一、化学反应速率
1.（2024·安徽高考12题）室温下，为探究纳米铁去除水样中Se的影响因素，测得不同条件下Se浓度随时间变化关系如图。
实验序号 水样体积/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH
① 50 8 6
② 50 2 6
③ 50 2 8
下列说法正确的是（ ）
A.实验①中，0～2小时内平均反应速率v（Se）＝2.0 mol·L－1·h－1
B.实验③中，反应的离子方程式为：2Fe＋Se＋8H＋2Fe3＋＋Se＋4H2O
C.其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率
D.其他条件相同时，水样初始pH越小，Se的去除效果越好
2.（2024·甘肃高考10题）甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如图所示，下列说法错误的是（ ）
A.E2＝1.41 eV
B.步骤2逆向反应的ΔH＝＋0.29 eV
C.步骤1的反应比步骤2快
D.该过程实现了甲烷的氧化
3.（2024·北京高考10题）可采用Deacon催化氧化法将工业副产物HCl制成Cl2，实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式：4HCl（g）＋O2（g）2Cl2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－114.4 kJ·mol－1。下图所示为该法的一种催化机理。
下列说法错误的是（ ）
A.Y为反应物HCl，W为生成物H2O
B.反应制得1 mol Cl2，须投入2 mol CuO
C.升高反应温度，HCl被O2氧化制Cl2的反应平衡常数减小
D.图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
二、化学平衡移动及相关计算
4.（2024·江西高考9题）温度T下，向1 L真空刚性容器中加入1 mol （CH3）2CHOH，反应达到平衡时，c（Y）＝0.4 mol·L－1。下列说法正确的是（ ）
＋
A.再充入1 mol X和1 mol Y，此时v正＜v逆
B.再充入1 mol X ，平衡时，c（Y）＝0.8 mol·L－1
C.再充入1 mol N2，平衡向右移动
D.若温度升高，X的转化率增加，则上述反应ΔH＜0
5.（2024·湖南高考14题）恒压下，向某密闭容器中充入一定量的CH3OH和CO，发生如下反应：
主反应：CH3OH＋COCH3COOH ΔH1
副反应：CH3OH＋CH3COOHCH3COOCH3＋H2O ΔH2
在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布分数δ［δ＝
］随投料比x（物质的量之比）的变化关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.投料比x代表
B.曲线c代表乙酸的分布分数
C.ΔH1＜0，ΔH2＞0
D.L、M、N三点的平衡常数：K＝K＞K
三、化学反应速率与化学平衡的综合应用
6.（2024·重庆高考14题）醋酸甲酯制乙醇的反应为CH3COOCH3（g）＋2H2（g）CH3CH2OH（g）＋CH3OH（g）。三个10 L恒容密闭容器中分别加入1 mol醋酸甲酯和9.8 mol氢气，在不同温度下，反应t分钟时醋酸甲酯物质的量n如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.该反应的ΔH＞0
B.容器甲中平均反应速率v（H2）＝ mol·L－1·min－1
C.容器乙中当前状态下反应速率v（正）＜v（逆）
D.容器丙中乙醇的体积分数为8％
7.（2024·贵州高考17题节选）在无氧环境下，CH4经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附加值的芳烃产品。一定温度下，CH4芳构化时同时存在如下反应：
ⅰ.CH4（g）C（s）＋2H2（g） ΔH1＝＋74.6 kJ·mol－1 ΔS＝＋80.84 J·mol－1·K－1
ⅱ.6CH4（g）C6H6（l）＋9H2（g） ΔH2
回答下列问题：
（1）反应ⅰ在1 000 K时 （选填“能”或“不能”）自发进行。
（2）受反应ⅰ影响，随着反应进行，单位时间内甲烷转化率和芳烃产率逐渐降低，原因是
。
