内容正文:
第05讲 化学反应速率与化学平衡图像
目录
01 课标达标练
题型01 考查速率-时间图像
题型02 考查速率—压强(或温度)图像
题型03 考查浓度或物质的的量-时间图像
题型04 考查转化率(或百分含量)—时间—温度(或压强)图像的分析判断
题型05 考查恒温线或恒压线图像的分析判断
题型06 考查组分含量、浓度或物质的量与温度的关系图像的分析判断
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 考查速率-时间图像
1.(25-26高二上·湖南常德·开学考)下列关于图像的解释或得出的结论不正确的是
A.由甲图可知,反应在时可能改变压强
B.由乙图可知A点,
C.由丙图可知,正反应活化能小于逆反应活化能
D.由丁图可知A点
【答案】D
【详解】A.甲图中时,且反应速率增大。若反应前后气体分子数不变,改变压强(增大或减小压强),正、逆反应速率会同等程度改变,平衡不移动,所以反应在时可能改变压强,A正确;
B.乙图中,曲线上B点表示在此温度下反应达到平衡时所能达到的最大转化率,A点位于曲线以上,表示超过该温度下的最大转化率,此时平衡会向逆反应方向移动,,B正确;
C.丙图中,反应物总能量高于生成物总能量,反应为放热反应。正反应活化能是反应物到过渡态的能量差,逆反应活化能是生成物到过渡态的能量差,所以正反应活化能小于逆反应活化能,C正确;
D.丁图中A点是两曲线的交点,说明此时c(反应物)=c(生成物),不一定达到平衡状态,D错误;
故答案选D。
2.(25-26高三上·湖南株洲·开学考试)向绝热恒容密闭容器中通入一定量X(g)与Y(g),若容器中只发生反应:,其正反应速率随时间t变化的曲线如图,下列说法正确的是
A.该反应为吸热反应
B.平衡后再充入少量气体X,平衡将逆向移动
C.随t变化的曲线在m~p时间段内与的恰好相反
D.该容器达平衡后的K值比在恒温恒容条件下的K值小
【答案】D
【详解】A.根据分析知,反应为放热反应,A错误;
B.平衡后充入X,反应物浓度增大,根据勒夏特列原理,平衡正向移动,B错误;
C.随t变化的曲线在m~p时间段内应该一直增大,C错误;
D.该反应为放热反应,随反应进行,温度升高,平衡时的K值减小,因此该容器达平衡后的K值比在恒温恒容条件下的K值小,D正确;
故选D。
3.在恒温恒容条件下,2A(g)+B(g)⇌2C(g)的反应速率随反应时间的变化示意图如下,下列叙述与示意图不相符的是
A.反应达到平衡时,正反应速率和逆反应速率相等
B.平衡状态Ⅰ后,可能是增大A的浓度,平衡发生移动,达到平衡状态Ⅱ
C.平衡状态Ⅰ后,可能是减小C的浓度,平衡发生移动,达到平衡状态Ⅱ
D.B在平衡状态Ⅰ和平衡状态Ⅱ时浓度不相等
【答案】C
【详解】A.正逆反应速率相等,可逆反应达到平衡状态,为动态平衡状态,A正确;
B.由题给图像可以看出,平衡状态I改变的瞬间,逆反应速率未改变,正反应速率突然增大,可知改变条件为增大反应物的浓度,生成物浓度不改变,B正确;
C.由题给图像可以看出,平衡状态I改变的瞬间,逆反应速率未改变,正反应速率突然增大,可知改变条件为增大反应物的浓度,生成物浓度不改变,C错误;
D.由于平衡发生移动,可知在两平衡状态下同一种反应物的浓度不相等,D正确;
故答案为C。
4.(2025·湖南常德·模拟预测)工业上生产苯乙烯主要采用乙苯脱氢工艺:。某条件下无催化剂存在时,在恒容容器中充入,该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.加入催化剂,时可能达到平衡状态
B.曲线①表示的是逆反应的v-t关系
C.时间内,容器内气体的平均摩尔质量增大
D.时,向容器中再充入,反应再次达到平衡时的转化率增大
【答案】A
【详解】A.加入催化剂能同等程度加快正逆反应速率,缩短达到平衡的时间,无催化剂时平衡在达到,加入催化剂后达到平衡时间提前,可能达到平衡,A正确;
B.反应为乙苯制备苯乙烯的过程,开始反应物浓度最大,生成物浓度为0,反应开始时正反应速率最大,逆反应速率为0,随着反应的进行,正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,因此曲线①为正反应速率,曲线②为逆反应速率,B错误;
C.时间内反应正向进行,气体总质量不变,气体总物质的量增大,气体平均摩尔质量减小,C错误;
D.时再充入乙苯,恒容下相当于增大压强,平衡逆向移动,乙苯转化率减小,D错误;
故答案选A。
5.(2025·湖南岳阳·模拟预测)和合成甲酸()的反应为 。一定温度下,向恒容密闭容器中充入和进行上述反应,测得随反应时间(t)的变化如图所示,时,的产率为,时仅改变一个条件。下列说法正确的是
A.内,
B.平衡常数:
C.时,改变的条件可能是使用了催化剂
D.混合气体的平均相对分子质量:可能小于
【答案】D
【分析】的正反应吸热,升高温度平衡正向移动;增大反应物浓度,平衡正向移动;增大压强,平衡正向移动。根据图像,时刻反应速率加快,正反应速率大于逆反应速率,平衡正向移动。列出三段式:,据此解答;
【详解】A.内,,A错误;
B.由分析可知,时刻,可能改变的条件是升高温度、增大反应物、增大压强,若是升高温度,平衡常数增大,此时KⅠ<KⅡ,若是改变浓度或压强,平衡不移动,此时KⅠ=KⅡ,所以KⅠ≤KⅡ,B错误;
C.催化剂不影响平衡的移动,时刻,改变的条件不可能是催化剂,C错误;
D.时刻,改变的条件使得平衡正向移动,混合气体总物质的量减小,根据,则混合气体的平均相对分子质量增大,即:,D正确;
故选D。
6.(2024·湖南怀化·益阳)向一个绝热恒容密闭容器(与外界不进行热交换)中充入1mol 和1mol ,发生反应:,测得正反应速率随时间(t)变化的曲线如图所示,下列说法错误的是
A.该反应是放热反应 B.反应物的浓度:a点大于b点
C.c点时反应达到了平衡状态 D.c点后,浓度是影响反应速率的主要因素
【答案】C
【详解】A.由分析可知,该反应是放热反应,A项正确;
B.a和b点反应都是向正反应方向进行,则反应物的浓度:a点大于b点,B项正确;
C.化学平衡状态的实质是正反应速率等于逆反应速率,c点浓度依然在减小,对应的正反应速率因为浓度的影响还在改变,未达平衡,C项错误;
D.c点后反应还是在放热,体系温度升高,反应速率下降,主要原因是反应物浓度降低影响大于温度升高的影响,D项正确;
答案选C。
7.(2025·湖南长沙·模拟预测)羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂,在一定体积的容器中充入1molCO、1molH2S,发生反应CO(g) + H2S(g)COS(g) + H2(g) ΔH<0,正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.曲线①表示的是逆反应速率 B.t1~t2,COS的浓度逐渐减小
C.t3时刻,达到该条件下的反应进行的限度 D.生成COS越多,ΔH越小
【答案】C
【详解】A.随着反应的进行,反应物的浓度逐渐减少,因此正反应的速率逐渐减小,生成物的浓度逐渐增大,因此逆反应的速率逐渐增大,曲线①表示的是正反应速率,故A错误;
B.t1~t2,反应朝着正反应方向进行,生成物浓度逐渐增大,因此COS的浓度逐渐增大,故B错误;
C.t3时刻,正逆反应速率相等,反应达到平衡,达到该条件下的反应进行的限度,故C正确;
D.ΔH是反应的固有属性,与 COS 的生成量无关,始终为固定值,反应的热量变化才是随着生成物的多少进行改变,故D错误;
故答案选C。
02 考查速率—压强(或温度)图像
8.(2025·湖南娄底·模拟预测)活性炭可用于还原NO2防止空气污染,其反应原理为在密闭容器中,1mol NO2和足量炭发生该反应,反应相同时间,测得NO2的生成速率与N2的生成速率随温度变化的关系如图1所示。维持温度不变,反应相同时间,测得NO2的转化率随体积的变化如图2所示。
下列说法正确的是
A.图1中的A、B、C三个点中,只有C点达到平衡状态
B.图2中D点所示条件下,
C.向F点所示体系起始时充入更多,反应相同时间,其转化率一定变大
D.容器内的压强:
【答案】A
【详解】A.图1中,达到平衡时需满足逆反应生成NO2的速率等于正反应消耗NO2的速率。根据反应方程式,正反应中v(NO2)消耗=2v(N2)生成,逆反应中v(NO2)生成=v逆(NO2)。平衡时v(NO2)消耗=v(NO2)生成,即v(NO2)生成=2v(N2)生成。C点NO2生成速率为0.06,N2生成速率为0.03,满足0.06=2×0.03,达到平衡;A、B点NO2生成速率均小于2倍N2生成速率,反应正向进行,未达平衡,A正确;
B.图2中D点对应体积V1,转化率40%,维持温度不变,增大体积(减压)平衡正向移动,平衡转化率增大,E点(V2)转化率为80%(在整个减压过程中最大)为平衡转化率。反应物浓度越大,反应速率越快,达平衡时间越短,所以D点反应达平衡状态,v正=v逆,B错误;
C.F点充入更多NO2,相当于增大起始浓度,若反应未达平衡,转化率受速率和平衡移动共同影响:增大浓度可能加快速率,相当于原平衡体系加压,平衡逆向移动(气体分子数增加),所以转化率不一定增大,C错误;
D.D点转化率为40%,气体总物质的量n(D)=1+0.5×0.4=1.2mol;E点转化率为80%,n(E)=1+0.5×0.8=1.4mol,,因V2>V1,故,D错误;
故选A。
9.(2025·湖南张家界·模拟预测)在一定压强下,向10L密闭容器中充入1和1发生反应 。与的消耗速率(v)与温度(T)的关系如图所示,下列说法错误的是
A.此反应是一个放热反应
B.P点是平衡状态的点
C.一定温度下,达到平衡后缩小容器体积,重新达到平衡后,的平衡转化率不变
D.保持其他条件不变,若投料改为通入6,平衡时的体积分数增大
【答案】D
【详解】A.根据反应S2Cl2(g)+Cl2(g)=2SCl2(g)可知,2v(Cl2)消耗=v(SCl2)消耗时,反应达到平衡状态,由图象可知,P点时,反应达到平衡状态,继续加热,2v(Cl2)消耗<v(SCl2)消耗,即平衡逆向移动,该反应的ΔH<0,为放热反应,A正确;
B.根据反应S2Cl2(g)+Cl2(g)=2SCl2(g)可知,2v(Cl2)消耗=v(SCl2)消耗时,反应达到平衡状态,由图象可知,P点时,反应达到平衡状态,B正确;
C.该反应是反应前后气体分子数不变的纯气体反应,改变压强平衡不移动,所以达到平衡后缩小容器容积,重新达到平衡后,的平衡转化率不变,C正确;
D.保持其他条件不变,若投料改为通入6molSCl2(g),因为反应前后分子数不变,则达平衡后与原平衡等效,S2Cl2的体积分数不变,D错误;
故答案选D。
10.(2024·湖南永州·模拟预测)一定压强下,向密闭容器中充入和,发生反应:,的消耗速率(v)、的消耗速率(v)、温度(T)三者的关系如下图所示,以下说法中不正确的是
A.温度升高,平衡常数减小
B.125℃,平衡时的消耗速率为
C.A,B,C三点对应状态下,达到平衡状态的是C
D.若投料改为通入和,的平衡转化率不变
【答案】B
【详解】A.由分析可知,C点反应达到平衡状态,C点后升高温度,二氯化硫的消耗速率大于氯气消耗速率的2倍,说明平衡向逆反应方向移动,反应平衡常数减小,故A正确;
