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2024版高考总复习-化学二轮专题(新教材) 热点提速练13 化学反应速率和化学平衡图像课件PPT
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这是一份2024版高考总复习-化学二轮专题(新教材) 热点提速练13 化学反应速率和化学平衡图像课件PPT，共31页。PPT课件主要包含了答案D，答案C等内容，欢迎下载使用。
命题角度1 化学反应速率图像及分析1.(2023·辽宁沈阳五校联考)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 ℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快B.图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,H2O2分解速率越快C.图丙表明,少量Mn2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大
解析 浓度对反应速率的影响是浓度越大,反应速率越快,A错误;NaOH浓度越大,即pH越大,H2O2分解速率越快,B错误;由题图可知,Mn2+存在时,0.1 ml·L-1 NaOH中H2O2的分解速率比1.0 ml·L-1 NaOH中的快,C错误;由题图可知,碱性条件下,Mn2+存在时,对H2O2分解速率影响大,D正确。
2.(2023·河北邢台一模)室温下,某溶液初始时仅溶有M,同时发生以下两个反应:①M ══ X+Y;②M ══ X+Z。反应①的速率可表示为v1=k1c(M),反应②的速率可表示为v2=k2c(M)(k1、k2为速率常数)。体系中生成物浓度(c)随时间(t)变化的曲线如图所示。下列说法错误的是( )
3.(2023·浙江宁波十校联考)某温度下,在容积为2 L的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应3A(g)+bB(g) cC(g) ΔH=-Q kJ· ml-1(Q>0),12 s时反应达到平衡,生成C的物质的量为0.8 ml,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.前12 s内,A的平均反应速率为0.025 ml·L-1·s-1B.12 s后,A的消耗速率等于B的生成速率C.化学计量数之比b∶c=1∶2D.12 s内,A和B反应放出的热量为0.2Q kJ
4.(2023·广东惠州一模)在容积为1 L的恒容密闭容器中充入1 ml CO2和3 ml H2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。测得CO2和CH3OH的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.平衡时CO2的转化率为75%B.平衡后充入惰性气体,平衡正向移动C.该条件下,第9 min时v逆(CH3OH)大于第3 min时v正(CH3OH)D.混合气体的密度不随时间的变化而变化,则说明上述反应达到平衡状态
解析 利用CO2初始和平衡浓度可得平衡时CO2的转化率为 ×100%=75%,A正确;恒容容器充入惰性气体,与反应有关的各物质浓度不变,平衡不移动,B错误;平衡之前始终有v逆(CH3OH)
已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。下列说法错误的是( )A.该反应的ΔH>0B.550 ℃时,充入惰性气体将使v(正)>v(逆)C.650 ℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%D.925 ℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0 Pa
解析 随着温度的升高,CO2的体积分数降低,即升温该平衡正向移动,所以该反应为吸热反应,ΔH>0,A正确;恒压充入惰性气体,容器容积变大,平衡向气体体积增大的方向移动,即平衡正向移动,则有v(正)>v(逆),B正确;设CO2为1 ml,该条件下转化率为x,根据已知信息建立三段式如下: C(s) + CO2(g) 2CO(g)起始1 ml0变化x ml2x ml平衡(1-x) ml2x ml
6.(2023·北京门头沟区一模)在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下,催化反应相同时间,测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法不正确的是( )
