2022届高三化学一轮复习 化学反应原理题型必练15 化学平衡基于图标的分析计算(含解析).docx
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- 2022届高三化学一轮复习 化学反应原理题型必练15 化学平衡基于图标的分析计算含解析 2022 届高三 化学 一轮 复习 化学反应 原理 题型 15 化学平衡 基于 图标 分析 计算 解析
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1、化学平衡基于图标的分析计算非选择题(共20题)1工业合成氨反应为:N2(g)+3H2(g)2 NH3(g),在773K时分别将2 mol N2和6 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中,随着反应的进行,气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间t的关系如下表:t/min051015202530n(H2)/mol6.004.503.603.303.033.003.00n(NH3)/mol01.001.601.801.982.002.00计算:(1)前10分钟内平均反应速率v(N2)=_。(2)该温度下此反应的平衡常数K=_。(3)该温度下,若向同容积的另一容器中投入的N2、H2、
2、NH3浓度分别为3molL-1、3molL-1、3molL-1,通过计算判断此时v正和v逆相对大小_。2一定条件下,向2L恒容密闭容器中充入1mol PCl5,发生反应:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)反应过程中测定的部分数据见表(反应过程中条件不变);t/s060150250350450n(PCl3)/mol00.120.190.20.2x请回答下列问题:(1)x的值是_。(2)060s内,用PCl3的浓度变化表示的化学反应速率是_。(3)60s时,PCl5的转化率是_。(4)达平衡时,容器中Cl2的体积分数是_(结果保留一位小数),由表中数据计算此条件下,该反应的平衡常数是_mo
3、lL-1。3氮氧化物是空气的主要污染物之一,研究氮氧化物的性质对于防治空气污染有重要意义。温度为T1时,在三个容积均为1L的密闭容器中发生反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)H0。实验测得:v正=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k正c2(NO)c(O2),v逆=v(NO2)消耗=k逆c2(NO2),k正、k逆为速率常数,受温度影响。回答下列问题:容器编号物质的起始浓度/molL1物质的平衡浓度/molL1c(NO)c(O2)c(NO2)c(O2)0.60.300.20.5x0.30.30.250.2(1)温度为T1时,=_;当温度升高为T2时,k正、k逆分别增大m倍和n倍,则m_n(
4、填“”、“或“=”)。(2)若容器中达到平衡时=1,则NO的转化率为_。(3)容器中起始时v正_v逆(填“”、“”或“=”),理由是_。(4)T1时,在1L密闭容器中按照一定比例充入NO(g)和O2(g),达到平衡时NO2(g)的体积分数(NO2)随的变化如图所示,则A、B、C三点中NO的转化率最大的是_;当=2.3时,达到平衡时(NO2)可能是D、E、F三点中的_。4汽车尾气是城市主要空气污染物,利用反应2NO(g) +2CO(g) N2+2CO2(g)可实现汽车尾气的无害化处理。向甲、乙两个体积都为2.0 L的恒容密闭容器中分别充入2mol CO和2 mol NO,分别在T1、T2温度下,
5、经过一段时间后达到平衡。反应过程中n(CO2)随时间(t)变化情况见下表:时间/s0246810甲容器(T1)n(CO2)/mol00.721.201.601.601.60乙容器(T2)n(CO2)/mol00.601.001.401.701.70(1)T1_T2(填“”、“”或“=”下同),该反应H_0。(2)乙容器中,24s内N2的平均反应速率(N2)=_。(3)甲容器中NO平衡转化率为_,T1温度下该反应的平衡常数为_。(4)该反应达到平衡后,为提高反应速率同时提高NO的转化率,可采取的措施有_(填字母序号)。a增大NO浓度 b压缩容器体积 c移去部分N2 d改用高效催化剂5生产实践和科
