專題10-化學(xué)平衡圖像分析(湖南專用)(原卷版)

專題10化學(xué)平衡圖像分析【母題來源】2021年高考湖南卷第11題【母題題文】已知：，向一恒溫恒容的密閉容器中充入和發(fā)生反應(yīng)，時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)I，在時(shí)改變某一條件，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。下列說法正確的是A．容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，表明反應(yīng)達(dá)到平衡B．時(shí)改變的條件：向容器中加入CC．平衡時(shí)A的體積分?jǐn)?shù)：D．平衡常數(shù)K：【答案】BC【試題解析】根據(jù)圖像可知，向恒溫恒容密閉容器中充入1molA和3molB發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)時(shí)間從開始到t1階段，正反應(yīng)速率不斷減小，所以平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，t1-t2時(shí)間段，正反應(yīng)速率不變，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，t2-t3時(shí)間段，改變條件使正反應(yīng)速率逐漸增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，t3以后反應(yīng)達(dá)到新的平衡狀態(tài)，據(jù)此結(jié)合圖像分析解答。A．容器內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)為A(g)+2B(g)3C(g)，該反應(yīng)是氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)，所以在恒溫恒容條件下，氣體的壓強(qiáng)始終保持不變，則容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A錯(cuò)誤；B．根據(jù)圖像變化曲線可知，t2t3過程中，t2時(shí),瞬間不變，平衡過程中不斷增大，則說明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，且不是“突變”圖像，屬于“漸變”過程，所以排除溫度與催化劑等影響因素，改變的條件為：向容器中加入C，B正確；C．根據(jù)上述分析可知，t2-t3時(shí)間段，改變條件使正反應(yīng)速率逐漸增大，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，達(dá)到新的平衡狀態(tài)后，生成A的量增大，總的物質(zhì)的量不變，所以A的體積分?jǐn)?shù)增大，即A的體積分?jǐn)?shù)：(II)＞(I)，C正確；D．平衡常數(shù)K與溫度有關(guān)，因該反應(yīng)在恒溫條件下進(jìn)行，所以K保持不變，D錯(cuò)誤。故選BC?！久}意圖】本題主要考查了化學(xué)平衡狀態(tài)的建立及其途徑、影響化學(xué)化學(xué)平衡的因素、有關(guān)化學(xué)平衡的計(jì)算等等?？疾閷W(xué)生對(duì)化學(xué)平衡轉(zhuǎn)化率相關(guān)原理的理解和掌握程度，也考查了學(xué)生對(duì)圖表信息的獲取、分析和加工能力。該題意在引導(dǎo)學(xué)生重視化學(xué)平衡等基本原理的理解和應(yīng)用，關(guān)注信息獲取、加工和處理能力的提高。明確影響反應(yīng)速率的因素和影響平衡移動(dòng)的因素是解題關(guān)鍵，會(huì)利用“三段式”法進(jìn)行化學(xué)計(jì)算，培養(yǎng)學(xué)生分析化學(xué)平衡圖象的能力?！久}方向】化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡是每年高考的必考內(nèi)容?；瘜W(xué)反應(yīng)速率是化學(xué)平衡移動(dòng)的基礎(chǔ)變量。化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算和外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響，常結(jié)合化學(xué)平衡的應(yīng)用進(jìn)行綜合考查，有時(shí)在選擇題和填空題中單獨(dú)考查，應(yīng)注意理論聯(lián)系實(shí)際，靈活分析。高考對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)的考查，往往通過化學(xué)平衡的特征及化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算和理解進(jìn)行。化學(xué)平衡常數(shù)是新出現(xiàn)的高考熱點(diǎn)，必須理解透徹。另外還要重點(diǎn)關(guān)注化學(xué)平衡的現(xiàn)象和實(shí)質(zhì)。高考圍繞勒夏特列原理的理解，通過實(shí)驗(yàn)、判斷、圖像、計(jì)算等形成對(duì)化學(xué)平衡移動(dòng)進(jìn)行綜合考查，是化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)(平衡)狀態(tài)的綜合應(yīng)用體現(xiàn)，平時(shí)加強(qiáng)針對(duì)性強(qiáng)化訓(xùn)練，注重規(guī)律和方法技能的總結(jié)，提高解題能力?！