专题9 速率、平衡图像-【一飞冲天·高考专项】2025年高考专题分类化学

专题分类化学 专题九 速率、平衡图像 基础题 1.(2021·和平区期末)一定条件下，向一密闭容器中充入一定量的 NH,反应2NH(g)=一N2(g)+3H2(g)达到平衡时N2的体积分 数与温度、压强的关系如图所示。下列有关说法中正确的是 ( A.压强：p1>p 个N2的体积分数 0.2 B.b、c两点对应的平衡常数：K。>Kb 6 C.a点：2(NH3)E=3w(H2) 0. fc Da点：NH,的转化率为 100200300温度/℃ 2.(2020·部分区一模)臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为： 2NO2(g)+O3(g)==N2O(g)十O2(g),该反应一定条件下可自发 进行。若反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应作出的判断 (有关图像)错误的是 能 衡常数 2NO2(g)+O,(g) N,O(g)+O,(g) 反应过程 温度 B NO. 转化率 t(加入饿化剂)时间 n(O,) C D 3.(2023·和平区期末)向10L密闭固定容器中充入物质的量浓度均 为0.1mol·L1的CH和CO2,在一定条件下发生反应CH,(g)+ CO,(g)三2CO(g)+2H,(g),测得CH,的平衡转化率与温度及 压强的关系如图，下列说法不正确的是 100.00 90.00 80.00 P 70.00 P 60.00 50.00 00 7501000T125015001750 温度/℃ A.平衡时CO与H,的物质的量之比为1：1 B.p1、p2、p3、p4由小到大的顺序为，<p2<p<p C.T℃时，K=0.1024 D.随着温度升高，CH的转化率增大 4.(2022·河西区二模)向2L容积密闭容器中投入一定量的CO和 H2,发生如下反应： 2CO(g)+4H,(g)-CH CH,OH (g)+H,O (g) △H =QkJ·mol厂 C0的平衡转化率/% CO的平衡转化率与温度、投料比a 70F 60 a-(c n(H2)1 的关系如图所示。 40 下列有关说法正确的是 30 20 A.Q>0 10 0 B.投料比：a1<a2 300400500600 700 TIK C.在400K、a2=2条件下，反应的平衡 常数的值为0.25 D.在500K、a?条件下，增大压强，CO的平衡转化率能从Y点到 Z点 5.(2020·新华中学第十二次统练)温度为T℃，向体积不等的恒容 密闭容器中分别加人足量活性炭和1 mol NO2,发生反应：2C(s) 2NO2(g)一N2(g)+2CO2(g),反应相同时间，测得各容器中NO 的转化率与容器体积的关系如图所示。下列说法正确的是( A.T℃时，该反应的化学平衡常 80 数为清 40 20 B.图中c点所示条件下，v(正) 0 V V2 V3 =v(逆) 容器体积几 C.图中a点所示条件下，w(正)>o(逆) D.向a点平衡体系中充入一定量的NO2,达到平衡时，NO2的转化 率比原平衡小 一冲天 6.（2022·南开区一模)反应X一2Z经历两步：①X→Y;②Y→2Z。 反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列 说法不正确的是 A.a为c(X)随t的变化曲线 B.t时，c(X)=c(Y)=c(Z) (1ow)/ Ct2时，Y的消耗速率大于生成速率 D.t3后，c(Z)=2co-c(Y) 7.(2023·河北区一模)汽车尾气含有C02、 CO、H2O、氮氧化合物（用N2O表示）等气体，其中CO和N2O为大 气污染物。请回答下列问题： (1)CO,分子的VSEPR模型为 (2)用CO还原N,O的能量变化如下图所示： 能量kJ 无催化剂 1 mol N2O(g)+ 催化剂1 1 mol CO(g) 催化剂2 1 mol N2(g)+ 362.8 1 mol CO2(g) 反应过程 则反应CO(g)+N2O(g)CO,(g)+N2(g)△H= kJ/mol (3)在相同温度和压强下，1molN2O和1 mol CO经过相同反应时 间（均未达平衡）测得，反应物转化率使用催化剂1 催化剂2（填“大于”“等于”或“小于”）。 (4)在体积均为1L的密闭容器A(500℃，恒温)、B(起始500℃， 绝热)两个容器中分别加入0.1molN2O、0.4 mol CO和相同催 化剂，实验测得A、B容器中，O的转化率随时间的变化关系 如图所示。 