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专题06 化学反应速率与化学平衡
题型一 化学反应速率
题型二 化学平衡
题型三 化学反应的方向
题型一 化学反应速率
1.(2024 届高考·广东深圳·统考一模)常温下,向某溶剂(不参与反应)中加入一定量X、Y 和M,所得
溶液中同时存在如下平衡:
(ⅰ)
(ⅱ)
(ⅲ)
X、Y 的物质的量浓度随反应时间的变化关系如图所示,300 s 后反应体系达到平衡状态。
下列说法正确的是
A.100~300 s 内,
B.
时,反应(ⅲ)的逆反应速率大于正反应速率
C.若反应(ⅲ)的
,则X 比Y 更稳定
D.若再向容器中加入上述溶剂,则
、
均不变
【答案】B
【详解】A.由图可知,100~300s 内,生成物N 的浓度变化量为(0.112—0.090)mol/L+(0.011—0.010)mol/
1
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L=0.023mol/L,则n 的反应速率为
=1.15×10—4 mol/(L·s),故A 错误;
B.由图可知,300s 时反应达到平衡,反应(ⅲ)的平衡常数K=
=9,100s 时反应(ⅲ)的浓度熵Q=
>K,则反应向逆反应方向进行,逆反应速率大于正反应速率,故B 正确;
C.若反应(ⅲ)的
,则该反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,X 的能量高于Y 的
能量,物质的能量越低越稳定,则Y 比X 更稳定,故C 错误;
D.若再向容器中加入上述溶剂,平衡体系中各物质浓度均减小,反应(ⅰ)、(ⅱ)均向逆反应方向移动,X、Y
的物质的量均增大,故D 错误;
故选B。
2.(2024 届高考·安徽黄山·统考一模)室温下,某溶液初始时仅溶有A,同时发生两个反应: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),图1 为
温度时,该体系中A、B、C、D 浓度随时间变化的曲线,图2 为反应①和②的
曲线,下列说法正确的是
A.
表示D 浓度随时间变化的曲线
B.
时曲线
表示的物质的化学反应速率为
C.
温度时,反应①的活化能比反应②的活化能小
D.若图1 的温度降低,
时刻体系中
值变大
【答案】D
【分析】由方程式可知,两个反应中A 都是反应物、B 都是生成物,则L2代表A 浓度随时间变化的曲线、
L1代表B 浓度随时间变化的曲线;由图2 可知,温度为T2时,速率常数k1<k2,则图1 中对应曲线L3代表
D 浓度随时间变化的曲线、L4代表C 浓度随时间变化的曲线。
【详解】A.由分析可知,L4代表C 浓度随时间变化的曲线,故A 错误;
2
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B.由分析可知,L1代表B 浓度随时间变化的曲线,由图可知,2s 时,B 的浓度小于4mol/L,则2s 内,B
的平均速率为
=
,故B 错误;
C.反应的活化能越大,反应速率越小,由图2 可知,T2温度时,反应①的反应速率慢于反应②,则反应
①的活化大于反应②,故C 错误;
D.由图2 可知,温度降低时,体系中反应①的速率降低幅度大于反应②,则图1 的温度降低时,
时刻
体系中
值变大,故D 正确;
故选D。
3.(2024 届高考·河北·高三一模)某密闭容器中含有X 和Y,同时发生以下两个反应:①
;
②
。反应①的正反应速率
,反应②的正反应速率
,
其中
为速率常数。某温度下,体系中生成物浓度
随时间
变化的曲线如图所示。下列说法正确
的是
A.
时,正反应速率
B.
内,X 的平均反应速率
C.若升高温度,
时容器中
的比值减小
D.反应①的活化能大于反应②
【答案】A
【详解】A.由图可知,初始生成M 的速率大于N,则
,
时两个反应均达到平衡状态,由于
、
,则正反应速率
,A 正确;
B.①②反应中XQ 的系数均为1,则
内,X 的平均反应速率
,
B 错误;
C.
后M 浓度减小,可能为Q 浓度增大导致①逆向移动所致,不确定2 个反应的吸热放热情况,不能确
定升高温度,
时容器中
的比值变化情况,C 错误;
D.由图可知,初始生成M 的速率大于N,则反应①的话化能小于反应②,D 错误;
故选A。
3
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4.(2024 届高考·河北唐山·统考一模)某温度下,在1L 恒容密闭容器中2.0molX 发生反应
,有关数据如下:
时间段/min
产物Z 的平均生成速率/mol·L-1·min-1
0-2
0.20
0-4
0.15
0-6
0.10
下列说法错误的是
A.1min 时,Z 的浓度大于0.20mol·L-1
B.3min 时,Y 的体积分数约为33.3%
C.5min 时,v 正(Z)>v 逆(Z)
D.体系压强不变时,反应达到平衡状态
【答案】C
【详解】A.假设前1min,Z 的反应速率为0.20mol/(L·min),此时c(Z)=0.20mol/(L·min)×1min=0.20mol/L,
随着反应进行,正反应速率降低,因此前1min 内,生成Z 的反应速率大于0.20mol/(L·min),即c(Z)>
0.20mol/L,故A 说法正确;
B.X 为固体,Y、Z 为生成物,且均为气体,Y、Z 物质的量之比始终为1 2∶,即Y 的体积分数始终为
或
66.7%,故B 说法正确;
C.第4min 时,Z 的物质的量浓度为0.15mol/(L·min)×4min=0.60mol/L,第6min 时,Z 的物质的量浓度为
0.10mol/(L·min)×6min=0.60mol/L,说明4min 至6min 反应达到平衡,即v 正(Z)= v 逆(Z),故C 说法错误;
D.X 为固体,Y、Z 为气体,该反应为气体物质的量增大的反应,相同条件下,气体压强与气体物质的量
成正比,因此当体系压强不变,说明反应达到平衡,故D 说法正确;
答案为C。
5.(2024 届高考·江西·高三一模)已知恒容密闭容器中发生反应:
,平衡
体系中气体的平均相对分子质量(M)在不同温度下随压强的变化曲线如图所示,下列叙述正确的是
A.温度:
B.平衡常数:
4
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C.反应速率:
D.当M 为200.25 时转化率约为33%
【答案】D
【分析】该反应为气体体积增大的吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,气体的物质的量增大,
由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,则气体的平均相对分子质量减小,由图可知,T1条件下
气体的平均相对分子质量大于T2条件下气体的平均相对分子质量,则温度T1大于T2。
【详解】A.由分析可知,反应温度T1大于T2,故A 错误;
B.平衡常数为温度函数,温度不变,平衡常数不变,该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向
移动,平衡常数增大,则平衡常数的大小关系为
,故B 错误;
C.温度越高,反应速率越快,压强越大,反应速率越快,由图可知,b 点压强大于a 点,由分析可知,b
点反应温度高于a 点,则b 点反应速率快于b 点,故C 错误;
D.设起始时双聚氯化铝的物质的量为1mol,平衡时氯化铝的物质的量为2amol,由气体的平均相对分子
质量为200.5 可得:267×(1—a)+133.5×2a=200.5×(1+a),解得a=
,则双聚氯化铝的转化率为
×100%≈33.3%,故D 正确;
故选D。
6.(2024 届高考·吉林·高三一模)金(
)表面发生分解反应:
,其速率方程为
,已知部分信息如下:
k
①为速率常数,只与催化剂、温度、固体接触面积有关,与浓度、压强无关;
②化学上,将物质消耗一半所用时间称为半衰期。
在某温度下,实验测得
与时间变化的关系如下表所示:
0
20
40
60
80
100
0.100
0.080
0.060
0.040
0.020
0
下列叙述正确的是
A.升高温度,反应速率不变
B.
