2024年高中化學(xué)新教材同步講義 選擇性必修第一冊(cè) 第2章　第2節(jié)　第7課時(shí)　化學(xué)反應(yīng)速率與平衡圖像(2)（含解析）

第7課時(shí)化學(xué)反應(yīng)速率與平衡圖像(2)[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.從變化的角度認(rèn)識(shí)溫度(壓強(qiáng))、起始投料等相關(guān)的圖像，分析曲線與平衡移動(dòng)的關(guān)系。2.通過對(duì)圖像的分析，構(gòu)建分析圖像的思維模型。一、溫度(壓強(qiáng))的相關(guān)圖像1．恒溫(恒壓)圖像在恒溫(恒壓)圖像中，包括縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)和曲線所表示的三個(gè)量。確定橫坐標(biāo)所表示的量，討論縱坐標(biāo)與曲線的關(guān)系，或者確定縱坐標(biāo)所表示的量，討論橫坐標(biāo)與曲線的關(guān)系，即“定一議二”。(1)反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)在不同溫度下(T1<T2)，混合氣體中C的含量(C%)與壓強(qiáng)(p)的關(guān)系圖像如圖所示：①選一等溫線(如T1)，隨著壓強(qiáng)的增大，C%減小，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，a＋b<c；②作一等壓線(如p3)，溫度升高，C%增大，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。(2)反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)在不同壓強(qiáng)下，混合氣體中C的含量(C%)與溫度(T)的關(guān)系圖像如圖所示：①選一等壓線，隨著溫度的升高，C%減小，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，ΔH<0；②作一等溫線(如T1)，隨著壓強(qiáng)的增大，C%增大，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，a＋b>c。2．速率—壓強(qiáng)(或溫度)圖像(1)可逆反應(yīng)mA(g)nB(g)＋pC(s)ΔH＝QkJ·mol－1，溫度和壓強(qiáng)的變化對(duì)正、逆反應(yīng)速率的影響分別符合下圖中的兩個(gè)圖像：①根據(jù)正、逆反應(yīng)速率與溫度的變化曲線，可判斷反應(yīng)的ΔH，則：Q<0；②根據(jù)正、逆反應(yīng)速率與壓強(qiáng)的變化曲線，可判斷反應(yīng)前后氣體體積的變化，則：m>n。特別注意圖中交點(diǎn)是平衡點(diǎn)，分析溫度、壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡影響時(shí)，一般選擇交點(diǎn)之后的曲線的變化來判斷。(2)某可逆反應(yīng)中，溫度的變化對(duì)正、逆反應(yīng)速率的影響如圖所示：根據(jù)正、逆反應(yīng)速率與溫度的變化曲線，可判斷該可逆反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)。1．某恒容密閉容器中充入一定量SO2和O2進(jìn)行反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH<0，反應(yīng)速率(v)與溫度(T)、SO2的體積分?jǐn)?shù)[V(SO2)%]與壓強(qiáng)(p)的關(guān)系分別如圖甲、乙所示。下列說法不正確的是()A．圖甲中，曲線1表示逆反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系B．圖甲中，d點(diǎn)表示溫度為T0時(shí)，反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡C．圖乙中，溫度恒定時(shí)，a、b兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)速率：va>vbD．圖乙中，溫度恒定時(shí)，c點(diǎn)的反應(yīng)正在向逆反應(yīng)方向進(jìn)行答案C解析d點(diǎn)正、逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)，平衡后溫度升高，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故v逆>v正，曲線1表示逆反應(yīng)速率；圖乙中，b點(diǎn)時(shí)壓強(qiáng)大，反應(yīng)速率快，p1時(shí)達(dá)到平衡時(shí)SO2的體積分?jǐn)?shù)大于c點(diǎn)時(shí)SO2的體積分?jǐn)?shù)，所以c點(diǎn)的反應(yīng)向生成SO2的方向進(jìn)行。2．T℃時(shí)，對(duì)于可逆反應(yīng)：A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)ΔH>0。下列各圖中正確的是()答案D解析升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，C的濃度增大，A錯(cuò)誤；升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率增大，增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率降低，B錯(cuò)誤；增大壓強(qiáng)正、逆反應(yīng)速率均增大，C錯(cuò)誤；升高溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，增大壓強(qiáng)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，D正確。