专题06 反应速率与化学平衡-【好题汇编】3年（2022-2024）高考1年模拟化学真题分类汇编（湖南专用）（解析版）-A4

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考点1 反应速率与化学平衡
1.（2024·湖南卷）恒压下，向某密闭容器中充入一定量的和，发生如下反应：
主反应：
副反应：
在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布分数随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示，下列说法正确的是
A 投料比x代表
B. 曲线c代表乙酸的分布分数
C. ，
D. L、M、N三点的平衡常数：
【答案】D
【解析】题干明确指出，图中曲线表示的是测得两种含碳产物的分布分数即分别为、，若投料比x代表，x越大，可看作是CH3OH的量增多，则对于主、副反应可知生成的CH3COOCH3越多，CH3COOCH3分布分数越高，则曲线a或曲线b表示CH3COOCH3分布分数，曲线c或曲线d表示CH3COOH分布分数，据此分析可知AB均正确，可知如此假设错误，则可知投料比x代表，曲线a或曲线b表示，曲线c或曲线d表示，据此作答。根据分析可知，投料比x代表，故A错误；根据分析可知，曲线c表示CH3COOCH3分布分数，故B错误；根据分析可知，曲线a或曲线b表示，当同一投料比时，观察图像可知T2时大于T1时，而可知，温度越高则越大，说明温度升高主反应的平衡正向移动，；曲线c或曲线d表示，当同一投料比时，观察可知T1时大于T2时，而可知，温度越高则越小，说明温度升高副反应的平衡逆向移动，，故C错误；L、M、N三点对应副反应，且，升高温度平衡逆向移动，，故D正确；
故选D。
2.（2023·湖南卷）向一恒容密闭容器中加入1mlCH4和一定量的H2O，发生反应：。CH4的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.
B. 反应速率：
C. 点a、b、c对应的平衡常数：
D. 反应温度为，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态
【答案】B
【解析】一定条件下，增大水的浓度，能提高CH4的转化率，即x值越小，CH4的转化率越大，则，故A正确；b点和c点温度相同，CH4的起始物质的量都为1ml，b点x值小于c点，则b点加水多，反应物浓度大，则反应速率：，故B错误；由图像可知，x一定时，温度升高CH4的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，K增大；温度相同，K不变，则点a、b、c对应的平衡常数：，故C正确；该反应为气体分子数增大的反应，反应进行时压强发生改变，所以温度一定时，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态，故D正确；故选B。
3.（2022·湖南卷）向体积均为1L的两恒容容器中分别充入和发生反应：，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. B. 气体的总物质的量：
C. a点平衡常数：D. 反应速率：
【答案】B
【解析】甲容器在绝热条件下，随着反应的进行，压强先增大后减小，根据理想气体状态方程PV=nRT可知，刚开始压强增大的原因是因为容器温度升高，则说明上述反应过程放热，即＜0，故A错误；根据A项分析可知，上述密闭溶液中的反应为放热反应，图中a点和c点的压强相等，因甲容器为绝热过程，乙容器为恒温过程，若两者气体物质的量相等，则甲容器压强大于乙容器压强，则说明甲容器中气体的总物质的量此时相比乙容器在减小即气体总物质的量：na＜nc，故B正确；a点为平衡点，此时容器的总压为p，假设在恒温恒容条件下进行，则气体的压强之比等于气体的物质的量（物质的量浓度）之比，所以可设Y转化的物质的量浓度为xml∙L−1，则列出三段式如下：，则有，计算得到x=0.75，那么化学平衡常数K=，又甲容器为绝热条件，等效为恒温条件下升温，平衡逆向移动，则平衡常数减小即平衡常数K＜12，故C错误；根据图像可知，甲容器达到平衡的时间短，温度高，所以达到平衡的速率相对乙容器的快，即Va正＞Vb正，故D错误。综上所述，答案为B。

