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【淘宝店铺:向阳百分百】【淘宝店铺:向阳百分百】专题验收评价专题09化学反应速率与化学平衡内容概览A·常考题不丢分【考点一化学反应速率及其影响因素和相关计算】【考点二化学平衡及其影响因素】【考点三化学平衡常数及化学平衡相关计算】【微专题图像、图表题的信息提取与应用】B·综合素养拿高分/拓展培优拿高分C·挑战真题争满分【考点一化学反应速率及其影响因素和相关计算】1.(2023·辽宁·校联考二模)某温度下,在2L恒容密闭容器中4molNH2COONH4(s),发生如下反应,在0-1min内,CO2的生成速率为0.4mol•L-1•min-1,0-2min内,CO2的生成速率为0.3mol•L-1•min-1,0-3min内,CO2的生成速率为0.2mol•L-1•min-1,下列说法错误的是A.当混合气体的平均摩尔质量不变时,标志此反应达到了平衡状态B.0-1min内,NH2COONH4(s)的反应速率为62.4g/minC.30秒时,CO2的浓度大于0.2mol/LD.2min时,再加入2molNH3,此时反应的V逆>V正【答案】A【解析】A.此反应开始时只加入了,生成的和始终是2∶1,所以当混合气体的平均摩尔质量不变时,不可以标志此反应达到了平衡状态,A错误;通过三段式计算,1min内消耗0.8mol,质量为62.4g,故反应速率为62.4g/min,B正确;C.由于反应速率越来越慢,故30秒时,的浓度大于0.2mol/L,C正确;D.由于反应2min已经达到平衡,当再加入2mo时,平衡逆移,故,D正确;故选A。2.(2023上·安徽宣城·高三安徽省郎溪中学校考期中)在℃下,向2L恒容密闭容器中充入气体,发生反应:
。速率方程,(、为速率常数,只与温度、活化能有关)。达到平衡时的转化率为50%。若升高温度,达到新平衡时的转化率增大。下列说法正确的是A.升高温度,增大,减小,B.当混合气体的密度不变时,反应达到平衡状态C.℃下,反应达到平衡时D.℃下,平衡时再充入,的平衡转化率减小【答案】D【解析】A.升高温度,正、逆反应速率都增大,正、逆反应速率常数都增大,升高温度,达到新平衡时的转化率增大,则正反应是吸热反应,A错误;B.反应过程中混合气体的体积和质量均不变,故混合气体的密度一直不变,不能作为反应达到平衡的标志,B错误;C.平衡时,,,,平衡时,C错误;D.反应物只有一种气体,正反应是气体分子数增大的反应,充入,相当于对原平衡加压(不改变反应物量),导致的平衡转化率减小,D正确;故选D。3.(2023上·福建泉州·高三福建省泉州市泉港区第一中学校联考期中)将和充入一个恒容密闭容器中,发生反应:,测得的平衡转化率随温度变化的曲线如图1所示;在催化剂、一定温度下对该反应进行研究,经过相同时间测转化率与反应温度的关系曲线如图2所示。下列说法错误的是已知:反应速率、分别为正、逆反应速率常数。A.图象中点逆反应速率小于点正反应速率B.时反应的平衡常数C.时当的转化率为时,D.点转化率低于点的原因可能是平衡逆向移动造成的【答案】C【解析】A.点为平衡点,点正反应速率等于逆反应速率,温度越高,反应速率越快,点温度高于点,则图象中点逆反应速率小于点逆反应速率,即点逆反应速率小于点正反应速率,故A正确;B.时,的平衡转化率为,列化学平衡三段式,,故B正确;C.当反应达到平衡时,正逆反应速率相等,,则,当的转化率为时,起始
转化平衡,故C错误;D.点转化率最高,说明此时反应恰好达到平衡状态,该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,相同时间转化率减小,D正确;故选C。4.(2023·北京西城·统考一模)探究影响H2O2分解速率的影响因素,实验方案如图。下列说法不正确的是A.对比①②,可探究FeCl3溶液对H2O2分解速率的影响B.对比②③④,可探究温度对H2O2分解速率的影响C.H2O2是直线形的非极性分子D.H2O2易溶于水,主要是由于H2O2与H2O分子之间能形成氢键【答案】C【解析】A.实验②是在实验①的溶液中加入催化剂FeCl3,与实验①做对比实验,可探究FeCl3溶液对H2O2分解速率的影响,A正确;B.实验②是参照,③、④相当于在②的基础上升高和降低温度,可探究温度对H2O2分解速率的影响,B正确;C.H2O2的分子结构为,分子结构不对称,为极性分子,C不正确;D.H2O2为极性分子,水也为极性分子,H2O2易溶于水,满足相似相溶原理,更主要是H2O2与H2O分子之间能形成氢键,D正确;故选C。5.(2023·福建莆田·统考模拟预测)工业上在催化作用下生产的反应为,该反应可看作两步:①(快);②(慢)。下列说法正确的是A.该反应活化能为B.减小的浓度能降低的生成速率C.的存在使有效碰撞次数增加,降低了该反应的焓变D.①的活化能一定大于②的活化能【答案】B【解析】A.