2021届高考化学一轮热点强化：化学反应速率 化学平衡图象(解析版)

化学反应速率化学平衡图象1.（2019·江苏卷）在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。

下列说法正确的是（）A．反应2NO(g)+O 2(g)2NO2(g)的ΔH>0B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率D．380℃下，c起始(O2)=5.0×10−4mol·L−1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K>2000【答案】BD【解析】随温度升高NO的转化率先升高后降低，说明温度较低时反应较慢，一段时间内并未达到平衡，分析温度较高时，已达到平衡时的NO转化率可知，温度越高NO转化率越低，说明温度升高平衡向逆方向移动，根据勒夏特列原理分析该反应为放热反应，∆H<0，故A错误；根据上述分析，X点时，反应还未到达平衡状态，反应正向进行，所以延长反应时间能提高NO的转化率，故B正确；Y点，反应已经达到平衡状态，此时增加O2的浓度，使得正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动，可以提高NO的转化率，故C错误；设NO起始浓度为amol/L，NO的转化率为50%，则平衡时NO、O2和NO2的浓度分别为0.5amol/L、(5×10-4-0.25a)mol/L 、0.5amol/L ，根据平衡常数表达式K=2222242c (NO )0.5)c (NO)c(O )0.5)(5100.5)a a a -=⋅⨯⨯-((>41510-⨯=2000，故D 正确；故选BD 。

2.根据下列图示所得出的结论不正确的是A. 图甲是CO(g)+H 2O(g)CO 2(g)+H 2(g)的平衡常数与反应温度的关系曲线，说明该反应的ΔH <0B. 图乙是室温下H 2O 2催化分解放出氧气的反应中c (H 2O 2 )随反应时间变化的曲线，说明随着反应的进行H 2O 2分解速率逐渐减小C. 图丙是室温下用0.1000 mol ·L −1NaOH 溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol ·L−1某一元酸HX 的滴定曲线，说明HX 是一元强酸D. 图丁是室温下用Na 2SO 4除去溶液中Ba 2+达到沉淀溶解平衡时，溶液中c (Ba 2+ )与c (SO 42−)的关系曲线，说明溶液中c (SO 42− )越大c (Ba 2+ )越小【答案】C【解析】升高温度，lgK 减小，平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，该反应的ΔH ＜0，A 正确；根据图像，随着时间的推移，c （H 2O 2）变化趋于平缓，随着反应的进行H 2O 2分解速率逐渐减小，B 正确；根据图像，没有滴入NaOH 溶液时，0.1000mol/LHX 溶液的pH ＞1，HX 为一元弱酸，C 错误；根据图像可见横坐标越小，纵坐标越大，-lgc （SO 42-）越小，-lgc （Ba 2+）越大，说明c （SO 42-）越大c （Ba 2+）越小，D 正确。

3.H 2O 2分解速率受多种因素影响。

实验测得70℃时不同条件下H 2O 2浓度随时间的变化如图所示。

下列说法正确的是A ．图甲表明，其他条件相同时，H 2O 2浓度越小，其分解速率越快B ．图乙表明，其他条件相同时，溶液pH 越小，H 2O 2分解速率越快C ．图丙表明，少量Mn 2+存在时，溶液碱性越强，H 2O 2分解速率越快D ．图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn 2+对H 2O 2分解速率的影响大 【答案】D【解析】由甲图可知，双氧水浓度越大，分解越快，A 错误；由图乙可知，溶液的碱性越强即pH 越大，双氧水分解越快，B 错误；根据变量控制法，3个实验必须加入等量的Mn 2+才能比较溶液的碱性对双氧水分解的影响。

由图丙可知，3个实验中由于仅在其中一个加了Mn 2+，C 错误；由图丙和图丁可知，溶液的碱性越强、Mn 2+浓度越大，双氧水分解越快，D 正确。

4.一定条件下，CH 4与H 2O(g)发生反应：CH 4(g)+H 2O(g)CO(g)+3H 2(g)，设起始24)()(n H O n CH =Z ，在恒压下，平衡时 (CH 4)的体积分数与Z 和T （温度）的关系如图所示。

下列说法正确的是（ ）A．该反应的焓变△H>0 B．图中Z的大小为a>3>bC．图中X点对应的平衡混合物中24) ()(n H On CH=3D．温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后 (CH4)减小【答案】A【解析】从图分析，随着温度升高甲烷的体积分数逐渐减小，说明升温平衡正向移动，则正反应为吸热反应，A正确；24(H O))(CHnn的比值越大，则甲烷的体积分数越小，故a<3<b，B错误；起始加入量的比值为3，但随着反应的进行甲烷和水是按等物质的量反应，所以到平衡时比值不是3，C错误；温度不变时，加压，平衡逆向移动，甲烷的体积分数增大，D错误。

