届高考化学总复习 冲刺热点演练 热点4 化学平衡中的图像图表.docx
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届高考化学总复习冲刺热点演练热点4化学平衡中的图像图表
2019届高考化学总复习冲刺热点演练热点4化学平衡中的图像图表
【解法指导】
1.解题思路
化学反应速率与化学平衡图像是高考常考题型,一般考查速率(浓度)—时间图像、含量(转化率)—时间—温度(压强)图像、恒温线(或恒压线)图像等。
图像作为一种思维方法在解题过程中也有着重要作用,可以将一些较为抽象的知识,转化为图像,然后进行解决。
看图像
一看轴(即纵坐标与横坐标的意义),二看点(即起点、拐点、交点、终点),三看线(即线的走向和变化趋势),四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线等),五看量的变化(如浓度变化、温度变化等)
想规律
看清图像后联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律
作判断
通过对比分析,作出正确判断
2.分析方法
认清坐标系,弄清纵、横坐标所代表的意义,并与有关原理相结合;看清起点,分清反应物、生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,一般生成物多数以原点为起点;看清曲线的变化趋势,注意渐变和突变,分清正、逆反应,从而判断反应特点;注意终点,例如在浓度时间图像上,一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量,并结合有关原理进行推理判断;先拐先平数值大,例如在转化率时间图像上,先出现拐点的曲线先达到平衡,此时逆向推理可得该曲线对应的温度高、浓度大或压强大;定一议二,当图像中有三个量时,先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。
3.解题策略
从“断点”着手,当可逆反应达到一种平衡后,若某一时刻外界条件发生改变,都可能使速率-时间图像的曲线出现不连续的情况,即出现“断点”。
根据“断点”前后的速率大小,即可对外界条件的变化情况作出判断;从“拐点”入手,同一可逆反应,若反应条件不同,达到平衡所用的时间也可能不同,反映到图像出现“拐点”的时间也就有差异。
根据外界条件对化学反应速率的影响,即可判断出温度的高低、压强或浓度的大小及是否使用催化剂;从曲线的变化趋势着手,对于速率-温度(或压强)图像,由于随着温度逐渐升高或压强逐渐增大,反应速率会逐渐增大,因此图像上出现的是平滑的递增曲线,注意温度或压强的改变对正、逆反应速率的影响是一致的,即要增大都增大,要减小都减小,反映到图像上,就是v(正)、v(逆)两条曲线的走势大致相同。
【热点演练】
1.反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0。
在一定条件下,将1molCO和2molH2通入密闭容器中进行反应,当改变某一外界条件(温度或压强)时,CH3OH的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示:
①平衡时,M点CH3OH的体积分数为10%,则CO的转化率为________。
②X轴上a点的数值比b点________(填“大”或“小”)。
某同学认为上图中Y轴表示温度,你认为他判断的理由是________________________________________________________。
2.汽车尾气净化中的一个反应如下:
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g),一定温度下,向容积为1L的密闭容器中充入一定量的NO和CO。
在t1时刻达到平衡状态,此时n(CO)=0.1mol,n(NO)=0.2mol,n(N2)=amol,且平衡时混合气体压强为初始气体压强的0.8。
①则该反应的平衡常数K=____________。
若保持温度及容器容积不变,平衡后在此基础上再向容器中充入2amol的N2、0.2mol的NO,平衡将____________(填“向左”、“向右”或“不”)移动。
②在t2时刻,改变某一外界条件,正反应速率的变化曲线如图所示,则可能改变的条件是_______。
3.以石灰石为原料通过系列反应将硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放。
但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,降低脱硫效率。
相关反应的热化学方程式如下:
CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)ΔH1=+218.4kJ·mol-1(反应Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g)ΔH2=-175.6kJ·mol-1(反应Ⅱ)
(1)对于有气体参与的反应,表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B),则反应Ⅰ的Kp=__________________________________________(用表达式表示)。
(2)假设某温度下,反应Ⅰ的速率(v1)小于反应Ⅱ的速率(v2),则如下图反应过程能量变化示意图正确的是____________(填字母,下同)。
(3)如图为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。
则降低该反应体系中产生的SO2生成量的措施有________。
A.向该反应体系中投入生石灰B.在合适的温度区间内控制较低的反应温度
C.降低CO的初始体积百分数D.提高反应体系的温度
4.①将一定量的CO2(g)和CH4(g)通入一恒容密闭容器中发生反应:
CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。
其他条件相同,在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ)作用下反应相同时间后,体系中CO含量随反应温度的变化如下图所示。
在a点与b点对应的反应条件下,反应继续进行一段时间后达到平衡,平衡常数Ka (填“>”、“<”或“=”)Kb;c点CO含量高于b点的原因是 。
②为了探究反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)的反应速率与浓度的关系,起始时向恒容密闭容器中通入CH4与CO2,使其物质的量浓度均为1.0mol·L-1。
