專題57專題57化學反應速率與平衡綜合問題1．【2023年6月浙江卷】一定條件下，苯基丙炔()可與發生催化加成，反應如下：反應過程中該炔烴及反應產物的占比隨時間的變化如圖(已知：反應I、Ⅲ為放熱反應)，下列說法不正確的是A．反應焓變：反應I>反應ⅡB．反應活化能：反應I<反應ⅡC．增加濃度可增加平衡時產物Ⅱ和產物I的比例D．選擇相對較短的反應時間，及時分離可獲得高產率的產物Ⅰ2．（2021·北京真題）有科學研究提出:鋰電池負極材料(Li)由于生成LH而不利于電池容量的保持。一定溫度下，利用足量重水(D2O）與含LiH的Li負極材料反應，通過測定n(D2)/n(HD)可以獲知n(Li)/n(LiH)。已知：①LiH+H2O=LiOH+H2↑②2Li(s)+H2?2LiH△H＜0下列說法不正確的是A．可用質譜區分D2和HDB．Li與D2O的反應：2Li+2D2O=2LiOD+D2↑C．若n(Li)/n(LiH)越大，則n(D2)/n(HD)越小D．80℃反應所得n(D2)/n(HD)比25℃反應所得n(D2)/n(HD)大3．【2021年江蘇卷】NH3與O2作用分別生成N2、NO、N2O的反應均為放熱反應。工業尾氣中的NH3可通過催化氧化為N2除去。將一定比例的NH3、O2和N2的混合氣體以一定流速通過裝有催化劑的反應管，NH3的轉化率、生成N2的選擇性[100%]與溫度的關系如圖所示。下列說法正確的是A．其他條件不變，升高溫度，NH3的平衡轉化率增大B．其他條件不變，在175～300℃范圍，隨溫度的升高，出口處N2和氮氧化物的量均不斷增大C．催化氧化除去尾氣中的NH3應選擇反應溫度高于250℃D．高效除去尾氣中的NH3，需研發低溫下NH3轉化率高和N2選擇性高的催化劑4．【2022年全國甲卷】金屬鈦(Ti)在航空航天、醫療器械等工業領域有著重要用途，目前生產鈦的方法之一是將金紅石轉化為，再進一步還原得到鈦。回答下列問題：（1）轉化為有直接氯化法和碳氯化法。在時反應的熱化學方程式及其平衡常數如下：(ⅰ)直接氯化：(ⅱ)碳氯化：①反應的為_______，_______Pa。②碳氯化的反應趨勢遠大于直接氯化，其原因是_______。③對于碳氯化反應：增大壓強，平衡_______移動(填“向左”“向右”或“不”)；溫度升高，平衡轉化率_______(填“變大”“變小”或“不變”)。（2）在，將、C．以物質的量比1∶2.2∶2進行反應。體系中氣體平衡組成比例(物質的量分數)隨溫度變化的理論計算結果如圖所示。①反應的平衡常數_______。②圖中顯示，在平衡時幾乎完全轉化為，但實際生產中反應溫度卻遠高于此溫度，其原因是_______。（3）碳氯化是一個“氣—固—固”反應，有利于“固—固”接觸的措施是_______。5．【2022年全國乙卷】油氣開采、石油化工、煤化工等行業廢氣普遍含有的硫化氫，需要回收處理并加以利用?；卮鹣铝袉栴}：（1）已知下列反應的熱化學方程式：①

