1、化学反应速率和化学平衡图像题专练化学反应速率和化学平衡图像题专练 题组一 速率时间图像 1.(2018 南京高二质检)在密闭容器中进行反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，如 图是某次实验的化学反应速率随时间变化的图像， 推断在t1时刻突然改变的条件可能是( ) A催化剂失效 B减小生成物的浓度 C降低体系温度 D增大容器的体积 答案 C 解析 从图像可以看出：改变条件后，反应速率与原平衡速率出现断点且低于原平衡反应速 率，说明改变的条件可能是降低温度或减压。从改变条件后的 v正与 v逆的大小关系，可 得出化学平衡正向移动。降低温度，该平衡正向移动，必有 v正v逆，故选
2、C。 2.向一容积不变的密闭容器中充入 H2和 I2，发生反应 H2(g)I2(g)2HI(g)H0，当达平 衡后，t0时若保持混合气体总物质的量不变而改变某一反应条件，使平衡移动(如图所示)，下 列说法正确的是( ) A容器内气体颜色变深，平均相对分子质量不变 B平衡不移动，混合气体密度增大 CH2转化率增大，HI 平衡浓度减小 Dt0时改变的条件为减小体积或升高体系温度 答案 A 解析 条件改变后，正、逆反应速率均增大，但是逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移 动，改变的条件应为升高温度，A 项正确。 题组二 时间浓度(物质的量)图像 3(2018 山东省实验中学月考)已知 X(g)和 Y
3、(g)可以相互转化：2X(g)Y(g) H0，将 X 和 Y 以一定比例混合 通入密闭容器中进行反应， 各物质的浓度随时间的改变如图所示。 下列说法不正确的是( ) A反应方程式中 n1 B10 min 时，曲线发生变化的原因是升高温度 C10 min 时，曲线发生变化的原因是增大压强 D前 5 min 后，用 X 表示的反应速率为 v(X)0.08 mol L 1 min1 答案 B 解析 A 项，根据图像可知，反应进行到 5 min 时，X、Y 和 Z 的浓度不再变化，反应达到 平衡状态，此时 X 的浓度减少了 0.4 mol L 1，Z 的浓度增加了 0.4 mol L1，根据浓度的变化
4、 量之比等于化学计量数之比可知，n1；B 项，10 min 时，X、Y、Z 的浓度瞬间增大，因此 改变的条件一定不是温度；D 项，前 5 min 内，用 X 表示的反应速率为 v(X)0.4 mol L 1 5 min0.08 mol L 1 min1。 题组三 时间转化率(含量)图像 5.在容积不变的密闭容器中， 一定条件下进行如下反应： 2NO(g)2CO(g)N2(g)2CO2(g) H373.2 kJ mol 1。如图曲线 a 表示该反应过程中 NO 的转化率与反应时间的关系。 若改 变起始条件，使反应过程按照曲线 b 进行，可采取的措施是( ) A降低温度 B向密闭容器中通入氩气 C
5、加催化剂 D增大反应物中 NO 的浓度 答案 D 解析 由热化学方程式知，降低温度，平衡向右移动，(NO)增大，但由图像知，b 先达到平 衡， 故温度 ba， 且升温 (NO)减小， 二者矛盾， 故 A 项不正确； B 项和 C 项平衡不移动， (NO) 不变， 与图像不符， 故 B、 C 项不正确； 增大 NO 的浓度， v 增大， 且平衡正向移动， 但 (NO) 降低，与图像相符，故 D 项正确。 6可逆反应：aA(g)bB(s)cC(g)dD(g)，当其他条件不变时，反应过程中某物质在混 合物中的百分含量与温度(T)、压强(p)的关系如图，下列判断正确的是( ) AT10 BT1T2 H
6、0 Cp1p2 acd Dp1p2 abcd 答案 C 解析 先拐先平， 数值大， T1T2、 p1p2； 升高温度， C 的百分含量减小， 平衡逆向移动， Hv(Y)v(Z) CX、Y、Z 对应的平衡常数数值：KXKYKZ D增大压强、升高温度均可提高乙烯的平衡转化率 答案 A 解析 据图可知， Y 点对应乙烯的平衡转化率为 20%， 起始 n(C2H4)n(H2O)11， 设 C2H4 和 H2O 的起始物质的量均为 1 mol，根据“三段式”计算： C2H4(g)H2O(g)C2H5OH(g) 起始/mol 1 1 0 转化/mol 0.2 0.2 0.2 平衡/mol 0.8 0.8
7、0.2 则平衡时乙醇的物质的量分数为 0.2 mol 0.80.80.2mol 1 9， 故 A 正确； 结合图像可得： p1p2p3， 且 X、Y、Z 三点对应的温度越来越高，所以 X、Y、Z 对应的反应速率：v(X)v(Y)KYKZ，故 C 错误；因正反 应是气体体积减小的反应，则压强越大，乙烯的平衡转化率越大，又因正反应是放热反应， 升高温度，平衡逆向移动，乙烯的平衡转化率降低，故 D 错误。 10(2018 厦门期末)一定条件下合成乙烯的反应为：6H2(g)2CO2(g)CH2=CH2(g) 4H2O(g)。已知温度对 CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如下图。下列说法正确的 是
