1、第3课时化学反应速率和化学平衡图像基础过关练 题组一化学反应速率图像1.下图为反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)H=-92.2 kJmol-1,在某段时间反应速率与反应过程的曲线图,则氨气的百分含量最高的一段时间是()A.t0t1B.t2t3C.t3t4D.t5t62.下列各图表示温度或压强对反应2X(s)+2Y(g) 2Z(g)+W(g)H0的正、逆反应速率的影响,曲线交点表示建立平衡时的温度或压强,其中正确的是()3.(2020吉林白山高二上期中)某密闭容器中发生反应:X(g)+3Y(g) 2Z(g)H05.一定条件下,A(g)+B(g) C(g)H0,达到平衡后根据下列图像判断
2、:(1)升高温度,达到新平衡的是(填“A”“B”“C”“D”或“E”,下同),新平衡中C的体积分数(填“增大”“减小”或“不变”,下同)。(2)增大容器体积减小压强,达到新平衡的是,A的转化率。(3)减少C的量,达到新平衡的是。(4)增加A的量,达到新平衡的是,此时B的转化率,A的转化率。(5)使用催化剂,达到新平衡的是,C的质量分数。深度解析题组二化学平衡图像6.(2020四川广元高二上期中)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)Hv(b)C.图甲中,d点时反应达到平衡状态D.图乙中,c点反应速率:v(逆)0达到平衡。当改变其中一个条件x时
3、,y随x的变化符合图中曲线的是()A.当x表示压强时,y表示NO2的平衡转化率B.当x表示温度时,y表示O2的物质的量C.当x表示反应时间时,y表示混合气体的密度D.当x表示NO2的物质的量时,y表示O2的物质的量9.(2020广东湛江第一中学高二月考)反应X(g)+Y(g) 2Z(g)H0,在一定条件下,反应情况如图所示。若使曲线b变为曲线a可采取的措施是()A.加入催化剂B.增大压强C.升高温度D.保持容器容积不变,充入He10.下列曲线变化情况与所给反应(a、b、c、d均大于0)相对应的是()11.(2020山东德州第一中学高二上模块教学质量检测)在容积不变的密闭容器中存在反应:2SO2
4、(g)+O2(g) 2SO3(g)H0B.图乙表示反应NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)达到平衡后,增大压强,反应速率和时间的关系,达到新平衡后,氨气浓度不变,压强也不变C.图丙向容器中充入1 mol N2、3 mol H2,充分反应后放出热量92.2 kJD.图丁可表示在不同压强p1、p2(p1p2)下,反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)H0达到平衡后,甲醇百分含量随温度变化的情况3.(2020甘肃武威第六中学高二上第一次段考,)对于可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)Hp1)温度对反应的影响CD研究目的平衡体系中增加N2的浓度对反应的影响催化剂对
5、反应的影响4.(2020福建泉州高二上期末,)如图是可逆反应A+2B 2C+3D的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变而变化的情况。由此可推断下列正确的是()A.正反应是放热反应B.D可能是气体C.逆反应是放热反应D.A、B、C、D均为气体题组二化学平衡中数形结合的考查5.(2020福建莆田四中高二上期中,)乙烯气相直接水合反应制备乙醇:C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图起始时,n(H2O)=n(C2H4)=1 mol,容器容积为1 L。下列分析不正确的是(深度解析)A.乙烯气相直接水合反应的Hp2p3C.图中a点对应的平衡常数K=51
6、6 L/molD.达到平衡状态a、b所需要的时间:ab6.(2020北京第四中学高三上期中,)丁烯(C4H8)是制备线性低密度聚乙烯的原料之一,可由丁烷(C4H10)催化脱氢制备:C4H10(g) C4H8(g)+H2(g)H=+123 kJmol-1。该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.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.氢气的作用是活化固体催化剂,改
