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专题08 化学反应速率与化学平衡
考点
三年考情(2022-2024)
命题趋势
考点1 化学反
应速率与化学
平衡
◆化学反应速率:2024 安徽卷、2024 江
苏卷、2024 甘肃卷、2023 广东卷、2023
山东卷、2023 辽宁卷、2023 浙江卷、
2022 广东卷、2022 北京卷、2022 河北
卷、2022 浙江卷
◆化学平衡:2024 黑吉辽卷、2024 山东
卷、2024 江苏卷、2024 浙江卷、2024 湖
南卷、2023 北京卷、2023 湖南卷、2023
山东卷、2022 天津卷、2022 重庆卷、
2022 江苏卷、2022 浙江卷、2022 北京
卷、2022 辽宁卷、2022 湖南卷
选择题中对于化学反应速率和化学平衡内容
的考查不算太多,这是因为在主观题中,化
学反应速率和化学平衡才是考查的重头戏。
随着新高考单科卷的实行,选择题题量大
增,有关化学反应速率和化学平衡试题的考
查在选择题中开始有所增加,考查的核心知
识还是有关化学反应速率的比较、计算和影
响因素的判断,化学平衡常数、转化率、物
质的浓度的计算,以及平衡移动原理的分析
等,常结合坐标图像或表格进行考查。
考法01 化学反应速率
1. (2024·安徽卷)室温下,为探究纳米铁去除水样中SeO4
2-的影响因素,测得不同条件下SeO4
2-浓度随时间
变化关系如下图。
实验序号
水样体积/mL
纳米铁质量/mg
水样初始pH
①
50
8
6
1
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②
50
2
6
③
50
2
8
下列说法正确的是
A. 实验①中,0~2 小时内平均反应速率v(SeO4
2-)=2.0mol·L-1·h-1
B. 实验③中,反应的离子方程式为:2Fe+SeO4
2-+8H+=2Fe3++Se+4H2O
C. 其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率
D. 其他条件相同时,水样初始pH 越小,SeO4
2-的去除效果越好
【答案】C
【解析】A. 实验①中,0~2 小时内平均反应速率
,A
不正确;
B. 实验③中水样初始
=8,溶液显弱碱性,发生反应的离子方程式中不能用
配电荷守恒,B 不正确;
C. 综合分析实验①和②可知,在相同时间内,实验①中
浓度的变化量大,因此,其他条件相同时,
适当增加纳米铁质量可加快反应速率,C 正确;
D. 综合分析实验③和②可知,在相同时间内,实验②中
浓度的变化量大,因此,其他条件相同时,
适当减小初始
,
的去除效果越好,但是当初始
太小时,
浓度太大,纳米铁与
反应速
率加快,会导致与
反应的纳米铁减少,因此,当初始
越小时
的去除效果不一定越好,D
不正确;
综上所述,本题选C。
2. (2024·江苏卷)下列说法正确的是
A. 豆科植物固氮过程中,固氮酶能提高该反应的活化能
B.
与
反应中,Ag 催化能提高生成
的选择性
C.
制
反应中,
能加快化学反应速率
D.
与
反应中,
能减小该反应的焓变
【答案】C
【解析】A. 固氮酶是豆科植物固氮过程的催化剂,能降低该反应的活化能,A 错误;
B.根据题意,催化剂有选择性,如C2H4与O2反应用Ag 催化生成
(环氧乙烷)、用CuCl2/PdCl2
催化生成CH3CHO,则判断Ag 催化不能提高生成CH3CHO 的选择性,B 错误;
C. MnO2是H2O2制O2反应的催化剂,能加快化学反应速率,C 正确;
D. V2O5是SO2与O2反应的催化剂,能加快反应速率,但不能改变该反应的焓变,D 错误;
故选C。
2
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3. (2024·甘肃卷)下列措施能降低化学反应速率的是
A. 催化氧化氨制备硝酸时加入铂
B. 中和滴定时,边滴边摇锥形瓶
C. 锌粉和盐酸反应时加水稀释
D. 石墨合成金刚石时增大压强
【答案】C
【解析】A.催化剂可以改变化学反应速率,一般来说,催化剂可以用来加快化学反应速率,故催化氧化
氨制备硝酸时加入铂可以加快化学反应速率,A 项不符合题意;
B.中和滴定时,边滴边摇锥形瓶,可以让反应物快速接触,可以加快化学反应速率,B 项不符合题意;
C.锌粉和盐酸反应时加水稀释会降低盐酸的浓度,会降低化学反应速率,C 项符合题意;
