2022高考化学一轮复习专练38速率平衡图像含解析

这是一份2022高考化学一轮复习专练38速率平衡图像含解析，共11页。试卷主要包含了单项选择题，不定项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
专练38　速率、平衡图像一、单项选择题1．[2021·专题综合测试]下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像，其中图像和实验结论表达均正确的是(　　)A．①是其他条件一定时，反应速率随温度变化的图像，正反应ΔH<0B．②是在平衡体系的溶液中溶入少量KCl晶体后化学反应速率随时间变化的图像C．③是在有无催化剂存在下建立的平衡过程图像，a是使用催化剂时的曲线D．④是一定条件下，向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图像，压强p1>p2 2．[2021·湖南辰溪县博雅中学月考]如图所示的各图中，表示2A(g)＋B(g)2C(g)(正反应放热)这个可逆反应的正确图像为(　　) 3.已知：2CH3COCH3(l)CH3COCH2COH(CH3)2(l)。取等量CH3COCH3分别在0℃和20℃下反应，测得其转化率(α)随时间(t)变化的关系曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)A．曲线Ⅱ表示20℃时的转化反应B．升高温度能提高反应物的平衡转化率C．在a点时，曲线I和Ⅱ表示反应的化学平衡常数相等D．化学反应速率的大小顺序为d>b>c 4．[2021·北京顺义区专项综合测试]已知可逆反应aA＋bBcC中，物质的含量R%(A%和C%)随温度的变化曲线如图所示，下列说法正确的是(　　)A．该反应在T1、T3温度时达到过化学平衡B．该反应在T2温度时达到过化学平衡C．该反应的逆反应是放热反应D．升高温度，平衡会向正反应方向移动 5．一定量的CO2与足量的碳在容积可变的恒压密闭容器中发生反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示：已知：气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数。下列说法正确的是(　　)A．550℃时，若充入惰性气体，v正和v逆均减小，平衡不移动B．650℃时，反应达到平衡后CO2的转化率为25.0%C．T℃时，若再充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动D．925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝24.0p总 6．[2021·哈尔滨师大青冈实验中学月考]向某密闭容器中加入0.3molA、0.1molC和一定量的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如甲图所示[t0～t1阶段的c(B)变化未画出]，乙图为t2时刻后改变条件平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况，四个阶段都各改变一种反应条件(浓度、温度、压强、催化剂)且互不相同，t3～t4阶段为使用催化剂。下列说法中不正确的是(　　)A．若t1＝15s，则用C的浓度变化表示的t0～t1段的平均反应速率为0.004mol·L－1·s－1B．t4～t5阶段改变的条件一定为减小压强C．该容器的容积为2L，B的起始物质的量为0.02molD．该化学反应方程式为3A(g)B(g)＋2C(g) 7．在一恒温恒压的密闭容器中发生反应：M(g)＋N(g)2R(g)　ΔH<0，t1时刻达到平衡，在t2时刻改变某一条件，其反应过程如图所示。下列说法错误的是(　　)A．t1时刻的v(正)小于t2时刻的v(正)B．t2时刻改变的条件是向密闭容器中加RC．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，M的体积分数相等D．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，反应的平衡常数相等 二、不定项选择题8．[2021·湖南卷]已知：A(g)＋2B(g)3C(g)　ΔH<0，向一恒温恒容的密闭容器中充入1molA和3molB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CC．平衡时A的体积分数φ：φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)D．平衡常数K：K(Ⅱ)<K(Ⅰ) 9．[2021·牡丹江一中月考]下列图示与对应叙述相符合的是(　　)A．图Ⅰ：反应N2＋3H22NH3在恒温情况下，反应速率与压强的关系B．图Ⅱ：反应H2＋I22HI达平衡后，升高温度时反应速率随时间的变化C．图Ⅲ：反应CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH>0，水蒸气含量随时间的变化D．图Ⅳ：反应2SO2＋O22SO3达平衡后，缩小容器体积，各成分物质的量随时间的变化 10．[2021·贵阳高三测试]根据下列有关图像，说法正确的是(　　)A．由图甲知，反应在T2处达到平衡，且该反应的ΔH<0B．由图乙知，反应在t6时，NH3体积分数最大C．由图乙知，t3时采取降低反应温度的措施D．