A.反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的ΔH<0B.图中X点所示条件下,延长反应时间能提高NO转化率C.图中Y点所示条件下,增加O2的浓度不能提高NO转化率D.380 ℃下,c起始(O2)=5.0×10-4 ml·L-1,NO平衡转化率为50%,则平衡常数K>2 000
解析 由图像可知,升高温度一氧化氮的转化率降低,说明升高温度平衡逆向移动,平衡向吸热反应方向移动,则正反应是放热反应,ΔH<0,A正确;题图中X点在该温度下没有达到平衡状态,此点反应正向移动,故延长时间能提高NO转化率,B正确;题图中Y点为该温度下的平衡点,增加O2的浓度平衡正向移动,提高NO转化率,C错误;设氧气浓度变化是x ml·L-1,则一氧化氮浓度的变化量是2x ml·L-1,一氧化氮的转化率是50%,一氧化氮的起始浓度是4x ml·L-1,平衡时c(NO)=2x ml·L-1,c(NO2)=2x ml·L-1,c(O2)=(5.0×10-4-x) ml·L-1,故化学平衡常数为 >2 000,D正确。
7.(2023·辽宁铁岭一模)SCl2可用作有机合成的氯化剂。在容积为2 L的密闭容器中充入1 ml SCl2(g),发生反应:2SCl2(g) S2Cl2(g)+Cl2(g),图中所示曲线分别表示反应在10 min时和平衡时SCl2的转化率(α)与温度(T)的关系。下列说法正确的是( )
A.2SCl2(g) S2Cl2(g)+Cl2(g)的ΔH<0B.55 ℃,从0~10 min,以S2Cl2表示反应的平均速率为0.025 ml·L-1·min-1C.当容器中混合气体的平均相对分子质量恒定不变时,反应达到平衡状态D.82 ℃,若起始时在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各5 ml,则此时v(逆)
8.(2023·辽宁沈阳二模)在起始温度均为T ℃、容积均为10 L的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入1 ml N2O和4 ml CO,发生反应N2O(g)+CO(g) N2(g)+CO2(g) ΔH<0。已知:k正、k逆分别是正、逆反应速率常数,v(正)=k正·c(N2O)·c(CO),v(逆)=k逆·c(N2)·c(CO2),A、B容器中N2O的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法中正确的是( )
A.曲线M、N的平衡常数大小为K(N)>K(M)B.N2与CO2浓度比为1∶1时,标志此反应已达平衡C.T ℃时,k逆=76k正D.用CO的浓度变化表示曲线N在0~100 s内的平均速率为1×10-3 ml·L-1·s-1
解析 起始温度相同,容器A为恒温装置,温度始终不变,则K不变,容器B为绝热体系,反应为放热反应,随反应进行体系内温度升高,则平衡常数减小。温度越高反应速率越快,反应先达到平衡状态,则M对应容器B,N对应容器A,则有K(N)>K(M),A正确。N2与CO2为生成物,且化学计量数比为1∶1,两者浓度始终保持1∶1不变,故不能据此判断平衡状态,B错误。该反应在温度为T ℃条件下进行,据A项分析可知,N表示在恒温(A)下进行的反应,反应开始时n(N2O)=1 ml,n(CO)=4 ml,反应达到平衡时N2O的转化率是25%,则根据反应N2O(g)+CO(g) N2(g)+CO2(g)的转化关系可知平衡时n(N2O)=0.75 ml,n(CO)=3.75 ml,n(N2)=n(CO2)=0.25 ml,由于容器的容积是10 L,
命题角度3 化工生产图像及反应条件控制9.(2023·辽宁锦州4月质检)工业上用Na2CO3固体作固硫剂,氢气还原辉钼矿(MS2)获得钼(M)的反应原理为MS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s) M(s)+ 2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s) ΔH。在恒容密闭容器中进行该反应,平衡时气体浓度和正逆反应平衡常数与温度的关系如图所示。下列说法正确的是( )
图1平衡时气体浓度与温度的关系
图2正逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系
A.该反应在低温下可以自发进行B.粉碎矿物和增大压强都能提高辉钼矿的平衡转化率C.结合图1分析推测图2中T1温度为130 ℃D.若图1中A点对应温度下体系总压强为10 MPa,则H2O(g)的分压为5 MPa
