[考纲要求]1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法，能正确计算化学反应的转化率(α)。2.了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用。3
.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。4.掌握化学平衡的特征，了解化学平衡常数K的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。5.理解
外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。6.了解化学反应速率和化学平衡的调控
在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。考点一化学反应速率及其影响因素(一)化学反应速率的计算及速率常数1．化学反应速率的计算(
1)根据图表中数据和定义计算：v(X)＝，即v(X)＝＝，计算时一定要注意容器或溶液的体积，不能忽视容器或溶液的体积V，盲目地把Δ
n当作Δc代入公式进行计算，同时还要注意单位及规范书写，还要根据要求注意有效数字的处理。(2)根据化学方程式计算：对于反应“mA＋
nB===pC＋qD”，有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。2．速率常数(1)假设基元反应(能够一步完成的反
应)为aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，其速率可表示为v＝kca(A)cb(B)，式中的k称为反应速率常数或速率
常数，它表示单位浓度下的化学反应速率，与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，通常反应速率常数越大，反应进行得越快
。不同反应有不同的速率常数。(2)正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系对于基元反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)
，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cc(C)·cd(D)，平衡常数K＝＝，反应达到平衡时v正＝v逆，故K＝。(二)
正确理解化学反应速率的影响因素1．内因——活化能活化能是指为了能发生化学反应，普通分子(具有平均能量的分子)变成活化分子所需要吸收
的最小能量，即活化分子比普通分子所多出的那部分能量。相同条件下，不同化学反应的速率不同，主要是内因——活化能大小不同所致，活化能小
的化学反应速率快，活化能大的反应速率慢。注意反应热为正、逆反应活化能的差值。2．外因相同的化学反应，在不同条件下，化学反应速率不
同，主要原因是外因——浓度、压强、温度、催化剂、光照、接触面积等因素不同所致。(1)浓度(c)：增大(减小)反应物浓度→单位体积内
活化分子数目增加(减少)，活化分子百分数不变→有效碰撞频率提高(降低)→化学反应速率加快(减慢)。(2)压强(p)：对于气相反应来
说，增大(减小)压强→相当于减小(增大)容器容积→相当于增大(减小)反应物的浓度→化学反应速率加快(减慢)。注意“惰性气体”对反
应速率的影响①恒容：充入“惰性气体”总压增大―→参与反应的物质浓度不变(活化分子浓度不变)―→反应速率不变。②恒压：充入“惰性气体
”体积增大参与反应的物质浓度减小(活化分子浓度减小)反应速率减小。(3)温度(T)：升高(降低)温度→活化分子百分数增大(减小)→
有效碰撞频率提高(降低)→化学反应速率加快(减慢)。(4)催化剂①添加催化剂→降低反应的活化能→活化分子百分数增大→有效碰撞频率提
高→化学反应速率加快。②添加催化剂→降低反应的活化能→降低反应所需的温度→减少能耗。③添加催化剂能改变反应的路径，如乙醇的氧化实验
，该实验的总反应为2CH3CH2OH＋O2―→2CH3CHO＋2H2O，活化能为E总；使用铜丝作催化剂将一步反应改变为两步反应，第
一步反应为2Cu＋O22CuO，活化能为E1；第二步反应为CH3CH2OH＋CuOCH3CHO＋Cu＋H2O，活化能为E2；由于E
1具有大幅度提高目标产物在最终产物中比率的作用。⑤酶作催化剂的特点：高效性、专一性(高选择性，一种酶只能催化一种或一类化学反应，如蛋
白酶只能催化蛋白质水解成多肽)、温和性(反应条件温和，温度升高，酶发生变性失去催化活性)。角度一化学反应速率的影响及控制1．(2
015·海南，8改编)10mL浓度为1mol·L－1的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列溶液，能加快反应速率但又不影响氢气
生成量的是()A．K2SO4B．CH3COONaC．CuSO4D．Na2CO3答案C解析A项，硫酸钾为强酸强碱盐，不发生
水解，若加入其溶液，则对盐酸产生稀释作用，氢离子浓度减小，但H＋物质的量不变，错误；B项，加入醋酸钠，则与盐酸反应生成醋酸，使溶液
中氢离子浓度减小，随着反应的进行，CH3COOH最终又完全电离，故H＋物质的量不变，错误；C项，加入硫酸铜溶液，Cu2＋会与锌反应
生成铜，构成原电池，会加快反应速率，但H＋物质的量不变，正确；D项，加入碳酸钠溶液，会与盐酸反应，使溶液中的氢离子的物质的量减少，
导致反应速率减小，生成氢气的量减少，错误。2．(2017·江苏，10)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70℃时不同条件下
H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是()A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快B．图乙表明
，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快C．图丙表明，少量Mn2＋存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快D．图丙和
图丁表明，碱性溶液中，Mn2＋对H2O2分解速率的影响大答案D解析A项，浓度对反应速率的影响是浓度越大，反应速率越快，错误；B
项，NaOH浓度越大，即pH越大，H2O2分解速率越快，错误；C项，由图可知，Mn2＋存在时，0.1mol·L－1NaOH溶液
中H2O2的分解速率比1.0mol·L－1的NaOH中的快，错误；D项，由图可知，碱性条件下，Mn2＋存在时，对H2O2分解速率
影响大，正确。3．[2018·全国卷Ⅰ，28(3)]对于反应2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)，R.A.Ogg提出如下
反应历程：第一步N2O5NO2＋NO3快速平衡第二步NO2＋NO3―→NO＋NO2＋O2慢反应第三步NO＋NO3―→
2NO2快反应其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是________(填标号)。A．v(第一步的逆反应)>
v(第二步反应)B．反应的中间产物只有NO3C．第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效D．第三步反应活化能较高答案AC解析第一
步反应快速平衡，说明正、逆反应速率很大，极短时间内即可达到平衡，A项正确；第二步反应慢，说明有效碰撞次数少，C项正确；由题给三步反
应可知，反应的中间产物有NO3和NO，B项错误；反应快，说明反应的活化能较低，D项错误。角度二化学反应速率的计算及速率常数的应用
4．(1)[2018·全国卷Ⅰ，28(2)改编]已知2N2O5(g)===2N2O4(g)＋O2(g)，起始时N2O5(g)为35
.8kPa，分解的反应速率v＝2×10－3×(kPa·min－1)。t＝62min时，测得体系中＝2.9kPa，则此时的＝_
_____kPa，v＝________kPa·min－1。答案30.06.0×10－2解析2N2O5(g)===2N2O4
(g)＋O2(g)起始/kPa35.80062min时/kPa35.8－2.9×2?2.9?＝30所以＝30
.0kPav＝2×10－3×30.0kPa·min－1＝6.0×10－2kPa·min－1。(2)[2015·广东，31(3
)改编]一定条件下测得反应2HCl(g)＋O2(g)Cl2(g)＋H2O(g)的反应过程中n(Cl2)的数据如下：t/min0
2.04.06.08.0n(Cl2)/10－3mol01.83.75.47.2计算2.0～6.0min内以HCl的物质的量变化
表示的反应速率(以mol·min－1为单位，写出计算过程)。答案v(HCl)＝2v(Cl2)＝2×＝2×＝1.8×10－3mo
l·min－1(3)[2015·全国Ⅰ，28(4)②]Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)
在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：t/min020406080120x(HI)1
0.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784上述反应中，正反应速率为v
正＝k正x2(HI)，逆反应速率为v逆＝k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为________(以K和k正表
示)。若k正＝0.0027min－1，在t＝40min时，v正＝________min－1。答案1.95×10－3解析
平衡时，v正＝v逆，即k正x2(HI)＝k逆x(H2)·x(I2)，则＝＝K，k逆＝。v正＝k正x2(HI)＝0.0027mi
n－1×0.852＝1.95×10－3min－1。5.[2018·北京，27(2)(3)(4)](2)对反应3SO2(g)＋2H
2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)ΔH＝－254kJ·mol－1，在某一投料比时，两种压强下，H2SO4在平衡体系中
物质的量分数随温度的变化关系如图所示。p2________p1(填“>”或“<”)，得出该结论的理由是______________
_________________________________________________________________
__________________。(3)I－可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将ⅱ补充完整。ⅰ.SO
2＋4I－＋4H＋===S↓＋2I2＋2H2Oⅱ.I2＋2H2O＋________===________＋________＋2I－
(4)探究ⅰ、ⅱ反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18mLSO2饱和溶液加入2mL下列试剂中，密闭放置观察
现象。(已知：I2易溶解在KI溶液中)序号ABCD试剂组成0.4mol·L－1KIamol·L－1KI0．2mol·L－1H
2SO40.2mol·L－1H2SO40.2mol·L－1KI0．0002molI2实验现象溶液变黄，一段时间后出现浑浊
溶液变黄，出现浑浊较A快无明显现象溶液由棕褐色很快褪色，变为黄色，出现浑浊较A快①B是A的对比实验，则a＝________。②比较
A、B、C，可得出的结论是________________________________________。③实验表明，SO2的歧
化反应速率D>A。结合ⅰ、ⅱ反应速率解释原因：__________________________________________
______________________________。答案(2)>反应是气体物质的量减小的反应，温度一定时，增大压强使
平衡正向移动，H2SO4的物质的量增大，体系总物质的量减小，H2SO4的物质的量分数增大(3)SO2SO4H＋(4)①0.4
②I－是SO2歧化反应的催化剂，H＋单独存在时不具有催化作用，但H＋可以加快歧化反应速率③反应ⅱ比ⅰ快；D中由反应ⅱ产生的H＋使反
应ⅰ加快解析(2)由图可知，一定温度下，p2时H2SO4的物质的量分数比p1时大，结合3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2
SO4(l)＋S(s)知，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向即正反应方向移动，H2SO4的物质的量分数增大，因此p2>p1。(3
)根据歧化反应的特点，反应ⅰ生成S，则反应ⅱ需生成H2SO4，即I2将SO2氧化为H2SO4，反应的离子方程式为I2＋2H2O＋S
O2===SO＋4H＋＋2I－。(4)①对比实验只能存在一个变量，因实验B比实验A多了H2SO4溶液，则B中KI溶液的浓度应不变，
故a＝0.4。③加入少量I2时，反应明显加快，说明反应ⅱ比反应ⅰ快；D中由反应ⅱ产生的H＋使反应ⅰ加快。6．[2018·全国卷Ⅱ，
27(2)]CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋247kJ·mol－
1反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如下表：积碳反应CH4(g)===C(s)＋2H2
(g)消碳反应CO2(g)＋C(s)===2CO(g)ΔH/kJ·mol－175172活化能/kJ·mol－1催化剂X3391催化
剂Y4372①由上表判断，催化剂X________Y(填“优于”或“劣于”)，理由是_______________________
_________________________________________________________________
____。在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应
、消碳反应的平衡常数(K)和速率(v)的叙述正确的是________(填标号)。A．K积、K消均增加B．v积减小、v消增加C．K积
减小、K消增加D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v＝k·p(CH4)·[p
(CO2)]－0.5(k为速率常数)。在p(CH4)一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如下图所示，则pa(CO2)、
pb(CO2)、pc(CO2)从大到小的顺序为______________________。答案①劣于相对于催化剂X，催化剂Y
积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消碳反应活化能相对较小，消碳反应速率大AD②pc(CO2)、pb(CO2)、pa(CO
2)解析①积碳反应中，由于催化剂X的活化能比催化剂Y的活化能要小，所以催化剂X更有利于积碳反应的进行；而消碳反应中，催化剂X的活
化能大于催化剂Y，所以催化剂Y更有利于消碳反应的进行；综合分析，催化剂X劣于催化剂Y。由表格可知积碳反应、消碳反应都是吸热反应，温
度升高，平衡右移，K积、K消均增加，反应速率均增大，从图像上可知，随着温度的升高，催化剂表面的积碳量是减小的，所以v消增加的倍数要
比v积增加的倍数大。②由速率方程表达式v＝k·p(CH4)·[p(CO2)]－0.5可知，v与p(CO2)成反比例关系，p(CO2
