化学平衡图像分析（解析版）.docx

1、专项训练 化学平衡图像分析（解析版）1已知反应。图表示反应物的平衡转化率与投料比的关系；图表示一定量的和在密闭容器中反应时，的百分含量与温度和时间的关系。下列判断错误的是A曲线a表示的平衡转化率与投料比的关系BM点时，投料比CD保持其他条件不变，对M点的体系压缩体积，平衡向正反应方向移动【答案】B【详解】A投料比越大，X的转化率越小，Y的转化率越大，结合图像可知曲线a表示的平衡转化率与投料比的关系，故A正确；BM点时，X、Y的转化率相等，则满足化学计量数之比，即=2，故B错误；C由图可知温度升高时，X的百分含量增加，则平衡逆向移动，逆向为吸热反应，正向为放热反应，故C正确；D该反应正向气体分子

2、数减少，保持其他条件不变，对M点的体系压缩体积，平衡向气体分子数减小的方向进行，即向正反应方向移动，故D正确；故选：B。2碳热还原氧化锌反应可用于循环制氢。碳热还原氧化锌的主要反应如下：反应：；反应：，在不同容器中分别发生反应、反应，不同压强(或)下分别达平衡时，两个反应中随温度变化的关系如图所示。下列说法正确的是A压强大小：B在图中所示条件下，反应可表示为C选择反应的比值大于反应的条件，将C与ZnO置于同一密闭容器中，碳热还原氧化锌反应能顺利进行D一定条件下将C与ZnO置于同一密闭容器中反应，的比值越大，平衡时气体中的比值越小【答案】C【详解】A反应是一个气体分子数增大的反应，压强应为P1K

3、C升高温度，、增大倍数：D时发生反应，测得，则【答案】C【详解】AM和N点反应未达到平衡，则(正)(逆)，(正)(逆)，反应过程中v(正)不断减小，则(正)(正)，则(正)(逆)，故A错误；BL点时，顺1，2-二甲基环丙烷和逆1，2-二甲基环丙烷的质量分数相等，由方程式(顺式)(反式)可知，此时顺1，2-二甲基环丙烷转化了一半，转化率为50，此时反应未达到平衡，平衡正向进行，Q(浓度商)K，平衡向逆反应方向移动，则CO的消耗速率大于其生成速率，选项A正确；B由分析可知，该反应为吸热反应，反应的H0，选项B错误；C温度是K即时，根据图像可知，lgc(CO)=1，c(CO)=10mol/L，K=c

4、4(CO)=10000，选项C错误；D反应的化学平衡常数K=c4(CO)，平衡常数为温度函数，温度不变，平衡常数不变，则温度不变时，将R点状态的容器体积扩大，重新达到平衡时，c(CO)不变，则气体的压强不变，选项D错误；故选A。9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如下：反应I：CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) H=-164.7 kJmol-1反应：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) H=+41.2 kJmol-1反应：2CO(g)+2H2(g) CO2(g)+CH4(g)H=-247.1 kJmol-1向恒压、密闭容器中通入1

5、mol CO2和4 mol H2，平衡时CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化曲线如图所示。则图中曲线A表示的物质是ACOBCH4CCO2D无法确定【答案】B【详解】随着温度的升高，对于反应，平衡逆向移动，c(CH4)减小，c(CO2)增大；对于反应，平衡正向移动，c(CO)增大，c(CO2)减小；对于反应，平衡逆向移动，c(CH4)、c(CO2)减小，c(CO)增大，从图看，温度升高，A的物质的量减小，由此判断曲线A为CH4，C的物质的量随温度升高而增大，则曲线C为CO，反应、为放热反应，反应为吸热反应，升高温度时，要看温度对三个反应的影响程度，所以n(CO2)可以增大，可以减小，对应图

