2024年高考化学母题题源系列专题08化学反应速率与化学平衡含解析

PAGEPAGE14专题08化学反应速率与化学平衡【母题来源】2024年高考江苏卷【母题题文】在恒压、NO和O2的起始浓度肯定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变更)。下列说法正确的是A．反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH>0B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率D．380℃下，c起始(O2)=5.0×10−4mol·L−1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K>2000【答案】BD【试题解析】A.随温度上升NO的转化领先上升后降低，说明温度较低时反应较慢，一段时间内并未达到平衡，分析温度较高时，已达到平衡时的NO转化率可知，温度越高NO转化率越低，说明温度上升平衡向逆方向移动，依据勒夏特列原理分析该反应为放热反应，∆H<0，故A错误；B.依据上述分析，X点时，反应还未到达平衡状态，反应正向进行，所以延长反应时间能提高NO的转化率，故B正确；C.Y点，反应已经达到平衡状态，此时增加O2的浓度，使得正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动，可以提高NO的转化率，故C错误；D.设NO起始浓度为amol/L，NO的转化率为50%，则平衡时NO、O2和NO2的浓度分别为0.5amol/L、(5×10-4-0.25a)mol/L、0.5amol/L，依据平衡常数表达式K=>=2000，故D正确；故选BD。【点睛】解本题时须要留意：实线中在最高点之前反应没有达到平衡状态，主要探讨温度对化学反应速率的影响；最高点之后反应达到平衡状态，可以探讨温度对化学平衡的影响。【命题意图】本题主要考查了化学平衡状态的建立及其途径、影响化学化学平衡的因素、有关化学平衡的计算等等。考查学生对化学平衡转化率相关原理的理解和驾驭程度，也考查了学生对图表信息的获得、分析和加工实力。该题意在引导学生重视化学平衡等基本原理的理解和应用，关注信息获得、加工和处理实力的提高。【命题方向】化学反应速率与化学平衡是每年高考的必考内容。化学反应速率是化学平衡移动的基础变量。化学反应速率的计算和外界条件对化学反应速率的影响，常结合化学平衡的应用进行综合考查，有时在选择题和填空题中单独考查，应留意理论联系实际，敏捷分析。高考对化学平衡状态的考查，往往通过化学平衡的特征及化学平衡常数的计算和理解进行。化学平衡常数是新出现的高考热点，必需理解透彻。另外还要重点关注化学平衡的现象和实质。高考围绕勒夏特列原理的理解，通过试验、推断、图像、计算等形成对化学平衡移动进行综合考查，是化学反应速率和化学(平衡)状态的综合应用体现，平常加强针对性强化训练，留意规律和方法技能的总结，提高解题实力。【得分要点】对于一般的化学反应：aA＋bBcC＋dD，达到平衡时反应物A的转化率为α(A)＝×100％＝×100％［c0(A)为起始时A的浓度，c(A)为平衡时A的浓度］反应物平衡转化率的变更推断推断反应物转化率的变更时，不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来，要视详细状况而定。常见有以下几种情形：反应类型条件的变更反应物转化率的变更有多种反应物的可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)恒容时只增加反应物A的用量反应物A的转化率减小，反应物B的转化率增大同等倍数地增大（或减小）反应物A、B的量恒温恒压条件下反应物转化率不变恒温恒容条件下m+n>p+q反应物A和B的转化率均增大m+n<p+q反应物A和B的转化率均减小m+n=p+q反应物A和B的转化率均不变只有一种反应物的可逆反应mA(g)nB(g)+pC(g)增加反应物A的用量恒温恒压条件下反应物转化率不变恒温恒容条件下m>n+p反应物A的转化率增大m<n+p反应物A的转化率减小m=n+p反应物A和B的转化率不变1．【天津市部分区2024年高三质量调查试题（二)】汽车尾气无害化处理反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)ΔH＜0。下列说法正确的是A．上升温度可使该反应的正反应速率增大，逆反应速率减小B．增大压强，可以使NO和CO完全转为为无污染的N2和CO2，而消退污染C．该反应反应物总能量小于生成物总能量D．运用高效催化剂可降低反应的活化能，增大活化分子百分数，反应速率增大【答案】D【解析】A.上升温度可使该反应的正、逆反应速率均增大，A错误；B.增大压强，可以使NO和CO的可逆反应正向进行，无法完全生成N2和CO2，B错误；C.该反应为放热反应，则反应物总能量大于生成物总能量，C错误；D.运用高效催化剂可降低反应的活化能，增大活化分子百分数，增大有效碰撞的几率，使反应速率增大，D正确；答案为D。2．【上海市虹口区2024年高三二模】下列事实能用勒夏特列原理说明的是A．加催化剂有利于氨的催化氧化反应B．