=正反应的活化能-逆反应的活化能=-198kJ/mol,所以逆反应的活化能大于198kJ/mol,故A错误;B.慢反应是决速步,是慢反应的反应物,减小的浓度会降低正反应速率,降低的生成速率,故B正确;C.是催化剂,催化剂不能改变反应的焓变,故C错误;D.反应①是快反应,反应②是慢反应,活化能越小反应越快,①的活化能小于②的活化能,故D错误;故选B。【考点二化学平衡及其影响因素】1.(2023·重庆·统考三模)甲烷是一种温室气体,将它转化为高附加值产品甲醇具有重要意义。目前工业上的甲烷转化大多需要先通过重整生成合成气(CO、)再转化为甲醇,涉及的反应如下:反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
在密闭容器中通入3mol和2mol,假设只发生反应Ⅰ和Ⅱ,分别在0.2MPa和2MPa下进行反应,其中和的平衡体积分数随温度变化如图所示。
已知:对于反应Ⅱ,,,、为速率常数,只与温度有关,分压=总压×物质的量分数。下列说法不正确的是A.压强为0.2MPa时,表示和的曲线分别是b、dB.混合气体的平均相对分子质量保持不变时,说明反应体系已达到平衡C.在升温的过程中,反应Ⅱ速率常数增大的倍数;>D.500K,2MPa条件下,若平衡时CO的物质的量为1mol,则的转化率约为66.7%【答案】C【分析】2个反应均为放热反应,随着温度降低,平衡均正向移动,甲烷含量减小、甲醇含量增加,故ab为甲烷变化曲线、cd为甲醇含量曲线;反应Ⅰ为气体分子数增大的反应、反应Ⅱ为分子数减小的反应,相同条件下,增大压强,反应Ⅰ逆向移动、反应Ⅱ正向移动,使得甲烷含量增加、甲醇含量增大,则bd为0.2Mpa变化曲线、ac为2Mpa变化曲线;【解析】A.由分析可知,压强为0.2MPa时,表示和的曲线分别是b、d,A正确;B.混合气体的平均相对分子质量M=m/n,气体质量不变,但是气体的总物质的量随反应进行而改变,所以M会发生改变,当M不变时,反应达到平衡,B正确;C.已知:对于反应Ⅱ,,,当时,即达到化学平衡态,此时,因为反应是放热反应,升温减小,所以升高温度变小,所以增加的倍数更大,C错误;D.在密闭容器中通入3mol和2mol,只发生反应Ⅰ和Ⅱ:由图可知,平衡时,甲烷、甲醇量相等,则3-2a=2a-1,a=1mol,的转化率约为66.7%,D正确;答案选C。2.(2023·湖南永州·统考三模)T℃,2NO2(g)N2O4(g)△H<0,该反应正、逆反应速率与浓度的关系为v正=k正c2(NO2),v逆=k逆c(N2O4)(k正、k逆为速率常数)。结合图像,下列说法错误的是
A.图中表示lgv逆~lgc(N2O4)的线是nB.当2正v(N2O4)=v逆(NO2)时,说明反应达到平衡状态C.T℃时,向2L的容器中充入5molN2O4气体和1molNO2气体,此时v正<v逆D.T℃时,向刚性容器中充入一定量NO2气体,平衡后测得c(N2O4)为1.0mol•L-1,则平衡时,v正的数值为10a【答案】C【分析】v正=k正c2(NO2),v逆=k逆c(N2O4),则lgv正=lgk正+2lgc(NO2)、lgv逆=lgk逆+lgc(N2O4),则lgv逆~lgc(N2O4)的斜率较小,则表示lgv逆~lgc(N2O4)的线是n、表示lgv正~lgc(N2O4)的线是m;【解析】A.由分析可知,图中表示lgv逆~lgc(N2O4)的线是n,A正确;B.反应速率比等于反应的化学系数比,当2正v(N2O4)=v逆(NO2)时,正逆反应速率相等,则反应达到平衡状态,B正确;C.结合分析可知,lgk正=a+2、lgk逆=a,k正=10a+2、k逆=10a,达到平衡时,v正=v逆,则平衡常数;T℃时,向2L的容器中充入5molN2O4气体和1molNO2气体,,则反应正向进行,此时v正>v逆,C错误;D.T℃时,向刚性容器中充入一定量NO2气体,平衡后测得c(N2O4)为1.0mol•L-1,则平衡时,,,则v正=k正c2(NO2)=10a,D正确;故选C。3.(2023·全国·模拟预测)CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与CH4制备CS2,在2L恒容密闭容器中S8(s)受热分解成气态S2,发生反应2S2(g)+CH4(g)CS2(g)+2H2S(g)△H1,一定条件下,平衡时S2的体积分数、CH4的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是A.△H1>0B.某温度下,S8(g)分解成气态S2,当混合气体密度不变时,当CH4(g)与S2(g)的反应达到平衡状态C.若容器内只发生反应S8(s)4S2(g),平衡后恒温压缩体积,S2(g)的浓度不变D.若起始加入2molCH4,2min达到平衡时甲烷转化率为30%,则0~2min内H2S的平均反应速率为0.6mol•L-1•min-1【答案】C【解析】A.升高温度,甲烷的平衡转化率降低.