专题讲座（七） 常考速率、平衡图像题解题策略（练）-高考化学一轮复习（解析版）

专题讲座（七）常考速率、平衡图像题解题策略

第一部分：高考真题感悟

1.（2021•北京•高考真题）丙烷经催化脱氢可制丙烯:C3H83H6+H2。600℃,将一定浓度的CCh与固定

浓度的c3H8通过含催化剂的恒容反应器，经相同时间，流出的C3H6、CO和H2浓度随初始CO2浓度的变

化关系如图。

已知：

①C3H8（g）+5O2（g）=3CC）2（g）+4H2O（l）AH=-2220kJ/mol

②C3H6（g）+9/2O2（g）=3CO2（g）+3H2O（l）△H=-2058kJ/mol

③H2（g）+l/2O2（g）=H2O（l）△H=-286kJ/mol

下列说法不正确的是

A.C3H8（g）=C3H6（g）+H2（g）AH=+124kJ/mol

B.c（H2）和c（C3H6）变化差异的原因：CO2+H2CO+H2O

C.其他条件不变，投料比c（C3H8）/c（CO2）越大，C3H8转化率越大

D.若体系只有C3H6、CO、H2和H2O生成，则初始物质浓度CO与流出物质浓度c之间一定存在：

3co（C3H8）+co（C02）=c（CO）+c（C02）+3c（C3H8）+3c（C3H6）

【答案】c

【解析】A.根据盖斯定律结合题干信息①C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（l）△H=-2220kJ/mol（2）

C3H6（g）+9/2O2（g）=3CO2（g）+3H2O（l）AH=-2058kJ/mol③H2（g）+l/2O2（g）=H2O（l）△H=-286kJ/mol可知，可由①

-②-③得到目标反应c3H8（g）=C3H6（g）+H2（g）,该反应的△H=AH「AH2-AH3=+124kJ/mol,A正确；B.仅按

C3H8（g）=C3H6（g）+H2（g）可知C3H6、H2的浓度随CC>2浓度变化趋势应该是一致的，但是氢气的变化不明显，

反而是CO与C3H6的变化趋势是一致的，因此可以推断高温下能够发生反应CO2+H2.-CO+H2O,从而导

致C3H6、H2的浓度随CO2浓度变化趋势出现这样的差异，B正确；C.投料比增大，相当于增大C3H8浓度,

浓度增大，转化率减小，C错误；D.根据质量守恒定律，抓住碳原子守恒即可得出，如果生成物只有C3H6、

CO、H2O、H2,那么入口各气体的浓度co和出口各气体的浓度符合

3co(C3H8)+co(C02)=3c(C3H6)+c(CO)+3c(C3H8)+c(CC>2),D正确；答案为：C„

2.(2021・江苏•高考真题)NH3与02作用分别生成N2、NO,N2O的反应均为放热反应。工业尾气中的NH3

可通过催化氧化为N2除去。将一定比例的NH3、02和N2的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,

2n„w(N„)

NH3的转化率、生成N2的选择性［生成八二、X100%］与温度的关系如图所示。

n总转化(网)

“175200225250275300

舄度”

下列说法正确的是

A.其他条件不变，升高温度，NH3的平衡转化率增大

B.其他条件不变，在175〜300℃范围，随温度的升高，出口处N2和氮氧化物的量均不断增大

C.催化氧化除去尾气中的NH3应选择反应温度高于250℃

D.高效除去尾气中的NH3,需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂

【答案】D

【解析】A.NH3与02作用分别生成N2、NO,N2O的反应均为放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度,

平衡向逆反应方向进行，氨气的平衡转化率降低，故A错误；B.根据图像，在175〜300℃范围，随温度

的升高，N2的选择率降低，即产生氮气的量减少，故B错误；C.根据图像，温度高于250℃N2的选择率

降低，且氨气的转化率变化并不大，浪费能源，根据图像，温度应略小于225℃,此时氨气的转化率、氮气

的选择率较大，故C错误；D.氮气对环境无污染，氮的氧化物污染环境，因此高效除去尾气中的NE,需

研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂，故D正确；答案为D。

3.(2022•北京・高考真题)CO?捕获和转化可减少CO?排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完

成之后，以N2为载气，以恒定组成的NZ、CH,混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分

的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CO?,在催化剂上有积碳。

时间/min

下列说法不正确的是

催化剂

A.反应①为CaO+CO2=CaCO3；反应②为CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2

催化剂

B.trt,,4凡)比n(CO)多，且生成HZ速率不变，可能有副反应CH“^=C+2H?

