2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)（新高考版）大單元4 第11章　第50講　化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像分類突破

第50講化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像分類突破[復(fù)習(xí)目標(biāo)]1.了解化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡圖像的常見類型。2.通過解答不同類型圖像問題，初步建立解答化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡相關(guān)圖像問題的思維模型。分析、解答化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像題的三個(gè)步驟第一步：看圖像一看面——橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)代表的量(如縱坐標(biāo)是反應(yīng)物百分含量，還是反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率等)，確定坐標(biāo)值與化學(xué)量的正變與負(fù)變關(guān)系。二看線——曲線的走向、變化趨勢(shì)(斜率大小、升與降、平與陡、漸變與突變、連續(xù)與斷變、轉(zhuǎn)折等)，同時(shí)對(duì)走勢(shì)有轉(zhuǎn)折變化的曲線，要分段進(jìn)行分析，找出各段曲線的變化趨勢(shì)及含義。例如，升高溫度，v吸增加得多，v放增加得少；增大反應(yīng)物濃度，v正突變，v逆漸變。三看點(diǎn)——起點(diǎn)(分清反應(yīng)物、生成物。濃度減小的是反應(yīng)物，濃度增大的是生成物，一般生成物多數(shù)以原點(diǎn)為起點(diǎn))，終點(diǎn)(終點(diǎn)是否達(dá)到平衡)，轉(zhuǎn)折點(diǎn)(轉(zhuǎn)折點(diǎn)前后影響的主要因素不同)等；此外還有頂點(diǎn)、拐點(diǎn)、交叉點(diǎn)、平衡點(diǎn)等都要認(rèn)真分析。四看輔助線——要不要作等溫線、等壓線，討論單變量。五看量——一般標(biāo)出具體數(shù)值的量在解題中都會(huì)用到。第二步：想規(guī)律在看清圖的基礎(chǔ)上，根據(jù)坐標(biāo)x軸的變化，確定y軸的變化，結(jié)合外因?qū)瘜W(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響因素分析變化的本質(zhì)原因。第三步：作判斷看條件(T，p，c)eq\b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\co1(找圖示變化→定移動(dòng)方向1,原理找變化→定移動(dòng)方向2))→同結(jié)果正確，不同則錯(cuò)。一、反應(yīng)進(jìn)程類圖像(橫坐標(biāo)為時(shí)間t)1．在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＜0，達(dá)到平衡后，只改變某一個(gè)條件時(shí)，反應(yīng)速率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)處于平衡狀態(tài)的時(shí)間段是____________(填字母，下同)。A．t0～t1 B．t1～t2C．t2～t3 D．t3～t4E．t4～t5 F．t5～t6(2)判斷t1、t3、t4時(shí)刻分別改變的一個(gè)條件。A．增大壓強(qiáng) B．減小壓強(qiáng)C．升高溫度 D．降低溫度E．加催化劑 F．充入氮?dú)鈚1時(shí)刻__________；t3時(shí)刻________；t4時(shí)刻______。(3)依據(jù)(2)中的結(jié)論，下列時(shí)間段中，氨的百分含量最高的是__________。A．t0～t1 B．t2～t3C．t3～t4 D．t5～t6(4)如果在t6時(shí)刻，從反應(yīng)體系中分離出部分氨，t7時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出反應(yīng)速率的變化曲線。答案(1)ACDF(2)CEB(3)A(4)解析(1)根據(jù)圖示可知，t0～t1、t2～t3、t3～t4、t5～t6時(shí)間段內(nèi)，v正、v逆相等，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。(2)t1時(shí)，v正、v逆同時(shí)增大，且v逆增大的更快，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以t1時(shí)改變的條件是升溫；t3時(shí)，v正、v逆同時(shí)增大且增大程度相同，平衡不移動(dòng)，所以t3時(shí)改變的條件是加催化劑；t4時(shí)，v正、v逆同時(shí)減小，且v正減小的更快，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以t4時(shí)改變的條件是減小壓強(qiáng)。(3)根據(jù)圖示知，t1～t2、t4～t5時(shí)間段內(nèi)平衡均向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則NH3的含量均比t0～t1時(shí)間段內(nèi)的低，所以t0～t1時(shí)間段內(nèi)NH3的百分含量最高。(4)t6時(shí)刻分離出部分NH3，v逆立刻減小，而v正逐漸減小，在t7時(shí)刻二者相等，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，據(jù)此可畫出反應(yīng)速率的變化曲線。在分析v－t圖像時(shí)，要特別注意反應(yīng)速率的變化，即v正、v逆是都增大了還是都減小了(條件改變的瞬間，v正、v逆的起點(diǎn)與原平衡點(diǎn)不重合)，還是一個(gè)增大(或減小)而另一個(gè)不變(條件改變的瞬間，v正、v逆中不變的那個(gè)，起點(diǎn)與原平衡點(diǎn)重合)。