1、综合课时4巧解化学反应速率和化学平衡图像题(时间：45分钟)一、选择题(每小题仅有一个选项符合题意)1(2013安徽理综，11)一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4(s)CO(g) MgO(s)CO2(g)SO2(g)H0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是()。选项xyA温度容器内混合气体的密度BCO的物质的量CO2与CO的物质的量之比CSO2的浓度平衡常数KDMgSO4的质量(忽略体积)CO的转化率解析温度升高，平衡正向移动，混合气体的密度增大，A项正确；增大CO的物质的量，平衡正向移动，但C
2、O2与CO的物质的量之比减小，B项错误；增大SO2的浓度，平衡逆向移动，但平衡常数只与温度有关，温度不变平衡常数K不变，C项错误；增大MgSO4的质量，平衡不移动，CO的转化率不变，D项错误。答案A2在容积不变的密闭容器中进行反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)HT1)其他条件相同时，下列图像正确的是()。解析升温正、逆反应速率同时加快，达到平衡时间缩短，平衡向逆反应方向移动，CO的体积分数升高，NO2的转化率降低，化学平衡常数减小；压强增大，CO的体积分数降低，对比图像可知，只有选项B符合。答案B4T 时，将气体X与气体Y置于一密闭容器中，反应生成气体Z，反应过程中各物质的浓度变化
3、如图所示。保持其他条件不变，在T1、T2两种温度下，Y的体积分数变化如图所示。下列结论正确的是()。At2时，保持其他条件和物质状态不变，增大压强，化学平衡向逆反应方向移动B其他条件不变，若升高温度，正、逆反应速率均增大，且X的转化率增大C图中T1T2，正反应是吸热反应DT 时，若密闭容器中各物质起始浓度为：0.4 mol/L X、0.4 mol/L Y、0.2 mol/L Z，保持其他条件不变，达到平衡时Z的浓度为0.4 mol/L解析由图可推出反应的化学方程式为X(g)3Y(g) 2Z(g)，由图可推出T1T2，且正反应为放热反应；t2时，增大压强，平衡向正反应方向移动；升高温度，平衡逆向
4、移动，X的转化率减小，故A、B、C项均错误，T 时，密闭容器中各物质的起始浓度为c(X)0.4 mol/L，c(Y)0.2 mol/L，c(Z)0.2 mol/L，平衡时与图所示平衡等效，则平衡时c(Z)0.4 mol/L，D项正确。答案D5某恒容密闭容器中充入一定量SO2和O2进行反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)HvbD图乙中，温度恒定时，c点的反应正在向逆反应方向进行解析d点正逆反应速率相等，反应处于平衡状态，平衡后升温，平衡向逆反应方向移动，故v逆v正，曲线1表示逆反应速率；乙图中，p2压强大反应速率快，p1时达到平衡时SO2的体积分数大于c点时SO2的体积分数，所以反应向
5、生成SO2的方向进行。答案C二、不定项选择题(每小题有12个选项符合题意)6.温度为T时，向V L的密闭容器中充入一定量的A和B，发生反应：A(g)B(g) C(s)xD(g)H0，容器中A、B、D的物质的量浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是()。A前10 min的平均反应速率v(D)0.3 molL1min1B该反应的平衡常数表达式KC若平衡时保持温度不变，压缩容器体积，平衡向逆反应方向移动D反应至15 min时，改变的条件是降低温度解析反应在前10 min的平均反应速率v(D)3.0 molL1/10 min0.3 molL1min1，A正确；根据速率比等于化学计量数之比，可知x2
6、，因C是固体，不能写入化学平衡常数表达式中，B错误；反应前后气体的化学计量数相等，压缩容器体积平衡不移动，C错误；由图像知，15 min时，D浓度减小，A、B浓度增大，而且变化较大，可知改变的条件是降低温度，D正确。答案AD7在体积为2 L的恒容密闭容器中发生反应：xA(g)yB(g)zC(g)，图甲表示200 时容器中A、B、C物质的量随时间的变化，图乙表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A)n(B)的变化关系。则下列结论正确的是()。A200 时，反应从开始到平衡的平均速率v(B)0.02 molL1min1B由图乙可知，反应xA(g)yB(g)zC(g)的H0，且a2C若在图甲所示
7、的平衡状态下，再向体系中充入He，重新达到平衡前v(正)v(逆)D200 时，向容器中充入2 mol A和1 mol B，达到平衡时，A的体积分数小于0.5解析对A项，v(B)0.02 molL1min1，A正确；对B项，由图乙知，其他条件相同时，温度越高，平衡时C的体积分数越高，故反应为吸热反应，由图甲知，A、B的消耗速率与C的生成速率之比为211，故x2，yz1，图乙最高点是n(A)n(B)xy21a的时刻，B错误；体积固定的密闭容器中充入He，平衡不移动，即v(正)v(逆)，C错误；图甲条件下A的体积分数为0.5，D项条件相当于对图甲条件下的容器加压，平衡右移，A的体积分数减小，D正确。
