2026年高考化学二轮复习（全国）重难08 平衡体系中曲线变化趋势分析及反应条件的选择（重难专练）（解析版）

重难08平衡体系中曲线变化趋势分析及反应条件的选择

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一、反应速率、平衡图像题解题模型

二、解答化学反应速率图像题的方法思路

（1）看面：认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理相联系。

（2）看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。

（3）看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如起点、终点、交点、折点、最高点、最低点。例

如，在浓度—时间图像中，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推

理判断。

（4）看变化趋势：在速率—时间图像上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变、大变和

小变。例如，升高温度，v(吸)大增，v(放)小增；增大反应物浓度，v(正)突变，v(逆)渐变。

三、解答化学平衡移动问题的步骤

（1）正确分析反应特点：包括反应物、生成物的状态、气体体积变化、反应的热效应。

（2）明确外界反应条件：恒温恒容、恒温恒压、反应温度是否变化、反应物配料比是否变化。

（3）结合图像或K与Q的关系、平衡移动原理等，判断平衡移动的方向或结果。

（4）结合题意，运用“三段式”，分析计算、确定各物理量的变化。

四、化学平衡图像题解题技巧

（1）“定一议二”原则

在化学平衡图像中，了解纵轴、横轴和曲线所表示的三个量的意义。在确定横轴所表示的量后，讨论纵轴

与曲线的关系，或在确定纵轴所表示的量后，讨论横轴与曲线的关系。

比如：反应2A(g)+B(g)2C(g)达到化学平衡时，A的平衡转化率与压强和温度的关系如图1所示[A

的平衡转化率（α），横轴为反应温度（T）]。

图1

定压看温度变化，升高温度曲线走势降低，说明A的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，正反应是放热

反应。

定温看压强变化，因为此反应是反应后气体体积减小的反应，压强增大，平衡向正反应方向移动，A的转

化率增大，故p2>p1。

（2）“先拐先平数值大”原则

对于同一化学反应在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡状态，先出现拐点的曲线表示的温度

较高（如图2所示，α表示反应物的转化率）或压强较大[如图3所示，φ（A）表示反应物A的体积分数]。

图2图3

图2：T2>T1，正反应放热。

图3：p1<p2，正反应为气体体积减小的反应。

（3）三步分析法

一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。

（4）v－t图像中的“断点”和“接点”

