微主题5　化学反应速率与化学平衡（答案）-2025高考化学 保分练　微主题强化（含解析）

微主题5　化学反应速率与化学平衡
1 [2024苏锡常镇一调T13]采用热分解法脱除沼气中的H2S过程中涉及的主要反应为
反应Ⅰ：2H2S(g)===2H2(g)＋S2(g) ΔH1＝＋169.8 kJ/mol
反应Ⅱ：CH4(g)＋S2(g)===CS2(g)＋2H2(g) ΔH2＝＋63.7 kJ/mol
保持100 kPa不变，将H2S与CH4按2∶1体积比投料，并用N2稀释，在不同温度下反应达到平衡时，所得H2、S2与CS2的体积分数如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. 反应2H2S(g)＋CH4(g)===CS2(g)＋4H2(g)的ΔH＝＋106.1 kJ/mol
B. 曲线Y代表的是CS2的平衡体积分数
C. 高于1 050 ℃时，H2S平衡转化率与CH4平衡转化率的差值随温度升高而减小
D. 1 050 ℃下反应，增大体系的压强，平衡后H2的体积分数可能达到0.07
2 [2024宿迁调研T13]已知CO2催化加氢的主要反应有：
反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1　ΔS1<0
反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH2>0　ΔS2
在恒温恒压反应器中通入1 mol CO2、3 mol H2气体，CO2的平衡转化率及CH3OH的平衡产率随温度变化关系如图。已知：CH3OH的产率＝×100%，CH3OH的选择性＝×100%。下列说法不正确的是(　　)
A. ΔH1<0，ΔS2>0
B. CH3OH的平衡选择性随温度的升高而减小
C. 525 K后，升高温度对反应Ⅰ的影响大于反应Ⅱ
D. 525 K时，增大的值或增大压强均能使CO2的平衡转化率达到b点的值
3 [2024南通、泰州等七市二调T13]逆水煤气变换反应是一种CO2转化和利用的重要途径，发生的反应有
反应Ⅰ：H2(g)＋CO2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝＋41.1 kJ/mol
反应Ⅱ：4H2(g)＋CO2(g)===CH4(g)＋2H2O(g) ΔH2＝－165.0 kJ/mol
反应Ⅲ：3H2(g)＋CO(g)===CH4(g)＋H2O(g)　ΔH3
常压下，向密闭容器中投入1 mol CO2和2 mol H2，达到平衡时H2和含碳物质的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. ΔH3＝＋206.1 kJ/mol
B. 649 ℃时，反应Ⅰ的平衡常数K>1
C. 其他条件不变，在250～900 ℃内，随着温度的升高，平衡时 n(H2O)不断增大
D. 800 ℃时，适当增大体系压强，n(CO)保持不变
4 [2025南京中华中学调研T13]利用甲醇(CH3OH)和甲苯(Tol)发生甲基化反应可以获得对二甲苯(p X)、间二甲苯(m X)和邻二甲苯(o X)，反应过程中还有乙烯生成，涉及的反应有
反应Ⅰ：2CH3OH(g)===C2H4(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－26 kJ/mol
反应Ⅱ：Tol(g)＋CH3OH(g)===p X(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－71.3 kJ/mol
反应Ⅲ：Tol(g)＋CH3OH(g)===m X(g)＋H2O(g)　ΔH3＝－72.1 kJ/mol
反应Ⅳ：Tol(g)＋CH3OH(g)===o X(g)＋H2O(g)　ΔH4＝－69.7 kJ/mol
研究发现，在密闭容器中，101 kPa、n起始(Tol)＝n起始(CH3OH)＝1 mol，平衡时甲苯的转化率、反应Ⅰ的选择性及反应Ⅳ的选择性随温度的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A. p X(g)===m X(g)　ΔH>0
B. 随着温度的升高，反应Ⅳ的平衡常数先增大后减小
