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微专题37 新情景下的综合图象与突破
1.(2023·湖南·统考高考真题)向一恒容密闭容器中加入 和一定量的 ,发生反应:
。 的平衡转化率按不同投料比 随温度的变化曲线
如图所示。下列说法错误的是
A.
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】B.反应速率:
C.点a、b、c对应的平衡常数:
D.反应温度为 ,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
【答案】B
【解析】A.一定条件下,增大水的浓度,能提高CH 的转化率,即x值越小,CH 的转化率越大,则
4 4
,故A正确;
B.b点和c点温度相同,CH 的起始物质的量都为1mol,b点x值小于c点,则b点加水多,反应物浓度大,
4
则反应速率: ,故B错误;
C.由图像可知,x一定时,温度升高CH 的平衡转化率增大,说明正反应为吸热反应,温度升高平衡正向
4
移动,K增大;温度相同,K不变,则点a、b、c对应的平衡常数: ,故C正确;
D.该反应为气体分子数增大的反应,反应进行时压强发生改变,所以温度一定时,当容器内压强不变时,
反应达到平衡状态,故D正确;
答案选B。
2.(2023·山东·统考高考真题)一定条件下,化合物E和TFAA合成H的反应路径如下:
已知反应初始E的浓度为0.10molL-1,TFAA的浓度为0.08molL-1,部分物种的浓度随时间的变化关系如图
所示,忽略反应过程中的体积变化∙ 。下列说法正确的是 ∙
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.t 时刻,体系中有E存在
1
B.t 时刻,体系中无F存在
2
C.E和TFAA反应生成F的活化能很小
D.反应达平衡后,TFAA的浓度为0.08molL-1
【答案】AC ∙
【解析】一定条件下,化合物E和TFAA合成H的反应路径中,共发生三个反应:
①E+TFAA F ②F G ③G H+TFAA
t 之后的某时刻,H为0.02 mol·L-1,此时TFAA的浓度仍为0,则表明0.10mol·L-1E、起始时的
1
0.08mol·L-1TFAA、G分解生成的0.02 mol·L-1 TFAA全部参加反应,生成0.10mol·L-1F;在t 时刻,H为
2
0.08mol·L-1,TFAA为0.06mol·L-1,G为0.01 mol·L-1,则F为0.01 mol·L-1。
A.由图可知,反应0时刻后,TFAA的浓度由0.08mol/L降为0,说明E与TFAA反应极快,根据合成路线可
知,E与TFAA以1:1进行反应,E的起始浓度为0.1 mol/L,则反应后E的浓度降为0.02 mol/L,故t 时刻体
1
系中有E存在,A正确;
B.由分析可知,t 时刻,H为0.08mol·L-1,TFAA为0.06mol·L-1,G为0.01 mol·L-1,则F为0.01 mol·L-1,所以
2
体系中有F存在,B不正确;
C.t 之后的某时刻,H为0.02 mol·L-1,此时TFAA的浓度仍为0,表明此时E和TFAA完全反应生成F,所以
1
E和TFAA生成F的反应速率快,反应的活化能很小,C正确;
D.在t 时刻,H为0.08mol·L-1,TFAA为0.06mol·L-1,G为0.01 mol·L-1,F为0.01 mol·L-1,只有F、G全部转
2
化为H和TFAA时,TFAA的浓度才能为0.08mol·L-1,而G H+TFAA为可逆反应,所以反应达平衡后,TFAA
的浓度一定小于0.08mol·L-1,D不正确;
故选AC。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】1.化学反应速率、化学平衡图像解题思路
2.化学平衡图像题的解题技巧
(1)先拐先平。
在含量(转化率)—时间曲线中,先出现拐点的先达到平衡,说明该曲线表示的反应速率大,表示温度较高、
有催化剂、压强较大等。
(2)定一议二。
当图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系,有时还需要作辅助线。
(3)三步分析法。
一看反应速率是增大还是减小;二看v(正)、v(逆)的相对大小;三看化学平衡移动的方向。
一、解答该类题目要注意以下步骤:
第一步:识别图像类型。即明确横坐标和纵坐标的含义,理清线和点(平台、拆线、拐点等)的关系。
第二步:把握反应特点。即分析可逆反应化学方程式,观察物质的状态、气态物质分子数的变化(正反应
是气体分子数增大的反应,还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应,还是吸热反应)
等。
第三步:联想平衡原理。联想化学反应速率、化学平衡移动原理,特别是影响因素及使用前提条件等。
第四步:数形结合解答。图表与原理整合,逐项分析图表,重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反
