2025届高三高考化学一轮复习 假期作业46　化学反应速率、化学平衡的常规图像

2025届高三高考化学一轮复习 假期作业46　化学反应速率、化学平衡的常规图像 一、单项选择题 1.向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2（g）＋NO2（g）⇌SO3（g）＋NO（g）达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是（　　） A．反应在c点达到平衡状态 B．反应物浓度：a点小于b点 C．反应物的总能量低于生成物的总能量 D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段 2.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，p 1＜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 3.在某密闭容器中，可逆反应：A（g）＋B（g）⇌xC（g）符合图Ⅰ所示关系，φ（C）表示C气体在混合气体中的体积分数。由此判断，下列关于图Ⅱ的说法不正确的是（　　） A．p3>p4，y轴表示A的转化率 B．p3>p4，y轴表示B的转化率 C.p3>p4，y轴表示B的质量分数 D．p3>p4，y轴表示混合气体的平均相对分子质量 4.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） 5.在容积不变的密闭容器中存在如下反应 2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO3（g）ΔH＝－Q kJ·mol－1（Q＞0）， 某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是（　　） A．图Ⅰ中t1时刻是增大O2或SO2的浓度对反应速率的影响 B．图Ⅱ中t1时刻可能是增大体系压强对反应速率的影响 C．图Ⅲ是研究压强对化学平衡的影响图像，且甲的压强较低 D．图Ⅲ研究的是温度对平衡的影响，且甲的温度比乙低 6.如图是温度和压强对反应X＋Y⇌2Z影响的示意图。图中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．X、Y、Z均为气态 B．恒容时，混合气体的密度可作为此反应是否达到化学平衡状态的判断依据 C．升高温度时v正增大，v逆减小，平衡向右移动 D．使用催化剂Z的体积分数提高 7.CH3OH是重要的化工原料，工业上用CO与H2在催化剂作用下合成CH3OH，其反应为CO（g）＋2H2（g）⇌CH3OH（g）。按n（CO）∶n（H2）＝1∶2向密闭容器中充入反应物，测得平衡时混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．p1<p2 B．该反应的ΔH>0 C．平衡常数：K（A）＝K（B） D．在C点时，CO转化率为75% 二、不定项选择题 8.用CO和H2合成CH3OH的化学方程式为CO（g）＋2H2（g）⇌CH3OH（g）　ΔH＜0，按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示，下列说法正确的是（　　） A.温度：T1<T2<T3 B．正反应速率：v（a）＞v（c），v（b）＞v（d） C．平衡常数：K（a）＞K（c），K（b）＝K（d） D．平均摩尔质量：M（a）＜M（c），M（b）＜M（d） 9.生产硫酸的主要反应：2SO2（g）＋O2（g）⇌2SO3（g）　ΔH＜0。图中L（L1、L2）、X可分别代表压强或温度。下列说法正确的是（　　） A．X代表压强 B．L1＞L2 C．A、B两点对应的平衡常数相同 D．一定温度下，当混合气中n（SO2）∶n（O2）∶n（SO3）＝2∶1∶2时，反应一定达到平衡 10.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% 三、非选择题 11.汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag­ZSM­5为催化剂，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。 若不使用CO，温度超过775 K，发现NO的分解率降低，其可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　；在n（NO）/n（CO）＝1的条件下，应控制的最佳温度在　　　　左右。 12.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　　　　。 13.