《2019年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 核心考點(diǎn)總動(dòng)員 專題15 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像(含解析).doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 核心考點(diǎn)總動(dòng)員 專題15 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像(含解析).doc(30頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像
題型介紹:
化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像是高考??碱}型,一般考查速率(濃度)—時(shí)間圖像、含量(轉(zhuǎn)化率)—時(shí)間—溫度(壓強(qiáng))圖像、恒溫線(或恒壓線)圖像等。圖像作為一種思維方法在解題過(guò)程中也有著重要作用,可以將一些較為抽象的知識(shí),轉(zhuǎn)化為圖像,然后進(jìn)行解決。圖像中蘊(yùn)含著豐富的信息,具有簡(jiǎn)明、直觀、形象的特點(diǎn),命題形式靈活,解題的關(guān)鍵是根據(jù)反應(yīng)特點(diǎn),明確反應(yīng)條件,認(rèn)真分析圖像,充分挖掘蘊(yùn)含的信息,緊扣化學(xué)原理,找準(zhǔn)切入點(diǎn)解決問(wèn)題。
高考選題:
【2018新課標(biāo)3卷】三氯氫硅(SiHCl3)是制備硅烷、多晶硅的重要原料?;卮鹣铝袉?wèn)題:
(1)SiHCl3在常溫常壓下為易揮發(fā)的無(wú)色透明液體,遇潮氣時(shí)發(fā)煙生成(HSiO)2O等,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式__________。
(2)SiHCl3在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng):
2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g) ΔH1=48 kJmol?1
3SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3 (g) ΔH2=?30 kJmol?1
則反應(yīng)4SiHCl3(g)SiH4(g)+ 3SiCl4(g)的ΔH=__________ kJmol?1。
(3)對(duì)于反應(yīng)2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g),采用大孔弱堿性陰離子交換樹(shù)脂催化劑,在323 K和343 K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示。
①343 K時(shí)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率α=_________%。平衡常數(shù)K343 K=__________(保留2位小數(shù))。
②在343 K下:要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是___________;要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間,可采取的措施有____________、___________。
③比較a、b處反應(yīng)速率大?。害詀________υb(填“大于”“小于”或“等于”)。反應(yīng)速率υ=υ正?υ逆=?,k正、k逆分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù),x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),計(jì)算a處=__________(保留1位小數(shù))。
【答案】 2SiHCl3+3H2O(HSiO)2O+6HCl 114 ①22 0.02 ②及時(shí)移去產(chǎn)物 改進(jìn)催化劑 提高反應(yīng)物壓強(qiáng)(濃度) ③大于 1.3
【解析】分析:本題考查的是化學(xué)反應(yīng)原理的綜合應(yīng)用,主要包括反應(yīng)與能量以及化學(xué)反應(yīng)速率、平衡的相關(guān)內(nèi)容。只需要根據(jù)題目要求,利用平衡速率的方法進(jìn)行計(jì)算即可。
