内容正文:
第2章
化学反应的方向、限度与速率
第1讲 描述运动的基本概念
专题专项练
思想方法练2
第1讲 描述运动的基本概念
用数形结合的思想分析化学平衡图像问题
方法概述
化学平衡图像类试题的特点是把所要考查的化学知识与图像结合,具有简明、直观、形象等特
点。此类试题一般的解题思路是确定横、纵坐标表示的量的意义,分析曲线的走向和变化趋势,找准特
殊点,根据理论知识,结合图像解答问题。
第1讲 描述运动的基本概念
1.[2026山东省实验中学月考]CO2和H2合成甲醇可有效利用CO2,获取清洁燃料。发生的反应有:
反应ⅰ CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-58 kJ·mol-1;
反应ⅱ CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41 kJ·mol-1;
在恒容密闭容器内,充入1 mol CO2和3 mol H2,测得平衡时CO2转化率、CO和CH3OH选择性随温度变化
如图所示[CO或CH3OH的选择性= ×100%]。
第1讲 描述运动的基本概念
下列说法正确的是 ( )
A.曲线丙表示CH3OH的选择性
B.曲线甲表示CO的选择性
C.250 ℃时,反应ⅱ的平衡常数K<1
D.CH3OH(g) CO(g)+2H2(g) ΔH=+9.9 kJ·mol-1
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析
由以上分析知,A错误,B错误;250 ℃时,CH3OH的选择性为76%,CO的选择性为24%,CO2的平衡转化率为
12%,则平衡时n(CO2)=1 mol-1 mol×12%=0.88 mol,n(CH3OH)=0.12 mol×76%=0.091 2 mol、n(CO)=0.12
第1讲 描述运动的基本概念
mol×24%=0.028 8 mol,根据题给两个方程式可知,生成的水与消耗的CO2的物质的量相等,则n(H2O)=0.1
2 mol,剩余H2的物质的量n(H2)=3 mol-(0.091 2 mol×3+0.028 8 mol)=2.697 6 mol,代入反应ⅱ的平衡常数
表达式,求得K<1,C正确;根据盖斯定律,令反应ⅱ-反应ⅰ得到CH3OH(g) CO(g)+2H2(g) ΔH=+99 kJ
·mol-1,D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
2.[2026北京广渠门中学月考]煤气化的一种方法是在气化炉中给煤炭加氢,发生的主要反应为C(s)+2H2
(g) CH4(g)。在V L的密闭容器中投入a mol C,同时通入2a mol H2,控制条件使其发生上述反应,实验
测得C的平衡转化率随压强及温度的变化关系如图所示。
第1讲 描述运动的基本概念
下列说法正确的是 ( )
A.上述正反应为放热反应
B.在4 MPa、1 200 K条件下,图中X点v正(H2)<v逆(H2)
C.在5 MPa、800 K条件下,该反应的平衡常数为 L/mol
D.工业上维持6 MPa、1 000 K而不采用10 MPa、1 000 K,主要是因为前者碳的转化率高
C
第1讲 描述运动的基本概念
解析 其他条件不变时,升高温度,C的平衡转化率增大,则题给反应为吸热反应,A不正确;在4 MPa、1 2
00 K条件下,图中X点碳的转化率小于其平衡转化率,反应未达平衡,所以v正(H2)>v逆(H2),B不正确;在5
MPa、800 K条件下,C的平衡转化率为50%,则平衡时H2的物质的量为a mol,CH4的物质的量为0.5a mol,
该反应的平衡常数为K= L/mol= L/mol,C正确;由题图可知,1 000 K时压强由6 MPa升至10
MPa,C的平衡转化率增大,D不正确。
第1讲 描述运动的基本概念
3.[不定项][2026山东德州九校联考]已知合成氨的反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,某温度下,
将1 mol N2和2.8 mol H2投入初始体积为2 L的恒温恒容、恒温恒压和恒容绝热的三个密闭容器中,测得
反应过程中三个容器内N2的转化率随时间的变化如图所示,下列说法不正确的是 ( )
A.曲线b对应恒温恒压条件
B.曲线a对应条件下反应的平衡常数为K(a),曲线c
对应条件下反应的平衡常数为K(c),则K(a)>K(c)
C.曲线b对应的容器中M点,v(正)<v(逆)
D.容器中反应的平衡常数K(b)=112.5(mol/L)-2
AD
第1讲 描述运动的基本概念
解析
a对应恒温恒压条件、b对应恒温恒容条件、c对应恒容绝热条件,A错误;平衡常数与温度有关,温度不
变则K不变,曲线a和曲线b对应的温度相同,则K(a)=K(b),该反应为放热反应,恒容绝热条件下,随反应进
第1讲 描述运动的基本概念
行容器内温度升高,反应的平衡常数减小,所以K(a)>K(c),B正确;M点N2的转化率比曲线b对应容器中N2
的平衡转化率大,则M点反应需逆向进行才能达到平衡,则v(正)<v(逆),C正确;曲线b对应容器中N2达到
平衡时的转化率为80%,列出三段式如下:
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
起始量/mol 1 2.8 0
变化量/mol 0.8 2.4 1.6
平衡量/mol 0.2 0.4 1.6
所以K(b)= =800 (mol/L)-2,D错误。
第1讲 描述运动的基本概念
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