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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 化学平衡
题型二 化学反应速率和化学平衡综合
化学平衡
1.(2025•四川成都•二模)在容积恒为1.00L 的容器中,通入一定量的
气体,发生反应
,随温度升高,混合气体的颜色变深。在
时,体系中各物质浓度随时间
变化如下图所示。下列说法错误的是
A. 反应的
B. 在
时段,反应速率
C. 体系的总压强保持不变时,反应达到平衡状态
D. 反应达平衡后,将反应容器
容积减少一半,平衡正向移动
【答案】D
【解析】
【详解】A.随温度升高,混合气体的颜色变深,说明NO2浓度增加,平衡正向移动,故正反应吸热,
反应的ΔH>0,A 正确;
题型一
B.在
时段,NO2浓度从0 变为0.120mol/L,故反应速率c(NO2)=
=0.0020mol L
⋅
−1 s
⋅−1,B 正确;
C.反应前后气体体积数发生变化,容器体积恒定,体系的总压强是变量,故体系的总压强保持不变时,
反应达到平衡状态,C 正确;
D.反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半,体系压强增大,平衡向气体体积减小的方向移动,即
平衡逆向移动,D 错误;
故本题选D。
2.(2025•达州市•二模)在一定温度下,将
和
充入容积为
的恒容密闭容器中发
生反应:
。5min 后反应达到平衡,测得容器内
的浓度减少了
,则下列叙述正确的是
A. 当体系中气体的密度不变时,无法判断反应是否达到平衡
B. 平衡时A、B 的转化率均为40%
C. 初始时的压强与平衡时的压强比为
D. 达到平衡时,若再充入1molB 和1molD,平衡将向正反应方向移动
【答案】B
【解析】
【详解】A.容器体积始终不变,而反应中气体的质量为变量,则混合气体的密度不变,说明反应已达
平衡,A 错误;
B.5min 后反应达到平衡,测得容器内
的浓度减少了
,则反应B 为2L×
=0.8mol,由方程式反应AB 分别为0.4mol、0.8mol,则平衡时A、B 的转化率分别为
、
,B 正确;
C.结合B 分析,反应后ABD 分别为0.6mol、1.2mol、0.8mol,总的物质的量为2.6mol,则初始时的压
强与平衡时的压强比为(1mol+2mol):2.6mol=15:13,C 错误;
D.结合C 分析,反应
,若再充入1molB 和1molD,平衡将向正反应方向
移动
,则反应逆向进行,D 错误;
故选B。
3.(2025•四川德阳•二模)某兴趣小组以重铬酸钾
溶液为例,探究外界条件对溶液中平衡体
系的影响。完成如下实验:
已知:
溶液中存在平衡:
。下列说法正确的是
A. 由实验Ⅰ可以得出
B. 若实验Ⅱ的目的为探究“降低生成物浓度,平衡正向移动”,则试剂a 可选用
C. 实验Ⅲ中,加入浓
探究出“增大生成物浓度,平衡逆向移动”的结论可靠
D. 实验Ⅳ中,溶液呈黄色的原因是重铬酸钾被亚硫酸根还原
【答案】B
【解析】
【详解】A.观察实验Ⅰ可知,加热后溶液的橙色加深,说明平衡向生成二重铬酸根(橙色)的一侧移动。
由热力学原理可知,升温使平衡向吸热方向移动,故该平衡的正向(从
→
)应为放热过
程,即
,故A 错误;
B.实验Ⅱ若要考察“降低生成物浓度(去掉右侧的
),平衡正向移动”,可加入碳酸钠以中和
,
平衡向右(黄色
)移动,故B 正确;
C.实验Ⅲ加入浓硫酸确实可以增加体系中
的浓度,相当于增大生成物(右侧的
)的浓度,使平衡
逆向(向左、橙色
)移动,但是浓硫酸进来会放热,由上述A 选分析知该反应是放热反应,升温也
