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让教与学更高效
专题七
化学反应速率、化学平衡的常规图像
☆3大高频考点概览
考点1瞬时速率一
时间图像
考点2反应进程折线图
考点3恒温(或恒压)线
目目
考点01
瞬时速率一
时间图像
1.(23-24高二上河南漯河)利用甲烷可减少N02污染,反应原理如下:
2NO,(g+CH,(g=三CO2(g+N2(g+2H,O(g。T℃时,将2 molNO2与1molCH4的混合气体置于恒
容绝热的密闭容器中发生反应,正反应速率随时间变化的趋势如图所示。下列说法正确的是
小0正
a
△t1△t2
t/min
A.正反应为放热反应且c点时反应达到平衡状态
B.若△t=△t2,则产生N2的量一定是:ab段<bc段
C.a、b、c、d四点对应的平衡常数大小:Ka>Kb>Kc>Kd
D,d点的正反应速率小于逆反应速率
2.(24-25高二上·河南信阳)在恒温恒容的密闭容器中,充入1molA和2molB发生反应
A(g+2B(g)=3C(g+D(s△H<0,其正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
0正
t3
t/min
A.混合气体密度不再改变,表明反应达到平衡
B.t,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:IⅡ>I
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D.反应平衡常数K(IⅡ)<K(I)
3.(23-24高二上河南焦作期中)某密闭容器中发生反应:2NH(g)+C02(g三CO(NH2),(s+H,O(g,
某一过程中反应速率与时间的关系如图所示,0~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K一定变化的时间段是
D个
(逆
(正)
v(逆)
o(正)
时间(©
A.4~i2
B.tt
C.tats
D,~t,和t4~女
4.(23-24高二下·河南驻马店期末)己知:N,g+3H,g=2NH,g△H<0,向一恒温恒容的密闭容器
中充入一定量的N,(g)和H,(g)发生反应,时达到平衡状态I,在2时改变某一条件,5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
日-
0正
t2
5
t/min
A.该反应在任意温度下均能自发进行
B.,时改变的条件:向容器中通入一定量的NH,g)
C.相同时间内有3mol的H一H键断裂,有6molN—H键形成,则反应达到平衡
D.平衡常数K:K(IⅡ)<K(I)
5.(23-24高二上河南信阳·期中)向绝热恒容密闭容器中通入S02和N02,在一定条件下使反应
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下所示,由图可得出
的正确结论是
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V正个
b
△t
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.△t=△t2时,SO,的转化率:ab段大于bc段
D.反应物的总能量高于生成物的总能量
6.(23-24高二上·河南濮阳)有关下列图像的分析正确的是
平
Av/mol-L-1.s-I
v(mol-L-1.s)
角
VA
Y(正)
SO
的
V(逆)
分
s)O
0
起始时n(SO,)mol
图1
图2
图3
图4
A.图1所示图中的阴影部分面积的含义是某物质的物质的量的变化量
B.图2表示在N2+3H2=2NH3达到平衡后,减少NH3浓度时速率的变化
C,图3表示铝片与稀硫酸反应的速率随反应时间变化的曲线,说明1时刻溶液的温度最高
D.图4表示反应2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)△H<0,a、b、c三点中,a点时SO2的转化率最高
目目
考点02
反应进程折线图
1.(24-25高二上河南焦作·期中)我国高含硫天然气资源丰富,天然气脱硫、甲烷与硫化氢重整制氢具有
重要的现实意义。相关反应如下:
反应I:CH4(g)+2HS(g=CS2g+4H2(g△H,=+260 kJ.mol
反应IⅡ:CH4(g=C(s+2H2(g△H,=+90kJ·mo
