2024年高考化学真题和模拟题分类汇编专题06化学反应速率和化学平衡含解析

专题06化学反应速率和化学平衡

2024年化学高考题

1.（2024•浙江）肯定温度下：在N2。、的四氯化碳溶液（100mL）中发生分解反应:

2N2O5,4NO;+O2O在不同时刻测量放出的O?体积，换算成浓度如下表：

t/s06001200171022202820X

(

cN2O5)/(molL7')1.400.960.660.480.350.240.12

下列说法正确的是

A.600〜1200s,生成NO2的平均速率为5.0x10-mol-L-LS-I

B.反应2220s时，放出的O?体积为11.8L（标准状况）

C.反应达到平衡时，v正（凡。5）=2\，逆（NOJ

D.推想上表中的x为3930

【答案】D

【详解】

,=1

A.600〜1200s,N2O5的变更量为（0.96-0.66）mol-L=0.3mol-L-，在此时间段内NO?

的变更量为其2倍，即0.6mol-L”，因此，生成NO2的平均速率为

°6mo1L'=l.OxlO^mol-E-'.s-'，A说法不正确；

600s

B.由表中数据可知,反应2220s时,N2O5的变更量为（L40-0.35）mol-U*==1.05mol-U1，

其物质的量的变更量为1.05mol・I?xO.1L=O.105mol,O?的变更量是其J，0.0525mol,

因此，放出的。2在标准状况下的体积为0.0525molx22.4L/mol=1.176L,B说法不正确；

C.反应达到平衡时，正反应速率等于逆反应速率，用不同物质表示该反应的速率时，其数值

之比等于化学计量数之比，说法不正确；

2VJE（N2O5）=V^（NO2）,C

D.分析表中数据可知，该反应经过1110s（600-1710,1710-2820）后N?。，的浓度会变为原

来的g,因此，N2O5的浓度由0.240101・1^变为（）.120101・17|时，可以推想上表中的x为

(2820+1110)=3930,D说法正确。

综上所述，本题选D。

2.(2024•浙江)相同温度和压强下，关于物质懒的大小比较，合理的是

A.ImolCH4(g)<lmolH2(g)B.ImolH2O(g)<2molH2O(g)

C.imolH2O(s)>ImolH2O(I)D.ImolC(s,金刚石)>ImolC(s,石墨)

【答案】B

【详解】

A.CHqg)和H式g)物质的量相同，且均为气态，CHq旦含有的原子总数多,CH/g)的

摩尔质量大，所以烯值ImoICHKgAlmolHJg),A错误；

B.相同状态的相同物质，物质的量越大，嫡值越大，所以嫡值ImolHzCXgk2molH2()(g),

B正确；

C.等量的同物质，燧值关系为：S(g)>S(l)>S(s),所以燧值Imol&OGklmol&CXD，

C错误；

D.从金刚石和石墨的结构组成上来看，金刚石的微观结沟更有序，端值更低，所以端值

ImolC(s,金刚石)<lmolC(s,石墨)，D错误;

答案为：Bo

3.(2024•广东高考真题)反应X=2Z经验两步：①XfY；②Y-2Z。反应体系中X、

Y、Z的浓度c随时间t的变更曲线如图所示。下列说法不正确的是

//»

A.a为c(X)随t的变更曲线

B.L时，C(X)=C(Y)=C(Z)