B.由图可知,125℃时,A点二氯化硫和氯气的消耗速率相等,都为0.015 mol/(L·min),由方程式可知,A点二氯化二硫的消耗速率与氯气消耗速率相等、也等于0.015mol/(L•min),反应未达到平衡,反应向正反应方向进行、A点正反应速率大于逆反应速率, 则125℃平衡时二氯化二硫的消耗速率小于0.015 mol/(L·min),故B错误;
C.由分析可知,C点反应达到平衡状态,C点前的A、B点反应未达到平衡状态,故C正确;
D.投料改为通入2mol二氯化二硫和2mol氯气相当于增大压强,该反应为气体体积不变的反应,增大压强,平衡不移动,二氯化二硫的平衡转化率不变,故D正确;
故选B。
11.下列图示与对应叙述相符合的是
A.图I:反应CO+NO2=CO2+NO达平衡后,升高温度时反应速率随时间的变化
B.图Ⅱ:反应2SO2+O2=2SO3达平衡后,缩小容器体积时各成分的物质的量随时间的变化
C.图Ⅲ:反应N2+3H2=2NH3在恒温情况下,反应速率与压强的关系
D.图Ⅳ:反应CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H>0,水蒸气含量随时间的变化
【答案】B
【详解】A.升高温度,平衡发生移动,正、逆速率变化不相等,图象中正、逆速率增大相同的倍数,图象与实际不相符,故A错误;
B.缩小容器体积,压强增大,平衡向正反应方向移动,三氧化硫的物质的量增大、二氧化硫与氧气的物质的量减小,图象与实际相符合,故B正确;
C.增大压强,正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动,正反应速率增大更多,图象中逆反应速率增大更多,图象与实际不相符,故C错误;
D.由图可知,温度T2先到达平衡,故温度T2>T1,升高温度平衡向正反应方向移动,水蒸气的含量增大,图象中温度越高,水蒸气的含量越低,图象与实际不相符,故D错误;
故选B。
03 考查浓度或物质的的量-时间图像
12.(2024·湖南邵阳·模拟预测)在某催化剂作用下双氧水分解:。向某容器中投入足量双氧水,测得双氧水浓度与反应时间关系如图所示。已知:双氧水浓度减小一半所用时间叫半衰期。下列叙述错误的是
A.温度升高,双氧水分解速率加快
B.反应速率:
C.ab段平均速率:
D.此条件下,双氧水半衰期与初始浓度成正比
【答案】D
【详解】A.温度升高,化学反应速率加快,双氧水分解速率加快,故A正确;
B.a点大,反应速率快,故B正确;
C.ab段平均速率,故C正确;
D.由题图可知,双氧水浓度减小一半所用时间均为20s,即双氧水半衰期为20s,与起始浓度无关,故D错误;
故选D。
13.(2024·湖南衡阳·模拟预测)室温下,某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等,同时发生以下两个反应:
①M+N = X+Y;②M+N = X+Z。
反应①的速率可表示为v1=k1c2(M),反应②的速率可表示为v2=k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图。下列说法错误的是
A.0~30 min时间段内,Y的平均反应速率为2.5×10-3 mol·L-1·min-1
B.反应开始后,体系中Y和Z的浓度之比保持不变
C.如果反应能进行到底,反应结束时37.5%的M转化为Z
D.反应①的活化能比反应②的活化能大
【答案】C
【详解】A.由图中数据可知,时,M、Z的浓度分别为0.300和0.125 ,则M的变化量为0.5-0.300 =0.200 ,其中转化为Y的变化量为0.200-0.125 =0.075 。因此,时间段内,Y的平均反应速率为 ,选项A正确;
B.由题中信息可知,反应①和反应②的速率之比为,Y和Z分别为反应①和反应②的产物,且两者与M的化学计量数相同(化学计量数均为1),因此反应开始后,体系中Y和Z的浓度之比等于 ,由于k1、k2为速率常数,故该比值保持不变,选项B正确;
C.由上述分析可知,体系中Y和Z的浓度之比为3:5,所以反应能进行到底时,c(Y)+c(Z)=△c(M)=0.5 mol/L,则c(Z)=,反应结束时M转化为Z的转化率为,选项C错误;
D.由图可知,30 min时△c(M)=0.5 mol/L-0.300 mol/L=0.2 mol/L,c(Z)=0.125 mol/L,则c(Y)=△c(M)- c(Z)=0.2 mol/L-0.125 mol/L=0.075 mol/L,则v(Y):v(Z)=0.075 mol/L:0.125 mol/L =3:5,即v(Y)<v(Z),v1<v2。反应的活化能越高,反应速率越慢,所以反应①的活化能大于反应②的活化能,选项D正确;
答案选C。
14.(2024·湖南衡阳·三模)TiO2+水解反应为TiO2++(x+1)H2OTiO2•xH2O↓+2H+。常温下,一定量TiOSO4溶于水溶液中c(H+)与时间关系如图所示。下列叙述错误的是
A.t2min时,正反应速率大于逆反应速率
B.其他条件不变,t3min时水解反应仍在进行
C.其他条件不变,通入NH3,TiO2+平衡水解率增大
D.t2~t3min内,TiO2+水解平均速率v(TiO2+)=mol•L-1•min-1
【答案】D
【详解】A.t2min时,还在增加,反应正向进行,正反应速率大于逆反应速率,A正确;
B.t3min时,反应达到平衡状态,正、逆反应仍在进行,只是速率相等,B正确;
C.其他条件不变,通入NH3和氢离子,促进平衡正向减小,TiO2+平衡水解率增大,C正确;
D.由反应式可知,t2~t3min内,TiO2+水解平均速率v(TiO2+)=mol•L-1•min-1,D错误;
故选D。
15.(2024·湖南·模拟预测)工业中采用双环戊二烯解聚法合成环戊二烯,反应为(g)2(g) ΔH。将3 mol双环戊二烯通入恒温、容积为1 L的恒容密闭容器中,分别在T1和T2温度下进行反应,起始压强分别为p1和p2,n(双环戊二烯)、n(环戊二烯)随时间t的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.T1>T2
B.ΔH>0
C.T2温度下,当容器总压强p=1.5p2时v正>v逆
D.与恒温相比,绝热条件下的平衡常数小
【答案】C
【详解】A.容器的体积为1L,随着反应的正向进行,n(双环戊二烯)逐浙减小,n(环戊二烯)逐浙增大,根据图像可知,0~1.5min,温度下,(双环戊二烯)(环戊二烯),温度下,1.5min时,n(双环戊二烯),则0~1.5min,(双环戊二烯),则(双环戊二稀)(双环戊二烯),因此,A正确;
B.由图像可知,温度下点处反应不一定处于平衡状态,因此达到平衡时,双环戊二烯转化的物质的量,温度下点处反应已经达到平衡,此时双环戊二稀转化的物质的量为1.5mol,说明升高温度平衡正向移动,即,B正确;
C.恒温、恒容条件下,压强之比等于气体物质的量之比,温度下,当容器总压强时,容器中气体总物质的量为4.5mol,设此时双环戊二烯转化了xmol,则,,由图像可知,此时反应处于平衡状态,,C错误;
D.该反应为吸热反应,温度越高,平衡常数越大,绝热条件下,随着反应的进行容器内温度逐渐降低,故绝热条件下的平衡常数小于恒温条件,D正确;
故选C。
16.(2025·湖南永州·模拟预测)分别向恒温恒压密闭容器Ⅰ(T1、p1)、容器Ⅱ(T2、p2)中充入1molC3H8(g)发生反应C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) >0,反应过程中c(C3H8)随时间t的变化曲线如图所示。已知:v=kc(C3H8),T1、T2时反应速率常数分别为k1、k2,v(x)=v(y),t1时容器Ⅱ达到化学平衡状态。下列说法正确的是
A.反应速率常数k1:k2=18:13
B.x点的活化分子数目多于z点
C.减小容器Ⅰ的压强,可使平衡时各组分的物质的量分数与容器Ⅱ中的相同
D.若容器Ⅱ初始充入1mol丙烷和5molAr,则平衡后,丙烷的转化率为75%
【答案】B
【详解】A.由分析可知,,k1:k2=13:11,A错误;
B.相同温度下,y点比z点大,,由,则,结合x点与z点相同,说明单位体积x点的活化分子数目多于z点,容器Ⅰ体积大于容器Ⅱ,则x点的活化分子数目多于z点,B正确;
C.从上述分析可知,,再减小容器Ⅰ的压强,反应平衡正移,压强影响容器Ⅰ平衡比容器Ⅱ正移程度大,>0,,温度影响容器Ⅰ平衡比容器Ⅱ正移程度大,故在容器Ⅰ、容器Ⅱ分别处于温度下,减小容器Ⅰ的压强,不可使平衡时各组分的物质的量分数与容器Ⅱ中的相同,C错误;
D.容器Ⅱ(T2、p2)初始1molC3H8(g),,则容器容积为1L,t1时达到化学平衡状态,,根据三段式分析计算,
,,解得;平衡时气体,;温度不变,不变,若丙烷的转化率为75%时,计算,,此时,,此时不是平衡状态,即平衡后,丙烷的转化率不等于75%,D错误。
17.(2025·湖南娄底·一模)已知现代工业采用绿色、环保型工艺制备氯乙烯的原理是:。在刚性密闭容器中充入、、,平衡时三种组分(和)的物质的量与温度的关系如图所示。下列叙述错误的是
A.曲线甲代表与T的关系 B.上述正反应在较低温度下能自发进行
C.a、b点的总物质的量之比为 D.a点对应的乙组分平衡转化率为
【答案】C
【详解】A.由于乙烯、氯乙烯的化学计量数相等且大于氯气,所以甲代表氯乙烯,乙代表乙烯,丙代表氯气,A正确;
B.上述正反应是放热反应(焓减)、熵减反应,在较低温度下能自发进行,B正确;
C.列三段式,a点乙烯和氯乙烯的物质的量相等,则,,总物质的量为;b点氯乙烯、氯气的物质的量相等,则,,总物质的量为,,C错误;
D.a点对应的乙稀转化率,D正确;
故答案选C。
18.(2024·湖南·模拟预测)研究之间的转化对控制大气污染具有重要意义,已知: 。如图所示,在恒容密闭容器中,反应温度为时,和随t变化曲线分别为Ⅰ、Ⅱ,改变温度到,随t变化为曲线Ⅲ。下列判断正确的是
A.反应速率
B.温度
C.升高温度,正向反应速率增加,逆向反应速率减小
D.温度和下,反应分别达到平衡时,前者小
【答案】B
【详解】A.升高温度,反应速率增大,达到平衡所需时间变短,根据图像,温度T2>T1,故反应速率,A错误;
B.升高温度,反应速率增大,达到平衡所需时间变短,根据图像,温度T2>T1,B正确;
C.升高温度,正、逆反应速率均增大,C错误;
D.该反应为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,所以温度和下,反应分别达到平衡时,前者大,D错误;
本题选B。
19.(2024·湖南邵阳·三模)汽车尾气净化反应为:、。向密闭容器中充入、,测得和的物质的量浓度与时间关系如图所示。下列说法正确的是
A.当体系中和浓度比不变时达到平衡状态
B.段反应速率
C.上述正反应在任何温度下都能自发进行
D.该温度下,上述反应的逆反应平衡常数
【答案】D
【详解】A.向密闭容器中充入、,发生反应:,反应过程中和浓度比是定值,当体系中和浓度比不变时,不能说明反应达到平衡状态,A错误;
B.由曲线与纵坐标交点可知,曲线abcde表示CO,曲线xyzw表示NO,根据化学方程式可知,,1—2s,可计算出y=0.25×10-3mol,则段反应速率,B错误;
C.根据反应可知ΔH<0,ΔS<0,当较低温度时满足,反应能自发进行,C错误;
D.曲线abcde表示CO,曲线xyzw表示NO,则该温度下,达到平衡时,c(CO)=2.7×10-3mol/L,c(NO)=0.1×10-3mol/L,c(N2)= ,c(CO2)=2c(N2)=0.9×10-3mol/L,上述反应的逆反应平衡常数,D正确;
