文档文本内容
专题08 化学反应速率与化学平衡
考点
五年考情(2021-2025)
命题趋势
化学反应速率与化学平衡
(5 年6 考)
2025·黑龙江、吉林、辽
宁、内蒙古卷;2024·黑
龙江、吉林、辽宁卷;
2023·辽宁卷;2022·辽
宁卷;2021·辽宁卷
化学反应速率与化学平衡是新高考黑龙江、吉林、
辽宁、内蒙古卷选择题必考的题型,内容涉及化学
反应速率的表示方法,化学平衡的特征,外界条件
(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学反应速率和
化学平衡的影响,化学平衡常数(K)的含义及相关计
算。主要考查点有速率和化学平衡图像分析,反应
速率的比较与计算,平衡状态的判断,外界条件对
速率和平衡移动的影响,转化率及平衡常数的计算
等。
1.(2025·黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古卷)一定条件下,“
”4 种原料按
固定流速不断注入连续流动反应器中,体系pH-t 振荡图像及涉及反应如下。其中AB 段发生反应①~④,
①②为快速反应。下列说法错误的是
①
②
③
④
⑤
A.原料中
不影响振幅和周期
B.反应④:
C.反应①~④中,
对
的氧化起催化作用
D.利用pH 响应变色材料,可将pH 振荡可视化
【答案】A
【详解】A.根据图像可知氢离子浓度影响振幅大小,A 错误;
B.反应④中亚硫酸被氧化,反应的离子方程式为
,B 正确;
C.由于①②为快速反应,而溴酸根离子直接氧化的是亚硫酸,所以反应①~④中,
对
的氧化起
催化作用,C 正确;
D.根据题干信息和图像可知利用pH 响应变色材料,可将pH 振荡可视化,D 正确;
答案选A。
2.(2025·黑龙江、吉林、辽宁卷)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
【详解】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;
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。
3.(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
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。
4.(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
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,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。
5.(2021·辽宁卷)某温度下,降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合,反应物浓度与催化剂浓度及时间关系
如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,下列说法错误的是
A.其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应速率越大
B.其他条件相同时,降冰片烯浓度越大,反应速率越大
C.条件①,反应速率为
D.条件②,降冰片烯起始浓度为
时,半衰期为
【答案】B
【详解】A.由题干图中曲线①②可知,其他条件相同时,催化剂浓度越大,反应所需要的时间更短,故
反应速率越大,A 正确;
B.由题干图中曲线①③可知,其他条件相同时,降冰片烯浓度①是③的两倍,所用时间①也是③的两
倍,反应速率相等,故说明反应速率与降冰片烯浓度无关,B 错误;
C.由题干图中数据可知,条件①,反应速率为
=
,C 正
确;
D.反应物消耗一半所需的时间称为半衰期,由题干图中数据可知,条件②,降冰片烯起始浓度为
时,半衰期为125min÷2=
,D 正确;
故答案为:B。
6.(2021·辽宁卷)某温度下,在恒容密闭容器中加入一定量X,发生反应
,一段时间
后达到平衡。下列说法错误的是
A.升高温度,若
增大,则
B.加入一定量Z,达新平衡后
减小
C.加入等物质的量的Y 和Z,达新平衡后
增大
D.加入一定量氩气,平衡不移动
【答案】C
【详解】A.根据勒夏特列原理可知,升高温度,化学平衡向着吸热反应方向移动,而
增大,说明平
衡正向移动,故则
,A 正确;
B.加入一定量Z,Z 的浓度增大,平衡逆向移动,故达新平衡后
减小,B 正确;
C.加入等物质的量的Y 和Z,Z 的浓度增大,平衡逆向移动,由于X、Y 均为固体,故K=c(Z),达新平衡后
不变,C 错误;
D.加入一定量氩气,加入瞬间,X、Z 的浓度保持不变,故正、逆反应速率不变,故平衡不移动,D 正
确;
故答案为:C。
1.(2025·辽宁省抚顺市·二模)T0时,
,
,
,其中
、
只与温度有关,将一定量的NO2充入注射器中,改变活塞位置,气体
透光率随时间的变化如图(气体颜色越深,透光率越低),下列说法正确的是
A.T0时,
B.T1时,
,则T1<T0
C.d 点
D.保持容积不变,再充入一定量NO2气体,新平衡后NO2的物质的量分数增大
【答案】C
【详解】A.由反应达到平衡时,正逆反应速率相等可得:
,则
,
,A 不符合题意;
B.
