2.2.4化学平衡图像专题 实用课时练 2024-2025学年高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
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内容正文:
实用课时练系列
第二章 第二节 第四课时 化学平衡图像专题 命题:凡天老师
一、单选题:
1.反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的图像如下:
A.m+n>p+q B.m+n<p+q C.m >p+q D.ΔH<0
2.在密闭容器中进行反应:X(g)+3Y(g)2Z(g),有关下列图像的说法错误的是
A.依据图a可判断逆反应ΔH>0
B.在图b中,虚线可表示使用了催化剂
C.图c可表示增大压强对正逆化学反应速率变化
D.由图d中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况,可推知正反应的<0
3.反应 。关于该反应的下列图象(为体系中的质量分数)不正确的是
A. B.
C. D.
4.在容积相等的三个密闭容器中分别按投料比n(CO):n(SO2)=1:1、2:1、3:1投料,发生反应:2CO(g)+SO2(g) = S(g)+2CO2(g) ΔH = +8.0kJ•mol-1,测得SO2的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A.曲线I代表的投料比为n(CO):n(SO2)=1:1
B.增大压强,平衡正向移动
C.向容器中继续充入CO,可使平衡常数K增大
D.在a点对应的温度下,达到平衡时,CO2的体积分数约为33.3%
5.某密闭容器中发生反应:,某一过程中反应速率与时间的关系如图所示,段为化学平衡状态,改变物质的浓度、压强、温度或催化剂等外界条件,平衡常数一定变化的时间段是
A. B.
C. D.和
6.对于可逆反应,其他条件不变时,产物D的质量分数D%与温度T或压强P的关系如图所示,下列说法正确的是
A.,
B.升温,A的转化率提高
C.该式中化学计量数
D.加压时,平衡向逆反应方向移动
7.一定条件下可逆反应,按照相同的物质的量投料,测得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:
B.平衡压强:
C.平均摩尔质量:
D.正反应速率:
8.合成甲醚的反应:,实现了二氧化碳资源化利用。在相同容器和催化剂的作用下,该反应在投料比分别为1.5、3.0时,测得的平衡转化率随温度变化如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的
B.代表投料比为1.5的是曲线I
C.图中A、B、C、D各点,不可能同一时刻到达平衡
D.反应平衡常数:
9.在密闭容器中进行反应:,有关下列图像说法不正确的是
A.依据图可判断正反应为放热反应
B.在图中,虚线可表示使用了催化剂
C.若正反应的,图可表示升高温度使平衡向逆反应方向移动
D.由图中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况,可推知正反应的
10.在容积为2L的固定的容器中发生X、Y、Z均为气体的反应。温度为时,各物质的n随时间变化的关系如图a所示。其他条件相同,温度分别为、时发生反应,Z的浓度随时间变化的关系如图b所示。下列叙述正确的是
A.容器中的反应为:
B.图a中反应达到平衡时,Y在10s内的反应速率为
C.增大压强,增加了单位体积内的活化分子数,平衡向正反应方向移动
D.该反应正反应的反应热
11.某化学研究小组探究外界条件对化学反应:速率和平衡的影响图像如图所示。下列判断错误的是
A.由图1可知:T1<T2,该反应正反应为放热反应
B.由图2可知:该反应
C.图3中,表示反应速率的是点1
D.图4中,若,则a曲线可能使用了催化剂
12.已知反应:A(g)+B(g)C(g)+D(g),在一定压强下,按x=(A的物质的量始终为1 mol)向密闭容器中充入A气体与B气体。图甲表示平衡时,A气体的体积分数(V%)与温度(T)、x的关系。图乙表示x=2时,正逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法正确的是
A.图甲中,x2<1
B.图乙中,A线表示正反应的平衡常数
C.由图乙可知,T1时,K=1,B的转化率约为33.3%
D.若在恒容绝热装置中进行上述反应,达到平衡时,装置内的气体压强将减小
13.一定条件下合成乙烯;已知温度对的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图,下列说法正确的是
A.平衡常数
B.,催化剂对平衡转化率的影响最大
C.为了提高乙烯单位时间内的产率应尽可能选择低温
D.若投料比,则图中点时,的体积分数约为
14.一定条件下合成乙烯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,下列说法正确的是
A.生成乙烯的速率:V(M)>V(N)
B.平衡常数KM<KN
C.催化剂可能会影响CO2的平衡转化率
D.若投料比n(H2):n(CO2)=3:1,则图中M点时,CO2的体积分数约为15.4%
15.在密闭容器中,充入一定量的N2、H2,在一定条件下反应N2+3H22NH3,已知NH3的体积分数(纵坐标)和温度(横坐标)的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A.该反应为吸热反应
B.平衡常数K:A点< B点
C.H2的转化率C点最高
D.A、B、C、D、E五点都达到了平衡状态
16.一定条件下,利用一定量的R(g)制备M(g),反应为①,过程中发生②和③两个副反应,反应历程如图所示。下列说法正确的是
A.反应②比反应①更快达到平衡
B.当的值不变,所有反应都达到平衡状态
C.温度越高,平衡时产物中M的纯度越低
D.一定温度下,增大R的浓度,平衡时增大
17.某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对化学平衡的影响,得到如下变化规律(图中P表示压强,T表示温度,n表示物质的量),下列结论正确的是
注:反应Ⅰ:2A(g)+B(g)2C(g);反应Ⅱ:2A(g)C(g);反应Ⅲ:3A(g)+B(g)2C(g);反应Ⅳ:A(g)+B(g)2C(g)
A.反应Ⅰ:,P2>P1 B.反应Ⅱ:H<0,T1<T2
C.反应Ⅲ:若H>0,则T2>T1 D.反应Ⅳ:若H<0,T2>T1
18.一定温度下,向体积分别为2L和1L的恒容密闭容器a、b中均充入和,发生反应: 。两容器中CO的物质的量随时间的变化如图所示:
下列说法正确的是
A.达到平衡所用时间:容器容器b
B.反应的平衡常数K:容器容器b
C.0~1min内,容器b中
D.5min时,容器a中反应速率:
19.将一定量的与足量碳在体积可变的密闭容器中发生反应:,测得平衡时,压强、温度对的体积分数的影响如图所示。下列说法正确的是
A.在压强条件下,b点的反应速率:(正)(逆)
B.平衡体系的压强:
C.该反应的平衡常数:
D.图中d点按再通入混合气,平衡不移动
20.向体积均为的两恒容容器中分别充入和发生反应 ,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。下列说法不正确的是
A.反应为放热反应 B.反应速率
C.气体总物质的量 D.a点平衡常数:
21.透光率与有色气体浓度成反比,实验研究中常用透光率记录有色气体浓度变化。将一定量的充入注射器中后密封,拉伸或压缩注射器过程中透光率随时间的变化情况如图所示(2NO2N2O4 )。下列说法正确的是
A.b点:
B.a点的操作是拉伸注射器
C.若注射器为绝热密闭体系,则温度:c<d
D.c点相比a点,增大,减小
22.一定温度下,向体积不同的密闭容器中分别加入足量活性炭和,发生反应:,在相同时间内测得各容器中的转化率与容器体积的关系如图所示。下列说法错误的是
A.图中c点所示条件下,v(正)>v(逆)
B.b点气体的总物质的量为
C.该温度下,a、b、c三点时反应的平衡常数相等
D.c点的颜色比a点深
23.已知 。若压强改变为通过改变容器体积实现,则下列图像中正确的是
A. B.
C. D.
24.汽车尾气净化的主要原理为 。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列说法正确的是
A.图1可以说明t1时刻反应达到了平衡状态
B.图2可以说明t1时刻反应达到了平衡状态
C.图3可以说明t1时刻反应达到了平衡状态
D.图4中t1时刻曲线变化表示压强对体系速率的影响
25.向恒容密闭容器中通入和发生反应:,测得相同时间内的转化率与温度变化的关系如图所示,下列说法正确的是
A.温度升高,反应平衡常数增大
B.增大压强,的转化率增大
C.实际生产时反应温度应控制在之间
D.d点时延长反应时间,的产率增加
26.下列说法正确的是
A.图甲实线、虚线可分别表示某可逆反应未使用催化剂和使用催化剂的正、逆反应速率随时间的变化
B.若图乙表示恒温恒容条件下发生2NO2(g)N2O4(g)反应时,各物质的浓度与其消耗速率之间的关系,则交点A对应的状态为化学平衡状态
C.若图丙表示恒容密闭容器中等量正丁烷在不同温度下分别发生反应C4H10(g,正丁烷)C4H10(g,异丁烷),相同时间后测得正丁烷百分含量的曲线,则稳定性:正丁烷>异丁烷
D.图丁可表示向0.1mol/L的NH4Cl溶液中滴加0.1mol/L的HCl溶液时,溶液中随HCl溶液体积变化关系
27.催化分解转化为燃料氢气,反应为 。往体积为2L的密闭容器中加入4 mol分解制。图中曲线a、b分别表示在催化剂Ⅰ的作用下,℃时及℃时随时间的变化;曲线c表示在催化剂Ⅱ的作用下,℃时随时间的变化。下列说法错误的是
A.
B.在催化剂Ⅰ的作用下,℃时,0~5min内平均反应速率mol⋅L⋅min
C.三种条件下,分解反应的平衡常数、、的大小关系为
D.反应温度为℃时,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
28.已知 CH4(g) +2NO2(g)CO2(g) +N2(g) +2H2O(l) ΔH , NO2的平衡转化率随温度、压强的变化如图所示,下列说法正确的是
A.ΔH < 0
B.Y1>Y2
C.平衡常数:Kb =Ka< Kc
D.a点体系颜色比b点浅
29.向某恒容密闭容器中充入2molM和1molN,发生反应 ,温度和压强对M的平衡转化率的影响如图所示(x代表压强)。下列说法正确的是
A.
B.平均相对分子质量:c=a>b
C.平衡常数:a=c>b
D.其他条件不变时,增大n(M)可提高M的平衡转化率
30.下列叙述与图对应的是
A.对于达到平衡状态的反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),图①表示在to时刻充入了一定量的NH3,平衡逆向移动
B.由图②可知,满足反应:2A(g)+B(g)2C(g) ΔH<0
C.图③表示的反应方程式为:2A+B3C
D.对于反应2X(g)+3Y(g)3Z(g)ΔH<0图④y轴可以表示Y的百分含量
31.甲醇是重要的化工原料,具有广泛的开发和应用前景。在容积可变的密闭容器中投入0.5 mol CO和1 mol H2,不同条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。实验测得平衡时CH3OH的物质的量随温度、压强的变化如图1所示。下列说法正确的是
A.p总1<p总2
B.混合气体的密度不再发生变化,说明该反应已达到平衡状态
C.图2中M点能正确表示600 K时该反应平衡常数的对数(lg K)
D.若p总1=0.25 MPa,则Y点的平衡常数Kp=32 (MPa)-2
32.在容积可变的密闭容器中,充入和发生反应:。在不同压强下,测得平衡转化率随温度的变化如图所示。
下列说法正确的是
A.化学反应速率: B.容器的容积:
C.活化分子数: D.y点的平衡常数
33.在容积不变的密闭容器中存在如下反应: ,当其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响如下图所示,下列分析不正确的是。
A.图Ⅰ,时刻增大的浓度 B.图Ⅱ,时刻加入催化剂
C.由图Ⅲ可知,温度关系为 D.若,则反应达平衡状态
34.反应 ,在不同温度下的平衡体系中物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A.该反应的
B.
