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近年高考对化学平衡知识的考查,往往根据工业生产实际,并结合陌生图像,分析投料比、转化率、
产率的变化。该类题目信息量较大,综合性较强,能够充分考查学生读图、提取信息、解决问题的能力以
及原理分析,规范描述的表达能力。
1.(2024·安徽·高考真题)室温下,为探究纳米铁去除水样中
的影响因素,测得不同条件下
浓
度随时间变化关系如下图。
实验序
号
水样体积/
纳米铁质量/
水样初始
①
50
8
6
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
第37 讲 新情景下的速率、平衡综合图象与突破
01 考情分析 02 真题精研 03 规律·方法·技巧 04 经典变式练
05 核心知识精炼 06 基础测评 07 能力提升
考情分析
真题精研
1
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B.实验③中,反应的离子方程式为:
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
越小,
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。
1.化学反应速率、化学平衡图像解题思路
2.化学平衡图像题的解题技巧
(1)先拐先平。
规律·方法·技巧
2
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在含量(转化率)—时间曲线中,先出现拐点的先达到平衡,说明该曲线表示的反应速率大,表示温度较高、
有催化剂、压强较大等。
(2)定一议二。
当图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系,有时还需要作辅助线。
(3)三步分析法。
一看反应速率是增大还是减小;二看v(正)、v(逆)的相对大小;三看化学平衡移动的方向。
1.(2024·江苏·高考真题)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,
经典变式练
3
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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 的体积分数大于 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。
一、解答该类题目要注意以下步骤:
第一步:识别图像类型。即明确横坐标和纵坐标的含义,理清线和点(平台、拆线、拐点等)的关系。
第二步:把握反应特点。即分析可逆反应化学方程式,观察物质的状态、气态物质分子数的变化(正反应
是气体分子数增大的反应,还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应,还是吸热反应)
等。
第三步:联想平衡原理。联想化学反应速率、化学平衡移动原理,特别是影响因素及使用前提条件等。
第四步:数形结合解答。图表与原理整合,逐项分析图表,重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反
应速率和化学平衡原理。
二、常见化学反应速率图像和化学平衡图像
1.化学反应速率图像及应用
(1)全程速率—时间图像
①如Zn 与足量盐酸的反应,反应速率随时间的变化出现如图情况
原因解释:AB 段(v 渐大),因为该反应为放热反应,随着反应的进行,温度逐渐升高,导致反应速率逐渐
增大;BC 段(v 渐小),则主要原因是随着反应的进行,溶液中c(H+)逐渐减小,导致反应速率逐渐减小。要
抓住各阶段的主要矛盾,全面分析。
②分清正逆反应,分清各因素(浓度、温度、压强、催化剂)对反应速率和平衡移动的影响。
对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,填写改变的条件:
t1时,增大反应物的浓度;
t2时,降低温度;
t3时,增大压强;
t4时,使用催化剂。
核心知识精炼
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【规律方法】
①改变某一反应物或生成物的浓度条件,图像一点保持连续。
②改变温度、压强,两点突变。
③使用催化剂使正逆反应速率同等程度的增大而平衡不移动。