C.t?时刻，副反应生成H?的速率大于反应②生成H2速率

D.ts之后，生成CO的速率为0,是因为反应②不再发生

【答案】C

【解析】A.由题干图1所示信息可知，反应①为CaO+CO2=CaCC>3,结合氧化还原反应配平可得反应②为

催化齐

CaC03+CH4Ca0+2C0+2H2,A正确；B.由题干图2信息可知，£^3,“耳)比n(CO)多，且生成H2

催化剂

速率不变，且反应过程中始终未检测到CO?,在催化剂上有积碳，故可能有副反应CH"C+2H2,反应

②和副反应中CH4和H2的系数比均为1：2,B正确；C.由题干反应②方程式可知，泾和CO的反应速率

相等，而t?时刻信息可知，比的反应速率未变，仍然为2mmol/min,而CO变为1~2mmol/min之间，故能

够说明副反应生成H2的速率小于反应②生成H?速率，C错误；D.由题干图2信息可知，ts之后，CO的

速率为0,CH4的速率逐渐增大，最终恢复到1,说明生成CO的速率为0,是因为反应②不再发生，而后副

反应逐渐停止反应，D正确；故答案为：Co

4.(2022•江苏•高考真题)乙醇-水催化重整可获得H?。其主要反应为

1

C2H5OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H,(g)AH=173.3kJmor,

15

CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)AH=41.2kJmor,ftl.0xl0Pavn始(C2H5OH):%他0)=1:3时,若仅考虑

上述反应，平衡时CC>2和CO的选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。

10o

%

/8o

郴

忙6o

悟

如4o

世

根

2O

0100200300400500600700

T/℃

n生成

CO的选择性=x100%,下列说法正确的是

n生成(COJ+n生成(C0)

A.图中曲线①表示平衡时H?产率随温度的变化

B.升高温度，平衡时CO的选择性增大

n(CoH5OH)

C.一定温度下，增大不二、可提高乙醇平衡转化率

n(H2Oj

D.一定温度下，加入CaO(s)或选用高效催化剂，均能提高平衡时H?产率

【答案】B

【解析】根据已知反应①C2HQH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g)AH=173.3kJmor',反应②

1

CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)AHMl.2kJ.mor,且反应①的热效应更大，温度升高的时候对反应①影响更

大一些，根据选择性的含义，升温时co选择性增大，同时CO2的选择性减小，所以图中③代表co的选择

性，①代表CO2的选择性，②代表H2的产率。

A.由分析可知②代表H2的产率，故A错误；B.由分析可知升高温度，平衡时CO的选择性增大，故B

错误；C.一定温度下，增大W,可以认为开始时水蒸气物质的量不变，增大乙醇物质的量，乙醇

的平衡转化率降低，故c错误；D.加入CaO(s)或者选用高效催化剂，不会影响平衡时H?产率，故D错误;

故选Bo

5.(2022・河北•高考真题)恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X,发生反应的方程式为①X.Y；

②Y—Z。反应①的速率％=kR(X),反应②的速率Vz=k2c(Y),式中&、匕为速率常数。图甲为该体系中

X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的lnk~,曲线。下列说法错误的是

c/(molL-1)

A.随c(X)的减小，反应①、②的速率均降低

B.体系中v(X)=v(Y)+v(Z)

