专题十二 化学反应速率与化学平衡
考点一 化学反应速率及其影响因素
1.化学反应速率的计算
v(B)==。
用上式进行某物质反应速率计算时需注意以下几点:
(1)浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质,不适用于固体和纯液体。
(2)化学反应速率是某段时间内的平均反应速率,而不是即时速率,且计算时取正值。
(3)同一反应用不同的物质表示反应速率时,数值可能不同,但意义相同。不同物质表示的反应速率之
比等于其化学计量数之比。
(4)计算反应速率时,若给出的是物质的量的变化值,要转化为物质的量浓度的变化值(计算时一定要
除以体积),再进行计算。
2.化学反应速率快慢的比较方法
首先看用各物质表示的速率单位是否统一,若不统一,换算成相同的单位。由于同一化学反应的反应
速率用不同物质表示时数值可能不同,所以比较反应的快慢不能只看数值的大小,而要进行一定的转化。
具体方法有:
(1)归一法:换算成用同一种物质表示的速率,一般换算成化学计量数小的物质。
(2)比值法:用各物质表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数,然后再对求出的数值进行大小排
序,数值大的反应速率快。如反应mA+nB===pC+qD,在不同情况下测得的反应速率为v(A)和v(B),若
>,则反应速率v(A)>v(B)。
3.稀有气体对反应速率的影响
(1)恒容:充入“惰性气体”――→总压增大→物质浓度不变(活化分子浓度不变),反应速率不变。
(2)恒压:充入“惰性气体”――→体积增大――→物质浓度减小(活化分子浓度减小)――→反应速率
减慢。
4.纯液体、固体对化学反应速率的影响
在化学反应中,纯液体和固态物质的浓度为常数,故不能用固态物质的变化来表示反应速率,但是固
态反应物颗粒的大小是影响反应速率的条件之一,如煤粉由于表面积大,燃烧就比煤块快得多。
【跟踪训练】1.(2022·浙江·模拟预测)一定温度下,利用测压法在刚性反应器中研究固体催化剂作用下的A的分解反应: 。体系的总压强p随时间t的变化如表所示:
t/'min 0 100 150 250 420 540 580 900
p/kPa 12.1 13.3 13.9 15.l 17.14 18.58 19.06 a
下列说法正确的是A.100~250min,消耗A的平均速率为
B.推测a一定为22.9
C.适当升高体系温度,改用表面积更大的催化剂可加快反应速率
D.其他条件不变,改用容积更小的刚性反应器,反应速率增大
【答案】C
【详解】A.本题考查化学平衡与化学速率。由反应方程式可知反应前后A的消耗量是气体的变化量的 ,
故 ,消耗A的平均速率为 ,A错误;
B.可能在580min或者580~900min之间的某时刻已经达到平衡,故a应小于等于22.9,B错误;
C.适当升高体系温度,改用表面积更大的催化剂可加快化学反应速率,C正确;
D.由表中数据可知随着体系压强的增大,反应速率没有发生变化,故该反应的反应速率不受体系压强大
小的影响,D错误;
故选D。
2.(2023·广东佛山·统考一模)向1L的恒容密闭容器中加入1molX和3molY,发生反应X(g)+3Y(g)
2Z(g),X的转化率 随温度t的变化如图所示(不同温度下的转化率均为反应第10min数据)。下列说法正确
的是A.a点的反应速率
B.a、b、c点对应的 大小关系为:
C.c点时,每消耗 的同时,消耗
D.若将容器体积扩大为2倍,则c点对应温度下的 增大
【答案】C
【详解】A.由题干图像信息可知,a点X的转化率为30%,故a点X的反应速率为:
=0.03 ,根据反应速率之比等于化学计量系数之比,故a点的反应速率
,A错误;
B.由题干图像信息可知,a、b两点10min时未达到平衡,而c点10min时达到平衡,温度越高正、逆反
应速率越快,故a、b、c点对应的 大小关系为: ,B错误;