6、中曲线B，故选B。10向刚性容器中，按物质的量之比为3：1充入H2和CO2发生反应：2CO2(g)6H2(g) C2H4(g)4H2O(g)。反应相同时间，CO2(g)的转化率随温度的变化关系如图所示，下列说法错误的是AH2(g)的转化率随温度的变化关系图与上图完全相同B该反应在低温下能自发进行CT2时容器内压强为p0，该反应的Kp=()3DM、N两点时容器内压强相等【答案】D【详解】A反应的投料比恰好等于系数比，所以H2(g)转化率随温度的变化关系图与CO2(g)转化率随温度的变化关系图完全相同，A项正确；B反应开始时，CO2(g)转化率随温度升高而增大，反应达到平衡后，随温度升高，CO2转

7、化率减小，所以该反应的焓变H0，B项正确；CN点容器内压强为p0，T2平衡时CO2(g)转化率为50%，假设起始时充入3molH2，列三段式如下：平衡时分压分别为： p0、p0、p0、p0反应的Kp=，C项正确；DM、N两点对应的温度不同，所以两容器内压强不相等，D项错误；故选：D11在600K下，按初始投料比分别为1：1、1：2、1：3投料，发生反应为。测得不同压强下，CO平衡转化率如图所示。下列叙述正确的是A曲线X代表起始投料比为1：1B，该反应达到平衡状态C若其他条件不变，升高温度会使对应的曲线上移Dm点对应的的平衡转化率为60%【答案】D【详解】A相同温度下，氢气投料越多，平衡向右移动

8、，CO的平衡转化率越大，故曲线X代表1 : 3投料，A项错误；B该反应达到平衡状态时，v正(H2)=2v逆(CH3OH)，B项错误；C生成甲醇是放热反应，其他条件不变，升高温度，CO的平衡转化率降低，平衡曲线均下移，C项错误；D曲线Y代表1 : 2投料，即起始按化学计量数投料，则CO、H2的平衡转化率相等，D项正确；故选D。12碳热还原氧化锌反应可用于循环制氢。碳热还原氧化锌的主要反应如下：反应I；反应在不同容器中分别发生反应I、反应，不同压强(P1或P2)下分别达平衡时，两个反应中随温度变化的关系如图所示。下列说法正确的是A压强大小：B在如图所示条件下，反应I可表示为 C选择反应的小于反应I

9、的条件，将C与ZnO置于同一密闭容器中，碳热还原氧化锌反应能顺利进行D一定条件下将C与ZnO置于同一密闭容器中反应，当时，增大的值，可减少平衡时气体中的含量【答案】D【详解】A已知反应是一个正反应为气体体积增大的方向，即增大压强，平衡逆向移动，则同温下压强越大，越小，结合题干图示信息可知，压强大小：，A错误；B由题干图示信息可知，压强相同的情况下，升高温度，减小，说明升高温度，反应I的平衡正向移动，则正反应是一个吸热反应，即在如图所示条件下，反应I可表示为 ，B错误；C由题干图示信息可知，选择反应的小于反应I的条件，将C与ZnO置于同一密闭容器中，此时反应I的平衡常数为K=在0.110左右，平

10、衡常数很小，即碳热还原氧化锌反应不能顺利进行，C错误；D一定条件下将C与ZnO置于同一密闭容器中反应，当时，增大的值，即增大C的用量，促使进行反应，故可减少平衡时气体中的含量，D正确；故答案为：D。13在刚性密闭容器中充入气体，容器内反应为，在和时，测得的物质的量随时间的变化如图所示，下列说法错误的是A时，内的平均反应速率为B温度C若增大的起始浓度，平衡时比原平衡小DM点和N点的平衡常数【答案】B【详解】A时，内的平均反应速率为，A项正确； B由图可知，反应在温度下比温度下先达到平衡状态，所以，由于平衡时比平衡时的少，故升高温度，平衡向生成的方向移动，即向吸热反应方向移动，所以，B项错误；C增

