2021高考化學拉分題專項訓練：專題7-熱點專題專練(3)-化學反應速率、化學平衡的圖像分析

熱點專題專練(三)化學反應速率、化學平衡的圖像分析1．(2022·鹽城中學模擬)將3molNO放入密閉容器中，50℃時恒溫加熱，然后加壓，氣體總物質的量隨壓強變化如圖所示，下列說法正確的是()A．在X、Y兩點，反應速率v(X)＝v(Y)B．壓強小于107Pa，主要發(fā)生的反應為：2NO=N2＋O2C．X點→Y點，可能發(fā)生的反應為：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)D．整個過程中可能發(fā)生的反應為：3NO=N2O＋NO2,2NO2(g)N2O4(g)2．[雙選題](2022·通州期中模擬)在一恒容密閉容器中通入A、B兩種氣體，在確定條件下發(fā)生反應：2A(g)＋B(g)2C(g)ΔH＜0。當達到平衡后，保持其他條件不變，只轉變條件X，則相應量Y的轉變確定符合圖中曲線的是()XYA溫度C的體積分數(shù)B充入稀有氣體A的物質的量C再加入AB的轉化率D再加入CA的質量分數(shù)3．[雙選題](2022·蘇錫常鎮(zhèn)模擬)工業(yè)上用CO生產甲醇的反應為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。圖1表示反應中能量的變化；圖2表示確定溫度下，在體積固定為2L的密閉容器中加入4molH2和確定量的CO(g)后，CO(g)和CH3OH(g)的濃度隨時間的變化圖。下列敘述錯誤的是()A．CO和H2合成CH3OH的反應：ΔH＜0，ΔS＞0B．圖1中曲線b可表示使用了催化劑的能量變化狀況C．圖3中曲線可表示在不同壓強p1、p2(p1<p2)條件下甲醇百分含量隨溫度變化的狀況D．保持溫度不變，再充入1molCO和2molH2，反應達到新平衡時n(CH3OH)/n(CO)減小4．[雙選題](2022·南通期末模擬)溫度為T時，向VL的密閉容器中充入確定量的A和B，發(fā)生反應：A(g)＋B(g)C(s)＋xD(g)ΔH＞0，容器中A、B、D的物質的量濃度隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是()A．反應在前10min的平均反應速率v(D)＝0.3mol·L－1·min－1B．該反應的平衡常數(shù)表達式K＝eq\f(cC·cD2,cA·cB)C．若平衡時保持溫度不變，壓縮容器體積平衡向逆反應方向移動D．反應至15min時，轉變的條件是降低溫度5．[雙選題](2022·連云港市高三摸底)確定溫度下，向體積為2L的密閉容器中充入1molPCl5(g)，發(fā)生反應：PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)ΔH＝＋QkJ·mol－1。維持容器溫度不變，測得容器內壓強隨反應時間的變化如圖所示。下列說法正確的是()A．3s內的平均速率為：v(PCl3)＝0.1mol·L－1·s－1B．達到平衡時放出0.6QkJ熱量C．其他條件不變，上升溫度，平衡常數(shù)減小D．其他條件不變，再向容器中充入1molPCl5(g)，則達新平衡時，c(PCl 5)>0.4mol·L－16．[雙選題](2022·淮陰中學學情模擬)在10L密閉容器中，A、B、C三種氣態(tài)物質構成了可逆反應的體系；當在某一溫度時，A、B、C物質的量與時間的關系如圖一，C的百分含量與溫度的關系如圖二。下列分析不正確的是()A．0～4分鐘時，A的平均反應速率為0.02mol/(L·min)B．該反應的平衡常數(shù)表達式K＝eq\f(cC,c2A·cB)C.由T1向T2變化時，v正>v逆D．此反應的正反應為吸熱反應7．(2022·鹽城高三其次次模擬)二甲醚是一種清潔燃料，以n(H2)/n(CO)＝2通入1L的反應器中，確定條件下發(fā)生反應：2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH，其CO的平衡轉化率隨溫度、壓強變化關系如圖所示，下列說法正確的是()A．上述反應ΔH＞0B．圖中p1＜p2＜p3C．若在p3和316℃時，測得容器中n(H2)＝n(CH3OCH3)，此時v(正)＜v(逆)D．若在p3和316℃時，起始時n(H2)/n(CO)＝3，則達到平衡時，CO轉化率小于50%8．