故选D;
04 考查转化率(或百分含量)—时间—温度(或压强)图像的分析判断
20.(2025·湖南益阳·一模)羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂,能防止某些害虫和真菌的危害。在容积不变的密闭容器中,使CO与发生如下反应并达到平衡: △H,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.平衡常数:
B.正反应速率:
C.若将容器体积缩小至原来的一半,的转化率增大
D.反应温度为200℃时,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
【答案】B
【详解】A.由图可知,升高温度,的平衡转化率减小,说明平衡逆向移动,该反应为放热反应,平衡常数随着温度的升高而减小,则平衡常数:,A错误;
B.由图可知,b点的转化率小于平衡转化率,说明此时反应还没有平衡,则正反应速率:,B正确;
C.该反应是气体体积不变的反应,若将容器体积缩小至原来的一半,压强增大,平衡不发生移动,的转化率不变,C错误;
D.该反应是气体体积不变的反应,反应过程中容器内的压强是定值,当容器内压强不变时,不能说明反应达到平衡状态,D错误;
故选B。
21.(2025·湖南郴州·三模)催化剂的优劣决定了乙苯脱氢制取苯乙烯的经济性。在一定条件下的恒压密闭容器中,在某催化剂作用下发生反应 ,测得乙苯的平衡转化率及生成苯乙烯的选择性随温度变化如图所示。下列说法正确的是
A.曲线II表示的是生成苯乙烯的选择性
B.c点正反应速率小于逆反应速率
C.a点时,向容器中再充入一定量,乙苯的平衡转化率增大
D.实际生产中控制反应温度应高于
【答案】B
【详解】A.该反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,乙苯平衡转化率应随温度升高而增大,故曲线II随温度升高而上升,为平衡转化率; A错误;
B.曲线上的点均为平衡状态,c点在平衡曲线上方,高于该温度下乙苯的平衡转化率,说明逆向在进行,c点正反应速率小于逆反应速率,故B正确;
C.a点为平衡状态,恒压下充入乙苯,相当于等温等压下的等效平衡,乙苯的平衡转化率不变,C错误;
D.高于630℃时,转化率虽继续增大,但选择性持续下降,过高温度可能导致产率(转化率×选择性)降低且能耗增加,实际生产温度不宜高于630℃,D错误;
答案选B。
22.(2025·湖南长沙·二模)在1L恒容密闭容器中充入,发生反应:,反应相同时间,不同温度下的转化率如图所示。下列叙述正确的是
A.上述反应的产物总能量高于反应物总能量
B.a、b、c点对应的反应速率:(逆)(正)(逆)
C.在点体系中加入的平衡转化率增大
D.300℃时,该反应的平衡常数
【答案】D
【详解】A.根据图像,纵坐标从下至上依次减小,600℃之后,的转化率减小,说明升高温度平衡逆移,故正反应是放热反应,反应物总能量高于产物总能量,A项错误;
B.a、b点未平衡,温度升高逆反应速率增大,即vb(逆)>va(逆);c点达到平衡,正、逆反应速率相等,且温度高于b点,故vc(正)=vc(逆)>vb(逆) ,即vc(正)>vb(逆)>va(逆) ,B项错误;
C.恒温恒容下,再充入,相当于原平衡加压,平衡逆向移动,的平衡转化率减小,C项错误;
D.c点反应达平衡,平衡时=80%,可得c()=0. 2 mol·L-1,c(N2)=0.8 mol・L-1,c(H2)=1.6 mol・L-1 ,平衡常数K==,由于该反应正反应是放热反应,升高温度平衡常数减小,故300℃时平衡常数,D项正确;
故选D。
23.(2025·湖南·模拟预测)一碘甲烷(CH3I)热裂解可制取乙烯等低碳烯烃化工原料,CH3I热裂解时发生如下反应。
反应:
反应:
反应:
在500kPa条件下,起始投料1molCH3I(g),发生反应、、,反应温度对平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯物质的量分数的影响如图所示。
下列说法正确的是
A.温度较低时,可以使用合适的催化剂来提高反应中乙烯的平衡转化率
B.在上述条件下,随温度升高,反应、的平衡逆向移动
C.体系温度为715K,平衡时反应、消耗乙烯的物质的量之比为3:4
D.在500kPa、1000K条件下,若向平衡体系中再通入1molCH3I(g),重新达到平衡后,分压增大
【答案】C
【详解】A.催化剂不能使平衡移动,A错误;
B.如图所示当温度低于800K时,随着温度的升高,C3H6的含量增大,反应Ⅱ的平衡正向移动(CH3I不断转化成乙烯,而乙烯又生成C3H6(主导因素)),温度高于800K时,随着温度的升高,C3H6的含量减小,反应Ⅱ的平衡逆向移动(温度为主导因素),低温下,C4H8的含量随着温度升高增大,反应Ⅲ的平衡正向移动(CH3I不断转化成乙烯,而乙烯又生成C4H8(主导因素)),随着温度继续升高,C4H8的含量减小,平衡逆向移动(温度为主导因素),B错误;
C.设715K条件下达到平衡时,乙烯的物质的量为x mol,则n(C3H6)= n(C4H8)=2x mol,根据反应Ⅱ、Ⅲ的化学方程式可知,反应Ⅱ、Ⅲ消耗乙烯的物质的量分别为3x和4x,即物质的量之比为3:4,C正确;
D.恒压条件下,与题干初始投料相同,达到平衡后,各组分的百分数相同,故分压不变,D错误;
故答案选C。
24.(2025·湖南永州·模拟预测)SCl2可用作有机合成的氯化剂。在体积为的密闭容器中充入0.2mol SCl2,发生反应:2SCl2 (g)S2Cl2 (g) +Cl2(g),图中所示曲线分别表示反应在时和平衡时SCl2的转化率与温度的关系。下列说法正确的是
A.2SCl2 (g)S2Cl2 (g) +Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0
B.55OC,从0~10min,以S2Cl2表示反应的平均速率为0.0050mol·L-1·min-1
C.当容器中混合气体的平均相对分子质量恒定不变时,反应达到平衡状态
D.82℃,若起始时在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各0.1mol,则此时v(逆)>v(正)
【答案】A
【详解】A.由图可知,升高温度,的平衡转化率增大,则正反应为吸热反应,,且正反应可自发进行,说明,则,A项正确;
B.,从,以表示反应的平均速率为,B项错误;
C.反应过程中气体的总质量不变,该反应为气体分子数不变的反应,则该反应中混合气体的总物质的量不变,混合气体的摩尔质量始终不变,则平均相对分子质量恒定不变,故当容器中混合气体的平均相对分子质量恒定不变时,不能说明反应达到平衡状态,C项错误;
D.82℃下,反应达平衡时,的转化率为90%,则达平衡时,c()==,c()=c()==0.045mol/L,该反应的平衡常数K==20.25,若起始时在该密闭容器中充入和各,则Qc==1<K,则平衡正向移动,v(逆)<v(正),D项错误;
答案选A。
25.(2025·湖南·三模)向2L的密闭容器中加入1mol和1mol,发生如下两个反应:
反应Ⅰ: ;
反应Ⅱ: 。
不同温度下的平衡转化率、CO的选择性和的选择性如图所示(选择性指生成CO或占消耗总量的百分比)。下列相关说法正确的是
A.曲线a表示的平衡转化率
B.选择适宜的催化剂可以提高平衡体系中的选择性
C.300℃时,反应Ⅱ的平衡常数K≈0.173
D.随着温度的升高,容器内逐渐减小
【答案】C
【详解】A.反应I为放热反应,升温平衡逆向移动,反应II为吸热反应,升温平衡正向移动,则题图中曲线a表示CO的选择性,c表示的选择性,则曲线b表示的转化率,A项错误;
B.催化剂不影响平衡,B项错误;
C.300℃时,的转化率为30%,CO的选择性为70%,的选择性为30%,结合化学计量数可知,此时,,,, ,反应Ⅱ反应前后气体的化学计量数之和不变,故可以用物质的量代替浓度计算化学平衡常数,则反应Ⅱ的平衡常数,C项正确;
D.随着温度的升高,以反应Ⅱ为主,容器内逐渐增大,D项错误;
故选C。
26.(2025·湖南邵阳·二模)燃油汽车尾气中含有和等有毒气体,某研究小组用新型催化剂对、在不同条件下的催化转化进行研究,反应原理为: 。在密闭容器中充入和,平衡时的体积分数随温度、压强的变化关系如图。下列说法错误的是
A.点的平衡转化率约为57.1%
B.a点和点的反应速率可能相同
C.若在点扩大容器体积并加热,可能达到点状态
D.恒温恒容条件下,向b点平衡体系中再充入1mol和,重新达到平衡后,与点状态相比,NO的体积分数将减小
【答案】C
【详解】A.c点NO体积分数为25%,设转化的NO为amol:
则总的物质的量为(4-0.5a)mol,mol,则CO的平衡转化率为≈57.1%,故A正确;
B.该反应为气体体积减小的放热反应,压强相同时,温度越高,平衡时NO的体积分数越大,则T1>T2,d点温度低但压强大,a点温度高但压强小,则d点的反应速率可能等于a点,故B正确:
C.由B分析可知,e点温度高于c,则e点加热不会达到c点,故C错误;
D.恒温恒压条件下,向b点平衡体系中再充入1mol NO和1mol CO,等效于对原平衡加压,重新达到平衡后,NO的体积分数减小,故D正确;
故选:C。
27.(2025·湖南湘潭·模拟预测)在恒容密闭容器中充入和,发生反应,实验测得在不同温度下达到平衡时,各组分的物质的量(n)的变化如图所示。下列说法错误的是
A.该反应的反应物总能量小于生成物总能量
B.a为的物质的量随温度的变化曲线
C.加入高效催化剂,的平衡转化率不变
D.向M点的体系中再充入和,再次平衡后,的百分含量增大
【答案】D
【详解】A.由图可知,升高温度,H2O(g)的物质的量增大,反应正向移动,说明正反应是吸热反应,反应的反应物总能量小于生成物总能量,A正确;
B.由图可知,随温度升高,氢气的物质的量减小,则H2O(g)的物质的量增加,BaS的物质的量也增加,但总体增大量为H2O(g)改变量的,则a为的物质的量随温度的变化曲线,B正确;
C.加入高效催化剂,反应速率增大,但平衡不发生移动,的平衡转化率不变,C正确;
D.该反应是气体体积不变的反应,向M点的体系中再充入和,是固体,H2的浓度增大,等效于增大压强,平衡不发生移动,的百分含量不变,D错误;
故选D。
05 考查恒温线或恒压线图像的分析判断
28.一定条件下,与反应生成:。在密闭容器中加入、,发生上述反应,测得平衡体系中的物质的量分数在不同压强、温度下的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.该反应的
B.压强:
C.平衡常数:
D.正反应速率:
【答案】C
【详解】A.根据分析可知,,A正确;
B.根据分析可知,压强:,B正确;
C.平衡常数是温度函数,e、b、f压强相同温度不同,升高温度,甲醇的体积分数依次减小,平衡逆向移动,平衡常数减小,故平衡常数:,C错误;
D.a、b、c温度相同压强不同,压强增大,速率加快,故,D正确;
故选C。
29.(2025·湖南岳阳·一模)在体积分别为和的两个恒容密闭容器中,均充入和,光照条件下发生反应,测得的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.