C.其他条件不变,若
起始浓度为c
,则半衰期为250c min
D.当使用催化剂时,升高温度,反应10min 时
可能大于0.09
【答案】D
【分析】由表格数据可知,相同时间内,X2Y 浓度变化值相等,说明温度一定时,反应速率与X2Y 浓度无
关。
【详解】A.由题给信息可知,速率常数只与催化剂、温度、固体接触面积有关,由分析可知,反应速率
与X2Y 浓度无关,则升高温度,速率常数发生改变,反应速率会发生改变,故A 错误;
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B.由分析可知,温度一定时,反应速率与X2Y 浓度无关,则由
可知,n=0,故B 错误;
C.由分析可知,温度一定时,反应速率与X2Y 浓度无关,说明其他条件不变,X2Y 的半衰期与起始浓度
成正比,则X2Y 起始浓度为cmol/L 时,半衰期为
=500c min,故C 错误;
D.当使用催化剂时,升高温度,催化剂的活性减小,反应速率减小,反应10min 时X2Y 浓度减小量小于
0.01mol/L,导致浓度大于0.09mol/L,故D 正确;
故选D。
7.(2024 届高考·重庆·高三一模)向一恒容密闭容器中加入1 mol CH4和一定量的H2O,发生反应:
。CH4的平衡转化率按不同投料比x(
)随温度的变化
曲线如图所示。
下列说法正确的是
A.该反应△H<0
B.x1>x2
C.a、c 两点从开始到平衡H2O 的平均反应速率:vc>va D.a、b、c 从开始到平衡所对应能量变化Q 的
大小:a<b=c
【答案】C
【详解】A.因为温度升高,甲烷转化率增大,故升温平衡正向移动,故该反应△H>0,A 错误;
B.相同温度下x1的转化率更高,所以甲烷的比例应该较小,x1<x2,B 错误;
C.a、c 两点甲烷转化率相同,生成的H2O 相等,c 点温度高,反应速率更快,:vc>va,C 正确;
D.a、c 点甲烷转化率相同,放出能量相同, b 点转化率最高,放出能量最多,bc 处于相同温度下,则从
开始到平衡所对应能量变化Q 的大小:c<b,D 错误;
故选C。
8.(2024 届高考·陕西咸阳·统考一模)体积均为1L 的两个恒容密闭容器I、Ⅱ中,均充入2mol CO(g)和
2mol NO(g),发生反应:
,相对容器Ⅱ,容器I 只改变一个外
界条件,测得N2的物质的量与时间关系如图所示。下列叙述正确的是
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A.该反应是吸热反应,容器I 改变的条件可能是使用了催化剂
B.相对容器Ⅱ,容器I 改变的条件可能是升温或者加压
C.容器Ⅱ中NO 的平衡转化率为80%
D.容器Ⅱ中0~10min 内,
【答案】C
【分析】从图中信息不能确定该反应是放热还是吸热反应,但可以肯定改变某条件,容器Ⅱ比容器I 中N2
的物质的量大。
【详解】A.从图中信息不能确定该反应是吸热反应,但容器Ⅱ比容器I 中N2的物质的量不等,所以容器I
改变的条件不可能是使用了催化剂,A 不正确;
B.相对容器Ⅱ,若容器I 改变的条件是升温,平衡移动的方向未知,不能肯定容器I 中N2的物质的量比
容器Ⅱ中小,加压,则平衡正向移动,N2的物质的量应比容器Ⅱ大,B 不正确;
C.容器Ⅱ中,平衡时N2的物质的量为0.8mol,则参加反应NO 的物质的量为1.6mol,NO 的平衡转化率
为
=80%,C 正确;
D.容器Ⅱ中0~10min 内,N2的物质的量为0.5mol,则参加反应NO 的物质的量为1mol,
,D 不正确;
故选C。
9.(2024 届高考·安徽亳州·统考一模)研究表明,用可控
界面材料也可催化
还原合成甲醇:
。将6.0
和8.0
充入体积为2L 的恒温恒
容密闭容器中发生该反应,测得起始压强为35
,
的物质的量随时间的变化如图中实线所示。下列
说法正确的是
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A.1~4min(实线)内,
约为
B.该条件下的实线对应的
为0.02
C.要变成虚线,可能的条件是升高温度或加入催化剂
D.当气体的平均摩尔质量或密度一定时,化学反应达平衡状态
【答案】B
【详解】A.1~4min(实线)内,氢气物质的量改变量为3.7mol,二氧化碳改变量为1.23mol,则
约为
,故A 错误;
B.该条件下的实线对应平衡时氢气物质的量为2mol,
,
则平衡时的压强为
,
为
,故B 正确;
C.该反应是放热反应,要变成虚线,达到平衡所需时间短,说明反应速率快,氢气物质的量多,说明平
衡逆向移动,则可能的条件是升高温度,但不能是加入催化剂,加入催化剂,氢气的物质的量不变,故C
错误;
D.该反应是气体体积减小的反应,正向反应,气体质量不变,气体物质的量减小,气体摩尔质量增大,
当气体的平均摩尔质量一定,则达到化学平衡;气体密度等于气体质量除以容器体积,气体质量不变,容
器体积不变,密度始终不变,因此当密度一定时,不能说明达到化学平衡状态,故D 错误。
综上所述,答案为B。
10.(2024 届高考·浙江温州·统考一模)某反应
的速率方程为
。其中,k 为速率常数。已知其半衰期(当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间)
为0.8/k。改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示,下列说法不正确的是
0.25
0.50
1.00
0.50
1.00
0.050
0.050
0.100
0.100
0.200
8
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1.6
3.2
3.2
4.8
A.上述表格中的
、
B.该反应的速率常数
C.升温、加入催化剂均可使k 增大,反应瞬时速率加快
D.在过量的B 存在时,当剩余6.25%的A 时,所需的时间是375min
【答案】D
【分析】某反应A(g)+B(g)→C(g)+D(g) 的速率方程为
, 其中k 是反应速率常数,受温
度、催化剂的影响,浓度变化,k 不变。由第二组数据3.2×10-3=k (0.5)m(0.050)n和第四组数据3.2×10-3=k
(0.5)m(0.100)n,可知n=0,由第一组数据1.6×10-3=k (0.25)m(0.050)0 ,第二组数据3.2×10-3=k (0.5)m(0.050)0,
两式相比得到m=1;将n=0,m=1 代入1.6×10-3=k (0.25)1(0.050)0得到k=6.4×10-3 min-1。速率方程式为
v=6.4×10-3 c (A) c0(B)。
【详解】A.由上速率方程式为v=6.4×10-3 c (A) c0(B),代入第五组数据,v2=6.4×10-
3×(1.00)×(0.200)0=6.4×10-3 mol L-1 min-1,故v2=6.4;第六组数据中v=4.8×10-3 mol L-1 min-1,代入速率方程
解得c1=0.75,A 正确;
B.根据分析k=6.4×10-3min-1,B 正确;
C.升温、加入催化剂可使k 增大,C 正确;
D.根据题给信息,其半衰期为:0.8/k。存在过量的B 时,当剩余6.25%的A 时可以看作经历4 个半衰期,
即因此所需的时间为
,D 错误;
故选D。
11.(2024 届高考·安徽·高三一模)稀土被称为新材料的宝库。稀土中的镧系离于可用离子交换法分离,
其反应可表示为:
。某温度时,
随时间变化关系
如图所示。下列说法正确的是
A.