说明升高温度与的反应平衡逆向移动,则与的正反应为放热反应,A项错误。B.反应前后气体总质量不变、容器体积不变,则反应前后气体密度始终不变,不能据此判断该反应是否达到平衡状态,B项错误。C.温度不变,平衡常数不变,,平衡后恒温压缩体积,的浓度不变,C项正确。D.0~2min内的平均反应速率为,D项错误。故选C。4.(2024·辽宁沈阳·统考一模)血红蛋白可与结合,更易与配位,血红蛋白与配位示意如图所示。血红蛋白与、结合的反应可表示为①②下列说法中错误的是A.相同温度下, B.反应①②的、均小于0C.图中的配位数为6 D.用高压氧舱治疗中毒时,平衡①②均逆向移动【答案】D【解析】A.CO也可与血红蛋白配位,它与血红蛋白结合的能力更强,则反应②比反应①正向进行的程度大,所以相同温度下,,A正确;B.反应①②分别为O2和CO与血红蛋白中的Fe2+形成配位键的过程,气体分子数减小、形成化学键能够释放能量,故反应反应①②的、均小于0,B正确;C.图中与周围的6个原子结合,配位数为6,C正确;D.用高压氧舱治疗中毒时,氧气浓度增大,平衡①正向移动导致c(Hb)减小,所以平衡②逆向移动,D不正确;答案选D。5.(2023·辽宁·校联考模拟预测)在600K下,按初始投料比分别为1:1、1:2、1:3投料,发生反应为。测得不同压强下,CO平衡转化率如图所示。下列叙述正确的是
A.曲线X代表起始投料比为1:1B.,该反应达到平衡状态C.若其他条件不变,升高温度会使对应的曲线上移D.m点对应的的平衡转化率为60%【答案】D【解析】A.相同温度下,氢气投料越多,平衡向右移动,CO的平衡转化率越大,故曲线X代表1:3投料,A项错误;B.该反应达到平衡状态时,v正(H2)=2v逆(CH3OH),B项错误;C.生成甲醇是放热反应,其他条件不变,升高温度,CO的平衡转化率降低,平衡曲线均下移,C项错误;D.曲线Y代表1:2投料,即起始按化学计量数投料,则CO、H2的平衡转化率相等,D项正确;故选D。【考点三化学平衡常数及化学平衡相关计算】1.(2023·全国·模拟预测)向容积为1L的恒容密闭容器中充入一定量气体,发生反应:,平衡时三种组分的物质的量与温度的关系如图所示,下列说法不正确的是A.该反应在温度为时的平衡常数小于温度为时的平衡常数B.C.X点时压缩容器容积,的平衡转化率减小D.时,向Y点容器中再充入和,此时【答案】D【解析】A.由题图可知,随着温度的升高,平衡体系中和的物质的量增大,的物质的量减小,即平衡正向移动,说明反应的,故该反应在温度为时的平衡常数小于温度为时的平衡常数,A正确;B.由题图可知,X点时,,即反应消耗了2mol,体系中还剩余2mol,故初始充入的物质的量为4mol,Y点体系中生成的物质的量为amol,由可知,,解得,B正确;C.题给反应为气体总分子数增大的反应,压缩容器容积相当于增大压强,平衡逆向移动,的平衡转化率减小,C正确;D.结合B项分析可知,Y点时,,,容器容积为1L,则时,反应的平衡常数,向Y点容器中再充入和,此时,,,则,反应正向进行,,D错误;故答案为:D。2.(2023·北京丰台·统考一模)下列三个化学反应焓变、平衡常数与温度的关系分别如下表所示。下列说法正确的是化学反应平衡常数温度973K1173K①
1.472.15②
2.381.67③abA.1173K时,反应①起始,平衡时约为0.4B.反应②是吸热反应,C.反应③达平衡后,升高温度或缩小反应容器的容积平衡逆向移动D.相同温度下,;【答案】D【解析】A.1173K时,反应①起始,,,x≈0.4,平衡时约为0.2,A错误;B.升温,化学平衡常数减小,说明平衡向逆反应方向移动,所以②的正反应为放热反应,,B错误;C.根据盖斯定律可知②-①可得③,故,a=1.62,b=0.78,升温,化学平衡常数减小,说明平衡向逆反应方向移动,所以,反应③达平衡后,升高温度平衡逆向移动,但是由于反应两端气体的化学计量数之和相等缩小反应容器的容积化学平衡不移动,C错误;D.相同温度下,根据盖斯定律可知②-①可得③,故;,D正确;故选D。3.(2023·湖南长沙·长郡中学校考模拟预测)恒温密闭容器中,发生反应:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)△H<0。若按照n(CO2):n(H2)=1:3的投料比充入容器,测得平衡时n(H2)和n(H2O)随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A.L线表示平衡时n(H2O)随温度的变化B.由图可知、温度升高,正反应速率减小,逆反应速率增大C.x=5.16molD.在等温相同体积下,通入1molCO2、3molH2与通入2molCO2、6molH2达到平衡时,C2H4的体积分数一样【答案】C【解析】A.反应正向放热,升高温度,平衡逆向移动,n(H2)增大,n(H2O)减小,故L线表示平衡时n(H2)随温度的变化,M线表示平衡时n(H2O)随温度的变化,故A错误;B.