新教材適用2025版高考化學(xué)二輪總復(fù)習(xí)新高考選擇題突破十二化學(xué)反應(yīng)速率與平衡圖像

新高考選擇題突破(十二)化學(xué)反應(yīng)速率與平衡圖像1.(2024·河北衡水中學(xué)模擬)肯定溫度下，向四個容積不等的恒容密閉容器中分別通入2molNOCl(g)，發(fā)生反應(yīng)2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)。tmin后，四個容器中NOCl的轉(zhuǎn)化率如圖所示。下列敘述正確的是(D)A．V1∶V2＝27∶10B．b、d兩點的壓強(qiáng)相等C．c點對應(yīng)容器中，v正＝v逆D．t～(t＋2)min內(nèi)，a點的凈反應(yīng)速率小于d點【解析】依據(jù)已知條件列出V1時“三段式”2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)起始(mol)200轉(zhuǎn)化(mol)110.5平衡(mol)110.5平衡常數(shù)K＝eq\f(cCl2c2NO,c2NOCl)＝eq\f(\f(0.5,V1)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,V1)))2,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,V1)))2)＝eq\f(0.5,V1)；V2時“三段式”2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)起始(mol)200轉(zhuǎn)化(mol)1.21.20.6平衡(mol)0.81.20.6平衡常數(shù)K＝eq\f(cCl2c2NO,c2NOCl)＝eq\f(\f(0.6,V2)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1.2,V2)))2,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.8,V2)))2)＝eq\f(27,20V2)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，則eq\f(27,20V2)＝eq\f(0.5,V1)，V1∶V2＝10∶27，故A錯誤；b、d兩點NOCl的轉(zhuǎn)化率相等，則tmin后氣體總物質(zhì)的量相等，由于V4>V2，則b點的壓強(qiáng)大于d點，故B錯誤；c點NOCl的轉(zhuǎn)化率最高，但不能確認(rèn)tmin后轉(zhuǎn)化率是否會再上升，不能說明該點是平衡點，故C錯誤；體積越大反應(yīng)速率越小，a點體積小于d點，tmin后a點的轉(zhuǎn)化率小于d點，說明a點達(dá)到平衡狀態(tài)，t～(t＋2)min內(nèi)，a點的凈反應(yīng)速率為0小于d點，故D正確；故選D。2.(2024·湖南永州三模)T℃，2NO2(g)N2O4(g)ΔH＜0，該反應(yīng)正、逆反應(yīng)速率與濃度的關(guān)系為v正＝k正c2(NO2)，v逆＝k逆c(N2O4)(k正、k逆為速率常數(shù))。結(jié)合圖像，下列說法錯誤的是(C)A．圖中表示lgv逆～lgc(N2O4)的線是nB．當(dāng)2v正(N2O4)＝v逆(NO2)時，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)C．T℃時，向2L的容器中充入5molN2O4氣體和1molNO2氣體，此時v正＜v逆D．T℃時，向剛性容器中充入肯定量NO2氣體，平衡后測得c(N2O4)為1.0mol·L－1，則平衡時，v正的數(shù)值為10a【解析】v正＝k正c2(NO2)，v逆＝k逆c(N2O4)，則lgv正＝lgk正＋2lgc(NO2)、lgv逆＝lgk逆＋lgc(N2O4)，則lgv逆～lgc(N2O4)的斜率較小，則表示lgv逆～lgc(N2O4)的線是n、表示lgv正～lgc(N2O4)的線是m；由分析可知，圖中表示lgv逆～lgc(N2O4)的線是n，A正確；反應(yīng)速率比等于反應(yīng)的化學(xué)系數(shù)比，當(dāng)2v正(N2O4)＝v逆(NO2)時，正逆反應(yīng)速率相等，則反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，B正確；結(jié)合分析可知，lgk正＝a＋2、lgk逆＝a，k正＝10a＋2、k逆＝10a，達(dá)到平衡時，v正＝v逆，則平衡常數(shù)K＝eq\f(cN2O4,c2NO2)＝eq\f(k正,k逆)＝eq\f(10a＋2,10a)＝100；T℃時，向2L的容器中充入5molN2O4氣體和1molNO2氣體，Q＝eq\f(\f(5,2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))2)＝10<100，則反應(yīng)正向進(jìn)行，此時v正>v逆，C錯誤；T℃時，向剛性容器中充入肯定量NO2氣體，平衡后測得c(N2O4)為1.0mol·L－1，則平衡時，K＝eq\f(cN2O4,c2NO2)＝eq\f(1.0,c2NO2)＝100，c(NO2)＝0.1mol/L，則v正＝k正c2(NO2)＝10a，D正確；故選C。