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(高考化學(xué)專練)題型12化學(xué)平衡圖表分析(解析版)(高考化學(xué)專練)題型12化學(xué)平衡圖表分析(解析版)/(高考化學(xué)專練)題型12化學(xué)平衡圖表分析(解析版)題型12化學(xué)平衡圖表分析目錄TOC\o"1-2"\h\u 1【考向一】“接續(xù)”圖像分析 1【考向二】“斷點(diǎn)”圖像分析 4【考向三】“拐點(diǎn)”圖像分析 7【考向四】“殘缺”圖像分析 10【考向五】平滑曲線圖像分析 13【考向六】變量控制圖像分析 16【考向七】轉(zhuǎn)化率—投料比—溫度圖像分析 19【考向八】新型陌生圖像分析 24 29【考向一】"接續(xù)”圖像分析【典例1】在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0,其速率-時(shí)間圖像如下,則t1時(shí)刻改變的條件可能是A.升高溫度 B.加入催化劑C.充入一定量的氧氣 D.充入一定量的氦氣【答案】C【分析】t1時(shí)刻正反應(yīng)速率突然增大,逆反應(yīng)速率逐漸增大,說(shuō)明反應(yīng)物濃度突然增大,生成物濃度緩慢增大,則說(shuō)明加入了反應(yīng)物,則改變的條件可能是加入了SO2或者O2或者SO2、O2.【解析】A.反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0,為體積減小、放熱的反應(yīng),升高溫度,正逆反應(yīng)速率均增大,均大于原反應(yīng)速率,平衡逆向移動(dòng),A錯(cuò)誤;B.加入催化劑,正逆反應(yīng)速率均增大,且均大于原反應(yīng)速率,兩者速率改變程度相同,B錯(cuò)誤;C.充入一定量的氧氣,反應(yīng)物濃度突然增大,正反應(yīng)速率突然增大,逆反應(yīng)速率逐漸增大,符合圖像,C正確;D.充入一定量的氦氣,平衡不移動(dòng),D錯(cuò)誤;故選C.以N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1為例.①外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)等)增強(qiáng),曲線在原圖像的上方;條件減弱,曲線在原圖像的下方.②濃度改變時(shí),圖像中一條曲線連續(xù),一條曲線不連續(xù);其他條件改變,圖像中曲線不連續(xù).條件變化速率變化速率變化曲線增大反應(yīng)物的濃度v正、v逆均增大,且v′正>v′逆減小反應(yīng)物的濃度v正、v逆均減小,且v′逆>v′正增大生成物的濃度v正、v逆均增大,且v′逆>v′正減小生成物的濃度v正、v逆均減小,且v′正>v′逆【變式1-1】已知反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=-92kJ·mol-1溫度不同(T2>T1).下列圖象正確的是圖象選項(xiàng)ABCDA.A B.B C.C D.D【答案】B【解析】A.反應(yīng)正向體積減小,增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng),氫氣的體積分?jǐn)?shù)應(yīng)該減小,故A錯(cuò)誤;B.T2先達(dá)到平衡,T1<T2,反應(yīng)正向放熱,升高溫度平衡逆向移動(dòng),氮?dú)廪D(zhuǎn)化率T1>T2,故B正確;C.改變溫度,反應(yīng)速率應(yīng)該同時(shí)增大或同時(shí)減小,不可能一個(gè)方向速率增大,一個(gè)方向速率不變,故C錯(cuò)誤;D.反應(yīng)正向放熱,升高溫度平衡你想移動(dòng),平衡常數(shù)減小,故D錯(cuò)誤;故選B.【變式1-2】(2023上·河北石家莊·高三石家莊精英中學(xué)期中)一定溫度下,密閉容器中發(fā)生反應(yīng)A(s)+3B(g)?C(g)+2D(g)△H<0,下列圖示與對(duì)應(yīng)的敘述相符的是A.t1時(shí),減小C的濃度 B.縱坐標(biāo)表示生成物含量C.t1時(shí),一定使用了催化劑 D.縱坐標(biāo)表示反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率【答案】B【解析】A.t1時(shí),減小C的濃度,反應(yīng)速率應(yīng)該減小而不是增大,故A錯(cuò)誤;B.由圖像可知,T2溫度下先平衡,說(shuō)明T2>T1,升高溫度生成物含量減小,平衡逆向移動(dòng),逆反應(yīng)吸熱,正反應(yīng)放熱,與反應(yīng)特點(diǎn)相符合,故B正確;C.該反應(yīng)是氣體體積相等的反應(yīng),使用催化劑或增大壓強(qiáng),正逆反應(yīng)速率同等程度的增大,平衡不移動(dòng),不一定是使用了催化劑,故C錯(cuò)誤;D.該反應(yīng)是氣體體積相等的反應(yīng),壓強(qiáng)改變平衡不移動(dòng),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率不變,故D錯(cuò)誤.答案選B.【考向二】"斷點(diǎn)”圖像分析【典例2】在容積不變的密閉容器中存在:3H2(g)+3CO(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g)ΔH<0,其他條件不變時(shí),改變某一條件對(duì)上述反應(yīng)速率的影響,下列分析正確的是A.圖I研究的是t0時(shí)刻增大H2的物質(zhì)的量濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響B(tài).圖I研究的是t0時(shí)刻降低溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響C.圖II研究的是t0時(shí)刻增大壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響D.圖II研究的是t0時(shí)刻使用催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響【答案】D【解析】A.增大反應(yīng)物濃度,瞬間正反應(yīng)速率增大、逆反應(yīng)速率不變,圖I研究的不可能是t0時(shí)刻增大H2的物質(zhì)的量濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,A錯(cuò)誤;B.降低溫度,正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率都下降,圖I研究的不可能是t0時(shí)刻降低溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響,B錯(cuò)誤;C.該反應(yīng)氣體分子總數(shù)減小,所以增壓正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率都加快、但正反應(yīng)速率增加得更快,圖II研究的不可能是t0時(shí)刻增大壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響,C錯(cuò)誤;D.使用催化劑能同等程度地加快正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率、圖II研究的是t0時(shí)刻使用催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響,D正確;答案選D.以N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1為例.①外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)等)增強(qiáng),曲線在原圖像的上方;條件減弱,曲線在原圖像的下方.②濃度改變時(shí),圖像中一條曲線連續(xù),一條曲線不連續(xù);其他條件改變,圖像中曲線不連續(xù).③若"斷點(diǎn)”后的速率增大,且正、逆反應(yīng)速率增大程度不同,則可能是升高溫度或增大壓強(qiáng);若"斷點(diǎn)”后的速率減小,且正、逆反應(yīng)速率減小程度不同,則可能是降低溫度或減小壓強(qiáng);再利用平衡移動(dòng)方向作出具體的判斷.(1)溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響條件變化速率變化速率變化曲線升高溫度v正、v逆均增大,且v′逆>v′正降低溫度v正、v逆均減小,且v′正>v′逆(2)壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響條件變化速率變化速率變化曲線增大壓強(qiáng)v正、v逆均增大,且v′正>v′逆減小壓強(qiáng)v正、v逆均減小,且v′逆>v′正(3)催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響條件變化速率變化速率變化曲線使用催化劑v正、v逆同等倍數(shù)增大(4)對(duì)于反應(yīng)前后氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)之和相等的反應(yīng),改變壓強(qiáng)時(shí),v正、v逆同等倍數(shù)增大或減小,速率變化曲線如圖:(5)變化趨勢(shì)不同的"突變點(diǎn)”可能是容器體積和物質(zhì)的量共同變化引起的圖像條件變化恒溫恒壓下,增大反應(yīng)物的濃度恒溫恒壓下,增大生成物的濃度條件變化加入催化劑增大等體反應(yīng)的壓強(qiáng)【變式2-1】可逆反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡狀態(tài).在t1時(shí)刻改變某一條件,化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示.下列說(shuō)法正確的是A.維持溫度、反應(yīng)體系容積不變,t1時(shí)充入SO3(g)B.維持溫度、壓強(qiáng)不變,t1時(shí)充入SO3(g)C.維持體積不變,t1時(shí)升高反應(yīng)體系溫度D.維持溫度、容積不變,t1時(shí)充入一定量Ar【答案】B【分析】由圖象可知,在t1時(shí)刻改變某一條件,正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率減小,據(jù)此選擇符合條件的選項(xiàng).【解析】A.維持溫度、反應(yīng)體系容積不變,t1時(shí)充入SO3(g),此時(shí)逆反應(yīng)速率增大,正反應(yīng)速率不變,故A錯(cuò)誤;B.維持溫度、壓強(qiáng)不變,t1時(shí)充入SO3(g),此時(shí)逆反應(yīng)速率增大,而且體積增大導(dǎo)致正反應(yīng)速率減小,故B正確;C.維持體積不變,t1時(shí)升高反應(yīng)體系溫度,正逆反應(yīng)速率都增大,與圖象不符,故C錯(cuò)誤;D.維持溫度、容積不變,t1時(shí)充入一定量Ar,反應(yīng)物和生成物濃度都不變,正逆反應(yīng)速率都不變,故D錯(cuò)誤;答案選B.【變式2-2】在容積不變的密閉容器中,發(fā)生可逆反應(yīng)A(g)+2B(g)3C(g)+D(s)ΔH<0,當(dāng)其他條件不變時(shí)改變某一條件,對(duì)此反應(yīng)的影響可用如圖像表示.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.圖Ⅰ表示t1時(shí)刻升高溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響B(tài).圖Ⅰ不能表示t1時(shí)刻增大C物質(zhì)的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響C.圖Ⅱ一定表示的是在t1時(shí)刻使用了催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響D.圖Ⅲ乙的溫度比甲的溫度高【答案】C【解析】A.升高溫度正逆反應(yīng)速率均增大,又反應(yīng)為放熱反應(yīng),則升溫后平衡逆向進(jìn)行,圖像符合要求,故A正確;B.C物質(zhì)的濃度為生成物的濃度,增大其濃度,正逆反應(yīng)速率均增大,但是在增大的瞬間,正反應(yīng)速率不變,所以正反應(yīng)速率在t1時(shí)刻不變,不會(huì)離開原平衡點(diǎn),所以圖Ⅰ不能表示t1時(shí)刻增大C物質(zhì)的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,故B正確;C.