D.石墨合成金刚石,该反应中没有气体参与,增大压强不会改变化学反应速率,D 项不符合题意;
故选C。
4.(2023·山东卷)一定条件下,化合物E 和TFAA 合成H 的反应路径如下:
已知反应初始E 的浓度为0.10mol∙L-1,TFAA 的浓度为0.08mol∙L-1,部分物种的浓度随时间的变化关系如图
所示,忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是
A.t1时刻,体系中有E 存在
B.t2时刻,体系中无F 存在
C.E 和TFAA 反应生成F 的活化能很小
D.反应达平衡后,TFAA 的浓度为0.08mol∙L-1
【答案】AC
【分析】一定条件下,化合物E 和TFAA 合成H 的反应路径中,共发生三个反应:
①E+TFAA
F ②F
G ③G
H+TFAA
t1之后的某时刻,H 为0.02 mol∙L-1,此时TFAA 的浓度仍为0,则表明0.10mol∙L-1E、起始时的
0.08mol∙L-1TFAA、G 分解生成的0.02 mol∙L-1 TFAA 全部参加反应,生成0.10mol∙L-1F;在t2时刻,H 为
0.08mol∙L-1,TFAA 为0.06mol∙L-1,G 为0.01 mol∙L-1,则F 为0.01 mol∙L-1。
【解析】A.t1时刻,H 的浓度小于0.02 mol∙L-1,此时反应③生成F 的浓度小于0.02 mol∙L-1,参加反应①的
3
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H 的浓度小于0.1 mol∙L-1,则参加反应E 的浓度小于0.1 mol∙L-1,所以体系中有E 存在,A 正确;
B.由分析可知,t2时刻,H 为0.08mol∙L-1,TFAA 为0.06mol∙L-1,G 为0.01 mol∙L-1,则F 为0.01 mol∙L-1,
所以体系中有F 存在,B 不正确;
C.t1之后的某时刻,H 为0.02 mol∙L-1,此时TFAA 的浓度仍为0,表明此时E 和TFAA 完全反应生成F,
所以E 和TFAA 生成F 的反应速率快,反应的活化能很小,C 正确;
D.在t2时刻,H 为0.08mol∙L-1,TFAA 为0.06mol∙L-1,G 为0.01 mol∙L-1,F 为0.01 mol∙L-1,只有F、G 全部
转化为H 和TFAA 时,TFAA 的浓度才能为0.08mol∙L-1,而G
H+TFAA 为可逆反应,所以反应达平衡后,
TFAA 的浓度一定小于0.08mol∙L-1,D 不正确;
故选AC。
5.(2023·广东卷)催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应
。反应历程(下图)中,M 为中间产物。其它条
件相同时,下列说法不正确的是
A.使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4 步进行
B.反应达平衡时,升高温度,R 的浓度增大
C.使用Ⅱ时,反应体系更快达到平衡
D.使用Ⅰ时,反应过程中M 所能达到的最高浓度更大
【答案】C
【解析】A.由图可知两种催化剂均出现四个波峰,所以使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4 步进行,A 正确;
B.由图可知该反应是放热反应,所以达平衡时,升高温度平衡向左移动,R 的浓度增大,B 正确;
C.由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能,所以使用Ⅰ时反应速率更快,反应体系更快达到平衡,
C 错误;
D.由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快,后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率
较慢,所以使用Ⅰ时,反应过程中M 所能达到的最高浓度更大,D 正确;
故选C。
6.(2023·辽宁卷)一定条件下,酸性
溶液与
发生反应,
(Ⅱ)起催化作用,过程中不同
价态含
粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是
4
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A.
