新教材适用2025版高考化学二轮总复习新高考选择题突破十二化学反应速率与平衡图像

新高考选择题突破(十二)化学反应速率与平衡图像1.(2024·河北衡水中学模拟)肯定温度下，向四个容积不等的恒容密闭容器中分别通入2molNOCl(g)，发生反应2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)。tmin后，四个容器中NOCl的转化率如图所示。下列叙述正确的是(D)A．V1∶V2＝27∶10B．b、d两点的压强相等C．c点对应容器中，v正＝v逆D．t～(t＋2)min内，a点的净反应速率小于d点【解析】依据已知条件列出V1时“三段式”2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)起始(mol)200转化(mol)110.5平衡(mol)110.5平衡常数K＝eq\f(cCl2c2NO,c2NOCl)＝eq\f(\f(0.5,V1)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,V1)))2,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,V1)))2)＝eq\f(0.5,V1)；V2时“三段式”2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)起始(mol)200转化(mol)1.21.20.6平衡(mol)0.81.20.6平衡常数K＝eq\f(cCl2c2NO,c2NOCl)＝eq\f(\f(0.6,V2)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1.2,V2)))2,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.8,V2)))2)＝eq\f(27,20V2)，温度不变，平衡常数不变，则eq\f(27,20V2)＝eq\f(0.5,V1)，V1∶V2＝10∶27，故A错误；b、d两点NOCl的转化率相等，则tmin后气体总物质的量相等，由于V4>V2，则b点的压强大于d点，故B错误；c点NOCl的转化率最高，但不能确认tmin后转化率是否会再上升，不能说明该点是平衡点，故C错误；体积越大反应速率越小，a点体积小于d点，tmin后a点的转化率小于d点，说明a点达到平衡状态，t～(t＋2)min内，a点的净反应速率为0小于d点，故D正确；故选D。2.(2024·湖南永州三模)T℃，2NO2(g)N2O4(g)ΔH＜0，该反应正、逆反应速率与浓度的关系为v正＝k正c2(NO2)，v逆＝k逆c(N2O4)(k正、k逆为速率常数)。结合图像，下列说法错误的是(C)A．图中表示lgv逆～lgc(N2O4)的线是nB．当2v正(N2O4)＝v逆(NO2)时，说明反应达到平衡状态C．T℃时，向2L的容器中充入5molN2O4气体和1molNO2气体，此时v正＜v逆D．T℃时，向刚性容器中充入肯定量NO2气体，平衡后测得c(N2O4)为1.0mol·L－1，则平衡时，v正的数值为10a【解析】v正＝k正c2(NO2)，v逆＝k逆c(N2O4)，则lgv正＝lgk正＋2lgc(NO2)、lgv逆＝lgk逆＋lgc(N2O4)，则lgv逆～lgc(N2O4)的斜率较小，则表示lgv逆～lgc(N2O4)的线是n、表示lgv正～lgc(N2O4)的线是m；由分析可知，图中表示lgv逆～lgc(N2O4)的线是n，A正确；反应速率比等于反应的化学系数比，当2v正(N2O4)＝v逆(NO2)时，正逆反应速率相等，则反应达到平衡状态，B正确；结合分析可知，lgk正＝a＋2、lgk逆＝a，k正＝10a＋2、k逆＝10a，达到平衡时，v正＝v逆，则平衡常数K＝eq\f(cN2O4,c2NO2)＝eq\f(k正,k逆)＝eq\f(10a＋2,10a)＝100；T℃时，向2L的容器中充入5molN2O4气体和1molNO2气体，Q＝eq\f(\f(5,2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))2)＝10<100，则反应正向进行，此时v正>v逆，C错误；T℃时，向刚性容器中充入肯定量NO2气体，平衡后测得c(N2O4)为1.0mol·L－1，则平衡时，K＝eq\f(cN2O4,c2NO2)＝eq\f(1.0,c2NO2)＝100，c(NO2)＝0.1mol/L，则v正＝k正c2(NO2)＝10a，D正确；故选C。