专题04 化学平衡三类图像(常考题型)-2024-2025学年高二上学期期中化学【常考题型】全攻略(人教版2019)
2024-10-18
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内容正文:
专题04 化学平衡三类图像(常考题型)
题型一:速率—时间图像(vt图像)温度、压强、浓度、催化剂
总方针:解决化学平衡图像遵循以下步骤:
步骤1:分析已达平衡的可逆反应的特点
(1)反应物和生成物的物质状态
(2)反应前后气体的总物质的量是增大还是减小
(3)反应是吸热反应,还是放热反应
步骤2:看图像
(1)一看面——即横坐标和纵坐标的意义
(2)二看线——即看线的走向、变化的趋势
(3)三看点——即看线是否通过原点,两条线的交点及线的原点、折点、交点、终点
(4)四看辅助线——即要不要作辅助线,如等温线、等压线、平衡线等)
(5)五看量的变化——即如浓度的变化、温度的变化
①浓度类v-t图像
分析: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
结论:t1时其他条件不变,增大反应物的浓度
分析: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
结论:t1时其他条件不变,减小反应物的浓度
分析: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
结论:t1时其他条件不变,增大生成物的浓度
分析: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
结论:t1时其他条件不变,减小生成物的浓度
②温度、压强类vt图像:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) ΔH=Q kJ·mol-1
分析:t1时v′正、v′逆均突然增大,且v′正>v′逆;平衡向正反应方向进行
结论:t1时其他条件不变,增大反应体系的压强且m+n>p+q(正反应为体积减小的反应)
结论:t1时其他条件不变,升高温度且Q>0(吸热反应)
分析:t1时v′正、v′逆均突然增大,且v′逆>v′正;平衡向逆反应方向进行
结论:t1时其他条件不变,增大反应体系的压强且m+n<p+q(正反应为体积增大的反应)
结论:t1时其他条件不变,升高温度且Q<0(放热反应)
分析:t1时v′正、v′逆均突然减小,且v′正>v′逆;平衡向正反应方向进行
结论:t1时其他条件不变,减小反应体系的压强且m+n<p+q(正反应为体积增大的反应)
结论:t1时其他条件不变,降低温度且Q<0(放热反应)
分析:t1时v′逆、v′正均突然减小,且v′逆>v′正;平衡向逆反应方向进行
结论:t1时其他条件不变,减小反应体系的压强且m+n>p+q(正反应为体积减小的反应)
结论:t1时其他条件不变,降低温度且Q>0(吸热反应)
③催化剂类vt图像
分析:t1时v′正、v′逆均突然增大且v′正=v′逆,平衡不移动
结论:t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)
一、单选题
1.某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应,达到平衡后,改变某一外界条件后反应物的浓度随时间的变化如图甲所示,正逆反应速率随时间的变化如图乙所示,下列说法中正确的是
A.时降低温度
B.间该反应使用了催化剂
C.时该反应的平衡常数等于时该反应的平衡常数
D.后再充入等物质的量的A和B,再次达平衡时A的转化率不变
2.在一密闭容器中发生反应,在某一时间段反应速率与反应过程的曲线关系如图所示,下列说法错误的是
A.时,改变的条件可能是增大压强 B.时,可能是使用了催化剂
C.时,改变的条件可能是减小压强 D.时,反应物的转化率最大
3.在一密闭容器中发生反应:。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。下列说法错误的是
A.时刻改变的条件是升高温度 B.平衡时转化率最高的是
C.的百分含量最高的可能是 D.时刻改变的条件是分离出甲醇
4.在某一恒温体积可变的密闭容器中发生如下反应:A(g)+B(g)2C(g) ΔH<0,t1时刻达到平衡后,在t2时刻改变某一条件,其反应过程(I、Ⅱ)如图所示。下列说法不正确的是
A.O~t1时,v正>v逆
B.I、Ⅱ两过程分别达到平衡时,A的体积分数:I=Ⅱ
C.t2时刻改变的条件可能是向密闭容器中加入A物质
D.I、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数:I=Ⅱ
5.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可表示温度对速率和平衡的影响 D.若,则反应达平衡状态
6.某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应,达到平衡后,在不同的时间段,分别改变影响反应的一个条件,测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示,下列说法中正确的是
A.30min时该反应使用了催化剂
B.8min时A的反应速率为
C.反应方程式中的,正反应为放热反应
D.40min时该反应可能为增大压强,平衡逆向移动
7.在恒温恒容的密闭容器中,充入1molA和2molB发生反应 ,其正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.混合气体密度不再改变,表明反应达到平衡
B.时改变的条件为向容器中加入B(g)
C.平衡时C的体积分数C%一定有:Ⅱ>Ⅰ
D.反应平衡常数K(Ⅱ)<K(Ⅰ)
8.根据相应的图像,下列相关说法正确的是
A.图甲所示,时改变的条件一定是加入了催化剂
B.图乙所示,若,则
C.图丙所示,该反应
D.图丁所示,平衡逆向移动,平衡Ⅱ时C的体积分数一定小于平衡Ⅰ时
题型二:百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像
总方针:
