2025届高三化学一轮复习课时小练：常考化学反应速率和化学平衡图像的分析

常考化学反应速率和化学平衡图像的分析 一、选择题 1．(2023·江苏模拟)在体积均为1.0 L的甲、乙两恒容密闭容器中加入足量相同的碳粉，再分别加入0.1 mol CO2和0.2 mol CO2，发生反应CO2(g)＋C(s)⇌2CO(g)并达到平衡。CO2的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．反应CO2(g)＋C(s)⇌2CO(g)的ΔH<0 B．曲线Ⅱ表示容器甲中CO2的平衡转化率 C．达到平衡后，两容器中c(CO)Q>c(CO)R D．其他条件不变时，在曲线Ⅰ对应容器中加入合适的催化剂，可使CO2的平衡转化率由P点达到S点 2．CO2催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用与封存技术，该过程发生下列反应： 反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－58.6 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.2 kJ·mol－1 0．5 MPa下，将n(H2)∶n(CO2)＝3的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器，测得CO2的转化率、CH3OH或CO的选择性[×100%]以及CH3OH的收率(CO2的转化率×CH3OH的选择性)随温度的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g)　ΔH＝＋99.8 kJ·mol－1 B．曲线a表示CH3OH的选择性随温度的变化 C．图中所示270 ℃时，对应CO2的转化率为21% D．在210～250 ℃之间，CH3OH的收率增大是由于CH3OH的选择性增大导致 3．如图是温度和压强对反应X＋Y⇌2Z影响的示意图。图中横坐标表示温度，纵坐标表示平衡时混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是(　　) A．上述可逆反应的正反应为放热反应 B．X、Y、Z均为气态 C．X和Y中最多只有一种为气态，Z为气态 D．上述反应的逆反应的ΔH＞0 4.可逆反应2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)在一定条件下达到平衡状态。在t1时刻改变某一条件，化学反应速率与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．维持温度、反应体系容积不变，t1时充入SO3(g) B．维持温度、压强不变，t1时充入SO3(g) C．维持反应体系容积不变，t1时升高反应体系温度 D．维持温度、反应体系容积不变，t1时充入一定量Ar 5．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) 6．Ni(CO)4主要用于电子工业及制造塑料的中间体，也可用作催化剂。在0.3 L的恒容密闭容器中放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)＋4CO(g)⇌Ni(CO)4(g)，已知该反应达到平衡时CO的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A．上述生成Ni(CO)4(g)的反应为吸热反应 B．在反应进行到a点时，v正<v逆 C．降温和减压都有利于提高Ni(CO)4的产率 D．若b点的平衡常数为2，测得该点n(CO)＝0.3 mol，则该点Ni(CO)4(g)的平衡浓度为2 mol·L－1 7．对于可逆反应A(g)＋2B(g)⇌2C(g)(正反应吸热)，下列图像正确的是(　　) 8．将4 mol H2和2 mol CO通入1 L的反应器中，一定条件下发生反应：2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH，其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示，下列说法正确的是(　　) A．ΔH>0 B．p1<p2 C．X点和Y点对应的化学平衡常数K(X)<K(Y) D．在p2和316 ℃时，若将6 mol H2和2 mol CO通入容器中，则平衡时CO的平衡转化率大于50% 9．(2024·重庆模拟)利用CO2和H2合成乙烯：2CO2(g)＋6H2(g)⇌CH2==CH2(g)＋4H2O(g)　ΔH，在恒容密闭容器中，起始压强相同，反应温度、投料比[＝x]对CO2平衡转化率的影响如图所示。 下列推断正确的是(　　) A．a<3 B．ΔH>0 C．vM正>vN逆 D．KM>KN 10．CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2资源化利用的方法，其过程中主要发生如下两个反应： 反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)　ΔH1 反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)⇌CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH2＝－122.5 kJ·mol－1 在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。 