二、幾種特殊圖像1．平衡曲線序號(hào)圖像示例方法指導(dǎo)(1)對(duì)于化學(xué)反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L線上所有的點(diǎn)都是平衡點(diǎn)(如圖)。平衡曲線上的任意一點(diǎn)均為該條件下達(dá)到平衡的點(diǎn)，線外點(diǎn)均未達(dá)到平衡。若未達(dá)到平衡的點(diǎn)在該條件下達(dá)到平衡過程如圖所示：則：L線的左上方(E點(diǎn))，A%大于此壓強(qiáng)時(shí)平衡體系的A%，E點(diǎn)v正>v逆；L線的右下方(F點(diǎn))，F(xiàn)點(diǎn)v正<v逆(2)如圖所示曲線是其他條件不變時(shí)，某反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線如圖所示：若未達(dá)到平衡的點(diǎn)在該條件下達(dá)到平衡過程如圖所示：圖中標(biāo)出的1、2、3、4四個(gè)點(diǎn)，表示v正＞v逆的是點(diǎn)3，表示v正＜v逆的是點(diǎn)1，而點(diǎn)2、4表示v正＝v逆2.拋物線型(1)對(duì)于反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)ΔH＜0。①M(fèi)點(diǎn)前，表示化學(xué)反應(yīng)從反應(yīng)開始到建立平衡的過程，則v正＞v逆，M點(diǎn)為平衡點(diǎn)，M點(diǎn)后為平衡受溫度或壓強(qiáng)的影響情況。②方法指導(dǎo)拋物線型圖像頂(最低)點(diǎn)前未達(dá)到平衡，從頂(最低)點(diǎn)向后分析平衡移動(dòng)情況。注意曲線上的每個(gè)點(diǎn)是否都達(dá)到平衡，往往需要通過曲線的升降或斜率變化來判斷，如果未到達(dá)平衡則不能使用平衡移動(dòng)原理，考慮速率變化對(duì)縱坐標(biāo)量的影響，到達(dá)平衡以后的點(diǎn)使用平衡移動(dòng)原理分析。(2)投料平衡曲線①反應(yīng)物不止一種的可逆反應(yīng)，如N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0，改變反應(yīng)物的投料比，當(dāng)反應(yīng)物按照n(N2)∶n(H2)＝1∶3投料時(shí)，NH3百分含量最大。②方法指導(dǎo)a．投料平衡曲線上的點(diǎn)均為平衡點(diǎn)。b．投料比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比時(shí)，生成物的含量最大。注意橫坐標(biāo)也可能是一種反應(yīng)物的起始物質(zhì)的量。1.已知A(g)＋B(g)2C(g)，反應(yīng)過程中C的百分含量與溫度的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是()A．正反應(yīng)速率：v(c)>v(d)>v(b)B．化學(xué)平衡常數(shù)：K(d)>K(c)C．c點(diǎn)向d點(diǎn)變化時(shí)，v正<v逆D．d點(diǎn)狀態(tài)加入合適的催化劑可使C%增大答案C解析溫度越高，反應(yīng)速率越大，則正反應(yīng)速率v(d)>v(c)>v(b)，A錯(cuò)誤；正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，K減小，則化學(xué)平衡常數(shù)：K(d)<K(c)，B錯(cuò)誤；由c點(diǎn)向d點(diǎn)變化時(shí)，平衡逆向移動(dòng)，可知v正<v逆，C正確；d點(diǎn)時(shí)加入催化劑不會(huì)使平衡移動(dòng)，C%不變，D錯(cuò)誤。2.如圖為條件一定時(shí)，反應(yīng)2NO＋O22NO2＋Q(Q＞0)中NO的最大轉(zhuǎn)化率與溫度變化關(guān)系曲線圖，圖中有A、B、C、D、E五點(diǎn)，其中表示未達(dá)到平衡狀態(tài)，且v正＜v逆的點(diǎn)是()A．B和C B．A和EC．E D．A和C答案C解析圖像中的曲線為平衡線，線上的點(diǎn)都處于平衡狀態(tài)，v正＝v逆；線以下的各點(diǎn)反應(yīng)物NO的轉(zhuǎn)化率偏小，反應(yīng)向右進(jìn)行，v正＞v逆；線以上的點(diǎn)反應(yīng)物NO的轉(zhuǎn)化率偏大，反應(yīng)向左進(jìn)行，v正＜v逆。所以，圖像中的A、D兩點(diǎn)，v正＝v逆；B、C兩點(diǎn)，v正＞v逆；E點(diǎn)，v正＜v逆。3.在恒壓、NO和O2的起始濃度一定的條件下，催化反應(yīng)相同時(shí)間，測得不同溫度下NO轉(zhuǎn)化為NO2的轉(zhuǎn)化率如圖中實(shí)線所示(圖中虛線表示相同條件下NO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化)。下列說法正確的是()A．反應(yīng)2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH>0B．圖中X點(diǎn)所示條件下，延長反應(yīng)時(shí)間不能提高NO的轉(zhuǎn)化率C．圖中Y點(diǎn)所示條件下，增加O2的濃度不能提高NO的轉(zhuǎn)化率D．