2019届一轮复习苏教版化学反应速率与化学平衡专题提升学案

2019届一轮复习苏教版化学反应速率与化学平衡专题提升学案

化学反应速率与化学平衡 专题提升 有关化学平衡图像问题的分析 化学反应速率和化学平衡图像类试题是化学试题中的一种特殊题型，其特点是：图像是题目的主要组成部分，把所要考查的化学知识寓于图中曲线上，具有简明、直观、形象的特点。该类试题以选择题为主要题型，偶尔也会在非选择题中出现。因为图像是用二维坐标表示的，所以该类试题包含的信息量比较大，随着高考的不断改革以及对学科能力要求的不断提高，这种数形结合的试题将频频出现。‎ ‎【思维展示】‎ 臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为2NO2(g)＋O3(g)N2O5(g)＋O2(g)，若反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是(　　)‎ 选项 图像 判断 思维过程 结论 A 升高温度，平衡常数减小 图像特点：放热反应 性质特点：温度升高，平衡左移，K值减小 ‎√‎ B ‎0～3 s内，反应速率为v(NO2)＝0.2 mol·L－1·s－1‎ 图像特点：‎ ‎①时间：3 s ‎②平衡浓度：0.4 mol·L－1‎ 计算公式：v＝ ‎×‎ C t1时仅加入催化剂，平衡不移动 图像特点：平衡不移动 结论：加入催化剂，正逆反应速率增大倍数相等但平衡不移动 ‎×‎ D 达平衡时，仅改变x，则x为c(O2)‎ 图像特点：横坐标增大，NO2转化率升高 结论：增大O2浓度平衡左移，NO2转化率降低 ‎×‎ ‎【技巧点拨】‎ 解答化学反应速率和化学平衡图像题的常用方法和技巧 ‎(1)紧扣特征。弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热，反应前后气体体积增大、减小还是不变，有无纯液体或固体物质参与反应等。‎ ‎(2)“先拐先平”。在含量(转化率)—时间图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。‎ ‎(3)“定一议二”。当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，必要时可作辅助线。‎ ‎(4)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。‎ 以下均以反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)　ΔH<0且m＋n>p＋q为例。‎ ‎　速率—时间(或速率—压强)图像 该类图像一般有两种表现形式，如图甲和图乙：‎ 图乙交点是平衡状态，平衡后升温，平衡逆向移动；平衡后加压，平衡正向移动。‎ ‎[例1]　向某密闭容器中加入0.6 mol A、0.2 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图甲所示[其中t0～t1阶段c(B)未画出]。t2时刻后改变条件反应体系中反应速率随时间变化的情况如图乙所示，且四个阶段都只改变一种条件并且改变的条件均不相同。下列说法正确的是(　　)‎ A．反应的方程式为‎3A(g)＋B(g)‎2C(g)‎ B．t3～t4，t4～t5，t5～t6各阶段改变的条件依次为：加催化剂，降低反应温度，增大压强 C．B的起始物质的量为0.08 mol D．t0～t1阶段A的转化率为40%‎ 解析　反应中A的浓度变化为0.15 mol/L－0.06 mol/L＝0.09 mol/L，C的浓度变化为0.11 mol/L－0.05 mol/L＝0.06 mol/L，反应中A与C的计量数之比为0.09∶0.06＝3∶2，t3～t4阶段与t4～t5阶段正逆反应速率都相等，而t3～t4阶段为使用催化剂，则t4～t5阶段应为减小压强，则该反应中气体的化学计量数之和前后相等，则有：‎3A(g)B(g)＋‎2C(g)，A项错误；如t4～t5阶段改变的条件为降低反应温度，平衡发生移动，则正逆反应速率不相等，应为降低压强，B项错误；根据方程式可知消耗0.09 mol/L的A，则生成0.03 mol/L的B，由于A的起始物质的量为0.6 mol 而其浓度为0.15 mol/L，所以容器的体积为‎4 L，生成B的物质的量为0.12 mol，平衡时B的物质的量为0.2 mol，所以起始时B的物质的量为0.2 mol－0.12 mol＝0.08 mol，C项正确；t0～t1阶段A的转化率为×100%＝60%，D项错误。