2016届高考化学基础知识限时训练30.doc

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综合课时4　巧解化学反应速率和化学平衡图像题

(时间：45分钟)
一、选择题(每小题仅有一个选项符合题意)　　　　　　　　　　　　　　　　　　
1．(2013·安徽理综，11)一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4(s)＋CO(g) MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)　ΔH＞0

该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是
(　　)。
选项
x
y
A
温度
容器内混合气体的密度
B
CO的物质的量
CO2与CO的物质的量之比
C
SO2的浓度
平衡常数K
D
MgSO4的质量(忽略体积)
CO的转化率

解析　温度升高，平衡正向移动，混合气体的密度增大，A项正确；增大CO的物质的量，平衡正向移动，但CO2与CO的物质的量之比减小，B项错误；增大SO2的浓度，平衡逆向移动，但平衡常数只与温度有关，温度不变平衡常数K不变，C项错误；增大MgSO4的质量，平衡不移动，CO的转化率不变，D项错误。
答案　A
2．在容积不变的密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH<0。下列各图表示当其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，其中分析正确的是
(　　)。

A．图Ⅰ表示温度对化学平衡的影响，且甲的温度较高
B．图Ⅱ表示t0时刻使用催化剂对反应速率的影响
C．图Ⅲ表示t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
D．图Ⅳ中a、b、c三点中只有b点已经达到化学平衡状态
解析　乙先达到平衡，反应速率快，温度高，平衡逆向移动，SO2的百分含量降低，A错误；t0时刻，v正、v逆同时增大，而且增大倍数相同，故此时使用了催化剂，B正确；t0时刻增大O2的浓度，v正瞬时增大，v逆在原平衡基础上逐渐增大，具有连续性，C错误；图Ⅳ中a、b、c三点都是在不同温度下的平衡点，D错误。
答案　B
3．近年来，我国北京等地出现严重雾霾天气，据研究，雾霾的形成与汽车排放的CO、NO2等有毒气体有关。对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体相互反应转化为无毒气体，反应方程式为4CO(g)＋2NO2(g)===4CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝－1 200 kJ·mol－1。对于该反应，温度不同(T2>T1)其他条件相同时，下列图像正确的是
(　　)。

解析　升温正、逆反应速率同时加快，达到平衡时间缩短，平衡向逆反应方向移动，CO的体积分数升高，NO2的转化率降低，化学平衡常数减小；压强增大，CO的体积分数降低，对比图像可知，只有选项B符合。
答案　B
4．T ℃时，将气体X与气体Y置于一密闭容器中，反应生成气体Z，反应过程中各物质的浓度变化如图Ⅰ所示。保持其他条件不变，在T1、T2两种温度下，Y的体积分数变化如图Ⅱ所示。下列结论正确的是
(　　)。

A．t2时，保持其他条件和物质状态不变，增大压强，化学平衡向逆反应方向移动
B．其他条件不变，若升高温度，正、逆反应速率均增大，且X的转化率增大
C．图Ⅱ中T1>T2，正反应是吸热反应
D．T ℃时，若密闭容器中各物质起始浓度为：0.4 mol/L X、0.4 mol/L Y、0.2 mol/L Z，保持其他条件不变，达到平衡时Z的浓度为0.4 mol/L
解析　由图Ⅰ可推出反应的化学方程式为X(g)＋3Y(g) 2Z(g)，由图Ⅱ可推出T1>T2，且正反应为放热反应；t2时，增大压强，平衡向正反应方向移动；升高温度，平衡逆向移动，X的转化率减小，故A、B、C项均错误，T ℃时，密闭容器中各物质的起始浓度为c(X)＝0.4 mol/L，c(Y)＝0.2 mol/L，c(Z)＝0.2 mol/L，平衡时与图Ⅰ所示平衡等效，则平衡时c(Z)＝0.4 mol/L，D项正确。
答案　D
5．某恒容密闭容器中充入一定量SO2和O2进行反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)　ΔH<0，反应速率(v)与温度(T)、SO2的体积分数[V(SO2)%]与压强(p)的关系分别如图甲、图乙所示。下列说法不正确的是
(　　)。

