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2026全国版高考化学突破练
突破练33　化学反应速率和平衡图像
选择题每小题3分,共15分。
基础·满分练
命题角度1　化学反应速率图像及分析
1.(2025·山东日照校际联考)向一容积不变的密闭容器中加入2 mol A、0.6 mol C和一定量的B三种气体,在一定条件下发生反应,各物质浓度随时间变化的情况如图甲所示。图乙为t2时刻后改变反应条件,该平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种不同的条件。已知图乙中的t3~t4阶段为使用催化剂;图甲中t0~t1阶段c(B)未画出。下列说法不正确的是(　　)
甲
乙
A.该反应为吸热反应
B.B在t0~t1阶段的转化率为40%
C.t4~t5阶段改变的条件为减小压强
D.t1时该反应的化学平衡常数K=
命题角度2　单一平衡体系的图像及分析
2.(2025·四川巴中三模)NOx的排放来自汽车尾气,研究利用反应C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)　ΔH=-34.0 kJ·mol-1,用活性炭可对其进行吸附。已知在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO气体,保持恒压测得NO的转化率随温度的变化如图所示,下列有关说法不正确的是(　　)
A.若能测得反应产生11 g CO2,则反应放出的热量为8.5 kJ
B.达到平衡后减小活性炭的用量,平衡逆向移动
C.在1 050~1 100 K之间,化学反应速率:v正D.使用合适的催化剂,可加快反应,反应的ΔH不变
3.(2026·甘肃白银模拟)在20 L的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2,发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。测得CO的转化率随温度及压强(p)的变化如图所示,在p2及195 ℃时n(H2)随时间的变化结果如表所示。下列说法正确的是(　　)
t/min 0 1 3 5
n(H2)/mol 8 5 4 4
A.压强:p2>p1,该反应的正反应为放热反应
B.在p2及195 ℃时,0~3 min内生成CH3OH的平均速率为0.8 mol·L-1·min-1
C.在p2及195 ℃时,该反应的平衡常数为5
D.在M点时,H2的平衡转化率为45%
命题角度3　多重平衡体系的复杂图像及分析
4.(2025·山东泰安一模)马来酸、富马酸和苹果酸在水热条件下存在如下相互转化过程。190 ℃时,相关物质的物质的量分数随时间变化如图所示。6.5 h后,苹果酸的物质的量分数不再随时间变化。下列说法错误的是(　　)
A.二元弱酸的第一级电离常数:(马来酸)>(富马酸)
B.190 ℃时的平衡常数:K(反应①)>K(反应②)>K(反应③)
C.平均反应速率:v(马来酸)=v(富马酸)+v(苹果酸)
D.1.25 h后转化过程以反应③为主
能力·高分练
5.(2025·山东淄博一模)SCl2和O2制备SOCl2的相关反应如下,T ℃时,反应在密闭体系中达平衡时各组分摩尔分数随的变化关系如图所示:
Ⅰ.SCl2(g)+O2(g)SO2Cl2(g)　ΔH1<0
Ⅱ.SCl2(g)+SO2Cl2(g)2SOCl2(g)　ΔH2<0
下列说法正确的是(　　)
A.曲线l1表示SOCl2摩尔分数随的变化
B.T ℃,反应Ⅱ的平衡常数K=64
C.降温达新平衡后,曲线l1和l2新交点可能出现在M处
D.T ℃,缩小容器容积达新平衡后,的值变小
6.(12分)(2025·河北邯郸二模)乙烯酮(OCCH2)是一种重要的有机中间体,主要用于化工基本原料及试剂的合成。制备乙烯酮的原理有如下两种:
ⅰ.CH3COCH3(g)OCCH2(g)+CH4(g)　ΔH1=+84 kJ·mol-1
ⅱ.CH3COOH(g)OCCH2(g)+H2O(g)　ΔH2=+132.1 kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1)标准摩尔生成焓(Δf)是指一定条件下,由稳定的单质生成1 mol该物质的焓变。稳定单质的Δf=0。根据下表数据计算a=　　　　。
