專題三-化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像高二化學(xué)期末專題復(fù)習(xí)(人教版2019選擇性必修1)(解析版)

專題三化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像(建議用時(shí)：45分鐘)1．（2021·河南洛陽市·高二期末）已知CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)?H>0，工業(yè)上可利用此反應(yīng)生產(chǎn)合成氨原料氣H2，下列有關(guān)該反應(yīng)的圖象正確的是A．B．C．D．【答案】B【解析】A．增大水碳比，甲烷的轉(zhuǎn)化率應(yīng)增大，A錯(cuò)誤；B．溫度越高反應(yīng)速率越快，所以T2＞T1，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動(dòng)，H2的含量增加，B正確；C．該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡常數(shù)增大，C錯(cuò)誤；D．當(dāng)正逆反應(yīng)速率相等時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，該反應(yīng)為氣體系數(shù)之和增大的反應(yīng)，繼續(xù)增大壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng)，v逆應(yīng)該大于v正，D錯(cuò)誤；綜上所述答案為B。2．（2021·廣東執(zhí)信中學(xué)高二月考）已知NO2和N2O4可以相互轉(zhuǎn)化：2NO2(g)?N2O4(g)。在恒溫條件下將一定量NO2和N2O4的混合氣體通入一容積為2L的密閉容器中，反應(yīng)物濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如圖。下列說法正確的是A．圖中的兩條曲線，X是表示N2O4濃度隨時(shí)間的變化曲線B．前10min內(nèi)用c(NO2)表示的化學(xué)反應(yīng)速率為0.06mol?L-1?min-1C．25min時(shí)，導(dǎo)致平衡移動(dòng)的原因是將密閉容器的體積縮小為1LD．a(chǎn)、b、c、d四個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的體系，顏色最深的是c點(diǎn)【答案】D【解析】A．0-10min段內(nèi)，X曲線的變化量為0.6-0.2=0.4mol/L，Y曲線的變化量為0.6-0.4=0.2mol/L，根據(jù)方程式中的比例關(guān)系知，X曲線為NO2，Y曲線為N2O4，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)X曲線的數(shù)據(jù)：v(NO2)==0.04mol/(L·min)，B錯(cuò)誤；C．體積壓縮為原來的一半，在這一瞬間，NO2和N2O4的濃度都增大為原來的兩倍，圖像中NO2濃度增大，N2O4濃度不變，應(yīng)為充入NO2，C錯(cuò)誤；D．由圖像可知25min時(shí)改變的條件是增大二氧化氮濃度，平衡正向移動(dòng)，二氧化氮的濃度逐漸減小，到d點(diǎn)時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，則四點(diǎn)中二氧化氮濃度最大的是c點(diǎn)，c點(diǎn)體系內(nèi)的顏色最深，D錯(cuò)誤。故選：D。3．（2022·湖南省郴州一中高三月考）已知：，向一恒溫恒容的密閉容器中充入和發(fā)生反應(yīng)，時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅰ，在時(shí)改變某一條件，時(shí)重新達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅱ，正反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，表明反應(yīng)達(dá)到平衡B．時(shí)改變的條件：向容器中加入C．平衡時(shí)的體積分?jǐn)?shù)：D．反應(yīng)開始后，與的濃度之比不變【答案】C【解析】A．該反應(yīng)為氣體體積變化的反應(yīng)，反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量變化，當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí)，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故A正確；B．t2時(shí)正反應(yīng)速率瞬間不變，然后增大，可知改變的條件為向容器中加入C，故B正確；C．t2時(shí)加入C，相當(dāng)于增壓，平衡正向移動(dòng)，則平衡時(shí)A的體積分?jǐn)?shù)φ：φ(Ⅱ)<φ(I)，故C錯(cuò)誤；

D．變化的濃度和化學(xué)計(jì)量數(shù)成正比，A和B起始投料比為1:3，則反應(yīng)開始后，與的濃度之比不變，故D正確；故選C。4．（2022·江蘇蘇州中學(xué)高三開學(xué)考試）通過反應(yīng)Ⅰ：，可以實(shí)現(xiàn)溫室氣體資源化利用。該反應(yīng)通過如下步驟實(shí)現(xiàn)：反應(yīng)Ⅱ：反應(yīng)Ⅲ：密閉容器中，反應(yīng)物起始物質(zhì)的量比時(shí)，在不同條件下(分別在溫度為250℃下壓強(qiáng)變化和在壓強(qiáng)為下溫度變化)達(dá)到平衡時(shí)物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變化如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是A．反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)可表示為B．曲線表示CH3OH的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化C．提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH的轉(zhuǎn)化率，需要研發(fā)在低溫區(qū)高效的催化劑D．在、280℃條件下，平衡時(shí)CH3OH的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.10【答案】C【解析】A．化學(xué)平衡常數(shù)是可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)各種生成物濃度冪之積與各種反應(yīng)物濃度冪之積的比，則反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為：，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)蓋斯定律，將反應(yīng)II+III，整理可得=-48.2kJ/mol，該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體體積減小的放熱反應(yīng)。升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，CH3OH的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減少，故曲線b為等壓線，表示CH3OH的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)選項(xiàng)B分析可知：為放熱反應(yīng)，要提高由CO2合成CH3OH的反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，根據(jù)平衡移動(dòng)原理可知：反應(yīng)應(yīng)該在低溫下進(jìn)行，若研發(fā)出在低溫區(qū)高效的催化劑，就可以使反應(yīng)速率大大提高，縮短達(dá)到平衡所需時(shí)間，C正確；D．根據(jù)選項(xiàng)B分析可知曲線b為等壓線。增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，CH3OH的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大，因此曲線a為等溫線，由曲線可知反應(yīng)條件為壓強(qiáng)為在、溫度為250℃條件下，平衡時(shí)CH3OH的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.10，D錯(cuò)誤；故選C。5．（2021·安徽黃山市·高二期末）對(duì)于可逆反應(yīng)2AB3(g)?A2(g)+3B2(g)ΔH>0，(注：A%、B2%、AB3%分別表示混合氣體中的體積分?jǐn)?shù))，下列圖像正確的是A．B．C．D．