詳解:(1)根據(jù)題目表述,三氯氫硅和水蒸氣反應(yīng)得到(HSiO)2O,方程式為:
2SiHCl3+3H2O=(HSiO)2O+6HCl。
(2)將第一個(gè)方程式擴(kuò)大3倍,再與第二個(gè)方程式相加就可以得到第三個(gè)反應(yīng)的焓變,所以焓變?yōu)?83+(-30)=114kJmol-1。
(3)①由圖示,溫度越高反應(yīng)越快,達(dá)到平衡用得時(shí)間就越少,所以曲線a代表343K的反應(yīng)。從圖中讀出,平衡以后反應(yīng)轉(zhuǎn)化率為22%。設(shè)初始加入的三氯氫硅的濃度為1mol/L,得到:
2SiHCl3 SiH2Cl2 + SiCl4
起始: 1 0 0
反應(yīng): 0.22 0.11 0.11 (轉(zhuǎn)化率為22%)
平衡: 0.78 0.11 0.11
所以平衡常數(shù)K=0.1120.782=0.02。
②溫度不變,提高三氯氫硅轉(zhuǎn)化率的方法可以是將產(chǎn)物從體系分離(兩邊物質(zhì)的量相等,壓強(qiáng)不影響平衡)。縮短達(dá)到平衡的時(shí)間,就是加快反應(yīng)速率,所以可以采取的措施是增大壓強(qiáng)(增大反應(yīng)物濃度)、加入更高效的催化劑(改進(jìn)催化劑)。
③a、b兩點(diǎn)的轉(zhuǎn)化率相等,可以認(rèn)為各物質(zhì)的濃度對(duì)應(yīng)相等,而a點(diǎn)的溫度更高,所以速率更快,即Va>Vb。根據(jù)題目表述得到,,當(dāng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),=,所以,實(shí)際就是平衡常數(shù)K值,所以0.02。a點(diǎn)時(shí),轉(zhuǎn)化率為20%,所以計(jì)算出:
2SiHCl3 SiH2Cl2 + SiCl4
起始: 1 0 0
反應(yīng): 0.2 0.1 0.1 (轉(zhuǎn)化率為20%)
平衡: 0.8 0.1 0.1
所以=0.8;==0.1;所以
點(diǎn)睛:題目的最后一問(wèn)的計(jì)算過(guò)程比較繁瑣,實(shí)際題目希望學(xué)生能理解化學(xué)反應(yīng)的平衡常數(shù)應(yīng)該等于正逆反應(yīng)的速率常數(shù)的比值。要考慮到速率常數(shù)也是常數(shù),應(yīng)該與溫度相關(guān),所以不能利用b點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算或判斷。
解題技巧:
1、化學(xué)平衡圖象的解題步驟
解圖象題三步曲:“一看”、“二想”、“三判斷”
(1)“一看”——看圖象
①看面:弄清縱、橫坐標(biāo)的含義。
②看線:弄清線的走向、變化趨勢(shì)及線的陡與平。
③看點(diǎn):弄清曲線上點(diǎn)的含義,特別是一些特殊點(diǎn),如與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)、曲線的交點(diǎn)、折點(diǎn)、最高點(diǎn)與最低點(diǎn)等。
④看量的變化:弄清是濃度變化、溫度變化還是轉(zhuǎn)化率的變化。
⑤看要不要作輔助線:如等溫線、等壓線等。
(2)“二想"——想規(guī)律
看完線后聯(lián)想外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響規(guī)律。
(3)“三判斷"
通過(guò)對(duì)比分析,作出正確判斷。。
2、突破化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡圖像題的“三種”手段
(1)從“斷點(diǎn)”著手
當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到一種平衡后,若某一時(shí)刻外界條件發(fā)生改變,都可能使速率-時(shí)間圖像的曲線出現(xiàn)不連續(xù)的情況,即出現(xiàn)“斷點(diǎn)”。根據(jù)“斷點(diǎn)”前后的速率大小,即可對(duì)外界條件的變化情況作出判斷。
(2)從“拐點(diǎn)”入手
同一可逆反應(yīng),若反應(yīng)條件不同,達(dá)到平衡所用的時(shí)間也可能不同,反映到圖像出現(xiàn)“拐點(diǎn)”的時(shí)間也就有差異。根據(jù)外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,即可判斷出溫度的高低、壓強(qiáng)或濃度的大小及是否使用催化劑。
(3)從曲線的變化趨勢(shì)著手