时,由
可得:平衡常数
,说明平衡向逆反应方向移动,温度
,B 不符
合题意;
C.由图可知,d 点后透光率减小,说明二氧化氮浓度增大,平衡向逆反应方向移动,则二氧化氮的正反应
速率小于逆反应速率,C 符合题意;
D.保持容积不变,再充入一定量二氧化氮气体相当于增大压强,加压反应相对原平衡向正反应方向移
动,则平衡后
的物质的量分数减小,D 不符合题意;
故选C。
2.(2025·辽宁省沈阳市东北育才学校·三模)工业中采用双环戊二烯解聚法合成环戊二烯,反应为
(g)
2
(g) ΔH。将3 mol 双环戊二烯通入恒温、容积为1 L 的恒容密闭容器中,分别在T1和T2
温度下进行反应,起始压强分别为p1和p2,n(双环戊二烯)、n(环戊二烯)随时间t 的变化关系如图所示。下
列说法错误的是
A.T1>T2
B.ΔH>0
C.T2温度下,当容器总压强p=1.5p2时v 正>v 逆
D.与恒温相比,绝热条件下的平衡常数小
【答案】C
【详解】A.容器的体积为1L,随着反应的正向进行,n(双环戊二烯)逐浙减小,n(环戊二烯)逐浙增大,根
据图像可知,0~1.5min,
温度下,
(双环戊二烯)
(环戊二烯)
,
温度下,1.5min 时,n(双环戊二烯)
,则0~1.5min,
(双环戊二烯)
,则
(双环戊二稀)
(双环戊二烯),因此
,A 正确;
B.由图像可知,
温度下点
处反应不一定处于平衡状态,因此达到平衡时,双环戊二烯转化的物
质的量
,
温度下点
处反应已经达到平衡,此时双环戊二稀转化的物质的量为1.5mol,
说明升高温度平衡正向移动,即
,B 正确;
C.恒温、恒容条件下,压强之比等于气体物质的量之比,
温度下,当容器总压强
时,容器中
气体总物质的量为4.5mol,设此时双环戊二烯转化了xmol,则
,
,由图像可知,此
时反应处于平衡状态,
,C 错误;
D.该反应为吸热反应,温度越高,平衡常数越大,绝热条件下,随着反应的进行容器内温度逐渐降低,
故绝热条件下的平衡常数小于恒温条件,D 正确;
故选C。
3.(2025·内蒙古自治区呼和浩特市·一模)恒温恒容密闭容器中,在某催化剂表面上发生氨分解反应
,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
说法正确的是
序
号
时间
表面积
0
20
40
60
80
①
2.40
2.00
1.60
1.20
0.80
②
1.20
0.80
0.40
③
2.40
1.60
0.80
0.40
0.40
A.相同条件下,增加氨气浓度或增大催化剂的表面积,反应速率增大
B.实验①,
,
C.实验②,
时处于平衡状态,且
D.实验③,当混合气体密度保持不变时,反应达到平衡状态
【答案】B
【详解】A.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,A 错误;
B.实验①中v(NH3)=
=2.00×10-5mol-1•L-1•min-1,则v(N2)=
v(NH3)=1.00×10-
5mol-1•L-1•min-1,B 正确;
C.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<0.2,C 错
误;
D.实验③,恒温恒容密闭容器中,当混合气体质量不变,密度保持恒定,不能说明反应达到平衡状态,D
错误;
故选B。
4.(2025·内蒙古赤峰市·二模)我国科学家已经成功催化氢化
获得甲酸,利用化合物1 催化氢化
的反应过程如图甲所示,其中化合物2 与水反应生成化合物3 与
的反应历程如图乙所示(TS 表示过
渡态,I 表示中间体)。下列说法正确的是
A.化合物1 参与了化学反应,改变了总反应的反应热
B.升高温度,有利于提高化合物2 的转化率
C.图乙表示的反应历程中,决速步为第一步
D.化合物4 到化合物1 的反应为氧化还原反应
