化学平衡图像图表专题练习.docx

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化学平衡图像图表专题练习

化学平衡图像图表专题练习

李爱玉

课程目标：

1.加深理解掌握和熟练运用高中化学《化学平衡》知识，培养分析图表信息能力；

2，通过化学平衡图表复习，培养学生综合分析能力和思维能力。

授课内容：

（精选习题）

一、选择题

1、电镀废液中Cr2O

可通过下列反应转化成铬黄（PbCrO4）：

Cr2O

（aq）＋2Pb2＋（aq）＋H2O（l）

2PbCrO4（s）＋2H＋（aq）　ΔH<0该反应达平衡后，改变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是（　　）

2、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0的是（　　）

A．CO2（g）＋2NH3（g）

CO（NH2）2（s）＋H2O（g）；ΔH<0

B．CO2（g）＋H2（g）

CO（g）＋H2O（g）；ΔH>0

C．CH3CH2OH（g）

CH2=CH2（g）＋H2O（g）；ΔH>0

D．2C6H5CH2CH3（g）＋O2（g）

2C6H5CH=CH2（g）＋2H2O（g）；ΔH<0

3、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

4、T℃时在2L密闭容器中使X（g）与Y（g）发生反应生成Z（g）。

反应过程中X、Y、Z的浓度变化如图

（1）所示；若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，Y的体积分数与时间的关系如图

（2）所示。

则下列结论正确的是（　　）

A．反应进行的前3min内，用X表示的反应速率v（X）＝0.3mol·（L·min）－1

B．容器中发生的反应可表示为：

3X（g）＋Y（g）

2Z（g）

C．保持其他条件不变，升高温度，反应的化学平衡常数K减小

D．若改变反应条件，使反应进程如图（3）所示，则改变的条件是增大压强

5、已知某化学反应的平衡常数表达式为K＝

，在不同的温度下该反应的平衡常数值分别为：

t℃

700

800

830

1000

1200

K

1.67

1.11

1.00

0.60

0.38

下列有关叙述不正确的是（　　）

A．该反应的化学方程式是：

CO（g）＋H2O（g）

CO2（g）＋H2（g）

B．上述反应的正反应是放热反应

C．如果在一定体积的密闭容器中加入CO2和H2各1mol，5min后温度升高到830℃，此时测得CO为0.4mol时，该反应为平衡状态

D．某温度下，如果平衡浓度符合下列关系式：

＝

，判断此时的温度是1000℃

6、往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）　ΔH<0，当达到平衡后，t0时若保持混合气体总物质的量不变而改变某一反应条件，使容器内压强增大（如下图所示），下列说法正确的是（　　）

A．容器内气体颜色变深，平均相对分子质量不变

B．平衡不移动，混合气体密度增大

C．H2转化率增大，HI平衡浓度减小

D．t0时减小体积或升高体系温度

7、在密闭容器中，反应X2（g）＋Y2（g）

2XY（g）　ΔH＜0达到甲平衡。

在仅改变某一条件后，达到乙平衡，对此过程的分析正确的是（　　）

A．图Ⅰ是加入适当催化剂的变化情况B．图Ⅱ是扩大容器体积的变化情况

C．图Ⅲ是增大压强的变化情况D．图Ⅲ是升高温度的变化情况

8、已知反应：

2CH3COCH3（l）

CH3COCH2COH（CH3）2（l）。

取等量CH3COCH3，分别在0℃和20℃下，测得其转化分数随时间变化的关系曲线（Y－t）如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．b代表0℃下CH3COCH3的Y－t曲线

B．反应进行到20min末，CH3COCH3的

>1

C．升高温度可缩短反应达平衡的时间并能提高平衡转化率

D．从Y＝0到Y＝0.113，CH3COCH2COH（CH3）2的

＝1

9、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下所示。

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．反应物的总能量低于生成物的总能量

D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：

a～b段小于b～c段

10、700℃时，向容积为2L的密闭容器中充入一定量的CO和H2O，发生反应：

CO（g）＋H2O（g）

CO2（g）＋H2（g）反应过程中测定的部分数据见下表（表中t2>t1）：

反应时间/min

n（CO）/mol

H2O/mol

0

1.20

0.60

t1

0.80

t2

0.20

下列说法正确的是（　　）

A．反应在t1min内的平均速率为v（H2）＝

mol·L－1·min－1

B．保持其他条件不变，起始时向容器中充入0.60molCO和1.20molH2O，到达平衡时n（CO2）＝0.40mol

C．保持其他条件不变，向平衡体系中再通入0.20molH2O，与原平衡相比，达到新平衡时CO转化率增大，H2O的体积分数增大

D．温度升高至800℃，上述反应平衡常数为0.64，则正反应为吸热反应

二、填空题

11、研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。

（1）已知NO2（g）＋SO2（g）

SO3（g）＋NO（g）的ΔH<0。

一定条件下，将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是________。

a．SO3和NO的体积比保持不变b．混合气体颜色保持不变

c．体系压强保持不变d．每消耗1molSO3的同时生成1molNO2

测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1∶6，则平衡常数K＝_____。

（2）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO（g）＋2H2（g）

CH3OH（g）。

CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图1－14所示。

该反应ΔH______0（填“>”或“<”）。

实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是_____________________________

