专题07 化学反应速率与化学平衡(专题专练)2026年高考化学二轮复习讲练测
2026-04-25
|
2份
|
58页
|
2338人阅读
|
45人下载
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 化学反应速率,化学平衡 |
| 使用场景 | 高考复习-二轮专题 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.95 MB |
| 发布时间 | 2026-04-25 |
| 更新时间 | 2026-04-25 |
| 作者 | 载载化学知识铺 |
| 品牌系列 | 上好课·二轮讲练测 |
| 审核时间 | 2026-01-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55908749.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题07 化学反应速率与化学平衡
目录
第一部分 风向速递 洞察考向,感知前沿
第二部分 分层突破 固本培优,精准提分
A组·保分基础练
题型01 化学反应速率及其影响因素
题型02 化学平衡及其影响因素
题型03 化学反应速率和化学平衡的综合计算
题型04 化学反应速率和化学平衡图象
B组·抢分能力练
第三部分 真题验证 对标高考,感悟考法
1.【结合反应历程考查平衡移动】(2025·河南西北教研联盟高三联考)对反应X(g)Y(g) (Z为中间产物),T0温度下,总反应的平衡常数为K,相同条件下,加入催化剂①和②前后的反应历程如图所示(一为无催化剂,---为有催化剂)。
下列说法正确的是( )
A.提高反应温度,增大
B.催化剂①能提高X的平衡转化率
C.T0温度下,当时,总反应达到平衡状态
D.催化剂①和②均可使反应达到平衡所需时间大幅缩短
2. (2026·浙江省A9协作体2026届高三返校联考)乙炔加氢是得到高纯度乙烯的一种重要方法。主要发生如下两个反应:
反应Ⅰ:C2H2(g)+H2(g)C2H4(g) ΔH1=-176kJ·mol−1
反应Ⅱ:C2H2(g)+2H2(g)C2H6(g) ΔH2=-320kJ·mol−1
一定条件下,使用某含Co催化剂,在不同温度下测得乙炔转化率和产物选择性(指定产物的物质的量/转化的乙炔的物质的量)如图所示(反应均未达平衡)。
下列说法不正确的是( )
A.反应Ⅲ:C2H4(g)+H2(g)C2H6(g) ΔH3=-144kJ·mol−1,该反应低温自发
B.对于反应Ⅱ,已知速率方程,在恒温恒容条件下,充入一定量的C2H6,此时v(C2H2)的速率减小,平衡逆移
C.由图1可知,220℃以后乙炔转化率减小的原因:温度过高,反应Ⅱ受温度变化影响程度大,平衡逆移程度超过了反应Ⅰ正移程度,乙炔转化率减小
D.图2,在120~240℃范围内,反应Ⅰ和反应Ⅱ乙炔的转化速率大小关系为:v1>v2
3.(2026·河北沧州高三期中)在工业生产上通常利用硫(S8)与CH4为原料制备CS2。450℃以上发生反应Ⅰ:S8(g)4S2(g);600℃以上发生反应Ⅱ:2S2(g)+CH4(g)CS2(g)+2H2S(g)。一定条件下,S2的体积分数、CH4的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应Ⅱ的正反应为吸热反应
B.在密闭容器中,n(S2):n(CH4)=2:1开始反应,当CS2体积分数为10%时,CH4转化率为60%
C.通过增大S8的浓度无法提高反应II的速率
D.制备CS2时,控制温度不低于600℃的原因:此温度CH4的平衡转化率已很高;低于此温度S2浓度小,反应速率慢
4.(2026·浙江省七彩阳光新高考研究联盟2026届高三开学联考)研究CaO、温度对水煤气转化(反应I)平衡体系的影响,涉及反应如下:
反应I:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH1<0
反应II:CaO(s)+CO2(g) CaCO3(s) ΔH2<0
恒压下,平衡气体中某些组分的体积分数随温度变化如图所示。
已知:T1时CaCO3已完全分解。
下列说法正确的是( )
A.T0时,H2O(g)的体积分数是0.25
B.T0时,体系中n(CO2)<n(CO)<n(CaCO3)
C.T1后,升高温度混合气体的平均相对分子质量增大
D.若T0时压缩容器,重新平衡后各气体分压均增大
5.【结合速率常数、活化能】(2026·黑龙江牡丹江高三期中)在某密闭容器中充入等物质的量的SO2(g)和Cl2(g),发生反应SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l),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(Ea,单位为kJ·mol−1)、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.依据反应体系中体积分数不变,不可确定该反应达到化学平衡状态
B.催化剂A的催化效果比催化剂B的好
C.根据图中信息,不能求算出催化剂B的活化能Ea
D.降低温度会导致速率常数k增大
6..【结合选择性考查平衡图象】(2026·江苏苏州高三期中)二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应:
反应I:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-164.7kJ·mol−1
反应II:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2kJ·mol−1
向恒压、密闭容器中通入1molCO2和4molH2,平衡时CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化如图所示。CH4的选择性。下列说法正确的是( )
A.400℃时,CO2的平衡转化率为
B.400℃反应达到平衡状态时,n(CO2):n(CO)=1:5
C.CH4的平衡选择性随着温度的升高而增大
D.其他条件不变,加压有利于增大平衡时H2的物质的量
01化学反应速率及其影响因素
1.在容积为2L的密闭容器中进行如下反应:A(s)+2B(g)3C(g)+nD(g),开始时A为4mol,B为6mol;5min末时测得C的物质的量为3mol,用D表示的化学反应速率v(D)为0.1 mol/(L·min)。下列说法错误的是( )
A.前5min内用A表示的化学反应速率v(A)为0.1mol/(L·min)
B.化学方程式中n值为1
C.反应达到平衡时3v正(B)=2v逆(C)
D.此反应在两种不同情况下的速率分别表示为:①v(B)=6 mol/(L·min),②v(D)=4.5 mol/(L·min),其中反应速率快的是②
2.以反应 5H2C2O4+2MnO4 -+6H+ = 10CO2↑+ 2Mn2+ + 8H2O 为例探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时,分别量取 H2C2O4溶液和酸性 KMnO4溶液,迅速混合并开始计时,通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。
下列说法不正确的是( )
A.实验①、 ②、 ③所加的H2C2O4 溶液均要过量
B.若实验①测得 KMnO4溶液的褪色时间为 40 s,则这段时间内平均反应速率 v(KMnO4)= 2. 5×10-4 mol/L/s
C.实验①和实验②是探究浓度对化学反应速率的影响,实验②和③是探究温度对化学反应速率的影响
D.实验①和②起初反应均很慢,过了一会儿速率突然增大,可能是生成的 Mn2+对反应起催化作用
3.反应A(g)4B (g)+ C (g),在100℃和T℃时,A的物质的量浓度(单位:)随时间变化的有关实验数据见下表:
时间/min
0
1
2
3
4
5
100/℃
0.80
0.55
0.35
0.20
0.15
0.15
T/℃
1.00
0.65
0.35
0.18
0.18
0.18
下列有关该反应的描述正确的是( )
A.在100℃时,2min内用B表示的化学反应速率为
B.T℃下,3min时反应刚好达到平衡状态
C.根据上表内A浓度变化,可知浓度越大,反应速率越大
D.从表中可以看出
02化学平衡及其影响因素
4.(2026·广东五校高三联考)在恒容密闭容器中发生反应2CO(g)+2NO(g)CO2(g)+N2(g) ΔH2=-748.6kJ·mol−1。若平衡后升温,下列说法正确的是( )
A.平衡常数K增大 B.容器内压强增大
C.CO的正反应速率减小 D.CO的质量减小
5.某温度下,反应2CH2=CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡,下列说法正确的是( )
A.增大压强,,平衡常数增大
B.加入催化剂,平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大
C.恒压下,充入一定量的N2,平衡向逆反应方向移动
D.恒容下,充入一定量的CH2=CH2(g),CH2=CH2(g)的平衡转化率增大
6.在PdCl2-CuCl2做催化剂和适宜的温度条件下,用O2将HCl氧化为Cl2:4HCl(g)+O2(g)=2H2O(g)+2Cl2(g) ΔH<0,下列有关说法不正确的是( )
A.降低温度,可提高Cl2产率
B.提高,该反应的平衡常数增大
C.若断开1molH-Cl键的阿时有1molH-O键断开,则表明该反应达到平衡状态
D.该反应的平衡常数表达式
7.温度为T时,在容积为2 L的3个恒容密闭容器中发生反应:3A(g)+B(g) xC(g),按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
容器
甲
乙
丙
反应物的投入量
3 mol A、2 mol B
6 mol A、4 mol B
2 mol C
达到平衡的时间/min
5
8
A的浓度/mol·L-1
c1
c2
C的体积分数/%
w1
w3
混合气体的密度/g·L-1
ρ1
ρ2
下列说法正确的是( )
A.若x<4,则2c1<c2
B.若x=4,则w1=w3
C.无论x的值是多少,均有2ρ1=ρ2
D.甲容器达到平衡所需的时间比乙容器达到平衡所需的时间短
03 化学反应速率和化学平衡的综合计算
8.【25年重庆卷T14改编】乙酸甲酯制乙醇的反应为:CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)。三个10 L恒容密闭容器中分别加入1 mol乙酸甲酯和9.8 mol氢气,在不同温度下,反应分钟时乙酸甲酯物质的量如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH>0
B.容器甲在分钟时,v正<v逆
C.容器乙中平均反应速率
D.容器丙中甲醇的体积分数为6%
9.已知2N2O(g)2N2(g)+ O2(g)的速率方程为(k为速率常数,只与温度、催化剂有关)。实验测得,N2O在催化剂X表面反应的变化数据如下:
t/min
0
10
20
30
40
50
60
70
0.100
0.080
0.040
0.020
0
下列说法正确的是( )
A.t=10min时,v(N2O)= 2.0×10-3 mol·L-1·min-1
B.速率方程中n=1,表格中c1>c2=c3
C.相同条件下,增加N2O的浓度或催化剂X的表面积,都能加快反应速率
D.保持其他条件不变,若起始浓度为,当减至一半时共耗时70min
10.甲酸乙酯在OH-存在下发生水解:HCOOC2H5+OH-HCOO-+C2H5OH,两种反应物的初始浓度均为0.500 mol·L-1,不同温度下测得HCOOC2H5的浓度(mol·L-1)随时间变化的数据如表所示。下列有关说法不正确的是( )
t/s
0
120
180
240
330
530
600
700
800
15 ℃
0.500
0.335
0.291
0.256
0.210
0.156
0.148
0.145
0.145
35 ℃
0.500
0.325
0.2775
0.238
0.190
…
0.130
0.130
0.130
A.该反应在15 ℃,120 s~180 s区间的v(HCOOC2H5)为7.33×10-5 mol·L-1·s-1
C.530 s时,表格中35 ℃对应的数据一定是0.130
D.由表中数据可知,温度升高,反应速率加快
D.其他条件不变,提高c(OH-),可使该反应的化学平衡常数增大
