化學反應速率與化學平衡

1.（2024,安徽卷）室溫下，為探究納米鐵去除水樣中SeO廠的影響因素，測得不同條件下SeOr濃度隨

時間變化關系如圖。

5.0

4.0

3.0

2.0

1.0

0.0

024681()12

t/h

實

驗水樣體積納米鐵質量水樣初始

序/mL/mgpH

號

①5086

②5026

③5028

下列說法正確的是（）

A.實驗①中,0~2小時內平均反應速率v（SeO廠）=2.0mol-L-1-^1

B.實驗③中,反應的離子方程式為2Fe+SeO匯+8H+===2Fe3++Se+4H2。

C.其他條件相同時，適當增加納米鐵質量可加快反應速率

D.其他條件相同時，水樣初始pH越小,SeO廠的去除效果越好

2.（雙選）（2024?山東卷）逆水氣變換反應:CO2（g）+H2（g）LCO（g）+H2O（g）△H>0。一定壓力下，按CO2、

H2物質的量之比”（CO2）：〃（H2）=1：1投料，為、T2溫度時反應物摩爾分數隨時間變化關系如圖所示。

已知該反應的速率方程為V=h°-5（H2）C（CO2）,Tl、T2溫度時反應速率常數上分別為依、左2。下列說法

錯誤的是（）

0.0010.01().1

時間(s)

A.ki>k2

B.TKT2溫度下達平衡時反應速率的比值:當上答

V(T2)k2

C.溫度不變,僅改變體系初始壓力，反應物摩爾分數隨時間的變化曲線不變

D.E溫度下，改變初始投料比例，可使平衡時各組分摩爾分數與Ti溫度時相同

3.(2024?江蘇卷)二氧化碳加氫制甲醇過程中的主要反應(忽略其他副反應)為:

?CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g)AHi=+41.2kJ-mol1

②CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)Aft

225℃、8xl()6Pa下，將一定比例CO2、H2混合氣勻速通過裝有催化劑的絕熱反應管。裝置及心、

L2、加…位點處(相鄰位點距離相同)的氣體溫度、CO和CH30H的體積分數如圖所示。下列說法正

確的是()

co2,H2—

混合氣二LL3…

絕熱反應管

(容器內與夕誨沒有熱量交換)

5285

與

粼4

265

土

3褪

語

四

及

245及

2

盤r

r

1225

位點

A.L4處與L5處反應①的平衡常數K相等

B.反應②的熔變△“2>0

CZ6處的H20的體積分數大于L5處

D.混合氣從起始到通過Li處,CO的生成速率小于CH30H的生成速率

4.(2024?湖南卷)恒壓下，向某密閉容器中充入一定量的CH30H(g)和CO(g),發生如下反應:

主反應:CH30H(g)+CO(g)===CH3coOH(g)AHi

副反應:CH30H(g)+CH3coOH(g)===CH3coOCH3(g)+H2O(g)AH2

在不同溫度下，反應達到平衡時，測得兩種含碳產物的分布分數<5[<5(CH3COOH)=

n(CHCOOH)

3］隨投料比武物質的量之比)的變化關系如圖所示，下列說法正確的是(

n(CH3COOW)+n(CH3COOCH3)

1.()

9

柒.8a7/

朱,6c、/■—T]=503K

.4

之

.2O-7>583K

余

投料比％

A.投料比x代表當陪

n(CO)

B.曲線c代表乙酸的分布分數

C.A//I<0,AZ/2>0

D.L、M、N三點的平衡常數:K(L)=K(M)>K(N)

5.(2024?浙江6月選考)二氧化碳氧化乙烷制備乙烯，主要發生如下兩個反應:

I.C2H6(g)+CO2(g)LC2H4(g)+CO(g)+H2O(g)AH1>O

II.C2H6(g)+2CO2(g).4CO(g)+3H2(g)AH2>0

向容積為10L的密閉容器中投入2moiC2H6和3molCO2,不同溫度下，測得5min時(反應均未平衡)

的相關數據見下表，下列說法不正確的是()

