高考化学 备考百强校小题精练系列 专题34 化学平衡图像.docx
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高考化学备考百强校小题精练系列专题34化学平衡图像
专题34化学平衡图像
(满分42分时间20分钟)
姓名:
_______________班级:
_______________得分:
_______________
1.一定温度下,密闭容器中进行反应:
2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H<0。
测得v正(SO2)随反应时间(t)的变化如图所示,其中在t2时改变了某个条件。
下列有关说法正确的是()
A.t2时改变的条件可能是:
升温或缩小容器体积
B.t1时平衡常数K1小于t3时平衡常数K2
C.t1时平衡混合气的
>t3时平衡混合气的
D.t1时平衡混合气中的SO3的体积分数等于t3时平衡混合气中SO3的体积分数
【答案】D
【解析】
点睛:
本题考查速率-时间图像的分析,解题的关键是对关键点、曲线变化趋势的分析。
t2时改变条件,υ正(SO2)突然增大,后逐渐减小,新平衡与旧平衡υ正(SO2)相等,说明改变的条件不可能是增大反应物的浓度、升高温度、增大压强、使用催化剂(若是改变这些条件中的某个条件,新平衡时的反应速率都应该大于旧平衡时的反应速率);改变的条件是恒温恒压条件下充入与起始SO2、O2等比例的SO2和O2,进一步用恒温恒压下等效平衡规律确定平衡时各物理量的关系。
2.在容积为2L的密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g)
zC(g)。
图甲表示200℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化关系,图乙表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A)∶n(B)的变化关系。
则下列结论正确的是
A.200℃时,反应从开始到平衡的平均速率v(A)=v(B)
B.200℃时,该反应的平衡常数为25
C.当外界条件由200℃降温到100℃,原平衡一定被破坏,且正逆反应速率均增大
D.由图乙可知,反应xA(g)+yB(g)
zC(g)的ΔH<0,且a=2
【答案】B
【解析】
3.如图所示,a曲线表示一定条件下可逆反应:
X(g)+Y(g)
2Z(g)+W(g)△H<0的反应过程中X的转化率和时间的关系,若使a曲线变为b曲线,可采取的措施是()
A.加入催化剂B.增大Y的浓度
C.降低温度D.增大体系压强
【答案】A
【解析】
【分析】
由图像可知,由曲线a到曲线b,到达平衡的时间缩短,需要改变条件后,反应速率加快,且平衡时X的转化率不变,说明条件改变不影响平衡状态的移动,据此分析判断。
【详解】
【点睛】
本题考查化学平衡的移动与影响因素的分析。
正确解读图像是解题的关键。
解答本题要注意X的转化率不变,也是本题的易错点。
4.CH3OH是重要的化工原料,工业上用CO与H2在催化剂作用下合成CH3OH,其反应为:
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)。
按n(CO):
n(H2)=1:
2,向密闭容器中充入反应物,测得平衡时混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。
下列说法中,正确的是
A.p1B.该反应的ΔH>0
C.平衡常数:
K(A)=K(B)
D.在C点时,CO转化率为75%
【答案】D
【解析】
【分析】
A.增大压强平衡向正反应方向移动;
B.由图可知,升高温度,平衡逆向移动,该反应的△H<0;
C.平衡常数只与温度有关;
D.设向密闭容器充入了1molCO和2molH2,利用三段法进行数据分析计算.
