2026高考化学复习新题速递之化学反应速率与化学平衡（解答大题）（2025年7月）

第91页（共91页）2026高考化学复习新题速递之化学反应速率与化学平衡（解答大题）（2025年7月）一．解答题（共20小题）1．（2025•沈河区校级三模）CO2作为主要的温室气体，对人类的生产生活有着重要影响，H2还原CO2是实现“碳达峰、碳中和”的有效途径之一，相关的反应如下：反应Ⅰ：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH2反应Ⅲ：CO2（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）ΔH3反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数与温度变化关系如图1所示。（1）有利于提高CO2合成CH3OH的条件是。（从温度和压强角度回答）（2）ΔH1ΔH3的取值范围是（3）一定条件下，向体积为5L的恒温密闭容器中加入1molCO2和3molH2发生上述反应，平衡时，容器中H2的浓度为0.25mol•L﹣1，CH3OH的浓度0.1mol•L﹣1，反应Ⅱ的平衡常数为。（4）H2还原能力（S）可衡量CO2转化率，已知S＝Δn（CO2）/Δn（H2），即相同时间段内CO2与H2物质的量变化量之比。常压下H2和CO2按物质的量之比3：1投料，反应相同时间，H2和CO2转化率如图2所示。①在400～1000℃范围内，S值的变化趋势是（填字母）。A.一直增大B.一直减小C.先增大后减小D.先减小后增大②由图像可知，H2转化率在600℃时大于400℃，其原因是。③温度较低时，两条曲线重合的原因是。（5）CO2分子中存在二套大π键，表示为Π3即三个原子共用四个电子形成的大Ⅱ键，则HC，N中大Ⅱ键可表示为。2．（2025•天河区二模）当前我国处于“碳达峰、碳中和”的关键时期。因此，含碳化合物的综合利用，有效缓解温室效应成为研究热点。Ⅰ.CH4的制备一直以来是有机合成、化学领域的热点课题。（1）Ni催化CO2加H2形成CH4与CO，其历程如图1所示（吸附在催化剂表面的物种用“标注）。①其中有*H参与的反应历程有（填反应序号）。②基态Ni的电子排布式为。③光催化还原法实现CO3甲烷化可能的反应机理如图2所示。该过程可描述为：光照条件下，催化剂TiO2的价带（VB）中的电子激发至导带（CB）中，价带中形成电子空穴（h+）。请写出价带中发生的电化学反应式：。Ⅱ.CH4的多元利用一直以来是有机合成、化学领域的热点课题。（2）CO2—CH4重整反应制备水煤气是一种生产高附加值化学品的低碳过程。在减少温室气体排放的同时，可充分利用碳资源，其主要反应包括：主反应a：CH4（g）+CO2（g）⇌2H2（g）+2CO（g）副反应b：H2（g）+CO2（g）⇌H2O（g）+CO（g）ΔH＞0已知：①主反应a的ΔH＝。（选用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的表达式表示）②在恒压、反应物起始物质的量比n（CH4）：n（CO2）＝1：1条件下，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是。A.升高温度有利于提高CH4的平衡转化率B.曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化C.若向该体系中通入N2，则CH4的转化率减小D.800K时，反应至CH4转化率达到X点的值，改变除温度外的其他条件，CH4转化率均不能达到Y点的值③请将CO2—CH4重整反应平衡常数（K）与温度(1T)的关系变化趋势绘制在如图中。（3）工业上也常用CH4—H2O（g）重整制备H2，体系中发生如下反应：反应c：CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）反应d：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）已知：对于反应mA（g）+nB（g）⇌pC（g）+qD（g），Kx=χ在恒温恒压条件下，1molCH4（g）和2molH2O（g）反应达平衡时，CH4（g）的转化率为α，CO2（g）的物质的量为βmol。则反应c的平衡常数KX＝。（写出含有α、β的计算式）3．（2025•镇海区校级二模）乙酸乙酯在工业上有着广泛的用途。以乙烯、乙酸为原料，硫酸或杂多酸作催化剂制备乙酸乙酯，反应原理为CH2＝CH2（g）+CH3COOH（g）⇌CH3COOC2H5（l）ΔH。回答下列问题：（1）一定条件下，在一个密闭容器中，通入各1mol的乙烯和乙酸气体，发生上述反应。①若保持温度和压强不变，下列描述能说明反应已达化学平衡的是（填字母）。A.单位时间内，消耗乙烯和生成乙酸的物质的量相同B.容器内混合气体的密度不再变化C.C2H4的浓度不再变化D.体系中乙烯和乙酸的转化率相等②分别在压强p1和p2下，相同时间内测得乙酸乙酯的产率随温度的变化如图。在其它条件不变的情况下，若p1大于p2，在图中画出p2的曲线。（2）工业上多采用乙酸过量的方法，将合成塔中乙酸、乙醇和硫酸混合液加热至110℃左右发生酯化反应并回流，直到塔顶温度达到70～71℃，开始从塔顶出料。已知纯物质和相关恒沸混合物的常压沸点如表：纯物质沸点/℃恒沸混合物（质量分数）沸点℃乙醇78.3乙酸乙酯（0.92）+水（0.08）70.4乙酸117.9乙酸乙酯（0.69）+乙醇（0.31）71.8乙酸乙酯77.1乙酸乙酯（0.83）+乙醇（0.08）+水（0.09）70.2控制乙酸过量的作用有。（3）可通过电化学方法实现乙烯的转化，其原理如图所示（均为惰性电极）。图中M极上的电极反应式为。（4）在水中，硫酸是一种强酸，但实际上只有第一步电离是完全的，第二步电离并不完全，电离方程式可表示为：H2SO4＝H++HSO4-，HSO4-⇌H++SO42-。0.100mol•L﹣1的稀硫酸中，c（H+）＝0.109mol•L﹣（5）乙烯（CH2＝CH2）与乙酸（CH3COOH）的直接加成反应在常规条件下难以发生，但在强酸的催化作用下发生加成反应生成乙酸乙酯。反应机理可以表示为：。试从化学键的角度解释在强酸的催化作用下，第二步和第三步加快了反应速率。4．（2025•青羊区校级模拟）工业上以合成气（含CO、H2和少量CO2）为原料制备二甲醚（DME），涉及反应如下：①CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）Δ②2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）Δ③CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）（1）反应2CO（g）+4H2（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH3＝kJ•mol﹣1。（2）恒温恒压时，初始投料比n（H2）/n（CO）与平衡时CO转化率Xco和二甲醚选择性SDME=2（ⅰ）当n（H2）/n（CO）＝1.0，且n（CO）＝1.00mol时，DME的产量为mol（保留两位小数）。（ⅱ）当n（H2）/n（CO）＜1.0时，CO的平衡转化率随投料比增大而显著增大的原因是。（3）573K、5MPa下，反应前后气体组成如表：物质H2COCH3OHCH3OCH3H2OCO2原料气组成/mola30.00002.0平衡气体组成/%67.55.05.010.02.510.0反应①用气体分压表示平衡常数KP＝（列出原始计算式（MPa）﹣2，a＝。