第17讲 速率、平衡、转化率选择题(课件 讲义)(共2份打包)

资源下载
  1. 二一教育资源

第17讲 速率、平衡、转化率选择题(课件 讲义)(共2份打包)

资源简介

(共51张PPT)
2025新高考化学二轮重点专题
第17讲
速率、平衡、转化率选择题
contents
目录
01
考向分析
01
02
03
知识重构
重温经典
04
模型建构
考向分析
PART 01
01
考向 五年考情(2020-2024)
考点一 化学反应速率 2024·甘肃卷;2024·江苏卷;2024·安徽卷;2023·山东卷;2021·湖南卷
考点二 化学平衡及其移动 2024·浙江6月卷;2023·北京卷;2022·天津卷;2022·重庆卷;2022·江苏卷;2022·浙江卷;2022·北京卷;2022·辽宁卷;2021·浙江卷;2020·江苏卷
考点三 化学反应速率、平衡图像分析 2024·山东卷;2024·河北卷;2024·黑吉辽卷;2024·江苏卷;2024·湖南卷;2023·广东卷;2023·江苏卷;2023·湖南卷;2023·辽宁卷;2023·河北卷;2023·重庆卷;2022·湖南卷;2022·广东卷;2022·广东卷;2022·北京卷;2022·江苏卷;2021·广东卷等
五年考情
卷别 呈现形式 情境设置 考查内容
全国卷、新课标卷 —— —— ——
北京 图文 结合 苯的硝化反应 根据图像判断移动对产物的影响、催化剂;比较反应速率
山东 图文 结合(多选题) 逆水气变换反应实现自然资源高效利用 不同温度、投料比下平衡移动、速率方程
海南 图文 结合 合成甲醇的c——t图像 反应历程、催化剂、组分浓度计算、平衡移动
浙江6月 图文 结合 二氧化碳氧化乙烷制备乙烯 活化能、平均反应速率、外因对化学平衡的影响
河北 图文 结合 电池放电时CO2的捕获和转化过程 反应历程、决速步、反应方程式
广东 图文 结合 催化过程中的能量变化曲线 从动力学和热力学两个视角判断反应历程
湖南卷 图文 结合 制备乙酸 焓变、平衡常数、条件改变对平衡的影响
2024年部分试题考点统计
卷别 呈现形式 情境设置 考查内容
全国卷、新课标卷 —— —— ——
北京 文字叙述 课本上的化学反应 外界因素对平衡的影响
山东 图文 结合(多选题) 化合物E和TFAA合成的反应路径 组分成分判断、活化能、组分浓度计算
海南 图文 结合 合成苯乙烯的v—t图像 平衡状态的判断、催化剂对速率的影响
浙江6月 图文 结合 苯基丙炔可与HC1发生催化加成 焓变、活化能、外因对化学平衡的影响
河北 文字叙述+表格 电池放电时CO2的捕获和转化过程 速率计算、产率、外因对化学平衡的影响
广东 图文 结合 催化过程中的能量变化曲线 基元反应、焓变、外因对化学平衡的影响、活化能对反应速率的影响
湖南卷 图文 结合 甲烷制水煤气 控制变量分析温度外因对化学平衡及反应速率的影响、平衡常数
2023年部分试题考点统计
3.能进行化学反应速率的简单计算,能通过实验探究分析不同组分浓度改变对化学反应速率的影响,能用一定的理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响。
4.能运用温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响规律解释生产、生活、实验室中的实际问题,能讨论化学反应条件的选择和优化。
5.针对典型案例,能从限度、速率等角度对化学反应和化工生产条件进行综合分析。
1.能书写平衡常数表达式,能进行平衡常数、转化率的计算并具备一定的计算能力,能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向。
2.能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律,推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化,能通过图像信息讨论化学反应条件的选择和优化。
课标分析
《中国高考报告》提到:“无价值,不入题”“无思维,不命题”“无情境,不成题”,速率与平衡模块是高考考查的重点内容之一,是必考的内容,往往在选择题和大题中均有考查。而《化学反应速率与化学平衡》在选择题中有的省份是分散进行考查的,如2024年北京卷,而更多的省份则是以专门一道题的形式进行考查考查都会进行创设情境,虽然背景素材不断变化,考查形式不断创新,但通常都是以化工生产中所涉及的化学反应为背景,也会涉及当前的热点问题.以多重反应(连续反应、竞争反应)是命题的热点方向。形式上虽然有各种变化,但其考查的基本原理和方法一般均来自以教材中,或给出新的信息。对于这部分内容主要是加强考生理解性,理解并熟悉各种考点。知其所以然,并熟练应用。
对反应速率的考查: (1)从微观角度认识催化剂能改变反应历程
(2)从宏观角度判断外界条件对反应速率的影响以及反应速率的计算
对化学平衡的考查: (1)定性方面判断外界条件对化学平衡的影响,
(2)定量方面包括平衡常数的计算,利用平衡常数计算平衡时物质的转化率、浓度等。
将化学热力学与化学动力学进行了有机结合: (1)既对基础知识考查,也对综合应用能力考查
(2)还综合考查学生的图像分析和文字表达等方面的能力。
考向分析
知识重构
PART 02
02
04版原教材 19版新教材
第一节 化学反应速率 第一节 化学反应速率
第二节 影响化学反应速率的因素 第二节 化学平衡
第三节 化学平衡 第三节 化学反应的方向
第四节 化学反应的方向 第四节 化学反应的调控
新旧版教材对比
教材处理的变化——新版教材中增加反应历程、基元反应、内能、体系等内容,增加“了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系”,明确了平衡转化率定义及计算,增加设计简单实验测定化学反应速率、了解控制化学反应速率对生产、生活的意义,知道化学反应是有历程的,认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。
三个版本教材对比
各版本教材的处理有所不同,鲁科版(王磊)先学化学平衡再认识化学反应速率,而人教版(王晶)和苏教(王祖浩)先学化学反应速率再学习化学平衡,刚好相反。复习时候,我们基于人教版教材的内容排布顺序,先认识速率表示化学反应,再通过速率计算探究化学平衡状态及其特征,再探究化学平衡常数概念、意义和应用,最后探究影响化学反应平衡的因素,同时融入鲁科版中强调化学平衡常数的意义、平衡常数与方程式的对应关系、整合各版本教材的资源优势,符合学生认知规律。
