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能力小专题14　化学反应速率与化学平衡分析
角度一
【深研真题】
例1　A　[解析] 由图可知,3 h后异山梨醇浓度继续增大,1,4-失水山梨醇浓度继续减小,15 h后异山梨醇浓度才不再变化,所以3 h时,反应②未达到平衡状态,即正、逆反应速率不相等,故A错误;图像显示该温度下,15 h后所有物质浓度都不再变化,且此时山梨醇转化完全,即反应充分,而1,4-失水山梨醇仍有剩余,说明反应①为彻底反应,反应②为可逆反应,所以该温度下的平衡常数:①>②,故B正确;由图可知,在0~3 h内异山梨醇的浓度变化量为0.042 mol·kg-1,所以平均速率v(异山梨醇)==0.014 mol·kg-1·h-1,故C正确;催化剂只能改变化学反应速率,不能改变反应限度,所以反应②加入催化剂不改变其平衡转化率,故D正确。
例2　D　[解析] 由题意可知Na2SiF6分解生成固相含氟化合物(NaF)和气相含氟化合物(SiF4),Na2SiF6(s)SiF4(g)+2NaF(s),生成的NaF和SiF4的物质的量之比为2∶1,故曲线a表示NaF,曲线b表示SiF4,曲线c表示Na2SiF6。a 线所示物种为固相产物,A正确;T1温度时,向恒容容器中通入惰性气体,平衡不移动,气相产物分压不变,B正确;由图可知,T2温度之前,温度升高,平衡正向移动,平衡常数Kp=p(SiF4)增大,因Na2SiF6(s)在T2温度时已反应完全,故p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp,C正确;在T1温度时,向容器中加入 b 线物种(气相产物SiF4),温度不变,Kp=p(SiF4)不变,重新达平衡时逆反应速率不变,D错误。
例3　C　[解析] 由图可知,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不正确;实验③中水样初始pH=8,溶液显弱碱性,离子方程式中不能出现H+,B不正确;分析实验①和②可知,其他条件相同,只有纳米铁质量不同,在相同时间内,实验①中Se浓度的变化量大,因此,其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率,C正确;分析实验②和③可知,其他条件相同,只有水样初始pH不同,在相同时间内,实验②中Se浓度的变化量大,因此,其他条件相同时,适当减小水样初始pH,Se的去除效果增强,但是当水样初始pH很小时,H+浓度过大,纳米铁与H+反应速率加快,会导致与Se反应的纳米铁减少,因此,当初始pH越小时,Se的去除效果不一定越好,D不正确。
【对点精练】
1.D　[解析] 由图像信息可知,平衡时CO2的浓度T1温度下比T2温度下的大,即T1到T2平衡正向移动,而结合题干方程式可知,该正反应是放热反应,则降低温度平衡正向移动,即T1>T2,A正确;由图像信息可知,T1温度下达到平衡时CO2的浓度为0.25 mol·L-1,即CO2的浓度减小了0.40 mol·L-1-0.25 mol·L-1=0.15 mol·L-1,结合浓度变化量之比等于化学计量数之比可知,T1下反应达到平衡时c(CH3OH)=0.15 mol·L-1,B正确;由图像信息可知,在温度均为T1时,使用催化剂1达到平衡所需要的时间比催化剂2更长即使用催化剂1时的反应速率比使用催化剂2时更慢,说明使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大,C正确;由图像信息可知,催化剂2和催化剂3分别在不同温度下达到平衡所需要的时间相同,两平衡的限度不同,说明使用催化剂2和催化剂3在相同温度下达到平衡所用时间不同,反应历程不相同,D错误。
2.D　[解析] 温度越高反应速率越快,相比于容器乙,容器丙中升高温度,醋酸甲酯的物质的量增大,则相当于乙中反应逆向进行,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,B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,但不确定乙是否达平衡,不能确定乙中正、逆反应速率的相对大小,C错误;对丙而言,列三段式:
　　　　 　CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)
起始/mol　　　　　1　　　　　9.8　　　　0　　　　　　　0
转化/mol　　　　　0.8　　　　1.6　　　　0.8　　　　　　0.8
平衡/mol　　　　　0.2　　　　8.2　　　　0.8　　　　　　0.8
则容器丙中乙醇的体积分数为×100%=8%,D正确。
角度二
【深研真题】
例1　C　[解析] ①A(g)M(g)的Kx=,②A(g)N(g)的Kx=,②-①得到M(g)N(g),则Kx===,A正确;由图可知,0~t1时间段,生成M和N的物质的量相同,由此可知,生成M和N的平均反应速率相等,B正确;若加入催化剂,k1增大,更有利于生成M,则x1变大,但催化剂不影响平衡移动,xM,平衡不变,C错误;若A(g)→M(g)和A(g)→N(g)均为放热反应,升高温度,两个反应均逆向移动,A的物质的量分数变大,即xA,平衡变大,D正确。
例2　A　[解析] 550 ℃时,曲线①对应物质的物质的量是5 mol,根据原子守恒,n(C)=3 mol,则其不可能是含碳微粒,故曲线①代表H2,升高温度,反应Ⅰ的平衡正向移动,反应Ⅱ的平衡逆向移动,CO物质的量增大,则曲线③代表CO,温度升高,反应Ⅲ的平衡逆向移动,CH4物质的量降低,则曲线②代表CH4,据此解答。550 ℃时,n(H2)=5 mol,n(CO2)=2.2 mol,n(CH4)=n(CO)=0.4 mol,根据C原子守恒,可得n(C3H8O3)==0,根据O原子守恒,可得n(H2O)==7.2 mol(也可利用H原子守恒计算,结果相同),则H2O的平衡转化率α(H2O)=×100%=20%,A正确;550 ℃反应达平衡状态时,n(CO2)=2.2 mol,n(CO)=0.4 mol,则n(CO2)∶n(CO)=11∶2,B错误;400~550 ℃范围,随温度升高,反应Ⅱ、Ⅲ的平衡均逆向移动,由图可知n(CO2)增大,说明反应Ⅲ逆向移动程度更大,则H2O的物质的量减小,C错误;增大压强,反应Ⅰ的平衡逆向移动,反应Ⅲ的平衡正向移动,H2的物质的量减小,D错误。
