课下巩固训练13 化学反应速率与化学平衡图像-【正禾一本通】2024-2025学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义配套练习（人教版2019 单选）

[课下巩固训练(十三)]　化学反应速率与化学平衡图像 1．将A气体和B气体充入恒温恒容的容器中发生反应A(g)＋2B(g)⥫⥬C(g)，如图是该反应的速率(v)和时间(t)的关系图，有关叙述错误的是(　　) A．t1～t2内，反应依然进行着 B．t1～t2内，反应处于平衡状态 C．0～t1内，c(A)、c(B)不断减小，c(C)不断增大 D．t1～t2内，c(A)、c(B)、c(C)相等，且不再变化 解析：选D。t1～t2内，正、逆反应速率相等，且保持不变，说明化学反应达到平衡状态，则t1～t2内，c(A)、c(B)、c(C)不再变化，但不一定相等，D错误。 2．下列四个图像中不能正确反映对应变化关系的是(　　) A．将颗粒大小相同质量相同的铁和锌分别加入足量的同质量、同质量分数的稀盐酸中 B．分别向等质量且足量的Mg和Zn中加入等质量、等浓度的稀硫酸 C．将形状相同质量相等的铁和锌分别加入足量的质量和浓度都相等的稀硫酸中 D．向盛有硫酸铜溶液的烧杯中加入铁粉至过量 解析：选D。A．质量相同的铁和锌均完全反应，摩尔质量铁小于锌，则生成氢气的质量是铁大于锌，锌的金属性强于铁，则锌与盐酸的反应速率快于铁，完全反应需要的时间少于铁，所以题给图示能正确反映对应变化关系；B．稀硫酸完全反应，则镁与稀硫酸反应生成氢气的质量与锌相等，镁的金属性强于锌，则镁与稀硫酸的反应速率快于锌，完全反应需要的时间少于锌，所以题给图示能正确反映对应变化关系；C．质量相同的铁和锌均完全反应，摩尔质量铁小于锌，则生成的氢气质量是铁大于锌，所以溶液的质量小于锌，所以题给图示能正确反映对应变化关系；D．开始时，铁与硫酸铜溶液反应生成铜和硫酸亚铁，烧杯中固体增加的质量为铜的质量，铁粉过量后，烧杯中固体增加的质量为铁的质量，铜的摩尔质量大于铁，则硫酸铜溶液完全反应后，固体质量增加的幅度应小于硫酸铜未完全反应时。 3．一定条件下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体发生可逆反应。反应过程中测得各气体的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．该反应的化学方程式为X＋3Y⥫⥬2Z B．用Y表示0～2 min内该反应的平均速率为0.05 mol·L-1·min-1 C．第2 min末，X的转化率为70% D．2 min后该反应达到平衡状态 解析：选D。由题干图像信息可知，0～2 min内X减少了0.3 mol、Y减少了0.1 mol，Z增加了0.2 mol，且2 min后各物质均不再改变，根据物质的变化量之比等于化学计量数之比可知，该反应的化学方程式为3X＋Y⥫⥬2Z，A错误；用Y表示0～2 min内该反应的平均速率为v＝025 mol·L-1·min-1，B错误；由题干图像信息可知，0～2 min内X减少了0.3 mol，第2 min末，X的转化率为×100%＝30%，C错误；由题干图像信息可知，2 min后各物质均不再改变，故2 min后该反应达到平衡状态，D正确。 4．T0温度下，向2 L恒容密闭容器中加入N2O3固体，发生反应N2O3(s)⥫⥬NO2(g)＋X(g)(未配平)，反应过程如图，下列说法正确的是(　　) A．X可能为N2 B．第2 min时逆反应速率大于第4 min时逆反应速率 C．0～2 min用NO2表示的反应速率为0.5 mol·L-1·min-1 D．第4 min时，保持T和V不变，向容器中再加入N2O3，正反应速率加快 解析：选C。