11.某反应A(g)+B(g)→C(g)+D(g)的速率方程为v=k•cm(A)•cn(B),其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示:
c(A)/(mol•L-1)
0.25
0.50
1.00
0.50
1.00
c1
c(B)/(mol•L-1)
0.050
0.050
0.100
0.100
0.200
c2
v/(10-3mol•L-1•min-1)
1.6
3.2
v1
3.2
v2
4.8
下列说法不正确的是( )
A.上述表格中的c1=0.75、v2=6.4
B.该反应的速率常数k=6.4×10-3min-1
C.在过量的B存在时,反应掉93.75%的A所需的时间是500min
D.升温、加入催化剂、缩小容积(加压),使k增大导致反应的瞬时速率加快
12.将0.8 mol 放入一个装满O2的恒压密闭容器中,在、的条件下使之充分反应至t1时刻,此时容器中无S剩余,剩余0.2 mol O2。再向该体系中迅速投入无水FeSO4固体,此过程容器与外界未发生气体交换,充分反应至t2时刻。已知此条件下可以发生如下反应:
S(s)+O2(g)SO2(g)
2FeSO4(s)Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g) KP2=8.1×107Pa2
2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g) KP2=7.2×103Pa
下列说法不正确的是( )
A.t1时刻,容器中气体总物质的量为1.0mol
B.t1时刻,容器中S(s)+O2(g)SO2(g)的分压为
C.起始时,容器中n(O2)=1.25mol
D.t2时刻,容器中的固体为FeSO4与Fe2O3的混合物
13.在3个容积均为2.0L的恒容密闭容器中,反应H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g) ΔH>0 ,分别在一定温度下达到平衡,下列说法正确的是( )
容器
温度
(T1>T2)
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
n(H2O)
n(C)
n(CO)
n(H2)
n(CO)
I
T1
0.6
1.2
0
0
0.2
II
T1
1.2
1.2
0
0
x
III
T2
0
0
0.6
0.6
y
A.当温度为T1时,该反应的化学平衡常数值为0.1
B.达到平衡时,容器II中H2O的转化率比容器I中的小
C.若5min后容器I中达到平衡,则H2O的平衡浓度为1.0 mol/L
D.达到平衡时,容器III中 CO的转化率小于66.6%
04化学反应速率和化学平衡图象
14.【结合速率常数考查化学平衡】(2026·江西多校高三联考)温度T下,在VL的刚性密闭容器中加入1mol CH3CH=CH2和1molH2,发生反应:CH3CH=CH2(g)+H2(g)CH3CH2CH3(g) ΔH=-akJ·mol−1(a>0),达到平衡状态放出QkJ热量。在不同催化剂作用下,该反应的与关系如图所示.已知:R为常数,Ea为活化能,T为温度;k只与温度、催化剂有关;速率方程为、;速率常数k与活化能的经验关系式为。下列说法正确的是( )
A.催化剂I的催化效率更高
B.升高温度,速率常数增大
C.的值不变时,反应达到了平衡状态
D.平衡时,H2的平衡转化率为
15.(2026·重庆一中高三模拟)某温度下,在恒容密闭容器中充入1.5mol A(g)和一定量B(g),发生下列反应:
反应Ⅰ.A(g)+B(g)C(g)
反应Ⅱ.A(g)+B(g)D(g)
测得反应过程中气体A、C、D的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.活化能:Ea(Ⅰ)>Ea(Ⅱ)
B.内,的平均化学反应速率为0.1 mol·L-1·s-1
C.当容器内气体密度保持不变时,则反应Ⅰ、反应Ⅱ均达到平衡状态
D.其他条件不变,后再向平衡体系中加入一定量的气体,再次平衡后增大
16.【25年安徽卷T11改编】恒温恒压密闭容器中t=0时加入A(g),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 v=kx,k为反应速率常数)。下列说法错误的是( )
A.该条件下
B.0~t1时间段,生成M和N的平均反应速率相等
C.A(g)→M(g)的活化能小于 A(g)→N(g)的活化能
D.若加入催化剂,k1增大,k2不变,则x1 和xM。平衡均变大
17.向体积均为1L的两恒容容器中分别充入2molX和1molY发生反应:2X(g)+Y(g)Z(g) ΔH,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。下列说法不正确的是( )
A.a点平衡常数: B.气体的总物质的量:na<nc
C.ΔH<0 D.平衡转化率:甲<乙
18.已知反应:CH2==CHCH3(g)+Cl2(g)CH2==CHCH2Cl(g)+HCl(g)。在一定压强下,按w=向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时,丙烯的体积分数(φ)与温度(T)、w的关系,图乙表示正、逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法中错误的是( )
A.图甲中w2>1
B.图乙中,A线表示逆反应的平衡常数
C.温度为T1、w=2时,Cl2的转化率为50%
D.若在恒容绝热装置中进行上述反应,达到平衡时,装置内的气体压强增大
19.(2025·山西省部分学校联考)在甲、乙均为的恒容密闭容器中均充入1molCO2(g)和3molH2(g),在恒温和绝热两种条件下仅发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49kJ·mol−1,测得压强变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.放出的热量:Qa>Qb
B.乙容器中0~5min内v(H2O)=0.4 mol·L-1·min-1
C.CO2的转化率:c>b
D.平衡常数:Kb>Kc
20.(2025·江西省南昌市高三联考)恒温20L密闭容器内发生2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-746.8kJ·mol−1,一开始投入一定量的CO和NO,测得NO、CO的物质的量浓度随时间变化的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.该反应是熵减小的反应,低温有利于自发进行
B.a点理论上化学反应释放的能量约为4.1kJ
C.0~4s,氮气的反应速率v(N2)=2.25 mol·L-1·s-1
D.b点氮气的体积分数约为8.9%
21. (2025·湖南省炎德英才名校联考联合体高三第四次联考)某温度下,向1L刚性密闭容器中充入1molN2和适量H2合成氨,化学反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,,测得平衡体系中,各物质浓度关系如图所示。
下列叙述错误的是( )
A.L1代表c(NH3)变化趋势 B.平衡常数K=0.2L2·mol-2
C.b点中x=12 D.b点沿L1移向d点时,平衡正移
1.(2026·浙江省新阵地教育联盟三联考)下列说法正确的是( )
A.已知的燃烧热为283 kJ·mol-1,则2CO(g)+ O2(g)=2CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1
B.已知2H2S(g)2H2(g)+S2(g),平衡后保持恒温恒压通入Ar,平衡正向移动,H2的浓度增大
C.一定条件下,苯乙炔(Ph-C≡CH)可与发生加成反应,得到产物a和b,反应过程中物质转化关系与能量变化如图所示,平衡后产物占比:a < b
D.已知TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+2CO(g),及时分离TiCl4可缩短达到平衡的时间
2.高炉炼铁中的一个反应为FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) ΔH>0,在1100℃下,若CO起始浓度为1.2mol/L,10min后达到平衡时的体积分数为,下列说法错误的是( )
A.1100℃下,此反应的平衡常数
B.达到平衡过程中,反应的平均速率为v(CO)=0.02 mol·L-1·min-1
C.达到平衡后,若增大c(CO2),则达到新平衡时,增大
D.测得某时刻c(CO)=0.8mol/L,则此时
3.(2026·湖南邵阳高三期中)在1L恒容密闭容器中充入1mol N2H4(g),发生反应:N2H4(g)N2(g)+2H2(g) ΔH,反应相同时间,不同温度下N2H4(g)的转化率如图所示。下列叙述正确的是( )
A.a、b、c点对应的反应速率:(逆)(正)(逆)
B.上述反应的产物总能量高于反应物总能量
C.在点体系中加入的平衡转化率减小
D.300℃时,该反应的平衡常数
4. (2026·浙江省强基联盟2026届高三开学联考)工业上将CH4和H2S混合气体在压强为0.15MPa时通入反应釜中制备H2,反应如图1所示分两步完成,反应相同时间后测得H2和CS2的体积分数随温度变化如图2所示。
下列说法正确的是( )
A.该反应涉及的反应为Ⅰ.2H2S(g)+CH4(g)2H2(g)+S2(g)+CH4(g);Ⅱ.2H2(g)+S2(g)+CH4(g) 4H2(g)+CS2(g)
B.在0.15MPa,980℃时,增大n(CH4)/n(H2S)的投料比,H2S的转化率提高
C.其他条件不变时,通入适量氮气可以提高H2的产率
D.在950~1150℃范围内,其他条件不变时升高温度,S2的体积分数升高
5.(2026·浙江省新阵地教育联盟高三第一次模拟预测)CO2的资源化利用有利于实现“碳中和”。CO2催化加氢制CH3OH的反应体系中,发生的主要反应如下:
反应1:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1= -49.5kJ·mol−1
反应2:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol−1恒压下,将n(CO2):n(H2)=1:3的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,测得出口处CO2的转化率及CH3OH和CO的选择性随温度的变化如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.曲线③表示CO的选择性
B.时出口处CO的物质的量大于时
C.反应1正反应活化能小于逆反应活化能
D.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90.7kJ·mol−1
6.(2026·四川遂宁二模)逆水煤气变换反应是一种转化和利用的重要途径,发生的反应有:
反应ⅰ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.1kJ·mol−1
反应ⅱ:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH2=-165.0kJ·mol−1
反应ⅲ:CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) ΔH3常压下,向密闭容器中充入1 mol CO2和2 mol H2,达平衡时H2、H2O和含碳物质的物质的量随温度的变化如图。下列说法正确的( )
A.800 ℃时,适当增大体系压强,反应ⅱ的平衡常数保持不变
B.a代表CO、b代表CH4、c代表CO2
C.649 ℃时,反应Ⅰ的平衡常数
D.ΔH3=-216.1kJ·mol−1
7.(2026·广东梅州高三期中)向2L的恒容密闭容器中充入一定量的HCl和O2,发生反应:4HCl(g)+O2(g)2Cl23(g)+2H2O(g),反应物的转化率与温度之间的关系如图所示(其中①和②是平衡转化率曲线),下列说法正确的( )
A.R点O2的正反应速率小于逆反应速率 B.③是氯化氢的转化率随温度变化曲线
C.升高温度该反应的平衡常数会增大 D.高温条件更有利于该反应自发进行
1. (2024·安徽卷,10,3分)某温度下,在密闭容器中充入一定量的X(g),发生下列反应:X(g)Y(g)( ΔH1<0),Y(g)Z(g)( ΔH2<0),测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是( )
