2022届高三化学一轮复习化学反应原理18化学平衡图像分析含解析

化学平衡图像分析专题

填空题(共19题)

1.在2L密闭容器内，800℃时在反应2NO(g)+O2(g)=i2N()2(g)体系中,n(NO)随时间

的变化如下：

时间/S012345

n(N0)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007

(1)下图表示NO的变化的曲线是

(2)达平衡时NO的转化率为。

(3)用NO2表示0~2s内该反应的平均速率v(N02)=

(4)能说明该反应已达到平衡状态的有(填序号)。

a.2n(帆)=n(NO)b.v(N02)=2v(02)

c.容器内压强保持不变d.容器内密度保持不变

e.容器内颜色保持不变f.容器内混合气体的平均相对分子质量不变

(5)为使该反应的反应速率增大，下列措施正确的有

a.适当升高温度b.增大。2的浓度

c.及时分离出NO?d.选择高效催化剂

2.近年来甲醇用途日益广泛，越来越引起商家的关注，工业上甲醇的合成途径多种多样。现

有实验室中模拟甲醇合成反应，在2L密闭容器内以物质的量比2：3充入CO和上，400℃时

反应：C0(g)+2H2(g)UCH30H(g),体系中n(C0)随时间的变化如表：

时间(s)01235

n(C0)(mol)0.0200.0110.0080.0070.007

(D如图表示反应中CHQH的变化曲线，其中合理的是。

(2)用CO表示从0~2s内该反应的平均速率v(CO)=。

⑶能说明该反应已达到平衡状态的是o

a.V(CH3OH)=2V(H2)

b.容器内压强保持不变

c.断开2molH-H键的同时断开4molC-H键

d.容器内密度保持不变

(4)CHQH与仇的反应可将化学能转化为电能，其工作原理如图所示，图中CH30H从

(填A或B)通入，a极附近溶液pH将(填升高，降低或不变)，b极的

3.(1)向一体积不变的密闭容器中加入2moiA、0.6molC和一定量的B三种气体。一定条件

下发生反应2A(g)+B(g)=3C(g)AH>0,各物质浓度随时间变化如图1所示。图2为t2时

刻后改变反应条件，平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同

的条件。已知t3~J阶段为使用催化剂；图1中t°f阶段c(B)未画出。

①L~q,t$~t6阶段改变的条件为B的起始物质的量为

②为使该反应的反应速率减慢且平衡向逆反应方向移动可以采取的措施有。

L0

8

0.6

0.4

0.-

0.3

图I图2

（2）某小组利用H2C,O4溶液和硫酸酸化的KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速

率的影响”。实验时通过测定酸性KMnO4溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计

了如下方案。已知：1＜乂110,+1{320"+14£04一0$04+乂右04+（：021+屯0（未配平）。

1

实验O.ImolL'KMn04i^O-bmolL_H2C,O4H2O的体积实验温度溶液褪色所

编号性溶液的体积/mL溶液的体积/mL/mL/℃需时间/min

①10v.3525

②10103025

③1010V,50

①表中V尸mL,V2=mL

②探究温度对化学反应速率影响的实验编号是（填编号，下同），可探究反应物浓度

对反应速率影响的实验编号是。

③实验①测得KMnO,溶液的褪色时间为2min,忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间

内平均反应速率V（H2C2O4）=.

④已知50℃时c（MnO4）与反应时间t的变化曲线如图。若保持其他条件不变，请在坐标图中,

画出25℃时c（MnO；）〜t的变化曲线示意图。

c(MnO0

Ot

4.(1)Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)+0z(g)w2clz(g)+2H2()(g)。如图为刚性容器中,

进料浓度比c(HCl):c0)分别等于1：1、4：1、7：1时HC1平衡转化率随温度变化的关系:

挈

裕

F

滨

邈

/

O

H

可知反应平衡常数K(300℃)K(400℃)(填“大于”或“小于”)。设HC1初始浓度为c。,

根据进料浓度比c(HCl)：c(0j=l：1的数据计算K(400℃)=(列出计算式)。按化学计

量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)：c(0j过

高的不利影响是0

⑵在不同温度下，NaClA溶液脱硫、脱硝的反应中S02和NO的平衡分压“如图所示。

由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均(填“增大”、“不变”

或“减小”）。

5.（1）某温度时，在2L容器中A、B两种物质间的转化反应中，A、B物质的量随时间变化的

曲线如下图所示，由图中数据分析得：

①该反应的化学方程式为;

