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選擇題突破13　化學反應速率和平衡圖像
選擇題1~13題,每題3分,共39分
A卷
1.已知一定條件下,氫氣與一氧化碳發生反應的熱化學方程式為CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)　ΔH。向體積為2 L的恒容密閉容器中充入3 mol H2和1 mol CO,2 h后,測得CO的轉化率隨溫度變化關系如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.正反應為吸熱反應,ΔH>0
B.a、c兩點對應條件下,反應進行的平均速率相等
C.延長反應時間至3 h,c點對應條件下CO的轉化率升高
D.b點對應條件下,向容器中繼續通入1 mol He(g)、3 mol H2(g)和1 mol CO(g),達到平衡狀態后,c(H2)∶c(CO)=3∶1
2.2CH3COCH3(l)　ΔH。取等量CH3COCH3分別在0 ℃和20 ℃下反應,測得其轉化率(α)隨時間(t)的變化關系如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.曲線Ⅱ表示20 ℃時反應的轉化率
B.該反應的正反應為吸熱反應
C.a點時,曲線Ⅰ和曲線Ⅱ表示的化學平衡常數相等
D.反應物的化學反應速率的大小關系:d>b>c
3.在容積為2 L的恒容密閉容器中通入一定量的O2(g)、NH3(g),一定條件下發生反應:5O2(g)+4NH3(g)6H2O(g)+4NO(g)(忽略NO與O2的反應),容器中各物質的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.0~2 min內的反應速率:v(O2)=0.045 mol·L-1·min-1
B.2 min時改變的條件可能是降低溫度
C.4 min時改變的條件是通入氧氣
D.6 min時,NH3的轉化率為72%
4.(2024·江蘇蘇州檢測)NiO-In2O3可協同催化CO2的氫化,體系中涉及以下兩個反應:
反應1　CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH1=-49.3 kJ·mol-1;
反應2　CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g)　ΔH2=+41.2 kJ·mol-1。
將一定比例的CO2、H2以一定流速通過催化劑,在一定溫度下反應,CO2的轉化率、CH3OH或CO的選擇性[×100%]與催化劑中NiO的物質的量分數的變化關系如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.反應2H2(g)+CO(g)===CH3OH(g)　ΔH=+90.5 kJ·mol-1
B.曲線Y表示CO2的轉化率隨NiO的物質的量分數的變化
C.其他條件不變,催化劑中NiO的物質的量分數為1%時,CH3OH的產率最高
D.其他條件不變,催化劑中NiO的物質的量分數從25%增加到50%,CH3OH的平衡選擇性降低
5.(2024·重慶八中檢測)CO和H2合成乙醇的過程中發生如下反應:
主反應　2CO(g)+4H2(g)CH3CH2OH(g)+H2O(g)　ΔH1=-128.8 kJ·mol-1;
副反應　CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH2=-41.8 kJ·mol-1,ΔS=-42.1 J·mol-1·K-1。
向一恒容密閉容器中投入一定量的CO和H2發生上述反應,CO的平衡轉化率與溫度、投料比α[α=]的變化關系如圖所示。下列有關說法正確的是(　　)
A.α1<α2
B.在投料比為α3條件下,主反應的v逆(Y)>v正 (Z)
C.副反應能自發進行的臨界溫度約為993 K