已知：CH3OCH3的选择性＝×100% 下列说法不正确的是(　　) A．反应2CO(g)＋4H2(g)⇌CH3OCH3(g)＋H2O(g)的焓变为ΔH2－2ΔH1 B．根据图像推测ΔH1>0 C．其他条件不变时，温度越高，CO2主要还原产物中碳元素的价态越低 D．其他条件不变时，增大体系压强可以提高A点CH3OCH3的选择性 11．乙醇-水催化重整可获得H2。其主要反应为C2H5OH(g)＋3H2O(g)===2CO2(g)＋6H2(g)　ΔH＝＋173.3 kJ·mol－1，CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.2 kJ·mol－1，在1.0×105 Pa、n始(C2H5OH)∶n始(H2O)＝1∶3时，若仅考虑上述反应，平衡时CO2和CO的选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。 CO的选择性＝×100%，下列说法正确的是(　　) A．图中曲线①表示平衡时H2产率随温度的变化 B．升高温度，平衡时CO的选择性增大 C．一定温度下，增大可提高乙醇平衡转化率 D．一定温度下，加入CaO(s)或选用高效催化剂，均能提高平衡时H2产率 12．已知某可逆反应mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)在密闭容器中进行，如图表示在不同反应时间(t)时，温度(T)和压强(p)与反应物B在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是(　　) A．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放热反应 B．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＞p，吸热反应 C．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放热反应 D．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸热反应 二、非选择题 13．已知反应：CO2(g)＋4H2(g)⇌CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH<0。 (1)在一定条件下，反应体系中CO2的平衡转化率α(CO2)与L和X的关系如图所示，L和X表示温度或压强。 ①X表示的物理量是_____________________________________________________________。 ②L1________L2(填“<”或“>”)，判断理由是______________________________________ _______________________________________________________________________________。 (2)向1 L恒容密闭容器中加入4.0 mol H2(g)、1.0 mol CO2(g)，控制条件(温度为T1)使之发生上述反应，测得容器内气体的压强随时间的变化如图所示。 ①4 min时CO2的转化率为______________________________________________________。 ②T1温度下该反应的化学平衡常数为_____________________________________________。 14.丙烯是一种重要化工原料，可以在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。 反应Ⅰ(直接脱氢)：C3H8(g)⇌C3H6(g)＋H2(g)　ΔH1＝＋125 kJ·mol－1； 反应Ⅱ(氧化脱氢)：C3H8(g)＋O2(g)⇌C3H6(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－118 kJ·mol－1。 对于反应Ⅰ，总压恒定为100 kPa，在密闭容器中通入C3H8和N2的混合气体(N2不参与反应)，从平衡移动的角度判断，达到平衡后“通入N2”的作用是 ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________； 在温度为T1时，C3H8的平衡转化率与通入气体中C3H8的物质的量分数的关系如图所示，计算T1时反应Ⅰ的平衡常数Kp＝______________kPa(以分压表示，分压＝总压×物质的量分数，保留一位小数)。 15.在T1℃和T2℃时(T1<T2)，向恒容容器中投入等物质的量的两种反应物，发生以下反应：HN==C==O(g)＋NH3(g)⇌CO(NH2)2(g)，平衡时lg p(NH3)与lg p[CO(NH2)2]的关系如图所示，p为物质的分压(单位为kPa)。若v正＝k正×p(HNCO)×p(NH3)，v逆＝k逆×p[CO(NH2)2]。T1℃时，＝_______kPa－1。T2℃时此反应的标准平衡常数Kθ＝_______{已知：分压＝总压×该组分物质的量分数，对于反应：dD(g)＋eE(g)⇌gG(g)，Kθ＝，其中pθ＝100 kPa，p(G)、p(D)、p(E)为各组分的平衡分压}。 常考化学反应速率和化学平衡图像的分析 一、选择题 1．