3.(2024·湖南岳陽二模)T℃時，含等濃度的AgNO3與Fe(NO3)2的混合溶液中發(fā)生反應(yīng)：Fe2＋(aq)＋Ag＋(aq)Fe3＋(aq)＋Ag(s)ΔH<0，t1時刻，變更某一外界條件接著反應(yīng)至t2時刻，溶液中c(Ag＋)和c(Fe3＋)隨時間的變更關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(D)已知：T℃時，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K＝1A．若t1時刻未變更外界條件，則此時該反應(yīng)：v正>v逆B．若t2時刻反應(yīng)達(dá)到平衡，則t1時刻變更的條件可能為剛好移除AgC．若始終保持溫度不變，則逆反應(yīng)速率：vt1>vt2D．0～t2s內(nèi)Ag＋的平均反應(yīng)速率為0.03/t2mol·L－1·s－1【解析】若t1時刻未變更外界條件，則此時該反應(yīng)處于平衡，v正＝v逆，A錯誤；若t2時刻反應(yīng)達(dá)到平衡，c(Ag＋)＝c(Fe2＋)＝0.08mol·L－1，c(Fe3＋)＝0.03mol·L－1，此時的平衡常數(shù)K約為4.69>1，已知：T℃時，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K＝1，ΔH<0，則t1時刻變更的條件是降溫，B錯誤；t1時刻到時刻t2，c(Fe3＋)增加，其反應(yīng)速率加快，即逆反應(yīng)速率：vt1<vt2，C錯誤；0～t2s內(nèi)c(Fe3＋)的濃度由0變?yōu)?.03mol·L－1，即濃度變更為0.03mol·L－1，其平均反應(yīng)速率為0.03/t2mol·L－1·s－1，又因為各物質(zhì)的速率之比等于其化學(xué)計量數(shù)之比，所以Ag＋的平均反應(yīng)速率為0.03/t2mol·L－1·s－1，D正確；故選D。4.(2024·湖南校聯(lián)考二模)向1L的恒容密閉容器中加入1molX和2molY，發(fā)生反應(yīng)：X(g)＋2Y(g)2Z(g)，X的轉(zhuǎn)化率α隨溫度t的變更如圖所示(圖中不同溫度下的轉(zhuǎn)化率是第5min數(shù)據(jù))。下列說法正確的(C)A．300℃時，0～5min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(Z)＝0.3mol·L－1·min－1B．b、c點對應(yīng)的v逆(Y)大小關(guān)系：b>cC．c點時，反應(yīng)消耗pmolX(p<1)，同時消耗2pmolZD．若將氣體體積縮小為0.5L，則c點溫度下的α(X)減小【解析】a點時，轉(zhuǎn)化率為30%，此時生成的Z為0.6mol，Z的平均反應(yīng)速率為0.12mol·L－1·min－1，A錯誤；溫度越高反應(yīng)速率越快，則b點的反應(yīng)速率小于c點的速率，但5min時b點的轉(zhuǎn)化率卻大于c點，說明b點未達(dá)平衡，c點達(dá)平衡，Y的濃度：b＞c，溫度：b＜c，故無法推斷b、c兩點v逆(Y)大小關(guān)系，B錯誤；c點達(dá)平衡，反應(yīng)消耗pmolX，同時消耗2pmolZ，C正確；c點溫度下，壓縮體積，即增大壓強(qiáng)，平衡正向移動，α(X)增大，D錯誤；故選C。5.(2024·山東淄博統(tǒng)考二模)某溫度下，在金表面發(fā)生反應(yīng)：2N2O(g)=2N2(g)＋O2(g)，其速率方程式為v＝kcn(N2O)(k為速率常數(shù))。反應(yīng)過程中，c(N2O)與S(催化劑)剛好間關(guān)系如圖所示。已知T1/2(半衰期)為反應(yīng)物消耗一半所用的時間，下列敘述錯誤的是(A)A．n＝2，Ⅰ條件下k＝0.075mol·L－1·min－1B．其他條件相同，S(催化劑)越大，k越大C．其他條件相同，c(N2O)增大，反應(yīng)速率不變D．該溫度下，當(dāng)S(催化劑)＝450m2·g－1，c(N2O)起始＝3.0mol·L－1時，T1/2為20min【解析】依據(jù)如圖所示，Ⅰ和Ⅲ條件相同，起始濃度不同，但反應(yīng)速率相同，說明反應(yīng)速率與起始濃度無關(guān)，所以n＝0，k＝v(N2O)＝0.075mol·L－1·min－1，A錯誤；對比Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，Ⅱ中S(催化劑)最大，反應(yīng)速率最大，k最大，Ⅰ和Ⅲ的S(催化劑)相同，反應(yīng)速率相同，k相同，所以在其他條件相同，S(催化劑)越大，k越大，B正確；由以上分析，c(N2O)與反應(yīng)速率無關(guān)，C正確；由圖可知，在條件Ⅰ，S(催化劑)＝450m2·g－1，c(N2O)起始＝3.0mol·L－1消耗一半即消耗1.5mol/L所用的時間為20min，所以半衰期為20min，D正確；故選A。