對(duì)于速率-溫度(或壓強(qiáng))圖像,由于隨著溫度逐漸升高或壓強(qiáng)逐漸增大,反應(yīng)速率會(huì)逐漸增大,因此圖像上出現(xiàn)的是平滑的遞增曲線。
根據(jù)溫度或壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,可以判斷速率曲線的變化趨勢(shì)。需要注意的是:
①溫度或壓強(qiáng)的改變對(duì)正、逆反應(yīng)速率的影響是一致的,即要增大都增大,要減小都減小,反映到圖像上,就是v(正)、v(逆)兩條曲線的走勢(shì)大致相同;
②分析外界條件對(duì)反應(yīng)速率的影響時(shí),只能分析達(dá)到平衡之后化學(xué)反應(yīng)速率的變化情況。
高頻考點(diǎn)一:濃度(速率)—時(shí)間圖像
【典例】【備戰(zhàn)2019年高考一遍過(guò)考點(diǎn)11】已知圖一表示的是可逆反應(yīng)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH>0的化學(xué)反應(yīng)速率(v)與時(shí)間(t)的關(guān)系,圖二表示的是可逆反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0的濃度(c)隨時(shí)間(t)的變化情況。下列說(shuō)法中正確的是 ( )
A.圖一t2時(shí)改變的條件可能是升高了溫度
B.圖一t2時(shí)改變的條件是增大了反應(yīng)物的濃度
C.圖二t1時(shí)改變的條件可能是升高了溫度或增大了壓強(qiáng)
D.若圖二t1時(shí)改變的條件是增大壓強(qiáng),則混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量將減小
【答案】A
【解析】圖一中縱坐標(biāo)為反應(yīng)速率,t2瞬間,曲線是斷開(kāi)的,因此條件的改變不可能是由某一物質(zhì)的濃度引起的,t2瞬間,正、逆反應(yīng)速率均加快,且v′(正)>v′(逆),可知化學(xué)平衡正向移動(dòng),因此外界條件的改變可能是升高了溫度,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;圖二中縱坐標(biāo)為濃度,t1瞬間,曲線是斷開(kāi)的,因此外界條件的改變不可能是溫度的變化。由于此刻N(yùn)O2和N2O4的濃度均增大,顯然改變的條件是給體系增壓。壓強(qiáng)增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),N2O4的體積分?jǐn)?shù)增加,因此混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量應(yīng)增大,選項(xiàng)C和D均錯(cuò)。故選A。
【 名師揭秘】這種圖像的折點(diǎn)表示達(dá)到平衡的時(shí)間,曲線的斜率反映了反應(yīng)速率的大小,可以確定T(p)的高低(大小),水平線高低對(duì)應(yīng)平衡移動(dòng)方向。
高頻考點(diǎn)三:恒溫線(或恒壓線)圖像
【典例】【山東省日照市2019屆高三上學(xué)期期中】已知:。向體積可變的密閉容器中充入一定量的CH4(g)和O2(g)發(fā)生反應(yīng),CH4(g)的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度(T)和壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如下圖所示(已知T1>T2)。
下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.該反應(yīng)的△H>0
B.M、N兩點(diǎn)的H2的物質(zhì)的量濃度:c(M)>c(N)
C.溫度不變時(shí),增大壓強(qiáng)可由N點(diǎn)到P點(diǎn)
D.N、P兩點(diǎn)的平衡常數(shù):K(N)
T2,升高溫度,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率降低,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),逆反應(yīng)為吸熱反,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),故△H<0,故A錯(cuò)誤; B. CH4+O2?2CO+2H2,壓強(qiáng)增大,各組分的濃度都增大,雖然平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)、甲烷的轉(zhuǎn)化率減小,但是根據(jù)平衡移動(dòng)原理可以判斷,平衡移動(dòng)只能減弱氫氣濃度的增大,不能阻止氫氣濃度的增大,故H2的物質(zhì)的量濃c(M)>c(N),故B正確;C. 兩條線的溫度不同,增大壓強(qiáng)不能從N點(diǎn)到P點(diǎn),故C錯(cuò)誤;D. 平衡常數(shù)只和溫度有關(guān), T1>T2,升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以平衡常數(shù)變小,故K(N)>K(P),故D錯(cuò)誤;故選B。
