内容正文:
主题四 化学反应能量与机理、速率与平衡
第11讲 选择题突破:化学反应速率与平衡
1.速率常数与化学平衡常数之间的关系
(1)K与k正、k逆的关系
aA(g)+bB(g) ⇌gG(g)+hH(g),平衡时,v正=k正·ca(A)·cb(B),v逆=k逆·cg(G)·ch(H),因平衡时v正=v逆,k正·ca(A)·cb(B)=k逆·cg(G)·ch(H),则=K。
(2)Kp与k正、k逆的关系:以2NO2N2O4为例,v正=k正·p2(NO2),v逆=k逆·p(N2O4),平衡时v正=v逆,此时:k正·p2(NO2)=k逆·p(N2O4)⇒==Kp。
2.化学平衡移动判断的方法和规律
瞬时正、逆反应速率大小
浓度商(Q)与平衡常数(K)的大小
移动方向判断
v(正)>v(逆)
Q<K
化学平衡向正反应方向移动
v(正)<v(逆)
Q>K
化学平衡向逆反应方向移动
v(正)=v(逆)
Q=K
化学平衡不移动
3.平衡移动方向、平衡转化率与各组分的体积分数的关系
(1)反应aA(g)+bB(g) ⇌cC(g)+dD(g)的转化率分析
①若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比,达到平衡后,它们的转化率相等,生成物的物质的量分数最大。
②若只增加A的量,平衡正向移动,B的转化率增大,A的转化率减小。
(2)若按原比例同倍数地增加A、B的浓度,平衡向正反应方向移动。
①恒温恒容
a+b>c+d时,A与B的转化率均增大,A与B的体积分数均减小,C与D的体积分数均增大。
a+b=c+d时,A与B的转化率均不变,A、B、C、D的体积分数均不变。
a+b<c+d时,A与B的转化率均减小,A与B的体积分数均增大,C与D的体积分数均减小。
②恒温恒压:A与B的转化率均不变,A、B、C、D的体积分数均不变。
4.化工生产中的复杂图像实例分析
(1)曲线上的每个点是否都达到平衡
如图中虚线表示单位时间内A的产率随温度的升高先增大后减小,先增大的原因是P点之前反应一定未达到平衡,随温度的升高,反应速率增大,故单位时间内A的产率增大;P点及以后也不一定处于平衡状态。
(2)催化剂的活性是否受温度的影响
250~300 ℃时,温度升高而B的生成速率降低的原因是温度超过250 ℃时,催化剂的催化效率降低。
(3)主副反应多重平衡体系图像分析
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δ随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示。
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表示副反应中CH3COOH分布分数。
【高考失分点】
1.使用催化剂可以加快反应速率,提高未达平衡的可逆反应在单位时间内反应物的转化率,但催化剂的使用不会引起平衡移动,故不能提高平衡转化率。
2.速率常数受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。温度升高,速率常数增大,反应速率加快。
3.如果两气体物质的投料比按照化学计量数投料,那么无论是否达到化学平衡,两者的转化率一直相等,且达平衡时,转化率最大。
4.不同条件下相同投料的同一反应,反应物的平衡转化率:α(恒压)≥α(恒容)>α(绝热)(反应前后气体分子数相等时α(恒压)=α(恒容))。
5.在多平衡体系中,开始阶段,主反应为主,一般不考虑副反应的影响,产物的产率比副反应的产物产率高;反应后期,要考虑副反应对主反应的影响。
1.(2025·安徽高考)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.若加入催化剂,k1增大,k2不变,则x1和xM,平衡均变大
D.若A(g)→M(g)和A(g)→N(g)均为放热反应,升高温度则xA,平衡变大
【答案】 C
【解析】 ①A(g)M(g) K=,②A(g)N(g) K=,②-①得到M(g)N(g),则K===,A正确;由题图可知,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;若加入催化剂,k1增大,更有利于生成M,则x1变大,但催化剂不影响平衡移动,xM,平衡不变,C错误;若A(g)→M(g)和A(g)→N(g)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xA,平衡变大,D正确。