【详解】
5.在容积为2.0L的密闭容器内,物质D在T℃时发生反应,其反应物和生成物的物质的量随时间t的变化关系如图,下列叙述不正确的是
A.从反应开始到第一次达到平衡时, A物质的平均反应速率为0.0667mol/(L·min)
B.该反应的化学方程式为2D(s)2A(g)+B(g),该反应的平衡常数表达式为K=c(A)2·c(B)
C.已知:
反应的∆H>0,则第5分钟时图象呈现上述变化的原因可能是升高体系的温度
D.若在第7分钟时增加D的物质的量,则表示A的物质的量变化正确的是a曲线
【答案】D
【解析】
【详解】
6.一定条件下,利用CO2合成CH3OH的反应如下:
CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)△H1,研究发现,反应过程中会有副反应:
CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)△H2,温度对CH3OH、CO的产率影响如图所示。
下列说法中,不正确的是
A.△H1<0,△H2>0
B.增大压强有利于加快合成反应的速率
C.生产过程中,温度越高越有利于提高CH3OH的产率
D.合成CH3OH反应的平衡常数表达式是K=
【答案】C
【解析】
点睛:
本题难点是化学平衡图像的分析,把握图像中纵横坐标的含义、CH3OH和CO产率的变化趋势以及温度对化学平衡的影响是解题的关键。
7.在恒容密闭容器中,由CO合成甲醇:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g),在其他条件不变的情况下,研究温度对反应的影响,实验结果如图所示,下列说法正确的是
A.平衡常数K=
B.该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
C.CO合成甲醇的反应为吸热反应
D.处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时
增大
【答案】D
【解析】
【详解】
【点睛】
本题主要查了平衡常数和平衡移动等知识点,从图中获取信息是解决问题的突破口。
例如从本题图横坐标分析可知在T2温度下先达到平衡,故可推导温度T2高于T1。
8.工业上利用Ga与NH3高温条件下合成固体半导体材料氮化稼(GaN)同时有氢气生成。
反应中,每生成3molH2时放出30.8kJ的热量。
恒温恒容密闭体系内进行上述反应,下列有关表达正确的是
A.I图像中如果纵坐标为正反应速率,则t时刻改变的条件可以为升温或加压
B.II图像中纵坐标可以为镓的转化率
C.III图像中纵坐标可以为化学反应速率
D.IV图像中纵坐标可以为体系内混合气体平均相对分子质量
【答案】A
【解析】
【详解】
9.某温度时,在体积为2L的密闭容器中,气态物质A、B、E、F的物质的量n随时间t的变化情况如图甲所示,在一定条件下反应达到平衡状态,反应进程中正反应速率随时间的变化情况如图乙所示,在t2、t4时刻分别只改变一个条件(温度、压强或某反应物的量)。
下列说法错误的是()
A.此温度下,该反应的化学方程式为2A(g)+E(g)
2B(g)+F(g)
B.若平衡状态①和②对应的温度相同,则①和②对应的平衡常数K一定相同
C.t2时刻改变的条件是增大压强
D.t4时刻改变的条件是降低温度
【答案】C
【解析】
【详解】
A、由图甲分析可知,各物质发生变化的物质的量等于化学方程式的化学计量数之比,此温度下该反应的化学方程式为2A(g)+E(g)⇌2B(g)+F(g),故A正确;B、平衡常数K只与温度有关,平衡状态①和②的温度相同,故K相等,故B正确;C、该反应前后气体的体积不变,若改变压强,平衡不会发生移动,故t2时刻不可能是增大压强,故C错误;D、根据方程式知,前后气体体积不变,故不可能是压强的变化,t4时刻速率减小,且变化的点不连续,因此是降低温度的结果,故D正确;故选C。
【点睛】
本题考查了化学平衡移动的图像分析,从图甲判断反应的方程式,图乙判断各阶段的影响因素为解答该题的关键。
本题的易错点为CD的判断,要注意从平衡的移动和图像的特点分析判断。
10.在体积均为1.0L的恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉,再分别加入0.1 mol CO2和0.2 molCO2,在不同温度下反应CO2(g)+C(s)
2CO(g)达到平衡,平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中I、II、III点均处于曲线上)。
下列说法正确的是
