分析:
升高温度平衡正向移动,二氧化氮的体积分数增加,因此T1<T2。
平衡常数仅是温度的函数,正向进行的程度越大平衡常数越大,因此B、C两点的化学平衡常数:
B<C;相同温度下压强大反应速率快,A、C两点的反应速率:
C>A;相同温度下增大压强最终达到新的平衡,平衡体系中各种气体的浓度均增大,因此A、C两点气体的颜色:
A浅,C深;平衡体系中气体的总质量不变,气体的物质的量越小相对分子质量越大,A点对应的气体物质的量大于B点,因此A、B两点气体的平均相对分子质量:
A<B。
答案:
D
点评:
本题以平衡移动原理为知识载体,主要以平衡图象的形式考查压强、温度对平衡移动的影响。
解答图象题需要从以下几个方面考虑:
(1)理解横纵坐标的含义;
(2)看曲线的起点、拐点、终点以及变化趋势;(3)存在多个变量时要控制单一变量来讨论图象中相关量的变化—定一分析法。
例6如图为条件一定时,反应2NO(g)+O2(g)
2NO2(g);
H<0(正反应为放热)中NO的转化率与T变化关系的曲线,图中有a、b、c、d4个点,其中表示未达到平衡状态,且v(正)<v(逆)的点是()
A.aB.bC.cD.d
分析:
a、b在曲线上为平衡点,c、d点未达平衡。
d点在曲线右上方,从d点向横坐标引辅助线,可知该温度平衡时NO的转化率比d点的小,说明该点未达到平衡,且v(正)<v(逆)平衡逆向移动,或从d点向纵坐标引垂线,d点的T比平衡点的高,该反应正向放热,升高温度平衡逆向(向吸热的方向)移动,同样得出结论v(正)<v(逆),故选D。
答案:
D
点评:
这是一个平衡曲线,也就是说在曲线上的任何一点都是平衡点。
在分析同温或同压时要作辅助线。
例7下列各表述与示意图一致的是
A.图①表示25℃时,用0.1mol·L-1盐酸滴定20mL0.1mol·L-1NaOH溶液,溶液的pH随加入酸体积的变化
B.图②中曲线表示反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g);ΔH<0正、逆反应的平衡常数K随温度的变化
C.图③表示10mL0.01mol·L-1KMnO4酸性溶液与过量的0.1mol·L-1H2C2O4溶液混合时,n(Mn2+)随时间的变化
D.图④中a、b曲线分别表示反应CH2=CH2(g)+H2(g)
CH3CH3(g);ΔH<0使用和未使用催化剂时,反应过程中的能量变化
分析:
酸碱中和在接近终点时,pH会发生突变,曲线的斜率会很大,故A错;正逆反应的平衡常数互为倒数关系,故B正确;反应是放热反应,且反应生成的Mn2+对该反应有催化作用,故反应速率越来越快,C错;反应是放热反应,但图象描述的是吸热反应,故D错。
答案:
B
点评:
这道试题的综合性较强。
应该明确每一个图象的含义,才能够正确作答。
例8根据有关图象,判断下列说法正确的是()
A.由图象Ⅰ可知,该反应在T1、T3处达到平衡
B.由图象Ⅰ可知,该反应的ΔH>0
C.图象Ⅱ发生反应的化学方程式为2X+6Y
3Z
D.由图象Ⅱ可知,相同条件下起始时投入0.1mol/LX、0.3mol/LY和0.3mol/LZ反应,达到平衡后,Z的浓度为0.4mol/L
分析:
在图象Ⅰ中T1、T3时X%、Z%的百分含量相等,并不能说明达到化学平衡,而在T2时Z%最大,说明达到平衡;温度升高(T2→T3)时Z%降低,说明反应2X(g)+Y(g)
2Z(g)为放热反应,ΔH<0;在图象Ⅱ中,X、Y浓度逐渐减小,为反应物,Z的浓度增大,为生成物,达到平衡时Δc(Z)=0.4mol/L-0.1mol/L=0.3mol/L,Δc(X)=0.2mol/L,Δc(Y)=0.7mol/L-0.1mol/L=0.6mol/L,所以化学反应方程式为:
2X+6Y
3Z;若相同条件下,起始投入量按所给数量投入,将0.3mol/LZ转化为X、Y,则X、Y的浓度分别为:
c(X)=0.3mol/L,c(Y)=0.9mol/L,显然与原平衡不等效。
答案:
C
点评:
这道题目重点考查了根据图象书写化学方程式。
因此应明确坐标的含义,抓住量的变化。
例9某温度时,在2L密闭容器中气态物质X和Y反应生成气态物质Z,它们的物质的量随时间的变化如下表所示。
(1)根据下表中数据,在下图中画出X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线:
t/min
X/mol
Y/mol
Z/mol
0
1.00
1.00
0.00
1
0.90
0.80
0.20
3
0.75
0.50
0.50
5
0.65
0.30
0.70
9
0.55
0.10
0.90
10
0.55
0.10
0.90
14
0.55
0.10
0.90
(2)体系中发生反应的化学方程式是_____________;
(3)列式计算该反应在0~3min时间内产物Z的平均反应速率:
;
(4)该反应达到平衡时反应物X的转化率α等于________;
(5)如果该反应是放热反应。
改变实验条件(温度、压强、催化剂)得到Z随时间变化的曲线1、2、3(如下图所示),则曲线1、2、3所对应的实验条件改变分别是:
1______________,2______________,3______________。
