第2章 化学反应的方向、 限度与速率 高考强化-【高中必刷题】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1同步课件（鲁科版2019）

化学 选择性必修1 化学反应原理 LK 1 2 第2章高考强化 刷真题 2 1.[辽宁化学2022·12，3分] 某温度下，在恒容密闭容器中发生反应 ，有关数据如下： 时间段/ 产物的平均生成速率/ 0.20 0.15 0.10 下列说法错误的是( ) B A.时，的浓度大于 B.时，加入，此时 C.时，的体积分数约为 D.时，的物质的量为 3 解析 反应开始后，随着时间的延长，反应物浓度逐渐减小，产物的平均生成速率逐渐减小，则 内的平均生成速率大于内的，故时，的浓度大于，A正确； 时生成的的物质的量为,时生成的的物质的 量为，故反应在时已达到平衡，设达到平衡时生 成了，列三段式： 根据,得，则的平衡浓度为，的平衡浓度为，平衡常数 ,时的浓度为,的浓度为，加入后的 浓度变为，，反应正向进行，故，B错误； 反应生成的与的物质的量之比恒等于，反应体系中只有和为气体，相同条件下， 体积之比等于物质的量之比，，故的体积分数始终约为，C正确；由B项分析可知 时反应处于平衡状态，此时生成为，则的转化量为，初始的物质的量为， 剩余的物质的量为，D正确。 4 2.[湖南化学2023·13，3分] 向一恒容密闭容器中加入和一定量的 ，发生反应：。的平衡转化率按 不同投料比 随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 ( ) B A. B.反应速率： C.点、、对应的平衡常数： D.反应温度为，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态 5 【思路导引】由题图可知，投料比不变时，随温度的升高的平衡转化率增大，所以该反应为 吸热反应;在相同的温度下，投料比减小，相当于在的投料量不变的情况下增大的 投料量，当反应物不止一种时，其他条件不变，增大其中一种气态反应物的投料量会增大其他反 应物的平衡转化率，同时降低自身平衡转化率，故投料比越小，的平衡转化率越大。 6 解析 由题图可知，点对应的平衡转化率大于点，结合分析可知，点对应投料比小于点， 故,A正确；点、均为平衡状态，，点的平衡转化率大于点，假设两点 的投料量相同，则反应产物、的平衡浓度：点 点，两点温度相同，故， ，B错误；由分析可知，该反应为吸热反应，随温度升高，平衡常数增大，点、温度 相同，则平衡常数：，C正确；该反应为反应前后气体分子数改变的反应，恒温恒 容条件下，随着反应的进行容器内压强改变，当压强不变时，反应达到平衡状态，D正确。 7 3.[山东化学2022·10，2分] 在催化下，丙烷与氧气反应制备 丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是( ) D A.含分子参与的反应一定有电子转移 B.由生成的反应历程有2种 C.增大的量，的平衡转化率不变 D.当主要发生包含②的历程时，最终生成的水减少 8 解析 根据反应机理的图示知，含分子发生的反应有、 、、，含分子 、、中元素的化合价依次为价、价、价，上述反应中均有元素化合价的 变化，都为氧化还原反应，有电子转移，A正确；先由经反应历程①转化为，再发生 的反应，也可发生的反应，则反应历程有两种，B正 确；是催化剂，增大的量，的平衡转化率不变，C正确；在催化下，丙烷与反应 制备丙烯的总反应为，当主要发生包含②的历程时，最终生成的水 不变，D错误。 9 4.（双选）[湖南化学2022·14,4分] 向体积均为的两恒容容器中 分别充入和发生反应：,其中 甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线 如图所示。下列说法正确的是( ) BC A. B.气体的总物质的量： C.点平衡常数： D.反应速率： 10 解析 题给反应正向是气体分子数减小的反应，在恒容绝热容器中进行反应时，起始阶段体系压 强增大，是由体系内温度升高引起的，因此正反应为放热反应，即，A错误；由于反应放 热而甲为绝热过程，则温度：，、两点的压强相同，则气体的总物质的量：，B 正确；乙为恒温过程，点时体系压强为，而起始压强为，则点气体的总物质的量 ，设从开始到点，反应了,结合化学方程式可知， ,解得,则点、 、，点浓度商,,则点体系中反应进 行程度更大，则点平衡常数，C正确；、时反应均已达到平衡，温度：，且对该 反应升温平衡逆向移动，则点反应物浓度大于点，所以反应速率：,D错误。 