‎ 答案　C 变式1　对达到平衡状态的可逆反应：A＋BC＋D，若t1 时增大压强，正、逆反应速率变化如图所示(v代表反应速率，t代表时间)，下列有关 A、B、C、D 的状态叙述中正确的是(　　)‎ A．A、B、C 是气体，D不是气体 B．A、B 是气体， C、D 有一种是气体 C．C、D 是气体，A、B 有一种是气体 D．C、D 有一种是气体，A、B 都不是气体 解析　由图可知t1时增大压强，正、逆反应 速率都增大，而且逆反应速率增大程度更大，说明该反应反应物和生成物都存在气体，而且气体化学计量数之和增大。气体物质化学计量数之和减小，A项错误；气体物质化学计量数之和减小，B项错误；气体化学计量数之和增大，C项正确；反应物中存在气体，D项错误。‎ 答案　C ‎　转化率(或百分含量)—时间—温度(压强)图像 图像 图像条件信息 ‎“先拐先平”T2>T1‎ ‎“先拐先平”p1>p2‎ a使用催化剂 根据图像推断反应特点 T2>T1，升高温度，α(A)降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应 p1>p2，增大压强，α(A)升高，平衡正向移动，则正反应为气体体积缩小的反应 反应速率加快，但平衡不移动 ‎[例2]　可逆反应：aA(g)＋bB(s)cC(g)＋dD(g)，其他条件不变，C的物质的量分数和温度(T)或压强(P)关系如图，其中正确的是(　　)‎ A．根据图像无法确定改变温度后平衡移动方向 B．使用催化剂，C的物质的量分数增加 C．化学方程式系数a＞c＋d D．升高温度，平衡向逆反应方向移动 解析　可逆反应，当其他条件一定时，温度越高，反应速率越大，达到平衡所用的时间越短。由图像(1)可知T2＞T1，温度越高，平衡时C的物质的量分数n(C)%越小，故此反应的正反应为放热反应；当其他条件一定时，压强越高，反应速率越大，达到平衡所用的时间越短。由图(2)可知p2＞p1，压强越大，平衡时C的物质的量分数n(C)%越小，可知正反应为气体物质的量增大的反应，即a＜c＋d。据上述分析，得到T1＜T2，温度越高，n(C)%越小，则平 衡向逆反应方向移动，A项错误；催化剂只改变化学反应速率，对平衡移动没有影响，C的质量分数不变，B项错误；压强越大，平衡时C的物质的量分数n(C)%越小，可知正反应为气体物质的量增大的反应，即a＜c＋d，C项错误；T2＞T1，温度越高，平衡时C的物质的量分数n(C)%越小，故此反应的正反应为放热反应，升温平衡逆向移动，D项正确。‎ 答案　D 变式2　某可逆反应mA(g)＋nB(g)qC(g)，ΔH在密闭容器中进行。如图表示在不同时刻t、温度T和压强p下B物质在混合气体中的体积分数φ(B)的变化情况。下列推断正确的是(　　)‎ A．p1＞p2，T1＜T2，m＋n＞q，ΔH＜0‎ B．p1＜p2，T1＞T2，m＋n＞q，ΔH＞0‎ C．p1＞p2，T1＜T2，m＋n＜q，ΔH＜0‎ D．p1＜p2，T1＞T2，m＋n＜q，ΔH＞0‎ 解析　由时间—体积分数φ(B)图中拐点说明在不同条件下达到平衡时温度、压强的大小，T1大于T2，p2大于p1；同温度时，p2大于p1，体积分数φ(B)增大，说明平衡逆向移动，m＋n＜q，又同一压强时，T1大于T2，体积分数φ(B)降低，说明平衡正向移动，ΔH＞0；D项正确。‎ 答案　D ‎　恒温线(或恒压线)‎ ‎①恒温或恒压曲线上的任意点均表示平衡状态。‎ ‎②分析方法：a.分析任一条曲线走势，如图丙中，温度为T1时(即恒温)，α ‎(A)随压强(p)的增大而增大，故正反应是气体分子数减小的反应；b.