分析:
(2)由表中数据可知X、Y、Z是以1∶2∶2的比例进行反应的,且9min以后各物质的物质的量不发生变化也均不为零,说明该反应是可逆反应,且反应方程式为:
X+2Y
2Z。
(3)
。
(4)
。
(5)对比曲线1和表中数据可知:
曲线1达到平衡所用时间短(2min),且生成的Z较少,即相对原平衡来说是增大了反应速率且平衡逆向移动,故曲线1改变的条件是升高了温度。
对比曲线2和表中数据可知:
曲线2达到平衡所用时间短(1min),但Z的量不变,即加快了反应速率但平衡没有移动,故曲线2改变的条件是加入了催化剂。
对比曲线3和表中数据可知:
曲线3达到平衡所用时间短(7min),且平衡时生成Z的量增多(0.95mol),即加快了反应速率且平衡正向移动,故曲线3改变的条件是增大压强。
答案:
(1)
(2)X+2Y
2Z
(3)0.083mol·L-1·min-1(4)45%
(5)升高温度加入催化剂增大压强
点评:
这道题目重点考查了平衡图象的绘制和识别。
我们在做这类题目时要充分掌握化学反应的特征进行解题。
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天星
1.解化学平衡图象题的技巧
(1)在相同温度下,对有气体参加的反应而言,压强越大到达平衡所需的时间越短;在相同压强下,温度越高,到达平衡所需的时间越短(即“先拐先平”)。
(2)平衡向正反应方向移动,生成物的产量增加,但生成物的浓度,生成物的百分含量,反应物的转化率都不一定增加。
(3)加入催化剂,只能同等倍数地改变正、逆反应速率,改变达到平衡所需的时间,但不影响化学平衡。
2.对于化学反应速率的有关图象问题,可按以下方法进行分析:
(1)认清坐标系,搞清纵、横坐标所代表的意义,并与有关的原理挂钩。
(2)看清起点,分清反应物、生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,一般生成物多数以原点为起点。
(3)抓住变化趋势,分清正、逆反应,吸、放热反应。
升高温度时,v(吸)>v(放),在速率-时间图上,要注意看清曲线是连续的还是跳跃的,分清渐变和突变,大变和小变。
例如,升高温度,v(吸)大增,v(放)小增,增大反应物浓度,v(正)突变,v(逆)渐变。
(4)注意终点。
例如在浓度-时间图上,一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量,并结合有关原理进行推理判断。
3.对于化学平衡的有关图象问题,可按以下方法进行分析:
(1)认清坐标系,搞清纵、横坐标所代表的意义,并与勒夏特列原理挂钩。
(2)紧扣可逆反应的特征,搞清正反应方向是吸热还是放热,体积增大还是减小、不变,有无固体、纯液体物质参加或生成等。
(3)看清速率的变化及变化量的大小,在条件与变化之间搭桥。
(4)看清起点、拐点、终点,看清曲线的变化趋势。
(5)先拐先平。
例如,在转化率-时间图上,先出现拐点的曲线先达到平衡,此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。
(6)定一议二。
当图象中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系。
下一讲我们复习的内容是:
水溶液中的离子平衡
(答题时间:
60分钟)
一、选择题(每小题仅有一个正确选项)
1.一定条件下,在某密闭容器中进行如下反应:
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(s),若增大压强或升高温度,重新达到平衡,反应速率随时间的变化过程如下图所示,则对该反应的叙述正确的是()
A.正反应是放热反应B.逆反应是放热反应
C.m+n<p+qD.m+n>p+q
2.某密闭容器中发生如下反应:
X(g)+3Y(g)
2Z(g)ΔH<0。
下图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系,t2、t3、t5时刻外界条件有所改变,但都没有改变各物质的初始加入量。
下列说法中正确的是()
A.t2时加入了催化剂B.t3时降低了温度
C.t5时增大了压强D.t4~t5时间内X的转化率最低
3.向一体积不变的密闭容器中充入H2和I2,发生反应:
H2(g)+I2(g)
2HI(g)△H<0,当达到平衡后,改变反应的某一条件(不再充入任何气体),造成容器内压强增大,下列说法正确的是()
A.容器内气体颜色变深,平均相对分子质量增大
B.平衡向右移动,HI浓度增大
C.改变条件前后,速率时间图象如下图
D.平衡不移动,混合气体密度不变
4.已知某可逆反应mA(g)+nB(g)
pC(g)ΔΗ=Q在密闭容器中进行,如图为在不同反应时间t时,温度T和压强p与反应物B在混合气体中的百分含量B%的关系曲线,由曲线分析下列判断正确的是()
A.T1p2m+n>pQ<0
B.T1>T2p1pQ<0
C.T1p2m+n0
D.T1>T2p10
5.对于可逆反应:
mA(g)+nB(g)
xC(g)ΔH=?
