2024年高考化學真題和模擬題分類匯編專題06化學反應速率和化學平衡含解析

專題06化學反應速率和化學平衡

2024年化學高考題

1.（2024?浙江）肯定溫度下：在N2。、的四氯化碳溶液（100mL）中發(fā)生分解反應:

2N2O5,4NO;+O2O在不同時刻測量放出的O?體積，換算成濃度如下表：

t/s06001200171022202820X

(

cN2O5)/(molL7')1.400.960.660.480.350.240.12

下列說法正確的是

A.600?1200s,生成NO2的平均速率為5.0x10-mol-L-LS-I

B.反應2220s時，放出的O?體積為11.8L（標準狀況）

C.反應達到平衡時，v正（凡。5）=2\，逆（NOJ

D.推想上表中的x為3930

【答案】D

【詳解】

,=1

A.600?1200s,N2O5的變更量為（0.96-0.66）mol-L=0.3mol-L-，在此時間段內NO?

的變更量為其2倍，即0.6mol-L”，因此，生成NO2的平均速率為

°6mo1L'=l.OxlO^mol-E-'.s-'，A說法不正確；

600s

B.由表中數據可知,反應2220s時,N2O5的變更量為（L40-0.35）mol-U*==1.05mol-U1，

其物質的量的變更量為1.05mol?I?xO.1L=O.105mol,O?的變更量是其J，0.0525mol,

因此，放出的。2在標準狀況下的體積為0.0525molx22.4L/mol=1.176L,B說法不正確；

C.反應達到平衡時，正反應速率等于逆反應速率，用不同物質表示該反應的速率時，其數值

之比等于化學計量數之比，說法不正確；

2VJE（N2O5）=V^（NO2）,C

D.分析表中數據可知，該反應經過1110s（600-1710,1710-2820）后N?。，的濃度會變?yōu)樵?/p>

來的g,因此，N2O5的濃度由0.240101?1^變?yōu)椋ǎ?120101?17|時，可以推想上表中的x為

(2820+1110)=3930,D說法正確。

綜上所述，本題選D。

2.(2024?浙江)相同溫度和壓強下，關于物質懶的大小比較，合理的是

A.ImolCH4(g)<lmolH2(g)B.ImolH2O(g)<2molH2O(g)

C.imolH2O(s)>ImolH2O(I)D.ImolC(s,金剛石)>ImolC(s,石墨)

【答案】B

【詳解】

A.CHqg)和H式g)物質的量相同，且均為氣態(tài)，CHq旦含有的原子總數多,CH/g)的

摩爾質量大，所以烯值ImoICHKgAlmolHJg),A錯誤；

B.相同狀態(tài)的相同物質，物質的量越大，嫡值越大，所以嫡值ImolHzCXgk2molH2()(g),

B正確；

C.等量的同物質，燧值關系為：S(g)>S(l)>S(s),所以燧值Imol&OGklmol&CXD，

C錯誤；

D.從金剛石和石墨的結構組成上來看，金剛石的微觀結溝更有序，端值更低，所以端值

ImolC(s,金剛石)<lmolC(s,石墨)，D錯誤;

答案為：Bo

3.(2024?廣東高考真題)反應X=2Z經驗兩步：①XfY；②Y-2Z。反應體系中X、

Y、Z的濃度c隨時間t的變更曲線如圖所示。下列說法不正確的是

//?

A.a為c(X)隨t的變更曲線

B.L時，C(X)=C(Y)=C(Z)