(2023·江苏模拟)在体积均为1.0 L的甲、乙两恒容密闭容器中加入足量相同的碳粉，再分别加入0.1 mol CO2和0.2 mol CO2，发生反应CO2(g)＋C(s)⇌2CO(g)并达到平衡。CO2的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．反应CO2(g)＋C(s)⇌2CO(g)的ΔH<0 B．曲线Ⅱ表示容器甲中CO2的平衡转化率 C．达到平衡后，两容器中c(CO)Q>c(CO)R D．其他条件不变时，在曲线Ⅰ对应容器中加入合适的催化剂，可使CO2的平衡转化率由P点达到S点 答案　C 2．CO2催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用与封存技术，该过程发生下列反应： 反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－58.6 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.2 kJ·mol－1 0．5 MPa下，将n(H2)∶n(CO2)＝3的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器，测得CO2的转化率、CH3OH或CO的选择性[×100%]以及CH3OH的收率(CO2的转化率×CH3OH的选择性)随温度的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g)　ΔH＝＋99.8 kJ·mol－1 B．曲线a表示CH3OH的选择性随温度的变化 C．图中所示270 ℃时，对应CO2的转化率为21% D．在210～250 ℃之间，CH3OH的收率增大是由于CH3OH的选择性增大导致 答案　C 3．如图是温度和压强对反应X＋Y⇌2Z影响的示意图。图中横坐标表示温度，纵坐标表示平衡时混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是(　　) A．上述可逆反应的正反应为放热反应 B．X、Y、Z均为气态 C．X和Y中最多只有一种为气态，Z为气态 D．上述反应的逆反应的ΔH＞0 答案　C 4.可逆反应2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g)在一定条件下达到平衡状态。在t1时刻改变某一条件，化学反应速率与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．维持温度、反应体系容积不变，t1时充入SO3(g) B．维持温度、压强不变，t1时充入SO3(g) C．维持反应体系容积不变，t1时升高反应体系温度 D．维持温度、反应体系容积不变，t1时充入一定量Ar 答案　B 5．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) 答案　B 6．Ni(CO)4主要用于电子工业及制造塑料的中间体，也可用作催化剂。在0.3 L的恒容密闭容器中放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)＋4CO(g)⇌Ni(CO)4(g)，已知该反应达到平衡时CO的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A．上述生成Ni(CO)4(g)的反应为吸热反应 B．在反应进行到a点时，v正<v逆 C．降温和减压都有利于提高Ni(CO)4的产率 D．若b点的平衡常数为2，测得该点n(CO)＝0.3 mol，则该点Ni(CO)4(g)的平衡浓度为2 mol·L－1 答案　D 7．对于可逆反应A(g)＋2B(g)⇌2C(g)(正反应吸热)，下列图像正确的是(　　) 答案　D 8．将4 mol H2和2 mol CO通入1 L的反应器中，一定条件下发生反应：2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH，其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示，下列说法正确的是(　　) A．ΔH>0 B．p1<p2 C．X点和Y点对应的化学平衡常数K(X)<K(Y) D．在p2和316 ℃时，若将6 mol H2和2 mol CO通入容器中，则平衡时CO的平衡转化率大于50% 答案　D 9．(2024·重庆模拟)利用CO2和H2合成乙烯：2CO2(g)＋6H2(g)⇌CH2==CH2(g)＋4H2O(g)　ΔH，在恒容密闭容器中，起始压强相同，反应温度、投料比[＝x]对CO2平衡转化率的影响如图所示。 下列推断正确的是(　　) A．a<3 B．ΔH>0 C．vM正>vN逆 D．KM>KN 答案　D 10．CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2资源化利用的方法，其过程中主要发生如下两个反应： 反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)　ΔH1 反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)⇌CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH2＝－122.5 kJ·mol－1 在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。 已知：CH3OCH3的选择性＝×100% 下列说法不正确的是(　　) A．