图丙在10L容器、850℃，反应到4min时，放出51.6kJ的热量 11．NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化，当NaHSO3完全消耗即有I2析出，依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020mol·L－1的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0mL混合，记录10～55℃间溶液变蓝时间，55℃时未观察到溶液变蓝，实验结果如图。据图分析，下列判断不正确的是(　　)A．40℃之前与40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反B．图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等C．图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0×10－5mol·L－1·s－1D．温度高于40℃时，淀粉不宜用作该实验的指示剂  三、非选择题12．[2021·全国乙卷]一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体，由于性质相似，Liebig误认为是ICl，从而错过了一种新元素的发现。该元素是________。(2)氯铂酸钡(BaPtCl6)固体加热时部分分解为BaCl2、Pt和Cl2,376.8℃时平衡常数K′p＝1.0×104Pa2。在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCl6，抽真空后，通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)。在376.8℃，碘蒸气初始压强为20.0kPa。376.8℃平衡时，测得烧瓶中压强为32.5kPa，则pICl＝________kPa，反应2ICl(g)===Cl2(g)＋I2(g)的平衡常数K＝________(列出计算式即可)。(3)McMorris测定和计算了在136～180℃范围内下列反应的平衡常数Kp：2NO(g)＋2ICl(g)2NOCl(g)＋I2(g)　Kp12NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)　Kp2得到lgKp1～和lgKp2～均为线性关系，如下图所示：①由图可知，NOCl分解为NO和Cl2反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。②反应2ICl(g)===Cl2(g)＋I2(g)的K＝________(用Kp1、Kp2表示)；该反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)，写出推理过程___________________________。(4)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化学分解反应，在一定频率(ν)光的照射下机理为：NOCl＋hν―→NOCl*NOCl＋NOCl*―→2NO＋Cl2其中hν表示一个光子能量，NOCl*表示NOCl的激发态。可知，分解1mol的NOCl需要吸收________mol的光子。 13．[2021·江西南康中学月考]雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。 (1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)。在密闭容器中发生该反应时，c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线，如图所示。据此判断：①该反应的温度T2____T1(填“>”或“<”)。②在T1温度下，0～2s内的平均反应速率v(N2)＝________。③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若增大催化剂的表面积，则CO转化率________(填“增大”“减小”或“不变”)。④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________(填字母)。(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－867.0kJ/mol2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＝－56.9kJ/mol写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2、CO2和H2O(g)的热化学方程式：________________。②将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。下图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。电极a、b表面发生的电极反应式分别为a：__________________，b：________________。            专练38　速率、平衡图像1．