应速率和化学平衡原理。
二、常见化学反应速率图像和化学平衡图像
1.化学反应速率图像及应用
(1)全程速率—时间图像
①如Zn与足量盐酸的反应,反应速率随时间的变化出现如图情况
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】原因解释:AB段(v渐大),因为该反应为放热反应,随着反应的进行,温度逐渐升高,导致反应速率逐渐
增大;BC段(v渐小),则主要原因是随着反应的进行,溶液中c(H+)逐渐减小,导致反应速率逐渐减小。要
抓住各阶段的主要矛盾,全面分析。
②分清正逆反应,分清各因素(浓度、温度、压强、催化剂)对反应速率和平衡移动的影响。
对于反应2SO (g)+O(g)2SO (g) ΔH<0,填写改变的条件:
2 2 3
t 时,增大反应物的浓度;
1
t 时,降低温度;
2
t 时,增大压强;
3
t 时,使用催化剂。
4
【规律方法】
①改变某一反应物或生成物的浓度条件,图像一点保持连续。
②改变温度、压强,两点突变。
③使用催化剂使正逆反应速率同等程度的增大而平衡不移动。
(2)物质的量(或浓度)—时间图像
分清反应物和生成物,浓度减小的为反应物,浓度增大的为生成物,分清消耗浓度和增加浓度,反应物的
消耗浓度和生成物的增加浓度之比,等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。举例分析如下:
甲:如图表示一定温度下,A、B、C三种气体物质的浓度随时间的变化情况,试回答:
①该反应的化学方程式为2A B+3C。
②反应物的转化率是40%。
③10 s内v(C)=0.12mol·L-1·s-1。
乙:某温度时,在定容(V L)容器中,X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】①由图像得出如下信息
A.反应物是X、Y,生成物Z;
B.t 时反应达到平衡,X、Y没有全部反应。
3
②根据图像可进行如下计算
A.某物质的平均反应速率、转化率,如:
v(X)= mol·(L·s)-1,
Y的转化率=×100%。
B.确定化学方程式中的化学计量数之比,如 X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n -n)∶(n -
1 3 2
n)∶n。
3 2
2.解答速率图像题的基本思路
(1)看面:搞清纵、横坐标所代表的意义,并与有关的原理相联系。
(2)看线:弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平所表示的含义。
(3)看点:弄清曲线上点的含义,特别是一些特殊点,如起点、终点、交点、折点、最高点、最低点。例如
在浓度—时间图上,一定要看清反应至终点时反应物的消耗量、生成物的增加量,并结合有关原理进行推
理判断。
(4)看变化趋势:在速率—时间图上,要注意看清曲线是连续的还是跳跃的,分清渐变和突变,大变和小变。
例如,升高温度,v 大增,v 小增;增大反应物浓度,v 突增,v 渐增。
吸 放 正 逆
3.常见化学平衡的图像类型
(1)浓度—时间图像
浓度—时间图像可以直观地反映每一时刻的浓度变化。
因此可用于列三段式或求解反应方程式中的化学计量数之比(化学计量数之比=浓度变化量之比)。
(2)速率—时间图像
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】此类图像定性揭示了v(正)、v(逆)随时间(含条件改变对化学反应速率的影响)变化规律,体现了平衡的“动、
等、定、变”的基本特征,以及平衡移动方向等。
(3)转化率(或含量)—时间关系图
该类图像主要看斜率的大小,斜率的大小反映速率的大小,可理解为“先拐先平数值大”,即图像先拐弯
的先达到平衡,对应的温度或压强大。
(4)恒压(温)线
(5)几种特殊的图像
①对于反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g) ΔH<0,M点前,表示反应未达到平衡,则v >v ;M点
正 逆
为平衡点;M点后为平衡受温度的影响情况。
②如图所示的曲线是在其他条件不变时,某反应物的最大转化率与温度的关系曲线,图中标出的 1、2、
3、4四个点,表示v >v 的点是3,表示v <v 的点是1,而2、4点表示v =v 。
正 逆 正 逆 正 逆
注意:该类图像在求解时,一定要先固定一个变量再探究物理量随另一变量的变化规律。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】(6)速率、平衡综合图像
温度为T时,对于密闭容器中的反应:
A(g)+B(g)C(s)+xD(g) ΔH>0
A、B、D物质的量浓度随时间的变化如图所示:
据此图可以分析出x的大小,某一段时间内的反应速率v(A)、v(B)或v(D),可以求出该温度下反应的平衡
常数,可以分析出15 min时的条件变化等。
4.化学平衡图像解读
(1)v-t图像解读