例3　D　[解析] 图中曲线表示的是两种含碳产物的分布分数,即分别为δ(CH3COOH)、δ(CH3COOCH3),若投料比x代表,x越大,可看作是CH3OH的量增多,由主、副反应可知生成的CH3COOCH3越多,CH3COOCH3的分布分数越大,则曲线a或曲线b表示CH3COOCH3的分布分数,曲线c或曲线d表示CH3COOH的分布分数,据此分析可知A、B均正确,则假设错误,所以投料比x代表,曲线a或曲线b表示δ(CH3COOH),曲线c或曲线d表示δ(CH3COOCH3)。根据分析可知,投料比x代表,故A错误。曲线c表示CH3COOCH3的分布分数,故B错误。当同一投料比时,由曲线a和曲线b可知,温度越高则δ(CH3COOH)越大,说明温度升高主反应的平衡正向移动,ΔH1>0;当同一投料比时,由曲线c和曲线d可知,温度越高则δ(CH3COOCH3)越小,说明温度升高副反应的平衡逆向移动,ΔH2<0,故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(L)=K(M)>K(N),故D正确。
【对点精练】
1.B　[解析] 由图可知,相同时间内x2(反应Ⅱ产物产率)大于x1(反应Ⅰ产物产率),说明反应Ⅱ的反应速率比反应Ⅰ快,一般情况下,反应速率越快,反应的活化能越小,所以反应活化能Ⅱ<Ⅰ,A选项正确;已知ΔH1>ΔH2>0,对于吸热反应,ΔH越大,温度对反应限度影响越大,所以温度对反应Ⅰ的反应限度影响大,B选项错误;催化剂具有选择性,不同的催化剂对不同反应的催化效果不同,所以改变催化剂可调控两种有机生成物比例,C选项正确;8 h时,x1=0.027,x2=0.374,起始时n(C10H18)=1.00 mol,根据题给两个已知反应可知,n(H2)=5×1 mol×0.374+3×1 mol×0.027=1.951 mol,D选项正确。
2.C　[解析] L4处与L5处的温度不同,故反应①的平衡常数K不相等,A错误;由图像可知,L1~L7温度升高,该装置为绝热反应管,反应①为吸热反应,所以反应②为放热反应,ΔH2<0,B错误;从L5到L6,甲醇的体积分数逐渐增加,说明反应②在向右进行,反应②消耗CO,而CO体积分数没有明显变化,说明反应①也在向右进行,反应①为气体分子数不变的反应,其向右进行时,n(H2O)增大,反应②为气体分子数减小的反应,且没有H2O的消耗与生成,故n(总)减小而n(H2O)增加,即H2O的体积分数会增大,则L6处的H2O的体积分数大于L5处,C正确;L1处CO的体积分数大于CH3OH,说明生成的CO的物质的量大于CH3OH,两者反应时间相同,说明CO的生成速率大于CH3OH的生成速率,D错误。
3.D　[解析] 反应①快速平衡说明反应①速率快,活化能更低,A错误;随反应进行,H2S的物质的量减少,a表示H2S的含硫元素占比与时间的变化关系的曲线;反应①快速平衡,则S2快速达到最大值,则b表示S2的含硫元素占比与时间的变化关系的曲线;c表示SO2的含硫元素占比与时间的变化关系的曲线,B错误;若选择对反应①催化效果更好的催化剂,平衡不移动,反应速率加快,由于达到平衡的时间缩短,反应③消耗S2的量减少,则M点将移向N点,C错误;若40 min时达到平衡,生成H2O的物质的量与46 min相同,H2S的含硫元素占比为4%,H2S的物质的量为0.08 mol,则反应消耗H2S的物质的量为1.92 mol,根据氢元素守恒可知,生成1.92 mol水,D正确。限时集训(十四)
1.C　[解析] 2NO(g)+O2(g)2NO2(g)是气体分子数减小的反应,ΔS<0,该反应在一定条件下能够自发进行,说明ΔG=ΔH-TΔS<0在一定条件下成立,则ΔH<0,A正确;增大O2的量,2NO(g)+O2(g)2NO2(g)平衡正向移动,能提高NO的平衡转化率,B正确;表格中,升高温度后,相同压强下达到相同转化率所需时间延长(如1.0×105 Pa下达到50%转化率,将温度从30℃升高至90°,时间从12 s增至25 s),说明升温导致反应速率减慢,C错误;在8.0×105 Pa、90 ℃下,6 s 后NO的转化率仍然会增大,说明此时反应还未达到平衡,v正>v逆,D正确。
2.B　[解析] t3 min时,反应达到平衡状态,正、逆反应仍在进行,正、逆反应速率相等,A错误;t1 min时反应未达到平衡状态,且向正反应方向进行,即正反应速率大于逆反应速率,B正确;平衡常数只与温度有关,与浓度无关,C错误;从反应式可知,物质的量浓度的变化量为c(H+)=2c(VO2+),t2~t3 min内平均速率v(VO2+)=v(H+)= mol·L-1·min-1,D错误。
3.C　[解析] 容器的容积恒为1 L,随着反应的正向进行,n(双环戊二烯)逐渐减小,n(环戊二烯)逐渐增大,根据图像可知,0~1.5 min,T1温度下,v1(双环戊二烯)=v1(环戊二烯)=×=1.5 mol·L-1·min-1,T2温度下,1.5 min时,n(双环戊二烯)>1.5 mol,则0~1.5 min,v2(双环戊二烯)<=1 mol·L-1·min-1,则v1(双环戊二稀)>v2(双环戊二烯),因此T1>T2,A正确;由图像可知,T1温度下点(1.5,4.5)处反应不一定处于平衡状态,因此达到平衡时,双环戊二烯转化的物质的量≥2.25 mol,T2温度下点(2,1.5)处反应已经达到平衡,此时双环戊二烯转化的物质的量为1.5 mol,说明升高温度平衡正向移动,即ΔH>0,B正确;恒温、恒容条件下,压强之比等于气体物质的量之比,T2温度下,当容器总压强p=1.5p2时,容器中气体总物质的量为4.5 mol,设此时双环戊二烯转化的物质的量为x,则3 mol-x+2x=4.5 mol,x=1.5 mol,由图像可知,此时反应处于平衡状态,v正=v逆,C错误;该反应为吸热反应,温度越高,平衡常数越大,绝热条件下,随着反应的进行容器内温度逐渐降低,故绝热条件下的平衡常数小于恒温条件,D正确。