温度升高,正逆反应速率均加快,故B错误;C.393K时,n(H2)=4.2mol,n(H2O)=5.8mol,升高温度,平衡逆向移动,a点时n(H2)=n(H2O),设由393K升高为460K时,水的反应量为kmol,由关系式可知6H2~4H2O,则4.2+1.5k=5.8-k,解得k=0.64mol,x=5.16mol,故C正确;D.在等温相同体积下,通入2molCO2、6molH2达到平衡相当于对通入1molCO2、3molH2平衡时加压,反应正向气体分子数减小,加压,平衡正向移动C2H4的体积分数增大,故D错误;故选C。4.(2023·河北衡水·衡水市第二中学校考模拟预测)在某密闭容器中以物质的量之比1:2充入NO、,发生反应:,。实验测得体系中含N物种的浓度随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是A.时, B.时,NO的转化率为75%C.时, D.时,【答案】C【分析】①代表NO,②代表NO2,③代表N2O4,由图知,在之前,同时发生,;设,,则各成分的量为c(NO)=(a-x)mol/L,c(O3)=(2a-x)mol/L,c(NO2)=(x-y)mol/L,c(N2O4)=0.5ymol/L,c(O2)=xmol/L;在时,NO已消耗完;【解析】A.由图知,时,c(NO)=(a-x)mol/L=c(NO2)=(x-y)mol/L=c(N2O4)=0.5ymol/L,则得x=0.75amol/L,y=0.5amol/L,则c(NO)=c(NO2)=c(N2O4)=0.25amol/L,c(O2)=0.75amol/L,则,A正确;B.结合选项A可知,时,初始NO为amol/L,消耗NO为0.75amol/L,则NO的转化率为75%,B正确;C.,由图知,时实际消耗NO<amol/L,则,C不正确;
D.氮原子为amol/L,时,NO不存在,按氮元素守恒,D正确;答案选C。5.(2023·湖南常德·常德市一中校考模拟预测)将一定量的固体置于恒容密闭真空容器中(固体试样的体积忽略不计),使其在50℃的恒温条件下分解:。实验测得该体系的压强如表所示:时间/min010203040506070压强/kPa00.661.281.782.202.502.502.50已知:为用各气体分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数。下列有关说法正确的是A.当混合气体的平均摩尔质量不再随时间变化时,反应达到平衡B.0~10min,用H2S的压强变化表示该反应的平均反应速率为C.50℃时,的分解反应的压强平衡常数D.50℃时,若在65min时将容器的容积压缩至原来的,再次达到平衡时,体系的压强大于2.50kPa【答案】C【解析】A.反应的平均摩尔质量为=,与反应平衡无关,项错误;B.该时间内压强变化了0.66kPa,又NH3和H2S物质的量之比为1:1,则平均速率为,B项错误;C.50min时反应达到平衡,体系压强为2.5kPa,同时两物质的物质的量分数均为,则Kp=,C项正确;D.由于体系温度不变,Kp不变。则Kp=得出P总=2.5kPa,D项错误;故选C。【微专题图像、图表题的信息提取与应用】1.(2023·天津南开·统考一模)已知:现将三个相同容积的密闭容器中按不同方式投入反应物发生反应。相关数据见下表:容器1容器2容器3反应温度(°C)400400500起始量lmol、1mol(g)2molHIlmol、1mol(g)平衡浓度平衡转化率平衡常数下列各项关系不正确的是A. B.C. D.【答案】B【解析】A.容器1和容器2是等效平衡,因此,温度升高平衡逆向移动,因此,A正确;B.容器1和容器2是等效平衡,因此,温度升高平衡逆向移动,减小,因此,B错误;C.温度升高平衡逆向移动,平衡转化率减小,因此,C正确;D.容器1和容器2是等效平衡,达到平衡状态时,各物质的浓度相等,,且两容器温度相同,则有,D正确;故选B。2.(2023·湖北·校联考模拟预测)在恒温恒容条件下,向某容器中充入一定量的N2O5气体发生下列反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)
