化學反應速率與化學平衡 階段評估檢測(六)（學生版 教師版）2025年高考化學總復習（含解析）

1化學反應速率與化學平衡階段評估檢測(六)(75分鐘100分)一、選擇題:本題共14小題,每小題3分,共42分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。1.以下措施是為了加快化學反應速率的是 ()A.葡萄酒中添加SO2作抗氧化劑B.塑料中添加防老劑C.燃煤發(fā)電時用煤粉代替煤塊D.低溫保存運輸疫苗2.反應A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)在四種不同情況下的反應速率分別為①v(A)=0.45mol·L-1·min-1;②v(B)=0.6mol·L-1·s-1;③v(C)=0.4mol·L-1·s-1;④v(D)=0.45mol·L-1·s-1,該反應進行的快慢順序為 ()A.④>③=②>① B.④<③=②<①C.①>②>③>④ D.④>③>②>①3.在恒溫恒容的密閉容器中,可逆反應:4A(g)+5B(g)3C(s)+6D(g)ΔH<0,不能作為達到化學平衡狀態(tài)的標志的是 ()A.氣體密度不再發(fā)生變化B.A的物質的量濃度不再改變C.容器內總壓強不再改變D.A、B、C、D四種物質的物質的量之比為4∶5∶3∶64.反應2H2(g)+2NO(g)===2H2O(g)+N2(g)的速率方程為v=kcα(H2)·cβ(NO),該反應在不同條件下的反應速率如下:溫度/℃c(H2)/(mol·L-1)c(NO)/(mol·L-1)反應速率T10.10.1vT10.20.28vT10.30.212vT20.30.216v下列說法正確的是 ()A.T2<T1B.通過前三組實驗可以計算出α=2,β=1C.在T2℃、c(NO)=0.1mol·L-1條件下,若反應速率為8v,則c(H2)=0.3mol·L-1D.其他條件不變時,該反應體系中反應物濃度的改變對v有影響,且c(NO)影響較大5.為了研究含一定濃度Fe2+的溶液在不同條件下被氧氣氧化的氧化率,實驗結果如圖所示,判斷下列說法正確的是 ()A.pH越小,氧化率越小B.溫度越高,氧化率越小C.Fe2+的氧化率僅與溶液的pH和溫度有關D.實驗說明降低pH、升高溫度有利于提高Fe2+的氧化率6.(2024·邢臺模擬)TiO2在電子、光學和催化劑領域有廣泛應用,設計通過TiCl4制備TiO2和TiO2制備TiCl4的反應原理分別如下:Ⅰ.TiCl4(g)+O2(g)===TiO2(s)+2Cl2(g)ΔH1=-178kJ·mol-1;Ⅱ.TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(g)+2CO(g)ΔH2=-42kJ·mol-1。下列說法錯誤的是 ()A.反應Ⅰ能自發(fā)進行主要是焓減驅動B.反應Ⅰ的體系中加入碳粉,可改變反應進行的方向C.反應Ⅱ正反應的活化能比逆反應的活化能大D.減小壓強和降低溫度,會降低反應Ⅱ的速率7.在1L密閉容器中進行如下反應:X(g)+3Y(g)2Z(g),達到平衡時X、Y、Z的物質的量分別為0.1mol、0.3mol、0.2mol,保持溫度和容器體積不變,再向容器中充入X、Y、Z各0.1mol、0.3mol、0.2mol,則下列說法正確的是 ()A.平衡向正反應方向移動B.化學平衡常數不變,平衡不移動C.平衡向逆反應方向移動D.容器內壓強始終保持原來的2倍8.(2024·衡水模擬)一定條件下,丙烯與HCl反應生成CH3CHClCH3和CH3CH2CH2Cl的反應歷程如圖所示。下列說法正確的是 ()A.丙烯與HCl的反應是吸熱反應B.合成CH3CHClCH3的反應中,第Ⅱ步為反應的決速步C.其他條件不變,適當升高溫度可以提高加成產物中CH3CH2CH2Cl的比例D.CH2=CH—CH3(g)+HCl(g)CH3CH2CH2Cl(g)的焓變等于第一步與第二步正反應活化能的差值9.(2024·山東模擬)在Fe+催化作用下,C2H6與N2O制備乙醛的反應機理如圖所示。下列說法正確的是 ()A.X為C2H5OH,是中間產物之一B.過程①～⑥,Fe元素的化合價均發(fā)生了變化C.增加Fe+的量,C2H6平衡轉化率不變D.每消耗1molN2O,可制備0.5molCH3CHO10.SO2和NO2都屬于大氣的污染物之一,對環(huán)境有很大危害。它們在一定條件下可以發(fā)生可逆反應SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)。若在絕熱恒容密閉容器中達到平衡,正反應速率隨時間變化的曲線如圖所示。下列有關說法正確的是()A.反應在c點達到平衡狀態(tài)B.反應物濃度:a點大于b點C.若減小容器的體積:a～b段SO2的轉化率一定保持不變D.Δt1=Δt2時,SO2的轉化率:a～b段一定大于b～c段11.密閉容器中加入HBr,一定條件下發(fā)生反應:2HBr(g)Br2(g)+H2(g),c(HBr)隨反應時間的變化如曲線①所示,分別改變一個條件,得到曲線②和③,下列說法錯誤的是 ()A.該反應正反應為吸熱反應B.曲線①,0～50min用H2表示的平均反應速率為0.01mol·L-1·min-1C.曲線②,可能使用了催化劑或壓縮容器體積D.曲線③,達到平衡后,容器內各物質的濃度分別增加0.2mol·L-1,平衡正向移動12.(2024·湖南選擇考改編)向體積均為1L的兩恒容容器中分別充入2molX和1molY發(fā)生反應:2X(g)+Y(g)Z(g)ΔH,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.ΔH>0B.氣體的總物質的量:na<ncC.a點平衡常數:K<12D.反應速率:va正<vb正13.合成氨工業(yè)涉及固體燃料的氣化,需要研究CO2與CO之間的轉化。現讓一定量的CO2與足量碳在體積可變的密閉容器中發(fā)生反應:C(s)+CO2(g)2CO(g),測得壓強、溫度對CO、CO2的平衡組成的影響如圖所示。下列說法正確的是()A.平衡體系的壓強:p1>p2>p3B.該反應的活化能:Ea(正)<Ea(逆)C.該反應的平衡常數:K(a)=K(b)>K(c)D.圖中d點按n(CO14.二氧化碳加氫制甲醇涉及的反應可表示為反應Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49kJ·mol-1反應Ⅱ:CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41kJ·mol-1一體積固定的密閉容器中,在5MPa下,按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,平衡時,CO和CH3OH在含碳產物中物質的量分數及CO2的轉化率隨溫度的變化如題圖所示。下列說法正確的是 ()A.H2的平衡轉化率始終低于CO2B.n曲線代表的物質為CH3OH,溫度越高,越有利于CH3OH的生成C.270～400℃時,平衡移動的程度:反應Ⅰ>反應ⅡD.加入選擇性高的催化劑,可提高CH3OH的平衡轉化率二、非選擇題:本題共4小題,共58分。15.(16分)一定溫度下,向5L某恒容密閉容器中充入一定量的氣體M和N,發(fā)生反應:xM(g)+yN(g)zR(g)ΔH>0。容器中M、N、R的物質的量隨時間的變化如圖所示?；卮鹣铝袉栴}:(1)上述可逆反應中的化學計量數x∶y=;反應第一次達到平衡時,R的物質的量分數為。