C. 400～600 K内，随着温度的升高，n(H2O)基本不变
D. 800 K下反应达到平衡后，增大压强，n(Tol)保持不变
5 [2024泰州调研T13]二甲醚和水蒸气制氢气可作为燃料电池的氢能源，发生的主要反应如下：
反应Ⅰ：CH3OCH3(g)＋H2O(g)===2CH3OH(g) ΔH1>0
反应Ⅱ：CH3OH(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋3H2(g)　ΔH2>0
反应Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH3>0
在恒压下，将一定比例的二甲醚和水蒸气混合后，以一定流速通过装有催化剂的反应器，反应相同时间测得的CH3OCH3实际转化率、CO2实际选择性与CO2平衡选择性随温度的变化如图所示。CO2的选择性＝×100%。下列说法不正确的是(　　)
A. 曲线a表示CH3OCH3实际转化率随温度的变化
B. 200 ℃时，反应Ⅱ的速率大于反应Ⅲ的速率
C. 适当增加，有利于提高H2的产率
D. 一定温度下，若增大压强，CO的平衡产量不变
6 [2024南京、盐城一模T17]乙酸甲酯催化加氢制备乙醇主要涉及如下反应。
反应Ⅰ：CH3COOCH3(g)＋2H2(g) C2H5OH(g)＋CH3OH(g)　ΔH＝－23.6 kJ/mol
反应Ⅱ：2CH3COOCH3(g)＋2H2(g) CH3COOC2H5(g)＋2CH3OH(g)　ΔH＝－22.6 kJ/mol
在其他条件不变时，将n起始(H2)∶n起始(CH3COOCH3)＝8∶1的混合气体以一定流速通入装有铜基(固定比例的Cu2O与Cu)催化剂的反应管，测得CH3COOCH3转化率、C2H5OH选择性、CH3COOC2H5选择性随温度的变化如图所示。
C2H5OH选择性S(C2H5OH)＝×100%；CH3COOC2H5选择性S(CH3COOC2H5)＝×100%。
(1) 180～260 ℃下均有S(C2H5OH)＋S(CH3COOC2H5)<100%，其原因是______
______________________________________________________________________。
(2) 180～200 ℃内，CH3COOCH3转化率随温度升高而迅速增大的主要原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3) 温度高于220 ℃时，催化剂的催化活性下降，其原因可能是____________
______________________________________________________________________。
7 [2024南通、泰州等七市二调T14]向含砷(Ⅴ)废水(含有H2AsO、HAsO、AsO等)中添加石灰水，可使砷元素转化为砷酸钙盐沉淀。
(1) 控制其他条件不变，向碱性含砷(Ⅴ)废水中加入一定量石灰水，测得As(Ⅴ)去除率在30 ℃以后随温度升高而降低。可能的原因是________________________
______________________________________________________________________。
(2) 在初始pH、c[As(Ⅴ)]相同的模拟废水中加入石灰水，As(Ⅴ)去除率随的变化如图曲线a所示；固定＝6，往石灰水中添加Fe(Ⅲ)盐，As(Ⅴ)去除率随的变化如图曲线b所示。加入Fe(Ⅲ)盐后，As(Ⅴ)去除率增大的原因是____________________________________________________________________________________________________________________________________________。
微主题5　化学反应速率与化学平衡
