重难点05 平衡体系中曲线变化与条件控制(重难专练)(上海专用)2026年高考化学二轮复习讲练测
2026-02-21
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内容正文:
重难05 平衡体系中曲线变化与条件控制
(
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技巧掌握
手感养成
重难考向聚焦
锁定目标 精准打击:
快速指明将要攻克的核心靶点,明确主攻方向
重难技巧突破
授予利器 瓦解难点:
总结瓦解此重难点的核心方法论与实战技巧
重难保分练
稳扎稳打 必拿分数
:
聚焦可稳拿分数题目,确保重难点基础分值
重难抢分练
突破瓶颈 争夺高分:
聚焦于中高难度题目,争夺关键分数
重难冲刺练
模拟实战 挑战顶尖:
挑战高考压轴题,养成稳定攻克难题的“题感”
)
1.速率-时间图像
(1)常见含“断点”的速率—时间图像
图像
t1时刻所改变的条件
温
度
升高
降低
升高
降低
正反应为 反应
正反应为 反应
压
强
增大
减小
增大
减小
正反应为气体物质的量 的反应
正反应为气体物质的量 的反应
(2)“渐变”类速率—时间图像
图像
分析
结论
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
t1时其他条件不变, 反应物的浓度
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
t1时其他条件不变, 反应物的浓度
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
t1时其他条件不变, 生成物的浓度
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
t1时其他条件不变, 生成物的浓度
2.反应进程折线图
此类图像一般纵坐标表示物质的量、浓度、百分含量、转化率,横坐标表示反应时间。解题的关键是找转折点。
(1)转折点之前,用外因对速率的影响分析问题,用“先拐先平,数值大”的规律判断不同曲线表示温度或压强的大小。
(2)转折点之后是平衡状态或平衡移动,解题时要抓住量的变化,找出平衡移动的方向,利用化学平衡移动原理推理分析。
例1 已知:反应为mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)。
①
T1 T2,正反应为 反应。
②
p1 p2,正反应为气体体积 的反应。
③
图中 使用催化剂或者增大压强,此时m+n p+q。
3.恒压(或恒温)线
此类图像的纵坐标为某物质的平衡浓度或转化率,横坐标为温度或压强,解答此类问题,要关注曲线的变化趋势,有多个变量时,注意控制变量,即“定一议二”。
反应:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g) ΔH
图像
结论
a+b c+d,ΔH 0
a+b c+d,ΔH 0
4.投料比—转化率相关图像
在保持体系总压为105 Pa的条件下进行反应:SO2(g)+O2(g)SO3(g),原料气中SO2和O2的物质的量之比m[m=]不同时,SO2的平衡转化率与温度(T)的关系如图所示:
(1)图中m1、m2、m3的大小顺序为_ _______。反应的化学平衡常数Kp表达式为Kp= (用平衡分压代替平衡浓度表示)。
5.投料比与转化率之间的关系
以N2(g)+3H2(g)2NH3(g)为例,当N2与H2的投料比为1∶3(系数比)时,N2与H2的平衡转化率相等,且平衡时NH3的体积分数最大;增大N2与H2的投料比,则α(H2)增大,α(N2)减小;减小N2与H2的投料比,则α(H2)减小,α(N2)增大。
6.物质参数-时间图[以aA(g)+bB(g)cC(g) ΔH为例]
浓度-时间图
(t1时刻反应达到平衡)
含量-时间图
(m用催化剂,n不用催化剂)
(T2>T1,正反应为吸热反应)
(T2>T1,正反应为放热反应)
(p1>p2,正反应为气体分子数 的反应)
(p1>p2,正反应为气体分子数 的反应)
7.物质参数-温度(压强)图
常规
类型
特殊
类型
平衡点(拐点)前看反应速率——浓度、压强、温度、催化剂影响反应速率
平衡点(拐点)后看平衡移动——浓度、压强、温度影响平衡移动
曲线甲表示正反应为 反应
曲线乙表示正反应为 反应
8.速率、平衡综合图像
温度为T时,对于密闭容器中的反应:
A(g)+B(g)C(s)+xD(g) ΔH>0
A、B、D物质的量浓度随时间的变化如图所示:
据此图可以分析出x的大小,某一段时间内的反应速率v(A)、v(B)或v(D),可以求出该温度下反应的平衡常数,可以分析出15 min时的条件变化等。
(建议用时:10分钟)
1.(23-24高三上·上海浦东新·阶段练习)某温度下,在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后,改变条件对反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0的正、逆反应速率的影响如图所示,下列对t1时刻条件的改变描述正确的是
A.升高温度 B.增大压强 C.增大容器体积 D.充入SO3气体
2.(24-25高三上·上海·阶段练习)绝热恒容密闭容器中通入A和B,一定条件下发生反应,正反应速率随时间的变化关系如图所示,下列结论正确的是
A.该反应正向放热
B.点后也下降
C.点时:
D.气体A的浓度:点小于点
3.(2024·上海闵行·二模)体积均为2.0L的恒容密闭容器甲、乙、丙中,发生反应:CO2(g)+C(s) 2CO(g),起始投料量如表,在不同温度下CO平衡浓度随温度变化如下图。下列说法正确的是
容器
n(CO2)/mol
n(C)/mol
n(CO)/mol
甲
0.2
0.6
0
乙
0.4
0.8
0
丙
X<0.6
1
0
A.曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的容器分别是乙、甲、丙
B.a、b、c三点所处状态的压强大小关系:pc>pb>pa
C.1100K时,平衡时容器中混合气体的平均分子量大小关系:甲>乙>丙
D.1000K时,若起始向容器乙中加入CO、CO2、C各1mol,则v(正)>v(逆)
4.(2024·上海·模拟预测)密闭容器中加入HBr,一定条件下发生反应:,随反应时间的变化如曲线①所示,分别改变一个条件,得到曲线②和③,下列说法正确的是