30 25 20 b/ M 15 0 100 200300400t/s ①B容器中N2O的转化率随时间的变化关系是上图中的 曲线（填“a”或“b”)。 一冲天 ②在密闭容器A中，下列事实能判断反应达到平衡状态的是 (填序号)。 A.气体的密度不再变化 B.混合气体的平均相对分子质量不再变化 C.体系中CO的转化率不变 DO,的比值不再变化 ③要缩短b曲线对应容器达到平衡的时间，但不改变NO的平 衡转化率，在催化剂一定的情况下可采取的措施是 ④500℃时，该反应的化学平衡常数K (用分数表 示)。 提升题 8.(2020·天津一中第三次月考)下列图示与对应的叙述相符的是 PH 6 1.Iow/(HO)2 2-0IXI T T2 23 1×107c/H/mol·L1 图1 图2 0 H起始体积分数 容器体积几 图3 图4 A.图1表示1LpH=2的CH COOH溶液加水稀释至VL,pH 随gV的变化 B.图2表示不同温度下水溶液中H+和OH浓度的变化的曲线， 图中温度T,>T C.图3表示一定条件下的合成氨反应中，NH?的平衡体积分数随 H2起始体积分数(N2的起始量恒定)的变化，图中a点N2的转 化率小于b点 D.图4表示同一温度下，在不同容积的容器中进行反应2BaO2(s) -→2BaO(s)十O2(g),O2的平衡浓度与容器容积的关系 9.(2021·红桥区一模)利用反应CO2(g)十H2（g)=CO(g)+ H2O(g)△H,可获得化工原料CO,CO2的平衡转化率与温度的 关系如图1。 C02的平衡转化率/% 浓度 100F C02 50 100200300温度/℃ t 时间 图1 图2 (1)△H (填“>”“<”或“=”)0。 (2)240℃时，将3 mol CO2和2molH2通人容积为8L的恒容密 闭容器中，达到平衡时CO,的转化率为50%。此时该反应的平 衡常数K= (3)该反应在一恒容密闭容器中进行，反应过程如图2，t1时达到平 衡，t2时仅改变一个条件，该条件是 10.(2021·十二校一模)反应HO(g)+CO(g)C02(g)+H2(g) 中，在进气比[n(CO)：n(H,O)]不同时，测得相应的CO的平衡 转化率如图所示。（各点对应的反应温度可能相同，也可能不同）。 90 C1,75) A0.5,66. D(1,60) 50 B0.5,50)E1,50)F1.5,50) G(1.5,40) 0 0.5 1 1.5 n(C0):n(H20) (1)图中D、E两点对应的反应温度分别为Tp和TE。判断：Tn T(填“<”“>”或“=”)。 (2)已知CO和HO的起始浓度总和为5mol/L,在G点的投料 比下，该温度下反应平衡常数的值为 (3)当不同的进气比达到相同的CO平衡转化率时，对应的反应温 度和进气比的关系是 专题九速率、平衡图像 1.(2021·南开区二模)工业上，常采用氧化还原的方法处理尾气中 的CO。沥青混凝土可作为反应2CO(g)十O2(g)==2CO,(g)的 催化剂。下图表示在相同的恒容密闭容器、相同起始浓度、相同 反应时间段下，使用同质量的不同沥青混凝土（α型、3型）催化时， CO的转化率与温度的关系。 B型 型 温度/ 0102030405060 70 回答下列问题： (1)反应2CO(g)十O2(g)=2CO,(g)的△S0(填“>”“<” 或“=”)。 (2)在a、b、c、d四点中，未达到平衡状态的是 (3)a、b两点的平衡常数K(a)K(b)(填“>”“<”或“=”)。 已知c点时容器中O,浓度为0.04mol/L,则50℃时，在a型 沥青混凝土中CO转化反应的平衡常数K= (用含x 的代数式表示)。 (4)在均未达到平衡状态时，同温下不同型沥青混凝土中CO转化 速率u(Q)(B)(填“>”“<”或“=”)。 2.(2021·红桥区二模)H2S的转化是资源利用和环境保护的重要 研究课题。请回答下列问题： (1)H,S与CO,在高温下反应制得的羰基硫(COS)可用于合成除 草剂。在610K时，将0.40molH2S与0.10 mol CO2充入 2.5L的空钢瓶中，发生反应：HS(g)+CO2(g)一COS(g)十 H2O(g)△H=+35kJ/mol,反应达平衡后水蒸气的物质的 量为0.01mol。 ①在610K时，反应经2min达到平衡，则0~2min的反应速 率v(H2S)= ②该条件下，容器中反应达到化学平衡状态的依据是 (填字母序号)。 A.容器内混合气体密度不再变化 B.V销耗(H2S)=v生成(COS) C.容器内的压强不再变化 D.HS与CO2的质量之比不变 专题分类化学 (2)工业上可以通过硫化氢分解制得H2和硫蒸气。