①先拐先平数值大:在化学平衡图像中,先出现拐点的反应则先达到平衡,先出现拐点的曲线表示的温度较高或压强较大
②看斜率的绝对值:在化学平衡图像中,斜率的绝对值越大表示的温度较高或压强较大
形如1:
结论:T2曲线先拐或斜率大,表示T2>T1,从T2到T1,可以理解为降低温度生成物的百分含量增多,即是:降低温度平衡正向移动,因此正反应是放热反应
形如2:
结论:P1曲线先拐或斜率绝对值大,表示P1>P2,从P2到P1,可以理解为增大压强反应物的百分含量增多,即是:增大压强平衡逆向移动,因此逆反应是气体体积减小的反应,则正反应是气体体积增大
1.如图,向1 L恒容密闭容器中充入2 mol NO和1 mol ,发生反应 kJ/mol,下列说法正确的是
A.,
B.200℃时,0~10min内
C.12分钟时,200℃和T℃下该反应化学平衡常数恰好相等
D.若起始时向容器中充入4 mol NO和2 mol,则200℃平衡后,NO的物质的量小于3.7 mol
2.一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应N2(g)+O2(g) 2NO(g),下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是
A.温度T下,该反应的平衡常数K=
B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度不变
C.曲线b对应的条件改变可能是充入氩气
D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的ΔH>0
3.是一种理想的脱硝剂,其脱硝反应之一为。在某恒容密闭容器中充入一定量的和,在不同温度下测得与时间的关系如图所示,下列说法正确的是
A.温度: B.平衡常数:
C. D.反应速率:
由图可知T2对应的反应先达到平衡状态,反应速率快则说明温度,如图作一条垂直于横坐标轴的辅助线,由M点→N点温度在降低,的浓度在增大,说明平衡在正向移动,则正向为放热反应。
4.三氯化硅()是制备硅烷、多晶硅的重要原料。向容积为2L的恒容密闭容器中充2mol,分别在温度为,条件下发生反应: ,反应体系中的物质的量分数随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A.容器内气体的压强:
B.时,若起始时向该容器中充入0.8mol,1mol、0.6mol,反应将向逆方向进行
C.时,反应自开始至达到平衡的过程中,
D.,
5.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
6.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
7.对于可逆反应,下列研究目的和示意图相符的是
A.研究压强对反应的影响
B.研究温度对反应的影响
C.研究平衡体系增加对反应的影响
D.研究催化剂对反应的影响
A.A B.B C.C D.D
8.下图曲线a表示放热反应进行过程中X的转化率随时间变化的关系。在其他条件不变时,①升高温度;②加大X的投入量;③增加N的量;④缩小容器的体积;⑤加入催化剂。上述条件能使反应过程按b曲线进行的是
A.①③ B.②⑤ C.④⑤ D.③④
题型三:百分含量(或转化率)—压强—温度图像
“定一议二”:在化学平衡图像中,包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量,分析方法是确定其中一个变量,讨论另外两个变量之间的关系
定压强:当压强一定时(105 Pa或107 Pa),生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小,说明升高温度平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,正反应则为放热反应;
定温度:作横坐标的垂线,保持温度一定,与压强线出现两个交点,显然是压强越大,生成物C的百分含量增大,说明增大压强,平衡正向移动,正反应是气体总体积减小的反应
1.以、为原料合成涉及的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
不同压强下,按照投料,实验测得的平衡转化率和的平衡产率随温度的变化关系如图所示。下列说法不正确的是
A.图甲表示的是的平衡产率随温度的变化关系
B.同时提高的平衡转化率和的平衡产率,应选择高温、高压
C.图乙时,三条曲线几乎交于一点,原因可能是此时以反应Ⅲ为主
D.图乙下,温度高于,纵坐标随温度升高而上升的原因是,反应Ⅲ温度升高使纵坐标数值上升的幅度超过反应Ⅰ温度升高使纵坐标数值下降的幅度
2.某化学研究小组在探究外界条件对的速率和平衡的影响时,画出了如图所示图像。下列判断不正确的是
A.由图甲可知,,化学平衡常数
B.由图乙可知,相同压强下,温度时的反应速率一定大于温度时的反应速率
C.图丙中,表示反应向正反应方向进行的是点3
D.图丁中,a曲线一定使用了催化剂
3.下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像,其中图像和实验结论正确的是
A.图①中该反应的,且
B.图②是在一定条件下,随时间t的变化,正反应的,M点正反应速率点逆反应速率
C.图③是在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入和进行反应,若平衡时和的转化率相等,则
D.图④中曲线表示一定压强下的平衡转化率随温度的变化,A、B、C三点表示不同温度、压强下的平衡转化率,压强最小的是B点,化学平衡常数最小的是A点
4.在容积不变的密闭容器中存在如下反应:A(g)+2B(g)⇌2C(g) ΔH<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表示的是t1时刻增大B的浓度对反应速率的影响
B.图Ⅱ表示的是t1时刻之后处于不平衡状态
C.图Ⅲ表示的是温度对平衡的影响
D.图Ⅳ表示的是压强对化学平衡的影响,且p1<p2
5. 。当、和按一定比例混合时,平衡转化率随温度、压强的变化如下图所示。下列说法不正确的是
A.
