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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.
微专题37 新情景下的综合图象与突破
1
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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CH4的转化率,即x 值越小,CH4的转化率越大,则
,故A 正确;
B.b 点和c 点温度相同,CH4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,
则反应速率:
,故B 错误;
C.由图像可知,x 一定时,温度升高CH4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
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0.10mol∙L-1,TFAA 的浓度为0.08mol∙L-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
2
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A.t1时刻,体系中有E 存在
B.t2时刻,体系中无F 存在
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0.08mol∙L-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
t1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
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t2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。
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t1时刻体
系中有E 存在,A 正确;
B.由分析可知,t2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
体系中有F 存在,B 不正确;
C.t1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
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t2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
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。
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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
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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2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,填写改变的条件:
t1时,增大反应物的浓度;
t2时,降低温度;
t3时,增大压强;
t4时,使用催化剂。
【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。
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①由图像得出如下信息
A.反应物是X、Y,生成物Z;
B.t3时反应达到平衡,X、Y 没有全部反应。
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(n1-n3)∶(n2-
n3)∶n2。
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 吸大增,v 放小增;增大反应物浓度,v 正突增,v 逆渐增。
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
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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 正>v 逆;M 点
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 正>v 逆的点是3,表示v 正<v 逆的点是1,而2、4 点表示v 正=v 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。
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(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(t1),若v′正在v′逆上方,则平衡向正反应方向移动;反之,则平衡向逆反应方向移动。
②若a、b 重合为一点,则t1时刻改变的是某一物质的浓度。
③若a、b 不重合,则t1时刻可能是改变了温度或压强。
④若v′正和v′逆改变程度相同,即v′正=v′逆,平衡不移动,则t1时刻可能是使用了催化剂或是对反应前后气体
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p1条件下先达平衡,可推知p1>p2;图乙中,温度为T2
条件下先达平衡,可推知T2>T1。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
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
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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 正<v 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 正>v 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vC>vB>vA。
(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。
②T1~T2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。
③T2点表示反应达到平衡状态。
④T2~T3段是随温度升高平衡向吸热反应方向移动的结果,T2~T3段曲线上的点均为平衡点。
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
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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。
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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CO2的选择性减小,所以图中③代表CO 的选择
性,①代表CO2的选择性,②代表H2的产率。
A.由分析可知②代表H2的产率,故A 错误;
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;
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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CH4的转化率,即x 值越小,CH4的转化率越大,则
,故A 正确;
B.b 点和c 点温度相同,CH4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,
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则反应速率:
,故B 错误;
C.由图像可知,x 一定时,温度升高CH4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
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,
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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,故B 错误;
C.该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则
、
增大倍数:
,故C 正确;
D.由图可知,T1℃反应达到平衡时,
(反式)的物质的量分数为70%,
(顺式)的物质的量
分数为30%,平衡常数K=
,该反应是放热反应,升高温度,K 值减小,K 可能为1,此时K=
=1,
,此时
,故D 错误;
故选C。
3.(2023 春·河北沧州·高三泊头市第一中学校联考阶段练习)在新型的催化剂(主要成分是
的合
金)、压强为
的条件下,利用
和
制备二甲醚(
),反应为
,实验测得CO 的平衡转化率和二甲醚的产率随温度的变化曲
线如图所示,下列有关说法错误的是
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A.该反应是一个放热反应
B.该反应在加热时应迅速升温到
C.温度高于
,
的产率降低,说明高温催化剂对副反应选择性好
D.增大压强可以提高
的产率
【答案】C
【解析】A.升高温度,CO 转化率下降,说明平衡逆向移动,逆向是吸热反应,则该反应是一个放热反应,
故A 正确;
B.根据图中信息升温在
时CO 转化率较高,
的产率最大,因此该反应在加热时应迅速升温到
,故B 正确;
C.温度高于
,
的产率曲线与CO 转化率曲线相接近,因此不是副反应的影响,而是升高温度,
平衡逆向移动,CO 转化率减小,
的产率减小,故C 错误;
D.该反应正反应是体积减小的反应,增大压强,平衡正向移动,可以提高
的产率,故D 正确。
综上所述,答案为C。
4.(2023·海南省直辖县级单位·嘉积中学校考模拟预测)在一定温度下,
和C 在一密闭容器中进行
反应:
,CO 的平衡浓度(mol/L)的对数
与温度的倒数
的
关系如图所示,下列说法中正确的是
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A.Q 点CO 的消耗速率大于其生成速率
B.该反应的
C.温度是
时,反应的平衡常数为1
D.温度不变,将R 点状态的容器体积扩大,重新达到平衡时,气体的压强减小
【答案】A
【解析】由化学方程式可知,该反应的化学平衡常数K=c4(CO),由图可知,随着