反应II:2H2S(g=S2(g+2H2g△H,=+181kJ·mol
一定温度下,向恒容密闭容器中通入0.3 molCH4和0.15moHS发生反应I、Ⅱ和Ⅲ,起始总压为Po,
CH4和H,S的转化率与时间的关系如图所示。
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H2S
20
CH4
5
0
510152025303540
时间/min
下列说法错误的是
A.若5min时升高温度,V正>v逆
B.5min时,nH2=0.12mol
C.5min时,n(S2)+nCS2=0.015mol
D,5min时压强为(p
2.(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:
Li4SiO4(s)+CO2(g)=Li,SiO,(s+LiCO,(s△H,c(C0,)随时间(t)的变化曲线如图所示:
c(CO2)
M
T2
t/min
下列说法正确的是
A.△H>0
B.从体系中移出一部分Li,C0,s,平衡正向移动
C.M点时压缩容器体积,达到新平衡时c(C0,)不变
D.M点时再充入一定量CO2,CO2的平衡转化率减小
3.(24-25高二上·河南焦作·期中)对于反应:AS+2B(g)三C(g)+D(g)△H<0,下列有关化学反应速
率和平衡的图像正确的是
C的质量分数
B的平衡转化率
1×107Pa
1×10Pa
C
1×105Pa
D
TK
t/min
T尿
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心正v0进
0
t,(加入A)t/min
4.(24-25高二上·河南南阳·期中)向2L恒容密闭容器中投入一定量的O和IC1,发生反应:
2NO(g)+2ICI(g)=2NOCI(g)+L(g△H,NO的平衡转化率与温度、投料比a
n(NO)
n(ICI)
的关系如图
所示。下列说法错误的是
70
60
X
40
20
10
3
2=1
0
300
400
500
600
700T/K
A.△H<0
B.a1<1
C.在400K、,条件下,起始投入2 molNO、2 molICI,平衡后再加入1 molNO、1 moINOCI、1molC1和
1molL2,此时平衡逆向移动
D.在500K、条件下,若缩小容器体积增大压强,NO的平衡转化率可能从Y点到Z点
5.(24-25高二上·河南南阳·期中)按一定比例混合的CO2和H,通过装有催化剂的密闭反应器制得甲烷的
反应为CO2(g+4H,(g)=CH4(g+2H,O(gAH=-165 kJ.mol,测得CO2、CH4的浓度随时间的变化
如图所示,tmin只改变一个外界条件,则该条件是
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CO.
CH-
4
、
3
1/min
A.增大H2浓度
B.缩小体积增大压强
C.降低温度
D,加高效催化剂
6.(2425高二上河南·期中)在恒容刚性密闭容器中,充入等体积的C0和H2发生反应:
H,(g)+CO(g)=C(s)+H,O(g)△H,测得CO物质的量分数与温度关系如图所示。
下列说法错误的是
0.5
0.4
0.3
b
c
d
0.0-
0
2
4
6
8
时间/min
A.T>T
B.△H<0
C.vE(a)=v泄(b)
D.K(d)>K(c)
7.(24-25高二上河南·期中)一定条件下,将C02与CH4通入某恒压密闭容器中发生主反应
CH4(g)+CO2(g≥2CO(g+2H2(g)△H,=+234.0kJ·mol,反应历程如图甲所示;同时发生副反应
H2(g)+CO,(g)≥H,O(g+CO(g)△H2。起始投料比
C0-1时,CH,和C0,的平衡转化率随温
n(CH)
度的变化如图乙所示。
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Es
2C0(g)+2H2(g)
¥
co
E
70
60---
CH
C(s)+2H2(g)+C02(g)
E
CH(g)+CO,(g)
反应历程
92312001500温度/K
甲
乙
下列判断错误的是
A.主反应的速率由反应历程的第一步决定
B.E,-E1=234.0
C.923K时,副反应的平衡常数K≈0.39
D.其他条件不变,923K下若起始投料
n(C0,由1变为2,C0,的平衡转化率将增大
n(CH)
8.(24-25高二上河南郑州期中)二甲醚(CH,0CH,)被称为“21世纪的清洁燃料”。以C02、H2为原料制备