D.若α2=2,在T1 K條件下,主反應的平衡常數K=0.25
6.(2024·北師大實驗中學測試)已知NO2與N2O4之間相互轉化:2NO2(g)N2O4(g)　ΔH=-24.4 kJ·mol-1,在恒溫下,將一定量NO2和N2O4的混合氣體充入體積為2 L的密閉容器中,其中NO2、N2O4的物質的量濃度隨時間的變化關系如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.a點時反應正在逆向進行
B.b點的正反應速率等于逆反應速率
C.25 min時,導致平衡移動原因是通過改變體積減小壓強或降低溫度
D.反應進行到10 min時,體系吸收的熱量為9.76 kJ
7.(2024·河北石家莊開學考)恒溫密閉容器中發生可逆反應:Z( )+W( )X(g)+Y( )　ΔH,在t1時刻反應達到平衡狀態,在t2時刻縮小容器容積,t3時刻反應再次達到平衡狀態后不再改變反應條件。下列有關說法不正確的是(　　)
A.該條件下,Z和W都不可能為氣體
B.t1~t2時間段與t3時刻后,兩時間段內反應體系中氣體的平均摩爾質量可能相等
C.若該反應ΔH<0,則該反應的平衡常數K隨溫度升高而減小
D.若在該溫度下此反應的平衡常數表達式為K=c(X),則t1~t2時間段與t3時刻后的c(X)不相等
8.(2024·河北邯鄲開學考)在密閉容器中,充入一定量的N2(g)和H2(g),發生反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g),已知在相同的反應時間內,NH3的體積分數和反應溫度的變化關系如圖所示,下列說法正確的是(　　)
A.該反應為吸熱反應
B.平衡常數K:D點C.C點時,H2的轉化率最高
D.A、B、C、D、E五點對應的反應都達到了平衡狀態
B卷
9.(2024·安徽合肥三模)已知雙環戊二烯解聚成環戊二烯的反應為　ΔH>0。若將3 mol雙環戊二烯通入2 L恒容密閉容器中,測得T1 ℃和T2 ℃下n(雙環戊二烯或環戊二烯)隨時間的變化如圖所示,T2 ℃時反應到a點恰好達到平衡。下列有關說法錯誤的是(　　)
A.T1>T2
B.T2 ℃時,0~2 h內的平均反應速率:v(環戊二烯)=0.6 mol·L-1·h-1
C.T2 ℃時,當容器內的氣體壓強為起始的1.5倍時:v(正)>v(逆)
D.T1 ℃時,反應恰好達到平衡時:4.8 mol10.(2024·北京通州一模)以煤和水蒸氣為原料制備合成氣(CO、H2、CH4)的體系發生的主要反應為:
①C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH1
②CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)　ΔH2
③C(s)+2H2(g)CH4(g)　ΔH3
在一定壓強反應達平衡時氣體組成隨溫度的變化如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A.高溫利于反應③逆向進行
B.由不同溫度下反應的結果變化可知ΔH1>0,ΔH2>0
C.欲制得甲烷含量高的高熱值燃氣應在低溫下進行
D.向制備合成氣體系中加入一定量CaO更有利于增大H2的體積分數
11.(2024·河北滄州階段練)反應R(g)P(g)有三種路徑,具體能量變化如圖所示,其中X、Y為中間產物,其他條件均相同。下列說法中錯誤的是(　　)
A.反應達到平衡時,升高溫度,P的體積分數增大
B.路徑Ⅰ達到平衡所用時間最短
C.路徑Ⅱ比路徑Ⅲ中X的最高濃度小
D.平衡時增大R的濃度,再次達到平衡時P的體積分數增大
12.(2024·廣東佛山階段練)聚焦“雙碳”目標,推動綠色發展。以CO2為原料合成化工原料,有利于“雙碳”目標的達成。在恒容密閉容器中充入1 mol CO2、3 mol H2,在催化劑的作用下發生反應:
反應ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH1=-49 kJ·mol-1;
