统考版2024届高考化学二轮专项分层特训卷练17化学反应速率和化学平衡图像分析（附解析）

练17　化学反应速率和化学平衡图像分析1．[2022·广东卷]恒容密闭容器中，BaSO4(s)＋4H2(g)⇌BaS(s)＋4H2O(g)在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是(　　)A．该反应的ΔH<0B．a为n(H2O)随温度的变化曲线C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动D．向平衡体系中加入BaSO4，H2的平衡转化率增大2．[广东卷]反应X===2Z经历两步：①X→Y；②Y→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是(　　)A．a为c(X)随t的变化曲线B．t1时，c(X)＝c(Y)＝c(Z)C．t2时，Y的消耗速率大于生成速率D．t3后，c(Z)＝2c0－c(Y)3．[2023·湖南卷]向一恒容密闭容器中加入1molCH4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<x2B．反应速率：vb正<vc正C．点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb＝KcD．反应温度为T1，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态 4．[2023·湖南衡阳八中月考]下列叙述与图中甲、乙、丙、丁相符合的是(　　)A．图甲是锌粒与盐酸反应的反应速率随反应时间变化的曲线，t1时刻溶液的温度最高B.图乙是恒温密闭容器中发生CaCO3(s)⇌CaO(s)＋CO2(g)反应时，c(CO2)随反应时间变化的曲线，t1时刻改变的条件可能是增大容器的容积C．图丙表示反应A2(g)＋3B2(g)⇌2AB3(g)中AB3的平衡体积分数随起始n(B2)变化的曲线，A2起始时的物质的量相同，当达到平衡时A2的转化率大小为c<b<aD．图丁表示在恒容密闭容器中当其他条件相同时改变温度，反应CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(l)中n(CH3OH)随时间变化的曲线，说明反应平衡常数：KⅡ<KⅠ5．[2023·山东联考]某研究小组在不同温度(T1>T2)下，在某恒容密闭容器中进行储氢合金储氢过程的探究。平衡时，氢气的压强(p)与固相中氢原子与金属原子(M)的个数比[]的关系如图：已知：①OA(或OA′)段：M(s)＋H2(g)⇌MHx(s)　ΔH1(Ⅰ)②AB(或A′B′)段：zMHx(s)＋H2(g)⇌zMHy(s)　ΔH2(Ⅱ)③在B或B′点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，的值变化较小。下列说法正确的是(　　)A．反应Ⅰ、Ⅱ均为ΔS>0的反应B．平衡常数：K(c)<K(a)＝K(b)C．该储氢合金可通过降温或加压的方式释放H2D．由a点移到d点，需在恒温恒容条件下通入少量氢气6．[2023·河南联考阶段性测试]用活性炭还原NO2可防止空气污染，其反应原理为2C(s)＋2NO2(g)⇌N2(g)＋2CO2(g)。在密闭容器中1molNO2和足量C发生上述反应，反应相同时间内测得NO2的生成速率与N2的生成速率随温度变化的关系如图甲所示；维持温度不变，反应相同时间内测得NO2的转化率随压强的变化如图乙所示。 下列说法错误的是(　　)A．图甲中的A、B、C三个点中只有C点的v正＝v逆B.图乙中E点的v逆小于F点的v正C．图乙中平衡常数K(E)＝K(G)，则NO2的平衡浓度c(E)＝c(G)D．在恒温恒容下，向图乙中G点平衡体系中充入一定量的NO2，与原平衡相比，NO2的平衡转化率减小7．[2023·河北高三阶段练习]如图表示生成几种氯化物反应的自由能变化(ΔG)随温度变化情况。若在图示温度范围内ΔH和ΔS不变，且lgKp＝－，其中R为常数，T为温度。下列说法错误的是(　　)A．反应①在温度aK时的平衡常数Kp为1B．反应②的平衡常数随温度升高而减小C．图示温度范围内，③是自发进行的D．任何温度下均可用H2还原SiCl4制备Si8．在某刚性容器中加入一定量的CO2和H2，发生反应CO2(g)＋4H2(g)⇌CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH<0。下列相关物理量的变化关系及描述正确的是(　　) A．图①表示t1时刻增大CO2的浓度对反应速率的影响B．图②可表示该反应的平衡常数随温度的变化关系C．图③表示的是压强对化学平衡的影响，且乙对应的压强较大D．