2.(2025·北京高考)为研究三价铁配合物性质进行如图实验(忽略溶液体积变化)。
已知:[FeCl4]-为黄色、[Fe(SCN)]2+为红色、[FeF6]3-为无色。
下列说法不正确的是( )
A.①中浓盐酸促进Fe3++4Cl-[FeCl4]-平衡正向移动
B.由①到②,生成[Fe(SCN)]2+并消耗[FeCl4]-
C.②、③对比,说明c(Fe3+):②>③
D.由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入KI、淀粉溶液,溶液也无明显变化
【答案】 D
【解析】 0.1 mol·L-1的FeCl3溶液滴加数滴浓盐酸,生成更多的[FeCl4]-,溶液黄色加深;继续滴加1滴KSCN溶液,[FeCl4]-转化为[Fe(SCN)]2+,溶液变为红色;再加入NaF固体,[Fe(SCN)]2+转化为[FeF6]3-,溶液红色褪去,变为无色;再滴加KI溶液、淀粉溶液,无色溶液未见明显变化,说明I-未被氧化。①中滴加数滴浓盐酸,试管溶液黄色加深,生成更多的[FeCl4]-,说明浓盐酸促进Fe3++4Cl-[FeCl4]-平衡正向移动,A正确;由①到②,溶液变为红色,说明[FeCl4]-转化为[Fe(SCN)]2+,即生成[Fe(SCN)]2+并消耗[FeCl4]-,B正确;②、③溶液中,均存在平衡Fe3++SCN-[Fe(SCN)]2+,由于温度不变,故该反应的平衡常数不变,由于②、③溶液中含有的初始SCN-浓度相同,且②溶液为红色,③溶液为无色,故能说明c(Fe3+):②>③,C正确;类似C选项分析,由①→④推断,溶液中的c(Fe3+)是越来越小的,若向①深黄色溶液中加入KI、淀粉溶液,无法确定①中溶液中的Fe3+的含量是否能够氧化I-,D错误。
【解题攻略】 分析(竞争、连续)反应图像方法突破
1.(2025·湖南益阳三模)一定条件下,CO与H2反应生成CH3OH:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。在密闭容器中加入1 mol CO(g)、2 mol H2(g),发生上述反应,测得平衡体系中CH3OH的物质的量分数[δ(CH3OH)]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ΔH<0
B.压强:p1>p2>p3
C.平衡常数:K(e)<K(b)<K(f)
D.正反应速率:v(a)>v(b)>v(c)
【答案】 C
【解析】 升高温度,CH3OH的体积分数减小,说明正反应是放热反应,所以ΔH<0;增大压强,平衡正向移动,甲醇的体积分数增大,相同温度下,p1、p2、p3对应的甲醇的体积分数依次减小,所以p1>p2>p3,据此分析。根据分析可知ΔH<0,A正确;根据分析可知,压强:p1>p2>p3,B正确;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:K(e)>K(b)>K(f),C错误;a、b、c温度相同压强不同,压强增大,速率加快,故v(a)>v(b)>v(c),D正确。
2.(2025·广东广州二模)反应N(aq)+P(aq)Q(aq),正反应速率可表示为v正=k正c(N)·c(P),逆反应速率可表示为v逆=k逆c(Q),其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数,只与温度有关,反应的ln k与关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH>0
B.升高温度,v正减小、v逆增大
C.达到平衡时,=
D.平衡后加水稀释,达到新平衡后n(Q)减小
【答案】 D
【解析】 从ln k与关系图所示,随着温度升高,ln k逐渐增大,且ln k逆增大更多,说明升高温度,逆反应速率增加更多,平衡应逆向移动,则该反应正向应为放热反应。由分析可知,该反应正向应为放热反应,ΔH<0,A错误;升高温度,v正、v逆均增大,B错误;达到平衡时正逆反应速率相等,则有v正=v逆,所以=,C错误;平衡后加水稀释,各物质浓度均减小,但Q=>K,平衡逆向移动,达到新平衡后n(Q)减小,D正确。