镜梅忠c(diǎn)】對(duì)于一般的化學(xué)反應(yīng)：aA＋bBcC＋dD，達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率為α(A)＝×100％＝×100％［c0(A)為起始時(shí)A的濃度，c(A)為平衡時(shí)A的濃度］反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率的變化判斷判斷反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的變化時(shí)，不要把平衡正向移動(dòng)與反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率提高等同起來，要視具體情況而定。常見有以下幾種情形：反應(yīng)類型條件的改變反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的變化有多種反應(yīng)物的可逆反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)恒容時(shí)只增加反應(yīng)物A的用量反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率減小，反應(yīng)物B的轉(zhuǎn)化率增大同等倍數(shù)地增大（或減小）反應(yīng)物A、B的量恒溫恒壓條件下反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率不變恒溫恒容條件下m+n>p+q反應(yīng)物A和B的轉(zhuǎn)化率均增大m+n<p+q反應(yīng)物A和B的轉(zhuǎn)化率均減小m+n=p+q反應(yīng)物A和B的轉(zhuǎn)化率均不變只有一種反應(yīng)物的可逆反應(yīng)mA(g)nB(g)+pC(g)增加反應(yīng)物A的用量恒溫恒壓條件下反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率不變恒溫恒容條件下m>n+p反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率增大m<n+p反應(yīng)物A的轉(zhuǎn)化率減小m=n+p反應(yīng)物A和B的轉(zhuǎn)化率不變1．（2020·長(zhǎng)沙市·湖南師大附中高三一模）在體積為1L的恒容密閉容器中充入一定量的H2S氣體，平衡時(shí)三種組分的物質(zhì)的量與溫度的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是A．反應(yīng)2H2S(g)S2(g)+2H2(g)在溫度T1時(shí)的平衡常數(shù)小于溫度為T2時(shí)的平衡常數(shù)B．T1時(shí)，向X點(diǎn)容器中再充入與1molH2S和與1molH2，重新平衡前v(正)<v(逆)C．T1時(shí)，若起始時(shí)向容器中充入5molH2S氣體，則平衡時(shí)H2S的轉(zhuǎn)化率大于50%D．X點(diǎn)、Y點(diǎn)的壓強(qiáng)僅與氣體的總物質(zhì)的量有關(guān)2．（2021·湖南邵陽市·高三其他模擬）煙氣中的NO經(jīng)過O3預(yù)處理，再用CaSO3懸濁液吸收去除。預(yù)處理時(shí)發(fā)生反應(yīng)：NO(g)＋O3(g)NO(g)＋O2(g)。測(cè)得：v正＝k正c(NO)·c(O3)，v逆＝k逆c(NO2)·c(O2)，k正、k逆為速率常數(shù)，受溫度影響。向容積均為2L的甲、乙兩個(gè)密閉容器中充入一定量的NO和O3，測(cè)得NO的體積分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說法正確的是A．高溫有利于提高容器中NO的平衡轉(zhuǎn)化率B．T1時(shí)，反應(yīng)在tmin內(nèi)的平均速率v(O2)＝mol·L－1·min－1C．T1時(shí)，NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)的k正＜3k逆D．T2時(shí)，向2L密閉容器中充入0.6molNO、0.4molO3，到達(dá)平衡時(shí)c(NO2)小于乙容器中平衡時(shí)c(NO2)3．（2021·湖南高三其他模擬）圖中的曲線是表示恒容時(shí)，反應(yīng)中NO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線，圖中標(biāo)有b、c、d三點(diǎn)，下列說法正確的是A．ΔH＞0 B．混合氣體的密度：d點(diǎn)＞b點(diǎn)C．c點(diǎn)未達(dá)到平衡狀態(tài)且(正)(逆) D．使用催化劑b、d兩點(diǎn)將上移4．（2021·湖南長(zhǎng)沙市·長(zhǎng)沙一中高三一模）正戊烷異構(gòu)化為異戊烷是油品升級(jí)的一項(xiàng)重要技術(shù)。在合適催化劑和一定壓強(qiáng)下，正戊烷的平衡轉(zhuǎn)化率(α)隨溫度變化如圖所示。名稱熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃燃燒熱?H/kJ?mol-1正戊烷-13036–3506.1異戊烷-159.427.8–3504.1下列說法不正確的是A．25℃，101kPa時(shí)，正戊烷異構(gòu)化成異戊烷的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為：CH3CH2CH2CH2CH3(l)=(CH3)2CHCH2CH3(l)?H=–2.0kJ/molB．28~36℃時(shí)，隨溫度升高，正戊烷的平衡轉(zhuǎn)化率增大，原因是異戊烷氣化離開體系，產(chǎn)物濃度降低，平衡正向移動(dòng)C．36~150℃時(shí)，隨溫度升高，正戊烷異構(gòu)化反應(yīng)的平衡常數(shù)增大D．150℃時(shí)，體系壓強(qiáng)從100kPa升高到500kPa，正戊烷的平衡轉(zhuǎn)化率基本不變5．（2021·湖南株洲市·高三一模）利用現(xiàn)代傳感技術(shù)探究壓強(qiáng)對(duì)2NO2(g)N2O4(g)平衡移動(dòng)的影響。