A. B.
C. D.
2.(2024·湖南卷,14,3分)恒压下,向某密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)和CO(g,发生如下反应:
主反应:CH3OH(g)+CO(g)=CH3COOH(g) ΔH1
副反应:CH3OH (g)+CH3COOH(g)=CH3COOCH3(g)+H2O(g) ΔH2
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.ΔH1<0,ΔH2>0 D. L、M、N三点的平衡常数:K(L)=K(M)>K(N)
3.(2024·广西卷,13,3分)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:C6H5CN(苯甲腈) →C6H5CONH2 (苯甲酰胺)→C6H5COOH (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Y、Z还有NH3
B.点时
C.x(Z)在15min前基本不变,15min后明显增大,可能是水解产物对生成Z的反应有催化作用
D.任意25min时间段内存在v(X)= v(Y)+ v(Z)
4.(2024·江苏卷,13,3分) 二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为:
①CO2(g)+H2(g)= CO(g)+H2O(g) ΔH1=41.2kJ·mol−1
②CO(g)+2H2(g)= CH3OH(g) ΔH2
225℃、8×106Pa下,将一定比例CO2、H2混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和CH3OH的体积分数如图所示。下列说法正确的是( )
A.L4处与L5处反应①的平衡常数K相等
B.反应②的焓变ΔH2>0
C.L6处的H2O的体积分数大于L5处
D.混合气从起始到通过L1处,CO的生成速率小于CH3OH的生成速率
5.(2023•湖南卷,13,3分)向一恒容密闭容器中加入1molCH4和一定量的H2O,发生反应:CH4(g)+ H2O(g)CO (g)+ 3H2(g)。CH4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.x1<x2
B.反应速率:v正b<vc正
C.点a、b、c对应的平衡常数:Ka<Kb =Kc
D.反应温度为,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
6.(2023•海南卷,13,3分)工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺:C6H5CH2CH3(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g)。某条件下无催化剂存在时,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.曲线①表示的是逆反应的v-t关系 B.t2时刻体系处于平衡状态
C.反应进行到t1时,Q>K (Q为浓度商) D.催化剂存在时,v1、v2都增大
7.(2024·山东卷,20,12分)水煤气是H2的主要来源,研究CaO对C-H2O体系制H2的影响,涉及主要反应如下:
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) (I) ΔH1>0
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) (II) ΔH2<0
CaO(s)+CO2(g)= CaCO3(s) (III) ΔH3<0
回答列问题:
(2)压力p下,C-H2O- CaO体系达平衡后,图示温度范围内C(s)已完全反应,CaCO3(s)在T1温度时完全分解。气相中CO,CO2和H2摩尔分数随温度的变化关系如图所示,则a线对应物种为_______(填化学式)。当温度高于T1时,随温度升高c线对应物种摩尔分数逐渐降低的原因是_______。
(3)压力p下、温度为T0时,图示三种气体的摩尔分数分别为0.50,0.15,0.05,则反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的平衡常数KP=_______;此时气体总物质的量为,则CaCO3(s)的物质的量为_______;若向平衡体系中通入少量CO2(g),重新达平衡后,分压p(CO2)将_______(填“增大”“减小”或“不变”),p(CO)将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
8.(2024·湖北卷,17节选)用BaCO3和焦炭为原料,经反应I、Ⅱ得到BaC2,再制备乙炔是我国科研人员提出的绿色环保新路线。
反应I:BaCO3(s)+C(s)BaO(s)+2CO(g)
反应Ⅱ:BaO(s)+3C(s)BaC2(s)+CO(g)
(2)已知、(n是的化学计量系数)。反应、Ⅱ的与温度的关系曲线见图1。
①反应BaCO3(s)+4C(s)BaC2(s)+3CO(g)在的KP= Pa3。
②保持不变,假定恒容容器中只发生反应I,达到平衡时pCO= Pa,若将容器体积压缩到原来的,重新建立平衡后pCO= Pa。
1 / 1
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
专题07 化学反应速率与化学平衡
目录
第一部分 风向速递 洞察考向,感知前沿
第二部分 分层突破 固本培优,精准提分
A组·保分基础练
题型01 化学反应速率及其影响因素
题型02 化学平衡及其影响因素
题型03 化学反应速率和化学平衡的综合计算
题型04 化学反应速率和化学平衡图象
B组·抢分能力练
第三部分 真题验证 对标高考,感悟考法
1.【结合反应历程考查平衡移动】(2025·河南西北教研联盟高三联考)对反应X(g)Y(g) (Z为中间产物),T0温度下,总反应的平衡常数为K,相同条件下,加入催化剂①和②前后的反应历程如图所示(一为无催化剂,---为有催化剂)。
下列说法正确的是( )
A.提高反应温度,增大
B.催化剂①能提高X的平衡转化率
C.T0温度下,当时,总反应达到平衡状态
D.催化剂①和②均可使反应达到平衡所需时间大幅缩短
【答案】C
【解析】由题干图示信息可知,反应历程中①X(g)Z(g)是一个吸热反应,而②Z(g) Y(g)是一个放热反应,其反应①的活化能比反应②大,即反应①是决速步骤,据此分析解题。A项,由分析可知,①X(g)Z(g)是一个吸热反应,而②Z(g) Y(g)是一个放热反应,提高反应温度,反应①平衡正向移动,反应②平衡逆向移动,导致c平(X)减小,c平(Z)增大,则减小,A错误;B项,已知催化剂只能改变反应速率,不能使平衡发生移动,故催化剂①不能提高X的平衡转化率,B错误;C项,已知平衡常数仅仅是温度的函数,故T0温度下,当时,即,即总反应达到平衡状态,C正确;D项,反应①的活化能比反应②大,即反应①是决速步骤,则催化剂①可使反应达到平衡所需时间大幅缩短,而催化剂②不能,D错误;故选C。
2. (2026·浙江省A9协作体2026届高三返校联考)乙炔加氢是得到高纯度乙烯的一种重要方法。主要发生如下两个反应:
反应Ⅰ:C2H2(g)+H2(g)C2H4(g) ΔH1=-176kJ·mol−1
反应Ⅱ:C2H2(g)+2H2(g)C2H6(g) ΔH2=-320kJ·mol−1
一定条件下,使用某含Co催化剂,在不同温度下测得乙炔转化率和产物选择性(指定产物的物质的量/转化的乙炔的物质的量)如图所示(反应均未达平衡)。
下列说法不正确的是( )
A.反应Ⅲ:C2H4(g)+H2(g)C2H6(g) ΔH3=-144kJ·mol−1,该反应低温自发
B.对于反应Ⅱ,已知速率方程,在恒温恒容条件下,充入一定量的C2H6,此时v(C2H2)的速率减小,平衡逆移
C.由图1可知,220℃以后乙炔转化率减小的原因:温度过高,反应Ⅱ受温度变化影响程度大,平衡逆移程度超过了反应Ⅰ正移程度,乙炔转化率减小
D.图2,在120~240℃范围内,反应Ⅰ和反应Ⅱ乙炔的转化速率大小关系为:v1>v2
【答案】C
【解析】A项,根据盖斯定律,反应Ⅲ=反应Ⅱ-反应Ⅰ,ΔH3=ΔH2-ΔH1=(-320kJ/mol)-(-176kJ/mol)=-144kJ/mol。反应Ⅲ为气体分子数减少的反应(ΔS<0),且ΔH<0,由ΔG=ΔH-TΔS可知,低温时ΔG<0,反应自发,A正确;B项,速率方程中c(C2H6)的指数为-0.5,恒温恒容充入C2H6,c(C2H6)增大,v(C2H2)减小;反应Ⅱ中充入产物C2H6,平衡逆向移动,B正确;C项,题目明确“反应均未达平衡”,此时乙炔转化率由反应速率决定,而非平衡移动。220℃后转化率下降可能是高温导致催化剂活性降低,而非“平衡逆移”,C错误;D项,,乙烯选择性(>80%)远大于乙烷(<20%),则反应Ⅰ转化的乙炔量(v1)大于反应Ⅱ(v2),D正确;故选C。
3.(2026·河北沧州高三期中)在工业生产上通常利用硫(S8)与CH4为原料制备CS2。450℃以上发生反应Ⅰ:S8(g)4S2(g);600℃以上发生反应Ⅱ:2S2(g)+CH4(g)CS2(g)+2H2S(g)。一定条件下,S2的体积分数、CH4的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.反应Ⅱ的正反应为吸热反应
B.在密闭容器中,n(S2):n(CH4)=2:1开始反应,当CS2体积分数为10%时,CH4转化率为60%
C.通过增大S8的浓度无法提高反应II的速率
D.制备CS2时,控制温度不低于600℃的原因:此温度CH4的平衡转化率已很高;低于此温度S2浓度小,反应速率慢
【答案】D
【解析】A项,由图像可知,随温度升高,甲烷的平衡转化率降低,故反应II的正反应为放热反应,A错误;B项,在密闭容器中,n(S):n(CH4)=2:1开始反应,设甲烷的起始物质的量为a,转化的物质的量为xmol,列三段式:
根据CS2体积分数为,即,解得x=0.3a,则CH4转化率为30%,B错误;C项,由反应I可知,增大S82(g)的浓度即可增大S2(g)的浓度,增大S2(g)的浓度,反应Ⅱ的速率增大,C错误;D项,反应Ⅱ:2S2(g)+CH4(g)CS2(g)+2H2S(g)在温度高于600℃时甲烷的转化率较高,低于600℃时,S2(g)浓度低,化学反应速率慢,D正确;故选D。
4.(2026·浙江省七彩阳光新高考研究联盟2026届高三开学联考)研究CaO、温度对水煤气转化(反应I)平衡体系的影响,涉及反应如下:
反应I:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH1<0
反应II:CaO(s)+CO2(g) CaCO3(s) ΔH2<0
恒压下,平衡气体中某些组分的体积分数随温度变化如图所示。
已知:T1时CaCO3已完全分解。
下列说法正确的是( )
A.T0时,H2O(g)的体积分数是0.25
B.T0时,体系中n(CO2)<n(CO)<n(CaCO3)
C.T1后,升高温度混合气体的平均相对分子质量增大
D.若T0时压缩容器,重新平衡后各气体分压均增大