B.此反应仅在低温下可自发进行
C.时,若,则反应平衡常数
D.其他条件不变,增大投料比投料,平衡后可提高转化率
【答案】C
【详解】A.该反应正反应方向气体分子数增加,相同起始量,容器体积小,压强大,的平衡转化率小,故,A错误;
B.根据图示,温度升高,的平衡转化率减小,说明该反应正反应方向放热,正反应方向气体分子数增加,,根据反应自发进行,可知此反应在任何温度下均可自发进行,B错误;
C.时,若,的平衡转化率为60%,反应1.2mol,余下0.8mol,反应0.6mol,余下0.4mol,生成各1.2mol,、、的浓度分别为0.4mol/L、0.2mol/L、0.6 mol/L、0.6 mol/L,反应平衡常数,C正确;
D.其他条件不变,增大投料比投料,平衡后可提高氧气的转化率,的转化率降低,D错误;
故选C。
30.(24-25高二上·湖南·开学考)已知制备光气的反应为,将等物质的量的和充入密闭容器中,平衡体系中,平衡混合物的平均摩尔质量在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.温度:
B.平衡常数:
C.的平衡转化率:
D.点时,若,则CO的平衡转化率为
【答案】C
【详解】A. ,升高温度,平衡左移,增大,减小,,A错误;
B.两点温度相同,平衡常数相同,,升高温度,平衡左移,平衡常数减小,则Kb<Kc,B错误;
C.越大,混合气体中的含量越高,反应物的转化率越大,的平衡转化率:,C正确;
D.CO与等物质的量混合,设起始时,设CO转化了,则,解得,即CO的转化率为,D错误;
故选:C。
31.(2024·湖南长沙·调研)纳米二氧化钛催化剂可用于工业上合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH,按投料比。将H2与CO充入V L恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应,测得CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列说法错误的是
A.ΔH<0,P1>P2>P3
B.达到平衡后,再按照加入气体,平衡后CO的体积分数减小
C.恒温恒容下,向M点容器中再加入2mol CH3OH、3molCO,则平衡移动
D.T1℃、P3压强下,Q点对应的v正>v逆
【答案】C
【详解】A.由图可知,随温度升高,CO的平衡转化率下降,平衡逆向移动;温度升高,平衡向吸热反应方向移动,逆反应为吸热反应,则正向为放热反应,ΔH<0。正反应为气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,则压强:P1>P2>P3,正确,A不符合题意;
B.平衡后按照加入气体,反应物浓度增大,恒容密闭容器内压强也增大,平衡正向移动,则平衡后CO的转化率大于原平衡,故达到新平衡后CO的体积分数减小,正确,B不符合题意;
C.设初始加入2xmol和xmolCO,M点CO转化率为40%,可列三段式:
可得平衡常数。加入2mol、3mol CO后,浓度商,则平衡不发生移动,错误,C符合题意;
D.T1℃、P3压强下M点为平衡状态,Q点转化率低于平衡转化率,则反应正向进行,,正确,D不符合题意;
答案选C。
32.(2024·湖南娄底·模拟预测)以为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
I.
II.
III.
不同压强下,按照投料,实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。
下列说法错误的是
A.纵坐标表示CO2平衡转化率的是图乙
B.压强由大到小的顺序为
C.图乙中T1温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是T1时以反应Ⅲ为主,反应Ⅲ前后分子数相等,压强改变对平衡没有影响
D.同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,应选择的反应条件为高温和低压
【答案】D
【详解】A.反应Ⅰ和Ⅱ为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则的平衡产率减少,所以图甲纵坐标表示的平衡产率,图乙中,开始升高温度,由于反应Ⅰ和Ⅱ为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,的平衡转化率降低,反应Ⅲ为吸热反应,升高温度反应Ⅲ向正反应方向移动,升高一定温度后以反应Ⅲ为主,的平衡转化率又升高,所以图乙纵坐标表示的平衡转化率,A正确;
B.反应Ⅰ和Ⅱ是气体体积减小的反应,压强增大,反应Ⅰ和Ⅱ平衡正向移动,反应Ⅲ气体体积不变化,压强增大,平衡不移动,故压强增大的平衡产率增大,根据图示,压强大小关系为:,B正确;
C.温度升高,反应Ⅰ和Ⅱ平衡逆向移动,反应Ⅲ向正反应方向移动,所以温度时,三条曲线交与一点的原因为:时以反应Ⅲ为主,反应Ⅲ前后分子数相等,压强改变对平衡没有影响,C正确;
D.根据图示可知,温度越低,的平衡转化率越大,的平衡产率越大,压强越大,的平衡转化率越大,的平衡产率越大,所以选择低温和高压,D错误;
故选D。
06 考查组分含量、浓度或物质的量与温度的关系图像的分析判断
33.(2024·湖南娄底·模拟预测)在2L恒容密闭容器中充入2mol X和1mol Y发生反应 ,反应过程持续升高温度,测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示,下列推断正确的是
A.Q点时,Y的转化率最大
B.W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率
C.升高温度,平衡常数增大
D.平衡时充入Z,达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大
【答案】A
【详解】A.曲线上最低点Q为平衡点,Q点之后,升高温度平衡向逆反应移动,Y的转化率减小,所以Q点时,Y的转化率最大,A正确;
B.W点对应的温度低于M点对应的温度,温度越高,反应速率越高,所以W点X的正反应速率小于M点X的正反应速率,B错误;
C.正反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,C错误;
D.恒容密闭容器中进行的反应,平衡时充入Z,不影响反应中各物质的分压,平衡不移动,所以Z的体积分数不变,故D错误;
故选A。
34.恒温密闭容器中,发生反应:2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g) △H<0。若按照n(CO2):n(H2)=1:3的投料比充入容器,测得平衡时n(H2)和n(H2O)随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A.L线表示平衡时n(H2O)随温度的变化
B.由图可知、温度升高,正反应速率减小,逆反应速率增大
C.x=5.16mol
D.在等温相同体积下,通入1molCO2、3molH2与通入2molCO2、6molH2达到平衡时,C2H4的体积分数一样
【答案】C
【详解】A.反应正向放热,升高温度,平衡逆向移动,n(H2)增大,n(H2O)减小,故L线表示平衡时n(H2)随温度的变化,M线表示平衡时n(H2O)随温度的变化,故A错误;
B.温度升高,正逆反应速率均加快,故B错误;
C.393K时,n(H2)=4.2mol,n(H2O)=5.8mol,升高温度,平衡逆向移动,a点时n(H2)=n(H2O),设由393K升高为460K时,水的反应量为k mol,由关系式可知6H2~4H2O,则4.2+1.5k=5.8-k,解得k=0.64mol,x=5.16mol,故C正确;
D.在等温相同体积下,通入2mol CO2、6mol H2达到平衡相当于对通入1mol CO2、3mol H2平衡时加压,反应正向气体分子数减小,加压,平衡正向移动C2H4的体积分数增大,故D错误;
故选C。
35.(2024·湖南邵阳·二模)一定条件下,1-苯基丙炔可与发生催化加成,反应如下:
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知:反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应),下列说法错误的是
A.稳定性:产物Ⅱ>产物Ⅰ
B.反应活化能:反应Ⅰ>反应Ⅱ
C.反应至70min后,分离可获得较高产率的产物Ⅱ
D.增加HCl浓度,平衡时产物Ⅱ和产物Ⅰ的比例不变
【答案】B
【详解】A.反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应,反应Ⅱ=反应Ⅰ+反应Ⅲ,因此反应Ⅱ的比反应Ⅰ更小,产物Ⅱ的能量比产物Ⅰ低,即稳定性:产物Ⅱ>产物Ⅰ,故A正确;
B.反应所需的活化能越小,反应速率越快,相同时间内所占比例越大,根据图知,短时间内,反应Ⅰ的占比远远大于反应Ⅱ,说明反应Ⅰ的速率远远大于反应Ⅱ,则所需活化能反应Ⅰ<反应Ⅱ,故B错误;
C.由图可知,反应至70min后,产物Ⅱ的产比远高于产物Ⅰ,此时分离可获得较高产率的产物Ⅱ,故C正确;
D.由于存在产物Ⅰ与产物Ⅱ之间的可逆反应,其K值与氯化氢含量无关,因此比值不会随着HCl的含量的改变而改变,故D正确;
故选B。
36.(2024·湖南湘西·调研)合成气(CO与混合气体)在生产中有重要应用。铁基氧载体可以实现与重整制备合成气,过程如图1.不同温度下,氧化室中气体的体积分数如图2.
下列说法不正确的是
A.氧化室中的主要反应为
B.由图1可知,若实现循环,理论上所得合成气中
C.500~650℃时,氧化室中比CO更易发生副反应
D.该方法既可制备有价值的合成气,又可减少温室气体的排放
【答案】C
【详解】A.由图可知,氧化室中 和反应生成CO、H2和FeO,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:,A正确;
B.由图可知,还原室中FeO和CO2反应生成和CO,根据得失电子守恒和原子守恒配平化学方程式为:,氧化室中发生反应:,若实现循环,说明生成的FeO和消耗的FeO相等,则合成气中,B正确;
C.氧化室中发生反应:,由图可知,500~650℃时,H2的体积分数大于CO的2倍,说明氧化室中CO比更易发生副反应;
D.该过程中可以实现与重整制备合成气,可减少温室气体的排放,D正确;
故选C。
37.逆水煤气变换体系中存在以下两个反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
在恒压条件下,按投料比进行反应,含碳物质的平衡体积分数随温度的变化如图所示。下列说法错误的是
A.,
B.反应的
C.点反应I的平衡常数
D.点的压强是的2倍
【答案】D
【详解】A.随着温度的升高,甲烷平衡含量减小、一氧化碳平衡含量增大,则说明随着温度升高,反应Ⅱ逆向移动、反应Ⅰ正向移动,则反应Ⅱ为放热反应,、反应Ⅰ为吸热反应,,故A正确;
B.反应Ⅱ-反应Ⅰ可得,则,故B正确;
C.M点没有甲烷产物,且二氧化碳、一氧化碳含量相等,投料,则此时反应Ⅰ平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量相等,反应Ⅰ的平衡常数K==1,故C正确;
D.N点一氧化碳、甲烷物质的量相等,结合反应方程式、 的系数可知,生成H2O(g)的总的物质的量为的3倍,的压强是的3倍,故D错误;
故选D。
38.(2024·湖南长沙·三模)工业上用与为原料制备,涉及的反应如下:
反应I:
反应Ⅱ:
一定条件下,分解产生的体积分数的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是
A.
