2025版高三化学二轮复习天天增分练 选择题分类练11　多平衡体系图像的分析

选择题分类练11多平衡体系图像的分析授课提示：天天增分特训19页(分值：18分选择题每小题3分)1．已知双环戊二烯解聚成环戊二烯的反应为ΔH>0。若将3mol双环戊二烯通入2L恒容密闭容器中，测得T1℃和T2℃下n(双环戊二烯或环戊二烯)随时间的变化如图所示，T2℃时反应到a点恰好达到平衡。下列有关说法错误的是()A.T1>T2B．T2℃时，0～2h内的平均反应速率：v(环戊二烯)＝0.6mol·L－1·h－1C．T2℃时，当容器内的气体压强为起始的1.5倍时：v(正)>v(逆)D．T1℃时，反应恰好达到平衡时：4.8mol<n(环戊二烯)<6mol解析：由题图可知，T2℃时，双环戊二烯前1h减少1.8mol，相当于环戊二烯增加3.6mol，T1℃时，环戊二烯前1h增加4mol>3.6mol，所以T1>T2，A正确；T2℃时，0～2h内的平均反应速率：v(环戊二烯)＝2×3mol−0.6mol2L×2h＝1.2mol·L－1·h－1，B错误；由a点可知，T2℃时，平衡时气体总物质的量为2×(3mol－0.6mol)＋0.6mol＝5.4mol，是初始3mol的1.8倍，气体的压强为起始时的1.5倍时，反应正向进行，v(正)>v(逆)，C正确；在T2℃时，反应达到平衡，消耗双环戊二烯的物质的量为(3－0.6)mol＝2.4mol，此时生成环戊二烯的物质的量为2.4×2mol＝4.8mol，因为T1>T2，该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，则T1℃答案：B2．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)ΔH1＝＋78kJ·mol－1反应Ⅱ：2C3H6(g)⇌3C2H4(g)ΔH2＝＋117kJ·mol－1反应Ⅲ：C4H8(g)⇌2C2H4(g)ΔH3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ΔH3＝＋104kJ·mol－1B．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)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正向移动解析：根据盖斯定律可知，反应Ⅲ＝13×(反应Ⅰ＋反应Ⅱ×2)，得到C4H8(g)⇌2C2H4(g)ΔH3＝＋104kJ·mol－1，A正确；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(C4H8)的物质的量分数在不断减少，丙烯(C3H6)的物质的量分数先增加后减少，乙烯(C2H4)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；700K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K＝0.230.62≈2.22×10－2，B正确；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，C4H8的物质的量分数增大，故提高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，C正确；根据图中信息可知，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，反应答案：D3．1889年，Arrhenius提出了反应速率常数k随温度的变化关系lnk＝－EaRT＋C(R、C均为常数)。已知2NO(g)＋O2(g)⇌2NO2(g)反应1：2NO(g)⇌N2O2(g)ΔH1＝－46.3kJ·mol－1反应2：N2O2(g)＋O2(g)⇌2NO2(g)ΔH2＝－65.7kJ·mol－1两步反应的活化能Ea1<Ea2。某课题组通过实验绘制出两步反应lnK(K表示平衡常数)、lnk随1TA．2molNO与1molO2充分反应，放出热量小于112kJB．③表示的是k2随1TC．温度越高，单位时间内NO的转化率可能越低D．相同条件下，O2浓度的变化比NO浓度的变化对反应速率影响更显著解析：反应1、2均为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，故①②为lnK曲线；升高温度，反应速率增大，lnk变大，故③④为lnk曲线。