集训1 强化练13 化学反应速率、化学平衡图像分析应用(Word练习)-【精讲精练】2026年高考化学二轮专题辅导与训练

强化练(十三)　化学反应速率、化学平衡图像分析应用 [对应题型集训P211] 1．(2025·辽宁省抚顺市高三模拟)T0时，2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)　ΔH<0　K＝1，v正(NO2)＝k1·c2(NO2)，v逆(N2O4)＝k2·c(N2O4)，其中k1、k2只与温度有关，将一定量的NO2充入注射器中，改变活塞位置，气体透光率随时间的变化如图(气体颜色越深，透光率越低)，下列说法正确的是(　　) A．T0时，k1＝k2 B．T1时，k2＝0.6k1，则T1<T0 C．d点v正(NO2)<v逆(NO2) D．保持容积不变，再充入一定量NO2气体，新平衡后NO2的物质的量分数增大 解析　由反应达到平衡时，正逆反应速率相等可得：k1c2(N2O)＝2k2c(N2O4)，则＝＝K＝1，k1＝2k2，A不符合题意；T1时，由k2＝0.6k1可得：平衡常数K＝＝<1，说明平衡向逆反应方向移动，温度T1>T0，B不符合题意；由图可知，d点后透光率减小，说明二氧化氮浓度增大，平衡向逆反应方向移动，则二氧化氮的正反应速率小于逆反应速率，C符合题意；保持容积不变，再充入一定量二氧化氮气体相当于增大压强，加压反应相对原平衡向正反应方向移动，则平衡后NO2的物质的量分数减小，D不符合题意。 答案　C 2．合成氨的反应为N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH<0，向2 L刚性密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2合成氨，经历相同时间测得N2转化率与温度及时间的关系如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A．反应温度：T1<T2 B．若温度T1、T2时达平衡的压强分别是p1、p2，则p1<p2 C．T1温度下，前10 min内反应的平均速率为v(H2)＝0.09 mol/(L·min) D．T1温度下，加入稀有气体Ar，N2的平衡转化率可能降为55% 解析　据图可知，T1温度下反应速率快，先达到平衡，则温度T1>T2，A错误；平衡后，温度从T1降低到T2，平衡会正向移动，压强会减小，即p1>p2，B错误；前10 min内，消耗0.6 mol N2和1.8 mol H2，H2浓度的减少量为0.9 mol/L，则v(H2)＝0.09 mol/(L·min)，C正确；恒容容器，加入稀有气体，各物质浓度不变，平衡不移动，N2的平衡转化率还是60%，D错误。 答案　C 3．(2025·四川省成都市高三模拟)在容积恒为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4气体，发生反应N2O4(g)⥫⥬2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。在100 ℃时，体系中各物质浓度随时间变化如下图所示。下列说法错误的是(　　) A．反应的ΔH>0 B．在0～60 s时段，反应速率v(NO2)＝0.002 0 mol·L-1·s-1 C．体系的总压强保持不变时，反应达到平衡状态 D．反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡正向移动 解析　随温度升高，混合气体的颜色变深，说明NO2浓度增加，平衡正向移动，故正反应吸热，反应的ΔH>0，A正确；在0～60 s时段，NO2浓度从0变为0.120 mol·L-1，故反应速率v(NO2)＝＝0.002 0 mol·L-1·s-1，B正确；反应前后气体计量数发生变化，容器体积恒定，体系的总压强是变量，故体系的总压强保持不变时，反应达到平衡状态，C正确；反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，体系压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，即平衡逆向移动，D错误。 答案　D 4．(2025·四川省乐山市模拟)一定条件下，将H2和N2按物质的量之比为3∶1充入密闭容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)。测得不同压强下，达到化学平衡时氨的物质的量分数(χNH3)随温度变化如下图： 下列说法错误的是(　　) A．压强：p1<20 MPa B．速率：b<a C．a点时，N2的转化率约为33% D．虚线表示p1条件下充入He后的图像 解析　合成氨反应为气体分子数减小的反应，其他条件相同时，增大压强，平衡右移，平衡时氨的物质的量分数增大，可知压强：p1<20 MPa，A正确；a点温度高，压强大，反应速率快，速率：b＜a，B正确；a点时，氨的物质的量分数为0.20，列三段式： 　　　　　N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g) 起始/mol 1 3 0 变化/mol x 3x 2x 平衡/mol 1－x 3－3x 2x ＝0.2，x≈0.33，N2的转化率约为33%，C正确；恒容条件下充入非反应气体，压强增大，但反应物浓度不变，平衡不移动，平衡时氨的物质的量分数不变，D错误。 