2025版高中化学第2章化学反应速率和化学平衡图像题专练含解析鲁科版选修4

PAGEPAGE1化学反应速率和化学平衡图像题专练题组一速率—时间图像1.(2024·合肥高二质检)在密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，如图是某次试验的化学反应速率随时间变更的图像，推断在t1时刻突然变更的条件可能是()A．催化剂失效 B．减小生成物的浓度C．降低体系温度 D．增大容器的体积答案C解析从图像可以看出：变更条件后，反应速率与原平衡速率出现断点且低于原平衡反应速率，说明变更的条件可能是降低温度或减压。从变更条件后的v′正与v′逆的大小关系，可得出化学平衡正向移动。降低温度，该平衡正向移动，必有v′正>v′逆，故选C。2．如图是可逆反应A＋2B2C＋3D的化学反应速率与化学平衡随外界条件变更(先降温后加压)而变更的状况。由此可推断下列说法正确的是()A．正反应是放热反应 B．D可能是气体C．逆反应是放热反应 D．A、B、C、D均为气体答案A解析降温后v′正>v′逆，平衡向正反应方向移动，说明正反应放热，加压后v″正>v″逆，平衡向正反应方向移动，说明正反应气体体积减小，D不行能是气体。3.向一容积不变的密闭容器中充入H2和I2，发生反应H2(g)＋I2(g)2HI(g)ΔH<0，当达平衡后，t0时若保持混合气体总物质的量不变而变更某一反应条件，使平衡移动(如图所示)，下列说法正确的是()A．容器内气体颜色变深，平均相对分子质量不变B．平衡不移动，混合气体密度增大C．H2转化率增大，HI平衡浓度减小D．t0时变更的条件为减小体积或上升体系温度答案A解析条件变更后，正、逆反应速率均增大，但是逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，变更的条件应为上升温度，A项正确。题组二时间—浓度(物质的量)图像4．(2024·山东省试验中学月考)已知X(g)和Y(g)可以相互转化：2X(g)Y(g)ΔH<0。现将肯定量X(g)和Y(g)的混合气体通入一体积为1L的恒温密闭容器中，反应物及生成物的浓度随时间变更的关系如图所示。则下列说法不正确的是()A．若混合气体的压强不变，则说明反应已达化学平衡状态B．a、b、c、d四个点表示的反应体系中，表示化学反应处于平衡状态的只有b点C．25～30min内用X表示的平均化学反应速率是0.08mol·L－1·min－1D．反应进行至25min时，曲线发生变更的缘由是增加Y的浓度答案D解析正反应是气体分子数减小的反应，所以当压强不再发生变更时，可以说明反应已经达到平衡状态，A项正确；依据图像可知，只有b点表示的反应体系中，各物质的浓度不再发生变更，所以只有b点表示反应处于平衡状态，B项正确；25～30min内X的浓度变更量是0.4mol·L－1，所以用X表示的平均化学反应速率是eq\f(0.4mol·L－1,5min)＝0.08mol·L－1·min－1，C项正确；反应进行至25min时，X物质的浓度增大，D项不正确。5．(2024·济南高二质检)已知反应X(g)＋Y(g)nZ(g)ΔH>0，将X和Y以肯定比例混合通入密闭容器中进行反应，各物质的浓度随时间的变更如图所示。下列说法不正确的是()A．反应方程式中n＝1B．10min时，曲线发生变更的缘由是上升温度C．10min时，曲线发生变更的缘由是增大压强D．前5min内，用X表示的反应速率为v(X)＝0.08mol·L－1·min－1答案B解析A项，依据图像可知，反应进行到5min时，X、Y和Z的浓度不再变更，反应达到平衡状态，此时X的浓度削减了0.4mol·L－1，Z的浓度增加了0.4mol·L－1，依据浓度的变更量之比等于化学计量数之比可知，n＝1；B项，10min时，X、Y、Z的浓度瞬间增大，因此变更的条件肯定不是温度；D项，前5min内，用X表示的反应速率为v(X)＝0.4mol·L－1÷5min＝0.08mol·L－1·min－1。题组三时间—转化率(含量)图像6．可逆反应：aA(g)＋bB(s)cC(g)＋dD(g)，当其他条件不变时，反应过程中某物质在混合物中的百分含量与温度(T)、压强(p)的关系如图，下列推断正确的是()A．