内容正文:
重难点11 化学反应速率与平衡分析
考点
三年考情分析
2025考向预测
化学反应速率与平衡分析
2024·广东卷T15;2023·广东卷T15;2022·广东卷T13、T15;2021·广东卷T14;
预计2025年高考可能考查化学反应速率与平衡图像分析或化学反应机理图像分析
【思维导图】
【高分技巧】
一、速率常数及应用
1.设基元反应(能够一步完成的反应)为aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),其速率可表示为v=k·ca(A)·cb(B),式中的k称为反应速率常数或速率常数,它表示单位浓度下的化学反应速率,与浓度无关,但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响,通常反应速率常数越大,反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数。
2.正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系
对于基元反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),v正=k正·ca(A)·cb(B),v逆=k逆·cc(C)·cd(D),平衡常数K==,反应达到平衡时v正=v逆,故K=。
二、化学反应速率及平衡图像分析
1.速率与平衡图像常见类型
(1)速率变化图像。
对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),ΔH>0。
①v正、v逆同时突变。
②v正、v逆之一渐变。
(2)平衡移动图像。
对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),m+n>p+q,且ΔH>0。
①速率-时间图——注意断点。
②转化率(或含量)-时间图——先拐先平。
(3)恒压(温)曲线。
分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线,即为等压线或等温线,然后分析另一条件变化对该反应的影响。
2.陌生图像关键点的分析
(1)
(2)
(3)对于反应A(g)+2B(g)C(g)
(4)
(建议用时:40分钟)
1.(2025·广东·联考)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,其反应为。在不同温度、压强和相同催化剂条件下,初始时、分别为、,反应达到平衡后混合物中氨的体积分数如图所示。示下列说法正确的是
A.该反应的,
B.图中、和由大到小的顺序是
C.高效催化剂会减小反应的
D.图中点时气体总物质的量约为
2.(2025·广东·联考)纳米铁是重要的储氢材料,可用反应制得。在恒容密闭容器中加入足量铁粉和,在、不同温度下进行反应,测得与温度、时间的关系如图所示,下平衡时体系的总压为。下列说法不正确的是
A.
B.该反应的
C.下平衡时,转化率
D.下平衡时,分压平衡常数
3.(2025·广东广州·阶段考)水溶液中,过二硫酸盐与碘离子反应的离子方程式为:,向溶液中加入含的溶液,反应机理如图所示。下列有关该反应的说法不正确的是
A.反应②的离子方程式为
B.是该反应的催化剂,加入后反应体系更快达到平衡
C.向反应后的溶液滴加淀粉溶液,溶液变蓝,再适当升温,蓝色变浅
D.反应①的速率比反应②的速率快
4.(2025·广东·联考)CO和N2O在Fe+作用下转化为N2和CO2,反应的能量变化及反应历程如图所示,两步基元反应:① K1,② K2。下列说法不正确的是
A.该反应ΔH<0
B.两步反应中,决定总反应速率的是反应①
C.升高温度,可提高N2O的平衡转化率
D.增大了活化分子百分数,加快了化学反应速率,但不改变反应的ΔH
5.(2025·广东·联考)下,向一恒容密闭容器中充入M和N,发生反应,使用不同的催化剂,其反应历程如图所示。下列说法正确的是
A.该反应历程分四步进行
