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专题06 化学反应速率与化学平衡
考点概览
题型一 化学反应速率、活化能与基元反应
题型二 化学平衡
题型三 化学反应的方向
化学反应速率、活化能与基元反应
1.(2025·福建·一模)2mol A 与2mol B 混合于2L 的密闭容器中,发生如下反应:2A(g)+3B(g)
2C(g)
+zD(g)。若2s 后,A 的转化率为50%,测得v(D)=0.25mol•L﹣1•s﹣1,下列推断正确的是
A.v(A)=v(C)=0.75 mol•L﹣1•s﹣1
B.z=3
C.B 的转化率为25%
D.C 的体积分数为28.6%
【答案】D
【分析】若2s 后,A 的转化率为50%,参加反应的A 为2mol×50%=1mol,测得v(D)=0.25mol•L﹣1•s﹣1,生
成D 为0.25mol•L﹣1•s﹣1×2L×2s=1mol,则
,解得z=2,列三段式有:
;
【详解】A.速率之比等于化学计量数之比,v(A)=v(C)=v(D)=0.25 mol•L﹣1•s﹣1,故A 错误;
B.由上述计算可知,z=2,故B 错误;
C.B 的转化率为
×100%=75%,故C 错误;
D.2 s 后,n(A)=1 mol,n(B)=0.5 mol,n(C)=n(D)=1 mol,则C 的体积分数为
×100%=28.6%,故D 正确;
故选:D。
2.(2025·内蒙古呼和浩特·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
题型一
,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。
3.(2025·辽宁·一模)
晶体由
与
构成。在密闭容器中,将
溶于惰性溶剂,
发生反应:
(已知
均溶于该溶剂),测得
的物质的量随时间变化如下。
下列说法错误的是
0
1
2
3
4
5
0.1000
0.0700
0.0350
0.0250
0.0175
A.
晶体为离子晶体
B.
中
原子的杂化方式为
C.溶液颜色不再发生变化可判断该反应达到限度
D.根据表中数据推测:
,生成
的平均速率为
【答案】D
【详解】A.根据题干描述“
晶体由
与
构成”,所以
晶体为离子晶体,A 正确;
B.
中,中心原子N 价层电子对数为2,孤电子对数为0,故中心原子为
杂化,B 正确;
C.根据题干描述“
溶于该溶剂”,当溶液颜色不变时,即
浓度不再发生变化,该反应达到限度,
C 正确;
D.观察表格数据发现
的量减少一半所需时间是定值,故
时,
为
,生成
的
平均速率应为
,D 错误;
故选D。
4.(2025·黑龙江·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。
5.(2025·山东泰安·一模)马来酸,富马酸和苹果酸在水热条件下存在如下相互转化过程。190℃时,相
关物质的物质的量分数随时间变化如图所示。6.5h 后,苹果酸的物质的量分数不再随时间变化。下列说法
错误的是
A.二元弱酸的第一级电离常数:
(马来酸)
(富马酸)
B.190℃时的平衡常数:K(反应①)
(反应②)
(反应③)
C.平均反应速率:(马来酸)
(富马酸)
(苹果酸)
D.1.25h 后转化过程以反应③为主
【答案】C
【详解】A.由图可知,马来酸属于顺式结构,电离出的H+与未电离的羧基中的氧原子可以形成分子内氢
键,这种分子内氢键的形成使电离产生的阴离子更加稳定,从而有利于一级电离的进行,故第一级电离常
数:
(马来酸)
(富马酸),A 正确;
B.平衡时,
,
,
,故
时的平衡常数:
(反应①)>
(反应②
(反应③),B 正确
C.根据物料守恒,
,反应平均速率
,则(马来酸)
(富马
酸)
(苹果酸),C 错误;
D.1.25h 后,马来酸含量几乎为0,说明反应①、②基本完成,富马酸含量减少,苹果酸含量增大,说明
以反应③为主,D 正确;
故选C。
6.(2025·海南·一模)在恒容绝热的密闭容器中发生反应:
,C 的浓度随时
间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.1~2min 内的平均反应速率
B.从反应速率变化可推知该反应可能是放热反应
C.加入催化剂可提高物质B 的平衡转化率
D.当容器内气体的平均摩尔质量不变时,不能说明该反应达到平衡状态
【答案】B
【详解】A.A 是固体,不用固体表示反应速率,A 错误;
B.0-1min 反应速率较慢,温度低,1-2min 反应速率加快,反应在绝热密闭容器中,温度升高反应速率加
快,2min 后反应速率变慢,反应物浓度减小造成的,正反应为放热反应,B 正确;
C.催化剂可以加快反应速率,不能提高反应物B 的平衡转化率,C 错误;
D.气体的平均摩尔质量等于气体的总质量比上气体的总物质的量,A 是固体,气体质量是变量,气体物
质的量是定值,气体的平均摩尔质量为变量,当气体的平均摩尔质量不变时,说明该反应达到平衡状态,
D 错误;
答案选B。
7.(2025·天津河东·一模)马来酸,富马酸和苹果酸在水热条件下可相互转化。
时,三种酸的物质
的量分数
随时间变化如图所示,6.5h 后苹果酸的物质的量分数不再随时间变化。下列说法错误的是
①
②
③
A.马来酸和富马酸的第一级电离常数不相同
B.
时的平衡常数:
(反应①)>
(反应②
(反应③)
C.反应速率:
(马来酸)=
(富马酸)+
(苹果酸)
D.