“断点”表示改变温度、压强、催化剂引起v正、v逆的变化。

“接点”表示改变反应体系中某种物质浓度引起v正、v逆的变化。

五、解答复杂图像题应注意的几个要点

（1）复杂图像五看：一看面(坐标)，二看线(变化趋势)，三看点(起点、交点、终点)，四看辅助线，五看量

c(M)V

(数字计算)。如坐标表示的有c(M)、α(M)、lgc(M)、lg、pM、lg等，不同符号表示的意义不同。

c(N)V0

（2）pH：可以得出c(H＋)；通过比较溶质的物质的量浓度可判断是强电解质或弱电解质。

（3）交点：相交的两种物质的某量相等，常进行相互代换用于计算。

（4）pH＝7：常温下表示溶液显中性，此时，c(H＋)＝c(OH－)，在等式中常进行抵消。

（5）数据与浓度符号的转化：在坐标图中，标明了某种物质的量，一般要用标明的量进行分析。

（6）守恒：元素守恒，电荷守恒，质子守恒。

六、工业生产图像中转化率、产率变化分析思路

1.判断是否为平衡状态

（1）非平衡状态的转化率：侧重分析温度、压强、浓度对反应快慢，催化剂对反应快慢及选择性(主、副反

应)的影响；

（2）平衡转化率：侧重分析温度、压强、浓度对化学平衡的影响，有时也涉及温度、某物质对催化活性的

影响。

2．结合图像分析实际生产中反应的最佳条件

条件原则

非平衡状态，着重考虑外因对反应速率的影响导致反应物的转化率(或产品产

从化学反应速率分析

率)的变化

从化学平衡移动分析平衡后，着重考虑外因对平衡移动方向的影响

注意催化剂的活性受温度的影响，还要注意催化剂对主、副反应的选择性的

从催化剂的活性分析

影响

既要注意外界条件对反应速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛

综合分析

盾性，还要考虑设备要求

（建议用时：15分钟）

1．一定温度下，向一恒容密闭容器中充入等物质的量的X和Y气体，发生反应Xg+2YgZg。容

器内各气体的物质的量浓度c与反应时间t的关系如图所示。下列说法正确的是

A．0~t1时，X的物质的量分数逐渐减小

B．t1时，X和Y物质的量浓度之比为1:2

C．v正X=2v逆Y时，体系达到平衡状态

D．其他条件不变，t2时减小容器体积，再次平衡后Y的物质的量浓度可能变为d点

【答案】D

【解析】A．起始时充入等物质的量的X和Y气体，反应Xg+2YgZg中X和Y的化学计量数之

比为1:2，0~t1时，X、Y都在消耗，且Y消耗的量是X的2倍。设起始X、Y物质的量均为n，反应消耗

nana1

X的物质的量为a，则消耗Y的物质的量为2a，X的物质的量分数===，所以X的

na+n2a+a2n2a2

物质的量分数始终不变，A错误；

B．t1时，虽然图中X和Z的物质的量浓度相等，但根据化学方程式，消耗Y的量是X的2倍，起始X和

Y物质的量相等，所以此时X和Y物质的量浓度之比不为1:2，B错误；

C．反应速率之比等于化学计量数之比，达到平衡时，正逆反应速率相等，应该是2v正X=v逆Y时，体系

达到平衡状态，C错误；

D．其他条件不变，t2时减小容器体积，压强增大，平衡正向移动，但由于容器体积减小，根据勒夏特列原

理，平衡移动只能减弱而不能抵消这种改变，所以再次平衡后Y的物质的量浓度增大，可能变为d点，D

正确；

故选D。

2．（2023·广东卷）催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g)P(g)。反应历程(下图)中，M为中间产物。其它条件

相同时，下列说法不正确的是

A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行B．反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大

C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡D．使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大

【答案】C

【解析】A．由图可知两种催化剂均出现四个波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行，A正确；

B．由图可知该反应是放热反应，所以达平衡时，升高温度平衡向左移动，R的浓度增大，B正确；

C．由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ时反应速率更快，反应体系更快达到平衡，C错

误；

D．由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快，后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较慢，

所以使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大，D正确；

故选C。

3．（2023·海南卷）工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺：

C6H5CH2CH3(g)C6H5CHCH2(g)H2(g)。某条件下无催化剂存在时，该反应的正、逆反应速率v随时

间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是

A．曲线①表示的是逆反应的v-t关系

B．t2时刻体系处于平衡状态

C．反应进行到t1时，QK(Q为浓度商)

D．催化剂存在时，v1、v2都增大

【答案】BD

【解析】A．反应为乙苯制备苯乙烯的过程，开始反应物浓度最大，生成物浓度为0，所以曲线①表示的是

正反应的v-t关系，曲线表示的是逆反应的v-t关系，故A错误；

B．t2时，正逆反应速率相等，体系处于平衡状态，故B正确；

C．反应进行到t1时，反应正向进行，故Q＜K，故C错误；

D．催化剂能降低反应的活化能，使反应的v1、v2都增大，故D正确；

故选BD。

4．（2024·山东卷）逆水气变换反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH>0。一定压力下，按CO2，H2

物质的量之比nCO2:nH2=1:1投料，T1，T2温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反

0.5

应的速率方程为v=kcH2cCO2，T1，T2温度时反应速率常数k分别为k1,k2。下列说法错误的是

A．k1>k2

vT1k1

B．T1,T2温度下达平衡时反应速率的比值：<

vT2k2

C．温度不变，仅改变体系初始压力，反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变

D．T2温度下，改变初始投料比例，可使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同

【答案】CD

【分析】由图可知，T1比T2反应速率速率快，则T1＞T2；T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温