C.欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间

D.温度低于工时，总反应速率由反应②决定

【答案】AB

【解析】由图中的信息可知，浓度随时间变化逐渐减小的代表的是X,浓度随时间变化逐渐增大的代表的

是Z,浓度随时间变化先增大后减小的代表的是Y；由图乙中的信息可知，反应①的速率常数随温度升高增

大的幅度小于反应②的。A.由图甲中的信息可知，随c(X)的减小，c(Y)先增大后减小，c(Z)增大，因此，

反应①的速率随c(X)的减小而减小，而反应②的速率先增大后减小，A说法错误；B.根据体系中发生的反

应可知，在Y的浓度达到最大值之前，单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量,因此,v(X)=v(Y)+v(Z),

但是，在Y的浓度达到最大值之后，单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量，故v(X)+v(Y)=v(Z),

B说法错误；C.升高温度可以可以加快反应①的速率，但是反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于

反应②的，且反应②的的速率随着Y的浓度的增大而增大，因此，欲提高Y的产率，需提高反应温度且控

制反应时间，C说法正确；D.由图乙信息可知，温度低于Ti时，ki>k2,反应②为慢反应，因此，总反应

速率由反应②决定，D说法正确；综上所述，本题选AB。

第二部分：最新模拟精练

完卷时间：50分钟

一、选择题(每小题只有一个正确选项，共12*5分)

1.(2022•辽宁・三模)在一定条件下，取一定量的A和B在恒容密闭容器中发生反应：

aA(g)+bB(g),mM(g)+nN(s)AH=QkJ-mol1„达到平衡时，M的浓度与温度和容器容积的关系如图所示。

下列有关判断正确的是

A.a+b>m

B.E点的平衡常数小于F点的平衡常数

C.达到平衡后，增大A的浓度将会提高B的转化率

D.Q<0

【答案】C

【解析】A.由图可知，体积越大时M的浓度越小，比较E、F两点可知，体积增大3倍，M浓度减小不到

3倍，说明减小压强平衡正向移动，N为固体，则a+b<m,故A错误；B.平衡常数只与温度有关，由图可

知，E点温度等于F点，则E点的平衡常数等于F点的平衡常数，故B错误；C.达到平衡后，增大A的

浓度，反应向正向进行，B物质继续消耗，转化程度增大，则增大A的浓度将会提高B的转化率，故C

正确；D.由图可知，升高温度M的浓度增大，可知正反应为吸热反应，Q>0,故D错误；故答案选C。

2.(2022•江苏苏州•模拟预测)CO2催化加氢合成二甲醛是一种C02转化方法，其过程中主要发生下列反

应：

1

反应I：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)A//=+41.2kJ-mol

1

反应II：2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)A//=—122.5kJ-mor

在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH30cH3的选择性随温度的变化如图

什一2xCH30cH3的物质的量

所小。@3。例的选择性=反应嬴°；的物质的量'I。。％)

下列说法不正确的是

A.CO的选择性随温度的升高逐渐增大

1

B.反应2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)A//=—204.9kJ-mor

C.在240〜320℃范围内，温度升高，平衡时CH30cH3的物质的量先增大后减小

D.反应一段时间后，测得CH30cH3的选择性为48%(图中A点)，增大压强可能将CH30cH3的选择性提升

到B点

【答案】C

【解析】A.由图可知，升高温度，二甲醴的选择性减小，由碳原子个数守恒可知，一氧化碳的选择性增大,

故A正确；B.由盖斯定律可知，反应II—2x反应I得到反应，则

111

2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)AH=(—122.5kJ-mol)—2x(+41.2kJ-mor)^204.9kJ-mor,故B正

确；C.反应II是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，二甲醛的物质的量减小，故C错误；D.反

