《高中化学》考点巩固卷10化学反应速率与化学平衡（二）（解析版）

考点巩固卷10化学反应速率与化学平衡（二）考点04化学反应的方向、化学反应的调控（限时：25min）考法01化学反应的方向考法02化学反应的调控考法03等效平衡考点05化学反应速率与化学平衡图像（限时：25min）考法01化学反应速率相关图像考法02化学平衡相关图像考法03多重平衡图像分析考点04化学反应的方向、化学反应的调控考法01化学反应的方向1．下列过程是非自发的是（）A.水由高处向低处流 B.氯气和溴化钾溶液的反应C.铁在潮湿空气中生锈 D.室温下水结成冰【答案】D【解析】室温下冰会自发融化为水，因此室温下水结成冰不是自发进行的过程，故D符合题意。2．反应进行的方向是化学反应原理的三个重要组成部分之一。下列说法中正确的是（）A.ΔH>0B.根据反应的自发性可以预测该反应发生的快慢C.可逆反应正向进行时，正反应具有自发性，ΔHD.常温下，反应Cs+【答案】D【解析】ΔG<0，反应自发进行，由ΔG=ΔH−TΔS可知，若ΔH>0，ΔS>0，则在低温下ΔG可能大于0，反应不一定可以自发进行，A项错误；反应的自发性只能判断反应的方向，不能确定反应的快慢，B3．已知“凡气体分子总数增多的反应一定是熵增大的反应”。一定条件下，下列反应不能自发进行的是()A．2O3(g)=3O2(g)ΔH<0B．2CO(g)=2C(s)＋O2(g)ΔH>0C．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0D．CaCO3(s)=CaO(s)＋CO2(g)ΔH>0【答案】B【解析】A项，是一个ΔH<0，ΔS>0的反应，任何温度下一定能自发进行；B项，是一个ΔH>0，ΔS<0的反应，任何温度下一定不能自发进行；C项，是一个ΔH<0，ΔS<0的反应，低温条件下可自发进行；D项，是一个ΔH>0，ΔS>0的反应，高温条件下可自发进行。4．硅是大数据时代的关键材料。工业上常在1800～2000℃时，用碳单质还原的方法制取单质硅。涉及反应的相关数据如表所示。下列说法正确的是()反应ΔH/(kJ·mol－1)ΔS/(J·K－1mol－1)反应(1)：SiO2(s)＋2C(s)=Si(s)＋2CO(g)＋687.27359.04反应(2)：SiO2(s)＋C(s)=Si(s)＋CO2(g)＋514.85183.35A.反应(1)可证明Si的还原性大于CB．生活中利用单晶硅良好的导光性能作光导纤维C．工业生产条件下反应(2)无法自发进行D．C(s)＋CO2(g)=2CO(g)ΔH＝－172.42kJ·mol－1【答案】C【解析】反应(1)：SiO2(s)＋2C(s)=Si(s)＋2CO(g)，C元素化合价升高，C作还原剂，Si是还原产物，由还原剂的还原性比还原产物的强，则C的还原性大于Si，A错误；单晶硅是良好的半导体材料，SiO2具有导光性能，可作光导纤维，B错误；反应若要自发进行，即ΔG＝ΔH－TΔS<0，对反应(2)：ΔG＝(＋514.85－T×183.35×10－3)kJ·mol－1<0，T>2808K，则反应(2)在工业1800～2000℃生产条件下无法自发进行，C正确；由盖斯定律，反应(1)－反应(2)得到C(s)＋CO2(g)=2CO(g)ΔH＝＋172.42kJ·mol－1，D错误。5．已知合成氨反应为：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.4kJ·mol－1，ΔS＝－200J·K－1·mol－1。(1)合成氨反应在常温下(填“能”或“不能”)自发。(2)温(填“高”或“低”，下同)有利于提高反应速率，温有利于提高平衡转化率，综合考虑催化剂(铁触媒)活性等因素，工业常采用400～500℃。【答案】(1)能(2)高低【解析】(1)ΔG＝ΔH－TΔS＝－92.4kJ·mol－1－298K×(－200J·K－1·mol－1)×10－3kJ·J－1＝－32.8kJ·mol－1<0。考法02化学反应的调控6．工业合成氨的流程图如图所示。下列有关生产条件的调控作用分析错误的是（）A.步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒B.步骤②“加压”可以加快反应速率，但压强过高，氨的产率会降低C.步骤③中一般选择控制反应温度为400∼D.