人教版
鲁教版
苏教版
主干知识
必备知识
(一)催化剂
(1)催化剂对反应的控制
①对于可逆反应,催化剂同等程度的改变正逆反应的速率,缩短反应达到化学平衡的时间,提高反应效率。
有催化剂参加的反应的正逆活化能均小于无催化剂反应对应正逆反应的活化能。
(2)催化剂对反应的影响:
五改变: ①反应历程;②活化能;③反应速率;④达到平衡的时间;⑤反应效率(单位时间的转化率)。
五不变: ①平衡状态;②反应限度;③平衡常数;④焓变( H);⑤平衡转化率。
注意:催化剂不能改变平衡产率(或转化率),但能改变未达平衡时的产率(即效率)。
(二)影响速率中的几类特殊情况
(1)温度
①催化反应,升高温度,催化剂可能失活,反应速率减慢
②有机反应,升高温度,有可能发生副反应,主反应速率减慢
(2)压强
①改变非气体反应的压强,反应速率不变
②改变反应前后气体体积不变的压强,v正和v逆变化幅度相同
(3)浓度
①固体和纯液体的浓度为定值,改变固体或纯液体的用量,反应速率不变
②加入固体物质,有可能改变接触面积,反应速率可能加快
(4)无关气体
①恒容容器通无关气体,压强增大,浓度不变,速率不变
②恒压容器通无关气体,体积变大,浓度减小,速率减慢
必备知识
必备知识
(三)化学平衡、速率中的相关计算
必备知识
(四)影响转化率的因素
重温经典
PART 03
03
A.一般来说,催化剂可以用来加快化学反应速率
1.(2024甘肃卷)下列措施能降低化学反应速率的是
A.催化氧化氨制备硝酸时加入铂 B.中和滴定时,边滴边摇锥形瓶
C.锌粉和盐酸反应时加水稀释 D.石墨合成金刚石时增大压强
题型一:平均反应速率的影响因素及计算
C
B.边滴边摇锥形瓶,可以让反应物快速接触
D.石墨合成金刚石,该反应中没有气体参与,增大压强不会改变化学反应速率
C.锌粉和盐酸反应时加水稀释会降低盐酸的浓度,会降低化学反应速率
以真实的化工生产和实验为基础,考查外界因素对化学反应速率的影响
2.(2024安徽卷)室温下,为探究纳米铁去除水样中SeO42-的影响因素,测得不同条件下SeO42-浓度随时间变化关系如下图,下列说法正确的是
C
v =
Δt
Δc
 ̄ ̄
=
t2–t1
c2–c1
 ̄ ̄ ̄
以真实的纳米铁去除水样中SeO42-的影响因素为载体,
考查外界因素对化学反应速率的影响和反应速率的计算
2.(2024安徽卷)室温下,为探究纳米铁去除水样中SeO42-的影响因素,测得不同条件下SeO42-浓度随时间变化关系如下图,下列说法正确的是
C
溶液显弱碱性
C
浓度太大,纳米铁与H+反应速率加快
以真实的纳米铁去除水样中SeO42-的影响因素为载体,
考查外界因素对化学反应速率的影响和反应速率的计算
3.(2023辽宁卷)一定条件下,酸性KMnO4溶液与H2C2O4发生反应,Mn(Ⅱ)起催化作用,过程中不同价态含Mn粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是
A.Mn(Ⅲ)不能氧化H2C2O4
B.随着反应物浓度的减小,反应速率逐渐减小
C.该条件下,Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存
D.总反应为:2MnO4(-)+5C2O4(2-)+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
情境和设问:以Mn(Ⅱ)催化氧化还原为基础,考查浓度对化学反应速率的影响
核心素养:证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想
多重连续反应
C
4.(2023山东卷)一定条件下,化合物E和TFAA合成H的反应路径如下:
已知反应初始E的浓度为0.10mol L-1,TFAA的浓度为0.08mol L-1,部分物种的浓度随时间的变化关系如图所示,忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是(双选)
A.t1时刻,体系中有E存在
B.t2时刻,体系中无F存在
C.E和TFAA反应生成F的活化能很小
D.反应达平衡后,TFAA的浓度为0.08mol L-1
试题以化合物H的合成为情境考查复杂的连续反应,考查学生对反应体系的分析,快慢反应,可逆反应于不可逆反应的特点。
A.t1时刻,H的浓度小于0.02 mol L-1,此时反应③生成F的浓度小于0.02 mol L-1,参加反应①的H的浓度小于0.1 mol L-1,则参加反应E的浓度小于0.1 mol L-1,所以体系中有E存在,A正确
A和C选项0时刻TFAA瞬间从0.08mol·L-1变为0,说明反应①反应速率很快,活化能很小,且为不可逆反应。TFAA与E反应后在反应③中又生成,循环到反应①使用,相当于催化剂t1时刻H的浓度为0.005,说明反应③又生成TFAA 0.005,t1时刻TFAA为0,则共参加反应的TFAA为0.085,消耗的E为0.085,剩余E为0.015,只有当H的浓度为0.02mol·L-1时E才为0;B选项t2时刻此时TFAA 有剩余反应①为不可逆反应则E完全转化,六元环碳骨架守恒c(F)+c(G)+c(H)=0.1mol·L-1由图像知t2时刻此时G为0.01mol·L-1H为0.08mol·L-1则F为0.01mol·L-1;D选项G到H是可逆反应,故TFAA小于0.08mol·L-1
多重连续反应
4.(2023山东卷)一定条件下,化合物E和TFAA合成H的反应路径如下:
已知反应初始E的浓度为0.10mol L-1,TFAA的浓度为0.08mol L-1,部分物种的浓度随时间的变化关系如图所示,忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是(双选)
A.t1时刻,体系中有E存在
B.t2时刻,体系中无F存在
C.E和TFAA反应生成F的活化能很小
D.反应达平衡后,TFAA的浓度为0.08mol L-1
试题情境:以有机化学合成原理为基础的工业生产活动,为其他化工产品的制造提供原料。
设问:根据观察实验获得的现象和数据概括化学变化发生的条件、特征与规律。
A.t1时刻,H的浓度小于0.02 mol L-1,此时反应③生成F的浓度小于0.02 mol L-1,参加反应①的H的浓度小于0.1 mol L-1,则参加反应E的浓度小于0.1 mol L-1,所以体系中有E存在,A正确
