反应速率与化学平衡-2023年高考化学真题题源解密(新高考专用)含答案.pdf
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1、专题八反应速率与化学平衡目录:2023年真题展现2023年真题展现考向一反应速率及其图像考向二化学平衡与移动考向三化学平衡常数考向四外界条件对化学平衡的影响真题考查解读近年真题对比真题考查解读近年真题对比考向一化学反应速率考向二影响化学反应速率的因素考向三化学平衡状态考向四外界条件对化学平衡的影响考向五化学平衡常数考向六转化率及其计算命题规律解密名校模拟探源易错易混速记命题规律解密名校模拟探源易错易混速记考向一反应速率及其图像1(2023辽宁卷第12题)一定条件下,酸性KMnO4溶液与H2C2O4发生反应,Mn()起催化作用,过程中不同价态含Mn粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是
2、()A.Mn()不能氧化H2C2O4B.随着反应物浓度的减小,反应速率逐渐减小C.该条件下,Mn()和Mn()不能大量共存D.总反应为:2MnO-4+5C2O2-4+16H+=2Mn2+10CO2+8H2O2(2023湖南卷第13题)向一恒容密闭容器中加入1molCH4和一定量的H2O,发生反应:CH4(g)+1反应速率与化学平衡-2023年高考化学真题题源解密(新高考专用)H2O(g)CO(g)+3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x x=n CH4n H2O随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是()A.x1x2B.反应速率:vb正vc正C.点a、b、c对应的平衡常数:Kac F
3、eL+c(OH)c HL-B.pH在9.510.5之间,含L的物种主要为L2-C.L2-+FeL+FeL2-的平衡常数的lgK约为14D.当pH=10时,参与配位的c L2-1.010-3molL-1考向四外界条件对化学平衡的影响6(2023浙江卷6月第14题)一定条件下,1-苯基丙炔(Ph-CC-CH3)可与HCl发生催化加成,反应如下:反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知:反应I、为放热反应),下列说法不正确的是()A.反应焓变:反应I反应B.反应活化能:反应Iv逆,平衡常数增大B.加入催化剂,平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大C.恒容下,充入一定量H2O(g),平衡
4、向正反应方向移动D.恒容下,充入一定量的CH2=CH2(g),CH2=CH2(g)的平衡转化率增大8(2022北京卷)某MOFs的多孔材料刚好可将N2O4“固定”,实现了NO2与N2O4分离并制备HNO3,如图所示:己知:2NO2(g)N2O4(g)H0下列说法不正确的是A.气体温度升高后,不利于N2O4的固定B.N2O4被固定后,平衡正移,有利于NO2的去除C.制备HNO3的原理为:2N2O4+O2+2H2O=4HNO3D.每制备0.4molHNO3,转移电子数约为6.0210229(2022浙江卷)关于反应Cl2(g)+H2O(l)HClO(aq)+H+(aq)+Cl-(aq)H0B.气体
5、的总物质的量:na12D.反应速率:va正vb正11(2021湖南卷)已知:A g+2B g3C gH(I)D.平衡常数K:K(II)K(I)12(2022江苏卷)用尿素水解生成的NH3催化还原NO,是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为4NH3(g)+O2(g)+4NO(g)4N2(g)+6H2O(g),下列说法正确的是A.上述反应Sc2=c3B.t=10 min时,v N2O=2.010-3molL-1s-1C.相同条件下,增大N2O的浓度或催化剂X的表面积,都能加快反应速率D.保持其他条件不变,若N2O起始浓度为0.200 molL-1,当浓度减至一半时共耗时50 min15(2023安
6、徽马鞍山三模)25 C时,1L 0.1molL-1的某二元酸H2RO3溶液中各含R物种的pc-pOH关系如图所示。图中pc表示各含R物种的浓度负对数pc=-lgc,pOH=-lgc(OH)。下列说法正确的是9A.曲线表示pc(RO2-3)随pOH的变化B.y点的溶液中:c(H2RO3)+2c(RO2-3)=0.1molL-1C.H2RO3的Ka1=1.010-6.7D.2HRO-3H2RO3+RO2-3的平衡常数K=1.010-5.316(2023上海统考模拟)在密闭容器中发生反应:2A g+B g2C g,往密闭容器中以A:B=2:1的比例通入两种反应物,其中15 min后A在四温度下的转化