（4）CH3OCH3在MoO3催化剂表面生成HCOOCH3的反应历程如下（•代表物质吸附在催化剂表面，TS表示过渡态）：（ⅰ）发生反应的第一步是DME（g）被催化剂吸附，生成DME*（未在图中示出）。升温（选填“有利于”或“不利于”）该吸附过程自发进行，原因是。（ⅱ）上述历程的决速步中MoO3被还原为MoO2，则决速步的反应式为。5．（2025春•潍坊期末）氮是构成生命体的重要元素之一，研究氮及其化合物具有重要意义。回答下列问题；Ⅰ.工业合成氨的反应为：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）ΔH＝﹣92kJ•mol﹣1（1）有关化学键键能数据如下：化学键N＝NN—HH—H键能/（kJ•mol﹣1）946x436①NH3的电子式为。②x＝。（2）700K时，向10L恒容密闭容器中，充入10molN2（g）和10molH2（g）使之发生反应，测得部分物质的物质的量浓度变化如图所示。①曲线a表示（填物质化学式）物质的量浓度随时间的变化；用H2的物质的量浓度变化表示0～4min的平均反应速率为mol•L﹣1•min﹣1知②反应至2min时，改变了某一条件，则改变的条件可能是（填标号）；反应至3min时，v正（H2）v逆（H2）（填“＞”“＜”或“＝”）。A.使用更高效催化剂B.升高温度C.增大压强D.通入N2Ⅱ.已知：2NO2（g）⇌N2O4（g），升高温度，该化学平衡向着吸热的方向移动。（3）在烧瓶A和B中分别装有NO2与N2O4（无色）的混合气体，中间用夹子夹紧，分别浸入到盛有水（水温相同）的烧杯中，如图所示。向烧瓶A所在的烧杯中加入适量的浓硫酸，气体颜色会变深，该反应的ΔH0（填“＞”或“＜”）；向烧瓶B所在的烧杯中加入适量的硝酸铵固体，烧瓶B中气体的平均相对分子质量（填“变大”“变小”或“不变”）。6．（2025春•渝中区校级期末）羰基硫（COS）是一种重要的有机物合成中间体，可以用煤气（主要成分：CO、H2、CO2、H2S）合成。涉及的主要反应如下：反应1：CO（g）+H2S（g）⇌COS（g）+H2（g）ΔH1＝﹣8.0kJ/mol反应2；CO2（g）+H2S（g）⇌COS（g）+H2O（g）ΔH2＝+33kJ/mol反应3：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）ΔH3＝﹣41kJ/mol（1）H2S是一种二元弱酸，请写出其在水溶液中的一级电离方程式。（2）一定温度下，在恒容绝热密闭容器中充入煤气，发生以上反应，下列条件能作为判断反应1和反应2两个反应均达到平衡状态的是（填字母标号）。A.容器内cB.容器内压强不再发生变化C.容器内气体密度不再发生变化D.v正（H2S）＝v逆（CO）（3）向甲容器充入物质的量相等的CO和H2S发生反应1；向乙容器充入物质的量相等的CO2（g）和H2S，发生反应2。甲和乙两容器的体积和压强相等。平衡时COS的物质的量分数[x（COS）%]随温度（T）的变化关系为如图的两条曲线。已知：反应3：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）在800℃下平衡常数K＝1.0。①800℃时反应1的平衡常数K1与反应2的平衡常数的比值K1K2=，140℃时，反应1的平衡常数②能表示反应1的曲线是（填图中字母）。（4）在不同温度下，向密闭容器甲、乙中分别充入2molH2S和1molCO2，它们分别在有水分子筛（只允许水分子透过）和无水分子筛条件下反应2，测得的CO（g）平衡转化率随温度变化关系如图所示。①使用了水分子筛的容器是（填“甲”或“乙”）。②1173K之后，甲和乙容器CO2的平衡转化率均降低可能的原因是。③请求出A和B点所对应的容器中平衡后H2O的物质的量相差mol。7．（2025春•洛阳期末）含氮化合物是化工、环保等领域的研究热点。（1）N2（g）和O2（g）反应生成NO（g）过程的能量变化如图所示。N2（g）+O2（g）＝2NO（g）的反应热ΔH＝kJ/mol。（2）目前，常利用催化技术将汽车尾气中的NO与CO转化成N2和CO2反应方程式为2NO（g）+2CO（g）⇌N2（g）+2CO2（g）。已知，在25℃时：ⅰ：2NO（g）⇌N2（g）+O2（g）Kⅱ：CO（g）+O2（g）⇌CO2（g）K结合以上数据，分析使用催化剂能有效消除NO、CO尾气污染的原因为。若尾气温度过高将导致污染气体浓度偏高，原因可能是（忽略温度变化对平衡常数的影响）。（3）用活性炭还原法也可以处理氮氧化物。向1L密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，发生反应C（s）+2NO（g）⇌N2（g）+CO2（g）ΔH＝QkJ/mol。T1℃时，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如表所示。时间/min01020304050c（N0）/（mol/L）1.00.60.50.50c0c0c（N2）/（mol/L）00.200.250.250.300.30c（CO2）/（mol/L）00.200.250.250.30.30①T1℃时，0～20min的平均反应速率v（NO）＝mol/（L•min），该反应的平衡常数K＝。②温度不变，30min后，只改变了某一反应条件，c0＝mol/L，改变的条件可能是（填标号）。a.通入0.1mol的N2和0.1molCO2b.适当缩小容器的体积c.通入0.2mol的NOd.使用催化剂③若30min后升高温度到T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2的浓度之比为3：1，则Q0（填“＞”或“＜”）。8．（2025春•哈尔滨期末）燃煤废气中的氮氧化物（NOx）、二氧化碳等气体，常用下列方法处理，以实现节能减排、废物利用等。回答下列问题：（1）对燃煤废气进行脱硝处理时，常利用甲烷催化还原氮氧化物：反应i.CH4（g）+4NO2（g）＝4NO（g）+CO（g）+2H2O（g）ΔH＝﹣574kJ•mol﹣1反应ii.CH4（g）+4NO（g）＝2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）ΔH＝﹣1160kJ•mol﹣1①对于反应i，每转移0.8mol电子，此时放出的热量为kJ。②下列物质之间的能量变化与反应Ⅱ能量变化不符的是（填标号）。a.铝热反应b.稀盐酸与碳酸氢钠的反应c.稀硫酸与金属镁的反应d.氮气和氧气生成一氧化氮的反应（2）将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为2CO2（g）+6H2（g）⇌CH3OCH3（g）+3H2O（g）。一定温度下，在2L的恒容密闭容器中，充入0.2molCO2（g）和0.6molH2（g），仅发生该反应，4min时，该反应达到平衡，测得反应后混合气体的压强与反应前混合气体的压强的比值为0.8。①反应达到平衡时，c（CH3OCH3）＝mol•L﹣1。②v（CO2）＝mol•L﹣1•min﹣1。③对于反应2CO2（g）+6H2（g）⇌CH3OCH3（g）+3H2O（g），下列说法正确的是（填标号）。a.当混合气体的平均相对分子质量不再改变时，该反应达到平衡b.反应达到平衡后，仅充入少量稀有气体，该反应的正、逆反应速率均保持不变c.每形成0.6molH—O键，同时消耗1.2molH2（g）d.加入适宜的催化剂，可使0.2molCO2（g）完全转化为0.1molCH3OCH3（g）（3）将煤气中产生的CO2缓慢通入足量的Na[Al（OH）4]溶液中。①上述反应的离子方程式为。②工业电解熔融氧化铝制备金属Al，而不电解熔融氯化铝制备金属Al的原因为。9．