当前位置:首页>文档>考点2化学平衡(核心考点精讲精练)-备战2024年高考化学一轮复习考点帮(新高考专用)(解析版)_05高考化学_新高考复习资料_2024年新高考资料_一轮复习资料

考点2化学平衡(核心考点精讲精练)-备战2024年高考化学一轮复习考点帮(新高考专用)(解析版)_05高考化学_新高考复习资料_2024年新高考资料_一轮复习资料

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考点2化学平衡(核心考点精讲精练)-备战2024年高考化学一轮复习考点帮(新高考专用)(解析版)_05高考化学_新高考复习资料_2024年新高考资料_一轮复习资料
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文档格式
docx
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1.886 MB
文档页数
35 页
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2026-03-29 19:28:12

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考点 2 化学平衡 1.3年真题考点分布 考点分布 年份 卷区 化学平衡状态 化学平衡移动 化学平衡图像 综合应用 海南 √ √ √ 北京 √ √ √ 2023 山东 √ √ 浙江 √ √ √ 北京 √ √ 辽宁 √ √ 2022 湖北 √ √ 浙江 √ √ √ 北京 √ √ 2021 辽宁 √ 浙江 √ √ 2.命题规律及备考策略 【命题规律】近3年新高考卷对于该专题主要考查: (1)化学平衡的特征和判断 (2)化学平衡移动的影响因素 (3)化学平衡图像分析 【备考策略】在复习中一是要注意对化学平衡的理解;二是要注意平衡图像的考查,提高分析生产、生活和科 学研究领域中具体问题的能力。 【命题预测】查化学化学平衡移动在社会生产、生活、科学等领域的应用,通过实验、判断、图表、图像等形 式综合考查化学反应速率、化学平衡移动的影响因素等。 考法 1 化学平衡状态 1.化学平衡研究的对象——可逆反应 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】2.化学平衡状态 (1)概念 一定条件下的可逆反应,当反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物的浓度和生成物的 浓度不再改变,我们称为“化学平衡状态”,简称化学平衡。 (2)建立过程 在一定条件下,把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。反应过程如下: 以上过程可用如图表示: (3)平衡特点 3.化学平衡状态的判断 化学反应 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) 是否平衡 ①各物质的物质的量或物质的量分数一定 平衡 混合物体系 ②各物质的质量或质量分数一定 平衡 中各成分的 含量 ③各气体的体积或体积分数一定 平衡 ④总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】①单位时间内消耗了m mol A,同时也生成了m mol A 平衡 正、逆反 ②单位时间内消耗了n mol B,同时也消耗了p mol C 平衡 应速率之 ③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q 不一定平衡 间的关系 ④单位时间内生成了n mol B,同时也消耗了q mol D 不一定平衡 ①其他条件一定、总压强一定,且m+n≠p+q 平衡 压强 ②其他条件一定、总压强一定,且m+n=p+q 不一定平衡 ①平均相对分子质量一定,且m+n≠p+q 平衡 混合气体的 平均相对分 子质量 ②平均相对分子质量一定,且m+n=p+q 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时 平衡 ①只有气体参加的反应,密度保持不变(恒容密闭容器中) 不一定平衡 气体密度(ρ) ②m+n≠p+q时,密度保持不变(恒压容器中) 平衡 ③m+n=p+q时,密度保持不变(恒压容器中) 不一定平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色稳定不变(其他条件不变) 平衡 【典例1】(重庆市万州第二高级中学2022-2023学年高三质量检测)在恒温恒容密闭容器中进行反应: ,下列能作为反应已达到平衡状态的依据是 A. 不再变化 B.反应速率: C.容器内气体的压强不再变化 D.容器内气体的密度不再变化 【答案】A 【解析】A.反应 的平衡常数K= ,当 不再 变化时,说明 =K,说明反应达到平衡,故A选; B.反应速率: ,不能说明正逆反应速率相等,不能作为反应已达到平衡状态的依据,故B不 选; C.反应 是气体体积不变的反应,反应过程中容器内气体的压强不变,当容 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】器内气体的压强不再变化时,不能说明反应达到平衡,故C不选; D.