C.由题干图像信息可知,c点时反应达到化学平衡,故有每消耗 的同时消耗 即正、逆反应速
率相等,C正确;
D.由反应方程式可知X(g)+3Y(g) 2Z(g)正反应是一个气体体积减小的方向,若将容器体积扩大为2倍,
即减小容器压强,平衡逆向移动,则c点对应温度下的 减小,D错误;
故答案为:C。
3.(2023·河南郑州·统考一模)已知反应 ,在716K时向密闭容器中充入一定量的HI气体,平衡时气体混合物中碘化氢的物质的量分数 为78%。测得 和
的关系如图所示。
下列结论不正确的是
A.该反应的压力平衡常数 约为0.02
B.增大体系压强,平衡不发生移动,平衡常数 不变
C.温度降低, 、 均减小,平衡向逆反应方向移动
D.温度升高,反应重新达到平衡时,图中表示平衡的点可能是A和D
【答案】D
【详解】A.平衡时气体混合物中碘化氢的物质的量分数 为78%,则 =11%,故HI的
平衡分压为:0.78p总,H、I 的平衡分压为:0.11p总,该反应的压力平衡常数 =
2 2
约为0.02,A正确;
B.由反应方程式 可知,反应前后气体的体积不变,故增大体系压强,平衡不发生移动,平衡常数仅仅是温度的函数,温度不变,平衡常数 不变,B正确;
C.由题干可知,该反应正反应是一个吸热反应,故温度降低, 、 均减小,平衡向逆反应方向移动,
C正确;
D.该反应是吸热反应,升高到某一温度时,反应速率加快,平衡向正向向移动,x(HI)减小,x(H)
2
增大,当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,v ~x(HI)和v ~x(H)相对应的点可能分别为
正 逆 2
A、E,D错误;
故答案为:D。
4.(2022·浙江·模拟预测)室温下,某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等,同时发生以下两个反应:
① 、② ,反应①的速率可表示为 ,反应②的速率可表示为
( 、 为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如表,下列说法错误的是
时间/min
0 30 60
M 0.500 0.300 0.200
Z 0 0.125 x
A.0~30min时间段内,Y的平均反应速率为
B.反应开始后,体系中Y和Z的浓度之比保持不变,为3∶8
C.分析计算可得
D.反应①的活化能比反应②的活化能大
【答案】B
【详解】A.由表中数据可知,30min时,M、Z的浓度分别为 和 ,则M浓度的
变化量为 ,结合两化学方程式可知Y浓度的变化量为
,则0~30min时间段内,Y的平均反应速率为,故A正确;
B.由题中信息可知,反应①和反应②的速率之比为 ,Y和Z分别为反应①和反应②的产物,且两者与
M的化学计量数相同(化学计量数均为1),因此室温下反应开始后,体系中Y和Z的浓度之比等于 ,为
定值,结合30min时数据可知,二者浓度比为 ,故B错误;
C.结合A、B的分析可知 ,因此,反应过程中有 的M转化为Z,
,故C正确;
D.由以上分析可知,在相同的时间内生成Z较多、生成Y较少,因此,反应①的化学反应速率较小,在
同一体系中,活化能较小的化学反应速率较快,故反应①的活化能比反应②的活化能大,故D正确;
故选B。
考点二 化学平衡及其影响因素
1.判断反应达到平衡状态的方法
(1)等——“逆向相等”:反应速率必须一个是正反应的速率,一个是逆反应的速率,且经过换算后同一种
物质的减少速率和生成速率相等。
(2)定——“变量不变”:如果一个量是随反应进行而改变的(即变量),当其“不变”时反应就达到平衡状
态;一个随反应的进行保持不变的量(即恒量),不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据。
(3)依Q 与K关系判断:若Q=K,反应处于平衡状态。
c c
2.平衡移动方向的判断
(1)依勒夏特列原理判断。
(2)根据图像中正逆反应速率相对大小判断:若v >v ,则平衡向正反应方向移动;反之向逆反应方向移动。
