1、PAGE PAGE 12題型突破集訓(xùn)(七)化學(xué)反應(yīng)速率與平衡圖像1向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2，一定條件下使反應(yīng)SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)達(dá)到平衡，正反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的示意圖如圖所示。由圖可得出的正確結(jié)論是()A反應(yīng)在c點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)B反應(yīng)物濃度：a點(diǎn)小于b點(diǎn)C反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量Dt1t2時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率：ab段小于bc段DA項(xiàng)，化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是各物質(zhì)的濃度不再改變，其實(shí)質(zhì)是正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，c點(diǎn)對應(yīng)的正反應(yīng)速率顯然還在改變，一定未達(dá)平衡，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，a到b時(shí)正反應(yīng)速率增加，反應(yīng)物濃度隨時(shí)間不斷減小，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，從a到c正反應(yīng)速率增大

2、，之后正反應(yīng)速率減小，說明反應(yīng)剛開始時(shí)溫度升高對正反應(yīng)速率的影響大于濃度減小對正反應(yīng)速率的影響，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率越快，消耗的二氧化硫就越多，SO2的轉(zhuǎn)化率將逐漸增大，正確。2. 將一定量硫化氫氣體加入密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)2H2S(g)S2(g)2H2(g)。該反應(yīng)的平衡常數(shù)的負(fù)對數(shù)(lg K)隨溫度(T)的變化曲線如圖所示，下列說法錯(cuò)誤的是()Ac點(diǎn)對應(yīng)的平衡常數(shù)K1.0103.638 molL1B該反應(yīng)的H0Ca、c點(diǎn)反應(yīng)速率：vavcD30 時(shí)，b點(diǎn)對應(yīng)狀態(tài)的v正v逆DA項(xiàng)，c點(diǎn)lg K3.638，則平衡常數(shù)K

3、1.0103.638 molL1，正確；B項(xiàng)，lg K越大，則平衡常數(shù)K越小，由題圖可知，隨溫度的升高，平衡常數(shù)增大，則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，故該反應(yīng)的H0，正確；C項(xiàng)，a點(diǎn)溫度高于c點(diǎn)，vavc，正確；D項(xiàng)，b點(diǎn)QK，反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，則b點(diǎn)對應(yīng)的v正v逆，錯(cuò)誤。3煤氣化的一種方法是在氣化爐中給煤炭加氫，發(fā)生的主要反應(yīng)為C(s)2H2(g)CH4(g)。在V L的密閉容器中投入a mol碳(足量)，同時(shí)通入2a mol H2，控制條件使其發(fā)生上述反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)測得碳的平衡轉(zhuǎn)化率隨壓強(qiáng)及溫度的變化關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是 ()A上述正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)B在4 MPa、1 2

4、00 K時(shí)，圖中X點(diǎn)v(H2)正0答案C5工業(yè)上，常采用氧化還原方法處理尾氣中的CO、NO。氧化法：瀝青混凝土可作為反應(yīng)2CO(g)O2(g)2CO2(g)的催化劑。下圖表示在相同的恒容密閉容器、相同起始濃度、相同反應(yīng)時(shí)間段下，使用同質(zhì)量的不同瀝青混凝土(型、型)催化時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系。(1)在a、b、c、d四點(diǎn)中，未達(dá)到平衡狀態(tài)的是_。(2)已知c點(diǎn)時(shí)容器中O2濃度為0.04 molL1，則50 時(shí)，在型瀝青混凝土中CO轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)K_(用含x的代數(shù)式表示)。(3)下列關(guān)于上圖的說法正確的是_(填字母)。ACO轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)：K(a)p2p3，分析圖像可知，應(yīng)選擇的反應(yīng)條