反应过程中气体总质量和总体积不变,则反应过程中容器内气体的密度是定值,当容器内气体的密度不再 变化时,不能说明反应达到平衡,故D不选; 故选A。 1.(河北省衡水中学2022-2023学年高三调研)对于可逆反应 ,下列说法错误的是 A.当 时,该反应达到平衡状态 B.该反应在一定条件下能自发进行,则 C.恒温恒容条件下,若混合气体的颜色保持不变,则该反应达到平衡状态 D.恒温恒容条件下,达平衡状态后,再充入一定量的 , 转化率将减小 【答案】D 【解析】A.反应达到平衡状态,正逆反应速率比等于系数比,所以当 时,该反应达到 平衡状态,故A正确; B. ,该反应在一定条件下能自发进行,说明在一定条件下 ,则 ,故B正确; C.恒温恒容条件下,若混合气体的颜色保持不变,说明 浓度不变,则该反应达到平衡状态,故C正确; D. 正反应气体系数和减小,恒温恒容条件下,达平衡状态后,再充入一定量的 ,相 当于加压, 转化率将增大,故D错误;故选D。 考法 2 化学平衡移动 1.化学平衡移动的过程 原化学平衡状态 由上图可推知: 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(1)化学反应条件改变,使正、逆反应速率不再相等,化学平衡才会发生移动。 (2)化学平衡发生移动,化学反应速率一定改变。 2.影响化学平衡的因素 (1)若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响 改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向 增大反应物浓度或减小生成 向正反应方向移动,如图甲 物浓度 浓度 减小反应物浓度或增大生成 向逆反应方向移动,如图乙 物浓度 增大压强 向气体分子总数减小的方向移动,如图丙 反应前后气 压强(对有 体体积改变 减小压强 向气体分子总数增大的方向移动,如图丁 气体参加 的反应) 反应前后气 改变压强 平衡不移动,如图戊 体体积不变 温度 升高温度 向吸热反应方向移动,如图己 降低温度 向放热反应方向移动,如图庚 催化剂 同等程度改变v 、v ,平衡不移动,如图辛 正 逆 【特别提醒】 压强对化学平衡的影响主要看改变压强能否引起反应物和生成物的浓度变化,只有引起物质的浓度变化才会造 成平衡移动,否则压强对平衡无影响。 (2)浓度的“决定性”作用 ①恒温、恒容条件 原平衡体系――→体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动。 ②恒温、恒压条件 原平衡体系――→容器容积增大,各反应气体的 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】3.化学平衡移动与化学反应速率的关系 v >v 平衡向正反应方向移动 正 逆 v =v 反应达到平衡状态,不发生平衡移动 正 逆 v <v 平衡向逆反应方向移动 正 逆 4.勒夏特列原理 如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强、以及参加反应的化学物质的浓度),平衡将向着能够减弱这 种改变的方向移动。 【特别提醒】 ①由“化学平衡”可知:勒夏特列原理的适用对象是可逆过程。 ②由“减弱”可知:只能减弱改变,而不能消除改变。 【典例2】 (辽宁省实验中学2023届高三第四次模拟)中国积极推动技术创新,力争2060年达到碳中和。CO 催 2 化还原的主要反应有: (Ⅰ) (Ⅱ) 反应(Ⅰ)和反应(Ⅱ)的 、 满足题图: 在恒温恒压条件下通入1molCO 和3molH 进行反应.下列说法错误的是 2 2 A.若反应体系密度不再变化,说明反应(Ⅰ)和(Ⅱ)都达到了平衡状态 B.使用催化剂可能在反应体系未达平衡前使甲醇产率提高 C.反应Ⅱ在高温条件下易自发进行 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】D.升高温度,CO 的转化率可能下降 2 【答案】C 【解析】A.(Ⅰ)和(Ⅱ)反应前后气体总质量不变,在恒温恒压条件下,混合气体的密度不变时,容器容积不 变,容器内混合气的总物质的量不变,正逆反应速率相等,反应(Ⅰ)和(Ⅱ)均达到平衡状态,A正确; B.催化剂具有选择性,在反应体系未达平衡前使用催化剂,有利于反应Ⅱ发生,使甲醇产率提高,B正确; C.由图可知, 增大即T减小时,1gK 增大,则降温反应Ⅱ平衡正向移动,则反应Ⅱ为放热反应,△H<0, 2 反应正向气体分子数减小,△S<0,故该反应在低温时△H-T△S<0,有利于反应自发进行,C错误; D. 增大即T减小时,1gK 增大,则降温反应Ⅱ平衡正向移动,则反应Ⅱ为放热反应,1gK 减小,则降温反 2 1 应Ⅰ平衡逆向移动,则反应Ⅰ为吸热反应,故升高温度时,反应Ⅰ平衡正向移动,反应Ⅱ平衡逆向移动,如温 度升高对平衡的Ⅱ的影响程度更大,则CO 的转化率可能下降,D正确; 2 故答案为:C。 1.(湖南省长沙市雅礼中学2023届高三模拟)CO-H 催化重整可获得CHOH。