任取一点向横坐标作垂线为辅助线进行分析，如图丁中，过p3任作一条垂直于x轴(即恒温)的辅助线，若p1p＋q B．正反应吸热：m＋np＋q D．正反应放热：m＋nC B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅 C．A、B两点气体的平均相对分子质量：A>B D．B、C两点化学平衡常数：BA，C项错误；A、B两点压强相同，B点到A点NO2体积分数增大，平衡正向移动，所以B点的平衡常数小于A点的平衡常数，A、C两点温度相同，A、C两点平衡常数相同，所以B点的平衡常数小于C点的平衡常数，D项正确。‎ 答案　D ‎　其他几种特殊图像 ‎①如图戊，该类图像隐含随着温度升高的同时，反应时间也在变化。曲线表示化学反应从反应物开始，M点为刚达到的平衡点。M点前表示反应向正反应方向进行，M点后是因温度改变而使平衡移动，即升温，A%增大，平衡左移。‎ ‎②如图己，曲线表示平衡时A的百分含量(纵坐标也可换成平衡转化率αA)。该类图像隐含的几个信息：‎ a．曲线上所有的点都处于平衡状态。‎ b．曲线上方的点，表示反应还没有达到平衡状态，即必须朝正反应方向进行才能达到平衡状态，v(正)>v(逆)。‎ c．曲线下方的点，表示反应向逆反应方向进行才能达到平衡状态，v(正)v逆，D项错误。‎ 答案　B 专题测试(五)‎ 一、单项选择题 ‎1．下列说法不正确的是(　　)‎ A．能量较高、有可能发生有效碰撞的分子称为活化分子 B．活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差称为活化能 C．催化剂能参与反应，可降低原反应所需活化能 D．非活化分子也有可能发生有效碰撞 解析　活化分子发生有效碰撞，要求能量高、碰撞方向正确，发生有效碰撞的分子是活化分子，A项正确；活化能是活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差，B项正确；催化剂参加反应，能够降低活化分子的活化能，C项正确；有效碰撞是活化分子发生反应时的碰撞，要求具有一定能量和取向，D项错误。‎ 答案　D ‎2．汽车净化的主要原理为2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH<0。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是(　　)‎ 解析　由于是绝热，恒容密闭体系，随着反应的进行，体系的温度升高，K不断减小，当K不变时，即温度保持不变，该反应达到平衡状态。‎ 答案　B ‎3．一定量的Fe与过量的稀硫酸反应制取氢气，一定温度下为加快反应速率而又不影响氢气的量，可向其中加入(　　)‎ A．KCl固体 B．Zn粉 C．SO3固体 D．CuSO4晶体 解析　加入KCl固体不能改变H＋的浓度，反应速率不变，A项错误；Zn的金属性强于铁，加入锌粉反应速率加快，但影响H2的总量，B项错误；加入SO3固体生成硫酸，H＋浓度增大，反应速率加快，且不会影响氢气的总量，C项正确；加入CuSO4晶体，铁置换出铜，构成原电池，加快反应速率，但会减少氢气总量，D项错误。‎ 答案　C ‎4．相同温度下，有相同容积的甲、乙两容器，甲容器中充入‎1 g N2和‎1 g H2，乙容器中充入‎2 g N2和‎2 g H2。下列叙述中不正确的是(　　)‎ A．化学反应速率：乙＞甲 B．平衡后N2的浓度：乙＞甲 C．H2的转化率：乙＞甲 D．平衡混合气中H2的体积分数：乙＞甲 解析　容器中发生的反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。相同容积的容器中充入不同量的反应物，乙容器中压强大，化学反应速率：乙＞甲，A正确；根据勒夏特列原理可知，平衡时乙容器中N2的浓度应大于甲容器，但会小于甲容器中N2浓度的2倍，B正确；乙容器中压强较大，平衡向正反应方向移动，所以H2的转化率：乙＞甲，C正确；平衡混合气中H2的体积分数：乙＜甲，D错误。‎ 答案　D ‎5．