广东省2023年高考化学模拟题汇编-19化学反应速率、化学反应进行的判据
一、单选题
1．（2023·广东·统考一模）汽车尾气的排放会对环境造成污染。利用高效催化剂处理汽车尾气中的NO与CO的反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H＜0。一定温度下，在恒容密闭容器中加入1molCO和1molNO发生上述反应，部分物质的体积分数(φ)随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是
A．上述反应的正反应在高温下才能自发进行
B．曲线b表示的是φ(N2)随时间的变化
C．2v正(NO)=v逆(N2)时，反应达平衡状态
D．气体的平均相对分子质量：M(t1)＞M(t3)＞M(t5)
2．（2023·广东江门·校联考模拟预测）氢还原辉钼矿并用碳酸钠作固硫剂的原理为MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s) △H。平衡时的有关变化曲线如图。下列说法正确的是
A．该反应在低温下可以自发进行
B．粉碎矿物和增大压强都有利于辉钼矿的还原
C．图2中T1对应图1中的温度为1300℃
D．若图1中A点对应温度下体系压强为10MPa，则H2O(g)的分压为5MPa
3．（2023·广东广州·广东实验中学校考模拟预测）常压下羰基化法精炼镍的原理为：。230℃时，该反应的平衡常数。已知：的沸点为42.2℃，固体杂质不参与反应。
第一阶段：将粗镍与反应转化成气态；
第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230℃制得高纯镍。
下列判断正确的是
A．升高温度，该反应的平衡常数减小
B．该反应达到平衡时，
C．第一阶段，在30℃和50℃两者之间选择反应温度，选30℃
D．第二阶段，分解率较低
4．（2023·广东梅州·统考模拟预测）在恒容密闭容器中，分别在、温度下，发生反应 ，反应体系中各物质的浓度c随时间t的部分变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A．向密闭容器内充入He，平衡逆向移动
B．a曲线条件下，10～30min内
C．曲线b表示温度下，反应过程中物质A的浓度变化
D．在工业实际生产中，温度越低，越有利于提高生产效率
5．（2023·广东佛山·统考一模）向1L的恒容密闭容器中加入1molX和3molY，发生反应X(g)+3Y(g)2Z(g)，X的转化率随温度t的变化如图所示(不同温度下的转化率均为反应第10min数据)。下列说法正确的是
A．a点的反应速率
B．a、b、c点对应的大小关系为：
C．c点时，每消耗的同时，消耗
D．若将容器体积扩大为2倍，则c点对应温度下的增大
6．（2023·广东·校联考一模）一定温度下，向2L恒温密闭容器中加入足量活性炭和2 mol NO2，发生反应，部分物质的物质的量随反应时间t的变化曲线如图所示，下列说法正确的是
A．曲线Ⅱ表示c(CO2)随t的变化
B．0~2 min内，
C．3 min时，加入催化剂可同时增大NO2的生成速率和消耗速率
D．3 min时。充入N2增大压强，该容器的气体颜色不变
7．（2023·广东广州·广州市第二中学校考模拟预测）一定条件下，在容积为10 L的固定容器中发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，反应过程如下图。下列说法正确的是
A．t1 min时，正、逆反应速率相等
B．曲线X表示NH3的物质的量随时间变化的关系
C．0~8 min，H2的化学反应速率v(H2)=0.75 mol·L-1·min-1
D．10~12 min，N2的化学反应速率v(N2)=0.25 mol·L-1·min-1
二、原理综合题
8．（2023·广东佛山·统考一模）碳中和是我国的重要战略目标，以和为原料合成受到广泛关注。
该过程主要涉及以下反应：
反应I
反应II
回答下列问题：
(1)已知：，反应I的_______0(填“>”、“<”或“=”)，反应I和II的吉布斯自由能与热力学温度(T)之间的关系如图所示，_______。
(2)向密闭容器中充入、反应合成，平衡时各组分的体积分数随温度变化如图所示。
①在工业上，常选用作为合成温度，原因是_______。
②时对甲烷的选择性=_______(保留2位有效数字，已知：选择性=生成的物质的量/参与反应的的物质的量)，该温度下反应II的_______。(保留2位有效数字，已知：分压=组分物质的量分数×总压)
(3)光催化剂在光能作用下，电子发生跃迁，形成类似于电解池的阴阳极，将转变为。酸性环境下该过程的电极反应式为_______。
9．（2023·广东深圳·统考一模）苯乙烯是生产塑料与合成橡胶的重要原料。氧化乙苯脱氢制苯乙烯的反应为：
反应I：
已知：
反应II：
反应III：
回答下列问题：
(1)反应I的__________。
(2)下列关于反应I～III的说法正确的是______(填标号)。
A．及时分离出水蒸气，有利于提高平衡混合物中苯乙烯的含量
B．保持恒定时，说明反应I达到化学平衡状态
C．其他条件相同，反应II分别在恒容和恒压条件下进行，前者乙苯的平衡转化率更高
D．反应III正反应的活化能小于逆反应的活化能
(3)在催化剂作用下，氧化乙苯脱氢制苯乙烯可能存在如下图所示反应机理：
该机理可表示为以下两个基元反应，请补充反应ⅱ：
ⅰ：；
ⅱ：__________.
