0 mol H2和1.0 mol CO,若在该条件下只发生反应Ⅰ,达平衡时,反应放出77.4 kJ的能量;若相同条件下向该容器中充入1.0 mol CH3CH2CHO,达平衡时,反应吸收51.6 kJ的能量,则反应Ⅰ的ΔH1=　　　　kJ·mol-1。
(2)在恒压条件下,按照投料n(C2H4)∶n(H2)∶n(CO)=1∶1∶1,匀速通入装有催化剂的反应器中发生反应Ⅰ和Ⅱ,相同时间内,测得不同温度下C2H4的转化率(α)如图1曲线中n所示。预测化学反应速率v(B)　　　v(D)(填“>”“=”或“<”),产生这一结果的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)在恒压密闭容器中,通入1.0 mol C2H4、1.0 mol CO和n(H2),在一定温度和铑催化剂作用下,发生上述反应,测得C2H4的转化率(α)和丙醛选择性[x=×100%]随变化关系如图2所示。则曲线b表示　　　　,当1.08<<1.1时,曲线a随的增大而降低的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)保持温度不变,在恒容反应器中,按照投料n(C2H4)∶n(H2)∶n(CO)=1∶1∶1,初始总压为3p kPa,发生反应Ⅰ和Ⅱ,达到平衡时C2H4的转化率为80%,C2H6的选择性为25%,则H2的转化率为　　　　,反应Ⅱ的Kp=　　　　kPa-1(用含p的代数式表示)。
答案　(1)-129
(2)>　T1℃后,随着温度的升高,催化剂的活性降低,且催化剂活性降低对反应速率减慢的影响强于温度升高对反应速率加快的影响
(3)C2H4的转化率　氢气浓度增大,氢气和乙烯催化加氢生成乙烷的反应程度增大
(4)80%　
23.某课题组研究CO2加氢制甲醇。涉及的主要反应有:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1=-48.3 kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH2=+41.2 kJ·mol-1
反应Ⅲ:CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)　ΔH3=-154.8 kJ·mol-1
反应Ⅳ:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH4
回答下列问题:
(1)反应Ⅳ的ΔH4=　　　　　　　　。
(2)下列有关说法正确的是　　　　。
A.增压时,CO的物质的量分数一定增大
B.当甲醇的分压不再改变时,体系达到平衡
C.在恒容密闭容器中充入Ar,反应Ⅲ的反应速率不变
D.升温时,反应Ⅱ逆反应速率加快的程度大于正反应速率
(3)研究发现,在3 MPa条件下,当起始n(CO2)∶n(H2)=1∶3,平衡时,CO2的转化率、含碳产物的选择性(转化的CO2中生成CH3OH、CH4或CO的百分比,如甲醇的选择性=×100%)与温度关系如图1所示,回答下列问题:
①随着温度升高,甲醇选择性降低而CO2的转化率却升高的原因可能是

　　　　　　　　。
②在T ℃下,若CH4的选择性为10%,计算此温度下反应Ⅱ的平衡常数K(写出计算过程)。
(4)一种在铜基催化剂上CO2加氢制甲醇的机理如图2,其中吸附在铜基催化剂表面上的物种用“*”标注。
①基态铜原子的价层电子排布式为　。
②决速步的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)写出甲醇在生产或生活中的一种应用:　　　　　　　　　　　　　　。
答案　(1)-89.5 kJ·mol-1　(2)BC
(3)①生成甲醇的反应均为放热反应,升温时平衡逆向移动,甲醇选择性降低,反应Ⅱ是吸热反应,升温时平衡正向移动,且反应Ⅱ占主导作用
②设起始时,n(CO2)=1 mol,n(H2)=3 mol,根据守恒关系和题目信息,达到平衡时:n(CO2)=0.4 mol,n(CH3OH)=0.36 mol,n(CO)=0.18 mol,n(CH4)=0.06 mol,根据氧原子守恒,n(H2O)=0.66 mol,再根据氢原子守恒,n(H2)=1.5 mol,K==0.198
(4)①3d104s1　②CH3O*+OH*+2H* CH3OH*+H2O*　(5)作燃料(或制甲醛等合理答案均可)
24.环氧丙醇(GLD)常用作树脂改性剂,在液相有机体系中,可通过碳酸二甲酯(DMC)和丙三醇(GL)制得,体系中同时存在如下反应:
反应Ⅰ:(l)+(l) +2CH3OH(l)　ΔH1<0
反应Ⅱ: +CO2(g)　ΔH2>0
反应Ⅲ:(l)+(l) +2CH3OH(l)+CO2(g)　ΔH3<0
已知:①在敞口容器中CO2的分压为40 Pa;
②对于物质状态不同的多相反应,如在溶剂E(l)中发生的反应A(l)+B(g) D(l),其平衡常数表达式可表示为K=[p为气体分压;x为液相体系中物质的摩尔分数,x(A)+x(D)+x(E)=1]。
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的焓变ΔH随温度T的变化如图所示,表示反应Ⅱ的焓变曲线为　　　　(填“a”“b”或“c”),T3℃下b曲线上M点的值为　　　　。
(2)T3℃时,反应达平衡后再注入惰性溶剂CCl4稀释,W表示体系中加入CCl4的物质的量与反应物总物质的量的比值。实验测定W不同时,DMC的平衡转化率随温度的变化关系如图甲所示。
图甲　图乙
W由大到小的顺序是　　　　;在不同催化剂下,反应相同时间DMC的转化率随温度变化的关系如图乙,图乙中a、b、c、d四点可能是图甲测绘时选取的点的是　　　　。
(3)T3℃时,向敞口容器中加入1.0 mol CCl4、1.0 mol DMC和1.0 mol GL,发生上述反应,达平衡时,测得x(GLD)=10%,反应Ⅱ的平衡常数K2=40 Pa,此时GLD的物质的量为　　　　mol,反应Ⅲ的平衡常数K3=　　　　Pa。
答案　(1)a　-2.92　(2)W1>W2>W3　b、d
(3)0.375　144
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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