①看改变条件的一瞬间(t),若v′ 在v′ 上方,则平衡向正反应方向移动;反之,则平衡向逆反应方向移动。
1 正 逆
②若a、b重合为一点,则t 时刻改变的是某一物质的浓度。
1
③若a、b不重合,则t 时刻可能是改变了温度或压强。
1
④若v′ 和v′ 改变程度相同,即v′ =v′ ,平衡不移动,则t 时刻可能是使用了催化剂或是对反应前后气体
正 逆 正 逆 1
分子数不变的反应改变压强。
(2)物质的量(或浓度或转化率)与时间关系的图像解读
①每条曲线在转折点以前表示该条件下此反应未达平衡状态,转折点后表示已达平衡状态。
②先出现转折点的则先达到平衡。如图甲,压强为p 条件下先达平衡,可推知p >p ;图乙中,温度为T
1 1 2 2
条件下先达平衡,可推知T >T 。根据Y表示的意义,可推断反应前后气体的化学计量数之和的大小,或
2 1
判断正反应是吸热反应还是放热反应。
(3)等温(压)平衡曲线解读
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】①纵坐标Y可表示物质的量、浓度、转化率以及物质的量分数等含义。
②解题分析时,常需要作辅助线(对横坐标轴作垂线),若横坐标表示温度(或压强),则此辅助线为等温线
(或等压线)。
③如图丙所示,在曲线上的每个点(如B点)都达到平衡状态,若纵坐标表示反应物转化率,则有:
A点是非平衡状态,若要达到平衡,需降低转化率,即平衡要向逆反应方向移动,此点v <v ;
正 逆
C点是非平衡状态,若要达到平衡,需增大转化率,即平衡要向正反应方向移动,此点v >v ;
正 逆
处于平衡状态或非平衡状态的各点的反应速率,其大小主要由温度决定,故有v >v >v 。
C B A
(4)同一段时间内,不同温度下反应进程中某个量的图像解读
如图是不同温度下经过一段时间,某反应物的转化率与温度的关系。
①此图像表明该反应的正反应为放热反应。若正反应为吸热反应,则同一时间段内温度越高,平衡正向移
动程度越大,反应物的转化率越大,曲线应一直为增函数,与图像不符。
②T~T 段,反应未达到平衡,随温度升高,反应速率加快,反应物转化率增大。
1 2
③T 点表示反应达到平衡状态。
2
④T~T 段是随温度升高平衡向吸热反应方向移动的结果,T~T 段曲线上的点均为平衡点。
2 3 2 3
1.(2022·浙江·统考高考真题)在恒温恒容条件下,发生反应A(s)+2B(g) 3X(g),c(B)随时间的变化如
图中曲线甲所示。下列说法不正确的是
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率
B.从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率
C.在不同时刻都存在关系:2v(B)=3v(X)
D.维持温度、容积、反应物起始的量不变,向反应体系中加入催化剂,c(B)随时间变化关系如图中曲
线乙所示
【答案】C
【解析】A.图象中可以得到单位时间内的浓度变化,反应速率是单位时间内物质的浓度变化计算得到,
从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率,选项A正确;
B.b点处的切线的斜率是此时刻物质浓度除以此时刻时间,为反应物B的瞬时速率,选项B正确;
C.化学反应速率之比等于化学方程式计量数之比分析,3v(B)=2v(X),选项C不正确;
D.维持温度、容积不变,向反应体系中加入催化剂,平衡不移动,反应速率增大,达到新的平衡状态,
平衡状态与原来的平衡状态相同,选项D正确;
答案选C。
2.(2022·江苏·高考真题)乙醇-水催化重整可获得 。其主要反应为
,
,在 、 时,若仅考
虑上述反应,平衡时 和CO的选择性及 的产率随温度的变化如图所示。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】CO的选择性 ,下列说法正确的是
A.图中曲线①表示平衡时 产率随温度的变化
B.升高温度,平衡时CO的选择性增大
C.一定温度下,增大 可提高乙醇平衡转化率
D.一定温度下,加入 或选用高效催化剂,均能提高平衡时 产率
【答案】B
【解析】根据已知反应① ,反应②
,且反应①的热效应更大,温度升高的时候对反应①影响更
大一些,根据选择性的含义,升温时CO选择性增大,同时CO 的选择性减小,所以图中③代表CO的选择
2
性,①代表CO 的选择性,②代表H 的产率。
2 2
A.由分析可知②代表H 的产率,故A错误;
2
B.由分析可知升高温度,平衡时CO的选择性增大,故B正确;
C.一定温度下,增大 ,可以认为开始时水蒸气物质的量不变,增大乙醇物质的量,乙醇的平
衡转化率降低,故C错误;
D.加入 或者选用高效催化剂,不会影响平衡时 产率,故D错误;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】故选B。
1.(2023·湖南·高三统考专题练习)向一恒容密闭容器中加入 和一定量的 ,发生反应:
。 的平衡转化率按不同投料比 随温度的变化曲线
如图所示。下列说法错误的是
A.