会使得平衡逆向移动,故存在浓硫酸溶解热的干扰,不能完成浓度的探究,故C 错误;
D.实验Ⅳ中溶液变为黄色,主要是因为亚硫酸钠水解显碱性,去除了溶液中的
,使平衡向右侧黄
色
移动;若重铬酸根被还原通常会出现绿色
,而本实验并未出现绿色,故D 错误。
故选B。
4.(2025•四川乐山第一中学•二模)使用合适的催化剂进行乙酸直接加氢可制备乙醇,反应原理如下:
主反应:
副反应:
(热效应小可忽
略)
在密闭容器中控制
。2MPa 下平衡时S(乙醇)和S(乙酸乙酯)随温度
的变化与250℃下平衡时S(乙醇)和S(乙酸乙酯)随压强的变化如图所示。乙醇的选择性可表示为
。下列说法正确的是
A. 反应
B. 300℃、0.5MPa 下,反应足够长时间,S(乙醇)<90%
C. 图中曲线③表示250℃,乙醇选择性随压强变化的曲线
D. 曲线②变化的原因是随温度升高,副反应正向进行的程度减小
【答案】B
【解析】
【分析】主反应为气体体积减小的放热反应,增大压强,平衡正向移动,乙醇的选择性上升,则250℃
下,乙醇选择性随压强变化的曲线是①;主反应和副反应均为放热反应,温度升高,主反应和副反应
的平衡均逆向移动,主反应逆向移动的程度大于副反应,曲线②表示2MPa 时乙醇选择性随温度变化的
曲线;同理,③表示2MPa 时乙酸乙酯选择性随温度变化的曲线,④表示250℃时乙酸乙酯选择性随压
强变化的曲线。
【详解】A.根据盖斯定律,反应2CH3COOH(g)+2H2(g)=CH3COOCH2CH3(g)+2H2O(g)可由主反应+副反
应得到,由于主反应和副反应都为放热反应,故反应2CH3COOH(g)+2H2(g)=CH3COOCH2CH3(g)
+2H2O(g)的∆H<0,A 错误;
B.由图可知,250℃、0.5MPa 下乙醇的选择性为90%,升高温度主反应逆向移动,故300℃、0.5MPa
下反应足够的时间S(乙醇) <90%,B 正确;
C.根据分析,曲线③表示2MPa 时乙酸乙酯选择性随温度变化的曲线,C 错误;
D.曲线②表示2MPa 时乙醇选择性随温度变化的曲线,副反应的热效应小可忽略,原因是随温度升高,
主反应逆向进行,不利于主反应的进行,D 错误;
故选B。
5.(2025•四川泸县五中•二模)反应N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0,若在恒压绝热的容器中发生,下
列选项表明一定已达平衡状态的是
A. 容器内的温度不再变化
B. 容器内的压强不再变化
C. 相同时间内,断开H-H 键的数目和生成N-H 键的数目之比1:1
D. 容器内气体的浓度c(N2):c(H2):c(NH3)=1:3:2
【答案】A
【解析】
【分析】当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生
的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量
由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态,以此解答该题。
【详解】A.在恒压绝热容器中发生,达到平衡时,各物质的量不变,温度不再发生改变,故A 正确;
B.恒压条件下反应,压强不能用于判断是否达到平衡状态,故B 错误;
C.相同时间内,断开H-H 键的数目和生成N-H 键的数目相等,都为正反应速率,不能用于判断是
否达到平衡状态,故C 错误;
D.平衡常数未知,浓度关系不能用于判断是否达到平衡状态,故D 错误。
故答案选A。
6.(2025•四川绵阳•二模)
高温裂解转化为
和硫蒸气。维持体系压强为100kPa,反应在不同温度
下达到平衡时,混合气体中各组分的体积分数如图所示。下列说法错误的是
A.
