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热点突破练6　化学反应速率与化学平衡图像分析
1.(2024·广东湛江模拟)我国科学家团队打通了温和条件下草酸二甲酯[(COOCH3)2]催化加氢制乙二醇的技术难关,反应为(COOCH3)2(g)+4H2(g)HOCH2CH2OH(g)+2CH3OH(g)　ΔH。如图所示,在恒容密闭容器中,反应温度为T1时,c(HOCH2CH2OH)和c(H2)随时间t的变化分别为曲线Ⅰ和Ⅱ,反应温度为T2时,c(H2)随时间t的变化为曲线Ⅲ。下列判断正确的是(　　)
A.ΔH>0
B.a、b两时刻生成乙二醇的速率:v(a)=v(b)
C.在T2温度下,反应在0~t2内的平均速率为v(HOCH2CH2OH)= mol·L-1·s-1
D.其他条件相同,在T1温度下,起始时向该容器中充入一定量的氮气,则反应达到平衡的时间小于t1
2.(2024·安徽桐城质检)反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)　ΔH<0可有效降低汽车尾气中污染物的排放。一定条件下,向某恒容密闭容器中按物质的量比为2∶1充入NO和CO,一段时间后达到平衡。如图曲线M表示该反应在温度T0下,CO的物质的量浓度随时间的变化;曲线N则表示该反应改变某一起始条件时的变化。下列叙述正确的是(　　)
A.混合气体的密度:ρ(x)>ρ(y)>ρ(z)
B.化学反应速率:v正(x)>v正(z)>v逆(y)
C.在温度T0下,该反应的化学平衡常数K=
D.曲线N改变的条件是升高温度
3.(2024·河北承德一模)某密闭容器中含有X和Y,同时发生以下两个反应:①X+YM+Q;②X+YN+Q。反应①的正反应速率v1(正)=k1c(X)·c(Y),反应②的正反应速率v2(正)=k2c(X)·c(Y),其中k1、k2为速率常数。某温度下,体系中生成物浓度(c)随时间(t)变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.10 s时,正反应速率v1(正)>v2(正)
B.0~6 s内,X的平均反应速率v(X)=0.5 mol·L-1·s-1
C.若升高温度,4 s时容器中c(N)∶c(M)的比值减小
D.反应①的活化能大于反应②
4.(2024·河南商丘一模)高温下,向容积为2 L的恒容密闭容器中加入一定量的CO2和足量的C,发生反应:C(s)+CO2(g)2CO(g),CO2和CO的物质的量n随时间t的变化关系如图所示,下列说法错误的是(　　)
A.0~2 min内,用CO表示的平均反应速率为0.5 mol·L-1·min-1
B.2~3 min内,该反应的平衡常数K=
C.3 min末改变的条件是升高温度
D.5 min时再充入一定量的CO,则表示CO2的物质的量变化的曲线为a
5.(2024·山东青岛专题练)向绝热恒容密闭容器中通入A和B,在一定条件下发生反应A(g)+B(g)C(g)+2D(g),正反应速率随时间的变化关系如图所示,下列结论正确的是(　　)
A.气体A的浓度:a点小于b点
B.若Δt1=Δt2,则气体C的生成量:ab段大于bc段
C.c点时:v(正)=v(逆)
D.体系压强不再变化,说明反应达到平衡状态
6.(2024·甘肃武威阶段练)甲烷、水蒸气催化重整是工业制备氢气的方法之一,其反应为CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)。在压强为p和不同温度下,平衡体系中氢气的体积分数与甲烷、水蒸气的投料比[用表示]的变化关系如图所示。
已知:CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s)　ΔH<0。
下列说法错误的是(　　)
A.该反应中正反应的活化能大于逆反应的活化能
B.向平衡体系中加入适量的CaO,可提高氢气的产率
C.M点甲烷的平衡转化率为80%
D.在压强为p和600 ℃时,若向反应器中充入1 mol CO2和5 mol H2,平衡时氢气的体积分数小于
7.(2024·河北石家庄阶段练)利用环戊二烯()加氢制备环戊烯(),按n(H2)∶n(C5H6)=1∶1加入恒压密闭容器中,若仅发生如下反应:
①(g)(g)
②
实验测得环戊二烯转化率(曲线b)和环戊烯选择性(曲线a)随温度变化曲线如下(已知:选择性=转化为目标产物的反应物在总转化量中的占比)。下列说法错误的是(　　)
A.70 ℃时,H2的转化率为87.4%
B.由图可知,反应的活化能①<②
C.相同条件下,若增大,选择性提高