由图分析在交叉点N2O3减少2 mol，NO2增加2 mol，因此方程式中N2O3的系数和NO2的系数相等，根据原子守恒X是NO，且反应为N2O3(s)⥫⥬NO2(g)＋NO(g)，A错误；第2 min时未达到平衡状态，正反应速率在减小，逆反应速率在增大，第四分钟时逆反应速率更大，B错误；0～2 min用NO2表示的反应速率为 mol·L-1·min-1＝0.5 mol·L-1·min-1，C正确；N2O3是固体，增加固体的量，反应速率不变，D错误。 5．(2024·山西大同期中)一定条件下的密闭容器中，发生反应I2(g)＋H2(g)⥫⥬2HI(g)，I2(g)和HI(g)的物质的量浓度变化如图，下列说法正确的是(　　) A．0～t1的平均速率2v(I2)＝v(HI) B．平衡时n(I2)∶n(H2)∶n(HI)＝1∶1∶1 C．t1～t3时间段内，生成HI的物质的量为0.8 mol D．t3与t2相比，体系平均相对分子质量不一定相等 解析：选A。根据I2(g)＋H2(g)⥫⥬2HI(g)，浓度由3 mol/L变为2 mol/L的为I2，则浓度由0变为2 mol/L的为HI。根据反应的系数关系，0～t1的平均速率2v(I2)＝v(HI)，A正确；容器体积未知，反应物H2的浓度未知，无法计算平衡时各物质的物质的量，B错误；容器体积未知，无法计算t1～t3时间段内，生成HI的物质的量，C错误；t3时刻I2和HI浓度同时增大，且平衡没有发生移动，所以体系平均相对分子质量一定相等，D错误。 6．某温度下，在2 L恒容密闭容器中投入一定量的A、B，发生反应：3A(g)＋bB(g)⥫⥬cC(g)＋2D(s)，12 s时生成C的物质的量为1.6 mol(反应进程如图所示)。下列说法中不正确的是(　　) A．化学方程式中b＝1，c＝4 B．12 s后，v正(A)＝3v逆(B) C．0～12 s内混合气体的密度随反应进行而减小 D．0～2 s内，D的平均反应速率为0.1 mol·L-1·s-1 解析：选D。12 s时生成C的物质的量为1.6 mol，C的物质的量浓度增加0.8 mol/L，B的物质的量浓度减小0.2 mol/L，A的物质的量浓度减小0.6 mol/L，Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)＝0.6∶0.2∶0.8＝3∶1∶4，浓度的变化量之比等于系数比，则方程式中b＝1，c＝4，A正确；由图可知，12 s时反应达到平衡，再结合A选项，则12 s后，v正(A)＝3v逆(B)，B正确；该反应为恒容容器，且D为固体，则随着反应进行，气体质量减小，而体积不变，则0～12 s内混合气体的密度随反应进行而减小，C正确；D是固体，反应过程中D浓度不变，不能用D的浓度变化表示反应速率，D错误。 7．在2.0 L恒温恒容密闭容器中充入1.0 mol HCl和0.3 mol O2，加入催化剂发生反应：4HCl(g)＋O2(g)⥫⥬2Cl2(g)＋2H2O(g)，HCl、O2的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A．t2时，v正＝v逆 B．t3时已处于平衡状态，升高温度平衡状态不会发生改变 C．t1时，容器内气体的总压强比t2时的大 D．t3时，容器中c(Cl2)＝c(H2O)＝0.4 mol·L-1 解析：选C。t2时反应还没有达到平衡，v正≠v逆，A项错误；t3时HCl和O2不再发生变化，反应已经达到平衡，但升高温度改变了原有条件，旧平衡会被破坏，一段时间后达到新的平衡，故升温平衡状态会发生改变，B项错误；该反应反应物气体分子数大于生成物，t1时，反应物较多，气体总分子数较大，t2时，反应物较少，气体总分子数较小，故在恒温恒容密闭容器内，t1时气体的总压强比t2时的大，C项正确；t3时，列三段式： 　 　 　　4HCl(g)＋O2(g)⥫⥬2Cl2(g)＋2H2O(g) 起始/mol　　1　　 　0.3　　　　0　　　　0 转化/mol　　0.8　 　0.2　　　　0.4　　　0.4 平衡/mol　　0.2　 　0.1　　　　0.4　　　0.4 容器中c(Cl2)＝c(H2O)＝＝0.2 mol·L-1，D项错误。 