c.I?時，Y的消耗速率大于生成速率

D.L后，c（Z）=2c0-c（Y）

【答案】D

【分析】

由題中信息可知，反應X=2Z經驗兩步：①XfY；②Yf2Z。因此，圖中呈不斷減小

趨勢的a線為X的濃度c隨時間t的變更曲線，呈不斷增和趨勢的線為Z的濃度c隨時間t的

變更曲線，先增加后減小的線為丫的濃度。隨時間，的變更曲線。

【詳解】

A.X是唯一的反應物，隨著反應的發(fā)生，其濃度不斷減小，因此，由圖可知，a為《X）隨，

的變更曲線，A正確；

B.由圖可知，分別代表3種不同物質的曲線相交于"時刻，因此，乙時C（X）=C（Y）=C（Z）,

B正確；

C.由圖中信息可知，&時刻以后，丫的濃度仍在不斷減小，說明G時刻反應兩步仍在向正反

應方向發(fā)生，而且反應①生成丫的速率小于反應②消耗丫的速率，即時Y的消耗速率大于

生成速率，C正確；

I）.由圖可知，A時刻反應①完成，x完全轉化為Y,若無反應②發(fā)生，則C?（Y）=C0,由于反

應②Yf2Z的發(fā)生，4時刻丫濃度的變更量為￡）-。（丫），變更量之比等于化學計量數之比，

所以Z的濃度的變更量為2［?！阋弧＃ㄑ荆?這種關系在4后仍成立，因此，D不正確。

綜上所述，本題選D。

4.（2024?河北高考真題）室溫下，某溶液初始時僅溶有M和N且濃度相等，同時發(fā)生以下

兩個反應：①M+N=X+Y；②M+N=X+Z,反應①的速率可表示為vi=kd（M）,反應②的速率可表示

為v*k2c2但）（％、k2為速率常數）。反應體系中組分M、Z的濃度隨時間變更狀況如圖，下列

說法錯誤的是

0.5

0.4

(30,).300；

0.3

------c(M)

0.2-------

(3(,0.121-c(Z)

0.1

0102030405060

A.0?30min時間段內，Y的平均反應速率為6.67X

B.反應起先后，體系中丫和Z的濃度之比保持不變

C.假如反應能進行究竟，反應結束時62.5%的M轉化為Z

D.反應①的活化能比反應②的活化能大

【答案】A

【詳解】

A.由圖中數據可知，30/w加時，M、Z的濃度分別為0.300mol-L?和0.125mold則M

的變更量為051noi?匚1-0.300mol-Lr,=0.200moir1，其中轉化為Y的變更量為

0.200mol-171-0.125molL-l=0.075molC。因此，0?30min時間段內，丫的平均反

應速率為°，075molL_o0025mol-L-1-min1,A說法不正確:

30min

k.

B.由題中信息可知，反應①和反應②的速率之比為廣，丫和Z分別為反應①和反應②的產物,

且兩者與M的化學計量數相同（化學計量數均為1）,因此反應起先后，體系中丫和Z的濃度

之比等于由于%、%為速率常數,故該比值保持不變,R說法正確:

k、

C.結合A、B的分析可知因此反應起先后，在相同的時間內體系中丫和Z的濃度之比等于

^,=0,075mol?'3^因此，假如反應能進行究竟，反應結束時有:的M轉化為Z,即

h0.125mol?■'58

62.5%的M轉化為Z,C說法正確；

D.由以上分析可知，在相同的時間內生成Z較多、生成丫較少，因此，反應①的化學反應速

率較小，在同一體系中，活化能較小的化學反應速率較快，故反應①的活化能比反應②的活

化能大，D說法正確。

綜上所述，相關說法不正確的只有A,故本題選A。

5.(2024?浙江高考真題)取50mL過氧化氫水溶液，在少量「存在下分解：21^02=2^0+021。

在肯定溫度下，測得。2的放出量，轉換成員。2濃度(c)如下表：

t/min020406080

c/(mol?L-1)0.800.400.200.100.050

下列說法不正確的是

A.反應20min時，測得。2體積為224mL(標準狀況)

B.20?40min,消耗乩。的平均速率為0.OlOmol?I??miZ

C.第30min時的瞬時速率小于第50min時的瞬時速率

D.H2O2分解酶或Fez。?代替「也可以催化AG分解

【答案】C

【詳解】

A.反應20nlin時，過氧化氫的濃度變?yōu)?.4mol/L,說明分解的過氧化氫的物質的量

〃(H。)二(0.80-0.40)mol/LX0.05L=0.02mol,過氧化氫分解生成的氧氣的物質的量

/?(02)=0.01mol,標況下的體積—〃?匕=0的lmolX22.4L/mol=0.224L=224mL,A正確;

B.20'40min,消耗過氧化氫的濃度為(0.40-0.20)mol/L=0.20mol/L,則這段時間內的平均速

,Ac0.20mol/L..._.

率v=—=----------=0.OlOmol/(L?min),B正確；

t20min

C.隨著反應的不斷進行，過氧化氫的濃度不斷減小，某一時刻分解的過氧化氫的量也不斷減

小,故第故第n時的瞬時速率大于第50min時的瞬時速率,C錯誤;

D.I在反應中起到催化的作用，故也可以利用過氧化氫分解酶或Fe。代替，D正確；

故答案選C。

二、多選題

6.(2024?湖南高考真題)鐵的協(xié)作物離子(用［L-Fe-H『表示)催化某反應的一種反應機

理和相對能量的變更狀況如圖所示：

HCOOH

45.343.5

:一\過渡態(tài)1'—\過渡態(tài)2

(

一

，3.I0

一

。+

弓-2-2

Hw

2O

O+.2

)g42-.6T46.