在密闭容器 中充入一定量H2S气体，反应原理： 2H,S(g)→2H2(g)+S2(g),H2S气体的平衡转化率与温度、 压强的关系如图所示。 P2 P3 /5 MPa 0 T ①图中压强(P、P2、P)的大小顺序为 ,△H (填“>”“<”或“=”)。 ②如果要进一步提高H2S的平衡转化率，除改变温度、压强 外，还可以采取的措施有 ③在温度T2、P,=5MPa条件下，该反应的平衡常数K,三 MPa(已知：用平衡分压代替平衡浓度计算，分压 =总压×物质的量分数)。 13.(2020·天津一中第三次月考)温室效应是全球关注的环境问题 之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体，CO2的综合 利用是解决温室及能源问题的有效途径。 (1)CO2催化加氢也能合成低碳烃：2CO2（g)+6H2（g) C,H(g)十4H,O(g),不同温度下平衡时的四种气态物质的物 质的量如图1所示，曲线b表示的物质为 (填化学式)。 ò 30 60 1C0转化率+C0产率20 ◆CH,OH产率 25 15 昌40 20 ◆ 20 8 15 10 10 360380温度/℃ 2302402502602702800 温度/℃ 图1平衡时气体物质的量随温度变化曲线图2温度对C0,平衡转化率及甲醇和C0产率的影响 (2)CO,和H,在催化剂Cu/ZnO作用下可发生两个平行反应，分 别生成CHOH和CO。 反应A:CO2(g)+3H2(g)=CHOH(g)+HO(g) 反应B:CO2(g)+H2(g)-CO(g)+HO(g) 控制CO2和H2初始投料比为1：3时，温度对CO2平衡转化 率及甲醇和CO产率的影响如图2所示。 ①由图2可知温度升高CO的产率上升，其主要原因可能是 ②由图2可知获取CH,OH最适宜的温度是 下列 措施有利于提高CO2转化为CH,OH的平衡转化率的有 (填字母)。 A.使用催化剂 B.增大体系压强 C.增大CO,和H2的初始投料比 D.投料比不变和容器体积不变，增加反应物的浓度 4.(2020·实验中学三模)一氯氨、二氯氨和三氯氨(NHC1、NHCl2 和NCL)是常用的饮用水二级消毒剂。 (1)用C1和NH3反应制备三氯胺的方程式为3CL,(g)+NH(g) 三NC1(1)+3HCI(g),向容积均为1L的甲、乙两个恒温（反 应温度分别为400℃、T℃)容器中分别加入2 mol Cl,.和 2 mol NH,测得各容器中n(CL)随反应时间t的变化情况如 下表所示： t/min 0 40 80 120 160 甲(400℃)n(C12)/mol 2.00 1.50 1.10 0.80 0.80 乙(T℃)n(CL2)/mol 2.00 1.45 1.00 1.00 1.00 ①T℃ 400℃（填“>”或“<”），该反应△H 0(填 “>”或“<”)。 ②该反应自发进行的条件是 (填“高温”“低温”或 “任何温度”)。 ③对该反应，下列说法正确的是 (填字母)。 A.若容器内气体密度不变，则表明反应达到平衡状态 B.若容器内CL2和NH3物质的量之比为3：1，则表明反应达 到平衡状态 C.反应达平衡后，其他条件不变，加入一定量的Cl?,平衡将 向逆反应方向移动 D反应达到平衡后，其他条件不变，在原容器中按7 继续充入一定量反应物，达新平衡后C12的转化率增大 (2)工业上可利用反应2CL(g)+NH(g)==NHCL2(1)+2HC1 (g)制备二氯胺。 ①NHCL,在中性、酸性环境中会发生强烈水解，生成具有强杀 菌作用的物质，写出该反应的化学方程式： 一冲天 ②在恒温条件下，将2 mol Cl,和1mol ↑c/mol L NH充入某密闭容器中发生上述反应，测 B CL 得平衡时C12和HC1的物质的量浓度与平 衡总压的关系如图所示。则A、B、C三点 10 p/MPa 中C1,转化率最高的是 点（填“A”“B”或“C”);B点 时反应物转化率：a(Cl2) a(NH2)(填“>”“三”或 “<”),若B点平衡体积为2L,则平衡常数K= 15.【难题】(2022·河西区二模)除去废水中Cr(Ⅵ)的方法有很多种。 请按要求回答下列问题。 (1)金属除Cr(Ⅵ)法：其他条件相同时，用等量的Zm粉、乙n一Cu 粉分别处理酸性含Cr(M)废水。C(Ⅵ)的残留率随时间的变 化如图1所示，图1中b方法选用的金属粉处理效果更快的原 因是 C()的残留率% 100 80 a 60 % 20 b 010203040 时间/min 图1 (2)NaHSO与熟石灰除Cr(M)法：向酸性废水中加入NaHSO3, 再加人熟石灰，使Cr3+沉淀。