3.(2024·湖南岳阳二模)T℃时，含等浓度的AgNO3与Fe(NO3)2的混合溶液中发生反应：Fe2＋(aq)＋Ag＋(aq)Fe3＋(aq)＋Ag(s)ΔH<0，t1时刻，变更某一外界条件接着反应至t2时刻，溶液中c(Ag＋)和c(Fe3＋)随时间的变更关系如图所示。下列说法正确的是(D)已知：T℃时，该反应的化学平衡常数K＝1A．若t1时刻未变更外界条件，则此时该反应：v正>v逆B．若t2时刻反应达到平衡，则t1时刻变更的条件可能为刚好移除AgC．若始终保持温度不变，则逆反应速率：vt1>vt2D．0～t2s内Ag＋的平均反应速率为0.03/t2mol·L－1·s－1【解析】若t1时刻未变更外界条件，则此时该反应处于平衡，v正＝v逆，A错误；若t2时刻反应达到平衡，c(Ag＋)＝c(Fe2＋)＝0.08mol·L－1，c(Fe3＋)＝0.03mol·L－1，此时的平衡常数K约为4.69>1，已知：T℃时，该反应的化学平衡常数K＝1，ΔH<0，则t1时刻变更的条件是降温，B错误；t1时刻到时刻t2，c(Fe3＋)增加，其反应速率加快，即逆反应速率：vt1<vt2，C错误；0～t2s内c(Fe3＋)的浓度由0变为0.03mol·L－1，即浓度变更为0.03mol·L－1，其平均反应速率为0.03/t2mol·L－1·s－1，又因为各物质的速率之比等于其化学计量数之比，所以Ag＋的平均反应速率为0.03/t2mol·L－1·s－1，D正确；故选D。4.(2024·湖南校联考二模)向1L的恒容密闭容器中加入1molX和2molY，发生反应：X(g)＋2Y(g)2Z(g)，X的转化率α随温度t的变更如图所示(图中不同温度下的转化率是第5min数据)。下列说法正确的(C)A．300℃时，0～5min内平均反应速率v(Z)＝0.3mol·L－1·min－1B．b、c点对应的v逆(Y)大小关系：b>cC．c点时，反应消耗pmolX(p<1)，同时消耗2pmolZD．若将气体体积缩小为0.5L，则c点温度下的α(X)减小【解析】a点时，转化率为30%，此时生成的Z为0.6mol，Z的平均反应速率为0.12mol·L－1·min－1，A错误；温度越高反应速率越快，则b点的反应速率小于c点的速率，但5min时b点的转化率却大于c点，说明b点未达平衡，c点达平衡，Y的浓度：b＞c，温度：b＜c，故无法推断b、c两点v逆(Y)大小关系，B错误；c点达平衡，反应消耗pmolX，同时消耗2pmolZ，C正确；c点温度下，压缩体积，即增大压强，平衡正向移动，α(X)增大，D错误；故选C。5.(2024·山东淄博统考二模)某温度下，在金表面发生反应：2N2O(g)=2N2(g)＋O2(g)，其速率方程式为v＝kcn(N2O)(k为速率常数)。反应过程中，c(N2O)与S(催化剂)刚好间关系如图所示。已知T1/2(半衰期)为反应物消耗一半所用的时间，下列叙述错误的是(A)A．n＝2，Ⅰ条件下k＝0.075mol·L－1·min－1B．其他条件相同，S(催化剂)越大，k越大C．其他条件相同，c(N2O)增大，反应速率不变D．该温度下，当S(催化剂)＝450m2·g－1，c(N2O)起始＝3.0mol·L－1时，T1/2为20min【解析】依据如图所示，Ⅰ和Ⅲ条件相同，起始浓度不同，但反应速率相同，说明反应速率与起始浓度无关，所以n＝0，k＝v(N2O)＝0.075mol·L－1·min－1，A错误；对比Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，Ⅱ中S(催化剂)最大，反应速率最大，k最大，Ⅰ和Ⅲ的S(催化剂)相同，反应速率相同，k相同，所以在其他条件相同，S(催化剂)越大，k越大，B正确；由以上分析，c(N2O)与反应速率无关，C正确；由图可知，在条件Ⅰ，S(催化剂)＝450m2·g－1，c(N2O)起始＝3.0mol·L－1消耗一半即消耗1.5mol/L所用的时间为20min，所以半衰期为20min，D正确；故选A。