)越大，反应速率越小，所以pc(CO2)>pb(CO2)>pa(CO2)。题组一全方位掌握化学反应速率及其应用1．Ⅰ.已知：反应
aA(g)＋bB(g)cC(g)，某温度下，在2L的密闭容器中投入一定量的A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线
如图所示：(1)经测定前4s内v(C)＝0.05mol·L－1·s－1，则该反应的化学方程式为________________
_________________________________________________________________
____________。(2)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个容器中的反应速率分别为
甲：v(A)＝0.3mol·L－1·s－1；乙：v(B)＝0.12mol·L－1·s－1；丙：v(C)＝9.6mol·L－1
·min－1；则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为__________________。Ⅱ.密闭容器中发生如下反应：A(
g)＋3B(g)2C(g)ΔH＜0。根据下面速率—时间图像，回答下列问题。(1)下列时刻所改变的外界条件：t1_______
_____；t3____________；t4____________。(2)反应速率最快的时间段是________。Ⅲ.COCl
2的分解反应为COCl2(g)Cl2(g)＋CO(g)ΔH＝＋108kJ·mol－1。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不
同条件下的变化状况如图所示(第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出)：(1)比较第2min反应温度T(2)与
第8min反应温度T(8)的高低：T(2)________(填“＜”“＞”或“＝”)T(8)。(2)若12min时反应在温度T
(8)下重新达到平衡，则此时c(COCl2)＝________mol·L－1。(3)比较产物CO在2～3min、5～6min和
12～13min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2～3)、v(5～6)、v(12～13)表示]的大小：__________
__________________________________。(4)比较反应物COCl2在5～6min和15～16mi
n时平均反应速率的大小：v(5～6)________(填“＜”“＞”或“＝”)v(15～16)，原因是______________
_________________________。Ⅳ.硝基苯甲酸乙酯在OH－存在下发生水解反应：O2NC6H4COOC2H5＋O
H－O2NC6H4COO－＋C2H5OH两种反应物的初始浓度均为0.050mol·L－1,15℃时测得O2NC6H4COO
C2H5的转化率α随时间变化的关系如表所示。回答下列问题：t/s0120180240330530600700800α/%033.0
41.848.858.069.070.471.071.0计算该反应在120～180s与180～240s区间的平均反应速率___
_______、__________；比较两者大小可得出的结论是_________________________________
______________。答案Ⅰ.(1)3A(g)＋B(g)2C(g)(2)乙＞甲＞丙Ⅱ.(1)升高温度加入催化剂减
小压强(2)t3～t4段Ⅲ.(1)＜(2)0.031(3)v(5～6)＞v(2～3)＝v(12～13)(4)＞在相同温度时，
该反应的反应物浓度越高，反应速率越大Ⅳ.7.3×10－5mol·L－1·s－15.8×10－5mol·L－1·s－1120
～180s时间段速率大是因为反应物浓度大，180～240s时间段速率小是因为反应物浓度小，即随着反应进行，反应物浓度降低，反应
速率减慢解析Ⅰ.(1)前4s内，Δc(A)＝0.8mol·L－1－0.5mol·L－1＝0.3mol·L－1，v(A)＝
＝0.075mol·L－1·s－1；v(A)∶v(C)＝a∶c＝(0.075mol·L－1·s－1)∶(0.05mol·L－
1·s－1)＝3∶2，由图像知，在12s时Δc(A)∶Δc(B)＝(0.6mol·L－1)∶(0.2mol·L－1)＝3∶1
＝a∶b，则a、b、c三者之比为3∶1∶2，所以该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)2C(g)。(2)丙容器中v(C)＝9
.6mol·L－1·min－1＝0.16mol·L－1·s－1，则甲容器中＝＝＝0.1mol·L－1·s－1，乙容器中＝＝＝
0.12mol·L－1·s－1，丙容器中＝＝＝0.08mol·L－1·s－1，故甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙
＞甲＞丙。Ⅱ.(1)t1时，v逆增大程度比v正增大程度大，说明改变的条件是升高温度。t3时，v正、v逆同等程度地增大，说明加入了催
化剂。t4时，v正、v逆都减小且v正减小的程度大，平衡向逆反应方向移动，说明改变的条件是减小压强。(2)由于在t3时刻加入的是催化
剂，所以t3～t4段反应速率最快。Ⅲ.(1)从三种物质的浓度变化趋势可知，从第4min开始，平衡正向移动。由于该反应是吸热反应，
所以改变的条件是升高温度。因此有：T(2)＜T(8)。(2)由于第12min与第8min温度相同，故其平衡常数相等，则有：＝，
解得c(COCl2)≈0.031mol·L－1。(3)根据化学反应速率的定义，可知反应在2～3min和12～13min处于平
衡状态，平均反应速率为0，故v(5～6)＞v(2～3)＝v(12～13)。(4)在5～6min和15～16min时反应温度相同
，但15～16min时各组分的浓度都小，因此反应速率小。Ⅳ.v(120～180)＝≈7.3×10－5mol·L－1·s－1v
(180～240)＝≈5.8×10－5mol·L－1·s－1。题组二速率常数的应用2．化学工作者对NO与H2的反应进行研究，提
出下列3步机理：(k为速率常数)第一步：2NON2O2快反应，平衡时：v正＝k正·c2(NO)＝v逆＝k逆·c(N2O2)
第二步：N2O2＋H2===N2O＋H2O慢反应第三步：N2O＋H2===N2＋H2O快反应其中可近似认为第二步反应不影响第
一步平衡，下列说法正确的是________(填字母)。A．v(第一步逆反应)．达平衡时，2c(NO)＝c(N2O2)D．第一步反应的平衡常数K＝答案BD解析第二步为慢反应，故其反应速率应小于第一步，A项
错误；总反应快慢应由慢反应决定，即主要由第二步反应决定，B项正确；到达平衡时k正·c2(NO)＝k逆·c(N2O2)，k正、k逆值
未知，故两者浓度大小关系未知，C项错误；达到平衡时，K＝，又v正＝k正·c2(NO)＝v逆＝k逆·c(N2O2),故K＝，D项正
确。3．N2O4与NO2之间存在反应N2O4(g)2NO2(g)。将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中，在一定条件下，该反应N
2O4、NO2的消耗速率与自身压强间存在关系：v(N2O4)＝k1p(N2O4)，v(NO2)＝k2p2(NO2)，其中k1、k2
是与反应温度有关的常数。则一定温度下，k1、k2与平衡常数Kp的关系是k1＝________。答案Kpk2解析Kp＝，平衡时N
O2、N2O4的消耗速率比＝v(NO2)∶v(N2O4)＝k2p2(NO2)∶k1p(N2O4)＝2∶1。4．T1℃时，在一密闭
容器中发生反应4NO(g)N2(g)＋2NO2(g)，其正反应速率表达式为：v正＝k正·cn(NO)，测得速率和浓度的关系如
下表。序号c(NO)/mol·L－1v正/mol·L－1·s－1①0.104.00×10－9②0.206.40×10－8③0.30
3.24×10－7则n＝__________，k正＝__________mol－3·L3·s－1。达到平衡后，若减小压强，则混合气
体的平均相对分子质量将__________(填“增大”“减小”或“不变”)。答案44×10－5减小解析将①②代入公式
中，4.00×10－9＝0.10nk正，6.40×10－8＝0.20nk正；可以求出n＝4，k正＝4×10－5mol－3·
L3·s－1。平均相对分子质量＝，各物质都是气体，总质量不变；减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，总物质的量增加，平均相对分子
质量减小。5．T1温度时在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH<0。实验测得：v
正＝v(NO)消耗＝2v(O2)消耗＝k正c2(NO)·c(O2)，v逆＝v(NO2)消耗＝k逆c2(NO2)，k正、k逆为速率常
数只受温度影响。不同时刻测得容器中n(NO)、n(O2)如表：时间/s012345n(NO)/mol0.200.100.080.0
70.060.06n(O2)/mol0.100.050.040.0350.030.03(1)从0～2s内该反应的平均速率v(NO
)＝________mol·L－1·s－1。(2)T1温度时化学平衡常数K＝________。(结果保留3位有效数字)。(3)化
学平衡常数K与速率常数k正、k逆的数学关系是K＝__________。若将容器的温度改变为T2时其k正＝k逆，则T2_______
_(填“>”“<”或“＝”)T1。答案(1)0.03(2)363(3)>解析(1)从0～2s内该反应的平均速率v(NO
)＝＝0.03mol·L－1·s－1。(2)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)n(始)/mol0.200.10
0Δn/mol0.140.070.14n(平)/mol0.060.030.14所以根据化学平衡常数的
定义可得K＝≈363。(3)v正＝v(NO)消耗＝2v(O2)消耗＝k正c2(NO)·c(O2)，v逆＝v(NO2)消耗＝k逆c
2(NO2)，可逆反应达到化学平衡时，同一物质表示的v正＝v逆，不同物质表示的正逆反应速率之比等于化学计量数之比，所以k正c2(N
O)·c(O2)＝k逆c2(NO2)，则＝＝K；若将容器的温度改变为T2时其k正＝k逆，则由于K＝＝1<363，说明平衡逆向移动，
根据温度对化学平衡移动的影响，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，所以T2>T1。考点二化学平衡及其影响因素1．“讲练结合
”突破化学平衡状态标志的判断问题(1)化学平衡标志的判断要注意“三关注”：一要关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压还是绝热容器；二要
关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；三要关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。如：在一定温度下的定容容器
中，当下列物理量不再发生变化时：a.混合气体的压强、b.混合气体的密度、c.混合气体的总物质的量、d.混合气体的平均相对分子质量、
e.混合气体的颜色、f.各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比、g.某种气体的百分含量①能说明2SO2(g)＋O2(g)
2SO3(g)达到平衡状态的是____________(填字母，下同)。②能说明I2(g)＋H2(g)2HI(g)达到平衡状态
的是________________。③能说明2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是__________________
_________。④能说明C(s)＋CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是__________________。⑤能说明A
(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)达到平衡状态的是__________________。⑥能说明NH2COONH4(s)
2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是____________________。⑦能说明5CO(g)＋I2O5(s)5C
O2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是____________________。答案①acdg②eg③acdeg④abcd
g⑤bdg⑥abc⑦bdg(2)化学平衡标志的判断还要注意“一个角度”，即从微观角度会分析判断。如：反应N2(g)＋3H2(
g)2NH3(g)，下列各项能说明该反应达到平衡状态的是________(填序号)。①断裂1molN≡N键的同时生成1m
olN≡N键②断裂1molN≡N键的同时生成3molH—H键③断裂1molN≡N键的同时断裂6molN—H键④生
成1molN≡N键的同时生成6molN—H键答案①②③④2．掌握化学平衡移动的判断方法(1)依据勒夏特列原理判断通过比较
平衡破坏瞬时的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。①若外界条件改变，引起v正＞v逆，此时正反应占优势，则化学平衡向正反应
方向(或向右)移动；②若外界条件改变，引起v正＜v逆，此时逆反应占优势，则化学平衡向逆反应方向(或向左)移动；③若外界条件改变，虽
能引起v正和v逆变化，但变化后新的v正′和v逆′仍保持相等，则化学平衡没有发生移动。(2)依据浓度商(Q)规则判断通过比较浓度商(
Q)与平衡常数(K)的大小来判断平衡移动的方向。①若Q＞K，平衡逆向移动；②若Q＝K，平衡不移动；③若Q＜K，平衡正向移动。3．理
解不能用勒夏特列原理解释的问题(1)若外界条件改变后，无论平衡向正反应方向移动或向逆反应方向移动都无法减弱外界条件的变化，则平衡不
移动。如对于H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)，由于反应前后气体的分子总数不变，外界压强增大或减小时，平衡无论正向或逆向移
动都不能减弱压强的改变。所以对于该反应，压强改变，平衡不发生移动。(2)催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，所以催化剂不会影响化
学平衡。1．(2019·海南，3)反应C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)ΔH>0，在一定条件下于密闭容器中达到平衡。下
列各项措施中，不能提高乙烷平衡转化率的是()A．增大容器容积B．升高反应温度C．分离出部分氢气D．等容下通入惰性气体答案D
2．(2019·浙江4月选考，17)下列说法正确的是()A．H2(g)＋I2(g)2HI(g)，其他条件不变，缩小反应容器体
积，正逆反应速率不变B．C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)，碳的质量不再改变说明反应已达平衡C．若压强不再随时间变化
能说明反应2A(？)＋B(g)2C(？)已达平衡，则A、C不能同时是气体D．1molN2和3molH2反应达到平衡时H