t2时刻,H为0.08mol L-1,TFAA为0.06mol L-1,G为0.01 mol L-1,则F为0.01 mol L-1,所以体系中有F存在,B不正确
C.t1之后的某时刻,H为0.02 mol L-1,此时TFAA的浓度仍为0,表明此时E和TFAA完全反应生成F,所以E和TFAA生成F的反应速率快,反应的活化能很小,C正确
D.在t2时刻,H为0.08mol L-1,TFAA为0.06mol L-1,G为0.01 mol L-1,F为0.01 mol L-1,只有F、G全部转化为H和TFAA时,TFAA的浓度才能为0.08mol L-1,而G H+TFAA为可逆反应,所以反应达平衡后,TFAA的浓度一定小于0.08mol L-1,D错
AC
1、速率的计算(公式法v=Δc/Δt=Δn/V Δt 或比例法、找变化的数据之比)、瞬时速率(切线交点);多重连续反应可使用守恒观。
2、速率的影响因素小结
条件 变化 微观因素变化 化学反应速率
变化
分子 总数 活化分 子数目 活化分子 百分数 单位体积 内活化分 子数目 有效 碰撞
浓度 增大 增加 增加 不变 增加 增加 加快
压强 增大 不变 不变 不变 增加 增加 加快
温度 升高 不变 增加 增加 增加 增加 加快
催化剂 使用 不变 增加 增加 增加 增加 加快
总结一:平均反应速率的影响因素及计算
5.(2024广东卷) 对反应S(g) T(g) (I为中间产物),相同条件下:①加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短;②提高反应温度,c平(S)/ c平(T)增大,c平(S)/ c平(I)减小。基于以上事实,可能的反应历程示意图(——为无催化剂,------为有催化剂)为
题型二:能量——反应历程
以S(g)和 T(g)的相互转化为情境,利用已有知识和图像信息寻找佐证假设的证据,合理解释证据和推理之间的关系
A
从题目证据可知,即该反应为放热反应,而c平(S)/ c平(I)减小,说明S生成中间产物I的反应平衡正向移动,属于吸热反应,由此可排除C、D选项,加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短,即反应的决速步骤的活化能下降,使得反应速率大幅加快,活化能大的步骤为决速步骤,符合条件的反应历程示意图为A,故A正确
6.(2023浙江1月卷)标准状态下,气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2和Cl2的相对能量为0],下列说法不正确的是( )
A.
B.可计算Cl-Cl键能为
C. 相同条件下,O3的平衡转化率:
历程Ⅱ>历程Ⅰ
D. 历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为:
A:催化剂改变反应历程,但不影响焓变
B:化学反应的本质是旧键断裂和新键的形成,结合Cl2的相对能量为0,氯原子的相对能量大小的2倍为Cl2键能
C:催化剂改变反应历程,对平衡的移动无影响,因此平衡转化率保持不变
D.可判断所有的基元反应中,活化能越小,反应速率越快!
基元反应
加催化剂的非基元反应
先消后生——催化剂
×



7.(2024北京)苯在浓HNO3和浓H2SO4作用下,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是
A.生成产物Ⅱ的反应的活化能更低,反应速率更快,且产物Ⅱ的能量更低即产物Ⅱ更稳定,以上2个角度均有利于产物Ⅱ,故A正确
C
C.M的六元环中与硝基相连的C为SP3杂化,苯中大π键发生改变,故C错误
在进行图表分析的时候,要从陌生情境和图像中找到熟悉的影子
8.(2024安徽)某温度下,在密闭容器中充入一定量的X(g)
,发生下列反应:
,测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是
以连续反应为情境,结合C-t和反应历程图像信息,利用已知模型和证据,合理推理
由图可知,反应初期随着时间的推移X的浓度逐渐减小、Y和Z的浓度逐渐增大,后来随着时间的推移X和Y的浓度逐渐减小、Z的浓度继续逐渐增大,说明 的反应速率大于
两个观察点: H都小于0,即图像X显示的能量高于Y,第一反应活化能<第二反应
B
9.(2022山东)在NO催化下,丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是
D
A.含N分子参与的反应一定有电子转移
B.由NO生成HONO的反应历程有2种
C.增大NO的量,C3H8的平衡转化率不变
D.当主要发生包含②的历程时,最终生成的水减少
该试题通过提供的反应图像信息,判定选项内容正误。评价学生对图像信息的分析与理解,以及相关知识的辨析能力。
总结二:能量——反应历程
该类型相关的高考试题立足于“宏观辨识与微观探析和证据推理与模型认知”的核心素养,主要围绕下列两点:
(1)多步反应的活化能:一个化学反应由几个基元反应完成,每一个基元反应都经历一个过渡态,及达到该过渡态所需要的活化能(如图E1、E2),而该复合反应的活化能只是由实验测算的表观值,没有实际物理意义。
(2)活化能和速率的关系:基元反应的活化能越大,反应物到达过渡态就越不容易,该基元反应的速率就越慢。一个化学反应的速率就取决于速率最慢的基元反应。
对于反应2N2O5(g)―→4NO2(g)+O2(g),R.A.Ogg提出如下反应历程:
第一步 N2O5 NO2+NO3 快速平衡
第二步 NO2+NO3―→NO+NO2+O2 慢反应
第三步 NO+NO3―→2NO2 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是_____(填标号)。
A.v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)
B.反应的中间产物只有NO3
C.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效
D.第三步反应活化能较高
经典:2018全国卷I
第一步反应快速平衡,说明正、逆反应速率很大,极短时间内即可达到平衡,A项正确;
第二步反应慢,说明有效碰撞次数少,C项正确;
由题给三步反应可知,反应的中间产物有NO3和NO,B项错误;
反应快,说明反应的活化能较低,D项错误。
AC
题型三:平衡移动(无图像题)
试题通过Ca2+和HCO3-的反应作为情境,考查平衡状态的判断,以及平衡移动相关知识的辨析能力。
逆向相等,变量不变
A.