B.
C.钒催化剂能降低反应的活化能,提高反应速率
D.温度升高,反应平衡常数增大
6.无害化处理的一种方法为,在一定容积的密闭容器中发生此反应,若起始浓度为,其转化率如图所示。下列说法错误的是
A.该反应为吸热反应
B.a点的逆反应速率小于c点的逆反应速率
C.反应过程中的体积分数一定小于
D.a点混合气体的密度与b点的相同
7.乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法制取,已知等物质的量的和的混合气体在一定的条件下反应:,乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系如图。下列说法不正确的是
A.压强由小到大顺序为
B.当温度从250℃升高到350℃时,增大的倍数大于
C.A点混合气体中的体积分数为
D.若保持其他条件不变,将容器改为恒压密闭容器,则的平衡转化率将增大
8.反应2NO2(g)N2O4(g) △H=-57kJ·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.T1>T2
B.X、Y两点的反应速率:X<Y
C.X、Z两点气体的颜色:X深,Z浅
D.X、Z两点气体的平均相对分子质量:X<Z
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专题04 化学平衡三类图像(常考题型)
题型一:速率—时间图像(vt图像)温度、压强、浓度、催化剂
总方针:解决化学平衡图像遵循以下步骤:
步骤1:分析已达平衡的可逆反应的特点
(1)反应物和生成物的物质状态
(2)反应前后气体的总物质的量是增大还是减小
(3)反应是吸热反应,还是放热反应
步骤2:看图像
(1)一看面——即横坐标和纵坐标的意义
(2)二看线——即看线的走向、变化的趋势
(3)三看点——即看线是否通过原点,两条线的交点及线的原点、折点、交点、终点
(4)四看辅助线——即要不要作辅助线,如等温线、等压线、平衡线等)
(5)五看量的变化——即如浓度的变化、温度的变化
①浓度类v-t图像
分析: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
结论:t1时其他条件不变,增大反应物的浓度
分析: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
结论:t1时其他条件不变,减小反应物的浓度
分析: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
结论:t1时其他条件不变,增大生成物的浓度
分析: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
结论:t1时其他条件不变,减小生成物的浓度
②温度、压强类vt图像:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) ΔH=Q kJ·mol-1
分析:t1时v′正、v′逆均突然增大,且v′正>v′逆;平衡向正反应方向进行
结论:t1时其他条件不变,增大反应体系的压强且m+n>p+q(正反应为体积减小的反应)
结论:t1时其他条件不变,升高温度且Q>0(吸热反应)
分析:t1时v′正、v′逆均突然增大,且v′逆>v′正;平衡向逆反应方向进行
结论:t1时其他条件不变,增大反应体系的压强且m+n<p+q(正反应为体积增大的反应)
结论:t1时其他条件不变,升高温度且Q<0(放热反应)
分析:t1时v′正、v′逆均突然减小,且v′正>v′逆;平衡向正反应方向进行
结论:t1时其他条件不变,减小反应体系的压强且m+n<p+q(正反应为体积增大的反应)
结论:t1时其他条件不变,降低温度且Q<0(放热反应)
分析:t1时v′逆、v′正均突然减小,且v′逆>v′正;平衡向逆反应方向进行
结论:t1时其他条件不变,减小反应体系的压强且m+n>p+q(正反应为体积减小的反应)
结论:t1时其他条件不变,降低温度且Q>0(吸热反应)
③催化剂类vt图像
分析:t1时v′正、v′逆均突然增大且v′正=v′逆,平衡不移动
结论:t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)
一、单选题
1.某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应,达到平衡后,改变某一外界条件后反应物的浓度随时间的变化如图甲所示,正逆反应速率随时间的变化如图乙所示,下列说法中正确的是
A.时降低温度
B.间该反应使用了催化剂
C.时该反应的平衡常数等于时该反应的平衡常数
D.后再充入等物质的量的A和B,再次达平衡时A的转化率不变
【答案】D
【分析】A、B的变化量相同,则A、B的系数比为1:1,则x=1,反应非常方程式为。
【详解】A. 根据图乙,时正逆反应速率均增大,应该是升高温度,故A错误;
B. 根据图乙,间,正逆反应同等程度减慢,反应物、生成物浓度均同等程度降低,改变的条件增大容器体积减小压强,故B错误;