6、学研究中的大量事实说明,为了使化学反应更好地服务于人类,需要从化学反应的快慢和进行的程度这两个角度进一步认识它们。在一定温度下,向1.0L密闭容器中加入0.60molX(g),发生反应。测得反应物X的浓度与反应时间的数据如下表:反应时间t/min01234680.600.420.300.210.15a0.0375(1)写出两种提高该化学反应速率的措施_。(2)2min时Y的物质的量为_mol。(3)分析该反成中反应物的浓度与时间的规律,得出的结论是_。由此规律推出尺应在6min时反应物的浓度a为_。(4)某一时刻反应达到平衡,若此时,则Z的物质的量浓度为_。6向1L恒容密闭容器中加入12g活性
7、炭和NO,发生反应:H。在下,反应进行到不同时刻测得各物质浓度的部分数据如下:01020304050NO1.000.400.200.300.30N200.400.600.60CO200.600.60(1)10min时,混合气体的平均摩尔质量为_。(2)T1时,该反应的平衡常数K=_。(3)30min后,若只改变一个条件,反应重新达到平衡时各物质的浓度如上表所示,则改变的条件可能是_(填字母)。a.加入一定量的活性炭 b.改变反应体系的温度c.缩小容器的体积 d.通入一定量的NO(4)若30min后升高温度至,重新达到平衡时,容器中NO、的浓度之比为7:3:3,则该反应的H_(填“”)07为了净
8、化汽车尾气,目前工业上采用CO与NO在催化剂的作用下反应转化为无害气体的工艺:。某实验小组在实验室进行模拟实验。250条件下,在5L恒容密闭容器内通入等物质的量的CO和NO,测得n(CO)随时间的变化情况如下表:时间/s012345n(CO)/mol0.400.350.310.300.300.30回答下列问题:(1)02s内用N2表示的反应速率是_。(2)平衡时CO2的物质的量浓度为_。(3)达到平衡时,反应前后总压强之比p(前):p(后)=_。(4)达到平衡时,NO的转化率为_。8已知反应2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)H2O(g)在某温度下的平衡常数为400。此温度下,在密闭容器中
9、加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:物质CH3OHCH3OCH3H2O浓度/(molL1)0.440.60.6(1)比较此时正、逆反应速率的大小:v(正)_v(逆)(填“”“”或“”)。 (2)若加入CH3OH后,经10min反应达到平衡,此时CH3OH的转化率_ ,该时间内反应速率v(CH3OH)_ molL1min1。9为测定镀锌铁皮锌镀层厚度(Zn)=7.14gcm-3,某兴趣小组同学截取三块形状规则、大小相近的长方形铁皮(来自同一块镀锌铁皮),量出其长度与宽度,计算得铁片单侧面积;用稀硫酸进行定量试验,数据如下:实验序号铁片单侧面积/cm2反应前质量/g反应后质量/g12
10、5.0514.62513.803224.9514.56613.746324.8914.48912.789该镀锌铁皮锌镀层厚度为_cm(保留2位有效数字);写出简要计算过程。10T1温度时在容积为2L的恒容密闭容器中只充入1.00molNO2气体发生反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) H”、“”“”“”、“”或“=”,下同),原因是:_ 。平衡时,K甲_K乙(2)汽车尾气中CO与H2O(g)在一定条件下可以发生反应:CO(g)+ H2O(g)CO2(g)+H2(g) H20.820 时在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中,起始时按照下表进行投料,达到平衡状态,K=1.0.起始物质的量甲乙丙n
11、(H2O)/mol0.100.200.20n(CO)/mol0.100.100.20平衡时,甲容器中CO的转化率是_(填“”、“=”、“”或“无法判断”);丙容器中n(CO)为_mol。20向VL恒容密闭容器中充入amolCO与2amolH2,发生如下反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同压强下的平衡转化率与温度的关系如图所示。(1)压强P1_P2(填“”、“”或“=”)(2)在100、P1压强时,反应的平衡常数为_(用含a,V的代数式表示)。(3)上述条件下达平衡后,再向容器中充入amolCO与2amolH2,重新达到平衡后,CO的体积分数_(填“增大”、“减小”或“不变
12、”)。参考答案10.08 molL-1min-1 (molL-1)-2 v正v逆 【详解】(1) 由化学反应方程式N2(g)+3H2(g)2 NH3(g)可知,前10min氨气的反应速率为v(NH3)=,速率之比等于化学计量数之比,所以v(N2)= v(NH3)= 0.08 molL-1min-1,故答案为:0.08 molL-1min-1(2) 此时平衡常数为:(molL-1)-2,故答案为:(molL-1)-2;(3) 该温度下,若向同容积的另一容器中投入的N2、H2、NH3浓度分别为3molL-1、3molL-1、3molL-1,根据(molL-1)-2K,因为QcK,所以反应正向进行,
