2020版高考化学大二轮优选习题 考前强化练13 化学反应速率与化学平衡的图表及图像分析
考前强化练13 化学反应速率与化学平衡的图表及图像分析
1.(2018辽宁大连高三双基测试)已知“在反应物和生成物均为气体的可逆反应中,若反应物按计量数比投料,则平衡时产物的体积分数最大”。对于2A2(g)+3B2(g)2A2B3(g) ΔH<0的反应,在其他条件不变时,平衡时A2B3的体积分数(φ)与初始加入A2的物质的量(n)的关系如下图所示,下列说法中正确的是 ( )
A.T1和T2的关系:T1>T2
B.a、b、c三点都处于平衡状态;但正向速率最大的是a点
C.在n(A2)=d的点,n(B2)=1.5d
D.a、b、c三点中,B2的转化率顺序为b>a>c
答案C
解析在其他条件不变时,由T1变成T2时,A2B3的体积分数减小,平衡逆向移动,由于该反应为放热反应,说明是升高温度,因此T1
b>a,故D项错误。
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2.(2018福建厦门期末质检)一定条件下合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g)。已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如下图。下列说法正确的是 ( )
A.M点的正反应速率v(正)大于N点的逆反应速率v(逆)
B.若投料比n(H2)∶n(CO2)=4∶1,则图中M点乙烯的体积分数为5.88%
C.250 ℃时,催化剂对CO2平衡转化率的影响最大
D.当温度高于250 ℃时,升高温度,平衡逆向移动导致催化剂的催化效率降低
答案B
解析化学反应速率随温度的升高而加快,由图可得,催化剂的催化效率随温度的升高先增大后减小,所以M点的正反应速率v(正)有可能小于N点的逆反应速率v(逆),故A项错误;设开始投料n(H2)=4 mol,则n(CO2)=1 mol,如图当在M点平衡时二氧化碳的转化率为50%,根据三段式可得:
6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g)
开始/mol 4 1 0 0
转化/mol 1.5 0.5 0.25 1
平衡/mol 2.5 0.5 0.25 1
所以乙烯的体积分数为0.25÷(2.5+0.5+0.25+1)×100%≈5.88%,故B项正确;催化剂不影响反应物的平衡转化率,只影响化学反应速率,故C项错误;根据图像,当温度高于250 ℃时,升高温度二氧化碳的平衡转化率降低,则说明平衡逆向移动,但催化剂与化学平衡没有必然联系,并不是平衡逆向移动导致催化剂的催化效率降低,故D项错误。
3.(2018陕西长安一中高三质量检测)用6 g CaCO3与100 mL稀盐酸反应制取少量的CO2,反应过程中生成的CO2的体积(已折算为标准状况)随反应时间变化的情况如下图所示。下列说法正确的是( )
A.OE段表示的平均反应速率最快,可能的原因是该反应是放热反应
B.EF段用HCl浓度的减小表示的该反应的平均反应速率为0.2 mol·L-1·min-1
C.在F点收集到的CO2的体积最大
D.在G点以后收集的CO2的量不再增多,原因是稀盐酸已反应完全
答案D
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解析由图可知,1 min时间内,EF段生成的二氧化碳的体积最多,故EF段的反应速率最快,故A项错误;由图可知EF段生成的二氧化碳体积为672 mL-224 mL=448 mL,二氧化碳的物质的量为=0.02 mol,根据方程式CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O可知,Δn(HCl)=2n(CO2)=2×0.02 mol=0.04 mol,故用盐酸表示该反应的平均反应速率为=0.4 mol·L-1·min-1,故B项错误;曲线上点的纵坐标的值即为该点收集的二氧化碳的体积,由图可知G点收集的二氧化碳最多,故C项错误;根据反应CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O,可知6 g CaCO3完全反应生成二氧化碳的体积应该是1.344 L(标准状况),而G点是784 mL,说明CaCO3未反应完,则盐酸完全反应,故D项正确。
4.(2018河北石家庄二中高三质检)在容积均为1 L的三个密闭容器中,分別放入铁粉并充入1 mol CO,控制在不同温度下发生反应:Fe(s)+5CO(g)Fe(CO)5(g),当反应进行到5 min时,测得CO的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法一定正确的是( )
A.反应进行到5 min时,b容器中v(正)=v(逆)
B.正反应为吸热反应,平衡常数:K(T1)>K(T2)
C.b中v(正)大于a中v(逆)
D.达到平衡时,a、b、c中CO的转化率为b>c>a
答案C
解析5 min时,b容器中的反应不一定是平衡状态,则v(正)和v(逆)不一定相等,故A项错误;温度越高,反应速率越快,根据b、c两点可知,升高温度,平衡逆向移动,说明正反应为放热反应,故B项错误;根据图像,b的温度高,因此b平衡时的反应速率大于a平衡时的反应速率,因此b中v(正)大于a中v(逆),故C项正确;根据B的分析,正反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO的转化率降低,达到平衡时,a、b、c中CO的转化率为a>b>c,故D项错误。
5.(2018陕西西安一中高三质检)在恒容密闭容器中通入X并发生反应2X(g)Y(g),温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是( )
A.该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量
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B.T2下,在O~t1时间内,v(Y)= mol·L-1·min-1
C.M点的正反应速率v(正)大于N点的逆反应速率v(逆)
D.M点时再加入一定量的X,平衡后X的转化率减小
答案C
解析由图可得,温度为T1时先达到平衡,所以T1>T2,温度越高,平衡时X的物质的量浓度越大,说明升高温度平衡逆向移动,故逆反应为吸热反应,正反应为放热反应;X的初始浓度相同,该反应进行到M点时X的转化率比进行到W点时低,由于正反应为放热反应,所以反应进行到M点放出的热量少,故A项错误;T2下,在0~t1时间内,X的浓度变化为c(X)=(a-b) mol·L-1,则Y的浓度变化为c(Y)=c(X)=(a-b) mol·L-1,所以v(Y)= mol·L-1·min-1,故B项错误;由上分析T1>T2,温度越高反应速率越大,则M点的正反应速率v(正)大于N点的逆反应速率v(逆),故C项正确;M点时再加入一定量X,达到的新平衡与原平衡相比,压强增大,增大压强促进平衡正向移动,所以X的转化率增大,故D项错误。
6.(2018北京四中高三期中)已知反应:2NO2(g)N2O4(g)
ΔH<0。将一定量的NO2充入注射器中后封口,如图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深,透光率越小)。下列说法正确的是( )
A.b点的操作是压缩注射器
B.c点与a点相比,c(NO2)增大,c(N2O4)减小
C.平均摩尔质量:M(a)=M(c)
D.d点:v(正)>v(逆)
答案A
解析b点之后气体的透光率迅速下降,说明b点的操作是压缩注射器,使体积迅速减小,NO2的浓度迅速增大,所以气体颜色加深,透光率减小,A项正确;因为b点的操作是压缩注射器,随着体积的减小,注射器内气体的浓度一定增大,所以c点与a点相比,c(NO2)增大,c(N2O4
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)增大,B项错误;压缩体积增大压强,平衡正向移动,气体的总质量不变,总物质的量减小,所以平均相对分子质量增大,即平均摩尔质量:M(a)
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