时,制备富马酸的反应时长应控制在
【答案】C
【详解】A.由图可知,马来酸属于顺式结构,羧基上与氧原子相连的氢原子和氧原子间形成氢键,导致
氢原子不易电离,酸性弱,故和富马酸的第一级电离常数不相同,A 正确;
B.
,
,
,故
时的平
衡常数:
(反应①)>
(反应②
(反应③),B 正确;
C.反应速率
,
,
(马来酸)<
(富马酸)+
(苹果酸),C 错误;
D.
时,反应时长应控制在
时富马酸的物质的量分数最高,D 正确;
故选C;
8.(2025·北京平谷·一模)汽车尾气的排放会对环境造成污染,利用催化剂处理汽车尾气中的NO 与
CO,反应为
。一定温度下,在1L 恒容密闭容器中加入1mol
CO 和1mol NO 发生上述反应,达到平衡时,测得
,下列说法正确的是( )
A.汽车尾气中的
、
是因汽油不充分燃烧产生的
B.催化剂降低了反应的活化能,反应的
数值减小
C.反应达到平衡时,NO 的平衡转化率为
D.向平衡混合气中再通入1mol NO 和
,平衡会向正反应方向移动
【答案】C
【分析】列三段式:
平衡常数
。
【详解】A.CO 是汽油不充分燃烧的产物,但NO 主要由高温下
和
反应生成,与是否充分燃烧无关,
故A 错误;
B.催化剂仅降低活化能,不改变ΔH 的数值,故B 错误;
C.反应生成0.2 mol/L 的
,对应消耗2×0.2=0.4 mol/L 的NO,NO 初始浓度为1 mol/L,转化率为
,故C 正确;
D.加入1 mol NO 和1 mol
后,新浓度下Qc =
≈0.425>0.247,反应逆向进行,故D 错误;
故选C。
9.(2025·广东湛江·一模)反应物(S)转化为产物(P 或Q)的能量变化与反应进程的关系如下图所示。下列
关于四种不同反应进程的说法正确的是
A.进程Ⅰ升高温度,逆反应速率增大,正反应速率降低
B.生成相同物质的量的P,进程Ⅰ、Ⅱ释放的能量相同
C.反应进程Ⅲ生成P 的速率大于反应进程Ⅱ
D.进程Ⅳ可以说明催化剂可以改变反应产物
【答案】B
【详解】A.升高温度,正、逆反应速率均增大,A 错误;
B.进程Ⅱ使用了催化剂X,降低了反应的活化能,但不改变反应热,S 转化为P 为放热反应,对于进程Ⅰ、
Ⅱ,生成等量的P 所放出的热量相同,B 正确;
C.反应Ⅲ的活化能高于反应Ⅱ的活化能,则反应速率:反应Ⅱ>反应Ⅲ,C 错误;
D.在进程Ⅳ中最终生成Q,改变了反应的产物,即
,Z 不属于催化剂,D 错误;
选B。
10.(2025·河南商丘·一模)在恒温恒容密闭容器中加入足量CaCO3和焦炭,发生反应①,同时充入一定
量H2,在催化剂M 的作用下也发生反应②,反应如下:
①
;②
下列有关说法正确的是
A.其他条件不变,若升高温度,反应②的速率一定加快
B.随着反应进行,容器内的压强可能先增大后减小
C.当混合气体的密度不再改变,说明反应①达到平衡,反应②未达到平衡
D.体系平衡后,再充入一定量CO,达到新平衡时,CO 分压比原平衡时大
【答案】B
【详解】A.升高温度,催化剂M 的活性可能降低,反应②的速率有可能变慢,A 项错误;
B.反应①是气体体积增大的反应,反应②是气体体积减小的反应,随着反应进行,容器内的压强可能先
增大后减小,B 项正确;
C.混合气体的密度
,容器的体积V 不变,反应①中有固体参与反应,m 为变量,
不再改变时,
说明反应①达到平衡,此时CO 含量不变,因此反应②也达到平衡,C 项错误;
D.新平衡时,由于反应①平衡常数
不变,CO 分压不变,D 项错误;
答案选B。
11.(2025·黑龙江哈尔滨·一模)二氟卡宾(
)是一种活性中间体。硫单质与二氟卡宾可以形成
,
最后生成部分含碳副产物,反应历程如图所示;
下列叙述错误的是
A.该反应
B.该反应速率主要由生成
的反应决定
C.反应过程中碳的化合价发生改变
D.反应过程中存在极性共价键的形成
【答案】B
【详解】A.根据图中信息可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,反应为放热反应,
,故A
正确;
B.反应的活化能越高反应速率越慢,37.29-(-4.36)=41.65>5.41-(-28.80)=34.21,故该反应速率主要由生成
的反应决定,故B 错误;
C.由反应历程图可知,碳原子的成键个数在反应过程发生变化,所以其化合价也发生变化,故C 正确;
D.反应过程中存在极性共价键S-C 键的形成,故D 正确;
答案选B。
12.(2025·山东聊城·一模)复旦大学某团队以1,3-环己二烯为载体,与苯胺和碘苯,通过钯与改进的
Ming-Phos 催化,实现了高对映、区域选择性的三组分碳胺化转化,并提出了如图所示的反应机理(部分