下列对化学反应预测正确的是(　　)‎ 选项 化学反应方程式 已知条件 预测 A M(s)===X(g)＋Y(s)‎ ΔH>0‎ 它是非自发反应 B W(g)＋xG(g)===2Q(g)‎ ΔH<0，自发反应 x可能等于1、2、3‎ C ‎4X(g)＋5Y(g)===4W(g)＋‎6G(g)‎ 能自发反应 ΔH一定小于0‎ D ‎4M‎(s)＋N(g)＋2W(l)===4Q(s)‎ 常温下，自发进行 ΔH>0‎ 解析　M(s)===X(g)＋Y(s)，反应气体系数增大，为熵增大的反应，ΔS＞0，ΔH＞0，在高温条件下能自发进行，A项错误；W(g)＋xG(g)2Q(g)　ΔH＜0，x为1，2，3时，若熵增，任何温度都能自发进行，若熵减，在低温下能自发进行，B项正确；4X(g)＋5Y(g)4W(g)＋‎6G(g)反应为气体系数增大的反应，ΔS＞0，所以当ΔH＜0，一定满足ΔH－TΔS＜0，反应一定能够自发进行，当ΔH＞0时，当高温时，ΔH－TΔS＜0，成立，可以自发进行，C项错误；‎4M(s)＋N(g)＋2W(l)===4Q(s)为气体系数减小的反应，ΔS＜0，当ΔH＞0时，ΔH－TΔS＞0，一定不能自发进行，D项错误。‎ 答案　B ‎6．已知HI在催化剂作用下分解速率会加快，其能量随反应进程的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．加入催化剂，减小了反应的活化能 B．加入催化剂，可提高HI的平衡转化率 C．降低温度，HI的分解速率加快 D．反应物的总能量大于生成物的总能量 解析　催化剂通过改变活化能来改变反应速率，A项正确；催化剂只改变反应速率不改变化学平衡，反应体系中加入催化剂不改变HI的平衡转化率，B项错误；降低温度，反应速率减慢，HI的分解速率减慢，C项错误；图像分析反应是吸热反应，所以反应物的总能量低于生成物的总能量，D项错误。‎ 答案　A ‎7．在50 mL过氧化氢溶液中加入‎1 g MnO2‎ 粉末，标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图所示，下列说法不正确的是(　　)‎ A．标准状况下，实验放出一半气体所需的时间为1 min B．A、B、C、D各点反应速率中A点最慢，D点快 C．0～2 min内产生O2的平均反应速率为22.5 mL·min－1‎ D．本实验中影响反应速率的因素只有催化剂和H2O2的浓度 解析　放出一半气体，即V(O2)＝30 mL时，t＝1 min，A项正确；因为随着反应的进行，c(H2O2)逐渐降低，所以反应逐渐变慢，即反应速率：D>C>B>A，B项正确；0～2 min内产生O2的体积是45 mL，平均反应速率为45 mL÷2 min＝22.5 mL·min－1，C项正确；影响反应速率的因素还有温度，D项错误。‎ 答案　D ‎8．在‎2 L密闭容器中进行反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH>0，测得c(H2O)随反应时间(t)的变化如图。下列判断正确的是(　　)‎ A．0～5 min内，v(H2)＝0.05 mol/(L·min)‎ B．5 min时该反应的K值一定小于12 min时的K值 C．10 min时，改变的外界条件可能是减小压强 D．5 min时该反应的v(正)大于11 min 时的v(逆)‎ 解析　根据题图可知，前5 min内H2O的浓度由1.00 mol/L减小为0.50 mol/L，根据v＝Δc/Δt＝(1 mol/L－0.5 mol/L)/5 min＝0.1 mol/(L·min)，由化学计量数之比等于反应速率之比，则v(H2)＝0.1 mol/(L·min)，A项错误；由图可知，10 min时H2O的浓度继续减小，反应向正反应方向移动，该反应正反应是吸热反应，所以是升高温度，所以5 min时该反应的K值一定小于12 min时的K 值，B项正确，C项错误；根据B的判断，11 min时的温度高于5 min时，根据温度越高反应速率越快，所以5 min时该反应的v(正)小于11 min时的v(逆)，D项错误。