专题三-化学反应速率与化学平衡图像高二化学期末专题复习(人教版2019选择性必修1)(解析版).doc

专题三　化学反应速率与化学平衡图像
(建议用时：45分钟)
1．（2021·河南洛阳市·高二期末）已知CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)∆H>0，工业上可利用此反应生产合成氨原料气H2，下列有关该反应的图象正确的是
A．B．C．D．
【答案】B
【解析】A．增大水碳比，甲烷的转化率应增大，A错误；
B．温度越高反应速率越快，所以T2＞T1，该反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，H2的含量增加，B正确；
C．该反应为吸热反应，升高温度平衡常数增大，C错误；
D．当正逆反应速率相等时反应达到平衡，该反应为气体系数之和增大的反应，继续增大压强平衡逆向移动，v逆应该大于v正，D错误；
综上所述答案为B。
2．（2021·广东执信中学高二月考）已知NO2和N2O4可以相互转化：2NO2(g)⇌N2O4(g)。在恒温条件下将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一容积为2L的密闭容器中，反应物浓度随时间变化关系如图。下列说法正确的是

A．图中的两条曲线，X是表示N2O4浓度随时间的变化曲线
B．前10min内用c(NO2)表示的化学反应速率为0.06mol•L-1•min-1
C．25min时，导致平衡移动的原因是将密闭容器的体积缩小为1L
D．a、b、c、d四个点对应的体系，颜色最深的是c点
【答案】D
【解析】
A．0-10min段内，X曲线的变化量为0.6-0.2=0.4mol/L，Y曲线的变化量为0.6-0.4=0.2mol/L，根据方程式中的比例关系知，X曲线为NO2，Y曲线为N2O4，A错误；
B．根据X曲线的数据：v(NO2)==0.04mol/(L·min)，B错误；
C．体积压缩为原来的一半，在这一瞬间，NO2和N2O4的浓度都增大为原来的两倍，图像中NO2浓度增大，N2O4浓度不变，应为充入NO2，C错误；
D．由图像可知25min时改变的条件是增大二氧化氮浓度，平衡正向移动，二氧化氮的浓度逐渐减小，到d点时达到平衡状态，则四点中二氧化氮浓度最大的是c点，c点体系内的颜色最深，D错误。
故选：D。
3．（2022·湖南省郴州一中高三月考）已知： ，向一恒温恒容的密闭容器中充入和发生反应，时达到平衡状态Ⅰ，在时改变某一条件，时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法错误的是

A．容器内压强不变，表明反应达到平衡
B．时改变的条件：向容器中加入
C．平衡时的体积分数：
D．反应开始后，与的浓度之比不变
【答案】C
【解析】A．该反应为气体体积变化的反应，反应前后气体的物质的量变化，当压强不变时，说明反应达到平衡状态，故A正确；B．t2时正反应速率瞬间不变，然后增大，可知改变的条件为向容器中加入C，故B正确；C．t2时加入C，相当于增压，平衡正向移动，则平衡时A的体积分数φ：φ(Ⅱ)<φ(I)，故C错误；
D．变化的浓度和化学计量数成正比，A和B起始投料比为1:3，则反应开始后，与的浓度之比不变，故D正确；故选C。
4．（2022·江苏苏州中学高三开学考试）通过反应Ⅰ： ，可以实现温室气体资源化利用。该反应通过如下步骤实现：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
密闭容器中，反应物起始物质的量比时，在不同条件下(分别在温度为250℃下压强变化和在压强为下温度变化)达到平衡时物质的量分数变化如图所示。下列有关说法正确的是

