2022届高三化学大一轮复习化学反应原理专题练_07化学平衡图像分析 WORD版含答案.docx

1、2022届高三化学大一轮复习化学反应原理专题练_07化学平衡图像分析一、单选题（本大题共14小题，共42分）1. 反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)H0已达平衡，如果其他条件不变时，分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图象不相符的是0t1时v(正)=v(逆)；t1时改变条件，t2时重新建立平衡( )A. 增加氧气的浓度B. 增大压强C. 升高温度D. 加入催化剂2. 反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H0)。HI的体积分数HI%随时间变化如曲线()所示。若改变反应条件，HI%的变化如曲线()所示，则改变的条件可能是()A. 恒温条件下，加入适当催

2、化剂B. 恒温条件下，缩小反应容器体积C. 恒容条件下，升高温度D. 恒温条件下，扩大反应容器体积4. 已知：8NH3(g)+6NO2(g)7N2(g)+12H2O(1) HEa(B)Ea(A)D. 升高温度可使容器内气体颜色变浅5. 已知：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-mkJmol-1。在2L密闭容器中通入3molH2和1molN2，测得不同温度下，NH3的产率随时间变化如图所示。下列有关说法正确的是A. H0，T2T1B. 达到平衡时，T1温度对应反应放出热量为mkJC. 平衡时，通入氩气平衡正向移动D. 平衡常数，KaKc6. 将1molCO和2molH2充入密闭容器中，

3、发生反应：CO(g)+2H2(g)催化剂CH3OH(g)H.在其他条件相同时，测得CO平衡转化率(CO)与温度和压强的关系如图。下列说法不正确的是()A. Hv(D)C. 若E点的容器体积为10L，该温度下的平衡常数为k=25D. 工业生产中实际控制的条件200、P2压强，不采用200、P3压强7. 可逆反应mA(s)+nB(g)eC(g)+fD(g)，反应过程中，当其它条件不变时，C的百分含量(C%)与温度(T)和压强(P)的关系如图：下列叙述正确的是()A. 达平衡后，若升温，则K减小B. 达平衡后，加入催化剂C%增大C. 化学方程式中ne+fD. 达平衡后，若增加A的量，B的转化率增大8

4、. 某化学小组研究在其他条件不变时，改变密闭容器中某一条件对A2(g)+3B2(g)2AB3(g)化学平衡状态的影响，得到如图所示的曲线(图中T表示温度，n表示物质的量)。下列判断不正确的是()A. 若T2baC. 达到平衡时A2的转化率大小为bacD. 若T2vb9. CO常用于工业冶炼金属。在不同温度下CO还原四种金属氧化物达平衡后气体中lgc(CO)c(CO2)与温度(t)的关系曲线如图。下列说法正确的是()A. 通过增高反应炉的高度，延长矿石和CO接触的时间，能减少尾气中CO的含量B. CO不适宜用于工业冶炼金属CrC. CO还原PbO2的反应H0D. 工业冶炼金属Cu时，高温有利于提

5、高CO的转化率10. 在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式为反应：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)H=-164.7kJ/mol反应：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)H=+41.2kJ/mol反应：2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)H=-247.1kJ/mol向恒压、密闭容器中通入1molCO2和4molH2，平衡时CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是()A. 反应的平衡常数可表示为K=c(CH4)c(CO2)c4(H2)B. 图中曲线B表示CO的物质的量随温度的变化C. 提高

6、CO2转化为CH4的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂D. CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)的H=-205.9kJ/mol11. 在一定温度下，改变反应物中n(SO2)对反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)HKcKaC. 上述图象可以得出SO2的含量越高得到的混合气体中SO3的体积分数越高D. a、b、c三点中，a点时SO2的转化率最高12. 已知反应：A(g)+B(g)C(g)+D(g)，在一定压强下，按x=n(B)n(A)(A的物质的量始终为1mol)向密闭容器中充入A气体与B气体。图甲表示平衡时，A气体的体积分数(V)与温度(T)、x的关系。图乙表示x=2时

7、，正逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法正确的是( )A. 由图乙可知，T1时，K=1，B的转化率约为33.3B. 图乙中，A线表示正反应的平衡常数C. 图甲中，x2KbB. c点转化率出现突变的可能原因是温度升高催化剂失去了催化活性C. 其它条件不变，温度相同(低于50)CO平衡转化率：阴影部分型型D. 已知50、ts时容器中O2浓度为0.01molL-1，该温度下反应平衡常数为100x2(1-x)214. 焦炭催化还原二氧化硫的化学方程式为2C(s)+2SO2(g)S2(g)+2CO2(g)。一定压强下，向1L密闭容器中充入足量的焦炭和1molSO2发生反应，测得SO2的生成速率与S2