溫度(℃)400500600

乙烷轉化率(％)2.29.017.8

乙烯選擇性(％)92.680.061.8

/洋王7.乙烯肺詵選怪舁性在■轉■轉化化的為乙烯烷的的乙烷總的物物質質的的量x量1c0o0%

A.反應活化能：I<II

B.500℃時,0~51^11反應I的平均速率為:v(C2H4)=2.88xl(y3molLlmin」

C.其他條件不變，平衡后及時移除H20(g),可提高乙烯的產率

D.其他條件不變，增大投料比［〃(C2H6)/〃(CO2)］投料，平衡后可提高乙烷轉化率

命題立意:試題以陌生的可逆反應為素材，考查化學反應速率、化學平衡的基礎知識，難度較大,主要涉

及化學反應速率、速率常數的計算、外界條件對化學反應速率、化學平衡移動的影響等必備知識。

此類試題常以圖像或表格的形式給出不同物質的濃度與時間、溫度與速率常數的關系，要求根據圖

像、圖表進行分析判斷，主要考查學生信息獲取與加工、邏輯推理和論證的能力。

窈核心整合

1.化學平衡與平衡轉化率

(1)轉化率和平衡轉化率

轉化率有未達到平衡的轉化率和已達到平衡的平衡轉化率，在審題的時候一定要注意轉化率是否為

平衡轉化率。

提醒:使用催化劑可以加快反應速率,提高未達平衡的可逆反應在單位時間內反應物的轉化率，但催

化劑的使用不會引起平衡移動，故不能提高平衡轉化率。

(2)轉化率與溫度的關系

可逆反應的熔變

升高溫度

△H

未達到平衡的轉化率_______

吸熱反應,△//>()

已達到平衡的平衡轉化率—

未達到平衡的轉化率_______

放熱反應,△“<()

已達到平衡的平衡轉化率—

(3)增大反應物的濃度與平衡轉化率的關系(其中A、B、C均為氣體)

平衡

可逆改變移反應物

備注

反應條件動方轉化率

向

增大A

A+Ba(A)一

的濃-

-C移動a(B)_

度

增大A

的濃a(A)一

B+C移動

度

2A增大A

反應物轉化率實際

的濃a(A)一

移動是考慮____的影響

B+C度

3A增大A

的濃a(A)一

移動

B+C度

⑷如果兩氣體物質的投料比按照化學計量數投料，那么無論是否達到化學平衡，兩者的轉化率一直

相等，且達平衡時，反應物的轉化率是該條件下的轉化率的最值。

2.基礎圖像分析

（1）速率一時間圖像

反應mA(g)+nB(g)'~pC(g)+^D(g),m+n>p+q,J!LAH>0

正）

不逆）〃"(正)=*(逆)

《（逆）

逆）

（正）

°G

①九時增大反應物的濃度，正反應速率瞬間增大,然后逐漸減小，而逆反應速率逐漸增大。

②/2時升高溫度，正反應速率和逆反應速率均瞬間增大，吸熱反應的反應速率增大得快。

③/3時減小壓強,容器容積增大，濃度變小，正反應速率和逆反應速率均瞬間減小，且正反應的反應速

率減小得多。

④以時使用催化劑，正反應速率和逆反應速率均瞬間增大但仍相等。

（2）轉化率（或含量）一時間圖像

：F=

反應mA(g)+“B(g)^pC(g)+qD(g),m+〃>jp+q,且AH>0

A的轉化率|A的轉化率||A的轉化率

1.01x107Pa/500t：加催”,

//1.01x106Pa/2001：

催化劑

OitOto

甲乙丙

①圖甲表示壓強對反應物轉化率的影響，對于氣體反應物化學計量數之和大于氣體生成物化學計量

數之和的反應，壓強越大，反應物的轉化率越大。

②圖乙表示溫度對反應物轉化率的影響,對于吸熱反應，溫度越高，反應物的轉化率越大。

③圖丙表示催化劑對反應物轉化率的影響，催化劑只能改變化學反應速率,不能改變反應物的轉化率。

（3）恒壓（溫）線

反應mA(g)+nB(g)''pC(g)+qD(g),m+n>p+q,^.AH>0

A的轉化率c的產率

soot1.01xIO7Pa

200tt1.01x10"Pa

loot1.01x105Pa

壓強O溫度

分析時可沿橫軸作一條平行于縱軸的虛線，即為等壓線或等溫線,然后分析另一條件變化對該反應的

影響。

公模擬預測

1.（2023?廣東梅州質檢）在恒容密閉容器中,分別在Ti、T2溫度下⑺<72）發生反應:3A（g）—2B（g）

△“<0,反應體系中各物質的濃度c隨時間f的部分變化曲線如圖所示。下列說法正確的是（）

A.向密閉容器內充入He,平衡逆向移動

B.a曲線條件下』0~30min內v（B）=0.05mol-L^min1

C.曲線b表示T2溫度下，反應過程中物質A的濃度變化

D.在工業實際生產中，溫度越低，越有利于提高生產效率

2.在盛有CuO/Cu2O載氧體的恒容密閉容器中充入空氣，發生反應:2Cu2O（s）+O2（g）L4CuO（s）RH。

平衡時O2的體積分數力（O2）隨反應溫度T變化的曲線如圖所示。下列說法錯誤的是（）

(1030,21)

%

A

0

)

9(985,10),

5

01-1--------------------

800900100()110()