C.A、B、C两点化学平衡常数:
D.A、C两点的反应速率
35.一定条件下,CH4与H2O(g)发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) 。起始时只充入CH4与H2O(g),设=Z,保持反应压强不变,平衡时CH4的体积分数ω(CH4)与Z和T(温度)的关系如图所示,下列说法正确的是
A.a>3>b
B.保持温度不变,平衡体系加压后ω(CH4)减小
C.温度为T1、Z=3时,Y点所对应的反应向逆反应方向进行
D.X点时,H2的体积分数为30%
二、填空题
36.I.某温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体随时间变化的曲线如图所示。
请回答下列问题:
(1)由图中数据分析:该反应的化学方程式为 。
(2)反应开始至2 min,Z的平均反应速率为 。
(3)5 min时Z的生成速率与6 min时Z的生成速率相比较,前者 后者(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)上述反应过程中,如果降低温度,则其反应速率 (填“增大”、“减小”或“不变)。如果使用合适的催化剂,则其反应速率 (填“增大”、“减小”或“不变)。
II.在容积为2L的密闭容器中进行如下反应:A(g)+2B(g)⇌3C(g)+nD(g),开始时A为4mol,B为6mol,5min末时测得C的物质的量为3mol,D的化学反应速率v(D)=0.2mol/(L·min)。请回答:
(5)5min末A的物质的量浓度为 ;
(6)前5min内用B表示的化学反应速率v(B)为 ;
(7)前5min内A的转化率为 ;(转化率是指某一反应物的转化百分率)
(8)化学方程式中n的值为 。
37.转化利用对化解全球环境生态危机、助力全球“碳达峰、碳中和”目标的实现具有重要意义。化学工作者致力于将转化为各种化工原料。
Ⅰ.早在二十世纪初,工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步:①和生成;②分解生成尿素。
(1)活化能:反应① 反应②(填“>”“<”或“=”); (用含、、、的式子表示)。
Ⅱ.利用和重整技术可获得合成气(主要成分为CO、),重整过程中反应的热化学方程式如下:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
不同配比随温度变化对出口合成气中的影响如下图所示:
(2)对于反应ⅰ,试比较M点和N点的转化率:M N(填“>”“<”或“=”,下同);平衡常数M N。
(3)当,温度高于900℃,减小的原因可能是 。
38.丙烷氧化脱氢法制备丙烯的主要反应: 。在催化剂作用下,丙烷氧化脱氢除生成丙烯外,还生成、等物质。丙烷的转化率和丙烯的产率随温度变化关系如图所示。
(1)图中丙烷的转化率随温度升高而增大的原因可能是 。
(2)575℃时,丙烯的选择性为 。(丙烯的选择性)
(3)基于本研究结果,能提高丙烯选择性的措施是 。
参考答案
一、单选题:
1.【答案】A
【详解】由反应方程式可知,四种物质均为气体,由图1可知,温度越高,C的百分含量越大,说明平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应,则ΔH>0,;看200℃或500℃的曲线可知,压强越大,C的百分含量越大,说明平衡向正反应方向移动,则该反应为气体分子数减小的反应,则m+n>p+q。
故本题选A。
2.【答案】C
【详解】A.依据图像分析,温度升高正、逆反应速率均增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向进行则逆反应是吸热反应,正反应是放热反应,A正确;
B.使用催化剂可使化学反应速率增大,可以缩短反应达到平衡的时间,化学平衡不移动,所以虚线可表示使用了催化剂,B正确;
C.增大压强平衡向正向移动,C错误;
D.升高温度平均相对分子质量减小,气体总质量不变说明气体物质的量变大,所以平衡逆向移动,逆反应是吸热反应,正反应是放热反应△H<0,D正确;
故选C。
3.【答案】C
【详解】A.正反应为吸热反应,升高温度,正、逆反应速率都增大,A正确
B.正反应为吸热反应,升高温度,反应速率加快,达到平衡所需时间减小,且平衡向正反应方向移动,的质量分数减小,B正确;
C.温度相同时,增大压强,平衡向逆反应方向移动,的质量分数增大,C错误;
D.温度相同时,增大压强,平衡向逆反应方向移动,的质量分数增大;相同压强,升高温度,平衡向正反应方向移动,的质量分数减小,D正确;
故选C。
4.【答案】D
【详解】A.增加CO投料,促进二氧化硫的转化,二氧化硫转化率提高,故曲线I代表的投料比为n(CO):n(SO2)=3:1,A错误;
B.反应为气体分子数不变的反应,增大压强,平衡不移动,B错误;
C.K只受温度影响,向容器中继续充入CO,平衡常数K不变,C错误;
D.结合A分析,a点投料比为n(CO):n(SO2)=2:1,假设一氧化碳、二氧化硫投料分别为2mol、1mol,二氧化硫反应0.5mol,则生成1mol二氧化碳,反应为气体分子数不变的反应,达到平衡时,CO2的体积分数约为33.3%,D正确;
故选D。
5.【答案】A
【分析】段为化学平衡状态,时,正、逆反应速率均加快,且逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,若是增大压强,则平衡逆移,不符合;若是增加浓度,则速率没有断点,不符合;则改变的条件是升高温度,升高温度平衡逆移,该反应为放热反应;段的反应速率比t2~t3段快,但平衡不移动,则改变的条件是加入催化剂;段,有断点,反应速率降低,平衡逆移,则改变的条件是减小压强,由此分析回答。
【详解】A.由分析可知,时间段改变的条件是升高温度,且反应是放热反应,故平衡常数减小,A符合题意;
B.由分析可知,时间段改变的条件是催化剂,平衡不移动,故平衡常数不变,B不符合题意;
C.由分析可知,时间段改变的条件是减小压强,平衡常数只与温度有关,K不变,C不符合题意;
D.由选项C可知,时间段K不变,D不符合题意;
故选A。
6.【答案】D
【详解】A.根据“先拐先平衡,数值大”,推出T2>T1、P2>P1,故A错误;
B.根据温度与D%关系,温度升高,D%降低,即该反应为放热反应,因此升高温度,平衡逆向进行,A的转化率降低,故B错误;
C.根据压强与D%关系,增大压强,D%降低,说明增大压强,平衡逆向进行,因为B为固体,从而推出m<p+q,故C错误;
D.根据压强与D%的关系,增大压强,D%降低,说明增大压强,平衡逆向进行,故D正确;
答案为D。
7.【答案】A
【详解】A. ,反应是放热反应,相同压强下,温度越高,平衡逆向进行,一氧化碳转化率越小,温度:T1<T2<T3,A正确;
B.因T1<T2,则T1的CO转化率高于T2,平衡压强就会小,B错误;
C.相同压强下,CO的转化率越大,平衡越向正方向进行,气体的总物质的量越小,平均摩尔质量越大,故M(a)>M(c),C错误;
D.压强越大反应速率越大,所以正反应速率:υ(d)<υ(b),D错误;
答案选A。
8.【答案】D
【详解】A.由图可知,温度升高,的平衡转化率减小,平衡逆向移动,该反应的,A错误;
B.相同温度下,投料比越大,的平衡转化率越大,故代表投料比为1.5的是曲线Ⅱ,B错误;
C.图中A、B、C、D各点,的平衡转化率不同,速率也不同,有可能同一时刻到达平衡,C错误;
D.该反应的,升高温度,K值减小,反应平衡常数:,D正确;
故选D。
9.【答案】D
【详解】A.依据图可知,当反应达到平衡后,由于升高温度, ,平衡逆向移动,根据平衡移动原理:升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,因此可判断正反应为放热反应,故A正确;
B.在图中,最后达到的平衡状态相同,但是达到平衡所需要的时间缩短,由于该反应是气体体积减小的反应,不是改变压强,所以虚线可表示是加入了催化剂,故B正确;
C.若正反应的,升高温度,正逆反应速率都增大,根据平衡移动原理,平衡逆向移动,,故可以用图可表示升高温度使平衡向逆反应方向移动,故C正确;
D.由于升高温度,气体的平均相对分子质量减小,则说明气体分子数增多,即升高温度,平衡逆向移动,逆向是吸热方向,可推知正反应的,故D错误;
选D。
10.【答案】D
【分析】由图a可知,X、Y是反应物,Z是生成物,10s时达到平衡状态,X物质的量减少1.20-0.40=0.80mol,Y物质的量减少1.00-0.20=0.80mol,Z增加1.60mol,根据物质的量改变量之比等于方程式的系数之比,反应的化学方程式为,根据先拐先平数值大可知,T1>T2,由图b可知温度升高Z的平衡浓度增大,平衡正向移动,反应是吸热反应。
【详解】A.有以上分析可知,容器中的反应为:,A错误;
B.图a中反应达到平衡时,Y在10s内的反应速率为,B错误;
C.反应前后气体物质的量不变,增大压强,平衡不移动,C错误;
D.根据先拐先平数值大可知,T1>T2,由图b可知温度升高Z的平衡浓度增大,平衡正向移动,反应是吸热反应,△H>0,D正确;
答案选D。
11.【答案】C
【详解】A.根据“先拐先平数值大”,可知T1<T2,升高温度,C的百分含量减小,说明平衡逆向移动,故该反应的正反应为放热反应,A正确;
B.由图可知,只增大压强,C的百分含量增大,说明加压平衡正向移动,所以该反应m+n>p,B正确;
C.图中点1的转化率大于同温下的平衡转化率,说明点1反应逆向进行,反应速率:,C错误;
D.曲线a速率加快,平衡没有移动,若m+n>p,曲线a不会由增压引起、可能使用了催化剂,D正确;
故选C。
12.【答案】C
【详解】A.增大B的量,平衡正向移动,A的体积分数减小,则甲中x2>1,故A错误;
B.由图甲可知,升高温度A的体积分数增大,可知正反应为放热反应,则升高温度正反应的K减小,乙中线B表示正反应的平衡常数,故B错误;