物质 CH3COCH3(g) CH4(g) CH3COOH(g) H2O(g)
a -74.8 -432.2 -241.8
(2)氯乙酸()是合成各类除草剂的主要原材料,可由乙烯酮(CH2CO)与Cl2反应生成,该反应说明乙烯酮分子中较易断裂的是　　　(填“CC”或“CO”)键,试解释其原因:　 　。
(3)向压强为p0 kPa的恒压容器中通入1 mol CH3COCH3(g)和2 mol H2O(g),仅发生反应ⅰ和ⅱ,平衡时丙酮的分解率随反应温度T的变化如图所示:
①下列叙述可以判断反应ⅰ和ⅱ达到平衡状态的是　　　(填字母)。
A.容器内气体密度不再变化
B.OCCH2(g)和CH4(g)的浓度比保持不变
C.OCCH2(g)消耗速率与CH4生成速率相等
②T0时,若OCCH2(g)与CH3COOH(g)的平衡体积分数之比为1∶2,则CH3COOH(g)的体积分数为　　　　　　(用分数表示);T0下,反应ⅰ的压强平衡常数Kp=　　　　　(用含p0的代数式表示)。
③保持温度和压强不变,若起始时多通入3 mol Ar(g),丙酮的平衡分解率　　　　(填“增大”“减小”或“不变”,下同),反应ⅰ的压强平衡常数Kp　　　。
参考答案
课时突破练33
1.B　图乙为t2时刻后改变反应条件,该平衡体系中反应速率随时间变化的情况,且四个阶段都各改变一种不同的条件:t3~t4和t4~t5这两段平衡是不移动的,则只能是压强和催化剂影响的,而t3~t4阶段为使用催化剂,t4~t5的速率又变慢,则t4~t5阶段为减小压强,因此应该推断该反应前后气体分子数不变;t2~t3阶段改变条件的瞬间,其中某一速率增大、另一速率不变,应是增大某一组分的浓度;t5~t6阶段改变条件的瞬间,正、逆反应速率都增大,且正反应速率增大较大,平衡向正反应方向移动,说明正反应为吸热反应;随反应进行反应物的浓度降低,生成物的浓度增大,结合图甲可知,A为反应物,C为生成物,A的变化量为0.2 mol·L-1,C的变化量为0.3 mol·L-1,又由于该反应前后气体体积不变,所以B为反应物,B的浓度变化量为0.3 mol·L-1-0.2 mol·L-1=0.1 mol·L-1,故A、B、C的化学计量数之比为0.2∶0.1∶0.3=2∶1∶3,则该反应的化学方程式为2A(g)+B(g)3C(g)。
由图可知平衡时B的浓度为0.4 mol·L-1,故B在t0~t1阶段平衡时的转化率为×100%=20%,t1时A、B、C的浓度分别为0.8 mol·L-1、0.4 mol·L-1、0.6 mol·L-1,该温度下平衡常数K=,答案为B项。
2.B　22 g CO2物质的量为0.5 mol,反应产生1 mol CO2放热34.0 kJ,产生0.5 mol CO2放热17.0 kJ,11 g CO2物质的量为0.25 mol,反应放出热量为8.5 kJ,A项正确。活性炭是固体,固体的量的改变不影响平衡移动,B项错误。在1 050~1 100 K之间,NO转化率在减小,说明反应逆向进行,则有v正3.A　反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)为气体分子数减少的反应,相同温度下,压强大则平衡正向移动,CO转化率更高。由图可知,相同温度时p2对应的CO转化率高于p1,故p2>p1;随温度升高,CO转化率降低,说明平衡逆向移动,逆向为吸热反应,故正反应为放热反应。由分析可知,压强:p2>p1,该反应的正反应为放热反应,A项正确。在p2及195 ℃时,0~3 min内生成CH3OH的平均速率为v(CH3OH)=v(H2)= mol·L-1·min-1=0.033 mol·L-1·min-1,B项错误。在p2及195 ℃时,由表格数据,平衡时氢气为4 mol,列出“三段式”:
　　　　　　 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始/mol 4 8 0
转化/mol 2 4 2
平衡/mol 2 4 2
则该反应的平衡常数为=25,C项错误。在M点时,H2的平衡转化率为×100%=50%,D项错误。
