内容正文:
第07讲 化学平衡移动的相关图像
内容导航——预习四步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
第二步:练
练习题 强方法:教材习题学解题、强化关键解题方法
练考点 会应用:核心考点精准练、快速掌握知识应用
第三步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第四步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1速率—时间图像(v-t图像)
Ⅰ.正反应速率突变,逆反应速率渐变,v′正>v′逆,说明是增大了 的浓度,使正反应速率突变,且平
衡 移动。
Ⅱ.v正、v逆都是突然减小的,v′正>v′逆,平衡正向移动,说明该反应的正反应可能是 或气体总体积增大的反应,改变的条件是 或 。
Ⅲ.v正、v逆都是突然增大的,并且v正、v逆增大程度相同,说明该化学平衡 移动,可能是使用了催化剂,也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应 (压缩体积)所致。
【特别提醒】
根据v′正、v′逆的相对大小,判断平衡移动方向;根据改变条件的那一时刻v′正、v′逆的变化,判断改变的哪种外界条件;若v′正或v′逆有一个在原平衡未变,则改变的是浓度;若两个都发生了“突变”,则改变的是温度或压强;若两个都发生了“突变”且仍然相等,则是加入催化剂或等体反应改变压强。
知识点二 不同温度(或压强)下,百分含量(或转化率、浓度)—时间图像
Ⅰ.T2>T1,温度升高,平衡 ,正反应是 。
Ⅱ.p2>p1,压强增大,A(反应物)的转化率 ,说明正反应是气体总体积 的反应。
Ⅲ.生成物C的百分含量 ,说明平衡 移动,但反应速率a>b,故a可能使用了 ;若该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应,a也可能是增大了压强(压缩体积)。
【方法技巧】
(1)“先拐先平数值大”。在化学平衡图像中,先出现拐点的反应先达到平衡,先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂如图Ⅲ中a可能使用了催化剂。
(2)正确掌握图像中反应规律的判断方法,①图Ⅰ中,T2>T1,升高温度,生成物百分含量降低,平衡逆向移动,正反应为放热反应。,②图Ⅱ中,p2>p1,增大压强,反应物的转化率降低,平衡逆向移动,则正反应为气体体积增大的反应。
③图Ⅲ说明了条件改变对化学平衡不产生影响,a可能是加入了催化剂,或该反应是反应前后气体体积不变的反应,a是增大压强压缩体积。
知识点3 百分含量(或转化率)—压强—温度图像
如图中确定压强为105 Pa或107 Pa,生成物C的百分含量随温度T的升高而 ,说明正反应是 反应;再确定温度T不变,做横坐标的垂线,与压强线出现两个交点,分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现,压强增大,生成物C的百分含量 ,说明正反应是气体总体积 的反应。
【方法技巧】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量。确定横坐标所表示的量,讨论纵坐标与曲线的关系,或者确定纵坐标所表示的量,讨论横坐标与曲线的关系,即“定一议二”。如上图中T1温度下,A→B压强增大,C%增大,平衡正向移动,则正反应是气体体积减小的反应;105 Pa时,A→C温度升高,C%减小,平衡逆向移动,则正反应是放热反应。
知识点4 图像题思维建模
教材习题05(P42)
如图所示曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是
A.升高温度 B.加大X的投入量
C.加催化剂 D.减小压强
解题方法
教材习题06(P42)
甲醇是重要的化工原料,发展前景广阔。研究表明,CO2加氢可以合成甲醇,反应如下:
(1)反应的平衡常数表达式为K= 。
(2)有利于提高平衡时CO2转化率的措施有 (填字母)
a.使用催化剂
b.加压
c.增大CO2和H2的初始投料比
(3)研究温度对甲醇产率的影响时发现,在210~290℃,保持原料气中CO2和H2的投料比不变,得到平衡时甲醇的产率与温度的关系如图所示,则该反应的
△H 0(填“>”“=”或“<”),依据是 。
解题方法
考点一 速率—时间图像
1.在密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(正反应放热),如图是某次实验的化学反应速率随时间变化的图像,推断在t1时刻突然改变的条件可能是( )
A.催化剂失效 B.减小生成物的浓度
C.降低体系温度 D.增大容器的体积
2.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:A(g)+xB(g)2C(g),达到平衡后,在不同的时间段内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.30~40 min该反应使用了催化剂
B.化学方程式中的x=1,正反应为吸热反应
C.30 min时降低温度,40 min时升高温度
D.8 min前A的平均反应速率为0.08 mol·L-1·min-1
考点二 浓度(物质的量)—时间图像
3.在恒容密闭容器中通入X并发生反应:2X(g)Y(g),在温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是( )
A.正反应的活化能大于逆反应的活化能
B.T2下,在O~t1 min内,v(Y)=mol·L-1·min-1
C.M点的正反应速率v正大于W点的逆反应速率v逆
D.M点和W点的化学平衡常数:K(M)>K(W)
4.溶液中的反应X+Y2Z分别在①②③三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度为c(X)=c(Y)=0.100 mol·L-1、c(Z)=0,反应物X的浓度随时间变化如图所示。②③与①比较只有一个实验条件不同,下列说法不正确的是( )
A.反应进行到5.0 min时实验③的反应速率最快
B.条件②的反应最先达到平衡
C.②与①比较,②可能压强更大
D.该反应的正反应是吸热反应
考点三 转化率(含量)—时间图像
5.可逆反应:aA(g)+bB(s)cC(g)+dD(g),当其他条件不变时,反应过程中某物质在混合物中的百分含量与温度(T)、压强(p)的关系如图,下列判断正确的是( )
A.T1<T2 ΔH>0 B.T1>T2 ΔH<0
C.p1<p2 a=c+d D.p1<p2 a+b=c+d
