专题2 第3单元 专题提优5 化学反应速率和化学平衡图像-【学霸题中题】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修第一册(苏教版2019)

专题提优5化学反应速率和化学平衡图像 1.(2024·江苏苏州高二检测)在一密闭容器中 D.图④可以表示反应3A(g)+B(g)一C(g) 发生反应：2X(g)+Y(g)一aZ(g)△H= △H<0,平衡后升高温度，反应速率随时 QkJ·mol,开始按体积比2：1将X、Y充入 间变化的图像 反应器中，一定条件下发生反应，下列有关说 3.(2024·江西上饶高二月考)在密闭容器中发 法正确的是 生反应：X+3Y一2Z△H<0,其中Z呈气 Z的体积分就 速率 态，且Z在平衡混合气中的体积分数(Z%)与 温度(T)、压强(P)的关系如图。下列判断正 确的是 () 图甲 图乙 ↑Z% A.图甲，P>P2 B.图甲，T<T2,Q>0 C.图乙，，时表示恒温、恒压条件下，向平衡 P 体系中充入一定量的Z气体 A.T大于T D.图乙，t2时表示压缩反应容器 B.当n(X):n(Y):n(Z)=1:3:2时，反 2.(2024·江苏无锡高二检测)图像是学习化学 应一定达到平衡状态 的重要工具，下列有关图像的分析正确的是 C.升高温度，X体积分数增大 ( D.Y一定呈气态 A的平衡特化辛 1平衡常就 K: 4.(2024·江苏徐州高二月考)对于可逆反应 100℃/ A(g)+2B(g)一2C(g)(正反应吸热)，下列 10 图像中正确的是 () 压强 ①D ② 温度 反应说聚 《 500 400℃ A B 77 压强 时间 ③ ④ ‘A的转化率 A% A.图①可以表示反应A(g)+B(g)一 500℃ 100C 100℃ C(g)+D(s)△H<0 5007 B.图②表示2S02(g)+02(g)一2S03(g） C D △H<0,a、b、c中只有b点达到化学平衡 5.一定温度下，可逆反应aX(g)+bY(g）=一 状态 cZ(g)在一密闭容器内达到平衡后，t。时刻改 C.图③可以表示反应2NH(g)一N,(g)+ 变某一外界条件，化学反应速率()随时间 3H,(g)△H>0的反应速率随压强变化的 (t)的变化如图所示。则下列说法正确的是 关系 选择性必修第一册·SJ学霸072 8.(2024·江苏南京高二期末)通过反应2C02(g)+ 6H,(g)=C,H(g)+4H20(g)可将C02转 化为C,H4。在0.1MPa,反应物起始物质的量 之比n(C0,):n(H2)=1:3的条件下，不同 A.若a+b=c,则tn时刻只能是增大了压强 温度下达到平衡时，CO2、H2、C,H4、H,0四种 B.若a+b=c,则to时刻只能是加人了催化剂 组分的物质的量分数如图所示。下列说法正 C.若a+b≠c,则t。时刻只能是增大了压强 确的是 0.7 D.若a+b≠c,则tn时刻只能是加入了催化剂 06 6.(2024·江苏南京高二月考)一定条件下合成 $05 写0.4 乙烯：6H(g)+2C02(g)一CH2=CH2(g)+ 1(440.039--…：-- 03 4H,0(g):已知温度对C02的平衡转化率和 催化剂催化效率的影响如图，下列说法不正 0.1 0 确的是 390450510570630690750 ( 77K 70百分比/% A.图中曲线b表示平衡时C,H,的物质的量 6 C0,平衍转化率 50 e5050)y 分数随温度的变化 B.440℃时H2的平衡转化率为70% 30 -1" ·住化效率 50100150200250300350温度/ C.保持其他条件不变，在绝热密闭容器中发 生上述反应，达到平衡时，C,H,的物质的 A.该反应的逆反应为吸热反应 量分数比在恒温密闭容器中的小 B.平衡常数：Kv>K, D.保持其他条件不变，延长反应时间，可将平 C.生成乙烯的速率：(N)一定大于v(M) 衡时CO,的物质的量分数从Y点的值升至 D.当温度高于250℃，升高温度，催化剂的催 X点的值 化效率降低 9.(2023·安徽淮北高二期未)某实验室模拟反 7.