c.I?时，Y的消耗速率大于生成速率

D.L后，c（Z）=2c0-c（Y）

【答案】D

【分析】

由题中信息可知，反应X=2Z经验两步：①XfY；②Yf2Z。因此，图中呈不断减小

趋势的a线为X的浓度c随时间t的变更曲线，呈不断增和趋势的线为Z的浓度c随时间t的

变更曲线，先增加后减小的线为丫的浓度。随时间，的变更曲线。

【详解】

A.X是唯一的反应物，随着反应的发生，其浓度不断减小，因此，由图可知，a为《X）随，

的变更曲线，A正确；

B.由图可知，分别代表3种不同物质的曲线相交于"时刻，因此，乙时C（X）=C（Y）=C（Z）,

B正确；

C.由图中信息可知，&时刻以后，丫的浓度仍在不断减小，说明G时刻反应两步仍在向正反

应方向发生，而且反应①生成丫的速率小于反应②消耗丫的速率，即时Y的消耗速率大于

生成速率，C正确；

I）.由图可知，A时刻反应①完成，x完全转化为Y,若无反应②发生，则C・（Y）=C0,由于反

应②Yf2Z的发生，4时刻丫浓度的变更量为£）-。（丫），变更量之比等于化学计量数之比，

所以Z的浓度的变更量为2［。°一。（丫）］,这种关系在4后仍成立，因此，D不正确。

综上所述，本题选D。

4.（2024•河北高考真题）室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下

两个反应：①M+N=X+Y；②M+N=X+Z,反应①的速率可表示为vi=kd（M）,反应②的速率可表示

为v*k2c2但）（％、k2为速率常数）。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变更状况如图，下列

说法错误的是

0.5

0.4

(30,).300；

0.3

------c(M)

0.2-------

(3(,0.121-c(Z)

0.1

0102030405060

A.0〜30min时间段内，Y的平均反应速率为6.67X

B.反应起先后，体系中丫和Z的浓度之比保持不变

C.假如反应能进行究竟，反应结束时62.5%的M转化为Z

D.反应①的活化能比反应②的活化能大

【答案】A

【详解】

A.由图中数据可知，30/w加时，M、Z的浓度分别为0.300mol-L?和0.125mold则M

的变更量为051noi•匚1-0.300mol-Lr,=0.200moir1，其中转化为Y的变更量为

0.200mol-171-0.125molL-l=0.075molC。因此，0〜30min时间段内，丫的平均反

应速率为°，075molL_o0025mol-L-1-min1,A说法不正确:

30min

k.

B.由题中信息可知，反应①和反应②的速率之比为广，丫和Z分别为反应①和反应②的产物,

且两者与M的化学计量数相同（化学计量数均为1）,因此反应起先后，体系中丫和Z的浓度

之比等于由于%、%为速率常数,故该比值保持不变,R说法正确:

k、

C.结合A、B的分析可知因此反应起先后，在相同的时间内体系中丫和Z的浓度之比等于

^,=0,075mol?'3^因此，假如反应能进行究竟，反应结束时有:的M转化为Z,即

h0.125mol?■'58

62.5%的M转化为Z,C说法正确；

D.由以上分析可知，在相同的时间内生成Z较多、生成丫较少，因此，反应①的化学反应速

率较小，在同一体系中，活化能较小的化学反应速率较快，故反应①的活化能比反应②的活

化能大，D说法正确。

综上所述，相关说法不正确的只有A,故本题选A。

5.(2024・浙江高考真题)取50mL过氧化氢水溶液，在少量「存在下分解：21^02=2^0+021。

在肯定温度下，测得。2的放出量，转换成员。2浓度(c)如下表：

t/min020406080

c/(mol•L-1)0.800.400.200.100.050

下列说法不正确的是

A.反应20min时，测得。2体积为224mL(标准状况)

B.20〜40min,消耗乩。的平均速率为0.OlOmol・I?・miZ

C.第30min时的瞬时速率小于第50min时的瞬时速率

D.H2O2分解酶或Fez。?代替「也可以催化AG分解

【答案】C

【详解】

A.反应20nlin时，过氧化氢的浓度变为0.4mol/L,说明分解的过氧化氢的物质的量

〃(H。)二(0.80-0.40)mol/LX0.05L=0.02mol,过氧化氢分解生成的氧气的物质的量

/?(02)=0.01mol,标况下的体积—〃•匕=0的lmolX22.4L/mol=0.224L=224mL,A正确;

B.20'40min,消耗过氧化氢的浓度为(0.40-0.20)mol/L=0.20mol/L,则这段时间内的平均速

,Ac0.20mol/L..._.

率v=—=----------=0.OlOmol/(L•min),B正确；

t20min

C.随着反应的不断进行，过氧化氢的浓度不断减小，某一时刻分解的过氧化氢的量也不断减

小,故第故第n时的瞬时速率大于第50min时的瞬时速率,C错误;

D.I在反应中起到催化的作用，故也可以利用过氧化氢分解酶或Fe。代替，D正确；

故答案选C。

二、多选题

6.(2024•湖南高考真题)铁的协作物离子(用［L-Fe-H『表示)催化某反应的一种反应机

理和相对能量的变更状况如图所示：

HCOOH

45.343.5

:一\过渡态1'—\过渡态2

(

一

，3.I0

一

。+

弓-2-2

Hw

2O

O+.2

)g42-.6T46.