应II是气体体积减小的反应，在温度不变的条件下，增大压强，平衡向正反应方向移动，甲醛的物质的量

增大，二甲醛的选择性增大，则增大压强可能将二甲醛的选择性由A点提升到B点，故D正确；故选C。

3.(2022.重庆一中模拟预测)己知：2NO(g)+O2(g)•2NO?(g)的反应历程分两步：

第1步：2NO(g)Na(g)(快)AH产0

第2步：N2O2(g)+O2(g)、2NC)2(g)(慢)AH2<0

在固定容积的容器中充入一定量NO和发生上述反应，测得体系中部分物质的物质的量(n)随温度(T)的变

化如图所示。下列说法错误的是

ENO、）

b

A.第1步、第2步正反应活化能分别为耳、E2,则用唱

B.a点后，“NzOj迅速减小的原因是第1步平衡逆向移动，第2步速率加快

C.b点后，n(N2O2)增加的原因是第2步平衡逆向移动的程度比第1步的大

D.若其他条件不变，仅将容器变为恒压状态，则体系建立平衡的时间不变

【答案】D

【解析】A.第2步是慢反应，由活化能越大反应速率越慢，可知第2步正反应活化能较大，则EFE2,A

正确；B.总反应速率由慢反应即第2步反应决定，a点后，n(Na)迅速减小说明第2步速率加快，且第

1步平衡逆向移动，B正确；C.b点后，n(Nql增加说明第2步平衡逆向移动，生成的MN2。?)比第1

步平衡逆向移动消耗的速率快，则原因是第2步平衡逆向移动的程度比第1步的大，C正确；D.若其他条

件不变，仅将容器变为恒压状态，由于反应前后气体分子数不相等，恒压下会导致容器体积变化，进而导

致物质的浓度发生变化，反应速率发生变化，则体系建立平衡的时间改变，D错误；故选：D。

4.(2022.北京•北师大实验中学三模)在一定条件下，利用CO2合成CH30H的反应如下：CO2(g)+3H2(g)

CH3OH(g)+H2O(g)AHi,研究发现，反应过程中会有副反应：CO2(g)+H2(g),CO(g)+H2O(g)AH2,

温度对CH3OH、CO的平衡产率影响如图所示。下列说法中，不正确的是

A.△HiVO,△H2X)

B.增大压强有利于加快合成反应的速率

C.实际生产过程中，升高温度一定降低CH30H的产率

D.实际生产过程中，可以通过使用合适的催化剂提高CH30H的选择性

【答案】C

【解析】A.由题干图像信可知，升高温度CO的产率增大，即副反应正向移动，贝必比>0,CH30H的产

率减小，即合成反应逆向移动，则AHiVO,A正确；B.增大压强即压缩体积，反应物浓度增大，故有利于

加快合成反应的速率，B正确；C.实际生产过程中，往往保持一定流速通入气体反应物，故在反应未达到

平衡之前，温度越高反应速率越快，则CH30H的产率越大，升高一定温度时，反应达到平衡后再升高温度

平衡逆向移动，则CH30H的产率反而降低，故升高温度不一定降低CH30H的产率，C错误；D.实际生

产过程中，可以通过使用合适的催化剂提高CH30H的选择性，减少副反应的发生而提高原料的利用率和

CH30H的产率，D正确；故答案为：Co

5.(2022.重庆南开中学模拟预测)在温度不同的2L恒容密闭容器I、II、HI中各充入ImolX和2moiY,

保持其它条件相同，发生反应：X(g)+2Y(g)一Z(g)+W(s)AH<0,测得10min时X的物质的量n(X)如图所

示。下列说法正确的是

Eo

x(、

e)

200300400

T/℃

A.逆反应速率：a>b

B.b点一定满足：2V正(X)=v/Y)

C.再向容器HI中充入0.6molX和0.2molZ,Y的转化率不变

D.从容器III中移走0.1molZ,X的体积分数减小

【答案】C

【解析】A.从a点到b点温度升高，平衡逆向移动，且n(X)反而较小，故逆反应速率a<b,选项A错误;

B.若b点满足2V正(XAv/Y^v/Y)则反应达平衡，无法计算各温度下反应的平衡常数，不能判断反应是

否达平衡，选项B错误；C.根据图中信息可知，c点时X的物质的量为0.75mol,则Y为L5mol,Z为

0.25mol0.25mol+0.2mol

2L2L

0.25moLK=,此时再向容器ni中充入0.6molX和0.2molZ,Q=

0.75mol20.75mol+0.6mol2

XC(Y)XC(Y)