B.使用催化剂2时体系更快达到平衡状态
C.降低温度有利于提高反应物的平衡转化率
D.达到平衡后向容器中加入一定量的Q,再次平衡后M和N的浓度均增大
6.(2025·广东·联考)氧化制备发生的主要反应为 。向容积为2L的恒容密闭容器中投入2mol和2mol。不同温度下,测得5min时(反应均未达到平衡,其他副反应均不消耗和生成乙烯)的相关数据见下表,下列说法正确的是
温度/℃
乙烷转化率/%
2
9
18
乙烯选择性/%
93
80
62
注:乙烯选择性。
A.℃,5min时,容器内的物质的量为0.04mol
B.℃,0∼5min内,平均速率molLmin
C.反应达到平衡后,其他条件不变,仅升高温度,平衡向逆反应方向移动
D.该反应仅在低温条件下能正向自发进行
7.(2025·广东东莞·联考)25℃,固体酸分子筛催化乙醇脱水,乙醇的分子间脱水和分子内脱水过程与相对能量变化如图所示:下列说法不正确的是
A.在该反应条件下,产物2比产物1稳定
B.乙醇通过氢键吸附于固体酸分子筛表面
C.生成产物1的决速步活化能为46.0kcal/mol
D.反应达到平衡时,升高温度可提高产物2产率
8.(2025·广东湛江·调研)蔗糖及其水解产物均为旋光性物质,但旋光能力不同(“+”表示右旋,“-”表示左旋),可利用体系在反应过程中旋光度的变化来衡量反应进程。若反应时间为0、、时溶液的旋光度分别用、、表示,配制一定初始浓度的蔗糖水溶液,同一温度下与不同浓度的和混合,测定反应体系的旋光度值随时间变化如下图所示。下列说法不正确的是
A.当体系旋光度不再变化时,水解反应达平衡状态
B.与相比,同浓度的会使反应活化能更低
C.浓度越大越有利于蔗糖水解
D.平衡后加水稀释,增大
9.(2025·广东韶关·一模)用将转化为,反应方程式: 。一定条件下测得反应过程中的实验数据如下。下列说法正确的是
0
2
4
6
0
A.的反应速率小于的反应速率
B.其他条件不变,增大压强可以提高转化率
C.用表示的反应速率为
D.平衡常数
10.(2025·云南·定位监测)一定温度下,在2L的恒容密闭容器中发生反应A(g)+2B(g)3C(g)。反应过程中的部分数据如下表所示:
t/min
n(A)/mol
n(B)/mol
n(C)/mol
0
2.0
2.4
0
5
0.9
10
1.6
15
1.6
下列说法正确的是
A.该反应在10min后才达到平衡 B.平衡状态时,c(C)=0.6mol·L-1
C.物质B的平衡转化率为20% D.该温度下的平衡常数为
11.(2025·广东·联考)为相对压力平衡常数,表达式为在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替气体浓度,气体的相对分压等于其分压除以。反应的随温度变化如图曲线a,反应的随温度变化如图曲线b。M点对应温度下,将(不参与反应)和充入恒容密闭容器甲中,初始总压为。下列说法正确的是
A.反应的
B.的表达式
C.容器甲中平衡时分压
D.容器甲中平衡时Y的体积分数为
12.(2025·广东·联考)利用-丁内酯()与氢气反应制备1,4-丁二醇(),总压为kPa的恒压条件下发生反应,起始时与-丁内酯的物质的量之比为2:1,当反应达到平衡时各物质的物质的量分数y与温度T的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.加入催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
B.图中表示的物质的量分数的曲线是b
C.P点时,-丁内酯的平衡转化率约为66.7%
D.生成的总反应的原子利用率小于100%
13.(2025·广东潮州·质检)在容积为的密闭容器中,充入物质的量均为的和,在一定条件下发生反应:,测得、和的浓度()随时间()变化如图所示。下列说法正确的是
A.内,用表示的化学反应速率为
B.曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示、、的浓度随时间的变化曲线
C.