二甲瞇涉及的主要反应如下:I.2CO2(g+6H2(g)=CH,0CH(g+3H,O(g△H,=-122.5 kJ.mol;
IⅡ.CO2(g+H2(g)三CO(g)+H,O(g)△H2=+41.1 kJ.mol。在压强、CO2和H2的起始投料一定的条
件下,发生反应I、Ⅱ,实验测得CO2平衡转化率和平衡时CH,OCH,的选择性随温度的变化如图所示。
100
80
①
②
20
解
0
200
240280320
360
温度/C
己知:CH,OCH,的选择性=
2×CH,OCH,的物质的量
×100%。下列说法错误的是
反应的C0,的物质的量
A.曲线①代表的是CH,OCH的选择性
B.选择合适的催化剂,可以提高平衡时CH,OCH,的含量
C.2CO(g+4H2(g≥CH,OCH3(g+H,O(g的△H=-204.7kJmo
D.同时提高CO2的平衡转化率和平衡时CH,OCH,的选择性,应选择的反应条件为低温、高压
9.(24-25高二上河南期中)一定条件下将5molH,和2molC02加入2L容积不变的密闭容器中合成乙烯:
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6H2(g)+2CO2(g)=CH2=CH(g)+4HO(g)。已知温度对CO2的平衡转化率、实际转化率和催化剂
催化效率的影响如图所示。下列说法错误的是
百分比%
70
C02平衡转化率
60
CO,实际转化率
50
P
M250,50)N
40
30
催化效率
20L■
50100150200250300350温度/℃
A,延长反应时间或采用性能更优良的催化剂可以提高P点CO2实际转化率
B.M点的反应速率一定大于N点的反应速率
C.在温度不变的情况下,改变外界条件也能使CO2平衡转化率由M点变为N点
D.250C时,若进料2molH2、0.5molC02、1 molCH2=CH2、2molH,0,则反应达平衡前v西<v逆
10.(24-25高二上河南期中)甲烷重整时涉及以下两个反应:①CH4(g)+HO(g)三CO(g+3H2(g)K
;②CO(g)+HO(g)一CO2(g+H2(g)K2。它们的平衡常数随温度的变化如图所示,下列说法正确
的是
①
②
00
300
500
700
9001100
温度/K
A.相同条件下,增大反应①中水蒸气的浓度,H,0(g的转化率增大
B.两曲线交点表示此时①、②两反应速率相等
C.达平衡后,压缩容器体积,①②均发生移动
D.相同温度下,CH4(g+2HO(g三CO2(g+4H2(g)的平衡常数为K,+K,
目目
考点03
恒温(或恒压)线
1.(24-25高二上河南南阳·期中)己知图甲表示反应①:CO(g)+2H(g三CH,OHg)△H<0;图乙表
示反应②:mX(s+nY(g)=pZg)。
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个CO的平衡转化率/%
10kPa
A
-T
-100kPa
80
B
T
-1000kPa
60i
/T3
40
D
0
/(10Pa)
8
下列关于反应及图像的描述错误的是
A.图甲中T<T,<T
B.图甲中A、C、D三点的平衡常数:K(A)<K(D<K(C)
C.反应②中化学计量数n<p
D.反应②在高温下可自发进行
2.(24-25高二上·河南·期中)向恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2,发生反应:CO2(g十H2(g)=CO
(g十H2O(g)。不同投料比x[n(CO2):n(H)]时,CO2的平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。下列说法
正确的是
X2
T/K
T
A.X1>X2
B.该反应为放热反应
C.a、b、c三点对应的平衡常数:K(a)<K(b)=K(c)
D.一定温度下,投料比固定,当容器内压强不再改变时,反应达到平衡状态
3.(24-25高二上·河南期中)数形结合是研究化学的重要途径。反应aAg+bB(g三dD(g)+eE(g)△H中,
A(g)的平衡转化率随温度和压强的变化关系如图所示。下列说法正确的是
1.0x10Pa
1.0×10pa
1.0×10Pa
温度/℃
A.a+b>d+e,△H<0
B.a+b>d+e,△H>0
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C.a+b<d+e,△H<0