试验室用排饱和食盐水的方法收集氯气C．500℃左右比室温更有利于合成氨的反应D．压缩H2(g)、I2(g)、HI(g)平衡体系，体系颜色加深【答案】B【解析】A、运用催化剂，缩短到达平衡的时间，不影响平衡的移动，不能用勒夏特列原理说明，故A不选；B、氯化钠在溶液中完全电离，所以饱和食盐水中含有大量的氯离子，氯气溶于水的反应是一个可逆反应，Cl2+H2OHClO+H++Cl-，由于饱和食盐水中含有大量的氯离子，依据勒夏特列原理，平衡向逆反应方向移动，氯气溶解量减小，可用勒夏特列原理说明，故B选；C．合成氨的反应是放热反应，上升温度平衡逆向移动，但500℃左右比室温合成氨的反应速率更快，不能用平衡移动原理说明，故C不选；D、H2(g)+I2(g)2HI(g)是一个反应前后气体物质的量不变的反应，压缩容器体积后，各组分的浓度都变大，颜色加深，但平衡不移动，不能用勒夏特列原理说明，故D不选；答案选B。3．【江苏省南京师范高校附属中学2025届高三5月模拟】下列图示与对应的叙述相符的是A．图甲所示，表示强碱滴定强酸的滴定曲线B．图乙所示，从能量角度考虑，金刚石比石墨稳定C．图丙所示，表示反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)；ΔH<0的平衡常数K与温度和压强的关系D．图丁所示，图中的阴影部分面积的含义是[υ(正)－υ(逆)]【答案】A【解析】A．强碱滴定强酸，溶液pH增大，pH=7旁边存在pH的突变，图像符合，故A正确；B．从图上可知，石墨能量比金刚石低，石墨稳定，故B错误；C．平衡常数是温度的函数，温度不变，平衡常数不变，所以温度相同而压强不同时，两者的平衡常数相同，故C错误；D．横坐标为时间t，纵坐标为反应速率υ，图中阴影部分的面积为转化物质的量浓度，故D错误；答案选A。4．【2024年北京市昌平区高三二模】工业制氢气的一个重要反应是：CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g)。已知在25℃时：①C(s)+O2(g)CO(g)ΔH1＝−111kJ·mol−1②H2(g)+O2(g)==H2O(g)ΔH2＝−242kJ·mol−1③C(s)+O2(g)==CO2(g)ΔH3＝−394kJ·mol−1下列说法不正确的是A．25℃时，CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)ΔH＝−41kJ·mol−1B．增大压强，反应①的平衡向逆反应方向移动，平衡常数K减小C．反应①达到平衡时，每生成1molCO的同时生成0.5molO2D．反应②断开2molH2和1molO2中的化学键所汲取的能量比形成4molO−H键所放出的能量少484kJ【答案】B【解析】A.依据盖斯定律③－②－①得CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g)ΔH＝−41kJ·mol−1，故A正确；B.平衡常数只与温度有关，增大压强K不变，故B错误；C.反应①，每生成1molCO的同时生成0.5molO2，说明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故C正确；D.焓变=反应物的键能之和-生成物的键能之和，因此反应②断开2molH2和1molO2中的化学键所汲取的能量比形成4molO-H键所放出的能量少484kJ，故D正确；选B。5．【新疆维吾尔自治区2025届高三下学期第三次诊断性测试】合成乙烯的主要反应：6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)△H<0。图中L(L1、L2)、Ⅹ可分别代表压强或温度。下列说法正确的是A．L1<L2B．X代表压强C．M、N两点对应的平衡常数相同D．M点的正反应速率v正小于N点的逆反应速率v逆【答案】D【解析】合成乙烯的主要反应:6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)△H<0，由图知X越大二氧化碳的平衡转化率减小，说明平衡逆向移动，所以X是温度的变更，而L1和L2为等压线，由此分析解答。A.L1对应二氧化碳的转化率高，所以L1>L2，选项A错误；B.X代表温度，选项B错误；C.M、N对应温度不同，所以两点对应的平衡常数不相同，选项C错误；D.温度越高反应速率越快，所以M点的正反应速率v正小于N点的逆反应速率v逆，选项D正确；答案选D。6．【安徽省蚌埠市2025届高三第一次质量监测】温度分别为T1和T2时，将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应X(g)+Y(g)2Z(g)，一段时间后达到平衡，反应过程中测定的数据如下表：温度/Kt/mint1t2t3t4T1n(Y)/mol0.140.120.100.10T2n(Y)/mol0.130.090.08下列说法正确的是A．该反应的正反应为放热反应B．T2温度下此反应的平衡常数K=4C．温度为T1时，0~t1时间段的平均速率υ(Z)=2.0×10－3mol·L－1·min－1D．