D.和的平衡转化率相等
14.(2025·重庆·月考)向绝热恒容密闭容器中通入一定量与,发生反应:,其正反应速率随时间变化的曲线如下图(不考虑副反应的影响),下列说法正确的是
A.该反应的
B.随t变化的曲线在时间段内与的趋势相同
C.从A点到C点,NO的分压先增大后减小
D.其他条件不变时,在恒温条件下发生此反应,的平衡转化率增大
15.(2025·四川·阶段考)羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂,其制备原理为:。该反应在不同温度下达到化学平衡时,的转化率如图所示。下列说法正确的是
A.由方程式可知和CO的转化率相等
B.某温度下,反应体系平均相对分子质量不变说明反应达到平衡状态
C.反应过程中和的分压之和一定保持不变
D.该反应的平衡常数随温度升高而增大
16.(2024·广东惠州·质检)反应物(S)转化为产物(P或)的能量与反应进程的关系如下图所示,“・”表示反应物或生成物吸附在催化剂表面。
下列有关四种不同反应进程的说法正确的是
A.进程IV中,没有催化作用
B.反应达平衡时,升高温度,P的浓度增大
C.生成的速率:
D.平衡时的转化率:
17.(2025·广东珠海·摸底)化学反应在无催化剂和有抑制剂下均能发生。反应历程(下图)中,M为中间产物。其它条件相同时,下列说法正确的是
A.使用抑制剂时,反应体系更快达到平衡
B.在无催化剂和有抑制剂条件下,反应历程都分4步进行
C.反应达平衡时,升高温度,B的浓度增大
D.使用抑制剂时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大
18.(2025·广东深圳·联考)在2L恒容密闭容器中,充入2.0molNO和2.0molSO2,在一定条件下发生反应2NO(g)+2SO2(g)⇌N2(g)+2SO3(g),测得平衡体系中NO、SO3的物质的量分数(x%)与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A.该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能
B.T1时,当2v正(SO2)=v逆(N2)时反应达到平衡状态
C.T2时,若反应经ts达到平衡,则v(N2)=mol•L-1•s-1
D.b点时,往容器中再充入NO、SO2各1.0mol,再次平衡时x%(N2)减小
19.(2025·广东揭阳·开学考)一定条件下,丙烯()与HCl的反应历程与能量变化的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.丙烯与HCl发生加成反应有2种产物
B.该条件下,体系达到平衡时
C.体系达平衡后升高温度,丙烯的转化率减小
D.选择合适的催化剂可以提高的产率
20.(2025·安徽·联考)在一定温度下,向体积为2 L的恒容密闭容器中加入4 mol H2和一定量的CO后,发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。图1表示CO和CH3OH(g)的浓度随时间的变化关系,图2表示反应进程中能量的变化。下列说法不正确的是
A.反应在3 min时达到平衡状态 B.曲线b表示使用催化剂的能量变化
C.平衡时,H2的转化率为75% D.由图2知1 mol CO完全反应放出91 kJ热量
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重难点11 化学反应速率与平衡分析
考点
三年考情分析
2025考向预测
化学反应速率与平衡分析
2024·广东卷T15;2023·广东卷T15;2022·广东卷T13、T15;2021·广东卷T14;
预计2025年高考可能考查化学反应速率与平衡图像分析或化学反应机理图像分析
【思维导图】
【高分技巧】
一、速率常数及应用
1.设基元反应(能够一步完成的反应)为aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),其速率可表示为v=k·ca(A)·cb(B),式中的k称为反应速率常数或速率常数,它表示单位浓度下的化学反应速率,与浓度无关,但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响,通常反应速率常数越大,反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数。
2.正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系
对于基元反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),v正=k正·ca(A)·cb(B),v逆=k逆·cc(C)·cd(D),平衡常数K==,反应达到平衡时v正=v逆,故K=。
二、化学反应速率及平衡图像分析
1.速率与平衡图像常见类型
(1)速率变化图像。
对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),ΔH>0。
①v正、v逆同时突变。
②v正、v逆之一渐变。
(2)平衡移动图像。
对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),m+n>p+q,且ΔH>0。
①速率-时间图——注意断点。
②转化率(或含量)-时间图——先拐先平。
(3)恒压(温)曲线。
分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线,即为等压线或等温线,然后分析另一条件变化对该反应的影响。
2.陌生图像关键点的分析
(1)
(2)
(3)对于反应A(g)+2B(g)C(g)
(4)
(建议用时:40分钟)
1.(2025·广东·联考)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破,其反应为。在不同温度、压强和相同催化剂条件下,初始时、分别为、,反应达到平衡后混合物中氨的体积分数如图所示。示下列说法正确的是
A.该反应的,
B.图中、和由大到小的顺序是
C.高效催化剂会减小反应的
D.图中点时气体总物质的量约为
【答案】D
【解析】A.由图可知,升高温度氨气的体积分数减小,则该反应的,该反应为气体体积减小的反应,则,A项错误;
B.其他条件不变时,增大压强,平衡正向移动,氨的体积分数增大,所以,B项错误;
C.高效催化剂能降低活化能,加快反应速率,但是不改变反应的焓变,C项错误;
D.设平衡时转化了,列三段式:,,,(总),D项正确;
答案选D。
2.(2025·广东·联考)纳米铁是重要的储氢材料,可用反应制得。在恒容密闭容器中加入足量铁粉和,在、不同温度下进行反应,测得与温度、时间的关系如图所示,下平衡时体系的总压为。下列说法不正确的是
A.