(2)在0～10min內,下列關于上述可逆反應的說法正確的是(填字母)。

A.M的正反應速率va>vbB.b點時,n(M)=n(R),則該反應達到平衡C.升高溫度,正、逆反應速率均增大,ΔH也增大D.加入適宜的催化劑,N的平衡轉化率保持不變(3)若將pmolM與qmolN的混合氣體充入該容器中,發(fā)生上述反應,反應至某時刻時各物質的量恰好滿足:n(M)=2n(N)=3n(R)。則原混合氣體中p∶q=。

(4)若某溫度下,在4個容積相同的恒容密閉容器中,以不同的投料方式進行上述反應。根據在相同時間內測定的結果,判斷進行該反應由快到慢的順序為(填序號)。

①v(M)=0.05mol·L-1·min-1②v(N)=0.03mol·L-1·min-1③v(R)=0.06mol·L-1·min-1④v(N)=0.01mol·L-1·s-116.(14分)活性炭可處理污染物NO。溫度恒定在T℃下,在2L恒容密閉容器中加入NO氣體和活性炭固體反應生成氣體A和氣體B。各物質初始及平衡時的物質的量如下:項目活性炭NOAB初始時物質的量/mol2.0500.20000平衡時物質的量/mol2.0000.1000.0500.050(1)寫出該反應的化學方程式:;上述反應達到平衡共耗時5min,當活性炭消耗0.025mol時,反應的時間(填“>”“<”或“=”)2.5min。

(2)上述反應達到平衡后,其他條件不變時,通入0.2molNO,請在圖中畫出正、逆反應速率(v正及v逆)隨時間t變化的示意圖。(3)向上述表格的平衡體系中通入0.100molNO和0.150molCO2,平衡(填“正向”“逆向”或“不”)移動,請給出判斷理由:

