1、- 1 -专题强化训练巧解化学反应速率和化学平衡的图象题(45 分钟 100 分)一、选择题(本题包括 7 小题，每题 6 分，共 42 分)1.一定条件下，溶液的酸碱性对 TiO2光催化染料 R 降解反应的影响如图所示。下列判断正确的是( )A.在 050 min 之间，pH=2 和 pH=7 时 R 的降解百分率相等B.溶液酸性越强，R 的降解速率越小C.R 的起始浓度越小，降解速率越大D.在 2025 min 之间，pH=10 时的平均降解速率为 0.04 molL-1min-1【解析】选 A。在 050 min 内，pH=2 和 pH=7 时反应物 R 都完全反应，降解率都为 100%
2、，A 正确；R 的降解速率与溶液的酸碱性及起始 浓度均有关系，因此根据图中曲线所示，由于起始浓度不同，故不能判断 R 的降解速率与溶液酸碱性的直接关系，B 、C 错误； pH=10 时，在 2025 min 之间，R 的平均降解速率为=0.0410-4molL-1min-1，D 错误。0.610410.410415- 2 -2.(2015武汉模拟)有一化学平衡 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)，如图所示的是 A 的转化率与压强、温度的关系。下列叙述正确的是( )A.正反应是放热反应；m+np+qB.正反应是吸热反应；m+np+q【解析】选 D。图象中有三个量，应定一个量来分 别讨
3、论另外两个量之间的关系。定压强，讨论 T 与 A 的转化率的关系：同一 压强下，温度越高，A 的转化率越高，说明正反应是吸热反应；定温度，讨论压强与 A 的转化率的关系：同一温度下，压强越大，A 的转化率越高，说明正反应是气体体 积减小的反应，即 m+np+q。【加固训练】如图是温度和压强对反应 X+Y 2Z 影响的示意图。图中纵坐标表示平衡混合气体中 Z 的体积分数。下列叙述正确的是( )A.X、Y、Z 均为气态B.恒容时，混合气体的密度可作为此反应是否达到化学平衡状态的判断依据C.升高温度时，v(正)增大，v(逆)减小，平衡向右移动D.使用催化剂，Z 的产率提高- 3 -【解析】选 B。由
4、 题图可知，在温度不变时增大压强，Z 的体积分数减小，即平衡逆向移动，所以 X、Y 中至多有一种是气体，A 错误；因反应物中有非气体物质存在，所以恒容时只要平衡发生移动，混合气体的质量就会发生变化，则密度必然改变，所以混合气体的密度可作为此反应是否达到化学平衡状态的判断依据，B正确；升高温度，v(正)、v(逆)都增大，C 错误；催化剂对平衡移动无影响，不能提高 Z 的 产率，D 错误。3.向绝热恒容密闭容器中通入 SO2和 NO2，在一定条件下使反应 SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是( )A.反应在 c
5、点达到平衡状态B.反应物浓度：a 点小于 b 点C.反应物的总能量低于生成物的总能量D.t 1=t 2时，SO 2的转化率：ab 段小于 bc 段【解析】选 D。A 项， c 点 v(正)最大，但不一定达到平衡；B 项，a 点反应物的浓度大于 b 点的反应物浓度；C 项，反应初始阶段，随着反应的不断进行，反应速率逐渐加快，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量大于生成物的总能量；D 项，由于 bc 段 v(正)大于 ab 段，故 bc 段 SO2 的转化率大于 ab 段。4.(2015武汉模拟)在密闭容器中进行反应：X(g)+3Y(g) 2Z(g)，有关下列图象的说法正确的是( )- 4 -A
6、.依据图 a 可判断正反应为吸热反应B.在图 b 中，虚线可表示压强增大C.若正反应的 H0【解析】选 C。A 项，依据图 a 可知：当反应达到平衡后，由于升高温度， v(逆)v(正 )，平衡逆向移 动，根据平衡移动原理：升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，因此可判断正反应为放热反应，错误；B 项，在图 b 中，平衡未移动，但是达到平衡所需要的时间缩短，由于该反应是气体体积减小的反应，所以虚线不可表示压强增大，只能表示是加入了催化剂，错误；C 项，若正反应的 Hv(逆)，C 错误；升高温度平衡将向逆反应方向移动，D 正确。【方法规律】化学反应速率和化学平衡图象题的解题技巧(1)先拐先平：在含
7、量(转化率)-时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高或有催化剂或压强较大等。(2)定一 议二：当 图象中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。(3)三步分析法：一看反应速率是增大还是减小；二看 v(正) 、v(逆) 的相对大小；三看化学平衡移动的方向。【加固训练】(2015太原模拟)下列研究目的和示意图相符的是( )- 6 -A B C D研究目的定容密闭容器中，压强对反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的影响定容密闭容器中，温度对反应：N 2(g)+3H2(g)2NH3(g) Hp2，因为该反应正反应方向是气体体
