PAGE常考化學反應速率和化學平衡圖像的分析一、選擇題1．(2023·江蘇模擬)在體積均為1.0L的甲、乙兩恒容密閉容器中加入足量相同的碳粉，再分別加入0.1molCO2和0.2molCO2，發生反應CO2(g)＋C(s)?2CO(g)并達到平衡。CO2的平衡轉化率隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是()A．反應CO2(g)＋C(s)?2CO(g)的ΔH<0B．曲線Ⅱ表示容器甲中CO2的平衡轉化率C．達到平衡后，兩容器中c(CO)Q>eq\f(1,2)c(CO)RD．其他條件不變時，在曲線Ⅰ對應容器中加入合適的催化劑，可使CO2的平衡轉化率由P點達到S點2．CO2催化加氫合成甲醇是重要的碳捕獲利用與封存技術，該過程發生下列反應：反應Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)?CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－58.6kJ·mol－1反應Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)?CO(g)＋H2O(g)ΔH＝＋41.2kJ·mol－10．5MPa下，將n(H2)∶n(CO2)＝3的混合氣體以一定流速通過裝有催化劑的反應器，測得CO2的轉化率、CH3OH或CO的選擇性[eq\f(n生成CH3OH或n生成CO,n總轉化CO2)×100%]以及CH3OH的收率(CO2的轉化率×CH3OH的選擇性)隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是()A．CO(g)＋2H2(g)?CH3OH(g)ΔH＝＋99.8kJ·mol－1B．曲線a表示CH3OH的選擇性隨溫度的變化C．圖中所示270℃時，對應CO2的轉化率為21%D．在210～250℃之間，CH3OH的收率增大是由于CH3OH的選擇性增大導致3．如圖是溫度和壓強對反應X＋Y?2Z影響的示意圖。圖中橫坐標表示溫度，縱坐標表示平衡時混合氣體中Z的體積分數。下列敘述正確的是()A．上述可逆反應的正反應為放熱反應B．X、Y、Z均為氣態C．X和Y中最多只有一種為氣態，Z為氣態D．上述反應的逆反應的ΔH＞04.可逆反應2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)在一定條件下達到平衡狀態。在t1時刻改變某一條件，化學反應速率與反應時間的關系如圖所示。下列說法正確的是()A．維持溫度、反應體系容積不變，t1時充入SO3(g)B．維持溫度、壓強不變，t1時充入SO3(g)C．維持反應體系容積不變，t1時升高反應體系溫度D．維持溫度、反應體系容積不變，t1時充入一定量Ar5．在恒溫恒壓下，某一體積可變的密閉容器中發生反應：A(g)＋B(g)?2C(g)ΔH＜0，t1時達到平衡后，在t2時改變某一條件，其反應過程如圖所示。下列說法正確的是()A．Ⅰ、Ⅱ兩過程達到平衡時，A的體積分數：Ⅰ＞ⅡB．t2時改變的條件是向密閉容器中加入物質CC．0～t2時，v正＞v逆D．Ⅰ、Ⅱ兩過程達到平衡時，平衡常數：K(Ⅰ)＜K(Ⅱ)6．Ni(CO)4主要用于電子工業及制造塑料的中間體，也可用作催化劑。在0.3L的恒容密閉容器中放入鎳粉并充入一定量的CO氣體，一定條件下發生反應：Ni(s)＋4CO(g)?Ni(CO)4(g)，已知該反應達到平衡時CO的平衡轉化率隨溫度變化的曲線如圖所示。下列說法正確的是()A．上述生成Ni(CO)4(g)的反應為吸熱反應B．在反應進行到a點時，v正<v逆C．降溫和減壓都有利于提高Ni(CO)4的產率D．－17．對于可逆反應A(g)＋2B(g)?2C(g)(正反應吸熱)，下列圖像正確的是()8．將4molH2和2molCO通入1L的反應器中，一定條件下發生反應：2CO(g)＋4H2(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH，其中CO的平衡轉化率隨溫度、壓強的變化關系如圖所示，下列說法正確的是()A．ΔH>0B．p1<p2C．X點和Y點對應的化學平衡常數K(X)<K(Y)D．在p2和316℃時，若將6molH2和2molCO通入容器中，則平衡時CO的平衡轉化率大于50%9．(2024·重慶模擬)利用CO2和H2合成乙烯：2CO2(g)＋6H2(g)?CH2=CH2(g)＋4H2O(g)ΔH，在恒容密閉容器中，起始壓強相同，反應溫度、投料比[eq\f(nH2,nCO2)＝x]對CO2平衡轉化率的影響如圖所示。下列推斷正確的是()A．a<3 B．ΔH>0C．vM正>vN逆 D．KM>KN10．