高考化学必修第一册鲁科版1-专题二　化学反应速率与化学平衡图像讲解课件

专题二化学反应速率与化学平衡图像期中期末·全优手册A卷·必备知识全优B卷·关键能力全优考向一化学反应速率的计算与影响因素1.(2024河北廊坊期末)恒温恒容容器中发生反应:4NH3(g)+5O2(g)

4NO(g)+6H2O(g)

ΔH=-907kJ/mol。下列条件的改变对正反应速率几乎无影响的是

(

)A.充入稀有气体B.升高反应温度C.增大氧气浓度D.添加合适的催化剂A解题思路充入稀有气体,反应物和生成物浓度不变,化学反应速率几乎不变,

故A正确;升高温度,活化分子百分数增大,化学反应速率加快,故B错误;增大氧气

浓度,单位体积内活化分子数增多,化学反应速率加快,故C错误;催化剂能降低反

应所需活化能,增大活化分子百分数,化学反应速率加快,故D错误。2.(2024沈阳期末)反应A(g)+2B(g)

3C(g)在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速率为2mol/(L·min),则此段时间内以B的浓度变化表示的化学反应

速率是

(

)A.1mol/(L·min)B.2mol/(L·min)C.4mol/(L·min)D.6mol/(L·min)C解题思路

反应A(g)+2B(g)

3C(g)在某段时间内以A的浓度变化表示的化学反应速率为2mol/(L·min),结合反应速率之比等于化学计量数之比可知,此段

时间内v(B)=2v(A)=4mol/(L·min),故选C。3.在一定条件下,反应A(g)+B(g)

C(g)

ΔH<0达到平衡后,改变条件,正、逆反应速率随时间的变化如图,下列说法正确的是

(

)

A.图①改变的条件可能是增大A的浓度,达到新平衡后A的转化率增大B.图②改变的条件是加压(减小容器容积),达到新平衡后A的转化率不变D考向二化学反应速率图像C.图③改变的条件可能是减小A的浓度,达到新平衡后A的转化率减小D.图④改变的条件是升温,达到新平衡后A的转化率减小解题思路题图①改变条件的瞬间,正反应速率增大,逆反应速率不变,平衡正

向移动,改变的条件可能是增大A的浓度,达到新平衡后A的转化率减小,故A错

误;该反应是气体体积减小的反应,减小容器容积,压强增大,正反应速率、逆反

应速率均增大,且正反应速率>逆反应速率,平衡正向移动,达到新平衡后A的转

化率增大,故B错误;题图③改变的条件不可能是减小A的浓度,因为减小A的浓

度的瞬间,正反应速率减小,但逆反应速率不变,故C错误;该反应的正反应是放热

反应,由题图④可知,改变条件后正反应速率、逆反应速率均增大,且v逆'>v正',平

衡逆向移动,则改变的条件是升温,达到新平衡后A的转化率减小,故D正确。4.(2024山东青岛二中期中)可逆反应mA(g)+nB(g)

pC(g)+qD(g)的v-t图像如图甲所示,若其他条件都不变,只是在反应前加入合适的催化剂,其v-t图像如图

乙所示。下列说法正确的是

(

)

A①a1=a2②a1<a2③b1=b2④b1<b2⑤t1>

⑥t1=t2⑦两图中阴影部分面积相等⑧图乙中阴影部分面积更大A.②④⑤⑦B.②④⑥⑧C.②③⑤⑦D.②③⑥解题思路

加入催化剂,反应速率加快,则a1<a2,①错误,②正确;加入催化剂,反应

达平衡时其反应速率也加快,则b1<b2,③错误,④正确;加入催化剂,反应速率加快,

达到平衡时所用时间短,则t1>t2,⑤正确,⑥错误;使用催化剂对化学平衡没有影

响,阴影部分为反应物的浓度改变量,故题给两图中阴影部分面积相等,⑦正确,

⑧错误。故选A。5.(2024福州月考)在密闭容器中进行反应2NO(g)+O2(g)

