第13单元 化学反应速率与平衡的图象分析.docx

1、第13单元 化学反应速率与平衡的图象分析第十三单元化学反应速率与平衡的图象分析测试时间：90分钟满分：100分第卷(选择题，共60分)一、选择题(本大题共20小题，每小题3分，共60分。每小题只有一个选项符合要求)12016北京东城期末工业上可采用CO和H2合成甲醇，发生的反应为CO(g)2H2(g) CH3OH(g)H0，若该反应在绝热、恒容的密闭容器中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是()答案C解析达到平衡后正、逆反应速率相等，不再变化。A项中，t1时刻v正最大，之后随反应进行速率发生变化，说明反应未达到平衡，A项错误；容器的容积不变，气体的总质量不变，则混合

2、气体的密度始终不变，图象错误，且混合气体的密度不变，不能说明反应达到平衡状态，B项错误；当反应物的浓度不再变化时，说明反应达到平衡状态，C项正确；对于固定的反应，焓变是固定不变的，与平衡状态无关，D项错误。22016哈师大附中月考对于可逆反应：2A(g)B(g) 2C(g)H0，下列各图中正确的是()答案D解析温度越高，反应速率越快，达到平衡所需的时间越短，该反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，C的百分含量减小，A项错误；增大压强，正、逆反应速率都增大，B项错误；催化剂只能改变反应速率，不能影响化学平衡，C项错误；升高温度，平衡逆向移动，A的转化率降低；增大压强，平衡正向移动，A的

3、转化率增大，D项正确。32016海口调研在1.0 L恒容密闭容器中投入1 mol CO2和2.75 mol H2发生反应CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g)，实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醇的物质的量如图所示。下列说法正确的是()A该反应的正反应为吸热反应B压强大小关系为p1p2p3CM点对应平衡常数K的值约为1.04102D在p2及512 K时，图中N点v正v逆答案C解析压强不变时，升高温度，平衡时甲醇的物质的量减小，平衡逆向移动，说明该反应的正反应为放热反应，A项错误；温度不变时，增大压强，平衡正向移动，平衡时甲醇的物质的量增大，则p3p2p1，B项错误；M点时，n(

4、CH3OH)0.25 mol，据此计算出各物质的平衡浓度分别为c(CO2)0.75 mol/L，c(H2) 2 mol/L，c(CH3OH)c(H2O)0.25 mol/L，K1.04102，C项正确；在p2及512 K时，图中N点甲醇的物质的量比平衡时的物质的量小，反应正向移动才能达到平衡，此时v逆v正，D项错误。4. 2016盐城质检在一定温度和压强下，下列各可逆反应达到化学平衡状态时，各反应有如图所示的对应关系。(1)N2(g)3H2(g) 2NH3(g)H0(曲线)(3)2SO3(g) 2SO2(g)O2(g)H0(曲线)则图象中y轴可以表示()平衡混合气中一种生成物的体积分数平衡混合

5、气中一种反应物的体积分数平衡混合气中一种生成物的产率平衡混合气中一种反应物的转化率A B C D答案C解析增大压强时，反应(1)的平衡正向移动，混合气中反应物的体积分数减小，生成物的体积分数增大，生成物的产率和反应物的转化率都增大，符合题意，不符合。增大压强时，反应(2)的平衡不移动，平衡时，混合气中反应物和生成物的体积分数、反应物的转化率、生成物的产率都不变，符合题意。增大压强时，反应(3)的平衡逆向移动，平衡时，混合气中生成物的体积分数减小，反应物的体积分数增大，生成物的产率和反应物的转化率都减小，符合题意，不符合。对三个反应都符合的是。52016江西五校联考在2 L密闭容器中发生反应xA

6、(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关系，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)0.04 molL1min1B200 时，该反应的平衡常数为25C当外界条件由200 降到100 时，原平衡一定被破坏，且正、逆反应速率均增大D由图乙可知，反应xA(g)yB(g) zC(g)的H0，按化学计量数之比投料时，相同条件下原料转化率最大，产物的体积分数最大，故a2，D项错误。62016四川贵阳月考一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器