②

③

計算熱分解反應④的________。（2）較普遍采用的處理方法是克勞斯工藝。即利用反應①和②生成單質硫。另一種方法是：利用反應④高溫熱分解。相比克勞斯工藝，高溫熱分解方法的優點是________，缺點是________。（3）在、反應條件下，將的混合氣進行熱分解反應。平衡時混合氣中與的分壓相等，平衡轉化率為________，平衡常數________。（4）在、反應條件下，對于分別為、、、、的混合氣，熱分解反應過程中轉化率隨時間的變化如下圖所示。①越小，平衡轉化率________，理由是________。②對應圖中曲線________，計算其在之間，分壓的平均變化率為________。6．【2022年山東卷】利用丁內酯(BL)制備1，丁二醇(BD)，反應過程中伴有生成四氫呋喃(THF)和丁醇(BuOH)的副反應，涉及反應如下：已知：①反應Ⅰ為快速平衡，可認為不受慢反應Ⅱ、Ⅲ的影響；②因反應Ⅰ在高壓氛圍下進行，故壓強近似等于總壓?；卮鹣铝袉栴}：（1）以或BD為初始原料，在、的高壓氛圍下，分別在恒壓容器中進行反應。達平衡時，以BL為原料，體系向環境放熱；以BD為原料，體系從環境吸熱。忽略副反應熱效應，反應Ⅰ焓變_______。（2）初始條件同上。表示某物種i的物質的量與除外其它各物種總物質的量之比，和隨時間t變化關系如圖甲所示。實驗測得，則圖中表示變化的曲線是_______；反應Ⅰ平衡常數_______(保留兩位有效數字)。以BL為原料時，時刻_______，BD產率=_______(保留兩位有效數字)。（3）為達平衡時與的比值。、、三種條件下，以為初始原料，在相同體積的剛性容器中發生反應，隨時間t變化關系如圖乙所示。因反應在高壓氛圍下進行，可忽略壓強對反應速率的影響。曲線A．B．c中，最大的是_______(填代號)；與曲線b相比，曲線c達到所需時間更長，原因是_______。7．（2021·全國乙卷真題）一氯化碘(ICl)是一種鹵素互化物，具有強氧化性，可與金屬直接反應，也可用作有機合成中的碘化劑。回答下列問題：（2）氯鉑酸鋇()固體加熱時部分分解為、和，376.8℃時平衡常數，在一硬質玻璃燒瓶中加入過量，抽真空后，通過一支管通入碘蒸氣(然后將支管封閉)，在376.8℃，碘蒸氣初始壓強為。376.8℃平衡時，測得燒瓶中壓強為，則_______，反應的平衡常數K=_______(列出計算式即可)。（3）McMorris測定和計算了在136~180℃范圍內下列反應的平衡常數。得到和均為線性關系，如下圖所示：①由圖可知，NOCl分解為NO和反應的_______0(填“大于”或“小于”)②反應的K=_______(用、表示)：該反應的_______0(填“大于”或“小于”)，寫出推理過程_______。8．（2021·全國甲卷真題）二氧化碳催化加氫制甲醇，有利于減少溫室氣體二氧化碳?；卮鹣铝袉栴}：（2）合成總反應在起始物時，在不同條件下達到平衡，設體系中甲醇的物質的量分數為，在℃下的、在下的如圖所示。①用各物質的平衡分壓表示總反應的平衡常數，表達式_______；②圖中對應等壓過程的曲線是_______，判斷的理由是_______；③當時，的平衡轉化率____，反應條件可能為___或___。9．（2021.6·浙江真題）含硫化合物是實驗室和工業上的常用化學品。請回答：（1）實驗室可用銅與濃硫酸反應制備少量：。判斷該反應的自發性并說明理由_______。（2）已知。時，在一恒容密閉反應器中充入一定量的和，當反應達到平衡后測得、和的濃度分別為、和。①該溫度下反應的平衡常數為_______。②平衡時的轉化率為_______。（3）工業上主要采用接觸法由含硫礦石制備硫酸。①下列說法正確的是_______。A．須采用高溫高壓的反應條件使氧化為B．進入接觸室之前的氣流無需凈化處理C．通入過量的空氣可以提高含硫礦石和的轉化率D．在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收以提高吸收速率②接觸室結構如圖1所示，其中1~4表示催化劑層。圖2所示進程中表示熱交換過程的是_______。A．B．C．D．E.F.G.③對于放熱的可逆反應，某一給定轉化率下，最大反應速率對應的溫度稱為最適宜溫度。在圖3中畫出反應的轉化率與最適宜溫度(曲線Ⅰ)、平衡轉化率與溫度(曲線Ⅱ)的關系曲線示意圖(標明曲線Ⅰ、Ⅱ)_______。（4）一定條件下，在溶液體系中，檢測得到pH-時間振蕩曲線如圖4，同時觀察到體系由澄清→渾濁→澄清的周期性變化?？捎靡唤M離子方程式表示每一個周期內的反應進程，請補充其中的2個離子方程式。Ⅰ.Ⅱ.①_______；Ⅲ.；Ⅳ.②_______。10．（2020·山東高考真題）探究CH3OH合成反應化學平衡的影響因素，有利于提高CH3OH的產率。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應如下：Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ.回答下列問題：（1）_________。（2）一定條件下，向體積為VL的恒容密閉容器中通入1molCO2和3molH2發生上述反應，達到平衡時，容器中CH3OH(g)為ɑmol，CO為bmol，此時H2O(g)的濃度為__________mol﹒L-1(用含a、b、V的代數式表示，下同)，反應Ⅲ的平衡常數為___________。（3）不同壓強下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料，實驗測定CO2的平衡轉化率和CH3OH的平衡產率隨溫度的變化關系如下圖所示。已知：CO2的平衡轉化率=CH3OH的平衡產率=其中縱坐標表示CO2平衡轉化率的是圖___________(填“甲”或“乙”)；壓強p1、p2、p3由大到小的順序為___________；圖乙中T1溫度時，三條曲線幾乎交于一點的原因是___________。（4）為同時提高CO2的平衡轉化率和CH3OH的平衡產率，應選擇的反應條件為_________(填標號)。A．低溫、高壓B．高溫、低壓C．低溫、低壓D．高溫、高壓11．（2020·全國高考真題）二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2的熱點研究領域。回答下列問題：（1）CO2催化加氫生成乙烯和水的反應中，產物的物質的量之比n(C2H4)∶n(H2O)=__________。當反應達到平衡時，若增大壓強，則n(C2H4)___________(填“變大”“變小”或“不變”)。（2）理論計算表明，原料初始組成n(CO2)∶n(H2)=1∶3，在體系壓強為0.1MPa，反應達到平衡時，四種組分的物質的量分數x隨溫度T的變化如圖所示。圖中，表示C2H4、CO2變化的曲線分別是______、______。CO2催化加氫合成C2H4反應的ΔH______0(填“大于”或“小于”)。（3）根據圖中點A(440K，0.39)，計算該溫度時反應的平衡常數Kp=_________(MPa)?3(列出計算式。以分壓表示，分壓=總壓×物質的量分數)。（4）二氧化碳催化加氫合成乙烯反應往往伴隨副反應，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烴。一定溫度和壓強條件下，為了提高反應速率和乙烯選擇性，應當___________________。12．（2020·全國高考真題）硫酸是一種重要的基本化工產品，接觸法制硫酸生產中的關鍵工序是SO2的催化氧化：SO2(g)+O2(g)SO3(g)ΔH=?98kJ·mol?1。回答下列問題：（1）釩催化劑參與反應的能量變化如圖所示，V2O5(s)與SO2(g)反應生成VOSO4(s)和V2O4(s)的熱化學方程式為：_________。（2）當SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質的量分數分別為7.5%、10.5%和82%時，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強下，SO2平衡轉化率α隨溫度的變化如圖所示。反應在5.0MPa、550℃時的α=__________，判斷的依據是__________。影響α的因素有__________。（3）將組成(物質的量分數)為2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的氣體通入反應器，在溫度t、壓強p條件下進行反應。平衡時，若SO2轉化率為α，則SO3壓強為___________，平衡常數Kp=___________(以分壓表示，分壓=總壓×物質的量分數)。（4）研究表明，SO2催化氧化的反應速率方程為：v=k(?1)0.8(1?nα')。式中：k為反應速率常數，隨溫度t升高而增大；α為SO2平衡轉化率，α'為某時刻SO2轉化率，n為常數。在α'=0.90時，將一系列溫度下的k、α值代入上述速率方程，得到v~t曲線，如圖所示。曲線上v最大值所對應溫度稱為該α'下反應的最適宜溫度tm。t<tm時，v逐漸提高；t>tm后，v逐漸下降。原因是__________________________。13．（2020·浙江高考真題）研究NOx之間的轉化具有重要意義。（1）已知：N2O4(g)2NO2(g)ΔH＞0將一定量N2O4氣體充入恒容的密閉容器中，控制反應溫度為T1。①下列可以作為反應達到平衡的判據是________。A．氣體的壓強不變B．v正(N2O4)＝2v逆(NO2)C．K不變D．容器內氣體的密度不變E．容器內顏色不變②t1時刻反應達到平衡，混合氣體平衡總壓強為p，N2O4氣體的平衡轉化率為75%，則反應N2O4(g)2NO2(g)的平衡常數Kp＝________(對于氣相反應，用某組分B的平衡壓強p(B)代替物質的量濃度c(B)也可表示平衡常數，記作Kp，如p(B)＝p·x(B)，p為平衡總壓強，x(B)為平衡系統中B的物質的量分數)。③反應溫度T1時，c(N2O4)隨t(時間)變化曲線如圖，畫出0～t2時段，c(NO2)隨t變化曲線。保持其它條件不變，改變反應溫度為T2(T2＞T1)，再次畫出0～t2時段，c(NO2)隨t變化趨勢的曲線________。（2）NO氧化反應：2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g)分兩步進行，其反應過程能量變化示意圖如圖。Ⅰ2NO(g)=N2O2(g)ΔH1ⅡN2O2(g)＋O2(g)→2NO2(g)ΔH2①決定NO氧化反應速率的步驟是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。②在恒容的密閉容器中充入一定量的NO和O2氣體，保持其它條件不變，控制反應溫度分別為T3和T4(T4＞T3)，測得c(NO)隨t(時間)的變化曲線如圖。轉化相同量的NO，在溫度_____(填“T3”或“T4”)下消耗的時間較長，試結合反應過程能量圖分析其原因____。