2025版高中化學(xué)第2章化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像題專練含解析魯科版選修4

PAGEPAGE1化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像題專練題組一速率—時(shí)間圖像1.(2024·合肥高二質(zhì)檢)在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)(正反應(yīng)放熱)，如圖是某次試驗(yàn)的化學(xué)反應(yīng)速率隨時(shí)間變更的圖像，推斷在t1時(shí)刻突然變更的條件可能是()A．催化劑失效 B．減小生成物的濃度C．降低體系溫度 D．增大容器的體積答案C解析從圖像可以看出：變更條件后，反應(yīng)速率與原平衡速率出現(xiàn)斷點(diǎn)且低于原平衡反應(yīng)速率，說明變更的條件可能是降低溫度或減壓。從變更條件后的v′正與v′逆的大小關(guān)系，可得出化學(xué)平衡正向移動(dòng)。降低溫度，該平衡正向移動(dòng)，必有v′正>v′逆，故選C。2．如圖是可逆反應(yīng)A＋2B2C＋3D的化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡隨外界條件變更(先降溫后加壓)而變更的狀況。由此可推斷下列說法正確的是()A．正反應(yīng)是放熱反應(yīng) B．D可能是氣體C．逆反應(yīng)是放熱反應(yīng) D．A、B、C、D均為氣體答案A解析降溫后v′正>v′逆，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，說明正反應(yīng)放熱，加壓后v″正>v″逆，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，說明正反應(yīng)氣體體積減小，D不行能是氣體。3.向一容積不變的密閉容器中充入H2和I2，發(fā)生反應(yīng)H2(g)＋I(xiàn)2(g)2HI(g)ΔH<0，當(dāng)達(dá)平衡后，t0時(shí)若保持混合氣體總物質(zhì)的量不變而變更某一反應(yīng)條件，使平衡移動(dòng)(如圖所示)，下列說法正確的是()A．容器內(nèi)氣體顏色變深，平均相對分子質(zhì)量不變B．平衡不移動(dòng)，混合氣體密度增大C．H2轉(zhuǎn)化率增大，HI平衡濃度減小D．t0時(shí)變更的條件為減小體積或上升體系溫度答案A解析條件變更后，正、逆反應(yīng)速率均增大，但是逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，平衡逆向移動(dòng)，變更的條件應(yīng)為上升溫度，A項(xiàng)正確。題組二時(shí)間—濃度(物質(zhì)的量)圖像4．(2024·山東省試驗(yàn)中學(xué)月考)已知X(g)和Y(g)可以相互轉(zhuǎn)化：2X(g)Y(g)ΔH<0。現(xiàn)將肯定量X(g)和Y(g)的混合氣體通入一體積為1L的恒溫密閉容器中，反應(yīng)物及生成物的濃度隨時(shí)間變更的關(guān)系如圖所示。則下列說法不正確的是()A．若混合氣體的壓強(qiáng)不變，則說明反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)B．a(chǎn)、b、c、d四個(gè)點(diǎn)表示的反應(yīng)體系中，表示化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的只有b點(diǎn)C．25～30min內(nèi)用X表示的平均化學(xué)反應(yīng)速率是0.08mol·L－1·min－1D．反應(yīng)進(jìn)行至25min時(shí)，曲線發(fā)生變更的緣由是增加Y的濃度答案D解析正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，所以當(dāng)壓強(qiáng)不再發(fā)生變更時(shí)，可以說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A項(xiàng)正確；依據(jù)圖像可知，只有b點(diǎn)表示的反應(yīng)體系中，各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變更，所以只有b點(diǎn)表示反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，B項(xiàng)正確；25～30min內(nèi)X的濃度變更量是0.4mol·L－1，所以用X表示的平均化學(xué)反應(yīng)速率是eq\f(0.4mol·L－1,5min)＝0.08mol·L－1·min－1，C項(xiàng)正確；反應(yīng)進(jìn)行至25min時(shí)，X物質(zhì)的濃度增大，D項(xiàng)不正確。5．