解析 由方程式聚集状态知ΔS>0,由题图1可知正反应是吸热反应,ΔH>0,则根据ΔG=ΔH-TΔS<0知,该反应为高温下的自发反应,A错误;该反应是气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动,不利于反应向右进行,不能提高辉钼矿的平衡转化率,B错误;根据题图1可知,130 ℃时该反应的平衡常数 ,根据题图2可知,T1 ℃时正逆反应化学平衡常数相等,即此时平衡常数为1,C正确;A点各组分的浓度之和为5 ml·L-1,在同一容器中,压强之比等于物质的量之比,也等于浓度之比,若A点对应温度下体系压强为10 MPa时,H2O(g)的浓度为2 ml·L-1,则H2O(g)的分压为4 MPa,D错误。
10.(2023·北京西城区二模)中国科学家首次用C60改性铜基催化剂,将草酸二甲酯加氢制乙二醇的反应条件从高压降至常压。草酸二甲酯加氢的主要反应有:
其他条件相同时,相同时间内温度对产物选择性的影响结果如图。
ⅱ.450~500 K,反应③的平衡常数远大于反应①和反应②的平衡常数。下列说法不正确的是( )A.制乙二醇适宜的温度范围是470~480 KB.实验条件下反应③的活化能最高,升温更有利于反应③进行C.减压可提高乙二醇的平衡产率D.铜基催化剂用C60改性后反应速率增大,可以降低反应所需的压强
解析 由题图可知,温度为470~480 K时,生成乙二醇的选择性最高,A正确;升高温度有利于生成乙醇,实验条件下反应③的活化能最高,所以升温有利于反应③进行,B正确;反应②为气体分子数减小的反应,则增大压强可以提高乙二醇的平衡产率,C错误;铜基催化剂用C60改性后,将草酸二甲酯加氢制乙二醇的反应条件从高压降至常压,则催化剂可以使反应速率增大,D正确。
11.(2023·北京朝阳区二模)脱除汽车尾气中的NO和CO包括以下两个反应:①2NO+CO N2O+CO2;②N2O+CO N2+CO2。将恒定组成的NO和CO混合气通入不同温度的反应器,相同时间内检测物质浓度,结果如下。
A.低温不利于NO和CO的脱除B.420 ℃,该时间段内几乎不发生反应①,主要发生反应②C.450 ℃,该时间段内NO的脱除率约为88%D.高温下的主要脱除反应为2NO+2CO N2+2CO2
解析 低温时,经过相同时间,容器中NO、CO的浓度较高,低温不利于NO和CO的脱除,A正确;420 ℃,N2O是反应①的生成物,N2O是反应②的反应物,N2是反应②的产物,容器中有较高浓度的N2,说明该时间段内一定发生反应①,B错误;根据450 ℃各物质的浓度,NO的初始浓度为(200+125×2+1 625×2) ppm=3 700 ppm,转化为氮气的NO的浓度为1 625 ppm×2=3 250 ppm,该时间段内NO的脱除率约为 ×100%≈88%,C正确;高温条件下主要生成氮气和二氧化碳,高温下的主要脱除反应为2NO+2CO N2+2CO2,D正确。
命题角度1 化学反应速率图像及分析1.(2023·辽宁沈阳五校联考)H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 ℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.图甲表明,其他条件相同时,H2O2浓度越小,其分解速率越快B.图乙表明,其他条件相同时,溶液pH越小,H2O2分解速率越快C.图丙表明,少量Mn2+存在时,溶液碱性越强,H2O2分解速率越快D.图丙和图丁表明,碱性溶液中,Mn2+对H2O2分解速率的影响大
解析 浓度对反应速率的影响是浓度越大,反应速率越快,A错误;NaOH浓度越大,即pH越大,H2O2分解速率越快,B错误;由题图可知,Mn2+存在时,0.1 ml·L-1 NaOH中H2O2的分解速率比1.0 ml·L-1 NaOH中的快,C错误;由题图可知,碱性条件下,Mn2+存在时,对H2O2分解速率影响大,D正确。
2.(2023·河北邢台一模)室温下,某溶液初始时仅溶有M,同时发生以下两个反应:①M ══ X+Y;②M ══ X+Z。反应①的速率可表示为v1=k1c(M),反应②的速率可表示为v2=k2c(M)(k1、k2为速率常数)。体系中生成物浓度(c)随时间(t)变化的曲线如图所示。下列说法错误的是( )
3.(2023·浙江宁波十校联考)某温度下,在容积为2 L的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应3A(g)+bB(g) cC(g) ΔH=-Q kJ· ml-1(Q>0),12 s时反应达到平衡,生成C的物质的量为0.8 ml,反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.前12 s内,A的平均反应速率为0.025 ml·L-1·s-1B.12 s后,A的消耗速率等于B的生成速率C.化学计量数之比b∶c=1∶2D.12 s内,A和B反应放出的热量为0.2Q kJ