(2023·广东广州高二期中)反应2N02(g) 应2C(s)+2N02(g)一N2(g)+2C02(g) 一N20,(g)△H=-57kJ·mo,在温度为 △H,在密闭容器中加入足量的碳和一定量 T,、T,时，平衡体系中NO,的体积分数随压强 的NO2气体，保持温度不变，测得相同时间 变化如图所示。下列说法正确的是( 内NO,的转化率随压强的变化关系如图所 示。下列说法错误的是 ( NO,的体积分数 0转化率/9% 100 80 "0040 压强 900950100010501100101200 压强kPa A.由状态B到状态A,可以用加热的方法 A.1100kPa时，N02的体积分数为50% B.由状态B到状态A,可以用加压的方法 B.b、e两点NO2的平衡转化率相同 C.A、C两点气体的颜色：A深，C浅 C.平衡常数：K=K D.A、C两点气体的平均相对分子质量：A>C D.反应速率：a< 专题2学霸073>'这，D符合。(3)由于△H<0,所以降温，反应正向移动，r't> 曲线《：②NO脱除率会受到速率，平衡移动等因素的影响。温度低 r地，且E'都减小，A符合。(4)由于△<0，升温，反应逆向 于加℃时.反应速率较慢.随着温度升高反应速率加快，NO脱除 移动，玉>'E,且升温，'E'造都增大，B符合。(5)催化剂只能 率逐渐升高.祖度高于%0℃，催化剂失去活性.反应速率减慢.NO 改变化学反应的速率，对化学平衡无影响，C项符合 脱除率下降。(2)①一个化学反应，活化能越大.反应速率越慢由 第2关（练准确率） 于E,<E:,反应Ⅱ速率较慢，决定化学反应速率快慢的是反应： 8.A解析：该反应的正反应的气体体积减小，恒温恒压下平衡时容 2根据图像T,曲线斜率小于T,.T,时N0的消耗速率较小，则转化 器体积减小，促进反应正向进行，恒温恒容下容器体积不变，S0 相同量的NO,T4耗时更长：恨据能量图分析，该反应△H<0,温度 转化率比“恒温恒压”时的低，放出热量减少，A选项正确：向温 开高，反应平衡左移.c(,0,)减小浓度降低的影响大于温度对 恒压条件下的平衡状态容器中加入S0,S0,的物质的量增加，但 反应Ⅱ速率的影响 含量不变，B选项错误：若把“恒温恒压”改为“相压绝热”，正反应 第3关（练思维宽度） 放热，温度升高，平衡向逆反应方向移动，平衡后(S0,)<1,4m, 14.(1)CD(2)①>222(3)CD(4)原料气中N2相对易得.适 C选项错误：若容器恒容.则(S01)=0.35ol·L·min,但反 度过量有利于提高H,的转化率：N,在下：作催化剂上的吸附是决 速步骤，适度过量有利于提高整体反应速率 应是在恒温压条件下进行，反应达到平衡时容器容积小于2L, 解析：(1)A.加人催化剂，不影响平衡状态，氢气转化率不变，A错 r(S03)>035mol·L.1·min,D选项错误 3A解标：提高的值的转化率降纸机的转化车期 误：增大容器体积，平衡逆向移动，氢气的转化率降低，B错误：降低 反应体系的温度.平衡正向移动.氢气的转化率增大C正确：加人 一定量氨气.平衡正向移动，氢气的转化率增大，D正确。(2)①该 大，A错误 反应正反应是放热反应.升高温度，平衡向逆反应方向移动，生成物 10.D解析：0mi如后H,0(g)的物质的量浓度不再改变，反成达到 浓度减小.反应物浓度增大.所以K,>K2:②400℃时.反应2NL(g) 平衡，平衡时c(H0)=0.12mol·L,初始投料为0.2o·L1 一N2(g)+3,(g)的化学平衡常数K的值和反应N,(g)+3H,(g C02和0.4mal·LH2,结合方程式可知平衡时c(C02)三 0.08mol·L-1,c(H2)=0.28nwl·L-,e(C0)=e(H20)= 一2NH,(g)的平衡常数呈倒数关系，所以K=O52:当NH,N 、0.12ml·L'则该温度下平衡溶数人010-0 和H,的物质的量分别为2nl、anol和1ml时，正(N2)= =0.64<1,该反 3 I mol a mol 应焓变大于0，为吸热反应，则温度越低平衡常数越小，所以T< 0.51 0.5L 830.A正确：20-40nmin内△c(H20)=010l·L1-0.07l·L (N,).