(2022·如東中學模擬)將等物質的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生反應：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)ΔH<0經5min后達到平衡，平衡時測得D的濃度為0.5mol/L，c(A)∶c(B)＝1∶2，C的平均反應速率為0.05mol/(L·min)(1)x的值為___________________________________________________________；(2)A的平衡濃度_________________________________________________________；(3)若恒溫恒容，則容器中平衡時的壓強與起始時的壓強比________________________________________________________________________；(4)下圖是某一時間段中該反應速率與反應進程的曲線關系圖，回答下列問題：①處于平衡狀態(tài)的時間段是_______________________________________________。②t1、t3、t4時刻體系中分別是什么條件發(fā)生了變化？t1______________、t3______________、t4______________(填A－E)。A．升溫B．降溫C．加催化劑D．加壓E．減壓③下列各時間段時，A的體積分數(shù)最高的是________。A．t0～t1 B．t2～t3C．t3～t4 D．t5～t69．(2022·徐州一中模擬)工業(yè)制硫酸時，利用催化氧化反應將SO2轉化為SO3是一個關鍵步驟。(1)某溫度下，2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197kJ/mol。開頭時在10L的密閉容器中加入4.0molSO2(g)和10.0molO2(g)，當反應達到平衡時共放出197kJ的熱量，該溫度下的平衡常數(shù)K＝________，上升溫度K將__________(填“增大、減小或不變”)。(2)確定條件下，向一帶活塞的密閉容器中充入2molSO2和1molO2，發(fā)生下列反應：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，達到平衡后，轉變下述條件，SO2、O2、SO3的平衡濃度都比原來增大的是________(填字母)。A．恒溫恒容，充入2molSO3B．恒溫恒容，充入2molN2C．恒溫恒壓，充入1molSO3D．上升溫度(3)在一密閉容器中進行下列反應：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，化學愛好小組的同學探究了其他條件不變時，轉變某一條件時對上述反應的影響，并依據(jù)試驗數(shù)據(jù)作出了下列關系圖。下列推斷中正確的是__________(填字母)。A．圖Ⅰ爭辯的是不同催化劑對反應的影響，且乙使用的催化劑效率較高B．圖Ⅱ爭辯的是壓強對反應的影響，且甲的壓強較高C．圖Ⅱ爭辯的是溫度對反應的影響，且乙的溫度較低D．圖Ⅲ爭辯的是不同催化劑對反應的影響，且甲使用的催化劑效率較高10．(2022·徐州市期中模擬)合成氨反應為：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。圖1表示在確定的溫度下此反應過程中的能量的變化，圖2表示在2L的密閉容器中反應時N2的物質的量隨時間的變化曲線。圖3表示在其他條件不變的狀況下，轉變起始物氫氣的物質的量對此反應平衡的影響。下列說法正確的是()A．該反應為自發(fā)反應，由圖1可得加入適當?shù)拇呋瘎珽和ΔH都減小B．圖3中a、b、c三點所處的平衡狀態(tài)中，反應物N2的轉化率最高的是b點C．圖2中0～10min內該反應的平均速率v(H2)＝0.045mol·L－1·min－1，從11min起其他條件不變，壓縮容器的體積為1L，則n(N2)的變化曲線為dD．圖3中T1和T2表示溫度，對應溫度下的平衡常數(shù)為K1、K2，則：T1＞T2，T1＞T211．苯乙烯(C8H8)是生產塑料的一種重要單體，它以苯乙烷(C8H10)為材料，其反應原理是：C8H10(g)C8H8(g)＋H2(g)ΔH＝＋125kJ·mol－1Ⅰ.