7、率如下表所示,且T1T2T3T4,则下列说法正确的是温度T1T2T3T4转化率10%70%70%60%A.该反应是吸热反应B.T温度时(T2TT3),A的转化率是70%C.T3温度下,在15 min后继续进行反应,A的转化率变大D.T4温度反应15 min后,若c B=0.5 molL-1,则T4温度时的平衡常数是4.517(2023海南海口统考模拟)CH4消除NO2的反应为:CH4g+2NO2gN2g+2H2O g+CO2gH0,副反应为CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)H2。在体积为2L的刚性容器中,通入1mol气态CH3OH,在一定催化剂作用下,反应时间为5min时,分别测得甲醇的
8、平衡转化率和甲醛的选择性(转化的CH3OH中生成HCHO的百分比)与温度的关系如下图所示。下列有关说法错误的是A.600时,5min内生成甲醛的平均反应速率是0.04molL-1min-1B.由图可知副反应的H20C.600以前,温度升高,平衡正向移动,使得甲醛的选择性增大D.600以后,甲醛的选择性下降的可能原因为温度升高,催化剂对主反应的催化活性降低25(2023辽宁校联考一模)恒容密闭容器中发生反应4A g+5B g4C g+6D g,在不同时间下改变反应条件,各物质物质的量的变化如下图所示,已知在t2时刻是升高温度所引起的物质的量改变,下列说法错误的是A.该反应H0B.在t4时刻改变的
9、条件可能是减小压强C.加入催化剂平衡正向移动D.若使A的转化率增大,可以加入一定量的B物质26(2023广东华南师大附中三模)在盛有CuO/Cu2O载氧体的恒容密闭容器中充入空气,发生反应:2Cu2O s+O2g4CuO sH。平衡时O2的体积分数 O2随反应温度T变化的曲线如图所示。下列说法错误的是13A.H21%D.985达到平衡状态后,充入纯氧,再次达到平衡后,O2=10%1.速率-时间图像反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),m+np+q,且H0(1)t1时增大反应物的浓度,正反应速率瞬间增大,然后逐渐减小,而逆反应速率逐渐增大;(2)t2时升高温度,正反应和逆反应速率均增
10、大,吸热反应的反应速率增大得快;(3)t3时减小压强,容器容积增大,浓度变小,正反应速率和逆反应速率均减小,正反应的反应速率减小得多;(4)t4时使用催化剂,正反应速率和逆反应速率均瞬间增大但仍相等。2.转化率(或含量)-时间图像反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),m+np+q,且H0(1)图甲表示压强对反应物转化率的影响,对于气体反应物化学计量数之和大于气体生成物化学计量数之和的反应,压强越大,反应物的转化率越大;(2)图乙表示温度对反应物转化率的影响,对于吸热反应,温度越高,反应物的转化率越大;(3)图丙表示催化剂对反应物转化率的影响,催化剂只能改变化学反应速率,不能改变反应
11、物的转化率。3.恒压(温)线反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),m+np+q,且H014分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线,即为等压线或等温线,然后分析另一条件变化对该反应的影响。4.特殊类型图像(1)对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如图所示,M点前,表示从反应物开始,v正v逆;M点为刚达到平衡点;M点后为平衡受温度的影响情况,即升温,A的百分含量增加或C的百分含量减少,平衡左移,故正反应Hv逆;则L线的右下方(F点),v正v逆。5.速率、平衡图像题的分析方法(1)认清坐标系,弄清纵、横坐标所代表的意义,并与有关原理相结合。(2)看清起点,分清反应物、
12、生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,一般生成物多数以原点为起点。(3)看清曲线的变化趋势,注意渐变和突变,分清正、逆反应曲线,从而判断反应特点。(4)注意终点。例如,在浓度-时间图像上,一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量,并结合有关原理进行推理判断。(5)图像中先拐先平数值大。例如,在转化率-时间图像上,先出现拐点的曲线先达到平衡,此时逆向推理可得该曲线对应的温度高、浓度大或压强大。(6)定一议二原则。当图像中有三个量时,先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。15专题八反应速率与化学平衡目录:20232023年真题展现年真题展现考向一 反应速率及其图像考向二 化学平衡