B.反应速率:
C.点a、b、c对应的平衡常数:
D.反应温度为 ,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
【答案】B
【解析】A.一定条件下,增大水的浓度,能提高CH 的转化率,即x值越小,CH 的转化率越大,则
4 4
,故A正确;
B.b点和c点温度相同,CH 的起始物质的量都为1mol,b点x值小于c点,则b点加水多,反应物浓度大,
4
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】则反应速率: ,故B错误;
C.由图像可知,x一定时,温度升高CH 的平衡转化率增大,说明正反应为吸热反应,温度升高平衡正向
4
移动,K增大;温度相同,K不变,则点a、b、c对应的平衡常数: ,故C正确;
D.该反应为气体分子数增大的反应,反应进行时压强发生改变,所以温度一定时,当容器内压强不变时,
反应达到平衡状态,故D正确;
答案选B。
2.(2023·重庆渝中·重庆巴蜀中学校考模拟预测)1,2-二甲基环丙烷的顺反异构体可相互转化:
(顺式) (反式) ,该反应的速率方程为: (顺)和 (反),
和 分别为正、逆反应速率常数。 ℃时,加入顺式异构体发生反应,两种异构体的质量分数w随时间t
的变化如图所示。下列说法正确的是
A.反应速率: (正) (逆)
B.L点:转化率为50%,Q(浓度商)>K
C.升高温度, 、 增大倍数:
D. ℃时发生反应,测得 ,则
【答案】C
【解析】A.M和N点反应未达到平衡,则 (正) (逆), (正) (逆),反应过程中v(正)不断减小,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】则 (正)> (正),则 (正) (逆),故A错误;
B.L点时,顺1,2-二甲基环丙烷和逆1,2-二甲基环丙烷的质量分数相等,由方程式 (顺式)
(反式)可知,此时顺1,2-二甲基环丙烷转化了一半,转化率为50%,此时反应未达到平
衡,平衡正向进行,Q(浓度商)K,平衡向逆反应方向移动,则CO的消耗速率大于其生成速率,选
c
项A正确;
B.由分析可知,该反应为吸热反应,反应的ΔH>0,选项B错误;
C.温度是 K即 时,根据图像可知,lgc(CO)=1,c(CO)=10mol/L,K=c4(CO)=10000,选项C
错误;
D.反应的化学平衡常数K=c4(CO),平衡常数为温度函数,温度不变,平衡常数不变,则温度不变时,将R
点状态的容器体积扩大,重新达到平衡时,c(CO)不变,则气体的压强不变,选项D错误;
故选A。
5.(2023·海南省直辖县级单位·嘉积中学校考三模)在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中,主要发生反应
的热化学方程式如下:
反应I:CO (g)+4H (g) CH (g)+2H O(g) ΔH=-164.7 kJ·mol-1
2 2 4 2
反应II:CO (g)+H (g) CO(g)+H O(g) ΔH=+41.2 kJ·mol-1
2 2 2
反应III:2CO(g)+2H (g) CO (g)+CH (g) ΔH=-247.1 kJ·mol-1
2 2 4
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】向恒压、密闭容器中通入1 mol CO 和4 mol H ,平衡时CH 、CO、CO 的物质的量随温度的变化曲线如图所
2 2 4 2
示。则图中曲线A表示的物质是
A.CO B.CH C.CO D.无法确定
4 2
【答案】B
【解析】随着温度的升高,对于反应Ⅰ,平衡逆向移动,c(CH )减小,c(CO )增大;对于反应Ⅱ,平衡正向
4 2
移动,c(CO)增大,c(CO )减小;对于反应Ⅲ,平衡逆向移动,c(CH )、c(CO )减小,c(CO)增大,从图看,温
2 4 2
度升高,A的物质的量减小,由此判断曲线A为CH ,C的物质的量随温度升高而增大,则曲线C为CO,反
4
应Ⅰ、Ⅲ为放热反应,反应Ⅱ为吸热反应,升高温度时,要看温度对三个反应的影响程度,所以n(CO )可
2
以增大,可以减小,对应图中曲线B,故选B。
6.(2023·辽宁·校联考模拟预测)在600K下,按初始投料比 分别为1:1、1:2、1:3投料,
发生反应为 。测得不同压强下,CO平衡转化率如图所示。下列叙
述正确的是
A.曲线X代表起始投料比为1:1
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】B. ,该反应达到平衡状态
C.若其他条件不变,升高温度会使对应的曲线上移
D.m点对应的 的平衡转化率为60%
【答案】D
【解析】A.相同温度下,氢气投料越多,平衡向右移动,CO的平衡转化率越大,故曲线X代表1 : 3投料,
A项错误;
B.该反应达到平衡状态时,v (H )=2v (CH OH),B项错误;
正 2 逆 3
C.生成甲醇是放热反应,其他条件不变,升高温度,CO的平衡转化率降低,平衡曲线均下移,C项错误;
D.曲线Y代表1 : 2投料,即起始按化学计量数投料,则CO、H 的平衡转化率相等,D项正确;
2
故选D。
7.(2023·江苏扬州·统考三模)碳热还原氧化锌反应可用于循环制氢。碳热还原氧化锌的主要反应如下:
反应I ;
反应Ⅱ
在不同容器中分别发生反应I、反应Ⅱ,不同压强(P 或P )下分别达平衡时,两个反应中 随温
1 2
度变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A.压强大小:
B.在如图所示条件下,反应I可表示为
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】C.选择反应Ⅱ的 小于反应I的条件,将C与ZnO置于同一密闭容器中,碳热还原氧化锌
反应能顺利进行
D.一定条件下将C与ZnO置于同一密闭容器中反应,当 时,增大 的值,
可减少平衡时气体中 的含量
【答案】D
【解析】A.已知反应Ⅱ是一个正反应为气体体积增大的方向,即增大压强,平衡逆向移动,则同温下压
强越大, 越小,结合题干图示信息可知,压强大小: ,A错误;
B.由题干图示信息可知,压强相同的情况下,升高温度, 减小,说明升高温度,反应I的
平衡正向移动,则正反应是一个吸热反应,即在如图所示条件下,反应I可表示为
,B错误;
C.由题干图示信息可知,选择反应Ⅱ的 小于反应I的条件,将C与ZnO置于同一密闭容器
中,此时反应I的平衡常数为K= 在0.1~10左右,平衡常数很小,即碳热还原氧化锌反应不
能顺利进行,C错误;
D.一定条件下将C与ZnO置于同一密闭容器中反应,当 时,增大 的值,即
增大C的用量,促使进行反应Ⅱ,故可减少平衡时气体中 的含量,D正确;
故答案为:D。
8.(2023·江苏南通·海门中学校考模拟预测)飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。如何有
效消除NO成为环保领域的重要课题。某研究小组用新型催化剂对CO、NO催化转化进行研究,测得一段
时间内NO的转化率、CO剩余的百分率随温度变化情况如图所示。已知NO可发生下列反应:
反应I:
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】反应Ⅱ:
下列叙述不正确的是
A. ,
B.温度大于775K时,催化剂活性降低
C. 时,控制温度875K已可较好的去除NO
D.775K, 时,不考虑其他反应,该时刻
【答案】B
【解析】根据题意分析,图像表示的是一段时间内NO的转化率、CO剩余的百分率随温度变化情况,三角
形代表的是CO剩余的百分率,
A.根据反应Ⅱ的图像可以看出在775K时达到平衡状态,后随温度的升高NO的转化率下降,因此 ,
而反应I曲线走势来看应该是先升高后降低,因此 ,A正确;
B.在温度大于775K时,反应速率并没有减慢,说明催化剂活性没有降低,B错误;
C.根据图像可以看出 时,温度875K时NO的转化率已经很高,已经能够较好的去除NO,C正
确;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】D.根据表中数据775K时,CO转化率为30%, 利用三段式处理数据如下:
n(CO )=0.3mol, n(N )=0.15+0.05=0.2mol,因此 ,D正确;
2 2
故选B。
9.(2023·湖南长沙·长沙一中校考模拟预测)某研究小组以,Ag-ZSM为催化剂,在容积为1L的容器中,
相同时间下测得0.1molNO转化为 的转化率随温度变化如图所示[无CO时反应为
;有CO时反应为 ]。下列说法错误的是
A.Y点再通入CO、 各0.01mol,此时
B.X点可以通过更换高效催化剂提高NO转化率
C.达平衡后,其他条件不变,使 ,CO转化率上升
D.反应 的
【答案】A
【解析】A.由图中曲线Ⅱ可知,Y点为平衡点,NO的转化率为80%,根据已知条件列出“三段式”:
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】平衡常数 ,再通入CO、 各0.01mol,
,平衡正向移动,此时 ,故A错误;
B.X点未达到平衡,更换高效催化剂,能使反应速率加快,相同时间下测得NO的转化率增大,故B正确;
C.达平衡后,其他条件不变,使 ,相当于增大NO的浓度,平衡正向移动,CO的转化率上升,
故C正确;
D.由图中曲线Ⅱ可知,随着温度的升高,反应速率增大,相同时间内NO的转化率增大,当NO的转化率
最大时,说明反应达到平衡,继续升高温度,NO的转化率减小,说明平衡进向移动,该反应为放热反应,
反应 的 ,故D正确;
故选A。
10.(2023·重庆·校联考三模) 时,存在如下平衡: 。该反应正、逆反应速率与
的浓度关系为: , ( 是速率常数),且 与
的关系如图所示,下列说法正确的是
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.图中表示 的是线Ⅱ
B. 时,往刚性容器中充入一定量 ,平衡后测得 为 ,则平衡时
C. 时,该反应的平衡常数
D. 时向 恒容密闭容器中充入 ,某时刻 ,则此时 的转
化率为
【答案】C
【解析】因 ,则 ; ,同理可得:
,由函数关系可知 的斜率大于 ,结合图像可知线Ⅰ应为 ,
线Ⅱ应为 。
A.由以上分析可知线Ⅰ应为 ,故A错误;
B.由以上分析可知线Ⅱ应为 ,又 ,结合图像可知当 =0
时, =a,则 ,平衡后测得 为 ,则平衡时 ,故B错误;
C.线Ⅰ应为 , ,当 =0时, =a+2,则 ,
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】反应达到平衡状态时: , = =100,故C正确;
D.某时刻 ,此时 ,则此时 的转化率=
,故D错误;
故选:C。
1.(2023春·海南海口·高三海南中学校考阶段练习)向 刚性容器中投入 与 (足量)发生反
应: (相对分子质量:M大于N)。测得不同温度下 体积分数 随时间t
的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.
