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微考點(diǎn)化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像目錄TOC\o"1-3"\h\u 11.高考真題考點(diǎn)分布 12.命題規(guī)律及備考策略 1 2考法01反應(yīng)速率圖像 2考法02化學(xué)平衡圖像 9考法03工業(yè)生產(chǎn)中速率與平衡圖像 14 171.高考真題考點(diǎn)分布考點(diǎn)內(nèi)容考點(diǎn)分布化學(xué)反應(yīng)速率圖像2024·遼寧卷,3分;2024·安徽卷,3分;2023遼寧卷12題,3分;2023山東卷14題,4分;2022浙江1月選考19題,2分;2022湖南卷14題,4分;2022廣東卷15題,4分;2022河北卷11題,4分;化學(xué)平衡圖像2024·湖南卷,3分;2024·遼寧卷,3分;2023·重慶卷,3分;2023湖南卷13題,4分;2023浙江6月選考14題,3分;2022江蘇卷13題,3分;2022廣東卷13題,4分;2.命題規(guī)律及備考策略【命題規(guī)律】高頻考點(diǎn)從近幾年全國(guó)高考試題來(lái)看,反應(yīng)速率圖像與平衡移動(dòng)圖像綜合考查仍是高考命題的熱點(diǎn)?!緜淇疾呗浴拷獯鸹瘜W(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像題的三個(gè)步驟第一步:看圖像一看面——橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)代表的量(如縱坐標(biāo)是反應(yīng)物百分含量,還是反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率等),確定坐標(biāo)值與化學(xué)量的正變與負(fù)變關(guān)系。二看線——曲線的走向、變化趨勢(shì)(斜率大小、升與降、平與陡、漸變與突變、連續(xù)與斷變、轉(zhuǎn)折等),同時(shí)對(duì)走勢(shì)有轉(zhuǎn)折變化的曲線,要分段進(jìn)行分析,找出各段曲線的變化趨勢(shì)及含義。例如,升高溫度,v吸增加得多,v放增加得少;增大反應(yīng)物濃度,v正突變,v逆漸變。三看點(diǎn)——起點(diǎn)(分清反應(yīng)物、生成物。濃度減小的是反應(yīng)物,濃度增大的是生成物,一般生成物多數(shù)以原點(diǎn)為起點(diǎn)),終點(diǎn)(終點(diǎn)是否達(dá)到平衡),轉(zhuǎn)折點(diǎn)(轉(zhuǎn)折點(diǎn)前后影響的主要因素不同)等;此外還有頂點(diǎn)、拐點(diǎn)、交叉點(diǎn)、平衡點(diǎn)等都要認(rèn)真分析。四看輔助線——要不要作等溫線、等壓線,討論單變量。五看量——一般標(biāo)出具體數(shù)值的量在解題中都會(huì)用到。第二步:想規(guī)律在看清圖的基礎(chǔ)上,根據(jù)坐標(biāo)x軸的變化,確定y軸的變化,結(jié)合外因?qū)瘜W(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響因素分析變化的本質(zhì)原因。第三步:作判斷看條件(T,p,c)eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(找圖示變化→定移動(dòng)方向1,原理找變化→定移動(dòng)方向2))→同結(jié)果正確,不同則錯(cuò)?!久}預(yù)測(cè)】預(yù)計(jì)2025年高考會(huì)以新的圖像、新的真實(shí)情境等為載體,主要涉及反應(yīng)速率的影響因素及相關(guān)計(jì)算、平衡常數(shù)的計(jì)算和應(yīng)用等知識(shí),重點(diǎn)考查考生提取信息、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力,題目難度一般較大??挤?1反應(yīng)速率圖像1.速率—時(shí)間圖像(v-t圖像):由圖像變化分析外界條件對(duì)其影響,已知反應(yīng)為mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)ΔH=QkJ·mol-1。(1)“漸變”類v-t圖像圖像分析結(jié)論t1時(shí)v′正突然增大,v′逆逐漸增大;v′正>v′逆,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)t1時(shí)其他條件不變,增大反應(yīng)物的濃度t1時(shí)v′正突然減小,v′逆逐漸減??;v′逆>v′正,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)t1時(shí)其他條件不變,減小反應(yīng)物的濃度t1時(shí)v′逆突然增大,v′正逐漸增大;v′逆>v′正,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)t1時(shí)其他條件不變,增大生成物的濃度t1時(shí)v′逆突然減小,v′正逐漸減??;v′正>v′逆,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)t1時(shí)其他條件不變,減小生成物的濃度(2)“斷點(diǎn)”類v-t圖像圖像分析結(jié)論t1時(shí)v′正、v′逆均突然增大,且v′正>v′逆;平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行t1時(shí)其他條件不變,增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)且m+n>p+q(正反應(yīng)為體積減小的反應(yīng))t1時(shí)其他條件不變,升高溫度且Q>0(吸熱反應(yīng))t1時(shí)v′正、v′逆均突然增大,且v′逆>v′正;平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行t1時(shí)其他條件不變,增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)且m+n<p+q(正反應(yīng)為體積增大的反應(yīng))t1時(shí)其他條件不變,升高溫度且Q<0(放熱反應(yīng))t1時(shí)v′正、v′逆均突然減小,且v′正>v′逆;平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行t1時(shí)其他條件不變,減小反應(yīng)體系的壓強(qiáng)且m+n<p+q(正反應(yīng)為體積增大的反應(yīng))t1時(shí)其他條件不變,降低溫度且Q<0(放熱反應(yīng))t1時(shí)v′逆、v′正均突然減小,且v′逆>v′正;平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行t1時(shí)其他條件不變,減小反應(yīng)體系的壓強(qiáng)且m+n>p+q(正反應(yīng)為體積減小的反應(yīng))t1時(shí)其他條件不變,降低溫度且Q>0(吸熱反應(yīng))(3)“平臺(tái)”類v-t圖像圖像分析結(jié)論t1時(shí)v′正、v′逆均突然增大且v′正=v′逆,平衡不移動(dòng)t1時(shí)其他條件不變使用催化劑t1時(shí)其他條件不變?cè)龃蠓磻?yīng)體系的壓強(qiáng)且m+n=p+q(反應(yīng)前后氣體體積無(wú)變化)t1時(shí)v′正、v′逆均突然減小且v′正=v′逆,平衡不移動(dòng)t1時(shí)其他條件不變,減小反應(yīng)體系的壓強(qiáng)且m+n=p+q(反應(yīng)前后氣體體積無(wú)變化)2.物質(zhì)的量(或濃度)—時(shí)間圖像例如,某溫度時(shí),在定容(VL)容器中,X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。(1)由圖像得出的信息①X、Y是反應(yīng)物,Z是產(chǎn)物。②t3s時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),X、Y并沒(méi)有全部反應(yīng),該反應(yīng)是可逆反應(yīng)。③0~t3s時(shí)間段:Δn(X)=n1-n3mol,Δn(Y)=n2-n3mol,Δn(Z)=n2mol。(2)根據(jù)圖像可進(jìn)行如下計(jì)算①某物質(zhì)的平均速率、轉(zhuǎn)化率,如v(X)=eq\f(n1-n3,V·t3)mol·L-1·s-1;Y的轉(zhuǎn)化率=eq\f(n2-n3,n2)×100%。②確定化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,如X、Y、Z三種物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為(n1-n3)∶(n2-n3)∶n2。3.含量—時(shí)間—溫度(壓強(qiáng))(C%指產(chǎn)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù),B%指某反應(yīng)物的質(zhì)量分?jǐn)?shù))【方法技巧】“先拐先平,數(shù)值大”。即曲線先出現(xiàn)拐點(diǎn)的首先達(dá)到平衡,反應(yīng)速率快,以此判斷溫度或壓強(qiáng)的高低。再依據(jù)外界條件對(duì)平衡的影響分析判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)及反應(yīng)前后氣體體積的變化。4.恒壓(或恒溫)線(α表示反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,c表示反應(yīng)物的平衡濃度)圖①,若p1>p2>p3,則正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),ΔH<0;圖②,若T1>T2,則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)?!痉椒记伞俊岸ㄒ蛔h二”。即把自變量(溫度、壓強(qiáng))之一設(shè)為恒量,討論另外兩個(gè)變量的關(guān)系5.幾種特殊圖像(1)對(duì)于化學(xué)反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),M點(diǎn)前,表示從反應(yīng)物開始,v正>v逆;M點(diǎn)為剛達(dá)到平衡點(diǎn)(如下圖);M點(diǎn)后為平衡受溫度的影響情況,即升溫,A的百分含量增加或C的百分含量減少,平衡左移,故正反應(yīng)ΔH<0。(2)對(duì)于化學(xué)反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),L線上所有的點(diǎn)都是平衡點(diǎn)(如下圖)。L線的左上方(E點(diǎn)),A的百分含量大于此壓強(qiáng)時(shí)平衡體系的A的百分含量,所以,E點(diǎn)v正>v逆;則L線的右下方(F點(diǎn)),v正<v逆。考向01考查速率—時(shí)間圖像【例1】(2024·遼寧撫順·模擬)向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2,一定條件下使反應(yīng)SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)達(dá)到平衡,正反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的示意圖如下所示。由圖可得出的正確結(jié)論是()A.反應(yīng)在c點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)B.反應(yīng)物濃度:a點(diǎn)小于b點(diǎn)C.反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量D.