2025版高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí)天天增分練 選擇題分類練11　多平衡體系圖像的分析

選擇題分類練11多平衡體系圖像的分析授課提示：天天增分特訓(xùn)19頁(分值：18分選擇題每小題3分)1．已知雙環(huán)戊二烯解聚成環(huán)戊二烯的反應(yīng)為ΔH>0。若將3mol雙環(huán)戊二烯通入2L恒容密閉容器中，測得T1℃和T2℃下n(雙環(huán)戊二烯或環(huán)戊二烯)隨時(shí)間的變化如圖所示，T2℃時(shí)反應(yīng)到a點(diǎn)恰好達(dá)到平衡。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A.T1>T2B．T2℃時(shí)，0～2h內(nèi)的平均反應(yīng)速率：v(環(huán)戊二烯)＝0.6mol·L－1·h－1C．T2℃時(shí)，當(dāng)容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)為起始的1.5倍時(shí)：v(正)>v(逆)D．T1℃時(shí)，反應(yīng)恰好達(dá)到平衡時(shí)：4.8mol<n(環(huán)戊二烯)<6mol解析：由題圖可知，T2℃時(shí)，雙環(huán)戊二烯前1h減少1.8mol，相當(dāng)于環(huán)戊二烯增加3.6mol，T1℃時(shí)，環(huán)戊二烯前1h增加4mol>3.6mol，所以T1>T2，A正確；T2℃時(shí)，0～2h內(nèi)的平均反應(yīng)速率：v(環(huán)戊二烯)＝2×3mol?0.6mol2L×2h＝1.2mol·L－1·h－1，B錯(cuò)誤；由a點(diǎn)可知，T2℃時(shí)，平衡時(shí)氣體總物質(zhì)的量為2×(3mol－0.6mol)＋0.6mol＝5.4mol，是初始3mol的1.8倍，氣體的壓強(qiáng)為起始時(shí)的1.5倍時(shí)，反應(yīng)正向進(jìn)行，v(正)>v(逆)，C正確；在T2℃時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，消耗雙環(huán)戊二烯的物質(zhì)的量為(3－0.6)mol＝2.4mol，此時(shí)生成環(huán)戊二烯的物質(zhì)的量為2.4×2mol＝4.8mol，因?yàn)門1>T2，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡正向移動(dòng)，則T1℃答案：B2．乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6)、丁烯(C4H8)都是基礎(chǔ)化工原料，這三種烯烴之間存在下列三個(gè)反應(yīng)。反應(yīng)Ⅰ：3C4H8(g)?4C3H6(g)ΔH1＝＋78kJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ：2C3H6(g)?3C2H4(g)ΔH2＝＋117kJ·mol－1反應(yīng)Ⅲ：C4H8(g)?2C2H4(g)ΔH3在恒壓密閉容器中，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，三種組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度T的變化關(guān)系如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．反應(yīng)Ⅲ的ΔH3＝＋104kJ·mol－1B．700K時(shí)，反應(yīng)Ⅱ的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的平衡常數(shù)K≈2.22×10－2(以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)代替平衡濃度)C．提高C4H8的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，需研發(fā)低溫條件下活性好且耐高壓的催化劑D．超過700K后曲線a下降的原因可能是隨著溫度升高反應(yīng)Ⅰ逆向移動(dòng)，反應(yīng)Ⅱ正向移動(dòng)解析：根據(jù)蓋斯定律可知，反應(yīng)Ⅲ＝13×(反應(yīng)Ⅰ＋反應(yīng)Ⅱ×2)，得到C4H8(g)?2C2H4(g)ΔH3＝＋104kJ·mol－1，A正確；反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，升高溫度，反應(yīng)Ⅰ、反應(yīng)Ⅱ和反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)平衡均正向移動(dòng)，即丁烯(C4H8)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)在不斷減少，丙烯(C3H6)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)先增加后減少，乙烯(C2H4)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)在不斷增加，故曲線a代表丙烯，曲線b代表丁烯，曲線c代表乙烯；700K時(shí)，丁烯和乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)均為0.2，丙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.6，反應(yīng)Ⅱ的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的平衡常數(shù)K＝0.230.62≈2.22×10－2，B正確；降低溫度或增大壓強(qiáng)，反應(yīng)Ⅰ、反應(yīng)Ⅱ和反應(yīng)Ⅲ的化學(xué)平衡均逆向移動(dòng)，C4H8的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大，故提高C4H8的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，需研發(fā)低溫條件下活性好且耐高壓的催化劑，C正確；根據(jù)圖中信息可知，丁烯在不斷減小，則超過700K后曲線a下降的原因可能是隨著溫度升高反應(yīng)Ⅰ正向移動(dòng)，反應(yīng)Ⅱ正向移動(dòng)，反應(yīng)答案：D3．1889年，Arrhenius提出了反應(yīng)速率常數(shù)k隨溫度的變化關(guān)系lnk＝－EaRT＋C(R、C均為常數(shù))。已知2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)反應(yīng)1：2NO(g)?N2O2(g)ΔH1＝－46.3kJ·mol－1反應(yīng)2：N2O2(g)＋O2(g)?2NO2(g)ΔH2＝－65.7kJ·mol－1兩步反應(yīng)的活化能Ea1<Ea2。某課題組通過實(shí)驗(yàn)繪制出兩步反應(yīng)lnK(K表示平衡常數(shù))、lnk隨1TA．2molNO與1molO2充分反應(yīng)，放出熱量小于112kJB．③表示的是k2隨1TC．溫度越高，單位時(shí)間內(nèi)NO的轉(zhuǎn)化率可能越低D．