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專題34 化學(xué)平衡圖像
(滿分42分 時(shí)間20分鐘)
姓名:_______________ 班級(jí):_______________ 得分:_______________
1.一定溫度下,密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H<0。測(cè)得v正(SO2)隨反應(yīng)時(shí)間(t)的變化如圖所示,其中在t2時(shí)改變了某個(gè)條件。下列有關(guān)說法正確的是( )
A. t2時(shí)改變的條件可能是:升溫或縮小容器體積
B. t1時(shí)平衡常數(shù)K1小于t3時(shí)平衡常數(shù)K2
C. t1時(shí)平衡混合氣的> t3時(shí)平衡混合氣的
D. t1時(shí)平衡混合氣中的SO3的體積分?jǐn)?shù)等于t3時(shí)平衡混合氣中SO3的體積分?jǐn)?shù)
【答案】D
【解析】
點(diǎn)睛:本題考查速率-時(shí)間圖像的分析,解題的關(guān)鍵是對(duì)關(guān)鍵點(diǎn)、曲線變化趨勢(shì)的分析。t2時(shí)改變條件,υ正(SO2)突然增大,后逐漸減小,新平衡與舊平衡υ正(SO2)相等,說明改變的條件不可能是增大反應(yīng)物的濃度、升高溫度、增大壓強(qiáng)、使用催化劑(若是改變這些條件中的某個(gè)條件,新平衡時(shí)的反應(yīng)速率都應(yīng)該大于舊平衡時(shí)的反應(yīng)速率);改變的條件是恒溫恒壓條件下充入與起始SO2、O2等比例的SO2和O2,進(jìn)一步用恒溫恒壓下等效平衡規(guī)律確定平衡時(shí)各物理量的關(guān)系。
2.在容積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)xA(g)+yB(g)zC(g)。圖甲表示200 ℃時(shí)容器中A、B、C物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化關(guān)系,圖乙表示不同溫度下平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)隨起始n(A)∶n(B)的變化關(guān)系。則下列結(jié)論正確的是
A. 200℃時(shí),反應(yīng)從開始到平衡的平均速率v(A)=v(B)
B. 200℃時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)為25
C. 當(dāng)外界條件由200℃降溫到100℃,原平衡一定被破壞,且正逆反應(yīng)速率均增大
D. 由圖乙可知,反應(yīng)xA(g)+yB(g)zC(g)的ΔH<0,且a=2
【答案】B
【解析】
3.如圖所示,a曲線表示一定條件下可逆反應(yīng):X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(g) △H<0 的反應(yīng)過程中X的轉(zhuǎn)化率和時(shí)間的關(guān)系,若使a曲線變?yōu)閎曲線,可采取的措施是( )
A. 加入催化劑 B. 增大Y的濃度
C. 降低溫度 D. 增大體系壓強(qiáng)
【答案】A
【解析】
【分析】
由圖像可知,由曲線a到曲線b,到達(dá)平衡的時(shí)間縮短,需要改變條件后,反應(yīng)速率加快,且平衡時(shí)X的轉(zhuǎn)化率不變,說明條件改變不影響平衡狀態(tài)的移動(dòng),據(jù)此分析判斷。
【詳解】
【點(diǎn)睛】
本題考查化學(xué)平衡的移動(dòng)與影響因素的分析。正確解讀圖像是解題的關(guān)鍵。解答本題要注意X的轉(zhuǎn)化率不變,也是本題的易錯(cuò)點(diǎn)。
4.CH3OH是重要的化工原料,工業(yè)上用CO與H2在催化劑作用下合成CH3OH,其反應(yīng)為:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)。按n(CO):n(H2)=1:2,向密閉容器中充入反應(yīng)物,測(cè)得平衡時(shí)混合物中CH3OH的體積分?jǐn)?shù)在不同壓強(qiáng)下隨溫度的變化如圖所示。下列說法中,正確的是
A. p1
0
C. 平衡常數(shù):K(A)=K(B)
D. 在C點(diǎn)時(shí),CO轉(zhuǎn)化率為75%
【答案】D
【解析】
【分析】
A.增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);
B.由圖可知,升高溫度,平衡逆向移動(dòng),該反應(yīng)的△H<0;
C.平衡常數(shù)只與溫度有關(guān);
D.設(shè)向密閉容器充入了1molCO和2molH2,利用三段法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析計(jì)算.