图④可表示初始时加入CO2、H2各1mol，部分物质的体积分数随时间的变化关系练17　化学反应速率和化学平衡图像分析1．答案：C解析：从图示可以看出，平衡时升高温度，氢气的物质的量减少，则平衡正向移动，说明该反应的正反应是吸热反应，即ΔH＞0，故A错误；从图示可以看出，在恒容密闭容器中，随着温度升高氢气的平衡时的物质的量减少，则平衡随着温度升高正向移动，水蒸气的物质的量增加，而a曲线表示的是物质的量不随温度变化而变化，故B错误；容器体积固定，向容器中充入惰性气体，没有改变各物质的浓度，平衡不移动，故C正确；BaSO4是固体，向平衡体系中加入BaSO4，不能改变其浓度，因此平衡不移动，氢气的转化率不变，故D错误。2．答案：D解析：由题图知，a起始浓度最大，在整个反应过程中浓度一直减小，所以a代表c（X）随t的变化曲线，A说法正确；t1时，三条曲线相交，三种物质的浓度相等，B说法正确；结合题给反应判断，先增加后减小的是c（Y）随t变化的曲线，一直增大的是c（Z）随t变化的曲线，t2时，c（Y）在减小，说明Y的消耗速率大于生成速率，C说法正确；由题图知，t3后，只有Y和Z，X完全反应，结合反应①②可得出c（Z）＝2c0－2c（Y），D说法错误。3．答案：B解析： 结合图像分析可知，A项正确，B项错误；该反应为吸热反应，温度升高，平衡常数增大，结合图像可知平衡常数Ka<Kb＝Kc，C项正确；该反应反应前后气体分子数不相等，恒温恒容时，容器内压强不再发生变化，即达到平衡状态，D项正确。4．答案：D解析：锌粒与盐酸的反应是放热反应，随着反应的进行，温度越来越高，当恰好完全反应时，温度最高，图甲中t1时刻之后反应还在进行，则体系温度还会升高，A错误；据图乙可知，t1时刻c（CO2）瞬间增大，而增大容器的容积会使c（CO2）瞬间减小，B错误；当其他条件相同时，起始B2的物质的量越大，即浓度越大，A2的平衡转化率越大，达到平衡时A2的转化率大小为a<b<c，C错误；据图丁可知，在曲线Ⅱ条件下反应的反应速率更快，则曲线Ⅱ的温度更高，且达到平衡时曲线Ⅱ的甲醇的物质的量更低，说明升高温度平衡逆向移动，该反应的正反应为放热反应，所以反应平衡常数：KⅡ<KⅠ，D正确。5．答案：B解析：反应Ⅰ、Ⅱ均是气体分子数减小的反应，系统混乱度下降，均为ΔS<0的反应，A错误；平衡常数只与温度有关，a、b点均在T2温度下，K（a）＝K（b），题给信息T1>T2，由图可知，T1温度下氢气压强更大，说明升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，故平衡常数：K（c）<K（a）＝K（b），B正确；该储氢过程是放热过程，且是气体分子数减小的反应，故可通过升温或减压的方式释放氢气，C错误；图中a点表示反应Ⅱ处于化学平衡状态，向恒容密闭容器中通入少量氢气，化学平衡正向移动，的值增大，达到新的化学平衡后，p（H2）增大，Kp＝减小，而恒温下平衡常数应保持不变，所以在恒温恒容条件下通入少量氢气反应不可能处在d点，D错误。6．答案：C解析：由2C（s）＋2NO2（g）⇌N2（g）＋2CO2（g）可知，NO2的生成速率（逆反应速率）是N2的生成速率（正反应速率）的二倍时，正、逆反应速率相等，即达到平衡，只有C点满足，A正确；由图乙知，E点反应未达到平衡，F点反应达到平衡，且压强：E<F，则E点的v逆小于F点的v正，B正确；由题中信息可知，维持温度不变，即E、G两点温度相同，平衡常数K（E）＝K（G），混合气体中气体压强与浓度有关，压强越大，体积越小，浓度越大，G点压强大，浓度大，即c（E）<c（G），C错误；在恒温恒容下，向G点平衡体系中充入一定量的NO2，等效于加压，平衡逆向移动，NO2的平衡转化率减小，D正确。7．答案：D解析：由图可知反应①在温度aK时ΔG＝0，又lgKp＝－，故Kp＝1，A正确。反应②是熵减反应，ΔG＝ΔH－TΔS<0，故ΔH<0，反应②的平衡常数随温度升高而减小，B正确。图示温度范围内反应③的ΔG<0，故自发进行，C正确。由反应④－反应②可得反应H2＋SiCl4⇌Si＋2HCl，温度为dK时，反应④的ΔG小于反应②，上述反应的ΔG<0，反应可自发进行，H2能还原SiCl4制备Si；温度低于bK时，反应④和ΔG大于反应②，上述反应的ΔG>0，H2不能还原SiCl4制备Si，D错误。8．答案：D解析： D项，初始时加入1molCO2、1molH2，假设平衡时CO2转化了xmol，则　　　　　　CO2（g）＋4H2（g）⇌CH4（g）＋2H2O（g）起始量/mol1100转化量/molx4xx2x平衡量/mol1－x1－4xx2x平衡时CO2的体积分数＝×100%＝50%，即反应过程中CO2的体积分数始终为50%，CH4的体积分数逐渐增大，最终保持不变，正确。