1、化学平衡图像和等效平衡一、选择题(每小题4分，每小题有1个正确选项，共44分)1.可逆反应：A2(？)B2(？)2AB(？)，当温度和压强改变时，n(AB)的变化如右图，下列叙述正确的是(B)AA2、B2及AB均为气体，H0BAB为气体，A2、B2至少有一种为非气体，H0DAB为固体，A2、B2有一种为非气体，H0解析：由图可知压强相等时，升高温度，AB的物质的量减少，可知温度升高平衡向逆反应方向移动，逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，HQ1Q2B达到平衡时SO2的体积分数：甲乙C两容器中反应的平衡常数相等D生成1 mol SO3(l)时放出的热量大于98.5 kJ解析：A项，甲是由正反应方
2、向开始建立平衡，由于是可逆反应不能完全转化，故Q1197 kJ；甲、乙所达到的平衡属于恒温恒容下的等效平衡，由于乙是从中间状态开始建立平衡，故Q2Q1，A项正确；B项，甲、乙所达到的平衡属于恒温恒容下的等效平衡，达到平衡时SO2的体积分数相等；C项，平衡常数只与温度有关，温度相等，平衡常数相等，C项正确；D项，由热化学方程式可知，生成1 mol SO3(g)时放出的热量等于98.5 kJ，而由气态到液态时还要放出热量，故生成1 mol SO3(l)时放出的热量大于98.5 kJ，D项正确。3可逆反应aA(g)bB(g)cC(g)dD(s)HQ kJmol1，反应过程中，当其他条件不变时，某物质
3、在混合物中的含量与温度(T)、反应速率(v)与压强的关系如图所示。据图分析，以下说法正确的是(C)AT10B增大压强，B的转化率减小C当反应达平衡时，混合气体的密度不再变化Dabcd解析：A项，由左图可知，T2时反应首先达到平衡，故T1T2，T1T2，温度升高，C%减小，平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，Qc，B的转化率增大，B、D项错误；C项，反应达到平衡时，气体的总质量不再发生变化，在容器体积不变的情况下，气体的密度不再变化，C项正确。4有一化学平衡mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，如右图所示是A的转化率同压强、温度的关系，分析图像可以得出的正确结论是(A)A正反应吸热，mnpq
4、B正反应吸热，mnpqD正反应放热，mnpq解析：解决这类图像题目，采用“定一论二”，即把自变量(温度、压强)之一定为恒量，讨论另外两个变量的关系。5在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是(B)A图表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响B图表示的是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响C图表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高D图表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高解析：若增大氧气的浓度，正反应速率突然变大，逆反应速率逐渐变大，A项不正确；加入催化剂，
5、正、逆反应速率同等倍数的增大，但平衡不移动，B项正确；观察图，达到平衡时二氧化硫的转化率不相等，故甲、乙两条曲线不可能是由催化剂引起的，C项不正确；增大压强，反应速率加快，达到平衡的时间缩短，二氧化硫的转化率增大，D项不正确。6在某容积一定的密闭容器中，有下列可逆反应xA(g)B(g)2C(g)，反应曲线(T表示温度，p表示压强，C%表示C的体积分数)如图所示，试判断对图的说法中一定正确的是(D)A该反应是吸热反应Bx2C. p3p4，Y轴可表示混合气体的相对分子质量Dp3p4，Y轴可表示C物质在平衡体积中的百分含量解析：A.根据图1可知在压强相同时T1曲线首先达到平衡状态，则T1大于T2。温
6、度越高C的体积分数越低，这说明升高温度平衡向逆反应方向进行，则该反应是放热反应，A错误；B.根据图1可知在温度相同时p2曲线首先达到平衡状态，则p2大于p1。压强越大，C的体积分数越大，这说明增大压强平衡向正反应方向进行，即正反应是体积减小的可逆反应，但x不一定等于2，B错误；C.根据图2 可知升高温度Y减小，即升高温度平衡向逆反应方向进行，气体的物质的量增加，而气体质量不变，则平均相对分子质量减小。由于增大压强平衡向正反应方向进行，气体的物质的量减小，质量不变，气体的平均相对分子质量增加，所以应该是p4p3，C错误；D.由于增大压强平衡向正反应方向进行，C的百分含量增加。所以如果p3p4，则
7、Y轴可表示C物质在平衡体积中的百分含量，D正确，答案选D。7在密闭容器中存在下列平衡：CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，CO2(g)的平衡物质的量浓度c(CO2)与温度T的关系如图所示。下列说法错误的是(A)A平衡状态A与C相比，平衡状态A的c(CO)小B在T2时，若反应处于状态D，则一定有v正0D若T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1K2解析：平衡状态A和C相比较，A处的c(CO2)较小，说明A处的c(CO)较大，A项错误；T2时，状态D状态B，c(CO2)减小，说明反应逆向进行，即v正0，故平衡常数增大，即K10，p2p1B反应：H0，T1T2C反应：H0，T2T1；
8、或H0，T2T1D反应：HT1解析：由反应的图可知，温度升高，A的转化率减小，说明该反应的正反应是放热反应，Hp1，A不正确；由反应的图得：先达平衡对应的温度高，即T1T2，温度越高时n(C)越小，说明该反应的正反应是放热反应，即H0，则有T2T1的关系，若该反应的正反应是放热反应，H0，则可推出T2T1，则该反应的正反应是吸热反应，即H0，D错误。9电镀废液中Cr2O可通过下列反应转化成铬黄(PbCrO4)：Cr2O(aq)2Pb2(aq)H2O(l)2PbCrO4(s)2H(aq)H0，该反应达到平衡后，改变横坐标表示的反应条件，下列示意图正确的是(A)10.一定温度下，向容积为2 L的密
