新高考化學二輪復習高頻考點29 化學反應速率平衡圖像（含解析）

高頻考點29化學反應速率和化學平衡圖像1．（2022·湖南卷）向體積均為1L的兩恒容容器中分別充入SKIPIF1<0和SKIPIF1<0發(fā)生反應：SKIPIF1<0，其中甲為絕熱過程，乙為恒溫過程，兩反應體系的壓強隨時間的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是（）A．SKIPIF1<0 B．氣體的總物質(zhì)的量：SKIPIF1<0C．a(chǎn)點平衡常數(shù)：SKIPIF1<0 D．反應速率：SKIPIF1<01.BA．甲容器在絕熱條件下，隨著反應的進行，壓強先增大后減小，根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT可知，剛開始壓強增大的原因是因為容器溫度升高，則說明上述反應過程放熱，即SKIPIF1<0＜0，故A錯誤；B．根據(jù)A項分析可知，上述密閉溶液中的反應為放熱反應，圖中a點和c點的壓強相等，因甲容器為絕熱過程，乙容器為恒溫過程，若兩者氣體物質(zhì)的量相等，則甲容器壓強大于乙容器壓強，則說明甲容器中氣體的總物質(zhì)的量此時相比乙容器在減小即氣體總物質(zhì)的量：na＜nc，故B正確；C．a(chǎn)點為平衡點，此時容器的總壓為p，假設在恒溫恒容條件下進行，則氣體的壓強之比等于氣體的物質(zhì)的量（物質(zhì)的量濃度）之比，所以可設Y轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量濃度為xmol?L?1，則列出三段式如下：SKIPIF1<0，則有SKIPIF1<0，計算得到x=0.75，那么化學平衡常數(shù)K=SKIPIF1<0，又甲容器為絕熱條件，等效為恒溫條件下升溫，平衡逆向移動，則平衡常數(shù)減小即平衡常數(shù)K＜12，故C錯誤；D．根據(jù)圖像可知，甲容器達到平衡的時間短，溫度高，所以達到平衡的速率相對乙容器的快，即Va正＞Vb正，故D錯誤。綜上所述，答案為B。2．（2021·廣東卷）反應SKIPIF1<0經(jīng)歷兩步：①SKIPIF1<0；②SKIPIF1<0。反應體系中SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0的濃度c隨時間t的變化曲線如圖所示。下列說法不正確的是（）A．a(chǎn)為SKIPIF1<0隨t的變化曲線B．SKIPIF1<0時，SKIPIF1<0C．SKIPIF1<0時，SKIPIF1<0的消耗速率大于生成速率D．SKIPIF1<0后，SKIPIF1<02.DA．X是唯一的反應物，隨著反應的發(fā)生，其濃度不斷減小，因此，由圖可知，SKIPIF1<0為SKIPIF1<0隨SKIPIF1<0的變化曲線，A正確；B．由圖可知，分別代表3種不同物質(zhì)的曲線相交于SKIPIF1<0時刻，因此，SKIPIF1<0時SKIPIF1<0，B正確；C．由圖中信息可知，SKIPIF1<0時刻以后，Y的濃度仍在不斷減小，說明SKIPIF1<0時刻反應兩步仍在向正反應方向發(fā)生，而且反應①生成Y的速率小于反應②消耗Y的速率，即SKIPIF1<0時SKIPIF1<0的消耗速率大于生成速率，C正確；D．由圖可知，SKIPIF1<0時刻反應①完成，X完全轉(zhuǎn)化為Y，若無反應②發(fā)生，則SKIPIF1<0，由于反應②SKIPIF1<0的發(fā)生，SKIPIF1<0時刻Y濃度的變化量為SKIPIF1<0，變化量之比等于化學計量數(shù)之比，所以Z的濃度的變化量為SKIPIF1<0，這種關系在SKIPIF1<0后仍成立，因此，D不正確。綜上所述，本題選D。3．（2021·河北省保定市部分學校高三模擬）硝酸廠常用催化還原法處理尾氣。SKIPIF1<0在催化條件下可以將SKIPIF1<0還原為SKIPIF1<0，反應原理為SKIPIF1<0