(2024·濟(jì)南高二質(zhì)檢)已知反應(yīng)X(g)＋Y(g)nZ(g)ΔH>0，將X和Y以肯定比例混合通入密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)，各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間的變更如圖所示。下列說法不正確的是()A．反應(yīng)方程式中n＝1B．10min時(shí)，曲線發(fā)生變更的緣由是上升溫度C．10min時(shí)，曲線發(fā)生變更的緣由是增大壓強(qiáng)D．前5min內(nèi)，用X表示的反應(yīng)速率為v(X)＝0.08mol·L－1·min－1答案B解析A項(xiàng)，依據(jù)圖像可知，反應(yīng)進(jìn)行到5min時(shí)，X、Y和Z的濃度不再變更，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)X的濃度削減了0.4mol·L－1，Z的濃度增加了0.4mol·L－1，依據(jù)濃度的變更量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可知，n＝1；B項(xiàng)，10min時(shí)，X、Y、Z的濃度瞬間增大，因此變更的條件肯定不是溫度；D項(xiàng)，前5min內(nèi)，用X表示的反應(yīng)速率為v(X)＝0.4mol·L－1÷5min＝0.08mol·L－1·min－1。題組三時(shí)間—轉(zhuǎn)化率(含量)圖像6．可逆反應(yīng)：aA(g)＋bB(s)cC(g)＋dD(g)，當(dāng)其他條件不變時(shí)，反應(yīng)過程中某物質(zhì)在混合物中的百分含量與溫度(T)、壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖，下列推斷正確的是()A．T1<T2ΔH>0 B．T1>T2ΔH<0C．p1<p2a＝c＋d D．p1<p2a＋b＝c＋d答案C解析先拐先平，數(shù)值大，T1<T2、p1<p2；上升溫度，C的百分含量減小，平衡逆向移動(dòng)，ΔH<0；增大壓強(qiáng)，A的百分含量不變，平衡不移動(dòng)，a＝c＋d，故C正確。7．反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)ΔH，學(xué)習(xí)小組針對反應(yīng)特點(diǎn)與對應(yīng)的圖像綻開了探討，其中不正確的是()A．圖①中，若p1>p2，則a＋b>c＋dB．圖②中，若T2>T1，則ΔH<0且a＋b＝c＋dC．圖③中，t1時(shí)刻變更的條件肯定是運(yùn)用了催化劑D．圖④中，若ΔH<0，則縱坐標(biāo)不行能表示反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率答案C解析圖①中，若p1>p2，加壓平衡右移，則a＋b>c＋d，A項(xiàng)正確；圖②中，若T2>T1，升溫平衡左移，加壓平衡不移動(dòng)，則ΔH<0且a＋b＝c＋d，B項(xiàng)正確；若a＋b＝c＋d，圖③中，t1時(shí)刻變更的條件還可能是加壓，C項(xiàng)錯(cuò)誤；圖④中，T2時(shí)反應(yīng)速率較小，所以T2<T1，若ΔH<0，升溫平衡左移，則縱坐標(biāo)不行能表示反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，D項(xiàng)正確。題組四恒溫(恒壓)線圖像8．反應(yīng)mX(g)nY(g)＋pZ(g)ΔH，在不同溫度下的平衡體系中物質(zhì)Y的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變更的曲線如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．該反應(yīng)的ΔH＞0B．m＜n＋pC．B、C兩點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)：KB＞KCD．A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率v(A)＜v(C)答案C解析由圖可知溫度上升，Y的體積分?jǐn)?shù)增大，說明平衡正向移動(dòng)，則正向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)；增大壓強(qiáng)，Y的體積分?jǐn)?shù)減小，說明平衡逆向移動(dòng)，則m＜n＋p；對吸熱反應(yīng)來說，溫度上升，K增大，KB＜KC;A、C兩點(diǎn)溫度相同，C點(diǎn)壓強(qiáng)大，則C點(diǎn)的速率大于A點(diǎn)?？键c(diǎn)化學(xué)平衡圖像題點(diǎn)恒溫(恒壓)線圖像9．由某可逆反應(yīng)繪出圖像如圖所示，縱坐標(biāo)為生成物在平衡混合物中的百分含量，下列對該反應(yīng)的推斷不正確的是()A．反應(yīng)物中可能含有氣體B．