2024年高考化学真题和模拟题分类汇编专题09化学反应速率与化学平衡

PAGE18-专题09化学反应速率与化学平衡1．（2024·广东卷）恒容密闭容器中，在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是A．该反应的B．a为随温度的变更曲线C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动D．向平衡体系中加入，H2的平衡转化率增大【答案】C【解析】A．从图示可以看出，平衡时上升温度，氢气的物质的量削减，则平衡正向移动，说明该反应的正反应是吸热反应，即ΔH＞0，故A错误；B．从图示可以看出，在恒容密闭容器中，随着温度上升氢气的平衡时的物质的量削减，则平衡随着温度上升正向移动，水蒸气的物质的量增加，而a曲线表示的是物质的量不随温度变更而变更，故B错误；C．容器体积固定，向容器中充入惰性气体，没有变更各物质的浓度，平衡不移动，故C正确；D．BaSO4是固体，向平衡体系中加入BaSO4，不能变更其浓度，因此平衡不移动，氢气的转化率不变，故D错误；故选C。2．（2024·广东卷）在相同条件下探讨催化剂I、Ⅱ对反应的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变更曲线如图，则A．无催化剂时，反应不能进行B．与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低C．a曲线表示运用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变更D．运用催化剂Ⅰ时，内，【答案】D【解析】A．由图可知，无催化剂时，随反应进行，生成物浓度也在增加，说明反应也在进行，故A错误；B．由图可知，催化剂I比催化剂II催化效果好，说明催化剂I使反应活化能更低，反应更快，故B错误；C．由图可知，运用催化剂II时，在0~2min内Y的浓度变更了2.0mol/L，而a曲线表示的X的浓度变更了2.0mol/L，二者变更量之比不等于化学计量数之比，所以a曲线不表示运用催化剂II时X浓度随时间t的变更，故C错误；D．运用催化剂I时，在0~2min内，Y的浓度变更了4.0mol/L，则(Y)===2.0，(X)=(Y)=2.0=1.0，故D正确；答案选D。3．（2024·浙江卷）恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变更，如下表所示，下列说法不正确的是A．试验①，，B．试验②，时处于平衡状态，C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大【答案】C【解析】A．试验①中，0~20min，氨气浓度变更量为2.4010-3mol/L-2.0010-3mol/L=4.0010-4mol/L，v(NH3)==2.0010-5mol/(L·min)，反应速率之比等于化学计量数之比，v(N2)=v(NH3)=1.0010-5mol/(L·min)，A正确；B．催化剂表面积大小只影响反应速率，不影响平衡，试验③中氨气初始浓度与试验①中一样，试验③达到平衡时氨气浓度为4.0010-4mol/L，则试验①达平衡时氨气浓度也为4.0010-4mol/L，而恒温恒容条件下，试验②相对于试验①为减小压强，平衡正向移动，因此试验②60min时处于平衡状态，x<0.4，即x≠0.4，B正确；C．试验①、试验②中0~20min、20min~40min氨气浓度变更量都是4.0010-4mol/L，试验②中60min时反应达到平衡状态，试验①和试验②催化剂表面积相同，试验①中氨气初始浓度是试验②中氨气初始浓度的两倍，试验①60min时反应未达到平衡状态，相同条件下，增加氨气浓度，反应速率并没有增大，C错误；D．对比试验①和试验③，氨气浓度相同，试验③中催化剂表面积是试验①中催化剂表面积的2倍，试验③先达到平衡状态，试验③的反应速率大，说明相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大，D正确；答案选C。4．（2024·浙江卷）关于反应，达到平衡后，下列说法不正确的是A．上升温度，氯水中的减小B．氯水中加入少量醋酸钠固体，上述平衡正向移动，增大C．取氯水稀释，增大D．取两份氯水，分别滴加溶液和淀粉KI溶液，若前者有白色沉淀，后者溶液变蓝色，可以证明上述反应存在限度【答案】D【解析】A．HClO受热易分解，上升温度，HClO分解，平衡正向移动，c(HClO)减小，A正确；B．氯水中加入少量醋酸钠固体，醋酸根离子和氢离子结合生成醋酸分子，氢离子浓度减小，平衡正向移动，c(HClO)增大，B正确；C．