亩D+

H+I+VI

招+HH+

OOO

餐OOOO

UO+U

至O

HD+

O0

HH0X

0+

HO—

O

O

H

反应进程

下列说法错误的是

催化剂•，

A.该过程的总反应为HCODHCO2t+H2t

B.H+浓度过大或者过小，均导致反应速率降低

C.该催化循环中Fe元素的化合价发生了变更

D.该过程的总反应速率由n-m步骤确定

【答案】CD

【详解】

A.由反应机理可知，HCOO1电离出氢离子后，HCOO与催叱剂结合，放出二氧化碳，然后又结

催化剂

合氢离子转化为氢气，所以化学方程式为HC00H^=C02tt,故A正确：

B.若氢离子浓度过低，则反应HI-IV的反应物浓度降低，反应速率减慢，若氢离子浓度过高,

则会抑制加酸的电离，使甲酸根浓度降低，反应I-II速率减慢，所以氢离子浓度过高或过

低，均导致反应速率减慢，故B正确；

C.由反应机理可知，Fe在反应过程中，做催化剂，化合价没有发生变更，故C错误；

I）.由反应进程可知，反应IV-I能垒最大，反应速率最慢，对该过程的总反应起确定作用，

故D错误：

故选CDo

7.（2024•湖南高考真题）已知；A（g）+2B（g）一・3C（g）△"＜（）,向一恒温恒容的密闭

容器中充入ImolA和3molB发生反应，。时达到平衡状态I,在&时变更某一条件，与时重

新达到平衡状态H,正反应速率随时间的变更如图所示。下列说法正确的是

(

£

E

T・

O

S

Q7

A.容器内压强不变，表明反应达到平衡

B.时变更的条件：向容器中加入C

C.平衡时A的体积分数。(11)>奴1)

D.平衡常数K：K(n)vK(I)