D.升高温度,生成速率增大,生成速率减小
8.(2024·山东济南二模)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2 L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)　ΔH1,一定条件下,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.ΔH1>0
B.某温度下,S8(g)分解成气态S2,当混合气体密度不变时,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2 mol CH4,2 min达到平衡时甲烷转化率为30%,则0~2 min内H2S的平均反应速率为0.6 mol·L-1·min-1
9.(2024·山东日照质检)已知:NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)　ΔH。实验测得速率方程为v正=k正·c(NO)·c(O3),v逆=k逆·c(NO2)·c(O2)(k正、k逆为速率常数,只与温度、催化剂有关,与浓度无关)。向2 L恒容密闭容器中充入0.4 mol NO(g)和0.6 mol O3(g)发生上述反应,测得NO的体积分数x(NO)与温度和时间的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.正、逆反应活化能的大小关系为Ea(正)B.a点NO的转化率为75%
C.T1温度下的>T2温度下的
D.化学反应速率:c点的v正>b点的v逆>a点的v逆
热点突破练6　化学反应速率与化学平衡图像分析
1.(2024·广东湛江模拟)我国科学家团队打通了温和条件下草酸二甲酯[(COOCH3)2]催化加氢制乙二醇的技术难关,反应为(COOCH3)2(g)+4H2(g)HOCH2CH2OH(g)+2CH3OH(g)　ΔH。如图所示,在恒容密闭容器中,反应温度为T1时,c(HOCH2CH2OH)和c(H2)随时间t的变化分别为曲线Ⅰ和Ⅱ,反应温度为T2时,c(H2)随时间t的变化为曲线Ⅲ。下列判断正确的是(　　)
A.ΔH>0
B.a、b两时刻生成乙二醇的速率:v(a)=v(b)
C.在T2温度下,反应在0~t2内的平均速率为v(HOCH2CH2OH)= mol·L-1·s-1
D.其他条件相同,在T1温度下,起始时向该容器中充入一定量的氮气,则反应达到平衡的时间小于t1
答案　C
解析　A.反应温度为T1和T2,以c(H2)随时间t的曲线变化比较,Ⅱ比Ⅲ先达到平衡,所以T1>T2,温度升高,c(H2)增大,平衡逆向移动,反应放热,错误;B.升高温度,反应速率加快,T1>T2,则反应速率v(a)>v(b),错误;C.T2时,在0~t2内,Δc(H2)=0.05 mol·L-1,则v(HOCH2CH2OH)= mol·L-1·s-1,正确;D.向恒容容器中充入氮气,不影响反应物浓度,不影响反应速率,错误。
2.(2024·安徽桐城质检)反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)　ΔH<0可有效降低汽车尾气中污染物的排放。一定条件下,向某恒容密闭容器中按物质的量比为2∶1充入NO和CO,一段时间后达到平衡。如图曲线M表示该反应在温度T0下,CO的物质的量浓度随时间的变化;曲线N则表示该反应改变某一起始条件时的变化。下列叙述正确的是(　　)
A.混合气体的密度:ρ(x)>ρ(y)>ρ(z)
B.化学反应速率:v正(x)>v正(z)>v逆(y)
C.在温度T0下,该反应的化学平衡常数K=
D.曲线N改变的条件是升高温度
答案　B
解析　由2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)　ΔH<0知,该反应放热,为气体分子数减小的反应,由图像可知,x、y点还未达到反应平衡,v正(x)>v逆(x),v正(y)>v逆(y),z点为平衡状态,v正(z)=v逆(z);曲线N和曲线M相比,反应速率加快,CO的平衡浓度变小,根据分析进行解答。A.反应物和生成物均为气体,故气体的总质量不变,容器为恒容,故V不变,那么密度ρ=不变,故混合气体的密度:ρ(x)=ρ(y)=ρ(z),错误;B.z点为平衡状态,此时v正(z)=v逆(z),x、y点时v正(x)>v逆(x),v正(y)>v逆(y),达到平衡时正反应速率逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,故化学反应速率:v正(x)>v正(z)>v逆(y),正确;C.