6.已知反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,向某体积恒定的密闭容器中按体积比2∶1充入SO2和O2,在一定条件下发生反应。如图是某物理量(Y)随时间(t)变化的示意图(图中T表示温度),Y可以是( )
A.O2的体积分数 B.混合气体的密度
C.密闭容器内的压强 D.SO2的转化率
7.已知A(g)+B(g)2C(g),反应过程中C的百分含量与温度关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.正反应速率:v(c)>v(d)>v(b)
B.化学平衡常数:K(d)>K(c)
C.c点向d点变化时,v正<v逆
D.d点状态加入合适的催化剂可使C%增大
考点四 恒温(恒压)线图像
8.反应mX(g)nY(g)+pZ(g) ΔH,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ΔH>0
B.m<n+p
C.B、C两点化学平衡常数:KB>KC
D.A、C两点的反应速率:v(A)<v(C)
9.在1.0 L恒容密闭容器中投入1 mol CO2和2.75 mol H2发生反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),实验测得不同温度及压强下,平衡时甲醇的物质的量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的正反应为吸热反应
B.压强大小关系为p1<p2<p3
C.M点对应的平衡常数K的数量级为10-2
D.在p2及512 K时,图中N点v正<v逆
10.乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯水化法生产,反应的化学方程式:C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g),下图为乙烯的平衡转化率与温度(T)、压强(p)的关系[起始n(C2H4)∶n(H2O)=1∶1]。
下列有关叙述正确的是( )
A.Y对应的乙醇的物质的量分数为
B.X、Y、Z对应的反应速率:v(X)>v(Y)>v(Z)
C.X、Y、Z对应的平衡常数数值:KX<KY<KZ
D.增大压强、升高温度均可提高乙烯的平衡转化率
考点五 相关知识的综合应用图像
11.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,p1<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
12.合成氨反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。图1表示在一定温度下此反应过程中的能量变化。图2表示在2 L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量,平衡时NH3的质量分数w(NH3)的变化曲线。
下列说法正确的是( )
A.该反应为自发反应,由图1可得加入适当的催化剂,E和ΔH都减小
B.图2中0~10 min内该反应的平均速率v(H2)=0.045 mol·L-1·min-1,从11 min起其他条件不变,压缩容器的体积为1 L,则n(N2)的变化曲线为d
C.图3中,a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是b点
D.图3中T1和T2表示温度,对应温度下的平衡常数为K1、K2,则:T1>T2,K1>K2
13.一定条件下合成乙烯的反应为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下图。下列说法正确的是( )
A.M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆
B.若投料比n(H2)∶n(CO2)=4∶1,则图中M点乙烯的体积分数为5.88%
C.250 ℃时,催化剂对CO2平衡转化率的影响最大
D.当温度高于250 ℃时,升高温度,平衡逆向移动,导致催化剂的催化效率降低
知识导图记忆
知识目标复核
【学习目标】
1.掌握浓度、温度、压强、催化剂等因素对化学平衡移动的影响原理。
2.掌握化学平衡移动相关图像的基本类型,精准识别图像中横纵坐标、曲线走势、特殊点(起点、拐点、平衡点)所代表的意义。
3.熟练分析各类图像中曲线变化趋势,准确判断平衡移动的方向、条件改变的类型以及反应的热效应、气体体积变化。
4.学会从图像中提取有效信息,进行合理的推理与判断。
5.能够将化学平衡移动的相关知识与图像信息有机结合,解决复杂的化学平衡移动问题。
6.能够运用化学平衡移动图像解决化学实验、科学研究中的实际问题 。
【学习重难点】
1.掌握浓度、温度、压强、催化剂等因素对化学平衡移动图像分析。
2.提取化学平衡移动图像信息,解决复杂的化学平衡移动问题。
1.(24-25高二上·广西玉林·期中)对于反应 ,在温度为、时,平衡体系中体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.平衡常数: B.气体的颜色:A深、C浅
C.混合气体的平均相对分子质量:A>B D.反应速率:A>C
2.(24-25高二上·河南焦作·期中)对于反应: ,下列有关化学反应速率和平衡的图像正确的是
A. B.
C. D.
3.(24-25高二上·内蒙古赤峰·期中)往某恒容密闭容器中充入一定量的和进行反应,的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示,下列说法错误的是
A.压强: B.该反应的
C.反应速率: D.碳元素的百分含量:
4.(24-25高二上·河南南阳·月考)已知图甲表示反应①:;图乙表示反应②: 。
下列关于反应及图像的描述错误的是
A.图甲中
B.图甲中A、C、D三点的平衡常数:
C.反应②中化学计量数
D.反应②在高温下可自发进行
5.(24-25高二下·江苏无锡·月考)已知反应aA(g) + bB(s)⇌cC(g) + dD(g)。保持其它条件不变,当温度分别为T1和T2、压强分别为p1和p2时,混合物中物质C的百分含量、物质A的百分含量随时间的变化如图所示。
下列判断正确的是
A.T1 < T2 ΔH > 0 B.T1 > T2 ΔH < 0
C.p1 < p2 a = c + d D.p1 < p2 a + b = c + d
6.(24-25高二上·北京·月考) 。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.增大压强平衡正向移动,反应平衡常数增大
7.(24-25高二上·四川南充·期中)将0.1mol 和0.3mol 通入某刚性密闭容器中发生反应:,平衡状态时的体积分数与温度、气体总压强的关系如图所示。下列说法正确的是
A.该反应 B.
