第44讲 化学反应速率、化学平衡的常规图像(课件PPT)-【正禾一本通】2025年高考化学高三一轮总复习高效讲义（鲁科版2019 单选版）

第44讲　化学反应速率、化学平衡的常规图像 第六章　化学反应的方向、限度与速率 课程标准 1.系统掌握速率、平衡图像的分析方法。 2.加深对勒夏特列原理的理解。 类型一　瞬时速率—时间图像 类型二　反应进程折线图 类型三　恒压(或恒温)线 内容索引 课时测评 瞬时速率—时间图像 类型一 返回 要点梳理 1．“渐变”类速率—时间图像 图像 分析 结论 t1时v′正突然增大，v′逆逐渐增大；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，__________________ t1时v′正突然减小，v′逆逐渐减小；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，__________________ 增大反应物的浓度 减小反应物的浓度 图像 分析 结论 t1时v′逆突然增大，v′正逐渐增大；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，__________________ t1时v′逆突然减小，v′正逐渐减小；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，__________________ 增大生成物的浓度 减小生成物的浓度 2.“断点”类速率—时间图像 图像 t1时 刻所改 变的 条件 温 度 升高 降低 升高 降低 正反应为______反应 正反应为______的反应 压 强 增大 减小 增大 减小 正反应为气体物质的量________的反应 正反应为气体物质的量________的反应 放热 吸热 增大 减小 3. 特殊“断点”速率—时间图像 t1时刻改变的条件是____________或可能______(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。 使用催化剂 加压 4．反应进程类速率—时间图像 Zn与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。 原因：(1)AB段(v增大)___________________________________；(2)BC段(v减小)______________________________。 反应放热，溶液温度逐渐升高，v增大 溶液中c(H＋)逐渐减小，v减小 典题1 √ (双选)(2021·湖南卷改编)已知：A(g)＋2B(g) ⥫⥬3C(g)　ΔH＜0，向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A和3 mol B发生反应，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 (填字母)。 a．容器内压强不变，表明反应达到平衡 b．t2时改变的条件：向容器中加入C c．平衡时A的体积分数φ：φ(Ⅱ)＞φ(Ⅰ) d．平衡常数K：K(Ⅱ)＜K(Ⅰ) 典题引领 √ 容器内发生的反应为A(g)＋2B(g) ⥫⥬3C(g)， 该反应是气体分子数不变的可逆反应，所 以在恒温恒容条件下，气体的压强始终保 持不变，则容器内压强不变，不能说明反 应达到平衡状态，a错误；根据图像变化曲 线可知，t2～t3过程中，t2时v正′瞬间不变， 平衡过程中不断增大，则说明反应向逆反应方向移动，且不是“突变”图像，属于“渐变”过程， 所以排除温度与催化剂等影响因素，改变的 条件为：向容器中加入C，b正确；最初加入 体系中的A和B的物质的量的比值为1∶3，当 向体系中加入C时，平衡逆向移动，最终A 和B各自物质的量增加的比例为1∶2，因此 平衡时A的体积分数φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)，c正确；平 衡常数K与温度有关，因该反应在恒温条件下进行，所以K保持不变，d错误。 向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定 条件下使反应SO2(g)＋NO2(g) ⥫⥬SO3(g)＋NO(g)达到 平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由 图可得出的正确结论是 A．反应在c点达到平衡状态 B．反应物浓度：a点小于b点 C．