【 名師揭秘】有關(guān)化學(xué)平衡的圖像試題涉及知識(shí)面廣,靈活性大。題目大多注重對(duì)知識(shí)綜合應(yīng)用能力和分析判斷能力的考查,是考查學(xué)生能力的常見(jiàn)題型。考查的圖像主要有三類:第一類是化學(xué)平衡建立過(guò)程中有關(guān)量隨時(shí)間的變化圖像;第二類是平衡移動(dòng)原理的應(yīng)用或它的逆向思維圖像;第三類是反應(yīng)物或生成物物質(zhì)的量 (或濃度或質(zhì)量分?jǐn)?shù))與時(shí)間關(guān)系的圖像,此類圖像既要考慮反應(yīng)速率的大小,又要考慮化學(xué)平衡移動(dòng),反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化。
1.【2017江蘇卷】H2O2分解速率受多種因素影響。實(shí)驗(yàn)測(cè)得70℃時(shí)不同條件下H2O2濃度隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.圖甲表明,其他條件相同時(shí),H2O2濃度越小,其分解速率越快
B.圖乙表明,其他條件相同時(shí),溶液pH越小,H2O2分解速率越快
C.圖丙表明,少量Mn 2+存在時(shí),溶液堿性越強(qiáng),H2O2分解速率越快
D.圖丙和圖丁表明,堿性溶液中,Mn2+對(duì)H2O2分解速率的影響大
【答案】D
【解析】A.由甲圖可知,雙氧水濃度越大,分解越快,A錯(cuò)誤;B.由圖乙可知,溶液的堿性越強(qiáng)即pH越大,雙氧水分解越快,B錯(cuò)誤;C.由圖丙可知,有一定濃度Mn2+存在時(shí),并不是堿性越強(qiáng)H2O2分解速率越快,C錯(cuò)誤;由圖丙可知,堿性溶液中,Mn2+對(duì)雙氧水分解有影響,圖丁說(shuō)明Mn2+濃度越大,雙氧水分解越快,圖丙和圖丁均能表明堿性溶液中,Mn2+對(duì)H2O2分解速率的影響大,D正確。
【名師點(diǎn)睛】本題以雙氧水分解的濃度時(shí)間曲線圖像為載體,考查學(xué)生分析圖像、搜集信息及信息處理能力,會(huì)運(yùn)用控制變量法分析影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素,并能排除圖中的干擾信息,得出正確的結(jié)論。
2.【2016年高考四川卷】一定條件下,CH4與H2O(g)發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),設(shè)起始=Z,在恒壓下,平衡時(shí) (CH4)的體積分?jǐn)?shù)與Z和T(溫度)的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.該反應(yīng)的焓變△H>0
B.圖中Z的大小為a>3>b
C.圖中X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡混合物中=3
D.溫度不變時(shí),圖中X點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡在加壓后 (CH4)減小
【答案】A
【解析】
試題分析:A、從圖分析,隨著溫度升高甲烷的體積分?jǐn)?shù)逐漸減小,說(shuō)明升溫平衡正向移動(dòng),則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),故正確;B、的比值越大,則甲烷的體積分?jǐn)?shù)越小,故a<3v逆。③tm時(shí)比tn時(shí)AsO43-濃度小,所以逆反應(yīng)速率:tm 反應(yīng)Ⅱ是氣體物質(zhì)的量減小的反應(yīng),溫度一定時(shí),增大壓強(qiáng)使反應(yīng)正向移動(dòng),H2SO4 的物質(zhì)的量增大,體系總物質(zhì)的量減小,H2SO4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大 SO2 SO42? 4H+ 0.4 I?是SO2歧化反應(yīng)的催化劑,H+單獨(dú)存在時(shí)不具有催化作用,但H+可以加快歧化反應(yīng)速率 反應(yīng)ii比i快;D中由反應(yīng)ii產(chǎn)生的H+使反應(yīng)i加快
