22 平衡圖像專練(學生版) 備戰(zhàn)2020高考化學二輪主觀題必刷題集最新修正版

專題22平衡圖像專練i.二甲醚(ch3och3)重整制取h2，具有無毒、無刺激性等優(yōu)點。回答下列問題:⑴CH3OCH3和O2發(fā)生反應I：CH3OCH3(g)+1/2O2(g)=2CO(g)+3H2(g)△H已知：CH3OCH3(g)-CO(g)+H2(g)+CH4(g)△H1CH4(g)+3/2O2(g)=CO(g)+2H2O(g)△H2H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H保持溫度和壓強不變，分別按不同進料比通入CH3OCH3和02,發(fā)生反應I。測得平衡時H2的體積百分含量與進料氣中n(O2)/n(CH3OCH3)的關系如圖所示。當n(O2)/n(CH3OCH3)>0.6時，H2的體積百分含量快速降低，其主要原因是(填標號)降低，其主要原因是(填標號)。過量的02起稀釋作用山體飆n分含晝事過量的02與H2發(fā)生副反應生成H2OC.n(O2)/n(CH3OCH3)>0.6平衡向逆反應方向移動(2)TC時，在恒容密閉容器中通入CH3OCH3，發(fā)生反應II：CH3OCH3(g)^CO(g)+H2(g)+CH4(g),測得容器內(nèi)初始壓強為41.6kPa，反應過程中反應速率v(CH3OCH3)時間t與CH3OCH3分壓P(CH3OCH3)的關系如圖所示。-S/THUOW二PCCHjOCHO/kPa

-S/THUOW二PCCHjOCHO/kPa①t=400s時，CH3OCH3的轉化率為(保留2位有效數(shù)字)；反應速率滿足v(CH3OCH3)=kPn(CH3OCH3),k=s-1；400s時v(CH3OCH3)=kPa．s-1。2．中科院大連化學物理研究所的一項最新成果實現(xiàn)了甲烷高效生產(chǎn)乙烯，甲烷在催化作用下脫氫，在氣相中經(jīng)自由基偶聯(lián)反應生成乙烯，如圖所示。物質燃燒熱物質燃燒熱伽“滬)氫氣285.8屮烷乙烯1411.0(1)已知相關物質的燃燒熱如上表，寫出甲烷制備乙烯的熱化學方程式。(2)在400°C時，向初始體積1L的恒壓反應器中充入1molCH4，發(fā)生上述反應，測得平衡混合氣體中C2H4的體積分數(shù)為20.0%。則：①若容器體積固定，不同壓強下可得變化如下圖，則壓強的關系。②實際制備C2H4時，通常存在副反應：2CH4(g)-CH6(g)+H2(g)o反應器和CH4起始量不變，不同溫度下C2H6和C2H4的體積分數(shù)與溫度的關系曲線如圖。在200C時，測出乙烷的量比乙烯多的主要原因可能。400C時，C2H4、C2H6的體積分數(shù)分別為20.0%、6.0%，貝V體系中CH4的體積分數(shù)是。隨著科技的進步，合理利用資源、保護環(huán)境成為當今社會關注的焦點。甲胺鉛碘(CH3NH3PI3)引用作新敏化太陽能電池的敏化劑，可由CH3NH2、PbI2及HI為原料合成。回答下列問題:制取甲胺的反應為CH3OH(g)+NH3(g^^CH3NH2(g)+H2O(g)△i1。1)上述反應中所需的甲醇可以利用甲烷為原料在催化劑作用下直接氧化來合成。煤炭中加氫氣可發(fā)生反應：C(s)+2H2(g)=^CH4(g)^H2。在密閉容器中投入碳和H2,控制條件使其發(fā)生該反應，測得碳的平衡轉化率隨壓強及溫度的變化關系如圖中曲線所示。100:碳的轉化率(％)80-……60■-八匚一"…"——1200K40-「——U00K20——1000KI---900K0,!._,,,,",書0K345678910壓強(MPa)該反應的厶也o(填“〉”、y或“=”)，判斷理由是。在4MPa、1100K時，圖中X點v正(H2)v逆(H2)(填“〉”、“<”或“=”)。該條件下，將ImolC和2molH2通入密閉容器中進行反應，平衡時測得的轉化率為80%,CH4的體積分數(shù)為。若維持容器體積不變,向其中再加入0.5mo1C和1mo1H2，再次達到平衡后，平衡常數(shù)K(填“增大”、“減小”或“不變”)。某化學興趣小組提供下列四個條件進行上述反應，比較分析后，你選擇的反應條件(填字母序號)。A．5MPa800KB．6MPa1000KC．10MPa1000KD．10MPa1100K以高純H2為燃料的質子交換膜燃料電池具有能量效率高、無污染等優(yōu)點，但燃料中若混有CO將顯著縮短電池壽命。(1)工業(yè)上用CH4與水蒸氣在一定條件下制取H2，原理為：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)AH=+203kJ?mol—1①該反應逆反應速率表達式為：v逆=k?c(CO)?c3(H2),k為速率常數(shù)，在某溫度下測得實驗數(shù)據(jù)如表:CO濃度(mol?L—1)H2濃度(mol?L-】)逆反應速率(mol?L-】?min-】)0.05c14.8C2c119.2C20.158.1由上述數(shù)據(jù)可得該溫度下，該反應的逆反應速率常數(shù)k為L3?mol-3?min-