选择题热点专项分级训练 化学反应速率与平衡图像分析
【强基练】
1.(2025·黑吉辽蒙高考)一定条件下,“BrO-SO-[Fe(CN)6]4--H+”4种原料按固定流速不断注入连续流动反应器中,体系pH-t振荡图像及涉及反应如下。其中AB段发生反应①~④,①②为快速反应。下列说法错误的是( )
①
SO+H+===HSO
②
HSO+H+===H2SO3
③
3HSO+BrO===3SO+Br-+3H+
④
H2SO3+BrO→
⑤
BrO+6H++6[Fe(CN)6]4-===Br-+6[Fe(CN)6]3-+3H2O
A.原料中c(H+)不影响振幅和周期
B.反应④:3H2SO3+BrO===3SO+Br-+6H+
C.反应①~④中,H+对SO的氧化起催化作用
D.利用pH响应变色材料,可将pH振荡可视化
【答案】 A
【解析】 根据图像可知氢离子浓度影响振幅大小,A错误;反应④中亚硫酸被氧化,反应的离子方程式为3H2SO3+BrO===3SO+Br-+6H+,B正确;由于①②为快速反应,而溴酸根离子直接氧化的是亚硫酸,所以反应①~④中,H+对SO的氧化起催化作用,C正确;根据题干信息和图像可知利用pH响应变色材料,可将pH振荡可视化,D正确。
2.(2025·河北保定三模)对于反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=-116.4 kJ·mol-1。下列说法错误的是( )
A.该反应在常温下能自发进行的主要原因是ΔH<0
B.反应的平衡常数可表示为K=
C.该反应正反应的活化能低于逆反应的活化能
D.反应达到平衡状态时,2v正(O2)=v逆(NO2)
【答案】 B
【解析】 该反应为ΔH<0,ΔS<0,根据反应自发性判断依据,在常温下能自发进行的主要原因是ΔH<0,A项正确;平衡常数是生成物浓度的幂之积比反应物浓度的幂之积,即K=,B错误;该反应ΔH<0,根据ΔH=正反应的活化能-逆反应的活化能,可知该反应正反应的活化能低于逆反应的活化能,C正确;反应达到平衡状态时,系数化为1后能说明正、逆反应速率相等,v正(O2)=,D正确。
3.(2025·江西南昌二模)已知:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。一定压力下,CO2、H2按一定投料比(物质的量之比)投料到密闭容器中,T1、T2不同温度时,CO2的物质的量分数随时间变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.CO2、H2的投料比为1∶1
B.该反应的ΔH>0
C.曲线L可能是T1温度下增大压强的结果
D.T2温度下,CO2的平衡转化率为40%
【答案】 D
【解析】 由图可知,T1比T2先到达平衡状态,则T1比T2对应反应速率快,T1>T2;T1温度下达到平衡时二氧化碳的物质的量分数低于T2,说明升温时平衡右移,则正反应吸热;由图,投料时二氧化碳的物质的量分数为0.5,则CO2、H2按1∶1投料,A不符合题意;结合分析可知该反应的ΔH>0,B不符合题意;曲线L下,比T1温度下先到达平衡状态,则L比T1对应反应速率快,平衡时二氧化碳的物质的量分数相等,说明加快了反应速率但平衡未移动,该反应气体分子总数不变,增大压强该平衡不发生移动,但能增大反应速率,则曲线L可能是T1温度下增大压强的结果,C不符合题意;T2平衡时二氧化碳的物质的量分数为0.2,设投料时二氧化碳和氢气各0.5 mol,混合气体共1 mol,则平衡时二氧化碳为0.2 mol,反应消耗二氧化碳0.3 mol,CO2的平衡转化率为60%,D符合题意。
4.(2025·河北张家口二模)TK下,分别向三个容积不等的恒容密闭容器中投入1 mol SOCl2和1 mol H2S发生反应:SOCl2(g)+H2S(g)S2O(g)+2HCl(g),反应t min后,三个容器中SOCl2的转化率如图所示。下列说法正确的是( )
A.0~t min内,三个容器中的正反应速率:va=vc<vb
B.b点为平衡转化率,a、c点不是平衡转化率
C.TK时,该反应的平衡常数为2 mol·L-1
D.V1 L容器中反应达到平衡后,若再投入1 mol SOCl2和1 mol S2O,平衡不移动