8．氯酸钾和亚硫酸氢钾溶液能发生氧化还原反应：＋Cl－＋3H＋。已知该反应的速率随c(H＋)的增大而加快。如图为用在单位时间内物质的量浓度变化表示的该反应的v ­t图。下列说法中不正确的是(　　) A．图中阴影部分的面积表示t1～t2时间内的物质的量的减少量 B．纵坐标为v(Cl－)的v ­t曲线与图中曲线完全重合 C．反应开始时速率增大可能是c(H＋)所致 D．后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减小 解析：选A。阴影部分的面积表示t1～t2时间内的物质的量浓度的减少量，故A错误；离子方程式为，v()：v(Cl—)＝1∶1，纵坐标为v(Cl－)的v ­t曲线与图中曲线重合，故B正确；由化学方程式：＋Cl－＋3H＋可知，反应开始时随着反应的进行，c(H＋)不断增大，反应的速率加快，由题目信息可知反应的速率随c(H＋)的增大而加快，故C正确；随着反应的进行，反应物的浓度减少，反应速率减小，所以后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减小，故D正确。 9．(2024·江西南昌联考)已知用活性炭粉处理NO的原理是2NO(g)＋C(s)⥫⥬CO2(g)＋N2(g)，能量变化如图所示。在恒容绝热密闭容器中，投入足量活性炭粉和适量NO气体发生上述反应。下列叙述正确的是(　　) A．增大炭粉的质量，反应速率一定加快 B．加入高效催化剂，反应速率会加快 C．总压强不随时间变化时不一定达到平衡状态 D．体系中NO、C、CO2、N2的反应速率之比为2∶1∶1∶1 解析：选B。炭粉是固体，反应速率只与炭粉接触面大小有关，与固体质量无关，A错误；加入高效催化剂，反应速率加快，B正确；上述反应是放热反应，绝热容器中温度升高，气体分子数不变，但是气体总压强增大，当压强不变时达到平衡状态，C错误；炭是固体，浓度基本保持不变，化学反应中各气态物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，D错误。 10．一定条件下铁可以和CO2发生反应：Fe(s)＋CO2(g)⥫⥬FeO(s)＋CO(g)。一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，反应过程中CO2气体和CO气体的浓度与时间的关系如图所示。 (1)t1 min时，正、逆反应速率的大小关系为v正________v逆(填“＞”“＜”或“＝”)。 (2)4 min内，CO2的转化率为________；CO的平均反应速率v(CO)＝________。 (3)下列条件的改变能减慢反应速率的是________(填序号，下同)。 ①降低温度 ②减少铁粉的质量 ③保持压强不变，充入He使容器的体积增大 ④保持容积不变，充入He使体系压强增大 (4)下列描述能说明上述反应已达平衡状态的是________。 ①v(CO2)＝v(CO) ②单位时间内生成n mol CO2的同时生成n mol CO ③容器中气体压强不随时间变化而变化 ④容器中气体的平均相对分子质量不随时间变化而变化 解析：(1)因为t1 min时化学反应没有达到平衡，反应仍然向正反应方向进行，所以正反应速率大于逆反应速率，即v正＞v逆。(2)根据图像分析4 min内CO2的变化量为0.7 mol·L-1－0.2 mol·L-1＝0.5 mol·L-1，转化率为×100%≈71.4%；CO在4 min内的变化量为0.5 mol·L-1，则4 min内的平均反应速率为v(CO)＝125 mol·L-1·min-1。