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專(zhuān)題30 化學(xué)平衡圖像 （滿(mǎn)分60分 時(shí)間25分鐘） 姓名：_______________ 班級(jí)：_______________ 得分：_______________ 1．丁烯（C4H8）是制備線(xiàn)性低密度聚乙烯（LLDPE）的原料之一，可由丁烷（C4H10）催化脫氫制備，C4H10(g) C4H8(g)+H2(g)△H=+123kJ/mol。該工藝過(guò)程中生成的副產(chǎn)物有（C）、C2H6、C2H4、C4H6等。進(jìn)料比[]和溫度對(duì)丁烯產(chǎn)率的影響如圖1、圖2所示。已知原料氣中氫氣的作用時(shí)活化固體催化劑。 下列分析正確的是 A． 氫氣的作用是活化固體催化劑，改變氫氣量不會(huì)影響丁烯的產(chǎn)率 B． 丁烷催化脫氫是吸熱反應(yīng)，丁烯的產(chǎn)率隨溫度升高而不斷增大 C． 隨溫度升高丁烯裂解生成的副產(chǎn)物增多，會(huì)影響丁烯的產(chǎn)率 D． 一定溫度下，控制進(jìn)料比[]越小，越有利于提高丁烯的產(chǎn)率 【答案】C 【解析】 【詳解】 A. 原料氣中氫氣的作用是活化固體催化劑，同時(shí)氫氣也是丁烷催化脫氫的的生成物，增大氫氣的濃度，不利于該反應(yīng)平衡的正向移動(dòng)，由圖1可知維持一定的進(jìn)料比[]，有利于提高丁烯的產(chǎn)率，當(dāng)[]過(guò)大時(shí)，丁烯的產(chǎn)率呈下降趨勢(shì)，故A分析錯(cuò)誤； B.由圖2可知，當(dāng)溫度高于590C時(shí)，由于副反的發(fā)生，導(dǎo)致副產(chǎn)物增多，而丁烯的產(chǎn)率是下降的， 【點(diǎn)睛】本題主要考查化學(xué)反應(yīng)原理在化學(xué)工藝條件選擇上的應(yīng)用，氫氣在反應(yīng)中能活化固體催化劑，從而加快化學(xué)反應(yīng)速率，但同時(shí)，氫氣是該反應(yīng)的生成物，氫氣的濃度過(guò)大，不利于反應(yīng)的正向進(jìn)行，故要綜合兩方面的因素進(jìn)行分析。 2．在一定溫度下，將0.40 mol NO和0.20 mol CO充入一個(gè)容積為2 L的密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)　ΔH<0，反應(yīng)過(guò)程中物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖所示。下列有關(guān)敘述正確的是 A． 在0~6 min內(nèi)v(CO2)約為1.310-3 molL-1min-1 B． 第8 min時(shí)改變的條件可能是升高溫度 C． 該反應(yīng)在第二次達(dá)到平衡時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù)約為3.44 Lmol-1 D． 該反應(yīng)在8~12 min內(nèi)CO的轉(zhuǎn)化率為60% 【答案】C 【解析】 【詳解】 A. 在0~6 min內(nèi)v(CO2)= v(CO)== molL-1min-1≈6.6710-3 molL-1min-1，故A錯(cuò) 3．已知X(g)和Y(g)可以相互轉(zhuǎn)化：2X(g) Y(g)　ΔH<0?，F(xiàn)將一定量X(g)和Y(g)的混合氣體通入一體積為1 L的恒溫密閉容器中，反應(yīng)物及生成物的濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示。則下列說(shuō)法不正確的是 A． 若混合氣體的壓強(qiáng)不變，則說(shuō)明反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài) B． a、b、c、d四個(gè)點(diǎn)表示的反應(yīng)體系中，表示化學(xué)反應(yīng)處于平衡狀態(tài)的只有b點(diǎn) C． 25~30 min內(nèi)用X表示的平均化學(xué)反應(yīng)速率是0.08 molL-1min-1 D． 反應(yīng)進(jìn)行至25 min時(shí)，曲線(xiàn)發(fā)生變化的原因是增加Y的濃度 【答案】D 【解析】 【分析】正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),所以當(dāng)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡；各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化時(shí)表示反應(yīng)處于平衡狀態(tài)；X表示化學(xué)反應(yīng)的平均速率為X濃度的變化量除以反應(yīng)時(shí)間；曲線(xiàn)發(fā)生變化的瞬間可以判斷反應(yīng)條件的改變。 