(Ⅲ)不能氧化
B.随着反应物浓度的减小,反应速率逐渐减小
C.该条件下,
(Ⅱ)和
(Ⅶ)不能大量共存
D.总反应为:
【答案】C
【分析】开始一段时间(大约13min 前)随着时间的推移Mn(Ⅶ)浓度减小直至为0,Mn(Ⅲ)浓度增大直至
达到最大值,结合图像,此时间段主要生成Mn(Ⅲ),同时先生成少量Mn(Ⅳ)后Mn(Ⅳ)被消耗;后来(大
约13min 后)随着时间的推移Mn(Ⅲ)浓度减少,Mn(Ⅱ)的浓度增大;据此作答。
【解析】A.由图像可知,随着时间的推移Mn(Ⅲ)的浓度先增大后减小,说明开始反应生成Mn(Ⅲ),后
Mn(Ⅲ)被消耗生成Mn(Ⅱ),Mn(Ⅲ)能氧化H2C2O4,A 项错误;
B.随着反应物浓度的减小,到大约13min 时开始生成Mn(Ⅱ),Mn(Ⅱ)对反应起催化作用,13min 后反应速
率会增大,B 项错误;
C.由图像可知,Mn(Ⅶ)的浓度为0 后才开始生成Mn(Ⅱ),该条件下Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存,C 项
正确;
D.H2C2O4为弱酸,在离子方程式中应以化学式保留,总反应为2
+5H2C2O4+6H+=2Mn2+
+10CO2↑+8H2O,D 项错误;
答案选C。
7.(2023·浙江卷)一定条件下,
苯基丙炔(
)可与
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
5
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C.增加
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Ⅰ
【答案】C
【解析】A.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;
B.短时间里反应I 得到的产物比反应Ⅱ得到的产物多,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;
C.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;
D.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Ⅰ,故D 正确。
综上所述,答案为C。
8.(2022·广东卷)在相同条件下研究催化剂I、Ⅱ对反应
的影响,各物质浓度c 随反应时间t 的
部分变化曲线如图,则
A.无催化剂时,反应不能进行
B.与催化剂Ⅰ相比,Ⅱ使反应活化能更低
C.a 曲线表示使用催化剂Ⅱ时X 的浓度随t 的变化
D.使用催化剂Ⅰ时,
内,
【答案】D
【解析】A.由图可知,无催化剂时,随反应进行,生成物浓度也在增加,说明反应也在进行,故A 错误;
B.由图可知,催化剂I 比催化剂II 催化效果好,说明催化剂I 使反应活化能更低,反应更快,故B 错误;
C.由图可知,使用催化剂II 时,在0~2min 内Y 的浓度变化了2.0mol/L,而a 曲线表示的X 的浓度变化
了2.0mol/L,二者变化量之比不等于化学计量数之比,所以a 曲线不表示使用催化剂II 时X 浓度随时间t
的变化,故C 错误;
D.使用催化剂I 时,在0~2min 内,Y 的浓度变化了4.0mol/L,则
(Y) =
=
=2.0
,
(X) =
(Y) =
2.0
=1.0
,故D 正确;
答案选D。
9.(2022·北京卷)CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用,原理如图1 所示。反应①完成之后,
以N2为载气,以恒定组成的N2、CH4混合气,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的
量随反应时间变化如图2 所示。反应过程中始终未检测到CO2,在催化剂上有积碳。
6
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下列说法不正确的是
A.反应①为CaO+CO2=CaCO3;反应②为CaCO3+CH4
CaO+2CO+2H2
B.t1~t3,n(H2)比n(CO)多,且生成H2速率不变,可能有副反应CH4
C+2H2
C.t2时刻,副反应生成H2的速率大于反应②生成H2速率
D.t3之后,生成CO 的速率为0,是因为反应②不再发生
【答案】C
【解析】A.由题干图1 所示信息可知,反应①为CaO+CO2=CaCO3,结合氧化还原反应配平可得反应②为
,A 正确;
B.由题干图2 信息可知,t1~t3,n(H2)比n(CO)多,且生成H2速率不变,且反应过程中始终未检测到CO2,
在催化剂上有积碳,故可能有副反应
,反应②和副反应中CH4和H2的系数比均为1:2,
B 正确;
C.由题干反应②方程式可知,H2和CO 的反应速率相等,而t2时刻信息可知,H2的反应速率未变,仍然
为2mmol/min,而CO 变为1~2mmol/min 之间,故能够说明副反应生成H2的速率小于反应②生成H2速率,
C 错误;
D.由题干图2 信息可知,t3之后,CO 的速率为0,CH4的速率逐渐增大,最终恢复到1,说明生成CO 的
速率为0,是因为反应②不再发生,而后副反应逐渐停止反应,D 正确;
答案选C。
10.(2022·河北卷)恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量X,发生反应的方程式为①
;②
。反应①的速率
,反应②的速率
,式中
为速率常数。图甲为该体系中X、
Y、Z 浓度随时间变化的曲线,图乙为反应①和②的
曲线。下列说法错误的是
7
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A.随
的减小,反应①、②的速率均降低
B.体系中
C.欲提高Y 的产率,需提高反应温度且控制反应时间
D.温度低于
时,总反应速率由反应②决定
【答案】AB
【分析】由图中的信息可知,浓度随时间变化逐渐减小的代表的是X,浓度随时间变化逐渐增大的代表的
是Z,浓度随时间变化先增大后减小的代表的是Y;由图乙中的信息可知,反应①的速率常数随温度升高
增大的幅度小于反应②的。
【解析】A.由图甲中的信息可知,随c(X)的减小,c(Y) 先增大后减小,c(Z)增大,因此,反应①的速率
随c(X)的减小而减小,而反应②的速率先增大后减小,A 说法错误;
B.根据体系中发生的反应可知,在Y 的浓度达到最大值之前,单位时间内X 的减少量等于Y 和Z 的增加
量,因此,v (X)= v (Y) +v(Z),但是,在Y 的浓度达到最大值之后,单位时间内Z 的增加量等于Y 和X
的减少量,故v (X) + v (Y) = v(Z),B 说法错误;