8、(g)的生成速率随温度变化的关系如下图所示，下列说法正确的是A. C点时达到平衡状态B. 该反应的H0C. 增加C的量能够增大SO2的转化率D. T3时增大压强，能增大活化分子百分数二、简答题（本大题共5小题，共58分）15. 丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。C4H10(g)C4H8(g)+H2(g) H=+123kJmol-1回答下列问题：(1)图(a)是该反应平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x0.1(填“大于”或“小于”);欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是(填标号)。A.升高温度B.降低温度C.增大压强D.降低压强(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化

9、剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂)，出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是。(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590之前随温度升高而增大的原因可能是;590之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是。16. 汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，某研究小组在实验室以耐高温试剂Ag-ZSW-5催化，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如下图所示。(1)在nNO:nCO=1条件下，最佳温度应控制在_左右。(2)若不使用CO，温度

10、超过775K，发现NO的分解率降低，其可能的原因为_。(3)用平衡移动原理解释为什么加入CO后NO转化为N2的转化率增大_。17. 700时，若向2L恒容的密闭容器中充入一定量N2和CO2发生反应：N2(g)+CO2(g)C(s)+2NO(g)；其中N2、NO物质的量随时间变化的曲线如图所示。 (1)010min内的CO2平均反应速率v(CO2)= _ molL-1min-1。 (2)图中A点v正 _ v逆(填“”“”、“”或“=”) (4)如果按物质的量之比为2：1充入NO和O2的混合气体，则达到平衡时NO与O2的转化率之比为 _ 。19. 雾霾严重影响人们的生活，汽车尾气排放是造成雾霾天气

11、的重要原因之一。已知汽车尾气排放时容易发生以下反应： N2(g)+O2(g)2NO(g)H1=akJmol-12NO(g)+O2(g)2NO2(g)H2=bkJmol-1CO(g)+12O2(g)CO2(g)H3=ckJmol-12CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)H4请回答下列问题：(1)根据反应，确定反应中H4=_kJmol-1。(2)对于气体参与的反应，表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B)，则反应的Kp=_(用表达式表示)。(3)下列情况能说明反应已达平衡状态的是_(填字母)。A.单位时间内生成1molNO2的同时消耗了1mo

12、lNOB.在恒温恒容的容器中，混合气体的密度保持不变C.在绝热恒容的容器中，反应的平衡常数不再变化D.在恒温恒压的容器中，NO的体积分数保持不变(4)试分析高温下不利于反应自发进行的原因_。(5)探究反应中NO的平衡转化率与压强、温度的关系，得到如图1所示的曲线。试分析实际化工生产中不采用高压的原因_。 (6)探究反应中平衡时CO2的体积分数与反应物中起始n(NO)/n(CO)的比值、温度的关系，得到如图2所示的曲线。在X、Y、Z三点中，CO的转化率从大到小的顺序是_。答案和解析1.【答案】C【解析】略2.【答案】B【解析】【分析】本题考查影响平衡常数的因素、转化率、化学平衡的移动与图象，掌握

13、外界因素对化学平衡的影响、准确分析化学平衡图象是关键，试题侧重对学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力的培养，难度不大。【解答】A.由H0，则正反应为放热反应，随着温度的升高，平衡逆向移动，CH3OH产率降低，故A不符合题意； B.由Hv(B)v(C)，活化能越低，反应速率越快，则Ea(C)Ea(B)Ea(A)，故C正确；D.该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则NO2的浓度增大，容器内气体颜色变深，故D错误。5.【答案】D【解析】【分析】本题主要考查化学平衡图像，涉及到温度对平衡的因素、浓度对平衡的影响、平衡常数的比较等，题目难度不大，掌握基本原理是解答的关键。【解答】A.a曲线到达平

14、衡用去的时间少，所以温度高，即T2T1，升高温度氨气产率减小，说明正反应是放热反应，即HT1，即KaKc，故D正确。6.【答案】C【解析】解：A.从图示可知，压强一定时，温度由200250，CO平衡转化率减小，平衡逆向移动，该反应正反应为放热反应，HD，则化学反应速率：v(C)v(D)，故B正确；C.根据方程式知，E点时CO平衡转化率80%，生成n(CH3OH)=1mol80%=0.8mol，剩余n(CO)=1mol(1-80%)=0.2mol，剩余n(H2)=2mol-1mol80%2=0.4mol，各物质浓度为c(CH3OH)=0.08mol/L，c(CO)=0.02mol/L，c(H2)