【解析】分析:(1)應(yīng)用蓋斯定律結(jié)合反應(yīng)II分析。
(2)采用“定一議二”法,根據(jù)溫度相同時(shí),壓強(qiáng)與H2SO4物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)判斷。
(3)依據(jù)催化劑在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變,反應(yīng)i+反應(yīng)ii消去I-得總反應(yīng)。
(4)用控制變量法對(duì)比分析。
詳解:(1)根據(jù)過(guò)程,反應(yīng)II為SO2催化歧化生成H2SO4和S,反應(yīng)為3SO2+2H2O=2H2SO4+S。應(yīng)用蓋斯定律,反應(yīng)I+反應(yīng)III得,2H2SO4(l)+S(s)=3SO2(g)+2H2O(g)ΔH=ΔH1+ΔH3=(+551kJ/mol)+(-297kJ/mol)=+254kJ/mol,反應(yīng)II的熱化學(xué)方程式為3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)ΔH=-254kJ/mol。
(2)在橫坐標(biāo)上任取一點(diǎn),作縱坐標(biāo)的平行線,可見(jiàn)溫度相同時(shí),p2時(shí)H2SO4物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)大于p1時(shí);反應(yīng)II是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),H2SO4物質(zhì)的量增加,體系總物質(zhì)的量減小,H2SO4物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大;則p2p1。
(3)反應(yīng)II的總反應(yīng)為3SO2+2H2O=2H2SO4+S,I-可以作為水溶液中SO2歧化反應(yīng)的催化劑,催化劑在反應(yīng)前后質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不變,(總反應(yīng)-反應(yīng)i)2得,反應(yīng)ii的離子方程式為I2+2H2O+SO2=4H++SO42-+2I-。
(4)①B是A的對(duì)比實(shí)驗(yàn),采用控制變量法,B比A多加了0.2mol/LH2SO4,A與B中KI濃度應(yīng)相等,則a=0.4。
②對(duì)比A與B,加入H+可以加快SO2歧化反應(yīng)的速率;對(duì)比B與C,單獨(dú)H+不能催化SO2的歧化反應(yīng);比較A、B、C,可得出的結(jié)論是:I?是SO2歧化反應(yīng)的催化劑,H+單獨(dú)存在時(shí)不具有催化作用,但H+可以加快歧化反應(yīng)速率。
③對(duì)比D和A,D中加入KI的濃度小于A,D中多加了I2,反應(yīng)i消耗H+和I-,反應(yīng)ii中消耗I2,D中“溶液由棕褐色很快褪色,變成黃色,出現(xiàn)渾濁較A快”,反應(yīng)速率DA,由此可見(jiàn),反應(yīng)ii比反應(yīng)i速率快,反應(yīng)ii產(chǎn)生H+使c(H+)增大,從而反應(yīng)i加快。
點(diǎn)睛:本題以利用含硫物質(zhì)熱化學(xué)循環(huán)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化與存儲(chǔ)為載體,考查蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡圖像的分析、方程式的書寫、控制變量法探究外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,考查學(xué)生靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
夯實(shí)基礎(chǔ):
1.【吉林汪清縣六中2019屆高三第二次月考】可逆反應(yīng)2X(g)+Y(s) 2Z(g)在t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)。當(dāng)增大平衡體系壓強(qiáng)(減小容器體積)時(shí),下列有關(guān)正、逆反應(yīng)速率(v)隨時(shí)間變化的圖象正確的是( ?。?