(2)物质的量(或浓度)—时间图像
分清反应物和生成物,浓度减小的为反应物,浓度增大的为生成物,分清消耗浓度和增加浓度,反应物的
消耗浓度和生成物的增加浓度之比,等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。举例分析如下:
甲:如图表示一定温度下,A、B、C 三种气体物质的浓度随时间的变化情况,试回答:
①该反应的化学方程式为2A
B+3C。
②反应物的转化率是40%。
③10 s 内v(C)=0.12mol·L-1·s-1。
乙:某温度时,在定容(V L)容器中,X、Y、Z 三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
①由图像得出如下信息
A.反应物是X、Y,生成物Z;
B.t3时反应达到平衡,X、Y 没有全部反应。
②根据图像可进行如下计算
A.某物质的平均反应速率、转化率,如:
v(X)= mol·(L·s)-1,
Y 的转化率=×100%。
B.确定化学方程式中的化学计量数之比,如X、Y、Z 三种物质的化学计量数之比为(n1-n3)∶(n2-
n3)∶n2。
2.解答速率图像题的基本思路
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(1)看面:搞清纵、横坐标所代表的意义,并与有关的原理相联系。
(2)看线:弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平所表示的含义。
(3)看点:弄清曲线上点的含义,特别是一些特殊点,如起点、终点、交点、折点、最高点、最低点。例如
在浓度—时间图上,一定要看清反应至终点时反应物的消耗量、生成物的增加量,并结合有关原理进行推
理判断。
(4)看变化趋势:在速率—时间图上,要注意看清曲线是连续的还是跳跃的,分清渐变和突变,大变和小变。
例如,升高温度,v 吸大增,v 放小增;增大反应物浓度,v 正突增,v 逆渐增。
3.常见化学平衡的图像类型
(1)浓度—时间图像
浓度—时间图像可以直观地反映每一时刻的浓度变化。
因此可用于列三段式或求解反应方程式中的化学计量数之比(化学计量数之比=浓度变化量之比)。
(2)速率—时间图像
此类图像定性揭示了v(正)、v(逆)随时间(含条件改变对化学反应速率的影响)变化规律,体现了平衡的“动、
等、定、变”的基本特征,以及平衡移动方向等。
(3)转化率(或含量)—时间关系图
该类图像主要看斜率的大小,斜率的大小反映速率的大小,可理解为“先拐先平数值大”,即图像先拐弯
的先达到平衡,对应的温度或压强大。
(4)恒压(温)线
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(5)几种特殊的图像
①对于反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) ΔH<0,M 点前,表示反应未达到平衡,则v 正>v 逆;M 点
为平衡点;M 点后为平衡受温度的影响情况。
②如图所示的曲线是在其他条件不变时,某反应物的最大转化率与温度的关系曲线,图中标出的1、2、
3、4 四个点,表示v 正>v 逆的点是3,表示v 正<v 逆的点是1,而2、4 点表示v 正=v 逆。
注意:该类图像在求解时,一定要先固定一个变量再探究物理量随另一变量的变化规律。
(6)速率、平衡综合图像
温度为T 时,对于密闭容器中的反应:
A(g)+B(g)C(s)+xD(g) ΔH>0
A、B、D 物质的量浓度随时间的变化如图所示:
据此图可以分析出x 的大小,某一段时间内的反应速率v(A)、v(B)或v(D),可以求出该温度下反应的平衡
常数,可以分析出15 min 时的条件变化等。
4.化学平衡图像解读
(1)v-t 图像解读
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①看改变条件的一瞬间(t1),若v′正在v′逆上方,则平衡向正反应方向移动;反之,则平衡向逆反应方向移动。
②若a、b 重合为一点,则t1时刻改变的是某一物质的浓度。
③若a、b 不重合,则t1时刻可能是改变了温度或压强。
④若v′正和v′逆改变程度相同,即v′正=v′逆,平衡不移动,则t1时刻可能是使用了催化剂或是对反应前后气体
分子数不变的反应改变压强。
(2)物质的量(或浓度或转化率)与时间关系的图像解读
①每条曲线在转折点以前表示该条件下此反应未达平衡状态,转折点后表示已达平衡状态。