催化劑只改變反應(yīng)速率,不影響平衡的移動(dòng),和圖示效果一樣,但該反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng),增大壓強(qiáng),也只改變反應(yīng)速率,不影響平衡的移動(dòng),與圖像變化規(guī)律相符,故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)"先拐先平數(shù)值大”的規(guī)律可知,圖Ⅲ乙的溫度比甲的溫度高,故D正確;故選C.【考向三】"拐點(diǎn)”圖像分析【典例3】在一密閉容器中有如下反應(yīng):aX(g)+bY(g)nW(g);ΔH,某化學(xué)興趣小組的同學(xué)根據(jù)此反應(yīng)在不同條件下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),作出了如下曲線圖:其中,ω(W)表示W(wǎng)在反應(yīng)混合物中的體積分?jǐn)?shù),t表示反應(yīng)時(shí)間.當(dāng)其它條件不變時(shí),下列分析正確的是A.圖Ⅰ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且p2>p1,a+b<nB.圖Ⅱ可能是不同壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響,且p1>p2,n<a+bC.圖Ⅱ可能是在同溫同壓下催化劑對(duì)反應(yīng)的影響,且2使用的催化劑效果好D.圖Ⅲ可能是不同溫度對(duì)反應(yīng)的影響,且T1>T2,ΔH<0【答案】A【解析】A.壓強(qiáng)大反應(yīng)速率快,所以p2>p1,若a+b<n,則增大壓強(qiáng),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以生成物的體積分?jǐn)?shù)降低,A正確;B.壓強(qiáng)大反應(yīng)速率快,所以p1>p2,若a+b>n,則增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),生成物的含量增大,B不正確;C.根據(jù)圖Ⅱ的變化特點(diǎn)可知,條件的改變并沒有影響到平衡狀態(tài),但1到達(dá)平衡的時(shí)間縮短了,所以1使用的催化劑效果好,C不正確;D.溫度高反應(yīng)速率快,所以T1>T2,若正反應(yīng)是放熱反應(yīng),則升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),生成物的含量降低,D不正確;答案選A.已知不同溫度或壓強(qiáng)下,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率α(或百分含量)與時(shí)間的關(guān)系曲線,推斷溫度的高低及反應(yīng)的熱效應(yīng)或壓強(qiáng)的大小及氣體物質(zhì)間的化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系.[以A(g)+B(g)C(g)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率αA為例說(shuō)明]解答這類圖像題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn):(1)"先拐先平,數(shù)值大”原則分析反應(yīng)由開始(起始物質(zhì)相同時(shí))達(dá)到平衡所用時(shí)間的長(zhǎng)短可推知反應(yīng)條件的變化.①若為溫度變化引起,溫度較高時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短.如圖甲中T2>T1.②若為壓強(qiáng)變化引起,壓強(qiáng)較大時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短.如圖乙中p1>p2.③若為是否使用催化劑,使用適宜催化劑時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡所需時(shí)間短.如圖丙中a使用催化劑.(2)正確掌握?qǐng)D像中反應(yīng)規(guī)律的判斷方法①圖甲中,T2>T1,升高溫度,αA降低,平衡逆向移動(dòng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng).②圖乙中,p1>p2,增大壓強(qiáng),αA升高,平衡正向移動(dòng),則正反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng).③若縱坐標(biāo)表示A的百分含量,則甲中正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),乙中正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng).【變式3-1】(2023·全國(guó)·高三專題練習(xí))在體積不變的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):.下列各圖表示其他條件不變時(shí),改變某一條件對(duì)上述反應(yīng)的影響,其中分析正確的是A.圖A表示t0時(shí)刻增大NH3的濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響B(tài).圖B中的a曲線表示使用催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響C.圖C表示溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響,且T1>T2D.圖D中a、b、c三點(diǎn)中只有b點(diǎn)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)【答案】B【分析】,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),且為分子數(shù)減少的反應(yīng).【解析】A.圖A中t0時(shí)刻時(shí),正反應(yīng)和逆反應(yīng)均增加,且,逆向進(jìn)行,改變的條件為升高溫度,故A錯(cuò)誤;B.圖B中a、b曲線平衡狀態(tài)一致,且曲線a比b先達(dá)到平衡,所以曲線a為加了催化劑的反應(yīng),反應(yīng)速率增大,故B正確;C.圖C中T2條件下先達(dá)到平衡,反應(yīng)速率增大,且平衡逆移,故T2>T1,故C錯(cuò)誤;D.圖D中表示平衡常數(shù)與溫度的變化關(guān)系,曲線上的個(gè)點(diǎn)均為平衡點(diǎn),故D錯(cuò)誤;故選B.【變式3-2】(2023上·黑龍江大慶·高三肇州縣第二中學(xué)???圖像對(duì)應(yīng)的敘述正確的是A.圖丁:該正向反應(yīng)在任何溫度下都能自發(fā)進(jìn)行B.圖丙:對(duì)圖中反應(yīng)升高溫度,該反應(yīng)平衡常數(shù)減小C.圖乙:時(shí)刻改變的條件只能是加入催化劑D.圖甲:A的平衡轉(zhuǎn)化率為【答案】D【解析】A.先拐先平數(shù)值大,圖?。焊鶕?jù)下面兩根曲線得到P2>P1,增大壓強(qiáng),C%增大,說(shuō)明正向移動(dòng),反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),為熵減反應(yīng);根據(jù)上面兩根曲線得到T2<T1,升高溫度,C%減小,說(shuō)明逆向移動(dòng),反應(yīng)為放熱反應(yīng),焓變小于零;則反應(yīng)為放熱的熵減反應(yīng),在低溫下利于反應(yīng)的自發(fā)進(jìn)行,A錯(cuò)誤;B.圖丙:對(duì)圖中反應(yīng)升高溫度,正反應(yīng)增大的速率大于逆反應(yīng)增大的速率,說(shuō)明平衡正向移動(dòng),該反應(yīng)是吸熱反應(yīng),升高溫度平衡正向進(jìn)行,該反應(yīng)平衡常數(shù)增大,B錯(cuò)誤;C.圖乙:反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),根據(jù)圖中信息得到時(shí)刻改變的條件可能是加入催化劑,也可能是加壓,C錯(cuò)誤;D.圖甲:反應(yīng)生成0.4molC、剩余0.8molA,根據(jù)化學(xué)方程式可知,反應(yīng)0.8molA,則A的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,D正確;故選D.【考向四】"殘缺”圖像分析【典例4】(2023上·新疆烏魯木齊·高三烏魯木齊市第九中學(xué)??茧A段練習(xí))在一體積可變的恒溫密閉容器中發(fā)生反應(yīng)
,每次達(dá)到平衡后僅改變其中一個(gè)反應(yīng)條件,正反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化如圖所示,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.時(shí)可能是升高溫度 B.時(shí)可能是擴(kuò)大容器體積C.時(shí)可能是充入了部分 D.時(shí)可能是加入了高效催化劑【答案】A【解析】A.根據(jù)圖像,時(shí)V正跳躍性增大,平衡正向移動(dòng);正反應(yīng)放熱,升高溫度,反應(yīng)速率加快,平衡逆向移動(dòng),所以不可能是升高溫度,故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)圖像,時(shí)V正跳躍性減小,平衡逆向移動(dòng);正反應(yīng)氣體系數(shù)和減小,擴(kuò)大容器體積,壓強(qiáng)減小,反應(yīng)速率減慢,平衡逆向移動(dòng),故B正確;C.根據(jù)圖像,時(shí)V正逐漸增大,平衡逆向移動(dòng);充入了部分,Z濃度增大,反應(yīng)速率增大,平衡逆向移動(dòng),故C正確;
D.根據(jù)圖像,時(shí)正逆反應(yīng)速率同等程度增大,平衡不移動(dòng),可能是加入了高效催化劑,故D正確;選A.部分正逆反應(yīng)速率圖像對(duì)于部分正逆反應(yīng)速率不全的圖像分析,要進(jìn)行補(bǔ)全再分析,這樣就能判斷出反應(yīng)進(jìn)行的方向,并根據(jù)條件進(jìn)行條件改變的判斷.(1)已知:A(g)+2B(g)3C(g)ΔH<0,向一恒溫恒容的密閉容器中充入1molA和2molB發(fā)生反應(yīng),t1時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)I,在t2時(shí)改變某一條件,t3時(shí)重新達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅱ,正反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化如圖所示.(2)在某一恒溫體積可變的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):
,時(shí)刻達(dá)到平衡后,在時(shí)刻改變某一條件,其反應(yīng)過程(Ⅰ、Ⅱ)如圖所示.下列說(shuō)法中不正確的是【變式4-1】一定溫度下,密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0.測(cè)得v正(SO2)隨反應(yīng)時(shí)間(t)的變化如圖所示.下列有關(guān)說(shuō)法正確的是A.t2時(shí)改變的條件:只加入一定量的SO2B.t1時(shí)平衡常數(shù)K1大于t3時(shí)平衡常數(shù)K3C.t1時(shí)平衡混合氣的M1大于t3時(shí)平衡混合氣的M3D.t1時(shí)平衡混合氣中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】A.t2時(shí),v正(SO2)突然增大,且達(dá)到平衡后速率恢復(fù)至原來(lái)的速率,如果只加入一定量的SO2,達(dá)到新的平衡后,速率大于原來(lái)的速率,A錯(cuò)誤;B.平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),一定溫度下,K值不變,B錯(cuò)誤;C.平衡狀態(tài)相同,各物質(zhì)的百分含量相同,平均摩爾質(zhì)量相同,C錯(cuò)誤;D.平衡狀態(tài)相同,各物質(zhì)的百分含量相同,D正確.故選D.【變式4-2】某反應(yīng)4A(g)mB(g)+2C(g)