②在體積為3L的密閉容器中通入物質的量均為3mol的CH4和水蒸氣，在一定條件下發(fā)生上述反應，測得平衡時h2的體積分數(shù)與溫度及壓強的關系如圖所示：則壓強P2②在體積為3L的密閉容器中通入物質的量均為3mol的CH4和水蒸氣，在一定條件下發(fā)生上述反應，測得平衡時h2的體積分數(shù)與溫度及壓強的關系如圖所示：則壓強P2（填“大于”或“小于”）;N點v2正M點v逆（填“大于”或“小于”）；求Q點對應溫度下該反應的平衡常數(shù)K=逆。平衡后再向容器中加入1molCH4和1molCO,平衡.移動（填“正反應方向”或“逆反應方向”或“不”）。5.鎵（Ga）與鋁位于同一主族，金屬鎵的熔點是29.8°C，沸點是2403，是一種廣泛用于電子工業(yè)和通訊領域的重要金屬。（1）在密閉容器中充入一定量的Ga與NH3發(fā)生反應，實驗測得反應平衡體系中NH3的體積分數(shù)與壓強P和溫度T的關系曲線如圖所示。①圖中A點和C點化學平衡常數(shù)的大小關系是：KAKC,（填“<”、“=”或“>”），理由是在T1和P6條件下反應至3min時達到平衡，此時改變條件并于D點處重新達到平衡，H2的濃度隨反應時間的變化如下圖所示（34min的濃度變化未表示出來），則改變的條件為（僅改變溫度或壓強中的一種）。

L二聲擔XL二聲擔X6.在容積為2L的密閉容器中，進行如下反應：A(g)+2B(g)『^C(g)+D(g),最初加入l.OmolA和2.2molB,在不同溫度下，D的物質的量n(D)和時間t的關系如圖。800°C時,0—5min內(nèi)，以B表示的平均反應速率為能判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是。a.容器中壓強不變b.混合氣體中c(A)不變，該反應為c.2v正(B)=v逆(D)d.c(A)=c(C)，該反應為⑶若最初加入l.OmolA和2.2molB,利用圖中數(shù)據(jù)計算800C時的平衡常數(shù)K=反應(填吸熱或放熱),判斷理由是(4)800C時，某時刻測得體系中各物質的量如下：n(A)=0.9mol,n(B)=2.0mol,n(C)=0.9mol,n(D)=0.9mol,則此時該反應進行(填“向正反應方向”“向逆反應方向”或“處于平衡狀態(tài)”)。催牛劑7.工業(yè)上用氫氣合成氨氣的原理為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)AH<0在2L密閉容器中通入3molH2和1molN2,測得不同溫度下,NH3的產(chǎn)率隨時間變化如圖所示.①下列有關說法正確的是

