2026全國版高考化學一輪

第九章化學反應速率與化學平衡

第1節化學反應速率

五年高考

1★（2024甘肅,4,3分）下列措施能降低化學反應速率的是（）

A.催化氧化氨制備硝酸時加入粕

B.中和滴定時，邊滴邊搖錐形瓶

C.鋅粉和鹽酸反應時加水稀釋

D.石墨合成金剛石時增大壓強

2>*（2022廣東,15,4分）在相同條件下研究催化劑I、II對反應X-2Y的影響，各物

質濃度c隨反應時間t的部分變化曲線如圖，則（）

A.無催化劑時,反應不能進行

B.與催化劑I相比,n使反應活化能更低

C.a曲線表示使用催化劑II時X的濃度隨t的變化

D.使用催化劑I時,0~2min內,v（X）=1.0moLLlmirri

3>★（2024重慶,14,3分）醋酸甲酯制乙醇的反應為

CH3coOCH3（g）+2H2（g）dCH3cH20H（g）+CH30H（g）。三個10L恒容密閉容器中分別加

入1mol醋酸甲酯和9.8mol氫氣，在不同溫度下，

反應t分鐘時醋酸甲酯物質的量n如圖所示。下列說法正確的是（）

A.該反應的AH>0

B.容器甲中平均反應速率V（H2）Wmol/（L-min）

C.容器乙中當前狀態下反應速率v（正）<v（逆）

D.容器丙中乙醇的體積分數為8%

4達★（2024安徽,12,3分）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SeO廣濃度隨時間變化關系如下圖。

實驗序號水樣體積/niL納米鐵質量/mg水樣初始pH

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廣）=2.0mol-L-1^-1

3+

B.實驗③中,反應的離子方程式為2Fe+SeO/+8H+===2Fe+Se+4H2O

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匯的去除效果越好

5.★★（2021浙江6月選考,20,2分）一定溫度下，在N2O5的四氯化碳溶液（100mL）中發生分

解反應：2砧05^=4NO2+O2O在不同時刻測量放出的。2體積,換算成N2O5濃度如下表：

t/s06001200171022202820X

c(N2O5)/(mol-L-1)1.400.960.660.480.350.240.12

下列說法正確的是（）

1

A.600-1200s,生成NO2的平均速率為5.0x10"molL^s

B.反應2220s時,放出的02體積為11.8L（標準狀況）

C.反應達到平衡時,v正（N2O5）=2V逆（NO2）

D.推測上表中的x為3930

6達★（2021遼寧,12,3分）某溫度下,降冰片烯在鈦雜環丁烷催化下聚合，反應物濃度與催化

劑濃度及時間關系如圖。已知反應物消耗一半所需的時間稱為半衰期，下列說法錯誤的是

A.其他條件相同時，催化劑濃度越大,反應速率越大

B.其他條件相同時，降冰片烯濃度越大，反應速率越大

C.條件①，反應速率為0.012mol-L-'-min1

D.條件②，降冰片烯起始濃度為3.0mol-L1時，半衰期為62.5min

7」*（2024黑、吉、遼,10,3分）異山梨醇是一種由生物質制備的高附加值化學品,150℃

時其制備過程及相關物質濃度隨時間變化如圖所示,15h后異山梨醇濃度不再變化。下列

說法錯誤的是（）

，反應①1.4-失水山梨醇區四竺異山梨醇

山梨醇-反應③

副產物

—0

7oS.;

號8

?

.0

一0o.6

S.0

8,/。

14

愛0.

.02

0

A.3h時，反應②正、逆反應速率相等

B.該溫度下的平衡常數:①>②

C.0-3h平均速率v（異山梨醇）=0.014mol-kg'-h'1

D.反應②加入催化劑不改變其平衡轉化率

8>★（2021廣東,14,4分）反應X~2Z經歷兩步:①X—>Y;②丫一>2Z。反應體系中X、

Y、Z的

04%%

A/S

濃度c隨時間t的變化曲線如圖所示。下列說法不正確的是（）

A.a為c（X）隨t的變化曲線

B.ti時,c(X)=c(Y)=c(Z)

C.t2時,Y的消耗速率大于生成速率

D.t3后,c(Z)=2co-c(Y)

