专题10-化学平衡图像分析(湖南专用)(原卷版)

专题10化学平衡图像分析【母题来源】2021年高考湖南卷第11题【母题题文】已知：，向一恒温恒容的密闭容器中充入和发生反应，时达到平衡状态I，在时改变某一条件，时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是A．容器内压强不变，表明反应达到平衡B．时改变的条件：向容器中加入CC．平衡时A的体积分数：D．平衡常数K：【答案】BC【试题解析】根据图像可知，向恒温恒容密闭容器中充入1molA和3molB发生反应，反应时间从开始到t1阶段，正反应速率不断减小，所以平衡向正反应方向移动，t1-t2时间段，正反应速率不变，反应达到平衡状态，t2-t3时间段，改变条件使正反应速率逐渐增大，平衡向逆反应方向移动，t3以后反应达到新的平衡状态，据此结合图像分析解答。A．容器内发生的反应为A(g)+2B(g)3C(g)，该反应是气体分子数不变的可逆反应，所以在恒温恒容条件下，气体的压强始终保持不变，则容器内压强不变，不能说明反应达到平衡状态，A错误；B．根据图像变化曲线可知，t2t3过程中，t2时,瞬间不变，平衡过程中不断增大，则说明反应向逆反应方向移动，且不是“突变”图像，属于“渐变”过程，所以排除温度与催化剂等影响因素，改变的条件为：向容器中加入C，B正确；C．根据上述分析可知，t2-t3时间段，改变条件使正反应速率逐渐增大，平衡向逆反应方向移动，达到新的平衡状态后，生成A的量增大，总的物质的量不变，所以A的体积分数增大，即A的体积分数：(II)＞(I)，C正确；D．平衡常数K与温度有关，因该反应在恒温条件下进行，所以K保持不变，D错误。故选BC。【命题意图】本题主要考查了化学平衡状态的建立及其途径、影响化学化学平衡的因素、有关化学平衡的计算等等。考查学生对化学平衡转化率相关原理的理解和掌握程度，也考查了学生对图表信息的获取、分析和加工能力。该题意在引导学生重视化学平衡等基本原理的理解和应用，关注信息获取、加工和处理能力的提高。明确影响反应速率的因素和影响平衡移动的因素是解题关键，会利用“三段式”法进行化学计算，培养学生分析化学平衡图象的能力。【命题方向】化学反应速率与化学平衡是每年高考的必考内容。化学反应速率是化学平衡移动的基础变量。化学反应速率的计算和外界条件对化学反应速率的影响，常结合化学平衡的应用进行综合考查，有时在选择题和填空题中单独考查，应注意理论联系实际，灵活分析。高考对化学平衡状态的考查，往往通过化学平衡的特征及化学平衡常数的计算和理解进行。化学平衡常数是新出现的高考热点，必须理解透彻。另外还要重点关注化学平衡的现象和实质。高考围绕勒夏特列原理的理解，通过实验、判断、图像、计算等形成对化学平衡移动进行综合考查，是化学反应速率和化学(平衡)状态的综合应用体现，平时加强针对性强化训练，注重规律和方法技能的总结，提高解题能力。【得分要点】对于一般的化学反应：aA＋bBcC＋dD，达到平衡时反应物A的转化率为α(A)＝×100％＝×100％［c0(A)为起始时A的浓度，c(A)为平衡时A的浓度］反应物平衡转化率的变化判断判断反应物转化率的变化时，不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来，要视具体情况而定。常见有以下几种情形：反应类型条件的改变反应物转化率的变化有多种反应物的可逆反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)恒容时只增加反应物A的用量反应物A的转化率减小，反应物B的转化率增大同等倍数地增大（或减小）反应物A、B的量恒温恒压条件下反应物转化率不变恒温恒容条件下m+n>p+q反应物A和B的转化率均增大m+n<p+q反应物A和B的转化率均减小m+n=p+q反应物A和B的转化率均不变只有一种反应物的可逆反应mA(g)nB(g)+pC(g)增加反应物A的用量恒温恒压条件下反应物转化率不变恒温恒容条件下m>n+p反应物A的转化率增大m<n+p反应物A的转化率减小m=n+p反应物A和B的转化率不变1．（2020·长沙市·湖南师大附中高三一模）在体积为1L的恒容密闭容器中充入一定量的H2S气体，平衡时三种组分的物质的量与温度的关系如图所示，下列说法正确的是A．反应2H2S(g)S2(g)+2H2(g)在温度T1时的平衡常数小于温度为T2时的平衡常数B．T1时，向X点容器中再充入与1molH2S和与1molH2，重新平衡前v(正)<v(逆)C．T1时，若起始时向容器中充入5molH2S气体，则平衡时H2S的转化率大于50%D．X点、Y点的压强仅与气体的总物质的量有关2．（2021·湖南邵阳市·高三其他模拟）烟气中的NO经过O3预处理，再用CaSO3悬浊液吸收去除。预处理时发生反应：NO(g)＋O3(g)NO(g)＋O2(g)。测得：v正＝k正c(NO)·c(O3)，v逆＝k逆c(NO2)·c(O2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。