正 逆
(3)依变化过程中速率变化的性质判断:若平衡移动过程中,正反应速率增大(减小),则平衡向逆(正)反应
方向移动。
(4)依浓度商(Q)规则判断:若某温度下Q<K,反应向正反应方向进行;Q>K,反应向逆反应方向进行。
c c c
【跟踪训练】1.(2022·上海·统考一模)某温度下,向密闭容器中充入等物质的量的 和,发生反应 。达到平衡后,下列说法正确的是
A.增大压强, ,平衡常数增大
B.加入催化剂,平衡时 的浓度增大
C.恒温下,移走一定量的 , 变大, 变小
D.恒容下,充入一定量的 ,平衡时 的体积分数一定降低
【答案】D
【详解】A.增大压强,平衡正向移动, ,平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,A
错误;
B.加入催化剂,不改变平衡状态,平衡时 的浓度不变,B错误;
C.恒温下,移走一定量的 , 立即变小, 瞬时不变,随后变小,平衡逆向移动,C错
误;
D.充入等物质的量的 和 ,按照化学计量系数比投料,达到平衡时 的体
积分数最大,再充入一定量的 ,达到新平衡时 的体积分数一定降低,D正确;
故选D。
2.(2022·上海·统考一模)一定温度下,某密闭容器中可逆反应 达到平衡,下列操作能使
变小的是
A.恒压充入 B.恒容充入 C.恒容充入 D.恒容充入
【答案】A
【详解】A.恒压充入 ,容器体积变大,总压强不变,反应体系分压减小,平衡逆向移动, 变小,A符合;
B.恒容充入 ,总压强变大,容器体积不变,反应物的浓度不变,平衡不移动, 不变,B不符合;
C.方程式左端只有 ,恒容充入 等同于加压, 转化率增大, 变大, C不符合;
D.方程式右端只有 ,恒容充入 等同于加压, 转化率增大, 变大,D不符合;
故选A。
3.(2022·辽宁沈阳·辽宁实验中学校考模拟预测)NH、NO 常用作火箭发射的推进剂。推进剂发生反应:
2 4 2 4
。下列有关说法错误的是
A.反应每生成0.3 mol N,转移电子的数目为
2
B.充有NO 的密闭容器中存在: ,增大容器体积,平衡正向移动,容器内气体颜
2 4
色变浅
C.碱性NH-空气燃料电池工作时,正极电极反应式为O+4e-+2H O=4OH-
2 4 2 2
D.NH 的电子式为
2 4
【答案】D
【详解】A.在该反应中N元素由反应前NH 中的-2价变为反应后N 中的0价,化合价升高2×2×2=8价;
2 4 2
N元素由反应前NO 中的+4价变为反应后N 中的0价,化合价降低2×4=8价,反应中每产生3个N 转移
2 4 2 2
8个电子,则当反应每生成0.3 mol N,转移电子的数目为 ,A正确;
2
B.在密闭容器中存在可逆反应: ,增大容器体积,c(NO )减小,化学平衡正向移动,
2
使c(NO )增大,但平衡移动使c(NO )增大的影响小于容器体积扩大使c(NO )减小的影响,因此容器内气体
2 2 2
颜色变浅,B正确;
C.碱性NH-空气燃料电池工作时,正极上O 得到电子发生还原反应,由于电解质溶液为碱性,故正极
2 4 2的电极反应式为:O+4e-+2H O=4OH-,C正确;
2 2
D.NH 中两个N原子形成1对共用电子对,每个N原子再与2个H原子形成2对共用电子对,使每个原
2 4
子都达到稳定结构,故NH 的电子式为: ,D错误;
2 4
故合理选项是D。
4.(2022·浙江温州·统考模拟预测)T℃,反应 ,在密闭容器中达到平衡
时的体积为100mL。已知密度:CaO(s): 、 : 。下列有关说法正确的是
A.恒温、恒容,体系中再加入56g ,平衡不移动
B.恒温、恒压,体系中再加入100g ,平衡不移动
C.恒温,压缩容器体积,平衡后,反应速率加快
D.恒温、恒压,体系中通入一定量 ,平衡正向移动,建立新的平衡状态
【答案】B
【详解】A.恒温、恒容,体系中再加入56g CaO(s),气体的体积减小,压强增大,平衡逆向移动,A错