。

17.(14分)(2023·青島模擬)二氧化碳、氮氧化物的再利用一直是當前研究的重要課題。Ⅰ.氮的氧化物之間存在三個轉化,它們的轉化反應以及平衡常數K和溫度T的關系如下:①4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g)ΔH1lnK1=c1+34②2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g)ΔH2lnK2=c2+15③2O3(g)3O2(g)ΔH3lnK3=c3+24(1)反應②的活化能Ea(正)(填“大于”“小于”或“等于”)Ea(逆)。

Ⅱ.CO2的再利用:CO2氧化異丁烷(C4H10)制備2-甲基丙烯(C4H8),其反應為C4H10(g)+CO2(g)C4H8(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH(2)在催化劑Fe2O3作用下,該反應的反應機理如下:寫出該反應的兩個基元反應:

、

。

(3)常壓下,異丁烷和CO2在催化劑作用下反應,控制投料比n(異丁烷)∶n(CO2)分別為8∶1、4∶1和1∶1,異丁烷的平衡轉化率隨反應溫度的變化關系如圖。代表投料比為1∶1的曲線為(填字母),異丁烷平衡轉化率相同時,投料比越高對應的反應溫度越(填“高”或“低”)。

(4)已知某溫度時,反應CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),Kp=p1kPa。該溫度下,向恒容密閉容器中加入過量CaCO3和一定量異丁烷,初始和平衡時容器內壓強分別為p2kPa和p3kPa,CO2氧化異丁烷反應的平衡常數Kp為(用含有p1、p2、p3的代數式表示,初始壓強不含CO2的分壓)。

18.(14分)(2024·青島模擬)二氧化碳加氫制甲醇是碳中和的一個重要研究方向。在恒壓條件下,將3molH2和1molCO2充入密閉容器中進行如下反應:Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2<0Ⅲ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH3<0回答下列問題:(1)CO2轉化率α(CO2)、CH3OH選擇性(產物中CH3OH的物質的量與參加反應的CO2的物質的量之比,用SM表示)、CO選擇性(產物中CO的物質的量與參加反應的CO2的物質的量之比,用SCO表示)隨溫度變化如圖所示。①反應Ⅰ正反應活化能為Ea正kJ·mol-1,逆反應活化能為Ea逆kJ·mol-1,則Ea正(填“>”“<”或“=”)Ea逆。

②圖1中表示α(CO2)的曲線是,曲線c隨溫度升高而升高的原因是

。

③已知T=240℃,α(CO2)=0.3,p(CH3OH)∶p(CO)=4∶1,反應Ⅱ的分壓平衡常數Kp=(保留2位有效數字)。

(2)為探究原料氣中混雜CO對反應的影響,測得α(CO2)、平衡時CH3OH與初始CO2物質的量之比γ隨原料氣中n(①圖中α(CO2)降低而γ升高的原因是;當n(CO)n(CO2)②下列措施能提高γ值的是(填字母)。