2L

Q=K,平衡不移动，Y的转化率不变，选项C正确；D.移走Z,生成物只有一种气体，故移走Z,等效于

减压，从压强的角度，等效于逆向移动，X的体积分数增大，选项D错误；答案选C。

6.(2022.江苏泰州•模拟预测)CH4—CO2重整反应能够有效去除大气中CO2,是实现“碳中和”的重要途径

之一，发生的反应如下：

重整反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)AH

1

积炭反应I2CO(g)=CO2(g)+C(s)AHi=—172kJ-mol

1

积炭反应IICH4(g)=C(s)+2H2(g)AH2=+75kJ-mol-

在恒压、起始投料比一焦¥=i条件下，体系中含碳组分平衡时的物质的量随温度变化关系曲线如图所示。

n(CO2)

下列说法正确的是

2.01

O.QL=--------------------------------------------■

JOO44)05006007008<M)

温度/C

A.重整反应的反应热AH=-247kJ-moE

B.曲线B表示CH4平衡时物质的量随温度的变化

C.积炭会导致催化剂失活，降低CH4的平衡转化率

D.低于600℃时，降低温度有利于减少积炭的量并去除CCh气体

【答案】B

【解析】重整反应的热化学方程式=H-I,对应的411=公出1-公出=+2471<111101-1,所以重整反应和积炭反应均

为吸热反应，升高温度CH4参与的反应平衡均正向移动，所以CH4平衡时物质的量随温度升高而降低，积

炭反应I生成CCh,积炭反应H消耗CH-所以平衡时CH4物质的量小于CCh,所以曲线B表示CH-曲

线A表示CCh,H2均作为生成物，所以曲线D表示H2,则曲线C表示CO。综上，曲线A表示CCh,曲

线B表示CH-曲线C表示CO,曲线D表示H2。A.根据盖斯定律，重整反应的热化学方程式=1口，对

应的AH=AHii-AHi=+247kJ-moE,A错误；B.见分析，重整反应和积炭反应均为吸热反应，升高温度CH4

参与的反应平衡均正向移动，所以CH4平衡时物质的量随温度升高而降低，B正确；C.催化剂失活会导致

反应速率降低，不会影响转化率，C错误；D.根据曲线C,低于600C时，温度升高，CO增大，说明反

应以重整反应为主，消耗CCh,生成CO,而增多的CO会是积碳反应I正向移动，导致C增多，反之，降

低温度会导致减少积炭的量减少，同时CCh增多，不利于去除CCh气体，D错误；故选B。

7.(2022・上海奉贤二模)向恒容密闭容器中充入体积比为1：3的CCh和田，发生反应2CO2(g)+6H2(g)=

4H2O(g)+CH2=CH2(g)o测得不同温度下CO2的平衡转化率及催化剂的催化效率如图所示。下列说法正确的

是

A.所以M点的平衡常数比N点的小

B.温度低于250℃时，乙烯的平衡产率随温度升高而增大

C.保持N点温度不变，向容器中再充入一定量的H2,CCh的转化率可能会增大到50%

D.实际生产中应尽可能在较低的温度下进行，以提高CCh的转化率

【答案】C

【解析】A.随着温度升高，CCh的平衡转化率降低，说明该反应为放热反应，温度越高平衡常数越小，由

图可知，M点的平衡常数大于N点，A错误；B.由图可知，温度低于250℃,升高温度，CO2的平衡转

化率降低，乙烯的产率随温度升高而降低，B错误；C.N点平衡时二氧化碳的转化率小于50%,保持N点

温度不变，向容器中再充入一定量的Hz,平衡正向移动，CO2的转化率可能会增大到50%,C正确；D.该

反应在较低的温度下进行，反应速率慢，同时催化剂的活性低，D错误；故选C。

8.(2022.江苏南通•模拟预测)CCh催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用与封存技术，该过程发生下列反

应：

反应I：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H=-58.6kJ-moH

1

反应II：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H=41.2kJ-mol

0.5MPa下，将n(H2)：n(CO2)=3的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器,测得CO2的转化率、CH30H

n小£CH,0H)或n-(C0)

或CO的选择性［凄~~—X100%］以及CH30H的收率(CO2的转化率xCH30H的选择性)随温度

n总转化(°。2)

