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(选择题,每小题5分)
1.(2025·贵州铜仁二模)利用反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)　ΔH,可降低汽车尾气中氮氧化物的排放。在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,相同时间内测得NO的转化率随温度的变化如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
[A]图中M点处v正[B]升高温度,该反应的平衡常数增大
[C]图中N点处N2的体积分数为10%
[D]混合气体的平均摩尔质量不变时,反应达到平衡状态
2.(2025·黑龙江哈尔滨二模)在不同温度下,分别向容积为10 L的恒容密闭容器中按1∶1充入一定量的NO和O3发生反应:NO(g)+O3(g)NO2(g)+O2(g),其中NO的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法错误的是(　　)
[A]T2时,0~t1 s内,Δc(NO)=+0.04a mol·L-1
[B]容器内气体颜色不再改变时可以说明反应达到平衡状态
[C]若T1时,NO和O3的起始投入量均为 a mol,则达到平衡时NO的残留量为0.4a mol
[D]该反应的ΔH<0
3.(2025·山东临沂二模)向容积均为1 L的两恒容容器中分别充入1 mol CH4和2 mol H2S发生反应:CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g),其中一个为绝热过程,另一个为恒温过程,两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是(　　)
[A]L1为恒容恒温过程
[B]气体的总物质的量:na=nc
[C]逆反应速率:v(b)>v(c)
[D]c点平衡常数:K<16
4.(2025·吉林二模)已知在恒容密闭容器中发生反应A(g)B(g)+CH3OH(g)(已配平),在210 ℃和220 ℃时A的转化率随反应时间的变化关系如图所示,设A的起始浓度为
d mol/L。下列说法错误的是(　　)
[A]220 ℃时反应的平衡常数K=
[B]从反应体系中移出部分甲醇可以提高A的转化率
[C]210 ℃时,0~200 min内A的平均反应速率为 mol/(L·min)
[D]a、b两点用物质B表示的瞬时反应速率:b5.(2025·云南腾冲二模)工业上常用合成气制备二甲醚,在催化剂作用下发生以下3个反应:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH1<0
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)　ΔH2<0
③CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)　 ΔH3<0
CO的转化率、CH3OH和CO2的产率和随温度变化关系如图甲所示。总压分别为100 kPa、10 kPa时,平衡体系中CO和CH3OCH3的物质的量分数随温度变化关系如图乙所示。下列说法错误的是(　　)
[A]图甲中CO的转化率随温度升高而上升的原因是催化剂活性增大
[B]增加压强有利于提高CH3OCH3的产率
[C]100 kPa时,CO和CH3OCH3的物质的量分数随温度变化的曲线分别是N、Y
[D]100 kPa下,将3 mol H2、2 mol CO充入T ℃恒容密闭容器中,若只发生反应①和反应②,平衡时,测得n(CH3OH)=0.25 mol、n(H2O)=0.5 mol,则反应①的平衡常数Kp= kPa-2(分压=总压×物质的量分数)
6.利用下列两个反应可实现资源综合利用。
已知:Ⅰ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.2 kJ·mol-1
Ⅱ.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)　ΔH2=-165.0 kJ·mol-1