2转化率为10%，放出的热量为Q1；在相同温度和压强下，当2molNH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收的热量为Q2，
Q2不等于Q1答案B解析A项，该可逆反应的反应前后气体的化学计量数不发生变化，当缩小反应容器体积，相当于加压，正逆反应速率同等
程度增加，错误；B项，在建立平衡前，碳的质量不断改变，达到平衡时，质量不变，因而碳的质量不再改变说明反应已达平衡，正确；C项，若压
强不再改变说明反应达到平衡，表明反应前后气体的化学计量数不等，故A、C可能均为气体，错误；D项，易知N2(g)＋3H2(g)2
NH3(g)ΔH，合成氨气实际参与反应n(H2)＝3mol×10%＝0.3mol，因而Q1＝×|ΔH|＝0.1|ΔH|，分解
氨气时实际消耗的n(NH3)＝2mol×10%＝0.2mol，Q2＝×|ΔH|＝0.1|ΔH|，则Q1＝Q2，错误。3．(20
18·天津，5)室温下，向圆底烧瓶中加入1molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸，溶液中发生反应：C2H5OH＋HB
rC2H5Br＋H2O，充分反应后达到平衡。已知常压下，C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4℃和78.5℃。下列
有关叙述错误的是()A．加入NaOH，可增大乙醇的物质的量B．增大HBr浓度，有利于生成C2H5BrC．若反应物均增大至2mo
l，则两种反应物平衡转化率之比不变D．若起始温度提高至60℃，可缩短反应达到平衡的时间答案D解析D错：温度提高至60℃，化
学反应速率虽然加快，但溴乙烷的沸点较低，会挥发出大量的溴乙烷，导致逆反应速率减小，故无法判断达到平衡的时间；A对：加入NaOH，消
耗HBr，平衡左移，乙醇的物质的量增大；B对：增大HBr浓度，平衡右移，有利于生成溴乙烷；C对：原反应物按物质的量之比1∶1加入，
又因二者反应的化学计量数之比为1∶1，两者的平衡转化率之比为1∶1，若将反应物均增大至2mol，其平衡转化率之比仍为1∶1。4
．[2018·全国卷Ⅱ，27(1)节选]CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)Δ
H＝＋247kJ·mol－1，有利于提高CH4平衡转化率的条件是________(填标号)A．高温低压B．低温高压C．高温高压
D．低温低压答案A解析根据平衡移动的影响因素，该反应的正反应是一个吸热、气体体积增大的反应，所以高温低压有利于平衡正向移动。
5．[2017·全国卷Ⅲ，28(4)①②③]298K时，将20mL3xmol·L－1Na3AsO3、20mL3xmo
l·L－1I2和20mLNaOH溶液混合，发生反应：AsO(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)AsO(aq)＋2I－
(aq)＋H2O(l)。溶液中c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。①下列可判断反应达到平衡的是________(填标号)。
a．溶液的pH不再变化b．v(I－)＝2v(AsO)c．c(AsO)/c(AsO)不再变化d．c(I－)＝ymol·L－1②tm
时，v正________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。③tm时v逆________tn时v逆(填“大于”“小于”或“等于”
)，理由是____________________。答案①ac②大于③小于tm时生成物浓度较低，逆反应速率较慢解析①a项
，随反应进行，溶液的pH不断降低，当pH不再变化时，说明反应达到了平衡；b项，速率之比等于化学计量数之比，该结论在任何时刻都成立，
故无法判断是否达到平衡；c项，随反应进行，c(AsO)不断增大，c(AsO)不断减小，当二者比值不变时，说明二者浓度不再改变，则反
应达到平衡；d项，由图像并结合方程式可知，平衡时c(I－)＝2ymol·L－1，故当c(I－)＝ymol·L－1时，反应未达到
平衡。②由图像可知tm时刻后c(AsO)仍在不断增加，说明反应还在向正向进行，故此时v正大于v逆。③tm到tn时刻，反应一直正向进
行，生成物的浓度逐渐增大，所以逆反应速率不断增大，故tm时v逆小于tn时v逆。题组一利用图像、Q与K的关系判断化学平衡状态1．汽
车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)ΔH＜0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示
意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________(填标号)。答案②④⑤解析①达到平衡时，v正应保持不变。②
由于是放热反应，又是绝热容器，体系温度升高，平衡左移，K减小。③图中达到平衡时，CO、CO2的物质的量的变化量之比不是1∶1。④w
(NO)逐渐减小，达到平衡时保持不变。⑤因正反应放热，容器绝热，故反应开始后体系温度升高，达到平衡状态时，体系温度不再发生变化。⑥
ΔH是一个定值，不能用于判断可逆反应是否达到平衡状态。2．一定温度下，将2molNO、1molCO充入1L固定容积的密闭
容器中发生反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH＜0。反应过程中部分物质浓度变化如图所示：若15m
in时再向容器中充入CO、N2各0.6mol，该反应是否处于平衡状态？答案该反应处于平衡状态。解析由图像知，10min时反
应达到平衡状态，K＝＝，Q＝＝，Q＝K，所以该反应仍处于平衡状态。题组二“建模、解模”分析法在平衡移动结果判定中的应用3．在一定
条件下，可逆反应2NO2(g)N2O4(g)ΔH＜0达到平衡，当分别改变下列条件时，请回答下列问题：(1)保持容器容积不变，
通入一定量NO2，则达到平衡时NO2的百分含量________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；保持容器容积不变，通入一定量
N2O4，则达到平衡时NO2的百分含量________________。(2)保持压强不变，通入一定量NO2，则达到平衡时NO2的
百分含量________；保持压强不变，通入一定量N2O4，则达到平衡时NO2的百分含量__________。(3)保持容器容积不
变，通入一定量氖气，则达到平衡时NO2的转化率__________；保持压强不变，通入氖气使体系的容积增大一倍，则达到平衡时NO2
的转化率___________________。答案(1)减小减小(2)不变不变(3)不变减小解析(1)保持容器容积
不变，通入一定量NO2，等效为增大压强，平衡正向移动，NO2的百分含量减小；保持容器容积不变，通入一定量N2O4，等效为增大压强，
平衡正向移动，所以NO2的百分含量减小。(2)保持压强不变，通入一定量NO2或N2O4，不影响平衡，所以NO2的百分含量不变。(3
)保持容器容积不变，通入一定量氖气，此过程中各物质的物质的量浓度都没有发生改变，所以平衡不移动，NO2的转化率不变；保持压强不变，
通入氖气使体系的容积增大一倍，则相当于减小压强，所以平衡向生成NO2的方向移动，所以NO2的转化率会减小。反思归纳1．对于反应物或
生成物只有一种的可逆反应而言，在改变物质浓度而引起化学平衡移动时应遵循或应用下列方法进行分析：(1)建模法分析化学平衡当容器Ⅱ中的
投料量是容器Ⅰ中的n倍时，可通过建模思想来进行考虑。一般解题步骤[以PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)为例]：①建模：
构建容器Ⅰ的模型：pⅠ(始)pⅠ(平)Ⅰ②解模：将容器Ⅱ进行拆分，构建新的模型(用实线箭号表示状态变化的方向，用虚线箭
号表示虚拟的过程)：Ⅱ最后将虚拟出的两个平衡状态进行加压，把体积较大的平衡状态转化为体积较小的平衡状态。即容器Ⅱ的反应相当于在虚拟
容器的基础上增大压强，平衡逆向移动，容器Ⅱ相对于容器Ⅰ，PCl5的体积分数增大。(2)在温度、压强不变的体系中加入某种气体反应物(
或生成物)的平衡移动问题：对于aA(g)bB(g)＋cC(g)或bB(g)＋cC(g)aA(g)，当T、p不变时，加入A气
体，平衡移动的最终结果与原平衡等效，相当于平衡不移动；而加入B或C，则平衡的移动由浓度决定。2．转化率的变化分析在一恒容密闭容器中
通入amolA、bmolB发生反应aA(g)＋bB(g)cC(g)，达到平衡后，改变下列条件，分析转化率的变化情况：(
1)再通入bmolB，α(A)增大，α(B)减小。(2)再通入amolA、bmolB：若a＋b＞c，α(A)增大、α(
B)增大；若a＋b＝c，α(A)不变、α(B)不变；若a＋b＜c，α(A)减小、α(B)减小。题组三反应热与化学平衡移动4．已知
298K时，2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197kJ·mol－1，在相同温度下，向密闭容器中通入2m
olSO2和1molO2，达到平衡时放出热量Q1；向另一体积相同的密闭容器中通入1molSO2和1molO2，达到平
衡时放出热量Q2。则下列关系正确的是()A．2Q2＝Q1B．2Q2＜Q1C．Q2＜Q1＜197kJD．Q2＝Q1＜197
kJ答案C解析反应的热化学方程式：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197kJ·mol－1，由热化学方程式
可知，加入2molSO2和1molO2，生成的SO3量小于2mol，所以Q1＜197kJ,1molSO2和1mo
lO2相当于在2molSO2和1molO2达到平衡的基础上，减少反应物的浓度，平衡逆向移动，即Q2＜Q1，综上：Q2＜Q
1＜197kJ，故选C。5．已知2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197kJ·mol－1。在25℃时，向
恒压密闭容器中通入2molSO2和1molO2，达到平衡时放出热量a1；若25℃时，在此恒压密闭容器中只通入1mol
SO2和0.5molO2，达到平衡时放出热量a2。则下列关系正确的是()A．2a2＝a1＝197kJB．197kJ＞a
1＝2a2C．a2＞a1＞197kJD．2a2＜a1＜197kJ答案B解析恒温恒压下，对于可逆反应2SO2(g)＋O2(
g)2SO3(g)，向恒压密闭容器中通入2molSO2和1molO2与只通入1molSO2和0.5molO2互
为等效平衡，达到平衡时反应物的转化率一定相等，则反应放出的热量关系：a1＝2a2；在可逆反应的热化学方程式中，反应热是指完全转化吸
收或放出的热量，所以a1＜197kJ，即197kJ＞a1＝2a2，故选B。反思归纳三种等效平衡模型等效模型实例起始投料平衡时等
量备注恒温恒容Δn(g)≠0N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)甲：1molN2＋3molH2乙：2molNH3
(转化为同种物质完全等同)两容器中各组分的n、c、w等同α(N2)＋α(NH3)＝1恒温恒容Δn(g)＝0I2(g)＋H2(g)
2HI(g)甲：1molI2＋1molH2乙：2molI2＋2molH2(或4molHI)(成比例)两容器中
各组分的w等同，n、c成倍数关系恒温恒压N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)甲：1molN2＋3molH2乙：2m
olN2＋6molH2(或4molNH3)(成比例)两容器中各组分的w、c等同，n成倍数关系1．化学平衡常数(1)意义：
化学平衡常数K表示反应进行的程度，K越大，反应进行的程度越大。K＞105时，可以认为该反应已经进行完全。K的大小只与温度有关。(2
)化学平衡常数表达式：对于可逆化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)在一定温度下达到化学平衡时，K＝。另可用压强
平衡常数表示：Kp＝[p(C)为平衡时气体C的分压]。(3)依据化学方程式计算平衡常数①同一可逆反应中，K正·K逆＝1。②同一方程
式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍，则新平衡常数K′与原平衡常数K间的关系是K′＝Kn或K′＝。③几个可逆反应方程式相加，得总方程
式，则总反应的平衡常数等于各分步反应平衡常数之积。2．转化率、产率及分压的计算反应物转化率＝×100%产物的产率＝×100%分压＝
总压×物质的量分数3．常用的气体定律同温同体积：p(前)∶p(后)＝n(前)∶n(后)同温同压强：＝＝＝1．(2019·海南，14
)由γ-羟基丁酸生成γ-丁内酯的反应如下：在298K下，γ-羟基丁酸水溶液的初始浓度为0.180mol·L－1，测得γ-丁内酯
的浓度随时间变化的数据如表所示。回答下列问题：t/min215080100120160220∞c/mol·L－10.0240.05
00.0710.0810.0900.1040.1160.132(1)该反应在50～80min内的平均反应速率为________m
ol·L－1·min－1。(2)120min时γ-羟基丁酸的转化率为________。(3)298K时该反应的平衡常数K＝__
____。(4)为提高γ-羟基丁酸的平衡转化率，除适当控制反应温度外，还可采取的措施是______________________
________________________________________________。答案(1)0.0007(2
)0.5(50%)(3)(4)将γ-丁内酯移走2．[2019·全国卷Ⅰ，28(1)(2)(4)]水煤气变换[CO(g)＋H2
O(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH<0]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：
(1)Shibata曾做过下列实验：①使纯H2缓慢地通过处于721℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴Co(s
)，平衡后气体中H2的物质的量分数为0.0250。②在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.01
92。根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO________H2(填“大于”或“小于”)。(2)721
℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H2的物质的量分数为____
____(填标号)。A．<0.25B．0.25C．0.25～0.50D．0.50E．>0.50(4)Shoichi研究了4
67℃、489℃时水煤气变换中CO和H2分压随时间变化关系(如图所示)，催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的和pCO相等、和相等
。计算曲线a的反应在30～90min内的平均速率(a)＝________kPa·min－1。467℃时和pCO随时间变化关系的
曲线分别是________、________。489℃时和pCO随时间变化关系的曲线分别是________、________。答
案(1)大于(2)C(4)0.0047bcad解析(1)由题给信息①可知，H2(g)＋CoO(s)Co(s)＋H
2O(g)(i)K1＝＝＝39；由题给信息②可知，CO(g)＋CoO(s)Co(s)＋CO2(g)(ii)K2＝＝≈51.