C. 根据图选项A可知,时升高温度,平衡常数与温度有关,所以时该反应的平衡常数不等于时该反应的平衡常数,故C错误;
D. 反应恰好气体系数和相等,后再充入等物质的量的A和B,相当于增大压强,再次达平衡时A的转化率不变,故D正确;
选D。
2.在一密闭容器中发生反应,在某一时间段反应速率与反应过程的曲线关系如图所示,下列说法错误的是
A.时,改变的条件可能是增大压强 B.时,可能是使用了催化剂
C.时,改变的条件可能是减小压强 D.时,反应物的转化率最大
【答案】A
【详解】A.达到平衡后,条件下,、都瞬间增大,则改变的条件为升温或者增压,但突变时,反应向左移动,则为升温,A错误;
B.条件下,正逆反应速率相等,则为催化剂,B正确;
C.条件下,、都瞬间减小,则改变的条件为降温或者减压,但突变时,反应向左移动,则为减压,C正确;
D.后平衡逆向移动,反应物的转化率降低,故时间段转化率最高,D正确;
故选:A。
3.在一密闭容器中发生反应:。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。下列说法错误的是
A.时刻改变的条件是升高温度 B.平衡时转化率最高的是
C.的百分含量最高的可能是 D.时刻改变的条件是分离出甲醇
【答案】B
【详解】A.正反应为体积减小放热反应,由图可知时刻的正、逆反应速率均增大,平衡逆向进行,改变的条件为升高温度,故A正确;
B.平衡逆移,平衡不移动,平衡逆移,平衡转化率最高的是,故B错误;
C.的百分含量最高的可能是,也可能是达到的平衡后,取决于平衡逆移的程度,故C正确;
D.时刻正、逆反应速率均降低,且逆反应速率为瞬间降低,改变的条件是减少生成物,即分离出甲醇,故D正确;
故选B。
4.在某一恒温体积可变的密闭容器中发生如下反应:A(g)+B(g)2C(g) ΔH<0,t1时刻达到平衡后,在t2时刻改变某一条件,其反应过程(I、Ⅱ)如图所示。下列说法不正确的是
A.O~t1时,v正>v逆
B.I、Ⅱ两过程分别达到平衡时,A的体积分数:I=Ⅱ
C.t2时刻改变的条件可能是向密闭容器中加入A物质
D.I、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数:I=Ⅱ
【答案】C
【详解】A.由图象分析可以知道,t0~t1,反应正向进行,v(正)>v(逆),故A正确;
B.t2时刻改变条件后达到平衡时,逆反应速率不变,说明和原平衡等效,A的体积分数Ⅰ=Ⅱ,故B正确;
C.向密闭容器中加A,正反应速率瞬间增大,逆反应速率瞬间不可能增大,不符合图象,故C错误;
D.t2时刻改变条件后达到平衡逆反应速率不变,说明和原平衡等效,所以Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数I=Ⅱ,故D正确;
故答案选C。
5.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可表示温度对速率和平衡的影响 D.若,则反应达平衡状态
【答案】A
【详解】A.图I,时正逆反应速率均突然增大,平衡正向移动,应该是增大压强,故A错误;
B.图II,时正逆反应速率均突然增大,平衡不移动,应该是加入催化剂,故B正确;
C.正反应放热,升高温度,反应速率加快,平衡逆向移动,二氧化硫平衡转化率减小,图III可表示温度对速率和平衡的影响,故C正确;
D.若,正逆反应速率比等于系数比,反应一定达到平衡状态,故D正确;
选A。
6.某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应,达到平衡后,在不同的时间段,分别改变影响反应的一个条件,测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示,下列说法中正确的是
A.30min时该反应使用了催化剂
B.8min时A的反应速率为
C.反应方程式中的,正反应为放热反应
D.40min时该反应可能为增大压强,平衡逆向移动
【答案】C
【分析】由图可知,反应在20~30min时达到平衡状态,30~40min间反应物和生成物浓度均减小,但平衡不移动,故30~40min间改变的条件为减小压强;减压,平衡不移动,故反应前后气体分子数不变,x=1;40min时正逆反应速率均加快,平衡逆向移动,改变的条件为升温,升温,平衡逆向移动,逆向吸热,正向放热。
【详解】A.由上述分析可知,30min时改变的条件为减小压强,故A错误;
B.8min时属于描述瞬间,不能计算瞬间速率,故B错误;
C.由上述分析可知,x=1,该反应为放热反应,故C正确;
D.40min时正逆反应速率均加快,平衡逆向移动,改变的条件为升温,故D错误;
答案选C。
7.在恒温恒容的密闭容器中,充入1molA和2molB发生反应 ,其正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A.混合气体密度不再改变,表明反应达到平衡
B.时改变的条件为向容器中加入B(g)
C.平衡时C的体积分数C%一定有:Ⅱ>Ⅰ
D.反应平衡常数K(Ⅱ)<K(Ⅰ)
【答案】A
