资源简介

选择题突破七　
突破点2　化学反应速率与平衡
(选择题每小题3分)
A级夯基达标练
题组1　化学反应速率与平衡图表分析应用
1.(2025·湖南邵阳第一次联考)某温度下,2 L的恒容密闭容器中加人1 mol A,发生反应:2A(s)B(g)+3C(g),测得一定时间段内C的平均反应速率数据如下表:
时间段/min 0~5 0~10 0~15
0.060 0.045 0.030
下列说法正确的是(　　)
A.2.5 min时,C的浓度为0.15 mol·L-1
B.5 min时,再加入0.3 mol C,此时v正(C)>v逆(C)
C.5 min时,B的体积分数为14.3%
D.10~12 min时间段内,A的物质的量不断减少
2.(2025·河北沧州模拟)N2O5在一定温度下可发生反应:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)　ΔH>0。T1温度时,向密闭容器中通入N2O5气体,部分实验数据见下表:
时间/s 0 500 1 000 1 500
5.00 3.52 2.50 2.50
下列说法不正确的是(　　)
A.500 s内NO2的平均生成速率为5.92×10-3 mol·L-1·s-1
B.T1温度下发生该反应,N2O5的平衡转化率为50%
C.T1、T2温度下的平衡常数分别为K1、K2,若T1>T2,则K1>K2
D.平衡后,其他条件不变,将容器容积变为原来的,则c(N2O5)=5.00 mol·L-1
题组2　化学反应速率与平衡图像分析
3.(2025·山东临沂模拟)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:a=c
C.逆反应速率:b>c
D.c点平衡常数:K<16
4.(2025·安徽蚌埠第二次质检)往某密闭容器中按物质的量之比1∶3,充入M、N,发生反应M(g)+3N(g)P(g)+Q(g)　ΔH,M的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.ΔH>0
B.p1>p2>p3
C.v正:a>b
D.a点Q的体积分数为
5.(2025·江苏无锡模拟)CH4和CO2联合重整能减少温室气体的排放。其主要反应为
①CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g)
②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)
其他条件相同时,投料比n(CH4)∶n(CO2)为1∶1.3,不同温度下反应的结果如图。下列说法不正确的是(　　)
A.由图中信息可判断反应①先达到平衡
B.n(H2)∶n(CO)的值始终小于1.0,与反应②有关
C.加压有利于增大CH4和CO2反应的速率但不利于提高二者的平衡转化率
D.若不考虑其他副反应,体系中存在:
4[c(H2O)+c(CO)+2c(CO2)]=
2.6[4c(CH4)+2c(H2)+2c(H2O)]
6.(2025·江苏南京、盐城模拟)甲醇-水催化重整可获得H2,其主要反应为
反应Ⅰ　CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)　ΔH=+49.4 kJ·mol-1
反应Ⅱ　CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH=+41.2 kJ·mol-1
在1.0×105 Pa、=1.2时,若仅考虑上述反应,平衡时CO的选择性、CH3OH的转化率和H2的产率随温度的变化如图所示。
已知:CO的选择性=×100%。
下列说法正确的是(　　)
A.一定温度下,增大可提高CO的选择性
B.平衡时CH3OH的转化率一定大于H2O的转化率
C.图中曲线①表示平衡时H2产率随温度的变化
D.一定温度下,降低体系压强,反应Ⅰ的平衡常数增大
B级素能提升练
7.(2025·辽宁辽阳模拟)恒温条件下,向带活塞的容器中加入2 mol A(g)与2 mol B(g),发生反应mA(g)+nB(g)pC(g),其他条件不变,反应相同时间时,A(g)的转化率随压强变化(通过推动活塞改变压强)的关系如图所示(整个过程中各物质状态不发生改变)。下列说法错误的是 (　　)
A.a点:v正=v逆
B.平衡常数:K(d)=K(b)
C.m+nD.压强为p1 kPa时,c点正反应速率大于逆反应速率