A.恒容條件通入H2B.恒壓條件通入氬氣C.選用更高效的催化劑D.將尾氣進行循環(huán)使用階段評估檢測(六)(75分鐘100分)一、選擇題:本題共14小題,每小題3分,共42分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。1.以下措施是為了加快化學反應速率的是 ()A.葡萄酒中添加SO2作抗氧化劑B.塑料中添加防老劑C.燃煤發(fā)電時用煤粉代替煤塊D.低溫保存運輸疫苗【解析】選C。A.SO2具有還原性,添加SO2作抗氧化劑,可減緩氧化的速率,故A不選;B.添加防老劑,可防止氧化,可減緩反應速率,故B不選;C.燃煤發(fā)電時用煤粉代替煤塊,增大接觸面積,可增大反應速率,故C選;D.疫苗的主要成分為蛋白質,高溫會發(fā)生變性,不是為了加快化學反應速率,故D不選。2.反應A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g)在四種不同情況下的反應速率分別為①v(A)=0.45mol·L-1·min-1;②v(B)=0.6mol·L-1·s-1;③v(C)=0.4mol·L-1·s-1;④v(D)=0.45mol·L-1·s-1,該反應進行的快慢順序為 ()A.④>③=②>① B.④<③=②<①C.①>②>③>④ D.④>③>②>①【解析】選A。①v(A)=0.45mol·L-1·min-1=0.0075mol·L-1·s-1,②v(B)=0.6mol·L-1·s-1,則v(A)=13v(B)=0.2mol·L-1·s-1③v(C)=0.4mol·L-1·s-1,則v(A)=12v(C)=0.2mol·L-1·s-1,④v(D)=0.45mol·L-1·s-1,則v(A)=12v(D)=0.225mol·L-1·s-1;可見速率大小關系為④>③=②>3.在恒溫恒容的密閉容器中,可逆反應:4A(g)+5B(g)3C(s)+6D(g)ΔH<0,不能作為達到化學平衡狀態(tài)的標志的是 ()A.氣體密度不再發(fā)生變化B.A的物質的量濃度不再改變C.容器內總壓強不再改變D.A、B、C、D四種物質的物質的量之比為4∶5∶3∶6【解析】選D。C(s)為固態(tài),該反應中混合氣體的密度為變量,當氣體密度不再發(fā)生變化時,表明達到平衡狀態(tài),能作為達到化學平衡狀態(tài)的標志,故A錯誤;A的物質的量濃度不再改變,表明正逆反應速率相等,該反應達到平衡狀態(tài),能作為達到化學平衡狀態(tài)的標志,故B錯誤;該反應為氣體物質的量縮小的反應,在恒溫恒容的密閉容器中容器內總壓強為變量,當容器內總壓強不再改變時,表明達到平衡狀態(tài),能作為達到化學平衡狀態(tài)的標志,故C錯誤;各組分的物質的量之比與初始物質的量、轉化率有關,A、B、C、D四種物質的物質的量之比為4∶5∶3∶6時不一定達到平衡狀態(tài),不能作為達到化學平衡狀態(tài)的標志,故D正確。4.反應2H2(g)+2NO(g)===2H2O(g)+N2(g)的速率方程為v=kcα(H2)·cβ(NO),該反應在不同條件下的反應速率如下:溫度/℃c(H2)/(mol·L-1)c(NO)/(mol·L-1)反應速率T10.10.1vT10.20.28vT10.30.212vT20.30.216v下列說法正確的是 ()A.T2<T1B.通過前三組實驗可以計算出α=2,β=1C.在T2℃、c(NO)=0.1mol·L-1條件下,若反應速率為8v,則c(H2)=0.3mol·L-1D.其他條件不變時,該反應體系中反應物濃度的改變對v有影響,且c(NO)影響較大【解析】選D。在c(H2)=0.3mol·L-1、c(NO)=0.2mol·L-1條件下,T2℃時的反應速率比T1℃時的反應速率快,溫度越高,反應速率越快,則T2>T1,故A錯誤;由表中自上而下第3、第4組數據,可知k受溫度影響,由第1組數據可得①:v=k·0.1α·0.1β,由第2組數據可得②:8v=k·0.2α·0.2β,由第3組數據可得③:12v=k·0.3α·0.2β,聯(lián)立①②可得:α+β=3,聯(lián)立②③可得:α=1,故β=2,故B錯誤;設c(H2)=ymol·L-1,由T2℃時的數據可得:16v=k×0.3×0.22,由選項中已知數據可得:8v=k·y×0.12,聯(lián)立解得y=0.6,即c(H2)=0.6mol·L-1,故C錯誤;k受溫度影響,其他條件不變時,由v=kcα(H2)·cβ(NO)可知,只有反應物濃度改變對v有影響,由B中計算可知β>α,可知c(NO)對反應速率影響較大,故D正確。5.為了研究含一定濃度Fe2+的溶液在不同條件下被氧氣氧化的氧化率,實驗結果如圖所示,判斷下列說法正確的是 ()A.pH越小,氧化率越小B.溫度越高,氧化率越小C.Fe2+的氧化率僅與溶液的pH和溫度有關D.實驗說明降低pH、升高溫度有利于提高Fe2+的氧化率【解析】選D。由②③可知,溫度相同時,pH越小,氧化率越大,由①②可知,pH相同時,溫度越高,氧化率越大,A、B錯誤;Fe2+的氧化率除受pH、溫度影響外,還受其他因素影響,如濃度等,C錯誤。6.(2024·邢臺模擬)TiO2在電子、光學和催化劑領域有廣泛應用,設計通過TiCl4制備TiO2和TiO2制備TiCl4的反應原理分別如下:Ⅰ.TiCl4(g)+O2(g)===TiO2(s)+2Cl2(g)ΔH1=-178kJ·mol-1;Ⅱ.TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(g)+2CO(g)ΔH2=-42kJ·mol-1。下列說法錯誤的是 ()A.反應Ⅰ能自發(fā)進行主要是焓減驅動B.反應Ⅰ的體系中加入碳粉,可改變反應進行的方向C.反應Ⅱ正反應的活化能比逆反應的活化能大D.減小壓強和降低溫度,會降低反應Ⅱ的速率【解析】選C。A.反應Ⅰ方程式兩邊的氣體分子數相同,熵變不大,能自發(fā)進行主要是焓減驅動,故A正確;B.反應Ⅰ的逆反應不能自發(fā)進行,但加入碳粉后,由反應Ⅰ變?yōu)榉磻?使反應焓值減小、熵值增大,從而反應能夠自發(fā)進行,故B正確;C.反應Ⅱ為放熱反應,正反應的活化能比逆反應的活化能小,故C錯誤;D.減小壓強和降低溫度,反應Ⅱ的化學反應速率會降低,故D正確。7.在1L密閉容器中進行如下反應:X(g)+3Y(g)2Z(g),達到平衡時X、Y、Z的物質的量分別為0.1mol、0.3mol、0.2mol,保持溫度和容器體積不變,再向容器中充入X、Y、Z各0.1mol、0.3mol、0.2mol,則下列說法正確的是 ()A.平衡向正反應方向移動B.化學平衡常數不變,平衡不移動C.平衡向逆反應方向移動D.容器內壓強始終保持原來的2倍【解析】選A。達到平衡時X、Y、Z的物質的量分別為0.1mol、0.3mol、0.2mol,保持溫度和容器體積不變,再向容器中充入X、Y、Z各0.1mol、0.3mol、0.2mol,濃度均變?yōu)樵瓉淼?倍,相當于壓強增大,則平衡正向移動,故A正確,C錯誤;溫度不變,K不變,壓強增大,平衡正向移動,故B錯誤;平衡正向移動,則容器內壓強小于原來的2倍,故D錯誤。8.(2024·衡水模擬)一定條件下,丙烯與HCl反應生成CH3CHClCH3和CH3CH2CH2Cl的反應歷程如圖所示。下列說法正確的是 ()A.丙烯與HCl的反應是吸熱反應B.合成CH3CHClCH3的反應中,第Ⅱ步為反應的決速步C.其他條件不變,適當升高溫度可以提高加成產物中CH3CH2CH2Cl的比例D.CH2=CH—CH3(g)+HCl(g)CH3CH2CH2Cl(g)的焓變等于第一步與第二步正反應活化能的差值【解析】選C。A.丙烯與HCl的總能量大于CH3CHClCH3或CH3CH2CH2Cl的能量,則丙烯與HCl的反應是放熱反應,故A錯誤;B.合成CH3CHClCH3的反應中,第Ⅰ步的活化能大于第Ⅱ步,則第Ⅰ步為決速步,故B錯誤;C.