ΔH>0。温度T时,部分实验数据如表所示:t/s050100150c(N2O5)/mol·L-14.002.52.002.00下列有关说法错误的是A.温度T时,该反应平衡常数K=64B.150s后再充入一定量N2O5,再次达到平衡N2O5的转化率将增大C.达平衡后升高温度,该容器内混合气体的密度不会改变D.其他条件不变,若将恒容改为恒压,则平衡时N2O5的转化率增大【答案】B【解析】A.K=,故A正确;B.恒容条件下,再充入一定量N2O5,相当于加压,再次达到平衡N2O5的转化率将降低,故B错误;C.升高温度,混合气体的总质量、容器的体积都不变,因此气体的密度不变,故C正确;D.该反应的正反应是气体分子数增大的反应,其他条件不变时,改为在恒压密闭容器中反应,相当于减压,平衡正向移动,平衡时N2O5的转化率增大,故D正确;选B。3.(2023·上海浦东新·统考二模)一定温度下,向1.0L恒容密闭容器中充入,发生如下反应:。反应过程中测定的部分数据见下表。下列说法错误的是05015025035000.160.190.200.20A.0~250s,反应过程中气体平均摩尔质量逐渐减小B.反应到250s时,产生的体积为4.48L(标准状况)C.对平衡后体系降温,混合气体密度减小,则的状态一定发生变化D.其它条件相同时,向平衡后体系再充入等物质的量的和,此时v(正)>v(逆)【答案】D【解析】A.该反应是气体总物质的量增大、质量不变的反应,则0~250s,气体平均摩尔质量逐渐减小,故A正确;B.反应到250s时,PCl3气体的物质的量为0.2mol,根据反应方程式可知生成氯气的物质的量为0.2mol,所以产生的体积为4.48L(标准状况),故B正确;C.相对分子质量大,沸点高,对平衡后体系降温,混合气体密度减小,说明气体总质量减小,则的状态一定发生变化,故C正确;D.一定温度下,K=;其它条件相同时,向平衡后体系再充入等物质的量的和,假设加入的和都是1mol,,所以反应逆向进行,此时v(正)<v(逆),故D错误;选D。4.(2023·广东·广州市第二中学校联考三模)制备二甲醚,可充分利用碳资源,减少温室气体排放,该工艺主要涉及以下反应:
反应a:反应b:在不同的压强下,按照投料比合成甲醇,实验测定的平衡转化率随温度的变化关系如图甲所示。下列说法正确的是A.为了提高的平衡转化率应选择高温、低压的反应条件B.压强:C.当温度高于550℃时,主要发生反应②D.选择合适的催化剂,可提高的平衡转化率【答案】C【解析】A.由图甲可知,随着温度的升高,α(CO2)先下降后升高,且低温时,转化率更高;又由反应a可知,该反应气体分子数减小,增大压强,平衡正向移动,而反应b中,该反应气体分子数不变,增大压强,平衡不移动,所以压强越大,α(CO2)越大;则为了提高的平衡转化率应选择低温、高压的反应条件,故A错误;B.由分析A可知,压强越大,α(CO2)越大,所以,故B错误;C.当温度高于550℃时,压强对α(CO2)无影响,所以主要发生反应②,故C正确;D.催化剂只能改变化学反应速率,不会影响化学平衡,所以选择合适的催化剂,不能提高的平衡转化率,故D错误;故选C。5.(2023·湖南株洲·统考一模)根据下列图示所得出的结论不正确的是
甲乙丙丁A.图甲是恒温密闭容器中发生反应时随反应时间变化的曲线,说明t1时刻改变的条件可能是缩小容器的体积B.图乙是H2的起始量一定时恒温密闭容器中发生反应,达到平衡时NH3的体积分数随N2的起始物质的量的变化曲线,则H2的转化率:b>c>aC.图丙是一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力变化,则用湿润的pH试纸测量a处溶液的pH,测量结果偏小D.图丁表示反应不同温度时平衡常数K随压强的变化关系图,则【答案】B【解析】A.恒温密闭容器中发生,K=c(CO2),温度不变,平衡常数不变,t1时刻缩小容器体积,c(CO2)迅速增大,重新达到平衡后,c(CO2)与原平衡c(CO2)相等,A正确;B.H2的起始量一定时在恒温密闭容器中发生反应,随着氮气的物质的量逐渐增大,反应正向进行,H2的转化率逐渐增大,故H2的转化率:c>b>a,B错误;C.在一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释,醋酸的电离程度增大,导电能力增强,但超过b点以后,离子浓度减小,导电能力减弱,在a点用湿润的PH试纸测量PH时,相当于醋酸被稀释,酸性增强,PH偏小,C正确;D.由于为放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,由图知T2时的K值小于T1时的K值,故,D正确;故选B。1.(2023·湖南·校联考模拟预测)在一定温度下,以为催化剂,氯苯和在溶液中发生反应反应①:(邻二氯苯)反应②:(对二氯苯)反应①和②存在的速率方程:和,、为速率常数,只与温度有关,反应①和②的曲线如图所示。下列说法错误的是A.若对二氯苯比邻二氯苯稳定,则B.保持反应体系温度恒定,体系中两种有机产物的浓度之比保持不变C.通过改变催化剂可以提高产物中对二氯苯的比例D.相同时间内,(对二氯苯)(邻二氯苯)【答案】A【解析】A.反应①和反应②的、,又知对二氯苯比邻二氯苯稳定,则反应②吸收的热量更少,即,A错误;B.反应①和反应②,则,,温度恒定时,、保持不变,则两种有机产物的浓度之比保持不变,B正确;C.改变催化剂可改变选择性,可提高产物中对二氯苯的比例,C正确;D.反应①和反应②中转化为对二氯苯和邻二氯苯均为进行,则(对二氯苯)(邻二氯苯)成立,D正确;故选A。2.