【詳解】正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),所以當(dāng)壓強(qiáng)不再發(fā)生變化時(shí),可以說(shuō)明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài),A正確；根據(jù)圖象可知,只有b點(diǎn)表示的反應(yīng)體系中,各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化,所以只有b點(diǎn)表示反應(yīng)處于平衡狀態(tài),B正確；25~30 min內(nèi)X的濃度變化量是0.4 molL-1,所以用X表示化學(xué)反應(yīng)的平均速率是=0.08 molL-1min-1,C正確；由圖可知，反應(yīng)進(jìn)行至25 min時(shí), 曲線(xiàn)發(fā)生變化的原因是X物質(zhì)的濃度增大,D錯(cuò)誤。故選D。 【點(diǎn)睛】本題考查化學(xué)平衡圖象問(wèn)題，關(guān)鍵在于明確勒沙特列原理及反應(yīng)速率理論。本題注意把握曲線(xiàn)的變化趨勢(shì)，正確判斷外界條件對(duì)平衡移動(dòng)的影響。 4．在恒容密閉容器中通入X并發(fā)生反應(yīng)：2X(g)Y(g)，溫度T1、T2下X的物質(zhì)的量濃度c(X)隨時(shí)間t變化的曲線(xiàn)如圖所示，下列敘述正確的是 A． M點(diǎn)的正反應(yīng)速率υ正小于N點(diǎn)的逆反應(yīng)速率υ逆 B． T2下，在0~t1時(shí)間內(nèi)，υ(Y)= mol/(Lmin) C． M點(diǎn)時(shí)再加入一定量X，平衡后X的轉(zhuǎn)化率減小 D． 該反應(yīng)進(jìn)行到M點(diǎn)放出的熱量小于進(jìn)行到W點(diǎn)放出的熱量 【答案】D 【解析】 內(nèi)υ（X）===mol/（Lmin），不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，υ（Y）=υ（X）=mol/（Lmin），B項(xiàng)錯(cuò)誤；C項(xiàng)，M點(diǎn)時(shí)再加入一定量X，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡后X的轉(zhuǎn)化率增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，W點(diǎn)消耗X的物質(zhì)的量大于M點(diǎn)，該反應(yīng)進(jìn)行到M點(diǎn)放出的熱量小于進(jìn)行到W點(diǎn)放出的熱量，D項(xiàng)正確；答案選D。 點(diǎn)睛：本題考查化學(xué)平衡的圖像分析、化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算、外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響。觀察圖像時(shí)先看縱橫坐標(biāo)的含義，根據(jù)關(guān)鍵點(diǎn)和曲線(xiàn)的變化趨勢(shì)，聯(lián)想外界條件對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡影響的規(guī)律進(jìn)行判斷。注意：在恒容容器中增加反應(yīng)物濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)；若反應(yīng)物只有一種，平衡時(shí)反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的變化，利用增大壓強(qiáng)對(duì)平衡的影響判斷。 5．在2L恒容密閉容器中充入2molX和lmolY發(fā)生反應(yīng)2X(g)+Y(g)4Z(g)，反應(yīng)過(guò)程持續(xù)升高溫度，測(cè)得混合體系中X的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。下列推斷正確的是 A． Q點(diǎn)時(shí)，Y的轉(zhuǎn)化率最大 B． W點(diǎn)X的正反應(yīng)速率等于M點(diǎn)X的正反應(yīng)速率 C． 升高溫度，平衡常數(shù)增大 D． 平衡時(shí)充入Z，達(dá)到新平衡時(shí)Z的體積分?jǐn)?shù)比原平衡時(shí)大 【答案】A 【解析】 【詳解】 6．