1、化学平衡图像的分类突破(建议用时：35分钟)一、选择题(14题只有一个正确答案，56题有一个或两个正确答案)1(2019合肥模拟)在恒温密闭容器中发生反应：CaCO3(s)CaO(s)CO2(g)H0，反应达到平衡后，t1时缩小容器体积，x随时间(t)变化的关系如图所示。x不可能是()Av逆(逆反应速率)B(容器内气体密度)Cm(容器内CaO质量)DQc(浓度商)Ct1时缩小容器体积，压强增大，v逆瞬时增大，增大压强，平衡逆向移动，故v逆逐渐减小，A项不符合题意；容器内只有CO2一种气体，缩小容器体积，气体密度瞬时增大，随着平衡逆向移动，CO2的质量逐渐减小，容器内气体密度也逐渐减小，B项不符
2、合题意；缩小容器体积，容器内CaO的质量瞬时不变，随着平衡逆向移动，CaO的质量逐渐减小，C项符合题意；浓度商Qcc(CO2)，缩小容器体积，CO2的浓度瞬时增大，随着平衡逆向移动，CO2的浓度逐渐减小，则浓度商Qc也先瞬时增大，后逐渐减小，D项不符合题意。2(2019湖北名校联考)工业上利用Ga与NH3在高温条件下合成固态半导体材料氮化镓(GaN)的同时有氢气生成。反应中，每生成3 mol H2放出30.8 kJ的热量。在恒温恒容密闭体系内进行上述反应，下列有关表达正确的是()A图像中如果纵轴为正反应速率，则t时刻改变的条件可以为升温或加压B图像中纵轴可以为镓的转化率C图像中纵轴可以为化学反
3、应速率D图像中纵轴可以为体系内混合气体的平均相对分子质量A升温或加压均能加快化学反应速率，即升温或加压正反应速率均加快，A项正确；增大压强，平衡逆向移动，Ga的转化率降低，B项错误；镓是固体，增大镓的质量，对化学反应速率无影响，C项错误；温度相同时，加压，平衡逆向移动，混合气体的平均相对分子质量增大，压强相同时，升温，平衡逆向移动，混合气体的平均相对分子质量增大，D项错误。3丁烯(C4H8)是制备线性低密度聚乙烯(LLDPE)的原料之一，可由丁烷(C4H10)催化脱氢制备，C4H10(g)C4H8(g)H2(g)H123 kJmol1。该工艺过程中生成的副产物有炭(C)、C2H6、C2H4、C
4、4H6等。进料比和温度对丁烯产率的影响如图1、图2所示。已知原料气中氢气的作用是活化固体催化剂。 图1图2下列分析正确的是()A原料气中氢气的作用是活化固体催化剂，改变氢气的量不会影响丁烯的产率B丁烷催化脱氢是吸热反应，丁烯的产率随温度升高而不断增大C随温度升高丁烯裂解生成的副产物增多，会影响丁烯的产率D一定温度下，控制进料比越小，越有利于提高丁烯的产率C由题图1可知，改变氢气的量会影响丁烯的产率，A项错误；根据题图2可知，当温度在590 左右时，再升高温度，副反应增多，导致丁烯产率降低，B项错误；随温度升高，丁烯裂解为乙烯等副产物，会导致丁烯的产率降低，C项正确；根据题图1可知，随着进料比的
5、增大，丁烯的产率先增大后减小，故一定温度下，不是进料比越小，越有利于提高丁烯的产率，D项错误。4煤气化的一种方法是在气化炉中给煤炭加氢，发生的主要反应为C(s)2H2(g)CH4(g)。在V L的密闭容器中投入a mol碳(足量)，同时通入2a mol H2，控制条件使其发生上述反应，实验测得碳的平衡转化率随压强及温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是 ()A上述正反应为吸热反应B在4 MPa、1 200 K时，图中X点v(H2)正0Ca、c点反应速率：vavcD30 时，b点对应状态的v正v逆DA项，c点lg K3.638，则平衡常数K1.0103.638 molL1，正确。B项，lg K
6、越大，则平衡常数K越小，由题图可知，随温度的升高，平衡常数增大，则平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，故该反应的H0，正确。C项，a点温度高于c点，vavc，正确。D项，b点的值大于平衡常数的值，反应向逆反应方向进行，则b点对应的v正”或“”)0。已知37 时，上述反应的正反应速率v(正)k1Mbp(O2)，逆反应速率v(逆)k2MbO2，若k1120 s1kPa1，则k2_。37 时，图2中C点时，v(正)/v(逆)_。解析(1)由盖斯定律可知，反应反应反应，所以H3H1H2，K3K1K2。(2)其他条件一定，pH7.6时与pH7.4相比，氢离子浓度减小，该反应的平衡逆向移动，增大了血红
7、蛋白与氧气的结合度，因此A曲线符合。(3)当p(O2)2.00 kPa时，此时Mb与氧气的结合度为80.0%，即MbO24Mb，故K2.00 kPa1。根据平衡常数表达式K，代入数据得2.00，解得97.6%。体温升高时，Mb与氧气的结合度降低，即升高温度平衡逆向移动，所以正反应为放热反应，H0。37 反应达到平衡时，v(正)v(逆)，即k1Mbp(O2)k2MbO2，k1k2K，代入相关数据，解得k260 s1。C点时2.001.00。答案(1)H1H2K1K2(2)A(3)2.0097.6%”“1。(2)反应的正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，则正反应平衡常数减小，故B曲线表示正反应