1．（2024·湖南·模拟预测）利用测压法在恒容反应器中研究25℃时分解反应：
其中二聚为的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示：
已知：①时，完全分解；②；③为红棕色气体。下列说法错误的是
A．完全分解后，
B．若升高温度到35℃，则完全分解后体系压强(35℃)大于63.1kPa
C．若缩小起始时容器的体积，反应达到平衡后颜色将变浅
D．25℃时，反应达到平衡后，反应的平衡常数
【答案】C
【解析】A．的分解不是可逆反应，因此当完全分解后，产生的的压强必为17.9kPa，故A正确；
B．升高温度后，假设平衡不移动，由于热胀冷缩，压强将增大。升温，平衡向着生成的方向移动，压强也会增大，故B正确；
C．缩小容器的体积，虽然平衡向着生成的方向移动，但压缩体积将会导致浓度增大，颜色加深，故C错误；
D．平衡时总压强，此时，若不发生，生成的气体压强应为71.6kPa，由差量法求得生成气体的分压为26.4kPa，则气体压强为，平衡常数，故D正确；
故选：C。
2．（2024·湖南衡阳·模拟预测）利用可消除污染，反应为。不同温度下，向装有足量的恒容密闭容器中通入，测得的体积分数随时间t变化的曲线如图，下列说法正确的是
A．温度：，平衡常数：
B．容器内压强保持恒定时，表明反应达平衡状态
C．反应速率：
D．b点时，向容器中再次通入，重新达平衡后，
【答案】C
【分析】图象分析可知，先拐先平，温度高，得到T1＜T2 ，依据化学平衡移动原理，温度越高二氧化碳体积分数越小，说明平衡逆向进行，正向是放热反应。
【解析】A．由分析可知，先拐先平，温度高，得到T1＜T2 ，正反应放热，温度越高，K越小，故Kdv正(b)，b点达到平衡，v正(b)=v逆(b)，故v正(a)>v逆(b)，C正确；
D．b点已经到达平衡，向容器中再次通入2mlCO，相同温度下K=一定，故重新达平衡后，φ(CO2)=0.8，故D错误；
本题选C。
3．（2024·湖南永州·三模）室温下，在P和Q浓度相等的混合溶液中，同时发生反应①P＋Q=X＋Z和反应②P＋Q=Y＋Z，反应①和②的速率方程分别是v1=k1c2(P)、v2=k2c2(P)(k1、k2为速率常数)。反应过程中，Q、X的浓度随时间变化情况如图所示。下列说法错误的是
A．反应开始后，体系中X和Y的浓度之比保持不变
B．45min时Z的浓度为0.4ml·L-1
C．反应①的活化能比反应②的活化能大
D．如果反应能进行到底，反应结束时，有40%的P转化为Y
【答案】D
【解析】A．根据①和②的速率方程分别是v1=k1c2(P)、v2=k2c2(P)(k1、k2为速率常数)，反应开始后，体系中X和Y的浓度之比为,保持不变，故A正确；
B．根据反应①P＋Q=X＋Z和反应②P＋Q=Y＋Z方程式，可知每消耗1mlQ同时生成1mlZ，反应到45min时，Q的浓度降低0.4ml/L， 则Z的浓度为0.4ml·L-1，故B正确；
C．反应到20min时，Q的浓度降低0.3ml/L，反应①中X浓度增大0.12ml/L，则反应②中Y浓度增大0.18ml/L，反应②的速率大于反应①，所以反应①的活化能比反应②的活化能大，故C正确；
D．反应到20min时，Q的浓度降低0.3ml/L，反应①中X浓度增大0.12ml/L，则反应②中Y浓度增大0.18ml/L，如果反应能进行到底，反应结束时，有60%的P转化为Y，故D错误；
选D。