380℃下，c起始(O2)＝5.0×10－4mol·L－1，NO的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，則平衡常數(shù)K>2000答案D解析由虛線可知，隨溫度升高，NO的平衡轉(zhuǎn)化率逐漸降低，說明平衡逆向移動(dòng)，則NO與O2生成NO2的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH<0，A項(xiàng)錯(cuò)誤；圖像中實(shí)線的最高點(diǎn)為平衡點(diǎn)，X點(diǎn)未達(dá)到平衡，延長時(shí)間反應(yīng)繼續(xù)向右進(jìn)行，NO的轉(zhuǎn)化率增大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Y點(diǎn)為平衡點(diǎn)，增大O2的濃度，平衡正向移動(dòng)，可以提高NO的轉(zhuǎn)化率，C項(xiàng)錯(cuò)誤；設(shè)NO起始濃度為amol·－0.25a)mol·L－1、0.5amol·L－1，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝eq\f(c2NO2,c2NO·cO2)＝eq\f(1,5.0×10－4－0.25a)>eq\f(1,5.0×10－4)＝2000，D項(xiàng)正確。4．溫度為T1時(shí)，在1L密閉容器中按照一定比例充入NO(g)和O2(g)。發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)。達(dá)到平衡時(shí)NO2(g)的體積分?jǐn)?shù)φ(NO2)隨eq\f(nNO,nO2)的變化如圖所示，則A、B、C三點(diǎn)中NO的轉(zhuǎn)化率最大的是________；當(dāng)eq\f(nNO,nO2)＝2.3時(shí)，達(dá)到平衡時(shí)φ(NO2)可能是D、E、F三點(diǎn)中的________。答案AF解析總物質(zhì)的量一定時(shí)，氧氣的濃度越大，NO的轉(zhuǎn)化率越大，故A點(diǎn)最大。兩者按2∶1充入時(shí)，NO2的體積分?jǐn)?shù)最大，當(dāng)比值增大后，二氧化氮的體積分?jǐn)?shù)減小，當(dāng)eq\f(nNO,nO2)＝2.3時(shí)，達(dá)到平衡時(shí)φ(NO2)可能是F點(diǎn)。1．現(xiàn)有下列三個(gè)圖像：下列反應(yīng)中全部符合上述圖像的是()A．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0B．2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)ΔH>0C．2HI(g)H2(g)＋I(xiàn)2(g)ΔH>0D．4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)ΔH<0答案B解析圖甲表示升高溫度，生成物含量增多，平衡正向移動(dòng)，則反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH>0；由圖乙可得，增大壓強(qiáng)，平均相對(duì)分子質(zhì)量增大，對(duì)于全部是氣體的反應(yīng)，說明平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng)，同時(shí)，升高溫度，平均相對(duì)分子質(zhì)量減小，說明氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；由圖丙可得，增大壓強(qiáng)，v逆>v正，平衡逆向移動(dòng)，則正向是氣體體積增大的方向，綜上所述，該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積增大的吸熱反應(yīng)。2．下列敘述正確的是()A．對(duì)于達(dá)到平衡狀態(tài)的反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，圖①表示在t0時(shí)刻充入了一定量的NH3，平衡逆向移動(dòng)B．由圖②可知，p2＞p1，T1＞T2，滿足反應(yīng)2A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)ΔH<0C．圖③表示的反應(yīng)的化學(xué)方程式為2A=B＋3CD．對(duì)于反應(yīng)2X(g)＋3Y(g)2Z(g)ΔH<0，圖④中y可以表示Y的百分含量答案B解析對(duì)于達(dá)到平衡狀態(tài)的反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在t0時(shí)刻充入了一定量的NH3，c(NH3)立即增大，故v逆立即增大，v正在原來基礎(chǔ)上逐漸增大，不會(huì)出現(xiàn)突變，A錯(cuò)誤；根據(jù)“定一議二”的原則，將曲線a和b做對(duì)比可以知道壓強(qiáng)p2>p1，增大壓強(qiáng)，φ(C)增大，說明正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，將曲線b和c做對(duì)比可以知道溫度T1>T2，升高溫度，φ(C)減小，則ΔH<0，B正確；根據(jù)圖像可以知道，A為反應(yīng)物，B和C為生成物，在t1時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，A、B、C的濃度的變化量分別為0.8mol·L－1、0.4mol·L－1和1.2mol·L－1，故A、B、C的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為2∶1∶3，因?yàn)榇朔磻?yīng)最后達(dá)到平衡，故為可逆反應(yīng)，化學(xué)方程式為2AB＋3C，C錯(cuò)誤；從圖像可以知道，溫度T升高，y降低，而對(duì)于反應(yīng)2X(g)＋3Y(g)2Z(g)ΔH<0，升高溫度，平衡左移，Y的百分含量升高，故y不能表示Y的百分含量，D錯(cuò)誤。3.將一定量純凈的氨基甲酸銨固體置于密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。