A.该反应正反应为放热反应
B.曲线①,0~50min用表示的平均反应速率为
C.曲线②,可能使用了催化剂或压缩容器体积
D.曲线③,达到平衡后,容器内各物质的浓度分别增加,平衡正向移动
5.(2025·上海·一模)H2还原NO的化学方程式为2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g) ∆H<0。该反应常伴有副产物N2O和NH3。以Pt作催化剂,用H2还原某废气中的NO (其他气体不反应),
(2)270°C时H2的体积分数对H2-NO反应的影响如图所示。随着H2体积分数的增大,N2的体积分数呈下降趋势,原因是 。
6.(2025·上海·一模)在固定体积的密闭容器中发生反应:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) ∆H=-41.8kJ·mol-1,使用某种催化剂,改变的值进行多组实验(各组实验的温度可能相同,也可能不同),测定NO2的平衡转化率。部分实验结果如图所示。
(1)如果要将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态,应采取的措施是 。
(2)若图中C、D两点对应的实验温度分别为TC和TD,通过计算判断TC (填“>”“=”或“<”)TD。
(建议用时:10分钟)
7.(2025·上海静安·一模)一定温度下,向2L密闭恒容容器中充入2molCO2和6mol H2,发生如下反应:
反应Ⅰ (主反应)CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1<0 K1
反应Ⅱ(副反应)CO2(g) +4H2(g) CH4(g) + 2H2O(g) ΔH2<0 K2
反应Ⅲ(副反应)CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) ΔH3>0 K3
(1)反应均达平衡后,测得数据如下:
物质
CH3OH
CH4
CO
物质的量(mol)
1
0.4
0.2
则CH3OH的选择性= 。(CH3OH选择性=),反应Ⅱ的平衡常数K2= (列出包含数据的计算式,无须算出结果)。
(2)不同温度下,若测得上述反应CO2的平衡转化率与甲醇的选择性如下图:
①试根据图中信息判断,更适合生产甲醇的温度为 。
a.1000°C B.800 °C C. 600°C D.400°C
②当温度高于800 °C,CO2转化率反而增大,主要原因是 。
8.(24-25高三上·上海·期中)利用CO2制备CO,一定温度下,在恒容密闭容器中投入一定量CO2和H2进行反应:。
(3)其他条件相同,在甲、乙、丙三种不同催化剂作用下,相同时间内测得氢气转化率随温度变化如图所示。下列说法错误的是_______。
A.850℃下,甲、乙、丙可能均达到平衡
B.700℃下,甲对应的活化能最大
C.一般催化剂能降低活化能,但不改变反应的焓变
D.其它条件一定时,随着温度升高,活化分子百分数增大
9.(24-25高三上·上海·期中)脱除汽车尾气中NO和CO包括以下两个反应:
反应ⅰ. 2NO+CO⇌N2O+CO2;
反应ⅱ. N2O+CO⇌N2+CO2。
将恒定组成的NO和CO混合气体通入不同温度的反应器,相同时间内检测物质浓度,结果如图。
(1)实验过程中,高于340℃后N2O浓度逐渐减小,试分析发生该变化的原因是 。
(2)450℃时,该时间段内NO的脱除率= (保留2位有效数字,NO的脱除率)。
10.(24-25高三上·上海·期中)利用二氧化碳与甲烷制取水煤气的反应来提高CO2的利用率:。在体积可变的密闭容器中通入2.0molCH4、2.0molCO2,在不同温度、压强下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。
(1)根据图象判断ΔH 0, 。
A.大于 B.小于
(2)在、1100℃条件下,c点的反应速率v(正) v(逆)。
A.大于 B.小于 C.等于
(3)为提高CO2的平衡转化率,以下措施正确的是___________。
A.升温 B.增大 C.增大压强 D.加入合适的催化剂
11.(23-24高三上·上海虹口·期中)对于反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g),在其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下温度变化的曲线(如图)。
(1)比较p1、p2的大小关系:p1________p2.
A.> B.= C.< D.无法判断
(2)随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是_______。
A.减小 B.增大 C.不变 D.无法判断
12.(23-24高三上·上海杨浦·阶段练习)科学家对汽车尾气进行无害化处理反应为:2CO+2NO2CO2+N2。一定条件下,在 1L 密闭容器中充入 2.00molCO 和 2.00molNO,一段时间后测得 CO、CO2 浓度随时间变化如图1 所示,CO 的平衡转化率与温度、起始投料比m 的关系如图2 所示,图中起始投料比m=,完成问题:
(1)图 1 条件下,该反应的化学平衡常数为 ,根据图 1,用 N2 表示该反应达平衡过程中的平均反应速率是 mol·L-1·min-1。
(2)该反应的正反应是 反应(填“吸热”或“放热”)。图 2 中 a、b、c 三点对应的平衡常数 Ka、Kb、Kc 相对大小关系是 。
(3)关于该可逆反应的说法正确的是___________。
A.加入催化剂可提高 NO 的平衡转化率
B.当体系中 c(CO2):c(N2)=2:1 时,该反应达到平衡状态
C.保持其他条件不变,若充入N2,则达到新平衡时,正、逆反应速率均增大
D.投料比:
(4)随着温度的升高,不同投料比下 CO 的平衡转化率趋于相近的原因为 。
(建议用时:20分钟)
13.(24-25高三上·上海·阶段练习)已知反应I: kJ/mol
反应Ⅱ: kJ/mol
在恒容密闭容器中充入1 mol 和3 mol 。发生反应I和Ⅱ,测得平衡时的转化率、CO和的选择性随温度变化如下图所示选择性]。
(1)表示CO选择性的曲线是 (填字母)。
(2)250℃时,反应I的平衡常数为 (保留2位有效数字)。
(3)210~250℃过程中,转化率变化的原因是 。
