2024-2025学年高中化学第二章化学反应速率和化学平衡3-4化学平衡图像和等效平衡课后作业含解析新人教版选修4

PAGEPAGE9化学平衡图像和等效平衡eq\o(\s\up17(作业时限：45分钟作业满分：100分),\s\do5())一、选择题(每小题4分，每小题有1个正确选项，共44分)1.可逆反应：A2(？)＋B2(？)2AB(？)，当温度和压强变更时，n(AB)的变更如右图，下列叙述正确的是(B)A．A2、B2及AB均为气体，ΔH<0B．AB为气体，A2、B2至少有一种为非气体，ΔH<0C．AB为气体，A2、B2有一种为非气体，ΔH>0D．AB为固体，A2、B2有一种为非气体，ΔH>0解析：由图可知压强相等时，上升温度，AB的物质的量削减，可知温度上升平衡向逆反应方向移动，逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，ΔH<0；t3起先温度不变，压强增大，AB的物质的量削减，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应是体积减小的方向，说明AB必为气体，A2、B2至少有一种为非气体，不能同时为气体。2．相同温度下，容积相同的甲、乙两个恒容密闭容器中均发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)＋197kJ，试验测得有关数据如下：下列推断中不正确的是(B)A．197>Q1>Q2B．达到平衡时SO2的体积分数：甲>乙C．两容器中反应的平衡常数相等D．生成1molSO3(l)时放出的热量大于98.5kJ解析：A项，甲是由正反应方向起先建立平衡，由于是可逆反应不能完全转化，故Q1<197kJ；甲、乙所达到的平衡属于恒温恒容下的等效平衡，由于乙是从中间状态起先建立平衡，故Q2<Q1，A项正确；B项，甲、乙所达到的平衡属于恒温恒容下的等效平衡，达到平衡时SO2的体积分数相等；C项，平衡常数只与温度有关，温度相等，平衡常数相等，C项正确；D项，由热化学方程式可知，生成1molSO3(g)时放出的热量等于98.5kJ，而由气态到液态时还要放出热量，故生成1molSO3(l)时放出的热量大于98.5kJ，D项正确。3．可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(s)ΔH＝QkJ·mol－1，反应过程中，当其他条件不变时，某物质在混合物中的含量与温度(T)、反应速率(v)与压强的关系如图所示。据图分析，以下说法正确的是(C)A．T1<T2，Q>0B．增大压强，B的转化率减小C．当反应达平衡时，混合气体的密度不再变更D．a＋b>c＋d解析：A项，由左图可知，T2时反应首先达到平衡，故T1<T2，T1→T2，温度上升，C%减小，平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，Q<0，A项错误；由图乙可知，增大压强，正、逆反应速率均增大，且正反应速率大于逆反应速率，即反应向正反应方向移动，故a＋b>c，B的转化率增大，B、D项错误；C项，反应达到平衡时，气体的总质量不再发生变更，在容器体积不变的状况下，气体的密度不再变更，C项正确。4．有一化学平衡mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如右图所示是A的转化率同压强、温度的关系，分析图像可以得出的正确结论是(A)A．正反应吸热，m＋n>p＋qB．正反应吸热，m＋n<p＋qC．正反应放热，m＋n>p＋qD．正反应放热，m＋n<p＋q解析：解决这类图像题目，采纳“定一论二”，即把自变量(温度、压强)之肯定为恒量，探讨另外两个变量的关系。5．在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g)eq\o(,\s\up17(V2O5),\s\do5(450℃))2SO3(g)ΔH<0，某探讨小组探讨了其他条件不变时，变更某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是(B)A．图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响B．图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响C．图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高D．