的变化如图所示。下列说法正确的是

90

iHFtrc

1

A.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=99.8kJmol

B.曲线a表示CH3OH的选择性随温度的变化

C.图中所示270℃时，对应CCh的转化率为21%

D.在210℃~250℃之间，CH30H的收率增大是由于CH30H的选择性增大导致

【答案】C

【解析】题中反应I为放热反应，升高温度，未达平衡之前，甲醇的收率增加，达平衡后随温度的升高，甲

醇的收率降低；反应n为吸热反应随着温度的升高，CO的收率和选择性升高，故曲线a代表co的选择性

随温度的变化。A.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)反应的反应热：(-58.6-41.2)kJ/mol=-99.8kJ/mol,A错误；B.根

据分析，曲线a代表CO的选择性随温度的变化，B错误；C.图中所示270℃时，CO的选择性为70%,则

甲醇的选择性为30%,故CCh的转化率为：--%=21%,C正确；D.在210℃~250℃之间，反应I未

30%

达平衡，CH30H的收率增大是由于温度升高，生成CH30H的反应速率增大导致，D错误；故选C。

9.(2022.江苏.模拟预测)二氧化碳催化加氢制甲醇是一种实现“碳中和”的有效方法。在C0?和催化制

甲醇反应体系中，主要发生的反应的热化学方程式为

1

反应I：CO2(g)+3H2(g).=；CH3OH(g)+H2O(g)AH=-49.6kJ-mol

1

反应H：CO2(g)+H2(g)<?>CO(g)+H2O(g)AH=41.2kJ-mor

将ImolCO2和3川01国混和气体通入恒压、密闭容器中，在Cu-ZnO/ZrO?的催化下反应，平衡时CO?转

化率、CH30H和CO选择率随温度变化如图所示(选择率：转化的CO?中生成CH30H或CO的百分比)。下

列说法错误的是

%

/80-

*

70-

弋

60-

母

O50-

U40-

迁

HJO-

O20：

X

U10-

180200220240260

温度/T

A.CH30H选择率对应的曲线是b

B.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)AH--90.8kJ-mor)

C.图中M点时，CO?的平衡转化率为25%,则H?的转化率为33.3%

D.提高CO?转化为CH30H的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂

【答案】C

【解析】生成甲醇的反应I为放热反应，随温度升高，甲醇的产率降低，故曲线b为甲醇选择率；生成CO

的反应II为吸热反应，随温度的升高，CO的产率增大，故曲线c为CO选择率。A.根据分析，CH30H选

择率对应的曲线是b,A正确；B.目标反应=反应I-反应II,故反应热为(-49.6-4L2)kJ/mol=-90.8kJ/mol,B

正确；C.M点CO2的转化率为25%,从图中看出，CO和CH30H的选择率相同，均为12.5%,ImolCCh

各有0.125mol参与了反应I和反应II,消耗的氢气的物质的量为0.125x(3+l)mol=0.5mol,氢气的转化率为:

100%=16.7%,C错误；D.生成甲醇的反应I为放热反应，低温甲醇的产率较高，故提高CO2转化

为CH30H的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂，D正确；故选C。

10.(2022•江苏•启东中学模拟预测)某科研小组研究臭氧脱除SO2和NO工艺，反应原理及反应热、活化

能数据如下：

1

反应I：NO(g)+O3(g)<飞NO2(g)+O2(g)△Hi=-200.9kJmolEai=+3.2kJmoH

11

反应II：SO2(g)+O3(g)<1)SO3(g)+O2(g)△H2=-241.6kJmol-Ea2=+58kJ-mol-

已知该体系中臭氧发生分解反应：203(g)摩珍3O2(g)„

向容积一定的反应器中充入含LOmolNO、LOmolSCh的模拟烟气和2.0molC>3,改变温度，反应相同时间t

后体系中NO和SO2的转化率如图所示，下列说法错误的是

100

户(100,85)

80".NO

60

4o

0(100,30)