【答案】 D
【解析】 0~t min内,以SOCl2表示正反应速率,va=mol·L-1·min-1,vb=mol·L-1·min-1,vc= mol·L-1·min-1,容积:V1<V2<V3,所以正反应速率:va>vc,A错误;三个容器中的SOCl2的转化率:b>a=c,浓度大时速率快,a点的转化率比b点低,说明a点达到了平衡,则可推知a点是平衡点,b、c点不是平衡点,B错误;
根据平衡点a点列三段式:
SOCl2(g)+H2S(g)S2O(g)+2HCl(g)
起始物质的量(mol) 1 1 0 0
转化物质的量(mol) 0.5 0.5 0.5 1
平衡物质的量(mol) 0.5 0.5 0.5 1
K= mol·L-1= mol·L-1,C错误;若再投入1 mol SOCl2和1 mol S2O,Q= mol·L-1= mol·L-1=K,平衡不移动,D正确。
5.(2025·河南郑州二模)科技人员研发了一种催化剂,能催化乙醇与水的混合气产生H2,反应方程式为CH3CH2OH(g)+H2O(g)CH3COOH(g)+2H2(g) ΔH。在V L固定容积的容器中,不同温度下,用该催化剂催化总量相同、比例相同的乙醇和水的混合气,产生H2(已经转换为标准状况)的体积与时间关系如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.ΔH>0
B.反应温度:②>①
C.平衡常数:①>②
D.①线0~180 min的平均反应速率v(CH3CH2OH)= mol·L-1·min-1
【答案】 C
【解析】 由图可知曲线②的速率更快,故②的反应温度更高,且①达到平衡时,氢气体积没有②的大,说明升高温度有利于平衡正向移动,故反应吸热,即ΔH>0,A正确;由A项分析可知,B正确;反应吸热,温度越高平衡常数越大,故平衡常数:②>①,C错误;①线0~180 min的平均反应速率v(CH3CH2OH)=v(H2)=×= mol·L-1·min-1,D正确。
【培优练】
6.(2025·湖南岳阳二模)乙烯可由CO2和H2制取:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)。在0.1MPa下,反应起始n(CO2)∶n(H2)=1∶3的条件下,不同温度下达到平衡时,CO2、H2、C2H4、H2O四种组分的物质的量分数如图所示:
下列说法错误的是( )
A.该反应的ΔH<0
B.440K时H2的平衡转化率为50%
C.曲线b表示H2O的物质的量分数随温度的变化
D.在440K恒容条件下反应已达平衡时,继续通入与起始等比例的CO2和H2,可以提高H2和CO2的平衡转化率
【答案】 B
【解析】 升高温度,二氧化碳的物质的量分数增大,说明平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应,反应的焓变ΔH<0,A正确;440 ℃时氢气和水蒸气的物质的量分数都为0.39,设起始二氧化碳、氢气的物质的量为1 mol、3 mol,设平衡时生成乙烯的物质的量为a mol,则平衡时n(H2)=3-6a,n(H2O)=4a,由3-6a=4a,可得a=0.3,氢气的转化率为×100%=60%,B错误;由于ΔH<0,故升高温度平衡逆向移动,表示氢气的物质的量分数随温度变化的曲线是a,由方程式可知,水蒸气的物质的量分数是乙烯物质的量分数的4倍,则表示水蒸气和乙烯的物质的量分数随温度变化的曲线分别是b、c,C正确;恒温恒容条件下,继续通入等比例的CO2和H2,相当于加压,平衡正向移动,可以提高H2和CO2的平衡转化率,D正确。
7.(2025·江西鹰潭二模)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,1.0 mol C2H6(g)在1.0 L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。下列说法不正确的是( )
A.由图可知:α1>α2>α3
B.加入催化剂增大了活化分子百分数,但该反应的ΔH不变
C.α1=66.7%则B点体系中乙烯的体积分数约为50%
D.若A点,平衡常数K=0.72,H2的移出率为20%
【答案】 C