②先出现转折点的则先达到平衡。如图甲,压强为p1条件下先达平衡,可推知p1>p2;图乙中,温度为T2
条件下先达平衡,可推知T2>T1。根据Y 表示的意义,可推断反应前后气体的化学计量数之和的大小,或
判断正反应是吸热反应还是放热反应。
(3)等温(压)平衡曲线解读
①纵坐标Y 可表示物质的量、浓度、转化率以及物质的量分数等含义。
②解题分析时,常需要作辅助线(对横坐标轴作垂线),若横坐标表示温度(或压强),则此辅助线为等温线
(或等压线)。
③如图丙所示,在曲线上的每个点(如B 点)都达到平衡状态,若纵坐标表示反应物转化率,则有:
A 点是非平衡状态,若要达到平衡,需降低转化率,即平衡要向逆反应方向移动,此点v 正<v 逆;
C 点是非平衡状态,若要达到平衡,需增大转化率,即平衡要向正反应方向移动,此点v 正>v 逆;
处于平衡状态或非平衡状态的各点的反应速率,其大小主要由温度决定,故有vC>vB>vA。
(4)同一段时间内,不同温度下反应进程中某个量的图像解读
如图是不同温度下经过一段时间,某反应物的转化率与温度的关系。
8
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①此图像表明该反应的正反应为放热反应。若正反应为吸热反应,则同一时间段内温度越高,平衡正向移
动程度越大,反应物的转化率越大,曲线应一直为增函数,与图像不符。
②T1~T2段,反应未达到平衡,随温度升高,反应速率加快,反应物转化率增大。
③T2点表示反应达到平衡状态。
④T2~T3段是随温度升高平衡向吸热反应方向移动的结果,T2~T3段曲线上的点均为平衡点。
1.(23-24 高二上·重庆黔江·阶段练习)某密闭容器中发生如下反应:X(g)+Y(g)
2Z(g)
H
△<0。如图
表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系,t2、t3、t5时刻外界条件有所改变,但都没有改变各物质的初始
加入量。下列说法中正确的是
A.t2时一定加入了催化剂
B.t3-t4平衡正向移动
C.t5时可能增大了压强
D.t6之后转化率最低
【答案】B
【解析】A.由图可知,t2时刻,改变条件,正、逆反应速率同等程度增大,平衡不移动,该反应为气体分
子数不变的反应,增大压强平衡不移动,且正逆反应速率同等增大,故也可能是改变压强,A 错误;
B.t3时刻,改变条件,正、逆反应速率降低,且逆反应速率降低更多,平衡向正反应移动,B 正确;
C.该反应为气体分子数不变的反应,增大压强正逆反应速率同等增大,平衡不移动,C 错误;
D.t2~t3平衡不移动,转化率不变;反应为放热反应,t3时刻改变条件,正、逆反应速率都降低,且逆反
应速率降低更多,则改变条件为降低温度,t3~t4时刻,平衡向正反应移动,转化率增大;t5时刻改变条件,
正、逆反应速率都升高,且逆反应速率降低升高更多,则改变条件为升高温度,t5~t6时刻,平衡向逆反应
移动,转化率降低;对比t3、t6时刻平衡时速率可知,t5时刻升高温度幅度没有t3时刻降温幅度大,则t6时
刻平衡较t3时刻,相当于平衡正向移动,t6时刻转化率大于t3时刻,D 错误;
故选B。
基础测评
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2.(23-24 高二上·湖南岳阳·期末)工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺:C6H5CH2CH3(g)
C6H5CH=CH2(g)+H2(g)。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
A.曲线①表示的是逆反应的v−t 关系
B.t1时刻体系处于平衡状态
C.反应进行到t1时,Q>K(Q 为浓度商)
D.当催化剂存在时,ν1、ν2都增大
【答案】D
【解析】
A.反应为乙苯制备苯乙烯的过程,开始反应物浓度最大,随着反应进行反应物浓度逐渐减小,则正反应
速率逐渐减小,所以曲线①表示的是正反应的v-t 关系,A 错误;
B.由图可知,t1时,正逆反应速率不相等,反应未达到平衡状态,B 错误;
C.反应进行到t1时,正反应速率大于逆反应速率,反应正向进行,故Q<K,C 错误;
D.催化剂能降低反应的活化能,使反应速率增大,即ν1、ν2都增大,D 正确;
答案选D。
3.
,向容器中投入一定量的
和
发生反应,正反应速率随时
间变化的示意图如图所示。下列说法正确的是
A.反应物浓度:a 点小于b 点
B.反应物的总能量大于生成物的总能量
C.