畝D+

H+I+VI

招+HH+

OOO

餐OOOO

UO+U

至O

HD+

O0

HH0X

0+

HO—

O

O

H

反應進程

下列說法錯誤的是

催化劑?，

A.該過程的總反應為HCODHCO2t+H2t

B.H+濃度過大或者過小，均導致反應速率降低

C.該催化循環(huán)中Fe元素的化合價發(fā)生了變更

D.該過程的總反應速率由n-m步驟確定

【答案】CD

【詳解】

A.由反應機理可知，HCOO1電離出氫離子后，HCOO與催叱劑結合，放出二氧化碳，然后又結

催化劑

合氫離子轉化為氫氣，所以化學方程式為HC00H^=C02tt,故A正確：

B.若氫離子濃度過低，則反應HI-IV的反應物濃度降低，反應速率減慢，若氫離子濃度過高,

則會抑制加酸的電離，使甲酸根濃度降低，反應I-II速率減慢，所以氫離子濃度過高或過

低，均導致反應速率減慢，故B正確；

C.由反應機理可知，F(xiàn)e在反應過程中，做催化劑，化合價沒有發(fā)生變更，故C錯誤；

I）.由反應進程可知，反應IV-I能壘最大，反應速率最慢，對該過程的總反應起確定作用，

故D錯誤：

故選CDo

7.（2024?湖南高考真題）已知；A（g）+2B（g）一?3C（g）△"＜（）,向一恒溫恒容的密閉

容器中充入ImolA和3molB發(fā)生反應，。時達到平衡狀態(tài)I,在&時變更某一條件，與時重

新達到平衡狀態(tài)H,正反應速率隨時間的變更如圖所示。下列說法正確的是

(

￡

E

T?

O

S

Q7

A.容器內壓強不變，表明反應達到平衡

B.時變更的條件：向容器中加入C

C.平衡時A的體積分數。(11)>奴1)

D.平衡常數K：K(n)vK(I)