14.(23-24高三下·上海浦东新·阶段练习)研究等大气污染气体的处理具有重要意义,有关研究表明氨气在处理大气污染中有一定的作用。利用反应可处理。
(3)已知该反应平衡常数(K)与温度(T)的关系如下图所示,
反应达到平衡后若升高温度,则 (填“大于”、“小于”或“等于”);反应达到平衡后若缩小反应容器体积,其它条件不变,则混合气体的平均分子量将 (填“变大”.“变小”或“不变”)。
15.(23-24高三下·上海·阶段练习)将6molCO2和8molH2充入一容积为2L的密闭容器中(温度保持不变)。发生反应 ,测得H2的物质的量随时间变化如图中实线所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。
(1)下列时间段平均反应速率最大的是
A.0-1min B.1-3 min C.3-8min D.8-11min
(2)写出反应的平衡常数表达式 。在该温度下,当达到平衡状态时,CO2的转化率是 。
(3)仅改变某一条件再进行实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。与实线相比,虚线I和虚线Ⅱ改变的条件可能是
A.升高温度 增大压强 B.增大压强 升高温度
C.降低温度 减小压强 D.减小压强 降低温度
16.(2024·上海闵行·三模)密闭容器中,加入足量的焦炭(沸点4827℃)和1mol反应,生成和硫蒸气():。反应在某温度达到平衡时,和的体积分数都等于40%。
(1)中 。
(2)按相同投料方式发生上述反应,相同时间内测得与的生成速率随温度变化的关系如图1所示。其他条件相同时,在不同催化剂作用下,转化率与温度关系如图2所示。
①温度为700℃时,催化剂 (填“甲”或“乙”)活性更高,理由是 。
②由图中信息可知,A、B、C三点对应的反应状态中,达到平衡状态的是 (填字母),原因是 。
17.(2024·上海·三模)一种捕获并实现资源利用的反应原理如图甲所示。反应①完成之后,以为载气,将恒定组成的、混合气,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图乙所示。反应过程中始终未检测到,在催化剂上有积碳,推测发生了制反应(反应③):。
(1)反应②的化学方程式为 。
(2)时间段内,反应②速率减小至0的原因是 。
(3)时刻,生成的速率反应②___________反应③。
A. B. C. D.无法确定
18.(2024·上海虹口·一模)研究反应Ⅰ的逆反应对提高尿素产率有重要意义。某研究学习小组把一定量的氨基甲酸铵固体放入容积为2L的密闭容器中,在T℃下分解:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),t1时达到化学平衡。c(CO2)随时间t变化曲线如图所示。
(4)若其他条件不变,t2时将容器体积压缩到1L,t3时达到新的平衡。请在图中画出t2~t4时间内c(CO2)随时间t变化的曲线。
19.(23-24高三下·上海嘉定·阶段练习)稀土被称为新材料的宝库。稀土金属是元素周期表中第3族的钪、钇和15种镧系元素的总称。只需极少量,就能显著改变材料的性能,也被称为“神奇的调料”。
(2)镧系离子可用离子交换法分离,其反应可表示为:。某温度下,随时间变化关系如图所示。下列说法正确的是________。
A.时的正反应速率大于时的逆反应速率
B.时间段的平均反应速率为:
C.时增大,该平衡向左移动,平衡常数减小
D.时离子交换反应停止
20.(23-24高三上·上海·期中)甲醇是一种清洁能源, 在交通、化工等领域应用广泛,具有广阔的研究前景。工业上使用水煤气(CO 与 H2 的混合气体)转化成甲醇,反应为 2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)。
(1)CO 的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:p1、p2 的大小关系是p1 p2(填“>”、 “<”或 “=”), A、B、C 三点的平衡常数的大小关系是 。(用“KA”、 “KB”、 “KC”表示)
21.(23-24高三上·上海杨浦·期中)镧镍合金是一种良好的储氢材料,向体积恒定的密闭容器中充入氢气发生如下反应:LaNi5(s) + 3H2(g) LaNi5H6(s) ∆H<0,H2的平衡转化率与其初始充入物质的量(n)、反应温度(T)的关系如图1所示;一定温度下,容器内的压强(p)随时间(t)的变化关系如图2所示。
(1)图1中H2初始充入量由大到小的是 。
(2)若保持温度不变,在时刻将容器的容积压缩至原来的一半,并在时刻达到平衡。请在图2中画出相应的变化曲线 。
22.(23-24高三下·上海·阶段练习)我国含硫天然气资源丰富,甲烷与硫化氢重整制氢和天然气脱硫具有重要的现实意义。甲烷与硫化氢重整制氢反应为,其过程中反应ⅰ、ⅱ及其相对能量变化示意图为:
(1)反应在 下可自发进行。
A.高温 B.低温
在恒压条件下,起始时按(同时通入一定量的进行稀释,不参与反应)向某密闭容器中充入反应混合物,温度变化对平衡时反应混合物中、、、的物质的量分数的影响如图所示:
(2)研究发现,在温度区间内,随温度升高,在平衡时反应混合物中含量迅速下降,而的含量几乎为0,根据图2分析其可能的原因是 。
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1.速率-时间图像
(1)常见含“断点”的速率—时间图像
图像
t1时刻所改变的条件
温
度
升高
降低
升高
降低
正反应为放热反应
正反应为吸热反应
压
强
增大
减小
增大
减小
正反应为气体物质的量增大的反应
正反应为气体物质的量减小的反应
(2)“渐变”类速率—时间图像
图像
分析
结论
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
t1时其他条件不变,增大反应物的浓度
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
t1时其他条件不变,减小反应物的浓度
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
t1时其他条件不变,增大生成物的浓度
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
t1时其他条件不变,减小生成物的浓度