C.a、b两点逆反应速率 D.a、b两点的压强平衡常数相等
8.(24-25高二上·四川雅安·期中)在恒容密闭容器中充入,发生反应,测得不同温度下,的转化率随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A.该反应的
B.温度下,内,
C.温度下,后,压缩体积变为
D.温度下,该反应的平衡常数
9.(24-25高三上·四川成都·期中)在容积不变的密闭容器中进行反应: 。下列各图表示当其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,其中正确的是
A.图I表示温度对化学平衡的影响,且甲的温度较高
B.图II表示时刻使用压强对反应速率的影响
C.图III表示时刻增大的浓度对反应速率的影响
D.图IV中a、b、c三点都已经达到化学平衡状态
10.(24-25高二上·四川绵阳·期中)在密闭容器中,反应X2(g)+Y2(g)2XY(g)ΔH<0,达到甲平衡状态,在仅改变某一条件后达到乙平衡,对改变的条件下列分析正确的是
A.图I是增大反应物的浓度 B.图Ⅱ 一定是加入催化剂的变化情况
C.图Ⅲ 是增大压强,且乙>甲 D.图Ⅲ 是升高温度
11.(24-25高二上·四川成都·期末)乙烯直接水合法生产乙醇的反应为。在容积为3L的密闭容器中,投料比时,乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系如图。下列说法正确的是
A.当不变时,反应达到平衡
B.该反应的,且压强
C.a、b、c三点的平衡状态相比,
D.其他条件不变,增大起始投料比,一定能提高乙烯的平衡转化率
12.(24-25高二上·广东广州·期中)某密闭容器中发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),图1表示不同温度下N2的转化率随时间变化的关系,图2表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系,t2、t3、t5时刻外界条件有所改变,但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法正确的是
A.该反应为吸热反应
B.t1以后NH3的百分含量最低的时间是t6
C.t2、t3、t5时刻改变的条件依次是加入催化剂、减小压强、降低温度
D.T1℃时,3v正(H2)=v逆(N2),反应达到化学平衡
13.(24-25高二上·广东广州·期中)在密闭容器中发生如下反应:。其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,得到下列图像(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,α表示平衡转化率)。下列分析正确的是
A.如图1反应: 此反应的ΔH>0
B.如图1反应:若p1>p2,则a+b<c
C.如图2反应:此反应的△H<0,且T1>T2
D.如图3反应:t1时刻改变的条件可能是加入了催化剂或增大了压强
14.(24-25高二上·河南焦作·期中)在恒温恒容密闭容器中发生反应: ,随时间()的变化曲线如图所示:
下列说法正确的是
A.
B.从体系中移出一部分,平衡正向移动
C.点时压缩容器体积,达到新平衡时不变
D.点时再充入一定量,的平衡转化率减小
15.(24-25高二上·广东湛江·期中)往恒容密闭容器中充入,发生的反应为 ,测得温度为时的转化率与时间的关系如图所示,下列说法错误的是
A.内,反应速率:
B.对应点的平衡常数:
C.焓变:
D.当混合气体的密度不再随时间改变时,该反应达到平衡
16.(24-25高二上·浙江温州·期中)在催化剂作用下,向容积为1L的容器中加入1molX和4molY,发生反应:,平衡时和反应10min时X的转化率随温度的变化分别如曲线Ⅰ、Ⅱ所示。下列说法正确的是
A.使用更高效的催化剂,可以使b点移动到d点
B.0~10min的平均反应速率:
C.曲线I表示反应10分钟时转化率温度曲线
D.保持温度和体积不变,向d点体系中再充入1molX,再次达平衡时mol/L
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第07讲 化学平衡移动的相关图像
内容导航——预习四步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
第二步:练
练习题 强方法:教材习题学解题、强化关键解题方法
练考点 会应用:核心考点精准练、快速掌握知识应用
第三步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第四步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1速率—时间图像(v-t图像)
Ⅰ.正反应速率突变,逆反应速率渐变,v′正>v′逆,说明是增大了反应物的浓度,使正反应速率突变,且平
衡正向移动。
Ⅱ.v正、v逆都是突然减小的,v′正>v′逆,平衡正向移动,说明该反应的正反应可能是放热反应或气体总体积增大的反应,改变的条件是降低温度或减小压强。
Ⅲ.v正、v逆都是突然增大的,并且v正、v逆增大程度相同,说明该化学平衡没有发生移动,可能是使用了催化剂,也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应增大压强(压缩体积)所致。
【特别提醒】
根据v′正、v′逆的相对大小,判断平衡移动方向;根据改变条件的那一时刻v′正、v′逆的变化,判断改变的哪种外界条件;若v′正或v′逆有一个在原平衡未变,则改变的是浓度;若两个都发生了“突变”,则改变的是温度或压强;若两个都发生了“突变”且仍然相等,则是加入催化剂或等体反应改变压强。
知识点二 不同温度(或压强)下,百分含量(或转化率、浓度)—时间图像
Ⅰ.T2>T1,温度升高,平衡逆向移动,正反应是放热反应。
Ⅱ.p2>p1,压强增大,A(反应物)的转化率减小,说明正反应是气体总体积增大的反应。
Ⅲ.生成物C的百分含量不变,说明平衡不发生移动,但反应速率a>b,故a可能使用了催化剂;若该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应,a也可能是增大了压强(压缩体积)。
【方法技巧】
(1)“先拐先平数值大”。在化学平衡图像中,先出现拐点的反应先达到平衡,先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂如图Ⅲ中a可能使用了催化剂。
(2)正确掌握图像中反应规律的判断方法,①图Ⅰ中,T2>T1,升高温度,生成物百分含量降低,平衡逆向移动,正反应为放热反应。,②图Ⅱ中,p2>p1,增大压强,反应物的转化率降低,平衡逆向移动,则正反应为气体体积增大的反应。
③图Ⅲ说明了条件改变对化学平衡不产生影响,a可能是加入了催化剂,或该反应是反应前后气体体积不变的反应,a是增大压强压缩体积。
知识点3 百分含量(或转化率)—压强—温度图像
如图中确定压强为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,说明正反应是放热反应;再确定温度T不变,做横坐标的垂线,与压强线出现两个交点,分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现,压强增大,生成物C的百分含量增大,说明正反应是气体总体积减小的反应。