氯水稀释，平衡正向移动，而c(HClO)和c(Cl-)均减小，但HClO本身也存在电离平衡HClO⇌H++ClO-，稀释促进了HClO的电离，使c(HClO)削减更多，因此增大，C正确；D．氯水中加硝酸银产生白色沉淀，证明溶液中有氯离子，氯水中加淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝，证明生成了碘单质，溶液中有强氧化性的物质，而氯气和次氯酸都有强氧化性，不能证明反应物和生成物共存，即不能证明上述反应存在限度，D错误；答案选D。5．（2024·湖南卷）向体积均为1L的两恒容容器中分别充入和发生反应：，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更曲线如图所示。下列说法正确的是A． B．气体的总物质的量：C．a点平衡常数： D．反应速率：【答案】B【解析】A．甲容器在绝热条件下，随着反应的进行，压强先增大后减小，依据志向气体状态方程PV=nRT可知，刚起先压强增大的缘由是因为容器温度上升，则说明上述反应过程放热，即＜0，故A错误；B．依据A项分析可知，上述密闭溶液中的反应为放热反应，图中a点和c点的压强相等，因甲容器为绝热过程，乙容器为恒温过程，若两者气体物质的量相等，则甲容器压强大于乙容器压强，则说明甲容器中气体的总物质的量此时相比乙容器在减小即气体总物质的量：na＜nc，故B正确；C．a点为平衡点，此时容器的总压为p，假设在恒温恒容条件下进行，则气体的压强之比等于气体的物质的量（物质的量浓度）之比，所以可设Y转化的物质的量浓度为xmol∙L−1，则列出三段式如下：，则有，计算得到x=0.75，那么化学平衡常数K=，又甲容器为绝热条件，等效为恒温条件下升温，平衡逆向移动，则平衡常数减小即平衡常数K＜12，故C错误；D．依据图像可知，甲容器达到平衡的时间短，温度高，所以达到平衡的速率相对乙容器的快，即Va正＞Vb正，故D错误。综上所述，答案为B。1．（2024·安徽·芜湖一中一模）北京时间10月6日晚，2024年诺贝尔化学奖授予BenjaminList和DavidW.C．MacMillan，以嘉奖他们“对于有机小分子不对称催化的重要贡献”。不对称催化剂具有选择性。下列说法错误的是A．催化剂不仅可以是金属催化剂和酶，也可以是有机小分子B．不对称催化剂可以提高目标产物在最终产物中的比率C．催化剂在反应前后的质量和性质不变D．“不对称有机催化”对医药探讨和绿色化学有极为重要的意义【答案】C【解析】A．催化剂种类许多，题干说嘉奖他们“对于有机小分子不对称催化的重要贡献”，催化剂不仅可以是金属催化剂和酶，也可以是有机小分子，故A正确；B．不对称催化剂可以提高目标产物在最终产物中的比率是不对称催化剂具有选择性的应用，故B正确；C．催化剂在反应前后的质量和化学性质不变，物理性质有可能变更，故C错误；D．“不对称有机催化”对医药探讨和绿色化学有极为重要的意义，故D正确；故答案为C2．（2024·安徽·淮北市教化科学探讨所一模）向30mL1.0mol•L-1的H2SO4和3mL30%的H2O2的混合溶液中加入经处理过的铁丝，铁丝表面产生气泡，随后消逝，再产生气泡，再消逝，周而往复，振荡周期为20s左右，可维持数小时。一种可能的反应机理为：(a)Fe+2H+=Fe2++H2↑(b)2Fe2++H2O2+H2O=Fe2O3+4H+(c)Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O(d)2Fe3++H2=2Fe2++2H+下列说法错误的是A．该振荡反应与H+浓度的变更有关 B．Fe2O3、Fe3+为中间产物C．冰水浴比室温条件下的振荡周期要短 D．由该机理可知：产生的气体是H2【答案】C【解析】A．联立四步反应得到总反应：Fe+H2O2+2H+=Fe2++2H2O，反应物的浓度可影响反应速率，则振荡反应与H+浓度的变更有关，A正确；B．Fe2O3、Fe3+产生后又被消耗，是中间产物，B正确；C．温度越高反应速率越快，则冰水浴比室温条件下的振荡周期要长，C错误；D．由该机理可知生成气体只有H2，D正确；故选：C。3．（2024·内蒙古·包钢一中一模）肯定温度下，在三个体积均为1L的恒容密闭容器中发生反应：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)容器编号温度(℃)起始物质的量(mol)平衡物质的量(mol)CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)①3870.200.0800.080②3870.40③2070.200.0900.090下列说法正确的是A．