某溫度下，將0.40mol苯乙烷(C8H10)充入2L真空密閉容器中發(fā)生反應，測定不同時間該容器內物質的量，得到數(shù)據(jù)如下表：時間/min010203040n(C8H10)/mol0.400.300.26n2n3n(C8H8)/mol0.000.10n10.160.16(1)當反應進行到20min時，該段時間內H2的平均反應速率是________。(2)該溫度下，該反應的化學平衡常數(shù)是________。(3)若保持其他條件不變，用0.40molH2(g)和0.40molC8H8(g)合成C8H10(g)，當有30kJ熱量放出時，該反應中H2的轉化率是________，此時，該反應是否達到了平衡狀態(tài)？________(填“是”或“否”)。Ⅱ.工業(yè)上以高溫水蒸氣作為反應體系的稀釋劑(不參與反應)，C8H10(g)的平衡轉化率與水蒸氣的用量、體系的溫度、壓強的關系如圖Ⅰ、圖Ⅱ所示。(4)由圖Ⅰ可知，T1________T2(填“大于”、“小于”或“等于”)。(5)由圖Ⅱ可知，當其他條件不變時，水蒸氣的用量越大，平衡轉化率將________(填“越大”、“越小”或“不變”)，緣由是________________________________________________________________________________________________________________。答案1．選DA項，Y點的壓強大，其速率快，錯誤。B項，隨著壓強的增大，氣體的總物質的量在減小，不行能為等體積變化，錯誤。C項，該反應為體積增大的反應，錯誤。D項，兩個反應的體積均減小，符合題意，正確。2．選ADA項，上升溫度，平衡逆向移動，C的體積分數(shù)減小，正確；B項，充入稀有氣體，各成分濃度不變，平衡不移動，錯誤；C項，增加A的量，B的轉化率上升，錯誤；D項，增加C，可以將增加的C建立一個與原平衡相像的平衡，再合并，相當于體積減小，壓強增大，最終平衡相當于正向移動，A的質量分數(shù)減小，正確。3．選ADA項，題給反應是氣體體積減小的反應，即ΔS＜0，ΔH＜0，錯誤。B項，圖1中b線的活化能低，可能使用了催化劑，正確。C項，正反應放熱，隨溫度上升，平衡向逆反應方向移動，CH3OH%減??；p1→p2，壓強增大，平衡正向移動，CH3OH%增大，正確。D項，由圖2可知，起始充入4molH2、2molCO，再充入2molH2、1molCO，相當于體積減小，壓強增大，平衡正向移動，則n(CH3OH)/n(CO)增大，錯誤。4．選AD由圖知10min內D的濃度變化了3mol/L，A和B的濃度變化了1.5mol/L，x＝2，v(D)＝3mol/L÷10min＝0.3mol/(L·min)，A項正確；C為固體，固體不列入平衡常數(shù)表達式中，B項錯誤；該反應前后氣體體積不變，故轉變壓強平衡不移動，C項錯誤；15min時，D的濃度漸漸降低，A、B的濃度漸漸上升，平衡逆向移動，該反應為吸熱反應，故轉變的條件是降低溫度，D項正確。5．選ADA項，設3s末，生成PCl3的物質的量為x，則PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)始(mol)100變(mol)xxx末(mol)1－xxx反應前后壓強比等于物質的量之比，故有：1－x＋x＋x＝1.6，則x＝0.6，所以v(PCl3)＝eq\f(0.6mol/2L,3s)＝0.1mol·L－1·s－1，正確；B項，反應為吸熱反應，錯誤；C項，上升溫度，平衡右移，平衡常數(shù)增大，錯誤；D項，虛擬出一個中間容器：中間容器與第一次容器的濃度(eq\f(1－0.6,2)＝0.2mol·L－1)相等，其次次反應相當于在中間容器的基礎上增加壓強，PCl5的濃度應為第一次的2倍，但平衡向逆反應方向移動，故PCl5的濃度大于0.4mol·L－1，正確。6．選AD依據(jù)圖一，可知達到平衡時，A、B、C變化的物質的量分別為：0.8mol、0.4mol和0.4mol，反應方程式為：2A＋BC，B項正確。A的平均反應速率為0.01mol/(L·min)，A項錯誤。圖二顯示，T3時反應剛好達到平衡狀態(tài)，即T1、T2尚處于建立平衡的狀態(tài)中，C項正確。T4反應更快，也處于平衡狀態(tài)。但是C的含量削減，說明從T3→T4在消耗C，即平衡逆向移動。結合平衡移動原理，可知逆向反應吸熱，即正反應放熱，D項錯誤。7．