【方法技巧】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量。确定横坐标所表示的量,讨论纵坐标与曲线的关系,或者确定纵坐标所表示的量,讨论横坐标与曲线的关系,即“定一议二”。如上图中T1温度下,A→B压强增大,C%增大,平衡正向移动,则正反应是气体体积减小的反应;105 Pa时,A→C温度升高,C%减小,平衡逆向移动,则正反应是放热反应。
知识点4 图像题思维建模
教材习题05(P42)
如图所示曲线a表示放热反应X(g)+Y(g)Z(g)+M(g)+N(s)进行过程中X的转化率随时间变化的关系。若要改变起始条件,使反应过程按b曲线进行,可采取的措施是
A.升高温度 B.加大X的投入量
C.加催化剂 D.减小压强
解题方法
【解析】升高温度,反应速率加快,但平衡逆向移动,X的转化率降低,故不选A;加大X的投入量,平衡正向移动,X的转化率降低,故不选B;加催化剂,反应速率加快,平衡不移动,X的转化率不变,故选C;减小压强,反应速率减慢,故不选D。
【答案】C
教材习题06(P42)
甲醇是重要的化工原料,发展前景广阔。研究表明,CO2加氢可以合成甲醇,反应如下:
(1)反应的平衡常数表达式为K= 。
(2)有利于提高平衡时CO2转化率的措施有 (填字母)
a.使用催化剂
b.加压
c.增大CO2和H2的初始投料比
(3)研究温度对甲醇产率的影响时发现,在210~290℃,保持原料气中CO2和H2的投料比不变,得到平衡时甲醇的产率与温度的关系如图所示,则该反应的
△H 0(填“>”“=”或“<”),依据是 。
解题方法
【解析】(1)根据化学平衡常数的定义:化学平衡常数,是指在一定温度下,可逆反应达到平衡,这时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值是,该反应的平衡常数表达式为K=;
(2)使用催化剂只能改变反应速率,不能使平衡发生移动,平衡转化率不变,a不合题意;根据反应为一个正反应是气体体积减小的方向,故加压平衡正向移动,CO2的转化率增大,b符合题意;增大CO2和H2的初始投料比,即增大CO2的浓度,平衡正向移动,H2的转化率增大,但CO2的转化率减小,c不合题意;故选b;
(3)由题干图示信息可知,随着温度升高,甲醇的产率减小,说明升高温度,化学平衡逆向移动,故正反应是一个放热反应,即该反应的△H<0。
【答案】(1) (2)b (3) <
随着温度升高,甲醇的产率减小,说明升高温度,化学平衡逆向移动,故正反应是一个放热反应
考点一 速率—时间图像
1.在密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)(正反应放热),如图是某次实验的化学反应速率随时间变化的图像,推断在t1时刻突然改变的条件可能是( )
A.催化剂失效 B.减小生成物的浓度
C.降低体系温度 D.增大容器的体积
【答案】C
【解析】从图像可以看出:改变条件后,反应速率与原平衡速率出现断点且低于原平衡反应速率,说明改变的条件可能是降低温度或减压。从改变条件后的v′正与v′逆的大小关系,可得出化学平衡正向移动。降低温度,该平衡正向移动,必有v′正>v′逆,故选C。
2.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:A(g)+xB(g)2C(g),达到平衡后,在不同的时间段内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.30~40 min该反应使用了催化剂
B.化学方程式中的x=1,正反应为吸热反应
C.30 min时降低温度,40 min时升高温度
D.8 min前A的平均反应速率为0.08 mol·L-1·min-1
【答案】D
【解析】若使用催化剂,则化学反应速率加快,故A错误;由甲图像可知,A、B的浓度变化相同,故A、B的化学计量数相同,都为1;由乙图像可知,30 min时改变的条件为减小压强,40 min时改变的条件为升高温度,且升高温度平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,故B、C错误;8 min前A的平均反应速率为=0.08 mol·L-1·min-1,故D正确。
考点二 浓度(物质的量)—时间图像
3.在恒容密闭容器中通入X并发生反应:2X(g)Y(g),在温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是( )
A.正反应的活化能大于逆反应的活化能
B.T2下,在O~t1 min内,v(Y)=mol·L-1·min-1
C.M点的正反应速率v正大于W点的逆反应速率v逆
D.M点和W点的化学平衡常数:K(M)>K(W)
【答案】C
【解析】根据“先拐先平数值大”知,温度T1>T2,升高温度X的浓度增大,说明平衡逆向移动,则正反应是放热反应,正反应的活化能小于逆反应的活化能,A错误;T2下,在O~t1 min内,v(X)= mol·L-1·min-1,相同时间内v(Y)=v(X)= mol·L-1·min-1,B错误;温度越高化学反应速率越快,温度:T1>T2,M、W都是给定温度下的平衡点,各点的正、逆反应速率相等,所以M点的正反应速率v正大于W点的逆反应速率v逆,C正确;因为升高温度平衡逆向移动,所以温度越高平衡常数越小,又M点温度高于W点温度,所以M点和W点的化学平衡常数:K(M)<K(W),D错误。
4.溶液中的反应X+Y2Z分别在①②③三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度为c(X)=c(Y)=0.100 mol·L-1、c(Z)=0,反应物X的浓度随时间变化如图所示。②③与①比较只有一个实验条件不同,下列说法不正确的是( )
A.反应进行到5.0 min时实验③的反应速率最快
B.条件②的反应最先达到平衡
C.②与①比较,②可能压强更大
D.该反应的正反应是吸热反应
【答案】C
【解析】相同时间内浓度变化量越大,化学反应速率越快,相同时间内浓度变化量最大的是实验③,则0~5.0 min实验③的反应速率最快,故A正确;根据图知,最先达到平衡状态的是②,故B正确;该反应是在溶液中进行的,压强不影响反应速率,所以②不可能是改变压强,应该是加入催化剂,故C错误;反应达到平衡的时间:①>③,则化学反应速率:①<③,与①相比,③改变的条件应该是升高温度,升高温度达到平衡时反应物浓度减小,说明平衡正向移动,则正反应为吸热反应,D正确。
考点三 转化率(含量)—时间图像
5.可逆反应:aA(g)+bB(s)cC(g)+dD(g),当其他条件不变时,反应过程中某物质在混合物中的百分含量与温度(T)、压强(p)的关系如图,下列判断正确的是( )
A.T1<T2 ΔH>0 B.T1>T2 ΔH<0
C.p1<p2 a=c+d D.p1<p2 a+b=c+d
【答案】C
【解析】先拐先平数值大,T1<T2、p1<p2;升高温度,C的百分含量减小,平衡逆向移动,ΔH<0;增大压强,A的百分含量不变,平衡不移动,a=c+d,故C正确。
6.已知反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,向某体积恒定的密闭容器中按体积比2∶1充入SO2和O2,在一定条件下发生反应。如图是某物理量(Y)随时间(t)变化的示意图(图中T表示温度),Y可以是( )
