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五年(2019-2023)年高考真题分项汇编
专题09 化学反应速率与化学平衡
〖2023 年高考真题〗
考点一 化学反应速率计算与影响因素分析
1.(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。
【详解】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,
1
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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。
考点二 化学平衡及其移动
2.(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
【详解】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。
考点三 化学反应速率、平衡图像分析
3.(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:
2
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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
【详解】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
,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。
4.(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
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。
【详解】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
3
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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。
5.(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
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
【详解】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
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。
〖2022 年高考真题〗
考点一 化学平衡及其移动
6.(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
【详解】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;
4
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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。
7.(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
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
【详解】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。
8.(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
【详解】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;
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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。
9.(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】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
6
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确;
答案选C。
10.(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
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。
【详解】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。
11.(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
7
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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
【详解】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:
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。
考点三 化学反应速率、平衡图像分析
12.(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
8
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A.
B.气体的总物质的量:
C.a 点平衡常数:
D.反应速率:
【答案】B
【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,假设在恒温恒容条件下进行,则气体的压强之比等于气体的物质
的量(物质的量浓度)之比,所以可设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=
,又甲容器为绝热条件,等效为恒温条件下升温,平衡逆向移动,则平衡
常数减小即平衡常数K<12,故C 错误;
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。
13.(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
9
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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。
14.(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;
10
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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。
15.(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。
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
【详解】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,
11
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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。
16.(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
,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。
【详解】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;
12
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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。
〖2021 年高考真题〗
考点一 化学反应速率计算与影响因素分析
17.(2021·湖南)铁的配合物离子(用
表示)催化某反应的一种反应机理和相对能量的变化情
况如图所示:
下
列说法错误的是
A.该过程的总反应为
B.
浓度过大或者过小,均导致反应速率降低
C.该催化循环中
元素的化合价发生了变化
D.该过程的总反应速率由Ⅱ→Ⅲ步骤决定
【答案】D
【详解】
A.由反应机理可知,HCOOH 电离出氢离子后,HCOO-与催化剂结合,放出二氧化碳,然后又结合氢离
子转化为氢气,所以化学方程式为HCOOH
CO2↑+H2↑,故A 正确;
B.若氢离子浓度过低,则反应Ⅲ→Ⅳ的反应物浓度降低,反应速率减慢,若氢离子浓度过高,则会抑制
加酸的电离,使甲酸根浓度降低,反应Ⅰ→Ⅱ速率减慢,所以氢离子浓度过高或过低,均导致反应速率减慢,
故B 正确;
C.由反应机理可知,Fe 在反应过程中,化学键数目发生变化,则化合价也发生变化,故C 正确;
D.由反应进程可知,反应Ⅳ→Ⅰ能垒最大,反应速率最慢,对该过程的总反应起决定作用,故D 错误;
13
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故选D。
考点二 化学平衡及其移动
18.(2021·浙江)一定温度下:在
的四氯化碳溶液(
)中发生分解反应:
。在不同时刻测量放出的
体积,换算成
浓度如下表:
0
600
1200
171
0
2220
282
0
x
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
的平均速率为
B.反应
时,放出的
体积为
(标准状况)
C.反应达到平衡时,
D.推测上表中的x 为3930
【答案】D
【详解】
A.
,
的变化量为(0.96-0.66)
==0.3
,在此时间段内
的变化量为
其2 倍,即0.6
,因此,生成
的平均速率为
,A 说法不
正确;
B.由表中数据可知,反应
时,
的变化量为(1.40-0.35)
==1.05
,其物质的量
的变化量为1.05
0.1L=0.105mol,
的变化量是其
,即0.0525mol,因此,放出的
在标准
状况下的体积为0.0525mol 22.4L/mol=
,B 说法不正确;
C.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;
D.分析表中数据可知,该反应经过1110s(600-1710,1710-2820)后
的浓度会变为原来的
,因此,
的浓度由0.24
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。
考点三 化学反应速率、平衡图像分析
19.(2021·广东)反应
经历两步:①
;②
。反应体系中
、
、
的浓度c 随
时间t 的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
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A.a 为
随t 的变化曲线
B.