14．（2019·全國高考真題）水煤氣變換[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)]是重要的化工過程，主要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業領域中。回答下列問題：（1）Shibata曾做過下列實驗：①使純H2緩慢地通過處于721℃下的過量氧化鈷CoO(s)，氧化鈷部分被還原為金屬鈷(Co)，平衡后氣體中H2的物質的量分數為0.0250。②在同一溫度下用CO還原CoO(s)，平衡后氣體中CO的物質的量分數為0.0192。根據上述實驗結果判斷，還原CoO(s)為Co(s)的傾向是CO_________H2（填“大于”或“小于”）。（2）721℃時，在密閉容器中將等物質的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用適當的催化劑進行反應，則平衡時體系中H2的物質的量分數為_________（填標號）。A．＜0.25B．0.25C．0.25~0.50D．0.50E．＞0.50（4）Shoichi研究了467℃、489℃時水煤氣變換中CO和H2分壓隨時間變化關系（如下圖所示），催化劑為氧化鐵，實驗初始時體系中的PH2O和PCO相等、PCO2和PH2相等。計算曲線a的反應在30~90min內的平均速率(a)=___________kPa·min?1。467℃時PH2和PCO隨時間變化關系的曲線分別是___________、___________。489℃時PH2和PCO隨時間變化關系的曲線分別是___________、___________。15．（2016·上海高考真題）隨著科學技術的發展和環保要求的不斷提高，CO2的捕集利用技術成為研究的重點。完成下列填空：（1）目前國際空間站處理CO2的一個重要方法是將CO2還原，所涉及的反應方程式為：CO2（g）+4H2（g）CH4（g）+2H2O（g）已知H2的體積分數隨溫度升高而增加。若溫度從300℃升至400℃，重新達到平衡，判斷下列表格中各物理量的變化。（選填“增大”、“減小”或“不變”）v正v逆平衡常數K轉化率α（2）相同溫度時，上述反應在不同起始濃度下分別達到平衡，各物質的平衡濃度如下表：[CO2]/mol·L-1[H2]/mol·L-1[CH4]/mol·L-1[H2O]/mol·L-1平衡Ⅰabcd平衡Ⅱmnxya、b、c、d與m、n、x、y之間的關系式為_________。（3）碳酸：H2CO3，Ki1=4.3×10-7，Ki2=5.6×10-11草酸：H2C2O4，Ki1=5.9×10-2，Ki2=6.4×10-50.1mol/LNa2CO3溶液的pH____________0.1mol/LNa2C2O4溶液的pH。（選填“大于”、“小于”或“等于”）等濃度的草酸溶液和碳酸溶液中，氫離子濃度較大的是___________。若將等濃度的草酸溶液和碳酸溶液等體積混合，溶液中各種離子濃度大小的順序正確的是_____。（選填編號）a．[H+]＞[HC2O4-]＞[HCO3-]＞[CO32-]B．[HCO3-]＞[HC2O4-]＞[C2O42-]＞[CO32-]c．[H+]＞[HC2O4-]＞[C2O42-]＞[CO32-]D．[H2CO3]＞[HCO3-]＞[HC2O4-]＞[CO32-]（4）人體血液中的碳酸和碳酸氫鹽存在平衡：H++HCO3-H2CO3，當有少量酸性或堿性物質進入血液中時，血液的pH變化不大，用平衡移動原理解釋上述現象。____________________________________________________________________________________16．（2008·寧夏高考真題）已知可逆反應：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)；△H＞0，請回答下列問題：（1）在某溫度下，反應物的起始濃度分別為：c(M)=1mol·L-1,c(N)=2.4mol·L-1，達到平衡后，M的轉化率為60％，此時N的轉化率為__________。（2）若反應溫度升高，M的轉化率______(填“增大”“減小”或“不變”）。（3）若反應溫度不變，反應物的起始濃度分別為：c(M)=4mol·L-1,c(N)=amol·L-1;達到平衡后，c(P)=2mol·L-1,a=________。（4）若反應溫度不變，反應物的起始濃度為：c(M)=c(N)=bmol·L-1，達到平衡后，M的轉化率為_____________。17．（2007·上海高考真題）一定條件下，在體積為3L的密閉容器中，一氧化碳與氫氣反應生成甲醇（催化劑為Cu2O/ZnO）：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。根據題意完成下列各題：（1）反應達到平衡時，平衡常數表達式K＝_______________，升高溫度，K值_______（填“增大”、“減小”或“不變”）。（2）在500℃，從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v(H2)＝_____________。（3）在其他條件不變的情況下，對處于E點的體系體積壓縮到原來的1/2，下列有關該體系的說法正確的是_______：a．氫氣的濃度減少b．正反應速率加快，逆反應速率也加快c．甲醇的物質的量增加d．重新平衡時n(H2)/n(CH3OH)增大（4）據研究，反應過程中起催化作用的為Cu2O，反應體系中含少量CO2有利于維持催化劑Cu2O的量不變，原因是：_______________________（用化學方程式表示）。18．（2014·全國高考真題）在容積為1.00L的容器中，通入一定量的N2O4，發生反應N2O4(g)2NO2(g)，隨溫度升高，混合氣體的顏色變深?；卮鹣铝袉栴}：（1）反應的△H______0（填“大于”“小于”）；100℃時，體系中各物質濃度隨時間變化如上圖所示。在0~60s時段，反應速率v(N2O4)為___________mol?L-1?s-1反應的平衡常數K1為___________。（2）100℃時達到平衡后，改變反應溫度為T，c(N2O4)以0.0020mol?L-1?s-1的平均速率降低，經10s又達到平衡。①T_______100℃（填“大于”“小于”），判斷理由是_____。②列式計算溫度T是反應的平衡常數K2___________（3）溫度T時反應達平衡后，將反應容器的容積減少一半，平衡向___________（填“正反應”或“逆反應”）方向移動，判斷理由是___________。19．（2011·上海高考真題）自然界的礦物、巖石的成因和變化受到許多條件的影響。地殼內每加深1km，壓強增大約25000~30000kPa。在地殼內SiO2和HF存在以下平衡：SiO2(s)+4HF(g)?SiF4(g)+2H2O(g)+148.9kJ。根據題意完成下列填空：（1）在地殼深處容易有_____________氣體逸出，在地殼淺處容易有___________沉積。（2）如果上述反應的平衡常數K值變大，該反應_____________(選填編號)。A．一定向正反應方向移動B．在平衡移動時正反應速率先增大后減小C．一定向逆反應方向移動D．在平衡移動時逆反應速率先減小后增大（3）如果上述反應在體積不變的密閉容器中發生，當反應達到平衡時，________(選填編號)。A．2v正(HF)=v逆(H2O)B．v(H2O)=2v(SiF4)C．SiO2的質量保持不變D．反應物不再轉化為生成物（4）若反應的容器容積為2.0L，反應時間8.0min，容器內氣體的密度增大了0.12g/L，在這段時間內HF的平均反應速率為____________。20．（2012·上海高考真題）用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金屬制造發動機的耐熱部件，能大幅度提高發動機的熱效率。工業上用化學氣相沉積法制備氮化硅，其反應如下：3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g)Si3N4(s)+12HCl(g)+Q(Q>0)。完成下列填空：（1）在一定溫度下進行上述反應，若反應容器的容積為2L，3min后達到平衡，測得固體的質量增加了2.80g，則H2的平均反應速率___mol/(L·min)；該反應的平衡常數表達式K=_____（2）上述反應達到平衡后，下列說法正確的是_____。a．其他條件不變，壓強增大，平衡常數K減小b．其他條件不變，溫度升高，平衡常數K減小c．其他條件不變，增大Si3N4物質的量平衡向左移動d．其他條件不變，增大HCl物質的量平衡向左移動（3）一定條件下，在密閉恒容的容器中，能表示上述反應達到化學平衡狀態的是__。a．3v逆(N2)=v正(H2)b．v正(HCl)=4v正(SiCl4)c．混合氣體密度保持不變d．c(N2)：c(H2)：c(HCl)=1：3：6（4）若平衡時H2和HCl的物質的量之比為，保持其它條件不變，降低溫度后達到新的平衡時，H2和HCl的物質的量之比___（填“>”、“=”或“<”)。21．（2015·全國高考真題）甲醇是重要的化工原料，又可稱為燃料。利用合成氣（主要成分為CO、CO2和H2）在催化劑的作用下合成甲醇，發生的主反應如下：①CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H1②CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H2③CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）△H3回答下列問題：（1）已知反應①中的相關的化學鍵鍵能數據如下：由此計算△H1＝__kJ·mol-1，已知△H2＝-58kJ·mol-1，則△H3＝__kJ·mol-1。（2）反應①的化學平衡常數K的表達式為__________；圖1中能正確反映平衡常數K隨溫度變化關系的曲線為_________（填曲線標記字母），其判斷理由是_________________。（3）合成氣的組成n（H2）/n（CO+CO2）＝2.60時，體系中的CO平衡轉化率（α）與溫度和壓強的關系如圖2所示。α（CO）值隨溫度升高而_______（填“增大”或“減小”），其原因是_______。圖2中的壓強由大到小為_____，其判斷理由是_____。22．（2011·全國高考真題）反應aA（g）+bB（g）cC（g）（H＜0）在等容條件下進行。改變其他反應條件，在I、II、III階段體系中各物質濃度隨時間變化的曲線如下圖所示：回答問題：（1）反應的化學方程式中，a：b：c為；（2）A的平均反應速率（A）、（A）、（A）從大到小排列次序為；（3）B的平衡轉化率中最小的是，其值是；（4）由第一次平衡到第二次平衡，平衡移動的方向是，采取的措施是；（5）比較第II階段反應溫度（）和第III階段反應速度（）的高低：填“＞、＝、＜”判斷的理由是；（6）達到第三次平衡后，將容器的體積擴大一倍，假定10min后達到新的平衡，請在下圖中用曲線表示IV階段體系中各物質的濃度隨時間變化的趨勢（曲線上必須標出A、B、C）.23．