SKIPIF1<0，SKIPIF1<0的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強的變化示意圖如圖所示，下列說法正確的是（）A．X和Y分別代表壓強和溫度 B．SKIPIF1<0C．平衡常數(shù)：SKIPIF1<0 D．適當降低溫度，SKIPIF1<0的平衡轉(zhuǎn)化率增大3.DA．該反應是氣體計量分子數(shù)減小的反應，壓強增大，平衡正向移動，二氧化氮的平衡轉(zhuǎn)化率增大，和圖示不符合，A錯誤；B．由選項A分析可知X表示溫度，Y表示壓強，則且加壓時二氧化氮的平衡轉(zhuǎn)化率增大，則SKIPIF1<0，B錯誤；C．由選項A分析X表示溫度，該反應為放熱反應，則升溫平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，C錯誤；D．該反應為放熱反應，降低溫度平衡正向移動，SKIPIF1<0的平衡轉(zhuǎn)化率增大，D正確；故選D。4．在1L恒容密閉容器中充入一定量的H2和CO2，二者在催化劑、加熱條件下反應可以合成乙烯：6H2+2CO2SKIPIF1<0CH2=CH2+4H2O(g)，不同溫度對CO2的平衡轉(zhuǎn)化率及催化劑的催化效率的影響如圖所示。下列有關說法正確的是（）A．N點的反應速率一定比M點大B．若投料比n(H2)：n(CO2)=2：1，則圖中M點時H2和CO2的體積分數(shù)相同C．其他條件相同時，N點的平衡常數(shù)比M點的大D．N點對應溫度下的催化劑的催化效率比M點對應溫度下的高4.BA．溫度越高化學反應速率越快，由圖可知，M點溫度小于N點，則M點反應速率小于N點，但溫度高于250℃，升高溫度，催化劑的催化效率會降低，不能判斷N點和M點反應速率的大小，A錯誤；B．若投料比SKIPIF1<0，設開始投料n(H2)為2mol，則n(CO2)為1mol,則M點平衡時二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為50%。反應三段式為：SKIPIF1<0，則圖中