【詳解】
5.在容積為2.0 L的密閉容器內(nèi),物質(zhì)D在T ℃時(shí)發(fā)生反應(yīng),其反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖,下列敘述不正確的是
A. 從反應(yīng)開始到第一次達(dá)到平衡時(shí),A物質(zhì)的平均反應(yīng)速率為0.0667 mol/(Lmin)
B. 該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2D(s) 2A(g)+B(g),該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=c(A)2c(B)
C. 已知:反應(yīng)的?H>0,則第5分鐘時(shí)圖象呈現(xiàn)上述變化的原因可能是升高體系的溫度
D. 若在第7分鐘時(shí)增加D的物質(zhì)的量,則表示A的物質(zhì)的量變化正確的是a曲線
【答案】D
【解析】
【詳解】
6.一定條件下,利用CO2合成CH3OH 的反應(yīng)如下:CO2(g)+3H2(g)CH3OH (g)+H2O(g) △H1,研究發(fā)現(xiàn),反應(yīng)過程中會(huì)有副反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H2,溫度對(duì)CH3OH、CO 的產(chǎn)率影響如圖所示。下列說法中,不正確的是
A. △H1<0,△H2>0
B. 增大壓強(qiáng)有利于加快合成反應(yīng)的速率
C. 生產(chǎn)過程中,溫度越高越有利于提高CH3OH 的產(chǎn)率
D. 合成CH3OH反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式是K=
【答案】C
【解析】
點(diǎn)睛:本題難點(diǎn)是化學(xué)平衡圖像的分析,把握?qǐng)D像中縱橫坐標(biāo)的含義、CH3OH和CO產(chǎn)率的變化趨勢(shì)以及溫度對(duì)化學(xué)平衡的影響是解題的關(guān)鍵。
7.在恒容密閉容器中,由CO合成甲醇:CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g),在其他條件不變的情況下,研究溫度對(duì)反應(yīng)的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示,下列說法正確的是
A. 平衡常數(shù)K=
B. 該反應(yīng)在T1時(shí)的平衡常數(shù)比T2時(shí)的小
C. CO合成甲醇的反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
D. 處于A點(diǎn)的反應(yīng)體系從T1變到T2,達(dá)到平衡時(shí)增大
【答案】D
【解析】
【詳解】
【點(diǎn)睛】
本題主要查了平衡常數(shù)和平衡移動(dòng)等知識(shí)點(diǎn),從圖中獲取信息是解決問題的突破口。例如從本題圖橫坐標(biāo)分析可知在T2溫度下先達(dá)到平衡,故可推導(dǎo)溫度T2高于T1。
8.工業(yè)上利用Ga與NH3高溫條件下合成固體半導(dǎo)體材料氮化稼(GaN)同時(shí)有氫氣生成。反應(yīng)中,每生成3molH2時(shí)放出30.8kJ的熱量。恒溫恒容密閉體系內(nèi)進(jìn)行上述反應(yīng), 下列有關(guān)表達(dá)正確的是
A. I圖像中如果縱坐標(biāo)為正反應(yīng)速率,則t時(shí)刻改變的條件可以為升溫或加壓
B. II圖像中縱坐標(biāo)可以為鎵的轉(zhuǎn)化率
C. III圖像中縱坐標(biāo)可以為化學(xué)反應(yīng)速率
D. IV圖像中縱坐標(biāo)可以為體系內(nèi)混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量
【答案】A
【解析】
【詳解】
9.某溫度時(shí),在體積為2 L的密閉容器中,氣態(tài)物質(zhì)A、B、E、F的物質(zhì)的量n隨時(shí)間t的變化情況如圖甲所示,在一定條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),反應(yīng)進(jìn)程中正反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化情況如圖乙所示,在t2、t4時(shí)刻分別只改變一個(gè)條件(溫度、壓強(qiáng)或某反應(yīng)物的量)。下列說法錯(cuò)誤的是( )
A. 此溫度下,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2A(g)+E(g)2B(g)+F(g)
