22 平衡图像专练(学生版) 备战2020高考化学二轮主观题必刷题集最新修正版

专题22平衡图像专练i.二甲醚(ch3och3)重整制取h2，具有无毒、无刺激性等优点。回答下列问题:⑴CH3OCH3和O2发生反应I：CH3OCH3(g)+1/2O2(g)=2CO(g)+3H2(g)△H已知：CH3OCH3(g)-CO(g)+H2(g)+CH4(g)△H1CH4(g)+3/2O2(g)=CO(g)+2H2O(g)△H2H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H保持温度和压强不变，分别按不同进料比通入CH3OCH3和02,发生反应I。测得平衡时H2的体积百分含量与进料气中n(O2)/n(CH3OCH3)的关系如图所示。当n(O2)/n(CH3OCH3)>0.6时，H2的体积百分含量快速降低，其主要原因是(填标号)降低，其主要原因是(填标号)。过量的02起稀释作用山体飙n分含昼事过量的02与H2发生副反应生成H2OC.n(O2)/n(CH3OCH3)>0.6平衡向逆反应方向移动(2)TC时，在恒容密闭容器中通入CH3OCH3，发生反应II：CH3OCH3(g)^CO(g)+H2(g)+CH4(g),测得容器内初始压强为41.6kPa，反应过程中反应速率v(CH3OCH3)时间t与CH3OCH3分压P(CH3OCH3)的关系如图所示。-S/THUOW二PCCHjOCHO/kPa

-S/THUOW二PCCHjOCHO/kPa①t=400s时，CH3OCH3的转化率为(保留2位有效数字)；反应速率满足v(CH3OCH3)=kPn(CH3OCH3),k=s-1；400s时v(CH3OCH3)=kPa．s-1。2．中科院大连化学物理研究所的一项最新成果实现了甲烷高效生产乙烯，甲烷在催化作用下脱氢，在气相中经自由基偶联反应生成乙烯，如图所示。物质燃烧热物质燃烧热伽“沪)氢气285.8屮烷乙烯1411.0(1)已知相关物质的燃烧热如上表，写出甲烷制备乙烯的热化学方程式。(2)在400°C时，向初始体积1L的恒压反应器中充入1molCH4，发生上述反应，测得平衡混合气体中C2H4的体积分数为20.0%。则：①若容器体积固定，不同压强下可得变化如下图，则压强的关系。②实际制备C2H4时，通常存在副反应：2CH4(g)-CH6(g)+H2(g)o反应器和CH4起始量不变，不同温度下C2H6和C2H4的体积分数与温度的关系曲线如图。在200C时，测出乙烷的量比乙烯多的主要原因可能。400C时，C2H4、C2H6的体积分数分别为20.0%、6.0%，贝V体系中CH4的体积分数是。随着科技的进步，合理利用资源、保护环境成为当今社会关注的焦点。甲胺铅碘(CH3NH3PI3)引用作新敏化太阳能电池的敏化剂，可由CH3NH2、PbI2及HI为原料合成。回答下列问题:制取甲胺的反应为CH3OH(g)+NH3(g^^CH3NH2(g)+H2O(g)△i1。1)上述反应中所需的甲醇可以利用甲烷为原料在催化剂作用下直接氧化来合成。煤炭中加氢气可发生反应：C(s)+2H2(g)=^CH4(g)^H2。在密闭容器中投入碳和H2,控制条件使其发生该反应，测得碳的平衡转化率随压强及温度的变化关系如图中曲线所示。100:碳的转化率(％)80-……60■-八匚一"…"——1200K40-「——U00K20——1000KI---900K0,!._,,,,",书0K345678910压强(MPa)该反应的厶也o(填“〉”、y或“=”)，判断理由是。在4MPa、1100K时，图中X点v正(H2)v逆(H2)(填“〉”、“<”或“=”)。该条件下，将ImolC和2molH2通入密闭容器中进行反应，平衡时测得的转化率为80%,CH4的体积分数为。若维持容器体积不变,向其中再加入0.5mo1C和1mo1H2，再次达到平衡后，平衡常数K(填“增大”、“减小”或“不变”)。某化学兴趣小组提供下列四个条件进行上述反应，比较分析后，你选择的反应条件(填字母序号)。A．5MPa800KB．6MPa1000KC．10MPa1000KD．10MPa1100K以高纯H2为燃料的质子交换膜燃料电池具有能量效率高、无污染等优点，但燃料中若混有CO将显著缩短电池寿命。(1)工业上用CH4与水蒸气在一定条件下制取H2，原理为：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)AH=+203kJ・mol—1①该反应逆反应速率表达式为：v逆=k・c(CO)・c3(H2),k为速率常数，在某温度下测得实验数据如表:CO浓度(mol・L—1)H2浓度(mol・L-】)逆反应速率(mol・L-】・min-】)0.05c14.8C2c119.2C20.158.1由上述数据可得该温度下，该反应的逆反应速率常数k为L3・mol-3・min-