T1<T2ΔH>0 B．T1>T2ΔH<0C．p1<p2a＝c＋d D．p1<p2a＋b＝c＋d答案C解析先拐先平，数值大，T1<T2、p1<p2；上升温度，C的百分含量减小，平衡逆向移动，ΔH<0；增大压强，A的百分含量不变，平衡不移动，a＝c＋d，故C正确。7．反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)ΔH，学习小组针对反应特点与对应的图像绽开了探讨，其中不正确的是()A．图①中，若p1>p2，则a＋b>c＋dB．图②中，若T2>T1，则ΔH<0且a＋b＝c＋dC．图③中，t1时刻变更的条件肯定是运用了催化剂D．图④中，若ΔH<0，则纵坐标不行能表示反应物的转化率答案C解析图①中，若p1>p2，加压平衡右移，则a＋b>c＋d，A项正确；图②中，若T2>T1，升温平衡左移，加压平衡不移动，则ΔH<0且a＋b＝c＋d，B项正确；若a＋b＝c＋d，图③中，t1时刻变更的条件还可能是加压，C项错误；图④中，T2时反应速率较小，所以T2<T1，若ΔH<0，升温平衡左移，则纵坐标不行能表示反应物的转化率，D项正确。题组四恒温(恒压)线图像8．反应mX(g)nY(g)＋pZ(g)ΔH，在不同温度下的平衡体系中物质Y的体积分数随压强变更的曲线如图所示。下列说法错误的是()A．该反应的ΔH＞0B．m＜n＋pC．B、C两点的化学平衡常数：KB＞KCD．A、C两点的反应速率v(A)＜v(C)答案C解析由图可知温度上升，Y的体积分数增大，说明平衡正向移动，则正向为吸热反应；增大压强，Y的体积分数减小，说明平衡逆向移动，则m＜n＋p；对吸热反应来说，温度上升，K增大，KB＜KC;A、C两点温度相同，C点压强大，则C点的速率大于A点。考点化学平衡图像题点恒温(恒压)线图像9．由某可逆反应绘出图像如图所示，纵坐标为生成物在平衡混合物中的百分含量，下列对该反应的推断不正确的是()A．反应物中可能含有气体B．生成物中肯定有气体C．正反应肯定是放热反应D．正反应肯定是吸热反应答案C解析由图示可知，随着温度的上升，生成物的含量增加，即上升温度，平衡右移，所以该反应肯定为吸热反应；压强增大，生成物的含量减小，说明平衡逆向移动，逆向为体积缩小方向，可以确定生成物中肯定有气体。10．下面的各图中，表示2A(g)＋B(g)2C(g)(正反应放热)这个可逆反应的正确图像为()答案A解析随着温度的上升，化学平衡应向吸热反应方向即逆反应方向移动，所以生成物C的体积分数减小，反应物的含量增大，反应物的转化率减小，A正确、D错误；增大体系的压强，由于反应的两边都是气态物质，所以正反应和逆反应的速率都增大，B错误；加入催化剂，只能加快反应速率，缩短达到平衡的时间，不能使平衡移动，所以达到平衡时C的浓度不变，C错误。题组五相关学问的综合应用图像11．(2024·北京海淀期末)乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯水化法生产，反应的化学方程式如下：C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)，下图为乙烯的平衡转化率与温度(T)、压强(p)的关系[起始n(C2H4)∶n(H2O)＝1∶1]。下列有关叙述正确的是()A．Y对应的乙醇的物质的量分数为eq\f(1,9)B．X、Y、Z对应的反应速率：v(X)>v(Y)>v(Z)C．X、Y、Z对应的平衡常数数值：KX<KY<KZD．增大压强、上升温度均可提高乙烯的平衡转化率答案A解析据图可知，Y点对应乙烯的平衡转化率为20%，起始n(C2H4)∶n(H2O)＝1∶1，设C2H4和H2O的起始物质的量均为1mol，依据“三段式”计算：C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)起始/mol110转化/mol0.20.20.2平衡/mol0.80.80.2则平衡时乙醇的物质的量分数为eq\f(0.2mol,0.8＋0.8＋0.2mol)＝eq\f(1,9)，故A正确；结合图像可得：p1<p2<p3，且X、Y、Z三点对应的温度越来越高，所以X、Y、Z对应的反应速率：v(X)<v(Y)<v(Z)，故B错误；据图可知，上升温度，乙烯的平衡转化率降低，说明该反应为放热反应，则上升温度，平衡常数减小，所以X、Y、Z对应的平衡常数数值：KX>KY>KZ，故C错误；因正反应是气体体积减小的反应，则压强越大，乙烯的平衡转化率越大，又因正反应是放热反应，上升温度，平衡逆向移动，乙烯的平衡转化率降低，故D错误。