（2014·浙江高考真題）煤炭燃燒過程中會釋放出大量的SO2，嚴重破壞生態環境。采用一定的脫硫技術可以把硫元素以CaSO4的形式固定，從而降低SO2的排放。但是煤炭燃燒過程中產生的CO又會與CaSO4發生化學反應，降低脫硫效率。相關反應的熱化學方程式如下：CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)ΔH1=218.4kJ·mol-1(反應Ⅰ)CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g)ΔH2=-175.6kJ·mol－1(反應Ⅱ)請回答下列問題：（1）反應Ⅰ能自發進行的條件是。（2）對于氣體參與的反應，表示平衡常數Kp時用氣體組分(B)的平衡壓強p(B)代替該氣體物質的量濃度c(B)，則反應Ⅱ的Kp=(用表達式表示)。（3）假設某溫度下，反應Ⅰ的速率(v1)大于反應Ⅱ的速率(v2)，則下列反應過程能量變化示意圖正確的是。（4）通過監測反應體系中氣體濃度的變化判斷反應Ⅰ和Ⅱ是否同時發生，理由是。（5）圖1為實驗測得不同溫度下反應體系中CO初始體積百分數與平衡時固體產物中CaS質量百分數的關系曲線。則降低該反應體系中SO2生成量的措施有。A．向該反應體系中投入石灰石B．在合適的溫度區間內控制較低的反應溫度C．提高CO的初始體積百分數D．提高反應體系的溫度（6）恒溫恒容條件下，假設反應Ⅰ和Ⅱ同時發生，且v1＞v2，請在圖2中畫出反應體系中c(SO2)隨時間t變化的總趨勢圖。24．（2012·浙江高考真題）[15分]甲烷自熱重整是先進的制氫方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反應系統同時通入甲烷、氧氣和水蒸氣，發生的主要化學反應有：反應過程化學方程式焓變△H(kJ/mol)活化能Ea(kJ/mol)甲烷氧化CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(g)－802.6125.6CH4(g)＋O2(g)CO2(g)＋2H2(g)－322.0172.5蒸汽重整CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)206.2240.1CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)165.0243.9回答下列問題：（1）反應CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的△H=kJ/mol。（2）在初始階段,甲烷蒸汽重整的反應速率甲烷氧化的反應速率（填大于、小于或等于）。（3）對于氣相反應，用某組分(B)的平衡壓強(PB)代替物質的量濃度(cB)也可以平衡常數（記作KP），則反應CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)的KP＝；隨著溫度的升高，該平衡常數（填“增大”、“減小”或“不變”）。（4）從能量階段分析，甲烷自熱重整方法的先進之處在于。（5）在某一給定進料比的情況下，溫度、壓強對H2和CO物質的量分數的影響如下圖：①若要達到H2物質的量分數>65%、CO的物質的量分數<10%，以下條件中最合適的是。A．600℃，0.9MpaB．700℃，0.9MPaC．800℃，1.5MpaD．1000℃，1.5MPa②畫出600℃，0.1Mpa條件下，系統中H2物質的量分數隨反應時間（從常溫進料開始即時）的變化趨勢示意圖：（6）如果進料中氧氣量過大，最終導致H2物質的量分數降低，原因是。25．（2010·上海高考真題）接觸法制硫酸工藝中，其主反應在450℃并有催化劑存在下進行：（1）該反應所用的催化劑是___(填寫化合物名稱)，該反應450℃時的平衡常數_____500℃時的平衡常數(填“大于”、“小于”或“等于”)。（2）該熱化學反應方程式的意義是____________．（3）下列描述中能表明該反應已達平衡狀態的是________A．B．容器中氣體的平均分子量不隨時間而變化C．容器中氣體的密度不隨時間而變化D．容器中氣體的分子總數不隨時間而變化（4）在一個固定容積為5L的密閉容器中充入0.20mol和0.10mol，半分鐘后達到平衡，測得容器中含0.18mol，則=______：若繼續通入0.20mol和0.10mol，則平衡______移動(填“向正反應方向”、“向逆反應方向”或“不”)，再次達到平衡后，______mol<n()<______mol。26．（2010·全國高考真題）向2L密閉容器中通入amol氣體A和bmol氣體B，在一定條件下發生反應:xA(g)+yB(g)pC(g)+qD(g)已知：平均反應速率；反應2min時，A的濃度減少了，B的物質的量減少了mol，有amolD生成?；卮鹣铝袉栴}：（1）反應2min內，=_________，______；（2）化學方程式中，______、______、______、______；（3）反應平衡時，D為2amol，則B的轉化率為______；（4）如果只升高反應溫度，其他反應條件不變，平衡時D為1.5amol，則該反應的______0；（填“＞”、“＜”或“＝”）（5）如果其他條件不變，將容器的容積變為1L，進行同樣的實驗，則與上述反應比較：①反應速率______（填“增大”、“減小”或“不變”），理由是______；②平衡時反應物的轉化率______（填“增大”、“減小”或“不變”），理由是______。27．（2012·山東高考真題）偏二甲肼與N2O4是常用的火箭推進劑，二者發生如下化學反應：（CH3）2NNH2（l）+2N2O4（l）═2CO2（g）+3N2（g）+4H2O（g）（Ⅰ）（1）反應（Ⅰ）中氧化劑是．（2）火箭殘骸中?，F紅棕色氣體，原因為：N2O4（g）?2NO2（g）（Ⅱ）當溫度升高時，氣體顏色變深，則反應（Ⅱ）為（填“吸熱”或“放熱”）反應．（3）一定溫度下，反應（Ⅱ）的焓變為△H．現將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說明反應達到平衡狀態的是．若在相同溫度下，上述反應改在體積為1L的恒容密閉容器中進行，平衡常數（填“增大”“不變”或“減小”），反應3s后NO2的物質的量為0.6mol，則0～3s內的平均反應速率v（N2O4）=mol/（L?s）﹣1．（4）NO2可用氨水吸收生成NH4NO3．25℃時，將amolNH4NO3溶于水，溶液顯酸性，原因是（用離子方程式表示）．向該溶液滴加bL氨水后溶液呈中性，則滴加氨水的過程中水的電離平衡將（填“正向”“不”或“逆向”）移動，所滴加氨水的濃度為mol?L﹣1．（NH3?H2O的電離平衡常數取Kb=2×10﹣5mol?L﹣1）28．（2013·浙江高考真題）捕碳技術（主要指捕獲CO2）在降低溫室氣體排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已經被用作工業捕碳劑，它們與CO2可發生如下可逆反應：反應Ⅰ：2NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2CO3(aq)△H1反應Ⅱ：NH3(l)＋H2O(l)＋CO2(g)(NH4)2HCO3(aq)△H2反應Ⅲ：(NH4)2CO3(aq)＋H2O(l)＋CO2(g)2(NH4)2HCO3(aq)△H3請回答下列問題：（1）△H3與△H1、△H2之間的關系是：△H3。（2）為研究溫度對(NH4)2CO3捕獲CO2效率的影響，在某溫度T1下，將一定量的(NH4)2CO3溶液置于密閉容器中，并充入一定量的CO2氣體（用氮氣作為稀釋劑），在t時刻，測得容器中CO2氣體的濃度。然后分別在溫度為T2、T3、T4、T5下，保持其它初始實驗條件不變，重復上述實驗，經過相同時間測得CO2氣體濃度，得到趨勢圖（見圖1）。則：①△H30(填＞、＝或＜)。②在T1～T2及T4～T5二個溫度區間，容器內CO2氣體濃度呈現如圖1所示的變化趨勢，其原因是。③反應Ⅲ在溫度為T1時，溶液pH隨時間變化的趨勢曲線如圖2所示。當時間到達t1時，將該反應體系溫度上升到T2，并維持該溫度。請在圖中畫出t1時刻后溶液的pH變化總趨勢曲線。（3）利用反應Ⅲ捕獲CO2，在(NH4)2CO3初始濃度和體積確定的情況下，提高CO2吸收量的措施有（寫出2個）。（4）下列物質中也可能作為CO2捕獲劑的是。A．NH4Cl B．Na2CO3C．HOCH2CH2OH D．HOCH2CH2NH229．（2013·上海高考真題）鎳具有優良的物理和化學特性，是許多領域尤其是高技術產業的重要原料。羰基法提純粗鎳涉及的兩步反應依次為：（1）Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)+Q（2）Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)完成下列填空：（1）在溫度不變的情況下，要提高反應（1）中Ni(CO4)的產率，可采取的措施有________、______。（2）已知在一定條件下的2L密閉容器中制備Ni(CO)4，粗鎳（純度98.5%,所含雜質不與CO反應）剩余質量和反應時間的關系如右圖所示。Ni(CO)4在0～10min的平均反應速率為______。（3）若反應（2）達到平衡后，保持其他條件不變，降低溫度，重新達到平衡時______。a．平衡常數K增大b．CO的濃度減小c．Ni的質量減小d．v逆[Ni(CO)4]增大（4）簡述羰基法提純粗鎳的操作過程_____。30．（2013·全國高考真題）在1.0L密閉容器中放入0.10molA(g)，在一定溫度進行如下反應應:A（g）B（g）+C（g）△H=+85.1kJ·mol-1反應時間(t)與容器內氣體總壓強(p)的數據見下表：時間t/h0124816202530總壓強p/100kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.53回答下列問題:（1）欲提高A的平衡轉化率，應采取的措施為。（2）由總壓強P和起始壓強P0計算反應物A的轉化率α(A)的表達式為。平衡時A的轉化率為，列式并計算反應的平衡常數K。（3）①由總壓強p和起始壓強p0表示反應體系的總物質的量n總和反應物A的物質的量n（A），n總=mol，n（A）=mol。②下表為反應物A濃度與反應時間的數據，計算a=反應時間t/h04816C（A）/（mol·L-1）0.10a0.0260.0065分析該反應中反應反應物的濃度c（A）變化與時間間隔（△t）的規律，得出的結論是，由此規律推出反應在12h時反應物的濃度c（A）為mol·L-1。