Δt1=Δt2時(shí),SO2的轉(zhuǎn)化率:a~b段小于b~c段【答案】D【解析】A項(xiàng),化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是各物質(zhì)的濃度不再改變,其實(shí)質(zhì)是正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的正反應(yīng)速率顯然還在改變,一定未達(dá)平衡,錯(cuò)誤;B項(xiàng),a到b時(shí)正反應(yīng)速率增加,反應(yīng)物濃度隨時(shí)間不斷減小,錯(cuò)誤;C項(xiàng),從a到c正反應(yīng)速率增大,之后正反應(yīng)速率減小,說(shuō)明反應(yīng)剛開始時(shí)溫度升高對(duì)正反應(yīng)速率的影響大于濃度減小對(duì)正反應(yīng)速率的影響,說(shuō)明該反應(yīng)為放熱反應(yīng),即反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,錯(cuò)誤;D項(xiàng),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,正反應(yīng)速率越快,消耗的二氧化硫就越多,SO2的轉(zhuǎn)化率將逐漸增大,正確。考向02考查物質(zhì)的量(或濃度)—時(shí)間圖像【例2】(2024·河南洛陽(yáng)·模擬)100℃時(shí),向某恒容密閉容器加入1.6mol·L-1的Q后會(huì)發(fā)生如下反應(yīng):2Q(g)M(g)。其中M的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化如圖所示:下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.從反應(yīng)開始到剛達(dá)到平衡的時(shí)間段內(nèi),v(Q)=0.02mol·L-1·s-1B.a、b兩時(shí)刻生成Q的速率:v(a)<v(b)C.用Q濃度變化值表示的ab、bc兩個(gè)時(shí)間段內(nèi)的反應(yīng)速率:v(ab)>v(bc)=0D.其他條件相同,起始時(shí)將0.2mol·L-1氦氣與Q混合,則反應(yīng)達(dá)到平衡所需時(shí)間少于60s【答案】D【解析】根據(jù)分析,從反應(yīng)開始到剛達(dá)到平衡的時(shí)間段內(nèi),v(Q)=eq\f(Δc,t)=eq\f(1.2mol·L-1,60s)=0.02mol·L-1·s-1,故A正確;Q為反應(yīng)物,初始時(shí)濃度最大,消耗速率最大,生成速率最小,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,Q的濃度逐漸減小,消耗速率逐漸減慢,生成速率逐漸增大,則a、b兩時(shí)刻生成Q的速率:v(a)<v(b),故B正確;ab段M的濃度變化量為(0.6-0.3)mol·L-1=0.3mol·L-1,則Q的物質(zhì)的量濃度變化量為M的兩倍,為0.3mol·L-1×2=0.6mol·L-1,反應(yīng)時(shí)間為60s-20s=40s,v(ab)=eq\f(0.6mol·L-1,40s)=0.015mol·L-1·s-1,bc段反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),M、Q的物質(zhì)的量濃度變化量為0,則v(bc)=0,則用Q濃度變化值表示的ab、bc兩個(gè)時(shí)間段內(nèi)的反應(yīng)速率:v(ab)>v(bc)=0,故C正確;其他條件相同,向某恒容密閉容器中通入0.2mol·L-1氦氣與Q混合,容器體積不變,Q、M的濃度不變,與原平衡體系等效,則反應(yīng)達(dá)到平衡所需時(shí)間等于60s,故D錯(cuò)誤。考向03考查濃度(轉(zhuǎn)化率、百分含量)—時(shí)間圖像【例3】(2024·湖北孝感·模擬)在其他條件不變時(shí),只改變某一條件,化學(xué)反應(yīng)aA(g)+B(g)cC(g)的平衡的變化圖像如下(圖中p表示壓強(qiáng),T表示溫度,n表示物質(zhì)的量,α表示平衡轉(zhuǎn)化率),據(jù)此分析下列說(shuō)法正確的是()A.在圖像反應(yīng)Ⅰ中,說(shuō)明正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B.在圖像反應(yīng)Ⅰ中,若p1>p2,則此反應(yīng)的ΔS>0C.在圖像反應(yīng)Ⅱ中,說(shuō)明該正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)D.在圖像反應(yīng)Ⅲ中,若T1>T2,則該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行【答案】D【解析】A項(xiàng),圖像反應(yīng)Ⅰ中任取一曲線,圖中隨著溫度的升高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率減小,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),錯(cuò)誤;B項(xiàng),在圖像反應(yīng)Ⅰ的橫坐標(biāo)上任取一點(diǎn),作橫坐標(biāo)的垂直線與兩曲線相交,若p1>p2,增大壓強(qiáng)反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率增大,增大壓強(qiáng)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則a+1>c,ΔS<0,錯(cuò)誤;C項(xiàng),圖像反應(yīng)Ⅱ中T1先出現(xiàn)拐點(diǎn),T1反應(yīng)速率快,T1>T2,T1平衡時(shí)n(C)小于T2平衡時(shí)n(C),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng),錯(cuò)誤;D項(xiàng),圖像反應(yīng)Ⅲ增大壓強(qiáng)平衡不移動(dòng),則a+1=c,若T1>T2,升高溫度A的轉(zhuǎn)化率減小,升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則ΔH<0,該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行,正確?!緦?duì)點(diǎn)1】(2024·山東濟(jì)南·模擬)在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,達(dá)到平衡后,只改變某一個(gè)條件時(shí),反應(yīng)速率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示。回答下列問(wèn)題:(1)處于平衡狀態(tài)的時(shí)間段是________(填字母,下同)。A.t0~t1B.t1~t2C.t2~t3D.t3~t4E.t4~t5F.t5~t6(2)判斷t1、t3、t4時(shí)刻分別改變的一個(gè)條件。A.增大壓強(qiáng)B.減小壓強(qiáng)C.升高溫度D.降低溫度E.加催化劑F.充入氮?dú)鈚1時(shí)刻________;t3時(shí)刻________;t4時(shí)刻________。(3)依據(jù)(2)中的結(jié)論,下列時(shí)間段中,氨的百分含量最高的是________。A.t0~t1B.t2~t3C.t3~t4D.t5~t6(4)如果在t6時(shí)刻,從反應(yīng)體系中分離出部分氨,t7時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),請(qǐng)?jiān)趫D中畫出反應(yīng)速率的變化曲線?!敬鸢浮?1)ACDF(2)CEB(3)A(4)【解析】(1)根據(jù)圖示可知,t0~t1、t2~t3、t3~t4、t5~t6時(shí)間段內(nèi),v正、v逆相等,反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。(2)t1時(shí),v正、v逆同時(shí)增大,且v逆增大得更快,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以t1時(shí)改變的條件是升溫。t3時(shí),v正、v逆同時(shí)增大且增大量相同,平衡不移動(dòng),所以t3時(shí)改變的條件是加催化劑。t4時(shí),v正、v逆同時(shí)減小,但平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以t4時(shí)改變的條件是減小壓強(qiáng)。(3)根據(jù)圖示知,t1~t2、t4~t5時(shí)間段內(nèi)平衡均向逆反應(yīng)方向移動(dòng),NH3的含量均比t0~t1時(shí)間段的低,所以t0~t1時(shí)間段內(nèi)NH3的百分含量最高。(4)t6時(shí)刻分離出部分NH3,v逆立刻減小,而v正逐漸減小,在t7時(shí)刻二者相等,反應(yīng)重新達(dá)到平衡,據(jù)此可畫出反應(yīng)速率的變化曲線?!緦?duì)點(diǎn)2】(2024·安徽銅陵·模擬)向一容積不變的密閉容器中充入一定量A和B,發(fā)生如下反應(yīng):xA(g)+2B(s)yC(g)ΔH<0。在一定條件下,容器中A、C的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間變化的曲線如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)用A的濃度變化表示該反應(yīng)在0~10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(A)=________。(2)根據(jù)圖示可確定x∶y=________。(3)0~10min容器內(nèi)壓強(qiáng)________(填“變大”“不變”或“變小”)。(4)推測(cè)第10min引起曲線變化的反應(yīng)條件可能是________(填編號(hào),下同);第16min引起曲線變化的反應(yīng)條件可能是________。①減壓②增大A的濃度③增大C的量④升溫⑤降溫⑥加催化劑(5)若平衡Ⅰ的平衡常數(shù)為K1,平衡Ⅱ平衡常數(shù)為K2,則K1________K2(填“>”“=”或“<”)。【答案】(1)0.02mol·L-1·min-1(2)1∶2(3)變大(4)④⑥④(5)>【解析】(1)0~10min內(nèi)v(A)=eq\f((0.45-0.25)mol·L-1,10min)=0.02mol·L-1·min-1。(2)根據(jù)圖像可知,0~10min內(nèi)A的物質(zhì)的量濃度減少量為0.2mol·L-1,C的物質(zhì)的量濃度增加量為0.4mol·L-1,x、y之比等于A、C的濃度的變化量之比,故x∶y=0.2mol·L-1∶0.4mol·L-1=1∶2。(3)該反應(yīng)是氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),而容器容積不變,因此0~10min容器內(nèi)壓強(qiáng)變大。(4)根據(jù)圖像可知,10min時(shí)改變條件后,A、C的濃度瞬時(shí)不變且隨后反應(yīng)速率加快,故改變的條件可能是升溫或加入催化劑;12~16min,反應(yīng)處于平衡狀態(tài),16min時(shí)改變條件后,A、C的濃度瞬時(shí)不變,且隨后A的濃度逐漸增大,C的濃度逐漸減小,說(shuō)明平衡逆向移動(dòng),故改變的條件可能是升溫。(5)升高溫度,平衡逆向移動(dòng),平衡常數(shù)減小。由于16min時(shí)升高溫度,則K1>K2?!緦?duì)點(diǎn)3】(2024·廣東中山·模擬)SO2的催化氧化是硫酸工業(yè)中的重要反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH<0,圖中L(L1、L2)、X可分別代表壓強(qiáng)或溫度。下列說(shuō)法正確的是()A.X代表壓強(qiáng)B.L2>L1C.Ka=KbD.若c點(diǎn)的溫度或壓強(qiáng)分別為L(zhǎng)2、X1,則c點(diǎn)v(SO2)正>v(SO2)逆【答案】D【解析】A.X如為壓強(qiáng),增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),轉(zhuǎn)化率增大,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),轉(zhuǎn)化率減小,則X表示溫度,故A錯(cuò)誤;B.該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng),轉(zhuǎn)化率增大,L表示壓強(qiáng),應(yīng)該L1>L2,故B錯(cuò)誤;C.X表示溫度,則a、b點(diǎn)溫度不同,則平衡常數(shù)不同,故C錯(cuò)誤;D.c點(diǎn)反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài),平衡正向移動(dòng),則c點(diǎn)v(SO2)正>v(SO2)逆,故D正確。