时的正反应速率大于
时的逆反应速率
9
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B.
时间段的平均反应速率为:
C.
时增大
,该平衡左移,平衡常数减小
D.
时离子交换反应停止
【答案】A
【详解】A.随着反应的进行,反应物浓度逐渐下降,生成物浓度逐渐上升,直到达到平衡,即正反应逐
渐下降,逆反应逐渐上升,直到相等,期间正反应速率始终大于逆反应速率,A 正确;
B.化学反应速率之比等于化学计量数之比,即
,B 错误;
C.温度不变,平衡常数不变,C 错误;
D.t3时反应达到平衡,此时的平衡是一种动态平衡,v 正=v 逆,反应并未停止,D 错误;
故选A。
12.(2024 届高考·河北·高三一模)在水溶液中进行的反应:
,已知该反应速率方程为
(k
为常数),为探究反应速率(v)与反应物浓度的关系,在20℃进行实验,所得的数据如下表:
①
②
③
④
⑤
0.008
0.008
0.004
0.008
0.008
0.001
0.001
0.001
0.002
0.001
0.10
0.20
0.20
0.10
0.40
v1
下列结论正确的是
A.反应体系的三种物质中,H+(aq)的浓度对反应速率影响最大
B.速率常数
的数值为0.03
C.a、b、c 的值分别为1、5、6
D.实验⑤中,
【答案】A
【详解】
A.由①②数据得b=1, 由①④数据得a=1,由②③数据得c=2,则反应体系的三种物质中,H+(aq)的浓度
对反应速率影响最大,A 正确;
B.结合A 分析,将①中数据代入
中,则
,
10
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=3.75,B 错误;
C.由A 分析可知,abc 分别为1、1、2,C 错误;
D.实验⑤中,
,D 错误;
故选A。
13.(2024 届高考·吉林长春·统考一模)反应
的速率方程为
(k 为速率常数,其中
, A、R 为常数,
为活化能,T 为开氏温
度,其半衰期反应物消耗一半所需的时间)为0.8/k。改变反应物浓度时,反应的瞬时速率如表所示。下列
说法正确的是
/
0.25
0.5
1
0.5
1
/
0.05
0.05
0.1
0.1
0.2
v/
1.6
3.2
3.2
A.
B.
C.升温、加入催化剂,缩小容积(加压),均能使k 增大,导致反应的瞬时速率加快
D.在过量的B 存在时,A 剩余12.5%所需的时间是
【答案】D
【分析】由第二组和第四组数据,A 浓度相同,B 浓度不同,速率相等,可知n=0,再由第一组和第二组
数据代入
可得
,可知m=1;将第一组数据代入
,可得k=6.4×10-3,则
。
【详解】A.根据数据分析,
,
,
,A 错误;
B.由分析可知,速率常数
,B 错误;
C.速率常数与浓度无关,缩小容积(加压)不会使k 增大,C 错误;
D.存在过量的B 时,反应掉87.5%的A 可以看作经历3 个半衰期,即
,因此所需的时
间为
,D 正确;
故选D。
14.(2024 届高考·广东湛江·统考一模)我国科学家团队打通了温和条件下草酸二甲酯【(COOCH3)2】催
化加氢制乙二醇的技术难关,反应为
。如图所
示,在恒容密闭容器中,反应温度为T1时,c(HOCH2CH2OH)和c(H2)随时间t 的变化分别为曲线I 和Ⅱ,反
应温度为T2时,c(H2)随时间t 的变化为曲线Ⅲ。下列判断正确的是
11
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A.ΔH>0
B.a、b 两时刻生成乙二醇的速率:v(a)=v(b)
C.在T2温度下,反应在0~t2内的平均速率为
D.其他条件相同,在T1温度下,起始时向该容器中充入一定量的氮气,则反应达到平衡的时间小于
t1
【答案】C
【详解】A.反应温度为T1和T2,以c(H2)随时间t 的变化为曲线比较,Ⅱ比Ⅲ先达到平衡,所以T1>T2,
温度升高,c(H2)增大,平衡逆向移动,反应放热,选项A 错误;
B.升高温度,反应速率加快,T1>T2,则反应速率v(a)>v(b),选项B 错误;
C.T2时,在0~t2内,△c(H2)=0.05mol。L-1,则
,选项C 正确;
D.向恒容容器中充入氮气,不影响反应物浓度,不影响反应速率,选项D 错误;
答案选C。
15.(2024 届高考·江西·高三一模)我国科学家成功利用CO 还原NO,从源头上减少煤粉燃烧产生的大气
污染。一定温度下,在1L 的恒容密闭容器中,充入1molCO 和1molNO,反应
平衡时,测得c(N2)=0.2mol/L,下列说法正确的是
A.升高温度,正、逆反应速率以相同倍数增大
B.加入催化剂使正反应速率加快,逆反应活化能增大
C.若往容器中再通入1molNO 和1molCO2,则此时
D.若往容器中再通入2molCO 和1molN2,则此时
【答案】D
【分析】一定温度下,在1L 的恒容密闭容器中,充入1molCO 和1molNO,反应
平衡时,测得c(N2)=0.2mol/L,则可建立如下三段式:
12
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K=
≈0.25。
【详解】A.升高温度,平衡一定发生移动,则正、逆反应速率不同,增大的倍数不同,A 不正确;
B.加入催化剂使正反应速率加快,则该催化剂降低正反应的活化能,则逆反应活化能减小,B 不正确;
C.若往容器中再通入1molNO 和1molCO2,浓度商Qc=
≈0.43>0.25,则此时平衡逆向移动,
,C 不正确;
D.若往容器中再通入2molCO 和1molN2,则此时Qc=
≈0.079<0.25,平衡正向移动,
,
D 正确;
故选D。
题型二 化学平衡
1.(2024 届高考·广西南宁·统考一模)一定温度下向容器中加入M 发生反应如下:①M→P,②M→Q,
③
。反应体系中M、P、Q 的浓度随时间t 的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.反应①的活化能大于反应②
B.