其主要反应为 2 2 3 反应I: CO(g) + 3H(g) = CH OH(g) + H O(g) △H=-53.7kJ·mol-1 2 2 3 2 1 反应II:CO(g) + H(g)= CO(g) + H O(g) △H=+41kJ·mol-1 2 2 2 2 若仅考虑上述反应,在5.0 MPa、n (CO): n (H )=1:3时,原料按一定流速通过反应器,CO 的转化率和 始 2 始 2 2 CHOH的选择性随温度变化如图所示。CHOH的选择性= 3 3 下列说法正确的是 A.其他条件不变,升高温度,CO 的平衡转化率增大 2 B.其他条件不变,T>236℃时,曲线下降的可能原因是反应1正反应程度减弱 C.一定温度下,增大n (CO):n (H )可提高CO 平衡转化率 始 2 始 2 2 D.研发高温高效催化剂可提高平衡时CHOH的选择性 3 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】【答案】B 【解析】A.从图中可知,升高温度,CO 的平衡转化率下降,A错误; 2 B.温度升高,反应Ⅰ化学平衡逆向移动,反应Ⅱ化学平衡正向移动,反应Ⅰ减小的程度大于反应Ⅱ进行的程 度,导致CO 的转化率也有所下降,B正确; 2 C.增大n (CO):n (H ),CO 浓度增大,H 浓度减小,则CO 的平衡转化率减小,C错误; 始 2 始 2 2 2 2 D.研发高效的催化剂可提高反应速率和CHOH的选择性,且由图知,温度越高甲醇的选择性越低,D错误; 3 故选B。 考法 3 化学平衡图像分析 1.含量—时间—温度(压强)图像 常见图像形式有如下几种。其中C%指生成物的百分含量,B%指反应物的百分含量。 ① ② ③ ④ ⑤ 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】表示不同条件下,反应达到平衡的时间快慢、反应速率的快慢以及平衡混合物中某物质的百分含量的关系。解 题方法是“先拐先平,数值大”。即曲线先出现拐点的首先达到平衡,反应速率快,以此判断温度或压强的高 低。再依据外界条件对平衡的影响分析判断反应的热效应及反应前后气体体积的变化。 2.转化率(或质量分数)与压强—温度图像 (1)恒压线图像 表示两个外界条件同时变化时,反应物A的转化率变化情况,解决这类图像一般采用“定一议二”的方法,即 把自变量(温度、压强)之一设为恒量,讨论另外两个变量的关系。如:图 1中,当压强相等(任意一条等压线) 时,升高温度,A的转化率增大,说明升高温度平衡正向移动,即正反应为吸热反应。当温度相等时,在图 1 中作直线,与三条等压线交于三点,这三点自下而上为增大压强,A的转化率增大,说明增大压强平衡正向移 动,即正反应为气体体积减小的反应。 (2)恒温线图像 图3中,当温度相等(任意一条等温线)时,增大压强,A的转化率增大,说明增大压强平衡正向移动,即正反应 是气体体积减小的反应。当压强相等时,在图3中作直线,与两条等温线交于两点,这两点自下而上为降低温 度,A的转化率增大,说明降低温度平衡正向移动,即正反应为放热反应。 3.化学平衡中的特殊图像 (1)对于化学反应:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),M点前,表示从反应开始,v(正) >v(逆);M点为刚达到平 衡点;M点后为平衡受温度的影响情况,即升温,A的百分含量增加或C的百分含量减少,平衡左移,故 ΔH<0。 (2)对于化学反应:mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),L线上所有的点都是平衡点。L线的上方(E点),A的百分 含量大于此压强时平衡体系中 A 的百分含量,所以 E 点满足 v(正)>v(逆);同理 L 线的下方(F 点)满足 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】v(正)0。温度T时,部分实验数据如表所示: 2 5 2 2 t/s 0 50 100 150 c(NO)/mol·L-1 4.00 2.5 2.00 2.00 2 5 下列有关说法错误的是 A.温度T时,该反应平衡常数K=64 B.150s后再充入一定量NO,再次达到平衡NO 的转化率将增大 2 5 2 5 C.达平衡后升高温度,该容器内混合气体的密度不会改变 D.其他条件不变,若将恒容改为恒压,则平衡时NO 的转化率增大 2 5 【答案】B 【解析】A. 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】K= ,故A正确; B.恒容条件下,再充入一定量NO,相当于加压,再次达到平衡NO 的转化率将降低,故B错误; 2 5 2 5 C.升高温度,混合气体的总质量、容器的体积都不变,因此气体的密度不变,故C正确; D.该反应的正反应是气体分子数增大的反应,其他条件不变时,改为在恒压密闭容器中反应,相当于减压, 平衡正向移动,平衡时NO 的转化率增大,故D正确;故选B。 2 5 7.(辽宁省大连市2023届高三二模)在 恒温恒容密闭容器中投入 和 在一定条件下充分反 应,该反应是工业制硫酸的反应之一、 和 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 A.