11 5.[山东化学2023·15，4分] 在含的溶液中，一定范围内，存在平衡关系： ；；； ；，平衡常数依次为、、 、、。已知、、、随的变化关系如图所 示，下列说法错误的是( ) BD A.直线表示的变化情况 B.随增大， 先增大后减小 C. D.溶液中元素与元素的物质的量之比始终为 12 【思路导引】由已知信息知，，温度一定时，为常数，因此溶液中始终不 变。，即， ；，即 ，；，即 ，；，即 ，。因此，、、 、与的变化关系直线的斜率分别为、、1、2。图像中点表 示当时，。 13 解析 直线的斜率为2，根据思路分析可知直线表示的变化情况，A正确； ，在一定温度下是常数，不随的变化而变化，B错误；根据图像分析，点 存在，即，整理得 ，即，C正确；若溶液中只含,则溶液中元素与元 素的物质的量之比为，由于溶液中不变而在变化，可能是加入了其他物质，影响 溶液中元素或元素的含量，则溶液中二者物质的量之比可能发生变化，D错误。 14 【关键点拨】对于双对数坐标类化学平衡图像，应熟练掌握对数的运算规律，找到各物质的浓 度或平衡常数的积或商的关系进而破解图像。 15 6.[全国乙理综2022·28题节选] 油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢，需 要回收处理并加以利用。已知热分解反应为，回答下列问题： 16 （1）在、反应条件下，将的混合气进行热分解反应。平 衡时混合气中与的分压相等，平衡转化率为______，平衡常数______。 4.76 解析 设起始时，则，平衡时转化的的物质的量为，列 三段式如下： 由题中信息知，则，即，解得，故 ；，则 。 17 （2）在、反应条件下，对于 分别为、、、、的 混合气，热分解反应过程中转化率随时间的 变化如图所示。 ①越小，平衡转化率_______，理由是____ ________________________________________________________ ________________________________________________________ _______。 越高 的分解反应是一个气体分子数增多的反应，恒压时，越小，的分压越小，有利于平衡正向移动 解析 的分解反应是一个气体分子数增多的反应，恒压时，越小，的分压越 小，越有利于平衡正向移动，即平衡转化率越高。 18 ②对应图中曲线___,计算其在之间，分压的平均变化率为______ 。 24.9 解析 结合上述分析及题图可知，时，对应的曲线为。设起始时 ，则，由题图知，时的转化率为，列三段式如下： ， ，，则 之间，故平均变化率为。 19 7.[山东化学2023·20，12分] 一定条件下，水气变换反应的中间产物是 。为探究该反应过程，研究水溶液在密封石英管中的分解反应： Ⅰ.（快） Ⅱ.（慢） 研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中，仅对反应Ⅰ有催化加速作用；反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ,近似认 为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水的电离，其浓度视为常数。 回答下列问题： （1）一定条件下，反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为、，则该条件下水气变换反应的焓变 ______________（用含,的代数式表示）。 解析 目标反应反应Ⅱ-反应Ⅰ，根据盖斯定律可知，水气变换反应的。 20 （2）反应Ⅰ正反应速率方程为，为反应速率常数。温度下，电 离平衡常数为,当平衡浓度为时，浓度为_______,此时反应Ⅰ正反 应速率_________（用含、和的代数式表示）。 解析 的电离平衡常数表达式为，忽略水的电离，则 ，，平衡时，， 。根据速率方程可得。 21 （3）温度下，在密封石英管内完全充满 水溶液，使分解，分解产物均完 全溶于水。含碳物质浓度与反应时间的变化关系如图所示 （忽略碳元素的其他存在形式）。时刻测得、的浓 度分别为、,反应Ⅱ达平衡时，测 得的浓度为。体系达平衡后_____ （用含的代数式表示，下同）,反应Ⅱ的平衡常数为____。 