7、变氢气的量不会影响丁烯的产率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7.(2020黑龙江哈尔滨第六中学高二月考,)下列各表述与示意图一致的是()A.反应从开始到平衡的平均速率v(B)=0.04 molL-1min-1B.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)HT2C.A(g)+B(g) C(s)+2D(g)H0,反应至15 min时,改变的条件是降低温度D.2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)H=-746.8 kJmol-1,当x表示温度时,y表示平衡常数K8.(2020黑龙江哈尔滨师范大学附属中学高三上期中,)100 时,向某恒容密闭容器
8、中加入1.6 molL-1的Q后会发生如下反应:2Q(g) M(g)。其中M的物质的量浓度随时间的变化如图所示。下列说法错误的是()A.从反应开始到刚达到平衡时间段内,v(Q)=0.02 molL-1s-1B.a、b两时刻生成Q的速率:v(a)v(bc)=0D.其他条件相同,起始时将0.2 molL-1氦气与Q混合,则反应达到平衡所需时间少于60 s9.(2019湖北宜昌部分示范高中教学协作体期中联考,)一定温度下,将1 mol A(g)和1 mol B(g)充入容积为2 L的密闭容器中,发生反应:A(g)+B(g) xC(g)+D(s)H0,在t1时达平衡。在t2、t3时刻分别改变反应的一个
9、条件,测得容器中C(g)的浓度随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是()A.t2时刻改变的条件是使用催化剂B.t3时刻v(逆)可能小于t2时刻v(逆)C.t3时刻改变的条件一定是增大反应物的浓度D.t1t2、t2t3段反应的平衡常数均为0.25答案全解全析基础过关练1.A2.C3.A4.D6.C7.C8.A9.C10.C11.B1.A可逆反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)Hv逆,A项错误;增大压强,平衡向逆反应方向移动,则v逆v正,C项正确。3.A由图像可知,t2时改变条件,正、逆反应速率同等程度的增大,平衡不移动,则t2时加入了催化剂,A项正确;t3时改变条件,正、逆反应速率均减
10、小,且逆反应速率大于正反应速率,该反应的H0,正反应为放热反应,若降低温度,平衡正向移动,与图像不符,B项错误;t5时改变条件,正、逆反应速率均增大,且逆反应速率大于正反应速率,该反应的正反应为反应前后气体体积减小的反应,若压缩容器体积,使压强增大,平衡正向移动,与图像不符,C项错误;由于t2t3平衡不移动,t3 t4和t5t6平衡均向左移动,故t6t7时间段内X的转化率最低,D项错误。4.D06 min内产生O2的物质的量n(O2)=0.022 4 L22.4 L/mol=0.001 mol,则相同时间内消耗H2O2的物质的量n(H2O2)=2n(O2)=0.002 mol,所以06 min
11、的平均反应速率:v(H2O2)=0.002 mol0.01 L6 min3.3310-2 mol/(Lmin),A项正确;由反应、可知Fe3+在反应中起催化作用,增大过氧化氢的分解速率,B项正确;由反应过程的能量变化示意图可知,反应中反应物的总能量小于生成物的总能量,反应中反应物的总能量大于生成物的总能量,所以反应为吸热反应、反应为放热反应,C项正确;据图可知,反应物H2O2(aq)的总能量大于生成物H2O(l)和O2(g)的总能量,则反应2H2O2(aq) 2H2O(l)+O2(g)为放热反应,H0,D项错误。5.答案(1)B减小(2)C减小(3)E(4)A增大减小(5)D不变解析(1)升高
12、温度,正、逆反应速率都增大,平衡向吸热反应方向移动,即向逆反应方向移动,图像B符合,反应向逆反应方向移动,消耗C,则C的体积分数减小。(2)增大容器体积,减小压强,正、逆反应速率都减小,平衡向逆反应方向移动,图像C符合,A的转化率减小。(3)减少C的量即减小生成物的浓度,反应物的浓度不变,平衡向正反应方向移动,图像E符合。(4)增加A的量即增大反应物的浓度,平衡向正反应方向移动,图像A符合,B的转化率增大,A的转化率减小。(5)使用催化剂,正、逆反应速率都增大,对化学平衡无影响,图像D符合,C的质量分数不变。方法总结当可逆反应达到平衡状态后,若某一时刻外界条件发生改变,都可能使速率时间图像的曲
