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课时精练(三十七) 工业生产中图像问题分类突破
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
1.已知反应:2NO2(红棕色)N2O4(无色) ΔH<0。将一定量的NO2充入注射器中并密封,改变活塞位置的过程中,气体透光率随时间的变化如图所示(气体颜色越深,透光率越小)。下列说法不正确的是( )
A.b点达到平衡状态
B.b点与a点相比,c(NO2)、c(N2O4)均减小
C.d点:v正<v逆
D.若在c点将温度降低,其透光率将增大
B [曲线a→b段透光率不变,说明c(NO2)保持不变,故b点达到平衡状态,A正确;a、b两点的透光率相等,说明这两点中c(NO2)、c(N2O4)分别相等,且保持不变,B错误;由题图可知,d点后透光率逐渐下降,说明c(NO2)逐渐增大,即平衡逆向移动,则有v正<v逆,C正确;c点降低温度,平衡正向移动,c(NO2)减小,则透光率将增大,D正确。]
2.一定条件下合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)CH2===CH2(g)+4H2O(g);已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图,下列说法不正确的是( )
A.该反应的逆反应为吸热反应
B.平衡常数:KM>KN
C.生成乙烯的速率:v(N)一定大于v(M)
D.当温度高于250 ℃,升高温度,催化剂的催化效率降低
C [升高温度,CO2的平衡转化率降低,说明平衡逆向移动,则逆反应为吸热反应,A正确;该反应的正反应是放热反应,升温平衡常数减小,B正确;化学反应速率随温度的升高而加快,催化剂在250 ℃时催化活性最高,温度继续升高,其催化效率降低,所以v(N)有可能小于v(M),C错误,D正确。]
3.在一恒容的密闭容器中充入0.1 mol·L-1 CO2、0.1 mol·L-1CH4,在一定条件下发生反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),测得CH4平衡转化率与温度、压强关系如图,下列有关说法不正确的是( )
A.上述反应的ΔH<0
B.压强:p4>p3>p2>p1
C.1 100 ℃时该反应的平衡常数约为1.64
D.压强为p4时,在y点:v正>v逆
A [p1、p2、p3、p4是四条等压线,由图像可知,压强一定时,温度越高,CH4的平衡转化率越高,故正反应为吸热反应,ΔH>0,A项错误;该反应为气体分子数增加的反应,压强越高,甲烷的平衡转化率越小,故压强p4>p3>p2>p1,B项正确;压强为p4、温度为1 100 ℃时,甲烷的平衡转化率为80.00%,故平衡时各物质的浓度分别为c(CH4)=0.02 mol·L-1,c(CO2)=0.02 mol·L-1,c(CO)=0.16 mol·L-1,c(H2)=0.16 mol·L-1,即平衡常数K=≈1.64,C项正确;压强为p4时,y点未达到平衡,此时v正>v逆,D项正确。]
4.一定条件下,用Fe2O3、NiO或Cr2O3作催化剂对燃煤烟气进行回收,使SO2转化生成S。催化剂不同,其他条件相同(浓度、温度、压强)情况下,相同时间内SO2的转化率随反应温度的变化如图,下列说法不正确的是( )
A.不考虑催化剂价格因素,选择Fe2O3作催化剂可以节约能源
B.选择Fe2O3作催化剂,最适宜温度为340 ℃左右
C.a点后SO2的转化率减小的原因可能是温度升高催化剂活性降低
D.其他条件相同的情况下,选择Cr2O3作催化剂,SO2的平衡转化率最小
D [根据图像可知,当温度在340 ℃时,在Fe2O3作催化剂条件下,SO2的转化率最大,可以节约能源,故A正确;340 ℃左右,催化剂的催化能力较大,二氧化硫的转化率也是较大,反应速率较快,所以选择Fe2O3作催化剂,最适宜温度为340 ℃左右,故B正确; 催化剂催化能力需要维持在一定的温度下,温度太高,催化剂活性可能会降低,故C正确;催化剂只对速率有影响,对平衡转化率没有影响,故D错误。]
5.反应Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g) ΔH是工业上制备高纯硅的重要中间过程。一定压强下,起始投入原料的值和温度与SiHCl3的平衡产率的变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.该反应为放热反应,ΔH<0
B.M、N点SiHCl3的分压:M>N
C.的值越大SiHCl3平衡产率越高
D.M、N点的逆反应速率:vM>vN
C [温度升高,SiHCl3的平衡产率减小,ΔH<0,A项正确;对应气体压强之比等于物质的量之比,由题图可知,M、N点SiHCl3的平衡产率M>N,所以M、N点SiHCl3的分压:M>N,B项正确;由题图可知,的值增大至7时,SiHCl3的平衡产率降低至接近于0,C项错误;M点温度较高,SiHCl3浓度较大,逆反应速率vM>vN,D项正确。]
6.一定条件下,6H2(