第2章 化学反应的方向、限度与速率（单元测试.培优卷.含解析）-2025-2026学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

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第2章 化学反应的方向、限度与速率
一．选择题（共16小题）
1．（2025秋 市中区校级期中）向一恒容密闭容器中加入1mol C2H5OH和一定量的H2O，发生反应：
C2H5OH（g）+3H2O（g） 2CO2（g）+6H2（g）。C2H5OH的平衡转化率在不同投料比，下随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．X1＞X2
B．温度对该反应的正反应速率影响更显著
C．点a、b、c对应的平衡常数：Kc＞Kb＝Ka
D．当混合气体的平均摩尔质量不再变化时，说明反应已达到平衡状态
2．（2025秋 德州月考）（NH4）2SO4溶解度随温度变化的曲线如图所示，关于各点对应的溶液，下列说法正确的是（　　）
A．M点Kw等于N点Kw
B．N点降温过程中有3个平衡发生移动
C．P点到N点，变小
D．P点：
3．（2024秋 青岛月考）恒容密闭容器中1mol C2H5OH和一定量H2O反应：C2H5OH（g）+3H2O（g） 2CO2（g）+6H2（g）。按投料比1：3或1：3.5，C2H5OH的平衡转化率与温度关系如图。下列说法正确的是（　　）
A．x2＝1：3
B．反应速率：va正＞vb正
C．点a、b、c对应的化学平衡常数：Ka＝Kb＜Kc
D．当混合气体的密度不变时，该反应达到平衡状态
4．（2025春 市南区校级期末）工业上可由水煤气（主要成分为CO和H2）合成甲醇：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g） ΔH。在某一可变的密闭容器中投入0.2mol CO（g）和0.4mol H2（g），发生上述反应。实验测得平衡时CH3OH（g）的物质的量随温度、压强的变化如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．ΔH＜0
B．压强：p1＞p2
C．对应点的平衡常数：K（a）＞K（b）＞K（c）
D．对应点的混合气体中氧元素的质量：a＞c＞b
5．（2025秋 临淄区校级月考）催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R（g） P（g）。反应历程（如图）中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是（　　）
A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行
B．该反应是放热反应，使用催化剂不能改变焓变
C．使用Ⅰ时，反应体系更快达到平衡
D．使用Ⅱ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大
6．（2024秋 济南期末）已知反应：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g），平衡时CH3OH的摩尔分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．压强：p1＞p2＞p3
B．平衡常数：Ka＝Kb＞Kc
C．该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能
D．当不再变化时，反应达到平衡状态
7．（2024秋 济南期末）为探究化学平衡移动的影响因素，设计方案并进行实验，观察到相关现象。其中方案设计、现象和结论都正确的是（　　）
影响因素 方案设计 现象 结论
A 温度 将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在冷水中 气体颜色变浅 降低温度，平衡向吸热方向移动
B 压强 向恒温恒容密闭玻璃容器中充入10mLH2（g）和10mLI2（g），化合达到平衡后再充入10mLNe（g） 气体颜色不变 对于反应前后气体总体积不变的可逆反应，改变压强平衡不移动
C 浓度 向0.01mol L﹣1FeCl3溶液中滴加0.01mol L﹣1KSCN溶液，溶液呈红色，反应达到平衡后继续滴加1.0mol L﹣1KSCN溶液 溶液颜色变深 增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动
D 催化剂 向Zn和稀硫酸正在反应的溶液中滴加少量CuSO4溶液 单位时间内产生的气体增多 使用合适的催化剂可使平衡向正反应方向移动
A．A B．B C．C D．D
8．（2025秋 牟平区校级月考）亚硝酰氯（NOCl）是有机合成的氯化剂，合成原理：2NO（g）+Cl2（g） 2NOCl（g）ΔH＜0。在密闭反应器中投入2mol NO和1mol Cl2合成NOCl，在T1、T2温度下，测得NO的平衡转化率与压强关系如图所示。下列叙述不正确的是（　　）
A．T2时，vd（逆）＞vc（逆）
B．点a、b、c对应的平衡常数：Ka＝Kb＞Kc
C．p点时同时加压和升温，NO的平衡转化率由p点向b点迁移
D．T1℃时，维持M点压强不变，再向容器中充入NO和Cl2，使二者物质的量均增大为M点的2倍，再次达到平衡时NO的转化率不变
9．（2025秋 淄博校级月考）如图所示，曲线a表示放热反应X（g）+Y（g） Z（g）+M（g）进行过程中X转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件，使反应过程按曲线b进行，可采取的措施是（　　）
A．增大压强 B．升高温度
C．及时移除Z D．加大Y的投放量
10．（2025 潍坊二模）一定压强下、按n（MgCO3）：n（C）＝1：4投料，经反应Ⅰ，Ⅱ得到MgC2。
反应Ⅰ：MgCO3（s）+C（s） MgO（s）+2CO（g）；
反应Ⅱ：MgO（s）+3C（s） MgC2（s）+CO（g）。
已知：K＝[]n（n是CO的化学计量系数），反应Ⅰ、Ⅱ的kgK与温度的关系如图。下列说法错误的是（　　）
A．反应Ⅰ、Ⅱ正反应活化能均大于逆反应活化能
B．其他条件不变，增大MgCO3的接触面积，反应Ⅱ速率增大
C．1620K下，反应MgCO3（s）+4C（s） MgC2（s）+3CO（g）平衡时p（CO）＝104.1Pa
D．其他条件不变，若只发生反应1，向平衡体系中通入少量CO（g），重新达平衡后，p（CO）将增大
11．（2025秋 山东校级月考）CO2和H2合成甲醇可有效利用CO2，获取清洁燃料。发生的反应有：
反应i：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g） ；
反应ⅱ：CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g） ；
在恒容密闭容器内，充入1mol CO2和3mol H2，测得平衡时CO2转化率、CO和CH3OH选择性随温度变化如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．曲线丙表示CH3OH的选择性
B．曲线甲表示CO的选择性。
C．250℃时，反应ⅱ的平衡常数K＜1
D．CH3OH（g） CO（g）+2H2（g）的焓变ΔH＝9.9kJ mol﹣1
12．（2025秋 山东校级月考）通过反应Ⅰ：4HCl（g）+O2（g）＝2Cl2（g）+2H2O（g），可将有机氯化工业的副产品HCl转化为Cl2。在0.2MPa、反应物起始物质的量比2条件下，不同温度时HCl转化率如图所示（图中虚线表示相同条件下HCl的平衡转化率随温度的变化）。向反应体系中加入CuCl2，能加快反应速率。
反应Ⅱ：2CuCl2（s）+O2（g）＝2CuO（s）+2Cl2（g）ΔH＝125.6kJ mol﹣1
反应Ⅲ：CuO（s）+2HCl（g）＝CuCl2（s）+H2O（g）ΔH＝﹣120.0kJ mol﹣1
下列说法正确的是（　　）
A．反应Ⅰ的ΔH＝+114.4kJ mol﹣1
B．230至300℃时，HCl转化率降低是因为温度升高，平衡向逆反应方向移动
C．保持其他条件不变，400℃时，使用CuCl2，能使HCl转化率从X点的值升至Y点的值