9達★(2024廣西,13,3分)573K、高壓條件下,一定量的苯甲晴在密閉容器中發生連續水

解:C6H5CN(苯甲晴)-C6H5coNH2(苯甲酰胺)-C6H5coOH(苯甲酸)。

如圖為水解過程中上述三者(分別用X、Y、Z表示)的物質的質量分數x(A)隨時間t的變

化曲線，其中x(A)=Tg^。下列說法錯誤的是()

A.水解產物除了Y、Z還有NH3

B.a點時v(Y)消耗=v(Y)生成

C.x(Z)在15min前基本不變,15min后明顯增大，可能是水解產物對生成Z的反應有催化作

用

D.任意25min時間段內存在v(X)=v(Y)+v(Z)

三年模擬

10」(2025屆遼寧沈陽郊聯體開學考,14)一定溫度下，向容積為1L的恒容密閉容器中加入

催化劑.

2molS02(g)和1mol02(g)發生反應2SO2(g)+O2(g)'△2so3(g),采集的有關數據如下

表所示。下列說法正確的是()

時間段/min0~20~40~6

S02的平均消耗速率/(moLLLmin")0.400.300.20

A.lmin時,02的物質的量濃度為0.8mol-L1

B.4min時,SO2的體積分數約為33.3%

C.5min時,SO3的物質的量為1mol

D.6min時，充入氯氣，正反應速率增大

(2024河北保定九縣三模,10)鋸(Nb)被廣泛應用于航空航天、原子能、超導材料等領

域，是一種十分重要的戰略物資。P204[(C8Hi7O)2PO2H]常用于萃取

+

鋁:Nb4+(aq)+4(C8H7。)汨02H⑴=Nb[(C8Hi7O)2PO2]4(l)+4H(aq)0某溫度下，萃取過程中

溶液中c(H+)與時間的變化關系如圖所示。下列敘述正確的是()

A.其他條件不變,tNt3時萃取反應已停止

B.c(H+)增大，萃取反應平衡向左移動,平衡常數減小

C.t2min、t3min時萃取反應的正反應速率:V2<V3

D.ti~t2min內,v(Nb,+)=了‘imol-L4-min-1

4(以寸1)

12#★(2025屆廣西部分示范高中摸底,14)室溫下，某溶液初始時僅溶有A,同時發生兩個

反應:①A==B+C;②A==B+Do反應①的速率可表示為vi=kic(A),反應②的速率可表

示為V2=k2c(A)(ki、k2為速率常數)。圖1為T2溫度時，該體系中A、B、C、D的濃度隨

時間變化的曲線，圖2為反應①和②的Ink與溫度的倒數(》的關系曲線。下列說法正確的

是()

c/(mol,L",)

圖1圖2

已知:lnk=lnA-會,R為定值,A為指前因子(同一反應的A為定值),Ea為反應的活化能。

A.曲線a表示C的濃度隨時間的變化

B.tis時曲線c表示的物質的反應速率為1.5mol-L-1-^1

C.由圖2可知，反應①的活化能比反應②的活化能小

D.若圖1中反應的溫度降低，則tos時體系中映值變大

c(C)

好.★★(2024廣東深圳二模』6)一定溫度下晌恒容密閉容器中投入E和M發生如下反

①烏

應:E(g)+M(g)-F(g)丁G(g)o已知反應初始co(E)=co(M)=O」OmoLL」,部分物質的濃

度(c)隨時間(t)的變化關系如圖所示,t2后反應體系達到平衡狀態。下列說法正確的是()

A.X為c(F)隨t的變化曲線

B.O~tis內,v(G)=°,0°mol-L4-s1

C.反應的活化能:①，②

D.t2s時，擴大容器的體積,n(F)減小

第2節化學平衡

五年高考

1.★★(2024江西,9,3分)溫度T下，向1L真空剛性容器中加入1mol(CH3)2CHOH,反應達

到平衡時,c(Y)=0.4mol/L。下列說法正確的是()

(CH3)2CHOH(g)一(CH3)2CO(g)+H2(g)

XYZ

A.再充入1molX和1molY,止匕時v正<v逆

B.再充入1molX,平衡時,c(Y)=0.8mol/L

C.再充入1molN2,平衡向右移動

D.若溫度升高,X的轉化率增加，則上述反應AH<0

2>★(2024海南,7,2分)已知298K,101kPa時,CO2(g)+3H2(g)一CH3OH(g)+H2O(g)

AH=-49.5kJ-mol-10該反應在密閉的剛性容器中分別于Ti、T2溫度下進行,CO2的初始濃

度為0.4mol.L-i,c(CO2)-t關系如圖所示。下列說法錯誤的是()

7

Jo催化劑1

二?乙催化劑2

盲O25

?