(2023·全国·模拟预测)在恒温恒容的密闭容器中,在某催化剂表面上发生分解反应:,测得不同起始浓度和不同催化剂表面积时Z的浓度随时间的变化如表所示。下列说法错误的是编号020406080①a2.402.001.601.200.80②a1.200.800.40x③2a2.401.600.800.400.40A.实验①,100min时反应达到平衡状态B.实验②,60min时反应处于平衡状态C.相同条件下,增大催化剂的表面积,Z的平衡转化率不变D.相同条件下,增加Z的浓度,反应速率增大【答案】D【解析】A.由实验①中数据可知,该反应的速率保持不变,对比实验①、③可知,实验①达到平衡时Z的浓度也为,而实验①中100min时Z的浓度减小到,即100min时反应达到平衡状态,选项A正确;B.由数据分析知,反应速率不变,若实验②中60min时没有达到平衡状态,则Z的浓度为0,与可逆反应的特点不符,所以60min时反应已达平衡状态,选项B正确;C.增大催化剂的表面积,能加快反应速率,但不影响化学平衡,即Z的平衡转化率不变,选项C正确;D.实验①和②催化剂表面积相同,实验①中Z的起始浓度是实验②的2倍,实验①、②中0~20min和20~40min内,∆c(Z)都是,则相同条件下增加Z的浓度,反应速率并未增大,选项D错误;答案选D。3.(2023·北京西城·统考二模)中国科学家首次用改性铜基催化剂,将草酸二甲酯加氢制乙二醇的反应条件从高压降至常压。草酸二甲酯加氢的主要反应有:①②③其他条件相同时,相同时间内温度对产物选择性的影响结果如图。已知:i.ii.450~500K,反应③的平衡常数远大于反应①和反应②的平衡常数下列说法不正确的是A.制乙二醇适宜的温度范围是470~480KB.实验条件下反应③的活化的最高,升温更有利于反应③C.减压可提高乙二醇的平衡产率D.铜基催化剂用改性后反应速率增大,可以降低反应所需的压强【答案】C【解析】A.由图可知,温度为470~480K时,生成乙二醇的选择性最高,A正确;B.由图可知,升高温度有利于生成乙醇,实验条件下反应③的活化能最高,所以升温有利于反应③,B正确;C.反应②为气体分子数减小的反应,则增大压强可以提高乙二醇的平衡产率,C错误;D.铜基催化剂用改性后,将草酸二甲酯加氢制乙二醇的反应条件从高压降至常压,则催化剂可以使反应速率增大,D正确;故选C。4.(2023·北京顺义·统考二模)工业上可用“氨催化氧化法”生产NO,以氨气、氧气为原料,在Pt-Rh合金催化剂存在下生成NO和副产物N2,两个竞争反应化学方程式如下:Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)现将1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密闭容器中,在上述催化剂作用下反应,相同时间内有关生成物物质的量随温度变化曲线如图所示:已知:有效转化率=×100%下列说法不正确的是A.400℃时,主要发生反应ⅡB.由图分析工业上用氨催化氧化制备HNO3,最佳温度约为840℃C.520℃时,NH3的有效转化率约为66.7%D.840℃后,NO的物质的量下降,可能是反应I平衡逆向移动所致【答案】C【解析】A.400℃时,氮气的物质的量最大,说明主要发生反应Ⅱ,A正确;B.840℃时一氧化氮的产率最高副产物氮气产率最低,则工业用氨催化氧化制备HNO3,选择的最佳温度是840℃,B正确;C.由图知520C时,生成氮气和一氧化氮的物质的量均为0.2mol,则反应Ⅱ消耗的氨气的物质的量为0.4mol,反应Ⅰ消耗的氨气的物质的量为0.2mol,NH3的有效转化率为,C错误;D.840℃后,NO的物质的量下降,可能是反应Ⅰ为放热反应,升温,反应Ⅰ平衡逆向移动所致,D正确;故选C。5.(2023·重庆·重庆市育才中学校考模拟预测)25℃时,向恒容容器中加入A发生反应:①;②。反应体系中、、的分压随时间t的变化曲线如图所示。下列说法正确的是A.曲线C表示的分压随时间的变化曲线B.25℃时,反应②的分压平衡常数C.当、的分压相等时,反应②中的转化率为12.5%D.时间后,保持温度和体积不变,再充入(g),则(g)的分压增大【答案】B【分析】①;②,②反应是可逆反应,存在化学平衡。起始时刻分压为40kPa,发生①反应完全转化为二氧化氮和氧气,氧气分压为20kPa,二氧化氮发生②反应部分转化为四氧化二氮,平衡是二氧化氮分压为16kPa。A、B、C分别为、、的分压随时间t的变化曲线。【解析】A.由分析知曲线C表示O2的分压随时间的变化曲线,A错误;B.,B正确;C.某时刻、的分压相等为20kPa时:,二氧化氮的转化率为50%,C错误;D.时间后,保持温度和体积不变,再充入(g)引起②化学平衡发生移动,由勒夏特列原理知体系中总的物质的量依然增大,(g)的物质的量不变,氧气分压减小,D错误;故选B。6.(2023·河北邯郸·统考二模)工业上用和合成甲醇涉及以下反应:I.
II.