D．在0.2MPa、400℃条件下，若起始条件下，HCl的转化率可能能达到Y点的值
13．（2025秋 淄博校级月考）甲烷催化重整反应为CH4（g）+H2O（g） CO（g）+3H2（g） ΔH＞0。下列说法正确的是（　　）
A．该反应的ΔS＞0
B．使用催化剂可降低反应的焓变
C．平衡时升高温度，v正增大，v逆减小
D．反应平衡常数
14．（2025 青岛开学）下列对图示分析所得结论正确的是（　　）
A．图甲，催化剂I对反应2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）的催化效果更好
B．图乙，恒容和固定投料条件下，2NO2（g） N2O4（g）平衡时气体颜色a比b深
C．图丙，CaCO3（s）在恒温密闭容器中分解，时刻可能充入了CO2
D．图丁，合成氨反应，固定N2投料时其转化率b点最高、c点最低
15．（2025秋 牟平区校级月考）在不同温度、压强和相同催化剂条件下，初始时CO、H2分别为1mol、2mol，发生反应：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g），平衡后混合气体中CH3OH（g）的体积分数（φ）如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．该反应中反应物的总能量低于产物的总能量
B．250℃时化学平衡常数关系：K1＞K2＞K3
C．压强大小关系：p1＞p2＞p3
D．p1时升温，逆反应速率增大，正反应速率减小
16．（2025秋 牟平区校级月考）甲、乙、丙三个容器中起始物质及其物质的量如图所示，三个容器最初的容积、温度相同，反应中甲、丙的容积不变，乙中的压强不变，在一定温度下反应达到平衡。下列说法正确的是（　　）
A．平衡时各容器内c（NO2）的大小顺序为乙＞甲＞丙
B．平衡时N2O4的百分含量：乙＞甲＝丙
C．平衡时甲中NO2与丙中N2O4的转化率一定相同
D．其它条件不变，向平衡后的丙容器中再加入少量N2O4，新平衡后的值变大
二．解答题（共4小题）
17．（2025春 济宁期末）利用CO2氢化制CH4，设计反应如下：
Ⅰ．主反应CO2（g）+4H2（g） CH4（g）+2H2O（g）
Ⅱ．副反应CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g）
请回答下列问题：
（1）下表是形成1mol相应分子中的化学键释放的总能量，则发生反应Ⅰ生成9gH2O时需要 　 　 （填“吸收”或“释放”） 　 　 kJ的能量。
物质 CO2 H2 CH4 H2O CO
能量/kJ 1598 436 1652 926 1072
（2）若在恒温恒压密闭容器中发生反应Ⅰ、Ⅱ，下列说法不能说明反应Ⅱ达到化学平衡状态的是 　 　 。
A．CH4的分压不再变化
B．H2和H2O的质量比不再改变
C．容器内气体的平均摩尔质量不再改变
D．单位时间消耗CO2和H2O的物质的量相等
反应达平衡后，向容器中通入少量He气，则Ⅰ的逆反应速率将 　 　 （填“增大”“减小”或“不变”）
（3）若使用镍基催化剂，在恒温恒容密闭容器中按物质的量之比1：4充入CO2和H2，只发生反应Ⅰ．图是部分物质的分压随时间变化图像。
a线对应的物质是 　 　 ，0～t1用H2分压表示的反应速率为 　 　 kPa min﹣1，t2时CH4的物质的量分数为 　 　 ，其他条件不变，若改用比镍更高效的催化剂，则反应达到平衡的时间 　 　 t3（填“＞”“＜”或“＝”）。
18．（2025春 烟台期中）速率和平衡是认识和研究化学反应的重要视角，回答下列问题：
（1）温度为T时，在甲（容积为4L）、乙（容积为2L）两刚性容器中分别充入2mol CO2和6mol H2，催化剂作用下合成甲醇（CH3OH）。容器内总压强P随时间变化如图所示。反应方程式为CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）
①其中曲线N对应 　 　 （填“甲”或“乙”）容器中压强的变化情况；
②曲线M中0～10min内H2反应速率v（H2）＝ 　 　 mol L﹣1 min﹣1，H点对应的速率关系是v正（CO2） 　 　 （填“＞”“＜”或“＝”）v逆（H2）。
③其他不变，只改变下列一个条件，能提高CH3OH（g）生成速率的是 　 　 （填标号）。
a．降低温度 b．充入H2 c．充入N2 d．及时移走部分H2
④若恒温恒容时，CO2和H2投料比为1：1，下列示意图正确且能说明反应进行到t1时刻达到平衡状态的是 　 　 （填标号）。
A． B． C． D．
（2）反应2NO（g）+O2（g） N2O4（g）经历两步：
①2NO（g）+O2（g）＝2NO2（g）
②2NO2（g） N2O4（g）
一定条件下，向恒容密闭容器中通入适量的NO和O2，反应体系中c（NO2）、c（NO）、c（N2O4）随时间的变化曲线如图所示。
①图中曲线b代表 　 　 的浓度随时间的变化。
②t2时，c（NO2）的生成速率 　 　 （填“大于”“小于”或“等于”）消耗速率。
③x＝ 　 　 （用c0表示）。
19．（2025 山东二模）以CH3OH（g）和CO2（g）为原料在一定条件下可制备HCOOCH3（g）发生的主要反应如下：
Ⅰ.CH3OH（g）+CO2（g） HCOOH（g）+HCHO（g）ΔH1＝+756.83kJ mol﹣1Kp1
Ⅱ.HCOOH（g）+CH3OH（g） HCOOCH3（g）+H2O（g）ΔH2＝+316.12kJ mol﹣1Kp2
Ⅲ.2HCHO（g） HCOOCH3（g）ΔH3＝﹣162.04kJ mol﹣1KP3
（1）反应4CH3OH（g）+2CO2（g） 3HCOOCH3（g）+2H2O（g）的ΔH＝ 　 　 ；该反应的压强平衡常数Kp＝ 　 　 （用含Kp1、Kp2、Kp3的代数式表示）。
（2）已知压强平衡常数（Kp）与温度（T）之间存在定量关系，且符合van'tHoff方程lgKpC（其中R、C为常数，ΔH为反应热）。反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的lgKp与之间均为线性关系，如图1所示。其中反应Ⅰ对应的曲线为 　 　 （填“a”、“b”或“c”）。
（3）260℃时，向体积为VL的密闭容器中充入2mol CH3OH（g）和1mol CO2（g）发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，达到平衡时测得容器中n（HCHO）、n（HCOOH）和n（HCOOCH3）分别为0.1mol、0.2mol和0.95mol。则此时的CH3OH（g）的平衡转化率为 　 　 ，反应Ⅱ的平衡常数K＝ 　 　 。当温度高于260℃时，CH3OH（g）的转化率随温度的升高面 　 　 （填“增大”、“减小”或“不变”），HCOOCH3（g）的产率随温度的升高面下降的原因为 　 　 。
（4）利用金属Ti的氧化物作催化剂也可实现由CH3OH（g）和CO2（g）合成HCOOCH3（g），其反应机理如图2所示。
①260℃时，将的混合气体以10L h﹣1的流速通过装有催化剂的反应器，试计算当HCOOCH3（g）的产率为80%时，其生成速率v（HCOOCH3）＝ 　 　 L h﹣1。
②若向反应体系中通入适量H2，可大大提高总反应速率，其原因可能为 　 　 。
20．（2024秋 李沧区校级期中）丁二烯是生产合成橡胶的主要原料。一定条件下，2，3﹣二甲基﹣1，3﹣丁二烯（）与溴单质发生液相加成反应（1，2加成和1，4加成），已知溶剂极性越大越容易发生1，4加成。现体系中同时存在如下反应：
①ΔH1＝mkJ mol﹣1（1，2加成）
②ΔH2＝nkJ mol﹣1（1，4加成）
③ΔH3
由阿伦尼乌斯公式推知，同一反应在不同温度（T）下，反应速率常数（k）与活化能（Ea）的关系如下：
lg（其中R为常数）。已知体系中两种产物可通过互相转化，反应历程及能量变化如图所示：
（1）由反应历程及能量变化图示判断，m 　 　 n（填“＞”、“＝”或“＜”），ΔH3＝ 　 　 （用含不同活化能Ea的式子表示）。
（2）其他条件不变的情况下，升高反应温度，对反应 　 　 （填①或②）的速率提高更有利，分析原因 　 　 。
（3）由反应历程及能量变化图示判断，产物中 　 　 含量更大，若要提高该产物在平衡体系中的物质的量分数，还可采取的措施是 　 　 。