2.反应进程折线图
此类图像一般纵坐标表示物质的量、浓度、百分含量、转化率,横坐标表示反应时间。解题的关键是找转折点。
(1)转折点之前,用外因对速率的影响分析问题,用“先拐先平,数值大”的规律判断不同曲线表示温度或压强的大小。
(2)转折点之后是平衡状态或平衡移动,解题时要抓住量的变化,找出平衡移动的方向,利用化学平衡移动原理推理分析。
例1 已知:反应为mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)。
①
T1<T2,正反应为放热反应。
②
p1<p2,正反应为气体体积增大的反应。
③
图中a使用催化剂或者增大压强,此时m+n=p+q。
3.恒压(或恒温)线
此类图像的纵坐标为某物质的平衡浓度或转化率,横坐标为温度或压强,解答此类问题,要关注曲线的变化趋势,有多个变量时,注意控制变量,即“定一议二”。
反应:aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g) ΔH
图像
结论
a+b>c+d,ΔH>0
a+b>c+d,ΔH>0
4.投料比—转化率相关图像
在保持体系总压为105 Pa的条件下进行反应:SO2(g)+O2(g)SO3(g),原料气中SO2和O2的物质的量之比m[m=]不同时,SO2的平衡转化率与温度(T)的关系如图所示:
(1)图中m1、m2、m3的大小顺序为_m1>m2>m3_______。反应的化学平衡常数Kp表达式为Kp=(用平衡分压代替平衡浓度表示)。
5.投料比与转化率之间的关系
以N2(g)+3H2(g)2NH3(g)为例,当N2与H2的投料比为1∶3(系数比)时,N2与H2的平衡转化率相等,且平衡时NH3的体积分数最大;增大N2与H2的投料比,则α(H2)增大,α(N2)减小;减小N2与H2的投料比,则α(H2)减小,α(N2)增大。
6.物质参数-时间图[以aA(g)+bB(g)cC(g) ΔH为例]
浓度-时间图
(t1时刻反应达到平衡)
含量-时间图
(m用催化剂,n不用催化剂)
(T2>T1,正反应为吸热反应)
(T2>T1,正反应为放热反应)
(p1>p2,正反应为气体分子数减小的反应)
(p1>p2,正反应为气体分子数增大的反应)
7.物质参数-温度(压强)图
常规
类型
特殊
类型
平衡点(拐点)前看反应速率——浓度、压强、温度、催化剂影响反应速率
平衡点(拐点)后看平衡移动——浓度、压强、温度影响平衡移动
曲线甲表示正反应为 放热 反应
曲线乙表示正反应为 吸热 反应
8.速率、平衡综合图像
温度为T时,对于密闭容器中的反应:
A(g)+B(g)C(s)+xD(g) ΔH>0
A、B、D物质的量浓度随时间的变化如图所示:
据此图可以分析出x的大小,某一段时间内的反应速率v(A)、v(B)或v(D),可以求出该温度下反应的平衡常数,可以分析出15 min时的条件变化等。
(建议用时:10分钟)
1.(23-24高三上·上海浦东新·阶段练习)某温度下,在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后,改变条件对反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0的正、逆反应速率的影响如图所示,下列对t1时刻条件的改变描述正确的是
A.升高温度 B.增大压强 C.增大容器体积 D.充入SO3气体
【答案】A
【分析】根据图示可知:在t1时刻改变外界条件后,v正、v逆都增大,且改变条件后,v逆>v正,化学平衡逆向移动,然后根据外界条件对化学平衡移动的影响分析判断。
【解析】A.在t1时刻升高温度,v正、v逆都增大,由于温度对吸热反应影响更大。所以升高温度后,化学平衡向逆反应方向移动,与图示变化吻合,A符合题意;
B.在t1时刻增大压强,化学平衡向气体体积减小的正反应方向移动,则化学反应速率v正>v逆,与图示的v逆>v正不吻合,B不符合题意;
C.在t1时刻若增大容器体积,反应物、生成物的浓度减小,化学反应速率应该比原平衡时速率减小,与图示的v正、v逆都增大不吻合,C不符合题意;
D.在t1时刻若充入SO3气体,则v逆增大,v正不变,与图示的v正、v逆都增大不吻合,D不符合题意;
故合理选项是A。
2.(24-25高三上·上海·阶段练习)绝热恒容密闭容器中通入A和B,一定条件下发生反应,正反应速率随时间的变化关系如图所示,下列结论正确的是
A.该反应正向放热
B.点后也下降
C.点时:
D.气体A的浓度:点小于点
【答案】A
【分析】由题意可知一个反应前后体积不变的可逆反应,结合图可知反应速率先增大再减小,因为只要开始反应,反应物浓度就要降低,反应速率应该降低,但此时正反应却是升高的,这说明此时温度的影响是主要的,由于容器是绝热的,因此只能是放热反应,从而导致容器内温度升高反应速率加快,据此分析;
【解析】A.根据分析可知,该反应正向放热,A正确;
B.c段,正反应速率不断增大,则单位时间内气体C的生成量不断增多,也增加,B错误;
C.c点时,正反应速率还在改变,说明没有达到平衡状态,所以c点时:v(正)与v(逆)不相等,C错误;
D.随着反应的进行,气体A的浓度不断减小,所以气体A的浓度:a点大于b点,D错误;
故选A。
3.(2024·上海闵行·二模)体积均为2.0L的恒容密闭容器甲、乙、丙中,发生反应:CO2(g)+C(s) 2CO(g),起始投料量如表,在不同温度下CO平衡浓度随温度变化如下图。下列说法正确的是
容器
n(CO2)/mol
n(C)/mol
n(CO)/mol
甲
0.2
0.6
0
乙
0.4
0.8
0
丙
X<0.6
1
0
A.曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ对应的容器分别是乙、甲、丙
B.a、b、c三点所处状态的压强大小关系:pc>pb>pa
C.1100K时,平衡时容器中混合气体的平均分子量大小关系:甲>乙>丙
D.1000K时,若起始向容器乙中加入CO、CO2、C各1mol,则v(正)>v(逆)
【答案】A
【解析】A.CO2(g)+C(s) 2CO(g)反应中,C为固体,不影响平衡移动,CO的化学计量数大于CO2的化学计量数,且反应发生在恒容密闭容器中,所以增大CO2的物质的量,则平衡左移。甲容器中n(CO2)初始为0.2mol,若全部转化为CO,则c(CO)=0.2mol/L,所以曲线Ⅰ对应的容器不是甲;若曲线Ⅲ对应的容器为甲,则在1100℃时,乙容器中的c(CO)应小于0.08mol/L,不符合图示。综上分析,曲线Ⅱ对应的容器是甲,故曲线Ⅰ对应的容器是乙,曲线Ⅲ对应的容器是丙,A项正确;
