高中化學(xué)平衡及其圖像經(jīng)典習(xí)題

化學(xué)平衡及其圖像專題

1.⑴可逆反應(yīng)：aAlgHbB^uVClgHdDlg)AH=Q。根據(jù)下圖回答:

c+d；③%

(2)可逆反應(yīng)：2A(g)+B(g)—：2C(g)AH=Q,平衡時(shí)C的百分含量、B的轉(zhuǎn)化率與溫度、

3、4四個(gè)點(diǎn)表示v(正)>v(逆)

的點(diǎn)是.

⑶某密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：X(g)+3Y(g)=2Z(g)AH<0?下圖表示該反應(yīng)的速率M

隨時(shí)間(t)變化的關(guān)系，t2、t3、t5時(shí)刻外界條件有所改變，但都沒(méi)有改變各物質(zhì)的初始加入量。

①t2、t3、t5時(shí)刻改變的條件依次是.

②Z的百分含量最低的時(shí)間是

(4)將物質(zhì)的量均為3.00mol的物質(zhì)A、B混合于5L容器中，發(fā)生如下反應(yīng)：3A+B=2C。

在反應(yīng)過(guò)程中C的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度變化如右圖所示：

①70對(duì)應(yīng)的反應(yīng)速率V(正)(填，、"或"="M逆)。

②此反應(yīng)的正反應(yīng)為(填"吸"或"放")熱反應(yīng)。

(5)在一容積為2L的恒容密閉容器內(nèi)加入0.4molA和0.6molB,一定條件下發(fā)生反應(yīng)

2A(g)+B(g)=2C(g),反應(yīng)中C的物質(zhì)的量濃度變化情況如下圖。

在第5min時(shí)，將容器的體積縮小一半后，若在第8min達(dá)到新的平衡時(shí)A的總轉(zhuǎn)化率為

75%,請(qǐng)?jiān)谏蠄D中畫出第5min到新平衡時(shí)(:的物質(zhì)的量濃度的變化曲線。

2.向一體積不變的密閉容器中充入2moiA、0.6molC和一定量的B三種氣體，一定條件下發(fā)生

反應(yīng)：2A(g)+B(g)=3C(g),各物質(zhì)的濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系如左圖所示，其中to~ti階段c(B)

未畫出。右圖為反應(yīng)體系中反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的情況，且t2、t3、t4各改變一種不同的條件。

⑴若ti=15min,則階段以C的濃度變化表示的反應(yīng)速率v(C)=

c/mol'L-1

i.ot.；:*v

0.8k-;------------;c(A)

0.6;-----------;c(C)

O.4LX--I--------：c(B)

U.JI11

tnt\httn11titxtttf,t

⑵t3時(shí)改變的條件為，B的起始物質(zhì)的量為。

⑶階段，若A的物質(zhì)的量減少了O.Olmol,而此階段中反應(yīng)體系吸收能量為akJ,寫出此

條件下該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：___________________________________________

(4)請(qǐng)?jiān)谙聢D中定性畫出工業(yè)合成NH3中出的逆反應(yīng)速率(V)隨時(shí)間⑴變化關(guān)系的圖像。(其相

應(yīng)的變化特點(diǎn)：tl達(dá)到平衡，t2降溫，t3又達(dá)到平衡，t4增大壓強(qiáng)，t5再次達(dá)到平衡)

V

Ot\hhh4

3.在國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上，甲醇制取低碳烯燃技術(shù)(DMTO)獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。

DMTO主要包括煤氣化、液化、烯燒化三個(gè)階段。

(1)煤的氣化：煤氣化的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為，

(2)煤的液化：下表中有些反應(yīng)是煤液化過(guò)程中的反應(yīng)。

平衡常數(shù)

熱化學(xué)方程式

500℃700℃

①2H2(g)+C0(g)-CH30H(g)△H\=akJ-mol12.50.2

1

②Hz(g)+CO2(g)TM(g)+C0(g)△/i=bkJ?moF1.02.3

③3H2(g)+C02(g)-CH30H(g)+H20(g)A/A=ckJ?moL左4.6

①a(填“>"、或"=”)0,c與a、6之間的定量關(guān)系為

②用=,若反應(yīng)③是在容積為2L的密閉容器中進(jìn)行(500°C)的，測(cè)得某一時(shí)刻體系

內(nèi)IkCO?、ClhOH、HQ的物質(zhì)的量分別為6mol、2mol、10mol、10mol,則此時(shí)CH30H的生

成速率(填“>”、或“=")CH30H的消耗速率。

(3)烯燃化階段：如圖1是某工廠烯燃化階段產(chǎn)物中乙烯、丙烯的選擇性與溫度、壓強(qiáng)之間

的關(guān)系(選擇性：指生成某物質(zhì)的百分比，圖中I、II表示乙烯，III表示丙烯)。

產(chǎn)|M(HO)/mol

物0.1MPa2

選

擇

性

aMPaaMPa3-6rz—：---Pi

500530溫度/Ct.I.z/min

圖1圖2

①為盡可能多地獲得乙烯，控制的生產(chǎn)條件為?