該反應(yīng)的平衡常數(shù)的負(fù)對(duì)數(shù)值(－lgK)隨溫度(T)的變化如圖所示，下列說法不正確的是()A．該反應(yīng)的ΔH>0B．A點(diǎn)對(duì)應(yīng)狀態(tài)的平衡常數(shù)K(A)＝10－2.294C．NH3的體積分?jǐn)?shù)不變時(shí)，該反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)D．30℃時(shí)，B點(diǎn)對(duì)應(yīng)狀態(tài)的v正＜v逆答案C解析－lgK越大，化學(xué)平衡常數(shù)K越小，由題圖可知，隨著溫度的升高，化學(xué)平衡常數(shù)K增大，則升高溫度平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH＞0，故A正確；A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的－lgK＝2.294，則平衡常數(shù)K(A)＝10－2.294，故B正確；反應(yīng)體系中氣體只有NH3和CO2，反應(yīng)得到NH3和CO2的物質(zhì)的量之比為2∶1，所以NH3的體積分?jǐn)?shù)始終不變，故C錯(cuò)誤；30℃時(shí)，B點(diǎn)濃度商Q大于平衡常數(shù)K，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，則B點(diǎn)對(duì)應(yīng)狀態(tài)的v正＜v逆，故D正確。4．在容積為2L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)xA(g)＋yB(g)zC(g)。圖甲表示200℃時(shí)容器中A、B、C物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化，圖乙表示不同溫度下平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)隨起始n(A)∶n(B)的變化關(guān)系。則下列結(jié)論正確的是()A．200℃時(shí)，反應(yīng)從開始到平衡的平均反應(yīng)速率v(B)＝0.04mol·L－1·min－1B．200℃時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為25C．當(dāng)外界條件由200℃降溫到100℃，原平衡一定被破壞，且正、逆反應(yīng)速率均增大D．由圖乙可知，反應(yīng)xA(g)＋yB(g)zC(g)的ΔH<0，且a＝2答案B解析由圖甲可知，反應(yīng)中A、B、C的物質(zhì)的量的變化量之比為0.4∶0.2∶0.2＝2∶1∶1，根據(jù)反應(yīng)中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比等于物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化量之比可知，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為2A(g)＋B(g)C(g)，根據(jù)v＝eq\f(Δc,Δt)可知v(B)＝eq\f(0.2mol,2L×5min)＝0.02mol·L－1·min－1，A錯(cuò)誤；由圖甲可知平衡時(shí)A、B、C的物質(zhì)的量分別為0.4mol、0.2mol、0.2mol，所以它們的濃度分別為0.2mol·L－1、0.1mol·L－1、0.1mol·L－1，結(jié)合化學(xué)方程式2A(g)＋B(g)C(g)，可知該反應(yīng)的平衡常數(shù)為eq\f(0.1,0.22×0.1)＝25，B正確；根據(jù)圖乙可知，升高溫度，C的體積分?jǐn)?shù)增大，平衡正向移動(dòng)，所以正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH>0，同時(shí)反應(yīng)速率增大，當(dāng)投入的反應(yīng)物的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比時(shí)，平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)達(dá)最大值，根據(jù)化學(xué)方程式2A(g)＋B(g)C(g)，可知a＝2，C、D錯(cuò)誤。5．工業(yè)上利用Ga與NH3在高溫條件下合成固體半導(dǎo)體材料氮化鎵(GaN)，同時(shí)有氫氣生成。反應(yīng)中，每生成3molH2時(shí)放出30.8kJ的熱量，在恒溫恒容密閉體系內(nèi)進(jìn)行上述反應(yīng)。下列有關(guān)表述正確的是()A.Ⅰ圖像中如果縱坐標(biāo)為正反應(yīng)速率，則t時(shí)刻改變的條件可以為升溫或加壓B.Ⅱ圖像中縱坐標(biāo)可以為鎵的轉(zhuǎn)化率C.Ⅲ圖像中縱坐標(biāo)可以為化學(xué)反應(yīng)速率D.Ⅳ圖像中縱坐標(biāo)可以為體系內(nèi)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量答案A解析Ⅰ圖像中如果縱坐標(biāo)為正反應(yīng)速率，升高溫度或增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率增大，圖像符合題意，A正確；反應(yīng)的化學(xué)方程式為2Ga(s)＋2NH3(g)2GaN(s)＋3H2(g)ΔH＜0，相同壓強(qiáng)下，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平均相對(duì)分子質(zhì)量增大，相同溫度下，增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，平均相對(duì)分子質(zhì)量增大，D錯(cuò)誤。6.