相同條件下，O2濃度的變化比NO濃度的變化對反應(yīng)速率影響更顯著解析：反應(yīng)1、2均為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，故①②為lnK曲線；升高溫度，反應(yīng)速率增大，lnk變大，故③④為lnk曲線。lnk＝－EaRT＋C＝－EaR×1T＋C，兩步反應(yīng)的活化能Ea1<Ea2，則反應(yīng)2斜率更大，故④為k2隨1T的變化關(guān)系，故B錯(cuò)誤；由蓋斯定律可知，反應(yīng)1＋2得2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)ΔH＝－112kJ·mol－1，反應(yīng)為可逆反應(yīng)，故2molNO與1molO2充分反應(yīng)，放出熱量小于112kJ，故A正確；反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度越高，平衡逆向移動(dòng)，則單位時(shí)間內(nèi)NO的轉(zhuǎn)化率可能越低，故C正確；活化能越小反應(yīng)越快，活化能越大反應(yīng)越慢，決定總反應(yīng)速率的是慢反應(yīng)，兩步反應(yīng)的活化能答案：B4．二氧化碳加氫合成二甲醚(CH3OCH3)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和廣闊的應(yīng)用前景。該方法主要涉及下列反應(yīng)。反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)?CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－49.0kJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)?CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41.2kJ·mol－1反應(yīng)Ⅲ：2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH3＝－24.5kJ·mol－1向恒壓密閉容器中按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3通入CO2和H2，平衡時(shí)各含碳物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化如圖所示。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是()A．反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝cB．圖中曲線a表示CO2的平衡體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化C．510K時(shí)，反應(yīng)至CH3OCH3的體積分?jǐn)?shù)為X時(shí)，延長反應(yīng)時(shí)間，CH3OCH3的體積分?jǐn)?shù)升高D．增大壓強(qiáng)有利于提高平衡時(shí)CH3OCH3的選擇性(CH3OCH3的選擇性＝2×CH3解析：反應(yīng)Ⅲ是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，則CH3OCH3體積分?jǐn)?shù)隨著溫度升高而降低，所以曲線b表示CH3OCH3的平衡體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化，則曲線a表示CO2的平衡體積分?jǐn)?shù)隨溫度的變化，故B正確；510K時(shí)，反應(yīng)至CH3OCH3的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到X點(diǎn)的值，X點(diǎn)位于曲線b的上方，說明CH3OCH3的體積分?jǐn)?shù)大于平衡時(shí)CH3OCH3的體積分?jǐn)?shù)，則此時(shí)反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，反應(yīng)Ⅲ逆向進(jìn)行，延長反應(yīng)時(shí)間能降低CH3OCH3的體積分?jǐn)?shù)，故C錯(cuò)誤；反應(yīng)Ⅰ為氣體體積減小的反應(yīng)，反應(yīng)Ⅱ、Ⅲ均為氣體體積不變的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)Ⅰ平衡正向移動(dòng)，CH3OH濃度增大，H2O的濃度也增大，反應(yīng)Ⅱ平衡逆向移動(dòng)，雖然H2O的濃度也增大，但CH3OH的系數(shù)為2，所以反應(yīng)Ⅲ平衡正向移動(dòng)，CH3OCH3的選擇性增大，故D正確。答案：C5．利用氣態(tài)甲醇在催化劑條件下脫氫制備甲醛的主反應(yīng)為CH3OH(g)?HCHO(g)＋H2(g)ΔH1>0，副反應(yīng)為CH3OH(g)?CO(g)＋2H2(g)ΔH2。在體積為2L的剛性容器中，通入1mol氣態(tài)CH3OH，在一定催化劑作用下，反應(yīng)時(shí)間為5min時(shí)，分別測得甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率和甲醛的選擇性(甲醛的選擇性＝生成的HCHO的物質(zhì)的量轉(zhuǎn)化的CHA．600℃時(shí)，5min內(nèi)生成甲醛的平均反應(yīng)速率是0.04mol·L－1·min－1B．由圖可知副反應(yīng)的ΔH2>0C．600℃以前，溫度升高，平衡正向移動(dòng)，使得甲醛的選擇性減小D．600℃以后，甲醛的選擇性下降的可能原因?yàn)闇囟壬?，催化劑對主反?yīng)的催化活性降低解析：600℃時(shí)5min內(nèi)甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，甲醛的選擇性為80%，n(HCHO)＝1mol×50%×80%＝0.4mol，5min內(nèi)生成甲醛的平均反應(yīng)速率是0.4mol2L×5min＝0.04mol·L－1·min－1，A項(xiàng)正確；由題圖可知甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高一直增大，甲醛的選擇性在600℃以后下降，故副反應(yīng)的ΔH2答案：C6．CO2催化加氫制甲醇主要反應(yīng)：反應(yīng)Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－49.4kJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ.CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41.2kJ·mol－1壓強(qiáng)分別為p1、p2時(shí)，將n起始CO2n起始H2＝1∶3的混合氣體置于密閉容器中反應(yīng)，不同溫度下體系中A．曲線①、②表示的是CH3OH平衡選擇性B．壓強(qiáng)p1<p2C．隨溫度升高，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率受壓強(qiáng)影響減小D．相同溫度下，壓強(qiáng)分別為p1、p2時(shí)，反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)K(p1)>K(p2)解析：題圖中表示的是CO的平衡選擇