13、与移动考向三 化学平衡常数考向四 外界条件对化学平衡的影响真题考查解读真题考查解读近年真题对比近年真题对比考向一 化学反应速率考向二 影响化学反应速率的因素考向三 化学平衡状态考向四 外界条件对化学平衡的影响考向五 化学平衡常数考向六 转化率及其计算命题规律解密命题规律解密名校模拟探源名校模拟探源易错易混速记易错易混速记考向一反应速率及其图像1(2023辽宁卷第12题)一定条件下,酸性KMnO4溶液与H2C2O4发生反应,Mn()起催化作用,过程中不同价态含Mn粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是()A.Mn()不能氧化H2C2O4B.随着反应物浓度的减小,反应速率逐渐减小C.该条
14、件下,Mn()和Mn()不能大量共存D.总反应为:2MnO-4+5C2O2-4+16H+=2Mn2+10CO2+8H2O【答案】C1【解析】开始一段时间(大约13min前)随着时间的推移Mn(VII)浓度减小直至为0,Mn(III)浓度增大直至达到最大值,结合图像,此时间段主要生成 Mn(III),同时先生成少量Mn(IV)后Mn(IV)被消耗;后来(大约13min后)随着时间的推移Mn(III)浓度减少,Mn(II)的浓度增大;据此作答。由图像可知,随着时间的推移 Mn(III)的浓度先增大后减小,说明开始反应生成 Mn(III),后 Mn(III)被消耗生成 Mn(II),Mn(III)能
15、氧化H2C2O4,A项错误;随着反应物浓度的减小,到大约13min时开始生成Mn(II),Mn(II)对反应起催化作用,13min后反应速率会增大,B项错误;由图像可知,Mn(VII)的浓度为0后才开始生成Mn(II),该条件下Mn(II)和Mn(VII)不能大量共存,C项正确;H2C2O4为弱酸,在离子方程式中应以化学式保留,总反应为2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2+10CO2+8H2O,D项错误;故选C。2(2023湖南卷第13题)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
16、x x=n CH4n H2O随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是()A.x1x2B.反应速率:vb正vc正C.点a、b、c对应的平衡常数:KaKb=KcD.反应温度为T1,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态【答案】B【解析】一定条件下,增大水的浓度,能提高CH4的转化率,即x值越小,CH4的转化率越大,则x1vc正,故B错误;由图像可知,x一定时,温度升高CH4的平衡转化率增大,说明正反应为吸热反应,温度升高平衡正向移动,K增大;温度相同,K不变,则点a、b、c对应的平衡常数:Kac FeL+c(OH)c HL-B.pH在9.510.5之间,含L的物种主要为L2-3C.L2-+FeL+
17、FeL2-的平衡常数的lgK约为14D.当pH=10时,参与配位的c L2-1.010-3molL-1【答案】C【解析】从图给的分布分数图可以看出,在两曲线的交点横坐标值加和取平均值即为某型体含量最大时的pH,利用此规律解决本题。从图中可以看出Fe()主要与L2-进行络合,但在pH=1时,富含L的型体主要为H2L,此时电离出的HL-较少,根据H2L的一级电离常数可以简单计算pH=1时溶液中c(HL-)10-9.46,但pH=1时c(OH-)=10-13,因此这四种离子的浓度大小为c(H2L)c(FeL+)c(HL-)c(OH-),A错误;根据图示的分布分数图可以推导出,H2L在pH9.9时HL
18、-的含量最大,而H2L和L2-的含量最少,因此当pH在9.510.5之间时,含L的物种主要为HL-,B错误;该反应的平衡常数K=c(FeL2-)c(FeL+)c(L2-),当FeL2-与FeL+分布分数相等时,可以将K简化为K=1c(L2-),此时体系的pH=4,在pH=4时可以计算溶液中c(L2-)=5.010-14.86,则该络合反应的平衡常数K10-14.16,即lg K14,C正确;根据图像,pH=10时溶液中主要的型体为FeL33-和FeL2(OH)2-,其分布分数均为0.5,因此可以得到c(FeL33-)=c(FeL2(OH)2-)=110-4molL-1,此时形成FeL33-消耗
19、了310-4molL-1的L2-,形成FeL2(OH)2-消耗了210-4molL-1的L2-,共消耗了510-4molL-1的L2-,即参与配位的c(L2-)510-4,D错误;故选C。考向四外界条件对化学平衡的影响6(2023浙江卷6月第14题)一定条件下,1-苯基丙炔(Ph-CC-CH3)可与HCl发生催化加成,反应如下:反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知:反应I、为放热反应),下列说法不正确的是()A.反应焓变:反应I反应B.反应活化能:反应I反应,故A正确;短时间里反应I得到的产物比反应得到的产物多,说明反应I的速率比反应的速率快,速率越快,其活化能越小,则反应活