B.该反应的
C.下平衡时,转化率
D.下平衡时,分压平衡常数
【答案】C
【解析】A.由图可知,T1℃时,反应先达到平衡,则T1>T2,A正确;
B.根据平衡时下平衡时反应物更大,说明温度高时平衡逆向移动,该反应的,B正确;
C.T2℃时,转化率,C错误;
D.下平衡时,列三段式,,,D正确;
故选C。
3.(2025·广东广州·阶段考)水溶液中,过二硫酸盐与碘离子反应的离子方程式为:,向溶液中加入含的溶液,反应机理如图所示。下列有关该反应的说法不正确的是
A.反应②的离子方程式为
B.是该反应的催化剂,加入后反应体系更快达到平衡
C.向反应后的溶液滴加淀粉溶液,溶液变蓝,再适当升温,蓝色变浅
D.反应①的速率比反应②的速率快
【答案】D
【解析】A.根据总的离子反应可知,图中产物应为,即反应②的离子方程式为,故A正确;
B.图中先消耗,后生成,因此是该反应的催化剂,可加快反应速率,使反应体系更快达到平衡,故B正确
C.由图可知,该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,c(I2)下降,溶液蓝色变浅,故C正确;
D.由图可知,反应①的活化能比反应②的大,因此反应②的速率更快,故D错误;
故选D。
4.(2025·广东·联考)CO和N2O在Fe+作用下转化为N2和CO2,反应的能量变化及反应历程如图所示,两步基元反应:① K1,② K2。下列说法不正确的是
A.该反应ΔH<0
B.两步反应中,决定总反应速率的是反应①
C.升高温度,可提高N2O的平衡转化率
D.增大了活化分子百分数,加快了化学反应速率,但不改变反应的ΔH
【答案】C
【解析】A.如图能量变化可知,生成物的总能量低于反应物的总能量,该反应为放热反应,该反应ΔH<0,A项正确;
B.两步反应均为放热反应,总反应的化学反应速率由反应速率慢的基元反应决定,而反应速率的快慢受活化能大小的影响,活化能越大,反应速率越慢,由图可知反应①的活化能大于反应②的活化能,因此反应①决定总反应速率,B项正确;
C.该反应是放热反应,升高温度,反应逆向进行,N2O的平衡转化率降低,C项错误;
D.Fe+为反应的催化剂,增大了活化分子百分数,加快反应速率,但不改变反应的ΔH,D项正确;
故选:C。
5.(2025·广东·联考)下,向一恒容密闭容器中充入M和N,发生反应,使用不同的催化剂,其反应历程如图所示。下列说法正确的是
A.该反应历程分四步进行
B.使用催化剂2时体系更快达到平衡状态
C.降低温度有利于提高反应物的平衡转化率
D.达到平衡后向容器中加入一定量的Q,再次平衡后M和N的浓度均增大
【答案】C
【解析】A.该反应历程分五步进行,故A错误;
B.使用催化剂2时,活化能更大,反应速率更慢,体系达到平衡状态更慢,故B错误;
C.反应物总能量大于生成物总能量,正反应放热,降低温度,平衡正向移动,有利于提高反应物的平衡转化率,故C正确;
D.Q是固体,达到平衡后向容器中加入一定量的Q,平衡不移动,故D错误;
选C。
6.(2025·广东·联考)氧化制备发生的主要反应为 。向容积为2L的恒容密闭容器中投入2mol和2mol。不同温度下,测得5min时(反应均未达到平衡,其他副反应均不消耗和生成乙烯)的相关数据见下表,下列说法正确的是
温度/℃
乙烷转化率/%
2
9
18
乙烯选择性/%
93
80
62
注:乙烯选择性。
A.℃,5min时,容器内的物质的量为0.04mol
B.℃,0∼5min内,平均速率molLmin
C.反应达到平衡后,其他条件不变,仅升高温度,平衡向逆反应方向移动
D.该反应仅在低温条件下能正向自发进行
【答案】B
【解析】A.由表格的数据可知,℃,5min时,molmol,故A错误;