12．(2024·厦门期末)肯定条件下合成乙烯的反应为：6H2(g)＋2CO2(g)CH2=CH2(g)＋4H2O(g)。已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如下图。下列说法正确的是()A．M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆B．若投料比n(H2)∶n(CO2)＝4∶1，则图中M点乙烯的体积分数为5.88%C．250℃时，催化剂对CO2平衡转化率的影响最大D．当温度高于250℃时，上升温度，平衡逆向移动导致催化剂的催化效率降低答案B解析A项，化学反应速率随温度的上升而加快，M点后催化剂的催化效率随温度的上升而降低，所以M点的正反应速率v正有可能小于N点的逆反应速率v逆，错误；B项，设起始投料n(H2)为4mol，则n(CO2)为1mol，M点平衡时二氧化碳的转化率为50%，列“三段式”得：

6H2(g)＋2CO2(g)CH2=CH2(g)＋4H2O(g)起始/mol4100转化/mol1.50.50.251平衡/mol2.50.50.251所以乙烯的体积分数为eq\f(0.25,2.5＋0.5＋0.25＋1)×100%≈5.88%，正确；C项，催化剂不影响平衡转化率，只影响化学反应速率，错误；D项，催化剂的催化效率与平衡移动没有关系，错误。13．(2024·河北邢台期末)有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3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(如下表)，加入催化剂发生反应：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)ΔH。HCl的平衡转化率与Z和T的关系如图所示。容器起始时T/℃n(HCl)/molZⅠ3000.25aⅡ3000.25bⅢ3000.254下列说法不正确的是()A．ΔH<0B．a<4<bC．若容器Ⅲ反应某时刻处于R点，则R点的反应速率：v正>v逆D．300℃时，该反应平衡常数的值为320答案D解析由图像可知，随着温度的上升，HCl的平衡转化率减小，说明平衡逆向移动，则正反应是放热反应，ΔH<0，所以A正确；在相同温度时，n(HCl)相同，eq\f(nHCl,nO2)越小，则HCl的平衡转化率越大，故a<4<b，所以B正确；R点时HCl的转化率小于平衡时HCl的转化率，则反应正向进行，即v正>v逆，所以C正确；由于平衡常数只与温度有关，因此可依据Q点进行计算，起始时c(HCl)＝0.5mol·L－1，由Z＝4求得c(O2)＝0.125mol·L－1，而c(Cl2)＝c(H2O)＝0，平衡时c(HCl)＝0.5mol·L－1－0.5mol·L－1×80%＝0.1mol·L－1，c(O2)＝0.125mol·L－1－eq\f(0.5mol·L－1×80%,4)＝0.025mol·L－1，c(Cl2)＝c(H2O)＝eq\f(0.5mol·L－1×80%,2)＝0.2mol·L－1，则K＝eq\f(0.22×0.22,0.14×0.025)＝640，所以D错误。14．反应：2H2SO4(l)=2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)ΔH＝550kJ·mol－1，它由两步组成：Ⅰ.H2SO4(l)=SO3(g)＋H2O(g)ΔH＝177kJ·mol－1；Ⅱ.SO3(g)分解。