在2L恒容密閉容器中充入2molX和1molY，發(fā)生反應(yīng)：2X(g)＋Y(g)3Z(g)ΔH<0，反應(yīng)過程持續(xù)升高溫度，測得混合體系中X的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。下列推斷正確的是()A．升高溫度，平衡常數(shù)增大B．W點(diǎn)X的正反應(yīng)速率等于M點(diǎn)X的正反應(yīng)速率C．Q點(diǎn)時(shí)，Y的轉(zhuǎn)化率最大D．平衡時(shí)充入Z，達(dá)到新平衡時(shí)Z的體積分?jǐn)?shù)比原平衡時(shí)大答案C解析此反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，平衡常數(shù)減小，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；M點(diǎn)的溫度高于W點(diǎn)的，所以M點(diǎn)X的正反應(yīng)速率大，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；圖像中從開始到Q點(diǎn)，反應(yīng)正向進(jìn)行，Y的轉(zhuǎn)化率逐漸增大，Q點(diǎn)時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)，隨著溫度升高平衡逆向移動(dòng)，Y的轉(zhuǎn)化率逐漸減小，C選項(xiàng)正確；平衡時(shí)充入Z，相當(dāng)于加壓，平衡不移動(dòng)，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。7．在1.0L恒容密閉容器中投入1molCO2和2.75molH2發(fā)生反應(yīng)CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，實(shí)驗(yàn)測得不同溫度及壓強(qiáng)下，平衡時(shí)甲醇的物質(zhì)的量變化如圖所示。下列說法正確的是()A．該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．壓強(qiáng)大小關(guān)系為p1<p2<p3C．M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K的數(shù)量級(jí)為10－2D．在p2及512K時(shí)，圖中N點(diǎn)v正<v逆答案C解析A項(xiàng)，由圖可知，隨著溫度升高，平衡時(shí)甲醇的物質(zhì)的量減小，因此升溫平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，由圖可知，作一條等溫線，因?yàn)檎磻?yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，壓強(qiáng)越大，平衡時(shí)甲醇的物質(zhì)的量也越大，所以p1>p2>p3，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，由圖可知，M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的甲醇的物質(zhì)的量為0.25mol。則：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)開始/mol12.7500轉(zhuǎn)化/mol0.250.750.250.25平衡/mol0.7520.250.25因此K＝eq\f(0.25×0.25,0.75×23)≈1.04×10－2，正確；D項(xiàng)，由圖可知，在p2及512K時(shí)，N點(diǎn)甲醇的物質(zhì)的量小于平衡時(shí)的物質(zhì)的量，所以反應(yīng)正向進(jìn)行，則v正>v逆，錯(cuò)誤。8．(2022·廣東佛山高二期中)已知C3H8脫H2制烯烴的反應(yīng)為C3H8C3H6＋H2。固定C3H8濃度不變，提高CO2濃度，測定出口處C3H6、H2、CO濃度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。下列說法不正確的是()A．在制烯烴的反應(yīng)中，隨著CO2濃度的增大，平衡會(huì)向正反應(yīng)方向移動(dòng)B．C3H6、H2的濃度隨CO2濃度變化趨勢的差異是因?yàn)榘l(fā)生了反應(yīng)CO2＋H2CO＋H2OC．相同條件下，提高C3H8與CO2的比例，可以提高C3H8的轉(zhuǎn)化率D．如果生成物只有C3H6、CO、H2O、H2，那么入口各氣體的濃度和出口各氣體的濃度符合3c0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(C3H8))＋c0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO2))＝3ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(C3H6))＋ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO))＋3ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(C3H8))＋ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO2))答案C解析從圖像上看，加入的二氧化碳參與了反應(yīng)，與制丙烯生成的氫氣發(fā)生反應(yīng)：CO2＋H2CO＋H2O，導(dǎo)致氫氣的濃度與丙烯濃度變化不相等，相當(dāng)于降低氫氣的濃度，使逆反應(yīng)速率降低，平衡正向移動(dòng)，導(dǎo)致丙烯的濃度增大，A、B正確；相同條件下，提高C3H8與CO2的比例，會(huì)降低C3H8的轉(zhuǎn)化率，C錯(cuò)誤；如果生成物只有C3H6、CO、H2O、H2，根據(jù)碳原子守恒即可得出入口各氣體的濃度c0和出口各氣體的濃度符合3c0(C3H8)＋c0(CO2)＝3c(C3H6)＋c(CO)＋3c(C3H8)＋c(CO2)，D正確。