2022届高考化学第一轮复习配套作业：热点专题专练(三)-化学反应速率、化学平衡的图像分析

热点专题专练(三)化学反应速率、化学平衡的图像分析1．(2011·重庆高考)确定条件下，下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是()A．CO2(g)＋2NH3(g)CO(NH2)2(s)＋H2O(g)；ΔH＜0B．CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)；ΔH＞0C．CH3CH2OH(g)CH2=CH2(g)＋H2O(g)；ΔH＞0D．2C6H5CH2CH3(g)＋O2(g)2C6H5CH=CH2(g)＋2H2O(g)；ΔH＜02．(2011·安徽高考)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该反应达平衡后，转变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是()3.(2022·临川模拟)确定条件下，在体积为VL的密闭容器中，一氧化碳和氢气反应生成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，右图表示该反应在不同温度下的反应过程：关于该反应，下列说法正确的是()A．反应达平衡后，上升温度，平衡常数K增大B．反应过程中使用Cu2O/ZnO作催化剂，二者均不参与反应C．500℃反应达到平衡时，用氢气物质的量浓度削减表示该反应的反应速率是：v(H2)＝eq\f(nB,V×tB)mol/(L·min)D．300℃4．(2021·安徽高考调研)可逆反应A(g)＋2B(g)3C(g)＋4D(g)ΔH>0，在恒容密闭容器中达到平衡后，转变某一条件，下列图像正确的是()5．(2022·杭州三模)等质量的三份锌a、b和c，分别加入足量的稀H2SO4中，a中同时加入适量CuSO4溶液，c中加入适量CH3COONa。下列各图中表示其产生H2总体积(V)与时间(t)的关系，其中正确的是()6．在恒容密闭容器中通入物质的量浓度均0.1mol·L－1的CH4与CO2，在确定条件下发生反应：CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)，，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示，下列有关说法确定正确的是()A．上述反应的ΔH>0B．压强p1>p2>p3>p4C．1100℃该反应的平衡常数为64D．压强为p4时，在Y点：v(正)<v(逆)7．(2022·衡水期考)某化学小组争辩在其他条件不变时，转变密闭容器中某一条件对A2(g)＋3B2(g)=2AB3(g)化学平衡状态的影响，得到如下图所示的曲线(图中T表示温度，n表示物质的量)。下列推断正确的是()A．在T2和n(A2)不变时达到平衡，AB3的物质的量大小为：c>b>aB．若T2>T1，则正反应确定是放热反应C．达到平衡时A2的转化率大小为：b>a>cD．若T2>T1，达到平衡时b、d点的反应速率为vd>vb8．(2022·临沂二模)T0℃时，在2L的密闭容器中发生反应：X(g)＋Y(g)Z(g)(未配平)，各物质的物质的量随时间变化的关系如图a所示。其他条件相同，温度分别为T1℃、T2A．该反应的正反应是吸热反应B．T0℃，从反应开头到平衡时：v(X)＝0.083mol·L－1·min－1C．图a中反应达到平衡时，Y的转化率为37.5%D．T1℃时，若该反应的平衡常数K＝50，则T1＜T9．确定条件下，在体积为3L的密闭容器中，一氧化碳与氢气反应生成甲醇(催化剂为Cu2O/ZnO)。依据题意完成下列问题：(1)反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝__________，上升温度，K值______(填“增大”、“减小”或“不变”)。(2)在500℃v(H2)＝________________。(3)在其他条件不变的状况下，对处于E点的体系体积压缩到原来的1/2，下列有关该体系的说法正确的是________。a．氢气的浓度减小b．正反应速率加快，逆反应速率也加快c．甲醇的物质的量增加d．重新平衡时n(H2)/n(CH3OH)增大(4)据争辩，反应过程中起催化作用的为Cu2O，反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变，缘由是____________________________(用化学方程式表示)。10．某温度时，在一容积为1L的密闭容器中，加入0.4mol的N2和1.2mol的H2，在确定条件下发生如下反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0,5min时达到平衡，反应中NH3的物质的量浓度的变化状况如图所示：请回答下列问题：(1)依据如图，计算从反应开头到平衡时，平均反应速率v(N2)＝________。(2)该反应的化学平衡常数表达式为__________________________________________。