C.升高温度可以可以加快反应①的速率,但是反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的,
且反应②的的速率随着Y 的浓度的增大而增大,因此,欲提高Y 的产率,需提高反应温度且控制反应时间,
C 说法正确;
D.由图乙信息可知,温度低于T1时,k1>k2,反应②为慢反应,因此,总反应速率由反应②决定,D 说法
正确;
综上所述,本题选AB。
11.(2022·浙江卷)在恒温恒容条件下,发生反应A(s)+2B(g)
3X(g),c(B)随时间的变化如图中曲线
甲所示。下列说法不正确的是
A.从a、c 两点坐标可求得从a 到c 时间间隔内该化学反应的平均速率
B.从b 点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率
C.在不同时刻都存在关系:2v(B)=3v(X)
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D.维持温度、容积、反应物起始的量不变,向反应体系中加入催化剂,c(B)随时间变化关系如图中曲线
乙所示
【答案】C
【解析】A.图象中可以得到单位时间内的浓度变化,反应速率是单位时间内物质的浓度变化计算得到,
从a、c 两点坐标可求得从a 到c 时间间隔内该化学反应的平均速率,选项A 正确;
B.b 点处的切线的斜率是此时刻物质浓度除以此时刻时间,为反应物B 的瞬时速率,选项B 正确;
C.化学反应速率之比等于化学方程式计量数之比分析,3v(B)=2v(X),选项C 不正确;
D.维持温度、容积不变,向反应体系中加入催化剂,平衡不移动,反应速率增大,达到新的平衡状态,
平衡状态与原来的平衡状态相同,选项D 正确;
答案选C。
考法02 化学平衡
12. (2024·黑吉辽卷)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品,
时其制备过程及相关物质浓
度随时间变化如图所示,
后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是
A.
时,反应②正、逆反应速率相等
B. 该温度下的平衡常数:①>②
C.
平均速率(异山梨醇)
D. 反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
【答案】A
【解析】
【解析】A.由图可知,3 小时后异山梨醇浓度继续增大,
后异山梨醇浓度才不再变化,所以
时,
反应②未达到平衡状态,即正、逆反应速率不相等,故A 错误;
B.图像显示该温度下,
后所有物质浓度都不再变化,且此时山梨醇转化完全,即反应充分,而1,4-
失水山梨醇仍有剩余,即反应②正向进行程度小于反应①、反应限度小于反应①,所以该温度下的平衡常
数:①>②,故B 正确;
9
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C.由图可知,在
内异山梨醇的浓度变化量为0.042mol/kg,所以平均速率(异山梨醇)=
,故C 正确;
D.催化剂只能改变化学反应速率,不能改变物质平衡转化率,所以反应②加入催化剂不改变其平衡转化
率,故D 正确;
故答案为:A。
13. (2024·山东卷)逆水气变换反应:
。一定压力下,按
,
物质的量之比
投料,
,
温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已
知该反应的速率方程为
,
,
温度时反应速率常数k 分别为
。下列说法错
误的是
A.
B.
温度下达平衡时反应速率的比值:
C. 温度不变,仅改变体系初始压力,反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变
D.
温度下,改变初始投料比例,可使平衡时各组分摩尔分数与
温度时相同
【答案】CD
【解析】
【分析】由图可知,T1比T2反应速率速率快,则T1>T2;T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温
度下平衡时;由于起始CO2与H2的物质的量之比为1∶1,则达到平衡时CO2和H2的摩尔分数相等。
【解析】A.根据分析,T1比T2反应速率速率快,反应速率常数与温度有关,结合反应速率方程知k1>
k2,A 项正确;
B.反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2),则
,T1温度下达到平衡时反应物的
摩尔分数低于T2温度下平衡时,则
,B 项正确;
C.温度不变,仅改变体系初始压力,虽然平衡不移动,但反应物的浓度改变,反应速率改变,反应达到
10
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平衡的时间改变,反应物摩尔分数随时间的变化曲线变化,C 项错误;
D.T2温度下,改变初始投料比,相当于改变某一反应物的浓度,达到平衡时H2和CO2的摩尔分数不可能
相等,故不能使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同,D 项错误;
答案选CD。
14. (2024·江苏卷)二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为:
①
②
、
下,将一定比例
、
混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、
L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO 和
的体积分数如图所示。下列说法正确的是
A. L4处与L5处反应①的平衡常数K 相等
B. 反应②的焓变
C. L6处的
的体积分数大于L5处
D. 混合气从起始到通过L1处,CO 的生成速率小于
的生成速率
【答案】C
【解析】A.L4处与L5处的温度不同,故反应①的平衡常数K 不相等,A 错误;
B.由图像可知,L1-L3温度在升高,该装置为绝热装置,反应①为吸热反应,所以反应②为放热反应,
ΔH2<0,B 错误;
C.从L5到L6,甲醇的体积分数逐渐增加,说明反应②在向右进行,反应②消耗 CO,而 CO 体积分数没
有明显变化,说明反应①也在向右进行,反应①为气体分子数不变的反应,其向右进行时,n(H2O) 增大,
反应②为气体分子数减小的反应,且没有H2O 的消耗与生成,故 n 总减小而n(H₂O)增加,即H2O 的体积
分数会增大,故L6处的 H2O 的体积分数大于L5处,C 正确;
D.L1处CO
体积分数大于 CH3OH,说明生成的 CO 的物质的量大于CH3OH,两者反应时间相同,说
明CO 的生成速率大于 CH3OH 的生成速率,D 错误;
故选C。
15. (2024·浙江卷6 月)二氧化碳氧化乙烷制备乙烯,主要发生如下两个反应:
I.