（2025•长春四模）氢能是极具发展潜力的清洁能源，我国制氢量位居世界第一。回答下列问题：（1）298K时，1gH2（g）燃烧生成H2O（g）放热121kJ，1molH2O（l）蒸发吸热44kJ，表示H2燃烧热的热化学方程式为。（2）工业上，常用CH4（g）与H2O（g）重整制备H2（g）。500℃时，主要发生下列反应：Ⅰ.CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）Ⅱ.CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）①已知：CaO（g）+CO2（g）＝CaCO3（s）ΔH＝﹣178.8kJ•mol﹣1。向重整反应体系中加入适量多孔CaO，其优点是。②下列操作中，能提高CH4（g）平衡转化率的是（填字母）。A.加催化剂B.增加CH4（g）用量C.移除H2（g）D.恒温恒压，通入惰性气体③500℃、恒压（p0）条件下，1molCH4（g）和1molH2O（g）反应达平衡时，CH4（g）的转化率为50%，CO2（g）的物质的量为0.25mol，则反应Ⅱ的平衡常数Kp＝。（3）当前二氧化碳的合理利用成为研究热点问题。可用氢气和二氧化碳在催化剂作用下合成甲醇：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）ΔH恒压条件下，将CO2（g）和H2（g）物质的量之比为1：3通入密闭容器发生上述反应，甲醇的平衡产率随温度的变化如图1所示。该反应的ΔH0（填“＞”或“＜”），甲醇的产率P点高于T点的原因为。（4）某种新型储氢材料的晶胞如图2，八面体中心M为Fen+顶点均为NH3配体；四面体中心为硼原子，顶点均为氢原子。则n＝；该储氢材料摩尔质量为g•mol﹣1。10．（2025•琼海校级模拟）NH3是一种重要化工原料，可以制条硝酸、肼、尿素等产品。回答下列问题：（1）已知：一定温度下，由稳定态单质生成1mol某物质的焓变叫该物质的标准摩尔生成焓。如：12N2(g)+32H2(物质N2（g）H2（g）O2（g）H2O（I）N2H4（1）标准摩尔生成焓/（kJ/mol）000﹣286.0+50.6据此，写出298K下，N2H4（1）燃烧热的热化学方程式。（2）在催化剂钨表面上NH3分解反应的速率方程为v＝kcn（NH3）（k是速率常数，只与温度。催化剂、接触面有关，n为反应级数）。某温度下，测得c（NH3）与催化剂接触面关系如图所示：Ⅰ：钨面积为am2；Ⅱ：钨面积为2am2；Ⅲ：钨面积为am2。①n＝。②反应物消耗一半所用的时间叫半衰期。在一定条件下，NH3分解反应的半衰期与起始NH3浓度的关系是（填“成正比例”“成反比例”或“不确定”）关系。（3）一定温度下，在A、B、C三个恒容密闭容器中分别投入1molNH3，其他条件相同，测得相同时间内NH3的转化率如图所示：①起始至反应到达A、C点时的平均反应速率：v（A）v（C）（填“＞”“＜”或“＝”），理由是。②若B点达到平衡状态，则该温度下此反应的平衡常数K为（列出计算式即可）。11．（2025•朝阳区校级模拟）水蒸气和沼气的催化重整反应可用于制氢气，相关反应如下：Ⅰ：CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）ΔH1＝+206.0kJ/molⅡ：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）ΔH2＝﹣41.0kJ/molⅢ：CH4（g）+2H2O（g）⇌CO2（g）+4H2（g）（1）反应Ⅲ（填“高温”或“低温”）自发进行。在特定温度下，由稳定态单质生成1mol化合物的焓变叫做该物质在此温度下的标准摩尔生成焓。下表为物质在298K的标准摩尔生成焓，则CO2的标准摩尔生成焓为kJ/mol；物质H2（g）CH4（g）H2O（g）标准摩尔生成焓（kJ/mol）0﹣74.6﹣242（2）恒压绝热密闭容器中若只发生反应Ⅲ，下列不能说明反应Ⅲ达到平衡状态的是（填标号）。A.体系的温度保持不变B.H—H断键速率是C—H的断键速率的4倍C.气体混合物的密度不再变化D.气体平均相对分子质量不再变化（3）在催化剂作用下，反应Ⅰ机理涉及如下过程如下（“*”代表催化剂吸附中心位点，CH2+”代表吸附态的CH2），写出过程ⅲ的反应式ⅰ：CH4++⇌CH2+ⅱ：H2O+2*⇌H*+OH*ⅲ：_____ⅳ：2H+＝H2+2*Ⅴ：CO*＝CO+*（4）将1molCH4（g）和3molH2O（g）投入恒容密闭容器中，在初始总压100kPa下，发生上述三个反应，平衡时CO和CO2的选择性、平衡时CH4的转化率随温度的变化曲线如图所示。【已知：CO的选择性=n①表示CH4转化率的曲线是（填“a”、“b”或“c”）。②700K时反应达平衡，此时测得n（H2）＝2.31mol则n（H2O）mol，反应Ⅱ的压强平衡常数Kp＝。（计算结果保留整数）12．（2025•合肥一模）1，3﹣丁二烯（C4H6）是一种重要的石油化工基础原料，主要用于合成聚丁二烯橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶等多种产品，工业上可由1﹣丁烯（C4H8）制备1，3﹣丁二烯。回答下列问题：Ⅰ催化直接脱氢：C4H8（g）⇌C4H6（g）+H2（g）ΔH（1）相关共价键的键能如下表，则ΔH＝kJ•mol﹣1。共价键H—HC—HC—CC＝C键能/（kJ•mol﹣1）436413348615（2）一定温度下，向恒容密闭反应器中通入一定量的C4H8发生直接脱氢反应，下列选项能说明该反应一定处于平衡状态的是（填标号）。A.v正（C4H8）＝v正（C4H6）B.H2的体积分数不变C.容器内气体的平均相对分子质量不变D.容器内混合气体的密度不变（3）向反应体系中通入一定量的高温水蒸气和C4H8发生直接脱氢反应。①在相同温度、不同压强下，1﹣丁烯的平衡转化率随n(压强p1、p2、p3的大小顺序为。②恒压条件下，向反应体系通入高温水蒸气可提高反应物转化率，原因是。Ⅱ.O2氧化脱氢：主反应：C4H8（g）+12O2（g）⇌C4H6（g）+H2O（副反应：C4H8（g）+5O2（g）⇌2CO2（g）+2CO（g）+4H2O（g）（4）已知反应空速是指单位时间内通过单位体积催化剂的原料气体流量。一定条件下，不同空速对1﹣丁烯氧化脱氢反应性能的影响如图所示。其中较适宜的空速为h﹣1（填标号）。A.325左右B.400左右C.550左右空速过小或过大时，1，3﹣丁二烯选择性较低的原因是。（5）在一定温度和压强下，按照n（O2）：n（C4H8）＝3：5的投料比进行反应，达到平衡时，C4H8的转化率为80%，C4H6的选择性为95%[C4H6的选择性=生成C4H6的CⅢ.CO2氧化脱氢：C4H8（g）+CO2（g）⇌C4H6（g）+CO（g）+H2O（g）（6）已知CO2可与H2发生反应：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g），与催化直接脱氢相比，CO2氧化脱氢的优点是（写出一点即可）。13．（2025春•温江区期末）近年我国汽车拥有量呈较快增长趋势，汽车尾气已成为重要的空气污染物。（1）用化学方程式解释汽车尾气中含有NO的原因：。（2）安装催化转化器对汽车尾气进行处理，可以有效减少氮氧化物的排放，减少环境污染。在催化转化器中，汽车尾气中的CO和NO可发生反应：2CO(g)+2NO(g①由图中数据分析0﹣2min内，CO2（g）的平均反应速率为。②下列能判断该反应达到化学平衡状态的是（填标号）。A．反应速率：v正（NO）＝v逆（CO2）B．混合气体的压强不再改变C．CO2和N2的物质的量之比不再改变D．