B. 若平衡狀態(tài)①和②對(duì)應(yīng)的溫度相同,則①和②對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K一定相同
C. t2時(shí)刻改變的條件是增大壓強(qiáng)
D. t4時(shí)刻改變的條件是降低溫度
【答案】C
【解析】
【詳解】
A、由圖甲分析可知,各物質(zhì)發(fā)生變化的物質(zhì)的量等于化學(xué)方程式的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,此溫度下該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2A(g)+E(g)?2B(g)+F(g),故A正確;B、平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān),平衡狀態(tài)①和②的溫度相同,故K相等,故B正確;C、該反應(yīng)前后氣體的體積不變,若改變壓強(qiáng),平衡不會(huì)發(fā)生移動(dòng),故t2時(shí)刻不可能是增大壓強(qiáng),故C錯(cuò)誤;D、根據(jù)方程式知,前后氣體體積不變,故不可能是壓強(qiáng)的變化,t4時(shí)刻速率減小,且變化的點(diǎn)不連續(xù),因此是降低溫度的結(jié)果,故D正確;故選C。
【點(diǎn)睛】
本題考查了化學(xué)平衡移動(dòng)的圖像分析,從圖甲判斷反應(yīng)的方程式,圖乙判斷各階段的影響因素為解答該題的關(guān)鍵。本題的易錯(cuò)點(diǎn)為CD的判斷,要注意從平衡的移動(dòng)和圖像的特點(diǎn)分析判斷。
10.在體積均為1.0L的恒容密閉容器中加入足量的相同的碳粉,再分別加入0.1molCO2和0.2mol CO2,在不同溫度下反應(yīng)CO2 (g)+C(s) 2CO(g)達(dá)到平衡,平衡時(shí)CO2的物質(zhì)的量濃度c(CO2)隨溫度的變化如圖所示(圖中I、II、III點(diǎn)均處于曲線上)。下列說法正確的是
A. 反應(yīng)CO2(g)+c(s)2CO(g) △H<0
B. 體系的總壓強(qiáng)P總:P總(狀態(tài)Ⅱ)2P總(狀態(tài)III)
C. 體系中c(CO):6c(CO,狀態(tài)I)υ正
【答案】B
【解析】
分析:A項(xiàng),升高溫度c(CO2)減小,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),ΔH0;B項(xiàng),狀態(tài)II和狀態(tài)III溫度和體積相同,點(diǎn)II處于起始加入0.2molCO2的曲線上,點(diǎn)III處于起始加入0.1molCO2的曲線上,狀態(tài)II起始加入的CO2物質(zhì)的量是狀態(tài)III的兩倍,狀態(tài)II相當(dāng)于在狀態(tài)III達(dá)平衡后將體積縮小一半,若平衡不移動(dòng),狀態(tài)II總壓強(qiáng)等于狀態(tài)III的兩倍,增大壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng),P總(狀態(tài)II)2P總(狀態(tài)III);C項(xiàng),點(diǎn)I處于起始加入0.1molCO2的曲線上,點(diǎn)II處于起始加入0.2molCO2的曲線上,根據(jù)圖像點(diǎn)I、點(diǎn)II平衡時(shí)c(CO2)平衡相等且0.08mol/L,點(diǎn)I平衡時(shí)c(CO)=2[0.1-c(CO2)平衡],點(diǎn)II平衡時(shí)c(CO)=2[0.2-c(CO2)平衡], 則6c(CO,狀態(tài)I)c(CO,狀態(tài)II);D項(xiàng),該反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升溫過程中υ正υ逆。
點(diǎn)睛:本題考查化學(xué)平衡圖像的分析、外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響,圖像的分析是解題的關(guān)鍵。B項(xiàng)是解答的難點(diǎn),恒溫恒容時(shí)起始反應(yīng)物為倍量關(guān)系時(shí),相當(dāng)于改變壓強(qiáng)判斷平衡移動(dòng)的方向、確定平衡時(shí)物理量之間的關(guān)系。
11.已知:2CH3COCH3(1)CH3COCH2COH(CH3)2(1)。取等量CH3COCH3分別在0℃和20℃下反應(yīng),測(cè)得其轉(zhuǎn)化率(α)隨時(shí)間(t)變化的關(guān)系曲線如右圖所示。下列說法正確的是( )