第2章 化学反应的方向、限度与速率
参考答案与试题解析
一．选择题（共16小题）
1．（2025秋 市中区校级期中）向一恒容密闭容器中加入1mol C2H5OH和一定量的H2O，发生反应：
C2H5OH（g）+3H2O（g） 2CO2（g）+6H2（g）。C2H5OH的平衡转化率在不同投料比，下随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．X1＞X2
B．温度对该反应的正反应速率影响更显著
C．点a、b、c对应的平衡常数：Kc＞Kb＝Ka
D．当混合气体的平均摩尔质量不再变化时，说明反应已达到平衡状态
【答案】B
【分析】由图可知，当投料比x一定时，升高温度，C2H5OH的平衡转化率减小，平衡逆向移动，故该反应为放热反应，温度一定时，投料比x越大，C2H5OH的平衡转化率越小，故X1＞X2，据此作答。
【解答】解：A．由分析可知，X1＞X2，故A正确；
B．升高温度，平衡逆向移动，故温度对该反应的逆反应速率影响更显著，故B错误；
C．a、b温度相同，Kb＝Ka，升高温度，平衡逆向移动，K值减小，故Kc＞Kb＝Ka，故C正确；
D．反应前后气体总质量不变，当混合气体的平均摩尔质量不再变化时，混合气体的总物质的量不变，说明反应已达到平衡状态，故D正确；
故选：B。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生平衡移动的掌握情况，试题难度中等。
2．（2025秋 德州月考）（NH4）2SO4溶解度随温度变化的曲线如图所示，关于各点对应的溶液，下列说法正确的是（　　）
A．M点Kw等于N点Kw
B．N点降温过程中有3个平衡发生移动
C．P点到N点，变小
D．P点：
【答案】B
【分析】A．Kw为水的离子积常数，仅与温度有关；
B．N点为饱和溶液，存在三个平衡：①溶解平衡（NH4）2SO4（s） 2 （aq）（aq）、②水解平衡H2O NH3 H2O+H+、③水的电离平衡H2O H++OH﹣；
C．P点为不饱和溶液，N点为同温度饱和溶液；
D．根据电荷守恒，。
【解答】解：A．Kw为水的离子积常数，仅与温度有关；M点和N点在温度不同则Kw不同，故A错误；
B．N点为饱和溶液，存在三个平衡：①溶解平衡（NH4）2SO4（s） 2 （aq）（aq）、②水解平衡H2O NH3 H2O+H+、③水的电离平衡H2O H++OH﹣；降温时，3个平衡均移动，故B正确；
C．N点为同温度饱和溶液，P点为不饱和溶液；从P到N，水解程度随浓度增大而减小，则增大，故C错误；
D．根据电荷守恒，，故D错误；
故选：B。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生化学平衡的移动的掌握情况，题目难度中等。
3．（2024秋 青岛月考）恒容密闭容器中1mol C2H5OH和一定量H2O反应：C2H5OH（g）+3H2O（g） 2CO2（g）+6H2（g）。按投料比1：3或1：3.5，C2H5OH的平衡转化率与温度关系如图。下列说法正确的是（　　）
A．x2＝1：3
B．反应速率：va正＞vb正
C．点a、b、c对应的化学平衡常数：Ka＝Kb＜Kc
D．当混合气体的密度不变时，该反应达到平衡状态
【答案】B
【分析】A．相同温度下，比值越大，C2H5OH转化率越小；
B．b点和a点温度相同，乙醇的起始物质的量都为1mol，a点x值小于b点；
C．升高温度，乙醇转化率增大，说明反应为吸热反应，升高温度平衡常数增大；
D．反应前后均为气体且恒容，混合气体的密度始终不变。
【解答】解：A．相同温度下，比值越大，C2H5OH转化率越小，则C2H5OH平衡转化率为：x1＜x2，故x2＝1：3.5，故A错误；
B．b点和a点温度相同，C2H5OH的起始物质的量都为1mol，a点x值小于b点，则a点加水多，反应物浓度大，则反应速率：Va正＞Vb正，故B正确；
C．升高温度，C2H5OH转化率增大，说明反应为吸热反应，升高温度平衡常数增大，则Kc＜Kb＝Ka，故C错误；
D．反应前后均为气体且恒容，混合气体的密度始终不变，故混合气体的密度不变时，不能说明该反应达到平衡状态，故D错误；
故选：B。
【点评】本题主要考查转化率随温度、压强的变化曲线等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
4．（2025春 市南区校级期末）工业上可由水煤气（主要成分为CO和H2）合成甲醇：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g） ΔH。在某一可变的密闭容器中投入0.2mol CO（g）和0.4mol H2（g），发生上述反应。实验测得平衡时CH3OH（g）的物质的量随温度、压强的变化如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．ΔH＜0
B．压强：p1＞p2
C．对应点的平衡常数：K（a）＞K（b）＞K（c）
D．对应点的混合气体中氧元素的质量：a＞c＞b
【答案】D
【分析】A．升高温度，甲醇的物质的量减少，说明平衡逆向移动；
B．增大压强，平衡正向移动，甲醇的物质的量增多；
C．正反应放热，温度越高，平衡常数越小；
D．根据元素守恒，对应点的混合气体中氧元素的质量：a＝c＝b。
【解答】解：A．升高温度，甲醇的物质的量减少，说明平衡逆向移动，正反应放热，ΔH＜0，故A正确；
B．CO（g）+2H2（g） CH3OH（g），增大压强，平衡正向移动，甲醇的物质的量增多，可知压强：p1＞p2，故B正确；
C．正反应放热，温度越高，平衡常数越小，对应点的平衡常数：K（a）＞K（b）＞K（c），故C正确；
D．根据元素守恒，对应点的混合气体中氧元素的质量：a＝c＝b，故D错误；
故选：D。
【点评】本题主要考查化学平衡的影响因素等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
5．（2025秋 临淄区校级月考）催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R（g） P（g）。反应历程（如图）中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是（　　）
A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行
B．该反应是放热反应，使用催化剂不能改变焓变
C．使用Ⅰ时，反应体系更快达到平衡
D．使用Ⅱ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大
【答案】D
【分析】A、根据催化剂Ⅰ和Ⅱ均出现四个峰进行分析；
B、催化剂参与反应，降低反应的活化能，不能改变焓变；
C、根据使用Ⅰ时，活化能比较低进行分析；
D、根据前两个历程中使用I活化能较低、反应速率较快进行分析。
【解答】解：A．催化剂Ⅰ和Ⅱ均出现四个峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行，故A正确；
B．反应物所具有的总能量大于生成物，该反应是放热反应，催化剂参与反应，降低反应的活化能，不能改变焓变，故B正确；
C．使用Ⅰ时，活化能比较低，速率快反应体系更快达到平衡，故C正确；
D．在前两个历程中使用I活化能较低、反应速率较快，后两个历程中使用I活化能较高、反应速率较慢，所以使用I时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大，故D错误；
故选：D。
【点评】本题主要考查化学反应的历程等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
6．（2024秋 济南期末）已知反应：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g），平衡时CH3OH的摩尔分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法错误的是（　　）
A．压强：p1＞p2＞p3
B．平衡常数：Ka＝Kb＞Kc
C．该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能