混合气体的密度不再改变（3）汽车尾气中含有的NO是造成城市空气污染的主要因素之一，通过NO传感器可监测汽车尾气中NO含量，其工作原理如图所示：NiO电极上发生的电极反应式为。（4）用NaClO溶液吸收硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同时，NO转化为NO3-的转化率随NaClO溶液初始pH（用稀盐酸调节）、温度的变化如图（a①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl﹣和NO3-，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为②NaClO溶液的初始pH一般控制在6左右，pH过高，NO转化率下降的原因可是。③温度高于25℃，NO去除率下降的原因可能是。14．（2025春•深圳期末）研究化学反应的速率与平衡是科研工作者的重要课题。回答下列问题：（1）某小组探究外界因素对5Na2S2O3+8KMnO4+7H2SO4＝8MnSO4+5Na2SO4+4K2SO4+7H2O的化学反应速率的影响，相关实验数据如表所示。实验序号温度/℃1.500mol•L﹣1稀硫酸溶液的体积/mL蒸馏水的体积/mL0.1250mol•L﹣1Na2S2O3溶液的体积/mL0.2500mol•L﹣1KMnO4溶液的体积/mL恰好褪色时间/s1255.00025.0010.00a2255.005.0020.00V1b3255.0010.00V210.00c4355.0010.0015.0010.00d①根据表中信息，补充数据：V1＝，V2＝。②通过实验1、2、3，根据（用a、b、c三者的大小关系表示）可得出：相同温度时，增大反应物浓度，反应速率加快。③通过实验（填实验序号）可以探究温度对反应速率的影响。④向少量酸性KMnO4溶液中加入Na2S2O3溶液，用数字传感器测得该反应速率随时间的变化如图，ab段反应速率加快的原因可能是。（2）在容积为2L容器中投入2molSO2和bmolO2，在一定温度下发生反应2SO2（g）+O2（g）＝2SO3（g），图是部分反应物与生成物随时间的变化曲线。①0～10min内，v（O2）＝。②反应达到最大限度的时间是min，在该条件下，SO2的最大转化率为。③下列条件能够加快反应速率的是（填标号）。A．升高温度B．保持体积不变，再充入一定量的氧气C．保持压强不变，充入HeD．保持体积不变，充入He使压强增大④下列情况能说明该反应达到化学平衡的是。A．v（SO3）＝v（SO2）B．恒容条件下，混合气体的密度保持不变C．体系内气体的颜色不再发生改变D．混合气体的平均相对分子质量保持不变E．SO2、O2、SO3的物质的量之比等于2：1：215．（2025春•固始县校级期末）硅是电子工业中应用最为广泛的半导体材料。用Zn高温还原SiCl4是生成多晶硅的一种方法，发生反应如下：反应Ⅰ：SiCl4（g）+2Zn（g）⇌Si（s）+2ZnCl2（g）ΔH1反应Ⅱ：SiCl4（g）+Zn（g）⇌SiCl2（g）+ZnCl2（g）ΔH2＝+98kJ/mol反应Ⅲ：SiCl4（g）+Si（s）⇌2SiCl2（g）ΔH3＝+330kJ/mol已知：①气体A的物质的量分数=n(②Kp用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数；③S表示产物选择性，Si、SiCl2选择性表示为S（Si）＝{n（Si）/[n（Si）+n（SiCl2）]}×100%；S（SiCl2）＝{n（SiCl2）/[n（Si）+n（SiCl2）]}×100%。回答下列问题：（1）则ΔH1＝kJ/mol。（2）向温度为T℃的刚性容器中，充入1molSiCl4（g）和2molZn（g），起始压强为p0kPa条件下发生上述反应，达到平衡后，测得反应体系中Zn、ZnCl2物质的量分数分别为35%、40%，则Si的物质的量为mol，反应Ⅰ的分压表示的平衡常数Kp＝kPa﹣1（用含p0代数式表示），若再向刚性容器中充入一定量的Zn（g），重新达平衡后，则分压p（SiCl2）将（填“增大”、“减小”或“不变”）。（3）当n（Zn）：n（SiCl4）＝2：1时，10.0MPa条件下平衡时S（Si）随温度的变化，以及1500K条件下平衡时S（Si）随压强的变化如图所示。①10.0MPa条件下平衡时S（Si）随温度的变化的曲线是（填“a”或“b”）。②A、B、C、D、E五个点中，处于完全相同化学平衡状态的两个点是。③曲线b呈如图所示变化趋势的原因是。（4）已知利用CO2合成甲醇的过程中主要发生以下反应Ⅳ：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH1＝41kJ/molⅤ：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）ΔH3保持1.8MPa、400℃不变，CO2和H2按体积比1：3充入反应器，同时发生上述两个反应，下列可作为两个反应达到平衡状态的依据是（填字母）。a．体系压强不再变化c．v（CO2）＝3v（H2）b．气体的密度不再改变d．各物质浓度不再改变（5）某甲醛气体探测仪利用燃料电池工作原理对甲醛含量进行检测，电池结构如图所示。b电极的电极反应式为。16．（2025春•成华区期末）CO2催化氢化合成附加值高的产品有助于促进“碳中和”。在某功能催化剂作用下，利用CO2制备HCOOH的反应及副反应如下：ⅰ.Cⅱ.C回答下列问题：（1）工业上还可以用CO与H2O制备HCOOH：CO（g）+H2O（g）⇌HCOOH（g）ΔH＝kJ•mol﹣1。（2）一定温度下，在恒容密闭容器中充入amolCO2和amolH2发生上述反应，下列情况能说明上述反应一定达到平衡状态的是（填标号）。A.气体密度不随时间变化B.气体平均摩尔质量不随时间变化C.气体总压强不随时间变化D.CO2、H2的浓度比不随时间变化（3）在密闭容器中以物质的量比为1：1投入CO2和H2合成HCOOH，其他条件不变，相同时间内CO2的转化率（α）与温度、催化剂（①Ru基催化剂、②Pd/C催化剂和③RhFeOx/TiO2催化剂）的关系如图1所示。在300～350℃内，催化效率最高的是（填序号）。在Ru基催化剂条件下，a点（达到或未达到）平衡，当温度高于350℃时，CO2的转化率显著降低，其主要原因可能是。（4）在总压强保持p0MPa和Ru/SiO2催化下，向容器中充入1molCO2和2molH2发生上述反应合成甲酸，CO2的平衡转化率、HCOOH的选择性与温度的关系如图2所示。已知：HCOOH的选择性=n①代表HCOOH选择性与温度关系的曲线是（填“L1”或“L2”），判断依据是。②260℃时反应ii的平衡常数KP为（列出计算式即可；Kp为用分压表示的平衡常数，分压＝总压x物质的量分数。17．（2025•重庆）水是化学反应的良好介质，探索水溶液中的酸碱平衡具有重要意义。（1）天然水中可以分离出重水（D2O）。D2O溶液中存在电离平衡：D2O⇌D++OD﹣，c（D+）和c（OD﹣）的关系如图1所示。①图中3个状态点对应的溶液呈中性的是。②T1T2（填“＞”“＝”或“＜”）。（2）用图2所示电化学装置进行如下实验。①用H2实验：在左侧通入H2，产物为H2O，盐桥中K+移向装置的（填“左侧”或“右侧”），电池的总反应为。②用O2实验：在一侧通入O2，电池的总反应仍保持不变，该侧的电极反应为。（3）利用弛豫法可研究快速反应的速率常数（k，在一定温度下为常数）。其原理是通过微扰（如瞬时升温）使化学平衡发生偏离，观测体系微扰后从不平衡态趋向新平衡态所需的弛豫时间（τ），从而获得k的信息。对于H2O⇌H++OH﹣，若将纯水瞬时升温到25℃，测得τ＝4.0×10﹣5s。