②反应开始至4min时，B的平均反应速率为,A的转化率为。

③4min时，反应是否达到平衡状态？（填“是”或“否"）,8min时，

v（正］v（逆）（填“>”、或“=”）。

（2）下图表示在密闭容器中反应：2s02（g）+02（g）U2s03（g）Z\HV0达到平衡时，由于条件改

变而引起反应速率和化学平衡的变化情况，a时刻改变的条件可能是；b时改变

的条件可能是。

0abcdt

2

6.己知某气体反应的平衡常数可表示为K=C（CH：S0CH3）C（H20）/［C（CH30H）］,该反应在不同温度

下的平衡常数：400℃,K=32；500℃,K=44。请回答下列问题：

（1）写出上述反应的化学方程（标出各物质状态）。

（2）已知在密闭容器中，测得某时刻各组分的浓度如下：

物质CH30H(g)CH30cH3(g)H2O(g)

浓度/(mol-L1)0.540.680.68

①此时系统温度400℃,比较正、逆反应速率的大小：vs―u逆（填或）。

②平衡时，若以甲醇百分含量为纵坐标，以温度为横坐标，此时反应点在图象的位置是图中

一点，比较图中B、D两点所对应的正反应速率BD（填“>”、或“="）,

理由是

.甲醇百分含量

7.向某密闭容器中加入4molA,1.2molC和一定量的B三种气体，一定条件下发生反应,

各物质的浓度随时间变化如甲图所示［已知t。〜力阶段保持恒温、恒容，且c(B)未画出］。乙

图为t2时刻后改变反应条件，反应速率随时间的变化情况，已知在t2、t3、i、ts时刻各改变

一种不同的条件，其中t3时刻为使用催化剂。

0

8

6

4

3

(1)若如=15s,则t。〜ti阶段的反应速率为v(C)=o

(2)t,时刻改变的条件为,B的起始物质的量为。

(3)t5时刻改变的条件为____.

(4)已知t0〜力阶段该反应放出或吸收的热量为QkJ(Q为正值)，试写出该反应的热化学方程

式o

8.某科研小组研究臭氧氧化-碱吸收法同时脱除SO?和NO的工艺，其氧化过程的反应原理及

反应热、活化能数据如下：

11

反应I：NO(g)+O3(g)^N02(g)+02(g)A^=-200.9kJ•mof,E,=3.2kJ•mol

1

反应H：S02(g)+03(g)^S03(g)+02(g)Aj%=-241.6kJ,mol',E2=58kJ,mol

已知该体系中臭氧发生分解反应：203(g)U30z(g)o

保持其他条件不变，每次向容积为2L的反应器中充入含2.OmolNO、2.OmolSO2的模拟烟气和

4.0mol0;t,改变温度，反应相同时间后体系中N0和S02的转化率如图所示：

转

l(x)

化80

率60

40

/%20

0

0100200300400温度汽

(1)臭氧氧化过程不能有效地脱硫，但后续步骤“碱吸收”可以有效脱硫。写出利用氨水吸

收$03的离子方程式：一。

(2)由图可知相同温度下N0的转化率远高于SO2,其可能原因是。

(3)若其他条件不变时，缩小反应器的容积，可提高N0和S02的转化率，请解释原因：一

(4)假设100℃时，P、Q均为平衡点，此时发生分解反应的a占充入Q,总量的10船体系中

剩余Ch的物质的量是试分析反应II中SOz转化率随温度变化先增大后减小的可能原因：

9.甲醇是一种重要的试剂，氢气和二氧化碳在一定条件下可以合成甲醇：

CO2(g)+3H2(g)^CH,OH(g)+H2O(g),在密闭容器中充入3moi氢气和1mol二氧化碳，测

得混合气体中甲醇的体积分数S(CHQH)与温度的关系如图所示：

试回答下列问题。

(1)该反应是(填“放热”或“吸热”)反应。该反应的平衡常数的表达式为。

为了降低合成甲醇的成本可采用的措施是(写一条即可)。

(2)解释温度低于T。时，甲醇的体积分数逐渐增大的原因：。

(3)氢气在Q点的转化率._(填“大于”“小于”或“等于"，下同)氢气在W点的转化率;

其他条件相同时，甲醇在Q点的正反应速率甲醇在M点的正反应速率。

.、"(H,)

(4)下图表示氢气的转化率a(凡)与投料比京的关系，请在图中画出压强分别为

l.OlxIO5Pa和3.03xl()5pa(其他条件相同)时对应的变化曲线并标出相应的条件

on(H.)