C.由图乙可知,T1时,x=2,K=1,设B的转化物质的量为a,容器的体积为VL,列三段式:
K= =1,解得a= ,则B的转化率=x100%≈33.3%,故C正确;
D.由于正反应为气体分子数不变的放热反应,恒容绝热装置中进行上述反应,体积、物质的量不变,压强随温度的变化而变化,则达到平衡时,装置内的气体压强将增大,故D错误;
答案选C。
13.【答案】D
【详解】A.由图可知,升高温度,CO2的平衡转化率减小,说明正反应放热,温度升高,平衡逆向移动,平衡常数减小,所以平衡常数,A错误;
B.催化剂只能影响反应速率,不能使平衡发生移动,则催化剂不影响CO2平衡转化率,B错误;
C.虽然温度降低,平衡正向移动,平衡转化率增大,但低温催化效率较低,反应速率较慢,不利于提高乙烯单位时间内的产率,C错误;
D.若投料比,假设投料的物质的量为,则的物质的量为,图中点时,的平衡转化率为,所以转化的为,同时转化的为,生成的乙烯为,水蒸气为,所以平衡时,的物质的量为,的物质的量为,乙烯为,水蒸气为,所以的体积分数为,D正确;
故选D。
14.【答案】D
【详解】A、化学反应速率随温度的升高而加快,催化剂的催化效率降低,所以v(M)有可能小于v(N),故A错误;
B、升高温度二氧化碳的平衡转化率减低,则升温平衡逆向移动,所以M化学平衡常数大于N,故B错误;
C、根据图象,当温度高于250℃,升高温度二氧化碳的平衡转化率减低,则平衡逆向移动,但催化剂只影响反应速率,不影响平衡移动和转化率,故C错误;
D、设开始投料n(H2)为3mol,则n(CO2)为1mol,所以当在M点平衡时二氧化碳的转化率为50%,
所以有6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)
开始 3 1 0 0
转化 1.5 0.5 0.25 1
平衡 1.5 0.5 0.25 1
所以CO2的体积分数为×100%=15.4%,故D正确;故选D。
15.【答案】C
【详解】A.根据图象分析可知,C点处于平衡状态,随着温度升高,NH3的体积分数减小,平衡逆向移动,该反应为放热反应,A错误;
B.平衡常数K只与温度有关,该反应是放热反应,A点温度小于B点温度,故平衡常数K:A点> B点,B错误;
C.根据图象分析可知,C点NH3的体积分数最大,氢气的转化率最高,C正确;
D.根据图象分析可知,AC段尚未为达到平衡状态,至C点达到平衡,CE段处于平衡状态,主要受温度影响,D错误;
故选C。
16.【答案】C
【详解】A.反应②的活化能比反应①大,故反应①比反应②更快达到平衡,故A错误;
B.根据物料守恒,始终为定值,故B错误;
C.是放热反应,②和③是吸热反应,温度越高,越有利于副反应发生,故平衡时产物中M的纯度越低,故C正确;
D.一定温度下,增大R的浓度,反应①平衡正向移动,M的浓度增大,使反应②、③正向移动,P的能量更低,M的浓度增大更有利于反应③,故平衡时减小,故D错误。
答案选C。
17.【答案】C
【详解】A.反应Ⅰ的特点是正反应方向为气体体积减小的方向,结合图象,压强增大A的转化率应增大,所以p2>p1,它随温度的升高A的转化率降低,所以正反应为放热反应H<0,A错误;
B.关于反应Ⅱ由图象可以看出T1条件下达到平衡所用的时间少,所以T1>T2,而在T1条件下达平衡时n(C)小,所以说明低温有利于C的生成,故它主要的正反应为放热反应H<0,B错误;
C.反应Ⅲ若ΔH>0,则升高温度平衡向正反应方向移动,C的体积分数增大,与图象吻合,则T2>T1,C正确;
D.关于反应Ⅳ,由图象可以看出T2条件下A的转化率大,因此当T2>T1时,说明升高温度平衡向正反应方向进行,因此正反应为吸热反应H>0,或者:若ΔH<0,则升高温度平衡向逆反应方向移动,A的转化率减小,则T2<T1,D错误;
故答案为:C。
18.【答案】C
【详解】A.容器a、b的体积分别为2L和1L,容器b的体积小,则浓度大,反应速率快,达到平衡所用时间短,则达到平衡所用时间:容器a>容器b;,A错误;
B.K只与温度有关,温度不变,则K值不变,B错误;
C.0~1min内,容器b中,化学反应速率之比等于化学计量数之比,则,C正确;
D.5min时,容器a中已达到平衡,反应速率:,D错误;
故选C。
19.【答案】D
【详解】A.由图可知,压强相同时,随着温度的升高,(CO)%增大,说明升温平衡正向移动,则该反应是吸热反应,压强为条件下,a点为对应温度下的平衡点,b点→a点需要使的体积分数增大才能建立平衡,故b点处反应正向进行,故(正)(逆),A错误;
B.为气体体积增大的反应,压强减小,平衡正向移动,(CO)%越大,表示低压强对应高(CO)%,则p1、p2、p3的大小关系为p1<p2<p3,B错误;
C.化学平衡常数是温度的函数,a、b两点对应的温度相同,c点对应的温度高于a、b两点,该反应是吸热反应,温度升高,平衡正向移动,则图中a、b、c三点对应的平衡常数大小关系是,C错误;
D.容器体积可变,图中d点对应CO百分含量为80%,,此时按再通入混合气,根据等效平衡,平衡不移动,D正确;
故选D。
20.【答案】D
【详解】A.甲为绝热过程,根据图示,甲容器内开始时反应速率加快,可知温度升高,反应为放热反应,故A正确;
B.正反应放热,a点温度高于b点,升高温度平衡逆向移动,a点反应物浓度大于b点,所以反应速率,故B正确;
C.a点温度大于c,a、c两点体积相等、压强相等,根据,气体总物质的量,故C正确;
D.若甲为恒温容器,a点压强为p,
,a=0.75,则K=,由于a点温度升高,气体物质的量小于1.5mol,则a>0.75,所以K>12,故D错误;
选D。
21.【答案】A
【分析】二氧化氮在密闭容器中存在平衡2NO2N2O4 ,该反应是正反应气体体积减小的放热反应,压强增大平衡虽正向移动,但二氧化氮浓度增大,混合气体颜色变深,压强减小平衡逆向移动,但二氧化氮浓度减小,混合气体颜色变浅,据图分析,a点开始是压缩注射器的过程,气体颜色变深,透光率变小,c点后的拐点是拉伸注射器的过程,气体颜色变浅,透光率增大,据此分析。
【详解】A.根据分析,a→b点是压缩注射器的过程,气体颜色变深,透光率变小,压缩注射器气体压强增大,平衡正向移动,则,故A正确;
B.由分析可知a点操作是压缩注射器的过程,故B错误;
C.若注射器为绝热密闭体系,根据分析,c点后的拐点是拉伸注射器的过程,气体颜色变浅,透光率增大,拉伸注射器气体体积增大,压强减小,平衡逆向移动,反应吸热,温度降低,则温度c>d,故C错误;
D.c点是压缩注射器后的气体透光率的变化情况,压缩注射器容器的体积减小,二氧化氮和四氧化二氮的浓度都增大,故D错误;
故选A。
22.【答案】D
【分析】根据反应可知,容器体积越大,压强越小,平衡向正反应方向移动,的平衡转化率增大,因此结合图像可得,相同时间内ab曲线上反应均达到平衡状态,bc曲线上反应均未达到平衡状态。
【详解】A.根据分析可知,c点所示条件下反应还未达到平衡状态,反应向正反应方向进行,因此v(正)>v(逆),A正确;
B.b点时的转化率为80%,则、、的物质的量分别为0.4mol、0.8mol、1.6mol,因此b点时气体的总物质的量为,B正确;
C.化学平衡常数与温度有关,温度不变,化学平衡常数不变,因此该温度下,a、b、c三点时反应的平衡常数相等,C正确;
D.c点相比于a点的容器体积更大,由于的转化率相同,则c点对应的浓度比a点小,因此c点的颜色比a点浅,D错误;
答案选D。
23.【答案】C
【详解】A.温度升高化学反应速率增大,平衡逆向移动,SO3的质量分数减少,温度高的更早达到平衡状态,A错误;
B.温度升高正逆反应速率均加快,平衡逆向移动,V逆大于V正,B错误;
C.压强增大化学反应速率增大,平衡正向移动V正大于V逆,,C正确;
D.压强增大化学反应速率增大,平衡正向移动,SO2的转化率增大,温度升高化学反应速率增大,平衡逆向移动,SO2的转化率减小,D错误;
故选C。
24.【答案】C
【详解】A.反应的焓值一直不变,图1不能说明是否达到平衡状态,A不合题意;
B.二氧化碳和一氧化碳变化的物质的量应该是1:1,图中显示不是1:1,B不合题意;
C.到达平衡后,温度为定值,平衡常数不变了,说明温度固定了,说明反应达到平衡状态了,C符合题意;
D.增大压强即压缩体积,正逆反应速率均突然增大,图4中t1时刻曲线变化不是表示压强对体系速率的影响,而是增大反应的浓度,D不合题意;
故答案为:C。
25.【答案】C
【分析】由图可知,一定时间内,反应未达平衡之前,温度升高,反应速率增大,A转化率增大,平衡之后,温度升高,平衡逆向移动,A转化率减小,说明反应为放热反应;
【详解】A.随着温度的升高,A的转化率降低,则说明该反应是放热反应;对于放热反应而言,温度越高,平衡常数K越小,A错误;
B.由于该反应是气体体积不变的反应,增大压强可以使平衡不移动,即A的转化率不发生改变,B错误;
C.根据图可知,温度在210~240℃的范围内,A的转化率最高,超过该温度范围,随着温度的升高,A的转化率降低,说明反应的最适温度在210~240℃之间,故生产时反应温度控制在210~240℃为宜,C正确;
D.d条件下反应已经达到平衡状态,延长反应时间,A的转化率不变,C(g)的产率不变,D错误;
故选C。
26.【答案】D
【详解】A.使用催化剂的正、逆反应速率均加快,达到平衡所需时间变短,与图像不符,故A错误;
B.依据方程式系数可知,v(NO2)消耗=2v(N2O4)消耗时,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故B错误;
C.由图可知,图像最低点时反应达到平衡状态,升高温度,正丁烷百分含量增加,平衡逆向移动,故反应正向为放热反应,等量时正丁烷具有的能量高,稳定性差,故稳定性:正丁烷<异丁烷,故C错误;
D.NH4Cl溶液中存在平衡+H2O⇌NH3•H2O+H+,滴加0.1mol/L的HCl溶液时,平衡逆向移动,但氢离子物质的量增大程度大于物质的量增大程度,故溶液中随HCl溶液体积增大而增大,与图像符合,故D正确;
故选:D。