CO2催化加氫合成二甲醚是一種CO2資源化利用的方法，其過程中主要發生如下兩個反應：反應Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)?CO(g)＋H2O(g)ΔH1反應Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)?CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH2＝－122.5kJ·mol－1在恒壓、CO2和H2的起始量一定的條件下，CO2的平衡轉化率和平衡時CH3OCH3的選擇性隨溫度的變化如圖所示。已知：CH3OCH3的選擇性＝eq\f(2×CH3OCH3的物質的量,反應的CO2的物質的量)×100%下列說法不正確的是()A．反應2CO(g)＋4H2(g)?CH3OCH3(g)＋H2O(g)的焓變為ΔH2－2ΔH1B．根據圖像推測ΔH1>0C．其他條件不變時，溫度越高，CO2主要還原產物中碳元素的價態越低D．其他條件不變時，增大體系壓強可以提高A點CH3OCH3的選擇性11．乙醇-水催化重整可獲得H2。其主要反應為C2H5OH(g)＋3H2O(g)=2CO2(g)＋6H2(g)ΔH＝＋173.3kJ·mol－1，CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH＝＋41.2kJ·mol－1，在1.0×105Pa、n始(C2H5OH)∶n始(H2O)＝1∶3時，若僅考慮上述反應，平衡時CO2和CO的選擇性及H2的產率隨溫度的變化如圖所示。CO的選擇性＝eq\f(n生成CO,n生成CO2＋n生成CO)×100%，下列說法正確的是()A．圖中曲線①表示平衡時H2產率隨溫度的變化B．升高溫度，平衡時CO的選擇性增大C．一定溫度下，增大eq\f(nC2H5OH,nH2O)可提高乙醇平衡轉化率D．一定溫度下，加入CaO(s)或選用高效催化劑，均能提高平衡時H2產率12．已知某可逆反應mA(g)＋nB(g)?pC(g)在密閉容器中進行，如圖表示在不同反應時間(t)時，溫度(T)和壓強(p)與反應物B在混合氣體中的體積分數[φ(B)]的關系曲線，由曲線分析，下列判斷正確的是()A．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放熱反應B．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＞p，吸熱反應C．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放熱反應D．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸熱反應二、非選擇題13．已知反應：CO2(g)＋4H2(g)?CH4(g)＋2H2O(g)ΔH<0。(1)在一定條件下，反應體系中CO2的平衡轉化率α(CO2)與L和X的關系如圖所示，L和X表示溫度或壓強。①X表示的物理量是_____________________________________________________________。②L1________L2(填“<”或“>”)，判斷理由是_____________________________________________________________________________________________________________________。(2)向1L恒容密閉容器中加入4.0molH2(g)、1.0molCO2(g)，控制條件(溫度為T1)使之發生上述反應，測得容器內氣體的壓強隨時間的變化如圖所示。①4min時CO2的轉化率為______________________________________________________。②T1溫度下該反應的化學平衡常數為_____________________________________________。14.丙烯是一種重要化工原料，可以在催化劑作用下，由丙烷直接脫氫或氧化脫氫制備。反應Ⅰ(直接脫氫)：C3H8(g)?C3H6(g)＋H2(g)ΔH1＝＋125kJ·mol－1；反應Ⅱ(氧化脫氫)：C3H8(g)＋eq\f(1,2)O2(g)?C3H6(g)＋H2O(g)ΔH2＝－118kJ·mol－1。對于反應Ⅰ，總壓恒定為100kPa，在密閉容器中通入C3H8和N2的混合氣體(N2不參與反應)，從平衡移動的角度判斷，達到平衡后“通入N2”的作用是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；在溫度為T1時，C3H8的平衡轉化率與通入氣體中C3H8的物質的量分數的關系如圖所示，計算T1時反應Ⅰ的平衡常數Kp＝______________kPa(以分壓表示，分壓＝總壓×物質的量分數，保留一位小數)。15.