A.O2的体积分数 B.混合气体的密度
C.密闭容器内的压强 D.SO2的转化率
【答案】D
【解析】由题图可知,温度T2达到平衡所用时间短,反应速率较快,所以温度T2>T1,温度升高,Y表示的物理量降低,该反应的正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,氧气的体积分数增大,A错误;升温平衡向逆反应方向移动,但混合气体的总质量不变,容器的体积不变,混合气体的密度不变,B错误;升温平衡向逆反应方向移动,混合气体的总的物质的量增大,容器的体积不变,容器的压强增大,C错误;升温平衡向逆反应方向移动,SO2的转化率降低,D正确。
7.已知A(g)+B(g)2C(g),反应过程中C的百分含量与温度关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.正反应速率:v(c)>v(d)>v(b)
B.化学平衡常数:K(d)>K(c)
C.c点向d点变化时,v正<v逆
D.d点状态加入合适的催化剂可使C%增大
【答案】C
【解析】温度越高,反应速率越大,则正反应速率v(d)>v(c)>v(b),A错误;正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,K减小,则化学平衡常数:K(d)<K(c),B错误;由c点向d点变化时,平衡逆向移动,可知v正<v逆,C正确;d点时加入催化剂不会使平衡移动,C%不变,D错误。
考点四 恒温(恒压)线图像
8.反应mX(g)nY(g)+pZ(g) ΔH,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ΔH>0
B.m<n+p
C.B、C两点化学平衡常数:KB>KC
D.A、C两点的反应速率:v(A)<v(C)
【答案】C
【解析】由图可知温度升高,Y的体积分数增大,说明平衡正向移动,则正反应为吸热反应;增大压强,Y的体积分数减小,说明平衡逆向移动,则m<n+p;对吸热反应来说,温度升高,K增大,KB<KC;A、C两点温度相同,C点压强大,则C点的反应速率大于A点的反应速率。
9.在1.0 L恒容密闭容器中投入1 mol CO2和2.75 mol H2发生反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),实验测得不同温度及压强下,平衡时甲醇的物质的量变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的正反应为吸热反应
B.压强大小关系为p1<p2<p3
C.M点对应的平衡常数K的数量级为10-2
D.在p2及512 K时,图中N点v正<v逆
【答案】C
【解析】A项,由图可知,随着温度升高,平衡时甲醇的物质的量减小,因此升温平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,错误;B项,由图可知,作一条等温线,因为正反应为气体体积减小的反应,压强越大,平衡时甲醇的物质的量也越大,所以p1>p2>p3,错误;C项,由图可知,M点对应的甲醇的物质的量为0.25 mol。则:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
开始/mol 1 2.75 0 0
转化/mol 0.25 0.75 0.25 0.25
平衡/mol 0.75 2 0.25 0.25
因此K=≈1.04×10-2,正确;D项,由图可知,在p2及512 K时,N点甲醇的物质的量小于平衡时的物质的量,所以反应正向进行,则v正>v逆,错误。
10.乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯水化法生产,反应的化学方程式:C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g),下图为乙烯的平衡转化率与温度(T)、压强(p)的关系[起始n(C2H4)∶n(H2O)=1∶1]。
下列有关叙述正确的是( )
A.Y对应的乙醇的物质的量分数为
B.X、Y、Z对应的反应速率:v(X)>v(Y)>v(Z)
C.X、Y、Z对应的平衡常数数值:KX<KY<KZ
D.增大压强、升高温度均可提高乙烯的平衡转化率
【答案】A
【解析】据图可知,Y点对应乙烯的平衡转化率为20%,起始n(C2H4)∶n(H2O)=1∶1,设C2H4和H2O的起始物质的量均为1 mol,根据“三段式”计算:
C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)
起始/mol 1 1 0
转化/mol 0.2 0.2 0.2
平衡/mol 0.8 0.8 0.2
则平衡时乙醇的物质的量分数为=,故A正确;结合图像可得:p1<p2<p3,且X、Y、Z三点对应的温度越来越高,所以X、Y、Z对应的反应速率:v(X)<v(Y)<v(Z),故B错误;据图可知,升高温度,乙烯的平衡转化率降低,说明该反应为放热反应,则升高温度,平衡常数减小,所以X、Y、Z对应的平衡常数数值:KX>KY>KZ,故C错误;因正反应是气体体积减小的反应,则压强越大,乙烯的平衡转化率越大,又因正反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,乙烯的平衡转化率降低,故D错误。
考点五 相关知识的综合应用图像
11.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,p1<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
【答案】D
【解析】由“先拐先平数值大”原则,对比①②可知T1>T2,对比②③可知p2>p1;对比①②,温度由T2升高到T1,φ(B)减小,说明升温平衡向正反应方向移动,所以正向为吸热反应;对比②③,由p1加压到p2,φ(B)增大,说明加压平衡向逆反应方向移动,所以逆向为缩体反应,即m+n<p。
12.合成氨反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。图1表示在一定温度下此反应过程中的能量变化。图2表示在2 L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量,平衡时NH3的质量分数w(NH3)的变化曲线。
下列说法正确的是( )
A.该反应为自发反应,由图1可得加入适当的催化剂,E和ΔH都减小
B.图2中0~10 min内该反应的平均速率v(H2)=0.045 mol·L-1·min-1,从11 min起其他条件不变,压缩容器的体积为1 L,则n(N2)的变化曲线为d
C.图3中,a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是b点
D.图3中T1和T2表示温度,对应温度下的平衡常数为K1、K2,则:T1>T2,K1>K2
【答案】B
【解析】加入催化剂,活化能E减小,但反应热ΔH不变,A项错误;图3中c点起始时加入的H2最多,N2的转化率最高,C项错误;因合成氨正反应是放热反应,升高温度,平衡左移,图3中当n(H2)相同时,T1温度下达到平衡时的w(NH3)高于T2温度下达到平衡时的w(NH3),所以T1<T2,D项错误。