27.【答案】B
【详解】A.反应为放热反应,温度升高平衡向正反应方向移动,5min时,a曲线为℃消耗的物质的量为1mol,根据方程式可知生成的物质的量为1.5mol,b曲线为℃生成的物质的量为2mol,℃生成的量大,故温,A正确;
B.a为℃时:mol⋅L⋅min,度,的变化曲线,根据方程式可知mol⋅L⋅min,B错误;
C.平衡常数只与温度有关,故, ,温度升高平衡向正反应方向移动,K增大,因为,,C正确;
D.反应为气体分子数增加的反应,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态,D正确;
答案选B。
28.【答案】A
【分析】正反应气体物质的量减少,增大压强平衡正向移动,NO2的平衡转化率随压强增大而增大,可知,X表示温度,Y表示压强。
【详解】A.根据图示,随温度升高,NO2的平衡转化率减小,可知正反应放热,ΔH < 0,故A正确;
B.Y表示压强,增大压强平衡正向移动,NO2的平衡转化率增大,则Y1<Y2,故B 错误;
C.平衡常数只与温度有关,a、b温度相同,所以Kb =Ka,随温度升高,平衡逆向移动,平衡常数减小,所以Ka> Kc,平衡常数:Kb =Ka>Kc,故C错误;
D.a、b温度相同,a的压强大于b,可知a点NO2的浓度大于b点,所以a点体系颜色比b点深,故D错误;
选A。
29.【答案】B
【详解】A.图中y代表的是温度,且温度越高,M的转化率越低,所以,A项错误;
B.M的平衡转化率越高,平均相对分子质量越大,平均相对分子质量:c=a>b,B项正确;
C.该反应为放热反应,温度越高,平衡常数越小,平衡常数:a>b=c,C项错误;
D.其他条件不变时,n(M)越大,M的平衡转化率越低,D项错误;
故选B。
30.【答案】B
【详解】A. 对于达到平衡状态的反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),图①表示在t0时刻ν正、ν逆 都增大,ν逆 增大的多,化学平衡逆向移动,应该是升高温度使平衡逆向移动导致,若是充入了一定量的NH3,则ν逆增大,ν正 瞬间不变,这与图像不吻合,故A错误;
B. 增大压强反应速率加快,达到平衡所需时间缩短;升高温度反应速率加快,达到平衡所需时间缩短;则根据图像可知:压强:P2>P1;温度:T1>T2;增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,C含量增大,说明正反应是气体体积减小的反应;升高温度,C含量减小,说明平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,故该反应的正反应是气体体积减小的放热反应,故满足反应:2A(g)+B(g) 2C(g) ΔH<0,故B正确;
C.图③中A的浓度减小说明A是反应物,B和C浓度增大,说明是生成物,根据反应的化学计量数与变化的浓度成正比,∆n(A):∆n(B):∆n(C)=(2-1.2):(0.4-0):(1.2-0)=2:1:3,表示的反应方程式为:2AB+3C,故C错误;
D. 在压强不变时,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,表示Y的含量应该增大,但图像显示y轴数值减小,因此图④y轴不可以表示Y的百分含量,故D错误;
故选B。
31.【答案】B
【详解】A.压强增大,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)平衡正向移动,甲醇物质的量增大,故p总1>p总2,A错误;
B.ρ=,气体质量不变,容器容积可变,达到平衡时,容器容积不变,则ρ不变,故混合气体的密度不再发生变化可说明该反应已达到平衡状态,B正确;
C.由图1可知,压强一定时,升高温度,甲醇的物质的量减少,平衡逆向移动,则lg K减小,由图2知,500 K时,lg K对应的点为Q,升温lg K减小,故N点能正确表示600 K时该反应平衡常数的对数(lg K),C错误;
D.X、Y点温度相同,则平衡常数相同,X点甲醇的物质的量为0.25 mol,列三段式可得:
则温度相同时有Kp(Y)=Kp(X)==64 (MPa)-2,D错误。
故选B。
32.【答案】D
【分析】由图可知,温度升高,SO2的转化率下降,说明该反应为放热反应,增大压强,平衡正向移动,SO2的转化率增大,即其他条件相同时,压强越大,SO2转化率越大,所以p1>p2,据此回答。
【详解】A.x、y的温度相同,x的压强更大,所以速率也更大,则化学反应速率:v(x)>v(y),A错误;
B.在容积可变的密闭容器中,x的压强更大,则容器体积更小,则容器的容积:V(y)>V(x),B错误;
C.增大压强,容器的体积变小,单位体积内的活化分子数变多,容器的容积:V(y)>V(x),则所以活化分子数:N(y)≠N(z),C错误;
D.由图可知,SO2的转化率为50%,则平衡时SO2的物质的量为1mol,O2为0.5mol,SO3为1mol,则p(SO2)=p(SO3)=,p(O2)=,,D正确;
故选D。
33.【答案】A
【详解】A.增大氧气的浓度,平衡破坏的瞬间,正反应速率增大,逆反应速率应不变,所以图Ⅰ应是增大压强的原因,故A项错误;
B.图Ⅱ在t1时刻正逆反应速率都增大,但仍相等,平衡不发生移动,应是加入催化剂的原因,故B项正确;
C.由题意可知,正反应放热,升高温度,反应速率增大,平衡向逆反应方向移动,SO2的转化率减小,则温度:,故C项正确;
D.反应为正、逆两个方向,且速率符合,则反应达平衡状态,故D项正确;
故本题选A。
34.【答案】C
【分析】A、B两点:压强相同,温度不同,A点温度500℃,B点温度300℃,图像显示,升高温度,Y的体积分数增大,说明升高温度化学平衡向正反应方向移动,根据平衡移动原理,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,该反应的正反应是吸热反应,则;A、C两点:温度相同,压强不同,C点压强大于A点压强,增大压强,Y的体积分数减小,说明增大压强,化学平衡向逆反应方向移动,根据平衡移动原理,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,逆反应是气体体积减小的方向,则。
【详解】A.根据图像可知,在压强不变时,升高温度,达到平衡时Y的体积分数增大,说明升高温度化学平衡向正反应方向移动,根据平衡移动原理,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,该反应的正反应是吸热反应,则,A正确;
B.根据图像可知,在温度不变时,增大压强,Y的体积分数减小,说明增大压强,化学平衡向逆反应方向移动,根据平衡移动原理,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,逆反应是气体体积减小的方向,则,B正确;
C.A、C点的温度都是500℃,温度相同,平衡常数相同,;B点的反应温度是300℃,由于该反应的正反应是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,平衡常数增大,所以B、C两点化学平衡常数为,则A、B、C两点化学平衡常数为,C错误;
D.A、C两点温度相同,C点压强大于A点压强,增大压强,化学反应速率增大,则A、C两点的反应速率,D正确;
故答案选C。
35.【答案】D
【详解】A.水蒸气的量越多,CH4的转化率越大,平衡时CH4的体积分数越小,所以b>3>a,A错误;
B.此反应是一个反应前后气体分子数增加的反应,温度不变时,增大压强,平衡逆向移动,甲烷转化率减小、体积分数增大,B错误;
C.温度为T1、Z=3时,Y点需要向X点移动,ω(CH4)减小,反应向正反应方向进行,C错误;
D.X点Z=3,假设起始时n(H2O)=3 mol,则n(CH4)= 1 mol,根据方程式可知,,根据题意:,x=0.5,则H2的体积分数为,D正确;
故选D。
二、填空题
36.
【答案】(1)3X+Y⇌2Z
(2)0.05mol/(Lmin)
(3)等于
(4) 减小 增大
(5)1.5mol/L
(6)0.2mol/(Lmin)
(7)25%
(8)2
【详解】(1)X发生反应减少(1.0-0.7)mol=0.3mol,X为反应物,Y减少(1.0-0.9)mol=0.1mol,Y为反应物,Z增加0.2mol,Z为生成物,物质的改变量之比为系数之比,则X:Y:Z=3:1:2,;
故答案为:;
(2);
故答案为:0.05mol/(L·min);
(3)2min时,反应达到平衡状态,反应速率不变,则5 min时Z的生成速率与6 min时Z的生成速率相等;
故答案为:等于;
(4)降低温度,反应速率减小;催化剂使反应速率增大;
故答案为:减小;增大;
(5)
D的化学反应速率v(D)=0.2mol/(L·min),,,物质的量改变量之比为系数之比,则n=2;根据三段式可知,5min末A的物质的量浓度为;
故答案为:1.5mol/L;
(6)根据三段式可知,;
故答案为:0.2mol/(L·min);
(7)根据分析,A的转化率为;
故答案为:25%;
(8)物质的量改变量之比为系数之比,则n=2;
故答案为:2。
37.
【答案】(1) < 或
(2) >. =
(3)体系中的反应以反应Ⅱ为主,反应物氢气的浓度减小、生成物一氧化碳的浓度增大,导致减小
【详解】(1)由图可知,反应①的活化能是E1,反应②活化能是E3,E1< E3,即反应①<反应②;由图可知,总反应的或;
(2)M点和N点的区别比值,M点的甲烷含量更高,由反应是Ⅰ知增加甲烷的量二氧化碳的转化率变大,故M点CO2的转化率比N点CO2的转化率大;由图可知,M点和N点的反应温度相同,平衡常数是温度函数,温度不变,平衡常数不变,则M点和N点的平衡常数相等;
(3)则当时,温度高于900℃后,减小说明体系中的反应以反应Ⅱ为主,反应物氢气的浓度减小,生成物一氧化碳的浓度增大,导致减小。
38.