达到平衡时, 的平均反应速率为 B.10分钟时反应达到平衡,且此时 的平衡转化率为50% C.容器内气体原子总数不再发生变化,能判断该反应达到平衡状态 D.在实际工业生产中,上述反应的反应条件是合适催化剂,加热,不需要加压 【答案】D 【解析】A.由图可知,25min时SO 的物质的量不再变化,说明反应达到平衡,达到平衡时, 的平均反应 2 速率为 ,故A错误; B.10分钟后, 和 的物质的量还在变化,说明此时反应未达到平衡,故B错误; C.反应过程中容器内气体原子总数是定值,当容器内气体原子总数不再发生变化,不能判断该反应达到平衡 状态,故C错误; D.在实际工业生产中, 和O 反应生成 的反应条件是合适催化剂,加热,不需要加压,故D正确; 2 故选D。 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】8.(湖南省岳阳市2023届高三下学期教学质量监测) 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: 时,该反应的化学平衡常数 A.若 时刻未改变外界条件,则此时该反应: B.若 时刻反应达到平衡,则 时刻改变的条件可能为及时移除Ag C.若始终保持温度不变,则逆反应速率: D. 内 的平均反应速率为 【答案】D 【解析】A.若 时刻未改变外界条件,则此时该反应处于平衡, = ,A错误; B.若 时刻反应达到平衡, = =0.08 , =0.03 ,此时的平衡常数K约为 4.69>1,已知: 时,该反应的化学平衡常数K=1, ,则 时刻改变的条件是降温,所以B错误; C. 时刻到时刻, 增加,其反应速率加快,即逆反应速率: ,C错误; D. 内 的浓度由0变为0.03 ,即浓度变化为0.03 ,其平均反应速率为 ,又因为各物质的速率之比等于其化学计量数之比,所以 的平均反应速率为 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】,D正确; 故选D。 【能力提升】 1.(湖北省黄冈中学2023届高三第三次模拟)恒温恒容条件下,向密闭容器中加入等物质的量的M和N,发 生反应: ,已知该反应的正反应速率 ,其中速率常数满足关系 (R、A为常数,T为温度, 为反应的活化能)。上述反应在催化剂Cat1、Cat2作用下的关系如图。 下列说法错误的是 A.使用催化剂Cat1时反应的活化能较高 B.平衡时M和N的转化率相等 C.增大N的浓度不影响正反应速率和平衡状态 D.若改为恒容绝热容器,平衡时M的转化率一定降低 【答案】C 【解析】A.从曲线的斜率上可以分析出使用催化剂Cat1时反应的活化能较高,故A说法正确; B.反应物的系数相等,投料相等,所以平衡时的转化率也相等,故B说法正确; C.根据v =kc(M),增大N的浓度不影响正反应速率,但一定会影响平衡状态,故C说法错误; 正 D.若改为恒容绝热容器,无论反应是吸热反应还是放热反应,平衡时M的转化率一定降低,故D说法正确; 答案为C。 2(湖南省邵阳市2023届高三下学期第二次联考)T ℃时,在体积为2 L的恒温恒容密闭容器中充入4 mol CO 和4 mol ,发生反应 ,测得 和 的物质的量随时间的变化 如图所示。该反应的正、逆反应速率分别可表示为 , , 、 分别为正、逆反应速率常数,只受温度影响。下列说法正确的是 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.从反应开始至达到平衡时,以 表示的平均反应速率为 B.该反应在A、B两点的正反应速率之比为 C.当容器中混合气体的密度不随时间变化时,该反应达到平衡状态 D.T ℃时,该反应的平衡常数为 【答案】B 【解析】A.根据化学反应速率的表达式,v(CO)= =0.02mol/(L·min),故A错误; 2 B.A点,CO和CO 物质的量相等,均为2mol,NO的物质的量仍为2mol,此时v =k ×1×1,B点达到平 2 2 正 正 衡,n(CO)=n(N O)=0.8mol,此时v =k ×0.4×0.4,v ∶v =25∶4,故B正确; 2 正 正 A B C.组分都是气体,因此气体总质量保持不变,容器为恒容,容器的体积不变,根据密度的定义,混合气体的 密度在任何时刻均不变,因此不能说明反应达到平衡,故C错误; D.达到平衡时,n(CO)=n(N O)=0.8mol,,n(CO)=n(N)=3.2mol,该温度下的平衡常数K= =16,故D 2 2 2 错误;答案为B。 3.(广东省大湾区2023届普通高中毕业班下学期联合模拟)乙酸甲酯催化醇解反应方程式为: ,已知 , ,其中 、 为速率常数, 为物质的量分数。己醇和乙酸甲酯按物质的量之比1∶1投料,测得348K、338K两个温度下乙酸甲酯转化率 随时间 的变化关系如图所示,下列说法中错误的是 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.曲线①②中,曲线①对应的 更大 B.升高温度,该醇解平衡向正反应方向移动 C.a、b、c、d四点中, 与 差值最大的是b点 D.338K时,该反应的化学平衡常数为1 【答案】C 【分析】根据图像可知,①曲线的反应速率最快,说明温度高,即曲线①对应温度为348K,曲线②对应温度为 338K; 【解析】A.