考法02化學(xué)平衡圖像對(duì)于反應(yīng)mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),m+n>p+q,且ΔH>0。1.轉(zhuǎn)化率-時(shí)間圖像【方法技巧】甲表示壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響,對(duì)于氣體反應(yīng)物化學(xué)計(jì)量數(shù)之和大于氣體生成物化學(xué)計(jì)量數(shù)之和的反應(yīng),壓強(qiáng)越大,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大;乙表示溫度對(duì)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響,對(duì)于吸熱反應(yīng),溫度越高,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大;丙表示催化劑對(duì)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響,催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率,不能改變平衡時(shí)反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。2.轉(zhuǎn)化率(或質(zhì)量分?jǐn)?shù))與(壓強(qiáng)或溫度)圖像(1)恒壓線圖像(2)恒溫線圖像【方法技巧】圖3中,當(dāng)溫度相等(任意一條等溫線)時(shí),增大壓強(qiáng),A的轉(zhuǎn)化率增大,說(shuō)明增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng),即正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)。當(dāng)壓強(qiáng)相等時(shí),在圖3中作直線,與兩條等溫線交于兩點(diǎn),這兩點(diǎn)自下而上為降低溫度,A的轉(zhuǎn)化率增大,說(shuō)明降低溫度平衡正向移動(dòng),即正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。3.化學(xué)平衡中的其他圖像(1)對(duì)于化學(xué)反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),M點(diǎn)前,表示從反應(yīng)物開始,v正>v逆;M點(diǎn)為剛達(dá)到平衡點(diǎn);M點(diǎn)后為平衡受溫度的影響情況,即升溫,A的百分含量增加或C的百分含量減少,平衡左移,故正反應(yīng)ΔH<0。(2)對(duì)于化學(xué)反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),L線上所有的點(diǎn)都是平衡點(diǎn)。L線的左上方(E點(diǎn)),A的百分含量大于此壓強(qiáng)時(shí)平衡體系中A的百分含量,所以E點(diǎn)滿足v正>v逆;同理L線的右下方(F點(diǎn))滿足v正<v逆。考向01考查轉(zhuǎn)化率(或含量)-時(shí)間圖像【例1】(2024·福建龍巖·模擬)含氮化合物是化工、能源、環(huán)保等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。合成尿素[CO(NH2)2]的反應(yīng)為2NH3(g)+CO2(g)H2O(l)+CO(NH2)2(s)ΔH=-134kJ/mol。向恒容密閉容器中按物質(zhì)的量之比4∶1充入NH3和CO2,保持溫度不變,測(cè)得CO2的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化情況如圖所示。(1)A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率B點(diǎn)的正反應(yīng)速率(填“>”“<”或“=”)。(2)下列敘述中不能說(shuō)明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是(填字母,下同)。A.體系壓強(qiáng)不再變化B.混合氣體平均摩爾質(zhì)量不再變化C.NH3的消耗速率和CO2的消耗速率之比為2∶1D.固體質(zhì)量不再發(fā)生變化(3)工業(yè)上合成尿素時(shí),既能加快反應(yīng)速率,又能提高平衡轉(zhuǎn)化率的措施有。A.升高溫度B.加入催化劑C.將尿素及時(shí)分離出去D.增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)(縮小容器體積)【答案】(1)<(2)C(3)D【解析】(1)由題圖可知,A點(diǎn)時(shí)反應(yīng)未達(dá)平衡,在形成平衡的過(guò)程中,逆反應(yīng)速率增大,平衡時(shí)正、逆反應(yīng)速率相等,則A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率小于B點(diǎn)的正反應(yīng)速率。(2)該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),恒溫恒容條件下,體系壓強(qiáng)不再變化說(shuō)明正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故A不符合題意;該反應(yīng)的反應(yīng)物均是氣體,生成物均不是氣體,且反應(yīng)物不是按方程式比例投放,所以平衡前混合氣體平均摩爾質(zhì)量是變量,當(dāng)混合氣體平均摩爾質(zhì)量不再變化說(shuō)明正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故B不符合題意;NH3的消耗速率和CO2的消耗速率之比始終為2∶1,無(wú)法判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),故C符合題意;固體質(zhì)量不再發(fā)生變化說(shuō)明正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故D不符合題意。(3)該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,反應(yīng)速率加快,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),平衡轉(zhuǎn)化率減小,故A錯(cuò)誤;加入催化劑,反應(yīng)速率加快,化學(xué)平衡不移動(dòng),平衡轉(zhuǎn)化率不變,故B錯(cuò)誤;尿素是固體,將尿素及時(shí)分離出去,反應(yīng)速率不變,化學(xué)平衡不移動(dòng),平衡轉(zhuǎn)化率不變,故C錯(cuò)誤;該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)(縮小容器體積),反應(yīng)速率加快,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),平衡轉(zhuǎn)化率增大,故D正確?!舅季S建模】解答化學(xué)平衡圖像題四步驟考向02考查轉(zhuǎn)化率與(壓強(qiáng)或溫度)圖像【例2】(2024·浙江溫州·模擬)在一恒容的密閉容器中充入0.1mol·L-1CO2、0.1mol·L-1CH4,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),測(cè)得CH4平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)關(guān)系如圖,下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A.上述反應(yīng)的ΔH<0B.壓強(qiáng):p4>p3>p2>p1C.1100℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)約為1.64壓強(qiáng)為p4時(shí),在y點(diǎn):v正>v逆【答案】A【解析】p1、p2、p3、p4是四條等壓線,由圖像可知,壓強(qiáng)一定時(shí),溫度越高,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率越高,故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH>0,A項(xiàng)錯(cuò)誤;該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增加的反應(yīng),壓強(qiáng)越高,甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率越小,故壓強(qiáng)p4>p3>p2>p1,B項(xiàng)正確;壓強(qiáng)為p4、溫度為1100℃時(shí),甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率為80.00%,故平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度分別為c(CH4)=0.02mol·L-1,c(CO2)=0.02mol·L-1,c(CO)=0.16mol·L-1,c(H2)=0.16mol·L-1,即平衡常數(shù)K=eq\f(0.162×0.162,0.02×0.02)≈1.64,C項(xiàng)正確;壓強(qiáng)為p4時(shí),y點(diǎn)未達(dá)到平衡,此時(shí)v正>v逆,D項(xiàng)正確?!緦?duì)點(diǎn)1】(2024·重慶·三模)工業(yè)制氫,反應(yīng)Ⅰ:
,反應(yīng)Ⅱ:
。維持T℃、560kPa不變,向容積可變的密閉容器中投入10mol和10mol,、CO的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化分別對(duì)應(yīng)如圖甲、乙曲線。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.開始時(shí),的分壓B.50min后反應(yīng)到達(dá)平衡,平均反應(yīng)速率可表達(dá)為為2.24kPa/minC.保持溫度不變,若增大壓強(qiáng),的轉(zhuǎn)化率變化曲線將是丙D.保持壓強(qiáng)不變,若降低溫度,CO的轉(zhuǎn)化率變化曲線將是戊【答案】C【解析】A.開始時(shí),總壓強(qiáng)為560kPa,的分壓,故A正確;B.50min后反應(yīng)到達(dá)平衡,根據(jù)圖中甲曲線為的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化,可得此時(shí)甲烷轉(zhuǎn)化率為40%,,故B正確;C.保持溫度不變,為反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)不變的反應(yīng),因此若增大壓強(qiáng),平衡不移動(dòng),為反應(yīng)氣體計(jì)量數(shù)增大的反應(yīng),若增大壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng),轉(zhuǎn)化率降低,且壓強(qiáng)增大會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)速率加快,達(dá)到平衡的時(shí)間減少,因此的轉(zhuǎn)化率變化曲線將是丁,故C錯(cuò)誤;D.保持壓強(qiáng)不變,為放熱反應(yīng),若降低溫度,平衡正向移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率增大,為吸熱反應(yīng),若降低溫度,平衡逆向移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率增大,降低溫度會(huì)導(dǎo)致速率減慢,達(dá)到平衡的時(shí)間增加,因此CO的轉(zhuǎn)化率變化曲線將是戊,故D正確;故答案選C。