在T1下平衡后，保持其他条件不变，再充入0.2molZ，平衡时X的体积分数增大【答案】B【解析】A.初始投料是相同的，比较表格中所给的数据可以看出，在时间t1时T2时的Y的物质的量小于T1，反应速率快慢说明白T2大于T1，t4时T2的容器中早已达平衡。对于T1来说，T2相当于升温，升温后Y削减，说明升温使平衡右移，说明正向反应是吸热的，A项错误；B.依据表格中数据，列出T2温度下的三段式：X(g)+Y(g)2Z(g)初始0.160.160变更0.080.080.16平衡0.080.080.16所以，B项正确；C.先据表格中数据求出温度为T1时，0-t1时段用Y表示的平均速率为，用Z表达的速率为用Y表达的速率的2倍，C项错误；D.其他条件不变时，充入0.2molZ等效于在恒温恒容容器中充入0.1molX和0.1molY，即相当于起始加入0.26molX和0.26molY，该反应反应前后气体分子数相等，所以起始加入0.26molX和0.26molY与起始加入0.16molX和0.16molY为比例等效平衡，达到平衡时X的体积分数不变，D项错误；所以答案选择B项。7．【北京市东城区2024年高三二模】不同条件下，用O2氧化amol/LFeCl2溶液过程中所测的试验数据如图所示。下列分析或推想合理的是A．由①、②可知，pH越大，+2价铁越易被氧化B．由②、③推想，若pH＞7，+2价铁更难被氧化C．由①、③推想，FeCl2被O2氧化的反应为放热反应D．60℃、pH=2.5时，4h内Fe2+的平均消耗速率大于0.15amol/(L·h)【答案】D【解析】A、由②、③可知，pH越小，+2价铁氧化速率越快，故A错误；B、若pH＞7，FeCl2变成Fe（OH）2，Fe（OH）2特别简单被氧化成Fe（OH）3，故B错误；C、由①、③推想，上升温度，相同时间内+2价铁的氧化率增大，上升温度+2价铁的氧化速率加快，由图中数据不能推断反应的热效应，故C错误；D、50℃、pH=2.5时，4h内Fe2+的氧化率是60%，即消耗0.6amol/L，4h内平均消耗速率等于0.15amol/(L·h)，温度上升到60℃、pH=2.5时，+2价铁的氧化率速率加快，4h内Fe2+的平均消耗速率大于0.15amol/(L·h)。正确答案选D。8．【北京市朝阳区2024年高三二模】乙烯气相干脆水合反应制备乙醇：C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变更关系如下（起始时，n(H2O)＝n(C2H4)＝1mol，容器体积为1L）。下列分析不正确的是A．乙烯气相干脆水合反应的∆H＜0B．图中压强的大小关系为：p1＞p2＞p3C．图中a点对应的平衡常数K＝D．达到平衡状态a、b所须要的时间：a＞b【答案】B【解析】依据图像分析，在同一个压强下，随着温度的上升，乙烯平衡转化率降低，不利于平衡向正反应方向进行，可知该反应正方向为放热反应；依据C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)可知，该反应是气体分子数减小的体系，再结合平衡常数表达式及压强与温度对速率与平衡的影响作答。A.依据上述分析可知，乙烯气相干脆水合反应为放热反应，即∆H＜0，A项正确；B.由方程式C2H4(g)＋H2O(g)＝C2H5OH(g)可知该反应的正反应是气体分子数减小的反应，所以增大压强，平衡正向移动，乙烯的转化率提高，因此压强关系是：p1<p2<p3<p4，B项错误；C.依据图示可知，起始时，n(H2O)＝n(C2H4)＝1mol，容器体积为1L，a点乙烯的平衡转化率为20%，则转化的乙烯的物质的量浓度为0.2mol/L，则:C2H4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g)起先(mol/L)110转化(mol/L)0.20.20.2平衡(mol/L)0.80.80.2所以K==，C项正确；D.增大压强，化学反应速率会加快，则反应达到平衡的时间会缩短，由上述分析可知，p2<p3，因此达到平衡状态a、b所须要的时间：a＞b，D项正确；答案选B。9．【上海市黄浦区2025届高三二模】在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+Q（Q>0）。某探讨小组探讨了其他条件不变时，变更某一条件对上述反应的影响，分析正确的是A．图Ⅰ探讨的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响B．图Ⅱ探讨的是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响C．图Ⅲ探讨的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化速率比乙高D．图Ⅲ探讨的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较低【答案】B【解析】【分析】2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)+Q（Q>0），则该反应为气体体积分数减小的体系，且为放热反应，则A．增大氧气的浓度，瞬间逆反应速率不变；