08。相同温度下，平衡常数越大，反应倾向越大，故CO还原氧化钴的倾向大于H2。(2)实验①和②的温度相同，利用盖斯定律，由(ii)
－(i)得CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)K＝＝≈1.31。设起始时CO(g)、H2O(g)的物质的量都为1
mol，容器体积为1L，在721℃下，反应达平衡时H2的物质的量为xmol。CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO
2(g)起始/mol110?0转化/molxxxx平衡/mol1－x1－xxxK＝＝1.3
1，若K取1，则x＝0.5，φ(H2)＝0.25；若K取4，则x≈0.67，φ(H2)≈0.34。氢气的物质的量分数介于0.25与
0.34之间，故选C。(4)由题图可知，30～90min内，(a)＝≈0.0047kPa·min－1。水煤气变换中CO是反应
物，H2是产物，又该反应是放热反应，升高温度，平衡向左移动，重新达到平衡时，H2的压强减小，CO的压强增大。故a曲线代表489℃
时随时间变化关系的曲线，d曲线代表489℃时pCO随时间变化关系的曲线，b曲线代表467℃时随时间变化关系的曲线，c曲线代表4
67℃时pCO随时间变化关系的曲线。3．[2019·全国卷Ⅱ，27(2)(3)改编]环戊二烯()是重要的有机化工原料，广泛用于农
药、橡胶、塑料等生产。回答下列问题：(2)某温度，等物质的量的碘和环戊烯()在刚性容器内发生反应③((g)＋I2(g)===(g)
＋2HI(g)ΔH＝89.3kJ·mol－1)，起始总压为105Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为_______
_，该反应的平衡常数Kp＝__________Pa。达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有________(填标号)
。A．通入惰性气体B．提高温度C．增加环戊烯浓度D．增加碘浓度(3)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度
下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是________(填标号)。A．T1>T2B．a点的反应速率小于c
点的反应速率C．a点的正反应速率大于b点的逆反应速率D．b点时二聚体的浓度为0.45mol·L－1答案(2)40%3.56×
104BD(3)CD解析(2)设容器中起始加入I2(g)和环戊烯的物质的量均为a，平衡时转化的环戊烯的物质的量为x，列出三段
式：(g)＋I2(g)===(g)＋2HI(g)起始：aa?00转化：xxx2x平衡：a
－xa－xx2x根据平衡时总压强增加了20%，且恒温恒容时，压强之比等于气体物质的量之比，得＝，解得x＝0.4a，则
环戊烯的转化率为×100%＝40%，平衡时(g)、I2(g)、(g)、HI(g)的分压分别为、、、，则Kp＝＝p总，根据p总＝1.
2×105Pa，可得Kp＝×1.2×105Pa≈3.56×104Pa。通入惰性气体，对反应③的平衡无影响，A项不符合题意；反
应③为吸热反应，提高温度，平衡正向移动，可提高环戊烯的平衡转化率，B项符合题意；增加环戊烯浓度，能提高I2(g)的平衡转化率，但环
戊烯的平衡转化率降低，C项不符合题意；增加I2(g)的浓度，能提高环戊烯的平衡转化率，D项符合题意。(3)由相同时间内，环戊二烯浓
度减小量越大，反应速率越快可知，T1反应速率大于b点的正反应速率，因为b点时反应未达到平衡，b点的正反应速率大于逆反应速率，故a点的正反应速率大于b点的逆反应速率，C
项正确；b点时，环戊二烯的浓度减小0.9mol·L－1，结合生成的二聚体浓度为环戊二烯浓度变化量的，可知二聚体的浓度为0.45
mol·L－1，D项正确。4．[2019·全国卷Ⅲ，28(1)(3)]近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量
也随之迅速增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题：(1)Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g
)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)。如图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别等于1∶1、4∶1、7
∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系：可知反应平衡常数K(300℃)________K(400℃)(填“大于”或“小于”)。
设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1的数据计算K(400℃)＝______(列出计算式)。按化
学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低、过高的不利影响分别是_____
___、________。(3)在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是_______________________
___。(写出2种)答案(1)大于O2和Cl2分离能耗较高HCl转化率较低(3)增加反应体系压强、及时除去产物解析(1
)由题给HCl平衡转化率随温度变化的关系图可知，随温度升高，HCl平衡转化率降低，则此反应为放热反应，温度越高，平衡常数越小，即K
(300℃)大于K(400℃)。结合题图可知，c(HCl)∶c(O2)＝1∶1、400℃时HCl的平衡转化率为84%，列出三
段式：4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)起始c0c00?0转化0.84c0
?0.21c00.42c00.42c0平衡(1－0.84)c0(1－0.21)c00.42c00.42c0则
K(400℃)＝＝；进料浓度比c(HCl)∶c(O2)过低会使O2和Cl2分离的能耗较高，过高则会造成HCl转化率较低。(3)题
述反应是气体体积减小的反应，增大反应体系压强可使反应正向移动，提高HCl的转化率，及时分离出产物也能提高HCl的转化率。5．[20
19·天津，7(5)]在1L真空密闭容器中加入amolPH4I固体，t℃时发生如下反应：PH4I(s)PH3(g)＋H
I(g)①4PH3(g)P4(g)＋6H2(g)②2HI(g)H2(g)＋I2(g)③达平衡时，体系中n(HI)＝b
mol，n(I2)＝cmol，n(H2)＝dmol，则t℃时反应①的平衡常数K值为________(用字母表示)。答案(
b＋)b解析反应①生成的n(HI)＝体系中n(HI)＋2×体系中n(I2)＝(b＋2c)mol，反应②中生成的n(H2)＝体系
中n(H2)－反应③中生成的n(H2)＝(d－c)mol，体系中n(PH3)＝反应①生成的n(PH3)－反应②中转化的n(PH3
)＝[b＋2c－(d－c)]mol＝(b＋)mol，反应①的平衡常数K＝c(PH3)·c(HI)＝(b＋)b。6．[2018·
全国卷Ⅱ，27(1)节选]对于CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋24
7kJ·mol－1，某温度下，在体积为2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时
CO2的转化率是50%，其平衡常数为______mol2·L－2。答案解析CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H
2(g)起始浓度/mol·L－11?0.50?0转化浓度/mol·L－10.250.250.50.5平衡浓
度/mol·L－10.750.250.50.5K＝＝＝mol2·L－2。7．[2018·全国卷Ⅰ，28(2)④]
F.Daniels等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25℃时N2O5(g)分解反应：2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g
)2N2O4(g)其中NO2二聚为N2O4的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示[t＝∞时，N2O5(g
)完全分解]：t/min0408016026013001700∞p/kPa35.840.342.545.949.261.262
.363.125℃时N2O4(g)2NO2(g)反应的平衡常数Kp＝________kPa(Kp为以分压表示的平衡常数，计算
结果保留1位小数)。答案13.4解析时间无限长时N2O5完全分解，故由2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)知，此时
生成的＝＝2×35.8kPa＝71.6kPa，＝0.5×35.8kPa＝17.9kPa。由题意知，平衡时体系的总压强为63
.1kPa，则平衡体系中NO2、N2O4的压强和为63.1kPa－17.9kPa＝45.2kPa，设N2O4的压强为xk
Pa，则N2O4(g)2NO2(g)初始压强/kPa071.6转化压强/kPax2x平衡压强/kPax
71.6－2x则x＋(71.6－2x)＝45.2，解得x＝26.4,71.6kPa－26.4kPa×2＝18.8kPa，K
p＝＝kPa≈13.4kPa。8．[2018·全国卷Ⅲ，28(3)]三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下
列问题：对于反应2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323K
和343K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。①343K时反应的平衡转化率α＝________%。平衡常数K343
K＝________(保留2位小数)。②在343K下：要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是________；要缩短反应达到平
衡的时间，可采取的措施有________、________。③比较a、b处反应速率大小：va________vb(填“大于”“小于
”或“等于”)。反应速率v＝v正－v逆＝，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处的＝________(保
留1位小数)。答案①220.02②及时移去产物改进催化剂提高反应物浓度③大于1.3解析温度越高，反应速率越快，达到
平衡的时间越短，左边曲线达到平衡的时间短，则此曲线代表343K时SiHCl3的转化率变化，右边曲线代表323K时SiHCl3的
转化率变化。①由题图可知，343K时反应的平衡转化率α＝22%。设起始时SiHCl3(g)的浓度为1mol·L－1，则有
2SiHCl3(g)===SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)起始浓度/mol·L－1100转化浓度/mol·L－1
0.220.110.11平衡浓度/mol·L－10.780.110.11则343K时该反应的平衡常数K343K＝＝≈
0.02。②在343K时，要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是及时移去产物，使平衡向右移动；要缩短反应达到平衡的时间，需加快
化学反应速率，可采取的措施有提高反应物浓度、改进催化剂等。③温度越高，反应速率越快，a点温度为343K，b点温度为323K，故
反应速率：va>vb。反应速率v＝v正－v逆＝，则有v正＝，，343K下反应达到平衡状态时v正＝v逆，即，此时SiHCl3的平衡
转化率α＝22%，经计算可得SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为0.78、0.11、0.11，则有k正×0
.782＝k逆×0.112，k正/k逆＝0.112/0.782≈0.02。a处SiHCl3的平衡转化率α＝20%，此时SiHCl3
、SiH2Cl2、SiCl4的物质的量分数分别为0.8、0.1、0.1，则有＝＝·＝≈1.3。(一)连续反应、竞争反应平衡常数的
计算1．加热N2O5依次发生的分解反应为：①N2O5(g)N2O3(g)＋O2(g)，②N2O3(g)N2O(g)＋O2(
g)。在容积为2L的密闭容器中充入8molN2O5，加热到t℃，达到平衡状态后O2为9mol，N2O3为3.4mol。
则t℃时反应①的平衡常数为()A．10.7B．8.5C．9.6D．10.2答案B解析设N2O5的转化浓度为x，N2O3
的转化浓度为y。N2O5(g)N2O3(g)＋O2(g)开始/mol·L－1400转化/mol·L－1x
xx平衡/mol·L－14－xxxN2O3(g)N2O(g)＋O2(g)开始/mol·L－1x0
x转化/mol·L－1yyy平衡/mol·L－1x－yyx＋y根据题意得所以x＝3.1mol·L－1y
＝1.4mol·L－1所以反应①的平衡常数为：K＝＝＝8.5。2．CO2经催化加氢可以生成低碳烃，主要有以下两个竞争反应：反应Ⅰ
：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)
为分析催化剂对反应的选择性，在1L密闭容器中充入2molCO2和4molH2，测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示：
