2019-2020年高考化學(xué)總復(fù)習(xí) 專題二十五 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像類應(yīng)用題專題演練 1.(xx安徽理綜，11)汽車尾氣中，NO產(chǎn)生的反應(yīng)為：N2(g)＋O2(g)2NO(g)，一定條件下，等物質(zhì)的量的N2(g)和O2(g)在恒容密閉容器中反應(yīng)，下圖曲線a表示該反應(yīng)在溫度T下N2的濃度隨時(shí)間的變化，曲線b表示該反應(yīng)在某一起始反應(yīng)條件改變時(shí)N2的濃度隨時(shí)間的變化。下列敘述正確的是(　　) A．溫度T下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝ B．溫度T下，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，混合氣體的密度減小 C．曲線b對(duì)應(yīng)的條件改變可能是加入了催化劑 D．若曲線b對(duì)應(yīng)的條件改變是溫度，可判斷該反應(yīng)的ΔH<0 2．(xx江蘇化學(xué)，15)在體積均為1.0 L的兩恒容密閉容器中加入足量的相同的碳粉，再分別加入0.1 mol CO2和0.2 mol CO2，在不同溫度下反應(yīng)CO2(g)＋C(s)2CO(g)達(dá)到平衡，平衡時(shí)CO2的物質(zhì)的量濃度c(CO2)隨溫度的變化如圖所示(圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ點(diǎn)均處于曲線上)。下列說法正確的是(雙選)(　　) A．反應(yīng)CO2(g)＋C(s)===2CO(g)的ΔS＞0、ΔH＜0 B．體系的總壓強(qiáng)p總：p總(狀態(tài)Ⅱ)＞2p總(狀態(tài)Ⅰ) C．體系中c(CO)：c(CO，狀態(tài)Ⅱ)＜2c(CO，狀態(tài)Ⅲ) D．逆反應(yīng)速率v逆：v逆(狀態(tài)Ⅰ)＞v逆(狀態(tài)Ⅲ) 3．[xx山東理綜，30(1)(2)]合金貯氫材料具有優(yōu)異的吸放氫性能，在配合氫能的開發(fā)中起著重要作用。 (1)一定溫度下，某貯氫合金(M)的貯氫過程如圖所示，縱軸為平衡時(shí)氫氣的壓強(qiáng)(p)，橫軸表示固相中氫原子與金屬原子的個(gè)數(shù)比(H/M)。 在OA段，氫溶解于M中形成固溶體MHx，隨著氫氣壓強(qiáng)的增大，H/M逐漸增大；在AB段，MHx與氫氣發(fā)生氫化反應(yīng)生成氫化物MHy，氫化反應(yīng)方程式為：zMHx(s)＋H2(g)zMHy(s)　ΔH1(Ⅰ)；在B點(diǎn)，氫化反應(yīng)結(jié)束，進(jìn)一步增大氫氣壓強(qiáng)，H/M幾乎不變。反應(yīng)(Ⅰ)中z＝________(用含x和y的代數(shù)式表示)。溫度為T1時(shí)，2 g某合金4 min內(nèi)吸收氫氣240 mL，吸氫速率v＝________ mLg－1min－1。反應(yīng)的焓變?chǔ)1________0(填“>”“<”或“＝”)。 (2)η表示單位質(zhì)量貯氫合金在氫化反應(yīng)階段的最大吸氫量占其總吸氫量的比例，則溫度為T1、T2時(shí)，η(T1)________η(T2)(填“>”“<”或“＝”)。當(dāng)反應(yīng)(Ⅰ)處于圖中a點(diǎn)時(shí)，保持溫度不變，向恒容體系中通入少量氫氣，達(dá)平衡后反應(yīng)(Ⅰ)可能處于圖中的________點(diǎn)(填“b”“c”或“d”)，該貯氫合金可通過________或________的方式釋放氫氣。 4．[xx課標(biāo)全國Ⅰ，28(3)]乙醇是重要的有機(jī)化工原料，可由乙烯氣相直接水合法或間接水合法生產(chǎn)。回答下列問題： 下圖為氣相直接水合法中乙烯[C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)　ΔH＝－45.5 kJmol－1]的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系 (其中nH2O∶nC2H4＝1∶1)。 ①列式計(jì)算乙烯水合制乙醇反應(yīng)在圖中A點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp＝________(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓＝總壓物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。 ②圖中壓強(qiáng)p1、p2、p3、p4的大小順序?yàn)開_____________，理由是______________________________________________________。 ③氣相直接水合法常用的工藝條件為：磷酸/硅藻土為催化劑，反應(yīng)溫度290 ℃、壓強(qiáng)6.9 MPa，n(H2O)∶n(C2H4)＝0.6∶1。乙烯的轉(zhuǎn)化率為5%。若要進(jìn)一步提高乙烯的轉(zhuǎn)化率，除了可以適當(dāng)改變反應(yīng)溫度和壓強(qiáng)外，還可以采取的措施有________、________。 題型集訓(xùn)25　化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像類應(yīng)用題 一年模擬試題精練 1.(xx湖北部分重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)如圖表示一定條件下反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0的反應(yīng)速率與反應(yīng)過程的曲線關(guān)系圖。下列說法正確的是(　　) A．氨氣的體積分?jǐn)?shù)最高的一段時(shí)間為t5～t6。 B．t2～t3和t3～t4時(shí)間段氨氣的體積分?jǐn)?shù)相等 C．t1時(shí)刻改變的條件是降低溫度 D．t4～t5時(shí)間段平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) 2. (xx北師大附中月考)如圖表示可逆反應(yīng)A(g)＋3B(g)2C(g)　ΔH＜0達(dá)平衡后，改變某一反應(yīng)條件，反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的情況，根據(jù)曲線判斷下列說法中正確的是(　　) A．t1時(shí)降低了溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) B．t1時(shí)增大了壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) C．t1時(shí)增大了A的濃度，同時(shí)減小了C的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng) D．t1時(shí)可能使用了催化劑 3．(xx貴陽聯(lián)考)工業(yè)合成氨的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，下列關(guān)于反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的圖像中，錯(cuò)誤的是(　　) 4．(xx安陽聯(lián)考)把1 mol CO2和3 mol H2通入1 L 的密閉容器中，在某溫度下發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.0 kJmol－1。測(cè)得CO2和CH3OH的濃度隨時(shí)間的變化如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．3 min時(shí)，v正＝v逆 B．0～10 min內(nèi)，H2的平均反應(yīng)速率為2.25 molL－1min－1 C．該溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝5.3 D．若升高溫度，則CO2的轉(zhuǎn)化率大于75% 5．(xx合肥質(zhì)檢)汽車尾氣中含有CO、NO2等有毒氣體，對(duì)汽車加裝尾氣凈化裝置，可使有毒氣體相互反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無毒氣體。 (1)4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g) ΔH＝－1 200 kJmol－1 對(duì)于該反應(yīng)，溫度不同(T2＞T1)、其他條件相同時(shí)，下列圖像正確的是________(填代號(hào))。 (2)汽車尾氣中CO與H2O(g)在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng)：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＜0。 820 ℃時(shí)在甲、乙、丙三個(gè)恒容密閉容器中，起始時(shí)按照下表進(jìn)行投料，達(dá)到平衡狀態(tài)，K＝1.0。 起始物質(zhì)的量 甲 乙 丙 n(H2O)/mol 0.10 0.20 0.20 n(CO)/mol 0.10 0.10 0.20 ①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為______________________________。 ②平衡時(shí)，甲容器中CO的轉(zhuǎn)化率是________。