丙烯與HCl反應生成CH3CH2CH2Cl的活化能較大,適當提高溫度,可以提高生成CH3CH2CH2Cl的速率,從而提高加成產物中CH3CH2CH2Cl的比例,故C正確;D.CH2=CH—CH3(g)+HCl(g)CH3CH2CH2Cl(g)的焓變等于第一步焓變與第二步焓變之和,故D錯誤。9.(2024·山東模擬)在Fe+催化作用下,C2H6與N2O制備乙醛的反應機理如圖所示。下列說法正確的是 ()A.X為C2H5OH,是中間產物之一B.過程①～⑥,Fe元素的化合價均發(fā)生了變化C.增加Fe+的量,C2H6平衡轉化率不變D.每消耗1molN2O,可制備0.5molCH3CHO【解析】選C。A.根據反應③,X為CH3CH2OH,是生成物,故A錯誤;B.根據題圖可知,過程①③⑥Fe元素的化合價發(fā)生了變化,故B錯誤;C.Fe+是催化劑,催化劑只改變反應速率,不改變反應物的平衡轉化率,故C正確;D.反應③是制備過程的副反應,會生成X(乙醇),因此每消耗1molN2O,制備的CH3CHO小于0.5mol,故D錯誤。10.SO2和NO2都屬于大氣的污染物之一,對環(huán)境有很大危害。它們在一定條件下可以發(fā)生可逆反應SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)。若在絕熱恒容密閉容器中達到平衡,正反應速率隨時間變化的曲線如圖所示。下列有關說法正確的是()A.反應在c點達到平衡狀態(tài)B.反應物濃度:a點大于b點C.若減小容器的體積:a～b段SO2的轉化率一定保持不變D.Δt1=Δt2時,SO2的轉化率:a～b段一定大于b～c段【解析】選B。正逆反應速率相等時,可逆反應達到平衡狀態(tài),根據圖知,c點對應的正反應速率還在改變,則c點沒有達到平衡狀態(tài),A錯誤;從a點到b點,v正在增大,反應仍在正向進行,消耗反應物使反應物濃度降低,所以反應物濃度:a點大于b點,B正確;若減小容器的體積,反應物濃度增大,正反應速率加快,則a～b段SO2的轉化率增大,C錯誤;隨著反應的進行,a～c點正反應速率逐漸增大,相同時間內消耗SO2的物質的量增多,所以SO2的轉化率:a～b段小于b～c段,D錯誤。11.密閉容器中加入HBr,一定條件下發(fā)生反應:2HBr(g)Br2(g)+H2(g),c(HBr)隨反應時間的變化如曲線①所示,分別改變一個條件,得到曲線②和③,下列說法錯誤的是 ()A.該反應正反應為吸熱反應B.曲線①,0～50min用H2表示的平均反應速率為0.01mol·L-1·min-1C.曲線②,可能使用了催化劑或壓縮容器體積D.曲線③,達到平衡后,容器內各物質的濃度分別增加0.2mol·L-1,平衡正向移動【解析】選C。A.由圖可知,③先達到平衡,且平衡時c(HBr)小,可知改變的條件為升高溫度,則正反應為吸熱反應,故A正確;B.曲線①,0～50min用H2表示的平均反應速率為1mol·L-150min×12=0.01mol·L-1·min-1,故B正確;C.①②的平衡狀態(tài)相同,②中反應速率快,且反應為氣體體積不變的反應,則曲線②可能使用了催化劑,若縮小體積,氣體的濃度都增大,與圖像不符合,故C錯誤;D.曲線③達到平衡時,c(HBr)=0.2mol·L-1,Br2(g)、H2(g)的濃度均為0.7mol·L-1,K=0.7×0.7(0.12.(2024·湖南選擇考改編)向體積均為1L的兩恒容容器中分別充入2molX和1molY發(fā)生反應:2X(g)+Y(g)Z(g)ΔH,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.ΔH>0B.氣體的總物質的量:na<ncC.a點平衡常數:K<12D.反應速率:va正<vb正【解析】選B。甲容器在絕熱條件下,隨著反應的進行,壓強先增大后減小,根據理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT可知,剛開始壓強增大的原因是容器溫度升高,則說明上述反應過程放熱,即ΔH<0,故A錯誤;根據A項分析可知,上述密閉容器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的量此時相比乙容器小,即氣體總物質的量:na<nc,故B正確;a點為平衡點,此時容器的總壓強為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的量(物質的量濃度)之比,所以可設Y轉化的物質的量濃度為xmol·L-1,則列出三段式如下:2X(g)+Y(g)Z(g)c0/mol·L-1 2 1 0Δc/mol·L-1 2x x xc平/mol·L-1 2-2x 1-x x,則有[(2-2x)+(1-x)+x]mol(2+1)mol=p2p,計算得到x13.合成氨工業(yè)涉及固體燃料的氣化,需要研究CO2與CO之間的轉化?，F讓一定量的CO2與足量碳在體積可變的密閉容器中發(fā)生反應:C(s)+CO2(g)2CO(g),測得壓強、溫度對CO、CO2的平衡組成的影響如圖所示。下列說法正確的是()A.平衡體系的壓強:p1>p2>p3B.該反應的活化能:Ea(正)<Ea(逆)C.該反應的平衡常數:K(a)=K(b)>K(c)D.圖中d點按n(CO【解析】選D。C(s)+CO2(g)2CO(g)為氣體體積增大的反應,壓強減小,平衡正向移動,φ(CO)增大,根據圖中關系可知p1、p2、p3的大小關系為p1<p2<p3,A錯誤;由圖可知,壓強相同時,隨著溫度的升高,φ(CO)增大,說明該反應是吸熱反應,該反應的活化能:Ea(正)>Ea(逆),B錯誤;化學平衡常數是溫度的函數,a、b兩點對應的溫度相同,c點對應的溫度高于a、b兩點,該反應是吸熱反應,溫度升高,平衡正向移動,則圖中a、b、c三點對應的平衡常數大小關系是K(a)=K(b)<K(c),C錯誤;容器體積可變,圖中d點對應CO百分含量為80%,n(CO2)n(CO14.二氧化碳加氫制甲醇涉及的反應可表示為反應Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49kJ·mol-1反應Ⅱ:CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41kJ·mol-1一體積固定的密閉容器中,在5MPa下,按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,平衡時,CO和CH3OH在含碳產物中物質的量分數及CO2的轉化率隨溫度的變化如題圖所示。下列說法正確的是 ()A.H2的平衡轉化率始終低于CO2B.n曲線代表的物質為CH3OH,溫度越高,越有利于CH3OH的生成C.270～400℃時,平衡移動的程度:反應Ⅰ>反應ⅡD.加入選擇性高的催化劑,可提高CH3OH的平衡轉化率【解析】選A。起始按n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,只發(fā)生反應Ⅰ時,CO2、H2平衡轉化率相同,發(fā)生反應Ⅱ時,H2的平衡轉化率小于CO2的平衡轉化率,當Ⅰ、Ⅱ都發(fā)生時,則H2的平衡轉化率小于CO2的平衡轉化率,A正確;反應Ⅰ是放熱反應,溫度升高,平衡逆向移動,從而使CH3OH的產量變少,故n不代表甲醇,B錯誤;反應Ⅰ是放熱反應,反應Ⅱ是吸熱反應,270～400℃時,平衡移動的程度:反應Ⅰ<反應Ⅱ,C錯誤;催化劑只能改變反應速率,不能改變CH3OH的平衡轉化率,D錯誤。二、非選擇題:本題共4小題,共58分。15.(16分)一定溫度下,向5L某恒容密閉容器中充入一定量的氣體M和N,發(fā)生反應:xM(g)+yN(g)zR(g)ΔH>0。容器中M、N、R的物質的量隨時間的變化如圖所示?；卮鹣铝袉栴}:(1)上述可逆反應中的化學計量數x∶y=;反應第一次達到平衡時,R的物質的量分數為。