8.(2025·黑龙江大庆模拟)向恒容密闭容器中充入1 mol XeF4(g)和一定量的F2(g),发生反应:XeF4(g)+F2(g)XeF6(g)　ΔH。XeF4的平衡转化率随投料比[η=]、温度变化曲线如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.η1<η2
B.正反应速率:v(b)C.平衡常数:K(a)>K(b)=K(c)
D.450 K时,压强不变则反应达到平衡
9.(2025·安徽滁州模拟)一定温度下,某恒容密闭容器中发生如下反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-49 kJ·mol-1,起始加入2 mol CO2,平衡时反应物的转化率与起始加入的物质的量之比x[x=]的关系如图。下列说法错误的是(　　)
A.E表示CO2的转化率与x的关系
B.a∶b=1∶3
C.当x=1时,若CO2的体积分数保持不变,则可以说明化学反应达到了化学平衡状态
D.其他条件不变,起始时仅加入2 mol CO2(g)和6 mol H2(g)或2 mol CH3OH(g)和2 mol H2O(g)达平衡时分别放出p kJ和吸收q kJ的热量,则p+q=98
参考答案
1.B　解析:0~5 min内v(C)=0.06 mol·L-1·min-1,故5 min时C的浓度为0.06 mol·L-1·min-1×5 min=0.3 mol·L-1。根据表中数据可知,随着反应的进行反应速率逐渐减慢,故0~2.5 min内的平均反应速率较2.5~5 min更快,故2.5 min时,C的浓度大于0.15 mol·L-1,A错误。5 min时C的浓度为0.3 mol·L-1,则B的浓度为0.1 mol·L-1,B的体积分数为×100%=25%,C错误。0~10 min内v(C)=0.045 mol·L-1·min-1,故10 min时C的浓度为0.045 mol·L-1·min-1×10 min=0.45 mol·L-1;0~15 min内v(C)=0.030 mol·L-1· min-1,故15 min时C的浓度为0.030 mol·L-1·min-1×15 min=0.45 mol·L-1。这说明10 min时反应已经达到平衡,D错误。10 min时C的浓度为0.45 mol·L-1,则B的浓度为0.15 mol·L-1,则该反应的平衡常数K=(0.45)3×0.15;若在5 min时,再加入0.3 mol C,则此时C的浓度为0.45 mol·L-1,B的浓度为0.1 mol·L-1,则Qc=(0.45)3×0.1v逆(C),B正确。
2.D　解析:根据表格数据,500 s内N2O5的浓度降低了1.48 mol·L-1,则NO2的浓度增大了2.96 mol·L-1,NO2的生成速率为=5.92×10-3 mol·L-1·s-1,A正确;T1温度下,达到平衡时N2O5的浓度降低了2.5 mol·L-1,N2O5的平衡转化率为×100%=50%,B正确;2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)正反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,平衡常数增大,T1、T2温度下的平衡常数分别为K1、K2,若T1>T2,则K1>K2,C正确;平衡后,其他条件不变,将容器容积变为原来的,平衡逆向移动,则c(N2O5)>5.00 mol·L-1,D错误。
3.B　解析:该反应正向气体分子数增多,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,恒温过程压强变化符合正常反应进程,L1压强大,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绝热温度低),所以气体总物质的量:ac,C正确;假设是恒温恒容,b点平衡时压强为起始的倍,根据阿伏加德罗定律及推论,,可得平衡时气体总物质的量为(1+2)× mol=4 mol,设参加反应的CH4的物质的量为x mol,通过三段式计算:
CH4(g) + 2H2S(g) CS2(g) + 4H2(g)
起始量/mol 1 2 0 0
变化量/mol x 2x x 4x
平衡量/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,反应正向进行程度小,所以c点平衡常数K<16,D正确。