【答案】C【解析】對(duì)于可逆反應(yīng)2AB3(g)?A2(g)+3B2(g)ΔH>0，反應(yīng)吸熱，升高溫度，正逆反應(yīng)速率都增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和小于生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和，增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)。A．反應(yīng)吸熱，升高溫度，正逆反應(yīng)速率都增大，但正反應(yīng)速率增大的倍數(shù)比逆反應(yīng)速率大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，如圖，故A錯(cuò)誤；B．反應(yīng)吸熱，升高溫度，反應(yīng)速率增大，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，500℃先達(dá)到平衡，A2%大，故B錯(cuò)誤；C．升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，AB3的含量降低，反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和小于生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和，增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，AB3的含量增大，故C正確；D．升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，B2的含量增大，反應(yīng)物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和小于生成物的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和，增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，B2的含量減小，故D錯(cuò)誤；故選C。6．（2021·廣東高二開學(xué)考試）I．下表是某小組研究影響過氧化氫H2O2分解速率的因素時(shí)采集的一組數(shù)據(jù)：用10mLH2O2制取150mLO2所需的時(shí)間(秒)30%H2O215%H2O210%H2O25%H2O2無催化劑、不加熱幾乎不反應(yīng)幾乎不反應(yīng)幾乎不反應(yīng)幾乎不反應(yīng)無催化劑、加熱360s480s540s720sMnO2催化劑、加熱10s25s60s120s（1）該研究小組在設(shè)計(jì)方案時(shí)，考慮了濃度、___________、___________等因素對(duì)過氧化氫分解速率的影響。II．某反應(yīng)在體積為5L的恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行，各物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化情況如圖所示(已知A．B、C均為氣體，A氣體有顏色)。（2）該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________。（3）反應(yīng)開始至2分鐘時(shí)，B的平均反應(yīng)速率為___________。（4）能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是___________。A．容器內(nèi)氣體的顏色保持不變B．容器內(nèi)氣體密度不變C．v逆(A)=v正(C)D．各組分的物質(zhì)的量相等E．混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)（5）由圖求得平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為___________。（6）平衡時(shí)體系內(nèi)的壓強(qiáng)是初始時(shí)___________倍?！敬鸢浮浚ǔ貏e說明，每空2分）（1）溫度催化劑（2）2A(g)＋B(g)2C(g)（3）0.1mol/(L·min)（4）ACE（3分）（5）40%（6）【解析】（1）①根據(jù)表中給出的數(shù)據(jù)，無催化劑不加熱的情況下，不同濃度的過氧化氫溶液都是幾乎不反應(yīng)，在無催化劑加熱的情況下，不同濃度的過氧化氫溶液都分解，說明過氧化氫的分解速率與溫度有關(guān)，但是得到相同氣體的時(shí)間不同，濃度越大，反應(yīng)的速度越快，說明過氧化氫的分解速率與濃度有關(guān)；比較同一濃度的過氧化氫溶液如30%時(shí)，在無催化劑加熱的時(shí)候，需要時(shí)間是360s，有催化劑加熱的條件下，需要時(shí)間是10s，說明過氧化氫的分解速率與溫度、催化劑有關(guān)，故答案為：溫度；催化劑；（2）由圖象可以看出，A、B的物質(zhì)的量逐漸減小，則A、B為反應(yīng)物，C的物質(zhì)的量逐漸增多，所以C為生成物，當(dāng)反應(yīng)到達(dá)2min時(shí)，△n(A)=2mol，△n(B)=1mol，△n(C)=2mol，化學(xué)反應(yīng)中，各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化值與化學(xué)計(jì)量數(shù)呈正比，則△n(A)：△n(B)：△n(C)=2：1：2，所以反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2A+B?2C，