反應ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2;
CO2的平衡轉化率和甲醇選擇率(甲醇選擇率=)隨溫度的變化曲線如圖。
下列說法正確的是(　　)
A.曲線Ⅰ是CO2的平衡轉化率
B.反應ⅱ的ΔH2>0
C.圖中各點中,生成甲醇的最佳溫度為560 K
D.合適的催化劑可增大甲醇選擇性和CO2的平衡轉化率
13.(2024·重慶階段練)工業上采用高溫熱分解H2S的方法制取H2。在恒容密閉容器中,控制不同溫度進行一定量的H2S分解:2H2S(g)2H2(g)+S2(g)　ΔH>0,實驗過程中測得H2S的平衡轉化率、經過相同時間時H2S的轉化率變化如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.P、N、L三點,L點的v(逆)最大
B.曲線a表示H2S的平衡轉化率隨溫度變化曲線
C.隨溫度的升高,曲線b逐漸向a靠近的原因是反應達到平衡所需時間縮短
D.若恒溫、恒壓條件下,充入1 mol H2S進行上述反應,欲將H2S平衡轉化率由20%提升至40%,可向反應器中充入34 mol Ar作為稀釋氣
選擇題突破13　化學反應速率和平衡圖像
1.D　[A.t1 ℃之后,反應達到平衡,α(CO)為平衡轉化率,溫度升高,平衡向吸熱反應方向移動,α(CO)減小,故正反應為放熱反應,ΔH<0,A項錯誤;B.c點對應溫度高于a點,則c點的反應速率大,B項錯誤;C.c點對應條件下,α(CO)為平衡轉化率,延長反應時間無法提高平衡轉化率,C項錯誤;D.恒容充入He(g)不影平衡,初始投料3 mol H2(g)和1 mol CO(g),是按照化學計量數之比投料,繼續通入3 mol H2(g)和1 mol CO(g)仍為按化學計量數之比投料,則反應達平衡時c(H2)∶c(CO)=3∶1,D項正確。]
2.D　[A.溫度越高,反應速率越大,曲線Ⅰ比曲線Ⅱ變化快,曲線Ⅰ對應反應先達到平衡狀態,說明曲線Ⅰ對應反應的溫度高,則曲線Ⅰ、Ⅱ分別表示20 ℃、0 ℃時反應的轉化率,A錯誤;B.曲線Ⅰ比曲線Ⅱ的溫度高,但轉化率低,說明升溫平衡逆向移動,轉化率降低,則該反應的正反應為放熱反應,B錯誤;C.曲線Ⅰ和曲線Ⅱ對應的溫度不同,化學平衡常數只與溫度有關,所以在a點時,曲線Ⅰ和曲線Ⅱ表示的化學平衡常數不相等,C錯誤;D.b點處溫度比c點處高且轉化率相同,故b點處反應物的化學反應速率比c點處的大,d點處的轉化率比b點處的低,故d點處反應物濃度比b點處的大,d點處反應物的化學反應速率比b點處的大,故反應物的化學反應速率的大小關系為d>b>c,D正確。]
3.C　[由題圖可知,0~2 min內NO的增加量為0.12 mol,則v(O2)=v(NO)=×=0.037 5 mol·L-1·min-1,A錯誤。2 min時反應速率增大,改變的條件不可能是降低溫度,因為降低溫度會使反應速率減小,B錯誤。4 min時,只有O2的物質的量瞬間增大,其他物質的物質的量都瞬間不變,則改變條件是通入氧氣,C正確。6 min時,NH3的轉化率為×100%=28%,D錯誤。]
4.B　[根據蓋斯定律可知,目標反應=反應1-反應2,即2H2(g)+CO(g)===CH3OH(g)　ΔH=ΔH1-ΔH2=-90.5 kJ·mol-1,A錯誤;由題意可得,CH3OH的選擇性與CO的選擇性之和為100%,結合題圖可知,CO的選擇性隨催化劑中NiO的物質的量分數的變化曲線與CH3OH的選擇性隨催化劑中NiO的物質的量分數的變化曲線應關于縱坐標選擇性為50%這條水平線對稱,則曲線X表示CO的選擇性隨催化劑中NiO的物質的量分數的變化,曲線Y表示CO2的轉化率隨催化劑中NiO的物質的量分數的變化,B正確;由題圖可知,其他條件不變,催化劑中NiO的物質的量分數為1%時,CH3OH的選擇性最高,但CO2的轉化率不是最高,則CH3OH的產率不一定是最高,C錯誤;催化劑能改變反應速率,但不影響平衡移動,因此催化劑中NiO的物質的量分數從25%增加到50%,CH3OH的平衡選擇性不變,D錯誤。]
