2021年高考真题和模拟题化学分项汇编-专题09 反应速率、化学平衡

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1．（2021·广东高考真题）反应经历两步：①；②。反应体系中、、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为随t的变化曲线
B．时，
C．时，的消耗速率大于生成速率
D．后，
【答案】D
【分析】由题中信息可知，反应经历两步：①；②。因此，图中呈不断减小趋势的ａ线为X的浓度随时间的变化曲线，呈不断增加趋势的线为Z的浓度随时间的变化曲线，先增加后减小的线为Y的浓度随时间的变化曲线。
【解析】A．X是唯一的反应物，随着反应的发生，其浓度不断减小，因此，由图可知，为随的变化曲线，A正确；
B．由图可知，分别代表3种不同物质的曲线相交于时刻，因此，时，B正确；
C．由图中信息可知，时刻以后，Y的浓度仍在不断减小，说明时刻反应两步仍在向正反应方向发生，而且反应①生成Y的速率小于反应②消耗Y的速率，即时的消耗速率大于生成速率，C正确；
D．由图可知，时刻反应①完成，X完全转化为Y，若无反应②发生，则，由于反应②的发生，时刻Y浓度的变化量为，变化量之比等于化学计量数之比，所以Z的浓度的变化量为，这种关系在后仍成立， 因此，D不正确。
综上所述，本题选D。
2．（2021·河北高考真题）室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①M+N=X+Y；②M+N=X+Z，反应①的速率可表示为v1=k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2=k2c2(M) (k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图，下列说法错误的是
A．0～30min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10-8ml•L-1•min-1
B．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变
C．如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为Z
D．反应①的活化能比反应②的活化能大
【答案】A
【解析】A．由图中数据可知，时，M、Z的浓度分别为0.300和0.125 ，则M的变化量为0.5-0.300 =0.200 ，其中转化为Y的变化量为0.200-0.125 =0.075 。因此，时间段内，Y的平均反应速率为 ，A说法不正确；
B．由题中信息可知，反应①和反应②的速率之比为，Y和Z分别为反应①和反应②的产物，且两者与M的化学计量数相同（化学计量数均为1），因此反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比等于 ，由于k1、k2为速率常数，故该比值保持不变，B说法正确；
C．结合A、B的分析可知因此反应开始后，在相同的时间内体系中Y和Z的浓度之比等于=，因此，如果反应能进行到底，反应结束时有 的M转化为Z，即的M转化为Z，C说法正确；
D．由以上分析可知，在相同的时间内生成Z较多、生成Y较少，因此，反应①的化学反应速率较小，在同一体系中，活化能较小的化学反应速率较快，故反应①的活化能比反应②的活化能大，D说法正确。
综上所述，相关说法不正确的只有A，故本题选A。
3．（2021·浙江高考真题）相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是
A．
B．
C．
D．
【答案】B
【解析】A．和物质的量相同，且均为气态，含有的原子总数多，的摩尔质量大，所以熵值，A错误；
B．相同状态的相同物质，物质的量越大，熵值越大，所以熵值，B正确；
C．等量的同物质，熵值关系为：，所以熵值，C错误；
D．从金刚石和石墨的结构组成上来看，金刚石的微观结构更有序，熵值更低，所以熵值，D错误；
答案为：B。
4．（2021·浙江高考真题）一定温度下：在的四氯化碳溶液()中发生分解反应：。在不同时刻测量放出的体积，换算成浓度如下表：
下列说法正确的是
A．，生成的平均速率为
B．反应时，放出的体积为(标准状况)
C．反应达到平衡时，
D．推测上表中的x为3930
【答案】D
【解析】A．，的变化量为(0.96-0.66)==0.3，在此时间段内的变化量为其2倍，即0.6，因此，生成的平均速率为，A说法不正确；
B．由表中数据可知，反应时，的变化量为(1.40-0.35)==1.05，其物质的量的变化量为1.050.1L=0.105ml，的变化量是其，即0.0525ml，因此，放出的在标准状况下的体积为0.0525ml 22.4L/ml=，B说法不正确；
C．反应达到平衡时，正反应速率等于逆反应速率，用不同物质表示该反应的速率时，其数值之比等于化学计量数之比，，C说法不正确；
D．分析表中数据可知，该反应经过1110s（600-1710,1710-2820）后的浓度会变为原来的，因此，的浓度由0.24变为0.12时，可以推测上表中的x为(2820+1110)=3930，D说法正确。
综上所述，本题选D。
5．（2021·浙江高考真题）取50 mL过氧化氢水溶液，在少量I- 存在下分解：2H2O2=2H2O+O2↑。在一定温度下，测得O2的放出量，转换成H2O2浓度(c)如下表：
下列说法不正确的是
A．反应20min时，测得O2体积为224mL(标准状况)
B．20~40min，消耗H2O2的平均速率为0.010ml·L-1·min-1
C．第30min时的瞬时速率小于第50min时的瞬时速率
D．H2O2分解酶或Fe2O3代替I-也可以催化H2O2分解
【答案】C
【解析】A．反应20min时，过氧化氢的浓度变为0.4ml/L，说明分解的过氧化氢的物质的量n(H2O2)=(0.80-0.40)ml/L×0.05L=0.02ml，过氧化氢分解生成的氧气的物质的量n(O2)=0.01ml，标况下的体积V=n·Vm=0.01ml×22.4L/ml=0.224L=224mL，A正确；
B．20~40min，消耗过氧化氢的浓度为(0.40-0.20)ml/L=0.20ml/L，则这段时间内的平均速率v===0.010ml/(L·min)，B正确；
