压轴题06 速率、平衡图像题-2023年高考化学压轴题专项训练（新高考专用）（原卷版）

压轴题06速率、平衡图像题本压轴题是新高考地区考试热点内容，主要以实际生产为背景，通过图像形式命题,以定性、定量相结合的方式综合考查化学反应速率和化学平衡，包括化学反应速率的计算、影响化学平衡的因素及规律、平衡状态的判断、平衡常数和转化率的计算，同时渗透对计算能力、数形结合能力、语言组织能力等的考查。主要考查学生运用图表、图形分析和对信息的提取、应用能力。1．图像题的一般分析思路(1)一审题：审明各物质的状态(有无固体、液体)，明确气体分子数的变化(变大、变小、不变)，正反应是吸热还是放热。(2)二析图像(3)三想方法规律①三步分析法：一看反应速率是增大还是减小；二看v(正)、v(逆)的相对大小；三看化学平衡移动的方向。②先拐先平数值大：在含量(转化率)－时间曲线中，先出现拐点的反应则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。③定一议二：当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。④想规律做判断：联想化学反应速率、化学平衡移动规律，将图表与原理结合，对照得出结论。2．转化率、产率及分压的计算(1)反应物转化率＝×100%(2)产物的产率＝×100%(3)分压＝总压×物质的量分数 一、选择题：本题共20小题，每小题只有一个选项符合题意。1．标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知和的相对能量为0]，下列说法不正确的是A．B．可计算键能为C．相同条件下，的平衡转化率：历程Ⅱ>历程ⅠD．历程Ⅰ、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热化学方程式为：2．CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以N2为载气，以恒定组成的N2、CH4混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CO2，在催化剂上有积碳。下列说法不正确的是A．反应①为CaO+CO2=CaCO3；反应②为CaCO3+CH4CaO+2CO+2H2 B．t1~t3，n(H2)比n(CO)多，且生成H2速率不变，可能有副反应CH4C+2H2C．t2时刻，副反应生成H2的速率大于反应②生成H2速率D．t3之后，生成CO的速率为0，是因为反应②不再发生3．乙醇-水催化重整可获得。其主要反应为，，在、时，若仅考虑上述反应，平衡时和CO的选择性及的产率随温度的变化如图所示。CO的选择性，下列说法正确的是A．图中曲线①表示平衡时产率随温度的变化B．升高温度，平衡时CO的选择性增大C．一定温度下，增大可提高乙醇平衡转化率D．一定温度下，加入或选用高效催化剂，均能提高平衡时产率4．甲异腈(CHNC)在恒容密闭容器中发生异构化反应：CH3NC(g)→CH3CN(g)，反应过程中甲异腈浓度c随时间t的变化曲线如图所示(图中T为温度)。该反应的反应速率v与c的关系为v=kc，k为速率常数(常温下为常数)，a点和b点反应速率相等，即v(a)=v(b)。下列说法错误的是 A．bf段的平均反应速率为1.0×10-4mol(L·min)B．a点反应物的活化分子数多于d点C．T1>T2D．3v(d)=2v(e)5．在相同条件下研究催化剂I、Ⅱ对反应的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则A．无催化剂时，反应不能进行B．与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低C．a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化D．使用催化剂Ⅰ时，内，6．在恒温恒容条件下，发生反应A(s)+2B(g)3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是A．从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率B．从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率C．在不同时刻都存在关系：2v(B)=3v(X)D．维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示7．NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应。工业尾气中的NH3可通过催化氧化为N2除去。将一定比例的NH3、O2和N2 的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，NH3的转化率、生成N2的选择性[100%]与温度的关系如图所示。下列说法正确的是A．其他条件不变，升高温度，NH3的平衡转化率增大B．其他条件不变，在175～300℃范围，随温度的升高，出口处N2和氮氧化物的量均不断增大C．催化氧化除去尾气中的NH3应选择反应温度高于250℃D．高效除去尾气中的NH3，需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂8．某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是A．其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大B．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大C．条件①，反应速率为D．条件②，降冰片烯起始浓度为时，半衰期为9．丙烷经催化脱氢可制丙烯:C3H8C3H6+H2。600℃，将一定浓度的CO2与固定浓度的C3H8通过含催化剂的恒容反应器，经相同时间，流出的C3H6、CO和H2浓度随初始CO2 浓度的变化关系如图。已知：①C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2220kJ/mol②C3H6(g)+9/2O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l)△H=-2058kJ/mol③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=-286kJ/mol下列说法不正确的是A．