①下列有關說法正確的是A由b點到c點混合氣體密度逐漸增大B達到平衡時,2j(H2)=3v」NH3)正2逆3C平衡時,通入氬氣平衡正向移動D平衡常數(shù)也＜%=￡片溫度時,0—15min內(nèi)v(H2)=mol^L-i?min-i.已知:瞬時速率表達式v正=*正c3(H2)c(N2),v逆=*逆c2(NH3)(k為速率常數(shù)，只與溫度有關)?溫度由耳調(diào)到T活化分子百分率(填“增大”“減小”或“不變”),k正增大倍數(shù)k逆增大倍數(shù)(填2正逆“大于”“小于”或“等于”).T「C時,k/k=。1正逆利用含H2S的廢氣可回收硫，既可以保護環(huán)境又可資源化利用。回答下列問題：(1)將h2s直接分解回收硫的同時得到氡能源的技術具有發(fā)展遠景。起始時在反應器中充入一定量的h2s,在一定條件下發(fā)生反應2H2S(g)=^2H2(g)+S2(g),H2S熱分解溫度與平衡時氣體組成如圖所示:1①反應2H2S(g)三1①反應2H2S(g)三2H2(g)+S2(g)的四=0(填“>”或“<”)②圖中A點H2S的分解率為(保留3位有效數(shù)字)若B點容器內(nèi)氣體總壓為PPa,則此時反應的平衡常數(shù)K=Pa(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),a列出含P的代數(shù)式)?！耙惶蓟侵敢匝芯糠肿又兄缓幸粋€碳原子的化合物(如CO、CO2、CH3OH等)為原料合成一系列化工產(chǎn)品的化(一)工業(yè)上，在Cu2O/ZnO作催化劑的條件下發(fā)生反應：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)(1)向2L恒容密閉容器中通入1molCO(g)和2molH2(g),發(fā)生反應合成甲醇，反應過程中n(CH3OH)與時間(t)及溫度的關系如圖所示。在500C恒壓條件下，請在圖中畫出反應體系中n(CH3OH)與時間(t)變化總趨勢圖。

(二)CO2和H2在催化劑Cu/ZnO作用下可發(fā)生兩個平行反應：反應I：CO2(g)+3H2(g)一CH3OH(g)+H2O(g)AH1=-48.5kJ?mol-i反應II：CO2(g)+H2(g)—CO(g)+H2O(g)AH=+41.2kJ?mol-i⑵控制CO2和H2初始投料比為1:3時，溫度對CO2平衡轉化率及甲醇和CO的產(chǎn)率的影響如圖所示:由圖可知溫度升高CO產(chǎn)率上升，其主要原因是由圖可知獲取甲醇最適宜的溫度是。10?丙烷脫氫是工業(yè)生產(chǎn)丙烯的重要途徑，其熱化學方程式為：C3H8(g^C3H6(g)+H2(g)AH。請回答下列相關問題。(1)脫氫反應分別在壓強為p1和p2時發(fā)生，丙烷及丙烯的平衡物質的量分數(shù)隨溫度變化如圖所示。壓強：p1P2(填“〉”或“<”)。為了同時提高反應速率和反應物的平衡轉化率，可米取的措施。若pi=0.1MPa，起始時充入丙烷發(fā)生反應，則Q點對應溫度下，反應的平衡常數(shù)Kp(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓x物質的量分數(shù))。在恒溫、恒壓的密閉容器中充入丙烷和氬氣發(fā)生脫氫反應，起始n(氬氣)/n(丙烷)越大，丙烷的平衡轉化率越大，其原因是。氮的氧化物(NOx)是大氣主要污染物，有效去除大氣中的NOx是環(huán)境保護的重要課題。(1)汽車尾氣中的NO和CO可在催化劑作用下生成無污染的氣體而除去。在密閉容器中充入lOmolCO和8molNO發(fā)生反應，測得平衡時NO的體積分數(shù)與溫度、壓強的關系如下圖已知T2>T1，則反應2NO(g)+2CO(g)-2N2(g)+2CO2(g)，△!—0(填“〉”“=”或“<”)壓強為10MPa、溫度為T1下，若反應進行到20min達到平衡狀態(tài)，此時容器的體積為4L,則用N2的濃度變化表示的平均反應速率v(N2)=—，該溫度下用分壓表示的平衡常數(shù)％=—MPa-1(分壓=總壓x物質的量分數(shù))。在D點,對反應容器升溫的同時擴大體積至體系壓強減小，重新達到的平衡狀態(tài)可能是圖中A~G點中—點。(2)在有氧條件下，新型催化劑M能催化NH3與NOx反應生成N2,將一定比例的O2、NH3和NOx的混合氣體勻速通入裝有催化劑M的反應器中反應，反應相同時間，NOx的去除率隨反應溫度的變化曲線如圖所示。在50°C?150°C范圍內(nèi)隨溫度升高，NOx的去除率迅速上升的原因是

