專練42化學反應速率及化學平衡圖像分析授課提示：對應學生用書83頁1．[2024·重慶市質量檢測]順1，2-二甲基環丙烷(A)和反1，2-二甲基環丙烷(B)可發生如下異構化反應，圖甲～丁為在壓強恒定為100kPa時，不同條件下進行該異構化反應過程中A、B的物質的量分數與反應時間的關系圖(圖中“○”表示A，“

”表示B)。下列說法正確的是()A．圖甲達到平衡時，A的轉化率αA＝50%B．四幅圖中，圖乙的化學平衡常數K最大C．圖丙和圖丁的反應溫度相同D．圖丁達到平衡后，增大壓強能提高B的物質的量分數答案：B解析：圖甲中，反應從開始到達到平衡，A的物質的量分數由80%降低到50%，轉化率αA＝37.5%，A項錯誤；反應A(g)?B(g)的化學平衡常數K＝eq\f(c（B）,c（A）)，壓強恒定，各物質分壓等于總壓強乘其物質的量分數，則可根據平衡時B與A的物質的量分數之比來比較四幅圖中化學平衡常數大小，圖乙中平衡時B的物質的量分數與A的物質的量分數比值最大，故化學平衡常數K最大，B項正確；圖丙和圖丁中反應的平衡常數不同，反應溫度不同，C項錯誤；由于該反應前后氣體分子數相同，所以增大壓強該平衡不移動，即B的物質的量分數不變，D項錯誤。2．[2024·專題綜合測試]下面是某化學研究小組探究外界條件對化學反應速率和化學平衡影響的圖像，其中圖像和實驗結論表達均正確的是()A．①是其他條件一定時，反應速率隨溫度變化的圖像，正反應ΔH<0B．②是在平衡體系的溶液中溶入少量KCl晶體后化學反應速率隨時間變化的圖像C．③是在有無催化劑存在下建立的平衡過程圖像，a是使用催化劑時的曲線D．④是一定條件下，向含有一定量A的容器中逐漸加入B時的圖像，壓強p1>p2答案：C解析：根據圖像①，升高溫度，平衡正向移動，正反應ΔH>0，A錯；②反應實質是Fe3＋＋3SCN－?Fe(SCN)3，K＋和Cl－不參加化學反應，KCl濃度增大不影響化學平衡，B錯；③使用催化劑，反應速率加快，先達到平衡，C正確；④此反應為反應前后氣體物質的量不變的化學反應，改變壓強不影響平衡狀態，即不影響A的轉化率，且由于不斷加入B，A的轉化率增大，D錯。3．[2024·安徽卷]室溫下，為探究納米鐵去除水樣中SeOeq\o\al(2－,4)的影響因素，測得不同條件下SeOeq\o\al(2－,4)濃度隨時間變化關系如圖。實驗序號水樣體積/mL納米鐵質量/mg水樣初始pH①5086②5026③5028下列說法正確的是()A．實驗①中，0～2小時內平均反應速率v(SeOeq\o\al(2－,4))＝2.0mol·L－1·h－1B．實驗③中，反應的離子方程式為：2Fe＋SeOeq\o\al(2－,4)＋8H＋=2Fe3＋＋Se＋4H2OC．其他條件相同時，適當增加納米鐵質量可加快反應速率D．其他條件相同時，水樣初始pH越小，SeOeq\o\al(2－,4)的去除效果越好答案：C解析：實驗①中，0～2小時內平均反應速率v(SeOeq\o\al(2－,4))＝eq\f(（5.0－1.0）×10－5mol·L－1,2h)＝2.0×10－5mol·L－1·h－1，A項錯誤；實驗③中水樣初始pH＝8，溶液呈弱堿性，結合氧化還原反應規律可得離子方程式為2Fe＋SeOeq\o\al(2－,4)＋4H2O=2Fe(OH)3＋Se＋2OH－，B項錯誤；由實驗①、②可知，其他條件相同時，適當增加納米鐵質量，反應速率加快，C項正確；由實驗②、③可知，其他條件相同時，適當減小水樣初始pH，SeOeq\o\al(2－,4)的去除效果更好，但若水樣初始pH太小，與H＋反應的納米鐵的量增多，從而影響SeOeq\o\al(2－,4)的去除效果，故D項錯誤。4．