2．已知：反應(yīng)為mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)。(1)T1<T2，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(2)p1<p2，正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)。(3)圖中a使用催化劑；或者增大壓強(qiáng)，此時(shí)m＋n＝p＋q。3．現(xiàn)將一定量N2O4氣體充入恒容密閉容器中，控制反應(yīng)溫度為T1℃[N2O4(g)2NO2(g)ΔH>0]，c(N2O4)隨t(時(shí)間)變化曲線如圖，畫出0～t2時(shí)段，c(NO2)隨t變化曲線。保持其他條件不變，改變反應(yīng)溫度為T2(T2＞T1)，再次畫出0～t2時(shí)段，c(NO2)隨t變化趨勢(shì)的曲線。答案解析根據(jù)反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g)，NO2的改變量是N2O4的兩倍，從N2O4的曲線可知其達(dá)到平衡時(shí)減少了0.03mol·L－1，則NO2從0升高到平衡時(shí)的0.06mol·L－1，即可畫出曲線；該反應(yīng)ΔH>0，保持其他條件不變，隨著溫度的升高，平衡正向移動(dòng)，且反應(yīng)速率增大，達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，即可畫出曲線。4．對(duì)于反應(yīng)2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，在323K和343K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示。(1)343K時(shí)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率α＝________%。平衡常數(shù)K343K＝________(保留2位小數(shù))。(2)在343K下：要提高SiHCl3轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是________；要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，可采取的措施有________、________。(3)比較a、b處反應(yīng)速率大小：va________vb(填“大于”“小于”或“等于”)。反應(yīng)速率v＝v正－v逆＝－，k正、k逆分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)，x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，計(jì)算a處的eq\f(v正,v逆)＝________(保留1位小數(shù))。答案(1)220.02(2)及時(shí)移去產(chǎn)物改進(jìn)催化劑提高反應(yīng)物壓強(qiáng)(3)大于1.3解析(1)溫度越高，反應(yīng)速率越快，達(dá)到平衡的時(shí)間越短，則a點(diǎn)所在曲線代表343K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率變化，b點(diǎn)所在曲線代表323K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率變化。343K時(shí)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率α＝22%。設(shè)起始時(shí)SiHCl3(g)的濃度為1mol·L－1，則有2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)起始/(mol·L－1)100轉(zhuǎn)化/(mol·L－1)0.220.110.11平衡/(mol·L－1)0.780.110.11則343K時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K343K＝eq\f(cSiH2Cl2·cSiCl4,c2SiHCl3)＝eq\f(0.112,0.782)≈0.02。(3)溫度越高，反應(yīng)速率越快，a點(diǎn)溫度為343K，b點(diǎn)溫度為323K，故反應(yīng)速率：va>vb。反應(yīng)速率v＝v正－v逆＝－，則有v正＝，v逆＝，343K下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)v正＝v逆，即＝，經(jīng)計(jì)算可得SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為0.78、0.11、0.11，則有k正×0.782＝k逆×0.112，eq\f(k正,k逆)＝eq\f(0.112,0.782)≈0.02。a處SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率α＝20%，此時(shí)SiHCl3、SiH2Cl2、SiCl4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為0.8、0.1、0.1，則有eq\f(v正,v逆)＝＝eq\f(0.02×0.82,0.12)≈1.3。此類圖像一般縱坐標(biāo)表示物質(zhì)的量、濃度、百分含量、轉(zhuǎn)化率，橫坐標(biāo)表示反應(yīng)時(shí)間。解題的關(guān)鍵是找轉(zhuǎn)折點(diǎn)。(1)轉(zhuǎn)折點(diǎn)之前，用外因?qū)λ俾实挠绊懛治鰡栴}，用“先拐先平數(shù)值大”的規(guī)律判斷不同曲線表示溫度或壓強(qiáng)的大小。(2)轉(zhuǎn)折點(diǎn)之后是平衡狀態(tài)或平衡移動(dòng)，解題時(shí)要抓住量的變化，找出平衡移動(dòng)的方向，利用化學(xué)平衡移動(dòng)原理推理分析。二、恒溫(恒壓)線5．反應(yīng)：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)ΔH圖像結(jié)論a＋b>c＋d，ΔH>0a＋b>c＋d，ΔH>06.