的转化率:
D.反应进行到c 点达平衡
【答案】B
【解析】A. 随反应进行,反应物浓度减小,则反应物浓度:a 点大于b 点,故A 错误;
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B. 图中c 点反应速率最大,c 之后减小,可知反应放热使a~c 段反应速率增大,则正反应为放热反应,
可知反应物的总能量大于生成物的总能量,故B 正确;
C. 随反应进行,消耗的二氧化硫增加,则SO2的转化率:a<b<c,故C 错误;
D. c 点之后反应速率仍在变化,则c 点没有达到平衡,故D 错误;
故选:B。
4.对于可逆反应
,下列研究目的和示意图相符的是
A
B
C
D
研究压强对反应的影响(
)
研究温度对反应
的影响(y 为
的
转化率)
研究平衡体系增加
的浓
度对反应的影响
研究催化剂对反应的影
响
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】B
【解析】A.该反应为气体分子数减小的反应,增大压强平衡向正反应方向移动,则氨气的体积分数增大,
并且压强越大,化学反应速率越大,达到化学平衡的时间越少,与图像不符,A 错误;
B.因该反应是放热反应,升高温度化学平衡向逆反应反应移动,则氮气的转化率降低,与图像相符,B
正确;
C.反应平衡后,增大氨气的量,这一瞬间逆反应速率增大,正反应速率不变,然后逆反应速率在不断减
小,正反应速率不断增大,平衡逆向进行,直到新的平衡,与图像不符合,C 错误;
D.催化剂改变反应速率,合成氨反应中使用催化剂可加快反应速率,达到平衡所需时间减小,与图像不
符,D 错误;
故选B。
5.下列图像及对应的叙述错误的是
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A.图1 中的阴影部分代表反应物浓度实际减小的量
B.图2 中所示反应的化学方程式可以表示为X+Y
2Z
C.图3 表示足量锌分别与500mL0.1mol•L-1盐酸、200mL0.1mol•L-1硫酸反应产生氢气的体积随时间变
化的图像
D.图4 表示等质量的金刚石、石墨在氧气中完全燃烧时放出的热量不相等
【答案】C
【解析】A.图1 中纵坐标是速率,横坐标是时间,阴影部分代表反应物浓度实际减小的量,A 项正确;
B.图2 中表示的反应过程中,X、Y 均减少,Z 增加,从而可得变化的物质的量之比为(1.20-0.41):
(1.00-0.21):1.58=1 1 2
∶∶,10s 后各物质的浓度不再变化,说明反应是可逆反应,反应方程式为X+Y
2Z,B 项正确;
C.足量锌与盐酸、硫酸反应时,盐酸中生成氢气的体积大于硫酸,则a 应表示盐酸,但从反应速率看,
盐酸中氢离子浓度小于硫酸中氢离子浓度,前期反应速率应小于硫酸,完全反应的时间长,则b 表示盐酸,
两者矛盾,C 项错误;
D.由反应物的总能量与生成物的总能量差可以计算得到反应放出的能量,可以看出两者不相同,D 项正
确;
故选C。
6.在恒容密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH<0,其速率-时间图像如下,则t1时刻改变的
条件可能是
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A.升高温度
B.加入催化剂
C.充入一定量的氧气
D.充入一定量的氦气
【答案】C
【分析】t1时刻正反应速率突然增大,逆反应速率逐渐增大,说明反应物浓度突然增大,生成物浓度缓慢
增大,则说明加入了反应物,则改变的条件可能是加入了SO2或者O2或者SO2、O2。
【解析】A.反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH<0,为体积减小、放热的反应,升高温度,正逆反应速率均
增大,均大于原反应速率,平衡逆向移动,A 错误;
B.加入催化剂,正逆反应速率均增大,且均大于原反应速率,两者速率改变程度相同,B 错误;
C.充入一定量的氧气,反应物浓度突然增大,正反应速率突然增大,逆反应速率逐渐增大,符合图像,C
正确;
D.充入一定量的氦气,平衡不移动,D 错误;
故选C。
7.已知:A(g)+2B(g)
3C(g) ΔH<0,向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A 和2 mol B 发生反应,t1