（3）对催化剂在不同的pH条件下进行处理，能够改变催化剂的活性。将催化剂在5种不同pH条件下处理后分别用于催化CH4芳构化，相同反应时间内测定相关数据如下表，其中最佳pH为 ，理由是 。
pH CH4平均转化率/％ 芳烃平均产率/％ 产物中积炭平均含量/％
2.4 9.60 5.35 40.75
4.0 9.80 4.60 45.85
7.0 9.25 4.05 46.80
10.0 10.45 6.45 33.10
12.0 9.95 4.10 49.45
（4）973 K、100 kPa下，在某密闭容器中按n（C6H6）∶n（CH4）＝1∶5充入气体，发生反应C6H6（g）＋CH4（g）C7H8（g）＋H2（g），平衡时C6H6与C7H8的分压比为4∶1，则C6H6的平衡转化率为 ，平衡常数Kp＝ （用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数，列出计算式即可）。
章末整合提升
1.C 实验①中，0～2小时内平均反应速率v（Se）＝＝2.0×10－5 mol·L－1·h－1，A项错误；实验③中水样初始pH＝8，溶液呈弱碱性，结合氧化还原反应规律可得离子方程式为2Fe＋Se＋4H2O2Fe（OH）3＋Se＋2OH－，B项错误；由实验①、②可知，其他条件相同时，适当增加纳米铁质量，反应速率加快，C项正确；由实验②、③可知，其他条件相同时，适当减小水样初始pH，Se的去除效果更好，但若水样初始pH太小，与H＋反应的纳米铁的量增多，从而影响Se的去除效果，D项错误。
2.C 由能量变化图可知，E2＝0.70 eV－（－0.71 eV）＝1.41 eV，A项正确；由ΔH＝生成物总能量－反应物总能量知，步骤2逆向反应的ΔH＝－0.71 eV－（－1.00 eV）＝＋0.29 eV，B项正确；由能量变化图可知，步骤1的活化能（E1）大于步骤2的活化能（E3），则步骤1的反应比步骤2慢，C项错误；该过程中甲烷转化为甲醇，实现了甲烷的氧化，D项正确。
3.B 由该反应的热化学方程式可知，该反应涉及的主要物质有HCl、O2、CuO、Cl2、H2O。CuO与Y反应生成Cu（OH）Cl，则Y为HCl，Cu（OH）Cl分解生成W和Cu2OCl2，则W为H2O，CuCl2分解为X和CuCl，则X为Cl2，CuCl和Z反应生成Cu2OCl2，则Z为O2，A正确；CuO在反应中作催化剂，会不断循环，适量即可，B错误；总反应为放热反应，其他条件一定，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，C正确；图中涉及的两个氧化还原反应是CuCl2→CuCl和CuCl→Cu2OCl2，D正确。
4.A 由题可知，达到平衡时c（X）＝0.6 mol·L－1，c（Y）＝c（Z）＝0.4 mol·L－1，反应的平衡常数K＝≈0.27，再充入1 mol X和1 mol Y，此时Q＝＝0.35＞K，反应逆向进行，v正＜v逆，A项正确；再充入1 mol X，相当于将两个该容器叠加后容积压缩一半，若平衡不移动，则c（Y）＝0.8 mol·L－1，而加压时平衡逆向移动，则c（Y）＜0.8 mol·L－1，B项错误；再充入1 mol N2，平衡体系中各物质浓度不变，平衡不移动，C项错误；若温度升高，X的转化率增加，说明平衡正向移动，根据升温时平衡向吸热反应方向移动，知正反应为吸热反应，ΔH＞0，D项错误。
5.D 依题意，图中曲线表示的是测得两种含碳产物的分布分数即分别为δ、δ，若投料比x代表，x越大，可看作是CH3OH的量增多，则对于主、副反应可知生成的CH3COOCH3越多，CH3COOCH3分布分数越高，则曲线a或曲线b表示CH3COOCH3分布分数，曲线c或曲线d表示CH3COOH分布分数，据此分析可知A、B均正确，可知如此假设错误，则可知投料比x代表，曲线a或曲线b表示δ，曲线c或曲线d表示δ。投料比x代表，A错误；曲线c表示CH3COOCH3分布分数，B错误；CH3OH与CO的反应为熵减反应，若反应为吸热，则任何条件下都不能自发，所以CH3OH和CO的反应为放热反应，则ΔH1＜0；当同一投料比时，观察可知T1时δ大于T2时δ，由T2＞T1可知，温度越高δ越小，说明温度升高副反应的平衡逆向移动，ΔH2＜0，C错误；L、M、N三点对应副反应ΔH2＜0，且TN＞TM＝TL，升高温度平衡逆向移动，K＝K＞K，D正确。