在一恒容的密閉容器中充入0.1mol·L－1CO2、0.1mol·L－1CH4，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，測(cè)得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖，下列有關(guān)說法不正確的是()A．上述反應(yīng)的ΔH<0B．壓強(qiáng)：p4>p3>p2>p1C．壓強(qiáng)為p4、溫度為1100℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)約為1.64D．壓強(qiáng)為p4時(shí)，在y點(diǎn)：v正>v逆答案A解析由圖像可知，壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度越高，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率越高，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH>0，A項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)為氣體分子總數(shù)增加的反應(yīng)，壓強(qiáng)越大，甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率越小，故壓強(qiáng)：p4>p3>p2>p1，B項(xiàng)正確；壓強(qiáng)為p4、溫度為1100℃時(shí)，甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率為80.00%，故平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度分別為c(CH4)＝0.02mol·L－1，c(CO2)＝0.02mol·L－1，c(CO)＝0.16mol·L－1，c(H2)＝0.16mol·L－1，平衡常數(shù)K＝eq\f(0.162×0.162,0.02×0.02)≈1.64，C項(xiàng)正確；壓強(qiáng)為p4時(shí)，y點(diǎn)未達(dá)到平衡，此時(shí)v正>v逆，D項(xiàng)正確。此類圖像的縱坐標(biāo)為某物質(zhì)的平衡濃度或轉(zhuǎn)化率，橫坐標(biāo)為溫度或壓強(qiáng)，解答此類問題，要關(guān)注曲線的變化趨勢(shì)，有多個(gè)變量時(shí)，注意控制變量，即“定一議二”。三、投料比—轉(zhuǎn)化率相關(guān)圖像7．一定條件下，反應(yīng)：6H2(g)＋2CO2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g)的數(shù)據(jù)如圖所示。下列說法正確的是()A．該反應(yīng)的ΔH＞0B．達(dá)平衡時(shí)，v正(H2)＝v逆(CO2)C．b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K值大于c點(diǎn)D．a(chǎn)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的H2的平衡轉(zhuǎn)化率為90%答案D解析升高溫度，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率減小，平衡向左移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，ΔH＜0，A項(xiàng)錯(cuò)誤；達(dá)平衡時(shí)，v正(H2)＝3v逆(CO2)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；升溫，平衡左移，b點(diǎn)溫度高，其平衡常數(shù)小，C項(xiàng)錯(cuò)誤。8．采用一種新型的催化劑(主要成分是Cu-Mn合金)，利用CO和H2制備二甲醚(DME)。主反應(yīng)：2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)副反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)測(cè)得反應(yīng)體系中各物質(zhì)的產(chǎn)率或轉(zhuǎn)化率與催化劑的關(guān)系如圖所示。則催化劑中eq\f(nMn,nCu)約為________時(shí)最有利于二甲醚的合成。答案2.0解析由圖可知當(dāng)催化劑中eq\f(nMn,nCu)約為2.0時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率最大，生成的二甲醚最多。(1)改變投料比相當(dāng)于增加一種反應(yīng)物的濃度，另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率升高，而自身的轉(zhuǎn)化率降低。(2)當(dāng)按化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)量數(shù)之比投入反應(yīng)物，各組分的平衡轉(zhuǎn)化率相同，平衡時(shí)產(chǎn)物的體積分?jǐn)?shù)最大。四、平衡常數(shù)K(lgK)與T(eq\f(1,T))關(guān)系曲線9．[2023·湖北，19(5)(6)](5)eq\o(C,\s\up6(·))40H19(g)C40H18(g)＋H·(g)及eq\o(C,\s\up6(·))40H11(g)C40H10(g)＋H·(g)反應(yīng)的lnK(K為平衡常數(shù))隨溫度倒數(shù)的關(guān)系如圖所示。已知本實(shí)驗(yàn)條件下，lnK＝－eq\f(ΔH,RT)＋c(R為理想氣體常數(shù)，c為截距)。圖中兩條線幾乎平行，從結(jié)構(gòu)的角度分析其原因是________。(6)下列措施既能提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率，又能增大生成C40H10的反應(yīng)速率的是________(填標(biāo)號(hào))。a．升高溫度b．增大壓強(qiáng)c．