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】此可逆反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體的分子數(shù)不變的反應(yīng),達(dá)到平衡狀態(tài)后,增大平衡體系的壓強(qiáng),正、逆反速率仍相等,但由于壓強(qiáng)增大,所以反應(yīng)速率都增大;綜上,本題選C。
2.【山東煙臺(tái)市2019屆高三上學(xué)期期末】I2在KI溶液中存在下列平衡:I2(aq)+I-(aq) I3-(aq)△H。某I2、KI混合溶液中,I-的物質(zhì)的量濃度c(I-)與溫度T的關(guān)系如圖所示(曲線上任何一點(diǎn)都表示平衡狀態(tài))。下列說(shuō)法不正確的是 ( )
A.該反應(yīng)△H<0
B.若在T1、T2溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)分別為K1、K2,則K1>K2
C.若反應(yīng)進(jìn)行到狀態(tài)D時(shí),一定有v正>v逆
D.狀態(tài)A與狀態(tài)B相比,狀態(tài)A的c(I3-)大
【答案】C
【解析】A.隨著溫度升高,I-的濃度逐漸增大,說(shuō)明升高溫度,化學(xué)平衡逆向移動(dòng),逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),則I2(aq)+I-(aq) I3-(aq) 正反應(yīng)為放熱反應(yīng),△H<0,A正確;B.因?yàn)镵=,T2>T1,所以當(dāng)溫度升高時(shí),反應(yīng)向逆方向移動(dòng),即K1>K2,B正確;C.從圖中可以看出D點(diǎn)并沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài),c(I-)小于該溫度下的平衡濃度,所以反應(yīng)逆向進(jìn)行,故v逆>v正, C錯(cuò)誤;D.溫度T2>T1,升高溫度,平衡逆向移動(dòng),c(I3-)變小,所以c(I3-): A>B,即狀態(tài)A的c(I3-)高, D正確;
3.【黑龍江伊春市二中2019屆高三上學(xué)期期中】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(guò)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】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(shuō)明條件改變不影響平衡狀態(tài)的移動(dòng),據(jù)此分析判斷。A、加入催化劑,反應(yīng)速率加快,催化劑不影響平衡的移動(dòng),X的轉(zhuǎn)化率不變,故A正確;B、增大Y的濃度,反應(yīng)速率加快,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),X的轉(zhuǎn)化率增大,故B錯(cuò)誤;C、該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng),降低溫度,反應(yīng)速率減慢,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),X的轉(zhuǎn)化率增大,故C錯(cuò)誤;D、增大體系壓強(qiáng),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),X的轉(zhuǎn)化率減小,故D錯(cuò)誤;故選A。
4.【河北辛集中學(xué)2019屆高三上學(xué)期期中】已知反應(yīng)3A(g)+B(g)C(s)+4D(g) △H﹤0,如圖中a、b表示一定條件下,D的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間t的變化情況。若要使曲線b變?yōu)榍€a,可采取的措施是:①增大B的濃度②升高反應(yīng)溫度③縮小反應(yīng)容器的體積(加壓)④加入催化劑 ( )
A.①② B.①③ C.③④ D.②③
【答案】C
【解析】使b曲線變?yōu)閍曲線,到達(dá)平衡時(shí)間縮短,且D的體積發(fā)生不變,說(shuō)明改變條件,反應(yīng)速率加快,不影響平衡移動(dòng)。①增大反應(yīng)物B的濃度,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),錯(cuò)誤;②升高溫度,反應(yīng)速率加快,該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)移動(dòng),D的體積分?jǐn)?shù)降低,錯(cuò)誤;③縮小反應(yīng)容器的體積增大壓強(qiáng),反應(yīng)速率加快,該反應(yīng)前后氣體的物質(zhì)的量不變,平衡不移動(dòng),D體積分?jǐn)?shù)不變,正確;④加入催化劑,反應(yīng)速率增大,平衡不移動(dòng),錯(cuò)誤。故選C。