图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高解析：若增大氧气的浓度，正反应速率突然变大，逆反应速率渐渐变大，A项不正确；加入催化剂，正、逆反应速率同等倍数的增大，但平衡不移动，B项正确；视察图Ⅲ，达到平衡时二氧化硫的转化率不相等，故甲、乙两条曲线不行能是由催化剂引起的，C项不正确；增大压强，反应速率加快，达到平衡的时间缩短，二氧化硫的转化率增大，D项不正确。6．在某容积肯定的密闭容器中，有下列可逆反应xA(g)＋B(g)2C(g)，反应曲线(T表示温度，p表示压强，C%表示C的体积分数)如图所示，试推断对图的说法中肯定正确的是(D)A．该反应是吸热反应B．x＝2C.p3＜p4，Y轴可表示混合气体的相对分子质量D．p3＞p4，Y轴可表示C物质在平衡体积中的百分含量解析：A.依据图1可知在压强相同时T1曲线首先达到平衡状态，则T1大于T2。温度越高C的体积分数越低，这说明上升温度平衡向逆反应方向进行，则该反应是放热反应，A错误；B.依据图1可知在温度相同时p2曲线首先达到平衡状态，则p2大于p1。压强越大，C的体积分数越大，这说明增大压强平衡向正反应方向进行，即正反应是体积减小的可逆反应，但x不肯定等于2，B错误；C.依据图2可知上升温度Y减小，即上升温度平衡向逆反应方向进行，气体的物质的量增加，而气体质量不变，则平均相对分子质量减小。由于增大压强平衡向正反应方向进行，气体的物质的量减小，质量不变，气体的平均相对分子质量增加，所以应当是p4＜p3，C错误；D.由于增大压强平衡向正反应方向进行，C的百分含量增加。所以假如p3＞p4，则Y轴可表示C物质在平衡体积中的百分含量，D正确，答案选D。7．在密闭容器中存在下列平衡：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，CO2(g)的平衡物质的量浓度c(CO2)与温度T的关系如图所示。下列说法错误的是(A)A．平衡状态A与C相比，平衡状态A的c(CO)小B．在T2时，若反应处于状态D，则肯定有v正<v逆C．反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH>0D．若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1<K2解析：平衡状态A和C相比较，A处的c(CO2)较小，说明A处的c(CO)较大，A项错误；T2时，状态D→状态B，c(CO2)减小，说明反应逆向进行，即v正<v逆，B项正确；由图示可知，T1→T2，温度上升，c(CO2)增大，说明平衡正向移动，即正反应是吸热反应，ΔH>0，故平衡常数增大，即K1<K2，C、D项均正确。8．某化学科研小组探讨在其他条件不变时，变更某一条件对化学平衡的影响，得到如下变更规律(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量)：依据以上规律推断，下列结论正确的是(C)A．反应Ⅰ：ΔH>0，p2>p1B．反应Ⅱ：ΔH>0，T1>T2C．反应Ⅲ：ΔH>0，T2>T1；或ΔH<0，T2<T1D．反应Ⅳ：ΔH<0，T2>T1解析：由反应Ⅰ的图可知，温度上升，A的转化率减小，说明该反应的正反应是放热反应，ΔH<0，由反应式得：压强越大，A的转化率越大，故p2>p1，A不正确；由反应Ⅱ的图得：先达平衡对应的温度高，即T1>T2，温度越高时n(C)越小，说明该反应的正反应是放热反应，即ΔH<0，B选项错误；反应Ⅲ由于没有其他限制条件和提示，能从两方面进行探讨，一方面若该反应的正反应是吸热反应，ΔH>0，则有T2>T1的关系，若该反应的正反应是放热反应，ΔH<0，则可推出T2<T1，故C正确；由反应Ⅳ的图知，若T2>T1，则该反应的正反应是吸热反应，即ΔH>0，D错误。9．电镀废液中Cr2Oeq\o\al(2－,7)可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4)：Cr2Oeq\o\al(2－,7)(aq)＋2Pb2＋(aq)＋H2O(l)2PbCrO4(s)＋2H＋(aq)ΔH<0，该反应达到平衡后，变更横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是(A)10.肯定温度下，向容积为2L的密闭容器中仅仅通入了两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变更如图所示，对该反应的推断合理的是(D)A．反应进行到6s时，各物质的反应速率相等B．反应进行到1s时，v(A)＝v(C)C．反应进行到6s时，B的平均反应速率为0.1mol/(L·s)D．该反应的化学方程式为3B＋4C6A＋2D解析：当反应进行到6s时，反应达到平衡状态，依据6s时反应物与生成物浓度可知反应的化学方程式为3B＋4C6A＋2D。A选项错误，到达6s时，各物质的反应速率之比与化学计量数之比相等。B选项错误，在1s时，A与C的物质的量相等。