2023届新高考化学选考一轮总复习训练-热点11　化学反应速率与平衡的常规图像

热点11化学反应速率与平衡的常规图像课时训练1.某化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)+nB(g)qC(g)的速率和平衡的影响,图像如图所示。下列判断正确的是(A)A.由图a可知,T1>T2,该反应的正反应为放热反应B.由图b可知,该反应m+n<qC.图c是绝热条件下速率和时间的图像,由此说明该反应正反应为吸热反应D.图d中,若m+n=q,则曲线a一定增大了压强解析:A.根据图a知,T1>T2,升高温度,C的体积分数降低,说明平衡向逆反应方向移动,则正反应是放热反应,正确;B.由图b可以看出,在同一温度下,增大压强,C的体积分数增大,说明增大压强,平衡向正反应方向移动,正反应为气体体积减小的反应,则m+n>q,错误;C.题给反应正反应若为吸热反应,由于反应过程中反应物浓度减小,且温度降低,则反应速率在开始时就应该逐渐减小,而图像中开始时反应速率直接增大,说明题给反应正反应为放热反应,错误;D.图d中a、b的平衡状态相同,但反应速率不同,若m+n=q,压强不影响平衡,可以对曲线a增大压强,但催化剂也不影响平衡,曲线a也可能使用了催化剂,错误。2.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(D)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段解析:A项,c点对应的正反应速率还在改变,反应未达到平衡状态,错误;B项,a点到b点时正反应速率增大,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,则该反应为放热反应,即反应物的总能量高于生成物的总能量,错误;D项,正反应速率越快,相同时间内消耗的二氧化硫就越多,SO2的转化率就越大,正确。3.向一容积为1L的密闭容器中加入一定量的X、Y,发生化学反应:aX(g)+2Y(s)bZ(g)ΔH<0。如图是容器中X、Z的物质的量浓度随时间变化的曲线。下列说法正确的是(B)A.据图可求得方程式中a∶b=1∶3B.推测在第7min时,曲线变化的原因可能是升温C.推测在第13min时,曲线变化的原因可能是降温D.20min时,保持温度、压强不变,充入稀有气体,不影响速率,平衡不移动解析:物质的量浓度的变化量之比等于化学计量数之比,方程式中a∶b=(0.45-0.2)∶(0.50-0)=1∶2,故A错误;第7min时,单位时间内X、Z的物质的量变化量较大,反应速率增大,可能为升高温度,故B正确;第13min时,Z的物质的量浓度减小,X的物质的量浓度增大,说明平衡向逆反应方向移动,此时曲线斜率较大,应为升高温度导致,若降低温度,平衡应向正反应方向移动,故C错误;20min时,保持温度、压强不变,充入稀有气体,体积增大,相当于减压,则反应速率减小,平衡向正反应方向移动,故D错误。4.固定容积为2L的密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g)zC(g),图1表示T℃时容器中各物质的物质的量随时间变化的关系,图2表示平衡常数K随温度变化的关系。结合图像判断,下列结论正确的是(D)A.该反应可表示为2A(g)+B(g)C(g)ΔH<0B.T℃时该反应的平衡常数K=6.25C.当容器中气体密度不再变化时,该反应达到平衡状态D.T℃,在第6min时再向体系中充入0.4molC,再次达到平衡时C的体积分数大于25%解析:A.根据图1可知,5min时,A的物质的量减少0.4mol,B的物质的量减少0.2mol,A、B均为反应物,C的物质的量增加0.2mol,为生成物,根据变化的物质的量之比等于反应中化学计量数之比,得化学方程式为2A(g)+B(g)C(g),根据图2可知,温度升高,平衡常数增大,说明正反应为吸热反应,ΔH>0,错误;B.图1中5min时反应达到化学平衡,平衡浓度分别为c(A)=0.4mol20.1mol/L、c(C)=0.2mol2L=0.1mol/L,则K=0.5.(2021·温州适应性测试)T℃时,向绝热恒容密闭容器中通入amolSO2和bmolNO2,一定条件下发生反应:SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)ΔH<0,测得SO3的浓度随时间变化如图所示。下列说法不正确的是(B)A.容器内压强不再改变说明反应已达平衡B.反应在40～50s内SO3的平均反应速率大于50～60s内SO3的平均反应速率C.NO2反应速率v(正)(t=60s时)大于v(逆)(t=80s时)D.T℃时,若在恒温恒容下,向原容器中通入amolSO2和bmolNO2,达到平衡时c(SO3)>0.33mol/L解析:A.该反应在恒容绝热密闭容器中进行,反应前后气体物质的量不变,正反应是放热反应,当容器内压强不再改变时,说明反应放出热量不再发生变化,故可说明反应已达平衡,正确;B.该反应在40～50s内的平均反应速率v(SO3)=(0.14-0.10(L·s),故反应在40～50s内SO3的平均反应速率小于50～60s内SO3的平均反应速率,错误;C.