/O-8

《?

。「催化劑3%

)3

》

~~20~7^n

A.TI>T2

1

B.TI下反應達到平衡時C(CH3OH)=0.15mol-L-

C.使用催化劑1的反應活化能比催化劑2的大

D.使用催化劑2和催化劑3的反應歷程相同

3>★(2024浙江6月選考,16,3分)為探究化學平衡移動的影響因素，設計方案并進行實驗,

觀察到相關現象。其中方案設計和結論都正確的是()

選項影響因素方案設計現象結論

向1mL0.1mol/LK2CrO4溶液中黃色溶液增大反應物濃度,平衡向

A濃度

力口入1mL1.0mol/LHBr溶液變橙色正反應方向移動

向恒溫恒容密閉玻璃容器中充入對于反應前后氣體總體

氣體顏

B壓強100mLHI氣體，分解達到平衡后積不變的可逆反應，改變

色不變

再充入100mLAr壓強平衡不移動

將封裝有NO2和N2O4混合氣體的氣體顏升高溫度,平衡向吸熱反

C溫度

燒瓶浸泡在熱水中色變深應方向移動

催化向1mL乙酸乙酯中加入1mL0.3上層液體使用合適的催化劑可使

D

劑mol/LH2SO4溶液，水浴加熱逐漸減少平衡向正反應方向移動

4次★（2022廣東,13,4分）恒容密閉容器中,BaSO4（s）+4H2（g）一BaS（s）+4H2（3（g）在不同溫

度下達平衡時，各組分的物質的量（n）如圖所示。下列說法正確的是（）

4

3

起始組成：4moi也

1molBaSO.4

a

1

H2

0

200400600800

T1℃.