9．一定條件下合成乙烯的反應(yīng)為6H2(g)＋2CO2(g)CH2=CH2(g)＋4H2O(g)。已知溫度對(duì)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和催化劑催化效率的影響如圖。下列說法正確的是()A．M點(diǎn)的正反應(yīng)速率v正大于N點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v逆B．若投料比n(H2)∶n(CO2)＝4∶1，則圖中M點(diǎn)乙烯的體積分?jǐn)?shù)為5.88%C．250℃時(shí)，催化劑對(duì)CO2平衡轉(zhuǎn)化率的影響最大D．當(dāng)溫度高于250℃時(shí)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，導(dǎo)致催化劑的催化效率降低答案B解析化學(xué)反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快，M點(diǎn)后催化劑的催化效率隨溫度的升高而降低，所以M點(diǎn)的正反應(yīng)速率v正有可能小于N點(diǎn)的逆反應(yīng)速率v逆，故A錯(cuò)誤；設(shè)起始投料n(H2)為4mol，則n(CO2)為1mol，M點(diǎn)平衡時(shí)二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為50%，列三段式得：6H2(g)＋2CO2(g)CH2=CH2(g)＋4H2O(g)起始/mol4100轉(zhuǎn)化/mol1.50.50.251平衡/mol2.50.50.251所以乙烯的體積分?jǐn)?shù)為eq\f(0.25mol,2.5＋0.5＋0.25＋1mol)×100%≈5.88%，故B正確；催化劑不影響平衡轉(zhuǎn)化率，只影響化學(xué)反應(yīng)速率，故C錯(cuò)誤；催化劑的催化效率與平衡移動(dòng)沒有關(guān)系，故D錯(cuò)誤。10．(2022·重慶一中高二檢測)若只改變某一條件，化學(xué)反應(yīng)aA(g)＋B(g)cC(g)的平衡變化圖像如圖1、圖2所示(圖中p表示壓強(qiáng)，T表示溫度，α表示平衡轉(zhuǎn)化率，v表示反應(yīng)速率，t表示反應(yīng)時(shí)間)，據(jù)此分析下列說法正確的是()A．由圖1可以判斷該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B．在圖1中，若p1>p2，則a＋1<cC．在圖2中，t0時(shí)刻改變的條件為移走部分生成物CD．在圖2中，a、b、c、d中正反應(yīng)速率最大的點(diǎn)是d點(diǎn)答案D解析根據(jù)圖1知，同一壓強(qiáng)下，升高溫度，A的平衡轉(zhuǎn)化率降低，說明平衡逆向移動(dòng)，所以該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；在圖1中，若p1>p2，溫度相同時(shí)，壓強(qiáng)越大，α(A)越大，即平衡正向移動(dòng)，說明此反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，即a＋1>c，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在圖2中，t0時(shí)刻v逆瞬間增大，改變的條件可能為增大C的濃度、增大壓強(qiáng)或升高溫度，若移走部分生成物C，v逆會(huì)因濃度減小而減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在圖2中，t0時(shí)刻后，v逆逐漸減小，v正逐漸增大，直至v逆＝v正，達(dá)到平衡狀態(tài)，則正反應(yīng)速率最大的點(diǎn)是d點(diǎn)，D項(xiàng)正確。11．一定條件下的可逆反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)ΔH，下列圖示與對(duì)應(yīng)的敘述相符的是()A．圖甲所示：T1<T2，該反應(yīng)的ΔH<0B．圖乙所示：若該反應(yīng)中化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系為a＋b<c＋d，則p1>p2>p3C．圖丙所示：點(diǎn)E時(shí)，v正>v逆D．圖丁所示：該反應(yīng)中反應(yīng)系數(shù)的關(guān)系為a＋b>c＋d答案C解析如圖甲，溫度T2對(duì)應(yīng)的曲線斜率大，所以T2>T1，C為生成物，溫度越高，C的百分含量越大，說明升高溫度平衡正向移動(dòng)，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故A錯(cuò)誤；如圖乙，若該反應(yīng)中化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系為a＋b<c＋d，則該反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡逆向移＝v逆，E點(diǎn)未達(dá)平衡，且A的百分含量大于平衡時(shí)的，反應(yīng)正向進(jìn)行，v正>v逆，故C正確；如圖丁，壓強(qiáng)p之前，隨著壓強(qiáng)增大，生成物C的百分含量增大，直到達(dá)平衡狀態(tài)，壓強(qiáng)p之后，隨著壓強(qiáng)增大，C的百分含量減小，說明增大壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng)，a＋b<c＋d，故D錯(cuò)誤。12．