4．（2024·湖南长沙·一模）水气变换反应(CO+H2OH2+CO2)是工业上大规模制氢的重要方法，HCOOH是中间产物。研究发现，在反应、中，仅对反应有催化加速作用；反应速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应建立平衡后始终处于平衡状态，T°C下，在密封石英管内完全充满1.0ml/LHCOOH水溶液，分解产物均完全溶于水中,发生如下反应：
Ⅰ．HCOOH(aq) CO(aq)+H2O(1)
Ⅱ．HCOOH(aq) CO2(aq)+H2(aq)
含碳粒子浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式)：
下列说法正确的是
A．反应活化能大于反应
B．混合体系达平衡后：c(CO)+c(CO2)=1.0ml/L
C．时，反应正反应速率K(B)=K(C)，A错误；
B．平衡时，正、逆反应速率相等，相同压强，温度高反应速率大，则v(B)>v(A)，相同温度时，压强大反应速率快，则v(B)>v(C)，B错误；
C．由分析可知，反应温度：T1>T2，C错误；
D．由可知，混合气体质量不变，物质的量越大，平均摩尔质量越小，氨气的平衡产率越低，混合气体物质的量越大，即n(A)M(C)，D正确；
故选D。
17．（2024·湖南·一模）现有反应2N2O(g)2N2(g)+O2(g)，在四个恒容密闭容器中按下表充入气体进行反应，容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中N2O的平衡转化率如图所示。下列说法正确的是
A．该反应的正反应放热
B．相同温度下，起始反应速率：v(Ⅰ)＞v(Ⅱ)
C．图中A、B、C三点处，三个容器内的压强：pA(Ⅰ)＜pB(Ⅱ)＜pC(Ⅲ)
D．若Ⅳ在470℃进行反应，反应逆向进行
【答案】C
【解析】A．由图可知，升高温度N2O的平衡转化率增大，说明升高温度平衡正向移动，该反应的正反应为吸热反应，A错误；
B．由图可知，在温度、N2O起始物质的量相同的条件下，N2O的平衡转化率：Ⅰ＞Ⅱ，说明压强：Ⅰ＜Ⅱ，即V1＞1.0L，则起始反应速率：v(Ⅰ) ＜v(Ⅱ)，B错误；
C．由图可知，在温度、N2O起始物质的量相同的条件下，N2O的平衡转化率：Ⅰ＞Ⅱ＞Ⅲ，说明V1＞1.0L＞V3，图中A、B、C三点N2O的平衡转化率相等，则平衡时A、B、C三点各物质物质的量分别相等，温度由高到低的顺序：C点＞B点＞A点，根据气体状态方程，三个容器内的压强：pA(Ⅰ)＜pB(Ⅱ)＜pC(Ⅲ)，C正确；
D．由图可知，470℃Ⅱ中平衡时N2O的平衡转化率为60%，由Ⅱ列三段式，该温度下平衡常数K==0.0675，Ⅳ的起始浓度商为=0.04＜0.0675，故Ⅳ中反应正向进行，D错误；
答案选C。
18．（2024·湖南·模拟预测）研究之间的转化对控制大气污染具有重要意义，已知： 。如图所示，在恒容密闭容器中，反应温度为时，和随t变化曲线分别为Ⅰ、Ⅱ，改变温度到，随t变化为曲线Ⅲ。下列判断正确的是
A．反应速率
B．温度
C．升高温度，正向反应速率增加，逆向反应速率减小
D．温度和下，反应分别达到平衡时，前者小
【答案】B
【解析】A．升高温度，反应速率增大，达到平衡所需时间变短，根据图像，温度T2>T1，故反应速率，A错误；
B．升高温度，反应速率增大，达到平衡所需时间变短，根据图像，温度T2>T1，B正确；
C．升高温度，正、逆反应速率均增大，C错误；
D．该反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，所以温度和下，反应分别达到平衡时，前者大，D错误；
本题选B。
19．（2024·湖南·模拟预测）工业上，常用氨气脱硝。向恒容密闭容器中充入NO2和NH3，发生反应：，测得NO2的平衡转化率与温度投料比的关系如图所示。净反应速率。下列叙述正确的是
A．该反应为吸热反应，高温下都能自发进行
B．投料比：x2 < x1
C．平衡常数K：a=b>c
D．净反应速率：a=b=c
【答案】D
【分析】相同温度下，NH3与NO2的投料比越大，NO2的平衡转化率越大，因此X2的投料比更大，投料比一定的条件下，随着温度升高，NO2的平衡转化率逐渐减小（纵坐标为从上往下在增大），说明反应为放热反应，据此作答。