6.D 温度越高反应速率越快，比较乙丙可知，丙反应升高温度，醋酸甲酯量增大，则反应逆向进行，正反应为放热反应，焓变小于0。该反应的ΔH＜0，A错误；容器甲中平均反应速率v（H2）＝2v（CH3COOCH3）＝2× mol·L－1·min－1＝ mol·L－1·min－1，B项错误；温度越高反应速率越快，比较乙丙可知，丙达到平衡状态，但不确定乙是否平衡，不能确定正逆反应速率相对大小，C项错误；对丙而言：
CH3COOCH3（g）＋2H2（g）CH3CH2OH（g）＋CH3OH（g）
起始/
（mol·L－1） 0.1 0.98 0 0
转化/
（mol·L－1） 0.08 0.16 0.08 0.08
平衡/
（mol·L－1） 0.02 0.82 0.08 0.08
容器丙中乙醇的体积分数为×100％＝8％，D项正确。
7.（1）能 （2）反应ⅰ产生的C（s）附着在催化剂表面，使CH4与催化剂的接触面积减小，反应速率减慢
（3）10.0 此条件下CH4平均转化率最大，芳烃平均产率最大，产物中积炭平均含量最低
（4）20％
解析：（1）ΔG＝ΔH－TΔS＜0时反应能自发进行，1 000 K时反应ⅰ的ΔG＝74.6 kJ·mol－1－1 000 K×80.84×10－3 kJ·mol－1·K－1＝－6.24 kJ·mol－1＜0，故1 000 K时反应ⅰ能自发进行。（2）反应ⅰ会产生积炭，覆盖在催化剂表面，阻止甲烷与催化剂接触，从而导致反应速率减慢。（4）设起始时充入的C6H6为1 mol，CH4为5 mol，达到平衡时转化的C6H6为x mol，列三段式：
C6H6（g）＋CH4（g）C7H8（g）＋H2（g）
起始量/mol 1 5 0 0
转化量/mol x x x x
平衡量/mol 1－x 5－x x x
平衡时C6H6与C7H8的分压比为4∶1，即＝，解得x＝0.2，故C6H6的平衡转化率为×100％＝20％；平衡时C6H6的物质的量为0.8 mol，CH4的物质的量为4.8 mol，C7H8的物质的量为0.2 mol，H2的物质的量为0.2 mol，气体总物质的量为6 mol，总压为100 kPa，故Kp＝＝。
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章末整合提升
目 录
体系构建
素养提升
体系构建
素养提升
一、化学反应速率
1. （2024·安徽高考12题）室温下，为探究纳米铁去除水样中Se 的影
响因素，测得不同条件下Se 浓度随时间变化关系如图。
实验序号 水样体积/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH
① 50 8 6
② 50 2 6
③ 50 2 8
A. 实验①中，0～2小时内平均反应速率v（Se ）＝2.0 mol·L－1·h－1
B. 实验③中，反应的离子方程式为：2Fe＋Se ＋8H＋ 2Fe3＋＋Se＋
4H2O
C. 其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率
D. 其他条件相同时，水样初始pH越小，Se 的去除效果越好
下列说法正确的是（ ）
√
解析： 实验①中，0～2小时内平均反应速率v（Se ）＝
＝2.0×10－5 mol·L－1·h－1，A项错误；实验③中水
样初始pH＝8，溶液呈弱碱性，结合氧化还原反应规律可得离子方程式为
2Fe＋Se ＋4H2O 2Fe（OH）3＋Se＋2OH－，B项错误；由实验①、
②可知，其他条件相同时，适当增加纳米铁质量，反应速率加快，C项正
确；由实验②、③可知，其他条件相同时，适当减小水样初始pH，Se
的去除效果更好，但若水样初始pH太小，与H＋反应的纳米铁的量增多，
从而影响Se 的去除效果，D项错误。
2. （2024·甘肃高考10题）甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变
化如图所示，下列说法错误的是（ ）
A. E2＝1.41 eV
B. 步骤2逆向反应的ΔH＝＋0.29 eV
C. 步骤1的反应比步骤2快
D. 该过程实现了甲烷的氧化
√
解析： 由能量变化图可知，E2＝0.70 eV－（－0.71 eV）＝1.41 eV，
A项正确；由ΔH＝生成物总能量－反应物总能量知，步骤2逆向反应的
ΔH＝－0.71 eV－（－1.00 eV）＝＋0.29 eV，B项正确；由能量变化图
可知，步骤1的活化能（E1）大于步骤2的活化能（E3），则步骤1的反应
比步骤2慢，C项错误；该过程中甲烷转化为甲醇，实现了甲烷的氧化，D
项正确。