A.該反應的AH<0

B.a為n（H2O）隨溫度的變化曲線

C.向平衡體系中充入惰性氣體，平衡不移動

D.向平衡體系中加入BaSO4,H2的平衡轉化率增大

5$★（創新點:運用數學思維解答）（2024海南,16,10分）氨是一種理想的儲氫載體,具有儲

氫密度高、儲運技術成熟等優點。

已知298K、101kPa時，反應①:N2（g）+3H2（g）=^2NH3（g）AHi=-92kJ-mol”;p（NH3）=總

壓XNH3物質的量分數。

回答問題：

⑴題述條件下，反應②N2（g）+3H2（g）AH2=kJ-mol-1□

⑵設反應為一步完成，且AH與溫度無關。已知673K下，反應①活化能為335kJ-mol」,則

NH3（g）分解反應的活化能為kJ-mol-1o

⑶既能影響反應②平衡轉化率又能影響其反應速率的因素有、。

4o

-

B3o

d

w

H

N2o

x

1O

O5

^10

（4）溫度T下恒容密閉容器中進行氨催化分解反應,p（NH3）-t關系曲線如圖所示，其函數關

系p（NH3）/kPa=（寫表達式），增大氨的初始分壓，氨的轉化速率。假設吸

附到催化劑表面后NH3都變成活化分子，其他條件不變,改用比表面積更大的催化劑，則單

位時間H2的產量將o

★（創新點:利用化學方程式計算Kp得出反應的熱效應）（2024重慶,17,14分）高辛烷

值的汽油可提升發動機的抗爆震性能，異構烷煌具有較高的辛烷值。

⑴在密閉容器中,n-C5H以正戊烷）發生異構化反應，可同時生成i-C5H以異戊烷）和

t-C5H以新戊烷），其平衡常數KP隨溫度的變化如下表所示。

Kp

異構化反應

456K486K512K

反應1n-C5H12?:^^i-C5H12(g)2.802.502.31

反應2n-C5H12(g)-t-C5H12(g)1.401.000.77

①體系平衡后，增加壓強，反應1的平衡（填“正向移動”“逆向移動”或“不移

動”）。

②456K平衡時,i-C5H12和t-C5H12的體積比值為。

③根據上表數據推斷t-C5H12（g）==i-C5H12（g）為吸熱反應,其推斷過程是

⑵加入H2后,n-C5H12在雙功能催化劑Pt/分子篩上發生異構化反應且選擇性高，主要產物

為i-C5H12,其反應機理如下（綃表示分子篩固體酸催化劑）；

對于?人/反應，下列說法正確的是O

A.Pt只能催化脫氫反應，不能催化加氫反應

B.H2的加入增大了平衡常數，有利于反應的進行

C.分子篩固體酸催化劑酸性越強，越有利于一的形成

D.H2的加入促進了人的加氫反應，減少了副反應的發生

⑶Pb(CH2cH3)4(四乙基鉛)能提高汽油的辛烷值，可電解合成。電解池的陽極為Pb,陰極為

碳鋼，電解液為溶有格氏試劑(CH3cH2Mge1=CH3cH2+MgCl+)的有機體系。

①陽極上生成Pb(CH2cH3)4的電極反應式為-

②為了實現陰極產物的循環利用，電解一段時間后,需在陰極區不斷加入適量的CH3cH2。,

其原理是

③為減少鉛污染,Pb(CH2cH3)4被限制使用。(CH3O)2CO是一種潛在替代品,其電解合成的

原理如圖所示(Pt/C為催化劑)。總反應化學方程式為；

外電路轉移1mol電子時，理論上可生成(CH3O)2CO的物質的量為mole

（CH,O）2COyPt（n）Br2■

與（：（）+（肛（心0人榜（r?

LO,+CH3OH

三年模擬

7.**(2025屆河南林州一中10月月考,18)利用氣相沉積法制備TiN的反應為

2TiC14(g)+N2(g)+4H2(g)—2TiN(s)+8HCl(g)AH=-346.2kJ-mol-10現將一定量的三種

反應物投入密閉容器中，測得反應過程中TiN的質量(m)和

tm/g(或p/MPa)

oT{T2TA溫度/K

反應體系的壓強(p)隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是()

A.曲線I表示的是TiN的質量隨溫度變化的曲線

B.曲線n中a、b、c三點均已達到平衡狀態

C.混合氣體的平均摩爾質量:M(a)>M(c)

D.該反應的平衡常數:K(b)<K(c)

8達★(2024重慶南開中學第九次質檢,13)如圖所示，無摩擦、有質量的隔板1、2、3將容

器分為甲、乙、丙3個部分，同時進行反應:A(g)+B(g)==C(g)AH<0o起始時各物質的

物質的量已標在圖中。在固定的溫度和壓強下充分反應后,各部分的體積分別為V「V乙、

V丙。此時若抽走隔板1,不會引起其他活塞移動。下列說法錯誤的是()

甲乙丙

xmolA/

2molA2molA>

ymolB3molB1zmolB

1molC0

隔板1隔;反2隔;反3

A.若乙中氣體密度不再改變，說明乙中反應已經達到平衡狀態

B.右x=l,VEp=V乙

C.若將3個隔板全部固定,與未固定相比，丙中放熱量減少

D.若將該容器逆時針旋轉90。豎立在桌面上，重新平衡時，乙中C的體積分數減小

9.★★(2024北京東城二模,11)工業上常用H2除去CS2：CS2(g)+4H2(g)-CH4(g)+2H2S(g)0

一定溫度下，向恒容反應器中按照不同投料(見下表)充入氣體。按照①進行投料時,測得體

系中各成分的物質的量隨時間變化如圖所示。

投料cs2(g)H2(g)CH4(g)H2s(g)

①1mol4mol00

②0.4mol1.6mol0.8mol1.6mol

③1mol1mol00

\

史\

fl\

S\.M._

a—A------

0時間/min

下列說法不.硬的是()

A.圖中曲線M對應的物質是H2s

B.①中達到平衡時,n(H2)=0.8mol

C.按照②進行投料時，反應向逆反應方向進行

D.任意時刻③中CS2的體積分數均為50%

10#★(教考銜接:魯科版選擇性必修1第2章第2節.資料在線)(2024河北承德部分示范

高中三模,8)常壓下班基化法精煉鎮的原理為Ni(s)+4C0(g)一Ni(CO)4(g)o230℃時，該

反應的平衡常數K=2xl0\已知:Ni(C0)4的沸點為42.2℃,固體雜質不參與反應。

第一階段:將粗銀與CO反應轉化成氣態Ni(CO)4o

第二階段:將第一階段反應后的氣體分離出來,加熱至230℃制得高純保。

下列判斷錯誤的是()

