届高考化学复习跟踪检测四十三理清图像中的2类问题图像中的反应速率与化学平衡Word文件下载.docx
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L－1·
min－1
C．M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆
D．M点时再加入一定量X，平衡后X的转化率减小
选C 根据图示可知，T1＞T2，温度越高平衡时c（X）越高，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，M点X的转化量小于W点X的转化量，M点放出的热量小于W点放出的热量，A项错误；
T2下，Δt＝t1，Δc（Y）＝
L－1，v（Y）＝
min－1，B项错误；
M点温度比W点温度高，所以M点的正反应速率大于W点的逆反应速率，而W点的逆反应速率大于N点的逆反应速率，则M点的正反应速率大于N点的逆反应速率，C项正确；
由于在恒容密闭容器中反应，再加入一定量X，相当于增加压强，平衡向正反应方向移动，再次平衡时X的转化率增大，D项错误。
4.已知某密闭容器中存在下列平衡：
CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），CO2的平衡物质的量浓度c（CO2）与温度T的关系如图所示。
下列说法错误的是（ ）
A．平衡状态a与c相比，平衡状态a的c（CO）较小
B．在T2时，d点的反应速率：
v（逆）＞v（正）
C．反应CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）的ΔH＞0
D．若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1＜K2
选A 平衡状态a与c相比，c点温度高，升高温度，平衡向正反应方向移动，CO浓度减小，所以a点CO浓度较大，故A错误；
T2时反应进行到d点，c（CO2）高于平衡浓度，故反应向逆反应方向进行，则一定有v（逆）＞v（正），故B正确；
由题图可知，温度越高平衡时c（CO2）越大，说明升高温度，平衡向正反应方向移动，即ΔH＞0，故C正确；
该反应正反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，化学平衡常数增大，则K1<
K2，故D正确。
5．用CO和H2在催化剂的作用下合成甲醇，发生的反应如下：
CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（g）。
在体积一定的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。
下列说法正确的是（ ）
A．该反应的ΔH＜0，且p1＜p2
B．反应速率：
v逆（状态A）＞v逆（状态B）
C．在C点时，CO转化率为75%
D．在恒温恒压条件下向密闭容器中充入不同量的CH3OH，达平衡时CH3OH的体积分数不同
选C 由图可知，升高温度，CH3OH的体积分数减小，平衡逆向移动，则该反应的ΔH＜0,300℃时，增大压强，平衡正向移动，CH3OH的体积分数增大，所以p1＞p2，故A错误；
B点对应的温度和压强均大于A点，温度升高、增大压强均使该反应的化学反应速率加快，因此v逆（状态A）＜v逆（状态B），故B错误；
设向密闭容器中充入了1molCO和2molH2，CO的转化率为x，则
CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）
起始/mol 1 2 0
变化/molx2xx
平衡/mol1－x2－2xx
在C点时，CH3OH的体积分数＝
＝0.5，解得x＝0.75，故C正确；
由等效平衡可知，在恒温恒压条件下向密闭容器中充入不同量的CH3OH，达平衡时CH3OH的体积分数都相同，故D错误。
6．某温度下，将2molSO2和1molO2置于10L密闭容器中发生反应：
2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH＜0，SO2的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如图甲所示。
则下列说法正确的是（ ）
A．由图甲推断，B点SO2的平衡浓度为0.3mol·
L－1
B．由图甲推断，A点对应温度下该反应的平衡常数为800
C．达平衡后，若增大容器容积，则反应速率变化图像可以用图乙表示
