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猜押 化学反应历程、化学反应速率与平衡图像分析
猜押考点
1 年真题
考情分析
押题依据
化学反应历程
2024 年第10 题
1.依据陌生反应历程命题的试
题在近几年高考中频繁出现。题目
一般取材于实际科研成果,主要以
图示的形式来描述某一化学变化所
经历的全部反应,就是把一个复杂
反应分解成若干个反应,然后按照
一定规律组合起来,从而达到阐述
复杂反应的内在联系的目的。
2.化学反应速率与平衡是化学
反应原理模块中的重要组成部分,
近年来,选择题在自主命题省份的
试卷中有不同程度的呈现,有的省
份出现的概率达到100%。选择题
的题干多为文字+图像,文字部分
主要给出题设情境和研究对象,图
像部分给出与物质的量相关的数据
与时间、温度等的变化曲线。
1.从近年高考题的情况来看,
化学反应历程主要考查反应原理、
活化能、反应热、催化剂等知识。
从反应机理类型不同,可将化学反
应历程试题分为四种类型,一是基
元反应及反应历程机理分析的正误
判断:二是能垒图、过渡态理论及
其反应机理分析的正误判断;三是
催化剂、活化能及其反应机理分析
的正误判断;四循环反应机理图像
分析的正误判断。
2.从近年高考题的情况来看,
化学反应速率与平衡图像分为两种
类型:一是反应速率与平衡及其图
像分析;二是是多重平衡及其图像
分析。图像一般含有多条曲线,主
要图绕外界条件(浓度、温度、压
强,催化剂等)对化学反应速率和
化学平衡移动的影响设置。
化学反应速率
与平衡图像分
析
2024 年第12 题
押题一 化学反应历程
1.(2025·安徽安庆·二模)中国原子能科学研究院利用电导率仪在线监测了
制备
的反应历程,并
能判定反应的终点。下列说法错误的是
1
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A.过渡态1 比过渡态2 稳定
B.可能有
副产物生成
C.该历程分三步进行,总反应的决速步是第三步
D.升高温度,平衡时
减小
【答案】D
【详解】A.过渡态1 的能量低于过渡态2,故过渡态1 比过渡态2 稳定,A 正确;
B.
和
有可能继续反应生成
副产物,B 正确;
C.该历程分三步进行,第三步的活化能最大,故总反应的决速步是第三步,C 正确:
D.升高温度,第一步反应是吸热反应,平衡向正向发生移动,第二步反应是放热反应,平衡向逆向发生
移动,平衡时
增大,D 错误;
故选D。
2.(2025·安徽淮北、淮南·一模)叔丁基溴在纯溶剂中会发生溶剂解,叔丁基溴在水中的溶剂解反应生成两
种产物的机理分别为:
下列说法错误的是
A.两种机理的控速步骤是相同的
B.两种机理中
都用到了孤对电子
C.把叔丁基溴换成叔丁基碘,产物比例不变
D.把
换成
,消去产物比例减小
【答案】D
2
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【详解】A.两种机理分别是卤代烃的取代反应机理和消去反应机理,两种机理都是形成碳正离子的步骤
为慢反应,所以控速步骤相同,A 项正确;
B.从机理上可以看出,水分子利用氧原子上的孤对电子分别进攻碳正离子和氢原子,B 项正确;
C.从机理可以推断出卤素原子的种类决定的是活化能的大小,产物的比例是由亲核试剂选择进攻碳正离
子还是氢原子决定的,在都是水作亲核试剂的情况下得到的产物比例不变,C 项正确;
D.把水换成乙醇后,提供孤对电子的依然是氧原子,但是乙醇的体积较大,进攻处在结构中间的碳正离
子的能力降低,更易进攻处在外围的氢原子,所以消去产物比例增大,D 项错误;
答案选D。
3.(2025·安徽江南十校·一模)工业上,氮气与氢气合成氨的反应是在催化剂表面上进行的。这是一个复杂
的过程,一般要经历反应物扩散至催化剂表面、吸附在催化剂表面、发生表面反应、产物从催化剂表面脱
附、产物扩散离开反应区等五个步骤。铁触媒作用下,
和
合成
的反应为
,其反应机理可简单表示如图(*表示吸附态,中间部分表
面反应过程未标出):
已知:
的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定了合成氨的整体反应速率。下列说法正确的是
A.合成氨反应在任何温度下都可以自发进行
B.液化分离出产物
,可能有利于提高合成氨反应速率
C.适当增加
,可以加快合成氨的反应速率并提高
的转化率
D.加压、降温和使用铁触媒做催化剂都可以提高氨的平衡产率
【答案】B
【详解】A.
,
,依据
反应可自发进行,则合成氨反应在低温下自发进行,
A 错误;
3
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B.根据图中所示原理,液化分离出产物
,空出催化剂活性位点,有利于氮气和氢气在催化剂表面吸
附分解,有利于提高合成氨反应速率,故B 正确;
C.