B.该反应生成物中气体的化学计量数大于反应物中气体的化学计量数。b、c两点为同一容器的不同状态,b点的c(CO)更大,该状态下气体的总物质的量大于c点状态,故pb>pc;a点为容器乙状态,该状态下气体的总物质的量大于b点,故pa>pb,所以a、b、c三点所处状态的压强大小关系:pa>pb>pc,B项错误;
C.CO2的分子量大于CO,所以CO2的转化率越高则混合气体的平均分子量大小越小。相同温度下,容器中转化率丙>甲>乙,故平衡时容器中混合气体的平均分子量大小关系:乙>甲>丙,C项错误;
D.1000K时,若起始向容器乙中加入CO、CO2、C各1mol,则,而1000K时,根据图示可知反应CO2(g)+C(s) 2CO(g)的平衡常数K<0.5,Q>K,则起始向容器乙中加入CO、CO2、C各1mol,反应v(正)<v(逆),D项错误。
答案选A。
4.(2024·上海·模拟预测)密闭容器中加入HBr,一定条件下发生反应:,随反应时间的变化如曲线①所示,分别改变一个条件,得到曲线②和③,下列说法正确的是
A.该反应正反应为放热反应
B.曲线①,0~50min用表示的平均反应速率为
C.曲线②,可能使用了催化剂或压缩容器体积
D.曲线③,达到平衡后,容器内各物质的浓度分别增加,平衡正向移动
【答案】D
【分析】分别改变一个条件,得到曲线②、③,从曲线①得到曲线②,既加快速率平衡又不移动,只能使用催化剂,从曲线①得到曲线③,意味着反应速率加快但平衡右移了,则改变的另一个条件只能是升温。
【解析】A.由上述分析可知,升温平衡正向移动,则该反应为吸热反应,故A错误;
B.曲线①,0~ 50 min用HBr表示的平均反应速率为=0.02mol﹒L-1﹒min-1,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可知,用H2表示的平均反应速率为0.01 mol﹒L-1﹒min-1,故B错误;
C.曲线②,可能使用了催化剂,反应速率加快,平衡不移动,各物质浓度不变;如果缩小体积,气体浓度都增大了,而实际上HBr浓度减小了,与图像变化不符合,故C错误;
D.曲线③达到平衡时有:,得,往容器中加入浓度均为0.2 mol﹒L-1的三种物质,得,则Qc<K,平衡将向正反应方向移动,故D正确;
故答案选D。
5.(2025·上海·一模)H2还原NO的化学方程式为2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g) ∆H<0。该反应常伴有副产物N2O和NH3。以Pt作催化剂,用H2还原某废气中的NO (其他气体不反应),
(2)270°C时H2的体积分数对H2-NO反应的影响如图所示。随着H2体积分数的增大,N2的体积分数呈下降趋势,原因是 。
【答案】(2)N2被H2消耗,生成NH3
【解析】(2)随着H2体积分数的增大,N2被H2消耗,生成NH3,所以N2的体积分数呈下降趋势;
6.(2025·上海·一模)在固定体积的密闭容器中发生反应:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) ∆H=-41.8kJ·mol-1,使用某种催化剂,改变的值进行多组实验(各组实验的温度可能相同,也可能不同),测定NO2的平衡转化率。部分实验结果如图所示。
(1)如果要将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态,应采取的措施是 。
(2)若图中C、D两点对应的实验温度分别为TC和TD,通过计算判断TC (填“>”“=”或“<”)TD。
【答案】(1)降低温度
(2)=
【解析】(1)由题图可知,C点对应的平衡状态变为B点对应的平衡状态,不变,但增大,即平衡右移,由于反应前后气体的物质的量不变,且该反应为放热反应,所以采取的措施为降低温度;
(2)C对应的平衡常数
Kc= ;
D对应的平衡常数
KD= ;
C、D两点对应的平衡常数相等,所以。
(建议用时:10分钟)
7.(2025·上海静安·一模)一定温度下,向2L密闭恒容容器中充入2molCO2和6mol H2,发生如下反应:
反应Ⅰ (主反应)CO2(g) + 3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) ΔH1<0 K1
反应Ⅱ(副反应)CO2(g) +4H2(g) CH4(g) + 2H2O(g) ΔH2<0 K2
反应Ⅲ(副反应)CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) ΔH3>0 K3
(1)反应均达平衡后,测得数据如下:
物质
CH3OH
CH4
CO
物质的量(mol)
1
0.4
0.2
则CH3OH的选择性= 。(CH3OH选择性=),反应Ⅱ的平衡常数K2= (列出包含数据的计算式,无须算出结果)。
(2)不同温度下,若测得上述反应CO2的平衡转化率与甲醇的选择性如下图:
①试根据图中信息判断,更适合生产甲醇的温度为 。
a.1000°C B.800 °C C. 600°C D.400°C
②当温度高于800 °C,CO2转化率反而增大,主要原因是 。
【答案】(1) 62.5%
(2) D 反应Ⅰ和反应Ⅱ为放热反应,温度高于800℃,平衡逆向移动,反应Ⅲ为吸热反应,温度高于800℃平衡正向移动,说明温度高于800℃,反应Ⅲ占主导,所以二氧化碳的平衡转化率增大
【解析】(1)根据碳元素守恒可知,有1.6mol CO2参加了反应,故CH3OH选择性==62.5%;则平衡时,n(CO2)=0.4mol,由氧元素守恒可知,n(H2O)=(22-20.4-1-0.2)mol=2mol,由氢元素守恒可知,n(H2)=mol=1.2mol,所以反应②的平衡常数为;
(2)①由选择性的定义可知,选择性越好,说明该物质的产率越高,由图可知400℃二氧化碳的转化率为60%、甲醇的选择性为50%,600℃二氧化碳的转化率为30%、甲醇的选择性为75%,800℃二氧化碳的转化率为20%、甲醇的选择性为60%,1000℃二氧化碳的转化率为40%、甲醇的选择性为25%,因为400℃的二氧化碳的转化率与甲醇的选择性之积最大,所以更适合生产甲醇的温度为400℃,故答案为:D;
反应Ⅰ和反应Ⅱ为放热反应,温度高于800℃,平衡逆向移动,反应Ⅲ为吸热反应,温度高于800℃平衡正向移动,说明温度高于800℃,反应Ⅲ占主导,所以二氧化碳的平衡转化率增大。
