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專題30 化學平衡圖像 （滿分60分 時間25分鐘） 姓名：_______________ 班級：_______________ 得分：_______________ 1．丁烯（C4H8）是制備線性低密度聚乙烯（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。該工藝過程中生成的副產物有（C）、C2H6、C2H4、C4H6等。進料比[]和溫度對丁烯產率的影響如圖1、圖2所示。已知原料氣中氫氣的作用時活化固體催化劑。 下列分析正確的是 A． 氫氣的作用是活化固體催化劑，改變氫氣量不會影響丁烯的產率 B． 丁烷催化脫氫是吸熱反應，丁烯的產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物增多，會影響丁烯的產率 D． 一定溫度下，控制進料比[]越小，越有利于提高丁烯的產率 【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，不利于該反應平衡的正向移動，由圖1可知維持一定的進料比[]，有利于提高丁烯的產率，當[]過大時，丁烯的產率呈下降趨勢，故A分析錯誤； B.由圖2可知，當溫度高于590C時，由于副反的發(fā)生，導致副產物增多，而丁烯的產率是下降的， 【點睛】本題主要考查化學反應原理在化學工藝條件選擇上的應用，氫氣在反應中能活化固體催化劑，從而加快化學反應速率，但同時，氫氣是該反應的生成物，氫氣的濃度過大，不利于反應的正向進行，故要綜合兩方面的因素進行分析。 2．在一定溫度下，將0.40 mol NO和0.20 mol CO充入一個容積為2 L的密閉容器中進行如下反應：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)　ΔH<0，反應過程中物質的物質的量隨時間的變化如圖所示。下列有關敘述正確的是 A． 在0~6 min內v(CO2)約為1.310-3 molL-1min-1 B． 第8 min時改變的條件可能是升高溫度 C． 該反應在第二次達到平衡時的化學平衡常數約為3.44 Lmol-1 D． 該反應在8~12 min內CO的轉化率為60% 【答案】C 【解析】 【詳解】 A. 在0~6 min內v(CO2)= v(CO)== molL-1min-1≈6.6710-3 molL-1min-1，故A錯 3．已知X(g)和Y(g)可以相互轉化：2X(g) Y(g)　ΔH<0?，F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，反應物及生成物的濃度隨時間變化的關系如圖所示。則下列說法不正確的是 A． 若混合氣體的壓強不變，則說明反應已達化學平衡狀態(tài) B． a、b、c、d四個點表示的反應體系中，表示化學反應處于平衡狀態(tài)的只有b點 C． 25~30 min內用X表示的平均化學反應速率是0.08 molL-1min-1 D． 反應進行至25 min時，曲線發(fā)生變化的原因是增加Y的濃度 【答案】D 【解析】 【分析】正反應是氣體分子數減小的反應,所以當壓強不再發(fā)生變化時反應達到平衡；各物質的濃度不再發(fā)生變化時表示反應處于平衡狀態(tài)；X表示化學反應的平均速率為X濃度的變化量除以反應時間；曲線發(fā)生變化的瞬間可以判斷反應條件的改變。 【詳解】正反應是氣體分子數減小的反應,所以當壓強不再發(fā)生變化時,可以說明反應已經達到平衡狀態(tài),A正確；根據圖象可知,只有b點表示的反應體系中,各物質的濃度不再發(fā)生變化,所以只有b點表示反應處于平衡狀態(tài),B正確；25~30 min內X的濃度變化量是0.4 molL-1,所以用X表示化學反應的平均速率是=0.08 molL-1min-1,C正確；由圖可知，反應進行至25 min時, 曲線發(fā)生變化的原因是X物質的濃度增大,D錯誤。故選D。 【點睛】本題考查化學平衡圖象問題，關鍵在于明確勒沙特列原理及反應速率理論。本題注意把握曲線的變化趨勢，正確判斷外界條件對平衡移動的影響。 4．