无机产物略去)。已知:①Ph 一为苯基;②动力学实验表明
参加的反应为决速步骤;③
反应V 为副反应。下列说法正确的是
A.步骤I 中存在非极性键的断裂
B.步骤II 中发生加成反应
C.步骤IV 中两种有机产物的质谱图完全一样
D.步骤V 中钯的化合价没有发生变化
【答案】B
【详解】A.步骤I 是极性键的断开和生成,不存在非极性键的断开和生成,A 错误;
B.步骤II 是环己二烯的加成反应,B 正确;
C.质谱图是有机物分解产生的粒子的质荷比,步骤IV 两种有机物分解的产生的粒子不完全相同,质荷比
也不完全相同,C 错误;
D.反应V 为副反应,步骤V 中钯的化合价降低,发生了变化,D 错误;
答案选B。
13.(2025·四川巴中·一模)苯在浓
和浓
作用下,反应过程中能量变化如图所示。下列说法
错误的是
A.可用红外光谱法鉴别产物
和产物
B.X 为苯的加成产物,Y 为苯的取代产物
C.从中间体到产物,更有利于生成产物
D.浓
在该反应过程中均只作催化剂
【答案】D
【详解】A.产物X 和产物Y 含有的官能团不完全相同,红外光谱可以检测出有机物中不同的官能团,所
以可用红外光谱法鉴别产物X 和产物Y,A 正确;
B.观察产物结构可知,X 是苯环与其他原子团发生加成反应得到的,为苯的加成产物;Y 是苯环上的氢
原子被硝基取代得到的,为苯的取代产物,B 正确;
C.从图中可以看到,中间体到产物Y 的活化能小,化学反应速率快,并且产物Y 的能量产物X 的能量低,
更稳定,两个方面均有利于生成产物Y,C 正确;
D.在苯的硝化反应中,浓硫酸一方面作催化剂,加快反应速率;另一方面浓硫酸还作为吸水剂,促使反
应向正反应方向进行,D 错误;
故答案选D。
14.(2025·河南商丘·一模)苯与浓硝酸、浓硫酸的混合物在60℃下的反应机理如图所示,资料显示:浓
硝酸、浓硫酸混合时存在
;
。下列说法错误
的是
A.H2O 的空间结构为V 形
B.从结构上看,碳正离子中间体和取代产物中所有原子都不可能处于同一平面
C.反应1 的反应速率比反应2 的反应速率慢
D.从能量变化上看,取代产物与加成产物的能量差值△E=214.63kJ·mol-1,取代产物更稳定
【答案】B
【详解】A.水分子中心氧原子形成2 个
键、有2 对孤电子对,则H2O 的空间结构为V 形,A 项正确;
B.碳正离子中间体存在sp3杂化,所有原子不可能共平面,而取代产物中心原子均为sp2杂化,所有原子
可能共平面,B 项错误;
C.反应1 从中间体到过渡态活化能较高,所以反应1 的反应速率比反应2 的反应速率慢,C 项正确;
D.从能量变化上看,取代产物与加成产物的能量差值
E=214.63kJ·mol-1,能量越低越稳定,取代产物更
稳定,D 项正确;
选B。
15.(2025·广东江门·一模)丙烯与HCl 一定条件下反应生成
和
的历程如图所
示。下列说法错误的是
A.丙烯与
的反应的主要产物是
B.合成
的反应中,第一步为反应的决速步
C.生成
的焓变大于生成
的焓变
D.其他条件不变,反应相同时间,适当升高温度可提高加成产物中
比例
【答案】C
【详解】A.丙烯与
的反应中,生成
的活化能小于生成
的活化能,活化能
小的反应速率快,产物多,丙烯与
的反应的主要产物是
,A 正确;
B.由图可知合成
的反应中,第一步活化能大,反应速率慢,为决速步,B 正确;
C.由图可知,生成
和
的反应都是放热反应,焓变为负值,生成
放热多,焓变小,C 错误;
D.其他条件不变,适当升高温度,活化能大的反应的速率常数变化的大,速率增加的更快,相同时间内
可以提高加成产物中CH3CH2CH2Cl 的比例,D 正确;
答案选C。
化学平衡
16.(2025·江西·一模)“碳达峰”“碳中和”是我国社会发展重大战略之一,一种以
和
为原
料直接合成碳酸二甲酯(DMC)的反应历程如下图所示。已知
是一种有机金属化合物,
是一种活
泼金属元素。下列有关说法错误的是
A.DMC 的结构简式为
B.
是该反应的催化剂
C.DMC 是手性分子
D.该合成反应的化学方程式为
【答案】C
【详解】
A.碳酸二甲酯(DMC)的结构简式为
,A 项正确;
B.
在反应开始时加入,最后一步又生成了
,故
为该反应的催化剂,B 项正确;
C.DMC 不含有手性碳原子,不是手性分子,C 项错误;
D.该合成反应的化学方程式为
,D 项正确;
故选C。
17.(2025·广西南宁·一模)催化剂Cat1、Cat2 均能催化反应
,反应历程如图所示,
为中
间产物。其他条件相同时,下列说法错误的是
题型二
A.
达到平衡后升高温度,平衡常数
减小
B.使用Cat1 和Cat2,反应均经3 步进行
C.达到平衡所用时间:Cat1>Cat2
D.