B.由表可知,℃时,乙烷的转化率为9.0%,可得转化的乙烷的总物质的量为2mol×9.0%=0.18mol,而此温度下乙烯的选择性为80%,则转化为乙烯的乙烷的物质的量为0.18mol×80%=0.144mol,根据化学方程式中化学计量数可知生成的乙烯的物质的量也为0.144mol,则0~5min内的平均反应速率v(C2H4)== 0.0144molLmin,故B正确;
C.该反应为吸热反应,仅升高温度,平衡向正反应方向移动,故C错误;
D.因,,时能自发进行,此时需要高温条件,故D错误;
答案选B。
7.(2025·广东东莞·联考)25℃,固体酸分子筛催化乙醇脱水,乙醇的分子间脱水和分子内脱水过程与相对能量变化如图所示:下列说法不正确的是
A.在该反应条件下,产物2比产物1稳定
B.乙醇通过氢键吸附于固体酸分子筛表面
C.生成产物1的决速步活化能为46.0kcal/mol
D.反应达到平衡时,升高温度可提高产物2产率
【答案】D
【解析】A.从图中可知,产物2的能量比产物1低,根据能量越低越稳定的原则,产物2比产物1稳定,A正确;
B.从图中可知,乙醇中的O原子与固体酸分子筛中的H原子形成分子间氢键,因此乙醇通过氢键吸附于固体酸分子筛表面,B正确;
C.生成产物1的决速步骤为活化能最高的一步,从图中可知生成产物1时活化能最高为36.7+9.3=46kcal/mol,C正确;
D.生成产物2的反应为放热反应,升高温度化学平衡逆向移动,产物2产率降低,D错误;
故答案选D。
8.(2025·广东湛江·调研)蔗糖及其水解产物均为旋光性物质,但旋光能力不同(“+”表示右旋,“-”表示左旋),可利用体系在反应过程中旋光度的变化来衡量反应进程。若反应时间为0、、时溶液的旋光度分别用、、表示,配制一定初始浓度的蔗糖水溶液,同一温度下与不同浓度的和混合,测定反应体系的旋光度值随时间变化如下图所示。下列说法不正确的是
A.当体系旋光度不再变化时,水解反应达平衡状态
B.与相比,同浓度的会使反应活化能更低
C.浓度越大越有利于蔗糖水解
D.平衡后加水稀释,增大
【答案】C
【解析】A.蔗糖、果糖、葡萄糖旋光能力不同,当各物质浓度不再变化时,体系旋光度不再变化,因此可用体系旋光度的变化来衡量反应进程,A正确;
B.由图可知,蔗糖水解速率与催化剂的酸性强度有关,酸性越强,解离的氢离子越多,催化能力也越强,与相比,同浓度的会使反应活化能更低,B正确;
C.浓硫酸具有脱水性和强氧化性,会使蔗糖脱水成碳,所以并不是硫酸浓度越大越好,C错误;
D.平衡后加水稀释,水解反应正向进行,果糖浓度增大,蔗糖浓度减小,增大,D正确;
故选C。
9.(2025·广东韶关·一模)用将转化为,反应方程式: 。一定条件下测得反应过程中的实验数据如下。下列说法正确的是
0
2
4
6
0
A.的反应速率小于的反应速率
B.其他条件不变,增大压强可以提高转化率
C.用表示的反应速率为
D.平衡常数
【答案】B
【解析】A.氯气的浓度增大1.8mol/L,氯气的浓度增大1.7mol/L,的反应速率大于的反应速率,故A错误;
B.正反应气体系数和减小,其他条件不变,增大压强平衡正向移动,可以提高转化率,故B正确;
C.用表示的反应速率为 ,故C错误;
D.正反应放热,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,平衡常数,故D错误;
选B。
10.(2025·云南·定位监测)一定温度下,在2L的恒容密闭容器中发生反应A(g)+2B(g)3C(g)。反应过程中的部分数据如下表所示:
t/min
n(A)/mol
n(B)/mol
n(C)/mol
0
2.0
2.4
0
5
0.9
10
1.6
15
1.6
下列说法正确的是
A.该反应在10min后才达到平衡 B.平衡状态时,c(C)=0.6mol·L-1
C.物质B的平衡转化率为20% D.该温度下的平衡常数为
