第七章　微题型72　有关速率和平衡的图像-8e98d1f1e7bc

微题型72有关速率和平衡的图像1．某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应：A(g)＋xB(g)2C(g)，达到平衡后，在不同的时间段内反应物的浓度随时间的变化如图甲所示，正、逆反应速率随时间的变化如图乙所示，下列说法正确的是()A．30～40min该反应使用了催化剂B．化学方程式中的x＝1，正反应为吸热反应C．30min时降低温度，40min时升高温度D．前8minA的平均反应速率为0.08mol·L－1·min－1答案D解析若使用催化剂，则化学反应速率加快，A项错误；由图甲可知，A、B的浓度变化相同，故A、B的化学计量数相同，都为1；由图乙可知，30min时改变的条件为减小压强，40min时改变的条件为升高温度，且升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，B、C项错误。2．已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH，在2L恒容密闭容器中通入2molSO2和1molO2，在温度分别为T1、T2下，测得SO2的转化率随时间变化如图。下列说法正确的是()A．温度：T2>T1，平衡常数：Ka＝Kc>KbB．c点正反应速率<b点逆反应速率C．平衡时，通入氩气使体系压强增大，平衡正向移动D．T1时，0～15min生成SO3的平均反应速率为eq\f(1,30)mol·L－1·min－1答案D解析由图可知，T2条件下先达到平衡，说明T2时反应速率快，故有T2>T1，温度越高，SO2的转化率越小，说明升高温度，平衡逆向移动，故ΔH<0，则平衡常数Ka＝Kc<Kb，A错误；c、b两点对应的温度分别是T2、T1，T2>T1，设T1、15min时的点为M，由图可知M、c点都为平衡点，c点SO2浓度大于M点，则有反应速率v正(c)＝v逆(c)>v正(M)＝v逆(M)，又因b点未达到平衡，v逆(b)<v逆(M)，故c点正反应速率大于b点逆反应速率，B错误；在恒温恒容条件下，通入氩气使体系压强增大，但反应体系中各物质的浓度均不改变，正、逆反应速率仍然相等，故平衡不移动，C错误。3．(2022·重庆市育才中学模拟)在密闭容器中充入1molCO和1molNO，在一定条件下发生反应：2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)，测得NO的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。实验测得，v正＝k正c2(NO)·c2(CO)，v逆＝k逆ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(N2))·c2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO2))(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)，下列说法错误的是()A．达到平衡后，仅升高温度，k正增大的倍数小于k逆增大的倍数B．若密闭容器(p1对应压强下)体积为1L，则b点eq\f(k正,k逆)＝160C．NO的物质的量浓度：b点>a点D．逆反应速率：a点>c点答案B解析平衡时，v正＝v逆，即k正c2(NO)·c2(CO)＝k逆c(N2)·c2(CO2)，升高温度后，正、逆反应的速率增大，但NO的平衡转化率降低，平衡逆向移动，说明逆反应增大的幅度大于正反应，而体系中各组分的瞬时浓度不变，故k正增大的倍数小于k逆增大的倍数，A正确；a点NO的平衡转化率为80%，CO和NO起始的物质的量均为1mol，列三段式：2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g)开始/mol1100变化/mol0.80.80.40.8平衡/mol0.20.20.40.8a点：eq\f(k正,k逆)＝eq\f(cN2·c2CO2,c2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(NO))·c2\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO)))＝eq\f(0.4×0.82,0.22×0.22)＝160；p1对应压强下，b点NO的平衡转化率还未达到80%，则反应正向进行，即v正＞v逆，故eq\f(k正,k逆)＞160，B错误；a点和b点的NO的起始物质的量相同，a点NO的转化率大于b点，由于体积相同，故b点NO的物质的量浓度大于a点，C正确；a点对应的温度和压强都高于c点，故a点逆反应速率大于c点，D正确。4．(2023·郑州模拟)以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下：反应Ⅰ:CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－49kJ·mol－1反应Ⅱ:CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41kJ·mol－1反应Ⅲ:CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH3在5MPa下，按照n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，平衡时，CO和CH3OH在含碳产物中物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图。下列说法正确的是()A．反应Ⅲ中反应物的总键能大于生成物的总键能B．曲线n代表CH3OH在含碳产物中物质的量分数C．该条件下温度越低，越有利于工业生产CH3OHD．图示270℃时，平衡体系中CO2的体积分数为20%答案D解析根据盖斯定律，将反应Ⅰ－Ⅱ可得反应Ⅲ，则ΔH3＝－49kJ·mol－1－41kJ·mol－1＝－90kJ·mol－1，故反应Ⅲ中反应物的总键能小于生成物的总键能，A错误；根据ΔH1和ΔH3都小于零，温度升高，反应Ⅰ和Ⅲ的平衡都会逆向移动，从而使CH3OH的产量变少，则甲醇在含碳产物的物质的量分数减小，故符合这个规律的是曲线m，B错误；由图可知，温度在150℃时有利于反应Ⅰ进行，CH3OH的含量高，有利于工业生产CH3OH，但并不是温度越低越好，因为反应需要一定温度才能发生，C错误；根据题意设起始量n(CO2)＝1mol，n(H2)＝3mol，平衡时反应Ⅰ生成CH3OH的物质的量为xmol，反应Ⅱ中生成CO的物质的量也为xmol，可得：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)转化x3xxxCO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)转化xxxx270℃时CO2的转化率为25%，则2x＝1×25%＝0.25，解得x＝0.125，则反应后总的物质的量为1mol＋3mol－6xmol＋4xmol＝4mol－2xmol＝3.75mol，则平衡体系中CO2的体积分数为eq\f(1mol－0.25mol,3.75mol)×100%＝20%，D正确。