【對(duì)點(diǎn)2】(2024·江蘇無(wú)錫·模擬)恒壓下,NO和O2在起始濃度一定的條件下發(fā)生反應(yīng),在相同時(shí)間內(nèi),測(cè)得不同溫度下NO轉(zhuǎn)化為NO2的轉(zhuǎn)化率如圖中實(shí)線所示(圖中虛線表示相同條件下NO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化)。下列說(shuō)法不正確的是()A.反應(yīng)2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH<0B.圖中X點(diǎn)所示條件下,由于測(cè)定時(shí)間較短,反應(yīng)未達(dá)到平衡C.從X→Y過(guò)程中,平衡逆向移動(dòng),O2的質(zhì)量減少D.380℃下,c平衡(O2)=5.0×10-4mol·L-1,NO平衡轉(zhuǎn)化率為50%,則平衡常數(shù)K=2000【答案】C【解析】依據(jù)圖中虛線,NO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而下降,說(shuō)明升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則該反應(yīng)是放熱反應(yīng),ΔH<0,故A正確;點(diǎn)X在虛線下面,說(shuō)明反應(yīng)未達(dá)到化學(xué)平衡,故B正確;從X→Y過(guò)程中,NO轉(zhuǎn)化率下降,說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),O2的質(zhì)量應(yīng)該增大,故C錯(cuò)誤;2NO(g)+O2(g)2NO2(g)起始(mol·L-1)xy0轉(zhuǎn)化(mol·L-1)0.5x0.25x0.5x平衡(mol·L-1)0.5x5.0×10-40.5xK=eq\f(c2(NO2),c2(NO)·c(O2))=eq\f((0.5x)2,(0.5x)2×5.0×10-4)=2000,故D正確??挤?3工業(yè)生產(chǎn)中速率與平衡圖像1.化工生產(chǎn)適宜條件選擇的一般原則條件原則從化學(xué)反應(yīng)速率分析既不能過(guò)快,又不能過(guò)慢從化學(xué)平衡移動(dòng)分析既要注意外界條件對(duì)速率和平衡影響的一致性,又要注意對(duì)二者影響的矛盾性從原料利用率分析增加廉價(jià)易得原料,提高高價(jià)難得原料的利用率,從而降低生產(chǎn)成本從實(shí)際生產(chǎn)能力分析如設(shè)備承受高溫、高壓能力等從催化劑的使用活性分析注意催化劑的活性對(duì)溫度的限制2.平衡類問(wèn)題需考慮的幾個(gè)方面(1)原料的來(lái)源、除雜,尤其考慮雜質(zhì)對(duì)平衡的影響。(2)原料的循環(huán)利用。(3)產(chǎn)物的污染處理。(4)產(chǎn)物的酸堿性對(duì)反應(yīng)的影響。(5)參加反應(yīng)的物質(zhì)的壓強(qiáng)對(duì)平衡造成的影響。(6)改變外界條件對(duì)多平衡體系的影響??枷?1考查轉(zhuǎn)化率—選擇性圖像【例1】(2024·湖南婁底·模擬)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(guò)催化氧化為N2除去。將一定比例NH3、O2和N2的混合氣體以一定流速通過(guò)裝有催化劑的反應(yīng)管,NH3的轉(zhuǎn)化率、N2的選擇性[2nA.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,隨著溫度的升高,出口處氮?dú)?、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項(xiàng),圖示中NH3的轉(zhuǎn)化率并不是平衡轉(zhuǎn)化率,由“NH3與O2作用分別生成N2、NO、N2O的反應(yīng)均為放熱反應(yīng)”,知升高溫度,平衡逆向移動(dòng),NH3的平衡轉(zhuǎn)化率減小,錯(cuò)誤;B項(xiàng),由圖像知,其他條件不變,在175~300℃范圍,隨著溫度的升高,NH3的轉(zhuǎn)化率逐漸增大至幾乎不變,N2的選擇性逐漸減小,則低溫時(shí),NH3的轉(zhuǎn)化率為影響N2產(chǎn)量的主要因素,高溫時(shí),N2的選擇性為影響N2產(chǎn)量的主要因素,故出口處N2的量先增大后減小,錯(cuò)誤;C項(xiàng),溫度高于250℃時(shí),N2的選擇性減小較快,NH3更易轉(zhuǎn)化成NO或N2O,仍會(huì)污染環(huán)境,錯(cuò)誤;D項(xiàng),N2對(duì)環(huán)境無(wú)污染,由題圖知,低溫下,N2的選擇性高,但低溫下反應(yīng)速率慢,所以單位時(shí)間內(nèi)NH3的轉(zhuǎn)化率不高,故需要研發(fā)低溫下NH3轉(zhuǎn)化率高且N2選擇性高的催化劑,正確??枷?2考查轉(zhuǎn)化率—投料比圖像【例2】(2024·河北廊坊·模擬)在恒容密閉容器中進(jìn)行反應(yīng):2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)ΔH。在某壓強(qiáng)下起始時(shí)按不同氫碳比eq\f(n(H2),n(CO2))投料(如圖中曲線①②③),測(cè)得CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示,下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A.該反應(yīng)的ΔH>0B.氫碳比:①<②<③C.其他條件不變的情況下,增大容器的體積可提高CO2的轉(zhuǎn)化率D.若起始CO2的濃度為2mol·L-1、H2為4mol·L-1,在圖中曲線③氫碳比條件下進(jìn)行,則400K時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)數(shù)值約為1.7【答案】D【解析】根據(jù)圖像可知,在氫碳比相等的條件下,隨著溫度的升高,CO2的轉(zhuǎn)化率降低,說(shuō)明升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),因此正反應(yīng)是放熱反應(yīng),ΔH<0,A錯(cuò)誤;氫碳比越大,CO2的轉(zhuǎn)化率越高,根據(jù)圖像可知,在溫度相等的條件下,CO2的轉(zhuǎn)化率:①>②>③,則氫碳比:①>②>③,B錯(cuò)誤;正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),因此其他條件不變的情況下,縮小容器的體積,壓強(qiáng)增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),可提高CO2的轉(zhuǎn)化率,C錯(cuò)誤;根據(jù)圖像可知,400K時(shí)曲線③中CO2的轉(zhuǎn)化率是50%,這說(shuō)明消耗CO21mol·L-1,則消耗氫氣3mol·L-1,生成乙醇和水蒸氣分別是0.5mol·L-1、1.5mol·L-1,剩余CO2和氫氣分別是1mol·L-1、1mol·L-1,該溫度下平衡常數(shù)K=eq\f(0.5×1.53,12×16)≈1.7,D正確?!舅季S建?!?1)改變投料比相當(dāng)于增加一種反應(yīng)物的濃度,另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率升高,而自身的轉(zhuǎn)化率降低。(2)當(dāng)按化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)量數(shù)之比投入反應(yīng)物,各組分的平衡轉(zhuǎn)化率相同,平衡時(shí)產(chǎn)物的體積分?jǐn)?shù)最大?!緦?duì)點(diǎn)1】(2024·山西忻州·模擬)在催化劑作用下,用乙醇制乙烯,乙醇轉(zhuǎn)化率和乙烯選擇性(生成乙烯的物質(zhì)的量與乙醇轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量的比值)隨溫度、乙醇進(jìn)料量(單位:mL·min-1)的關(guān)系如圖所示(保持其他條件相同)。在410~440℃溫度范圍內(nèi),下列說(shuō)法不正確的是()A.當(dāng)乙醇進(jìn)料量一定,隨乙醇轉(zhuǎn)化率增大,乙烯選擇性升高B.當(dāng)乙醇進(jìn)料量一定,隨溫度的升高,乙烯選擇性不一定增大C.當(dāng)溫度一定,隨乙醇進(jìn)料量增大,乙醇轉(zhuǎn)化率減小D.當(dāng)溫度一定,隨乙醇進(jìn)料量增大,乙烯選擇性增大【答案】A【解析】分析題圖可知,當(dāng)乙醇進(jìn)料量一定,隨著乙醇轉(zhuǎn)化率增大,乙烯的選擇性先增大后減小,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由乙烯選擇性變化曲線可知,當(dāng)乙醇進(jìn)料量一定,隨溫度的升高,乙烯的選擇性先增大后減小,B項(xiàng)正確;由乙醇轉(zhuǎn)化率變化曲線可知,當(dāng)溫度一定時(shí),乙醇的進(jìn)料量增大,乙醇轉(zhuǎn)化率減小,C項(xiàng)正確;由乙烯選擇性變化曲線可知,當(dāng)溫度一定時(shí),乙醇的進(jìn)料量增大,乙烯選擇性增大,D項(xiàng)正確?!緦?duì)點(diǎn)2】(2024·黑龍江雞西·模擬)反應(yīng)Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g)ΔH是工業(yè)上制備高純硅的重要中間過(guò)程。一定壓強(qiáng)下,起始投入原料eq\f(n(HCl),n(Si))的值和溫度與SiHCl3的平衡產(chǎn)率的變化關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.該反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0B.M、N點(diǎn)SiHCl3的分壓:M>NC.eq\f(n(HCl),n(Si))的值越大SiHCl3平衡產(chǎn)率越高D.M、N點(diǎn)的逆反應(yīng)速率:vM>vN【答案】C【解析】溫度升高,SiHCl3的平衡產(chǎn)率減小,ΔH<0,A項(xiàng)正確;對(duì)應(yīng)氣體壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,由題圖可知,M、N點(diǎn)SiHCl3的平衡產(chǎn)率M>N,所以M、N點(diǎn)SiHCl3的分壓:M>N,B項(xiàng)正確;由題圖可知,eq\f(n(HCl),n(Si))的值增大至7時(shí),SiHCl3的平衡產(chǎn)率降低至接近于0,C項(xiàng)錯(cuò)誤;M點(diǎn)溫度較高,SiHCl3濃度較大,逆反應(yīng)速率vM>vN,D項(xiàng)正確。1.(2024·河北衡水·模擬預(yù)測(cè))儲(chǔ)氫合金M的吸放氫反應(yīng)式為:xH2(g)+2M(s)2M-Hx(s),現(xiàn)將100gM置于恒容容器中,通入氫氣并維持容器內(nèi)壓強(qiáng)恒定,在不同溫度下M的最大吸氫量與氫氣壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.壓強(qiáng)越小,溫度對(duì)最大吸氫量的影響越大B.若到達(dá)P點(diǎn)的時(shí)間為3min,則吸氫速率v=0.35g/minC.在相同條件下,若氫氣中含有氬氣,則最大吸氫量減小D.若到達(dá)N點(diǎn)所用時(shí)間小于P點(diǎn),則吸氫速率v(N)<v(P)【答案】D【解析】A.由圖可知,壓強(qiáng)越小,溫度對(duì)最大吸氫量的影響越大,故A正確;B.由圖可知,到達(dá)P點(diǎn)的時(shí)間為3min時(shí),M的最大吸氫量為1.05g,則反應(yīng)速率為=0.35g/min,故B正確;C.恒壓條件下若氫氣中含有氬氣,相當(dāng)于氫氣的分壓減小,該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),吸氫量減小,故C正確;D.由圖可知,壓強(qiáng)相同時(shí),N點(diǎn)反應(yīng)溫度高于P點(diǎn),溫度越高,反應(yīng)速率越快,則N點(diǎn)反應(yīng)速率小于P點(diǎn),故D錯(cuò)誤;故選D。2.(2024·重慶·二模)研究發(fā)現(xiàn)燃煤脫硫過(guò)程中生成的與在密閉體系中將發(fā)生如下反應(yīng):Ⅰ.