11、大的起始浓度相当于增大压强，平衡向左移动，减小，C项正确； D正反应是吸热反应，M点的温度高于N点，温度越高，平衡常数越大，平衡常数，D项正确；故选B。14时，存在如下平衡：。该反应正、逆反应速率与的浓度关系为：，(是速率常数)，且与的关系如图所示，下列说法正确的是A图中表示的是线B时，往刚性容器中充入一定量，平衡后测得为，则平衡时C时，该反应的平衡常数D时向恒容密闭容器中充入，某时刻，则此时的转化率为【答案】C【分析】因，则；，同理可得：，由函数关系可知的斜率大于，结合图像可知线应为，线应为，据此分析解答。【详解】A由以上分析可知线应为，故A错误；B由以上分析可知线应为，又，结合图像可知当=

12、0时，=a，则，平衡后测得为，则平衡时，故B错误；C线应为，当=0时，=a+2，则，反应达到平衡状态时：，=100，故C正确；D某时刻，此时，则此时的转化率=，故D错误；故选：C。15CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应：反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) H1反应：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) H2恒压，投入1 mol CO2和适当过量的H2，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。其中：CH3OCH3的选择性=100%下列说法中不正确的是AH10，H20B温度高于300，反应正

13、移程度超过反应逆移程度C220时，反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%(即图中A点)。此时反应和均未达到平衡状态D若平衡时CH3OCH3的选择性为48%，则体系中c(CH3OCH3)c(CO)=4852【答案】D【详解】A根据图像分析可知：反应达到平衡状态后，升高温度，CH3OCH3(g)的选择性减小，CO2(g)转化率增大，说明升温反应正向进行，反应为吸热反应，H10，反应逆向进行，正反应为放热反应，H20，A正确；B温度高于300，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是：反应的H10，反应的H20，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平

14、衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度，B正确；C2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) H20，CH3OCH3的选择性=，化学平衡正向进行，二甲醚物质的量增大，二氧化碳物质的量减小，二甲醚选择性增大，A点对于反应是未达到平衡，反应是吸热反应，随着温度升高，平衡正向进行，二氧化碳转化率增大，则A点对于反应也未达到平衡状态，C正确；DCH3OCH3的选择性=分析，设生成CH3OCH3物质的量为x mol，生成CO物质的量为y mol，反应的二氧化碳为(2x+y) mol，得到=48%，则体系中c(CH3OCH3)c(CO)=613，D错误；故合理选项是D。16在一定条件下

15、，某恒容密闭容器中发生反应：，其他条件相同时，在甲、乙两种催化剂(催化剂活性不受压强影响)的作用下，反应相同时间，A的转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是A平均反应速率：Bc点即时反应速率：v(正)v(逆)C时，催化剂活性：甲v(逆)，故B错误；C时，反应相同时间，乙容器中A的转化率大于甲，说明催化剂活性：甲乙，故C正确；D后，甲中A的转化率下降的原因是温度升高，催化剂的活性降低，反应速率减慢，故D错误；选C。17在盛有载氧体的恒容密闭容器中充入空气，发生反应：。平衡时的体积分数随反应温度变化的曲线如图所示。下列说法错误的是AB该反应的平衡常数表达式为C在时加入催化剂，平衡时D达到平衡

16、状态后，充入纯氧，再次达到平衡后，【答案】C【详解】A平衡时的体积分数随温度升高而增大，则升温平衡左移，A正确；B 该反应方程式为，则按定义，其平衡常数表达式为，B正确；C 由图知，在时平衡时，催化剂通常能加快反应但不影响平衡，则加入催化剂时，C不正确；D 达到平衡状态后，充入纯氧不影响平衡常数，则再次达到平衡后，D正确；答案选C。18利用和CO反应生成的过程中主要涉及的反应如下：反应 kJmol-1反应 kJmol-1的产率，的选择性。保持温度一定，在固定容积的密闭容器中进行上述反应，平衡时和的产率及CO和的转化率随的变化情况如图所示。下列说法不正确的是A当容器内气体总压不变时，反应达到平衡