生成物中肯定有氣體C．正反應(yīng)肯定是放熱反應(yīng)D．正反應(yīng)肯定是吸熱反應(yīng)答案C解析由圖示可知，隨著溫度的上升，生成物的含量增加，即上升溫度，平衡右移，所以該反應(yīng)肯定為吸熱反應(yīng)；壓強(qiáng)增大，生成物的含量減小，說明平衡逆向移動(dòng)，逆向?yàn)轶w積縮小方向，可以確定生成物中肯定有氣體。10．下面的各圖中，表示2A(g)＋B(g)2C(g)(正反應(yīng)放熱)這個(gè)可逆反應(yīng)的正確圖像為()答案A解析隨著溫度的上升，化學(xué)平衡應(yīng)向吸熱反應(yīng)方向即逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以生成物C的體積分?jǐn)?shù)減小，反應(yīng)物的含量增大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率減小，A正確、D錯(cuò)誤；增大體系的壓強(qiáng)，由于反應(yīng)的兩邊都是氣態(tài)物質(zhì)，所以正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率都增大，B錯(cuò)誤；加入催化劑，只能加快反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，不能使平衡移動(dòng)，所以達(dá)到平衡時(shí)C的濃度不變，C錯(cuò)誤。題組五相關(guān)學(xué)問的綜合應(yīng)用圖像11．(2024·北京海淀期末)乙醇是重要的有機(jī)化工原料，可由乙烯水化法生產(chǎn)，反應(yīng)的化學(xué)方程式如下：C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)，下圖為乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度(T)、壓強(qiáng)(p)的關(guān)系[起始n(C2H4)∶n(H2O)＝1∶1]。下列有關(guān)敘述正確的是()A．Y對應(yīng)的乙醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為eq\f(1,9)B．X、Y、Z對應(yīng)的反應(yīng)速率：v(X)>v(Y)>v(Z)C．X、Y、Z對應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)值：KX<KY<KZD．增大壓強(qiáng)、上升溫度均可提高乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率答案A解析據(jù)圖可知，Y點(diǎn)對應(yīng)乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率為20%，起始n(C2H4)∶n(H2O)＝1∶1，設(shè)C2H4和H2O的起始物質(zhì)的量均為1mol，依據(jù)“三段式”計(jì)算：C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)起始/mol110轉(zhuǎn)化/mol0.20.20.2平衡/mol0.80.80.2則平衡時(shí)乙醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為eq\f(0.2mol,0.8＋0.8＋0.2mol)＝eq\f(1,9)，故A正確；結(jié)合圖像可得：p1<p2<p3，且X、Y、Z三點(diǎn)對應(yīng)的溫度越來越高，所以X、Y、Z對應(yīng)的反應(yīng)速率：v(X)<v(Y)<v(Z)，故B錯(cuò)誤；據(jù)圖可知，上升溫度，乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率降低，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，則上升溫度，平衡常數(shù)減小，所以X、Y、Z對應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)值：KX>KY>KZ，故C錯(cuò)誤；因正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，則壓強(qiáng)越大，乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率越大，又因正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，上升溫度，平衡逆向移動(dòng)，乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率降低，故D錯(cuò)誤。12．(2024·廈門期末)肯定條件下合成乙烯的反應(yīng)為：6H2(g)＋2CO2(g)CH2=CH2(g)＋4H2O(g)。