5.C　[當溫度相同時,向恒容密閉容器中增大投料比α[α=],相當于增大c(H2),由題給反應可知,增大c(H2)對主反應的影響更大,即主反應正向移動的程度大于副反應逆向移動的程度,導致CO的平衡轉化率增大,故α1>α2>α3,A錯誤;溫度升高,正、逆反應速率均增大,在投料比為α3條件下,Y點對應的溫度低于Z點的,故主反應的v正(Y)=v逆(Y)6.C　[A.在0~10 min內,NO2的物質的量濃度逐漸增大,N2O4的物質的量濃度逐漸減小,反應逆向進行,則a點時反應正在逆向進行,A正確;B.b點時,NO2的物質的量濃度保持不變,說明反應達到平衡狀態,則b點的正反應速率等于逆反應速率,B正確;C.25 min時,改變條件后,NO2的物質的量濃度逐漸減小,N2O4的物質的量濃度逐漸增大,平衡正向移動,通過改變體積而減小壓強時,平衡逆向移動,且NO2和N2O4的物質的量濃度會瞬間減小,與圖像中NO2、N2O4的物質的量濃度變化不符,C錯誤;D.反應進行到10 min時,N2O4的物質的量濃度減少了0.2 mol·L-1,則消耗N2O4的物質的量為0.2 mol·L-1×2 L=0.4 mol,逆反應吸熱,故體系吸收的熱量為0.4 mol×24.4 kJ·mol-1=9.76 kJ,D正確。]
7.D　[A.根據圖像可知,正反應速率不隨反應時間和壓強的改變而改變,故Z和W都不是氣體,A正確;B.X是氣體,結合圖像可知,Y可能不是氣體,也可能是氣體,若Y不是氣體,氣體產物只有X,反應過程中氣體的平均摩爾質量始終不變,則t1~t2時間段與t3時刻后,兩時間段內反應體系中氣體的平均摩爾質量可能相等,B正確;C.若該反應ΔH<0,則該反應是放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,則該反應的平衡常數減小,C正確;D.由于化學平衡常數只與溫度有關,又該溫度下反應的平衡常數表達式K=c(X),則c(X)是定值,則t1~t2時間段與t3時刻后的c(X)相等,D錯誤。]
8.C　[A.根據圖像分析可知,C點后反應均處于平衡狀態,隨著溫度升高,NH3的體積分數減小,平衡逆向移動,則該反應為放熱反應,A錯誤;B.平衡常數K只與溫度有關,該反應是放熱反應,D點對應溫度小于E點對應溫度,故平衡常數K:D點>E點,B錯誤;C.C點時NH3的體積分數最大,則此時H2的轉化率最高,C正確;D.AC段反應尚未達到平衡狀態,C點時反應達到平衡狀態,CE段反應處于平衡狀態,φ(NH3)主要受溫度影響,D錯誤。]
9.B　[A.由圖可知,T2 ℃時,雙環戊二烯前1 h減少1.8 mol,相當于環戊二烯增加3.6 mol,T1 ℃時,環戊二烯增加4 mol>3.6 mol,所以T1>T2,正確;B.T2 ℃時,0~2 h內的平均反應速率:v(環戊二烯)==1.2 mol·L-1·h-1,錯誤;C.由a點可知,T2 ℃時,平衡時氣體總物質的量為2×(3 mol-0.6 mol)+0.6 mol=5.4 mol,是初始3 mol的1.8倍,氣體的壓強為起始時的1.5倍時,反應正向進行,v(正)>v(逆),正確;D.在T2 ℃時,反應達到平衡,消耗雙環戊二烯的物質的量為(3-0.6)mol=2.4 mol,此時生成環戊二烯的物質的量為2.4×2 mol=4.8 mol,因為T1>T2,該反應為吸熱反應,升高溫度,平衡正向移動,則T1 ℃時n(環戊二烯)>4.8 mol,假設雙環戊二烯全部反應,則生成環戊二烯的物質的量為6 mol,但該反應為可逆反應,不能進行到底,因此n(環戊二烯)<6 mol,正確。]
10.B　[A.CH4只由反應③產生,溫度升高,CH4減少說明反應③逆向移動,故高溫利于反應③逆向進行,正確;B.溫度升高,CO2減少說明反應②逆向移動,故反應②是正向放熱的反應,ΔH2<0,錯誤;C.由圖知,溫度較低時,氣體組成中CH4占比更多,故欲制得甲烷含量高的高熱值燃氣應在低溫下進行,正確;D.向制備合成氣體系中加入一定量CaO,CaO優先消耗CO2,CO2濃度減小,使反應①②正向移動,有利于增大H2的體積分數,正確。]
