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微专题 化学反应速率与化学平衡图像
1.(2021·广东卷)反应X===2Z经历两步:①X―→Y;②Y―→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是( D )
A.a为c(X)随t的变化曲线
B.t1时,c(X)=c(Y)=c(Z)
C.t2时,Y的消耗速率大于生成速率
D.t3后, c(Z)=2c0-c(Y)
解析:A项,X是唯一的反应物,随着反应的发生,其浓度不断减小,因此,由图可知,a为c(X)随t的变化曲线,A正确;B项,由图可知,分别代表3种不同物质的曲线相交于t1时刻,因此,t1时,c(X)=c(Y)=c(Z),B正确;C项,由图中信息可知,t2时刻以后,Y的浓度仍在不断减小,说明t2时刻反应两步仍在向正反应方向发生,而且反应①生成Y的速率小于反应②消耗Y的速率,即t2时Y的消耗速率大于生成速率,C正确;D项,由图可知,t3时刻反应①完成,X完全转化为Y,若无反应②发生,则c(Y)=c0,由于反应②Y→2Z的发生,t3时刻Y浓度的变化量为c0-c(Y),变化量之比等于化学计量数之比,所以Z的浓度的变化量为2[c0-c(Y)],这种关系在t3后仍成立, 因此,D不正确。综上所述,本题选D。
2.(双选)(2020·山东卷)1,3丁二烯与HBr发生加成反应分两步:第一步H+进攻1,3丁二烯生成碳正离子();第二步Br-进攻碳正离子完成1,2加成或1,4加成。反应进程中的能量变化如图所示。已知在0 ℃和40 ℃时,1,2加成产物与1,4加成产物的比例分别为70∶30和15∶85。下列说法正确的是( AD )
A.1,4加成产物比1,2加成产物稳定
B.与0 ℃相比,40 ℃时1,3丁二烯的转化率增大
C.从0 ℃升至40 ℃,1,2加成正反应速率增大,1,4加成正反应速率减小
D.从0 ℃升至40 ℃,1,2加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度
解析:1,4加成产物的能量比1,2加成产物的能量更低,能量越低越稳定,所以1,4加成产物比1,2加成产物更稳定,故A正确;根据反应进程和能量关系图可知,此反应为放热反应,温度升高平衡逆向移动,转化率减小,故B错误;温度升高,各反应的正、逆反应速率均增大,故C错误;温度升高,反应的正、逆反应速率都增大,根据题干信息可以看出,1,2加成产物的产量减小,所以1,2加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度,故D正确。
3.(双选)(2020·江苏卷)CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应
CH4(g)+CO2(g)===2H2(g)+2CO(g) ΔH=247.1 kJ·mol-1
H2(g)+CO2(g)===H2O(g)+CO(g) ΔH=41.2 kJ·mol-1
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( BD )
A.升高温度、增大压强均有利于提高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.相同条件下,改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠
D.恒压、800 K、n(CH4)∶n(CO2)=1∶1条件下,反应至CH4转化率达到X点的值,改变除温度外的特定条件继续反应,CH4转化率能达到Y点的值
解析:升高温度有利于题干中第一个反应正向进行,有利于提高CH4的平衡转化率,但增大压强有利于题干中第一个反应逆向进行,不利于提高CH4的平衡转化率,A项错误;由题述反应及起始反应物的物质的量比可知,平衡时CO2的转化率比CH4的高,则曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化,B项正确;使用催化剂只能加快化学反应速率,对化学平衡无影响,即曲线A和曲线B不能相重叠,C项错误;恒压、800 K、n(CH4)∶n(CO2)=1∶1条件下,反应至CH4转化率达到X点的值时,通过增大n(CO2)或减小压强继续反应,可以使CH4的转化率从X点提高到Y点,D项正确。
4.(双选)(2019·江苏卷)在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下,催化反应相同时间,测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是( BD )
A.反应2NO(g)+O2(g)===2NO2(g)的ΔH>0
B.图中X点所示条件下,延长反应时间能提高NO转化率
C.图中Y点所示条件下,增加O2的浓度不能提高NO转化率
D.380 ℃下,c起始(O2)=5.0×10-4mol·L-1,NO平衡转化率为50% ,则平衡常数K>2 000
5.元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)(绿