的吸附分解反应活化能高、速率慢,决定了合成氨的整体反应速率,适当提高氮气的比例,可以明
显加快合成氨的反应速率并提高
的转化率,故C 错误;
D.催化剂只能加快反应速率,不能提高氨的平衡产率,故D 错误;
故选B。
4.(2024·安徽芜湖市第一中学·三模)二氧化碳选择性加氢制甲醇是解决温室效应、发展绿色能源和实现经
济可持续发展的重要途径之一、常温常压下利用铜基催化剂实现单个二氧化碳选择性加氢制甲醇的反应机
理和能量变化图如下(其中吸附在催化剂表面上的粒子用*标注),下列说法正确的是
A.
过程中有非极性键的断裂与形成
B.二氧化碳制甲醇过程原子利用率为100%
C.该历程的决速步反应为
D.总反应的焓变
约为-1.20eV/mol
【答案】C
【详解】A.由能量变化图知,
过程中涉及到碳氧极性键的断裂和碳氢键的形成,故A 错误;
B.该反应的反应物是二氧化碳和氢气,生成物是甲醇和水,总反应为:
,
因此二氧化碳制甲醇过程原子利用率不是100%,故B 错误;
C.由能量变化图知,
即
的活化能最大,
反应速率最慢,因此
是该历程的决速步,故C 正确;
4
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D.由能量变化图知,反应物的相对总能量为0,生成物的相对总能量为-1.20ev(单个二氧化碳分子),故
总反应的焓变
约为-1.20NAeV/mol,故D 错误;
故答案选C。
5.(2025·安徽江淮十校·一模)实验室以苯甲醛为原料合成苯甲酸苯甲酯的反应机理如图(已知RO-极易结合
H+转化为ROH)。下列说法错误的是
A.该反应催化剂的核磁共振氢谱有四组峰
B.苯甲醛合成苯甲酸苯甲酯总反应方程式为:
C.该反应是一个最理想的“原子经济”反应
D.久置的苯甲醛中含有少量苯甲酸,能加快该历程反应速率
【答案】D
【详解】A.根据题目所给图可知,该反应的催化剂为苯甲醇钠,其核磁共振氢谱有四组峰,A 正确;
B .根据题目所给图可知,苯甲醛合成苯甲酸苯甲酯总反应方程式为:
,B 正确;
C.根据总反应方程式,该反应没有副产物,只有目标产物,原子利用率为100%,C 正确;
D.苯甲酸会使苯甲醇钠转化为苯甲醇,导致催化剂失效,故久置的苯甲醛中含有少量苯甲酸,会减慢该
历程反应速率,D 错误;
5
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答案选D。
6.(2025·安徽蚌埠·调研)苯在浓
和浓
作用下,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不
正确的是
A.X 为苯的加成产物,Y 为苯的取代产物
B.中间体M 中碳原子均为
杂化
C.该反应的决速步为反应①
D.从中间体到产物,无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ
【答案】B
【详解】A.产物Ⅰ是打开双键生成的,故X 是加成产物,产物Ⅱ生成了小分子硫酸,故是取代产物,A 正
确;
B.M 的六元环中与
相连的C 为
杂化,而作为原料的苯,苯环上的碳原子为sp2杂化,B 错误;
C.第一步反应的正反应的活化能大于第二步反应的逆反应的活化能,故该反应的决速步为反应①,C 正确;
D.生成产物Ⅱ的反应的活化能更低,因此反应速率更快,且产物Ⅱ的能量更低即产物Ⅱ更稳定,以上2
个角度均有利于产物Ⅱ,故D 正确;
故答案选B。
7.(2025·安徽六安第一中学·模拟预测)硫元素形成的化合物有着广泛的用途,其中过二硫酸
是一
种强氧化剂,可用作氧化剂和漂白剂,过二硫酸及其盐都是不稳定的,加热时分解,溶于水会发生一定程
度的水解,电解硫酸钾溶液可得过二硫酸钾。水溶液中,过二硫酸盐与碘离子反应的离子方程式为:
,向溶液中加入含
的溶液,反应机理如图所示。下列有关该反应的说法不正
6
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确的是
A.反应①的速率比反应②的速率快
B.
是该反应的催化剂,加入
后反应体系更快达到平衡
C.向反应后的溶液滴加淀粉溶液,溶液变蓝,再适当升温,蓝色变浅
D.反应②的离子方程式为
【答案】A
【详解】A.依据图示可知,反应①活化能高于反应②,反应①的速率比反应②的速率慢,故A 项错误;
B.依据图示可知,
,可知铁离子为催化剂,催化剂能加快反应速率,故B 项正确;
C.由图可知,总反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,则向溶液中加入淀粉溶液,溶液变蓝,适当
升温,溶液变浅,故C 正确;
D.依据图示可知,反应②过二硫酸根离子氧化亚铁离子生成铁离子,离子方程式;
,故D 项正确;
故答案为:A。
8.卤代烃
在乙醇中发生醇解反应的能量变化如图所示,下列说法错误的是
7
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A.