答案　D 5．(2025·安徽省滁州市高三一模)一定温度下，某恒容密闭容器中发生如下反应：CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49 kJ·mol-1，起始加入2 mol CO2，平衡时反应物的转化率与起始加入的物质的量之比x[x＝n(H2)/n(CO2)]的关系如图，下列说法错误的是(　　) A．E表示CO2的转化率与x的关系 B．a∶b＝1∶3 C．当x＝1时，若CO2的体积分数保持不变，则可以说明化学反应达到了化学平衡状态 D．其他条件不变，起始时仅加入2 mol CO2(g)和6 mol H2(g)或2 mol CH3OH(g)和2 mol H2O(g)达平衡时分别放出p kJ和吸收q kJ的热量，则p＋q＝98 解析　随着氢气的物质的量的增多，平衡正向移动，则CO2的转化率增大，故E代表CO2的转化率随x的变化情况，A正确；在化学反应中反应物的投料比等于方程式中系数比时，则反应物的转化率相等，即2种反应物转化率相等时，图中a＝3，设起始加入氢气m mol，平衡时CO2转化了n mol，列三段式计算， 　 　CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g) 起始/mol 　 2　 　　m　　　　　0　　　　0 转化/mol n 3n n n 平衡/mol 2－n m－3n n n ×100%＝75%，n＝1.5，×100%＝25%，m＝18，b＝＝9，因此a∶b＝1∶3，B正确；当x＝1时，设平衡时CO2转化了n mol，列三段式计算， 　 　CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g) 起始/mol 　 2　　 　2　　　　　0　　　　0 转化/mol n 3n n n 平衡/mol 2－n 2－3n n n CO2的体积分数为×100%＝×100%＝50%，CO2的体积分数一直保持不变，因此CO2的体积分数保持不变，不可以说明化学反应达到了化学平衡状态，C错误；其他条件不变，起始时仅加入2 mol CO2(g)和6 mol H2(g)与起始时加入2 mol CH3OH(g)和2 mol H2O(g)为等效平衡，因此达平衡时放出的热量与吸收的热量之和为该反应的反应热，即p＋q＝98，D正确。 答案　C 6．某些金属硫化物的矿物称为辉某矿。氢还原辉钼矿，并用碳酸钠作固硫剂，其原理为：MoS2(s)＋4H2(g)＋2Na2CO3(s)⥫⥬Mo(s)＋2CO(g)＋4H2O(g)＋2Na2S(s)　ΔH。平衡时的有关变化曲线如图1、2。下列说法错误的是(　　) 图1　平衡时气体浓度与温度的关系 图2　正逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系 A．反应处于A点时，2v正(CO)＝v逆(H2O) B．升高温度和增大压强都有利于氢气的转化 C．图2中T1对应图1中的温度为1300 ℃ D．辉银矿中的Ag2S溶解度很小，这与S2-和Ag＋之间化学键的共价成分较大有关 解析　图1为平衡时气体浓度与温度的关系，则A点为平衡点，平衡时，v正(CO)＝v逆(CO)，且恒有2v逆(CO)＝v逆(H2O)，平衡时有2v正(CO)＝v逆(H2O)，A项正确；由图1知，升温氢气的平衡浓度减小，即升温平衡正向移动，有利于氢气的转化，但是加压MoS2(s)＋4H2(g)＋2Na2CO3(s)⥫⥬Mo(s)＋2CO(g)＋4H2O(g)＋2Na2S(s)平衡逆向移动，对氢气的转化不利，B项错误；由图1上A点(1300 ℃)，c(H2)＝c(H2O)＝2.0 mol/L，c(CO)＝1.0 mol/L，各浓度数据计算得K＝＝＝1，由图2可知，T1时正逆反应平衡常数相等，即K正＝K逆，由于K正·K逆＝1，即T1时K＝1，T1＝1300 ℃，C项正确；由于Ag＋的极化作用，增加了S2-和Ag＋之间化学键的共价成分，降低了Ag2S的溶解度，D项正确。 答案　B 7．(2025·河南省部分名校高三模拟)向刚性密闭容器中，按物质的量之比3∶1充入H2和CO2，发生反应：2CO2(g)＋6H2(g)⥫⥬C2H4(g)＋4H2O(g)，反应相同的时间，CO2(g)转化率随温度的变化关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A．H2(g)的转化率随温度的变化关系图与上图完全相同 B．该反应的焓变ΔH<0 C．N点容器内压强为p0，则T2 ℃时反应的Kp＝ D．M、N两点时两容器内压强相等 解析　刚性密闭容器中，按物质的量之比3∶1充入H2和CO2，发生反应：2CO2(g)＋6H2(g)⥫⥬C2H4(g)＋4H2O(g)，投入物质的量之比是3∶1，反应物的系数也是3∶1，题目中所给图是反应相同时间的转化率图，不是平衡时的转化率图。