6.(2024·上海徐汇统考二模)密闭容器中加入HBr，肯定条件下发生反应：2HBr(g)Br2(g)＋H2(g)，c(HBr)随反应时间的变更如曲线①所示，分别变更一个条件，得到曲线②和③，下列说法正确的是(D)A．该反应正反应为放热反应B．曲线①，0～50min用H2表示的平均反应速率为0.02mol·L－1·min－1C．曲线②，可能运用了催化剂或压缩容器体积D．曲线③，达到平衡后，容器内各物质的浓度分别增加0.2mol·L－1，平衡正向移动【解析】分别变更一个条件，得到曲线②、③，从曲线①得到曲线②，既加快速率平衡又不移动，只能运用催化剂，从曲线①得到曲线③，意味着反应速率加快但平衡右移了，则变更的另一个条件只能是升温。由上述分析可知，升温平衡正向移动，则该反应为吸热反应，故A错误；曲线①，0～50min用HBr表示的平均反应速率为eq\f(1.6mol/L－0.6mol/L,50min)＝0.02mol·L－1·min－1，依据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知，用H2表示的平均反应速率为0.01mol·L－1·min－1，故B错误；曲线②，可能运用了催化剂，反应速率加快，平衡不移动，各物质浓度不变；假如缩小体积，气体浓度都增大了，与图像变更不符合，故C错误；曲线③达到平衡时有：2HBr(g)H2(g)＋Br2(g)起始(mol/L)1.600转化(mol/L)1.40.70.7平衡(mol/L)0.20.70.7得K＝eq\f(cH2·cBr2,c2HBr)＝eq\f(0.7×0.7,0.22)＝eq\f(49,4)，往容器中加入浓度均为0.2mol·L－1的三种物质，得Qc＝eq\f(cH2·cBr2,c2HBr)＝eq\f(0.7＋0.2×0.7＋0.2,0.2＋0.22)＝eq\f(81,16)，则Qc＜K，平衡将向正反应方向移动，故D正确；故选D。7.(2024·上海青浦统考二模)在一个2L的密闭容器中，发生反应：2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)－Q(Q>0)，其中SO3的物质的量随时间变更如图所示，下列推断错误的是(D)A．0～8min内v(SO3)＝0.025mol/(L·min)B．8min时，v逆(SO2)＝2v正(O2)C．8min时，容器内压强保持不变D．若8min时将容器压缩为1L，n(SO3)的变更如图中a【解析】0～8min内v(SO3)＝eq\f(0.4mol,2L×8min)＝0.025mol/(L·min)，选项A正确；8min时，n(SO3)不再变更，说明反应已达平衡，v逆(SO2)＝v正(SO2)＝2v正(O2)，选项B正确；8min时，n(SO3)不再变更，说明各组分浓度不再变更，容器内压强保持不变，选项C正确；若8min时压缩容器体积时，平衡向气体体积减小的逆向移动，但纵坐标是指物质的量，不是浓度，SO3的变更曲线应为逐变不行突变，选项D错误；故选D。8.(2024·北京门头沟统考一模)在恒压、NO和O2的起始浓度肯定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变更)。下列说法不正确的是(C)A．反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH＜0B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率D．