【解析】A．根据图示，其他条件相同，升高温度，NO2的平衡转化率降低，平衡逆向移动，正反应是放热反应，该反应气体分子数增多，熵值增大，故在任何温度下都可自发进行，故A错误；
B．增大氨气的浓度，平衡正向移动，NO2的平衡转化率增大，NH3与NO2的投料比越大，NO2的平衡转化率越大，即x2>x1，故B错误；
C．平衡常数只与温度有关，a点对应温度较低，K较大；b、c点对应温度相等，K也相等，故C错误；
D．a、b、c都是平衡点，正、逆反应速率相等，净反应速率等于0，即a、b、c的净反应速率相等，故D正确；
故选D。
20．（2024·湖南·模拟预测）二甲醇是一种绿色能源，也是一种化工原料。在体积均为的容器I、Ⅱ中分别充入和，发生反应：。相对容器Ⅱ，容器I仅改变温度或压强一个条件。两个容器同时发生化学反应，的转化率与时间关系如图，下列叙述正确的是
A．该反应中，产物总能量大于反应物总能量
B．其他条件相同，压强，容器I容器Ⅱ
C．容器Ⅱ中内平均速率为
D．容器I条件下，平衡常数为27
【答案】C
【分析】根据图像可知，容器I先达到平衡，说明Ⅰ容器反应速率大于Ⅱ容器，则Ⅰ容器改变的条件可能是升高温度或增大压强。同时从图中还可知平衡时容器Ⅱ中的转化率更高，说明Ⅰ容器改变的条件相对于Ⅱ容器而言促使反应平衡逆向移动，若为升高温度，则反应的化学平衡逆向移动，正反应为放热反应。若为增大压强，反应的化学平衡正向移动，则Ⅰ中的转化率应该大于Ⅱ，故不可能是增大压强，因此Ⅰ改变的条件是升高温度。
【解析】A．根据以上分析可知反应为放热反应，则产物总能量小于反应物总能量，故A项错误；
B．若其他条件相同，容器I比容器Ⅱ先达到平衡状态，且正反应是体积减小的，因此改变的条件是温度，故温度：容器I＞容器Ⅱ，故B项错误；
C．容器Ⅱ中0∼6min内，CO2的转化率为40%，即反应消耗CO2的物质的量为1ml×40%=0.4ml，H2消耗1.2ml，则H2平均速率为，故C项正确；
D．容器I条件下，4min时达到平衡状态，CO2转化率为50%，根据三段式得：
平衡常数，故D项错误；
故本题选C。
21．（2024·湖南长沙·三模）一定条件下，分别向体积为的密闭容器中充入气体，发生反应，测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A．曲线I对应实验①，且3m=p B．Z的转化率：b＜c
C．气体的总物质的量：nc＜ndD．b点平衡常数大于c点平衡常数
【答案】D
【解析】A．由图可知，实验①冲入气体多，压强大，故曲线Ⅰ表示实验①压强变化，充入1mlZ时压强为p,实验①中充入3ml气体，故起始压强m=3p，A错误；
B．由图可知，曲线Ⅲ达到平衡所需的时间长，反应速率慢，说明由于绝热，体系温度降低，故该正反应为吸热反应，曲线Ⅲ对应实验③，温度降低，平衡逆向移动，Z的转化率降低，b＞c，B错误；
C．c、d两点的压强相同，体积相同，反应吸热，体系③温度低，根据pV=nRT可知，n(c)=，n(d)=，Tc＜Td，故n(c)＞n(d)，C错误；
D．由B项分析可知，该反应正反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，K值增大，实验②比实验③体系温度高，则b点平衡常数比c点平衡常数大，D正确；
故答案为：D。
22．（2024·湖南长沙·模拟预测）向体积均为1L的两恒容容器中分别充入2ml X和1ml Y发生反应： ，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A．反应速率：B．气体的总物质的量：
C．a点平衡常数：D．
【答案】D
【分析】甲为绝热过程，开始时压强增大，但正反应为气体物质的量减少的反应，说明正反应为放热反应。
【解析】A．a、b均为平衡点，甲为绝热过程、乙为恒温过程，正反应为放热反应，a点温度高于b点，图像显示a点压强高于b点，达到平衡时甲中速率更快，所以反应速率：，故A错误；