【分析】根据图象可知,向恒温恒容密闭容器中充入1molA和2molB发生反应,反应时间从开始到t1阶段,正反应速率不断减小,t1-t2时间段,正反应速率不变,反应达到平衡状态,t2-t3时间段,改变条件使正反应速率逐渐增大,平衡向逆反应方向移动,t3以后反应达到新的平衡状态,据此结合图象分析解答。
【详解】A.混合气体密度=混合气体总质量/容器体积,恒温恒容的密闭容器,体积是定值,D为固体,则平衡前气体的质量为变量,故混合气体密度也为变量,则混合气体密度不变,则能表明反应达到平衡状态,A项正确;
B.根据图象变化曲线可知,t2-t3过程中,t2时v(正)瞬间不变,v(逆)瞬间增大,则说明反应向逆反应方向移动,且不是“突变”图象,属于“渐变”过程,所以排除温度、压强和催化剂等影响因素,改变的条件为:增大生成物浓度,即向容器中加入C(g),B项错误;
C.t2-t3过程中,t2时v(正)瞬间不变,v(逆)瞬间增大,则说明向容器中加入C(g),由于左右两边气体分子数不变,加入C(g),平衡Ⅱ及平衡Ⅰ为等效平衡,平衡时C的体积分数C%:Ⅱ=Ⅰ,C项错误;
D.平衡常数只受温度影响,T(Ⅰ)=T(Ⅱ),故K(Ⅰ)=K(Ⅱ),D项错误;
故答案选A。
8.根据相应的图像,下列相关说法正确的是
A.图甲所示,时改变的条件一定是加入了催化剂
B.图乙所示,若,则
C.图丙所示,该反应
D.图丁所示,平衡逆向移动,平衡Ⅱ时C的体积分数一定小于平衡Ⅰ时
【答案】C
【详解】A.图甲所示,反应前后气体系数和相等,增大压强平衡不移动,时改变的条件可能是加入了催化剂或增大压强,故A错误;
B.图乙所示,若,增大压强X的含量增大,平衡逆向移动,Y是固体,则,故B错误;
C.图丙所示,升高温度,A的物质的量增多,反应逆向移动,该反应,故C正确;
D.图丁所示,平衡逆向移动,改变的条件可能是增大C的浓度,平衡Ⅱ时C的体积分数不一定小于平衡Ⅰ时,故D错误;
选C。
题型二:百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像
总方针:
①先拐先平数值大:在化学平衡图像中,先出现拐点的反应则先达到平衡,先出现拐点的曲线表示的温度较高或压强较大
②看斜率的绝对值:在化学平衡图像中,斜率的绝对值越大表示的温度较高或压强较大
形如1:
结论:T2曲线先拐或斜率大,表示T2>T1,从T2到T1,可以理解为降低温度生成物的百分含量增多,即是:降低温度平衡正向移动,因此正反应是放热反应
形如2:
结论:P1曲线先拐或斜率绝对值大,表示P1>P2,从P2到P1,可以理解为增大压强反应物的百分含量增多,即是:增大压强平衡逆向移动,因此逆反应是气体体积减小的反应,则正反应是气体体积增大
1.如图,向1 L恒容密闭容器中充入2 mol NO和1 mol ,发生反应 kJ/mol,下列说法正确的是
A.,
B.200℃时,0~10min内
C.12分钟时,200℃和T℃下该反应化学平衡常数恰好相等
D.若起始时向容器中充入4 mol NO和2 mol,则200℃平衡后,NO的物质的量小于3.7 mol
【答案】D
【详解】A.由图可知200℃先出现拐点,对应生成NO₂物质的量少,则温度高平衡逆向移动,正向为放热反应,,A错误;
B.200℃时,0~10 min,可计算,根据速率比等于物质系数比, mol/(L⋅min),B错误;
C.化学平衡常数是一定温度下,反应方程式中各物质平衡浓度的关系,其数值只与温度有关,C错误;
D.若起始时向容器中充入4 mol NO和2 mol ,根据隔板思维原理,200℃平衡后,NO的物质的量小于3.7 mol,D正确;
故答案为D。
2.一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应N2(g)+O2(g) 2NO(g),下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是
A.温度T下,该反应的平衡常数K=
B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度不变
C.曲线b对应的条件改变可能是充入氩气
D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的ΔH>0
【答案】BD
【详解】A.温度T下,氮气的反应量为(c0-c2)mol/L,平衡时c(NO)=2(c0-c2)mol/L,则该反应的平衡常数为K=,A错误;
B.反应前后气体总质量不变,容器容积不变,故混合气体的密度不变,B正确;
C.充入氩气,容器容积不变,反应物的浓度不变,平衡不移动,平衡时氮气的浓度不变,与图像不符,C错误;
D.若曲线b对应的条件是改变温度,b达到平衡的时间缩短,反应速率快,温度高,故温度b>a,升高温度,氮气的浓度减小,平衡正向移动,ΔH>0,D正确;
故选BD。
3.是一种理想的脱硝剂,其脱硝反应之一为。在某恒容密闭容器中充入一定量的和,在不同温度下测得与时间的关系如图所示,下列说法正确的是
A.温度: B.平衡常数:
C. D.反应速率:
【答案】B
【分析】
由图可知T2对应的反应先达到平衡状态,反应速率快则说明温度,如图作一条垂直于横坐标轴的辅助线,由M点→N点温度在降低,的浓度在增大,说明平衡在正向移动,则正向为放热反应。