(2022·江蘇南通高二檢測)工業(yè)上利用CO和H2制CH3OH的反應(yīng)為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，實(shí)驗(yàn)測得在兩種不同壓強(qiáng)下，CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度(T)的關(guān)系如圖所示，查閱資料得：相同壓強(qiáng)下，氣體的分子數(shù)之比等于氣體的體積之比，下列說法正確的是()A．反應(yīng)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)的ΔH>0B．圖中曲線X所對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)大于曲線Y所對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)C．T1℃，若c起始(H2)＝2c起始(CO)＝2mol·L－1，則平衡常數(shù)K>10D．圖中P點(diǎn)所示條件下，延長反應(yīng)的時(shí)間能提高CO轉(zhuǎn)化率答案C解析由圖可知，溫度升高CO的平衡轉(zhuǎn)化率減小，說明升溫平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，反應(yīng)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)的ΔH<0，故A錯(cuò)誤；CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，CO轉(zhuǎn)化率增大，相同溫度下曲線Y對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)下CO轉(zhuǎn)化率大，則說明圖中曲線X所對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)小于曲線Y所對(duì)應(yīng)的壓強(qiáng)，故B錯(cuò)誤；T1℃，若c起始(H2)＝2c起始(CO)＝2mol·L－1，達(dá)到平衡狀態(tài)CO轉(zhuǎn)化率為0.8，結(jié)合三段式計(jì)算CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)起始/(mol·L－1)120轉(zhuǎn)化/(mol·L－1)0.81.60.8平衡/(mol·L－1)0.20.40.8K＝eq\f(0.8,0.2×0.42)＝25>10，故C正確；圖中P點(diǎn)已達(dá)所示條件下的反應(yīng)限度，延長反應(yīng)的時(shí)間，不能提高CO轉(zhuǎn)化率，故D錯(cuò)誤。13．將0.4molN2O4氣體充入2L固定容積的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：N2O4(g)2NO2(g)ΔH。在T1和T2時(shí)，測得NO2的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖1所示。圖1圖2(1)T1時(shí)，40～80s內(nèi)用N2O4表示該反應(yīng)的平均反應(yīng)速率為________mol·L－1·s－1。(2)ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。(3)在溫度為T3、T4時(shí)，平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化的曲線如圖2所示。下列說法正確的是______________(填字母)。A．A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率：A>CB．A、B兩點(diǎn)N2O4的轉(zhuǎn)化率：A>BC．A、C兩點(diǎn)氣體的顏色：A深，C淺D．由A點(diǎn)到B點(diǎn)，可以用加熱的方法答案(1)0.00125(2)>(3)B解析(1)T1時(shí)，v(N2O4)＝eq\f(1,2)v(NO2)＝eq\f(1,2)×eq\f(0.60mol－0.40mol,2L×40s)＝0.00125mol·L－1·s－1。(2)由圖可知反應(yīng)在T1溫度下比T2溫度下先達(dá)到平衡狀態(tài)，所以T1>T2，由于T1平衡時(shí)n(NO2)比T2平衡時(shí)的多，故升高溫度，平衡向生成NO2的方向移動(dòng)，即向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，所以ΔH>0。(3)A項(xiàng)，A、C兩點(diǎn)溫度相同，C點(diǎn)對(duì)應(yīng)壓強(qiáng)大，反應(yīng)速率大；B項(xiàng)，A、B兩點(diǎn)壓強(qiáng)相同，溫度不同，A點(diǎn)NO2的體積分?jǐn)?shù)大于B點(diǎn)，而反應(yīng)：N2O4(g)2NO2(g)ΔH>0，溫度升高，平衡向右移動(dòng)，NO2的體積分?jǐn)?shù)增大，溫度：T4>T3，轉(zhuǎn)化率：A>B；C項(xiàng)，A、C兩點(diǎn)溫度相同，C點(diǎn)對(duì)應(yīng)壓強(qiáng)大，NO2的濃度大，故氣體顏色C點(diǎn)比A點(diǎn)深；D項(xiàng)，由B項(xiàng)分析知，A點(diǎn)溫度T4高于B點(diǎn)溫度T3，故由A點(diǎn)到B點(diǎn)需要降低溫度。14．N2O是常見的環(huán)境污染性氣體。在四個(gè)不同容積的恒容密閉容器中按圖甲充入相應(yīng)的氣體，發(fā)生反應(yīng)：2N2O(g)2N2(g)＋O2(g)，容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中N2O的平衡轉(zhuǎn)化率如圖乙所示。