加入催化劑答案(5)在反應(yīng)過程中，斷裂和形成的化學(xué)鍵相同(6)a解析(5)圖中兩條線幾乎平行，說明斜率幾乎相等，根據(jù)lnK＝－eq\f(ΔH,RT)＋c(R為理想氣體常數(shù)，c為截距)可知，斜率相等，則說明焓變相等，因?yàn)樵诜磻?yīng)過程中，斷裂和形成的化學(xué)鍵相同。(6)由反應(yīng)歷程可知，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫，反應(yīng)正向進(jìn)行，提高了平衡轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)速率也加快，a符合題意；該反應(yīng)為正向體積增大的反應(yīng)，加壓，反應(yīng)逆向進(jìn)行，降低了平衡轉(zhuǎn)化率，b不符合題意；加入催化劑，平衡不移動(dòng)，不能提高平衡轉(zhuǎn)化率，c不符合題意。10．[2021·全國乙卷，28(3)]McMorris測(cè)定和計(jì)算了在136～180℃范圍內(nèi)下列反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp。2NO(g)＋2ICl(g)2NOCl(g)＋I(xiàn)2(g)Kp12NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)Kp2得到lgKp1～eq\f(1,T)和lgKp2～eq\f(1,T)均為線性關(guān)系，如下圖所示：①由圖可知，NOCl分解為NO和Cl2，反應(yīng)的ΔH______0(填“大于”或“小于”)。②反應(yīng)2ICl(g)=Cl2(g)＋I(xiàn)2(g)的K＝____________(用Kp1、Kp2表示)；該反應(yīng)的ΔH____0(填“大于”或“小于”),寫出推理過程：_____________________________________。答案①大于②Kp1·Kp2大于設(shè)T′>T，即eq\f(1,T′)<eq\f(1,T)，由圖可知：lgKp2(T′)－lgKp2(T)>|lgKp1(T′)－lgKp1(T)|＝lgKp1(T)－lgKp1(T′)，則：lg[Kp2(T′)·Kp1(T′)]>lg[Kp2(T)·Kp1(T)]，即K(T′)>K(T)，因此該反應(yīng)正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即ΔH大于0解析①結(jié)合圖可知，溫度越高，eq\f(1,T)越小，lgKp2越大，即Kp2越大，說明升高溫度平衡2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)正向移動(dòng)，則NOCl分解為NO和Cl2反應(yīng)的ΔH大于0。五、多重平衡的復(fù)雜圖像11．二甲醚(CH3OCH3)是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ挠袡C(jī)化工產(chǎn)品和潔凈燃料。CO2加氫制二甲醚的反應(yīng)體系中，主要發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH＝＋41.2kJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－49.5kJ·mol－1反應(yīng)Ⅲ：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－23.5kJ·mol－1在2MPa，起始投料eq\f(nH2,nCO2)＝3時(shí)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率及CO、CH3OCH3、CH3OH的平衡體積分?jǐn)?shù)隨溫度變化如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()A．反應(yīng)2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)的ΔH＝－73.0kJ·mol－1B．圖中X表示COC．為提高二甲醚的產(chǎn)率，需要研發(fā)在低溫區(qū)的高效催化劑D．溫度從553K上升至573K時(shí)，反應(yīng)Ⅰ消耗的CO2少于反應(yīng)Ⅱ生成的CO2答案C解析由蓋斯定律知：反應(yīng)Ⅱ×2＋Ⅲ得反應(yīng)：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH＝2×(－49.5kJ·mol－1)＋(－23.5kJ·mol－1)＝－122.5kJ·mol－1，A錯(cuò)誤；升高溫度，反應(yīng)Ⅰ正向進(jìn)行，則CO的平衡體積分?jǐn)?shù)應(yīng)增大，故Y表示CO，B錯(cuò)誤；由圖可知，溫度從553K上升至573K時(shí)，反應(yīng)Ⅰ消耗的CO2大于反應(yīng)Ⅱ生成的CO2，D錯(cuò)誤。(1)在多重平衡體系中，某物質(zhì)的平衡濃度，是所有有關(guān)反應(yīng)的平衡濃度，對(duì)各相關(guān)反應(yīng)的平衡常數(shù)都滿足。(2)在計(jì)算某反應(yīng)的平衡常數(shù)時(shí)，要善于選特殊點(diǎn)計(jì)算。只要溫度不變，這個(gè)平衡常數(shù)值可以運(yùn)用于平衡曲線上的任何一點(diǎn)，選取多曲線的交點(diǎn)，往往能簡(jiǎn)化計(jì)算。課時(shí)精練1．(2022·廣東，13)恒容密閉容器中，BaSO4(s)＋4H2(g)BaS(s)＋4H2O(g)在不同溫度下達(dá)平衡時(shí)，各組分的物質(zhì)的量(n)如圖所示。下列說法正確的是()A．該反應(yīng)的ΔH<0B．a(chǎn)為n(H2O)隨溫度的變化曲線C．向平衡體系中充入惰性氣體，平衡不移動(dòng)D．向平衡體系中加入BaSO4，H2的平衡轉(zhuǎn)化率增大答案C解析從圖示可以看出，平衡時(shí)升高溫度，氫氣的物質(zhì)的量減少，則平衡正向移動(dòng)，說明該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，即ΔH＞0，故A錯(cuò)誤；由A項(xiàng)分析知隨著溫度升高平衡正向移動(dòng)，水蒸氣的物質(zhì)的量增加，而a曲線表示的物質(zhì)的物質(zhì)的量幾乎不隨溫度變化而變化，故B錯(cuò)誤；容器體積固定，向容器中充入惰性氣體，沒有改變各物質(zhì)的濃度，平衡不移動(dòng)，故C正確；BaSO4是固體，向平衡體系中加入BaSO4，不能改變其濃度，因此平衡不移動(dòng)，氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率不變，故D錯(cuò)誤。