13.一定条件下合成乙烯的反应为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下图。下列说法正确的是( )
A.M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆
B.若投料比n(H2)∶n(CO2)=4∶1,则图中M点乙烯的体积分数为5.88%
C.250 ℃时,催化剂对CO2平衡转化率的影响最大
D.当温度高于250 ℃时,升高温度,平衡逆向移动,导致催化剂的催化效率降低
【答案】B
【解析】化学反应速率随温度的升高而加快,M点后催化剂的催化效率随温度的升高而降低,所以M点的正反应速率v正有可能小于N点的逆反应速率v逆,故A错误;设起始投料n(H2)为4 mol,则n(CO2)为1 mol,M点平衡时二氧化碳的转化率为50%,列“三段式”得:
6H2(g)+2CO2(g)CH2==CH2(g)+4H2O(g)
起始/mol 4 1 0 0
转化/mol 1.5 0.5 0.25 1
平衡/mol 2.5 0.5 0.25 1
所以乙烯的体积分数为×100%≈5.88%,故B正确;催化剂不影响平衡转化率,只影响化学反应速率,故C错误;催化剂的催化效率与平衡移动没有关系,故D错误。
知识导图记忆
知识目标复核
【学习目标】
1.掌握浓度、温度、压强、催化剂等因素对化学平衡移动的影响原理。
2.掌握化学平衡移动相关图像的基本类型,精准识别图像中横纵坐标、曲线走势、特殊点(起点、拐点、平衡点)所代表的意义。
3.熟练分析各类图像中曲线变化趋势,准确判断平衡移动的方向、条件改变的类型以及反应的热效应、气体体积变化。
4.学会从图像中提取有效信息,进行合理的推理与判断。
5.能够将化学平衡移动的相关知识与图像信息有机结合,解决复杂的化学平衡移动问题。
6.能够运用化学平衡移动图像解决化学实验、科学研究中的实际问题 。
【学习重难点】
1.掌握浓度、温度、压强、催化剂等因素对化学平衡移动图像分析。
2.提取化学平衡移动图像信息,解决复杂的化学平衡移动问题。
1.(24-25高二上·广西玉林·期中)对于反应 ,在温度为、时,平衡体系中体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.平衡常数: B.气体的颜色:A深、C浅
C.混合气体的平均相对分子质量:A>B D.反应速率:A>C
【答案】A
【分析】反应 为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,NO2的体积分数增大,温度T2>T1。
【解析】根据分析,温度T2>T1,A点温度高于B点,升高温度,平衡正向移动,平衡常数增大,平衡常数,A正确;两点的反应温度相同,压强:C点>A点。在其他条件不变时,增大压强,物质的浓度增大,c(NO2)增大,体系内气体颜色加深;增大压强,化学平衡逆向移动,使c(NO2)减小,但平衡移动的趋势是微弱的,总的来说C点c(NO2)的比A点大,故A、C两点气体的颜色:A点浅,C点深,B项错误;A点温度高于B点,升高温度,平衡正向移动,气体的物质的量增多,混合气体的平均相对分子质量减小,混合气体的平均相对分子质量:A<B,C错误;A、C温度相同,C点压强大于A点,压强增大,反应速率增大,反应速率:A<C,D错误;故选A。
2.(24-25高二上·河南焦作·期中)对于反应: ,下列有关化学反应速率和平衡的图像正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】升高温度,速率加快,正方向是放热反应,温度升高,平衡逆向移动,逆反应速率变化更大,A正确;根据先拐先平数据大,则p2压强大,反应为气体分子数不变的反应,升高压强,平衡不移动,C的平衡质量分数不变,B错误;相同条件下,温度升高,平衡逆向移动,B转化率降低,C错误;A是固体,加入A,速率不变,平衡不移动,D错误;故选A。
3.(24-25高二上·内蒙古赤峰·期中)往某恒容密闭容器中充入一定量的和进行反应,的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示,下列说法错误的是
A.压强: B.该反应的
C.反应速率: D.碳元素的百分含量:
【答案】D
【解析】该反应是气体分子数增大的反应,相同条件下,压强增大,平衡逆向移动,的平衡转化率减小,则,A正确;由图,升高温度,转化率减小,则平衡逆向移动,说明正反应为放热反应,焓变小于0,B正确;同条件下,温度越高反应速率越快,压强越大反应越快,则反应速率:,C正确;根据质量守恒,碳元素的百分含量,则碳元素的百分含量:,D错误;故选D。
4.(24-25高二上·河南南阳·月考)已知图甲表示反应①:;图乙表示反应②: 。
下列关于反应及图像的描述错误的是
A.图甲中
B.图甲中A、C、D三点的平衡常数:
C.反应②中化学计量数
D.反应②在高温下可自发进行
【答案】B
【解析】反应①为放热反应,相同条件下,升高温度,平衡逆向移动,CO转化率降低,则图甲中,A正确;结合A分析,平衡常数:,平衡常数只受温度影响,则,故存在,B错误;由图可知,相同条件下,增大压强,Z体积分数减小,则平衡逆向移动,说明反应②中化学计量数,C正确;结合C分析,反应②为气体分子数增大的熵增反应;由图可知,相同条件下,升高温度,Z体积分数增大,平衡正向移动,反应②为吸热的反应,焓变大于0;,反应能够自发进行,则反应②在高温下可自发进行,D正确;故选B。
5.(24-25高二下·江苏无锡·月考)已知反应aA(g) + bB(s)⇌cC(g) + dD(g)。保持其它条件不变,当温度分别为T1和T2、压强分别为p1和p2时,混合物中物质C的百分含量、物质A的百分含量随时间的变化如图所示。
下列判断正确的是
A.T1 < T2 ΔH > 0 B.T1 > T2 ΔH < 0
C.p1 < p2 a = c + d D.p1 < p2 a + b = c + d
【答案】C
【解析】由物质C的百分含量与温度图可知,当其他条件一定时,温度越高,反应速率越大,越快达到平衡状态,则T1<T2,由T1到T2,温度升高,C的百分含量减小,则升高温度平衡逆向移动,故正反应为放热反应,焓变小于0,A错误;由A分析,T1 < T2 ΔH < 0,B错误;由物质A百分含量与压强关系图可知,当其他条件一定时,压强越大,反应速率越大,反应越快达到平衡,则p1<p2,增大压强,A的含量不变,说明压强对平衡无影响,故反应前后气体计量数相等,则a = c + d,C正确;由C可知,p1<p2,a=c+d,D错误;故选C。
6.(24-25高二上·北京·月考) 。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.增大压强平衡正向移动,反应平衡常数增大
【答案】D
【解析】随着温度的升高,平衡转化率逐渐降低,说明平衡逆向移动,该反应为放热反应,焓变小于0,A正确; 反应为气体分子数减小的反应,相同条件下,增大压强,该反应平衡正向移动,平衡转化率增大,即,B正确;催化剂可降低反应活化能,加快反应速率,C正确;平衡常数受温度影响,温度不变,反应平衡常数不变,D错误;故选D。
7.(24-25高二上·四川南充·期中)将0.1mol 和0.3mol 通入某刚性密闭容器中发生反应:,平衡状态时的体积分数与温度、气体总压强的关系如图所示。下列说法正确的是
A.该反应 B.