在T1℃和T2℃時(T1<T2)，向恒容容器中投入等物質的量的兩種反應物，發生以下反應：HN=C=O(g)＋NH3(g)?CO(NH2)2(g)，平衡時lgp(NH3)與lgp[CO(NH2)2]的關系如圖所示，p為物質的分壓(單位為kPa)。若v正＝k正×p(HNCO)×p(NH3)，v逆＝k逆×p[CO(NH2)2]。T1℃時，eq\f(k正,k逆)＝_______kPa－1。T2℃時此反應的標準平衡常數Kθ＝_______{已知：分壓＝總壓×該組分物質的量分數，對于反應：dD(g)＋eE(g)?gG(g)，Kθ＝eq\f([\f(pG,pθ)]g,[\f(pD,pθ)]d·[\f(pE,pθ)]e)，其中pθ＝100kPa，p(G)、p(D)、p(E)為各組分的平衡分壓}。常考化學反應速率和化學平衡圖像的分析一、選擇題1．(2023·江蘇模擬)在體積均為1.0L的甲、乙兩恒容密閉容器中加入足量相同的碳粉，再分別加入0.1molCO2和0.2molCO2，發生反應CO2(g)＋C(s)?2CO(g)并達到平衡。CO2的平衡轉化率隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是()A．反應CO2(g)＋C(s)?2CO(g)的ΔH<0B．曲線Ⅱ表示容器甲中CO2的平衡轉化率C．達到平衡后，兩容器中c(CO)Q>eq\f(1,2)c(CO)RD．其他條件不變時，在曲線Ⅰ對應容器中加入合適的催化劑，可使CO2的平衡轉化率由P點達到S點答案C2．CO2催化加氫合成甲醇是重要的碳捕獲利用與封存技術，該過程發生下列反應：反應Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)?CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－58.6kJ·mol－1反應Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)?CO(g)＋H2O(g)ΔH＝＋41.2kJ·mol－10．5MPa下，將n(H2)∶n(CO2)＝3的混合氣體以一定流速通過裝有催化劑的反應器，測得CO2的轉化率、CH3OH或CO的選擇性[eq\f(n生成CH3OH或n生成CO,n總轉化CO2)×100%]以及CH3OH的收率(CO2的轉化率×CH3OH的選擇性)隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是()A．CO(g)＋2H2(g)?CH3OH(g)ΔH＝＋99.8kJ·mol－1B．曲線a表示CH3OH的選擇性隨溫度的變化C．圖中所示270℃時，對應CO2的轉化率為21%D．在210～250℃之間，CH3OH的收率增大是由于CH3OH的選擇性增大導致答案C3．如圖是溫度和壓強對反應X＋Y?2Z影響的示意圖。圖中橫坐標表示溫度，縱坐標表示平衡時混合氣體中Z的體積分數。下列敘述正確的是()A．上述可逆反應的正反應為放熱反應B．X、Y、Z均為氣態C．X和Y中最多只有一種為氣態，Z為氣態D．上述反應的逆反應的ΔH＞0答案C4.可逆反應2SO2(g)＋O2(g)?2SO3(g)在一定條件下達到平衡狀態。在t1時刻改變某一條件，化學反應速率與反應時間的關系如圖所示。下列說法正確的是()A．維持溫度、反應體系容積不變，t1時充入SO3(g)B．維持溫度、壓強不變，t1時充入SO3(g)C．維持反應體系容積不變，t1時升高反應體系溫度D．維持溫度、反應體系容積不變，t1時充入一定量Ar答案B5．在恒溫恒壓下，某一體積可變的密閉容器中發生反應：A(g)＋B(g)?2C(g)ΔH＜0，t1時達到平衡后，在t2時改變某一條件，其反應過程如圖所示。下列說法正確的是()A．Ⅰ、Ⅱ兩過程達到平衡時，A的體積分數：Ⅰ＞ⅡB．t2時改變的條件是向密閉容器中加入物質CC．0～t2時，v正＞v逆D．Ⅰ、Ⅱ兩過程達到平衡時，平衡常數：K(Ⅰ)＜K(Ⅱ)答案B6．Ni(CO)4主要用于電子工業及制造塑料的中間體，也可用作催化劑。在0.3L的恒容密閉容器中放入鎳粉并充入一定量的CO氣體，一定條件下發生反應：Ni(s)＋4CO(g)?Ni(CO)4(g)，已知該反應達到平衡時CO的平衡轉化率隨溫度變化的曲線如圖所示。下列說法正確的是()A．上述生成Ni(CO)4(g)的反應為吸熱反應B．在反應進行到a點時，v正<v逆C．降溫和減壓都有利于提高Ni(CO)4的產率D．－1答案D7．對于可逆反應A(g)＋2B(g)?2C(g)(正反應吸熱)，下列圖像正確的是()答案D8．將4molH2和2molCO通入1L的反應器中，一定條件下發生反應：2CO(g)＋4H2(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH，其中CO的平衡轉化率隨溫度、壓強的變化關系如圖所示，下列說法正確的是()A．ΔH>0B．p1<p2C．X點和Y點對應的化學平衡常數K(X)<K(Y)D．