度下平衡时；由于起始CO2与H2的物质的量之比为1∶1，则达到平衡时CO2和H2的摩尔分数相等。

【解析】A．根据分析，T1比T2反应速率速率快，反应速率常数与温度有关，结合反应速率方程知k1＞k2，

A项正确；

v(T)kc0.5(H)c(CO)

0.5112121

B．反应的速率方程为v=kc(H2)c(CO2)，则0.5，T1温度下达到平衡时反应物的摩尔

v(T2)k2c(H2)2c(CO2)2

vT1k1

分数低于T2温度下平衡时，则<，B项正确；

vT2k2

C．温度不变，仅改变体系初始压力，虽然平衡不移动，但反应物的浓度改变，反应速率改变，反应达到平

衡的时间改变，反应物摩尔分数随时间的变化曲线变化，C项错误；

D．T2温度下，改变初始投料比，相当于改变某一反应物的浓度，达到平衡时H2和CO2的摩尔分数不可能

相等，故不能使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同，D项错误；

答案选CD。

（建议用时：20分钟）

1．（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

【答案】D

【分析】Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物，则其分解产物为NaF(s)和SiF4(g)，

其分解的化学方程式为Na2SiF6(s)2NaF(s)SiF4(g)，根据图数据分析可知，a线代表NaF(s)，b线代表

SiF4(g)，c线代表Na2SiF6(s)。由各线的走势可知，该反应为吸热反应，温度升高，化学平衡正向移动。

【详解】A．a线所示物种为NaF(s)，NaF(s)固相产物，A正确；

B．T1温度时，向容器中通入N2，恒容密闭容器的体积不变，各组分的浓度不变，化学平衡不发生移动，

虽然总压变大，但是气相产物分压不变，仍为p1，B正确；

C．由图可知，升温b线代表的SiF4增多，则反应Na2SiF6(s)2NaF(s)SiF4(g)为吸热反应，升温Kp

增大，已知：T2温度时，Na2SiF6(s)完全分解，则该反应T2以及之后正向进行趋势很大，Qp＜Kp，体系中

气相产物在T3温度时的分压为p3，p3Qp，恒容密闭容器的平衡体系的气相产物只有SiF4(g)，Kp=p(SiF4)，

即T3温度时热解反应的平衡常数Kp=p(SiF4)，C正确；

D．据分析可知，b线所示物种为SiF4(g)，恒容密闭容器的平衡体系的气相产物只有SiF4(g)，Kp=p(SiF4)，

温度不变Kp不变，T1温度时向容器中加入SiF4(g)，重新达平衡时p(SiF4)不变，则逆反应速率不变，D错误；

综上所述，本题选D。

2．（2025·广东佛山·一模）T℃时，真空密闭容器中加入足量R，发生反应R(s)2S(g)＋Q(g)，S的分压

随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是

A．相对于曲线I，曲线II可能使用了催化剂

3

B．T℃时，该反应的分压平衡常数Kp=500(kPa)

C．Q的体积分数不变，不能说明反应达到平衡状态

D．T℃时，M点压缩容器体积，平衡逆向移动，新平衡时c(S)比原平衡大

【答案】D

【解析】A．曲线Ⅰ和曲线Ⅱ平衡时S分压相等，曲线Ⅱ压强变化比较快，可知曲线Ⅱ可能是使用了催化剂，

故A正确；

B．T℃，该反应平衡时的S的分压为10kPa，可知Q的平衡分压为5kPa，

223

Kp=p(S)p(Q)=(10kPa)×5kPa=500(kPa)，故B正确；

C．反应反应R(s)2S(g)＋Q(g)，R为固体，S与Q的分压比恒为2：1，Q的体积分数不变，不能说明反

应达到平衡状态，故C正确；

D．T℃时，M点压缩容器体积，平衡逆向移动，平衡常数K只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，新