B.温度升高,容器内气体的密度减小
C. ,再投入 ,平衡时
D. , 内,
【答案】A
【解析】A.根据“先拐先平数值大”,由图可知,T ℃时反应先达到平衡,则T >T ,故A正确;
2 2 1
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】B.由图可知,T >T ,升高温度,平衡时B的体积分数增大,平衡正向移动,说明正反应为吸热反应,由
2 1
于相对分子质量:M>N,因此升高温度,更多的固体转变为气体,混合气体的总质量增大,而刚性容器体
积不变,所以容器内气体的密度增大,故B错误;
C.该反应为气体体积不变的反应,在T ℃达平衡时,n(B)=amol×30%=0.3amol,则平衡时
1
n(A)=amol-0.3amol=0.7amol,故C错误;
D.不用固体或纯液体来表示反应速率,因为固体或纯液体的浓度视为常数,故D错误;
故选A。
2.(2023·辽宁沈阳·统考三模)汽车尾气中NO产生的反应为: ,一定条件下,
等物质的量的 (g)和 (g)在恒容密闭容器中反应,如图曲线a表示该反应在温度T下 浓度随时间的变
化,曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时 浓度随时间的变化。下列说法中正确的是
A.温度T下,混合气体的密度不变,说明反应达平衡
B.温度T下,该反应的平衡常数
C.曲线a对应条件下,
D.曲线b对应的条件改变一定是升高温度
【答案】B
【解析】A.该反应是气体分子数不变得反应,反应前后气体的密度不变,不能作为平衡判断标志,故A
错误;
B.温度T下,平衡时N 、O 、NO的浓度分别为:c 、c 、2(c -c ),该反应的平衡常数
2 2 1 1 0 1
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】,故B正确;
C.曲线a对应条件下,d点没有平衡,正向进行, ,故C错误;
D.曲线b反应速率加快,平衡时N 浓度减小,若 改变的条件升高温度,故D错误;
2
故答案为B。
3.(2023·广东·校联考模拟预测)某温度下,向V L恒容密闭容器中通入4 mol X(g),发生反应:
①2X(g)=Y(g)+4Z(g),② 。反应体系中X、Y、Z的物质的量随时间t的变化曲线如图所示。下
列说法错误的是
A.25 min时,气体X反应完全
B.0~10 min内,气体X的平均反应速率为
C.25 min时,向该体系中仅通入1 mol 后,反应②的平衡不发生移动(保持其他条件不变)
D.该温度下,反应②的平衡常数 Lmol
【答案】D ⋅
【解析】A.由题干图像可知,25 min时,生成了2molY,根据反应方程①可知,消耗4molX,则气体X反
应完全,A正确;
B.由题干图像可知,0~10 min内生成了1.6molY,则消耗3.2molX,故气体X的平均反应速率为
= ,B正确;
C.由A项分析可知,反应①不可逆反应,故25 min时反应①进行完全,恒温恒容下向该体系中仅通入1
mol Y(g)后,反应②的平衡不发生移动(保持其他条件不变),C正确;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】D.由题干图像信息可知,25min时生成了2molY,同时反应①生成了8molZ,而Z的物质的量实际上最终
为1.6mol,说明反应②消耗了6.4mol,生成了3.2molM,该温度下,反应②的平衡常数
Lmol ,D错误;
⋅
故答案为:D。
4.(2023·山东·高三统考专题练习)乙酸甲酯催化醇解反应方程式为:
,已知
, ,其中 、 为速率常数,
为物质的量分数。己醇和乙酸甲酯按物质的量之比1∶1投料,测得348K、338K两个温度下乙酸甲酯转化
率 随时间 的变化关系如图所示,下列说法中错误的是
A.曲线①②中,曲线①对应的 更大
B.升高温度,该醇解平衡向正反应方向移动
C.a、b、c、d四点中, 与 差值最大的是b点
D.338K时,该反应的化学平衡常数为1
【答案】C
【解析】A.温度越高,反应速率越快, 值越大,根据分析以及图像可知,曲线①对应的 更大,故A
说法正确;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】B.由图可知,温度越高,乙酸甲酯转化率越高,反应正向进行程度变大,说明反应为吸热反应,故升高
温度,该醇解平衡向正反应方向移动,故B说法正确;
C. 、 是温度的函数,该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向进行, 受温度的影响较