4.D　[解析] 由表格①投料数据和方程式可知,图中反应物和生成物表示如图所示:,设容器的容积为1 L,平衡时甲烷的物质的量为x,由图可知,平衡时氢气和甲烷的物质的量相等,4 mol-4x=x,解得x=0.8 mol,平衡时二硫化碳、氢气、甲烷、硫化氢的物质的量浓度分别为0.2 mol·L-1、0.8 mol·L-1、0.8 mol·L-1、1.6 mol·L-1,反应的平衡常数K==25。由分析可知,M点平衡时甲烷的物质的量为0.8 mol,则二硫化碳的转化率为×100%=80%,故A正确;由分析可知,①中反应平衡时,氢气的物质的量为0.8 mol,故B正确;按照②进行投料时,反应的浓度商Q=≈0.78<25,则反应向正反应方向进行,故C正确;由题意可知,③中起始二硫化碳的体积分数为×100%=50%,设反应时二硫化碳的物质的量消耗量为y,由方程式可知,二硫化碳的体积分数为×100%=50%,则二硫化碳的体积分数保持不变时,不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故D错误。
5.B　[解析] 发生的反应Ⅰ.SCl2(g)+O2(g)SO2Cl2(g)　ΔH1<0,Ⅱ.SCl2(g)+SO2Cl2(g)2SOCl2(g)　ΔH2<0,反应Ⅰ完全反应,当=1时,摩尔分数最大的为SO2Cl2,L3代表SO2Cl2,随着增加,SCl2的浓度增大,反应Ⅱ正向进行,随着的增大,SOCl2的摩尔分数先增大,当SCl2的摩尔分数增大程度大于反应Ⅱ平衡正向移动的程度时,SOCl2摩尔分数开始减小,故SOCl2摩尔分数先增大后减小,曲线L1代表SCl2,曲线L2代表SOCl2,A错误;T ℃时,温度不变,则K不变,=2时,设投入1 mol O2和2 mol SCl2,反应Ⅱ反应a mol SCl2,列出三段式如下:
根据图中给出L1与L3交叉点信息,列式可得=0.1,解得a=0.8 mol,则平衡常数K===64, B正确;降温达新平衡后,反应Ⅱ正向进行,SCl2摩尔分数减小,SOCl2摩尔分数增大,曲线L1和L2新交点不可能在a点,可能出现在b处,C错误;T ℃,缩小容器容积,压强增大,反应Ⅱ平衡不移动,达新平衡后,的值不变,D错误。
6.D　[解析] 0~30 min,假设不发生NO2的二聚反应,只发生反应2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g),则N2O5的压强减小量为(37.2-32.5)kPa×,实际发生NO2的二聚反应,则v(N2O5)>≈0.104 kPa·min-1,A错误;N2O5(g)的分解不是可逆反应,t=∞时,N2O5(g)完全分解,2NO2(g)N2O4(g)为可逆反应,因此当N2O5(g)完全分解后,O2的压强必为16.25 kPa,30 ℃时,
(65-2y+y+16.25)kPa=60.8 kPa,y=20.45,Kp==≈,30 ℃时,反应N2O4(g)2NO2(g)平衡常数Kp==≈28.4 kPa,B错误;2NO2(g)N2O4(g)为放热反应,升温,平衡逆向移动,压强会增大,C错误;研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v=1.8×10-3 min-1×p(N2O5),t=50 min时,测得体系中p(O2)=2.2 kPa,则此时p(N2O5)=32.5 kPa-2×2.2 kPa=28.1 kPa,则v=1.8×10-3 min-1×p(N2O5)≈0.050 6 kPa·min-1,D正确。
7.B　[解析] 根据盖斯定律,反应Ⅰ减去反应Ⅱ得CH3CHO(g)+H2(g)C2H5OH(g),反应的ΔH=ΔH1-ΔH2=(+1004 kJ· mol-1)-(+1044 kJ· mol-1)=-40 kJ· mol-1,A错误;185 ℃时,若起始n(CH3COOCH3)为1 mol,则CH3COOCH3转化了1 mol×20%=0.2 mol,由图可知,C2H5OH的选择性为20%,n(转化为C2H5OH的CH3COOCH3)=n(转化的CH3COOCH3)×20%=0.2 mol×20%=0.04 mol,则反应后体系中C2H5OH为0.04 mol,B正确;温度在165~205 ℃时,C2H5OH和CH3COOCH2CH3的选择性之和为100%,则反应后的体系中不存在CH3CHO,C错误;温度在225~235 ℃时,C2H5OH的选择性保持不变,但是CH3COOCH3转化率增大,根据C2H5OH的选择性=×100%,则n(转化为C2H5OH的CH3COOCH3)增大,即反应Ⅰ没有达到平衡,D错误。能力小专题14　化学反应速率与化学平衡分析
角度一　单一反应体系分析
例1　[2024·黑吉辽卷] 异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品,150 ℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示,15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是 (　)
A.3 h时,反应②正、逆反应速率相等
B.该温度下的平衡常数:①>②
C.0~3 h平均速率v(异山梨醇)=0.014 mol·kg-1·h-1
D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
例2　[2025·山东卷] 在恒容密闭容器中,Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知:T2温度时,Na2SiF6(s)完全分解;体系中气相产物在T1、T3温度时的分压分别为p1、p3。下列说法错误的是 (　)
A.a线所示物种为固相产物
B.T1温度时,向容器中通入N2,气相产物分压仍为p1
C.p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp
D.T1温度时,向容器中加入b线所示物种,重新达平衡时逆反应速率增大
例3　[2024·安徽卷] 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
单一反应体系平衡图像分析
反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),m+n>p+q,且ΔH>0。
1.速率-时间图像