则反应达平衡，故有Q.= =K=2,解得 2 mol 003d·L.根据方程式可知相同时间内△c(H2)=0.03wl·L. 0.5L 所以r(H,)=0.03mal.L a=2 -=1.5×103mal·L-1·min1,B正 20 min (3)控制温度远高于室温是为了保证催化剂的活性提高反应速 确：该反应前后气体化学计量数之和相等，仅增大压强，平衡不移 率，并非为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率，A错 动，C0的体积分数不变，C正确：70mi血时再向容等中充入0.4ml 误：恒压条件充人少量指性气体，相当于减压，平衡逆向移动，不 C02和0.8olH2,根据分析，该温度下平衡常数K=0,64.此时 利于提高平衡转化率，B错误：不断将氨气液化，生成物浓度降 c(C02)=(0.08+0.2)mml·L1=0.28ml·L..(H2)=(0.28+ 低，有利于平衡正向移动，C正确：通过天然气和水蒸气转化制得 0.4)mdd·L-1=0.68ml·L-1,c(C0)=e(H,0)=0.12mdl·L-1 的H,由于含有CH,C0等易燃易爆气体，容易出现安全隐患，此 0.12×0.12 外CH、C0可能会与催化剂反应，造成催化剂活性降低，所以必 Q.= 0.28×0.68 0.076<K,则平衡往正反应方向移动.D错误 须经过净化处理，D正确。(4)原料中N2和H物质的量之比为 11.D解析：由实验①可知，降低温度，平衡逆向移动，则逆向为放热 1:28.原料气中N,过量的两个理由：原料气中N,来自空气的分 反应，正向为吸热反应，△H>0,故A错误：水为纯液体，浓度视为定 离，相对易得，并且适度过量有利于提高H,的转化率：由题给信 值，实验②是由于反应物的浓度明显减小，导致平衡逆向移动.故 息：飞，的吸附分解反应活化能高，速率小，决定了合成氨的整体 B错误：结合反应，加入少量KC1周体，氯离子浓度增大，平衡正向 反应速率，所以N,在下：作催化剂上的吸附是决速步骤，适度过量 移动.溶液变为黄色，故C错误：向上述黄绿色溶液中滴人1~2滴 有利于提高整体反应速率 硝酸银溶液，银离子与氯离子结合生成氯化银沉淀，降低溶液中氯 专题提优5化学反应速率和化学平衡图像 离子浓度，平衡道向移动.溶液变成蓝色.故D正确 12.C解析：由已知可知.反应①和②均为吸热反应，升高温度，正，逆 1.A解析：图甲，温度相同.都为T,1条件下先达到平衡，反应速 反应速率增大，平衡正向移动。反应①与②均为吸热反应，若反应 率较快，所以1>，A正确：图甲，压强相同时，T<T,温度越高，乙 足够长时间.可同时达到化学平衡状态，A正确：根据盖斯定律，反 的体积分数越小，平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放 热反应.Q<0,B错误：恒温、恒压条件下，向平衡体系中充入一定量 应①-反应②可得C0(g)+H,0(g）一C02(g)+H2(g)△H= 的Z气体，逆反应速率瞬时增大后逐渐减小，正反应速率逐渐增 △H-△H2=206kJ·l'-247kJ·o1=-41kJ·mo广.B正确： 大，不能用图乙1表示，C错误：图乙，2时正，逆反应速率同时同 其他条件不变时升高温度，反应①的正反应速率和逆反应速率均增 倍增大，可能是加人催化剂，也可能是反应前后气体分子数不变时 大，C错误：其他条件不变时，增大原料中H0的浓度.CH,的转化 增大压强，但是“未知，所以不一定表示压缩体积，D错误。 率增大，根据反应①，生成的氢气量增多，可以提高产物中 的 2.D解析：该反应的正反应是，个反应前后气体体积减小的放热反 n(C0) 应，在压强不变时，升高温度化学平衡逆向移动，A的平衡转化率 值，D正确 减小：增大压强化学平衡正向移动，A的平衡转化率增大，图像与 13.(1)①x2催化剂失去活性(2)①Ⅱ2T。