乙基环己烷（C8H16）脱氢制苯乙炔（C8H6）的热化学方程式如下： ①C8H16（l）⇌C8H10（l）＋3H2（g）ΔH1>0 ②C8H10（l）⇌C8H6（l）＋2H2（g）ΔH2＝a kJ·mol－1 ③C8H6（l）＋5H2（g）⇌C8H16（l）ΔH3＝b kJ·mol－1 （1）不同压强和温度下乙基环己烷的平衡转化率如图1所示。 ①在相同压强下升高温度，未达到新平衡前，v正　　　　　　v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。 ②研究表明，既升高温度又增大压强，C8H16（l）的平衡转化率也升高，理由可能是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 （2）t ℃向恒容密闭反应器中充入1.00 mol C8H16（l）进行催化脱氢，测得C8H10（l）和C8H6（l）的产率x1和x2（以物质的量分数计）随时间的变化关系如图2所示。 ①在8 h时，反应体系内氢气的物质的量为　　　　 mol（忽略其他副反应），C8H16（l）的转化率是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②x1显著低于x2的原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 参考答案 1．解析：A项，化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率显然还在改变，一定未达到平衡，错误；B项，a到b时正反应速率增加，反应物浓度随时间不断减小，错误；C项，从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，错误；D项，随着反应的进行，正反应速率越快，消耗的二氧化硫就越多，SO2的转化率将逐渐增大，正确。 答案：D 2．解析：由图可知，压强一定时，温度T1先达到平衡，故温度：T1＞T2，升高温度，B在混合气体中的体积分数减小，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应；温度一定时，压强p2先达到平衡，故压强：p1＜p2，增大压强，B在混合气体中的体积分数增大，说明平衡逆向移动，正反应为气体体积增大的反应，则m＋n＜p。 答案：D 3．解析：由图Ⅰ可知，压强为p2时，温度为T1先达到平衡状态，则温度：T1>T2；温度为T1时的φ(C)低于T2时，说明升高温度，平衡逆向移动，该反应的ΔH<0；温度为T1时，压强为p2时先达到平衡状态，则压强：p1<p2；压强为p2时的φ(C)高于p1时，说明增大压强，平衡正向移动，即该反应的正反应是气体总分子数减小的反应，故x＜2。若p3>p4，温度相同时，由p3→p4，减小压强，平衡逆向移动，A、B的转化率降低；压强相同时，升高温度，平衡逆向移动，A、B的转化率降低，与图像符合，A、B正确；若p3>p4，相同温度时，由 p3→p4，减小压强，平衡逆向移动，B的质量分数增大，与图像不符合，C错误；若p3>p4，相同温度时，由p3→p4，减小压强，平衡逆向移动，气体的总质量不变，但其总物质的量增大，则混合气体的平均相对分子质量减小，压强不变时，升高温度，平衡逆向移动，气体总物质的量增大，则混合气体的平均相对分子质量减小，与图像符合，D正确。 答案：C 4．解析：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。 答案：B 5．解析：图Ⅰ中t1时刻是增大O2或SO2的浓度的瞬间，SO3的浓度不变，故正反应速率突然增大，逆反应速率不变，A错误；由于该反应正反应为一个气体体积减小的方向，故增大压强平衡正向移动，正反应速率和逆反应速率均增大，但是正反应速率增大的更快，B错误；由于该反应正反应为一个气体体积减小的方向，故增大压强平衡正向移动，SO2的转化率增大，C错误；由于该反应正反应为一个放热反应，故升高温度平衡逆向移动，SO2的转化率减小，图Ⅲ研究的是温度对平衡的影响，且甲的温度比乙低，D正确。 答案：D 6．解析：由题图可知，在温度不变时增大压强，Z的体积分数减小，即平衡逆向移动，所以X、Y中至多有一种是气体，A错误；因反应物中有非气体物质存在，所以恒容时只要平衡发生移动，混合气体的质量就会发生变化，则密度必然改变，所以混合气体的密度可作为此反应是否达到化学平衡状态的判断依据，B正确；升高温度，v正、v逆都增大，C错误；催化剂对平衡移动无影响，不能提高Z的体积分数，D错误。 答案：B 7．解析：由300 ℃时，增大压强，平衡正向移动，CH3OH的体积分数增大，所以p1>p2，故A错误；由题图可知，升高温度，CH3OH的体积分数减小，平衡逆向移动，则该反应的ΔH<0，故B错误；A、B处的温度不同，平衡常数与温度有关，故平衡常数不相等，故C错误；设向密闭容器充入了1 mol CO和2 mol H2，CO的转化率为x，则 　　　　　　CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(g) 起始/mol 1 2 0 变化/mol x 2x x 平衡/mol 1－x 2－2x x 在C点时，CH3OH的体积分数＝＝0.5，解得x＝0.75，CO转化率为×100%＝75%，故D正确。 