D．压强为0.50MPa时不同温度下SO2转化率与温度关系如图丙，则T2＞T1
选B A项，二氧化硫起始浓度为2mol÷
10L＝0.2mol·
L－1，由图甲可知B点SO2的转化率为0.85，所以Δc（SO2）＝0.85×
0.2mol·
L－1＝0.17mol·
L－1，二氧化硫的平衡浓度为0.2mol·
L－1－0.17mol·
L－1＝0.03mol·
L－1，错误；
B项，由图甲可知A点SO2的转化率为0.80，所以Δc（SO2）＝0.80×
L－1＝0.16mol·
L－1，
则：
2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）
起始/（mol·
L－1） 0.2 0.1 0
变化/（mol·
L－1）0.160.080.16
平衡/（mol·
L－1）0.040.020.16
所以A点平衡常数K＝
＝800，正确；
C项，达平衡后，增大容器容积，反应混合物的浓度都减小，正、逆反应速率都减小，错误；
D项，由图丙可知，温度为T1时先到达平衡，在化学反应中，温度越高反应速率越快，故T2＜T1，错误。
7．向某密闭容器中加入0.15mol·
L－1A、0.05mol·
L－1C和一定量的B三种气体。
一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图中甲所示[t0～t1时c（B）未画出，t1时为0.05mol·
L－1]。
乙图为t2时刻后改变反应条件，平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况。
（1）若t4时改变的条件为减小压强，则B的起始物质的量浓度为________mol·
L－1。
（2）若t5时改变的条件是升温，此时v（正）>
v（逆），若A的物质的量减少0.03mol时，容器与外界的热交换总量为akJ，写出反应的热化学方程式：
______________________。
（3）t3时改变的某一反应条件可能是________（填字母）。
a．使用催化剂 b．增大压强 c．增大反应物浓度
（4）在恒温恒压下通入惰性气体，v（正）________v（逆）（填“>
”“＝”或“<
”）。
（1）t4时，减小压强v（正）、v（逆）以同等倍数下降，说明反应前后气体体积不变，由A、C浓度变化曲线知，到t1时，A、C的浓度变化量分别为Δc（A）＝0.15mol·
L－1－0.06mol·
L－1＝0.09mol·
L－1，Δc（C）＝0.11mol·
L－1－0.05mol·
L－1＝0.06mol·
L－1，即A、C的化学计量数之比为0.09∶0.06＝3∶2，故反应方程式为3A（g）2C（g）＋B（g），则B的起始浓度为0.05mol·
L－1－0.03mol·
L－1＝0.02mol·
（2）因升温，v（正）>
v（逆），平衡正向移动，故此反应为吸热反应，其热化学方程式为3A（g）2C（g）＋B（g） ΔH＝＋100akJ·
mol－1。
（3）乙图中t3时刻v（正）、v（逆）以同等倍数增大，故改变的条件应是增大压强或加入催化剂。
（4）在恒温恒压下充入惰性气体，各组分浓度同倍数减小，相当于减压，因本反应为等气体体积反应，平衡不移动，故v（正）＝v（逆）。
答案：
（1）0.02
（2）3A（g）2C（g）＋B（g） ΔH＝＋100akJ·
mol－1 （3）ab （4）＝
8．磷石膏是湿法生产磷酸排出的工业废渣，主要成分是CaSO4·
2H2O。
用不同的还原剂可以将CaSO4还原，所得SO2可用于工业生产硫酸。
（1）以CO作还原剂，改变反应温度可得到不同的产物。
不同温度下反应后所得固体成分的物质的量如图1所示。
在低于800℃时主要还原产物为________；
高于800℃时CaS减少的原因是___________________________________________________（用化学方程式表示）。
（2）以高硫煤为还原剂焙烧2.5h，不同条件对硫酸钙转化率的影响如图2所示。
CaCl2的作用是___________________________________________________________________；
当温度高于1200℃时，无论有无CaCl2存在，CaSO4的转化率趋于相同，其原因是________________________________________________________________________。
（3）以C作还原剂，向密闭容器中加入相同质量的几组不同C/S值（C与CaSO4的物质的量比）的混合物在1100℃加热，结果如图3所示。