反应2CO(g)＋4H2(g)⇌CH3OCH3(g)＋H2O(g)的焓变为ΔH2－2ΔH1 B．根据图像推测ΔH1>0 C．其他条件不变时，温度越高，CO2主要还原产物中碳元素的价态越低 D．其他条件不变时，增大体系压强可以提高A点CH3OCH3的选择性 答案　C 11．乙醇-水催化重整可获得H2。其主要反应为C2H5OH(g)＋3H2O(g)===2CO2(g)＋6H2(g)　ΔH＝＋173.3 kJ·mol－1，CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.2 kJ·mol－1，在1.0×105 Pa、n始(C2H5OH)∶n始(H2O)＝1∶3时，若仅考虑上述反应，平衡时CO2和CO的选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。 CO的选择性＝×100%，下列说法正确的是(　　) A．图中曲线①表示平衡时H2产率随温度的变化 B．升高温度，平衡时CO的选择性增大 C．一定温度下，增大可提高乙醇平衡转化率 D．一定温度下，加入CaO(s)或选用高效催化剂，均能提高平衡时H2产率 答案　D 12．已知某可逆反应mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)在密闭容器中进行，如图表示在不同反应时间(t)时，温度(T)和压强(p)与反应物B在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是(　　) A．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放热反应 B．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＞p，吸热反应 C．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放热反应 D．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸热反应 答案　D 二、非选择题 13．已知反应：CO2(g)＋4H2(g)⇌CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH<0。 (1)在一定条件下，反应体系中CO2的平衡转化率α(CO2)与L和X的关系如图所示，L和X表示温度或压强。 ①X表示的物理量是_____________________________________________________________。 ②L1________L2(填“<”或“>”)，判断理由是______________________________________ _______________________________________________________________________________。 (2)向1 L恒容密闭容器中加入4.0 mol H2(g)、1.0 mol CO2(g)，控制条件(温度为T1)使之发生上述反应，测得容器内气体的压强随时间的变化如图所示。 ①4 min时CO2的转化率为______________________________________________________。 ②T1温度下该反应的化学平衡常数为_____________________________________________。 答案　(1)①温度　②＞　该反应的正反应为气体分子数减小的反应，其他条件一定时，增大压强，平衡右移，CO2的平衡转化率升高　(2)①75%　②6.75 mol－2·L2 14.丙烯是一种重要化工原料，可以在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。 反应Ⅰ(直接脱氢)：C3H8(g)⇌C3H6(g)＋H2(g)　ΔH1＝＋125 kJ·mol－1； 反应Ⅱ(氧化脱氢)：C3H8(g)＋O2(g)⇌C3H6(g)＋H2O(g)　ΔH2＝－118 kJ·mol－1。 对于反应Ⅰ，总压恒定为100 kPa，在密闭容器中通入C3H8和N2的混合气体(N2不参与反应)，从平衡移动的角度判断，达到平衡后“通入N2”的作用是 ____________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________； 在温度为T1时，C3H8的平衡转化率与通入气体中C3H8的物质的量分数的关系如图所示，计算T1时反应Ⅰ的平衡常数Kp＝______________kPa(以分压表示，分压＝总压×物质的量分数，保留一位小数)。 答案　减小气体浓度，使平衡右移，提高C3H8(g)的转化率　16.7 15.在T1℃和T2℃时(T1<T2)，向恒容容器中投入等物质的量的两种反应物，发生以下反应：HN==C==O(g)＋NH3(g)⇌CO(NH2)2(g)，平衡时lg p(NH3)与lg p[CO(NH2)2]的关系如图所示，p为物质的分压(单位为kPa)。若v正＝k正×p(HNCO)×p(NH3)，v逆＝k逆×p[CO(NH2)2]。T1℃时，＝_______kPa－1。T2℃时此反应的标准平衡常数Kθ＝_______{已知：分压＝总压×该组分物质的量分数，对于反应：dD(g)＋eE(g)⇌gG(g)，Kθ＝，其中pθ＝100 kPa，p(G)、p(D)、p(E)为各组分的平衡分压}。 答案　1 000　1 000　 学科网（北京）股份有限公司 $$