(1)v正、v逆同时突变
(2)v正、v逆之一突变
(3)同一反应体系中多次改变单一因素
2.转化率(或含量)-时间图像
先拐先平衡,对应的温度较高或压强较大。
3.恒温(恒压)下,压强(温度)-平衡转化率(产率)图像
　
分析方法:“定一议二”原则;作垂直于横坐标的辅助线(即等压辅助线或等温辅助线),结合规律进行判断。如图甲中任取一条温度曲线研究,压强增大,α(A)增大,平衡正移,正反应为气体分子数减小的反应,即m+n>p+q;在图甲中作等压辅助线,就能分析出正反应为吸热反应。
4.特殊图像
(1)若mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)　ΔH<0,反应相同时间,百分含量-温度图像如图所示,M点反应刚好达到平衡;M点后为平衡受温度的影响情况。
(2)曲线L上所有的点都是平衡点(如下图所示)。曲线L左上方处E点,A的百分含量大于此压强下平衡体系中A的百分含量,E点
v正>v逆;则曲线L的右下方处F点的v正分析方法:由E点或F点画垂直于横坐标的虚线,与曲线L的交点为同压强下的平衡点,对应E'点或F'点,再分析E→E',A%减小,则反应向正反应方向进行,即v正>v逆;同理F→F',A%增加,则反应向逆反应方向进行,即v逆 >v正。
1.[2024·海南卷] 已知298 K,101 kPa时,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH=-49.5 kJ·mol-1。该反应在密闭的刚性容器中分别于T1、T2温度下进行,CO2的初始浓度为0.4 mol·L-1,c(CO2)-t关系如图所示。下列说法错误的是(　)
A.T1>T2
B.T1下反应达到平衡时c(CH3OH)=0.15 mol·L-1
C.使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大
D.使用催化剂2和催化剂3的反应历程相同
2.[2024·重庆卷] 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)D.容器丙中乙醇的体积分数为8%
角度二　多反应体系分析
例1　[2025·安徽卷] 恒温恒压密闭容器中t=0时加入A(g),各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图(反应速率v=kx,k为反应速率常数)。
下列说法错误的是 (　)
A.该条件下=
B.0~t1时间段,生成M和N的平均反应速率相等
C.若加入催化剂,k1增大,k2不变,则x1和xM,平衡均变大
D.若A(g)→M(g)和A(g)→N(g)均为放热反应,升高温度则xA,平衡变大
【信息解读】
例2　[2025·江苏卷] 甘油(C3H8O3)水蒸气重整获得H2过程中的主要反应:
反应 Ⅰ　C3H8O3(g)3CO(g)+4H2(g)　ΔH>0
反应 Ⅱ　CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0
反应 Ⅲ　CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)　ΔH<0
1.0×105 Pa条件下,1 mol C3H8O3和9 mol H2O发生上述反应达平衡状态时,体系中CO、H2、CO2和CH4的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正确的是 (　)
A.550 ℃时,H2O的平衡转化率为20%
B.550 ℃反应达平衡状态时,n(CO2)∶n(CO)=11∶25
C.其他条件不变,在400~550 ℃范围,平衡时H2O的物质的量随温度升高而增大
D.其他条件不变,加压有利于增大平衡时H2的物质的量
例3　[2024·湖南卷] 恒压下,向某密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)和CO(g),发生如下反应:
主反应:CH3OH(g)+CO(g)CH3COOH(g)　ΔH1
副反应:CH3OH(g)+CH3COOH(g)CH3COOCH3(g)+H2O(g)　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(CH3COOH)=
]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(L)=K(M)>K(N)
1.连续(连串)型多反应体系
(1)反应特点
指前一个反应的产物同时可以进一步反应生成其他产物的反应。如2023年广东卷中涉及的反应体系:M+LML、ML+LML2。反应通式可表示为A→B→C,其主要特征是中间产物生成后又被消耗,A的消耗速率由慢反应(即活化能大的反应)来决定。
ABC
若v1 v2,则中间产物B的含量会快速上升,后缓慢下降;
若v2 v1,则中间产物B的含量始终维持在较低水平。
(2)思维模型构建
2.竞争(平行)型多反应体系
(1)反应特点
指反应物能同时平行进行两个或两个以上的不同反应,得到不同的产物。如2023年湖南卷中考查到的反应体系:
④C6H5C2H5(g)C6H5CHCH2(g)+H2(g)
⑤C6H5C2H5(g)C6H6(g)+CH2CH2(g)
⑥C6H5C2H5(g)+H2(g)C6H5CH3(g)+CH4(g)。
反应过程如图所示:
v=(k1+k2)c(A),A的消耗主要由快反应(即活化能小的反应)来决定。
(2)思维模型构建
1.[2025·辽宁沈阳三模] 温度335 ℃,在恒容密闭反应器中进行高压液态十氢萘(1.00 mol)催化脱氢实验,反应 Ⅰ:C10H18(l)C10H12(l)+3H2(g)　ΔH1;反应 Ⅱ:C10H12(l)C10H8(l)+2H2(g)　ΔH2;ΔH1>ΔH2>0,测得C10H12和C10H8的产率x1和x2随时间的变化关系如图所示,下列说法错误的是(　)
A.由图可知:反应活化能 Ⅱ< Ⅰ
B.温度对反应 Ⅱ 的反应限度影响大
C.改变催化剂可调控两种有机生成物比例
D.8 h时,共产生1.951 mol H2
2.[2024·江苏卷] 二氧化碳加氢制甲醇过程中的主要反应(忽略其他副反应)为