步骤④、⑤有利于提高原料的利用率，能节约生产成本【答案】B【解析】步骤①中“净化”可除去杂质，防止催化剂中毒，故A正确；合成氨的反应为反应前后气体分子数减小的反应，增大压强有利于平衡正向移动，提高原料转化率和氨的产率，加压也可以提高反应速率，故B错误；400∼500℃时催化剂的活性最大，催化效果最佳，因此步骤③中一般选择控制反应温度为400∼500℃，故C正确；步骤7．乙醇是一种很好的溶剂，既能溶解许多无机物，又能溶解许多有机物，也是一种重要的化工原料，而且是绿色能源之一。据报道，在300℃、70MPa下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实：2CO2(g)＋6H2(g)CH3CH2OH(g)＋3H2O(g)，下列叙述错误的是()A．使用Cu­Zn­Fe催化剂可大大提高生产效率B．反应需在300℃进行可推测该反应是吸热反应C．充入大量CO2气体可提高H2的转化率D．从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O可提高CO2和H2的利用率【答案】B【解析】使用Cu­Zn­Fe催化剂可加快反应速率，能大大提高生产效率，A项正确；反应加热与反应是放热还是吸热没有直接的关系，如煤的燃烧放热，但需要加热，B项错误；充入大量CO2气体，平衡会正向移动，所以可提高H2的转化率，C项正确；从平衡混合气体中分离出CH3CH2OH和H2O会使平衡正向移动，所以可提高CO2和H2的利用率，D项正确。8．已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197.8kJ·mol－1。起始反应物为SO2和O2(物质的量之比为2∶1，且总物质的量不变)。SO2的平衡转化率(%)随温度和压强的变化如下表，下列说法不正确的是()温度/K压强/(105Pa)1.015.0710.125.350.767399.299.699.799.899.972397.598.999.299.599.677393.596.997.898.699.0A.一定压强下降低温度，SO2的转化率增大B．在不同温度、压强下，转化相同物质的量的SO2所需要的时间相等C．使用催化剂可以缩短反应达到平衡所需的时间D．工业生产通常不采取加压措施是因为常压下SO2的转化率已相当高【答案】B【解析】A.由表格数据及勒夏特列原理知，针对放热反应，一定压强下降低温度，平衡正向移动，反应物SO2的转化率增大，选项A正确；B.由于在不同温度、压强下，化学反应速率不一定相等，故转化相同物质的量的SO2所需要的时间不一定相等，选项B错误；C.催化剂对化学平衡移动无影响，但可以缩短到达平衡所需时间，选项C正确；D.由题表中数据可知，不同温度下，1.01×105Pa(常压)下SO2的转化率分别为99.2%，97.5%，93.5%，已经相当高了，且加压后转化率升高并不明显，所以没有必要通过加压提高转化率，选项D正确。9．“丁烯裂解法”是另一种重要的丙烯生产法，在生产过程中会有生成乙烯的副反应发生。反应如下：主反应：3C4H8(g)4C3H6(g)；副反应：C4H8(g)2C2H4(g)。测得上述两反应的平衡体系中，各组分的质量分数(w)随温度(T)和压强(p)变化的趋势分别如图甲和图乙所示：(1)平衡体系中的C3H6(g)和C2H4(g)的质量比是工业生产C3H6(g)时选择反应条件的重要依据之一，从产物的纯度考虑，该数值越高越好，据图甲和图乙判断，反应条件应选择________(填字母)。A．300℃、0.1MPa B．700℃、0.1MPaC．300℃、0.5MPa D．700℃、0.5MPa(2)有研究者结合图甲数据并综合考虑各种因素，认为450℃的反应温度比300℃或700℃更合适，从反应原理角度分析其理由可能是_________________________________________________________________________________________________________________。【答案】(1)C(2)300℃反应速率慢，700℃副反应的转化率大于丁烯转化成丙烯的转化率【解析】(1)由图甲可知，300℃时C2H4(g)的质量分数接近于0，而温度升高，C2H4(g)的质量分数增大，故选择300℃；由图乙可知，压强增大，C2H4(g)的质量分数减小，C3H6(g)的质量分数增大，故选0.5MPa，因此控制反应条件为300℃、0.5MPa。(2)温度越低，反应速率越慢，由图甲可知，300℃时反应速率慢；温度升高，C2H4(g)的质量分数增大，700℃的副反应的转化率大于丁烯转化成丙烯的转化率。