5.【備戰(zhàn)2019年高考一遍過(guò)考點(diǎn)11】某溫度時(shí),在一個(gè)容積為2 L的密閉容器中,X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。根據(jù)圖中數(shù)據(jù),試填寫下列空白:
(1)該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi)__________________________________________。
(2)反應(yīng)開(kāi)始至2 min,氣體Z的反應(yīng)速率為_(kāi)_____________________。
(3)若X、Y、Z均為氣體,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí):
①壓強(qiáng)是開(kāi)始時(shí)的________倍;
②若此時(shí)將容器的體積縮小為原來(lái)的倍,達(dá)到平衡時(shí),容器內(nèi)溫度將升高(容器不與外界進(jìn)行熱交換),則該反應(yīng)的正反應(yīng)為_(kāi)_______反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。
(4)若上述反應(yīng)在2 min后的t1~t6內(nèi)反應(yīng)速率與反應(yīng)時(shí)間圖象如下,在每一時(shí)刻均改變一個(gè)影響反應(yīng)速率的因素,則下列說(shuō)法正確的是________。
A.在t1時(shí)增大了壓強(qiáng)
B.在t3時(shí)加入了催化劑
C.在t4時(shí)降低了溫度
D.t2~t3時(shí)A的轉(zhuǎn)化率最高
【答案】3X+Y2Z 0.05 molL-1min-1 0.9 放熱 B
【解析】(1)由圖象知v(X)∶v(Y)∶v(Z)=0.3 mol∶0.1 mol∶0.2 mol=3∶1∶2,又由于該反應(yīng)不能進(jìn)行徹底,所以化學(xué)方程式為3X+Y2Z。
(2)v(Z)==0.05 molL-1min-1。
(3)①X、Y、Z均為氣體時(shí),反應(yīng)前n(總)=2.0 mol,平衡時(shí)n(總)=0.7 mol+0.9 mol+0.2 mol=1.8 mol,所以p(平)∶p(始)=1.8 mol∶2.0 mol=0.9。
②將容器體積縮小,相當(dāng)于增壓,達(dá)平衡時(shí),溫度升高,根據(jù)勒夏特列原理,該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。
(4)在t1時(shí)如果增大壓強(qiáng),則正、逆反應(yīng)速率都增大且正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,A錯(cuò)誤;在t3時(shí)應(yīng)該是加入了催化劑,正、逆反應(yīng)速率都增大,并且增大的倍數(shù)相同,平衡不移動(dòng),B正確;在t4時(shí)如果是降低了溫度,則正、逆反應(yīng)速率都減小且正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,C錯(cuò)誤;由圖可以看出,從t1~t2,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),A的轉(zhuǎn)化率降低,從t2~t4,平衡不移動(dòng),A的轉(zhuǎn)化率不變,從t4~t5,平衡繼續(xù)向逆反應(yīng)方向移動(dòng),A的轉(zhuǎn)化率又降低,因此,t0~t1時(shí)A的轉(zhuǎn)化率最高,D錯(cuò)誤。
能力拓展:
6.【河南鄭州市2019屆高考一?!吭谌莘e為2L的剛性密閉容器中,加入1mol CO2和3mol H2,發(fā)生反應(yīng)CO2+3H2?CH3OH+H2O.在其他條件不變的情況下,溫度對(duì)反應(yīng)的影響結(jié)果如圖所示(注:T1、T2均大于300℃)。下列說(shuō)法正確的是 ( )
A.該反應(yīng)在T1時(shí)的平衡常數(shù)比T2時(shí)的小
B.處于A點(diǎn)的反應(yīng)體系從T1變到T2,達(dá)到平衡時(shí)減小
C.T2下,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)生成甲醇的平均速率為v(CH3OH)= mol?L﹣1?min﹣1
D.T1下,若反應(yīng)達(dá)到平衡后CO2轉(zhuǎn)化率為a,則容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比為(2﹣a):2
【答案】D
【解析】A.圖象分析可知先拐先平溫度高,T1<T2,溫度越高平衡時(shí)生成甲醇物質(zhì)的量越小,說(shuō)明正反應(yīng)為放熱反應(yīng),則溫度越高,平衡常數(shù)越小,該反應(yīng)在T1時(shí)的平衡常數(shù)比T2時(shí)的大,故A錯(cuò)誤;B.分析可知T1<T2,A點(diǎn)反應(yīng)體系從T1變到T2,升溫平衡逆向進(jìn)行,達(dá)到平衡時(shí)增大,故B錯(cuò)誤;C.T2下達(dá)到平衡狀態(tài)甲醇物質(zhì)的量nB,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)生成甲醇的平均速率為v(CH3OH)=mol?L﹣1?min﹣1=mol?L﹣1?min﹣1,故C錯(cuò)誤;D.T1下,若反應(yīng)達(dá)到平衡后CO2轉(zhuǎn)化率為a,