已知常温下Km[Cr(OH)3]= 6.3×10-31:设c(Cr3+)≤6.3×10-7mol/L时沉淀完全。 ①实验中的NaHSO,作用是 ②Cr(Ⅲ)在水溶液中的存在形态分布如图2所示。当pH> 12时，Cr(Ⅲ)去除率下降的原因可用离子方程式表示为 Cr(Ⅲ)存在形态分布 1.0 0.89r Cr(OH), 0.6 0.4 ◆「Cr(OH)72* 0.2 [CROH 02468101214 pH 图2 ③为使Cr3+沉淀完全，调控溶液的pH最小值为 一冲天 (3)离子交换法除铬（Ⅵ）法：Cr(I)去除率与pH关系如图3 所示。 Cr(M)的去除率/% 85 80H 75 70 60 4 1234567890 PH 图3 已知：强碱性树脂(ROH)与废水中的CrO、HCrO离子能 发生交换均生成RCrO,(s)。其反应可表示为（以CrO发生 交换为例)2ROH(s)+CrO(aq)==RCrO4(s)+ 20OH(aq)。 ①写出HCrO,发生交换反应的平衡常数表达式K= ②当pH>4时，Cr(M)去除率下降的原因是 16.(2023·耀华中学第三次月考)处理、回收利用C0是环境科学研 究的热点课题。回答下列问题： (1)CO用于处理大气污染物NO的反应为CO(g)+N2O(g) CO,(g)十N2(g)。在Zn作用下该反应的具体过程如图1所 示，反应过程中能量变化情况如图2所示。 Zn'CO2 ZnO 图1 相对能量(E/kJ·mol- 100Zn+N,0+C0 I ZnO'+N2+CO 0叶0.00M /81.9 M2B.3 TS2 -100 -28.0 -67.7 -87.7 IM3 -200 -136.22 -300H 反应① 反应② Zn +N2+CO2 -400 427393$7.22 IM4 反应历程 图2 总反应：CO(g)+N2O(g)=CO2(g)+N2(g)△H= kJ·mol1;该总反应的决速步是反应 (填 “①”或“②”)，该判断的理由是 (2)已知：CO(g)+N2O(g)=CO2(g)十N2(g)的速率方程为v =k·c(N2O),k为速率常数，只与温度有关。为提高反应速 率，可采取的措施是 (填序号)。 A.升温 B.恒容时，再充入CO C.恒压时，再充人NO D.恒压时，再充人N2 (3)在总压为100kPa的恒容密闭容器中，充入一定量的CO(g)和 NO(g)发生上述反应，在不同条件下达到平衡时，在T,K时 N,0的转化率与n(N,O) 在nNO) (CO) (CO) =1时N,0的转化率与 一的变化曲线如图3所示： 3 100 n(N2O) 90 n(CO) 70 -- 60 50 40 1------- 30 20 1 0 T LT -/K- C图3 ⑩表示心0的转化率随心0的变化前线为 “I”或“Ⅱ”)。 ②T T2(填“>”或“<”)。 17.(2023·和平区二模)基于Al,O,载氮体的碳基化学链合成氨技术 示意图如下。 吸氮反应i C、N →CO Al2O3(s)+3C(s)+N2(g)=2AlN(s)+3CO(g) AIN △H1=+708.1kJ/mol 释氨反应ⅱ H20 2AlN(s)+3H2O(I)=Al2O3(s)+2NH3(g) →NH △H2=-274.1kJ/mol 多 A12O3 专题九速率、平衡图像 (1)总反应3C(s)+N2(g)+3H2O(1)=3CO(g)+2NH(g)△H kJ/mol。 (2)有利于提高反应ⅰ平衡转化率的条件为 (填序号)。 a.高温高压 b.高温低压 c.低温高压 d.低温低压 (3)在60℃、100kPa条件下，反应iⅱ中溶液pH随时间的变化如 图所示，120min~180min持续收集到氨气，但溶液pH几乎 不变的原因是 11个 10 9 7 6 30306090120150180 时间/min (4)为探究反应iⅱ中15min时反应速率突然加快的原因，我国科 学家利用计算机模拟了反应ⅱ的反应路径。 HH H N-AI-N-AI-N-AI 一路径1 H .…路径2 N-AI-N-AI-N-AI OH HOHH N-AI-N-AI-N-AI H HOH HO H N-AI-N-AI-N-AI HO HHO H H N-AI-N-AI-N-AI/ N-AI-N-AI-N-AI N-AI-N-AI-N-AI OH HO H N-AI-N-AI-N-AI H OH HO H HH H N-AI-N-AI-N-AI N-AI-N-AI-N-AI 过渡态1 过渡态2 反应历程 ①比较不同路径，路径1能垒（活化络合物与反应物的零点能 之差)较低的原因是 的键能大于 的键能。 ②l5min时反应速率突然加快的原因是 (5)相较于哈伯法合成氨，碳基化学链合成氨的优势有 (写出两条即可)。专题九速率、平衡衡图像 基础题 1.BA.同一温度下，压强越大，N2的体积分数越小，根据图像可知， p1<p;B.b、c两点对应温度b<c,该反应为吸热反应，温度越高，平 衡常数越大，K.>K;C.速率之比等于化学计量数之比，3v(NH)正 =2u(H2):D.对于反应2NH(g)一N2(g)十3H2(g),假设反应前 氨气的物质的量为1mol,反应的氨气的物质的量为x,则 3z=千，=0.1，解得x=25%,因此氨气的转化率 1-x+2+2 为25%。 2.B脱硝反应为：2NO2(g)+O(g)一N,O(g)十O2（g),该反应为气 体系数和减小的反应，所以△S<0,根据该反应在一定条件下可自发 进行，即有△H一T△S<0,所以得出△H<0,反应为放热反应。A.由 图可知，反应物总能量高于生成物总能量，正反应为放热反应，与分 析的结果相符：B.由分析可知该反应正反应为放热反应，所以，升温 平衡向左移动，平衡常数K变小；C.1时刻，加入催化剂，正反应速 率瞬间变大，但平衡不移动，正反应速率保持不变；D.仅增加O。,平 衡向右移动，NO,转化率升高。 3.C设平衡时CH的转化浓度为x,则有： CH,(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) 起始浓度/(mol·L1)0.10.1 0 0 转化浓度/(mol·L-1) x 2.x 2.x 平衡浓度/(mol·L1)0.1一x0.1一x 2x A.依据三段式可知平衡时C)和H的物质的量相等；B.该平衡的正 向反应是气体分子数增大的反应，同一温度下压强越小，则CH的 转化率就越高。据此可知压强p1最小，p:最大；C.在T℃时，CH 的转化率为80%，可计算出x=0.1mol×80%=0.08mol。则平 衡时CH4、CO2、CO、H2的物质的量浓度分别为0.02mol/L、 0.02mol/L、0.16mol/1、0.16mol/L。此时反应的平衡常数K= 0.16mol/,)2×(0.16mol/L)=1.6384:D.从图中可以看出，随 0.02mol/L×0.02mol/L 着温度的升高，CH4的转化率增大。 4.DA.随着温度的升高，CO的平衡转化率降低，这说明升温时平 衡逆向移动，Q<0;B.相同温度下增大H2的浓度，CO的平衡转化 率增大。因此，a1>a2;C.假定n(CO)=amol,n(H2)=2amol,根 据曲线上的点： 2CO(g)+4H2(g)CH CH2OH(g)+H2O(g) no (mol) 2a 0 0 △(mol)0.5a a 0.25a 0.25a n平(mol)0.5a a 0.25a 0.25a 0.25a.0.25d 2 2 那么该反应平衡常数K= ）(4 5.D由图可知，b点NO2的转化率最高，则温度为T℃时，b点恰好 达到平衡状态，而ab曲线上对应容器的体积均小于V2L,起始投 料相同，则NO2的起始浓度均大于b点，ab曲线上物质的反应速 率均大于b点，所以ab曲线上反应均先于b点达到平衡状态，即 ab曲线上反应均达到平衡状态，故a点所示条件下v(正)=v(逆)， C错误；由于a点时NO2的转化率为40%，a点反应三段式为： 2C(s)十2NO2(g)一N2(g)+2CO,(g) 起始量(mol) 1 0 0 变化量(mol) 0.4 0.2 0.4 平衡量(mol) 0.6 0.20.4 各物质平衡浓度为c《N0,)=号mol/L.N,)=号olL、 c(C02)=0.4 mol/L。A.T℃时，该反应的化学平衡常数K= c(N2)·c2(CO2) ×() NO) /0.6) 45V:B.因为b点恰好达到平 (V 衡状态，b点以后，随着容器体积的增大，NO2的起始浓度减小，反 应速率减慢，达到平衡的时间延长，故bc曲线上反应均未达到平 衡状态，并且NO2的起始浓度均小于b点，反应速率也小于b点， 则bc曲线上反应正向进行，即图中c点所示条件下：v(正)> w(逆)；D.反应2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)正向气体体 积增大，恒温恒容条件下，平衡体系中再充入一定量的NO2,相当 增大压强，平衡逆向移动，NO的平衡转化率减小，即向a点平衡 体系中充入一定量的NO2,达到平衡时，NO2的转化率比原平 衡小。 6.D根据浓度随时间的变化曲线可知，曲线a为X的浓度变化曲 线，呈不断增大趋势的曲线为Z的浓度变化曲线，先增大后减小的 曲线为Y。