平衡时c(S)与原浓度相等，故D错误；

答案选D。

3．(2025·高三上·山东烟台·期末)PCl3gCl2gPCl5g在低温下能自发进行。PCl3g和Cl2g按

不同进料比通入恒容密闭容器中，保持体系初始压强p0相同，测定不同温度下体系达平衡时的

p(ppp0，p为体系平衡压强)如图，已知Z点p180kPa。下列说法正确的是

A．T1T2T3

B．Cl2的平衡转化率：ZY

1

C．T3温度下，分压平衡常数Kp为0.03kPa

nPCl3

D．T1温度下，当进料比0.4时，体系平衡压强为215kPa

nCl2

【答案】CD

【分析】PCl3gCl2gPCl5g在低温下能自发进行，S＜0，则按HTS＜0时能自发进行，则

H＜0；

【详解】A．该反应的正反应为气体体积减小的反应，因此反应正向进行程度越大，平衡时容器内压强越小，

Δp就越大。从T1到T3，Δp增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，据分析正反应为放热反应，则温度

由T1到T3逐渐降低，即T1﹥T2﹥T3，故A项错误；

B．由题图中Z点可知，进料比为n(PCl3):n(Cl2)=2，平衡时Δp=-60kPa，已知Z点p180kPa，则初始压强

p0240kPa，已知恒温恒容情况下，容器内气体物质的量之比等于压强之比，根据三段式：

PCl3gCl2gPCl5g

起始压强/kPa16080060

，则Cl的平衡转化率为100%75%，由题图中y

转化压强/kPa606060280

平衡压强/kPa1002060

点可知，进料比为n(PCl3):n(Cl2)=1，平衡时Δp=-55kPa，初始压强p0240kPa，则y点压强p185kPa，

已知恒温恒容情况下，容器内气体物质的量之比等于压强之比，根据三段式：

PCl3gCl2gPCl5g

起始压强/kPa120120055

，则y点Cl的平衡转化率为100%45.8%，则Cl

转化压强/kPa55555521202

平衡压强/kPa656555

的平衡转化率：Z＞Y，故B项错误；

P(SOCl)60kPa

221

C．根据选项B，T3温度下，分压平衡常数Kp0.03kPa，故C项正确；

P(SO2)P(Cl2)100kPa20kPa

D．据图中X点，n(PCl3):n(Cl2)=2.5，平衡时Δp=-25kPa，初始压强p0240kPa，则X点压强p215kPa，

根据“等效平衡”原理，该反应中PCl3和Cl2的化学计量数之比为1:1，则PCl3和Cl2的进料比互为倒数(如2.5

nPCl3

与0.4)时，则Δp相等，则T1温度下，当进料比0.4时，体系平衡压强为215kPa，故D项正确；

nCl2

故本题选CD。

4．（2023·湖南卷）向一恒容密闭容器中加入1molCH4和一定量的H2O，发生反应：

nCH

。的平衡转化率按不同投料比4随温度的变化曲线如

CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)CH4xx

nH2O

图所示。下列说法错误的是

A．x1x2

B．反应速率：vb正vc正

C．点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb=Kc

D．反应温度为T1，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态

【答案】B

【解析】A．一定条件下，增大水的浓度，能提高CH4的转化率，即x值越小，CH4的转化率越大，则x1x2，

故A正确；

B．b点和c点温度相同，CH4的起始物质的量都为1mol，b点x值小于c点，则b点加水多，反应物浓度

大，则反应速率：vb正>vc正，故B错误；

C．由图像可知，x一定时，温度升高CH4的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高平衡正向

移动，K增大；温度相同，K不变，则点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb=Kc，故C正确；