B．图Ⅱ正正逆反应速率同等程度的增大；

C．催化剂不变更平衡；

D．依据先拐先平数值大分析图像。【详解】A．增大氧气的浓度，瞬间逆反应速率不变，图中不符，应为增大压强，A项错误；

B．图Ⅱ正正逆反应速率同等程度的增大，为催化剂对反应的影响，B项正确；

C．催化剂不变更平衡，应为压强对反应的影响，C项错误；

D．若图Ⅲ探讨的是温度对化学平衡的影响，则乙先达到平衡，对应的温度高，升温不利于二氧化硫的转化，则二氧化硫转化率低，D项错误；答案选B。【点睛】解答化学速率与平衡图像题时，可实行“先拐先平数值大”原则对反应速率进行初步分析。再进一步推断过程的变更趋势。详细方法可总结为：（1）看坐标系，确定纵、横坐标所代表的详细含义；（2）分析反应的特征，搞清正反应方向是吸热还是放热；气体体积增大、减小还是不变；有无固体或纯液体参与或生成等；（3）分析自变量和因变量，弄明白始末状态，结合勒夏特列原理进行分析；（4）看清起点、拐点和终点，分清极值和斜率的一对一，把握曲线变更规律，得出结论。10．【湖南省岳阳市2025届高三教学质量检测（二)】可逆反应①X(g)+2Y(g)2Z(g)②2M(g)N(g)+P(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行，反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应起先和达到平衡状态时有关物理量的变更如图所示：反应起先平衡（I）平衡（II）下列推断正确的是A．达平衡(I)时体系的压强与反应起先时体系的压强之比为10：11B．反应①的正反应是吸热反应C．在平衡(I)和平衡(II)中，M的体积分数相等D．达平衡(I)时，X的转化率为50%【答案】A【解析】A、平衡时，右边物质的量不变，由图可以看出达平衡（Ⅰ）时体系的压强与反应起先时体系的压强之比为：=，故A正确；

B、降温由平衡（Ⅰ）向平衡（Ⅱ）移动，同时X、Y、Z的总物质的量削减，说明平衡向右移动，正反应放热，故B错误；

C、由平衡（Ⅰ）到平衡（Ⅱ），化学反应②发生移动，M的体积分数不会相等的，故C错误；D、达平衡（Ⅰ）时，右边气体的物质的量不变，仍为2mol，左右气体压强相等，设平衡时左边气体的物质的量为xmol，X(g)+2Y(g)2Z(g)起始（mol）120转化（mol）22平衡（mol）1-2-22