選C從圖像看，反應溫度越高，CO的轉化率越小，說明正反應為放熱反應，A錯誤；該反應為體積減小的反應，壓強越大，平衡正向移動，CO的轉化率越高，在圖中作一等溫線可知，p1對應的轉化率大，則p1的壓強大，B錯誤；在P3和316℃時，CO的轉化率為50%，設起始時，n(H2)＝2a，n(CO)＝a，平衡時，n(H2)＝a，n(CH3OCH3)＝0.25a，若n(H2)＝n(CH3OCH3)，則產物的量變多，故平衡需逆向移動，即逆反應速率大于正反應，C錯誤；題中圖表示的是n(H2)/n(CO)＝2，若n(H2)/n(CO)＝3，即H2的量增多，所以CO的轉化率比原平衡時大，D錯誤。8．解析：(1)v(C)＝Δc/Δt所以Δc＝v(C)×Δt＝0.05mol/(L·min)×5min＝0.25mol/L。在反應中c(C)∶c(D)＝x∶2,0.25∶0.5＝x∶2，所以x＝1。(2)Δc(A)∶Δc(D)＝3∶2Δc(A)∶0.5＝3∶2，Δc(A)＝0.75。假設開頭時加入的A、B的物質的量為2m，則起始時A、B的物質的量濃度為mmol/L。依據(jù)反應變化的A濃度為0.75mol/L和反應方程式中A、B的系數(shù)關系可知反應變化的B的濃度為0.25mol/L。所以平衡濃度c(A)＝(m－0.75)mol/L，c(B)＝(m－0.25)mol/L。由于c(A)∶c(B)＝1∶2所以(m－0.75)∶(m－0.25)＝1∶2，解得m＝1.25。所以A的平衡濃度為：c(A)＝(m－0.75)mol/L＝(1.25－0.75)mol/L＝0.5mol/L。(3)開頭時A、B氣體的物質的量為2.5mol，氣體的總物質的量為5mol。平衡時各種氣體的物質的量為n(A)＝0.5mol/L×2L＝1mol;n(B)＝(m－0.25)mol/L×2L＝(1.25－0.25)mol/L×2L＝2mol；n(C)＝0.25mol/L×2L＝0.5mol/L；n(D)＝0.5mol/L×2L＝1mol。平衡時氣體的總物質的量為(1＋2＋0.5＋1)mol＝4.5mol，所以n(平衡)∶n(開頭)＝4.5∶5＝9∶10。依據(jù)阿伏加德羅定律的推論，在相同溫相同體積的密閉容器中，氣體的壓強比等于它們的物質的量之比。所以p(平衡)∶p(開頭)＝n(平衡)∶n(開頭)＝9∶10。(4)①可逆反應在平衡時正反應、逆反應的速率相等。由圖可知平衡時間段為：t0－t1t2－t3t3－t4t5－t6。②在t1時，正反應、逆反應的速率都增大，且v(逆)大于v(正)，說明反應速率加快，平衡逆向移動，可能是上升溫度，選A。在t3時正反應、逆反應的速率都增大且v(逆)等于v(正)，說明反應速率加快，平衡不移動，可能是加入催化劑，選項為C。t4時，正反應、逆反應的速率都減小，且v(逆)大于v(正)說明反應速率減慢，平衡逆向移動，可能的變化是減小壓強，選項為E。③若使A的體積分數(shù)最高，則平衡逆向移動最大才符合要求。t0－t1平衡狀態(tài)；t2－t3平衡逆向移動達到新的平衡，A含量比前一段高；t3－t4平衡沒有移動，與t2－t3段相同；t5－t6平衡逆向移動，達到新的平衡。故A含量最高的為t5－t6，選項為D。答案：(1)1(2)0.5mol/L(3)9∶10(4)①t0－t1t2－t3t3－t4t5－t6②ACE③D9．解析：(1)反應達到平衡時共放出197kJ的熱量，依據(jù)熱化學方程式可知反應了2.0molSO2和1.0molO2，依據(jù)三段式進行計算：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)起始濃度(mol·L－1)0.410轉化濃度(mol·L－1)0.20.10.2平衡濃度(mol·L－1)0.20.90.2該溫度下的平衡常數(shù)K＝0.22÷(0.22×0.9)＝10/9；由于該反應為放熱反應，上升溫度，平衡向左移動，所以K將減小。(2)A項，保持溫度和容器體積不變，充入2molSO3，平衡向逆反應方向移動，則SO2、O2、SO3平衡濃度都比原來增大，正確；B項，保持溫度和容器體積不變，充入2molN2，對平衡移動沒有影響，各物質的濃度不變，錯誤；C項，保持溫度和容器內壓強不變，充入1molSO3，處于等效平衡狀態(tài)，濃度不變，錯誤；D項，上升溫度，平衡向逆反應方向移動，SO3的濃度減小，錯誤。(3)A項，催化劑不影響平衡，SO3的濃度相等，與圖像不符合，錯誤；B項，甲的反應速率快，所以甲的壓強大，平衡向右移動，SO2的轉化率大，與圖像不符合，錯誤；C項，甲的反應速率快，所以甲的溫度高，平衡向左移動，SO2的轉化率小，與圖像符合，正確；D項，催化劑加快反應速率，不影響平衡，與圖像符合，正確。答案：(1)10/9減小(2)A(3)