时达到平衡状态I,在t2时改变某一条件,t3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.t2时改变的条件:向容器中加入A
B.平衡时B 的体积分数φ:φ(II)=φ(I)
C.t2~ t3时反应向正方向移动
D.平衡时A(g)的物质的量浓度:c(I)>c(II)
【答案】B
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【分析】根据图示可知:反应从正反应方向开始,至t1时刻反应达到平衡状态,在t2时刻正反应速率瞬间
不变,然后逐渐增大,说明改变的外界条件应该是向容器中加入生成物C,然后根据问题逐一分析解答。
【解析】A.t2时刻正反应速率瞬间不变,然后逐渐增大,说明改变的外界条件应该是向容器中加入生成物
C,A 错误;
B.根据上述分析可知:在t2时刻改变的外界条件是加入生成物C。该反应是反应前后气体体积不变的反应,
加入生成物C,体系压强增大,化学平衡不移动,最终平衡与原平衡等效,则平衡时B 的体积分数φ:
φ(II)=φ(I),B 正确;
C.根据上述分析可知:在t2时刻改变的外界条件是加入生成物C,生成物浓度突然增大,v 逆突然增大,v
逆大于v 正,则t2~ t3时反应向逆方向移动,直至建立新的化学平衡状态,C 错误;
D.该反应一恒温恒容的密闭容器中进行,由于t2时刻改变的外界条件是向容器中加入生成物C,生成物C
发生反应产生反应物A(g)、B(g),故重新达到平衡时A(g)、B(g)的浓度比原平衡时要大,故平衡时A(g)的
物质的量浓度:c(II)>c(I),D 错误;
故合理选项是B。
8.把在空气中久置的铝片5.0g 投入盛有500
0.5
硫酸溶液的烧杯中,该铝片与硫酸反应产生氢
气的速率与反应时间可用如图的坐标曲线来表示,下列说法不正确的是
A.c 点时,体系产生氢气的体积达到最大值
B.0→a 段,不产生氢气是因为表面的氧化物隔离子铝和硫酸溶液
C.b→c 段,产生氢气的速率增加较快的主要原因之一是温度升高
D.c→d 段,产生氢气的速率降低主要是因为溶液中
降低
【答案】A
【解析】A.由图可知,c 点时H2的生成速率达到最大,但c 点以后H2的生成速率并不为0,说明体系还
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在产生氢气,此时H2的体积并不是达到最大值,A 错误;
B.曲线由0→a 段不产生氢气的原因是铝片表面有氧化铝,隔离子铝和硫酸溶液,硫酸首先与表面的氧化
铝反应,有关反应的离子方程式为Al2O3+6H+═2Al3++3H2O,B 正确;
C.曲线由b→c 段,产生氢气的速率增加较快的主要原因是铝片与硫酸反应放出热量使溶液温度升高,反
应速率加快,C 正确;
D.曲线由c 以后,产生氢气的速率逐渐下降的主要原因是随着反应进行,硫酸浓度变小,D 正确;
故选A。
9.已知反应
,将等物质的量的
和
充入密闭容器,平衡
体系中,平衡混合物的平均摩尔质量M(
)在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确
的是
A.温度:T2 > T1
B.平衡常数:Ka = Kb
C.b 点时,若
,则CO 的平衡转化率为50%
D.
的平衡转化率:
【答案】C
【分析】CO(g)+Cl2(g)
COCl
⇌
2(g)ΔH<0,温度升高,此反应逆向移动,导致气体物质的量增大,
减
小,所以T1>T2,其他选项依据平衡移动原理具体分析即可。
【解析】A. CO(g)+Cl2(g)
COCl
⇌
2(g)ΔH<0,温度升高,此反应逆向移动,导致气体物质的量增大,
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减小,所以T1>T2,故A 错误;
B.平衡常数仅与温度有关,温度不同,平衡常数不同,则Ka 与Kb不等,故B 错误;
C. CO 与Cl2等物质的量混合,设起始时n(CO)=n(Cl2)=1mol,设CO 转化了xmol,则66=
,解得x=0.5,b 点时,则CO 的平衡转化率为
,故C 正确;
D. M 越大,n 总越小,平衡正向进行程度越大,
的转化率越大,即
的平衡转化率:
,故
D 错误;
故选C。
10.(2024·湖南·模拟预测)研究
之间的转化对控制大气污染具有重要意义,已知:
。如图所示,在恒容密闭容器中,反应温度为
时,
和
随t
变化曲线分别为Ⅰ、Ⅱ,改变温度到
,
随t 变化为曲线Ⅲ。下列判断正确的是
A.反应速率
B.温度
C.升高温度,正向反应速率增加,逆向反应速率减小
D.温度
和
下,反应分别达到平衡时,
前者小
【答案】B
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【解析】A.升高温度,反应速率增大,达到平衡所需时间变短,根据图像,温度T2>T1,故反应速率
,A 错误;
B.升高温度,反应速率增大,达到平衡所需时间变短,根据图像,温度T2>T1,B 正确;
C.升高温度,正、逆反应速率均增大,C 错误;
D.该反应为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,所以温度
和
下,反应分别达到平衡时,
前者大,D 错误;
本题选B。
1.下列图示与对应叙述不相符的是
A.图1 各物质均为气体,升高温度时,反应
的平衡常数会减小
B.图2 为在绝热恒容密闭容器中,反应
的正反应速率随时间变化的示
意图,由图可知该反应为放热反应
C.图3 为合成氨反应中,其它条件不变时,起始时H2用量对反应的影响图,则图中温度T1<T2,a、
b、c 三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是b 点
D.图4 中,反应
,L 线上所有的点都是平衡点,则E 点v 正>v 逆
【答案】C
【解析】A.根据图1 示可知:反应物的能量比生成物的能量高,因此反应
的正反
应是放热反应。在其他条件不变时,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,导致平衡常数减小,
A 正确;
B.对于该反应,随着反应的进行,反应物的浓度逐渐减小,会使反应速率逐渐减小,但图示的正反应速
能力提升
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率逐渐增大,反应在绝热恒容密闭容器中进行,说明反应
的正反应是放热
反应,反应进行,导致容器的温度升高,温度升高对化学反应速率的影响大于浓度减小对化学反应速率的
影响,因而化学反应速率逐渐增大,B 正确;
C.根据图示可知:a、b、c 三点处于同一温度下进行,反应开始时H2的物质的量越多,化学平衡正向移
动,反应正向进行程度就越大,反应所处的平衡状态中N2的转化率就越高。由于图中c 点H2开始时H2的
物质的量最多,故c 点N2的平衡转化率最高,C 错误;
D.在图4 中,反应
,L 线上所有的点都是平衡点,在线上方的E 点时A 物质
的含量比该压强下的平衡点高,反应正向进行,则E 点v 正>v 逆,D 正确;
故合理选项是C。
2.合成氨反应:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,在反应过程中,正反应速率的变化如图所示,
下列说法正确的是
A.t1增大压强
B.t2时升高温度
C.t3时降低了温度
D.t4时减小了压强
【答案】A
【分析】由合成氨反应可知,该反应为气体分子数减小的放热反应,根据反应特点结合影响化学反应速率
的因素分析图象,作出判断。
【解析】A.t1时
正先增大后逐渐减小,说明平衡向正向移动,根据正反应为气体分子数减小的反应可知,
增大压强平衡正向移动,故t1时可能是增大压强,故A 正确;
B.t2时正、逆反应速率同等程度增大,可能是使用了催化剂,若是升高温度,正、逆反应速率都增大,但
逆反应速率增大的倍数更大,平衡逆向移动,故B 错误;
C.t3时
正先减小后逐渐增大,说明平衡向逆向移动,根据ΔH <0 可知,该反应正反应为放热反应,降低
温度则平衡向正向移动,故C 错误;
D.t4时正反应速率逐渐减小,且曲线连接,应是减小生成物的浓度,若是减小压强,则
正在t4时时应陡
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降,曲线不连接,且减小压强,平衡逆向移动,
正应先减小后逐渐增大,故D 错误;
答案选A。
3.(2024·广东梅州·一模)对于同一体系内存在竞争反应:①