根据三段式可知,在温度T0下,化学平衡常数K=,错误;D.2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)　ΔH<0,升高温度,平衡逆向移动,反应速率加快,CO的平衡浓度增大,但曲线N和曲线M相比,反应速率加快,CO的平衡浓度变小,故改变的条件是增大压强,错误。
3.(2024·河北承德一模)某密闭容器中含有X和Y,同时发生以下两个反应:①X+YM+Q;②X+YN+Q。反应①的正反应速率v1(正)=k1c(X)·c(Y),反应②的正反应速率v2(正)=k2c(X)·c(Y),其中k1、k2为速率常数。某温度下,体系中生成物浓度(c)随时间(t)变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.10 s时,正反应速率v1(正)>v2(正)
B.0~6 s内,X的平均反应速率v(X)=0.5 mol·L-1·s-1
C.若升高温度,4 s时容器中c(N)∶c(M)的比值减小
D.反应①的活化能大于反应②
答案　A
解析　A.由图可知,初始生成M的速率大于N,则k1>k2,10 s时两个反应均达到平衡状态,X、Y浓度相同,由于v1(正)=k1c(X)·c(Y)、v2(正)=k2c(X)·c(Y),则正反应速率v1(正)>v2(正),正确;B.①②反应中X、Q的系数均为1,则0~6 s内,X的平均反应速率v(X)=v(Q)= mol·L-1·s-1=1 mol·L-1·s-1,错误;C.4 s后M浓度减小,可能为Q浓度增大导致①逆向移动所致,不确定2个反应的吸热放热情况,不能确定升高温度,4 s时容器中c(N)∶c(M)的比值变化情况,错误;D.由图可知,初始生成M的速率大于N,则反应①的活化能小于反应②,错误。
4.(2024·河南商丘一模)高温下,向容积为2 L的恒容密闭容器中加入一定量的CO2和足量的C,发生反应:C(s)+CO2(g)2CO(g),CO2和CO的物质的量n随时间t的变化关系如图所示,下列说法错误的是(　　)
A.0~2 min内,用CO表示的平均反应速率为0.5 mol·L-1·min-1
B.2~3 min内,该反应的平衡常数K=
C.3 min末改变的条件是升高温度
D.5 min时再充入一定量的CO,则表示CO2的物质的量变化的曲线为a
答案　D
解析　A.根据图中信息,量增加的是CO,量减少的是CO2,v(CO)==0.5 mol·L-1·min-1,正确;B.根据图中信息可知2~3 min内,n(CO)=2 mol,n(CO2)=7 mol,K===,正确;C.根据图中信息,3 min到4 min即1 min内CO增加了2 mol,CO2减少了1 mol,反应速率加快了,反应向正反应进行了,所以是升高温度,正确;D.5 min时再充入一定量的CO,一氧化碳突然增加,平衡逆向移动,一氧化碳物质的量开始减小,二氧化碳的物质的量在原有的基础上缓慢增加,CO2物质的量变化的曲线为b,错误。
5.(2024·山东青岛专题练)向绝热恒容密闭容器中通入A和B,在一定条件下发生反应A(g)+B(g)C(g)+2D(g),正反应速率随时间的变化关系如图所示,下列结论正确的是(　　)
A.气体A的浓度:a点小于b点
B.若Δt1=Δt2,则气体C的生成量:ab段大于bc段
C.c点时:v(正)=v(逆)
D.体系压强不再变化,说明反应达到平衡状态
答案　D
解析　A.随着反应的进行,反应物气体A的浓度不断减小,故气体A的浓度:a点大于b点,错误;B.在a→c段,正反应速率不断增大,则单位时间内气体C的生成量不断增多,故若Δt1=Δt2,则气体C的生成量:ab段小于bc段,错误;C.化学反应达到平衡状态时,正反应速率不再变化,而c点时,正反应速率开始减少,说明反应没有达到平衡状态,则v(正)≠v(逆),错误;D.该反应前后气体分子数发生变化,绝热恒容密闭容器中气体压强一直在变,体系压强不再变化,表明体系的温度不变,从而说明反应达到平衡状态,正确。