(4)常压下，乙苯和经催化剂吸附后才能发生上述反应I。控制投料比[∶n(乙苯)]分别为1∶1、5∶1和10∶1，并在催化剂作用下发生反应，乙苯平衡转化率与反应温度的关系如图所示：
①乙苯平衡转化率相同时，投料比越高，对应的反应温度越______(填“高”或“低”)。
②相同温度下，投料比远大于10∶1时，乙苯的消耗速率明显下降，可能的原因是：
ⅰ．乙苯的浓度过低；
ⅱ．__________。
③850K时，反应经t min达到图中P点所示状态，若初始时乙苯的物质的量为n mol，则v(苯乙烯)＝______。
(5)700K时，向恒容密闭容器中加入过量和一定量乙苯，初始和平衡时容器内压强分别为和，则平衡时苯乙烯的分压为______kPa(以含有、、p的代数式表示)。[已知：①混合气体中某组分的分压等于总压与该气体物质的量分数之积；以平衡分压代替平衡浓度进行计算，可得反应的分压平衡常数。② ]
参考答案：
1．B
【详解】A．反应为放热的熵减反应，则上述反应的正反应在低温下才能自发进行，A错误；
B．由化学方程式可知，一氧化氮、一氧化碳、二氧化碳的系数相同，且为氮气系数的2倍，结合图像比较物质的体积分数的变化量可知，曲线b表示物质的变化量较小，故b表示的是φ(N2)随时间的变化，B正确；
C．2v正(NO)=v逆(N2)时，此时正逆反应速率不相等，反应没有达平衡状态，C错误；
D．混合气体的平均摩尔质量为M= m/n，气体质量不变，但是气体的总物质的量随反应进行而减小，故气体平均相对分子质量逐渐变大，故气体的平均相对分子质量：M(t1)
2．C
【详解】A．由方程式聚集状态知ΔS＞0，由图1可知正反应是吸热反应ΔH＞0，则根据ΔG=ΔH-TΔS＜0知，该反应为高温下的自发反应，故A错误；
B．该反应是气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向进行，不利于反应向右进行，故B错误；
C．根据图像1，1300℃时该反应的平衡常数K==1，根据图2可知，T1℃是正逆化学平衡常数相等，即此时平衡常数为1，故C正确；
D．A点各组分的浓度之和为5mol/L，在同一容器中，压强之比等于物质的量之比，也等于浓度之比，所以A点对应温度下体系压强为10MPa时，H2O(g)的分压为4MPa，故D错误；
答案为C。
3．A
【详解】A．由反应Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)正反应是一个熵减的自发反应，故可判断Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)是放热反应，所以升高温度，该反应的平衡常数减小，A正确；
B．该反应达到平衡时，正逆反应速率相等，4v生成[Ni(CO)4]=v生成(CO)，B错误；
C．Ni(CO)4的沸点为42.2℃，将粗镍与CO反应转化成气态Ni(CO)4，选择反应温度应选50℃，C错误；
D．Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)的平衡常数K==2×10-5，第二阶段反应为Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)，该反应的平衡常数K===5×104，故Ni(CO)4分解率较高，D错误；
故答案为：A。
4．C
【分析】曲线a、b都在下降，说明a、b都是A物质的浓度变化情况，且b先达到平衡，反应速率更快，故b对应的是T2温度。根据物质的量浓度的变化量，结合反应比例可知曲线c为T1温度下的B的浓度随时间的变化曲线。
【详解】A．恒容条件下充入He，各物质的分压没有发生改变，平衡不移动，A错误；
B．a曲线条件下，10～30min内，反应速率比等于化学计量数之比，则，B错误；