该反应的正反应为吸热反应B．达到平衡时，容器①中的CH3OH体积分数比容器②中的小C．若容器①中反应达到平衡时增大压强，则各物质浓度保持增大D．若起始向容器①中充入CH3OH0.10mol、CH3OCH30.10mol、H2O0.10mol，则反应将向逆反应方向进行【答案】C【解析】A．依据表格数据①和③，容器①、③起始量相同，降低温度，平衡向放热方向移动，CH3OCH3平衡物质的量增大，说明平衡正向移动。说明正反应是放热反应，A错误；B．恒容条件下，容器②相当于在容器①的基础上加压，由于该反应是反应前后气体物质的量不变的反应，因此平衡不移动，所以容器①中的CH3OH体积分数和容器②中的相等，B错误；C．若容器①中反应达到平衡时增大压强，平衡不移动，但各物质浓度会增大，C正确；D．容器①平衡时c(CH3OH)=0.04mol/L、c(CH3OCH3)=0.08mol/L、c(H2O)=0.08mol/L，平衡常数K==4，若起始向容器①中充入CH3OH0.10mol、CH3OCH30.10mol、H2O0.10mol，则浓度熵Qc==1<4，反应向正反应方向移动，D错误；答案选C。4．（2024·河南信阳·模拟预料）常压下羰基化法精炼镍的原理为。时，该反应的平衡常数。已知：的沸点为，固体杂质不参加反应。第一阶段：将粗镍与反应转化成气态；其次阶段：将第一阶段反应后的气体分别出来，加热至制得高纯镍。下列推断正确的是A．是离子化合物B．第一阶段，反应体系的温度应限制在以上，以达到气化分别的目的C．反应达到平衡状态以后，保持体积不变通入，平衡正向移动，反应的平衡常数增大D．其次阶段，可以通过增大压强来提高分解率【答案】B【解析】A．的沸点为，沸点较低是共价化合物，A错误；B．的沸点为，温度应限制在以上，可以达到气化分别的目的，B正确；C．保持体积不变通入，平衡正向移动，温度不变平衡常数不变，C错误；D．其次阶段的目的是平衡向左移动提高分解率，增大压强平衡右移，D错误；故选B。5．（2024·新疆乌鲁木齐·一模）已知：，向一恒温恒容的密闭容器中充入和发生反应，时达到平衡状态I。在时变更某一条件，时重新达到平衡状态II，正反应速率随时间的变更如图所示。下列说法正确的是A．时变更的条件可能是升温B．平衡常数C．时反应向正反应方向移动D．平衡时A的体积分数【答案】D【解析】A．若时升温，瞬间正反应速率增大，与图像不符，由正反应速率渐渐增大，可知t2时变更的条件：向容器中加入C，故A错误；B．温度不变，则平衡常数不变，即，故B错误；C．正反应速率渐渐增大，t2时加入物质C，逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，反应向逆反应方向移动，故C错误；D．起始充入和，投料比为1:3，达平衡后加入物质C，相当于按1:2的投料比投入A和B，则加入C后相当于总体系中A和B的投料比大于1:3，平衡状态II相当于平衡状态I再充入A所达到的平衡，则平衡时A的体积分数，故D正确；故选：D。6．（2024·江苏苏州·模拟预料）SO2、NOx是重要化工原料，可用于硫酸、硝酸的生产。工业制硫酸时，接触室中主要反应为：2SO2(g)＋O2(g)=2SO3(g)

ΔH=-196.6kJ·mol-1,SO2、NOx也是大气主要污染物，NOx可与NH3混合，通过选择性催化剂高温脱除，SO2可通过碱液汲取去除。对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，下列说法正确的是A．该反应ΔH＜0

ΔS＞0B．2molSO2(g)和1molO2(g)所含键能总和比2molSO3(g)所含键能小C．反应在高温、催化剂条件下进行可提高SO2的平衡转化率D．该反应中每生成22.4LSO3转移电子的数目约等于2×6.02×1023【答案】B【解析】A．该反应是气体计量系数减小的反应，故ΔS<0，A错误；B．由题给条件可知，该反应ΔH=反应物键能和-产物键能和＜0，B正确；C．该反应为放热反应，故升温平衡逆向移动，平衡转化率减小，催化剂只能变更反应速率，不能使平衡移动，C错误；D．没有给出三氧化硫的状态，无法计算其物质的量，另外，标准三氧化硫为固态，也无法计算其物质的量，D错误；故选B。7．（2024·河南信阳·二模）在恒温恒压下，某一体积可变的密闭容器中发生反应A(g)+B(g)2C(g)