比較下列容器中CO的轉(zhuǎn)化率：乙________甲；丙________甲(填“＞”、“＝”或“＜”)。 ③丙容器中，通過改變溫度，使CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大，則溫度________(填“升高”或“降低”)，平衡常數(shù)K________(填“填大”、“減小”或“”不變)。 參考答案 題型集訓(xùn)25　化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像類應(yīng)用題 【兩年高考真題演練】 1．A　[A項(xiàng)，在溫度T下，由曲線a可知，達(dá)到平衡后N2、O2、NO的濃度分別為c1 mol/L、c1 mol/L 、2(c0－c1) mol/L，所以該反應(yīng)的平衡常數(shù)K＝ ，正確；B項(xiàng)，反應(yīng)前后，混合氣體的體積與質(zhì)量都沒有發(fā)生改變，所以混合氣體的密度不變，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，加入催化劑只改變反應(yīng)速率而不改變反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率，若加入催化劑達(dá)到平衡后，c(N2)應(yīng)與曲線a對(duì)應(yīng)的平衡濃度相同，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，若曲線b對(duì)應(yīng)的條件改變是溫度，由于曲線b相對(duì)于曲線a先達(dá)到了平衡，故應(yīng)該為升溫，升高溫度，N2的平衡濃度減小，說明平衡向正向移動(dòng)，該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，ΔH>0，錯(cuò)誤。] 2．BC　[A項(xiàng)，CO2(g)＋C(s)===2CO(g)氣體的物質(zhì)的量增加的反應(yīng)，故ΔS>0，觀察圖像知，隨著溫度的升高，c(CO2)減小，平衡為正移，則ΔH＞0，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，Ⅰ所在d曲線表示的是通入0.1 mol CO2的變化過程，此時(shí) 此時(shí)氣體總的物質(zhì)的量為0.12 mol， Ⅱ所在曲線表示的是通入0.2 mol CO2的變化過程，此時(shí) 此時(shí)氣體總的物質(zhì)的量為0.32 mol，此時(shí)Ⅱ中氣體總物質(zhì)的量大于Ⅰ中氣體總物質(zhì)的量的2倍，且Ⅱ的溫度高，氣體體積膨脹，壓強(qiáng)又要增大，則p總(狀態(tài)Ⅱ)>2p總(狀態(tài)Ⅰ)，正確；C項(xiàng)，狀態(tài)Ⅱ和Ⅲ，溫度相同，Ⅱ中CO2的投料量是Ⅲ中CO2投料量的2倍，若恒容時(shí)兩平衡等效，則有c(CO，狀態(tài)Ⅱ)＝2c(CO，狀態(tài)Ⅲ)，但成比例增加投料量，相當(dāng)于加壓，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以c(CO，狀態(tài)Ⅱ)<2c(CO，狀態(tài)Ⅲ)，正確；D項(xiàng)，狀態(tài)Ⅰ和Ⅲ相比，Ⅲ的溫度高，反應(yīng)速率快，所以v逆(狀態(tài)Ⅲ)>v逆(狀態(tài)Ⅰ)，錯(cuò)誤。] 3．解析　(1)根據(jù)H原子守恒得zx＋2＝zy，則z＝。由題中所給數(shù)據(jù)可知吸氫速率v＝240 mL2 g4 min＝30 mLg－1min－1。由圖像可知，T1<T2，且T2時(shí)氫氣的壓強(qiáng)大，說明升高溫度平衡向生成氫氣的方向移動(dòng)，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故ΔHⅠ<0。(2)由圖像可知，固定橫坐標(biāo)不變，即氫原子與金屬原子個(gè)數(shù)比相同時(shí)，T2時(shí)氫氣的壓強(qiáng)大，說明吸氫能力弱，故η(T1)> η(T2)。處于圖中a點(diǎn)時(shí)，保持溫度不變，向恒容體系中通入少量氫氣，H2 濃度增大，平衡正向移動(dòng)，一段時(shí)間后再次達(dá)到平衡，此時(shí)H/M增大，故可能處于圖中的c點(diǎn)。由氫化反應(yīng)方程式及圖像可知，這是一個(gè)放熱的氣體體積減小的反應(yīng)，根據(jù)平衡移動(dòng)原理，要使平衡向左移動(dòng)釋放H2 ，可改變的條件是：升溫或減壓。 答案　(1)　30　<　(2)>　c　加熱　減壓 4．解析?、僭O(shè)開始充入的原料氣中，C2H4(g)和H2O(g)的物質(zhì)的量均為n。 　　　C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g) 開始(mol) n n 0 轉(zhuǎn)化(mol) 20%n 20%n 20%n 平衡(mol) 80%n 80%n 20%n 平衡混合氣中C2H4(g)、H2O(g)、C2H5OH(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)依次為：、、。 