该催化剂在较低温度时主要选择______(填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。520℃时，反应Ⅰ的平衡常数K＝________(只列算式
不计算)。答案反应Ⅰ解析温度较低时，CH4的物质的量多，所以该催化剂在较低温度时主要选择反应Ⅰ。CO2(g)＋4H2(g
)CH4(g)＋2H2O(g)转化?mol·L－1?0.20.80.20.42CO2＋6H2C2H4(g
)＋4H2O(g)转化?mol·L－1?0.41.20.20.8c(CO2)＝(2－0.2－0.4)mol·L－1＝
1.4mol·L－1c(H2)＝(4－0.8－1.2)mol·L－1＝2mol·L－1c(H2O)＝(0.4＋0.8)mol·
L－1＝1.2mol·L－1所以K＝。(二)分压平衡常数的计算3．下图为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数与温度、压强的关
系(图中的压强分别为104Pa和105Pa)。(已知：丙烷脱氢制丙烯为强吸热过程)(1)104Pa时，图中表示丙烯的曲线是_
_______(填“ⅰ”“ⅱ”“ⅲ”或“ⅳ”)。(2)104Pa、500℃时，主反应用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数
Kp＝________(已知：气体分压＝气体总压×体积分数)。答案(1)ⅰ(2)3.3×103解析(1)丙烷脱氢制丙烯为气体
体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，丙烯的平衡体积分数减小；该反应为吸热反应，温度升高，平衡向正反应方向移动，故曲线ⅰ
代表104Pa时丙烯的平衡体积分数。(2)104Pa、500℃时，丙烯的平衡体积分数为33%，设起始丙烷为1mol，转化率
为x，由题意建立如下三段式：C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g)起(mol)100变(mol)x
xx平(mol)1－xxx则由丙烯的平衡体积分数为33%可得，＝0.33，解得x≈0.5，丙烷、丙烯和氢气的
分压均为104Pa×，则用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝＝104×≈3.3×103。4．一定温度下，向某密闭容器中充
入1molNO2，发生反应：2NO2(g)N2O4(g)，测得反应体系中气体体积分数与压强之间的关系如图所示：(1)a、b
、c三点逆反应速率由大到小的顺序为________________。平衡时若保持压强、温度不变，再向体系中加入一定量的Ne，则平衡
____(填“正向”“逆向”或“不”)移动。(2)a点时NO2的转化率为________________，用平衡分压代替平衡浓度也
可求出平衡常数Kp，则该温度下Kp＝________。答案(1)c>b>a逆向(2)66.7%解析(1)由图知，a点到c
点的过程中，N2O4的体积分数不断增大，故逆反应速率不断增大。一定温度下，保持压强不变，加入稀有气体，相当于降低压强，故平衡向左移
动。(2)a点时，设消耗了xmolNO2，则生成0.5xmolN2O4，剩余(1－x)molNO2,1－x＝0.5x，
x＝mol，此时NO2的转化率为66.7%，平衡时p(N2O4)＝0.96p0，p(NO2)＝0.04p0，由此可求出Kp＝。5
．用测压法在刚性密闭容器中研究T℃时4NO(g)N2(g)＋2NO2(g)的分解反应，现将一定量的NO充入该密闭容器中，测得
体系的总压强随时间的变化如下表所示：反应时间/min010203040压强/MPa15.0014.0213.2012.5012.
50(1)20min时，NO的转化率α＝________%。(2)T℃时，4NO(g)N2(g)＋2NO2(g)反应的平衡
常数Kp＝________(Kp为以分压表示的平衡常数)。答案(1)48(2)0.1解析在一定条件下，压强之比等于物质的
量之比，因此可以直接用压强代替物质的量计算。4NO(g)N2(g)＋2NO2(g)开始的压强/MPa1500转化
的压强/MPa4xx2x平衡的压强/MPa15－4xx2x(1)20min时，15－x＝13.2，x＝1
.8，NO的转化率为α＝×100%＝48%。(2)平衡时，15－x＝12.5，x＝2.5，NO、N2、NO2的压强分别为5、2.5
、5，代入公式Kp＝＝＝0.1。6．在温度T下，容积固定的密闭容器中充入3molNO和2molH2发生2H2(g)＋2NO
(g)===N2(g)＋2H2O(g)，起始压强为p0，一段时间后，反应达到平衡，此时压强p＝0.9p0，则NO的平衡转化率α(N
O)＝________(结果保留三位有效数字)，该反应的平衡常数Kp＝________(用含p的代数式表示，Kp为以分压表示的平衡
常数，且某气体的分压＝总压×该气体的物质的量分数)。答案33.3%解析根据题意可列出三段式：2H2(g)＋2NO(g)=
==N2(g)＋2H2O(g)起始/mol:2300转化/mol:2x2xx2x平衡/mol:
2－2x3－2xx2x反应达到平衡，此时压强p＝0.9p0，则有＝＝＝0.9，解得x＝0.5，故NO的转化率α(NO)
≈33.3%，由分压公式p∞＝p可知，p(H2)＝p，p(NO)＝p，p(N2)＝p，p(H2O)＝p，则Kp＝＝＝。1．[201
9·北京，27(1)]氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。①反应
器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4∶1，甲烷和水蒸气反应的方程式是______________________
_________________________________________________________________
_________________________________________________________。②已知反应器中
还存在如下反应：ⅰ.CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)ΔH1ⅱ.CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)
＋H2(g)ΔH2ⅲ.CH4(g)===C(s)＋2H2(g)ΔH3……ⅲ为积炭反应，利用ΔH1和ΔH2计算ΔH3时，还需要利
用_______________________________反应的ΔH。③反应物投料比采用n(H2O)∶n(CH4)＝4∶1，
大于初始反应的化学计量数之比，目的是________(选填字母序号)。a．促进CH4转化b．促进CO转化为CO2c．减少积炭生成④
用CaO可以去除CO2。H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如图所示。从t1时开始，H2体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率
________(填“升高”“降低”或“不变”)。此时CaO消耗率约为35%，但已失效，结合化学方程式解释原因：_________
_________________________________________________________________
_____________。答案①CH4＋2H2O(g)4H2＋CO2②C(s)＋2H2O(g)===CO2(g)＋2H2(g
)[或C(s)＋CO2(g)===2CO(g)]③abc④降低CaO＋CO2===CaCO3，CaCO3覆盖在CaO表面，减
少了CO2与CaO的接触面积解析①根据CH4与H2O反应生成H2、CO2的物质的量之比为4∶1，结合原子守恒可得反应的化学方程式
为CH4＋2H2O(g)4H2＋CO2。②根据盖斯定律，由ⅰ＋ⅱ－ⅲ或ⅰ－ⅱ－ⅲ可得目标热化学方程式。③反应物的投料比n(H2O)
∶n(CH4)＝4∶1，大于初始反应的化学计量数之比，H2O的物质的量增加，有利于促进CH4转化，促进CO转化为CO2，防止CH4
分解生成C(s)，从而减少积炭生成。④根据题图可知，从t1时开始，CaO消耗率曲线的斜率逐渐减小，单位时间内CaO消耗率逐渐降低。
CaO与CO2反应生成CaCO3，CaCO3会覆盖在CaO表面，减少了CO2与CaO的接触面积，从而失效。2．[2019·江苏，2
0(3)]CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应：反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)
＋H2O(g)ΔH＝41.2kJ·mol－1反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)===CH3OCH3(g)＋3H2O(g)Δ
H＝－122.5kJ·mol－1在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的
变化如图3。其中：CH3OCH3的选择性＝×100%①温度高于300℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是________
_________________________________________________________________
________________________。②220℃时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选
择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有________。答案①反应Ⅰ的ΔH＞0，
反应Ⅱ的ΔH＜0，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度
②增大压强、使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂解析①反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，当升高温度时，反应Ⅰ平衡正向移动，CO2转
化为CO的平衡转化率上升，反应Ⅱ平衡逆向移动，CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度。②反应Ⅰ是气体分
子数不变的反应，反应Ⅱ是气体分子数减小的反应，所以可以通过加压使反应Ⅱ平衡正向移动，或者加入有利于反应Ⅱ进行的催化剂。题组一选择
反应最佳条件1．(2018·湖北八市3月联考)汽车尾气是雾霾形成的原因之一。研究氮氧化物的处理方法可有效减少雾霾的形成，可采用氧化
还原法脱硝：4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)ΔH<0根据下图判断提高脱硝效率的最佳条件是__
__________________________________；氨氮比一定时，在400℃时，脱硝效率最大，其可能的原因是_
_________________________________________________________________
_______________________________________。答案在氨氮物质的量之比为1，温度在400℃时，
脱硝效率最大在400℃时催化剂的活性最好，催化效率最高，同时400℃温度较高，反应速率快2．下图是在一定时间内，使用不同催化
剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氮率，由图可知工业使用的最佳催化剂为________、相应温度为________；使用Mn作催化剂
时，脱氮率b～a段呈现如图变化的可能原因是____________________________________________
____。答案Mn200℃左右b～a段，开始温度较低，催化剂活性较低，脱氮反应速率较慢，反应还没达到化学平衡，随着温度升高
反应速率变大，一定时间参与反应的氮氧化物变多，导致脱氮率逐渐升高题组二解释曲线发生某种现象的原因3．采用一种新型的催化剂(主要成
分是Cu—Mn的合金)，利用CO和H2制备二甲醚，反应为4H2(g)＋2CO(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)。有研究者
在压强为5.00MPa的条件下，将H2和CO反应直接制备二甲醚，结果如下图所示，其中CO的转化率随温度升高而降低的原因是____
_________________________________________________________________
__。答案该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，导致CO转化率降低4．汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，某研究小组在实
验室以耐高温试剂Ag－ZSW－5催化，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如下图所示。(1)在＝1条件下，最佳温度应控制在__
____左右。(2)若不使用CO，温度超过775K，发现NO的分解率降低，其可能的原因为____________________
________________________________________________。(3)用平衡移动原理解释为什么加
入CO后NO转化为N2的转化率增大：_______________________________________________
