第一篇　主题九　选择题21　化学反应速率和化学平衡移动图像-2024年高考化学二轮复习课件

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1.(2023·辽宁，12)一定条件下，酸性KMnO4溶液与H2C2O4发生反应，Mn(Ⅱ)起催化作用，过程中不同价态含Mn粒子的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A.Mn(Ⅲ)不能氧化H2C2O4B.随着反应物浓度的减小，反应速率逐渐减小C.该条件下，Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存
由图像可知，随着时间的推移Mn(Ⅲ)的浓度先增大后减小，说明开始反应生成Mn(Ⅲ)，后Mn(Ⅲ)被消耗生成Mn(Ⅱ)，Mn(Ⅲ)能氧化H2C2O4，A项错误；随着反应物浓度的减小，到大约13 min时开始生成Mn(Ⅱ)，Mn(Ⅱ)对反应起催化作用，13 min后反应速率会增大，B项错误；由图像可知，Mn(Ⅶ)的浓度为0后才开始生成Mn(Ⅱ)，该条件下Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存，C项正确；
H2C2O4为弱酸，在离子方程式中不拆成离子，总反应为 ＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O，D项错误。
2.(2022·河北，13改编)恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①X Y；②Y Z。反应①的速率v1＝k1c(X)，反应②的速率v2＝k2c(Y)，式中k1、k2为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的ln k～ 曲线。下列说法正确的是
A.随c(X)的减小，反应①、②的速率均降低B.体系中v(X)＝v(Y)＋v(Z)C.欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间D.温度低于T1时，总反应速率由反应①决定
由图甲中的信息可知，浓度随时间变化逐渐减小的代表的是X，浓度随时间变化逐渐增大的代表的是Z，浓度随时间变化先增大后减小的代表的是Y；由图乙
中的信息可知，反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的。由图甲中的信息可知，随c(X)的减小，c(Y)先增大后减小，c(Z)增大，因此，反应①的速率随c(X)的减小而减小，而反应②的速率先增大后减小，A错误；
根据体系中发生的反应可知，在Y的浓度达到最大值之前，单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量，因此，v(X)＝v(Y)＋v(Z)，但是，在Y的浓度达到
最大值之后，单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量，故v(X)＋v(Y)＝v(Z)，B错误；
升高温度可以加快反应①的速率，但是反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的，且反应②的速率随着Y的浓度的增大而增大，因此，欲
提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间，C正确；
由图乙信息可知，温度低于T1时，k1＞k2，反应②为慢反应，因此，总反应速率由反应②决定，D错误。
3.(2023·湖南，13)向一恒容密闭容器中加入1 ml CH4和一定量的H2O，发生反应：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x[x＝ ]随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是A.x1一定条件下，增大H2O(g)的浓度，能提高CH4的转化率，即x值越小，CH4的转化率越大，则x1vc正，故B错误；由图像可知，x一定时，温度升高CH4的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，K增大，温度相同，K不变，则点a、b、c对应的平衡常数：Ka该反应为气体分子数增大的反应，反应进行时压强发生改变，所以温度一定时，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态，故D正确。
4.(2022·湖南，14改编)向体积均为1 L的两恒容容器中分别充入2 ml X和1 ml Y发生反应：2X(g)＋Y(g) Z(g)　ΔH，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是A.ΔH>0B.气体的总物质的量：na甲容器在绝热条件下，随着反应的进行，压强先增大后减小，正反应为气体分子数减小的反应，则刚开始压强增大的原因是因为容器温度升高，说明反应放热，即ΔH＜0，故A错误；根据A项分析可知，密闭容器中的反应为放热反应，因甲容器为绝热过程，乙容器为恒温过程，若两者气体的总物质的量相等，则甲容器压强大于乙容器压强，图中a点和c点的压强相等，则气体的总物质的量：na＜nc，故B正确；
