选择题突破：化学反应速率和平衡图像 练习（含解析）

选择题突破13化学反应速率和平衡图像

选择题1~13题，每题3分，共39分

A卷

1.已知一定条件下，氢气与一氧化碳发生反应的热化学方程式为CO(g)+3H2(g)-CH4(g)+H2O(g)

△Ho向体积为2L的恒容密闭容器中充入3molH2和1molCO,2h后，测得CO的转化率随温度变

化关系如图所示。下列说法正确的是()

A.正反应为吸热反应,AH〉。

B.a、c两点对应条件下，反应进行的平均速率相等

C.延长反应时间至3h,c点对应条件下CO的转化率升高

D.b点对应条件下，向容器中继续通入1molHe(g)、3molHz(g)和1molCO(g),达到平衡状态后,c(H2)：

c(CO)=3：1

OH

催化剂।

2.2CH3coeH3--------CH:iC()CH2C(CH3)2(l)AHo取等量CH3coeH3分别在0℃和20℃下反

应,测得其转化率(a)随时间⑺的变化关系如图所示。下列说法正确的是()

A.曲线n表示20℃时反应的转化率

B.该反应的正反应为吸热反应

c.a点时，曲线I和曲线n表示的化学平衡常数相等

D.反应物的化学反应速率的大小关系:d>b>c

3.在容积为2L的恒容密闭容器中通入一定量的O2(g)、NH3(g),一定条件下发生反应:5O2(g)+4NH3(g)

—6H2O(g)+4NO(g)(忽略NO与O2的反应),容器中各物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。

下列说法正确的是()

|n/mol

I.2L

0

8o2(g)

0.2

.7NH(g)

也63

H2O(g)

4

().NO(g)

2

().2

).!O

A.O〜2min内的反应速率:v(C)2)=0.045mol-L-min1

B.2min时改变的条件可能是降低温度

C.4min时改变的条件是通入氧气

D.6min时,NH3的转化率为72%

4.(2024•江苏苏州检测)NiO-In2O3可协同催化CO2的氢化，体系中涉及以下两个反应：

反应1CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)

A//i=-49.3kJ-mol1;

反应2CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ・mol"。

将一定比例的C02、H2以一定流速通过催化剂,在一定温度下反应,CO2的转化率、CH30H或CO的

选择性［迪嚅笠xlOO%］与催化剂中NiO的物质的量分数的变化关系如图所示。下列说法正确的

71转化(C&)

是()

3

/

当50

76(

靴

»

利5

式

04

。3

假

20

HCHQH选择性0

O

tcD

催化剂中NiO的物质的量分数/%

A.反应2H2(g)+CO(g)===CH30H(g)AH=+90.5kJ-mol1

B.曲线Y表示C02的转化率随NiO的物质的量分数的变化

C.其他条件不变，催化剂中NiO的物质的量分数为1%时,CH30H的产率最高

D.其他条件不变，催化剂中NiO的物质的量分数从25%增力口至U50%,CH30H的平衡选择性降低

5.(2024•重庆八中检测)CO和H2合成乙醇的过程中发生如下反应：

主反应2co(g)+4H2(g)-CH3cH20H(g)+H20(g)AHi=-128.8kJ-mol1;

副反应CO(g)+H2O(g)-CO2(g)+H2(g)AH2=-4L8kJ-mol-i,AS=-42.1

向一恒容密闭容器中投入一定量的CO和H2发生上述反应,CO的平衡转化率与温度、投料比

。口=喘］的变化关系如图所示。下列有关说法正确的是()

n(CO)

A.ai<ot2

B.在投料比为a3条件下，主反应的V逆(Y)>V正(Z)

C.副反应能自发进行的临界温度约为993K

D.若。2=2,在TiK条件下，主反应的平衡常数K=0.25

6.(2024・北师大实验中学测试)已知NO2与N2O4之间相互转化:2NO2(g)-N2O4(g)AH=-24.4

在恒温下，将一定量NO2和N2O4的混合气体充入体积为2L的密闭容器中，其中NO2、N2O4

的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是()

A.a点时反应正在逆向进行

B.b点的正反应速率等于逆反应速率

C.25min时,导致平衡移动原因是通过改变体积减小压强或降低温度

D.反应进行到10min时，体系吸收的热量为9.76kJ

7.(2024•河北石家庄开学考)恒温密闭容器中发生可逆反应:Z(?)+W(?)iX(g)+Y(?)在ti时亥U

反应达到平衡状态，在/2时刻缩小容器容积,/3时刻反应再次达到平衡状态后不再改变反应条件。下

列有关说法不正确的是()