M點時H2和

CO2的體積分數(shù)相同，均為SKIPIF1<0，B正確；C．該反應正向放熱，升高溫度平衡向逆反應方向移動，平衡常數(shù)減小，即其他條件相同時，N點的平衡常數(shù)比M點的小，C錯誤；D．由圖可知，溫度高于250℃，升高溫度，催化劑的催化效率會降低，即M點對應溫度下的催化劑的催化效率比N點對應溫度下的高，D錯誤；故答案選B。5．（2022·浙江·馬寅初中學高三階段練習）在一定溫度和催化劑的條件下，將0.1molNH3通入3L的密閉容器中進行反應(此時容器內(nèi)總壓為200kPa，已知：分壓=總壓×該組分物質(zhì)的量分數(shù))，各物質(zhì)的分壓隨時間的變化曲線如圖所示。下列說法不正確的是（）A．若保持容器體積不變，氨氣分壓不變可說明反應已達平衡狀態(tài)B．若保持容器體積不變，用H2濃度變化表示0～t1時間內(nèi)的反應速率v(H2)=SKIPIF1<0mol·L-1·min-1C．t2時將容器體積迅速縮小至原來的一半并保持不變，圖中能正確表示壓縮后N2分壓變化趨勢的曲線是dD．若保持容器體積不變，t2時充入He，反應仍處于平衡狀態(tài)，氨氣的分壓保持不變5.CA．發(fā)生反應SKIPIF1<0，隨反應的進行氨氣的分壓減小，故氨氣分壓不變可說明反應已達平衡狀態(tài)，故A正確；B．設t時達到平衡，轉(zhuǎn)化的NH3的物質(zhì)的量為2x，列出三段式：SKIPIF1<0根據(jù)同溫同壓下，混合氣體的物質(zhì)的量等于體積之比，SKIPIF1<0，解得x=0.02mol，v(H2)=SKIPIF1<0，故B正確；C．t2時將容器體積壓縮到原來的一半，開始N2分壓變?yōu)樵瓉淼?倍，隨后由于加壓平衡逆向移動，N2分壓比原來2倍要小，故b曲線符合，故C錯誤；D．恒容充入He，增大的為He的分壓，故氨氣等其它物質(zhì)的分壓不變，因此反應仍處于平衡狀態(tài)，故D正確；故選C。6．（雙選）恒容密閉容器中充入3molCH4和6molH2S，發(fā)生反應：CH4(g)+2H2S(g)SKIPIF1<0CS2(g)+4H2(g)，溫度變化對平衡時各組分的物質(zhì)的量分數(shù)的影響如圖所示。下列說法錯誤的是（）A．當滿足v逆(H2S)=2v正(H2)時，反應達到平衡狀態(tài)B．高溫、低壓條件有利于提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率C．M點時，保持溫度不變，繼續(xù)充入3molCH4和6molH2S，達到新平衡時，CH4的物質(zhì)的量分數(shù)小于H2D．圖中N點對應溫度下，以物質(zhì)的量分數(shù)表示的化學平衡常數(shù)Kx=SKIPIF1<06.ACA．反應速率之比等于化學計量數(shù)之比，則2v逆(H2S)=v逆(H2)，即v逆(H2)=v正(H2)，說明反應達到平衡狀態(tài)，A錯誤；B．由圖可知：升高溫度，反應物物質(zhì)的量分數(shù)下降，生成物物質(zhì)的量分數(shù)上升，說明升高溫度化學平衡正向移動，則該反應是氣體體積增大的吸熱反應；采用高溫、低壓條件，有利于平衡正向移動，因此有利于提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率，B正確；C．圖中M點時，CH4的物質(zhì)的量分數(shù)等于H2的物質(zhì)的量分數(shù)，保持溫度不變，再向容器中充入3molCH4和6moH2S，等效于起始加入充入6molCH4和12molH2S，相當于增大壓強，化學平衡向氣體體積減小的逆反應方向移動，則CH4的物質(zhì)的量分數(shù)增大，H2物質(zhì)的量分數(shù)減小，達到新平衡時，CH4的物質(zhì)的量分數(shù)大于H2的物質(zhì)的量分數(shù)，C錯誤；D．根據(jù)N點數(shù)據(jù)，H2S的物質(zhì)的量分數(shù)等于H2的物質(zhì)的量分數(shù)，設CH4轉(zhuǎn)化物質(zhì)的量為xmol，故反應方程式CH4(g)+2H2S(g)SKIPIF1<0CS2(g)+4H2(g)中物質(zhì)反應轉(zhuǎn)化關系可知：反應消耗H2S物質(zhì)的量為△n(H2S)=2xmol，反應產(chǎn)生CS2物質(zhì)的量△n(CS2)=xmol，反應產(chǎn)生H2的物質(zhì)的量為△n(H2)=4xmol，故平衡時n(CH4)=(3-x)mol，n(CS2)=(6-2x)mol，n(CS2)=xmol，n(H2)=4xmol，根據(jù)N點時H2S的物質(zhì)的量與H2的物質(zhì)的量相等可得：6-2x=4x，解得x=1mol，所以平衡時n(CH4)=2mol，n(H2S)=n(H2)=4mol，n(CS2)=1mol，氣體的總物質(zhì)的量為11mol，化學平衡常數(shù)Kx=SKIPIF1<0，D正確；故合理選項是AC。7．（2022·江蘇省如東高級中學高三開學考試）合成氣是一種重要的化工原料氣，主要組分為CO和H2。用甲烷、二氧化碳自熱重整可制備合成氣，反應原理如下：反應I：CH4(g)+2O2(g)SKIPIF1<0CO2(g)+2H2O(g)△H1=-820.6kJ·mol-1反應II：CH4(g)+CO2(g)SKIPIF1<02CO(g)+2H2(g)△H2=+247.1kJ·mol-1反應III：CH4(g)+H2O(g)SKIPIF1<0CO(g)+3H2(g)△H3=+205.9kJ·mol-1反應IV：CO2(g)+H2(g)SKIPIF1<0CO(g)+H2O(g)△H4不同溫度下，向體積為VL的含少量O2的恒壓容器按照n(CO2)：n(CH4)=1投料，實驗測得不同壓強下平衡時SKIPIF1<0隨溫度的變化關系如圖所示。下列說法正確的是（）A．△H4=-41.2kJ·mol-1B．某溫度下，反應II的平衡常數(shù)隨壓強增大而減小C．由圖可知，p1>p2>p3D．壓強為p2時，T>Tm后，升高溫度對反應IV的促進作用更大7.DA．反應Ⅳ可由反應Ⅱ-反應Ⅲ得到，則ΔH4=ΔH2-ΔH3=41.2kJ/mol，A錯誤；B．溫度一定的情況下，化學平衡常數(shù)保持不變，B錯誤；C．反應Ⅱ、Ⅲ為氣體體積增大的反應，減小壓強平衡正向移動，n(H2)增加的程度大于n(CO)，則壓強越小，SKIPIF1<0越大，故p1<p2<p3，C錯誤；D．根據(jù)分析可知，壓強為p2時，T>Tm后，升高溫度SKIPIF1<0減小，說明升高溫度對反應Ⅳ的促進作用更大，D正確；故答案選D。8．（2021·天津卷節(jié)選）CS2是一種重要的化工原料。工業(yè)上可以利用硫(S8)與CH4為原料制備CS2，S8受熱分解成氣態(tài)S2，發(fā)生反應SKIPIF1<0，回答下列問題：(1)某溫度下，若S8完全分解成氣態(tài)S2。在恒溫密閉容器中，S2與CH4物質(zhì)的量比為2∶1時開始反應。①當CS2的體積分數(shù)為10%時，CH4的轉(zhuǎn)化率為___________。②當以下數(shù)值不變時，能說明該反應達到平衡的是___________(填序號)。a．氣體密度b．氣體總壓c．CH4與S2體積比d．CS2的體積分數(shù)(2)一定條件下，CH4與S2反應中CH4的平衡轉(zhuǎn)化率、S8分解產(chǎn)生S2的體積分數(shù)隨溫度的變化曲線如圖所示。據(jù)圖分析，生成CS2的反應為___________(填“放熱”或“吸熱”)反應。工業(yè)上通常采用在600～650℃的條件下進行此反應，不采用低于600℃的原因是___________。8.(1)