而450℃时，C3H6(g)的质量分数达到最大值，且C2H4(g)的质量分数在10%左右，产物中C3H6(g)的含量较高，故450℃更合适。10．工业上利用CO2可以制备甲醇，某一刚性容器中充入1molCO2和3molH2，在催化剂存在的条件下进行反应，测得温度与平衡转化率、产物选择性的关系如图所示。反应1：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1反应2：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2已知：CH3OH选择性＝eq\f(n(CH3OH),n(CH3OH)＋n(CO))，反应1、2分别为，(填“放热”或“吸热”)反应，有研究表明，在原料气中掺入适量的CO有利于提高CH3OH选择性，说明其可能的原因是，有利于提高CH3OH选择性反应条件还可以是(填序号)。A．高温高压 B．高温低压C．低温高压 D．低温低压【答案】放热吸热增大CO的浓度，反应2向逆反应方向进行，CO2浓度增大，反应1向正反应方向进行，CH3OH选择性增大C【解析】由图可知，随着温度升高甲醇的选择性降低，CO2的转化率升高，说明反应1平衡逆向移动、反应2正向移动，反应1放热、反应2吸热；增大CO的浓度，反应2向逆反应方向进行，CO2浓度增大，反应1向正反应方向进行，CH3OH选择性增大；CH3OH选择性＝eq\f(n(CH3OH),n(CH3OH)＋n(CO))，应该尽可能增大甲醇的量减小CO的量，即反应1正向进行，反应2逆向进行，提高甲醇的选择性。考法03等效平衡11．在相同温度下，分别将1molSO2和0.5molO2充入a、b两容器中发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0，a容器保持容积不变，b容器保持压强不变，分别达到平衡状态。下列在平衡状态的比较中正确的是()A．SO2的转化率：a>bB．SO2的体积分数：a>bC．反应速率：a>bD．能量变化：a>b【答案】B【解析】a容器平衡时的压强小于b容器平衡时的压强，a中反应程度较小，转化率较小。12．一定条件下存在反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－QkJ·mol－1(Q>0)，现有三个相同的2L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在Ⅰ中充入1molCO和1molH2O，在Ⅱ中充入1molCO2和1molH2，在Ⅲ中充入2molCO和2molH2O，均在700℃条件下开始反应。达到平衡时，上述三个过程对应的能量变化值分别为Q1、Q2、Q3，下列说法正确的是()A．2Q1＝2Q2<Q3B．容器Ⅰ中CO的百分含量比容器Ⅲ中CO的百分含量高C．容器Ⅰ中反应的平衡常数比容器Ⅱ中反应的平衡常数小D．容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和等于1【答案】C【解析】Ⅰ、Ⅱ平衡体系中，Ⅰ中的温度高，Ⅲ中平衡体系中温度最高，能量变化更大。2Q1>Q3，无法比较Q1、Q2大小。13．某温度下，在一容积可变的密闭容器里，反应2A(g)B(g)＋2C(g)达到平衡时，A、B和C的物质的量分别为4mol、2mol、4mol。在保持温度和压强不变的条件下，下列说法正确的是()A.充入1mol稀有气体氦(He)，平衡将不发生移动B.充入A、B、C各1mol，平衡将向正反应方向移动C.将A、B、C各物质的物质的量都减半，C的百分含量不变D.加入正催化剂，正、逆反应速率均加快，平衡向逆反应方向移动【答案】C【解析】保持温度和压强不变的条件下，充入1mol稀有气体氦(He)，容器的容积变大，各物质浓度减小，平衡正向移动，A错误；充入A、B、C各1mol，相当于先充入A、B、C分别为1mol、0.5mol、1mol，根据等效平衡，此时平衡不移动，后又充入0.5molB，平衡逆向移动，B错误；将A、B、C各物质的物质的量都减半，根据等效平衡，平衡不移动，C的百分含量不变，C正确；加入正催化剂，正、逆反应速率均加快，平衡不发生移动，D错误。14．(2024·湖南衡阳一中模拟)100℃时，向某恒容密闭容器加入1.6mol·L－1的Q后会发生如下反应：2Q(g)M(g)。其中M的物质的量浓度随时间的变化如图所示。下列说法错误的是()A．