【答案】BC

【分析】

依據圖像可知，向恒溫恒容密閉容器中充入ImolA和3molB發(fā)生反應，反應時間從起先到匕

階段，正反應速率不斷減小，時間段，正反應速率不變，反應達到平衡狀態(tài)，匕時間

段，變更條件使正反應速率漸漸增大，平衡向逆反應方向移動，如以后反應達到新的平衡狀態(tài),

據此結合圖像分析解答。

【詳解】

A.容器內發(fā)生的反應為A(g)+2B(g)3c(g),該反應是氣體分子數不變的可逆反應，所以在

恒溫恒容條件下，氣體的壓強始終保持不變，則容器內壓強不變，不能說明反應達到平衡狀

態(tài)，A錯誤；

B.依據圖像變更曲線可知，t2-t3過程中，t2時也.瞬間不變，平衡過程中不斷增大，則說明

反應向逆反應方向移動，且不是“突變”圖像，屬于“漸變”過程，所以解除溫度與催化劑

等影響因素，變更的條件為：向容器中加入C,B正確；

C.最初加入體系中的A和B的物質的量的比值為1：3,當向體系中加入C時，平衡逆向移動,

最終A和B各自物質的量增加的比例為1：2,因此平衡時A的體積分數夕(11)>8(1),C正

確；

D.平衡常數K與溫度有關，因該反應在恒溫條件下進行，所以K保持不變，D錯誤。

故選BCo

三、原理綜合題

8.（2024?山東高考真題）2-甲氧基-2-甲基丁烷（TAME）常用作汽油原添加劑。在催化劑作用

下，可通過甲醇與烯克的液相反應制得，體系中同時存在如圖反應：

/vKI

反應I：II+CH30H0△用

ATAME

?八/

反應n：I+CH3（）H#^O△笈

BTAME

反應m：八八/△/

回答下列問題：

（1）反應I、n、m以物質的量分數表示的平衡常數4與溫度T變更關系如圖所示。據圖推斷,

A和B中相對穩(wěn)定的是_（用系統(tǒng)命名法命名）；普的數值范圍是_（填標號）o

(2)為探討上述反應體系的平衡關系，向某反應容器中加入LOmolTAME,限制溫度為353K,

測得TAME的平衡轉化率為a。已知反應HI的平衡常數危=9.0,則平衡體系中B的物質的量

為_jnol,反應I的平衡常數及。同溫同壓下，再向該容器中注入惰性溶劑四氫峽喃稀

釋，反應I的化學平衡將_(填“正向移動”“逆向移動”或“不移動”)平衡時，A與CHsOH

物質的量濃度之比c(A)：c(CH30H)=—o

(3)為探討反應體系的動力學行為，向盛有四氫吠喃的另一容器中加入肯定量A、B和CH3OH。

限制溫度為353K,A、B物質的量濃度c隨反應時間t的變更如圖所示。代表B的變更曲線為

_(填“X”或"Y")；t=100sBt,反應III的正反應速率v—逆反應速率v逆(填“V”

或“二)。

【答案】2-甲基-2-丁烯D0.9a1。(1-"川+”)逆向移動i：ioX

a~

<

【詳解】

(D由平衡常數4與溫度T變更關系曲線可知，反應I、II、IH的平衡常數的自然對數隨溫度

上刀(耍留意橫坐標為溫度的倒數)而減小，說明3個反應均為放熱反應，即△/<0、△叢

VO、△MV0,因此，A的總能量高于B的總能量，能量越低越穩(wěn)定，A和B中相對穩(wěn)定的是

B,其用系統(tǒng)命名法命名為2-甲基-2-丁烯；由蓋斯定律可知，1-11=111,則

o,因此由于放熱反應的△〃越小，其肯定值越大，則粵的數值范圍是大于】,

AH2

選D。

(2)向某反應容器中加入1.OmoiTAME,限制溫度為353K,測得TAME的平衡轉化率為a:則平

衡時n(TAME)=(l-a)mol,n(A)+n(B)=n(CH3OH)=amo：。已知反應HI的平衡常數角=9.0,

則元《二9.0,將該式代入上式可以求出平衡體系中B的物質的量為0.9amol,n(A)=0.1a

\-a

10(l-cr)(l-cr)

1+a

mol,反應I的平衡常數/=一Z\2。同溫同壓下，再向該容密中注

a丁

().1

1+a

入惰性溶劑四氫吠喃稀釋，反應I的化學平衡將向著分子數增大的方向移動，即逆向移動。

平衡時，TAME的轉化率變大，但是平衡常數不變，A與CHRH物質的量濃度之比不變，c(A)：

c(CH30H)=0.1a：a=1:10c

〃(B)

(3)溫度為353K,反應HI的平衡常數府=9.0,—H=9.0。由A、B物質的量濃度c隨反應時

”(A)