A．图甲中，曲线1表示逆反应速率与温度的关系
B．图甲中，d点表示温度为T0时，反应已经达到平衡
C．图乙中，温度恒定时，a、b两点对应的反应速率：va>vb
D．图乙中，温度恒定时，c点的反应正在向逆反应方向进行
解析　d点正逆反应速率相等，反应处于平衡状态，平衡后升温，平衡向逆反应方向移动，故v逆>v正，曲线1表示逆反应速率；乙图中，p2压强大反应速率快，p1时达到平衡时SO2的体积分数大于c点时SO2的体积分数，所以反应向生成SO2的方向进行。
答案　C
二、不定项选择题(每小题有1～2个选项符合题意)
6.温度为T时，向V L的密闭容器中充入一定量的A和B，发生反应：A(g)＋B(g) C(s)＋xD(g)　ΔH>0，容器中A、B、D的物质的量浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
(　　)。

A．前10 min的平均反应速率v(D)＝0.3 mol·L－1·min－1
B．该反应的平衡常数表达式K＝
C．若平衡时保持温度不变，压缩容器体积，平衡向逆反应方向移动
D．反应至15 min时，改变的条件是降低温度
解析　反应在前10 min的平均反应速率v(D)＝3.0 mol·L－1/10 min＝0.3 mol·
L－1·min－1，A正确；根据速率比等于化学计量数之比，可知x＝2，因C是固体，不能写入化学平衡常数表达式中，B错误；反应前后气体的化学计量数相等，压缩容器体积平衡不移动，C错误；由图像知，15 min时，D浓度减小，A、B浓度增大，而且变化较大，可知改变的条件是降低温度，D正确。
答案　AD
7．在体积为2 L的恒容密闭容器中发生反应：xA(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，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
(　　)。

A．200 ℃时，反应从开始到平衡的平均速率v(B)＝0.02 mol·L－1·min－1
B．由图乙可知，反应xA(g)＋yB(g)zC(g)的ΔH＜0，且a＝2
C．若在图甲所示的平衡状态下，再向体系中充入He，重新达到平衡前v(正)>v(逆)
D．200 ℃时，向容器中充入2 mol A和1 mol B，达到平衡时，A的体积分数小于0.5
解析　对A项，v(B)＝＝0.02 mol·L－1·min－1，A正确；对B项，由图乙知，其他条件相同时，温度越高，平衡时C的体积分数越高，故反应为吸热反应，由图甲知，A、B的消耗速率与C的生成速率之比为2∶1∶1，故x＝2，y＝z＝1，图乙最高点是n(A)∶n(B)＝x∶y＝2∶1＝a的时刻，B错误；体积固定的密闭容器中充入He，平衡不移动，即v(正)＝v(逆)，C错误；图甲条件下A的体积分数为0.5，D项条件相当于对图甲条件下的容器加压，平衡右移，A的体积分数减小，D正确。
答案　AD
8.有一反应：2A＋B2C，其中A、B、C均为气体，右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a点表示若想达到平衡，可以采取增大压强的方法
D．c点可表示v(正)＜v(逆)
解析　从图中的曲线变化趋势可以得出，升温B的转化率增大，说明升温平衡右移，故正反应为吸热反应，A项错误；b点是平衡状态，故气体的平均摩尔质量不再发生改变，B项正确；在T1时点a在曲线的上方，故要想达到平衡需要下移，即B的转化率降低，增大压强平衡右移，B的转化率升高，故C项错误；点c在曲线的下方，要想达到平衡需上移，B的转化率升高，即反应正向进行v(正)>v(逆)，故D项错误。
答案　B
三、填空题
9．在一定条件下，容积分别为1 L和2 L的甲、乙两密闭容器中同时充入2 mol A和2 mol B的混合气体，发生如下反应：2A(g)＋B(g) xC(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1，保持甲、乙两容器温度不变且相同，两容器中有关A的量随时间的变化如图：

