2025年高考二輪復習化學選擇題熱點練10多平衡體系圖像及分析

10.多平衡體系圖像及分析(分值:21分)學生用書P269(選擇題每小題3分)1.(2024·浙江溫州一模)已知HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反應:Ⅰ.HCOOHCO+H2OK1Ⅱ.HCOOHCO2+H2K2T溫度下,在密封石英管內完全充滿1.0mol·L1HCOOH水溶液,使HCOOH分解,分解產物均完全溶于水。含碳物種濃度與反應時間的變化關系如圖所示(忽略碳元素的其他存在形式)。下列有關說法不正確的是()A.混合體系達平衡后:c(CO2)·c(H2)>c(CO)B.活化能:反應Ⅰ<反應ⅡC.c(CO)濃度變小的原因是CO2的生成導致反應Ⅰ平衡逆向移動D.c(HCOOH)可降為0答案:D解析:根據圖像可知混合體系達平衡后,c(CO2)·c(H2)>c(CO),A正確;根據圖像可知,CO濃度達到最大值時表明反應Ⅰ達平衡,此時CO2濃度未達最大值,即反應Ⅱ尚未達平衡狀態(tài),說明反應Ⅰ的反應速率大于反應Ⅱ,即活化能:反應Ⅰ<反應Ⅱ,B正確;根據圖中CO2和CO濃度變化,即反應Ⅰ和Ⅱ可知,c(CO)濃度變小的原因是CO2的生成導致反應Ⅰ平衡逆向移動,C正確;過程Ⅰ和Ⅱ均為可逆過程,則c(HCOOH)不可能降為0,D錯誤。2.(2024·湖南永州三模)室溫下,在P和Q濃度相等的混合溶液中,同時發(fā)生反應①P+QX+Z和反應②P+QY+Z,反應①和②的速率方程分別是v1=k1c2(P)、v2=k2c2(P)(k1、k2為速率常數(shù))。反應過程中,Q、X的濃度隨時間變化情況如圖所示。下列說法錯誤的是()A.反應開始后,體系中X和Y的濃度之比保持不變B.45min時Z的濃度為0.4mol·L1C.反應①的活化能比反應②的活化能大D.如果反應能進行到底,反應結束時,有40%的P轉化為Y答案:D解析:根據①和②的速率方程分別是v1=k1c2(P)、v2=k2c2(P)(k1、k2為速率常數(shù)),反應開始后,體系中X和Y的濃度之比為K1K2,保持不變,故A正確;根據反應①P+QX+Z和反應②P+QY+Z方程式,可知每消耗1molQ同時生成1molZ,反應到45min時,Q的濃度降低0.4mol·L1,則Z的濃度為0.4mol·L1,故B正確;反應到20min時,Q的濃度降低0.3mol·L1,反應①中X濃度增大0.12mol·L1,則反應②中Y濃度增大0.18mol·L1,反應②的速率大于反應①,所以反應①的活化能比反應②的活化能大,故C正確;反應到20min時,Q的濃度降低0.3mol·L1,反應①中X濃度增大0.12mol·L1,則反應②中Y濃度增大0.18mol·L1,如果反應能進行到底,反應結束時,有60%的P轉化為Y,故D3.(2024·黑龍江大慶實驗中學模擬)某溫度下,向VL恒容密閉容器中通入4molX(g),發(fā)生反應:①2X(g)Y(g)+4Z(g),②2Z(g)M(g)。反應體系中X、Y、Z的物質的量隨時間t的變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是()A.25min時,生成了3.2molMB.0~10min內,氣體X的平均反應速率為0.32Vmol·L1C.該溫度下,反應②的平衡常數(shù)K=2VD.25min時保持其他條件不變,再向體系中通入1molY(g)后,反應②的平衡不移動答案:C解析:反應①不是可逆反應,由圖可知,25min時n(X)=0mol,即25min時,4mol氣體X反應完全,生成8molZ,據圖知此時剩下1.6molZ,因此反應②消耗Δn(Z)=(81.6)mol=6.4mol,則生成了12×Δn(Z)=3.2molM,A正確;由圖可知,0~10min內v(Y)=ΔnVΔt=1.6molVL×10min=0.16Vmol·L1·min1,反應為2X(g)Y(g)+4Z(g),則v(X)=2v(Y)=0.32Vmol·L1·min1,B正確;反應達到平衡時n(Y)=2mol,n(Z)=1.6mol,則Δn(Z)=2mol×41.6mol=6.4mol,反應②為2Z(g)M(g),所以n(M)=12×Δn(Z)=3.2mol,反應②的平衡常數(shù)K=c(M)c2(Z)=3.2V(1.6V)24.(2024·湖南長郡九校聯(lián)考二模)二氧化碳加氫制甲烷過程中的主要反應為Ⅰ.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔH=164.7kJ·mol1Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2kJ·mol1在密閉容器中,1.01×105Pa、n起始(CO2)∶n起始(H2)=1∶4時,CO2平衡轉化率、在催化劑作用下反應相同時間所測得的CO2實際轉化率隨溫度的變化如圖所示。CH4的選擇性可表示為n生成(CH4)A.