B.保持恒温恒压下充入氦气,的平衡转化率增大
C.工业上一般控制反应温度高于,其原因是低于时,浓度较小,速率较慢
D.某温度下若完全分解为,在密闭容器中投入和反应,当的体积分数为时,的转化率为
【答案】D
【详解】A.由图可知,升高温度,的体积分数增大,CH4的平衡转化率减小,说明反应I的平衡向正反应方向移动,该反应为吸热反应,,说明反应Ⅱ逆向移动,反应Ⅱ是放热反应,ΔH2<0,故A正确;
B.反应Ⅰ为气体体积增大的反应,反应Ⅱ为气体体积不变的反应,恒温恒压下充入氦气,导致容器的体积增大,相当于减小压强,对于反应Ⅰ平衡向正反应方向移动,浓度增大,则反应Ⅱ正向移动,的平衡转化率增大,故B正确;
C.由图可知,在600℃时甲烷平衡转化率高达99%,低于600℃时,S2浓度明显偏小,使得反应Ⅱ的反应速率变慢,故C正确;
D.在密闭容器中,n(S2):n(CH4)=2:1开始反应,设CH4的起始物质的量为a,转化的物质的量为x,即:
CS2的体积分数为10%,即,解得x=0.3a,则CH4的转化率为30%,故D错误;
故答案选D。
1.(2025·湖南张家界·三模)在某密闭容器中充入等物质的量的和,发生反应,该反应的速率方程,其中k为速率常数,已知速率常数与反应活化能(,单位为)、温度(T,单位为K)的关系式为(R、C为常数),与催化剂、的关系如图所示。下列说法正确的是
A.降低温度会导致速率常数k增大
B.催化剂A的催化效果比催化剂B的好
C.使用催化剂B时,活化能Ea的范围:
D.依据反应体系中体积分数不变,可确定该反应达到化学平衡状态
【答案】C
【详解】A.根据关系式,降低温度T减小, 增大,Ea为正值,则-Rlnk增大,即lnk减小,k减小,A错误;
B.相同温度(相同)时,催化剂B对应的-Rlnk更小,即lnk更大,k更大,反应速率更快,催化效果更好,B错误;
C.图像中-Rlnk与呈线性关系,斜率为Ea。催化剂B直线取=0.9×10-2 K-1时,-Rlnk≈1.5,斜率Ea在200kJ/mol= =150 kJ/mol,结合图像趋势,Ea的范围为150 kJ/mol < Ea < 200 kJ/mol,C正确;
D.初始SO2和Cl2等物质的量,反应中按1:1消耗,平衡时SO2体积分数= ,始终不变,不能判断平衡,D错误;
故选C。
2.(2025·湖南·二模)将HCl和O2分别以不同的起始流速通入一定体积的反应器中,发生反应:,在T1、T2、T3温度下反应,通过检测流出的气体成分绘制HCl转化率(α)曲线,如图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。下列说法错误的是
A.T1>T2>T3
B.该反应在低温下可自发进行
C.加入高效催化剂或升温可提高M点转化率
D.若通气1 h,则N点氯气的物质的量为0.092 mol
【答案】D
【详解】A.P点以后,流速较高,反应未达平衡状态。温度越高,反应速率越快,单位时间内氯化氢的转化率越高。在P点后,同一流速下,T1温度下的氯化氢的转化率最大;T3温度下的氯化氢的转化率最小,说明温度:T1>T2>T3,A正确;
B.根据题给信息,较低流速下转化率近似为平衡转化率,在较低流速时,T3转化率最大,T1转化率最小,温度:T1>T2>T3,则此反应是放热反应,并且△S<0,根据△G=△H-T△S<0是自发进行,所以此反应必须在低温下才能自发进行,B正确;
C.M点未达到平衡状态,使用高效催化剂或升高温度,可以增大反应速率,使M点HCl的转化率增加,故加入高效催化剂或升温可提高M点转化率,C正确;
D.N点HCl流速0.16 mol/h,1 h通入HCl的物质的量为n(HCl)=0.16 mol/h ×1 h=0.16 mol,α=70%,反应的HCl的物质的量为n(HCl)消耗=0.16 mol×70%=0.112 mol,根据反应转化关系可知反应生成Cl2的物质的量为n(Cl2)=n(HCl) 消耗=×0.112 mol=0.056 mol<0.092 mol,D错误;
故合理选项是D。
3.(2025·湖南·三模)酯类物质通过催化加氢可以生成醇。如乙酸甲酯催化加氢制备乙醇反应如下:
主反应:
副反应:
将的混合气体以一定流速通入装有催化剂的反应管,测得转化率、选择性、选择性[]随温度的变化如图所示。
下列说法错误的是
A.时的转化率增大是因为温度升高,主、副反应的反应速率增大
B.时有,说明还有其他副反应发生
C.利用制备乙醇最适宜的温度为
D.时的转化率减小可能是因为温度升高,催化剂活性减弱
【答案】A
【详解】A.从图中可以看出温度升高,的转化率增大快,但的转化率增大明显放缓,故催化剂的效果对两个反应的速率影响大,A错误;
B.时,根据两种物质的选择性计算方法,若,说明有消耗,但是没有产生或,还有其他副反应发生,B正确;
C.根据的选择性最大,的选择性小,且的转化率大的原则,从图可知最适宜的温度为,C正确;
D.催化剂有适宜的温度,时的转化率减小可能是因为温度升高,催化剂活性减弱,D正确;
故答案选A。
4.(2024·湖南·调研)逆水气变换反应: 。一定压力下,按投料,、温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为,、温度时反应速率常数k分别为、。下列说法错误的是
A.
B.、温度下达平衡时反应速率的比值:
C.温度不变,仅改变体系初始压力,反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变
D.温度下,改变初始投料比例,不能使平衡时各组分摩尔分数与温度时相同
【答案】C
【详解】A.根据分析,比反应速率快,反应速率常数与温度有关,结合反应速率方程知,故A正确;
B.反应的速率方程为,则,温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于温度下平衡时的,即,则,故B正确;
C.温度不变,仅改变体系初始压力,虽然平衡不移动,但反应物的浓度改变,反应速率改变,反应达到平衡的时间改变,反应物摩尔分数随时间的变化曲线改变,故C错误;
D.温度下,改变初始投料比,相当于改变某一反应物的浓度,达到平衡时和的摩尔分数不可能相等,故不能使平衡时各组分摩尔分数与温度时相同,故D正确;
选C。
5.(2025·湖南长沙·二模)二氧化碳加氢制甲醇过程中的主要反应(忽略其他副反应)如下:
反应①:
反应②:
恒压下,按投料比充入密闭容器中,达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A.
B.图中X、Y分别代表CO、
C.250℃时,反应②的平衡常数
D.某温度下,容器内混合气体的密度不再改变时已达平衡状态
【答案】B
【详解】A.反应①的产物甲醇(Y)的物质的量分数随温度升高而降低,说明升温平衡逆向移动,逆向为吸热反应,故正向,A正确;
B.根据,Z的物质的量分数等于Y与X之和,可确定Z为;X随温度升高而增大(反应②吸热,CO增多),故X为CO;Y随温度升高而减小(反应①放热,甲醇减少),故Y为;则X、Y分别代表CO、,B错误;
C.250℃时,反应②的,由图可知,计算得<1,C正确;
D.恒压下,ρ=m/V,总质量m不变,反应①导致气体总物质的量n减小,V随n减小而减小,故ρ为变量,密度不变时达平衡,D正确;
故选B。
6.(2025·湖南·模拟预测)在水溶液中,CN-与M2+、M3+两种金属离子发生配位反应,形成配离子的通式为,下列直线①、②依次表示M2+、M3+分别与CN-反应达到平衡时与的关系。
下列说法错误的是
A.直线①对应的配离子的化学式为
B.若相关离子浓度如N点所示,直线②对应配离子的解离速率大于生成速率
C.M3+与CN-发生配位反应的平衡常数
D.M2+、M3+与CN-发生配位反应,平衡时溶液中M2+、M3+有0.001%未转化,则两溶液中CN-的平衡浓度:①<②
【答案】B
【分析】解离平衡反应①、写出其平衡常数,两边同时取对数并整得理,,则对应的图像为①直线,其斜率为n;同理反应②进行类似处理得,,对应的图像为②直线,斜率为n。两反应n不同,据此解题。
【详解】A.,,根据直线①上的点(1,-22)、(3,-14),代入表达式,求得直线斜率为n=4,根据电荷守恒,m=n-2=2,直线①对应的配离子的化学式为,A正确;
B.直线上的点代表平衡状态,N点在直线②的上方,在不变,即不变的情况下,N点的相比平衡时偏大,即偏大,则此时Q>K2, ,则平衡会向左移动,所以N点所示,直线②对应配离子的解离速率小于生成速率,B错误;
C.直线②上有点(1,-29),、(2,-23),代入关系式,解得,M3+与CN-发生配位反应的平衡常数,C正确;
D.M2+、M3+与CN-发生配位反应,平衡时溶液中M2+、M3+有0.001%未转化,则约为10-5,即纵坐标值为-5,观察图像可知两溶液中CN-的平衡浓度:①<②,D项正确;
故答案选B。
7.(2025·湖南·一模)乙烷催化裂解制备乙烯和氢气的反应式为C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH,工业上在裂解过程中可以实现边反应边分离出生成的氢气。在不同温度下,1.0molC2H6(g)在恒容密闭容器中发生该反应。H2的移出率α不同时,乙烷的平衡转化率与温度的关系如图所示。
已知:
下列说法错误的是
A.由图可知:α1>α2>α3
B.该反应在高温可以自发进行
C.α2=50%,则A点体系中乙烯的体积分数约为60%
D.若恒温恒压条件下向体系中充入适量水蒸气,可提高C2H6转化率
【答案】C
【详解】A.分离出氢气会促进平衡正向移动,从而提高乙烷的转化率,因此氢气的移出率越高,乙烷的平衡转化率越大,则,A正确;
B.由图可知,相同的H2的移出率,温度升高,乙烷的平衡转化率升高,平衡正向移动,故为吸热反应,正反应为气体体积增大反应,即熵增反应,,反应自发要求,则该反应在高温可以自发进行,B正确;
C.乙烷的起始量为1mol,A点乙烷的平衡转化率为60%,结合已知条件列三段式:,,则此时体系内剩余氢气的物质的量为0.6×(1-50%)=0.3,A点体系中乙烯的体积分数约为,C错误;
D.若恒温恒压条件下向体系中充入适量水蒸气,相当于增加体积,压强减小,平衡正向移动,可提高C2H6转化率,D正确;
故选C。
8.向容器中充入和,发生反应,测得反应在不同压强、不同温度下,平衡混合物中体积分数如图Ⅰ所示,测得反应时逆反应速率与容器中关系如图Ⅱ所示。下列说法正确的是
A.
B.
C.
D.图Ⅱ中当x点平衡体系升高至某一温度时,反应可重新达平衡状态,新平衡点可能是d
【答案】D
【详解】A.根据图1可知升高温度甲醇的含量降低,说明温度升高平衡逆向进行,反应为放热反应,,A错误;
B.正反应体积减小,温度不变时增大压强平衡正向进行,甲醇含量增大,所以,B错误;
C.升高温度,平衡向逆反应方向移动,化学平衡常数减小,由图可知,反应温度:B>A>C,则A、B、C三点对应的平衡常数K(A)、K(B)、K(C)由大到小的顺序排列为K(C)>K(A)>K(B),C错误;
D.升高温度,正、逆反均应速率增大,反应为放热反应,平衡向逆反应方向移动,甲醇的浓度减小,则新平衡点可能是图中d点,D正确;
故答案为D。
9.工业上生产CO是由焦炭和CO2在高温反应而得。现将焦炭和CO2放入体积为2L的刚性密闭容器中,高温下进行下列反应:C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH=QkJ·mol-1。图为CO2、CO的物质的量n随时间t的变化关系图。下列说法正确的是
A.0~1min,v(CO)=1mol·L-1·min-1;1~3min时,v正(CO)=v逆(CO2)
B.当容器内的气体密度(ρ)不变时,反应一定达到平衡状态,且<1
C.5min时再充入一定量的CO,a、d曲线分别表示n(CO)、n(CO2)的变化
D.3min时温度由T1升高到T2,则Q>0,再达平衡时≈4.7
【答案】D
【详解】A.由图可知,0~1min,一氧化碳物质的量增加2mol,则反应速率;1~3min时,平衡不移动,反应速率之比等于化学计量数之比,则,故A错误;
B.该反应反应前后质量发生变化,体积不变,则其密度为变量,当容器内气体的密度不变时,说明反应达到平衡状态;根据知,体积不变,反应达到平衡时,气体的质量增大,则平衡时气体的密度大于起始时气体的密度,则,故B错误;
C.5min时再充入一定量的CO,CO的物质的量瞬间增大,平衡逆向移动,CO的物质的量又逐渐减小,5min时CO2浓度不变,平衡逆向移动,CO2的物质的量逐渐增大,则b表示n(CO2)的变化,c或d表示n(CO)的变化,故C错误;
D.由图可知,3min时升高温度,一氧化碳增多,说明反应是吸热反应,T1温度平衡,一氧化碳物质的量为2mol,二氧化碳物质的量为7mol;平衡常数,T2温度平衡,一氧化碳物质的量为4mol,二氧化碳物质的量为6mol,平衡常数,则,故D正确;
答案选D。
10.以、为原料合成涉及的主要反应如下:
①
②
的平衡转化率()、的选择性()随温度、压强变化如下:
已知:
下列分析不正确的是
A.
