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考前強化練13 化學反應速率與化學平衡的圖表及圖像分析
1.(2018遼寧大連高三雙基測試)已知“在反應物和生成物均為氣體的可逆反應中,若反應物按計量數(shù)比投料,則平衡時產(chǎn)物的體積分數(shù)最大”。對于2A2(g)+3B2(g)2A2B3(g) ΔH<0的反應,在其他條件不變時,平衡時A2B3的體積分數(shù)(φ)與初始加入A2的物質(zhì)的量(n)的關系如下圖所示,下列說法中正確的是 ( )
A.T1和T2的關系:T1>T2
B.a、b、c三點都處于平衡狀態(tài);但正向速率最大的是a點
C.在n(A2)=d的點,n(B2)=1.5d
D.a、b、c三點中,B2的轉(zhuǎn)化率順序為b>a>c
答案C
解析在其他條件不變時,由T1變成T2時,A2B3的體積分數(shù)減小,平衡逆向移動,由于該反應為放熱反應,說明是升高溫度,因此T1
b>a,故D項錯誤。
2.(2018福建廈門期末質(zhì)檢)一定條件下合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g)。已知溫度對CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和催化劑催化效率的影響如下圖。下列說法正確的是 ( )
A.M點的正反應速率v(正)大于N點的逆反應速率v(逆)
B.若投料比n(H2)∶n(CO2)=4∶1,則圖中M點乙烯的體積分數(shù)為5.88%
C.250 ℃時,催化劑對CO2平衡轉(zhuǎn)化率的影響最大
D.當溫度高于250 ℃時,升高溫度,平衡逆向移動導致催化劑的催化效率降低
答案B
解析化學反應速率隨溫度的升高而加快,由圖可得,催化劑的催化效率隨溫度的升高先增大后減小,所以M點的正反應速率v(正)有可能小于N點的逆反應速率v(逆),故A項錯誤;設開始投料n(H2)=4 mol,則n(CO2)=1 mol,如圖當在M點平衡時二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為50%,根據(jù)三段式可得:
6H2(g)+2CO2(g)CH2CH2(g)+4H2O(g)
開始/mol 4 1 0 0
轉(zhuǎn)化/mol 1.5 0.5 0.25 1
平衡/mol 2.5 0.5 0.25 1
所以乙烯的體積分數(shù)為0.25(2.5+0.5+0.25+1)100%≈5.88%,故B項正確;催化劑不影響反應物的平衡轉(zhuǎn)化率,只影響化學反應速率,故C項錯誤;根據(jù)圖像,當溫度高于250 ℃時,升高溫度二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率降低,則說明平衡逆向移動,但催化劑與化學平衡沒有必然聯(lián)系,并不是平衡逆向移動導致催化劑的催化效率降低,故D項錯誤。
3.(2018陜西長安一中高三質(zhì)量檢測)用6 g CaCO3與100 mL稀鹽酸反應制取少量的CO2,反應過程中生成的CO2的體積(已折算為標準狀況)隨反應時間變化的情況如下圖所示。下列說法正確的是( )
A.OE段表示的平均反應速率最快,可能的原因是該反應是放熱反應
B.EF段用HCl濃度的減小表示的該反應的平均反應速率為0.2 molL-1min-1
C.在F點收集到的CO2的體積最大
D.在G點以后收集的CO2的量不再增多,原因是稀鹽酸已反應完全
答案D
解析由圖可知,1 min時間內(nèi),EF段生成的二氧化碳的體積最多,故EF段的反應速率最快,故A項錯誤;由圖可知EF段生成的二氧化碳體積為672 mL-224 mL=448 mL,二氧化碳的物質(zhì)的量為0.448 L22.4 Lmol-1=0.02 mol,根據(jù)方程式CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O可知,Δn(HCl)=2n(CO2)=20.02 mol=0.04 mol,故用鹽酸表示該反應的平均反應速率為0.04mol0.1 L1min=0.4 molL-1min-1,故B項錯誤;曲線上點的縱坐標的值即為該點收集的二氧化碳的體積,由圖可知G點收集的二氧化碳最多,故C項錯誤;根據(jù)反應CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O,可知6 g CaCO3完全反應生成二氧化碳的體積應該是1.344 L(標準狀況),而G點是784 mL,說明CaCO3未反應完,則鹽酸完全反應,故D項正確。
