2025版高三化學二輪復習天天增分練 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)隨時間的變化如圖所示，T2℃時反應到a點恰好達到平衡。下列有關說法錯誤的是()A.T1>T2B．T2℃時，0～2h內(nèi)的平均反應速率：v(環(huán)戊二烯)＝0.6mol·L－1·h－1C．T2℃時，當容器內(nèi)的氣體壓強為起始的1.5倍時：v(正)>v(逆)D．T1℃時，反應恰好達到平衡時：4.8mol<n(環(huán)戊二烯)<6mol解析：由題圖可知，T2℃時，雙環(huán)戊二烯前1h減少1.8mol，相當于環(huán)戊二烯增加3.6mol，T1℃時，環(huán)戊二烯前1h增加4mol>3.6mol，所以T1>T2，A正確；T2℃時，0～2h內(nèi)的平均反應速率：v(環(huán)戊二烯)＝2×3mol?0.6mol2L×2h＝1.2mol·L－1·h－1，B錯誤；由a點可知，T2℃時，平衡時氣體總物質(zhì)的量為2×(3mol－0.6mol)＋0.6mol＝5.4mol，是初始3mol的1.8倍，氣體的壓強為起始時的1.5倍時，反應正向進行，v(正)>v(逆)，C正確；在T2℃時，反應達到平衡，消耗雙環(huán)戊二烯的物質(zhì)的量為(3－0.6)mol＝2.4mol，此時生成環(huán)戊二烯的物質(zhì)的量為2.4×2mol＝4.8mol，因為T1>T2，該反應為吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，則T1℃答案：B2．乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6)、丁烯(C4H8)都是基礎化工原料，這三種烯烴之間存在下列三個反應。反應Ⅰ：3C4H8(g)?4C3H6(g)ΔH1＝＋78kJ·mol－1反應Ⅱ：2C3H6(g)?3C2H4(g)ΔH2＝＋117kJ·mol－1反應Ⅲ：C4H8(g)?2C2H4(g)ΔH3在恒壓密閉容器中，反應達到平衡時，三種組分的物質(zhì)的量分數(shù)隨溫度T的變化關系如圖所示。下列說法錯誤的是()A．反應Ⅲ的ΔH3＝＋104kJ·mol－1B．700K時，反應Ⅱ的物質(zhì)的量分數(shù)的平衡常數(shù)K≈2.22×10－2(以物質(zhì)的量分數(shù)代替平衡濃度)C．提高C4H8的物質(zhì)的量分數(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Ⅰ逆向移動，反應Ⅱ正向移動解析：根據(jù)蓋斯定律可知，反應Ⅲ＝13×(反應Ⅰ＋反應Ⅱ×2)，得到C4H8(g)?2C2H4(g)ΔH3＝＋104kJ·mol－1，A正確；反應達到平衡時，升高溫度，反應Ⅰ、反應Ⅱ和反應Ⅲ的化學平衡均正向移動，即丁烯(C4H8)的物質(zhì)的量分數(shù)在不斷減少，丙烯(C3H6)的物質(zhì)的量分數(shù)先增加后減少，乙烯(C2H4)的物質(zhì)的量分數(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，丁烯和乙烯的物質(zhì)的量分數(shù)均為0.2，丙烯的物質(zhì)的量分數(shù)為0.6，反應Ⅱ的物質(zhì)的量分數(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，反應Ⅰ、反應Ⅱ和反應Ⅲ的化學平衡均逆向移動，C4H8的物質(zhì)的量分數(shù)增大，故提高C4H8的物質(zhì)的量分數(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Ⅰ正向移動，反應Ⅱ正向移動，反應答案：D3．1889年，Arrhenius提出了反應速率常數(shù)k隨溫度的變化關系lnk＝－EaRT＋C(R、C均為常數(shù))。已知2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)反應1：2NO(g)?N2O2(g)ΔH1＝－46.3kJ·mol－1反應2：N2O2(g)＋O2(g)?2NO2(g)ΔH2＝－65.7kJ·mol－1兩步反應的活化能Ea1<Ea2。某課題組通過實驗繪制出兩步反應lnK(K表示平衡常數(shù))、lnk隨1TA．2molNO與1molO2充分反應，放出熱量小于112kJB．③表示的是k2隨1TC．溫度越高，單位時間內(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濃度的變化對反應速率影響更顯著解析：反應1、2均為放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數(shù)減小，故①②為lnK曲線；升高溫度，反應速率增大，lnk變大，故③④為lnk曲線。