已知：25℃时，c（H2O）＝55.6mol•L﹣1，v（正）＝k1c（H2O），v（逆）＝k2c（H+）c（OH﹣），τ=1k1+2k2①25℃时，H2O⇌H++OH﹣的平衡常数K＝mol•L﹣1（保留2位有效数字）。②下列能正确表示瞬时升温后反应建立新平衡的过程示意图为。③25℃时，计算得k2为L•mol﹣1•s﹣1。18．（2025•皇姑区校级二模）丙烷脱氢是制备丙烯的重要方法，涉及的主要反应如下：主反应Ⅰ：C3H8（g）⇌C3H6（g）+H2（g）ΔH副反应Ⅱ：C3H8（g）⇌C2H4（g）+CH4（g）ΔH2已知：部分物质燃烧热如下表所示：物质甲烷乙烯丙烷燃烧热（ΔH）/kJ•mol﹣1﹣890.3﹣1411﹣2219.9回答下列问题：（1）ΔH2。（2）向恒压密闭容器中加入一定量的C3H8（g），选择合适催化剂，只发生主反应Ⅰ。测得C3H8（g）的平衡转化率随温度及压强变化关系如图1所示。①图中压强由大到小的顺序为。②T1K、p1下反应的压强平衡常数KP＝。③为提高C3H8（g）的平衡转化率，实际工业生产中会充入一定量水蒸气，充入水蒸气能提高C3H8（g）的平衡转化率的原因是。（3）向某刚性恒温密闭容器中加入一定量的C3H8（g），发生主反应Ⅰ和副反应Ⅱ。测得混合气体中C3H8（g）、C3H6（g）、C2H4（g）的体积分数随时间变化如图2所示。①活化能：Ea（Ⅰ）（填“＞”“＝”或“＜”）Ea（Ⅱ）。②a＝。③t1min后C3H6（g）体积分数降低的原因是19．（2025春•淅川县校级期末）向某体积固定的密闭容器中加入0.3molA、0.1molC和一定量（未知）的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图所示。已知在反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化。请回答：（1）密闭容器的体积是L。（2）若t1＝15时，则t0～t1s内以C物质浓度变化表示的反应速率v（C）＝。（3）写出反应的化学方程式：。（4）t1s时，A的转化率为，此时v（A）正v（B）逆（选填“＞”、“＜”或“＝”）。（5）B的起始的物质的量是。（6）平衡时体系内的压强为初始状态的倍。（7）目前常用的镍﹣镉（Ni—Cd）可充电电池的总反应式可表示为Cd+2NiO(OH)+2H2O⇌放电充电2Ni(OH)2+Cd①该电池可以在酸性条件下进行充、放电②该电池放电时，负极的电极反应式为Cd+2OH﹣﹣2e﹣＝Cd（OH）2③该电池放电时，Cd极的质量减少④该电池放电时，化学能转变为电能（8）一种将CO2催化转化为C2H4的电化学装置如图所示。铂电极发生的反应为，工作过程中玻碳电极区溶液的pH（填“增大”或“减小”）。20．（2025春•阳泉期末）氨气是国民经济的基础，工业上常用氮气和氢气合成氨：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）。回答下列问题：（1）工业合成氨反应中，能量变化如图1所示。该反应是（填“放热”或“吸热”）反应。（2）在恒温恒容密闭容器中充入1molN2和3molH2合成NH3。下列情况表明该反应达到平衡状态的是（填标号）。A．N2和H2的物质的量之比为1：3B．NH3的质量分数保持不变C．NH3和H2的体积分数相同D．N2的消耗速率是NH3消耗速率的一半（3）下列措施能增大该反应的反应速率的是（填编号）。A．恒温恒容下分离出NH3B．恒温恒容下充入ArC．恒容下升高体系温度D．恒温恒容下充入H2（4）一定温度下，向1L恒容密闭容器中充入N2和H2。测得各物质的浓度与时间的关系如图2所示。①甲代表（填化学式）。②12min时，N2的转化率为（转化率指已反应的物质的量与起始物质的量之比）。③0～10min内，v（NH3）mol•L﹣1•min﹣1。（5）实验室制备氨气的化学方程式为。

2026高考化学复习新题速递之化学反应速率与化学平衡（2025年7月）参考答案与试题解析一．解答题（共20小题）1．（2025•沈河区校级三模）CO2作为主要的温室气体，对人类的生产生活有着重要影响，H2还原CO2是实现“碳达峰、碳中和”的有效途径之一，相关的反应如下：反应Ⅰ：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）ΔH1反应Ⅱ：CO2（g）+H2（g）⇌CO（g）+H2O（g）ΔH2反应Ⅲ：CO2（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）ΔH3反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的平衡常数与温度变化关系如图1所示。（1）有利于提高CO2合成CH3OH的条件是低温高压。（从温度和压强角度回答）（2）ΔH1ΔH3（3）一定条件下，向体积为5L的恒温密闭容器中加入1molCO2和3molH2发生上述反应，平衡时，容器中H2的浓度为0.25mol•L﹣1，CH3OH的浓度0.1mol•L﹣1，反应Ⅱ的平衡常数为19.2。（4）H2还原能力（S）可衡量CO2转化率，已知S＝Δn（CO2）/Δn（H2），即相同时间段内CO2与H2物质的量变化量之比。常压下H2和CO2按物质的量之比3：1投料，反应相同时间，H2和CO2转化率如图2所示。①在400～1000℃范围内，S值的变化趋势是C（填字母）。A.一直增大B.一直减小C.先增大后减小D.先减小后增大②由图像可知，H2转化率在600℃时大于400℃，其原因是温度升高，反应速率加快。③温度较低时，两条曲线重合的原因是温度较低时只发生反应l。（5）CO2分子中存在二套大π键，表示为Π3即三个原子共用四个电子形成的大Ⅱ键，则HC，N中大Ⅱ键可表示为Π34【答案】（1）低温高压；（2）＞；（3）19.2；（4）①C；②温度升高，反应速率加快；③温度较低时只发生反应l；（5）Π3【分析】（1）由图可知，升高温度，反应Ⅰ的平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，该反应为气体体积减小放热反应，降低温度和增大压强有利于平衡向正反应方向移动，提高甲醇的选择性；（2）由图可知，升高温度，反应Ⅱ的平衡常数增大，说明平衡向正反应方向移动，该反应为焓变大于0的吸热反应，由盖斯定律可知，反应Ⅰ﹣Ⅲ得到反应Ⅱ；（3）根据题意列三段式求解；（4）①由图可知，400﹣600℃范围内，二氧化碳的转化率增大幅度大于氢气转化率的增大幅度，则S值呈增大趋势，600﹣1000℃范围内，二氧化碳的转化率增大幅度小于氢气转化率的增大幅度，则S值呈减小趋势，所以400﹣1000℃范围内，S值的变化趋势为先增大后减小；②由图像可知，氢气转化率在600℃时大于400℃说明温度升高，反应速率加快，消耗氢气的量增大；③温度较低时，两条曲线重合的原因是温度较低时只发生反应l；（5）在HCN分子中，C原子采取sp杂化，C原子的一个sp杂化轨道与H原子的1s轨道形成σ键，另一个sp杂化轨道与N原子的一个2p轨道形成σ键。