1、化学平衡图像和等效平衡时间：45分钟满分：100分一、选择题(每小题5分，共50分)1某温度时，在一个容积为2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间的变化曲线如图所示，根据图中数据判断，下列有关说法错误的是(C)A该反应的化学方程式为3XY2ZB2 min时，反应达到最大限度，但化学反应仍在进行C前2 min内Z的反应速率为0.10 molL1min1D反应达到平衡时，压强是开始时的解析：根据各物质的物质的量变化量之比等于其化学计量数之比，可知X、Y、Z的系数为3、1、2，该反应为可逆反应，A正确；2 min时达到平衡，但化学反应仍在进行，B正确；反应开始至2 min，Z的反应速
2、率为0.05 molL1min1，C错误；压强之比等于物质的量之比，由知反应达到平衡时的压强是开始时的，D正确。答案选C。2有一反应2AB2C，其中A、B、C均为气体，如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，则下列描述正确的是(B)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点若要达到平衡，可以采取增大压强的方法Dc点时，v(正)v(逆)，D项错误。3一定温度下将1 mol A和2 mol B置于2 L密闭容器中，发生反应A(g)B(g)C(g)D(g)，并达到平衡。C的体积分数随时间的变化曲线如图1所示，反应过程中的能量变化如
3、图2所示(E1、E2均为正)，下列说法不正确的是(C)A达到平衡后，其他条件不变，降低温度，v正、v逆均减小，C的体积分数增大B该温度下，反应的平衡常数约为7.36C一段时间后，若气体的密度不变，则可以判断该反应已达到化学平衡状态D在上述反应体系中加入催化剂，化学反应速率增大，E1和E2均减小解析：根据图2可知，该反应是放热反应，降低温度，正、逆反应速率均减小，平衡正向移动，C的体积分数增大，A项正确；4 s时反应达到平衡状态，则由题意得100%30%，则x0.9 mol，则平衡常数K7.36，B项正确；该反应是反应前后气体分子数不变的反应，若容器的体积不变，气体的密度始终不变，所以气体的密度
4、不变不能说明反应已达到平衡状态，C项错误；加入催化剂可以降低反应的活化能，则E1和E2均减小，同时化学反应速率增大，D项正确。4在相同温度下，有相同容积的甲、乙两容器，甲容器中充入1 g N2和1 g H2，乙容器中充入2 g N2和2 g H2。下列叙述中，错误的是(D)A化学反应速率：乙甲B平衡后N2的浓度：乙甲CH2的转化率：乙甲D平衡混合气中H2的体积分数：乙甲解析：容器中发生反应为N2(g)3H2(g)2NH3(g)，相同容积的容器中充入不同量的反应物，乙容器中压强大，化学反应速率：乙甲，A项正确；根据勒夏特列原理可知，平衡时乙容器中N2的浓度应大于甲容器，但会小于甲容器中N2浓度的
5、2倍，B项正确；乙容器中压强较大，平衡向正反应方向移动，所以H2的转化率：乙甲，C项正确；平衡混合气中H2的体积分数：乙甲，D项错误。5一定条件下，发生反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0。图中容器甲、丙的体积都是V，容器乙、丁的体积都是；向甲、丙两容器中都充入2a mol SO2和a mol O2并保持恒温；向乙、丁两容器中都充入a mol SO2和0.5a mol O2并保持绝热(即与外界无热量交换)。四个容器中的物质在一定温度下开始反应，下列说法正确的是(D)A图1容器中的反应达到平衡时，c(SO2)：甲乙B图1容器中的反应达到平衡时，平衡常数K：甲乙C图2容器中的反应达到平
6、衡所需时间t：丙丁解析：若在恒温恒压状态下，则甲、乙两容器中的平衡就是等效平衡，平衡时各物质的浓度和平衡常数都相等。因为甲容器中保持恒温，乙容器中保持绝热，而该反应是放热反应，所以乙容器中的温度不断升高，相对于甲平衡逆向移动，则平衡时c(SO2)：甲乙。同理，若在恒温恒容状态下，丙、丁两容器中的平衡就是等效平衡。因为丙容器中保持恒温，丁容器中保持绝热，而该反应为放热反应，所以丁容器中的温度不断升高，相对于丙平衡逆向移动，则平衡时体积分数(SO3)：丙丁；丁容器中的温度高，反应速率快，则达到平衡所需时间t：丙丁。6在某密闭容器中，可逆反应：A(g)B(g)xC(g)H符合图()所示关系。由此判断
7、，对图像()说法不正确的是(B)Ap3p4，y轴表示A的转化率Bp3p4，y轴表示B的质量分数Cp3p4，y轴表示混合气体的密度Dp3p4，y轴表示混合气体的平均分子量解析：据图像()知，在压强不变时，曲线b的斜率比c的大，故T1T2。降温(T1T2)时，C%增大，即平衡正向移动，说明正反应为放热反应。当温度不变时，曲线b的斜率比a的大，故压强p2p1，增大压强(p1p2)时，C%增大，即平衡正向移动，故xK(T2)Cb中v正大于a中v逆D达到平衡时，a、b、c中CO的转化率为bca解析：反应进行到5 min时，b容器中的反应不一定达到平衡状态，则v(正)、v(逆)不一定相等，故A错误；温度越