D．当不再变化时，反应达到平衡状态
【答案】C
【分析】A．该反应是气体体积减小的反应，压强越大，平衡正向移动，平衡状态CH3OH的摩尔分数越大；
B．平衡常数与浓度、压强无关，只与温度有关，升高温度CH3OH的摩尔分数减小，平衡逆向移动，该反应为放热反应，升高温度化学平衡常数减小；
C．该反应为放热反应，则ΔH＝E正﹣E逆＜0；
D．变量不变说明反应达到平衡状态。
【解答】解：A．该反应是气体体积减小的反应，压强越大，平衡正向移动，平衡状态CH3OH的摩尔分数越大，结合图中信息可知：p1＞p2＞p3，故A正确；
B．平衡常数与浓度、压强无关，只与温度有关，升高温度CH3OH的摩尔分数减小，平衡逆向移动，该反应为放热反应，升高温度化学平衡常数减小，则有平衡常数：Ka＝Kb＞Kc，故B正确；
C．该反应为放热反应，则ΔH＝E正﹣E逆＜0，E正＜E逆，即该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能，故C错误；
D．随着反应的进行逐渐减小，因此不再变化时，反应达到平衡状态，故D正确；
故选：C。
【点评】本题主要考查化学平衡的影响因素，为高频考点，题目难度不大。
7．（2024秋 济南期末）为探究化学平衡移动的影响因素，设计方案并进行实验，观察到相关现象。其中方案设计、现象和结论都正确的是（　　）
影响因素 方案设计 现象 结论
A 温度 将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在冷水中 气体颜色变浅 降低温度，平衡向吸热方向移动
B 压强 向恒温恒容密闭玻璃容器中充入10mLH2（g）和10mLI2（g），化合达到平衡后再充入10mLNe（g） 气体颜色不变 对于反应前后气体总体积不变的可逆反应，改变压强平衡不移动
C 浓度 向0.01mol L﹣1FeCl3溶液中滴加0.01mol L﹣1KSCN溶液，溶液呈红色，反应达到平衡后继续滴加1.0mol L﹣1KSCN溶液 溶液颜色变深 增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动
D 催化剂 向Zn和稀硫酸正在反应的溶液中滴加少量CuSO4溶液 单位时间内产生的气体增多 使用合适的催化剂可使平衡向正反应方向移动
A．A B．B C．C D．D
【答案】C
【分析】依据勒夏特列原理，判断外界条件改变对平衡的影响。
【解答】解：A．装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶中存在平衡2NO2 N2O4△＜0，浸泡在冷水中，气体颜色变浅，说明降温平衡正向移动，故可得出结论降低温度，平衡向放热方向移动，故A错误；
B．向恒温恒容密闭玻璃容器中充入10mLH2（g）和10mLI2（g），化合达到平衡后再充入10mLNe（g），反应物和生成物浓度不变，平衡不移动，故气体颜色不变，与容器内压强变化无关，不能得出结论反应前后气体总体积不变的可逆反应，改变压强平衡不移动，故B错误；
C．向0.01mol L﹣1FeCl3溶液中滴加0.01mol L﹣1KSCN溶液，存在平衡Fe3++3SCN﹣ Fe（SCN）3，溶液呈红色，反应达到平衡后继续滴加1.0mol L﹣1KSCN溶液，溶液颜色变深，说明平衡正向移动，故可得出结论增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动，故C正确；
D．向Zn和稀硫酸正在反应的溶液中滴加少量CuSO4溶液，Zn置换出Cu，形成原电池，反应速率加快，与平衡移动无关，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查化学平衡，题目难度中等，掌握外界条件改变对化学平衡的影响是解题的关键。
8．（2025秋 牟平区校级月考）亚硝酰氯（NOCl）是有机合成的氯化剂，合成原理：2NO（g）+Cl2（g） 2NOCl（g）ΔH＜0。在密闭反应器中投入2mol NO和1mol Cl2合成NOCl，在T1、T2温度下，测得NO的平衡转化率与压强关系如图所示。下列叙述不正确的是（　　）
A．T2时，vd（逆）＞vc（逆）
B．点a、b、c对应的平衡常数：Ka＝Kb＞Kc
C．p点时同时加压和升温，NO的平衡转化率由p点向b点迁移
D．T1℃时，维持M点压强不变，再向容器中充入NO和Cl2，使二者物质的量均增大为M点的2倍，再次达到平衡时NO的转化率不变
【答案】C
【分析】A．根据相同温度时，压强越大，化学反应速率越大，进行分析；
B．根据该反应为放热反应，升高温度，化学平衡向左移动，NO的转化率减小，进行分析；
C．根据该反应为气体分子数减小的反应，增大压强，NO转化率增大，该反应为放热反应，进行分析；
D．根据T1时，维持M点压强不变，再向容器中充入NO和Cl2，使二者物质的量均增大为M点的2倍，平衡不发生移动进行分析。
【解答】解：A．T2时，由于d点压强大于c点压强，则d点反应速率大于c点反应速率，即vd（逆）＞vc（逆），故A正确；
B．该反应为放热反应，升高温度，化学平衡向左移动，一氧化氮的转化率减小，由图像可知，压强相同时，T1时一氧化氮的平衡转化率大于T2时一氧化氮的平衡转化率，说明T1＜T2，由于化学平衡常数只与温度有关，温度相同，化学平衡常数相同，则Ka＝Kb，已知该反应为放热反应，升高温度，化学平衡常数减小，由于c点的温度高于a点和b点的温度，则有Ka＝Kb＞Kc，故B正确；
C．该反应为气体分子数减小的反应，增大压强，一氧化氮转化率增大，该反应为放热反应，升高温度，一氧化氮的平衡转化率由p点向下方迁移，不会向b点迁移，故C错误；
D．T1时，维持M点压强不变，再向容器中充入一氧化氮和氯气，使二者物质的量均增大为M点的2倍，平衡不发生移动，即再次达平衡时NO的转化率不变，故D正确；
故选：C。
【点评】本题主要考查转化率随温度、压强的变化曲线等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
9．（2025秋 淄博校级月考）如图所示，曲线a表示放热反应X（g）+Y（g） Z（g）+M（g）进行过程中X转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件，使反应过程按曲线b进行，可采取的措施是（　　）
A．增大压强 B．升高温度
C．及时移除Z D．加大Y的投放量
【答案】A
【分析】A．该反应前后气体分子数不变，增大压强，平衡不移动，X的转化率不变；
B．该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动；
C．及时移除Z，平衡正向移动；
D．加大Y的投放量，平衡正向移动。
【解答】解：A．增大压强，平衡不移动，X的转化率不变，但反应速率增大，达到平衡的时间缩短，故A正确；
B．该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，X的转化率减小，故B错误；
C．及时移除Z，平衡正向移动，X的转化率增大，故C错误；
D．加大Y的投放量，平衡正向移动，X的转化率增大，故D错误；
故选：A。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生平衡移动的掌握情况，试题难度中等。
10．（2025 潍坊二模）一定压强下、按n（MgCO3）：n（C）＝1：4投料，经反应Ⅰ，Ⅱ得到MgC2。
反应Ⅰ：MgCO3（s）+C（s） MgO（s）+2CO（g）；
反应Ⅱ：MgO（s）+3C（s） MgC2（s）+CO（g）。
已知：K＝[]n（n是CO的化学计量系数），反应Ⅰ、Ⅱ的kgK与温度的关系如图。下列说法错误的是（　　）
A．反应Ⅰ、Ⅱ正反应活化能均大于逆反应活化能
B．其他条件不变，增大MgCO3的接触面积，反应Ⅱ速率增大
C．1620K下，反应MgCO3（s）+4C（s） MgC2（s）+3CO（g）平衡时p（CO）＝104.1Pa
D．其他条件不变，若只发生反应1，向平衡体系中通入少量CO（g），重新达平衡后，p（CO）将增大
【答案】D
【分析】A．由图可知，反应Ⅰ、Ⅱ的lgK均随温度升高而增大，说明正反应为吸热反应（ΔH＞0），吸热反应中，正反应活化能大于逆反应活化能；
B．增大MgCO3的接触面积，即增大固体反应物的表面积，可加快反应Ⅱ的速率；