△H,<0,温度升高， 反应不符合，A错误：曲线表示平衡常数与温度的关系，曲线上各 反应I平衡左移，(N,O,)诚小，浓度降低的影响大于温度对反应Ⅱ 点都是平衡点，B错误：该反应是一个反应的后气体体积增大的吸 速率的影响 热反应，增大压强，正，逆反应速率都增大，化学平衡逆向移动，则 解析：(I)①N用，与NO的物质的量之比越大.N0的脱除率越大，相 增大压强逆反应速率大于正反应速率，图像与反应事实不符合 同温度下，n(NH,):n(NO)的物质的量之比为1：3时，对应的是 C错误：该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应，平衡后 选择性必修第一册·SJ学霸28 升高温度.正、逆反应速率都增大，化学平痴逆向移动，则逆反应速 衡转化率，若提供充足的时间.反应物的转化率将增大，点时反应 率大于正反应速率，图像与反应事实符合，D正确 达平衡，此时NO,的转化率为平衡转化率，则b、e两点NO,的平衡 3.D解析：该反应的正反应是放热反应，当压强一定时，升高温度， 转化率不相同，B错误：在b,d两点温度相同，平衡常数不受压强变 平衡向逆反应方向移动，Z的含量越小.所以T,小于T2,A错误： 化的影响，则平衡常数：K=K4,C正确：因为d点的压强小于©点 当n(X):n(Y):n(Z)=1t3:2时，该反应可能达到平衡状态也 的压强.压强越大，反应速率越快，则反应速率：4<，D正确。 可能没有达到平衡状态，这与反应的初始物质的量和转化率有关， B错误：由题干信息可知，该反应正反应是一个放热反应，升高温 专题提优6与工业生产相关的图像分析 度，平衡逆向移动，但由于未知X的状态，则X体积分数不一定增 1.C解析：由图可知，作一条等温线，因为该反应为气体体积减小的 大，C错误：当温度一定时，压强越大，Z的含量越大，则平衡向正反 反应，压强越大，平衡正向移动，平衡时甲醇的物质的量也越大，所 应方向移动，说明正反应方向是气体体积减小的方向，则Y一定是 以P1>P>,A错误。由图可知，随着温度升高，平衡时甲醇的物 气体，D正确 质的量减小，所以升温平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反 4.D解析：交叉点：正反应速率=逆反应速率，此点反应达平衡状 应，因此升温二氧化碳的转化率降低，B错误 态，增大压强，平衡正向移动，则交叉点后正反应速率应大于逆反 由图可知，M点对应的甲醇产量为0.25m©l,则 应速率，A错误：温度升高，平衡正向移动，则在第二次到达平衡之 C02(g)+3H,(g)==CH,0H(g)+H0(g) 前，正反应速率应大于逆反应速率，B错误：温度高的反应速率快， 起始m 2.75 0 0 达到平衡时所需时间少，即500℃表示的曲线应先达到平衡，与图 变化md 0.25 0.75 0.25 0.25 像不符，C错误：温度高的反应速率快，达到平衡时所需时间少，即 平衡mol 0.75 0.25 0.25 500℃表示的曲线应先达到平衡，且升高温度平衡正向移动，A%减 又体积为1.0L.所以K-0.25x0.25 =1.04×102,C正确。由图可 小，与图像一致，D正确。 0.75×23 5.D解析：对于非等体积气体反应，同倍数增大E只有催化 知，在P:及5引2K时，N点甲醇的物质的量小于平衡时的量，所以 剂：对于等体积气体反应，可能是催化剂，也可能是压强。 应该正向移动.则正>e,D错误。 6.C解析：升高温度，二氧化碳的平衡转化率诚小，则升温平衡逆向 2.C解析：590℃时反应10min.反应I中C0,转化量为xmol,反应 移动，则逆反应为吸热反应，故A正确：升高温度二氧化碳的平衡 Ⅱ中CO2转化量为ymo。 转化率减小，则升温平衡逆向移动，所以M点化学平衡常数大于N C02(g)+4H3(g)=CH(g)+2H20(g)） 点，故B正确：化学反应速率随温度的升高而加快，催化剂的催化 开始/mal 0.1 0.3 效率降低.所以(V)有可能小于(M),故C错误：根据图像，当温 转化/mol 4x 2t 度高于250℃.