内容正文:
跟踪练(34) 化学反应速率和平衡图像及分析
一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.某温度时,在体积为2 L的密闭容器中,气态物质A、B、E、F的物质的量n随时间t的变化情况如图甲所示,在一定条件下反应达到平衡状态,反应进程中正反应速率随时间的变化情况如图乙所示,在t2、t4时刻分别只改变一个条件(温度、压强或某反应物的量)。下列说法错误的是( )
A.此温度下,该反应的化学方程式为2A(g)+E(g)2B(g)+F(g)
B.若平衡状态①和②对应的温度相同,则①和②对应的平衡常数K一定相同
C.t2时刻改变的条件是增大压强
D.t4时刻改变的条件是降低温度
C 解析:由图甲分析可知,各物质发生变化的物质的量之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比,此温度下该反应的化学方程式为2A(g)+E(g) 2B(g)+F(g),A正确;平衡常数K只与温度有关,平衡状态①和②的温度相同,故K相等,B正确;该反应前后气体的体积不变,若改变压强,平衡不会发生移动,故t2时刻不可能是增大压强,C错误;根据反应的化学方程式知,反应前后气体体积不变,故不可能是压强的变化,t4时刻速率减小,且变化的点不连续,因此是降低温度的结果,D正确。
2.如图是关于反应A2(g)+3B2(g)2C(g) ΔH<0的平衡移动图像,影响平衡移动的原因可能是( )
A.增大反应物浓度,同时减小生成物浓度
B.增大反应物浓度,同时使用催化剂
C.升高温度,同时加压
D.降低温度,同时减压
A 解析:反应A2(g)+3B2(g) 2C(g) ΔH<0是正向气体体积减小的放热反应,图中t时刻改变条件的瞬间,v正增大,v逆减小,且v正>v逆,平衡正向移动,随后逐渐变化直至最终相等,达到新平衡状态。增大反应物浓度,v正增大,同时减小生成物浓度,v逆减小,平衡正向移动,A正确;增大反应物浓度,同时使用催化剂,v正、v逆均增大,与图像不符,B错误;升高温度,同时加压,v正、v逆均增大,与图像不符,C错误;降低温度,同时减压,v正、v逆均减小,与图像不符,D错误。
3.(2023·广东深圳调研)CO2经催化加氢可合成乙烯:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)。0.1 MPa时,按n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的关系如图,下列叙述不正确的是( )
A.该反应的ΔH<0
B.曲线b代表H2O的浓度变化
C.N点和M点所处的状态c(H2)不一样
D.其他条件不变,T1 ℃、0.2 MPa下反应达平衡时c(H2)比M点大
C 解析:温度升高,H2的浓度增大,平衡左移,故逆向吸热,正向放热,ΔH<0,则曲线a为CO2的浓度变化,根据反应的化学方程式的比例关系,可知曲线b为H2O的浓度变化,曲线c为C2H4的浓度变化,故A、B正确;N点和M点均处于同一温度T1 ℃下,所处的状态c(H2)是一样的,C错误;其他条件不变,T1 ℃、0.2 MPa相对0.1 MPa,增大了压强,体积减小,c(H2)增大,根据勒夏特列原理,虽然平衡正向移动,但反应达平衡时c(H2)比M点大,D正确。
4.在某密闭恒容容器中发生反应:X(g)Y(g)+nZ(g) ΔH=Q kJ/mol(Q>0)。反应体系2 min时达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化如下图所示(第12 min到16 min的X浓度变化曲线未标出)。下列说法不正确的是( )
A.反应的化学方程式中n=1
B.12~14 min内,用Y表示的平均速率为0.005 mol/(L·min)
C.在6~10 min内,反应吸收的热量为0.015Q kJ
D.第12 min时,Z曲线发生变化的原因是移走一部分Z
C 解析:根据图像可知6~12 min时X减少了0.055 mol/L-0.04 mol/L=0.015 mol/L,Z增加了0.085 mol/L-0.07 mol/L=0.015 mol/L,因此反应的化学方程式中n=1,A正确;12~14 min内,用Y表示的平均速率为=0.005 mol/(L·min),B正确;在6~10 min内X减少了0.055 mol/L-0.04 mol/L=0.015 mol/L,但容器容积未知,因此不能计算反应吸收的热量,C错误;第12 min时Z的浓度瞬间减小,随后逐渐增大,说明Z曲线发生变化的原因是移走一部分Z,D正确。
5.(2023·山东聊城模拟)纳米铁是重要的储氢材料,可利用下列反应制得:Fe(s)+5CO(g) Fe(CO)5(s) ΔH。在2.0 L的恒容密闭容器中加入足量铁粉和0.48 mol CO分别在T1 ℃、T2 ℃下进行反应,测得n(CO)、温度与时间的变化关系如图所示。下列叙述正确的是( )