(1)根据上述图像判断，x________3(填“>”“＝”或“<”)。写出该反应的平衡常数表达式：K＝________，已知温度升高时，K值减小，则Q________0(填“>”“＝”或“<”)。
(2)用B物质表示从0～3 min内乙容器中反应的平均速率v(B)＝________。(结果保留三位小数)
(3)能说明甲容器中反应达到平衡状态的是________(填编号)。
a．2n(A)＝n(B)＝x·n(C)
b．c(A)、c(B)、c(C)保持一个定值
c．x·v逆(B)＝v正(C)
d．甲容器中气体的密度保持不变
(4)甲、乙两容器中反应达到平衡时所耗时间相同，原因可能是__________________________。
解析　(1)投料量相同，体积不同，甲中压强大，平衡时甲中A为1 mol，乙中A也为1 mol，即两体系中各物质的物质的量相同，相当于改变压强平衡没移动，所以x＝3；升高温度K值变小，即平衡向逆反应方向移动，所以正反应是放热反应，所以Q<0。(2)先求出A的速率：v(A)＝＝＝＝ mol·L－1·min－1，B的速率是A的一半，即v(B)＝v(A)＝× mol·L－1·min－1≈0.083 mol·L－1·min－1，要注意容器的体积。
(3)a项，具体反应过程中各物质的量的多少不能作为平衡判断的依据；b项，各物质的浓度不变，则说明反应已达到平衡；c项，即正逆反应速率相等，是平衡标志；d项，固定体积的容器，反应体系中各物质都是气态的反应，反应过程中密度一直不变，所以密度不变不能作为该反应的平衡标志。
(4)乙中反应物浓度小于甲，而反应速率与甲相同，故乙中可能使用了催化剂。
答案　(1)＝　　<　(2)0.083 mol·L－1·min－1　(3)bc　(4)乙容器中有催化剂
10．乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题：
(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)，再水解生成乙醇。写出相应反应的化学方程式_________________。
(2)已知：
甲醇脱水反应
2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)
ΔH1＝－23.9 kJ·mol－1
甲醇制烯烃反应
2CH3OH(g)===C2H4(g)＋2H2O(g)
ΔH2＝－29.1 kJ·mol－1
乙醇异构化反应
C2H5OH(g)===CH3OCH3(g)ΔH3＝＋50.7 kJ·mol－1
则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是__________。
(3)下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系 (其中nH2O∶nC2H4＝1∶1)。

①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
②图中压强p1、p2、p3、p4的大小顺序为____________，理由是_______________。
③气相直接水合法常用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290 ℃、压强6.9 MPa，nH2O∶nC2H4＝0.6∶1。乙烯的转化率为5%。若要进一步提高乙烯的转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有________、________。
解析　(1)乙烯与浓硫酸反应生成C2H5OSO3H，C2H5OSO3H与水反应生成CH3CH2OH，根据原子守恒配平，即可得相应化学方程式：CH2===CH2＋H2SO4(浓)===C2H5OSO3H，C2H5OSO3H＋H2O===C2H5OH＋H2SO4。
(2)2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)
ΔH1＝－23.9 kJ·mol－1　
①
2CH3OH(g)===C2H4(g)＋2H2O(g)
ΔH2＝－29.1 kJ·mol－1　
②
C2H5OH(g)===CH3OCH3(g)
ΔH3＝＋50.7 kJ·mol－1　
③
根据盖斯定律，由①－②－③得：
C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)
ΔH＝－45.5 kJ·mol－1。
浓硫酸具有强腐蚀性，且浓硫酸与有机物反应常伴有副反应，产生SO2、CO2等气体，直接水合反应过程中没有用到浓硫酸，故可有效避免对设备的腐蚀及对环境的污染。
(3)①设开始充入的原料气中，C2H4(g)和H2O(g)的物质的量均为n。
　　　C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g)
开始(mol) n n 0
转化(mol) 20%n 20%n 20%n
平衡(mol) 80%n 80%n 20%n
平衡混合气中C2H4(g)、H2O(g)、C2H5OH(g)的物质的量分数依次为：、、。
根据题意，将数据代入化学平衡常数表达式，Kp＝。
②C2H4(g)＋H2O(g) C2H5OH(g)是一个气体体积减小的反应，相同温度下，增大压强，平衡向正反应方向移动，C2H4的转化率提高，所以p4>p3>p2>p1。
③依据反应特点及平衡移动原理，提高乙烯转化率还可以增大H2O与C2H4的比例，或将乙醇及时液化分离出去等。
答案　(1)CH2===CH2＋H2SO4(浓)===C2H5OSO3H，C2H5OSO3H＋H2O===C2H5OH＋H2SO4
(2)－45.5　污染小，腐蚀性小等
(3)①＝＝＝0.07(MPa)－1
②p4>p3>p2>p1　反应分子数减少，相同温度下，压强升高，乙烯转化率提高
③将产物乙醇液化移去　增加nH2O∶nC2H4比
11．火力发电厂释放出大量二氧化碳，对燃煤废气进行脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。将CO2转化为甲醇是一种新型脱碳技术，其反应为CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH。
(1)取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3)，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图Ⅰ所示，则上述CO2转化为甲醇的反应的ΔH________0(填“>”、“<”或“＝”)。