所达到的最高浓度:
【答案】D
【详解】A.由图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应为放热反应,
达到平
衡后升高温度,平衡逆向移动,平衡常数K 减小,A 正确;
B.由反应历程图可知,使用Cat1 和Cat2,反应历程均经3 步进行,B 正确;
C.由图可知,最大活化能:Cat1>Cat2,活化能最大的基元反应为决速反应,活化能越大,反应速率越小,
则平均反应速率:Cat1<Cat2,所以达到平衡所用时间:Cat1>Cat2,C 正确;
D.由图可知,在前两步反应中使用Cat2 时活化能均较低,反应速率较快,最后一步反应中使用Cat2 活化
能较大,反应速率较慢,即使用Cat2 时
生成较快,消耗较慢,则P(g)所达到的最高浓度:
Cat1<Cat2,D 错误;
故选D。
18.(2025·安徽淮北·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
【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。
19.(2025·江苏·一模)硫酸工业尾气中
可用CO 处理并回收S,涉及的反应有:
反应I:
反应II:
恒压条件下,按
充入原料,其中
的平衡转化率以及COS 和S 的平衡选择性随温度
的变化如图所示。已知曲线b 表示
的平衡选择性。
(X 的平衡选择性
,X 为COS 或S)。
下列说法不正确的是
A.曲线c 表示S 的平衡选择性
B.
C.1400K 下,反应
的平衡常数
D.其它条件不变,增大体系压强
的平衡转化率不变
【答案】D
【分析】由图可知,升高温度,S 的平衡选择性增大,说明反应II 正向移动,根据勒夏特列原理,正反应
是吸热反应,即ΔH2>0,随着温度升高,反应I 逆向移动,COS 的量减少,而反应II 正向移动,S 的量增
加,已知曲线b 表示COS 的平衡选择性,所以曲线c 表示S 的平衡选择性,曲线a 表示SO2的平衡选择性;
【详解】A.随着温度升高,反应I 逆向移动,COS 的量减少,而反应II 正向移动,S 的量增加,已知曲线
b 表示COS 的平衡选择性,所以曲线c 表示S 的平衡选择性,A 正确;
B.由图可知,升高温度,S 的平衡选择性增大,说明反应II 正向移动,根据勒夏特列原理,正反应是吸
热反应,即ΔH2>0,B 正确;
C.设起始n(SO2)=1mol,n(CO)=3mol,在1400K 下,SO2平衡转化率为80%,则转化的n(SO2)=0.8mol,
COS 平衡选择性为50%,则生成n(COS)=0.8mol×50%=0.4mol,生成n(S)=0.4mol。根据反应I 生成
n(CO2)=0.8mol×2=1.6mol,剩余n(CO)=3mol−0.8mol×3+0.4mol=0.4mol。对于反应SO2(g)+2CO(g)
S(g)
⇌
+2CO2(g),平衡时n(SO2)=1mol−0.8mol=0.2mol,n(CO)=0.4mol,n(S)=0.4mol,n(CO2)=1.6mol。因为是恒压
体系,体积比等于物质的量之比,设平衡时总体积为V,根据平衡常数表达式
,C 正确;
D.反应I 是气体分子数减小的反应,增大压强,反应I 正向移动,从而使SO2的平衡转化率增大,D 错误;
故选D。
20.(2025·山西·一模)向1L 恒容密闭容器中加入1molCH4和一定量的H2O(g),发生反应的化学方程式为
。CH4的平衡转化率按不同投料比
随温度变化的曲
线如下图所示,已知x1=1.下列说法正确的是
A.x1>x2
B.c 点化学平衡常数
C.
D.v 逆(a)>v 逆(b)
【答案】B
【分析】根据图像可知,投料比x 相同时,随温度升高,
的平衡转化率增大,说明该反应为吸热反应;
n(
)越大,投料比x 越小,当温度相同时,n(
)越大,
的平衡转化率越大,则x1<x2。
【详解】A.根据分析可知x1<x2,故A 错误;
B.根据图像可知,b、c 点的温度相同,则
,x1=1,b 点时,CH4的平衡转化率为70%,
,
,故B 正确;
C.投料比x 相同时,随温度升高,
的平衡转化率增大,说明该反应为吸热反应,ΔH>0,故C 错误;
D.a、b 投料比相同,b 处温度比a 处高,温度越高,反应速率越快,故v 逆(a)<v 逆(b),故D 错误;
故选B。
21.(2025·江苏无锡·一模)
和
联合重整能减少温室气体的排放。其主要反应为:
①
②
其他条件相同时,投料比
为
,不同温度下反应的结果如图。下列说法不正确的是
A.由图中信息可判断反应①先达到平衡
B.
始终低于1.0,与反应②有关
C.加压有利于增大
和
反应的速率但不利于提高二者的平衡转化率
D.若不考虑其他副反应,体系中存在:
【答案】A
【详解】A.图中横坐标为温度,与时间无关,仅从图中信息无法判断反应①、②哪个先达到平衡,故A
说法错误;
B.从反应①的方程式可知,生成的氢气和
的物质的量之比为
,反应②中消耗氢气生成
,使得
氢气与
的物质的量之比小于1.0,与反应②有关,故B 说法正确;
C.加压能增大反应速率,有利于增大
和
的反应速率,但是加压反应①化学平衡逆向移动,
和
的转化率减小,故C 说法正确;
D.令初始时
物质的量为1mol,CO2物质的量为1.3mol,由氧原子守恒有
,氢原子守恒有
,则有
,故D 说法正确;
故选A。
22.(2025·湖南岳阳·一模)在体积分别为
和
的两个恒容密闭容器中,均充入
和
,光照条件下发生反应
,测得
的平衡转化率
随温度
的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.