專題5專題57化學反應速率與平衡綜合問題1．【2023年6月浙江卷】一定條件下，苯基丙炔()可與發生催化加成，反應如下：反應過程中該炔烴及反應產物的占比隨時間的變化如圖(已知：反應I、Ⅲ為放熱反應)，下列說法不正確的是A．反應焓變：反應I>反應ⅡB．反應活化能：反應I<反應ⅡC．增加濃度可增加平衡時產物Ⅱ和產物I的比例D．選擇相對較短的反應時間，及時分離可獲得高產率的產物Ⅰ【答案】C【解析】A．反應I、Ⅲ為放熱反應，相同物質的量的反應物，反應I放出的熱量小于反應Ⅱ放出的熱量，反應放出的熱量越多，其焓變越小，因此反應焓變：反應I>反應Ⅱ，故A正確；B．短時間里反應I得到的產物比反應Ⅱ得到的產物多，說明反應I的速率比反應Ⅱ的速率快，速率越快，其活化能越小，則反應活化能：反應I<反應Ⅱ，故B正確；C．增加濃度，平衡正向移動，但平衡時產物Ⅱ和產物I的比例可能降低，故C錯誤；D．根據圖中信息，選擇相對較短的反應時間，及時分離可獲得高產率的產物Ⅰ，故D正確。綜上所述，答案為C。2．（2021·北京真題）有科學研究提出:鋰電池負極材料(Li)由于生成LH而不利于電池容量的保持。一定溫度下，利用足量重水(D2O）與含LiH的Li負極材料反應，通過測定n(D2)/n(HD)可以獲知n(Li)/n(LiH)。已知：①LiH+H2O=LiOH+H2↑②2Li(s)+H2?2LiH△H＜0下列說法不正確的是A．可用質譜區分D2和HDB．Li與D2O的反應：2Li+2D2O=2LiOD+D2↑C．若n(Li)/n(LiH)越大，則n(D2)/n(HD)越小D．80℃反應所得n(D2)/n(HD)比25℃反應所得n(D2)/n(HD)大【答案】C【解析】A．D2和HD的相對分子質量不同，可以用質譜區分，A正確；B．類似于鈉和水的反應，Li與D2O反應生成LiOD與D2，化學方程式是2Li+2D2O=2LiOD+D2↑，B正確；C．D2由Li與D2O反應生成，HD通過反應LiH+D2O=LiOD+HD，n(D2)/n(HD)越大，n(Li)/n(LiH)越大，C不正確；D．升溫，2LiH?2Li+H2△H>0平衡右移，Li增多LiH減少，則結合選項C可知：80℃下的n(D2)/n(HD)大于25℃下的n(D2)/n(HD)，D正確；答案為：C。3．【2021年江蘇卷】NH3與O2作用分別生成N2、NO、N2O的反應均為放熱反應。工業尾氣中的NH3可通過催化氧化為N2除去。將一定比例的NH3、O2和N2的混合氣體以一定流速通過裝有催化劑的反應管，NH3的轉化率、生成N2的選擇性[100%]與溫度的關系如圖所示。下列說法正確的是A．其他條件不變，升高溫度，NH3的平衡轉化率增大B．其他條件不變，在175～300℃范圍，隨溫度的升高，出口處N2和氮氧化物的量均不斷增大C．催化氧化除去尾氣中的NH3應選擇反應溫度高于250℃D．高效除去尾氣中的NH3，需研發低溫下NH3轉化率高和N2選擇性高的催化劑【答案】D【解析】A．NH3與O2作用分別生成N2、NO、N2O的反應均為放熱反應，根據勒夏特列原理，升高溫度，平衡向逆反應方向進行，氨氣的平衡轉化率降低，故A錯誤；B．根據圖象，在175～300℃范圍，隨溫度的升高，N2的選擇率降低，即產生氮氣的量減少，故B錯誤；C．根據圖象，溫度高于250℃N2的選擇率降低，且氨氣的轉化率變化并不大，浪費能源，根據圖象，溫度應略小于225℃，此時氨氣的轉化率、氮氣的選擇率較大，故C錯誤；D．氮氣對環境無污染，氮的氧化物污染環境，因此高效除去尾氣中的NH3，需研發低溫下NH3轉化率高和N2選擇性高的催化劑，故D正確；答案為D。4．【2022年全國甲卷】金屬鈦(Ti)在航空航天、醫療器械等工業領域有著重要用途，目前生產鈦的方法之一是將金紅石轉化為，再進一步還原得到鈦?；卮鹣铝袉栴}：（1）轉化為有直接氯化法和碳氯化法。在時反應的熱化學方程式及其平衡常數如下：(ⅰ)直接氯化：(ⅱ)碳氯化：①反應的為_______，_______Pa。②碳氯化的反應趨勢遠大于直接氯化，其原因是_______。③對于碳氯化反應：增大壓強，平衡_______移動(填“向左”“向右”或“不”)；溫度升高，平衡轉化率_______(填“變大”“變小”或“不變”)。（2）在，將、C．以物質的量比1∶2.2∶2進行反應。體系中氣體平衡組成比例(物質的量分數)隨溫度變化的理論計算結果如圖所示。①反應的平衡常數_______。②圖中顯示，在平衡時幾乎完全轉化為，但實際生產中反應溫度卻遠高于此溫度，其原因是_______。（3）碳氯化是一個“氣—固—固”反應，有利于“固—固”接觸的措施是_______?！敬鸢浮浚?）