【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,故A正确;催化剂可降低反应活化能,增大活化分子百分数,加快反应速率,但不影响ΔH,故B正确;
设乙烷的起始量为1 mol,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 0.9 0.9 0.9
平衡/mol 0.1 0.9
α1=66.7%,则此时体系内剩余氢气的物质的量为0.9×(1-66.7%)=0.3,B点体系中乙烯的体积分数约为×100%≈69%,故C错误;A点时乙烷的转化率为60%,结合已知列三段式:
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
K=0.72=,c(H2)=0.48 mol/L,H2的移出率=×100%=20%,故D正确。
8.(2025·河南省鹤壁安阳焦作濮阳四市联考二模)亚硝酰氯(NOCl)的分解反应为2NOCl(g)2NO(g)+Cl2(g) ΔH,其正、逆反应速率可以表示为v1=k1c2(NOCl),v-1=k-1c2(NO)·c(Cl2)。k1和k-1分别为正、逆反应的速率常数,E1和E-1分别为正、逆反应的活化能,ln k与的关系如图所示。
下列叙述错误的是( )
A.E1<E-1
B.降低温度,平衡逆向移动
C.加入催化剂不能提高NOCl的平衡转化率
D.平衡常数K==
【答案】 A
【解析】 ln k与关系图所示,随着温度升高,ln k逐渐增大,且ln k1增大更多,说明升高温度,正反应速率增加更多,平衡应正向移动,则该反应正向应为吸热反应。由分析可知,该反应为吸热反应,则正反应的活化能大于逆反应的活化能,则E1>E-1,A错误;由分析可知,该反应为吸热反应,降低温度,平衡逆向移动,B正确;加入催化剂可加快反应速率,但不影响平衡移动,不会提高NOCl的平衡转化率,C正确;反应达到平衡时,正逆反应速率相等,v1=k1c2(NOCl)=v-1=k-1c2(NO)·c(Cl2),则平衡常数K==,D正确。
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主题四 化学反应能量与机理、速率与平衡
第11讲 选择题突破:化学反应速率与平衡
1.速率常数与化学平衡常数之间的关系
(1)K与k正、k逆的关系
aA(g)+bB(g) ⇌gG(g)+hH(g),平衡时,v正=k正·ca(A)·cb(B),v逆=k逆·cg(G)·ch(H),因平衡时v正=v逆,k正·ca(A)·cb(B)=k逆·cg(G)·ch(H),则=K。
(2)Kp与k正、k逆的关系:以2NO2N2O4为例,v正=k正·p2(NO2),v逆=k逆·p(N2O4),平衡时v正=v逆,此时:k正·p2(NO2)=k逆·p(N2O4)⇒==Kp。
2.化学平衡移动判断的方法和规律
瞬时正、逆反应速率大小
浓度商(Q)与平衡常数(K)的大小
移动方向判断
v(正)>v(逆)
Q<K
化学平衡向正反应方向移动
v(正)<v(逆)
Q>K
化学平衡向逆反应方向移动
v(正)=v(逆)
Q=K
化学平衡不移动
3.平衡移动方向、平衡转化率与各组分的体积分数的关系
(1)反应aA(g)+bB(g) ⇌cC(g)+dD(g)的转化率分析
①若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比,达到平衡后,它们的转化率相等,生成物的物质的量分数最大。
②若只增加A的量,平衡正向移动,B的转化率增大,A的转化率减小。
(2)若按原比例同倍数地增加A、B的浓度,平衡向正反应方向移动。
①恒温恒容
a+b>c+d时,A与B的转化率均增大,A与B的体积分数均减小,C与D的体积分数均增大。
a+b=c+d时,A与B的转化率均不变,A、B、C、D的体积分数均不变。
a+b<c+d时,A与B的转化率均减小,A与B的体积分数均增大,C与D的体积分数均减小。
②恒温恒压:A与B的转化率均不变,A、B、C、D的体积分数均不变。
4.化工生产中的复杂图像实例分析
(1)曲线上的每个点是否都达到平衡
如图中虚线表示单位时间内A的产率随温度的升高先增大后减小,先增大的原因是P点之前反应一定未达到平衡,随温度的升高,反应速率增大,故单位时间内A的产率增大;P点及以后也不一定处于平衡状态。