【答案】(1)温度升高,反应速率加快(或催化剂的活性增强)
(2)51.5%
(3)选择相对较低的温度
【详解】(1)该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,的转化率应该减小,但实际上的转化率随温度升高而增大,说明所得转化率不是平衡转化率,可能是升高温度反应速率加快或催化剂的活性增强导致的。
(2)根据图象,575℃时,的转化率为33%,丙烯的产率为17%,假设参加反应的为100,生成的丙烯为17,丙烯的选择性为。
(3)根据图象,535℃时,丙烯的选择性为,550℃时,丙烯的选择性为,575℃时,丙烯的选择性为51.5%,故选择相对较低的温度能够提高丙烯的选择性。
【点睛】复杂图象常与生产生活中的实际问题相结合,从反应时间、投料比值、催化剂的选择、转化率等角度考查。复杂图象形式看似更加难辨,所涉问题看似更加复杂,但只要仔细分析,抓住图象中的关键点(常为最高点、最低点、转折点),看清坐标代表的意义、弄清曲线的变化趋势,即可将复杂图象转化为常规图象,进而运用化学平衡知识进行解答即可。
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第二章 第二节 第四课时 化学平衡图像专题 命题:凡天老师
一、单选题:
1.反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的图像如下:
A.m+n>p+q B.m+n<p+q C.m >p+q D.ΔH<0
【答案】A
【详解】由反应方程式可知,四种物质均为气体,由图1可知,温度越高,C的百分含量越大,说明平衡向正反应方向移动,则正反应为吸热反应,则ΔH>0,;看200℃或500℃的曲线可知,压强越大,C的百分含量越大,说明平衡向正反应方向移动,则该反应为气体分子数减小的反应,则m+n>p+q。
故本题选A。
2.在密闭容器中进行反应:X(g)+3Y(g)2Z(g),有关下列图像的说法错误的是
A.依据图a可判断逆反应ΔH>0
B.在图b中,虚线可表示使用了催化剂
C.图c可表示增大压强对正逆化学反应速率变化
D.由图d中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况,可推知正反应的<0
【答案】C
【详解】A.依据图像分析,温度升高正、逆反应速率均增大,且逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向进行则逆反应是吸热反应,正反应是放热反应,A正确;
B.使用催化剂可使化学反应速率增大,可以缩短反应达到平衡的时间,化学平衡不移动,所以虚线可表示使用了催化剂,B正确;
C.增大压强平衡向正向移动,C错误;
D.升高温度平均相对分子质量减小,气体总质量不变说明气体物质的量变大,所以平衡逆向移动,逆反应是吸热反应,正反应是放热反应△H<0,D正确;
故选C。
3.反应 。关于该反应的下列图象(为体系中的质量分数)不正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.正反应为吸热反应,升高温度,正、逆反应速率都增大,A正确
B.正反应为吸热反应,升高温度,反应速率加快,达到平衡所需时间减小,且平衡向正反应方向移动,的质量分数减小,B正确;
C.温度相同时,增大压强,平衡向逆反应方向移动,的质量分数增大,C错误;
D.温度相同时,增大压强,平衡向逆反应方向移动,的质量分数增大;相同压强,升高温度,平衡向正反应方向移动,的质量分数减小,D正确;
故选C。
4.在容积相等的三个密闭容器中分别按投料比n(CO):n(SO2)=1:1、2:1、3:1投料,发生反应:2CO(g)+SO2(g) = S(g)+2CO2(g) ΔH = +8.0kJ•mol-1,测得SO2的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A.曲线I代表的投料比为n(CO):n(SO2)=1:1
B.增大压强,平衡正向移动
C.向容器中继续充入CO,可使平衡常数K增大
D.在a点对应的温度下,达到平衡时,CO2的体积分数约为33.3%
【答案】D
【详解】A.增加CO投料,促进二氧化硫的转化,二氧化硫转化率提高,故曲线I代表的投料比为n(CO):n(SO2)=3:1,A错误;
B.反应为气体分子数不变的反应,增大压强,平衡不移动,B错误;
C.K只受温度影响,向容器中继续充入CO,平衡常数K不变,C错误;
D.结合A分析,a点投料比为n(CO):n(SO2)=2:1,假设一氧化碳、二氧化硫投料分别为2mol、1mol,二氧化硫反应0.5mol,则生成1mol二氧化碳,反应为气体分子数不变的反应,达到平衡时,CO2的体积分数约为33.3%,D正确;
故选D。
5.某密闭容器中发生反应:,某一过程中反应速率与时间的关系如图所示,段为化学平衡状态,改变物质的浓度、压强、温度或催化剂等外界条件,平衡常数一定变化的时间段是
A. B.
C. D.和
【答案】A
【分析】段为化学平衡状态,时,正、逆反应速率均加快,且逆反应速率大于正反应速率,平衡逆向移动,若是增大压强,则平衡逆移,不符合;若是增加浓度,则速率没有断点,不符合;则改变的条件是升高温度,升高温度平衡逆移,该反应为放热反应;段的反应速率比t2~t3段快,但平衡不移动,则改变的条件是加入催化剂;段,有断点,反应速率降低,平衡逆移,则改变的条件是减小压强,由此分析回答。
【详解】A.由分析可知,时间段改变的条件是升高温度,且反应是放热反应,故平衡常数减小,A符合题意;
B.由分析可知,时间段改变的条件是催化剂,平衡不移动,故平衡常数不变,B不符合题意;
C.由分析可知,时间段改变的条件是减小压强,平衡常数只与温度有关,K不变,C不符合题意;
D.由选项C可知,时间段K不变,D不符合题意;
故选A。
6.对于可逆反应,其他条件不变时,产物D的质量分数D%与温度T或压强P的关系如图所示,下列说法正确的是
A.,
B.升温,A的转化率提高
C.该式中化学计量数
D.加压时,平衡向逆反应方向移动
【答案】D
【详解】A.根据“先拐先平衡,数值大”,推出T2>T1、P2>P1,故A错误;
B.根据温度与D%关系,温度升高,D%降低,即该反应为放热反应,因此升高温度,平衡逆向进行,A的转化率降低,故B错误;
C.根据压强与D%关系,增大压强,D%降低,说明增大压强,平衡逆向进行,因为B为固体,从而推出m<p+q,故C错误;
D.根据压强与D%的关系,增大压强,D%降低,说明增大压强,平衡逆向进行,故D正确;
答案为D。
7.一定条件下可逆反应,按照相同的物质的量投料,测得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:
B.平衡压强:
C.平均摩尔质量:
D.正反应速率:
【答案】A
【详解】A. ,反应是放热反应,相同压强下,温度越高,平衡逆向进行,一氧化碳转化率越小,温度:T1<T2<T3,A正确;
B.因T1<T2,则T1的CO转化率高于T2,平衡压强就会小,B错误;
C.相同压强下,CO的转化率越大,平衡越向正方向进行,气体的总物质的量越小,平均摩尔质量越大,故M(a)>M(c),C错误;
D.压强越大反应速率越大,所以正反应速率:υ(d)<υ(b),D错误;
答案选A。
8.合成甲醚的反应:,实现了二氧化碳资源化利用。在相同容器和催化剂的作用下,该反应在投料比分别为1.5、3.0时,测得的平衡转化率随温度变化如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的
B.代表投料比为1.5的是曲线I
C.图中A、B、C、D各点,不可能同一时刻到达平衡
D.反应平衡常数:
【答案】D
【详解】A.由图可知,温度升高,的平衡转化率减小,平衡逆向移动,该反应的,A错误;
B.相同温度下,投料比越大,的平衡转化率越大,故代表投料比为1.5的是曲线Ⅱ,B错误;
C.图中A、B、C、D各点,的平衡转化率不同,速率也不同,有可能同一时刻到达平衡,C错误;
D.该反应的,升高温度,K值减小,反应平衡常数:,D正确;
故选D。
9.在密闭容器中进行反应:,有关下列图像说法不正确的是
A.依据图可判断正反应为放热反应
B.在图中,虚线可表示使用了催化剂
C.若正反应的,图可表示升高温度使平衡向逆反应方向移动
D.由图中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况,可推知正反应的
【答案】D
【详解】A.依据图可知,当反应达到平衡后,由于升高温度, ,平衡逆向移动,根据平衡移动原理:升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,因此可判断正反应为放热反应,故A正确;
B.在图中,最后达到的平衡状态相同,但是达到平衡所需要的时间缩短,由于该反应是气体体积减小的反应,不是改变压强,所以虚线可表示是加入了催化剂,故B正确;
C.若正反应的,升高温度,正逆反应速率都增大,根据平衡移动原理,平衡逆向移动,,故可以用图可表示升高温度使平衡向逆反应方向移动,故C正确;
D.由于升高温度,气体的平均相对分子质量减小,则说明气体分子数增多,即升高温度,平衡逆向移动,逆向是吸热方向,可推知正反应的,故D错误;
选D。
10.在容积为2L的固定的容器中发生X、Y、Z均为气体的反应。温度为时,各物质的n随时间变化的关系如图a所示。其他条件相同,温度分别为、时发生反应,Z的浓度随时间变化的关系如图b所示。下列叙述正确的是
A.容器中的反应为:
B.图a中反应达到平衡时,Y在10s内的反应速率为
C.增大压强,增加了单位体积内的活化分子数,平衡向正反应方向移动
D.该反应正反应的反应热
【答案】D
【分析】由图a可知,X、Y是反应物,Z是生成物,10s时达到平衡状态,X物质的量减少1.20-0.40=0.80mol,Y物质的量减少1.00-0.20=0.80mol,Z增加1.60mol,根据物质的量改变量之比等于方程式的系数之比,反应的化学方程式为,根据先拐先平数值大可知,T1>T2,由图b可知温度升高Z的平衡浓度增大,平衡正向移动,反应是吸热反应。
【详解】A.有以上分析可知,容器中的反应为:,A错误;
B.图a中反应达到平衡时,Y在10s内的反应速率为,B错误;
C.反应前后气体物质的量不变,增大压强,平衡不移动,C错误;
D.根据先拐先平数值大可知,T1>T2,由图b可知温度升高Z的平衡浓度增大,平衡正向移动,反应是吸热反应,△H>0,D正确;
答案选D。
11.某化学研究小组探究外界条件对化学反应:速率和平衡的影响图像如图所示。下列判断错误的是
A.由图1可知:T1<T2,该反应正反应为放热反应
B.由图2可知:该反应
C.图3中,表示反应速率的是点1
D.图4中,若,则a曲线可能使用了催化剂
【答案】C
【详解】A.根据“先拐先平数值大”,可知T1<T2,升高温度,C的百分含量减小,说明平衡逆向移动,故该反应的正反应为放热反应,A正确;
B.由图可知,只增大压强,C的百分含量增大,说明加压平衡正向移动,所以该反应m+n>p,B正确;
C.图中点1的转化率大于同温下的平衡转化率,说明点1反应逆向进行,反应速率:,C错误;
D.曲线a速率加快,平衡没有移动,若m+n>p,曲线a不会由增压引起、可能使用了催化剂,D正确;
故选C。
12.已知反应:A(g)+B(g)C(g)+D(g),在一定压强下,按x=(A的物质的量始终为1 mol)向密闭容器中充入A气体与B气体。图甲表示平衡时,A气体的体积分数(V%)与温度(T)、x的关系。图乙表示x=2时,正逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法正确的是
A.图甲中,x2<1
B.图乙中,A线表示正反应的平衡常数
C.由图乙可知,T1时,K=1,B的转化率约为33.3%
D.若在恒容绝热装置中进行上述反应,达到平衡时,装置内的气体压强将减小
【答案】C