B.400℃左右,体系发生的反应主要是②
C.由图可知,,
D.初始、,平衡后、,若只发生①、②,则的平衡转化率为24%
【答案】D
【详解】A.反应①的正反应为气体体积减小的方向,反应②反应前后气体体积不变,故增大压强,反应①正向移动,CO2的转化率增大,反应②不移动,因此 P1>P2,A正确;
B.400℃时,由图可以看出, CH3OH 的选择性趋近为0,意味着转化为CH3OH的CO2为0,因此此时体系发生的反应主要是②,B正确;
C.由图看出,随着温度升高,的选择性()逐渐降低,反应①向逆方向进行,因此正反应<0;同时,随着温度升高,前期的平衡转化率()逐渐降低,此阶段体系发生的反应主要是反应①,后期的平衡转化率()逐渐升高,此阶段体系发生的反应主要是反应②,因此>0,C正确;
D .平衡后,根据CO2的平衡转化率为30%,得出两个反应共消耗0.3mol CO2,又因为可知0.3mol CO2中有80%发生反应①转化为CH3OH,而0.3mol CO2中有20%发生反应②转化为CO,根据三段式可得:
,
两个反应中氢气的转化总量为0.78mol,所以氢气的转化率=,D错误;
故答案为:D。
1.(2024·湖南·高考真题)恒压下,向某密闭容器中充入一定量的和,发生如下反应:
主反应:
副反应:
在不同温度下,反应达到平衡时,测得两种含碳产物的分布分数随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A.投料比x代表
B.曲线c代表乙酸的分布分数
C.,
D.L、M、N三点的平衡常数:
【答案】D
【详解】A.根据分析可知,投料比x代表,故A错误;
B.根据分析可知,曲线c表示CH3COOCH3分布分数,故B错误;
C.甲醇与一氧化碳的反应为熵减反应,若反应为吸热,则任何条件下都不能自发,所以甲醇和一氧化碳的反应为放热反应,则ΔH1<0;当同一投料比时,观察可知T1时大于T2时,由T2>T1可知,温度越高则越小,说明温度升高副反应的平衡逆向移动,,故C错误;
D.L、M、N三点对应副反应,且,升高温度平衡逆向移动,,故D正确;
故答案选D。
2.(2023·湖南·高考真题)向一恒容密闭容器中加入和一定量的,发生反应:。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.
B.反应速率:
C.点a、b、c对应的平衡常数:
D.反应温度为,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
【答案】B
【详解】A.一定条件下,增大水的浓度,能提高CH4的转化率,即x值越小,CH4的转化率越大,则,故A正确;
B.b点和c点温度相同,CH4的起始物质的量都为1mol,b点x值小于c点,则b点加水多,反应物浓度大,平衡正向移动,甲烷的转化率增大,生成物的浓度增大,则在相同温度下反应速率:,故B错误;
C.由图像可知,x一定时,温度升高CH4的平衡转化率增大,说明正反应为吸热反应,温度升高平衡正向移动,K增大;温度相同,K不变,则点a、b、c对应的平衡常数:,故C正确;
D.该反应为气体分子数增大的反应,反应进行时压强发生改变,所以温度一定时,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态,故D正确;
答案选B。
3.(2022·湖南·高考真题)向体积均为1L的两恒容容器中分别充入和发生反应:,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. B.气体的总物质的量:
C.a点平衡常数: D.反应速率:
【答案】BC
【详解】A.甲容器在绝热条件下,随着反应的进行,压强先增大后减小,根据理想气体状态方程PV=nRT可知,刚开始压强增大的原因是因为容器温度升高,则说明上述反应过程放热,即<0,故A错误;
B.根据A项分析可知,上述密闭溶液中的反应为放热反应,图中a点和c点的压强相等,因甲容器为绝热过程,乙容器为恒温过程,若两者气体物质的量相等,则甲容器压强大于乙容器压强,则说明甲容器中气体的总物质的量此时相比乙容器在减小即气体总物质的量:na<nc,故B正确;
C.a点为平衡点,此时容器的总压为p,根据理想气体状态方程PV=nRT可知,在恒容条件下进行,气体的物质的量之比等于整体之比,根据A项分析可知,绝热条件下,反应到平衡状态放热,所以Ta>T始,压强:Pa=P始,则na<n始,可设Y转化的物质的量浓度为xmol∙L−1,则列出三段式如下:,则有<,计算得到x>0.75,那么化学平衡常数K=>,故C正确;
D.根据图象可知,甲容器达到平衡的时间短,温度高,所以达到平衡的速率相对乙容器的快,即Va正>Vb正,故D错误。
综上所述,答案为BC。
4.(2025·山东·高考真题)在恒容密闭容器中,热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知:温度时,完全分解;体系中气相产物在、温度时的分压分别为、。下列说法错误的是
A.a线所示物种为固相产物
B.温度时,向容器中通入,气相产物分压仍为
C.小于温度时热解反应的平衡常数
D.温度时、向容器中加入b线所示物种,重新达平衡时逆反应速率增大
【答案】D
【分析】热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物,则其分解产物为和,其分解的化学方程式为,根据图数据分析可知,a线代表,b线代表,c线代表。由各线的走势可知,该反应为吸热反应,温度升高,化学平衡正向移动。
【详解】A.a线所示物种为,固相产物,A正确;
B.温度时,向容器中通入,恒容密闭容器的体积不变,各组分的浓度不变,化学平衡不发生移动,虽然总压变大,但是气相产物分压不变,仍为,B正确;
C.T2时Na2SiF6完全反应,气体压强只与温度有关,但此时温度升高,平衡常数Kp增大,此时Kp3大于气相产物的分压,即p3<,C正确;
D.若b线为气相产物,加入后分压增大,逆反应速率瞬时增大,平衡左移。重新平衡时,温度不变,平衡常数不变,气相产物分压不变,逆反应速率不变,D错误;
故选D。
5.(2025·安徽·高考真题)恒温恒压密闭容器中,时加入,各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图(反应速率,k为反应速率常数)。
下列说法错误的是
A.该条件下
B.时间段,生成M和N的平均反应速率相等
C.若加入催化剂,增大,不变,则和均变大
D.若和均为放热反应,升高温度则变大
【答案】C
【详解】A.①的,②,②-①得到,则K=,A正确;
B.由图可知,时间段,生成M和N的物质的量相同,由此可知,成M和N的平均反应速率相等,B正确;
C.若加入催化剂,增大,更有利于生成M,则变大,但催化剂不影响平衡移动,不变,C错误;
D.若和均为放热反应,升高温度,两个反应均逆向移动,A的物质的量分数变大,即变大,D正确;
故选C。
6.(2025·江苏·高考真题)甘油水蒸气重整获得过程中的主要反应:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
条件下,和发生上述反应达平衡状态时,体系中和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正确的是
A.时,的平衡转化率为20%
B.反应达平衡状态时,
C.其他条件不变,在范围,平衡时的物质的量随温度升高而增大
D.其他条件不变,加压有利于增大平衡时的物质的量
【答案】A
【分析】550℃时,曲线①物质的量是5mol,根据原子守恒,n(C)=3mol,则其不可能是含碳微粒,故曲线①表示,升高温度,反应Ⅰ平衡正移,反应Ⅱ平衡逆向移动,CO物质的量增大,则曲线③代表CO,温度升高,反应Ⅲ逆向移动,物质的量降低,则曲线②代表,据此解答。
【详解】A.时,,,,根据C原子守恒,可得,根据O原子守恒,可得(也可利用H原子守恒计算,结果相同),则,A正确;
B.时,,,则,B错误;
C.范围,随温度升高,反应Ⅱ、Ⅲ平衡均逆向移动,增大,说明反应Ⅲ逆向移动程度更大,则的物质的量减小,C错误;
D.增大压强,反应Ⅰ平衡逆向移动,反应Ⅱ平衡不移动,反应Ⅲ平衡正向移动,的物质的量减小,D错误;
故选A。
7.(2024·广西·高考真题)573K、高压条件下,一定量的苯甲腈在密闭容器中发生连续水解:(苯甲腈)(苯甲酰胺)(苯甲酸)。如图为水解过程中上述三者(分别用表示)的物质的量分数随时间的变化曲线,其中。下列说法错误的是
A.水解产物除了还有
B.点时
C.在15min前基本不变,15min后明显增大,可能是水解产物对生成的反应有催化作用
D.任意25min时间段内存在
【答案】D
【详解】A.苯甲腈在溶液中发生连续水解:,,有NH3生成,A正确;
B.a点之前x(Y)逐渐增大,;a点之后,x(Y)逐渐减小,a点是Y物质的最大值,则生成和消耗的速率相等。即,B正确;
C.在15min前基本不变,15min后明显增大,在没有另加物质、没有改变反应条件的情况下,可能是水解产物对生成的反应有催化作用,C正确;
D.根据图像所示,反应的前期应该有,a点之后,由于明显减小,显著增大,三者的速率关系不再满足,D错误;
故选D。
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第05讲 化学反应速率与化学平衡图像
目录
01 课标达标练
题型01 考查速率-时间图像
题型02 考查速率—压强(或温度)图像
题型03 考查浓度或物质的的量-时间图像
题型04 考查转化率(或百分含量)—时间—温度(或压强)图像的分析判断
题型05 考查恒温线或恒压线图像的分析判断
题型06 考查组分含量、浓度或物质的量与温度的关系图像的分析判断
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 考查速率-时间图像
1.(25-26高二上·湖南常德·开学考)下列关于图像的解释或得出的结论不正确的是
A.由甲图可知,反应在时可能改变压强
B.由乙图可知A点,
C.由丙图可知,正反应活化能小于逆反应活化能
D.由丁图可知A点
2.(25-26高三上·湖南株洲·开学考试)向绝热恒容密闭容器中通入一定量X(g)与Y(g),若容器中只发生反应:,其正反应速率随时间t变化的曲线如图,下列说法正确的是
A.该反应为吸热反应
B.平衡后再充入少量气体X,平衡将逆向移动
C.随t变化的曲线在m~p时间段内与的恰好相反
D.该容器达平衡后的K值比在恒温恒容条件下的K值小
3.在恒温恒容条件下,2A(g)+B(g)⇌2C(g)的反应速率随反应时间的变化示意图如下,下列叙述与示意图不相符的是
A.反应达到平衡时,正反应速率和逆反应速率相等
B.平衡状态Ⅰ后,可能是增大A的浓度,平衡发生移动,达到平衡状态Ⅱ
C.平衡状态Ⅰ后,可能是减小C的浓度,平衡发生移动,达到平衡状态Ⅱ
D.B在平衡状态Ⅰ和平衡状态Ⅱ时浓度不相等
4.(2025·湖南常德·模拟预测)工业上生产苯乙烯主要采用乙苯脱氢工艺:。某条件下无催化剂存在时,在恒容容器中充入,该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.加入催化剂,时可能达到平衡状态
B.曲线①表示的是逆反应的v-t关系
C.时间内,容器内气体的平均摩尔质量增大
D.时,向容器中再充入,反应再次达到平衡时的转化率增大
5.(2025·湖南岳阳·模拟预测)和合成甲酸()的反应为 。一定温度下,向恒容密闭容器中充入和进行上述反应,测得随反应时间(t)的变化如图所示,时,的产率为,时仅改变一个条件。下列说法正确的是
A.内,
B.平衡常数:
C.时,改变的条件可能是使用了催化剂
D.混合气体的平均相对分子质量:可能小于
6.(2024·湖南怀化·益阳)向一个绝热恒容密闭容器(与外界不进行热交换)中充入1mol 和1mol ,发生反应:,测得正反应速率随时间(t)变化的曲线如图所示,下列说法错误的是