380℃下，c起始(O2)＝5.0×10－4mol/L，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K＞2000【解析】如图可知，上升温度，一氧化氮的转化率降低，说明上升温度平衡逆向移动，平衡向吸热方向移动，则正反应是放热反应，ΔH＜0，故A正确；图中X点在该温度下没有达到平衡状态，此点反应正向移动，所以延长时间能提高NO转化率，故B正确；图中Y点为该温度下的平衡点，增加O2的浓度平衡正向移动，提高NO转化率，故C错误；设氧气浓度变更是xmol/L，依据化学方程式可知，一氧化氮浓度的变更量是2xmol/L，一氧化氮的转化率是50%，则一氧化氮的起始浓度是4xmol/L，平衡时一氧化氮的浓度是2xmol/L，二氧化氮的平衡浓度是2xmol/L，氧气的平衡浓度是(5.0×10－4－x)mol/L，化学平衡常数是K＝eq\f(c2NO2,c2NOcO2)＝eq\f(2x2,2x25.0×10－4－x)＞2000，故D正确；故选C。9.(2024·江苏省苏北四市(徐州、淮安、宿迁、连云港)统考一模)CO2—H2催化重整可获得CH3OH。其主要反应为反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－53.7kJ·mol－1反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41kJ·mol－1若仅考虑上述反应，在5.0MPa、n始(CO2)∶n始(H2)＝1∶3时，原料按肯定流速通过反应器，CO2的转化率和CH3OH的选择性随温度变更如图所示。CH3OH的选择性＝eq\f(n生成CH3OH,n消耗CO2)×100%下列说法正确的是(B)A．其他条件不变，上升温度，CO2的平衡转化率增大B．其他条件不变，T>236℃时，曲线下降的可能缘由是反应Ⅰ正反应程度减弱C．肯定温度下，增大n始(CO2)∶n始(H2)可提高CO2平衡转化率D．研发高温高效催化剂可提高平衡时CH3OH的选择性【解析】从图中可知，上升温度，CO2的平衡转化率下降，A错误；温度上升，反应Ⅰ化学平衡逆向移动，反应Ⅱ化学平衡正向移动，则CH3OH的选择性下降，同时因为反应Ⅰ化学平衡逆向移动，导致CO2的转化率也有所下降，B正确；增大n始(CO2)∶n始(H2)，CO2浓度增大或H2浓度减小，则CO2的平衡转化率减小，C错误；研发高效的催化剂可提高反应速率，但是催化剂不能影响化学平衡的移动，故CH3OH的选择性不变，且由图知，温度越高甲醇的选择性越低，D错误；故选B。10.(2024·辽宁鞍山二模)NaCl是中学化学常见的药品之一，其相图(101kPa时，用于描述NaCl—H2O体系共存形式的平衡曲线)见下图，已知NaCl溶解度随温度变更不大，则下列有关说法错误的是(C)A．0℃时，NaCl的溶解度约为35.7gB．对海水进行冷冻，可获得淡水资源C．由饱和NaCl溶液中析出的晶体是否带结晶水主要由结晶速率确定D．5℃时，取适量20%的NaCl溶液于干净试管中，用玻璃棒刮擦试管内壁后无明显现象【解析】溶质质量分数＝eq\f(溶质质量,溶液质量)×100%＝26.3%，设溶质质量为m1，溶剂质量为m2，所以有eq\f(m1,m1＋m2)＝0.263，所以溶解度＝eq\f(溶质质量,溶剂质量)×100＝eq\f(m1,m2)≈35.7；故A正确；当液体海水变为固体冰时，盐类被分别出来，从而得到淡水；故B正确；依据定义，结晶速率是指物品结晶过程进行到一半所须要时间的倒数，故C错误；5℃时，20%的NaCl溶液不属于饱和溶液，所以用玻璃棒刮擦试管内壁后无明显现象，故D正确；故选C。11.(2024·福建百校联盟二模)以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：①CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1②CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2CO2的平衡转化率(X—CO2)、CH3OH的选择(S—CH3OH)随温度、压强变更如下：已知