故答案為：2A+B?2C；（3）由圖象可以看出，反應(yīng)開始至2分鐘時(shí)，△n(B)=1mol，B的平均反應(yīng)速率為：v==÷2min=0.1mol/(L?min)，故答案為：0.1mol/(L?min)；（4）A．只有A為有色物質(zhì)，當(dāng)容器內(nèi)氣體的顏色保持不變，說明各組分的濃度不再變化，該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A符合題意；B．容器的體積不變，容器內(nèi)的氣體質(zhì)量不變，故容器內(nèi)氣體密度一直保持不變，故密度不變不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，B不合題意；C．在該反應(yīng)中A和C的計(jì)量數(shù)相等，當(dāng)v逆(A)=v正(C)時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，說明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)了，C符合題意；

D．容器內(nèi)各物質(zhì)的物質(zhì)的量相等，不能說明各組分的濃度不再變化，無法判斷是否達(dá)到平衡狀態(tài)，D不合題意；

E．反應(yīng)前后氣體的總物質(zhì)的量發(fā)生改變，容器內(nèi)的氣體的質(zhì)量不變，故反應(yīng)過程中混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量一直在改變，故混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不再改變的狀態(tài)，說明反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，E符合題意；

故答案為：ACE；（5）由圖可知，平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化量為：5mol-3mol=2mol，求得平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率為=40%，故答案為：40%；（6）恒溫恒容的密閉容器中，氣體的壓強(qiáng)之比等于氣體的總物質(zhì)的量之比，由圖中可知，起始時(shí)容器內(nèi)氣體的總物質(zhì)的量為：5mol+2mol+2mol=9mol，達(dá)到平衡時(shí)容器內(nèi)氣體的總物質(zhì)的量為：4mol+3mol+1mol=8mol，故平衡時(shí)體系內(nèi)的壓強(qiáng)是初始時(shí)倍，故答案為：。7．（2021·云南麗江第一高級(jí)中學(xué)高二期中）Ⅰ.甲醇是一種可再生能源，具有廣泛的開發(fā)和應(yīng)用前景。工業(yè)上一般采用下列兩種反應(yīng)合成甲醇。反應(yīng)Ⅰ：反應(yīng)Ⅱ：表中所列數(shù)據(jù)是反應(yīng)Ⅱ在不同溫度下的化學(xué)平衡常數(shù)：溫度(1)寫出反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式：K1=_______；保持恒溫恒容，將反應(yīng)Ⅰ的平衡體系中各物質(zhì)濃度均增大為原來的2倍，則化學(xué)平衡_______填“正向”“逆向”或“不”移動(dòng)，平衡常數(shù)K1______(填“變大”“變小”或“不變”)。(2)由表中數(shù)據(jù)判斷?H2_______(填“＞”“＜”或“=”)0；(3)對(duì)于反應(yīng)Ⅱ，下列狀態(tài)合理且可以判斷該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是______a.b.的百分含量不再改變c.d.體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化e.單位時(shí)間內(nèi)消耗了2mol的同時(shí)消耗了1mol的COⅡ.某化學(xué)科研小組研究在其他條件不變時(shí)，改變某一條件對(duì)某類反應(yīng)的化學(xué)平衡的影響，得到如圖圖像圖中p表示壓強(qiáng)，T表示溫度，n表示物質(zhì)的量，表示轉(zhuǎn)化率。分析圖像，回答下列問題：(1)在反應(yīng)Ⅰ中，若，則該反應(yīng)的正反應(yīng)為_______填“放熱”或“吸熱”反應(yīng)，且為氣體分子數(shù)_______填“減小”或“增大”的反應(yīng)；若此反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行，則必須滿足的條件是_______。(2)在反應(yīng)Ⅱ中，T1_______(填“＞”“＜”或“”，該反應(yīng)的正反應(yīng)為_______填“放熱”或“吸熱”反應(yīng)?！敬鸢浮空虿蛔儯糱d放熱減小低溫＜放熱【解析】I.(1)化學(xué)平衡常數(shù)等于生成物平衡濃度冪之積與反應(yīng)物平衡濃度冪之積的比值，則反應(yīng)I的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K1=；保持恒溫恒容，將反應(yīng)Ⅰ的平衡體系中各物質(zhì)濃度均增大為原來的2倍，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，化學(xué)平衡正向移動(dòng)；化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，化學(xué)平衡常數(shù)K1不變；故答案為：；正向；不變。(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)，隨著溫度的升高，反應(yīng)II的K2減小，即升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，則逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故?H2＜0；故答案為：＜。(3)a．反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)各組分的濃度保持不變，但不一定相等，即c(CO)=c(CH3OH)時(shí)反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，a不符合題意；b．CO的百分含量不再改變是反應(yīng)達(dá)到平衡的特征標(biāo)志，b符合題意；c．時(shí)正、逆反應(yīng)速率不相等，反應(yīng)沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，c不符合題意；d．反應(yīng)II的正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，建立平衡的過程中氣體分子數(shù)變化，體系的壓強(qiáng)變化，體系的壓強(qiáng)不再發(fā)生變化能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，d符合題意；e．單位時(shí)間內(nèi)消耗了2molH2的同時(shí)消耗了1molCO，都表示正反應(yīng)，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，e不符合題意；答案選bd。II.(1)根據(jù)反應(yīng)I的圖像，在壓強(qiáng)相同時(shí)，升高溫度A的轉(zhuǎn)化率減小，說明升高溫度平衡逆向移動(dòng)，逆反