【答案】B
【解析】A.在10min时,A的转化量为2.0mol-1.6mol=0.4mol,由方程式A(g)+2B(g)3C(g)可知B转化量为0.8mol,10min时,n(B)=2.4mol-0.8mol=1.6mol,15min时,n(B)仍为1.6mol,故10min时已达平衡,可能是5~10min内的某一时间达到平衡状态,A错误;
B.10min时已达平衡,A物质转化0.4mol,由方程式A(g)+2B(g)3C(g)可知生成C物质为1.2mol,c(C)==0.6mol·L-1,B正确;
C.10min时已达平衡,A物质转化0.4mol,由方程式A(g)+2B(g)3C(g)可知B的转化量为0.8mol,则B的平衡转化率为=33.3%,C错误;
D.10min时已达平衡,A物质转化0.4mol,由方程式A(g)+2B(g)3C(g)可知C的转化量为1.2mol,平衡时n(C)=1.2mol,该温度下的平衡常数为,D错误;
故选B。
11.(2025·广东·联考)为相对压力平衡常数,表达式为在浓度平衡常数表达式中,用相对分压代替气体浓度,气体的相对分压等于其分压除以。反应的随温度变化如图曲线a,反应的随温度变化如图曲线b。M点对应温度下,将(不参与反应)和充入恒容密闭容器甲中,初始总压为。下列说法正确的是
A.反应的
B.的表达式
C.容器甲中平衡时分压
D.容器甲中平衡时Y的体积分数为
【答案】C
【解析】A.根据曲线b,温度升高减小,平衡逆向移动,即正反应是放热反应,,A不正确;
B.Z是固体,所以,B不正确;
C.根据题意,M点对应温度,开始,气体对该分压相当于,设X转化了,根据三段式可求得平衡时X有,Y有,,解得,所以平衡时容器甲内有、有、有,即分压,C正确;
D.由C选项可知Y的体积分数为,D不正确;
故选C。
12.(2025·广东·联考)利用-丁内酯()与氢气反应制备1,4-丁二醇(),总压为kPa的恒压条件下发生反应,起始时与-丁内酯的物质的量之比为2:1,当反应达到平衡时各物质的物质的量分数y与温度T的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.加入催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
B.图中表示的物质的量分数的曲线是b
C.P点时,-丁内酯的平衡转化率约为66.7%
D.生成的总反应的原子利用率小于100%
【答案】C
【分析】
的分子式为C4H6O2,的分子式为C4H10O2,根据原子守恒,1mol和2molH2反应生成1mol。
【解析】A.催化剂不能使平衡移动,加入催化剂不能改变反应物的平衡转化率,故A错误;
B.升高温度,一种物质的物质的量分数减少,两种物质的物质的量分数增大,可知平衡逆向移动,正反应放热,反应物的含量增加,起始时与-丁内酯的物质的量之比为2:1,所以a表示氢气,b表示-丁内酯,c表示1,4-丁二醇,故B错误;
C.图中P点时氢气和1,4-丁二醇的含量相等,设反应前氢气是2mol、-丁内酯是1mol,反应消耗-丁内酯x mol,氢气2x mol,生成1,4-丁二醇x mol,则,解得,所以的平衡转化率约为66.7%,故C正确;
D.-丁内酯和氢气反应生成,反应只有一种产物,所以生成的总反应的原子利用率为100%,故D错误;
选C。
13.(2025·广东潮州·质检)在容积为的密闭容器中,充入物质的量均为的和,在一定条件下发生反应:,测得、和的浓度()随时间()变化如图所示。下列说法正确的是
A.内,用表示的化学反应速率为
B.曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示、、的浓度随时间的变化曲线
C.