8.(24-25高三上·上海·期中)利用CO2制备CO,一定温度下,在恒容密闭容器中投入一定量CO2和H2进行反应:。
(3)其他条件相同,在甲、乙、丙三种不同催化剂作用下,相同时间内测得氢气转化率随温度变化如图所示。下列说法错误的是_______。
A.850℃下,甲、乙、丙可能均达到平衡
B.700℃下,甲对应的活化能最大
C.一般催化剂能降低活化能,但不改变反应的焓变
D.其它条件一定时,随着温度升高,活化分子百分数增大
【答案】(3)B
【解析】(3)A.催化剂只影响反应速率,不影响化学平衡,投料比和温度等条件都相同的情况下,三个反应达到平衡时氢气的转化率相同,850℃时,氢气的转化率相等,则甲乙丙可能均达到平衡,A正确;
B.活化能越大反应速率越慢,相同时间内的转化率越低,则该条件下甲对应的活化能最低,B错误;
C.一般的催化剂降低了过渡态的能量从而降低活化能,但是不改变焓变,C正确;
D.升高温度,分子的能量升高,活化分子百分数增大,D正确;
故选B。
9.(24-25高三上·上海·期中)脱除汽车尾气中NO和CO包括以下两个反应:
反应ⅰ. 2NO+CO⇌N2O+CO2;
反应ⅱ. N2O+CO⇌N2+CO2。
将恒定组成的NO和CO混合气体通入不同温度的反应器,相同时间内检测物质浓度,结果如图。
(1)实验过程中,高于340℃后N2O浓度逐渐减小,试分析发生该变化的原因是 。
(2)450℃时,该时间段内NO的脱除率= (保留2位有效数字,NO的脱除率)。
【答案】(1)反应ⅰ、ⅱ的反应速率随温度的升高而增大,高于340℃后,升高温度,反应ⅱ速率增加的程度超过反应ⅰ增加的程度,使得反应ⅱ速率大于反应ⅰ速率,所以浓度减小 (2)88%
【解析】(1)反应ⅰ、ⅱ的反应速率随温度的升高而增大,高于340℃后,升高温度,反应ⅱ速率增加的程度超过反应ⅰ增加的程度,使得反应ⅱ速率大于反应ⅰ速率,所以浓度减小;
(2)根据450℃时各物质的浓度,NO的初始浓度为(200+125×2+1625×2)´10-6mol/L=3.7´10-3mol/L,转化为氮气的NO的浓度1625´10-6mol/L×2=3.25´10-3mol/L,该时间段内NO的脱除率约为。
10.(24-25高三上·上海·期中)利用二氧化碳与甲烷制取水煤气的反应来提高CO2的利用率:。在体积可变的密闭容器中通入2.0molCH4、2.0molCO2,在不同温度、压强下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。
(1)根据图象判断ΔH 0, 。
A.大于 B.小于
(2)在、1100℃条件下,c点的反应速率v(正) v(逆)。
A.大于 B.小于 C.等于
(3)为提高CO2的平衡转化率,以下措施正确的是___________。
A.升温 B.增大 C.增大压强 D.加入合适的催化剂
【答案】(1) A B
(2)A
(3)A
【解析】(1)根据“定一议二”的方法,观察图中一条线(即等压线)的趋势,说明温度升高,CH4的平衡转化率增大, 再根据平衡移动原理,说明该反应为吸热反应,即ΔH>0;然后再在图中作一条垂直线(即等温线),再结合反应方程式和平衡移动原理,说明压强增大,CH4的平衡转化率减小,得p1<p2;
(2)在p2、1100 ℃条件下,c点不是平衡状态,该条件下的平衡状态为b点,c点的反应状态将正向移动 ,使 CH4的转化率增大到b点(平衡状态),即v(正)>v(逆);
(3)A.该反应为吸热反应,所以升温平衡向正反应方向移动,CO2的转化率增大,选项A正确;
B.增大的比例即更大程度地增大,CO2的转化率减小,选项B错误;
C.增大压强,平衡向气体体积减小的方向即逆反应方向移动,CO2的转化率减小,选项C错误;
D.加入催化剂不会影响平衡移动,转化率不变,选项D错误;
答案选A。
11.(23-24高三上·上海虹口·期中)对于反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g),在其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下温度变化的曲线(如图)。
(1)比较p1、p2的大小关系:p1________p2.
A.> B.= C.< D.无法判断
(2)随温度升高,该反应平衡常数变化的趋势是_______。
A.减小 B.增大 C.不变 D.无法判断
【答案】(1)C (2)A
【解析】(1)由2NO(g)+O2(g)2NO2(g)可知该反应为正反应气体体积减小的反应,温度相同,增大压强,平衡正向移动,NO的平衡转化率增大,根据图示和坐标含义,判断p1<p2,答案选C;
(2)看同一压强线,温度升高,NO的平衡转化率降低,平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,温度升高,平衡常数减小,答案选A;
12.(23-24高三上·上海杨浦·阶段练习)科学家对汽车尾气进行无害化处理反应为:2CO+2NO2CO2+N2。一定条件下,在 1L 密闭容器中充入 2.00molCO 和 2.00molNO,一段时间后测得 CO、CO2 浓度随时间变化如图1 所示,CO 的平衡转化率与温度、起始投料比m 的关系如图2 所示,图中起始投料比m=,完成问题:
(1)图 1 条件下,该反应的化学平衡常数为 ,根据图 1,用 N2 表示该反应达平衡过程中的平均反应速率是 mol·L-1·min-1。
(2)该反应的正反应是 反应(填“吸热”或“放热”)。图 2 中 a、b、c 三点对应的平衡常数 Ka、Kb、Kc 相对大小关系是 。
(3)关于该可逆反应的说法正确的是___________。
A.加入催化剂可提高 NO 的平衡转化率
B.当体系中 c(CO2):c(N2)=2:1 时,该反应达到平衡状态
C.保持其他条件不变,若充入N2,则达到新平衡时,正、逆反应速率均增大
D.投料比:
(4)随着温度的升高,不同投料比下 CO 的平衡转化率趋于相近的原因为 。
【答案】(1) 80
(2) 放热
(3)CD
(4)温度较高时,温度变化对平衡移动的影响大于浓度变化对平衡的影响
【解析】(1)根据图中数据列三段式:
则该反应的化学平衡常数;根据图1,用N2表示该反应达平衡过程中的平均反应速率是;