【答案】D
【详解】A.化合物1 参与了化学反应,作催化剂,总反应的反应热只与反应物与生成物能量差值有关,A
错误;
B.化合物2 和水生成化合物3 与甲酸根离子的反应是放热反应,升高温度,平衡逆向反应,降低化合物2
的转化率,B 错误;
C.图乙表示的反应历程中,第二步能量壁垒最大,决速步为第二步,C 错误;
D.化合物4 到化合物1 的反应氢元素化合价升高,为氧化还原反应,D 正确;
故选D。
5.(2025·内蒙古包头市第九十三中学·二模)在催化剂作用下,向容积为1L 的容器中加入1molX 和
4molY,发生反应:
,平衡时和反应10min 时X 的转化率
随温度的变化分别如
曲线Ⅰ、Ⅱ所示。下列说法正确的是
A.使用更高效的催化剂,可以使b 点移动到d 点
B.0~10min 的平均反应速率:
C.曲线I 表示反应10 分钟时转化率温度曲线
D.保持温度和体积不变,向d 点体系中再充入1molX,再次达平衡时
mol/L
【答案】A
【分析】曲线I 代表平衡时X 的转化率随温度变化,曲线II 代表反应10min 时X 的转化率随温度变化;
【详解】A.b 点为400℃,反应10min 时X 的转化率还未达到平衡,若使用高效催化剂,反应速率增大,
相同时间X 的转化率增大,对应点在b 点之上,使用更高效的催化剂,可以使b 点移动到d 点,A 正确;
B.0~10min,X 的转化量a、c 点相同,由v=
,得v(a)=v(c),B 错误;
C.曲线I 转化率高于对应温度下曲线II 的转化率,说明曲线I 表示平衡时X 的转化率随温度变化,C 错误;
D.d 点已达平衡状态,体系中,只有X 是气体,K=
,温度不变,故K 值不变,c(X)不变,X 起始加入
的物质的量为1mol,平衡转化率为60%,剩余X 为0.4mol,体积为1L,即c(X)=0.4mol/L,D 错误;
答案选A。
6.(2025·辽宁省抚顺市六校协作体·三模)二氧化碳可氧化乙烷制备乙烯,主要发生如下两个反应:
Ⅰ.
Ⅱ.
向10L 的恒容密闭容器中投入2mol C2H6和3mol CO2,不同温度下,测得5min 时(反应均未达到平衡)的相关
数据如下表,下列说法错误的是
温度/K
T1
T2
T3
乙烷转化率/%
2.0
12.0
20.0
乙烯选择性/%
95.0
75.0
60.0
注:乙烯选择性
A.反应Ⅰ的平衡常数:
B.温度升高对反应Ⅱ更有利
C.其他条件不变,容器内改为恒压,乙烷平衡转化率增大
D.T2 K 时,0~5min 内,
【答案】D
【详解】A.反应Ⅰ的
,反应Ⅱ的
,均为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,平衡常数
增大,乙烯的转化率升高,由表格数据可知T1<T2<T3,所以
,故A 正确;
B.由表格数据可知,升高温度,乙烷转化率增大,但是乙烯选择性降低,说明升高温度对反应Ⅱ更有
利,故B 正确;
C.其他条件不变,容器内改为恒压,相对于恒容容器,相当于减小压强,反应Ⅰ、反应Ⅱ平衡正向移
动,乙烷的平衡转化率增大,故C 正确;
D.T2 K 时,乙烷的转化率为12.0%,可得转化的乙烷的总物质的量为2mol×12.0%=0.24mol,而此温度下乙
烯的选择性为75%,则转化为乙烯的乙烷的物质的量为0.24mol×75%=0.18mol,故转化为CO 的乙烷的物质
的量为
,根据反应方程式可得,生成CO 的物质的量为0.24mol,则0~5min 内,
,故D 错误;
故选D。
7.(2025·辽宁省沈阳市·二模)温度
,在恒容密闭反应器中进行高压液态+氢萘
催化脱氢
实验,反应Ⅰ:
;反应Ⅱ:
;
,
测得
和
的产率
和
(以物质的量分数计)随时间的变化关系如图所示,下列说法中错误的是
A.由图可知:反应活化能
B.温度对Ⅱ反应限度影响大
C.改变催化剂可调控两种有机生成物比例
D.