【详解】A.由图可知T2对应的反应先达到平衡状态,反应速率快则说明温度:,A错误;
B.如分析中的图所示,作一条垂直于横坐标轴的辅助线,由M点→N点温度在降低,的浓度在增大,说明平衡在正向移动则正向为放热反应,则温度越高平衡常数越小,所以平衡常数:,B正确;
C.由B项分析可知该反应为放热反应,C错误;
D.a→b反应还未达到平衡状态,的浓度在增大,说明反应在正向移动且正反应速率在减小逆反应速率在增大,但逆反应速率始终小于正反应速率直到平衡时二者相等,因此,D错误;
故选B。
4.三氯化硅()是制备硅烷、多晶硅的重要原料。向容积为2L的恒容密闭容器中充2mol,分别在温度为,条件下发生反应: ,反应体系中的物质的量分数随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A.容器内气体的压强:
B.时,若起始时向该容器中充入0.8mol,1mol、0.6mol,反应将向逆方向进行
C.时,反应自开始至达到平衡的过程中,
D.,
【答案】B
【详解】A.2L的恒容密闭容器中充入2molSiHCl3(g),a、b两点SiHCl3(g)的物质的量分数相同,该反应为气体体积不变的反应,温度不同则压强不同,容器内气体的压强:a≠b,故A错误;
B.T1K时三段式,
平衡常数K=,若起始时向该容器中充入0.8molSiHCl3(g),1molSiH2Cl2(g)、0.6molSiCl4(g),则,Q>K,反应将向逆反应方向进行,故B正确;
C.T2K时,反应自开始至达到平衡的过程中,,故C错误;
D.根据“先拐先平衡”,由题给图像可知:T1<T2,T2时SiHCl3(g)的物质的量分数更小,升温平衡正向移动,ΔH>0,故D错误;
故答案为:B。
5.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。
6.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。
7.对于可逆反应,下列研究目的和示意图相符的是
A.研究压强对反应的影响
B.研究温度对反应的影响
C.研究平衡体系增加对反应的影响
D.研究催化剂对反应的影响
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.该反应中增大压强平衡向正反应方向移动,则氨气的体积分数增大,并且压强越大,化学反应速率越大,达到化学平衡的时间越少,与图像不符,故A错误;
B.因该反应是放热反应,升高温度化学平衡向逆反应方向移动,则氮气的转化率降低,与图像中转化率增大不符,故B错误;
C.反应平衡后,增大氮气的量,则这一瞬间正反应速率增大,逆反应速率不变,然后正反应速率不断减小,逆反应速率不断增大,直到达到新的平衡,与图像符合,故C正确;
D.因催化剂对化学平衡无影响,但催化剂可加快化学反应速率,则有催化剂时达到化学平衡的时间少,与图像不符,故D错误;
故选C。
8.下图曲线a表示放热反应进行过程中X的转化率随时间变化的关系。在其他条件不变时,①升高温度;②加大X的投入量;③增加N的量;④缩小容器的体积;⑤加入催化剂。上述条件能使反应过程按b曲线进行的是
A.①③ B.②⑤ C.④⑤ D.③④
【答案】C
【详解】根据图像可知,改变条件后,反应速率加快,但是X的转化率不变;
①升高温度,加快反应速率,平衡逆向移动,X的转化率降低,①错误;
②加大X的投入量,加快反应速率,平衡正向移动,X的转化率增大,②错误;
③增加N的量,反应速率不变,平衡不移动,X的转化率不变,③错误;
④缩小容器的体积,气体压强增大,加快反应速率,平衡不移动,X的转化率不变,④正确;
⑤加入催化剂,加快反应速率,平衡不移动,X的转化率不变,⑤正确;
即④⑤正确;故选C。
题型三:百分含量(或转化率)—压强—温度图像
“定一议二”:在化学平衡图像中,包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量,分析方法是确定其中一个变量,讨论另外两个变量之间的关系
定压强:当压强一定时(105 Pa或107 Pa),生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小,说明升高温度平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,正反应则为放热反应;
定温度:作横坐标的垂线,保持温度一定,与压强线出现两个交点,显然是压强越大,生成物C的百分含量增大,说明增大压强,平衡正向移动,正反应是气体总体积减小的反应
1.以、为原料合成涉及的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
不同压强下,按照投料,实验测得的平衡转化率和的平衡产率随温度的变化关系如图所示。下列说法不正确的是
A.图甲表示的是的平衡产率随温度的变化关系
B.同时提高的平衡转化率和的平衡产率,应选择高温、高压
C.图乙时,三条曲线几乎交于一点,原因可能是此时以反应Ⅲ为主
