《2025年高中总复习优化设计高中化学》

5. (2022·广东卷)在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应$X\longrightarrow 2Y$的影响，各物质浓度$c$随反应时间$t$的部分变化曲线如图，则(D)

A.无催化剂时，反应不能进行
B.与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低
C.a 曲线表示使用催化剂Ⅱ时 X 的浓度随$t$的变化
D.使用催化剂Ⅰ时，$0\sim 2min$内，$v(X)=1.0mol\cdot L^{-1}\cdot min^{-1}$

答案： 5.D 解析 由图可知，无催化剂时，随反应进行，生成物的浓度也在增加，说明反应也在进行，故A错误；由图可知，催化剂Ⅰ比催化剂Ⅱ催化效果好，反应速率大，说明催化剂Ⅰ使反应活化能更低，故B错误；由图可知，使用催化剂Ⅱ时，在$0\sim2$ min内Y的浓度变化了$2.0\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$，而a曲线表示的X的浓度变化了$2.0\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$，二者变化量之比不等于化学计量数之比，所以a曲线不表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随时间t的变化，故C错误；使用催化剂Ⅰ时，在$0\sim2$ min内，Y的浓度变化了$4.0\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}$，则$v(\mathrm{Y})=\frac{4.0\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}}{2\ \mathrm{min}}=2.0\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}\cdot min^{-1}}$，$v(\mathrm{X})=\frac{1}{2}v(\mathrm{Y})=\frac{1}{2}×2.0\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}\cdot min^{-1}}=1.0\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}\cdot min^{-1}}$，故D正确。

6. (2022·辽宁卷)某温度下，在$1L$恒容密闭容器中$2.0molX$发生反应$2X(s)⇌ Y(g)+2Z(g)$，有关数据如下：

下列说法错误的是(B)

A.$1min$时，Z 的浓度大于$0.20mol· L^{-1}$
B.$2min$时，加入$0.20molZ$，此时$v_{正}(Z)＜v_{逆}(Z)$
C.$3min$时，Y 的体积分数约为$33.3\%$
D.$5min$时，X 的物质的量为$1.4mol$

答案： 6.B 解析 反应开始一段时间，随着时间的延长，反应物浓度逐渐减小，产物Z的平均生成速率逐渐减小，则$0\sim1$ min内Z的平均生成速率大于$0\sim2$ min内的，故1 min时，Z的浓度大于$0.20\ \mathrm{mol· L^{-1}}$，A正确；4 min时生成的Z的物质的量为$0.15\ \mathrm{mol· L^{-1}· min^{-1}}×4\ \mathrm{min}×1\ \mathrm{L}=0.6\ \mathrm{mol}$，6 min时生成的Z的物质的量为$0.10\ \mathrm{mol· L^{-1}· min^{-1}}×6\ \mathrm{min}×1\ \mathrm{L}=0.6\ \mathrm{mol}$，故反应在4 min时已达到平衡，生成了$a\ \mathrm{mol}$ Y，列三段式：$2\mathrm{X}(s)\longrightarrow\mathrm{Y}(g)+\mathrm{Z}(g)$初始量/mol $2.0$ $0$ $0$转化量/mol $2a$ $a$ $2a$平衡量/mol $2.0 - 2a$ $a$ $0.6$根据$2a = 0.6$，得$a = 0.3$，则Y的平衡浓度为$0.3\ \mathrm{mol· L^{-1}}$，Z的平衡浓度为$0.6\ \mathrm{mol· L^{-1}}$，平衡常数$K = c^2(\mathrm{Z})· c(\mathrm{Y}) = 0.108$，2 min时Y的浓度为$0.2\ \mathrm{mol· L^{-1}}$，Z的浓度为$0.4\ \mathrm{mol· L^{-1}}$，加入$0.20\ \mathrm{mol}$ Z后，Z的浓度变为$0.6\ \mathrm{mol· L^{-1}}$，$Q = c^2(\mathrm{Z})· c(\mathrm{Y}) = 0.072＜K$，反应正向进行，故$v_{\mathrm{正}}(\mathrm{Z})＞v_{\mathrm{逆}}(\mathrm{Z})$，B错误；反应体系中只有Y和Z为气体，同温同压下，体积之比等于物质的量之比，$\frac{V(\mathrm{Y})}{V(\mathrm{Z})}=\frac{1}{2}$，故Y的体积分数始终约为$33.3\%$，C正确；由B项分析可知5 min时反应处于平衡状态，此时生成的Z为$0.6\ \mathrm{mol}$，则X的转化量为$0.6\ \mathrm{mol}$，初始X的物质的量为$2.0\ \mathrm{mol}$，剩余X的物质的量为$1.4\ \mathrm{mol}$，D正确。