2NO2(g)

ΔH<0。该反应的反应速率(v)随时间(t)变化的关系如图所示,若t2、t4时刻只改变一个条

件,下列说法正确的是

(

)

AA.在t1~t2时,可依据恒容容器内气体的压强保持不变判断反应已达到平衡状态B.在t2时,采取的措施可以是升高温度C.在t3~t4时,可依据2v正'(NO2)=v逆'(O2)判断反应已达到平衡状态D.在t5时,容器内NO2的体积分数是整个过程中的最大值解题思路题给反应反应前后气体分子数不相等,可依据恒容容器内气体的压

强保持不变判断反应已达到平衡状态,故A正确;题给反应的ΔH<0,反应放热,升

高温度平衡逆向移动,升高温度的瞬间,正、逆反应速率均增大,且逆反应速率>

正反应速率,而题图所示是正反应速率>逆反应速率,故B错误;在t3~t4时反应已达

到平衡状态,v正'(NO2)=2v'逆(O2),故C错误;在t4时,逆反应速率瞬间减小,而正反应

速率保持不变,只能是减小了生成物NO2的浓度,平衡正向移动,则在t3~t4时,容器

内NO2的体积分数是整个过程中的最大值,故D错误。6.(2024吉林辽源期末)已知:2NO(g)+O2(g)

2NO2(g),其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线(如图),下列说法不

正确的是

(

)

D考向三化学反应转化率图像A.p1<p2B.该反应的ΔH<0C.A、B两点的平衡常数:K(A)=K(B)D.其他条件不变,通入一定量的NO,可使A点到B点解题思路题给反应是气体分子数减小的反应,其他条件相同时,增大压强,NO

平衡转化率增大,则p1<p2,故A正确;由题图可知,升高温度,NO平衡转化率减小,

说明平衡逆向移动,正反应为放热反应,即ΔH<0,故B正确;A、B两点温度相同,

则A、B两点的平衡常数相等,即K(A)=K(B),故C正确;其他条件不变,通入一定量

的NO,平衡正向移动,但NO平衡转化率减小,NO平衡转化率不可能从A点到B

点,故D错误。7.(12分)Ⅰ.在特定环境中有效地处理CO2具有重要的研究价值。CO2的转化途

径之一为CO2(g)+3H2(g)

CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH<0。请回答下列问题:(1)上述反应自发进行的条件为

(填“高温”“任意温度”或“低

温”)。(2)某实验小组对该反应进行了如下探究:向Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个容积均为2L的相

同的恒容密闭容器中分别投入1molCO2、3molH2,同时在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个容

器中分别加入等量的催化剂A、催化剂B和催化剂C,控制反应的温度,让其发生

反应。测定在相同时间内CO2的转化率随温度的变化曲线如图所示:

①催化剂对反应的催化效果由强到弱的顺序为

>

>

(填

“A”“B”或“C”)。②b点时v(正)

v(逆)(填“>”“<”或“=”)。③图中a、c点均表示反应已达平衡状态,a点CO2的平衡转化率比c点高的原因是

。④T4K时,此反应的平衡常数K=

(结果保留两位小数)。Ⅱ.可以通过MTP工艺由甲醇制丙烯,该工艺的主反应为3CH3OH(g)

C3H6(g)+3H2O(g)

ΔH=-98.1kJ/mol,此外还存在多个副反应。已知:①主反应与副反应

(消耗CH3OH)都为放热反应;②催化剂选择性最佳温度为460℃。在2L恒容密闭容器中充入2molCH3OH(g),控制反应温度始终为460℃,t1时刻

反应恰好达到平衡,此时CH3OH(g)的平衡转化率为75%,发生主反应的选择性为40%,请在下图中画出0~t2时刻丙烯浓度随时间的变化图像。

答案

(除标注外,每空2分)Ⅰ.(1)低温(1分)(2)①ABC(共2分)②>③该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动