反应的投料比恰好等于系数比，所以H2(g)转化率随温度的变化关系图与CO2(g)转化率随温度的变化关系图完全相同，故A项正确；反应开始时，CO2(g)转化率随温度升高而增大，反应达到平衡后，随温度升高，CO2转化率减小，所以该反应的焓变ΔH<0，故B项正确；N点容器内压强为p0，T2 ℃平衡时CO2(g)转化率为50%，假设起始时充入3 mol H2，列三段式如下： 　 　2CO2(g)＋6H2(g)⥫⥬C2H4(g)＋4H2O(g) 初始/mol 　 1　　 　　3　　　　　　　　　 转化/mol 0.5 1.5 0.25 1 平衡/mol 0.5 1.5 0.25 1 平衡时分压 p0 p0 p0 p0 反应的Kp＝＝，故C项正确；M、N两点对应的温度不同，所以两容器内压强不相等，故D项错误。 答案　D 8．(2025·河南省名校联盟高三阶段性测试)在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个容积不同(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ容器的容积分别为V1 L、V2 L、V3 L)的恒容密闭容器中分别充入1 mol CH4和2 mol NO2，发生反应：CH4(g)＋2NO2(g)⥫⥬CO2(g)＋N2(g)＋2H2O(g)　ΔH，容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中NO2的平衡转化率与温度倒数的关系如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A．平衡常数K：e>b>d B．a点压强与d点压强之比为35∶36 C．若e点平衡时n(CH4)＝3n(N2)，则容器Ⅱ中CH4的平衡转化率为25% D．容器内气体密度由大到小的关系：a>b>c 解析　根据图像可知，温度越高，NO2平衡转化率越小，说明该反应是放热反应，e、b、d三点对应温度逐渐降低，所以平衡常数K：e<b<d，故A错误；a点与d点体系的温度与体积不同且未知，两者压强比不能确定，故B错误；根据三段式： 　 　 　CH4(g)＋2NO2(g)⥫⥬CO2(g)＋N2(g)＋2H2O(g) n(开始)/mol 　 1　 　　2　　　　　0　　　0　　　0 n(转化)/mol x 2x x x 2x n(平衡)/mol 1－x 2－2x x x 2x 由n(CH4)＝3n(N2)，1－x＝3x，x＝0.25，CH4的平衡转化率为25%，故C正确；根据图像可知该反应为放热反应，a、b、c三点对应温度逐渐降低，且三点NO2的平衡转化率相同，三个容器体积关系为V1>V2>V3，容器内气体密度ρ＝，由于三个容器起始均为1 mol CH4和2 mol NO2，所以总质量相同，但V1>V2>V3，所以a、b、c三点密度关系为a<b<c，故D错误。 答案　C 9．(2025·安徽省蚌埠市高三质检)往某密闭容器中按物质的量之比1∶3，充入M、N，发生反应M(g)＋3N(g)⥫⥬P(g)＋Q(g)　ΔH，M的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．ΔH>0 B．p1>p2>p3 C．v(正)：a>b D．a点Q的体积分数为 解析　温度升高，M的转化率降低，表明平衡逆向移动，ΔH<0，A项错误；温度相同时，增大压强，平衡正向移动，M的转化率增大，则从p1→p2→p3，M的平衡转化率减小，可确定p1>p2>p3，B项正确；a点与b点的温度相同，压强b点大于a点，v(正)：a<b，C项错误；设初始态n(M)＝k mol，n(N)＝3k mol，在a点，M的平衡转化率为20%，则可建立如下三段式： 　 　　 　 M(g)＋3N(g)⥫⥬P(g)＋Q(g) 起始量/mol　 k　　　3k　　　0　 　0 变化量/mol 0.2k 0.6k 0.2k 0.2k 平衡量/mol 0.8k 2.4k 0.2k 0.2k 则平衡时，n总＝3.6k mol，n(Q)＝0.2k mol，Q的体积分数＝＝，D项错误。 答案　B 10．(2025·辽宁省协作体高三模拟)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，1.0 mol C2H6(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：α＝×100% 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 解析　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α1>α2>α3，A正确；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的反应，即熵增反应，ΔH>0，ΔS>0，反应自发进行要求ΔG＝ΔH－TΔS<0，则该反应在高温可以自发进行，B正确；乙烷的起始量为1 mol，A点乙烷的平衡转化率为60%，结合已知条件列三段式： 　　 　C2H6(g)⥫⥬C2H4(g)＋H2(g) 起始/mol　　1　　　　0　　　0 转化/mol 0.6 0.6 0.6 平衡/mol 0.4 0.6 0.6 α2＝50%，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×100%≈46%，C错误；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。 答案　C 学科网（北京）股份有限公司 $