ΔH<0,正反應(yīng)速率的變化如圖.其中t1、t2、t3、t4只改變一個(gè)條件,t2時(shí)刻圖象變化并非加入催化劑引起,下列敘述中錯(cuò)誤的是A.m=2 B.t1時(shí)增大了A的濃度C.t3時(shí)減小了壓強(qiáng) D.t1至t4時(shí)間段內(nèi),化學(xué)平衡常數(shù)的值保持不變【答案】C【解析】t1、t2、t3、t4是平衡后只改變一個(gè)條件:t2時(shí)刻圖象變化并非加入催化劑引起,而且t2時(shí)正逆反應(yīng)速率都增大,且相等,說(shuō)明增大了壓強(qiáng),平衡不發(fā)生移動(dòng),該可逆反應(yīng)為體積不變的反應(yīng),即4=m+2;結(jié)合濃度、壓強(qiáng)、溫度對(duì)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡常數(shù)的影響解答.【解析】A.由分析可知,該可逆反應(yīng)為體積不變的反應(yīng),即4=m+2,則m=2,故A正確;B.t1時(shí)正反應(yīng)速率瞬間增大,然后逐漸減小,平衡正向移動(dòng),而升高溫度,平衡逆向移動(dòng),所以不能改變溫度,則t1時(shí)增大了A的濃度,故B正確;C.該可逆反應(yīng)為體積不變的反應(yīng),減小壓強(qiáng)平衡不移動(dòng),則t3時(shí)不是減小壓強(qiáng),故C錯(cuò)誤;D.t1至t4時(shí)間段內(nèi),溫度沒有變化,所以化學(xué)平衡常數(shù)的值保持不變,故D正確.答案選C.【考向五】平滑曲線圖像分析 【典例5】一定溫度下,向容積為2L的密閉容器中通入兩種氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng),反應(yīng)中各物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化如圖所示,下列對(duì)該反應(yīng)的推斷不合理的是A.在0~6s內(nèi),C的化學(xué)反應(yīng)速率約為0.067mol·L-1·s-1B.6s后,反應(yīng)停止了C.該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3B+4C?6A+2DD.在0~4s內(nèi),v(A)=3v(D)【答案】B【解析】A.在0~6s內(nèi),C的化學(xué)反應(yīng)速率約為,A正確;B.6s后,反應(yīng)達(dá)平衡,正、逆反應(yīng)速率相等但不等于零,反應(yīng)沒有停止,只是達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,B錯(cuò)誤;C.由圖中信息可知,0~6s內(nèi)B、C物質(zhì)的量分別減小0.6mol、0.8mol,A、D物質(zhì)的量分別增加1.2mol、0.4mol,所以B、C、A、D系數(shù)比為3∶4∶6∶2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3B+4C?6A+2D,C正確;D.在0~4s內(nèi),用不同物質(zhì)表示表示反應(yīng)速率,速率比等于方程式系數(shù)比,v(A)=3v(D),D正確;故答案選B.已知不同溫度下的轉(zhuǎn)化率—壓強(qiáng)圖像或不同壓強(qiáng)下的轉(zhuǎn)化率—溫度圖像,推斷反應(yīng)的熱效應(yīng)或反應(yīng)前后氣體物質(zhì)間化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系.[以反應(yīng)A(g)+B(g)C(g)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率αA為例說(shuō)明]解答這類圖像題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn):(1)"定一議二”原則:可通過分析相同溫度下不同壓強(qiáng)時(shí)反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率大小來(lái)判斷平衡移動(dòng)的方向,從而確定反應(yīng)方程式中反應(yīng)物與產(chǎn)物氣體物質(zhì)間的化學(xué)計(jì)量數(shù)的大小關(guān)系.如甲中任取一條溫度曲線研究,壓強(qiáng)增大,αA增大,平衡正向移動(dòng),正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),乙中任取橫坐標(biāo)一點(diǎn)作橫坐標(biāo)的垂直線,也能得出相同結(jié)論.(2)通過分析相同壓強(qiáng)下不同溫度時(shí)反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率的大小來(lái)判斷平衡移動(dòng)的方向,從而確定反應(yīng)的熱效應(yīng).如利用上述分析方法,在甲中作橫坐標(biāo)的垂直線,乙中任取一曲線,即能分析出正反應(yīng)為放熱反應(yīng).(3)等溫(壓)平衡曲線解讀①縱坐標(biāo)Y可表示物質(zhì)的量、濃度、轉(zhuǎn)化率以及物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等含義.②解題分析時(shí),常需要作輔助線(對(duì)橫坐標(biāo)軸作垂線),若橫坐標(biāo)表示溫度(或壓強(qiáng)),則此輔助線為等溫線(或等壓線).③如圖丙所示,在曲線上的每個(gè)點(diǎn)(如B點(diǎn))都達(dá)到平衡狀態(tài),若縱坐標(biāo)表示反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率,則有:A點(diǎn)是非平衡狀態(tài),若要達(dá)到平衡,需降低轉(zhuǎn)化率,即平衡要向逆反應(yīng)方向移動(dòng),此點(diǎn)v正<v逆;C點(diǎn)是非平衡狀態(tài),若要達(dá)到平衡,需增大轉(zhuǎn)化率,即平衡要向正反應(yīng)方向移動(dòng),此點(diǎn)v正>v逆;處于平衡狀態(tài)或非平衡狀態(tài)的各點(diǎn)的反應(yīng)速率,其大小主要由溫度決定,故有vC>vB>vA.【變式5-1】(2023上·河北·高三石家莊一中校聯(lián)考期中)工業(yè)上用CO生產(chǎn)甲醇的反應(yīng)為.圖1表示反應(yīng)中能量的變化;圖2表示一定溫度下,在體積固定為2L的密閉容器中加入4molH2和一定量的CO(g)后,CO(g)和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間的變化;圖3表示不同壓強(qiáng)P1、P2下平衡時(shí)甲醇百分含量隨溫度變化的情況.下列敘述不正確的A.此反應(yīng)在低溫時(shí)自發(fā)進(jìn)行,圖1中曲線b表示使用催化劑的能量變化B.若CO、H2、CH3OH(g)的燃燒熱△H分別為akJ·mol-1、bkJ·mol-1、ckJ·mol-1,則C.由圖2知,其他條件不變,再充入1molCO和2molH2,反應(yīng)達(dá)到新平衡時(shí)D.P1<P2【答案】C【解析】A.根據(jù)題意,該反應(yīng)H<0,S<0,根據(jù)G=H-TS<0可得,反應(yīng)在低溫下自發(fā),曲線b活化能改變,但H不變,屬于催化劑對(duì)反應(yīng)的影響,A正確;B.①△H=akJ·mol-1,②△H=bkJ·mol-1,③△H=ckJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律,該反應(yīng)=①+2×②-③,故,B正確;C.由圖2知,在2molCO和4molH2投料時(shí),平衡后,保持容器體積不變,再充入1molCO和2molH2,投料比例相同,體系相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),CH3OH的占比含量增大,則新平衡時(shí),C錯(cuò)誤;D.其他條件不變時(shí),增大壓強(qiáng),CH3OH的體積分?jǐn)?shù)增大,則P2>P1,D正確;答案選C.【變式5-2】已知反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)
ΔH=+57kJ·mol-1,在溫度為T1、T2時(shí),平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線如圖所示.下列說(shuō)法正確的是A.A、C兩點(diǎn)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量:A>CB.A、C兩點(diǎn)氣體的顏色:A淺,C深C.由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加催化劑的方法D.A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率:A>C【答案】B【分析】反應(yīng)正向放熱,相同壓強(qiáng)T2比T1二氧化氮體積分?jǐn)?shù)大,因此T1<T2;反應(yīng)正向體積增大,相同溫度下,p1比p2二氧化氮體積分?jǐn)?shù)小,p1<p2.【解析】A.據(jù)分析,A→C平衡逆向移動(dòng),平均相對(duì)分子質(zhì)量增大,故A錯(cuò)誤;B.據(jù)分析,A→C平衡逆向移動(dòng),A顏色淺C顏色深,故B正確;C.催化劑不能改變平衡,因此加入催化劑不能由狀態(tài)B到狀態(tài)A,故C錯(cuò)誤;D.據(jù)分析A→C增大壓強(qiáng),A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率:A<C,故D錯(cuò)誤;故選B.【考向六】變量控制圖像分析【典例6】反應(yīng)
在某一時(shí)間段內(nèi)的反應(yīng)速率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系曲線如圖,其中SO3的百分含量最高的一段時(shí)間是A. B. C. D.【答案】B【解析】根據(jù)圖象信息,t0~t1,為平衡狀態(tài),t1~t2,平衡逆向移動(dòng),消耗三氧化硫,三氧化硫百分含量比t0~t1時(shí)間段小,t3~t4,平衡不移動(dòng),三氧化硫百分含量與t2~t3時(shí)間段相等,t4~t5平衡逆向移動(dòng),消耗三氧化硫,三氧化硫百分含量比t2~t3時(shí)間段要小,因此三氧化硫的百分含量最高的時(shí)間段是t0~t1;故答案選B.1.解化學(xué)圖像題的"三步驟”2.解化學(xué)平衡圖像題的"五項(xiàng)注意”(1)注意曲線上的特殊點(diǎn),如與坐標(biāo)軸的交點(diǎn)、多條曲線的交點(diǎn)、拐點(diǎn)、極值點(diǎn)等.(2)注意曲線坡度的"平”與"陡”,并弄清其意義.(3)注意弄清高溫、高壓時(shí)反應(yīng)速率快,有利于先達(dá)到平衡,即"先拐先平”.也就是說(shuō)其他條件不變時(shí),較高溫度或較大壓強(qiáng)時(shí)達(dá)到平衡所用的時(shí)間短.(4)注意運(yùn)用圖像中濃度(或物質(zhì)的量)的變化來(lái)確定反應(yīng)中化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系,即化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于同一時(shí)間內(nèi)各反應(yīng)物、生成物的濃度(或物質(zhì)的量)變化量之比.(5)對(duì)時(shí)間—速率圖像,注意分清曲線的連續(xù)性、跳躍性,是"漸變”還是"突變”,是"大變”還是"小變”,是"變大”還是"變小”,變化后是否仍然相等等情況,才可確定對(duì)應(yīng)改變的條件是什么及如何改變.如:某密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):.如圖表示該反應(yīng)的速率()隨時(shí)間(t)變化的關(guān)系,t2、t3、t5時(shí)刻外界條件有所改變,但都沒有改變各物質(zhì)的初始加入量.下列說(shuō)法中正確的是【變式6-1】某密閉容器中充入等物質(zhì)的量的A和B,一定溫度下發(fā)生反應(yīng)A(g)+xB(g)2C(g),達(dá)到平衡后,在不同的時(shí)間段,分別改變影響反應(yīng)的一個(gè)條件,測(cè)得容器中物質(zhì)的濃度、反應(yīng)速率分別隨時(shí)間的變化如圖所示:下列說(shuō)法中不正確的是A.30~40min內(nèi)該反應(yīng)使用了催化劑B.化學(xué)方程式中的x=1,正反應(yīng)為放熱反應(yīng)C.30min時(shí)減小壓強(qiáng),40min時(shí)升高溫度D.8min前A的平均反應(yīng)速率為0.08mol·L-1·min-1【答案】A【解析】A.若使用催化劑,則化學(xué)反應(yīng)速率增大,A說(shuō)法不正確;B.由濃度-時(shí)間圖象可知,A、B的濃度變化相同,故A、B的化學(xué)計(jì)量數(shù)相同,都為1;由反應(yīng)速率-時(shí)間圖象可知,30min時(shí)改變的條件為減小壓強(qiáng),40min時(shí)改變的條件為升高溫度,且升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),B說(shuō)法正確;C.由B選項(xiàng)中的分析可知,30min時(shí)減小壓強(qiáng),40min時(shí)升高溫度,C說(shuō)法正確;D.前8min內(nèi)A的平均反應(yīng)速率為=0.08mol·L-1·min-1,D說(shuō)法正確;故選A.【變式6-2】(2024上·遼寧錦州·高三統(tǒng)考期末)工業(yè)上生產(chǎn)CO的反應(yīng)原理為