B.三种不同的物质浓度曲线交于一点，表明1时刻，三 种物质的浓度相同；C.2时刻Y物质的浓度在减小，Z物质的浓度 在增大，表明Y→2Z的反应在正向移动，Y物质的消耗速率大于生 成速率；D.从图像中可知，X已完全转化为Y,若无②反应进行，此 时c(Y)=o。随着②反应的进行，物质Y浓度的变化量为co c(Y),那么物质Z浓度的变化量=2[c。一c(Y)],该关系在时刻 后依然成立。 7.(1)直线形 (2)-362.8 (3)小于 (4)①：②CD@缩小容器体积（或蜡大压强）①君 解析：1)C0,的中心原子的价层电子对数为2+4一？X2=2,且无 2 孤电子对，因此CO2的VSPER模型为直线形。 (3)使用催化剂2时，该反应的活化能更低，反应速率更快。经过 相同的反应时间后，使用催化剂2的反应物转化率更高。 (4)①该反应的正反应是放热反应，随着反应的进行，反应放出的 热量使体系的温度升高，导致反应速率加快，反应达到平衡所需时 间缩短。温度升高，化学平衡逆向移动，导致反应物N2O的平衡转 化率降低，则B容器中反应先达到平衡，但平衡时N2O的转化率 比容器A低，因此a曲线代表了B容器中N2O的转化率随时间变 化的关系。②A.该反应前后气体的体积不变，气体的质量不发生 改变，则气体的密度始终不变，不能用来判断反应是否达到平衡状 态；B.反应前后气体的物质的量及质量都不变，则混合气体的平均 相对分子质量始终不变化，不能据此判断反应是否达到平衡状态。 ③缩短达到平衡的时间，但不改变转化率，这说明此时采取的操作 不会使平衡发生移动。由于反应前后气体的体积保持不变，则采 取的措施可以是缩小容器的容积（或增大压强）。④根据图像可知 NO的转化率为25%，则平衡时n(N)=n(CO2)=0.1mol×25%= 0.025mol,n(N2O)=0.1mol-0.1mol×25%=0.075mol, n(CO)=0.4mol-0.1mol×25%=0.375mol。该反应的平衡常数 0.025mol0.025mol K- I L 0.075m0l×0.375mo145 I L 提升题 8.CA.加水稀释10”倍，促进醋酸的电离，溶液的pH变化小于n 个单位，所以1LpH=2的CH COOH溶液加水稀释至VL,pH 变化小于gV;B.升温促进水电离，K。增大，水电离的氢离子浓度 增大，所以氢离子浓度大的温度高，即温度T2<T;C.增大氢气的 浓度会提高氮气的转化率，所以随H2起始体积分数增大，N2的转 化率增大，即a点N2的转化率小于b点：D.2BaO2(s)一2BaO(s) 十O2(g),该反应的平衡常数K=c(O2)只与温度有关，温度不变， 平衡常数不变，所以同一温度下，c(O2)不变，图像不符。 9.(1)>(2)3 (3)降低温度（或增加水蒸气的浓度或分离出氢气） 解析：(1)由图1知，温度升高，CO2平衡转化率增大，说明平衡正向 移动，故正向为吸热反应，即△H>0。 (2)由所给数据列三段式如下： CO2(g)+H2 (g)=CO(g)+H2O(g) 起始3mol 2 mol 0 0 转化 3 molX50%1.5 mol 1.5 mol 1.5 mol 平衡 1.5 mol 0.5 mol 1.5 mol 1.5 mol 1.5 mol1.5 mol 故平衡常数K=c(CO)·c(HO) 8L 8L =3。 c(CO2)·c(H2) L.5mol×0.5mol 8L (3)由图示知，条件改变后，c(CO2)瞬间不变，之后增大，c(CO)瞬 间不变，之后减小，说明平衡逆向移动，故可能是降低温度（或增加 水蒸气的浓度或分离出氢气)。 10.(1)<(2)1(3)温度越高，进气比越低 解析：(1)图中D、E两点进料比相同，温度不同，该反应的正反应 是放热反应，升高温度平衡逆向移动，则CO转化率减小，由图3 可知，CO转化率：D点>E点，所以温度：TD<TE。 (2)G点时，n(C0)：n(H2O)=1.5,CO的平衡转化率为40%， CO和H2O的起始浓度总和为5mol/L,则起始时n(CO)= 3 mol/L,n(H2 O)=2 mol/L, 反应三段式为： CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) 起始浓度(mol/L)3 2 0 0 变化浓度(mol/L)1.21.2 1.2 1.2 平衡浓度(mol/L)1.80.8 1.21.2 平衡常数K-C08-10g-1: (3)进气比越大CO转化率越低，正反应为放热反应，则降低温度 平衡正向移动导致CO转化率增大，所以当不同的进气比达到相 同的CO平衡转化率时，对应的反应温度和进气比的关系是进气 比越大，反应温度越低。 