6.(2024·甘肃武威阶段练)甲烷、水蒸气催化重整是工业制备氢气的方法之一,其反应为CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)。在压强为p和不同温度下,平衡体系中氢气的体积分数与甲烷、水蒸气的投料比[用表示]的变化关系如图所示。
已知:CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s)　ΔH<0。
下列说法错误的是(　　)
A.该反应中正反应的活化能大于逆反应的活化能
B.向平衡体系中加入适量的CaO,可提高氢气的产率
C.M点甲烷的平衡转化率为80%
D.在压强为p和600 ℃时,若向反应器中充入1 mol CO2和5 mol H2,平衡时氢气的体积分数小于
答案　D
解析　由图像可知,在投料比相同时,温度越高,氢气的体积分数越大,该反应为吸热反应,正反应的活化能大于逆反应的活化能,A正确;为吸热反应,向平衡体系中加入适量的CaO,可吸收部分CO2并放出热量,使平衡正向移动,可提高氢气的产率,B正确;M点=0.5,设起始CH4为1 mol,H2O为2 mol,CH4转化量为x mol,列三段式:
平衡时混合气体总物质的量为(3+2x) mol,平衡体系中氢气的体积分数==,解得x=0.8,M点甲烷的平衡转化率为80%,C正确;在压强为p和600 ℃时,向反应器中充入1 mol CH4、2 mol H2O与充入1 mol CO2、4 mol H2,最终建立同一平衡;若向反应器中充入1 mol CO2和5 mol H2,相当于在原平衡的基础上再充入1 mol H2,平衡虽然逆向移动,但重新达到平衡时,氢气的体积分数大于,D错误。
7.(2024·河北石家庄阶段练)利用环戊二烯()加氢制备环戊烯(),按n(H2)∶n(C5H6)=1∶1加入恒压密闭容器中,若仅发生如下反应:
①(g)(g)
②
实验测得环戊二烯转化率(曲线b)和环戊烯选择性(曲线a)随温度变化曲线如下(已知:选择性=转化为目标产物的反应物在总转化量中的占比)。下列说法错误的是(　　)
A.70 ℃时,H2的转化率为87.4%
B.由图可知,反应的活化能①<②
C.相同条件下,若增大,选择性提高
D.升高温度,生成速率增大,生成速率减小
答案　D
解析　A.由图可知,70 ℃时,环戊二烯的转化率为92%,环戊烯的选择性为95%,则H2的转化量n(H2)=n(环戊烯)=1 mol×92%×95%=0.874 mol,H2的转化率为87.4%,正确;B.由图可知,环戊烯选择性较高,相同时间内,反应①的速率较快,说明反应的活化能①<②,正确;C.相同条件下,若增大,相当于增大H2的物质的量,反应①中环戊二烯转化率增大,环戊烯选择性增大,正确;D.升高温度,生成速率增大,生成速率也增大,错误。
8.(2024·山东济南二模)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2 L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)　ΔH1,一定条件下,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.ΔH1>0
B.某温度下,S8(g)分解成气态S2,当混合气体密度不变时,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2 mol CH4,2 min达到平衡时甲烷转化率为30%,则0~2 min内H2S的平均反应速率为0.6 mol·L-1·min-1
答案　C
解析　升高温度,甲烷的平衡转化率降低,说明升高温度S2与CH4的反应平衡逆向移动,则CH4(g)与S2(g)的正反应为放热反应,A项错误。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。温度不变,平衡常数不变,K=c4(S2),平衡后恒温压缩体积,S2(g)的浓度不变,C项正确。0~2 min内H2S的平均反应速率为=0.3 mol·L-1·min-1,D项错误。