77tt

A.AH<0

B.該反應的平衡常數表達式為K=C“（O2）

C.在1030℃時加入催化劑，平衡時力（。2）>21%

D.985℃達到平衡狀態后，充入純氧，再次達到平衡后,。（。2）=10%

3.（2024?湖北黃岡模擬）利用CO2合成二甲醛的反應:2CO2（g）+6H2（g）=CH3OCH3（g）+3H2O（g）

△"=-135.4kJ-mol-10將2.0molCO2和6.0molH2充入2L密閉容器中，測得不同溫度和壓強下，二甲

醒的平衡物質的量分數變化如圖所示。下列說法正確的是（）

A

vu

-

z

(

v

A

v

-

eM

x

e

V

A.由圖可知，溫度:乃>4>乃>A、壓強:6<P2<P3<P4

B.溫度一定時，增大壓強，平衡常數Kp會減小

C.平衡時,Ti、pi條件下的正反應速率小于A、P4條件下的逆反應速率

D.Ti、pi條件下，若〃(CO2)：〃(H2)：〃(CH30cH3)：〃(H2O)=2：6：3：1,此時丫正<丫逆

4.將一定量的NH4Hs固體置于恒容密閉真空容器中(固體試樣的體積忽略不計),使其在50℃的恒

溫條件下分解:NH4HS(s)=NH3(g)+H2s(g)。實驗測得該體系的壓強如表所示。

時間/min010203040506070

壓強/kPa00.661.281.782.202.502.502.50

已知:Kp為用各氣體分壓表示的平衡常數，分壓=總壓x物質的量分數。

下列有關說法正確的是()

A.當混合氣體的平均相對分子質量為25.5,且不再隨時間變化時，反應達到平衡

B.0-10min,用H2s的壓強變化表示該反應的平均反應速率為0.066kPa-min1

C.50℃時,NH4HS(s)的分解反應的壓強平衡常數Kp=￡

D.50℃時，若在65min時將容器的容積壓縮至原來的點再次達到平衡時，體系的壓強大于2.50kPa

5.3個容積均為1L的恒容密閉容器中均發生反應CO(g)+H2s(g)LCOS(g)+H2(g)實驗測得v

正=左正YCOACCHZSXVM上逆YCOSAcCH?)。左正、左逆為速率常數，只受溫度的影響。相關數據如表所示。

容起始時物質的量平衡時物質

溫

器/mol的量/mol

度

編

/℃

號coH2sCOSH2cos

①5001.01.0000.6

②600001.01.00.5

③6001.21.20.91.5a

下列說法正確的是()