在催化剂作用下,将和的混合气体充入一恒容密闭容器中进行反应,达到平衡时,的转化率和容器中混合气体的平均相对分子质量随温度变化如图。下列判断合理的是已知:平衡时甲醇的选择性为生成甲醇消耗的在总消耗量中占比。A.,B.250℃前以反应Ⅱ为主C.,平衡时甲醇的选择性为60%D.为同时提高的平衡转化率和平衡时甲醇的选择性,应选择的反应条件为高温、高压【答案】C【解析】A.由图可知,温度越高,的转化率越小,平衡逆向移动,所以反应I为放热反应,反应II为吸热反应,A错误;B.由图可知,当温度高于250℃,的转化率随温度的升高而增大,则250℃以后以反应II为主,B错误;C.,转化率为,平均相对分子质量为20,混合气体总物质的量为:则为,设甲醇为,为,,,,,计算,,甲醇的选择性为,C正确;D.因为反应I为放热反应,升高温度,的平衡转化率降低,D错误;故选C。7.(2023·海南·模拟预测)工业合成甲醇的反应为。反应相同时间,实验测得甲醇的产率与压强,温度的关系分别如图1,图2所示。下列叙述正确的是A.合成甲醇时压强越大越好 B.增大压强,正反应速率增大,逆反应速率减小C.合成甲醇的最佳温度为520K D.520K之前升高温度单位时间内甲醇的产率减小【答案】C【解析】A.虽然增大压强能加快反应速率、使平衡正向移动而提高甲醇的产率,但压强越大,对材料的强度和设备的制造要求也越高,需要的动力也越大,这将会大大增加生产投资,并可能降低综合经济效益,故合成甲醇时不是压强越大越好,A项错误;B.增大压强,正、逆反应速率都增大,B项错误;C.根据图2可知,520K时甲醇的产率最大,合成甲醇的最佳温度为520K,C项正确;D.图示曲线为反应相同时间,520K之前反应未达到平衡状态,升高温度,反应速率加快,单位时间内甲醇的产率增大,D项错误;答案选C。8.(2023·辽宁锦州·渤海大学附属高级中学校考模拟预测)一定温度下,在2个容积均为1L的密闭容器中,充入一定量的反应物,发生反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)
ΔH<0,相关反应数据如下表所示:容器编号温度起始时物质的量/mol10s时物质的量/molNOCON2ⅠT1℃0.20.20.05ⅡT2℃(T2>T1)0.20.20.05下列说法正确的是A.10s时,容器Ⅰ中的反应处于平衡状态B.10s时,容器Ⅰ中的化学反应速率v(CO2)=0.005mol·L-1·s-1C.化学平衡常数:KⅡ>KⅠD.若起始时,向容器Ⅱ中充入0.08molNO、0.1molCO、0.04molN2和0.1molCO2,反应将向逆反应方向进行【答案】D【分析】由表中数据可知,T2>T1容器II中反应速率快,10s两容器中氮气的物质的量相同,说明II中氮气的量已经保持不变,容器II中反应达到平衡状态,则容器I中的反应没有达到平衡状态。【解析】A.根据分析,10s时,容器Ⅰ中的反应还未达到平衡状态,故A错误;B.10s时,容器Ⅰ中的化学反应速率,故B错误;C.升高温度,平衡逆向移动,平衡常数K减小,所以化学平衡常数:KⅡ<KⅠ,故C错误;D.容器Ⅱ达到平衡状态,可列出三段式,则,若起始时,向容器Ⅱ中充入0.08molNO、0.1molCO、0.04mol和0.1mol,,则反应将向逆反应方向进行,故D正确;故选D。9.(2023·湖南衡阳·校联考二模)将与通入一个容积不变的密闭容器中发生反应:,其平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示。70080083010001200K0.60.91.01.72.6下列说法错误的是A.该反应为吸热反应B.该反应的平衡常数表达式C.随着a的增大,的体积分数逐渐减小D.时,往平衡体系中同时加入和,平衡不发生移动【答案】C【分析】列三段式有,据此分析解答。【解析】A.由表中数据关系可知,温度越高,K越大,平衡向右移动,故正反应为吸热反应,A正确;B.反应中为气态,有浓度变化量,故其平衡常数表达式,B正确;C.为,当时,投料方式与方程式化学计量数相同,此时生成物体积分数最大;当时,随着a的增大,的体积分数逐渐增大;当时,随着a的增大,氢气剩余较多,的体积分数逐渐减小,C错误;D.时,,解得,往平衡体系中同时加入和,则,平衡不发生移动,D正确;故答案为C。10.(2023·广东·惠州一中校联考三模)向一恒容密闭容器中加入和一定量的,发生反应:。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是A.平衡时的浓度:B.b、c两点的正反应速率:C.此反应在任意温度下都可自发进行D.当容器内气体的平均相对分子质量不变时,反应达平衡状态【答案】C【解析】A.越大,甲烷的转化率越小,相同温度下x1甲烷的转化率大于x2,则x1<x2,a、c甲烷的转化率相同,则平衡时平衡时的浓度:,故A正确;B.据A的解析x1<x2,b甲烷的转化率大于c,b、c都处于平衡态,则,故B正确;C.a、b投料比相同,升高温度,甲烷的转化率增大,说明升高温度平衡正向移动,正向,正向体积增大则,时T较大,故该反应高温自发,故C错误;D.都是气体参加的反应,正向体积增大,则平均相对分子量是个变值,平均相对分子量不变时各组分含量不再变化,达到平衡,故D正确;故答案为:C。1.(2023·江苏·统考高考真题)二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
在密闭容器中,、时,平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如题图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是