.一定條件下,將足量焦炭和一定量放入體積為2L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng),和CO的物質(zhì)的量n隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖.下列說(shuō)法正確的是A.0~2min,;2~3min,B.當(dāng)容器內(nèi)的氣體密度()不變時(shí),反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài),且C.3min時(shí)溫度由升高到,則,平衡常數(shù)D.5min時(shí)再充入一定量的CO,a、d曲線分別表示、的變化【答案】C【解析】A.由圖可知,0~2min,一氧化碳物質(zhì)的量增加2mol,則反應(yīng)速率;2~3min時(shí),平衡不移動(dòng),反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,則,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.該反應(yīng)反應(yīng)前后質(zhì)量發(fā)生變化,體積不變,則其密度為變量,當(dāng)容器內(nèi)氣體的密度不變時(shí),說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài);根據(jù)知,體積不變,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),氣體的質(zhì)量增大,則平衡時(shí)氣體的密度大于起始時(shí)氣體的密度,則,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C.由圖可知,3min時(shí)升高溫度,一氧化碳增多,說(shuō)明反應(yīng)是吸熱反應(yīng),T1溫度平衡,一氧化碳物質(zhì)的量為2mol,二氧化碳物質(zhì)的量為7mol;平衡常數(shù),T2溫度平衡,一氧化碳物質(zhì)的量為4mol,二氧化碳物質(zhì)的量為6mol,平衡常數(shù),則,C項(xiàng)正確;D.5min時(shí)再充入一定量的CO,CO的物質(zhì)的量瞬間增大,平衡逆向移動(dòng),CO的物質(zhì)的量又逐漸減小,5min時(shí)CO2濃度不變,平衡逆向移動(dòng),CO2的物質(zhì)的量逐漸增大,則b表示n(CO2)的變化,c或d表示n(CO)的變化,D項(xiàng)錯(cuò)誤;故選C.【考向七】轉(zhuǎn)化率—投料比—溫度圖像分析 【典例7】(2023上·江蘇泰州·高三姜堰中學(xué)??计谥?重整反應(yīng)能夠有效去除大氣中的,是實(shí)現(xiàn)"碳中和”的重要途徑之一,發(fā)生的反應(yīng)如下:重整反應(yīng):
積炭反應(yīng)I:
積炭反應(yīng)Ⅱ:
在恒壓、起始投料比條件下,體系中含碳組分平衡時(shí)的物質(zhì)的量隨溫度變化關(guān)系曲線如圖所示.下列說(shuō)法正確的是A.曲線B表示平衡時(shí)物質(zhì)的量隨溫度的變化B.減小起始投料比,有利于去除C.積炭會(huì)導(dǎo)致催化劑失活,降低的平衡轉(zhuǎn)化率D.高于600℃時(shí),升高溫度有利于減少積炭的量并去除氣體【答案】D【分析】重整反應(yīng)的熱化學(xué)方程式=II-I,對(duì)應(yīng)的ΔH=ΔHII-ΔHI=+247kJ·mol-1,所以重整反應(yīng)和積炭反應(yīng)均為吸熱反應(yīng),升高溫度CH4參與的反應(yīng)平衡均正向移動(dòng),所以CH4平衡時(shí)物質(zhì)的量隨溫度升高而降低,積炭反應(yīng)Ⅰ生成CO2,積炭反應(yīng)II消耗CH4,所以平衡時(shí)CH4物質(zhì)的量小于CO2,所以曲線B表示CH4,曲線A表示CO2,C、CO均作為生成物,所以曲線D表示CO,則曲線C表示C.綜上,曲線A表示CO2,曲線B表示CH4,曲線C表示C,曲線D表示CO.【解析】A.見分析,重整反應(yīng)和積炭反應(yīng)均為吸熱反應(yīng),升高溫度CH4參與的反應(yīng)平衡均正向移動(dòng),所以CH4平衡時(shí)物質(zhì)的量隨溫度升高而降低,A錯(cuò)誤;B.減少CH4會(huì)使重整反應(yīng)逆向移動(dòng),導(dǎo)致CO2增多,不利于去除CO2,B錯(cuò)誤;C.催化劑失活會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)速率降低,不會(huì)影響轉(zhuǎn)化率,C錯(cuò)誤;D.根據(jù)曲線C,低于600℃時(shí),溫度升高,CO增大,說(shuō)明反應(yīng)以重整反應(yīng)為主,消耗CO2,生成CO,而增多的CO會(huì)是積碳反應(yīng)I正向移動(dòng),導(dǎo)致C增多,反之,降低溫度會(huì)導(dǎo)致減少積炭的量減少,同時(shí)CO2增多,不利于去除CO2氣體,D正確;故答案為:D.1.轉(zhuǎn)化率—投料比—溫度圖像新型圖像往往根據(jù)實(shí)際工業(yè)生產(chǎn),結(jié)合圖像,分析投料比、轉(zhuǎn)化率、產(chǎn)率的變化.此類題目信息量較大,能充分考查學(xué)生讀圖、提取信息、解決問題的能力,在新課標(biāo)高考中受到命題者的青睞.2.投料比對(duì)轉(zhuǎn)化率和百分含量的影響(1)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率相等的唯一條件:投料比=化學(xué)計(jì)量數(shù)比(2)生成物含量最大的條件:投料比=化學(xué)計(jì)量數(shù)比(3)催化劑的組成不變:投料比=化學(xué)計(jì)量數(shù)比3.圖像分析:(1)如: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eq\f(nH2O,nCH4)=Z,在恒壓下,平衡時(shí)CH4的體積分?jǐn)?shù)φ(CH4)與Z和T(溫度)的關(guān)系如圖所示.(2)如:以mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)為例隨著增大,若保持B的量不變,增加A的量,平衡正向移動(dòng),C的量增多.A.開始階段,C量的增加值比總量的增加值大,所以C的含量增加.B.b點(diǎn)=,C的含量最大C.后來(lái)階段,C量的增加值比總量的增加值小,所以C的含量降低.②反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率間的關(guān)系A(chǔ).a、b、c三點(diǎn)A的轉(zhuǎn)化率:a>b>cB.a、b、c三點(diǎn)B的轉(zhuǎn)化率:c>b>a【變式7-1】(2023上·江蘇南通·高三江蘇省如皋中學(xué)???二氧化碳加氫制甲烷過程中的主要反應(yīng)為CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)
ΔH=-164.7kJ·mol-1CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)
ΔH=41.2kJ·mol-1在密閉容器中,1.01×105Pa,n起始(CO2):n起始(H2)=1:4時(shí),CO2平衡轉(zhuǎn)化率、在催化劑作用下反應(yīng)相同時(shí)間所測(cè)得的CO2實(shí)際轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示.CH4的選擇性可表示為×100%.下列說(shuō)法正確的是A.反應(yīng)2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)的焓變?chǔ)=-205.9kJ·mol-1B.CH4的平衡選擇性隨著溫度的升高而減少C.用該催化劑催化二氧化碳反應(yīng)的最佳溫度范圍約為480~530℃D.450℃時(shí),提高的值或增大壓強(qiáng),均能使CO?平衡轉(zhuǎn)化率達(dá)到X點(diǎn)的值【答案】BD【解析】A.由蓋斯定律可知反應(yīng)的焓變,A錯(cuò)誤;B.為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),的含量降低,故的平衡選擇性隨著溫度的升高而降低,B正確;C.由圖可知溫度范圍約為350~400℃時(shí)二氧化碳實(shí)際轉(zhuǎn)化率最高,催化劑的活性最大,此時(shí)為最適溫度,溫度繼續(xù)增加,催化劑活性下降,C錯(cuò)誤;D.450℃時(shí),提高的值可提高二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率,增大壓強(qiáng)反應(yīng)I平衡正向移動(dòng),可提高二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率,均能使平衡轉(zhuǎn)化率達(dá)到X點(diǎn)的值,D正確;故選BD.【變式7-2】(2023上·貴州貴陽(yáng)·高三統(tǒng)考)已知?dú)庀嘀苯铀戏梢灾迫∫掖迹?在的條件下投料,乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度(T)及壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖所示.下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.B.C.在、280℃條件下,C點(diǎn)的D.A點(diǎn)對(duì)應(yīng)條件下反應(yīng)的平衡常數(shù)(用平衡分壓代替濃度,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))【答案】C【分析】此反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),因此相同溫度下,增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率增大;同樣可由圖分析,溫度收到,乙烯轉(zhuǎn)化率減小,故升高溫度平衡逆移,此反應(yīng).【解析】A.升高溫度,乙烯轉(zhuǎn)化率減小,,A正確;B.當(dāng)溫度相同時(shí),從到乙烯轉(zhuǎn)化率增大,平衡正向移動(dòng),,B正確;C.在、280℃條件下,平衡轉(zhuǎn)化率在點(diǎn)位置,說(shuō)明點(diǎn)未達(dá)平衡狀態(tài),反應(yīng)正向進(jìn)行,點(diǎn)的,C錯(cuò)誤;D.