C．随着反应的不断进行，过氧化氢的浓度不断减小，某一时刻分解的过氧化氢的量也不断减小，故第30min时的瞬时速率大于第50min时的瞬时速率，C错误；
D．I-在反应中起到催化的作用，故也可以利用过氧化氢分解酶或Fe2O3代替，D正确；
故答案选C。
6．（2021·浙江高考真题）在298.15 K、100 kPa条件下，N2(g) +3H2 (g)=2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·ml-1，N2 (g) 、H2(g)和NH3(g)的比热容分别为29.1、28.9和35.6J·K-1·ml-1。一定压强下，1 ml反应中，反应物[N2(g) +3H2(g)]、生成物[2NH3(g)]的能量随温度T的变化示意图合理的是
A．B．
C．D．
【答案】B
【解析】该反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，根据题目中给出的反应物与生成物的比热容可知，升高温度反应物能量升高较快，反应结束后反应放出的热量也会增大，比较4个图像B符合题意，故答案选B。
7．（2021·湖南高考真题）已知：，向一恒温恒容的密闭容器中充入和发生反应，时达到平衡状态I，在时改变某一条件，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．时改变的条件：向容器中加入C
C．平衡时A的体积分数：
D．平衡常数K：
【答案】BC
【分析】根据图像可知，向恒温恒容密闭容器中充入1mlA和3mlB发生反应，反应时间从开始到t1阶段，正反应速率不断减小，所以平衡向正反应方向移动，t1-t2时间段，正反应速率不变，反应达到平衡状态，t2-t3时间段，改变条件使正反应速率逐渐增大，平衡向逆反应方向移动，t3以后反应达到新的平衡状态，据此结合图像分析解答。
【解析】A．容器内发生的反应为A(g)+2B(g)3C(g)，该反应是气体分子数不变的可逆反应，所以在恒温恒容条件下，气体的压强始终保持不变，则容器内压强不变，不能说明反应达到平衡状态，A错误；
B．根据图像变化曲线可知，t2t3过程中，t2时,瞬间不变，平衡过程中不断增大，则说明反应向逆反应方向移动，且不是“突变”图像，属于“渐变”过程，所以排除温度与催化剂等影响因素，改变的条件为：向容器中加入C，B正确；
C．根据上述分析可知，t2-t3时间段，改变条件使正反应速率逐渐增大，平衡向逆反应方向移动，达到新的平衡状态后，生成A的量增大，总的物质的量不变，所以A的体积分数增大，即A的体积分数：(II)＞(I)，C正确；
D．平衡常数K与温度有关，因该反应在恒温条件下进行，所以K保持不变，D错误。
故选BC。
1．（2021·阜新市第二高级中学高三其他模拟）CO2是廉价的碳资源，将其甲烷化具有重要意义。其原理是CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)ΔH0
积碳会影响催化剂的活性，一定时间内积碳量和反应温度的关系如图。一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入2mlCH4、1mlCO2以及催化剂进行该反应，达平衡时CO2的转化率为50%，下列说法正确的是
A．该温度下催化重整反应的平衡常数为
B．高压利于提高CH4的平衡转化率并减少积碳
C．增大CH4与CO2的物质的量之比有助于减少积碳
D．温度高于600℃，积碳反应的速率减慢，消碳反应的速率加快，积碳量减少
【答案】AC
【解析】
A．催化重整的反应为CH4(g)+CO2(g) ⇌2CO(g)+2H2(g)，一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入2mlCH4、1mlCO2以及催化剂进行该反应，达平衡时CO2的转化率为50%，即平衡时CH4、CO2、CO、H2的物质的量分别为1.5ml、0.5ml、1ml、1ml，则该温度下催化重整反应的平衡常数==，故A正确；
B．反应CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)和CH4(g)⇌C(s)+2H2(g)，正反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，可减少积碳，但CH4的平衡转化率降低，故B错误；
C．假设CH4的物质的量不变，增大CO2的物质的量，CO2与CH4的物质的量之比增大，对于反应CH4(g)+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)平衡正向移动，CH4的浓度减小，对于积碳反应：CH4(g)⇌C(s)+2H2(g)，由于甲烷浓度减小，平衡逆向移动，碳含量减少；增大CO2的物质的量，对于消碳反应：CO2(g)+C(s)⇌2CO(g)，平衡正向移动，碳含量也减少，综上分析，增大CO2与CH4的物质的量之比，有助于减少积碳，故C正确；
D．根据图象，温度高于600℃，积碳量减少，但温度升高，存在的反应体系中反应速率都加快，故D错误；
故选AC。
19．（2021·山东烟台市·高三二模）在体积相同的密闭容器中分别加入一定量的催化剂、1 mlC2H5OH(g)和不同量的H2O(g)，发生反应C2H5OH(g)+3H2O(g)2CO2(g)+6H2(g) △H，测得相同时间内不同水醇比下乙醇转化率随温度变化的关系如图所示。
已知：①水醇比为2：1时，各点均已达到平衡状态
②不同的水醇比会影响催化剂的催化效果
下列说法正确的是
A．△H>0
B．该时间段内用乙醇浓度变化表示的平均化学反应速率：vA0，A正确；
B．A点水醇比为4：1，E点水醇比为2：1，A点乙醇浓度更大，但是E点温度更高，从而导致vA和vE大小不可判断，B错误；
C．C、E两点温度不同，对应的化学平衡常数不相同，C错误；
D．A、B、C三点温度相同，C点水醇比最大，若其他条件相同时，C点乙醇转化率应为最大，但是根据图中信息可知C点乙醇转化率最低，所以C点的催化剂催化效果最低，D正确；
答案选AD。
20．（2021·山东德州市·高三二模）在恒温条件下，向盛有足量NaCl(s)的2L恒容密闭容器中加入0.2mlNO2、0.2mlNO和0.1mlCl2，发生如下两个反应：
①2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) △H1