的醇解反应包含3 个基元反应
B.升高温度,有利于提高
的平衡转化率
C.该反应的决速步骤为
D.若在乙醇中加入少量的乙醇钠,可加快反应速率
【答案】B
【详解】A.从图中看出有三个过渡态,
的醇解反应包含3 个基元反应,故A 正确;
B.由图可知,该反应过程中反应物的总能量高于生成物的总能量,为放热反应,升高温度,不利于提高
的平衡转化率,故B 错误;
C.慢反应为总反应的决速步,该反应中
的活化能最大,反应速率最慢,为该
反应的决速步骤,故C 正确;
D.若在乙醇中加入少量的乙醇钠,乙醇钠在反应中可以提供更多的活性亲核物种,从而增加与卤代烃分
子发生反应的机会,进而加快整个反应的速率,故D 正确;
故选B。
9.氮氧化物(
)是大气的主要污染物,某研究小组利用催化剂ZAg 对NO 催化转化的反应过程与能量变
化的关系如图所示。下列说法错误的是
8
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A.总反应的热化学方程式:
B.过渡态的稳定性:
C.反应过程的决速步骤为放热反应
D.催化剂ZAg 降低了反应的活化能,但不能改变反应热
【答案】C
【详解】A.由初始和结束的能量可知,总反应的热化学方程式为
,A 正确;
B.能量越低越稳定,因此过渡态的稳定性:
,B 正确;
C.决速步骤为活化能最大的慢反应,则反应过程的决速步骤为
,此过程为吸热反应,C 错误;
D.反应热只与反应物的始态和终态有关系,与反应过程无关,因此催化剂能降低反应活化能,但不能改
变反应热,D 正确;
故选C。
10.乙烯与溴单质发生加成反应的机理如图所示。下列说法错误的是
①
②
A.将乙烯通入含NaCl 杂质的溴水中,可能生成BrCH2CH2Cl
B.相同条件下,乙烯与溴的CCl4溶液反应比与溴水反应更容易
C.玻璃容器表面的Si-O 键,对反应进行有一定的促进作用
9
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D.为得到纯净的1,2-二溴乙烷,应选择乙烯与溴的CCl4溶液发生反应
【答案】B
【详解】A.从反应机理可知,第一步Br2在环境诱导下键的极性增强,形成
和
,若体系中有NaCl,
有可能参与后续反应,与溴鑰离子结合,从而生成BrCH2CH2Cl,A 正确;
B.溴水中存在水,水是极性分子,会对Br2分子产生诱导作用,增强Br - Br 键的极性,更有利于反应进行;
而CCl4为非极性溶剂,对Br2分子的诱导作用较弱,所以相同条件下,乙烯与溴水反应比与溴的CCl4溶液反
应更容易,B 错误;
C.玻璃容器表面的Si - O 键具有一定极性,能对Br2分子产生环境诱导,增强Br - Br 键的极性,对反应进
行有一定的促进作用,C 正确;
D.乙烯与溴的CCl4溶液反应,体系中只有乙烯、溴和CCl4,CCl4不参与反应,能减少其他副反应的发生,
从而可得到更纯净的1,2-二溴乙烷,D 正确;
故选B。
11.某种含二价铜微粒
的催化剂可用于汽车尾气脱硝。催化机理如图甲,反应历程如图乙,
TS 表示过渡态。下列说法错误的是
10
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A.该反应过程实现了将
和
转化为无污染的
和
B.反应过程中,微粒
做氧化剂
C.决速步骤的离子方程式为
D.升高温度,状态③到状态④的正反应速率的增大程度小于逆反应速率的增大程度
【答案】C
【详解】A.由甲图可知,该反应过程实现了将
和
转化为无污染的
和
,A 正确;
B.反应过程中,微粒
转化为
,Cu 元素化合价降低,微粒
做氧化剂,B 正确;
C.活化能越高,反应速率越慢,慢反应为总反应的决速反应,决速步骤为状态③到状态④,C 错误;
D.状态③到状态④为放热反应,升高温度,状态③到状态④的正反应速率的增大程度小于逆反应速率的
增大程度,D 正确;
故选C。
12.某科研团队以可再生纳米碳—羰基材料为催化剂,催化烷烃基氧化脱氢反应,其基元反应和能量变化
如图所示。
11
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下列说法错误的是
A.反应历程中仅有极性键的断裂和生成
B.过渡态Ⅳ的氧化性大于过渡态Ⅱ
C.基元反应②为决速步骤
D.乙苯氧化脱氢可获得苯乙烯和一种绿色消毒剂
【答案】A
【详解】A.反应历程中有
的断裂和
的生成,有极性键和非极性键的断裂和生
成,故A 错误;
B.由基元反应可知,过渡态Ⅳ的物质中含有过氧键,其氧化性大于过渡态Ⅱ,故B 正确;
C.由反应机理可知,基元反应②的能垒最大,反应最慢,基元反应②为决速步骤,故C 正确;
D.由反应机理可知,乙苯氧化脱氢反应为
,获得苯乙烯和一种绿色
消毒剂
,故D 正确;
故答案为A。
13.研究氮氧化物转化的机理对环境保护具有重要意义。汽车尾气中
和
的反应机理如图所示。下
列说法错误的是
12
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A.该反应的热化学方程式为
B.