,在不同温度及压强(p1,p2)条件下,反应物A的转化率如下图所示,下列判断正确的是()
A.ΔH>0,m+n>xB.ΔH<0,m+n>x
C.ΔH>0,m+n<xD.ΔH<0,m+n<x
6.25℃时,在含有Pb2+、Sn2+的某溶液中,加入过量金属锡(Sn),发生反应:
Sn(s)+Pb2+(aq)
Sn2+(aq)+Pb(s),体系中c(Pb2+)和c(Sn2+)变化关系如下图所示。
下列判断正确的是()
A.往平衡体系中加入金属铅后,c(Pb2+)增大
B.往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后,c(Pb2+)变小
C.升高温度,平衡体系中c(Pb2+)增大,说明该反应ΔH>0
D.25℃时,该反应的平衡常数K=2.2
7.向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,一定条件下使反应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图所示。
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.反应物的总能量小于生成物的总能量
D.Δt1=Δt2时,SO2的转化率:
a~b段小于b~c段
8.一定条件下,下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合题图的是()
A.CO2(g)+2NH3(g)
CO(NH2)2(s)+H2O(g);
H<0
B.CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O;
H>0
C.CH3CH2OH(g)
CH2
CH2(g)+H2O(g);
H>0
D.2C6H5CH2CH3(g)+O2(g)
2C6H5CH
CH2(g)+2H2O(g);
H<0
9.下图为条件一定时,反应2NO+O2
2NO2△H<0中NO的最大转化率与温度变化的关系曲线,图中有A、B、C、D、E五点,其中表示未达到平衡状态,且v正<v逆的点是()
A.B点和C点B.A点和E点
C.E点D.A点和C点
10.如下图所示,是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图。
下列叙述与示意图不相符合的是
A.反应达平衡时,正反应速率和逆反应速率相等
B.该反应达到平衡态Ⅰ后,增大反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态Ⅱ
C.该反应达到平衡态Ⅰ后,减小反应物浓度,平衡发生移动,达到平衡态Ⅱ
D.同一种反应物在平衡态Ⅰ和平衡态Ⅱ时浓度不相等
11.反应aM(g)+bN(g)
cP(g)+dQ(g)达到平衡时。
M的体积分数y(M)与反应条件的关系如图所示。
其中:
Z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比。
下列说法正确的是()
A.同温同Z时,加入催化剂,平衡时Q的体积分数增加
B.同压同Z时,升高温度,平衡时Q的体积分数增加
C.同温同Z时,增加压强,平衡时Q的体积分数增加
D.同温同压时,增加Z,平衡时Q的体积分数增加
12.已知:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.0kJ·mol-1。
一定条件下,向体积为1L的密闭容器中充入1molCO2和3molH2,测得CO2和CH3OH的浓度随时间变化的曲线如下图所示。
下列叙述中,正确的是
A.升高温度能使
增大
B.反应达到平衡状态时,CO2的平衡转化率为75%
C.3min时,用CO2的浓度表示的正反应速率等于用CH3OH的浓度表示的逆反应速率
D.从反应开始到平衡,H2的平均反应速率v(H2)=0.075mol·L-1·min-1
二、非选择题
13.如下图表示800℃时A、B、C三种气体物质的浓度随时间变化的情况,t1是达到平衡状态的时间。
试回答:
(1)该反应的反应物是_____;
(2)反应物的转化率是_____;
(3)该反应的化学方程式为______。
14.向一定体积的密闭容器中加入2molA、0.6molC和一定量的B三种气体。
一定条件下发生反应,各物质的量浓度随时间变化如图(Ⅰ)所示,其中t0~t1阶段c(B)未画出。
图(Ⅱ)为t2时刻后改变反应条件,化学反应速率随时间变化的情况,四个阶段改变的条件均不相同,每个阶段只改变浓度、压强、温度、催化剂中的一个条件,其中t3~t4阶段为使用催化剂。
请回答下列问题:
(1)若t1=15min,则t0~t1阶段以C物质的浓度变化表示的反应速率为
mol·L-1·min-1。
(2)t4~t5阶段改变的条件为,B的起始物质的量浓度为mol·L-1。
(3)t5~t6阶段保持容器内温度不变,若A的物质的量共变化了0.01mol,而此过程中容器与外界的热交换总量为akJ,写出此温度下该反应的热化学方程式。
15.Ⅰ.一定