设Y转化的物质的量浓度为x ml·L－1，则列出三段式如下：　　2X(g)＋Y(g) Z(g)c0　　　 2　　 1　　　 0Δc　　2x　　x　　　xc平　 2－2x　1－x　 x
根据图像可知，甲容器达到平衡的时间短，温度高，所以达到平衡的速率相对乙容器的快，即va正＞vb正，故D错误。
5.(2023·山东，14改编)一定条件下，化合物E和TFAA合成H的反应路径如下：已知反应初始E的浓度为0.10 ml·L－1，TFAA的浓度为0.08 ml·L－1，部分物种的浓度随时间的变化关系如图所示，忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是
A.t1时刻，体系中无E存在B.t2时刻，体系中无F存在C.E和TFAA反应生成F的活化能很小D.反应达平衡后，TFAA的浓度为0.08 ml·L－1
t1时刻TFAA浓度为0，则TFAA完全反应，消耗的E为0.08 ml·L－1，E剩余0.02 ml·L－1，故体系中有E存在，A错误；由题给反应路径和元素质量守恒知，体系中TFAA、G、F的总浓度应为0.08 ml·L－1，由题图知，t2时刻TFAA和G的浓度之和小于0.08 ml·L－1，则体系中一定存在F，B错误；由图可知，反应刚开始TFAA的浓度迅速减小为0，则E和TFAA的反应速率非常快，该反应的活化能很小，C正确；
只有F、G全部转化为H和TFAA时，TFAA的浓度才能为0.08 ml·L－1，而G H＋TFAA为可逆反应，所以反应达平衡后，TFAA的浓度一定小于0.08 ml·L－1，D错误。
1.化学反应速率、化学平衡图像分析思路
　(2023·河南安阳一中模拟预测) (环戊二烯)容易发生聚合反应生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法不正确的是
2.曲线上不同点速率大小比较
A.T1单位时间T2温度下，环戊二烯浓度变化大，因此速率快，则反应温度高，因此T11.(2023·深圳一模)恒容密闭容器中，n ml CO2与3n ml H2在不同温度下发生反应：2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)，达到平衡时，各组分的物质的量浓度(c)随温度(T)变化如图所示：
下列说法正确的是A.该反应的平衡常数随温度升高而增大D.其他条件不变，2n ml CO2与6n ml H2在T1℃下反应，达到平衡时 c(H2)＜c1 ml·L－1
由图可知，温度升高，H2的平衡浓度增大，说明平衡逆向移动，该反应为放热反应，该反应的平衡常数随温度升高而减小，故A错误；结合方程式2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)可知，c(C2H4)的变化量为c(H2O)变化量的 ，则曲线Y表示c(H2O)随温度的变化关系，故B错误；
其他条件不变，2n ml CO2与6n ml H2在T1℃下反应，相当于增大压强，该反应是气体体积减小的反应，平衡正向移动，H2的浓度减小，但仍然大于n ml CO2与3n ml H2在T1 ℃下发生反应时H2的平衡浓度c1，故D错误。
2.(2023·广东湛江一模)氨气在工业上应用广泛，已知反应N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0，反应相同时间，NH3的体积百分数随温度的变化情况如图所示，下列相关描述正确的是A.线上的点均代表平衡时刻的点B.逆反应速率：va>vdC.b点时v正Kd
c点以前均未达到平衡，正反应速率大于逆反应速率，故A错误；温度越高，反应速率越快，则d点逆反应速率大于a点，故B错误；该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，c点以后为平衡的移动过程，则c点平衡常数大于d点，故D正确。
3.(2023·辽宁辽阳一模)一定条件下，向一恒容密闭容器中通入适量的NO和O2，发生反应：2NO(g)＋O2(g)===N2O4(g)，经历两步反应：①2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)；②2NO2(g) N2O4(g)。反应体系中NO2、NO、N2O4的浓度(c)随时间(t)的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是A.曲线a是c(NO2)随时间t的变化曲线B.t1时，c(NO)＝c(NO2)＝2c(N2O4)C.t2时，c(NO2)的生成速率大于消耗速率
NO2是中间产物，其浓度先增大后减小，曲线a代表NO，A项错误；根据图像可知，t1时NO、NO2、N2O4的浓度相等，B项错误；t2时，NO2浓度在减小，说明其生成速率小于消耗速率，C项错误；根据氮元素守恒，t3时，NO完全消耗，则c(NO2)＋2c(N2O4)＝c0，D项正确。
