热点题型(10) 化学反应速率与化学平衡图像(Word练习)-【正禾一本通】2025年高考化学高三一轮总复习高效讲义（人教版2019 双选版）

[热点题型(十)]　化学反应速率与化学平衡图像 ________________________________________________________________________ 　　　　　　　　　　　　　　　　 一、选择题(每题5分，共4题，共20分) 1．在恒温恒压下，某一体积可变的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g)⇌2C(g)　ΔH＜0，t1时达到平衡后，在t2时改变某一条件，其反应过程如图所示。下列说法正确的是(　　 ) A.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，A的体积分数：Ⅰ＞Ⅱ B．t2时改变的条件是向密闭容器中加入物质C C．0～t2时，v正＞v逆 D．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数：K(Ⅰ)＜K(Ⅱ) 解析：选B。反应速率与其物质的量浓度成正比，Ⅰ、Ⅱ达到平衡状态时逆反应速率相等，说明Ⅰ、Ⅱ达到平衡状态时各物质的物质的量浓度不变，则A的体积分数：Ⅰ＝Ⅱ，故A错误；向密闭容器中加物质C，逆反应速率瞬间增大，再次建立的平衡与原平衡等效，说明和原平衡相同，符合图像，故B正确；由题中图示可知，0～t1时，逆反应速率增大，说明平衡正向移动，即v正＞v逆，t1～t2时，逆反应速率不变，说明处于平衡状态，即v正＝v逆，故C错误；化学平衡常数只与温度有关，Ⅰ、Ⅱ温度相同，则其平衡常数相同，故D错误。 2．工业上主要采用甲醇与CO的羰基化反应来制备乙酸，发生反应如下：CH3OH(g)＋CO(g)⇌CH3COOH(l)。在恒压密闭容器中通入0.20 mol的CH3OH(g)和0.22 mol的CO，测得甲醇的转化率随温度变化如图所示。假设在T2温度下，达到平衡时容器的体积为2 L。下列说法正确的是(　　 ) A．该反应的平衡常数T1＜T2 B．B点时CO的转化率约为27.7% C．T1时，该反应的正反应速率：B点大于A点 D．T2时向上述已达平衡的恒压容器中，再通入0.12 mol CH3OH和0.06 mol CO气体时容器体积变为4 L，此时平衡不发生移动 解析：选D。根据图像可知，甲醇的转化率随着温度的升高而减小，说明升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，因此平衡常数T1＞T2，A错误；根据图像，B点时CH3OH的转化率为80%，即反应的甲醇为0.16 mol，则反应的CO为0.16 mol，CO的转化率＝×100%＝72.7%，B错误；T1时，A点未达到平衡，此时甲醇的浓度大于B点甲醇的浓度，浓度越大，反应速率越快，因此温度为T1时，该反应的正反应速率：B点小于A点，C错误；根据图像，温度为T2时， CH3OH的转化率为60%，即反应的甲醇为0.12 mol，则反应的CO为0.12 mol，平衡时甲醇为0.08 mol，CO为0.10 mol，平衡时容器的体积为2 L，平衡浓度分别为甲醇为0.04 mol/L，CO为0.05 mol/L，再通入0.12 mol CH3OH和0.06 mol CO的混合气体，容器体积变为4 L，此时浓度分别为甲醇为＝0.05 mol/L，CO为＝0.04 mol/L，Q＝，K＝，平衡不移动，D正确。 3．化学反应2ICl⇌I2＋Cl2　Kp，可分为以下两步： ①2NO(g)＋2ICl(g)===2NOCl(g)＋I2(g)　Kp1； ②2NOCl(g)===2NO(g)＋Cl2(g)　Kp2。 经测定和计算，得到lg Kp1～和lg Kp2～均为线性关系，如下图所示，已知反应②是吸热反应。则下列说法正确的是(　　 ) A．NOCl是化学反应2ICl⇌I2＋Cl2的催化剂 B．图②代表lg Kp2～ C．Kp＝Kp1＋Kp2 D．当2v正(ICl)＝v逆(Cl2)时，表明可逆反应2ICl⇌I2＋Cl2达到了平衡状态 解析：选B。NOCl在反应①中是生成物，在反应②中是反应物，所以NOCl是总反应的中间体，不是催化剂，A错误；因反应②是吸热反应，Kp随温度的升高而增大，T增大，1/T减小，B正确；①＋②得总反应，所以Kp＝Kp1×Kp2，C错误；速率之比等于化学计量数之比，v正(ICl)＝2v逆(Cl2)时反应达到平衡，D错误。 4．