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II.
向容积为
的密闭容器中投入
和
,不同温度下,测得
时(反应均未平衡)的
相关数据见下表,下列说法不正确的是
温度(
)
400
500
600
乙烷转化率(
)
2.2
9.0
17.8
乙烯选择性(
)
92.6
80.0
61.8
注:乙烯选择性
A. 反应活化能:
B.
时,
反应I 的平均速率为:
C. 其他条件不变,平衡后及时移除
,可提高乙烯的产率
D. 其他条件不变,增大投料比
投料,平衡后可提高乙烷转化率
【答案】D
【解析】A.由表可知,相同温度下,乙烷在发生转化时,反应Ⅰ更易发生,则反应活化能:Ⅰ<Ⅱ,A 正
确;
B.由表可知,500℃时,乙烷的转化率为9.0%,可得转化的乙烷的总物质的量为2mol×9.0%=0.18mol,而
此温度下乙烯的选择性为80%,则转化为乙烯的乙烷的物质的量为0.18mol×80%=0.144mol,根据方程式可
得,生成乙烯的物质的量为
0.144mol ,则
反应I 的平均速率为:
,B 正确;
C.其他条件不变,平衡后及时移除
,反应Ⅰ正向进行,可提高乙烯的产率,C 正确;
D.其他条件不变,增大投料比
投料,平衡后CO2转化率提高,C2H6转化率降低,D
错误;
答案选D。
16. (2024·湖南卷)恒压下,向某密闭容器中充入一定量的
和
,发生如下反应:
主反应:
副反应:
在不同温度下,反应达到平衡时,测得两种含碳产物的分布分数
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随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所
示,下列说法正确的是
A. 投料比x 代表
B. 曲线c 代表乙酸的分布分数
C.
,
D. L、M、N 三点的平衡常数:
【答案】D
【分析】题干明确指出,图中曲线表示的是测得两种含碳产物的分布分数即分别为
、
,若投料比x 代表
,x 越大,可看作是CH3OH 的量增多,则对于主、副反
应可知生成的CH3COOCH3越多,CH3COOCH3分布分数越高,则曲线a 或曲线b 表示CH3COOCH3分布分
数,曲线c 或曲线d 表示CH3COOH 分布分数,据此分析可知AB 均正确,可知如此假设错误,则可知投料
比x 代表
,曲线a 或曲线b 表示
,曲线c 或曲线d 表示
,
据此作答。
【解析】A.根据分析可知,投料比x 代表
,故A 错误;
B.根据分析可知,曲线c 表示CH3COOCH3分布分数,故B 错误;
C.根据分析可知,曲线a 或曲线b 表示
,当同一投料比时,观察图像可知T2时
大于T1时
,而
可知,温度越高则
越大,说明温度
升高主反应的平衡正向移动,
;曲线c 或曲线d 表示
,当同一投料比时,观察
可知T1时
大于T2时
,而
可知,温度越高则
越小,说明温度升高副反应的平衡逆向移动,
,故C 错误;
13
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D.L、M、N 三点对应副反应
,且
,升高温度平衡逆向移动,
,故D 正确;
故答案选D。
17.(2023·北京卷)下列事实能用平衡移动原理解释的是
A.
溶液中加入少量
固体,促进
分解
B.密闭烧瓶内的
和
的混合气体,受热后颜色加深
C.铁钢放入浓
中,待不再变化后,加热能产生大量红棕色气体
D.锌片与稀
反应过程中,加入少量
固体,促进
的产生
【答案】B
【解析】A.MnO2会催化 H2O2分解,与平衡移动无关,A 项错误;
B.NO2转化为N2O4 的反应是放热反应,升温平衡逆向移动, NO2浓度增大,混合气体颜色加深,B 项正
确;
C.铁在浓硝酸中钝化,加热会使表面的氧化膜溶解,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;
D.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。
18.(2023·湖南卷)向一恒容密闭容器中加入
和一定量的
,发生反应:
。
的平衡转化率按不同投料比
随温度的变化曲线
如图所示。下列说法错误的是
A.