11.D　[A.由圖像分析可知,該反應為吸熱反應,因此升高溫度,平衡正向移動,P的體積分數增大,正確;B.路徑Ⅰ的最大能壘數值最小,反應速率最快,達到平衡所用時間最短,正確;C.生成X時,路徑Ⅱ的最大能壘數值比Ⅲ大,因此生成中間產物X的速率慢,后面的反應路徑相同,X的消耗速率相同,則路徑Ⅱ比路徑Ⅲ中X的最高濃度小,正確;D.該反應為氣體分子數目不變的反應,K值不變,P、R平衡時濃度比值不變,改變反應物濃度,重新達到平衡時P的體積分數不變,錯誤。]
12.B　[若反應ⅱ為放熱反應,則CO2的平衡轉化率和甲醇選擇率隨溫度升高而降低,與圖不符,則反應ⅱ為吸熱反應;A.由分析可知,反應ⅱ為吸熱反應,當溫度升高時反應Ⅰ平衡逆向移動,生成甲醇的CO2的物質的量減小,反應ⅱ正向移動,轉化CO2的總物質的量變大,所以甲醇的選擇率降低,曲線a表示甲醇的選擇率,不正確;B.由分析可知,反應ⅱ為吸熱反應,ΔH2>0,正確;C.曲線Ⅰ是甲醇選擇率,隨著溫度升高而降低,則生成甲醇的最佳溫度為483 K,不正確;D.合適的催化劑可增大甲醇選擇率,但不能影響化學平衡的移動,不會改變CO2的平衡轉化率,不正確。]
13.D　[由題干圖像信息可知,溫度降低時曲線a對應的轉化率高于b,說明曲線b為相同時間內的轉化率,即曲線a為H2S的平衡轉化率,曲線b為經歷相同時間H2S的轉化率,據此分析解題。A.由題干圖像信息可知,P點對應的溫度低于N、L,且N點反應還在向正向進行,即逆反速率在增大,故P、N、L三點,L點的v(逆)最大,正確;B.由分析可知,曲線a表示H2S的平衡轉化率隨溫度變化曲線,正確;C.隨溫度的升高,曲線b逐漸向a靠近的原因是溫度升高反應速率加快,反應達到平衡所需時間縮短,越來越接近相同時間,即相同時間內越來越接近達到平衡,正確;D.若恒溫、恒壓條件下,充入1 mol H2S進行上述反應,根據三段式分析可知,H2S的平衡轉化率為20%時,
Kp==,H2S的平衡轉化率為40%時,
設充入了a mol Ar,Kp==,溫度不變Kp不變,解得a=14.4 mol,即欲將H2S平衡轉化率由20%提升至40%,可向反應器中充入14.4 mol Ar作為稀釋氣,錯誤。](共32張PPT)
選擇題突破13　化學反應速率和平衡圖像
第三篇　專項練增分提能
選擇題重要考點強化練
A.正反應為吸熱反應,ΔH>0
B.a、c兩點對應條件下,反應進行的平均速率相等
C.延長反應時間至3 h,c點對應條件下CO的轉化率升高
D.b點對應條件下,向容器中繼續通入1 mol He(g)、3 mol H2(g)
和1 mol CO(g),達到平衡狀態后,c(H2)∶c(CO)=3∶1
D
A.曲線Ⅱ表示20 ℃時反應的轉化率
B.該反應的正反應為吸熱反應
C.a點時,曲線Ⅰ和曲線Ⅱ表示的化學平衡常數相等
D.反應物的化學反應速率的大小關系:d>b>c
D
解析　A.溫度越高,反應速率越大,曲線Ⅰ比曲線Ⅱ變化快,曲線Ⅰ對應反應先達到平衡狀態,說明曲線Ⅰ對應反應的溫度高,則曲線Ⅰ、Ⅱ分別表示20 ℃、0 ℃時反應的轉化率,A錯誤;B.曲線Ⅰ比曲線Ⅱ的溫度高,但轉化率低,說明升溫平衡逆向移動,轉化率降低,則該反應的正反應為放熱反應,B錯誤;C.曲線Ⅰ和曲線Ⅱ對應的溫度不同,化學平衡常數只與溫度有關,所以在a點時,曲線Ⅰ和曲線Ⅱ表示的化學平衡常數不相等,C錯誤;D.b點處溫度比c點處高且轉化率相同,故b點處反應物的化學反應速率比c點處的大,d點處的轉化率比b點處的低,故d點處反應物濃度比b點處的大,d點處反應物的化學反應速率比b點處的大,故反應物的化學反應速率的大小關系為d>b>c,D正確。
A.0~2 min內的反應速率:v(O2)=0.045 mol·L-1·min-1
B.2 min時改變的條件可能是降低溫度
C.4 min時改變的條件是通入氧氣
D.6 min時,NH3的轉化率為72%
C