2.(2022·浙江1月選考，19)在恒溫恒容條件下，發(fā)生反應(yīng)A(s)＋2B(g)3X(g)，c(B)隨時(shí)間的變化如圖中曲線甲所示。下列說法不正確的是()A．從a、c兩點(diǎn)坐標(biāo)可求得從a到c時(shí)間間隔內(nèi)該化學(xué)反應(yīng)的平均速率B．從b點(diǎn)切線的斜率可求得該化學(xué)反應(yīng)在反應(yīng)開始時(shí)的瞬時(shí)速率C．在不同時(shí)刻都存在關(guān)系：2v(B)＝3v(X)D．維持溫度、容積、反應(yīng)物起始的量不變，向反應(yīng)體系中加入催化劑，c(B)隨時(shí)間變化關(guān)系如圖中曲線乙所示答案C3．將4molH2和2molCO通入1L的反應(yīng)器中，一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2CO(g)＋4H2(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH，其中CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強(qiáng)的變化關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是()A．ΔH>0B．p1<p2C．X點(diǎn)和Y點(diǎn)對(duì)應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K(X)<K(Y)D．在p2和316℃時(shí)，若將6molH2和2molCO通入容器中，則平衡時(shí)CO的平衡轉(zhuǎn)化率大于50%答案D解析由圖可知，壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度越高，CO的平衡轉(zhuǎn)化率越低，說明升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即ΔH＜0，故A錯(cuò)誤；正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，溫度一定時(shí)，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，故壓強(qiáng)：p1＞p2，故B錯(cuò)誤；X點(diǎn)和Y點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度相同，則化學(xué)平衡常數(shù)K(X)＝K(Y)，故C錯(cuò)誤；在p2和316℃時(shí)，若將6molH2和2molCO通入容器中，相當(dāng)于在原平衡的基礎(chǔ)上增大氫氣的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率增大，故CO的平衡轉(zhuǎn)化率應(yīng)大于50%，故D正確。4．還原CoO制備Co可通過下列兩個(gè)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)：Ⅰ.CoO(s)＋H2(g)Co(s)＋H2O(g)Ⅱ.CoO(s)＋CO(g)Co(s)＋CO2(g)723K下，在初始?jí)簭?qiáng)相同(均為12.0kPa)的甲、乙兩密閉容器中分別發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、反應(yīng)Ⅱ，得到部分氣體的分壓隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．甲容器中，10～40min內(nèi)用H2表示的平均反應(yīng)速率v(H2)＝0.15kPa·min－1B．增大起始時(shí)容器的壓強(qiáng)，CoO的平衡轉(zhuǎn)化率增大C．此條件下，選擇CO還原CoO的效率更高D．723K時(shí)，反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)Kp＝119答案B解析甲容器中，10～40min內(nèi)，氫氣分壓變化為(7.5－3.0)kPa＝4.5kPa，用氫氣表示的平均反應(yīng)速率為eq\f(4.5kPa,30min)＝0.15kPa·min－1，故A正確；根據(jù)題給反應(yīng)方程式，反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和相等，增大起始時(shí)壓強(qiáng)，平衡不移動(dòng)，CoO的平衡轉(zhuǎn)化率不變，故B錯(cuò)誤；根據(jù)兩個(gè)圖像可知，CO還原CoO的速率更快，達(dá)到平衡時(shí)間更短，CO還原CoO達(dá)到平衡時(shí)，CO2分壓為11.9kPa，起始?jí)簭?qiáng)為12.0kPa，說明CO還原CoO轉(zhuǎn)化更徹底，因此選擇CO還原CoO的效率更高，故C正確；達(dá)到平衡時(shí)，CO2分壓為11.9kPa，該反應(yīng)前后氣體系數(shù)之和相等，總壓強(qiáng)不變，即CO的分壓為0.1kPa，Kp＝eq\f(pCO2,pCO)＝eq\f(11.9kPa,0.1kPa)＝119，故D正確。5.某溫度下，在容積為2L的剛性固定容器中加入1mol環(huán)戊烯()和1molI2發(fā)生可逆反應(yīng)(g)＋I(xiàn)2(g)(g)＋2HI(g)ΔH>0，實(shí)驗(yàn)測(cè)得容器內(nèi)壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是()A．0～2min內(nèi)，環(huán)戊烯的平均反應(yīng)速率為0.10mol·L－1·min－1B．環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率為50%C．高溫低壓有利于提高環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率D．