温度越高,反应速率越快, 值越大,根据分析以及图像可知,曲线①对应的 更大,故A说法 正确; B.由图可知,温度越高,乙酸甲酯转化率越高,反应正向进行程度变大,说明反应为吸热反应,故升高温 度,该醇解平衡向正反应方向移动,故B说法正确; C. 、 是温度的函数,该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向进行, 受温度的影响较大, 因此升高温度, 增大程度大于 ,即 - 的值最大的是曲线①;据图像可知,a点是反应向正方向进 行,c点为平衡点,随着反应进行,v 逐渐减小,v 逐渐增大,因此四点中, 与 差值最大的是a点,故C 正 逆 说法错误; D.338K时,令乙酸甲酯的物质的量为1mol,C H OH的物质的量为1mol,则达到平衡时,消耗乙酸甲酯、 6 13 C H OH的物质的量均为1mol×50%=0.5mol,则生成CHCOOC H 和甲醇的物质的量为0.5mol,K= 6 13 3 6 13 ,故D说法正确; 故选C。 4.(河北省秦皇岛市青龙满族自治县2023届高三三模联考) 溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】考虑如下平衡: (i) (ii) 时, 溶液中 随 的变化关系如图。 下列有关 溶液的说法正确的是 A.加入少量 溶液,反应(i)的平衡逆向移动 B.溶液中 C.加入少量 固体,则平衡时 的比值减小 D.当pH=9.0时,溶液中 的平衡浓度约为 【答案】D 【解析】A.加入少量NaOH溶液,反应(ii)正向移动,溶液中 将减小,反应(i)将正向移动,A错误; B.0.10mol/L 溶液中, 原子的总浓度为 ,溶液中Cr原子总浓度为 ,B错误; C. ,只要温度不变,此比值就不变,C错误; 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】D.当溶液的 时, ,因此可忽略溶液中 ,即 ,反应 (ii)的平衡常数 ,联立两个方程可得 ,D正确;故选D。 5.(浙江省乐清市知临中学2023届高三下学期第二次仿真考试)在3个容积均为2.0L的恒容密闭容器中,反 应HO(g) + C(s) CO(g) +H(g) ΔH>0 ,分别在一定温度下达到平衡,下列说法正确的是 2 2 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol 温度 容器 n(C) n(CO) n(H ) (T >T) 2 1 2 n(H O) n(CO) 2 I T 0.6 1.2 0 0 0.2 1 II T 1.2 1.2 0 0 x 1 III T 0 0 0.6 0.6 y 2 A.当温度为T 时,该反应的化学平衡常数值为0.1 1 B.达到平衡时,容器II中HO的转化率比容器I中的小 2 C.若5min后容器I中达到平衡,则HO的平衡浓度为1.0 mol/L 2 D.达到平衡时,容器III中 CO的转化率小于66.6% 【答案】B 【解析】温度T 时,容器Ⅰ中平衡时n(CO)=0.2mol, 1 , 该反应的化学平衡常数值为 ,故A错误; B.容器Ⅱ相当于容器Ⅰ增加HO的量,反而使其转化率降低,所以达到平衡时,容器Ⅱ中HO的转化率比容 2 2 器Ⅰ中的小,故B正确; C.5min后容器Ⅰ中达到平衡,n(H )=0.2mol,则5min内的平均反应速率: 2 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】,故C错误; D.假设达到平衡时,容器Ⅲ中的CO的转化率为66.6%, 则y=0.6×66.6%=0.3996,所以平衡时c(CO)=c(H )= ,c(HO)= 2 2 ,则 ,但由于反应为吸热反应,降低温度 不利于反应正向进行,所以容器Ⅲ的平衡常数比容器Ⅰ的平衡常数要小,即y<0.3996mol,可见转化率大于 66.6%,故D错误;故选B。 6.(江苏省扬州中学2023届高三下学期模拟预测)在一定的温度和压强下,将按一定比例混合的 和 通 过装有催化剂的反应器可得到甲烷。已知: 催化剂的选择是 甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂作用下反应相同时间,测得温度对 转化率和生 成 选择性的影响如图所示。 选择性= ×100% 下列有关说法正确的是 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.在260℃~320℃间,以 为催化剂,升高温度 的产率增大 B.延长W点的反应时间,一定能提高 的转化率 C.选择合适的催化剂,有利于提高 的平衡转化率 D.高于320℃后,以Ni为催化剂,随温度的升高 转化率上升的原因是平衡正向移动 【答案】A 【分析】在两种不同催化剂作用下反应相同时间,化学反应速率越大、 选择性越高,则甲烷的产率越高。 【解析】A.在260℃~320℃间,以 为催化剂,升高温度CH 的选择性虽然基本不变,但CO 的转化率在 4 2 上升,所以CH 的产率上升, A说法正确; 4 B.W点是平衡点,延长时间不能提高CO 的转化率, B说法不正确; 2 C.