由图像可知,反应在60s及80s时总反应都是正向进行,这两个时刻都是正反应速率大于逆反应速率,又由于t=60s时比t=80s时反应进行的程度小,反应物浓度大,所以NO2反应速率v(正)(t=60s时)大于v(逆)(t=80s时),正确;D.该反应的正反应是放热反应,降低温度,化学平衡向正反应方向移动,根据图像可知,在绝热恒容条件下反应达到平衡时,SO3的浓度为0.33mol/L,所以反应若在恒温恒容的容器内进行,反应达到平衡后SO3的浓度大于0.33mol/L,正确。6.2mol水蒸气与足量碳在2L密闭容器中进行反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)ΔH>0,在10min时改变一个外界条件,测得c(H2O)随反应时间(t)的变化如图。下列判断正确的是(D)A.其他条件不变,适当减少C(s)的质量会使平衡逆向移动B.5min时该反应的速率v(H2O)=0.1mol/(L·min)C.恒温下,缩小容器容积,平衡后CO浓度减小D.由曲线变化可知10min时,改变的外界条件可能是减小H2的浓度解析:A.C是固体,适当减少固体C的质量,不影响平衡移动,错误;B.0～5min内该反应的平均反应速率为v(H2O)=0.1mol/(L·min),5min时指的是瞬时速率,错误;C.恒温下,缩小容器容积,平衡逆向移动,但平衡后CO浓度增大,错误;D.由题图可知,10min时改变条件瞬间水蒸气的浓度不变,后逐渐降低,可能是减小H2的浓度,平衡向正反应方向移动,正确。7.(2021·嘉兴期末)探究反应2X(g)Y(g)+Z(g)的速率影响因素,在不同条件下进行4组实验,Y、Z起始浓度为0,反应物X的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如图所示。下列说法不正确的是(A)A.比较实验①④不能得出:升高温度,化学反应速率加快B.比较实验①②得出:增大反应物浓度,化学反应速率加快C.若实验②③只有一个条件不同,则实验③使用了催化剂D.在0～10min之间,实验②的平均速率v(Y)=0.01mol/(L·min)解析:A.实验①④相比,④的反应物的浓度低,但温度高,建立平衡需要的时间短,反应速率更快,说明升高温度,化学反应速率加快,错误;B.从图像可以看出,实验①②的温度相同,实验①中X的物质的量浓度大,反应速率明显快,所以增大反应物浓度,化学反应速率加快,正确;C.实验②③中X的起始物质的量浓度相等,温度相同,平衡状态也相同,但是实验③反应速率较快,达到平衡状态所需的时间短,说明实验③使用了催化剂,正确;D.由图像可以直接求得0～10min内实验②的平均速率v(X)=1.00mol/L-8.在一恒容密闭容器中通入一定量CH4和NO2发生反应:CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH,测得在相同时间、不同温度下NO2的转化率如图:下列叙述正确的是(D)A.ΔH>0B.由图像可知:200℃时NO2的平衡转化率小于300℃时NO2的平衡转化率C.c、d两点转化率相等,这两点均处于平衡状态D.若温度维持在300℃,延长反应时间,则NO2的转化率将大于42%解析:A.该反应在约450℃后再升高温度,NO2的转化率逐渐减小,说明该反应为放热反应,ΔH<0,错误;B.因为反应为放热反应,温度越高,NO2的平衡转化率越小,错误;C.由题图可知,c点未达到平衡状态,d点已达到平衡状态,错误;D.由题图可知,b点没有达到平衡,时间延长会继续反应,转化率将大于42%,正确。9.已知HF分子在一定条件下会发生二聚反应:2HF(g)(HF)2(g)。经实验测得,不同压强下,体系的平均摩尔质量(M=m总n总A.此反应为吸热反应B.气体的压强:p(a)>p(b)=p(c)C.平衡常数:K(c)>K(b)=K(a)D.若要测定HF的相对分子质量,尽量选择低压、高温条件解析:A.由图中信息可知,升高温度,平衡逆向移动,故反应为放热反应,错误;B.增大压强,平衡正向移动,故p1>p2,p(a)<p(b)=p(c),错误;C.温度不同,则平衡常数不同,错误;D.在低压、高温条件下有利于平衡逆向移动,故若要测定HF的相对分子质量,尽量选择低压、高温条件,正确。10.(2021·绍兴期末)一定条件下,在容积为2L的恒温密闭容器中充入1mol(g)和2molH2,发生反应(g)+2H2(g)(g)ΔH<0,反应过程中测得容器内压强的变化如图所示。下列说法正确的是(C)A.升高温度可增大反应速率,提高环戊二烯的平衡转化率B.0～20min内,H2的平均反应速率为0.05mol/(L·min)C.达到平衡时,环戊烷和环戊二烯的体积分数相同D.平衡常数Kp随反应的进行而减小解析:A.该反应的正反应是放热反应,升高温度,化学反应速率加快,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,导致环戊二烯平衡转化率降低,错误;B.