②在体积为3L的密闭容器中通入物质的量均为3mol的CH4和水蒸气，在一定条件下发生上述反应，测得平衡时h2的体积分数与温度及压强的关系如图所示：则压强P2②在体积为3L的密闭容器中通入物质的量均为3mol的CH4和水蒸气，在一定条件下发生上述反应，测得平衡时h2的体积分数与温度及压强的关系如图所示：则压强P2（填“大于”或“小于”）;N点v2正M点v逆（填“大于”或“小于”）；求Q点对应温度下该反应的平衡常数K=逆。平衡后再向容器中加入1molCH4和1molCO,平衡.移动（填“正反应方向”或“逆反应方向”或“不”）。5.镓（Ga）与铝位于同一主族，金属镓的熔点是29.8°C，沸点是2403，是一种广泛用于电子工业和通讯领域的重要金属。（1）在密闭容器中充入一定量的Ga与NH3发生反应，实验测得反应平衡体系中NH3的体积分数与压强P和温度T的关系曲线如图所示。①图中A点和C点化学平衡常数的大小关系是：KAKC,（填“<”、“=”或“>”），理由是在T1和P6条件下反应至3min时达到平衡，此时改变条件并于D点处重新达到平衡，H2的浓度随反应时间的变化如下图所示（34min的浓度变化未表示出来），则改变的条件为（仅改变温度或压强中的一种）。

L二聲担XL二聲担X6.在容积为2L的密闭容器中，进行如下反应：A(g)+2B(g)『^C(g)+D(g),最初加入l.OmolA和2.2molB,在不同温度下，D的物质的量n(D)和时间t的关系如图。800°C时,0—5min内，以B表示的平均反应速率为能判断该反应达到化学平衡状态的依据是。a.容器中压强不变b.混合气体中c(A)不变，该反应为c.2v正(B)=v逆(D)d.c(A)=c(C)，该反应为⑶若最初加入l.OmolA和2.2molB,利用图中数据计算800C时的平衡常数K=反应(填吸热或放热),判断理由是(4)800C时，某时刻测得体系中各物质的量如下：n(A)=0.9mol,n(B)=2.0mol,n(C)=0.9mol,n(D)=0.9mol,则此时该反应进行(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“处于平衡状态”)。催牛剂7.工业上用氢气合成氨气的原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)AH<0在2L密闭容器中通入3molH2和1molN2,测得不同温度下,NH3的产率随时间变化如图所示.①下列有关说法正确的是