反应物的总能量低于生成物的总能量 D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段 典题2 √ A项，化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改 变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对 应的正反应速率显然还在改变，一定未达到平衡， 错误；B项，a到b时正反应速率增加，反应物浓度 随时间不断减小，错误；C项，从a到c正反应速率 增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，错误；D项，随着反应的进行，正反应速率越快，消耗的二氧化硫就越多，SO2的转化率将逐渐增大，正确。 考向探究 1.可逆反应2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)在一定条件下达 到平衡状态。在t1时刻改变某一条件，化学反应速率 与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是 A．维持温度、反应体系容积不变，t1时充入SO3(g) B．维持温度、压强不变，t1时充入SO3(g) C．维持反应体系容积不变，t1时升高反应体系温度 D．维持温度、反应体系容积不变，t1时充入一定量Ar √ 维持温度、反应体系容积不变，t1时充入SO3(g)， 此时逆反应速率增大，正反应速率不变，故A错 误；维持温度、压强不变，t1时充入SO3(g)，此 时逆反应速率增大，而且反应体系容积增大导致 反应物浓度降低，正反应速率减小，故B正确； 维持反应体系容积不变，t1时升高反应体系温度，正、逆反应速率都增大，故C错误；维持温度、反应体系容积不变，t1时充入一定量Ar，反应物和生成物浓度都不变，正、逆反应速率都不变，故D错误。 2．在一密闭容器中发生反应N2(g)＋3H2(g) ⥫⥬2NH3(g)　ΔH<0，达到平衡后，只改变 某一个条件时，反应速率与反应时间的关 系如图所示。回答下列问题： (1)处于平衡状态的时间段是____________ (填字母，下同)。 A．t0～t1　　B．t1～t2　　C．t2～t3 D．t3～t4　　E．t4～t5　　F．t5～t6 ACDF 根据题图可知，t0～t1、t2～t3 、t3～t4、t5～t6时间段内，v正、v逆相等，反应处于平衡状态。 (2)判断t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件。 A．增大压强　B．减小压强　C．升高温度　 D．降低温度　E．加催化剂　F．充入氮气 t1时刻 ；t3时刻 ；t4时刻 。 C E B t1时，v正、v逆同时增大，且v逆增大得更快，平衡向逆反应方向移动，所以t1时改变的条件是升温。t3时，v正、v逆同时增大且增大程度相同，平衡不移动，所以t3时改变的条件是加催化剂。t4时，v正、v逆同时减小，但平衡向逆反应方向移动，所以t4时改变的条件是减小压强。 (3)依据(2)中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是 。 A．t0～t1 B．t2～t3 C．t3～t4 D．t5～t6 根据题图可知，t1～t2、t4～t5时间段内平衡均向逆反应方向移动，NH3的含量均比t0～t1时间段的低，所以t0～t1时间段内NH3的百分含量最高。 √ t6时刻分离出部分NH3，v逆立刻减小，而v正逐渐减小，在t7时刻二者相等，反应重新达到平衡，据此可画出反应速率的变化曲线。 (4)如果在t6时刻，从反应体系中分离出部分氨，t7时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反应速率的变化曲线。 返回 答案 反应进程折线图 类型二 返回 要点梳理 此类图像一般纵坐标表示物质的量、浓度、百分含量、转化率，横坐标表示反应时间。解题的关键是找转折点。 (1)转折点之前，用外因对速率的影响分析问题，用“先拐先平，数值大”的规律判断不同曲线表示温度或压强的大小。 (2)转折点之后是平衡状态或平衡移动，解题时要抓住量的变化，找出平衡移动的方向，利用化学平衡移动原理推理分析。 典题1 √ 已知某可逆反应mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)在密闭容器中进行，如图表示在不同反应时间(t)时，温度(T)和压强(p)与反应物B在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是 A．