‎ 答案　B ‎9．在一密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)　ΔH<0，下列说法正确的是(　　)‎ A．保持容器容积不变，向其中加入1 mol H2(g)，反应速率一定加快 B．保持容器容积不变，向其中加入1 mol N2(N2不参加反应)，反应速率一定加快 C．保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol N2(N2不参加反应)，反应速率一定加快 D．保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，再次平衡时反应速率一定加快 解析　增加反应物的浓度，反应速率加快，A项正确；加入氮气，因为容器体积不变，反应体系中各气体的浓度不变，故反应速率不变，B项错误；保持压强不变，加入氮气，容器体积增大，反应体系中各气体的浓度减小，反应速率减小，C项错误；保持压强不变，再次充入1 mol H2(g)和1 mol I2(g)，则容器容积增大为原来的2倍，再次平衡反应体系中各气体的浓度不变，反应速率不变，D项错误。‎ 答案　A ‎10．向密闭容器中充入物质的量浓度均为 0.1 mol·L－1的CH4和CO2，在一定条件下发生反应CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)‎ A．平衡时CO与H2的物质的量之比为1∶1‎ B．p1、p2、p3、p4由大到小的顺序为p1p3>p2>p1，B项正确；v(CO2)＝＝0.008 mol·L－1·min－1，C项正确；升温，CH4的转化率增大，正反应为吸热反应，K应增大，D项错误。‎ 答案　D 二、不定项选择题 ‎11．硫化氢分解制取氢气和硫磺的反应原理为2H2S(g)S2(g)＋2H2(g)，在‎2.0 L恒容密闭容器中充入0.1 mol H2S，不同温度下测得H2S的转化率与时间的关系如下图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．正反应为放热反应 B．图中P点：v(正)>v(逆)‎ C．‎950 ℃‎时，0～1.25 s生成H2的平均反应速率为0.016 mol·L－1·s－1‎ D．‎950 ℃‎时，该反应的平衡常数的值小于3.125×10－4‎ 解析　据题图知，温度越高，硫化氢的平衡转化率也越高，说明正反应为吸热反应，A项错误；P点反应仍在正向进行，还没有达到平衡，即v(正)>v(逆)，B项正确；据图得‎950 ℃‎时，0～1.25 s生成H2的平均反应速率为＝0.008 mol·L－1·s－1，C项错误；据P点数据计算出该点的浓度熵为3.125×10－4，由于反应将继续正向进行达到平衡，则‎950 ℃‎时，该反应的平衡常数的值大于3.125×10－4，D项错误。 ‎ 答案　B ‎12．(2017·江苏通扬泰淮三模)下列图示与对应的叙述符合的是(　　)‎ A．图甲实线、虚线分别表示某可逆反应未使用催化剂和使用催化剂的正、逆反应速率随时间的变化 B．图乙表示反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0的平衡常数K与温度和压强的关系 C．图丙表示向0.1 mol/L的NH4Cl溶液中滴加0.1 mol/L的HCl溶液时，溶液中随HCl溶液体积变化关系 D．图丁表示常温下向20 mL pH＝3的醋酸中滴加pH＝11的NaOH溶液，溶液的pH随NaOH溶液体积的变化关系 解析　A项，加入催化剂，正、逆反应的速率均会加快，且达到平衡的时间会缩短，错误；B项，平衡常数K仅与温度有关，而图乙中，相同温度、不同压强时，K不相同，错误；C项，NH水解：NH＋H2ONH3·H2O＋H＋，水解平衡常数K＝[c(NH3·H2O)·c(H＋)]/c(NH)，在NH4Cl中加入HCl，c(NH3·H2O)减小，而K不变，所以c(H＋)/c(NH)增大，正确；D项，当加入NaOH为20 mL时，醋酸是过量的，溶液显酸性，a<7，错误。