C.a、b两点逆反应速率 D.a、b两点的压强平衡常数相等
【答案】D
【分析】根据题目所给图分析,温度升高,甲醇的体积分数降低,则说明反应放热,根据反应方程式,该反应有气体参与反应,,则增大压强,平衡向正方向移动,故,据此分析;
【解析】根据分析,该反应放热,,A错误;根据分析,压强关系应为,即,B错误;a、b两点处于同一温度下反应,但由于a点压强大于b点,则反应速率,C错误;a、b两点处于同一温度下反应,压强平衡常数相等,D正确;故选D。
8.(24-25高二上·四川雅安·期中)在恒容密闭容器中充入,发生反应,测得不同温度下,的转化率随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A.该反应的
B.温度下,内,
C.温度下,后,压缩体积变为
D.温度下,该反应的平衡常数
【答案】C
【分析】升高温度,化学反应速率会增大,达到平衡的时间会缩短,图中可看出T1<T2;
【解析】由分析可知,T1<T2,温度升高,M的转化率变小,平衡逆移,反应为放热反应,,A正确;温度下,内,n(△M)=1mol,则n(N)的变化量为1mol,,B正确;时,生成E0.5mol,此时,将体积压缩为1L,若平衡不移动,但压缩体积后平衡逆向移动,则,C错误;温度下,列三段式有:,平衡常数K=,D正确;故选C。
9.(24-25高三上·四川成都·期中)在容积不变的密闭容器中进行反应: 。下列各图表示当其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,其中正确的是
A.图I表示温度对化学平衡的影响,且甲的温度较高
B.图II表示时刻使用压强对反应速率的影响
C.图III表示时刻增大的浓度对反应速率的影响
D.图IV中a、b、c三点都已经达到化学平衡状态
【答案】D
【解析】图Ⅰ中乙到达平衡时间较短,乙的温度较高,正反应放热,升高温度,平衡向逆反应方向移动,SO3的转化率减小,乙的温度较高,故A错误;图Ⅱ在t0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错误;增大反应物的浓度瞬间,正反速率增大,逆反应速率不变,之后逐渐增大,图Ⅲ改变条件瞬间,正、逆速率都增大,正反应速率增大较大,平衡向正反应移动,应是增大压强的原因,故C错误;图IV中曲线表示平衡常数与温度的关系,曲线上各点都是平衡点,故D正确;故选D。
10.(24-25高二上·四川绵阳·期中)在密闭容器中,反应X2(g)+Y2(g)2XY(g)ΔH<0,达到甲平衡状态,在仅改变某一条件后达到乙平衡,对改变的条件下列分析正确的是
A.图I是增大反应物的浓度 B.图Ⅱ 一定是加入催化剂的变化情况
C.图Ⅲ 是增大压强,且乙>甲 D.图Ⅲ 是升高温度
【答案】D
【解析】增大反应物的浓度使得正反应速率突然增大,逆反应速率逐渐变化,与图I信息不相符,A不合题意;已知该反应是一个气体体积不变的反应,压强对该平衡无影响,故图Ⅱ不一定是加入催化剂的变化情况,也可能是增大压强的变化情况,B不合题意;已知该反应是一个气体体积不变的反应,增大压强平衡不移动,与图Ⅲ信息不相符,C不合题意;已知该反应正反应是一个放热反应,则升高温度反应速率增大,达到平衡所需时间较短,即乙对应温度更高,升温平衡逆向移动,则生成物XY%的百分含量更小,与图Ⅲ信息一致,D符合题意;故选D。
11.(24-25高二上·四川成都·期末)乙烯直接水合法生产乙醇的反应为。在容积为3L的密闭容器中,投料比时,乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系如图。下列说法正确的是
A.当不变时,反应达到平衡
B.该反应的,且压强
C.a、b、c三点的平衡状态相比,
D.其他条件不变,增大起始投料比,一定能提高乙烯的平衡转化率
【答案】C
【解析】设和起始量均为1mol,则列出三段式:
任意时刻,,二者比值始终不变,则其比值不变不能说明反应达到平衡状态,A错误;温度升高,平衡转化率降低,可知该反应正方向是放热反应;该反应为气体体积减小的反应,增大压强乙烯的转化率增大,则压强大小顺序为,B错误;a、b两点的温度相同,则a、b两点平衡常数相等,即,该反应是放热反应,c点温度高于a点,温度越高,K越小,则,由此推知,C正确;其他条件不变,增大起始投料比,若只增大物质的量来增大投料比时,的平衡转化率降低,D错误;故选C。
12.(24-25高二上·广东广州·期中)某密闭容器中发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g),图1表示不同温度下N2的转化率随时间变化的关系,图2表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系,t2、t3、t5时刻外界条件有所改变,但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法正确的是
A.该反应为吸热反应
B.t1以后NH3的百分含量最低的时间是t6
C.t2、t3、t5时刻改变的条件依次是加入催化剂、减小压强、降低温度
D.T1℃时,3v正(H2)=v逆(N2),反应达到化学平衡
【答案】B