C．结合分析可知，a、b都是A物质的浓度变化情况，b对应的是T2温度，C正确；
D．降低温度，平衡正向移动，反应物的转化率提升，但温度过低会导致反应速率过慢，不利于提高生产效率，D错误；
答案选C。
5．C
【详解】A．由题干图像信息可知，a点X的转化率为30%，故a点X的反应速率为：=0.03，根据反应速率之比等于化学计量系数之比，故a点的反应速率，A错误；
B．由题干图像信息可知，a、b两点10min时未达到平衡，而c点10min时达到平衡，温度越高正、逆反应速率越快，故a、b、c点对应的大小关系为：，B错误；
C．由题干图像信息可知，c点时反应达到化学平衡，故有每消耗的同时消耗即正、逆反应速率相等，C正确；
D．由反应方程式可知X(g)+3Y(g)2Z(g)正反应是一个气体体积减小的方向，若将容器体积扩大为2倍，即减小容器压强，平衡逆向移动，则c点对应温度下的减小，D错误；
故答案为：C。
6．C
【详解】A．投入活性炭和NO2，随着反应时间的推移，NO2的物质的量减少，CO2和N2的物质的量增加，相同反应时间内CO2增加的量是N2的两倍，因此曲线I表示n(CO2)随t的变化，曲线Ⅱ表示n(N2)随t的变化，曲线Ⅲ表示n(NO2)随t的变化，A项错误；
B．碳是固体，浓度不随着反应时间推移而变化，不能用于表示反应速率，B项错误；
C．反应在此条件下2min后已经达到平衡，3 min时加入催化剂可以同时且同等程度加快正、逆反应的速率，C项正确；
D．3 min时向恒温恒容密闭容器中充入N2，平衡向逆反应方向移动，c(NO2)增大，容器中气体的颜色加深，D项错误；
故选C。
7．B
【详解】根据图知，随着反应的进行，X的物质的量增大、Y的物质的量减少，反应达到平衡状态时，X、Y的物质的量变化量分别为△n(X)=(0.6 0)mol=0.6mol，△n(Y)=(1.2 0.3)mol=0.9mol，X、Y的物质的量变化量之比等于其计量数之比=0.6mol:0.9mol=2:3，则X是NH3、Y是H2。
A. 可逆反应达到平衡状态时正逆反应速率相等，没有达到平衡状态时正逆反应速率不等，根据图知，t1min时，NH3和H2的物质的量仍然在变化，没有保持不变，则该反应没有达到平衡状态，所以正逆反应速率不等，A项错误；
B. 根据以上分析知，X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系，B项正确；
C. 0 8min，H2的平均反应速率为，C项错误；
D. 10 12min，NH3的平均反应速，，再根据同一可逆反应中同一时间段内各物质的反应速率之比等于其计量数之比计算氮气反应速率为0.0025mol L 1 min 1，D项错误；
答案选B。
【点睛】本题A项是学生们的易错点，学生们错误认为两曲线相交就达到了平衡状态，实际上是没有真正理解t1时曲线相交的含义仅是X和Y的物质的量相同，不能表示平衡状态，平衡状态时应是各物质的量保持不变，不一定相等，比如该题中第7min—10min物质的量保持不变，反应处于平衡状态，第10min时改变条件使反应正向移动，第12min时再次达到平衡状态，物质的量保持不变。
8．(1) ＜ -165
(2) 350℃下CH4的体积分数很大，而CO的体积分数几乎为0，即此温度下CH4的选择性较大，制得的CH4纯度较高 93.75% 0.22
(3)CO2+8H++8e-=CH4+2H2O
【详解】（1）由题干信息可知，反应I即，正反应是一个气体体积减小的方向，则该反应的＜0，反应I和II的吉布斯自由能与热力学温度(T)之间的关系图所示信息可知，曲线2代表反应I的变化关系，故-165，故答案为：＜；-165；