一定量的CO2與足量的碳在容積可變的恒壓密閉容器中發生反應：C(s)＋CO2(g)?2CO(g)。平衡時，體系中氣體體積分數與溫度的關系如圖所示：已知：氣體分壓(p分)＝氣體總壓(p總)×體積分數。下列說法正確的是()A．550℃時，若充入惰性氣體，v正和v逆均減小，平衡不移動B．650℃時，反應達到平衡后CO2的轉化率為25.0%C．T℃時，若再充入等體積的CO2和CO，平衡向逆反應方向移動D．925℃時，用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學平衡常數Kp＝24.0p總答案：B解析：充入惰性氣體，相當于減小壓強，平衡向氣體體積增大的正反應方向移動，A錯誤；設開始加入CO2的物質的量為1mol，轉化量為xmol，則生成2xmolCO，剩余(1－x)molCO2，因平衡時CO的體積分數為40.0%，則eq\f(2x,1－x＋2x)×100%＝40.0%，解得x＝0.25，故CO2的轉化率為eq\f(0.25mol,1mol)×100%＝25.0%，B正確；由題圖可知T℃時，平衡體系中CO2和CO的體積分數相等，則在恒壓密閉容器中再充入等體積的CO2和CO，平衡不移動，C錯誤；925℃時，平衡后p(CO)＝0.96p總，p(CO2)＝0.04p總，Kp＝eq\f(p2（CO）,p（CO2）)＝eq\f(（0.96p總）2,0.04p總)≈23.0p總，D錯誤。5．[2024·北京順義區專項綜合測試]已知可逆反應aA＋bB?cC中，物質的含量R%(A%和C%)隨溫度的變化曲線如圖所示，下列說法正確的是()A．該反應在T1、T3溫度時達到過化學平衡B．該反應在T2溫度時達到過化學平衡C．該反應的逆反應是放熱反應D．升高溫度，平衡會向正反應方向移動答案：B解析：圖像能說明平衡體系各組分(或某一成分)在反應過程中的變化情況。解題時要注意各物質曲線的折點(達平衡時刻)，所以反應在T2溫度時第一次達到平衡，故A錯，B正確；隨著溫度升高，反應物A的含量增大，生成物C的含量減少，說明平衡向逆反應方向移動，逆反應是吸熱反應，正反應是放熱反應，C、D錯誤。6．[2024·哈爾濱師大青岡實驗中學月考]向某密閉容器中加入0.3molA、0.1molC和一定量的B三種氣體，一定條件下發生反應，各物質濃度隨時間變化如甲圖所示[t0～t1階段的c(B)變化未畫出]，乙圖為t2時刻后改變條件平衡體系中正、逆反應速率隨時間變化的情況，四個階段都各改變一種反應條件(濃度、溫度、壓強、催化劑)且互不相同，t3～t4階段為使用催化劑。下列說法中不正確的是()A．若t1＝15s，則用C的濃度變化表示的t0～t1段的平均反應速率為0.004mol·L－1·s－1B．t4～t5階段改變的條件一定為減小壓強C．該容器的容積為2L，B的起始物質的量為0.02molD．該化學反應方程式為3A(g)?B(g)＋2C(g)答案：C解析：若t1＝15s，生成物C在t0～t1時間段的平均反應速率v＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(0.11－0.05,15)mol·(L·s)－1＝0.004mol·(L·s)－1，A正確；由乙圖知，t3～t4、t4～t5階段平衡均未移動，已知t3～t4階段為使用催化劑，則t4～t5階段應為降低壓強，該反應為等體積反應，反應前后氣體的物質的量不變，B正確；密閉容器中一開始加入0.3molA，根據圖像知A的起始濃度為0.15mol·L－1，則容器的體積為eq\f(0.3mol,0.15mol·L－1)＝2L。