催化剂只能加快化学反应速率,不能改变CO 的平衡转化率, C说法不正确; 2 D.由图中信息可知,高于320℃后以Ni为催化剂, 转化率明显低于相同温度下以CeO 为催化剂的转化 2 率,反应一定未达平衡,高于320℃后,随温度的升高CO 转化率上升的原因是催化剂活性增大,反应速率加 2 快, D说法不正确。 答案选A。 7.(北京市丰台区2023届高三下学期二模)工业上可以利用水煤气( 、 )合成二甲醚( ),同时生 成 。合成过程中,主要发生三个反应, ℃时,有关反应及相关数据如下。 保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变,进行实验,测得 转化率随温度变化曲线如下图。下列说法 不正确的是 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A. ℃时,水煤气合成二甲醚的热化学方程式: B. ℃时,增大压强、加入催化剂均可提高 的平衡转化率 C.220℃~240℃时,温度升高反应速率加快, 转化率升高 D.温度高于240℃时,温度升高 转化率降低的原因可能是平衡逆向移动 【答案】B 【解析】A.已知: ℃时,有关反应及相关数据如下 ① ② ③ 由盖斯定律可知,2×①+②+③得反应 ,则其焓变为 ,A正确; B.加入催化剂可以加快反应速率,但是不能改变物质的平衡转化率,B错误; C.升高温度反应速率加快,由图可知,20℃~240℃时,温度升高反应速率加快,且 转化率升高,C正确; D.反应均为放热反应,温度高于240℃时,温度升高导致平衡逆向移动,使得 转化率降低,D正确; 故选B。 8.(广东省广州市2023届高三一模)恒容密闭容器中,以硫( )与 为原料制备 , 受热分解成气态 ,发生反应 。 的平衡转化率、 的体积分数随温度的变化曲 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】线如图所示。下列说法正确的是 A. B.温度升高, 分解率增大, 体积分数增大 C.向平衡体系中充入惰性气体,平衡向右移动 D.其他条件相同, 体积分数越大, 平衡转化率越小 【答案】B 【解析】A.由图像可看出,温度升高,CH 的平衡转化率降低,S 的体积分数升高说明升温时,平衡 4 2 向左移动,所以正反应方向是放热的,即 <0,选项A错误; B.因为S 分解成S 需要吸收热量,S(g) 4S(g) >0,所以升温时,平衡右移,S 分解率增大,S 体积 8 2 8 2 8 2 分数增大,选项B正确; C.向恒温恒容的平衡体系中,通入惰性气体,由于与反应有关的气体物质的物质的量浓度均未变化,所以 Q=K,平衡不移动,选项C错误; D.其他条件不变时,S 体积分数增大,即c(S)越大,则平衡向右进行的程度越大,CH 的平衡转化率越大, 2 2 4 选项D错误; 答案选B。 【真题感知】 1. (2023·海南卷)工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺: 。某条件下无催化剂存在时,该反应的正、逆反应速率v随 时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A. 曲线①表示的是逆反应的 关系 B. 时刻体系处于平衡状态 C. 反应进行到 时, ( 为浓度商) D. 催化剂存在时, 、 都增大 【答案】BD 【解析】反应为乙苯制备苯乙烯的过程,开始反应物浓度最大,生成物浓度为0,所以曲线①表示的是正反应 的 关系,曲线表示的是逆反应的 关系,故A错误;t 时,正逆反应速率相等,体系处于平衡状态,故B 2 正确;反应进行到 时,反应正向进行,故Q<K,故C错误;催化剂能降低反应的活化能,使反应的 、 都增大,故D正确;故选BD。 2.(2023·浙江卷6月)一定条件下,1-苯基丙炔( )可与HCl发生催化加成,反应如下: 反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知:反应I、Ⅲ为放热反应),下列说法不正确的是 A. 反应焓变:反应I>反应Ⅱ B. 反应活化能:反应I<反应Ⅱ C. 增加HCl浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物I的比例 D. 选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物1 【答案】C 【解析】反应I、Ⅲ为放热反应,相同物质的量的反应物,反应I放出的热量小于反应Ⅱ放出的热量,反应放出 的热量越多,其焓变越小,因此反应焓变:反应I>反应Ⅱ,故A正确;短时间里反应I得到的产物比反应Ⅱ得 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】到的产物多,说明反应I的速率比反应Ⅱ的速率快,速率越快,其活化能越小,则反应活化能:反应I<反应 Ⅱ,故B正确;增加HCl浓度,平衡正向移动,但平衡时产物Ⅱ和产物I的比例可能降低,故C错误;根据图 中信息,选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物1,故D正确。