13、线出现不连续的情况,即出现“断点”。根据“断点”前后的反应速率大小,对外界条件的变化情况作出判断。6.C反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)H0,正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,逆反应速率大于正反应速率,则曲线1表示逆反应速率与温度的关系,A项错误;a、b两点所处温度相同,b点的压强大,压强越大,反应速率越快,a、b两点对应的反应速率:v(a)v(正),D项错误。解题指导对于等温线和等压线的图像题,一般采用“定一议二”的方法解答。7.C工业合成氨的正反应是放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,A项正确;开始时反应生成NH3,NH3的百分含量升高,待达到平衡后,随温度的升高
14、,平衡逆向移动,氨气的百分含量降低,B项正确;温度升高反应速率加快,平衡向逆反应方向移动,氨气的百分含量降低,C项错误;增大压强反应速率加快,平衡正向移动,氨气的百分含量增大,D项正确。8.A增大压强,平衡逆向移动,NO2的平衡转化率降低,A项正确;该反应正向吸热,升高温度,平衡正向移动,O2的物质的量增大,B项错误;该反应在容积不变的容器中进行,气体的总质量不变,所以密度不会随时间的变化而变化,C项错误;在容器中增加NO2的物质的量时,平衡向右移动,O2的物质的量也增加,D项错误。9.C由图可知,a先达到了平衡状态,反应速率较快,Y的转化率较小。加入催化剂,只能改变反应速率,不能使平衡移动,
15、A项错误;该反应为反应前后气体分子数不变的反应,增大压强,反应速率加快,平衡不移动,B项错误;该反应的正反应为放热反应,升高温度,反应速率加快,平衡向逆反应方向移动,Y的转化率减小,可以使曲线b变为曲线a,C项正确;保持容器容积不变,充入He,参与反应的各物质的浓度均不变,反应速率不变,平衡不移动,D项错误。10.C1 200 时的反应速率大于1 000 时的反应速率,1 200 时反应先达到平衡状态,A项错误;N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)为反应前后气体分子数减小的反应,增大压强,正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动,v正v逆,与曲线不一致,B项错误;对于反应N2O4(g)
16、2NO2(g)H=+c kJmol-1,温度一定时,增大压强平衡向逆反应方向移动,N2O4物质的量分数增大,压强一定时,升高温度平衡向正反应方向移动,N2O4物质的量分数减小,与曲线一致,C项正确;对于反应CO2(g)+C(s) 2CO(g),恒容容器中增加CO2的物质的量,相当于增大压强,平衡向逆反应方向移动,则CO2的转化率减小,与曲线不一致,D项错误。11.B图中,在t1时刻正、逆反应速率均增大,且平衡正向移动,若增大O2的浓度,在t1时刻只有正反应速率增大而逆反应速率不变,与图像不符,A项错误;在t1时刻加入催化剂,正、逆反应速率均增大,且增大程度相同,与图像相符,B项正确;图中,乙达
17、到平衡状态用时较短,且SO2的平衡转化率较低,若图表示的是压强对平衡的影响,增大压强,平衡正向移动,乙的压强大于甲,则乙对应的SO2的平衡转化率应大于甲,与图像不符,C项错误;增大压强,二氧化硫的平衡转化率增大,压强相等时,升高温度,平衡逆向移动,二氧化硫的平衡转化率降低,则乙的温度应比甲的高,与图像不符,D项错误。能力提升练1.C2.B3.C4.A5.B6.A7.C8.D9.B1.C若t1=15 s,生成物C在0t1时间段的平均反应速率v=ct=0.11-0.0515 molL-1s-1=0.004 molL-1s-1,A项正确;因为改变条件,正、逆反应速率都减小且相等,已知t3t4阶段为使
18、用催化剂,则该反应为反应前后气体分子数不变的反应,在t4时刻改变的条件一定为减小压强,B项正确;根据甲图可知,反应达到平衡时,A的浓度变化量c(A)=0.15 molL-1-0.06 molL-1=0.09 molL-1,C的浓度变化量c(C)=0.11 molL-1-0.05 molL-1=0.06 molL-1,则反应方程式中A与C的化学计量数之比为0.09 molL-10.06 molL-1=32,由B项分析可知该反应为反应前后气体分子数不变的反应,则该反应方程式为3A(g) B(g)+2C(g),所以反应达到平衡状态时,B的浓度变化量为12c(C)=120.06 molL-1=0.03
19、 molL-1,容器的容积为0.1mol0.05molL-1=2 L,则B的起始物质的量为(0.05 molL-1-0.03 molL-1)2 L=0.04 mol,C项错误,D项正确。2.B由图甲表示的反应速率随温度变化的关系可知,温度升高,平衡逆向移动,所以该反应的H0,A项错误;反应NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)达到平衡后,增大压强的瞬间,逆反应速率突然增大,但由于反应物中没有气体,所以正反应速率不变,平衡逆向移动,逆反应速率逐渐减小,达到新平衡后,氨气浓度不变,压强也不变,B项正确;向容器中充入1 mol N2、3 mol H2,由于该反应为可逆反应,所以充分反