（双选）(2023·江苏第二次大联考)通过反应2CO2(g)＋6H2(g)⇌C2H4(g)＋4H2O(g)可将CO2转化为C2H4，在0.1 MPa，反应物起始物质的量之比n(CO2)∶n(H2)＝1∶3的条件下，不同温度下达到平衡时，CO2、H2、C2H4、H2O四种组分的物质的量分数如图所示。下列说法正确的是(　　 ) A．图中曲线b表示平衡时C2H4的物质的量分数随温度的变化 B．440 ℃时H2的平衡转化率为60% 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，C2H4的物质的量分数比在恒温密闭容器中的低 D．保持其他条件不变，延长反应时间，可将平衡时CO2的物质的量分数从Y点的值升至X点的值 解析：选BC。由反应物二氧化碳的物质的量分数与温度变化曲线可知，曲线a表示氢气的物质的量分数随温度变化，由化学方程式可知，曲线b表示水蒸气的物质的量分数随温度变化，曲线c表示乙烯的物质的量分数随温度变化。曲线b表示水蒸气的物质的量分数随温度变化，A错误；设起始氢气的物质的量为3 mol，平衡时转化率为a%，由440 ℃平衡时氢气和水蒸气的物质的量分数相等可得：3－3×a%＝，解得a＝60，B正确；由图可知，升高温度，二氧化碳的物质的量分数增大说明平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，则保持其他条件不变，在绝热密闭容器中发生上述反应，反应放出的热量使反应温度升高，平衡向逆反应方向移动，达到平衡时，生成物乙烯的物质的量分数比在恒温密闭容器中的低，C正确；一定温度下反应达到平衡时，二氧化碳的物质的量分数不变，则温度不变，延长反应时间，二氧化碳的的物质的量分数不变，不可能由Y点的值升至X点的值，D错误。 二、非选择题(共2题，共25分) 5．(13分)(2023·广东高考节选)配合物广泛存在于自然界，且在生产和生活中都发挥着重要作用。 (1)某有机物R能与Fe2＋形成橙红色的配离子[FeR3]2＋，该配离子可被HNO3氧化成淡蓝色的配离子[FeR3]3＋。(2分) 完成反应的离子方程式：NO＋2[FeR3]2＋＋3H＋⇌________＋2[FeR3]3＋＋H2O。 (2)某研究小组对(1)中的反应进行了研究。 用浓度分别为2.0 mol·L－1、2.5 mol·L－1、3.0 mol·L－1的HNO3溶液进行了三组实验，得到c([FeR3]2＋)随时间t的变化曲线如图。 ①c(HNO3)＝3.0 mol·L－1时，在0～1 min内，[FeR3]2＋的平均消耗速率＝____________。(2分) ②下列有关说法中，正确的有________________________________________________________________________。(2分) A．平衡后加水稀释，增大 B．[FeR3]2＋的平衡转化率：αⅢ>αⅡ>αⅠ C．三组实验中，反应速率都随反应进程一直减小 D．体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间：tⅢ>tⅡ>tⅠ (3)R的衍生物L可用于分离稀土。溶液中某稀土离子(用M表示)与L存在平衡： M＋L⇌ML　K1 ML＋L⇌ML2　K2 研究组配制了L起始浓度c0(L)＝0.02 mol·L－1、M与L起始浓度比c0(M)/c0(L)不同的系列溶液，反应平衡后测定其核磁共振氢谱。配体L上的某个特征H在三个物种L、ML、ML2中的化学位移不同，该特征H对应吸收峰的相对峰面积S(体系中所有特征H的总峰面积计为1)如下表。 c0(M)/c0(L) S(L) S(ML) S(ML2) 0 1.00 0 0 a x <0.01 0.64 b <0.01 0.40 0.60 [注] 核磁共振氢谱中相对峰面积S之比等于吸收峰对应H的原子数目之比；“<0.01”表示未检测到。 ①c0(M)/c0(L)＝a时，x＝________________________________________________________________________。(2分) ②c0(M)/c0(L)＝b时，平衡浓度比c平(ML2)∶c平(ML)＝________________。(2分) (4)研究组用吸收光谱法研究了(3)中M与L反应体系。当c0(L)＝1.0×10－5 mol·L－1时，测得平衡时各物种c平/c0(L)随c0(M)/c0(L)的变化曲线如图。c0(M)/c0(L)＝0.51时，计算M的平衡转化率________(结果保留两位有效数字)。