15、=0.04mol/L，该温度下的平衡常数为K=c(CH3OH)c(CO)c2(H2)=0.080.02(0.04)2=2500，故C错误；D.从图象可以得知，工业生产中实际控制的条件200、P2压强，增大压强转化率变化不大，而且工业成本调高，得不偿失，故D正确；故选：C。A.压强一定时，升高温度CO转化率降低，平衡逆向移动；B.C、D两点对应的温度相同，压强大的反应速率快；C.根据方程式知，E点时CO平衡转化率80%，生成n(CH3OH)=1mol80%=0.8mol，剩余n(CO)=1mol(1-80%)=0.2mol，剩余n(H2)=2mol-1mol80%2=0.4mol，各物质浓度为c

16、(CH3OH)=0.08mol/L，c(CO)=0.02mol/L，c(H2)=0.04mol/L，该温度下的平衡常数为K=c(CH3OH)c(CO)c2(H2)；D.从图象可以得知，工业生产中实际控制的条件200、P2压强，增大压强CO转化率变化不大。本题以图象分析为载体考查化学平衡计算、外界条件对化学平衡移动影响等知识点，为高频考点，侧重考查图象分析判断及计算能力，明确化学平衡计算方法、温度和压强对化学平衡移动影响原理是解本题关键，图象采用“定一议二”的方法分析，题目难度不大。7.【答案】A【解析】【分析】本题考查化学平衡图象、影响平衡的因素、影响因素等，难度不大，注意掌握平衡移动原理，根

17、据图象判断温度和压强对平衡移动的影响【解答】T2达到平衡时间短，温度较高，而C%含量低，则正反应方向放热，P2达到平衡时间短，压强较大，而C%含量低，则ne+f，催化剂不影响平衡移动，A、达平衡后，若升温，正反应是放热反应，所以K减小，故A正确；B、使用催化剂平衡不移动，C%不变，故B错误；C、P2达到平衡时间短，压强较大，而C%含量低，则ne+f，故C错误；D、达平衡后，若增加A的量，平衡不移动，所以B的转化率不变，故D错误；故选：A。8.【答案】C【解析】【分析】本题主要考查影响化学平衡移动的因素以及影响化学反应速率的因素，为高频考点，明确纵横坐标含义、平衡点位置、温度对化学平衡移动及化学

18、反应速率影响原理是解本题关键，注意转化率大小判断方法，题目难度不大。【解答】A.如果T2ba，故B正确；C.在可逆反应中，随着B2的量的增加，A2的转化率逐渐增大，所以达到平衡时A2的转化率大小为cba，故C错误；D.如果T2vb，故D正确；故选：C。9.【答案】B【解析】【分析】本题考查化学平衡图像分析、温度对化学平衡的影响以及金属的冶炼方法，正确解读图像是解题的关键。【解答】A项，增高反应炉的高度，增大CO与铁矿石的接触时间，不能影响平衡移动，CO的利用率不变，错误；B项，由图像可知用CO冶炼金属铬时，lgc(CO)c(CO2)一直很大，说明CO转化率很低，不适宜用CO冶炼金属Cr，正确；

19、C项，由图像可知CO还原PbO2时，温度越高，lgc(CO)c(CO2)越大，说明CO转化率越低，即升高温度，平衡逆向移动，故H1，故C错误；D.该反应反应前后气体的分子数不变，若在恒容绝热装置中进行上述反应，反应放热，达到平衡时，装置内的温度升高，则气体压强将增大，故D错误。13.【答案】C【解析】解：A.转化率先增大后减小，说明升高到一定温度时，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，温度低的平衡常数大，反应在a、b二点对应的平衡常数大小关系：KaKb，故A正确；B.催化剂失去了催化活性，反应速率慢达不到平衡状态，所以转化率低于C点，故B正确；C.催化剂不能改变平衡转化率，其它条件不变，温度相同