12、臭氧是一种强氧化剂，常用于消毒、灭菌等。

O3在水中易分解，一定条件下，O3的浓度减少一半所需的时间（t）如下表所示。

已知O3的起始浓度为0.0216mol/L。

　　pH　t/minT/℃

3.0

4.0

5.0

6.0

20

301

231

169

58

30

158

108

48

15

50

31

26

15

7

①pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是________________。

②在30℃、pH＝4.0条件下，O3的分解速率为__________mol/（L·min）。

③据表中的递变规律，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为__________。

（填字母代号）a．40℃、pH＝3.0　b．10℃、pH＝4.0c．30℃、pH＝7.0

13、

（1）在容积为2L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如图所示（注：

T1、T2均大于300℃）；下列说法正确的是________（填序号）

①温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为

v（CH3OH）＝

mol·L－1·min－1

②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小

③该反应为放热反应

④处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时

增大

（2）在T1温度时，将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO2转化率为α，则容器内的压强与起始压强之比为________；

14、反应aA（g）＋bB（g）

cC（g）　（ΔH<0）在等容条件下进行。

改变其他反应条件，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示：

图1－10

回答问题：

（1）反应的化学方程式中，a∶b∶c为________；

（2）A的平均反应速率vⅠ（A）、vⅡ（A）、vⅢ（A）从大到小排列次序为________；

（3）B的平衡转化率αⅠ（B）、αⅡ（B）、αⅢ（B）中最小的是________，其值是________；

（4）由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是______________，采取的措施是______________；

（5）比较第Ⅱ阶段反应温度（T2）和第Ⅲ阶段反应温度（T3）的高低：

T2________T3（填“>”“<”“＝”），判断的理由是________________________；

（6）达到第三次平衡后，将容器的体积扩大一倍，假定10min后达到新的平衡，请在下图中用曲线表示第Ⅳ阶段体系中各物质的浓度随时间变化的趋势（曲线上必须标出A、B、C）

15、某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵（NH2COONH4）分解反应平衡常数和水解反应速率的测定。

（1）将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于特制的密闭真空容器中（假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计），在恒定温度下使其达到分解平衡：

NH2COONH4（s）

2NH3（g）＋CO2（g）

实验测得不同温度下的平衡数据列于下表：

温度/℃

15.0

20.0

25.0

30.0

35.0

平衡总压强/kPa

5.7

8.3

12.0

17.1

24.0

平衡气体总浓度/mol·L－1

2.4×10－3

3.4×10－3

4.8×10－3

6.8×10－3

9.4×10－3

①可以判断该分解反应已经达到平衡的是（　　）

A．2v（NH3）＝v（CO2）B．密闭容器中总压强不变

C．密闭容器中混合气体的密度不变D．密闭容器中氨气的体积分数不变

②根据表中数据，列式计算25.0℃时的分解平衡常数：

__________。

③取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25.0℃下达到分解平衡。

若在恒温下压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量________（填“增加”“减少”或“不变”）

④氨基甲酸铵分解反应的焓变ΔH________（填“＞”“＝”或“＜”），熵变ΔS________0（填“＞”“＝”或“＜”）。

（2）已知：

NH2COONH4＋2H2O

NH4HCO3＋NH3·H2O。

该研究小组分别用三份不同初始浓度的氨基甲酸铵溶液测定水解反应速率，得到c（NH2COO－）随时间的变化趋势如图所示。

图0

⑤计算25.0℃时，0～6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率：

__________。

⑥根据图中信息，如何说明该水解反应速率随温度升高而增大：

__________。

参考答案及解析：

一、选择题

1．【解析】A　该反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，故A正确；随溶液pH的升高，溶液中增加的OH－不断消耗H＋，化学平衡向正反应方向移动，反应物Cr2O

的转化率不断增大，故B错误；对于任何反应升高温度，正逆反应速率都增大，故C错误；增大一种反应物浓度可以增大另一种反应物的转化率，因此，随着Pb2＋物质的量浓度的增大，Cr2O