5、件為低溫、高壓，A項(xiàng)正確。答案(1)乙p1、p2、p3T1時(shí)以反應(yīng)為主，反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相等，壓強(qiáng)改變對平衡沒有影響(2)A7一定壓強(qiáng)下，向密閉容器中充入一定量的CH2=CHCH3和Cl2發(fā)生反應(yīng)：CH2=CHCH3(g)Cl2(g)CH2 =CHCH2Cl(g)HCl(g)H102 kJmol1。設(shè)起始的eq f(nCH2=CHCH3,nCl2)w，平衡時(shí)Cl2的體積分?jǐn)?shù)()與溫度(T)、w的關(guān)系如圖甲所示。w1時(shí)，正、逆反應(yīng)的平衡常數(shù)(K)與溫度(T)的關(guān)系如圖乙所示。 圖甲 圖乙(1)圖甲中，w2_1(填“”“1。(2)該可逆反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，則正反應(yīng)平衡常

6、數(shù)減小，故B曲線表示正反應(yīng)平衡常數(shù)的曲線。(3)T1 K時(shí)正反應(yīng)平衡常數(shù)與逆反應(yīng)平衡常數(shù)相等，且eq f(nCH2=CHCH3,nCl2)1，則平衡時(shí)反應(yīng)中各物質(zhì)濃度均相同，Cl2的轉(zhuǎn)化率為50%。答案(1)(2)B該可逆反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，正反應(yīng)平衡常數(shù)減小(3)50%8(2021煙臺(tái)模擬)CH4既是重要的清潔能源也是一種重要的化工原料。以CO2、H2為原料合成CH4涉及的主要反應(yīng)如下：CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g)H1：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H241.2 kJmol1常溫常壓下，H2(g)和CH4(g)的摩爾燃燒焓分別為285.8 k

7、Jmol1和890.3 kJmol1；H2O(l)=H2O(g)H344.0 kJmol1。(1)H1_ kJmol1。(2)一定條件下，向恒容密閉容器中通入1 mol CO2和3 mol H2發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，容器中CH4(g)為a mol，H2O(g)為b mol，則反應(yīng)的平衡常數(shù)為_(用含a、b的代數(shù)式表示)。(3)將n(H2)n(CO2)41的混合氣體充入反應(yīng)器中，當(dāng)氣體總壓強(qiáng)為0.1MPa，平衡時(shí)各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)如圖甲所示。圖甲200550 時(shí)，CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度升高而增大的原因是_。反應(yīng)器中應(yīng)選擇適宜的溫度是_。(4)為探究CO2(g)4H2(g)CH4(g)2

8、H2O(g)的反應(yīng)速率與濃度的關(guān)系，起始時(shí)，向恒容密閉容器中通入濃度均為1.0 molL1 CO2與H2。平衡時(shí)，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)繪制出兩條反應(yīng)速率濃度關(guān)系曲線：v正c(CO2)和v逆c(H2O)如圖乙所示。圖乙則與曲線v正c(CO2)相對應(yīng)的是上圖中曲線_(填“甲”或“乙”)；該反應(yīng)達(dá)到平衡后，某一時(shí)刻降低溫度，重新達(dá)到平衡，平衡常數(shù)_(填“增大”或“減小”)，則此時(shí)曲線甲對應(yīng)的平衡點(diǎn)可能為_(填字母，下同)，曲線乙對應(yīng)的平衡點(diǎn)可能為_。解析(1)由題目已知信息可知，H2(g)eq f(1,2)O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1；CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(l

9、)H890.3 kJmol1；H2O(l)=H2O(g)H344.0 kJmol1；根據(jù)蓋斯定律，42，整理可得CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g)H1164.9 kJmol1。(2)一定條件下，向恒容密閉容器中通入1 mol CO2和3 mol H2發(fā)生反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)，容器中CH4(g)的物質(zhì)的量為a mol，H2O(g)的物質(zhì)的量為b mol，則有如下關(guān)系：CO2(g)4H2(g)CH4(g)2H2O(g)轉(zhuǎn)化量/mol a 4a a 2a：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)轉(zhuǎn)化量/mol b2a b2a b2a b2a此時(shí)容器中n(CO2)1a(b2a) mol