B.反应①
C.CaCO3为固体,其浓度为常数
D.之比不等于化学计量数之比
AB
11. (2023北京)下列事实能用平衡移动原理解释的是
A. H2O2溶液中加入少量MnO2固体,促进H2O2分解
B. 密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体,受热后颜色加深
C. 铁钢放入浓HNO3中,待不再变化后,加热能产生大量红棕色气体
D. 锌片与稀H2SO4反应过程中,加入少量CuSO4固体,促进H2的产生
试题通过课本出现过的熟悉反应作为情境,考查变化观念和平衡思想,落实平衡移动相关的辨析能力。
熟悉教材
B
12.(2021海南)制备水煤气的反应
下列说法正确的是
试题以制备水煤气的反应作为情境,从化学反应限度和快慢的角度解释生产、生活中简单的化学现象角度进行设问。
A.该反应的正反应是气体体积增大的反应,所以△S>0,A错误
C.恒温下,增大总压,化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动,使H2O(g)的平衡转化率减小
B
13.(2022天津)向恒温恒容密闭容器中通入2mol SO2和1mol O2,
反应 达到平衡后,再通入一定量O2,达到新平衡
时,下列有关判断错误的是
试题以常规情境下化学反应——制备SO3的反应作为情境,从理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学反应速率平衡的影响角度进行设问。
B
2.化学平衡移动判断“三关注”。分析特殊情况:在没有图像的情况下,需要特别注意一些特殊情况,关注反应条件,是恒温恒容、恒温恒压,还是绝热恒容容器;
关注反应特点,是等体积反应,还是非等体积反应;
关注特殊情况,是否有固体参加或生成,或固体的分解反应。
1.判断平衡状态的方法“逆向相等,变量不变”。理解化学平衡的基本概念:首先要清楚化学平衡的定义和特征,包括正逆反应速率相等、某些物理量不随时间变化等。
总结三:平衡移动(无图像题)
3.逻辑推理和检验验证。在解决平衡间的联系时,可以构建一个虚拟的第三平衡,通过比较不同条件下的平衡状态来推断平衡移动的方向;在推断平衡或速率改变时,需要逻辑推理和检验验证,确保答案的合理性。
题型四:平衡移动和转化率(图像题)
14.(2024抚顺模拟)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,一定条件下使反应SO2(g)+NO2(g)
SO3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如下所示。由图可得出的正确结论是
A.反应在c点达到平衡状态
B.反应物浓度:a点小于b点
C.反应物的总能量低于生成物的总能量
D.Δt1=Δt2时,SO2的转化率:a~b段小于b~c段
v正=v逆,平衡时v需保持不变
a到b时v正增加,反应物浓度随时间不断减小
绝热恒容,升温v正、v逆都增加,故a到c温度上升v正增加,后面随着温度越高v正反而减少,说明是放热反应,温度上升反应逆向移动
v正:a~b段>b~c段,消耗的二氧化硫:a~b段>b~c段
D
试题以新的情境载体考查勒夏特列原理的理解,通过判断、图象等形式对化学平衡移动综合考查
T
C%
O
M
15.(2024年吉黑辽卷)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品,150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示,15h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是( )
A
试题以有机物的转化反应为分析研究的对象,增加了情境的陌生性。由单一反应到多重反应(连续反应、竞争反应)的命题变化。
怎么反应的?
反应快慢如何?
达到平衡状态有什么特点?
怎么比较?
怎么计算?
影响吗?
A. 3h时,反应②正、逆反应速率相等
B. 该温度下的平衡常数:①>②
C. 0~3h平均速率(异山梨醇)=0.014mol Kg-1 h-1
D. 反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
16.(2024江苏)二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为:
试题情境:制甲醇(多重平衡)
核心素养:“变化观念和平衡思想”
必备知识和能力:平衡移动原理,连续反应多重平衡体系达到整体综合平衡的分析能力
A. L4处与L5处的温度不同,故K不相等
B .L1-L3温度在升高,该装置绝热,①吸热,所以反应②为放热反应,ΔH2<0
C、从L5到L6,甲醇增加,说明反应②在向右进行,反应②消耗 CO,而 CO 没变,说明反应①也在向右进行,反应①为气体分子数不变的反应,向右进行时,n(H2O) 增大,反应②为气体分子数减小的反应,故 n总减小而n(HO)增加,即H2O的体积分数会增大
D.L1处CO 的体积分数大于 CH3OH,
C
D
a/b代表CH3COOH
连续、多重平衡体系
本题以逆水气变换反应可实现自然资源高效利用为情景,考查化学反应速率、速率方程、速率常数和化学平衡移动等必备知识,考查复杂动态体系的辨析能力、现象与结果的推理论证能力和基于图表数据进行分析判断的能力,体现平衡思想和推理论证等学科素养
平衡时 T2温度下的反应物比T1温度下的反应物剩余多,说明T1温度下,反应正向进行程度大,又因为反应吸热,所以T1>T2,k1>k2
CD
本题以逆水气变换反应可实现自然资源高效利用为情景,考查化学反应速率、速率方程、速率常数和化学平衡移动等必备知识,考查复杂动态体系的辨析能力、现象与结果的推理论证能力和基于图表数据进行分析判断的能力,体现平衡思想和推理论证等学科素养
CD
2.对不同类型的图像不要混淆,
如C-T图、V—t图等,关注变量特点。
1.判断“定一议二”。
总结四:平衡移动(图像题)
3.试题中涉及多重反应较多,多条曲线,多个研究对象,
反应不同步。
4.分清正反应、逆反应及二者反应速率的相对大小,分清“突变”和“渐变”;正确判断化学平衡的移动方向;熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律如V正、V逆都突然减小,且V正>V逆,说明平衡正向移动,该反应的正反应可能是放热反应或气体体积增大的反应。
模型建构
PART 04
04
考查
角度
相关
理论
影响
因素
自发反应
ΔH-TΔS<0
ΔH、ΔS、T
反应速率
微观
本质
碰撞理论
过渡态理论
活化能
宏观
表现
反应条件对反应速率的影响
c、T、P、
催化剂等
化学平衡
化学平衡移动原理
c、T、P
三段式思维模型
模型建构
模型建构
苏教版P47
解反应历程模型
(1)确定模型表示的物质
(2)判定模型表示的变化