當反應溫度高于380°C時，NOx的去除率迅速下降的原因可能是—。大氣中CO2含量的增加會加劇溫室效應，為減少其排放，需將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO2分離出來進行儲存和利用。(1)CO2與NH3反應可合成尿素［化學式為CO(NH2)2］，反應2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(1)+H2O(g)在合成塔n(7VH3n(7VH3)訕2°)中進行，圖中I,11,111三條曲線分別表示溫度為TC時，按不同氨碳比和水碳比"(C°2)投料時,氧化碳平衡轉化率的情況。曲線I,II，III中水碳比的數(shù)值分別為0.6?0.7,1?1.1,1.5?1.6,貝9生產(chǎn)中應選用的水碳比數(shù)值范圍是。推測生產(chǎn)中氨碳比應控制在(選填“4.0”或“4.5”)左右比較適宜。若曲線II中水碳比為1,初始時CO2的濃度為1mol/L,則TC時該反應的平衡常數(shù)K=(保留有數(shù)數(shù)字至小數(shù)點后兩位)。⑵以TiO2/Cu2Al2O4為催化劑，可以將CO2和CH4直接轉化為乙酸，請寫出該反應的化學方程式：。在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率的關系如圖所示。在溫度為時，催化劑的活性最好，效率最高。請解釋圖中250?400C時乙酸生成速率變化的原因：250?300C時13．氮和硫的化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中具有重要應用。請回答下列問題：N2(g)+2CO2(g),測得平衡時NO2和CO⑴在恒溫條件下，1molNO2和足量N2(g)+2CO2(g),測得平衡時NO2和CO的物質的量濃度與平衡總壓的關系如圖所示：A、B兩點的濃度平衡常數(shù)關系：Kc(A)Kc(b)(填“<”或“〉”或“=”)A、B、C三點中NO2的轉化率最高的(填“A”或“B”或“C”)點。計算C點時該反應的壓強平衡常數(shù)Kp=MPa(Kp是用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓x物質的量分數(shù))。資源化利用碳及其化合物具有重要意義。CO是高爐煉鐵的重要還原劑，煉鐵時發(fā)生的主要反應有：Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g)△H=489kJ?mol-iFe2O3(s)+3CO(gr±2Fe(s)+3CO2(g)△H=-27kJ?mol-iC(s)+CO2(g)=2CO(g)△H=XkJ?mol-i(1)TJC時，向某恒溫密閉容器中加入一定量的Fe2O3和C,發(fā)生反應I,反應達到平衡后，在-時刻改變某條件，弘逆)隨時間(t)的變化關系如圖1所示，則t1時刻改變的條件可能(填序號)。a.保持溫度、體積不變，使用催化劑b.保持體積不變，升高溫度C.保持溫度不變,壓縮容器體積d.保持溫度、體積不變，充入COC.保持溫度不變,壓縮容器體積d.保持溫度、體積不變，充入CO圖193.0聲應1008060⑵在一定溫度下，向某體積可變的恒壓(P總密閉容器中加入1molCO2與足量的碳發(fā)生反應III，平衡時體系總2中氣體體積分數(shù)與溫度的關系如圖2所示。①650C時，反應達平衡后CO2的轉化率為；T°C時，該反應達到平衡時下列說法不正確的(填序號)；a?氣體密度保持不變b．2v(CO)=v(CO)正2正c.若保持其它條件不變再充入等體積的CO2和CO,平衡向逆反應方向移動d若保持其它條件不變再充入稀有氣體，v正、v逆均減小，平衡不移動正逆e.若其他條件不變將容器體積壓縮至一半并維持體積不變，再次達平衡時壓強小于原平衡的2倍根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，計算反應III在TC時用平衡分壓代替濃度表示的化學平衡常數(shù)K=(用含P總的總代數(shù)式表示)。目前，對碳、氮及化合物的研究備受關注。已知：2C(s)+2NO(g)*N2(g)+2CO(g)M=-414.8kJ/mol2CO(g)+O2(g)一'2CO2@円=-566kJ/mol2CO(g)+2NO(g)=FN2(g)+2CO2(g)AH=-759.8kJ/mol回答下列問題：(1)某催化劑的M型、N型均可催化反應2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)。向容積相同的恒容密閉容器中分別充入等量的CO和O2，在相同時間段內(nèi)，不同溫度下測得CO的轉化率(a)如圖所示。由圖推斷下列說法正確的是___(填選項字母)。A.a、b、c、d點均達到平衡狀態(tài)B.該反應的平衡常數(shù)K(b)=K(c)C.b點反應物的有效碰撞幾率最大D.圖中五個點對應狀態(tài)下，a點反應速率最慢e點CO的轉化率突然減小的可能原因為若b點容器中c(O2)=0.5molL1,則ToC時該反應的平衡常數(shù)K=16.(1)對于反應2SiHC13(g)===SiH2C12(g)+SiC14(g)，采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，在323K和343K時SiHC13的轉化率隨時間變化的結果如圖所示。