D．该反应为气体分子数增大的反应，反应进行时压强发生改变，所以温度一定时，当容器内压强不变时，

反应达到平衡状态，故D正确；

答案选B。

5．（2026·石家庄高三上学期教学质量摸底）在碳中和目标推动下，全球CO2加氢制甲醇技术加速发展。

I．间接法制甲醇

先将CO2与过量H2反应获得含有CO和H2的混合气，再生产甲醇。相关反应如下：

反应ICO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H10

反应iiCO(g)2H2(g)CH3OH(g)H2

1

(1)相关键能如下表所示，则H2kJmol(用含字母的代数式表示)，反应ii自发进行的条件为

(填“高温”、“低温”或“任意温度”)。

化学键COHHCHCOOH

键能/kJmol1abcde

(2)恒压条件下，反应i结束后，先分离出混合气中的水蒸气，再进行甲醇合成，有利于提高CO和H2的平

衡转化率，解释其原因为。

II．直接法制甲醇

以CO2和H2为原料生产甲醇，发生反应iii，同时发生副反应i．

反应iiiCO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H30

(3)向2L恒容密闭容器中加入1molCO2和3molH2发生反应。平衡时，CO和CH3OH在含碳产物中的体积

分数及CO2的转化率随温度的变化如图所示。

①表示甲醇体积分数随温度变化的曲线为(填“m”或“n”)。

11

②270C时，反应经tmin达到平衡，则0~tmin内CH3OH的生成速率vCH3OHmolLmin，

生成H2O(g)的物质的量nH2Omol，反应iii的平衡常数Kiii(列出计算式即可)。

③150C~400C范围内，CO2的转化率先降低后升高的原因为。

【答案】(1)a2b3cde低温

(2)反应ii是气体分子数减小的反应，脱水后，反应物的分压增大，有利于平衡正移(合理答案均可)

0.060.060.12

(3)m0.24H0,H0,150C~270C反应iii占主导，

t0.381.26313

270C~400C反应i占主导

【详解】（1）反应物键能和-产物键能和=焓变，则

ΔH2=E(C≡O)+2E(H-H)-3E(C-H)-E(C-O)-E(O-H)=(a+2b-3c-d-e)kJ/mol；反应ii分子数减小，熵减小，ΔS2<0，

则在低温下自发进行。

（2）反应ii是气体分子数减小的反应，脱水后，反应物的分压增大，有利于平衡正移，因此恒压条件下，

反应i结束后，先分离出混合气中的水蒸气，再进行甲醇合成，有利于提高CO和H2的平衡转化率。(合理

答案均可)