④59.26Ⅱ.(3分)解题思路Ⅰ.(1)题给反应的ΔS<0,当温度较低时,ΔG=ΔH-TΔS<0,反应能自发

进行。(2)①催化剂影响反应速率,对平衡转化率没有影响,相同温度时,在达到

反应平衡前,催化剂催化效果越好,反应速率越大,反应相同时间内CO2的转化率

越高,故催化剂的催化效果强弱顺序为A>B>C。②b点时反应没有达到平衡状

态,反应正向进行,v(正)>v(逆)。④T4K,达到平衡时,CO2的转化率为80%,则CO2

转化的物质的量为1mol×80%=0.8mol,列三段式:

转化/(mol/L)0.41.20.40.4平衡/(mol/L)0.10.30.40.4平衡常数K=

≈59.26。Ⅱ.t1时刻反应恰好达到平衡,此时CH3OH(g)的平衡转化率为75%,发生主反应的

选择性为40%,则平衡时生成丙烯的浓度为

=0.1mol/L,达到平衡后,丙烯的浓度保持不变。

CO2(g)+3H2(g)

CH3OH(g)+H2O(g)起始/(mol/L)

0.51.5008.一定条件下,溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响如图所示。下

列说法正确的是

(

)A.在50min,pH=2和pH=7时R的降解百分率相等A考向四化学反应浓度变化图像B.溶液酸性越强,R的降解速率越小C.R的起始浓度越小,降解速率越大D.在20~25min,pH=10时R的平均降解速率为0.04mol·L-1·min-1解题思路由题图可知,在50min,pH=2和pH=7时R的降解百分率均为100%,A

正确;由题图可知,pH分别为2、7、10时,起始时R的浓度增大,反应速率减慢,说

明溶液酸性越强,R的降解速率越大,B错误;一般来说,反应物的浓度越大,反应速

率越大,R的起始浓度越小,其降解速率越小,C错误;在20~25min,pH=10时R的平

均降解速率为

=4×10-6mol·L-1·min-1,D错误。9.(2024石家庄月考)T℃时,向某恒温恒容密闭容器中充入等物质的量的CH4(g)

和CO2(g),发生二氧化碳重整甲烷反应:CH4(g)+CO2(g)

2CO(g)+2H2(g),测得体系中CH4(g)和CO(g)的物质的量浓度随时间变化如图所示,下列说法错误的是

(

)A.B点的坐标为(5,

)B.反应进行到5min时,2v正(CH4)<v逆(CO)C.CO2(g)的平衡转化率约为33.3%D.T℃时,该反应的平衡常数为

B解题思路由题图可知,A点所在曲线表示甲烷,B点所在曲线表示一氧化碳,在5

min时CH4(g)的浓度减少

mol·L-1,根据化学方程式可知,反应产生CO(g)的浓度为

mol·L-1,故B点的坐标为(5,

),A正确;反应进行到5min时,CH4(g)的浓度还在减小,说明反应正向进行,v正(CH4)>v逆(CH4),由于v逆(CO)=2v逆(CH4),所以2v正(CH4)>

v逆(CO),B错误;起始时加入CH4(g)的物质的量与CO2(g)的相等,其浓度均为1mol·

L-1,平衡时,CH4(g)与CO2(g)的浓度均为

mol·L-1,故CO2(g)的平衡转化率为

×100%≈33.3%,C正确;平衡时,c(CH4)=c(CO2)=c(CO)=c(H2)=

mol·L-1,则平衡常数K=

=

=

,D正确。10.(2024南宁月考)某温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量浓度的X(g)和

Y(g),同时发生以下两个反应:①X(g)+Y(g)

Z(g)+W(g);②X(g)+Y(g)

Z(g)+M(g)。反应①的速率可表示为v1=k1c2(X),反应②的速率可表示为v2=k2c2(X)