(3)反应达到平衡后，第5min末保持其他条件不变，若转变反应温度，则NH3的物质的量浓度不行能为________(填序号)a．0.80mol·L－1 B．0.25mol·L－1c.0.20mol·L－1 D．0.08mol·L－1(4)反应达到平衡后，第5min末保持其他条件不变，若只把容器的体积缩小一半，平衡________移动(填“向右”、“向左”或“不”)，化学平衡常数________(填“增大”、“削减”或“不变”)。11．确定温度下，向一容积为5L的恒容密闭容器中充入0.4molSO2和0.2molO2，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－196kJ·mol－1。当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的0.7倍。请回答下列问题：(1)推断该反应达到平衡状态的标志是________(填字母)。a．SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2b．容器内气体的压强不变c．容器内混合气体的密度保持不变d．SO3的物质的量不再变化e．SO2的生成速率和SO3的生成速率相等(2)回答下列问题：①SO2的转化率____________；②达到平衡时反应放出的热量____________；③此温度下该反应的平衡常数K＝____________。(3)下图表示平衡时SO2的体积分数随压强和温度变化的曲线，则：①温度关系：T1________T2(填“>”、“<”或“＝”，下同)；②平衡常数关系：KA________KB，KA________KD。12．苯乙烯(C8H8)是生产塑料的一种重要单体，它以苯乙烷(C8H10)为材料，其反应原理是：C8H10(g)C8H8(g)＋H2(g)ΔH＝＋125kJ·mol－1Ⅰ.某温度下，将0.40mol苯乙烷(C8H10)充入2L真空密闭容器中发生反应，测定不同时间该容器内物质的量，得到数据如下表：时间/min010203040n(C8H10)/mol0.400.300.26n2n3n(C8H8)/mol0.000.10n10.160.16(1)当反应进行到20min时，该段时间内H2的平均反应速率是________。(2)该温度下，该反应的化学平衡常数是________。(3)若保持其他条件不变，用0.40molH2(g)和0.40molC8H8(g)合成C8H10(g)，当有30kJ热量放出时，该反应中H2的转化率是________，此时，该反应是否达到了平衡状态？________(填“是”或“否”)。Ⅱ.工业上以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂(不参与反应)，C8H10(g)的平衡转化率与水蒸气的用量、体系的温度、压强的关系如图Ⅰ、图Ⅱ所示。(4)由图Ⅰ可知，T1________T2(填“大于”、“小于”或“等于”)。(5)由图Ⅱ可知，当其他条件不变时，水蒸气的用量越大，平衡转化率将________(填“越大”、“越小”或“不变”)，缘由是___________________________________________________________________________________________________________________________。答案1．选A观看图像可知，达到平衡用的时间短反应速率快，T2>T1、p1>p2。上升温度水蒸气的百分含量降低，说明平衡逆向移动，反应放热，ΔH<0；增大压强水蒸气的百分含量增大，说明平衡正向移动，正反应气体分子数削减，综合分析A选项中反应符合要求。2．选A该反应放热(ΔH<0)，升温平衡逆向移动，平衡常数K减小，A项正确；B项pH增大时，c(OH－)增大，平衡正向移动，Cr2Oeq\o\al(2－,7)转化率上升，B项错误；温度上升，化学反应速率增大，C项错误；c(Pb2＋)增大时，平衡正向移动，n(Cr2Oeq\o\al(2－,7))减小，D项错误。3．选D由图中曲线看出，温度越高，甲醇的平衡含量越低，说明该反应为放热反应，上升温度平衡左移，平衡常数减小，A项错误；催化剂的催化机理是催化剂参与化学反应，生成中间产物，但最终又生成原来的物质，B项错误；500℃反应达到平衡时，用氢气物质的量浓度削减表示该反应的反应速率应为：v(H2)＝2×eq\f(nB,V×tB)mol/(L·min)，C项错误；该反应为气体物质的量减小的反应，加压平衡右移，但平衡移动的结果不能抵消或超过条件的转变，故氢气的浓度还是增大的，D项正确。4．选DA项，该反应是吸热反应，升温平衡正向移动，则平衡常数K应增大，A错；B项，增大压强平衡逆向移动，则B的转化率降低，B错；C项，催化剂不能使化学平衡发生移动，则D的产率不变，C错；D项，化学平衡常数只受温度影响，故正确。5．选A从化学反应速率角度分析，a中加入CuSO4溶液后，形成Zn—Cu—稀硫酸原电池，加快了反应速率，c中加入了CH3COONa后，由于降低了溶液中的c(H＋)，减慢了反应速率。从生成H2的角度分析，b和c中生成H2的量相同，但均比a多，综上分析A正确。