专题专项训练(五)化学平衡图像

第1页共9页专题专项训练(五)化学平衡图像1．(2016·哈尔滨模拟)COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)ΔH0，当反应达到平衡时，改变一种反应条件，下列示意图正确的是()A．①表示随温度升高，平衡常数的变化B．②表示t1时刻加入催化剂，反应速率随时间的变化C．③表示恒压条件下，反应物的转化率随充入惰性气体体积的变化D．④表示CO的体积分数随充入Cl2量的变化解析：选D反应是吸热反应，升温平衡正向进行，平衡常数增大，故A错误；催化剂改变反应速率不改变化学平衡，速率同等程度增大，速率变化曲线不符合，故B错误；恒压容器中加入与平衡无关的气体，体积增大，压强减小，平衡正向进行，反应物转化率增大，故C错误；加入Cl2平衡逆向进行，CO的体积分数减小，故D正确。2．(2016·房山区一模)在一定温度不同压强(p1p2)下，可逆反应2X(g)2Y(g)＋Z(g)中，生成物Z在反应混合物中的体积分数(φ)与反应时间(t)的关系有以下图示，正确的是()解析：选B由p2p1可推得反应图像中p2先出现拐点，故A、C两项错误；此反应为反应前后气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动，Z的体积分数减小，故D错误，B正确。3．甲醇脱氢可制取甲醛CH3OH(g)HCHO(g)＋H2(g)ΔH＝Q，甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是()A．Q0B．600K时，Y点甲醇的v(正)v(逆)C．从Y点到Z点可通过增大压强实现D．从Y点到X点可通过使用催化剂实现解析：选B由图可知，温度越高甲醇平衡转化率越大，说明升高温度化学平衡正向移动，因此甲醇脱氢反应为吸热反应即ΔΗ0，故A错误；600K时Y点甲醇转化率大于X点甲醇平衡转化率，说明反应逆向进行即：v(正)v(逆)，故B正确；由图可知Y点和Z点第2页共9页甲醇转化率相等，若增大压强，平衡向逆反应方向移动，甲醇转化率减小，则甲醇的转化率将小于Z点甲醇转化率，故C错误；Y点和X点两点甲醇的平衡转化率不同，如果从Y点到X点平衡发生移动，所以不是使用催化剂，故D错误。4．(2013·安徽高考)一定条件下，通过下列反应可以制备特种陶瓷的原料MgO：MgSO4(s)＋CO(g)MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)ΔH0该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标x的值，重新达到平衡后，纵坐标y随x变化趋势合理的是()选项xyA温度容器内混合气体的密度BCO的物质的量CO2与CO的物质的量之比CSO2的浓度平衡常数KDMgSO4的质量(忽略体积)CO的转化率解析：选A温度升高，平衡正向移动，混合气体的密度增大，A项正确；增大CO的物质的量，平衡正向移动，但CO2与CO的物质的量之比减小，B项错误；增大SO2的浓度，平衡逆向移动，但平衡常数只与温度有关，温度不变平衡常数K不变，C项错误；增大MgSO4的质量，平衡不移动，CO的转化率不变，D项错误。5．臭氧在烟气脱硝中的反应为2NO2(g)＋O3(g)N2O5(g)＋O2(g)。若此反应在恒容密闭容器中进行，相关图像如下列选项，其中对应分析结论正确的是()ABCD平衡后升温，NO2含量降低0～2s内，v(O3)＝0.2mol·L－1·s－1v正：b点a点b点：v逆v正恒温，t1时再充入O3解析：选CA选项，根据图像，反应放热，平衡后升温，平衡逆向移动，NO2含量升高，错误；B选项，0～2s内，v(O3)＝v(NO2)＝12×0.8mol·L－1－0.4mol·L－12s＝0.1mol·L－1·s－1，错误；C选项，b点温度高于a点，反应速率b点大于a点，b点二氧化氮体积分数小于平衡时，反应逆向进行，v逆v正，正确；D选项，恒温，t1时再充入O3，平衡正向移动，与图像不符，错误。6．化学中常用图像直观地描述化学反应的进程或结果。只改变一个条件，则下列对图像的解读正确的是()第3页共9页A．A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)，如图①说明此反应的正反应是吸热反应B．