2022高考化學一輪復習教案:專題突破(七)化學反應速率和化學平衡圖像的分析Word版含解析_第1頁
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文檔簡介

1、PAGE PAGE 19專題突破(七)化學反應速率和化學平衡圖像的分析化學反應速率和平衡的圖像及分析是高考考查的重點,此類試題將抽象的理論知識圖像化,既能考查考生化學反應速率和平衡的相關(guān)知識,又能考查學生讀圖、識圖,并應用知識解決綜合問題的能力,要求考生獲取有關(guān)信息、識別有效證據(jù)、推測反應結(jié)果、歸納總結(jié)規(guī)律,體現(xiàn)中國高考評價體系對于“學習掌握”“思維方法”等化學科核心素養(yǎng)的要求。分析、解答化學反應速率和化學平衡圖像題的思維流程如下:1化學反應速率圖像及分析(1)“漸變”類vt圖像圖像分析結(jié)論t1時v正突然增大,v逆逐漸增大;v正v逆,平衡向正反應方向移動t1時其他條件不變,增大反應物的濃度t1

2、時v正突然減小,v逆逐漸減??;v逆v正,平衡向逆反應方向移動t1時其他條件不變,減小反應物的濃度t1時v逆突然增大,v正逐漸增大;v逆v正,平衡向逆反應方向移動t1時其他條件不變,增大生成物的濃度t1時v逆突然減小,v正逐漸減??;v正v逆,平衡向正反應方向移動t1時其他條件不變,減小生成物的濃度(2)“斷點”類vt圖像圖像分析結(jié)論t1時v正、v逆均突然增大,且v正v逆;平衡向正反應方向移動t1時其他條件不變,增大反應體系的壓強且mnpq(正反應為體積減小的反應)t1時其他條件不變,升高溫度且H0(正反應為吸熱反應)t1時v正、v逆均突然增大,且v逆v正;平衡向逆反應方向移動t1時其他條件不變,

3、增大反應體系的壓強且mnpq(正反應為體積增大的反應)t1時其他條件不變,升高溫度且H0(正反應為放熱反應)t1時v正、v逆均突然減小,且v正v逆;平衡向正反應方向移動t1時其他條件不變,減小反應體系的壓強且mnpq(正反應為體積增大的反應)t1時其他條件不變,降低溫度且H0(正反應為放熱反應)t1時v逆、v正均突然減小,且v逆v正;平衡向逆反應方向移動t1時其他條件不變,減小反應體系的壓強且mnpq(正反應為體積減小的反應)t1時其他條件不變,降低溫度且H0(正反應為吸熱反應)(3)“平臺”類vt圖像圖像分析結(jié)論t1時v正、v逆均突然增大且v正v逆,平衡不移動t1時其他條件不變使用催化劑t1

4、時其他條件不變增大反應體系的壓強且mnpq(反應前后氣體體積無變化)t1時v正、v逆均突然減小且v正v逆,平衡不移動t1時其他條件不變,減小反應體系的壓強且mnpq(反應前后氣體體積無變化)2.化學平衡圖像及分析(1)濃度時間圖像例如,反應A(g)B(g)AB(g),充入一定量A(g)和B(g),達到平衡過程如圖所示:(2)含量時間溫度(壓強)(C%指產(chǎn)物的質(zhì)量分數(shù),B%指某反應物的質(zhì)量分數(shù))(3)恒壓(或恒溫)線(表示反應物的轉(zhuǎn)化率,c表示反應物的平衡濃度)圖,若則正反應為氣體體積減小的反應,p1p2p3,H0;圖,正反應為氣體體積增大的反應,若T1T2,則正反應為放熱反應。(4)幾類特殊圖

5、像對于化學反應mA(g)nB(g)pC(g)qD(g),M點前,表示從反應物開始,v正v逆;M點為剛達到平衡點(如下圖);M點后為平衡受溫度的影響情況,即升溫,A的百分含量增加或C的百分含量減少,平衡左移,故正反應H0。對于化學反應mA(g)nB(g)pC(g)qD(g),L線上所有的點都是平衡點(如下圖)。L線的左上方(E點),A的百分含量大于此壓強時平衡體系的A的百分含量,所以,E點v正v逆;則L線的右下方(F點),v正v逆。(2021山東日照一模)已知反應:CH2=CHCH3(g)Cl2(g)eq o(,sup7(一定條件下),sdo7()CH2=CHCH2Cl(g)HCl(g)。在一定