6．选AB项，压强p1＜p2＜p3＜p4；C项1100℃该反应的平衡常数为1.6384;D项，压强为p4时，在Y点：v(正)＞v(逆)。7．选AA项，在T2和n(A2)不变时达到平衡，增加B的量平衡向正反应方向移动，导致生成物的物质的量增大，正确。B项，若T2>T1，上升温度生成物的体积分数增大，平衡向正反应方向移动，所以正反应确定是吸热反应，错误。C项，当A的物质的量确定时，B的物质的量越大，A的转化率越大，故达到平衡时A2的转化率大小为：c>b>a，错误。D项，温度越高反应速率越大，若T2>T1，达到平衡时b、d点的反应速率为vd<vb，错误。8．选D依据“先拐先平，数值大”的原则可推知，T1>T2，温度越高，X的物质的量越大，则平衡向左移动，正反应放热，A不正确；v(X)＝(0.3mol－0.05mol)/(2L·3s)＝0.0417mol·L－1·min－1，B不正确；Y的转化率为(0.4－0.15)/0.4＝0.625，C不正确；由图a可知X、Y、Z物质的量变化之比为1∶1∶2，则K0为33.3<50，平衡常数越小，温度越高，D正确。9．解析：(1)依据化学方程式和平衡常数的定义，该反应的平衡常数表达式K＝eq\f(cCH3OH,cCO·c2H2)，从题给图像可以看出平衡后500℃时甲醇的物质的量小于300℃时的物质的量，说明正反应是放热反应，上升温度平衡逆向移动，K值将减小。(2)500℃时反应达到平衡，生成甲醇的物质的量为nB，则消耗H2的物质的量为2nB，因此v(H2)＝eq\f(\f(2nBmol,3L),tBmin)＝eq\f(2nB,3tB)mol/(L·min)。(3)在其他条件不变的状况下，处于E点的体系体积压缩到原来的eq\f(1,2)，依据反应特点推知增大压强，正、逆反应速率都加快，且平衡正向移动，甲醇的物质的量将增加，即选b、c。(4)Cu2O能被CO还原为Cu，因此通入CO2可以抑制此反应的发生，化学方程式为Cu2O＋CO2Cu＋CO2。答案：(1)eq\f(cCH3OH,cCO·c2H2)减小(2)eq\f(2nB,3tB)mol/(L·min)(3)bc(4)Cu2O＋CO2Cu＋CO210．解析：(1)据图可知，从反应开头到平衡时，平均反应速率v(N2)＝1/2v(NH3)＝1/2×0.2/5mol·L－1·min－1＝0.02mol·L－1·min－1。(2)依据反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，可写出化学平衡常数表达式K＝eq\f(c2NH3,cN2·c3H2)。(3)反应达到平衡后，第5分钟末，保持其他条件不变，若转变反应温度，平衡确定移动，所以NH3的浓度不再为0.20mol·L－1，由于反应不行能进行完全，故NH3的浓度也不行能达到0.80mol·L－1；在第5分钟末将容器的体积缩小一半后，NH3的浓度达到0.40mol·L－1，但平衡又向右移动，故其浓度将增大到0.50mol·L－1时，在第8分钟末达到新的平衡。答案：(1)0.02mol·L－1·min－1(2)K＝eq\f(c2NH3,cN2·c3H2)(3)a、c(4)向右不变11．解析：容积为5L的恒容密闭容器中充入0.4molSO2和0.2molO2，三段式解题：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196kJ·mol－1起始(mol)0.40.20转变(mol)2xx2x平衡(mol)0.4－2x0.2－x2x当反应达到平衡时，容器内压强变为起始时的0.7倍，得到eq\f(0.4－2x＋0.2－x＋2x,0.4＋0.2)＝0.7，解得x＝0.18，2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196kJ·mol－1起始(mol)0.40.2 0转变(mol)0.360.18 0.36平衡(mol)0.040.02 0.36(1)a.SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2和计量数比相等，和反应是否平衡没有必定联系，不能作为平衡标志；b因该平衡是一个恒容条件下的化学平衡，反应前后气体的物质的量发生变化，现在压强不变，说明气体总量已经不变，化学反应达到了平衡状态。c.因该平衡是恒容条件下的化学平衡状态，反应物和生成物均为气体，则气体质量恒定，气体密度恒定，不能作为平衡标志；d.SO3的物质的量不再变化，化学达到平衡状态。e.SO2的生成速率和SO3的生成速率相等，化学达到平衡状态。(2)①SO2的转化率为90%；②达到平衡时反应放出的热量＝0.36×eq\f(196,2)＝35.28kJ；③此温度下该反应的平衡常数K＝eq\f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.36,5)))2,\f(0.02,5)×\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.04,5)))2)＝20250。(3)该反应为放热反应，上升温度，平衡逆向移动，二氧化硫的