时,反应③已达平衡
C.该温度下,反应③的平衡常数小于1
D.
时,
【答案】D
【详解】A.由图可知,0-t1时间段,M 同时生成P 和Q,但生成物中P 多Q 少,说明反应①容易发生,活
化能较反应②的低,A 错误;
B.t1后,P 在减少,Q 在增加,反应③并未达到平衡,B 错误;
C.反应③的平衡常数K=
,由图知,平衡时,Q 的浓度大于P 的浓度,故K>1,C 错误;
D.t2时,根据反应可知,M 转化为P 和Q,P 转化为Q,所以
,D 正确;
故选D。
2.(2024 届高考·河北邯郸·统考一模)对于放热的可逆反应,某一给定转化率下,最大反应速率对应的温
度称为最适宜温度。反应
在催化剂作用下原料的总转化率与最适宜
温度(曲线Ⅰ)、原料的总平衡转化率与温度(曲线Ⅱ)的关系曲线示意图最合理的是
13
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A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】
对于放热的可逆反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g),该反应的最适宜温度为催化剂的催化活性最好时所对应的
温度,在该温度下化学反应速率最大,SO2的转化率也最大;当温度高于最适宜温度后,催化剂的催化活
性逐渐减小,催化剂对化学反应速率的影响超过了温度升高对化学反应速率的影响,因此化学反应速率逐
渐减小,SO2的转化率也逐渐减小;由于该反应为放热反应,随着温度的升高,SO2的平衡转化率减小;由
于反应混合物与催化剂层的接触时间较少,在实际的反应时间内反应还没有达到化学平衡状态,故在相应
温度下SO2的转化率低于其平衡转化率。因此,反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)的转化率与最适宜温度(曲线
I)、平衡转化率与温度(曲线Ⅱ)的关系曲线示意图可表示如下:
,故答案为:
C。
3.(2024 届高考·广东广州·统考一模)反应
在有水和无水条件下,反应历程如图,图中
表示中间产物,
表示过渡态,其它条件相同时,下列说法正确的是
14
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A.在有水条件下,反应更快达到平衡
B.有水和无水时,反应分别分3 步和2 步进行
C.反应达到平衡时,升高温度,P 的浓度增大
D.无水条件下R 的平衡转化率比有水条件下大
【答案】A
【详解】A.由图可知,有水条件下的第二步反应的活化能远小于无水条件下的第二步反应的活化能,反
应的活化能越小,反应速率越快,则在有水条件下,反应更快达到平衡,故A 正确;
B.由图可知,有水和无水时,中间产物都为1,所以反应都是分2 步进行,故B 错误;
C.由图可知,该反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,
生成物P 的浓度减小,故C 错误;
D.由图可知,水是反应的催化剂,催化剂能降低反应活化能,加快反应速率,但化学平衡不移动,R 的
平衡转化率不变,故D 错误;
故选A。
4.(2024 届高考·江苏·高三一模)采用热分解法脱除沼气中的
过程中涉及的主要反应为
反应Ⅰ:
kJ mol
⋅
反应Ⅱ:
kJmol
保持100kPa 不变,将
与
按2 1∶体积比投料,并用
稀释,在不同温度下反应达到平衡时,所得
、
与
的体积分数如题13 图所示。下列说法正确的是
题13 图
15
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A.反应
的
kJ mol
⋅
B.曲线Y 代表的是
的平衡体积分数
C.高于1050℃时,
平衡转化率与
平衡转化率的差值随温度升高减小
D.1050℃下反应,增大体系的压强,平衡后H₂ 的体积分数可能达到0.07
【答案】C
【分析】
根据反应Ⅰ和反应Ⅱ,利用盖斯定律可得:
kJ⋅mol
,
将
与
按2 1∶体积比投料,并用
稀释,在不同温度下反应达到平衡时,由于
是反应Ⅰ的生成物
同时又是反应Ⅱ的反应物,因此曲线Y 是
。950℃-1050℃时,以反应Ⅰ为主,随着温度升高,反应Ⅰ速
率大于反应Ⅱ,所以
的体积分数会增大,1050℃-1150℃之间,反应Ⅱ速率增大的幅度大于反应Ⅰ,
的体积分数会减小。根据方程式中的数量关系,曲线Z 为
,曲线X 为
。
【详解】
A.根据反应Ⅰ和反应Ⅱ,利用盖斯定律可得:
kJ⋅mol
,A 错误;
B.由分析可知曲线Y 代表的是
的平衡体积分数,B 错误;
C.1050℃-1150℃之间,
与
的体积分数差值越来越小,所以
平衡转化率与
平衡转化率的差
值随温度升高减小,C 正确;
D.1050℃下反应,反应Ⅰ和反应Ⅱ都是气体体积增大的反应,增大体系的压强,平衡会逆向移动,平衡
后H₂ 的体积分数小于0.07,D 错误;
故选C。
5.(2024 届高考·河北唐山·统考一模)T0时,向容积为5L 的恒容密闭容器中充入一定量的A(g)和B(g),
发生反应:
△H<0。反应过程中的部分数据如下表,下列说法错误的是
t/min
n(A)/mol
n(B)/mol
0
4.0
2.0
5
2.0
1.0
10
2.0
1.0
A.其他条件不变,温度变为T1时,平衡时测得C 的浓度为0.8mol/L,则T1>T0
B.8min 时,该反应的
(正)=
(逆)
C.平衡时,D 的体积分数约为14.3%
D.5min 时,向该容器中再充入4.0molA 和2.0molB,达新平衡后,B 的百分含量变大
【答案】A
16
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【详解】
A.正反应放热,升高温度平衡逆向移动,根据图表数据,T0时达到平衡,消耗1molB,则生成3molC,C
的浓度为0.6 mol/L,其他条件不变,温度变为T1时,平衡时测得C 的浓度为0.8mol/L,说明平衡正向移动,
则T1<T0,A 错误;
B.根据图表数据,5min 后气体物质的量不再改变,说明5min 后反应达到平衡状态,所以8min 时,该反
应的
(正)=
(逆),B 正确;
C.由三段式:
,平衡时,D 的体积分数约为
×100%=14.3%,C 正确;
D.5min 时,向该容器中再充入4.0molA 和2.0molB,则相当于增大容器的压强,上述平衡逆向移动,故
达新平衡后,B 的百分含量变大,D 正确;
故答案为:A。
6.(2024 届高考·河北·高三一模)某温度下,向恒温、恒压容器中充入
和
,在催化剂作
用下发生反应:
,平衡时体系中
、
和
的物
质的量分数(x)与平衡总压的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.曲线a 可表示