D.a+b<d+e,△H>0
4.(24-25高二上河南·期中)工业上可由水煤气(主要成分为C0和H2)合成甲醇:
CO(g)+2H2(g=CH,OH(g△H。在某一可变的密闭容器中投入0.2molC0(g和0.4molH2(g),发
生上述反应。实验测得平衡时CH,OH(g的物质的量随温度、压强的变化如图所示。下列说法错误的是
n(CH3OH)/mol
a
一p1
b
T/K
A.△H<0
B.压强:p>P2
C.对应点的平衡常数:K(a>K(b)>K(c
D.对应点的混合气体中氧元素的质量:a>c>b
5.(24-25高二上河南新乡·期中)某恒容密闭容器中仅发生反应C,H(g)=C,H(g)+H2(g)△H,
CH(g)的平衡转化率与反应温度和压强的关系如图所示。下列说法错误的是
↑C,H(g)平衡转化率/%
0.1 MPaM
x MPa
温度/℃
A.x>0.1
B.平衡常数:KM=KN
C.当混合气体的总质量不再随时间变化时,该反应达到平衡
D.该反应的反应物的总键能大于生成物的总键能
6.(24-25高二上·河南·期中)向某密闭容器中通入2mol的COz(g)和2mol的CH4(g),分别在压强p1、p2
下发生重整反应:CO,(g+CH,(g→2CO(g+2H,(g)△H,CH4的平衡转化率与温度及压强的变化
关系如图所示。下列有关说法错误的是
10/11
专题七 化学反应速率、化学平衡的常规图像
3大高频考点概览
考点1 瞬时速率——时间图像
考点2 反应进程折线图
考点3 恒温(或恒压)线
地 城
考点01
瞬时速率——时间图像
1.(23-24高二上·河南漯河)利用甲烷可减少污染,反应原理如下:。时,将与的混合气体置于恒容绝热的密闭容器中发生反应,正反应速率随时间变化的趋势如图所示。下列说法正确的是
A.正反应为放热反应且点时反应达到平衡状态
B.若,则产生的量一定是:段段
C.a、b、c、d四点对应的平衡常数大小:
D.d点的正反应速率小于逆反应速率
【答案】C
【解析】A.由图可知,由a到c,反应物浓度减小,但反应速率逐渐增大,故正反应为放热反应,温度升高对反应速率的影响大于反应物浓度降低对反应速率的影响,反应达到平衡时,反应速率不变,c点速率仍在改变,故c点未达平衡状态,故A错误;
B.随着反应进行,反应物浓度减小、生成物浓度增大,正反应为放热反应,逆反应为吸热反应,逆反应受温度影响更大,反应正向进行时升高温度,正逆反应速率均增大,但逆反应增大程度大于正反应增大程度,正逆反应速率的差值在减小,若Δt1=Δt2,则产生N2的量:ab段>bc段,故B错误;
C.反应一直没有达到平衡,反应正向进行时放热,a、b、c、d温度逐渐升高,升温左移、K值减小,则在a、b、c、d四点对应温度下达到平衡时的平衡常数大小:故Ka>Kb>Kc>Kd,故C正确;
D.d点反应未达到平衡,而反应是正向进行的,故d点的正反应速率大于逆反应速率,故D错误;
答案选C。
2.(24-25高二上·河南信阳)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。
【解析】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。
3.(23-24高二上·河南焦作·期中)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。
【解析】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。
4.(23-24高二下·河南驻马店·期末)已知: ΔH<0,向一恒温恒容的密闭容器中充入一定量的和发生反应,时达到平衡状态Ⅰ,在时改变某一条件,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
A.该反应在任意温度下均能自发进行
B.时改变的条件:向容器中通入一定量的
C.相同时间内有3 mol的H—H键断裂,有6 mol N—H键形成,则反应达到平衡
D.平衡常数K:K(Ⅱ)<K(Ⅰ)
【答案】B
【解析】A.由时可自发进行,该反应,,则在低温下能自发进行,故A错误;
B.若时升高温度,则改变条件瞬间,正反应速率增大,速率曲线与原平衡点应没有连接点,则改变的不是温度,若向容器中通入一定量的,逆反应速率瞬间增大,平衡逆向移动,正反应速率也逐渐增大,故B正确;
C.相同时间内有3 mol的H—H键断裂,有6 mol N—H键形成,都是指正反应,并不能说明正逆反应速率相等,故C错误;