B.此反应仅在低温下可自发进行
C.
时,若
,则反应平衡常数
D.其他条件不变,增大投料比
投料,平衡后可提高
转化率
【答案】C
【详解】A.该反应正反应方向气体分子数增加,相同起始量,容器体积小,压强大,
的平衡转
化率小,故
,A 错误;
B.根据图示,温度升高,
的平衡转化率减小,说明该反应正反应方向放热,正反应方向气体分
子数增加,
,根据
反应自发进行,可知此反应在任何温度下均可自发进行,B 错误;
C.
时,若
,
的平衡转化率为60%,
反应1.2mol,余下0.8mol,
反应
0.6mol,余下0.4mol,生成
各1.2mol,
、
、
的浓度分
别为0.4mol/L、0.2mol/L、0.6 mol/L、0.6 mol/L,反应平衡常数
,C 正确;
D.其他条件不变,增大投料比
投料,平衡后可提高氧气的转化率,
的转化率降
低,D 错误;
故选C。
23.(2025·黑龙江吉林·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。
24.(2025·江苏·一模)二氧化碳催化加氢可获得CO。其主要反应为
在
、
时,若仅考虑上述反应,平衡时部分物种的物质的量分数随温度的
变化如图所示。下列说法不正确的是
A.
、
B.图中X 表示
C.提高CO 的产率,需研发380℃以下的高效催化剂
D.900℃时,其他条件不变,增大容器压强,
不变
【答案】C
【分析】由图可知,温度升高,甲烷的物质的量分数减少,二氧化碳物质的量增加,但图中二氧化碳的物
质的量减少,说明反应1 的进向进行,使二氧化碳减少。
【详解】A.由图所示,温度升高,甲烷的物质的量分数减少,平衡逆向进行,故
,温度升高,甲
烷的物质的量分数减少,二氧化碳物质的量增加,但图中二氧化碳的物质的量减少,说明反应1 的正向进
行且程度大于反应2 逆向进行程度,使二氧化碳减少,反应2 正向进行,故
,A 正确;
B.由于温度升高,反应1 的正向进行且程度大于反应2 逆向进行程度,故X 的物质的量分数增加,CO 的
物质的量分数小于水的,故X 代表
,B 正确;
C.因
,
,380℃之后,反应1 的正向进行且程度大于反应2 逆向进行程度,为 提高CO 的
产率,需研发380℃以上的高效催化剂,C 错误;
D.900℃时,其他条件不变,甲烷的物质的量分数为0,说明只发生反应1,增大容器压强,反应1 不移
动,故
不变,D 正确;
故选C。
25.(2025·广东汕头·一模)
在医药领域有广泛应用,但在空气中会污染环境。某研究小组研究实现
的转化,发生反应
,向体积为
的密闭容器中充入
和
,在甲、乙两种催化剂作用下,反应
,测得
的转化率与温度的关系如图所示,下列有关
说法正确的是
A.催化效果:甲<乙
B.
、甲催化条件下,
内
C.其它条件不变时,压缩容器体积乙曲线可能整体向上移动
D.
前,乙催化剂作用下降低温度可提高
的产率
【答案】C
【详解】A.由图,相同条件下,使用甲催化剂NO 的转化率更高,故催化效果:甲>乙,A 错误;
B.由图,
、甲催化条件下,
内NO 转化率为80%,则反应1.6molNO,
,B 错误;
C.反应5min 时,乙中NO 的转化率比同温度时甲低,说明乙中未达到平衡,其它条件不变时,压缩容器
体积,化学反应速率增大,同一时间NO 转化率增大,乙曲线可能整体向上移动,C 正确;
D.由图,
前,乙催化剂作用下反应没有达到平衡,降低温度,反应速率变慢,会降低
的产率,
D 错误;
故选C。
26.(2025·江西赣州·一模)一定温度下,向容积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和
,
发生反应:
,经过相同时间,测得各容器中
的转化率与
容器容积的关系如下图所示。下列说法错误的是
A.若对d 点容器加压,缩小容器体积,此时:v(正)<v(逆)
B.a 点所示条件下满足
C.高温条件下有利于该反应自发进行
D.b 点的平衡常数
【答案】A
【详解】A.ac 曲线上反应均达到平衡状态,cd 曲线上反应均未达到平衡状态,d 点容器加压,反应正向
进行,此时v(正)>v(逆),A 错误;
B.平衡时,速率比等于化学计量数比,
,B 正确;
C.反应
,
,高温时
,有利于自发进行,C 正确;
D.b 点
转化率50%,平衡时
,
,
,浓度:
,
,
,平衡常数
,D 正确;
故选A。
27.(2025·山东淄博·一模)
和
制备
的相关反应如下,T℃时,反应在密闭体系中达平衡时
各组分摩尔分数随
的变化关系如图所示:
I.
II.
下列说法正确的是
A.曲线
表示
摩尔分数随
的变化
B.T℃,反应II 的平衡常数
C.降温达新平衡后,曲线
和
新交点可能出现在
处
D.T℃,缩小容器体积达新平衡后,
的值变小
【答案】B
【分析】发生的反应I.
,II.