高温裂解反应
B. 曲线c 表示
的体积分数
C. 恒定温度,增大压强可使该反应平衡转化率降低
D. 1300℃时,该反应的压强平衡常数
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图示信息可知,曲线a 代表H2S 的体积分数随温度改变的变化,则温度越高,H2S 的体
积分数越小,说明升高温度平衡正向移动,故高温裂解反应的△H>0,故A 正确;
B.H2S 分解产生H2和S 蒸气,随着温度的升高H2S 分解率增大,则其中H2S 的含量会逐渐降低,H2、
S 蒸气含量会逐渐增加,所以a 表示H2S,b、c 表示两种生成物,由于二者的含量比是2:1,根据元素
守恒,可知b 表示H2,c 表示的是S2,故B 错误;
C.恒容、恒温条件下,按勒夏特列原理,压强增大,反应向减少压强的方向移动,即向气体分子数减
少的方向移动,则硫化氢高温裂解反应向生成硫化氢的方向进行,平衡转化率降低,故C 正确;
D.根据图示可知:在1300℃时,H2S 的体积分数是50%,假设反应开始时H2S 物质的量是1 mol,平
衡时分解的H2S 为x mol,根据反应方程式:2H2S(g)=2H2(g)+S2(g)可知在平衡时n(H2S)=(1-x) mol,
n(H2)=x mol,n(S2)=0.5x mol,则
=50%,解得x=0.4 mol,所以H2S 的分解率为
×100%=40%,此时H2S 占总量的
,H2占总量
,S2占总量的
,气体
的物质的量越多,其所占的分压就越大,则用分压表示的化学平衡常数Kp=
=7.4 kPa,故D 正确;
故答案为B。
7.(2025•四川攀枝花第三高级中学•二模)为了探究外界条件对工业合成氨反应的影响
, 现往密闭容器中充入
和
模拟合成氨反应。
在不同温度下, 平衡体系中氨气的体积分数与总压强(
)的关系如图所 示 (分压
总压
物质的量分
数)。下列说法中正确的是
A. 若断裂
键、同时断裂
键, 则说明该反应达到平衡状态
B. 在
时,
的平衡分压为
C. 若
温度下的平衡常数分别为
, 则
D. 在
时, 若经过 2 小时达到平衡, 则:
【答案】B
【解析】
【分析】反应为放热反应,温度升高平衡逆向移动,氨气的分数减小,结合图象可知,
;
【详解】A.若断裂
键、同时断裂
键, 此时正反应速率大于逆反应速率,该
反应没有达到平衡状态,A 错误;
B.若体系在
下达到平衡,相同温度下,气体的体积分数等于其物质的量分 数;
平衡时氨气体积分数
,解得
mol,氮气分压
,
故 B 正确;
8.(2025•四川宜宾•二模)一定条件下,将
和
按物质的量之比为
充入密闭容器中发生反应:
。测得不同压强下,达到化学平衡时氨的物质的量分数
随温
度变化如下图:
下列说法错误的是
A. 压强:
B. 速率:
C. a 点时,
的转化率约为
D. 虚线表示
条件下充入
后的图像
【答案】D
【解析】
【详解】A.合成氨反应为气体分子数减小的反应,其它条件相同时,增大压强,平衡时氨的物质的量
分数增大,可知压强:
,A 正确;
B.a 点温度高,压强大,反应速率快,速率:
,B 正确;
C.a 点时,氨的物质的量分数为0.20,列三段式
,
,x≈0.33,
的转化率约为
,C 正确;
D.恒容条件下充入非反应气体,压强增大,但反应物浓度不变,平衡不移动,平衡时氨的物质的量分
数不变,D 错误;
故选D。
化学反应速率和化学平衡综合
1.(2025•四川绵阳普明中学•二模)硅烷法制备多晶硅的核心反应
。已知
,
,
、
分别为正、逆反应速率常数且只与温度有关,x 为各组分
的物质的量分数。在一恒容密闭容器中加入一定量的
,不同温度下反应,测得反应体系中
的物质的量分数随时间变化的关系如图所示,下列说法错误的是
A. 当
时可判断该反应已达平衡
B. 平衡后温度由
变为
,
增大的倍数小于
增大的倍数
题型二
C. 平衡后恒温下再加入
,再达平衡时
不变
D.