A．反应Ⅰ的平衡常数可表示为
B．曲线表示CH3OH的物质的量分数随温度变化
C．提高CO2转化为CH3OH的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂
D．在、280℃条件下，平衡时CH3OH的物质的量分数为0.10
【答案】C
【解析】
A．化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比，则反应Ⅰ的化学平衡常数表达式为：，A错误；
B．根据盖斯定律，将反应II+III，整理可得 =-48.2 kJ/mol，该反应的正反应为气体体积减小的放热反应。升高温度，平衡逆向移动，CH3OH的物质的量分数减少，故曲线b为等压线，表示CH3OH的物质的量分数随温度变化，B错误；
C．根据选项B分析可知： 为放热反应，要提高由CO2合成CH3OH的反应的转化率，根据平衡移动原理可知：反应应该在低温下进行，若研发出在低温区高效的催化剂，就可以使反应速率大大提高，缩短达到平衡所需时间，C正确；
D．根据选项B分析可知曲线b为等压线。增大压强，平衡正向移动，CH3OH的物质的量分数增大，因此曲线a为等温线，由曲线可知反应条件为压强为在、温度为250℃条件下，平衡时CH3OH的物质的量分数为0.10，D错误；故选C。
5．（2021·安徽黄山市·高二期末）对于可逆反应2AB3(g)⇌A2(g)+3B2(g) ΔH>0，(注：A%、B2%、AB3%分别表示混合气体中的体积分数)，下列图像正确的是
A．B．C．D．
【答案】C
【解析】对于可逆反应2AB3(g)⇌A2(g)+3B2(g) ΔH>0，反应吸热，升高温度，正逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动，反应物的化学计量数之和小于生成物的化学计量数之和，增大压强，平衡向逆反应方向移动。
A．反应吸热，升高温度，正逆反应速率都增大，但正反应速率增大的倍数比逆反应速率大，平衡向正反应方向移动，如图，故A错误；
B．反应吸热，升高温度，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，500℃先达到平衡，A2%大，故B错误；
C．升高温度，平衡向正反应方向移动，AB3的含量降低，反应物的化学计量数之和小于生成物的化学计量数之和，增大压强，平衡向逆反应方向移动，AB3的含量增大，故C正确；
D．升高温度，平衡向正反应方向移动，B2的含量增大，反应物的化学计量数之和小于生成物的化学计量数之和，增大压强，平衡向逆反应方向移动，B2的含量减小，故D错误；
故选C。
6．（2021·广东高二开学考试）I．下表是某小组研究影响过氧化氢H2O2分解速率的因素时采集的一组数据：用10 mL H2O2制取150 mL O2所需的时间(秒)

30%H2O2
15%H2O2
10%H2O2
5%H2O2
无催化剂、不加热
几乎不反应
几乎不反应
几乎不反应
几乎不反应
无催化剂、加热
360s
480s
540s
720s
MnO2催化剂、加热
10s
25s
60s
120s
（1）该研究小组在设计方案时，考虑了浓度、___________、___________等因素对过氧化氢分解速率的影响。
II．某反应在体积为5 L的恒温恒容密闭容器中进行，各物质的量随时间的变化情况如图所示(已知A．B、C均为气体，A气体有颜色)。

（2）该反应的化学方程式为___________。
（3）反应开始至2分钟时，B的平均反应速率为___________。
（4）能说明该反应已达到平衡状态的是___________。
A．容器内气体的颜色保持不变
B．容器内气体密度不变
C．v逆(A)=v正(C)
D．各组分的物质的量相等
E．混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
（5）由图求得平衡时A的转化率为___________。
（6）平衡时体系内的压强是初始时___________倍。
【答案】（除特别说明，每空2分）
（1）温度 催化剂 （2）2A(g)＋B(g)2C(g) （3）0.1mol/(L·min)
（4）ACE（3分） （5）40% （6）
【解析】（1）①根据表中给出的数据，无催化剂不加热的情况下，不同浓度的过氧化氢溶液都是几乎不反应，在无催化剂加热的情况下，不同浓度的过氧化氢溶液都分解，说明过氧化氢的分解速率与温度有关，但是得到相同气体的时间不同，浓度越大，反应的速度越快，说明过氧化氢的分解速率与浓度有关；比较同一浓度的过氧化氢溶液如30%时，在无催化剂加热的时候，需要时间是360s，有催化剂加热的条件下，需要时间是10s，说明过氧化氢的分解速率与温度、催化剂有关，故答案为：温度；催化剂；
（2）
由图象可以看出，A、B的物质的量逐渐减小，则A、B为反应物，C的物质的量逐渐增多，所以C为生成物，当反应到达2min时，△n(A)=2mol，△n(B)=1mol，△n(C)=2mol，化学反应中，各物质的物质的量的变化值与化学计量数呈正比，则△n(A)：△n(B)：△n(C)=2：1：2，所以反应的化学方程式为：2A+B⇌2C，
故答案为：2A+B⇌2C；
（3）
由图象可以看出，反应开始至2分钟时，△n(B)=1mol，B的平均反应速率为：v=
=÷2min=0.1mol/(L•min)，故答案为：0.1mol/(L•min)；
（4）
A．只有A为有色物质，当容器内气体的颜色保持不变，说明各组分的浓度不再变化，该反应已经达到平衡状态，A符合题意；
B．容器的体积不变，容器内的气体质量不变，故容器内气体密度一直保持不变，故密度不变不能说明反应达到平衡状态，B不合题意；
C．在该反应中A和C的计量数相等，当v逆(A)=v正(C)时，正逆反应速率相等，说明反应已达平衡状态了，C符合题意；
D．容器内各物质的物质的量相等，不能说明各组分的浓度不再变化，无法判断是否达到平衡状态，D不合题意；
E．反应前后气体的总物质的量发生改变，容器内的气体的质量不变，故反应过程中混合气体的平均相对分子质量一直在改变，故混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态，说明反应达到化学平衡状态，E符合题意；
故答案为：ACE；
（5）
由图可知，平衡时A的转化量为：5mol-3mol=2mol，求得平衡时A的转化率为=40%，故答案为：40%；
（6）
恒温恒容的密闭容器中，气体的压强之比等于气体的总物质的量之比，由图中可知，起始时容器内气体的总物质的量为：5mol+2mol+2mol=9mol，达到平衡时容器内气体的总物质的量为：4mol+3mol+1mol=8mol，故平衡时体系内的压强是初始时倍，故答案为：。