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放热反应 B．T1＞T2，p 1＜p2，m＋n＞p，吸热反应 C．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放热反应 D．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸热反应 典题引领 由题图可知，压强一定时，温度T1先达到平衡，故温度：T1＞T2，升高温度，B在混合气体中的体积分数减小，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应；温度一定时，压强p2先达到平衡，故压强：p1＜p2，增大压强，B在混合气体中的体积分数增大，说明平衡逆向移动，正反应为气体体积增大的反应，则m＋n＜p。 现将一定量N2O4气体充入恒容密闭容器中，控制反应温度为T1 ℃[N2O4(g)⥫⥬2NO2(g)　ΔH>0]，c(N2O4)随t(时间)变化曲线如图，画出0～t2时段，c(NO2)随t变化曲线。保持其他条件不变，改变反应温度为T2(T2＞T1)，再次画出0～t2时段，c(NO2)随t变化趋势的曲线。 典题2 答案： 根据反应N2O4(g)⥫⥬2NO2(g)，NO2的改变量是N2O4的两倍，从N2O4的曲线可知其达到平衡时减少了0.03 mol·L－1，则NO2从0升高到平衡时为0.06 mol·L－1，即可画出曲线；由题给ΔH>0可知，该反应正向吸热，保持其他条件不变，随着温度的升高，该反应平衡正向移动，且反应速率增大，达到平衡的时间缩短，即可画出曲线。 考向探究 1．在一定条件下，H2S能发生分解反应： 2H2S(g)⥫⥬S2(g)＋2H2(g)，利用该反应可 制备氢气和硫黄。在2 L恒容密闭容器中 充入0.1 mol H2S，不同温度下H2S的转化 率与时间的关系如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的正反应为放热反应 B．温度升高，混合气体的平均摩尔质量增大 C．950 ℃时，1.25 s内，反应的平均速率v(H2)＝0.008 mol·L－1·s－1 D．根据P点坐标可求出950 ℃时反应的平衡常数为3.125×10－4 √ 由题图可知，升高温度，H2S的转化率增大，说明升高温度，平衡正向移动，则该反应的正反应为吸热反应，A错误；升高温度，平衡正向移动，混合气体的总物质的量增大，由于气体总质量不变，则混合气体的平均摩尔质量减小，B错误；950 ℃时，1.25 s内α(H2S)＝20%，则有 v(H2S)＝ ＝0.008 mol·L－1·s－1，那么v(H2)＝v(H2S)＝ 0.008 mol·L－1·s－1，C正确； 2．向一容积不变的密闭容器中充入一定量A和B，发生如下反应：xA(g)＋2B(s) ⥫⥬yC(g)　ΔH<0。在一定条件下，容器中A、C的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题： (1)0～10 min容器内压强 (填“变大”“不变”或“变小”)。 变大 10 min时A的浓度减少0.45 mol·L－1－0.25 mol·L－1＝0.20 mol·L－1，C的浓度增加0.40 mol·L－1，则A与C的浓度变化之比是1∶2，故x∶y＝1∶2；B是固体，则该反应是气体分子数增大的反应，而容器容积不变，因此0～10 min容器内压强变大。 (2)推测第10 min引起曲线变化的反应条 件可能是 (填序号，下同)；第16 min 引起曲线变化的反应条件可能是 。 ①减压　②增大A的浓度　③增大C的量 ④升温 ⑤降温　 ⑥加催化剂 根据图像可知，10 min时改变条件后，A、C的浓度瞬时不变且随后反应速率加快，故改变的条件可能是升温或加入催化剂；16 min时改变条件后，A、C的浓度瞬时不变，且随后A的浓度逐渐增大，C的浓度逐渐减小，说明平衡逆向移动，故改变的条件可能是升温。 ④⑥ ④ 升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，则K1>K2。 (3)若平衡 Ⅰ 的平衡常数为K1，平衡 Ⅱ 平衡常数为K2，则K1 (填“>”“＝”或“<”)K2。 > 返回 恒压(或恒温)线 类型三 返回 要点梳理 此类图像的纵坐标为某物质的平衡浓度或转化率，横坐标为温度或压强，解答此类问题，要关注曲线的变化趋势，有多个变量时，注意控制变量，即“定一议二”。 反应：aA(g)＋bB(g) ⥫⥬cC(g)＋dD(g)　ΔH 图像 结论 a＋b____c＋d，ΔH____0 a＋b____c＋d，ΔH____0 > > > > 典题1 √ (2022·湖南卷改编)向体积均为1 L的两恒容容器中分别充入2 mol X和1 mol Y发生反应：2X(g)＋Y(g) ⥫⥬Z(g)　ΔH，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．ΔH>0 B．气体的总物质的量：na<nc C．a点平衡常数：K<12 D．反应速率：va正<vb正 典题引领 甲容器在绝热条件下，随着反应的进行，压强先增大后减小，刚开始压强增大的原因是因为容器温度升高，则说明反应放热，即ΔH＜0，故A错误；图中a点和c点的压强相等，但a点的温度大于c点的，可知na＜nc，故B正确；a点为平衡点，设Y转化的物质的量浓度为x mol·L－1，则列出三段式如下： 　　　 2X(g)＋Y(g) ⥫⥬Z(g) 　c0　 2　　　1　　 0 Δc 2x x x c平 2－2x 1－x x (2023·新课标卷节选)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为xH2＝0.75、xN2＝0.25，另一种为xH2＝0.675、xN2＝0.225、xAr＝0.10。(物质i的摩尔分数：xi＝ ) 典题2 (1)图中压强由小到大的顺序为 ，判断的依据________________ ________________________________________________________________ ________________________________。 p1<p2<p3 工业合成氨为气 体分子数减小的反应，增大压强，其平衡正向移动，温度相同时，压强 越大，平衡时氨的摩尔分数越大 工业合成氨为气体分子数减小的反应，当温度相同时，压强越大，平衡时混合气体中氨的摩尔分数越大，结合图1或图2均能得出压强由小到大的顺序为p1<p2<p3。 (2)进料组成中含有惰性气体Ar的图是 。 图2 Ar不参与化学反应，起始混合气体总量相同，含Ar的进料组成中H2、N2的分压较小，导致平衡时混合气体中氨的摩尔分数减小，结合两图可知，图2表示进料组成中含有Ar的图像。 考向探究 1．如图是温度和压强对反应X＋Y⥫⥬2Z影响的 示意图。图中横坐标表示温度，纵坐标表示平 衡时混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确 的是 A．上述可逆反应的正反应为放热反应 B．X、Y、Z均为气态 C．X和Y中最多只有一种为气态，Z为气态 D．上述反应的逆反应的ΔH＞0 √ 由图像可知，随温度升高Z的体积分数增大，正反应为吸热反应，逆反应为放热反应，故A、D错误；相同温度下，压强越大，Z的体积分数越小，说明增大压强平衡左移，则Z为气态，X、Y中最多只有一种气态物质，故B错误、C正确。 √ 2．反应N2O4(g) ⥫⥬2NO2(g)　 ΔH＝＋57 kJ·mol－1，在温度为T1、T2时，平衡体 系中NO2的体积分数随压强变化曲线如 图所示。下列说法正确的是 A．A、C两点的化学平衡常数：KA>KC B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅 C．由状态B到状态A，可以用加热的方法 D．A、C两点气体的平均相对分子质量：A>C A、C两点对应的温度相同，平衡常数只受 温度的影响，KA＝KC，A错误；A点到C点， 压强增大，NO2(g)的浓度增大，虽然平衡逆 向移动，最终二氧化氮的浓度比原浓度大， 即C点气体颜色比A点深，B错误； A点到 B点，NO2的体积分数减小，说明相同压强 下，T2到T1，平衡逆向移动，T2>T1，即由状态B到状态A，可以用加热的方法，C正确；A点到C点，压强增大，平衡逆向移动，物质的量减小，该反应的逆反应为气体相对分子质量增大的反应，即A点气体的平均相对分子质量小于C点气体的平均相对分子质量，D错误。 返回 课 时 测 评 返回 √ 1. 