在一定的温度和压强下,将按一定比例混合的CO2和H2混合气体通过装有催化剂的反应器,反应相同时间,CO2转化率和CH4选择性随温度变化关系如图所示。
CH4选择性=×100%。下列说法正确的是(　　)
[A]反应Ⅰ:2E(CO)+E(H—H)[B]240 ℃时,其他条件不变,增大压强将减小CO2的转化率
[C]在260~300 ℃间,其他条件不变,升高温度CH4的产率增大
[D]320 ℃时CO2的转化率最大,说明反应Ⅰ和反应Ⅱ一定都达到了平衡状态
7.(2025·辽宁协作体二模)乙烷催化裂解制备乙烯和氢气的反应为C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)　ΔH,工业上在裂解过程中可以实现边反应边分离出生成的氢气。在不同温度下,1 mol C2H6(g) 在恒容密闭容器中发生该反应。H2的移出率α[α=×100%]不同时,乙烷的平衡转化率与温度的关系如图所示。
下列说法错误的是(　　)
[A]由图可知,α1>α2>α3
[B]该反应在高温下可以自发进行
[C]α2=50%,则A点体系中乙烯的体积分数约为60%
[D]若恒温恒压条件下向体系中充入适量水蒸气,可提高C2H6的平衡转化率专项训练14　化学反应速率与平衡图像
1.D　由题图可知,1 050 K时一氧化氮的转化率最大,反应达到平衡状态,则M点反应未达到平衡状态,反应向正反应方向进行,正反应速率大于逆反应速率,故A错误;由题图可知,1 050 K之后反应达到平衡状态,升高温度,NO的转化率降低,平衡逆向移动,平衡常数减小,故B错误;在N点时,NO的转化率为40%,设起始n(NO)=1 mol,消耗的 n(NO)=0.4 mol,可列三段式,
　　　　　　C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)
起始/mol 1 0 0
变化/mol 0.4 0.2 0.2
平衡/mol 0.6 0.2 0.2
反应前后气体化学计量数之和不变,则反应前后气体总物质的量不变,所以N2的体积分数为×100%=20%,故C错误;该反应是反应前后气体总物质的量不变的反应,由于反应物中有固体,所以气体质量随着反应的进行而变化,混合气体的平均摩尔质量为变量,平均摩尔质量不变时,反应达到平衡状态,故D正确。
2.A　由题图可知,T2时,0~t1 s内,NO的物质的量减小而非增大,Δc(NO)=-0.04a mol·L-1,A错误;生成的二氧化氮为红棕色气体,容器内气体颜色不再改变时,说明NO2的物质的量不再发生改变,可以说明反应达到平衡状态,B正确;由题意可知,该反应为反应前后气体分子数不变的反应,且投料比等于反应中化学计量数之比,则相同温度、容器容积的条件下,两次投料为等效平衡,故T1时,NO和O3的起始投入量均为a mol,则达到平衡时NO的残留量为0.4a mol,C正确;先拐先平速率大,由题图可知,T2>T1,结合上述分析可知,升高温度,NO的平衡物质的量增大,说明平衡逆向移动,正反应为放热反应,该反应的ΔH<0,D正确。
3.B　该反应正向气体分子数增多,由题图可知,该反应是吸热反应,绝热过程中体系温度降低,反应正向进行程度小,压强小,恒温过程中随着反应进行,气体物质的量增大,压强增大,所以L1为恒容恒温过程,L2为恒容绝热过程,A正确;a点和c点压强相等,温度Ta>Tc(L2为绝热过程,温度降低),根据pV=nRT(V相同),T越大,n越小,所以气体总物质的量nav(c),C正确;假设是恒容恒温时,b点平衡时压强为起始的倍,根据阿伏加德罗定律可知,=(p1、n1为起始压强和气体总物质的量,p2、n2为平衡时压强和气体总物质的量),可得平衡时气体总物质的量为(1+2)× mol=4 mol,通过三段式计算,
　　　　　　CH4(g)+2H2S(g)CS2(g)+4H2(g)
起始/mol 1 2 0 0
变化/mol x 2x x 4x
平衡/mol 1-x 2-2x x 4x
平衡时(1-x)+(2-2x)+x+4x=4,解得x=0.5,平衡常数K===16,c点温度低,该反应正向进行程度小,所以平衡常数K<16,D正确。