D.平衡常数之和温度有关,温度不变,平衡常数不变,则K(Ⅱ)=K(Ⅰ),故D错误;
故选B。
5.(23-24高二上·河南信阳·期中)向绝热恒容密闭容器中通入和,在一定条件下使反应达到平衡,正反应速率随时间变化的示意图如下所示,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.时,的转化率:a~b段大于b~c段
D.反应物的总能量高于生成物的总能量
【答案】D
【解析】A.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且不再改变,c点对应的正反应速率显然还在改变,故一定未达平衡,A错误;
B.a到b时正反应速率增加,反应物浓度随时间不断减小,a点反应物浓度大于b点,B错误;
C.随着反应的进行,正反应速率越快,消耗的二氧化硫就越大,二氧化硫的转化率将逐渐增大,时,的转化率:a~b段小于b~c段,C错误;
D.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,D正确;
故选D。
6.(23-24高二上·河南濮阳)有关下列图像的分析正确的是
A.图1所示图中的阴影部分面积的含义是某物质的物质的量的变化量
B.图2表示在N2 + 3H2 2NH3达到平衡后,减少NH3浓度时速率的变化
C.图3表示铝片与稀硫酸反应的速率随反应时间变化的曲线,说明t1时刻溶液的温度最高
D.图4表示反应2SO2(g) +O2(g)2SO3(g) △H<0 ,a、b、c三点中,a点时SO2的转化率最高
【答案】D
【解析】A.△c=v△t,所以阴影部分面积表示物质的量浓度变化量,故A错误;
B.减少NH3浓度,正反应速率不可能增大,正逆反应速率都减小,且平衡正向移动,故B错误;
C.铝片与稀硫酸反应为放热反应,体系温度升高,反应速率加快,但氢离子浓度不断减小,最高点后反应速率减慢,最高点以后,反应仍在放热,故t1时刻溶液的温度不是最高,故C错误;
D.起始时二氧化硫越少,氧气越多,则二氧化硫的转化率越大,a点转化率最大,故D正确。
答案选D。
地 城
考点02
反应进程折线图
1.(24-25高二上·河南焦作·期中)我国高含硫天然气资源丰富,天然气脱硫、甲烷与硫化氢重整制氢具有重要的现实意义。相关反应如下:
反应I:
反应II:
反应II:
一定温度下,向恒容密闭容器中通入和发生反应I、II和III,起始总压为,和的转化率与时间的关系如图所示。
下列说法错误的是
A.若时升高温度,
B.时,
C.时,
D.时压强为
【答案】B
【分析】由图可知,内消耗的的物质的量为,消耗的的物质的量为,根据氢原子守恒,则生成的的物质的量为;设反应I中转化了xmol,则反应II中转化了,反应I转化了,则反应III中转化了,列三段式有:
可知时,,,,,,,。
【解析】A.反应I、II和III均为吸热反应,时升高温度,平衡均正向移动,因此,A项正确;
B.由分析可知,时,B项错误;
C.由分析可知,时,,,故,C项正确;
D. ,,起始总压强为,压强之比等于物质的量之比,故,则时的压强,D项正确;
答案选B。
2.(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】A.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;
B.是固体,改变固体的量,平衡不移动,B项错误;
C.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;
D.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;
答案选C。
3.(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】A.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;
B.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;
C.相同条件下,温度升高,平衡逆向移动,B转化率降低,C错误;
D.A是固体,加入A,速率不变,平衡不移动,D错误;
故选A。
4.(24-25高二上·河南南阳·期中)向2L恒容密闭容器中投入一定量的NO和ICl,发生反应:,NO的平衡转化率与温度、投料比的关系如图所示。下列说法错误的是
A.
B.