A.该条件下Z和W都不可能为气体

BJ172时间段与打时刻后，两时间段内反应体系中气体的平均摩尔质量可能相等

C.若该反应△H<0,则该反应的平衡常数K随温度升高而减小

D.若在该温度下此反应的平衡常数表达式为K=c(X),则九72时间段与办时刻后的c(X)不相等

8.（2024•河北邯郸开学考）在密闭容器中，充入一定量的N2（g）和H2（g）,发生反应N2（g）+3H2（g）-

2NH3（g）,已知在相同的反应时间内,NH3的体积分数和反应温度的变化关系如图所示,下列说法正确

的是（）

A.该反应为吸热反应

B.平衡常数K:D点＜E点

C.C点时,H2的转化率最高

D.A、B、C、D、E五点对应的反应都达到了平衡状态

B卷

9.（2024•安徽合肥三模）已知双环戊二烯解聚成环戊二烯的反应为《工》©—2Q©△H＞0。

若将3mol双环戊二烯通入2L恒容密闭容器中，测得Ti℃和乃℃下九（双环戊二烯或环戊二烯）随

时间的变化如图所示,72℃时反应到a点恰好达到平衡。下列有关说法错误的是（）

A.TI>72

B.T2℃时,0~2h内的平均反应速率:v（环戊二烯）=0.6molL"hi

C.T2℃时，当容器内的气体压强为起始的1.5倍时:v（正）＞v（逆）

D.Ti℃时,反应恰好达到平衡时:4.8mol＜〃（环戊二烯）＜6mol

10.（2024•北京通州一模）以煤和水蒸气为原料制备合成气（CO、H2、CH4）的体系发生的主要反应为:

①C(s)+H20(g)-C0(g)+H2(g)AHi

(2)CO(g)+H2O(g)-CO2(g)+H2(g)△出

③C（s）+2H?（g）一CH4（g）△出

在一定压强反应达平衡时气体组成随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是（）

060070()8009001000110012001300

温度/*c

A.高温利于反应③逆向进行

B.由不同温度下反应的结果变化可知AHI>0,AH2>0

C.欲制得甲烷含量高的高热值燃气应在低温下进行

D.向制备合成气体系中加入一定量CaO更有利于增大H2的体积分数

11.(2024•河北沧州阶段练)反应R(g)=P(g)有三种路径，具体能量变化如图所示，其中X、Y为中间

产物，其他条件均相同。下列说法中错误的是()

A.反应达到平衡时，升高温度,P的体积分数增大

B.路径I达到平衡所用时间最短

C.路径H比路径HI中X的最高浓度小

D.平衡时增大R的浓度，再次达到平衡时P的体积分数增大

12.(2024•广东佛山阶段练)聚焦"双碳"目标，推动绿色发展。以CO2为原料合成化工原料，有利于“双

碳”目标的达成。在恒容密闭容器中充入1molCO2、3moiH2,在催化剂的作用下发生反应:

反应i:CO2(g)+3H2(g)-CH30H(g)+H20(g)

△Hi=-49kJ-mol1;

反应ii:CO2(g)+H2(g)-CO(g)+H2O(g)△&;

%

、%

爵/

7好

〉

我

毒

烟

麴

/g

W

fe

OJ'a-

T/K

C02的平衡转化率和甲醇选择率（甲醇选择率=靠黑就黑黑重）随温度的变化曲线如图。

下列说法正确的是（）

A.曲线I是C02的平衡转化率

B.反应ii的《Hz》。

C.图中各点中，生成甲醇的最佳温度为560K

D.合适的催化剂可增大甲醇选择性和CO2的平衡转化率

13.（2024•重庆阶段练）工业上采用高温热分解H2s的方法制取H2O在恒容密闭容器中,控制不同温度

进行一定量的H2s分解:2H2s（g）=2H2（g）+S2（g）AH〉。,实验过程中测得H2s的平衡转化率、经过

相同时间时H2s的转化率变化如图所示。下列说法错误的是（）

5

3树

群

S

X

A.P、N、L三点,L点的v（逆）最大

B.曲线a表示H2s的平衡转化率随温度变化曲线

C.随温度的升高，曲线b逐渐向a靠近的原因是反应达到平衡所需时间缩短

D.若恒温、恒压条件下，充入1molH2s进行上述反应，欲将H2s平衡转化率由20%提升至40%,可向

反应器中充入34molAr作为稀释气

选择题突破13化学反应速率和平衡图像

［℃之后，反应达到平衡,为平衡转化率，温度升高，平衡向吸热反应

l.DA.fla(CO)

