专题突破训练4 化学平衡图像的分类突破 （人教版 高中化学必修一练习题）.DOC

1、 1 化学平衡图像的分类突破 (建议用时：35 分钟) 1(2019 合肥模拟)在恒温密闭容器中发生反应：CaCO3(s) CaO(s) CO2(g) H0，反应达到平衡后，t1时缩小容器体积，x 随时间(t)变化的关系如 图所示。x 不可能是( ) Av逆(逆反应速率) B(容器内气体密度) Cm(容器内 CaO 质量) DQc(浓度商) C t1时缩小容器体积， 压强增大， v逆瞬时增大， 增大压强， 平衡逆向移动， 故 v逆逐渐减小，A 项不符合题意；容器内只有 CO2一种气体，缩小容器体积， 气体密度瞬时增大，随着平衡逆向移动，CO2的质量逐渐减小，容器内气体密度 也逐渐减小，B 项不

2、符合题意；缩小容器体积，容器内 CaO 的质量瞬时不变，随 着平衡逆向移动，CaO 的质量逐渐减小，C 项符合题意；浓度商 Qcc(CO2)， 缩小容器体积，CO2的浓度瞬时增大，随着平衡逆向移动，CO2的浓度逐渐减小， 则浓度商 Qc也先瞬时增大，后逐渐减小，D 项不符合题意。 2 (2019 湖北名校联考)工业上利用 Ga 与 NH3在高温条件下合成固态半导体 材料氮化镓(GaN)的同时有氢气生成。反应中，每生成 3 mol H2放出 30.8 kJ 的热 量。在恒温恒容密闭体系内进行上述反应，下列有关表达正确的是( ) A 图像中如果纵轴为正反应速率， 则 t 时刻改变的条件可以为升温或

3、加压 B图像中纵轴可以为镓的转化率 C图像中纵轴可以为化学反应速率 2 D图像中纵轴可以为体系内混合气体的平均相对分子质量 A 升温或加压均能加快化学反应速率，即升温或加压正反应速率均加快， A 项正确；增大压强，平衡逆向移动，Ga 的转化率降低，B 项错误；镓是固体， 增大镓的质量，对化学反应速率无影响，C 项错误；温度相同时，加压，平衡逆 向移动，混合气体的平均相对分子质量增大，压强相同时，升温，平衡逆向移动， 混合气体的平均相对分子质量增大，D 项错误。 3 丁烯(C4H8)是制备线性低密度聚乙烯(LLDPE)的原料之一， 可由丁烷(C4H10) 催化脱氢制备，C4H10(g)C4H8(

4、g)H2(g) H123 kJ mol 1。该工艺过程 中生成的副产物有炭(C)、C2H6、C2H4、C4H6等。进料比n氢气 n丁烷和温度对丁烯产 率的影响如图 1、图 2 所示。已知原料气中氢气的作用是活化固体催化剂。 图 1 图 2 下列分析正确的是( ) A原料气中氢气的作用是活化固体催化剂，改变氢气的量不会影响丁烯的 产率 B丁烷催化脱氢是吸热反应，丁烯的产率随温度升高而不断增大 C随温度升高丁烯裂解生成的副产物增多，会影响丁烯的产率 D一定温度下，控制进料比n氢气 n丁烷越小，越有利于提高丁烯的产率 C 由题图 1 可知，改变氢气的量会影响丁烯的产率，A 项错误；根据题图 2 可知

5、，当温度在 590 左右时，再升高温度，副反应增多，导致丁烯产率降低， B 项错误；随温度升高，丁烯裂解为乙烯等副产物，会导致丁烯的产率降低，C 项正确；根据题图 1 可知，随着进料比n氢气 n丁烷的增大，丁烯的产率先增大后减 小，故一定温度下，不是进料比n氢气 n丁烷越小，越有利于提高丁烯的产率，D 项 3 错误。 4煤气化的一种方法是在气化炉中给煤炭加氢，发生的主要反应为 C(s) 2H2(g) CH4(g)。 在 V L的密闭容器中投入 a mol 碳(足量)， 同时通入 2a mol H2， 控制条件使其发生上述反应，实验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