,反应I 全反应,故当
=1 时,量最多的为
,L3代表
,随着
增加,反
应II 正向进行,曲线L1代表
摩尔分数增加,因
的量不是一直增加,故
摩尔分数先增加
后减少,曲线L2代表
, 据此分析;
【详解】A.根据分析可知,曲线
表示
摩尔分数随
的变化,A 错误;
B.T℃时,温度不变,则K 不变,
=2 时,设投放了1mol
和2mol
,反应II 反应了amol
,列三段式,
,根据
图中给出L1与L3交叉点信息,列式,
,解得a=0.8mol,
, B
正确;
C.降温达新平衡后,反应II 正向进行,
摩尔分数减少,
摩尔分数增加,曲线
和
新交点不
可能在a 点,可能出现在b 处,C 错误;
D.T℃,缩小容器体积,压强增大,反应II 不移动达新平衡后,
的值不变,D 错误;
故选B。
28.(2025·江苏南通·一模)一碘甲烷(CH3I)热裂解可制取乙烯等低碳烯烃化工原料。CH3I 热裂解时发生
如下反应。
反应Ⅰ:2CH3I(g)
C2H4(g)+2HI(g);ΔH1>0
反应Ⅱ:3C2H4(g)
2C3H6(g);ΔH2<0
反应Ⅲ:2C2H4(g)
C4H8(g);ΔH3<0
p=0.1MPa,向密闭容器中起始投入1molCH3I(g),维持压强恒定,平衡时容器内C2H4、C3H6和C4H8所占容
器内气体的物质的量分数(X)与温度的关系如图所示。
C2H4的分压p(C2H4)=p 总·X(C2H4),反应Ⅰ的压强平衡常数Kp=
。下列说法正确的是
A.图中a 对应的物质是C2H4
B.750K 时,反应Ⅲ的Kp=1
C.300K 时,要提高C3H6的物质的量分数可以使用C3H6选择性高的催化剂
D.1000K 时,其他条件不变,若增大容器的压强,C2H4平衡时的物质的量分数一定会减小
【答案】D
【分析】由热化学方程式可知,反应I 为吸热反应,升高温度平衡正向移动,C2H4物质的量分数增大;反
应Ⅱ和反应Ⅲ为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,C3H6和C4H8的物质的量减小,则曲线a 代表温度对
平衡体系中C4H8物质的量分数的影响,曲线b 代表温度对平衡体系中C2H4物质的量分数的影响,以此解
答。
【详解】A.由分析可知,曲线a 代表温度对平衡体系中C4H8物质的量分数的影响,A 错误;
B.由图可知,750K 时,C2H4和C4H8的物质的量分数相等,则反应Ⅲ的Kp=
,题目中并未提供750K 时有关物质的物质的量分数的
具体数值,因此无法确定Kp是否等于1,B 错误;
C.使用对C3H6选择性高的催化剂,不影响平衡移动,因此不能提高C3H6物质的量分数,C 错误;
D.反应I 为气体体积增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,C2H4物质的量分数减小,反应Ⅱ和反应Ⅲ
为气体体积减小的反应,增大压强,平衡正向移动,C2H4物质的量分数减小,因此其他条件不变,若增大
容器的压强,C2H4平衡时的物质的量分数一定会减小,故D 正确;
故选D。
29.(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
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,
,
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。
30.(2025·黑龙江哈尔滨·一模)制备苯甲醛有两种途径(图1,
均小于0)。在反应起始阶
段,可认为甲苯与
发生平行反应,分别生成苯甲醇(浓度为
)和苯甲醛(浓度为
),且
,两产
物的浓度之比与时间无关。140℃时,
;170℃时,
。反应在绝热容器中进行,甲苯,
苯甲醇和苯甲醛的含量随时间变化如图2 所示,下列说法错误的是
A.Z 曲线代表的是苯甲醛
B.升高反应温度,苯甲醛的选择性降低
C.增加氧化剂
的浓度,可以提高甲苯的转化率和苯甲醛的选择性
D.在一定的反应时间内,选择合适的催化剂,可以提高生成苯甲醇的比例
【答案】C
【分析】随着反应进行,甲苯含量减小,苯甲醇、苯甲醛含量增大,反应均为放热反应,在绝热容器中进
行,随着反应进行温度升高,由题意:140℃时,
,170℃时,
,则升高温度后,苯
甲醇选择性增大而苯甲醛选择性减小,则XYZ 分别为甲苯、苯甲醇、苯甲醛;
【详解】A.由分析,Z 曲线代表的是苯甲醛,A 正确;
B.由分析,升高反应温度,苯甲醛的选择性降低,B 正确;
C.增加氧化剂氧气的浓度,可以提高反应物甲苯的转化率,但氧气浓度过大,会继续氧化苯甲醛为苯甲
酸,不利于提高苯甲醛的选择性,C 错误;
D.在一定的反应时间内,选择对生成苯甲醇更有利的催化剂,可以提高生成苯甲醇的比例,D 正确;
故选C。
31.(2025·江西·一模)甲酸甲酯
是重要的有机合成中间体,一种利用甲醇制备甲酸甲酯的
方法为
。在恒容密闭容器中,投入等物质的量的
和
发
生上述反应,相同时间内
的转化率随温度变化的关系如图所示。下列说法错误的是
A.