D.图乙下,温度高于,纵坐标随温度升高而上升的原因是,反应Ⅲ温度升高使纵坐标数值上升的幅度超过反应Ⅰ温度升高使纵坐标数值下降的幅度
【答案】B
【详解】A.甲醇的合成反应是放热反应,温度升高,甲醇的平衡产率降低,因此图甲表示的是的平衡产率随温度的变化关系,A正确;
B.甲醇的合成反应是放热反应,又是气体体积减小的反应,为了同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率,应选择低温、高压的反应条件,B错误;
C.根据盖斯定律,反应Ⅰ减去反应Ⅱ得到反应Ⅲ,因此,因此反应Ⅲ是吸热反应,而反应Ⅰ、Ⅱ是放热反应,温度到一定值时,此时反应以反应Ⅲ为主,而且反应Ⅲ是气体体积不变的反应,改变压强平衡不移动,二氧化碳转化率不变,三条压强曲线交于一点,C正确;
D.反应Ⅰ、Ⅱ是放热反应,反应Ⅲ是吸热反应,图乙下,温度高于,反应以反应Ⅲ为主,纵坐标随温度升高而上升的原因是,反应Ⅲ温度升高使纵坐标数值上升的幅度超过反应Ⅰ温度升高使纵坐标数值下降的幅度,D正确;
答案选B。
2.某化学研究小组在探究外界条件对的速率和平衡的影响时,画出了如图所示图像。下列判断不正确的是
A.由图甲可知,,化学平衡常数
B.由图乙可知,相同压强下,温度时的反应速率一定大于温度时的反应速率
C.图丙中,表示反应向正反应方向进行的是点3
D.图丁中,a曲线一定使用了催化剂
【答案】B
【详解】A.由图甲信息可知,T2温度下先达到平衡即T2温度下反应速率更快,即T1<T2,且温度越高,C%的百分含量越小,说明升高温度平衡逆向移动,故平衡常数减小即K(T1)>K(T2),故A正确;
B.根据图甲分析得,为放热反应,且温度T1<T2,相同压强下,温度越高反应速率越大,则图乙中相同压强下温度时的反应速率小于温度时的反应速率,故B错误;
C.根据图丙知,曲线上任意一点都表示达到平衡状态,所以2、4点处于平衡状态,v(正)=v(逆);点1在曲线上方,要想达到平衡状态,B的转化率需要减小,则平衡逆向移动,故v(正)<v(逆),点3在曲线下方,要想达到平衡状态,B的转化率需要增大,则平衡正向移动,故v(正)>v(逆),故表示反应向正反应方向进行的是点3,故C正确;
D.根据图丁知,曲线a比曲线b达到平衡时间缩短,B的含量不变,说明改变条件只增大化学反应速率,不影响平衡移动,结合图乙可知,相同温度下,增大压强,C的体积分数增大,平衡正移,则n>p,则图丁中,a曲线不是增大压强,一定使用了催化剂,故D正确;
故选B。
3.下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像,其中图像和实验结论正确的是
A.图①中该反应的,且
B.图②是在一定条件下,随时间t的变化,正反应的,M点正反应速率点逆反应速率
C.图③是在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入和进行反应,若平衡时和的转化率相等,则
D.图④中曲线表示一定压强下的平衡转化率随温度的变化,A、B、C三点表示不同温度、压强下的平衡转化率,压强最小的是B点,化学平衡常数最小的是A点
【答案】C
【详解】A.相同温度下,随压强增大,Z体积分数减小,说明平衡逆向移动,逆反应方向为气体分子数减小,正反应方向为气体分子数增大,即;升高温度,Z体积分数减小,说明平衡正向移动,即正反应方向为吸热反应,,故A错误;
B.图②中T1时反应更快到达平衡,温度T1> T2,升高温度,X的平衡浓度增大,说明平衡逆移,故正反应的,但是M点正反应速率=M点逆反应速率>W点逆反应速率>N点逆反应速率,故B错误;
C.图③,当投料比等于化学计量数之比时,所有反应物的转化率相等,若平衡时和的转化率相等,则,故C正确;
D.图④中曲线表示一定压强下NO平衡转化率随温度的变化,A、B、C三点表示不同温度、压强下NO的平衡转化率,该反应过程中气体体积减小,增大压强,平衡正向移动,NO的平衡转化率增大,则压强最小的是A点,升高温度,NO的平衡转化率减小,平衡逆向移动,该反应为放热反应,A点温度最低,化学平衡常数最大,故D错误;
答案选C。
4.在容积不变的密闭容器中存在如下反应:A(g)+2B(g)⇌2C(g) ΔH<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表示的是t1时刻增大B的浓度对反应速率的影响
B.图Ⅱ表示的是t1时刻之后处于不平衡状态
C.图Ⅲ表示的是温度对平衡的影响
D.图Ⅳ表示的是压强对化学平衡的影响,且p1<p2
【答案】D
【详解】A.图Ⅰ在t1时刻正逆反应速率均突然增大,而增大B的浓度瞬间逆反应速率不变,A错误;
B.图Ⅱt1时刻之后正逆反应速率都增大,但仍相等,仍为平衡状态,B错误;
C.反应焓变小于0,为放热反应,根据先拐先平数据大,则乙温度高,升高温度平衡逆向移动,B含量增大,与图像不符,C错误;
D.反应为气体分子数减小的反应,相同温度下,增大压强,平衡正向移动,A转化率增大,故图Ⅳ表示的是压强对化学平衡的影响,且p1<p2,D正确;
故选D。
5. 。当、和按一定比例混合时,平衡转化率随温度、压强的变化如下图所示。下列说法不正确的是
A.