②一定溫度下某密閉容器中存在反應(yīng)：2CH：OH(g)=CH2-CHMg)+2H2()(g)0。在壓強(qiáng)

為R時(shí)，產(chǎn)物水的物質(zhì)的量與時(shí)間的關(guān)系如圖2所示，若友時(shí)亥U,測(cè)得甲醇的體積分?jǐn)?shù)為10%,

此時(shí)甲醇乙烯化的轉(zhuǎn)化率為(保留三位有效數(shù)字)，若在力時(shí)刻將容器容積快速擴(kuò)

大到原來(lái)的2倍，請(qǐng)?jiān)趫D中繪制出此變化發(fā)生后至反應(yīng)達(dá)到新平衡時(shí)水的物質(zhì)的量與時(shí)間的

關(guān)系圖。

4.汽車尾氣中的CO、NO,已經(jīng)成為大氣的主要污染物，使用稀土等催化劑能將CO、N0,、碳?xì)?/p>

化合物轉(zhuǎn)化成無(wú)毒物質(zhì)，從而減少汽車尾氣污染。

(1)已知：CO(g)+H20(g)-CO2(g)+ll2(g)A/A-41kJ-mol某溫度下,向容積為2L的密

閉容器中充入2.OmolCO(g)和2.0molH20(g),在加in時(shí)達(dá)到平衡,測(cè)得放出了32.8kJ熱量,

則min內(nèi)用此表示的平均反應(yīng)速率為。相同條件下，向同一密閉容器中充

入l.OmolCO?和LOmolHz,反應(yīng)達(dá)到平衡后，吸收的熱量為kJ。

N/o0o

8o

化

率6o

/%4o

2o

O

反應(yīng)溫度/K

(2)汽車尾氣中CO、NO,的有效消除成為環(huán)保領(lǐng)域的重要課題。某研究小組在實(shí)驗(yàn)室用某新

型催化劑對(duì)CO、NO催化轉(zhuǎn)化進(jìn)行研究，測(cè)得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度、CO混存量的變化情

況如右圖。

①NO與CO混存時(shí)，相互反應(yīng)的化學(xué)方程式為,

②1000K、〃(N0)：〃(C0)=5:4時(shí)，NO的轉(zhuǎn)化率為75樂(lè)則CO的轉(zhuǎn)化率約為。

③由于〃(NO)：〃(C0)在實(shí)際過(guò)程中是不斷變化的，保證NO轉(zhuǎn)化率較高的措施是將溫度大約控

制在K之間。

5.研究和深度開(kāi)發(fā)CO、COe的應(yīng)用對(duì)構(gòu)建生態(tài)文明社會(huì)具有重要的意義。

(1)C0?和H?充入一定體積的密閉容器中，在兩種溫度下發(fā)生反應(yīng)：

CO2(g)+3Hs(g)=^CH：QH(g)+H20(g)。

測(cè)得CHQH的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化見(jiàn)右圖。

該反應(yīng)的(填或“<”)0,溫度升高，K(填“增大”、“減小”或

“不變”)。

(2)在一定條件下，用比將二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的反應(yīng)如下：

C02(g)+4H2(g)-CH?(g)+2H20(g)?向一容積為2L的恒容密閉容器中充入一定量的CO?和H”

在300℃時(shí)發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度分別為c(C0“=0.2moi-L\

C(H2)=0.8mol,L\

c(CHi)=O.8mol?Lc(H20)=l.6mol,L則CO?的平衡轉(zhuǎn)化率為，上述反應(yīng)的平衡常數(shù)

表達(dá)式於,200℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)居64.8,則該反應(yīng)的A/Z_______(填“>”

或或")0o

6.研究C5的利用對(duì)促進(jìn)低碳社會(huì)的構(gòu)建具有重要的意義。

⑴現(xiàn)有反應(yīng)：CO2(g)+3H2(g)iCH30H值)+七0值)AH<0。在850℃時(shí),K=l。

①如果上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K值變大，該反應(yīng)(填字母)。

a.一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)b.在平衡移動(dòng)過(guò)程中正反應(yīng)速率先增大后減小

<：.一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng)d.在平衡移動(dòng)過(guò)程中逆反應(yīng)速率先減小后增大

②若反應(yīng)容器的容積為2.0L,反應(yīng)時(shí)間4.0min,容器內(nèi)氣體的物質(zhì)的量減小了0.8mol,在這

段時(shí)間內(nèi)C02的平均反應(yīng)速率為o

③在850℃時(shí),若向8L的密閉容器中同時(shí)充入3.0mol8、1.0molHz>1.0molCH3。H、5.0mol

H2O(g),上述反應(yīng)向(填"正反應(yīng)"或"逆反應(yīng)")方向進(jìn)行。

⑵以二氧化鈦表面覆蓋CU2Al2。4為催化劑，可以將CO2和CH4直接轉(zhuǎn)化成乙酸。

①在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如右圖所示。250~300℃時(shí)，溫度升高

而乙酸的生成速率降低的原因是。

②為了提高該反應(yīng)中CO2的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是。

7.近年來(lái)燃煤脫硫技術(shù)受到各界科研人員的重視，某脫硫技術(shù)涉及如下反應(yīng)：

1

I.CaSO,(s)+C0(g)-CaO(s)+S02(g)+C02(g)A^=+218.4kJ?mol

1

JI.CaO(s)+3C0(g)+S02(g)-CaS(s)+3C02(g)A^=-394.0kJ?mol

(1)若用小、友分別表示反應(yīng)i、n的化學(xué)平衡常數(shù)，則反應(yīng)

2CaSO,(s)+2C0(g)-2CaS(s)+2C02(g)的平衡