B.逆反应速率:
C.曲线上只有点达到了该反应的平衡状态
D.平衡后,向容器中再次投入等物质的量的
和CO,CO 的转化率增大
【答案】C
【详解】A.b→c 随温度升高,CO 的平衡转化率降低,说明升高温度,平衡逆向移动,
,故A 正
确;
B.a 点温度比d 点温度低,a 点生成物浓度小于b 点,所以逆反应速率:
,故B 正确;
C.b→c 随温度升高,反应速率加快,CO 的平衡转化率降低,说明升高温度,平衡逆向移动,曲线b→c
点均达到平衡状态,故C 错误;
D.平衡后,向容器中再次投入等物质的量的
和CO,相当于增大压强,增大压强,平衡正向移动,
CO 的转化率增大,故D 正确;
选C。
32.(2025·江苏·一模)实现“碳中和”的一种路径是将
和
合成
。其主要反应为:
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
反应Ⅲ.
若仅考虑上述反应,在
下,将
的混合气体以一定流速通过装有催化剂的
反应管,
和
的选择性及
的转化率随温度的变化如下图所示。
的选择性
下列说法正确的是
A.一定温度下,使用高效催化剂可提高
平衡产率
B.其他条件不变,
时,随温度升高生成
的量增多
C.其他条件不变,
时,通入
,生成0.096mol
D.温度高于
时,主要是因为反应Ⅲ正向程度增大使
的选择性降低
【答案】C
【详解】A.催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率,只影响反应达到平衡所需的时间,不影响化学平
衡的移动,因此一定温度下,使用高效催化剂不能提高
的平衡产率,A 错误;
B.由图像可知,在
时,CO2的转化率降低,从O 元素守恒来看,H2O 的O 来自于CO2,则
在
时,升高温度,随温度升高生成
的量减少,B 错误;
C.
时,
的转化率为30%,
的选择性为64%;通入1mol
,参加反应的
的物质
的量为
,生成
消耗的
的物质的量为
,根据反应关
系,生成
的物质的量为
,C 正确;
D.温度高于
时,
的选择性降低,
的选择性升高,因为生成
和
的反应是放热反应,升温使反应 Ⅰ、Ⅱ逆向移动,而不是因为反应 Ⅲ正向程度增大,D 错误;
故选C。
化学反应的方向
33.(2025·江苏南通·一模)反应2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)一定条件下能自发进行,可用于处理
汽车尾气。下列说法正确的是
A.反应的温度越高,平衡常数K 的数值越小
B.正反应的活化能大于逆反应的活化能
C.该反应的平衡常数表达式K=
D.反应中每消耗11.2LNO,转移电子数目为6.02×1023
【答案】A
【详解】A.反应2NO(g)+2CO(g)
N2(g)+2CO2(g)是气体体积减小的反应,
,一定条件下能自发
进行,说明该反应为放热反应,反应的温度越高,平衡逆向移动,平衡常数K 的数值越小,A 正确;
B.由A 可知,该反应为放热反应,正反应的活化能小于逆反应的活化能,B 错误;
C.该反应的平衡常数表达式K=
,C 错误;
D.未说明11.2LNO 所处的温度和压强,无法计算物质的量,D 错误;
故选A。
34.(2025·山西·一模)由
直接脱氢制
的反应为
。在密闭容器
中发生该反应,测得
的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示,下列说法正确的是
题型三
A.X、Z 两点平衡常数:
B.该反应在任何条件下都能自发进行
C.X、Y 两点的化学反应速率:
D.减压、升温均有利于提高
的平衡转化率
【答案】D
【分析】由题图可知,压强一定时,温度越高,
的平衡转化率越高,则升温平衡正向移动,该反应
的正反应为吸热反应,即
。
【详解】A.平衡常数只与温度有关,X、Z 两点温度相同,故
,A 错误;
B.该反应为熵增的吸热反应,在高温条件下能够自发进行,B 错误;
C.X、Y 两点压强相同,温度越高,化学反应速率越快,Y 时温度高,故
,C 错误;
D.该反应为体积增大的吸热反应,故减压和升温化学平衡均正向移动,均有利于提高
的平衡转化率,
D 正确;
故选D。
35.(2025·四川巴中·一模)电厂烟气(
、
等)可用
脱氮。在
催化剂表面发生的脱氮过程
如图所示。下列说法错误的是
A.脱氮的总反应为:
B.该反应在任何条件下可自发进行,则
C.
可降低反应的活化能
D.催化剂可提高反应物的平衡转化率
【答案】D
【详解】A.根据图示箭头可知反应物为
、
和
(箭头指向圈内),生成物为
和
(箭头
指向圈外),根据得失电子写出总反应,故A 正确;
B.根据总反应
可知ΔS>0,若要使该反应在任何条件
下可自发进行,
,则需满足 ΔH<0 ,故B 正确;
C.