如图所示曲线表示其他条件一定时，反应2NO(g)＋O2(g)⥫⥬2NO2(g)　ΔH<0中，NO的转化率与温度的关系曲线，图中标有a、b、c、d四点，其中表示未达到平衡状态，且v正>v逆的点是 A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 2 1 3 4 5 6 7 8 9 在图像中曲线上的任何一点都表示可逆反应处于平衡状态，在曲线的上方的点，由于NO的转化率高于平衡时的转化率，因此逆反应速率大于正反应速率，反应逆向进行；在曲线下方的点，由于NO的转化率低于平衡时的转化率，因此逆反应速率小于正反应速率，反应正向进行。图中a、b、c、d四点中表示未达到平衡状态，且v正>v逆的点是c点。 2 1 3 4 5 6 7 8 9 √ 2．某化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)＋nB(g) ⥫⥬pC(g)的速率和平衡的影响，下列判断正确的是 A．由图a可知，T1＞T2，该反应的逆反应为吸热反应 B．由图b可知，ΔH＞0 C．图c是绝热条件下速率和时间的图像，由此说明反应吸热 D．图d中，曲线a一定使用了催化剂 2 1 3 4 5 6 7 8 9 根据图像中：先拐先平数值大可知温度：T1＞T2，升高温度，C在反应混合物中的体积分数降低，说明升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，则逆反应为吸热反应，A正确；在刚开始反应阶段，升高温度，化学反应速率加快，反应产生的C增多，C在混合物中的含量增加，当反应达到平衡时C的含量达到最大值，后来随温度的升高，C的含量降低，说明升高温度，平衡逆向移动，导致C的平衡含量降低，逆反应为吸热反应，故C的平衡含量随温度的升高而降低，说明该反应正反应是放热反应，ΔH＜0，B错误； 2 1 3 4 5 6 7 8 9 该反应若为吸热反应，由于反应过程中反应物浓度减小，且温度降低，则反应速率在开始时就应该逐渐减小，而图像中开始时反应速率直接增大，说明该反应为放热反应，C错误；图d中a、b的平衡状态相同，但反应速率不同。若m＋n＝p，增大压强，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短，但化学平衡不移动，也可以对曲线a增大压强，而催化剂可以加快反应速率而不影响平衡，故曲线a也可能使用了催化剂，D错误；故合理选项是A。 2 1 3 4 5 6 7 8 9 √ 3．在某密闭容器中，可逆反应：A(g)＋B(g) ⥫⥬xC(g)符合图Ⅰ所示关系，φ(C)表示C气体在混合气体中的体积分数。由此判断，下列关于图Ⅱ的说法不正确的是 A．p3>p4，y轴表示A的转化率 B．p3>p4，y轴表示B的转化率 C．p3>p4，y轴表示B的质量分数 D．p3>p4，y轴表示混合气体的平均相对分子质量 2 1 3 4 5 6 7 8 9 本题考查温度、压强对化学平衡的影 响及图像分析。由图Ⅰ可知，压强为 p2时，温度为T1先达到平衡状态，则 温度：T1>T2；温度为T1时的φ(C)低 于T2时，说明升高温度，平衡逆向移 动，该反应的ΔH<0；温度为T1时，压强为p2时先达到平衡状态，则压强：p1<p2；压强为p2时的φ(C)高于p1时，说明增大压强，平衡正向移动，即该反应的正反应是气体总分子数减小的反应，故x＜2。若p3>p4，温度相同时，由p3→p4，减小压强，平衡逆向移动，A、B的转化率降低；压强相同时，升高温度， 2 1 3 4 5 6 7 8 9 平衡逆向移动，A、B的转化率降低， 与图像符合，A、B正确；若p3>p4， 相同温度时，由 p3→p4，减小压强， 平衡逆向移动，B的质量分数增大， 与图像不符合，C错误；若p3>p4， 相同温度时，由p3→p4，减小压强，平衡逆向移动，气体的总质量不变，但其总物质的量增大，则混合气体的平均相对分子质量减小，压强不变时，升高温度，平衡逆向移动，气体总物质的量增大，则混合气体的平均相对分子质量减小，与图像符合，D正确。 2 1 3 4 5 6 7 8 9 √ 4．在容积不变的密闭容器中存在如下反应2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是 A．图Ⅰ中t1时刻是增大O2或SO2的浓度对反应速率的影响 B．图Ⅱ中t1时刻可能是增大体系压强对反应速率的影响 C．图Ⅲ是研究压强对化学平衡的影响图像，且甲的压强较低 D．图Ⅲ研究的是温度对平衡的影响，且甲的温度比乙低 2 1 3 4 5 6 7 8 9 图Ⅰ中t1时刻是增大O2或SO2的浓度的瞬间，SO3的浓度不变，故正反应速率突然增大，逆反应速率不变，A错误；由于该反应正反应为一个气体体积减小的方向，故增大压强平衡正向移动，正反应速率和逆反应速率均增大，但是正反应速率增大的更快，B错误；由于该反应正反应为一个气体体积减小的反应，故增大压强平衡正向移动，SO2的转化率增大，C错误；由于该反应正反应为一个放热反应，故升高温度平衡逆向移动，SO2的转化率减小，图Ⅲ研究的是温度对平衡的影响，且甲的温度比乙低，D正确；故答案为D。 