时,
C.
时,
的消耗速率大于生成速率
D.
后,
【答案】D
【分析】
由题中信息可知,反应
经历两步:①
;②
。因此,图中呈不断减小趋势的a线为
X 的浓度
随时间的变化曲线,呈不断增加趋势的线为Z 的浓度
随时间的变化曲线,先增加后减小的
线为Y 的浓度
随时间的变化曲线。
【详解】
A.X 是唯一的反应物,随着反应的发生,其浓度不断减小,因此,由图可知,
为
随的变化曲线,
A 正确;
B.由图可知,分别代表3 种不同物质的曲线相交于
时刻,因此,
时
,B 正确;
C.由图中信息可知,
时刻以后,Y 的浓度仍在不断减小,说明
时刻反应两步仍在向正反应方向发生,
而且反应①生成Y 的速率小于反应②消耗Y 的速率,即
时
的消耗速率大于生成速率,C 正确;
D.由图可知,
时刻反应①完成,X 完全转化为Y,若无反应②发生,则
,由于反应②
的发生,
时刻Y 浓度的变化量为
,变化量之比等于化学计量数之比,所以Z 的浓度
的变化量为
,这种关系在
后仍成立, 因此,D 不正确。
综上所述,本题选D。
20.(2021·河北)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:
①M+N=X+Y;②M+N=X+Z,反应①的速率可表示为v1=k1c2(M),反应②的速率可表示为v2=k2c2(M) (k1、
k2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图,下列说法错误的是
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A.0~30min 时间段内,Y 的平均反应速率为6.67×10-8mol•L-1•min-1
B.反应开始后,体系中Y 和Z 的浓度之比保持不变
C.如果反应能进行到底,反应结束时62.5%的M 转化为Z
D.反应①的活化能比反应②的活化能大
【答案】A
【详解】
A.由图中数据可知,
时,M、Z 的浓度分别为0.300
和0.125
,则M 的变化量为
0.5
-0.300
=0.200
,其中转化为Y 的变化量为0.200
-0.125
=0.075
。因此,
时间段内,Y 的平均反应速率为
,A 说法不正确;
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),因此反应开始后,体系中Y 和Z 的浓度之比等于
,由于
k1、k2为速率常数,故该比值保持不变,B 说法正确;
C.结合A、B 的分析可知因此反应开始后,在相同的时间内体系中Y 和Z 的浓度之比等于
=
,因此,如果反应能进行到底,反应结束时有
的M 转化为Z,即
的M 转化
为Z,C 说法正确;
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,D 说法正确。
综上所述,相关说法不正确的只有A,故本题选A。
21.(2021·湖南)已知:
,向一恒温恒容的密闭容器中充入
和
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发生反应,
时达到平衡状态I,在
时改变某一条件,
时重新达到平衡状态Ⅱ,正反应速率随
时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.容器内压强不变,表明反应达到平衡
B.