C选项错误，6s时B的平均反应速率为0.6mol/(6s·2L)＝0.05mol/(L·s)。D选项正确。11．在肯定条件下，N2O分解的部分试验数据如下：下图能正确表示该反应有关物理量变更规律的是(A)(注：图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间，c1、c2均表示N2O初始浓度且c1<c2)解析：由表中数据可知，N2O的反应速率为肯定值，与其浓度大小无关，半衰期与浓度呈正相关，转化率与浓度大小无关，故A项正确，B、C、D项错误。二、非选择题(共56分)12．(18分)对于2X(g)Y(g)的反应体系，在压强肯定时，平衡体系中Y的质量分数w(Y)随温度的变更状况如图所示(实线上的任何一点为对应温度下的平衡状态)。(1)该反应的正反应方向是一个放热反应(填“吸热”或“放热”)。(2)A、B、C、D、E各状态中，v(正)<v(逆)的是D。(3)维持t1不变，E→A所需时间为x，维持t2不变，D→C所需时间为y，则x>y(填“<”“>”或“＝”)。(4)欲要求E状态从水平方向到C状态后，再沿平衡曲线到达A状态，从理论上来讲，可选用的条件是先突然升温到t2，然后无限缓慢地降低温度到t1。解析：由图可知，随着温度的上升，w(Y)渐渐减小，说明平衡逆向移动，则正反应方向是放热反应。A、B、C、D、E中A、B、C在平衡曲线上，则A、B、C都处于各自平衡状态中，D、E两点不在平衡曲线上，即它们没有达到化学平衡，因为E状态的w(Y)比该温度下平衡时的小，所以平衡正向移动，v(正)>v(逆)，D状态的w(Y)比该温度下的平衡状态时的大，平衡逆向移动，此时v(逆)>v(正)。D、E要达到各自温度下的平衡状态所转化的Y的物质的量相同，又因为D处的温度比E处的温度高，D处反应速率快，所以D处达到平衡所需时间短。E→C，要满意w(Y)不变，温度上升，只有实行突然升温，C→A的变更符合平衡曲线，意味着要经过多数个温度下的平衡状态的点后，C才能到达A，所以只有实行无限缓慢地降温。13．(18分)已知t℃，pkPa时，在容积可变的密闭容器中充入1molA和1molB，假设A、B未反应时体积为VL，保持恒温、恒压条件下发生反应：A(g)＋B(g)C(g)ΔH<0。达到平衡时，C的体积分数为40%。试回答有关问题：(1)升温时，C的反应速率增大(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)若平衡时，保持温度和容器容积不变，使容器内压强增大，则平衡D。A．肯定向正反应方向移动 B．肯定向逆反应方向移动C．肯定不移动 D．不肯定移动(3)若使温度、压强在上述条件下恒定不变，在密闭容器中充入2molA和2molB，则反应达到平衡时，C的体积分数为40%，容器的容积为eq\f(10,7)VL。解析：(1)温度上升，化学反应速率增大，则升温时，C的反应速率增大。(2)平衡时，温度和容积不变，若增大压强的措施是增大反应物浓度或生成物浓度则平衡发生移动；若增大压强的措施是充入不参与反应的气体，则原平衡中各物质的浓度不变，平衡不移动。(3)由题意可知，反应达到平衡时与原平衡等效，则C的体积分数不变，也为40%。设平衡时A的转化量为x，则：A(g)＋B(g)C(g)n始/mol220n转/molxxxn平/mol2－x2－xx依据题意由：eq\f(x,2－x＋2－x＋x)＝40%，解得x＝eq\f(8,7)mol。所得混合气体的物质的量为4mol－eq\f(8,7)mol＝eq\f(20,7)mol。设到达平衡时容器容积为V′，则有：eq\f(VL,V′)＝eq\f(2mol,\f(20,7)mol)，所以V′＝eq\f(10,7)VL。14．(20分)固定和利用CO2能有效地利用资源，并削减空气中的温室气体。工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－49.0kJ·mol－1，某科学试验将6molCO2和8molH2充入2L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变更如下图所示(实线)。(1)a点正反应速率大于(填“大于”“等于”或“小于”)逆反应速率。(2)下列时间段平均反应速率最大的是A。A．0～1minB．1～3minC．3～8minD．8～11min(3)平衡时CO2的转化率为33.3%，该条件下的平衡常数K＝0.5。(4)仅变更某一试验条件再进行两次试验，测得H2的物质的量随时间变更如图中虚线所示，曲线Ⅰ对应的试验条件变更是上升温度，曲线Ⅱ对应的试验条件变更是增大压强。解析：(1)a点时还没有达到平衡状态，反应物氢气的物质的量接着减小，平衡向正反应方向进行，所以正反应速率大于逆反应速率。(2)分别计算不同时间段内的反应