6、壓強下,按 eq f(n(Cl2),n(CH2=CHCH3)) 向密閉容器中充入氯氣與丙烯。圖甲表示平衡時,丙烯的體積分數(shù)()與溫度(T)、的關(guān)系,圖乙表示反應的平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系。則下列說法正確的是()A圖甲中11B圖乙中,線A表示正反應的平衡常數(shù)C在恒容容器中進行,壓強不變時反應達到平衡狀態(tài)D當溫度為T1、2時,Cl2的轉(zhuǎn)化率為33.3%D溫度一定時,增大 eq f(n(Cl2),n(CH2=CHCH3)) ,平衡時丙烯的體積分數(shù)減小,故圖甲中11,A項錯誤。由圖甲可知, eq f(n(Cl2),n(CH2=CHCH3)) 一定時,升高溫度,丙烯的體積分數(shù)增大,說明升高溫度,平衡逆向

7、移動,則該反應的H0;升高溫度,平衡逆向移動,則平衡常數(shù)K減小,故圖乙中線A代表逆反應的平衡常數(shù),B項錯誤。該反應前后氣體計量數(shù)和相等,氣體總物質(zhì)的量不變,故恒容時氣體壓強始終不變,不能根據(jù)壓強判斷是否達到平衡狀態(tài),C項錯誤。由圖乙可知,T1時正、逆反應平衡常數(shù)均為1, eq f(n(Cl2),n(CH2=CHCH3)) 2,設(shè)n(Cl2)2 mol,n(CH2=CHCH3)1 mol,平衡時轉(zhuǎn)化的Cl2為x mol,容器的容積為1 L,則有CH2=CHCH3(g)Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)HCl(g)起始濃度/molL1 1 2 0 0轉(zhuǎn)化濃度/molL1 x x x x平衡濃

8、度/molL1 1x 2x x x則T1時平衡常數(shù)K eq f(x2,(1x)(2x)) 1,解得x eq f(2,3) mol,故Cl2的轉(zhuǎn)化率為 eq f(f(2,3) mol,2 mol) 100%33.3%,D項正確。(2021河北邢臺調(diào)研)在一定溫度下,向2 L恒容密閉容器中充入1 mol A,發(fā)生2A(g) B(g)C(g)反應。反應過程中c(C)隨時間變化的曲線如圖所示,下列說法不正確的是()A反應在050 s的平均速率v(C)1.6103 molL1s1B該溫度下,反應的平衡常數(shù)K0.025 molL1C保持其他條件不變,升高溫度,平衡時c(B)0.09 molL1,則該反應的

9、H0D反應達平衡后,再向容器中充入1 mol A,該溫度下再達到平衡時,A的轉(zhuǎn)化率不變B050 s內(nèi)c(C)增大0.08 molL1,則有v(C) eq f(0.08 molL1,50 s) 1.6103 molL1s1,A項正確;達到平衡時,c(C)0.10 molL1,結(jié)合反應可知,平衡時A、B的平衡濃度分別為0.30 molL1、0.10 molL1,則該溫度下,反應的平衡常數(shù)K eq f((0.10 molL1)2,(0.30 molL1)2) eq f(1,9) ,B項錯誤;其他條件不變,升高溫度,平衡時c(B)0.09 molL10.10 molL1,說明平衡逆向移動,則該反應的H

10、0,C項正確;平衡后再充入1 mol A與保持n(A)不變,同時縮小容器容積是等效平衡,而縮小容積過程,由于反應前后氣體體積不變,所以平衡不移動,故A的轉(zhuǎn)化率不變,D項正確。(2021黑龍江哈爾濱三中檢測)在密閉容器中進行反應:X(g)2Y(g) 2Z(g)H0。下圖能正確表示該反應有關(guān)物理量變化規(guī)律的是()C該反應為吸熱反應,升高溫度平衡正向移動,正反應速率大于逆反應速率,正反應速率在上方,與圖像不符, A項錯誤;升高溫度平衡正向移動,Z%增大,則200 時Z%大,與圖像不符,B項錯誤;該反應為氣體體積減小的吸熱反應,增大壓強、升高溫度,平衡均正向移動,X的轉(zhuǎn)化率大,與圖像一致,C項正確;催