误;
B.100g CaCO (s)的体积约为34mL,恒温、恒压,总体积增大,二氧化碳浓度不变,平衡不移动,B正确;
3
C.恒温,压缩容器体积,容器内压强增大,平衡逆向移动,由于温度不变,平衡常数不变,则新的平衡
和旧的平衡中,c(CO)相同,则反应速率也相同,C错误;
2
D.恒温、恒压,体系中通入一定量N,相当于减小压强,平衡正向移动,由于温度不变,平衡常数不变,
2
c(CO)不变,则新的平衡和旧的平衡等同,D错误;
2
故选B。
5.(2022·上海宝山·上海市行知中学校考模拟预测)往某恒温密闭容器中加入 ,发生反应:
,反应达到平衡后, 时缩小容器体积,x随时间(t)变化的关系如图所示。
x不可能是A. B. C. D.ρ(容器内气体密度)
【答案】C
【详解】A.t 时,缩小容器体积,生成物二氧化碳浓度增大,平衡向逆反应方向移动,逆反应速率先增大
1
后减小,则x可能是逆反应速率,故A不符合题意;
B.t 时,缩小容器体积,生成物二氧化碳浓度增大,平衡向逆反应方向移动,二氧化碳浓度减小,则x可
1
能是二氧化碳浓度,故B不符合题意;
C.由方程式可知,该反应的反应物和生成物中只有二氧化碳是气体,所以反应中气体的相对分子质量不
变,则x不可能是反应中气体的相对分子质量,故C符合题意;
D.t 时,缩小容器体积,生成物二氧化碳质量不变,容器内气体密度和浓度增大,平衡向逆反应方向移动,
1
二氧化碳的质量减小,容器内气体密度减小,则x可能是容器内气体密度,故D不符合题意;
故选C。
考点三 化学反应速率及化学平衡的计算
1.化学平衡常数
(1)意义:化学平衡常数K表示反应进行的程度,K越大,反应进行的程度越大。K>105时,可以认为
该反应已经进行完全。K的大小只与温度有关。
(2)化学平衡常数表达式:对于可逆化学反应 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)在一定温度下达到化学
平衡时,K=。另可用压强平衡常数表示:
K =[p(C)为平衡时气体C的分压]
p
(3)依据化学方程式计算平衡常数
①同一可逆反应中,K ·K =1;
正 逆
②同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍,则新平衡常数K′与原平衡常K间的关系是:K′=
Kn或K′=。
③几个可逆反应方程式相加,得总方程式,则总反应的平衡常数等于分步反应平衡常数之积。2.转化率、产率及分压的计算
反应物转化率=×100%
产物的产率=×100%
分压=总压×物质的量分数
【跟踪训练】1.(2022·四川成都·成都七中校考模拟预测) (s)与CO(g)主要发生如下反应。
①
②
反应的还原产物与温度密切相关。其他条件一定, (s)和CO(g)反应达平衡时,CO(g)的体积分数随温
度的变化关系如图所示。下列说法不正确的是
A.反应 的焓变为
B.根据图象推测, 应当小于0
C.反应温度越高, 主要还原产物中铁元素的价态越低
D.温度高于1040℃时, (s)和CO(g)发生的主要反应的化学平衡常数
【答案】C
【分析】反应的还原产物与温度密切相关。根据 (s)和CO(g)反应达平衡时,CO(g)的体积分数随温度
的变化关系,温度低于570℃时,随温度升高,CO(g)的体积分数增大,可知温度低于570℃时,主要发生反应 ;温度高于570℃时,随温度升高,CO(g)的体积分数减小,
可知温度高于570℃时,主要发生反应 。
【详解】A.根据盖斯定律(②-①) 得 的焓变为 ,故A
正确;
B.根据图象,温度低于570℃时,随温度升高,CO(g)的体积分数增大,可知 小于0,故B正确;
C.温度低于570℃时,主要还原产物为Fe,温度高于570℃时,主要还原产物为FeO,故C错误;
D.温度高于1040℃时, (s)和CO(g)发生的主要反应为 ;温
度高于1040℃时,CO(g)的体积分数小于20%,化学平衡常数 ,故D正确;
选C。