已知溫度對CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和催化劑催化效率的影響如下圖。下列說法正確的是()A．M點(diǎn)的正反應(yīng)速率v正大于N點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v逆B．若投料比n(H2)∶n(CO2)＝4∶1，則圖中M點(diǎn)乙烯的體積分?jǐn)?shù)為5.88%C．250℃時(shí)，催化劑對CO2平衡轉(zhuǎn)化率的影響最大D．當(dāng)溫度高于250℃時(shí)，上升溫度，平衡逆向移動(dòng)導(dǎo)致催化劑的催化效率降低答案B解析A項(xiàng)，化學(xué)反應(yīng)速率隨溫度的上升而加快，M點(diǎn)后催化劑的催化效率隨溫度的上升而降低，所以M點(diǎn)的正反應(yīng)速率v正有可能小于N點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v逆，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，設(shè)起始投料n(H2)為4mol，則n(CO2)為1mol，M點(diǎn)平衡時(shí)二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為50%，列“三段式”得：

6H2(g)＋2CO2(g)CH2=CH2(g)＋4H2O(g)起始/mol4100轉(zhuǎn)化/mol1.50.50.251平衡/mol2.50.50.251所以乙烯的體積分?jǐn)?shù)為eq\f(0.25,2.5＋0.5＋0.25＋1)×100%≈5.88%，正確；C項(xiàng)，催化劑不影響平衡轉(zhuǎn)化率，只影響化學(xué)反應(yīng)速率，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，催化劑的催化效率與平衡移動(dòng)沒有關(guān)系，錯(cuò)誤。13．(2024·河北邢臺(tái)期末)有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ3個(gè)體積均為0.5L的恒容密閉容器，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中按不同投料比(Z)充入HCl和O2(如下表)，加入催化劑發(fā)生反應(yīng)：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)ΔH。HCl的平衡轉(zhuǎn)化率與Z和T的關(guān)系如圖所示。容器起始時(shí)T/℃n(HCl)/molZⅠ3000.25aⅡ3000.25bⅢ3000.254下列說法不正確的是()A．ΔH<0B．a(chǎn)<4<bC．若容器Ⅲ反應(yīng)某時(shí)刻處于R點(diǎn)，則R點(diǎn)的反應(yīng)速率：v正>v逆D．300℃時(shí)，該反應(yīng)平衡常數(shù)的值為320答案D解析由圖像可知，隨著溫度的上升，HCl的平衡轉(zhuǎn)化率減小，說明平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH<0，所以A正確；在相同溫度時(shí)，n(HCl)相同，eq\f(nHCl,nO2)越小，則HCl的平衡轉(zhuǎn)化率越大，故a<4<b，所以B正確；R點(diǎn)時(shí)HCl的轉(zhuǎn)化率小于平衡時(shí)HCl的轉(zhuǎn)化率，則反應(yīng)正向進(jìn)行，即v正>v逆，所以C正確；由于平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，因此可依據(jù)Q點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，起始時(shí)c(HCl)＝0.5mol·L－1，由Z＝4求得c(O2)＝0.125mol·L－1，而c(Cl2)＝c(H2O)＝0，平衡時(shí)c(HCl)＝0.5mol·L－1－0.5mol·L－1×80%＝0.1mol·L－1，c(O2)＝0.125mol·L－1－eq\f(0.5mol·L－1×80%,4)＝0.025mol·L－1，c(Cl2)＝c(H2O)＝eq\f(0.5mol·L－1×80%,2)＝0.2mol·L－1，則K＝eq\f(0.22×0.22,0.14×0.025)＝640，所以D錯(cuò)誤。14．反應(yīng)：2H2SO4(l)=2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)ΔH＝550kJ·mol－1，它由兩步組成：Ⅰ.H2SO4(l)=SO3(g)＋H2O(g)ΔH＝177kJ·mol－1；Ⅱ.SO3(g)分解。L(L1、L2)、X可分別代表壓強(qiáng)或溫度。如圖，表示L肯定時(shí)，Ⅱ中SO3(g)的平衡轉(zhuǎn)化率隨X的變更關(guān)系。(1)X代表的物理量是________。