9.(2024·山东日照质检)已知:NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g)　ΔH。实验测得速率方程为v正=k正·c(NO)·c(O3),v逆=k逆·c(NO2)·c(O2)(k正、k逆为速率常数,只与温度、催化剂有关,与浓度无关)。向2 L恒容密闭容器中充入0.4 mol NO(g)和0.6 mol O3(g)发生上述反应,测得NO的体积分数x(NO)与温度和时间的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.正、逆反应活化能的大小关系为Ea(正)B.a点NO的转化率为75%
C.T1温度下的>T2温度下的
D.化学反应速率:c点的v正>b点的v逆>a点的v逆
答案　C
解析　根据先拐先平数值大可知,T1>T2,温度高的T1时x(NO)大,说明升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,ΔH<0,故正、逆反应活化能的大小关系为Ea(正)×100%=0.1,解得y=75%,B正确;平衡时v正=v逆,v正=k正·c(NO)·c(O3),v逆=k逆·c(NO2)·c(O2),==·=K,T1>T2,ΔH<0,则T1温度下的T2,c点未达平衡,b点达平衡正、逆反应速率相等且小于c点,b点温度大于a点,反应速率大于a点,故化学反应速率:c点的v正>b点的v逆>a点的v逆,D正确。(共23张PPT)
热点突破练6　化学反应速率与化学平衡图像分析
第一篇　新高考题型突破
板块Ⅳ　化学反应的热效应、速率与平衡
1.(2024·广东湛江模拟)我国科学家团队打通了温和条件下草酸二甲酯[(COOCH3)2]催化加氢制乙二醇的技术难关,反应为(COOCH3)2(g)+4H2(g)
HOCH2CH2OH(g)+2CH3OH(g)　ΔH。如图所示,在恒容密闭容器中,反应温度为T1时,c(HOCH2CH2OH)和c(H2)随时间t的变化分别为曲线Ⅰ和Ⅱ,反应温度为T2时,c(H2)随时间t的变化为曲线Ⅲ。下列判断正确的是(　　)
A.ΔH>0
B.a、b两时刻生成乙二醇的速率:v(a)=v(b)
C.在T2温度下,反应在0~t2内的平均速率为
v(HOCH2CH2OH)= mol·L-1·s-1
D.其他条件相同,在T1温度下,起始时向该容器中充入一定量的氮气,则反应达到平衡的时间小于t1
C
解析　A.反应温度为T1和T2,以c(H2)随时间t的曲线变化比较,Ⅱ比Ⅲ先达到平衡,所以T1>T2,温度升高,c(H2)增大,平衡逆向移动,反应放热,错误;B.升高温度,反应速率加快,T1>T2,则反应速率v(a)>v(b),错误;C.T2时,在0~t2内,Δc(H2)=0.05 mol·L-1,则v(HOCH2CH2OH)= mol·L-1·s-1,正确;D.向恒容容器中充入氮气,不影响反应物浓度,不影响反应速率,错误。
2.(2024·安徽桐城质检)反应2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)　ΔH<0可有效降低汽车尾气中污染物的排放。一定条件下,向某恒容密闭容器中按物质的量比为2∶1充入NO和CO,一段时间后达到平衡。如图曲线M表示该反应在温度T0下,CO的物质的量浓度随时间的变化;曲线N则表示该反应改变某一起始条件时的变化。下列叙述正确的是(　　)
A.混合气体的密度:ρ(x)>ρ(y)>ρ(z)
B.化学反应速率:v正(x)>v正(z)>v逆(y)
C.在温度T0下,该反应的化学平衡常数K=
D.曲线N改变的条件是升高温度
B
3.(2024·河北承德一模)某密闭容器中含有X和Y,同时发生以下两个反应:①X+Y