根據(jù)題意，將數(shù)據(jù)代入化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式，Kp＝。 ②C2H4(g)＋H2O(g)C2H5OH(g)是一個(gè)氣體體積減小的反應(yīng)，相同溫度下，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，C2H4的轉(zhuǎn)化率提高，所以p4>p3>p2>p1。 ③依據(jù)反應(yīng)特點(diǎn)及平衡移動(dòng)原理，提高乙烯轉(zhuǎn)化率還可以增大H2O與C2H4的比例，或?qū)⒁掖技皶r(shí)液化分離出去等。 答案　①＝＝＝0.07(MPa)－1 ②p4>p3>p2>p1　反應(yīng)分子數(shù)減少，相同溫度下，壓強(qiáng)升高，乙烯轉(zhuǎn)化率提高 ③將產(chǎn)物乙醇液化移去　增加nH2O∶nC2H4比 【一年模擬試題精練】 1．B　[由于t1～t2，t4～t5時(shí)間段平衡均向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，故氨氣體積分?jǐn)?shù)最高的時(shí)間段應(yīng)該是0～t1，A、D錯(cuò)誤；t3～t4時(shí)間段平衡沒有移動(dòng)，B正確；溫度降低，正、逆反應(yīng)速率均減小，而t1時(shí)刻正、逆反應(yīng)速率均增大，故C錯(cuò)誤。] 2．C　[根據(jù)圖像可知，t1時(shí)刻正反應(yīng)速率突然增大，達(dá)到新平衡后正反應(yīng)速率比第一次平衡時(shí)小，說明t1時(shí)刻逆反應(yīng)速率減小，不可能是改變了溫度、壓強(qiáng)或使用了催化劑。] 3．C　[由合成氨的反應(yīng)可以判斷，達(dá)平衡后升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，v逆＞v正，NH3的體積百分含量減小，A、B正確，C錯(cuò)誤；增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，NH3的體積百分含量增大，D正確。] 4．C　[ 　　　　CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) 起始(mol/L)　1　　　 3 　　　　　0 　　　　　0 轉(zhuǎn)化(mol/L)　0.75　　2.25　　　　0.75 　　　0.75 平衡(mol/L)　0.25　　0.75　　　　0.75 　　　0.75 則0～10 min內(nèi)，v(H2)＝＝0.225 molL－1min－1，B錯(cuò)誤；K＝＝≈5.3，C正確；3 min時(shí)，未達(dá)到平衡狀態(tài)，v正≠v逆，A錯(cuò)誤；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向左移動(dòng)，CO2的轉(zhuǎn)化率降低，D錯(cuò)誤。] 5．解析　(1)4CO(g)＋2NO2(g)4CO2(g)＋N2(g)　ΔH＜0，該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，當(dāng)升高溫度時(shí)，正、逆反應(yīng)速率都增大，甲中正反應(yīng)速率在剛升溫至T2時(shí)沒有增大，故錯(cuò)誤；升高溫度，化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，CO的濃度增大，CO的體積分?jǐn)?shù)增大，故丙不正確。 (2)①甲容器中起始時(shí)n(CO2)＝n(H2O)＝0.10 mol，根據(jù)平衡常數(shù)計(jì)算可得到CO的轉(zhuǎn)化率為50%。②乙容器中起始時(shí)n(H2O)＝0.20 mol，相當(dāng)于在甲容器中增大c(H2O)，平衡正向移動(dòng)，n(CO)減少，CO的轉(zhuǎn)化率增大；丙容器中起始時(shí)n(CO)＝n(H2O)＝0.20 mol，相當(dāng)于兩個(gè)甲容器中的量，假設(shè)兩個(gè)甲容器合二為一，反應(yīng)到達(dá)平衡后，縮小體積至一半變成丙容器，相當(dāng)于對(duì)體系加壓，平衡不移動(dòng)，CO的轉(zhuǎn)化率不變化。③丙容器中改變溫度，CO的轉(zhuǎn)化率增大說明平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故需降低溫度；平衡正向移動(dòng)，生成物的濃度增大，反應(yīng)物的濃度減小，故K增大。 答案　(1)乙　(2)①K＝　②50%?。尽。? ③降低　增大