20、(低于50)CO平衡转化率：阴影部分=型=型，故C错误；D.设初始一氧化碳的浓度为c(CO)=amol/L，已知50CO转化率为x，平衡时c(CO)=amol/L(1-x)，c(CO2)=axmol/L平衡常数k=c2(CO2)c2(CO)c(O2)=(ax)2a2(1-x)20.01=100x2(1-x)2，故D正确；故选：C。由图象可知随着温度的升高，转化率先增大后减小，则正反应为放热反应，图中a没有达到平衡状态，图中b、c达到平衡状态，催化剂型的催化效率较高，以此解答该题。本题考查化学平衡的影响因素以及图象的分析，为高考常见题型和高频考点，侧重考查学生的分析能力，注意把握图象的分析，为解

21、答该题的关键，题目难度中等。14.【答案】A【解析】【分析】本题考查化学反应速率的图像分析，难度一般，解题的关键是对题干信息的解读和对基础知识的灵活运用。【解答】A.SO2的生成速率与S2(g)的生成速率达到平衡的时候，两者成正比，为2:1。C点时，SO2的生成速率与S2(g)的生成速率比为2:1，说明正反应速率与逆反应速率相等，达到平衡状态，故 A正确；B.根据题意随着温度的升高，v生(SO2)超过了v生(S2)的2倍，所以反应向逆反应方向移动，升高温度向吸热反应方向移动，逆反应为吸热的，正反应为放热的，H0，故 B错误；C.增加C的量，没有影响C的浓度，不影响平衡的移动，SO2的转化率不变

22、，故 C错误；D.T3时增大压强，活化分子浓度增加，但是百分数不变，故D错误。故选A。15.【答案】(1)小于 AD(2)氢气是产物之一，随着n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大(3)升高温度有利于反应向吸热方向进行温度升高反应速率加快 丁烯高温裂解生成短链烃类【解析】【分析】本题考查盖斯定律以及化学平衡的影响因素，为高频考点，把握图象分析温度、压强对平衡移动的影响为解答的关键，侧重分析与应用能力的考查，注意化学平衡在实际生产中的应用，题目难度中等。【解大】(1)C4H10(g)+12O2(g)=C4H8(g)+H2O(g)H2=-119kJmol-1H2(g)+12O2(g)=H2O(

23、g)H3=-242kJmol-1-得C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g)H1=+123kJmol-1由a图可知温度相同时，由0.1MPa变化到xMPa，丁烷转化率增大，即平衡正向移动，该反应是气体体积增大的反应，所以x的压强更小，x AD【解析】解：(1)N2为反应物，反应中其物质的量逐渐减小，NO为生成物，反应过程中其物质的量逐渐增大，结合图示可知，010min内，反应生成NO的物质的量0.4mol，消耗N2的物质的量为0.45mol-0.25mol=0.2mol，结合方程式可知n(CO2)=n(N2)，则010min内的CO2平均反应速率v(CO2)=0.2mol2L10min=0

24、.01molL-1min-1，故答案为：0.01；(2)图中A点之和NO的物质的量继续增大，说明此时反应正向进行，没有达到平衡状态，则v正v逆，故答案为：；(3)第10min时改变条件，NO物质的量增加，生成速率增大，氮气物质的量减小，反应速率增大，证明改变的条件是增大了反应速率，反应正向进行，A.加催化剂可加快反应速率，满足条件，故A正确；B.改变固态的物质的量，反应速率不变，则增大C的物质的量不影响化学反应速率，故B错误；C.减小CO2的物质的量，反应逆向进行，反应速率减小，故C错误；D.升温可加快反应速率，故D正确；E.降温反应速率减小，图象变化不符合，故E错误；故答案为：AD。(1)N

25、2为反应物、NO为生成物，结合图示可知，010min内，反应生成NO的物质的量0.4mol，消耗N2的物质的量为0.45mol-0.25mol=0.2mol，结合方程式可知n(CO2)=n(N2)，结合v=ct计算；(2)图中A点反应未达到平衡状态，生成物NO物质的量随时间继续增大；(3)第10min时改变条件后，NO的物质的量增加，生成速率增大，氮气物质的量减小，反应速率增大，证明改变的条件是增大了反应速率，反应正向进行，以此进行判断。本题考查化学平衡及其影响，为高频考点，把握图示曲线变化的意义为解答关键，注意掌握反应速率表达式、外界条件对反应速率的影响，试题侧重考查学生的分析能力及化学计算