7、中发生反应：N2(g)O2(g) 2NO(g)。下图中曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化(不改变反应物的量)。下列叙述正确的是()A曲线a和曲线b表示该反应可能在相同温度下进行B曲线b对应的起始反应条件改变是加入了催化剂C温度T下，该反应平衡前后混合气体的密度不发生变化D温度T下，该反应的平衡常数K答案C解析两种条件下反应达到平衡时N2的浓度不同，说明反应的限度不同，则改变的条件不是加入了催化剂，B项错误；该反应为气体分子数不变的反应，压强对反应限度无影响，则曲线a、b对应的反应只能为在不同温度下进行的反应，A项错误

8、；容器体积不变，反应体系中的物质全部为气体，故平衡前后容器中混合气体的密度不变，C项正确；根据三段式可求温度为T时该反应的平衡常数：N2(g)O2(g) 2NO(g)起始(molL1) c0 c0 0转化(molL1) c0c1 c0c1 2(c0c1)平衡(molL1) c1 c1 2(c0c1)平衡常数K，D项错误。72016贵阳监测在一定温度下，将0.40 mol NO和0.20 mol CO充入一个容积为2 L的密闭容器中进行如下反应：2NO(g)2CO(g) N2(g)2CO2(g)HbaB若T2T1，则正反应一定是放热反应C达到平衡时A2的转化率大小为bacD若T2T1，则达到平衡

9、时b、d点的反应速率为vdvb答案A解析在T2和n(A2)不变时，只增大n(B2)，会使平衡向正反应方向移动，AB3的物质的量会增大，故AB3的物质的量大小为cba，A项正确；由图象可知，在A2和B2的浓度保持不变时，T2时AB3的平衡体积分数比T1时的大，若T2T1，说明升温使平衡向正反应方向移动，则正反应一定是吸热反应，B项错误；其他条件不变，增大一种反应物的浓度会使其他反应物的转化率增大，即增大B2的量，A2的转化率增大，则达到平衡时A2的转化率大小为cba，C项错误；温度越高，反应速率越快，所以若T2T1，则达到平衡时b、d点的反应速率为vbvd，D项错误。92016湖南师大附中摸底臭

10、氧在烟气脱硝中的反应为2NO2(g)O3(g) N2O5(g)O2(g)。若此反应在恒容密闭容器中进行，相关图象如下所示，其中对应分析或结论正确的是()答案C解析由A项图象可知题中反应为放热反应，平衡后升温会使平衡向逆反应方向移动，则NO2含量升高，A项错误；02 s内，v(O3)v(NO2)0.1 molL1s1，B项错误；温度：ba，故v正：ba；题中反应为放热反应，升温会使平衡向逆反应方向移动，b点时还未达到平衡，且反应逆向进行，故b点：v逆v正，C项正确；恒温达到平衡后，t1时再充入O3，则v正瞬时增大，v逆瞬时不变，后v正逐渐减小，v逆逐渐增大，D项错误。102016成都第一次诊断已

11、知(HF)2(g) 2HF(g)H0；且平衡体系的总质量(m总)与总物质的量(n总)之比在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是()A温度：T1T2B平衡常数：K(a)K(b)vaD当30 g/mol时，n(HF)n(HF)221答案C解析A项，该反应是气体物质的量增大的吸热反应，恒压下，随温度升高而减小，故T1T2；B项，平衡常数仅是温度的函数，又由T1T2，则有K(a)K(c)0，测得c(CH4)随反应时间(t)的变化如图所示。下列判断正确的是()A10 min时，改变的外界条件可能是升高温度B05 min内，v(H2)0.1 molL1min1C恒温下，缩小容器体积，平衡后

12、c(H2)减小D12 min时，反应达平衡的本质原因是气体总质量不再变化答案A解析结合图象可知，5 min时建立化学平衡，在10 min时，升高温度，平衡右移，与图象相符，A项正确；05 min内v(H2)0.3 molL1min1，B项错误；由勒夏特列原理可知，恒温下缩小体积虽然平衡左移以削弱c(H2)的增大，但不能消除外界条件造成的影响，故c(H2)依然是增大的，C项错误；达到平衡的本质原因是v正v逆，D项错误。122016合肥第一次质检下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图象，其中图象和实验结论表达均正确的是()A甲是其他条件一定时，反应速率随温度变化的图象，正