可加快反应速率,不能提高
和
气体的平衡转化率
C.根据某时刻前后
的浓度可判断反应是否达到平衡状态
D.恒温恒容条件下,反应达到平衡时增加
的浓度一定使
的百分含量增大
【答案】D
【详解】A.根据图中数据及盖斯定律可知,该反应为放热反应,其
,A 正确;
B.根据反应机理图可知,
是反应
的催化剂,可加快反应速率,
但不能促进平衡移动,不能提高
和
气体的平衡转化率,B 正确;
C.若某时刻前后
的浓度发生变化,则反应未达平衡状态,若某时刻前后
的浓度保持不变,则说明反应已达到平衡状态,C 正确;
D.恒温恒容条件下,反应达到平衡时增加
的浓度不一定使
的百分含量增大,D 错误;
故选D。
14.某科研小组发现更换溶剂调节超分子的结构,可将“纳米球”变成“纳米碗
”,纳米碗可由
13
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苯并环化机制扩展到五苯并环烯
,然后连续环化脱氢而制得,相关原理图如图。有关说法正确的
是
A.常温常压下,五苯并环烯为液体
B.纳米碗易溶于水
C.由图可知,反应
为吸热反应
D.该机理中反应最大的能垒为
【答案】C
【详解】A.五苯并环烯
为碳原子个数较多的烃,常温常压下为固体,A 错误;
B.纳米碗
属于烃类有机物,难溶于水,B 错误;
C.由图可知,反应
为吸热反应,C 正确;
D.该机理中反应最大的能垒为
,D 错误;
故答案为:C。
15.我国科学家成功催化氢化
获得甲酸。利用化合物1 催化氢化
的反应过程如图甲所示(Bu 表示
丁基),其中化合物2 与水反应生成化合物3 和
过程中的能量变化如图乙所示。下列说法正确的是
14
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A.图甲的转化过程中元素化合价均未发生变化
B.化合物1 到化合物2 的过程中存在碳氧键的断裂和碳氢键的形成
C.化合物2 的总键能大于化合物3 的总键能
D.图乙表示的反应历程包括三步基元反应,第一步为决速步
【答案】B
【详解】A.由图甲可知,化合物4 转化为化合物1 时,氢气生成水,被氧化,因此铁元素化合价降低被还
原,化合物1 转化为化合物2 时,二氧化碳生成甲酸根离子,碳元素化合价降低,因此铁元素化合价升高,
A 项错误;
B.由图甲可知,化合物1 到化合物2 的过程中二氧化碳中的碳氧键断裂,生成碳氢键,B 项正确;
C.由图乙可知,化合物2 与水反应生成化合物3 和
过程是放热反应,则化合物2 的总键能小于化
合物3 的总键能,C 项错误;
D.图乙中峰存在3 个过渡态,则包括三步基元反应;其中峰值越大则活化能越大,活化能越大反应越慢,
决定总反应速率的是慢反应,第二步反应的活化能最大,故第二步为决速步骤,D 项错误;
故选B。
押题二 化学反应速率与平衡图像分析
16.(2025·安徽滁州·一模)一定温度下,某恒容密闭容器中发生如下反应:
,起始加入
,平衡时反应物的转化率
与起始加入的物质的量之比
的关系如图,下列说法错误的是
15
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A.E 表示
的转化率与x 的关系
B.