lnk＝－EaRT＋C＝－EaR×1T＋C，兩步反應的活化能Ea1<Ea2，則反應2斜率更大，故④為k2隨1T的變化關系，故B錯誤；由蓋斯定律可知，反應1＋2得2NO(g)＋O2(g)?2NO2(g)ΔH＝－112kJ·mol－1，反應為可逆反應，故2molNO與1molO2充分反應，放出熱量小于112kJ，故A正確；反應為放熱反應，溫度越高，平衡逆向移動，則單位時間內(nèi)NO的轉(zhuǎn)化率可能越低，故C正確；活化能越小反應越快，活化能越大反應越慢，決定總反應速率的是慢反應，兩步反應的活化能答案：B4．二氧化碳加氫合成二甲醚(CH3OCH3)具有重要的現(xiàn)實意義和廣闊的應用前景。該方法主要涉及下列反應。反應Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)?CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－49.0kJ·mol－1反應Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)?CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41.2kJ·mol－1反應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，平衡時各含碳物質(zhì)的體積分數(shù)隨溫度的變化如圖所示。下列有關說法錯誤的是()A．反應Ⅰ的平衡常數(shù)表達式為K＝cB．圖中曲線a表示CO2的平衡體積分數(shù)隨溫度的變化C．510K時，反應至CH3OCH3的體積分數(shù)為X時，延長反應時間，CH3OCH3的體積分數(shù)升高D．增大壓強有利于提高平衡時CH3OCH3的選擇性(CH3OCH3的選擇性＝2×CH3解析：反應Ⅲ是放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，則CH3OCH3體積分數(shù)隨著溫度升高而降低，所以曲線b表示CH3OCH3的平衡體積分數(shù)隨溫度的變化，則曲線a表示CO2的平衡體積分數(shù)隨溫度的變化，故B正確；510K時，反應至CH3OCH3的體積分數(shù)達到X點的值，X點位于曲線b的上方，說明CH3OCH3的體積分數(shù)大于平衡時CH3OCH3的體積分數(shù)，則此時反應未達到平衡狀態(tài)，反應Ⅲ逆向進行，延長反應時間能降低CH3OCH3的體積分數(shù)，故C錯誤；反應Ⅰ為氣體體積減小的反應，反應Ⅱ、Ⅲ均為氣體體積不變的反應，增大壓強，反應Ⅰ平衡正向移動，CH3OH濃度增大，H2O的濃度也增大，反應Ⅱ平衡逆向移動，雖然H2O的濃度也增大，但CH3OH的系數(shù)為2，所以反應Ⅲ平衡正向移動，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為CH3OH(g)?HCHO(g)＋H2(g)ΔH1>0，副反應為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，反應時間為5min時，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，5min內(nèi)生成甲醛的平均反應速率是0.04mol·L－1·min－1B．由圖可知副反應的ΔH2>0C．600℃以前，溫度升高，平衡正向移動，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為溫度升高，催化劑對主反應的催化活性降低解析：600℃時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速率是0.4mol2L×5min＝0.04mol·L－1·min－1，A項正確；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，故副反應的ΔH2答案：C6．CO2催化加氫制甲醇主要反應：反應Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－49.4kJ·mol－1反應Ⅱ.CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41.2kJ·mol－1壓強分別為p1、p2時，將n起始CO2n起始H2＝1∶3的混合氣體置于密閉容器中反應，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p1<p2C．隨溫度升高，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率受壓強影響減小D．相同溫度下，壓強分別為p1、p2時，反應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