2.(2022·河南洛阳·校联考模拟预测)某温度下,在3L的恒容密闭容器中,仅充入1molX(g)和
2molY(g),发生反应:X(g)+mY(g) 3Z(g) H<0,当反应达到平衡时,测得X、Y、Z的体积分数分
△
别为30%、60%和10%。下列说法正确的是
A.反应起始的总压强与反应达到平衡时的总压强之比为2:3
B.该反应达到平衡后,若再充入0.3molX和0.3molZ,则此时的反应速率:v >v
正 逆
C.该反应从起始至达到平衡的过程中,总是存在c(X)+c)Y)+c(Z)=1mol·L-1
D.反应达到平衡后,若仅升高温度,则该反应的平衡常数增大
【答案】C
【分析】设X的转化量为 ,
, ,联立求解得 , 。【详解】A.同温同体积下,物质的量之比=压强之比,反应前后气体物质的量不变,故反应前的总压强与
反应达到平衡时的总压强之比为1∶1,故A错误;
B.该温度下的平衡常数 ,再投入 和 ,此时浓度商 ,
平衡逆向移动,所以 ,故B错误;
C.反应前后气体系数和相同,所以反应前后气体总物质的量不变,c(X)+c)Y)+c(Z)= 1mol·L-1,故C
正确;
D.该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,故D错误;
选C。
3.(2022·上海普陀·统考二模)某温度下,在①、②两个恒容密闭容器中发生反应:H(g)+
2
CO(g) HO(g)+CO(g),K=2.25。物质的起始浓度如下表:
2 2
⇌ 起始浓度(mol·L-1)
容器编号
H CO HO CO
2 2 2
① 0.1 0.1 0 0
② 0.2 0.1 0.2 0.1
下列说法正确的是A.反应开始,②中反应逆向进行 B.平衡时,①中c(CO)=0.04mol·L-1
2
C.①、②均达平衡时,各组分浓度相同 D.①中H 的平衡转化率为40%
2
【答案】B
【详解】A.②中反应开始时Q=
T,升高温度,甲醇的平衡含量增大,说明平衡逆向移动,该反
1 2
应的 ,故A错误;
B.根据“先拐先平”,可知T>T, 时,甲醇浓度相等,温度越高反应速率越快, 温度下的正反
1 2
应速率快,故B错误;
C. 温度下, 内消耗0.8mol甲醇,则反应生成0.4mol二甲醚,反应速率
,故C错误;
D.反应前后气体系数和不变,增大压强平衡不移动, 温度下反应达到平衡后,再向容器中充入少量甲
醇气体,相当于加压, 的平衡转化率不变,故D正确;
选D。
3.(2023春·河南洛阳·高三孟津县第一高级中学校考开学考试)工业生产硫酸的一步重要反应是
,如果该反应在容积不变的密闭容器中进行,下列各图表示当其他条件不
变时,改变某一条件对上述反应的影响,其中结论正确的是
A.图I表示催化剂对化学平衡的影响,且甲使用了催化剂
B.图II表示 平衡转化率与温度及压强的关系,可以判断
C.图III表示 时刻升高温度或增大压强对反应速率的影响
D.图IV中 三点体系对应的温度:
【答案】D
【详解】A.由图Ⅰ可知,改变条件使平衡发生了移动,而催化剂不影响化学平衡,故A项错误;
B.由于该反应为放热反应,在压强一定时,升高温度,平衡向逆反应方向移动, 平衡转化率减小,由图Ⅱ可知 ,故B错误;
C.由于该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,逆反应速率大于正反应速率;增大压强,平衡正向
移动,正反应速率大于逆反应速率;图Ⅲ不表示 时刻增大压强对反应速率的影响,故C错误;
D.正反应放热,温度越高正反应平衡常数越小,所以 ,逆反应吸热,温度越高,逆反应平衡常
数越大,所以 ,故 三点体系对应的温度 ,故D正确;
选D。
4.(广东省新高考普通高中学科综合素养评价2022-2023学年高三下学期开学调研考试化学试题)工业上
利用碳热还原 制得BaS,进而生产各种含钡化合物。温度对反应后组分的影响如图。
已知:碳热还原 过程中可能发生下列反应。
i.
ii.
iii.
