2019-2020年高考化學總復習 專題二十五 化學反應速率和化學平衡圖像類應用題專題演練.doc

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2019-2020年高考化學總復習 專題二十五 化學反應速率和化學平衡圖像類應用題專題演練 1.(xx安徽理綜，11)汽車尾氣中，NO產(chǎn)生的反應為：N2(g)＋O2(g)2NO(g)，一定條件下，等物質(zhì)的量的N2(g)和O2(g)在恒容密閉容器中反應，下圖曲線a表示該反應在溫度T下N2的濃度隨時間的變化，曲線b表示該反應在某一起始反應條件改變時N2的濃度隨時間的變化。下列敘述正確的是(　　) A．溫度T下，該反應的平衡常數(shù)K＝ B．溫度T下，隨著反應的進行，混合氣體的密度減小 C．曲線b對應的條件改變可能是加入了催化劑 D．若曲線b對應的條件改變是溫度，可判斷該反應的ΔH<0 2．(xx江蘇化學，15)在體積均為1.0 L的兩恒容密閉容器中加入足量的相同的碳粉，再分別加入0.1 mol CO2和0.2 mol CO2，在不同溫度下反應CO2(g)＋C(s)2CO(g)達到平衡，平衡時CO2的物質(zhì)的量濃度c(CO2)隨溫度的變化如圖所示(圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ點均處于曲線上)。下列說法正確的是(雙選)(　　) A．反應CO2(g)＋C(s)===2CO(g)的ΔS＞0、ΔH＜0 B．體系的總壓強p總：p總(狀態(tài)Ⅱ)＞2p總(狀態(tài)Ⅰ) C．體系中c(CO)：c(CO，狀態(tài)Ⅱ)＜2c(CO，狀態(tài)Ⅲ) D．逆反應速率v逆：v逆(狀態(tài)Ⅰ)＞v逆(狀態(tài)Ⅲ) 3．[xx山東理綜，30(1)(2)]合金貯氫材料具有優(yōu)異的吸放氫性能，在配合氫能的開發(fā)中起著重要作用。 (1)一定溫度下，某貯氫合金(M)的貯氫過程如圖所示，縱軸為平衡時氫氣的壓強(p)，橫軸表示固相中氫原子與金屬原子的個數(shù)比(H/M)。 在OA段，氫溶解于M中形成固溶體MHx，隨著氫氣壓強的增大，H/M逐漸增大；在AB段，MHx與氫氣發(fā)生氫化反應生成氫化物MHy，氫化反應方程式為：zMHx(s)＋H2(g)zMHy(s)　ΔH1(Ⅰ)；在B點，氫化反應結束，進一步增大氫氣壓強，H/M幾乎不變。反應(Ⅰ)中z＝________(用含x和y的代數(shù)式表示)。溫度為T1時，2 g某合金4 min內(nèi)吸收氫氣240 mL，吸氫速率v＝________ mLg－1min－1。反應的焓變ΔH1________0(填“>”“<”或“＝”)。 (2)η表示單位質(zhì)量貯氫合金在氫化反應階段的最大吸氫量占其總吸氫量的比例，則溫度為T1、T2時，η(T1)________η(T2)(填“>”“<”或“＝”)。當反應(Ⅰ)處于圖中a點時，保持溫度不變，向恒容體系中通入少量氫氣，達平衡后反應(Ⅰ)可能處于圖中的________點(填“b”“c”或“d”)，該貯氫合金可通過________或________的方式釋放氫氣。 4．[xx課標全國Ⅰ，28(3)]乙醇是重要的有機化工原料，可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產(chǎn)。回答下列問題： 下圖為氣相直接水合法中乙烯[C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)　ΔH＝－45.5 kJmol－1]的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關系 (其中nH2O∶nC2H4＝1∶1)。 ①列式計算乙烯水合制乙醇反應在圖中A點的平衡常數(shù)Kp＝________(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓物質(zhì)的量分數(shù))。 ②圖中壓強p1、p2、p3、p4的大小順序為______________，理由是______________________________________________________。 ③氣相直接水合法常用的工藝條件為：磷酸/硅藻土為催化劑，反應溫度290 ℃、壓強6.9 MPa，n(H2O)∶n(C2H4)＝0.6∶1。乙烯的轉(zhuǎn)化率為5%。若要進一步提高乙烯的轉(zhuǎn)化率，除了可以適當改變反應溫度和壓強外，還可以采取的措施有________、________。 題型集訓25　化學反應速率和化學平衡圖像類應用題 一年模擬試題精練 1.(xx湖北部分重點中學聯(lián)考)如圖表示一定條件下反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0的反應速率與反應過程的曲線關系圖。