时,共产生
【答案】B
【详解】A.由图可知,相同时间内
(反应Ⅱ产物产率)大于
(反应Ⅰ产物产率),说明反应Ⅱ的反
应速率比反应Ⅰ快,一般情况下,反应速率越快,反应的活化能越低,所以反应活化能Ⅱ<Ⅰ,A 选项正
确;
B.已知
,反应Ⅰ和反应Ⅱ均为吸热反应,且反应Ⅰ的
更大。根据勒夏特列原理,升高温
度,平衡向吸热方向移动,对于吸热反应,
越大,温度对反应限度影响越大,所以温度对反应Ⅰ的反
应限度影响大,B 选项错误;
C.催化剂具有选择性,不同的催化剂对不同反应的催化效果不同,所以改变催化剂可调控两种有机生成
物比例,C 选项正确;
D.8h 时,
= 0.027,
= 0.374,起始时
,根据反应Ⅰ,生成
的物质的量
,同时生成
的物质的量
;根据反应
Ⅱ,生成
的物质的量
,同时生成
的物质的量
,则共产生
的物质的量
,D 选项正
确;
故答案选B。
8.(2025·辽宁省协作体·二模)乙烷催化裂解制备乙烯和氢气的反应式为C2H6(g)
C2H4(g)+H2(g)ΔH,工业
上在裂解过程中可以实现边反应边分离出生成的氢气。在不同温度下,1.0molC2H6(g)在恒容密闭容器中发
生该反应。H2的移出率α 不同时,乙烷的平衡转化率与温度的关系如图所示。
已知:
下列说法错误的是
A.由图可知:α1>α2>α3
B.该反应在高温可以自发进行
C.α2=50%,则A 点体系中乙烯的体积分数约为60%
D.若恒温恒压条件下向体系中充入适量水蒸气,可提高C2H6转化率
【答案】C
【详解】A.分离出氢气会促进平衡正向移动,从而提高乙烷的转化率,因此氢气的移出率越高,乙烷的
平衡转化率越大,则
,A 正确;
B.由图可知,相同的H2的移出率,温度升高,乙烷的平衡转化率升高,平衡正向移动,故为吸热反应,
正反应为气体体积增大反应,即熵增反应,
,反应自发要求
,则该反应在高
温可以自发进行,B 正确;
C.乙烷的起始量为1mol,A 点乙烷的平衡转化率为60%,结合已知条件列三段式:
,
,则此时体系内剩余氢气的物质的量为0.6×(1-
50%)=0.3,A 点体系中乙烯的体积分数约为
,C 错误;
D.若恒温恒压条件下向体系中充入适量水蒸气,相当于增加体积,压强减小,平衡正向移动,可提高
C2H6转化率,D 正确;
故选C。
9.(2025·辽宁省名校联盟·二模)利用焦炭处理NOx涉及的主要反应如下:
①
;
②
。
向2L 恒容密闭容器中通入2molNO、1molO2和适量焦炭,分别在X、Y 两种不同催化剂作用下发生反应,
10min 后测得脱氮率(即NOx的转化率)随温度变化的关系如图所示。
下列说法正确的是
A.0~10min 的平均反应速率:c>a
B.150℃左右,催化剂Y 的催化效果好
C.230℃时,反应②的平衡常数为
D.c 点之后,曲线上的反应均达到平衡状态
【答案】B
【分析】对于催化剂Y,脱氮率最高的点在100~200℃之间,对于催化剂X,脱氮率最高的点在300~400℃
之间,则表明Y、X 表现最佳活性的温度不同;在Y、X 的最佳活性点,Y 的脱氮率高于X,表明Y 的催化活
性好于X。
【详解】A.a、c 点反应时间相同,a 点脱氮率高,0~10min a 的平均反应速率快,A 项错误;
B.催化剂Y 在150℃左右时有很高的脱氮率,因此催化效果好,B 项正确;
C.b 点不一定是平衡状态,因此无法计算230℃时反应②的平衡常数,C 项错误;
D.c 点之后,温度升高脱氮率降低的原因可能是平衡逆向移动,也可能是催化剂X 在高温下失去活性,所
以c 点之后,曲线上的反应不一定达到平衡状态,D 项错误;
故选B。
10.(2025·辽宁省大连市·一模)利用
催化加氢制甲醇具有重要减碳意义,该过程涉及如下反应:
反应I:
反应II:
在
下,
和
按物质的量之比为
进行投料,平衡时
和
在含碳产物中的物质的量
分数及
转化率随温度的变化如图所示。下列相关说法正确的是
A.反应II 在高温条件下能自发进行
B.图中代表
C.250℃时,
D.250℃之后,以反应I 为主
【答案】D
【分析】反应I 为吸热反应,温度越高,该反应的产物CO 的含量越高,故b 曲线代表的是CO 的物质的量
百分数,a 曲线代表的是CH3OH 的物质的量百分数,q 表示
转化率随温度的变化。
【详解】A.由分析可知,a 曲线代表的是CH3OH 的物质的量百分数,即随着温度升高,其含量降低,即反
应II 为放热反应,且该反应为气体分子数减小的反应,根据
,反应可以发生,则低温下反
应可以发生,A 错误;
B.由分析可知,a 曲线代表的是CH3OH 的物质的量百分数,B 错误;
C.250℃时,二氧化碳的转化率为20%,且甲醇和一氧化碳的选择性各为50%,
氢气分压
,由于本题给的是
和
按物质的量的比值,则这里的K 应该
是用分压表示的常数,由图可知,250℃时一氧化碳和甲醇的物质的量相等,则在两个反应的平衡常数的
表达式中,所有物质的物质的量分数都相同,但是对于反应II 中氢气的分压需要三次方,且由于是分压,
则氢气的分压不会是1,故两个反应的常数不相等,C 错误;
D.由图可知,250℃之后随着温度升高,
转化率在增大,结合A 可知,反应II 为放热,反应I 吸热,
则250℃之后,以反应I 为主,D 正确;
故选D。
11.(2025·辽宁省辽阳市·二模)恒温条件下,向带活塞的容器中加入
与
,发生反应
,其他条件不变,反应相同时间时,
的转化率随压强变化(通过推动活塞改
变压强)的关系如图所示(整个过程中各物质状态不发生改变)。下列说法错误的是
A.