26、能力，题目难度不大。18.【答案】b 0.0015 cd 1：1【解析】解：(1)由图及表中数据可以看出，c为NO的浓度变化曲线，则3min内n(NO)=0.020mol-0.007mol=0.013mol，n(NO2)=0.013mol，c(NO2)=0.013mol2L=0.0065mol/L，所以表示NO2变化曲线的是b；用NO表示从02s内该反应的平均速率0.020mol-0.008mol2L2s=0.003molL-1s-1，用O2表示从02s内该反应的平均速率v=0.0032molL-1s-1=0.0015molL-1s-1，故答案为：b；0.0015；(2)a.及时分离出NO2气

27、体，虽然平衡正向移动，但反应速率没有增大，故a错误；b.选择高效催化剂，反应速率增大，但平衡不发生移动，故b错误；c.增大O2的浓度，反应速率增大，平衡正向移动，故c正确；d.压缩体积为1L，反应物和生成物的浓度都增大，反应速率加快，平衡正向移动，故d正确；e.等温等容时，充入氦气，虽然压强增大，但反应物和生成物的浓度不变，反应速率不变，平衡不发生移动，故e错误；f.等温等压时充入氦气，容器的体积增大，反应物和生成物的浓度都减小，反应速率减小，平衡逆向移动，故f错误；故答案为：cd；(3)若将2molNO和1molO2充入一个密闭容器中，保持一定温度进行反应：2NO(g)+O2(g)=2NO2

28、(g)，随着反应的进行，气体的物质的量减小，压强减小，所以恒压条件相当于恒容条件下加压，平衡正向移动，所以NO2的物质的量a与b的关系是：ab，故答案为：；(4)如果按物质的量之比为2：1充入NO和O2的混合气体，刚好符合反应方程式中的化学计量数关系，则达到平衡时NO与O2的转化率相等，转化率之比为1：1，故答案为：1：1。(1)由图及表中数据可以看出，c为NO的浓度变化曲线，根据题中数据和方程式计算出平衡时c(NO2)，从而确定表示NO2变化曲线；先计算用NO表示从02s内该反应的平均速率，结合反应速率之比等于化学计量数之比得出v(O2)；(2)根据勒夏特列原理判断：改变影响化学平衡的一个因

29、素，平衡向能够减弱这种改变的方向移动；(3)该反应是气体体积减小的反应，恒压条件相当于恒容条件下加压，平衡正向移动；(4)当反应物的起始投入量之比等于化学计量数之比时，反应物的转化率相同。本题考查化学平衡相关知识，侧重考查学生分析能力和识图能力，注意题中(2)中及时分离出NO2气体，平衡正向移动，我们会错误地认为反应速率增大。其实，在生成物浓度减小的同时，反应物浓度没有增大，所以速率不会增大。19.【答案】(1)2c-a (2)p2(NO)p(N2)p(O2)(3)CD(4)因为该反应的H0，SYX【解析】【分析】本题考查盖斯定律的应用、平衡常数的表达式、化学平衡状态的判断、自由能判据的应用、

30、浓度对化学平衡移动的影响等，题目难度中等，熟练掌握化学反应原理是解题的关键。【解答】(1)已知：N2(g)+O2(g)2NO(g)H1=akJmol-1CO(g)+12O2(g)CO2(g)H3=ckJmol-1根据盖斯定律，将2-，得：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g)H4=(2c-a)kJmol-1。(2)根据平衡常数Kp用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B)标示可知，N2(g)+O2(g)2NO(g)的Kp=p2(NO)p(N2)p(O2)。(3)A.单位时间内生成1molNO2的同时消耗了1molNO，描述的都是正反应速率，不能说明反应已达平

31、衡状态，故错误；B.气体的质量不变，体积不变，混合气体的密度始终保持不变，不能说明反应已达平衡状态，故错误；C.在绝热恒容的容器中，反应达到平衡时容器内气体的温度不再变化，平衡常数不再变化，能说明反应已达平衡状态，故正确；D.在恒温恒压的容器中，NO的体积分数保持不变，说明气体的体积分数也保持不变，能说明反应已达平衡状态，故正确。(4)反应的H0，S0根据G=H-TS，高温下G可能大于0，反应将不能自发进行。(5)根据图1可知，常压时NO的平衡转化率已较高，压强越高，对设备的要求越高，消耗的能量越多，会增加生产成本。(6)温度一定，随反应物NO、CO的起始物质的量比增大，X-Y反应正向进行，氧化碳的转化率XY，Y-Z平衡正向进行，一氧化氮增大会提高一氧化碳的转化率，则YYX。