C　根据图像①，升高温度，平衡正向移动，正反应ΔH>0，A错；②反应实质是Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3，K＋和Cl－不参加化学反应，KCl浓度增大不影响化学平衡，B错；③使用催化剂，反应速率加快，先达到平衡，C正确；④此反应为反应前后气体物质的量不变的化学反应，改变压强不影响平衡状态，即不影响A的转化率，且由于不断加入B，A的转化率增大，D错。2．A　已知化学平衡2A(g)＋B(g)2C(g)(正反应放热)，所以升高温度，平衡逆向移动，C的含量减小，A的转化率也减小，A正确，D错误；增大压强，正、逆反应速率都增大，B图像中逆反应速率是减小的，B错误；使用催化剂能加快反应速率，缩短达到平衡的时间，即拐点前移，但平衡不移动，即水平线重合，C错误。3．D　根据曲线的变化趋势，曲线Ⅰ比曲线Ⅱ先达到平衡状态，说明曲线Ⅰ的温度高，A错误；曲线Ⅰ比曲线Ⅱ的温度高，但是转化率低，说明升温使平衡逆向移动，转化率降低，B错误；曲线Ⅰ和曲线Ⅱ对应的温度不同，化学平衡常数只与温度有关，所以曲线Ⅰ和曲线Ⅱ表示反应的化学平衡常数不相等，C错误；反应开始时反应物的浓度最大，随着反应物的浓度减小，速率也逐渐减小，所以d处速率大于b处，又因曲线Ⅰ的温度高，所以b处速率大于c处，D正确。4．B　图像能说明平衡体系各组分(或某一成分)在反应过程中的变化情况。解题时要注意各物质曲线的折点(达平衡时刻)，所以反应在T2温度时第一次达到平衡，故A错，B正确；随着温度升高，反应物A的含量增大，生成物C的含量减少，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，C、D错误。5．B　充入惰性气体，相当于减小压强，平衡向气体体积增大的正反应方向移动，A错误；设开始加入CO2的物质的量为1mol，转化量为xmol，则生成2xmolCO，剩余(1－x) molCO2，因平衡时CO的体积分数为40.0%，则×100%＝40.0%，解得x＝0.25，故CO2的转化率为×100%＝25.0%，B正确；由题图可知T℃时，平衡体系中CO2和CO的体积分数相等，则在恒压密闭容器中再充入等体积的CO2和CO，平衡不移动，C错误；925℃时，平衡后p(CO)＝0.96p总，p(CO2)＝0.04p总，Kp＝＝≈23.0p总，D错误。6．C　若t1＝15s，生成物C在t0～t1时间段的平均反应速率v＝＝mol/(L·s)＝0.004mol·(L·s)－1，A正确；由乙图知，t3～t4、t4～t5阶段平衡均未移动，已知t3～t4阶段为使用催化剂，则t4～t5阶段应为降低压强，该反应为等体积反应，反应前后气体的物质的量不变，B正确；密闭容器中一开始加入0.3molA，根据图像知A的起始浓度为0.15mol/L，则容器的体积为＝2L。反应中A的浓度变化为0.15mol/L－0.06mol/L＝0.09mol/L，C的浓度变化为0.11mol/L－0.05mol/L＝0.06mol/L，反应中A与C的计量数之比为0.09:0.06＝3:2，因该反应中气体的化学计量数之和前后相等，则有：3A(g)B(g)＋2C(g)，根据方程式可知消耗0.09mol/L的A，则生成0.03mol/L的B，容器的体积为2L，生成B的物质的量为0.03mol/L×2L＝0.06mol，平衡时B的物质的量为0.05mol/L×2L＝0.1mol，所以起始时B的物质的量为0.1mol－0.06mol＝0.04mol，C错误，D正确。7．A　由题图可知，反应再次达到平衡时的逆反应速率与原平衡相同，改变的条件一定是加入了一定量的R而增大了R的浓度，由于容器为恒温恒压，故容器容积必然成比例增大，所以在t2时刻反应物的浓度都减小。t1时刻的v(正)大于t2时刻的v(正)，A错误；t2时刻改变的条件是向密闭容器中加R，B正确；Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，两平衡等效，所以M的体积分数相等，C正确；因为温度相同，平衡常数只与温度有关，所以Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，反应的平衡常数相等，D正确。8．BC　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3molC，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3molC，相当于加入1molA和2molB，则状态Ⅱ相当于起始投料为2molA和5molB，若是投料为2molA和6molB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。9．D　A．增大压强，正、逆反应速率都增大，由于N2＋3H22NH3的正反应是气体体积减小的反应，增大压强，化学平衡向正反应方向移动，正反应速率增大更多，图像中逆反应速率增大更多，平衡逆向移动，与实际不相符，错误；B.升高温度，化学反应速率加快，由于温度对吸热反应影响更大，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，正、逆速率变化不相等，图像中正、逆速率增大相同的倍数，与实际不相符，错误；C.由图可知，温度T2先达到平衡，说明温度：T2＞T1，升高温度，化学平衡向吸热的正反应方向移动，水蒸气的含量增大，图像中温度越高，水蒸气的含量越低，与实际不相符，错误；D.缩小容器体积，使体系的压强增大，化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动，三氧化硫的物质的量增大、二氧化硫与氧气的物质的量减小，图像与实际相符合，正确。