(2)催化剂的活性是否受温度的影响
250~300 ℃时,温度升高而B的生成速率降低的原因是温度超过250 ℃时,催化剂的催化效率降低。
(3)主副反应多重平衡体系图像分析
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δ随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示。
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表示副反应中CH3COOH分布分数。
【高考失分点】
1.使用催化剂可以加快反应速率,提高未达平衡的可逆反应在单位时间内反应物的转化率,但催化剂的使用不会引起平衡移动,故不能提高平衡转化率。
2.速率常数受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。温度升高,速率常数增大,反应速率加快。
3.如果两气体物质的投料比按照化学计量数投料,那么无论是否达到化学平衡,两者的转化率一直相等,且达平衡时,转化率最大。
4.不同条件下相同投料的同一反应,反应物的平衡转化率:α(恒压)≥α(恒容)>α(绝热)(反应前后气体分子数相等时α(恒压)=α(恒容))。
5.在多平衡体系中,开始阶段,主反应为主,一般不考虑副反应的影响,产物的产率比副反应的产物产率高;反应后期,要考虑副反应对主反应的影响。
1.(2025·安徽高考)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.若加入催化剂,k1增大,k2不变,则x1和xM,平衡均变大
D.若A(g)→M(g)和A(g)→N(g)均为放热反应,升高温度则xA,平衡变大
2.(2025·北京高考)为研究三价铁配合物性质进行如图实验(忽略溶液体积变化)。
已知:[FeCl4]-为黄色、[Fe(SCN)]2+为红色、[FeF6]3-为无色。
下列说法不正确的是( )
A.①中浓盐酸促进Fe3++4Cl-[FeCl4]-平衡正向移动
B.由①到②,生成[Fe(SCN)]2+并消耗[FeCl4]-
C.②、③对比,说明c(Fe3+):②>③
D.由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入KI、淀粉溶液,溶液也无明显变化
1.(2025·湖南益阳三模)一定条件下,CO与H2反应生成CH3OH:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。在密闭容器中加入1 mol CO(g)、2 mol H2(g),发生上述反应,测得平衡体系中CH3OH的物质的量分数[δ(CH3OH)]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ΔH<0
B.压强:p1>p2>p3
C.平衡常数:K(e)<K(b)<K(f)
D.正反应速率:v(a)>v(b)>v(c)
2.(2025·广东广州二模)反应N(aq)+P(aq)Q(aq),正反应速率可表示为v正=k正c(N)·c(P),逆反应速率可表示为v逆=k逆c(Q),其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数,只与温度有关,反应的ln k与关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的ΔH>0
B.升高温度,v正减小、v逆增大
C.达到平衡时,=
D.平衡后加水稀释,达到新平衡后n(Q)减小
选择题热点专项分级训练 化学反应速率与平衡图像分析
【强基练】
1.(2025·黑吉辽蒙高考)一定条件下,“BrO-SO-[Fe(CN)6]4--H+”4种原料按固定流速不断注入连续流动反应器中,体系pH-t振荡图像及涉及反应如下。其中AB段发生反应①~④,①②为快速反应。下列说法错误的是( )
①
SO+H+===HSO
②
HSO+H+===H2SO3
③
3HSO+BrO===3SO+Br-+3H+
④
H2SO3+BrO→
⑤
BrO+6H++6[Fe(CN)6]4-===Br-+6[Fe(CN)6]3-+3H2O
A.原料中c(H+)不影响振幅和周期
B.反应④:3H2SO3+BrO===3SO+Br-+6H+