①343K時反應的平衡轉化率a=%。平衡常數(shù)K343k=(保留2位小數(shù))。①343K時反應的平衡轉化率a=②在343K下：要提高SiHCl3轉化率，可采取的措施是；要縮短反應達到平衡的時間，可采取的措施有、。③比較a、b處反應速率大小：vvb(填“大于”“小于”或“等于”)。反應速率v=v—v=kx2SiHCl3ab正逆正3—k逆xSiH2Cl2xSiCl4，k正、k逆分別為正、逆向反應速率常數(shù)，x為物質的量分數(shù)，計算a處的v正/v逆=逆224正逆正逆(保留1位小數(shù))。17．氮的固定是幾百年來科學家一直研究的課題。請回答下列問題：(1)已知工業(yè)固氮反應：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)AH=—94.4kJ.mol-1,恒容時，體系中各物質60f/mia“OS-0.農(nóng)I*卜時斷60f/mia“OS-0.農(nóng)I*卜時斷i0卻0J$?z:在2L容器中發(fā)生反應，前20min內(nèi)，v(NH3)=。25min時采取的某種措施是。時段III條件下反應的平衡常數(shù)為L2.mol-2(保留3位有效數(shù)字)。18．摻雜硒的納米氧化亞銅常用作光敏材料、能源行業(yè)催化劑等。(1)摻雜硒的納米Cu2O催化劑可用于工業(yè)上合成甲醇：CO(g)+2H2(g)^^CH3OH(g)△i=akJ?mol-1。n(H2)按的投料比將H2與CO充人VL的恒容密閉容器中，在一定條件下發(fā)生反應，測定CO的平衡轉