方向移动,a(CO)减小，故正反应为放热反应,△“<(),A项错误;B.c点对应温度高于a

点，则c点的反应速率大,B项错误;C.c点对应条件下,a(CO)为平衡转化率，延长反应

时间无法提高平衡转化率,C项错误;D.恒容充入He(g)不影平衡，初始投料3mol

出色)和1molCO(g),是按照化学计量数之比投料雒续通入3molK值)和1mol

CO(g)仍为按化学计量数之比投料，则反应达平衡时c(H2)：c(CO)=3:1,D项正确。］

2.D［A.温度越高,反应速率越大，曲线I比曲线II变化快，曲线I对应反应先达到

平衡状态，说明曲线I对应反应的温度高,则曲线I、II分别表示20℃、0℃时

反应的转化率,A错误;B.曲线I比曲线n的温度高，但转化率低，说明升温平衡逆向

移动，转化率降低，则该反应的正反应为放热反应,B错误;C.曲线I和曲线II对应的

温度不同，化学平衡常数只与温度有关,所以在a点时，曲线I和曲线II表示的化学

平衡常数不相等,C错误;D.b点处温度比c点处高且转化率相同，故b点处反应物

的化学反应速率比c点处的大,d点处的转化率比b点处的低，故d点处反应物浓

度比b点处的大,d点处反应物的化学反应速率比b点处的大，故反应物的化学反

应速率的大小关系为d>b>c,D正确。］

3.C［由题图可知，0~2min内NO的增加量为0.12mol,则

©用N。)亭黑黑=。.。375mol-Kmin-A错误。2min时反应速率增大改变

的条件不可能是降低温度,因为降低温度会使反应速率减小,B错误。4min时，只有

。2的物质的量瞬间增大，其他物质的物质的量都瞬间不变，则改变条件是通入氧

气,C正确。60^时,1\1电的转化率为"誓吧'100%=28%用错误。］

l.Omol

4.B［根据盖斯定律可知，目标反应=反应1-反应2,即2H2(g)+CO(g)===CH3OH(g)

