高考化学冲刺核心素养微专题 5 化学反应速率和平衡图象的分析.docx

1、高考化学冲刺核心素养微专题 5 化学反应速率和平衡图象的分析温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。核心素养微专题化学反应速率和平衡图象的分析1.化学反应速率平衡图象的基本类型(1)速率-时间图象此类图象定性揭示了v(正)、v(逆)随时间(含条件改变对化学反应速率的影响)变化规律,体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征,以及平衡移动方向等。反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)HT1,正反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动。.表示p2p1,压强增大,A的转化率减小,平衡逆向移动。说明正反应是气体总体积增

2、大的反应。.生成物C的百分含量不变,说明平衡不发生移动,但反应速率ab,故a可能使用了催化剂;也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应,a增大了压强(压缩体积)。2.解题方法“三看两原则”3.思维建模解题四步骤【典例】(2019全国卷改编)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是 ()T1T2a点的反应速率小于c点的反应速率a点的正反应速率大于b点的逆反应速率b点时二聚体的浓度为0.45 molL-1A.B.C.D.【思维建模】解答速率平衡图象的思维流程一般为【解析】选D。由图知虚线对应的速率快,对应温度高

3、,则T2T1,错误;由T2(c点)T1(a点),但环戊二烯的浓度a点大于c点,则a点、c点的速率大小无法确定,错误;a点、b点的温度相同,环戊二烯的浓度a点大于b点,则a点的正反应速率大于b点的正反应速率,b点没有达到平衡状态,则b点的正反应速率大于b点的逆反应速率,正确;b点时环戊二烯的浓度减少0.9 molL-1,则b点时二聚体的浓度为0.45 molL-1,正确。1.以CO2和NH3为原料可合成尿素,反应为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)。达到平衡时,NH3的转化率随温度变化的情况如下图。下列说法不正确的是 ()A.该反应的Hy2C.若y表示反应起始时的水

4、碳比,则y1y2D.在恒温恒容(2L)的容器和绝热恒容(2L)容器中,分别加入2mol NH3(g)和1mol CO2(g),达到平衡时,恒温恒容体系中氨气的转化率大于绝热恒容体系中氨气的转化率【解析】选C。由图象可知,氨气的转化率随温度的升高而降低,因此,该反应是放热反应,A项正确;正反应方向为压强减小的变化,因此压强越大,平衡越正向移动,氨气的转化率越高,所以y1y2,B项正确;起始时的水碳比越小,代表起始时CO2越多,则氨气的转化率越高,因此y17,+2价铁更难被氧化C.由、推测,FeCl2被O2氧化的反应为放热反应D.60 、pH=2.5时, 4 h内Fe2+的平均消耗速率大于 0.1

5、5a molL-1h-1【解析】选D。由、可知, pH越小,+2价铁氧化速率越快,故A错误;若pH7,FeCl2变成Fe(OH)2,Fe(OH)2非常容易被氧化成Fe(OH)3,故B错误;由、推测,升高温度,相同时间内+2价铁的氧化率增大,升高温度+2价铁的氧化速率加快,由图中数据不能判断反应的热效应,故C错误;50 、pH=2.5时,4 h内Fe2+的氧化率是60%,即消耗0.6a molL-1,4 h内平均消耗速率等于0.15a molL-1h-1,温度升高到60 、pH=2.5时,+2价铁的氧化率速率加快,4 h内Fe2+的平均消耗速率大于 0.15a molL-1h-1。3.已知可逆反

6、应X(g)+2Y(g)Z(g)H0,一定温度下,在体积为2 L的密闭容器中加入4 mol Y和一定量的X后,X的浓度随时间的变化情况如图所示,则下列表述正确的是 ()A.达到平衡时,X、Y、Z物质的量之比为121B.a点正反应速率大于逆反应速率C.反应达平衡时,降低温度可以实现c到d的转化D.该条件下,反应达平衡时,X平衡转化率为25%【解析】选B。分析图象和题给信息可知,起始加入X的物质的量为1 molL-12 L=2 mol,起始加入2 mol X、4 mol Y,达到平衡时X的浓度为0.25 molL-1,物质的量为0.25 molL-12 L=0.5 mol,消耗X物质的量2-0.5

7、mol=1.5 mol,结合化学方程式计算得到消耗Y物质的量为3 mol,生成Z物质的量为1.5 mol,则达到平衡时,X、Y、Z物质的量之比=0.5 mol(4 mol-3 mol)1.5 mol=123,故A错误;由图象可知,a点尚未达到平衡状态,此时正反应速率大于逆反应速率,故B正确;该反应的H0,a4v(逆),压强:p(R)p(Q)D.若起始时,在容器中充入0.25 mol Cl2和0.25 mol H2O(g),300 达平衡时容器中c(HCl)=0.1 molL-1【解析】选C。图象中HCl转化率随温度升高而减小,说明升温平衡逆向移动,正反应为放热反应,H0,增大氧气的物质的量,可