A.该反应是放热反应 B.反应物的浓度:a点大于b点
C.c点时反应达到了平衡状态 D.c点后,浓度是影响反应速率的主要因素
7.(2025·湖南长沙·模拟预测)羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂,在一定体积的容器中充入1molCO、1molH2S,发生反应CO(g) + H2S(g)COS(g) + H2(g) ΔH<0,正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.曲线①表示的是逆反应速率 B.t1~t2,COS的浓度逐渐减小
C.t3时刻,达到该条件下的反应进行的限度 D.生成COS越多,ΔH越小
02 考查速率—压强(或温度)图像
8.(2025·湖南娄底·模拟预测)活性炭可用于还原NO2防止空气污染,其反应原理为在密闭容器中,1mol NO2和足量炭发生该反应,反应相同时间,测得NO2的生成速率与N2的生成速率随温度变化的关系如图1所示。维持温度不变,反应相同时间,测得NO2的转化率随体积的变化如图2所示。
下列说法正确的是
A.图1中的A、B、C三个点中,只有C点达到平衡状态
B.图2中D点所示条件下,
C.向F点所示体系起始时充入更多,反应相同时间,其转化率一定变大
D.容器内的压强:
9.(2025·湖南张家界·模拟预测)在一定压强下,向10L密闭容器中充入1和1发生反应 。与的消耗速率(v)与温度(T)的关系如图所示,下列说法错误的是
A.此反应是一个放热反应
B.P点是平衡状态的点
C.一定温度下,达到平衡后缩小容器体积,重新达到平衡后,的平衡转化率不变
D.保持其他条件不变,若投料改为通入6,平衡时的体积分数增大
10.(2024·湖南永州·模拟预测)一定压强下,向密闭容器中充入和,发生反应:,的消耗速率(v)、的消耗速率(v)、温度(T)三者的关系如下图所示,以下说法中不正确的是
A.温度升高,平衡常数减小
B.125℃,平衡时的消耗速率为
C.A,B,C三点对应状态下,达到平衡状态的是C
D.若投料改为通入和,的平衡转化率不变
11.下列图示与对应叙述相符合的是
A.图I:反应CO+NO2=CO2+NO达平衡后,升高温度时反应速率随时间的变化
B.图Ⅱ:反应2SO2+O2=2SO3达平衡后,缩小容器体积时各成分的物质的量随时间的变化
C.图Ⅲ:反应N2+3H2=2NH3在恒温情况下,反应速率与压强的关系
D.图Ⅳ:反应CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H>0,水蒸气含量随时间的变化
03 考查浓度或物质的的量-时间图像
12.(2024·湖南邵阳·模拟预测)在某催化剂作用下双氧水分解:。向某容器中投入足量双氧水,测得双氧水浓度与反应时间关系如图所示。已知:双氧水浓度减小一半所用时间叫半衰期。下列叙述错误的是
A.温度升高,双氧水分解速率加快
B.反应速率:
C.ab段平均速率:
D.此条件下,双氧水半衰期与初始浓度成正比
13.(2024·湖南衡阳·模拟预测)室温下,某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等,同时发生以下两个反应:
①M+N = X+Y;②M+N = X+Z。
反应①的速率可表示为v1=k1c2(M),反应②的速率可表示为v2=k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图。下列说法错误的是
A.0~30 min时间段内,Y的平均反应速率为2.5×10-3 mol·L-1·min-1
B.反应开始后,体系中Y和Z的浓度之比保持不变
C.如果反应能进行到底,反应结束时37.5%的M转化为Z
D.反应①的活化能比反应②的活化能大
14.(2024·湖南衡阳·三模)TiO2+水解反应为TiO2++(x+1)H2OTiO2•xH2O↓+2H+。常温下,一定量TiOSO4溶于水溶液中c(H+)与时间关系如图所示。下列叙述错误的是
A.t2min时,正反应速率大于逆反应速率
B.其他条件不变,t3min时水解反应仍在进行
C.其他条件不变,通入NH3,TiO2+平衡水解率增大
D.t2~t3min内,TiO2+水解平均速率v(TiO2+)=mol•L-1•min-1
15.(2024·湖南·模拟预测)工业中采用双环戊二烯解聚法合成环戊二烯,反应为(g)2(g) ΔH。将3 mol双环戊二烯通入恒温、容积为1 L的恒容密闭容器中,分别在T1和T2温度下进行反应,起始压强分别为p1和p2,n(双环戊二烯)、n(环戊二烯)随时间t的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.T1>T2
B.ΔH>0
C.T2温度下,当容器总压强p=1.5p2时v正>v逆
D.与恒温相比,绝热条件下的平衡常数小
16.(2025·湖南永州·模拟预测)分别向恒温恒压密闭容器Ⅰ(T1、p1)、容器Ⅱ(T2、p2)中充入1molC3H8(g)发生反应C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) >0,反应过程中c(C3H8)随时间t的变化曲线如图所示。已知:v=kc(C3H8),T1、T2时反应速率常数分别为k1、k2,v(x)=v(y),t1时容器Ⅱ达到化学平衡状态。下列说法正确的是
A.反应速率常数k1:k2=18:13
B.x点的活化分子数目多于z点
C.减小容器Ⅰ的压强,可使平衡时各组分的物质的量分数与容器Ⅱ中的相同
D.若容器Ⅱ初始充入1mol丙烷和5molAr,则平衡后,丙烷的转化率为75%
17.(2025·湖南娄底·一模)已知现代工业采用绿色、环保型工艺制备氯乙烯的原理是:。在刚性密闭容器中充入、、,平衡时三种组分(和)的物质的量与温度的关系如图所示。下列叙述错误的是
A.曲线甲代表与T的关系 B.上述正反应在较低温度下能自发进行
C.a、b点的总物质的量之比为 D.a点对应的乙组分平衡转化率为
18.(2024·湖南·模拟预测)研究之间的转化对控制大气污染具有重要意义,已知: 。如图所示,在恒容密闭容器中,反应温度为时,和随t变化曲线分别为Ⅰ、Ⅱ,改变温度到,随t变化为曲线Ⅲ。下列判断正确的是
A.反应速率
B.温度
C.升高温度,正向反应速率增加,逆向反应速率减小
D.温度和下,反应分别达到平衡时,前者小
19.(2024·湖南邵阳·三模)汽车尾气净化反应为:、。向密闭容器中充入、,测得和的物质的量浓度与时间关系如图所示。下列说法正确的是
A.当体系中和浓度比不变时达到平衡状态
B.段反应速率
C.上述正反应在任何温度下都能自发进行
D.该温度下,上述反应的逆反应平衡常数
04 考查转化率(或百分含量)—时间—温度(或压强)图像的分析判断
20.(2025·湖南益阳·一模)羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂,能防止某些害虫和真菌的危害。在容积不变的密闭容器中,使CO与发生如下反应并达到平衡: △H,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.平衡常数:
B.正反应速率:
C.若将容器体积缩小至原来的一半,的转化率增大
D.反应温度为200℃时,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
21.(2025·湖南郴州·三模)催化剂的优劣决定了乙苯脱氢制取苯乙烯的经济性。在一定条件下的恒压密闭容器中,在某催化剂作用下发生反应 ,测得乙苯的平衡转化率及生成苯乙烯的选择性随温度变化如图所示。下列说法正确的是
A.曲线II表示的是生成苯乙烯的选择性
B.c点正反应速率小于逆反应速率
C.a点时,向容器中再充入一定量,乙苯的平衡转化率增大
D.实际生产中控制反应温度应高于
22.(2025·湖南长沙·二模)在1L恒容密闭容器中充入,发生反应:,反应相同时间,不同温度下的转化率如图所示。下列叙述正确的是
A.上述反应的产物总能量高于反应物总能量
B.a、b、c点对应的反应速率:(逆)(正)(逆)
C.在点体系中加入的平衡转化率增大
D.300℃时,该反应的平衡常数
23.(2025·湖南·模拟预测)一碘甲烷(CH3I)热裂解可制取乙烯等低碳烯烃化工原料,CH3I热裂解时发生如下反应。
反应:
反应:
反应:
在500kPa条件下,起始投料1molCH3I(g),发生反应、、,反应温度对平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯物质的量分数的影响如图所示。
下列说法正确的是
A.温度较低时,可以使用合适的催化剂来提高反应中乙烯的平衡转化率
B.在上述条件下,随温度升高,反应、的平衡逆向移动
C.体系温度为715K,平衡时反应、消耗乙烯的物质的量之比为3:4
D.在500kPa、1000K条件下,若向平衡体系中再通入1molCH3I(g),重新达到平衡后,分压增大
24.(2025·湖南永州·模拟预测)SCl2可用作有机合成的氯化剂。在体积为的密闭容器中充入0.2mol SCl2,发生反应:2SCl2 (g)S2Cl2 (g) +Cl2(g),图中所示曲线分别表示反应在时和平衡时SCl2的转化率与温度的关系。下列说法正确的是
A.2SCl2 (g)S2Cl2 (g) +Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0
B.55OC,从0~10min,以S2Cl2表示反应的平均速率为0.0050mol·L-1·min-1
C.当容器中混合气体的平均相对分子质量恒定不变时,反应达到平衡状态
D.82℃,若起始时在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各0.1mol,则此时v(逆)>v(正)
25.(2025·湖南·三模)向2L的密闭容器中加入1mol和1mol,发生如下两个反应:
反应Ⅰ: ;
反应Ⅱ: 。
不同温度下的平衡转化率、CO的选择性和的选择性如图所示(选择性指生成CO或占消耗总量的百分比)。下列相关说法正确的是
A.曲线a表示的平衡转化率
B.选择适宜的催化剂可以提高平衡体系中的选择性
C.300℃时,反应Ⅱ的平衡常数K≈0.173
D.随着温度的升高,容器内逐渐减小
26.(2025·湖南邵阳·二模)燃油汽车尾气中含有和等有毒气体,某研究小组用新型催化剂对、在不同条件下的催化转化进行研究,反应原理为: 。在密闭容器中充入和,平衡时的体积分数随温度、压强的变化关系如图。下列说法错误的是
A.点的平衡转化率约为57.1%
B.a点和点的反应速率可能相同
C.若在点扩大容器体积并加热,可能达到点状态
D.恒温恒容条件下,向b点平衡体系中再充入1mol和,重新达到平衡后,与点状态相比,NO的体积分数将减小
27.(2025·湖南湘潭·模拟预测)在恒容密闭容器中充入和,发生反应,实验测得在不同温度下达到平衡时,各组分的物质的量(n)的变化如图所示。下列说法错误的是
A.该反应的反应物总能量小于生成物总能量
B.a为的物质的量随温度的变化曲线
C.加入高效催化剂,的平衡转化率不变
D.向M点的体系中再充入和,再次平衡后,的百分含量增大
05 考查恒温线或恒压线图像的分析判断
28.一定条件下,与反应生成:。在密闭容器中加入、,发生上述反应,测得平衡体系中的物质的量分数在不同压强、温度下的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.该反应的
B.压强:
C.平衡常数:
D.正反应速率:
29.(2025·湖南岳阳·一模)在体积分别为和的两个恒容密闭容器中,均充入和,光照条件下发生反应,测得的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.