4.B　解析:温度升高,M的转化率降低,说明平衡逆向移动,则ΔH<0,A错误;温度相同时,增大压强,平衡正向移动,M的转化率增大,则从p1→p2→p3,M的平衡转化率减小,可确定p1>p2>p3,B正确;a点与b点的温度相同,b点压强大于a点压强,v正:aM(g) + 3N(g) P(g) + Q(g)　　　　
起始量/mol k 3k 0 0
变化量/mol 0.2k 0.6k 0.2k 0.2k
平衡量/mol 0.8k 2.4k 0.2k 0.2k
则平衡时,n总=3.6k mol,n(Q)=0.2k mol,Q的体积分数为,D错误。
5.A　解析:图中横坐标为温度,与时间无关,仅从图中信息无法判断反应①是否先达到平衡,A错误;从反应①的方程式可知,生成的氢气和CO的物质的量之比为1∶1,反应②中消耗氢气生成CO,使得氢气与CO的物质的量之比小于1.0,B正确;加压能增大反应速率,有利于增大CH4和CO2的反应速率,但是加压会使反应①化学平衡逆向移动,CH4和CO2的转化率减小,C正确;设初始时CH4物质的量为1 mol,CO2物质的量为1.3 mol,由氧原子守恒有n(H2O)+n(CO)+2n(CO2)=2.6 mol,氢原子守恒有4n(CH4)+2n(H2)+2n(H2O)=4 mol,则有4[c(H2O)+c(CO)+2c(CO2)]=2.6[4c(CH4)+2c(H2)+2c(H2O)],D正确。
6.B　解析:一定温度下,增大,反应Ⅰ的平衡正向移动,反应Ⅱ的平衡逆向移动,CO的选择性降低,A错误;由于=1.2,且反应Ⅱ有H2O生成,故平衡时CH3OH的转化率一定大于H2O的转化率,B正确;曲线②代表H2的产率,C错误;反应Ⅰ的平衡常数只与温度有关,温度不变,反应Ⅰ的平衡常数不变,D错误。
7.A　解析:根据图像中反应相同时间时,A(g)的转化率随压强变化曲线,可知转化率最高点左侧的未达平衡,转化率增大原因是压强增大,速率增大,相同时间内A(g)的转化量增多;最高点及右侧达到平衡,转化率下降原因是压强增大,平衡逆向移动,说明m+nv逆,A错误。平衡常数只与温度有关,恒温条件:K(d)=K(b),B正确。压强为p1 kPa时,c点转化率低于平衡转化率,反应正向进行,正反应速率大于逆反应速率,D正确。
8.B　解析:投入1 mol XeF4(g),η=,相同温度下η1对应XeF4转化率较大,其c(F2)较大,则η1较小,A正确;b、c两点对应温度相同,起始投入都是1 mol XeF4,则b点c(F2)较大,正反应速率较大,即正反应速率:v(b)>v(c),B错误;温度升高,平衡转化率减小,说明正反应是放热反应,较低温度下平衡常数较大,温度相同,平衡常数相等,故平衡常数:K(a)>K(b)=K(c),C正确;该反应是反应前后气体分子总数减小的反应,当恒容恒温条件下,气压不变时,反应达到平衡状态,D正确。
9.C　解析:随着氢气的物质的量的增多,平衡正向移动,则CO2的转化率增大,故E代表CO2的转化率随x的变化情况,A正确;在化学反应中反应物的投料比等于方程式中对应物质的化学计量数之比时,则反应物的转化率相等,即2种反应物转化率相等时,图中a=3,设起始加入氢气的物质的量为m mol,平衡时CO2转化了n mol,列三段式计算:
CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)
起始/mol 2 m 0 0
转化/mol n 3n n n
平衡/mol 2-n m-3n n n
×100%=75%,n=1.5,×100%=25%,m=18,b==9,因此a∶b=1∶3,B正确;当x=1时,设平衡时CO2转化了n mol,列三段式计算:
CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)
起始/mol 2 2 0 0
转化/mol n 3n n n
平衡/mol 2-n 2-3n n n
CO2的体积分数为×100%=×100%=50%,CO2的体积分数一直保持不变,因此CO2的体积分数保持不变,不能说明化学反应达到了化学平衡状态,C错误;其他条件不变,起始时仅加入2 mol CO2(g)和6 mol H2(g)与起始时仅加入2 mol CH3OH(g)和2 mol H2O(g)为等效平衡,因此达平衡时放出的热量与吸收的热量之和等于该反应的反应热的绝对值,即p+q=98,D正确。
8

展开更多......

收起↑