1、强化训练三 速率与平衡的图象题一、选择题1某恒容密闭容器中进行的反应：SO 2(g)NO 2(g)SO3(g)NO(g) Ha kJ/mol；某科研小组通过实验测出 SO2 的转化率(SO2、 NO 起始量一定)随条件 P 的变化情况如下图所示，下列说法中正确的是( )A1015 min 内反应速率小于 1520 min 的反应速率，P 为升高温度B 1020 min 内反应速率小于 2040 min 的反应速率，P 为减小 SO3 的浓度C1015 min 内反应速率大于 4050 min 的反应速率，P 为减小压强D该反应中，随着反应物浓度的减小，反应速率一直减小答案 A解析 在相同时间内
2、，转化率变化值越大，表明反应中消耗的反应物越多，反应速率越大。由表中数据知。 1015 min、1520 min内，反应物 转化率变化值分别为 3.7%、4.5%，故后一个时段内反应速率较快，随着反应的进行，反应物浓度减小，又因容器容积不变，故改变的条件只能是升温，A 正确，C、D 错误 ；1020 min 、2040 min两个时间段内，转化率分别改变了 8.2%、10.3%(注：时间间隔不同)，故 1020 min 内消耗的反应物比 2040 min 内消耗的多，反应速率快，B 错误 。2某恒温密闭容器中发生可逆反应 Z(？)W( ？) X(g)Y( ？)H，在 t1 时刻反应达到平衡，在
3、 t2 时刻缩小容器体积，t 3 时刻再次达到平衡状态后未再改变条件。下列有关说法中不正确的有( )AZ 和 W 在该条件下一定不是气态B t1t 2 时间段与 t3 时刻后，两时间段反应体系中气体的平均摩尔质量不可能相等C若在该温度下此反应的平衡常数表达式为 Kc(X)，则t1t 2 时间段与 t3 时刻后 X 的浓度相等D若该反应只在高于某温度 T0 时能自发进行，则该反应的平衡常数 K 随温度升高而增大答案 B解析 t 2时刻缩小容器体积，v 正 不变，则 Z 和 W 一定不是气态，A 对 ；若 Y 不是气态，则体系中气体的平均摩尔质量不变，B 错；根据 K c(X)，则体系中只有 X
4、为气态，由于温度不 变，K 值不变，则c(X)不 变，C 对；由于该反应的 S0，根据该 反应只在温度高于 T0时能自发进行， 则 H0(若 H CB A、C 两点气体的颜色：A 深，C 浅CA、B 两点气体的平均相对分子质量：A BDB、C 两点化学平衡常数：BA；相同温度下增大压强最终达到新的平衡，平衡体系中各种气体的浓度均增大，因此 A、C 两点气体的颜色：A 浅， C 深；平衡体系中气体的 总质量不 变，气体的总物质的量越小相对分子质量越大，A 点对应的气体的总 物质的量大于 B 点，因此A、B 两点气体的平均相 对分子质量：A 0，A 错误；600 K 时，Y 点在平衡曲线之上，可通
5、过 减小甲醇的转化率达到平衡，即应使平衡逆向移动，故此时甲醇的 v 正 K400 ，故反 应逆向进行，反应0.050.050.0220.012达平衡前：v 正 p3p2p1，B 项正确；1100 时，甲 烷的平衡转化率为 80.00%，故平衡时各物质的浓度分别为 c(CH4)0.02 mol/L，c(CO2)0.02 mol/L，c(CO)0.16 mol/L，c(H2)0.16 mol/L，即平衡常数 K1.64，C 项正确；压强为 p4时，y 点未达到平衡状态，0.1620.1620.020.02此时 v 正 v 逆 ，D 项正确。二、非选择题9向一容积不变的密闭容器中充入一定量 A 和
6、B，发生反应：xA(g)2B(s) yC(g) H0。在一定条件下，容器中 A、C 的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题：(1)用 A 的浓度变化表示该反应 010 min 内的平均反应速率v(A)_。(2)根据图示可确定 xy _。(3)0 10 min 容器内压强_(填“变大” “不变”或“变小”) 。(4)推测第 10 min 引起曲线变化的反应条件可能是_；第16 min 引起曲线变化的反应条件可能是_。(填编号)减压 增大 A 的浓度 增大 C 的量 升温 降温 加催化剂(5)若平衡 的平衡常数为 K1，平衡的平衡常数为 K2，则K1_K2(填“” “”或“”)。答