当C/S值为0.5时，反应产物为CaO、SO2、CO2；
当C/S值大于0.7时，反应所得气体中SO2的体积分数不升反降，其可能原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
（1）由图示可知，在低于800℃时，还原的主要产物为CaS，在高于800℃时，得到的主要产物为CaO，则此时是CaS与CaSO4反应生成CaO。
（2）由图2可看出，在高于1200℃时，加入CaCl2与不加入CaCl2时CaSO4的转化率相同，但较低温度下加入CaCl2时转化率高，故CaCl2的作用为催化剂。
（3）当C/S值大于0.7时，原料中的还原剂C的含量增加，则高温下过量的C与CO2发生反应CO2＋C高温,2CO，从而使得气体总体积增大。
（1）CaS CaS＋3CaSO4高温,4CaO＋4SO2↑
（2）作催化剂 两种情况下反应均达到平衡状态，催化剂CaCl2不改变平衡状态
（3）CO2高温下与过量C反应生成CO，使气体总体积增大（或部分转化为其他含S物质）
9．（2018·
全国卷Ⅱ）CH4 CO2催化重整不仅可以得到合成气（CO和H2），还对温室气体的减排具有重要意义。
回答下列问题：
（1）CH4 CO2催化重整反应为
CH4（g）＋CO2（g）===2CO（g）＋2H2（g）。
已知：
C（s）＋2H2（g）===CH4（g）ΔH＝－75kJ·
mol－1
C（s）＋O2（g）===CO2（g） ΔH＝－394kJ·
C（s）＋
O2（g）===CO（g） ΔH＝－111kJ·
该催化重整反应的ΔH＝________kJ·
有利于提高CH4平衡转化率的条件是________（填标号）。
A．高温低压B．低温高压
C．高温高压D．低温低压
某温度下，在体积为2L的容器中加入2molCH4、1molCO2以及催化剂进行重整反应，达到平衡时CO2的转化率是50%，其平衡常数为________mol2·
L－2。
（2）反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。
相关数据如下表：
积碳反应CH4（g）===C（s）＋2H2（g）
消碳反应CO2（g）＋C（s）===2CO（g）
ΔH/（kJ·
mol－1）
75
172
活化能/
（kJ·
催化剂X
33
91
催化剂Y
43
72
①由上表判断，催化剂X________Y（填“优于”或“劣于”），理由是________________________________________________________________________
在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关系如图所示。
升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数（K）和速率（v）的叙述正确的是________（填标号）。
A．K积、K消均增加
B．v积减小、v消增加
C．K积减小、K消增加
D．v消增加的倍数比v积增加的倍数大
②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为v＝k·
p（CH4）·
[p（CO2）]－0.5（k为速率常数）。
在p（CH4）一定时，不同p（CO2）下积碳量随时间的变化趋势如图所示，则pa（CO2）、pb（CO2）、pc（CO2）从大到小的顺序为______________________。
（1）将题给已知三个反应依次编号为①、②、③，
根据盖斯定律，由③×
2－①－②可得：
CH4（g）＋CO2（g）===2CO（g）＋2H2（g）
ΔH＝＋247kJ·
根据平衡移动的影响因素，该反应的正反应是一个吸热、气体体积增大的反应，所以高温低压有利于反应正向移动。
CH4（g）＋CO2（g）===2CO（g）＋2H2（g）
L－1） 1 0.5 0 0
转化/（mol·
L－1）0.250.250.50.5
L－1）0.750.250.50.5
K＝
＝
mol2·
（2）①积碳反应中，由于催化剂X的活化能比催化剂Y的活化能要小，所以催化剂X更有利于积碳反应的进行；
而消碳反应中，催化剂X的活化能大于催化剂Y，所以催化剂Y更有利于消碳反应的进行；
综合分析，催化剂X劣于催化剂Y。
由表格可知积碳反应、消碳反应都是吸热反应，温度升高，平衡右移，K积、K消均增加，温度升高，反应速率均增大，从图像上可知，随着温度的升高，催化剂表面的积碳量是减小的，所以v消增加的倍数要比v积增加的倍数大。