①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.2 kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH2
225 ℃、8×106 Pa下,将一定比例CO2、H2混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和CH3OH的体积分数如图所示。下列说法正确的是 (　)
A.L4处与L5处反应①的平衡常数K相等
B.反应②的焓变ΔH2>0
C.L6处的H2O的体积分数大于L5处
D.混合气从起始到通过L1处,CO的生成速率小于CH3OH的生成速率
3.[2025·湖南邵阳一模] 煤化工等行业废气普遍含有硫化氢,需回收处理并加以利用。在T ℃、100 kPa恒定条件下,向密闭容器中充入2 mol H2 S和6 mol O2,发生反应①2H2 S(g)+O2(g)S2(g)+2H2O(g);②2H2S(g)+3O2(g)2SO2(g)+2H2O(g);③S2(g)+2O2(g)2SO2(g)。测得含硫元素占比[如S2的含硫元素占比S2%=×100%]与时间的关系如图所示。
已知:反应①快速平衡。下列说法正确的是 (　)
A.反应①的活化能高于反应③
B.图中曲线b表示SO2的含硫元素占比与时间的变化关系
C.若选择对反应①催化效果更好的催化剂,则M点将移向P点
D.若40 min时达到平衡,则平衡时生成H2O的物质的量为1.92 mol　限时集训(十四)　能力小专题14　化学反应速率与化学平衡分析
角度一　单一反应体系分析
1.[2025·河南郑州三模] 工业制硝酸的过程中涉及反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)。一定条件下NO和O2进入合成塔发生反应,其他条件相同时测得的实验数据如下表。下列关于该反应的说法错误的是 (　)
压强/ (105 Pa) 温度/ ℃ NO达到所列转化率需要的时间/s
50% 90% 98%
1.0 30 12 250 2830
90 25 510 5780
8.0 30 0.2 3.9 36
90 0.6 7.9 74
A.ΔS<0,ΔH<0
B.增大O2的量,能提高NO的平衡转化率
C.根据上述表格,升高温度该反应速率加快
D.在8.0×105 Pa、90 ℃下,6 s时反应的v正>v逆
2.[2025·河北石家庄实验中学一模] 萃取剂P204对钒(Ⅴ)有强萃取力,萃取平衡:VO2+(aq)+2(C8H17O)2PO2H(l)VO[(C8H17O)2PO2]2(l)+2H+(aq)。常温下,溶液中的c(H+)随时间的变化如图所示。下列叙述正确的是 (　)
A.t3 min时,萃取反应已停止
B.t1 min时,正反应速率大于逆反应速率
C.t3 min时,若增大c(H+),平衡向左移动,平衡常数减小
D.t2~t3 min内平均速率v(VO2+)=
3.[2025·辽宁沈阳模拟] 工业中采用双环戊二烯解聚法合成环戊二烯,反应为(g)2(g)　ΔH。将3 mol双环戊二烯通入恒温、容积为1 L的恒容密闭容器中,分别在T1和T2温度下进行反应,起始压强分别为p1和p2,n(双环戊二烯)、n(环戊二烯)随时间t的变化关系如图所示。下列说法错误的是 (　)
A.T1>T2
B.ΔH>0
C.T2温度下,当容器总压强p=1.5p2时v正>v逆
D.与恒温相比,绝热条件下的平衡常数小
4.[2025·甘肃庆阳三模] 工业上常用H2除去CS2,该反应为CS2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2S(g)。一定温度下,向恒容反应器中按照不同投料(如表所示)充入气体。按照①进行投料时,测得体系中各成分的物质的量随时间变化如图所示。
投料 CS2(g) H2(g) CH4(g) H2S(g)
① 1 mol 4 mol 0 0
② 0.4 mol 1.6 mol 0.8 mol 1.6 mol
③ 1 mol 1 mol 0 0
下列说法错误的是 (　)
A.图中M点CS2的转化率为80%
B.①中反应达到平衡时,n(H2)=0.8 mol
C.按照②进行投料时,反应向正反应方向进行
D.③中CS2的体积分数保持不变时,说明反应达到平衡
角度二　多反应体系分析
5.[2025·安徽“皖南八校”联考] SCl2和O2制备SOCl2的相关反应如下,T ℃时,反应在密闭体系中达平衡时各组分摩尔分数随的变化关系如图所示:
Ⅰ.SCl2(g)+O2(g)SO2Cl2(g)　ΔH1<0
Ⅱ.SCl2(g)+SO2Cl2(g)2SOCl2(g)　ΔH2<0
下列说法正确的是 (　)
A.曲线L1表示SOCl2的摩尔分数随的变化
B.T ℃,反应 Ⅱ 的平衡常数K=64
C.降温达新平衡后,曲线L1和L2新交点可能出现在a处
D.T ℃,缩小容器容积达新平衡后,的值变小
6.[2025·河南开封三模] 利用测压法在刚性反应器中研究30 ℃ 时N2O5(g)的分解反应:
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/min 0 30 60 120 200 1200 1500 ∞
p/kPa 32.5 37.2 39.8 43.6 46.8 58.5 59.6 60.8
下列说法正确的是 (　)
A.0~30 min内,v(N2O5)≈1.6×10-3 kPa·min-1
B.30 ℃时,反应N2O4(g)2NO2(g)的平衡常数Kp≈10.2 kPa
C.若提高反应温度至40 ℃,则N2O5(g)完全分解后体系压强p∞(40 ℃)<60.8 kPa
D.研究表明,N2O5(g)分解的反应速率v=
1.8×10-3min-1×p(N2O5),t=50 min时,测得体系中p(O2)=2.2 kPa,则此时v≈0.050 6 kPa·min-1
7.[2025·江苏连云港一模] 使用CH3COOCH3与H2反应制C2H5OH过程中的主要反应为
反应 Ⅰ :CH3COOCH3(g)+2H2(g)C2H5OH(g)+CH3OH(g)　ΔH1=+1004 kJ· mol-1
反应 Ⅱ :CH3COOCH3(g)+H2(g)CH3CHO(g)+CH3OH(g)　ΔH2=+1044 kJ· mol-1