4CO(g)＋2NO2(g)N2(g)＋4CO2(g)，如图②说明NO2的转化率bacC．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，如图③说明t秒时合成氨反应达到平衡D．2A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(？)，如图④说明生成物D一定是气体解析：选D根据图①可知，交点之前，反应未达平衡，交点时处于平衡状态，交点后增大温度逆反应速率增大比正反应速率增大更多，平衡向逆反应移动，升高温度平衡向吸热反应移动，故可判断可逆反应A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)正反应是放热反应，故A错误；根据反应原理方程式，增加一种反应物CO的量会增大另一种反应物二氧化氮的转化率，所以c点的转化率大于a点，故B错误；2v(N2)正＝v(NH3)逆时，正逆反应速率相等，此时化学反应达到了平衡状态，故C错误；根据图示可以看出压强只能改变反应速率但是不改变平衡的移动，所以反应是前后气体体积不变的反应，即D一定是气体，故D正确。7．(2016·张家界模拟)在密闭容器中充入一定量NO2，发生反应2NO2(g)N2O4(g)ΔH＝－57kJ·mol－1。在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是()A．a、c两点的反应速率：acB．a、b两点NO2的转化率：abC．a、c两点气体的颜色：a深，c浅D．由a点到b点，可以用加热的方法解析：选B由图像可知，a、c两点都在等温线上，c的压强大，则a、c两点的反应速率：ac，故A错误；a、b两点压强相同，但温度不同，a点二氧化氮的体积分数较大，说明a点的转化率较小，即ab，故B正确；NO2为红棕色气体，由图像可知，a、c两点都在等温线上，c的压强大，NO2气体的浓度较大，混合气体颜色较深，故C错误；升高温度，化学平衡向着逆向移动，NO2的体积分数增大，a点到b点二氧化氮体积分数减少，说明是降低了温度，所以不能用加热的方法实现由a点到b点的转变，故D错误。8．(2016·南昌模拟)已知可逆反应X(g)＋Y(g)Z(g)(未配平)。温度为T0时，在容积固定的容器中发生反应各物质的浓度随时间变化的关系如图a所示。其他条件相同，温度第4页共9页分别为T1、T2时发生反应，Z的浓度随时间变化的关系如图b所示。下列叙述正确的是()A．发生反应时，各物质的反应速率大小关系为：v(X)＝v(Y)＝2v(Z)B．图a中反应达到平衡时，Y的转化率为37.5%C．T0℃时，该反应的平衡常数为33.3D．该反应正反应的反应热ΔH0解析：选C温度为T0时，X的物质的量浓度的变化量＝(0.3－0.05)mol·L－1＝0.25mol·L－1，Y的物质的量浓度的变化(0.4－0.15)mol·L－1＝0.25mol·L－1，Z的物质的量浓度的变化(0.5－0)mol·L－1＝0.5mol·L－1，该反应方程式为X(g)＋Y(g)2Z(g)，所以发生反应时，各物质的反应速率大小关系为2v(X)＝2v(Y)＝v(Z)，故A错误。Y的转化率＝0.4－0.15mol·L－10.4mol·L－1×100%＝62.5%，故B错误。平衡常数K＝0.5mol·L－120.05mol·L－1×0.15mol·L－1＝33.3，故C正确。“先拐先平，数值大”，所以T1T2，升高温度，Z的物质的量浓度增大，平衡向正反应方向移动，所以该反应的正反应方向为吸热反应，故D错误。9．(2016·青岛模拟)T℃时，在一固定容积的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g)C(s)ΔH0，按照不同配比充入A、B，达到平衡时容器中A、B浓度变化如图中曲线(实线)所示，下列判断正确的是()A．T℃时，该反应的平衡常数值为4B．c点没有达到平衡，此时反应向逆向进行C．若c点为平衡点，则此时容器内的温度高于T℃D．T℃时，直线cd上的点均为平衡状态解析：选C平衡常数等于生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积，固体和纯液体不写入表达式，A(g)＋B(g)C(s)，平衡常数K＝1cA·cB＝0.25，故A错误；依据图像分析可知，c点浓度商QK，反应正向进行，故B错误；反应是放热反应，若c点为平衡状态，此时平衡常数小于T℃平衡常数，说明平衡逆向进行，是升温的结果，温度高于T℃，故C正确。