随压强的变化情况
B.其他条件不变,及时分离出水蒸气,有利于平衡正向移动,但平衡常数不变
C.Q 点
的转化率为75%
D.将容器改为恒容容器,平衡时:
【答案】D
【分析】
由热化学方程式可知,随着平衡总压的增大,平衡正向移动,产物的物质的量分数增大,则曲线a 表示
x(H2O)随压强的变化情况,曲线b、c 均表示反应物的物质的量分数随压强的变化情况,该反应为放热反应,
其他条件不变,降低温度,平衡正向移动,x(b)和x(c)减小,b 表示H2( g)的物质的量分数随压强的变化,c
表示CO2(g)的物质的量分数随压强的变化。
【详解】A.由热化学方程式可知,随着平衡总压的增大,平衡正向移动,产物的物质的量分数增大,则
17
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曲线a 表示x(H2O)随压强的变化情况,A 正确;
B.其他条件不变,及时分离出水蒸气,有利于平衡正向移动,温度不变,平衡常数不变,B 正确;
C.b 表示H2(g)的物质的量分数随压强的变化,c 表示CO2(g)的物质的量分数随压强的变化,假设Q 点时,
转化的CO2的物质的量是a mol,列三段式:
Q 点平衡时H2O(g)、H2(g) 物质的量分数相等,即二者物质的量相等,可得3-3a=a,a=0.75,则Q 点CO2
的转化率为
=75% ,C 正确;
D.该反应为气体体积减小的反应,若起始压强为106Pa,将容器改为恒容容器,则随着反应进行,压强减
小,平衡逆向移动,水的含量减小,即平衡时
,D 错误;
故选D。
7.(2024 届高考·江苏南通·统考一模)利用
和
反应生成
的过程中主要涉及的反应如下:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
向密闭容器中充入一定量
和
发生上述反应,保持温度和容器体积一定,平衡时
和
的转化率、
和
的产率及随起始
的变化情况如下图所示。
[
的产率
的选择性
]。
下列说法不正确的是
A.当容器内气体总压强保持不变时,反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡状态
B.曲线表示
的产率随
的变化
18
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C.
,反应达平衡时,
的选择性为
D.随着
增大,
的选择性先增大后减小
【答案】D
【分析】反应Ⅰ、Ⅱ的总反应为:2CO(g)+2H2(g)=CH4(g)+CO2(g),起始
越大,反应正向进行程度越
大,CO 转化率越大,直到接近100%,而H2的转化率减小,则曲线a 表示CO 的转化率,曲线b 表示H2的
转化率;同时随着起始
的增大,CH4的产率也逐渐增大,因生成的CO2与H2会发生反应,导致CO2
产率先增大后减小,则曲线c 表示CH4的产率,曲线d 表示CO2的产率,据此解答。
【详解】A.反应Ⅰ、Ⅱ的总反应为:2CO(g)+2H2(g)=CH4(g)+CO2(g),该反应气体分子数减少,当容积固
定的密闭容器内气体总压强保持不变时,气体分子总数也不变,说明反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡状态,A 正确;
B.由分析可知,曲线c 表示CH4的产率随
的变化,B 正确;
C.反应Ⅰ、Ⅱ的总反应为:2CO(g)+2H2(g)=CH4(g)+CO2(g),当
时,CO 过量,生成物
n(CH4)=n(CO2),则CH4的选择性为50%,C 正确;
D.曲线c、d 分别表示CH4、CO2的产率,由图可知,随着
增大,CH4和CO2产率的比值逐渐增大,
导致
一直减小,即CO2的选择性一直减小,D 错误;
故选D。
8.(2024 届高考·广东江门·统考一模)在一密闭容器中,物质
发生三个脱水的竞争反应:①
②
③
反应历程如图所示。相同条件下,下列
说法正确的是
19
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A.由图可知,物质M 比物质N 稳定
B.反应①比反应②和③更快达到化学平衡
C.
的反应热
D.平衡后压缩容器,物质E 的物质的量不变
【答案】C
【详解】A.物质能量越低越稳定,物质M 和物质N 能量无法比较,两者稳定性无法比较,A 错误;
B.反应①活化能高于反应②和③,更慢达到化学平衡,B 错误;
C.②
③
,由盖斯定律,2×
-2×
③
②可得
,反应热
,C 正确;
D.平衡后压缩容器,反应①③逆向移动,M 的物质的量增多,物质E 的物质的量增多,D 错误;
故选C。
9.(2024 届高考·广东江门·统考一模)氮氧化物的排放是导致酸雨的原因。某研究小组利用反应探究NO
的转化:
,向体积均为IL 的两个密闭容器中分别加入
2molCO(g)和2molNO(g),探究绝热恒容和恒温恒容条件下压强随时间的变化曲线,如图所示,下列
有关说法错误的是
20
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A.乙为恒温恒容条件下发生的反应
B.甲容器中NO 的平衡转化率为
C.反应平衡常数:M<N
D.甲容器压强先增大的原因是反应放热,产生的热量使体系温度升高,压强增大
【答案】B
【详解】A.由图可知,反应中甲容器的压强大于乙容器,则甲为绝热恒容条件下发生的反应、乙为恒温
恒容条件下发生的反应,故A 正确;
B.设恒温恒容条件下发生的反应,平衡时生成氮气的物质的量为amol,由方程式可知,平衡时,混合气
体的总物质的量物质的(4—a)mol,由气体的压强之比等于物质的量之比可得:
=
,解得a=
,则
一氧化氮的转化率为
=
,该反应为放热反应,绝热恒容条件下,反应温度升高,平衡向逆反应
方向移动,一氧化氮的转化率减小,则甲容器中一氧化氮的平衡转化率小于
,故B 错误;
C.该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,绝热恒容条件下,反应温度
升高,则M 点反应温度高于N 点,平衡常数小于N 点,故C 正确;
D.绝热恒容条件下,反应温度升高,会使容器中气体压强增大,则甲容器压强先增大的原因是反应放热,
产生的热量使体系温度升高,压强增大,故D 正确;
故选B。
10.(2024 届高考·江苏泰州·统考一模)二甲醚和水蒸气制氢气可作为燃料电池的氢能源,发生的主要反
应如下:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
在恒压下,将一定比例的二甲醚和水蒸气混合后,以一定流速通过装有催化剂的反应器,反应相同时间测
得的
实际转化率、
实际选择性与
平衡选择性随温度的变化如图所示.