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． M點的正反應速率υ正小于N點的逆反應速率υ逆 B． T2下，在0~t1時間內，υ(Y)= mol/(Lmin) C． M點時再加入一定量X，平衡后X的轉化率減小 D． 該反應進行到M點放出的熱量小于進行到W點放出的熱量 【答案】D 【解析】 內υ（X）===mol/（Lmin），不同物質表示的化學反應速率之比等于化學計量數之比，υ（Y）=υ（X）=mol/（Lmin），B項錯誤；C項，M點時再加入一定量X，相當于增大壓強，平衡向正反應方向移動，平衡后X的轉化率增大，C項錯誤；D項，該反應的正反應為放熱反應，W點消耗X的物質的量大于M點，該反應進行到M點放出的熱量小于進行到W點放出的熱量，D項正確；答案選D。 點睛：本題考查化學平衡的圖像分析、化學反應速率的計算、外界條件對化學反應速率和化學平衡的影響。觀察圖像時先看縱橫坐標的含義，根據關鍵點和曲線的變化趨勢，聯想外界條件對化學反應速率和化學平衡影響的規(guī)律進行判斷。注意：在恒容容器中增加反應物濃度，平衡向正反應方向移動；若反應物只有一種，平衡時反應物轉化率的變化，利用增大壓強對平衡的影響判斷。 5．在2L恒容密閉容器中充入2molX和lmolY發(fā)生反應2X(g)+Y(g)4Z(g)，反應過程持續(xù)升高溫度，測得混合體系中X的體積分數與溫度的關系如圖所示。下列推斷正確的是 A． Q點時，Y的轉化率最大 B． W點X的正反應速率等于M點X的正反應速率 C． 升高溫度，平衡常數增大 D． 平衡時充入Z，達到新平衡時Z的體積分數比原平衡時大 【答案】A 【解析】 【詳解】 6．汽車尾氣凈化的主要反應原理為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℃下測得n(CO2)隨時間(t)的變化曲線如下圖所示。下列說法正確的是 A． 該反應是吸熱反應 B． T1℃時，K=0.9 C． T2℃時，0~2s內的平均反應速率v (N2)=0.075 mol/(Ls) D． T1℃時，向平衡體系中加入1 mol NO，再次平衡時NO轉化率大于40% 【答案】C 點睛：本題考查了化學平衡和平衡常數的影響因素、反應速率和平衡常數的計算應用、圖象變化的分析判斷等。本題的易錯點為D，要注意加入NO 盡管平衡正向移動，但NO本身的轉化率減小。 7．下列圖示與對應的敘述相符的是 A． 圖甲表示反應：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的物質的量對此反應平衡的影響，則有T1＜T2 B． 圖乙表示壓強對可逆反應2A (g)+2B(g) 3C(g)+D(g)的影響，乙的壓強比甲的壓強小 C． 圖丙表示的反應是吸熱反應，該圖表明催化劑能夠降低反應的△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：2NO2(g) N2O4(g)，相同時間后測得NO2含量的曲線，則該反應的△H＞0 【答案】A 【解析】 【分析】本題考察了可逆反應在催化劑、溫度、壓強、反應熱判斷的圖像，注意反應熱只與產物物質有關，與過程不管；壓強越大，到達平衡的時間越短，溫度越高，到達平衡的時間越短。 【詳解】 答案為A。 【點睛】如圖，對于化學反應mA(g)＋nB(g)qC(g)＋pD(g)，M點前，表示從反應物開始，則v(正)>v(逆)；M點為剛好達到平衡點。M點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）的濃度隨時間變化情況．反應第10分鐘達到平衡，從反應開始到平衡，用H2表示平均反應速率v(H2)=______。 （2）圖2表示在溫度分別為T1、T2時，平衡體系中H2的體積分數隨壓強變化曲線，A、C兩點的反應速率A______C（填“＞”、“＝”或“＜”，下同），A、C兩點的化學平衡常數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CO為2mol，反應中減小的CO的濃度為1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，10min時達到平衡，則用CO表示的化學反應速率為=0.075mol?L-1?min-1， 因反應速率之比等于化學計量數之比，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；