【详解】A.增大B的量,平衡正向移动,A的体积分数减小,则甲中x2>1,故A错误;
B.由图甲可知,升高温度A的体积分数增大,可知正反应为放热反应,则升高温度正反应的K减小,乙中线B表示正反应的平衡常数,故B错误;
C.由图乙可知,T1时,x=2,K=1,设B的转化物质的量为a,容器的体积为VL,列三段式:
K= =1,解得a= ,则B的转化率=x100%≈33.3%,故C正确;
D.由于正反应为气体分子数不变的放热反应,恒容绝热装置中进行上述反应,体积、物质的量不变,压强随温度的变化而变化,则达到平衡时,装置内的气体压强将增大,故D错误;
答案选C。
13.一定条件下合成乙烯;已知温度对的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图,下列说法正确的是
A.平衡常数
B.,催化剂对平衡转化率的影响最大
C.为了提高乙烯单位时间内的产率应尽可能选择低温
D.若投料比,则图中点时,的体积分数约为
【答案】D
【详解】A.由图可知,升高温度,CO2的平衡转化率减小,说明正反应放热,温度升高,平衡逆向移动,平衡常数减小,所以平衡常数,A错误;
B.催化剂只能影响反应速率,不能使平衡发生移动,则催化剂不影响CO2平衡转化率,B错误;
C.虽然温度降低,平衡正向移动,平衡转化率增大,但低温催化效率较低,反应速率较慢,不利于提高乙烯单位时间内的产率,C错误;
D.若投料比,假设投料的物质的量为,则的物质的量为,图中点时,的平衡转化率为,所以转化的为,同时转化的为,生成的乙烯为,水蒸气为,所以平衡时,的物质的量为,的物质的量为,乙烯为,水蒸气为,所以的体积分数为,D正确;
故选D。
14.一定条件下合成乙烯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,下列说法正确的是
A.生成乙烯的速率:V(M)>V(N)
B.平衡常数KM<KN
C.催化剂可能会影响CO2的平衡转化率
D.若投料比n(H2):n(CO2)=3:1,则图中M点时,CO2的体积分数约为15.4%
【答案】D
【详解】A、化学反应速率随温度的升高而加快,催化剂的催化效率降低,所以v(M)有可能小于v(N),故A错误;
B、升高温度二氧化碳的平衡转化率减低,则升温平衡逆向移动,所以M化学平衡常数大于N,故B错误;
C、根据图象,当温度高于250℃,升高温度二氧化碳的平衡转化率减低,则平衡逆向移动,但催化剂只影响反应速率,不影响平衡移动和转化率,故C错误;
D、设开始投料n(H2)为3mol,则n(CO2)为1mol,所以当在M点平衡时二氧化碳的转化率为50%,
所以有6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)
开始 3 1 0 0
转化 1.5 0.5 0.25 1
平衡 1.5 0.5 0.25 1
所以CO2的体积分数为×100%=15.4%,故D正确;故选D。
15.在密闭容器中,充入一定量的N2、H2,在一定条件下反应N2+3H22NH3,已知NH3的体积分数(纵坐标)和温度(横坐标)的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A.该反应为吸热反应
B.平衡常数K:A点< B点
C.H2的转化率C点最高
D.A、B、C、D、E五点都达到了平衡状态
【答案】C
【详解】A.根据图象分析可知,C点处于平衡状态,随着温度升高,NH3的体积分数减小,平衡逆向移动,该反应为放热反应,A错误;
B.平衡常数K只与温度有关,该反应是放热反应,A点温度小于B点温度,故平衡常数K:A点> B点,B错误;
C.根据图象分析可知,C点NH3的体积分数最大,氢气的转化率最高,C正确;
D.根据图象分析可知,AC段尚未为达到平衡状态,至C点达到平衡,CE段处于平衡状态,主要受温度影响,D错误;
故选C。
16.一定条件下,利用一定量的R(g)制备M(g),反应为①,过程中发生②和③两个副反应,反应历程如图所示。下列说法正确的是
A.反应②比反应①更快达到平衡
B.当的值不变,所有反应都达到平衡状态
C.温度越高,平衡时产物中M的纯度越低
D.一定温度下,增大R的浓度,平衡时增大
【答案】C
【详解】A.反应②的活化能比反应①大,故反应①比反应②更快达到平衡,故A错误;
B.根据物料守恒,始终为定值,故B错误;
C.是放热反应,②和③是吸热反应,温度越高,越有利于副反应发生,故平衡时产物中M的纯度越低,故C正确;
D.一定温度下,增大R的浓度,反应①平衡正向移动,M的浓度增大,使反应②、③正向移动,P的能量更低,M的浓度增大更有利于反应③,故平衡时减小,故D错误。
答案选C。
17.某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对化学平衡的影响,得到如下变化规律(图中P表示压强,T表示温度,n表示物质的量),下列结论正确的是
注:反应Ⅰ:2A(g)+B(g)2C(g);反应Ⅱ:2A(g)C(g);反应Ⅲ:3A(g)+B(g)2C(g);反应Ⅳ:A(g)+B(g)2C(g)
A.反应Ⅰ:,P2>P1 B.反应Ⅱ:H<0,T1<T2
C.反应Ⅲ:若H>0,则T2>T1 D.反应Ⅳ:若H<0,T2>T1
【答案】C
【详解】A.反应Ⅰ的特点是正反应方向为气体体积减小的方向,结合图象,压强增大A的转化率应增大,所以p2>p1,它随温度的升高A的转化率降低,所以正反应为放热反应H<0,A错误;
B.关于反应Ⅱ由图象可以看出T1条件下达到平衡所用的时间少,所以T1>T2,而在T1条件下达平衡时n(C)小,所以说明低温有利于C的生成,故它主要的正反应为放热反应H<0,B错误;
C.反应Ⅲ若ΔH>0,则升高温度平衡向正反应方向移动,C的体积分数增大,与图象吻合,则T2>T1,C正确;
D.关于反应Ⅳ,由图象可以看出T2条件下A的转化率大,因此当T2>T1时,说明升高温度平衡向正反应方向进行,因此正反应为吸热反应H>0,或者:若ΔH<0,则升高温度平衡向逆反应方向移动,A的转化率减小,则T2<T1,D错误;
故答案为:C。
18.一定温度下,向体积分别为2L和1L的恒容密闭容器a、b中均充入和,发生反应: 。两容器中CO的物质的量随时间的变化如图所示:
下列说法正确的是
A.达到平衡所用时间:容器容器b
B.反应的平衡常数K:容器容器b
C.0~1min内,容器b中
D.5min时,容器a中反应速率:
【答案】C
【详解】A.容器a、b的体积分别为2L和1L,容器b的体积小,则浓度大,反应速率快,达到平衡所用时间短,则达到平衡所用时间:容器a>容器b;,A错误;
B.K只与温度有关,温度不变,则K值不变,B错误;
C.0~1min内,容器b中,化学反应速率之比等于化学计量数之比,则,C正确;
D.5min时,容器a中已达到平衡,反应速率:,D错误;
故选C。
19.将一定量的与足量碳在体积可变的密闭容器中发生反应:,测得平衡时,压强、温度对的体积分数的影响如图所示。下列说法正确的是
A.在压强条件下,b点的反应速率:(正)(逆)
B.平衡体系的压强:
C.该反应的平衡常数:
D.图中d点按再通入混合气,平衡不移动
【答案】D
【详解】A.由图可知,压强相同时,随着温度的升高,(CO)%增大,说明升温平衡正向移动,则该反应是吸热反应,压强为条件下,a点为对应温度下的平衡点,b点→a点需要使的体积分数增大才能建立平衡,故b点处反应正向进行,故(正)(逆),A错误;
B.为气体体积增大的反应,压强减小,平衡正向移动,(CO)%越大,表示低压强对应高(CO)%,则p1、p2、p3的大小关系为p1<p2<p3,B错误;
C.化学平衡常数是温度的函数,a、b两点对应的温度相同,c点对应的温度高于a、b两点,该反应是吸热反应,温度升高,平衡正向移动,则图中a、b、c三点对应的平衡常数大小关系是,C错误;
D.容器体积可变,图中d点对应CO百分含量为80%,,此时按再通入混合气,根据等效平衡,平衡不移动,D正确;
故选D。
20.向体积均为的两恒容容器中分别充入和发生反应 ,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。下列说法不正确的是
A.反应为放热反应 B.反应速率
C.气体总物质的量 D.a点平衡常数:
【答案】D
【详解】A.甲为绝热过程,根据图示,甲容器内开始时反应速率加快,可知温度升高,反应为放热反应,故A正确;
B.正反应放热,a点温度高于b点,升高温度平衡逆向移动,a点反应物浓度大于b点,所以反应速率,故B正确;
C.a点温度大于c,a、c两点体积相等、压强相等,根据,气体总物质的量,故C正确;
D.若甲为恒温容器,a点压强为p,
,a=0.75,则K=,由于a点温度升高,气体物质的量小于1.5mol,则a>0.75,所以K>12,故D错误;
选D。
21.透光率与有色气体浓度成反比,实验研究中常用透光率记录有色气体浓度变化。将一定量的充入注射器中后密封,拉伸或压缩注射器过程中透光率随时间的变化情况如图所示(2NO2N2O4 )。下列说法正确的是
A.b点:
B.a点的操作是拉伸注射器
C.若注射器为绝热密闭体系,则温度:c<d
D.c点相比a点,增大,减小
【答案】A
【分析】二氧化氮在密闭容器中存在平衡2NO2N2O4 ,该反应是正反应气体体积减小的放热反应,压强增大平衡虽正向移动,但二氧化氮浓度增大,混合气体颜色变深,压强减小平衡逆向移动,但二氧化氮浓度减小,混合气体颜色变浅,据图分析,a点开始是压缩注射器的过程,气体颜色变深,透光率变小,c点后的拐点是拉伸注射器的过程,气体颜色变浅,透光率增大,据此分析。
【详解】A.根据分析,a→b点是压缩注射器的过程,气体颜色变深,透光率变小,压缩注射器气体压强增大,平衡正向移动,则,故A正确;
B.由分析可知a点操作是压缩注射器的过程,故B错误;
C.若注射器为绝热密闭体系,根据分析,c点后的拐点是拉伸注射器的过程,气体颜色变浅,透光率增大,拉伸注射器气体体积增大,压强减小,平衡逆向移动,反应吸热,温度降低,则温度c>d,故C错误;
D.c点是压缩注射器后的气体透光率的变化情况,压缩注射器容器的体积减小,二氧化氮和四氧化二氮的浓度都增大,故D错误;
故选A。
22.一定温度下,向体积不同的密闭容器中分别加入足量活性炭和,发生反应:,在相同时间内测得各容器中的转化率与容器体积的关系如图所示。下列说法错误的是
A.图中c点所示条件下,v(正)>v(逆)
B.b点气体的总物质的量为
C.该温度下,a、b、c三点时反应的平衡常数相等
D.c点的颜色比a点深
【答案】D
【分析】根据反应可知,容器体积越大,压强越小,平衡向正反应方向移动,的平衡转化率增大,因此结合图像可得,相同时间内ab曲线上反应均达到平衡状态,bc曲线上反应均未达到平衡状态。
【详解】A.根据分析可知,c点所示条件下反应还未达到平衡状态,反应向正反应方向进行,因此v(正)>v(逆),A正确;
B.b点时的转化率为80%,则、、的物质的量分别为0.4mol、0.8mol、1.6mol,因此b点时气体的总物质的量为,B正确;
C.化学平衡常数与温度有关,温度不变,化学平衡常数不变,因此该温度下,a、b、c三点时反应的平衡常数相等,C正确;
D.c点相比于a点的容器体积更大,由于的转化率相同,则c点对应的浓度比a点小,因此c点的颜色比a点浅,D错误;
答案选D。
23.已知 。若压强改变为通过改变容器体积实现,则下列图像中正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】A.温度升高化学反应速率增大,平衡逆向移动,SO3的质量分数减少,温度高的更早达到平衡状态,A错误;
B.温度升高正逆反应速率均加快,平衡逆向移动,V逆大于V正,B错误;
C.压强增大化学反应速率增大,平衡正向移动V正大于V逆,,C正确;
D.压强增大化学反应速率增大,平衡正向移动,SO2的转化率增大,温度升高化学反应速率增大,平衡逆向移动,SO2的转化率减小,D错误;
故选C。