A.一定溫度下，增加c(CO),平衡正向移動，但反應的平衡常數不變

B.該反應達到平衡時,4v生成[Ni(C0)4]=v牛成(CO)

C.第一階段，在30。。和50℃兩者之間選擇反應溫度，選30℃

D.第二階段,Ni(CO)4分解率較大

第3節化學平衡常數及其相關計算

五年高考

1.★★(2022重慶,14,3分)兩種酸式碳酸鹽的分解反應如下。某溫度平衡時總壓強分別為

pi和P2o

4

反應1:NH4HCO3(S)=^NH3(g)+H2O(g)+CO2(g)pi=3.6xl0Pa

3

反應2:2NaHCO3(s)^^Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)p2=4xl0Pa

該溫度下，剛性密閉容器中放入NH4HCO3和Na2cCh固體，平衡后以上3種固體均大量存

在。下列說法錯誤的是()

A.反應2的平衡常數為4xl06Pa2

B.通入NH3,再次平衡后總壓強增大

C.平衡后總壓強為4.36X105Pa

D.縮小體積，再次平衡后總壓強不變

2次★(2024湖南,14,3分)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比如8(CH3COOH)=

焉普罌隨投料比x(物質的量之比)的變化關系如圖所示，下列說法正確的

3coOH)+n(CH3coOCH3)

是()

A?投料比x代表"

B.曲線c代表乙酸的分布分數

C.AHI<0,AH2>0

D.L、M、N三點的平衡常數:K(L)=K(M)>K(N)

3次★(2024廣西,17節選)二氯亞颯(SOC12)是重要的液態化工原料。回答下列問題:

⑴合成SOC12前先制備SCb。有關轉化關系為

則S(s)+Cl2(g)=-SCb(l)的AH3=kJ-mol^o

⑵密閉容器中，以活性炭為催化劑，由SC12和02制備SOCho反應如下：

ISC12(g)+O2(g)-----SO2c12(g)

IISCb(g)+SO2cb(g)k2SOC12(g)

①反應II的lgK(K為平衡常數)隨/(T為溫度)的變化如圖1,推斷出該反應為(填

“吸熱’或"放熱'反應)。

②466K時，平衡體系內各組分的物質的量分數x(A)隨喘的變化如圖2,反應II的平衡常

九(02)

數Ki=(保留1位小數)。保持T和喘不變，增大SC12平衡轉化率的措

九(02)

施有..(任舉一例)。

③改變T,使反應n的平衡常數K2=；K1,導致圖2中的曲線變化，則x(SC12)等于x(S0C12)的

O

新交點將出現在(填好飛”下或"浮)處。

(2024甘肅,17,14分)SiHCh是制備半導體材料硅的重要原料,可由不同途徑制備。

1

⑴由SiC14制備SiHCl3:SiC14(g)+H2(g)~=SiHCl3(g)+HCl(g)AHi=+74.22kJ-mol-(298

K)

已知:SiHC13(g)+H2(g)^—Si(s)+3HCl(g)AH2=+219.29kJ-mol"(298K)。

298K時，由SiCl4(g)+2H2(g)=~=Si(s)+4HCl(g)制備56g硅(填“吸”或“放”)熱

kJ。升高溫度有利于制備硅的原因是。

催化劑

⑵在催化劑作用下由粗硅制備SiHCl3:3SiC14(g)+2H2(g)+Si(s)---------4SiHCh(g)o在773

K、2L密閉容器中,經不同方式處理的粗硅和催化劑混合物與0.4molH2(g)和0.1mol

SiC14(g)反應,SiC14轉化率隨時間的變化如下圖所示：

14.6

4.2

時間(min)

