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高考化学二轮复习专项分层特训练25 化学反应速率和化学平衡图像分析 含答案
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这是一份高考化学二轮复习专项分层特训练25 化学反应速率和化学平衡图像分析 含答案，共8页。试卷主要包含了[2022·湖南卷]，[2021·湖南卷]，[2022·山东烟台期中]等内容，欢迎下载使用。
A.ΔH>0
B.气体的总物质的量：naC.a点平衡常数：K>12
D.反应速率：va正2.[2021·广东卷]反应X===2Z经历两步：①X→Y；②Y→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是（ ）
A.a为c（X）随t的变化曲线
B.t1时，c（X）＝c（Y）＝c（Z）
C.t2时，Y的消耗速率大于生成速率
D.t3后，c（Z）＝2c0－c（Y）
3.[2021·湖南卷]（双选）已知：A（g）＋2B（g）⇌3C（g） ΔH<0，向一恒温恒容的密闭容器中充入1 ml A和3 ml B发生反应，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.容器内压强不变，表明反应达到平衡
B.t2时改变的条件：向容器中加入C
C.平衡时A的体积分数φ：φ（Ⅱ）>φ（Ⅰ）
D.平衡常数K：K（Ⅱ）4.[2022·湖南衡阳八中月考]下列叙述与图中甲、乙、丙、丁相符合的是（ ）
A.图甲是锌粒与盐酸反应的反应速率随反应时间变化的曲线，t1时刻溶液的温度最高
B.图乙是恒温密闭容器中发生CaCO3（s）⇌CaO（s）＋CO2（g）反应时，c（CO2）随反应时间变化的曲线，t1时刻改变的条件可能是增大容器的容积
C.图丙表示反应A2（g）＋3B2（g）⇌2AB3（g）中AB3的平衡体积分数随起始n（B2）变化的曲线，A2起始时的物质的量相同，当达到平衡时A2的转化率大小为cD.图丁表示在恒容密闭容器中当其他条件相同时改变温度，反应CO2（g）＋3H2（g）⇌CH3OH（g）＋H2O（l）中n（CH3OH）随时间变化的曲线，说明反应平衡常数：KⅡ5.[2022·山东烟台期中]（双选）利用甲烷可减少NO2污染，反应原理为2NO2（g）＋CH4（g）⇌CO2（g）＋N2（g）＋2H2O（g）。T ℃时，将2 ml NO2与1 ml CH4的混合气体置于绝热恒容密闭容器中发生反应，正反应速率随时间变化的趋势如图所示。
下列说法正确的是 （ ）
A.正反应为放热反应且c点时反应达到平衡
B.若Δt1＝Δt2，则产生N2的量：ab段C.a、b、c、d四点对应的平衡常数大小：Ka>Kb>Kc>Kd
D.d点的正反应速率大于c点的逆反应速率
6.[2022·山东联考]某研究小组在不同温度（T1>T2）下，在某恒容密闭容器中进行储氢合金储氢过程的探究。平衡时，氢气的压强（p）与固相中氢原子与金属原子（M）的个数比[ eq \f(N（H）,N（M）) ]的关系如图：
已知：①OA（或OA′）段：M（s）＋ eq \f(x,2) H2（g）⇌MHx（s） ΔH1（Ⅰ）
②AB（或A′B′）段：zMHx（s）＋H2（g）⇌zMHy（s） ΔH2（Ⅱ）
③在B或B′点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强， eq \f(N（H）,N（M）) 的值变化较小。
下列说法正确的是（ ）
A.反应Ⅰ、Ⅱ均为ΔS>0的反应
B.平衡常数：K（c）C.该储氢合金可通过降温或加压的方式释放H2
D.由a点移到d点，需在恒温恒容条件下通入少量氢气
7.[2022·河南联考测试]用活性炭还原NO2可防止空气污染，其反应原理为2C（s）＋2NO2（g）⇌N2（g）＋2CO2（g）。在密闭容器中1 ml NO2和足量C发生上述反应，反应相同时间内测得NO2的生成速率与N2的生成速率随温度变化的关系如图甲所示；维持温度不变，反应相同时间内测得NO2的转化率随压强的变化如图乙所示。
下列说法错误的是 （ ）
A.图甲中的A、B、C三个点中只有C点的v正＝v逆
B.图乙中E点的v逆小于F点的v正