（3）①反应i是吸热反应，升高温度，有利于CO生成，反应iii是放热反应，升高温度平衡逆向进行，有

利于CO的生成，不利于甲醇的生成，则CO的含量随温度升高而增大，甲醇的含量随温度升高而下降，因

此m、n曲线代表的物质分别为甲醇、CO；

②假设二氧化碳在反应i中消耗xmol、在反应iii中消耗ymol，则270C时x+y=0.24，平衡时二氧化碳的物

质的量为(1-x-y)mol、氢气的物质的量为(3-x-3y)mol、一氧化碳的物质的量为xmol、甲醇的物质的量为ymol、

水的物质的量为(x+y)mol，此时甲醇和CO的体积分数相等，则两者物质的量相等，即x=y，由于x+y=0.24，

0.12mol0.06

则可知x=y=0.12mol，因此0~tmin内CHOH的生成速率vCHOHmolL1min1，生成

332Ltmint

H2O(g)的物质的量nH2Oxy0.24mol，平衡时二氧化碳和氢气的物质的量分别为0.76mol和2.52mol，

0.12mol0.24mol

cCHOHcHO0.060.12

322L2L22

故反应iii的平衡常数Kiii333L·mol。

cCO2cH20.76mol2.52mol0.381.26

2L2L

③H10,H30,150C~270C反应iii占主导，270C~400C反应i占主导，因此150C~400C范围内，

CO2的转化率先降低后升高。

6．（2025·广东卷）钛单质及其化合物在航空、航天、催化等领域应用广泛。

（1）基态Ti原子的价层电子排布式为。

（2）298K下，反应TiO2s2Cs2Cl2gTiCl4g2COg的ΔH0、ΔS0，则298K下该反应

(填“能”或“不能”)自发进行。

（3）以TiCl4为原料可制备TiCl3。将5.0molTiCl4与10.0molTi放入容积为V0L的恒容密闭容器中，反应体

系存在下列过程。

编号过程H

(a)TisTiCl4g2TiCl2sΔH1

(b)TiCl2sTiCl4g2TiCl3g200.1kJ/mol

(c)Tis3TiCl4g4TiCl3g132.4kJ/mol

(d)TiCl3gTiCl3sΔH2

①ΔH1kJ/mol。

②不同温度下，平衡时反应体系的组成如图。曲线Ⅰ对应的物质为。

③温度T0K下，nTiCl4gmol，反应(c)的平衡常数K(列出算式，无须化简)。

（4）钛基催化剂可以催化储氢物质肼N2H4的分解反应：

(e)N2H4N22H2

(f)3N2H4N24NH3

为研究某钛基催化剂对上述反应的影响，以肼的水溶液为原料(含N2H4的物质的量为n0)，进行实验，得到

n1/n0、n2/n0随时间t变化的曲线如图。其中，n1为H2与N2的物质的量之和；n2为剩余N2H4的物质的量。

n

e

设ne为0~t时间段内反应(e)消耗N2H4的物质的量，该时间段内，本体系中催化剂的选择性用100%

n0n2

表示。

①0~t0min内，N2H4的转化率为(用含y2的代数式表示)。

②0~t0min内，催化剂的选择性为(用含y1与y2的代数式表示，写出推导过程)。

【答案】（1）3d24s2

（2）能

4

6

V0

（3）267.8TiCl2s0.53

0.5

V0

3y+y-1

12

（4）1y2100%100%

88y2

【解析】（1）Ti为22号元素，基态Ti原子的价层电子排布式为3d24s2，故答案为：3d24s2：

（2）反应TiO2s2Cs2Cl2gTiCl4g2COg的ΔH0、ΔS0，则根据ΔG=ΔHTΔS可知，该

反应在298K下能自发进行，故答案为：能；

（3）①已知：

反应b：TiCl2sTiCl4g2TiCl3g

反应c：Tis3TiCl4g4TiCl3g

将反应c-2×反应b可得TisTiCl4g2TiCl2s，则ΔH1132.42200.1kJ/mol267.8kJ/mol，故

答案为：267.8；

②由表格可知，反应a为放热反应，反应b、c为吸热反应，反应d也是放热的，曲线Ⅰ，Ⅱ可表示TiCl3g

或TiCl2s的物质的量随温度的变化情况，随着温度升高，反应b、c正向移动，反应a、d为逆向移动，所

以TiCl3g的含量逐渐上升，TiCl2s的含量逐渐下降，所以曲线Ⅰ对应的物质为TiCl2s，故答案为：

TiCl2s；

③温度T0K下，nTis8.5mol，nTiCl3g=6.0mol，nTiCl3s=nTiCl2s=0mol，根据Ti元素

0.56.0