C原子剩下的两个未杂化的2p轨道分别与N原子剩下的两个2p轨道形成两个π键，这三个原子（H、C、N）共同参与形成大π键，其中参与成键的电子数为4；【解答】解：（1）由图可知，升高温度，反应Ⅰ的平衡常数减小，说明平衡向逆反应方向移动，该反应为气体体积减小放热反应，降低温度和增大压强有利于平衡向正反应方向移动，提高甲醇的选择性；故答案为：低温高压；（2）由图可知，升高温度，反应Ⅱ的平衡常数增大，说明平衡向正反应方向移动，该反应为焓变大于0的吸热反应，由盖斯定律可知，反应Ⅰ﹣Ⅲ得到反应Ⅱ，则ΔH1﹣ΔH3＞0所以ΔH故答案为：＞；（3）由题意可建立如下三段式：CO（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）起始（mol）0.20.600转化（mol）0.10.30.10.1平衡（mol）0.10.30.10.1CO2（g）H2（g）＝CO（g）+H2O（g）起始（mol）0.10.300.1转化（mol）0.050.050.050.05平衡（mol）0.050.250.050.15则平衡时二氧化碳的浓度为0.05mol/L，反应Ⅰ的平衡常数为0.1×0.150.05×0.2故答案为：19.2；（4）①由图可知，400﹣600℃范围内，二氧化碳的转化率增大幅度大于氢气转化率的增大幅度，则S值呈增大趋势，600﹣1000℃范围内，二氧化碳的转化率增大幅度小于氢气转化率的增大幅度，则S值呈减小趋势，所以400﹣1000℃范围内，S值的变化趋势为先增大后减小，故选C；故答案为：C；②由图像可知，氢气转化率在600℃时大于400℃说明温度升高，反应速率加快，消耗氢气的量增大；故答案为：温度升高，反应速率加快；③温度较低时，两条曲线重合的原因是温度较低时只发生反应l；故答案为：温度较低时只发生反应l；（5）在HCN分子中，C原子采取sp杂化，C原子的一个sp杂化轨道与H原子的1s轨道形成σ键，另一个sp杂化轨道与N原子的一个2p轨道形成σ键。C原子剩下的两个未杂化的2p轨道分别与N原子剩下的两个2p轨道形成两个π键，这三个原子（H、C、N）共同参与形成大π键，其中参与成键的电子数为4，所以HCN中的大π键可表示为Π3故答案为：Π3【点评】本题考查反应中的能量变化和化学平衡，侧重考查学生平衡状态的判断和条件改变平衡移动的掌握情况，试题难度中等。2．（2025•天河区二模）当前我国处于“碳达峰、碳中和”的关键时期。因此，含碳化合物的综合利用，有效缓解温室效应成为研究热点。Ⅰ.CH4的制备一直以来是有机合成、化学领域的热点课题。（1）Ni催化CO2加H2形成CH4与CO，其历程如图1所示（吸附在催化剂表面的物种用“标注）。①其中有*H参与的反应历程有①③④（填反应序号）。②基态Ni的电子排布式为[Ar]3d84s2。③光催化还原法实现CO3甲烷化可能的反应机理如图2所示。该过程可描述为：光照条件下，催化剂TiO2的价带（VB）中的电子激发至导带（CB）中，价带中形成电子空穴（h+）。请写出价带中发生的电化学反应式：2H2OⅡ.CH4的多元利用一直以来是有机合成、化学领域的热点课题。（2）CO2—CH4重整反应制备水煤气是一种生产高附加值化学品的低碳过程。在减少温室气体排放的同时，可充分利用碳资源，其主要反应包括：主反应a：CH4（g）+CO2（g）⇌2H2（g）+2CO（g）副反应b：H2（g）+CO2（g）⇌H2O（g）+CO（g）ΔH＞0已知：①主反应a的ΔH＝ΔH3﹣2ΔH2﹣ΔH1。（选用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的表达式表示）②在恒压、反应物起始物质的量比n（CH4）：n（CO2）＝1：1条件下，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是AB。A.升高温度有利于提高CH4的平衡转化率B.曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化C.若向该体系中通入N2，则CH4的转化率减小D.800K时，反应至CH4转化率达到X点的值，改变除温度外的其他条件，CH4转化率均不能达到Y点的值③请将CO2—CH4重整反应平衡常数（K）与温度(1T)的关系变化趋势绘制在如图中。（3）工业上也常用CH4—H2O（g）重整制备H2，体系中发生如下反应：反应c：CH4（g）+H2O（g）⇌CO（g）+3H2（g）反应d：CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）已知：对于反应mA（g）+nB（g）⇌pC（g）+qD（g），Kx=χ在恒温恒压条件下，1molCH4（g）和2molH2O（g）反应达平衡时，CH4（g）的转化率为α，CO2（g）的物质的量为βmol。则反应c的平衡常数KX＝(α-β)3×β(1-α)×(2-α-【答案】（1）①①③④；②[Ar]3d84s2；③2H2（2）①ΔH3﹣2ΔH2﹣ΔH1；②AB；③（3）(α-β)3×【分析】（1）①由图1可知，反应①、③、④中有*H参与；②Ni的原子序数为28，根据电子排布规律，基态Ni的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2；③由图2可知，价带中H2O失去电子生成O2和H+；（2）①根据盖斯定律，由反应③﹣2×反应②﹣反应①可得主反应a，所以ΔH＝ΔH3﹣2ΔH2﹣ΔH1；②A.主反应a和副反应b均为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，有利于提高CH4的平衡转化率；B.CO2参与主反应和副反应，CH4只参与主反应，相同温度下，CO2的平衡转化率大于CH4的平衡转化率，所以曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化；C.在恒压条件下，向体系中通入N2，容器体积增大，相当于减小压强，主反应a正向移动，CH4的转化率增大；D.800K时，反应至CH4转化率达到X点的值，改变除温度外的其他条件，如增大CO2的浓度，CH4转化率可以达到Y点的值；③主反应a和副反应b均为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数K增大；（3）根据反应平衡常数计算推导求解；【解答】解：（1）①由图1可知，反应①、③、④中有*H参与；故答案为：①③④；②Ni的原子序数为28，根据电子排布规律，基态Ni的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2；故答案为：[Ar]3d84s2；③由图2可知，价带中H2O失去电子生成O2和H+，电化学反应式为2H故答案为：2H（2）①根据盖斯定律，由反应③﹣2×反应②﹣反应①可得主反应a，所以ΔH＝ΔH3﹣2ΔH2﹣ΔH1；故答案为：ΔH3﹣2ΔH2﹣ΔH1；②A.主反应a和副反应b均为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，有利于提高CH4的平衡转化率，故A正确；B.CO2参与主反应和副反应，CH4只参与主反应，相同温度下，CO2的平衡转化率大于CH4的平衡转化率，所以曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化，故B正确；C.在恒压条件下，向体系中通入N2，容器体积增大，相当于减小压强，主反应a正向移动，CH4的转化率增大，故C错误；D.800K时，反应至CH4转化率达到X点的值，改变除温度外的其他条件，如增大CO2的浓度，CH4转化率可以达到Y点的值，故D错误；故答案为：AB；③主反应a和副反应b均为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常数K增大，即1T减小，lgK增大，所以lgK随1故答案为：；（3）反应c的平衡常数Kx=χ(CO)⋅χ3(H2)χ(CH4)⋅χ(H2O)。反应达到平衡时，n（CH4）＝（1﹣a）mol，n（H2O）＝（2﹣a﹣β）mol，n（CO）＝（a﹣β）mol，n（H2）＝（3a﹣β）mol，n（CO2）＝βmol总物质的量n总故答案为：(α-β)3×【点评】本题考查反应中的能量变化和化学平衡，侧重考查学生平衡状态的判断和条件改变平衡移动的掌握情况，试题难度中等。3．