-223

1.2×1014

碳氯化反應氣體分子數增加，?H小于0，是熵增、放熱過程，熵判據與焓判據均是自發過程，而直接氯化的體系氣體分子數不變、且是吸熱過程

向左

變小（2）

7.2×105

為了提高反應速率，在相同時間內得到更多的TiCl4產品，提高效益（3）將兩固體粉碎后混合，同時鼓入Cl2，使固體粉末“沸騰”【解析】（1）①根據蓋斯定律，將“反應ⅱ-反應ⅰ”得到反應2C(s)+O2(g)=2CO(g)，則?H=-51kJ/mol-172kJ/mol=-223kJ/mol；則Kp===1.2×1014Pa；②碳氯化的反應趨勢遠大于直接氯化，因為碳氯化反應氣體分子數增加，?H小于0，是熵增、放熱過程，熵判據與焓判據均是自發過程，而直接氯化的體系氣體分子數不變、且是吸熱過程；③對應碳氯化反應，氣體分子數增大，依據勒夏特列原理，增大壓強，平衡往氣體分子數減少的方向移動，即平衡向左移動；該反應是放熱反應，溫度升高，平衡往吸熱方向移動，即向左移動，則平衡轉化率變小。（2）①從圖中可知，1400℃，體系中氣體平衡組成比例CO2是0.05，TiCl4是0.35，CO是0.6，反應C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常數Kp(1400℃)==Pa=7.2×105Pa；②實際生產中需要綜合考慮反應的速率、產率等，以達到最佳效益，實際反應溫度遠高于200℃，就是為了提高反應速率，在相同時間內得到更多的TiCl4產品。（3）固體顆粒越小，比表面積越大，反應接觸面積越大。有利于TiO2–C“固-固”接觸，可將兩者粉碎后混合，同時鼓入Cl2，使固體粉末“沸騰”，增大接觸面積。5．【2022年全國乙卷】油氣開采、石油化工、煤化工等行業廢氣普遍含有的硫化氫，需要回收處理并加以利用?；卮鹣铝袉栴}：（1）已知下列反應的熱化學方程式：①

②

③

計算熱分解反應④的________。（2）較普遍采用的處理方法是克勞斯工藝。即利用反應①和②生成單質硫。另一種方法是：利用反應④高溫熱分解。相比克勞斯工藝，高溫熱分解方法的優點是________，缺點是________。（3）在、反應條件下，將的混合氣進行熱分解反應。平衡時混合氣中與的分壓相等，平衡轉化率為________，平衡常數________。（4）在、反應條件下，對于分別為、、、、的混合氣，熱分解反應過程中轉化率隨時間的變化如下圖所示。①越小，平衡轉化率________，理由是________。②對應圖中曲線________，計算其在之間，分壓的平均變化率為________?！敬鸢浮浚?）170（2）

副產物氫氣可作燃料

耗能高（3）

50%

4.76（4）

越高

n(H2S):n(Ar)越小，H2S的分壓越小，平衡向正反應方向進行，H2S平衡轉化率越高

d

24.9【解析】（1）已知：①2H2S(g)+3O2(g)＝2SO2(g)+2H2O(g)

ΔH1＝－1036kJ/mol②4H2S(g)+2SO2(g)＝3S2(g)+4H2O(g)

ΔH2＝94kJ/mol③2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g)

ΔH3＝－484kJ/mol根據蓋斯定律(①+②)×－③即得到2H2S(g)＝S2(g)+2H2(g)的ΔH4＝（－1036+94）kJ/mol×+484kJ/mol＝170kJ/mol；（2）根據蓋斯定律(①+②)×可得2H2S(g)+O2(g)＝S2(g)+2H2O(g)ΔH＝(－1036+94)kJ/mol×=－314kJ/mol，因此，克勞斯工藝的總反應是放熱反應；根據硫化氫分解的化學方程式可知，高溫熱分解方法在生成單質硫的同時還有氫氣生成。因此，高溫熱分解方法的優點是：可以獲得氫氣作燃料；但由于高溫分解H2S會消耗大量能量，所以其缺點是耗能高；（3）假設在該條件下，硫化氫和氬的起始投料的物質的量分別為1mol和4mol，根據三段式可知：平衡時H2S和H2的分壓相等，則二者的物質的量相等，即1－x＝x，解得x＝0.5，所以H2S的平衡轉化率為，所以平衡常數Kp＝＝≈4.76kPa；（4）①由于正反應是體積增大的可逆反應，n(H2S):n(Ar)越小，H2S的分壓越小，相當于降低壓強，平衡向正反應方向移動，因此H2S平衡轉化率越高；②n(H2S):n(Ar)越小，H2S平衡轉化率越高，所以n(H2S):n(Ar)＝1:9對應的曲線是d；根據圖像可知n(H2S):n(Ar)＝1:9反應進行到0.1s時H2S轉化率為0.24。假設在該條件下，硫化氫和氬的起始投料的物質的量分別為1mol和9mol，則根據三段式可知此時H2S的壓強為≈7.51kPa，H2S的起始壓強為10kPa，所以H2S分壓的平均變化率為＝24.9kPa·s－1。6．【2022年山東卷】利用丁內酯(BL)制備1，丁二醇(BD)，反應過程中伴有生成四氫呋喃(THF)和丁醇(BuOH)的副反應，涉及反應如下：已知：①反應Ⅰ為快速平衡，可認為不受慢反應Ⅱ、Ⅲ的影響；②因反應Ⅰ在高壓氛圍下進行，故壓強近似等于總壓?；卮鹣铝袉栴}：（1）以或BD為初始原料，在、的高壓氛圍下，分別在恒壓容器中進行反應。達平衡時，以BL為原料，體系向環境放熱；以BD為原料，體系從環境吸熱。忽略副反應熱效應，反應Ⅰ焓變_______。（2）初始條件同上。表示某物種i的物質的量與除外其它各物種總物質的量之比，和隨時間t變化關系如圖甲所示。實驗測得，則圖中表示變化的曲線是_______；反應Ⅰ平衡常數_______(保留兩位有效數字)。以BL為原料時，時刻_______，BD產率=_______(保留兩位有效數字)。（3）為達平衡時與的比值。、、三種條件下，以為初始原料，在相同體積的剛性容器中發生反應，隨時間t變化關系如圖乙所示。因反應在高壓氛圍下進行，可忽略壓強對反應速率的影響。曲線A．B．c中，最大的是_______(填代號)；與曲線b相比，曲線c達到所需時間更長，原因是_______?！敬鸢浮浚?）-200(X+Y)（2）