【答案】BC

【分析】

依据图像可知，向恒温恒容密闭容器中充入ImolA和3molB发生反应，反应时间从起先到匕

阶段，正反应速率不断减小，时间段，正反应速率不变，反应达到平衡状态，匕时间

段，变更条件使正反应速率渐渐增大，平衡向逆反应方向移动，如以后反应达到新的平衡状态,

据此结合图像分析解答。

【详解】

A.容器内发生的反应为A(g)+2B(g)3c(g),该反应是气体分子数不变的可逆反应，所以在

恒温恒容条件下，气体的压强始终保持不变，则容器内压强不变，不能说明反应达到平衡状

态，A错误；

B.依据图像变更曲线可知，t2-t3过程中，t2时也.瞬间不变，平衡过程中不断增大，则说明

反应向逆反应方向移动，且不是“突变”图像，属于“渐变”过程，所以解除温度与催化剂

等影响因素，变更的条件为：向容器中加入C,B正确；

C.最初加入体系中的A和B的物质的量的比值为1：3,当向体系中加入C时，平衡逆向移动,

最终A和B各自物质的量增加的比例为1：2,因此平衡时A的体积分数夕(11)>8(1),C正

确；

D.平衡常数K与温度有关，因该反应在恒温条件下进行，所以K保持不变，D错误。

故选BCo

三、原理综合题

8.（2024•山东高考真题）2-甲氧基-2-甲基丁烷（TAME）常用作汽油原添加剂。在催化剂作用

下，可通过甲醇与烯克的液相反应制得，体系中同时存在如图反应：

/vKI

反应I：II+CH30H0△用

ATAME

〜八/

反应n：I+CH3（）H#^O△笈

BTAME

反应m：八八/△/

回答下列问题：

（1）反应I、n、m以物质的量分数表示的平衡常数4与温度T变更关系如图所示。据图推断,

A和B中相对稳定的是_（用系统命名法命名）；普的数值范围是_（填标号）o

(2)为探讨上述反应体系的平衡关系，向某反应容器中加入LOmolTAME,限制温度为353K,

测得TAME的平衡转化率为a。已知反应HI的平衡常数危=9.0,则平衡体系中B的物质的量

为_jnol,反应I的平衡常数及。同温同压下，再向该容器中注入惰性溶剂四氢峡喃稀

释，反应I的化学平衡将_(填“正向移动”“逆向移动”或“不移动”)平衡时，A与CHsOH

物质的量浓度之比c(A)：c(CH30H)=—o

(3)为探讨反应体系的动力学行为，向盛有四氢吠喃的另一容器中加入肯定量A、B和CH3OH。

限制温度为353K,A、B物质的量浓度c随反应时间t的变更如图所示。代表B的变更曲线为

_(填“X”或"Y")；t=100sBt,反应III的正反应速率v—逆反应速率v逆(填“V”

或“二)。

【答案】2-甲基-2-丁烯D0.9a1。(1-"川+”)逆向移动i：ioX

a~

<

【详解】

(D由平衡常数4与温度T变更关系曲线可知，反应I、II、IH的平衡常数的自然对数随温度

上刀(耍留意横坐标为温度的倒数)而减小，说明3个反应均为放热反应，即△/<0、△丛

VO、△MV0,因此，A的总能量高于B的总能量，能量越低越稳定，A和B中相对稳定的是

B,其用系统命名法命名为2-甲基-2-丁烯；由盖斯定律可知，1-11=111,则

o,因此由于放热反应的△〃越小，其肯定值越大，则粤的数值范围是大于】,

AH2

选D。

(2)向某反应容器中加入1.OmoiTAME,限制温度为353K,测得TAME的平衡转化率为a:则平

衡时n(TAME)=(l-a)mol,n(A)+n(B)=n(CH3OH)=amo：。已知反应HI的平衡常数角=9.0,

则元《二9.0,将该式代入上式可以求出平衡体系中B的物质的量为0.9amol,n(A)=0.1a

\-a

10(l-cr)(l-cr)

1+a

mol,反应I的平衡常数/=一Z\2。同温同压下，再向该容密中注

a丁

().1

1+a

入惰性溶剂四氢吠喃稀释，反应I的化学平衡将向着分子数增大的方向移动，即逆向移动。

平衡时，TAME的转化率变大，但是平衡常数不变，A与CHRH物质的量浓度之比不变，c(A)：

c(CH30H)=0.1a：a=1:10c

〃(B)

(3)温度为353K,反应HI的平衡常数府=9.0,—H=9.0。由A、B物质的量浓度c随反应时

”(A)