①0?50min,經方式處理后的反應速率最快;在此期間，經方式丙處理后的平均反

應速率v(SiHCb)=mol-L^min4o

②當反應達平衡時,H2的濃度為mol.L-1,平衡常數K的計算式

為。

③增大容器體積，反應平衡向移動。

5$**(2024黑、吉、遼,18節選)為實現氯資源循環利用，工業上采用RuO2催化氧化法

處理HC1廢氣：

1

2HCl(g)+|02(g)-Cl2(g)+H2O(g)AHi=-57.2kJ-mol-ASK

將HC1和02分別以不同起始流速通入反應器中，在360℃、400℃和440℃下反應，通過

檢測流出氣成分繪制HC1轉化率(a)曲線，如下圖所示(較低流速下轉化率可近似為平衡轉

化率)。

9()

卓

、

柳

^80-

/

g

c匕2/n(HCl)：n(0>43

H,<5(0.17,61)

0.180.140.100.06

HC1流速/(mol?h-1)

圖1

H用

=加

<<(0.10,80)

U

Hn(HCl):n(()J=4：4

0.180.140.100.06

HQ流速/(mol?h-')

圖2

回答下列問題：

(1)AS0(填“〉”或“<")江3=℃o

1

(2)結合以下信息，可知H2的燃燒熱AH=kJ-mol-0

H2O(1)=—=H2O(g)AH2=+44.0kJ-mol-1

:1

H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g)AH3=-184.6kJ-mol

⑶下列措施可提高M點HC1轉化率的是(填標號)。

A.增大HC1的流速B.將溫度升高40℃

C.增大n(HCl)：n(O2)D.使用更高效的催化劑

(4)圖中較高流速時,a(T3)小于a(T2)和a(Ti),原因是。

⑸設N點的轉化率為平衡轉化率，則該溫度下反應的平衡常數K=(用平衡物質的

量分數代替平衡濃度計算)。

三年模擬

6八★(2025屆重慶南開中學第二次質量檢測,14)復相平衡中有一類特殊的類型，其特點是

平衡只涉及氣體生成物，而其余都是凝聚相，如:NH4cl(s)——NH3(g)+HCl(g),這類反應在

特定溫度下達到平衡時,所生成氣體的總壓力稱為該物質的分解壓，如NH4cl(s)的分解壓p

分解=PNH3+PHCI。下表為600K時，某些氧化物的分解壓。則下列說法不正確的是()

氧化物CuOFeOMnOMgO

分解壓p/kPa2.0xl(y83.3xl0183.0X10313.4X1Q-50

p

A.某溫度時NH4C1(S)的區=筌

B.隨著溫度的升高,NH4cl(s)的分解壓升高

C.上述氧化物的分解壓越大,則該物質穩定性越差

D.600K時將MnO還原為Mn,可用Fe作為脫氧劑

7八★(2024天津和平二模,12)氫能是清潔的綠色能源。現有一種太陽能兩步法甲烷、水

蒸氣催化重整制氫工藝，第I、II步反應原理及反應的lgK『T關系如圖所示。下列有關說

法正確的是()

太陽光

(此二(NiFea-)~>C0、H,

I^步A%

H、o}(高能金屬氧化物NiO、而2H,

^第n步AH,'

1----------------NiFe,O2

1J4

4

3

2

1

O

-1

-2

-3

-4

A.CH4(g)+H2O(g)—CO(g)+3H2(g)AH<0

B.NiFe2O4改變反應歷程，降低了反應活化能，提升了反應物的平衡轉化率

C.1000℃時，反應CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)平衡常數KP=4

D.某溫度下,向反應體系中通入等體積的CH4(g)和H2O(g),達到平衡時CH4的轉化率為

60%,則此時混合氣體中H2的體積分數為56.25%

8.**(2025屆福建福州二中適應考,13節選)煤制天然氣的關鍵步驟是從合成氣中生產

CH4O合成氣轉化為CH4的過程中涉及以下反應：

I.CO(g)+3H2(g)-CH4(g)+H2O(g)AHi<0

II,CO(g)+H2O(g)^CO2(g)+H2(g)AH2<0

III.CO(g)+2H2(g)-CH30H(g)AH3

⑶向添加了催化劑的管式反應器中以一定的氣體流速通入合成氣

[n(CO)：n(H2)：n(N2)=l：3：l,p總=0.1MPa],在一定溫度下發生上述反應，在管式反應器

的進、出口檢測各成分的含量。已知:

n進(CO)-n出(CO)