综上所述,答案为C。 3.(2023·北京卷)下列事实能用平衡移动原理解释的是 A. H O 溶液中加入少量MnO 固体,促进HO 分解 2 2 2 2 2 B. 密闭烧瓶内的NO 和NO 的混合气体,受热后颜色加深 2 2 4 C. 铁钢放入浓HNO 中,待不再变化后,加热能产生大量红棕色气体 3 D. 锌片与稀HSO 反应过程中,加入少量CuSO 固体,促进H 的产生 2 4 4 2 【答案】B 【解析】MnO 会催化 HO 分解,与平衡移动无关,A项错误;NO 转化为NO 的反应是放热反应,升温平衡 2 2 2 2 2 4 逆向移动,NO 浓度增大,混合气体颜色加深,B项正确;铁在浓硝酸中钝化,加热会使表面的氧化膜溶解, 2 铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体,与平衡移动无关,C项错误;加入硫酸铜以后,锌置换出铜,构成原电 池,从而使反应速率加快,与平衡移动无关,D项错误;故选B。 4. (2022·辽宁卷)某温度下,在 恒容密闭容器中 发生反应 ,有关数据 如下: 时间段/ 产物Z的平均生成速率/ 0~2 0.20 0~4 0.15 0~6 0.10 下列说法错误的是 A. 时,Z的浓度大于 B. 时,加入 ,此时 C. 时,Y的体积分数约为33.3% D. 时,X的物质的量为 【答案】B 【解析】反应开始一段时间,随着时间的延长,反应物浓度逐渐减小,产物Z的平均生成速率逐渐减小,则 内Z的平均生成速率大于 内的,故 时,Z的浓度大于 ,A正确; 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】时生成的Z的物质的量为 , 时生成的Z的物质的量为 ,故反应在 时已达到平衡,设达到平衡时生了 ,列 三段式: 根据 ,得 ,则Y的平衡浓度为 ,Z的平衡浓度为 ,平衡常数 , 时Y的浓度为 ,Z的浓度为 ,加入 后Z的 浓度变为 , ,反应正向进行,故 ,B错误; 反应生成的Y与Z的物质的量之比恒等于1∶2,反应体系中只有Y和Z为气体,相同条件下,体积之比等于物 质的量之比, ,故Y的体积分数始终约为33.3%,C正确;由B项分析可知 时反应处于平衡 状态,此时生成Z为 ,则X的转化量为 ,初始X的物质的量为 ,剩余X的物质的量为 ,D正确;故选B。 5. (2022·北京卷)某 的多孔材料刚好可将 “固定”,实现了 与 分离并制备 ,如 图所示: 己知: 下列说法不正确的是 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A. 气体温度升高后,不利于 的固定 B. 被固定后,平衡正移,有利于 的去除 C. 制备 的原理为: D. 每制备 ,转移电子数约为 【答案】D 【解析】二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,四氧化二氮的浓 度减小,所以气体温度升高后,不利于四氧化二氮的固定,故A正确;四氧化二氮被固定后,四氧化二氮的浓 度减小,二氧化氮转化为四氧化二氮的平衡向正反应方向移动,二氧化氮的浓度减小,所以四氧化二氮被固定 后,有利于二氧化氮的去除,故B正确;由题意可知,被固定后的四氧化二氮与氧气和水反应生成硝酸,反应 的化学方程式为 ,故C正确;四氧化二氮转化为硝酸时,生成1mol硝酸,反应 转移1mol电子,则每制备0.4mol硝酸,转移电子数约为0.4mol×6.02×1023=2.408×1023,故D错误;故选D。 6.(2022·浙江卷)关于反应 ,达到平衡后,下列说法不 正确的是 A.升高温度,氯水中的 减小 B.氯水中加入少量醋酸钠固体,上述平衡正向移动, 增大 C.取氯水稀释, 增大 D.取两份氯水,分别滴加 溶液和淀粉KI溶液,若前者有白色沉淀,后者溶液变蓝色,可以证明上述反 在 应存 限度 【答案】D 【解析】HClO受热易分解,升高温度,HClO分解,平衡正向移动,c(HClO)减小,A正确;氯水中加入少量醋 酸钠固体,醋酸根离子和氢离子结合生成醋酸分子,氢离子浓度减小,平衡正向移动,c(HClO)增大,B正确; 氯水稀释,平衡正向移动,而c(HClO)和c(Cl-)均减小,但HClO本身也存在电离平衡HClO⇌H++ClO-,稀释促 进了HClO的电离,使c(HClO)减少更多,因此 增大,C正确;氯水中加硝酸银产生白色沉淀,证明溶 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】液中有氯离子,氯水中加淀粉碘化钾溶液,溶液变蓝,证明生成了碘单质,溶液中有强氧化性的物质,而氯气 和次氯酸都有强氧化性,不能证明反应物和生成物共存,即不能证明上述反应存在限度,D错误;故选D。 7.(2022·浙江卷)恒温恒容的密闭容器中,在某催化剂表面上发生氨的分解反应: ,测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化,如下表所示,下列 说法不正确的是 A.实验①, , B.实验②, 时处于平衡状态, C.相同条件下,增加氨气的浓度,反应速率增大 D.