10.硫及其化合物在工业生产中有重要的应用，它们性质的研究对工业生产有重要的指导意

义。

(1)2s02(g)+02(g)U2sOa(g),反应过程的能量变化如图所示。

已知ImolSOz(g)氧化为ImolS()3(g)放出的热量为99kJ。请回答下列问题：

①图中E表示_E的大小对该反应的反应热有无影响？该反

应通常用V2O5作催化剂，加会使图中B点升高还是降低？,理由是

②图中AH=kJ•mol-1；

(2)下图表示在密闭容器中反应2so?+0==二2sO3达到平衡时，由于条件改变而引起反应速

度和化学平衡的变化情况。

①a-b过程中改变的条件可能是；

②b-c过程中改变的条件可能是；

③若增大压强时，反应速率变化情况画在c-d处。

11.固定和利用CO,能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上有一种用COz来生

产甲醇燃料的方法：C02(g)+3H2(g)nCH30H(g)+HzO(g)。某科学实验将6moic0：,和8m充入

2L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如图曲线H所示。a,b,c,d,e括号内数

据表示坐标。

n(H2)/Bol

(Da-b,b—c,c—d,d—e四段中，平均反应速率最大的时间段是该时间段内压的平均

反应速率是一。

(2)若在反应中加入了催化剂，则反应过程将变为图中的曲线__(填“I”或“II”或

“III”)。

(3)平衡时C0?的转化率是_；反应前后容器内的压强比是

12.在恒压密闭容器中，充入一定量的Hz和C02发生如下可逆反应：C02(g)+3H2(g)^^CILOH

(g)+H20(g)XH<0,实验测得反应物在不同温度下，反应体系中CO2的平衡转化率与压强

的关系曲线如图所示。

(1)该反应的AS0(填〉或V),该反应在(填“低温”或“高温”)条件下

利于自发进行；

(2)比较不与①的大小关系：R."(填“<"、"="或),理由是。

(3)在［和PG的条件下，往密闭容器中充入3mol友和1molC02,该反应在第5min时达

到平衡，此时容器的体积为1.8L；则该反应在此温度下的平衡常数为一；若温度不变，压

强恒定在&的条件下重新达到平衡时，容器的体积变为Lo

13.汽车尾气中含有CO、NO,等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体相互反应

转化为无毒气体。

1

I.已知4co(g)+2N02(g)4C02(g)+N2(g)A/A-1200kJ»mol-

(1)该反应在—(填“高温、低温或任何温度”)下能自发进行。

(2)对于该反应，改变某一反应条件(温度1>TD,下列图象正确的是(填标号)。

(3)某实验小组模拟上述净化过程，一定温度下，在2L的恒容密闭容器中，起始时按照甲、

乙两种方式进行投料。甲：N020.2mol,CO0.4mol；乙：N020.Imol,CO0.2mol(.

经过一段时间后达到平衡状态。

①N2的平衡体积分数：甲一乙(填“＞、=、＜或不确定”，下同)。

②NO2的平衡浓度：甲—乙。

③甲中C0的转化率为50%,该反应的平衡常数为一。

II.柴油汽车尾气中的碳烟(C)和NO,可通过某含钻催化剂催化消除。不同温度下，将模拟尾

气(成分如表所示)以相同的流速通过该催化剂测得所有产物(C02.N?、N20)与NO的相关数

据结果如图所示。

50

七40

二30

三20

至16

磐

三108

5工0

4二)0

一

丁

三

冬250son350''400

温度汽：

气体(lOmol)

模拟尾气碳烟

NOHe

o2

物质的量(mol)0.0250.59.475一定量

(4)3750c时，测得排出的气体中含amol0?和0.0525molC02,已知X为瓯Y为旗,则

a=___。

(5)实验过程中采用N0模拟N0,、，而不采用NO?的原因是__。

14.甲醇是一种重要的化工原料，又是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景。

(1)在一容积为2L的密闭容器内，充入0.2molC0与0.4moi上发生反应如下：

C0(g)+2H2(g)-CH30H(g),CO的平衡转化率与温度，压强的关系如图所示。

co的平衡转化率

①A、B两点对应的压强大小关系是PA_______PB(填“＞、＜、=")。

②A、B、C三点的平衡常数用，而，及的大小关系是«

③下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是_(填代号)。

a.他的消耗速率是CUOH生成速率的2倍b.CH30H的体积分数不再改变c.混

合气体的密度不再改变d.C0和CH30H的物质的量之和保持不变

(2)在R压强、TJC时，该反应的平衡常数后—,再加入LOmolCO后重新到达平衡，则C0

的转化率_(填"增大，不变或减小”)。

15.在2L密闭容器中，800℃时，反应2N0+(\=2N()2体系中，〃(N0)随时间的变化如下表:

时间(S)012345

??(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007

(1)如图表示各物质浓度的变化曲线,

A点处，“正)"逆)，A点正反应速率B点正反应速率。(用“大于”、

“小于”或“等于”填空)

(2)图中表示变化的曲线是。用N0?表示从0-2s内该反应的平均速率一

(3)能使该反应的反应速率增大的是

A.及时分离出NO?气体B.升身温度

C.减小6的浓度D.选择高效的催化剂

(4)能说明该反应已经达到平衡状态的是。

A.容器内压强保持不变B.F(NO)

C.容器内的密度保持不变D.ra(N02)=2^(00

16.一密封体系中发生下列反应：N2+3H2^^2NILAIKO,下图是某一时间段中反应速率与

(1)处于平衡状态的时间段是

(2)t»t3、t,时刻体系中分别是什么条件发生了变化:

时刻

tlt3

条件变化———

(3)下列各时间段时，氨的百分含量最高的是(填序号)。

A.t2~t3B.to〜tlC.ts~t4D.ts〜te

17.丙烯(C3H6)是重要的有机化工原料。下图为丙烷直接脱氢法中丙烷和丙烯的平衡体积分数

与温度、压强的关系(图中的压强分别为10'Pa和Pa)。

70

C60

素50

W40

%30

及20

10

①10；Pa时，图中表示丙烯的曲线是「(填"i"、“ii"、"运"或"iv”)。

②10,Pa、500℃时，主反应用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K广(已知:

气体分压=气体总压X体积分数)。

18.氨气是重要化工原料•，在国民经济中占重要地位。工业合成氨的反应为：N2(g)+3H2(g)

w2NH3(g)AH<0

(1)图表示合成附3反应在某段时间t°-te中反应速率与反应过程的曲线图，t|、t3、t4时刻

分别改变某一外界条件，则在下列到达化学平衡的时间段中，NIL的体积分数最小的一段时间

是(填写下列序号)

A.to-tiB.12ft3c.13ft.1D.tsfte

t时改变的条件是。

现进行如下研究:在773K时，分别将2m01N2和6moi充入一个固定容积为1L的密闭容器中,

随着反应的进行，气体混合物中n(Hj、n(NH3)与反应时间t的关系如表：

t/min051015202530

n(H2)/mol6.004.503.603.303.033.003.00

n(NH3)/mol01.001.601.801.982.002.00

(2)反应在0—10分钟内以氮气浓度变化表示的反应速率为,该温度下，此反

应的平衡常数K=。

(3)该温度下，若向同容积的另一容器中投入的总、&、N%的浓度分别为3mo/L、3mol/L.

3mo/L,则此时VJHV迪(填“〈”或“=”)。

(4)由上表中的实验数据计算得到“浓度一时间”的关系可用右图中的曲线表示，表示

c(Nj-t的曲线是(填''甲”“乙”或“丙”)。在此温度下，若起始充入4m01N2和12

molH2,则反应刚达到平衡时，表示c(H"-t的曲线上相应的点为。

051015202530354045

“min

19.氢气是一种理想的绿色能源.利用生物质发酵得到的乙醛制取氢气，具有良好的应用前

景.乙醇水蒸气重整制氢的部分反应过程如图所示：

反应山

已知：反应I和反应］1的平衡常数随温度变化曲线如图所示。

(1)反应I中，lmolCH£HzOH(g)参与反应后的热量变化是256kJ。

①反应II的_0(填或“>”)。

②反应I的热化学方程式是

(2)反应H,在进气比［n(CO)：n(H20)］不同时，测得相应的CO的平衡转化率见下图(各

点对应的反应温度可能相同，也可能不同)。

%

C<1.75)

/A(O^,66.7)

mD<i.6O)

B<0.5.5O)E<1.SO)F<1.S.50)

sG<1.5.40)

。1inN

”(CO):ff(H3O)

①图中D、E两点对应的反应温度分别为口和TE.判断：T„%(填“v”"=”或">”)。

②经分析，A、E和G三点对应的反应温度相同，其原因是A、E和G三点对应的相同.