逐渐增大,lgc(CO)逐渐
减小,说明升高温度c(CO)增大,平衡向正反应方向移动,该反应为吸热反应。
A.由图可知,Q 点未达到平衡,其Qc>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
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:CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-164.7 kJ·mol-1
反应II:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2 kJ·mol-1
反应III:2CO(g)+2H2(g)
CO2(g)+CH4(g) ΔH=-247.1 kJ·mol-1
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向恒压、密闭容器中通入1 mol CO2和4 mol H2,平衡时CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化曲线如图所
示。则图中曲线A 表示的物质是
A.CO
B.CH4
C.CO2
D.无法确定
【答案】B
【解析】随着温度的升高,对于反应Ⅰ,平衡逆向移动,c(CH4)减小,c(CO2)增大;对于反应Ⅱ,平衡正向
移动,c(CO)增大,c(CO2)减小;对于反应Ⅲ,平衡逆向移动,c(CH4)、c(CO2)减小,c(CO)增大,从图看,温
度升高,A 的物质的量减小,由此判断曲线A 为CH4,C 的物质的量随温度升高而增大,则曲线C 为CO,反
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(CO2)可
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
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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 正(H2)=2v 逆(CH3OH),B 项错误;
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、H2的平衡转化率相等,D 项正确;
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(P1或P2)下分别达平衡时,两个反应中
随温
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
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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:
19
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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;
20
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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(CO2)=0.3mol, n(N2)=0.15+0.05=0.2mol,因此
,D 正确;
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”:
21
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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
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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
,
23
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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,T2℃时反应先达到平衡,则T2>T1,故A 正确;
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B.由图可知,T2>T1,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
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T1℃达平衡时,n(B)=amol×30%=0.3amol,则平衡时
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N2、O2、NO 的浓度分别为:c1、c1、2(c0-c1),该反应的平衡常数
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,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N2浓度减小,若
改变的条件升高温度,故D 错误;
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
L⋅mol
【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;
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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
L⋅mol
,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;
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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 正逐渐减小,v 逆逐渐增大,因此四点中,
与
差值最大的
是a 点,故C 说法错误;
D.338K 时,令乙酸甲酯的物质的量为1mol,C6H13OH 的物质的量为1mol,则达到平衡时,消耗乙酸甲酯、
C6H13OH 的物质的量均为1mol×50%=0.5mol,则生成CH3COOC6H13和甲醇的物质的量为0.5mol,K=
,故D 说法正确;
故选C。
5.(2023·河北·校联考三模)乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6)、丁烯(C4H8)都是基础化工原料,这三种烯烃之间存在
下列三个反应:
反应Ⅰ:3C4H8(g)
4C3H6(g) △H1=+78kJ•mol-1
反应Ⅱ:2C3H6(g)
3C2H4(g) △H2=+117kJ•mol-1
反应Ⅲ:C4H8(g)
2C2H4(g) △H3
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△H3=+104kJ•mol-1
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)
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C.提高C4H8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
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
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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t1时刻v 逆突然减小,且到t2新平衡建立的时候,v 逆持续减小,说明平衡逆向移动,
,该反应的正反应为气体体积减小的放热反应,因此在t1时扩大容器体积,
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H2(g)进行反应
,a 点CO 和H2转化率相同,当按照化学计量数之比投入时,两者转化率相
同,即a=2,故C 错误;
D.图④中A、B 两点是平衡时NH3体积分数相同的点,图中的最高点是N2和H2恰好按照方程式系数1 3∶开
始反应的平衡点,A 点H2过量,B 点N2过量,因此氢气的转化率不会相同,故D 错误;
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2NO2(g)
N2O4(g)的平衡移动的影响。
在25℃、100kPa 条件下,向针筒中充入一定体积的NO2气体后密封,保持活塞位置不变。分别在t1、t2时
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
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A.该反应的△H<0
B.B 点NO2的转化率为6%
C.反应速率:v(B)<v(E)
D.t2~t3过程压强变化的原因是:t2时压缩活塞,体积迅速减小,压强增大,平衡右移,使压强减小
至达到平衡
【答案】C
【解析】A.反应2NO2(g)
N2O4(g)为放热反应;△H<0;故A 正确;
B.B 点处NO2的转化率为
;故B 正确;
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.t2~t3过程压强先增大后降低;所以t2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,
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
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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。
32
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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.
,N2O 是反应①的生成物,N2O 是②的反应物,N2是反应②的产物,容器中有较高浓度的N2,说
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:
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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;
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故选D。
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