A.反应的焓变B.的平衡选择性随着温度的升高而增加C.用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃D.450℃时,提高的值或增大压强,均能使平衡转化率达到X点的值【答案】D【解析】A.由盖斯定律可知反应的焓变,A错误;B.为放热反应,升高温度平衡逆向移动,的含量降低,故的平衡选择性随着温度的升高而降低,B错误;C.由图可知温度范围约为350~400℃时二氧化碳实际转化率最高,为最佳温度范围,C错误;D.450℃时,提高的值可提高二氧化碳的平衡转化率,增大压强反应I平衡正向移动,可提高二氧化碳的平衡转化率,均能使平衡转化率达到X点的值,D正确。故选D。2.(2023·江苏·统考高考真题)金属硫化物()催化反应,既可以除去天然气中的,又可以获得。下列说法正确的是A.该反应的B.该反应的平衡常数C.题图所示的反应机理中,步骤Ⅰ可理解为中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间发生作用D.该反应中每消耗,转移电子的数目约为【答案】C【解析】A.左侧反应物气体计量数之和为3,右侧生成物气体计量数之和为5,,A错误;B.由方程形式知,
,B错误;C.由题图知,经过步骤Ⅰ后,中带部分负电荷的S与催化剂中的M之间形成了作用力,C正确;D.由方程式知,消耗同时生成,转移,数目为,D错误;故选C。3.(2023·浙江·统考高考真题)一定条件下,苯基丙炔()可与发生催化加成,反应如下:
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知:反应I、Ⅲ为放热反应),下列说法不正确的是A.反应焓变:反应I>反应ⅡB.反应活化能:反应I<反应ⅡC.增加浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物I的比例D.选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物Ⅰ【答案】C【解析】A.反应I、Ⅲ为放热反应,相同物质的量的反应物,反应I放出的热量小于反应Ⅱ放出的热量,反应放出的热量越多,其焓变越小,因此反应焓变:反应I>反应Ⅱ,故A正确;B.短时间里反应I得到的产物比反应Ⅱ得到的产物多,说明反应I的速率比反应Ⅱ的速率快,速率越快,其活化能越小,则反应活化能:反应I<反应Ⅱ,故B正确;C.产物I和产物II存在可逆反应,则产物II和产物I的比值即该可逆反应的平衡常数K,由于平衡常数只与温度有关,所以增加HCl浓度平衡时产物II和产物I的比例不变,故C错误;D.根据图中信息,选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物Ⅰ,故D正确。综上所述,答案为C。4.(2022·北京·高考真题)CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用,原理如图1所示。反应①完成之后,以N2为载气,以恒定组成的N2、CH4混合气,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CO2,在催化剂上有积碳。下列说法不正确的是A.反应①为CaO+CO2=CaCO3;反应②为CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2B.t1~t3,n(H2)比n(CO)多,且生成H2速率不变,可能有副反应CH4C+2H2C.t2时刻,副反应生成H2的速率大于反应②生成H2速率D.t3之后,生成CO的速率为0,是因为反应②不再发生【答案】C【解析】A.由题干图1所示信息可知,反应①为CaO+CO2=CaCO3,结合氧化还原反应配平可得反应②为,A正确;B.由题干图2信息可知,t1~t3,n(H2)比n(CO)多,且生成H2速率不变,且反应过程中始终未检测到CO2,在催化剂上有积碳,故可能有副反应,反应②和副反应中CH4和H2的系数比均为1:2,B正确;C.由题干反应②方程式可知,H2和CO的反应速率相等,而t2时刻信息可知,H2的反应速率未变,仍然为2mmol/min,而CO变为1~2mmol/min之间,故能够说明副反应生成H2的速率小于反应②生成H2速率,C错误;D.由题干图2信息可知,t3之后,CO的速率为0,CH4的速率逐渐增大,最终恢复到1,说明生成CO的速率为0,是因为反应②不再发生,而后副反应逐渐停止反应,D正确;答案选C。5.(2022·北京·高考真题)某的多孔材料刚好可将N2O4“固定”,实现了NO2与N2O4分离并制备HNO3,如图所示:已知:2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0下列说法不正确的是A.气体温度升高后,不利于N2O4的固定B.N2O4被固定后,平衡正移,有利于NO2的去除C.制备HNO3的原理为:2N2O4+O2+2H2O=4HNO3D.每制备0.4molHNO3,转移电子数约为【答案】D【解析】A.已知:2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0,升高温度,平衡逆向移动,N2O4的浓度减小,不利于N2O4的固定,故A正确;B.N2O4被固定后,N2O4浓度减小,平衡正移,有利于NO2的去除,故B正确;C.被固定的四氧化二氮和氧气、水反应生成硝酸,制备HNO3的原理为:2N2O4+O2+2H2O=4HNO3,故C正确;D.由C化学方程式可知,4HNO3~4e-,每制备0.4molHNO3,转移电子数约为0.4×,故D错误。故选D。6.(2022·北京·高考真题)某多孔材料孔径大小和形状恰好将“固定”,能高选择性吸附。废气中的被吸附后,经处理能全部转化为。原理示意图如下。已知:下列说法不正确的是A.温度升高时不利于吸附B.多孔材料“固定”,促进平衡正向移动C.转化为的反应是D.每获得时,转移电子的数目为【答案】D【分析】废气经过MOFs材料之后,NO2转化成N2O4被吸附,进而与氧气和水反应生成硝酸,从该过程中我们知道,NO2转化为N2O4的程度,决定了整个废气处理的效率。【解析】A.从可以看出,这个是一个放热反应,升高温度之后,平衡逆向移动,导致生成的N2O4减少,不利于NO2的吸附,A正确;B.多孔材料“固定”,从而促进平衡正向移动,B正
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