該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)為K＝2答案D解析同溫同體積下，壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比，根據(jù)圖中信息及方程式可知，壓強(qiáng)增大0.20倍，消耗0.4mol環(huán)戊烯，所以0～2min內(nèi)，環(huán)戊烯的平均反應(yīng)速率為eq\f(0.4mol,2L×2min)＝0.10mol·L－1·min－1，A正確；平衡時(shí)，壓強(qiáng)增大0.25倍，消耗0.5mol環(huán)戊烯，其平衡轉(zhuǎn)化率為50%，B正確；該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，且生成物中氣體的系數(shù)之和大于反應(yīng)物中氣體系數(shù)之和，升高溫度、減小壓強(qiáng)有利于提高環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率，C正確；平衡時(shí)n(I2)＝n(環(huán)戊烯)＝n()＝0.5mol、n(HI)＝1mol，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K＝eq\f(\f(0.5,2)×\f(1,2)2,\f(0.5,2)2)＝1，D錯(cuò)誤。6.在密閉容器中充入1molCO和1molNO，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，測(cè)得NO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。實(shí)驗(yàn)測(cè)得，v正＝k正c2(NO)·c2(CO)，v逆＝k逆c(N2)·c2(CO2)(k正、k逆為速率常數(shù))，下列說法錯(cuò)誤的是()A．達(dá)到平衡后，僅升高溫度，k正增大的倍數(shù)小于k逆增大的倍數(shù)B．若密閉容器體積為1L，在p1壓強(qiáng)下，b點(diǎn)eq\f(k正,k逆)＝160C．NO的物質(zhì)的量：b點(diǎn)>a點(diǎn)D．逆反應(yīng)速率：a點(diǎn)>c點(diǎn)答案B7.(2024·合肥模擬)25℃時(shí)，向恒容容器中加入A發(fā)生反應(yīng)：①2N2O5(g)=4NO2(g)＋O2(g)；②2NO2(g)N2O4(g)。反應(yīng)體系中N2O5、NO2、O2的分壓隨時(shí)間t的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是()A．曲線C表示NO2的分壓隨時(shí)間的變化曲線B．25℃時(shí)，反應(yīng)②的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp＝eq\f(1,8)kPa－1C．當(dāng)O2、N2O4的分壓相等時(shí)，反應(yīng)②中的NO2轉(zhuǎn)化率為12.5%D．t1min后，保持溫度和體積不變，再充入NO2(g)，則O2(g)的分壓增大答案B解析起始時(shí)刻N(yùn)2O5分壓為40kPa，發(fā)生反應(yīng)①完全轉(zhuǎn)化為二氧化氮和氧氣，氧氣分壓為20kPa，二氧化氮發(fā)生反應(yīng)②部分轉(zhuǎn)化為四氧化二氮，平衡時(shí)二氧化氮分壓為16kPa，A、B、C分別為N2O5、NO2、O2的分壓隨時(shí)間t的變化曲線，A錯(cuò)誤；2NO2(g)N2O4(g)起始分壓/kPa800變化分壓/kPa6432平衡分壓/kPa1632Kp＝eq\f(pN2O4,p2NO2)＝eq\f(32kPa,16kPa2)＝eq\f(1,8)kPa－1，B正確；某時(shí)刻O2、N2O4的分壓相等為20kPa時(shí)：2NO2(g)N2O4(g)起始分壓/kPa800變化分壓/kPa4020平衡分壓/kPa4020二氧化氮的轉(zhuǎn)化率為50%，C錯(cuò)誤；t1min后，保持溫度和體積不變，再充入NO2(g)引起②化學(xué)平衡發(fā)生移動(dòng)，由勒夏特列原理知體系中總的物質(zhì)的量依然增大，O2(g)的物質(zhì)的量不變，氧氣分壓減小，D錯(cuò)誤。8．含氮化合物在生活、生產(chǎn)、研究領(lǐng)域至關(guān)重要。我國學(xué)者在容積不變的剛性容器中按投料比eq\f(nH2,nNO)＝1發(fā)生反應(yīng)2H2(g)＋2NO(g)N2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－664.1kJ·mol－1，不同催化劑條件下，反應(yīng)相同時(shí)間測(cè)得NO轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖所示。且研究表明該反應(yīng)v＝kcm(H2)·c2(NO)，其中k為速率常數(shù)。下列說法錯(cuò)誤的是()A．當(dāng)使用催化劑乙時(shí)，溫度高于350℃NO轉(zhuǎn)化率下降是由于反應(yīng)放熱，達(dá)到平衡后，升高溫度使平衡逆向移動(dòng)B．使用催化劑甲比使用催化劑乙正反應(yīng)的活化能更低C．對(duì)于反應(yīng)2H2(g)＋2NO(g)N2(g)＋2H2O(g)，其他條件不變，加壓使平衡正向移動(dòng)D．T1℃的初始速率為v0，當(dāng)H2轉(zhuǎn)化率為60%時(shí)，反應(yīng)速率為0.064v0，由此可知m＝1答案A解析當(dāng)使用催化劑乙時(shí)，溫度低于350℃時(shí)，催化劑的活性隨溫度升高逐漸增強(qiáng)，反應(yīng)速率加快，NO轉(zhuǎn)化率也增大，溫度高于350℃時(shí)，催化劑活性降低甚至失去活性，反應(yīng)速率下降，導(dǎo)致NO轉(zhuǎn)化率下降，A錯(cuò)誤；單位時(shí)間內(nèi)，使用催化劑甲比使用催化劑乙反應(yīng)速率快，NO轉(zhuǎn)化率高，則使用催化劑甲比使用催化劑乙正反應(yīng)的活化能更低，B正確；設(shè)初始一氧化氮和氫氣的物質(zhì)的量均為1mol，容器體積為1L，則初始一氧化氮和氫氣的濃度均為1mol·L－1，v0＝k×1m×12＝k，當(dāng)H2轉(zhuǎn)化率為60%時(shí)，c(H2)＝0.4mol·L－1，c(NO)＝0.4mol·L－1，此時(shí)的反應(yīng)速率為0.064v0，則有0.064v0＝k×0.4m×0.42＝v0×0.4m×0.42，解得m＝1，D正確。