C.当
时,若
的体积分数保持不变,则可以说明化学反应达到了化学平衡状态
D.其他条件不变,起始时仅加入
和
或
和
达平衡
时分别放出
和吸收
的热量,则
【答案】C
【详解】A.随着氢气的物质的量的增多,平衡正向移动,则
的转化率增大,故E 代表
的转化率
随x 的变化情况,A 正确;
B.在化学反应中反应物的投料比等于方程式中系数比时,则反应物的转化率相等,即2 种反应物转化率
相等时,图中a= 3,设起始加入氢气mmol,平衡时
转化了nmol,列三段式计算,
,
,n=1.5,
,m=18,
,因此
,B 正确;
C.当
时,设平衡时
转化了n mol,列三段式计算,
16
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,
的体积分数为
,
的体积分数一直保持不变,因此
的体积分数保持不
变,不可以说明化学反应达到了化学平衡状态,C 错误;
D.其他条件不变,起始时仅加入
和
与起始时加入
和
为等效平衡,因此达平衡时放出的热量与吸收的热量之和为该反应的反应热,即
,D 正确;
故选C。
17.(2024·安徽芜湖第一中学·最后一卷)在容积为2L 的恒容密闭容器中通入2mol
,发生反应
,一定温度下,测得
的转化率随时间的变化如图所示,在60min 时反应
达到平衡状态。下列说法错误的是
A.a 点处的逆反应速率小于b 点处的正反应速率
B.0-10min 内,
的平均反应速率
C.其他条件不变,改为恒压条件下发生反应,平衡时
的转化率小于50%
D.60min 后,保持恒温恒容,再通入2mol NO 和1mol
,平衡逆向移动,平衡常数不变
【答案】C
【分析】根据图象可知,平衡时,二氧化氮的转化率为50%,即有:
17
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,则
,据此作答。
【详解】A.b 点仍处于从正反应建立平衡的途中,则b 点处的逆反应速率小于b 点处的正反应速率,b 点
处NO 和O2的浓度大于a 点处的,则a 点处的逆反应速率小于b 点处的逆反应速率,更小于b 点处的正反
应速率,故A 正确;
B. 0~10 min 内,O2的平均反应速率
,故B 正
确;
C. 其他条件不变,若在恒压条件下发生反应,等效于减压平衡右移,则平衡时
的转化率大于50%,
故C 错误;
D. 60 min 后,保持温度不变,向该容器中再通入2molNO 和1mol
,则
,因此反应逆向进行,温度不变,则平衡常数不变,
故D 正确;
故答案选C。
18.(2024·安徽安庆市第一中学·6 月热身考试)我国科学家团队打通了温和条件下草酸二甲酯【
】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
时,
和
随时间t 的变化分别为曲线I
和Ⅱ,反应温度为
时,
随时间t 的变化为曲线Ⅲ。下列判断错误的是
18
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A.ΔH<0
B.a、b 两时刻生成乙二醇的速率:
C.其他条件相同,在
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
D.在
温度下,反应在0~
内的平均速率为
【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,A 正确;
B.升高温度,反应速率加快,T1>T2,则反应速率v(a)>v(b),B 正确;
C.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,C 错误;
D.T2时,在0~t2内,△c(H2)=0.05mol·L-1,则
,D 正确;
故选:C。
19.(2025·安徽皖北协作体·一模)“双碳”战略背景下,
和
的减排和转化利用受到普遍关注,已知
和
催化重整的主反应为
。其他条件一
定,在Ar 作为辅助气体时,
与
的物质的量之比以及气体总流量对重整反应的影响分别如图1、2
所示,下列说法错误的是
19
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A.恒温恒压时,充入气体Ar 有利于提高
和
的平衡转化率
B.主反应的正反应的活化能大于逆反应的活化能
C.
与
物质的量之比达
后
转化率有所下降,
的产率提升并不明显,可能是过量的
发生了反应
D.随气体流量增加,原料气转化率和目标产物产率逐渐降低,所以气体流量越低越好
【答案】D
【详解】A.反应
为气体体积增大的反应,恒温恒压时充入Ar,体系
体积增大,相当于减压,根据勒夏特列原理,减小压强平衡正向移动,有利于提高
和
的平衡转化
率,A 项正确;
B.主反应的
,反应为吸热反应。吸热反应中,正反应的活化能大于逆反应的活化能,B 项正确;
C.由图1 知
与
物质的量之比达
后
转化率有所下降,
的产率提升并不明显,可能是过
量的
与
发生了反应,C 项正确;
D.由图2 知随气体流量增加,原料气转化率和目标产物产率逐渐降低,当流量过低时,反应速率慢,单
位时间内的产量也低,并非气体流量越低越好,D 项错误;
综上所述,答案是D。
20.(2024·安徽合肥一中·三模)在1373K、100kPa 反应条件下,H2S 可以发生热解反应:
20
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△H>0。对于
分别为4 1∶、1 1∶、1 4∶、1 9∶、1 19
∶
的H2S-Ar 混合
气,热分解反应过程中H2S 转化率随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A.H2S 热分解反应的正反应活化能大于逆反应活化能
B.
时,在0~0.9s 之间,H2S 分压的平均变化率为35.6
C.生成a mol S2,同时形成4a mol H-S 键,说明反应已达平衡
D.等温等压下加入惰性气体越多,H2S 平衡转化率会提高
【答案】B
【分析】在1373K、100kPa 反应条件下,H2S 可以发生热解反应:
△H>0。
对于
分别为4 1∶、1 1∶、1 4∶、1 9∶、1 19
∶
的H2S-Ar 混合气,Ar 的物质的量越大,混合气中H2S
的浓度越小,平衡正向移动的程度越大,则曲线由下往上依次为
分别为4 1∶、1 1∶、1 4∶、
1 9∶、1 19
∶
。
【详解】A.该反应为吸热反应,
,因此活化能
,故A 正确;
B.