(3分) 解析：(1)根据原子守恒可知离子方程式中需要增加HNO2。 (2)①浓度分别为2.0 mol·L－1、2.5 mol·L－1、3.0 mol·L－1的HNO3溶液，反应物浓度增加，反应速率增大，据此可知三者对应的曲线分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ；c(HNO3)＝3.0 mol·L－1时，在0～1 min内，观察图像可知[FeR3]2＋的平均消耗速率为＝5×10－5 mol/(L·min)。②对于反应NO＋2[FeR3]2＋＋3H＋⇌HNO2＋2[FeR3]3＋＋H2O，加水稀释，平衡往粒子数增加的方向移动，[FeR3]2＋含量增加，[FeR3]3＋含量减小，增大，A正确；HNO3浓度增加，[FeR3]2＋转化率增加，故αⅢ>αⅡ>αⅠ，B正确；观察图像可知，三组实验反应速率都是前期速率增加，后期速率减小，C错误；硝酸浓度越高，反应速率越快，体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间越短，故tⅠ>tⅡ>tⅢ，D错误。 (3)①c0(M)/c0(L)＝a时，S(ML2)＋S(ML)＋S(L)＝1，且S(ML2)＝0.64，S(ML)<0.01得x＝0.36。②S(ML2)相比于S(ML)含有两个配体，则S(ML2)与S(ML)的浓度比应为S(ML2)相对峰面积S的一半与S(ML)的相对峰面积S之比，即＝。 (4)c0(M)＝0.51c0(L)＝5.1×10－6 mol·L－1；c平(ML)＝c平(L)＝0.4c0(L)＝4.0×10－6 mol·L－1，由L守恒可知c平(ML2)＝＝1.0×10－6 mol·L－1，则c转(M)＝4.0×10－6 mol·L－1＋1.0×10－6 mol·L－1＝5.0×10－6 mol·L－1；则M的转化率为×100%≈98%。 答案：(1)HNO2　(2)①5×10－5 mol/(L·min)　②AB (3)①0.36　②3∶4　(4)98% 6．(12分)(2023·新课标卷节选)氨是最重要的化学品之一，我国目前氨的生产能力位居世界首位。回答下列问题： 已知反应N2(g)＋H2(g)⇌NH3(g)的ΔH＝－45 kJ·mol－1。 (4)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如图3、4所示。其中一种进料组成为xH2＝0.75、xN2＝0.25，另一种为xH2＝0.675、xN2＝0.225、xAr＝0.10。(物质i的摩尔分数：xi＝ni/n总) ①图中压强由小到大的顺序为________________，判断的依据是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。(5分) ②进料组成中含有惰性气体Ar的图是________。(2分) ③图3中，当p2＝20 MPa、xNH3＝0.20时，氮气的转化率α＝________。该温度时，反应N2(g)＋H2(g)⇌NH3(g)的平衡常数Kp＝________MPa－1(化为最简式)。(5分) 解析：(4)①工业合成氨为气体分子数减小的反应，当温度相同时，压强越大，平衡时混合气体中氨的摩尔分数越大，结合图3或图4均能得出压强由小到大的顺序为p1<p2<p3。②Ar不参与化学反应，起始混合气体总量相同，含Ar的进料组成中H2、N2的分压较小，导致平衡时混合气体中氨的摩尔分数减小，结合两图可知，图4表示进料组成中含有Ar的图像。③结合p2＝20 MPa、xNH3＝0.20，以及图3对应的进料气的组成，设进料气中N2和H2分别为0.25 mol和0.75 mol，设达平衡时N2的转化量为x mol，列三段式： 　　　　N2(g)＋H2(g)⇌NH3(g) 起始量/mol 0.25 0.75 0 变化量/mol x 3x 2x 平衡量/mol 0.25－x 0.75－3x 2x 则根据xNH3＝0.20得 ＝0.20，解得x＝，则N2的转化率α＝×100%≈33.33%。平衡时N2、H2、NH3的物质的量分别为 mol、 mol、 mol，其物质的量分数分别为、、，此时N2、H2、NH3对应的平衡分压分别为p2、p2、p2，则该温度下Kp＝，整理并代入p2＝20 MPa得Kp＝ MPa－1。 答案：(4)①p1<p2<p3　工业合成氨为气体分子数减小的反应，增大压强，其平衡正向移动，温度相同时，压强越大，平衡时氨的摩尔分数越大　②图4　③33.33%　 学科网（北京）股份有限公司 $$