Ⅱ.
已知圖為反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)()與溫度()的變化關(guān)系?,F(xiàn)維持溫度為,往某2L剛性密閉反應(yīng)器中投入足量的和,經(jīng)小時(shí)反應(yīng)體系達(dá)到平衡,此時(shí)體系壓強(qiáng)為原來(lái)的1.4倍。下列說(shuō)法正確的是A.若用生石灰固硫的反應(yīng)為
,則B.提高反應(yīng)體系的溫度能降低反應(yīng)體系中的生成量C.反應(yīng)體系中CO的消耗速率為D.【答案】D【解析】A.根據(jù)蓋斯定律Ⅰ-4Ⅱ可得,,A錯(cuò)誤;B.二氧化硫在反應(yīng)Ⅱ中生成,反應(yīng)Ⅱ是吸熱反應(yīng),升高溫度,反應(yīng)正向進(jìn)行,會(huì)增大二氧化硫的生成量,B錯(cuò)誤;C.設(shè)反應(yīng)Ⅰ中消耗CO的物質(zhì)的量為xmol,則生成CO2的物質(zhì)的量為xmol,設(shè)反應(yīng)Ⅱ中消耗CO的物質(zhì)的量為ymol,則生成SO2、CO2都為ymol,相同條件下,氣體壓強(qiáng)之比等于其物質(zhì)的量之比,因此有,解得y=0.4,在T1溫度下,由圖可知反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù),解得,,C錯(cuò)誤;D.反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù),由圖可知,D正確;故選D。3.(2024·浙江衢州·模擬預(yù)測(cè))通過(guò)反應(yīng)I:4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)可將有機(jī)氯化工業(yè)的副產(chǎn)品HC1轉(zhuǎn)化為Cl2.在0.2MPa、反應(yīng)物起始物質(zhì)的量比=2條件下,不同溫度時(shí)HC1平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示。向反應(yīng)體系中加入CuCl2,能加快反應(yīng)速率。反應(yīng)II:2CuCl2(s)+O2(g)=2CuO(s)+2Cl2(g)
ΔH=125.6kJ·mol?1反應(yīng)III:CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g)
ΔH=-120.0kJ·mol?1下列說(shuō)法正確的是A.反應(yīng)I的ΔH=5.6kJ·mol?1B.升高溫度和增大壓強(qiáng)均能提高反應(yīng)I中HCl的平衡轉(zhuǎn)化率C.0.2MPa、500℃時(shí),向反應(yīng)體系中加入CuCl2,延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間,能使HCl轉(zhuǎn)化率從X點(diǎn)的值升至Y點(diǎn)的值D.在0.2MPa、500℃條件下,若起始<2,充分反應(yīng),HCl的轉(zhuǎn)化率可能達(dá)到Y(jié)點(diǎn)的值【答案】D【解析】A.根據(jù)蓋斯定律,由Ⅱ+Ⅲ2得4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g),ΔH=+125.6kJ·mol?1+(-120.0kJ·mol?1)×2=-114.4kJ·mol?1A錯(cuò)誤;B.反應(yīng)Ⅰ為氣體體積減小的放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),HCl的平衡轉(zhuǎn)化率降低,B錯(cuò)誤;C.CuCl2為固體不能影響平衡移動(dòng),反應(yīng)時(shí)間也不能影響平衡移動(dòng),HCl轉(zhuǎn)化率不變,C錯(cuò)誤;D.在0.2MPa、500℃條件下,若起始<2,增加了O2的相對(duì)含量,能提高HCl的轉(zhuǎn)化率,HCl的轉(zhuǎn)化率可能達(dá)到Y(jié)點(diǎn)的值,D正確;故選D。4.(2024·北京·模擬預(yù)測(cè))金屬鐵(Ti)在航空航天、醫(yī)療器械等工業(yè)領(lǐng)域有著重要用途,目前生產(chǎn)鐵的方法之一是將金紅石()轉(zhuǎn)化為,再進(jìn)一步還原得到鐵。轉(zhuǎn)化為有直接氯化法和碳氯化法。在1000℃時(shí)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:(ⅰ)直接氯化:
(ⅱ)碳氯化:
在,將、C、以物質(zhì)的量比1∶2.2∶2進(jìn)行反應(yīng)。體系中氣體平衡組成比例(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))隨溫度變化的理論計(jì)算結(jié)果如圖所示。下列選項(xiàng)中正確的是A.為吸熱反應(yīng)B.反應(yīng)的C.隨溫度升高,1400℃時(shí)在平衡混合物中的比例下降,主要原因是碳氯化反應(yīng)為放熱反應(yīng),隨溫度升高平衡常數(shù)減小,反應(yīng)程度降低D.綜合考慮反應(yīng)速率和平衡,進(jìn)行碳氯化反應(yīng)合適的生產(chǎn)溫度為1000~1200℃之間【答案】C【分析】根據(jù)蓋斯定律:由反應(yīng)(ⅱ)-反應(yīng)(ⅰ)得來(lái),故?!窘馕觥緼.根據(jù)分析,,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),故A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.根據(jù)分析,,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;C.根據(jù)圖示,1400℃時(shí)TiCl4在平衡混合物中的比例下降,主要原因是碳氯化反應(yīng)為放熱反應(yīng),隨溫度升高平衡常數(shù)減小,反應(yīng)程度降低,故C項(xiàng)正確;D.根據(jù)圖示,綜合考慮反應(yīng)速率和平衡,進(jìn)行碳氯化反應(yīng)合適的生產(chǎn)溫度為1200°C~1400°C之間,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。故本題選C。5.(2024·江蘇泰州·模擬預(yù)測(cè))用一碘甲烷熱裂解制取低碳烯烴的主要反應(yīng)有:反應(yīng)I:反應(yīng)Ⅱ:反應(yīng)Ⅲ:在體積為的恒容密閉容器中,投入,不同溫度下平衡體系中、、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是A.B.曲線X表示的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)C.以前,溫度對(duì)反應(yīng)Ⅱ的影響是物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變化的主要因素D.的平衡體系中,的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為【答案】C【解析】A.根據(jù)蓋斯定律:得,A正確;B.由熱化學(xué)方程式可知,反應(yīng)I為吸熱反應(yīng),升高溫度平衡正向移動(dòng),物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大;反應(yīng)Ⅱ和反應(yīng)Ⅲ為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),則曲線X表示的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),B正確;C.時(shí),物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)最大,說(shuō)明反應(yīng)達(dá)平衡,后隨著溫度升高,平衡逆向移動(dòng),說(shuō)明溫度對(duì)反應(yīng)Ⅱ的影響主要因素,則時(shí)之前,濃度是對(duì)反應(yīng)Ⅱ的影響主要因素,C錯(cuò)誤;D.根據(jù)圖像可知,,設(shè),,,則,根據(jù)C守恒得:,物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為4%得,聯(lián)立兩式解得:,,則的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為,D正確;答案選C。6.(2024·江蘇揚(yáng)州·模擬預(yù)測(cè))丙烷催化脫氫制備丙烯的主要反應(yīng)為反應(yīng)1
反應(yīng)2
反應(yīng)3
在時(shí),將與的混合氣體[]按一定流速通過(guò)催化反應(yīng)管,測(cè)得的轉(zhuǎn)化率、的收率[]與的選擇性[]隨溫度變化的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是A.圖中曲線②表示的收率B.其他條件相同,630℃時(shí)生成的物質(zhì)的量比580℃時(shí)的多C.中混入的主要目的是為了延長(zhǎng)催化劑的使用壽命D.升高溫度對(duì)反應(yīng)2和反應(yīng)3的影響比對(duì)反應(yīng)1的影響更顯著【答案】A【分析】反應(yīng)1:和反應(yīng)2:均為吸熱反應(yīng),升溫平衡右移,的收率增大,且<=的轉(zhuǎn)化率,即的轉(zhuǎn)化率增大,即曲線②、③分別為的轉(zhuǎn)化率和的收率隨溫度變化的關(guān)系圖,曲線①為的選擇性隨溫度變化的關(guān)系圖?!窘馕觥緼.據(jù)以上分析可知,圖中曲線②表示的轉(zhuǎn)化率,故A錯(cuò)誤;B.由圖可知,其他條件相同,630℃時(shí)生成的物質(zhì)的量比580℃時(shí)的多,故B正確;C.中混入可以抑制反應(yīng)3生成的C附著在催化劑上,即其主要目的是為了延長(zhǎng)催化劑的使用壽命,故C正確;D.據(jù)以上分析可知,曲線②為的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系圖,曲線①為的選擇性隨溫度變化的關(guān)系圖,圖像顯示的選擇性隨溫度的升高而降低,而的轉(zhuǎn)化率隨溫度的升高而升高,所以升高溫度對(duì)反應(yīng)2和反應(yīng)3的影響比對(duì)反應(yīng)1的影響更顯著,故D正確;故答案為:A。7.