ΔH＜0，t1时达到平衡后，在t2时变更某一条件，其反应过程如图所示。下列说法正确的是A．I、II两过程达到平衡时，A的体积分数：I＞IIB．t2时变更的条件是向密闭容器中加入物质CC．0~t2时，v正＞v逆D．I、II两过程达到平衡时，平衡常数：K(I)＜K(II)【答案】B【解析】A．反应速率与其物质的量浓度成正比，I、II达到平衡状态时逆反应速率相等，说明I、II达到平衡状态时各物质的物质的量浓度不变，则A的体积分数为I=II，故A错误；B．向密闭容器中加物质C，逆反应速率瞬间增大，再次建立的平衡与原平衡等效，说明和原平衡相同，符合图象，故Ｂ正确；C．由题中图示可知，t0～t1时，逆反应速率增大，说明平衡正向移动，平衡正向移动时，正反应速率大于逆反应速率，即v(正)＞v(逆)，t1～t2时，逆反应速率不变，说明处于平衡状态，平衡状态时，正反应速率等于逆反应速率，即v(正)=v(逆)，故C错误；D．化学平衡常数只与温度有关，I、II温度相同其平衡常数相同，故D错误；答案为B。8．（2024·陕西渭南·一模）羰基硫(COS)是以煤、石油、自然气为原料生产的化工原料气中有机硫的主要形式。COS催化水解的反应为：COS(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2S(g)

△H＜0，在相同投料比、相同气流速度、相同时间内，测得不同温度及不同催化剂下COS水解反应的转化率如下图所示：下列说法正确的是A．N点为该反应达到平衡状态的点B．正反应的平均反应速率：P＞N＞MC．任何温度下，γ－Al2O3的催化效果都比TiO2好D．150℃时，用γ－Al2O3做催化剂，达到平衡时CO2的体积分数最大【答案】B【解析】A．由图可知，相同温度下由TiO2做催化剂时转化率更高，可知N点并未达到平衡状态，A项错误；B．相同时间内COS的转化率越大催化效率越高，正反应的平均反应速率：P＞N＞M，B项正确；C．低温时γ－Al2O3对COS水解反应的催化效果好，C项错误；D．在相同温度下，无论用哪种催化剂，达到平衡时CO2的体积分数都一样，D项错误；答案选B。9．（2024·重庆八中模拟预料）氢能是清洁的绿色能源。现有一种太阳能两步法甲烷、水蒸气催化重整制氢工艺，第I、II步反应原理及反应的lgKp-T关系如图所示。下列有关说法正确的是A．CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)△H<0B．NiFe2O4变更反应历程，降低了反应活化能，提升了反应物的平衡转化率C．1000℃时，反应CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)平衡常数Kp=4D．某温度下，向反应体系中通入等体积的CH4(g)和H2O(g)，达到平衡时CH4的转化率为60%、则此时混合气体中H2的体积分数为56.25%【答案】D【解析】A．由图可知，第一步反应的平衡常数随温度的上升而增大，属于吸热反应，其次步反应的平衡常数随温度的上升而降低，属于放热反应，且I上升的幅度大于II降低的幅度，则总反应为吸热反应，A错误；B．甲烷、水蒸气催化重整的过程中，NiFe2O4(s)作为催化剂，NiO(s)和FeO(s)可视作中间产物，变更了反应的历程，降低了活化能，加快了反应速率，但是不变更平衡转化率，B错误；C．1000°C时，第I步反应、II步反应的lgKp分别为3、1，则Kp1=1000，Kp2=10按定义Kp=Kp1×Kp2=1000×10=104.，C错误；D．设投入的CH4(g)和H2O(g)的量为1，平衡时CH4的转化率为60%，则平衡时，CH4(g)、H2O(g)、CO(g)、3H2的量分别为0.4、0.4、0.6、1.8，此时氢气的体积分数×100%=56.25%，D正确；故选D。10．（2024·重庆一中模拟预料）已知：的反应历程分两步：第1步：(快)

第2步：(慢)

在固定容积的容器中充入肯定量NO和发生上述反应，测得体系中部分物质的物质的量(n)随温度(T)的变更如图所示。下列说法错误的是A．第1步、第2步正反应活化能分别为、，则B．a点后，快速减小的缘由是第1步平衡逆向移动，第2步速率加快C．b点后，增加的缘由是第2步平衡逆向移动的程度比第1步的大D．若其他条件不变，仅将容器变为恒压状态，则体系建立平衡的时间不变【答案】D【解析】A．第2步是慢反应，由活化能越大反应速率越慢，可知第2步正反应活化能较大，则，A正确；B．总反应速率由慢反应即第2步反应确定，a点后，快速减小说明第2步速率加快，且第1步平衡逆向移动，B正确；C．b点后，增加说明第2步平衡逆向移动，生成的比第1步平衡逆向移动消耗的速率快，则缘由是第2步平衡逆向移动的程度比第1步的大，C正确；D．若其他条件不变，仅将容器变为恒压状态，由于反应前后气体分子数不相等，恒压下会导致容器体积变更，进而导致物质的浓度发生变更，反应速率发生变更，则体系建立平衡的时间变更，D错误；故选：D。11．