减小 不变 相同条件下，若反应起始时溶液中同时还含有盐酸，则图示点、、、中， 新的浓度峰值点可能是___（填序号）。与不含盐酸相比，达浓度峰值时，浓度______ （填“增大”“减小”或“不变”，下同）， 的值______。 22 解析 时刻的浓度达到峰值，说明时刻反应 Ⅰ 已达到平衡时刻后，反应 Ⅱ 继续向右 进行，导致的浓度降低，此时反应 Ⅰ、Ⅱ 消耗的浓度分别为和 ，则此时，因为水的浓度视为常数，所以反应Ⅰ的平衡 常数。由题给信息知，可近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平 衡状态，则时刻后始终有。设体系达到平衡后，列出两个反应 的转化浓度如下： 则平衡时，由，整理得，则体 系达到平衡时。反应Ⅱ的平衡常数。若起始时溶液 23 中含有盐酸，由题给信息知，只对反应Ⅰ有催化加速作用，所以的峰值在时刻前到来， 而反应Ⅱ的速率则不受影响，当达峰值时，反应Ⅱ进行的程度小于未加盐酸的情况，即 达峰值时，反应Ⅱ消耗的小于未加盐酸的情况，即溶液中剩余的增大。 温度不变平衡常数不变，加入盐酸后，反应Ⅰ达平衡时仍存在，所以此情况下对应 的峰值应大于原峰值，即峰值点应为。 【快解】本题属于多反应（竞争反应）体系中物质的量转化关系的推算，其中利用碳元素守恒可 以得出，再结合时刻得出的，即 可快速分析计算出三种含碳物质的浓度。 25 2 第2章高考强化 刷原创 26 1.双氧水、盐酸和在催化剂作用下，制备1，或2，的反应如下： 达到平衡时，的转化率和随温度的变化如图 所示，下列说法正确的是( ) C A.时，催化剂的活性最强 B.②点的一定大于①点的 C.高于时，的转化率下降可能是由于分解 D.时，若反应进行后达到平衡，则内 1，的平均生成速率约为 27 解析 时，的平衡转化率最高，催化剂不影响反应物的平衡转化率，无法判断催化剂此 时活性是否最强，故A项错误；②点与①点的转化率相同，不考虑分解及挥发的情况 下，各反应物的浓度相等，②点的温度高，但催化剂的活性与速率常数均受温度的影响，因此② 点的不一定大于①点的，故B项错误；高于时，可能会受热加快分解，导致转 化率下降，故C项正确；时，反应达到平衡，的转化率是，参与反应的的物质的量 为，此时，由题意可得关系式：,（或2,），则生成 1,的物质的量，故内1，的平 均生成速率约为，故D项错误。 28 2.乙炔可在催化剂作用下发生选择性加氢反应转化为乙烯。该反应速率方程为 ，、为速率常数，只与温度、催化剂有关 。 （1）该过程在催化剂表面的反应机理如图甲， 其中吸附在表面上的物种用*标注。 吸附阶段发生反应， 该反应在低温时自发趋势较大，理由是_____________ __________________________________________________ __________________________________________________ ________________________。 该反应的，气体被催化剂吸附导致熵减，则，低温时才能满足，因此该反应在低温时自发趋势较大 29 （2）已知实际生产过程中往往伴随副反应：， 在密闭容器中充入和，发生上述两个反应，测得平衡 转化率与温度、压强的关系如图乙所示。在、下的选择性等于 选择性。下，主反应的平衡常数______ 为用气体分压计算的平衡常数，气体分压气体总压强×气体的物质 的量分数 。 1.75 30 解析 时，设平衡时、的物质的量分别为、： 由题图乙可知，在、下的平衡转化率为，则，在、 下的选择性等于，则，解得，，平衡时 ，，，，则反应体系中 气体总物质的量为，则下，主反应的平衡常 数。 31 （3）在两个相同的恒容密闭容器中，各加入和 ，分别选用两种催化剂，反应进行相同时间，测得的 转化率随反应温度的变化如图丙所示。 已知：在温度范围内，同一温度下，催化剂Ⅰ、Ⅱ对该反 应的催化效果不同。使用催化剂Ⅰ时反应的活化能______催化剂Ⅱ 小于 反应放热，温度升高，平衡逆向移动 解析 相同温度条件下,催化剂Ⅰ对应的转化率更高，说明使用催化剂Ⅰ时反应速率更快，活化能 更小。两种催化剂在相同温度下的催化效果不同，但温度为时，转化率相同，且随温度升高 转化率降低，说明时反应达到平衡，随温度升高，转化率降低的原因是反应放热,温度升高, 平衡逆向移动。 （填“大于”“小于”或“等于”）。温度高于时，的转化率降低的原因可能是_______ ________________________________。 32 $$