的物质的量应不断减小，故D错误。

2、【解析】A　左边图象是温度与时间的图象，在拐点之前可以判断斜率较大的T2对应的反应速率快，因此温度较高，即T2>T1，拐点之后，T2温度下达到平衡时，水蒸气的含量较少，因此确定升高温度，平衡逆向移动，即此反应正向为放热反应，排除B、C。

右边图象为压强与时间的图象，拐点前可判断p1>p2，拐点后可判断增大压强平衡正向移动，确定此反应生成物的气体的物质的量之和小于反应物气体的物质的量之和，排除D。

3、【解析】D　由于加入的固体Pb，对反应物和生成物的浓度都不会产生影响，平衡不会发生移动，故A项错误；加入Sn（NO3）2后Sn2＋浓度增大，平衡向左移动，c（Pb2＋）应增大，故B项错误。

升高温度，平衡体系中c（Pb2＋）增大说明平衡逆向移动，即逆向为吸热方向、正向为放热方向，该反应ΔH<0，故C项错误；依据平衡常数计算公式K＝

可求得，此条件下该反应平衡常数为2.2，故D项正确。

4、【解析】BA项错误，v（X）＝0.1mol·（L·min）－1；B项正确，根据化学计量数之比等于物质的量变化之比：

n（X）∶n（Y）∶n（Z）＝0.6∶0.2∶0.4＝3∶1∶2；C项错误，由图

（2）可知，根据“先拐先平”的原则，T2>T1，温度升高，Y的体积分数减小，平衡正向移动，平衡常数K增大；D项错误，由图（3）可知，平衡没有发生移动，仅仅是加快了反应速率，而该反应是一个不等体积变化，增加压强，平衡会发生移动，故在这里应该是使用了催化剂。

5、【解析】C平衡常数的表达式中，分子中的物质是生成物，分母中的物质是反应物，A项正确；该反应的平衡常数随着温度的升高而降低，故该反应是放热反应，B项正确；利用反应方程式确定各种物质的物质的量，代入平衡常数表达式可知该反应没有达到平衡；将所给关系式进行变化，可知该条件下平衡常数为0.6，所以D项正确。

6、【解析】A条件改变后正、逆反应速率均增大，但是逆反应速率大于正反应速率，改变的条件为升高温度，反应逆向移动，A正确，B、C、D错误。

7、【解析】D根据该反应的特点，结合图象得出，Ⅰ由于v正、v逆均增大，且有一段距离，说明为增大压强所致；Ⅱ为加入了适当的催化剂的变化情况，A、B错；Ⅲ为升高温度，反应速率加快，先达到平衡，并且XY%变小，符合题意，D正确，C错误。

8、【解析】D　温度越高反应速率越快，达到平衡越早，b早达到平衡，表示b为20℃下的曲线，A项错误；从图象易知，20min时b曲线反应速率快，即20℃下反应速率快，B项错误；由图示可知温度越高反应物的转化分数越小，即平衡转化率越低，C项错误；由图示，66min时两个温度下转化分数相同，则生成的CH3COCH2COH（CH3）2物质的量相同，D项正确。

9、【解析】D　该反应是从正反应方向开始，由图可以看出反应速率在逐渐增加，故在绝热容器中反应体系温度升高，可知该反应的正反应是放热反应，但随着时间的推移，反应物浓度逐渐减小，反应速率会有所下降，只有当反应速率不再改变时，反应才达到平衡，即平衡点将在c点之后，A错；由于a点到b点反应一直正向进行，故反应物浓度b点小于a点，B错；由于该反应是放热反应，故反应物的总能量大于生成物的总能量，C错；由于到c点反应仍未达到平衡，但速率一直在增大，故SO2的转化率一直在增大，D对。

10、【解析】BC　反应在t1min内的平均速率v（H2）＝v（CO）＝

＝

mol·L－1·min－1，A错。

根据提供数据，可知t1时n（H2O）＝0.2mol，则t1时反应达平衡状态，此时CO、H2O、CO2、H2的物质的量浓度分别为0.4mol/L、0.1mol/L、0.2mol/L、0.2mol/L，则K＝1。

起始时充入0.6molCO和1.20molH2O，设平衡时n（CO2）＝xmol，则K＝

＝1，解得x＝0.4，B对；增大一种反应物浓度，另一种反应物的转化率肯定增大，根据勒夏特列原理知，加入的H2O，只能削弱不能消除，则H2O的体积分数增大，C对；由于700℃时，K＝1，800℃时，K＝0.64，则升温，K减小，说明平衡向逆反应方向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，D错。