时,反应进行到0.9s,H2S 转化率为0.32,假设在该条件下,硫化氢和氩的起始投
21
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料的物质的量分别为1mol 和4mol,列出三段式:
,此时
H2S 的压强为
,H2S 的起始压强为
,则H2S 分压
的平均变化率为
,故B 错误;
C.生成a mol S2,同时形成4a mol H-S 键即生成2a mol H2S,正逆反应速率相等,说明反应已达平衡,
故C 正确;
D.H2S 热分解反应为气体分子数增加的反应,故等温等压下加入惰性气体,平衡会向正反应方向移动,以
达到新的平衡,H2S 平衡转化率会提高,故D 正确;
故选B。
21 .(2024· 安徽合肥市第六中学· 三模) 已知双环戊二烯解聚成环戊二烯的反应为
。若将3 mol 双环戊二烯通入2L 恒容密闭容器中,测得
℃和
℃
下n(双环戊二烯或环戊二烯)随时间的变化如图所示,
℃时反应到a 点恰好达到平衡。下列有关说法
错误的是
A. T1>T2
B.
℃时,0~2h 内的平均反应速率:v(环戊二烯)
mol L
⋅
h
⋅
22
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C.
℃时,当容器内的气体压强为起始的1.5 倍时:v(正)
(逆)
D.
℃时,反应恰好达到平衡时:44.8 mol
(环戊二烯)
mol
【答案】B
【详解】A.由图可知,
℃时,双环戊二烯前1h 减少1.8 mol,相当于环戊二烯增加3.6 mol,
℃时,
环戊二烯增加4 mol
mol,所以
,A 正确;
B.
℃时,0~2h 内的平均反应速率:v(环戊二烯)
mol L
⋅
h
⋅
,B 错误;
C.由a 点可知,
℃时,平衡时气体总物质的量为2×(3 mol-0.6 mol)+0.6 mol=5.4 mol,是初始3 mol 的
1.8 倍,气体的压强为起始时的1.5 倍时,反应正向进行,
(正)
(逆),C 正确;
D.在
℃时,反应达到平衡,消耗双环戊二烯的物质的量为(3-0.6)mol=2.4mol,此时生成环戊二烯的
物质的量为2.4×2 mol=4.8 mol,因为T₁>T₂,该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,则
℃时n
(环戊二烯)
mol,假设双环戊二烯全部反应,则生成环戊二烯的物质的量为6 mol,但该反应为可逆
反应,不能进行到底,因此n(环戊二烯)
mol,D 正确;
故选B。
22.(2024·安徽部分名校·模拟预测)
催化加氢制甲醇,有利于减少温室气体,其反应式为
,下图为
,温度在250℃下的甲醇的
物质的量分数
与压强p 的关系及压强在
下的甲醇的物质的量分数
与温度
t 的关系,下列有关说法正确的是
23
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A.由图可知,随压强增大,平衡常数K 增大
B.曲线a 为250℃时等温过程曲线
C.该反应在任何温度下都能自发进行
D.当
时,
的平衡转化率为53.3%
【答案】B
【分析】该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,甲醇的含量减少,b 为等压过程曲线,a 为等温过
程曲线,据此回答。
【详解】A.平衡常数K 只受温度的影响,压强增大,K 值不变,A 错误;
B.根据分析可知,b 为等压过程曲线,a 为等温过程曲线,B 正确;
C.由于该反应
、
,根据
,不一定小于0,在低温时能够自发,C 错误;
D.起始物n(H2)/n(CO2)=3,设n(H2)=3mol,n(CO2)=1mol,设二氧化碳的变化量为x,根据已知条件列三段
式:
,
时,
,解得:x=
,则
的平衡转化率为33.3%,D 错误;
故选B。
23.氨催化氧化时会发生如下反应:
24
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反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
向
密闭容器中充入
和
,在催化剂作用下发生上述反应,相同时间内,反应Ⅰ、反应Ⅱ
对应的
的转化率随温度的变化如图所示,已知C 点达到平衡状态,下列说法错误的是
A.由图可知,硝酸工业中,氨催化氧化时的最佳温度为840℃
B.C 点之后反应Ⅰ中
的转化率下降的原因是平衡逆向移动
C.混合体系中
保持不变说明反应Ⅱ达到平衡状态
D.C 点对应温度下,反应Ⅰ的平衡常数
【答案】B
【详解】A.硝酸工业中物质的转化关系是
时,反应Ⅰ对应的
的转
化率达到最高,即生成的NO 最多,且温度升高化学反应速率增大,A 正确;
B.由题给信息可知,图像中对应的是相同反应时间的转化率,C 点之后,也可能随着温度升高,导致催化
剂失活,使反应Ⅰ的反应速率降低,则相同反应时间内,
的转化率也降低,B 错误;
C.