在恒温恒容时,气体的物质的量与压强成正比,在反应开始时有1mol+2mol=3mol气体,此时压强为12.6MPa,在20min时气体压强为8.4MPa,则20min时气体的总物质的量为8.412.6×3mol=2mol,气体物质的量减少了1mol,根据反应方程式可知,反应消耗H2的物质的量是1mol,故0～20min内,H20.025mol/(L·min),错误;C.由选项B分析可知,反应达到平衡时,气体物质的量减少1mol,则反应消耗0.5mol环戊二烯、生成0.5mol环戊烷,未反应的环戊二烯的物质的量是1mol-0.5mol=0.5mol,故环戊烷和环戊二烯的体积分数相同,正确;D.平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,错误。11.某科研小组研究在其他条件不变的情况下,改变起始氢气物质的量[用n(H2)表示]对反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0的影响,实验结果可表示成如图所示的规律(图中T表示温度,n表示物质的量)。下列说法不正确的是(A)A.在a、b、c三点所处的平衡状态中,H2的转化率最高的是b点B.在a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是c点C.T2时,若容器容积为1L,且只加入反应物,当图中n=3mol时,反应达到平衡时H2、N2的转化率均为60%,此条件下,反应的平衡常数约为2.08D.图像中T2低于T1解析:A.从a到c,氢气的物质的量不断增加,氢气浓度不断增大,平衡不断正向移动,由于平衡移动是微弱的,因此H2的转化率不断降低,错误;B.从a到c,氢气的物质的量不断增加,氢气浓度不断增大,平衡不断正向移动,N2不断消耗,因此反应物N2的转化率最高的是c点,正确;C.T2时,若容器容积为1L,且只加入反应物,当图中n=3mol时,反应达到平衡时H2、N2的转化率均为60%,则两者加入的物质的量之比等于化学计量数之比,即加入的N2的物质的量为1mol,列三段式N2(g)+3H2(g)2NH3(g)开始/mol 13 0转化/mol 0.6 1.8 1.2平衡/mol 0.4 1.2 1.2此条件下,反应的平衡常数K=(1.21)

2(1.2正确。12.CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应:CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g)ΔH=+247.1kJ·mol-1H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)ΔH=+41.2kJ·mol-1在恒压、反应物起始物质的量之比n(CH4)∶n(CO2)=1∶1条件下,CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是(D)A.升高温度、增大压强均有利于提高CH4的平衡转化率B.曲线A表示CH4的平衡转化率随温度的变化C.相同条件下,改用高效催化剂能使曲线A和曲线B重叠D.恒压、800K、n(CH4)∶n(CO2)=1∶1条件下,反应至CH4转化率达到X点的值,改变除温度外的特定条件继续反应,CH4转化率能达到Y点的值解析:甲烷和二氧化碳的反应是吸热反应,升高温度,平衡向吸热反应方向即正向移动,甲烷的平衡转化率增大,甲烷和二氧化碳的反应是气体体积增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,甲烷的平衡转化率减小,故A错误;由两个反应得到总反应为CH4(g)+2CO2(g)H2(g)+3CO(g)+H2O(g),加入的CH4与CO2的物质的量相等,CO2消耗量大于CH4,因此CO2的转化率大于CH4,曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化,故B错误;使用高效催化剂,只能提高反应速率,但不能改变平衡转化率,故C错误;800K时甲烷的转化率为X点,可以通过改变二氧化碳的量来提高甲烷的转化率,使其达到Y点的值,故D正确。13.(2021·嘉兴二模)某实验小组在恒容密闭容器中利用环戊二烯制备二聚环戊二烯:2(g)(g),在T1℃和T2℃下环戊二烯气体的浓度与反应时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是(D)A.a、b、c三点的反应速率大小为c>a>bB.T1℃时,0～0.5h内用二聚环戊二烯表示的平均反应速率为0.01mol·L-1·min-1C.已知该反应正向自发,则其他条件相同时,T1℃、T2℃下环戊二烯的平衡转化率:T1℃>T2℃D.v(环戊二烯)正=v(二聚环戊二烯)逆时,反应正向进行解析:A.根据图示可知,T2℃>T1℃,c点温度高,环戊二烯浓度大,c点反应速率最快,a、b两点温度相同,a点环戊二烯浓度大于b点,反应速率a>b,所以反应速率大小为c>a>b,正确;B.T1℃时,0～0.5h内环戊二烯的浓度变化为0.6mol·L-1,则二聚环戊二烯的物质的量浓度变化为0.3mol·L-1,用二聚环戊二烯表示的平均反应速率为