①下列有关说法正确的是A由b点到c点混合气体密度逐渐增大B达到平衡时,2j(H2)=3v」NH3)正2逆3C平衡时,通入氩气平衡正向移动D平衡常数也＜%=£片温度时,0—15min内v(H2)=mol^L-i•min-i.已知:瞬时速率表达式v正=*正c3(H2)c(N2),v逆=*逆c2(NH3)(k为速率常数，只与温度有关)•温度由耳调到T活化分子百分率(填“增大”“减小”或“不变”),k正增大倍数k逆增大倍数(填2正逆“大于”“小于”或“等于”).T「C时,k/k=。1正逆利用含H2S的废气可回收硫，既可以保护环境又可资源化利用。回答下列问题：(1)将h2s直接分解回收硫的同时得到氡能源的技术具有发展远景。起始时在反应器中充入一定量的h2s,在一定条件下发生反应2H2S(g)=^2H2(g)+S2(g),H2S热分解温度与平衡时气体组成如图所示:1①反应2H2S(g)三1①反应2H2S(g)三2H2(g)+S2(g)的四=0(填“>”或“<”)②图中A点H2S的分解率为(保留3位有效数字)若B点容器内气体总压为PPa,则此时反应的平衡常数K=Pa(Kp为以分压表示的平衡常数,a列出含P的代数式)。“一碳化是指以研究分子中只含有一个碳原子的化合物(如CO、CO2、CH3OH等)为原料合成一系列化工产品的化(一)工业上，在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)(1)向2L恒容密闭容器中通入1molCO(g)和2molH2(g),发生反应合成甲醇，反应过程中n(CH3OH)与时间(t)及温度的关系如图所示。在500C恒压条件下，请在图中画出反应体系中n(CH3OH)与时间(t)变化总趋势图。

(二)CO2和H2在催化剂Cu/ZnO作用下可发生两个平行反应：反应I：CO2(g)+3H2(g)一CH3OH(g)+H2O(g)AH1=-48.5kJ・mol-i反应II：CO2(g)+H2(g)—CO(g)+H2O(g)AH=+41.2kJ・mol-i⑵控制CO2和H2初始投料比为1:3时，温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO的产率的影响如图所示:由图可知温度升高CO产率上升，其主要原因是由图可知获取甲醇最适宜的温度是。10•丙烷脱氢是工业生产丙烯的重要途径，其热化学方程式为：C3H8(g^C3H6(g)+H2(g)AH。请回答下列相关问题。(1)脱氢反应分别在压强为p1和p2时发生，丙烷及丙烯的平衡物质的量分数随温度变化如图所示。压强：p1P2(填“〉”或“<”)。为了同时提高反应速率和反应物的平衡转化率，可米取的措施。若pi=0.1MPa，起始时充入丙烷发生反应，则Q点对应温度下，反应的平衡常数Kp(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压x物质的量分数)。在恒温、恒压的密闭容器中充入丙烷和氩气发生脱氢反应，起始n(氩气)/n(丙烷)越大，丙烷的平衡转化率越大，其原因是。氮的氧化物(NOx)是大气主要污染物，有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。(1)汽车尾气中的NO和CO可在催化剂作用下生成无污染的气体而除去。在密闭容器中充入lOmolCO和8molNO发生反应，测得平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如下图已知T2>T1，则反应2NO(g)+2CO(g)-2N2(g)+2CO2(g)，△!—0(填“〉”“=”或“<”)压强为10MPa、温度为T1下，若反应进行到20min达到平衡状态，此时容器的体积为4L,则用N2的浓度变化表示的平均反应速率v(N2)=—，该温度下用分压表示的平衡常数％=—MPa-1(分压=总压x物质的量分数)。在D点,对反应容器升温的同时扩大体积至体系压强减小，重新达到的平衡状态可能是图中A~G点中—点。(2)在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2,将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体匀速通入装有催化剂M的反应器中反应，反应相同时间，NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示。在50°C〜150°C范围内随温度升高，NOx的去除率迅速上升的原因是