(3)观察模型变化的结果
(4)判定模型表示的化学反应类型
(5)判定模型表示的物质类别
(6)判定模型表示的粒子构成
(7)判断化学反应顺序
(8)寻找符合模型的化学反应
模型建构
通览全图
细看变化
综合分析
横坐标的不同阶段表示一个完整反应的不同阶段,纵坐标表示能量的变化,不同阶段最高点与最低点之差为活化能。
曲线(或直线)的变化趋势。
回扣题目要求,作出判断。催化剂只改变反应的活化能,但不改变反应的反应热,也不会改变反应的转化率。
苏教版P47
解反应历程模型

线


审题出发点
定量计算
平衡常数K
反应速率v
转化率α
明确研究对象
分析曲线关联
定性计算
自变量随因变量的变化趋势
温度对化学平衡的影响
判断ΔH的正负
判断气体分子数变化
判断气体分子数变化
模型建构
根据勒夏特列
原理分析
解图像模型
模型建构
解题步骤
读情境,提模型
找角度,抓核心
寻信息,找本质
用规律,得答案
读懂图像,明确变量的化学意义
厘清问题本质第17讲 速率、平衡、转化率选择题
一、考向分析
1.五年考情(2020-2024)
考向 五年考情(2020-2024)
考点一 化学反应速率 2024·甘肃卷;2024·江苏卷;2024·安徽卷;2023·山东卷;2021·湖南卷
考点二 化学平衡及其移动 2024·浙江6月卷;2023·北京卷;2022·天津卷;2022·重庆卷;2022·江苏卷;2022·浙江卷;2022·北京卷;2022·辽宁卷;2021·浙江卷;2020·江苏卷
考点三 化学反应速率、平衡图像分析 2024·山东卷;2024·河北卷;2024·黑吉辽卷;2024·江苏卷;2024·湖南卷;2023·广东卷;2023·江苏卷;2023·湖南卷;2023·辽宁卷;2023·河北卷;2023·重庆卷;2022·湖南卷;2022·广东卷;2022·广东卷;2022·北京卷;2022·江苏卷;2024·广东卷
2.2024年部分试题考点统计
卷别 呈现形式 情境设置 考查内容
北京 图文结合 苯的硝化反应 根据图像判断移动对产物的影响、催化剂;比较反应速率
山东 图文结合(多选题) 逆水气变换反应实现自然资源高效利用 不同温度、投料比下平衡移动、速率方程
海南 图文结合 合成甲醇的c——t图像 反应历程、催化剂、组分浓度计算、平衡移动
浙江6月 图文结合 二氧化碳氧化乙烷制备乙烯 活化能、平均反应速率、外因对化学平衡的影响
河北 图文结合 电池放电时CO2的捕获和转化过程 反应历程、决速步、反应方程式
广东 图文结合 催化过程中的能量变化曲线 从动力学和热力学两个视角判断反应历程
湖南卷 图文结合 制备乙酸 焓变、平衡常数、条件改变对平衡的影响
3.2023年部分试题考点统计
卷别 呈现形式 情境设置 考查内容
北京 文字叙述 课本上的化学反应 外界因素对平衡的影响
山东 图文结合(多选) 化合物E和TFAA合成的反应路径 组分成分判断、活化能、组分浓度计算
海南 图文结合 合成苯乙烯的v—t图像 平衡状态的判断、催化剂对速率的影响
浙江6月 图文结合 苯基丙炔可与HC1发生催化加成 焓变、活化能、外因对化学平衡的影响
河北 文字叙述+表格 电池放电时CO2的捕获和转化过程 速率计算、产率、外因对化学平衡的影响
广东 图文结合 催化过程中的能量变化曲线 基元反应、焓变、外因对化学平衡的影响、活化能对反应速率的影响
湖南卷 图文结合 甲烷制水煤气 控制变量分析温度外因对化学平衡及反应速率的影响、平衡常数
4.考情分析和预测
选择性必修1《化学反应原理》是高考考查的重点内容之一,是必考的内容,往往在选择题和大题中均有考查。而《化学反应速率与化学平衡》在选择题中有的省份是分散进行考查的,如2024年北京卷,而更多的省份则是以专门一道题的形式进行考查。目前在选择题中以多重反应(连续反应、竞争反应)是命题的热点方向。着重考查化学化学速率和平衡移动在社会生产、生活、科学等领域的应用,试题的情境上、取材上都有所创新,且与元素化合物知识结合也日趋紧密。形式上虽然有各种变化,但其考查的基本原理和方法一般均来自以教材中,或给出新的信息。对于这部分内容主要是加强考生理解性,理解并熟悉各种考点。预计2025年仍保持往年考查方式,化学平衡状态的特征及化学平衡的移动及其影响因素仍是高考命题的热点。
二、知识重构
1.主干梳理
2.必备知识
(一)催化剂
(1)催化剂对反应的控制
①对于可逆反应,催化剂同等程度的改变正逆反应的速率,缩短反应达到化学平衡的时间,提高反应效率。
有催化剂参加的反应的正逆活化能均小于无催化剂反应对应正逆反应的活化能。
(2)催化剂对反应的影响:
五改变: ①反应历程;②活化能;③反应速率;④达到平衡的时间;⑤反应效率(单位时间的转化率)。
五不变: ①平衡状态;②反应限度;③平衡常数;④焓变( H);⑤平衡转化率。
注意:催化剂不能改变平衡产率(或转化率),但能改变未达平衡时的产率(即效率)。
(二)影响速率中的几类特殊情况
(1)温度
①催化反应,升高温度,催化剂可能失活,反应速率减慢
②有机反应,升高温度,有可能发生副反应,主反应速率减慢
(2)压强
①改变非气体反应的压强,反应速率不变
②改变反应前后气体体积不变的压强,v正和v逆变化幅度相同
(3)浓度
①固体和纯液体的浓度为定值,改变固体或纯液体的用量,反应速率不变
②加入固体物质,有可能改变接触面积,反应速率可能加快
(4)无关气体
①恒容容器通无关气体,压强增大,浓度不变,速率不变
②恒压容器通无关气体,体积变大,浓度减小,速率减慢
(三)化学平衡、速率中的相关计算
(四)影响转化率的因素
影响平衡转化率的因素:以mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g)为例
浓度 ①增大其中一种反应物浓度,可 提高 另一种反应物的转化率,其本身转化率 降低 ; ②减小生成物浓度,可以提高反应物的转化率; ③若按化学计量数之比投料,各反应物转化率 相等 ;若按1:1投料,则各反应物转化率之比等于 系数比 ;在工业生产中,通过适当增大廉价原料的浓度来提高高价原料的转化率。
温度 ①若正反应放热,降温能提高反应物的平衡转化率; ②若正反应吸热,升温能提高反应物的平衡转化率; 在工业生产中,需要考虑综合经济效益,一般无论放热还是吸热反应,都可以通过适当升高温度来提高反应速率,从而提高一定时间内反应物的转化率。
压强 ①若m+n>p+q,增大压强能提高各反应物平衡转化率; ②若m+n催化剂 ①催化剂对平衡转化率无影响; ②在工业生产中,可以通过选择适当催化剂,提高一定时间内反应物的转化率或者通过提高反应的选择性来提高产物的产率。
三、重温经典
题型一:平均反应速率的影响因素及计算
1.(2024甘肃卷)下列措施能降低化学反应速率的是
A.催化氧化氨制备硝酸时加入铂 B.中和滴定时,边滴边摇锥形瓶
C.锌粉和盐酸反应时加水稀释 D.石墨合成金刚石时增大压强
【答案】C
【解析】A.催化剂可以改变化学反应速率,一般来说,催化剂可以用来加快化学反应速率,故催化氧化氨制备硝酸时加入铂可以加快化学反应速率,A项不符合题意;