CO2+ 3H2 ? CH3OH+ H2O,
起始量(mol) 1 3 0 0
變化量(mol) a 3a a a
平衡量(mol) 1﹣a 3﹣3a a a
則容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比===,故D正確;
答案:D。
7.【江西紅色七校2019屆高三第二次聯(lián)考】CO2經(jīng)催化加氫可合成乙烯:2CO2 (g) +6H2 (g) C2H4(g)+4H2O(g)。0.2 MPa時(shí),按n(CO2):n(H2)=l:3投料,測(cè)得不同溫度下平衡時(shí)體系中各物質(zhì)濃度的關(guān)系如圖。下列敘述正確的是 ( )
A.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B.曲線a代表的是C2H4
C.N點(diǎn)和M點(diǎn)所處狀態(tài)的c(H2O)相等
D.其它條件不變,T1℃、0.1 MPa下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率比N點(diǎn)更大
【答案】C
【解析】A.由曲線變化可知隨著溫度升高,氫氣的物質(zhì)的量逐漸增多,說(shuō)明升高溫度平衡逆向移動(dòng),則正反應(yīng)放熱,故A錯(cuò)誤;B.隨著溫度升高,氫氣的物質(zhì)的量逐漸增多,因氫氣為反應(yīng)物,則另一條逐漸增多的曲線為CO2,由計(jì)量數(shù)關(guān)系可知b為水,c為C2H4的變化曲線,故B錯(cuò)誤;C.M點(diǎn)和N點(diǎn)都處于℃、0.2MPa且投料比相同的平衡狀態(tài),所以M點(diǎn)和N點(diǎn)的平衡狀態(tài)為等效平衡,故其c(H2O)相等,C正確;D.其他條件不變,T1℃、0.1 MPa下反應(yīng)達(dá)平衡,相當(dāng)于減壓,平衡向逆向移動(dòng), 所以新平衡中CO2的轉(zhuǎn)化率比N點(diǎn)小,故D錯(cuò)誤。
8.【濟(jì)南市2019屆高三上學(xué)期期末】在一定條件下A2和B2可發(fā)生反應(yīng):A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)。圖1表示在一定溫度下此反應(yīng)過(guò)程中的能量變化,圖2表示在固定容積為2L的密閉容器中反應(yīng)時(shí)A2的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化的關(guān)系,圖3表示在其他條件不變的情況下,改變反應(yīng)物B2的起始物質(zhì)的量對(duì)此反應(yīng)平衡的影響。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ( )
A.該反應(yīng)在低于某一溫度時(shí)能自發(fā)進(jìn)行
B.10min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v(B2)=0.045mol/(Lmin)
C.11min時(shí),其他條件不變,壓縮容器容積至1L,n(A2)的變化趨勢(shì)如圖2中曲線d所示
D.圖3中T1△H,即△G>0,反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行,A正確;B.10min內(nèi)該反應(yīng)的平均速率v(A2)= mol/(L?min),根據(jù)方程式可知v(B2)=3v(A2)=0.045mol/(Lmin),B正確;C.11min時(shí),其他條件不變,壓縮容器容積至1L,由于物質(zhì)的濃度增大,化學(xué)平衡正向移動(dòng),不斷消耗A2,所以n(A2)的物質(zhì)的量會(huì)進(jìn)一步減少,n(A2)變化趨勢(shì)如圖2中曲線d所示,C正確;D.在溫度不變時(shí),增大某種反應(yīng)物的濃度,化學(xué)平衡正向移動(dòng),可以使其它反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率提高,故當(dāng)T1K2(500℃),故C說(shuō)法錯(cuò)誤;D、a到c反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,還沒(méi)有達(dá)到平衡,當(dāng)達(dá)到平衡時(shí),甲醇的物質(zhì)的量最多,即c、d、e為化學(xué)平衡點(diǎn),故D說(shuō)法正確。
10.【2019屆東北三省三校高三一模】羰基硫(COS)與氫氣或與水在催化劑作用下的反應(yīng)如下:
Ⅰ.COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) △H1=-17k
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