C．目标反应为反应Ⅰ+反应Ⅱ，总反应的K＝K1×K2，1620K时，lgK1＝1.5（K1＝101.5），lgK2＝2.6（K2＝102.6），故总K＝101.5+2.6＝104.1，根据总反应方程式，CO的化学计量系数为3，故K＝[p（CO）/103Pa]3＝104.1，解得p（CO）＝104.1Pa；
D．反应Ⅰ的平衡常数K1＝[p（CO）/103Pa]2，仅与温度有关，通入少量CO 后，温度不变，K1不变，故重新平衡时p （CO） 不变。
【解答】解：A．由图可知，反应Ⅰ、Ⅱ的lgK均随温度升高而增大，说明正反应为吸热反应（ΔH＞0），吸热反应中，正反应活化能大于逆反应活化能，故A正确；
B．增大MgCO3的接触面积，即增大固体反应物的表面积，可加快反应Ⅱ的速率，故B正确；
C．目标反应为反应Ⅰ+反应Ⅱ，总反应的K＝K1×K2，1620K时，lgK1＝1.5（K1＝101.5），lgK2＝2.6（K2＝102.6），故总K＝101.5+2.6＝104.1，根据总反应方程式，CO的化学计量系数为3，故K＝[p（CO）/103Pa]3＝104.1，解得p（CO）＝104.1Pa，故C正确；
D．反应Ⅰ的平衡常数K1＝[p（CO）/103Pa]2，仅与温度有关，通入少量CO 后，温度不变，K1不变，故重新平衡时p （CO） 不变，故D错误，
故选：D。
【点评】本题主要考查了化学平衡的有关知识，题目难度中等，掌握化学平衡的影响因素和化学平衡常数计算的方法是解答该题的关键。
11．（2025秋 山东校级月考）CO2和H2合成甲醇可有效利用CO2，获取清洁燃料。发生的反应有：
反应i：CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g） ；
反应ⅱ：CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g） ；
在恒容密闭容器内，充入1mol CO2和3mol H2，测得平衡时CO2转化率、CO和CH3OH选择性随温度变化如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．曲线丙表示CH3OH的选择性
B．曲线甲表示CO的选择性。
C．250℃时，反应ⅱ的平衡常数K＜1
D．CH3OH（g） CO（g）+2H2（g）的焓变ΔH＝9.9kJ mol﹣1
【答案】C
【分析】反应i CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g） 为放热反应，反应ii CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g） 为吸热反应，升高温度，反应ii正向移动，CO的选择性升高，反应i逆向移动，甲醇的选择性降低，而且二者选择性的和为1，因此甲代表CO2的平衡转化率，乙代表甲醇的选择性，丙代表CO的选择性，据此解答。
【解答】解：A.曲线丙表示CO的选择性，曲线乙才是代表甲醇的选择性，故A错误；
B.曲线甲表示CO2的平衡转化率，曲线丙才是表示CO的选择性，故B错误；
C.250℃时，CH3OH的选择性为76%，CO的选择性为24%，转化率为12%，n（CO2）＝1mol﹣0.12mol＝0.88mol，n（CH3OH）＝0.12mol×76%＝0.0912mol，n（CO）＝0.12mol×24%＝0.0288mol，生成的水与消耗的CO2物质的量相同，则n（H2O）＝0.12mol，剩余H2的物质的量为n（H2）＝3mol﹣（0.0912mol×3+0.0288mol）＝2.6976mol，K＜1，故C正确；
D.根据盖斯定律，反应ⅰ﹣反应ⅱ得到CO（g）+2H2（g） CH3OH（g），其焓变ΔH＝ΔH1﹣ΔH2＝﹣99kJ/mol，则CH3OH（g） CO（g）+2H2（g）的焓变ΔH＝+99kJ/mol，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生平衡移动的掌握情况，试题难度中等。
12．（2025秋 山东校级月考）通过反应Ⅰ：4HCl（g）+O2（g）＝2Cl2（g）+2H2O（g），可将有机氯化工业的副产品HCl转化为Cl2。在0.2MPa、反应物起始物质的量比2条件下，不同温度时HCl转化率如图所示（图中虚线表示相同条件下HCl的平衡转化率随温度的变化）。向反应体系中加入CuCl2，能加快反应速率。
反应Ⅱ：2CuCl2（s）+O2（g）＝2CuO（s）+2Cl2（g）ΔH＝125.6kJ mol﹣1
反应Ⅲ：CuO（s）+2HCl（g）＝CuCl2（s）+H2O（g）ΔH＝﹣120.0kJ mol﹣1
下列说法正确的是（　　）
A．反应Ⅰ的ΔH＝+114.4kJ mol﹣1
B．230至300℃时，HCl转化率降低是因为温度升高，平衡向逆反应方向移动
C．保持其他条件不变，400℃时，使用CuCl2，能使HCl转化率从X点的值升至Y点的值
D．在0.2MPa、400℃条件下，若起始条件下，HCl的转化率可能能达到Y点的值
【答案】D
【分析】A．根据盖斯定律，由Ⅱ+Ⅲ×2得4HCl（g）+O2（g）＝2Cl2（g）+2H2O（g）；
B．图中虚线表示相同条件下HCl的平衡转化率随温度的变化，由图可知，230至300℃时，反应没有达到平衡状态；
C．使用CuCl2作催化剂，只能加快反应速率，不能改变HCl的平衡转化率；
D．在0.2MPa、400℃条件下，若起始，增加了O2的相对含量，能提高HCl的转化率。
【解答】解：A．根据盖斯定律，由Ⅱ+Ⅲ×2得4HCl（g）+O2（g）＝2Cl2（g）+2H2O（g），ΔH＝125kJ/mol+（﹣120.0kJ/mol）×2＝﹣114.4kJ/mol，故A错误；
B．图中虚线表示HCl的平衡转化率随温度的变化，230至300℃时，反应没有达到平衡状态，故不是平衡向逆反应方向移动导致，故B错误；
C．使用CuCl2作催化剂，只能加快反应速率，不能改变HCl的平衡转化率，故C错误；
D．若起始，增加了O2的相对含量，能提高HCl的转化率，HCl的转化率可能达到Y点的值，故D正确；
故选：D。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生基础知识的掌握情况，试题难度中等。
13．（2025秋 淄博校级月考）甲烷催化重整反应为CH4（g）+H2O（g） CO（g）+3H2（g） ΔH＞0。下列说法正确的是（　　）
A．该反应的ΔS＞0
B．使用催化剂可降低反应的焓变
C．平衡时升高温度，v正增大，v逆减小
D．反应平衡常数
【答案】A
【分析】A．反应过程中气体的化学计量数和由2增至4，即该反应正反应是一个熵增反应；
B．催化剂能改变反应途径从而降低活化能；
C．升高温度时正、逆反应速率均增大；
D．该反应中，H2O为气态，故平衡常数表达式漏掉H2O的浓度。
【解答】解：A．反应过程中气体的化学计量数和由2增至4，即该反应正反应是一个熵增反应，则ΔS＞0，故A正确；
B．催化剂能改变反应途径从而降低活化能，但不影响焓变，故B错误；
C．升高温度时正、逆反应速率均增大，但υ正增大的幅度更大，故C错误；
D．该反应中，H2O为气态，该反应的平衡常数K＝ ，故D错误；
故选：A。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生平衡移动的掌握情况，试题难度中等。
14．（2025 青岛开学）下列对图示分析所得结论正确的是（　　）
A．图甲，催化剂I对反应2SO2（g）+O2（g） 2SO3（g）的催化效果更好
B．图乙，恒容和固定投料条件下，2NO2（g） N2O4（g）平衡时气体颜色a比b深
C．图丙，CaCO3（s）在恒温密闭容器中分解，时刻可能充入了CO2
D．图丁，合成氨反应，固定N2投料时其转化率b点最高、c点最低
【答案】B
【分析】A．催化剂能降低反应的活化能，改变反应速率；
B．2NO2 N2O4ΔH＜0（放热反应），图乙中a点温度低于b点（恒容、固定投料，温度是变量），升温使平衡逆向移动，NO2（红棕色）浓度增大，N2O4（无色）浓度减小；气体颜色由NO2浓度决定，a 点NO2浓度更高；
C．CaCO3（s） CaO （s）+CO2（g），恒温下平衡常数 K＝c （CO2）（仅与温度有关，恒温时K不变，CO2浓度恒定）。若t 时刻充入CO2，瞬间CO2浓度会升高，随后平衡逆向移动，CO2浓度逐渐降至原平衡浓度（恒温下K不变），但图丙中t时刻后CO2浓度无“先升后降”的变化，反而可能是其他操作（如升温，使K增大，CO2浓度升高并稳定）；