时改变的条件:向容器中加入C
C.平衡时A 的体积分数
:
D.平衡常数K:
【答案】BC
【分析】
根据图像可知,向恒温恒容密闭容器中充入1molA 和3molB 发生反应,反应时间从开始到t1阶段,正反应
速率不断减小,t1-t2时间段,正反应速率不变,反应达到平衡状态,t2-t3时间段,改变条件使正反应速率逐
渐增大,平衡向逆反应方向移动,t3以后反应达到新的平衡状态,据此结合图像分析解答。
【详解】
A.容器内发生的反应为A(g)+2B(g)
3C(g),该反应是气体分子数不变的可逆反应,所以在恒温恒容条件
下,气体的压强始终保持不变,则容器内压强不变,不能说明反应达到平衡状态,A 错误;
B.根据图像变化曲线可知,t2
t3过程中,t2时
,瞬间不变,平衡过程中不断增大,则说明反应向逆反应
方向移动,且不是“突变”图像,属于“渐变”过程,所以排除温度与催化剂等影响因素,改变的条件为:向
容器中加入C,B 正确;
C.最初加入体系中的A 和B 的物质的量的比值为1:3,当向体系中加入C 时,平衡逆向移动,最终A 和B
各自物质的量增加的比例为1:2,因此平衡时A 的体积分数
(II)>
(I),C 正确;
D.平衡常数K 与温度有关,因该反应在恒温条件下进行,所以K 保持不变,D 错误。
故选BC。
〖2020 年高考真题〗
考点一 化学平衡及其移动
22.(2020·浙江卷)一定条件下:
。在测定
的相对分子质量时,
下列条件中,测定结果误差最小的是( )
A. 温度
、压强
B. 温度
、压强
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C. 温度
、压强
D. 温度
、压强
【答案】D
【解析】测定二氧化氮的相对分子质量,要使测定结果误差最小,应该使混合气体中NO2的含量越多越好,
为了实现该目的,应该改变条件使平衡尽可以地逆向移动。该反应是一个反应前后气体分子数减小的放热
反应,可以通过减小压强、升高温度使平衡逆向移动,则选项中,温度高的为130℃,压强低的为50kPa,
结合二者选D。答案为D。
23.(2020·浙江卷)
溶液与
溶液发生反应:
,达到平衡。下列说法不正确的是( )
A. 加入苯,振荡,平衡正向移动
B. 经苯2 次萃取分离后,在水溶液中加入KSCN,溶液呈血红色,表明该化学反应存在限度
C. 加入
固体,平衡逆向移动
D. 该反应的平衡常数
【答案】D
【解析】加入苯振荡,苯将I2 萃取到苯层,水溶液中c(I2)减小,平衡正向移动,A 正确;将
5mL0.1mol/LKI 溶液与1mL0.1mol/LFeCl3溶液混合,参与反应的Fe3+与I-物质的量之比为1:1,反应后I-一
定过量,经苯2 次萃取分离后,在水溶液中加入KSCN 溶液呈血红色,说明水溶液中仍含有Fe3+,即
Fe3+没有完全消耗,表明该化学反应存在限度,B 正确;加入FeSO4固体溶于水电离出Fe2+,c(Fe2+)增大,
平衡逆向移动,C 正确;该反应的平衡常数K=
,D 错误;答案选D。
24.(2020·江苏卷)反应
可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法
正确的是
A. 该反应
、
B. 该反应的平衡常数
C. 高温下反应每生成1 mol Si 需消耗
D 用E 表示键能,该反应
【答案】B
【解析】SiCl4、H2、HCl 为气体,且反应前气体系数之和小于反应后气体系数之和,因此该反应为熵增,
即△S>0,故A 错误;根据化学平衡常数的定义,该反应的平衡常数K=
,故B 正确;
高温不是标准状况下,因此不能直接用22.4L·mol-1计算,故C 错误;△H=反应物键能总和-生成物键能
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总和,即△H=4E(Si-Cl)+2E(H-H)-4E(H-Cl) -2E(Si-Si),故D 错误;答案为B。
考点二 化学反应速率、平衡图像分析
25.(2020·江苏卷)CH4与CO2重整生成H2和CO 的过程中主要发生下列反应
在恒压、反应物起始物质的量比
条件下,CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的
曲线如图所示。下列有关说法正确的是
A. 升高温度、增大压强均有利于提高CH4的平衡转化率
B. 曲线B 表示CH4的平衡转化率随温度的变化