3. （2024·北京高考10题）可采用Deacon催化氧化法将工业副产物HCl制成
Cl2，实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式：4HCl（g）＋O2
（g） 2Cl2（g）＋2H2O（g） ΔH＝－114.4 kJ·mol－1。下图所示为该
法的一种催化机理。
下列说法错误的是（ ）
A. Y为反应物HCl，W为生成物H2O
B. 反应制得1 mol Cl2，须投入2 mol CuO
C. 升高反应温度，HCl被O2氧化制Cl2的反应平衡常数减小
D. 图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应
√
解析：由该反应的热化学方程式可知，该反应涉及的主要物质有HCl、O2、CuO、Cl2、H2O。CuO与Y反应生成Cu（OH）Cl，则Y为HCl，Cu（OH）Cl分解生成W和Cu2OCl2，则W为H2O，CuCl2分解为X和CuCl，则X为Cl2，CuCl和Z反应生成Cu2OCl2，则Z为O2，A正确；CuO在反应中作催化剂，会不断循环，适量即可，B错误；总反应为放热反应，其他条件一定，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，C正确；图中涉及的两个氧化还原反应是CuCl2→CuCl和CuCl→Cu2OCl2，D正确。
二、化学平衡移动及相关计算
4. （2024·江西高考9题）温度T下，向1 L真空刚性容器中加入1 mol
（CH3）2CHOH，反应达到平衡时，c（Y）＝0.4 mol·L－1。下列说法正
确的是（ ）
＋
A. 再充入1 mol X和1 mol Y，此时v正＜v逆
B. 再充入1 mol X ，平衡时，c（Y）＝0.8 mol·L－1
C. 再充入1 mol N2，平衡向右移动
D. 若温度升高，X的转化率增加，则上述反应ΔH＜0
√
解析： 由题可知，达到平衡时c（X）＝0.6 mol·L－1，c（Y）＝c
（Z）＝0.4 mol·L－1，反应的平衡常数K＝ ≈0.27，再充入1 mol X
和1 mol Y，此时Q＝ ＝0.35＞K，反应逆向进行，v正＜v逆，A项正
确；再充入1 mol X，相当于将两个该容器叠加后容积压缩一半，若平衡不
移动，则c（Y）＝0.8 mol·L－1，而加压时平衡逆向移动，则c（Y）＜
0.8 mol·L－1，B项错误；再充入1 mol N2，平衡体系中各物质浓度不变，平
衡不移动，C项错误；若温度升高，X的转化率增加，说明平衡正向移动，
根据升温时平衡向吸热反应方向移动，知正反应为吸热反应，ΔH＞0，D
项错误。
5. （2024·湖南高考14题）恒压下，向某密闭容器中充入一定量的
CH3OH 和CO ，发生如下反应：
主反应：CH3OH ＋CO CH3COOH ΔH1
副反应：CH3OH ＋CH3COOH CH3COOCH3 ＋H2O ΔH2
在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布分数δ
［δ ＝
］随投料比x（物质的量之比）的变化关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 投料比x代表
B. 曲线c代表乙酸的分布分数
C. ΔH1＜0，ΔH2＞0
D. L、M、N三点的平衡常数：K ＝K ＞K
下列说法正确的是（ ）
√
解析： 依题意，图中曲线表示的是测得两种含碳产物的分布分数即分
别为δ 、δ ，若投料比x代表 ，x越大，
可看作是CH3OH的量增多，则对于主、副反应可知生成的CH3COOCH3越
多，CH3COOCH3分布分数越高，则曲线a或曲线b表示CH3COOCH3分布分
数，曲线c或曲线d表示CH3COOH分布分数，据此分析可知A、B均正确，
可知如此假设错误，则可知投料比x代表 ，曲线a或曲线b表示
δ ，曲线c或曲线d表示δ 。投料比x代表
，A错误；曲线c表示CH3COOCH3分布分数，B错误；
CH3OH与CO的反应为熵减反应，若反应为吸热，则任何条件下都不能自
发，所以CH3OH和CO的反应为放热反应，则ΔH1＜0；当同一投料比时，
观察可知T1时δ 大于T2时δ ，由T2＞T1可知，
温度越高δ 越小，说明温度升高副反应的平衡逆向移动，
ΔH2＜0，C错误；L、M、N三点对应副反应ΔH2＜0，且TN＞TM＝TL，升
高温度平衡逆向移动，K ＝K ＞K ，D正确。
三、化学反应速率与化学平衡的综合应用