5. 顺-1，2-二甲基环丙烷和反-1，2-二甲基环丙烷可发生如下转化：该反应的速率方程可表示为：v(正)=k(正)c(顺)和v(逆)=k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正，逆反应速率常数。

回答下列问题：（1）已知：t1温度下，k(正)=0.006s－1，k(逆)=0.002s－1，该温度下反应的平衡常数值K 1=_____；该反应的活化能E a (正)小于E a (逆)，则H ∆________0(填“小于”“等于”或“大于”)。

（2）t 2温度下，图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是_______(填曲线编号)，平衡常数值K 2=_____；温度t 2___t 1(填“小于”“等于”或“大于”),判断理由是______。

【答案】（1）3 小于（2）B 7/3 大于 放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动 【解析】（1）根据v （正）=k （正）c （顺）、1()=0.006s k -正，则v （正）=0.006c （顺）, v （逆）=k （逆）c （反），1()=0.002s k -逆, v （逆）= 0.002 c （反）,达到化学平衡状态时正逆反应速率相等，则0.006c （顺）=0.002 c （反），K 1=c(反)/c(顺)=0.006÷0.002=3；该反应的活化能E a (正)小于E a (逆)，说明断键吸收的能量小于成键释放的能量，即该反应为放热反应，则H ∆小于零。

（2）随着时间的推移，顺式异构体的质量分数不断减小，则符合条件的曲线是B ，设顺式异构体的起始浓度为x,该可逆反应左右物质系数相等，均为1，则平衡时，顺式异构体的浓度为0.3x,反式异构体的浓度为0.7x ，所以平衡常数值K 2=0.7x ÷0.3x=7/3，因为K 1>K 2,放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动,所以温度t2大于t1。

6.25 ℃时，在体积为2 L的密闭容器中，气态物质A、B、C的物质的量n(mol)随时间t的变化如图所示，已知达到平衡后，降低温度，A的转化率增大。

(1)根据上图数据，写出该反应的化学方程式：__________________________。

此反应的平衡常数表达式K＝________，从反应开始到第一次平衡时的平均速率v(A)为________。

(2)在5～7 min内，若K值不变，则此处曲线变化的原因是________________________。

(3)下图表示此反应的反应速率v和时间t的关系图：各阶段的平衡常数如下表所示：t2～t3t4～t5t5～t6t7～t8K1K2K3K4K1、K2、K3、K4)。

A的转化率最大的一段时间是________。

【解析】(1)由图中曲线变化情况可知：A和B是反应物，C是生成物，再由物质的量的变化值可得化学计量数之比，由此可写出反应的化学方程式及其平衡常数表达式，v(A)＝1 mol－0.7 mol2 L×3 min＝0.05 mol·L－1·min－1。

(2)根据已知反应达到平衡后，降低温度，A的转化率增大，可知正反应是放热反应。

在5～7 min内，K值不变，说明平衡移动不是由温度引起的，因此改变的条件只能是增大压强。

(3)根据速率－时间图分析，t3处改变的条件是升温，t5处改变的条件是使用催化剂，t6处改变的条件是减压，因此有K1>K2＝K3＝K4。

由于整个过程条件的改变均造成转化率减小，所以转化率最大的一段时间为开始建立平衡的t2～t3段。

【答案】(1)A＋2B2Cc2Cc A·c2B0.05 mol·L－1·min－1(2)增大压强(3)K1>K2＝K3＝K4t2～t37.已知NO 2和N2O4可以相互转化：2NO2(g) N2O4(g)(正反应为放热反应)。

现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一体积为1 L的恒温密闭容器中，反应物浓度随时间变化关系如图所示，回答下列问题：(1)图中共有两条曲线X和Y，其中曲线______表示NO2浓度随时间的变化；a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是________。

(2)前10 min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)＝__________mol·L－1·min －1；反应进行至25 min时，曲线发生变化的原因是_________________________________________________________。

(3)若要达到与最后相同的化学平衡状态，在25 min时还可以采取的措施是________。

A．加入催化剂B．缩小容器体积C．升高温度D．加入一定量的N2O4【解析】(1)曲线X在0～10 min达到平衡时浓度变化了0.4 mol·L－1，而曲线Y在0～10 min达到平衡时浓度变化了0.2 mol·L－1，所以可得X曲线为NO2的浓度变化曲线；达到平衡时浓度不再随时间而发生变化，所以b、d点均表示反应已达到平衡状态。

(2)NO2在0～10 min达到平衡时浓度变化了0.4 mol·L－1，所以用NO2表示的反应速率为0.04 mol·L－1·min－1；而在25 min 时，NO2的浓度由0.6 mol·L －1突变为1.0 mol·L－1，而N2O4的浓度在25 min时没有发生改变，所以可得此时改变的条件是向容器中加入了0.4 mol NO2。