点:
B.平衡常数:
C.
D.压强为
时,点正反应速率大于逆反应速率
【答案】A
【分析】根据图像中反应相同时间时,
的转化率随压强变化,可知转化率最高点左侧的未达平衡,
转化率增大原因是,压强增大,速率增大,相同时间内
的转化量增多;最高点及右侧达到平衡,转
化率下降原因是,压强增大,平衡逆向移动,说明
;
【详解】A.a 点未达平衡,反应正向进行,
,A 错误;
B.平衡常数只与温度有关,恒温条件:
,B 正确;
C.根据分析,
,C 正确;
D.压强为
时,点转化率低于平衡转化率,反应正向进行,正反应速率大于逆反应速率,D 正确;
故选A。
12.(2025·辽宁省县域重点高中·二模)已知反应:
,该反应分三步进行:
①
;
②
;
③
。
其相对能量变化如图所示。在恒容密闭容器中充入
,发生上述反应。下列叙述正确的是
A.相同状况下,
中W 最稳定
B.其他条件不变,升高温度,总反应速率一定增大
C.选择催化剂是为了降低反应③的能垒
D.其他条件不变,平衡后再充入
平衡转化率减小
【答案】C
【详解】A.由图可知,Y 的能量最低,能量越低越稳定,则相同状况下,
中Y 最稳定,A 错
误;
B.其他条件不变,温度升高,催化剂的活性可能降低,总反应速率可能减小,不一定增大,B 错误;
C.由图可知,反应③的能垒最大,为该反应的决速步骤,则选择催化剂是为了降低反应③的能垒,从而
加快反应速率,C 正确;
D.反应物只有一种,其他条件不变,达到平衡时再充入
浓度增大,相当于原来平衡上增大压
强,平衡正向移动,
的平衡转化率增大,D 错误;
故选C。
13.(2025·辽宁省名校联盟·二模)常温下,
与水反应生成的主要配合物及平衡常数如下:
;
;
;
。
分别代表
、
、
、
、
的
随
变化的关系。
已知:
为逐级平衡常数,
为累积平衡常数,如
。下列
有关说法正确的是
A.
和
分别为
和
随
的变化
B.若O 点的横坐标为-2.8,则可以计算
C.
时,
D.
【答案】D
【分析】图片中横轴是
,反映
浓度对各种物种存在状态的影响,由
与水反应生成的主
要配合物的方程式可知,刚开始随着
增大,
水解平衡右移,
逐渐减小,
逐渐增大,则
是
随
的变化,
是
随
的变化,
依次类推,随着
增大,图片中
分别代表
、
、
、
、
的
随
变化的关系,
【详解】A.由分析可知,
是
随
的变化,
是
随
的变化,A 错
误;
B.若O 点的横坐标为-2.8,由图可知,此时溶液中
、
浓度相等,根据平衡常数
,题中给的是
,B 错误;
C.
时,
,
,由图可知,此时溶液中各离子浓度:
,C 错误;
D.由题目所给信息可知,
为累积平衡常数,
,以此类推,
,
,D 正确;
故选D。
14.(2025·辽宁省名校联盟·一模)在保持
、
条件下,向密闭容器中充入
气体,存在
如下反应:
。该反应的正、逆反应速率与
、
的分压关系为:
,
(
、
分别是正、逆反应的速率常数)。
与
的关系如图所示。结合图像,下列说法正确的是
A.直线
表示
B.当
时,说明反应达到平衡状态
C.
时,该反应的压强平衡常数
D.