从反应开始到刚达到平衡的时间段内，v(Q)＝0.02mol·L－1·s－1B．a、b两时刻生成Q的速率：v(a)<v(b)C．用Q浓度变化值表示的ab、bc两个时间段内的反应速率：v(ab)>v(bc)＝0D．其他条件相同，起始时将0.2mol·L－1氦气与Q混合，则反应达到平衡所需时间少于60s【答案】D【解析】根据分析，从反应开始到刚达到平衡的时间段内，v(Q)＝eq\f(Δc,t)＝eq\f(1.2mol·L－1,60s)＝0.02mol·L－1·s－1，A项正确；Q为反应物，初始时浓度最大，消耗速率最大，生成速率最小，随着反应的进行，Q的浓度逐渐减小，消耗速率逐渐减慢，生成速率逐渐增大，则a、b两时刻生成Q的速率：v(a)<v(b)，B项正确；ab段M的浓度变化量为(0.6－0.3)mol·L－1＝0.3mol·L－1，则Q的物质的量浓度变化量为M的两倍，为0.3mol·L－1×2＝0.6mol·L－1，反应时间为60s－20s＝40s，v(ab)＝eq\f(0.6mol·L－1,40s)＝0.015mol·L－1·s－1，bc段反应达到平衡状态，M、Q的物质的量浓度变化量为0，则v(bc)＝0，则用Q浓度变化值表示的ab、bc两个时间段内的反应速率：v(ab)>v(bc)＝0，C项正确；其他条件相同，向某恒容密闭容器中通入0.2mol·L－1氦气与Q混合，容器体积不变，Q、M的浓度不变，与原平衡体系等效，则反应达到平衡所需时间等于60s，D项错误。15．一定温度下，在三个体积均为1.0L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/molCH3OHCH3OCH3H2OⅠ3870.200.0800.080Ⅱ3870.40Ⅲ2070.200.0900.090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Ⅰ中的CH3OH体积分数比容器Ⅱ中的小C．容器Ⅰ中反应达到平衡所需时间比容器Ⅲ中的长D．若起始时向容器Ⅰ中充入0.15molCH3OH、0.15molCH3OCH3和0.10molH2O，则反应将向正反应方向进行【答案】D【解析】Ⅱ与Ⅰ比较，起始物质的量加倍，2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)是一个气体分子数不变的反应，故甲醇气体的浓度若增大一倍，则平衡后各物质的浓度也增大一倍，转化率不变，两者达到等效；Ⅲ与Ⅰ比较，温度降低，起始物质的量相同，而平衡后生成物增加，说明平衡正向移动，即证明该反应为放热反应。由上述分析可知，该反应为放热反应，故A错误；恒容条件下，容器Ⅱ相当于在容器Ⅰ的基础上加压，但由于该反应是反应前后气体体积不变的反应，因此平衡不移动，所以容器Ⅰ中的CH3OH体积分数和容器Ⅱ中的相等，故B错误；容器Ⅰ中的温度比容器Ⅲ的温度高，温度越高反应速率越快，达到平衡所需时间越短，故C错误；容器Ⅰ中平衡时c(CH3OCH3)＝c(H2O)＝eq\f(0.080mol,1.0L)＝0.080mol/L，c(CH3OH)＝eq\f(0.20mol－0.080mol×2,1.0L)＝0.04mol/L，容器Ⅰ中化学平衡常数K＝eq\f(0.080×0.080,0.042)＝4；若起始时向容器Ⅰ中充入0.15molCH3OH、0.15molCH3OCH3和0.10molH2O，容器容积为1L，则c(CH3OH)＝0.15mol/L、c(CH3OCH3)＝0.15mol/L、c(H2O)＝0.10mol/L，浓度商Qc＝eq\f(0.15×0.10,0.152)＝eq\f(2,3)＜4，则反应将向正反应方向进行，故D正确。考点05化学反应速率与化学平衡图像考法01化学反应速率相关图像1．在某一恒温容积可变的密闭容器中发生如下反应：A(g)＋B(g)2C(g)ΔH＜0，t1时刻达到平衡后，在t2时刻改变某一条件，其反应过程(Ⅰ、Ⅱ)如图所示。下列说法不正确的是()A．t0～t1时，反应速率：v(正)>v(逆)B．Ⅰ、Ⅱ两过程分别达到平衡时，A的体积分数：φ(Ⅰ)＝φ(Ⅱ)C．t2时刻改变的条件可能是向密闭容器中加入A物质D．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数：KⅠ＝KⅡ【答案】C【解析】由题图可知，t0～t1时，v(逆)逐渐增大，t1时刻达到平衡，说明该过程中反应正向进行，则有v(正)＞v(逆)，A正确。