B.此反应仅在低温下可自发进行
C.时,若,则反应平衡常数
D.其他条件不变,增大投料比投料,平衡后可提高转化率
30.(24-25高二上·湖南·开学考)已知制备光气的反应为,将等物质的量的和充入密闭容器中,平衡体系中,平衡混合物的平均摩尔质量在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.温度:
B.平衡常数:
C.的平衡转化率:
D.点时,若,则CO的平衡转化率为
31.(2024·湖南长沙·调研)纳米二氧化钛催化剂可用于工业上合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH,按投料比。将H2与CO充入V L恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应,测得CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列说法错误的是
A.ΔH<0,P1>P2>P3
B.达到平衡后,再按照加入气体,平衡后CO的体积分数减小
C.恒温恒容下,向M点容器中再加入2mol CH3OH、3molCO,则平衡移动
D.T1℃、P3压强下,Q点对应的v正>v逆
32.(2024·湖南娄底·模拟预测)以为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下:
I.
II.
III.
不同压强下,按照投料,实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。
下列说法错误的是
A.纵坐标表示CO2平衡转化率的是图乙
B.压强由大到小的顺序为
C.图乙中T1温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是T1时以反应Ⅲ为主,反应Ⅲ前后分子数相等,压强改变对平衡没有影响
D.同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,应选择的反应条件为高温和低压
06 考查组分含量、浓度或物质的量与温度的关系图像的分析判断
33.(2024·湖南娄底·模拟预测)在2L恒容密闭容器中充入2mol X和1mol Y发生反应 ,反应过程持续升高温度,测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示,下列推断正确的是
A.Q点时,Y的转化率最大
B.W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率
C.升高温度,平衡常数增大
D.平衡时充入Z,达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大
34.恒温密闭容器中,发生反应:2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g) △H<0。若按照n(CO2):n(H2)=1:3的投料比充入容器,测得平衡时n(H2)和n(H2O)随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A.L线表示平衡时n(H2O)随温度的变化
B.由图可知、温度升高,正反应速率减小,逆反应速率增大
C.x=5.16mol
D.在等温相同体积下,通入1molCO2、3molH2与通入2molCO2、6molH2达到平衡时,C2H4的体积分数一样
35.(2024·湖南邵阳·二模)一定条件下,1-苯基丙炔可与发生催化加成,反应如下:
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知:反应Ⅰ、Ⅲ为放热反应),下列说法错误的是
A.稳定性:产物Ⅱ>产物Ⅰ
B.反应活化能:反应Ⅰ>反应Ⅱ
C.反应至70min后,分离可获得较高产率的产物Ⅱ
D.增加HCl浓度,平衡时产物Ⅱ和产物Ⅰ的比例不变
36.(2024·湖南湘西·调研)合成气(CO与混合气体)在生产中有重要应用。铁基氧载体可以实现与重整制备合成气,过程如图1.不同温度下,氧化室中气体的体积分数如图2.
下列说法不正确的是
A.氧化室中的主要反应为
B.由图1可知,若实现循环,理论上所得合成气中
C.500~650℃时,氧化室中比CO更易发生副反应
D.该方法既可制备有价值的合成气,又可减少温室气体的排放
37.逆水煤气变换体系中存在以下两个反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
在恒压条件下,按投料比进行反应,含碳物质的平衡体积分数随温度的变化如图所示。下列说法错误的是
A.,
B.反应的
C.点反应I的平衡常数
D.点的压强是的2倍
38.(2024·湖南长沙·三模)工业上用与为原料制备,涉及的反应如下:
反应I:
反应Ⅱ:
一定条件下,分解产生的体积分数的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是
A.
B.保持恒温恒压下充入氦气,的平衡转化率增大
C.工业上一般控制反应温度高于,其原因是低于时,浓度较小,速率较慢
D.某温度下若完全分解为,在密闭容器中投入和反应,当的体积分数为时,的转化率为
1.(2025·湖南张家界·三模)在某密闭容器中充入等物质的量的和,发生反应,该反应的速率方程,其中k为速率常数,已知速率常数与反应活化能(,单位为)、温度(T,单位为K)的关系式为(R、C为常数),与催化剂、的关系如图所示。下列说法正确的是
A.降低温度会导致速率常数k增大
B.催化剂A的催化效果比催化剂B的好
C.使用催化剂B时,活化能Ea的范围:
D.依据反应体系中体积分数不变,可确定该反应达到化学平衡状态
2.(2025·湖南·二模)将HCl和O2分别以不同的起始流速通入一定体积的反应器中,发生反应:,在T1、T2、T3温度下反应,通过检测流出的气体成分绘制HCl转化率(α)曲线,如图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。下列说法错误的是
A.T1>T2>T3
B.该反应在低温下可自发进行
C.加入高效催化剂或升温可提高M点转化率
D.若通气1 h,则N点氯气的物质的量为0.092 mol
3.(2025·湖南·三模)酯类物质通过催化加氢可以生成醇。如乙酸甲酯催化加氢制备乙醇反应如下:
主反应:
副反应:
将的混合气体以一定流速通入装有催化剂的反应管,测得转化率、选择性、选择性[]随温度的变化如图所示。
下列说法错误的是
A.时的转化率增大是因为温度升高,主、副反应的反应速率增大
B.时有,说明还有其他副反应发生
C.利用制备乙醇最适宜的温度为
D.时的转化率减小可能是因为温度升高,催化剂活性减弱
4.(2024·湖南·调研)逆水气变换反应: 。一定压力下,按投料,、温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为,、温度时反应速率常数k分别为、。下列说法错误的是
A.
B.、温度下达平衡时反应速率的比值:
C.温度不变,仅改变体系初始压力,反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变
D.温度下,改变初始投料比例,不能使平衡时各组分摩尔分数与温度时相同
5.(2025·湖南长沙·二模)二氧化碳加氢制甲醇过程中的主要反应(忽略其他副反应)如下:
反应①:
反应②:
恒压下,按投料比充入密闭容器中,达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A.
B.图中X、Y分别代表CO、
C.250℃时,反应②的平衡常数
D.某温度下,容器内混合气体的密度不再改变时已达平衡状态
6.(2025·湖南·模拟预测)在水溶液中,CN-与M2+、M3+两种金属离子发生配位反应,形成配离子的通式为,下列直线①、②依次表示M2+、M3+分别与CN-反应达到平衡时与的关系。
下列说法错误的是
A.直线①对应的配离子的化学式为
B.若相关离子浓度如N点所示,直线②对应配离子的解离速率大于生成速率
C.M3+与CN-发生配位反应的平衡常数
D.M2+、M3+与CN-发生配位反应,平衡时溶液中M2+、M3+有0.001%未转化,则两溶液中CN-的平衡浓度:①<②
7.(2025·湖南·一模)乙烷催化裂解制备乙烯和氢气的反应式为C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)ΔH,工业上在裂解过程中可以实现边反应边分离出生成的氢气。在不同温度下,1.0molC2H6(g)在恒容密闭容器中发生该反应。H2的移出率α不同时,乙烷的平衡转化率与温度的关系如图所示。
已知:
下列说法错误的是
A.由图可知:α1>α2>α3
B.该反应在高温可以自发进行
C.α2=50%,则A点体系中乙烯的体积分数约为60%
D.若恒温恒压条件下向体系中充入适量水蒸气,可提高C2H6转化率
8.向容器中充入和,发生反应,测得反应在不同压强、不同温度下,平衡混合物中体积分数如图Ⅰ所示,测得反应时逆反应速率与容器中关系如图Ⅱ所示。下列说法正确的是
A.
B.
C.
D.图Ⅱ中当x点平衡体系升高至某一温度时,反应可重新达平衡状态,新平衡点可能是d
9.工业上生产CO是由焦炭和CO2在高温反应而得。现将焦炭和CO2放入体积为2L的刚性密闭容器中,高温下进行下列反应:C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH=QkJ·mol-1。图为CO2、CO的物质的量n随时间t的变化关系图。下列说法正确的是
A.0~1min,v(CO)=1mol·L-1·min-1;1~3min时,v正(CO)=v逆(CO2)
B.当容器内的气体密度(ρ)不变时,反应一定达到平衡状态,且<1
C.5min时再充入一定量的CO,a、d曲线分别表示n(CO)、n(CO2)的变化
D.3min时温度由T1升高到T2,则Q>0,再达平衡时≈4.7
10.以、为原料合成涉及的主要反应如下:
①
②
的平衡转化率()、的选择性()随温度、压强变化如下:
已知:
下列分析不正确的是
A.
B.400℃左右,体系发生的反应主要是②
C.由图可知,,
D.初始、,平衡后、,若只发生①、②,则的平衡转化率为24%
1.(2024·湖南·高考真题)恒压下,向某密闭容器中充入一定量的和,发生如下反应:
主反应:
副反应:
在不同温度下,反应达到平衡时,测得两种含碳产物的分布分数随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A.投料比x代表
B.曲线c代表乙酸的分布分数
C.,
D.L、M、N三点的平衡常数:
2.(2023·湖南·高考真题)向一恒容密闭容器中加入和一定量的,发生反应:。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.
B.反应速率:
C.点a、b、c对应的平衡常数:
D.反应温度为,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
3.(2022·湖南·高考真题)向体积均为1L的两恒容容器中分别充入和发生反应:,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. B.气体的总物质的量:
C.a点平衡常数: D.反应速率:
4.(2025·山东·高考真题)在恒容密闭容器中,热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知:温度时,完全分解;体系中气相产物在、温度时的分压分别为、。下列说法错误的是
A.a线所示物种为固相产物
B.温度时,向容器中通入,气相产物分压仍为
C.小于温度时热解反应的平衡常数
D.温度时、向容器中加入b线所示物种,重新达平衡时逆反应速率增大
5.(2025·安徽·高考真题)恒温恒压密闭容器中,时加入,各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图(反应速率,k为反应速率常数)。
下列说法错误的是
A.该条件下
B.时间段,生成M和N的平均反应速率相等
C.若加入催化剂,增大,不变,则和均变大
D.若和均为放热反应,升高温度则变大
6.(2025·江苏·高考真题)甘油水蒸气重整获得过程中的主要反应:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
条件下,和发生上述反应达平衡状态时,体系中和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正确的是
A.时,的平衡转化率为20%
B.反应达平衡状态时,
C.其他条件不变,在范围,平衡时的物质的量随温度升高而增大
D.其他条件不变,加压有利于增大平衡时的物质的量
7.(2024·广西·高考真题)573K、高压条件下,一定量的苯甲腈在密闭容器中发生连续水解:(苯甲腈)(苯甲酰胺)(苯甲酸)。如图为水解过程中上述三者(分别用表示)的物质的量分数随时间的变化曲线,其中。下列说法错误的是
A.水解产物除了还有
B.点时
C.在15min前基本不变,15min后明显增大,可能是水解产物对生成的反应有催化作用
D.任意25min时间段内存在
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