1L.(1)<(2)a(3)> 25.x2 (1-x) (4)< 解析：(1)该反应2CO(g)十O2(g)一2CO2(g)为气体分子总数减 小的反应，混乱度减小，故△S<0:(2)一氧化碳的转化率先升高 后降低，说明温度较低时，反应速率慢，反应相同时间未达到平 衡，而温度较高时，反应速率较快，反应相同时间反应已达平衡， 继续升温时，一氧化碳的转化率降低，是因为温度升高平衡向逆 反应方向移动，导致温度升高到一定程度后，一定时间内一氧化 碳的转化率降低，说明该反应为放热反应；故在a、b、c、d四点中， 未达到平衡状态的是a;(3)平衡常数是温度的函数，根据(2)分 析可知，该反应为放热反应，升高温度平衡逆移，K减小，故K() >K(b):c点时容器中O2浓度为0.04mol/L,c点为平衡点，由 图可知c点CO的转化率为x,设CO起始浓度为amol/L:列三段 式如下： 2C0(g)+O2(g)=2C02(g) 起始量mol/L a 0 变化量mol/La.x 0.5a.x ax 平衡量mol/La(1一x) 0.04 ax c2(CO2) 25x2 c(0:)c(C0)0.04X(a-ax)=P(4)由图可知， K= (a.x)2 未达到平衡状态时，相同温度下，β型沥青混凝土中CO降解速率 比α型要大，同温下不同型沥青混凝土中CO转化速率v(a) <v(B)。 12.(1)①0.002mol/(L·min)②D (2)①P3>P2>P,>②及时分离出产物H2或S:③1 解析：(1)①达到平衡后水蒸气的物质的量为0.01mol,则消耗 H2S的物质的量为0.01mol,根据化学反应速率的数学表达式，推 0.01 mol 出以HS名2.=2X109mol/(L·mim:②A.组分都是气 体，因此气体总质量保持不变，该反应条件是恒容状态，容器的体 积保持不变，因此密度始终保持不变，即密度不变，不能作为该反 应达到平衡的标志；B.消耗H2S和生成COS都是向正反应方向 进行，因此V销耗(H2S)一难成(COS),不能说明该反应达到平衡； C.反应前后气体系数之和相等，即反应前后气体压强始终保持不 变，压强不变，不能说明反应达到平衡：D.开始时投入H2S和 CO2物质的量不同，随着反应进行，剩余H2S和CO2物质的量之 比不断变化，当H2S和CO2物质的量之比不再变化，即H2S和 CO2质量之比不再变化时，反应达到平衡；(2)①作等温线，根据 反应方程式，增大压强，平衡向逆反应方向进行，H2S的平衡转化 率降低，即P3>P2>P1:随着温度升高H2S平衡转化率增大，根 据勒夏特列原理，正反应方向为吸热反应，即△H>0:②根据勒夏 特列原理，可以采取措施及时分离出产物H2或S;③设H,S起 始物质的量为amol,建立三段式： 2H2S(g)=2H2(g)+S2(g) 起始/mol a 0 0 变化/mol 0.5a 0.5a 0.25a 平衡/mol 0.5a 0.5a 0.25a H的分压为P×O,5aMPa,S的分压为P×0-25eMPa,H,S `1.25a 1.25a 的分压为B×2品MP,利用平衡常数的数学表达式，K, RX需x(×品) ×0.5 0.52 ,P=5MPa,代入上式，得出K. (P×.25 1 MPa, 13.(1)H2O (2)①反应B正反应是吸热反应，温度升高平衡正向移动，CO产 率升高②250℃BD 解析：(1)根据图知，升高温度，氢气物质的量增大，说明平衡逆向 移动，则正反应是放热反应，a曲线随着温度升高，物质的量增大， 为二氧化碳，b、c随着温度升高其物质的量降低，为生成物水、乙 烯，但水的变化量大于乙烯，所以b曲线代表HO。 (2)①由图2可知温度升高CO的产率上升，其主要原因可能是反 应B正反应是吸热反应，温度升高平衡正向移动，CO产率升高。 ②据图示进行分析250℃甲醇产率最高，故获取CHOH最适宜 的温度是250℃。A.使用催化剂，平衡不移动，不能提高转化率； B.增大体系压强，平衡向正方向移动，提高甲醇转化率；C.增大 CO2和H2的初始投料比，可增大氢气的转化率，二氧化碳的转化 率减小：D.投料比不变，增加反应物的浓度，平衡正向移动，可增 大转化率。 14.