8、积减小的方向，所以 p1 平衡时 SO3 的物质的量更大，图象不符，错误；B 项，该反应为放热反应，温度升高，平衡向逆反应方向移动，NH 3 的物质的量减小，图象不符，错误；C 项，固定容积的密闭容器中，增大 CO2浓度，逆反应速率突变，随着平衡的移动，正反应速率逐渐增大，图象不符，错误；D 项，K 的活泼性大于Na，则 反应速率大于 Na，K 的摩尔质量大于 Na 的摩尔质量，则等质量的Na、K，K 完全反应生成 H2 的量少，正确。6.反应 aM(g)+bN(g) cP(g)+dQ(g)达到平衡时，M 的体积分数 y(M)与反应条件的关系如图所示。其中 z 表示反应开始时 N 的物质的量与
9、 M 的物质的量之比。下列说法正确的是( )- 7 -A.同温同压同 z 时，加入催化剂，平衡时 Q 的体积分数增加B.同压同 z 时，升高温度，平衡时 Q 的体积分数增加C.同温同 z 时，增加压强，平衡时 Q 的体积分数增加D.同温同压时，增加 z，平衡时 Q 的体积分数增加【解析】选 B。可逆反 应 中，催化 剂只能改变化学反应速率，A 错；由两个图象可知，M 的体 积分数随着温度升高而降低，即温度升高，平衡右移，故平衡时 Q 的体积分数增加，B 正确；同为 650、z=2.0，压强为 1.4 MPa 时，y(M)=30%，而压强为2.1 MPa 时，y(M)=35%，即增大压强，平衡左
10、移，故平衡时 Q 的体积分数减小，C 错 ；由 图象可知，同温、同压时，若 N 的物质的量增加，而 M 的物质的量不变，则 z 增加，y(M) 减小，平衡右移，但 Q 增加的物质的量远小于加入的 N 的物质的量，此时 Q 的体积分数减小，D 错。【易错警示】本题易错选 D。片面地认为只要增加反 应物，平衡即右移，Q 的物质的量增加，而不考虑所增加物质的剩余量而导致错误。7.在体积为 2 L 的恒容密闭容器中发生反应 xA(g)+yB(g) zC(g)，图表示200时容器中 A、B、C 物质的量随时间的变化，图表示不同温度下平衡时C 的体积分数随起始时 n(A)n(B)的变化关系。则下列结论正确
11、的是( )- 8 -A.200时，反应从开始到平衡的平均速率 v(B)=0.04 molL-1min-1B.由图所知反应 xA(g)+yB(g) zC(g)的 Hv(逆)D.200时，向容器中充入 2 mol A 和 1 mol B，达到平衡时，A 的体积分数小于 0.5【解析】选 D。由图可得该反应的化学方程式 为 2A(g)+B(g) C(g)。A 项，v(B)= =0.02 molL-1min-1，错误；B 项，升温， C 的体积分数增大，说0.40.22 5明平衡右移，正反应为吸热反应，H0 ，n(A)n(B)=a 时，C 的体积分数最大，则 a=2，错误；C 项，由于体积不变，He
12、与反应无关，所以平衡不移动，v( 正)仍等于 v(逆 )，错误；D 项，原平衡时，A 的体积分数为=0.5，再充入 2 mol A、1 mol B，相当于增大压强，0.40.4+0.2+0.2平衡右移，A 的体积分数小于 0.5，正确。二、非选择题(本题包括 4 小题，共 58 分)8.(14 分)(2015成都模拟)可逆反应 N2+3H2 2NH3是工业上合成氨的重要反应。- 9 -(1)根据图 1 请写出合成氨的热化学方程式_(热量用E1、E 2或 E3表示)。(2)图 1 中虚线部分是通过改变化学反应中的_条件，该条件的改变与图2 中哪一时刻条件的改变相同_(用“t 1t6”表示)。(3
13、)图 2 中 t3时刻改变的条件是_，t5时刻改变的条件是_。【解析】(1) 根据 图 1 可知，N 2 和 H2 反应生成 1 mol NH3过程中放出的热量为(E 3-E1)kJ，所以 N2 与 H2 反应生成 NH3 的热化学方程式为 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H=-2(E 3-E1)kJmol-1。(2)图 1 中虚线部分表示由反应物到达过渡态的过程中，所需能量减少，说明使用了催化剂，降低了活化能。因为反应 N2+3H2 2NH3为反应前后气体体积不相等的反应，在图 2 中，t 2时刻改变条件，正、逆反应速率的改变相同，说明改变的外界条件只能是使用了催化剂。(3)t 3
14、时刻改变条件，v(正)、v(逆 )同 时减小，且 v(正 )v(正)，平衡向逆反应方向移动，只能是升高温度。答案：(1)N 2(g)+3H2(g) 2NH3(g)- 10 -H=-2(E 3-E1)kJmol-1(2)催化 剂 t2t3 (3)减小 压强 升高温度9.(12 分)按要求回答下列问题。(1)最新“人工固氮”的研究报道：常温常压、光照条件下，N 2在催化剂表面与水发生反应：2N2(g)+6H2O(l) 4NH3(g)+3O2(g)常温下，在恒压密闭容器中上述反应达到平衡后，在其他条件不变时，通入 2 mol N2，请在下图中画出正v(正)、逆v(逆)反应速率随时间 t 变化的示意图
