2025届高考化学一轮总复习真题演练第8章化学反应速率与化学平衡第41讲化学反应速率与化学平衡图像

第41讲化学反应速率与化学平衡图像1．(2024·新高考重庆卷)逆水煤气变换体系中存在以下两个反应：反应ⅠCO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)反应ⅡCO2(g)＋4H2(g)⇌CH4(g)＋2H2O(g)在恒容条件下，按V(CO2)∶V(H2)＝1∶1投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变更如下图所示。下列说法正确的是()A．反应Ⅰ的ΔH<0，反应Ⅱ的ΔH>0B．M点反应Ⅰ的平衡常数K<1C．N点H2O的压强是CH4的3倍D．若按V(CO2)∶V(H2)＝1∶2投料，则曲线之间交点位置不变解析：选C。A．随着温度的上升，甲烷的体积分数减小、一氧化碳的体积分数增大，说明随着温度的上升，反应Ⅱ的平衡逆向移动、反应Ⅰ的平衡正向移动，故反应Ⅱ为放热反应，ΔH<0，反应Ⅰ为吸热反应，ΔH>0，A错误；B．M点不存在甲烷，且二氧化碳、一氧化碳的体积分数相等，投料比V(CO2)∶V(H2)＝1∶1，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＝eq\f(c(H2O)·c(CO),c(CO2)·c(H2))＝1，B错误；C．N点一氧化碳、甲烷的体积分数相等，结合反应的化学方程式可知，生成水的总的物质的量为甲烷的3倍，结合阿伏加德罗定律可知，H2O的压强是CH4的3倍，C正确；D．反应Ⅰ为气体分子数不变的反应、反应Ⅱ为气体分子数减小的反应，若按V(CO2)∶V(H2)＝1∶2投料，相当于增加氢气的投料，会使得甲烷含量增大，导致甲烷、一氧化碳曲线之间交点位置发生变更，D错误。2．(2024·新高考江苏卷)二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应如下：CO2(g)＋4H2(g)⇌CH4(g)＋2H2O(g)ΔH＝－164.7kJ·mol－1CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)ΔH＝＋41.2kJ·mol－1在密闭容器中，1.01×105Pa、n起始(CO2)∶n起始(H2)＝1∶4时，CO2平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变更如图所示。CH4的选择性可表示为eq\f(n生成(CH4),n反应(CO2))×100%。下列说法正确的是()A．反应2CO(g)＋2H2(g)⇌CO2(g)＋CH4(g)的焓变ΔH＝－205.9kJ·mol－1B．CH4的平衡选择性随温度的上升而增加C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480～530℃D．450℃时，提高eq\f(n起始(H2),n起始(CO2))的值或增大压强，均能使CO2平衡转化率达到X点的值解析：选D。A．依据盖斯定律可知，反应2CO(g)＋2H2(g)⇌CO2(g)＋CH4(g)的焓变ΔH＝(－164.7kJ·mol－1)－2×(＋41.2kJ·mol－1)＝－247.1kJ·mol－1，A错误；B．CO2(g)＋4H2(g)⇌CH4(g)＋2H2O(g)为放热反应，上升温度，平衡逆向移动，CH4的含量削减，故CH4的平衡选择性随温度的上升而削减，B错误；C．由题图可知，温度范围为350～400℃时二氧化碳实际转化率最高，C错误；D．450℃时，提高eq\f(n起始(H2),n起始(CO2))的值可提高二氧化碳的平衡转化率，增大压强，第一个反应平衡正向移动，可提高二氧化碳的平衡转化率，二者均能使CO2平衡转化率达到X点的值，D正确。3．(2024·新高考辽宁卷)硫酸工业在国民经济中占有重要地位。接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化：SO2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)⇌SO3(g)ΔH＝－98.9kJ·mol－1。(1)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如图所示。下列说法正确的是________。a．温度越高，反应速率越大b．α＝0.88的曲线代表平衡转化率c．α越大，反应速率最大值对应温度越低d．可依据不同α下的最大速率，选择最佳生产温度(2)为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如图所示，催化性能最佳的是________(填标号)。解析：(1)由题图可知，温度高于确定值时，温度上升，反应速率减小，a错误；相同温度下，存在转化率大于0.88的状况，则α＝0.88的曲线不能代表平衡转化率，b错误；由题图可知，α越大