T℃时平衡常数不变，曲线上各点位平衡状态，其他点温度不同不是平衡状态，故D错误。第5页共9页10．(2015·四川高考)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：已知：气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数。下列说法正确的是()A．550℃时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动B．650℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%C．T℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动D．925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp＝24.0p总解析：选BA项，550℃时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，由于保持了压强不变，相当于扩大了体积，平衡正向移动，A项错误。B项，根据图示可知，在650℃时，CO的体积分数为40%，根据反应方程式：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，设开始加入1molCO2，反应掉了xmolCO2，则有：C(s)＋CO2(g)2CO(g)始态：1mol0变化：xmol2xmol平衡：(1－x)mol2xmol因此有：2x1－x＋2x×100%＝40%，解得x＝0.25，则CO2的平衡转化率为0.25mol1mol×100%＝25%，故B项正确。C项，由图可知，T℃时，CO与CO2的体积分数相等，在等压下充入等体积的CO和CO2，对原平衡条件无影响，平衡不移动，C项错误。D项，925℃时，CO的体积分数为96%，故Kp＝c2COcCO2＝96%p总24%p总＝23.04p总，D项错误。11．(2016·安阳模拟)在恒定温度T℃，2L恒容密闭容器中发生反应aA(g)＋bB(g)cC(g)，容器中A、B、C物质的量变化如图所示，回答下列问题：(1)该化学方程式中a∶b∶c为________，T℃时该反应的化学平衡常数K的值为________。(保留2位小数)(2)0～15min内，B的平均反应速率为______，反应达平衡时，A的转化率为_______。(3)据图判断，反应进行至20min时，曲线发生变化的原因是________(用文字表达)，反应重新达平衡时，A的体积分数将________(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)10min到15min的曲线变化的原因可能是________。第6页共9页解析：(1)由变化量之比等于化学计量数之比可知，a∶b∶c＝2∶1∶2，平衡状态下A、B、C的浓度为：c(A)＝0.8mol2L＝0.4mol·L－1，c(B)＝0.4mol2L＝0.2mol·L－1，c(C)＝0.2mol2L＝0.1mol·L－1，平衡状态下物质的平衡浓度计算反应的平衡常数＝c2Cc2AcB＝0.120.42×0.2＝0.31；(2)v(B)＝0.5－0.4mol2L×15min＝0.0033mol·L－1·min－1，A的转化率为1.0－0.8mol1.0mol×100%＝20%；(3)反应进行到20min时，B的物质的量突然增大，A和C的物质的量瞬时不变，所以是增大了B的量，增大B的量，平衡正向移动，不断消耗A，A的体积分数将减小；(4)10min到15min的曲线变化，是A、B物质的量减小，C的物质的量增大，反应速率增大，但最后达到相同的平衡状态，说明改变的条件是加入了催化剂，改变反应速率不改变化学平衡。答案：(1)2∶1∶20.31(2)0.0033mol·L－1·min－120%(3)增大了B的量减小(4)使用了催化剂12．(2016·青岛二模)硫及其化合物对人类的生产和生活有着重要的作用。(1)2SO2(g)＋O2(g)2SO