C.在400K、条件下,起始投入2molNO、2molICl,平衡后再加入1molNO、1molNOCl、1molICl和1molI2,此时平衡逆向移动
D.在500K、条件下,若缩小容器体积增大压强,NO的平衡转化率可能从Y点到Z点
【答案】C
【分析】反应是气体体积缩小的反应,增大压强,平衡正向移动;由图,升高温度,NO转化率降低,平衡逆向移动,则正反应放热,焓变小于0;
【解析】A.由分析,升高温度,NO转化率降低,平衡逆向移动,则正反应放热,,A正确;
B.相同条件下,增大NO的投料,平衡正向移动,促进ICl的转化,但是NO自身的转化率降低,结合图示中,则,B正确;
C.在400K、条件下,NO平衡转化率为50%,则反应1molNO,
则,平衡后再加入1molNO、1molNOCl、1molICl和1molI2,则,则平衡正向移动,C错误;
D.反应为气体分子数减小的反应,在500K、条件下,若缩小容器体积增大压强,平衡正向移动,NO转化率增大,则NO的平衡转化率可能从Y点到Z点,D正确;
故选C。
5.(24-25高二上·河南南阳·期中)按一定比例混合的和通过装有催化剂的密闭反应器制得甲烷的反应为,测得CO2、CH4的浓度随时间的变化如图所示,只改变一个外界条件,则该条件是
A.增大H2浓度 B.缩小体积增大压强
C.降低温度 D.加高效催化剂
【答案】B
【解析】由图可知,瞬间二氧化碳、甲烷浓度同时增大一倍,则改变条件为缩小体积为原来的二分之一,从而增大压强导致平衡正向移动,故选B。
6.(24-25高二上·河南·期中)在恒容刚性密闭容器中,充入等体积的和发生反应:,测得物质的量分数与温度关系如图所示。
下列说法错误的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】A.根据先拐先平,数值大,对应的反应速率快,反应的温度高,大于,A项正确;
B.根据前述分析,T2>T1,升高温度CO物质的量分数增大,说明升温化学平衡逆向移动,正反应是放热反应,B项正确;
C.a、b两点CO物质的量分数相同,且两个温度下初始的投料情况相同,则a、b两点各反应物和生成物的浓度均相同,a点温度高于b点,a点正反应速率大于b点正反应速率,同时从图中可知反应还在正向进行,b点正反应速率大于逆反应速率,则v正(a)>v逆(b),C项错误;
D.c、d达到平衡状态,d点温度较低,平衡正移,平衡常数增大,D项正确;
答案选C。
7.(24-25高二上·河南·期中)一定条件下,将与通入某恒压密闭容器中发生主反应,反应历程如图甲所示;同时发生副反应 。起始投料比时,和的平衡转化率随温度的变化如图乙所示。
下列判断错误的是
A.主反应的速率由反应历程的第一步决定
B.
C.923K时,副反应的平衡常数
D.其他条件不变,923K下若起始投料比由1变为2,的平衡转化率将增大
【答案】D
【解析】A.由图甲可知,主反应反应历程中第一步反应的活化能大,反应速率慢,为决速步反应,故A正确;
B.根据 ,结合图甲可知,故B正确;
C.起始投料比,设起始投料时CH4和CO2的浓度都为1mol/L,在主反应中CH4的转化率为60%,列三段式如下:
由图乙可知,CO2的总转化率为70%,说明在副反应中消耗了10%的CO2,即副反应中CO2的改变量为0.1mol/L,列三段式如下:
则副反应的K==0.39,故C正确;
D.其他条件不变,923K下若起始投料比由1变为2,相当于增大CO2的物质的量,其本身的转化率会减小,故D错误;
答案选D。
8.(24-25高二上·河南郑州·期中)二甲醚被称为“21世纪的清洁燃料”。以为原料制备二甲醚涉及的主要反应如下:I.;II.。在压强、和的起始投料一定的条件下,发生反应I、II,实验测得平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图所示。
已知:的选择性。下列说法错误的是
A.曲线①代表的是的选择性
B.选择合适的催化剂,可以提高平衡时的含量
C.的
D.同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性,应选择的反应条件为低温、高压
【答案】B
【解析】A.由于反应I正反应为放热反应,反应II正反应为吸热反应,故升高温度,平衡I逆向移动,则CH3OCH3选择性下降,故CH3OCH3选择性对应曲线①,故A正确;
B.催化剂对化学平衡无影响,不会提高平衡时的含量,故B错误;
C.由盖斯定律可知,反应可得一氧化碳和氢气合成二甲醚的反应,则反应,故C正确;
D.反应I为气体体积减小的放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,二氧化碳的转化率减小和平衡时二甲醚的选择性减小,增大压强,平衡向正反应方向移动,平衡向逆反应方向移动,二氧化碳的平衡转化率增大和平衡时二甲醚的选择性增大,则同时提高二氧化碳的平衡转化率和平衡时二甲醚的选择性,应选择的反应条件为低温、高压,故D正确;
