2.2.5化学平衡图像 同步练习 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

化学平衡图像 1．向某密闭容器中加入一定量的气体A，发生反应：  ，下图为时刻后改变条件时平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况，四个阶段都各改变一种反应条件且互不相同，时加入了催化剂。下列说法错误的是 A．时改变的条件可能为减小B的浓度 B．由图可知，物质D为气体 C．阶段改变的条件为升高温度，平衡常数减小 D．若时刻增大反应物A的浓度则B的体积分数增大 2．一定条件下，H2O(g)在某催化剂表面发生分解反应生成H2和O2，测得的实验结果如图所示。下列叙述正确的是 A．H2O(g)在该催化剂表面的分解反应是可逆反应 B．H2O(g)在该催化剂表面的分解速率与H2O(g)起始浓度成正比 C．在该催化剂表面 H2O(g)分解反应先快后慢 D．ab段O2的平均生成速率为5.0×10-4mol/(L·min) 3．在恒温恒容的密闭容器中通入一定量的和，发生反应：，下图是的正反应速率随时间变化的示意图。下列说法正确的是 A．反应物A的浓度：a点小于b点 B．a~c段速率加快的原因可能是生成物对反应起催化作用 C．曲线上的c点表示反应达到平衡状态 D．若段和段时间相等，则的转化率：段大于段 4．一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)。设起始 ＝Z，在恒压条件下，平衡时CH4的体积分数φ(CH4)与Z和温度T的关系如图所示，下列说法正确的是 A．该反应的焓变ΔH＜0 B．图中X点对应的平衡混合物中＝3 C．图中Z的大小关系为b>3>a D．温度不变时，增大X点对应的平衡体系的压强后，φ(CH4)减小 5．将0.4 mol 气体充入2 L容积固定的密闭容器中发生反应：  。在和时，测得的物质的量随时间的变化如图1所示。在温度为、时，平衡体系中的体积分数随压强变化的曲线如图2所示。下列叙述中正确的有    ①； ②时，40~80s内用表示的平均反应速率为0.15 mol⋅L⋅min； ③A、C两点的反应速率：A<C； ④A、C两点气体的颜色：A浅，C深； ⑤A、B两点的转化率：A>B； ⑥A、B、C三点的平衡常数： A．六项 B．五项 C．四项 D．三项 6．在某容积一定的密闭容器中，有下列的可逆反应：A(g)+B(g)⇌xC(g)，有图 I(T表示温度，P 表示压强，C%表示 C 的体积分数)所示的反应曲线，试判断对图 II 的说法中正确的是 A．若 P3＞P4，则 y 轴表示 B 的百分含量 B．若 P3＞P4，则 y 轴表示混合气体的平均摩尔质量 C．若 P3＜P4，则 y 轴表示 B 的体积分数 D．若 P3＜P4，则 y 轴表示混合气体的密度 7．一定量在真空恒容密闭容器中能发生多相可逆反应：，平衡时容器内压强与温度关系如图所示。下列说法错误的是 A．310K时，若容器内压强不再改变，则反应达到平衡状态 B．无论反应是否达到平衡，的体积分数始终约为33.3% C．a、b两点中，的点为a点 D．320K时反应达到平衡状态后，若将容器体积压缩至原来的1/2，则再次平衡时容器内压强为2p 8．某容器中只发生反应：。由下列图象得出的结论正确的是 A．其他条件相同，如图1所示，平衡时Y的转化率： B．其他条件相同，如图1所示，若压强，则 C．向两恒容密闭容器中按不同投料比分别通入一定量的X和Y，Y的平衡转化率随温度变化曲线如图2所示，则平衡常数 D．相同温度下，分别向体积不等的A、B两个恒容密闭容器中均通入2molX和2molY，反应到tmin时X的转化率如图3所示。若B中反应已达到平衡状态，则A中反应一定也达到了平衡状态 9．中央经济工作会议强调要“加快新能源、绿色低碳等前沿技术研发和应用推广”。