（2025•镇海区校级二模）乙酸乙酯在工业上有着广泛的用途。以乙烯、乙酸为原料，硫酸或杂多酸作催化剂制备乙酸乙酯，反应原理为CH2＝CH2（g）+CH3COOH（g）⇌CH3COOC2H5（l）ΔH。回答下列问题：（1）一定条件下，在一个密闭容器中，通入各1mol的乙烯和乙酸气体，发生上述反应。①若保持温度和压强不变，下列描述能说明反应已达化学平衡的是A（填字母）。A.单位时间内，消耗乙烯和生成乙酸的物质的量相同B.容器内混合气体的密度不再变化C.C2H4的浓度不再变化D.体系中乙烯和乙酸的转化率相等②分别在压强p1和p2下，相同时间内测得乙酸乙酯的产率随温度的变化如图。在其它条件不变的情况下，若p1大于p2，在图中画出p2的曲线。（2）工业上多采用乙酸过量的方法，将合成塔中乙酸、乙醇和硫酸混合液加热至110℃左右发生酯化反应并回流，直到塔顶温度达到70～71℃，开始从塔顶出料。已知纯物质和相关恒沸混合物的常压沸点如表：纯物质沸点/℃恒沸混合物（质量分数）沸点℃乙醇78.3乙酸乙酯（0.92）+水（0.08）70.4乙酸117.9乙酸乙酯（0.69）+乙醇（0.31）71.8乙酸乙酯77.1乙酸乙酯（0.83）+乙醇（0.08）+水（0.09）70.2控制乙酸过量的作用有提高乙醇转化率；有利于后续产物的分离。（3）可通过电化学方法实现乙烯的转化，其原理如图所示（均为惰性电极）。图中M极上的电极反应式为2CH2＝CH2+2H2O﹣4e﹣＝CH3COOCH2CH3+4H+。（4）在水中，硫酸是一种强酸，但实际上只有第一步电离是完全的，第二步电离并不完全，电离方程式可表示为：H2SO4＝H++HSO4-，HSO4-⇌H++SO42-。0.100mol•L﹣1的稀硫酸中，c（H+）＝0.109mol•L﹣1，求硫酸第二步电离的电离常数（5）乙烯（CH2＝CH2）与乙酸（CH3COOH）的直接加成反应在常规条件下难以发生，但在强酸的催化作用下发生加成反应生成乙酸乙酯。反应机理可以表示为：。试从化学键的角度解释在强酸的催化作用下，第二步和第三步加快了反应速率第二步：碳正离子和羧基带负电荷的氧原子结合形成共价键；第三步：带正电荷的O原子和H原子之间的O—H键极性强，能量高，容易断裂，失去H+生成能量低的稳定产物。【答案】（1）①A；②；（2）提高乙醇转化率；有利于后续产物的分离；（3）2CH2＝CH2+2H2O﹣4e﹣＝CH3COOCH2CH3+4H+；（4）1.08×10﹣2；（5）第二步：碳正离子和羧基带负氧原子根据电性结合形成共价键。第三步：带正电荷的O原子和H的之间的O—H键极性强，能量高，容易断裂，失去H+生成能量低的稳定产物。【分析】（1）①化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量均不变；②乙烯、乙酸为原料制备乙酸乙酯的反应是气体体积减小的反应，其他条件相同时压强越大，反应速率越快，达到平衡时间越短，产物产率越高；（2）乙酸过量，促进平衡正向移动，提高乙醇的转化率，有利于乙酸乙酯的分离；（3）该装置为电解池，M电极上CH2＝CH2发生失电子的氧化反应生成CH3COOCH2CH3，结合原子守恒和电荷守恒写出电极反应式；（4）0.100mol•L﹣1的稀硫酸中，c（H+）＝0.109mol•L﹣1，则c（SO42-）＝0.109mol/L﹣0.1mol/L＝0.009mol/L，c（HSO4-）＝0.1mol/L﹣（5）由图可知，强酸的催化作用下，乙烯结合H+生成中间体碳离子，中间体碳离子易与乙酸中带负电性的O原子结合形成C—O键，使该O原子带正电荷，带正电荷的O原子和H原子之间的O—H键极性增强，易断裂生成H+。【解答】解：（1）①A.单位时间内，消耗乙烯和生成乙酸的物质的量相同，即乙烯的正反应速率与乙酸的逆反应速率之比为1，可判定反应达到平衡状态，故A正确；B.反应物用量之比与反应计量数之比相等，且生成物为液体，恒温恒压条件下容器内混合气体的密度始终不变，则混合气体密度不再变化的状态不一定是平衡状态，故B错误；C.反应物用量之比与反应计量数之比相等，且生成物为液体，恒温恒压条件下C2H4的浓度始终不变，则C2H4的浓度不再变化的状态不一定是平衡状态，故C错误；D.反应物用量之比与反应计量数之比相等，则体系中乙烯和乙酸的转化率始终相等，所以乙烯和乙酸的转化率相等的状态不一定是平衡状态，故D错误；故答案为：A；②乙烯、乙酸为原料制备乙酸乙酯的反应是气体体积减小的反应，其他条件相同时压强越大，反应速率越快，达到平衡时间越短，产物产率越高，若p1大于p2，p2的曲线为，故答案为：；（2）乙酸乙酯和乙醇的沸点相差不大、且互溶，则控制乙酸过量，可促进平衡正向移动，提高乙醇的转化率，还有利于乙酸乙酯的分离，故答案为：提高乙醇转化率；有利于后续产物的分离；（3）该装置为电解池，M电极上CH2＝CH2发生失电子的氧化反应生成CH3COOCH2CH3，电极反应式为2CH2＝CH2+2H2O﹣4e﹣＝CH3COOCH2CH3+4H+，故答案为：2CH2＝CH2+2H2O﹣4e﹣＝CH3COOCH2CH3+4H+；（4）0.100mol•L﹣1的稀硫酸中，c（H+）＝0.109mol•L﹣1，则c（SO42-）＝0.109mol/L﹣0.1mol/L＝0.009mol/L，c（HSO4-）＝0.1mol/L﹣0.009mol/L＝0.091mol/L，则HSO4-电离平衡常数Ka=故答案为：1.08×10﹣2；（5）由图可知，强酸的催化作用下，第一步：乙烯结合H+生成中间体碳离子，第二步：中间体碳离子易与乙酸中带负电性的O原子结合形成C—O键，使该O原子带正电荷，第三步：带正电荷的O原子和H原子之间的O—H键极性增强，易断裂生成H+，从而生成稳定产物乙酸乙酯，故答案为：第二步：碳正离子和羧基带负电荷的氧原子结合形成共价键；第三步：带正电荷的O原子和H原子之间的O—H键极性强，能量高，容易断裂，失去H+生成能量低的稳定产物。【点评】本题考查化学平衡状态判断、电离平衡常的计算、电解原理及其应用，侧重分析判断能力和计算能力考查，把握化学平衡状态特征及其判定方法、化学平衡影响因素、电离平衡常数计算、电解池中电极反应式的书写是解题关键，题目难度中等。4．（2025•青羊区校级模拟）工业上以合成气（含CO、H2和少量CO2）为原料制备二甲醚（DME），涉及反应如下：①CO（g）+2H2（g）⇌CH3OH（g）Δ②2CH3OH（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）Δ③CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g）（1）反应2CO（g）+4H2（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）ΔH3＝﹣204.9kJ•mol﹣1。（2）恒温恒压时，初始投料比n（H2）/n（CO）与平衡时CO转化率Xco和二甲醚选择性SDME=2（ⅰ）当n（H2）/n（CO）＝1.0，且n（CO）＝1.00mol时，DME的产量为0.31mol（保留两位小数）。（ⅱ）当n（H2）/n（CO）＜1.0时，CO的平衡转化率随投料比增大而显著增大的原因是n（H2）/n（CO）增大，有利于平衡①正向移动，使CO转化率增大。（3）573K、5MPa下，反应前后气体组成如表：物质H2COCH3OHCH3OCH3H2OCO2原料气组成/mola30.00002.0平衡气体组成/%67.55.05.010.02.510.0反应①用气体分压表示平衡常数KP＝5%×55%×5×(67.5%×5)2（列出原始计算式（MPa）﹣2，a＝88。（4）CH3OCH3在MoO3催化剂表面生成HCOOCH3（ⅰ）发生反应的第一步是DME（g）被催化剂吸附，生成DME*（未在图中示出）。