4.(2023·湖南怀化二模)二氧化碳催化加氢合成乙烯的热化学方程式为2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)　ΔH，恒压条件下，按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3进行反应，达到平衡时各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A.图中曲线b表示平衡时H2O的物质的量分 数随温度的变化B.M点CO2的平衡转化率为60%C.保持其他条件不变，在绝热密闭容器中 发生上述反应，达到平衡时，H2的物质 的量分数比在恒温密闭容器中的低D.440 K时反应达到平衡后，保持其他条件不变，再向容器中按 n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，再次平衡时，H2的物质的量分数为0.39
由题中信息可知，随着温度的升高，CO2的物质的量分数增大，说明平衡逆向移动，H2的物质的量分数增大，C2H4和H2O的物质的量分数减小，由图可知，表示乙烯变化曲线的是c，表示H2O变化曲线的是b，表示H2变化曲线的是a。M点H2和H2O的物质的量分数相等，根据已知条件列出“三段式”：
　　　　 2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)起始/ml 1 　　　 3 　　　 0 　　　0转化/ml 2x 　　 6x 　　 x 　　　4xM点/ml 1－2x 3－6x 　 x 　　 4x
由题中信息可知，随着温度的升高，CO2的物质的量分数增大，说明平衡逆向移动，反应2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)是放热反应，保持其他条件不变，在绝热密闭容器中发生上述反应，温度会升高，平衡逆向移动，H2的物质的量分数比在恒温密闭容器中的高，故C错误；
440 K时反应达到平衡后，保持其他条件不变，再向容器中按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，仍然等效于恒压条件下，按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3进行反应，由图可知，此时再次平衡时，H2的物质的量分数为0.39，故D正确。
5.(2023·湖南永州二模)在起始温度均为T ℃、容积均为10 L的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入1 ml N2O和4 ml CO，发生反应：N2O(g)＋CO(g) N2(g)＋CO2(g)　ΔH<0。已知：k正、k逆分别是正、逆反应速率常数，v正＝k正·c(N2O)·c(CO)，v逆＝k逆·c(N2)·c(CO2)，A、B容器中N2O的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.曲线M表示B容器中N2O的转化率随时间的变化B.用CO的浓度变化表示曲线N在0～100 s 内的反应速率为4×10－4 ml·L－1·s－1C.Q点v正大于P点v逆
该反应放热，B(绝热)容器中温度高于A(恒温)，又起始加入反应物的物质的量相同，所以相同时间内B中速率大，先达到平衡，故曲线M表示B容器中N2O的转化率随时间的变化，A正确；曲线N在100 s时N2O的转化率为10%，则消耗的N2O物质的量为10%×1 ml＝0.1 ml，所以消耗的CO物质的量为0.1 ml，即v(CO)＝ ＝0.000 1 ml·L－1·s－1，B错误；
P点和Q点N2O转化率相同且均未达平衡，即P点v正大于v逆，又Q点温度高于P点，则Q点v正大于P点v正，所以Q点v正大于P点v逆，C正确；曲线N达到平衡时N2O转化率为25%，即消耗的N2O物质的量为0.25 ml，消耗的CO物质的量为0.25 ml，所以平衡时N2O物质的量为0.75 ml、CO为3.75 ml、N2为0.25 ml、CO2为0.25 ml，平衡时有v正＝v逆，
6.(2023·江苏南通二模)在催化剂作用下，以C2H6、CO2为原料合成C2H4，其主要反应有：反应1　C2H6(g)＋CO2(g) C2H4(g)＋H2O(g)＋CO(g)　ΔH＝＋177 kJ·ml－1反应2　C2H6(g) CH4(g)＋H2(g)＋C(s) 　ΔH＝＋9 kJ·ml－1将体积比为1∶1的C2H6、CO2混合气体按一定流速通过催化反应管，测得C2H6、CO2的转化率随温度变化的关系如图所示。
下列说法正确的是A.图中曲线①表示CO2转化率随温度的变化B.720～800 ℃范围内，随温度的升高，出口 处C2H4及CH4的量均增大C.720～800 ℃范围内，随温度的升高，C2H4的选择性不断增大D.其他条件不变，加入CaO(s)或选用高效催化剂，均能提高平衡时C2H4 产率
由题图分析可知，图中曲线①表示C2H6转化率随温度的变化，故A错误；720～800 ℃范围内，随温度的升高，C2H6、CO2的转化率都增大，则出口处C2H4及CH4的量均增大，故B正确；720～800 ℃范围内，随温度的升高，C2H6、CO2的转化率都增大，但C2H6的转化率增大程度大于CO2，说明反应2正向进行的程度增大大于反应1，C2H4的选择性不断减小，故C错误；催化剂不改变平衡产率，故D错误。