4.C　马来酸属于顺式结构,电离出的H+与未电离的羧基中的氧原子可以形成分子内氢键,这种分子内氢键的形成使电离产生的阴离子更加稳定,从而有利于一级电离的进行,故第一级电离常数:(马来酸)>(富马酸),A项正确。由图可知,平衡时,x(富马酸)>x(苹果酸)>x(马来酸),K1=>K2=>1,K3=<1,故190 ℃时的平衡常数:K(反应①)>K(反应②)>K(反应③),B项正确。根据元素守恒可知,Δc(马来酸)=Δc(苹果酸)+Δc(富马酸),反应平均速率v=,则v(马来酸)=v(富马酸)+v(苹果酸),C项错误。1.25 h后,马来酸含量几乎为0,说明反应①、②基本完成,富马酸含量减少,苹果酸含量增大,说明以反应③为主,D项正确。
5.B　反应Ⅰ完全进行,当=1.0时,量最多的为SO2Cl2,l3代表SO2Cl2,随着增加,反应Ⅱ正向进行,曲线l1代表SCl2摩尔分数增加,因SO2Cl2的量不是一直增加,故SOCl2摩尔分数先增加后减小,曲线l2代表SOCl2,A项错误。T ℃时,温度不变,则K不变,=2.0时,设投入1 mol O2和2 mol SCl2,反应Ⅱ有a mol SCl2参加反应,列出三段式如下:
　　　　 SCl2(g)+SO2Cl2(g)2SOCl2(g)
起始/mol 1 1 0
转化/mol a a 2a
平衡/mol 1-a 1-a 2a
根据图中给出l1与l3交叉点信息,列式可得:=0.1,解得a=0.8,则平衡常数为K==64,B项正确。降温达新平衡后,反应Ⅱ正向进行,SCl2摩尔分数减小,SOCl2摩尔分数增加,曲线l1和l2新交点不可能在M处,可能出现在N处,C项错误。T ℃,缩小容器容积,压强增大,反应Ⅱ不移动,达新平衡后,的值不变,D项错误。
6.(1)-217.1
(2)CC　原子半径C大于O,故CC键的稳定性弱于CO键,键能更低,更易断裂
(3)①AB　②(或p0)　③增大　不变
解析 (1)根据盖斯定律,由反应ⅰ-反应ⅱ可得:CH3COCH3(g)+H2O(g)CH3COOH(g)+CH4(g)　ΔH=-48.1 kJ·mol-1。又有ΔH=-Δf(丙酮)-Δf(H2O)+Δf(甲烷)+Δf(乙酸)=-48.1 kJ·mol-1,则Δf(丙酮)=-217.1 kJ·mol-1。
(2)由于原子半径C大于O,故CC键的稳定性弱于CO键,CC键能更低,更易断裂。
(3)①气体的总质量不变,容器中气体的物质的量不断变化,恒压下容器中气体体积是个变量,故容器中气体密度不再变化时,说明反应达到平衡状态,A项正确。OCCH2(g)和CH4(g)的浓度比保持不变,说明反应达到平衡状态,B项正确。OCCH2(g)是反应ⅰ的生成物,又是反应ⅱ的生成物,OCCH2(g)消耗速率与CH4(g)生成速率相等,不能说明v正=v逆,即不能说明反应达到平衡状态,C项错误。
②由题意可根据CH3COOH(g)OCCH2(g)+H2O(g)逆反应(反应ⅲ)计算。
设反应中生成CH3COOH的物质的量为x mol,根据题意列“三段式”:
　　　　　 CH3COCH3(g)H2CCO(g)+CH4(g)
起始量/mol 1 0 0
转化量/mol 0.9 0.9 0.9
平衡量/mol 0.1 0.9-x 0.9
反应ⅲ　　　　H2CCO(g)+H2O(g)CH3COOH(g)
起始量/mol 0.9 2 0
转化量/mol x x x
平衡量/mol 0.9-x 2-x x
根据“OCCH2(g)与CH3COOH(g)的平衡体积分数之比为1∶2”,可得2×(0.9-x)=x,x=0.6,即平衡时CH3COOH(g)的物质的量为0.6 mol,OCCH2的物质的量为0.9 mol-0.6 mol=0.3 mol;平衡时混合气体的总物质的量为3.3 mol,CH3COOH(g)的体积分数为,OCCH2(g)的体积分数为,CH4的体积分数为,CH3COCH3的体积分数为,则反应ⅰ的压强平衡常数Kp=p0。
③反应体系总压强不变,通入Ar,相当于减小压强,反应ⅰ是气体分子数增大的反应,减小压强平衡正向移动,平衡时丙酮的平衡分解率增大;压强平衡常数只与温度有关,保持温度和压强不变,故反应ⅰ的压强平衡常数Kp不变。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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