下列說法正確的是(　　) A．氨氣的體積分數(shù)最高的一段時間為t5～t6。 B．t2～t3和t3～t4時間段氨氣的體積分數(shù)相等 C．t1時刻改變的條件是降低溫度 D．t4～t5時間段平衡向正反應方向移動 2. (xx北師大附中月考)如圖表示可逆反應A(g)＋3B(g)2C(g)　ΔH＜0達平衡后，改變某一反應條件，反應速率隨時間變化的情況，根據(jù)曲線判斷下列說法中正確的是(　　) A．t1時降低了溫度，平衡向正反應方向移動 B．t1時增大了壓強，平衡向正反應方向移動 C．t1時增大了A的濃度，同時減小了C的濃度，平衡向正反應方向移動 D．t1時可能使用了催化劑 3．(xx貴陽聯(lián)考)工業(yè)合成氨的正反應是放熱反應，下列關于反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的圖像中，錯誤的是(　　) 4．(xx安陽聯(lián)考)把1 mol CO2和3 mol H2通入1 L 的密閉容器中，在某溫度下發(fā)生反應：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.0 kJmol－1。測得CO2和CH3OH的濃度隨時間的變化如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．3 min時，v正＝v逆 B．0～10 min內(nèi)，H2的平均反應速率為2.25 molL－1min－1 C．該溫度下，反應的平衡常數(shù)K＝5.3 D．若升高溫度，則CO2的轉(zhuǎn)化率大于75% 5．(xx合肥質(zhì)檢)汽車尾氣中含有CO、NO2等有毒氣體，對汽車加裝尾氣凈化裝置，可使有毒氣體相互反應轉(zhuǎn)化為無毒氣體。 (1)4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g) ΔH＝－1 200 kJmol－1 對于該反應，溫度不同(T2＞T1)、其他條件相同時，下列圖像正確的是________(填代號)。 (2)汽車尾氣中CO與H2O(g)在一定條件下可以發(fā)生反應：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＜0。 820 ℃時在甲、乙、丙三個恒容密閉容器中，起始時按照下表進行投料，達到平衡狀態(tài)，K＝1.0。 起始物質(zhì)的量 甲 乙 丙 n(H2O)/mol 0.10 0.20 0.20 n(CO)/mol 0.10 0.10 0.20 ①該反應的平衡常數(shù)表達式為______________________________。 ②平衡時，甲容器中CO的轉(zhuǎn)化率是________。比較下列容器中CO的轉(zhuǎn)化率：乙________甲；丙________甲(填“＞”、“＝”或“＜”)。 ③丙容器中，通過改變溫度，使CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，則溫度________(填“升高”或“降低”)，平衡常數(shù)K________(填“填大”、“減小”或“”不變)。 參考答案 題型集訓25　化學反應速率和化學平衡圖像類應用題 【兩年高考真題演練】 1．A　[A項，在溫度T下，由曲線a可知，達到平衡后N2、O2、NO的濃度分別為c1 mol/L、c1 mol/L 、2(c0－c1) mol/L，所以該反應的平衡常數(shù)K＝ ，正確；B項，反應前后，混合氣體的體積與質(zhì)量都沒有發(fā)生改變，所以混合氣體的密度不變，錯誤；C項，加入催化劑只改變反應速率而不改變反應的轉(zhuǎn)化率，若加入催化劑達到平衡后，c(N2)應與曲線a對應的平衡濃度相同，錯誤；D項，若曲線b對應的條件改變是溫度，由于曲線b相對于曲線a先達到了平衡，故應該為升溫，升高溫度，N2的平衡濃度減小，說明平衡向正向移動，該反應為吸熱反應，ΔH>0，錯誤。] 2．BC　[A項，CO2(g)＋C(s)===2CO(g)氣體的物質(zhì)的量增加的反應，故ΔS>0，觀察圖像知，隨著溫度的升高，c(CO2)減小，平衡為正移，則ΔH＞0，錯誤；B項，Ⅰ所在d曲線表示的是通入0.1 mol CO2的變化過程，此時 此時氣體總的物質(zhì)的量為0.12 mol， Ⅱ所在曲線表示的是通入0.2 mol CO2的變化過程，此時 此時氣體總的物質(zhì)的量為0.32 mol，此時Ⅱ中氣體總物質(zhì)的量大于Ⅰ中氣體總物質(zhì)的量的2倍，且Ⅱ的溫度高，氣體體積膨脹，壓強又要增大，則p總(狀態(tài)Ⅱ)>2p總(狀態(tài)Ⅰ)，正確；C項，狀態(tài)Ⅱ和Ⅲ，溫度相同，Ⅱ中CO2的投料量是Ⅲ中CO2投料量的2倍，若恒容時兩平衡等效，則有c(CO，狀態(tài)Ⅱ)＝2c(CO，狀態(tài)Ⅲ)，但成比例增加投料量，相當于加壓，平衡向逆反應方向移動，所以c(CO，狀態(tài)Ⅱ)<2c(CO，狀態(tài)Ⅲ)，正確；D項，狀態(tài)Ⅰ和Ⅲ相比，Ⅲ的溫度高，反應速率快，所以v逆(狀態(tài)Ⅲ)>v逆(狀態(tài)Ⅰ)，錯誤。] 