在恒定溫度和標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)條件下，往針筒中充入一定體積的NO2氣體后密封并保持活塞位置不變。分別在t1、t2時(shí)迅速移動(dòng)活塞后并保持活塞位置不變，測(cè)定針筒內(nèi)氣體壓強(qiáng)變化如圖所示。下列分析中不正確的是A．t1時(shí)移動(dòng)活塞，使容器體積增大B．在B、E兩點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的正反應(yīng)速率：v(B)>v(E)C．圖中除A、C、F點(diǎn)外，其他點(diǎn)均為平衡狀態(tài)D．在E，F(xiàn)，H三點(diǎn)中，H點(diǎn)的氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量最大6．（2021·安徽淮北市·高三一模）向1L的密閉容器中通入2molCO2(g)、2molH2(g)，發(fā)生反應(yīng)為H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH。在T1、T2下，測(cè)得CO的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是A．CO2平衡轉(zhuǎn)化率：α(T1)<α(T2)T1B．前3min，T2溫度下容器內(nèi)發(fā)生的有效碰撞次數(shù)比T1多C．T2溫度下12min時(shí)，向容器中再分別充入H2、CO2、CO、H2O各1mol，平衡向正向移動(dòng)D．在初始溫度T1下，1L絕熱容器通入2molCO2(g)、2molH2(g)，平衡時(shí)n(CO)<1mol7．（2021·阜新市第二高級(jí)中學(xué)高三其他模擬）在含有Fe3+、S2O和I-的混合溶液中，反應(yīng)S2O(aq)+2I-(aq)=2SO(aq)+I2(aq)的分部機(jī)理如下，反應(yīng)進(jìn)程中的能量變化如圖所示。步驟①：2Fe3+(aq)+2I-(aq)=2Fe2+(aq)+I2(aq)步驟②：S2O(aq)+2Fe2+(aq)=2SO(aq)+2Fe3+(aq)下列關(guān)于該反應(yīng)的說法錯(cuò)誤的是A．Fe3+是該反應(yīng)的催化劑B．步驟②比步驟①速率快C．該反應(yīng)為放熱反應(yīng)D．若不加Fe3+，則正反應(yīng)的活化能比逆反應(yīng)的大8．（2021·天津高三三模）研究CO2的綜合利用對(duì)促進(jìn)低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有重要意義。工業(yè)上以CO2·NH3為原料生產(chǎn)尿素[CO(NH2)2]，反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2NH3(g)+CO2(g)=H2O(1)+CO(NH2)2(s)△H=-178kJ·mol-1。一定溫度下，某科研小組在1L的恒容密閉容器中充入CO2和NH3模擬工業(yè)生產(chǎn)，發(fā)生上述反應(yīng)，令起始時(shí)=x，得到CO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與x的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是A．升高溫度和增大壓強(qiáng)均能提高尿素的產(chǎn)率B．若2v(NH3)正=v(CO2)逆，說明該反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)C．圖中A點(diǎn)NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為66.7%D．若及時(shí)分離出部分生成物，上述平衡不一定朝正反應(yīng)方向移動(dòng)9．（2021·遼寧高三其他模擬）反應(yīng)可用于制備有機(jī)化工原料。已知240℃時(shí)，其化學(xué)反應(yīng)平衡常數(shù)。①一定溫度下，設(shè)起始充入的，相同時(shí)間內(nèi)測(cè)得轉(zhuǎn)化率與m和溫度(T)的關(guān)系如圖甲所示。②在300℃、320℃時(shí)上述反應(yīng)中和的體積分?jǐn)?shù)(w)隨時(shí)間(t)的變化關(guān)系如圖乙所示。起始密閉容器中和、和分別相等。下列說法錯(cuò)誤的是A．該反應(yīng)的B．C．絕熱恒容條件下發(fā)生反應(yīng)，若體系壓強(qiáng)不變，可說明反應(yīng)達(dá)到平衡D．300℃時(shí)隨時(shí)間變化的曲線為，320℃時(shí)隨時(shí)間變化的曲線為10．（2021·江蘇省如皋中學(xué)高三三模）利用CO2和CH4重整可以制作合成氣(主要成分為CO、H2)，重整過程中部分反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：反應(yīng)Ⅰ：CH4(g)=C(s)＋2H2(g)ΔH=＋75.0kJ·mol-1反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH=＋41.0kJ·mol-1反應(yīng)Ⅲ：CO(g)＋H2(g)=C(s)＋H2O(g)ΔH=-131.0kJ·mol-1當(dāng)按相同投料比發(fā)生反應(yīng)，CO2和CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是A．反應(yīng)CO2(g)＋CH4(g)=2CO(g)＋2H2(g)的ΔH=-15kJ·mol-1B．同溫度下CO2的平衡轉(zhuǎn)化率大于CH4的平衡轉(zhuǎn)化率，可能是CO2發(fā)生了其他副反應(yīng)C．降低溫度，可以提高合成氣中CO的物質(zhì)的量D．選擇活性更高的催化劑可以提高CH4的平衡轉(zhuǎn)化率11．（2021·江蘇高三其他模擬）在密閉容器中：按CO2與H2的物質(zhì)的量之比為1：3進(jìn)行投料，發(fā)生反應(yīng)2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)△H<0，在5MPa下測(cè)得不同溫度下平衡體系中各種物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)(V%)如圖所示，下列說法中錯(cuò)誤的是