D.和的平衡转化率相等
【答案】B
【分析】在容积为0.5L的密闭容器中,充入物质的量均为amol的A(g)和B(g),在一定条件下发生反应:,曲线III代表C(g),浓度的变化量与化学计量系数成正比,因此曲线I、II分别表示A(g)、B(g)的浓度随时间的变化曲线。
【解析】A.由图可知,0∼4min内,用D表示的化学反应速率为v(D)=v(C)== ,故A错误;
B.由分析可知,曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示、、的浓度随时间的变化曲线,故B正确;
C.A、B的起始浓度均为4.0mol•L-1,容器的容积为0.5L,因此a=2.0,故C错误;
D.A和B的初始浓度相等,浓度变化量之比为1:3,平衡转化率不相等,故D错误;
答案选B。
14.(2025·重庆·月考)向绝热恒容密闭容器中通入一定量与,发生反应:,其正反应速率随时间变化的曲线如下图(不考虑副反应的影响),下列说法正确的是
A.该反应的
B.随t变化的曲线在时间段内与的趋势相同
C.从A点到C点,NO的分压先增大后减小
D.其他条件不变时,在恒温条件下发生此反应,的平衡转化率增大
【答案】D
【分析】如图所示,反应在绝热容器中进行,随着反应正向进行,反应物浓度减小,但b时间前v正增大,说明反应放热,容器内温度升高,温度对反应速率的影响起主导作用。b时间后,反应物浓度减小对速率的影响起主导作用,v正减小,据此答题。
【解析】A.根据分析知,反应为放热反应,故,故A错误;
B.由分析可知,正反应速率增大,说明正反应为放热反应,且从A点到B点反应速率主要受温度影响;B点后正反应速率减小,说明此点后反应速率主要受浓度影响;而A到C点过程中生成物浓度一直在增大,即逆反应速率一直在增大,则随t变化的曲线在a~c时间段内与的趋势不相同,故B错误;
C.从A点到C点,反应一直正向进行,因此NO的分压一直增大,故C错误;
D.其他条件不变时,若在恒温条件下发生此反应,相当于降温,则平衡正向移动,SO2的平衡转化率增大,故D正确;
故答案选D。
15.(2025·四川·阶段考)羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂,其制备原理为:。该反应在不同温度下达到化学平衡时,的转化率如图所示。下列说法正确的是
A.由方程式可知和CO的转化率相等
B.某温度下,反应体系平均相对分子质量不变说明反应达到平衡状态
C.反应过程中和的分压之和一定保持不变
D.该反应的平衡常数随温度升高而增大
【答案】C
【分析】由图像可知,CO(g)+H2S(g)⇌COS(g)+H2(g),反应随温度的升高,H2S的转化率降低,说明温度升高,平衡向逆反应方向移动,。
【解析】A.转化率=,由方程式可知H2S和CO的相等,但不知道起始物质的量是否相等,故转化率不一定相等,A项错误;
B.,反应物、生成物均为气体且反应前后分子数始终不变,故气体的总质量和总物质的量均保持不变,反应体系平均相对分子质量不变不能说明反应达到平衡状态,B项错误;
C.,,,由方程式可知,反应过程中n总始终不变,故,即反应过程中H2S和H2的分压之和一定保持不变,C项正确;
D.,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,D项错误;
故答案选C。
16.(2024·广东惠州·质检)反应物(S)转化为产物(P或)的能量与反应进程的关系如下图所示,“・”表示反应物或生成物吸附在催化剂表面。
下列有关四种不同反应进程的说法正确的是
A.进程IV中,没有催化作用
B.反应达平衡时,升高温度,P的浓度增大
C.生成的速率:
D.平衡时的转化率:
【答案】A
【解析】A.由图中信息可知,进程IV中S吸附到Z表面生成,然后转化为产物,由于没有转化为P+Z,因此,Z没有表现出催化作用,A正确;
B.由图中信息可知,反应物S转化为产物P是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,P的浓度减小,B错误;
C.进程中由转化为的活化能高于进程Ⅱ中由转化为的活化能,由于这两步反应分别是两个进程的决速步骤,因此生成P的速率为,C错误;
D.进程II中使用了催化剂X,但是催化剂不能改变平衡产率,因此在两个进程中平衡时的转化率相同,D错误;
答案选A。
17.(2025·广东珠海·摸底)化学反应在无催化剂和有抑制剂下均能发生。反应历程(下图)中,M为中间产物。其它条件相同时,下列说法正确的是