下列关于碳热还原 过程的说法中正确的是
A.要想得到更多的BaS,温度应该越高越好
B.对于反应 ,温度升高,CO的物质的量分数减小C.400℃后,C、 的量减少是由 的移动导致的
D.根据原子守恒规律可知生成的 和CO的物质的量之和始终等于投入C的物质的量
【答案】C
【详解】A.由图可知,反应在400℃以后,BaS的含量基本不变,并非温度越高越好,A项错误;
B.已知:
ii.BaSO (s)+4C(s)=4CO(g)+BaS(s) H=+571.2kJ·mol-1
4 2
iii.BaSO
4
(s)+4CO(g)=4CO
2
(g)+BaS(△s) H
3
=-118.8kJ·mol-1
△
(ii-iii) 可得 , ,温度升高,平衡正
向移动,CO的物质的量分数增大,B项错误;
C.400℃后,BaS的物质的量分数变化不大,硫化钡基本反应完全, 的量减少,CO的量增加,故反
应后组分的变化是由 的移动导致的,C项正确;
D.为使硫酸钡得到充分还原,需要加入过量的碳,故反应过程中生成的 和CO的物质的量之和小于
投入C的物质的量,D项错误;
答案选C。
5.(2022秋·湖南长沙·高二雅礼中学校考期末)已知HF分子在一定条件下会发生二聚反应:
。经实验测得,不同压强下,体系的平均相对分子质量( )随温度(T)的变化
曲线如图所示,下列说法正确的是A.该反应的 B.气体的总压强:p(a)p,气体的压强:p(a)
K(c)v ,平衡向正反应方向移动,但是因为温度不变,故平衡常数不变,A不
正 逆
正确;B.催化剂不影响化学平衡状态,因此,加入催化剂不影响平衡时CHCHOH(g)的浓度,B不
3 2
正确;C.恒容下,充入一定量的HO(g),HO(g)的浓度增大,平衡向正反应方向移动,C正确;D.
2 2
恒容下,充入一定量的CH=CH (g),平衡向正反应方向移动,但是CH=CH (g)的平衡转化率减小,
2 2 2 2
D不正确;综上所述,本题选C。
8.(2020·北京高考真题)一定温度下,反应I(g)+H(g) 2Hl(g)在密闭容器中达到平衡时,测得
2 2
c(I )=0.11mmol•L-1,c(HI)=0.78mmol•L-1。相同度温下⇌,按下列4组初始浓度进行实验,反应逆向进行
2
的是(注:1mmol•L-1=10-3mol•L-1)
A B C D
c(I )/mmol•L-1 1.00 0.22 0.44 0.11
2
c(H)/mmol•L-1 1.00 0.22 0.44 0.44
2
c(HI)/mmol•L-1 1.00 1.56 4.00 1.56
【答案】C
【解析】题目中缺少c(H),则无法计算K,则不能通过Q 与K的关系判断平衡的移动方向,但可比较4个
2 c
选项中Q 的大小关系,Q 越大,则可能逆向移动。Q(A)= =1,Q(B)=
c c c c
=50.28,Q(C)= =82.64,Q(D)=
c c=50.28,Q(C)的值最大,答案为C。
c
1.(2023秋·湖南益阳·高三统考期末)作为一种重要的、清洁、可再生的能源载体,甲醇的制备和应用受
到了广泛地关注。一种合成甲醇的方法为二氧化碳催化加氢制甲醇:
。设 表示阿伏加德罗常数的值,下列说法
错误的是
A. 的电子式为:
B. 甲醇中含有碳氢键的数目为
C.将 与足量 混合,充分反应后转移的电子数小于
D.发展新的催化技术对提高 的平衡转化率有重要意义
【答案】D
【详解】A.二氧化碳为共价化合价物, 的电子式为: ,A正确;
B.1分子甲醇中含有3个碳氢键, 甲醇中含有碳氢键6mol,数目为 ,B正确;
C.反应为可逆反应,进行不完全,故将 (为3mol)与足量 混合,充分反应后转移的电子数小于
,C正确;
D.催化剂对平衡移动无影响,D错误;
故选D。
2.(2023·北京朝阳·北京八十中校考模拟预测)NO在催化剂条件下可被 H 还原为无害物质,反应为:
2
2H(g)+2NO(g) N(g)+2HO(g),在密闭容器中按c(NO)∶c(H)=1∶1充入,反应结果如图,下列说法正
2 2 2 2
确的是A.若投料比不变,增大起始时c(NO)和c(H), 可以提高NO平衡转化率
2
B.其它条件不变,将水蒸气分离出来,可以增大反应速率和NO平衡转化率
C.N点比M点的平衡常数大
D.若不用催化剂,M点平衡转化率会降至O点
【答案】A
【详解】A.若投料比不变,增大起始时c(NO)和c(H),即增大容器中NO和H 的浓度,容器压强增大,
2 2
化学平衡2H(g)+2NO(g) N(g)+2HO(g)正向移动,则可以提高NO平衡转化率,A正确;
2 2 2
B.其它条件不变,将水蒸气分离出来,即减小生成物浓度,则反应速率减小,平衡正向移动,NO平衡转
化率增大,B错误;
C.由题干图示信息可知,M点的NO转化率比N点的大,故与N点比M点的平衡常数小,C错误;
D.催化剂只能影响化学反应速率,不能是化学平衡发生移动,故若不用催化剂,M点平衡转化率不改变,
即不会降至O点,D错误;
故答案为:A。
3.(2023秋·天津南开·高三崇化中学校考期末)某化学研究小组探究外界条件对化学反应
的速率和平衡的影响,图像如下,下列判断正确的是
A.由图a可知, ,该反应的逆反应为放热反应
B.由图b可知,该反应C.图c是绝热条件下速率和时间的图像,由此说明该反应放热
D.图d中,曲线a一定是加入了催化剂
【答案】C
【详解】A.图a为折线图,先出现拐点者先达到平衡,说明其反应速率快,反应速率快说明对应的温度
高或压强大,故图a中T>T,对比两条曲线发现,平衡时温度越高,C%越少,说明温度升高,平衡逆向
1 2
移动,根据勒夏特列原理,推得逆向为吸热反应,A错误;
B.比较m+n与p大小关系,需考虑压强对平衡移动的影响,根据图b,压强增大,C%升高,说明平衡正
向移动,根据勒夏特列原理,推得m+n>p;B错误;
C.根据图c,反应起始一段时间速率加快,由于反应开始后,浓度是一直减小的,故不可能是浓度的原因,
联想到绝热体系,可能是因为温度升高导致反应速率加快,说明该反应为放热反应,C正确;
D.图d说明a对应改变的条件不影响平衡移动,一种情况是加入催化剂,另一种情况是前后气体分子数
不变改变压强,D错误;
故选:C。
4.(2023秋·上海浦东新·高三统考期末)一定温度下,在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入 和
,进行反应: ,其起始物质的量及 的平衡转化率如下表所示。下列判断
正确的是
容器编号 甲 乙 丙 丁
容器体积/L 2 2 2 1
0.40 0.80 0.80 0.40
起始物质的
量
0.24 0.24 0.48 0.24
的平衡转化率/% 80
A.起始反应速率:丙>乙>甲=丁 B.该温度下平衡常数K=400
C. 的平衡转化率: D.容器中 的物质的量浓度:丙=丁<甲
【答案】B
【详解】A.温度相同、体积相同的甲 、乙、丙三个容器,反应物浓度越大,反应速率越快,起始反应速率:丙>乙>甲,丁和甲容器温度相同、压强相同、投料比例相同,起始时反应速率相同,丁=丙>乙>甲,
A错误;
B.根据甲装置中数据列三段式,
所以该温度下该反应的平衡常数,K= ,B正确;
C.由乙、丙可知,二氧化硫的浓度相同,丙中氧气的浓度增大,会促进二氧化硫的转化,二氧化硫转化
率 ,丙和丁达到的是相同的平衡状态,所以二氧化硫转化率 ,C错误;
D.体积相同,丙中的起始浓度为甲的2倍,压强增大,有利于平衡正向移动,则丙中转化率增大,即丙
中 c(SO )大于甲中c(SO )的2倍,丙和丁达到的平衡相同,三氧化硫浓度相同,丙=丁>甲,D错误;
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故答案选B。