、
时,
的平衡转化率为
【答案】D
【分析】该反应的正、逆反应速率与
、
的分压关系为:
,
,
即
,
,则
直线的斜率较大,由图可知,直
线m 的斜率较大,所以直线
表示
关系,直线n 表示
的关系,据此解
答。
【详解】A.由分析可知,直线
表示
的关系,A 错误;
B.当
时,说明反应达到平衡状态,B 错误;
C.当
时,
,即
,同理可得
,达到化学平衡时,
,即
,则
时,该反应的压强平衡常数
,C 错误;
D.在保持
、
条件下,向密闭容器中充入
气体,设
的平衡转化率为x,列出三段
式:
,则有
,可得x=0.8,即
的平衡转化率为80%,D 正确;
故选D。
15.(2025·吉林省吉林市·二模)已知在恒容密闭容器中发生反应
(方程式已配
平),在210℃和220℃时A 的转化率随反应时间的变化关系如图所示,设A 的起始浓度为
。下列说
法错误的是
A.220℃时反应的平衡常数
mol/L
B.从反应体系中移出部分甲醇可以提高A 的转化率
C.210℃时,0~200min 内A 的平均反应速率为
mol/(L·min)
D.a、b 两点用物质B 表示的瞬时反应速率:b<a
【答案】D
【详解】A.c 点时A 的转化率为99%,转化浓度为0.99d,根据
,平衡时A 浓度
为0.01d,B 浓度为0.99d,CH3OH 浓度为0.99d,则220℃时反应的平衡常数
mol/L,A 正
确;
B.甲醇为生成物,从反应体系中移出部分甲醇,减少生成物的浓度,平衡正向移动,可以提高A 的转化
率,B 正确;
C.210℃、200min 时A 的转化率为68%,则A 的转化浓度为0.68dmol/L,0~200min 内A 的平均反应速率为
mol/(L·min),C 正确;
D.a、b 两点反应的转化率相等,b 点对应的斜率大,对应的温度高,瞬时速率大,瞬时反应速率:b>a,
D 错误;
答案选D。
16.(2025·东北三省三校(哈尔滨师大附中、东北师大附中、辽宁省实验中学)·一模)为研究反应
在不同条件下
的转化率,向恒压反应器中通入含一定浓度
与
的气体,在无
催化剂和有催化剂在时,分别测得不同温度下反应器出口处
的转化率如图中曲线a、b 所示(图中虚线
表示相同条件
的平衡转化率随温度的变化),下列说法不正确的是
A.反应的
B.曲线a 中
转化率随温度升高而增大,是由于反应速率变快
C.曲线b 中从M 点到N 点,
转化率随温度升高而减小是由于催化剂活性减弱
D.催化剂存在时,其他条件不变,增大气体
,
转化率随温度的变化为曲线c
【答案】D
【详解】A.由图中虚线可知,平衡后继续升高温度,一氧化氮平衡转化率减小,说明升温平衡向逆反应
方向移动,该反应是放热反应,则反应的
,A 正确;
B.由图可知,相同温度时,曲线b 中对应点一氧化氮的转化率大于曲线a,说明曲线a 代表未加入催化剂
时,一氧化氮转化率与温度变化的关系,所以
的转化率随温度升高而增大,是因为反应速率变快而导
致,B 正确;
C.曲线b 对应有催化剂的转化率,M 点到N 点未平衡,在达到平衡之前,转化率随着温度升高先增大后
减小,是因为催化剂活性随温度升高到一定程度后减小,导致反应速率先增大后减小,C 正确;
D.催化剂存在时,其他条件不变,向容器中通入氧气,增大
,则平衡向正反应方向移动,一氧化氮
的转化率升高,高于同温度时虚线,所以c 曲线不符合增大
的曲线变化,D 错误;
故答案为:D。
17.(2025·黑龙江省哈尔滨市第三中学·二模)某温度下向容器中加入M 发生如下反应: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.
时,反应③已达平衡
B.
时,
C.反应①的活化能大于反应②
D.该温度下,反应③的平衡常数小于1
【答案】B
【详解】A.
时后,P 继续减少、Q 增多,反应③没有达到平衡状态,故A 错误;
B. 根据图示,
时M 的浓度为0,M 完全转化为P、Q,则
,故B 正确;
C.
