2025年高考二輪復(fù)習(xí)化學(xué)選擇題熱點(diǎn)練10多平衡體系圖像及分析3

10.多平衡體系圖像及分析(分值:21分)學(xué)生用書P269(選擇題每小題3分)1.(2024·浙江溫州一模)已知HCOOH水溶液在密封石英管中的分解反應(yīng):Ⅰ.HCOOHCO+H2OK1Ⅱ.HCOOHCO2+H2K2T溫度下,在密封石英管內(nèi)完全充滿1.0mol·L1HCOOH水溶液,使HCOOH分解,分解產(chǎn)物均完全溶于水。含碳物種濃度與反應(yīng)時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示(忽略碳元素的其他存在形式)。下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是()A.混合體系達(dá)平衡后:c(CO2)·c(H2)>c(CO)B.活化能:反應(yīng)Ⅰ<反應(yīng)ⅡC.c(CO)濃度變小的原因是CO2的生成導(dǎo)致反應(yīng)Ⅰ平衡逆向移動(dòng)D.c(HCOOH)可降為0答案:D解析:根據(jù)圖像可知混合體系達(dá)平衡后,c(CO2)·c(H2)>c(CO),A正確;根據(jù)圖像可知,CO濃度達(dá)到最大值時(shí)表明反應(yīng)Ⅰ達(dá)平衡,此時(shí)CO2濃度未達(dá)最大值,即反應(yīng)Ⅱ尚未達(dá)平衡狀態(tài),說(shuō)明反應(yīng)Ⅰ的反應(yīng)速率大于反應(yīng)Ⅱ,即活化能:反應(yīng)Ⅰ<反應(yīng)Ⅱ,B正確;根據(jù)圖中CO2和CO濃度變化,即反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ可知,c(CO)濃度變小的原因是CO2的生成導(dǎo)致反應(yīng)Ⅰ平衡逆向移動(dòng),C正確;過(guò)程Ⅰ和Ⅱ均為可逆過(guò)程,則c(HCOOH)不可能降為0,D錯(cuò)誤。2.(2024·江蘇泰州一模調(diào)研)二甲醚和水蒸氣制氫氣可作為燃料電池的氫能源,發(fā)生的主要反應(yīng)如下:反應(yīng)ⅠCH3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g)ΔH1>0反應(yīng)ⅡCH3OH+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)ΔH2>0反應(yīng)ⅢCO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH3>0在恒壓下,將一定比例的二甲醚和水蒸氣混合后,以一定流速通過(guò)裝有催化劑的反應(yīng)器,反應(yīng)相同時(shí)間測(cè)得的CH3OCH3實(shí)際轉(zhuǎn)化率、CO2實(shí)際選擇性與CO2平衡選擇性隨溫度的變化如圖所示。CO2的選擇性=n生成(CO2)A.曲線a表示CH3OCH3實(shí)際轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化B.200℃時(shí),反應(yīng)Ⅱ的速率大于反應(yīng)Ⅲ的速率C.適當(dāng)增加n起始(H2OD.一定溫度下,若增大壓強(qiáng),CO的平衡產(chǎn)量不變答案:D解析:根據(jù)常理可知,CO2實(shí)際選擇性與CO2平衡選擇性隨溫度的變化的走勢(shì)應(yīng)該相同,故可知曲線b為CO2實(shí)際選擇性,則曲線a為CH3OCH3實(shí)際轉(zhuǎn)化率。根據(jù)上述分析可知曲線a為CH3OCH3實(shí)際轉(zhuǎn)化率,A正確;在200℃時(shí),CO2實(shí)際選擇性大于其平衡選擇性,可知此溫度下,反應(yīng)Ⅱ的速率大于反應(yīng)Ⅲ,B正確;適當(dāng)增加n起始(H2O)n起始(CH3OCH3)的量,會(huì)促進(jìn)CH3OCH3的轉(zhuǎn)化,還能使反應(yīng)Ⅱ正向進(jìn)行,反應(yīng)Ⅲ逆向進(jìn)行,3.(2024·黑龍江大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬)某溫度下,向VL恒容密閉容器中通入4molX(g),發(fā)生反應(yīng):①2X(g)Y(g)+4Z(g),②2Z(g)M(g)。反應(yīng)體系中X、Y、Z的物質(zhì)的量隨時(shí)間t的變化曲線如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.25min時(shí),生成了3.2molMB.0~10min內(nèi),氣體X的平均反應(yīng)速率為0.32Vmol·L1C.