反應CO(g)+3H2(g)H2O(g)+CH4(g)的焓變ΔH=123.5kJ·mol1B.400℃前CO2實際轉化率增大的主要原因是:溫度升高,反應Ⅱ平衡正移C.降低體系溫度,CH4的平衡選擇性增大D.450℃時,使用更高效催化劑,有可能使CO2平衡轉化率達到X點答案:C解析:根據蓋斯定律,用反應Ⅰ減去反應Ⅱ,可計算出目標反應的反應熱:CO(g)+3H2(g)H2O(g)+CH4(g)ΔH=205.9kJ·mol1,A錯誤;400℃前CO2實際轉化率低于對應溫度下的平衡轉化率,結合題給信息“反應相同時間”,判斷此時反應未達平衡,不能用平衡移動解釋曲線變化,B錯誤;生成甲烷的反應是放熱反應,降低體系溫度,平衡正向移動,CH4的平衡選擇性增大,C正確;催化劑不改變平衡,故使用更高效催化劑也不可能提高CO2平衡轉化率使其達到X點的值,D錯誤;故選C。5.(2024·湖南長郡中學一模)海帶提碘中涉及H2O2氧化I,存在以下反應:①2I(aq)+2H+(aq)+H2O2(aq)I2(aq)+2H2O(l)ΔH1=257.5kJ·mol1②I(aq)+I2(aq)I3-(aq)ΔH2=18.9kJ·mol常溫下,固定總碘濃度為0.01mol·L1,平衡時溶液中的I、I2、I3-分布系數(shù)δ與溶液中初始c(H2O2)關系如圖所示。[總碘濃度=各組分折合為I后的濃度之和,δ(組分)=該組分折合為I-后的濃度總碘濃度,如下列說法錯誤的是()A.c(I)+c(I2)+c(I3-)=0.01mol·B.根據VSEPR模型,I3-C.反應②平衡時,升高溫度,其正反應速率小于逆反應速率D.常溫下,I(aq)+I2(aq)I3-(aq)的平衡常數(shù)K約為答案:A解析:由碘原子個數(shù)守恒可知,平衡時溶液中c(I)+2c(I2)+3c(I3-)=0.01mol·L1,故A錯誤;I3-寫為I·I2-,中心原子I的價層電子對數(shù)為2+12(7+12×1)=5,故B正確;反應②為放熱反應,升高溫度,平衡向逆反應方向移動,正、逆反應速率同時增大,但正反應速率小于逆反應速率,故C正確;由圖可知,溶液中c(I)=0.01mol·L1×0.45=4.5×103mol·L1、c(I3-)=0.01mol·L1×0.45×13=1.5×103mol·L1、c(I2)=0.01mol·L1×(10.450.45)×12=5×104mol·L1,則由方程式I(aq)+I2(aq)I3-(aq6.(2024·湖南衡陽模考)利用環(huán)戊二烯()加氫制備環(huán)戊烯(),按n(H2)n(C①(g)+H2(g)(g)ΔH1<0②2(g)(g)ΔH2<0測得在相同時間內,環(huán)戊二烯轉化率和環(huán)戊烯選擇性隨溫度變化曲線如圖(已知:選擇性=轉化為目標產物的反應物在總轉化量中的占比)。下列說法錯誤的是()A.60℃時,H2的轉化率為72%B.由圖可知,反應決速步的活化能①>②C.相同條件下,若增大n(H2D.60℃后,環(huán)戊烯選擇性降低的原因可能是催化劑活性減弱答案:B解析:由圖可知,60℃時,環(huán)戊二烯的轉化率為90%,環(huán)戊烯的選擇性為80%,則H2的轉化量n(H2)=n(環(huán)戊烯)=1mol×90%×80%=0.72mol,H2的轉化率為72%,A正確;由圖可知,環(huán)戊烯選擇性較高,活化能越小,反應速率越快,相同時間內,反應①的速率較快,活化能較低,說明反應的活化能①<②,B錯誤;相同條件下,若增大n(H2)n(C5H6),相當于增大H2的物質的量,反應①中環(huán)戊二烯轉化率增大,環(huán)戊烯選擇性增大,C正確;兩個反應均為放熱反應,升高溫度,7.(2024·江蘇蘇錫常鎮(zhèn)四市一模)采用熱分解法脫除沼氣中的H2S過程中涉及的主要反應為反應Ⅰ:2H2S(g)2H2(g)+S2(g)ΔH1=169.8kJ·mol1反應Ⅱ:CH4(g)+S2(g)CS2(g)+2H2(g)ΔH2=63.7kJ·mol1保持100kPa不變,將H2S與CH4按2∶1體積比投料,并用N2稀釋,在不同溫度下反應達到平衡時,所得H2、S2與CS2的體積分數(shù)如圖所示。下列說法正確的是()A.反應2H2S(g)+CH4(g)CS2(g)+4H2(g)的ΔH=106.1kJ·mol1B.曲線Y代表的是CS2的平衡體積分數(shù)C.高于1050℃時,H2S平衡轉化率與CH4平衡轉化率的差值隨溫度升高而減小D.1050℃下反應,增大體系的壓強,平衡后H2的體積分數(shù)可能達到0.07答案:C解析:根據反應Ⅰ和反應Ⅱ,利用蓋斯定律可得:2H2S(g)+CH4(g)CS2(g)+4H2(g)ΔH=+233.5kJ·mol1,A錯誤;將H2S與CH4按2∶1體積比投料,并用N2稀釋,在不同溫度下反應達到平衡時,由于S2是反應Ⅰ的生成物同時又是反應Ⅱ的反應物,因此曲線Y代表的是S2的平衡體積分數(shù)。950~1050℃時,以反應Ⅰ為主,隨著溫度升高,反應Ⅰ速率大于反應Ⅱ,所以S2的體積