当反应温度高于380°C时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是—。大气中CO2含量的增加会加剧温室效应，为减少其排放，需将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存和利用。(1)CO2与NH3反应可合成尿素［化学式为CO(NH2)2］，反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(1)+H2O(g)在合成塔n(7VH3n(7VH3)讪2°)中进行，图中I,11,111三条曲线分别表示温度为TC时，按不同氨碳比和水碳比"(C°2)投料时,氧化碳平衡转化率的情况。曲线I,II，III中水碳比的数值分别为0.6〜0.7,1〜1.1,1.5〜1.6,贝9生产中应选用的水碳比数值范围是。推测生产中氨碳比应控制在(选填“4.0”或“4.5”)左右比较适宜。若曲线II中水碳比为1,初始时CO2的浓度为1mol/L,则TC时该反应的平衡常数K=(保留有数数字至小数点后两位)。⑵以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化为乙酸，请写出该反应的化学方程式：。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图所示。在温度为时，催化剂的活性最好，效率最高。请解释图中250〜400C时乙酸生成速率变化的原因：250〜300C时13．氮和硫的化合物在工农业生产、生活中具有重要应用。请回答下列问题：N2(g)+2CO2(g),测得平衡时NO2和CO⑴在恒温条件下，1molNO2和足量N2(g)+2CO2(g),测得平衡时NO2和CO的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示：A、B两点的浓度平衡常数关系：Kc(A)Kc(b)(填“<”或“〉”或“=”)A、B、C三点中NO2的转化率最高的(填“A”或“B”或“C”)点。计算C点时该反应的压强平衡常数Kp=MPa(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压x物质的量分数)。资源化利用碳及其化合物具有重要意义。CO是高炉炼铁的重要还原剂，炼铁时发生的主要反应有：Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g)△H=489kJ・mol-iFe2O3(s)+3CO(gr±2Fe(s)+3CO2(g)△H=-27kJ・mol-iC(s)+CO2(g)=2CO(g)△H=XkJ・mol-i(1)TJC时，向某恒温密闭容器中加入一定量的Fe2O3和C,发生反应I,反应达到平衡后，在-时刻改变某条件，弘逆)随时间(t)的变化关系如图1所示，则t1时刻改变的条件可能(填序号)。a.保持温度、体积不变，使用催化剂b.保持体积不变，升高温度C.保持温度不变,压缩容器体积d.保持温度、体积不变，充入COC.保持温度不变,压缩容器体积d.保持温度、体积不变，充入CO图193.0聲应1008060⑵在一定温度下，向某体积可变的恒压(P总密闭容器中加入1molCO2与足量的碳发生反应III，平衡时体系总2中气体体积分数与温度的关系如图2所示。①650C时，反应达平衡后CO2的转化率为；T°C时，该反应达到平衡时下列说法不正确的(填序号)；a•气体密度保持不变b．2v(CO)=v(CO)正2正c.若保持其它条件不变再充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动d若保持其它条件不变再充入稀有气体，v正、v逆均减小，平衡不移动正逆e.若其他条件不变将容器体积压缩至一半并维持体积不变，再次达平衡时压强小于原平衡的2倍根据图中数据，计算反应III在TC时用平衡分压代替浓度表示的化学平衡常数K=(用含P总的总代数式表示)。目前，对碳、氮及化合物的研究备受关注。已知：2C(s)+2NO(g)*N2(g)+2CO(g)M=-414.8kJ/mol2CO(g)+O2(g)一'2CO2@円=-566kJ/mol2CO(g)+2NO(g)=FN2(g)+2CO2(g)AH=-759.8kJ/mol回答下列问题：(1)某催化剂的M型、N型均可催化反应2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)。向容积相同的恒容密闭容器中分别充入等量的CO和O2，在相同时间段内，不同温度下测得CO的转化率(a)如图所示。由图推断下列说法正确的是___(填选项字母)。A.a、b、c、d点均达到平衡状态B.该反应的平衡常数K(b)=K(c)C.b点反应物的有效碰撞几率最大D.图中五个点对应状态下，a点反应速率最慢e点CO的转化率突然减小的可能原因为若b点容器中c(O2)=0.5molL1,则ToC时该反应的平衡常数K=16.(1)对于反应2SiHC13(g)===SiH2C12(g)+SiC14(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323K和343K时SiHC13的转化率随时间变化的结果如图所示。

①343K时反应的平衡转化率a=%。平衡常数K343k=(保留2位小数)。①343K时反应的平衡转化率a=②在343K下：要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有、。③比较a、b处反应速率大小：vvb(填“大于”“小于”或“等于”)。反应速率v=v—v=kx2SiHCl3ab正逆正3—k逆xSiH2Cl2xSiCl4，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处的v正/v逆=逆224正逆正逆(保留1位小数)。17．氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题。请回答下列问题：(1)已知工业固氮反应：N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)AH=—94.4kJ.mol-1,恒容时，体系中各物质60f/mia“OS-0.农I*卜时斷60f/mia“OS-0.农I*卜时斷i0却0J$•z:在2L容器中发生反应，前20min内，v(NH3)=。25min时采取的某种措施是。时段III条件下反应的平衡常数为L2.mol-2(保留3位有效数字)。18．掺杂硒的纳米氧化亚铜常用作光敏材料、能源行业催化剂等。(1)掺杂硒的纳米Cu2O催化剂可用于工业上合成甲醇：CO(g)+2H2(g)^^CH3OH(g)△i=akJ・mol-1。n(H2)按的投料比将H2与CO充人VL的恒容密闭容器中，在一定条件下发生反应，测定CO的平衡转