和
分别是反应物和生成物,充入
和
发生反应,
的量逐渐减少,
的量逐渐增大,
25
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因此混合体系中
保持不变说明反应Ⅱ达到平衡状态(提醒:若给定条件下推出“变量”达到“不
变”,则可说明反应达到平衡状态),C 正确;
D.C 点时,反应Ⅰ、反应Ⅱ对应的
的转化率分别为
、
,则生成NO 的物质的量为
,生
成
的物质的量为
,则有:
则平衡
,
,则反应Ⅰ的平衡常数
,D 正确;
故选B。
24.改变某条件对反应
的化学平衡的影响,得到如下图象(图中p 表示压强,T 表示温
度,n 表示物质的量,
表示平衡转化率,
表示体积分数)。根据图象,下列判断正确的是
反应I
反应Ⅱ
26
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反应Ⅲ
反应Ⅳ
A.反应I:若
,则此反应可以在任何温度下均自发进行
B.反应Ⅱ:此反应的
,且
C.反应Ⅲ:
且
或
且
D.反应Ⅳ:在恒压条件下,若起始时充入反应物的物质的量相等且该反应为放热反应,则平衡时体积
【答案】A
【详解】A.由题干图像可知,压强相同时,随着温度的升高,反应物A 的转化率减小,即平衡逆向移动,
说明该反应正反应
<0,若
,说明等温条件下,压强越大反应物A 的转化率越小,即增大压强平
衡逆向移动,即
>0,则此反应可以在任何温度下均自发进行,A 正确;
B.由题干图像可知,T2条件下反应先达到平衡,则T2>T1,且温度越高,生成物C 的物质的量越小,说明
升高温度平衡逆向移动,故此反应的
,B 错误;
C.由题干图像可知,反应物B 的物质的量相同时,T1条件下生成物C 的体积分数越大,若
,说明升
高温度,生成物C 的体积分数减小,平衡逆向移动,正反应为放热反应,即
,同理可知,
且
,C 错误;
D.该反应为放热反应,说明升高温度平衡逆向移动,反应物A 的转化率减小,即T2>T1,且相同温度下随
着压强增大,反应物A 的转化率不变,说明反应前后气体的物质的量不变,则在恒压条件下,若起始时充
入反应物的物质的量相等,则平衡时两温度下容器中物质的量相等,故有平衡时体积
,D 错误;
故答案为:A。
27
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25.
可用作有机合成的氯化剂,在体积为
的密闭容器中充入
,发生反应:
.图中所示曲线分别表示反应在
时和平衡时
的转化率与温度的关系.
下列说法正确的是
A.
的
B.当容器中气体密度恒定不变时,反应达到平衡状态
C.
时,向体积为
的容器中充入
,
时
的转化率大于
D.
时,起始时在该密闭容器中充入
和
各
,此时
【答案】C
【详解】A.由图可知,温度升高,平衡时
的转化率增大,可知该反应为吸热反应,
,A 错误;
B.该反应在恒容密闭容器中进行,V 不变。反应物和生成物均为气体,气体总质量不变,则为一个恒定值,
即密度恒定不变,所以当容器中气体密度恒定不变时,不能确定该反应是否达到平衡状态,B 错误;
C.由图可知,55℃时,在体积为VL 的密闭容器中充入
,amin 时
的转化率等于
50%,但反应未达到平衡,若体积缩小为0.5VL,则气体浓度增大,反应速率加快,所以amin 时
的
转化率大于50%,C 正确;
D.由图可知,82℃时
的转化率为90%,得出三段式(单位:mol/L):
28
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平衡常数K=
,在该密闭容然中充入
和
各
,此时浓度商Q=1<K,平
衡正向移动,所以
,D 错误;
答案选C。
26.利用
催化加氢合成乙烯可实现
的综合利用。反应方程式为
,在一定压强下,按
投料反应。平衡时四种组分的物质的量
分数x 随温度T 的变化如图所示。下列有关说法错误的是
A.该反应为放热反应
B.A 点时
C.曲线a、b 分别表示
、
D.同一温度下
与
的转化率始终相等
【答案】B
【分析】投料时,
与
的物质的量之比为1 3∶,等于方程式计量系数比,可知同一温度下
与
的
转化率始终相等,且二者平衡时物质的量分数之比等于1 3∶,即a 为
,c 为
。由
与
29
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的计量系数比可知b 为
,d 为
,据此分析解答。
【详解】A.a 为
,c 为
,二者是随温度升高,物质的量分数是逐渐增大的,则该反应是放热反应,
故A 正确;
B.A 点处在曲线上,此时反应是平衡状态,
,故B 错误;
C.经分析,曲线a、b 分别表示
、
,故C 正确;
D.投料时,
与
的物质的量之比为1 3∶,等于方程式计量系数比,可知同一温度下
与
的转化
率始终相等,故D 正确;
答案B。
27.向恒容密闭容器中充入
和一定量的
,发生反应;
。
的平衡转化率随投料比
、温度变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.
B.正反应速率:
C.平衡常数:
D.