B.反应速率:
C.点a、b、c 对应的平衡常数:
D.反应温度为
,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
【答案】B
【解析】A.一定条件下,增大水的浓度,能提高CH4的转化率,即x 值越小,CH4的转化率越大,则
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,故A 正确;
B.b 点和c 点温度相同,CH4的起始物质的量都为1mol,b 点x 值小于c 点,则b 点加水多,反应物浓度
大,则反应速率:
,故B 错误;
C.由图像可知,x 一定时,温度升高CH4的平衡转化率增大,说明正反应为吸热反应,温度升高平衡正向
移动,K 增大;温度相同,K 不变,则点a、b、c 对应的平衡常数:
,故C 正确;
D.该反应为气体分子数增大的反应,反应进行时压强发生改变,所以温度一定时,当容器内压强不变时,
反应达到平衡状态,故D 正确;
答案选B。
19.(2023·山东卷)在含HgI2(g)的溶液中,一定c(I-)范围内,存在平衡关系:
;
;
;
;
,平衡常
数依次为
。已知
、
,
、
随
的变化关
系如图所示,下列说法错误的是
A.线
表示
的变化情况
B.随
增大,
先增大后减小
C.
D.溶液中I 元素与
元素的物质的量之比始终为
【答案】B
【分析】由题干反应方程式
可知,K1=
,则有c(Hg2+)=
,则有
lgc(Hg2+)=lgK1+lgc(HgI2)-2lgc(I-),同理可得:lgc(HgI+)=lgK2+lgc(HgI2)-lgc(I-),
=lgK3+lgc(HgI2)+
lgc(I-),
==lgK4+lgc(HgI2)+ 2lgc(I-),且由
可知K0=
为一定值,
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故可知图示中
曲线1、2、3、4 即L 分别代表
、
、
、
,据此分析解题。
【解析】A.由分析可知,线
表示
的变化情况,A 正确;
B.已知
的化学平衡常数K0=
,温度不变平衡常数不变,故随
增大,
始终保持不变,B 错误;
C.由分析可知,曲线1 方程为:lgc(Hg2+)=lgK1+lgc(HgI2)-2lgc(I-),曲线2 方程为:
lgc(HgI+)=lgK2+lgc(HgI2)-lgc(I-)即有①b= lgK1+lgc(HgI2)-2a,②b= lgK2+lgc(HgI2)-a,联合①②可知得:
,C 正确;
D.溶液中的初始溶质为HgI2,根据原子守恒可知,该溶液中I 元素与
元素的物质的量之比始终为
,
D 正确;
故答案为:B。
20.(2022·天津卷)向恒温恒容密闭容器中通入2mol
和1mol
,反应
达到平衡后,再通入一定量
,达到新平衡时,下列有关判断错误的是
A.
的平衡浓度增大
B.反应平衡常数增大
C.正向反应速率增大
D.
的转化总量增大
【答案】B
【解析】A.平衡后,再通入一定量
,平衡正向移动,
的平衡浓度增大,A 正确;
B.平衡常数是与温度有关的常数,温度不变,平衡常数不变,B 错误;
C.通入一定量
,反应物浓度增大,正向反应速率增大,C 正确;
D.通入一定量
,促进二氧化硫的转化,
的转化总量增大,D 正确;
故选B。
21.(2022·重庆卷)两种酸式碳酸盐的分解反应如下。某温度平衡时总压强分别为p1 和p2。
反应1:NH4HCO3(s)
NH3(g)+H2O(g)+CO2(g) p1=3.6×104Pa
反应2:2NaHCO3(s)
Na2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g) p2=4×103Pa
该温度下,刚性密闭容器中放入NH4HCO3和Na2CO3固体,平衡后以上3 种固体均大量存在。下列说法错
误的是
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A.反应2 的平衡常数为4×106Pa2
B.通入NH3,再次平衡后,总压强增大
C.平衡后总压强为4.36×105Pa
D.缩小体积,再次平衡后总压强不变
【答案】B
【解析】A.反应2 的平衡常数为
,A 正确;
B.刚性密闭容器,温度不变平衡常数不变,再次达平衡后,容器内各气体分压不变,总压强不变,B 错
误;
C.