10、(1ab)mol，n(H2)34a(b2a)mol(32ab)mol，n(CO)(b2a)mol，n(H2O)b mol，假設(shè)反應(yīng)容器的容積是V L，反應(yīng) 的化學(xué)平衡常數(shù)Keq f(f(b,V)f(b2a,V),f(1ab,V)f(32ab,V)eq f(bb2a,1ab32ab)。(3)由于H10，溫度升高時(shí)，反應(yīng)的化學(xué)平衡逆向移動(dòng)使CO2增加的量比反應(yīng)的化學(xué)平衡正向移動(dòng)使CO2減少的量多，因此200550 時(shí)，CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溫度升高而增大。反應(yīng)器中應(yīng)選擇的溫度利于合成CH4，由于反應(yīng)的H10，故適宜的溫度是較低溫度200 。(4)在反應(yīng)開始時(shí)CO2與H2的濃度都是1.0 molL1

11、，且隨著反應(yīng)的進(jìn)行，CO2的濃度逐漸減小，正反應(yīng)速率越來越小，故與曲線v正c(CO2)相對應(yīng)的是題圖乙中的曲線乙。該反應(yīng)達(dá)到平衡后，某一時(shí)刻降低溫度，由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低溫度，化學(xué)平衡正向移動(dòng)，重新達(dá)到平衡時(shí)，平衡常數(shù)增大。根據(jù)圖像可知：原平衡時(shí)圖乙中對應(yīng)點(diǎn)應(yīng)為E和F，降低溫度后，反應(yīng)速率減小，平衡正向移動(dòng)，H2O的濃度會(huì)增大，CO2的濃度減小，則此時(shí)曲線甲對應(yīng)的平衡點(diǎn)可能為D點(diǎn)，曲線乙對應(yīng)的平衡點(diǎn)可能為M點(diǎn)。答案(1)164.9(2)eq f(bb2a,1ab32ab)(3)H10，溫度升高時(shí)，反應(yīng)逆向移動(dòng)使CO2增加的量比反應(yīng)正向移動(dòng)使CO2減少的量多200 (4)乙增大DM

12、9(2021山東名校聯(lián)考)汽車排氣管裝有三元催化劑裝置，在催化劑表面通過發(fā)生吸附、解吸消除CO、NO等污染物。反應(yīng)機(jī)理如下Pt(s)表示催化劑，右上角帶“*”表示吸附狀態(tài)：NOPt(s)=NO*COPt(s)=CO*NO*=N*O*CO*O*=CO2Pt(s)N*N*=N2Pt(s)NO*N*=N2OPt(s)經(jīng)測定汽車尾氣中反應(yīng)一定時(shí)間后反應(yīng)物及生成物濃度隨溫度變化關(guān)系如圖甲和圖乙所示：(1)圖甲，溫度為330 時(shí)發(fā)生的主要反應(yīng)為_(填“”“”或“”)；反應(yīng)為_反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。圖甲(2)圖乙，溫度從Ta升至Tb的過程中，反應(yīng)物濃度急劇減小的主要原因是_。圖乙(3)氣體在固體催化

13、劑表面反應(yīng)時(shí)，吸附和解吸同時(shí)影響總反應(yīng)速率。溫度一定時(shí)，反應(yīng)2NO2COeq o(=,sup9(催化劑)N22CO2的反應(yīng)速率隨壓強(qiáng)的變化如圖丙所示。結(jié)合題目中反應(yīng)機(jī)理，試從吸附和解吸角度解釋bc段化學(xué)反應(yīng)速率下降的原因：_。圖丙解析(1)由題圖可知，溫度為330 時(shí)生成物中CO2的濃度最大，由反應(yīng)機(jī)理可知，只有反應(yīng)生成CO2，故主要進(jìn)行的是反應(yīng)；反應(yīng)生成N2O，由題圖可以看出，330 以后，N2O的濃度隨溫度升高而下降，故該反應(yīng)為放熱反應(yīng)。(2)該反應(yīng)需要催化劑，隨著溫度升高，催化劑活性增強(qiáng)，逐漸達(dá)到催化劑的最適溫度，合適的催化劑可以降低反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率，隨著反應(yīng)速率的加快，反應(yīng)一