D．合成氨反应N2+3H2 2NH3ΔH＜0，固定N2投料时，N2转化率受“温度”和“H2浓度（或压强）”影响：增大H2投料（或加压）、降低温度，均能提高N2转化率；图丁中未明确b、c 点的温度和H2投料关系，无法直接判断b点转化率最高、c 点最低（如c点若H2浓度更高或温度更低，转化率可能高于b点）。
【解答】解：A．图甲中，催化剂的催化效果需通过“达到平衡的时间”和“平衡转化率”综合判断，若催化剂Ⅰ使反应达到平衡的时间更长，说明其催化效率更低（仅加快反应速率，不影响平衡，平衡转化率应相同），仅凭图示无法确定催化剂Ⅰ效果更好，反而可能因反应速率慢，催化效果更差，故A错误；
B．2NO2 N2O4ΔH＜0（放热反应），图乙中a点温度低于b点（恒容、固定投料，温度是变量），升温使平衡逆向移动，NO2（红棕色）浓度增大，N2O4（无色）浓度减小；气体颜色由NO2浓度决定，a 点NO2浓度更高，故颜色a比b深，故B正确；
C．CaCO3（s） CaO （s）+CO2（g），恒温下平衡常数 K＝c （CO2）（仅与温度有关，恒温时K不变，CO2浓度恒定）。若t 时刻充入CO2，瞬间CO2浓度会升高，随后平衡逆向移动，CO2浓度逐渐降至原平衡浓度（恒温下K不变），但图丙中t时刻后CO2浓度无“先升后降”的变化，反而可能是其他操作（如升温，使K增大，CO2浓度升高并稳定），故C错误；
D．合成氨反应N2+3H2 2NH3ΔH＜0，固定N2投料时，N2转化率受“温度”和“H2浓度（或压强）”影响：增大H2投料（或加压）、降低温度，均能提高N2转化率；图丁中未明确b、c 点的温度和H2投料关系，无法直接判断b点转化率最高、c 点最低（如c点若H2浓度更高或温度更低，转化率可能高于b点），故D错误；
故选：B。
【点评】本题以图象分析为载体考查化学平衡状态判断、化学反应速率大小比较等知识点，明确图中纵横坐标含义及变化趋势是解本题关键，题目难度中等。
15．（2025秋 牟平区校级月考）在不同温度、压强和相同催化剂条件下，初始时CO、H2分别为1mol、2mol，发生反应：CO（g）+2H2（g） CH3OH（g），平衡后混合气体中CH3OH（g）的体积分数（φ）如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．该反应中反应物的总能量低于产物的总能量
B．250℃时化学平衡常数关系：K1＞K2＞K3
C．压强大小关系：p1＞p2＞p3
D．p1时升温，逆反应速率增大，正反应速率减小
【答案】C
【分析】由图可知，相同温度不同压强下甲醇对应的体积分数为p1＞p2＞p3。根据压强增大，平衡向气体分子数减小的方向即正向移动，可知压强为：p1＞p2＞p3。温度越高，甲醇的体积分数越小，说明反应放热，据此回答。
【解答】解：A．温度越高，甲醇的体积分数越小，正反应放热，反应物总能量大于产物总能量，故A错误；
B．化学平衡常数大小只与温度有关，温度不变则化学平衡常数不变，因此250℃时：K1＝K2＝K3，故B错误；
C．根据分析可知，p1＞p2＞p3，故C正确；
D．升高温度，正逆反应速率均增大，故D错误；
故选：C。
【点评】本题考查化学平衡，侧重考查学生平衡移动的掌握情况，试题难度中等。
16．（2025秋 牟平区校级月考）甲、乙、丙三个容器中起始物质及其物质的量如图所示，三个容器最初的容积、温度相同，反应中甲、丙的容积不变，乙中的压强不变，在一定温度下反应达到平衡。下列说法正确的是（　　）
A．平衡时各容器内c（NO2）的大小顺序为乙＞甲＞丙
B．平衡时N2O4的百分含量：乙＞甲＝丙
C．平衡时甲中NO2与丙中N2O4的转化率一定相同
D．其它条件不变，向平衡后的丙容器中再加入少量N2O4，新平衡后的值变大
【答案】B
【分析】甲、乙存在平衡2NO2 N2O4，该反应为气体分子数减少的反应，故甲中压强减小，乙中压强不变，乙中到达的平衡相当于在甲平衡的基础上增大压强，丙中存在平衡N2O4 2NO2，相当于开始加入0.2mol NO2，与甲为完全相同的等效平衡，据此分析。
【解答】解：A．甲与丙为完全等效平衡，平衡时NO2浓度的相等，乙中到达的平衡相当于在甲平衡的基础上增大压强，增大压强尽管平衡向正反应移动，根据勒夏特列原理平衡移动的结果是NO2浓度还是增大了，故平衡时容器内c（NO2）的大小顺序为：乙＞甲＝丙，故A错误；
B．甲与丙为完全等效平衡，平衡时N2O4的百分含量相等，乙中到达的平衡相当于在甲平衡的基础上增大压强，增大压强平衡向正反应移动，平衡时N2O4的百分含量增大，故平衡时N2O4的百分含量：乙＞甲＝丙，故B正确；
C．甲与丙为完全等效平衡，平衡时甲、丙中N2O4的物质的量相等，但甲从正反应方向开始，丙从逆反应方向开始，只有转化率刚好为50%时，平衡时甲中NO2与丙中N2O4的转化率才会相同，故C错误；
D．即平衡常数K，K只与温度有关，温度不变，K值不变，故D错误；
故选：B。
【点评】本题主要考查影响化学平衡的因素，为高频考点，题目难度一般。
二．解答题（共4小题）
17．（2025春 济宁期末）利用CO2氢化制CH4，设计反应如下：
Ⅰ．主反应CO2（g）+4H2（g） CH4（g）+2H2O（g）
Ⅱ．副反应CO2（g）+H2（g） CO（g）+H2O（g）
请回答下列问题：
（1）下表是形成1mol相应分子中的化学键释放的总能量，则发生反应Ⅰ生成9gH2O时需要 　释放　 （填“吸收”或“释放”） 　40.5　 kJ的能量。
物质 CO2 H2 CH4 H2O CO
能量/kJ 1598 436 1652 926 1072
（2）若在恒温恒压密闭容器中发生反应Ⅰ、Ⅱ，下列说法不能说明反应Ⅱ达到化学平衡状态的是 　D　 。
A．CH4的分压不再变化
B．H2和H2O的质量比不再改变
C．容器内气体的平均摩尔质量不再改变
D．单位时间消耗CO2和H2O的物质的量相等
反应达平衡后，向容器中通入少量He气，则Ⅰ的逆反应速率将 　减小　 （填“增大”“减小”或“不变”）
（3）若使用镍基催化剂，在恒温恒容密闭容器中按物质的量之比1：4充入CO2和H2，只发生反应Ⅰ．图是部分物质的分压随时间变化图像。
a线对应的物质是 　CO2或二氧化碳　 ，0～t1用H2分压表示的反应速率为 　　 kPa min﹣1，t2时CH4的物质的量分数为 　　 ，其他条件不变，若改用比镍更高效的催化剂，则反应达到平衡的时间 　＜　 t3（填“＞”“＜”或“＝”）。
【答案】（1）释放；40.5；
（2）D；减小；
（3）CO2或二氧化碳；；；＜。
【分析】（1）根据反应热的计算公式 ΔH＝反应物键能总和﹣生成物键能总和 来判断反应是吸热还是放热，并计算生成9gH2O时的能量变化；
（2）根据化学平衡的特征来判断反应是否达到平衡状态，并分析通入惰性气体对反应速率的影响；
（3）根据分压变化图来判断各物质的分压变化情况，计算反应速率，并分析催化剂对反应速率的影响。
【解答】解：（1）反应热ΔH＝反应物总键能﹣生成物总键能，对于反应CO2（g）+4H2（g） CH4（g）+2H2O（g），反应物总键能＝1598kJ+4×436kJ＝1598kJ+1744kJ＝3342kJ，生成物总键能＝1652kJ+2×926kJ＝1652kJ+1852kJ＝3504kJ，则ΔH＝3342kJ/mol﹣3504kJ/mol＝﹣162kJ/mol，反应放热，9gH2O的物质的量为，生成2mol H2O时放热162kJ，则生成0.5mol H2O时释放热量，
故答案为：释放；40.5；
（2）A．CH4是反应Ⅰ的产物，反应Ⅰ和反应Ⅱ是同时发生的，故CH4分压不变能说明反应Ⅱ达到平衡，故A错误；
B．H2和H2O质量比不再改变，说明正逆反应速率相等，达到平衡，故B错误；
C．反应Ⅱ前后气体物质的量不变，但反应I前后气体物质的量改变，容器内气体平均摩尔质量不再改变，说明反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡，故C错误；
D．反应ICO2：H2O＝1：2，反应ⅡCO2：H2O＝1：1，单位时间消耗CO2（正反应 ）和H2O（逆反应 ）物质的量相等，不能判断反应达到平衡，故D正确；
恒温恒压充入He，容器体积增大，各物质浓度减小，反应I逆反应速率减小，