4.(2018河北石家莊二中高三質(zhì)檢)在容積均為1 L的三個密閉容器中,分別放入鐵粉并充入1 mol CO,控制在不同溫度下發(fā)生反應:Fe(s)+5CO(g)Fe(CO)5(g),當反應進行到5 min時,測得CO的體積分數(shù)與溫度的關系如圖所示。下列說法一定正確的是( )
A.反應進行到5 min時,b容器中v(正)=v(逆)
B.正反應為吸熱反應,平衡常數(shù):K(T1)>K(T2)
C.b中v(正)大于a中v(逆)
D.達到平衡時,a、b、c中CO的轉(zhuǎn)化率為b>c>a
答案C
解析5 min時,b容器中的反應不一定是平衡狀態(tài),則v(正)和v(逆)不一定相等,故A項錯誤;溫度越高,反應速率越快,根據(jù)b、c兩點可知,升高溫度,平衡逆向移動,說明正反應為放熱反應,故B項錯誤;根據(jù)圖像,b的溫度高,因此b平衡時的反應速率大于a平衡時的反應速率,因此b中v(正)大于a中v(逆),故C項正確;根據(jù)B的分析,正反應是放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,CO的轉(zhuǎn)化率降低,達到平衡時,a、b、c中CO的轉(zhuǎn)化率為a>b>c,故D項錯誤。
5.(2018陜西西安一中高三質(zhì)檢)在恒容密閉容器中通入X并發(fā)生反應2X(g)Y(g),溫度T1、T2下X的物質(zhì)的量濃度c(X)隨時間t變化的曲線如圖所示,下列敘述正確的是( )
A.該反應進行到M點放出的熱量大于進行到W點放出的熱量
B.T2下,在O~t1時間內(nèi),v(Y)=a-bt1 molL-1min-1
C.M點的正反應速率v(正)大于N點的逆反應速率v(逆)
D.M點時再加入一定量的X,平衡后X的轉(zhuǎn)化率減小
答案C
解析由圖可得,溫度為T1時先達到平衡,所以T1>T2,溫度越高,平衡時X的物質(zhì)的量濃度越大,說明升高溫度平衡逆向移動,故逆反應為吸熱反應,正反應為放熱反應;X的初始濃度相同,該反應進行到M點時X的轉(zhuǎn)化率比進行到W點時低,由于正反應為放熱反應,所以反應進行到M點放出的熱量少,故A項錯誤;T2下,在0~t1時間內(nèi),X的濃度變化為c(X)=(a-b) molL-1,則Y的濃度變化為c(Y)=12c(X)=12(a-b) molL-1,所以v(Y)=a-b2t1 molL-1min-1,故B項錯誤;由上分析T1>T2,溫度越高反應速率越大,則M點的正反應速率v(正)大于N點的逆反應速率v(逆),故C項正確;M點時再加入一定量X,達到的新平衡與原平衡相比,壓強增大,增大壓強促進平衡正向移動,所以X的轉(zhuǎn)化率增大,故D項錯誤。
6.(2018北京四中高三期中)已知反應:2NO2(g)N2O4(g)
ΔH<0。將一定量的NO2充入注射器中后封口,如圖是在拉伸和壓縮注射器的過程中氣體透光率隨時間的變化(氣體顏色越深,透光率越小)。下列說法正確的是( )
A.b點的操作是壓縮注射器
B.c點與a點相比,c(NO2)增大,c(N2O4)減小
C.平均摩爾質(zhì)量:M(a)=M(c)
D.d點:v(正)>v(逆)
答案A
解析b點之后氣體的透光率迅速下降,說明b點的操作是壓縮注射器,使體積迅速減小,NO2的濃度迅速增大,所以氣體顏色加深,透光率減小,A項正確;因為b點的操作是壓縮注射器,隨著體積的減小,注射器內(nèi)氣體的濃度一定增大,所以c點與a點相比,c(NO2)增大,c(N2O4)增大,B項錯誤;壓縮體積增大壓強,平衡正向移動,氣體的總質(zhì)量不變,總物質(zhì)的量減小,所以平均相對分子質(zhì)量增大,即平均摩爾質(zhì)量:M(a)
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考前強化練13
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