故选B。
9.(24-25高二上·河南·期中)一定条件下将和加入2L容积不变的密闭容器中合成乙烯:。已知温度对的平衡转化率、实际转化率和催化剂催化效率的影响如图所示。下列说法错误的是
A.延长反应时间或采用性能更优良的催化剂可以提高P点实际转化率
B.M点的反应速率一定大于N点的反应速率
C.在温度不变的情况下,改变外界条件也能使平衡转化率由M点变为N点
D.250℃时,若进料、、、,则反应达平衡前
【答案】B
【分析】根据题目所给示意图分析,温度升高,二氧化碳平衡转化率逐渐降低,则可以表明该反应是放热反应;
【解析】A.根据题目所给图可知,P点二氧化碳的实际转化率是小于该温度下的平衡转化率,故可以延长反应时间或采用性能更优良的催化剂来提高二氧化碳的实际转化率,A正确;
B.M点的反应温度小于N点反应温度,反应速率应小于N点,B错误;
C.温度不变的情况下,根据反应方程式,可以减小体系压强,压强减小,平衡向体积减小的方向移动,可以通过改变外界条件使转化率M→N,C正确;
D.250℃时,列出反应三段式:
计算平衡常数,若进料、、、,此时,则此时v(正)<v(逆),D正确;
故选B。
10.(24-25高二上·河南·期中)甲烷重整时涉及以下两个反应:① ;② 。它们的平衡常数随温度的变化如图所示,下列说法正确的是
A.相同条件下,增大反应①中水蒸气的浓度,的转化率增大
B.两曲线交点表示此时①、②两反应速率相等
C.达平衡后,压缩容器体积,①②均发生移动
D.相同温度下,的平衡常数为
【答案】C
【分析】从图中可以看出,升高温度,反应①平衡常数不断增大,反应②平衡常数不断减小,则反应①为吸热反应,反应②为放热反应。
【解析】A.相同条件下,增大反应①中水蒸气的浓度,虽然平衡正向移动,但的转化率减小,A不正确;
B.两曲线交点表示此时①、②的平衡常数相等,无法确定两反应的速率关系,B不正确;
C.反应①反应前后气体分子数不等,则达平衡后,压缩容器体积,反应①平衡逆向移动,虽然反应②反应前后气体分子数相等,但由于反应①使CO、H2、H2O(g)的浓度发生了不同程度的改变,所以反应②的平衡也将发生移动,C正确;
D.利用盖斯定律,将两反应相加,可得出的平衡常数为,D不正确;
故选C。
地 城
考点03
恒温(或恒压)线
1.(24-25高二上·河南南阳·期中)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】A.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;
B.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;
C.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;
D.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。
2.(24-25高二上·河南·期中)向恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2,发生反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。不同投料比x[n(CO2):n(H2)]时,CO2的平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.x1>x2
B.该反应为放热反应
C.a、b、c三点对应的平衡常数:K(a)<K(b)=K(c)
D.一定温度下,投料比固定,当容器内压强不再改变时,反应达到平衡状态
【答案】C
【解析】A.CO2的量增加,x增大,平衡正向移动,但CO2的转化率减小,所以x1<x2,故A错误;
B.由图像可知,温度升高,CO2的平衡转化率增大,说明平衡正向移动,故该反应为吸热反应,故B错误;
C.b、c两点温度相同,同一反应的平衡常数(K)只受温度影响,由于温度a<b=c,且正反应为吸热反应,温度越高,反应达到平衡的正向进行程度越大,故K(a)<K(b)= K(c),故C正确;
D.该反应前后气体分子总数不变,压强是恒量,容器内压强都不变,反应不一定达到平衡状态, D错误;
选C。
3.(24-25高二上·河南·期中)数形结合是研究化学的重要途径。反应 中,的平衡转化率随温度和压强的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A., B.,
C., D.,
【答案】A
【解析】先做一条垂直的恒温线,压强增大,的平衡转化率增大,说明反应前后气体的体积减小,有;看其中一条恒压线,温度升高,的平衡转化率降低,说明反应为放热反应,,A正确,答案选A。
4.(24-25高二上·河南·期中)工业上可由水煤气(主要成分为和)合成甲醇: 。在某一可变的密闭容器中投入和,发生上述反应。实验测得平衡时的物质的量随温度、压强的变化如图所示。下列说法错误的是
A.