升高温度，二氧化碳的平衡转化率减小，则催化剂 平衡/mod (0.1-x) (0.3-4x) 2x 的催化效率降低，故D正确 C02(g)+H(g)=C0(g)+H20(g》 7.A解析：该反应的正反应为放热反应，升高温度.平衡逆向移动， 开始/mol (0.1-x） (0.3-4x) 0 二氧化氮的体积分数增大，由状态B到状态A,可以用加热的方 转化/mol 法，故A正确：增大压强，平衡正向移动，N0,的体积分数减小，故 平衡/mod (0.1-x-y） (0.3-4r-y） (2x+y) B错误：C点的压强大于A点，增大压强，气体浓度增大，颜色加深 y mol 故C错误：C点的压强大于A点，增大压强，平衡正向移动，混合气 得到8(c0)=(0.1-)ml+ymlm=0.4和8(CH,)= 体的物质的量减小，平均相对分子质量增大，故D错误 x mol 8.C解析：由反应物二氧化碳的物质的量分数与温度变化曲线，结 (0.1-)l+yml+0.4,得到x=0.04,y=0.04.则平商 合反应物起始物质的量之比可知，曲线表示氢气的物质的量分 时n(C0)=0.04mol,n(H0)=0.12mol,n(C02)=0.02mol, 数随温度变化，由化学方程式可知.曲线b表示水蒸气的物质的量 0.040.12 分数随温度变化，曲线ε表示乙烯的物质的量分数随温度变化。 n(H)=0.1mml,某容器中C0)·c(H,0) =2.4。则 根据分析可知，曲线b表示水蒸气的物质的量分数随温度变 c(C02）·c(H2)0.020.1 化，A错误：设起始氢气的物质的量为3ml,平衡时转化率为a%, 此时反应Ⅱ达到平衡，即（正）=（这），故C错误。 由440℃平衡时，氢气和水蒸气的物质的量分数相等可得3-3× n%=3xa%6x 3.B解析：C0(g)+2H(g)=CH,0H(g)可由反应I-反应Ⅱ得 ,解得a=60,B错误：由图可知，升高温度，二氧化碳 6 到.△H=-49.4kJ·ml1-41.2k·ml<0,故该反应为放热反 的物质的量分数增大，说明平衡向逆反应方向移动，该反应为放热 应.A错误：随着温度的升高，反应1平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡正 反应，期保持其他条件不变，在绝热密闭容器中发生上述反应，反 向移动，则CH,OH的选择性随温度的升高面诚小，C0的选择性随 应放出的热量使温度升高，平衡向逆反应方向移动，达到平衡时， 温度的升高而增大，故曲线③，④表示C0的选择性，压强增大，反 生成物乙稀的物质的量分数比在恒温密闭容器中的低，C正确：保 应I平衡正向移动，反应物浓度诚小，促使反应Ⅱ化学平衡速向移 持其他条件不变，延长反应时间.平衡不移动，故仅延长反应时间， 动，使C0选择性减小，故P>1,B正确；随着温度的升高，反应1 平衡时CO,的物质的量分数不可能从Y点的值升至X点的值， 平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡正向移动，在未给定具体温度的情况 D错误 下，无法比较反应I,Ⅱ的化学平衡常数大小，C错误：调 9.B解析：随着压强的不断增大，反应速率不断加快，平衡前相同时 起(C02 ▣1：2，氢气的起始浓度减小，则C02的平衡转化率减 间内反应物的转化率不断增大，则转化率在最高点时，反应达平衡 "起始(H2) 状态：最高点后的每个点，反应都达平衡状态，且平衡逆向移动。 小，D错误 I100kPa时.NO,的转化率为40%.设N0,的起投人量为2ml, 4.BD解析：由图可知，温度越高.生成物的物质的量越大，则升高温 则参加反应的N0为0.8l,生成N2为0.4mol.C02为0.8mol,剩 度平衡正向移动：X点CH,的物质的量与氢气相等，Z点CH,的物 1.2 mol 质的量与CS,相等，据此计算平衡常数，再计算Q,与K比较判断 余N0,为1.2ml,N0,的体积分数为1.2ml+0.4mml+0.8m 由图可知，温度越高，生成物的物质的量越大，则升高虽度平衡正 100%=50%,A正确：在b点，反应未达平衡，此时的转化率不是平 移动，所以正反应为吸热反应，则△>0，故A错误：X点CH的 参考答案学霸29