6、的是 ( ) A上述正反应为吸热反应 B在 4 MPa、1 200 K 时，图中 X 点 v(H2)正0 Ca、c 点反应速率：vavc D30 时，b 点对应状态的 v正v逆 D A 项，c 点lg K3.638，则平衡常数 K1.010 3.638，正确。 B 项，lg K 越大，则平衡常数 K 越小，由题图可知，随温度的升高，平衡 常数增大，则平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，故该反应的 H0， 正确。 C 项，a 点温度高于 c 点，vavc，正确。 D 项，b 点cS2 c 2H2 c2H2S 的值大于平衡常数的值，反应向逆反应方向进行，则 b 点对应的 v正”或“”)0。 6

7、 已知 37 时，上述反应的正反应速率 v(正)k1 c(Mb) p(O2)，逆反应速率 v(逆)k2 c(MbO2)，若 k1120 s 1 kPa1，则 k 2_。37 时，图 2 中 C 点时，v(正)/v(逆)_。 解析 (1)由盖斯定律可知，反应反应反应，所以 H3H1 H2，K3K1 K2。(2)其他条件一定，pH7.6 时与 pH7.4 相比，氢离子浓度减 小， 该反应的平衡逆向移动， 增大了血红蛋白与氧气的结合度， 因此 A 曲线符合。 (3)当 p(O2)2.00 kPa 时，此时 Mb 与氧气的结合度为 80.0%，即 c(MbO2) 4c(Mb)，故 K 4 2.00 k

8、Pa2.00 kPa 1。根据平衡常数表达式 K cMbO2 cMb pO2， 代入数据得 2.00 120.00，解得 97.6%。体温升高时，Mb 与氧气的 结合度降低，即升高温度平衡逆向移动，所以正反应为放热反应，H0。37 反应达到平衡时，v(正)v(逆)，即 k1 c(Mb) p(O2)k2 c(MbO2)，k1k2 K，代入 相关数据，解得 k260 s 1。C 点时v正 v逆 k1 cMb pO2 k2 cMbO2 1 22.001.00。 答案 (1)H1H2 K1 K2 (2)A (3)2.00 97.6% ”“1。(2)反应的正反应为放热反应，升高 温度平衡逆向移动，则正反

9、应平衡常数减小，故 B 曲线表示正反应平衡常数的曲 线。(3)T1 K 时正反应平衡常数与逆反应平衡常数相等，且nCH2=CHCH3 nCl2 1， 则平衡时反应中各物质浓度均相同，Cl2的转化率为 50%。 答案 (1) (2)B 反应的正反应为放热反应， 温度升高， 正反应平衡常数 减小 (3)50% 10(2019 试题调研)合成氨工艺是人工固氮最重要的途径。2018 年是合成氨 工业先驱哈伯(F.Haber)获得诺贝尔奖 100 周年。合成氨反应中有关化学键的键能 数据如下表： 化学键 HH NN NH E/(kJ mol 1) 436 946 391 回答下列问题： 9 (1)已知合

10、成氨反应 N2(g)3H2(g) 2NH3(g) H1的活化能 Ea508 kJ mol 1，则氨分解反应 2NH 3(g) N2(g)3H2(g) H2的活化能 Ea _。 (2)其他条件相同时，分别选用 A、B、C 三种催化剂进行合成氨实验，所得 结果如图 1 所示： 图 1 则生产中适宜选择的催化剂是_(填“A”“B”或“C”)，理由是_。 (3)向恒容密闭的反应容器中充入 1 mol N2、3 mol H2，在不同温度、不同压 强下合成氨反应分别达平衡时，混合气体中 NH3的物质的量分数如图 2 所示： 图 2 曲线 A、B、C 对应的温度由低到高的顺序是_(用代表曲线的字母 表示)。