M+Q;②X+Y N+Q。反应①的正反应速率v1(正)=k1c(X)·c(Y),反应②的正反应速率v2(正)=k2c(X)·c(Y),其中k1、k2为速率常数。某温度下,体系中生成物浓度(c)随时间(t)变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.10 s时,正反应速率v1(正)>v2(正)
B.0~6 s内,X的平均反应速率v(X)=0.5 mol·L-1·s-1
C.若升高温度,4 s时容器中c(N)∶c(M)的比值减小
D.反应①的活化能大于反应②
A
解析　A.由图可知,初始生成M的速率大于N,则k1>k2,10 s时两个反应均达到平衡状态,X、Y浓度相同,由于v1(正)=k1c(X)·c(Y)、v2(正)=k2c(X)·c(Y),则正反应速率v1(正)>v2(正),正确;B.①②反应中X、Q的系数均为1,则0~6 s内,X的平均反应速率v(X)=v(Q)= mol·L-1·s-1=1 mol·L-1·s-1,错误;C.4 s后M浓度减小,可能为Q浓度增大导致①逆向移动所致,不确定2个反应的吸热放热情况,不能确定升高温度,4 s时容器中c(N)∶c(M)的比值变化情况,错误;D.由图可知,初始生成M的速率大于N,则反应①的活化能小于反应②,错误。
4.(2024·河南商丘一模)高温下,向容积为2 L的恒容密闭容器中加入一定量的CO2和足量的C,发生反应:C(s)+CO2(g) 2CO(g),CO2和CO的物质的量n随时间t的变化关系如图所示,下列说法错误的是(　　)
A.0~2 min内,用CO表示的平均反应速率为0.5 mol·L-1·min-1
B.2~3 min内,该反应的平衡常数K=
C.3 min末改变的条件是升高温度
D.5 min时再充入一定量的CO,则表示CO2的物质的量变化的曲线为a
D
解析　A.根据图中信息,量增加的是CO,量减少的是CO2,v(CO)==0.5 mol·L-1·min-1,正确;B.根据图中信息可知2~3 min内,n(CO)=2 mol,n(CO2)=7 mol,K===,正确;C.根据图中信息,3 min到4 min即1 min内CO增加了2 mol,CO2减少了1 mol,反应速率加快了,反应向正反应进行了,所以是升高温度,正确;D.5 min时再充入一定量的CO,一氧化碳突然增加,平衡逆向移动,一氧化碳物质的量开始减小,二氧化碳的物质的量在原有的基础上缓慢增加,CO2物质的量变化的曲线为b,错误。
5.(2024·山东青岛专题练)向绝热恒容密闭容器中通入A和B,在一定条件下发生反应A(g)+B(g) C(g)+2D(g),正反应速率随时间的变化关系如图所示,下列结论正确的是(　　)
A.气体A的浓度:a点小于b点
B.若Δt1=Δt2,则气体C的生成量:ab段大于bc段
C.c点时:v(正)=v(逆)
D.体系压强不再变化,说明反应达到平衡状态
D
解析　A.随着反应的进行,反应物气体A的浓度不断减小,故气体A的浓度:a点大于b点,错误;B.在a→c段,正反应速率不断增大,则单位时间内气体C的生成量不断增多,故若Δt1=Δt2,则气体C的生成量:ab段小于bc段,错误;C.化学反应达到平衡状态时,正反应速率不再变化,而c点时,正反应速率开始减少,说明反应没有达到平衡状态,则v(正)≠v(逆),错误;D.该反应前后气体分子数发生变化,绝热恒容密闭容器中气体压强一直在变,体系压强不再变化,表明体系的温度不变,从而说明反应达到平衡状态,正确。
6.(2024·甘肃武威阶段练)甲烷、水蒸气催化重整是工业制备氢气的方法之一,其反应为CH4(g)+2H2O(g) CO2(g)+4H2(g)。在压强为p和不同温度下,平衡体系中氢气的体积分数与甲烷、水蒸气的投料比[用表示]的变化关系如图所示。
已知:CaO(s)+CO2(g) CaCO3(s)　ΔH<0。
下列说法错误的是(　　)
A.该反应中正反应的活化能大于逆反应的活化能
B.向平衡体系中加入适量的CaO,可提高氢气的产率