(1)若容器Ⅰ的體積為2L，反應(yīng)在370℃下進(jìn)行，20s后達(dá)到平衡，則0～20s內(nèi)容器Ⅰ中用O2表示的反應(yīng)速率為________。B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K＝________(保留兩位有效數(shù)字)。(2)若容器Ⅳ的體積為1L，反應(yīng)在370℃下進(jìn)行，則起始時(shí)反應(yīng)________(填“向正反應(yīng)方向”“向逆反應(yīng)方向”或“不”)進(jìn)行。(3)圖中A、C、D三點(diǎn)容器內(nèi)氣體密度由大到小的順序是________________。答案(1)0.0005mol·L－1·s－10.0044(2)向逆反應(yīng)方向(3)D＞C＞A解析(1)A點(diǎn)三段式為2N2O(g)2N2(g)＋O2(g)起始/(mol·L－1)0.0500轉(zhuǎn)化/(mol·L－1)0.020.020.01平衡/(mol·L－1)0.030.020.01所以v(O2)＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(0.01mol·L－1,20s)＝0.0005mol·L－1·s－1,A、B點(diǎn)溫度相同，對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)相等。B點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)：K＝eq\f(cO2·c2N2,c2N2O)＝eq\f(0.01×0.022,0.032)≈0.0044。(2)容器Ⅳ體積為1L,370℃時(shí)，起始濃度分別為c(N2O)＝0.06mol·L－1，c(N2)＝0.06mol·L－1，c(O2)＝0.04mol·L－1，Q＝eq\f(cO2·c2N2,c2N2O)＝eq\f(0.04×0.062,0.062)＝0.04＞K＝0.0044，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行。(3)根據(jù)圖像分析該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡右移，N2O的轉(zhuǎn)化率增大，現(xiàn)在A、C、D三點(diǎn)轉(zhuǎn)化率相同，說明A、C、D三點(diǎn)依次壓縮體積，即密度依次增大。15．“低碳經(jīng)濟(jì)”已成為全世界科學(xué)家研究的重要課題。為減小和消除CO2對(duì)環(huán)境的影響，一方面世界各國都在限制其排放量，另一方面科學(xué)家加強(qiáng)了對(duì)CO2創(chuàng)新利用的研究。(1)已知：①CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)ΔH＝－41kJ·mol－1②C(s)＋2H2(g)CH4(g)ΔH＝－73kJ·mol－1③2CO(g)C(s)＋CO2(g)ΔH＝－171kJ·mol－1寫出CO2與H2反應(yīng)生成CH4和H2O(g)的熱化學(xué)方程式：______________________。(2)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。為探究該反應(yīng)原理，在容積為2L的密閉容器中，充入1molCO2和3.25molH2在一定條件下發(fā)生反應(yīng)，測得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物質(zhì)的量(n)隨時(shí)間的變化如圖所示：①從反應(yīng)開始到平衡，氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)＝______________。②下列措施一定不能使CO2的轉(zhuǎn)化率增大的是__________(填字母)。A．在原容器中再充入1molCO2B．在原容器中再充入1molH2C．在原容器中充入1mol氦氣D．使用更有效的催化劑E．縮小容器的容積F．將水蒸氣從體系中分離(3)高溫下，CO2與足量的碳在密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：C(s)＋CO2(g)2CO(g)。向容積為1L的恒容容器中加入0.2molCO2，在不同溫度下達(dá)到平衡時(shí)CO2的物質(zhì)的量濃度c(CO2)隨溫度的變化如圖所示。則該反應(yīng)為__________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)，某溫度下，若向該平衡體系中再通入0.2molCO2，平衡__________(填“正向”“逆向”或“不”)移動(dòng)，達(dá)到新平衡后，體系中CO的百分含量__________(填“變大”“變小”或“不變”)。(4)在T1時(shí)，向體積為2L的恒容容器中充入物質(zhì)的量之和為3mol的CO和H2，發(fā)生反應(yīng)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CH3OH(g)的體積分?jǐn)?shù)(φ)與eq\f(nH2,nCO)的關(guān)系如圖所示。①當(dāng)eq\f(n\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2)),n\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO)))＝2時(shí)，經(jīng)過5min達(dá)到平衡，CO的轉(zhuǎn)化率為0.6，則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K＝______(保留一位小數(shù))。若此刻再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g