汽車(chē)尾氣凈化的主要反應(yīng)原理為2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。將1.0 mol NO、0.8 mol CO充入2 L恒容密閉容器，分別在T1℃和T2℃下測(cè)得n(CO2)隨時(shí)間(t)的變化曲線(xiàn)如下圖所示。下列說(shuō)法正確的是 A． 該反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B． T1℃時(shí)，K=0.9 C． T2℃時(shí)，0~2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v (N2)=0.075 mol/(Ls) D． T1℃時(shí)，向平衡體系中加入1 mol NO，再次平衡時(shí)NO轉(zhuǎn)化率大于40% 【答案】C 點(diǎn)睛：本題考查了化學(xué)平衡和平衡常數(shù)的影響因素、反應(yīng)速率和平衡常數(shù)的計(jì)算應(yīng)用、圖象變化的分析判斷等。本題的易錯(cuò)點(diǎn)為D，要注意加入NO 盡管平衡正向移動(dòng)，但NO本身的轉(zhuǎn)化率減小。 7．下列圖示與對(duì)應(yīng)的敘述相符的是 A． 圖甲表示反應(yīng)：4CO(g)+2NO2(g) N2(g)+4CO2(g) ΔH ＜0，在其他條件不變的情況下，改變起始物CO的物質(zhì)的量對(duì)此反應(yīng)平衡的影響，則有T1＜T2 B． 圖乙表示壓強(qiáng)對(duì)可逆反應(yīng)2A (g)+2B(g) 3C(g)+D(g)的影響，乙的壓強(qiáng)比甲的壓強(qiáng)小 C． 圖丙表示的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，該圖表明催化劑能夠降低反應(yīng)的△H值 D． 圖丁表示等量NO2在容積相同的恒容密閉容器中，不同溫度下分別發(fā)生反應(yīng)：2NO2(g) N2O4(g)，相同時(shí)間后測(cè)得NO2含量的曲線(xiàn)，則該反應(yīng)的△H＞0 【答案】A 【解析】 【分析】本題考察了可逆反應(yīng)在催化劑、溫度、壓強(qiáng)、反應(yīng)熱判斷的圖像，注意反應(yīng)熱只與產(chǎn)物物質(zhì)有關(guān)，與過(guò)程不管；壓強(qiáng)越大，到達(dá)平衡的時(shí)間越短，溫度越高，到達(dá)平衡的時(shí)間越短。 【詳解】 答案為A。 【點(diǎn)睛】如圖，對(duì)于化學(xué)反應(yīng)mA(g)＋nB(g)qC(g)＋pD(g)，M點(diǎn)前，表示從反應(yīng)物開(kāi)始，則v(正)>v(逆)；M點(diǎn)為剛好達(dá)到平衡點(diǎn)。M點(diǎn)后為平衡受溫度的影響情況，即升溫，A%增加，平衡左移，ΔH<0。 8．工業(yè)上一般在恒容密閉容器中可以采用下列反應(yīng)合成甲醇： CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0 （1）圖1是表示一定溫度下，在體積為2L的密閉容器中加入5mol H2和一定量的CO后，CO和CH3OH（g）的濃度隨時(shí)間變化情況．反應(yīng)第10分鐘達(dá)到平衡，從反應(yīng)開(kāi)始到平衡，用H2表示平均反應(yīng)速率v(H2)=______。 （2）圖2表示在溫度分別為T(mén)1、T2時(shí)，平衡體系中H2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強(qiáng)變化曲線(xiàn)，A、C兩點(diǎn)的反應(yīng)速率A______C（填“＞”、“＝”或“＜”，下同），A、C兩點(diǎn)的化學(xué)平衡常數(shù)A______C，由狀態(tài)B到狀態(tài)A，可采用______的方法（填“升溫”或“降溫”）。 （3）恒容條件下，下列措施中能使減小的有______ A．升高溫度 B．充入He氣 C．再充入2molCO和5molH2 D．使用催化劑 【答案】0.15molL-1min-1 ＜ ＝ 升溫 A 【解析】 【詳解】 (1)由圖1可知，起始時(shí)CO為2mol，反應(yīng)中減小的CO的濃度為1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，10min時(shí)達(dá)到平衡，則用CO表示的化學(xué)反應(yīng)速率為=0.075mol?L-1?min-1， 因反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，則v(H2)=0.075mol?L-1?min-12=0.15mol?L-1?min-1；故答案為：0.15mol?L-1?min-1；