lnk＝－EaRT＋C＝－EaR×1T＋C，两步反应的活化能Ea1<Ea2，则反应2斜率更大，故④为k2随1T的变化关系，故B错误；由盖斯定律可知，反应1＋2得2NO(g)＋O2(g)⇌2NO2(g)ΔH＝－112kJ·mol－1，反应为可逆反应，故2molNO与1molO2充分反应，放出热量小于112kJ，故A正确；反应为放热反应，温度越高，平衡逆向移动，则单位时间内NO的转化率可能越低，故C正确；活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，决定总反应速率的是慢反应，两步反应的活化能答案：B4．二氧化碳加氢合成二甲醚(CH3OCH3)具有重要的现实意义和广阔的应用前景。该方法主要涉及下列反应。反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)⇌CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－49.0kJ·mol－1反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)⇌CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41.2kJ·mol－1反应Ⅲ：2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH3＝－24.5kJ·mol－1向恒压密闭容器中按n(CO2)∶n(H2)＝1∶3通入CO2和H2，平衡时各含碳物质的体积分数随温度的变化如图所示。下列有关说法错误的是()A．反应Ⅰ的平衡常数表达式为K＝cB．图中曲线a表示CO2的平衡体积分数随温度的变化C．510K时，反应至CH3OCH3的体积分数为X时，延长反应时间，CH3OCH3的体积分数升高D．增大压强有利于提高平衡时CH3OCH3的选择性(CH3OCH3的选择性＝2×CH3解析：反应Ⅲ是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则CH3OCH3体积分数随着温度升高而降低，所以曲线b表示CH3OCH3的平衡体积分数随温度的变化，则曲线a表示CO2的平衡体积分数随温度的变化，故B正确；510K时，反应至CH3OCH3的体积分数达到X点的值，X点位于曲线b的上方，说明CH3OCH3的体积分数大于平衡时CH3OCH3的体积分数，则此时反应未达到平衡状态，反应Ⅲ逆向进行，延长反应时间能降低CH3OCH3的体积分数，故C错误；反应Ⅰ为气体体积减小的反应，反应Ⅱ、Ⅲ均为气体体积不变的反应，增大压强，反应Ⅰ平衡正向移动，CH3OH浓度增大，H2O的浓度也增大，反应Ⅱ平衡逆向移动，虽然H2O的浓度也增大，但CH3OH的系数为2，所以反应Ⅲ平衡正向移动，CH3OCH3的选择性增大，故D正确。答案：C5．利用气态甲醇在催化剂条件下脱氢制备甲醛的主反应为CH3OH(g)⇌HCHO(g)＋H2(g)ΔH1>0，副反应为CH3OH(g)⇌CO(g)＋2H2(g)ΔH2。在体积为2L的刚性容器中，通入1mol气态CH3OH，在一定催化剂作用下，反应时间为5min时，分别测得甲醇的平衡转化率和甲醛的选择性(甲醛的选择性＝生成的HCHO的物质的量转化的CHA．600℃时，5min内生成甲醛的平均反应速率是0.04mol·L－1·min－1B．由图可知副反应的ΔH2>0C．600℃以前，温度升高，平衡正向移动，使得甲醛的选择性减小D．600℃以后，甲醛的选择性下降的可能原因为温度升高，催化剂对主反应的催化活性降低解析：600℃时5min内甲醇的平衡转化率为50%，甲醛的选择性为80%，n(HCHO)＝1mol×50%×80%＝0.4mol，5min内生成甲醛的平均反应速率是0.4mol2L×5min＝0.04mol·L－1·min－1，A项正确；由题图可知甲醇的平衡转化率随温度升高一直增大，甲醛的选择性在600℃以后下降，故副反应的ΔH2答案：C6．CO2催化加氢制甲醇主要反应：反应Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH1＝－49.4kJ·mol－1反应Ⅱ.CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH2＝＋41.2kJ·mol－1压强分别为p1、p2时，将n起始CO2n起始H2＝1∶3的混合气体置于密闭容器中反应，不同温度下体系中A．曲线①、②表示的是CH3OH平衡选择性B．压强p1<p2C．随温度升高，CO2的平衡转化率受压强影响减小D．相同温度下，压强分别为p1、p2时，反应Ⅰ的平衡常数K(p1)>K(p2)解析：题图中表示的是CO的平衡选择