化率與溫度、壓強的關系如圖2所示。tCO迪平後轉化率陶圖2TOC\o"1-5"\h\za(填“〉”或”<”)0；壓強p「p2、p3由小到大的順序。T1°C時，若向該容器中充入2.0molH2和2.0molCO發(fā)生上述反應,min后反應達到平衡(M點)，則0?5min內(nèi)，v(H2)=mol?L--min-打N點對應條件下反應的平衡常數(shù)為。元素鉻(Cr)在溶液中以多種形式存在，其中Cr2O72-(橙紅色)、CrO42-(黃色)在溶液中可相互轉化。室溫下,初始濃度為1.0moLL-1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72-)隨c(H+)的變化如圖所示。c(H+)/(10-7mol?L1)用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉化反應：。由圖可知，溶液酸性增大，CrO42-的平衡轉化率(填“增大”“減小”或“不變”)；根據(jù)A點數(shù)據(jù)，計算出該轉化反應的平衡常數(shù)為。升高溫度，溶液中CrO42-的平衡轉化率減小，則該反應的AH0(填“大于”“小于”或“等于”)。C、S和Cl元素的單質及化合物在工業(yè)生產(chǎn)中的有效利用備受關注。請回答下列問題：(1)一定溫度下，向2L恒容密閉容器中通入2molCO和1molSO2,發(fā)生反應2CO(g)+SO2(g)^^S(l)+2CO2(g)AH=-270kJ/mol,若反應進行到20min時達平衡，測得CO2的體積分數(shù)為0.5,則前20min的反應速率v(CO)=，該溫度下反應化學平衡常數(shù)K=(L?mol-1)

(2)在不同條件下，向2L恒容密閉容器中通入2molCO和1molSO2，反應體系總壓強隨時間的變化如圖(I)所示：圖(I)中三組實驗從反應開始至達到平衡時，v(CO)最大的為(填序號)與實驗a相比，c組改變的實驗條件可能是。21．非金屬元素及其化合物在物質制備、生產(chǎn)生活中發(fā)揮著重要作用。CO2與CO2與NH3合成尿素的反應如下：CO2(g)+2NH3(g)=[CO(NH2)2](s)+H2O(g)△H=akJ/mol曲線表示不同溫度、不同壓強下，CO2的平衡轉化率與溫度的關系，請回答下列問題:a0,P1P2(填“>”、“V”或“=”)。tC時，向容積為2L的密閉容器中充入3molNH3和1molCO2，實現(xiàn)M點的平衡，則平衡時容器內(nèi)壓強為開始時的倍,tC時的化學平衡常數(shù)為。若保持條件不變，再向該容器中充入1molNH3和1molCO2,NH3的轉化率將(填“增大”、“減小”或“不變”)。22．隨著人們的物質生活水平的不斷提高和工業(yè)化快速發(fā)展，環(huán)境污染也日益加重，空氣中有毒氣體主要包括SO2、CO、NOx、烴類等等。(1)在20L的密閉容器中按物質的量之比1：2充入CO和H2，發(fā)生反應：CO(g)+2H2(g)—CH3OH(g)AH。測得CO的轉化率隨溫度及不同壓強的變化如圖所示,P2和195C時n(H2)隨時間的變化結果如表所示。195'、、100200300400195'、、100200300400500溫度/Tt/min01234w(H2)/mol86544P2及195°C時〃(H2)隨時間變化P2及195°C下，在B點時，v(正)v(逆)(填“〉”、“<”或“=”)該反應的AH0(填“〉”、“<”或“=”)，原因是。在0?2min,平均反應速率v(CH3OH)=。(數(shù)值用小數(shù)形式表示)

在P2及195°C時，該反應的平衡常數(shù)K=（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓x物質的2p量分數(shù)，結果用含P2的分式表示）。23．氮的固定以及利用氨合成其他含氮化合物是幾百年來科學家一直研究的課題。（1）工業(yè)固氮反應中，在其他條件相同時，分別測定n2的平衡轉化率在不同壓強（p2）下隨溫度變化的曲線，如圖所示的圖示中，正確的是（填“A”或“B”）；比較