a或c

8.3×10-8

0.08

39%（3）

c

由于b和c代表的溫度相同，而壓強對反應速率的影響可忽略，壓強增大反應Ⅱ、Ⅲ均是逆向移動，增大，故=1.0所需時間更長【解析】（1）依題意，結合已知信息，可推定在同溫同壓下，以同物質的量的BL或BD為初始原料，達到平衡時的狀態相同，兩個平衡完全等效。則以5.0×10-3mol的BL為原料，達到平衡時放出XkJ熱量與同物質的量的BD為原料達到平衡時吸收YkJ熱量的能量二者能量差值為(X+Y)kJ，則1mol時二者能量差值為200(X+Y)kJ，反應I為放熱反應，因此焓變=-200(X+Y)kJ·mol-1。（2）實驗測定X<Y，則達到平衡時BD物質轉化量大于BL物質轉化量，平衡狀態BD物質的量較小，根據圖示可知，表示xBL變化的曲線是a或c；該平衡狀態下BL的分壓是0.48×3.0×103kPa，BD的分壓是0.36×3.0×103kPa，H2的壓強近似等于總壓，故反應I平衡常數Kp==Kpa-2=8.3×10-8kPa-2；以BL為原料時，根據題給反應Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知，體系總物質的量的增加量正好是BD參與反應Ⅱ、Ⅲ的量，也正好是H2O(g)的物質的量，設t1時BL轉化了amol，BD轉化了bmol，則體系總物質的量為(5.0×10-3+b)mol，得到、，求得a=、b=，則t1時刻=0.08；此時BD的產率為39%。（3）依題意，反應I是正向放熱過程，以BL為初始原料，溫度升高則平衡逆向移動，溫度越高，反應速率越快，達到平衡時的時間越短，越小，的值越大；相同溫度時，壓強增大，BD的比重增大，增大，又可忽略壓強對反應速率的影響，則最大即最小，對應曲線c；由于b和c代表的溫度相同，而壓強對反應速率的影響可忽略，壓強增大反應Ⅱ、Ⅲ均是逆向移動，增大，故=1.0所需時間更長。7．（2021·全國乙卷真題）一氯化碘(ICl)是一種鹵素互化物，具有強氧化性，可與金屬直接反應，也可用作有機合成中的碘化劑?；卮鹣铝袉栴}：（2）氯鉑酸鋇()固體加熱時部分分解為、和，376.8℃時平衡常數，在一硬質玻璃燒瓶中加入過量，抽真空后，通過一支管通入碘蒸氣(然后將支管封閉)，在376.8℃，碘蒸氣初始壓強為。376.8℃平衡時，測得燒瓶中壓強為，則_______，反應的平衡常數K=_______(列出計算式即可)。（3）McMorris測定和計算了在136~180℃范圍內下列反應的平衡常數。得到和均為線性關系，如下圖所示：①由圖可知，NOCl分解為NO和反應的_______0(填“大于”或“小于”)②反應的K=_______(用、表示)：該反應的_______0(填“大于”或“小于”)，寫出推理過程_______。【答案】（2）24.8（3）①大于②大于設，即，由圖可知：則：，即，因此該反應正反應為吸熱反應，即大于0【解析】（2）由題意玻376.8℃時璃燒瓶中發生兩個反應：(s)(s)+(s)+2(g)、Cl2(g)+I2(g)2ICl(g)。(s)(s)+(s)+2(g)的平衡常數，則平衡時p2(Cl2)=，平衡時p(Cl2)=100Pa，設到達平衡時I2(g)的分壓減小pkPa，則，376.8℃平衡時，測得燒瓶中壓強為，則0.1+20.0+p=32.5，解得p=12.4，則平衡時2p=2×12.4kPa=24.8kPa；則平衡時，I2(g)的分壓為(20.0-p)kPa=(20×103-12.4×103)Pa，24.8kPa=24.8×103Pa，p(Cl2)=0.1kPa=100Pa，因此反應的平衡常數K=；（3）①結合圖可知，溫度越高，越小，lgKp2越大，即Kp2越大，說明升高溫度平衡正向移動，則NOCl分解為NO和反應的大于0；②Ⅰ.Ⅱ.Ⅰ+Ⅱ得，則的K=；該反應的大于0；推理過程如下：設，即，由圖可知：則：，即，因此該反應正反應為吸熱反應，即大于0；8．（2021·全國甲卷真題）二氧化碳催化加氫制甲醇，有利于減少溫室氣體二氧化碳?；卮鹣铝袉栴}：（2）合成總反應在起始物時，在不同條件下達到平衡，設體系中甲醇的物質的量分數為，在℃下的、在下的如圖所示。①用各物質的平衡分壓表示總反應的平衡常數，表達式_______；②圖中對應等壓過程的曲線是_______，判斷的理由是_______；③當時，的平衡轉化率____，反應條件可能為___或___?！敬鸢浮浚?）①②b總反應ΔH<0，升高溫度時平衡向逆反應方向移動，甲醇的物質的量分數變?、?3.3%5×105Pa，210℃9×105Pa，250℃【解析】（2）①二氧化碳加氫制甲醇的總反應為，因此利用各物質的平衡分壓表示總反應的平衡常數，表達式Kp=，故答案為：。②該反應正向為放熱反應，升高溫度時平衡逆向移動，體系中將減小，因此圖中對應等壓過程的曲線是b，故答案為：b；總反應ΔH<0，升高溫度時平衡向逆反應方向移動，甲醇的物質的量分數變小。③設起始n(CO2)=1mol，n(H2)=3mol，則，當平衡時時，=0.1，解得x=mol，平衡時CO2的轉化率α==33.3%；由圖可知，滿足平衡時的條件有：5×105Pa，210℃或9×105Pa，250℃，故答案為：33.3%；5×105Pa，210℃；9×105Pa，250℃。9．（2021.6·浙江真題）含硫化合物是實驗室和工業上的常用化學品。請回答：（1）實驗室可用銅與濃硫酸反應制備少量：。判斷該反應的自發性并說明理由_______。（2）已知。時，在一恒容密閉反應器中充入一定量的和，當反應達到平衡后測得、和的濃度分別為、和。①該溫度下反應的平衡常數為_______。②平衡時的轉化率為_______。（3）工業上主要采用接觸法由含硫礦石制備硫酸。①下列說法正確的是_______。A．須采用高溫高壓的反應條件使氧化為B．進入接觸室之前的氣流無需凈化處理C．通入過量的空氣可以提高含硫礦石和的轉化率D．在吸收塔中宜采用水或稀硫酸吸收以提高吸收速率②接觸室結構如圖1所示，其中1~4表示催化劑層。圖2所示進程中表示熱交換過程的是_______。A．B．C．D．E.F.G.③對于放熱的可逆反應，某一給定轉化率下，最大反應速率對應的溫度稱為最適宜溫度。在圖3中畫出反應的轉化率與最適宜溫度(曲線Ⅰ)、平衡轉化率與溫度(曲線Ⅱ)的關系曲線示意圖(標明曲線Ⅰ、Ⅱ)_______。（4）一定條件下，在溶液體系中，檢測得到pH-時間振蕩曲線如圖4，同時觀察到體系由澄清→渾濁→澄清的周期性變化?？捎靡唤M離子方程式表示每一個周期內的反應進程，請補充其中的2個離子方程式。Ⅰ.Ⅱ.①_______；Ⅲ.；Ⅳ.②_______?！敬鸢浮浚?）不同溫度下都能自發，是因為（2）①②（3）①C②BDF③（4）【解析】（1）實驗室可用銅與濃硫酸反應制備少量的反應為，由于該反應，因此該反應在任何溫度下都能自發進行。（2）①根據題中所給的數據可以求出該溫度下的平衡常數為.②平衡時的轉化率為；（3）①A．在常壓下催化氧化為的反應中，的轉化率已經很高，工業上有采用高壓的反應條件，A說法不正確；B．進入接觸室之前的氣流中含有會使催化劑中毒的物質，需經凈化處理以防止催化劑中毒，B說法不正確；C．通入過量的空氣可以增大氧氣的濃度，可以使含硫礦石充分反應，并使化學平衡向正反應方向移動，因此可以提高含硫礦石和的轉化率；D．與水反應放出大量的熱，在吸收塔中若采用水或稀硫酸吸收，反應放出的熱量會使硫酸形成酸霧從而影響被水吸收導致的吸收速率減小，因此，在吸收塔中不宜采用水或稀硫酸吸收，D說法不正確。綜上所述，相關說法正確的是C；②反應混合物在熱交換氣中與原料氣進行熱交換，在熱交換過程中，反應混合物不與催化劑接觸，化學反應速率大幅度減小，故雖然反應混合物的溫度降低，的轉化率基本不變，因此，圖2所示進程中表示熱交換過程的是、、，因此選BDF；③對于放熱的可逆反應，該反應的最適宜溫度為催化劑的催化活性最好時所對應的溫度，在該溫度下化學反應速率最大，的轉化率也最大；當溫度高于最適宜溫度后，催化劑的催化活性逐漸減小，催化劑對化學反應速率的影響超過了溫度升高對化學反應速率的影響，因此化學反應速率逐漸減小，的轉化率也逐漸減??；由于該反應為放熱反應，隨著溫度的升高，的平衡轉化率減??；由于反應混合物與催化劑層的接觸時間較少，在實際的反應時間內反應還沒有達到化學平衡狀態，故在相應溫度下的轉化率低于其平衡轉化率。因此，反應的轉化率與最適宜溫度（曲線Ⅰ）、平衡轉化率與溫度（曲線Ⅱ）的關系曲線示意圖可表示如下：.（4）由時間振蕩曲線可知，在溶液體系中，溶液的呈先增大后減小的周期性變化，同時觀察到體系由澄清→渾濁→澄清的周期性變化，硫化鈉與硫酸反應生成，，然后發生，該過程溶液的基本不變，溶液保持澄清；溶液變渾濁時被氧化為，即發生，該過程溶液的增大；溶液又變澄清時又被氧化為，發生，該過程溶液的在減小。