間t的變更曲線可知，X代表的平衡濃度高于Y,則代表B的變更曲線為X；由母線的變更趨

〃(B)0.112

勢可知，100s以后各組分的濃度仍在變更，1=100$時一*=7:717^1().2>9,因比，反

“(A)0.011

應m正在向逆反應方向移動，故其正反應速率v正小于逆反應速率v逆，填

9.(2024?浙江)含硫化合物是試驗室和工業(yè)上的常用化學品。請回答：

(1)試驗室可用銅與濃硫酸反應制備少量SO2：

1

Cu(s)+2H2SO4(1)=CuSO4(s)+SO2(g)+2H2O(1)AH=-11.9kJ-moEo推斷該反應

的自發(fā)性并說明理由_______O

,

⑵已知2so2(g)+C)2(g),T2so3(g)AH=-198kJmoro850K時，在一恒容密閉反

應器中充入肯定量的SO?和。2,當反應達到平衡后測得SO?、。2和S。：；的濃度分別為

6.0x10-3mol?LT、8.0x10-3molL-1和4.4x10-2mol?匚二

①該溫度下反應的平衡常數為O

②平衡時S。？的轉化率為O

(3)工業(yè)上主要采納接觸法由含硫礦石制備硫酸。

①下列說法正確的是。

A.須采納高溫高壓的反應條件使SO二氧化為SO,

B.進入接觸室之前的氣流無需凈化處理

C.通入過量的空氣可以提高含硫礦石和SO?的轉化率

D.在汲取塔中宜采納水或稀硫酸汲取SO3以提高汲取速率

②接觸室結構如圖1所示，其中廣4表示催化劑層。圖2所示進程中表示熱交換過程的是

A.a,fb|B.bf~^a2C.a2fb2D.b2^a3E.a3b3F.b3a4

G.a4fb4

③對于放熱的可逆反應，某一給定轉化率下，最大反應速率對應的溫度稱為最相宜溫度。在

圖3中畫出反應2SO,(g)-O,(g)=2S€\(g)的轉化率與最相宜溫度(曲線I)、平衡轉化率

與溫度(曲線n)的關系曲線示意圖(標明曲線I、n)0

(4)肯定條件下，在Na?s-H2so4-142。2溶液體系中，檢測得到pH-時間振蕩曲線如圖4,

同時視察到體系由澄清一渾濁一澄清的周期性變更。可用一組離子方程式表示每一個周期內

的反應進程，請補充其中的2個離子方程式。

6

7

PH

8

9

時間

圖4

I.S2-+H4=HS

n.(D________；

+

m.HS-+H2O2+H=Sl+2H2O；

M②______。

【答案】不同溫度下都能自發(fā)，是因為AHV0,AS>06,7xl03mor,L88%C

100

轉

化HS-+4HO,=SO；+4HO+H-

BDI率22

%

溫度------

+

S+3H2O2=SOj-+2H2O+2H

【詳解】

(1)試驗室可用銅與濃硫酸反應制備少量so?的反應為

Cu(s)+2H2SO4(l)=CuSO4(s)+SO2(g)+2H2O(1)A"=T1.9kJ?moL,由于該反應

AHvO、AS>0,因此該反應在任何溫度下都能自發(fā)進行。

⑵①依據題中所給的數據可以求出該溫度下2SC)2(g)+O2(g).2s048)的平衡常數為

212

C(SO)_(4.4x1O^molU)_3

"c2(SO0c(3O,)"(6.0xl(r3mol-L-')2x8.()x10-3mol-L-1-67x10mo1L

②平衡時SO2的轉化率為

C(SO3)________4.4x1CT?mol匚|

xlOO%x100%=88%；

c(SO,)+<?(SOJ6.0x103mol-L-'+4.4x102mol-L-1

（3）①A.在常壓下SO2催化氧化為SO3的反應中，SO2的轉化率已經很高，工業(yè)上有采納高

壓的反應條件，A說法不正確；

B.進入接觸室之前的氣流中含有會使催化劑中毒的物質，需經凈化處理以防止催化劑中毒，

B說法不正確；

C.通入過量的空氣可以增大氧氣的濃度，可以使含硫礦石充分反應，并使化學平衡

2SO2（g）+O2（g）2so3（a）向正反應方向移動，因此可以提高含硫礦石和SO2的轉化率;

D.5。3與水反應放出大量的熱，在汲取塔中若采納水或稀硫酸汲取SO，，反應放出的熱量會

使硫酸形成酸霧從而影響S。,被水汲取導致so：的汲取速率減小，因此，在汲取塔中不宜采

納水或稀硫酸汲取SO3,D說法不正確。

綜上所述，相關說法正確的是C；

②反應混合物在熱交換氣中與原料氣進行熱交換，在熱交換過程中，反應混合物不與催化劑

接觸，化學反應速率大幅度減小，故雖然反應混合物的溫度降低，SO2的轉化率基本不變，

因此，圖2所示進程中表示熱交換過程的是4-W、4、b{-a4,因此選BDF；

③對于放熱的可逆反應2sO2（g）+C）2（g）L2so3（g），該反應的最相宜溫度為催化劑的催化

活性最好時所對應的溫度，在該溫度下化學反應速率最大，SO?的轉化率也最大：當溫度高

于最相宜溫度后，催化劑的催化活性漸漸減小，催化劑南化學反應速率的影響超過了溫度上

升對化學反應速率的影響，因此化學反應速率漸漸減小，SO2的轉化率也漸漸減?。挥捎谠?/p>

反應為放熱反應，隨著溫度的上升，SO2的平衡轉化率減小：由于反應混合物與催化劑層的

接觸時間較少，在實際的反應時間內反應還沒有達到化學平衡狀態(tài)，故在相應溫度下SO2的

轉化率低于其平衡轉化率。因此，反應2SO?（g）+O2（g）=2SO3（g）的轉化率與最相宜溫度

（曲線I）、平衡轉化率與溫度（曲線II）的關系曲線示意圖可表示如下:

技

化

率

%

溫

增大

H呈先

液的P

中，溶

液體系

。?溶

-H2

2sOj

?S-H

在Na

可知，

蕩曲線

時間振

pH-

(4)由

反

硫酸

鈉與

硫化

變更，

周期性

澄清的

渾濁一

澄清一

體系由

視察到

，同時

性變更

的周期

后減小

+

+

2

的pH

程溶液

,該過

+H

4HO

SO；-+

HO=

S-