9．(2023·湖南校聯(lián)考模擬)向1L的恒容密閉容器中加入1molX和2molY，發(fā)生反應(yīng)：X(g)＋2Y(g)2Z(g)，X的轉(zhuǎn)化率α隨溫度T的變化如圖所示(圖中不同溫度下的轉(zhuǎn)化率是第5min數(shù)據(jù))。下列說法正確的是()A．300℃時(shí)，0～5min內(nèi)平均反應(yīng)速率v(Z)＝0.3mol·L－1·min－1B．b、c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的v逆(Y)大小關(guān)系：b>cC．c點(diǎn)時(shí)，反應(yīng)消耗pmolX(p<1)，同時(shí)消耗2pmolZD．若將容器體積縮小為0.5L，則c點(diǎn)溫度下的α(X)減小答案C解析a點(diǎn)時(shí)，X的轉(zhuǎn)化率為30%，此時(shí)生成的Z為0.6mol，Z的平均反應(yīng)速率為0.12mol·L－1·min－1，A錯(cuò)誤；c點(diǎn)達(dá)平衡，反應(yīng)消耗pmolX，同時(shí)消耗2pmolZ，C正確；c點(diǎn)溫度下，壓縮體積，即增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，α(X)增大，D錯(cuò)誤。10．(2023·江蘇鹽城統(tǒng)考模擬)焦?fàn)t煤氣(主要成分：CH4、CO2、H2、CO)在炭催化下，使CH4與CO2重整生成H2和CO。其主要反應(yīng)為反應(yīng)Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)ΔH1＝＋247.1kJ·mol－1反應(yīng)Ⅱ：H2(g)＋CO2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41.2kJ·mol－1反應(yīng)Ⅲ：C(s)＋CO2(g)=2CO(g)ΔH3＝＋172kJ·mol－1反應(yīng)Ⅳ：C(s)＋H2O(g)=CO(g)＋H2(g)ΔH4＝＋131.29kJ·mol－1在1×105Pa下、將焦?fàn)t煤氣以一定流速通過裝有炭催化劑的反應(yīng)管，CH4、CO、H2的相對(duì)體積和CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的曲線如圖所示。相對(duì)體積V(CH4)＝eq\f(產(chǎn)品氣VCH4,原料氣VCH4)、相對(duì)體積V(CO或H2)＝eq\f(產(chǎn)品氣VCO或H2－原料氣VCO或H2,原料氣VCH4)，下列說法不正確的是()A．溫度低于900℃時(shí)，反應(yīng)Ⅰ基本不發(fā)生B．850～900℃時(shí)，主要發(fā)生反應(yīng)ⅣC．增大焦?fàn)t煤氣流速一定能提高CO的相對(duì)體積D．工業(yè)生產(chǎn)上需要研發(fā)低溫下CH4轉(zhuǎn)化率高的催化劑答案C解析從圖中可以看出，溫度低于900℃時(shí)，CH4的相對(duì)體積基本上是100%，所以反應(yīng)Ⅰ基本不發(fā)生，所以工業(yè)生產(chǎn)上需要研發(fā)低溫下CH4轉(zhuǎn)化率高的催化劑，A、D正確；850～900℃時(shí)，H2、CO的相對(duì)體積都增大，且增大的幅度相近，而CH4的相對(duì)體積變化不大，所以主要發(fā)生反應(yīng)Ⅳ，B正確；從圖中可以看出，4個(gè)反應(yīng)均為生成CO的反應(yīng)，且都為吸熱反應(yīng)，所以若想提高CO的相對(duì)體積，應(yīng)選擇升高溫度，與增大焦?fàn)t煤氣的流速無關(guān)，C不正確。11．(1)CO2催化加氫生成乙烯和水的反應(yīng)中，主要反應(yīng)為2CO2＋6H2C2H4＋4H2O，理論計(jì)算表明，原料初始組成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在體系壓強(qiáng)為0.1MPa，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，四種組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x隨溫度T的變化如圖所示。圖中，表示C2H4、CO2變化的曲線分別是______、________。CO2催化加氫合成C2H4反應(yīng)的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。(2)根據(jù)圖中點(diǎn)A(440,0.39)，計(jì)算該溫度時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝________(MPa)－3(列出計(jì)算式，以分壓表示，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。答案(1)dc小于(2)eq\f(9,4)×eq\f(1,0.0393)解析(1)由平衡圖像結(jié)合反應(yīng)方程式和原始投料n(CO2)∶n(H2)＝1∶3可得，390K時(shí)物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)之比滿足1∶3的是c曲線和a曲線，物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)之比滿足1∶4的是d曲線和b曲線，則曲線c表示CO2，曲線a表示H2，曲線d表示C2H4，曲線b表示H2O；由圖像的變化趨勢(shì)可知，升高溫度，曲線a、c增大，曲線b、d減小，說明平衡左移，所以正反應(yīng)放熱，ΔH＜0。