設(shè)與的物質(zhì)的量均為"1”:開始110轉(zhuǎn)化0.20.20.2平衡0.80.80.2乙醇占,乙烯和水各占,,D正確;故選C.【考向八】新型陌生圖像分析【典例8】(2024上·江蘇南通·高三校聯(lián)考)二氧化碳的資源化利用對(duì)實(shí)現(xiàn)"雙碳”有著重要意義.二氧化碳加氫制甲烷過程中的主要反應(yīng)為在密閉容器中,、時(shí),平衡轉(zhuǎn)化率、在催化劑作用下反應(yīng)相同時(shí)間所測(cè)得的實(shí)際轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如題圖所示.的選擇性可表示為.下列說(shuō)法正確的是A.反應(yīng)B.的選擇性一定隨著溫度的升高而增加C.用該催化劑催化二氧化碳反應(yīng)的最佳溫度約為的原因是此溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率接近100%D.時(shí),提高的值或增大壓強(qiáng),均能使平衡轉(zhuǎn)化率達(dá)到X點(diǎn)的值【答案】D【解析】A.①,②,根據(jù)蓋斯定律:①-②計(jì)算反應(yīng)的焓變,A錯(cuò)誤;B.生成CH4的反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度時(shí)平衡逆向移動(dòng),CH4的物質(zhì)的量減小,溫度達(dá)到550°C后CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大,則CH4的選擇性降低,B錯(cuò)誤;C.由圖可知,400℃時(shí)CO2實(shí)際轉(zhuǎn)化率最大,由圖可知,用該催化劑催化二氧化碳反應(yīng)的最佳溫度范圍約為350~400°C,C錯(cuò)誤;D.生成CH4的反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng)、增大氫氣的濃度均能使平衡正向移動(dòng),有利于提高CO2平衡轉(zhuǎn)化率,即溫度一定時(shí)提高的值或增大壓強(qiáng),均能使CO2平衡轉(zhuǎn)化率達(dá)到X點(diǎn)的值,D正確;答案選D.1.圖像表格信息試題分析圖像表格類試題是以圖像、圖形和表格為試題的信息來(lái)源,以化學(xué)中的基本概念、基本理論、元素化合物和化學(xué)實(shí)驗(yàn)等知識(shí)為載體,精心設(shè)計(jì)問題的一種信息處理和分析題.主要考查學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力,數(shù)據(jù)讀取、分析與處理能力,圖像的識(shí)別與分析能力.通過對(duì)圖像、表格類試題信息的規(guī)范審讀,進(jìn)一步提高學(xué)生獲取信息的能力.2.圖表信息試題的解題策略(1)應(yīng)用分析歸納的方法,得出表格數(shù)據(jù)中蘊(yùn)含的具有本質(zhì)性的規(guī)律.(2)應(yīng)用觀察方法,準(zhǔn)確理解圖示中縱橫軸代表的含義,并能結(jié)合化學(xué)知識(shí)分析判斷曲線的走向趨勢(shì)及起點(diǎn)、拐點(diǎn)、水平線的含義.(3)注意信息的情境化,理解所給信息的作用.注意信息與基礎(chǔ)知識(shí)間的聯(lián)系.3.選擇競(jìng)爭(zhēng)型圖像分析現(xiàn)代化工生產(chǎn)過程中,因?yàn)榇嬖谥鄠€(gè)副反應(yīng),所以要提高目標(biāo)產(chǎn)品的產(chǎn)率,就要選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎┨岣吣繕?biāo)產(chǎn)品的選擇性,使反應(yīng)物盡可能多地轉(zhuǎn)化成目標(biāo)產(chǎn)品.所以,在多重平衡的反應(yīng)中,要降低副產(chǎn)品的選擇性.(競(jìng)爭(zhēng)、連續(xù))反應(yīng)圖像的解題思維流程第一步:審反應(yīng)方程式:①找準(zhǔn)競(jìng)爭(zhēng)(或連續(xù))反應(yīng)在反應(yīng)特點(diǎn)方面的異同分清主、副反應(yīng)第二步:提取研究狀態(tài)(平衡、非平衡):①非平衡狀態(tài)量,其變化與反應(yīng)速率有關(guān)②平衡狀態(tài)量,則與平衡移動(dòng)有關(guān)第三步:析圖:依據(jù)圖中橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)的內(nèi)容找出圖中曲線中的"點(diǎn)”"線”的含義和變化趨勢(shì)并用平衡移動(dòng)原理解答具體問題如:CH4與CO2重整生成H2和CO的過程中主要發(fā)生下列反應(yīng):CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g)ΔH=247.1kJ·mol-1H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)ΔH=41.2kJ·mol-1.在恒壓、反應(yīng)物起始物質(zhì)的量比n(CH4)∶n(CO2)=1∶1條件下,CH4和CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖所示.下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.升高溫度、增大壓強(qiáng)均有利于提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率B.曲線A表示CH4的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化C.相同條件下,改用高效催化劑能使曲線A和曲線B相重疊D.恒壓、800K、n(CH4)∶n(CO2)=1∶1條件下,反應(yīng)至CH4轉(zhuǎn)化率達(dá)到X點(diǎn)的值,改變除溫度外的特定條件繼續(xù)反應(yīng),CH4轉(zhuǎn)化率能達(dá)到Y(jié)點(diǎn)的值4.表格信息試題分析(1)明確表格數(shù)據(jù)的單位(2)總結(jié)表格數(shù)據(jù)的變化規(guī)律,判斷相應(yīng)的平衡狀態(tài).(3)結(jié)合化學(xué)平衡常數(shù)、化學(xué)反應(yīng)速率、平衡轉(zhuǎn)化率進(jìn)行相關(guān)計(jì)算.(4)不同狀態(tài)下的數(shù)據(jù)處理要注意利用對(duì)比法綜合分析.如:將一定量的SO2(g)和O2(g)分別通入體積為2L的恒容密閉容器中,在不同溫度下進(jìn)行反應(yīng),得到如下表中的兩組數(shù)據(jù):實(shí)驗(yàn)編號(hào)溫度平衡常數(shù)起始量/mol平衡量/mol達(dá)到平衡所需時(shí)間SO2O2SO2O21T1K142x0.862T2K2420.4yt下列說(shuō)法中不正確的是()A.x=2.4B.T1、T2的關(guān)系:T1>T2C.K1、K2的關(guān)系:K2>K1D.實(shí)驗(yàn)1在前6min的反應(yīng)速率v(SO2)=0.2mol·L-1·min-1【變式8-1】(2023上·江西南昌·高三校聯(lián)考期中)CO2催化加氫制CH4的反應(yīng)為:.催化劑上反應(yīng)過程示意如圖1所示.其他條件不變時(shí),10min時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率和CH4的選擇性(CO2轉(zhuǎn)化為甲烷的量/CO2轉(zhuǎn)化的總量)隨溫度變化如圖2所示.下列說(shuō)法不正確的是A.催化劑改變了中O—C—O鍵的鍵角B.150℃到350℃時(shí),基本沒有發(fā)生副反應(yīng)C.催化加氫制是一個(gè)吸熱反應(yīng)D.使用催化劑不能改變反應(yīng)的△H【答案】C【解析】A.由題干圖1反應(yīng)歷程圖信息可知,CO2的鍵角為180°,而Ni-CO2的鍵角不是180°,故催化劑改變了CO2中O—C—O鍵的鍵角,A正確;B.由題干圖2信息可知,150℃到350℃時(shí),CH4的選擇性基本為100%,說(shuō)明該溫度范圍內(nèi)基本沒有發(fā)生副反應(yīng),B正確;C.由題干圖2信息可知,升高溫度,10min時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率增大,而CH4的選擇性基本不變,說(shuō)明該溫度范圍內(nèi)基本無(wú)副反應(yīng)發(fā)生,但題干未告知CO2轉(zhuǎn)化率是不是平衡轉(zhuǎn)化率,故無(wú)法判斷CO2催化加氫制CH4是一個(gè)吸熱反應(yīng)還是吸熱反應(yīng),C錯(cuò)誤;D.使用催化劑可以改變化學(xué)反應(yīng)速率,但不能改變反應(yīng)的△H,D正確;答案選C.【變式8-2】(2023上·江蘇徐州·高三統(tǒng)考期中)乙二醇在生產(chǎn)、生活中有著廣泛的用途,某工藝制取乙二醇所涉及的反應(yīng)如下:反應(yīng)Ⅰ
反應(yīng)Ⅱ
在壓強(qiáng)一定的條件下,將、按1:3進(jìn)料比通入裝有催化劑的反應(yīng)器中,測(cè)得的轉(zhuǎn)化率與、的選擇性[].下列說(shuō)法正確的是A.曲線a表示轉(zhuǎn)化率B.195℃時(shí),反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)約為2904C.190~198℃范圍內(nèi),溫度升高,的值減小D.其它條件相同時(shí),增大壓強(qiáng)和升高溫度均可以提高平衡時(shí)的產(chǎn)量【答案】C【解析】A.由圖中X點(diǎn)可知,的選擇性為50%,結(jié)合選擇性公式可知,a為的選擇性曲線,則b為轉(zhuǎn)化率曲線,A錯(cuò)誤;B.由圖中X點(diǎn)可知,、的選擇性均為50%,轉(zhuǎn)化率為0.97,假設(shè)、投料分別為1mol、3mol,則反應(yīng)0.97mol,生成、均為0.485mol,則反應(yīng)Ⅰ消耗氫氣0.97mol、生成甲醇0.485mol,反應(yīng)Ⅱ消耗氫氣1.94mol、生成甲醇0.97mol,則平衡時(shí)氫氣0.09mol、甲醇1.455mol,195℃時(shí),反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù),由于體積未知,故不能確定其平衡常數(shù),B錯(cuò)誤;C.結(jié)合A分析可知,190~198℃范圍內(nèi),反應(yīng)Ⅱ選擇性增大,升高溫度,對(duì)于放熱反應(yīng),平衡逆向移動(dòng),每減少2molCH3OH,只減少1molHOCH2CH2OH,HOCH2CH2OH減小的幅度小于CH3OH,導(dǎo)致的值減小,C正確;D.反應(yīng)為放熱反應(yīng),其它條件相同時(shí),升高溫度平衡逆向移動(dòng),導(dǎo)致高平衡時(shí)的產(chǎn)量降低,D錯(cuò)誤;故選C.1.(2023·重慶卷)逆水煤氣變換體系中存在以下兩個(gè)反應(yīng):反應(yīng)Ⅰ:反應(yīng)Ⅱ:在恒容條件下,按投料比進(jìn)行反應(yīng),平衡時(shí)含碳物質(zhì)體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化如圖所示.下列說(shuō)法正確的是A.反應(yīng)Ⅰ的,反應(yīng)Ⅱ的B.點(diǎn)反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)C.點(diǎn)的壓強(qiáng)是的3倍D.若按投料,則曲線之間交點(diǎn)位置不變【答案】C【解析】A.隨著溫度的升高,甲烷含量減小、一氧化碳含量增大,則說(shuō)明隨著溫度升高,反應(yīng)Ⅱ逆向移動(dòng)、反應(yīng)Ⅰ正向移動(dòng),則反應(yīng)Ⅱ?yàn)榉艧岱磻?yīng)焓變小于零、反應(yīng)Ⅰ為吸熱反應(yīng)焓變大于零,A錯(cuò)誤;B.點(diǎn)沒有甲烷產(chǎn)物,且二氧化碳、一氧化碳含量相等,投料,則此時(shí)反應(yīng)Ⅰ平衡時(shí)二氧化碳、氫氣、一氧化碳、水的物質(zhì)的量相等,反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù),B錯(cuò)誤;C.點(diǎn)一氧化碳、甲烷物質(zhì)的量相等,結(jié)合反應(yīng)方程式的系數(shù)可知,生成水的總的物質(zhì)的量為甲烷的3倍,結(jié)合阿伏伽德羅定律可知,的壓強(qiáng)是的3倍,C正確;D.反應(yīng)Ⅰ為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)、反應(yīng)Ⅱ?yàn)闅怏w分子數(shù)減小的反應(yīng);若按投料,相當(dāng)于增加氫氣的投料,會(huì)使得甲烷含量增大,導(dǎo)致甲烷、一氧化碳曲線之間交點(diǎn)位置發(fā)生改變,D錯(cuò)誤;故選C.2.(2023·浙江卷)一定條件下,苯基丙炔()可與發(fā)生催化加成,反應(yīng)如下:
反應(yīng)過程中該炔烴及反應(yīng)產(chǎn)物的占比隨時(shí)間的變化如圖(已知:反應(yīng)I、Ⅲ為放熱反應(yīng)),下列說(shuō)法不正確的是A.反應(yīng)焓變:反應(yīng)I>反應(yīng)ⅡB.反應(yīng)活化能:反應(yīng)I<反應(yīng)ⅡC.增加濃度可增加平衡時(shí)產(chǎn)物Ⅱ和產(chǎn)物I的比例D.選擇相對(duì)較短的反應(yīng)時(shí)間,及時(shí)分離可獲得高產(chǎn)率的產(chǎn)物Ⅰ【答案】C【解析】A.反應(yīng)I、Ⅲ為放熱反應(yīng),相同物質(zhì)的量的反應(yīng)物,反應(yīng)I放出的熱量小于反應(yīng)Ⅱ放出的熱量,反應(yīng)放出的熱量越多,其焓變?cè)叫?因此反應(yīng)焓變:反應(yīng)I>反應(yīng)Ⅱ,故A正確;B.短時(shí)間里反應(yīng)I得到的產(chǎn)物比反應(yīng)Ⅱ得到的產(chǎn)物多,說(shuō)明反應(yīng)I的速率比反應(yīng)Ⅱ的速率快,速率越快,其活化能越小,則反應(yīng)活化能:反應(yīng)I<反應(yīng)Ⅱ,故B正確;C.產(chǎn)物I和產(chǎn)物II存在可逆反應(yīng),則產(chǎn)物II和產(chǎn)物I的比值即該可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)K,由于平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),所以增加HCl濃度平衡時(shí)產(chǎn)物II和產(chǎn)物I的比例不變,故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)圖中信息,選擇相對(duì)較短的反應(yīng)時(shí)間,及時(shí)分離可獲得高產(chǎn)率的產(chǎn)物Ⅰ,故D正確.綜上所述,答案為C.3.(2023·湖南卷)向一恒容密閉容器中加入和一定量的,發(fā)生反應(yīng):.的平衡轉(zhuǎn)化率按不同投料比隨溫度的變化曲線如圖所示.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.B.反應(yīng)速率:C.點(diǎn)a、b、c對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù):D.反應(yīng)溫度為,當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不變時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)【答案】B【解析】A.一定條件下,增大水的濃度,能提高CH4的轉(zhuǎn)化率,即x值越小,CH4的轉(zhuǎn)化率越大,則,故A正確;B.b點(diǎn)和c點(diǎn)溫度相同,CH4的起始物質(zhì)的量都為1mol,b點(diǎn)x值小于c點(diǎn),則b點(diǎn)加水多,反應(yīng)物濃度大,則反應(yīng)速率:,故B錯(cuò)誤;C.由圖像可知,x一定時(shí),溫度升高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率增大,說(shuō)明正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),溫度升高平衡正向移動(dòng),K增大;溫度相同,K不變,則點(diǎn)a、b、c對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù):,故C正確;D.該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),反應(yīng)進(jìn)行時(shí)壓強(qiáng)發(fā)生改變,所以溫度一定時(shí),當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不變時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故D正確;答案選B.4.(2022·江蘇卷)乙醇-水催化重整可獲得.其主要反應(yīng)為,,在、時(shí),若僅考慮上述反應(yīng),平衡時(shí)和CO的選擇性及的產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示.CO的選擇性,下列說(shuō)法正確的是A.圖中曲線①表示平衡時(shí)產(chǎn)率隨溫度的變化B.升高溫度,平衡時(shí)CO的選擇性增大C.一定溫度下,增大可提高乙醇平衡轉(zhuǎn)化率D.一定溫度下,加入或選用高效催化劑,均能提高平衡時(shí)產(chǎn)率【答案】B【分析】根據(jù)已知反應(yīng)①,反應(yīng)②,且反應(yīng)①的熱效應(yīng)更大,溫度升高的時(shí)候?qū)Ψ磻?yīng)①影響更大一些,根據(jù)選擇性的含義,升溫時(shí)CO選擇性增大,同時(shí)CO2的選擇性減小,所以圖中③代表CO的選擇性,①代表CO2的選擇性,②代表H2的產(chǎn)率,以此解題.【解析】A.由分析可知②代表H2的產(chǎn)率,故A錯(cuò)誤;B.由分析可知升高溫度,平衡時(shí)CO的選擇性增大,故B正確;C.一定溫度下,增大,可以認(rèn)為開始時(shí)水蒸氣物質(zhì)的量不變,增大乙醇物質(zhì)的量,乙醇的平衡轉(zhuǎn)化率降低,故C錯(cuò)誤;D.加入CaO同時(shí)吸收CO2和水蒸氣,無(wú)法判斷平衡如何移動(dòng),無(wú)法判斷如何影響平衡時(shí)產(chǎn)率,故D錯(cuò)誤;故選B.5.(2022·廣東卷)恒容密閉容器中,在不同溫度下達(dá)平衡時(shí),各組分的物質(zhì)的量(n)如圖所示.下列說(shuō)法正確的是A.該反應(yīng)的B.a(chǎn)為隨溫度的變化曲線C.向平衡體系中充入惰性氣體,平衡不移動(dòng)D.向平衡體系中加入,H2的平衡轉(zhuǎn)化率增大【答案】C【解析】A.從圖示可以看出,平衡時(shí)升高溫度,氫氣的物質(zhì)的量減少,則平衡正向移動(dòng),說(shuō)明該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),即ΔH>0,故A錯(cuò)誤;B.從圖示可以看出,在恒容密閉容器中,隨著溫度升高氫氣的平衡時(shí)的物質(zhì)的量減少,則平衡隨著溫度升高正向移動(dòng),水蒸氣的物質(zhì)的量增加,而a曲線表示的是物質(zhì)的量不隨溫度變化而變化,故B錯(cuò)誤;C.容器體積固定,向容器中充入惰性氣體,沒有改變各物質(zhì)的濃度,平衡不移動(dòng),故C正確;D.BaSO4是固體,向平衡體系中加入BaSO4,不能改變其濃度,因此平衡不移動(dòng),氫氣的轉(zhuǎn)化率不變,故D錯(cuò)誤;故選C.6.(2021·江蘇卷)NH3與O2作用分別生成N2、NO、N2O的反應(yīng)均為放熱反應(yīng).工業(yè)尾氣中的NH3可通過催化氧化為N2除去.將一定比例的NH3、O2和N2的混合氣體以一定流速通過裝有催化劑的反應(yīng)管,NH3的轉(zhuǎn)化率、生成N2的選擇性[100%]與溫度的關(guān)系如圖所示.下列說(shuō)法正確的是A.其他條件不變,升高溫度,NH3的平衡轉(zhuǎn)化率增大B.其他條件不變,在175~300℃范圍,隨溫度的升高,出口處N2和氮氧化物的量均不斷增大C.催化氧化除去尾氣中的NH3應(yīng)選擇反應(yīng)溫度高于250℃D.高效除去尾氣中的NH3,需研發(fā)低溫下NH3轉(zhuǎn)化率高和N2選擇性高的催化劑【答案】D【解析】A.NH3與O2作用分別生成N2、NO、N2O的反應(yīng)均為放熱反應(yīng),根據(jù)勒夏特列原理,升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,氨氣的平衡轉(zhuǎn)化率降低,故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)圖象,在175~300℃范圍,隨溫度的升高,N2的選擇率降低,即產(chǎn)生氮?dú)獾牧繙p少,故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)圖象,溫度高于250℃N2的選擇率降低,且氨氣的轉(zhuǎn)化率變化并不大,浪費(fèi)能源,根據(jù)圖象,溫度應(yīng)略小于225℃,此時(shí)氨氣的轉(zhuǎn)化率、氮?dú)獾倪x擇率較大,故C錯(cuò)誤;D.氮?dú)鈱?duì)環(huán)境無(wú)污染,氮的氧化物污染環(huán)境,因此高效除去尾氣中的NH3,需研發(fā)低溫下NH3轉(zhuǎn)化率高和N2選擇性高的催化劑,故D正確;答案為D.7.(2023·山東卷)一定條件下,化合物E和TFAA合成H的反應(yīng)路徑如下:
已知反應(yīng)初始E的濃度為0.10mol?L-1,TFAA的濃度為0.08mol?L-1,部分物種的濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示,忽略反應(yīng)過程中的體積變化.下列說(shuō)法正確的是
A.t1時(shí)刻,體系中有E存在B.t2時(shí)刻,體系中無(wú)F存在C.E和TFAA反應(yīng)生成F的活化能很小D.反應(yīng)達(dá)平衡后,TFAA的濃度為0.08mol?L-1【答案】AC【分析】一定條件下,化合物E和TFAA合成H的反應(yīng)路徑中,共發(fā)生三個(gè)反應(yīng):①E+TFAAF
②FG
③GH+TFAAt1之后的某時(shí)刻,H為0.02mol?L-1,此時(shí)TFAA的濃度仍為0,則表明0.10mol?L-1E、起始時(shí)的0.08mol?L-1TFAA、G分解生成的0.02mol?L-1TFAA全部參加反應(yīng),生成0.10mol?L-1F;在t2時(shí)刻,H為0.08mol?L-1,TFAA為0.06mol?L-1,G為0.01mol?L-1,則F為0.01mol?L-1.【解析】A.由圖可知,反應(yīng)0時(shí)刻后,TFAA的濃度由0.08mol/L降為0,說(shuō)明E與TFAA反應(yīng)極快,根據(jù)合成路線可知,E與TFAA以1:1進(jìn)行反應(yīng),E的起始濃度為0.1mol/L,則反應(yīng)后E的濃度降為0.02mol/L,故t1時(shí)刻體系中有E存在,A正確;B.由分析可知,t2時(shí)刻,H為0.08mol?L-1,TFAA為0.06mol?L-1,G為0.01mol?L-1,則F為0.01mol?L-1,所以體系中有F存在,B不正確;C.t1之后的某時(shí)刻,H為0.02mol?L-1,此時(shí)TFAA的濃度仍為0,表明此時(shí)E和TFAA完全反應(yīng)生成F,所以E和TFAA生成F的反應(yīng)速率快,反應(yīng)的活化能很小,C正確;D.在t2時(shí)刻,H為0.08mol?L-1,TFAA為0.06mol?L-1,G為0.01mol?L-1,F為0.01mol?L-1,只有F、G全部轉(zhuǎn)化為H和TFAA時(shí),TFAA的濃度才能為0.08mol?L-1,而GH+TFAA為可逆反應(yīng),所以反應(yīng)達(dá)平衡后,TFAA的濃度一定小于0.08mol?L-1,D不正確;故選AC.8.(2023·遼寧卷)硫酸工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位.(1)我國(guó)古籍記載了硫酸的制備方法——"煉石膽(CuSO4·5H2O)取精華法”.借助現(xiàn)代儀器分析,該制備過程中CuSO4·5H2O分解的TG曲線(熱重)及DSC曲線(反映體系熱量變化情況,數(shù)值已省略)如下圖所示.700℃左右有兩個(gè)吸熱峰,則此時(shí)分解生成的氧化物有SO2、和(填化學(xué)式).