2 1 3 4 5 6 7 8 9 √ 5．用CO和H2合成CH3OH的化学方程式为CO(g) ＋2H2(g) ⥫⥬CH3OH(g)　ΔH＜0，按照相同的物质 的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与 压强的关系如图所示，下列说法正确的是 A．温度：T1＞T2＞T3 B．正反应速率：v(a)＞v(c)，v(b)＞v(d) C．平衡常数：K(a)＞K(c)，K(b)＝K(d) D．平均摩尔质量：M(a)＜M(c)，M(b)＜M(d) 2 1 3 4 5 6 7 8 9 A项，该反应为放热反应，温度升高，平衡逆 向移动，CO的转化率降低，所以温度：T1＜ T2＜T3，错误；B项，a点温度比c点低，所以 速率小，b点压强比d点大，所以速率大，错误； C项，升温平衡逆向移动，平衡常数变小，温度 不变，平衡常数不变，所以平衡常数：K(a)＞K(c)，K(b)＝K(d)，正确；D项，温度升高，平衡逆向移动，气体总质量不变，但总物质的量增大，平均摩尔质量：M(a)＞M(c)，b的压强大于d，增大压强，平衡向正反应方向移动，平均摩尔质量增大，所以有M(b)＞M(d)，错误。 2 1 3 4 5 6 7 8 9 √ 6. 生产硫酸的主要反应：2SO2(g)＋O2(g) ⥫⥬2SO3(g)　 ΔH＜0。图中L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。 下列说法正确的是 A．X代表压强 B．L1＞L2 C．A、B两点对应的平衡常数相同 D．一定温度下，当混合气中n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)＝2∶1∶2时，反应一定达到平衡 2 1 3 4 5 6 7 8 9 若X代表压强，则L代表温度，温度相同时，增 大压强，平衡正向移动，SO2的平衡转化率增大， 与图像不符合，A错误；结合A项分析推知，X代 表温度，L代表压强，温度相同时，增大压强， 平衡正向移动，SO2的平衡转化率增大，则压强： L1＞L2，B正确；A、B两点的温度不同，平衡常数不同，C错误；温度一定，达到平衡状态时，n(SO2)、n(O2)和n(SO3)均保持不变，但其比值不一定等于对应的化学计量数之比，D错误。 2 1 3 4 5 6 7 8 9 7．(10分)汽车使用乙醇汽油并不能减少 NOx的排放，这使NOx的有效消除成为 环保领域的重要课题。某研究小组在实 验室以Ag-ZSM-5为催化剂，测得NO转 化为N2的转化率随温度变化情况如图 所示。 若不使用CO，温度超过775 K，发现NO的分解率降低，其可能的原因是 ；在n(NO)/n(CO)＝1的条件下，应控制的最佳温度在 左右。 NO分解反应是放热反应，升高温度不利于分解反应进行 870 K 2 1 3 4 5 6 7 8 9 根据反应 CO2(g)＋4H2(g)⥫⥬CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH＜0 可知，其他条件一定时，升温，CO2的平衡转化率降低；其他条件一定时，加压，CO2的平衡转化率升高，则X表示的物理量是温度。 8．(20分)已知反应：CO2(g)＋4H2(g) ⥫⥬CH4(g)＋ 2H2O(g)　ΔH<0。 (1)在一定条件下，反应体系中CO2的平衡转化率 α(CO2)与L和X的关系如图所示，L和X表示温度 或压强。 ①X表示的物理量是 。 温度 2 1 3 4 5 6 7 8 9 L表示压强，结合题图及分析，可知L1＞L2。 ②L1 L2(填“<”或“>”)，判断理由是___________________________ __________________________________________________________________________。 ＞ 该反应的正反应为气体分子数减小的反应，其他条件一定时，增大压强，平衡右移，CO2的平衡转化率升高 2 1 3 4 5 6 7 8 9 (2)向1 L恒容密闭容器中加入4.0 mol H2(g)、1.0 mol CO2(g)，控制条件(温度为T1)使之发生上述反应，测得容器内气体的压强随时间的变化如图所示。 ①4 min时CO2的转化率为 。 75% 2 1 3 4 5 6 7 8 9 由题图可知，4 min时反应体系处于平衡状态，此时压强为0.7p0，设发生反应的CO2为x mol，列出三段式： 　　　　　CO2(g)＋4H2(g) ⥫⥬CH4(g)＋2H2O(g) 始/mol 1.0 4.0 0 0 转/mol x 4x x 2x 平/mol 1.0－x 4.0－4x x 2x 2 1 3 4 5 6 7 8 9 ②T1温度下该反应的化学平衡常数为 。 6.75 2 1 3 4 5 6 7 8 9 9. (16分)乙基环己烷(C8H16)脱氢制苯乙炔(C8H6)的热化学方程式如下： ①C8H16(l) ⥫⥬C8H10(l)＋3H2(g)　ΔH1>0 ②C8H10(l) ⥫⥬C8H6(l)＋2H2(g)　ΔH2＝a kJ·mol－1 ③C8H6(l)＋5H2(g) ⥫⥬C8H16(l)　ΔH3＝b kJ·mol－1 (1)不同压强和温度下乙基环己烷的平衡转化率如 图1所示。 ①在相同压强下升高温度，未达到新平衡前， v正_________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。 大于 结合题图1知，未达到新平衡之前，在压强相同时，升高温度平衡始终正向移动，则v正>v逆。 2 1 3 4 5 6 7 8 9 ②研究表明，既升高温度又增大压强，C8H16(l)的平衡转化率也升高，理由可能是________________________________________________________ _________________。 升高温度时平衡正向移动的程度大于加压时平衡逆向移动的程 度(叙述合理即可) 由题意知，既升高温度又增大压强，平衡也能正向移动，结合反应①为气体体积增大的吸热反应可知，这可能是因为升高温度时平衡正向移动的程度大于加压时平衡逆向移动的程度。 2 1 3 4 5 6 7 8 9 (2)t ℃向恒容密闭反应器中充入1.00 mol C8H16(l)进行催化脱氢，测得C8H10(l)和C8H6(l)的产率x1和x2(以物质的量分数计)随时间的变化关系如图2所示。 ①在8 h时，反应体系内氢气的物质的量为 mol(忽略其他副反应)，C8H16(l)的转化率是 。 1.951 40.1% 2 1 3 4 5 6 7 8 9 结合题图2可知，在8 h时测得C8H10(l)和C8H6(l)的产率分别为x1＝0.027和x2＝0.374，设反应的C8H16(l)和C8H10(l)的物质的量分别为n1和n2，则 C8H16(l) ⥫⥬C8H10(l)＋3H2(g) n1　　　　n1　　 3n1 C8H10(l) ⥫⥬C8H6(l)＋2H2(g) n2 n2 2n2 2 1 3 4 5 6 7 8 9 2 1 3 4 5 6 7 8 9 ②x1显著低于x2的原因是___________________________________________ _______________________________________________。 C8H10(l)转化为C8H6(l)的活化能小，反应速率很 快，生成的C8H10(l)大部分转化为C8H6(l) 结合题中反应①和反应②可知，反应②的活化能小，反应速率快，生成的C8H10(l)大部分转化为C8H6(l)，因此x1显著低于x2。 返回 2 1 3 4 5 6 7 8 9 谢 谢 观 看 返回 由题图可知，P点后α(H2S)逐渐增大，说明P点未达到平衡状态，此时c(H2S)＝＝0.04 mol·L－1，c(H2)＝0.008 mol·L－1·s－1×1.25 s＝0.01 mol·L－1，c(S2)＝c(H2)＝0.005 mol·L－1，浓度商Q＝＝3.125×10－4，故950 ℃时反应的平衡常数大于3.125×10－4，D错误。 则有[(2－2x)＋(1－x)＋x] mol<×3 mol，计算得到x>0.75，那么化学平衡常数K＝>＝12，故C错误；根据上述分析及图像可知，a点温度高于b点，且a点压强大于b点，则va正＞vb正，故D 错误。 根据恒温恒容条件下，气体压强之比等于物质的量之比得出＝，解得x＝0.75，则CO2的转化率为×100%＝75%。 平衡常数K＝＝＝6.75。 则＝0.027，＝0.374，解得n1＝0.401 mol，n2＝0.374 mol，则生成的H2为3n1＋2n2＝3×0.401 mol＋2×0.374 mol＝1.951 mol。C8H16(l)的转化率为×100%＝40.1%。 $$