C.M点甲烷的平衡转化率为80%
D.在压强为p和600 ℃时,若向反应器中充入1 mol CO2和5 mol H2,平衡时氢气的体积分数小于
D
解析　由图像可知,在投料比相同时,温度越高,氢气的体积分数越大,该反应为吸热反应,正反应的活化能大于逆反应的活化能,A正确;为吸热反应,向平衡体系中加入适量的CaO,可吸收部分CO2并放出热量,使平衡正向移动,可提高氢气的产率,B正确;M点=0.5,设起始CH4为1 mol,H2O为2 mol,CH4转化量为x mol,列三段式:
平衡时混合气体总物质的量为(3+2x) mol,平衡体系中氢气的体积分数==,解得x=0.8,M点甲烷的平衡转化率为80%,C正确;在压强为p和600 ℃时,向反应器中充入1 mol CH4、2 mol H2O与充入1 mol CO2、4 mol H2,最终建立同一平衡;若向反应器中充入1 mol CO2和5 mol H2,相当于在原平衡的基础上再充入1 mol H2,平衡虽然逆向移动,但重新达到平衡时,氢气的体积分数大于,D错误。
答案　D
8.(2024·山东济南二模)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2 L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)　ΔH1,一定条件下,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.ΔH1>0
B.某温度下,S8(g)分解成气态S2,当混合气体密度不变
时,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2 mol CH4,2 min达到平衡时甲烷转化率为30%,则0~2 min内H2S的平均反应速率为0.6 mol·L-1·min-1
C
解析　升高温度,甲烷的平衡转化率降低,说明升高温度S2与CH4的反应平衡逆向移动,则CH4(g)与S2(g)的正反应为放热反应,A项错误。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。温度不变,平衡常数不变,K=c4(S2),平衡后恒温压缩体积,S2(g)的浓度不变,C项正确。0~2 min内H2S的平均反应速率为=0.3 mol·L-1·min-1,D项错误。
9.(2024·山东日照质检)已知:NO(g)+O3(g) NO2(g)+O2(g)　ΔH。实验测得速率方程为v正=k正·c(NO)·c(O3),v逆=k逆·c(NO2)·c(O2)(k正、k逆为速率常数,只与温度、催化剂有关,与浓度无关)。向2 L恒容密闭容器中充入0.4 mol NO(g)和0.6 mol O3(g)发生上述反应,测得NO的体积分数x(NO)与温度和时间的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.正、逆反应活化能的大小关系为Ea(正)B.a点NO的转化率为75%
C.T1温度下的>T2温度下的
D.化学反应速率:c点的v正>b点的v逆>a点的v逆
C
解析　根据先拐先平数值大可知,T1>T2,温度高的T1时x(NO)大,说明升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,ΔH<0,故正、逆反应活化能的大小关系为Ea(正)×100%=0.1,解得y=75%,B正确;平衡时v正=v逆,v正=
k正·c(NO)·c(O3),v逆=k逆·c(NO2)·c(O2),==·=K,T1>T2,ΔH<0,则T1温度下的T2,c点未达平衡,b点达平衡正、逆反应速率相等且小于c点,b点温度大于a点,反应速率大于a点,故化学反应速率:c点的
v正>b点的v逆>a点的v逆,D正确。

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