4.D　c点时A的转化率为99%,转化浓度为0.99d mol/L,根据A(g)B(g)+CH3OH(g),平衡时A的浓度为0.01d mol/L,B的浓度为0.99d mol/L,CH3OH的浓度为0.99d mol/L,则220 ℃时反应的平衡常数K=,A正确;甲醇为生成物,从反应体系中移出部分甲醇,减小生成物的浓度,平衡正向移动,可以提高A的转化率,B正确;210 ℃、200 min时A的转化率为68%,则A的转化浓度为0.68d mol/L,0~200 min内A的平均反应速率为
mol/(L·min),C正确;a、b两点A的转化率相等,b点对应的温度高,且达到相等转化率用时短,瞬时反应速率大,则瞬时反应速率b>a,D错误。
5.C　三个反应均为放热反应,若达到平衡,升高温度平衡逆向移动,则CO的转化率减小,而图甲中,温度越高,CO的平衡转化率越大,说明此时未达到平衡,故从速率角度分析,影响速率的因素为温度和催化剂活性,故图甲中CO的转化率随温度升高而上升的原因是催化剂活性增大,A正确;反应①为反应前后气体分子数减少的反应,反应②为反应前后气体分子数不变的反应,增大压强,反应①正向移动,CH3OH浓度增大,反应②平衡正向移动,故CH3OCH3的产率增大,B正确;三个反应均为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO的物质的量分数增大,CH3OCH3的物质的量分数减小,故M、N代表CO的物质的量分数随温度变化的曲线,X、Y代表CH3OCH3的物质的量分数随温度变化的曲线,反应①为反应前后气体分子数减少的反应,相同温度时,压强增大,平衡正向移动,CO的物质的量分数减小,故M代表100 kPa时CO的物质的量分数随温度变化的曲线,反应①平衡正向移动,CH3OH浓度增大,反应②平衡正向移动,CH3OCH3的物质的量分数增大,故X代表100 kPa时CH3OCH3的物质的量分数随温度变化的曲线,C错误;根据题意可列出三段式,
　　　　　　　CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始/mol 2 3 0
变化/mol 1.25 2.5 1.25
平衡/mol 0.75 0.5 1.25
　　　　　2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
起始/mol 1.25 0 0
变化/mol 1 0.5 0.5
平衡/mol 0.25 0.5 0.5
平衡时气体总物质的量为2.5 mol,起始压强为100 kPa,故平衡时总压强为50 kPa,CO、H2、CH3OH的分压分别为×50 kPa=15 kPa、×50 kPa=10 kPa、×50 kPa=5 kPa,反应①的平衡常数Kp= kPa-2= kPa-2,D正确。
6.C　CO中化学键不是单键,且反应Ⅰ是吸热反应,旧键断裂所吸收的热量大于新键形成所放出的热量,A错误;增大压强,反应Ⅱ平衡正向移动,故能提高CO2的转化率,B错误;在260~320 ℃间,升高温度CH4的选择性虽然基本不变,但CO2的转化率在上升,所以CH4的产率上升,C正确;320 ℃时CO2的转化率最大,之后减小可能是因为温度过高而导致催化剂失去活性,从而无法判定此时的转化率就是平衡转化率,则此时两个反应也不一定达到平衡状态,D错误。
7.C　分离出氢气会促进平衡正向移动,从而提高乙烷的平衡转化率,因此氢气的移出率越高,乙烷的平衡转化率越大,则α1>α2>α3,A正确;由题图可知,相同的H2的移出率时,温度升高,乙烷的平衡转化率升高,平衡正向移动,故该反应为吸热反应,正反应为气体体积增大的反应,即熵增反应,ΔH>0,ΔS>0,反应自发要求ΔH-TΔS<0,则该反应在高温下可以自发进行,B正确;乙烷的起始量为1 mol,A点乙烷的平衡转化率为60%,结合已知条件列三段式,
　　　　　C2H6(g)C2H4(g)+H2(g)
起始/mol 1 0 0
变化/mol 0.6 0.6 0.6
平衡/mol 0.4 0.6
α2=50%,则此时体系内剩余氢气的物质的量为 0.6×(1-50%)mol=0.3 mol,A点体系中乙烯的体积分数为×100%≈46%,C错误;若恒温恒压条件下向体系中充入适量水蒸气,相当于增大体积,压强减小,平衡正向移动,可提高C2H6的平衡转化率,D正确。

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