,②
;测得反
应速率与时间t 关系如图,依据图像信息,下列说法不正确的是
A.反应①的反应限度大于反应②
B.加入催化剂定能有效降低反应活化能,加快反应速率
C.无催化剂时
后反应①达到平衡
D.加入催化剂,可有效提高C 的产率
【答案】B
【解析】A.反应①和反应②相互竞争,未加入催化剂时,B 的速率更大,浓度更大,说明反应①的反应
限度大于反应②,加入催化剂后虽然C 速率更大,是因为催化剂导致的速率增大,不是浓度因素导致的速
率更大,故A 正确;
B.加入催化剂C 的速率明显增大,B 的速率略有减小,说明加入催化剂加快了生成C 的反应速率,不一
定加快了生成B 的反应速率,选项没有指明对于哪个反应,故B 错误;
C.反应速率不变时浓度不反应到达平衡,无催化剂时t2后反应①达到平衡,C 正确;
D.加入催化剂,C 的速率明显增大,能更快产生C,提高了C 的产率,D 正确;
本题选B。
4.(23-24 高三上·黑龙江·期中)在恒温恒容条件下,发生反应
,
随时间的变化如图
中曲线所示,M 的初始浓度为xmol/L。下列说法正确的是
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A.a 点到b 点时间间隔内该化学反应的平均速率
B.当
时,对应的时间大于
C.a 点的瞬时速率小于b 点的瞬时速率
D.在不同时刻都存在关系:
【答案】B
【解析】A.由图像可知a 点到b 点时间间隔内该化学反应的平均速
,A 错误;
B.随着反应进行,物质浓度减小,反应速率减慢,则
,
,故当
时对应的时间
大于
,B 正确;
C.a 点的斜率大于b 点,则a 点的瞬时速率大于b 点的瞬时速率,C 错误;
D.反应速率比等于方程式中系数比,故在不同时刻都存在关系:
,D 错误。
故答案为B。
5.(2023 高三·全国·专题练习)向绝热恒容密闭容器中通入A 和B,在一定条件下发生反应
,正反应速率随时间的变化关系如图所示,下列结论正确的是
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A.气体A 的浓度:a 点小于b 点
B.若
,则气体C 的生成量:ab 段大于bc 段
C.c 点时:
D.体系压强不再变化,说明反应达到平衡状态
【答案】D
【解析】A.随着反应的进行,反应物气体
的浓度不断减小,故气体
的浓度:
点大于点,
错误;
B.在
段,正反应速率不断增大,则单位时间内气体
的生成量不断增多,故若
,则气体
的生成量:
段小于
段,B 错误;
C.化学反应达到平衡状态时,正反应速率不再变化,而c 点时,正反应速率开始减少,说明反应没有达
到平衡状态,则
,C 错误;
D.该反应前后气体分子数发生变化,绝热恒容密闭容器中气体压强一直在变,体系压强不再变化,表明
体系的温度不变,从而说明反应达到平衡状态,D 正确;
答案选D。
6.根据下列图示所得出的结论正确的是
A.图甲是室温下用
NaOH 溶液滴定
某酸HX 的滴定曲线,说明可用甲基橙判断
该反应的终点
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B.图乙是
中
的平衡浓度随温度变化的曲线,说明平衡常数
C.图丙是镁条与盐酸反应的化学反应速率随反应时间变化的曲线,说明
时刻溶液的温度最高
D.图丁是
溶液中滴加
溶液之后,溶液的导电能力随滴入
溶液体积变化的曲
线,说明a 点对应的溶液呈碱性
【答案】D
【解析】A.分析图像,曲线起点是pH 约为2~3,
某酸HX 是弱酸,不能全部电离。则强碱滴
定弱酸,当恰好反应是得到强碱弱酸盐,溶液呈碱性,应用酚酞作为指示剂,甲基橙适用滴定终点显酸性
的条件下,A 项错误;
B.分析图像,温度升高,
的平衡浓度越小,说明平衡逆向移动,正反应是放热反应,则温度高,平衡
常数小,则
,B 项错误;
C.反应速率受盐酸的浓度、温度等多个因素影响,速率最大时,不一定温度最高,C 项错误;
D.溶液的导电能力与溶液中离子浓度和离子电荷有关。曲线上第一个转折点前是过量的
与少量
反应,离子反应是Ba2++OH-+H++SO
=BaSO4↓+H2O,溶液中存在NaOH,第二个转折点是加入过
量
,继续与NaOH 反应,溶液中含有硫酸钠,a 点在第二转折点之前,氢氧化钠未反应完,故a 点
对应的溶液呈碱性,D 项正确;
故答案选D。
7.