_________________________。答案(1)870K(860～880K范围内都可以)(2)该反应放热，升
高温度，反应向逆反应方向进行(3)加入的CO会与NO的分解产物O2发生反应，促进NO分解平衡向生成N2的方向移动，导致NO转化率
升高1．T1温度时在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH<0。实验测得：v正＝v
(NO)消耗＝2v(O2)消耗＝k正c2(NO)·c(O2)，v逆＝v(NO2)消耗＝k逆c2(NO2)，k正、k逆为速率常数，
只受温度影响。不同时刻测得容器中n(NO)、n(O2)如表：时间/s012345n(NO)/mol10.60.40.20.20.2
n(O2)/mol0.60.40.30.20.20.2(1)T1温度时，＝______________。(2)若将容器的温度改变为
T2时，其k正＝k逆，则T2______________(填“>”“<”或“＝”)T1。答案(1)160(2)>解析(1)根
据v正＝v(NO)消耗＝2v(O2)消耗＝k正c2(NO)·c(O2)，得出k正＝，根据v逆＝v(NO2)消耗＝k逆·c2(NO2
)，得出k逆＝，因为v(NO)消耗＝v(NO2)消耗，所以＝＝K，表格中初始物质的量：n(NO)＝1mol，n(O2)＝0.6
mol，体积为2L，则列出三段式如下：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)始/mol·L－10.50.30转/
mol·L－10.40.20.4平/mol·L－10.10.10.4K＝＝＝160。(2)若将容器的温度改变为T2
时，其k正＝k逆，则K＝1＜160，因反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)ΔH＜0，K值减小，则对应的温度增大，即T
2＞T1。2．N2O是一种强温室气体，且易形成颗粒性污染物，研究N2O的分解对环境保护有重要意义。碘蒸气的存在能大幅度提高N2O的
分解速率，反应历程为：第一步I2(g)2I(g)(快反应)第二步I(g)＋N2O(g)―→N2(g)＋IO(g)(慢反
应)第三步IO(g)＋N2O(g)―→N2(g)＋O2(g)＋I(g)(快反应)实验表明，含碘时N2O的分解速率方程v＝k·c(
N2O)·c0.5(I2)(k为速率常数)。下列表述正确的是______(填字母)。A．I2浓度与N2O分解速率无关B．第二步对总
反应速率起决定作用C．第二步活化能比第三步小D．IO为反应的中间产物答案BD解析N2O分解反应中，实验表明，含碘时N2O的分解
速率方程v＝k·c(N2O)·c0.5(I2)(k为速率常数)和碘蒸气有关，故A错误；第二步I(g)＋N2O(g)―→N2(g)＋
IO(g)(慢反应)，在整个反应过程中对总反应速率起到决定性作用，故B正确；第二步反应慢说明活化能比第三步大，故C错误。3．某科研
小组研究臭氧氧化—碱吸收法同时脱除SO2和NO工艺，氧化过程反应原理及反应热、活化能数据如下：反应Ⅰ：NO(g)＋O3(g)
NO2(g)＋O2(g)ΔH1＝－200.9kJ·mol－1Ea1＝＋3.2kJ·mol－1反应Ⅱ：SO2(g)＋O3(
g)SO3(g)＋O2(g)ΔH2＝－241.6kJ·mol－1Ea2＝＋58kJ·mol－1已知该体系中臭氧发生分解
反应：2O3(g)3O2(g)。请回答：其他条件不变，每次向容积为2L的反应器中充入含1.0molNO、1.0mol
SO2的模拟烟气和2.0molO3，改变温度，反应相同时间t后体系中NO和SO2的转化率如图所示：(1)由图可知相同温度下NO
的转化率远高于SO2，结合题中数据分析其可能原因______________。(2)下列说法正确的是________(填字母)。A
．P点一定为平衡状态点B．温度高于200℃后，NO和SO2的转化率随温度升高显著下降，最后几乎为零C．其他条件不变，若缩小反应器
的容积可提高NO和SO2的转化率答案(1)反应Ⅰ的活化能小于反应Ⅱ的活化能，相同条件下更易发生反应(2)BC解析(1)反应Ⅰ
的活化能小于反应Ⅱ的活化能，相同条件下更易发生反应，因此相同温度下NO的转化率远高于SO2。(2)图中曲线属于描点法所得图像，P点
不一定为图像的最高点，即不一定为平衡状态点，可能是建立平衡过程中的一点，故A错误；根据图像，温度高于200℃后，2O3(g)
3O2(g)反应进行程度加大，体系中的臭氧浓度减小，NO和SO2的转化率随温度升高显著下降，当臭氧完全分解，则二者转化率几乎为零，
故B正确；其他条件不变，若缩小反应器的容积，使得2O3(g)3O2(g)平衡逆向移动，臭氧浓度增大，则反应Ⅰ：NO(g)＋O3
(g)NO2(g)＋O2(g)和反应Ⅱ：SO2(g)＋O3(g)SO3(g)＋O2(g)平衡正向移动，NO和SO2的转化率
提高，故C正确。4．苯乙烯是一种重要的化工原料，可采用乙苯催化脱氢法制备，反应如下：(g)＋H2(g)ΔH＝＋17.6kJ·m
ol－1实际生产中往刚性容器中同时通入乙苯和水蒸气，测得容器总压和乙苯转化率随时间变化结果如图所示。(1)平衡时，p(H2O)＝_
_______kPa，平衡常数Kp＝________(Kp为以分压表示的平衡常数)。(2)反应速率v＝v正－v逆＝k正·p(乙苯)
－k逆·p(苯乙烯)·p(氢气)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数。计算a处的＝____。答案(1)8045(2)2.55
．容积均为1L的甲、乙两个容器，其中甲为绝热容器，乙为恒温容器。相同温度下，分别充入0.2mol的NO2，发生反应：2NO2(
g)N2O4(g)ΔH<0，甲中NO2的相关量随时间变化如下图所示。(1)0～3s内，甲容器中NO2的反应速率增大的原因是
_________________________________________________________________
_______。(2)甲达平衡时，温度若为T℃，此温度下的平衡常数K＝________。(3)平衡时，K甲________(填“
>”“<”或“＝”，下同)K乙，p甲________p乙。答案(1)0～3s内温度升高对速率的影响大于浓度降低的影响(2)2
25(3)<>解析(1)该反应为放热反应，故0～3s内温度升高对速率的影响大于浓度降低的影响，导致反应速率增大。(2)到
达平衡时，c(NO2)＝0.02mol·L－1，c(N2O4)＝0.09mol·L－1，K＝＝225。(3)甲为绝热容器，乙为
恒温容器，该反应为放热反应，则到达平衡时甲的温度高于乙，故K甲p乙
。6．已知在一定温度下的可逆反应N2O4(g)2NO2(g)中，v正＝k正·c(N2O4)，v逆＝k逆·c2(NO2)(k正、
k逆只是温度的函数)。若该温度下的平衡常数K＝10，则k正＝________k逆。升高温度，k正增大的倍数______(填“大于”
“小于”或“等于”)k逆增大的倍数。答案10大于解析当反应达到平衡时，v正＝v逆，即k正·c(N2O4)＝k逆·c2(NO2
)。k正＝＝k逆·K＝10k逆；该反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，k正增大的倍数大于k逆增大的倍数。7．肌肉中的肌
红蛋白(Mb)与O2结合生成MbO2，其反应原理可表示为：Mb(aq)＋O2(g)MbO2(aq)，该反应的平衡常数可表示为：
K＝。在37℃条件下达到平衡时，测得肌红蛋白的结合度(α)与p(O2)的关系如图所示[α＝×100%]。研究表明正反应速率v正＝
k正·c(Mb)·p(O2)，逆反应速率v逆＝k逆·c(MbO2)(其中k正和k逆分别表示正反应和逆反应的速率常数)。(1)试写出
平衡常数K与速率常数k正、k逆之间的关系式为K＝________(用含有k正、k逆的式子表示)。(2)试求出图中c点时，上述反应的
平衡常数K＝____________。已知k逆＝60s－1，则速率常数k正＝________s－1·kPa－1。答案(1)(
2)2120解析(1)可逆反应达到平衡状态时，v正＝v逆，由于v正＝k正·c(Mb)·p(O2)，v逆＝k逆·c(MbO2)，
所以k正·c(Mb)·p(O2)＝k逆·c(MbO2)，＝，而反应Mb(aq)＋O2(g)MbO2(aq)的平衡常数K＝＝。
(2)将c点时，p(O2)＝4.5kPa，肌红蛋白的结合度(α)是90%带入平衡常数表达式中可得K＝＝＝2；K＝，由于K＝2，k
逆＝60s－1代入该式子，可得k正＝K·k逆＝2×60s－1·kPa－1＝120s－1·kPa－1。8．研究表明，反应2H2
(g)＋2NO(g)N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－664.1kJ·mol－1中，正反应速率为v正＝k正·c2(NO)·
c2(H2)，其中k正为速率常数，此处只与温度有关。当t＝t1时，v正＝v1，若此刻保持温度不变，将c(NO)增大到原来的2倍，c
(H2)减少为原来的，v正＝v2。则有v1________(填“＞”“＜”或“＝”)v2。答案＝解析根据v正＝k正·c2(NO
)·c2(H2)，当c(NO)增大到原来的2倍，c(H2)减少为原来的时，v1与v2大小相等。9．2NO(g)＋O2(g)2N
O2(g)的反应历程如下：反应Ⅰ：2NO(g)N2O2(g)(快)ΔH1<0v1正＝k1正·c2(NO)，v1逆＝k1逆·c
(N2O2)；反应Ⅱ：N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)(慢)ΔH2<0v2正＝k2正·c(N2O2)·c(O2)，
v2逆＝k2逆·c2(NO2)。(1)一定条件下，反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)达到平衡状态，平衡常数K＝____
______(用含k1正、k1逆、k2正、k2逆的代数式表示)。反应Ⅰ的活化能EⅠ____________(填“>”“<”或“＝”
)反应Ⅱ的活化能EⅡ。(2)已知反应速率常数k随温度升高而增大，则升高温度后k2正增大的倍数__________k2逆增大的倍数(
填“大于”“小于”或“等于”)。答案(1)<(2)小于解析(1)由反应达平衡状态，所以v1正＝v1逆、v2正＝v2逆，所以
v1正·v2正＝v1逆·v2逆，即k1正·c2(NO)·k2正·c(N2O2)·c(O2)＝k1逆·c(N2O2)·k2逆·c2(
NO2)，则有：K＝＝；因为决定2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)速率的是反应Ⅱ，所以反应Ⅰ的活化能EⅠ远小于反应Ⅱ的活化
能EⅡ。(2)反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)为放热反应，温度升高，反应Ⅰ、Ⅱ的平衡均逆向移动，由于反应Ⅰ的速率大，
导致c(N2O2)减小且其程度大于k2正和c(O2)增大的程度，即k随温度升高而增大，则升高温度后k2正增大的倍数小于k2逆增大的
倍数。1．二甲醚催化重整制氢的反应过程主要包括以下几个反应(以下数据为25℃、1.01×105Pa测定)：Ⅰ：CH3OCH3(g
)＋H2O(l)2CH3OH(l)ΔH>0Ⅱ：CH3OH(l)＋H2O(l)CO2(g)＋3H2(g)ΔH>0Ⅲ：CO
(g)＋H2O(l)CO2(g)＋H2(g)ΔH<0Ⅳ：CH3OH(l)CO(g)＋2H2(g)ΔH>0工业生产中测得
不同温度下各组分体积分数及二甲醚转化率的关系如下图所示：你认为反应控制的最佳温度应为________(填字母)。A．300～350
℃B．350～400℃C．400～450℃D．450～500℃答案C解析400～450℃二甲醚的转化率较高，再升
高温度，增大成本，转化率提高有限，温度太低，反应速率太慢。2．重晶石主要成分为BaSO4，含少量的SiO2、CaO和MgO杂质，以
下是一种制取Ba(NO3)2的工业流程。焙烧过程中主反应为：BaSO4＋4CBaS＋4CO↑，除此以外还可能有BaCO3等
副产物生成，通过改变温度以及煤粉的用量可减少副反应发生。(1)依据图1判断生成BaS的反应是________(填“放热”或“吸热”
)反应；反应温度至少应控制在________以上。(2)控制BaSO4的量不变，改变C的量，测得原料中碳的物质的量对平衡组成的影响
如图2所示，判断原料中至少为________(填字母)。a．1.5b．2.0c．3.75答案(1)吸热600℃(2)c
解析(1)由图可知升高温度，CO的物质的量增大，则升高温度平衡正向移动，为吸热反应，为减少副反应的发生，应在600℃以上进行。
(2)由图像可知加入C可以减少副反应，使硫酸钡完全转化生成BaS，且C生成CO，BaS为0.2mol，CO为0.75mol，根
据原子守恒，则判断原料中至少为3.75。3．以乙烯(C2H4)作为还原剂脱硝(NO)，脱硝机理如图1，则总反应的化学方程式为___
_________________________________________________________________
____；脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图2，为达到最佳脱硝效果，应采用的条件是____________
________________。答案6NO＋3O2＋2C2H43N2＋4CO2＋4H2O350℃左右、负载率3.0%解析
根据图1可以知道，在催化剂的作用下，C2H4与NO、O2反应最终生成N2、CO2、H2O，总反应的化学方程式为：6NO＋3O2＋2
C2H43N2＋4CO2＋4H2O；由图可知，b曲线的最高点处，脱硝率高，负载率低，温度适宜，适宜条件为350℃左右、负载率3.
