重庆市届高三化学二轮复习专攻微题型9 速率与平衡图像题专练.docx

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重庆市届高三化学二轮复习专攻微题型9速率与平衡图像题专练

[题型专练]

1．下图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图，下列叙述与示意图不相符合的是（　　）

A．反应达平衡时，正反应速率和逆反应速率相等

B．该反应达到平衡态Ⅰ后，增大反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态Ⅱ

C．该反应达到平衡态Ⅰ后，减小反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态Ⅱ

D．同一反应物在平衡态Ⅰ和平衡态Ⅱ时浓度不相等

解析　可逆反应达到平衡时，v正＝v逆＞0，A符合示意图；同一反应物在不同的平衡态下浓度不相等，只有在同一平衡态下浓度才会保持不变，D符合示意图；观察示意图可知，平衡态Ⅰ到平衡态Ⅱ，正反应速率和逆反应速率都增大了，所以绝对不会是减小反应物浓度造成的，C肯定不符合示意图。

答案　C

2.某温度下，在体积为2L的密闭容器中，充入1mol气体A和amol气体B，发生如下反应：

A（g）＋B（g）2C（g）。

5min后反应达到平衡时n（A）为0.4mol。

在反应过程中体系的温度持续升高，实验测得混合气体中C的含量与温度的关系如图所示。

下列叙述正确的是（　　）

A．0～5min，C物质的平均反应速率为0.04mol·L－1·min－1

B．图中T1时正反应速率等于T3时正反应速率

C．该反应T2时的平衡常数大于T3时的平衡常数

D．图中T2时，若只增大压强，则正、逆反应速率不改变

解析　根据反应方程式可知，平衡时C的物质的量是1.2mol,0～5min的平均反应速率是0.12mol·L－1·min－1，A项错误；温度越高，反应速率越大，B项错误；因该反应中反应物和生成物都是气体，故增大压强，正、逆反应速率均增大，D项错误。

答案　C

3.如图表示可逆反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＜0达平衡后，改变某一反应条件，反应速率随时间变化的情况，根据曲线判断下列说法中正确的是

（　　）

A．t1时降低了温度，平衡向正反应方向移动

B．t1时增大了压强，平衡向正反应方向移动

C．t1时增大了N2的浓度同时减小了NH3的浓度，平衡向正反应方向移动

D．t1时可能使用了催化剂

解析　根据图像可知，t1时刻正反应速率突然增大，达新平衡后正反应速率比第一次平衡时低，说明t1时刻逆反应速率减小，A项，t1时降低温度，v正将减小；B项，t1时增大压强，达新平衡后v正比第一次平衡时大；D项，t1时使用催化剂，v正比第一次平衡时大且保持不变，不可能是改变了温度、压强或使用了催化剂。

答案　C

4.有一反应：

2A＋B2C，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，则下列描述正确的是（　　）

A．该反应是放热反应

B．b点时混合气体的平均摩尔质量不再变化

C．T1温度下若由a点达到平衡，可以采取增大压强的方法

D．c点：

v（正）＜v（逆）

解析　由于温度升高，B的转化率增大，说明平衡正向移动，推知该反应是吸热反应，A错；在T1温度下，由a点达到平衡时，B的转化率不断减小，若采取加压措施，结合化学方程式可知B的转化率会不断增大，故C错；在T2温度下，由c点达到平衡状态的过程中B的转化率不断增大，说明该过程v（正）＞v（逆），D错。

答案　B

5.硫酸生产中存在炉气转化反应：

2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）。

研究发现，SO3的体积分数随温度（T）的变化如曲线Ⅰ所示。

下列判断正确的是（　　）

A．该反应的正反应为吸热反应

B．反应达到B点时，2v正（O2）＝v逆（SO3）

C．曲线Ⅰ上A、C两点反应速率的关系：

vA＞vC

D．已知V2O5的催化效果比Fe2O3好，若Ⅰ表示用V2O5作催化剂时的曲线，则Ⅱ是Fe2O3作催化剂时的曲线

解析　B点前为建立平衡的过程，B点后，温度升高，SO3的体积分数降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应，A错误。

C点相对于A点温度升高，反应速率加快，C错误。

催化剂改变反应速率但不影响平衡的移动，D错误。

答案　B

6.某温度下，对于反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝－92.4kJ·mol－1。

N2的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．将1molN2、3molH2置于1L密闭容器中发生反应，放出的热量为92.4kJ