(2)起始投料比n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，平衡時(shí)總壓為0.1MPa，結(jié)合反應(yīng)方程式可知p(CO2)∶p(H2)＝1∶3，p(C2H4)∶p(H2O)＝1∶4，由圖像可知平衡時(shí)p(H2)＝p(H2O)＝0.1×0.39MPa，所以p(CO2)＝eq\f(0.1,3)×0.39MPa，p(C2H4)＝eq\f(0.1,4)×0.39MPa，該溫度下的平衡常數(shù)Kp＝eq\f(pC2H4·p4H2O,p2CO2·p6H2)＝eq\f(\f(0.1,4)×0.39×0.1×0.394,\f(0.1,3)×0.392×0.1×0.396)(MPa)－3＝eq\f(9,4)×eq\f(1,0.0393)(MPa)－3。12.在T1℃和T2℃時(shí)(T1<T2)，向恒容容器中投入等物質(zhì)的量的兩種反應(yīng)物，發(fā)生以下反應(yīng)：HN=C=O(g)＋NH3(g)CO(NH2)2(g)，平衡時(shí)lgp(NH3)與lgp[CO(NH2)2]的關(guān)系如圖所示，p為物質(zhì)的分壓(單位為kPa)。若v正＝k正×p(HN=C=O)×p(NH3)，v逆＝k逆×p[CO(NH2)2]。T1℃時(shí)，eq\f(k正,k逆)＝________kPa－1。T2℃時(shí)此反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)Kθ＝________{已知：分壓＝總壓×該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，對(duì)于反應(yīng)：dD(g)＋eE(g)gG(g)，Kθ＝eq\f([\f(pG,pθ)]g,[\f(pD,pθ)]d·[\f(pE,pθ)]e)，其中pθ＝100kPa，p(G)、p(D)、p(E)為各組分的平衡分壓}。答案10001000解析反應(yīng)HN=C=O(g)＋NH3(g)CO(NH2)2(g)為放熱反應(yīng)，因?yàn)門1<T2，故在圖中上面的那條線是T1對(duì)應(yīng)的圖像，則平衡時(shí)v正＝v逆，即k正×p(HN=C=O)×p(NH3)＝k逆×p[CO(NH2)2]，代入B點(diǎn)的數(shù)據(jù)，eq\f(k正,k逆)＝eq\f(p\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CONH22)),pHN=C=O×pNH3)＝eq\f(105,10×10)kPa－1＝1000kPa－1；根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)的表達(dá)式，并代入A點(diǎn)的數(shù)據(jù)，則Kθ＝eq\f(\f(p\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(CONH22)),pθ),\f(pHN=C=O,pθ)×\f(pNH3,pθ))＝eq\f(\f(1000,100),\f(10,100)×\f(10,100))＝1000。13．[2023·湖南，16(1)(3)(4)(5)(6)]聚苯乙烯是一類重要的高分子材料，可通過苯乙烯聚合制得。Ⅰ.苯乙烯的制備(1)已知下列反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：①C6H5C2H5(g)＋eq\f(21,2)O2(g)=8CO2(g)＋5H2O(g)ΔH1＝－4386.9kJ·mol－1②C6H5CH=CH2(g)＋10O2(g)=8CO2(g)＋4H2O(g)ΔH2＝－4263.1kJ·mol－1③H2(g)＋eq\f(1,2)O2(g)=H2O(g)ΔH3＝－241.8kJ·mol－1計(jì)算反應(yīng)④C6H5C2H5(g)C6H5CH=CH2(g)＋H2(g)的ΔH4＝____________kJ·mol－1。(3)在913K、100kPa下，以水蒸氣作稀釋氣、Fe2O3作催化劑，乙苯除脫氫生成苯乙烯外，還會(huì)發(fā)生如下兩個(gè)副反應(yīng)：⑤C6H5C2H5(g)C6H6(g)＋CH2=CH2(g)⑥C6H5C2H5(g)＋H2(g)C6H5CH3(g)＋CH4(g)以上反應(yīng)體系中，芳香烴產(chǎn)物苯乙烯、苯和甲苯的選擇性S(S＝eq\f(轉(zhuǎn)化為目的產(chǎn)物所消耗乙苯的量,已轉(zhuǎn)化的乙苯總量)×100%)隨乙苯轉(zhuǎn)化率的變化曲線如圖所示，其中曲線b代表的產(chǎn)物是____________________，理由是_________________________________。(4)關(guān)于本反應(yīng)體系中催化劑Fe2O3的描述錯(cuò)誤的是______________。A．X射線衍射技術(shù)可測(cè)定Fe2O3晶體結(jié)構(gòu)B．Fe2O3可改變乙苯平衡轉(zhuǎn)化率C．Fe2O3降低了乙苯脫氫反應(yīng)的活化能D．改變Fe2O3顆粒大小不影響反應(yīng)速率Ⅱ.苯乙烯的聚合苯乙烯聚合有多種方法，其中一種方法的關(guān)鍵步驟是某Cu(Ⅰ)的配合物促進(jìn)C6H5CH2X(引發(fā)劑，X表示鹵素)生成自由基C6H5eq\o(C,\s\up6(·))H2，實(shí)現(xiàn)苯乙烯可控聚合。(5)引發(fā)劑C6H5CH2Cl、C6H5CH2Br、C6H5CH2I中活性最高的是____________________________________________________________________________________________。(6)室溫下，①Cu＋在配體L的水溶液中形成[Cu(L)2]＋，其反應(yīng)平衡常數(shù)為K；②CuBr在水中的溶度積常數(shù)為Ksp。由此可知，CuBr在配體L的水溶液中溶解反應(yīng)的平衡常數(shù)為__________(所有方程式中計(jì)量系數(shù)關(guān)系均為最簡(jiǎn)整數(shù)比)。答案(1)＋118(3)甲苯主反應(yīng)生成的H2能使副反應(yīng)⑥的平衡正向移動(dòng)，甲苯的選擇性大于苯的選擇性(4)BD(5)C6H5CH2I(6)K·Ksp解析(1)根據(jù)蓋斯定律，將①－②－③可得C6H5C2H5(g)C6H5CH=CH2(g)＋H2(g)ΔH4＝－4386.9kJ·mol－1－(－4263.1kJ·mol－1)－(－241.8kJ·mol－1)＝＋118kJ·mol－1。(3)生成苯乙烯的反應(yīng)為主反應(yīng)，則苯乙烯的選擇性最高，主反應(yīng)生成的氫氣能使副反應(yīng)⑥的平衡正向移動(dòng)，則甲苯的選擇性大于苯的選擇性，故