【答案】B
【解析】A项,T0时,气体组分体积分数之和为1,H2、CO、CO2体积分数分别为0.50、0.15、0.05,故H2O体积分数=1-0.50-0.15-0.05=0.30,A错误;B项,T0时,CO2与CO体积分数分别为0.05、0.15,即n(CO2)<n(CO);反应I中生成的CO2与H2物质的量相等(H2体积分数0.50),生成的CO2几乎全部被反应II吸收生成CaCO3,故n(CaCO3)≈n(H2)=0.50n总,而n(CO)=0.15n总,因此n(CO)<n(CaCO3),B正确;C项,T1后CaCO3完全分解,体系仅存反应I(Δn=0),升高温度平衡逆向移动,但总质量和总物质的量不变,平均相对分子质量==定值,C错误;D项,压缩容器时,反应II平衡正向移动,CO2分压由K2决定(温度不变则分压不变),反应I平衡不移动,D错误;故选B。
5.【结合速率常数、活化能】(2026·黑龙江牡丹江高三期中)在某密闭容器中充入等物质的量的SO2(g)和Cl2(g),发生反应SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(l),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(Ea,单位为kJ·mol−1)、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.依据反应体系中体积分数不变,不可确定该反应达到化学平衡状态
B.催化剂A的催化效果比催化剂B的好
C.根据图中信息,不能求算出催化剂B的活化能Ea
D.降低温度会导致速率常数k增大
【答案】A
【解析】A项,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=0.5 ,始终不变,不能判断平衡,A正确;B项,相同温度,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项,图像中-Rlnk与呈线性关系,斜率为Ea,催化剂B直线取时,-Rlnk=1.5,斜率Ea,C错误;D项,根据关系式,得到:(C为常数),降低温度T减小, 增大,Ea为正值,则-Rlnk增大,即lnk减小,k减小,D错误;故选A。
6..【结合选择性考查平衡图象】(2026·江苏苏州高三期中)二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应:
反应I:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-164.7kJ·mol−1
反应II:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2kJ·mol−1
向恒压、密闭容器中通入1molCO2和4molH2,平衡时CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化如图所示。CH4的选择性。下列说法正确的是( )
A.400℃时,CO2的平衡转化率为
B.400℃反应达到平衡状态时,n(CO2):n(CO)=1:5
C.CH4的平衡选择性随着温度的升高而增大
D.其他条件不变,加压有利于增大平衡时H2的物质的量
【答案】A
【解析】反应I是放热反应,温度升高,平衡逆移,则CH4的物质的量减小,CO2的转化率下降;反应Ⅱ是吸热反应,温度升高,平衡正移,则CO的物质的量增大,CO2的转化率升高;图像中随着温度的升高,曲线①呈现单调下降的趋势,则代表的是CH4的物质的量,曲线②呈现单调升高的趋势,则代表的是CO的物质的量,剩下的曲线③则是CO2的物质的量。A项,根据分析,曲线③为CO2的物质的量,则400℃时,CO2的物质的量为0.15 mol,由起始的1 mol转化到0.15 mol,转化率为,A正确;B项,400℃反应达到平衡状态时,由图分析,曲线②为CO的物质的量0.1mol,则n(CO2):n(CO)=0.15:0.1=3:2,B错误;C项,CH4的选择性。由图可知,随着温度升高,曲线①代表的n(CH4)单调减少,而曲线②代表的n(CO)单调增加,因此CH4的选择性随温度升高而减小,C错误;D项,增大压强,反应I平衡右移,反应I中等物质的量CO2消耗更多的H2,故加压会降低平衡时H2的物质的量,D错误;故选A。
01化学反应速率及其影响因素
1.在容积为2L的密闭容器中进行如下反应:A(s)+2B(g)3C(g)+nD(g),开始时A为4mol,B为6mol;5min末时测得C的物质的量为3mol,用D表示的化学反应速率v(D)为0.1 mol/(L·min)。下列说法错误的是( )
A.前5min内用A表示的化学反应速率v(A)为0.1mol/(L·min)
B.化学方程式中n值为1
C.反应达到平衡时3v正(B)=2v逆(C)
D.此反应在两种不同情况下的速率分别表示为:①v(B)=6 mol/(L·min),②v(D)=4.5 mol/(L·min),其中反应速率快的是②
【答案】A
【解析】A项,A 为固体,不能用浓度变化表示化学反应速率,A错误;B项,
n(C) : n(D)=3: 1,为方程式化学计量系数比,B正确;C项,平衡时正反应速率等于逆反应速率,不同物质表示速率等于计量数之比,C正确;D项,当v(D)=4.5 mol/(L·min),若用B的浓度变化表示应为v(B)=4.5× 2=9 mol/(L ·min),D正确;故选A。
2.以反应 5H2C2O4+2MnO4 -+6H+ = 10CO2↑+ 2Mn2+ + 8H2O 为例探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时,分别量取 H2C2O4溶液和酸性 KMnO4溶液,迅速混合并开始计时,通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。
下列说法不正确的是( )
A.实验①、 ②、 ③所加的H2C2O4 溶液均要过量
B.若实验①测得 KMnO4溶液的褪色时间为 40 s,则这段时间内平均反应速率 v(KMnO4)= 2. 5×10-4 mol/L/s
C.实验①和实验②是探究浓度对化学反应速率的影响,实验②和③是探究温度对化学反应速率的影响
D.实验①和②起初反应均很慢,过了一会儿速率突然增大,可能是生成的 Mn2+对反应起催化作用
【答案】B
【解析】A项,根据反应方程式可得5H2C2O4~2MnO4-,由实验数据分析可知,在这三个实验中,所加H2C2O4溶液均过量,A正确;B项,根据已知数据可得v(KMnO4)=0.010mol/L×0.004L/40s =1.0×10-6 mol/L/s,B错误;C项,分析表中数据可知,实验①和实验②只是浓度不同,实验②和③只是温度不同,C是正确的;D项,在其它条件都相同时,开始速率很小,过一会儿速率突然增大,说明反应生成了具有催化作用的物质,其中水没有这种作用,CO2释放出去了,所以可能起催化作用的是Mn2+,故D正确。故选B。
3.反应A(g)4B (g)+ C (g),在100℃和T℃时,A的物质的量浓度(单位:)随时间变化的有关实验数据见下表:
时间/min
0
1
2
3
4
5
100/℃
0.80
0.55
0.35
0.20
0.15
0.15
T/℃
1.00
0.65
0.35
0.18
0.18
0.18
下列有关该反应的描述正确的是( )
A.在100℃时,2min内用B表示的化学反应速率为
B.T℃下,3min时反应刚好达到平衡状态
C.根据上表内A浓度变化,可知浓度越大,反应速率越大
D.从表中可以看出
【答案】C
【解析】A项,在100℃时,2min 内A的物质的量浓度的变化量为0.80mol/L-0.35mol/L=0.45mol/L,根据方程式可知B的物质的量浓度的变化量为0.45mol/L×4=1.8mol/L,则用B表示的化学反应速率为,A错误;B项,T℃下,3min及以后A的物质的量浓度均不发生改变,说明反应达到平衡,但不能说明3min时反应刚好达到平衡,可能在2~3min之间反应就已经达到平衡,B错误;C项,根据表格数据分析,单位时间内A的浓度减少量越来越小,说明浓度越大,反应速率越大,C正确;D项,由表格数据可知,T℃下,反应先达到平衡,说明T℃下反应速率更快,则T>100,D错误;故选C。
02化学平衡及其影响因素
4.(2026·广东五校高三联考)在恒容密闭容器中发生反应2CO(g)+2NO(g)CO2(g)+N2(g) ΔH2=-748.6kJ·mol−1。若平衡后升温,下列说法正确的是( )
A.平衡常数K增大 B.容器内压强增大
C.CO的正反应速率减小 D.CO的质量减小
【答案】B
【解析】A项,平衡常数K与温度相关,该反应为放热反应,升温使平衡逆向移动,K减小,A错误;B项,升温导致平衡逆向移动,反应物气体总物质的量(4 mol)大于生成物(3 mol),总物质的量增加,且温度升高,根据pV=nRT,恒容下压强增大,B正确;C项,升温会增大所有反应速率,CO的正反应速率增大而非减小,C错误;D项,平衡逆向移动时,CO的物质的量增加,质量增大,D错误;故选B。
5.某温度下,反应2CH2=CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡,下列说法正确的是( )
A.增大压强,,平衡常数增大
B.加入催化剂,平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大
C.恒压下,充入一定量的N2,平衡向逆反应方向移动
D.恒容下,充入一定量的CH2=CH2(g),CH2=CH2(g)的平衡转化率增大
【答案】C
【解析】A项,压强增大,平衡正向进行,但平衡常数不变,平衡常数只受温度影响,A错误;B项,加入催化剂只能影响反应速率,不能改变浓度,B错误;C项,恒压下,加入不反应的气体,增大体积,相当于降低压强,所以平衡逆向进行,C正确;D项,加入反应物,平衡虽然正向进行,但加入的CH2=CH2量多于转化的量,CH2=CH2的转化率降低,D错误;故选C。
6.在PdCl2-CuCl2做催化剂和适宜的温度条件下,用O2将HCl氧化为Cl2:4HCl(g)+O2(g)=2H2O(g)+2Cl2(g) ΔH<0,下列有关说法不正确的是( )
A.降低温度,可提高Cl2产率
B.提高,该反应的平衡常数增大
C.若断开1molH-Cl键的阿时有1molH-O键断开,则表明该反应达到平衡状态
D.该反应的平衡常数表达式
【答案】B
【解析】A项,此反应正向为放热反应,降低温度,平衡正向移动,可提高氯气产率,A正确;B项,温度不变,平衡常数不变,B不正确;C项,若断开1mol H-Cl键的同时有1molH-O键断开,说明正逆反应速率相等,则表明该反应达到平衡状态,C正确;D项,各组分均为气体,平衡常数表达式正确,D正确。故选B。
7.温度为T时,在容积为2 L的3个恒容密闭容器中发生反应:3A(g)+B(g) xC(g),按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡时的有关数据如下:
容器
甲
乙
丙
反应物的投入量
3 mol A、2 mol B
6 mol A、4 mol B
2 mol C
达到平衡的时间/min
