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.(2022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>T2B.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)=1.5dD.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<T2,故A项错误;根据题意,a、b、c三点都处于平衡状态,但c点时A2(g)的浓度最大,正向速率最大,故B项错误;根据题意,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,因此在n(A2)=d时:n(A2)n(B2)=23,解得n(B2)=1.5d,故C项正确;在反应中增加A2的量,B2的转化率增大,因此a、b、c三点中:B2的转化率顺序为c>b>a,故D项错误。2.(2022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( )5\nA.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)=4mol,则n(CO2)=1mol,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/mol4100转化/mol1.50.50.251平衡/mol2.50.50.251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.(2022陕西长安一中高三质量检测)用6gCaCO3与100mL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0.2mol·L-1·min-1C.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解析由图可知,1min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672mL-224mL=448mL,二氧化碳的物质的量为5\n0.448L22.4L·mol-1=0.02mol,根据方程式CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O可知,Δn(HCl)=2n(CO2)=2×0.02mol=0.04mol,故用盐酸表示该反应的平均反应速率为0.04mol0.1L1min=0.4mol·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6gCaCO3完全反应生成二氧化碳的体积应该是1.344L(标准状况),而G点是784mL,说明CaCO3未反应完,则盐酸完全反应,故D项正确。4.(2022河北石家庄二中高三质检)在容积均为1L的三个密闭容器中,分別放入铁粉并充入1molCO,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5min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5min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5min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.(2022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B.T2下,在O~t1时间内,v(Y)=a-bt1mol·L-1·min-1C.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5\n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)=12c(X)=12(a-b)mol·L-1,所以v(Y)=a-b2t1mol·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.(2022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)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)<M(c),C项错误;明显d点不是平衡态(透光率还在随着时间改变),所以v(正)≠v(逆),D项错误。7.(2022安徽合肥高三质量检测)在一恒温恒压的密闭容器中发生如下反应: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。下列说法不正确的是( )5\nA.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答案A解析已知反应M(g)+N(g)2R(g) ΔH<0,在一恒温恒压的密闭容器中发生,t1时刻达到平衡,在t2时刻改变某一条件,由图可知,反应再次达到平衡后,逆反应速率与原平衡相同,由此可知,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的,故容器体积必然成比例增大,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项错误;t2时刻改变的条件是向密闭容器中加R,B项正确;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项正确;因为温度相同,所以Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,反应的平衡常数相等,D项正确。5