該溫度下,反應(yīng)②的平衡常數(shù)K=2VD.25min時(shí)保持其他條件不變,再向體系中通入1molY(g)后,反應(yīng)②的平衡不移動(dòng)答案:C解析:反應(yīng)①不是可逆反應(yīng),由圖可知,25min時(shí)n(X)=0mol,即25min時(shí),4mol氣體X反應(yīng)完全,生成8molZ,據(jù)圖知此時(shí)剩下1.6molZ,因此反應(yīng)②消耗Δn(Z)=(81.6)mol=6.4mol,則生成了12×Δn(Z)=3.2molM,A正確;由圖可知,0~10min內(nèi)v(Y)=ΔnVΔt=1.6molVL×10min=0.16Vmol·L1·min1,反應(yīng)為2X(g)Y(g)+4Z(g),則v(X)=2v(Y)=0.32Vmol·L1·min1,B正確;反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)n(Y)=2mol,n(Z)=1.6mol,則Δn(Z)=2mol×41.6mol=6.4mol,反應(yīng)②為2Z(g)M(g),所以n(M)=12×Δn(Z)=3.2mol,反應(yīng)②的平衡常數(shù)K=c(M)c2(Z)=3.2V(1.6V)24.(2024·江蘇鹽城一模)CH3OH可作大型船舶的綠色燃料。工業(yè)上用CO2制備CH3OH的原理如下:反應(yīng)1:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=49.5kJ·mol1反應(yīng)2:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ·mol1分別在3MPa、5MPa下,將n起始(CO2)∶n起始(H2)=1∶3的混合氣體置于密閉容器中,若僅考慮上述反應(yīng),不同溫度下反應(yīng)體系達(dá)到平衡時(shí),CO2轉(zhuǎn)化率(α)、產(chǎn)物選擇性(S)的變化如圖所示。已知:S(CH3OH或CO)=n(CH3OH或A.反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)ΔH<49.5kJ·mol1B.350℃后,不同壓強(qiáng)下α(CO2)接近相等的原因?yàn)橹苽溥^(guò)程以反應(yīng)1為主C.250℃時(shí),反應(yīng)2的平衡常數(shù)K=1D.250℃、5MPa下,n起始(CO2)∶n起始(H2)=1∶3的混合氣體在催化下反應(yīng)一段時(shí)間α(CO2)達(dá)到P點(diǎn)的值,延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間α(CO2)可能達(dá)到20%答案:B解析:氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)會(huì)放出熱量,放熱反應(yīng)的焓變小于0,故反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)ΔH<49.5kJ·mol1,A正確;反應(yīng)1是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),α(CO2)減小,反應(yīng)2是吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡正向移動(dòng),α(CO2)增大,350℃后,不同壓強(qiáng)下α(CO2)接近相等的原因?yàn)橹苽溥^(guò)程以反應(yīng)2為主,B錯(cuò)誤;由圖可知,250℃、3MPa下生成CH3OH、CO的選擇性(S)均為50%,平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為20%,設(shè)n起始(CO2)=1mol,n起始(H2)=3mol,則平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化量為1mol×20%=0.2mol,生成n(CH3OH)=n(CO)=0.2mol×50%=0.1mol,建立三段式:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)n0/mol 1 3 0 0Δn/mol 0.1 0.3 0.1 0.1n平/mol 0.8 2.6 0.1 0.2CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)n0/mol 1 3 0 0Δn/mol 0.1 0.1 0.1 0.1n平/mol 0.8 2.6 0.1 0.2設(shè)體積為V,則此時(shí)反應(yīng)2的平衡常數(shù)K=c(CO)·c(H2O)c(CO2)·c(H2)=0.1V×0.2V0.8V×2.6V=1104,C5.(2024·遼寧錦州質(zhì)檢)已知可逆反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g),NO2和N2O4的消耗速率與其濃度存在如下關(guān)系:v消(NO2)=kac2(NO2),v消(N2O4)=kbc(N2O4)(其中ka、kb是只與溫度有關(guān)的常數(shù)),一定溫度下,消耗速率與濃度的關(guān)系圖像如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.曲線Y表示NO2消耗速率與濃度的關(guān)系B.圖中A點(diǎn)表示反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)C.縮小容器的容積,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),氣體的顏色變淺D.