20、应后放出的热量小于92.2 kJ,C项错误;该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,甲醇的百分含量减小,增大压强,平衡正向移动,所以p1p2,与题意不符,D项错误。3.C增大压强,化学反应速率加快,达到平衡所需要的时间短,平衡正向移动,NH3的体积分数增大,A项错误;升高温度,化学平衡向吸热反应方向即向逆反应方向移动,N2的平衡转化率降低,B项错误;平衡体系中增加N2的浓度,在这一瞬间,反应物的浓度突然增大,生成物的浓度不变,所以正反应速率突然增大,逆反应速率不变,化学平衡向正反应方向移动,直至达到新的平衡,C项正确;加入催化剂,反应速率加快,缩短了反应达到平衡所需要的时间,D项错误。4.A
21、由题图可以看出降低温度,平衡向正反应方向移动,则正反应为放热反应,逆反应为吸热反应,A正确、C错误;题图中增大压强,平衡向正反应方向移动,则说明气体反应物的化学计量数之和大于气体生成物的化学计量数之和,则D一定是液体或固体,B错误;若A、B、C、D均为气体,增大压强,平衡向逆反应方向移动,与题图不符,D错误。5.B温度升高,乙烯的平衡转化率降低,平衡逆向移动,则正反应为放热反应,H0,A项正确;增大压强,平衡正向移动,乙烯的平衡转化率增大,由题图可知压强:p1p2a,达到平衡所需要时间:ab,D项正确。考法解读有关化学平衡计算的三点注意事项(1)注意反应物和生成物的浓度关系反应物:c(平)=c
22、(始)-c(变);生成物:c(平)=c(始)+c(变)。(2)利用 =m总V和M=m总n总计算时要注意m总应为气体的总质量,V应为反应容器的容积,n总应为气体的总物质的量。(3)起始浓度、平衡浓度不一定呈现化学计量数比,但物质之间是按化学计量数反应和生成的,故各物质的浓度变化量之比一定等于化学计量数之比。6.A由题图2可知,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,A项正确;由题图2可知,温度高于580 时丁烯的产率逐渐降低,B项错误;改变氢气的量,平衡发生移动,影响丁烯的产率,C项错误;由题图1可知,一定温度下,控制n(氢气)n(丁烷)在1.5左右,丁烯的产率较高,进料比小于1.
23、5时,丁烯的产率降低,D项错误。7.C由图可知,反应从开始到平衡消耗B的物质的量为0.2 mol,由于不知道容器容积,故无法计算B的浓度变化,也不能计算B的平均速率,A项错误;合成氨反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,氨气的体积分数减小,则T2T1,B项错误;该反应是反应前后气体体积不变的吸热反应,在第15 min时改变条件,A、B、D的瞬时浓度不变,而后反应物A、B的浓度逐渐增大,生成物D的浓度逐渐减小,平衡向逆反应方向移动,则改变的条件是降低温度,C项正确;温度改变,平衡常数一定改变,D项错误。8.D据图像可得,60 s时该反应达到平衡状态,平衡时,M的浓度为0.6 molL-
24、1,列出“三段式”:2Q(g) M(g)开始(molL-1)1.60转化(molL-1)1.20.660 s(molL-1)0.40.6从反应开始到刚达到平衡时间段内,v(Q)=1.2molL-160 s=0.02 molL-1s-1,A项正确;Q为反应物,初始时浓度最大,消耗速率最大,生成速率最小,随着反应的进行,Q的浓度逐渐减小,消耗速率逐渐减慢,生成速率逐渐增大,则a、b两时刻生成Q的速率:v(a)v(bc)=0,C项正确;其他条件相同,向该密闭容器中通入0.2 molL-1氦气与Q混合,容器容积不变,则Q、M的浓度不变,反应达到平衡所需时间仍为60 s,D项错误。9.B催化剂能加快反应
25、速率,对平衡无影响,由图可知,t2时刻C的浓度瞬间增大,且t2t3时其浓度不变,平衡不移动,因此改变的条件是增大压强,则x=2,A项错误;t3时刻v(逆)可能小于t2时刻v(逆),B项正确;t3时刻改变的条件可能是增大反应物的浓度、降低温度等,C项错误;根据A项分析可知,反应的方程式为A(g)+B(g) 2C(g)+D(s),t1t3时间段反应的温度相同,平衡常数相同,t1t2时间段,平衡时C的浓度为0.50 molL-1,列出“三段式”:A(g)+B(g) 2C(g)+D(s)起始浓度(molL-1)0.500.500转化浓度(molL-1)0.250.250.50平衡浓度(molL-1)0.250.250.50所以平衡常数K=(0.50molL-1)20.25molL-10.25 molL-1=4,D项错误。