(2024·北京海淀·三模)“丁烯裂解法”是一種重要的丙烯生產(chǎn)法,生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)有生成乙烯的副反應(yīng)發(fā)生。發(fā)生的反應(yīng)為:主反應(yīng):;副反應(yīng):。測(cè)得上述兩反應(yīng)的平衡體系中,各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(w%)隨溫度(T)變化的趨勢(shì)如圖所示,下列說(shuō)法正確的是A.300℃~400℃范圍內(nèi),溫度升高,壓強(qiáng)減小,丙烯的平衡產(chǎn)率提高B.主副反應(yīng)的正反應(yīng)方向均為吸熱過(guò)程C.450℃時(shí),主反應(yīng)的催化劑活性最好D.將乙烯分離出去有助于增大丙烯的平衡產(chǎn)率【答案】B【解析】A.300℃~400℃范圍內(nèi),溫度升高,丙烯和乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均增大,說(shuō)明平衡正向移動(dòng),根據(jù)主副反應(yīng)原理可知,體系壓強(qiáng)增大,A錯(cuò)誤;B.在300℃~400℃范圍內(nèi),溫度升高,丙烯和乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均增大,平衡正向移動(dòng),則根據(jù)勒夏特列原理可知,主副反應(yīng)的正反應(yīng)方向均為吸熱過(guò)程,B正確;C.450℃時(shí),丁烯轉(zhuǎn)化為丙烯的轉(zhuǎn)化率高,因此催化劑的選擇性最好,C錯(cuò)誤;D.將乙烯分離出去,生成乙烯副反應(yīng)的平衡會(huì)正向移動(dòng),丁烯濃度減小,導(dǎo)致主反應(yīng)的平衡逆向移動(dòng),丙烯的平衡產(chǎn)率下降,D錯(cuò)誤;答案選B。8.(2024·湖南·二模)已知制備的反應(yīng)為,保持總壓強(qiáng)不變,向反應(yīng)器充入一定量和,發(fā)生上述反應(yīng).測(cè)得平衡轉(zhuǎn)化率與投料比[](溫度不變)、溫度倒數(shù)(投料比不變)關(guān)系如圖所示,下列敘述錯(cuò)誤的是A.其他條件不變,達(dá)平衡后充入氬氣,平衡不移動(dòng)B.曲線①代表平衡轉(zhuǎn)化率與投料比關(guān)系C.一定條件下,達(dá)到平衡時(shí)氣體平均摩爾質(zhì)量不變D.若當(dāng)投料比為2、溫度為時(shí)平衡轉(zhuǎn)化率為,則體積分?jǐn)?shù)為【答案】B【解析】A.該反應(yīng)是氣體分子數(shù)不變的反應(yīng),總壓強(qiáng)不變,充入惰性氣體,體積增大,相當(dāng)于減壓,平衡不移動(dòng),故A正確;B.溫度不變,投料比越大,平衡轉(zhuǎn)化率越小,曲線②代表平衡轉(zhuǎn)化率與投料比關(guān)系,投料比不變,降低溫度,平衡轉(zhuǎn)化率越大,曲線①代表平衡轉(zhuǎn)化率與的關(guān)系,故B錯(cuò)誤;C.氣體平均摩爾質(zhì)量為,根據(jù)反應(yīng)可知,反應(yīng)后有固體存在,因此氣體總質(zhì)量發(fā)生改變,則氣體平均摩爾質(zhì)量在改變,因此當(dāng)氣體平均摩爾質(zhì)量保持不變時(shí),達(dá)到平衡,故C正確;D.用三段式計(jì)算:投料比為2,平衡轉(zhuǎn)化率為40%,則計(jì)算如下:平衡時(shí)體積分?jǐn)?shù)為,故D正確;故答案選B。9.(2024·江蘇蘇州·二模)利用和CO反應(yīng)生成的過(guò)程中主要涉及的反應(yīng)如下:反應(yīng)I
反應(yīng)II
向密閉容器中充入一定量和CO發(fā)生上述反應(yīng),保持溫度和容器體積一定,平衡時(shí)CO和的轉(zhuǎn)化率、和的產(chǎn)率及隨起始的變化情況如下圖所示。[的產(chǎn)率,的選擇性]。下列說(shuō)法正確的是A.隨著增大,的選擇性一直在減小B.曲線d表示的產(chǎn)率隨的變化C.,反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),的選擇性為D.當(dāng)容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)保持不變時(shí),反應(yīng)I、II不一定達(dá)到平衡狀態(tài)【答案】A【解析】A.隨著增大,反應(yīng)II的生成物氫氣濃度增大會(huì)抑制二氧化碳的生成,故的選擇性一直在減小,A正確;B.隨增大,反應(yīng)I正向移動(dòng),反應(yīng)II逆向移動(dòng),故的產(chǎn)率增大,曲線c表示的產(chǎn)率,B錯(cuò)誤;C.曲線c表示的產(chǎn)率,曲線d表示的產(chǎn)率,當(dāng)時(shí),根據(jù)圖像可知,和的產(chǎn)率相等即,甲烷的選擇性為50%,C錯(cuò)誤;D.反應(yīng)I為氣體體積減小的反應(yīng),在同一個(gè)容器內(nèi)當(dāng)容器內(nèi)氣體總壓強(qiáng)保持不變時(shí),反應(yīng)I、II都達(dá)到平衡狀態(tài),D錯(cuò)誤;故選A。10.(2024·遼寧松原·模擬預(yù)測(cè))某工業(yè)廢氣中含有硫化氫,需要回收處理并加以利用。目前較好的處理方法是光解法,原理為。保持溫度和壓強(qiáng)(100kPa)不變,將硫化氫和氬氣按照物質(zhì)的量之比分別為4∶1、1∶1、1∶4、1∶9、1∶19混合,測(cè)得光解過(guò)程中硫化氫的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.圖中表示硫化氫和氬氣按照物質(zhì)的量之比為1∶1混合的曲線為④B.溫度、壓強(qiáng)不變,通過(guò)添加硫化氫可提高硫化氫的平衡轉(zhuǎn)化率C.其他條件不變,若將原恒壓容器改為恒容容器,起始?jí)簭?qiáng)為100kPa,則平衡時(shí)的百分含量將減小D.起始反應(yīng)速率的大小順序:⑤>③【答案】B【分析】由于正反應(yīng)是氣體體積增大的可逆反應(yīng),越小,的分壓越小,相當(dāng)于降低壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),因此比值越小,的平衡轉(zhuǎn)化率越高,所以曲線①為1∶19對(duì)應(yīng)的曲線,曲線⑤是4∶1對(duì)應(yīng)的曲線?!窘馕觥緼.由以上分析,曲線④表示硫化氫和氬氣按照物質(zhì)的量之比為1∶1混合的曲線,A正確;B.該反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng),增加硫化氫,相當(dāng)于增大硫化氫的分壓,平衡逆向移動(dòng),硫化氫的平衡轉(zhuǎn)化率下降,B錯(cuò)誤;C.其他條件不變時(shí),若將恒壓容器改為恒容容器,起始?jí)簭?qiáng)為100kPa,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,氣體壓強(qiáng)逐漸增大,促使反應(yīng)逆向進(jìn)行,平衡時(shí)的百分含量將減小,C正確;D.壓強(qiáng)不變,說(shuō)明硫化氫和氬氣按照物質(zhì)的量之比為4∶1(對(duì)應(yīng)曲線⑤)和1∶4(對(duì)應(yīng)曲線③)混合時(shí)氣體的總物質(zhì)的量也相同,則硫化氫和氬氣按照物質(zhì)的量之比為4∶1混合時(shí),反應(yīng)物硫化氫的起始濃度更大,起始反應(yīng)速率更大,D正確;故選:B。11.(2024·遼寧丹東·二模)乙烷裂解制乙烯的主反應(yīng)為:,副反應(yīng)為:。分別在和時(shí),向同一密閉容器中充入一定量的,平衡時(shí)和的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化如圖。反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率為60%,與的體積比為。下列說(shuō)法正確的是A.曲線Y表示時(shí)平衡體系中乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)B.,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的體積分?jǐn)?shù)近似為26.7%C.為提高產(chǎn)率,實(shí)際生產(chǎn)中可使用主反應(yīng)的選擇性催化劑D.為提高乙烯的產(chǎn)率,實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)盡可能降低壓強(qiáng)促進(jìn)平衡正移【答案】C【分析】正反應(yīng)吸熱,升高溫度平衡正向移動(dòng),C2H6(g)物質(zhì)的量減小,物質(zhì)的量增大,增大壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng),C2H6(g)含量增大,含量減小,所以X代表壓強(qiáng)為時(shí)C2H6(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變化的曲線,Z代表時(shí)C2H6(g),Y代表時(shí),W代表時(shí)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變化的曲線;【解析】A.根據(jù)分析可知,增大壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng),物質(zhì)的量減小,曲線Y表示時(shí)平衡體系中乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),故A錯(cuò)誤;B.反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率為60%,恒溫恒壓下,氣體的體積與物質(zhì)的量成正比,與的體積比為即物質(zhì)的量比為2:1,假設(shè)生成2mol與1mol,需消耗3mol,生成2.5mol,則起始投入,平衡時(shí)剩余5-3=2mol,平衡時(shí)總物質(zhì)的量為2+2.5+2+1=7.5mol,平衡時(shí)的體積分?jǐn)?shù)即物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)近似為,故B錯(cuò)誤;C.為提高產(chǎn)率,則可提高主反應(yīng)的反應(yīng)速率,實(shí)際生產(chǎn)中可使用主反應(yīng)的選擇性催化劑,故C正確;D.