0%。4．在密闭容器中充入5molCO和4molNO，发生反应2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)
ΔH1＝－746.5kJ·mol－1，图1为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。(1)温度：T1________(填“＜”
或“＞”)T2。(2)若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小，重新达到的平衡状态可能是图中A～G点中的_______
_点。(3)某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应，相同时间内测量逸出气
体中NO含量，从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率)，结果如图2所示。若低于200℃，图2中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高而变化不大
的主要原因为______________________________；a点________(填“是”或“不是”)对应温度下的平
衡脱氮率，说明其理由______________________________________________。答案(1)＞
(2)A(3)温度较低时，催化剂的活性偏低不是该反应为放热反应，根据线Ⅱ可知，a点对应温度下的平衡脱氮率应该更高解析(1)
根据反应2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－746.5kJ·mol－1，升高温度，平衡逆向移动，所
以NO的体积分数会增大，即T1＞T2。(2)若在D点对反应容器升温的同时扩大体积使体系压强减小，则平衡会逆向移动，NO的体积分数增
加，重新达到的平衡状态可能是图中A点。(3)根据图像可知，温度较低时，催化剂的活性偏低，因此温度低于200℃，曲线Ⅰ脱氮率随温度
升高变化不大；a点不是对应温度下的平衡脱氮率，因为该反应为放热反应，根据曲线Ⅱ可知，a点对应温度下的平衡脱氮率应该更高。5．锡酸钠
可用于制造陶瓷电容器的基体、颜料和催化剂。以锡锑渣(主要含Sn、Sb、As、Pb的氧化物)为原料，制备锡酸钠的工艺流程图如下图所示
：从溶液中得到锡酸钠晶体的实验操作是________________________、趁热过滤、洗涤、干燥。下图是“碱浸”实验的参
数，请选择“碱浸”的合适条件___________________________________________________
__________________________________________________。答案蒸发结晶烧碱浓度为1
00g·L－1、温度为85℃解析由图可知，烧碱浓度为100g·L－1，温度为85℃时，锡浸出率最高。6．某实验室模拟反应
2C(s)＋2NO2(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－64.2kJ·mol－1，在密闭容器中加入足量的C和一定量的N
O2气体，维持温度为T℃，如图为不同压强下该反应经过相同时间NO2的转化率随着压强变化的示意图。请从动力学角度分析，1050
kPa前，反应中NO2转化率随着压强增大而增大的原因_______________________________；在1100
kPa时，NO2的体积分数为_______________________。答案1050kPa前反应未达平衡状态，随着压强增
大，反应速率加快，NO2转化率提高50%解析根据示意图，1050kPa前，反应未达到平衡，随着压强增大，反应速率增大，NO
2的转化率加快；假设通入1molNO2，2C(s)＋2NO2(g)N2(g)＋2CO2(g)起始/mol10
0变化/mol0.40.20.4平衡/mol0.60.20.41100kPa时，NO2的体积
分数为×100%＝50%。7．T℃时，向一恒容密闭容器中加入3molH2和1molSe，发生反应：H2(g)＋Se(s)
H2Se(g)ΔH＜0，温度对H2Se产率的影响如图：550℃时H2Se产率最大的原因：________________
________________________________。答案低于550℃时，温度越高反应速率越快，H2Se的产率越大
；高于550℃时，反应达到平衡，该反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，H2Se的产率越小8．将甲醇转化耦合到丁烯裂解过程中生产
丙烯，主要涉及下列反应：①2C4H8(g)―→2C3H6(g)＋C2H4(g)ΔH＞0②2CH3OH(g)―→C2H4(g)＋
2H2O(g)ΔH＜0③C2H4(g)＋C4H8(g)―→2C3H6(g)ΔH＜0已知：甲醇吸附在催化剂上，可以活化催化剂；甲
醇浓度过大也会抑制丁烯在催化剂上的转化。(1)图1是C3H6及某些副产物的产率与的关系曲线。最佳的约为______________
。(2)图2是某压强下，将CH3OH和C4H8按一定的物质的量之比投料，反应达到平衡时C3H6的体积分数随温度的变化曲线。由图可知
平衡时C3H6的体积分数随温度的升高呈现先升高后降低，其原因可能是________________________________
_____________________________。答案(1)1.0(2)300～500℃时，丁烯裂解(反应①)为主
要反应，是吸热反应，升高温度，平衡正移，使C3H6的体积分数增大；温度高于500℃时，反应②③均为主要反应，是放热反应，升高温度
，平衡逆移，使C3H6的体积分数降低，同时温度升高易发生副反应，C3H6可能转化为C2H4、C3H8、C4H10、C等，使C3H6
的体积分数降低解析(1)由图1可知当约为1.0时C3H6的产率是最高的。(2)由图2可知，300～500℃时，丁烯裂解(反应①
)为主要反应，是吸热反应，升高温度，平衡正移，使C3H6的体积分数增大；温度高于500℃时，反应②③均为主要反应，是放热反应，升
高温度，平衡逆移，使C3H6的体积分数降低，同时温度升高易发生副反应，C3H6可能转化为C2H4、C3H8、C4H10、C等，使C
3H6的体积分数降低。专题强化练1．(2019·沈阳市东北育才学校高三模拟)下列是碳热还原法制锰合金的三个反应，CO与CO2平衡分
压比的自然对数值与温度的关系如图所示(已知Kp是用平衡分压代替浓度计算所得的平衡常数)。Ⅰ.Mn3C(s)＋4CO2(g)3M
nO(s)＋5CO(g)Kp(Ⅰ)Ⅱ.Mn(s)＋CO2(g)MnO(s)＋CO(g)Kp(Ⅱ)Ⅲ.Mn3C(s)＋CO2
(g)3Mn(s)＋2CO(g)Kp(Ⅲ)(1)ΔH>0的反应是________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。(2)1200
K时，在一体积为2L的恒容密闭容器中有17.7gMn3C(s)和0.4molCO2，只发生反应Ⅰ，5min后达到平衡
，此时CO的浓度为0.125mol·L－1，则0～5min内v(CO2)＝________。(3)在一体积可变的密闭容器中加
入一定量的Mn(s)并充入一定量的CO2(g)，只发生反应Ⅱ，下列能说明反应Ⅱ达到平衡的是________(填字母)。A．容器的
体积不再改变B．固体的质量不再改变C．气体的总质量不再改变答案(1)Ⅲ(2)0.02mol·L－1·min－1(3)BC解
析(1)由图中信息可知，反应Ⅲ升高温度，ln增大，平衡正向移动，正反应为吸热反应，ΔH>0，故选Ⅲ。(2)0～5min内v(C
O2)＝v(CO)＝×＝0.02mol·L－1·min－1。(3)反应Ⅱ.Mn(s)＋CO2(g)MnO(s)＋CO(g)为
气体体积不变的放热反应，根据“变量不变达平衡”进行判断。反应为气体不变的反应，反应过程中容器的体积不是变量，不能作为平衡状态的判
断依据，选项A不选；反应是一个固体质量增大的反应，固体的质量为变量，当固体的质量不再改变说明达到平衡状态，选项B选；反应是一个气体
质量减小的反应，气体的总质量为变量，当不再改变说明达平衡状态，选项C选。2．近年来化学家研究开发出用乙烯和乙酸为原料、杂多酸作催化
剂合成乙酸乙酯的新工艺，不必生产乙醇或乙醛做中间体，使产品成本降低，具有明显经济优势。其合成的基本反应如下：CH2===CH2(
g)＋CH3COOH(l)CH3COOC2H5(l)，为提高乙酸乙酯的合成速率和产率，可以采取的措施有______________
______________________(任写出一条)。在n(乙烯)与n(乙酸)物料比为1的条件下，某研究小组在保持不同压强下
进行了在相同时间点乙酸乙酯的产率随温度的变化的测定实验，实验结果如图所示。回答下列问题：(1)温度在60～80℃范围内，乙烯与乙
酸酯化合成反应速率由大到小的顺序是____________[用v(p1)、v(p2)、v(p3)分别表示不同压强下的反应速率]；(
2)a、b、c三点乙烯的转化率从大到小顺序____________________________________。(3)60～9
0℃、p1下乙酸乙酯的产率，先升高后降低的原因是____________________，根据测定实验结果分析，较适宜的生产条件
是________________(合适的压强和温度)。答案增大乙烯气体浓度或增大压强(1)v(p1)>v(p2)>v(p3)
(2)c>b>a(3)60～80℃反应从正方向开始，未达平衡，温度高反应速率大，乙酸乙酯产率高；80℃时反应已达平衡且正反
应放热，故压强不变，升高温度平衡逆向移动，产率下降p1、80℃解析根据CH2===CH2(g)＋CH3COOH(l)CH3C
OOC2H5(l)，为提高乙酸乙酯的合成速率和产率，改变条件加快反应速率且平衡正向移动，可以增大反应物浓度或增大压强等。(1)CH
2===CH2(g)＋CH3COOH(l)CH3COOC2H5(l)，温度一定时，压强增大，平衡正向移动，反应速率增大，图像分析可
知p1＞p2＞p3，则温度在60～80℃范围内，乙烯与乙酸酯化合成反应速率由大到小的顺序是v(p1)＞v(p2)＞v(p3)。(
3)由图像可知，60～80℃反应从正方向开始，未达平衡，温度高反应速率大，乙酸乙酯产率高；p1、80℃时反应已达平衡且正反应放
热，故压强不变，升高温度平衡逆向移动，产率下降；图像中乙酸乙酯产率最大的条件是：p1、80℃。3．(2019·宝鸡市高考模拟检测
)CO2和CO可作为工业合成甲醇(CH3OH)的直接碳源，还可利用CO2根据电化学原理制备塑料，既减少工业生产对乙烯的依赖，又达到
减少CO2排放的目的。(1)利用CO2和H2反应合成甲醇的原理为：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)。上
述反应常用CuO和ZnO的混合物作催化剂。相同的温度和时间段内，催化剂中CuO的质量分数对CO2的转化率和CH3OH的产率影响的实
验数据如下表所示：ω(CuO)/%102030405060708090CH3OH的产率25%30%35%45%50%65%55%5
3%50%CO2的转化率10%13%15%20%35%45%40%35%30%由表可知，CuO的质量分数为________催化效果
最佳。(2)利用CO和H2在一定条件下可合成甲醇，发生如下反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，其两种反应过程中能量
的变化曲线如图1中a、b所示，下列说法正确的是________(填字母)。A．上述反应的ΔH＝－91kJ·mol－1B．a反应正
反应的活化能为510kJ·mol－1C．b过程中第Ⅰ阶段为吸热反应，第Ⅱ阶段为放热反应D．b过程使用催化剂后降低了反应的活化能和
ΔHE．b过程的反应速率：第Ⅱ阶段＞第Ⅰ阶段(3)①在1L的恒容密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2，测得平衡混合物中C
H3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化情况如图2所示，则压强p2________(填“＞”“＜”或“＝”)p1；平衡由A点移至
C点、D点移至B点，分别可采取的具体措施为____________________、__________；在C点时，CO的转化率为