(2)鉛室法使用了大容積鉛室制備硫酸(76%以下),副產(chǎn)物為亞硝基硫酸,主要反應(yīng)如下:NO2+SO2+H2O=NO+H2SO42NO+O2=2NO2(ⅰ)上述過程中NO2的作用為.(ⅱ)為了適應(yīng)化工生產(chǎn)的需求,鉛室法最終被接觸法所代替,其主要原因是(答出兩點(diǎn)即可).(3)接觸法制硫酸的關(guān)鍵反應(yīng)為SO2的催化氧化:SO2(g)+O2(g)SO3(g)ΔH=-98.9kJ·mol-1(ⅰ)為尋求固定投料比下不同反應(yīng)階段的最佳生產(chǎn)溫度,繪制相應(yīng)轉(zhuǎn)化率(α)下反應(yīng)速率(數(shù)值已略去)與溫度的關(guān)系如下圖所示,下列說(shuō)法正確的是.
a.溫度越高,反應(yīng)速率越大b.α=0.88的曲線代表平衡轉(zhuǎn)化率c.α越大,反應(yīng)速率最大值對(duì)應(yīng)溫度越低d.可根據(jù)不同下的最大速率,選擇最佳生產(chǎn)溫度(ⅱ)為提高釩催化劑的綜合性能,我國(guó)科學(xué)家對(duì)其進(jìn)行了改良.不同催化劑下,溫度和轉(zhuǎn)化率關(guān)系如下圖所示,催化性能最佳的是(填標(biāo)號(hào)).
(ⅲ)設(shè)O2的平衡分壓為p,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為αe,用含p和αe的代數(shù)式表示上述催化氧化反應(yīng)的Kp=(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算).【答案】(1)CuOSO3(2)催化劑反應(yīng)中有污染空氣的NO和NO2放出影響空氣環(huán)境、NO2可以溶解在硫酸中給產(chǎn)物硫酸帶來(lái)雜質(zhì)、產(chǎn)率不高(答案合理即可)(3)cdd【解析】(1)根據(jù)圖示的熱重曲線所示,在700℃左右會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)吸熱峰,說(shuō)明此時(shí)CuSO4發(fā)生熱分解反應(yīng),從TG圖像可以看出,質(zhì)量減少量為原CuSO4質(zhì)量的一半,說(shuō)明有固體CuO剩余,還有其他氣體產(chǎn)出,此時(shí)氣體產(chǎn)物為SO2、SO3、O2,可能出現(xiàn)的化學(xué)方程式為3CuSO43CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑,結(jié)合反應(yīng)中產(chǎn)物的固體產(chǎn)物質(zhì)量和氣體產(chǎn)物質(zhì)量可以確定,該反應(yīng)的產(chǎn)物為CuO、SO2、SO3、O2,故答案為CuO、SO3.(2)(i)根據(jù)所給的反應(yīng)方程式,NO2在反應(yīng)過程中線消耗再生成,說(shuō)明NO2在反應(yīng)中起催化劑的作用;(ii)近年來(lái),鉛室法被接觸法代替因?yàn)樵诜磻?yīng)中有污染空氣的NO和NO2放出影響空氣環(huán)境、同時(shí)作為催化劑的NO2可以溶解在硫酸中給產(chǎn)物硫酸帶來(lái)雜質(zhì)影響產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)率不高(答案合理即可).(3)(i)a.根據(jù)不同轉(zhuǎn)化率下的反應(yīng)速率曲線可以看出,隨著溫度的升高反應(yīng)速率先加快后減慢,a錯(cuò)誤;b.從圖中所給出的速率曲線可以看出,相同溫度下,轉(zhuǎn)化率越低反應(yīng)速率越快,但在轉(zhuǎn)化率小于88%的時(shí)的反應(yīng)速率圖像并沒有給出,無(wú)法判斷α=0.88的條件下是平衡轉(zhuǎn)化率,b錯(cuò)誤;c.從圖像可以看出隨著轉(zhuǎn)化率的增大,最大反應(yīng)速率不斷減小,最大反應(yīng)速率出現(xiàn)的溫度也逐漸降低,c正確;d.從圖像可以看出隨著轉(zhuǎn)化率的增大,最大反應(yīng)速率出現(xiàn)的溫度也逐漸降低,這時(shí)可以根據(jù)不同轉(zhuǎn)化率選擇合適的反應(yīng)溫度以減少能源的消耗,d正確;故答案選cd;(ii)為了提高催化劑的綜合性能,科學(xué)家對(duì)催化劑進(jìn)行了改良,從圖中可以看出標(biāo)號(hào)為d的催化劑V-K-Cs-Ce對(duì)SO2的轉(zhuǎn)化率最好,產(chǎn)率最佳,故答案選d;(iii)利用分壓代替濃度計(jì)算平衡常數(shù),反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp===;設(shè)SO2初始量為mmol,則平衡時(shí)n(SO2)=m-m·αe=m(1-αe),n(SO3)=m·αe,Kp==,故答案為.1.(2023·廣東·汕頭市澄海中學(xué)校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè))在相同條件下研究催化劑I、II對(duì)反應(yīng)的影響,各物質(zhì)濃度c隨反應(yīng)時(shí)間t的部分變化曲線如圖,則下列說(shuō)法不正確的是A.催化劑I、II相比,I使反應(yīng)活化能更低B.使用催化劑I,反應(yīng)時(shí)間為時(shí),X的轉(zhuǎn)化率為C.a(chǎn)曲線表示使用催化劑II時(shí)X的濃度隨t的變化D.使用催化劑II時(shí),內(nèi),【答案】C【分析】結(jié)合化學(xué)方程式,由圖可知,0~2min內(nèi),a曲線的變化量為Ⅰ變化量的一半,則a為X濃度、Ⅰ為Y的濃度變化;【解析】A.由圖可知,催化劑I比催化劑II催化效果好,說(shuō)明催化劑I使反應(yīng)活化能更低,反應(yīng)更快,故A正確;B.使用催化劑I時(shí),在0~2min內(nèi),X的濃度變化了4.0mol/L-2.0mol/L=2.0mol/L,X的轉(zhuǎn)化率為,故B正確;C.由分析可知,a曲線表示使用催化劑Ⅰ時(shí)X的濃度隨t的變化,故C錯(cuò)誤;D.使用催化劑I時(shí),在0~2min內(nèi),Y的濃度變化了2.0mol/L,則,由速率之比等于系數(shù)比,v(X)=v(Y)=×,故D正確;故選C.2.(2023上·新疆喀什·高三??计谥?下列敘述及對(duì)應(yīng)圖示正確的是A.圖甲是某溫度下c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.100mol?L-1的醋酸與醋酸鈉混合溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO-)與pH的關(guān)系曲線,pH=3的溶液中:Ka<10-4.75B.圖乙是恒溫密閉容器中發(fā)生CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)反應(yīng)時(shí),c(CO2)隨反應(yīng)時(shí)間變化的曲線,t1時(shí)刻改變的條件可能是縮小容器的體積C.圖丙是鐵條與鹽酸反應(yīng)的反應(yīng)速率隨反應(yīng)時(shí)間變化的曲線,t1時(shí)刻溶液的溫度最高D.圖丁是在0.1mol?L-1Na2CO3溶液中加水稀釋,隨著加水量的增加,溶液中c(HCO)的變化曲線,則Na2CO3的水解程度A點(diǎn)大于B點(diǎn)【答案】B【解析】A.根據(jù)圖象中交點(diǎn)的坐標(biāo)可知,CH3COOH的電離常數(shù)Ka=10-4.75,pH=3時(shí)電離常數(shù)不變,故A錯(cuò)誤;B.由圖可知,t1時(shí)刻c(CO2)突然變大,一段時(shí)間后,濃度與改變前相同,則t1時(shí)刻改變的條件可能是縮小容器的體積,故B正確;C.鐵條與鹽酸的反應(yīng)是放熱反應(yīng),隨反應(yīng)的進(jìn)行,溫度越來(lái)越高,故C錯(cuò)誤;D.Na2CO3溶液中加水稀釋,越稀越水解,隨著加水量的增加,Na2CO3的水解程度越來(lái)越大,A點(diǎn)小于B點(diǎn),故D錯(cuò)誤;故選B.3.(2023·浙江·統(tǒng)考二模)工業(yè)上用CO生產(chǎn)甲醇的反應(yīng)為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H<0.下列圖象不正確的是A. B.C. D.【答案】D【解析】A.升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率加快,v正、v逆都增大,由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動(dòng),說(shuō)明v正>v逆,A正確;B.在其它條件不變時(shí),增大,化學(xué)平衡正向移動(dòng),H2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,B正確;C.在其它條件不變時(shí),增大壓強(qiáng),物質(zhì)的濃度增大,反應(yīng)速率加快,達(dá)到平衡所需時(shí)間縮短,先達(dá)到平衡.由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),則增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡正向移動(dòng),CH3OH的平衡含量會(huì)增大,C正確;D.該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),在其它條件不變時(shí),升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動(dòng),導(dǎo)致CH3OH的平衡產(chǎn)率降低,不會(huì)出現(xiàn)先增大后減小現(xiàn)象,D錯(cuò)誤;故合理選項(xiàng)是D.4.根據(jù)相應(yīng)的圖像(圖像編號(hào)與答案一一對(duì)應(yīng)),判斷下列相關(guān)說(shuō)法正確的是A.