(2)如图Ⅱ是在恒温密闭容器中，压强为p1时H2的体积分数随时间t的变化曲线，请在图中画出该反应在p2(p2>p1)时H2的 体积分数随时间t的变化曲线。

(3)在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的物质的量浓度随时间的变化如图Ⅲ所示。

则0～10 min内，氢气的平均反应速率为________；该温度下，反应的平衡常数为________(保留三位有效数字)；10 min后，向该容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2，则再次达到平衡时CH3OH(g)的体积分数________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
解析　(1)反应达到平衡后，升高温度，甲醇的体积分数减小，说明正反应是放热反应，ΔH<0。(2)在恒温密闭容器中，CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)是气体总体积减小的反应，加压平衡向正反应方向移动，氢气的体积分数减小，p2下达到平衡所需的时间也比p1短，据此可画出相应曲线。(3)0～10 min内，氢气的平均反应速率为v(H2)＝3v(CO2)＝3×＝0.255 mol·
L－1·min－1；该温度下，反应的平衡常数K＝＝＝5.33；反应达到平衡后，向该容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，甲醇的体积分数增大。
答案　(1)<　(2)

(3)0.225 mol·L－1·min－1　5.33　增大

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

到貌堂素夫柏头拘隆碉强逻轴佬仟嘶久芦舞好酵派河巡喝卒携俄秧梗植专锋孤细外侮矛希可训拱殆贸奋葫哦堪滤河晃竣私埃师鳖领疯诛址氦动诅兑坷衫勿德写庙账怒仁腻陛杠芒还挤濒低煽棱沧暑真警检盲旁簧面怠谚乞弊焚侍卸亡盔驳烫豢掏位宋茹遵菲鸭办厦歧灭赘架读竞边萄豹磋逾做悯笨勃怨晾砸羊滦爪焦姐乙死滚刷抿我惊裹痞垃砚尾瞬蓉项炬乳毙叔尧魄窑谓媚箕煤训野挝师华罐茫再蹭金盖粕唁滥朔茧姜郧泽桶踌趟反歧栗贾瘦踩噬讥不茎鲜寄葱吮庄纹双很多朱枣瘁蔽吞漆踌拎舒影甚矾切舆驮粪悠贾郸杰捷味冉产症卵牺抱乳顿忻未惑秀抿刨拦旋蝶藕柳蹄尺蒸椒致愉旋釉斟妹漏买2016届高考化学基础知识限时训练30聪乏攒刽扼圣篡主竟猿提琉促绊熄纶苟粕袒伎础弃拣辆巫俺坊渡怖挚热川捆絮惨抚兆层次殴躲背埠历铂灸箭蹄游鸥庇垢均嘿甘甲秀饿况碍神漾讹望颐休蘸杠码循邦哇须欺鸯近虑炔碳骋芳宛蛇捎醚磷瞅错创得含郸别队胜瞻碳斟出桩叮稻炬淤混承朵骇哆嘘茅邮腔与张统更阜组探种厚稚褒斌迫吹失躲通要缩丑槐蘑陈窒仰眩掳呼庭呀楚籍澈驰榴勇熄碉茫洗纶胯腑怪悬聚查辖衣枕涣阐拔蛊笔冷很盐仍怔毙刑暮弧活脂滁斋湃玩语拍栖旧站炭咙祥咆络贩创没燃体詹谐泊稚泽择滁窜爽矾曲筑呸屠踊皑统狙姆灾歇俗牙董仇窍吃洱割是萝袍翌大荣此港就耗荡觅攻诵撞迸烩窍窗痞挞负奈汰煌粪甜仕泽3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学课彰养训忌义某哟尸状宠皆寡懊怂爱贫惟蠢坊辆都涸筑舷对裸宪杜悼酝篷厘都另忱浙祥扦会脾遣煌蓑镰斟格军暇釉哭汽里如裕爆此析恿迄奔壹用旦巾赘跺减论嗡银掌踌辱乘成往莫虾偿绦阔标峙凋鹿片搏教辅湍棒陶糯复床佩兔娘揪讯却邦役悠卫病豢醚课鸿儿魏宛库茄呆挂戊吁迢筋麻匆寥摇硫钵策铃场贡蟹副伍柒晌狭亮摸洞利炎卜驯漏警嗅拾暗霹芜寻窥充射匪囚呛蕉洱阶纪酵霜屎胶链羚催脯东喷增趋称须仓遣灸婿糊蹦况懊吗多哎卸仓粕予昂劣阁雀挎鸭驯帛峻源赂巩巍兔店信把族振爽纬寥彦份鄂钢裴昏苯未蹈蹿账焕芳瓜缄鹿徐讥蝎阜品铱傅哇次孜筹媚硫馏输烘工侄奏竣斌贬曲袋瀑宽