二、填空题

11、答案

（1）b　2.67或

（2）<　在1.3×104kPa下，CO转化率已较高，再增大压强CO转化率提高不大，而生产成本增加，得不偿失

12、答案①OH－　②1.00×10－4　③b、a、c

【解析】①pH越大，OH－浓度越大，判断起催化作用的离子为OH－。

②由表格可知，题目给定条件下所用时间为108min，而臭氧浓度减少为原来的一半，即有

＝0.0108mol/L臭氧分解，速率为

＝1×10－4mol/（L·min）。

③分析表中的递变规律可知，a项反应所需时间的范围是：

31min231min，c项反应所需时间t<15min，因此，分解速率依次增大的顺序为b、a、c。

13、答案

（1）③④　

（2）1－

【解析】

（1）温度为T1时，从反应到平衡，生成甲醇的平均速率为v（CH3OH）＝

mol·L－1·min－1，①错；由图象看出T1时反应达平衡生成甲醇的物质的量大于T2时，可知T1时反应限度大，平衡常数也大，②错；温度为T2时反应先达到平衡，则T2＞T1，但T2时反应达到平衡生成的甲醇的物质的量比T1小，说明升高温度不利于甲醇生成，该反应为放热反应，③正确；A点的反应体系从T1变到T2，即升高温度，平衡向逆反应方向移动，④正确。

（2）CO2＋3H2===CH3OH＋H2O　△n

　12

　α2α

则容器内平衡压强与起始压强之比为：

＝1－

。

14、答案

（1）1∶3∶2

（2）vⅠ（A）、vⅡ（A）、vⅢ（A）

（3）αⅢ（B）　0.19（19%）（4）向正反应方向　从反应体系中移出产物C

（5）>　此反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动

（6）

（注：

只要曲线能表示出平衡向逆反应移动及各物质浓度的相对变化比例即可）

【解析】

（1）第Ⅰ阶段A、B、C的物质的量浓度变化值分别为（减少）1.0mol/L、（减少）3.0mol/L、（增加）2.0mol/L，方程式中各物质浓度的变化量之比等于其化学计量数之比，因此计算得a∶b∶c＝1∶3∶2。

（2）根据化学反应速率为单位时间浓度的变化值，可计算三个阶段用A表示的化学反应速率分别为：

＝0.05mol/（L·min）、

＝0.025mol/（L·min）、

＝0.012mol/（L·min）。

（3）转化率是物质的减少量与初始量的比值，因此三个阶段B的转化率分别为

×100%＝50%、

×100%＝38%、

×100%＝19%。

（4）第Ⅱ阶段C是从0开始的，因此可以确定第一次平衡后从体系中移出了C，即减少生成物浓度，平衡正向移动。

（5）第Ⅲ阶段的开始与第Ⅱ阶段的平衡各物质的量均相等，根据A、B的量减少，C的量增加可判断平衡是正向移动的，根据平衡开始时浓度确定此平衡移动不可能是由浓度的变化引起的，另外题目所给条件容器的体积不变，则改变压强也不可能，因此一定为温度的影响，此反应正向为放热反应，可以推测为降低温度，另外结合A的速率在三个阶段的情况，确定改变的条件一定为降低温度。

（6）首先应该考虑到气体的物质的量浓度为气体的物质的量与容器体积的比值，因此容器扩大一倍，则各物质的浓度减小为原来的一半，另外考虑容器体积增大，平衡向气体的物质的量增大的方向移动，即向逆反应方向移动。

15、答案：

（1）①BC　②K＝c2（NH3）·c（CO2）＝

2·

＝

×（4.8×10－3mol·L－1）3＝1.6×10－8（mol·L－1）3　③增加　④＞　＞

（2）⑤0.05mol/（L·min）　⑥25.0℃时反应物的起始浓度较小，但0～6min的平均反应速率（曲线的斜率）仍比15.0℃时的大。

【解析】

（1）①A项没有指明反应速率的方向，不能作为平衡标志，该反应前后气体分子数不相等，因此密闭容器总压强不变可以作为平衡标志；由于反应中有非气体物质，因此混合气体的密度不变可以作为平衡标志；密闭容器中只有氨气和CO2，且二者的体积比始终为2∶1，因此氨气的体积分数不能作为平衡标志。

②25.0℃时，NH3、CO2的浓度分别为3.2×10－3mol/L、1.6×10－3mol/L，因此K＝c2（NH3）·c（CO2）≈1.6×10－8（mol·L－1）3。

③恒温下压缩容器体积，则体系压强增大，平衡向逆反应方向移动，氨基甲酸铵固体质量增加。

④根据升高温度，平衡气体总浓度增大，说明平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应，ΔH＞0，该反应前后气体分子数增大，则ΔS＞0。

（2）⑤25.0℃时，0～6min氨基甲酸铵水解反应的平均速率为

＝0.05mol/（L·min）。

⑥由图示可知，25.0℃时反应物的起始浓度较小，但0～6min的平均反应速率（曲线的斜率）仍比15.0℃时的大，因此速率越快。