11、化劑對平衡移動無影響,可加快反應速率,但平衡常數(shù)與溫度有關(guān),恒溫條件K值不會隨時間發(fā)生變化,與圖像不符,D項錯誤。1(2021河南豫南九校聯(lián)考)有可逆反應:A(g)3B(g)2C(g)H0。已知在t1、t3、t5、t7時反應都達到平衡,如果t2、t4、t6、t8時都只改變了一個反應條件,則下列對t2、t4、t6、t8時改變條件的判斷正確的是()A降低溫度、增大壓強、減小反應物濃度、使用催化劑B使用催化劑、增大壓強、增大反應物濃度、升高溫度C增大反應物濃度、使用催化劑、減小壓強、升高溫度D升高溫度、減小壓強、增大反應物濃度、使用催化劑Dt2時刻,v(正)瞬間增大,t3時刻達到平衡時,v(正)大于

12、t1t2時刻平衡狀態(tài),降低溫度,v(正)減小,A錯誤;t4時刻,v(逆)瞬間減小,增大壓強或使用催化劑,v(逆)瞬間增大,而減小壓強,v(逆)減小,故B、C均錯誤,D正確。2(2021湖南長郡聯(lián)考)在容積為1 L的密閉容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,在500 時發(fā)生反應:CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H0。CH3OH的濃度隨時間變化如圖所示,下列說法不正確的是()A從反應開始到10 min時,H2的平均反應速率v(H2)0.15 mol/(Lmin)B從開始到25 min,CO2的轉(zhuǎn)化率是70%C其他條件不變,將溫度升到700 ,再次達平衡時平衡常數(shù)減小

13、D從20 min到25 min達到新的平衡,可能是增大壓強D010 min 內(nèi)c(CH3OH)增大0.50 mol/L,則有v(CH3OH) eq f(0.50 mol/L,10 min) 0.05 mol/(Lmin),根據(jù)反應速率與化學計量數(shù)的關(guān)系可得:v(H2)3v(CH3OH)0.15 mol/(Lmin),A項正確;025 min內(nèi)c(CH3OH)增大0.70 mol/L,反應生成0.70 mol CH3OH,根據(jù)方程式可知,同時消耗0.70 mol CO2,則CO2的轉(zhuǎn)化率為 eq f(0.70 mol,1.0 mol) 100%70%,B項正確;其他條件不變,升高溫度,平衡逆向移

14、動,平衡常數(shù)減小,C項正確;由圖可知,2025 min內(nèi)增大壓強,平衡正向移動,c(CH3OH)應瞬間增大,而不是逐漸增大,D項錯誤。3(2021吉林長春調(diào)研)在一恒容的密閉容器中充入0.1 molL1 CO2、0.1 molL1CH4,在一定條件下發(fā)生反應:CH4(g)CO2(g) 2CO(g)2H2(g),測得CH4平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強關(guān)系如圖,下列有關(guān)說法不正確的是()A上述反應的Hp3p2p1C1 100 時該反應的平衡常數(shù)約為1.64D壓強為p4時,在y點:v正v逆Ap1、p2、p3、p4是四條等壓線,由圖像可知,壓強一定時,溫度越高,CH4的平衡轉(zhuǎn)化率越高,故正反應為吸熱反應,H

15、0,A項錯誤;該反應為氣體分子數(shù)增加的反應,壓強越高,甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率越小,故壓強p4p3p2p1,B項正確;壓強為p4、溫度為1 100 時,甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率為80.00%,故平衡時各物質(zhì)的濃度分別為c(CH4)0.02 molL1,c(CO2)0.02 molL1,c(CO)0.16 molL1,c(H2)0.16 molL1,即平衡常數(shù)K eq f(0.1620.162,0.020.02) 1.64,C項正確;壓強為p4時,y點未達到平衡,此時v正v逆,D項正確。4(2021四川綿陽診斷)在恒容密閉容器中進行反應:2CO2(g)6H2(g)C2H5OH(g)3H2O(g)H。在某壓強下起

16、始時按不同氫碳比 eq blcrc(avs4alco1(f(n(H2),n(CO2)) 投料(如圖中曲線),測得CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示,下列有關(guān)說法正確的是()A該反應的H0B氫碳比:C其他條件不變的情況下,增大容器的體積可提高CO2的轉(zhuǎn)化率D若起始CO2的濃度為2 molL1、H2為4 molL1,在圖中曲線氫碳比條件下進行,則400 K時該反應的平衡常數(shù)數(shù)值約為1.7D根據(jù)圖像可知,在氫碳比相等的條件下,隨著溫度的升高,CO2的轉(zhuǎn)化率降低,說明升高溫度,平衡向逆反應方向移動,因此正反應是放熱反應,H,則氫碳比:,B項錯誤;正反應是氣體體積減小的反應,因此其他條件不變的情況下