CO轉化率:a(CO)=xlOO%

九進(C。)

九出(CHQ

CH4選擇性:S(CH4)=：xlOO%

71進(C。)-九出(CO)

s...7TLp（CH4）

CH4產率:丫（CH4）=，、X1OO%

"進（C。）

②某次實驗過程中測得如下數據：

物質n進（CO）n出（CH4）n出（CO2）n出（CH3OH）

n/mol1.000.870.020.01

（a）此次實驗中S（CH4）=（保留3位有效數字），氫氣的轉化率a（H2）=。

（b）若實驗過程中反應I?HI均達到平衡，試計算此時反應II的平衡常數Kn=（保留2

位有效數字）。

考法突破16分壓平衡常數的計算

五年高考

I」★（2024河北,17節選）氯氣是一種重要的基礎化工原料，廣泛應用于含氯化工產品的生

產。硫酰氯及1,4-二（氯甲基）苯等可通過氯化反應制備。

⑴硫酰氯常用作氯化劑和氯磺化劑，工業上制備原理如下：

SO2（g）+C12（g）=SO2cb（g）AH=-67.59kJ-mol1

①若正反應的活化能為E正kJ.moH,則逆反應的活化能E逆=kJ.moH（用含E正的代

數式表示）。

②恒容密閉容器中按不同進料比充入S02（g）和C12（g）,測定Tl、T2、T3溫度下體系達平衡

時的Ap（Ap=po-p,po為體系初始壓強,po=24OkPa,p為體系平衡壓強），結果如圖1。

圖1中溫度由高到低的順序為，判斷依據為

________________________________________________-M點C12的轉化率為,Ti溫

度下用分壓表示的平衡常數KP=kPaL

③圖2曲線中能準確表示Ti溫度下Ap隨進料比變化的是（填字母）。

75

70

65

60

55

50

45

40

0.00.51.01.52.02.53.03.54.0

”(SOJ：n(Cl)

2圖2

2達★（2023新課標,29,15分）氨是最重要的化學品之一，我國目前氨的生產能力位居世界

首位。回答下列問題：

⑴根據圖1數據計算反應劃2（g）+油（g）——NH3（g）的AH=kJ.mol'o

N(g)+3H(g)

氏KNH(g)+2H(g)

9-*---:--------

N(g)+|H2(g)]g、

I,.<21NH,(g)+H(g)

cn

q卻肥)+卻抱)