③当不同的进气比达到相同的CO平衡转化率时，对应的反应温度和进气比的关系是。

(3)反应III,在经CO?饱和处理的KHCOs电解液中，电解活化CO,制备乙醉的原理如图所示。

CO2CHtCH.OH

一纳米Cu催化剂

—空米C电极

①电解活化C02制备乙醇化学方程式是一。

②从电解后溶液中分离出乙醇的操作方法是0

20.氮的化合物在工业生产和生活中都有重要的应用，运用化学原理研究氮的单质及其化合

物具有重要意义。

I.一定条件下(T℃,1.01X1()5Pa),可以用Cl2(g)和NH3(g)制得NH2Cl(g),同时得到H件(g)。

已知部分化学键的键能如下表：

化学键N-HCl-ClN-ClH-Cl

键能/kj/mol391.3243.0191.2431.8

写出该反应的热化学方程式：O

II.亚硝酰氯(N0C1)是有机合成中的重要试剂,可由NO与Cb在一定条件下合成:2N0(g)+Cl2(g)

—2N0C1(g)AH<0»保持恒温恒容条件，将物质的量之和为3mol的N0和C1,以不同的氮

氯比n?(舟NO)进行反应_，平衡时某反应_物的转化率与氮氯_比及不同温度一的关系如图所示：

n(Cl2)

(1)图中3、%的关系为3%(填或“=”)。

(2)图中纵坐标为物质的转化率，理由为o

(3)图中A、B、C三点对应的N0C1体积分数最大的是_(填“A”“B”或“C”兀

(4)若容器容积为1L,经过lOmin到达A点，该时间段内化学反应速率u(N0)=

B点的平衡常数为。

(5)若在温度为"，容积为1L的容器中，充入0.5molNO、ImolCL,2molNOCI,

V(IE)U(逆)(填或“=”)，理由为

参考答案

1.c65%0.003mol/(L,s)cefabd

【详解】

(1)由表中数据可知从3s开始，N0的物质的量为0.007mol,不再变化，3s时反应达平衡，所

以平衡时N0的浓度为0.007mol+2L=0.0035mol/L,NO是反应物，起始浓度是

0.02mol+2L=0.01mol/L,因此表示NO的变化的曲线是c；

(2)达平衡时N0的转化率为。。就°°7X100%=65%；

(3)根据表中数据可知2s内消耗N0的物质的量是0.02mol-0.008mol=0.012mol,生成NO?是

0.012mol,浓度是0.012mol+2L=0.006mol/L,则用NO?表示0~2s内该反应的平均速率

v(N02)=0.006mol/L-?2s=0.003mol/(L•s)；

(4)a.2n(N02)=n(N0)不能说明正逆反应速率相等，反应不一定处于平衡状态；

b.根据方程式可知v(NOj=2v(0。始终成立，反应不一定处于平衡状态；

c.正反应体积减小，容器内压强保持不变时，可说明反应一定处于平衡状态；

d.混合气体的总质量不变，容器容积为定值，所以密度自始至终不变，不能说明达到平

衡；

e.容器内颜色保持不变，即二氧化氮浓度不再发生变化，反应达到平衡状态；

f.反应前后质量不变，随反应进行，反应混合气体总的物质的量在减小，容器内混合气

体的平均相对分子质量不变时.，可说明反应一定处于平衡状态；

故答案为：cef；

(5)a.适当升高温度可使反应速率加快；

b.增大的浓度可使反应速率加快；

c.及时分离出N0”浓度减小，反应速率减小；

d.选择高效催化剂可使反应速率加快；

故答案为：abd。

2.b0.003mol•L'-s'bA降低02+4e+2H20=40H

【详解】

(1)CILOH是产物，随反应进行物质的量增大，平衡时CH2H物质的量为C0物质的量的变化量

♦n(C0),图表中CO的物质的量0~3s变化=0.02moi-0.007mol=0.013moL所以CH3OH在0~3s

浓度变化量为o.0065mol/L,图像中只有b符合，故答案为：b；

(2)2s内C0物质的量的变化=0.02mol-0.008mol=0.012moL

0.012mol

u(CO)=2L=0-003mol•L!,s故答案为:0.003mol,L!,s'；

2s

(3)a.反应速率之比等于化学计量数之比，2D(CH：QH)=D(H2)为正反应速率之比，故a不选;