升温不利于（选填“有利于”或“不利于”）该吸附过程自发进行，原因是吸附过程熵减（ΔS＜0），由ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0可知，升温不利于熵减过程。（ⅱ）上述历程的决速步中MoO3被还原为MoO2，则决速步的反应式为CH3O*+CH3*+MoO3→HCHO+CH3O*+H*+MoO2（或CH3*+MoO3→HCHO+H*+MoO2）。【答案】（1）﹣204.9；（2）（i）0.31；（ii）n（H2）/n（CO）增大，有利于平衡①正向移动，使CO转化率增大；（3）5%×55%×5×(67.5%×5)2（4）（i）不利于；吸附过程熵减（或ΔS＜0），由ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0可知，升温不利于熵减过程；（ii）CH3O*+CH3*+MoO3→HCHO+CH3O*+H*+MoO2（或CH3*+MoO3→HCHO+H*+MoO2）。【分析】（1）根据盖斯定律：①×2+②计算反应2CO（g）+4H2（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）的焓变ΔH3；（2）（i）由图可知，n（H2）/n（CO）＝1.0，且n（CO）＝1.00mol时CO转化率Xco＝94%，二甲醚选择性SDME＝66%，结合转化率和选择性公式进行计算；（ii）增大投料比相当增大c（H2），反应①的平衡正向移动，CO的平衡转化率增大；（3）设平衡时混合气体总量为xmol，根据C原子守恒可得：（5.0%+5.0%+10.0%+10.0%×2）x＝30.0+2.0，解得x＝80，根据H原子守恒可得：2a＝80×67.5%×2+80×5.0%×4+80×10.0%×6+80×2.5%×2，解得a＝88；（4）（i）吸附过程的ΔS＜0，结合自发进行的条件：ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0分析判断；（ii）反应的活化能越高，反应速率越慢，对整个反应速率有决定作用，图中决速步为CH3O*+CH3*→HCHO+CH3O*+H*，且决速步中MoO3被还原为MoO2，据此写出决速步的反应式。【解答】解：（1）根据盖斯定律：①×2+②计算反应2CO（g）+4H2（g）⇌CH3OCH3（g）+H2O（g）的焓变ΔH3＝﹣90.2kJ/mol×2+（﹣24.5kJ/mol）＝﹣204.9kJ/mol，故答案为：﹣204.9；（2）（i）由图可知，n（H2）/n（CO）＝1.0，且n（CO）＝1.00mol时CO转化率Xco＝94%，二甲醚选择性SDME＝66%，则DME的产量为1.00mol×94%×66%×12故答案为：0.31；（ii）增大投料比相当增大c（H2），反应①的平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，故答案为：n（H2）/n（CO）增大，有利于平衡①正向移动，使CO转化率增大；（3）由表中数据知，分压：p（H2）＝67.5%×5MPa，p（CH3OH）＝p（CO）＝5%×5MPa，则反应①的平衡常数KP＝p(CH3OH)p(CO)⋅p2(H2)=5%×55%×5×(67.5%×5)2；设平衡时混合气体总量为xmol，根据C原子守恒可得：（5.0%+5.0%+10.0%+10.0%×2）x＝30.0+2.0，解得x＝80，根据H原子守恒可得：2a＝80×故答案为：5%×55%×5×(67.5%×5)2（4）（i）吸附过程熵减，ΔS＜0，由自发进行的条件：ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0可知，升温不利于熵减过程，故答案为：不利于；吸附过程熵减（或ΔS＜0），由ΔG＝ΔH﹣TΔS＜0可知，升温不利于熵减过程；（ii）反应的活化能越高，反应速率越慢，是反应的决速步，由图可知，决速步为CH3O*+CH3*→HCHO+CH3O*+H*，且决速步中MoO3被还原为MoO2，则决速步的反应式为CH3O*+CH3*+MoO3→HCHO+CH3O*+H*+MoO2（或CH3*+MoO3→HCHO+H*+MoO2），故答案为：CH3O*+CH3*+MoO3→HCHO+CH3O*+H*+MoO2（或CH3*+MoO3→HCHO+H*+MoO2）。【点评】本题考查化学平衡影响因素及其计算、反应热与焓变、化学平衡影响因素等知识，侧重分析判断能力和计算能力考查，把握盖斯定律的计算应用、化学平衡相关计算、活化能与反应速率的关系、浓度对平衡影响是解题关键，注意掌握原子守恒在化学平衡计算中的应用，题目难度中等。5．（2025春•潍坊期末）氮是构成生命体的重要元素之一，研究氮及其化合物具有重要意义。回答下列问题；Ⅰ.工业合成氨的反应为：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）ΔH＝﹣92kJ•mol﹣1（1）有关化学键键能数据如下：化学键N＝NN—HH—H键能/（kJ•mol﹣1）946x436①NH3的电子式为。②x＝391。（2）700K时，向10L恒容密闭容器中，充入10molN2（g）和10molH2（g）使之发生反应，测得部分物质的物质的量浓度变化如图所示。①曲线a表示N2（填物质化学式）物质的量浓度随时间的变化；用H2的物质的量浓度变化表示0～4min的平均反应速率为0.3mol•L﹣1•min﹣1知②反应至2min时，改变了某一条件，则改变的条件可能是AC（填标号）；反应至3min时，v正（H2）＞v逆（H2）（填“＞”“＜”或“＝”）。A.使用更高效催化剂B.升高温度C.增大压强D.通入N2Ⅱ.已知：2NO2（g）⇌N2O4（g），升高温度，该化学平衡向着吸热的方向移动。（3）在烧瓶A和B中分别装有NO2与N2O4（无色）的混合气体，中间用夹子夹紧，分别浸入到盛有水（水温相同）的烧杯中，如图所示。向烧瓶A所在的烧杯中加入适量的浓硫酸，气体颜色会变深，该反应的ΔH＜0（填“＞”或“＜”）；向烧瓶B所在的烧杯中加入适量的硝酸铵固体，烧瓶B中气体的平均相对分子质量变小（填“变大”“变小”或“不变”）。【答案】（1）①；②391；（2）①N2；0.3；②AC；＞（3）＜；变小；【分析】（1）①NH3中N原子最外层有5个电子，与3个H原子形成3对共用电子对；②反应热ΔH＝反应物键能总和一生成物键能总和；（2）①反应中N2的浓度减小，NH3的浓度增大，曲线a浓度减小，所以曲线a表示N2物质的量浓度随时间的变化。0～4min内Δc（N2）＝1.0mol/L﹣0.7mol/L＝0.3mol/L，根据反应计量关系Δc（H2）＝3Δc（N2）＝0.9mol/L，根据速率公式计算求解；②2min时改变条件，反应速率加快，N2的浓度继续减小，NH3的浓度继续增大；A.使用更高效催化剂，加快反应速率，平衡不移动；B.升高温度，该反应ΔH＜0，平衡逆向移动，N2浓度应增大；C.增大压强，平衡正向移动，反应速率加快，N2浓度减小，NH3浓度增大；D.通入N2，N2浓度应瞬间增大，不符合图像中2min时N2浓度变化。反应至3min时，反应还未达到平衡，平衡正向移动，所以v正（H2）＞v逆（H2）；（3）向烧瓶A所在的烧杯中加入适量的浓硫酸，浓硫酸溶于水放热，烧瓶A中温度升高，气体颜色变深，说明平衡2NO2（g）⇌N2O4（g）逆向移动，所以该反应的ΔH＜0。向烧瓶B所在的烧杯中加入适量的硝酸铵固体，硝酸铵溶于水吸热，烧瓶B中温度降低，平衡2NO2（g）⇌N2O4（g）E向移动，气体的物质的量减小，混合气体的总质量不变；【解答】解：（1）①NH3中N原子最外层有5个电