5
8
A的浓度/mol·L-1
c1
c2
C的体积分数/%
w1
w3
混合气体的密度/g·L-1
ρ1
ρ2
下列说法正确的是( )
A.若x<4,则2c1<c2
B.若x=4,则w1=w3
C.无论x的值是多少,均有2ρ1=ρ2
D.甲容器达到平衡所需的时间比乙容器达到平衡所需的时间短
【答案】C
【解析】若x<4,则正反应为气体分子数减小的反应,乙容器对于甲容器而言,相当于加压,平衡正向移动,所以2c1>c2,A项错误;若x=4,则反应前后气体分子数相等,由于起始时甲容器中A、B的投入量之比与化学方程式中对应化学计量数之比不相等,故w3不可能等于w1,B项错误;起始时乙容器中A、B的投入量是甲容器的2倍,两容器的容积相等,故恒有2ρ1=ρ2,C项正确;起始时乙容器中A、B的浓度是甲容器中的2倍,故乙容器达到平衡所需的时间比甲容器达到平衡所需的时间短,D项错误。
03 化学反应速率和化学平衡的综合计算
8.【25年重庆卷T14改编】乙酸甲酯制乙醇的反应为:CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)。三个10 L恒容密闭容器中分别加入1 mol乙酸甲酯和9.8 mol氢气,在不同温度下,反应分钟时乙酸甲酯物质的量如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH>0
B.容器甲在分钟时,v正<v逆
C.容器乙中平均反应速率
D.容器丙中甲醇的体积分数为6%
【答案】C
【解析】A项,温度越高反应速率越快,比较乙丙可知,丙反应升高温度,醋酸甲酯量增大,则反应逆向进行,正反应为放热反应,该反应的ΔH<0,A错误;B项,温度越高反应速率越快,比较乙丙可知,丙达到平衡状态,甲还没达到平衡,v正>v逆,B错误;C项,容器乙中平均反应速率,C正确;D项,容器丙中:
容器丙中甲醇的体积分数为,D错误;故选C。
9.已知2N2O(g)2N2(g)+ O2(g)的速率方程为(k为速率常数,只与温度、催化剂有关)。实验测得,N2O在催化剂X表面反应的变化数据如下:
t/min
0
10
20
30
40
50
60
70
0.100
0.080
0.040
0.020
0
下列说法正确的是( )
A.t=10min时,v(N2O)= 2.0×10-3 mol·L-1·min-1
B.速率方程中n=1,表格中c1>c2=c3
C.相同条件下,增加N2O的浓度或催化剂X的表面积,都能加快反应速率
D.保持其他条件不变,若起始浓度为,当减至一半时共耗时70min
【答案】A
【解析】A项,t=10min时,v(N2O)== 2.0×10-3 mol·L-1·min-1,A项正确;B项,根据表中数据分析,该反应的速率始终不变,N2O的消耗是匀速的,说明反应速率与c(N2O),所以速率方程中n=0,B项错误;C项,速率方程中n=0,相同条件下增加N2O的浓度不能加快反应速率,C项错误;D项,保持其他条件不变,该反应的反应速率不变,即为2.0×10-3 mol·L-1·min-1,若起始浓度0.200 mol·L-1,减至一半时所耗时间为=50min,D项错误;故选A。
10.甲酸乙酯在OH-存在下发生水解:HCOOC2H5+OH-HCOO-+C2H5OH,两种反应物的初始浓度均为0.500 mol·L-1,不同温度下测得HCOOC2H5的浓度(mol·L-1)随时间变化的数据如表所示。下列有关说法不正确的是( )
t/s
0
120
180
240
330
530
600
700
800
15 ℃
0.500
0.335
0.291
0.256
0.210
0.156
0.148
0.145
0.145
35 ℃
0.500
0.325
0.2775
0.238
0.190
…
0.130
0.130
0.130
A.该反应在15 ℃,120 s~180 s区间的v(HCOOC2H5)为7.33×10-5 mol·L-1·s-1
C.530 s时,表格中35 ℃对应的数据一定是0.130
D.由表中数据可知,温度升高,反应速率加快
D.其他条件不变,提高c(OH-),可使该反应的化学平衡常数增大
【答案】C
【解析】A项,根据表中数据,在15 ℃,120 s~180 s区间的v(HCOOC2H5)==7.33×10-4mol·L-1·s-1,A错误;B项,35℃达到平衡时HCOOC2H5的浓度为0.130mol/L,15℃时330s~530s内HCOOC2H5的浓度减少0.210mol/L-0.156mol/L=0.054mol/L,由表中数据知,在相同时间间隔内,35℃时HCOOC2H5的浓度减小值大于15℃时,35℃时反应速率比15℃时快,35℃时330s~530s内HCOOC2H5的浓度减少大于0.054mol/L,530s时HCOOC2H5的浓度小于0.190mol/L-0.054mol/L=0.136mol/L>0.130mol/L,530s时反应不一定达到平衡状态,故530 s时表格中35 ℃对应的数据不一定是0.130,B错误;C项,由表中数据知,在相同时间间隔内,35℃时HCOOC2H5的浓度减小值大于15℃时,35℃时反应速率比15℃时快,即温度升高,反应速率加快,C正确;D项,其他条件不变,提高c(OH-),虽然可使平衡正向移动,但温度不变,所以该反应的化学平衡常数不变,D不正确;故选C。
11.某反应A(g)+B(g)→C(g)+D(g)的速率方程为v=k•cm(A)•cn(B),其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)为。改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示:
c(A)/(mol•L-1)
0.25
0.50
1.00
0.50
1.00
c1
c(B)/(mol•L-1)
0.050
0.050
0.100
0.100
0.200
c2
v/(10-3mol•L-1•min-1)
1.6
3.2
v1
3.2
v2
4.8
下列说法不正确的是( )
A.上述表格中的c1=0.75、v2=6.4
B.该反应的速率常数k=6.4×10-3min-1
C.在过量的B存在时,反应掉93.75%的A所需的时间是500min
D.升温、加入催化剂、缩小容积(加压),使k增大导致反应的瞬时速率加快
【答案】D
【解析】由第二组和第四组数据,A浓度相同,B浓度不同,速率相等,可知n=0,再由第一组和第二组数据代入可得,可知m=1;将第一组数据代入,可得k=6.4×10-3,则。A项,当速率为4.8×10-3mol•L-1•min-1时,由上述可知c1=0.75mol/L,c(A)=1mol/L时速率为6.4×10-3mol•L-1•min-1,A正确;B项,速率常数k=6.4×10-3,B正确;C项,存在过量的B时,反应掉93.75%的A可以看作经历4个半衰期,即50%+25%+12.5%+6.25%,因此所需的时间为,C正确;D项,速率常数与浓度无关,缩小容积(加压)不会使k增大,D错误;故选D。
12.将0.8 mol 放入一个装满O2的恒压密闭容器中,在、的条件下使之充分反应至t1时刻,此时容器中无S剩余,剩余0.2 mol O2。再向该体系中迅速投入无水FeSO4固体,此过程容器与外界未发生气体交换,充分反应至t2时刻。已知此条件下可以发生如下反应:
S(s)+O2(g)SO2(g)
2FeSO4(s)Fe2O3(s)+SO2(g)+SO3(g) KP2=8.1×107Pa2
2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g) KP2=7.2×103Pa
下列说法不正确的是( )
A.t1时刻,容器中气体总物质的量为1.0mol
B.t1时刻,容器中S(s)+O2(g)SO2(g)的分压为
C.起始时,容器中n(O2)=1.25mol
D.t2时刻,容器中的固体为FeSO4与Fe2O3的混合物
【答案】D
【解析】A项,0.8 mol S完全反应生成0.8mol二氧化硫,二氧化硫与氧气继续反应生成三氧化硫,结合反应及S元素守恒可知,二氧化硫和三氧化硫的总物质的量为0.8mol,剩余氧气为0.2mol,容器内气体的总物质的量为1.0mol,故A正确;B项,在反应2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g),设消耗的氧气的为xmol,列三段式得:
恒压容器内总压强保持恒定,为;,解得:x=0.25,==,故B正确;C项,由反应可知0.8molS消耗0.8mol氧气,二氧化硫消耗的氧气为0.25mol,剩余氧气为0.2mol,则起始时,容器中n(O2)=(0.8+0.25+0.2)mol=1.25mol,故C正确;D项,加入FeSO4后发生分解反应生成氧化铁,同时部分硫酸亚铁被氧气氧化成硫酸铁,因此t2时刻容器中有三种固体存在,故D错误;故选D。
13.在3个容积均为2.0L的恒容密闭容器中,反应H2O(g)+C(s)CO(g)+H2(g) ΔH>0 ,分别在一定温度下达到平衡,下列说法正确的是( )
容器
温度
(T1>T2)
起始时物质的量/mol
平衡时物质的量/mol
n(H2O)
n(C)
n(CO)
n(H2)
n(CO)
I
T1
0.6
1.2
0
0
0.2
II
T1
1.2
1.2
0
0
x
III
T2
0
0
0.6
0.6
y
A.当温度为T1时,该反应的化学平衡常数值为0.1
B.达到平衡时,容器II中H2O的转化率比容器I中的小
C.若5min后容器I中达到平衡,则H2O的平衡浓度为1.0 mol/L
D.达到平衡时,容器III中 CO的转化率小于66.6%
【答案】B
【解析】温度T1时,容器Ⅰ中平衡时n(CO)=0.2mol,
该反应的化学平衡常数值为,故A错误;B项,容器Ⅱ相当于容器Ⅰ增加H2O的量,反而使其转化率降低,所以达到平衡时,容器Ⅱ中H2O的转化率比容器Ⅰ中的小,故B正确;C项,5min后容器Ⅰ中达到平衡,n(H2)=0.2mol,则5min内的平均反应速率:,故C错误;D项,假设达到平衡时,容器Ⅲ中的CO的转化率为66.6%,
则y=0.6×66.6%=0.3996,所以平衡时c(CO)=c(H2)=,c(H2O)=,则,但由于反应为吸热反应,降低温度不利于反应正向进行,所以容器Ⅲ的平衡常数比容器Ⅰ的平衡常数要小,即y<0.3996mol,可见转化率大于66.6%,故D错误;故选B。
04化学反应速率和化学平衡图象
14.【结合速率常数考查化学平衡】(2026·江西多校高三联考)温度T下,在VL的刚性密闭容器中加入1mol CH3CH=CH2和1molH2,发生反应:CH3CH=CH2(g)+H2(g)CH3CH2CH3(g) ΔH=-akJ·mol−1(a>0),达到平衡状态放出QkJ热量。在不同催化剂作用下,该反应的与关系如图所示.已知:R为常数,Ea为活化能,T为温度;k只与温度、催化剂有关;速率方程为、;速率常数k与活化能的经验关系式为。下列说法正确的是( )
A.催化剂I的催化效率更高
B.升高温度,速率常数增大
C.的值不变时,反应达到了平衡状态
D.平衡时,H2的平衡转化率为
【答案】B