降低壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng),可提高乙烯的產(chǎn)率,但壓強(qiáng)減小也會(huì)造成反應(yīng)速率減慢,實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)盡可能降低壓強(qiáng)會(huì)影響反應(yīng)速率,單位時(shí)間內(nèi)乙烯的產(chǎn)率可能降低,故D錯(cuò)誤;故選C。12.(2024·北京通州·一模)以煤和水蒸氣為原料制備合成氣(CO、、)的體系發(fā)生的主要反應(yīng)為:①②③在一定壓強(qiáng)反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)氣體組成隨溫度的變化如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是A.高溫利于反應(yīng)③逆向進(jìn)行B.由不同溫度下反應(yīng)的結(jié)果變化可知,C.欲制得甲烷含量高的高熱值燃?xì)鈶?yīng)在低溫下進(jìn)行D.向制備合成氣體系中加入一定量CaO更有利于增大的體積分?jǐn)?shù)【答案】B【解析】A.CH4只由反應(yīng)③產(chǎn)生,溫度升高,CH4減少說(shuō)明反應(yīng)③逆向移動(dòng),故高溫利于反應(yīng)③逆向進(jìn)行,A正確;B.溫度升高,CO2減少說(shuō)明反應(yīng)②逆向移動(dòng),故反應(yīng)②是正向放熱的反應(yīng),ΔH2<0,B錯(cuò)誤;C.由圖知,溫度較低時(shí),氣體組成中CH4占比更多,故欲制得甲烷含量高的高熱值燃?xì)鈶?yīng)在低溫下進(jìn)行,C正確;D.向制備合成氣體系中加入一定量CaO,CaO優(yōu)先消耗CO2,CO2濃度減小,使反應(yīng)①②正向移動(dòng),有利于增大H2的體積分?jǐn)?shù),D正確;本題選B。13.(2024·江蘇南通·模擬預(yù)測(cè))利用甲醇(CH3OH)和甲苯(Tol)發(fā)生甲基化反應(yīng)可以獲得對(duì)二甲苯(p-X)、間二甲苯(m-X)和鄰二甲苯(o-X),反應(yīng)過(guò)程中還有乙烯生成,涉及的反應(yīng)有反應(yīng)I
反應(yīng)II
反應(yīng)III
反應(yīng)IV
研究發(fā)現(xiàn),在密閉容器中,101kPa、,平衡時(shí)甲苯的轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)I的選擇性及反應(yīng)IV的選擇性隨溫度的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A.
B.隨著溫度的升高,反應(yīng)IV的平衡常數(shù)先增大后減小C.在400~600K范圍內(nèi),隨著溫度的升高,基本不變D.800K下反應(yīng)達(dá)平衡后,增大壓強(qiáng),保持不變【答案】C【解析】A.由蓋斯定律可知,反應(yīng)III-反應(yīng)II可得,A錯(cuò)誤;B.反應(yīng)IV的<0,為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡常數(shù)一直減小,B錯(cuò)誤;C.在400~600K范圍內(nèi),隨著溫度的升高,甲苯的轉(zhuǎn)化率基本不變,說(shuō)明反應(yīng)II-IV平衡基本上不發(fā)生移動(dòng),反應(yīng)I的選擇性也基本不變,則基本不變,C正確;D.800K下反應(yīng)達(dá)平衡后,若通過(guò)等比例增加甲苯和甲醇的物質(zhì)的量來(lái)增大壓強(qiáng),平衡會(huì)發(fā)生移動(dòng),n(Tol)會(huì)增大,D錯(cuò)誤;故選C。14.(2024·廣西貴港·模擬預(yù)測(cè))中國(guó)積極推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新,力爭(zhēng)2060年實(shí)現(xiàn)碳中和。催化還原的主要反應(yīng)有:①
②
向恒溫恒壓的密閉容器中通入和進(jìn)行上述反應(yīng)。的平衡產(chǎn)率、的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.反應(yīng)②在較高溫度下才能自發(fā)進(jìn)行B.若氣體平均摩爾質(zhì)量不再變化,則反應(yīng)①和②均達(dá)到平衡狀態(tài)C.任意溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率:D.平衡時(shí)隨溫度升高先減小后增大【答案】A【解析】A.由圖像信息可知,隨著溫度的升高的平衡產(chǎn)率減小,即升高溫度反應(yīng)②平衡逆向移動(dòng),故反應(yīng)②的,又因?yàn)樵摲磻?yīng)是氣體分子數(shù)減少的反應(yīng),,故該反應(yīng)在較低的溫度下能自發(fā)進(jìn)行,A錯(cuò)誤;B.由題干信息可知,反應(yīng)物質(zhì)全部為氣體,其中反應(yīng)②為非等體積反應(yīng),故若氣體平均摩爾質(zhì)量不再變化,則反應(yīng)①和②均達(dá)到平衡狀態(tài),B正確;C.由題干方程式可知,若只發(fā)生反應(yīng)②,則和的平衡轉(zhuǎn)化率相等,若只發(fā)生反應(yīng)①,則的平衡轉(zhuǎn)化率小于的,現(xiàn)同時(shí)發(fā)生反應(yīng)①和反應(yīng)②,故任一溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率:,C正確;D.由題干圖像信息可知,的平衡產(chǎn)率隨溫度的升高一直在減小,而的平衡轉(zhuǎn)化率先減小后增大,說(shuō)明溫度較低時(shí)以反應(yīng)②為主,隨著溫度升高平衡逆向移動(dòng),的物質(zhì)的量減小,而溫度較高時(shí),以反應(yīng)①為主,溫度升高平衡正向移動(dòng),的物質(zhì)的量增大,即平衡時(shí)隨溫度升高先減小后增大,D正確;故選A。15.(2024·河北保定·三模)一定條件下,在甲、乙兩個(gè)恒容密閉容器(容器容積)中投入等物質(zhì)的量的X和Y,發(fā)生反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí),Q的物質(zhì)的量濃度與溫度和容器容積的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是A.x+y>p+q B.c(P):b>2aC.壓強(qiáng):2p(b)<p(c) D.平衡常數(shù):【答案】D【分析】由于容器容積V甲:V乙=1:2但投入的是等物質(zhì)的量的X和Y,故甲中Q的濃度更大,但是小于乙中Q的濃度的2倍,說(shuō)明容器體積減小,平衡逆向移動(dòng),反應(yīng)是氣體體積數(shù)增大的反應(yīng),隨溫度升高,Q濃度增大,說(shuō)明正反應(yīng)吸熱;【解析】A.由分析,x+y<p+q,A錯(cuò)誤;B.a(chǎn)、b兩點(diǎn)Q的濃度相等,由于反應(yīng)起始物是X和Y,產(chǎn)生的P和Q物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,故a、b兩點(diǎn)P的濃度也相等,B錯(cuò)誤;C.起始反應(yīng)物是X和Y,甲的體積是乙的一半,由于體積縮小平衡逆向移動(dòng),使總壓強(qiáng)減小,故壓強(qiáng)p(c)<2p(b),C錯(cuò)誤;D.b、c兩點(diǎn)溫度相同,K相等,正反應(yīng)吸熱,a溫度更低平衡逆向移動(dòng),K更小,故平衡常數(shù):Ka<Kb=Kc,D正確;本題選D。1.(2024·湖南卷)恒壓下,向某密閉容器中充入一定量的和,發(fā)生如下反應(yīng):主反應(yīng):
副反應(yīng):
在不同溫度下,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得兩種含碳產(chǎn)物的分布分?jǐn)?shù)隨投料比x(物質(zhì)的量之比)的變化關(guān)系如圖所示,下列說(shuō)法正確的是A.投料比x代表B.曲線c代表乙酸的分布分?jǐn)?shù)C.,D.L、M、N三點(diǎn)的平衡常數(shù):【答案】D【分析】題干明確指出,圖中曲線表示的是測(cè)得兩種含碳產(chǎn)物的分布分?jǐn)?shù)即分別為、,若投料比x代表,x越大,可看作是CH3OH的量增多,則對(duì)于主、副反應(yīng)可知生成的CH3COOCH3越多,CH3COOCH3分布分?jǐn)?shù)越高,則曲線a或曲線b表示CH3COOCH3分布分?jǐn)?shù),曲線c或曲線d表示CH3COOH分布分?jǐn)?shù),據(jù)此分析可知AB均正確,可知如此假設(shè)錯(cuò)誤,則可知投料比x代表,曲線a或曲線b表示,曲線c或曲線d表示,據(jù)此作答?!窘馕觥緼.根據(jù)分析可知,投料比x代表,故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)分析可知,曲線c表示CH3COOCH3分布分?jǐn)?shù),故B錯(cuò)誤;C.根據(jù)分析可知,曲線a或曲線b表示,當(dāng)同一投料比時(shí),觀察圖像可知T2時(shí)大于T1時(shí),而可知,溫度越高則越大,說(shuō)明溫度升高主反應(yīng)的平衡正向移動(dòng),;曲線c或曲線d表示,當(dāng)同一投料比時(shí),觀察可知T1時(shí)大于T2時(shí),而可知,溫度越高則越小,說(shuō)明溫度升高副反應(yīng)的平衡逆向移動(dòng),,故C錯(cuò)誤;D.L、M、N三點(diǎn)對(duì)應(yīng)副反應(yīng),且,升高溫度平衡逆向移動(dòng),,故D正確;故答案選D。2.(2024·遼寧卷)異山梨醇是一種由生物質(zhì)制備的高附加值化學(xué)品,時(shí)其制備過(guò)程及相關(guān)物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化如圖所示,后異山梨醇濃度不再變化。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.時(shí),反應(yīng)②正、逆反應(yīng)速率相等B.該溫度下的平衡常數(shù):①>②C.平均速率(異山梨醇)D.反應(yīng)②加入催化劑不改變其平衡轉(zhuǎn)化率【答案】A【解析】A.