,
,
,
,所以总压强为:
,C 正确;
D.达平衡后,缩小体积,平衡逆向移动,温度不变,平衡常数不变,再次平衡后总压强不变,D 正确;
故选B。
22.(2022·江苏卷)乙醇-水催化重整可获得
。其主要反应为
,
,在
、
时,若仅考
虑上述反应,平衡时
和CO 的选择性及
的产率随温度的变化如图所示。
CO 的选择性
,下列说法正确的是
A.图中曲线①表示平衡时
产率随温度的变化
B.升高温度,平衡时CO 的选择性增大
C.一定温度下,增大
可提高乙醇平衡转化率
D.一定温度下,加入
或选用高效催化剂,均能提高平衡时
产率
【答案】B
【分析】根据已知反应①
,反应②
17
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,且反应①的热效应更大,温度升高的时候对反应①影响更
大一些,根据选择性的含义,升温时CO 选择性增大,同时CO2的选择性减小,所以图中③代表CO 的选
择性,①代表CO2的选择性,②代表H2的产率,以此解题。
【解析】A.由分析可知②代表H2的产率,故A 错误;
B.由分析可知升高温度,平衡时CO 的选择性增大,故B 正确;
C.一定温度下,增大
,可以认为开始时水蒸气物质的量不变,增大乙醇物质的量,乙醇的平
衡转化率降低,故C 错误;
D.加入
或者选用高效催化剂,不会影响平衡时
产率,故D 错误;
故选B。
23.(2022·江苏卷)用尿素水解生成的
催化还原
,是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为
,下列说法正确的是
A.上述反应
B.上述反应平衡常数
C.上述反应中消耗
,转移电子的数目为
D.实际应用中,加入尿素的量越多,柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小
【答案】B
【解析】A.由方程式可知,该反应是一个气体分子数增大的反应,即熵增的反应,反应△S>0,故A 错
误;
B.由方程式可知,反应平衡常数
,故B 正确;
C.由方程式可知,反应每消耗4mol 氨气,反应转移12mol 电子,则反应中消耗1mol 氨气转移电子的数
目为3mol×4×
×6.02×1023=3×6.02×1023,故C 错误;
D.实际应用中,加入尿素的量越多,尿素水解生成的氨气过量,柴油机车辆排放的氨气对空气污染程度
增大,故D 错误;
故选B。
24.(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
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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】A.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(NH3)=
=2.00 10-5mol/(L·min),反应速率之比等于化学计量数之比,v(N2)=
v(NH3)=1.00
10-5mol/(L·min),A 正确;
B.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;
C.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;
D.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;
答案选C。
25.(2022·北京卷)某
多孔材料孔径大小和形状恰好将
“固定”,能高选择性吸附
。废
气中的
被吸附后,经处理能全部转化为
。原理示意图如下。
已知:
下列说法不正确的是
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A.温度升高时不利于
吸附
B.多孔材料“固定”
,促进
平衡正向移动
C.转化为
的反应是
D.每获得
时,转移电子的数目为
【答案】D
【分析】废气经过MOFs 材料之后,NO2转化成N2O4被吸附,进而与氧气和水反应生成硝酸,从该过程中
我们知道,NO2转化为N2O4的程度,决定了整个废气处理的效率。
【解析】A.从
可以看出,这个是一个放热反应,升高温度之后,平衡逆向移动,
导致生成的N2O4减少,不利于NO2的吸附,A 正确;
B.多孔材料“固定”
,从而促进
平衡正向移动,B 正确;
C.N2O4和氧气、水反应生成硝酸,其方程式为
,C 正确;
D.在方程式
中,转移的电子数为4e-,则每获得
,转移的电子数为
0.4mol,即个数为
,D 错误;
故选D。
26.(2022·辽宁卷)某温度下,在
恒容密闭容器中
发生反应2X(s) Y(g)+2Z(g),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】A.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;
B.
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:
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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;
C.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;
D.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;
故答案选B。
27.(2022·湖南卷)向体积均为1L 的两恒容容器中分别充入
和
发生反应:
,其中甲为绝热过程,乙为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所
示。下列说法正确的是
A.