4.(2023·广东惠州一模)在容积为1 L的恒容密闭容器中充入1 ml CO2和3 ml H2,一定条件下反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。测得CO2和CH3OH的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.平衡时CO2的转化率为75%B.平衡后充入惰性气体,平衡正向移动C.该条件下,第9 min时v逆(CH3OH)大于第3 min时v正(CH3OH)D.混合气体的密度不随时间的变化而变化,则说明上述反应达到平衡状态
解析 利用CO2初始和平衡浓度可得平衡时CO2的转化率为 ×100%=75%,A正确;恒容容器充入惰性气体,与反应有关的各物质浓度不变,平衡不移动,B错误;平衡之前始终有v逆(CH3OH)
已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。下列说法错误的是( )A.该反应的ΔH>0B.550 ℃时,充入惰性气体将使v(正)>v(逆)C.650 ℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%D.925 ℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0 Pa
解析 随着温度的升高,CO2的体积分数降低,即升温该平衡正向移动,所以该反应为吸热反应,ΔH>0,A正确;恒压充入惰性气体,容器容积变大,平衡向气体体积增大的方向移动,即平衡正向移动,则有v(正)>v(逆),B正确;设CO2为1 ml,该条件下转化率为x,根据已知信息建立三段式如下: C(s) + CO2(g) 2CO(g)起始1 ml0变化x ml2x ml平衡(1-x) ml2x ml
6.(2023·北京门头沟区一模)在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下,催化反应相同时间,测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法不正确的是( )
A.反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的ΔH<0B.图中X点所示条件下,延长反应时间能提高NO转化率C.图中Y点所示条件下,增加O2的浓度不能提高NO转化率D.380 ℃下,c起始(O2)=5.0×10-4 ml·L-1,NO平衡转化率为50%,则平衡常数K>2 000
解析 由图像可知,升高温度一氧化氮的转化率降低,说明升高温度平衡逆向移动,平衡向吸热反应方向移动,则正反应是放热反应,ΔH<0,A正确;题图中X点在该温度下没有达到平衡状态,此点反应正向移动,故延长时间能提高NO转化率,B正确;题图中Y点为该温度下的平衡点,增加O2的浓度平衡正向移动,提高NO转化率,C错误;设氧气浓度变化是x ml·L-1,则一氧化氮浓度的变化量是2x ml·L-1,一氧化氮的转化率是50%,一氧化氮的起始浓度是4x ml·L-1,平衡时c(NO)=2x ml·L-1,c(NO2)=2x ml·L-1,c(O2)=(5.0×10-4-x) ml·L-1,故化学平衡常数为 >2 000,D正确。
7.(2023·辽宁铁岭一模)SCl2可用作有机合成的氯化剂。在容积为2 L的密闭容器中充入1 ml SCl2(g),发生反应:2SCl2(g) S2Cl2(g)+Cl2(g),图中所示曲线分别表示反应在10 min时和平衡时SCl2的转化率(α)与温度(T)的关系。下列说法正确的是( )
A.2SCl2(g) S2Cl2(g)+Cl2(g)的ΔH<0B.55 ℃,从0~10 min,以S2Cl2表示反应的平均速率为0.025 ml·L-1·min-1C.当容器中混合气体的平均相对分子质量恒定不变时,反应达到平衡状态D.82 ℃,若起始时在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各5 ml,则此时v(逆)
8.(2023·辽宁沈阳二模)在起始温度均为T ℃、容积均为10 L的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入1 ml N2O和4 ml CO,发生反应N2O(g)+CO(g) N2(g)+CO2(g) ΔH<0。已知:k正、k逆分别是正、逆反应速率常数,v(正)=k正·c(N2O)·c(CO),v(逆)=k逆·c(N2)·c(CO2),A、B容器中N2O的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法中正确的是( )
A.曲线M、N的平衡常数大小为K(N)>K(M)B.N2与CO2浓度比为1∶1时,标志此反应已达平衡C.T ℃时,k逆=76k正D.用CO的浓度变化表示曲线N在0~100 s内的平均速率为1×10-3 ml·L-1·s-1