【解析】A项,由图可知,催化剂Ⅱ对应的斜率较小,即改变相同温度,Rlnk变化值较小,活化能Ea较小,催化剂Ⅱ的催化效率更高,A错误;B项,升高温度,反应速率加快,速率常数增大,故B正确;C项,根据速率方程和平衡常数的定义可得,温度不变时,K始终不变,的值不变时,不一定是平衡态,故C错误;D项,若1 mol H2完全反应时,则放出的热量为a kJ,平衡时,放出的热量Q kJ,因此H2的平衡转化率为,故D错误;故选B。
15.(2026·重庆一中高三模拟)某温度下,在恒容密闭容器中充入1.5mol A(g)和一定量B(g),发生下列反应:
反应Ⅰ.A(g)+B(g)C(g)
反应Ⅱ.A(g)+B(g)D(g)
测得反应过程中气体A、C、D的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.活化能:Ea(Ⅰ)>Ea(Ⅱ)
B.内,的平均化学反应速率为0.1 mol·L-1·s-1
C.当容器内气体密度保持不变时,则反应Ⅰ、反应Ⅱ均达到平衡状态
D.其他条件不变,后再向平衡体系中加入一定量的气体,再次平衡后增大
【答案】B
【解析】A项,反应I、II的速率可通过单位时间内C、D两物质的变化量判断,活化能越低,反应速率越快。反应Ⅰ生成C,反应Ⅱ生成D,,则Ea(Ⅰ)<Ea(Ⅱ),A错误;B项,根据图像,A在0-4 s的变化量为1.5-0.5=1.0 mol,D在4 s时的生成量为0.2 mol,则反应II消耗A的物质的量为0.2 mol,反应I消耗的A的物质的量为1.0 mol-0.2 mol=0.8 mol,故生成的C的物质的量为0.8 mol,0.4 s,C的平均反应速率为=0.1 mol·L-1·s-1,B正确;C项,,根据装置和反应特点,m、V均在反应过程中不变,则密度始终不变,故容器内气体密度无法用于判断反应是否达到平衡状态,C错误;D项,其他条件不变,28s后再向平衡体系中加入一定量的B气体,再次平衡后,温度不变则K值不变,比值不变,D错误;故选B。
16.【25年安徽卷T11改编】恒温恒压密闭容器中t=0时加入A(g),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 v=kx,k为反应速率常数)。下列说法错误的是( )
A.该条件下
B.0~t1时间段,生成M和N的平均反应速率相等
C.A(g)→M(g)的活化能小于 A(g)→N(g)的活化能
D.若加入催化剂,k1增大,k2不变,则x1 和xM。平衡均变大
【答案】D
【解析】A项,①A(g)M(g)的,②A(g)N(g),②-①得到M(g)N(g),则K=,A正确;A正确;B项,由图可知,0~t1时间段,生成M和N的物质的量相同,由此可知,生成M和N的平均反应速率相等,B正确;C项,由图可知,A(g)→M(g)的反应速率大于A(g)→N(g)的反应速率,则A(g)→M(g)的活化能小于 A(g)→N(g)的活化能,C正确;D项,若加入催化剂,k1增大,k2增大,但催化剂不影响平衡移动,xM、平衡不变,D错误;故选D。
17.向体积均为1L的两恒容容器中分别充入2molX和1molY发生反应:2X(g)+Y(g)Z(g) ΔH,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。下列说法不正确的是( )
A.a点平衡常数: B.气体的总物质的量:na<nc
C.ΔH<0 D.平衡转化率:甲<乙
【答案】A
【解析】A项,a设Z平衡物质的量为x,列出三段式:
恒温恒容条件下,气体的压强之比等于物质的量之比,则 x=0.75mol,,c点平衡常数为12,甲容器时绝热容器,实际上达到平衡时温度升高,平衡逆向进行,故a点的平衡常数K<12,A错误;B项,a、c两点压强相等,容积体积相等,依据阿伏伽德罗定律,此时气体的物质的量与温度成反比,需注意a点温度比c点对应温度高,则气体总物质的量na<nc,B正确;C项,由图像可知,在容器甲中是绝热条件下,开始压强增大,说明反应温度升高,故反应为放热ΔH<0,C正确;D项,甲在绝热条件下的反应,该反应是放热反应,相当于升高温度,平衡逆向进行,所以平衡转化率,甲<乙,D正确;故选A。
18.已知反应:CH2==CHCH3(g)+Cl2(g)CH2==CHCH2Cl(g)+HCl(g)。在一定压强下,按w=向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时,丙烯的体积分数(φ)与温度(T)、w的关系,图乙表示正、逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法中错误的是( )
A.图甲中w2>1
B.图乙中,A线表示逆反应的平衡常数
C.温度为T1、w=2时,Cl2的转化率为50%
D.若在恒容绝热装置中进行上述反应,达到平衡时,装置内的气体压强增大
【答案】C
【解析】根据题中信息可知,增大n(Cl2),w增大,平衡正向移动,丙烯的体积分数(φ)减小,故w2>1,A项正确;根据图甲可知,升高温度,丙烯的体积分数增大,说明平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,则升高温度,正反应的平衡常数减小,逆反应的平衡常数增大,图乙中A线表示逆反应的平衡常数,B项正确;由图乙知,温度为T1时,正、逆反应的平衡常数相等,又因两者互为倒数,则平衡常数K=1,当w=2时,设CH2==CHCH3和Cl2的物质的量分别为a mol、2a mol,参加反应的Cl2的物质的量为b mol,利用三段式可列关系式=1,解得=,则Cl2的转化率约为33.3%,C项错误;该反应为反应前后气体体积不变的放热反应,反应向正反应方向进行,体系温度升高,气体膨胀,达到平衡时,装置内的气体压强将增大,D项正确。
19.(2025·山西省部分学校联考)在甲、乙均为的恒容密闭容器中均充入1molCO2(g)和3molH2(g),在恒温和绝热两种条件下仅发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49kJ·mol−1,测得压强变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.放出的热量:Qa>Qb
B.乙容器中0~5min内v(H2O)=0.4 mol·L-1·min-1
C.CO2的转化率:c>b
D.平衡常数:Kb>Kc
【答案】C
【解析】A项,该反应为放热反应,甲容器内压强先增大,则甲容器一定是绝热容器,乙容器为恒温容器;a、b两点对应压强相同,b点对应的温度高,则b点气体的总物质的量少,反应物转化率高,放热多,A错误;B项,利用三段法可表示出乙容器反应5min时各组分的物质的量,设生成n(H2O)为x,则:
乙容器反应到5min时,压强为4p,此时,解得,所以乙容器中0~5min内,B错误;C项,b、c两点均达到平衡状态,甲为绝热容器,容器内温度高,反应物的转化率低,C正确;D项,甲容器的温度高,该反应是放热反应,升高温度则平衡逆向移动,平衡常数减小,D错误;故选C。
20.(2025·江西省南昌市高三联考)恒温20L密闭容器内发生2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=-746.8kJ·mol−1,一开始投入一定量的CO和NO,测得NO、CO的物质的量浓度随时间变化的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.该反应是熵减小的反应,低温有利于自发进行
B.a点理论上化学反应释放的能量约为4.1kJ
C.0~4s,氮气的反应速率v(N2)=2.25 mol·L-1·s-1
D.b点氮气的体积分数约为8.9%
【答案】C
【解析】A项,正反应气体物质的量减少,是熵减小的反应,ΔS<0,该反应为放热反应,ΔH<0,根据ΔG=ΔH-TΔS<0可知,低温有利于自发进行,故A正确;B项,a点消耗NO的物质的量 ,理论上化学反应释放的能量约为,故B正确;C项,0~4s,NO的物质的量浓度降低,根据方程式可知生成氮气的浓度为,N2的反应速率,故C错误;D项,b点NO的物质的量浓度降低,根据方程式可知气体总浓度降低,生成氮气的浓度为,气体总浓度为,N2的体积分数约为,故D正确;故选C。
21. (2025·湖南省炎德英才名校联考联合体高三第四次联考)某温度下,向1L刚性密闭容器中充入1molN2和适量H2合成氨,化学反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0,,测得平衡体系中,各物质浓度关系如图所示。
下列叙述错误的是( )
A.L1代表c(NH3)变化趋势 B.平衡常数K=0.2L2·mol-2
C.b点中x=12 D.b点沿L1移向d点时,平衡正移
【答案】C
【解析】A项,横坐标代表H2的浓度,则平衡时增大H2浓度,平衡正向移动,NH3浓度增大,N2浓度减小,故L1代表c(NH3),L2代表c(N2),A正确;B项,可以利用a点坐标来计算反应的平衡常数K,在a点时,c(N2)=0.2mol·L-1,c(NH3)=1.6mol·L-1,,,B正确;C项,根据平衡常数进行计算,b点坐标对应c(N2)=0.5mol·L-1,c(NH3)=1.0mol·L-1,,,x=10,C错误;D项,如果让b向d移动,则c(NH3)增大,说明平衡向正反应方向移动,即温度容积不变、c(N2)不变,通过增大起始c(H2)使平衡正移,D正确;故选C。
1.(2026·浙江省新阵地教育联盟三联考)下列说法正确的是( )
A.已知的燃烧热为283 kJ·mol-1,则2CO(g)+ O2(g)=2CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1
B.已知2H2S(g)2H2(g)+S2(g),平衡后保持恒温恒压通入Ar,平衡正向移动,H2的浓度增大
C.一定条件下,苯乙炔(Ph-C≡CH)可与发生加成反应,得到产物a和b,反应过程中物质转化关系与能量变化如图所示,平衡后产物占比:a < b
D.已知TiO2(s)+2C(s)+2Cl2(g)TiCl4(g)+2CO(g),及时分离TiCl4可缩短达到平衡的时间
【答案】C
【解析】A项,燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧生成指定产物的反应热,CO的燃烧热对应反应为:CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1,A错误;B项,恒温恒压通入Ar,容器体积增大,各气体分压减小,平衡向气体分子数增大的正向移动,但H2浓度因体积增大而减小,B错误;C项,由能量图可知产物b能量低于a,能量越低越稳定,平衡时更稳定的产物b占比更大,即a < b,C正确;D项,分离TiCl4使平衡正向移动,但浓度减小使反应速率减慢,无法缩短达到平衡的时间,D错误;故选C。
2.高炉炼铁中的一个反应为FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) ΔH>0,在1100℃下,若CO起始浓度为1.2mol/L,10min后达到平衡时的体积分数为,下列说法错误的是( )
A.1100℃下,此反应的平衡常数
B.达到平衡过程中,反应的平均速率为v(CO)=0.02 mol·L-1·min-1
C.达到平衡后,若增大c(CO2),则达到新平衡时,增大