解析　由題圖可知,0~2 min內NO的增加量為0.12 mol,則v(O2)=v(NO)=×=0.037 5 mol·L-1·min-1,A錯誤。2 min時反應速率增大,改變的條件不可能是降低溫度,因為降低溫度會使反應速率減小,B錯誤。4 min時,只有O2的物質的量瞬間增大,其他物質的物質的量都瞬間不變,則改變條件是通入氧氣,C正確。6 min時,NH3的轉化率為×100%=28%,D錯誤。
4.(2024·江蘇蘇州檢測)NiO-In2O3可協同催化CO2的氫化,體系中涉及以下兩個反應:
反應1　CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH1=-49.3 kJ·mol-1;
反應2　CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g)　ΔH2=+41.2 kJ·mol-1。
將一定比例的CO2、H2以一定流速通過催化劑,在一定溫度下反應,CO2的轉化率、CH3OH或CO的選擇性[×
100%]與催化劑中NiO的物質的量分數的變
化關系如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.反應2H2(g)+CO(g)===CH3OH(g)　ΔH=+90.5 kJ·mol-1
B.曲線Y表示CO2的轉化率隨NiO的物質的量分數的變化
C.其他條件不變,催化劑中NiO的物質的量分數為1%時,CH3OH的產率最高
D.其他條件不變,催化劑中NiO的物質的量分數從25%增加到50%,CH3OH的平衡選擇性降低
答案　B
解析　根據蓋斯定律可知,目標反應=反應1-反應2,即2H2(g)+CO(g)===CH3OH(g)　ΔH=ΔH1-ΔH2=-90.5 kJ·mol-1,A錯誤;由題意可得,CH3OH的選擇性與CO的選擇性之和為100%,結合題圖可知,CO的選擇性隨催化劑中NiO的物質的量分數的變化曲線與CH3OH的選擇性隨催化劑中NiO的物質的量分數的變化曲線應關于縱坐標選擇性為50%這條水平線對稱,則曲線X表示CO的選擇性隨催化劑中NiO的物質的量分數的變化,曲線Y表示CO2的轉化率隨催化劑中NiO的物質的量分數的變化,B正確;由題圖可知,其他條件不變,催化劑中NiO的物質的量分數為1%時,CH3OH的選擇性最高,但CO2的轉化率不是最高,則CH3OH的產率不一定是最高,C錯誤;催化劑能改變反應速率,但不影響平衡移動,因此催化劑中NiO的物質的量分數從25%增加到50%,CH3OH的平衡選擇性不變,D錯誤。
5.(2024·重慶八中檢測)CO和H2合成乙醇的過程中發生如下反應:
A.α1<α2
B.在投料比為α3條件下,主反應的v逆(Y)>v正 (Z)
C.副反應能自發進行的臨界溫度約為993 K
D.若α2=2,在T1 K條件下,主反應的平衡常數K=0.25
C
解析　當溫度相同時,向恒容密閉容器中增大投料比α[α=],相當于增大c(H2),由題給反應可知,增大c(H2)對主反應的影響更大,即主反應正向移動的程度大于副反應逆向移動的程度,導致CO的平衡轉化率增大,故α1>α2>α3,A錯誤;溫度升高,正、逆反應速率均增大,在投料比為α3條件下,Y點對應的溫度低于Z點的,故主反應的v正(Y)=v逆(Y)6.(2024·北師大實驗中學測試)已知NO2與N2O4之間相互轉化:2NO2(g) N2O4(g)　ΔH=-24.4 kJ·mol-1,在恒溫下,將一定量NO2和N2O4的混合氣體充入體積為2 L的密閉容器中,其中NO2、N2O4的物質的量濃度隨時間的變化關系如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.a點時反應正在逆向進行
B.b點的正反應速率等于逆反應速率
C.25 min時,導致平衡移動原因是通過改變體積減
小壓強或降低溫度
D.反應進行到10 min時,體系吸收的熱量為9.76 kJ
C