C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)△H=+124kJ/molB．c(H2)和c(C3H6)变化差异的原因：CO2+H2CO+H2OC．其他条件不变，投料比c(C3H8)/c(CO2)越大，C3H8转化率越大D．若体系只有C3H6、CO、H2和H2O生成，则初始物质浓度c0与流出物质浓度c之间一定存在：3c0(C3H8)+c0(CO2)=c(CO)+c(CO2)+3c(C3H8)+3c(C3H6)10．体积均为2.0L的恒容密闭容器甲、乙、丙中，发生反应：CO2(g)+C(s)2CO(g)，起始投料量如表，在不同温度下CO平衡浓度随温度变化如下图。下列说法正确的是容器n(CO2)/moln(C)/moln(CO)/mol甲0.20.60乙0.40.80 丙X<0.610A．曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的容器分别是乙、甲、丙B．a、b、c三点所处状态的压强大小关系：pc>pb>paC．1100K时，平衡时容器中混合气体的平均分子量大小关系：甲>乙>丙D．1000K时，若起始向容器乙中加入CO、CO2、C各1mol，则v(正)>v(逆)11．在起始温度均为T℃、容积均为10L的密闭容器A(恒温)、B(绝热)中均加入和4molCO，发生反应。已知：、分别是正、逆反应速率常数，，，A、B容器中的转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法中正确的是A．曲线M、N的平衡常数大小为：B．与浓度比为1∶1时，标志此反应已达平衡C．T℃时，D．用CO的浓度变化表示曲线N在0~100s内的平均速率为12．向1L的恒容密闭容器中加入1molX和2molY，发生反应：，X的转化率随温度的变化如图所示(图中不同温度下的转化率是第5min数据)。下列说法正确的A．300℃时，0-5min内平均反应速率B．b、c点对应的(Y)大小关系： C．c点时，反应消耗molX()，同时消耗molZD．若将气体体积缩小为0.5L，则c点温度下的(X)减小13．在恒温恒容密闭容器中发生反应2H2(g)+2NO(g)2H2O(g)+N2(g)，N2的瞬时生成速率v=k·cm(H2)·c2(NO)。控制NO起始浓度为0.5mol•L-1，N2的瞬时生成速率和H2起始浓度的关系如图所示，下列说法正确的是A．该反应的速率常数k为15L2·mol-2•s-1B．随着H2起始浓度增大，达平衡时N2的物质的量分数增大C．反应达平衡后，H2和NO的浓度均增加一倍，则NO转化率减小D．H2起始浓度为0.2mol•L-1，某时刻NO的浓度为0.4mol•L-1，则此时N2的瞬时生成速率为0.24mol•L-114．密闭容器中加入HBr，一定条件下发生反应：，随反应时间的变化如曲线①所示，分别改变一个条件，得到曲线②和③，下列说法正确的是A．该反应正反应为放热反应B．曲线①，0~50min用表示的平均反应速率为C．曲线②，可能使用了催化剂或压缩容器体积D．曲线③，达到平衡后，容器内各物质的浓度分别增加，平衡正向移动15．一定条件下，向一恒容密闭容器中通入适量的和，发生反应： ，经历两步反应：①；②。反应体系中、、的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是A．曲线a是随时间的变化曲线B．时，C．时，的生成速率大于消耗速率D．时，16．可以利用碳、氮的化合物在一定条件下发生反应缓解环境污染。向某密闭容器中充入5molCO和4molNO，发生反应：  ，平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是A．温度：B．若D点为平衡点，则D点的正反应速率与G点的逆反应速率可能相等C．E点时NO的平衡转化率为25%D．在实际应用中为提高效率，需要研发在高温下具有高活性的高效催化剂 17．室温下，某溶液初始时仅溶有M，同时发生以下两个反应：①；②。反应①的速率可表示为，反应②的速率可表示为(、为速率常数)。体系中生成物浓度(c)随时间(t)变化的曲线如图所示。下列说法错误的是A．0~10s内，M的平均反应速率B．温度不变，反应过程中的值不变C．反应①的活化能比反应②的活化能大D．温度升高，体系中的值减小18．还原CoO制备Co可通过下列两个反应实现：I．CoO(s)+H2(g)Co(s)+H2O(g)II．CoO(s)+CO(g)Co(s)+CO2(g)723K下，在初始压强相同(均为12.0kPa)的甲、乙两密闭容器中分别发生反应I、反应II，得到部分气体的分压随时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是A．甲容器中，10～40min内用H2表示的平均反应速率v(H2)=0.15kPa·min-lB．增大起始时容器的压强，CoO的平衡转化率增大C．此条件下，选择CO还原CoO的效率更高D．723K时，反应Ⅱ的平衡常数Kp=11919．恒温密闭容器中，发生反应：2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)    △H＜0。起始催化剂时，若按照n(CO2)：n(H2)=1：3的投料比充入容器，测得平衡时n(H2)和n(H2 O)随温度的变化如图所示。下列说法中正确的是A．L线表示平衡时n(H2O)随温度的变化B．其他条件不变时，若扩大容器容积，则v正减小，v逆增大C．x=5.16molD．使用催化剂，可降低反应的活化能，减小△H的值20．汽车尾气的排放会对环境造成污染。利用高效催化剂处理汽车尾气中的NO与CO的反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H＜0。一定温度下，在恒容密闭容器中加入1molCO和1molNO发生上述反应，部分物质的体积分数(φ)随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是A．上述反应的正反应在高温下才能自发进行B．曲线b表示的是φ(N2)随时间的变化C．2v正(NO)=v逆(N2)时，反应达平衡状态D．气体的平均相对分子质量：M(t1)＞M(t3)＞M(t5)