时刻前,P 的浓度大于Q,说明反应①的转化浓度大于反应②,反应①的速率大于反应②,则反应①
的活化能小于反应②,故C 错误;
D. 该温度下,反应达到平衡,Q 浓度大于P,反应③的平衡常数大于
>1,故D 错误;
选B。
18.(2025·黑龙江省齐齐哈尔市·三模)工业上利用反应
制取
氢气。向两个容积为2L 的密闭容器中加入
和
各1mol,分别在不同温度和催化剂下进行反
应,保持其他初始实验条件不变,经10min 测得两容器中
转化率如图所示。下列说法正确的是
A.0~10min 反应的平均速率
B.A 点是在催化剂1、温度
条件下的平衡状态
C.温度为
时,该反应的平衡常数
D.催化剂2 比催化剂1 的催化效率高
【答案】A
【详解】A.相同时间段内CO 转化率越大反应速率越大,则
;C 点CO 转化率为
,该反应的平均速率用CO 表示为
,A 正确;
B.若A 点达平衡,由于B 点温度更高,且反应
,为放热反应,温度升高平衡逆移,B 点CO 的转化
率应该更小,而B 点CO 转化率比A 点高,则在A 点时,反应一定未达到平衡,同理C 点也未达到平衡,B
错误;
C.温度为
时,CO 的转化率为
,此时
、H2O 均为
,
为
,氢气为
,浓度商为:
,根据B 项分析可知,此时反应未到平衡,还继
续正向移动,则平衡常数
,C 错误;
D.催化剂的催化活性与温度有关,如在
温度,催化剂2 比催化剂1 的效率低,D 错误;
故选A。
19.(2025·黑龙江省九师联盟·三模)对于反应:
,实验测得平
衡常数K 与温度的关系如图所示。某温度下向刚性密闭容器中加入足量铁粉和CO,发生上述反应,达到平
衡时测得CO 分压。
,保持温度不变,再向容器中充入少量CO,达到新平衡时测得
。下列说法错误的是
A.上述反应的
B.可根据Fe 或
质量变化确定反应是否达到平衡
C.平衡时增大Fe 质量,平衡不移动
D.两个平衡中CO 压强:
【答案】D
【详解】A.升高温度,平衡常数减小,即逆向移动,正反应是放热反应,A 项正确;
B.Fe 或
质量不变,表明消耗和生成Fe 或
的速率相等,反应达到平衡,B 项正确;
C.Fe 是固体,加入Fe,不会影响平衡移动,C 项正确;
D.上述反应只有CO 是气态,根据平衡常数只与温度有关,两次平衡时温度不变,平衡常数不变,由于
,
不变,两个平衡中CO 压强不变,
,D 项错误;
故选D。
20.(2025·黑龙江省齐齐哈尔市·二模)一定温度下,向密闭容器中通入等物质的量的
和
发生
反应:
,该反应由两步完成:①
,②
,其中反应②
,
,测得
、
的物质的量浓度随时间的变化曲
线如图所示。下列说法正确的是
A.平衡时,
B.30s 时,反应②
C.
是该反应的催化剂
D.Y 浓度达到最大值时,反应①未达到平衡状态,此时
【答案】D
【详解】A.由图可知,X、Y 的浓度分别为2.5mol/L、1.0mol/L,则由方程式可知,P 的浓度为2.5mol/
L+1.0mol/L=3.5mol/L,故A 错误;
B.由图可知,30s 时X、Y 的浓度相等,但反应②未达到平衡,是反应的形成过程,所以正反应速率大于
逆反应速率,正反应速率常数大于逆反应速率,故B 错误;
C.由方程式可知,Y 是反应①的生成物、反应②的反应物,所以Y 是反应的中间产物,故C 错误;
D.由图可知,Y 浓度达到最大值后,Y 的浓度逐渐减小,说明反应①未达到平衡状态且反应正向进行,所
以此时正反应速率大于逆反应速率,故D 正确;
故选D。
21.(2025·黑龙江省教育学会示范性高中专业委员会·一模)汽车尾气净化反应为
△H<0。某温度下,向1L 盛有催化剂的密闭容器中投入一定量
NO 和CO,NO、CO 的物质的量浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A.ab 段NO 的反应速率
B.升高温度,化学反应速率一定加快
C.该温度下,反应的平衡常数
D.1s 时,加入
mol
,此时
【答案】C
【详解】A.ab 段NO 的反应速率
,A 错误;
B.升高温度,可能使催化剂的活性减小,可能使化学反应速率减小,B 错误;
C.根据已知条件列出“三段式”
该温度下,反应的平衡常数
,C 正确;
D.根据已知条件列出“三段式”
1s 时,加入
mol
,Qc=
<K=5000,此时反应还未达到平衡,
,D 错误;
故选C。
22.(2025·黑龙江省齐齐哈尔市·一模)利用反应
可实现从燃
煤烟气中回收硫。向三个体积相同的恒容密闭容器中通入
和
发生反应,反应体系
的总压强随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A.实验b 中,40min 内CO 的平均反应速率
B.与实验a 相比,实验b 改变的条件是加入催化剂
C.实验b 中
的平衡转化率是75%
D.实验abc 相应条件下的平衡常数:
【答案】D
【分析】反应为放热反应,三个反应容器体积相同且恒容,反应物起始量相同,实验a、b 起始压强相同,
说明反应温度相同,实验b 达到平衡快,反应速率大,但两者平衡状态相同,说明实验b 使用了催化剂;
与实验a 相比,实验c 达到平衡快,反应速率大,且平衡时体系压强大,说明实验c 的反应温度更高。
【详解】A.对反应
,反应时混合气体减小的物质的量相同于消耗SO2
的物质的量,根据压强之比等于物质的量之比,实验b 中, 40min 内体系压强减小了
,相当于二氧
化硫的分压强减小了40kPa,则CO 的分压强减小了80kPa,故CO 的平均反应速率为
,A 正确;
B.根据分析知实验b 改变的条件是加入催化剂,B 正确;
C.设达到平衡状态时,SO2消耗了
,列三段式得:
40min 达到平衡,此时压强为120kPa,根据压强之比等于物质的量之比,得:
,解
得
,故二氧化硫的转化率为
,C 正确;
D.平衡常数只受温度影响,根据分析知实验a、b 反应温度相同,则
。反应
,说明该反应
是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,实验c 温度比实验a、b 高,则
,D
错误;
故选D。
23.(2025·内蒙古乌兰察布市·二模)一定条件下,
在某催化剂表面上发生分解反应生成
和
,测得的实验结果如图所示。下列说法正确的是
已知:化学上,将反应物消耗一半所用的时间称为半衰期(
)。
A.