15、。(2)某科学实验小组将 6 mol CO2和 8 mol H2充入一容积为 2 L 的密闭容器中(温度保持不变)，发生反应 CO2+3H2 CH3OH+H2O，其测得 H2的物质的量随时间变化如图中实线所示(图中字母后的数字表示对应的坐标)。回答下列问题：该反应在 08 min 内 CO2的平均反应速率是_molL -1min-1。- 11 -仅改变某一条件再进行实验，测得 H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示。与实线相比，曲线改变的条件可能是_，曲线改变的条件可能是_。【解析】(1) 恒 压时，充入 N2，由于 H2O 为液体，平衡右移，但平衡后与原平衡速率一样。(2)前 8 分钟内，v
16、(H 2)= =0.375 molL-1min-1，所以 v(CO2)= 822 8 130.375 molL-1min-1=0.125 molL-1min-1。升温，平衡左移，n(H 2)增大，达到平衡所用时间短；加压，平衡右移，n(H 2)减少，达到平衡所用时间短。答案：(1)(2)0.125 升温 加压10.(16 分)(2015商洛模拟)1 100时，在恒容密闭容器中，发生可逆反应：Na2SO4(s)+4H2(g) Na2S(s)+4H2O(g)并达到平衡，请完成下列各题：(1)达到平衡时的平衡常数表达式 K=_。降低温度，K 值减小，则正反应为_(填“吸热”或“放热”)反应。(2)向
17、该容器中分别加入以下物质，对平衡的影响如何？(填“正向移动” “逆- 12 -向移动”或“不发生移动”)加入少量 Na2SO4，则平衡：_。加入少量灼热的 Fe3O4，则平衡：_。(3)若将平衡体系温度降低 100，下述图象中能正确反映平衡移动过程中容器变化情况的是_。【解析】(1) 根据定 义，写出表达式，降低温度，K 值减小，说明降低温度，平衡逆向移动，说明逆向是放热的，则该反应正向是吸热的。(2)Na2SO4为固体，加入其中，浓度没有变化，速率不发生变化，平衡不移动。加入少量灼热的 Fe3O4，会消耗氢气，这样会减小反 应物的浓度，所以平衡逆向移动。(3)该反 应压强 始终不变，a 错误
18、。降低温度，平衡逆向移 动， 氢气的量增加，b 正确。降低温度，平衡逆向移动，气体的 质量将减小，所以密度也将减小，不可能不变化，c 和 d 均错误。答案：(1)c 4(H2O)/c4(H2) 吸热(2)不发生移动 逆向移动 (3)b11.(16 分)(2015正定模拟)人工固氮是指将氮元素由游离态转化为化合态的过程。.最近一些科学家研究采用高质子导电性的 SCY 陶瓷(能传递 H+)实验氮的固- 13 -定电解法合成氨，大大提高了氮气和氢气的转化率。总反应式为 N2+3H22NH3，则在电解法合成氨的过程中，应将 H2不断地通入_极(填“阴”或“阳”)。向另一电极通入 N2，该电极的反应式为
19、_。.据报道，在一定条件下，N 2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应，主要产物为 NH3，相应的反应方程式为 2N2(g)+6H2O(g) 4NH3(g)+3O2(g) H=Q (1)上述反应的平衡常数表达式为_。(2)取五份等体积 N2和 H2O 的混合气体(物质的量之比均为 13)，分别加入体积相同的恒容密闭容器中，在温度不相同的情况下发生反应，反应相同时间后，测得氮气的体积分数 (N 2)与反应温度 T 的关系曲线如下图所示，则上述反应的 Q_0(填“” “0；(3)2N2(g)+6H2O(g) 4NH3(g)+3O2(g) H=Q 是吸热反应，则反应物的总能量低于生成物
20、的总能量，且使用催化剂，可以降低反应的活化能，而反应热不变，- 15 -所以应选择 d 曲线。.(1) 由知 Q=+1 530 kJmol-1，根据盖斯定律得出所求方程式 2H2(g)+O2(g)2H2O(g)的 H=(2-)/3= =(-93.0)21 53013-572.0 kJmol-1；(2)设反应达到平衡时消耗氮气的物质的量是 xmol，则N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)开始时(mol) 1 3 0转化的(mol) x 3x 2x平衡时(mol) 1-x 3-3x 2x根据题意知 1-x+3-3x+2x=2.8，所以 x=0.6，则氢气的转化率1= 100%=60%；30.63当 1+2=1 时，说明只将 NH3 置于该容器中，达到的平衡状态与原平衡是等效平衡，则将氮气、 氢气全部转化为氨气的物质的量即可达到等效平衡，所以 1 mol 氮气、3 mol 氢气完全 转化为氨气的物质 的量是 2 mol。答案：.阳 N2+6H+6e- 2NH3.(1) K=c4(NH3)c3(O2)/c2(N2)c6(H2O)(2) (3)d.(1)-572.0 kJmol -1 (2)60% 2关闭 Word 文档返回原板块