甲烷化是目前研究的热点方向之一，在环境保护方面显示出较大潜力。其主要反应如下： 反应Ⅰ：　 反应Ⅱ：　 (1) 在体积相等的多个恒容密闭容器中。分别充入和发生上述反应Ⅰ(忽略反应Ⅱ)，在不同温度下反应相同时间，测得、转化率与温度关系如图所示。已知该反应的速率方程为，，其中、为速率常数，只受温度影响。 图（左）中信息可知，代表曲线的是 (填“MH”或“NG”)，反应Ⅰ活化大能(正) (逆)(填“>”或“<”)；c点的K(平衡常数)与Q(浓度商)的等式关系 (用含、的代数式表示)，温度下反应达到平衡，体系压强为p，则的分压 。 (2) 向恒压密闭装置充入和，不同温度下同时发生反应Ⅰ、Ⅱ，达到平衡时其中两种含碳物质的物质的量与温度T的关系如图右所示：图中缺少 (填含碳物质的分子式)；物质的量与温度的关系变化曲线，随温度升高该物质的变化趋势为 ，800℃时，的产率为 。 化学平衡图像参考答案 1．D 【详解】A．阶段，改变条件的瞬间和有一速率不变，有一速率减小，应该为容器体积不变，减小某一物质的浓度，A项正确； B．时加入了催化剂，阶段平衡不移动，说明该反应为气体分子数不变的反应，改变的条件是减小压强，则D物质为气体，B项正确； C．时正、逆反应速率均增大，改变的条件为升高温度，该反应，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，C项正确； D．若时刻增大反应物A的浓度，相当于增大压强，由于该反应为气体分子数不变的反应，则B的体积分数不变，D项错误； 2．D 【详解】A．由图像可知，H2O(g)能完全分解，最终H2O(g)浓度为0，说明在该条件下H2O(g)分解反应不是可逆反应，A错误； B．由图像可知，H2O(g)起始浓度为0.1mol·L-1时，完全分解所用时间为100min，起始浓度为0.05mol·L-1时，所用时间为50min，两种情况下的分解速率都是0.001 mol/(L·min)，所以H2O(g)在该催化剂表面的分解速率与H2O(g)起始浓度无关，B错误； C．由图像可知，H2O(g)的分解速率在各时间段内相等，C错误； D．，D正确； 3．B 【详解】A．随着反应的进行，反应物的浓度减小，a点反应物A的浓度大于b点，A错误； B．该反应恒温恒容，气体总物质的量不变（左3mol气体，右3mol气体），压强不变，速率加快可能是生成物作为催化剂，随生成物浓度增大催化效果增强，B正确； C．平衡状态时正反应速率应保持不变，c点后v(A)仍在减小，未达平衡，C错误； D．ab段和bc段时间相等时，平均速率：bc段（从v(b)到v(c)）大于ab段（从v(a)到v(b)），则bc段消耗A更多，转化率bc段大于ab段，D错误； 4．C 【详解】A．由图可知，反应温度升高，甲烷的体积分数减小说明平衡向正反应方向移动，该反应为吸热反应，反应的焓变ΔH>0，故A错误； B．由方程式可知，甲烷与水蒸气以物质的量比为1：1发生反应，反应起始时=3，则X点对应的平衡混合物中一定不等于3，故B错误； C．设甲烷的物质的量为定值，Z值越大，水的物质的量越大，平衡向正反应方向移动，甲烷的体积分数减小，则图中Z的大小关系为b>3>a，故C正确； D．该反应是气体体积增大的反应，温度不变时，增大压强，平衡向逆反应方向移动，甲烷的体积分数增大，故D错误； 5．A 【详解】①由图可知反应在温度下比温度下先达到平衡状态，所以>,由于平衡时比平衡时的多，故升高温度，平衡向生成的方向移动，即向吸热反应方向移动，所以，①正确； ②时，，②正确； ③A，C两点温度相同，C点对应压力强大，反应速率大，③正确； ④A，C两点温度相同，C点对应压强大，根据勒夏特列原理可知C点浓度大，故气体颜色C点比A点深，④正确； ⑤A，B两点压强相同，温度不同，A点的体积分数大于B点，而反应，温度升高，平衡向右移动，的体积分数增大，温度：，转化率：A>B，⑤正确； ⑥A，C两点为相同温度不同压强下的平衡，故化学平衡常数相等，B点温度低于A，C两点，正反应为吸热反应，则降低温度，K减小，则三点平衡常数，⑥正确；根据分析可知①②③④⑤⑥均正确； 6．