温度下,平衡时
【答案】B
【解析】
【详解】A.正逆反应速率相同时反应达到平衡,故A 正确;
B.
、
,反应平衡常数:
,反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,K 值增大,则仅升高
温度,k 正增大的倍数大于k 逆增大的倍数,故B 错误;
C.恒容条件下再充入1molSiHCl3,相当于增大压强,而2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)反应前后气体
体积不变,所以平衡不移动,x(SiHCl3)不变,故C 正确;
D.假设初始SiHCl3物质的量为1mol,则平衡时SiHCl3物质的量为0.8mol,转化的SiHCl3物质的量为
0.2mol,则转化的SiH2Cl2、SiCl4物质的量各为0.1mol,即平衡时SiH2Cl2、SiCl4物质的量各为0.1mol,
根据平衡时
,则
,
,故D 正确;
故答案为B。
2.(2025•四川资阳安岳中学•二模)在两个容积均为2 L 的恒容密闭容器中,起始时均充入a mol H2S,以
温度、Al2O3催化剂为实验条件变量,进行H2S 的分解实验[反应为
]。测
得的结果如图所示。(曲线Ⅱ、Ⅲ表示经过相同时间且未达到化学平衡时H2S 的转化率),下列说法不正
确的是
A. 温度升高,H2S 分解的速率增大,S2的含量增大,ΔH>0
B. 由曲线Ⅱ、Ⅲ可知,加入Al2O3可提高H2S 的平衡转化率
C. 900 ℃时,t s 后达到平衡,则H2的平均反应速率为
mol/(L·s)
D. 约1100℃时,曲线Ⅱ、Ⅲ几乎重合,说明Al2O3可能几乎失去催化活性
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图像可知:温度升高,H2S 的分解速率增大,H2S 转化率增大,说明升高温度,化学平
衡右移,导致S2的含量增大,因此反应热△H>0, A 正确;
B.加入催化剂Al2O3,能够使化学反应速率加快,但由于催化剂对正、逆反应速率影响相同,因此催
化剂不能使化学平衡发生移动,故H2S 的平衡转化率不变,B 错误;
C.900℃时,t s 后反应达到平衡,H2S 的平衡转化率为50%,则生成的氢气为
mol,则用H2的浓度
变化表示的化学反应速率为v(H2)=
=
mol/(L·s),C 正确;
D.任何催化剂都有催化活性的最佳温度范围。即催化剂需要有适宜温度,根据图像可知:在温度约
1100℃,曲线Ⅱ、Ⅲ几乎重合,反应速率相同,则Al2O3可能几乎失去催化活性,D 正确;
故合理选项
B。
3.(2025•四川资阳安岳中学•二模)用活性炭对汽车尾气中的
进行吸附可发生反应:
。在恒容密闭容器中加入活性炭(过量)和一定量的
发
生上述反应,相同时间不同温度下测得
的转化率与温度的关系如图所示。下列说法中正确的是
A. 该反应的正活化能大于逆活化能
B.
的逆反应速率
C. Y 点时
的体积分数为
(不考虑活性炭的体积)
D. 向平衡体系中加入催化剂,
的平衡转化率增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.ΔH<0,该反应为放热反应,放热反应的正反应活化能小于逆反应活化能,A 项错误;
B.X 与Z 点
的转化率相同,则浓度也相同,Z 点温度高,逆反应速率较大,B 项错误;
C.Y 点时
的转化率为
,反应前后气体体积不变,则最终
的体积分数为
,C 项正确;
D.催化剂不影响
的平衡转化率,D 项错误;
故选C。