‎ 答案　C ‎13．反应MoS2(s)＋2Na2CO3(s)＋4H2(g)Mo(s)＋2CO(g)＋4H2O(g)＋2Na2S(s)，可用于由辉钼精矿制取钼。在‎2 L的密闭容器中：加入0.1 mol MoS2、0.2 mol Na2CO3和0.4 mol H2(固体体积忽略不计)，测得在不同温度达到平衡时各气体的物质的量分数关系如下图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．容器内的总压：P点0、T1T1，到达50 min时，T2中CH4的物质的量大于T1，说明升高温度向逆反应方向进行，根据勒夏特列原理，正反应的ΔH<0，A项错误；转化率是消耗物质的量与总物质的量比值，因此甲烷的转化率是[(0.5－0.15)/0.5]×100%＝70%，B项错误；40 min达到平衡，断裂C—H，说明反应向正反应方向进行，断裂O—H，说明反应向逆反应方向进行，断裂4 mol C—H消耗1 mol甲烷，断裂4 mol O—H消耗2 mol H2O，与化学计量数之比相等，C项正确；再充入甲烷，虽然平衡向正反应方向进行，但有可能CO2的体积分数减小，D项错误。‎ 答案　C ‎15．T K时，向‎2.0 L恒容密闭容器中充入0.10 mol COCl2，反应COCl2(g)Cl2(g)＋CO(g)，经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表：‎ t/s ‎0‎ ‎2‎ ‎4‎ ‎6‎ ‎8‎ n(Cl2)/mol ‎0‎ ‎0.030‎ ‎0.039‎ ‎0.040‎ ‎0.040‎ 下列说法正确的是(　　)‎ A．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(Cl2)＝0.022 mol·L－1，则反应的ΔH<0‎ B．反应在前2 s的平均速率v(CO)＝0.015 mol·L－1·s－1‎ C．保持其他条件不变，起始向容器中充入0.12 mol COCl2、0.06 mol Cl2和 ‎0.06 mol CO，反应达到平衡前的速率：v正”或“＝”)。‎ ‎(2)一定温度下，向一带活塞的体积为‎2 L的密闭容器中充入2.0 mol SO2和1.0 mol O2，达到平衡后体积变为‎1.6 L，则SO2的平衡转化率为________。‎ ‎(3)在(2)中的反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO2‎ ‎(g)平衡浓度比原来减小的是________(填字母)。‎ A．保持温度和容器体积不变，充入1.0 mol O2‎ B．保持温度和容器内压强不变，充入1.0 mol SO3‎ C．降低温度 D．移动活塞压缩气体 解析　(1)Qc＝＝＝6.25>，该反应逆向移动，v(正)v(逆)的点是________。‎ ‎(3)某密闭容器中发生如下反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)　ΔH<0。下图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。‎ ‎①t2、t3、t5时刻改变的条件依次是________、________、________。‎ ‎②Z的百分含量最低的时间是________。‎ ‎(4)将物质的量均为3.00 mol的物质A、B混合于‎5 L容器中，发生如下反应：‎3A＋B‎2C。‎ 在反应过程中C的物质的量分数随温度变化如右图所示：‎ ‎①T0对应的反应速率v(正)________(填“>”“<”或“＝”)v(逆)。‎ ‎②此反应的正反应为________(填“吸”或“放”)热反应。‎ ‎(5)在一容积为‎2 L的恒容密闭容器内加入0.4 mol A和0.6 mol B，一定条件下发生反应‎2A(g)＋B(g)‎2C(g)，反应中C的物质的量浓度变化情况如下图。‎ 在第5 min时，将容器的体积缩小一半后，若在第8 min达到新的平衡时A的总转化率为75%，请在上图中画出第5 min到新平衡时C的物质的量浓度的变化曲线。 ‎ 解析　(1)①p2先达到平衡，p2压强大，反应速率快。②由p1到p2，增大压强，A的转化率降低，平衡逆向移动，a＋bv(正)，3与之相反。(3)①t2时刻，v(正)与v(逆)同等倍数的增大，平衡不移动，因而改变的条件应该是使用了催化剂；t3时刻，v(正)与v(逆)同时减小，且v(逆)>v(正)，平衡逆向移动，结合反应可知改变的条件是减小压强；t5时刻，v(正)与v(逆)同时增大，且v(逆)>v(正)，平衡逆向移动，结合反应可知改变的条件是升高温度。②根据平衡移动的方向可知，Z的百分含量最低的时间段应该是t6。(4)①T0点应该刚达到平衡，此时v(正)＝v(逆)。②从T0往后，升高温度，C%减小，平衡逆向移动，正反应是放热反应。(5)第5 min时，将容器的体积缩小一半后，c(C)立即变为原来的2倍，即变为0.2 mol·L－1，然后因为压强增大，平衡正向移动，c(C)继续增大。由图可知，5 min达平衡时，A转化了0.2 mol，A总共转化0.4 mol×75%＝0.3 mol，故5～8 min A转化了0.1 mol，‎ 第8 min达到新的平衡时，c(C)＝0.3 mol·L－1。‎ 答案　(1)①<　②<　③>　④>　(2)①<　②<　③3　(3)①‎ 使用催化剂　减小压强　升高温度　②t6　(4)①＝　②放 ‎(5)‎ ‎20．(1)CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图1。‎ ‎①该反应的平衡常数表达式为________。‎ ‎②曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ________(填“>”“＝”或“<”)KⅡ。‎ ‎③在某压强下，合成甲醇的反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如图2所示。‎ T1温度下，将6 mol CO2和12 mol H2充入‎2 L的密闭容器中，5 min后反应达到平衡状态，KA、KB、KC三者之间的大小关系为________。‎ ‎(2)一氧化碳可将金属氧化物还原为金属单质和二氧化碳。四种金属氧化物(Cr2O3、SnO2、PbO2、Cu2O)被一氧化碳还原时，lg与温度(T)的关系如图3。‎ ‎①‎700 ℃‎时，其中最难被还原的金属氧化物是________(填化学式)。‎ ‎②‎700 ℃‎时，一氧化碳还原该金属氧化物的化学方程式中化学计量数为最简整数比，该反应的平衡常数(K)数值等于________。‎ ‎(3)煤炭中的硫主要以黄铁矿形式存在，用氢气脱除黄铁矿中硫的相关反应见下表，其相关反应的平衡常数的对数值与温度的关系如图4。‎ 相关反应 反应热 平衡常数K FeS2(s)＋H2(g)FeS(s)＋H2S(g)‎ ΔH1‎ K1‎ FeS2(s)＋H2(g)Fe(s)＋H2S(g)‎ ΔH2‎ K2‎ FeS(s)＋H2(g)Fe(s)＋H2S(g)‎ ΔH3‎ K3‎ ‎①上述反应中，ΔH1________(填“>”或“<”)0。‎ ‎②1 000 K时，平衡常数的对数lg K1、lg K2和lg K3之间的关系为________。‎ ‎(4)综合利用CO2、CO对构建低碳社会有重要意义。‎ CO和H2在催化剂作用下发生如下反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。对此反应进行如下研究：某温度下在一恒压容器中分别充入1.2 mol CO和1 mol H2，达到平衡时容器体积为‎2 L，且含有0.4 mol CH3OH(g)，则该反应平衡常数为________，此时向容器中再通入0.35 mol CO气体，则此平衡将________________(填“向正反应方向”“不”或“向逆反应方向”)移动。‎ 解析　(1)②从曲线可知Ⅱ的温度高，升高温度，CH3OH的物质的量减小，平衡逆向移动，K减小，故KⅠ>KⅡ。