反应 Ⅲ :CH3COOCH3(g)+C2H5OH(g)CH3COOCH2CH3(g)+CH3OH(g)　ΔH3=+1160 kJ· mol-1
在催化剂作用下,在1.0×105 Pa、n起始(H2)∶n起始(CH3COOCH3)=2∶1时,若仅考虑上述反应,反应相同时间,CH3COOCH3转化率、C2H5OH和CH3COOCH2CH3的选择性随温度的变化如图所示。[C2H5OH的选择性=× 100%]。下列说法正确的是 (　)
A.反应CH3CHO(g)+H2(g)C2H5OH(g)的ΔH=+40 kJ· mol-1
B.185 ℃时,若起始n(CH3COOCH3)为1 mol,则反应后体系中C2H5OH为0.04 mol
C.温度在165~205 ℃时,反应后的体系中存在CH3CHO
D.温度在225~235 ℃时,C2H5OH的选择性保持不变,说明反应 Ⅰ 达到了平衡(共68张PPT)
能力小专题14
化学反应速率与化学平衡分析
01
角度一 单一反应体系分析
02
角度二 多反应体系分析
深研真题
考点透析
对点精练
深研真题
考点透析
对点精练
角度一
单一反应体系分析
例1 [2024·黑吉辽卷] 异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品,150 ℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示,15 h后异山梨醇浓度不再变化。
下列说法错误的是(　)
A.3 h时,反应②正、逆反应速率相等
B.该温度下的平衡常数:①>②
C.0~3 h平均速率v(异山梨醇)=
0.014 mol·kg-1·h-1
D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
√
[解析] 由图可知,3 h后异山梨醇浓度继续增大,1,4-失水山梨醇浓度继续减小,15 h后异山梨醇浓度才不再变化,所以3 h时,反应②未达到平衡状态,即正、逆反应速率不相等,故A错误;
图像显示该温度下,15 h后所有物质浓度都不再变化,且此时山梨醇转化完全,即反应充分,而1,4-失水山梨醇仍有剩余,说明反应①为彻底反应,反应②为可逆反应,所以该温度下
的平衡常数:①>②,故B正确;
由图可知,在0~3 h内异山梨醇的浓度变化量为0.042 mol·kg-1,所以平均速率v(异山梨醇)==0.014 mol·kg-1·h-1,故C正确;
催化剂只能改变化学反应速率,不能改变反应限度,所以反应②加入催化剂不改变其平衡转化率,故D正确。
例2 [2025·山东卷]在恒容密闭容器中， 热解反应所得固相
产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温
度的变化关系(实线部分)如图所示。已知：温度时， 完
全分解；体系中气相产物在、温度时的分压分别为、 。下
列说法错误的是( )
A. 线所示物种为固相产物
B.温度时，向容器中通入 ，气相产物分压
仍为
C.小于温度时热解反应的平衡常数
D.温度时，向容器中加入 线所示物种，重新
达平衡时逆反应速率增大
√
[解析] 由题意可知 分解生成固相含氟化
合物和气相含氟化合物 ，
，生成的
和的物质的量之比为，故曲线表示 ，
曲线表示，曲线表示。 线所示物种为固相产物，A正
确；
温度时，向恒容容器中通入惰性气体，平衡不移动，气相产
物分压不变，B正确；
由图可知， 温度之前，温度升高，平衡正向移动，平衡常数
增大，因在 温度时已反应完全，故小于温度时热解反应的平衡常数，C正确；
在 温度时，向容器中加入线物种(气相产物)，温度不变， 不变，重新达平衡时逆反应速率不变,D错误。
例3 [2024·安徽卷]室温下，为探究纳米铁去除水样中 的影响因
素，测得不同条件下 浓度随时间变化关系如下图。
实验序号
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， 小时内平均反应速率
B.实验③中，反应的离子方程式为
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 越小， 的去除效果越好
√
[解析] 由图可知，实验①中， 小时内
平均反应速率
A不正确；
实验③中水样初始 ，溶液显弱碱性，离子方程式中不能出现
，B不正确；
，
分析实验①和②可知，其他条件相同，只有纳米铁质量不同，在相同时间内，实验①中 浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率，C正确；
分析实验②和③可知，其他条件相同，只有
水样初始 不同，在相同时间内，实验②中
浓度的变化量大，因此，其他条件相同
时，适当减小水样初始 ， 的去除效果
增强，但是当水样初始很小时，浓度过大，纳米铁与 反
应速率加快，会导致与 反应的纳米铁减少，因此，当初始越小时， 的去除效果不一定越好，D不正确。
单一反应体系平衡图像分析
反应,,且 。
1.速率-时间图像
(1)、 同时突变
(2)、 之一突变
(3)同一反应体系中多次改变单一因素
2.转化率(或含量)-时间图像
先拐先平衡，对应的温度较高或压强较大。
3.恒温(恒压)下，压强(温度)-平衡转化
率(产率)图像
分析方法:“定一议二”原则;作垂直于横
坐标的辅助线(即等压辅助线或等温辅助线)，结合规律进行判断。如
图甲中任取一条温度曲线研究,压强增大, 增大,平衡正移,正反应
为气体分子数减小的反应，即 ;在图甲中作等压辅助线,
就能分析出正反应为吸热反应。
4.特殊图像
(1)若 ，反应相同时间，百
分含量-温度图像如图所示，点反应刚好达到平衡； 点后为平衡
受温度的影响情况。
(2)曲线 上所有的点都是平衡点(如下图所示)。
曲线左上方处 点，A的百分含量大于此压强
下平衡体系中A的百分含量，点 ；则
曲线的右下方处点的 。
分析方法：由点或点画垂直于横坐标的虚线，与曲线 的交点为同
压强下的平衡点，对应点或点，再分析， 减小，则反
应向正反应方向进行，即；同理， 增加，则反应
向逆反应方向进行，即 。
1.[2024·海南卷]已知， 时，
。该
反应在密闭的刚性容器中分别于、温度下进行， 的初始浓度
为， 关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.