在p2和316℃時，若將6molH2和2molCO通入容器中，則平衡時CO的平衡轉化率大于50%答案D9．(2024·重慶模擬)利用CO2和H2合成乙烯：2CO2(g)＋6H2(g)?CH2=CH2(g)＋4H2O(g)ΔH，在恒容密閉容器中，起始壓強相同，反應溫度、投料比[eq\f(nH2,nCO2)＝x]對CO2平衡轉化率的影響如圖所示。下列推斷正確的是()A．a<3 B．ΔH>0C．vM正>vN逆 D．KM>KN答案D10．CO2催化加氫合成二甲醚是一種CO2資源化利用的方法，其過程中主要發生如下兩個反應：反應Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)?CO(g)＋H2O(g)ΔH1反應Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)?CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH2＝－122.5kJ·mol－1在恒壓、CO2和H2的起始量一定的條件下，CO2的平衡轉化率和平衡時CH3OCH3的選擇性隨溫度的變化如圖所示。已知：CH3OCH3的選擇性＝eq\f(2×CH3OCH3的物質的量,反應的CO2的物質的量)×100%下列說法不正確的是()A．反應2CO(g)＋4H2(g)?CH3OCH3(g)＋H2O(g)的焓變為ΔH2－2ΔH1B．根據圖像推測ΔH1>0C．其他條件不變時，溫度越高，CO2主要還原產物中碳元素的價態越低D．其他條件不變時，增大體系壓強可以提高A點CH3OCH3的選擇性答案C11．乙醇-水催化重整可獲得H2。其主要反應為C2H5OH(g)＋3H2O(g)=2CO2(g)＋6H2(g)ΔH＝＋173.3kJ·mol－1，CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH＝＋41.2kJ·mol－1，在1.0×105Pa、n始(C2H5OH)∶n始(H2O)＝1∶3時，若僅考慮上述反應，平衡時CO2和CO的選擇性及H2的產率隨溫度的變化如圖所示。CO的選擇性＝eq\f(n生成CO,n生成CO2＋n生成CO)×100%，下列說法正確的是()A．圖中曲線①表示平衡時H2產率隨溫度的變化B．升高溫度，平衡時CO的選擇性增大C．一定溫度下，增大eq\f(nC2H5OH,nH2O)可提高乙醇平衡轉化率D．一定溫度下，加入CaO(s)或選用高效催化劑，均能提高平衡時H2產率答案D12．已知某可逆反應mA(g)＋nB(g)?pC(g)在密閉容器中進行，如圖表示在不同反應時間(t)時，溫度(T)和壓強(p)與反應物B在混合氣體中的體積分數[φ(B)]的關系曲線，由曲線分析，下列判斷正確的是()A．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放熱反應B．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＞p，吸熱反應C．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放熱反應D．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸熱反應答案D二、非選擇題13．已知反應：CO2(g)＋4H2(g)?CH4(g)＋2H2O(g)ΔH<0。(1)在一定條件下，反應體系中CO2的平衡轉化率α(CO2)與L和X的關系如圖所示，L和X表示溫度或壓強。①X表示的物理量是_____________________________________________________________。②L1________L2(填“<”或“>”)，判斷理由是_____________________________________________________________________________________________________________________。(2)向1L恒容密閉容器中加入4.0molH2(g)、1.0molCO2(g)，控制條件(溫度為T1)使之發生上述反應，測得容器內氣體的壓強隨時間的變化如圖所示。①4min時CO2的轉化率為______________________________________________________。②T1溫度下該反應的化學平衡常數為_____________________________________________。答案(1)①溫度②＞該反應的正反應為氣體分子數減小的反應，其他條件一定時，增大壓強，平衡右移，CO2的平衡轉化率升高(2)①75%②6.75mol－2·L214.丙烯是一種重要化工原料，可以在催化劑作用下，由丙烷直接脫氫或氧化脫氫制備。反應Ⅰ