大,因此升高温度, 增大程度大于 ,即 - 的值最大的是曲线①;据图像可知,a点是反应向正
方向进行,c点为平衡点,随着反应进行,v 逐渐减小,v 逐渐增大,因此四点中, 与 差值最大的
正 逆
是a点,故C说法错误;
D.338K时,令乙酸甲酯的物质的量为1mol,C H OH的物质的量为1mol,则达到平衡时,消耗乙酸甲酯、
6 13
C H OH的物质的量均为1mol×50%=0.5mol,则生成CH COOC H 和甲醇的物质的量为0.5mol,K=
6 13 3 6 13
,故D说法正确;
故选C。
5.(2023·河北·校联考三模)乙烯(C H )、丙烯(C H )、丁烯(C H )都是基础化工原料,这三种烯烃之间存在
2 4 3 6 4 8
下列三个反应:
反应Ⅰ:3C H (g) 4C H (g) H =+78kJ•mol-1
4 8 3 6 1
△
反应Ⅱ:2C H (g) 3C H (g) H =+117kJ•mol-1
3 6 2 4 2
△
反应Ⅲ:C H (g) 2C H (g) H
4 8 2 4 3
△
在恒压密闭容器中,反应达到平衡时,三种组分的物质的量分数随温度T的变化关系如图所示。
下列说法错误的是
A.反应Ⅲ的 H =+104kJ•mol-1
3
B.700K时,△反应Ⅱ的物质的量分数的平衡常数K≈2.22×10-2(以物质的量分数代替平衡浓度)
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】C.提高C H 的物质的量分数,需研发低温条件下活性好且耐高压的催化剂
4 8
D.超过700K后曲线a下降的原因可能是随着温度升高反应Ⅰ逆向移动,反应Ⅱ正向移动
【答案】D
【解析】A.根据盖斯定律可知,反应Ⅲ=(反应Ⅰ+反应Ⅱ ) ,得到
,A正确;
B. 反应达到平衡时,升高温度,反应Ⅰ、反应Ⅱ和反应Ⅲ的化学平衡均正向移动,即丁烯 的
物质的量分数在不断减少,丙烯 的物质的量分数先增加后减少,乙烯 的物质的量分数在不
断增加,故曲线a代表丙烯,曲线b代表丁烯,曲线c代表乙烯; 时,丁烯和乙烯的物质的量分数均
为0.2,丙烯的物质的量分数为0.6,反应Ⅱ的物质的量分数的平衡常数 ,B正确;
C.降低温度或增大压强,反应Ⅰ、反应Ⅱ和反应Ⅲ的化学平衡均逆向移动, 的物质的量分数增大,
故提高 的物质的量分数,需研发低温条件下活性好且耐高压的催化剂,C正确;
D.根据图中信息丁烯在不断减小,则超过700K后曲线a下降的原因可能是随着温度升高反应Ⅰ正向移动,
反应Ⅱ正向移动,反应Ⅱ正向移动的程度大于反应Ⅰ正向移动的程度,D错误。
故选D。
6.(2023春·重庆沙坪坝·高三重庆八中校考阶段练习)化学图像可以综合并直观地反应外界条件对化学反
应的影响,如图所示图像是描述外界条件对化学反应的进程或结果的影响,下列说法正确的是
A.图①表示 在 时扩大容器体积, 随时间变化的曲线
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】B.若图②中A、B、C三点表示反应 在不同温度、压强下NO的平衡转
化率,则压强最小的是点B,化学平衡常数最小的是A点
C.图③表示在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入 和 进行反应
,由图可知
D.图④表示工业合成氨平衡时 体积分数随起始 变化的曲线,则转化率:
【答案】A
【解析】A.图①中t 时刻v 突然减小,且到t 新平衡建立的时候,v 持续减小,说明平衡逆向移动,
1 逆 2 逆
,该反应的正反应为气体体积减小的放热反应,因此在t 时扩大容器体积,
1
即减压平衡逆向移动,故A正确;
B.由图②中图像可知,随着温度的升高NO的转化率下降,说明平衡逆向移动,则该反应的正向为放热反
应。A、B、C三点A点温度最低,此时平衡正向程度最大,K值最大,B点温度最高,则B点化学平衡常数
最小,故B错误;
C.图③表示在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入CO(g)和H (g)进行反应
2
,a点CO和H 转化率相同,当按照化学计量数之比投入时,两者转化率相
2
同,即a=2,故C错误;
D.图④中A、B两点是平衡时NH 体积分数相同的点,图中的最高点是N 和H 恰好按照方程式系数1∶3开
3 2 2
始反应的平衡点,A点H 过量,B点N 过量,因此氢气的转化率不会相同,故D错误;
2 2
答案为A。