14、定時(shí)間后反應(yīng)物濃度快速減小。(3)壓強(qiáng)增大，吸附速率增大，但是對于氣體物質(zhì)，壓強(qiáng)越大，越不利于解吸，而吸附和解吸同時(shí)影響總反應(yīng)速率，bc段時(shí)，解吸速率由于壓強(qiáng)的增大減小的更多，所以反應(yīng)速率減小。答案(1)放熱(2)溫度升高，催化劑活性增強(qiáng)，反應(yīng)速率加快，所以反應(yīng)物濃度快速減小(3)壓強(qiáng)增大，吸附速率雖然增大，但不利于解吸，解吸速率減小更多，所以反應(yīng)速率減小10(2021山東等級考，T20)2甲氧基2甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加劑。在催化劑作用下，可通過甲醇與烯烴的液相反應(yīng)制得，體系中同時(shí)存在如圖反應(yīng)：反應(yīng)：反應(yīng)：反應(yīng)：回答下列問題：(1)反應(yīng)、以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)表示的平衡常數(shù)Kx與溫度T變

15、化關(guān)系如圖所示。據(jù)圖判斷，A和B中相對穩(wěn)定的是_(用系統(tǒng)命名法命名)；eq f(H1,H2)的數(shù)值范圍是_(填標(biāo)號)。A1(2)為研究上述反應(yīng)體系的平衡關(guān)系，向某反應(yīng)容器中加入1.0 mol TAME，控制溫度為353 K，測得TAME的平衡轉(zhuǎn)化率為。已知反應(yīng)的平衡常數(shù)Kx39.0，則平衡體系中B的物質(zhì)的量為_mol，反應(yīng)的平衡常數(shù)Kx1_。同溫同壓下，再向該容器中注入惰性溶劑四氫呋喃稀釋，反應(yīng)的化學(xué)平衡將_(填“正向移動(dòng)”“逆向移動(dòng)”或“不移動(dòng)”)。平衡時(shí)，A與CH3OH物質(zhì)的量濃度之比c(A)c(CH3OH)_。(3)為研究反應(yīng)體系的動(dòng)力學(xué)行為，向盛有四氫呋喃的另一容器中加入一定量A、B和

16、CH3OH?？刂茰囟葹?53 K，A、B物質(zhì)的量濃度c隨反應(yīng)時(shí)間t的變化如圖所示。代表B的變化曲線為_(填“X”或“Y”)；t100 s時(shí)，反應(yīng)的正反應(yīng)速率v正_逆反應(yīng)速率v逆(填“”“”或“”)。解析(1)由平衡常數(shù)Kx與溫度T變化關(guān)系曲線可知，反應(yīng)、的平衡常數(shù)的自然對數(shù)隨溫度升高(要注意橫坐標(biāo)為溫度的倒數(shù))而減小，說明3個(gè)反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，即H10、H20、H30，因此，B的總能量低于A的總能量，能量越低越穩(wěn)定，A和B中相對穩(wěn)定的是B，其用系統(tǒng)命名法命名為2甲基2丁烯；由蓋斯定律可知，則H1H2H30，因此H1H2，由于放熱反應(yīng)的H越小，其絕對值越大，則eq f(H1,H2)的數(shù)值范圍是大

17、于1，選D。(2)向某反應(yīng)容器中加入1.0 mol TAME，控制溫度為353 K，測得TAME的平衡轉(zhuǎn)化率為，則平衡時(shí)n(TAME)(1)mol，n(A)n(B)n(CH3OH) mol。已知反應(yīng)的平衡常數(shù)Kx39.0，則eq f(nB,nA)9.0，將該式代入上式可以求出平衡體系中B的物質(zhì)的量為0.9 mol，n(A)0.1 mol，反應(yīng)的平衡常數(shù)Kx1eq f(f(1,1),blc(rc)(avs4alco1(f(0.1,1)blc(rc)(avs4alco1(f(0.1,1)eq f(11,0.012)eq f(10012,2)。同溫同壓下，再向該容器中注入惰性溶劑四氫呋喃稀釋，反應(yīng)的化學(xué)平衡將向著分子數(shù)增大的方向移動(dòng)，即逆向移動(dòng)。平衡時(shí)，TAME的轉(zhuǎn)化率變大，但是平衡常數(shù)不變，A與CH