的半衰期与起始浓度成正比
B.
浓度越高,反应速率越快
C.
在该催化剂表面的分解反应是可逆反应
D.ab 段
的平均生成速率为
【答案】A
【详解】A.由图像可知,H2O(g)起始浓度为0.1mol·L-1时,半衰期为50min,起始浓度为0.05mol·L-1时,半
衰期为25min,则
的半衰期(将反应物消耗一半所用的时间)与起始浓度成正比,A 正确;
B.由图像可知,H2O(g)的分解速率在各时间段内相等,B 错误;
C.由图像可知,H2O(g)能完全分解,最终H2O(g)浓度为0,说明在该条件下H2O(g)分解反应不是可逆反
应,C 错误;
D.
,D 错误;
故选A。
24.(2025·内蒙古自治区·二模)常温下,用甲苯萃取水中少量的正丁酸:
,水溶液中正丁酸浓度随萃取时
间的变化如图所示。下列叙述错误的是
A.6 min 时的逆萃取速率小于2 min 时的逆萃取速率
B.2 min 时正萃取速率大于逆萃取速率
C.水中正丁酸浓度增大,萃取平衡向右移动,萃取平衡常数不变
D.2~4 min 内正丁酸的平均萃取速率
【答案】A
【详解】A.平衡之前,逆萃取速率逐渐增大,6 min 时的逆萃取速率大于2 min 时的逆萃取速率,A 项错
误;
B.平衡之前,正萃取速率大于逆萃取速率,B 项正确;
C.萃取平衡常数只和温度有关,水中正丁酸浓度增大,萃取平衡向右移动,温度不变,萃取平衡常数不
变,C 项正确;
D.速率等于浓度的变量除以时间,2~4 min 内正丁酸的平均萃取速率
,D 正确;
答案选A。
25.(2025·内蒙古包头市·二模)为实现氯资源循环利用,工业上采用
催化氧化法处理
废
气:
。将
和
分别以不同起始流
速通入反应器中,在
、
和
下反应,通过检测流出气成分绘制
转化率
曲线,如图所示 (较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。下列说法错误的是
A.流速较高时,反应物分子进入反应体系时间较短,化学反应速率是影响
转化率的主要因素
B.
代表的温度为
C.相同条件下,将温度升高
或使用更高效的催化剂可提高
点
转化率
D.
点的转化率为平衡转化率,则该温度下反应的物质的量分数平衡常数
【答案】D
【分析】反应
,该反应为放热反应,由于在
流速较低时的转化率视为平衡转化率,所以在流速低时,温度越高,HCl 的转化率越小,故T1代表的温度
为
,T3为
。
【详解】A.流速过快时,反应物分子进入反应体系时间较短,反应未达到平衡状态,化学反应速率是影
响
转化率的主要因素,A 正确;
B.根据分析,T1代表的温度为
,T3为
,B 正确;
C.M 对应温度为
,由图像可知,升高温度,HCl 的转化率增大,使用高效催化剂,可以增大该温度
下的反应速率,使单位时间内HCl 的转化率增加,C 正确;
D.N 点时,HCl 的平衡转化率为80%,n(HCl):n(O2)=1:1,设n(HCl)=n(O2)=1mol,根据三段式:
物质的量分数平衡常数为:K=
,D 错误;
答案选D。