8、促进HCl的转化,即投料比越小,HCl转化率越大,可知a4v(逆),此时压强大于平衡状态下的压强:p(R)p(Q),故C正确;若起始时,在0.5 L容器中只充入0.25 mol Cl2和0.25 mol H2O(g),等效于在0.5 L容器中充入0.5 mol HCl和0.125 mol O2,充入的HCl和O2物质的量为容器的两倍,相当于在容器的基础上增大压强,将体积缩小为原来的,增大压强平衡正向移动,300 达到平衡时0.1 molL-1c(HCl)p2,则在较低温度下有利于该反应自发进行B.图乙中,若T2T1,则H0且a+b=c+dC.图丙中,t1时刻改变的条件一定是使用了催化剂D.图丁

9、中,若H0,则纵坐标不可能表示的是反应物的转化率【解析】选C。图甲中压强一定时,温度越高,平衡体系中A%越大,说明升高温度,平衡逆向移动,则有Hp2,温度一定时,压强越大,平衡体系中A%越小,则有a+bc+d,S0;若使H-TST1,温度越高,A的平衡转化率越小,说明升高温度,平衡逆向移动,则有HT2,若H0,升高温度,平衡逆向移动,反应物的转化率降低,故纵坐标不可能表示的是反应物的转化率,D正确。2.合成乙烯的主要反应:6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g)H0。图中L(L1、L2)、x可分别代表压强或温度。下列说法正确的是 ()A.L1L2B.x代表压强C.M、N两

10、点对应的平衡常数相同D.M点的正反应速率v(正)小于N点的逆反应速率v(逆)【解析】选D。合成乙烯的主要反应: 6H2(g)+2CO2 (g)CH2CH2(g)+4H2O(g)HL2,选项A错误;x代表温度,选项B错误;M、N对应温度不同,所以两点对应的平衡常数不相同,选项C错误;温度越高反应速率越快,所以M点的正反应速率v(正)小于N点的逆反应速率v(逆),选项D正确。3.工业上常用如下反应消除氮氧化物的污染: CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H在温度为T1和T2时,分别将0.40 mol CH4和1.0 mol NO2充入体积为1 L的密闭容器中,n(C

11、H4)随反应时间的变化如图所示。根据图判断该反应的H_(填“”“T1,随着温度的升高,甲烷的物质的量增加,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,即正反应方向H0;前10 min,消耗甲烷的物质的量为(0.4-0.3)mol=0.1 mol,即消耗NO2的物质的量为20.1 mol=0.2 mol,根据化学反应速率的表达式,v(NO2)=;使用催化剂,只加快反应速率,对化学平衡无影响,A错误;正反应方向是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,NO2的转化率降低,但化学反应速率加快,B错误;缩小容器的体积,相当于增大压强,平衡向逆反应方向进行,NO2的转化率降低,但反应速率加快,C错误;增加CH4

12、的浓度,平衡向正反应方向移动,NO2的转化率增大,化学反应速率加快,D正确。答案:T1”“”或“=”)。若达到化学平衡状态A时,容器的体积为20 L。如果反应开始时仍充入10 mol CO和20 mol H2,则在平衡状态B时容器的体积V(B)=_L。【解析】(1)已知2CH4(g)+O2(g)2CO(g)+4H2(g)H=a kJmol-1,CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H=b kJmol-1,则根据盖斯定律可知+2可得到2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(g)H=(a+2b) kJmol-1。(2)用甲醇表示的反应速率v=0.75 molL-110 min=0.075 mol

13、L-1min-1,CO表示的反应速率等于用甲醇表示的反应速率,即0.075 molL-1min-1;化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以根据方程式可知平衡常数表达式为K=。(3)氢气的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍,不能说明正、逆反应速率相等,不一定平衡,A错误;氢气的体积分数不再改变是化学平衡的特征,达到了平衡,B正确;体系中氢气的转化率和CO的转化率相等,不能说明正、逆反应速率相等,不一定平衡,C错误;体系中气体的平均摩尔质量等于气体质量和物质的量的比值,物质的量变化,质量不变,所以当体系中气体的平均摩尔质量不再改

14、变,证明达到了平衡,D正确。正反应方向为气体体积减小的方向,T1 时比较CO的转化率,转化率越大,则压强越大,图象中pB转化率大于pA,可知pApB。利用A点可得平衡常数K=4,温度不变,平衡常数不变。A、B两状态温度相同,即化学平衡常数相等,且B点时CO的转化率为0.8,则CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)起始(mol): 10 20 0转化(mol): 8 16 8平衡(mol): 2 4 8设体积为V L,则有K=4,解得V=4,即V(B)=4 L。答案:(1)2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(g)H=(a+2b) kJmol-1(2)0.075 molL-1min-1(3)AC4关闭Word文档返回原板块