由圖可知,3小時(shí)后異山梨醇濃度繼續(xù)增大,后異山梨醇濃度才不再變化,所以時(shí),反應(yīng)②未達(dá)到平衡狀態(tài),即正、逆反應(yīng)速率不相等,故A錯(cuò)誤;B.圖像顯示該溫度下,后所有物質(zhì)濃度都不再變化,且此時(shí)山梨醇轉(zhuǎn)化完全,即反應(yīng)充分,而1,4-失水山梨醇仍有剩余,即反應(yīng)②正向進(jìn)行程度小于反應(yīng)①、反應(yīng)限度小于反應(yīng)①,所以該溫度下的平衡常數(shù):①>②,故B正確;C.由圖可知,在內(nèi)異山梨醇的濃度變化量為0.042mol/kg,所以平均速率(異山梨醇)=,故C正確;D.催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率,不能改變物質(zhì)平衡轉(zhuǎn)化率,所以反應(yīng)②加入催化劑不改變其平衡轉(zhuǎn)化率,故D正確;故答案為:A。3.(2024·安徽卷)室溫下,為探究納米鐵去除水樣中的影響因素,測(cè)得不同條件下濃度隨時(shí)間變化關(guān)系如下圖。實(shí)驗(yàn)序號(hào)水樣體積/納米鐵質(zhì)量/水樣初始①5086②5026③5028下列說(shuō)法正確的是A.實(shí)驗(yàn)①中,0~2小時(shí)內(nèi)平均反應(yīng)速率B.實(shí)驗(yàn)③中,反應(yīng)的離子方程式為:C.其他條件相同時(shí),適當(dāng)增加納米鐵質(zhì)量可加快反應(yīng)速率D.其他條件相同時(shí),水樣初始越小,的去除效果越好【答案】C【解析】A.實(shí)驗(yàn)①中,0~2小時(shí)內(nèi)平均反應(yīng)速率,A不正確;B.實(shí)驗(yàn)③中水樣初始=8,溶液顯弱堿性,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式中不能用配電荷守恒,B不正確;C.綜合分析實(shí)驗(yàn)①和②可知,在相同時(shí)間內(nèi),實(shí)驗(yàn)①中濃度的變化量大,因此,其他條件相同時(shí),適當(dāng)增加納米鐵質(zhì)量可加快反應(yīng)速率,C正確;D.綜合分析實(shí)驗(yàn)③和②可知,在相同時(shí)間內(nèi),實(shí)驗(yàn)②中濃度的變化量大,因此,其他條件相同時(shí),適當(dāng)減小初始,的去除效果越好,但是當(dāng)初始太小時(shí),濃度太大,納米鐵與反應(yīng)速率加快,會(huì)導(dǎo)致與反應(yīng)的納米鐵減少,因此,當(dāng)初始越小時(shí)的去除效果不一定越好,D不正確;綜上所述,本題選C。4.(2024·山東卷)逆水氣變換反應(yīng):。一定壓力下,按,物質(zhì)的量之比投料,,溫度時(shí)反應(yīng)物摩爾分?jǐn)?shù)隨時(shí)間變化關(guān)系如圖所示。已知該反應(yīng)的速率方程為,,溫度時(shí)反應(yīng)速率常數(shù)k分別為。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是A.B.溫度下達(dá)平衡時(shí)反應(yīng)速率的比值:C.溫度不變,僅改變體系初始?jí)毫?,反?yīng)物摩爾分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化曲線不變D.溫度下,改變初始投料比例,可使平衡時(shí)各組分摩爾分?jǐn)?shù)與溫度時(shí)相同【答案】CD【分析】由圖可知,T1比T2反應(yīng)速率速率快,則T1>T2;T1溫度下達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)物的摩爾分?jǐn)?shù)低于T2溫度下平衡時(shí);由于起始CO2與H2的物質(zhì)的量之比為1∶1,則達(dá)到平衡時(shí)CO2和H2的摩爾分?jǐn)?shù)相等?!窘馕觥緼.根據(jù)分析,T1比T2反應(yīng)速率速率快,反應(yīng)速率常數(shù)與溫度有關(guān),結(jié)合反應(yīng)速率方程知k1>k2,A項(xiàng)正確;B.反應(yīng)的速率方程為v=kc0.5(H2)c(CO2),則,T1溫度下達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)物的摩爾分?jǐn)?shù)低于T2溫度下平衡時(shí),則,B項(xiàng)正確;C.溫度不變,僅改變體系初始?jí)毫?,雖然平衡不移動(dòng),但反應(yīng)物的濃度改變,反應(yīng)速率改變,反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間改變,反應(yīng)物摩爾分?jǐn)?shù)隨時(shí)間的變化曲線變化,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D.T2溫度下,改變初始投料比,相當(dāng)于改變某一反應(yīng)物的濃度,達(dá)到平衡時(shí)H2和CO2的摩爾分?jǐn)?shù)不可能相等,故不能使平衡時(shí)各組分摩爾分?jǐn)?shù)與T1溫度時(shí)相同,D項(xiàng)錯(cuò)誤;答案選CD。5.(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(méi)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)合阿伏加德羅定律可知,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。6.(2023·湖南卷,13)向一恒容密閉容器中加入1molCH4和一定量的H2O,發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。CH4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.x1<x2B.反應(yīng)速率:v正b<vc正C.點(diǎn)a、b、c對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù):Ka<Kb=KcD.反應(yīng)溫度為T1,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,平衡正向移動(dòng),甲烷的轉(zhuǎn)化率增大,生成物的濃度增大,則在相同溫度下反應(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。7.(2023·遼寧卷,12)一定條件下,酸性KMO4溶液與H2C2O4發(fā)生反應(yīng),Mn(Ⅱ)起催化作用,過(guò)程中不同價(jià)態(tài)含粒子的濃度隨時(shí)間變化如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.Mn(Ⅲ)不能氧化H2C2O4B.隨著反應(yīng)物濃度的減小,反應(yīng)速率逐漸減小C.該條件下,(Ⅱ)和(Ⅶ)不能大量共存D.總反應(yīng)為:2MnO4-+5C2O42-+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O【答案】C【分析】開始一段時(shí)間(大約13min前)隨著時(shí)間的推移Mn(Ⅶ)濃度減小直至為0,Mn(Ⅲ)濃度增大直至達(dá)到最大值,結(jié)合圖像,此時(shí)間段主要生成Mn(Ⅲ),同時(shí)先生成少量Mn(Ⅳ)后Mn(Ⅳ)被消耗;后來(lái)(大約13min后)隨著時(shí)間的推移Mn(Ⅲ)濃度減少,Mn(Ⅱ)的濃度增大;據(jù)此作答?!窘馕觥緼.由圖像可知,隨著時(shí)間的推移Mn(Ⅲ)的濃度先增大后減小,說(shuō)明開始反應(yīng)生成Mn(Ⅲ),后Mn(Ⅲ)被消耗生成Mn(Ⅱ),Mn(Ⅲ)能氧化H2C2O4,A項(xiàng)錯(cuò)誤;B.隨著反應(yīng)物濃度的減小,到大約13min時(shí)開始生成Mn(Ⅱ),Mn(Ⅱ)對(duì)反應(yīng)起催化作用,13min后反應(yīng)速率會(huì)增大,B項(xiàng)錯(cuò)誤;C.由圖像可知,Mn(Ⅶ)的濃度為0后才開始生成Mn(Ⅱ),該條件下Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存,C項(xiàng)正確;D.H2C2O4為弱酸,在離子方程式中應(yīng)以化學(xué)式保留,總反應(yīng)為2+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,D項(xiàng)錯(cuò)誤;答案選C。8.(2023·山東卷,14)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(guò)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?!窘馕觥緼.t1時(shí)刻,H的濃度小于0.02mol?L-1,此時(shí)反應(yīng)③生成F的濃度小于0.02mol?L-1,參加反應(yīng)①的H的濃度小于0.1mol?L-1,則參加反應(yīng)E的濃度小于0.1mol?L-1,所以體系中有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(xiàn)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。9.(2022·湖南卷,14)向體積均為1L的兩恒容容器中分別充入和發(fā)生反應(yīng):2X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH,其中甲為絕熱過(guò)程,乙為恒溫過(guò)程,兩反應(yīng)體系的壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.ΔH B.氣體的總物質(zhì)的量:na<ncC.a(chǎn)點(diǎn)平衡常數(shù):K D.反應(yīng)速率:Va正<Vb正【答案】BC【解析】A.甲容器在絕熱條件下,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,壓強(qiáng)先增大后減小,根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程PV=nRT可知,剛開始?jí)簭?qiáng)增大的原因是因?yàn)槿萜鳒囟壬?,則說(shuō)明上述反應(yīng)過(guò)程放熱,即<0
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