B.
C.钒催化剂能降低反应的活化能,提高反应速率
D.温度升高,反应平衡常数增大
【答案】D
【详解】A.随着温度的升高,平衡转化率逐渐降低,说明平衡逆向移动,该反应,A正确;
B.增大压强,该反应平衡正向移动,平衡转化率增大,即,B正确;
C.催化剂可降低反应活化能,加快反应速率,C正确;
D.正反应反应方向放热,温度升高,平衡逆向移动,反应平衡常数减小,D错误;
答案选D。
6.无害化处理的一种方法为,在一定容积的密闭容器中发生此反应,若起始浓度为,其转化率如图所示。下列说法错误的是
A.该反应为吸热反应
B.a点的逆反应速率小于c点的逆反应速率
C.反应过程中的体积分数一定小于
D.a点混合气体的密度与b点的相同
【答案】B
【详解】A.其他条件相同时,温度越高,N2O的转化率越高,故该反应为吸热反应,A正确;
B.温度越高,反应速率越快,a点温度高于c点,a点的逆反应速率大于c点的逆反应速,B错误;
C.该反应为可逆反应,不可能完全转化,故反应过程中的体积分数一定小于,C正确;
D.该反应a点和c点气体总质量相同,容器体积恒定,故密度相同,D正确;
故选B。
7.乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法制取,已知等物质的量的和的混合气体在一定的条件下反应:,乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系如图。下列说法不正确的是
A.压强由小到大顺序为
B.当温度从250℃升高到350℃时,增大的倍数大于
C.A点混合气体中的体积分数为
D.若保持其他条件不变,将容器改为恒压密闭容器,则的平衡转化率将增大
【答案】B
【详解】A.在相同温度下由于乙烯转化率为:P1<P2<P3,由可知,正反应为气体体积减小的反应,所以增大压强,平衡正向移动,乙烯的转化率提高,因此压强关系是:P1<P2<P3,故A项正确;
B.平衡时,正、逆反应速率相等,升高温度,正、逆反应速率都增大,但由于升温时,乙烯的平衡转化率下降,平衡逆向移动,故υ正增大的倍数小于υ逆,故B项错误;
C.设起始时和H2O物质的量都为1mol,A点的转化率为20%,可列出三段式:,平衡时乙烯的体积分数为:,故C项正确;
D.由可知正反应为气体物质的量减小的反应,平衡时,与恒容容器相比,恒压密闭容器相当于压强更大,反应正向进行程度更大,的平衡转化率将增大,故D项正确;
故本题选B。
8.反应2NO2(g)N2O4(g) △H=-57kJ·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.T1>T2
B.X、Y两点的反应速率:X<Y
C.X、Z两点气体的颜色:X深,Z浅
D.X、Z两点气体的平均相对分子质量:X<Z
【答案】D
【详解】A.该反应为放热反应,在压强相同时,升高温度,化学平衡逆向移动,NO2的体积分数增大,即温度越高NO2的体积分数越大,由图可知X点的NO2的体积分数大于Y点NO2的体积分数,则T2>T1,故A错误;
B.由选项A分析可知,X点的温度大于Y点的温度,在压强相同时,温度越高,化学反应速率越快,所以反应速率X>Y,故B错误;
C.X、Z两点温度相同,但压强不同,NO2为红棕色气体,该反应为气体分子数减小的反应,增大压强,平衡右移,但是气体的体积变小,浓度增大的影响较大,因此气体的颜色加深,则Z点气体的颜色深,而X点气体的颜色浅,故C错误;
D.X、Z两点都在等温线上,X的压强小,该反应为气体分子数减小的反应,增大压强,化学平衡正向移动,因此Z点时气体的物质的量小,则平均相对分子质量变大,即平均相对分子质量:X<Z,故D正确;
故答案选D。
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