资源简介

第二章　化学反应速率与化学平衡
专题强化练2　化学反应速率与化学平衡图像
1.已知:A(g)+2B(g) 3C(g)　ΔH<0,向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A和2 mol B发生反应,t1 min时达到平衡状态Ⅰ,在t2 min时改变某一条件,t3 min时达到平衡状态Ⅱ,正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A.t2 min时改变的条件:向容器中加入A
B.平衡时B的体积分数φ:φ(Ⅱ)=φ(Ⅰ)
C.t2~t3 min时平衡正向移动
D.平衡时A(g)的物质的量浓度c:c(Ⅰ)>c(Ⅱ)
2.将一定量硫化氢气体加入密闭容器中,发生反应:2H2S(g) S2(g)+2H2(g),该反应的平衡常数的负对数(-lgK)随温度(T)的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 (　　)
A.该反应的ΔH>0
B.C点对应状态的平衡常数K=10-3.638 0
C.反应速率:vA>vC
D.30 ℃时,B点对应状态的v正>v逆
3.CO2合成乙烯的反应原理为2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)　ΔH,往恒压密闭容器中按n(CO2)∶n(H2)=1∶3充入气体,在常压和催化剂作用下进行反应,测得温度对CO2平衡转化率和催化剂催化效率影响情况如图所示。下列说法不正确的是 (　　)
A.该反应ΔH<0,平衡常数:KM>KN
B.反应速率有可能是v(M)>v(N)
C.其他条件相同,温度越低,反应一定时间后CO2的转化率越高
D.若投料比改为n(CO2)∶n(H2)=1∶4,可提高CO2的平衡转化率
4.已知反应:2H2(g)+CO(g) CH3OH(g)。一定条件下,在容积恒定的密闭容器中充入1 mol CO和2 mol H2,在催化剂作用下发生上述反应,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是　 (　　)
A.图中b、c、d三点的化学平衡常数分别为Kb、Kc、Kd,它们的大小关系为Kb=Kd>Kc
B.体系中气体平均摩尔质量:(d)
C.不断将甲醇从体系中分离出来能够同时增大正反应速率和提高CO的平衡转化率
D.体系中活化分子百分数:d>c
5.将0.4 mol N2O4气体充入2 L容积固定的密闭容器中发生反应:N2O4(g) 2NO2(g)　ΔH。在T1和T2时,测得NO2的物质的量随时间变化的曲线如图1所示,在温度为T3、T4时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图2所示。
　
图1 图2
下列叙述中正确的有 (　　)
①ΔH>0;②T1时,40~80 s内用NO2表示的平均反应速率为0.15 mol·L-1·min-1;③A、C两点的反应速率:AB;⑤由A点到B点可以采用降温的方法;⑥A、B、C三点的平衡常数:K(A)=K(C)>K(B)
A.六项　　　　B.五项
C.四项　　　　D.三项
6.CO2与H2合成甲醇是重要的碳捕获利用与封存技术,该过程涉及下列反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) 　ΔH=-58.6 kJ·mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　 ΔH=+41.2 kJ·mol-1
0.5 MPa下,将n(H2)∶n(CO2)=3∶1的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器,测得CO2的转化率、CH3OH或CO的选择性[×100%]以及CH3OH的收率(CH3OH的收率=CO2的转化率×CH3OH的选择性)随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 (　　)
A.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH=+99.8 kJ·mol-1
B.曲线a可表示CH3OH的选择性随温度的变化
C.图中所示270 ℃时,对应CO2的转化率为21%
D.在210~250 ℃时,CH3OH的收率增大是由于CH3OH的选择性增大
7.用CO2氧化C2H6制C2H4是化工工业的一个新课题,相关主要化学反应有:
Ⅰ.C2H6(g)+CO2(g) C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)　ΔH1=+177 kJ·mol-1
Ⅱ.C2H6(g)+2CO2(g) 4CO(g)+3H2(g)　ΔH2=+430 kJ·mol-1
向一恒容密闭容器中通入2 mol C2H6(g)和3 mol CO2(g),乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性(乙烯的选择性=×100%)与温度和压强的关系如图所示。
(1)L1、L2代表不同　　(填“温度”或“压强”)。
(2)M、P两点正反应速率较大的是　　　　点,理由是　　　　　。
答案与分层梯度式解析
1.B 2.D 3.C 4.A 5.A 6.C
1.B　t2 min时改变条件后,正反应速率逐渐增大,由图分析可知,逆反应速率大于正反应速率,则改变的外界条件是向容器中加入C,A错误;加入C,化学平衡逆向移动,该反应是反应前后气体体积不变的反应,平衡时B的体积分数φ:φ(Ⅱ)=φ(Ⅰ),B正确;由上述分析可知t2 min时加入生成物C,t2~t3 min时平衡逆向移动,C错误;达到平衡状态Ⅱ时A(g)、B(g)的浓度比平衡状态Ⅰ时要大,D错误。
方法点拨
化学反应速率与化学平衡图像题的解题思路
2.D　由图像可知,升高温度-lgK减小,说明升高温度K增大,平衡正向移动,则正反应为吸热反应,即该反应的ΔH>0,A正确;C点-lgK=3.638 0,则平衡常数K=10-3.638 0,B正确;因为A点温度比C点高,所以反应速率:vA>vC,C正确;B点浓度商大于30 ℃时的化学平衡常数,故反应逆向进行,则B点对应状态的v正3.C　随着温度的升高,CO2平衡转化率下降,平衡逆向移动,故ΔH<0,平衡常数KM>KN,A正确;M点催化剂的催化效率比N高,反应速率有可能是v(M)>v(N),B正确;其他条件相同,温度越低,化学反应速率越慢,因此反应一定时间后CO2的转化率不一定越高,C错误;若投料比改为n(CO2)∶n(H2)=1∶4,可提高CO2的平衡转化率,D正确。
4.A　根据题图,可知反应随温度升高,CO平衡转化率降低,说明该反应正反应为放热反应,b、c、d三点温度大小关系为Tb=TdKc,A正确;分析题图可知,p2>p1,反应前后气体的总质量不变,该反应正反应为气体体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,混合气体的总物质的量减小,所以(b)<(d),B错误;将甲醇从体系中分离,相当于减小生成物的浓度,正反应速率逐渐减小,C错误;c点的温度比d点高,体系中活化分子百分数c>d,D错误。
5.A　由图1可知反应在T1温度下比T2温度下先达到平衡状态,所以T1>T2,T1温度下,反应达到平衡时n(NO2)比T2时多,故升高温度,平衡向生成NO2的方向移动,即向吸热反应方向移动,所以ΔH>0,①正确;T1温度下,40~80 s内,v(NO2)==0.002 5 mol·L-1·s-1=0.15 mol·L-1·min-1,②正确;A、C两点温度相同,C点对应压强大,反应速率大,③正确;A、B两点压强相同,温度不同,A点NO2的体积分数大于B点,而反应N2O4(g) 2NO2(g)　ΔH>0,升高温度,平衡向右移动,NO2的体积分数增大,故温度:T4>T3,转化率:A>B,④正确;由④的分析可知,降温平衡左移,NO2的体积分数减小,所以由A点到B点可以采用降温的方法;⑥A、C两点温度相同,化学平衡常数相等,B点温度低于A、C两点,正反应为吸热反应,降低温度K减小,则A、B、C三点平衡常数K(A)=K(C)>K(B),⑥正确;故选A。
6.C　由反应Ⅰ -反应Ⅱ得CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH=(-58.6-41.2) kJ·mol-1=-99.8 kJ·mol-1,A错误;
7.答案　(1) 压强　(2)P　P点的压强和乙烷的浓度均更大
解析　(1)反应Ⅰ、Ⅱ均为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,乙烷的平衡转化率增大;反应Ⅰ、Ⅱ均为反应前后气体分子数增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,乙烷的平衡转化率减小,由题图可知,乙烷的平衡转化率随X增大而增大,则X代表温度,L1、L2代表压强。
(2)相同温度下,增大压强,平衡逆向移动,乙烷的平衡转化率减小,则L18

展开更多......

收起↑