B．平衡状态由A变到B时，平衡常数K（A）＜K（B）

C．上述反应在达到平衡后，增大压强（减小体积），H2的转化率增大

D．升高温度，平衡向逆反应方向移动，说明逆反应速率增大，正反应速率减小

解析　因为该反应为可逆反应，加入1molN2、3molH2，两者不可能完全反应生成2molNH3，所以放出的热量小于92.4kJ，A错；从状态A到状态B的过程中，改变的是压强，温度没有改变，所以平衡常数不变，B错；因为该反应的正反应是气体体积减小的反应，增大压强（减小体积）平衡向正反应方向移动，H2的转化率增大，C对；升高温度，正、逆反应速率都增大，D错。

答案　C

7．为了研究一定浓度的Fe2＋的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实验结果如图所示，判断下列说法正确的是（　　）

A．pH越小氧化率越大

B．温度越高氧化率越大

C．Fe2＋的氧化率仅与溶液的pH和温度有关

D．实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2＋的氧化率

解析　根据图像可知，Fe2＋的氧化率与温度和pH均有关，因此只有一项不能说明变化规律，则A、B项错误；题目中没有探究其他因素对Fe2＋氧化率的影响，因此不能说明其他因素与此无关，C项错误；根据图像判断D项正确。

答案　D

8.（2014·重庆理综，7）在恒容密闭容器中通入X并发生反应：

2X（g）Y（g），温度T1、T2下X的物质的量浓度c（X）随时间t变化的曲线如图所示，下列叙述正确的是（　　）

A．该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量

B．T2下，在0～t1时间内，v（Y）＝

mol·L－1·min－1

C．M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆

D．M点时再加入一定量X，平衡后X的转化率减小

解析　温度为T1时，反应先达到平衡，反应速率快温度高，则T1>T2，温度升高，反应物浓度c（X）增大，则平衡逆向移动，正反应为放热反应。

A项，M点相对于W点，反应物浓度c（X）较大，反应正向进行的程度小，则反应放出的热量少，错误；B项，T2下，在0～t1时间内，v（Y）＝

v（X）＝

mol·L－1·min－1，错误；C项，由于cN（X）>cM（X），则cN（Y）T2，所以vM（逆）>vN（逆），M为平衡点，vM（正）＝vM（逆），故有vM（正）>vN（逆），正确；D项，在恒容密闭容器中再加入一定量X，相当于在原平衡状态下，增加压强，平衡正向移动，X的转化率增大，错误。

答案　C

9．煤气化和液化是现代能源工业中重点考虑的能源综合利用方案。

最常见的气化方法为用煤生产水煤气，而当前比较流行的液化方法为用煤生产CH3OH。

（1）已知：

CO2（g）＋3H2（g）===CH3OH（g）＋H2O（g）　ΔH1

2CO（g）＋O2（g）===2CO2（g）　ΔH2

2H2（g）＋O2（g）===2H2O（g）　ΔH3

则反应CO（g）＋2H2（g）===CH3OH（g）的ΔH＝________。

（2）如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1________K2（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②由CO合成甲醇时，CO在250℃、300℃、350℃下达到平衡时转化率与压强的关系曲线如图所示，则曲线c所表示的温度为________℃。

实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右，选择此压强的理由是________________________________________________________________。

③以下有关说法正确的是________（填序号）。

A．恒温、恒容条件下，若容器内的压强不发生变化，则可逆反应达到平衡

B．一定条件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时，可逆反应达到平衡

C．使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率

D．某温度下，将2molCO和6molH2充入2L密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c（CO）＝0.2mol·L－1，则CO转化率为80%