C.反应①~④中,H+对SO的氧化起催化作用
D.利用pH响应变色材料,可将pH振荡可视化
2.(2025·河北保定三模)对于反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=-116.4 kJ·mol-1。下列说法错误的是( )
A.该反应在常温下能自发进行的主要原因是ΔH<0
B.反应的平衡常数可表示为K=
C.该反应正反应的活化能低于逆反应的活化能
D.反应达到平衡状态时,2v正(O2)=v逆(NO2)
3.(2025·江西南昌二模)已知:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。一定压力下,CO2、H2按一定投料比(物质的量之比)投料到密闭容器中,T1、T2不同温度时,CO2的物质的量分数随时间变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.CO2、H2的投料比为1∶1
B.该反应的ΔH>0
C.曲线L可能是T1温度下增大压强的结果
D.T2温度下,CO2的平衡转化率为40%
4.(2025·河北张家口二模)TK下,分别向三个容积不等的恒容密闭容器中投入1 mol SOCl2和1 mol H2S发生反应:SOCl2(g)+H2S(g)S2O(g)+2HCl(g),反应t min后,三个容器中SOCl2的转化率如图所示。下列说法正确的是( )
A.0~t min内,三个容器中的正反应速率:va=vc<vb
B.b点为平衡转化率,a、c点不是平衡转化率
C.TK时,该反应的平衡常数为2 mol·L-1
D.V1 L容器中反应达到平衡后,若再投入1 mol SOCl2和1 mol S2O,平衡不移动
5.(2025·河南郑州二模)科技人员研发了一种催化剂,能催化乙醇与水的混合气产生H2,反应方程式为CH3CH2OH(g)+H2O(g)CH3COOH(g)+2H2(g) ΔH。在V L固定容积的容器中,不同温度下,用该催化剂催化总量相同、比例相同的乙醇和水的混合气,产生H2(已经转换为标准状况)的体积与时间关系如下图所示。下列叙述错误的是( )
A.ΔH>0
B.反应温度:②>①
C.平衡常数:①>②
D.①线0~180 min的平均反应速率v(CH3CH2OH)= mol·L-1·min-1
【培优练】
6.(2025·湖南岳阳二模)乙烯可由CO2和H2制取:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)。在0.1MPa下,反应起始n(CO2)∶n(H2)=1∶3的条件下,不同温度下达到平衡时,CO2、H2、C2H4、H2O四种组分的物质的量分数如图所示:
下列说法错误的是( )
A.该反应的ΔH<0
B.440K时H2的平衡转化率为50%
C.曲线b表示H2O的物质的量分数随温度的变化
D.在440K恒容条件下反应已达平衡时,继续通入与起始等比例的CO2和H2,可以提高H2和CO2的平衡转化率
7.(2025·江西鹰潭二模)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,1.0 mol C2H6(g)在1.0 L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。下列说法不正确的是( )
A.由图可知:α1>α2>α3
B.加入催化剂增大了活化分子百分数,但该反应的ΔH不变
C.α1=66.7%则B点体系中乙烯的体积分数约为50%
D.若A点,平衡常数K=0.72,H2的移出率为20%
8.(2025·河南省鹤壁安阳焦作濮阳四市联考二模)亚硝酰氯(NOCl)的分解反应为2NOCl(g)2NO(g)+Cl2(g) ΔH,其正、逆反应速率可以表示为v1=k1c2(NOCl),v-1=k-1c2(NO)·c(Cl2)。k1和k-1分别为正、逆反应的速率常数,E1和E-1分别为正、逆反应的活化能,ln k与的关系如图所示。
下列叙述错误的是( )
A.E1<E-1
B.降低温度,平衡逆向移动
C.加入催化剂不能提高NOCl的平衡转化率
D.平衡常数K==
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