24.汽车尾气净化的主要原理为 。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列说法正确的是
A.图1可以说明t1时刻反应达到了平衡状态
B.图2可以说明t1时刻反应达到了平衡状态
C.图3可以说明t1时刻反应达到了平衡状态
D.图4中t1时刻曲线变化表示压强对体系速率的影响
【答案】C
【详解】A.反应的焓值一直不变,图1不能说明是否达到平衡状态,A不合题意;
B.二氧化碳和一氧化碳变化的物质的量应该是1:1,图中显示不是1:1,B不合题意;
C.到达平衡后,温度为定值,平衡常数不变了,说明温度固定了,说明反应达到平衡状态了,C符合题意;
D.增大压强即压缩体积,正逆反应速率均突然增大,图4中t1时刻曲线变化不是表示压强对体系速率的影响,而是增大反应的浓度,D不合题意;
故答案为:C。
25.向恒容密闭容器中通入和发生反应:,测得相同时间内的转化率与温度变化的关系如图所示,下列说法正确的是
A.温度升高,反应平衡常数增大
B.增大压强,的转化率增大
C.实际生产时反应温度应控制在之间
D.d点时延长反应时间,的产率增加
【答案】C
【分析】由图可知,一定时间内,反应未达平衡之前,温度升高,反应速率增大,A转化率增大,平衡之后,温度升高,平衡逆向移动,A转化率减小,说明反应为放热反应;
【详解】A.随着温度的升高,A的转化率降低,则说明该反应是放热反应;对于放热反应而言,温度越高,平衡常数K越小,A错误;
B.由于该反应是气体体积不变的反应,增大压强可以使平衡不移动,即A的转化率不发生改变,B错误;
C.根据图可知,温度在210~240℃的范围内,A的转化率最高,超过该温度范围,随着温度的升高,A的转化率降低,说明反应的最适温度在210~240℃之间,故生产时反应温度控制在210~240℃为宜,C正确;
D.d条件下反应已经达到平衡状态,延长反应时间,A的转化率不变,C(g)的产率不变,D错误;
故选C。
26.下列说法正确的是
A.图甲实线、虚线可分别表示某可逆反应未使用催化剂和使用催化剂的正、逆反应速率随时间的变化
B.若图乙表示恒温恒容条件下发生2NO2(g)N2O4(g)反应时,各物质的浓度与其消耗速率之间的关系,则交点A对应的状态为化学平衡状态
C.若图丙表示恒容密闭容器中等量正丁烷在不同温度下分别发生反应C4H10(g,正丁烷)C4H10(g,异丁烷),相同时间后测得正丁烷百分含量的曲线,则稳定性:正丁烷>异丁烷
D.图丁可表示向0.1mol/L的NH4Cl溶液中滴加0.1mol/L的HCl溶液时,溶液中随HCl溶液体积变化关系
【答案】D
【详解】A.使用催化剂的正、逆反应速率均加快,达到平衡所需时间变短,与图像不符,故A错误;
B.依据方程式系数可知,v(NO2)消耗=2v(N2O4)消耗时,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故B错误;
C.由图可知,图像最低点时反应达到平衡状态,升高温度,正丁烷百分含量增加,平衡逆向移动,故反应正向为放热反应,等量时正丁烷具有的能量高,稳定性差,故稳定性:正丁烷<异丁烷,故C错误;
D.NH4Cl溶液中存在平衡+H2O⇌NH3•H2O+H+,滴加0.1mol/L的HCl溶液时,平衡逆向移动,但氢离子物质的量增大程度大于物质的量增大程度,故溶液中随HCl溶液体积增大而增大,与图像符合,故D正确;
故选:D。
27.催化分解转化为燃料氢气,反应为 。往体积为2L的密闭容器中加入4 mol分解制。图中曲线a、b分别表示在催化剂Ⅰ的作用下,℃时及℃时随时间的变化;曲线c表示在催化剂Ⅱ的作用下,℃时随时间的变化。下列说法错误的是
A.
B.在催化剂Ⅰ的作用下,℃时,0~5min内平均反应速率mol⋅L⋅min
C.三种条件下,分解反应的平衡常数、、的大小关系为
D.反应温度为℃时,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
【答案】B
【详解】A.反应为放热反应,温度升高平衡向正反应方向移动,5min时,a曲线为℃消耗的物质的量为1mol,根据方程式可知生成的物质的量为1.5mol,b曲线为℃生成的物质的量为2mol,℃生成的量大,故温,A正确;
B.a为℃时:mol⋅L⋅min,度,的变化曲线,根据方程式可知mol⋅L⋅min,B错误;
C.平衡常数只与温度有关,故, ,温度升高平衡向正反应方向移动,K增大,因为,,C正确;
D.反应为气体分子数增加的反应,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态,D正确;
答案选B。
28.已知 CH4(g) +2NO2(g)CO2(g) +N2(g) +2H2O(l) ΔH , NO2的平衡转化率随温度、压强的变化如图所示,下列说法正确的是
A.ΔH < 0
B.Y1>Y2
C.平衡常数:Kb =Ka< Kc
D.a点体系颜色比b点浅
【答案】A
【分析】正反应气体物质的量减少,增大压强平衡正向移动,NO2的平衡转化率随压强增大而增大,可知,X表示温度,Y表示压强。
【详解】A.根据图示,随温度升高,NO2的平衡转化率减小,可知正反应放热,ΔH < 0,故A正确;
B.Y表示压强,增大压强平衡正向移动,NO2的平衡转化率增大,则Y1<Y2,故B 错误;
C.平衡常数只与温度有关,a、b温度相同,所以Kb =Ka,随温度升高,平衡逆向移动,平衡常数减小,所以Ka> Kc,平衡常数:Kb =Ka>Kc,故C错误;
D.a、b温度相同,a的压强大于b,可知a点NO2的浓度大于b点,所以a点体系颜色比b点深,故D错误;
选A。
29.向某恒容密闭容器中充入2molM和1molN,发生反应 ,温度和压强对M的平衡转化率的影响如图所示(x代表压强)。下列说法正确的是
A.
B.平均相对分子质量:c=a>b
C.平衡常数:a=c>b
D.其他条件不变时,增大n(M)可提高M的平衡转化率
【答案】B
【详解】A.图中y代表的是温度,且温度越高,M的转化率越低,所以,A项错误;
B.M的平衡转化率越高,平均相对分子质量越大,平均相对分子质量:c=a>b,B项正确;
C.该反应为放热反应,温度越高,平衡常数越小,平衡常数:a>b=c,C项错误;
D.其他条件不变时,n(M)越大,M的平衡转化率越低,D项错误;
故选B。
30.下列叙述与图对应的是
A.对于达到平衡状态的反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),图①表示在to时刻充入了一定量的NH3,平衡逆向移动
B.由图②可知,满足反应:2A(g)+B(g)2C(g) ΔH<0
C.图③表示的反应方程式为:2A+B3C
D.对于反应2X(g)+3Y(g)3Z(g)ΔH<0图④y轴可以表示Y的百分含量
【答案】B
【详解】A. 对于达到平衡状态的反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),图①表示在t0时刻ν正、ν逆 都增大,ν逆 增大的多,化学平衡逆向移动,应该是升高温度使平衡逆向移动导致,若是充入了一定量的NH3,则ν逆增大,ν正 瞬间不变,这与图像不吻合,故A错误;
B. 增大压强反应速率加快,达到平衡所需时间缩短;升高温度反应速率加快,达到平衡所需时间缩短;则根据图像可知:压强:P2>P1;温度:T1>T2;增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,C含量增大,说明正反应是气体体积减小的反应;升高温度,C含量减小,说明平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,故该反应的正反应是气体体积减小的放热反应,故满足反应:2A(g)+B(g) 2C(g) ΔH<0,故B正确;
C.图③中A的浓度减小说明A是反应物,B和C浓度增大,说明是生成物,根据反应的化学计量数与变化的浓度成正比,∆n(A):∆n(B):∆n(C)=(2-1.2):(0.4-0):(1.2-0)=2:1:3,表示的反应方程式为:2AB+3C,故C错误;
D. 在压强不变时,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,表示Y的含量应该增大,但图像显示y轴数值减小,因此图④y轴不可以表示Y的百分含量,故D错误;
故选B。
31.甲醇是重要的化工原料,具有广泛的开发和应用前景。在容积可变的密闭容器中投入0.5 mol CO和1 mol H2,不同条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。实验测得平衡时CH3OH的物质的量随温度、压强的变化如图1所示。下列说法正确的是
A.p总1<p总2
B.混合气体的密度不再发生变化,说明该反应已达到平衡状态
C.图2中M点能正确表示600 K时该反应平衡常数的对数(lg K)
D.若p总1=0.25 MPa,则Y点的平衡常数Kp=32 (MPa)-2
【答案】B
【详解】A.压强增大,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)平衡正向移动,甲醇物质的量增大,故p总1>p总2,A错误;
B.ρ=,气体质量不变,容器容积可变,达到平衡时,容器容积不变,则ρ不变,故混合气体的密度不再发生变化可说明该反应已达到平衡状态,B正确;
C.由图1可知,压强一定时,升高温度,甲醇的物质的量减少,平衡逆向移动,则lg K减小,由图2知,500 K时,lg K对应的点为Q,升温lg K减小,故N点能正确表示600 K时该反应平衡常数的对数(lg K),C错误;
D.X、Y点温度相同,则平衡常数相同,X点甲醇的物质的量为0.25 mol,列三段式可得:
则温度相同时有Kp(Y)=Kp(X)==64 (MPa)-2,D错误。
故选B。
32.在容积可变的密闭容器中,充入和发生反应:。在不同压强下,测得平衡转化率随温度的变化如图所示。
下列说法正确的是
A.化学反应速率: B.容器的容积:
C.活化分子数: D.y点的平衡常数
【答案】D
【分析】由图可知,温度升高,SO2的转化率下降,说明该反应为放热反应,增大压强,平衡正向移动,SO2的转化率增大,即其他条件相同时,压强越大,SO2转化率越大,所以p1>p2,据此回答。
【详解】A.x、y的温度相同,x的压强更大,所以速率也更大,则化学反应速率:v(x)>v(y),A错误;
B.在容积可变的密闭容器中,x的压强更大,则容器体积更小,则容器的容积:V(y)>V(x),B错误;
C.增大压强,容器的体积变小,单位体积内的活化分子数变多,容器的容积:V(y)>V(x),则所以活化分子数:N(y)≠N(z),C错误;
D.由图可知,SO2的转化率为50%,则平衡时SO2的物质的量为1mol,O2为0.5mol,SO3为1mol,则p(SO2)=p(SO3)=,p(O2)=,,D正确;
故选D。
33.在容积不变的密闭容器中存在如下反应: ,当其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响如下图所示,下列分析不正确的是。
A.图Ⅰ,时刻增大的浓度 B.图Ⅱ,时刻加入催化剂
C.由图Ⅲ可知,温度关系为 D.若,则反应达平衡状态
【答案】A
【详解】A.增大氧气的浓度,平衡破坏的瞬间,正反应速率增大,逆反应速率应不变,所以图Ⅰ应是增大压强的原因,故A项错误;
B.图Ⅱ在t1时刻正逆反应速率都增大,但仍相等,平衡不发生移动,应是加入催化剂的原因,故B项正确;
C.由题意可知,正反应放热,升高温度,反应速率增大,平衡向逆反应方向移动,SO2的转化率减小,则温度:,故C项正确;
D.反应为正、逆两个方向,且速率符合,则反应达平衡状态,故D项正确;
故本题选A。
34.反应 ,在不同温度下的平衡体系中物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A.该反应的
B.