6.(2024·上海徐匯統(tǒng)考二模)密閉容器中加入HBr，肯定條件下發(fā)生反應(yīng)：2HBr(g)Br2(g)＋H2(g)，c(HBr)隨反應(yīng)時間的變更如曲線①所示，分別變更一個條件，得到曲線②和③，下列說法正確的是(D)A．該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)B．曲線①，0～50min用H2表示的平均反應(yīng)速率為0.02mol·L－1·min－1C．曲線②，可能運(yùn)用了催化劑或壓縮容器體積D．曲線③，達(dá)到平衡后，容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度分別增加0.2mol·L－1，平衡正向移動【解析】分別變更一個條件，得到曲線②、③，從曲線①得到曲線②，既加快速率平衡又不移動，只能運(yùn)用催化劑，從曲線①得到曲線③，意味著反應(yīng)速率加快但平衡右移了，則變更的另一個條件只能是升溫。由上述分析可知，升溫平衡正向移動，則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故A錯誤；曲線①，0～50min用HBr表示的平均反應(yīng)速率為eq\f(1.6mol/L－0.6mol/L,50min)＝0.02mol·L－1·min－1，依據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計量數(shù)之比可知，用H2表示的平均反應(yīng)速率為0.01mol·L－1·min－1，故B錯誤；曲線②，可能運(yùn)用了催化劑，反應(yīng)速率加快，平衡不移動，各物質(zhì)濃度不變；假如縮小體積，氣體濃度都增大了，與圖像變更不符合，故C錯誤；曲線③達(dá)到平衡時有：2HBr(g)H2(g)＋Br2(g)起始(mol/L)1.600轉(zhuǎn)化(mol/L)1.40.70.7平衡(mol/L)0.20.70.7得K＝eq\f(cH2·cBr2,c2HBr)＝eq\f(0.7×0.7,0.22)＝eq\f(49,4)，往容器中加入濃度均為0.2mol·L－1的三種物質(zhì)，得Qc＝eq\f(cH2·cBr2,c2HBr)＝eq\f(0.7＋0.2×0.7＋0.2,0.2＋0.22)＝eq\f(81,16)，則Qc＜K，平衡將向正反應(yīng)方向移動，故D正確；故選D。7.(2024·上海青浦統(tǒng)考二模)在一個2L的密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)－Q(Q>0)，其中SO3的物質(zhì)的量隨時間變更如圖所示，下列推斷錯誤的是(D)A．0～8min內(nèi)v(SO3)＝0.025mol/(L·min)B．8min時，v逆(SO2)＝2v正(O2)C．8min時，容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變D．若8min時將容器壓縮為1L，n(SO3)的變更如圖中a【解析】0～8min內(nèi)v(SO3)＝eq\f(0.4mol,2L×8min)＝0.025mol/(L·min)，選項A正確；8min時，n(SO3)不再變更，說明反應(yīng)已達(dá)平衡，v逆(SO2)＝v正(SO2)＝2v正(O2)，選項B正確；8min時，n(SO3)不再變更，說明各組分濃度不再變更，容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變，選項C正確；若8min時壓縮容器體積時，平衡向氣體體積減小的逆向移動，但縱坐標(biāo)是指物質(zhì)的量，不是濃度，SO3的變更曲線應(yīng)為逐變不行突變，選項D錯誤；故選D。8.(2024·北京門頭溝統(tǒng)考一模)在恒壓、NO和O2的起始濃度肯定的條件下，催化反應(yīng)相同時間，測得不同溫度下NO轉(zhuǎn)化為NO2的轉(zhuǎn)化率如圖中實線所示(圖中虛線表示相同條件下NO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變更)。下列說法不正確的是(C)A．反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH＜0B．圖中X點所示條件下，延長反應(yīng)時間能提高NO轉(zhuǎn)化率C．圖中Y點所示條件下，增加O2的濃度不能提高NO轉(zhuǎn)化率D．