向容积均为2L的甲、乙两个密闭容器中充入一定量的NO和O3，测得NO的体积分数随时间的变化如图所示。下列说法正确的是A．高温有利于提高容器中NO的平衡转化率B．T1时，反应在tmin内的平均速率v(O2)＝mol·L－1·min－1C．T1时，NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)的k正＜3k逆D．T2时，向2L密闭容器中充入0.6molNO、0.4molO3，到达平衡时c(NO2)小于乙容器中平衡时c(NO2)3．（2021·湖南高三其他模拟）图中的曲线是表示恒容时，反应中NO的平衡转化率与温度的关系曲线，图中标有b、c、d三点，下列说法正确的是A．ΔH＞0 B．混合气体的密度：d点＞b点C．c点未达到平衡状态且(正)(逆) D．使用催化剂b、d两点将上移4．（2021·湖南长沙市·长沙一中高三一模）正戊烷异构化为异戊烷是油品升级的一项重要技术。在合适催化剂和一定压强下，正戊烷的平衡转化率(α)随温度变化如图所示。名称熔点/℃沸点/℃燃烧热∆H/kJ•mol-1正戊烷-13036–3506.1异戊烷-159.427.8–3504.1下列说法不正确的是A．25℃，101kPa时，正戊烷异构化成异戊烷的热化学反应方程式为：CH3CH2CH2CH2CH3(l)=(CH3)2CHCH2CH3(l)∆H=–2.0kJ/molB．28~36℃时，随温度升高，正戊烷的平衡转化率增大，原因是异戊烷气化离开体系，产物浓度降低，平衡正向移动C．36~150℃时，随温度升高，正戊烷异构化反应的平衡常数增大D．150℃时，体系压强从100kPa升高到500kPa，正戊烷的平衡转化率基本不变5．（2021·湖南株洲市·高三一模）利用现代传感技术探究压强对2NO2(g)N2O4(g)平衡移动的影响。在恒定温度和标准压强条件下，往针筒中充入一定体积的NO2气体后密封并保持活塞位置不变。分别在t1、t2时迅速移动活塞后并保持活塞位置不变，测定针筒内气体压强变化如图所示。下列分析中不正确的是A．t1时移动活塞，使容器体积增大B．在B、E两点，对应的正反应速率：v(B)>v(E)C．图中除A、C、F点外，其他点均为平衡状态D．在E，F，H三点中，H点的气体平均相对分子质量最大6．（2021·安徽淮北市·高三一模）向1L的密闭容器中通入2molCO2(g)、2molH2(g)，发生反应为H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH。在T1、T2下，测得CO的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是A．CO2平衡转化率：α(T1)<α(T2)T1B．前3min，T2温度下容器内发生的有效碰撞次数比T1多C．T2温度下12min时，向容器中再分别充入H2、CO2、CO、H2O各1mol，平衡向正向移动D．在初始温度T1下，1L绝热容器通入2molCO2(g)、2molH2(g)，平衡时n(CO)<1mol7．（2021·阜新市第二高级中学高三其他模拟）在含有Fe3+、S2O和I-的混合溶液中，反应S2O(aq)+2I-(aq)=2SO(aq)+I2(aq)的分部机理如下，反应进程中的能量变化如图所示。步骤①：2Fe3+(aq)+2I-(aq)=2Fe2+(aq)+I2(aq)步骤②：S2O(aq)+2Fe2+(aq)=2SO(aq)+2Fe3+(aq)下列关于该反应的说法错误的是A．Fe3+是该反应的催化剂B．步骤②比步骤①速率快C．该反应为放热反应D．若不加Fe3+，则正反应的活化能比逆反应的大8．（2021·天津高三三模）研究CO2的综合利用对促进低碳经济的发展有重要意义。工业上以CO2·NH3为原料生产尿素[CO(NH2)2]，反应的热化学方程式为2NH3(g)+CO2(g)=H2O(1)+CO(NH2)2(s)△H=-178kJ·mol-1。一定温度下，某科研小组在1L的恒容密闭容器中充入CO2和NH3模拟工业生产，发生上述反应，令起始时=x，得到CO2的平衡转化率(α)与x的关系如图所示。下列说法正确的是A．升高温度和增大压强均能提高尿素的产率B．若2v(NH3)正=v(CO2)逆，说明该反应达到了平衡状态C．图中A点NH3的平衡转化率为66.7%D．若及时分离出部分生成物，上述平衡不一定朝正反应方向移动9．（2021·辽宁高三其他模拟）反应可用于制备有机化工原料。已知240℃时，其化学反应平衡常数。①一定温度下，设起始充入的，相同时间内测得转化率与m和温度(T)的关系如图甲所示。②在300℃、320℃时上述反应中和的体积分数(w)随时间(t)的变化关系如图乙所示。起始密闭容器中和、和分别相等。下列说法错误的是A．该反应的B．C．绝热恒容条件下发生反应，若体系压强不变，可说明反应达到平衡D．