B.中和滴定时,边滴边摇锥形瓶,可以让反应物快速接触,可以加快化学反应速率,B项不符合题意;
C.锌粉和盐酸反应时加水稀释会降低盐酸的浓度,会降低化学反应速率;
D.石墨合成金刚石,该反应中没有气体参与,增大压强不会改变化学反应速率。
2.(2024安徽卷)室温下,为探究纳米铁去除水样中SeO的影响因素,测得不同条件下SeO浓度随时间变化关系如图。
实验序号 水样体积/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH
① 50 8 6
② 50 2 6
③ 50 2 8
下列说法正确的是
A.实验①中,0~2小时内平均反应速率v(SeO)=2.0 mol·L-1·h-1
B.实验③中,反应的离子方程式为:
2Fe+SeO+8H+===2Fe3++Se+4H2O
C.其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率
D.其他条件相同时,水样初始pH越小,SeO的去除效果越好
【答案】C
【解析】A. 实验①中,0~2小时内平均反应速率,A不正确;
B. 实验③中水样初始=8,溶液显弱碱性,发生反应的离子方程式中不能用配电荷守恒,B不正确;
C. 综合分析实验①和②可知,在相同时间内,实验①中浓度的变化量大,因此,其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率,C正确;
D. 综合分析实验③和②可知,在相同时间内,实验②中浓度的变化量大,因此,其他条件相同时,适当减小初始,的去除效果越好,但是当初始太小时,浓度太大,纳米铁与反应速率加快,会导致与反应的纳米铁减少,因此,当初始越小时的去除效果不一定越好,D不正确;
3.(2023辽宁卷)一定条件下,酸性KMnO4溶液与H2C2O4发生反应,Mn(Ⅱ)起催化作用,过程中不同价态含Mn粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是
A.Mn(Ⅲ)不能氧化H2C2O4
B.随着反应物浓度的减小,反应速率逐渐减小
C.该条件下,Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存
D.总反应为:2MnO+5C2O+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
【答案】C
【解析】开始一段时间(大约13 min前)随着时间的推移Mn(Ⅶ)浓度减小直至为0,Mn(Ⅲ)浓度增大直至达到最大值,结合图像,此时间段主要生成Mn(Ⅲ),同时先生成少量Mn(Ⅳ)后Mn(Ⅳ)被消耗;后来(大约13 min后)随着时间的推移Mn(Ⅲ)浓度减少,Mn(Ⅱ)的浓度增大;据此作答。
由图像可知,随着时间的推移Mn(Ⅲ)的浓度先增大后减小,说明开始反应生成Mn(Ⅲ),后Mn(Ⅲ)被消耗生成Mn(Ⅱ),Mn(Ⅲ)能氧化H2C2O4,A项错误;随着反应物浓度的减小,到大约13 min时开始生成Mn(Ⅱ),Mn(Ⅱ)对反应起催化作用,13 min后反应速率会增大,B项错误;由图像可知,Mn(Ⅶ)的浓度为0后才开始生成Mn(Ⅱ),该条件下Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存,C项正确;H2C2O4为弱酸,在离子方程式中应以化学式保留,总反应为2MnO+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O,D项错误;答案选C。
4.(2023山东卷)一定条件下,化合物E和TFAA合成H的反应路径如下:

已知反应初始E的浓度为0.10mol L-1,TFAA的浓度为0.08mol L-1,部分物种的浓度随时间的变化关系如图所示,忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是(双选)

A.t1时刻,体系中有E存在
B.t2时刻,体系中无F存在
C.E和TFAA反应生成F的活化能很小
D.反应达平衡后,TFAA的浓度为0.08mol L-1
【答案】AC
【分析】一定条件下,化合物E和TFAA合成H的反应路径中,共发生三个反应:
①E+TFAAF ②FG ③GH+TFAA
t1之后的某时刻,H为0.02 mol L-1,此时TFAA的浓度仍为0,则表明0.10mol L-1E、起始时的0.08mol L-1TFAA、G分解生成的0.02 mol L-1 TFAA全部参加反应,生成0.10mol L-1F;在t2时刻,H为0.08mol L-1,TFAA为0.06mol L-1,G为0.01 mol L-1,则F为0.01 mol L-1。
【解析】A.t1时刻,H的浓度小于0.02 mol L-1,此时反应③生成F的浓度小于0.02 mol L-1,参加反应①的H的浓度小于0.1 mol L-1,则参加反应E的浓度小于0.1 mol L-1,所以体系中有E存在,A正确;
B.由分析可知,t2时刻,H为0.08mol L-1,TFAA为0.06mol L-1,G为0.01 mol L-1,则F为0.01 mol L-1,所以体系中有F存在,B不正确;
C.t1之后的某时刻,H为0.02 mol L-1,此时TFAA的浓度仍为0,表明此时E和TFAA完全反应生成F,所以E和TFAA生成F的反应速率快,反应的活化能很小,C正确;
D.在t2时刻,H为0.08mol L-1,TFAA为0.06mol L-1,G为0.01 mol L-1,F为0.01 mol L-1,只有F、G全部转化为H和TFAA时,TFAA的浓度才能为0.08mol L-1,而GH+TFAA为可逆反应,所以反应达平衡后,TFAA的浓度一定小于0.08mol L-1,D不正确;
题型二:反应历程中的速率和平衡
5.(2024广东卷) 对反应S(g)T(g) (I为中间产物),相同条件下:①加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短;②提高反应温度,c平(S)/ c平(T)增大,c平(S)/ c平(I)减小。基于以上事实,可能的反应历程示意图(——为无催化剂,------为有催化剂)为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】提高反应温度,c平(S)/ c平(T)增大,说明反应S(g)T(g)的平衡逆向移动,即该反应为放热反应,c平(S)/ c平(I)减小,说明S生成中间产物I的反应平衡正向移动,属于吸热反应,由此可排除C、D选项,加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短,即反应的决速步骤的活化能下降,使得反应速率大幅加快,活化能大的步骤为决速步骤,符合条件的反应历程示意图为A,故A正确。