A．表示CH3CH2OH組分的曲線是IVB．圖中曲線交點(diǎn)a、b對(duì)應(yīng)的上述反應(yīng)平衡常數(shù)Ka<KbC．圖中曲線交點(diǎn)a對(duì)應(yīng)的CO2轉(zhuǎn)化率為40%D．若甲、乙兩個(gè)密閉容器起始時(shí)的容積、溫度及投料方式均相同，甲：恒溫恒壓，乙；恒溫恒容，反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)CH3CH2OH產(chǎn)率：甲＜乙12．（2021·江蘇南京市·南京師大附中高三其他模擬）焦炭催化還原二氧化硫的化學(xué)方程式為2C(s)＋2SO2(g)S2(g)＋2CO2(g)。一定壓強(qiáng)下，向1L密閉容器中加入足量的焦炭和1molSO2發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)相同時(shí)間時(shí)測(cè)得SO2的生成速率與S2(g)的生成速率隨溫度變化的關(guān)系如圖1所示。其他條件相同的情況下，在甲、乙兩種催化劑作用下，測(cè)得SO2(g)轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖2所示。下列說法正確的是A．該反應(yīng)的ΔH>0B．圖1中的A、B、C、D四個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)中處于平衡狀態(tài)的是DC．圖2在甲催化劑的作用下，M點(diǎn)(500，55)時(shí)SO2的轉(zhuǎn)化率一定不是該溫度下SO2的平衡轉(zhuǎn)化率D．圖2在相同的溫度下，乙催化劑作用SO2的反應(yīng)速率比甲催化劑作用SO2的反應(yīng)速率小13．（2020·云南文山壯族苗族自治州·高三一模）400℃時(shí)，和充入2L密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)，容器中的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖中實(shí)線所示。圖中虛線表示僅改變某一反應(yīng)條件時(shí)，的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化。下列說法正確的是A．反應(yīng)開始至a點(diǎn)，B．曲線Ⅱ?qū)?yīng)的條件改變是增大壓強(qiáng)C．若曲線Ⅰ對(duì)應(yīng)的條件改變是升溫，則該反應(yīng)D．400℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為0.12514．（2021·山東煙臺(tái)市·高三三模）已知環(huán)戊二烯制備二聚環(huán)戊二烯的反應(yīng)：?H<0。某實(shí)驗(yàn)小組分別在2L的恒容密閉容器中各充入3.0mol環(huán)戊二烯，測(cè)得在T1℃和T2℃下環(huán)戊二烯氣體的濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化曲線如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是A．M、N、P、Q四點(diǎn)的逆反應(yīng)速率大小關(guān)系：Q>N>P>MB．T2℃，用二聚環(huán)戊二烯表示0~0.5h的平均反應(yīng)速率為C．P點(diǎn)可能處于化學(xué)平衡狀態(tài)D．T1℃，若向Q點(diǎn)再充入1.0mol環(huán)戊二烯達(dá)平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率將小于86.7%15．（2021·江蘇揚(yáng)州市·高三其他模擬）燃煤電廠鍋爐尾氣中含有氮氧化物(主要成分NO)，可通過主反應(yīng)4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g)ΔH=-1627.7kJ·mol?1除去。溫度高于300℃時(shí)會(huì)發(fā)生副反應(yīng)：4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-904.74kJ·mol?1.在恒壓、反應(yīng)物起始物質(zhì)的量之比一定的條件下，反應(yīng)相同時(shí)間，NO的轉(zhuǎn)化率在不同催化劑作用下隨溫度變化的曲線如圖所示。下列有關(guān)說法一定正確的是

A．升高溫度、增大壓強(qiáng)均可提高主反應(yīng)中NO的平衡轉(zhuǎn)化率B．N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=-180.74kJ·mol?1C．圖中X點(diǎn)所示條件下，反應(yīng)時(shí)間足夠長(zhǎng)，NO的轉(zhuǎn)化率能達(dá)到Y(jié)點(diǎn)的值D．圖中Z點(diǎn)到W點(diǎn)NO的轉(zhuǎn)化率降低的原因是主反應(yīng)的平衡逆向移動(dòng)16．（2021·重慶高三三模）利用活性炭可以處理NO的污染，其原理為：?，F(xiàn)向某容積固定的密閉容器加入一定量的活性炭和一定量的NO，在T1℃時(shí)，各物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化如圖所示