的选择性
.下列说法不正确的是
21
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A.曲线
表示
实际转化率随温度的变化
B.
时,反应Ⅱ的速率大于反应Ⅲ的速率
C.适当增加
,有利于提高
的产率
D.一定温度下,若增大压强,
的平衡产量不变
【答案】D
【分析】根据常理可知,
实际选择性与
平衡选择性随温度的变化的走势变化应该相同,故可知曲
线b 为
实际选择性,则曲线a 为
实际转化率。据此结合题意进行作答即可。
【详解】A.根据上述分析可知曲线a 为
实际转化率,A 正确;
B.在200℃时,
实际选择性大于平衡选择性,可知此温度下,反应Ⅱ的速率大于反应Ⅲ,B 正确;
C.适当增加
的量,会促进
的转化率,还能使反应Ⅱ朝正向进行,反应Ⅲ朝逆
向进行,从而提高氢气的产率,C 正确;
D.增大压强会导致反应Ⅱ平衡逆向移动,从而导致反应Ⅲ逆向移动,CO 的平衡产率会减小,D 错误;
故选D。
11.(2024 届高考·广东·高三一模)
下,分别向恒为
的恒温密闭容器甲、恒为
的绝热密闭容器乙
中加入
和
,发生反应
,两容器中
的转化率随时间的
变化如图所示。下列说法正确的是
22
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A.若
后加入催化剂,则曲线Ⅰ中
的平衡转化率会增大
B.曲线Ⅰ、Ⅱ对应反应的平衡常数:K(Ⅰ))>K(Ⅱ)
C.
点的
大于点的
D.
内,曲线Ⅱ中
的平均反应速率
【答案】C
【详解】A.
后反应已经达到平衡状态,催化剂不能改变平衡转化率,A 项错误;
B.曲线Ⅰ先出现拐点,说明温度更高,反应放热,则曲线Ⅰ是绝热装置乙的曲线,由于反应放热,温度
升高平衡逆向移动,K(Ⅰ)小于K(Ⅱ),B 项错误;
C.
两点转化率相同,则两者浓度相同,两点都向正反应方向进行,则
都大于
,a 点温度更高,
则
点的
大于点的
大于点的
,C 项正确;
D.
内,曲线Ⅱ的转化率为
,
转化的浓度均为
,
,D 项错误;
故选C。
12.(2024 届高考·江苏南通·统考一模)工业上用
催化还原
可以消除氮氧化物的污染,反应原理
为:
。不同的催化剂催化该反应的
最佳活性温度不同。下列说法正确的是
A.上述反应平衡常数
B.其他条件不变时,反应单位时间,
去除率随温度升高而增大的原因可能是平衡常数变大
C.其他条件不变,在低温下使用高效催化剂可提高
的平衡转化率
D.反应中若采用高分子分离膜及时分离出水蒸气,可以使反应的平衡常数增大
【答案】C
【详解】A.上述反应水为气体参与反应,固体和纯液体不写入表达式,所以平衡常数
,故A 错误;
B.该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,故B 错误;
C.其他条件不变时,在低温下平衡正向移动,可提高
的平衡转化率,而催化剂可以加快反应速率,
更快达到平衡,故C 正确;
D.采用高分子分离膜及时分离出水蒸气,反应体系中水蒸气浓度减小,平衡正向移动,NO2去除率增大,
但是温度不变,反应的平衡常数不变,故D 错误;
故答案选C。
13.(2024 届高考·湖南岳阳·统考一模)
催化氧化
制取
的新路径,其反应为:
23
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反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
一定条件下,向容积为
的容器中通入
和
,若仅考虑上述反应,
平衡转化率和
平衡时
的选择性随温度、压强变化的关系如图所示,
、
代表不同压强下乙烷的平衡转化率。
已知:
的选择性
下列说法不正确的是
A.压强
B.一定温度下,增大
会降低
的平衡转化率
C.压强为
、温度为T 时,反应达平衡时,混合气体中
D.反应
【答案】C
【分析】根据图像可知,L1和L2是乙烷转化率随温度变化的等压线,结合两个方程式的气体分子数变化可
推断L1和L2的压强大小;根据图像中温度为T 时,L1等压线乙烷转化率为50%,其中乙烯的选择性为
80%,列出两个选择性反应的三段式可进行相关计算。
【详解】A.Ⅰ和Ⅱ反应前后气体分子数都增大,相同温度下,压强增大均有利于Ⅰ和Ⅱ反应的平衡逆移,
乙烷的转化率减小,由图像可知,在任意温度下均为L2对应的乙烷转化率低,因此L2对应的压强更大,故
A 选项正确;
B.一定温度下,
增大 ,可理解为是n(C2H6)在增多,因此C2H6的平衡转化率下降,故B 选项正
确;
C.同一容器内的多平衡体系,相同组分的平衡浓度相同,根据题意和分析,压强为
温度为T 时,Ⅰ和
24
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Ⅱ反应的三段式为:
平衡时混合气体中
,故C 选项错误;
D.总反应
,总方程式=
,
,
故D 选项正确;
故答案选C。
【点睛】要注意同一容器内的多平衡体系,相同组分的平衡浓度相同。
14.(2024 届高考·广西柳州·统考一模)催化醇解反应可用于制备甲醇和乙酸己酯,该反应的化学方程式
为:
反应开始时,反应物按物质的量之比
投料,在温度分别为
、
下反应,测得乙酸甲酯转化率
随时间(t)的变化关系如图所示。下
列说法错误的是
A.该醇解反应的
B.及时分离出甲醇,有利于提高转化率
C.A、B、C、D 四点中,
最大的点是C
D.