密閉容器中反應(yīng)達(dá)到平衡,T0時(shí)改變某一條件有如圖變化所示,則改變的條件一定是加入催化劑B.反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),外界條件對(duì)平衡影響關(guān)系如圖所示,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),且a>bC.物質(zhì)的百分含量和溫度關(guān)系如圖所示,則該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)D.反應(yīng)速率和反應(yīng)條件變化關(guān)系如圖所示,則該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),A、B、C、D均是氣體【答案】C【解析】A.若a+b=c,改變的條件可能為增大壓強(qiáng),則不一定為催化劑,故A錯(cuò)誤;B.由圖像可知,相同壓強(qiáng)下溫度大,G的體積分?jǐn)?shù)小,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),但壓強(qiáng)關(guān)系不確定,則不能確定a、b關(guān)系,故B錯(cuò)誤;C.由圖可知,反應(yīng)從正向開始,T2為平衡狀態(tài),升高溫度,A的含量增大,與圖像一致,故C正確;D.降溫,正反應(yīng)速率大,正反應(yīng)為放熱反應(yīng);加壓,正反應(yīng)速率大,則A、B、C是氣體,D為固體或液體符合平衡正向移動(dòng),與圖像一致,故D錯(cuò)誤;故答案選:C.5.(2023上·全國(guó)·高三校聯(lián)考期末)乙醇-水催化重整可獲得.其主要反應(yīng)為
在密閉容器中,、起始時(shí),若僅考慮上述反應(yīng),平衡時(shí)的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化如題圖所示.下列說(shuō)法正確的是A.一定溫度下,增大可提高乙醇平衡轉(zhuǎn)化率B.反應(yīng)的C.研發(fā)高效催化劑可提高的平衡產(chǎn)率D.控制反應(yīng)的最佳溫度約為【答案】D【解析】A.,增大,相當(dāng)于減少H2O的投入,平衡逆向移動(dòng),乙醇平衡轉(zhuǎn)化率減小,故A錯(cuò)誤;B.已知①
,②,所以反應(yīng)可為②-①,,故B錯(cuò)誤;C.催化劑不影響平衡的移動(dòng),故C錯(cuò)誤;D.由圖可知,溫度在約為時(shí),H2的物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)最大,而且溫度繼續(xù)升高變化不大,所以反應(yīng)的最佳溫度約為,故D正確;故答案選D.6.(2024上·重慶·高三重慶南開中學(xué)???甲醇可通過氫化法合成:.恒定溫度為時(shí),將和充入密閉容器中,測(cè)得按I變化.下列說(shuō)法不正確的是A.時(shí),I中反應(yīng)進(jìn)行到B點(diǎn)時(shí)釋放的熱量為B.時(shí),該反應(yīng)平衡常數(shù)為C.若其他條件不變,增大起始,所得可能按Ⅱ變化D.若其他條件不變,縮小容器體積,所得可能按Ⅱ無(wú)變化【答案】C【解析】A.由圖像可知,I中反應(yīng)進(jìn)行到B點(diǎn)時(shí),為3mol/L,則為3mol,起始H2為12mol,則轉(zhuǎn)化的H2為9mol,故釋放的熱量為,A正確;B.由圖像可知,I中反應(yīng)進(jìn)行到C點(diǎn)時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡,為2mol/L,列三段式為,則,B正確;C.若其他條件不變,增大起始,則在相同時(shí)間時(shí),大于Ⅰ中的,故不能按照Ⅱ變化,C錯(cuò)誤;D.若其他條件不變,縮小容器體積,體系壓強(qiáng)增大,則化學(xué)反應(yīng)速率加快,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),達(dá)平衡時(shí)減小,故可能按照Ⅱ變化,D正確;答案選C.7.(2023上·內(nèi)蒙古赤峰·高三赤峰二中???常溫下,取一定量的PbI2固體配成飽和溶液,t時(shí)刻改變某一條件,離子濃度變化如圖所示.下列有關(guān)說(shuō)法正確的是A.常溫下,PbI2的Ksp為2×10-6B.溫度不變,向PbI2飽和溶液中加入少量硝酸鉛濃溶液,平衡向生產(chǎn)沉淀的方向移動(dòng),Pb2+的濃度減小C.溫度不變,t時(shí)刻改變的條件可能是向溶液中加入了KI固體,PbI2的Ksp增大D.常溫下,Ksp(PbS)=8×10-28,向PbI2的懸濁液中加入Na2S溶液,反應(yīng)PbI2(s)+S2-(aq)PbS(s)+2I-(aq)的平衡常數(shù)為5×1018【答案】D【解析】A.根據(jù)圖像知常溫下平衡時(shí)溶液中、分別是、,因此的,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.飽和溶液中存在平衡:,溫度不變,向飽和溶液中加入少量硝酸鉛濃溶液,濃度增大,平衡逆向移動(dòng),最終平衡時(shí)濃度仍然比原平衡時(shí)大,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C.溶度積常數(shù)只與溫度有關(guān),溫度不變,不變,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D.反應(yīng)的平衡常數(shù)為,D項(xiàng)正確;故選D.8.已知:A(g)+2B(g)3C(g)
ΔH<0,向一恒溫恒容的密閉容器中充入1molA和2molB發(fā)生反應(yīng),t1時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)I,在t2時(shí)改變某一條件,t3時(shí)重新達(dá)到平衡狀態(tài)Ⅱ,正反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化如圖所示.下列說(shuō)法不正確的是A.t2時(shí)改變的條件:向容器中加入C B.平衡時(shí)B的體積分?jǐn)?shù)φ:φ(II)=φ(I)C.t2~t3時(shí)反應(yīng)向正方向移動(dòng) D.平衡時(shí)A(g)的物質(zhì)的量濃度:c(I)<c(II)【答案】C【分析】根據(jù)圖示可知:反應(yīng)從正反應(yīng)方向開始,至t1時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),在t2時(shí)刻正反應(yīng)速率瞬間不變,然后逐漸增大,說(shuō)明改變的外界條件應(yīng)該是向容器中加入生成物C,然后根據(jù)問題逐一分析解答.【解析】A.t2時(shí)刻正反應(yīng)速率瞬間不變,然后逐漸增大,說(shuō)明改變的外界條件應(yīng)該是向容器中加入生成物C,A正確;B.根據(jù)上述分析可知:在t2時(shí)刻改變的外界條件是加入生成物C.該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體體積不變的反應(yīng),加入生成物C,體系壓強(qiáng)增大,化學(xué)平衡不移動(dòng),最終平衡與原平衡等效,則平衡時(shí)B的體積分?jǐn)?shù)φ:φ(II)=φ(I),B正確;C.根據(jù)上述分析可知:在t2時(shí)刻改變的外界條件是加入生成物C,生成物濃度突然增大,v逆突然增大,v逆大于v正,則t2~t3時(shí)反應(yīng)向逆方向移動(dòng),直至建立新的化學(xué)平衡狀態(tài),C錯(cuò)誤;D.該反應(yīng)一恒溫恒容的密閉容器中進(jìn)行,由于t2時(shí)刻改變的外界條件是向容器中加入生成物C,生成物C發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生反應(yīng)物A(g)、B(g),故重新達(dá)到平衡時(shí)A(g)、B(g)的濃度比原平衡時(shí)要大,故平衡時(shí)A(g)的物質(zhì)的量濃度:c(II)>c(I),D正確;故合理選項(xiàng)是C.9.(2023·廣東·惠州一中校聯(lián)考三模)向一恒容密閉容器中加入和一定量的,發(fā)生反應(yīng):.的平衡轉(zhuǎn)化率按不同投料比隨溫度的變化曲線如圖所示.下列說(shuō)法不正確的是A.平衡時(shí)的濃度:B.b、c兩點(diǎn)的正反應(yīng)速率:C.此反應(yīng)在任意溫度下都可自發(fā)進(jìn)行D.當(dāng)容器內(nèi)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變時(shí),反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài)【答案】C【解析】A.越大,甲烷的轉(zhuǎn)化率越小,相同溫度下x1甲烷的轉(zhuǎn)化率大于x2,則x1<x2,a、c甲烷的轉(zhuǎn)化率相同,則平衡時(shí)平衡時(shí)的濃度:,故A正確;B.據(jù)A的解析x1<x2,b甲烷的轉(zhuǎn)化率大于c,b、c都處于平衡態(tài),則,故B正確;C.a(chǎn)、b投料比相同,升高溫度,甲烷的轉(zhuǎn)化率增大,說(shuō)明升高溫度平衡正向移動(dòng),正向,正向體積增大則,時(shí)T較大,故該反應(yīng)高溫自發(fā),故C錯(cuò)誤;D.都是氣體參加的反應(yīng),正向體積增大,則平均相對(duì)分子量是個(gè)變值,平均相對(duì)分子量不變時(shí)各組分含量不再變化,達(dá)到平衡,故D正確;故答案為:C.10.(2023上·內(nèi)蒙古赤峰·高三赤峰二中???下列為化
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