A. 曲線Ⅱ表示20℃時(shí)的轉(zhuǎn)化反應(yīng)
B. 升高溫度能提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率
C. 在a點(diǎn)時(shí),曲線Ⅰ和Ⅱ表示反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)相等
D. 化學(xué)反應(yīng)速率的大小順序?yàn)?d>b>c
【答案】D
【解析】
A.曲線Ⅰ比曲線Ⅱ變化快,說明曲線Ⅰ的溫度高,故A錯(cuò)誤;B.曲線Ⅰ比曲線Ⅱ的溫度高,但是轉(zhuǎn)化率低,說明升溫平衡逆向移動(dòng),轉(zhuǎn)化率降低,故B錯(cuò)誤;C. 曲線Ⅰ和曲線Ⅱ?qū)?yīng)的溫度不同,化學(xué)平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),所以曲線Ⅰ和Ⅱ表示反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)不相等,故C錯(cuò)誤;D.反應(yīng)開始反應(yīng)物的濃度最大,隨著反應(yīng)物的濃度減小速率也逐漸減小,所以d處速率大于b處,因?yàn)榍€Ⅰ的溫度高所以,b處速率大于c處,故D正確;本題選D。
點(diǎn)睛:曲線的斜率反映了化學(xué)反應(yīng)速率,斜率越大說明反應(yīng)速率越快。
12.—定條件下,CO2(g)+3H2(g)CH3OH (g)+H2O(g) △H=-57.3 kJ/mol,往 2L 恒容密閉容器中充入 1 mol CO2和3 mol H2,在不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)①、反應(yīng)②與反應(yīng)③,相同時(shí)間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如下圖所示,b點(diǎn)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),下列說法正確的是
A. a 點(diǎn) v(正)>v(逆)
B. b點(diǎn)反應(yīng)放熱53.7 kJ
C. 催化劑效果最佳的反應(yīng)是③
D. c點(diǎn)時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=4/3(mol-2L-2)
【答案】A
【解析】
,
K=8/3(mol-2 L-2),故D錯(cuò)誤。
13.肼(N2H4)和氧氣的反應(yīng)情況受溫度影響。某同學(xué)設(shè)計(jì)方案探究溫度對(duì)產(chǎn)物影響的結(jié)果如圖所示。下列說法不正確的是
A. 溫度較低時(shí), 肼和氧氣主要發(fā)生的反應(yīng)N2H4+O2 = N2+2H2O
B. 900℃時(shí),能發(fā)生 N2+O2 = 2NO
C. 900℃時(shí), N2的產(chǎn)率與 NO 的產(chǎn)率之和可能小于 1
D. 該探究方案是將一定量的肼和氧氣、在密閉容器中進(jìn)行不斷升溫實(shí)驗(yàn)
【答案】D
【解析】
14.工業(yè)上用丁烷催化脫氫側(cè)備丁烯:C4H10(g)CH4(g)+H2(g)(正反應(yīng)吸熱)。將丁烷和氫氣以一定的配比通過填充有催化劑的反應(yīng)器(氫氣的作用是活化催化劑),反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率與溫度、投料比有關(guān)。下列判斷不正確的是
A. 由圖甲可知,x小于0.1
B. 由圖乙可知,丁烯產(chǎn)率先增大后減小,減小的原因是氫氣是產(chǎn)物之一,隨著n(氫氣)/n(丁烷)增大,逆反應(yīng)速 率減小
C. 由圖丙可知產(chǎn)率在590℃之前隨溫度升高面增大的原因可能是溫度升高平衡正向移動(dòng)
D. 由圖丙可知,丁烯產(chǎn)率在590℃之后快速降低的主要原因?yàn)槎∠└邷胤纸馍筛碑a(chǎn)物
【答案】B
點(diǎn)睛:本題考查化學(xué)平衡的影響因素,為高頻考點(diǎn),把握?qǐng)D象分析溫度、壓強(qiáng)對(duì)平衡移動(dòng)的影響為解答的關(guān)鍵,側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查,注意化學(xué)平衡在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用。
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