时,以物质的量分数代替平衡浓度的化学平衡常数
【答案】C
【详解】A. 根据图象,①最先达到化学平衡,故①的速率最快,说明①对应的是最高温度350K,温度
升高,平衡时转化率增大,说明正向是吸热的,所以△H>0,A 正确;
B. 及时分离出甲醇,平衡正向移动,有利于提高转化率,B 正确;
C. A、B、C、D 四点中,根据v 正=k 正•c(CH3COOCH3)•c(C6H13OH),v 逆=k
逆•c(CH3COOC6H13)•c(C6H13OH),A 点c(CH3COOCH3)•c(C6H13OH)大,温度高,因此A 点正最大,C 错误;
25
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D.
时,
以物质的
量分数代替平衡浓度的化学平衡常数
,D 正确;
故选C。
15.(2024 届高考·陕西咸阳·统考一模)体积均为1L 的两个恒容密闭容器I、Ⅱ中,均充入2mol CO(g)和
2mol NO(g),发生反应:
,相对容器Ⅱ,容器I 只改变一个外
界条件,测得N2的物质的量与时间关系如图所示。下列叙述正确的是
A.该反应是吸热反应,容器I 改变的条件可能是使用了催化剂
B.相对容器Ⅱ,容器I 改变的条件可能是升温或者加压
C.容器Ⅱ中NO 的平衡转化率为80%
D.容器Ⅱ中0~10min 内,
【答案】C
【分析】从图中信息不能确定该反应是放热还是吸热反应,但可以肯定改变某条件,容器Ⅱ比容器I 中N2
的物质的量大。
【详解】A.从图中信息不能确定该反应是吸热反应,但容器Ⅱ比容器I 中N2的物质的量不等,所以容器I
改变的条件不可能是使用了催化剂,A 不正确;
B.相对容器Ⅱ,若容器I 改变的条件是升温,平衡移动的方向未知,不能肯定容器I 中N2的物质的量比
容器Ⅱ中小,加压,则平衡正向移动,N2的物质的量应比容器Ⅱ大,B 不正确;
C.容器Ⅱ中,平衡时N2的物质的量为0.8mol,则参加反应NO 的物质的量为1.6mol,NO 的平衡转化率
为
=80%,C 正确;
D.容器Ⅱ中0~10min 内,N2的物质的量为0.5mol,则参加反应NO 的物质的量为1mol,
26
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,D 不正确;
故选C。
题型三 化学反应的方向
1.(2024 届高考·江苏·高三一模)对于反应
,下列有关说法正确的是
A.该反应的
B.该反应平衡常数的表达式为
C.反应中每消耗22.4 L
(标准状况),转移电子数约为
D.温度不变,提高
或增大反应压强,均能提高反应速率和
的转化率
【答案】D
【详解】A.该反应前后气体分子数减少,则
,故A 错误;
B.该反应平衡常数的表达式为
,故B 错误;
C.每消耗22.4 L
(标准状况),即1mol 氧气时,转移4mol 电子,转移电子数为
,故C
错误;
D.增大浓度或增大压强均能提高化学反应速率,增大氧气的浓度或增大压强均有利于该反应正向移动,
从而提高二氧化硫的转化率,故D 正确;
故选:D。
2.(2024 届高考·江苏·高三一模)反应
可用于尾气脱硝。
下列说法正确的是
A.该反应的△S<0
B.该反应达到平衡后,移除部分H2O(g),正反应速率增大
C.提高n(NO2):n(CH4)的比例,可增大NO2的平衡转化率
D.该反应每消耗1 mol NO2,转移电子的数目约为
【答案】D
【详解】A.根据反应方程式可知:反应混合物都是气体,反应物气体物质系数之和是3,生成物气体物质
系数之和是4,因此该反应是熵增的反应,故该反应的△S>0,A 错误;
B.H2O(g)是生成物,在该反应达到平衡后,若移除部分H2O(g),逆反应速率瞬间减小,正反应速率不变,
由于v(正)>v(逆),故化学平衡正向移动,平衡移动过程中正反应速率逐渐减小,B 错误;
C.若提高n(NO2):n(CH4)的比例,化学平衡正向移动,CH4的平衡转化率增大,但NO2的平衡转化率反而
会降低,C 错误;
D.根据反应方程式可知:每有2 mol NO2反应,反应过程中会转移8 mol 电子,则当消耗1 mol NO2时,
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转移电子的物质的量是4 mol,则转移的电子数目约为
,D 正确;
故合理选项是D。
3.(2024 届高考·陕西商洛·统考一模)公元八世纪,阿拉伯炼金术士在干馏硝石的时候制得了硝酸,这是
人类关于硝酸最早的记录,硝酸钾分解的化学反应方程式为
。下列有关
叙述错误的是
A.该反应是熵增过程
B.将反应后的气体全部通入水中可完全反应生成硝酸
C.上述反应方程式中每转移12mol 电子则生成6mol 非极性键
D.实验室可用NaNO3与浓硫酸反应制备少量HNO3,利用的是浓硫酸的氧化性
【答案】D
【详解】
A.该反应是气体体积增加的过程,属于熵增过程,A 正确;
B.