8、平衡常数的曲线。(3)T1 K时正反应平衡常数与逆反应平衡常数相等，且1，则平衡时反应中各物质浓度均相同，Cl2的转化率为50%。答案(1)(2)B反应的正反应为放热反应，温度升高，正反应平衡常数减小(3)50%10(2019试题调研)合成氨工艺是人工固氮最重要的途径。2018年是合成氨工业先驱哈伯(F.Haber)获得诺贝尔奖100周年。合成氨反应中有关化学键的键能数据如下表： 化学键HHNNNHE/(kJmol1)436946391回答下列问题：(1)已知合成氨反应N2(g)3H2(g)2NH3(g)H1的活化能Ea508 kJmol1，则氨分解反应2NH3(g)N2(g)3H2(g)H2
9、的活化能Ea_。(2)其他条件相同时，分别选用A、B、C三种催化剂进行合成氨实验，所得结果如图1所示：图1则生产中适宜选择的催化剂是_(填“A”“B”或“C”)，理由是_。(3)向恒容密闭的反应容器中充入1 mol N2、3 mol H2，在不同温度、不同压强下合成氨反应分别达平衡时，混合气体中NH3的物质的量分数如图2所示：图2曲线A、B、C对应的温度由低到高的顺序是_(用代表曲线的字母表示)。图中X、Y、Z三点的平衡常数大小关系：K(X)_(填“”“”或“”，下同)K(Y)_K(Z)。Y点对应的H2的转化率是_；若仅将起始投料加倍，其他条件不变，反应达到新平衡时，则H2的转化率将会_(填“
10、升高”“降低”或“不变”)。解析(1)N2(g)3H2(g)2NH3(g)H1反应物总键能生成物总键能(9464363)kJmol1(6391)kJmol192 kJmol1；正反应的活化能Ea508 kJmol1，则逆反应的活化能Ea(50892)kJmol1600 kJmol1，即2NH3(g)N2(g)3H2(g)H2的活化能Ea600 kJmol1。(2)由图1可知，A和B的催化效率分别在T1、T2温度下最高，T1T2，A在较低温度下具备较高的催化活性，一方面可节约能源，另一方面，合成氨是放热反应，低温对氨的合成有利，所以，生产中适宜选择的催化剂是A。(3)因为合成氨的反应是放热反应，
11、相同压强下，投料相同时，升高温度平衡逆向移动，氨气的含量减小，所以曲线A、B、C对应的温度由低到高的顺序是ABK(Z)。设反应达到Y点对应平衡状态时，N2转化了x mol，根据反应： N2(g)3H2(g)2NH3(g)起始(mol)130转化(mol)x3x 2x平衡(mol)1x 33x2xY点时氨气的物质的量分数为60%，所以2x/(1x33x2x)100%60%，解得x0.75，Y点对应的H2的转化率为100%75%。若仅将起始投料加倍，压强增大平衡正向移动，则反应达到新平衡时，H2的转化率将升高。答案(1)600 kJmol1(2)A催化剂A在较低温度下具备较高的催化活性，一方面可节
12、约能源，另一方面低温有利于氨的合成(3)AB75%升高11(2019专家原创)对于2NO2(g)N2O4(g)反应体系，标准平衡常数K，其中p为标准压强(1105 Pa)，p(N2O4)和p(NO2)为各组分平衡分压(平衡分压总压物质的量分数)。(1)若起始NO2的物质的量为1 mol，反应在恒定温度和标准压强下进行，N2O4的平衡产率为0.75，则K_。(2)利用现代手持技术传感器可以探究压强对2NO2(g)N2O4(g)化学平衡移动的影响。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时刻迅速移动活塞后并保持活塞位置不变，测定针筒内气
13、体压强变化如图所示。B点时NO2的转化率为_。E、H两点对应气体的平均相对分子质量r(E)_r(H)(填“”或“”)。解析(1)起始NO2的物质的量为1 mol，则N2O4的理论产量为0.5 mol，根据N2O4的平衡产率为0.75，可知平衡时N2O4为0.375 mol，NO2为0.25 mol，则平衡时N2O4的分压为p0.6p，NO2的分压为p0.4p，故K3.75。(2)设起始时NO2为1 mol，从A点至B点时NO2转化x mol，则B点时NO2为(1x) mol，N2O4为0.5x mol，根据阿伏加德罗推论可得1：(1x0.5x)10097，解得x0.06，故B点时NO2的转化率为6%。根据图像可知t2时移动活塞，压强先增大后减小，说明是压缩针筒，平衡向正反应方向移动，最终达到平衡时气体分子数减小，气体总质量不变，因此气体的平均相对分子质量增大，r(E)r(H)。答案(1)3.75(2)6%