18版高考化学二轮复习难点增分四化学平衡图像专题训练.docx
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18版高考化学二轮复习难点增分四化学平衡图像专题训练
18版高考化学二轮复习难点增分四化学平衡图像专题训练
D
A.①表示随温度升高,平衡常数的变化
B.②表示t1时刻加入催化剂,反应速率随时间的变化
C.③表示恒压条件下,反应物的转化率随充入惰性气体体积的变化
D.④表示CO的体积分数随充入Cl2量的变化
解析:
选D 反应是吸热反应,升高温度平衡正向移动,平衡常数增大,A错误;催化剂改变反应速率不改变化学平衡,速率同等程度增大,速率变化曲线不符合,B错误;恒压容器中加入与平衡无关的气体,体积增大,压强减小,平衡正向进行,反应物转化率增大,C错误;充入Cl2,平衡逆向移动,CO的体积分数减小,D正确。
3.(2017·西安模拟)在容积一定的密闭容器中给定物质A、B、C的量,在一定条件下发生反应建立化学平衡:
aA(g)+bB(g)xC(g),符合下图所示的关系(C%表示平衡混合气中产物C的百分含量,T表示温度,p表示压强)。
在图中,Y轴是指( )
A.反应物A的百分含量
B.平衡混合气中物质B的百分含量
C.平衡混合气的密度
D.平衡混合气的平均摩尔质量
解析:
选D 由左图可知,在相同温度下,增大压强(p2>p1),C的百分含量增大,说明增大压强平衡向正反应方向移动,则有a+b>x;在相同压强下,升高温度(T1>T2),C的百分含量降低,说明升高温度平衡向逆反应移动,该反应的正反应为放热反应。
增大压强平衡向正反应方向移动,A的百分含量减小,与图像不符,A错误;增大压强平衡向正反应方向移动,B的百分含量减小,与图像不符,B错误;由于反应容器的容积不变,气体的质量不变,则温度变化,平衡混合气的密度不变,C错误;升高温度,平衡向逆反应方向移动,混合气体的物质的量增多,质量不变,平衡混合气的平均摩尔质量减小,增大压强,平衡向正反应方向移动,平衡混合气的平均摩尔质量增大,与图像相符合,D正确。
4.(2017·成都七中月考)在2L恒容密闭容器中充入2molX和1molY,发生反应:
2X(g)+Y(g)3Z(g),反应过程持续升高温度,测得X的体积分数与温度的关系如图所示。
下列推断正确的是( )
A.Q点时,Y的转化率最大
B.升高温度,平衡常数增大
C.W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率
D.平衡时充入Z,达到新平衡时Z的体积分数增大
解析:
选A 从开始到Q点是正向建立平衡的过程,转化率逐渐增大,从Q点到M点升高温度,平衡向左移动,X的转化率降低,Q点最大,A正确;分析图像,X的体积分数先减小到最低,这是化学平衡的建立过程,后增大,这是平衡的移动过程,升高温度,X的体积分数增大,说明升温平衡左移,平衡常数减小,B错误;M点温度高,故反应速率快,C错误;平衡时再充入Z,相当于增大压强,平衡不移动,体积分数相等,D错误。
5.甲醇脱氢可制取甲醛CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g) ΔH=Q,甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如图所示。
下列有关说法正确的是( )
A.Q<0
B.600K时,Y点甲醇的v(正) C.从Y点到Z点可通过增大压强实现 D.从Y点到X点可通过使用催化剂实现 解析: 选B 由图可知,温度越高甲醇的平衡转化率越高,说明升高温度化学平衡正向移动,反应为吸热反应,ΔΗ>0,A错误;600K时,Y点甲醇转化率大于X点甲醇平衡转化率,说明反应逆向进行,即v(正) 6.某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g)2C(g),达到平衡后,在不同的时间段,分别改变影响反应的一个条件,测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示: 下列说法中正确的是( ) A.30~40min内该反应使用了催化剂 B.化学方程式中的x=1,正反应为吸热反应 C.30min时降低温度,40min时升高温度 D.8min前A的平均反应速率为0.08mol·L-1·min-1 解析: 选D 若使用催化剂,则化学反应速率增大,A错误;由左图知,A、B的浓度变化相同,故A、B的化学计量数相同,都为1;由右图知,30min时改变的条件为减小压强,40min时改变的条件为升高温度,且升高温度平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,B、C错误;8min前A的平均反应速率为 =0.08mol·L-1·min-1,D正确。 7.(2017·青岛模拟)T℃时,在一固定容积的密闭容器中发生反应: A(g)+B(g)C(s) ΔH<0,按照不同配比充入A、B,达到平衡时容器中A、B浓度变化如图中曲线(实线)所示,下列判断正确的是( ) A.T℃时,该反应的平衡常数值为4 B.c点没有达到平衡,此时反应向逆向进行 C.若c点为平衡点,则此时容器内的温度高于T℃ D.T℃时,直线cd上的点均为平衡状态 解析: 选C 由A(g)+B(g)C(s) ΔH<0知,平衡常数K= = =0.25,A错误;依据图像可知,c点浓度商Q 8.(2015·四川高考)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应: C(s)+CO2(g)2CO(g)。 平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示: 已知: 气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。 