(2)推斷L1、L2的大小關(guān)系，并簡述理由：_______________________________________________________________________________________________________________。答案(1)壓強(qiáng)(2)L1<L2，SO3分解的熱化學(xué)方程式：2SO3(g)=2SO2(g)＋O2(g)ΔH＝196kJ·mol－1，當(dāng)壓強(qiáng)肯定時(shí)，上升溫度，SO3的平衡轉(zhuǎn)化率增大解析依據(jù)蓋斯定律得2SO3(g)=2SO2(g)＋O2(g)的ΔH＝550kJ·mol－1－2×177kJ·mol－1＝196kJ·mol－1，故上升溫度，平衡正向移動(dòng)，SO3的平衡轉(zhuǎn)化率增大；增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，SO3的轉(zhuǎn)化率減小，故X代表的物理量為壓強(qiáng)，曲線L1對應(yīng)的溫度比L2低。15．在恒容密閉容器中通入CH4與CO2，使其物質(zhì)的量濃度均為1.0mol·L－1，在肯定條件下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)。測得平衡時(shí)CH4的體積分?jǐn)?shù)與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如圖1所示。回答下列問題：(1)該反應(yīng)的ΔH________(填“＜”“＞”或“＝”)0。(2)壓強(qiáng)p1、p2、p3由大到小的依次為____________；壓強(qiáng)為p2時(shí)，b點(diǎn)處v正________(填“＜”“＞”或“＝”)v逆。(3)a點(diǎn)時(shí)CH4的轉(zhuǎn)化率為________。(4)為探究速率與濃度的關(guān)系，依據(jù)相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，粗略地繪制出了兩條速率—濃度關(guān)系曲線：v正～c(CH4)和v逆～c(CO)，如圖2。①與曲線v正～c(CH4)相對應(yīng)的是圖中曲線________(填“甲”或“乙”)。②降低溫度，反應(yīng)重新達(dá)到平衡時(shí)，v正、v逆相應(yīng)的平衡點(diǎn)分別為________(填字母)。答案(1)＞(2)p3＞p2＞p1＞(3)80%(4)①乙②B、F解析(1)由圖1可知，壓強(qiáng)不變時(shí)，上升溫度，CH4的體積分?jǐn)?shù)減小，平衡右移，說明正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，則ΔH＞0。(2)經(jīng)三條等壓線作一條垂線，會(huì)有三個(gè)交點(diǎn)，如圖：交點(diǎn)分別為m、n、p；由p點(diǎn)→n點(diǎn)→m點(diǎn)，甲烷的體積分?jǐn)?shù)依次增大，依據(jù)反應(yīng)體系特征，說明體系壓強(qiáng)漸漸增大，則p1＜p2＜p3。b點(diǎn)→a點(diǎn)須要使CH4的體積分?jǐn)?shù)減小，才能建立平衡，故反應(yīng)正向進(jìn)行，v正＞v逆。(4)由于反應(yīng)起先只加入了反應(yīng)物，結(jié)合平衡建立的過程可知，甲曲線為v逆～c(CO)，乙曲線為v正～c(CH4)，降溫后平衡逆向移動(dòng)，正、逆反應(yīng)速率都要減小，而c(CH4)要增大，c(CO)要減小，綜合考慮，只有B、F符合題意?？键c(diǎn)化學(xué)平衡圖像題點(diǎn)化學(xué)平衡圖像的綜合16．反應(yīng)aA(g)＋bB(g)eq\o(,\s\up7(催化劑))cC(g)ΔH＜0在等容條件下進(jìn)行。變更其他反應(yīng)條件，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ階段體系中各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變更的曲線如下圖所示：(1)反應(yīng)的化學(xué)方程式中a∶b∶c為_____________________________________________。(2)A的平均反應(yīng)速率vⅠ(A)、vⅡ(A)、vⅢ(A)從大到小的排列次序?yàn)開_____________。(3)B的平衡轉(zhuǎn)化率αⅠ(B)、αⅡ(B)、αⅢ(B)中最小的是________，其值是________。(4)由第一次平衡到其次次平衡，平衡向________移動(dòng)，實(shí)行的措施是___________________。(5)比較第Ⅱ階段反應(yīng)溫度(T2)和第Ⅲ階段反應(yīng)溫度(T3)的凹凸：T2________(填“＜”“＞”或“＝”)T3，推斷的理由是______________________________________________________。答