为该反应催化剂,催化剂能降低反应活化能,故C 正确;
D.催化剂只能降低反应活化能,改变反应速率,不能改变反应的平衡常数,因而不会提高最终的平衡转
化率,故D 错误;
故选D。
36.(2025·广西来宾·一模)近年来,研究者开发出新工艺利用乙酸合成乙酸乙酯,使生产成本明显降低。
向密闭容器中充入等物质的量的乙烯(g)与乙酸(g),发生的反应为
,测得在不同压强
下乙酸乙酯的平衡
产率随温度(T)的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.正反应速率:
B.a、c、d 点对应的压强平衡常数之比为
C.该反应在任何温度下都不能自发进行
D.该反应的正反应活化能大于逆反应的活化能
【答案】B
【分析】已知
,根据图像可知,升高温度,乙酸乙酯产率
增大,说明升高温度化学平衡正向移动,正反应吸热,另根据化学方程式可知,增大压强化学平衡正向移
动,乙酸乙酯产率增大,所以p1>p2>p3且该反应
,回答下列问题;
【详解】A.根据分析可知:b、c、d 三点温度相同,但压强b>c>d,温度相同时,压强越大,正反应速率
越快,所以正反应速率:b>c>d,A 不符合题意;
B.起始时通入等物质的量的乙烯(g)与乙酸(g),发生
,a、
c 两点乙酸乙酯的产率相同,也就是反应物转化率相同,那么a、c 两点有相同的三段式如下:
,可以得到a 点
,c 点
,所以a、c 两点的压强平衡常数之比为
,c、d 两点的温度相同,
相同,所以
a、c、d 三点压强平衡常数之比为:
,B 符合题意;
C.根据分析可知,该反应
,
,该反应在任何温度下都不能自发进行,C 不符合题意;
D.根据分析可知,该反应为吸热反应,
,
,所以正反应活化能>
逆反应活化能,D 不符合题意;
故答案选B
37.(2025·湖南株洲·一模)
的氧化反应
分两步进行:
Ⅰ.
Ⅱ.
其能量变化示意图如下图1.向恒容密闭容器中充入一定量的
和
,控制反应温度为
和
,测得
随时间的变化曲线如下图2.下列说法不正确的是
A.反应1 在低温下自发进行
B.氧化反应的决速步骤为过程Ⅱ
C.结合图2 信息可知:转化相同量的
耗时更长
D.引起图2 变化的可能原因:升温过程Ⅰ平衡逆移,
减小对过程Ⅱ速率的影响大于温度对
过程II 速率的影响
【答案】C
【详解】A.
为熵减的放热反应,
,反应自发进行,则该反应在低温下自
发进行,A 正确;
B.活化能Ea1<Ea2,过程II 为慢反应,为决速步骤,B 正确;
C.结合图2 信息可知:转化相同量的
,T2耗时更长,C 错误;
D.过程I 为快反应先达到平衡,升温后平衡逆移,N2O2浓度减小引起决速过程II 速率减小,影响大于升
温,D 正确;
答案选C。
38.(2025·江苏泰州·一模)草酸锌晶体加热可得纳米级ZnO,原理为ZnC2O4(s)
ZnO(s)+CO(g)+
CO2(g) ΔH>0,下列说法正确的是
A.该反应能自发进行,其原因是ΔS<0
B.上述反应中消耗1 mol ZnC2O4,转移电子的数目为2×6.02×1023
C.如上图所示ZnO 晶胞中,Zn2+的配位数为4
D.CO2是由非极性键构成的非极性分子
【答案】C
【详解】A.由方程式可知,这是一个反应前后气体分子数增加的反应,因此ΔS>0,又因ΔH>0,所以反
应在高温下自发进行,A 错误;
B.ZnC2O4分解生成ZnO,碳元素的化合价从+3 价升高到CO2中的+4 价,同时+3 价碳元素降低到CO 中
的+2 价,1molZnC2O4分解转移1mol 电子,转移电子的数目为6.02×1023,B 错误;
C.由氧化锌的晶胞结构图可看出,每个氧原子同时与4 个锌原子形成离子键,每个锌原子同时与4 个氧
原子形成离子键,可以想象为正四面体,锌原子在正四面体内部中间,氧原子在四个顶点上面,因此锌离
子的配位数是4,C 正确;
D.CO2中C=O 键为极性键,是由极性键构成的非极性分子,D 错误;
答案选C。
39.(2025·广东珠海·一模)按下图装置进行实验,滴加浓硫酸,预期现象及其相应推理不合理的是
A.气球体积会变大,说明生成
过程熵增
B.滴有
溶液的滤纸出现淡黄色,说明
具有氧化性
C.滴有品红溶液和石蕊溶液的滤纸均会褪色,说明
具有漂白性
D.滴有
溶液的滤纸褪色原因是:
【答案】C
【分析】向亚硫酸钠固体中滴加浓硫酸,发生
反应,生成
气
体,
与水反应生成
,
为二元弱酸,能电离出
,使滴油石蕊溶液的滤纸变红;由于
具有漂白性,能使滴有品红溶液的滤纸褪色,
中的S 为+4 价,具有还原性,与滴有
溶液的滤
纸发生
反应,将
还原为
,使滤纸褪色,同时
中
的S 为+4 价,也具有氧化性,能与滴有
溶液的滤纸发生
反应,使出现淡
黄色,据此回答。
【详解】A.亚硫酸钠固体中滴加浓硫酸,发生
反应,生成
气
体,气体分子数增加,气球体积会变大,说明生成
过程熵增,A 正确;
B.
中的S 为+4 价,也具有氧化性,能与滴有
溶液的滤纸发生
反应,
使出现淡黄色,B 正确;
C.
能使品红溶液褪色,体现其漂白性;但
溶于水显酸性,使石蕊溶液变红,而不会褪色,C 错误;
D.
中的S 为+4 价,具有还原性,与滴有
溶液的滤纸发生
反应,将
还原为
,使滤纸褪色,D 正确;
故选C。