C. 相同条件下,改用高效催化剂能使曲线A 和曲线B 相重叠
D. 恒压、800K、n(CH4):n(CO2)=1:1 条件下,反应至CH4转化率达到X 点的值,改变除温度外的特定条
件继续反应,CH4转化率能达到Y 点的值
【答案】BD
【解析】甲烷和二氧化碳反应是吸热反应,升高温度,平衡向吸热反应即正向移动,甲烷转化率增大,甲
烷和二氧化碳反应是体积增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,甲烷转化率减小,故A 错误;根据两个
反应得到总反应为CH4(g)+2CO2(g)===H2(g)+3CO(g) +H2O (g),加入的CH4与CO2物质的量相等,CO2
消耗量大于CH4,因此CO2的转化率大于CH4,因此曲线B 表示CH4的平衡转化率随温度变化,故B 正确;
使用高效催化剂,只能提高反应速率,但不能改变平衡转化率,故C 错误;800K 时甲烷的转化率为X 点,
可以通过改变二氧化碳的量来提高甲烷的转化率达到Y 点的值,故D 正确。综上所述,答案为BD。
〖2019 年高考真题〗
考点一 化学平衡及其移动
26.[2019 浙江选考]下列说法正确的是
A.H(g)+I2(g)
2HI(g),其他条件不变,缩小反应容器体积,正逆反应速率不变
B.C(s)+H2O(g)
H2(g)+CO(g),碳的质量不再改变说明反应已达平衡
C.若压强不再随时间变化能说明反应2A(?)+B(g)
2C(?)已达平衡,则A、C 不能同时是气体
D.1 mol N2和3 mol H2反应达到平衡时H2转化率为10%,放出的热量为Q1;在相同温度和压强下,当2
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mol NH3分解为N2和H2的转化率为10%时,吸收的热量为Q2,Q2不等于Q1
【答案】B
【解析】该可逆反应的反应前后气体计量数不发生变化,当缩小反应容器体积,相当于加压,正逆反应速
率同等程度增加,A 项错误;在建立平衡前,碳的质量不断改变,达到平衡时,质量不变,因而碳的质量
不再改变说明反应已达平衡,B 项正确;若压强不再改变说明反应达到平衡,表明反应前后气体的计量数
不等,故A、C 不可能均为气体,C 项错误;易知N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH,合成氨气实际参与反应
n(H2)=3×10%=0.3mol,因而Q1=0.3/3×|ΔH|=0.1|ΔH|,分解氨气时实际消耗的n(NH3)=2×10%=0.2mol,
Q2=0.2/2×|ΔH|=0.1|ΔH|,则Q1=Q2,D 项错误。
考点二 化学反应速率、平衡图像分析
27.[2019 江苏]在恒压、NO 和O2的起始浓度一定的条件下,催化反应相同时间,测得不同温度下NO 转
化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO 的平衡转化率随温度的变化)。下列说法
正确的是
A.反应2NO(g)+O2(g)===2NO2(g)的ΔH>0
B.图中X 点所示条件下,延长反应时间能提高NO 转化率
C.图中Y 点所示条件下,增加O2的浓度不能提高NO 转化率
D.380℃下,c 起始(O2)=5.0×10−4 mol·L−1,NO 平衡转化率为50%,则平衡常数K>2000
【答案】BD
【解析】随温度升高NO 的转化率先升高后降低,说明温度较低时反应较慢,一段时间内并未达到平衡,
分析温度较高时,已达到平衡时的NO 转化率可知,温度越高NO 转化率越低,说明温度升高平衡向逆方
向移动,根据勒夏特列原理分析该反应为放热反应,∆H<0,故A 错误;根据上述分析,X 点时,反应还
未到达平衡状态,反应正向进行,所以延长反应时间能提高NO 的转化率,故B 正确;Y 点,反应已经达
到平衡状态,此时增加O2的浓度,使得正反应速率大于逆反应速率,平衡向正反应方向移动,可以提高
NO 的转化率,故C 错误;设NO 起始浓度为amol/L,NO 的转化率为50%,则平衡时NO、O2和NO2的浓
度分别为0.5amol/L、(5×10-4-0.25a)mol/L、0.5amol/L,根据平衡常数表达式K=
>
=2000,故D 正确;故选BD。
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