(3)降低温度，化学反应速率降低，故①正确；因为铁粉是固体，减少铁粉的质量不影响化学反应速率，故②错误；保持压强不变，充入He使容器的体积增大，相当于减小反应物和生成物的浓度，化学反应速率减慢，故③正确；保持体积不变，充入He使体系压强增大，但不影响反应物和生成物的浓度，所以化学反应速率不变，故④错误。(4)当v正(CO2)＝v逆(CO)时，说明化学反应达到平衡状态，而v(CO2)＝v(CO)不代表正、逆反应速率的关系，不能由此确定化学反应是否达到平衡，故①错误；单位时间内生成n mol CO2的同时生成n mol CO说明化学反应的正、逆反应速率相等，故②正确；由反应Fe(s)＋CO2(g)⥫⥬FeO(s)＋CO(g)知，该反应是反应前后气体体积相等的反应，压强始终不变，故③错误；因为气体的平均相对分子质量与气体的质量和气体的物质的量有关，该反应气体的物质的量不变，质量变化，当容器中气体的平均相对分子质量不随时间而变化时，说明化学反应达到平衡状态，故④正确。 答案：(1)＞　(2)71.4%　0.125 mol·L-1·min-1　(3)①③　(4)②④ 11．(2024·湖南邵阳期末)Ⅰ.汽车尾气中含有CO、NO等有害气体，某新型催化剂能促使NO、CO转化为两种无毒气体。T ℃时，将0.8 mol NO和0.8 mol CO充入容积为2 L的密闭容器中，模拟汽车尾气转化，容器中NO的物质的量随时间变化如图所示。 (1)NO、CO转化为两种无毒气体的化学方程式是_________________。 (2)反应开始至10 min，v(NO)＝________mol/(L·min)。 (3)下列说法正确的是__________。 a．新型催化剂可以加快NO、CO的转化 b．该反应进行到10 min时达到化学平衡状态 c．平衡时CO的浓度是0.4 mol/L Ⅱ.在恒温下，将4 mol的H2(g)和2 mol的CO(g)充入1 L恒容的密闭容器中发生如下反应：CO(g)＋2H2(g)⥫⥬CH3OH(g)。下图是CO(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化的关系图。 回答下列问题： (4)0～5 min内，H2(g)的平均反应速率是__________mol/(L·min)。 (5)12 min时，v正__________v逆(填“>”“<”或“＝”)。 (6)设起始压强为p，平衡时压强为p0，则的值为__________。 解析：(1)NO、CO转化为两种无毒气体，产物为CO2和N2，反应的化学方程式是2CO＋2NON2＋2CO2。 (2)反应开始至10 min，NO的物质的量减少0.4 mol，v(NO)＝02 mol/(L·min)。 (3)催化剂能加快反应速率，新型催化剂可以加快NO、CO的转化，a正确；根据图示，该反应进行到10 min时NO物质的量不再改变，反应达到化学平衡状态，b正确；反应开始到平衡消耗0.4 mol NO，则同时消耗0.4 mol CO，平衡时CO的浓度是＝0.2 mol/L，c错误。 (4)0～5 min内，CO的浓度降低1.0 mol/L，则H2的浓度降低2 mol/L，H2(g)的平均反应速率是4 mol/(L·min)。 (5)根据图示，12 min时，各物质浓度不再改变，反应达到平衡状态，v正＝v逆。 (6)　　　 CO(g)＋2H2(g)⥫⥬CH3OH(g) 初始/mol　　2　　 　4　　　　　　0 转化/mol　 1.5　　　3　　　　　 1.5 平衡/mol　 0.5　　　1　　　　　 1.5 设起始压强为p，平衡时压强为p0，同温同体积，压强比等于物质的量比，则的值为。 答案：(1)2CO＋2NON2＋2CO2　(2)0.02　(3)ab　(4)0.4　(5)＝　(6) 学科网（北京）股份有限公司 $$