6. （2024·重庆高考14题）醋酸甲酯制乙醇的反应为CH3COOCH3（g）＋
2H2（g） CH3CH2OH（g）＋CH3OH（g）。三个10 L恒容密闭容器中分
别加入1 mol醋酸甲酯和9.8 mol氢气，在不同温度下，反应t分钟时醋酸甲
酯物质的量n如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 该反应的ΔH＞0
B. 容器甲中平均反应速率v（H2）＝ mol·L－1·min－1
C. 容器乙中当前状态下反应速率v（正）＜v（逆）
D. 容器丙中乙醇的体积分数为8％
√
解析： 温度越高反应速率越快，比较乙丙可知，丙反应升高温度，醋
酸甲酯量增大，则反应逆向进行，正反应为放热反应，焓变小于0。该反
应的ΔH＜0，A错误；容器甲中平均反应速率v（H2）＝2v
（CH3COOCH3）＝2× mol·L－1·min－1＝ mol·L－1·min－1，B项错
误；温度越高反应速率越快，比较乙丙可知，丙达到平衡状态，但不确定
乙是否平衡，不能确定正逆反应速率相对大小，C项错误；对丙而言：
CH3COOCH3（g）＋2H2（g） CH3CH2OH（g）＋CH3OH（g）
起始/
（mol·L－1） 0.1 0.98 0 0
转化/
（mol·L－1） 0.08 0.16 0.08 0.08
平衡/
（mol·L－1） 0.02 0.82 0.08 0.08
容器丙中乙醇的体积分数为 ×100％＝8％，D项正确。
7. （2024·贵州高考17题节选）在无氧环境下，CH4经催化脱氢芳构化可以
直接转化为高附加值的芳烃产品。一定温度下，CH4芳构化时同时存在如
下反应：
ⅰ.CH4（g） C（s）＋2H2（g） ΔH1＝＋74.6 kJ·mol－1
ΔS＝＋80.84 J·mol－1·K－1
ⅱ.6CH4（g） C6H6（l）＋9H2（g） ΔH2
回答下列问题：
（1）反应ⅰ在1 000 K时 （选填“能”或“不能”）自发进行。
能
解析：ΔG＝ΔH－TΔS＜0时反应能自发进行，1 000 K时反应ⅰ的ΔG＝74.6 kJ·mol－1－1 000 K×80.84×10－3 kJ·mol－1·K－1＝－6.24 kJ·mol－1＜0，故1 000 K时反应ⅰ能自发进行。
（2）受反应ⅰ影响，随着反应进行，单位时间内甲烷转化率和芳烃产率逐
渐降低，原因是
。
反应ⅰ产生的C（s）附着在催化剂表面，使CH4与催化剂
的接触面积减小，反应速率减慢
解析：反应ⅰ会产生积炭，覆盖在催化剂表面，阻止甲烷与催化剂接触，从而导致反应速率减慢。
（3）对催化剂在不同的pH条件下进行处理，能够改变催化剂的活性。将
催化剂在5种不同pH条件下处理后分别用于催化CH4芳构化，相同反应时间
内测定相关数据如下表，其中最佳pH为 ，理由是
。
10.0
此条件下CH4
平均转化率最大，芳烃平均产率最大，产物中积炭平均含量最低
pH CH4平均转化率/％ 芳烃平均产率/％ 产物中积炭平均含量/％
2.4 9.60 5.35 40.75
4.0 9.80 4.60 45.85
7.0 9.25 4.05 46.80
10.0 10.45 6.45 33.10
12.0 9.95 4.10 49.45
（4）973 K、100 kPa下，在某密闭容器中按n（C6H6）∶n（CH4）＝
1∶5充入气体，发生反应C6H6（g）＋CH4（g） C7H8（g）＋H2
（g），平衡时C6H6与C7H8的分压比为4∶1，则C6H6的平衡转化率为 平衡常数Kp＝ （用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数，列出计算式即可）。
20％
解析：设起始时充入的C6H6为1 mol，CH4为5 mol，达到平衡时转化的C6H6为x mol，列三段式：
C6H6（g）＋CH4（g） C7H8（g）＋H2（g）
起始量/mol 1 5 0 0
转化量/mol x x x x
平衡量/mol 1－x 5－x x x
平衡时C6H6与C7H8的分压比为4∶1，即 ＝ ，解得x＝0.2，故C6H6的
平衡转化率为 ×100％＝20％；平衡时C6H6的物质的量为0.8 mol，
CH4的物质的量为4.8 mol，C7H8的物质的量为0.2 mol，H2的物质的量为
0.2 mol，气体总物质的量为6 mol，总压为100 kPa，故Kp＝
＝ 。
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