下列说法正确的是( ) A.550℃时,若充入惰性气体,v正、v逆均减小,平衡不移动 B.650℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0% C.T℃时,若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动 D.925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0p总 解析: 选B A项,550℃时,若充入惰性气体,v正、v逆均减小,由于压强不变,相当于扩大了体积,平衡正向移动,错误;B项,根据图示可知,在650℃时,CO的体积分数为40%,根据反应方程式: C(s)+CO2(g)2CO(g),设开始加入1molCO2,反应掉了xmolCO2,则 C(s) + CO2(g)2CO(g) 起始(mol)10 变化(mol)x2x 平衡(mol)(1-x)2x 因此有: ×100%=40%,解得x=0.25,则CO2的平衡转化率为 ×100%=25%,正确;C项,由图可知,T℃时,CO与CO2的体积分数相等,在等压下充入等体积的CO和CO2,对原平衡条件无影响,平衡不移动,错误;D项,925℃时,CO的体积分数为96%,故Kp= = =23.04p总,错误。 9.(2017·武汉模拟)T℃时,在2L密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。 反应过程中X、Y、Z的物质的量的变化如图1所示;若保持其他条件不变,温度分别为T1和T2时,Z的百分含量与时间的关系如图2所示。 则下列结论正确的是( ) A.容器中发生的反应可表示为3X(g)+Y(g)===2Z(g) B.反应进行的前3min内,用X表示的反应速率v(X)=0.2mol·L-1·min-1 C.保持其他条件不变,升高温度,反应的化学平衡常数K减小 D.若改变反应条件,使反应进程如图3所示,则改变的条件是增大压强 解析: 选C A项,由图1知,X、Y为反应物,Z为生成物,且该反应为可逆反应,Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)=0.6∶0.2∶0.4=3∶1∶2,所以反应的化学方程式为3X(g)+Y(g)2Z(g),错误;B项,反应进行的前3min内,v(X)= =0.1mol·L-1·min-1,错误;C项,由图2知,T2>T1温度升高时Z的百分含量降低,说明平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,正确;D项,图3与图1比较,图3到达平衡所用的时间短,说明反应速率增大,但平衡状态没有发生改变,应是加入催化剂所致,错误。 10.(2017·临沂模拟)工业上有一种方法有效地开发利用CO2,是用CO2来生产燃料甲醇。 为探究反应原理,进行如下实验,在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0kJ·mol-1。 测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。 (1)从反应开始到平衡,CO2的平均反应速率v(CO2)=________mol·L-1·min-1。 (2)氢气的转化率=________。 (3)求此温度下该反应的平衡常数K=________。 (4)下列措施中能使平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是________。 A.将H2O(g)从体系中分离出去 B.充入He(g),使体系压强增大 C.升高温度 D.再充入1molCO2和3molH2 (5)当反应达到平衡时,CO2的物质的量浓度为c1,然后向容器中再加入一定量CO2,待反应再一次达到平衡后,CO2的物质的量浓度为c2,则c1______c2(填“>”“<”或“=”)。 解析: (1)利用三段式法列式计算 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 起始(mol·L-1)1 3 0 0 变化(mol·L-1)0.752.250.750.75 平衡(mol·L-1)0.250.750.750.75 v(CO2)= =0.075mol·L-1·min-1。 (2)氢气的转化率= ×100%=75%。 (3)K= = =5.33。 (4)要使n(CH3OH)/n(CO2)增大,应使平衡向正反应方向移动。 A项,将H2O(g)从体系中分离,平衡向正反应方向移动,正确;B项,充入He(g),使体系压强增大,但平衡不移动,n(CH3OH)/n(CO2)不变,错误;C项,因正反应放热,升高温度平衡向逆反应方向移动,则n(CH3OH)/n(CO2)减小,错误;D项,再充入1molCO2和3molH2,相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,则n(CH3OH)/n(CO2)增大,正确。 (5)向容器中再加入一定量CO2,c(CO2)增大,平衡向右移动,故c1<c2。 答案: (1)0.075 (2)75% (3)5.33 (4)AD (5)< 11.硫及其化合物对人类的生产和生活有着重要的作用。 (1)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-198kJ·mol-1是制备硫酸的重要反应。 在容积为VL的密闭容器中起始充入2molSO2和1molO2,反应在不同条件下进行,反应体系总压强随时间的变化如图所示。 与实验a相比,实验b改变的条件是________,判断的依据________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)二氧化硫在一定条件下还可以发生如下反应: SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=-42kJ·mol-1。 在1L恒容密闭容器中充入SO2(g)和NO2(g),所得实验数据如下: 实验编号 温度 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol n(SO2) n(NO2) n(NO) 甲 T1 0.80 0.20 0.18 乙 T2 0.20 0.80 0.16 丙 T2 0.20 0.30 a ①实验甲中,若2min时测得放出的热量是4.2kJ,则0~2min时间内,用SO2(g)表示的平均反应速率v(SO2)=____________________。 ②实验丙中,达到平衡时,NO2的转化率为________。 ③由表中数据可推知,T1________T2(填“>”“<”或“=”),判断的理由是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析: (1)与a相比,曲线b首先达到平衡,则反应速率快,而且平衡时的压强比曲线a大,应该是升高温度。 (2)①实验甲中,若2min时测得放出的热量是4.2kJ,则消耗SO20.1mol,0~2min时间内,v(SO2)= =0.05mol·L-1·min-1。 ②实验乙中, SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) 起始(mol·L-1)0.20.800 变化(mol·L-1)0.160.160.160.16 平衡(mol·L-1)0.040.640.160.16 平衡常数K=0.162/0.64×0.04=1,由于丙的温度与乙相同,因此丙实验达平衡时,平衡常数也是1,设转化的NO2的浓度为a SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) 起始(mol·L-1)0.20.300 变化(mol·L-1)aaaa 平衡(mol·L-1)0.2-a0.3-aaa K=a2/(0.2-a)(0.3-a)=1,a=0.12,NO2的转化率为0.12/0.30=40%。 ③实验甲中, SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) 起始(mol·L-1)0.80.200 变化(mol·L-1)0.180.180.180.18 平衡(mol·L-1)0.620.020.180.18 K= =2.613>1,而该反应的正向是放热反应,故T1 答案: (1)升高温度 实验b与a相比,压强增大,反应速率快(其他合理答案也可) (2)①0.05mol·L-1·min-1 ②40% ③< T1时,该反应的平衡常数K1=2.613,T2时,该反应的平衡常数K2=1,该反应正反应为放热反应,所以T1 12.甲醇是重要的化工原料。 利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下: ①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1 ②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-58kJ·mol-1 ③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3=+41kJ·mol-1 回答下列问题: (1)CO2的电子式是________________________________________________________。 (2)ΔH1=______kJ·mol-1,①反应正向的熵变ΔS______0(填“>”“<”或“=”)。 (3)在容积为2L的密闭容器中,充入一定量CO2和H2合成甲醇(上述②反应),在其他条件不变时,温度T1、T2对反应的影响图像如图,下列说法正确的是______(填序号)。 ①温度为T1时,从反应到平衡,生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)=nA/tAmol·L-1·min-1 ②当v(CH3OH)=v(H2O)时,说明反应达到平衡 ③混合气体的平均相对分子质量A点大于B点 ④处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时n(H2)与n(CH3OH)比值增大 (4)在T1温度时,将2molCO2和6molH2充入2L密闭容器中,充分反应(上述②反应)达到平衡后,若CO2转化率为50%,则容器内的压强与起始压强之比为________;T1温度,反应CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)的平衡常数数值为________。 解析: (1)CO2的电子式为 (2)由已知根据盖斯定律,得②-③=①,故ΔH1=ΔH2-ΔH3=-99kJ·mol-1,反应①中气体的物质的量减小,属于熵减小的反应。 (3)①温度为T1时,从反应到平衡,生成甲醇的平均速率v(CH3OH)= =nA/2tAmol·L-1·min-1,错误;②v(CH3OH)=v(H2O),没有反映出反应方向,不能说明反应达到平衡,错误;③该反应属于气体物质的量减少的反应,甲醇的物质的量越多,混合气体的物质的量越少,混合气体的平均相对分子质量越大,混合气体的平均相对分子质量A点大于B点,正确;④处于A点的反应体系从T1变到T2,平衡向逆反应方向移动,达到平衡时n(H2)与n(CH3OH)比值增大,正确。 (4)CO2的转化率为50%,转化的二氧化碳为1mol,则 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 起始(mol)2600 变化(mol)1311 平衡(mol)1311 相同条件下,气体的压强之比等于物质的量之比,容器内的压强与起始压强之比为= = ,平衡常数= = = ,CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)的平衡常数与CO2+3H23OH+H2O的平衡常数互为倒数,因此CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)的平衡常数为 =6.75。 答案: (1) (2)-99 < (3)③④ (4)3∶4 6.75或27/4
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