【解析】由圖可知,第一次平衡時,參加反應的M、N、R的物質的量分別為1.05mol-0.60mol=0.45mol、0.75mol-0.30mol=0.45mol、0.90mol,則可逆反應中的化學計量數x∶y∶z=1∶1∶2,則反應為M(g)+N(g)2R(g)ΔH>0。(1)由上述分析,可逆反應中的化學計量數x∶y=1∶1;反應第一次達到平衡時,M、N、R的物質的量分別為0.60mol、0.30mol、0.90mol,R的物質的量分數為0.9(2)在0～10min內,下列關于上述可逆反應的說法正確的是(填字母)。

A.M的正反應速率va>vbB.b點時,n(M)=n(R),則該反應達到平衡C.升高溫度,正、逆反應速率均增大,ΔH也增大D.加入適宜的催化劑,N的平衡轉化率保持不變【解析】由圖可知,第一次平衡時,參加反應的M、N、R的物質的量分別為1.05mol-0.60mol=0.45mol、0.75mol-0.30mol=0.45mol、0.90mol,則可逆反應中的化學計量數x∶y∶z=1∶1∶2,則反應為M(g)+N(g)2R(g)ΔH>0。(2)由圖可知,a、b兩點均沒有達到平衡,且a點M的物質的量大于b,濃度越大反應速率越大,故M的正反應速率va>vb,A正確;b點時,n(M)=n(R),但是此后兩者的物質的量繼續(xù)變化,說明該反應沒有達到平衡,B錯誤;升高溫度,使得正、逆反應速率均增大,但ΔH不變,C錯誤;加入適宜的催化劑,加快反應速率,但是不改變平衡狀態(tài),N的平衡轉化率保持不變,D正確。(3)若將pmolM與qmolN的混合氣體充入該容器中,發(fā)生上述反應,反應至某時刻時各物質的量恰好滿足:n(M)=2n(N)=3n(R)。則原混合氣體中p∶q=。