11、 图中 X、 Y、 Z 三点的平衡常数大小关系： K(X)_(填“”“”或“”， 下同)K(Y)_K(Z)。 Y 点对应的 H2的转化率是_； 若仅将起始投料加倍， 其他条件不变， 反应达到新平衡时，则 H2的转化率将会_(填“升高”“降低”或“不 变”)。 解析 (1)N2(g)3H2(g) 2NH3(g) H1反应物总键能生成物总键 能(9464363)kJ mol 1(6391)kJ mol192 kJ mol1；正反应的活化能 Ea508 kJ mol 1，则逆反应的活化能 E a(50892)kJ mol 1600 kJ mol1，即 2NH3(g) N2(g)3H2(g) H2的活

12、化能 Ea600 kJ mol 1。(2)由图 1 可知，A 10 和 B 的催化效率分别在 T1、T2温度下最高，T1T2，A 在较低温度下具备较高的 催化活性，一方面可节约能源，另一方面，合成氨是放热反应，低温对氨的合成 有利， 所以， 生产中适宜选择的催化剂是 A。 (3)因为合成氨的反应是放热反应， 相同压强下，投料相同时，升高温度平衡逆向移动，氨气的含量减小，所以曲线 A、B、C 对应的温度由低到高的顺序是 ABK(Z)。设反应达到 Y 点对应平衡状态时，N2转化了 x mol，根据反应： N2(g)3H2(g) 2NH3(g) 起始(mol) 1 3 0 转化(mol) x 3x

13、2x 平衡(mol) 1x 33x 2x Y 点时氨气的物质的量分数为 60%，所以 2x/(1x33x2x)100% 60%，解得 x0.75，Y 点对应的 H2的转化率为30.75 mol 3 mol 100%75%。若仅 将起始投料加倍，压强增大平衡正向移动，则反应达到新平衡时，H2的转化率将 升高。 答案 (1)600 kJ mol 1 (2)A 催化剂 A 在较低温度下具备较高的催化活 性，一方面可节约能源，另一方面低温有利于氨的合成 (3)AB 75% 升高 11(2019 专家原创)对于 2NO2(g) N2O4(g)反应体系，标准平衡常数 K pN2O4/p pNO2/p2，

14、其中 p 为标准压强(1105 Pa)， p(N2O4)和 p(NO2)为各组分平衡分 压(平衡分压总压物质的量分数)。 (1)若起始 NO2的物质的量为 1 mol， 反应在恒定温度和标准压强下进行， N2O4 的平衡产率为 0.75，则 K_。 (2)利用现代手持技术传感器可以探究压强对 2NO2(g) N2O4(g)化学平衡 移动的影响。在恒定温度和标准压强条件下，往针筒中充入一定体积的 NO2气体 后密封并保持活塞位置不变，分别在 t1、t2时刻迅速移动活塞后并保持活塞位置 不变，测定针筒内气体压强变化如图所示。 11 B 点时 NO2的转化率为_。 E、H 两点对应气体的平均相对分子

15、质量 Mr(E)_ Mr(H)(填“” 或“”)。 解析 (1)起始 NO2的物质的量为 1 mol，则 N2O4的理论产量为 0.5 mol， 根据 N2O4的平衡产率为 0.75，可知平衡时 N2O4为 0.375 mol，NO2为 0.25 mol， 则平衡时N2O4的分压为 0.375 0.3750.25p 0.6p， NO2的分压为 0.25 0.3750.25p 0.4p， 故 K 0.6p/p 0.4p/p23.75。(2)设起始时 NO2 为 1 mol，从 A 点至 B 点时 NO2转 化 x mol，则 B 点时 NO2为(1x) mol，N2O4为 0.5x mol，根据阿伏加德罗推论 可得 1：(1x0.5x)10097，解得 x0.06，故 B 点时 NO2的转化率为 6%。 根据图像可知 t2时移动活塞，压强先增大后减小，说明是压缩针筒，平衡向正 反应方向移动，最终达到平衡时气体分子数减小，气体总质量不变，因此气体的 平均相对分子质量增大， Mr(E) Mr(H)。 答案 (1)3.75 (2)6%