3．解析　(1)根據(jù)H原子守恒得zx＋2＝zy，則z＝。由題中所給數(shù)據(jù)可知吸氫速率v＝240 mL2 g4 min＝30 mLg－1min－1。由圖像可知，T1 η(T2)。處于圖中a點時，保持溫度不變，向恒容體系中通入少量氫氣，H2 濃度增大，平衡正向移動，一段時間后再次達到平衡，此時H/M增大，故可能處于圖中的c點。由氫化反應方程式及圖像可知，這是一個放熱的氣體體積減小的反應，根據(jù)平衡移動原理，要使平衡向左移動釋放H2 ，可改變的條件是：升溫或減壓。 答案　(1)　30　<　(2)>　c　加熱　減壓 4．解析?、僭O開始充入的原料氣中，C2H4(g)和H2O(g)的物質(zhì)的量均為n。 　　　C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g) 開始(mol) n n 0 轉(zhuǎn)化(mol) 20%n 20%n 20%n 平衡(mol) 80%n 80%n 20%n 平衡混合氣中C2H4(g)、H2O(g)、C2H5OH(g)的物質(zhì)的量分數(shù)依次為：、、。 根據(jù)題意，將數(shù)據(jù)代入化學平衡常數(shù)表達式，Kp＝。 ②C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)是一個氣體體積減小的反應，相同溫度下，增大壓強，平衡向正反應方向移動，C2H4的轉(zhuǎn)化率提高，所以p4>p3>p2>p1。 ③依據(jù)反應特點及平衡移動原理，提高乙烯轉(zhuǎn)化率還可以增大H2O與C2H4的比例，或?qū)⒁掖技皶r液化分離出去等。 答案?、伲剑剑?.07(MPa)－1 ②p4>p3>p2>p1　反應分子數(shù)減少，相同溫度下，壓強升高，乙烯轉(zhuǎn)化率提高 ③將產(chǎn)物乙醇液化移去　增加nH2O∶nC2H4比 【一年模擬試題精練】 1．B　[由于t1～t2，t4～t5時間段平衡均向逆反應方向移動，故氨氣體積分數(shù)最高的時間段應該是0～t1，A、D錯誤；t3～t4時間段平衡沒有移動，B正確；溫度降低，正、逆反應速率均減小，而t1時刻正、逆反應速率均增大，故C錯誤。] 2．C　[根據(jù)圖像可知，t1時刻正反應速率突然增大，達到新平衡后正反應速率比第一次平衡時小，說明t1時刻逆反應速率減小，不可能是改變了溫度、壓強或使用了催化劑。] 3．C　[由合成氨的反應可以判斷，達平衡后升高溫度，平衡逆向移動，v逆＞v正，NH3的體積百分含量減小，A、B正確，C錯誤；增大壓強，平衡正向移動，NH3的體積百分含量增大，D正確。] 4．C　[ 　　　　CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) 起始(mol/L)　1　　　 3 　　　　　0 　　　　　0 轉(zhuǎn)化(mol/L)　0.75　　2.25　　　　0.75 　　　0.75 平衡(mol/L)　0.25　　0.75　　　　0.75 　　　0.75 則0～10 min內(nèi)，v(H2)＝＝0.225 molL－1min－1，B錯誤；K＝＝≈5.3，C正確；3 min時，未達到平衡狀態(tài)，v正≠v逆，A錯誤；該反應為放熱反應，升高溫度平衡向左移動，CO2的轉(zhuǎn)化率降低，D錯誤。] 5．解析　(1)4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g)　ΔH＜0，該反應是放熱反應，當升高溫度時，正、逆反應速率都增大，甲中正反應速率在剛升溫至T2時沒有增大，故錯誤；升高溫度，化學平衡逆向移動，CO的濃度增大，CO的體積分數(shù)增大，故丙不正確。 (2)①甲容器中起始時n(CO2)＝n(H2O)＝0.10 mol，根據(jù)平衡常數(shù)計算可得到CO的轉(zhuǎn)化率為50%。②乙容器中起始時n(H2O)＝0.20 mol，相當于在甲容器中增大c(H2O)，平衡正向移動，n(CO)減少，CO的轉(zhuǎn)化率增大；丙容器中起始時n(CO)＝n(H2O)＝0.20 mol，相當于兩個甲容器中的量，假設兩個甲容器合二為一，反應到達平衡后，縮小體積至一半變成丙容器，相當于對體系加壓，平衡不移動，CO的轉(zhuǎn)化率不變化。③丙容器中改變溫度，CO的轉(zhuǎn)化率增大說明平衡正向移動，正反應為放熱反應，故需降低溫度；平衡正向移動，生成物的濃度增大，反應物的濃度減小，故K增大。 答案　(1)乙　(2)①K＝?、?0%?。尽。? ③降低　增大