守恒，可推出nTiCl4g（10+5-6-8.5）mol=0.5mol，则cTiCl4g=mol/L，cTiCl3g=mol/L，

V0V0

44

66

4

cTiCl3gV0V0

反应(c)的平衡常数K=，故答案为：0.5；；

333

cTiCl4g0.50.5

V0V0

nn

22

（4）①因为肼N2H4为反应物，肼的含量逐渐下降，起始时1，t0min时，y2，则0~t0min内，

n0n0

1y

NH的转化率为2100%=1y100%，故答案为：1y100%；

24122

nn

12

②由图可知，0~t0min内，y1，y2，则n2y2n0，反应掉的肼N2H4为n0(1-y2)，生成的氮

n0n0

6n0(1-y2)-2n0y1

气和氢气的物质的量为y1n0mol，根据反应前后原子个数守恒，可得n(NH)=mol，反应f

34

6n(1-y)-2ny36n(1-y)-2ny3

消耗的肼为n(NH)=0201mol，反应e消耗的肼n为n(1-y)0201mol，则

2444e0244

本体系中催化剂的选择性

6n(1-y)-2ny39(1-y)-3y

nn(1-y)0201(1-y)213y+y-1

e100%02212100%，故答案

=4400%=8%=1100

n0n288y2

n0y2n01y2

3y+y-1

为：12100%；

88y2

7．(2025·湖北七州·二模)含碳化合物的回收是实现碳达峰、碳中和的有效途径。CO2催化加氢选择合成甲醇

的主要反应如下：

反应1：CO2g3H2gCH3OHgH2OgΔH10

反应2：CO2gH2gCOgH2OgΔH20

反应3：COg2H2gCH3OHgΔH3

回答下列问题：

（1）已知在25℃、101kPa下，由最稳定单质生成1mol某纯物质的焓变，称为该物质的标准摩尔生成焓。

下表为几种常见物质的标准摩尔生成焓。

物质CO2gH2gCH3OHgH2Og

标准摩尔生成焓/kJmol1393.50200.7241.8

1

则ΔH1kJmol。

（2）反应3在(填“较高”或“较低”)温度下能自发进行。

（3）对于上述反应体系，下列说法正确的是(填标号)。

a．其他条件相同，反应1分别在恒容和恒压条件下进行，后者CO2的平衡转化率更高

b．恒温恒容条件下，当容器内气体的压强不再改变，说明体系达到平衡状态

c．增加催化剂的表面积，可加快反应速率，提高CH3OH的平衡产率

d．其他条件相同，增大投料比nCO2/nH2，可提高CO2的平衡转化率

（4）在一体积固定的密闭容器中，按照nCO2:nH21:3投料，发生上述反应1和反应2，平衡时CO

和CH3OH在含碳产物中的物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图1所示。

①150℃~250℃范围内，随着温度的升高，CO2的平衡转化率减小的原因是。

②270℃时，若容器起始压强为5MPa，则反应2的。Kp为(保留两位有效数字)。

E

（5）已知阿伦尼乌斯公式：lnkaC(k为速率常数，E为活化能，T为热力学温度，R和C为常数)。

RTa

1

从图2可知Ea(反应2)Ea(反应3)(填“>”或“<”)，对于反应2，ΔH2kJmol(用含

k正、k逆、T、R的代数式表示)。

【答案】（1）−49.0

（2）较低

（3）ab

（4）反应1为放热反应，反应2为吸热反应，升高温度，反应1逆移的程度大于反应2正移的程度，使二

氧化碳的转化率减小0.015

k逆

（5）>RT(lnk逆-lnk正)或RTln

k正

−1−1−1−1

【解析】（1）ΔH1=-200.7kJ·mol-241.8kJ·mol+393.5kJ·mol=−49kJ·mol；

（2）反应3的ΔS<0，ΔH3<0，据ΔG=ΔH−TΔS<0反应才能自发，推出反应3在较低温度下能自发进行；

（3）其他条件相同，反应1是气体体积减小的反应，反应在恒压条件下进行，容器体积减小，相当于恒容

条件下的加压，反应1平衡正向移动，CO2的平衡转化率更高，a正确；

反应1和反应3是气体体积减小的反应，反应2是气体体积不变的反应，容器内气体的压强不再改变，说

明体系达到平衡状态，b正确；

增加催化剂的表面积，可加快反应速率，但不能引起平衡的移动，也不能影响CH3OH的平衡产率，c错误；

其他条件相同，增大投料比[n(CO2/n(H2))]，CO2的平衡转化率变小，d错误；

答案是ab；