C.图乙中平衡常数K（E）＝K（G），则NO2的平衡浓度c（E）＝c（G）
D.在恒温恒容下，向图乙中G点平衡体系中充入一定量的NO2，与原平衡相比，NO2的平衡转化率减小
8.[2022·江苏如皋期中]（双选）压强为3 MPa时，将NO和O3按一定体积比通入容器中，发生如下反应：
反应Ⅰ：NO（g）＋O3（g）⇌NO2（g）＋O2（g）ΔH<0
反应Ⅱ：2O3（g）⇌3O2（g）ΔH>0
O3的平衡转化率及NO、NO2的平衡体积分数随温度变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.图中X代表NO，Y代表NO2
B.低于300 ℃发生反应Ⅰ，高于300 ℃发生反应Ⅱ
C.其他条件不变，将压强变为4 MPa，平衡时NO、NO2的体积分数不变
D.温度高于360 ℃，Y的平衡体积分数减小的幅度大于X的平衡体积分数增大的幅度的原因可能是O3将Y氧化为更高价态的氧化物
9.[2022·河北高三阶段练习]如图表示生成几种氯化物反应的自由能变化（ΔG）随温度变化情况。若在图示温度范围内ΔH和ΔS不变，且lgKp＝－ eq \f(ΔG,2.30 RT) ，其中R为常数，T为温度。下列说法错误的是（ ）
A.反应①在温度a K时的平衡常数Kp为1
B.反应②的平衡常数随温度升高而减小
C.图示温度范围内，③是自发进行的
D.任何温度下均可用H2还原SiCl4制备Si
练25 化学反应速率和化学平衡图像分析
1．答案：BC
解析：由图可知，绝热过程甲开始时压强增大，而2X（g）＋Y（g）⇌Z（g）是气体物质的量减少的反应，故该反应放热，ΔH<0，A项错误；a、c两点压强相同，a点温度高于c点，故气体的总物质的量：na 2X（g）＋Y（g）⇌Z（g）
起始量/ml 2 1 0
变化量/ml 2x x x
平衡量/ml 2－2x 1－x x
a点时压强为起始压强的一半，则3－2x＝1.5，解得x＝0.75，K＝ eq \f(0.75,（2－1.5）2×（1－0.75）) ＝12，而a点平衡实际上是绝热条件下达到的平衡，要使平衡压强为p，体系中的气体总物质的量应小于1.5 ml，计算得到x偏小，故a点平衡常数K>12，C项正确；a点温度高于b点，故反应速率：va正>vb正，D项错误。
2．答案：D
解析：由题图知，a起始浓度最大，在整个反应过程中浓度一直减小，所以a代表c（X）随t的变化曲线，A说法正确；t1时，三条曲线相交，三种物质的浓度相等，B说法正确；结合题给反应判断，先增加后减小的是c（Y）随t变化的曲线，一直增大的是c（Z）随t变化的曲线，t2时，c（Y）在减小，说明Y的消耗速率大于生成速率，C说法正确；由题图知，t3后，只有Y和Z，X完全反应，结合反应①②可得出c（Z）＝2c0－2c（Y），D说法错误。
3．答案：BC
解析：该反应是反应前后气体分子数不变的反应，随着反应的进行，气体的总物质的量始终不变，总压强始终不变，A错误；t2时，设向容器中加入3 ml C，正反应速率逐渐增大，达到新的平衡后保持不变，变化情况与图像相符，B正确；t2时，设向容器中加入3 ml C，相当于加入1 ml A和2 ml B，则状态Ⅱ相当于起始投料为2 ml A和5 ml B，若是投料为2 ml A和6 ml B与状态Ⅰ等效，即状态Ⅱ相当于减少了B的投料，平衡逆向移动，A的体积分数变大，即φ（Ⅱ）>φ（Ⅰ），C正确；化学平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，即K（Ⅱ）＝K（Ⅰ），D错误。
4．答案：D
解析：锌粒与盐酸的反应是放热反应，随着反应的进行，温度越来越高，当恰好完全反应时，温度最高，图甲中t1时刻之后反应还在进行，则体系温度还会升高，A错误；据图乙可知，t1时刻c（CO2）瞬间增大，而增大容器的容积会使c（CO2）瞬间减小，B错误；当其他条件相同时，起始B2的物质的量越大，即浓度越大，A2的平衡转化率越大，达到平衡时A2的转化率大小为a5．答案：CD