因此可以推測該過程中每一個周期內的反應進程中依次發生了如下離子反應：、、、。10．（2020·山東高考真題）探究CH3OH合成反應化學平衡的影響因素，有利于提高CH3OH的產率。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應如下：Ⅰ.Ⅱ.Ⅲ.回答下列問題：（1）_________。（2）一定條件下，向體積為VL的恒容密閉容器中通入1molCO2和3molH2發生上述反應，達到平衡時，容器中CH3OH(g)為ɑmol，CO為bmol，此時H2O(g)的濃度為__________mol﹒L-1(用含a、b、V的代數式表示，下同)，反應Ⅲ的平衡常數為___________。（3）不同壓強下，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料，實驗測定CO2的平衡轉化率和CH3OH的平衡產率隨溫度的變化關系如下圖所示。已知：CO2的平衡轉化率=CH3OH的平衡產率=其中縱坐標表示CO2平衡轉化率的是圖___________(填“甲”或“乙”)；壓強p1、p2、p3由大到小的順序為___________；圖乙中T1溫度時，三條曲線幾乎交于一點的原因是___________。（4）為同時提高CO2的平衡轉化率和CH3OH的平衡產率，應選擇的反應條件為_________(填標號)。A．低溫、高壓B．高溫、低壓C．低溫、低壓D．高溫、高壓【答案】（1）+40.9（2）（3）乙p1、p2、p3T1時以反應Ⅲ為主，反應Ⅲ前后氣體分子數相等，壓強改變對平衡沒有影響（4）A【解析】（1）.根據反應I-II=III，則△H3=△H1-△H2=-49.5kJ?mol-1-(-90.4kJ?mol-1)=+40.9kJ?mol-1；（2）.假設反應II中，CO反應了xmol，則II生成的CH3OH為xmol，I生成的CH3OH為(a-x)mol，III生成CO為(b+x)mol，根據反應I：，反應II：，反應III：，所以平衡時水的物質的量為(a-x)mol+(b+x)mol=(a+b)mol，濃度為:；平衡時CO2的物質的量為1mol-(a-x)mol-(b+x)mol=(1-a-b)mol，H2的物質的量為3mol-3(a-x)mol-2x-(b+x)mol=(3-3a-b)mol，CO的物質的量為bmol，水的物質的量為(a+b)mol，則反應III的平衡常數為：；（3）.反應I和II為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，則CH3OH的平衡產率減少，所以圖甲表示CH3OH的平衡產率，圖乙中，開始升高溫度，由于反應I和II為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，CO2的平衡轉化率降低，反應III為吸熱反應，升高溫度反應III向正反應方向移動，升高一定溫度后以反應III為主，CO2的平衡轉化率又升高，所以圖乙表示CO2的平衡轉化率；壓強增大，反應I和II是氣體體積減小的反應，反應I和II平衡正向移動，反應III氣體體積不變化，平衡不移動，故壓強增大CH3OH的平衡產率增大，根據圖所以壓強關系為：p1>p2>p3；溫度升高，反應I和II平衡逆向移動，反應III向正反應方向移動，所以T1溫度時，三條曲線交與一點的原因為：T1時以反應III為主，反應III前后分子數相等，壓強改變對平衡沒有影響；（4）.根據圖示可知，溫度越低，CO2的平衡轉化率越大，CH3OH的平衡產率越大，壓強越大，CO2的平衡轉化率越大，CH3OH的平衡產率越大，所以選擇低溫和高壓，答案選A。11．（2020·全國高考真題）二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2的熱點研究領域?；卮鹣铝袉栴}：（1）CO2催化加氫生成乙烯和水的反應中，產物的物質的量之比n(C2H4)∶n(H2O)=__________。當反應達到平衡時，若增大壓強，則n(C2H4)___________(填“變大”“變小”或“不變”)。（2）理論計算表明，原料初始組成n(CO2)∶n(H2)=1∶3，在體系壓強為0.1MPa，反應達到平衡時，四種組分的物質的量分數x隨溫度T的變化如圖所示。圖中，表示C2H4、CO2變化的曲線分別是______、______。CO2催化加氫合成C2H4反應的ΔH______0(填“大于”或“小于”)。（3）根據圖中點A(440K，0.39)，計算該溫度時反應的平衡常數Kp=_________(MPa)?3(列出計算式。以分壓表示，分壓=總壓×物質的量分數)。（4）二氧化碳催化加氫合成乙烯反應往往伴隨副反應，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烴。一定溫度和壓強條件下，為了提高反應速率和乙烯選擇性，應當___________________?！敬鸢浮浚?）1∶4變大（2）dc小于（3）或等（4）選擇合適催化劑等【解析】（1）CO2催化加氫生成乙烯和水，該反應的化學方程式可表示為2CO2+6H2?CH2=CH2+4H2O，因此，該反應中產物的物質的量之比n(C2H4)：n(H2O)=1：4。由于該反應是氣體分子數減少的反應，當反應達到平衡狀態時，若增大壓強，則化學平衡向正反應方向移動，n(C2H4)變大。（2）由題中信息可知，兩反應物的初始投料之比等于化學計量數之比；由圖中曲線的起點坐標可知，c和a所表示的物質的物質的量分數之比為1:3、d和b表示的物質的物質的量分數之比為1:4，則結合化學計量數之比可以判斷，表示乙烯變化的曲線是d，表示二氧化碳變化曲線的是c。由圖中曲線的變化趨勢可知，升高溫度，乙烯的物質的量分數減小，則化學平衡向逆反應方向移動，則該反應為放熱反應，?H小于0。（3）原料初始組成n(CO2)∶n(H2)=1∶3，在體系壓強為0.1Mpa建立平衡。由A點坐標可知，該溫度下，氫氣和水的物質的量分數均為0.39，則乙烯的物質的量分數為水的四分之一，即，二氧化碳的物質的量分數為氫氣的三分之一，即，因此，該溫度下反應的平衡常數(MPa)-3=(MPa)-3。（4）工業上通常通過選擇合適的催化劑，以加快化學反應速率，同時還可以提高目標產品的選擇性，減少副反應的發生。因此，一定溫度和壓強下，為了提高反應速率和乙烯的選擇性，應當選擇合適的催化劑。12．（2020·全國高考真題）硫酸是一種重要的基本化工產品，接觸法制硫酸生產中的關鍵工序是SO2的催化氧化：SO2(g)+O2(g)SO3(g)ΔH=?98kJ·mol?1?；卮鹣铝袉栴}：（1）釩催化劑參與反應的能量變化如圖所示，V2O5(s)與SO2(g)反應生成VOSO4(s)和V2O4(s)的熱化學方程式為：_________。（2）當SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物質的量分數分別為7.5%、10.5%和82%時，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強下，SO2平衡轉化率α隨溫度的變化如圖所示。反應在5.0MPa、550℃時的α=__________，判斷的依據是__________。影響α的因素有__________。（3）將組成(物質的量分數)為2m%SO2(g)、m%O2(g)和q%N2(g)的氣體通入反應器，在溫度t、壓強p條件下進行反應。平衡時，若SO2轉化率為α，則SO3壓強為___________，平衡常數Kp=___________(以分壓表示，分壓=總壓×物質的量分數)。（4）研究表明，SO2催化氧化的反應速率方程為：v=k(?1)0.8(1?nα')。式中：k為反應速率常數，隨溫度t升高而增大；α為SO2平衡轉化率，α'為某時刻SO2轉化率，n為常數。在α'=0.90時，將一系列溫度下的k、α值代入上述速率方程，得到v~t曲線，如圖所示。曲線上v最大值所對應溫度稱為該α'下反應的最適宜溫度tm。t<tm時，v逐漸提高；t>tm后，v逐漸下降。原因是__________________________?！敬鸢浮浚?）2V2O5(s)+2SO2(g)?2VOSO4(s)+V2O4(s)?H=-351kJ?mol-1（2）0.975該反應氣體分子數減少，增大壓強，α提高。所以，該反應在550℃、壓強為5.0MPa＞2.5MPa＝p２的，所以p1=5.0MPa反應物（N2和O2）的起始濃度（組成）、溫度、壓強（3）（4）升高溫度，k增大使v逐漸提