解析　A.在0~10 min內,NO2的物質的量濃度逐漸增大,N2O4的物質的量濃度逐漸減小,反應逆向進行,則a點時反應正在逆向進行,A正確;B.b點時,NO2的物質的量濃度保持不變,說明反應達到平衡狀態,則b點的正反應速率等于逆反應速率,B正確;C.25 min時,改變條件后,NO2的物質的量濃度逐漸減小,N2O4的物質的量濃度逐漸增大,平衡正向移動,通過改變體積而減小壓強時,平衡逆向移動,且NO2和N2O4的物質的量濃度會瞬間減小,與圖像中NO2、N2O4的物質的量濃度變化不符,C錯誤;D.反應進行到10 min時,N2O4的物質的量濃度減少了0.2 mol·L-1,則消耗N2O4的物質的量為0.2 mol·L-1×2 L=0.4 mol,逆反應吸熱,故體系吸收的熱量為0.4 mol×24.4 kJ·mol-1=9.76 kJ,D正確。
A.該條件下,Z和W都不可能為氣體
B.t1~t2時間段與t3時刻后,兩時間段內反應體系中氣體的平
均摩爾質量可能相等
C.若該反應ΔH<0,則該反應的平衡常數K隨溫度升高而減小
D.若在該溫度下此反應的平衡常數表達式為K=c(X),則t1~t2時間段與t3時刻后的c(X)不相等
D
解析　A.根據圖像可知,正反應速率不隨反應時間和壓強的改變而改變,故Z和W都不是氣體,A正確;B.X是氣體,結合圖像可知,Y可能不是氣體,也可能是氣體,若Y不是氣體,氣體產物只有X,反應過程中氣體的平均摩爾質量始終不變,則t1~t2時間段與t3時刻后,兩時間段內反應體系中氣體的平均摩爾質量可能相等,B正確;C.若該反應ΔH<0,則該反應是放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,則該反應的平衡常數減小,C正確;D.由于化學平衡常數只與溫度有關,又該溫度下反應的平衡常數表達式K=c(X),則c(X)是定值,則t1~t2時間段與t3時刻后的c(X)相等,D錯誤。
A.該反應為吸熱反應
B.平衡常數K:D點C.C點時,H2的轉化率最高
D.A、B、C、D、E五點對應的反應都達到了平衡狀態
C
解析　A.根據圖像分析可知,C點后反應均處于平衡狀態,隨著溫度升高,NH3的體積分數減小,平衡逆向移動,則該反應為放熱反應,A錯誤;B.平衡常數K只與溫度有關,該反應是放熱反應,D點對應溫度小于E點對應溫度,故平衡常數K:D點>E點,B錯誤;C.C點時NH3的體積分數最大,則此時H2的轉化率最高,C正確;D.AC段反應尚未達到平衡狀態,C點時反應達到平衡狀態,CE段反應處于平衡狀態,φ(NH3)主要受溫度影響,D錯誤。
A.T1>T2
B.T2 ℃時,0~2 h內的平均反應速率:v(環戊二烯)=0.6 mol·L-1·h-1
C.T2 ℃時,當容器內的氣體壓強為起始的1.5倍時:v(正)>v(逆)
D.T1 ℃時,反應恰好達到平衡時:4.8 molB
解析　A.由圖可知,T2 ℃時,雙環戊二烯前1 h減少1.8 mol,相當于環戊二烯增加3.6 mol,T1 ℃時,環戊二烯增加4 mol>3.6 mol,所以T1>T2,正確;B.T2 ℃時,0~2 h內的平均反應速率:v(環戊二烯)==1.2 mol·L-1·h-1,錯誤;C.由a點可知,T2 ℃時,平衡時氣體總物質的量為2×(3 mol-0.6 mol)+0.6 mol=5.4 mol,是初始3 mol的1.8倍,氣體的壓強為起始時的1.5倍時,反應正向進行,v(正)>v(逆),正確;D.在T2 ℃時,反應達到平衡,消耗雙環戊二烯的物質的量為(3-0.6)mol=2.4 mol,此時生成環戊二烯的物質的量為2.4×2 mol=4.8 mol,因為T1>T2,該反應為吸熱反應,升高溫度,平衡正向移動,則T1 ℃時n(環戊二烯)>4.8 mol,假設雙環戊二烯全部反應,則生成環戊二烯的物質的量為6 mol,但該反應為可逆反應,不能進行到底,因此n(環戊二烯)<6 mol,正確。
10.(2024·北京通州一模)以煤和水蒸氣為原料制備合成氣(CO、H2、CH4)的體系發生的主要反應為:
A.高溫利于反應③逆向進行