【解析】由圖可知,第一次平衡時,參加反應的M、N、R的物質的量分別為1.05mol-0.60mol=0.45mol、0.75mol-0.30mol=0.45mol、0.90mol,則可逆反應中的化學計量數x∶y∶z=1∶1∶2,則反應為M(g)+N(g)2R(g)ΔH>0。(3)若將pmolM與qmolN的混合氣體充入該容器中,發(fā)生反應:M(g)+N(g)2R(g)起始(mol) p q 0轉化(mol) a a 2a某時刻(mol) p-a q-a 2a反應至某時刻時各物質的量恰好滿足:n(M)=2n(N)=3n(R),則(p-a)=2(q-a)=3×2a,p=7a、q=4a,故原混合氣體中p∶q=7∶4。(4)若某溫度下,在4個容積相同的恒容密閉容器中,以不同的投料方式進行上述反應。根據在相同時間內測定的結果,判斷進行該反應由快到慢的順序為(填序號)。

①v(M)=0.05mol·L-1·min-1②v(N)=0.03mol·L-1·min-1③v(R)=0.06mol·L-1·min-1④v(N)=0.01mol·L-1·s-1【解析】由圖可知,第一次平衡時,參加反應的M、N、R的物質的量分別為1.05mol-0.60mol=0.45mol、0.75mol-0.30mol=0.45mol、0.90mol,則可逆反應中的化學計量數x∶y∶z=1∶1∶2,則反應為M(g)+N(g)2R(g)ΔH>0。(4)判斷反應快慢需要單位統(tǒng)一,且需要轉換為同一物質,①由化學方程式體現的計量數關系可知,v(N)=v(M)=0.05mol·L-1·min-1,②v(N)=0.03mol·L-1·min-1,③v(N)=12v(R)=0.03mol·L-1·min-1,④v(N)=0.01mol·L-1·s-1=0.6mol·L-1·min-1,故由快到慢的順序為④>①>②=③答案:(1)1∶150%(2)AD(3)7∶4(4)④>①>②=③16.(14分)活性炭可處理污染物NO。溫度恒定在T℃下,在2L恒容密閉容器中加入NO氣體和活性炭固體反應生成氣體A和氣體B。各物質初始及平衡時的物質的量如下:項目活性炭NOAB初始時物質的量/mol2.0500.20000平衡時物質的量/mol2.0000.1000.0500.050(1)寫出該反應的化學方程式:;上述反應達到平衡共耗時5min,當活性炭消耗0.025mol時,反應的時間(填“>”“<”或“=”)2.5min。

