2024年高考化学一轮复习讲练测（全国通用）专题讲座（七） 常考速率、平衡图像题解题策略（练）-（解

专题讲座（七）常考速率、平衡图像题解题策略第一部分：高考真题感悟1．（2021·北京·高考真题）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)【答案】C【解析】A．根据盖斯定律结合题干信息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可知，可由①-②-③得到目标反应C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)，该反应的△H==+124kJ/mol，A正确；B．仅按C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g)可知C3H6、H2的浓度随CO2浓度变化趋势应该是一致的，但是氢气的变化不明显，反而是CO与C3H6的变化趋势是一致的，因此可以推断高温下能够发生反应CO2+H2CO+H2O，从而导致C3H6、H2的浓度随CO2浓度变化趋势出现这样的差异，B正确；C．投料比增大，相当于增大C3H8浓度，浓度增大，转化率减小，C错误；D．根据质量守恒定律，抓住碳原子守恒即可得出，如果生成物只有C3H6、CO、H2O、H2，那么入口各气体的浓度c0和出口各气体的浓度符合3c0(C3H8)+c0(CO2)=3c(C3H6)+c(CO)+3c(C3H8)+c(CO2)，D正确；答案为：C。2．（2021·江苏·高考真题）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【答案】D【解析】A．NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度，平衡向逆反应方向进行，氨气的平衡转化率降低，故A错误；B．根据图像，在175～300℃范围，随温度的升高，N2的选择率降低，即产生氮气的量减少，故B错误；C．根据图像，温度高于250℃N2的选择率降低，且氨气的转化率变化并不大，浪费能源，根据图像，温度应略小于225℃，此时氨气的转化率、氮气的选择率较大，故C错误；D．氮气对环境无污染，氮的氧化物污染环境，因此高效除去尾气中的NH3，需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂，故D正确；答案为D。3．（2022·北京·高考真题）捕获和转化可减少排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以为载气，以恒定组成的混合气，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，在催化剂上有积碳。下列说法不正确的是A．反应①为；反应②为B．，比多，且生成速率不变，可能有副反应C．时刻，副反应生成的速率大于反应②生成速率D．之后，生成的速率为0，是因为反应②不再发生【答案】C【解析】A．由题干图1所示信息可知，反应①为，结合氧化还原反应配平可得反应②为，A正确；B．由题干图2信息可知，，比多，且生成速率不变，且反应过程中始终未检测到，在催化剂上有积碳，故可能有副反应，反应②和副反应中CH4和H2的系数比均为1：2，B正确；C．由题干反应②方程式可知，H2和CO的反应速率相等，而时刻信息可知，H2的反应速率未变，仍然为2mmol/min，而CO变为1~2mmol/min之间，故能够说明副反应生成的速率小于反应②生成速率，C错误；D．由题干图2信息可知，之后，CO的速率为0，CH4的速率逐渐增大，最终恢复到1，说明生成的速率为0，是因为反应②不再发生，而后副反应逐渐停止反应，D正确；故答案为：C。4．（2022·江苏·高考真题）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【答案】B【解析】根据已知反应①，反应②，且反应①的热效应更大，温度升高的时候对反应①影响更大一些，根据选择性的含义，升温时CO选择性增大，同时CO2的选择性减小，所以图中③代表CO的选择性，①代表CO2的选择性，②代表H2的产率。A．由分析可知②代表H2的产率，故A错误；B．由分析可知升高温度，平衡时CO的选择性增大，故B错误；C．一定温度下，增大，可以认为开始时水蒸气物质的量不变，增大乙醇物质的量，乙醇的平衡转化率降低，故C错误；D．加入或者选用高效催化剂，不会影响平衡时产率，故D错误；故选B。5．（2022·河北·高考真题）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①；②。反应①的速率，反应②的速率，式中为速率常数。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的曲线。下列说法错误的是A．随的减小，反应①、②的速率均降低B．体系中C．欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间D．温度低于时，总反应速率由反应②决定【答案】AB【解析】由图中的信息可知，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。A．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说法错误；B．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说法错误；C．升高温度可以可以加快反应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说法正确；D．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说法正确；综上所述，本题选AB。第二部分：最新模拟精练完卷时间：50分钟一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12*5分）1．（2022·辽宁·三模）在一定条件下，取一定量的A和B在恒容密闭容器中发生反应：。达到平衡时，M的浓度与温度和容器容积的关系如图所示。下列有关判断正确的是A． B．E点的平衡常数小于F点的平衡常数C．达到平衡后，增大A的浓度将会提高B的转化率 D．【答案】C【解析】A．由图可知，体积越大时M的浓度越小，比较E、F两点可知，体积增大3倍，M浓度减小不到3倍，说明减小压强平衡正向移动，N为固体，则a+b0，故D错误；故答案选C。2．（2022·江苏苏州·模拟预测）CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应：反应I：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2kJ·mol−1反应II：2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=—122.5kJ·mol−1在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。(CH3OCH3的选择性=×100％)下列说法不正确的是A．CO的选择性随温度的升高逐渐增大B．反应2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=—204.9kJ·mol−1C．在240～320℃范围内，温度升高，平衡时CH3OCH3的物质的量先增大后减小D．反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)，增大压强可能将CH3OCH3的选择性提升到B点【答案】C【解析】A．由图可知，升高温度，二甲醚的选择性减小，由碳原子个数守恒可知，一氧化碳的选择性增大，故A正确；B．由盖斯定律可知，反应II—2×反应I得到反应，则2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)   ΔH=(—122.5kJ·mol−1)—2×(+41.2kJ·mol−1)=—204.9kJ·mol−1，故B正确；C．反应II是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，二甲醚的物质的量减小，故C错误；D．反应II是气体体积减小的反应，在温度不变的条件下，增大压强，平衡向正反应方向移动，甲醚的物质的量增大，二甲醚的选择性增大，则增大压强可能将二甲醚的选择性由A点提升到B点，故D正确；故选C。3．（2022·重庆一中模拟预测）已知：的反应历程分两步：第1步：(快)   第2步：(慢)   在固定容积的容器中充入一定量NO和发生上述反应，测得体系中部分物质的物质的量(n)随温度(T)的变化如图所示。下列说法错误的是A．第1步、第2步正反应活化能分别为、，则B．a点后，迅速减小的原因是第1步平衡逆向移动，第2步速率加快C．b点后，增加的原因是第2步平衡逆向移动的程度比第1步的大D．若其他条件不变，仅将容器变为恒压状态，则体系建立平衡的时间不变【答案】D【解析】A．第2步是慢反应，由活化能越大反应速率越慢，可知第2步正反应活化能较大，则，A正确；B．总反应速率由慢反应即第2步反应决定，a点后，迅速减小说明第2步速率加快，且第1步平衡逆向移动，B正确；C．b点后，增加说明第2步平衡逆向移动，生成的比第1步平衡逆向移动消耗的速率快，则原因是第2步平衡逆向移动的程度比第1步的大，C正确；D．若其他条件不变，仅将容器变为恒压状态，由于反应前后气体分子数不相等，恒压下会导致容器体积变化，进而导致物质的浓度发生变化，反应速率发生变化，则体系建立平衡的时间改变，D错误；故选：D。4．（2022·北京·北师大实验中学三模）在一定条件下，利用CO2合成CH3OH的反应如下：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H1，研究发现，反应过程中会有副反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2，温度对CH3OH、CO的平衡产率影响如图所示。下列说法中，不正确的是A．△H1＜0，△H2＞0B．增大压强有利于加快合