17、,增大容器的體積,壓強減小,平衡向逆反應方向移動,可降低CO2的轉(zhuǎn)化率,C項錯誤;根據(jù)圖像可知,400 K時曲線中CO2的轉(zhuǎn)化率是50%,這說明消耗CO2 1 molL1,則消耗氫氣3 molL1,生成乙醇和水蒸氣分別是0.5 molL1、1.5 molL1,剩余CO2和氫氣分別是1 molL1、1 molL1,該溫度下平衡常數(shù)K eq f(0.51.53,1216) 1.7,D項正確。5(2021安徽蕪湖檢測)將一定量氨基甲酸銨(NH2COONH4)加入密閉容器中,發(fā)生反應:NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)。該反應的平衡常數(shù)的負對數(shù)(lgK)值隨溫度(T)的變化曲線如圖所示

18、,下列說法錯誤的是()AC點對應狀態(tài)的平衡常數(shù)K(C)103.638B該反應的H0CNH3的體積分數(shù)不變時,該反應一定達到平衡狀態(tài)D30 時,B點對應狀態(tài)的v(正)0,B項正確;反應物是固體,生成物中NH3和CO2的物質(zhì)的量之比為21,則NH3的體積分數(shù)始終為 eq f(1,3) ,不能判斷是否達到平衡狀態(tài),C項錯誤;圖中B點縱坐標小于30 時lgK的值,則此時c(CO2)c2(NH3)K,反應逆向進行,故B點對應狀態(tài)的v(正)v(逆),D項正確。章末綜合檢測(七)化學反應速率和化學平衡一、選擇題:本題包括10小題,每小題只有一個選項最符合題意。1(2020北京西城區(qū)期末)硫代硫酸鈉溶液與稀硫

19、酸反應的化學方程式為Na2S2O3H2SO4=Na2SO4SO2SH2O。下列各組實驗中最先出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象的是()實驗溫度/Na2S2O3溶液稀H2SO4V/(mL)c/(molL1)V/(mL)c/(molL1)A2550.1100.1B2550.250.2C3550.1100.1D3550.250.2D反應體系的溫度越高,c(Na2S2O3)越大,反應速率越快,越先出現(xiàn)渾濁,故D先出現(xiàn)渾濁。2(2021湖南張家界檢測)在一定體積的密閉容器中,進行化學反應:CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g),化學平衡常數(shù)(K)和溫度(t)的關(guān)系如下表:t/ 7008008301 0001 200K

20、0.60.91.01.72.6根據(jù)以上信息推斷以下說法正確的是()A升高溫度,該反應向逆反應方向移動B此反應只有達到平衡時,密閉容器中的壓強才不會變化C該反應在1 000 時的反應速率一定比700 時大D該反應的反應物的轉(zhuǎn)化率越大,化學平衡常數(shù)越大C升高溫度,平衡常數(shù)K增大,說明升高溫度,平衡正向移動,A項錯誤;該反應前后氣體總分子數(shù)不變,恒容條件下,氣體的壓強始終不變,B項錯誤;升高溫度,活化分子百分數(shù)增大,反應速率加快,故在1 000 時的反應速率一定比700 時大,C項正確;若溫度不變,增大CO2的濃度,H2的轉(zhuǎn)化率增大,但平衡常數(shù)不變,D項錯誤。3(2021天津部分區(qū)聯(lián)考)某溫度下,在

21、一個2 L的密閉容器中,加入4 mol A和2 mol B進行如下反應:2A(g)B(g)C(s)3D(g),反應2 min后達到平衡,測得生成1.6 mol C,下列說法不正確的是()A前2 min D的平均反應速率為1.2 mol/(Lmin)B此時B的平衡轉(zhuǎn)化率為40%C增大該體系的壓強,平衡不移動D該溫度下平衡常數(shù)K432B反應2 min達到平衡,生成1.6 mol C同時應生成4.8 mol D,則有v(D) eq f(4.8 mol,2L2 min) 1.2 mol/(Lmin),A項正確;生成1.6 mol C,必然消耗1.6 mol B,則B的平衡轉(zhuǎn)化率為 eq f(1.6 m