30%

d(2)

放熱

600℃時甲烷平衡轉(zhuǎn)化率高達99%，低于600℃時，S2濃度明顯偏小，且反應速率慢解析：（1）①在恒溫密閉容器中，S2與CH4物質(zhì)的量比為2∶1時開始反應，SKIPIF1<0CS2的體積分數(shù)為10%，即SKIPIF1<0，解得x=0.3a，則CH4的轉(zhuǎn)化率為SKIPIF1<030%。②a.恒容容器，質(zhì)量不變，故密度一直不變，故密度不變不一定平衡，不選；b.反應前后氣體的物質(zhì)的量不變，故壓強也一直不變，故壓強不變一定平衡，不選；c.CH4與S2體積比一直為1:2，故不一定平衡，不選；d.CS2的體積分數(shù)說明反應已經(jīng)達到了平衡，選；故選d。（2）由圖可知，隨溫度升高，甲烷的轉(zhuǎn)化率降低，故反應為放熱反應。工業(yè)上通常采用在600～650℃的條件下進行此反應，不采用低于600℃的原因是600℃時甲烷平衡轉(zhuǎn)化率高達99%，低于600℃時，S2濃度明顯偏小，且反應速率慢。9．CO2資源化利用對緩解碳減排壓力具有重要意義。在二氧化碳催化加氫制甲烷的反應體系中，發(fā)生的主要反應的熱化學方程式如下：反應I：CO2(g)+4H2(g)SKIPIF1<0CH4(g)+2H2O(g)△H1=-164.7kJ·mol-1反應II：CO2(g)+H2(g)SKIPIF1<0CO(g)+H2O(g)△H2=+41.2kJ·mol-1反應III：2CO(g)+2H2(g)SKIPIF1<0CO2(g)+CH4(g)△H3=-247.1kJ·mol-1向恒壓、密閉容器中通入1molCO2和4molH2，平衡時體系內(nèi)CH4、CO、CO2的物質(zhì)的量(n)與溫度(T)的變化關系如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)反應I～III中，屬于吸熱反應的是反應____(填反應序號)。(2)反應III的平衡常數(shù)表達式K=____。(3)蓋斯定律的重要價值是可以利用已知反應的反應熱求得未知反應的反應熱，利用上述反應計算CH4(g)+H2O(g)SKIPIF1<0CO(g)+3H2(g)的△H=____。(4)結(jié)合上述反應，圖中CO的物質(zhì)的量隨溫度的變化的原因是_____。(5)在實際生產(chǎn)中為了提高甲烷的產(chǎn)量，選擇的反應條件為較低溫度和使用合適的催化劑。①從反應原理角度說明選擇較低溫度的理由是____。②從反應原理角度說明選擇使用合適的催化劑的理由是____。(6)CO2能與H2反應制得甲醇(CH3OH)：CO2(g)+3H2(g)SKIPIF1<0CH3OH(g)+H2O(g)△H＜0。一定條件下，將2molCO2和4molH2充入密閉容器中，發(fā)生反應制取甲醇，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、平衡總壓強的關系如圖所示。①p1、p2、p3由大到小的順序為_____。②255℃時，該反應的壓強平衡常數(shù)Kp=_____(MPa)-2(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù)，分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)；計算結(jié)果保留1位小數(shù))。9.(1)II(2)SKIPIF1<0(3)+205.9kJ·mol-1(4)升高溫度時，反應II的平衡正向移動，反應III的平衡逆向移動，平衡的移動使CO的含量升高(5)

較低溫度可以使反應I與反應III的平衡正向移動

提高反應的選