解析：由a到c正反应速率逐渐增大，说明正反应放热，由于c到d速率改变，在c点反应未达到平衡，A错误；ab段温度低于bc段，则bc段正、逆反应速率均大于ab段，由a到c，v逆增大的程度大于v正，bc段Δv小于ab段，则产生N2的量：ab段>bc段，B错误；由于反应放热，温度升高，平衡逆向移动，故温度越高K越小，Ka>Kb>Kc>Kd，C正确；因反应未达到平衡，c、d点的正反应速率大于逆反应速率，且随着反应进行，v逆一直增大，d点的逆反应速率大于c点的逆反应速率，故d点的正反应速率大于c点的逆反应速率，D正确。
6．答案：B
解析：反应Ⅰ、Ⅱ均是气体分子数减小的反应，系统混乱度下降，均为ΔS<0的反应，A错误；平衡常数只与温度有关，a、b点均在T2温度下，K（a）＝K（b），题给信息T1>T2，由图可知，T1温度下氢气压强更大，说明升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，故平衡常数：K（c）7．答案：C
解析：由2C（s）＋2NO2（g）⇌N2（g）＋2CO2（g）可知，NO2的生成速率（逆反应速率）是N2的生成速率（正反应速率）的二倍时，正、逆反应速率相等，即达到平衡，只有C点满足，A正确；由图乙知，E点反应未达到平衡，F点反应达到平衡，且压强：E8．答案：AD
解析：反应Ⅰ正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NO的平衡体积分数增大，NO2的平衡体积分数减小，因此图中X代表NO，Y代表NO2，A正确；将NO和O3按一定体积比通入容器中，反应Ⅰ和反应Ⅱ都会发生，升高温度，反应Ⅰ的平衡逆向移动，反应Ⅱ的平衡正向移动，0～300 ℃，O3的平衡转化率随温度的升高逐渐下降的原因是反应Ⅰ的平衡逆向移动程度大于反应Ⅱ的平衡正向移动的程度，反应Ⅰ占主导，高于300 ℃时，O3的平衡转化率随温度的升高逐渐升高的原因是反应Ⅰ的平衡逆向移动程度小于反应Ⅱ的平衡正向移动的程度，反应Ⅱ占主导，B错误；其他条件不变，增大压强，反应Ⅱ的平衡逆向移动，O3的分压增大，O2的分压减小，使得反应Ⅰ平衡正向移动，达到平衡时，NO的体积分数将减小，NO2的体积分数将增大，C错误；若N元素的转化只存在反应Ⅰ，根据N原子守恒，NO与NO2的体积分数变化量应相等，但温度高于360 ℃，NO的体积分数增加量小于NO2的体积分数减小量，说明NO2除转化为NO外，还转化为其他物质，如N2O5等，D正确。
9．答案：D
解析：由图可知反应①在温度a K时ΔG＝0，又lgKp＝－ eq \f(ΔG,2.30 RT) ，故Kp＝1，A正确。反应②是熵减反应，ΔG＝ΔH－TΔS<0，故ΔH<0，反应②的平衡常数随温度升高而减小，B正确。图示温度范围内反应③的ΔG<0，故自发进行，C正确。由反应④－反应②可得反应H2＋ eq \f(1,2) SiCl4⇌ eq \f(1,2) Si＋2HCl，温度为d K时，反应④的ΔG小于反应②，上述反应的ΔG<0，反应可自发进行，H2能还原SiCl4制备Si；温度低于b K时，反应④和ΔG大于反应②，上述反应的ΔG>0，H2不能还原SiCl4制备Si，D错误。
A.ΔH>0
B.气体的总物质的量：na
D.反应速率：va正
A.a为c（X）随t的变化曲线
B.t1时，c（X）＝c（Y）＝c（Z）
C.t2时，Y的消耗速率大于生成速率
D.t3后，c（Z）＝2c0－c（Y）
3.[2021·湖南卷]（双选）已知：A（g）＋2B（g）⇌3C（g） ΔH<0，向一恒温恒容的密闭容器中充入1 ml A和3 ml B发生反应，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.容器内压强不变，表明反应达到平衡
B.t2时改变的条件：向容器中加入C
C.平衡时A的体积分数φ：φ（Ⅱ）>φ（Ⅰ）
D.平衡常数K：K（Ⅱ）
A.图甲是锌粒与盐酸反应的反应速率随反应时间变化的曲线，t1时刻溶液的温度最高
B.图乙是恒温密闭容器中发生CaCO3（s）⇌CaO（s）＋CO2（g）反应时，c（CO2）随反应时间变化的曲线，t1时刻改变的条件可能是增大容器的容积
C.图丙表示反应A2（g）＋3B2（g）⇌2AB3（g）中AB3的平衡体积分数随起始n（B2）变化的曲线，A2起始时的物质的量相同，当达到平衡时A2的转化率大小为c
下列说法正确的是 （ ）
A.正反应为放热反应且c点时反应达到平衡
B.若Δt1＝Δt2，则产生N2的量：ab段
D.d点的正反应速率大于c点的逆反应速率