C.A、B、C两点化学平衡常数:
D.A、C两点的反应速率
【答案】C
【分析】A、B两点:压强相同,温度不同,A点温度500℃,B点温度300℃,图像显示,升高温度,Y的体积分数增大,说明升高温度化学平衡向正反应方向移动,根据平衡移动原理,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,该反应的正反应是吸热反应,则;A、C两点:温度相同,压强不同,C点压强大于A点压强,增大压强,Y的体积分数减小,说明增大压强,化学平衡向逆反应方向移动,根据平衡移动原理,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,逆反应是气体体积减小的方向,则。
【详解】A.根据图像可知,在压强不变时,升高温度,达到平衡时Y的体积分数增大,说明升高温度化学平衡向正反应方向移动,根据平衡移动原理,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动,该反应的正反应是吸热反应,则,A正确;
B.根据图像可知,在温度不变时,增大压强,Y的体积分数减小,说明增大压强,化学平衡向逆反应方向移动,根据平衡移动原理,增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,逆反应是气体体积减小的方向,则,B正确;
C.A、C点的温度都是500℃,温度相同,平衡常数相同,;B点的反应温度是300℃,由于该反应的正反应是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,平衡常数增大,所以B、C两点化学平衡常数为,则A、B、C两点化学平衡常数为,C错误;
D.A、C两点温度相同,C点压强大于A点压强,增大压强,化学反应速率增大,则A、C两点的反应速率,D正确;
故答案选C。
35.一定条件下,CH4与H2O(g)发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) 。起始时只充入CH4与H2O(g),设=Z,保持反应压强不变,平衡时CH4的体积分数ω(CH4)与Z和T(温度)的关系如图所示,下列说法正确的是
A.a>3>b
B.保持温度不变,平衡体系加压后ω(CH4)减小
C.温度为T1、Z=3时,Y点所对应的反应向逆反应方向进行
D.X点时,H2的体积分数为30%
【答案】D
【详解】A.水蒸气的量越多,CH4的转化率越大,平衡时CH4的体积分数越小,所以b>3>a,A错误;
B.此反应是一个反应前后气体分子数增加的反应,温度不变时,增大压强,平衡逆向移动,甲烷转化率减小、体积分数增大,B错误;
C.温度为T1、Z=3时,Y点需要向X点移动,ω(CH4)减小,反应向正反应方向进行,C错误;
D.X点Z=3,假设起始时n(H2O)=3 mol,则n(CH4)= 1 mol,根据方程式可知,,根据题意:,x=0.5,则H2的体积分数为,D正确;
故选D。
二、填空题
36.I.某温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体随时间变化的曲线如图所示。
请回答下列问题:
(1)由图中数据分析:该反应的化学方程式为 。
(2)反应开始至2 min,Z的平均反应速率为 。
(3)5 min时Z的生成速率与6 min时Z的生成速率相比较,前者 后者(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)上述反应过程中,如果降低温度,则其反应速率 (填“增大”、“减小”或“不变)。如果使用合适的催化剂,则其反应速率 (填“增大”、“减小”或“不变)。
II.在容积为2L的密闭容器中进行如下反应:A(g)+2B(g)⇌3C(g)+nD(g),开始时A为4mol,B为6mol,5min末时测得C的物质的量为3mol,D的化学反应速率v(D)=0.2mol/(L·min)。请回答:
(5)5min末A的物质的量浓度为 ;
(6)前5min内用B表示的化学反应速率v(B)为 ;
(7)前5min内A的转化率为 ;(转化率是指某一反应物的转化百分率)
(8)化学方程式中n的值为 。
【答案】(1)3X+Y⇌2Z
(2)0.05mol/(Lmin)
(3)等于
(4) 减小 增大
(5)1.5mol/L
(6)0.2mol/(Lmin)
(7)25%
(8)2
【详解】(1)X发生反应减少(1.0-0.7)mol=0.3mol,X为反应物,Y减少(1.0-0.9)mol=0.1mol,Y为反应物,Z增加0.2mol,Z为生成物,物质的改变量之比为系数之比,则X:Y:Z=3:1:2,;
故答案为:;
(2);
故答案为:0.05mol/(L·min);
(3)2min时,反应达到平衡状态,反应速率不变,则5 min时Z的生成速率与6 min时Z的生成速率相等;
故答案为:等于;
(4)降低温度,反应速率减小;催化剂使反应速率增大;
故答案为:减小;增大;
(5)
D的化学反应速率v(D)=0.2mol/(L·min),,,物质的量改变量之比为系数之比,则n=2;根据三段式可知,5min末A的物质的量浓度为;
故答案为:1.5mol/L;
(6)根据三段式可知,;
故答案为:0.2mol/(L·min);
(7)根据分析,A的转化率为;
故答案为:25%;
(8)物质的量改变量之比为系数之比,则n=2;
故答案为:2。
37.转化利用对化解全球环境生态危机、助力全球“碳达峰、碳中和”目标的实现具有重要意义。化学工作者致力于将转化为各种化工原料。
Ⅰ.早在二十世纪初,工业上以和为原料在一定温度和压强下合成尿素。反应分两步:①和生成;②分解生成尿素。
(1)活化能:反应① 反应②(填“>”“<”或“=”); (用含、、、的式子表示)。
Ⅱ.利用和重整技术可获得合成气(主要成分为CO、),重整过程中反应的热化学方程式如下:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
不同配比随温度变化对出口合成气中的影响如下图所示:
(2)对于反应ⅰ,试比较M点和N点的转化率:M N(填“>”“<”或“=”,下同);平衡常数M N。
(3)当,温度高于900℃,减小的原因可能是 。
【答案】(1) < 或
(2) >. =
(3)体系中的反应以反应Ⅱ为主,反应物氢气的浓度减小、生成物一氧化碳的浓度增大,导致减小
【详解】(1)由图可知,反应①的活化能是E1,反应②活化能是E3,E1< E3,即反应①<反应②;由图可知,总反应的或;
(2)M点和N点的区别比值,M点的甲烷含量更高,由反应是Ⅰ知增加甲烷的量二氧化碳的转化率变大,故M点CO2的转化率比N点CO2的转化率大;由图可知,M点和N点的反应温度相同,平衡常数是温度函数,温度不变,平衡常数不变,则M点和N点的平衡常数相等;
(3)则当时,温度高于900℃后,减小说明体系中的反应以反应Ⅱ为主,反应物氢气的浓度减小,生成物一氧化碳的浓度增大,导致减小。
38.丙烷氧化脱氢法制备丙烯的主要反应: 。在催化剂作用下,丙烷氧化脱氢除生成丙烯外,还生成、等物质。丙烷的转化率和丙烯的产率随温度变化关系如图所示。
(1)图中丙烷的转化率随温度升高而增大的原因可能是 。
(2)575℃时,丙烯的选择性为 。(丙烯的选择性)
(3)基于本研究结果,能提高丙烯选择性的措施是 。
【答案】(1)温度升高,反应速率加快(或催化剂的活性增强)
(2)51.5%
(3)选择相对较低的温度
【详解】(1)该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,的转化率应该减小,但实际上的转化率随温度升高而增大,说明所得转化率不是平衡转化率,可能是升高温度反应速率加快或催化剂的活性增强导致的。
(2)根据图象,575℃时,的转化率为33%,丙烯的产率为17%,假设参加反应的为100,生成的丙烯为17,丙烯的选择性为。
(3)根据图象,535℃时,丙烯的选择性为,550℃时,丙烯的选择性为,575℃时,丙烯的选择性为51.5%,故选择相对较低的温度能够提高丙烯的选择性。
【点睛】复杂图象常与生产生活中的实际问题相结合,从反应时间、投料比值、催化剂的选择、转化率等角度考查。复杂图象形式看似更加难辨,所涉问题看似更加复杂,但只要仔细分析,抓住图象中的关键点(常为最高点、最低点、转折点),看清坐标代表的意义、弄清曲线的变化趋势,即可将复杂图象转化为常规图象,进而运用化学平衡知识进行解答即可。
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