17、状态75aB曲线c表示的产率随的变化C，反应达平衡时，的选择性为50%D随着增大，的选择性先增大后减小【答案】B【详解】A反应I、可以合并为反应2CO(g)+2H2(g)=CH4(g)+CO2(g)，是气体总体积缩小的反应，当固定密闭容器内总压不变时则反应I、都达到平衡状态，A正确；B通过总反应式2CO(g)+2H2(g)=CH4(g)+CO2(g)，随着n(H2)的增加，超过1时，CH4的产率n(CO)受CO浓度影响，故CH4的产率曲线会先增大后平缓，应该是a曲线，B错误；C通过总反应式2CO(g)+2H2(g)=CH4(g)+CO2(g)，当=0.5时，生成物n(CH4)=n(CO)，故C

18、H4的选择性为50%，C正确；D随着的不断增加，作为反应的生成物浓度不断增加会抑制CO2的生成，故CO2选择性先增大后减小，D正确；故选B。19氨催化氧化是硝酸工业的基础。工业上以氨气和氧气为原料，利用“氨催化氧化法”生产NO，在Pt-Rh合金催化剂作用下，发生主反应和副反应：4NH3(g) + 5O2(g) 4NO(g) + 6H2O(g) 4NH3(g) + 3O2(g) 2N2(g) + 6H2O(g)现将1 mol NH3、2 mol O2充入1L恒容密闭容器中，在上述催化剂作用下，反应相同时间内，生成物的物质的量随温度变化曲线如图所示：已知：有效转化率=100%下列说法不正确的是A该

19、催化剂在低温时对反应的选择性更好B520时，NH3的有效转化率约为66.7%C工业上氨催化氧化生成NO时，最佳温度应控制在840左右D高于400，n(N2)随温度升高而下降可能是反应的平衡逆向移动导致【答案】B【详解】A由图可知，低温时反应的主要产物为氮气，即主要发生反应，说明该催化剂在低温时对反应的选择性更好，A正确；B由图可知，520时，NH3发生反应I生成NO 0.2mol，消耗氨气0.2mol，NH3发生反应生成N2 0.2mol，消耗氨气0.4mol，则NH3的有效转化率为，B错误；C由图可知，840时，反应相同时间内，NO的物质的量最大，副产物N2的物质的量最小，说明该温度下最有利

20、于NO的生成，因此工业上氨催化氧化生成NO时，最佳温度应控制在840左右，C正确；D400后n(N2)随温度升高而下降，其原因可能是：该反应为放热反应，高于400时平衡逆向移动，使得N2的物质的量减少，D正确； 故选B。20在催化剂作用下，氧化可获得。其主要化学反应为：反应I反应压强分别为、时，将和的混合气体置于密闭容器中反应，不同温度下体系中乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性的选择性如图所示。下列说法正确的是A反应BC压强为，温度为210时，反应达平衡时，体系中D一定温度和压强下，可通过选择合适的催化剂提高反应速率和乙烯的选择性【答案】D【详解】A根据盖斯定律，2-得到，则H=2H1-H2=2(

21、177kJ/mol)-(+430kJ/mol)=-76kJ/mol，故A错误；B反应是个气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，C2H6的转化率降低，从图中可以看出，温度均为210时，当压强为P1时，C2H6的转化率为50%；当压强为P2时，C2H6的转化率小于50%，因此P1P2，故B错误；C压强为，温度为210时，乙烷的转化率为50%，乙烯的选择性为80%，参与反应的乙烷为2mol50%80%=0.8mol，反应生成的乙烯、一氧化碳都是0.8mol，参与反应的乙烷为2mol50%20%=0.2mol，反应生成的一氧化碳是0.8mol，则反应达平衡时，故C错误；D选择合适催化剂，可以加快化学反应速率，同时还可以提高目标产品的选择性，减少副反应的发生，因此一定温度和压强下，可通过选择合适的催化剂提高反应速率和乙烯的选择性，故D正确；故答案选D。