间t的变更曲线可知，X代表的平衡浓度高于Y,则代表B的变更曲线为X；由母线的变更趋

〃(B)0.112

势可知，100s以后各组分的浓度仍在变更，1=100$时一*=7:717^1().2>9,因比，反

“(A)0.011

应m正在向逆反应方向移动，故其正反应速率v正小于逆反应速率v逆，填

9.(2024•浙江)含硫化合物是试验室和工业上的常用化学品。请回答：

(1)试验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2：

1

Cu(s)+2H2SO4(1)=CuSO4(s)+SO2(g)+2H2O(1)AH=-11.9kJ-moEo推断该反应

的自发性并说明理由_______O

,

⑵已知2so2(g)+C)2(g),T2so3(g)AH=-198kJmoro850K时，在一恒容密闭反

应器中充入肯定量的SO?和。2,当反应达到平衡后测得SO?、。2和S。：；的浓度分别为

6.0x10-3mol•LT、8.0x10-3molL-1和4.4x10-2mol•匚二

①该温度下反应的平衡常数为O

②平衡时S。？的转化率为O

(3)工业上主要采纳接触法由含硫矿石制备硫酸。

①下列说法正确的是。

A.须采纳高温高压的反应条件使SO二氧化为SO,

B.进入接触室之前的气流无需净化处理

C.通入过量的空气可以提高含硫矿石和SO?的转化率

D.在汲取塔中宜采纳水或稀硫酸汲取SO3以提高汲取速率

②接触室结构如图1所示，其中广4表示催化剂层。图2所示进程中表示热交换过程的是

A.a,fb|B.bf~^a2C.a2fb2D.b2^a3E.a3b3F.b3a4

G.a4fb4

③对于放热的可逆反应，某一给定转化率下，最大反应速率对应的温度称为最相宜温度。在

图3中画出反应2SO,(g)-O,(g)=2S€\(g)的转化率与最相宜温度(曲线I)、平衡转化率

与温度(曲线n)的关系曲线示意图(标明曲线I、n)0

(4)肯定条件下，在Na?s-H2so4-142。2溶液体系中，检测得到pH-时间振荡曲线如图4,

同时视察到体系由澄清一浑浊一澄清的周期性变更。可用一组离子方程式表示每一个周期内

的反应进程，请补充其中的2个离子方程式。

6

7

PH

8

9

时间

图4

I.S2-+H4=HS

n.(D________；

+

m.HS-+H2O2+H=Sl+2H2O；

M②______。

【答案】不同温度下都能自发，是因为AHV0,AS>06,7xl03mor,L88%C

100

转

化HS-+4HO,=SO；+4HO+H-

BDI率22

%

温度------

+

S+3H2O2=SOj-+2H2O+2H

【详解】

(1)试验室可用铜与浓硫酸反应制备少量so?的反应为

Cu(s)+2H2SO4(l)=CuSO4(s)+SO2(g)+2H2O(1)A"=T1.9kJ•moL,由于该反应

AHvO、AS>0,因此该反应在任何温度下都能自发进行。

⑵①依据题中所给的数据可以求出该温度下2SC)2(g)+O2(g).2s048)的平衡常数为

212

C(SO)_(4.4x1O^molU)_3

"c2(SO0c(3O,)"(6.0xl(r3mol-L-')2x8.()x10-3mol-L-1-67x10mo1L

②平衡时SO2的转化率为

C(SO3)________4.4x1CT?mol匚|

xlOO%x100%=88%；

c(SO,)+<?(SOJ6.0x103mol-L-'+4.4x102mol-L-1

（3）①A.在常压下SO2催化氧化为SO3的反应中，SO2的转化率已经很高，工业上有采纳高

压的反应条件，A说法不正确；

B.进入接触室之前的气流中含有会使催化剂中毒的物质，需经净化处理以防止催化剂中毒，

B说法不正确；

C.通入过量的空气可以增大氧气的浓度，可以使含硫矿石充分反应，并使化学平衡

2SO2（g）+O2（g）2so3（a）向正反应方向移动，因此可以提高含硫矿石和SO2的转化率;

D.5。3与水反应放出大量的热，在汲取塔中若采纳水或稀硫酸汲取SO，，反应放出的热量会

使硫酸形成酸雾从而影响S。,被水汲取导致so：的汲取速率减小，因此，在汲取塔中不宜采

纳水或稀硫酸汲取SO3,D说法不正确。

综上所述，相关说法正确的是C；

②反应混合物在热交换气中与原料气进行热交换，在热交换过程中，反应混合物不与催化剂

接触，化学反应速率大幅度减小，故虽然反应混合物的温度降低，SO2的转化率基本不变，

因此，图2所示进程中表示热交换过程的是4-W、4、b{-a4,因此选BDF；

③对于放热的可逆反应2sO2（g）+C）2（g）L2so3（g），该反应的最相宜温度为催化剂的催化

活性最好时所对应的温度，在该温度下化学反应速率最大，SO?的转化率也最大：当温度高

于最相宜温度后，催化剂的催化活性渐渐减小，催化剂南化学反应速率的影响超过了温度上

升对化学反应速率的影响，因此化学反应速率渐渐减小，SO2的转化率也渐渐减小；由于该

反应为放热反应，随着温度的上升，SO2的平衡转化率减小：由于反应混合物与催化剂层的

接触时间较少，在实际的反应时间内反应还没有达到化学平衡状态，故在相应温度下SO2的

转化率低于其平衡转化率。因此，反应2SO?（g）+O2（g）=2SO3（g）的转化率与最相宜温度

（曲线I）、平衡转化率与温度（曲线II）的关系曲线示意图可表示如下:

技

化

率

%

温

增大

H呈先

液的P

中，溶

液体系

。?溶

-H2

2sOj

?S-H

在Na

可知，

荡曲线

时间振

pH-

(4)由

反

硫酸

钠与

硫化

变更，

周期性

澄清的

浑浊一

澄清一

体系由

视察到

，同时

性变更

的周期

后减小

+

+

2

的pH

程溶液

,该过

+H

4HO

SO；-+

HO=

S-