9、闭容器中仅仅通入了两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如图所示，对该反应的推断合理的是(D)A反应进行到6 s时，各物质的反应速率相等B反应进行到1 s时，v(A)v(C)C反应进行到6 s时，B的平均反应速率为0.1 mol/(Ls)D该反应的化学方程式为3B4C 6A2D解析：当反应进行到6 s时，反应达到平衡状态，根据6 s时反应物与生成物浓度可知反应的化学方程式为3B4C6A2D。A选项错误，到达6 s时，各物质的反应速率之比与化学计量数之比相等。B选项错误，在1 s时，A与C的物质的量相等。C选项错误，6 s时B的平均反应速率为0.6 mol/(6 s2 L)0.05 m
10、ol/(Ls)。D选项正确。11在一定条件下，N2O分解的部分实验数据如下：下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是(A)(注：图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间，c1、c2均表示N2O初始浓度且c1c2)解析：由表中数据可知，N2O的反应速率为一定值，与其浓度大小无关，半衰期与浓度呈正相关，转化率与浓度大小无关，故A项正确，B、C、D项错误。二、非选择题(共56分)12(18分)对于2X(g)Y(g)的反应体系，在压强一定时，平衡体系中Y的质量分数w(Y)随温度的变化情况如图所示(实线上的任何一点为对应温度下的平衡状态)。(1)该反应的正反应方向是一个放热反应(填“吸热”或
11、“放热”)。(2)A、B、C、D、E各状态中，v(正)y(填“”或“”)。(4)欲要求E状态从水平方向到C状态后，再沿平衡曲线到达A状态，从理论上来讲，可选用的条件是先突然升温到t2，然后无限缓慢地降低温度到t1。解析：由图可知，随着温度的升高，w(Y)逐渐减小，说明平衡逆向移动，则正反应方向是放热反应。A、B、C、D、E中A、B、C在平衡曲线上，则A、B、C都处于各自平衡状态中，D、E两点不在平衡曲线上，即它们没有达到化学平衡，因为E状态的w(Y)比该温度下平衡时的小，所以平衡正向移动，v(正)v(逆)，D状态的w(Y)比该温度下的平衡状态时的大，平衡逆向移动，此时v(逆)v(正)。D、E要
12、达到各自温度下的平衡状态所转化的Y的物质的量相同，又因为D处的温度比E处的温度高，D处反应速率快，所以D处达到平衡所需时间短。EC，要满足w(Y)不变，温度升高，只有采取突然升温，CA的变化符合平衡曲线，意味着要经过无数个温度下的平衡状态的点后，C才能到达A，所以只有采取无限缓慢地降温。13(18分)已知t ，p kPa时，在容积可变的密闭容器中充入1 mol A和1 mol B，假设A、B未反应时体积为V L，保持恒温、恒压条件下发生反应：A(g)B(g)C(g)H0。达到平衡时，C的体积分数为40%。试回答有关问题：(1)升温时，C的反应速率增大(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)若平
13、衡时，保持温度和容器容积不变，使容器内压强增大，则平衡D。A一定向正反应方向移动 B一定向逆反应方向移动C一定不移动 D不一定移动(3)若使温度、压强在上述条件下恒定不变，在密闭容器中充入2 mol A和2 mol B，则反应达到平衡时，C的体积分数为40%，容器的容积为V L。解析：(1)温度升高，化学反应速率增大，则升温时，C的反应速率增大。(2)平衡时，温度和容积不变，若增大压强的措施是增大反应物浓度或生成物浓度则平衡发生移动；若增大压强的措施是充入不参与反应的气体，则原平衡中各物质的浓度不变，平衡不移动。(3)由题意可知，反应达到平衡时与原平衡等效，则C的体积分数不变，也为40%。设平
14、衡时A的转化量为x，则： A(g)B(g)C(g)n始/mol 2 2 0n转/mol x x xn平/mol 2x 2x x根据题意由：40%，解得x mol。所得混合气体的物质的量为4 mol mol mol。设到达平衡时容器容积为V，则有：，所以VV L。14(20分)固定和利用CO2能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H49.0 kJmol1，某科学实验将6 mol CO2和8 mol H2充入2 L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如下图所示(实线)。(1)a点正反应速率大于(
15、填“大于”“等于”或“小于”)逆反应速率。(2)下列时间段平均反应速率最大的是A。A01 minB13 minC38 minD811 min(3)平衡时CO2的转化率为33.3%，该条件下的平衡常数K0.5。(4)仅改变某一实验条件再进行两次实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线对应的实验条件改变是升高温度，曲线对应的实验条件改变是增大压强。解析：(1)a点时还没有达到平衡状态，反应物氢气的物质的量继续减小，平衡向正反应方向进行，所以正反应速率大于逆反应速率。(2)分别计算不同时间段内的反应速率：01 min内，v(H2)1 molL1min1；13 min内，v(H2)0.7
16、5 molL1min1；38 min内，v(H2)0.1 molL1min1。所以01 min内反应速率最大，A项符合题意。(3)由图可知，8 min时，反应达到平衡，平衡时氢气的物质的量为2 mol，参加反应的氢气为8 mol2 mol6 mol，氢气的浓度变化量为3 molL1，则： CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)开始/(molL1)3400变化/(molL1)1311平衡/(molL1)2111平衡时CO2的转化率为100%33.3%。K0.5。(4)曲线反应速率增大，但转化的氢气的物质的量少，应是升高温度，因该反应放热，升高温度平衡逆向移动，不利于氢气的转化，故曲线是升高温度；曲线反应速率增大，转化的氢气的物质的量多，因增大压强平衡正向移动，故应是增大压强。