8、高，反应速率越快，T3T2T1，若三个反应均未达到平衡，则CO体积分数应为abc，由题图可知，c中CO的体积分数大于b，则升高温度，平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，故B错误；由B中分析可知，若a、b、c中反应均达平衡状态，则CO的体积分数应为abv逆(a)，b中反应可能达到平衡，故v正(b)v逆(b)，又T2T1，故v正(b)v正(a)v逆(a)，故C正确；根据B的分析，正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO的转化率降低，故达到平衡时，a、b、c中CO的转化率为abc，故D错误。8.氮气是制备含氮化合物的一种重要物质，而氮的化合物用途广泛。两个常见的固氮反应的平衡常数对数值(lg
9、K)与温度的关系如图所示，两个反应为N23H22NH3和N2O22NO。根据图中的数据判断下列说法正确的是(C)A反应和均为放热反应B升高温度，反应的反应速率减小C在常温下，利用反应固氮和利用反应固氮反应程度相差很大D在1 000 时，反应和反应体系中N2的浓度一定相等解析：反应的K值随温度升高而减小，反应是放热反应，反应的K值随温度升高而增大，反应是吸热反应，A项错误；升高温度，两个反应的反应速率都增大，B项错误；在常温下，反应的K1010，反应的K1030，相差很大，故利用反应固氮和利用反应固氮反应程度相差很大，C项正确；在1 000 时，反应、反应的K值相等，即，而体系中N2的浓度不一定
10、相等，D项错误。9为了探究外界条件对反应X(g)Y(？)cZ(g)的影响，以X和Y物质的量之比为11开始反应，通过实验得到的不同条件下平衡时Z的体积分数如图所示。下列判断正确的是(B)AH0，c2B400 、4107 Pa下，该反应达平衡时X的体积分数是25%CY可以是气体也可以是非气体 D反应物的转化率随压强增大而减小解析：由图像可知，在相同压强下，升高温度，Z的体积分数减小，即平衡逆向移动，正反应为放热反应，H0；在相同温度下，增大压强，Z的体积分数增大，即平衡正向移动，正反应为气体分子数减小的反应，则Y一定是气体且c1，A错误；由图可知，400 、4107 Pa下反应达到平衡时Z的体积分
11、数为0.5，故X与Y的体积分数之和为0.5，X、Y开始时物质的量之比为11，转化的X、Y的物质的量之比为11，平衡时X、Y物质的量之比也一定为11，则反应达平衡时X的体积分数为25%，B正确；Y一定是气体，C错误；增大压强平衡正向移动，反应物的转化率增大，D错误。10下图表示2A(g)B(g)2C(g)H2。(4)升温，平衡向正反应方向移动，C的浓度增大，w(C)增大等。12(14分)硫酸钙来源于烟气脱硫、磷酸盐工业和其他工业的副产物，可用于生成硫酸及其他硫化物等。硫酸钙在高温下能被CO还原，发生的反应如下：.CaSO4(s)4CO(g)CaS(s)4CO2(g)H1平衡常数K1.CaSO4(
12、s)CO(g)CaO(s)SO2(g)CO2(g)H2平衡常数K2.3CaSO4(s)CaS(s)4CaO(s)4SO2(g)H31 049.2 kJmol1平衡常数K3(1)H34H2H1(用H1、H2表示)；平衡常数K3(用K1、K2表示)。(2)上述反应平衡常数的对数值(lg K)与温度(T)的关系如图所示。H1”或“”)0。若只发生反应，A点1104(填数值)。若只发生反应和，B点c(CO)、c(CO2)及c(SO2)之间的关系是c(CO2)c(CO)c3(SO2)。解析：(1).CaSO4(s)4CO(g)CaS(s)4CO2(g)H1.CaSO4(s)CO(g)CaO(s)SO2(
13、g)CO2(g)H2根据盖斯定律4得3CaSO4(s)CaS(s)4CaO(s)4SO2(g)H34H2H1；K1、K2、K3c4(SO2)，故平衡常数K3。(2)根据图像可知，温度升高，lg K减小，即平衡逆向移动，所以正反应为放热反应，H10。反应的平衡常数K，A点lg K16，即1016，1104。K2、K3c4(SO2)，根据图像可知，B点时K2K3，所以c4(SO2)，c(CO2)c(CO)c3(SO2)。13(16分)光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，COCl2的分解反应为COCl2(g)=Cl2(g)CO(g)H108 kJmol1。反应体系达到平衡后，各物
14、质的浓度在不同条件下的变化状况如图所示(第10 min到14 min 的COCl2浓度变化曲线未标出)：(1)计算反应在第8 min时的平衡常数K0.234；(2)比较第2 min 反应温度T(2)与第8 min反应温度T(8)的高低：T(2)T(8)(填“”或“”)；(3)若12 min时反应于温度T(8)下重新达到平衡，则此时c(COCl2)0.031 molL1；(4)比较反应物COCl2在56 min和1516 min 时平均反应速率的大小：v(56)v(1516)(填“”或“”)，原因是在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大。解析：(1)第8 min 时的平衡常数K0.234。(2)从三种物质的浓度变化趋势可以看出，从第4 min 开始，化学平衡向正反应方向移动。由于该反应是吸热反应，所以改变的条件应是升高温度。因此T(2)T(8)。(3)由于第12 min与第8 min 温度相同，故其平衡常数相等，则有，解得c(COCl2)0.031 molL1。(4)在56 min和1516 min时反应温度相同，但1516 min时各组分的浓度都小，因此反应速率小。