36跟踪练-第36讲　化学反应速率和平衡图像及分析-【优化指导】2026年化学一轮复习高中总复习·第1轮（鲁科版）

跟踪练(36)　化学反应速率和平衡图像及分析 一、选择题：每小题只有一个选项符合题目要求。 1．某温度时，在体积为2 L的密闭容器中，气态物质A、B、E、F的物质的量n随时间t的变化情况如图甲所示，在一定条件下反应达到平衡状态，反应进程中正反应速率随时间的变化情况如图乙所示，在t2、t4时刻分别只改变一个条件(温度、压强或某反应物的量)。下列说法错误的是(　　) A．此温度下，该反应的化学方程式为2A(g)＋E(g)2B(g)＋F(g) B．若平衡状态①和②对应的温度相同，则①和②对应的平衡常数K一定相同 C．t2时刻改变的条件是增大压强 D．t4时刻改变的条件是降低温度 C　解析：由图甲分析可知，各物质发生变化的物质的量之比等于化学方程式中各物质的系数之比，此温度下该反应的化学方程式为2A(g)＋E(g)2B(g)＋F(g)，A正确；平衡常数K只与温度有关，平衡状态①和②的温度相同，故K相等，B正确；该反应前后气体的体积不变，若改变压强，平衡不会发生移动，故t2时刻不可能是增大压强，C错误；根据反应的化学方程式知，反应前后气体体积不变，故不可能是压强的变化，t4时刻速率减小，且变化的点不连续，因此是降低温度的结果，D正确。 2．(2024·辽宁沈阳模拟)如图是关于反应A2(g)＋3B2(g)2C(g)　ΔH<0的平衡移动图像，影响平衡移动的原因可能是(　　) A．增大反应物浓度，同时减小生成物浓度 B．增大反应物浓度，同时使用催化剂 C．升高温度，同时加压 D．降低温度，同时减压 A　解析：反应A2(g)＋3B2(g)2C(g)　ΔH<0是正向气体体积减小的放热反应，图中t时刻改变条件的瞬间，v正增大，v逆减小，且v正＞v逆，平衡正向移动，随后逐渐变化直至最终相等，达到新平衡状态。增大反应物浓度，v正增大，同时减小生成物浓度，v逆减小，平衡正向移动，A正确；增大反应物浓度，同时使用催化剂，v正、v逆均增大，与图像不符，B错误；升高温度，同时加压，v正、v逆均增大，平衡向逆反应方向移动，与图像不符，C错误；降低温度，同时减压，v正、v逆均减小，与图像不符，D错误。 3．CO2经催化加氢可合成乙烯：2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)。0.1 MPa时，按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的关系如图，下列叙述不正确的是(　　) A．该反应的ΔH＜0 B．曲线b代表H2O的浓度变化 C．N点和M点所处的状态c(H2)不一样 D．其他条件不变，T1 ℃、0.2 MPa下反应达平衡时c(H2)比M点大 C　解析：温度升高，H2的浓度增大，平衡逆向移动，故逆向吸热，正向放热，ΔH＜0，则曲线a代表CO2的浓度变化，根据反应的化学方程式的比例关系，可知曲线b代表H2O的浓度变化，曲线c代表C2H4的浓度变化，A、B正确；N点和M点均处于同一温度T1 ℃下，所处的状态c(H2)是一样的，C错误；其他条件不变，T1 ℃、0.2 MPa相对0.1 MPa，增大了压强，体积减小，c(H2)增大，根据勒·夏特列原理，虽然平衡正向移动，但反应达平衡时c(H2)比M点大，D正确。 4．在某密闭恒容容器中发生反应：X(g)Y(g)＋nZ(g)　ΔH＝Q kJ/mol(Q>0)。反应体系2 min时达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化如下图所示(第12 min到16 min的X浓度变化曲线未标出)。下列说法不正确的是(　　) A．反应的化学方程式中n＝1 B．12～14 min内，用Y表示的平均反应速率为0.005 mol/(L·min) C．在6～10 min内，反应吸收的热量为0.015Q kJ D．第12 min时，Z曲线发生变化的原因是移走一部分Z C　解析：根据图像可知6～12 min时X减少了0.055 mol/L－0.04 mol/L＝0.015 mol/L，Z增加了0.085 mol/L－0.07 mol/L＝0.015 mol/L，因此反应的化学方程式中n＝1，A正确；12～14 min内，用Y表示的平均反应速率为＝0.005 mol/(L·min)，B正确；在6～10 min内X减少了0.055 mol/L－0.04 mol/L＝0.015 mol/L，但容器容积未知，因此不能计算反应吸收的热量，C错误；第12 min时Z的浓度瞬间减小，随后逐渐增大，说明Z曲线发生变化的原因是移走一部分Z，D正确。 5．纳米铁是重要的储氢材料，可利用下列反应制得：Fe(s)＋5CO(g)Fe(CO)5(s)　ΔH。在2.0 L的恒容密闭容器中加入足量铁粉和0.48 mol CO分别在T1 ℃、T2 ℃下进行反应，测得n(CO)、温度与时间的变化关系如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．ΔH>0 B．K(T1 ℃)<K(T2 ℃) C．T2 ℃时，反应的平衡常数K(T2 ℃)＝0.08－5 L5/mol5 D．T1 ℃时，反应达到平衡，缩小容器的容积再次平衡后c(CO)增大 B　解析：由图可知，温度：T1 ℃＞T2 ℃，T1 ℃反应平衡时n(CO)高于T2 ℃，说明升高温度，平衡逆向移动，则有ΔH＜0，A错误；升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，则有K(T1 ℃)＜K(T2 ℃)，B正确；T2 ℃时，达到平衡n(CO)＝0.08 mol，c(CO)＝0.04 mol/L，则反应平衡常数为K(T2 ℃)＝＝0.04－5 L5/mol5，C错误；T1 ℃反应达到平衡时，缩小容器的容积，增大压强，平衡向气体体积减小的方向即正向移动，由于温度不变，平衡常数不变，故再次平衡后c(CO)不变，D错误。 