若某溫度時(shí)ka=kb,則該溫度下平衡常數(shù)K=0.5答案:D解析:由速率方程可知,曲線X表示二氧化氮消耗速率與濃度關(guān)系、曲線Y表示四氧化二氮消耗速率與濃度關(guān)系,A錯(cuò)誤;由方程式可知,二氧化氮的消耗速率是四氧化二氮的消耗速率2倍時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡,由圖可知,A點(diǎn)二氧化氮的消耗速率與四氧化二氮的消耗速率相等,則A點(diǎn)正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,反應(yīng)未達(dá)到平衡,B錯(cuò)誤;縮小容器的容積,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),NO2氣體的濃度增大,氣體的顏色變深,因平衡正向移動(dòng),氣體顏色變淺,但比原來(lái)深,C錯(cuò)誤;v消(NO2)=kac2(NO2),則v生(NO2)=2v消(N2O4)=2kbc(N2O4),平衡時(shí),v消(NO2)=kac2(NO2)=v生(NO2)=2kbc(N2O4),若某溫度時(shí)ka=kb,則該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)K=ka2kb6.(2024·山東德州高考適應(yīng)性練習(xí)二)丙烯腈()是一種重要的化工原料,以為原料合成丙烯腈的過(guò)程如下:向密閉容器中通入一定量的和NH3(g),測(cè)得平衡時(shí)體系中含碳物質(zhì)(乙醇除外)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)[如:丙烯腈的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)=n(丙烯腈)n(除乙醇外的含碳物質(zhì))A.“脫水”反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B.低于225℃時(shí),“腈化”過(guò)程轉(zhuǎn)化率低C.a點(diǎn)的轉(zhuǎn)化率為51%D.b點(diǎn)H2O和C2H5OH的物質(zhì)的量之比為3∶1答案:B解析:由圖可知,一定范圍內(nèi)隨著溫度升高,平衡時(shí)的含量增加,則說(shuō)明“脫水”反應(yīng)正向進(jìn)行,反應(yīng)為吸熱反應(yīng),A正確。低于225℃時(shí),含碳產(chǎn)物中沒有,說(shuō)明幾乎完全轉(zhuǎn)化為,則“腈化”過(guò)程轉(zhuǎn)化率高,B錯(cuò)誤。由轉(zhuǎn)化可知,1分子生成1分子要脫去1分子水,生成1分子要脫去2分子水、1分子乙醇;由圖可知,假設(shè)a點(diǎn)、、分別為0.49mol、0.49mol、0.02mol,則初始共0.49mol+0.49mol+0.02mol=1.0mol,共消耗0.49mol+0.02mol=0.51mol,則的轉(zhuǎn)化率為51%,C正確。b點(diǎn)為和物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相等,由轉(zhuǎn)化可知,生成1分子要脫去1分子水,生成1分子要脫去2分子水、1分子乙醇;假設(shè)和均為1mol,則共脫去1mol+2mol=3mol水、1mol乙醇,故H2O和C2H5OH的物質(zhì)的量之比為3∶1,D正確。7.(2024·江蘇蘇錫常鎮(zhèn)四市一模)采用熱分解法脫除沼氣中的H2S過(guò)程中涉及的主要反應(yīng)為反應(yīng)Ⅰ:2H2S(g)2H2(g)+S2(g)ΔH1=169.8kJ·mol1反應(yīng)Ⅱ:CH4(g)+S2(g)CS2(g)+2H2(g)ΔH2=63.7kJ·mol1保持100kPa不變,將H2S與CH4按2∶1體積比投料,并用N2稀釋,在不同溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),所得H2、S2與CS2的體積分?jǐn)?shù)如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A.反應(yīng)2H2S(g)+CH4(g)CS2(g)+4H2(g)的ΔH=106.1kJ·mol1B.曲線Y代表的是CS2的平衡體積分?jǐn)?shù)C.高于1050℃時(shí),H2S平衡轉(zhuǎn)化率與CH4平衡轉(zhuǎn)化率的差值隨溫度升高而減小D.1050℃下反應(yīng),增大體系的壓強(qiáng),平衡后H2的體積分?jǐn)?shù)可能達(dá)到0.07答案:C解析:根據(jù)反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ,利用蓋斯定律可得:2H2S(g)+CH4(g)CS2(g)+4H2(g)ΔH=+233.5kJ·mol1,A錯(cuò)誤;將H2S與CH4按2∶1體積比投料,并用N2稀釋,在不同溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),由于S2是反應(yīng)Ⅰ的生成物同時(shí)又是反應(yīng)Ⅱ的反應(yīng)物,因此曲線Y代表的是S2的平衡體積分?jǐn)?shù)。950~1050℃時(shí),以反應(yīng)Ⅰ為主,