故答案为：D；减小；
（3）反应Ⅰ中CO2、H2分压减小，CH4、H2O分压增大，H2消耗量是CO2的4倍，分压变化更快，H2O生成量是CH4的两倍，且CO2消耗量与CH4生成量相同，因为a的斜率小于b的斜率，故a为CO2或二氧化碳，b为H2O；反应速率：0﹣t1，CO2分压从100kPa变为80kPa，用CO2分压表示的反应速率，因为H2消耗量是CO2的4倍，故用H2分压表示的反应速率为；设初始CO2为1mol，H2为4mol，t2时CO2与H2O分压相等（恒温恒容，分压比 ＝ 物质的量比 ），设CO2转化x，则1﹣x＝2x，。平衡时n（CO2）mol，n（H2）mol，，n（H2O）mol，总物质的量，CH4物质的量分数；更高效催化剂加快反应速率，达到平衡时间缩短，
故答案为：CO2或二氧化碳；；；＜。
【点评】本题主要考查化学平衡的影响因素等，注意完成此题，可以从题干中抽取有用的信息，结合已有的知识进行解题。
18．（2025春 烟台期中）速率和平衡是认识和研究化学反应的重要视角，回答下列问题：
（1）温度为T时，在甲（容积为4L）、乙（容积为2L）两刚性容器中分别充入2mol CO2和6mol H2，催化剂作用下合成甲醇（CH3OH）。容器内总压强P随时间变化如图所示。反应方程式为CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g）
①其中曲线N对应 　甲　 （填“甲”或“乙”）容器中压强的变化情况；
②曲线M中0～10min内H2反应速率v（H2）＝ 　0.18　 mol L﹣1 min﹣1，H点对应的速率关系是v正（CO2） 　＜　 （填“＞”“＜”或“＝”）v逆（H2）。
③其他不变，只改变下列一个条件，能提高CH3OH（g）生成速率的是 　b　 （填标号）。
a．降低温度 b．充入H2 c．充入N2 d．及时移走部分H2
④若恒温恒容时，CO2和H2投料比为1：1，下列示意图正确且能说明反应进行到t1时刻达到平衡状态的是 　D　 （填标号）。
A． B． C． D．
（2）反应2NO（g）+O2（g） N2O4（g）经历两步：
①2NO（g）+O2（g）＝2NO2（g）
②2NO2（g） N2O4（g）
一定条件下，向恒容密闭容器中通入适量的NO和O2，反应体系中c（NO2）、c（NO）、c（N2O4）随时间的变化曲线如图所示。
①图中曲线b代表 　N2O4 的浓度随时间的变化。
②t2时，c（NO2）的生成速率 　小于　 （填“大于”“小于”或“等于”）消耗速率。
③x＝ 　0.25c0 （用c0表示）。
【答案】（1）①甲；
②0.18；＜；
③b；
④D；
（2）①N2O4；
②小于；
③0.25c0。
【分析】（1）根据容器内总压强P随时间变化的曲线进行分析。曲线N对应容积较大的甲容器，曲线M对应容积较小的乙容器。根据反应速率的计算公式和平衡状态的特征进行分析。根据影响反应速率的因素进行分析。根据平衡状态的特征进行分析。
（2）根据反应体系中c（NO2）、c（NO）、c（N2O4）随时间的变化曲线进行分析。根据平衡状态的特征进行分析。根据反应速率的计算公式进行分析。
【解答】解：（1）①起始投料量相同的条件下，容器体积与压强成反比，由图像可知起始压强的大的对应容器的体积小，N线对应为甲，其中M曲线对应为容器乙，
故答案为：甲；
②曲线M，即在乙（容积为2L）刚性容器中充入2mol CO2和6mol H2，在适宜的催化剂作用下发生反应，达到平衡时压强为2.8MPa，设转化了xmol CO2，列出三段式：
CO2（g）+3H2（g） CH3OH （g）+H2O （g）
起始量（mol） 2 6 0 0
转化量（mol） x 3x x x
平衡量（mol） 2﹣x 6﹣3x x x
依据压强之比等于物质的量之比，容器乙中，解得x＝1.2，则H2转化了3.6mol，mol L﹣1 min﹣1；H点已达到平衡，对应的速率关系是，v正（CO2）＜v逆（H2），
故答案为：0.18；＜；
③a．降低温度，降低化学反应速率，故a错误；
b．充入H2增加反应物浓度，加快化学反应速率，故b正确；
c．充入N2，不参与反应不影响速率，故c错误；
d．及时移走部分H2，降低反应浓度，降低化学反应速率，故d错误；
故答案为：b；
④A．焓变受化学键形成，断裂影响，不能确定平衡状态，故A错误；
B．设转化了xmol CO2，列出三段式：
CO2（g）+3H2（g） CH3OH （g）+H2O （g）
起始量（mol） 1 1 0 0
转化量（mol） x 3x x x
平衡量（mol） 1﹣x 1﹣3x x x
CO2体积分数为：，是恒定值，不能确定为平衡状态，故B错误；
C．根据反应，CO2（g）+3H2（g） CH3OH（g）+H2O（g），则消耗的CO2的物质的量与生成的H2O的物质的量相等，则图中二氧化碳、水的改变值与反应不符，不能确定为平衡状态，故C错误；
D．正向为气体的物质的量减少的反应，且质量守恒，则平均摩尔质量不变，可以说明达到平衡状态，故D正确；
故答案为：D。
（2）①NO浓度一直减小，曲线a代表NO，NO2为中间产物浓度先增大后减小，N2O4为产物一直增大，曲线b代表N2O4，
故答案为：N2O4；
②t2时，c（NO2）减小，说明其生成速率小于消耗速率，
故答案为：小于；
③t1时，c（NO2）＝c（NO）＝c（N2O4），根据N守恒，c（NO2）＝0.25c0，
故答案为：0.25c0。
【点评】本题主要考查了化学反应速率和平衡状态的特征。完成此题，需要结合已有的知识进行解题。掌握反应速率的计算公式、平衡状态的特征以及影响反应速率的因素是正确解答此类题的关键。
19．（2025 山东二模）以CH3OH（g）和CO2（g）为原料在一定条件下可制备HCOOCH3（g）发生的主要反应如下：
Ⅰ.CH3OH（g）+CO2（g） HCOOH（g）+HCHO（g）ΔH1＝+756.83kJ mol﹣1Kp1
Ⅱ.HCOOH（g）+CH3OH（g） HCOOCH3（g）+H2O（g）ΔH2＝+316.12kJ mol﹣1Kp2
Ⅲ.2HCHO（g） HCOOCH3（g）ΔH3＝﹣162.04kJ mol﹣1KP3
（1）反应4CH3OH（g）+2CO2（g） 3HCOOCH3（g）+2H2O（g）的ΔH＝ 　+1983.86kJ/mol　 ；该反应的压强平衡常数Kp＝ 　Kp3 （用含Kp1、Kp2、Kp3的代数式表示）。
（2）已知压强平衡常数（Kp）与温度（T）之间存在定量关系，且符合van'tHoff方程lgKpC（其中R、C为常数，ΔH为反应热）。反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的lgKp与之间均为线性关系，如图1所示。其中反应Ⅰ对应的曲线为 　a　 （填“a”、“b”或“c”）。
（3）260℃时，向体积为VL的密闭容器中充入2mol CH3OH（g）和1mol CO2（g）发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，达到平衡时测得容器中n（HCHO）、n（HCOOH）和n（HCOOCH3）分别为0.1mol、0.2mol和0.95mol。则此时的CH3OH（g）的平衡转化率为 　70%　 ，反应Ⅱ的平衡常数K＝ 　4.75　 。当温度高于260℃时，CH3OH（g）的转化率随温度的升高面 　增大　 （填“增大”、“减小”或“不变”），HCOOCH3（g）的产率随温度的升高面下降的原因为 　升高温度反应Ⅲ逆向进行，升温反应Ⅱ正向进行，逆向进行的程度大于反应Ⅱ正向进行的程度　 。
（4）利用金属Ti的氧化物作催化剂也可实现由CH3OH（g）和CO2（g）合成HCOOCH3（g），其反应机理如图2所示。
①260℃时，将的混合气体以10L h﹣1的流速通过装有催化剂的反应器，试计算当HCOOCH3（g）的产率为80%时，其生成速率v（HCOOCH3）＝ 　2　 L h﹣1。
②若向反应体系中通入适量H2，可大大提高总反应速率，其原因可能为 　增大了氢原子的浓度或提高催化剂的活性　 。
【答案】（1）+1983.86kJ/mol；Kp3；
（2）a；
（3）70%；4.75；增大；升高温度反应Ⅲ逆向进行，升温反应Ⅱ正向进行，逆向进行的程度大于反应Ⅱ正向进行的程度；
（4）①2；
②增大了氢原子的浓度或提高催化剂的活性。