(1)①><②低温③AD (2)①NHC12+2H,O—2HCIO+NH ②C=4 解析：(1)①温度越高，反应速率越快，平衡向吸热反应方向移动， 其他条件相同时，T℃时的反应速率比400℃时的反应速率快， 则T℃>400℃：根据数据，在400℃时，甲容器，平衡后0.8mol, 乙容器中1.00mol,达到平衡时间短说明反应速率大，乙中剩余 氯气应少，但氯气增多说明温度升高平衡逆向进行，△H<0: ②3CL(g)+NH(g)=NCL(1)+3HC1(g),反应的△S<0,△H <0,满足△H一T△S<0,需要低温下，反应能自发进行：③A. NC1()为液体，反应前后气体质量变化，气体体积不变，若容器内 气体密度不变，则表明反应达到平衡状态；B.起始量2 mol Cl2.和 2 mol NH3,根据方程式可知反应过程中Cl2和NH3按照3：1的 比例进行反应，所以容器内的CL2和NH3物质的量之比不可能为 3：1;C.反应达到平衡后，其他条件不变，加入一定量的NCL3(1) 为液体不影响此平衡的移动：D.反应达到平衡后，其他条件不变， 在原容器中按，=1装续充人一定聚反应物，压强始大，平 衡正向移动，C12的转化率增大 (2)①根据元素守恒可推测出具有强烈杀菌作用的物质为HCO, 所以二氯胺与水反应方程式为：NHCL2十2H2O一2HClO十NH; ②容器为密闭容器，据图可知C点处HC1的浓度最大，体系中 HCI的浓度越大则CL转化率越大，所以C点C,转化率最高；起 始量2 mol Cl2.和1 mol NH2,根据方程式可知CL2和NH按照2 ：1的比例进行反应，所以转化率始终相同；B点处HC1和Cl2的 浓度相同，设平衡时c(HCI)=amol/L,初始c(CLl,)=2mol 1 mol(NH,)=22-0.5olL,则： 2CL (g)+NH (g)=NHCL (1)+2HCI(g) 起始 1 0.5 0 转化 a 平衡 1a0.5-0.5a 则有1一a=a,解得a=0.5mol/L,所以平衡时c(HC1)= 0.5mol/L,c(Cl2)=0.5mol/L,c(NH3)=0.25mol/L,平衡常数 (HCI) 0.52 K=2(C)·NH)0.5X0.25-4 15.(1)Zn一Cu粉在溶液中形成原电池，加快反应速率 (2)①作还原剂，将Cr(M)转化为Cr Cr(OH)3+OH-Cr(OH)] ③6 802 ②随着pH升高，离子交换平衡向左移动：且pH>4时，HCO 转化为Cr(O,反应中交换CrO所生成OH的数量是交换 HCrO,所需生成OH的2倍 解析：(2)③K[Cr(OH)3]=c(Cr3+)·3(OH),当c(Cr3+)=6.3 ×10-7mol/L时，沉淀完全，因此将该浓度带入K[Cr(OH)3]中， 计算出c(OH)=10-8mol/L,进而求出c(H+)≤10-6mol/L,即 pH最小值为6。 16.(1)一361.22①反应②的活化能低于反应①，因此反应①是 总反应的决速步 (2)AC (3)①Ⅱ②> 解析：(1)活化能越大反应速率越慢，而慢反应决定总反应速率的 快慢。反应①的活化能为149.6kJ/mol,反应②的活化能为 108.22kJ/mol。因此总反应的决速步是反应①。 (2)由速率方程可知，此反应的速率与温度和c(N2O)有关。A.升 高温度，k增大，速率加快；B.恒容时，再充入CO,c(N2O)不变，速 率不变；C.恒压时，再充入N2O,c(N2O)增大，速率增大：D.恒压 时，再充入N2,c(N2O)减小，速率减慢。 (3)①由化学平衡移动原理可知，心9的值越大.N0的转化 率越小，所以曲线Ⅱ表示N0的转化率随代心9的变化。@该 反应为放热反应，反应的△H<0,升高温度，平衡向逆反应方向移 动，八，O的转化率减小，由图中曲线可知，丁越大，NO的转化率 越大，所以温度T,>T2。 17.(1)+434 (2)b (3)溶液中氨水的浓度达到饱和 (4)①O-HA1-H ②NH3·H2)电离产生的OH更易与A1+结合，从而对反应i 有催化效果 (5)能够降低能耗减少原料成本（或产物无需分离、获得CO副 产物等其他合理答案) 解析：(1)根据盖斯定律，△H=△H1十△H2=+708.1kJ/mol一 274.1 kI/mol=+434 kJ/mol (2)反应1是焓增、嫡增的反应，若要提高该反应的平衡转化率， 应采取低压、高温的方法实现。 (3)反应ⅱ生成氨气，氨气溶于水生成氨水，pH增大，当氨气在水 中的溶解度达到饱和时，氨气逸出，因此溶液的pH几乎不变。个 (4)①路径1和路径2都断裂N一H键，但路径1形成的是O-H 键，而路径2形成的是A1一H键，由于O一H键的键能大于 AI一H的键能，所以O一H键更容易形成，所以能垒较低。②开 始时AN和水结合，当AN结合一定量水并使水解离后，产生大 量NH3,NH3·H2O电离产生OH更易与A1B+结合，能显著降 低反应的活化能，所以反应在15min时反应速率然加快。