6.[2022·山东联考]某研究小组在不同温度（T1>T2）下，在某恒容密闭容器中进行储氢合金储氢过程的探究。平衡时，氢气的压强（p）与固相中氢原子与金属原子（M）的个数比[ eq \f(N（H）,N（M）) ]的关系如图：
已知：①OA（或OA′）段：M（s）＋ eq \f(x,2) H2（g）⇌MHx（s） ΔH1（Ⅰ）
②AB（或A′B′）段：zMHx（s）＋H2（g）⇌zMHy（s） ΔH2（Ⅱ）
③在B或B′点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强， eq \f(N（H）,N（M）) 的值变化较小。
下列说法正确的是（ ）
A.反应Ⅰ、Ⅱ均为ΔS>0的反应
B.平衡常数：K（c）
D.由a点移到d点，需在恒温恒容条件下通入少量氢气
7.[2022·河南联考测试]用活性炭还原NO2可防止空气污染，其反应原理为2C（s）＋2NO2（g）⇌N2（g）＋2CO2（g）。在密闭容器中1 ml NO2和足量C发生上述反应，反应相同时间内测得NO2的生成速率与N2的生成速率随温度变化的关系如图甲所示；维持温度不变，反应相同时间内测得NO2的转化率随压强的变化如图乙所示。
下列说法错误的是 （ ）
A.图甲中的A、B、C三个点中只有C点的v正＝v逆
B.图乙中E点的v逆小于F点的v正
C.图乙中平衡常数K（E）＝K（G），则NO2的平衡浓度c（E）＝c（G）
D.在恒温恒容下，向图乙中G点平衡体系中充入一定量的NO2，与原平衡相比，NO2的平衡转化率减小
8.[2022·江苏如皋期中]（双选）压强为3 MPa时，将NO和O3按一定体积比通入容器中，发生如下反应：
反应Ⅰ：NO（g）＋O3（g）⇌NO2（g）＋O2（g）ΔH<0
反应Ⅱ：2O3（g）⇌3O2（g）ΔH>0
O3的平衡转化率及NO、NO2的平衡体积分数随温度变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.图中X代表NO，Y代表NO2
B.低于300 ℃发生反应Ⅰ，高于300 ℃发生反应Ⅱ
C.其他条件不变，将压强变为4 MPa，平衡时NO、NO2的体积分数不变
D.温度高于360 ℃，Y的平衡体积分数减小的幅度大于X的平衡体积分数增大的幅度的原因可能是O3将Y氧化为更高价态的氧化物
9.[2022·河北高三阶段练习]如图表示生成几种氯化物反应的自由能变化（ΔG）随温度变化情况。若在图示温度范围内ΔH和ΔS不变，且lgKp＝－ eq \f(ΔG,2.30 RT) ，其中R为常数，T为温度。下列说法错误的是（ ）
A.反应①在温度a K时的平衡常数Kp为1
B.反应②的平衡常数随温度升高而减小
C.图示温度范围内，③是自发进行的
D.任何温度下均可用H2还原SiCl4制备Si
练25 化学反应速率和化学平衡图像分析
1．答案：BC
解析：由图可知，绝热过程甲开始时压强增大，而2X（g）＋Y（g）⇌Z（g）是气体物质的量减少的反应，故该反应放热，ΔH<0，A项错误；a、c两点压强相同，a点温度高于c点，故气体的总物质的量：na
起始量/ml 2 1 0
变化量/ml 2x x x
平衡量/ml 2－2x 1－x x
a点时压强为起始压强的一半，则3－2x＝1.5，解得x＝0.75，K＝ eq \f(0.75,（2－1.5）2×（1－0.75）) ＝12，而a点平衡实际上是绝热条件下达到的平衡，要使平衡压强为p，体系中的气体总物质的量应小于1.5 ml，计算得到x偏小，故a点平衡常数K>12，C项正确；a点温度高于b点，故反应速率：va正>vb正，D项错误。
2．答案：D
解析：由题图知，a起始浓度最大，在整个反应过程中浓度一直减小，所以a代表c（X）随t的变化曲线，A说法正确；t1时，三条曲线相交，三种物质的浓度相等，B说法正确；结合题给反应判断，先增加后减小的是c（Y）随t变化的曲线，一直增大的是c（Z）随t变化的曲线，t2时，c（Y）在减小，说明Y的消耗速率大于生成速率，C说法正确；由题图知，t3后，只有Y和Z，X完全反应，结合反应①②可得出c（Z）＝2c0－2c（Y），D说法错误。
3．答案：BC