5．(2022·广东佛山模拟)一定条件下，将CO2和H2按物质的量为1∶3的投料比充入某刚性密闭容器中，发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－49.5kJ·mol－1，测得CO2的物质的量浓度随反应时间的变化如图所示，下列说法正确的是()A．0～5min，共放出19.8kJ的热量B．CO2和H2的转化率相等时，反应达到平衡C．9min时，改变的外界条件可能是降温D．a、b两点的平衡常数：Kb一定大于Ka答案C解析不确定容器的体积，不能确定反应的二氧化碳的物质的量，不能计算反应放出的热量，A错误；反应中CO2和H2按反应的化学计量数之比投料，则两者的转化率一直相等，不能用来判断反应是否达到平衡，B错误；反应为放热反应，降低温度平衡正向移动，二氧化碳的浓度减小，符合图像，C正确；对于确定反应，平衡常数只受温度的影响，不确定温度是否改变，故不能判断两点K的大小，D错误。6．(2022·重庆模拟)下图是不同物质在密闭容器中反应的有关图像，下列对有关图像的叙述正确的是()A．图1：对I2(g)＋H2(g)2HI(g)达到平衡后，在t0时刻充入了一定的HI，平衡逆向移动B．图2：该图像表示的方程式为2A=B＋3CC．图3：对2A(g)＋B(g)C(g)ΔH<0，图中T1>T2，p1<p2D．图4：对X(g)＋3Y(g)2W(g)ΔH<0，φ可表示X的百分含量答案C解析图1，如果在t0时刻充入了一定的HI，逆反应速率瞬间增大，正反应速率瞬间不变，v正应与平衡点相连，故A错误；达平衡时，反应物和生成物共存，反应为可逆反应，根据浓度变化之比等于化学计量数之比确定化学方程式为2AB＋3C，故B错误；由先拐先平知p2＞p1，T1＞T2，增大压强，平衡正向移动，C%增大，图像符合，升高温度，平衡逆向移动，C%含量减小，图像符合，故C正确；由ΔH<0，升高温度，平衡逆向移动，X的百分含量将增大，图像不符合，故D错误。7．(2022·福建龙岩第一中学模拟)当今世界，多国相继规划了碳达峰、碳中和的时间节点。已知二氧化碳催化加氢合成乙醇的反应原理为2CO2(g)＋6H2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g)ΔH＜0，设m为起始时的投料比，即m＝eq\f(nH2,nCO2)，图3表示在总压为5MPa的恒压条件下，且m＝3时，平衡状态时各组分的物质的量分数与温度的关系。下列说法错误的是()A．该反应的压强平衡常数表达式为Kp＝eq\f(pC2H5OH×p3H2O,p2CO2×p6H2)B．图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为T3>T2>T1C．图2中m1、m2、m3从大到小的顺序为m1>m2>m3D．图3中曲线d代表的物质为二氧化碳答案D解析该反应ΔH＜0，投料比和压强相同时，温度升高，平衡逆向移动，导致CO2的转化率减小，故T3＞T2＞T1，B正确；温度相同时，投料比越大，CO2的转化率越大，故m1＞m2＞m3，C正确；恒压条件下，且m＝3时，温度升高化学平衡逆向移动，导致CO2和H2的物质的量增大，C2H5OH和H2O的物质的量减小，且C2H5OH的量小于H2O，故曲线d表示乙醇，D错误。8．(2022·山东滕州第一中学模拟)工业上利用S8与CH4为原料制备CS2，发生反应：S8eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(s))4S2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(g))、2S2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(g))＋CH4eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(g))CS2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(g))＋2H2Seq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(g))，在密闭容器中，原料比为1∶1时，部分物质变化曲线如图所示，下列说法正确的是()A．生成CS2的反应为吸热反应B．一定温度下，气体总压不变反应达平衡状态C．应在低温下进行反应以提高产出效率D．当温度为450℃时，S8转化率为50%答案B解析由图可知，随温度升高，甲烷的平衡转化率降低，故生成CS2的正反应为放热反应，故A错误；反应前后气体分子数改变，在密闭容器中总压不变，能判断反应达到平衡状态，故B正确；在低温下反应速率较慢，且由图可知温度低时S2体积分数较小，则反应速率较慢，故C错误；当温度为450℃时，甲烷的转化率为98%，S2的体积分数为20%，原料投入比为1∶1，设加入S8与CH4均为1mol，则转化的甲烷为1mol×98%＝0.98mol，设S8转化率为x，列三段式：S8eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(s))4S2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(g))起始量/mol10变化量/molx4x平衡量/mol1－x4x－1.962S2(g)＋CH4(g)CS2(g)＋2H2S(g)起始量/mol4x100转化量/mol1.960.980.981.96平衡量/mol4x－1.960.020.981.96由S2的体积分数为20%，则eq\f(4x－1.96,4x－1.96＋0.02＋0.98＋1.96)×100%＝20%，解得x＝67.5%，故D错误。9．(2022·苏州模拟)CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应：反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH＝＋41.2kJ·mol－1反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH＝－122.5kJ·mol－1在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。(CH3OCH3的选择性＝eq\f(2×CH3OCH3的物质的量,反应的CO2的物质的量)×100%)下列说法不正确的是()A．CO的选择性随温度的升高逐渐增大B．反应2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－204.9kJ·mol－1C．在240～320℃范围内，温度升高，平衡时CH3OCH3