相同条件下,增加催化剂的表面积,反应速率增大 【答案】C 【解析】实验①中,0~20min,氨气浓度变化量为2.40×10-3mol/L-2.00×10-3mol/L=4.00×10-4mol/L,v(NH )= 3 =2.00×10-5mol/(L·min),反应速率之比等于化学计量数之比,v(N )=v(NH )=1.00×10-5mol/ 2 3 (L·min),A正确;催化剂表面积大小只影响反应速率,不影响平衡,实验③中氨气初始浓度与实验①中一样, 实验③达到平衡时氨气浓度为4.00×10-4mol/L,则实验①达平衡时氨气浓度也为4.00×10-4mol/L,而恒温恒容条 件下,实验②相对于实验①为减小压强,平衡正向移动,因此实验②60min时处于平衡状态,x<0.4,即 x≠0.4,B正确;实验①、实验②中0~20min、20min~40min氨气浓度变化量都是4.00 10-4mol/L,实验②中 60min时反应达到平衡状态,实验①和实验②催化剂表面积相同,实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始 浓度的两倍,实验①60min时反应未达到平衡状态,相同条件下,增加氨气浓度,反应速率并没有增大,C错 误;对比实验①和实验③,氨气浓度相同,实验③中催化剂表面积是实验①中催化剂表面积的2倍,实验③先 达到平衡状态,实验③的反应速率大,说明相同条件下,增加催化剂的表面积,反应速率增大,D正确;故选 C。 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】8. (2021·浙江卷)一定温度下:在NO 的四氯化碳溶液(100mL)中发生分解反应: 。在 2 5 不同时刻测量放出的O 体积,换算成NO 浓度如下表: 2 2 5 171 282 0 600 1200 2220 x 0 0 1.40 0.96 0.66 0.48 0.35 0.24 0.12 下列说法正确的是 A. ,生成NO 的平均速率为 2 B. 反应2220s时,放出的O 体积为 (标准状况) 2 C. 反应达到平衡时, D. 推测上表中的x为3930 【答案】D 【解析】 ,NO 的变化量为(0.96-0.66) ==0.3 ,在此时间段内NO 的变化量为其2 2 5 2 倍,即0.6 ,因此,生成NO 的平均速率为 ,A说法不正确;由 2 表中数据可知,反应2220s时,NO 的变化量为(1.40-0.35) ==1.05 ,其物质的量的变化量为 2 5 1.05 0.1L=0.105mol,O 的变化量是其 ,即0.0525mol,因此,放出的O 在标准状况下的体积为 2 2 0.0525mol 22.4L/mol= ,B说法不正确;反应达到平衡时,正反应速率等于逆反应速率,用不同物质表 示该反应的速率时,其数值之比等于化学计量数之比, ,C说法不正确;分析表中数 据可知,该反应经过1110s(600-1710,1710-2820)后NO 的浓度会变为原来的 ,因此,NO 的浓度由0.24 2 5 2 5 变为0.12 时,可以推测上表中的x为(2820+1110)=3930,D说法正确。综上所述,本题选D。 9.(2021·北京卷)NO 2 和N 2 O 4 存在平衡:2NO 2 (g)⇌N 2 O 4 (g) △H<0。下列分析正确的是 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.1 mol平衡混合气体中含1 mol N原子 B.断裂2 mol NO 中的共价键所需能量小于断裂1 mol N O 中的共价键所需能量 2 2 4 C.恒温时,缩小容积,气体颜色变深,是平衡正向移动导致的 D.恒容时,水浴加热,由于平衡正向移动导致气体颜色变浅 【答案】B 【解析】1molNO 含有1molN原子,1molN O 含有2molN原子,现为可逆反应,为NO 和NO 的混合气体,1 2 2 4 2 2 4 mol平衡混合气体中所含原子大于1 mol N,A错误;反应2NO 2 (g)⇌N 2 O 4 (g)为放热反应,故完全断开2molNO 2 分子中的共价键所吸收的热量比完全断开1molN O 分子中的共价键所吸收的热量少,B正确;气体体积压缩, 2 4 颜色变深是因为体积减小,浓度变大引起的,C错误;放热反应,温度升高,平衡逆向移动,颜色加深,D错 误;故选B。 10.(2021·辽宁卷)某温度下,在恒容密闭容器中加入一定量X,发生反应 ,一段时间后 达到平衡。下列说法错误的是 A.升高温度,若 增大,则 B.加入一定量Z,达新平衡后 减小 C.加入等物质的量的Y和Z,达新平衡后 增大 D.加入一定量氩气,平衡不移动 【答案】C 【解析】根据勒夏特列原理可知,升高温度,化学平衡向着吸热反应方向移动,而 增大,说明平衡正向移 动,故则 ,A正确;加入一定量Z,Z的浓度增大,平衡逆向移动,故达新平衡后 减小,B正确; 加入等物质的量的Y和Z,Z的浓度增大,平衡逆向移动,由于X、Y均为固体,故K=c(Z),达新平衡后 不变,C错误;加入一定量氩气,加入瞬间,X、Z的浓度保持不变,故正、逆反应速率不变,故平衡不移动, D正确;故选C。 资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】