B. 下反应达到平衡时
C.使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大
D.使用催化剂2和催化剂3的反应历程相同
√
[解析] 由图像信息可知，平衡时 的浓度
温度下比温度下的大，即到 平衡正
向移动，而结合题干方程式可知，该正反应
是放热反应，则降低温度平衡正向移动，即
，A正确；
由图像信息可知，温度下达到平衡时 的浓度为，
即 的浓度减小了 ，
结合浓度变化量之比等于化学计量数之比可知， 下反应达到平衡时
，B正确；
由图像信息可知，在温度均为
时，使用催化剂1达到平衡所需要的时间
比催化剂2更长即使用催化剂1时的反应速率
比使用催化剂2时更慢，说明使用催化剂1的
反应活化能比催化剂2的大，C正确；
由图像信息可知，催化剂2和催化剂3分别在不同温度下达到平衡所
需要的时间相同，两平衡的限度不同，说明使用催化剂2和催化剂3
在相同温度下达到平衡所用时间不同，反应历程不相同，D错误。
2.[2024·重庆卷]醋酸甲酯制乙醇的反应为
。三个 恒容密闭容器中分别加入醋酸甲酯和 氢气，在不同温度下，反应分钟时醋酸甲酯物质的量 如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的
B.容器甲中平均反应速率
C.容器乙中当前状态下反应速率(正) (逆)
D.容器丙中乙醇的体积分数为
√
[解析] 温度越高反应速率越快，相比于容器乙，
容器丙中升高温度，醋酸甲酯的物质的量增大，
则相当于乙中反应逆向进行，正反应为放热反应，
焓变小于0，该反应的 ，A错误；
容器甲中平均反应速率
，B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
确定乙是否达平衡，不能确定乙中正、逆反应速率的相对大小，C
错误；
对丙而言，列三段式：
则容器丙中乙醇的体积分数为
，D正确。
角度二
多反应体系分析
例1 [2025·安徽卷]恒温恒压密闭容器中
时加入，各组分物质的量分数 随反应时
间变化的曲线如图(反应速率， 为反
应速率常数)。下列说法错误的是( )
A.该条件下
B.时间段，生成和 的平均反应速率相等
C.若加入催化剂，增大，不变，则和 ,平衡均变大
D.若和均为放热反应，升高温度则 ,平衡
变大
√
[解析] 的 ，
的， 得到
，则 ，
A正确；
由图可知，时间段，生成和 的物质的量相同，由此可知，生
成和 的平均反应速率相等，B正确；
若加入催化剂，增大，更有利于生成，则 变大，但催化剂不影
响平衡移动，不变，C错误；
若和 均为放热反应，升高温度，两个反应均
逆向移动，A的物质的量分数变大，即 ,平衡变大，D正确。
【信息解读】
例2 [2025·江苏卷]甘油水蒸气重整获得 过程中的主要反应：
反应 Ⅰ
反应 Ⅱ
反应 Ⅲ
条件下，和 发生上述反应达平衡
状态时，体系中、、和 的物质的量随温度变化的理论计
算结果如图所示。下列说法正确的是( )
A.时，的平衡转化率为
B.反应达平衡状态时，
C.其他条件不变，在范围，平衡时 的物质的量随温
度升高而增大
D.其他条件不变，加压有利于增大平衡时 的物质的量
√
[解析] 时，曲线①对应物质的物质
的量是 ，根据原子守恒，
，则其不可能是含碳微粒，
故曲线①代表 ，升高温度，反应Ⅰ的平衡
正向移动，反应Ⅱ的平衡逆向移动， 物质的量增大，则曲线③代
表，温度升高，反应Ⅲ的平衡逆向移动， 物质的量降低，则
曲线②代表，据此解答。时， ，
， ，根据C原子守恒，
可得 ，
根据 原子守恒，可得 (也可利用 原子守恒计算，结果相同)，则 的平衡转化率
，A正确；
反应达平衡状态时，， ，则 ，B错误；
范围，随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ的平衡均逆向移动，由图可知 增大，说明反应Ⅲ逆向移动程度更大，则 的物质的量减小，C错误；
增大压强，反应Ⅰ的平衡逆向移动，反应Ⅲ的平衡正向移动， 的物质的量减小，D错误。
例3 [2024·湖南卷]恒压下，向某密闭容器中充入一定量的
和 ，发生如下反应：
主反应：
副反应：
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
随投料比 (物质的量之比)
的变化关系如图所示，下列说法正确的是( )
A.投料比代表
B.曲线 代表乙酸的分布分数
C.，
D.、、 三点的平衡常数：
√
[解析] 图中曲线表示的是两种含碳产物的分布分数，即分别为 、
，若投料比 代表，越大，可看作是 的量增
多，由主、副反应可知生成的越多，的分布分数越
大，则曲线或曲线 表示的分布分数，曲线或曲线表示
的分布分数，据此分析可知A、B均
正确，则假设错误，所以投料比代表，
曲线或曲线 表示，
曲线或曲线 表示。
根据分析可知，投料比 代表，故A错误。
曲线 表示 的分布分数，故B错误。
当同一投料比时，由曲线和曲线 可知，温度越
高则 越大，说明温度升高主反应的平衡正向移动， ；
当同一投料比时，由曲线和曲线 可知，温度越高则 越小，
说明温度升高副反应的平衡逆向移动， ，故C错误。
、、 三点对应副反应 ，且 ，升高温度平衡逆
向移动， ，故D正确。
1.连续(连串)型多反应体系
(1)反应特点
指前一个反应的产物同时可以进一步反应生成其他产物的反应。如
2023年广东卷中涉及的反应体系：、。反
应通式可表示为，其主要特征是中间产物生成后又被消耗，
A的消耗速率由慢反应 (即活化能大的反应)来决定。

若，则中间产物B的含量会快速上升，后缓慢下降；
若，则中间产物B的含量始终维持在较低水平。
(2)思维模型构建
2.竞争(平行)型多反应体系
(1)反应特点
指反应物能同时平行进行两个或两个以上的不同反应，得到不同的
产物。如2023年湖南卷中考查到的反应体系：
④
⑤
⑥。
反应过程如图所示：
，A的消耗主要由快反应(即活化能小的反应)来决定。
(2)思维模型构建