10．AD　由图甲可知，T2时处于化学平衡状态，升高温度，Z%减少，X%增多，所以ΔH<0，A正确；由图乙可知，反应自t3开始一直在向逆反应方向移动，所以t6时NH3的体积分数最小，B错误；由图乙可知，t3时如果降低温度，平衡向正反应方向移动，则v正>v逆，C错误；由图丙可知，反应进行到4min时，消耗的反应物的物质的量为0.12mol·L－1×10L＝1.2mol，所以放出的热量为51.6kJ，D正确。11．B　读图可得，10～40℃间溶液变蓝时间由80s逐渐减小，40～55℃间溶液变蓝时间逐渐增大，故A项正确；温度越高，反应速度越快，b、c两点反应温度不同，反应速率不相等，B错误；当溶液变蓝时发生反应IO＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O，此时反应6HSO＋2IO===6SO＋2I－＋6H＋恰好结束，即溶液变蓝时NaHSO3恰好反应完全，混合前NaHSO3浓度为0.020mol·L－1，忽略稀溶液混合前后溶液体积的变化，混合后NaHSO3浓度为0.020mol·L－1×＝0.0040mol·L－1，a点溶液变蓝时间为80s, NaHSO3浓度由0.0040mol·L－1变为0，由＝v可得，a点对应的NaHSO3反应速率为＝5.0×10－5mol·L－1·s－1，故C项正确；40℃之后，温度越高，淀粉变蓝时间越长，55℃时未观察到溶液变蓝，说明温度高于40℃时，淀粉不宜用作该实验的指示剂，D正确。12．(1)溴(或Br)(2)24.8　(3)①大于　②Kp1·Kp2　大于设T′>T，即<，由图可知：lgKp2(T′)－lgKp2(T)>|lgKp1(T′)－lgKp1(T)|＝lgKp1(T)－lgKp1(T′)则lg [Kp2(T′)·Kp1(T′)]>lg [Kp2(T)·Kp1(T)]，K(T′)>K(T)(4)0.5解析：(1)根据题给信息“得到一种红棕色液体”，且含有一种新元素，结合卤素的性质，可知所得液体中含有的新元素应为溴(或Br)。(2)结合BaPtCl6(s)BaCl2(s)＋Pt(s)＋2Cl2(g)可得376.8℃时K′p＝1.0×104Pa2＝p2(Cl2)，则平衡时p(Cl2)＝Pa＝1.0×102Pa＝0.1kPa。相同温度、相同容积下，气体物质的量之比等于压强之比，设平衡时I2减小的压强为xkPa，根据三段式法得　　　　　　　I2(g)　＋　Cl2(g)2ICl(g)起始压强/(kPa):  20.00转化压强/(kPa):  xx2x平衡压强/(kPa):  20.0－x0.12x根据平衡时总压强为32.5kPa得(20.0－x)＋0.1＋2x＝32.5，解得x＝12.4，则平衡时pICl＝12.4kPa×2＝24.8kPa。结合上述分析可知反应2ICl(g)===I2(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝＝[或]。(3)①结合图象lgKp2～×103可知，随横坐标逐渐增大，即温度逐渐降低，lgKp2逐渐减小，即平衡逆向移动，说明该反应的正反应为吸热反应，即ΔH大于0。②结合题中信息可知Kp1＝、Kp2＝，故反应2ICl(g)===I2(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝＝Kp1·Kp2。设T′>T，即<，据图可知lgKp2(T′)－lgKp2(T)>|lgKp1(T′)－lgKp1(T)|＝lgKp1(T)－lgKp1(T′)，则lgKp2(T′)＋lgKp1(T′)>lgKp2(T)＋lgKp1(T)，即lg [Kp2(T′)·Kp1(T′)]>lg [Kp2(T)·Kp1(T)]，故K(T′)>K(T)，由此可判断出2ICl(g)===I2(g)＋Cl2(g)为吸热反应，即ΔH大于0。(4)结合在光的照射下NOCl分解的反应机理可得，总反应为2NOCl＋hν―→2NO＋Cl2，可知分解1molNOCl时需吸收0.5mol光子。13．(1) ①＜　②0.05mol/(L·s)　③不变　④c(2)①CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－810.1kJ·mol－1②2H2O－4e－===O2↑＋4H＋　2CO2＋4H＋＋4e－===2HCOOH解析：(1)①先拐先平，温度高，由图1可知，温度T1先达到平衡，因此该反应的温度T2<T1。②由图可知，T1温度时2s达到平衡，平衡时二氧化碳的浓度变化量为0.2mol/L，故v(CO2)＝0.2/2＝0.1mol/(L·s)，速率之比等于化学计量数之比，故v(N2)＝0.05mol/(L·s)。③接触面积越大反应速率越快，到达平衡的时间越短，但催化剂不影响平衡移动，一氧化碳的转化率不变。④t1时刻v正最大，但正逆速率不一定相等，故a错误；t1时刻后二氧化碳、NO的物质的量发生变化，t1时刻未到达平衡状态，故b错误；NO的质量分数为定值，t1时刻处于平衡状态，故c正确。(2)①根据盖斯定律，Ⅰ－Ⅱ得CH4(g)＋N2O4(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－810.1kJ/mol。②由图可知，左室投入水，生成氧气与氢离子，电极a表面发生氧化反应，为负极，电极反应式为2H2O－4e－===O2↑＋4H＋，右室通入二氧化碳，酸性条件下生成HCOOH，电极b表面发生还原反应，为正极，电极反应式为2CO2＋4e－＋4H＋===2HCOOH。