（2）①由题干图像可知，350℃下CH4的体积分数很大，而CO的体积分数几乎为0，即此温度下CH4的选择性较大，制得的CH4纯度较高，故在工业上，常选用350℃作为合成温度，故答案为：350℃下CH4的体积分数很大，而CO的体积分数几乎为0，即此温度下CH4的选择性较大，制得的CH4纯度较高；
②由题干图像可知，450℃时，CH4的体积分数为37.5%，CO的体积分数为2.5%，根据碳原子守恒可知，CO2对甲烷的选择性=×100%=93.75%，假设CO2总共转化量为xmol，则0.9375x转化为CH4,0.0625x转化为CO，根据三段式分析可得：，，该温度下达到平衡时，CH4的物质的量为：0.9375xmol，H2O的物质的量为：1.875x+0.0625x=1.9375xmol，H2的物质的量为：3-3.75x-0.0625x=(3-3.8125x)mol，CO的物质的量为0.0625xmol，CO2的物质的量为1-0.9375x-0.0625x=(1-x)mol，根据CO2的体积分数和H2的体积分数相等有：3-3.8125x=0.9375x，解得x=0.63mol，平衡时体系气体总的物质的量为：0.9375xmol +1.9375xmol +(3-3.8125x)mol +0.0625xmol +(1-x)=4-1.875x=4-1.875×0.63=2.81875mol，H2的分压为：=0.212p总，CO2的平衡分压为：=0.131p总，CO的平衡分压为：=0.014p总，H2O的平衡分压为：=0.433p总，反应II的Kp===0.22，故答案为：93.75%；0.22；
（3）光催化剂在光能作用下，电子发生跃迁，形成类似于电解池的阴阳极，将CO2转变为CH4，该过程发生还原反应，故酸性环境下该过程的电极反应式为：CO2+8H++8e-=CH4+2H2O，故答案为：CO2+8H++8e-=CH4+2H2O。
9．(1)
(2)AB
(3)
(4) 低 过多地占据催化剂表面，导致催化剂对乙苯的吸附率降低
(5)
【详解】（1）根据盖斯定律反应I=反应II+反应III，则反应I的，故答案为：；
（2）A. 由反应I可知，及时分离出水蒸气，有利于反应I平衡正向移动，从而提高平衡混合物中苯乙烯的含量，故正确；
B. 二氧化碳为反应物，CO为生成物，反应过程中二氧化碳逐渐减少，CO逐渐增多，则的比值在减小，当保持恒定时，说明反应I达到化学平衡状态，故正确；
C. 其他条件相同，反应II正向气体分子数增大，若在恒容条件下进行，容器内压强逐渐增大，不利于反应正向进行，因此恒压条件下乙苯的平衡转化率更高，故错误；
D. 反应III为吸热反应，正反应的活化能大于逆反应的活化能，故错误；
故选：AB。
（3）由图中信息可知反应ii为，故答案为：；
（4）①温度相同时，∶n(乙苯)越大，乙苯的转化率越高，结合图像可知越靠上的曲线乙苯转化率越高，则靠上曲线对应的∶n(乙苯)较大，则在转化率相同时，∶n(乙苯) 较大的对应的温度越低，故答案为：低；
②相同温度下，投料比远大于10∶1时，乙苯的消耗速率明显下降，可能的原因是乙苯的浓度过低，也可能是过多地占据催化剂表面，导致催化剂对乙苯的吸附率降低，从而导致乙苯反应的量大大减少，转化率降低，故答案为：过多地占据催化剂表面，导致催化剂对乙苯的吸附率降低；
③850K时，反应经t min达到P点，初始时乙苯的物质的量为n mol，此时乙苯转化率为50%，则消耗的乙苯的物质的量为0.5n，生成苯乙烯的物质的量为0.5n，v(苯乙烯)＝，故答案为：；
（5）
+CO2(g) + +
起始压强 p1
变化压强 x x x x x
平衡压强 p1-x p x x x
由题意得：p1-x+ p+x+x+x=p2，解得：x=，苯乙烯的平衡分压等于x=，故答案为：。
试卷第1页，共3页
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