高考热考法13 化学反应速率与平衡图像(专题微讲Word)-【赢在微点·考前顶层设计】2026年高考化学大二轮专题复习

高考热考法13　化学反应速率与平衡图像

1.(2025·山东卷)在恒容密闭容器中,Na2SiF6(s)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:T2温度时,Na2SiF6(s)完全分解;体系中气相产物在T1、T3温度时的分压分别为p1、p3。下列说法错误的是(D)

A.a线所示物种为固相产物

B.T1温度时,向容器中通入N2,气相产物分压仍为p1

C.p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp

D.T1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

解析　Na2SiF6(s)受热分解生成NaF和SiF4两种氟化物,NaF为离子晶体,SiF4为分子晶体,熔点:NaF>SiF4,因此NaF为固相产物,SiF4为气相产物,则热解反应的化学方程式为Na2SiF6(s)2NaF(s)+SiF4(g),根据曲线的变化趋势及变化比例,结合方程式可判断曲线a、b、c分别为NaF(s)、SiF4(g)、Na2SiF6(s)。由上述分析知,A项正确;N2不与体系中任何物质反应,由于容器恒容,因此SiF4的分压不变,仍为p1,B项正确;该反应的平衡常数Kp=p(SiF4),由题图可知,温度越高,Na2SiF6分解程度越大,平衡时p(SiF4)越大,即Kp越大,由于T2温度下Na2SiF6已完全分解,因此升温至T3时,无法释放更多的SiF4,故p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp,C项正确;T1温度时,加入SiF4的瞬间其分压增大,平衡逆向移动,由Kp=p(SiF4)知,重新平衡后SiF4的分压仍为p1,SiF4的浓度不变,故逆反应速率不变,D项错误。

2.(2025·安徽卷)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(C)

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

解析　反应达到平衡时,正、逆反应速率相等,则对于反应M(g)A(g)存在关系式:k-1·xM,平衡=k1·xA,平衡,对于反应A(g)N(g)存在关系式:k-2·xN,平衡=k2·xA,平衡,两式联立可得=,A项正确;起始时,xM和xN均为0,t1时,xM=xN,则0~t1时间段,生成M和N的平均反应速率相等,B项正确;催化剂不影响平衡移动,故xM,平衡不变,C项错误;A(g)→M(g)和A(g)→N(g)均为放热反应,则升高温度,平衡均逆向移动,故xA,平衡变大,D项正确。

3.(2024·海南卷)已知298 K,101 kPa时,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-49.5 kJ·mol-1。该反应在密闭的刚性容器中分别于T1、T2温度下进行,CO2的初始浓度为0.4 mol·L-1,c(CO2)-t关系如图所示。下列说法错误的是(D)

A.T1>T2

B.T1下反应达到平衡时c(CH3OH)=0.15 mol·L-1

C.使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大

D.使用催化剂2和催化剂3的反应历程相同

解析　由题干图像信息可知,平衡时CO2的浓度T1温度下比T2温度下的大,即T1到T2平衡正向移动,而结合题干方程式可知,该反应正反应是一个放热反应,即降低温度平衡才是正向移动,即T1>T2,A项正确;由题干图像信息可知,T1温度下达到平衡时CO2的浓度为0.25 mol·L-1,即CO2的浓度改变量为0.40 mol·L-1-0.25 mol·L-1=0.15 mol,结合变化量之比等于化学计量系数之比可知,T1下反应达到平衡时c(CH3OH)=0.15 mol·L-1,B项正确;由题干图像信息可知,在温度均为T1时,使用催化剂1达到平衡所需要的时间比催化剂2更长即催化剂1时的反应速率比催化剂2的更慢,说明使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大,C项正确;由题干信息可知,催化剂2和催化剂3分别在不同温度下达到平衡所需要的时间相同,说明使用催化剂2和催化剂3的反应历程不相同,D项错误。

4.(2024·安徽卷)室温下,为探究纳米铁去除水样中的影响因素,测得不同条件下浓度随时间变化关系如图。

下列说法正确的是(C)

A.实验①中,0~2小时内平均反应速率v()=2.0 mol·L-1·h-1

B.实验③中,反应的离子方程式为2Fe+Se+8H+2Fe3++Se+4H2O

C.其他条件相同时,适当增加纳米铁的质量可加快反应速率

D.其他条件相同时,水样初始pH越小,的去除效果越好

解析　实验①中,0~2小时内平均反应速率v()==2.0×10-5 mol·L-1·h-1,A项不正确; 实验③中水样初始pH=8,溶液显弱碱性,结合氧化还原反应规律可得离子方程式为2Fe+Se+4H2O2Fe(OH)3+Se+2OH-,B项不正确;综合分析实验①和②可知,在相同时间内,实验①中浓度的变化量大,因此,其他条件相同时,适当增加纳米铁的质量可加快反应速率,C项正确;综合分析实验③和②可知,在相同时间内,实验②中浓度的变化量大,因此,其他条件相同时,适当减小初始pH,的去除效果越好,但是当初始pH太小时,H+浓度太大,纳米铁与H+反应速率加快,会导致与反应的纳米铁减少,因此,当初始pH越小时的去除效果不一定越好,D项不正确。

5.(2024·重庆卷)醋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醋酸甲酯和9.8 mol氢气,在不同温度下,反应t分钟时醋酸甲酯物质的量n如图所示。下列说法正确的是(D)

A.该反应的ΔH>0

B.容器甲中平均反应速率v(H2)= mol/(L·min)

C.容器乙中当前状态下反应速率v正<v逆

D.容器丙中乙醇的体积分数为8%

解析　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项错误;容器甲中平均反应速率v(H2)=2v(CH3COOCH3)= mol/(L·min)= mol/(L·min),B项错误;温度越高反应速率越快,比较乙丙可知,丙达到平衡状态,但不确定乙是否平衡,不能确定正、逆反应速率相对大小,C项错误;对丙而言:

CH3COOCH3(g)+2H2(g)CH3CH2OH(g)+CH3OH(g)