8、答案AD8.有一反应：2AB2C，其中A、B、C均为气体，右图中的曲线是该反应在不同温度下的平衡曲线，x轴表示温度，y轴表示B的转化率，图中有a、b、c三点，如图所示，则下列描述正确的是()。A该反应是放热反应Bb点时混合气体的平均摩尔质量不再变化CT1温度下a点表示若想达到平衡，可以采取增大压强的方法Dc点可表示v(正)v(逆)解析从图中的曲线变化趋势可以得出，升温B的转化率增大，说明升温平衡右移，故正反应为吸热反应，A项错误；b点是平衡状态，故气体的平均摩尔质量不再发生改变，B项正确；在T1时点a在曲线的上方，故要想达到平衡需要下移，即B的转化率降低，增大压强平衡右移，B的转化率升高，故C
9、项错误；点c在曲线的下方，要想达到平衡需上移，B的转化率升高，即反应正向进行v(正)v(逆)，故D项错误。答案B三、填空题9在一定条件下，容积分别为1 L和2 L的甲、乙两密闭容器中同时充入2 mol A和2 mol B的混合气体，发生如下反应：2A(g)B(g) xC(g)HQ kJmol1，保持甲、乙两容器温度不变且相同，两容器中有关A的量随时间的变化如图：(1)根据上述图像判断，x_3(填“”“”或“”“”或“”)。(2)用B物质表示从03 min内乙容器中反应的平均速率v(B)_。(结果保留三位小数)(3)能说明甲容器中反应达到平衡状态的是_(填编号)。a2n(A)n(B)xn(C)b
10、c(A)、c(B)、c(C)保持一个定值cxv逆(B)v正(C)d甲容器中气体的密度保持不变(4)甲、乙两容器中反应达到平衡时所耗时间相同，原因可能是_。解析(1)投料量相同，体积不同，甲中压强大，平衡时甲中A为1 mol，乙中A也为1 mol，即两体系中各物质的物质的量相同，相当于改变压强平衡没移动，所以x3；升高温度K值变小，即平衡向逆反应方向移动，所以正反应是放热反应，所以Q0。(2)先求出A的速率：v(A) molL1min1，B的速率是A的一半，即v(B)v(A) molL1min10.083 molL1min1，要注意容器的体积。(3)a项，具体反应过程中各物质的量的多少不能作为平
11、衡判断的依据；b项，各物质的浓度不变，则说明反应已达到平衡；c项，即正逆反应速率相等，是平衡标志；d项，固定体积的容器，反应体系中各物质都是气态的反应，反应过程中密度一直不变，所以密度不变不能作为该反应的平衡标志。(4)乙中反应物浓度小于甲，而反应速率与甲相同，故乙中可能使用了催化剂。答案(1)p3p2p1。依据反应特点及平衡移动原理，提高乙烯转化率还可以增大H2O与C2H4的比例，或将乙醇及时液化分离出去等。答案(1)CH2=CH2H2SO4(浓)=C2H5OSO3H，C2H5OSO3HH2O=C2H5OHH2SO4(2)45.5污染小，腐蚀性小等(3)0.07(MPa)1p4p3p2p1反
12、应分子数减少，相同温度下，压强升高，乙烯转化率提高将产物乙醇液化移去增加nH2OnC2H4比11火力发电厂释放出大量二氧化碳，对燃煤废气进行脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。将CO2转化为甲醇是一种新型脱碳技术，其反应为CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g)H。(1)取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为13)，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图所示，则上述CO2转化为甲醇的反应的H_0(填“”、“p1)时H2的 体积分数随时间t的变化曲线。(3
13、)在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的物质的量浓度随时间的变化如图所示。则010 min内，氢气的平均反应速率为_；该温度下，反应的平衡常数为_(保留三位有效数字)；10 min后，向该容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2，则再次达到平衡时CH3OH(g)的体积分数_(填“增大”、“减小”或“不变”)。解析(1)反应达到平衡后，升高温度，甲醇的体积分数减小，说明正反应是放热反应，H0。(2)在恒温密闭容器中，CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g)是气体总体积减小的反应，加压平衡向正反应方向移动，氢气的体积分数减小，p2下达到平衡所需的时间也比p1短，据此可画出相应曲线。(3)010 min内，氢气的平均反应速率为v(H2)3v(CO2)30.255 molL1min1；该温度下，反应的平衡常数K5.33；反应达到平衡后，向该容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，甲醇的体积分数增大。答案(1)(2)(3)0.225 molL1min15.33增大