反應中A的濃度變化為0.15mol·L－1－0.06mol·L－1＝0.09mol·L－1，C的濃度變化為0.11mol·L－1－0.05mol·L－1＝0.06mol·L－1，反應中A與C的計量數之比為0.09∶0.06＝3∶2，因該反應中氣體的化學計量數之和前后相等，則有：3A(g)?B(g)＋2C(g)，根據方程式可知消耗0.09mol·L－1的A，則生成0.03mol·L－1的B，容器的體積為2L，生成B的物質的量為0.03mol·L－1×2L＝0.06mol，平衡時B的物質的量為0.05mol·L－1×2L＝0.1mol，所以起始時B的物質的量為0.1mol－0.06mol＝0.04mol，C錯誤，D正確。7．在一恒溫恒壓的密閉容器中發生反應：M(g)＋N(g)?2R(g)ΔH<0，t1時刻達到平衡，在t2時刻改變某一條件，其反應過程如圖所示。下列說法錯誤的是()A．t1時刻的v(正)小于t2時刻的v(正)B．t2時刻改變的條件是向密閉容器中加RC．Ⅰ、Ⅱ兩過程達到平衡時，M的體積分數相等D．Ⅰ、Ⅱ兩過程達到平衡時，反應的平衡常數相等答案：A解析：由題圖可知，反應再次達到平衡時的逆反應速率與原平衡相同，改變的條件一定是加入了一定量的R而增大了R的濃度，由于容器為恒溫恒壓，故容器容積必然成比例增大，所以在t2時刻反應物的濃度都減小。t1時刻的v(正)大于t2時刻的v(正)，A錯誤；t2時刻改變的條件是向密閉容器中加R，B正確；Ⅰ、Ⅱ兩過程達到平衡時，兩平衡等效，所以M的體積分數相等，C正確；因為溫度相同，平衡常數只與溫度有關，所以Ⅰ、Ⅱ兩過程達到平衡時，反應的平衡常數相等，D正確。8．[2024·湖南長沙一中月考]一定條件下，向密閉容器中加入X物質發生反應：3X(g)?Y(g)＋Z(g)ΔH＜0，反應一段時間后改變某一個外界條件，反應中各時刻X物質的濃度如表所示。下列說法不正確的是()反應時間/min05151720X的濃度/mol·L－11.00.40.40.70.7A.0～5min內，X物質的平均反應速率v(X)＝0.12mol·L－1·min－1B．5min時反應達到平衡，該溫度下的平衡常數為0.625C．15min時改變的條件可能是降低溫度D．從初始到17min時，X的轉化率為30%答案：C解析：0～5min內，v(X)＝eq\f(1.0mol·L－1－0.4mol·L－1,5min)＝0.12mol·L－1·min－1，A項正確；5min時，X、Y、Z的平衡濃度分別為0.4mol·L－1、0.2mol·L－1、0.2mol·L－1，K＝eq\f(c（Y）·c（Z）,c3（X）)＝eq\f(0.2×0.2,0.43)＝0.625，B項正確；正反應為放熱反應，降低溫度，平衡正向移動，X的濃度減小，C項錯誤；17min時，X的濃度為0.7mol·L－1，則X的轉化率為eq\f(（1.0－0.7）mol,1.0mol)×100%＝30%，D項正確。9．[2022·湖南卷]向體積均為1L的兩恒容容器中分別充入2molX和1molY發生反應：2X(g)＋Y(g)?Z(g)ΔH，其中甲為絕熱過程，乙為恒溫過程，兩反應體系的壓強隨時間的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是()A.ΔH>0B．氣體的總物質的量：na>ncC．a點平衡常數：K>12D．反應速率：va正<vb正答案：C解析：由圖可知，絕熱過程甲開始時壓強增大，而2X(g)＋Y(g)?Z(g)是氣體物質的量減少的反應，故該反應放熱，ΔH<0，A項錯誤；a、c兩點壓強相同，a點溫度高于c點，故氣體的總物質的量：na<nc，B項錯誤；若溫度恒定不變，設達到a點平衡時Y轉化了xmol，列三段式：2X(g)＋Y(g)?Z(g)起始量/