则有：=，x==

mol，即1-+2-2+2=

，=，所以达平衡（Ⅰ）时，X的转化率为，故D错误。故选A。11．【陕西省咸阳市2025届高三第一次模拟】已知可逆反应X（g）+2Y（g）⇌Z（g）△H＜0，肯定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4molY和肯定量的X后，X的浓度随时间的变更状况如图所示，则下列表述正确的是A．达到平衡时，X、Y、Z物质的量之比为1：2：1B．a点正反应速率大于逆反应速率C．反应达平衡时，降低温度可以实现c到d的转化D．该条件下，反应达平衡时，X平衡转化率为25%【答案】B【解析】A、分析图象和题给信息可知，起始加入X的物质的量为1mol/L×2L＝2mol，起始加入2molX、4molY，达到平衡时X的浓度为0.25mol/L，物质的量为0.25mol/L×2L＝0.5mol，消耗X物质的量2﹣0.5mol＝1.5mol，结合化学方程式计算得到消耗Y物质的量为3mol，生成Z物质的量为1.5mol，则达到平衡时，X、Y、Z物质的量之比＝0.5：（4mol﹣3mol）：1.5mol＝1：2：3，故A错误；B、由图象可知，a点尚未达到平衡状态，此时正反应速率大于逆反应速率，故B正确；C、该反应的△H＜0，为放热反应，降低温度，平衡正向移动，X的浓度减小，不能实现c到d的转化，故C错误；D、利用三段式计算：X（g）+2Y（g）⇌Z（g）起始浓度（mol/L）120转化浓度（mol/L）0.751.50.75平衡浓度（mol/L）0.250.50.75X平衡转化率为75%，故D错误。12．【2024年湖南省株洲市高考一模】将肯定量的

SO2(g)和

O2(g)置于一恒容密闭容器中，在不同温度下进行反应(已知该反应为放热反应)。试验记录得到下表中的两组数据：下列有关说法中不正确的是试验序号温度(℃)平衡常数(L/mol)起始量/mol平衡量/mol达到平衡所需时间(min)SO2O2SO2O21T1K142x0.862T2K2420.4ytA．表中x=1.6；y=0.2B．表中t＞6C．表中K1、K2的关系：K2＞K1 D．试验1在前6min的反应速率

υ(SO2)=0.2

mol/(L•min)【答案】D【解析】A.依据表中数据知，消耗的n(O2)=(2-0.8)mol=1.2mol，依据2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)知，消耗n(SO2)=2n(O2)=2×1.2mol=2.4mol，剩余的n(SO2)=(4-2.4)mol=1.6mol，即x=1.6；消耗的n(SO2)=(4-0.4)mol=3.6mol，消耗的n(O2)=

n(SO2)=×3.6mol=1.8mol，剩余的n(O2)=(2-1.8)mol=0.2mol，即y=0.2，A正确；B.起先时n(SO2)相等，达到平衡后剩余n(SO2)：试验1＞试验2，说明平衡正向移动，该反应的正反应是放热反应，降低温度平衡正向移动，则T1＞T2，反应温度越低反应速率越慢，所以达到平衡时间：t＞6，B正确；C.依据选项B分析可知：反应温度T1＞T2，降温平衡正向移动，化学平衡常数增大，则K2＞K1，C正确；D.容器体积未知，无法计算二氧化硫浓度变更量，导致无法计算二氧化硫化学反应速率，D错误；故合理选项是D。13．【河南省郑州市2025届高考一模】在容积为2L的刚性密闭容器中，加入1molCO2和3molH2，发生反应CO2+3H2⇌CH3OH+H2O。在其他条件不变的状况下，温度对反应的影响结果如图所示（注：T1、T2均大于300℃）。下列说法正确的是A．该反应在T1时的平衡常数比T2时的小B．处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时减小C．T2下，反应达到平衡时生成甲醇的平均速率为v（CH3OH）＝mol•L﹣1•min﹣1D．T1下，若反应达到平衡后CO2转化率为a，则容器内的压强与起始压强之比为（2﹣a）：2【答案】D【解析】A.图象分析可知先拐先平温度高，T1＜T2，温度越高平衡时生成甲醇物质的量越小，说明正反应为放热反应，则温度越高，平衡常数越小，该反应在T1时的平衡常数比T2时的大，故A错误；B.分析可知T1＜T2，A点反应体系从T1变到T2，升温平衡逆向进行，达到平衡时增大，故B错误；C.T2下达到平衡状态甲醇物质的量nB，反应达到平衡时生成甲醇的平均速率为v（CH3OH）＝mol•L﹣1•min﹣1，故C错误；D．T1下，若反应达到平衡后CO2转化率为a，则CO2+3H2CH3OH+H2O起始量（mol）1300变更量（mol）a3aaa平衡量（mol）1﹣a3﹣3aaa则容器内的压强与起始压强之比＝，故D正确；答案：D。14．【江苏省南京师范高校附属中学2025届高三5月模拟】有Ⅰ～Ⅳ四个体积均为0.5L的恒容密闭容器，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中