【解析】(1)表中數據可知,C、NO、A、B的化學計量數之比為0.05∶0.1∶0.05∶0.05=1∶2∶1∶1,反應中C被氧化,結合原子守恒可知,生成N2與CO2,且該反應為可逆反應,故該反應的化學方程式為C+2NON2+CO2,上述反應達到平衡共耗時5min,因為隨著反應進行,c(NO)不斷減小,反應速率減慢,當活性炭消耗0.025mol時,反應的時間<2.5min。(2)上述反應達到平衡后,其他條件不變時,通入0.2molNO,請在圖中畫出正、逆反應速率(v正及v逆)隨時間t變化的示意圖?！窘馕觥?2)題述反應達到平衡后,其他條件不變時,通入0.2molNO,瞬間正反應速率加快,逆反應速率不變,隨著反應進行正反應速率減小,逆反應速率增大,到正反應速率等于逆反應速率時重新達到平衡狀態(tài),正、逆反應速率(v正及v逆)隨時間t變化的示意圖:(3)向上述表格的平衡體系中通入0.100molNO和0.150molCO2,平衡(填“正向”“逆向”或“不”)移動,請給出判斷理由:

。

【解析】(3)表中數據計算平衡常數K=c(CO通入0.100molNO和0.150molCO2,此時的濃度商Q=c(CO2)答案:(1)C+2NON2+CO2<(2)(3)不根據表中數據計算平衡常數K=c(CO濃度商Q=c(CO2)17.(14分)(2023·青島模擬)二氧化碳、氮氧化物的再利用一直是當前研究的重要課題。Ⅰ.氮的氧化物之間存在三個轉化,它們的轉化反應以及平衡常數K和溫度T的關系如下:①4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g)ΔH1lnK1=c1+34②2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g)ΔH2lnK2=c2+15③2O3(g)3O2(g)ΔH3lnK3=c3+24(1)反應②的活化能Ea(正)(填“大于”“小于”或“等于”)Ea(逆)。

Ⅱ.CO2的再利用:CO2氧化異丁烷(C4H10)制備2-甲基丙烯(C4H8),其反應為C4H10(g)+CO2(g)C4H8(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH【解析】(1)該反應中升高溫度,lnK減小,則K減小,正反應為放熱反應,ΔH2<0,反應②的ΔH2=Ea(正)-Ea(逆)<0,所以Ea(正)<Ea(逆)。(2)在催化劑Fe2O3作用下,該反應的反應機理如下:寫出該反應的兩個基元反應:

、

。

【解析】(2)該反應表示的兩個基元反應:C4H10和Fe2O3反應生成C4H8、H2O、Fe3O4,Fe3O4和CO2反應生成Fe2O3、CO,基元反應方程式依次是C4H10+3Fe2O3===2Fe3O4+C4H8+H2O、2Fe3O4+CO2===3Fe2O3+CO。(3)常壓下,異丁烷和CO2在催化劑作用下反應,控制投料比n(異丁烷)∶n(CO2)分別為8∶1、4∶1和1∶1,異丁烷的平衡轉化率隨反應溫度的變化關系如圖。代表投料比為1∶1的曲線為(填字母),異丁烷平衡轉化率相同時,投料比越高對應的反應溫度越(填“高”或“低”)。

【解析】(3)常壓下,溫度一定時,n(C4H10)∶n(CO2)越大,C4H10的平衡轉化率越小,所以a、b、c分別表示投料比為1∶1、4∶1、8∶1;根據圖像知,異丁烷平衡轉化率相同時,投料比越高對應的反應溫度越高。(4)已知某溫度時,反應CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g),Kp=p1kPa。該溫度下,向恒容密閉容器中加入過量CaCO3和一定量異丁烷,初始和平衡時容器內壓強分別為p2kPa和p3kPa,CO2氧化異丁烷反應的平衡常數Kp為(用含有p1、p2、p3的代數式表示,初始壓強不含CO2的分壓)。

【解析】(4)開始時p(C4H10)=p2kPa,平衡時壓強為p3kPa,溫度不變化學平衡常數不變,則p(CO2)=p1kPa,設反應消耗的p(C4H10)=xkPa,則:(kPa)C4H10(g)+CO2(g)C4H8(g)+H2O(g)+CO(g)變化 x x x x x平衡 p2-x p1 x x x平衡時總壓強為(p2-x+p1+x+x+x)kPa=p3kPa,x=p3-p1-p22,CO2氧化異丁烷脫氫反應的平衡常數K答案:(1)小于(2)C4H10+3Fe2O3===2Fe3O4+C4H8+