解析：该反应是反应前后气体分子数不变的反应，随着反应的进行，气体的总物质的量始终不变，总压强始终不变，A错误；t2时，设向容器中加入3 ml C，正反应速率逐渐增大，达到新的平衡后保持不变，变化情况与图像相符，B正确；t2时，设向容器中加入3 ml C，相当于加入1 ml A和2 ml B，则状态Ⅱ相当于起始投料为2 ml A和5 ml B，若是投料为2 ml A和6 ml B与状态Ⅰ等效，即状态Ⅱ相当于减少了B的投料，平衡逆向移动，A的体积分数变大，即φ（Ⅱ）>φ（Ⅰ），C正确；化学平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，即K（Ⅱ）＝K（Ⅰ），D错误。
4．答案：D
解析：锌粒与盐酸的反应是放热反应，随着反应的进行，温度越来越高，当恰好完全反应时，温度最高，图甲中t1时刻之后反应还在进行，则体系温度还会升高，A错误；据图乙可知，t1时刻c（CO2）瞬间增大，而增大容器的容积会使c（CO2）瞬间减小，B错误；当其他条件相同时，起始B2的物质的量越大，即浓度越大，A2的平衡转化率越大，达到平衡时A2的转化率大小为a
解析：由a到c正反应速率逐渐增大，说明正反应放热，由于c到d速率改变，在c点反应未达到平衡，A错误；ab段温度低于bc段，则bc段正、逆反应速率均大于ab段，由a到c，v逆增大的程度大于v正，bc段Δv小于ab段，则产生N2的量：ab段>bc段，B错误；由于反应放热，温度升高，平衡逆向移动，故温度越高K越小，Ka>Kb>Kc>Kd，C正确；因反应未达到平衡，c、d点的正反应速率大于逆反应速率，且随着反应进行，v逆一直增大，d点的逆反应速率大于c点的逆反应速率，故d点的正反应速率大于c点的逆反应速率，D正确。
6．答案：B
解析：反应Ⅰ、Ⅱ均是气体分子数减小的反应，系统混乱度下降，均为ΔS<0的反应，A错误；平衡常数只与温度有关，a、b点均在T2温度下，K（a）＝K（b），题给信息T1>T2，由图可知，T1温度下氢气压强更大，说明升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，故平衡常数：K（c）
解析：由2C（s）＋2NO2（g）⇌N2（g）＋2CO2（g）可知，NO2的生成速率（逆反应速率）是N2的生成速率（正反应速率）的二倍时，正、逆反应速率相等，即达到平衡，只有C点满足，A正确；由图乙知，E点反应未达到平衡，F点反应达到平衡，且压强：E
解析：反应Ⅰ正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NO的平衡体积分数增大，NO2的平衡体积分数减小，因此图中X代表NO，Y代表NO2，A正确；将NO和O3按一定体积比通入容器中，反应Ⅰ和反应Ⅱ都会发生，升高温度，反应Ⅰ的平衡逆向移动，反应Ⅱ的平衡正向移动，0～300 ℃，O3的平衡转化率随温度的升高逐渐下降的原因是反应Ⅰ的平衡逆向移动程度大于反应Ⅱ的平衡正向移动的程度，反应Ⅰ占主导，高于300 ℃时，O3的平衡转化率随温度的升高逐渐升高的原因是反应Ⅰ的平衡逆向移动程度小于反应Ⅱ的平衡正向移动的程度，反应Ⅱ占主导，B错误；其他条件不变，增大压强，反应Ⅱ的平衡逆向移动，O3的分压增大，O2的分压减小，使得反应Ⅰ平衡正向移动，达到平衡时，NO的体积分数将减小，NO2的体积分数将增大，C错误；若N元素的转化只存在反应Ⅰ，根据N原子守恒，NO与NO2的体积分数变化量应相等，但温度高于360 ℃，NO的体积分数增加量小于NO2的体积分数减小量，说明NO2除转化为NO外，还转化为其他物质，如N2O5等，D正确。
9．答案：D
解析：由图可知反应①在温度a K时ΔG＝0，又lgKp＝－ eq \f(ΔG,2.30 RT) ，故Kp＝1，A正确。反应②是熵减反应，ΔG＝ΔH－TΔS<0，故ΔH<0，反应②的平衡常数随温度升高而减小，B正确。图示温度范围内反应③的ΔG<0，故自发进行，C正确。由反应④－反应②可得反应H2＋ eq \f(1,2) SiCl4⇌ eq \f(1,2) Si＋2HCl，温度为d K时，反应④的ΔG小于反应②，上述反应的ΔG<0，反应可自发进行，H2能还原SiCl4制备Si；温度低于b K时，反应④和ΔG大于反应②，上述反应的ΔG>0，H2不能还原SiCl4制备Si，D错误。
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