2O

■so2

0->-1~~!~~I~~I~~1~~I~1~~T—1

0100200300400

温度。c

A.Q点一定为平衡状态点

B.相同温度下NO的转化率远高于SO2,主要原因是Eal小于Ea2

C.300℃后，SO2转化率接近于零且不再变化，主要原因是03分解

D.其他条件不变，扩大反应器的容积可以降低NO和SO2单位时间内的转化率

【答案】A

【解析】图示为相同时间内的转化率，当温度较低时，反应速率较慢，测定转化率时反应没有达到平衡，

随温度的升高，反应速率加快，转化率升高；A.图示为相同时间内的转化率，还会受到反应速率的影响，

且图像中属于描点法所得图像，Q点不一定为图像的最高点，则不一定为平衡点，A项错误；B.根据题目

所给信息可知Eai小于EM活化能越小反应速率越快，相同条件下反应更易发生，所以相同温度下NO的

转化率远高于SCh,B项正确；C.据图可知300℃后SO2的转化率接近为0,且不再变化，所以应是03的

分解导致转化率降低，C项正确；D.其它条件不变，扩大反应器的容积，20,(g)3C)2(g)平衡正向进行,

臭氧浓度减小，反应I和反应I平衡逆向进行，NO和SO2的转化率减小，且增大容器体积可以减慢反应

速率，也可以减小单位时间内的转化率，D项正确；答案选A。

11.(2022•江苏省如皋中学三模)在催化剂作用下，以CO2和H2为原料进行合成CH30H的实验。保持压

强一定，将起始n(CO2)：n(H2)=l：3的混合气体通过装有催化剂的反应管，测得出口处CCh的转化率和

n牛出(CHQH)

CH30H的选择性生成小;、xlOO%与温度的关系如下图所示。

Ln转化g)

已知反应管内发生的反应为

1

反应1：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△Hi=-49.5kJ-mol-

1

反应2:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H2=41.2kJmol

下列说法正确的是

A.CO(g)+2H2(g)=CH30H(g)的△H=90.7kJ-molT

B.280℃时，出口处CH30H的体积分数的实验值小于平衡值

C.220℃~240℃时CO2的平衡转化率随温度升高而降低，原因是反应2转化的CCh随温度的升高而减少

D.220℃~280℃时，反应1的速率高于反应2的速率

【答案】D

【解析】由题给热化学方程式可知，反应1为放热反应，反应2为吸热反应，升高温度反应1逆向移动，

则CH30H的选择性随温度升高而减小。A.根据盖斯定律，反应1-反应2得到CO(g)+2H2(g)=CH30H(g)

△H=-49.5kJ・mol-i-4L2kJ-mol-i=-90.7kTmolT,故A错误；B.由图可知，280℃时，出口处CH30H的选择

性实验值等于CCh的转化率的平衡值，而CCh的转化率实验值又大于CH30H的选择性平衡值，出口处

CH30H的体积=起始CO2的体积XCO2的转化率xCH30H的选择性，所以CH30H的体积分数的实验值大于

平衡值，故B错误；C.反应1为放热反应，升高温度反应1逆向移动，CH30H的选择性随温度升高而降

低，则220℃~240℃时，CCh的平衡转化率随温度升高而降低，原因是反应1转化的C02随温度的升高而减

少，故C错误；D.根据B项分析，CH30H的体积分数的实验值大于平衡值，说明反应1的速率高于反应

2的速率，故D正确；答案选D。

12.(2022•江苏・扬州中学三模)为探究合成气制甲醇过程中催化剂中毒的原因，将模拟合成气(CO、C02

和H?按一定比例混合)以一定流速分别通过三份铜基催化剂，其中一份做空白实验，两份强制中毒(分别预

先吸附H2s和SO-吸附反应后催化剂中碱元素的质量分数相等)。在一定温度下，总碳(CO、CO?)转化率、

生成CHQH的选择性与反应时间的关系如题图所示。

8O42

7540

7038

6536

6034

5532

5030

4524

4020

45678910时间小

M(CH3OH)

生成CH30H的选择性=合成气制甲醇的主要反应为:

[”(co?)+“(CO)]参与反应o

反应ICO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)=_90.8kJmoP

反应HCO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△"?=-49.5kJmoL

副反应有：co2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g),CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g),

2CO(g)+4H2(g)=CH30cH3(g)+H2O(g)o

下列说法正确的是

A.实验条件下，三个副反应的AH均小于0

B.空白实验时，若其他条件不变，升高温度，总碳转化率一定减小

C.相同条件下，SO2对催化剂的毒害作用大于H2s

D.为提高生成CH30H的选择性，可研发不与含硫物反应的催化剂

【答案】D

【解析】A.co2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g),根据盖斯定律可由反应n-I得到，贝IJ

△H=-49.5kJ/mol-(-90.8kJ/mol)=+41.3kJ/mol,故A错误；B.因副反应中有吸热反应，故升高温度，碳转化

率不一定减小，故B错误；C.由图像可知，吸附H2s的催化剂条件下，总碳转化率和甲醇选择性都降低,

故H2s对催化剂的毒害作用大于SO?,故C错误；D.由图像可知，空白实验时，总碳转化率和甲醇选择性

都比含硫催化剂高，故为提高生成CHQH的选择性，可研发不与含硫物反应的催化剂，故D正确；故选D。

二、主观题(共3小题，共40分)

13.(2022.上海杨浦.一模)(12分)氧硫化碳(COS),用于合成除草剂、杀虫剂等，还能作为粮食熏蒸剂。

完成下列填空：

CO、CC>2分别与H2s反应均能制得COS,反应如下：

反应I：CO(g)+H2S(g).-COS(g)+H2(g)+Q1

反应II：CO2(g)+H2S(g).COS(g)+H2O(g)+Q2

已知:在相同条件下，vffi(I,H2S)>VjE(n,H2S)

向两个容积相同的密闭容器中按下表投料(N?不参与反应)，分别发生上述反应。

0.5

Eo

w'0.4

s0.3

Hg

舞0.2

S

0

00.1

800900100011001200

温度/℃

反应I反应n

起始投料HScoHS

CO2N222N2

起始物质的量(mol)113113

图中实线a、b表示在相同的时间内n(COS)随温度的变化关系。

图中虚线c、d表示两反应的平衡曲线。

(DW的坐标是(1000,0.3),W点H2S的转化率是o

(2)a是反应__________(填“I”或“II")的n(COS)随温度的变化关系，依据是：

(3)Qi0(填“>”或，<”)，理由是：o

(4)下列结论正确的是(选填选项)。A.曲线d为反应I的平衡曲线

B.900c时,平衡常数K]>Kn

C.相同条件下，延长反应时间也不能使反应体系中Y点COS的量达到W点

D.恒温恒容下，向W点表示的反应体系中增大n(N?),能提高H2s的转化率

【答案】(每空2分)(1)3。％

⑵n在相同条件下，v正(I,H2S)>V正(u,H2S),因此在相同时间内，I生成的cos较n多

(3)>根据平衡曲线，温度越高，n(COS)越小或根据曲线b,n(COS)在w点达到最大值，说明在W点反

应达到平衡，升高温度n(COS)下降，说明温度升高，平衡逆向移动，正反应放热

(4)ABC

【解析】在相同条件下，V正(I,H2S)>V正(nHs),即反应I的速率比反应n快，结合图示中c、d表示两反

应的平衡曲线，从图像可知，曲线d的生成物COS的物质的量大，则曲线b、d表示反应I,曲线a、c表示

为反应II,c、d均随温度的升高，生成物COS的物质的量减小，则反应I、II均为放热反应。

(1)由分析可知，曲线b、d表示反应I,即CO(g)+H2S(g).二■COS(g)+H2(g),W的坐标是(1000,0.3)时，n(COS)

=0.3moL则消耗n(H2S)=0.3mol,(H2S)的起始量为Imol,则W点H2s的转化率为0.3moR1molx100%=30%,

故答案为：30%o

(2)由分析可知，曲线a表示为反应H,因在相同条件下，v正(I,H2S)>v正(iLHzS),因此在相同时间内