解析 起始温度相同,容器A为恒温装置,温度始终不变,则K不变,容器B为绝热体系,反应为放热反应,随反应进行体系内温度升高,则平衡常数减小。温度越高反应速率越快,反应先达到平衡状态,则M对应容器B,N对应容器A,则有K(N)>K(M),A正确。N2与CO2为生成物,且化学计量数比为1∶1,两者浓度始终保持1∶1不变,故不能据此判断平衡状态,B错误。该反应在温度为T ℃条件下进行,据A项分析可知,N表示在恒温(A)下进行的反应,反应开始时n(N2O)=1 ml,n(CO)=4 ml,反应达到平衡时N2O的转化率是25%,则根据反应N2O(g)+CO(g) N2(g)+CO2(g)的转化关系可知平衡时n(N2O)=0.75 ml,n(CO)=3.75 ml,n(N2)=n(CO2)=0.25 ml,由于容器的容积是10 L,
命题角度3 化工生产图像及反应条件控制9.(2023·辽宁锦州4月质检)工业上用Na2CO3固体作固硫剂,氢气还原辉钼矿(MS2)获得钼(M)的反应原理为MS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s) M(s)+ 2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s) ΔH。在恒容密闭容器中进行该反应,平衡时气体浓度和正逆反应平衡常数与温度的关系如图所示。下列说法正确的是( )
图1平衡时气体浓度与温度的关系
图2正逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系
A.该反应在低温下可以自发进行B.粉碎矿物和增大压强都能提高辉钼矿的平衡转化率C.结合图1分析推测图2中T1温度为130 ℃D.若图1中A点对应温度下体系总压强为10 MPa,则H2O(g)的分压为5 MPa
解析 由方程式聚集状态知ΔS>0,由题图1可知正反应是吸热反应,ΔH>0,则根据ΔG=ΔH-TΔS<0知,该反应为高温下的自发反应,A错误;该反应是气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动,不利于反应向右进行,不能提高辉钼矿的平衡转化率,B错误;根据题图1可知,130 ℃时该反应的平衡常数 ,根据题图2可知,T1 ℃时正逆反应化学平衡常数相等,即此时平衡常数为1,C正确;A点各组分的浓度之和为5 ml·L-1,在同一容器中,压强之比等于物质的量之比,也等于浓度之比,若A点对应温度下体系压强为10 MPa时,H2O(g)的浓度为2 ml·L-1,则H2O(g)的分压为4 MPa,D错误。
10.(2023·北京西城区二模)中国科学家首次用C60改性铜基催化剂,将草酸二甲酯加氢制乙二醇的反应条件从高压降至常压。草酸二甲酯加氢的主要反应有:
其他条件相同时,相同时间内温度对产物选择性的影响结果如图。
ⅱ.450~500 K,反应③的平衡常数远大于反应①和反应②的平衡常数。下列说法不正确的是( )A.制乙二醇适宜的温度范围是470~480 KB.实验条件下反应③的活化能最高,升温更有利于反应③进行C.减压可提高乙二醇的平衡产率D.铜基催化剂用C60改性后反应速率增大,可以降低反应所需的压强
解析 由题图可知,温度为470~480 K时,生成乙二醇的选择性最高,A正确;升高温度有利于生成乙醇,实验条件下反应③的活化能最高,所以升温有利于反应③进行,B正确;反应②为气体分子数减小的反应,则增大压强可以提高乙二醇的平衡产率,C错误;铜基催化剂用C60改性后,将草酸二甲酯加氢制乙二醇的反应条件从高压降至常压,则催化剂可以使反应速率增大,D正确。
11.(2023·北京朝阳区二模)脱除汽车尾气中的NO和CO包括以下两个反应:①2NO+CO N2O+CO2;②N2O+CO N2+CO2。将恒定组成的NO和CO混合气通入不同温度的反应器,相同时间内检测物质浓度,结果如下。
A.低温不利于NO和CO的脱除B.420 ℃,该时间段内几乎不发生反应①,主要发生反应②C.450 ℃,该时间段内NO的脱除率约为88%D.高温下的主要脱除反应为2NO+2CO N2+2CO2
解析 低温时,经过相同时间,容器中NO、CO的浓度较高,低温不利于NO和CO的脱除,A正确;420 ℃,N2O是反应①的生成物,N2O是反应②的反应物,N2是反应②的产物,容器中有较高浓度的N2,说明该时间段内一定发生反应①,B错误;根据450 ℃各物质的浓度,NO的初始浓度为(200+125×2+1 625×2) ppm=3 700 ppm,转化为氮气的NO的浓度为1 625 ppm×2=3 250 ppm,该时间段内NO的脱除率约为 ×100%≈88%,C正确;高温条件下主要生成氮气和二氧化碳,高温下的主要脱除反应为2NO+2CO N2+2CO2,D正确。
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