化率与温度、压强的关系如图2所示。tCO迪平後转化率陶图2TOC\o"1-5"\h\za(填“〉”或”<”)0；压强p「p2、p3由小到大的顺序。T1°C时，若向该容器中充入2.0molH2和2.0molCO发生上述反应,min后反应达到平衡(M点)，则0〜5min内，v(H2)=mol・L--min-打N点对应条件下反应的平衡常数为。元素铬(Cr)在溶液中以多种形式存在，其中Cr2O72-(橙红色)、CrO42-(黄色)在溶液中可相互转化。室温下,初始浓度为1.0moLL-1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72-)随c(H+)的变化如图所示。c(H+)/(10-7mol•L1)用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应：。由图可知，溶液酸性增大，CrO42-的平衡转化率(填“增大”“减小”或“不变”)；根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为。升高温度，溶液中CrO42-的平衡转化率减小，则该反应的AH0(填“大于”“小于”或“等于”)。C、S和Cl元素的单质及化合物在工业生产中的有效利用备受关注。请回答下列问题：(1)一定温度下，向2L恒容密闭容器中通入2molCO和1molSO2,发生反应2CO(g)+SO2(g)^^S(l)+2CO2(g)AH=-270kJ/mol,若反应进行到20min时达平衡，测得CO2的体积分数为0.5,则前20min的反应速率v(CO)=，该温度下反应化学平衡常数K=(L・mol-1)

(2)在不同条件下，向2L恒容密闭容器中通入2molCO和1molSO2，反应体系总压强随时间的变化如图(I)所示：图(I)中三组实验从反应开始至达到平衡时，v(CO)最大的为(填序号)与实验a相比，c组改变的实验条件可能是。21．非金属元素及其化合物在物质制备、生产生活中发挥着重要作用。CO2与CO2与NH3合成尿素的反应如下：CO2(g)+2NH3(g)=[CO(NH2)2](s)+H2O(g)△H=akJ/mol曲线表示不同温度、不同压强下，CO2的平衡转化率与温度的关系，请回答下列问题:a0,P1P2(填“>”、“V”或“=”)。tC时，向容积为2L的密闭容器中充入3molNH3和1molCO2，实现M点的平衡，则平衡时容器内压强为开始时的倍,tC时的化学平衡常数为。若保持条件不变，再向该容器中充入1molNH3和1molCO2,NH3的转化率将(填“增大”、“减小”或“不变”)。22．随着人们的物质生活水平的不断提高和工业化快速发展，环境污染也日益加重，空气中有毒气体主要包括SO2、CO、NOx、烃类等等。(1)在20L的密闭容器中按物质的量之比1：2充入CO和H2，发生反应：CO(g)+2H2(g)—CH3OH(g)AH。测得CO的转化率随温度及不同压强的变化如图所示,P2和195C时n(H2)随时间的变化结果如表所示。195'、、100200300400195'、、100200300400500温度/Tt/min01234w(H2)/mol86544P2及195°C时〃(H2)随时间变化P2及195°C下，在B点时，v(正)v(逆)(填“〉”、“<”或“=”)该反应的AH0(填“〉”、“<”或“=”)，原因是。在0〜2min,平均反应速率v(CH3OH)=。(数值用小数形式表示)

在P2及195°C时，该反应的平衡常数K=（用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压x物质的2p量分数，结果用含P2的分式表示）。23．氮的固定以及利用氨合成其他含氮化合物是几百年来科学家一直研究的课题。（1）工业固氮反应中，在其他条件相同时，分别测定n2的平衡转化率在不同压强（p2）下随温度变化的曲线，如图所示的图示中，正确的是（填“A”或“B”）；比较