B．乙为恒温过程、甲为绝热过程，甲中压强开始时增大，说明反应为放热反应，甲中温度升高，即a点温度高于c点，而a、c两点压强相同，所以气体的总物质的量：，故B错误；
C．若温度恒定不变，三段式表示，a点压强为起始时压强的一半，容器容积为1L，则2-2m+1-m+m=1.5，解得m=0.75，平衡常数：，而a点平衡实际上是绝热条件下达到的，要使平衡时压强变为原来的一半，体系中的气体总物质的量应小于1.5ml，即平衡应进一步右移，所以K＞12，故C错误；
D．由图可知，甲为绝热过程，开始时压强增大，但正反应为气体物质的量减少的反应，说明正反应为放热反应，即，故D正确；
故答案为：D。
23．（2024·湖南·模拟预测）二氧化碳-甲烷重整反应制备合成气(、)是一种生产高附加值化学品的低碳过程，反应原理为 。向恒压密闭容器中按照投料比充入和，发生上述反应，反应体系总压强分别为5MPa、1MPa、0.5MPa时，平衡转化率随反应温度(T)的变化如图所示，下列说法正确的是
A．曲线Ⅲ代表的压强为0.5MPa
B．在800℃、曲线Ⅲ对应压强下，点d：
C．其他条件不变，增大投料比，曲线Ⅰ向上移动
D．点a、b、c对应的平衡常数：
【答案】C
【解析】A．该反应为气体分子数增大的反应，因此减小压强有利于反应向正反应方向进行，故温度相同时，的平衡转化率随压强减小而增大，由此可知，曲线Ⅰ代表的压强为0.5MPa，曲线Ⅱ代表的压强为1MPa，曲线Ⅲ代表的压强为5MPa，A错误；
B．点d还未达到平衡状态，故，B错误；
C．其他条件不变，增大投料比会导致的平衡转化率增大，的平衡转化率减小，故曲线I向上移动，C正确；
D．平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，点a、c温度相同，则平衡常数相等，该反应为吸热反应，温度降低，平衡常数减小，则点b的平衡常数小于点a和点c，故点a、b、c对应的平衡常数，D错误；
故选C。
24．（2024·湖南·模拟预测）工业中采用双环戊二烯解聚法合成环伐二烯，反应方程式为(g)2(g) 。将3ml双环戊二烯通入恒温、恒容密闭容器中，分别在和温度下进行反应，起始压强分别为和，n(双环戊二烯)、n(环戊二烯)随时间t的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A．
B．
C．温度下，当容器总压强时
D．与恒温相比，绝热条件下的平衡常数小
【答案】C
【解析】A．随着反应的正向进行，n(双环戊二烯)逐浙减小，n(环戊二烯)逐浙增大，设容器的体积为1L，根据图像可知，0~1.5min，温度下，(双环戊二烯)(环戊二烯)，温度下，1.5min时，n(双环戊二烯)，则0~1.5min，(双环戊二烯)，则(双环戊二稀)(双环戊二烯)，因此，A正确。
B．由图像可知，温度下点处反应不一定处于平衡状态，因此达到平衡时，双环戊二烯转化的物质的量，温度下点处反应已经达到平衡，此时双环戊二稀转化的物质的量为1.5ml，说明升高温度平衡正向移动，即，B正确。
C．恒温、恒容条件下，压强之比等于气体物质的量之比，温度下，当容器总压强时，容器中气体总物质的量为4.5ml，设此时双环戊二烯转化了xml，则，，由图像可知，此时反应处于平衡状态，，C错误。
D．该反应为吸热反应，温度越高，平衡常数越大，绝热条件下，随着反应的进行容器内温度逐渐降低，故绝热条件下的平衡常数小于恒温条件，D正确。
答案选C，
t/min
0
40
80
160
260
1300
1700
p/kPa
35.8
40.3
42.5
45.9
49.2
61.2
62.3
63.1
容器
容积/L
起始物质的量/ml
N2O
N2
O2
Ⅰ
V1
0.1
0
0
Ⅱ
1.0
0.1
0
0
Ⅲ
V3
0.1
0
0
Ⅳ
1.0
0.06
0.06
0.04
实验
充入气体量
反应过程条件
①
2mlX+1mlY
恒温
②
恒温
③
1mlZ
绝热(1)