B.压强:
C.对应点的平衡常数:
D.对应点的混合气体中氧元素的质量:
【答案】D
【解析】A.升高温度,甲醇的物质的量减少,说明平衡逆向移动,正反应放热,,故A正确;
B.增大压强,平衡正向移动,甲醇的物质的量增多,可知压强:,故B正确;
C.正反应放热,温度越高,平衡常数越小,对应点的平衡常数:,故C正确;
D.根据元素守恒,对应点的混合气体中氧元素的质量:,故D错误;
选D。
5.(24-25高二上·河南新乡·期中)某恒容密闭容器中仅发生反应 ,的平衡转化率与反应温度和压强的关系如图所示。下列说法错误的是
A.
B.平衡常数:
C.当混合气体的总质量不再随时间变化时,该反应达到平衡
D.该反应的反应物的总键能大于生成物的总键能
【答案】C
【解析】A.由题干方程式可知,正反应是一个气体体积增大的方向,故增大压强,化学平衡逆向移动,导致C4H10的转化率减小,结合题干图像可知, ,A正确;
B.已知化学平衡常数仅仅是温度的函数,即温度不变K不变,结合题干图像可知,M、N对应温度相同,故平衡常数:,B正确;
C.由题干方程式可知,反应过程中混合气体的总质量一直不变,则当混合气体的总质量不再随时间变化时,不能说明该反应达到平衡,C错误;
D.由题干图像可知,相同压强下,随着温度的升高,C4H10的平衡转化率增大,说明该反应正反应为一个吸热反应,故该反应的反应物的总键能大于生成物的总键能,D正确;
故答案为:C。
6.(24-25高二上·河南·期中)向某密闭容器中通入2 mol的CO2(g)和2 mol的CH4(g),分别在压强p1、p2下发生重整反应: ,CH4的平衡转化率与温度及压强的变化关系如图所示。下列有关说法错误的是
A.反应的△H>0 B.压强关系:p1>p2
C.x点时,H2(g)的体积分数约为33.3% D.若y点与x点的反应条件相同,则y点时,v正>v逆
【答案】B
【解析】A.由图像可知:在其它条件不变时,升高温度,甲烷的平衡转化率增大,说明升高温度,平衡正向移动,则该反应的正反应是吸热反应,即△H>0,A正确;
B.根据化学方程式可知:该反应的正反应是气体的物质的量增大的反应,在温度一定时,增大压强,平衡逆向移动,导致甲烷的平衡转化率减小,根据图像可知,同一温度下,p1时甲烷的平衡转化率>p2时甲烷的平衡转化率,则压强关系:p1<p2,B错误;
C.在反应开始时n(CO2)=n(CH4)=2mol,,根据图象可知,x点时甲烷的平衡转化率为50%,则甲烷变化的物质的量为1mol,根据物质反应转化关系可知x点时:n(CO2)=n(CH4)=1mol,n(CO)=n(H2)=2mol,n(总)=1mol+1mol+2mol+2mol=6mol,故平衡时H2的体积分数为,C正确;
D.若y点与x点的反应条件相同,则CH4的平衡转化率相同,而根据图象可知,y点CH4未达到平衡时的转化率,则y点时反应未达平衡,此时反应正向进行,则y点时,v正>v逆,D正确;
故选B。
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