300℃时随时间变化的曲线为，320℃时随时间变化的曲线为10．（2021·江苏省如皋中学高三三模）利用CO2和CH4重整可以制作合成气(主要成分为CO、H2)，重整过程中部分反应的热化学方程式为：反应Ⅰ：CH4(g)=C(s)＋2H2(g)ΔH=＋75.0kJ·mol-1反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)ΔH=＋41.0kJ·mol-1反应Ⅲ：CO(g)＋H2(g)=C(s)＋H2O(g)ΔH=-131.0kJ·mol-1当按相同投料比发生反应，CO2和CH4的平衡转化率与反应温度的关系如图所示，下列说法正确的是A．反应CO2(g)＋CH4(g)=2CO(g)＋2H2(g)的ΔH=-15kJ·mol-1B．同温度下CO2的平衡转化率大于CH4的平衡转化率，可能是CO2发生了其他副反应C．降低温度，可以提高合成气中CO的物质的量D．选择活性更高的催化剂可以提高CH4的平衡转化率11．（2021·江苏高三其他模拟）在密闭容器中：按CO2与H2的物质的量之比为1：3进行投料，发生反应2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)△H<0，在5MPa下测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数(V%)如图所示，下列说法中错误的是

A．表示CH3CH2OH组分的曲线是IVB．图中曲线交点a、b对应的上述反应平衡常数Ka<KbC．图中曲线交点a对应的CO2转化率为40%D．若甲、乙两个密闭容器起始时的容积、温度及投料方式均相同，甲：恒温恒压，乙；恒温恒容，反应达平衡时CH3CH2OH产率：甲＜乙12．（2021·江苏南京市·南京师大附中高三其他模拟）焦炭催化还原二氧化硫的化学方程式为2C(s)＋2SO2(g)S2(g)＋2CO2(g)。一定压强下，向1L密闭容器中加入足量的焦炭和1molSO2发生上述反应，反应相同时间时测得SO2的生成速率与S2(g)的生成速率随温度变化的关系如图1所示。其他条件相同的情况下，在甲、乙两种催化剂作用下，测得SO2(g)转化率与温度的关系如图2所示。下列说法正确的是A．该反应的ΔH>0B．图1中的A、B、C、D四个点对应的反应中处于平衡状态的是DC．图2在甲催化剂的作用下，M点(500，55)时SO2的转化率一定不是该温度下SO2的平衡转化率D．图2在相同的温度下，乙催化剂作用SO2的反应速率比甲催化剂作用SO2的反应速率小13．（2020·云南文山壮族苗族自治州·高三一模）400℃时，和充入2L密闭容器中，发生反应，容器中的物质的量随时间的变化如图中实线所示。图中虚线表示仅改变某一反应条件时，的物质的量随时间的变化。下列说法正确的是A．反应开始至a点，B．曲线Ⅱ对应的条件改变是增大压强C．若曲线Ⅰ对应的条件改变是升温，则该反应D．400℃时，该反应的平衡常数为0.12514．（2021·山东烟台市·高三三模）已知环戊二烯制备二聚环戊二烯的反应：∆H<0。某实验小组分别在2L的恒容密闭容器中各充入3.0mol环戊二烯，测得在T1℃和T2℃下环戊二烯气体的浓度随反应时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是A．M、N、P、Q四点的逆反应速率大小关系：Q>N>P>MB．T2℃，用二聚环戊二烯表示0~0.5h的平均反应速率为C．P点可能处于化学平衡状态D．T1℃，若向Q点再充入1.0mol环戊二烯达平衡时反应物的转化率将小于86.7%15．（2021·江苏扬州市·高三其他模拟）燃煤电厂锅炉尾气中含有氮氧化物(主要成分NO)，可通过主反应4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g)ΔH=-1627.7kJ·mol−1除去。温度高于300℃时会发生副反应：4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-904.74kJ·mol−1.在恒压、反应物起始物质的量之比一定的条件下，反应相同时间，NO的转化率在不同催化剂作用下随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法一定正确的是

A．升高温度、增大压强均可提高主反应中NO的平衡转化率B．N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=-180.74kJ·mol−1C．图中X点所示条件下，反应时间足够长，NO的转化率能达到Y点的值D．图中Z点到W点NO的转化率降低的原因是主反应的平衡逆向移动16．（2021·重庆高三三模）利用活性炭可以处理NO的污染，其原理为：。现向某容积固定的密闭容器加入一定量的活性炭和一定量的NO，在T1℃时，各物质的量浓度随时间变化如图所示