6.(2023浙江1月)标准状态下,气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下(已知O2和Cl2的相对能量为0),下列说法不正确的
A.E6-E3=E5-E2
B.可计算Cl-Cl键能2(E2-E3)kJ mol 1
C.相同条件下,O3的平衡转化率:历程Ⅱ>历程Ⅰ
D.历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为:
ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g) △H=(E5-E4)kJ mol 1
【答案】C
【解析】A.催化剂能降低活化能,但是不能改变反应的焓变,因此,A正确;B.已知Cl2(g)的相对能量为0,对比两个历程可知,Cl(g)的相对能量为(E2 E3)kJ mol 1,则Cl Cl键能为2(E2 E3)kJ mol 1,B正确;C.催化剂不能改变反应的平衡转化率,因此相同条件下,O3的平衡转化率:历程Ⅱ=历程Ⅰ,C错误;D.活化能越低,反应速率越快,由图像可知,历程Ⅱ中第二步反应的活化能最低,所以D正确。
7.(2024北京)苯在浓HNO3和浓H2SO4作用下,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是
A.从中间体到产物,无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ
B.X为苯的加成产物,Y为苯的取代产物
C.由苯得到M时,苯中的大键没有变化
D.对于生成Y的反应,浓H2SO4作催化剂
【答案】C
【解析】A.生成产物Ⅱ的反应的活化能更低,反应速率更快,且产物Ⅱ的能量更低即产物Ⅱ更稳定,以上2个角度均有利于产物Ⅱ,故A正确;
B.根据前后结构对照,X为苯的加成产物,Y为苯的取代产物,故B正确;
C.M的六元环中与相连的C为杂化,苯中大键发生改变,故C错误;
D.苯的硝化反应中浓作催化剂,故D正确;
8.(2024安徽)某温度下,在密闭容器中充入一定量的X(g),发生下列反应:,,测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是
A.B.C. D.
【答案】B
【分析】由图可知,反应初期随着时间的推移X的浓度逐渐减小、Y和Z的浓度逐渐增大,后来随着时间的推移X和Y的浓度逐渐减小、Z的浓度继续逐渐增大,说明X(g)Y(g)的反应速率大于Y(g)Z(g)的反应速率,则反应X(g)Y(g)的活化能小于反应Y(g)Z(g)的活化能。
【解析】A.X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的 H都小于0,而图像显示Y的能量高于X,即图像显示X(g)Y(g)为吸热反应,A项不符合题意;
B.图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的 H都小于0,且X(g)Y(g)的活化能小于Y(g)Z(g)的活化能,B项符合题意;
C.图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的 H都小于0,但图像上X(g)Y(g)的活化能大于Y(g)Z(g)的活化能,C项不符合题意;
D.图像显示X(g)Y(g)和Y(g)Z(g)的 H都大于0,且X(g)Y(g)的活化能大于Y(g)Z(g)的活化能,D项不符合题意;
题型三:平衡移动(无图像题)
10.(2024上海)已知:
①②③
以下能判断总反应达到平衡状态的是( )
A.钙离子浓度保持不变 B.保持不变
C. D.
【答案】AB
【解析】A.钙离子浓度保持不变,说明此时,反应达到平衡,A符合题意;
B.反应①中,即,K只与温度有关,保持不变,即保持不变,说明此时,反应达到平衡,B符合题意;
C.CaCO3为固体,其浓度为常数,一般不用固体来表示化学反应速率,C不符合题意;
D.不同物质表示正逆反应速率,且之比不等于化学计量数之比,说明正反应速率不等于逆反应速率,反应未达到平衡状态,D不符合题意;
11. (2023北京)下列事实能用平衡移动原理解释的是
A. H2O2溶液中加入少量MnO2固体,促进H2O2分解
B. 密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体,受热后颜色加深
C. 铁钢放入浓HNO3中,待不再变化后,加热能产生大量红棕色气体
D. 锌片与稀H2SO4反应过程中,加入少量CuSO4固体,促进H2的产生
【答案】B
【解析】A.MnO2会催化 H2O2分解,与平衡移动无关,A项错误;
B.NO2转化为N2O4 的反应是放热反应,升温平衡逆向移动, NO2浓度增大,混合气体颜色加深,B项正确;
C.铁在浓硝酸中钝化,加热会使表面的氧化膜溶解,铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体,与平衡移动无关,C项错误;
D.加入硫酸铜以后,锌置换出铜,构成原电池,从而使反应速率加快,与平衡移动无关,D项错误;
12.(2021海南)制备水煤气的反应 ,下列说法正确的是
A.该反应
B.升高温度,反应速率增大
C.恒温下,增大总压,H2O(g)的平衡转化率不变
D.恒温恒压下,加入催化剂,平衡常数增大
【答案】B
【解析】A.该反应的正反应是气体体积增大的反应,所以△S>0,A错误;
B.升高温度,物质的内能增加,分子运动速率加快,有效碰撞次数增加,因此化学反应速率增大,B正确;
C.恒温下,增大总压,化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动,使H2O(g)的平衡转化率减小,C错误;
D.恒温恒压下,加入催化剂,化学平衡不移动,因此化学平衡常数不变,D错误;
13.(2022天津)向恒温恒容密闭容器中通入2mol SO2和1mol O2,反应达到平衡后,再通入一定量O2,达到新平衡时,下列有关判断错误的是
A.SO3的平衡浓度增大 B.反应平衡常数增大
C.正向反应速率增大 D.SO2的转化总量增大
【答案】B
【解析】A.平衡后,再通入一定量,平衡正向移动,的平衡浓度增大,A正确;
B.平衡常数是与温度有关的常数,温度不变,平衡常数不变,B错误;
C.通入一定量,反应物浓度增大,正向反应速率增大,C正确;
D.通入一定量,促进二氧化硫的转化,的转化总量增大,D正确;
题型四:平衡移动和转化率(图像题)
14.(2024抚顺模拟)一定条件下,向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,使反应SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g)达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如图。下列说法正确的是