答案：D 8．解析：A项，该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，CO的转化率降低，所以温度：T1＜T2＜T3，正确；B项，a点温度比c点低，所以速率小，b点压强比d点大，所以速率大，错误；C项，升温平衡逆向移动，平衡常数变小，温度不变，平衡常数不变，所以平衡常数：K(a)＞K(c)，K(b)＝K(d)，正确；D项，温度升高，平衡逆向移动，气体总质量不变，但总物质的量增大，平均摩尔质量：M(a)＞M(c)，b的压强大于d，增大压强，平衡向正反应方向移动，平均摩尔质量增大，所以有M(b)＞M(d)，错误。 答案：AC 9．解析：若X代表压强，则L代表温度，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，SO2的平衡转化率增大，与图像不符合，A错误；结合A项分析推知，X代表温度，L代表压强，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，SO2的平衡转化率增大，则压强：L1＞L2，B正确；A、B两点的温度不同，平衡常数不同，C错误；温度一定，达到平衡状态时，n(SO2)、n(O2)和n(SO3)均保持不变，但其比值不一定等于对应的化学计量数之比，D错误。 答案：B 10．解析：由图可知，压强一定时，温度越高，CO的平衡转化率越低，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，即ΔH＜0，故A错误；正反应为气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡向正反应方向移动，CO的平衡转化率增大，故压强：p1＞p2，故B正确；平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，X点和Y点对应的温度相同，则化学平衡常数K(X)＝K(Y)，故C错误；在p2和316 ℃时，若将6 mol H2和2 mol CO通入容器中，相当于在原平衡的基础上增大氢气的浓度，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，故CO的平衡转化率应大于50%，故D正确。 答案：BD 11．答案：NO分解反应是放热反应，升高温度不利于分解反应进行　870 K 12．解析：(1)①根据反应 CO2(g) ＋4H2(g)⇌CH4(g) ＋2H2O(g)　ΔH＜0 可知，其他条件一定时，升温，CO2的平衡转化率降低；其他条件一定时，加压，CO2的平衡转化率升高，则X表示的物理量是温度。②L表示压强，结合题图及分析，可知L1＞L2。(2)①由题图可知，4 min时反应体系处于平衡状态，此时压强为0.7p0，设发生反应的CO2为x mol，列出三段式： 　　　 CO2(g)＋ 4H2(g)⇌ CH4(g)＋ 2H2O(g) 始/mol 1.0 4.0 0 0 转/mol x 4x x 2x 平/mol 1.0－x 4.0－4x x 2x 根据恒温恒容条件下，气体压强之比等于物质的量之比得出＝，解得x＝0.75，则CO2的转化率为×100%＝75%。②平衡常数K＝＝＝6.75。 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 13．解析：(1)①结合题图1知，未达到新平衡之前，在压强相同时，升高温度平衡始终正向移动，则v正>v逆。②由题意知，既升高温度又增大压强，平衡也能正向移动，结合反应①为气体体积增大的吸热反应可知，这可能是因为升高温度时平衡正向移动的程度大于加压时平衡逆向移动的程度。(2)①结合题图2可知，在8 h时测得C8H10(l)和C8H6(l)的产率分别为x1＝0.027和x2＝0.374，设反应的C8H16(l)和C8H10(l)的物质的量分别为n1和n2，则 C8H16(l)⇌ C8H10(l)＋3H2(g) n1 n1 3n1 C8H10(l)⇌ C8H6(l)＋ 2H2(g) n2 n2 2n2 则＝0.027，＝0.374，解得n1＝0.401 mol，n2＝0.374 mol，则生成的H2为3n1＋2n2＝3×0.401 mol＋2×0.374 mol＝1.951 mol。C8H16(l)的转化率为×100%＝40.1%。②结合题中反应①和反应②可知，反应②的活化能小，反应速率快，生成的C8H10(l)大部分转化为C8H6(l)，因此x1显著低于x2。 答案：(1)①大于　②升高温度时平衡正向移动的程度大于加压时平衡逆向移动的程度(叙述合理即可)　 (2)①1.951　40.1%　②C8H10(l)转化为C8H6(l)的活化能小，反应速率很快，生成的C8H10(l)大部分转化为C8H6(l) 学科网（北京）股份有限公司 $$