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Word文档格式.docx
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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
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<
B.600K时,Y点甲醇的v(正)<
v(逆)
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
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)<
v(逆),B正确;
由图可知Y点和Z点甲醇转化率相等,若在Y点增大压强,平衡向逆反应方向移动,甲醇转化率减小,则甲醇的转化率将小于Z点甲醇转化率,C错误;
Y点和X点两点甲醇的平衡转化率不同,如果从Y点到X点平衡发生移动,不能使用催化剂,D错误。
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
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·
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
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<
K,反应正向进行,B错误;
反应是放热反应,若c点为平衡点,此时平衡常数小于T℃平衡常数,说明平衡逆向进行,是升温的结果,温度高于T℃,C正确;
T℃时平衡常数不变,曲线上各点处于平衡状态,c点不在曲线上,在该温度下不是平衡状态,D错误。
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
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·
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
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·
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·
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“=”)。
(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·
(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·
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
0.16
丙
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________________________________________________________________________
(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·
②实验乙中,
SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)
L-1)0.20.800
L-1)0.160.160.160.16
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)
L-1)0.20.300
L-1)aaaa
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,
L-1)0.80.200
L-1)0.180.180.180.18
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<
T2。
(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·
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<
T2(其他合理答案也可)
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·
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·
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________。
(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·
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。
(1)
(2)-99 < (3)③④ (4)3∶4 6.75或27/4
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