A.反应CO2(g)+c(s)
2CO(g)△H<0
B.体系的总压强P总:
P总(状态Ⅱ)
2P总(状态III)
C.体系中c(CO):
6c(CO,状态I)D.从状态I到状态III的升温过程中,每一时刻,正逆反应速率:
υ逆>υ正
【答案】B
【解析】
分析:
A项,升高温度c(CO2)减小,平衡向正反应方向移动,ΔH
0;B项,状态II和状态III温度和体积相同,点II处于起始加入0.2molCO2的曲线上,点III处于起始加入0.1molCO2的曲线上,状态II起始加入的CO2物质的量是状态III的两倍,状态II相当于在状态III达平衡后将体积缩小一半,若平衡不移动,状态II总压强等于状态III的两倍,增大压强平衡逆向移动,P总(状态II)
2P总(状态III);C项,点I处于起始加入0.1molCO2的曲线上,点II处于起始加入0.2molCO2的曲线上,根据图像点I、点II平衡时c(CO2)平衡相等且
0.08mol/L,点I平衡时c(CO)=2[0.1-c(CO2)平衡],点II平衡时c(CO)=2[0.2-c(CO2)平衡],则6c(CO,状态I)
c(CO,状态II);D项,该反应为吸热反应,升温过程中υ正
υ逆。
点睛:
本题考查化学平衡图像的分析、外界条件对化学平衡的影响,图像的分析是解题的关键。
B项是解答的难点,恒温恒容时起始反应物为倍量关系时,相当于改变压强判断平衡移动的方向、确定平衡时物理量之间的关系。
11.已知:
2CH3COCH3
(1)
CH3COCH2COH(CH3)2
(1)。
取等量CH3COCH3分别在0℃和20℃下反应,测得其转化率(α)随时间(t)变化的关系曲线如右图所示。
下列说法正确的是()
A.曲线Ⅱ表示20℃时的转化反应
B.升高温度能提高反应物的平衡转化率
C.在a点时,曲线Ⅰ和Ⅱ表示反应的化学平衡常数相等
D.化学反应速率的大小顺序为:
d>b>c
【答案】D
【解析】
A.曲线Ⅰ比曲线Ⅱ变化快,说明曲线Ⅰ的温度高,故A错误;B.曲线Ⅰ比曲线Ⅱ的温度高,但是转化率低,说明升温平衡逆向移动,转化率降低,故B错误;C.曲线Ⅰ和曲线Ⅱ对应的温度不同,化学平衡常数只与温度有关,所以曲线Ⅰ和Ⅱ表示反应的化学平衡常数不相等,故C错误;D.反应开始反应物的浓度最大,随着反应物的浓度减小速率也逐渐减小,所以d处速率大于b处,因为曲线Ⅰ的温度高所以,b处速率大于c处,故D正确;本题选D。
点睛:
曲线的斜率反映了化学反应速率,斜率越大说明反应速率越快。
12.—定条件下,CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)△H=-57.3kJ/mol,往2L恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2,在不同催化剂作用下发生反应①、反应②与反应③,相同时间内CO2的转化率随温度变化如下图所示,b点反应达到平衡状态,下列说法正确的是
A.a点v(正)>v(逆)
B.b点反应放热53.7kJ
C.催化剂效果最佳的反应是③
D.c点时该反应的平衡常数K=4/3(mol-2
L-2)
【答案】A
【解析】
,
K=8/3(mol-2
L-2),故D错误。
13.肼(N2H4)和氧气的反应情况受温度影响。
某同学设计方案探究温度对产物影响的结果如图所示。
下列说法不正确的是
A.温度较低时,肼和氧气主要发生的反应N2H4+O2=N2+2H2O
B.900℃时,能发生N2+O2=2NO
C.900℃时,N2的产率与NO的产率之和可能小于1
D.该探究方案是将一定量的肼和氧气、在密闭容器中进行不断升温实验
【答案】D
【解析】
14.工业上用丁烷催化脱氢侧备丁烯:
C4H10(g)
CH4(g)+H2(g)(正反应吸热)。
将丁烷和氢气以一定的配比通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),反应的平衡转化率、产率与温度、投料比有关。
下列判断不正确的是
A.由图甲可知,x小于0.1
B.由图乙可知,丁烯产率先增大后减小,减小的原因是氢气是产物之一,随着n(氢气)/n(丁烷)增大,逆反应速率减小
C.由图丙可知产率在590℃之前随温度升高面增大的原因可能是溫度升高平衡正向移动
D.由图丙可知,丁烯产率在590℃之后快速降低的主要原因为丁烯高温分解生成副产物
【答案】B
点睛:
本题考查化学平衡的影响因素,为高频考点,把握图象分析温度、压强对平衡移动的影响为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意化学平衡在实际生产中的应用。