13、故v正v逆,故答案为:v正v逆。20.2 0.001molL-1s-1 12% 16.7% 0.025 【详解】(1)250s时反应即已经达到了平衡状态,所以450s时仍然为平衡状态,x=0.2;(2)060s内,PCl3的物质的量增加了0.12mol,容器体积为2L,则PCl3浓度增加了0.06mol/L,用PCl3的浓度变化表示的化学反应速率是=0.001molL-1s-1;(3)60s时,PCl3的物质的量增加了0.12mol,则PCl5消耗了0.12mol,PCl5的转化率是100%=12%;(4)达平衡时,PCl3的物质的量为0.2mol,根据方程式,Cl2的物质的量也为0.2mol
14、,反应的PCl5为0.2mol,剩余的PCl5为0.8mol,所以容器中Cl2的体积分数是100%=16.7%;平衡时各物质的浓度为:c(PCl3)=c(Cl2)=0.1mol/L,c(PCl5)=0.4mol/L,则该反应的平衡常数是=0.025molL-1。31.25 20% 通过计算可知Qc=1.78K,反应向逆反应方向移动,所以v正v逆 A F 【分析】依据公式并结合平衡状态V正=V逆,借助平衡三行式进行计算即可。【详解】(1)结合v正=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k正c2(NO)c(O2),得出k正=;利用v逆=v(NO2)消耗=k逆c2 (NO2),得出k逆=,因为v(NO)
15、消耗=v(NO2)消耗,所以=K; K=1.25;2NO(g)+O2(g)2NO2(g)H0,此反应正反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,由于K,当温度升高为T2时,k正、k逆分别增大m倍和n倍,则mn;(2)设起始量氧气物质的量浓度为x,消耗浓度为y,达到平衡时=1,故0.5-2y=0.3+2y,y=0.05,NO的转化率=20%;(3)容器中起始时v正v逆,因为 Qc=1.78K=1.25,反应向逆反应方向进行,所以v正v逆;(4)总物质的量一定时,氧气的浓度越大,NO的转化率越大,故A点最大,两者按2:1充入时,NO2的体积分数最大,当比值增大后,二氧化氮的体积分数减小
16、,当=2.3时,达到平衡时(NO2)可能是F点。【点睛】考查化学平衡计算,注意掌握三段式在化学平衡计算中的应用,特别注意平衡时V正=V逆,QcK时平衡逆向移动。4 0.05mol/(Ls) 80 160 b 【分析】根据表格数据,甲容器中达到平衡时间短,反应的温度高,结合温度对平衡的影响和v=,利用三段式分析解答。【详解】(1) 2NO(g) +2CO(g) N2+2CO2(g),向甲、乙两个体积都为2.0L的恒容密闭容器中分别充入2mol CO和2 mol NO,分别在T1、T2温度下,经过一段时间后达到平衡,甲容器达到平衡需要的时间短,则反应速率快,说明反应温度T1T2;达到平衡状态时,乙
17、中CO2的物质的量大于甲中CO2的物质的量,说明降低温度,平衡正向进行,则正反应为放热反应,H0,故答案为:;(2)乙容器中,24s内N2的平均反应速率v(N2)=v(CO2)= =0.05molL-1s-1,故答案为:0.05molL-1s-1;(3) 甲容器中,NO平衡转化率=100%=80%;容器的体积为2L,则平衡常数K=160,故答案为:80%;160;(4)a增大NO浓度,NO的转化率降低,故a不选;b压缩容器体积,压强增大,反应速率加快,平衡正向移动,NO的转化率增大,故b选;c移去部分N2,反应速率减慢,故c不选;d改用高效催化剂,平衡不移动,NO的转化率不变,故d不选;故答案
18、为:b。5升高温度、增大X的浓度等 0.30 每间隔2min,x的浓度减少为原来的一半 0.075 2(0.6-n) 【详解】(1)增大反应物X的浓度,升高温度均可以提高该反应的化学反应速率;(2)由表中数据可知,0-2min内消耗X的物质的量为(0.60mol/L-0.30mol/L)1.0L=0.30mol,由化学方程式可知,2min时生成Y的物质的量为0.30mol;(3)从表中数据可知,X的浓度变化的规律为每间隔2min,X的浓度为原来的一半,根据此规律可知,a为0.15的一半,即0.075;(4)在某一时刻反应达到平衡,若此时c(X)=nmol/L,则消耗X的物质的量浓度为(0.60
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