20、化能:反应I反应,故B正确;增加HCl浓度,平衡正向移动,但平衡时产物和产物I的比例可能降低,故C错误;根据图中信息,选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物1,故D正确。综上所述,答案为C。7(2023山东卷第14题)一定条件下,化合物E和TFAA合成H的反应路径如下:4已知反应初始E的浓度为0.10molL-1,TFAA的浓度为0.08molL-1,部分物种的浓度随时间的变化关系如图所示,忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是()A.t1时刻,体系中有E存在B.t2时刻,体系中无F存在C.E和TFAA反应生成F的活化能很小D.反应达平衡后,TFAA的浓度为0.08molL-1
21、【答案】AC【解析】一定条件下,化合物E和TFAA合成H的反应路径中,共发生三个反应:E+TFAAFFGGH+TFAAt1之后的某时刻,H为0.02molL-1,此时TFAA的浓度仍为0,则表明0.10molL-1E、起始时的0.08molL-1TFAA、G分解生成的0.02molL-1TFAA全部参加反应,生成0.10molL-1F;在t2时刻,H为0.08molL-1,TFAA为0.06molL-1,G为0.01molL-1,则F为0.01molL-1。At1时刻,H的浓度小于0.02molL-1,此时反应生成F的浓度小于0.02molL-1,参加反应的H的浓度小于0.1molL-1,则参
22、加反应E的浓度小于0.1molL-1,所以体系中有E存在,A正确;B由分析可知,t2时刻,H为0.08molL-1,TFAA为0.06molL-1,G为0.01molL-1,则F为0.01molL-1,所以体系中有F存在,B不正确;Ct1之后的某时刻,H为0.02molL-1,此时TFAA的浓度仍为0,表明此时E和TFAA完全反应生成F,所以E和TFAA生成F的反应速率快,反应的活化能很小,C正确;D在t2时刻,H为0.08molL-1,TFAA为0.06molL-1,G为0.01molL-1,F为0.01molL-1,只有F、G全部转化为H和TFAA时,TFAA的浓度才能为0.08molL-
23、1,而GH+TFAA为可逆反应,所以反应达平衡后,TFAA的浓度一定小于0.08molL-1,D不正确;故选AC。【命题意图】本专题主要以实际生产为载体命题,以定性、定量相结合的方式综合考查化学反应速率和化学平衡,包括化学反应速率的计算、影响化学平衡的因素及规律、平衡状态的判断、平衡常数和转化率的计算,同时渗透对计算能力、数形结合能力、语言组织能力等的考查。考查学生对信息的提取、应用能力。【考查要点】1.化学反应速率2.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率的影响53.化学平衡4.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学平衡的影响5.转化率()6.平衡常数【课标链接】1.
24、知道化学反应是有方向的,知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量,知道化学平衡常数的含义。了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。通过实验探究,了解浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响。2.化学反应速率知道化学反应速率的表示方法,了解测定化学反应速率的简单方法。通过实验探究,了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。知道化学反应是有历程的,认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。3.化学反应的调控认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。知道催化剂可以改变反应历程,对调控化学反应速率具有重要意义。考向一
25、化学反应速率1(2022北京卷)CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用,原理如图1所示。反应完成之后,以N2为载气,以恒定组成的N2、CH4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CO2,在催化剂上有积碳。下列说法不正确的是A.反应为CaO+CO2=CaCO3;反应为CaCO3+CH4催化剂CaO+2CO+2H2B.t1t3,n H2比n(CO)多,且生成H2速率不变,可能有副反应CH4催化剂C+2H2C.t2时刻,副反应生成H2的速率大于反应生成H2速率D.t3之后,生成CO的速率为0,是因为反应不再发生【答案】C
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