③K只受温度影响，T2时二氧化碳的转化率降低，平衡逆向移动，平衡常数减小，故KA、KB、KC三者之间的大小关系为KA＝KC>KB。‎ ‎(2)①MO＋COM＋CO2，故lg值越大，K值越小，说明反应进行的程度越小，则该种金属越难被还原，故最难被还原的是Cr2O3。②用CO还原Cr2O3的化学方程式为Cr2O3＋3CO2Cr＋3CO2，故反应的平衡常数K＝(10－4)3＝10－12。‎ ‎(3)①由图示可知，lg K1随着温度的升高而增大，即K1随着温度的升高而增大，故升高温度时，平衡正向移动，正反应为吸热反应，ΔH1>0。②根据给定的化学方程式可知，将第一个和第三个化学方程式相加后再将化学计量数同除以2可得第二个化学方程式，故K＝K1·K3，即2lg K2＝lg K1＋lg K3。‎ 平衡时，体积为‎2 L，所以K＝＝50。原平衡时n总＝0.8＋0.2＋0.4＝1.4 mol，体积为‎2 L，‎ 再充入0.35 mol CO，n′总＝1.4＋0.35＝1.75 mol，此时体积为×‎2 L＝‎2.5 L，‎ 此时各组分的浓度为c(CO)＝＝0.46 mol·L－1，c(H2)＝＝0.08 mol·L－1，c(CH3OH)＝＝0.16 mol·L－1，Qc＝≈54>K，平衡逆向移动。‎ 答案　(1)①K＝　②>　③KA＝KC>KB ‎(2)①Cr2O3　②10－12‎ ‎(3)①>　②2lg K2＝lg K1＋lg K3‎ ‎(4)50　向逆反应方向 ‎21．工业生产硝酸铵的流程如下图所示：‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)已知：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)‎ ΔH＝－92.4 kJ· mol－1。‎ ‎①在‎500 ℃‎、2.02×107 Pa和铁催化条件下向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，充分反应后，放出的热量________(填“大于”、“小于”或“等于”)92.4 kJ。‎ ‎②为提高H2的转化率，实际生产中宜采取的措施有________(填字母)。‎ A．降低温度 B．最适合催化剂活性的适当高温 C．适当增大压强 D．减小压强 E．循环利用和不断补充氮气 F．及时移出氨 ‎(2)该流程中铂—铑合金网上的氧化还原反应为4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)。‎ ‎①已知铂—铑合金网未预热也会发热，则随着温度升高，该反应的化学平衡常数K________(填“增大”、“减小”或“不变”)，理由是_______________________‎ ‎____________________________________________________________________。‎ ‎②若其他条件不变，则下列图像正确的是________(填字母)。‎ 解析　(1)①合成氨反应属于可逆反应，不可能进行到底，该条件下反应放出的热量小于92.4 kJ。②降低温度平衡正向移动，但反应速率降低，不适宜实际生产；升高温度、减小压强平衡逆向移动；适当增大压强既加快反应速率又使平衡正向移动；循环利用和不断补充氮气既加快反应速率又使平衡正向移动；及时移出氨减小了生成物浓度，使得平衡正向移动。(2)②因为该反应的正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，H2O的含量减少，D错误；压强增大，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短，同时压强增大平衡逆向移动，NO的产率减小，NH3的转化率减小，A、C正确；催化剂对平衡没有影响，但能加快反应速率，使达到平衡所需时间缩短，B正确。‎ 答案　(1)①小于　②CEF ‎(2)①减小　氨的催化氧化反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，K会减小　②ABC