(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分X(g)、W(g)的物质的量浓度c随时间的变

化情况如图所示。下列说法错误的是

(

)BA.0~10min内,Y(g)的平均反应速率为0.025mol·L-1·min-1B.体系中W和M的浓度之比保持不变,说明反应已达平衡C.平衡时,反应②的平衡常数K=

D.反应①的活化能比反应②的活化能大解题思路恒容密闭容器中充入等物质的量浓度的X(g)和Y(g),且反应中X(g)

和Y(g)的化学计量数之比均为1∶1,则0~10min内,v(Y)=v(X)=

=0.025mol·L-1·min-1,A正确;(v1×Δt)∶(v2×Δt)=k1c2(X)∶k2c2(X)=k1∶k2,即体系中W和M的浓度之比始终为k1∶k2,温度不变,k值不变,故体系

中W和M的浓度之比保持不变,不能确定反应已达到平衡状态,B错误;由题图可

知,反应达到平衡时c(Y)=c(X)=0.28mol·L-1,c(W)=0.15mol·L-1,结合反应①、②

可知,平衡时c(Z)=(0.6-0.28)mol·L-1=0.32mol·L-1,c(M)=0.17mol·L-1,则反应②的

平衡常数K=

=

=

,C正确;由平衡时c(W)=0.15mol·L-1,c(M)=0.17mol·L-1知,反应①的平均反应速率小于反应②的平均反应速率,反应的活化

能越高,其反应速率越慢,所以反应①的活化能比反应②的活化能大,D正确。11.(2024合肥期末)环戊二烯(

)是重要的有机化工原料,广泛用于农药、橡胶、塑料等生产,在储存时容易发生聚合生成二聚体:

。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法错误的是

(

)DA.T1<T2,该反应的ΔH>0B.平衡常数:K(T1)<K(T2)C.a点的正反应速率大于b点的逆反应速率D.b点时环戊二烯的转化率为40%解题思路由题图可知,T2时反应到达平衡较快,T2>T1,从T1升到T2,环戊二烯浓度

减小,平衡正向移动,该反应ΔH>0,故A正确;该反应ΔH>0,升高温度,平衡常数K

增大,故B正确;a点、b点反应一直在正向进行,v(正)>v(逆),a点、b点反应温度相

同,a点反应物浓度大于b点,则a点正反应速率>b点正反应速率>b点逆反应速率,

故C正确;起始时环戊二烯的浓度为1.5mol·L-1,b点时环戊二烯浓度为0.6mol·L-1,

其转化率为

×100%=60%,故D错误。12.(2024河北衡水二中三调)向两个锥形瓶中分别加入0.05g镁条,塞紧橡胶塞,

然后用注射器分别注入2mL2mol·L-1盐酸、2mL2mol·L-1醋酸溶液,测得锥形

瓶内气体的压强随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是

(

)

B考向五化学反应其他平衡图像A.镁条与两种酸的反应均放热B.100s时的瞬时速率v(HCl)>v(CH3COOH)C.醋酸的平均反应速率呈现“慢―快―慢”的趋势D.300s内平均反应速率v(HCl)=v(CH3COOH)解题思路镁条与两种酸的反应均放热,A正确;由题图可知,100s时醋酸溶液曲

线斜率大于盐酸,故曲线瞬时速率v(HCl)<v(CH3COOH),B错误;醋酸溶液与镁的

反应为放热反应,反应放出的热量使反应温度升高,反应速率加快,随着反应进

行,溶液中醋酸的浓度减小,反应速率又会减慢,所以反应中醋酸的平均反应速

率呈现“慢—快—慢”的趋势,C正确;由题图可知,300s时锥形瓶内气体的压强

相等,说明300s内盐酸的平均反应速率与醋酸溶液相等,D正确。13.(2024四川南充月考)一定条件下合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)