（3）一定温度下，向2L固定体积的密闭容器中加入1molCH3OH（g），发生反应：

CH3OH（g）CO（g）＋2H2（g），H2的物质的量随时间变化的曲线如图所示。

0～2min内的平均反应速率v（CH3OH）＝________。

该温度下，反应CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）的平衡常数K＝________。

相同温度下，若开始时加入CH3OH（g）的物质的量是原来的2倍，则________（填序号）是原来的2倍。

A．平衡常数B．CH3OH的平衡浓度

C．达到平衡的时间D．平衡时气体的密度

答案　

（1）ΔH1＋ΔH2/2－ΔH3/2

（2）①＞　②350　1.3×104kPa下CO的转化率已经很高，如果增大压强，CO的转化率提高不大，而生产成本增加很多，得不偿失

③AD

（3）0.125mol·L－1·min－1　4　D

10．（2014·天津理综，10）合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，其反应原理为：

N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝－92.4kJ·mol－1

一种工业合成氨的简易流程图如下：

（1）天然气中的H2S杂质常用氨水吸收，产物为NH4HS。

一定条件下向NH4HS溶液中通入空气，得到单质硫并使吸收液再生，写出再生反应的化学方程式：

____________________________________________________________。

（2）步骤Ⅱ中制氢气原理如下：

①CH4（g）＋H2O（g）CO（g）＋3H2（g）　ΔH＝＋206.4kJ·mol－1

②CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）　ΔH＝－41.2kJ·mol－1

对于反应①，一定可以提高平衡体系中H2百分含量，又能加快反应速率的措施是________。

a．升高温度b．增大水蒸气浓度

c．加入催化剂d．降低压强

利用反应②，将CO进一步转化，可提高H2产量。

若1molCO和H2的混合气体（CO的体积分数为20%）与H2O反应，得到1.18molCO、CO2和H2的混合气体，则CO转化率为________。

（3）图1表示500℃、60.0MPa条件下，原料气投料比与平衡时NH3体积分数的关系。

根据图中a点数据计算N2的平衡体积分数：

________。

（4）依据温度对合成氨反应的影响，在图2坐标系中，画出一定条件下的密闭容器内，从通入原料气开始，随温度不断升高，NH3物质的量变化的曲线示意图。

（5）上述流程图中，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤是（填序号）________。

简述本流程中提高合成氨原料总转化率的方法：

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________。

解析　

（1）依据题意，NH4HS被空气中氧气氧化，将－2价S元素氧化成S，同时生成一水合氨，其反应方程式为2NH4HS＋O2

2NH3·H2O＋2S↓。

（2）结合反应特点，正反应方向是气体物质的量增大的吸热反应，若要加快反应速率又增加H2的百分含量，可升高温度，a项正确；增加水蒸气浓度，能加快反应速率，使平衡正向移动，但H2增加的量没有水蒸气增加的量多，H2的百分含量减少，b项错误；加入催化剂平衡不移动，H2的百分含量不变，c项错误；降低压强反应速率减慢，d项错误。

根据“三段式”法有：

CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）

开始（mol）0.200.8

转化（mol）xxx

一定时间（mol）0.2－xx0.8＋x

则0.2－x＋x＋0.8＋x＝1.18，解得x＝0.18，故CO转化率为

×100%＝90%。

（3）根据“三段式”法有

N2　＋　3H22NH3

开始（mol）130

转化（mol）x3x2x

平衡（mol）1－x3－3x2x

×100%＝42%，解之，x＝

，

所以N2的平衡体积分数

×100%＝14.5%。

（4）由于N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH<0，反应开始时，温度大于零，随着反应进行，达到平衡前NH3的物质的量增加，达到平衡后，温度升高，平衡逆向移动，NH3的物质的量将减少，图示见答案。

（5）根据流程图可知，使合成氨放出的能量得到充分利用的主要步骤见Ⅳ（热交换），用合成氨放出热量对N2和H2进行预热。

合成氨的正反应是气体物质的量减少的放热反应，为提高合成氨原料总转化率，又不降低反应速率，可采取对原料加压、分离液氨，使化学平衡正向移动，同时对未反应的N2、H2循环使用，提高原料转化率。

答案　

（1）2NH4HS＋O2

2NH3·H2O＋2S↓

（2）a　90%

（3）14.5%

（4）

（5）Ⅳ　对原料气加压，分离液氨未反应的N2、H2循环使用

[对点回扣]

1．根据速率—时间图像判断反应条件的方法

（1）看图像中正、逆反应速率的变化趋势，两者是同等程度的变化，还是不同程度的变化。

同等程度的变化一般从压强（反应前后气体体积不变的反应）和催化剂考虑；若是不同程度的变化，从温度、浓度、压强（反应前后气体体积改变的反应）角度考虑。

（2）对于反应速率变化不相等的反应，要注意观察改变某个条件瞬间，正、逆反应速率的大小关系及变化趋势。

同时要联系外界条件对反应速率的影响规律，加以筛选、验证、排除。

2．速率平衡图像题解题技巧

（1）先拐先平

在含量（转化率）—时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。

（2）定一议二

当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。

（3）三步分析法

一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。

3．一点注意

用图像判断平衡状态：

当物质的浓度或百分含量等达到最高点或最低点，以及正、逆反应速率相等时的交点都表示达到了平衡状态。

4．速率、平衡图像题的解题模板

5．图像类试题解题关键

解答图像类试题的关键在于分析图像中已存在的文字和数据信息，理解图像中纵、横坐标意义及题中设问，然后根据信息，结合学过的有关化学概念、原理、规律和性质分析问题、解决问题、得出答案。

6.两“会”速解化学图像题

解答化学图像问题时需要两“会”：

（1）会识图：

一看面、二看线、三看点（弄清纵、横坐标的意义；弄清起点、拐点、终点的意义；看清曲线的变化趋势）。

（2）会分析：

分析图像中隐含的信息，找出数据之间的关联点。

将其加工成化学语言，同时联系化学概念、化学原理，从而快速解决问题。

札记