二、选择题：每小题有一个或两个选项符合题目要求。 6．臭氧是理想的烟气脱硝剂，其脱硝反应为2NO2(g)＋O3(g)N2O5(g)＋O2(g)，反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是(　　) A．升高温度，平衡常数增大 B．0～3 s内，反应速率为v(N2O5)＝0.2 mol/(L·s) C．t1时仅加入催化剂，平衡不移动 D．达平衡时，仅改变x，则x可能为c(O3) CD　解析：由图可知该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，A错误；0～3 s内，NO2的浓度变化了0.6 mol/L，反应速率为＝0.2 mol/(L·s)，化学反应速率之比等于化学计量数之比，故v(N2O5)＝0.1 mol/(L·s)，B错误；加入催化剂，反应速率加快，平衡不移动，C正确；达平衡时，仅增大c(O3)，平衡向正反应方向移动，二氧化氮转化率升高，由图可知，二氧化氮的转化率随x增大而增大，x可以代表O3的浓度、压强等，D正确。 7．在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式为 反应 Ⅰ ：CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－164.7 kJ/mol 反应 Ⅱ ：CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.2 kJ/mol 反应 Ⅲ ：2CO(g)＋2H2(g)===CO2(g)＋CH4(g)　ΔH＝－247.1 kJ/mol 向恒压、密闭容器中通入1 mol CO2和4 mol H2，平衡时CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．反应 Ⅰ 的平衡常数可表示为K＝ B．图中曲线B表示CO的物质的量随温度的变化 C．提高 CO2转化为CH4的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂 D．CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)的ΔH＝－205.9 kJ/mol C　解析：化学平衡常数是反应产物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，反应 Ⅰ 的平衡常数为K＝，A错误；反应物CO2的量逐渐减小，故图中曲线A表示CO2的物质的量变化曲线，由反应 Ⅱ 和 Ⅲ 可知，温度升高反应 Ⅱ 平衡正向移动，反应 Ⅲ 平衡逆向移动，CO的物质的量增大，故曲线C为CO的物质的量变化曲线，则曲线B为CH4的物质的量变化曲线，B错误；反应 Ⅰ 为放热反应，反应 Ⅱ 为吸热反应，降低温度有利于反应 Ⅰ 平衡正向移动，反应 Ⅱ 平衡逆向移动，即可提高 CO2转化为CH4的转化率，所以需要研发在低温区高效的催化剂，C正确；根据盖斯定律，由－( Ⅱ ＋ Ⅲ )得到目标反应，则CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)的ΔH＝－[＋41.2 kJ/mol＋(－247.1 kJ/mol)]＝＋205.9 kJ/mol，D错误。 三、非选择题 8．甲醇是一种可再生能源，具有广阔的开发和应用前景，可用Pt/Al2O3、Pd/C、Rh/SiO2等作催化剂，采用如下反应来合成甲醇：2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)。 (1)某科研小组用Pd/C作催化剂，在450 ℃时，研究了n(H2)∶n(CO)分别为2∶1、3∶1时CO转化率的变化情况(如图)，则图中表示n(H2)∶n(CO)＝3∶1的变化曲线为______(填“曲线a”或“曲线b”)。 (2)某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应，在2 L的恒容密闭容器内充入1 mol CO和2 mol H2，加入合适催化剂后在某温度下开始反应，并用压力计监测容器内压强的变化如下： 反应时间/min 0 5 10 15 20 25 压强/MPa 12.6 10.8 9.5 8.7 8.4 8.4 则从反应开始到20 min时，CO的平均反应速率为________，该温度下的平衡常数K为________。 答案：(1)曲线a　(2)0.012 5 mol/(L·min)　 4 L2/mol2 解析：(1)n(H2)∶n(CO)越大，CO的转化率越大，故曲线a表示n(H2)∶n(CO)＝3∶1的变化曲线。 (2)反应进行到20 min时达到平衡，在恒温恒容容器中压强与气体的物质的量成正比，起始时气体总物质的量为3 mol，压强为12.6 MPa，平衡时压强为8.4 MPa，则平衡时气体总物质的量为3 mol×＝2 mol，设反应中参加反应的CO的物质的量为x mol，列三段式： 故(2－2x)＋(1－x)＋x＝2，解得x＝0.5， 则从反应开始到20 min时，CO的平均反应速率为＝0.012 5 mol/(L·min)；该温度下的平衡常数K＝＝ L2/mol2＝4 L2/mol2。 学科网（北京）股份有限公司 $$