13、反应Hp2答案C解析A项，根据图象甲，升高温度，平衡正向移动，正反应H0，错误；B项，反应实质是Fe33SCN Fe(SCN)3，K和Cl不参与化学反应，KCl浓度增大不影响化学平衡，错误；C项，使用催化剂，反应速率加快，先达到平衡，正确；D项，此反应为反应前后气体物质的量不变的化学反应，改变压强不影响平衡状态，即不影响A的转化率，且由于不断加入B，A的转化率增大，错误。132016广东惠州第三次调研T 时，在2 L的密闭容器中X(g)与Y(g)可以反应生成Z(g)，X、Y、Z的物质的量变化如图甲；若其他条件不变，温度分别为T1和T2时，Y的体积百分含量与时间关系如图乙，则下列结论正确的是()

14、A该反应可表示为2X(g)Y(g) 2Z(g)B若其他条件不变，升高温度，平衡将向逆反应方向移动C若其他条件不变，开始时将该容器压缩为1 L，则反应将按图丙进行D若其他条件不变，使用适当的催化剂，则反应可以按图丙进行答案D解析根据图象可求得X、Y、Z在相同时间内的物质的量变化分别为0.6 mol、0.2 mol、0.4 mol，A项错误；图乙中，由拐点之前判断T2温度下的速率较快，则说明T2T1，由拐点后可知，升高温度，Y的含量减小，即平衡向正反应方向移动，B项错误；若减小容器体积，则相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，即Z的物质的量比图甲中的多，C项错误；加入催化剂，化学反应速率加快，平衡

15、不移动，D项正确。142016荆州中学月考已知给煤炭加氢可发生反应：C(s)2H2(g) CH4(g)。在V L的容器中投入a mol碳(足量)，同时通入2a mol H2，控制条件使其发生上述反应，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在4 MPa、1200 K时，图中X点v(H2)正v(H2)逆B在5 MPa、800 K时，该反应的平衡常数为C上述正反应为放热反应D工业上维持6 MPa、1000 K而不采用10 MPa、1000 K，主要是因为前者碳的转化率高答案A解析由题图可知，在4 MPa、1200 K时，X点还没有达到平衡，若要达到平衡，反应需正向进

16、行，所以X点正反应速率大于逆反应速率，A项正确；在5 MPa、800 K时，碳的平衡转化率为50%，则参加反应的碳为0.5a mol，参加反应的H2为a mol，生成的甲烷为0.5a mol，平衡时H2为a mol，平衡常数为K，B项错误；由题图可知，压强不变时，随温度升高碳的平衡转化率增大，所以正反应为吸热反应，C项错误；6 MPa、1000 K和10 MPa、1000 K比较，碳的平衡转化率相差不大，而且压强越大对设备的要求越高，不经济，所以工业上采用6 MPa、1000 K，D项错误。152016河北石家庄质检 将一定量氨基甲酸铵(NH2COONH4)加入密闭容器中，发生反应NH2COO

17、NH4(s) 2NH3(g)CO2(g)。该反应的平衡常数的负对数(lg K)值随温度(T)的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是 ()A该反应的H0BNH3的体积分数不变时，该反应一定达到平衡状态CA点对应状态的平衡常数K(A)102.294D30 时，B点对应状态的v正0。NH3的体积分数在反应过程中一直是个定值，则其不变时不一定是平衡状态。B点要想达到平衡，则Qc要减小，故反应逆向进行，v正v逆。162016长沙一模 有一反应：2AB 2C，其中A、B、C均为气体，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

18、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温度下若由a点达到平衡，可以采取增大压强的方法Dc点v(正)v(逆)，错误。172016浙江嘉兴测试一密闭体系中发生反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)，下图表示该反应的速率(v)在某一时间(t)段内的变化。则下列时间段中，SO3的百分含量最高的是()At0t1 Bt2t3 Ct3t4 Dt5t6答案A解析图中平衡始终向逆向进行，t0t1生成物SO3的百分含量最高。182016呼和浩特阶段考试对于可逆反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)，若其他条件都不变，只是在反应前是否加入催化剂，可得到如下两种vt图象。