22、ol,2 mol) 100%80%,B項錯誤;該反應前后氣體總分子數(shù)不變,增大體系的壓強,平衡不移動,C項正確;2 min達到平衡時,A、B和D的物質(zhì)的量濃度(mol/L)分別為0.4、0.2和2.4,則該溫度下平衡常數(shù)K eq f((2.4 mol/L)3,(0.4 mol/L)20.2 mol/L) 432,D項正確。 4(2021重慶南川中學檢測)已知反應:2NO2(g) N2O4(g) H0,N2O4的體積分數(shù)隨溫度的變化平衡曲線如圖所示。下列相關(guān)描述正確的是()A平衡常數(shù)值:KbKcBT1溫度下,若由a點達到平衡,可以采取減小壓強的方法CT2溫度下,d點反應速率:v(正)Kc,A項錯

23、誤;T1溫度下,a點N2O4體積分數(shù)大于平衡值,若由a點達到平衡,應減小壓強,使平衡逆向移動,B項正確;T2溫度下,d點處于平衡曲線下方,N2O4體積分數(shù)小于平衡值,此時反應正向進行,則有v(正)v(逆),C項錯誤;從b點變?yōu)閏點,體系的溫度升高,只要增加N2O4的物質(zhì)的量不能達到要求,D項錯誤。5(2020天津濱海七校聯(lián)考)可逆反應:mA(s)nB(g) eC(g)fD(g),反應過程中,其他條件不變時,C的百分含量(C%)與溫度(T)、壓強(P)的關(guān)系如圖所示。下列敘述中正確的是()A達平衡后,升高溫度,則平衡常數(shù)K減小B達到平衡后,加入催化劑,C%增大C化學方程式中:nefD達到平衡后,

24、增加A的量,B的轉(zhuǎn)化率增大A根據(jù)“先拐先平,速率大”的規(guī)律,溫度為T2時先達到平衡,則溫度:T1P1;壓強為P2時C%小于壓強為P1時C%,說明壓強增大,平衡逆向移動,則有nef,C項錯誤;A是固體,達到平衡后,增加A的量,平衡不移動,B的轉(zhuǎn)化率不變,D項錯誤。6(2020山東淄博二模)Bums和Dainton研究發(fā)現(xiàn)Cl2與CO合成COCl2的反應機理如下:Cl2(g)2Cl(g)快;CO(g)Cl(g)COCl(g)快;COCl(g)Cl2(g)COCl2(g)Cl(g)(慢)其中反應存在v正k正c(CO)c(Cl)、v逆k逆c(COCl)。下列說法正確的是()A反應的活化能大于反應的活化

25、能B反應的平衡常數(shù)K eq f(k正,k逆) C要提高合成COCl2的速率,關(guān)鍵是提高反應的速率D選擇合適的催化劑能加快該反應的速率,并提高COCl2的平衡產(chǎn)率B是快反應,是慢反應,則反應的活化能小于反應的活化能,A項錯誤;反應存在v正k正c(CO)c(Cl)、v逆k逆c(COCl),達到平衡時v正v逆,則有k正c(CO)c(Cl)k逆c(COCl),反應的平衡常數(shù)為K eq f(c(COCl),c(CO)c(Cl)) eq f(k正,k逆) ,B項正確;整個過程中反應速率由慢反應決定,反應是慢反應,故提高合成COCl2的速率,關(guān)鍵是提高反應的速率,C項錯誤;催化劑只能改變反應速率,但不能使平

26、衡發(fā)生移動,故不能提高COCl2的平衡產(chǎn)率,D項錯誤。7(2021河南鄭州一中檢測)已知反應:4NH3(g)5O2(g)4NO(g)6H2O(g)H1 025 kJmol1。若起始時兩種反應物的物質(zhì)的量相同,則下列關(guān)于該反應的示意圖不正確的是()C溫度一定時,增大壓強,平衡逆向移動,混合氣體的平均相對分子質(zhì)量增大;壓強一定時,降低溫度,平衡正向移動,氣體總物質(zhì)的量增大,氣體的平均相對分子質(zhì)量減小,與圖像不符合,C項錯誤。8(2021山西大學附中檢測)在100 時,將0.5 mol N2O4通入體積為5 L的真空密閉容器中,立即出現(xiàn)紅棕色,反應進行到2 s時,NO2的濃度為0.02 mol/L。