平衡时,根据相关数据绘制出两条反应速率-浓度关系曲线:
v正-c(CH4)和v逆-c(CO)。
则与曲线v正-c(CH4)相对应的是上图中曲线 (填“甲”或“乙”);该反应达到平衡后,某一时刻降低温度,反应重新达到平衡,平衡常数减小,则此时曲线甲对应的平衡点可能为 (填字母,下同),曲线乙对应的平衡点可能为 。
5.SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化后制取硫酸或者硫酸铵,其中SO2发生催化氧化的反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。
若在T1℃、0.1MPa条件下,往一密闭容器通入SO2和O2[其中n(SO2)∶n(O2)=2∶1],测得容器内总压强与反应时间如右上图所示。
①该反应的化学平衡常数表达式:
K= 。
②图中A点时,SO2的转化率为 。
③计算SO2催化氧化反应在图中B点的压强平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
④若在T2℃、其他条件不变的情况下测得压强的变化曲线如上图所示,则T1 (填“>”、“<”或“=”)T2;其中C点的正反应速率vC(正)与A点的逆反应速率vA(逆)的大小关系为vC(正) (填“>”、“<”或“=”)vA(逆)。
6.已知:
H2S(g)=H2(g)+l/2S2(g),在恒温密闭容器中,控制不同温度进行H2S分解实验。
以H2S起始浓度均为cmol/L,测定H2S的转化率,H2S的平衡转化率与温度关系如图所示。
据图可知:
温度升高平衡常数K_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
若985℃时平衡常数K=0.04,则起始浓度c=______mol/L。
7.NOx的排放主要来自于汽车尾气,包含NO2和NO,有人提出用活性炭对NOx进行吸附,发生反应如下:
反应a:
C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)△H=-34.0kJ/mol反应b:
2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)△H=-64.2kJ/mol
(1)对于反应a,在T1℃时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下:
时间
0
10
20
30
40
50
NO
1.00
0.58
0.40
0.40
0.48
0.48
N2
0
0.21
0.30
0.30
0.36
0.36
①0~10min内,NO的平均反应速率v(NO)=_____,当升高反应温度,该反应的平衡常数K____________(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
②30min后,只改变某一条件,反应重新达到平衡;根据上表中的数据判断改变的条件可能是_________(填字母)。
a.加入一定量的活性炭b.通入一定量的NO
c.适当缩小容器的体积d.加入合适的催化剂
(2)某实验室模拟反应b,在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO2气体,维持温度为T2℃,如图为不同压强下反应b经过相同时间NO2的转化率随着压强变化的示意图。
请从动力学角度分析,1050kPa前,反应b中NO2转化率随着压强增大而增大的原因____________;在1100kPa时,NO2的体积分数为_________________________。
(3)用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp);在T2℃、1.1×106Pa时,该反应的化学平衡常数Kp=___________(计算表达式表示);已知:
气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。
8.用合成气生成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2,在10L恒容密闭容器中按物质的量之比1:
2充入CO和H2,测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示:
200℃时n(H2)随时间的变化如下表所示:
t/min
0
1
3
5
n(H2)/mol
8.0
5.4
4.0
4.0
①ΔH2 (填“>”“<”或“=”)0。
②写出两条可同时提高反应速率和CO转化率的措施:
。
③下列说法正确的是 (填字母)。
a.温度越高,该反应的平衡常数越大
b.达平衡后再充入稀有气体,CO的转化率提高
c.容器内气体压强不再变化时,反应达到最大限度
d.图中压强:
p1 ④0~3min内用CH3OH表示的反应速率v(CH3OH)= mol·L-1·min-1。 ⑤200℃时,该反应的平衡常数K= 。 向上述200℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入2molCO、4molH2、2molCH3OH,保持温度不变,则化学平衡 (填“正向”“逆向”或“不”)移动。 9.“硫化物沉淀法”镍的回收率不高,处理后废水中的镍含量难以达标。 “铁脱络-化学沉淀法”可达到预期效果,该法将镍转化为Ni(OH)2固体进而回收镍。 工艺流程如下: “脱络”(指镍元素由络合物NiR2转化成游离的Ni2+)过程中,R—与中间产物·OH(羟基自由基)反应生成难以与Ni2+络合的·R(有机物自由基),但·OH也能与H2O2发生反应。 反应的方程式如下: Fe2++H2O2Fe3++OH-+—OHi R-+—OHOH-+—Rii H2O2+2—OHO2↑+2H2Oiii 实验测得“脱络”过程中H2O2的加入量对溶液中镍去除率的影响如图所示: ①从平衡移动的角度解释加入Fe2+和H2O2能够实现“脱络”的原因是_________。 ②分析图中曲线,可推断过氧化氢的最佳加入量为_________g·L-1;低于或高于这个值,废水处理效果都下降,原因是_________。 10. (1)某温度下,在体积固定为2L的密闭容器中进行反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1=-90.7kJ.mol-l,将1molCO和2molH2混合,测得不同时刻的反应前后压强关系如下:
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