（4）①反应1为放热反应，反应2为吸热反应，升高温度，反应1逆移的程度大于反应2正移的程度，使

二氧化碳的转化率减小；

②270℃时，体积固定的密闭容器中，按照n(CO2)：n(H2)=1：3投料，设n(CO2)=1mol，n(H2)=3mol，容

器内发生反应1和反应2，平衡时α(CO2)=24%，CO和CH3OH在含碳产物中的物质的量分数相等，反应的

CO2为0.24mol，平衡时n(CO2)=0.76mol，n(CH3OH)=n(CO)=0.12mol，n(H2O)=0.12mol+0.12mol=

0.24mol，n(H2)=3mol-0.12mol-3×0.12mol=2.52mol，反应2为反应前后气体体积不变的反应，则

pcopCH3OHnconCH3OH0.120.24

Kp==0.015；

pCO2pH2nCO2nH20.762.52

-Ea

（5）据阿伦尼乌斯公式：lnk=+C，结合图像，反应2的倾斜程度大于反应3，斜率等于−Ea，即|Ea|

RT

越大，直线倾斜程度越大，则Ea：反应2>反应3；ΔH2=Ea正−Ea逆=(C−lnk正)RT−(C−lnk逆)RT=RT(lnk逆-lnk

k逆

正)或RTln。

k正

（建议用时：20分钟）

1．（2025·北京卷）利用工业废气中的H2S制备焦亚硫酸钠(Na2S2O5)的一种流程示意图如下。

已知：

物质H2CO3H2SO3

-7-11-2-8

Ka25CKa1=4.510、Ka2=4.710Ka1=1.410Ka2=6.010

（1）制SO2

已知：

1

HS(g)+O(g)=S(s)+HO(g)ΔH=-221.2kJmol-1

2222

-1

S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-296.8kJmol

由H2S制SO2的热化学方程式为。

（2）制Na2S2O5

I．在多级串联反应釜中，Na2CO3悬浊液与持续通入的SO2进行如下反应：

ƒ

第一步：2Na2CO3+SO2+H2ONa2SO3+2NaHCO3

第二步：

ƒ

NaHCO3+SO2NaHSO3+CO2

ƒ

Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3

Ⅱ．当反应釜中溶液pH达到3.8~4.1时，形成的NaHSO3悬浊液转化为Na2S2O5固体。

①Ⅱ中生成Na2S2O5的化学方程式是。

②配碱槽中，母液和过量Na2CO3配制反应液，发生反应的化学方程式是。

③多次循环后，母液中逐渐增多的杂质离子是，需除去。

④尾气吸收器中，吸收的气体有。

-1

（3）理论研究Na2SO3、NaHCO3与SO2的反应。一定温度时，在1L浓度均为1molL的Na2SO3和NaHCO3

2--

的混合溶液中，随nSO2的增加，SO3和HCO3平衡转化率的变化如图。

①0~amol，与SO2优先反应的离子是。

-2-

②a~bmol，HCO3平衡转化率上升而SO3平衡转化率下降，结合方程式解释原因：。

-1

【答案】（1）2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)ΔH-1036kJmol

2

（2）2NaHSO3Na2S2O5H2ONaHSO3Na2CO3NaHCO3Na2SO3SO4CO2、SO2

2-

（3）SO3a~bmol时，产生的二氧化碳逸出，使反应正向进行，HCO3平衡转化率上升，亚硫酸氢根

-2-

浓度增大，抑制了的亚硫酸根和二氧化硫的反应，所以HCO3平衡转化率上升而SO3平衡转化率下降

【分析】硫化氢通入燃烧炉中燃烧，生成了二氧化硫，还有少量氮气，氧气等，二氧化硫与碳酸钠在反应

釜中反应，产生的废气用氢氧化钠吸收，出料液离心分离得到产品，母液中含有亚硫酸氢钠，返回配碱槽

中循环使用。

【解析】（1）已知：

1

反应Ⅰ：HS(g)+O(g)=S(s)+HO(g)ΔH=-221.2kJmol-1

2222

-1

反应Ⅱ：S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-296.8kJmol

-1-1

将Ⅰ×2+Ⅱ×2得：2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)ΔH=(-221.22)+(-296.82)kJmol-1036kJmol，所

-1

以由H2S制SO2的热化学方程式为