催化加氢合成二甲醚是一种
资源化利用的方法,其过程中主要发生如下两个反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
在恒压、
和
的起始量一定的条件下,
平衡转化率和平衡时
的选择性随温度的变化如
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下图所示。
已知:
的选择性
下列说法不正确的是
A.反应
的焓变为
B.根据图象推测
C.其他条件不变时,温度越高,
主要还原产物中碳元素的价态越低
D.其他条件不变时,增大体系压强可以提升A 点
的选择性
【答案】C
【解析】A.由盖斯定律可知,II—I×2 得到反应2CO(g)+4H2(g)
CH3OCH3(g)+H2O(g),则反应的焓变为
ΔH=ΔH2—2ΔH1,故A 正确;
B.反应II 是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,二氧化碳的转化率减小,由图可知,温度升
高,二甲醚的选择性降低,二氧化碳的转化率增大,说明反应I 向正反应方向移动,该反应为吸热反应,
焓变ΔH1>0,故B 正确;
C.由化合价代数和为0 可知,二甲醚中碳元素的化合价为—2 价,由图可知,温度升高,二甲醚的选择性
降低,说明反应以反应I 为主,碳元素的化合价为+2 价的一氧化碳为主要还原产物,所以温度越高,二氧
化碳主要还原产物中碳元素的价态越高,故C 错误;
D.反应I 为气体体积不变的反应,增大压强,化学平衡不移动,反应II 是气体体积减小的反应,增大压
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强,化学平衡向正反应方向移动,所以增大体系压强可以提升A 点二甲醚的选择性,故D 正确;
故选C。
8.常温下,A、B 初始浓度为2 : 1 的混合溶液中,同时发生两个反应:①2A+B
2M+N,
②2A+B
2M+Y,溶液中B、Y 的浓度随时间变化情况如图所示。下列说法错误的是
A.溶液中c(M)=c(N)+c(Y)
B.0~ 10min 内,A 的平均反应速率为0.04mol/(L·min)
C.18min 时,反应①与反应②中B 的转化率之比为2 3∶
D.反应①的活化能比反应②的活化能大
【答案】A
【解析】A.以10min 为例,设容器体积为VL,10min 时生成Y0.12Vmol,则根据反应2A+B
2M+Y,
消耗B0.12Vmol,生成M0.24Vmol,10min 时共消耗B0.2Vmol,则反应2A+B
2M+N 消耗B0.08Vmol,
则生成N0.08Vmol,生成M0.16Vmol,共生成M0.4Vmol,c(M)=0.4mol/L,c(N)=0.08mol/L,
c(Y)=0.12mol/L,A 错误;
B.10min 内B 的浓度变化为0.2mol/L,根据反应①和②可知,0-10minA 的浓度变化为0.4mol/L,则A 的
平均反应速率为
,B 正确;
C.18min 时Y 的浓度为0.15mol/L,则反应②消耗B 的浓度为0.15mol/L,反应②B 的转化率为30%,共
消耗B 的浓度为0.25mol/L,则反应①消耗B 浓度为0.1mol/L,反应①B 的转化率为20%,反应①和反应
②中B 的转化率之比为2 3∶,C 正确;
D.以10min 内反应为例,反应①中B 的反应速率为
,反应②中B 的反应
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速率为
,反应②速率更快,活化能更小,D 正确;
故答案选A。
9.工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ·mol-1。现
将一定量的CO2和H2充入1L 的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如图所示(实线)。下列说法不
正确的是。
A.a 点正反应速率大于逆反应速率
B.图中(实线)0~1min 时间段平均反应速率最大
C.曲线Ⅱ改变的实验条件只能是加压
D.曲线Ⅰ改变的实验条件是升温
【答案】C
【解析】A.a 点氢气的物质的量还在减小,所以反应是在向正反应方向进行,因此正反应速率大于逆反应
速率,A 项正确;
B.反应速率越大,反映在曲线上斜率就越大,所以反应速率最大的是0~1min,B 项正确;
C.曲线Ⅱ的反应速率较快,但平衡时氢气的物质的量小,说明反应向正反应方向移动,因此是增大压强
或增大CO2浓度,C 项错误;
D.根据图象可知,曲线Ⅰ对应的反应速率快,平衡时氢气的物质的量大,说明平衡是向逆反应方向移动
的,因此改变的条件是升高温度,D 项正确;
故选C。
10.一定温度下,向容积为2L 的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量的变
化如图所示,下列对该反应的推断不合理的是
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A.在0~6s 内,C 的化学反应速率约为0.067 mol·L-1·s-1
B.6s 后,反应停止了
C.该反应的化学方程式为3B+4C⇌6A+2D
D.在0~4s 内,v(A)=3v(D)
【答案】B
【解析】A.在0~6s 内,C 的化学反应速率约为
,A 正确;
B.6s 后,反应达平衡,正、逆反应速率相等但不等于零,反应没有停止,只是达到动态平衡,B 错误;
C.由图中信息可知,0~6s 内B、C 物质的量分别减小0.6mol、0.8mol,A、D 物质的量分别增加1.2mol、
0.4mol,所以B、C、A、D 系数比为3 4 6 2
∶∶∶,该反应的化学方程式为3B+4C⇌6A+2D,C 正确;
D.在0~4s 内,用不同物质表示表示反应速率,速率比等于方程式系数比,v(A)=3v(D),D 正确;
故答案选B。
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