B 【分析】依据图(Ⅰ)中a、b的相对位置，根据先拐先平数值大，可知p2 ＞p1，T1 ＞T2，增压，w(C)升高，则正向气体分子数减小，故x=1；由b、c的相对位置知，升温，w(C)降低，故正反应为放热反应。即该反应为：A(g)+B(g)C(g)，△H<0，由反应式可知，升温和降压均可使反应向逆反应方向移动。据此分析。 【详解】A．由图(Ⅱ)知：因随着温度升高y降低，故y降低的方向必为压强减小的方向，所以P3 ＞P4 ，随着温度的升高，平衡将向左移动，B的转化率降低，B的含量增加，A错误； B．由以上分析可知P3 ＞P4 ，随着压强的减小，B物质的转化率减小，所以B的体积分数增大；平衡逆移气体总物质的量增大，所以气体的平均摩尔质量减小，B正确。 C．由以上分析可知P3 ＞P4 ，C错误； D．由以上分析可知P3 ＞P4 ，D错误； 7．D 【详解】A．该反应中固体分解生成气体，未平衡时气体物质的量变化导致压强变化，平衡时气体物质的量不变则压强不变，故310K时压强不再改变说明反应达到平衡，A正确； B．产物中NH3与CO2的物质的量之比恒为2:1，无论是否平衡，CO2体积分数都为，B正确； C．曲线上的点为平衡点，a点压强大于对应温度的平衡压强，气体量超过平衡量，反应逆向进行，则有，C正确； D．温度不变时平衡常数不变，根据，设平衡时分压为x，为2x，则总压为3x，得到；压缩体积后，新平衡时因不变，则x不变，总压仍为3x=p，而不是2p，D错误； 8．D 【详解】A．图1中，随着n(X)增大（横坐标增大），Y的转化率因X浓度增加而提高。假设a、b、c三点n(X)依次增大，则Y转化率应为c > b > a，A错误； B．W为固体，气体体积变化取决于(a+b)与c，若p1 > p2且p1时Z体积分数更大，说明加压平衡正向移动，即(a+b) > c，B错误； C．平衡常数K仅与温度有关，图2中A、B点温度相同，则KA=KB，升高温度，Y转化率降低（曲线下降），则正反应放热，即温度升高K减小，故，C错误； D．图3中，A容器体积小，压强大，反应速率比B快，B点达到平衡状态，故A一定达到平衡状态，D正确； 9．(1) NG < (2) 先升高后降低 76％ 【详解】（1）图中信息可知，温度越高，则越小，MH和NG是与温度关系，abc是H2转化率与温度关系，从后往前看，温度升高，从b到a氢气转化率降低，说明升高温度，平衡逆向移动，逆向是吸热反应，则升高温度时逆反应速率增大程度大于正反应速率增大程度即大于，则代表曲线的是NG；该反应是放热反应，反应Ⅰ活化能Ea(正) <Ea(逆)；c点时，=，=，c点Q(浓度商)= ，则有==，T3温度下反应达到平衡，体系压强为p，，则的分压=；故答案为：NG；<；；； （2）平衡时X的物质的量较大，随着温度升高X的物质的量逐渐减小，Y的物质的量逐渐增大，由于反应Ⅰ是放热反应，随着温度升高，甲烷的量应该逐渐减小，二氧化碳的量增大，又由于反应Ⅱ是吸热反应，一氧化碳的量随温度升高而逐渐增大，二氧化碳的物质的量逐渐减小，根据量的关系800℃时另一种物质是1mol，在1100℃时另一种物质接近2.2mol，1400℃时另一种物质接近0.5mol，说明另一种物质先变大后变小，则可能是开始温度低的阶段反应Ⅰ逆向移动占主要地位，后来温度高时反应Ⅱ正向移动占主要地位，因此图中X为甲烷，Y为CO，而缺少CO2物质的量与温度的关系变化曲线，随温度升高该物质的变化趋势为先升高后降低；800℃时，甲烷物质的量为3.8mol，一氧化碳物质的量为0.2mol，则CO2物质的量为1mol，的产率为=76％；故答案为：CO2；先升高后降低；76%。 学科网（北京）股份有限公司 $