7.(2023·浙江金华·模拟预测)利用传感技术可以探究压强对反应2NO (g) N O (g)的平衡移动的影响。
2 2 4
在25℃、100kPa条件下,向针筒中充入一定体积的NO 气体后密封,保持活塞位置不变。分别在t 、t 时
2 1 2
刻迅速移动活塞,保持活塞位置不变、测定针筒内气体压强变化如图所示。下列说法不正确的是
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.该反应的 H<0
B.B点NO 的△转化率为6%
2
C.反应速率:v(B)<v(E)
D.t ~t 过程压强变化的原因是:t 时压缩活塞,体积迅速减小,压强增大,平衡右移,使压强减小
2 3 2
至达到平衡
【答案】C
【解析】A.反应2NO (g) N O (g)为放热反应;△H<0;故A正确;
2 2 4
B.B点处NO 的转化率为 ;故B正确;
2
C.压强可影响化学反应速率,压强增大,化学反应加快,B点压强大于E点压强;所以v(B)>v(E);故C错
误;
D.t ~t 过程压强先增大后降低;所以t 时压缩活塞,体积迅速减小,压强增大,增大压强平衡正向移动,
2 3 2
使压强减小至达到平衡;故D正确;
故答案选C。
8.(2023·浙江·高三统考专题练习)某科研小组研究臭氧脱除 和NO工艺,反应原理如下:
反应I:
反应II:
已知:臭氧本身不稳定,适当的温度可以加速其分解反应: 。向容积一定的反应器中充
入含1.0molNO、 的模拟烟气和 ,改变温度,反应相同时间t后,体系中NO和 的转
化率如图所示,下列说法不正确的是
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】A.不能确定a点是平衡状态点
B.反应I的活化能小于反应II的活化能
C.e、d两点 转化率接近0,主要原因是 完全分解为
D.其他条件不变,缩小反应器的容积 单位时间内的转化率不变
【答案】D
【解析】A.由图可知,温度高于100℃,NO的转化率减小,原因可能是平衡逆向移动,也可能是 分解,
使反应I的反应速率减慢,相同时间内NO转化率减小,故A正确;
B.单位时间内转化率高,反应越快,活化能越小,由图可知相同时间内NO的转化率高于 ,则反应I
的活化能小于反应II,故B正确;
C.只有 完全分解了,NO、 才会接近不反应,故C正确;
D.其他条件不变,缩小反应器的容积,反应速率增大, 单位时间内的转化率会变大,故D错误;
故选:D。
9.(2023·全国·高三统考专题练习)脱除汽车尾气中的 和 包括以下两个反应:
①
②
将恒定组成的 和 混合气通入不同温度的反应器,相同时间内检测物质浓度,结果如下。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】已知: 的脱除率
下列分析不正确的是
A.低温不利于 和 的脱除
B. ,该时间段内几乎不发生反应①,主要发生反应②
C. ,该时间段内 的脱除率约为88%
D.高温下的主要脱除反应为:
【答案】B
【解析】A.根据图示,经过相同时间,容器中NO、CO的浓度较高,低温不利于 和 的脱除,故A
正确;
B. ,N O是反应①的生成物,N O是②的反应物,N 是反应②的产物,容器中有较高浓度的N ,说
2 2 2 2
明该时间段内一定发生反应①,故B错误;
C.根据 各物质的浓度,NO的初始浓度为 ,转化为氮气的NO
的浓度为 ,该时间段内 的脱除率约为 ,故C正确;
D.根据图示,高温条件下主要生成氮气和一氧化碳,高温下的主要脱除反应为:
,故D正确;
选B。
10.(2023·福建三明·统考模拟预测) ℃时,向1L密闭容器中充入10mol 和3mol ,发生反应:
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】部分物质的物质的量n(X)随时间变化曲线如图中实线所示。下列说法错误的是
A.曲线a代表
B.若 ,则0~3min内
C.平衡时, 的转化率
D.若 ,则虚线b可表示在 ℃时 的变化
【答案】D
【解析】A.由 可知,达到平衡时生成 的物质的量等于消耗
的量,故实线a是代表 随时间变化的曲线,A正确;
B.若 ,则0~3min内 ,根据速率之比等于系数之比,
所以 ,B正确;
C.平衡时,由图可知平衡时消耗 为 ,所以消耗氢气是 , 的转
化率 ,C正确;
D.此反应是放热反应,所以升高温度平衡左移,反应物的平衡量增大,但达到平衡需要的时间变短,D错
误;
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】故选D。
资料整理【淘宝店铺:向阳百分百】