时,压强不变则反应达到平衡
【答案】B
【分析】由图可知,随温度升高,
的平衡转化率降低,正反应为放热反应,据此分析;
30
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【详解】A.投入
,
,
对应
转化率较大,则
较大,即
较小,A 正确;
B.b、c 两点对应温度相同,起始投入都是
,则点投入
较大,起始浓度较大,正反应速率
较大,即正反应速率:
,B 错误;
C.温度升高,平衡转化率减低,说明正反应是放热反应,较低温度下平衡常数较大,温度相同,平衡常
数相等,故平衡常数:
,C 正确;
D.该反应是气体分子数减小反应,当恒容恒温条件下,气压不变时,反应达到平衡状态,D 正确;
故选B。
28.以物质X、Y 为原料合成Z 涉及的反应如下:
反应ⅰ:
;
反应ⅱ:
(
均为正数)。
将1molX、3molY 置于压强为
的恒压密闭容器中进行上述反应,平衡时X 的转化率、Z 和M 的选择性
[已知:Z 或M 的选择性
随温度的变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是
A.
代表
的转化率随温度的变化曲线
31
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B.若从体系中分离出
,则反应速率一定降低,X 的转化率增大
C.K 点时进行反应ⅰ和反应ⅱ的速率相等
D.K 点对应温度下
的分压为
分压的2 倍
【答案】D
【分析】Z 和M 的选择性之和应为100%,温度升高,反应ⅰ平衡逆向移动,Z 的选择性降低,反应ⅱ平衡
正向移动,M 的选择性升高,
代表Z 的选择性,
代表M 的选择性,
代表
的转化率随温度的变
化曲线,据此回答。
【详解】A.
代表
的转化率随温度的变化曲线,A 错误;
B.若从体系中分离出
,容器为恒压容器,容器体积减小,反应物浓度不一定减小,反应速率不一定
降低,平衡正向移动,X 的转化率增大,B 错误;
C.K 点时代表Z 和M 的选择性相等,没有时间数据,不能表明进行反应ⅰ和反应ⅱ的速率相等,C 错误;
D.K 点对应温度下Z 和M 的选择性相等,说明生成Z 和M 的物质的量相等,根据反应ⅰ和ⅱ的化学计量
系数,可知生成W 的物质的量是Z 的2 倍,
的分压为
分压的2 倍,D 正确;
故选D。
29.利用丙烷制取丙烯的原理为:
。在总压分别为
时发生该反应,平衡体系中
和
的体积分数随温度和压强的变化如图所示。下列说
法错误的是
32
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A.增大压强该反应正,逆反应速率均增大
B.总压由
变为
时,平衡常数变大
C.压强、温度不变,充入惰性气体,
的转化率增大
D.曲线④表示
时
的体积分数随温度的变化曲线
【答案】B
【分析】该反应
是吸热且气体体积增大的反应。升高温度,平
衡正向移动,
体积分数降低,
体积分数升高;增大压强,平衡逆向移动,
体积分数增大,
体积分数减小。曲线④在相同温度下体积分数相对较小,符合压强为10kPa 时
随温度升高体积
分数降低的变化;曲线①在相同温度下体积分数相对较大,符合压强为100kPa 时
随温度升高体积分
数升高的变化;曲线②③分别对应不同压强下
体积分数随温度的变化 。
【详解】A.对于有气体参与的反应,增大压强,气体浓度增大,反应体系中活化分子浓度增加,有效碰
撞几率增大,正、逆反应速率均增大,A 正确;
B.平衡常数K 只与温度有关,温度不变,平衡常数不变。总压由10kPa 变为100kPa ,温度不变,平衡常
数不会改变,B 错误;
C.压强、温度不变,充入惰性气体,容器体积会增大,各物质浓度减小,相当于减小压强。该反应正反
应是气体体积增大的反应,减小压强,平衡正向移动,
的转化率增大,C 正确;
D.该反应正反应是气体体积增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,
的体积分数增大。总压为10kPa
时压强小,平衡正向移动程度大,
体积分数相对较小,且该反应吸热,升高温度平衡正向移动,
体积分数减小,曲线④符合10kPa 时
体积分数随温度的变化,D 正确;
综上,答案是B。
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30.工业制取丙烯腈反应为
,
将一定量的丙烯、
投入恒容密闭容器中,分别在不同的温度和催化剂下进行反应,保持其他条件
不变,反应相同时间,测得
的转化率如图所示。下列说法正确的是
A.在A 点时,反应恰好达到化学平衡状态
B.在C 点时若使用催化剂2,v(正)
(逆)
C.相同条件下,催化剂2 比催化剂1 的效率高
D.若温度
对应该反应的平衡常数为
,则:
【答案】B
【详解】A.反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,则平衡时,
平衡转化率应该高于
的
平衡转化率,而A 点
转化率低于B 点,则A 点时,反应没有达到化学平衡状态,A 错误;
B.结合A 分析,使用催化剂2,C 点未达到平衡状态,在C 点时反应仍正向进行,则v(正)
(逆),B 正确;
C.
下,相同时间,催化剂1 作用下,
转化率更大,说明反应速率更快,催化剂活性:催化剂1>
催化剂2,错误;
D.反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,则
,D 错误;
故选B。
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