380℃下，c起始(O2)＝5.0×10－4mol/L，NO平衡轉(zhuǎn)化率為50%，則平衡常數(shù)K＞2000【解析】如圖可知，上升溫度，一氧化氮的轉(zhuǎn)化率降低，說明上升溫度平衡逆向移動，平衡向吸熱方向移動，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH＜0，故A正確；圖中X點在該溫度下沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，此點反應(yīng)正向移動，所以延長時間能提高NO轉(zhuǎn)化率，故B正確；圖中Y點為該溫度下的平衡點，增加O2的濃度平衡正向移動，提高NO轉(zhuǎn)化率，故C錯誤；設(shè)氧氣濃度變更是xmol/L，依據(jù)化學(xué)方程式可知，一氧化氮濃度的變更量是2xmol/L，一氧化氮的轉(zhuǎn)化率是50%，則一氧化氮的起始濃度是4xmol/L，平衡時一氧化氮的濃度是2xmol/L，二氧化氮的平衡濃度是2xmol/L，氧氣的平衡濃度是(5.0×10－4－x)mol/L，化學(xué)平衡常數(shù)是K＝eq\f(c2NO2,c2NOcO2)＝eq\f(2x2,2x25.0×10－4－x)＞2000，故D正確；故選C。9.(2024·江蘇省蘇北四市(徐州、淮安、宿遷、連云港)統(tǒng)考一模)CO2—H2催化重整可獲得CH3OH。其主要反應(yīng)為反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－53.7kJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41kJ·mol－1若僅考慮上述反應(yīng)，在5.0MPa、n始(CO2)∶n始(H2)＝1∶3時，原料按肯定流速通過反應(yīng)器，CO2的轉(zhuǎn)化率和CH3OH的選擇性隨溫度變更如圖所示。CH3OH的選擇性＝eq\f(n生成CH3OH,n消耗CO2)×100%下列說法正確的是(B)A．其他條件不變，上升溫度，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大B．其他條件不變，T>236℃時，曲線下降的可能緣由是反應(yīng)Ⅰ正反應(yīng)程度減弱C．肯定溫度下，增大n始(CO2)∶n始(H2)可提高CO2平衡轉(zhuǎn)化率D．研發(fā)高溫高效催化劑可提高平衡時CH3OH的選擇性【解析】從圖中可知，上升溫度，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率下降，A錯誤；溫度上升，反應(yīng)Ⅰ化學(xué)平衡逆向移動，反應(yīng)Ⅱ化學(xué)平衡正向移動，則CH3OH的選擇性下降，同時因為反應(yīng)Ⅰ化學(xué)平衡逆向移動，導(dǎo)致CO2的轉(zhuǎn)化率也有所下降，B正確；增大n始(CO2)∶n始(H2)，CO2濃度增大或H2濃度減小，則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率減小，C錯誤；研發(fā)高效的催化劑可提高反應(yīng)速率，但是催化劑不能影響化學(xué)平衡的移動，故CH3OH的選擇性不變，且由圖知，溫度越高甲醇的選擇性越低，D錯誤；故選B。10.(2024·遼寧鞍山二模)NaCl是中學(xué)化學(xué)常見的藥品之一，其相圖(101kPa時，用于描述NaCl—H2O體系共存形式的平衡曲線)見下圖，已知NaCl溶解度隨溫度變更不大，則下列有關(guān)說法錯誤的是(C)A．0℃時，NaCl的溶解度約為35.7gB．對海水進(jìn)行冷凍，可獲得淡水資源C．由飽和NaCl溶液中析出的晶體是否帶結(jié)晶水主要由結(jié)晶速率確定D．5℃時，取適量20%的NaCl溶液于干凈試管中，用玻璃棒刮擦試管內(nèi)壁后無明顯現(xiàn)象【解析】溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)＝eq\f(溶質(zhì)質(zhì)量,溶液質(zhì)量)×100%＝26.3%，設(shè)溶質(zhì)質(zhì)量為m1，溶劑質(zhì)量為m2，所以有eq\f(m1,m1＋m2)＝0.263，所以溶解度＝eq\f(溶質(zhì)質(zhì)量,溶劑質(zhì)量)×100＝eq\f(m1,m2)≈35.7；故A正確；當(dāng)液體海水變?yōu)楣腆w冰時，鹽類被分別出來，從而得到淡水；故B正確；依據(jù)定義，結(jié)晶速率是指物品結(jié)晶過程進(jìn)行到一半所須要時間的倒數(shù)，故C錯誤；5℃時，20%的NaCl溶液不屬于飽和溶液，所以用玻璃棒刮擦試管內(nèi)壁后無明顯現(xiàn)象，故D正確；故選C。11.(2024·福建百校聯(lián)盟二模)以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的主要反應(yīng)如下：①CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1②CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2CO2的平衡轉(zhuǎn)化率(X—CO2)、CH3OH的選擇(S—CH3OH)隨溫度、壓強(qiáng)變更如下：已知