,B 正确;
C.反应中氮元素由+5 价降低为+2 价,氧元素由—2 价升高为0 价,反应方程式中转移
电子,生成
,对应
非极性键,C 正确;
D.实验室用
与浓硫酸反应制备少量
,利用的是浓硫酸的难挥发性,D 错误;
故选D。
4.(2024 届高考·河北·高三一模)汽车尾气净化反应2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g) ΔH=-746.8
kJ/mol,ΔS=-197.5J/(mol·K)。为了探究其转化效率,某小组利用传感器测定一定温度下投入
NO、
CO 的物质的量浓度与时间关系如图所示:
下列说法正确的是
A.上述正反应在较高温度下能自发进行
B.b→c 段反应速率v(NO)=0.1 mol/(L·s)
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C.单位时间内消耗NO 和消耗CO2浓度相等时达到平衡状态
D.该温度下,上述反应的平衡常数K=500
【答案】C
【详解】A.根据反应可知ΔH<0,ΔS<0,当较低温度时满足
,反应能自发进行,故A 错
误;
B.由曲线与纵坐标交点可知,曲线abcde 表示CO,曲线xyzw 表示NO,则b→c 段反应速率
,故B 错误;
C.当单位时间内消耗NO 和消耗CO2浓度相等时,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故C 正
确;
D.曲线abcde 表示CO,曲线xyzw 表示NO,则该温度下,达到平衡时,
,
,
,
,上述反应的平衡常数
,故D 错误;
故答案选C。
5.(2024 届高考·江苏泰州·统考一模)利用碳氮化反应
,可将
转化为
,再进一步还原得到金属钛,下列说法正确的是
A.碳氯化反应在高温下不能自发进行
B.加压、降温均可增大生成
的速率
C.反应中每消耗
,转移电子的数目约为
D.将
与
粉碎并混合均匀后反应可提高
的平衡转化率
【答案】C
【详解】A.碳氯化反应是放热反应,熵增的反应,根据
,则该反应在任意温度下能自
发进行,故A 错误;
B.加压,速率增大,降温,速率降低,因此不能增大生成
的速率,故B 错误;
C.根据方程式分析,消耗1mol
,转移4mol 电子,反应中每消耗
,转移电子的数目约为
,故C 正确;
D.将
与
粉碎并混合均匀后反应可提高
的反应速率,是由于增大接触面积,但不能提高平
衡转化率,故D 错误。
综上所述,答案为C。
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6.(2024 届高考·黑龙江·高三一模)一定条件下,在
的密闭容器中进行反应:
。反应过程中的有关数据如下表:
0
2
4
6
8
2.4
1.6
0.6
2
0.2
0
下列说法正确的是
A.该反应在高温下自发进行
B.
时,
的浓度小于
C.若保持温度不变,将容器体积扩大一倍,再达新平衡时
D.若保持温度不变,在第
向体系中加入三种物质各
,则平衡向逆反应方向移动
【答案】B
【详解】A.反应体积减小,则
,又因ΔH<0,所以高温下自由能变
,反应不能
自发进行,A 错误;
B.前2min 内CO 平均反应速率为
,但前
2min 内c(CO)减小,v(CO)也减小,所以前1min 内CO 平均反应速率
,后1min 内
CO 平均反应速率
,则前1min 内CO 浓度减少
,所以1min 时,
CO 的浓度小于1.6mol L
⋅
−1,B 正确;
C.8min 时,
,此时
,保持温度
不变,将容器体积扩大一倍,此时
,同时减小压强,平衡逆向移动,所以再达新平
衡时
,C 错误;
D.6min 时,
,此时
,
所以6min 时已达平衡,平衡时c(Cl2)=0.6mol/L、c(CO)=0.2mol/L、c(COCl2)=1.8mol/L,即平衡常数为:
,保持温度不变,在第8min 向体系中加入三种物质各1mol 后Cl2、CO、
COCl2三种物质浓度分别为:1.6mol/L、1.2mol/L、2.8mol/L,此时
,则平衡正向移
动,D 错误;
故选B。
7.(2024 届高考·浙江金华·统考一模)2-溴-2-甲基丙烷发生水解反应[
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]的能量变化与反应过程的关系如下图所示。下列说法不正确的是
A.溶液碱性增强,2-溴-2-甲基丙烷的水解百分率增大
B.该反应在低温下自发进行
C.分子中碳溴键断裂的速率比
与
结合速率快
D.碘原子半径比氯大,因此
水解生成
的速率比
快
【答案】C
【详解】A.溶液碱性增强,
平衡正向移动,2-溴-2-甲基丙烷的水
解百分率增大,故A 正确;
B.正反应放热,△H<0,生成物微粒增多,△S>0,所以该反应在任意温度下都能自发进行,故B 正确;
C.分子中碳溴键断裂的活化能大,所以碳溴键断裂的速率比
与
结合速率慢,故C 错误;
D.碘原子半径比氯大,C-Cl 键能大于C-I 键能大,因此
水解生成
的速率比
快,故D 正确;
选C。
8.(2024 届高考·江苏南京·统考一模) 含氯化合物在生产生活中应用广泛。舍勒发现将软锰矿和浓盐酸
混合加热可产生氯气,该方法仍是当今实验室制备氯气的主要方法之一,工业上以
为原料可制得
、
、
、
和
等。在催化剂
作用下,通过氧气直接氧化氯化氢制备氯气。该反应为可
逆反应,热化学方程式为
。对于反应
,下列说法正确的是
A.上述反应
B.上述反应平衡常数
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C.其他条件相同,增大
,
的转化率减小
D.上述反应中消耗
,转移电子的数目为
【答案】C
【详解】A.反应后气体的物质的量减小,则△S<0,A 错误;
B.根据平衡常数定义,该平衡反应的平衡常数为
,B 错误;
C.增大
,相当于增大HCl 的量,则HCl 的转化率降低,C 正确;
D.1molO2反应转移电子数目为4×6.02×1023,D 错误;
故选:C。
9.(2024 届高考·江苏苏州·统考一模)对于反应4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-904kJ•mol-
1,下列有关说法正确的是
A.该反应只有在高温条件下能自发进行
B.该反应的正反应的活化能小于逆反应的活化能
C.达到平衡时,升高温度,v(正)减小、v(逆)增加
D.c(NH3):c(O2):c(NO):c(H2O)=4:5:4:6 时,说明反应达到平衡状态
【答案】B
【详解】A.反应4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)△H=-904kJ•mol-1,△S>0,则复合判据
△H-T△S<0,该反应任何温度都能自发进行,故A 错误;
B.该反应的△H=正反应的活化能-逆反应的活化能=-904 kJ•mol-1<0,说明正反应的活化能小于逆反应的
活化能,故B 正确;
C.达到平衡时,温度升高v(正)和v(逆)均增加,故C 错误;
D.各物质的浓度不再变化达到平衡,浓度比等于化学计量数之比不能说明达到平衡,故D 错误;
故选:B。
10.(2024 届高考·浙江金华·统考一模)下列说法不正确的是
A.从理论上说,石墨合成金刚石需要高温高压条件,由此可知石墨转变为金刚石是一个吸热、熵减
的反应
B.已知:
,可以研究合适的催化剂有助于降低碳的排放
C.已知:
,说明该反应在常
温常压下能自发进行的决定因素是熵增
D.已知:
,根据其自发条件可知
【答案】B
【详解】A.石墨合成金刚石需要高温高压条件,金刚石能量高于石墨,石墨转变为金刚石是一个吸热、
熵减的反应,A 正确;
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B.该反应是一个熵减的吸热反应,不能自发,所以催化剂也不能反应,B 错误;
C.从焓变来看,不利于自发,从熵值来看,有利于自发,该反应在常温常压下能自发进行的决定因素是
熵增,C 正确;
D.吸热反应不利于自发,该反应能自发说明由熵决定,是熵增反应,D 正确;
故选B。
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