L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。如图，表示L肯定时，Ⅱ中SO3(g)的平衡转化率随X的变更关系。(1)X代表的物理量是________。(2)推断L1、L2的大小关系，并简述理由：_______________________________________________________________________________________________________________。答案(1)压强(2)L1<L2，SO3分解的热化学方程式：2SO3(g)=2SO2(g)＋O2(g)ΔH＝196kJ·mol－1，当压强肯定时，上升温度，SO3的平衡转化率增大解析依据盖斯定律得2SO3(g)=2SO2(g)＋O2(g)的ΔH＝550kJ·mol－1－2×177kJ·mol－1＝196kJ·mol－1，故上升温度，平衡正向移动，SO3的平衡转化率增大；增大压强，平衡逆向移动，SO3的转化率减小，故X代表的物理量为压强，曲线L1对应的温度比L2低。15．在恒容密闭容器中通入CH4与CO2，使其物质的量浓度均为1.0mol·L－1，在肯定条件下发生反应：CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)。测得平衡时CH4的体积分数与温度及压强的关系如图1所示。回答下列问题：(1)该反应的ΔH________(填“＜”“＞”或“＝”)0。(2)压强p1、p2、p3由大到小的依次为____________；压强为p2时，b点处v正________(填“＜”“＞”或“＝”)v逆。(3)a点时CH4的转化率为________。(4)为探究速率与浓度的关系，依据相关试验数据，粗略地绘制出了两条速率—浓度关系曲线：v正～c(CH4)和v逆～c(CO)，如图2。①与曲线v正～c(CH4)相对应的是图中曲线________(填“甲”或“乙”)。②降低温度，反应重新达到平衡时，v正、v逆相应的平衡点分别为________(填字母)。答案(1)＞(2)p3＞p2＞p1＞(3)80%(4)①乙②B、F解析(1)由图1可知，压强不变时，上升温度，CH4的体积分数减小，平衡右移，说明正反应为吸热反应，则ΔH＞0。(2)经三条等压线作一条垂线，会有三个交点，如图：交点分别为m、n、p；由p点→n点→m点，甲烷的体积分数依次增大，依据反应体系特征，说明体系压强渐渐增大，则p1＜p2＜p3。b点→a点须要使CH4的体积分数减小，才能建立平衡，故反应正向进行，v正＞v逆。(4)由于反应起先只加入了反应物，结合平衡建立的过程可知，甲曲线为v逆～c(CO)，乙曲线为v正～c(CH4)，降温后平衡逆向移动，正、逆反应速率都要减小，而c(CH4)要增大，c(CO)要减小，综合考虑，只有B、F符合题意。考点化学平衡图像题点化学平衡图像的综合16．反应aA(g)＋bB(g)eq\o(,\s\up7(催化剂))cC(g)ΔH＜0在等容条件下进行。变更其他反应条件，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变更的曲线如下图所示：(1)反应的化学方程式中a∶b∶c为_____________________________________________。(2)A的平均反应速率vⅠ(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)从大到小的排列次序为______________。(3)B的平衡转化率αⅠ(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)中最小的是________，其值是________。(4)由第一次平衡到其次次平衡，平衡向________移动，实行的措施是___________________。(5)比较第Ⅱ阶段反应温度(T2)和第Ⅲ阶段反应温度(T3)的凹凸：T2________(填“＜”“＞”或“＝”)T3，推断的理由是______________________________________________________。答