19、下列判断正确的是()Ab1b2t1t2Bb1b2t1t2C两图中阴影部分面积相等D右图中阴影部分面积更大答案C解析vt图象阴影部分面积表示浓度的变化量，催化剂能加快化学反应速率，缩短到达平衡时间，不影响平衡状态，到达平衡时同一物质的浓度变化量相同，由此可得，b1t2，两图中阴影部分面积相等，C正确。192016安徽质检为了探索外界条件对反应：aX(g)bY(g) cZ(g)的影响，将X和Y以物质的量之比为ab 开始反应，通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数，实验结果如图所示。下列判断正确的是()AHc BH0，ab0，abc DH0，abc答案A解析根据图象可知，在压强相等时，温度

20、越高，Z的含量越低，这说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，因此正反应是放热反应，即Hc，答案选A。202016石家庄二模某绝热恒容容器中充入2 molL1 NO2，发生反应2NO2(g) N2O4(g)H56.9 kJmol1，下列分析不正确的是()A5 s时NO2的转化率为75%B03 s内v(NO2)增大是因为体系温度升高C3 s时化学反应处于平衡状态D9 s时再充入N2O4，平衡后K较第一次平衡时大答案C解析分析图象可知，05 s内c(NO2)2 molL10.5 molL11.5 molL1，结合转化率的概念计算出NO2的转化率为100%75%，A项正确；该反应的正反应是放热反应，在绝

21、热恒容容器中，随着反应进行不断放出热量，体系温度升高，反应速率增大，故03 s内v(NO2)增大是因为体系温度升高，B项正确；3 s时二氧化氮反应速率最大，37 s时v(NO2)随时间减小，7 s后v(NO2)不变，反应才处于平衡状态，C项错误；9 s时反应处于平衡状态，再充入N2O4，平衡逆向进行，体系温度降低，平衡常数增大，D项正确。第卷(非选择题，共40分)二、非选择题(本大题共3小题，共40分)212016全国卷(12分)丙烯腈(CH2=CHCN)是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙腈(CH3CN)等。回答下列问题：(1)以

22、丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下：C3H6(g)NH3(g)O2(g)=C3H3N(g)3H2O(g)H515 kJmol1C3H6(g)O2(g)=C3H4O(g)H2O(g)H353 kJmol1两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是_；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是_；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是_。(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460 。低于460 时，丙烯腈的产率_(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是_；高于460 时，丙烯腈产率降低的可能原因是

23、_(双选，填标号)。A催化剂活性降低 B平衡常数变大C副反应增多 D反应活化能增大(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知，最佳n(氨)/n(丙烯)约为_，理由是_。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为_。答案(1)两个反应均为放热量大的反应(1分)降低温度、降低压强(1分)催化剂(1分)(2)不是(1分)该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低(1分)AC(1分)(3)1(2分)该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低(2分)17.51(2分)解析(1)由于反应和均为放出热量较多的反应，产物的能量较低，故两个反应在热力学上趋势很大；由于反应为放

24、热反应，且该反应为气体分子数增大的反应，故降低温度和降低压强均有利于反应正向进行，从而提高丙烯腈的平衡产率；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是使用合适的催化剂。(2)反应为放热反应，升高温度，丙烯腈的平衡产率应降低，故低于460 时，丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率；高于460 时，催化剂的活性降低、副反应增多均可能导致丙烯腈的产率降低，A、C项正确；该反应为放热反应，升高温度，平衡常数减小，B项错误；升高温度可以提高活化分子的百分数，但不能改变反应所需的活化能，D项错误。(3)从题图(b)中可看出当n(氨)/n(丙烯)1时，丙烯腈的产率最高，此时几乎没有丙烯醛；只发生反应时NH3、O2、C3H6的物质的量之比为11.51，结合空气中O2的体积分数约为20%，可确定进料气