D.测得某时刻c(CO)=0.8mol/L,则此时
【答案】C
【解析】列三段式:
平衡时CO2的体积分数,解得,c(CO)=1mol/L,c(CO2)=0.2mol/L。A项,1100℃下此反应的平衡常数,A正确;B项,反应的平均速率为,B正确;C项,该反应属于反应前后气体分子数不变的反应,加压平衡不移动。该反应生成物中只有CO2是气体,达到平衡后,若增大c(CO2),等效于加压,平衡不移动,则达到新平衡时,不变,C错误;D项,达到平衡时,c(CO)=1mol/L,测得某时刻c(CO)=0.8mol·L-1,说明反应还未达到平衡,平衡逆向进行,则此时,D正确; 故选C。
3.(2026·湖南邵阳高三期中)在1L恒容密闭容器中充入1mol N2H4(g),发生反应:N2H4(g)N2(g)+2H2(g) ΔH,反应相同时间,不同温度下N2H4(g)的转化率如图所示。下列叙述正确的是( )
A.a、b、c点对应的反应速率:(逆)(正)(逆)
B.上述反应的产物总能量高于反应物总能量
C.在点体系中加入的平衡转化率减小
D.300℃时,该反应的平衡常数
【答案】C
【解析】A项,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) ,A错误;B项,根据图像,纵坐标从下至上依次减小,600℃之后,N2H4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,B错误;C项,恒温恒容下,再充入N2H4,相当于原平衡加压,平衡逆向移动,N2H4的平衡转化率减小,C正确;D项,c点反应达平衡,平衡时α(N2H4)=80%,可得c(N2H4)=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℃时平衡常数为,D错误;故选C。
4. (2026·浙江省强基联盟2026届高三开学联考)工业上将CH4和H2S混合气体在压强为0.15MPa时通入反应釜中制备H2,反应如图1所示分两步完成,反应相同时间后测得H2和CS2的体积分数随温度变化如图2所示。
下列说法正确的是( )
A.该反应涉及的反应为Ⅰ.2H2S(g)+CH4(g)2H2(g)+S2(g)+CH4(g);Ⅱ.2H2(g)+S2(g)+CH4(g) 4H2(g)+CS2(g)
B.在0.15MPa,980℃时,增大n(CH4)/n(H2S)的投料比,H2S的转化率提高
C.其他条件不变时,通入适量氮气可以提高H2的产率
D.在950~1150℃范围内,其他条件不变时升高温度,S2的体积分数升高
【答案】C
【解析】由图1可知,2H2S(g)+CH4(g)4H2(g)+CS2(g) ΔH>0分两步完成:第一步反应为2H2S(g)2H2(g)+S2(g) ΔH1>0;第二步反应为S2(g)+CH4(g) 2H2(g)+CS2(g) ΔH2>0。第二步反应的活化能大于第一步的,第二步较难发生。从图2可知,1000℃之后第二步反应才会发生,且温度越高,第二步反应速率增加越快。A项,由分析可知,第一步反应为2H2S(g)2H2(g)+S2(g),第二步反应为S2(g)+CH4(g) 2H2(g)+CS2(g),A错误;B项,1000℃之后第二步反应才会发生,所以980℃时提高的投料比,H2S的转化率不会提高,B错误;C项,其他条件不变时,适量通入氮气相当于减压,两个平衡均正向移动,理论上可以提高H2的产率,C正确;D项,在950~1150℃范围内,其他条件不变时升高温度,活化能大的反应速率受温度影响更大,所以第二步的反应速率随温度升高增大更快,S2的体积分数先升高后降低,D错误;故选C。
5.(2026·浙江省新阵地教育联盟高三第一次模拟预测)CO2的资源化利用有利于实现“碳中和”。CO2催化加氢制CH3OH的反应体系中,发生的主要反应如下:
反应1:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1= -49.5kJ·mol−1
反应2:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ·mol−1恒压下,将n(CO2):n(H2)=1:3的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,测得出口处CO2的转化率及CH3OH和CO的选择性随温度的变化如图所示。
下列说法不正确的是( )
A.曲线③表示CO的选择性
B.时出口处CO的物质的量大于时
C.反应1正反应活化能小于逆反应活化能
D.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH=-90.7kJ·mol−1
【答案】A
【解析】A项,甲醇的选择性和CO的选择性相加等于100%,现已知曲线①为甲醇的选择性,则曲线②为CO的选择性,曲线③为CO2的转化率,A不正确;B项,生成CO的物质的量=转化的CO2总量×CO选择性,根据图示可知,随着温度增大,CO2转化率和CO选择性均增大,则生成的CO随温度的升高而增大,故280℃时出口处CO的物质的量大于220℃时,B正确;C项,反应1 ΔH1=-49.5 kJ/mol(放热),ΔH=正反应活化能-逆反应活化能<0,故正反应活化能小于逆反应活化能,C正确;D项,反应1-反应2得目标反应,ΔH=ΔH1-ΔH2=-49.5-41.2=-90.7 kJ/mol,D正确;故选A。
6.(2026·四川遂宁二模)逆水煤气变换反应是一种转化和利用的重要途径,发生的反应有:
反应ⅰ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.1kJ·mol−1
反应ⅱ:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH2=-165.0kJ·mol−1
反应ⅲ:CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) ΔH3常压下,向密闭容器中充入1 mol CO2和2 mol H2,达平衡时H2、H2O和含碳物质的物质的量随温度的变化如图。下列说法正确的( )
A.800 ℃时,适当增大体系压强,反应ⅱ的平衡常数保持不变
B.a代表CO、b代表CH4、c代表CO2
C.649 ℃时,反应Ⅰ的平衡常数
D.ΔH3=-216.1kJ·mol−1
【答案】A
【解析】反应ⅲ=反应ⅱ-反应ⅰ,则由盖斯定律可得:ΔH3=ΔH2-ΔH1=(-165.0-41.1) kJ⋅mol−1=-206.1 kJ⋅mol−1;反应ⅰ为吸热反应,反应ⅱ、ⅲ均为放热反应,升高温度,反应ⅰ正向移动,反应ⅱ、ⅲ逆向移动,则随温度的升高,n(CO)增大、n(CH4)减小,即b表示CH4、c表示CO,则a表示CO2。A项,平衡常数只跟温度有关,温度不变,平衡常数不变,则800 ℃时,适当增大体系压强,反应ⅱ的平衡常数保持不变,A正确;B项,由分析可知, a表示CO2、b表示CH4 、c表示CO,B错误;C项,由图可知,649 ℃平衡时n(H2)=1.2 mol,即消耗n(H2)=(2-1.2) mol=0.8 mol,且此时n(CO)=n(CO2),因为还生成CH4,结合H元素守恒可知,生成n(H2O)小于0.8 mol,则此时反应Ⅰ的平衡常数,C错误; D项,由分析可知,ΔH3=-216.1kJ·mol−1,D错误;故选A。
7.(2026·广东梅州高三期中)向2L的恒容密闭容器中充入一定量的HCl和O2,发生反应:4HCl(g)+O2(g)2Cl23(g)+2H2O(g),反应物的转化率与温度之间的关系如图所示(其中①和②是平衡转化率曲线),下列说法正确的( )
A.R点O2的正反应速率小于逆反应速率 B.③是氯化氢的转化率随温度变化曲线
C.升高温度该反应的平衡常数会增大 D.高温条件更有利于该反应自发进行
【答案】B
【解析】据图示可知:在其他条件不变时,当转化率达到最高点后,升高温度,反应物HCl或O2的转化率减小,说明升高温度,化学平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,则该反应的正反应为放热反应,所以反应热ΔH<0。A项,根据图示,HCl的转化率还在增大,R还没达到平衡,故R点O2的正反应速率大于逆反应速率,A错误;B项,当HCl和氧气的物质的量相同时,根据方程式中物质反应转化关系可知:达到平衡时HCl的转化率较大,所以③表示HCl、④表示氧气,B正确;C项,放热反应升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,C错误;D项,该反应的熵变小于0,焓变小于0,则ΔG=ΔH-TΔS<0,应该在低温下能自发进行,D错误﹔故选B。
1. (2024·安徽卷,10,3分)某温度下,在密闭容器中充入一定量的X(g),发生下列反应:X(g)Y(g)( ΔH1<0),Y(g)Z(g)( ΔH2<0),测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由图可知,反应初期随着时间的推移X的浓度逐渐减小、Y和Z的浓度逐渐增大,后来随着时间的推移X和Y的浓度逐渐减小、Z的浓度继续逐渐增大,说明X(g)Y(g)的反应速率大于Y(g)Z(g)的反应速率,则反应X(g)Y(g)的活化能小于反应Y(g)Z(g)的活化能。A项,X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都小于0,而图像显示Y的能量高于X,即图像显示X(g)Y(g)为吸热反应,A项不符合题意;B项,图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都小于0,且X(g)Y(g)的活化能小于Y(g)Z(g)的活化能,B项符合题意;C项,图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都小于0,但图像上X(g)Y(g)的活化能大于Y(g)Z(g)的活化能,C项不符合题意;D项,图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的∆H都大于0,且X(g)Y(g)的活化能大于Y(g)Z(g)的活化能,D项不符合题意;故选B。
2.(2024·湖南卷,14,3分)恒压下,向某密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)和CO(g,发生如下反应:
主反应:CH3OH(g)+CO(g)=CH3COOH(g) ΔH1
副反应:CH3OH (g)+CH3COOH(g)=CH3COOCH3(g)+H2O(g) ΔH2
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.ΔH1<0,ΔH2>0 D. L、M、N三点的平衡常数:K(L)=K(M)>K(N)
【答案】D