B.由不同溫度下反應的結果變化可知ΔH1>0,ΔH2>0
C.欲制得甲烷含量高的高熱值燃氣應在低溫下進行
D.向制備合成氣體系中加入一定量CaO更有利于增大H2的體積分數
答案　B
解析　A.CH4只由反應③產生,溫度升高,CH4減少說明反應③逆向移動,故高溫利于反應③逆向進行,正確;B.溫度升高,CO2減少說明反應②逆向移動,故反應②是正向放熱的反應,ΔH2<0,錯誤;C.由圖知,溫度較低時,氣體組成中CH4占比更多,故欲制得甲烷含量高的高熱值燃氣應在低溫下進行,正確;D.向制備合成氣體系中加入一定量CaO,CaO優先消耗CO2,CO2濃度減小,使反應①②正向移動,有利于增大H2的體積分數,正確。
A.反應達到平衡時,升高溫度,P的體積分數
增大
B.路徑Ⅰ達到平衡所用時間最短
C.路徑Ⅱ比路徑Ⅲ中X的最高濃度小
D.平衡時增大R的濃度,再次達到平衡時P的體積分數增大
D
解析　A.由圖像分析可知,該反應為吸熱反應,因此升高溫度,平衡正向移動,P的體積分數增大,正確;B.路徑Ⅰ的最大能壘數值最小,反應速率最快,達到平衡所用時間最短,正確;C.生成X時,路徑Ⅱ的最大能壘數值比Ⅲ大,因此生成中間產物X的速率慢,后面的反應路徑相同,X的消耗速率相同,則路徑Ⅱ比路徑Ⅲ中X的最高濃度小,正確;D.該反應為氣體分子數目不變的反應,K值不變,P、R平衡時濃度比值不變,改變反應物濃度,重新達到平衡時P的體積分數不變,錯誤。
12.(2024·廣東佛山階段練)聚焦“雙碳”目標,推動綠色發展。以CO2為原料合成化工原料,有利于“雙碳”目標的達成。在恒容密閉容器中充入1 mol CO2、3 mol H2,在催化劑的作用下發生反應:
下列說法正確的是(　　)
A.曲線Ⅰ是CO2的平衡轉化率
B.反應ⅱ的ΔH2>0
C.圖中各點中,生成甲醇的最佳溫度為560 K
D.合適的催化劑可增大甲醇選擇性和CO2的平衡轉化率
B
解析　若反應ⅱ為放熱反應,則CO2的平衡轉化率和甲醇選擇率隨溫度升高而降低,與圖不符,則反應ⅱ為吸熱反應;A.由分析可知,反應ⅱ為吸熱反應,當溫度升高時反應Ⅰ平衡逆向移動,生成甲醇的CO2的物質的量減小,反應ⅱ正向移動,轉化CO2的總物質的量變大,所以甲醇的選擇率降低,曲線a表示甲醇的選擇率,不正確;B.由分析可知,反應ⅱ為吸熱反應,ΔH2>0,正確;C.曲線Ⅰ是甲醇選擇率,隨著溫度升高而降低,則生成甲醇的最佳溫度為483 K,不正確;D.合適的催化劑可增大甲醇選擇率,但不能影響化學平衡的移動,不會改變CO2的平衡轉化率,不正確。
A.P、N、L三點,L點的v(逆)最大
B.曲線a表示H2S的平衡轉化率隨溫度變化曲線
C.隨溫度的升高,曲線b逐漸向a靠近的原因是反
應達到平衡所需時間縮短
D.若恒溫、恒壓條件下,充入1 mol H2S進行上述反應,欲將H2S平衡轉化率由20%提升至40%,可向反應器中充入34 mol Ar作為稀釋氣
D
解析　由題干圖像信息可知,溫度降低時曲線a對應的轉化率高于b,說明曲線b為相同時間內的轉化率,即曲線a為H2S的平衡轉化率,曲線b為經歷相同時間H2S的轉化率,據此分析解題。A.由題干圖像信息可知,P點對應的溫度低于N、L,且N點反應還在向正向進行,即逆反速率在增大,故P、N、L三點,L點的v(逆)最大,正確;B.由分析可知,曲線a表示H2S的平衡轉化率隨溫度變化曲線,正確;C.隨溫度的升高,曲線b逐漸向a靠近的原因是溫度升高反應速率加快,反應達到平衡所需時間縮短,越來越接近相同時間,即相同時間內越來越接近達到平衡,正確;D.若恒溫、恒壓條件下,充入1 mol H2S進行上述反應,根據三段式分析可知,H2S的平衡轉化率為20%時,
Kp==,H2S的平衡轉化率為40%時,
設充入了a mol Ar,Kp==,溫度不變Kp不變,解得a=14.4 mol,即欲將H2S平衡轉化率由20%提升至40%,可向反應器中充入14.4 mol Ar作為稀釋氣,錯誤。

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