A.反应在c点达到平衡状态
B.反应物浓度:a点小于b点
C.反应物的总能量低于于生成物的总能量
D.△t1=△t2时,SO2的转化率:a~b段小于b~c段
【答案】D
【解析】A.化学平衡状态的实质是正反应速率等于逆反应速率,c点对应的正反应速率还在改变,未达平衡,A错误;
B. a到b时正反应速率增加,反应物浓度随时间不断减小;
C.从a到c正反应速率增大,之后正反应速率减小,说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响,说明该反应为放热反应,即反应物的总能量高于生成物的总能量;
D.随着反应的进行,正反应速率增大,△t1=△t2时,SO2的转化率:a~b段小于b~c段;
15.(2024黑吉辽卷)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品,时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示,后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是
A.时,反应②正、逆反应速率相等
B.该温度下的平衡常数:①>②
C.平均速率(异山梨醇)
D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
【答案】A
【解析】A.由图可知,3小时后异山梨醇浓度继续增大,后异山梨醇浓度才不再变化,所以时,反应②未达到平衡状态,即正、逆反应速率不相等,故A错误;
B.图像显示该温度下,后所有物质浓度都不再变化,且此时山梨醇转化完全,即反应充分,而1,4-失水山梨醇仍有剩余,即反应②正向进行程度小于反应①、反应限度小于反应①,所以该温度下的平衡常数:①>②,故B正确;
C.由图可知,在内异山梨醇的浓度变化量为0.042mol/kg,所以平均速率(异山梨醇)=,故C正确;
D.催化剂只能改变化学反应速率,不能改变物质平衡转化率,所以反应②加入催化剂不改变其平衡转化率,故D正确;
故答案为:A。
16.(2024江苏)二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为:


、下,将一定比例、混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和的体积分数如图所示。下列说法正确的是
A.L4处与L5处反应①的平衡常数K相等
B.反应②的焓变
C.L6处的的体积分数大于L5处
D.混合气从起始到通过L1处,CO的生成速率小于的生成速率
【答案】C
【解析】A.L4处与L5处的温度不同,故反应①的平衡常数K不相等,A错误;
B.由图像可知,L1-L3温度在升高,该装置为绝热装置,反应①为吸热反应,所以反应②为放热反应,ΔH2<0,B错误;
C.从L5到L6,甲醇的体积分数逐渐增加,说明反应②在向右进行,反应②消耗 CO,而 CO 体积分数没有明显变化,说明反应①也在向右进行,反应①为气体分子数不变的反应,其向右进行时,n(H2O) 增大,反应②为气体分子数减小的反应,且没有H2O的消耗与生成,故 n总减小而n(H O)增加,即H2O的体积分数会增大,故L6处的 H2O的体积分数大于L5处,C正确;
D.L1处CO 的体积分数大于 CH3OH,说明生成的 CO 的物质的量大于CH3OH,两者反应时间相同,说明CO的生成速率大于 CH3OH的生成速率,D错误;
故选C。
17.(2024·湖南·高考真题)恒压下,向某密闭容器中充入一定量的和,发生如下反应:
主反应:
副反应:
在不同温度下,反应达到平衡时,测得两种含碳产物的分布分数随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A.投料比x代表
B.曲线c代表乙酸的分布分数
C.,
D.L、M、N三点的平衡常数:
【答案】D
【分析】题干明确指出,图中曲线表示的是测得两种含碳产物的分布分数即分别为、,若投料比x代表,x越大,可看作是CH3OH的量增多,则对于主、副反应可知生成的CH3COOCH3越多,CH3COOCH3分布分数越高,则曲线a或曲线b表示CH3COOCH3分布分数,曲线c或曲线d表示CH3COOH分布分数,据此分析可知AB均正确,可知如此假设错误,则可知投料比x代表,曲线a或曲线b表示,曲线c或曲线d表示,据此作答。
【解析】A.根据分析可知,投料比x代表,故A错误;
B.根据分析可知,曲线c表示CH3COOCH3分布分数,故B错误;
C.根据分析可知,曲线a或曲线b表示,当同一投料比时,观察图像可知T2时大于T1时,而可知,温度越高则越大,说明温度升高主反应的平衡正向移动,;曲线c或曲线d表示,当同一投料比时,观察可知T1时大于T2时,而可知,温度越高则越小,说明温度升高副反应的平衡逆向移动,,故C错误;
D.L、M、N三点对应副反应,且,升高温度平衡逆向移动,,故D正确;
18.(2024山东)逆水气变换反应:。一定压力下,按,物质的量之比投料,,温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为,,温度时反应速率常数k分别为。下列说法错误的是
A.
B.温度下达平衡时反应速率的比值:
C.温度不变,仅改变体系初始压力,反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变
D.温度下,改变初始投料比例,可使平衡时各组分摩尔分数与温度时相同
【答案】CD
【分析】由图可知,T1比T2反应速率速率快,则T1>T2;T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温度下平衡时;由于起始CO2与H2的物质的量之比为1∶1,则达到平衡时CO2和H2的摩尔分数相等。
【解析】A.根据分析,T1比T2反应速率速率快,反应速率常数与温度有关,结合反应速率方程知k1>k2,A项正确;
B.反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2),则,T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温度下平衡时,则,B项正确;
C.温度不变,仅改变体系初始压力,虽然平衡不移动,但反应物的浓度改变,反应速率改变,反应达到平衡的时间改变,反应物摩尔分数随时间的变化曲线变化,C项错误;
D.T2温度下,改变初始投料比,相当于改变某一反应物的浓度,达到平衡时H2和CO2的摩尔分数不可能相等,故不能使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同,D项错误;
四、模型建构
(一)三段式思维模型
(二)解反应历程模型
(三)解答速率平衡图像模型
解题步骤模型

展开更多......

收起↑

资源列表