8、( ) AM 点的正反应速率 v正大于 N 点的逆反应速率 v逆 B若投料比 n(H2)n(CO2)41，则图中 M 点乙烯的体积分数为 5.88% C250 时，催化剂对 CO2平衡转化率的影响最大 D当温度高于 250 时，升高温度，平衡逆向移动导致催化剂的催化效率降低 答案 B 解析 A 项，化学反应速率随温度的升高而加快，M 点后催化剂的催化效率随温度的升高而 降低，所以 M 点的正反应速率 v正有可能小于 N 点的逆反应速率 v逆，故 A 错误；B 项，设 起始投料 n(H2)为 4 mol，则 n(CO2)为 1 mol，M 点平衡时二氧化碳的转化率为 50%，列“三 段式”得：
9、6H2(g)2CO2(g)CH2=CH2(g)4H2O(g) 起始/mol 4 1 0 0 转化/mol 1.5 0.5 0.25 1 平衡/mol 2.5 0.5 0.25 1 所以乙烯的体积分数为 0.25 2.50.50.251100%5.88%，故 B 正确；C 项，催化剂不影响 平衡转化率，只影响化学反应速率，故 C 错误；D 项，催化剂的催化效率与平衡移动没有关 系，故 D 错误。 11在恒容密闭容器中通入 CH4与 CO2，使其物质的量浓度均为 1.0 mol L 1，在一定条件下 发生反应：CO2(g)CH4(g)2CO(g)2H2(g)。测得平衡时 CH4的体积分数与温度及压
10、强 的关系如图 1 所示。回答下列问题： (1)该反应的 H_(填“”“”或“”)0。 (2)压强 p1、p2、p3由大到小的顺序为_；压强为 p2时，b 点处 v正_(填 “”“”或“”)v逆。 (3)a 点时 CH4的转化率为_。 (4)为探究速率与浓度的关系， 根据相关实验数据， 粗略地绘制出了两条速率浓度关系曲线： v正c(CH4)和 v逆c(CO)，如图 2。 与曲线 v正c(CH4)相对应的是图中曲线_(填“甲”或“乙”)。 降低温度，反应重新达到平衡时，v正、v逆相应的平衡点分别为_(填字母)。 答案 (1) (2)p3p2p1 (3)80% (4)乙 B、F 解析 (1)由图
11、1 可知，压强不变时，升高温度，CH4的体积分数减小，平衡右移，说明正反 应为吸热反应，则 H0。(2)经三条等压线作一条垂线，会有三个交点，如图： 交点分别为 m、n、p；由 p 点n 点m 点，甲烷的体积分数依次增大，根据反应体系特征， 说明体系压强逐渐增大，则 p1p2p3。b 点a 点需要使 CH4的体积分数减小，才能建立平 衡，故反应正向进行，v正v逆。 (4)由于反应开始只加入了反应物，结合平衡建立的过程可知，甲曲线为 v逆c(CO)，乙曲线 为 v正c(CH4)，降温后平衡逆向移动，正、逆反应速率都要减小，而 c(CH4)要增大，c(CO) 要减小，综合考虑，只有 B、F 符合题
12、意。 考点 化学平衡图像 题点 化学平衡图像的综合 12 反应 aA(g)bB(g) 催化剂 cC(g) H0 在等容条件下进行。 改变其他反应条件， 在、 、阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示： (1)反应的化学方程式中 abc 为_。 (2)A 的平均反应速率 v(A)、v(A)、v(A)从大到小排列次序为_。 (3)B 的平衡转化率 (B)、(B)、(B)中最小的是_，其值是_。 (4)由第一次平衡到第二次平衡，平衡向_移动，采取的措施是_ _。 (5)比较第阶段反应温度(T2)和第阶段反应温度(T3)的高低： T2_(填“”“”或 “”)T3，判断的理由是_。 答案 (1)
13、132 (2)v(A)v(A)v(A) (3)(B) 19% (4)右 从平衡混合物中分离出了 C (5) 因为平衡正向移动，该反应为放热反应，故降温才能使平衡正向移动 解析 (1)阶段，20 min 内，c(A)2.00 mol L 11.00 mol L11.00 mol L1，c(B) 6.00 mol L 1 3.00 mol L 1 3.00 mol L 1 ，c(C)2.00 mol L 1 ，则 abc c(A)c(B)c(C)132。 (2)v(A)2.00 mol L 11.00 mol L1 20 min 0.05 mol L 1 min1， v(A)1.00 mol L
14、10.62 mol L1 15 min 0.025 mol L 1 min1， v(A)0.62 mol L 10.50 mol L1 10 min 0.012 mol L 1 min1， 则 v(A)v(A)v(A)。 (3)(B)6.00 mol L 13.00 mol L1 6.00 mol L 1100%50%， (B)3.00 mol L 11.86 mol L1 3.00 mol L 1100%38%， (B)1.86 mol L 11.50 mol L1 1.86 mol L 1100%19%， 故 (B)最小。 (4)由图示可知，由第一次平衡到第二次平衡，瞬间 A、B 的浓度不变，进而又减小，说明平 衡正向移动。由物质 C 的浓度变化可知，导致平衡正向移动的措施是从反应体系中分离出了 产物 C。 (5)由图示可知，平衡正向移动，由于正反应是放热反应，故是降温过程，即 T2 T3。