7、案 (1)0.02 mol/(Lmin) (2)1 2 (3)变大(4) (5) 解析 (1)010 min 内 v(A) 0.02 0.45 0.25 mol/L10 minmol/(Lmin)。(2)根据 题图 可知，010 min 内 A 的物质的量浓度减少量为 0.2 mol/L，C 的物 质的量 浓度增加量为 0.4 mol/L，x、y 之比等于 A、C 的浓度变化量之比，故 xy0.20.412。(3)该反 应发 生后气体分子数增大，而容器容积不变，因此 010 min 容器内压强变大。(4)根据 图象可知，10 min 时改变条件后，A 、C 的浓度瞬时不变且随后反应速率加快，故
8、改变的条件可能是升温或加入催化剂；1216 min，反应处于平衡状态，16 min 时改变条件后，A 、C 的浓度瞬时不变，且随后 A 的浓度逐渐增大，C 的浓度逐渐减小，平衡逆向移动，故改 变的条件可能是升温。(5)升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小。由于 16 min 时升高温度，则 K1K 2。10化学反应原理在科研和工农业生产中有广泛应用。(1)某化学兴趣小组进行工业合成氨的模拟研究，反应的方程式为 N2(g)3H 2(g)2NH3(g) H0。在 1 L 密闭容器中加入 0.1 mol N2 和 0.3 mol H2，实验、中 c(N2)随时间(t)的变化如图所示：实验从初始到平衡
9、的过程中，该反应的平均反应速率 v(NH3)_；与实验相比，实验和实验所改变的实验条件分别为下列选项中的_、_(填字母编号) 。a增大压强 B减小压强c升高温度 D降低温度e使用催化剂(2)已知 NO2 与 N2O4 可以相互转化：2NO 2(g)N2O4(g)。T 时，将 0.40 mol NO2 气体充入容积为 2 L 的密闭容器中，达到平衡后，测得容器中 c(N2O4)0.05 molL1 ，则该反应的平衡常数 K_。已知 N2O4 在较高温度下难以稳定存在，易转化为 NO2，若升高温度，则上述反应的平衡常数 K 将_(填“增大” “减小”或“不变”) 。向绝热密闭容器中通入一定量的 N
10、O2，某时间段内正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是_(填字母编号)。A反应在 c 点达到平衡状态B反应物浓度：a 点小于 b 点Ct 1t 2 时，NO 2 的转化率：ab 段小于 bc 段答案 (1)0.008 molL1 min1 e c(2)5 减小 C解析 (1) v(NH3)2v(N 2)2 0.008 0.04 molL 110 minmolL1 min1 。与 实验 相比，实验反应速率加快，但平衡没有移动，可知实验 改变的条件为使用催化剂。与实验相比，实验反应速率加快，且平衡时 N2浓度增大，说明平衡逆向移 动了，故实验改变的条件为升高温度。(2)平衡 时 NO2的浓度为 0.10 molL1 ，则平衡常数 K 5 Lmol1 。 由题意知，升高温度时平cN2O4c2NO2 0.05 molL 10.10 molL 12衡逆向移动， 该反应为放热反应，故升高温度平衡常数减小。该反应为放热反应，容器绝热，故开始时随反应进行，容器内温度升高，同时，随反应进 行，反 应 物浓度逐渐减小，在 c 点之前，反应速率受温度影响较大，反 应速率逐渐变大，而在 c 点之后，反 应速率受浓度影响较大，反应 速率逐渐变慢。c 点时反应不一定达到平衡状 态，反应速率：ab 段小于 bc 段，故转化率：ab 段小于 bc 段。