【分析】（1）盖斯定律计算Ⅰ×2+Ⅱ×2+Ⅲ得到4CH3OH（g）+2CO2（g） 3HCOOCH3（g）+2H2O（g）ΔH；
（2）lgKpC（其中R、C为常数，ΔH为反应热），lgKp与成反比，反应Ⅰ、Ⅱ是吸热反应，则分别为图象中曲线a、b，曲线c是放热反应，为反应Ⅲ；
（3）依据题意设达到平衡状态时反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别转化了amol、bmol、cmol，则有，
CH3OH（g）+CO2（g） HCOOH（g）+HCHO（g）
起始量（mol） 2 1 0 0
变化量（mol） a a a a
平衡量（mol） 2﹣a 1﹣a a a
HCOOH（g）+CH3OH（g） HCOOCH3（g）+H2O（g）
起始量（mol） a 2﹣a 0 0
变化量（mol） b b b b
平衡量（mol） a﹣b 2﹣a﹣b b b
2HCHO（g） HCOOCH3（g）
起始量（mol） a b
变化量（mol） 2c c
平衡量（mol） a﹣2c b+c
a﹣2c＝0.1，b+c＝0.95，a﹣b＝0.2，计算得到a＝0.8，b＝0.6，c＝0.35，据此计算转化率、平衡常数、温度高于260℃时，反应Ⅰ为吸热反应，CH3OH（g）的转化率随温度升高增大，升高温度反应Ⅲ逆向进行，升温反应Ⅱ正向进行；
（4）①260℃时，将的混合气体以10L h﹣1的流速通过装有催化剂的反应器，当HCOOCH3（g）的产率为80%时，很好其他中二氧化碳占的体积比，反应的化学方程式可知2CH3OH（g）+CO2（g） HCOOCH3（g）+HCHO（g）+H2O（g），计算得到其生成速率v（HCOOCH3）；
②图中分析可知，H原子在反应过程中的中间产物的转化iii中起到促进作用。
【解答】解：（1）盖斯定律计算Ⅰ×2+Ⅱ×2+Ⅲ得到4CH3OH（g）+2CO2（g） 3HCOOCH3（g）+2H2O（g）ΔH＝2×756.83kJ/mol+2×316.12kJ/mol﹣162.04kJ/mol＝+1983.86kJ/mol，该反应的压强平衡常数KpKp3，
故答案为：+1983.86kJ/mol；Kp3；
（2）lgKpC（其中R、C为常数，ΔH为反应热），lgKp与成反比，反应Ⅰ、Ⅱ为吸热反应，则其在图中的曲线分别为a、b，曲线c为ΔH＜0的反应Ⅲ，因为ΔH1＞ΔH2，故反应Ⅰ对应曲线为a，
故答案为：a；
（3）依据题意设达到平衡状态时反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别转化了amol、bmol、cmol，则有
CH3OH（g）+CO2（g） HCOOH（g）+HCHO（g）
起始量（mol） 2 1 0 0
变化量（mol） a a a a
平衡量（mol） 2﹣a 1﹣a a a
HCOOH（g）+CH3OH（g） HCOOCH3（g）+H2O（g）
起始量（mol） a 2﹣a 0 0
变化量（mol） b b b b
平衡量（mol） a﹣b 2﹣a﹣b b b
2HCHO（g） HCOOCH3（g）
起始量（mol） a b
变化量（mol） 2c c
平衡量（mol） a﹣2c b+c
a﹣2c＝0.1，b+c＝0.95，a﹣b＝0.2，计算得到a＝0.8，b＝0.6，c＝0.35，
此时的CH3OH（g）的平衡转化率100%100%＝70%，反应Ⅱ的平衡常数K4.75，温度高于260℃时，反应Ⅰ为吸热反应，CH3OH（g）的转化率随温度升高增大，升高温度反应Ⅲ逆向进行，升温反应Ⅱ正向进行，逆向进行的程度大于反应Ⅱ正向进行的程度，所以HCOOCH3（g）的产率随温度的升高而下降，
故答案为：70%；4.75；增大；升高温度反应Ⅲ逆向进行，升温反应Ⅱ正向进行，逆向进行的程度大于反应Ⅱ正向进行的程度；
（4）①260℃时，将的混合气体以10L h﹣1的流速通过装有催化剂的反应器，当HCOOCH3（g）的产率为80%时，很好其他中二氧化碳占的体积比，反应的化学方程式可知2CH3OH（g）+CO2（g） HCOOCH3（g）+HCHO（g）+H2O（g），其生成速率v（HCOOCH3）＝10L h﹣1×80%2L h﹣1，
故答案为：2；
②图中分析可知，H原子在反应过程中的中间产物的转化iii中起到促进作用，若向反应体系中通入适量H2，可大大提高总反应速率，其原因可能是：增大了氢原子的浓度或提高催化剂的活性，
故答案为：增大了氢原子的浓度或提高催化剂的活性。
【点评】本题考查了热化学方程式和盖斯定律计算、平衡常数计算、平衡影响因素分析判断等知识点，注意知识的熟练掌握，题目难度中等。
20．（2024秋 李沧区校级期中）丁二烯是生产合成橡胶的主要原料。一定条件下，2，3﹣二甲基﹣1，3﹣丁二烯（）与溴单质发生液相加成反应（1，2加成和1，4加成），已知溶剂极性越大越容易发生1，4加成。现体系中同时存在如下反应：
①ΔH1＝mkJ mol﹣1（1，2加成）
②ΔH2＝nkJ mol﹣1（1，4加成）
③ΔH3
由阿伦尼乌斯公式推知，同一反应在不同温度（T）下，反应速率常数（k）与活化能（Ea）的关系如下：
lg（其中R为常数）。已知体系中两种产物可通过互相转化，反应历程及能量变化如图所示：
（1）由反应历程及能量变化图示判断，m 　＞　 n（填“＞”、“＝”或“＜”），ΔH3＝ 　﹣（Ea4+Ea2﹣Ea1﹣Ea3）　 （用含不同活化能Ea的式子表示）。
（2）其他条件不变的情况下，升高反应温度，对反应 　②　 （填①或②）的速率提高更有利，分析原因 　题中阿伦尼乌斯公式可知，升高相同的温度，活化能越大，速率常数k增大的越多，Ea3＜Ea3，故升高温度，对1，4加成产物的生成速率提高更有利　 。
（3）由反应历程及能量变化图示判断，产物中 含量更大，若要提高该产物在平衡体系中的物质的量分数，还可采取的措施是 　在极性大的溶剂中进行反应　 。
【答案】（1）＞；﹣（Ea4+Ea2﹣Ea1﹣Ea3）；
（2）②；由题中阿伦尼乌斯公式可知，升高相同的温度，活化能越大，速率常数k增大的越多，Ea3＜Ea3，故升高温度，对1，4加成产物的生成速率提高更有利；
（3）；在极性大的溶剂中进行反应。
【分析】（1）由反应历程及能量变化图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，则转化为是放热反应，反应②﹣①得到，→，根据盖斯定律，ΔH＝（n﹣m）kJ mol﹣1＜0；转化为的ΔH1＝Ea2﹣Ea1；转化为的ΔH2＝Ea3﹣Ea4；
（2）由题中阿伦尼乌斯公式可知，升高相同的温度，活化能越大，速率常数k增大的越多；
（3）由图可知，的能量低于，较稳定，反应生成的容易转化为；由题目中信息可知，溶剂极性越大越容易发生1，4加成。
【解答】解：（1）由反应历程及能量变化图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，则转化为是放热反应，反应②﹣①得到，→，根据盖斯定律，ΔH＝（n﹣m）kJ mol﹣1＜0，则m＞n；转化为的ΔH1＝Ea2﹣Ea1；转化为的ΔH2＝Ea3﹣Ea4，这个过程中ΔH3＝ΔHⅱ﹣ΔHⅰ＝Ea3﹣Ea4﹣（Ea2﹣Ea1）＝﹣（Ea4+Ea2﹣Ea1﹣Ea3），
故答案为：＞；﹣（Ea4+Ea2﹣Ea1﹣Ea3）；
（2）由题中阿伦尼乌斯公式可知，升高相同的温度，活化能越大，速率常数k增大的越多，Ea2＜Ea1，故升高温度，对1，4加成产物的生成速率提高更有利，则其他条件不变的情况下，升高反应温度，对反应②的速率提高更有利，
故答案为：②；由题中阿伦尼乌斯公式可知，升高相同的温度，活化能越大，速率常数k增大的越多，Ea3＜Ea3，故升高温度，对1，4加成产物的生成速率提高更有利；
（3）由图可知，的能量低于，较稳定，反应生成的容易转化为，则反应达到平衡后产物中含量更大；由题目中信息可知，溶剂极性越大越容易发生1，4加成，故若要提高该产物在平衡体系中的物质的量分数，还可采取的措施是在极性大的溶剂中进行反应，
故答案为：；在极性大的溶剂中进行反应。
【点评】本题考查反应热与焓变、化学平衡的影响，把握反应中能量变化、勒夏特列原理为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，题目难度较大。
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