【解析】升高温度,反应速率加快,达到平衡所需时间缩短。根据图像1可知在温度为T1时比温度为T2时先达到平衡,说明反应温度:T1>T2,升高温度,N2的转化率降低,说明升高温度,化学平衡逆向移动,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,逆反应为吸热反应,故该反应的正反应为放热反应,A错误;根据图2可知:反应从正反应方向开始,在t1时达到平衡状态;在t2时刻改变外界条件,使v(正)、v(逆)都增大,但v(正)=v(逆),因此化学平衡不移动;在t3时刻改变外界条件,使v(正)、v(逆)都减小,由于v(逆)>v(正),平衡逆向移动,至t4时刻反应达到平衡状态导致NH3%降低;在t5时刻改变外界条件,使v(正)、v(逆)都增大,由于v(逆)>v(正),平衡逆向移动,至t6时刻反应达到平衡状态,导致NH3%进一步降低,故t1以后NH3%的百分含量最低的时间是t6,B正确;根据选项A分析可知该反应的正反应是放热反应,在t5时刻改变外界条件,使v(正)、v(逆)都增大,且v(逆)>v(正),则改变的条件是升高反应温度,而不是降低温度,C错误;T1℃时, v正(H2)= 3v逆(N2),反应达到化学平衡,D错误;故选B。
13.(24-25高二上·广东广州·期中)在密闭容器中发生如下反应:。其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,得到下列图像(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,α表示平衡转化率)。下列分析正确的是
A.如图1反应: 此反应的ΔH>0
B.如图1反应:若p1>p2,则a+b<c
C.如图2反应:此反应的△H<0,且T1>T2
D.如图3反应:t1时刻改变的条件可能是加入了催化剂或增大了压强
【答案】D
【解析】由图1可知,P1时,升高温度,A的转化率降低,平衡逆向移动,则正反应为放热反应,正反应ΔH<0,A错误;由图1可知,若p1>p2,向T轴作垂线,温度相等,增大压强,则A的转化率升高,平衡正向移动,说明正向是气体物质的量减小的反应,则a+b>c,B错误;由图2可知,T1<T2,升高温度生成物含量减小,说明平衡逆向移动,则正反应为放热反应,C错误;根据图3可知,t1时刻改变条件使正逆反应速率都增大,且平衡不移动,改变的条件可能是加入了催化剂或的反应增大了压强,D正确;故选D。
14.(24-25高二上·河南焦作·期中)在恒温恒容密闭容器中发生反应: ,随时间()的变化曲线如图所示:
下列说法正确的是
A.
B.从体系中移出一部分,平衡正向移动
C.点时压缩容器体积,达到新平衡时不变
D.点时再充入一定量,的平衡转化率减小
【答案】C
【解析】根据“先拐先平衡”可知,温度越高越大,因此当温度升高时平衡逆向移动,该反应为放热反应,即,A项错误;是固体,改变固体的量,平衡不移动,B项错误;点时压缩容器体积,相当于增大了压强,平衡向气体体积缩小的方向移动,即平衡正向移动,但生成物均为固态,影响平衡移动的因素为温度,因温度不变,平衡常数K不变,因此达到新平衡时与原平衡中相同,即不变,C项正确;点时再充入一定量,相当于增大了压强,平衡向气体体积缩小的方向移动,但生成物均为固态,影响平衡移动的因素为温度,因温度不变,平衡常数K不变,不变,所以的平衡转化率增大,D项错误;故选C。
15.(24-25高二上·广东湛江·期中)往恒容密闭容器中充入,发生的反应为 ,测得温度为时的转化率与时间的关系如图所示,下列说法错误的是
A.内,反应速率:
B.对应点的平衡常数:
C.焓变:
D.当混合气体的密度不再随时间改变时,该反应达到平衡
【答案】D
【分析】根据“先拐先平,数值大”,T2>T1;
【解析】升高温度,反应速率加快,T2>T1,所以内,反应速率:,故A正确;T2>T1,升高温度,的转化率减小,正反应放热,对应点的平衡常数:,故B正确;焓变与平衡移动无关,所以焓变,故C正确;反应前后气体总质量不变、容器体积不变,密度是恒量,当混合气体的密度不再随时间改变时,不能说明该反应达到平衡,故D错误;D。
16.(24-25高二上·浙江温州·期中)在催化剂作用下,向容积为1L的容器中加入1molX和4molY,发生反应:,平衡时和反应10min时X的转化率随温度的变化分别如曲线Ⅰ、Ⅱ所示。下列说法正确的是
A.使用更高效的催化剂,可以使b点移动到d点
B.0~10min的平均反应速率:
C.曲线I表示反应10分钟时转化率温度曲线
D.保持温度和体积不变,向d点体系中再充入1molX,再次达平衡时mol/L
【答案】A
【分析】曲线I代表平衡时X的转化率随温度变化,曲线II代表反应10min时X的转化率随温度变化;
【解析】b点为400℃,反应10min时X的转化率还未达到平衡,若使用高效催化剂,反应速率增大,相同时间X的转化率增大,对应点在b点之上,使用更高效的催化剂,可以使b点移动到d点,A正确;0~10min,X的转化量a、c点相同,由v=,得v(a)=v(c),B错误;曲线I转化率高于对应温度下曲线II的转化率,说明曲线I表示平衡时X的转化率随温度变化,C错误;d点已达平衡状态,体系中,只有X是气体,K=,温度不变,故K值不变,c(X)不变,X起始加入的物质的量为1mol,平衡转化率为60%,剩余X为0.4mol,体积为1L,即c(X)=0.4mol/L,D错误;故选A。
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