7．（2021·云南丽江第一高级中学高二期中）Ⅰ.甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列两种反应合成甲醇。
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
表中所列数据是反应Ⅱ在不同温度下的化学平衡常数：
温度

(1)写出反应Ⅰ的化学平衡常数表达式：K1=_______；保持恒温恒容，将反应Ⅰ的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的2倍，则化学平衡_______填“正向”“逆向”或“不”移动，平衡常数K1______(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)由表中数据判断∆H2_______(填“＞”“＜”或“=”)0；
(3)对于反应Ⅱ，下列状态合理且可以判断该反应已经达到平衡的是______
a.
b.的百分含量不再改变
c.
d.体系的压强不再发生变化
e.单位时间内消耗了2mol的同时消耗了1mol的CO
Ⅱ.某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对某类反应的化学平衡的影响，得到如图图像图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，表示转化率。

分析图像，回答下列问题：
(1)在反应Ⅰ中，若，则该反应的正反应为_______填“放热”或“吸热”反应，且为气体分子数_______填“减小”或“增大”的反应；若此反应能自发进行，则必须满足的条件是_______。
(2)在反应Ⅱ中，T1_______(填“＞”“＜”或“”，该反应的正反应为_______填“放热”或“吸热”反应。
【答案】 正向 不变 ＜ bd 放热 减小 低温 ＜ 放热
【解析】
I.(1)化学平衡常数等于生成物平衡浓度幂之积与反应物平衡浓度幂之积的比值，则反应I的化学平衡常数表达式K1=；保持恒温恒容，将反应Ⅰ的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的2倍，相当于增大压强，化学平衡正向移动；化学平衡常数只与温度有关，化学平衡常数K1不变；故答案为：；正向；不变。
(2)根据表中数据，随着温度的升高，反应II的K2减小，即升高温度，平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，故∆H2＜0；故答案为：＜。
(3)a．反应达到平衡时各组分的浓度保持不变，但不一定相等，即c(CO)=c(CH3OH)时反应不一定达到平衡状态，a不符合题意；
b．CO的百分含量不再改变是反应达到平衡的特征标志，b符合题意；
c．时正、逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，c不符合题意；
d．反应II的正反应是气体分子数减小的反应，建立平衡的过程中气体分子数变化，体系的压强变化，体系的压强不再发生变化能说明反应达到平衡状态，d符合题意；
e．单位时间内消耗了2molH2的同时消耗了1molCO，都表示正反应，不能说明反应达到平衡状态，e不符合题意；
答案选bd。
II.(1)根据反应I的图像，在压强相同时，升高温度A的转化率减小，说明升高温度平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应为放热反应；在温度相同时，p1时A的转化率大于p2时，又p1＞p2，说明增大压强A的转化率增大，即增大压强平衡正向移动，则该反应的正反应为气体分子数减小的反应；该反应的∆H＜0、∆S＜0，∆G=∆H-T∆S＜0时反应能自发进行，故此反应自发进行需满足的条件是低温；故答案为：放热；减小；低温。
(2)根据反应II的图像，T2时反应达到平衡的时间比T1短，说明T2温度高、反应速率快，即T1＜T2；T2达到平衡时C的物质的量比T1小，说明升高温度，平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应；故答案为：＜；放热。