B.气体的总物质的量:
C.a 点平衡常数:
D.反应速率:
【答案】BC
【解析】A.甲容器在绝热条件下,随着反应的进行,压强先增大后减小,根据理想气体状态方程
PV=nRT 可知,刚开始压强增大的原因是因为容器温度升高,则说明上述反应过程放热,即
<0,故A
错误;
B.根据A 项分析可知,上述密闭溶液中的反应为放热反应,图中a 点和c 点的压强相等,因甲容器为绝
热过程,乙容器为恒温过程,若两者气体物质的量相等,则甲容器压强大于乙容器压强,则说明甲容器中
气体的总物质的量此时相比乙容器在减小即气体总物质的量:na<nc,故B 正确;
C.a 点为平衡点,此时容器的总压为p,根据理想气体状态方程PV=nRT 可知,在恒容条件下进行,气体
的物质的量之比等于
整体之比,根据A 项分析可知,绝热条件下,反应到平衡状态放热,所以Ta>T 始,
21
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压强:Pa=
P 始,则na<
n 始,可设Y 转化的物质的量浓度为xmol∙L−1,则列出三段式如下:
,则有
<
,计算得到x>0.75,那么化学
平衡常数K=
>
,故C 正确;
D.根据图像可知,甲容器达到平衡的时间短,温度高,所以达到平衡的速率相对乙容器的快,即Va 正>Vb
正,故D 错误。
综上所述,答案为B。
28.(2022·广东卷)恒容密闭容器中,
在不同温度下达平衡时,
各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的
B.a 为
随温度的变化曲线
C.向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动
D.向平衡体系中加入
,H2的平衡转化率增大
【答案】C
【解析】A.从图示可以看出,平衡时升高温度,氢气的物质的量减少,则平衡正向移动,说明该反应的
正反应是吸热反应,即ΔH>0,故A 错误;
B.从图示可以看出,在恒容密闭容器中,随着温度升高氢气的平衡时的物质的量减少,则平衡随着温度
升高正向移动,水蒸气的物质的量增加,而a 曲线表示的是物质的量不随温度变化而变化,故B 错误;
C.容器体积固定,向容器中充入惰性气体,没有改变各物质的浓度,平衡不移动,故C 正确;
D.BaSO4是固体,向平衡体系中加入BaSO4,不能改变其浓度,因此平衡不移动,氢气的转化率不变,故
D 错误;
故选C。
29.(2022·江苏卷)乙醇-水催化重整可获得
。其主要反应为
,
22
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,在
、
时,若仅考
虑上述反应,平衡时
和CO 的选择性及
的产率随温度的变化如图所示。
CO 的选择性
,下列说法正确的是
A.图中曲线①表示平衡时
产率随温度的变化
B.升高温度,平衡时CO 的选择性增大
C.一定温度下,增大
可提高乙醇平衡转化率
D.一定温度下,加入
或选用高效催化剂,均能提高平衡时
产率
【答案】B
【分析】根据已知反应①
,反应②
,且反应①的热效应更大,温度升高的时候对反应①影响更
大一些,根据选择性的含义,升温时CO 选择性增大,同时CO2的选择性减小,所以图中③代表CO 的选
择性,①代表CO2的选择性,②代表H2的产率,以此解题。
【解析】A.由分析可知②代表H2的产率,故A 错误;
B.由分析可知升高温度,平衡时CO 的选择性增大,故B 正确;
C.一定温度下,增大
,可以认为开始时水蒸气物质的量不变,增大乙醇物质的量,乙醇的平
衡转化率降低,故C 错误;
D.加入
或者选用高效催化剂,不会影响平衡时
产率,故D 错误;
故选B。
30.(2022·海南卷)某温度下,反应CH2=CH2(g)+H2O(g)
CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡,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.恒容下,充入一定量的
,平衡向正反应方向移动
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D.恒容下,充入一定量的
,
的平衡转化率增大
【答案】C
【解析】A.该反应是一个气体分子数减少的反应,增大压强可以加快化学反应速率,正反应速率增大的
幅度大于逆反应的,故v 正> v 逆,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
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CH3CH2OH(g)的浓度,B 不正确;
C.恒容下,充入一定量的H2O(g),H2O(g)的浓度增大,平衡向正反应方向移动,C 正确;
D.恒容下,充入一定量的CH2=CH2 (g),平衡向正反应方向移动,但是CH2=CH2 (g)的平衡转化率减小,
D 不正确;
综上所述,本题选C。
31.(2022·浙江卷)AB 型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)=An+(aq)+Bn-(aq),
其焓变和熵变分别为ΔH 和ΔS。对于不同组成的AB 型强电解质,下列说法正确的是
A.ΔH 和ΔS 均大于零
B.ΔH 和ΔS 均小于零
C.ΔH 可能大于零或小于零,ΔS 大于零
D.ΔH 和ΔS 均可能大于零或小于零
【答案】D
【解析】强电解质溶于水有的放热,如硫酸铜等;有的吸热,如碳酸氢钠等,所以在水中溶解对应的ΔH
可能大于零或小于零。熵表示系统混乱程度。体系越混乱,则熵越大。AB 型强电解质固体溶于水,存在
熵的变化。固体转化为离子,混乱度是增加的,但离子在水中存在水合过程,这样会引发水的混乱度的变
化,让水分子会更加规则,即水的混乱度下降,所以整个溶解过程的熵变ΔS,取决于固体转化为离子的熵
增与水合过程的熵减两个作用的相对大小关系。若是前者占主导,则整个溶解过程熵增,即ΔS>0,反之,
熵减,即ΔS<0。综上所述,D 项符合题意。故选D。
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