（2024·江苏苏州·模拟预料）CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应：反应I：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2kJ·mol−1反应II：2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=—122.5kJ·mol−1在恒压、CO2和H2的起始量肯定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变更如图所示。(CH3OCH3的选择性=×100％)下列说法不正确的是A．CO的选择性随温度的上升渐渐增大B．反应2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=—204.9kJ·mol−1C．在240～320℃范围内，温度上升，平衡时CH3OCH3的物质的量先增大后减小D．反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)，增大压强可能将CH3OCH3的选择性提升到B点【答案】C【解析】A．由图可知，上升温度，二甲醚的选择性减小，由碳原子个数守恒可知，一氧化碳的选择性增大，故A正确；B．由盖斯定律可知，反应II—2×反应I得到反应，则2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)

ΔH=(—122.5kJ·mol−1)—2×(+41.2kJ·mol−1)=—204.9kJ·mol−1，故B正确；C．反应II是放热反应，上升温度，平衡向逆反应方向移动，二甲醚的物质的量减小，故C错误；D．反应II是气体体积减小的反应，在温度不变的条件下，增大压强，平衡向正反应方向移动，甲醚的物质的量增大，二甲醚的选择性增大，则增大压强可能将二甲醚的选择性由A点提升到B点，故D正确；故选C。12．（2024·江苏·扬州中学三模）液氨是一种很好的溶剂，液氨可以微弱的电离产生NH和NH。NH3中的一个H原子若被-NH2取代可形成N2H4(联氨)，若被-OH取代可形成NH2OH(羟胺)。在有NH存在时，Cu(OH)2能溶于氨水形成[Cu(NH3)4]2+。NH3经过肯定的转化可以形成N2、NO、NO2、N2O4(无色)、HNO3等。对于反应2NO2(g)N2O4(g)，下列说法正确的是A．该反应的H＞0B．该反应的平衡常数表达式为K=C．上升温度，该反应的正反应速率减小，逆反应速率增大D．将反应器容积压缩为原来的一半，气体颜色比压缩前深【答案】D【解析】A．二氧化氮的二聚为放热反应，H<0，A错误；B．依据方程式可知，该反应的平衡常数表达式为K=，B错误；C．上升温度，正逆反应速率均增大，C错误；D．将反应器容积压缩为原来的一半，虽然平衡正向移动，但依据勒夏特列原理原理可知总体来说二氧化氮浓度增大，气体颜色变深，D正确；故选D。13．（2024·重庆市育才中学模拟预料）25℃时，恒容密闭容器中只含有X，发生反应：，X的起始压强为，X分解的速率方程为：，其中k定温下为常数。生成的Y可快速建立平衡：，平衡常数。下列说法正确的是A．当X分解的速率时，W的压强为B．若上升温度，Z和W的物质的量之比为，则C．相同时间内，X的平均速率是Y的平均速率的2倍D．若缩小体积，则单位时间内X的转化率减小【答案】D【解析】A．由X分解的速率可得：kpx=×k×11×105，解得px=5.5×105Pa，则X分解生成的Y为×5.5×105Pa，设平衡时W的分压为aPa，由方程式可知，Y的分压为(×5.5×105—a)Pa，由平衡常数为10可得：=10，解得a=2.5×105Pa，故A错误；B．X完全分解时，Y的分压为×11×105Pa，Z的分压为11×105Pa，设平衡时W的分压为bPa，由方程式可知，Y的分压为(×11×105—b)Pa，由平衡常数为10可得：=10，解得b=5×105Pa，由压强之比等于物质的量比可知，Z和W的物质的量之比为11：5，则若上升温度，Z和W的物质的量之比为11：4，说明平衡向逆反应方向移动，Y转化为W的反应为放热反应，反应△H＜0，故B错误；C．若不考虑生成的Y转化为W快速建立平衡，由化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，X的速率是Y的速率的2倍，由于Y转化为W，所以X的速率比Y的速率的2倍要大，故C错误；D．若缩小体积，反应速率加快，单位时间内X的分压增大，反应消耗X的分压减小，所以单位时间内X的转化率减小，故D正确；故选D。14．（2024·上海上海·二模）有探讨认为，强碱性环境下反应：I-+ClO-IO-+Cl-可能