27、在60 s時,體系已達平衡,此時容器內(nèi)壓強為開始時的1.6 倍。下列說法正確的是()A前2 s以N2O4的濃度變化表示的平均反應速率為0.01 mol/(Ls)B在平衡時體系內(nèi)N2O4的物質(zhì)的量為0.25 mol C. 在2s時體系內(nèi)的壓強為開始時的1.1倍D平衡時,N2O4的轉(zhuǎn)化率為40%CN2O4通入密閉容器中存在平衡:N2O4(g)2NO2(g),反應進行到2s時,NO2的濃度為0.02 mol/L,則有v(NO2) eq f(0.02 mol/L,2 s) 0.01 mol/(Ls),v(N2O4) eq f(1,2) v(NO2) eq f(1,2) 0.01 mol/(Ls)0.0

28、05 mol/(Ls),A項錯誤。平衡時壓強為開始時的1.6 倍,根據(jù)氣體的壓強之比等于其物質(zhì)的量之比,則平衡時氣體總物質(zhì)的量為0.5 mol1.60.8 mol,結(jié)合化學方程式可知,平衡時體系內(nèi)N2O4的物質(zhì)的量為0.20 mol,B項錯誤。反應進行到2 s時,NO2的濃度為0.02 mol/L,則有n(NO2)0.02 mol/L5 L0.1 mol,此時氣體總物質(zhì)的量為0.55 mol,則氣體總物質(zhì)的量為起始時的1.1倍,故2 s時體系內(nèi)的壓強為開始時的1.1倍,C項正確。平衡時,體系內(nèi)N2O4的物質(zhì)的量為0.20 mol,則N2O4的轉(zhuǎn)化率為 eq f(0.30 mol,0.50 mo

29、l) 100%60%,D項錯誤。9(2021山東實驗中學檢測)將不同物質(zhì)的量的M(g)和N(g)分別通入體積為2 L的恒容密閉容器中,進行反應M(g)N(g) P(g)Q(g),得到如下兩組數(shù)據(jù):實驗組溫度/起始量/mol平衡量/mol達到平衡所需時間/minNMQM1650241.62.452900120.41.63下列說法正確的是()A將實驗2的體積壓縮為1 L,c(Q)為0.4 mol/LB溫度升高,該反應的平衡常數(shù)增大C選擇合適的催化劑可降低該反應的活化能,提高M的轉(zhuǎn)化率D實驗1中M的化學反應速率為0.32 mol/(Lmin)A900 時,實驗2達到平衡,n(Q)0.4mol,將體積

30、壓縮為1 L,平衡不移動,則有c(Q)為0.4 mol/L,A項正確;分析表中數(shù)據(jù),650 時,反應正向進行的程度大,則該反應是放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,平衡常數(shù)減小,B項錯誤;選擇合適的催化劑可降低該反應的活化能,由于平衡不移動,M的轉(zhuǎn)化率不變,C項錯誤;實驗1中5 min達到平衡時,消耗1.6 mol M,則有v(M) eq f(1.6mol,5 min2 L) 0.16 mol/(Lmin),D項錯誤。10(2021天津和平區(qū)調(diào)研)T時,將2.0 mol A(g)和2.0 mol B(g)充入體積為1 L的密閉容器中,在一定條件下發(fā)生反應:A(g)B(g)2C(g)D(s)H0;

31、t時刻反應達到平衡時,C(g)為2.0 mol。下列說法正確的是()At時刻反應達到平衡時,A(g)的體積分數(shù)為20%BT 時,該反應的化學平衡常數(shù)為K2Ct時刻反應達到平衡后,縮小容器的體積,平衡逆向移動DT 時,若將A(g)、B(g)各1.0 mol充入同樣容器,平衡后,A的轉(zhuǎn)化率(A)為50%Dt時刻反應達到平衡時,C(g)為2.0 mol,則反應消耗1.0 mol A和1.0 mol B,故A(g)的體積分數(shù)為 eq f(1.0mol,4.0mol) 100%25%,A項錯誤;T 時,A、B、C的平衡濃度(mol/L)分別為1.0、1.0和2.0,則該反應的化學平衡常數(shù)為K eq f(