【解析】题干明确指出,图中曲线表示的是测得两种含碳产物的分布分数即分别为δ(CH3COOH)、δ(CH3COOCH3),若投料比x代表,x越大,可看作是CH3OH的量增多,则对于主、副反应可知生成的CH3COOCH3越多,CH3COOCH3分布分数越高,则曲线a或曲线b表示CH3COOCH3分布分数,曲线c或曲线d表示CH3COOH分布分数,据此分析可知AB均正确,可知如此假设错误,则可知投料比x代表,曲线a或曲线b表示δ(CH3COOH),曲线c或曲线d表示δ(CH3COOCH3)。A项,投料比x代表,故A错误;B项,曲线c表示CH3COOCH3分布分数,故B错误;C项,曲线a或曲线b表示δ(CH3COOH),当同一投料比时,观察图像可知T2时δ(CH3COOH)大于T1时δ(CH3COOCH3),而T2>T1可知,温度越高则δ(CH3COOH)越大,说明温度升高主反应的平衡正向移动,ΔH1>0;曲线c或曲线d表示δ(CH3COOCH3),当同一投料比时,观察可知T1时δ(CH3COOCH3)大于T2时δ(CH3COOCH3),而T2>T1可知,温度越高则δ(CH3COOCH3)越小,说明温度升高副反应的平衡逆向移动,ΔH2<0,故C错误;D项,L、M、N三点对应副反应ΔH2<0,且TN>TM=TL,升高温度平衡逆向移动,K(L)=K(M)>K(N),故D正确;故选D。
3.(2024·广西卷,13,3分)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:C6H5CN(苯甲腈) →C6H5CONH2 (苯甲酰胺)→C6H5COOH (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Y、Z还有NH3
B.点时
C.x(Z)在15min前基本不变,15min后明显增大,可能是水解产物对生成Z的反应有催化作用
D.任意25min时间段内存在v(X)= v(Y)+ v(Z)
【答案】D
【解析】A项,苯甲腈在溶液中发生连续水解:C6H5CN+H2OC6H5CONH2,C6H5CONH2+H2OC6H5COOH+NH3,有NH3生成,A正确;B项,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项,x(Z)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Z的反应有催化作用,C正确;D项,根据图像所示,反应的前期应该有v(X)= v(Y)+ v(Z),a点之后,由于v(X)明显减小,v(Z)显著增大,三者的速率关系不再满足v(X)= v(Y)+ v(Z),D错误;故选D。
4.(2024·江苏卷,13,3分) 二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为:
①CO2(g)+H2(g)= CO(g)+H2O(g) ΔH1=41.2kJ·mol−1
②CO(g)+2H2(g)= CH3OH(g) ΔH2
225℃、8×106Pa下,将一定比例CO2、H2混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和CH3OH的体积分数如图所示。下列说法正确的是( )
A.L4处与L5处反应①的平衡常数K相等
B.反应②的焓变ΔH2>0
C.L6处的H2O的体积分数大于L5处
D.混合气从起始到通过L1处,CO的生成速率小于CH3OH的生成速率
【答案】C
【解析】A项,L4处与L5处的温度不同,故反应①的平衡常数K不相等,A错误;B项,由图像可知,L1-L3温度在升高,该装置为绝热装置,反应①为吸热反应,所以反应②为放热反应,ΔH2<0,B错误;C项,从L5到L6,甲醇的体积分数逐渐增加,说明反应②在向右进行,反应②消耗 CO,而 CO 体积分数没有明显变化,说明反应①也在向右进行,反应①为气体分子数不变的反应,其向右进行时,n(H2O) 增大,反应②为气体分子数减小的反应,且没有H2O的消耗与生成,故 n总减小而n(H₂O)增加,即H2O的体积分数会增大,故L6处的 H2O的体积分数大于L5处,C正确;D项,L1处CO的体积分数大于 CH3OH,说明生成的 CO 的物质的量大于CH3OH,两者反应时间相同,说明CO的生成速率大于 CH3OH的生成速率,D错误;故选C。
5.(2023•湖南卷,13,3分)向一恒容密闭容器中加入1molCH4和一定量的H2O,发生反应:CH4(g)+ H2O(g)CO (g)+ 3H2(g)。CH4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.x1<x2
B.反应速率:v正b<vc正
C.点a、b、c对应的平衡常数:Ka<Kb =Kc
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
【解析】A项,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x1<x2,故A正确;B项,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,则反应速率:v正b>vc正,故B错误;C项,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:Ka<Kb =Kc,故C正确;D项,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;故选B。
6.(2023•海南卷,13,3分)工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺:C6H5CH2CH3(g)C6H5CH=CH2(g)+H2(g)。某条件下无催化剂存在时,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.曲线①表示的是逆反应的v-t关系 B.t2时刻体系处于平衡状态
C.反应进行到t1时,Q>K (Q为浓度商) D.催化剂存在时,v1、v2都增大
【答案】BD
【解析】A项,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,所以曲线①表示的是正反应的v-t关系,曲线表示的是逆反应的v-t关系,故A错误;B项,t2时,正逆反应速率相等,体系处于平衡状态,故B正确;C项,反应进行到t1时,反应正向进行,故Q<K,故C错误;D项,催化剂能降低反应的活化能,使反应的v1、v2都增大,故D正确;故选BD。
7.(2024·山东卷,20,12分)水煤气是H2的主要来源,研究CaO对C-H2O体系制H2的影响,涉及主要反应如下:
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) (I) ΔH1>0
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) (II) ΔH2<0
CaO(s)+CO2(g)= CaCO3(s) (III) ΔH3<0
回答列问题:
(2)压力p下,C-H2O- CaO体系达平衡后,图示温度范围内C(s)已完全反应,CaCO3(s)在T1温度时完全分解。气相中CO,CO2和H2摩尔分数随温度的变化关系如图所示,则a线对应物种为_______(填化学式)。当温度高于T1时,随温度升高c线对应物种摩尔分数逐渐降低的原因是_______。
(3)压力p下、温度为T0时,图示三种气体的摩尔分数分别为0.50,0.15,0.05,则反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的平衡常数KP=_______;此时气体总物质的量为,则CaCO3(s)的物质的量为_______;若向平衡体系中通入少量CO2(g),重新达平衡后,分压p(CO2)将_______(填“增大”“减小”或“不变”),p(CO)将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】(2)①H2 ②当温度高于T1,CaCO3(s)已完全分解,只发生反应Ⅱ,温度升高,反应Ⅱ逆向移动,所以CO2的摩尔分数减小。
(3)① ②0.5 ③不变 ④不变
【解析】(2)图示温度范围内C(s已完全反应,则反应Ⅰ已经进行完全,反应Ⅱ和Ⅲ均为放热反应,从开始到T1,温度不断升高,反应Ⅱ和Ⅲ逆向移动,依据反应Ⅱ,H2量减小,摩尔分数减小,CO量升高,摩尔分数,且二者摩尔分数变化斜率相同,所以a曲线代表H2的摩尔分数的变化,则c曲线代表CO2的摩尔分数随温度的变化,开始到T1,CO2的摩尔分数升高,说明在这段温度范围内,反应Ⅲ占主导,当温度高于T1,CaCO3(s)已完全分解,只发生反应Ⅱ,所以CO2的摩尔分数减小。(3)①压力p下、温度为T0时,H2、CO、CO2和摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05,则H2O(g)的摩尔分数为:1-0.5-0.15-0.05=0.3,则反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的平衡常数KP= ;②设起始状态1molC(s),xmolH2O(g),反应Ⅰ进行完全。则依据三段式:
根据平衡时H2、CO、CO2和摩尔分数分别为0.50、0.15、0.05,则有、、,解出,,则,而由于平衡时n(总)=4mol,则y=4,y=,则n(CaCO3)= ==0.5。③若向平衡体系中通入少量CO2(g),重新达平衡后,反应CaO(s)+CO2(g)= CaCO3(s)的Kp=,温度不变,Kp不变,则分压p(CO2)不变;体系中增加了CO2(g),若反应Ⅱ逆向移动,在CO2分压不变的前提下,CO、H2O的分压增大,H2分压减小,则反应Ⅱ的Kp将会发生变化,与事实不符, 所以为了保证Ⅱ的Kp也不变,最终所有物质的分压均不变,即p(CO)不变。
8.(2024·湖北卷,17节选)用BaCO3和焦炭为原料,经反应I、Ⅱ得到BaC2,再制备乙炔是我国科研人员提出的绿色环保新路线。
反应I:BaCO3(s)+C(s)BaO(s)+2CO(g)
反应Ⅱ:BaO(s)+3C(s)BaC2(s)+CO(g)
(2)已知、(n是的化学计量系数)。反应、Ⅱ的与温度的关系曲线见图1。
①反应BaCO3(s)+4C(s)BaC2(s)+3CO(g)在的KP= Pa3。
②保持不变,假定恒容容器中只发生反应I,达到平衡时pCO= Pa,若将容器体积压缩到原来的,重新建立平衡后pCO= Pa。
【答案】(2) 1016 105 105
【解析】(2)①反应I+反应Ⅱ得BaCO3(s)+4C(s) BaC2(s)+3CO(g),所以其平衡常数K=KI×KⅡ=,由图1可知,1585K时KI=102.5,KⅡ=10-1.5,即=102.5×10-1.5=10,所以p3CO=10×(105pa)3=1016pa3,则Kp= p3CO=1016pa3;②由图1可知,1320K时反应I的KI=100=1,即KI==1,所以p2CO=(105pa)2,即pCO=105pa;③若将容器体积压缩到原来的,由于温度不变、平衡常数不变,重新建立平衡后pCO应不变,即pCO=105pa。
1 / 1
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
学科网(北京)股份有限公司
$
相关资源
由于学科网是一个信息分享及获取的平台,不确保部分用户上传资料的 来源及知识产权归属。如您发现相关资料侵犯您的合法权益,请联系学科网,我们核实后将及时进行处理。