A.AH>0

B.達到平衡時，容器②中COS的體積分數為50%

C.0.6><7>0.5

D.600℃時,左正=左逆

化學反應速率與化學平衡

LC［實驗①中,0~2小時內平均反應速率v(SeO^)=(5°-10)^1°-5molL-1=2.0xlO-5

molL-^hSA項錯誤;實驗③中水樣初始pH=8,溶液呈弱堿性，結合氧化還原反應

規律可得離子方程式為2Fe+SeOt+4H2O===2Fe(OH)3+Se+2OH-,B項錯誤;由實

驗①、②可知，其他條件相同時，適當增加納米鐵質■，反應速率加快,C項正確;由

實驗②、③可知，其他條件相同時，適當減小水樣初始pH,SeO廠的去除效果更好,

但若水樣初始pH太小，與H+反應的納米鐵的量增多，從而影響SeO廠的去除效

果,D項錯誤。］

2.CD［由圖可知,八比72反應速率快，則TI>T2；TI溫度下達到平衡時反應物的摩

爾分數低于T2溫度下平衡時;由于起始CO2與H2的物質的■之比為1：1,則達到

H

平衡時co2和2的摩爾分數相等。A.根據分析，乃比r2反應速率快，反應速率常

數與溫度有關，結合反應速率方程知后泌2,A項正確;B.反應的速率方程為

廠既。￡(H2)c(CO2),則*=綜黑嚅巳Ti溫度下達到平衡時反應物的摩爾分

Ub

貝丁2)^2C(H2)2C(CO2)2

數低于T2溫度下平衡時的■，則嚕〈臺出項正確;C.溫度不變，僅改變體系初始壓

力，雖然平衡不移動，但反應物的濃度改變,反應速率改變，反應達到平衡的時間改

變,反應物摩爾分數隨時間的變化曲線變化,C項錯誤;D.T2溫度下，改變初始投料

比，相當于改變某一反應物的濃度，達到平衡時坨和CO2的摩爾分數不可能相等,

故不能使平衡時各組分摩爾分數與Ti溫度時相同,D項錯誤。］

3.C［圖中白圈標記的曲線代表氣體溫度,〃處與心處對應的溫度不同，平衡常數

只與溫度有關，故心處與心處的平衡常數不同,A錯誤;由圖可知，隨著氣體在絕熱

反應管中前進，氣體溫度不斷升高，說明有熱■放出，而反應①AHi>0,故反應②

AH2<0,B錯誤;從8到甲醇的體積分數逐漸增加，說明反應②在向右進行，反應

②消耗co,而co體積分數沒有明顯變化，說明反應①也在向右進行，反應①為氣

體分子數不變的反應，其向右進行時,〃(H2O)增大，反應②為氣體分子數減小的反

應,且沒有H2O的消耗與生成，故n總減小而“(H2O)增加，即H2O的體積分數會增

大，故〃處的H2O的體積分數大于”處,C正確;Li處,CO的體積分數大于CH3OH,

說明生成的CO的物質的■大于CH3OH,兩者反應時間相同，說明CO的生成速

率大于CH30H的生成速率,D錯誤。］

4.D［題干明確指出，圖中曲線表示的是測得兩種含碳產物的分布分數即分別為

6(CHCOOH),6(CH3COOCH3),若投料比x代表"黑，)/越大，可看作是

3

CH30H的量增多，則對于主、副反應可知生成的CH3COOCH3越

多,CH3COOCH3分布分數越高，則曲線a或曲線b表示CH3COOCH3分布分數,

曲線c或曲線d表示CH3COOH分布分數,據此分析可知AB均正確，可知如此假

設錯誤，則可知投料比x代表二陪不，曲線a或曲線b表示6(CH3COOH),曲線c

或曲線d表示6(CH3COOCH3),據此作答。A.根據分析可知，投料比x代表第3,

n{Ln^(Jn)

故A錯誤;B.根據分析可知，曲線c表示CH3COOCH3分布分數，故B錯誤;C.根據

分析可知，曲線a或曲線b表示6(CH3COOH),當同一投料比時,觀察圖像可知T2

時6(CH3COOH)大于Ti時6(CH3COOH),WTi>T\可知，溫度越高則

<5(CH3COOH)越大，說明溫度升高主反應的平衡正向移動,AH］>0;曲線c或曲線d

表示6(CH3COOCH3),當同一投料比時，觀察可知Ti時6(CH3COOCH3)大于T2

時6(CH3COOCH3),WT2>TI可知，溫度越高則6(CH3COOCH3)越小，說明溫度升

高副反應的平衡逆向移動,A%<0,故C錯誤;D.L、M、N三點對應副反應△%<(),

且TN>TM=TL,升高溫度平衡逆向移動,K(L)=K(M)>K(N),故D正確。］

5.D［A.由表可知，相同溫度下，乙烷在發生轉化時，反應I更易發生，則反應活

化能：I<n,A正確;B.由表可知,500℃時，乙烷的轉化率為9.0%,可得轉化的乙烷

的總物質的量為2molx9.0%=0.18mol,而此溫度下乙烯的選擇性為80%,則轉化

為乙烯的乙烷的物質的量為0.18molx80%=0.144mol,根據方程式可得，生成乙烯

的物質的■為0.144mol,則0~5min反應I的平均速率

0.144mol

為:y(C2H4)=千匚=2.88x10-3mol-L^min4,B正確;C.其他條件不變，平衡后及時

移除H2O(g),反應I正向進行,可提高乙烯的產率,C正確;D.其他條件不變，增大

投料比［〃(C2H6)/〃(CO2)］投料,平衡后CO2轉化率提高,C2H6轉化率降低,D錯誤。］

核心整合

1.(2)增大增大增大減小(3)正向減小增大正向減小正向不

變正向增大壓強(4)大

模擬預測

1.C［曲線a、b都在下降，說明a、b都是A物質的濃度變化情況，且b先達到平

衡,反應速率更快，故b對應的溫度是T2,C正確;根據物質的量濃度的變化量，結合

反應比例可知曲線c為乃溫度下的B的濃度隨時間的變化曲線。恒容條件下充

入He,各物質的濃度沒有發生改變，平衡不移動,A錯誤;a曲線條件下,10~30min

內m°iL=0.05molllmin。反應速率之比等于化學計■數之比

則v(B)=|v(A)=|x0.05mol-L^minSB錯誤;降低溫度,平衡正向移動，反應物的轉

化率提高，但溫度過低會導致反應速率過慢，不利于提高生產效率,D錯誤。］

2.C［平衡時02的體積分數6(02)隨溫度升高而增大，則升溫平衡左移,AHVO,A

正確;該反應方程式為則按定義，其平衡常數表達式

為K=c-i(€>2),B正確;由圖知，在1030℃平衡時。(€>2)=21%,催化劑通常能加快反

應速率但不影響平衡移動，則加入催化劑平衡時*(O2)=21%,C不正

確冰=01(02),985C達到平衡狀態后，充入純氧不影響平衡常數，則再次達到平衡

后，巾(€>2)=10%,D正確。］

3.D［A.該反應為氣體分子數減少的放熱反應,降低溫度或增大壓強，平衡正向移

動,二甲醛的平衡物質的■分數增大，故溫度