A.使用抑制剂时,反应体系更快达到平衡
B.在无催化剂和有抑制剂条件下,反应历程都分4步进行
C.反应达平衡时,升高温度,B的浓度增大
D.使用抑制剂时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大
【答案】C
【解析】A.使用抑制剂,反应活化能增大,反应速率减慢,A错误;
B.无催化剂的反应历程分2步进行,B错误;
C.根据图示,该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,B的浓度增大,C正确;
D.使用抑制剂,生成M速率减慢,消耗M速率加快,反应过程中M所能达到的最高浓度更小,D错误;
答案选C。
18.(2025·广东深圳·联考)在2L恒容密闭容器中,充入2.0molNO和2.0molSO2,在一定条件下发生反应2NO(g)+2SO2(g)⇌N2(g)+2SO3(g),测得平衡体系中NO、SO3的物质的量分数(x%)与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A.该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能
B.T1时,当2v正(SO2)=v逆(N2)时反应达到平衡状态
C.T2时,若反应经ts达到平衡,则v(N2)=mol•L-1•s-1
D.b点时,往容器中再充入NO、SO2各1.0mol,再次平衡时x%(N2)减小
【答案】C
【解析】A.升高温度,NO的物质的量分数增大,说明升高温度平衡逆向移动,正反应放热,该反应正反应的活化能小于逆反应的活化能,故A错误;
B.正逆反应速率比不等于系数比,故T1时,当2v正(SO2)=v逆(N2)时反应未达到平衡状态,故B错误;
C.T2时,反应达到平衡,SO3的物质的量分数为40%,,,x=mol,若反应经t s达到平衡,则,故C正确;
D.b点时,x(NO)=x(SO3);,2-2x=2x,x=0.5mol;K=,往容器中再充入NO、SO2各1.0mol,Q=,平衡正向移动,x%(N2)增大,故D错误;
答案选C。
19.(2025·广东揭阳·开学考)一定条件下,丙烯()与HCl的反应历程与能量变化的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.丙烯与HCl发生加成反应有2种产物
B.该条件下,体系达到平衡时
C.体系达平衡后升高温度,丙烯的转化率减小
D.选择合适的催化剂可以提高的产率
【答案】B
【解析】A.丙烯与HCl发生加成反应氯可以加成在1号或2号碳,有2种产物,A正确;
B.2-氯丙烷能量低更稳定,且生成的过程中活化能小,反应更易生成,则该条件下,体系达到平衡时,B错误;
C.反应均为放热反应,升高温度平衡逆向移动,丙烯的转化率减小,C正确;
D.选择合适的催化剂提高的选择性,可以提高的产率,D正确;
故选B。
20.(2025·安徽·联考)在一定温度下,向体积为2 L的恒容密闭容器中加入4 mol H2和一定量的CO后,发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。图1表示CO和CH3OH(g)的浓度随时间的变化关系,图2表示反应进程中能量的变化。下列说法不正确的是
A.反应在3 min时达到平衡状态 B.曲线b表示使用催化剂的能量变化
C.平衡时,H2的转化率为75% D.由图2知1 mol CO完全反应放出91 kJ热量
【答案】A
【解析】A.观察图 1可知,反应进行到3 min时,c(CO)=c(CH3OH),但并未达到平衡状态,而反应进行到10min时,则达到平衡状态,A错误;
B.使用催化剂能改变反应历程,降低反应的活化能,但是不改变反应的焓变,所以曲线b表示使用催化剂的能量变化,B正确;
C.初始加入4molH2,根据图1可知,达到平衡时,共生成0.75mol/LCH3OH,则消耗2×2L×0.75mol/L=3molH2,H2的转化率为×100% = 75% ,C正确;
D.根据图2知,1 mol CO(g)和2 mol H2(g)完全反应生成1 molCH3OH(g) ,放出热量510-419=91 kJ,D正确;
故选A。
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