Ⅰ、Ⅱ两过程分别达到平衡时，v(逆)相等，说明过程Ⅰ和Ⅱ的平衡是等效平衡，则A的体积分数：φ(Ⅰ)＝φ(Ⅱ)，B正确。t2时刻改变条件，v(逆)瞬间增大，随后逐渐减小，再次建立的新平衡与原平衡是等效平衡，则加入的物质应是C，C错误。平衡常数K只与温度有关，Ⅰ、Ⅱ过程在相同温度下达到平衡，则平衡常数：KⅠ＝KⅡ，D正确。2．反应N2g+A.t0～t1 B.t2～【答案】A【解析】可逆反应N2g+3H2g⇌2NH3gΔH=−92.4kJ⋅mol−1为反应前后气体分子数减小的放热反应。t0～t1，正、逆反应速率相等，平衡不移动；t1～t2，正、逆反应速率都增大，且逆反应速率大于正反应速率，平衡向逆反应方向移动，导致NH3的含量降低，NH3的含量比t0～t1阶段低；t2～t3．在恒容密闭容器中通入X并发生反应：2X(g)Y(g)，温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示，下列叙述正确的是()A．该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量B．T2下，在0～t1时间内，v(Y)＝eq\f(a－b,t1)mol·L－1·min－1C．M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆D．M点时再加入一定量X，平衡后X的转化率减小【答案】C【解析】根据图示可由先拐先平数值大原则知，T1＞T2，温度越高平衡时c(X)越高，则正反应为放热反应，M点X的转化率小于W点X的转化率，M点放出的热量小于W点放出的热量，A项错误；T2下，Δt＝t1，Δc(Y)＝eq\f(a－b,2)mol·L－1，v(Y)＝eq\f(a－b,2t1)mol·L－1·min－1，B项错误；M点温度比W点温度高，所以M点的正反应速率大于W点的逆反应速率，而W点的逆反应速率大于N点的逆反应速率，则M点的正反应速率大于N点的逆反应速率，C项正确；由于在恒容密闭容器中反应，再加入一定量X，相当于增加压强，平衡向正反应方向移动，再次平衡时X的转化率增大，D项错误。4．在一定温度下，在容积固定的密闭容器中充入一定量M发生反应：Mg⇌Qg+Es，测得M、QA.净反应速率：c>a>bB.0～10min内C.M的平衡转化率为16.7D.在上述温度下，该反应k【答案】B【解析】a对应时间到b对应时间，正反应速率减小，逆反应速率增大，净反应速率减小但大于0，c点达到平衡，净反应速率等于0，故净反应速率:a>b>c，A项错误；vQ=0.75−0mol⋅L−110min=0.075mol⋅L5．向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是()A．反应在c点达到平衡状态B．反应物浓度：a点小于b点C．反应物的总能量低于生成物的总能量D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段【答案】D【解析】A项，化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率显然还在改变，一定未达到平衡，错误；B项，a到b时正反应速率增加，反应物浓度随时间不断减小，错误；C项，从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，错误；D项，随着反应的进行，正反应速率越快，消耗的二氧化硫就越多，SO2的转化率将逐渐增大，正确。考法02化学平衡相关图像6．有Ⅰ～Ⅳ四个体积均为0.5L的恒容密闭容器，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中按不同投料比(Z)充入HCl和O2(如表)，加入催化剂发生反应：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)ΔH，HCl的平衡转化率(α)与Z和温度(T)的关系如图所示。下列说法正确的是()容器起始时T/℃n(HCl)/molZⅠ3000.25aⅡ3000.25bⅢ3000.254A．ΔH<0，a>4>bB．容器Ⅲ某时刻处在R点，则R点的v正<v逆，压强：p(R)>p(Q)C．300℃该反应的平衡常数的值为640D．