5.(2022秋·北京石景山·高三统考期末)甲烷催化氧化为合成气的主反应为:
。 转化率、 选择性 和 选择性
随温度变化如图所示。下列说法不正确的是
A. 时,副反应① 进行程度很小B.对比图中 和 的选择性,推测可能存在副反应②
C. 转化率随温度升高而增大,可以用勒夏特列原理解释
D.增大压强使容器容积减小,可使单位体积内活化分子数增多,化学反应速率增大
【答案】C
【详解】A.结合图示信息, 时, 转化率、 选择性和 选择性接近1,主要发生甲烷催化氧
化为合成气的主反应,副反应① 进行程度很小,A正确;
B.对比图中 和 的选择性, 选择性变化较为平缓, 选择性变化较大,推测可能存在副反应②
,B正确;
C.主反应为放热反应,根据勒夏特列原理,升高温度,反应逆向进行, 转化率应减小,不可以用勒
夏特列原理解释,C错误;
D.增大压强使容器容积减小,反应物浓度增大,可使单位体积内活化分子数增多,化学反应速率增大,D
正确;
6.(2023秋·湖南长沙·高三统考期末)一定温度和压强下,在两个容积均为1L的密闭容器中,充入一定
量的A和B,发生反应: 。相关反应数据如下表所示(已知在 、 下,A、B、
C、D都是气态)
容器编
压强 温度 起始物质的量/mol 10s时物质的量/mol
号
A B C
Ⅰ 0.2 0.2 0.05
Ⅱ 0.2 0.2 0.05
Ⅲ 0.2 0.2 0.05下列说法正确的是A.该反应的
B.在容器Ⅲ中,A、B中至少有一种呈非气态
C.10s时,容器Ⅱ中的反应一定处于平衡状态
D.若起始时,向容器II中充入 、 、 和 ,反应将向正反应方向进行
【答案】BC
【详解】A.根据分析对比,容器Ⅱ的温度比容器Ⅰ的高,则容器Ⅱ的反应速率更快,但10s时生成的C
相同,则容器Ⅱ中的反应一定发生了逆向移动,因此,该反应 ,A错误;
B.容器Ⅲ的压强比容器Ⅰ的大,则容器Ⅲ的反应速率更快,但10s时生成的C相同,则容器Ⅲ中的反应
一定发生了逆向移动,因此,在容器Ⅲ中,A、B中至少有一种呈非气态,使反应物中气体的化学计量数
小于生成物,加压平衡逆移,B正确;
C.10s时,容器Ⅱ中的反应一定处于平衡状态,C正确;
D.容器Ⅱ达到平衡状态,可列出三段式
起(mol/L) 0.2 0.2 0 0
转(mol/L) 0.1 0.1 0.05 0.1
平(mol/L) 0.1 0.1 0.05 0.1
则
若起始时,向容器Ⅱ中充入 , , 和 ,
,
则反应将向逆向进行,D错误;
答案选BC。
7.(2023秋·河南驻马店·高三河南省上蔡第一高级中学统考期末)T℃时,含等浓度的 与
的混合溶液中发生反应 , 时刻,改变某
一外界条件继续反应至 时刻,溶液中 和 随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是
已知:T℃时,该反应的化学平衡常数K=1。
A.若 时刻未改变外界条件,则此时该反应处于平衡状态
B.若 时刻反应达到平衡,则 时刻改变的条件可能为升温
C.若始终保持温度不变,则平均反应速率: ( 表示0~ s内 的平均反应速率, 表示0~ s
内 的平均反应速率)
D. 内 的平均反应速率为
【答案】AC
【详解】A.因为混合溶液中 与 等浓度,因此Ag+与Fe2+浓度相等,根据反应式可知,
Ag+、Fe2+、Fe3+三者系数比为1:1:1,即三者变化量相等。若 时刻未改变外界条件,则浓度商
,因此此时该反应处于平衡状态,A正确;
B.该反应为放热反应,升温会导致平衡逆向移动,根据图像可知, 时刻改变条件后,平衡正向移动,因此 时刻改变的条件不是升温,B错误;
C.因为Ag+、Fe2+系数比为1:1,因此v(Fe2+)=v(Ag+),且 ,根据图像, = , =
,因此 ,C正确;
D.根据图像, 内 的平均反应速率为 ,D错误。
本题选AC。