(2)由图2可知,起始投料比m一定时,升高温度,CO的平衡转化率减小,由此可知升高温度,平衡逆向移动,则该反应的正反应是放热反应;只与温度有关,温度不变不变,该反应为放热反应,温度升高减小,则图 2 中 a、b、c 三点对应的平衡常数 Ka、Kb、Kc 相对大小关系是:;
(3)A.加入催化剂只改变反应速率,不能使平衡发生移动,则不能提高NO的平衡转化率,A错误;
B.CO2、N2为生成物,两者物质的量之比始终为2∶1,则反应开始至达到平衡过程始终有,所以当体系中c(CO2)∶c(N2)=2∶1时,不能说明该反应达到平衡状态,B错误;
C.保持其他条件不变,若充入N2,平衡逆向移动,达到新平衡时,生成物、反应物浓度均增大,正、逆反应速率均增大,C正确;
D.投料比,增大投料比等同于增大NO的浓度,使平衡正向移动, CO的平衡转化率增大,结合图2可知投料比:,D正确;
故选CD;
(4)随温度的升高,不同投料比下CO的平衡转化率趋于相近,说明温度较高时,温度变化对平衡移动的影响大于浓度变化对平衡的影响,则原因为:温度较高时,温度变化对平衡移动的影响大于浓度变化对平衡的影响。
(建议用时:20分钟)
13.(24-25高三上·上海·阶段练习)已知反应I: kJ/mol
反应Ⅱ: kJ/mol
在恒容密闭容器中充入1 mol 和3 mol 。发生反应I和Ⅱ,测得平衡时的转化率、CO和的选择性随温度变化如下图所示选择性]。
(1)表示CO选择性的曲线是 (填字母)。
(2)250℃时,反应I的平衡常数为 (保留2位有效数字)。
(3)210~250℃过程中,转化率变化的原因是 。
【答案】(1)c
(2)0.0015
(3)升高温度对反应Ⅰ的影响大于反应Ⅱ
【分析】反应I: kJ/mol为吸热反应,
反应Ⅱ: kJ/mol为放热反应,升高温度,反应I正向移动,CO的选择性升高,反应Ⅱ逆向移动,甲醇的选择性降低,而且二者选择性的和为1,因此a代表甲醇的平衡转化率,b代表甲醇的选择性,c代表CO的选择性;
【解析】(1)反应I中生成CO(g)为吸热反应,反应Ⅱ中生成CH3OH(g) 为放热反应,故随着温度的升高,反应I正向移动,反应Ⅱ逆向移动,所以CO(g)的选择性升高,CH3OH(g) 的选择性降低,且二者的选择性之和应为100%。结合图像可知,表示选择性的曲线是c;
(2)根据图像信息可知时,CO2的平衡转化率为12%,CO(g)的选择性为25%, CH3OH(g)的选择性为75%。可计算出CO2的消耗量为1mol×12%=0.12mol,生成CO(g)的物质的量为0.12mol×25%=0.03mol,生成CH3OH(g)的物质的量为0.12mol×75%=0.09mol。根据题意,在该密闭容器中发生反应I和反应Ⅱ:
故在该温度下达到平衡状态时,n(H2)=3mol-0.03mol-0.27mol=2.7mol,n(CO2)=1mol-0.03mol-0.09mol=0.88mol,n(CO)=0.03mol,n(H2O)=0.03mol+0.09mol=0.12mol,反应I前后气体系数相等,用浓度表示的平衡常数可以用物质的量来表示,反应I的平衡常数为K=;
(3)升高温度反应I正向移动,CO2的平衡转化率升高,反应Ⅱ逆向移动,CO2的平衡转化率降低,结合图像在过程中,转化率随着温度的升高而升高,说明反应Ⅰ的影响大于反应Ⅱ。
14.(23-24高三下·上海浦东新·阶段练习)研究等大气污染气体的处理具有重要意义,有关研究表明氨气在处理大气污染中有一定的作用。利用反应可处理。
(3)已知该反应平衡常数(K)与温度(T)的关系如下图所示,
反应达到平衡后若升高温度,则 (填“大于”、“小于”或“等于”);反应达到平衡后若缩小反应容器体积,其它条件不变,则混合气体的平均分子量将 (填“变大”.“变小”或“不变”)。
【答案】(3) 小于 变大
【解析】(3)升高温度,平衡常数减小,平衡逆向移动,则逆反应速率大于正反应速率;
缩小体积相当于增大压强,平衡逆向进行,导致气体的物质的量减小,但是气体总质量不变,所以混合气体平均式量变大;
故答案为:小于;变大。
15.(23-24高三下·上海·阶段练习)将6molCO2和8molH2充入一容积为2L的密闭容器中(温度保持不变)。发生反应 ,测得H2的物质的量随时间变化如图中实线所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。
(1)下列时间段平均反应速率最大的是
A.0-1min B.1-3 min C.3-8min D.8-11min
(2)写出反应的平衡常数表达式 。在该温度下,当达到平衡状态时,CO2的转化率是 。
(3)仅改变某一条件再进行实验,测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。与实线相比,虚线I和虚线Ⅱ改变的条件可能是
A.升高温度 增大压强 B.增大压强 升高温度
C.降低温度 减小压强 D.减小压强 降低温度
【答案】(1)A (2) 33.3% (3)A
【解析】(1)由图结合方程式可知,该反应在0-1min内H2的平均反应速率为;
在1-3min,H2的平均反应速率为;
在3-8min,H2的平均反应速率为;
在8-11min,H2的物质的量不变,则反应在8min达到平衡;
则反应速率最大的为0-1min;
故答案为:A;
(2)根据平衡常数表达式,;根据第1小题分析,在8min反应达到平衡状态,H2的改变量为6mol,根据方程式系数关系,CO2的改变量为2mol,则CO2的转化率为;
故答案为:;25%;
(3)反应为放热的、气体分子数减小的反应;升高温度,反应速率加快,平衡逆向移动,氢气量增加,故曲线I改变的条件可能是升高温度;
反应中增大压强,反应速率加快,平衡正向移动,氢气量减小,故曲线Ⅱ改变的条件可能是增大压强;
故答案为:A。
16.(2024·上海闵行·三模)密闭容器中,加入足量的焦炭(沸点4827℃)和1mol反应,生成和硫蒸气():。反应在某温度达到平衡时,和的体积分数都等于40%。
(1)中 。
(2)按相同投料方式发生上述反应,相同时间内测得与的生成速率随温度变化的关系如图1所示。其他条件相同时,在不同催化剂作用下,转化率与温度关系如图2所示。
①温度为700℃时,催化剂 (填“甲”或“乙”)活性更高,理由是 。
②由图中信息可知,A、B、C三点对应的反应状态中,达到平衡状态的是 (填字母),原因是 。
【答案】(1)2
(2) 乙 700℃时,催化剂乙对应的转化率高,因此催化剂乙的活性更高 B B点和硫蒸气的生成速率之比是2:1,经转化对和硫蒸气来说,都存在
【解析】(1)根据三段式可知:
反应在某温度达到平衡时,SO2和CO2的体积分数都等于40%,即1-y=y,解得y=0.5,,解得x=2;
(2)①700℃时,催化剂乙对应的转化率高,因此催化剂乙的活性更高;
②由于催化剂不能改变平衡转化率,所以C点不是平衡点,又因为A点二者的速率相等,不满足速率之比是化学计量数之比,而B点二氧化硫和硫蒸汽的速率之比是2:1,满足速率之比是化学计量数之比,所以A、B、C三点对应的反应状态中,达到平衡状态的是B。
17.(2024·上海·三模)一种捕获并实现资源利用的反应原理如图甲所示。反应①完成之后,以为载气,将恒定组成的、混合气,以恒定流速通入反应器,单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图乙所示。反应过程中始终未检测到,在催化剂上有积碳,推测发生了制反应(反应③):。
(1)反应②的化学方程式为 。
(2)时间段内,反应②速率减小至0的原因是 。
(3)时刻,生成的速率反应②___________反应③。
A. B. C. D.无法确定
【答案】(1) (2)CaCO3消耗完全 (3)A
【解析】(1)反应②是甲烷和碳酸钙反应生成氧化钙、CO和H2,反应的化学方程式为 。
(2)时间段内,反应②是,t3时刻不再产生CO,反应②速率减小至0,原因是CaCO3消耗完全;
(3)反应②生成的CO和氢气一样多。时刻,CO得流速为1~2之间,H2的流速为2,可知生成的速率反应②>反应③,选A。
18.(2024·上海虹口·一模)研究反应Ⅰ的逆反应对提高尿素产率有重要意义。某研究学习小组把一定量的氨基甲酸铵固体放入容积为2L的密闭容器中,在T℃下分解:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g),t1时达到化学平衡。c(CO2)随时间t变化曲线如图所示。
(4)若其他条件不变,t2时将容器体积压缩到1L,t3时达到新的平衡。请在图中画出t2~t4时间内c(CO2)随时间t变化的曲线。
【答案(4)
【解析】(4)若其他条件不变,t2时将容器体积压缩到1L,则在那一刻二氧化碳的浓度达到0.1mol/L,t3时达到新的平衡时,根据且温度不变可知二氧化碳的浓度应该回到0.05mol/L才能保证平衡常数不变,具体图像如图:
19.(23-24高三下·上海嘉定·阶段练习)稀土被称为新材料的宝库。稀土金属是元素周期表中第3族的钪、钇和15种镧系元素的总称。只需极少量,就能显著改变材料的性能,也被称为“神奇的调料”。
(2)镧系离子可用离子交换法分离,其反应可表示为:。某温度下,随时间变化关系如图所示。下列说法正确的是________。
A.时的正反应速率大于时的逆反应速率
B.时间段的平均反应速率为:
C.时增大,该平衡向左移动,平衡常数减小
D.时离子交换反应停止
【答案】(2)A
【解析】(2)A.随着反应的进行,反应物浓度逐渐下降,生成物浓度逐渐上升,直到达到平衡,即正反应逐渐下降,逆反应逐渐上升,直到相等,期间正反应速率始终大于逆反应速率,A正确;
B.化学反应速率之比等于化学计量数之比,即,B错误;
C.温度不变,平衡常数不变,C错误;
D.t3时反应达到平衡,此时的平衡是一种动态平衡,v正=v逆,反应并未停止,D错误;
故答案为:A。
20.(23-24高三上·上海·期中)甲醇是一种清洁能源, 在交通、化工等领域应用广泛,具有广阔的研究前景。工业上使用水煤气(CO 与 H2 的混合气体)转化成甲醇,反应为 2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)。
(1)CO 的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:p1、p2 的大小关系是p1 p2(填“>”、 “<”或 “=”), A、B、C 三点的平衡常数的大小关系是 。(用“KA”、 “KB”、 “KC”表示)
【答案】(1) <
【解析】(1)压强增大,平衡正向移动,CO 的平衡转化率增大,根据图像可知,;温度相同,化学平衡常数相同;当压强相同时随着温度的升高,CO的平衡转化率逐渐减小,即升高温度平衡逆向移动,A、B、C 三点的平衡常数的大小关系:;
21.(23-24高三上·上海杨浦·期中)镧镍合金是一种良好的储氢材料,向体积恒定的密闭容器中充入氢气发生如下反应:LaNi5(s) + 3H2(g) LaNi5H6(s) ∆H<0,H2的平衡转化率与其初始充入物质的量(n)、反应温度(T)的关系如图1所示;一定温度下,容器内的压强(p)随时间(t)的变化关系如图2所示。
(1)图1中H2初始充入量由大到小的是 。
(2)若保持温度不变,在时刻将容器的容积压缩至原来的一半,并在时刻达到平衡。请在图2中画出相应的变化曲线 。
【答案】(1)n3> n2> n1
(2)
【解析】(1)由方程式可知,该平衡体系中只有氢气一种气体,故在相同温度下达到平衡时,氢气的浓度是固定值,所以初始充入氢气越多,氢气的平衡转化率越大,故答案为:n3> n2> n1;
(2)保持温度不变,在时刻将容器的容积压缩至原来的一半,压强变为原来的2倍,该反应的Kp=p(H2)=p总,温度不变,平衡常数Kp不变,即平衡时容器内的总压强不变,所以达到新的平衡时容器内的压强等于原压强,故答案为:。
22.(23-24高三下·上海·阶段练习)我国含硫天然气资源丰富,甲烷与硫化氢重整制氢和天然气脱硫具有重要的现实意义。甲烷与硫化氢重整制氢反应为,其过程中反应ⅰ、ⅱ及其相对能量变化示意图为:
(1)反应在 下可自发进行。
A.高温 B.低温
在恒压条件下,起始时按(同时通入一定量的进行稀释,不参与反应)向某密闭容器中充入反应混合物,温度变化对平衡时反应混合物中、、、的物质的量分数的影响如图所示:
(2)研究发现,在温度区间内,随温度升高,在平衡时反应混合物中含量迅速下降,而的含量几乎为0,根据图2分析其可能的原因是 。
【答案】(1)A
(2)反应ⅱ的活化能比反应ⅰ大,在较低温度下,反应ⅱ未发生
【解析】(1)由图1可知,是熵增的吸热反应,在高温条件下可以自发,故选A;
(2)在800∼870∘C温度区间内,随温度升高,H2S在平衡时反应混合物中含量迅速下降,而CS2的含量几乎为0,说明主要发生反应ⅰ,反应ⅱ几乎不发生,根据图2分析其可能的原因:反应ⅱ的活化能比反应ⅰ大,在较低温度下,反应ⅱ未发生;
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