32、2.02,1.01.0) 4.0,B項錯誤;t時刻反應達到平衡后,縮小容器的體積,平衡不移動,C項錯誤;T 時,若將A(g)、B(g)各1.0 mol充入同樣容器,與保持物質(zhì)的量不變,擴大體積是等效平衡,故A的轉(zhuǎn)化率(A)為 eq f(1.0 mol,2.0 mol) 100%50%,D項正確。二、非選擇題:本題包括2小題。11(2020山東臨沂一模)在鈀基催化劑表面上,甲醇制氫的反應歷程如下圖所示,其中吸附在鈀催化劑表面上的物種用*標注。(1)CH3(OH)(g)CO(g)2H2(g)的H_kJmol1;該歷程中最大能壘(活化能)E正_kJmol1,寫出該步驟的化學方程式_。(2)在一定溫度

33、下,CO和H2混合氣體發(fā)生反應:CO(g)2H2(g)CH3OH(g),反應速率vv正v逆k正c(CO)c2(H2)k逆c(CH3OH),k正、k逆分別為正、逆反應速率常數(shù)。達到平衡后,若加入高效催化劑, eq f(v正,v逆) 將_(填“增大”、“減小”或“不變”);若升高溫度, eq f(k正,k逆) 將_(填 “增大”、“減小”或“不變”)。(3)353 K時,在剛性容器中充入CH3OH(g),發(fā)生反應:CH3OH(g) CO(g)2H2(g)。體系的總壓強p隨時間t的變化如下表所示:t/min05101520p/kPa101.2107.4112.6116.4118.6121.2若升高反

34、應溫度至373 K,則CH3OH(g)分解后體系壓強p(373 K)_121.2 kPa(填“大于”、“等于”或“小于”),原因是_。353 K時,該反應的平衡常數(shù)Kp_(kPa)2(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),計算結(jié)果保留1位小數(shù))。解析(2)達到平衡時v正v逆,則有k正c(CO)c2(H2)k逆c(CH3OH),平衡常數(shù)K eq f(c(CH3OH),c(CO)c2(H2)) eq f(k正,k逆) ;加入高效催化劑,平衡不移動,平衡常數(shù)K不變,則 eq f(k正,k逆) 不變。結(jié)合(1)推知,反應CO(g)2H2(g)CH3OH(g)是放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,平衡常數(shù)K減小,則

35、 eq f(k正,k逆) 減小。(3)反應CH3OH(g)CO(g)2H2(g)為吸熱反應,溫度升高,平衡正向移動,氣體總物質(zhì)的量增大,氣體總壓強增大,故CH3OH(g)分解后體系壓強p(373 K)大于121.2 kPa。373K時剛性容器中進行反應,保持恒溫恒容條件,由阿伏加德羅定律可知,氣體的壓強與其物質(zhì)的量成正比,可用壓強(p)表示物質(zhì)的量(n)的變化。CH3OH(g) CO(g)2H2(g)起始壓強/kPa 101.2 0 0變化壓強/kPa x x 2x平衡壓強/kPa 101.2x x 2x由表中數(shù)據(jù)可知,平衡時氣體總壓強為121.2 kPa,則有101.2xx2x121.2 k

36、Pa,解得x10.0,從而推知CH3OH、CO、H2的平衡壓強分別為91.2 kPa、10 kPa和20 kPa,故353 K時,該反應的平衡常數(shù)Kp eq f(p(CO)p2(H2),p(CH3OH)) eq f((20 kPa)210 kPa,91.2 kPa) 43.9(kPa)2。答案(1)97.9 179.6CO*4H*=CO*2H2(g),或4H*=2H2(g)(2)不變減小(3)大于 溫度升高,容器體積不變,總壓強增大;反應CH3OH(g)CO(g)2H2(g)為吸熱反應,溫度升高,平衡正向移動,氣體總物質(zhì)的量增大,氣體總壓強增大43.912(2021河南平頂山檢測)水煤氣變換:CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g)H0是重要的化工過程,主要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業(yè)領(lǐng)域中。回答下列問題:(1)將一定量的CO(g)和H2O(g)充入某恒容密閉容器中,測得在不同催化劑作用下,相同時間內(nèi)CO的轉(zhuǎn)化率與溫度的變化如圖1所示:點13中,達到平衡狀態(tài)的點是_;降低水煤氣變換反應活化能效果最差的催化劑是_(填“”“”或“”) 。圖1(2)對于反應CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g),采用催化劑I,在1 073 K和973 K時,在恒容密閉容器中充入

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