△”=AH"〃2=-90.5kJ-mol^A错误;由题意可得,CH30H的选择性与CO的选择性之

和为100%,结合题图可知,CO的选择性随催化剂中NiO的物质的量分数的变化曲

线与CH30H的选择性随催化剂中NiO的物质的量分数的变化曲线应关于纵坐标

选择性为50%这条水平线对称,则曲线X表示CO的选择性随催化剂中NiO的物质

的量分数的变化，曲线Y表示C02的转化率随催化剂中NiO的物质的量分数的变

化,B正确;由题图可知,其他条件不变，催化剂中NiO的物质的量分数为1%

时,CH30H的选择性最高，但C02的转化率不是最高，则CH30H的产率不一定是最

高,C错误;催化剂能改变反应速率，但不影响平衡移动，因此催化剂中NiO的物质的

量分数从25%增加到50%,CH30H的平衡选择性不变,D错误。］

5.C［当温度相同时，向恒容密闭容器中增大投料比a［a=喘］相当于增大。他),

由题给反应可知，增大C(H2)对主反应的影响更大，即主反应正向移动的程度大于副

反应逆向移动的程度，导致CO的平衡转化率增大，故ai>a2>a3,A错误;温度升高,

正、逆反应速率均增大，在投料比为a3条件下,Y点对应的温度低于Z点的,故主反

应的“正(Y)=v逆(Y)<v正(Z),B错误;反应能自发进行的条件是△GMH-TAScO,故副反应

能自发进行的临界温度上饕==；：100。,*=993K,C正确;在。2=2,7］K条件

下,CO的平衡转化率为50%,但因容器容积未知，且主反应反应前后气体分子数不

等，故无法计算主反应的平衡常数,D错误。］

6.C［A.在0~10min内,N02的物质的量浓度逐渐增大,N2O4的物质的量浓度逐渐

减小,反应逆向进行，则a点时反应正在逆向进行,A正确;B.b点时,NO2的物质的量

浓度保持不变，说明反应达到平衡状态，则b点的正反应速率等于逆反应速率,B正

确;C.25min时,改变条件后,NO2的物质的量浓度逐渐减小,N2O4的物质的量浓度逐

渐增大，平衡正向移动，通过改变体积而减小压强时,平衡逆向移动，且N02和N2O4

的物质的量浓度会瞬间减小，与图像中N02SN2O4的物质的量浓度变化不符,C错

误;D.反应进行到10min时,N2O4的物质的量浓度减少了0.2moH/1,则消耗N2O4

的物质的量为02mol-L1x2L=0.4mol,逆反应吸热,故体系吸收的热量为0.4

molx24.4kJ-mol-1=9.76kJ,D正确。］

7.D［A.根据图像可知，正反应速率不随反应时间和压强的改变而改变，故Z和W

都不是气体,A正确;B.X是气体，结合图像可知,Y可能不是气体，也可能是气体，若Y

不是气体,气体产物只有X,反应过程中气体的平均摩尔质量始终不变，则时间

段与t3时刻后，两时间段内反应体系中气体的平均摩尔质量可能相等,B正确;C.若

该反应AHVO,则该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动,则该反应的平衡常数

减小,C正确;D.由于化学平衡常数只与温度有关，又该温度下反应的平衡常数表达

式K=c(X),则c(X)是定值，则tU时间段与t3时刻后的c凶相等,D错误。］

8.CA根据图像分析可知,C点后反应均处于平衡状态，随着温度升高,NH3的体积

分数减小,平衡逆向移动，则该反应为放热反应,A错误;B.平衡常数K只与温度有关,

该反应是放热反应,D点对应温度小于E点对应温度，故平衡常数K.D点注点力错

误;C.C点时NH3的体积分数最大,则此时H2的转化率最高,C正确;D.AC段反应尚未

达到平衡状态,C点时反应达到平衡状态,CE段反应处于平衡状态q(NH3)主要受温

度影响,D错误。］

9.B［A.由图可知℃时,双环戊二烯前1h减少1.8mol,相当于环戊二烯增加3.6

mol,八℃时,环戊二嫡增加4mol>3.6mol,所以7>72,正确;B/℃时,0~2h内的平

均反应速率M环戊二烯)=2x(：黑；:一)=1.2^。2力-1,错误工.由a点可知上℃时,

LXNnJ1

平衡时气体总物质的量为2x(3mol-0.6mol)+0.6mol=5.4mol,是初始3mol的1.8

倍，气体的压强为起始时的1.5倍时,反应正向进行M正）〉贝逆），正确;D.在72℃时,

反应达到平衡，消耗双环戊二蟠的物质的量为（3«6）mol=2.4mol,此时生成环戊二

烯的物质的量为2.4x2mol=4.8mol,因为7仑口该反应为吸热反应，升高温度，平衡

正向移动，则71℃时"（环戊二烯）＞4.8mol,假设双环戊二熠全部反应，则生成环戊

二熠的物质的量为6mol,但该反应为可逆反应，不能进行到底，因此环戊二烯）＜6

mol,正确。］

［只由反应③产生，温度升高,减少说明反应③逆向移动，故高温利

10.BA.CH4CH4

于反应③逆向进行,正确;B.温度升高,CO2减少说明反应②逆向移动,故反应②是正

向放热的反应,AavO,错误;C.由图知，温度较低时，气体组成中CPU占比更多,故欲制

得甲烷含量高的高热值燃气应在低温下进行,正确;D.向制备合成气体系中加入一

定量优先消耗浓度减小,使反应①②正向移动，有利于增大的

CaO,CaOCO2,CO2H2

体积分数,正确。］

ll.D［A.由图像分析可知，该反应为吸热反应，因此升高温度，平衡正向移动,P的

体积分数增大，正确;B.路径I的最大能垒数值最小，反应速率最快,达到平衡所用

时间最短,正确;C.生成X时，路径II的最大能垒数值比III大，因此生成中间产物X的

速率慢，后面的反应路径相同,X的消耗速率相同,则路径II比路径HI中X的最高浓

度小,正确;D.该反应为气体分子数目不变的反应,K值不变,P、R平衡时浓度比值不

变，改变反应物浓度，重新达到平衡时P的体积分数不变,错误。］

12.B［若反应ii为放热反应，则CO2的平衡转化率和甲醇选择率随温度升高而降

低，与图不符,则反应ii为吸热反应;A.由分析可知，反应ii为吸热反应，当温度升高

时反应平衡逆向移动，生成甲醇的的物质的量减小，反应正向移动，转化

ICO2ii

的总物质的量变大，所以甲醇的选择率降低，曲线表示甲醇的选择率，不正

CO2