b.反应前后气体的物质的量变化，当容器内压强保持不变说明反应达到平衡状态，故b选；

c.断开2molH-H键表示正反应，断开4molc-H键表示逆反应，正逆反应速率不相等，反应没

有达到平衡状态，故c不选；

d.由于反应前后气体的质量，容器的体积均不变，所以密度一定不变，故d不选；

答案选：b；

(4)电子由a流向b,说明a为负极，b为正极，CHQH与的反应可将化学能转化为电能，甲

醇失电子发生氧化反应，所以CHQH从A通入，b通入氧气；由a极发生的电极反应

CH30H-6e-+80H=CO；+6HQ可知，反应消耗0H,则a极附近溶液pH将降低；b极发生的电极

反应为氧气得电子生成氢氧根离子，电极反应为(V4e+2H£=40H,故答案为：A；降低；

Oz+4e+2H2O=40Ho

3.减小压强升高温度0.Imol降低温度或及时移出A、B5302和3

o匚

u

s

uV

25

和2

0

【详解】

(D①t3〜a阶段与心〜ts阶段正逆反应速率都相等，而t3〜t,阶段为使用催化剂，若如〜ts

阶段改变的条件为降低反应温度，平衡会发生移动，则正逆反应速率不相等，该反应为气体

等体积反应，则t,〜t5阶段应为减小压强；t5〜t6阶段化学反应速率均增加，且正反应速率大

于逆反应速率，平衡正向移动，该反应正向为吸热反应，因此匕〜t6阶段改变的条件为升高温

度；反应开始至平衡过程中，A的物质的量浓度由lmol/L降低至0.8moi/L,△c(A)=0.2moi/L,

则Ac(B)=0.Imol/L,A起始的物质的量为2mol,起始浓度为lmol/L,则容器体积为2L,平

衡时c(B)=0.4mol/L,则起始c(B)=0.4mol/L+0.Imol/L=0.5moi/L,

/?(B)=0.5mol/LX2L=0.lmol；

②要使化学反应速率减慢，则需要减弱外界条件，该反应为气体等体积吸热反应，因此可通

过降低温度或及时移出A、B使该反应的反应速率减慢且平衡向逆反应方向移动；

(2)①实验2混合液的总体积为10niL+10mL+30mL=50mL,则V|=50mL-10mL-35mL=5mL,

V2=50mL-l0mL-10mL=30mL；

②探究温度对化学反应速率影响，必须满足除了温度不同，其他条件完全相同，所以满足此

条件的实验编号是：2和3：探究反应物浓度对化学反应速率影响，除了浓度不同，其他条件

完全相同的实验编号是1和2,故答案为：2和3；1和2；

③草酸的物质的量为0.60mol/LX0.005L=0.003mol,高铳酸钾的物质的量为0.10

mol/LXO.01L=0.OOlmoL草酸和高镭酸钾的物质的量之比为0.003mol：0.001mol=3：1,由

2KMn01+5H2C204+3H2S0)—K，S0,+2MnS0i+10C02f+8H20可知草酸过量,高镐酸钾完全反应，混合后

溶液中高镒酸钾的浓度为端?=().02mol/L,这段时间内平均反应速率

mO1/L

r(KMn0,)=°-°；=0.OlmoliLminT,由速率之比等于化学计量数之比可知，这段时间内平

2min

均反应速率MH2c2()4)=0.01mol•「•miZ><3=0.025mol-L^^min^故答案为：0.025

④25℃时反应速率小于50℃时，，所以高锦酸根离子的浓度变化比50℃时小，反应需要的时间

大于50℃条件下需要的时间，据此画出25℃时《MnO」)〜t的变化曲线示意图为：

t

_

d

u

w

)

V

U25

Q.422X0.422

HC1的转化率减小减小

4.大于4

(1-O.84)x(l-O.21)co

【详解】

(D根据反应方程式知，HC1平衡转化率越大，平衡常数K越大，结合图像知升高温度平衡转

化率降低，说明升高温度平衡向逆反应方向进行，则K(300℃)>K(400℃)；

由图像知，400℃时，HC1平衡转化率为84%,用三段式法对数据进行处理得：

4HCl(g)+02(g)=2Cl2(g)+2H20(g)

起始：c()c°o0

变化：0.84c00.21c00.42c00.42c0

平衡:(1-O.84)co(1-O.21)coO.42co0.425

则隈芯:热；根据题干信息知，进料浓度比过低，氧气大量剩余，导致分离产物

氯气和氧气的能耗较高；进料浓度比过高，HC1不能充分反应，导致HC1转化率较低；

(2)S0/和N0的平衡分压的负对数随温度的升高而减小，则说明温度越高，S0?和N0的平衡分

压越大，SOz和N0的含量越高，故升高温度，平衡都向逆向移动，平衡常数都减小，故答案为:

减小。

5.2A0.025mol/(L.min)50%否=升温减小SO3的浓度

【详解】

(1)①根据图象可知A为反应物，B为生成物，反应进行到4min时A物质的量变化为

0.8mol-0.4mol=0.4mol,B物质的量变化0.4mol-0.2moi=0.2mol,A、B反应的物质的量之比

2：1,所以反应的化学方程式为2A^^B；

②反应开始至4min时，A物质的量变化为0.4mol,浓度是0.4mol+2L=0.2mol/L,则A的平

均反应速率为0.2mol/L+4min=0.05mol/(L・min),反应速率之比是化学计量数之比，则B物

质表示的反应速率是0.025mol/(L・min),A的转化率为"粤xl00%=50%；

0.8mol

③根据图像可知4min时随时间变化A、B物质的量发生变化，说明未达到平衡，8min时A、B

物质的量不变，说明反应达到平衡状态，因此v(正)=v(逆)；

(2)a时逆反应速率大于正反应速率，说明平衡应向逆反应方向移动，且正逆反应速率都增大,

该反应的正反应放热，应为升高温度的结果；b时正反应速率不变，逆反应速率减小，在此基

础上逐渐减小，应为减小生成物的原因，即b时改变的条件可能是减小SQ,的浓度。

6.2cH30H(g)wCHQCH3(g)+H2(g)>A<D点温度高于B点，温度越高反应速

率越大，所以D反应速率也大于B

【详解】

(1)由平衡常数的表达式：K=工，可知该反应的反应物为甲醇，生成物为

二甲醛和水，化学方程式为2cH30H(g)tCH30cH3(g)+HzO(g)；故答案为:

2CH2H(g)wCH30CH3(g)+HQ(g)；

(2)①此时浓度商Q=,八一；=1.55<32,反应未达到平衡状态，向正反应方向移动，故v亚

0.54-

>v逆；故答案为：>;

②由①可知平衡向正反应方向移动，所以甲醉的百分含量大于平衡时的含量，此时反应点应

在A点；根据影响化学反应速率的因素，温度越高反应速率越大，D点温度高于B点，所以D

点对应的正反应速率也大于B点；故答案为：A；<；D点温度高于B点，温度越高反应速率

越大，所以D反应速率也大于B。

7.0.02mol-L-'-s-'减小压强2moi升高温度2A(g)+B(g)3c(g)

△H=+2.5QkJ,mol

【详解】

(1)若3=15s,生成物C在t。〜3时间段的平均反应速率为:

△c0.6mol/L-0.3mol/L

v=-=----------------=0.02mol*L1,s1故答案为：0.02mol»L'«s'；

At15s

(2)t,〜阶段改变条件后，正逆反应速率都减小且相等，所以不可能是降低温度，应该为减

小压强；反应中A的浓度变化为：lmol/L-0.8moi/L=0.2inol/L,C的浓度变化为：

0.6mol/L-0.3mol/>0.3mol/L,反应中A与C的化学计量数之比为0.2：0.3=2：3,根据t”〜

ts阶段改变压强平衡不移动可知，该反应的方程式为2A(g)+B(g)=3c(g)；由方程式可知反应

过程中消耗的B的物质的量浓度为：(lmol/L-0.8mol/L)X^-=0.Imol/L,所以B的起始浓度

为0.4mol/L+0.Imol/L=0.5mol/L,向某密闭容器中加入4moiA,1.2molC和一定量的B三

种气体，A的起始浓度为1.Omol/L,体积=,，吗“=n,物质的量=0.5mol/LX4L=2moI,

1.Omol/L

故答案为：减小压强；2mo1；

(3)该反应是体积不变的反应，而t5〜t6阶段正逆反应速率都增大，说明是升高了温度；升高

温度后正反应速率大于逆反应速率，说明该反应为吸热反应，逆反应为放热反应，

故答案为：升高温度；

(4)依据(2)的计算得到A的物质的量共变化物质的量=(lmol/L-0.8mol/L)X4L=0.8mol/L,而

此过程中容器与外界的热交换总量为QkJ,所以2molA反应热量变化为2.5QkJ,所以反应的

热化学方程式为：2A(g)+B(g)e3c(g)4H=+2.5QkJ/mol,故答案为：

2A(g)+B(g)w3C(g)△H=+2.5QkJ/mol«

8.SO3+2N1I3«H2O=2NH：+SOj+&0反应I的活化能小于反应H,相同条件下反应更快缩

小反应器的容积相当于增大压强，使得203(g)脩9302(g)平衡逆向移动，0,浓度变大，则反

应I和II平衡正向移动，N0和SO2的转化率提高Q点之前，未达平衡，升高温

度，速率加快，转化率增大；Q点到达平衡后，因为反应是放热反应，所以升高温度，平衡向

左移动，转化率下降

【详解】

⑴氨水吸收S03生成硫酸铉和水，反应的离子方程式为：S03+2NH3-H20=2NH：+SO；'+H20；

(2)由两反应可知，反应I的活化能小于反应0,相同条件下更容易发生反应，反应更快，因

此相同温度下N0的转化率远高于S02i

(3)若其他条件不变时，缩小反应器的容积，缩小反应器的容积相当于增大压强，使得

203(g)脩为30?(g)平衡逆向移动，0：,浓度变大，则反应I和H平衡正向移动，N0和S02的转化

率提高；

(4)反应I：N0(g)+03(g)UN02(g)+02(g)中N0的转化率为80%,则反应的N0为1.60mol、03

为1.60mol；反应H：SO?(g)+O3(g)USO3(g)+02(g)中SO?的转化率为30%,反应的SO?为0.60mo1、

。，为0.60mol；203(g)脩为302(g)中发生分解反应的臭氧占充入臭氧总量的10%,反应的0^为

0.40moi，则体系中剩余的物质的量=4.0mol-l.60moi-0.60moi-0.40mol=l.40mol；Q点之前，

未达平衡，升高温度，速率加快，转化率增大：Q点到达平衡后，因为反应是放热反应，所以

升高温度，平衡向左移动，转化率下降，故反应II中S0,转化率随温度变化先增大后减小。

9.放热K=*弋［H卜次O)增加CO2的充入量(合理即可)温度低于几时,

反应未达到平衡，反应正向进行，甲醇的体积分数逐渐增大小于小于

【详解】

(1)4时，升高温度，甲醇的体积分数减小，平衡逆向移动，说明正反应为放热反应。

,C(CH,OH)C(H,O)

该反应的平衡常数表达式为K=¥¥；为了降低会成甲醇的成本，应该尽可

c平(凡)%(82)

c平平（H,O）

能地使平衡向右移动，可增加CO?的充入量，故答案为：放热；K=-4注

4（H2）.cip（CO2）

增加co?的充入量（合理即可）;

（2）温度低于"时，反应未达到平衡，反应正向进行，甲醉的体积分数逐渐增大;

（3）温度低于"时，反应未达到平衡，反应正向进行，W点达到平衡，因此氢气在Q点的转化

率小于在W点的转化率。Q点和M点，甲醇的体积分数相等，则Q点体系中各物质浓度与M点

相同，但M点温度高于Q点，因此甲醇在Q点的正反应速率小于在M点的正反应速率，故答

案为：小于；小于；

（4）增大压强，平街正向移动，氢气的转化率cH?增大，增大投料比当M，氢气的转化

率a（Hj减小，据此作图如下:

10.（正反应）活化能无影响降低催化剂能改变反应路径，使反应所需的活化能

降低-198升高温度降低产物（S0。浓度

【详解】

（1）①根据图像，E为（正反应）活化能；反应热=生成物的总能量-反应物的总能量，E的

大小对该反应的反应热无影响；催化剂能改变反应路径，使反应所需的活化能降低；

②反应热=生成物的总能量-反应物的总能量，AH=T98kJ-mol1；

（2）该反应正方向为气体减少、反应放热；

①a-b过程中正逆反应速率均增大，平衡逆向移动，所以改变的条件为升高温度；

②b-c过程中，逆反应速率突然减小，所以改变条件为降低产物（S03）浓度；

③若增大压强时，正逆反应速率均增大，平衡正向移动，c-d反应速率变化情况为：

【详解】

8mol-6mol

(Da—b段氢气的平均反应速率为2L(L・min),b—c段氢气的平均反应速率为

Imin

6mol-3mol3mol-2mol

2L-0.75mol/(L*min),c—d段氢气的平均反应速率为2L=0.lmol/(L*min),

2min5min

所以平均反应速率最大的时间段是a-b,该时间段内乩的平均反应速率是lm