1.[2025·辽宁沈阳三模] 温度335 ℃,在恒容密闭反应器中进行高压液态十氢萘(1.00 mol)催化脱氢实验,反应 Ⅰ:C10H18(l) C10H12(l)+3H2(g)　ΔH1;反应 Ⅱ:C10H12(l) C10H8(l)+2H2(g)　ΔH2;ΔH1>ΔH2>0,测得C10H12和C10H8的产率x1和x2随时间的变化关系如图所示,下列说法错误的是(　)
A.由图可知:反应活化能 Ⅱ< Ⅰ
B.温度对反应 Ⅱ 的反应限度影响大
C.改变催化剂可调控两种有机生成物比例
D.8 h时,共产生1.951 mol H2
√
[解析] 由图可知,相同时间内x2(反应Ⅱ产物产率)大于x1(反应Ⅰ产物产率),说明反应Ⅱ的反应速率比反应Ⅰ快,一般情况下,反应速率越快,反应的活化能越小,所以反应活化能Ⅱ<Ⅰ,A选项正确;
已知ΔH1>ΔH2>0,对于吸热反应,ΔH越大,温度对反应限度影响越大,所以温度对反应Ⅰ的反应限度影响大,B选项错误;
催化剂具有选择性,不同的催化剂对不同反应的催化效果不同,所以改变催化剂可调控两种有机生成物比例,C选项正确;
8 h时,x1=0.027,x2=0.374,起始时n(C10H18)=1.00 mol,根据题给两个已知反应可知,n(H2)=5×1 mol×0.374+3×1 mol×0.027=1.951 mol,D选项正确。
2.[2024·江苏卷]二氧化碳加氢制甲醇过程中的主要反应(忽略其他副
反应)为
、下，将一定比例、 混合气匀速通过装有催
化剂的绝热反应管。装置及、、 位点处(相邻位点距离相
同)的气体温度、和 的体积分数如图所示。下列说法正确的
是( )
A.处与处反应①的平衡常数 相等
B.反应②的焓变
C.处的的体积分数大于 处
D.混合气从起始到通过处，的生成速率小于 的生成速率
√
[解析] 处与处的温度不同，故反应①的平衡常数 不相等，A错
误；
由图像可知， 温度升高，该装置为绝热反应管，反应①为吸热反应，所以反应②为放热反应，，B错误；
从到 ，甲醇的体积分数逐渐增加，说明反应②在向右进行，反应②消耗 ，
而 体积分数没有明显变化，说明反应①也在向右进行，反应①为
气体分子数不变的反应，其向右进行时， 增大，反应②为气
体分子数减小的反应，且没有的消耗与生成，故 (总)减小而
增加，即的体积分数会增大，则处的 的体积分数
大于处，C正确；
处的体积分数大于，说明生成的 的物质的量大于，
两者反应时间相同，说明 的生成速率大于 的生成速率，D
错误。
3.[2025·湖南邵阳一模]煤化工等行业废气普遍含有硫化氢，需回收
处理并加以利用。在、 恒定条件下，向密闭容器中充入
和 ，发生反应
；
；
。测得含硫元素占比［如 的含硫元素
占比 与时间的关系如图所示。
已知：反应①快速平衡。下列说法正确的是( )
A.反应①的活化能高于反应③
B.图中曲线表示 的含硫元素占比与时间的变化关系
C.若选择对反应①催化效果更好的催化剂，则点将移向 点
D.若时达到平衡，则平衡时生成 的物质的量为
√
[解析] 反应①快速平衡说明反应①速率快，
活化能更低，A错误；
随反应进行， 的物质的量减少，表示
的含硫元素占比与时间的变化关系的曲线；反应①快速平衡，则
快速达到最大值，则表示 的含硫元素占比与时间的变化关系的
曲线；表示 的含硫元素占比与时间的变化关系的曲线，B错误；
若选择对反应①催化效果更好的催化剂，平衡不移动，反应速率加
快，由于达到平衡的时间缩短，反应③消耗的量减少，则 点将
移向点，C错误；
若时达到平衡，生成 的物质的量与
相同，的含硫元素占比为， 的
物质的量为，则反应消耗 的物质的
量为 ，根据氢元素守恒可知，生成
水，D正确。
1.[2023·江苏卷]二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
在密闭容器中，、时，
平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的 实际转化率
随温度的变化如题图所示。的选择性可表示为 。
下列说法正确的是( )
A.反应 的
焓变
B. 的平衡选择性随着温度的升高而增加
C.用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范
围约为
D.时，提高 的值或增大压强，
均能使平衡转化率达到 点的值
√
[解析] 由盖斯定律可知反应
反应，升高温度平衡逆向移动，的含量降低，故 的平衡选择
性随着温度的升高而降低，B错误；
的焓变 ，A错误；
为放热
由图可知时 实际转化率最大，并且
的选择性高，用该催化剂催化二氧化碳反
应的最佳温度范围为 ，C错误；
时，提高 的值可提高二氧化碳
的平衡转化率，增大压强反应
平衡正向移动，可提高二氧化碳的平衡转化率，则均能使平衡转
化率达到 点的值，D正确。
2.[2024·河北保定一模]碘甲烷 可裂解制取低碳烯烃。碘甲烷裂
解时可发生如下反应：
反应
反应
反应
向密闭容器中充入一定量的碘甲烷，维持容器内 ，平衡
时、和 占容器内所有气体的物质的量分数与温度的关
系如图所示。
已知容器中某气体的分压 (物质的量分数) ，
用气体物质的分压替换浓度计算得到的平衡常数称为分压平衡常数
。下列说法正确的是( )
A.图中物质表示的是
B.时，反应2的分压平衡常数
C. 时，从反应开始至恰好平衡，反应2
的速率大于反应3的速率
D.时，其他条件不变，将容器内 增大
为， 的体积分数将减小
√
[解析] 根据反应1、2、3的焓变利用平衡移动
原理可知，升温平衡向吸热方向移动，则反
应1正向移动，反应2、3逆向移动， 含量
会随着温度升高而不断增大，即可判断 为
，为，A错误；
时，反应达平衡后 的物质的量分数为，所以
， 的物质的量分数为，
，根据分压平衡常数公式计算可以得到反应2的
，B错误；
反应2和反应3具有相同的反应物，平衡时反
应2和反应3所用的时间相同， 时反应
2的产物的含量低于反应3的产物
的含量，反应2的速率明显小于反应3的速率，C错误；
增大压强，反应1逆向移动，反应2和反应3均正向移动， 的含量
会减少，体积分数会减小，D正确。

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