若起始时，在容器Ⅳ中充入0.25molCl2和0.25molH2O(g)，300℃达平衡时容器中c(HCl)>0.2mol·L－1【答案】C【解析】HCl的平衡转化率随温度升高而减小，说明升温平衡逆向移动，则正反应为放热反应，ΔH<0，增大氧气的物质的量，可促进HCl的转化，即Z越小，HCl的平衡转化率越大，故a<4<b，A项错误；结合题图和题表知，R点HCl的转化率小于平衡时转化率，即R点未达到平衡状态，反应正向进行，故R点的v正>v逆，该反应为气体分子数减少的反应，因此p(R)>p(Q)，B项错误；300℃，Z＝eq\f(n(HCl),n(O2))＝4时，起始n(HCl)＝0.25mol，n(O2)＝0.0625mol。容器体积为0.5L，则起始c(HCl)＝0.5mol·L－1，c(O2)＝0.125mol·L－1，根据该条件下HCl的平衡转化率为80%，可得出平衡时c(O2)＝0.025mol·L－1，c(HCl)＝0.1mol·L－1，c(Cl2)＝c(H2O)＝0.2mol·L－1，则K＝eq\f(0.22×0.22,0.14×0.025)＝640，C项正确；在0.5L容器Ⅳ中只充入0.25molCl2和0.25molH2O(g)，等效于在0.5L容器中充入0.5molHCl和0.125molO2，HCl和O2的物质的量为容器Ⅲ中的2倍，相当于在容器Ⅲ的基础上增大压强，若平衡不移动，则平衡时c(HCl)＝0.2mol·L－1，但增大压强平衡正向移动，故300℃达到平衡时0.1mol·L－1<c(HCl)<0.2mol·L－1，D项错误。7．工业上，利用CO和H2合成二甲醚：3CO(g)＋3H2(g)CH3OCH3(g)＋CO2(g)，为了寻找合适的温度，研究者进行了多次实验，每次实验保持原料气组成(3molCO、3molH2)、体积(10L)、反应时间等因素不变，实验结果如图所示。下列说法正确的是()A．X、Y两点对应的正反应速率相等B．合成二甲醚反应的ΔH>0C．反应温度应控制在240～260℃D．选择合适催化剂，可以提高CO的转化率【答案】C【解析】X、Y两点所对应的温度不同，故正反应速率不同，A项错误；CO转化率达到最高后再升温，转化率降低，故合成二甲醚的反应为放热反应，即ΔH<0，B项错误；由图像可知，CO的转化率在240～260℃可达到最高点，即转化率较大，C项正确；催化剂只能改变化学反应速率，不能使平衡移动，不能提高CO的转化率，D项错误。8．恒容绝热的密闭容器中充入反应物，在一定条件下分别发生四个不同的反应，平衡常数与压强随反应进行变化情况合理，且在高温下能自发进行的是()【答案】A【解析】若为吸热反应，ΔH>0，随着反应进行，温度降低，K减小；p增大，说明气体物质的量增多，ΔS>0，因此高温下能自发进行，p减小，反应不能自发进行。若为放热反应，ΔH<0，随着反应进行，温度升高，K减小；p增大，任何条件都能自发进行，p减小，低温下能自发进行。9．已知某可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)在密闭容器中进行，如图表示在不同反应时间(t)时，温度(T)和压强(p)与反应物B在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是()A．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放热反应B．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＞p，吸热反应C．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放热反应D．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸热反应【答案】D【解析】由题图可知，压强一定时，温度T1先达到平衡，故温度：T1＞T2，升高温度，B在混合气体中的体积分数减小，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应；温度一定时，压强p2先达到平衡，故压强：p1＜p2，增大压强，B在混合气体中的体积分数增大，说明平衡逆向移动，正反应为气体体积增大的反应，则m＋n＜p。10．如图是温度和压强对反应X＋Y2Z影响的示意图。图中横坐标表示温度，纵坐标表示平衡时混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是()A．上述可逆反应的正反应为放热反应B．X、Y、Z均为气态C．X和Y中最多只有一种为气态，Z为气态D．