②由速率方程表达式v＝k·
[p（CO2）]－0.5可知，v与p（CO2）成反比例关系，p（CO2）越大，反应速率越小，所以pc（CO2）＞pb（CO2）＞pa（CO2）。
（1）＋247 A
（2）①劣于 相对于催化剂X，催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；
而消碳反应活化能相对小，消碳反应速率大 AD
②pc（CO2）、pb（CO2）、pa（CO2）
10．甲醇是重要的化工原料。
利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，可能发生的反应如下：
ⅰ.CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g） ΔH1
ⅱ.CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g） ΔH2
ⅲ.CH3OH（g）CO（g）＋2H2（g） ΔH3
（1）已知反应ⅱ中相关化学键键能数据如下：
化学键
H—H
C===O
C
O
H—O
E/（kJ·
436
803
1076
465
由此计算ΔH2＝______kJ·
已知ΔH3＝＋99kJ·
mol－1，则ΔH1＝______kJ·
（2）一定比例的合成气在装有催化剂的反应器中反应12小时。
体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图1所示。
①温度为470K时，图中P点________（填“是”或“不是”）处于平衡状态。
在490K之前，甲醇产率随着温度升高而增大的原因是_______________________________；
490K之后，甲醇产率下降的原因是_____________________________________。
②一定能提高甲醇产率的措施是________。
A．增大压强 B．升高温度
C．选择合适催化剂D．加入大量催化剂
（3）图2为一定比例的CO2/H2、CO/H2、CO/CO2/H2条件下甲醇生成速率与温度的关系。
①490K时，根据曲线a、c判断合成甲醇的反应机理是________（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）。
Ⅰ.CO2
CO2H2,CH3OH
Ⅱ.CO
CO23H2,CH3OH＋H2O
②490K时，曲线a与曲线b相比，CO的存在使甲醇生成速率增大，从热力学与动力学角度，并结合反应ⅰ、ⅱ分析原因：
___________________________________________。
（1）CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g） ΔH2，反应热＝反应物总键能－生成物总键能，故ΔH2＝（2×
803＋436）kJ·
mol－1－（1076＋2×
465）kJ·
mol－1＝＋36kJ·
mol－1；
根据盖斯定律由ⅱ－ⅲ＝ⅰ，故ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝＋36kJ·
mol－1－（＋99kJ·
mol－1）＝－63kJ·
（2）①温度为470K时，图中P点不是处于平衡状态。
在490K之前，甲醇产率随着温度升高而增大的原因是温度越高化学反应速率越快；
490K之后，甲醇产率下降的原因是升高温度，反应ⅰ逆向移动、催化剂活性降低；
②A项，增大压强，反应ⅰ平衡正向移动，正确；
B项，由题图可知，温度高于490K甲醇产率降低，错误；
C项，选择合适催化剂，选择生成甲醇，提高甲醇产率，正确；
D项，加入大量催化剂，不能影响平衡，错误。
（3）①490K时，从甲醇的生成速率来看，a曲线大于c曲线，即甲醇来源于CO2和H2，故490K时，根据曲线a、c判断合成甲醇的反应机理是Ⅱ；
②490K时，曲线a与曲线b相比，CO的存在使甲醇生成速率增大，原因是：
对于反应ⅱCO是生成物，CO促进反应ⅱ逆向移动，二氧化碳和氢气的量增加，水蒸气的量减少，反应ⅰ正向进行，故CO的存在使甲醇生成速率增大。
（1）＋36 －63
（2）①不是 温度越高化学反应速率越快 升高温度，反应ⅰ逆向移动、催化剂活性降低 ②AC
（3）①Ⅱ ②CO促进反应ⅱ逆向移动，二氧化碳和氢气的量增加，水蒸气的量减少反应ⅰ正向移动
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