1 C　根据盖斯定律，反应Ⅰ＋反应Ⅱ可得目标热化学方程式，则ΔH＝＋233.5 kJ/mol，A错误；反应Ⅰ、Ⅱ均是吸热反应，温度升高，产物H2、CS2的平衡体积分数应该一直增大，而曲线Y先上升后下降，故曲线Y不可能代表CS2的平衡体积分数，曲线Y代表的是S2平衡体积分数，B错误；由图可知，高于1 050 ℃时，S2的平衡体积分数逐渐越小，说明反应Ⅱ的进行程度越来越大，消耗的CH4的量逐渐增多，故H2S平衡转化率与CH4平衡转化率的差值随温度升高而减小，C正确；由图可知，1 050 ℃下反应，H2的平衡体积分数小于 0.07，增大体系的压强，反应Ⅰ、Ⅱ的平衡均逆向移动，故H2的体积分数应该减小，不可能达到0.07，D错误。
2 C　反应Ⅰ和Ⅱ均自发进行，根据ΔG＝ΔH－TΔS<0，判断ΔH1<0，ΔS2>0，A正确；由于ΔH1<0，所以CH3OH的选择性随着温度升高而降低，B正确；525 K后，升高温度，CO2的平衡转化率增大，但CH3OH的平衡产率减小，说明升高温度对反应Ⅱ的影响大于反应Ⅰ，C错误；525 K时，增大的值可提高CO2的平衡转化率，增大压强使反应Ⅰ平衡正向移动，也可提高CO2的平衡转化率，D正确。
3 D　根据盖斯定律，反应Ⅱ－反应Ⅰ可得目标热化学方程式，ΔH3＝(－165.0－41.1)kJ/mol ＝－206.1 kJ/mol，A错误；曲线c随温度升高呈上升趋势，故c为CO，200 ℃时，n(CH4)＝n(CO2)＝0.5 mol，n(H2)＝0，由n总(H)＝4 mol知，此时n(H2O)＝1 mol，300～400 ℃时，n(H2)随温度升高不断增大，说明有CH4转化为H2，曲线b随温度升高呈下降趋势，曲线a随温度升高略微升高，故b为CH4，a为CO2，由图可知，649 ℃时，n(CO)＝n(CO2)，即 c(CO)＝c(CO2)，n(H2)≈1.2 mol，此时还存在少部分CH4，由n总(H)＝4 mol知，n(H2O)4 C　由盖斯定律可知，反应Ⅲ－反应Ⅱ可得p X(g)===m X(g)　ΔH＝－72.1 kJ/mol＋71.3 kJ/mol＝－0.8 kJ/mol<0，A错误；反应Ⅳ为放热反应，升高温度，平衡常数一直减小，B错误；每消耗一分子CH3OH，生成一分子H2O，400～600 K内，随着温度的升高，甲苯的转化率基本不变，则n(H2O)基本不变，C正确；800 K下反应达到平衡后，若通过等比例增加甲苯和甲醇的物质的量来增大压强，平衡会发生移动，n(Tol)会增大，D错误。
5 D　三个反应是连续反应，并且是吸热反应，随着温度升高，正向进行程度均增大，由CO2的平衡选择性的数值和曲线走势推知，低温下反应Ⅲ基本不发生，高温下反应Ⅲ进行幅度逐渐增大，CO2的实际选择性和CO2的平衡选择性均随着温度的升高而减小，故曲线a为CH3OCH3实际转化率，曲线b为CO2的实际选择性，A正确；200 ℃时，CO2的实际选择性接近100%，说明反应Ⅲ进行程度很小，则反应Ⅱ的速率大于反应Ⅲ的速率，B正确；增加的量，可使反应Ⅰ、Ⅱ正向进行的程度增大，使反应Ⅲ正向进行的程度减小，故能提高H2的产率，C正确；反应Ⅲ是反应Ⅱ的连续反应，增大压强，不利于反应Ⅱ的正向进行，反应Ⅲ的反应物浓度减小，则CO的平衡产量会减小，D错误。
6 (1) 部分CH3COOCH3发生了其他不产生C2H5OH和CH3COOC2H5的反应　(2) 温度升高与催化剂活性增大共同导致反应Ⅰ、Ⅱ的速率加快　(3) 积碳覆盖在催化剂表面；Cu2O被还原为Cu，改变了Cu2O与Cu的比例，导致催化剂活性降低
解析：(1) 若只发生反应Ⅰ、反应Ⅱ，则S(C2H5OH)＋S(CH3COOC2H5)＝100%，此时选择性小于100%说明生成了其他含碳物质。(3) 含碳物质加热时一般会有积碳产生，积碳覆盖在催化剂表面导致催化剂失活；因为是还原性环境，Cu2O被还原为Cu，改变了Cu2O与Cu的比例，导致催化剂活性降低。
7 (1) 温度升高，Ca(OH)2溶解度减小，Ca3(AsO4)2溶解度增大　(2) Fe(Ⅲ)能与溶液中的As(Ⅴ)反应生成FeAsO4沉淀，Fe(Ⅲ)在水溶液中生成Fe(OH)3胶体，吸附溶液中的As(Ⅴ)，使得溶液中As(Ⅴ)的去除率上升
解析：(1) Ca(OH)2的溶解度特性为温度升高Ca(OH)2溶解度减小，溶液中Ca2+和OH－浓度均降低，Ca3(AsO4)2沉淀减少，同时Ca3(AsO4)2溶解度也增大。(2) 加入Fe(Ⅲ)能直接沉淀As(Ⅴ)，同时还能形成Fe(OH)3胶体，具有吸附作用，吸附溶液中的As(Ⅴ)，使得溶液中As(Ⅴ)的去除率上升。