上述反应的逆反应的ΔH＞0【答案】C【解析】由图像可知，随温度升高Z的体积分数增大，正反应为吸热反应，逆反应为放热反应，故A、D错误；相同温度下，压强越大，Z的体积分数越小，说明增大压强平衡左移，则Z为气态，X、Y中最多只有一种气态物质，故B错误、C正确。考法03多重平衡图像分析11．CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2资源化利用的方法，其过程中主要发生如下两个反应：反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH1反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH2＝－122.5kJ·mol－1在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。已知：CH3OCH3的选择性＝eq\f(2×CH3OCH3的物质的量,反应的CO2的物质的量)×100%下列说法不正确的是()A．反应2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)的焓变为ΔH2－2ΔH1B．根据图像推测ΔH1>0C．其他条件不变时，温度越高，CO2主要还原产物中碳元素的价态越低D．其他条件不变时，增大体系压强可以提高A点CH3OCH3的选择性【答案】C【解析】由盖斯定律可知，反应2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)可由Ⅱ－2×Ⅰ得到，其焓变为ΔH2－2ΔH1，A正确；反应Ⅱ为放热反应，升高温度平衡逆向移动，由题图可知随着温度的升高，二氧化碳的平衡转化率下降速率小于二甲醚的选择性下降速率，且高于300℃时二氧化碳的平衡转化率升高，说明反应Ⅰ正向进行，正反应为吸热反应，ΔH1>0，B正确；由B分析可知，其他条件不变时，温度越高，反应Ⅰ占据主导地位，CO2主要还原产物为CO，CO中碳元素的价态较高，C错误；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，其他条件不变时，增大体系压强，导致反应Ⅱ平衡正向移动，可以提高A点CH3OCH3的选择性，D正确。12．一定条件下，用Fe2O3、NiO或Cr2O3作催化剂对燃煤烟气进行回收，使SO2转化生成S。催化剂不同，其他条件相同(浓度、温度、压强)情况下，相同时间内SO2的转化率随反应温度的变化如图，下列说法不正确的是()A．不考虑催化剂价格因素，选择Fe2O3作催化剂可以节约能源B．选择Fe2O3作催化剂，最适宜温度为340℃左右C．a点后SO2的转化率减小的原因可能是温度升高催化剂活性降低D．其他条件相同的情况下，选择Cr2O3作催化剂，SO2的平衡转化率最小【答案】D【解析】根据题图可知，当温度在340℃时，在Fe2O3作催化剂条件下，SO2的转化率最大，可以节约能源，故A正确；340℃左右，催化剂的催化能力较大，二氧化硫的转化率也是较大，反应速率较快，所以选择Fe2O3作催化剂，最适宜温度为340℃左右，故B正确；催化剂催化能力需要维持在一定的温度下，温度太高，催化剂活性可能会降低，故C正确；催化剂只对速率有影响，对平衡转化率没有影响，故D错误。13．（2024·浙江高三5月适应性考试）中国科学家首次用改性铜基催化剂，将草酸二甲酯加氢制乙二醇的反应条件从高压降至常压。草酸二甲酯加氢的主要反应有：反应Ⅰ：反应Ⅱ：反应Ⅲ：其他条件相同时，相同时间内温度对产物选择性的影响结果如图。(已知：ⅰ.物质B的选择性(生成B所用的草酸二甲酯)/n(转化的草酸二甲酯)×100%；ⅱ.450～500K，反应Ⅲ的平衡常数远大于反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数)下列说法不正确的是A．制乙二醇适宜的温度范围是470～480KB．减压可提高乙二醇的平衡产率C．实验条件下反应Ⅲ的活化能最高，升温更有利于反应ⅢD．铜基催化剂用改性后反应速率增大，可以降低反应所需的压强【答案】B【解析】由图可知，温度为470~480K时，生成乙二醇的选择性最高，A正确；反应Ⅱ为气体分子数减小的反应，则增大压强可以提高乙二醇的平衡产率，B错误；由图可知，升高温度有利于生成乙醇，实验条件下反应Ⅲ的活化能最高，所以升温有利于反应Ⅲ，C正确；铜基催化剂用改性后，将草酸二甲酯加氢制乙二醇的反应条件从高压降至常压，则可以降低反应所需的压强，催化剂可以加快化学反应速率，D正确