________。②甲和乙两个恒容密闭容器的体积相同，向甲中加入1molCO和2molH2，向乙中加入2molCO和4
molH2，测得不同温度下CO的平衡转化率如图3所示，则L、M两点容器内压强：p(M)________(填“＞”“＜”或“＝”
，下同)2p(L)；平衡常数：K(M)________K(L)。答案(1)60%(2)ACE(3)①＜保持压强为p2，将
温度由250℃升高到300℃保持温度为300℃，将压强由p3增大到p175%②＞<解析(1)由表可知，CuO的质量
分数为60%催化效果最佳。(2)由图所示：ΔH＝419kJ·mol－1－510kJ·mol－1＝－91kJ·mol－1，故A
正确；a反应正反应的活化能为419kJ·mol－1，故B错误；第Ⅰ阶段反应之后的产物能量高于起始产物的能量，所以第Ⅰ阶为吸热反应
，同时第Ⅰ阶段反应之后的产物能量高于最终产物的能量，所以第Ⅱ阶段为放热反应，故C正确；b过程使用催化剂后降低了反应的活化能，但ΔH
不变，故D错误；b过程第Ⅱ阶段的活化能小于第Ⅰ阶段，所以反应速率：第Ⅱ阶段＞第Ⅰ阶段，故E正确。(3)①根据勒夏特列原理，压强增大
平衡正向移动，由图所示，300℃时，C点的转化率小于B点，故p2＜p1；平衡由A点移至C点是恒压的条件下使平衡逆向移动，措施为保
持压强为p2，将温度由250℃升高到300℃；D点移至B点是温度不变平衡正向移动，可采取的具体措施为保持温度为300℃，将压
强由p3增大到p1；在C点时，甲醇的体积分数为50%，设甲醇的物质的量为n，则反应的CO的物质的量为n，剩余CO的物质的量为n，则
CO的转化率为×100%＝75%。②M和L点，CO的转化率相同，因为体积相同，且乙中气体是甲中气体的2倍，则相同温度时，p(M)
＝2p(L)，M点的温度高，所以p(M)>2p(L)；平衡常数只和温度有关，该反应为放热反应，温度越高反应进行的限度越小，平衡常数
越小，所以K(M)，需将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存和利用。(1)CO2与NH3反应可合成尿素[化学式为CO(NH2)2]，反应2NH3(
g)＋CO2(g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)在合成塔中进行，图1中Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ三条曲线分别表示温度为T℃时，按不同氨
碳比和水碳比投料时，二氧化碳平衡转化率的情况。①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中水碳比的数值分别为0.6～0.7,1～1.1，1.5～1.6，则生
产中应选用的水碳比数值范围是__________________。②推测生产中氨碳比应控制在________(选填“4.0”或“4
.5”)左右比较适宜。③若曲线Ⅱ中水碳比为1，初始时CO2的浓度为1mol·L－1，则T℃时该反应的平衡常数K＝_______
_(保留有效数字至小数点后两位)。(2)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化为乙酸，请写出该反应的化
学方程式：______________________________。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图2所
示。在温度为______时，催化剂的活性最好，效率最高。请解释图中250～400℃时乙酸生成速率变化的原因：250～300℃时
________；300～400℃时________。答案(1)①0.6～0.7②4.0③0.59(2)CO2＋CH4
CH3COOH250℃催化剂效率下降是影响乙酸生成速率的主要原因温度升高是影响乙酸生成速率的主要原因解析(1)①氨碳比相
同时，曲线Ⅰ的CO2的转化率大，因此生产中选用水碳比数值范围是0.6～0.7；②氨碳比在4.5时，需要氨气较多，根据图像分析，CO
2的转化率增大不多，提高生产成本，所以氨碳比控制在4.0左右；③曲线Ⅱ中水碳比为1，初始时CO2浓度为1mol·L－1，则c(H
2O)＝1mol·L－1，氨碳比为4时，CO2的转化率为63%，c(NH3)＝4mol·L－1，2NH3(g)＋CO2(
g)CO(NH2)2(l)＋H2O(g)，起始(mol·L－1):411变化(mol·L－1):1.26
0.630.63平衡(mol·L－1):2.740.371.63平衡常数K＝＝≈0.59。(2)CO2和CH4发生反
应：CO2＋CH4CH3COOH；根据图像，当温度为250℃时，乙酸的生成速率最大，催化剂的催化效率最大；在250～300℃过
程中，催化剂是影响速率的主要因素，因此催化效率降低，导致反应速率也降低；而在300～400℃时催化效率低且变化程度小，但反应速率
增加较明显，因此该过程中温度是影响速率的主要因素，温度越高，反应速率越大。5．(2019·厦门市高三下学期第一次质量检查)二醚水蒸
气重整制氢过程涉及的主要反应如下：ⅰ.CH3OCH3(g)＋H2O(g)===2CH3OH(g)ΔH＝＋23.6kJ·mol－
1ⅱ.CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)ΔH＝＋49.5kJ·mol－1ⅲ.CH3OH(g)===CO(g)＋2H2(g)ΔH＝＋90.7kJ·mol－1ⅳ.H2O(g)＋CO(g)===CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41.2kJ·mol－1各反应平衡常数与温度变化关系如下表：温度平衡常数423K523K623K723K823KKⅰ1.7×10－25.8×10－21.3×10－12.3×10－13.4×10－1Kⅱ1.9×1034.2×1043.9×1052.1×1067.8×106Kⅲ2.54.7×1021.8×1042.8×1052.2×106Kⅳ7.9×10289217.53.6(1)重整反应CH3OCH3(g)＋3H2O(g)===2CO2(g)＋6H2(g)ΔH＝xkJ·mol－1，回答下列问题：①x＝________。②有利于提高重整反应中CH3OCH3平衡转化率的条件为________(填字母)。A．高温低压B．低温高压C．高温高压D．低温低压③若在恒温刚性容器中进行重整反应，达到平衡时c(CH3OCH3)＝10mol·L－1，c(H2O)＝0.2mol·L－1，c(H2)＝10mol·L－1，c(CO2)＝40mol·L－1，则反应温度约为________。④723K时，v＝k·c[(CH3OCH3)]2·[c(CO2)]－1.5为重整反应速率方程。在相同条件下，c(CO2)分别为a、b、c时，H2产率随时间的变化关系如图1，则a、b、c由小到大的顺序为__________。(2)CO会造成燃料电池催化剂中毒，重整反应体系中CO体积分数随水醚比与温度的变化关系如图2。①相同温度下，水醚比为________时，CO体积分数最高。②实际生产中选择反应温度为250℃的原因为___________________________________；选择水醚比为3～6的原因为__________。答案(1)①＋122.6②A③623K④c6，H2含量过低解析(1)①根据盖斯定律：反应CH3OCH3(g)＋3H2O(g)===2CO2(g)＋6H2(g)由ⅰ＋ⅱ×2所得，则x＝＋23.6kJ·mol－1＋49.5kJ·mol－1×2＝＋122.6kJ·mol－1。②重整反应为吸热反应，且反应后气体的体积增大，所以根据勒夏特列原理，高温、低压时，平衡向正方向移动，所以条件为高温低压。③K＝＝＝2×1010，根据图表数据623K时，Kⅰ×K≈2×1010。④根据反应的化学方程式可知，当生成物二氧化碳的浓度越大时，氢气的产率越高。结合图像知，a、b、c由小到大的顺序为c6，H2含量过低。6．研究处理NOx、SO2对环境保护有着重要的意义。回答下列问题：(1)SO2的排放主要来自于煤的燃烧，工业上常用氨水吸收法处理尾气中的SO2。已知吸收过程中相关反应的热化学方程式如下：①SO2(g)＋NH3·H2O(aq)===NH4HSO3(aq)ΔH1＝akJ·mol－1②NH3·H2O(aq)＋NH4HSO3(aq)===(NH4)2SO3(aq)＋H2O(l)ΔH2＝bkJ·mol－1③2(NH4)2SO3(aq)＋O2(g)===2(NH4)2SO4(aq)ΔH3＝ckJ·mol－1则反应2SO2(g)＋4NH3·H2O(aq)＋O2(g)===2(NH4)2SO4(aq)＋2H2O(l)ΔH＝________。(2)NOx的排放主要来自于汽车尾气，有人利用反应C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)ΔH＝－34.0kJ·mol－1，用活性炭对NO进行吸附。在恒压密闭容器中加入足量的活性炭和一定量的NO气体，测得NO的转化率α(NO)随温度的变化如图1所示：①由图可知，1050K前反应中NO的转化率随温度升高而增大，原因是____________________________________________________;在1100K时，CO2的体积分数为________。②用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1050K、1.1×106Pa时，该反应的化学平衡常数Kp＝______(已知：气体分压＝气体总压×体积分数)。(3)在高效催化剂的作用下，用CH4还原NO2也可消除氮氧化物的污染。在相同条件下，选用A、B、C三种不同催化剂进行反应，生成N2的物质的量与时间变化关系如图2所示，其中活化能最小的是________(填字母)。(4)在汽车尾气的净化装置中CO和NO发生反应：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)ΔH＝－746.8kJ·mol－1。实验测得，v正＝k正·c2(NO)·c2(CO)，v逆＝k逆·c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。①达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数____(填“>”“<”或“＝”)k逆增大的倍数。②若在1L的密闭容器中充入1molCO和1molNO，在一定温度下达到平衡时，CO的转化率为40%，则＝________(保留2位有效数字)。答案(1)(2a＋2b＋c)kJ·mol－1(2)①1050K前反应未达到平衡状态，随着温度升高，反应速率加快，NO转化率增大20%②4(3)A(4)①<②0.25解析(1)利用盖斯定律，将①×2＋②×2＋③可得2SO2(g)＋4NH3·H2O(aq)＋O2(g)===2(NH4)2SO4(aq)＋2H2O(l)的ΔH＝(2a＋2b＋c)kJ·mol－1。(2)①在1050K前反应未达到平衡状态，随着温度升高，反应速率加快，NO转化率增大；达到平衡后，升高温度，平衡左移，NO的转化率降低。根据反应C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)，假设加入1molNO，在1100K时，NO的转化率为40%，则Δn(NO)＝0.4mol，故n(CO2)＝0.2mol，由于反应前后气体的总物质的量不变，故混合气体中CO2的体积分数为×100%＝20%。②根据反应C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)，假设加入1molNO，在1050K时，α(NO)＝80%，平衡时n(NO)＝0.2mol，n(N2)＝0.4mol，n(CO2)＝0.4mol，各物质的平衡分压p分(NO)＝×1.1×106Pa，p分(N2)＝×1.1×106Pa，p分(CO2)＝×1.1×106Pa，故反应的化学平衡常数Kp＝×1.1×106××1.1×106÷(×1.1×106)2＝4。(3)A反应速率快，先达到平衡，故活化能最小。(4)①正反应为放热反应，升高温度平衡左移，则正反应速率增大的倍数小于逆反应速率增大的倍数，故k正增大的倍数小于k逆增大的倍数。②当反应达到平衡时，v正＝v逆，故＝＝K，根据化学方程式可知，平衡时c(NO)＝c(CO)＝0.6mol·L－1，c(N2)＝0.2mol·L－1，c(CO2)＝0.4mol·L－1，故＝＝＝≈0.25。 |
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