CH2

CH2(g)+4H2O(g)。已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如

图。下列说法正确的是

(

)DA.生成乙烯的速率:v(M)一定小于v(N)B.化学平衡常数:KN>KMC.当温度高于250℃时,升高温度,平衡向逆反应方向移动,从而使催化剂的催化效率降低D.若投料比n(H2)∶n(CO2)=3∶1,则图中M点时,乙烯的体积分数约为7.7%解题思路M点的温度低于N点,但M点催化剂的催化效率高于N点,所以生成

乙烯的速率:v(M)不一定小于v(N),A错误;由题图可知,升高温度,CO2的平衡转化

率降低,说明升温平衡逆向移动,正反应为放热反应,温度升高,化学平衡常数减

小,N点温度高于M点温度,则化学平衡常数:KN<KM,B错误;催化剂的催化效率与

平衡移动方向无关,C错误;M点时,CO2的平衡转化率是50%,若投料比n(H2)∶n

(CO2)=3∶1,设起始CO2的物质的量为amol,列三段式:转化量/mol1.5a0.5a

0.25a

a平衡量/mol1.5a0.5a

0.25a

a则乙烯的体积分数为

×100%≈7.7%,D正确。

6H2(g)+2CO2(g)

CH2

CH2(g)+4H2O(g)起始量/mol3a

a

0014.(12分)(2024吉林期末)我国力争在2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中

和。将二氧化碳资源化尤为重要。(1)CO2可与H2制甲醇,在催化剂作用下,发生以下反应:Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)

CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH1=-49kJ/molⅡ.CO2(g)+H2(g)

CO(g)+H2O(g)

ΔH2=+41kJ/mol①CO(g)+2H2(g)

CH3OH(g)

ΔH=

。若将等物质的量的CO和H2充入恒温恒容密闭容器中进行上述反应,下列事实能说明此反应已达到平衡状态

的是

(填字母)。A.生成CH3OH的速率与生成H2的速率相等B.CO和H2的物质的量之比为定值C.混合气体的平均相对分子质量不变D.容器内气体密度保持不变E.CO的体积分数保持不变②将CO2与H2充入装有催化剂的密闭容器中,发生反应Ⅰ和Ⅱ。CO2的转化率和

CO、CH3OH的产率随反应温度的变化如图所示。由图判断合成CH3OH最适宜

的温度是

。反应过程中CH3OH产率随温度升高先增大后减小,减小的主要原因是

。

(2)CO2可与NH3制尿素:2NH3(g)+CO2(g)

CO(NH2)2(s)+H2O(g)

ΔH=-87kJ/mol。研究发现,合成尿素的反应分两步进行。第1步:2NH3(g)+CO2(g)

NH2COONH4(s)

ΔH1=-159.47kJ/mol第2步:NH2COONH4(s)

CO(NH2)2(s)+H2O(g)

ΔH2=+72.47kJ/mol①一定条件下,向刚性容器中充入3molNH3和4molCO2,平衡时CO2的体积分数

为60%,则平衡时NH3的转化率α(NH3)=

(保留一位小数),此条件下,第2

步反应的Kp=akPa,则反应2NH3(g)+CO2(g)

CO(NH2)2(s)+H2O(g)的平衡常数Kp=

(kPa)-2。②若要加快反应速率并提高NH3平衡转化率,可采取的措施有

(任写一条)。答案

(除标注外,每空2分)(1)①-90kJ/mol(1分)BCE②250℃左右(1分)生成甲醇的反应为放热反应,生成一氧化碳的反应为吸热

反应,超过一定温度,生成一氧化碳的反应占主导地位,导致甲醇产率下降(2)①66.7%

②增大CO2浓度、增大压强等解题思路

(1)①由盖斯定律可知,Ⅰ-Ⅱ得反应CO(g)+2H2(g)

CH3OH(g)

ΔH=ΔH1-ΔH2=(-49kJ/mol)-(+41kJ/mol)=-90