圖1能量轉換關系

(i)N2(g)+*^^N2*

(ii)N2*2N*

(iii)H2(g)+*H2*

(IV)H2*2H*

(V)N*+H*^^NH*+

（…）NH3**^NH3（g）+*

圖2反應機理

⑵研究表明,合成氨反應在Fe催化劑上可能通過圖2機理進行（*表示催化劑表面吸附

位,M*表示被吸附于催化劑表面的N2）O判斷上述反應機理中，速率控制步驟（即速率最慢

步驟）為（填步驟前的標號），理由是

⑶合成氨催化劑前驅體（主要成分為Fe3O4）使用前經H2還原，生成a-Fe包裹的Fe3O4o已

知a-Fe屬于立方晶系，晶胞參數a=287pm,密度為7.8g-cm*則a-Fe晶胞中含有Fe的原

子數為（列出計算式，阿伏加德羅常數的值為NA）。

（4）在不同壓強下，以兩種不同組成進料,反應達平衡時氨的摩爾分數與溫度的計算結果如

圖所示。其中一種進料組成為%112=0-75、詔2=0-25,另一種為%H2=0-675、%N2=0-225、XAr=0.10。

（物質i的摩爾分數:Xi=ni/n總）

T/K圖4

②進料組成中含有惰性氣體Ar的圖是o

③圖3中，當p2=20MPa、％NH3=0-20時，氮氣的轉化率。=。該溫度時，反應［N2（g）+

|H2（g）-NH3（g）的平衡常數KP=MPa」（化為最簡式）。

3次★（創新點:利用Kp反向求分壓）（2024湖南,18,15分）丙烯晴（CH^-CHCN）是一種重

要的化工原料。工業上以N2為載氣用TiCh作催化劑生產CH2=CHCN的流程如下：

260℃NH?315霓

￡湍H.C凡

進料反應釜I反應釜n

CH=CHCN.C2H50H

CH'=CHCOOC2H5,H,0…*

出料

已知:①進料混合氣進入兩釜的流量恒定，兩釜中反應溫度恒定；

②反應釜I中發生的反應：

1.HOCH2cH2coOC2H5(g)―>

CH2=CHCOOC2H5(g)+H2O(g)AHi

③反應釜n中發生的反應：

ii.CH2=CHCOOC2H5(g)+NH3(g)—>CH2=CHCONH2(g)+C2H50H(g)AH2

iii.CH2=CHCONH2(g)—>

CHz-CHCN(g)+H2O(g)AH3

④在此生產條件下，酯類物質可能發生水解。

回答下列問題：

⑴總反應HOCH2cH2coOC2H5(g)+NH3(g)—>CH2=CHCN(g)+C2H5OH(g)+2H2O(g)

AH=(用含AHi,AH2和AH3的代數式表示)；

⑵進料混合氣中n(HOCH2cH2coOC2H5)：n(C2H5OH)=1：2,出料中四種物質

(CHz-CHCOOGHs、CHLCHCN、C2H5OH,H2O)的流量(單位時間內出料口流出

的物質的量)隨時間變化關系如圖所示：

z

.0

Ul..5

mIL

c?0

IU

TL

2.5

/

W

S

蛇

02468101112

反應時間/h

①表示CH2=CHCN的曲線是(填或"c”)；

②反應釜I中加入C2H50H的作用是;

③出料中沒有檢測到CH2=CHCONH2的原因是:

④反應Uh后,a、b、c曲線對應物質的流量逐漸降低的原因是

⑶催化劑TiO2再生時會釋放CO2,可用氨水吸收獲得NH4HCO3。現將一定量的NH4HCO3

固體(含0.72g水)置于密閉真空容器中，充入CO2和NH3,其中CO2的分壓為100kPa,在27℃

下進行干燥。為保證NH4HCO3不分解,NH3的分壓應不低于kPa[已知

2143

p(H2O)=2.5xl0kPamolxn(H2O),NH4HCO3分解的平衡常數KP=4xlO(kPa)];

（4）以CH2=CHCN為原料，稀硫酸為電解液,Sn作陰極，用電解的方法可制得

Sn（CH2cH2CN）%其陰極反應式為。

4次★★（2024貴州,17,14分）在無氧環境下,CH4經催化脫氫芳構化可以直接轉化為高附

加值的芳煌產品。一定溫度下,CH4芳構化時同時存在如下反應：

i.CH4（g）—>C（s）+2H2（g）AHi=+74.6kJ-mol1AS=+80.84J-mol4-K1

ii.6cH4（g）—*C6H6⑴+9H2（g）AH2

回答下列問題：

⑴反應i在1000K時（選填“能”或“不能”）自發進行。

（2）已知25℃時有關物質的燃燒熱數據如表，則反應ii的AH2=kJ-mol"（用含a、b、

c的代數式表示）。

物質CH4（g）C6H6⑴H2（g）

AH^kJ-mol1）abc

⑶受反應i影響,隨著反應進行，單位時間內甲烷轉化率和芳煌產率逐漸降低，原因

是o

⑷對催化劑在不同的pH條件下進行處理，能夠改變催化劑的活性。將催化劑在5種不同

pH條件下處理后分別用于催化CH4芳構化，相同反應時間內測定相關數據如下表,其中最

佳pH為—_____，理由是_______________________________O

PHCH4平均轉化率/%芳煌平均產率/%產物中積炭平均含量/%

2.49.605.3540.75

4.09.804.6045.85

7.09.254.0546.80

10.010.456.4533.10

12.09.954.1049.45

（5）973K、100kPa下，在某密閉容器中按n（C6H6）：n（CH4）=l：5充入氣體，發生反應

C6H6（g）+CH4（g）—*C7H8（g）+H2（g）,平衡時C6H6與C7H8的分壓比為4：1,則C6H6的平衡

轉化率為，平衡常數Kp=（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=

總壓X物質的量分數，列出計算式即可）。

（6）引入丙烷可促進甲烷芳構化制備苯和二甲苯，反應如下：

催化劑廠

CeHs（g）+Hz（g）

CH4（g）+C3H8（g）--------

（過量）