2020届高考化学一轮复习一遍过专题27化学平衡图像专练（含解析）.docx

专题27 化学平衡图像专练1已知反应：CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)。在一定压强下，按向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数()与温度(T)、的关系，图乙表示反应的平衡常数K与温度T的关系。则下列说法正确的是A图甲中B若在恒容绝热装置中进行上述反应，达到平衡时，装置内的气体压强将不变C温度T1、， Cl2的转化率约为33.3%D图乙中，线A表示正反应的平衡常数【答案】C【解析】A.增大，CH2=CHCH3的转化率增大，则减小，由上述分析可知：21，则11，故A错误；B.该反应在反应前后气体分子数不变，根据图甲升高温度丙烯的体积分数增大，即升高温度平衡逆向移动，正反应放热，在恒容绝热装置中进行题述反应，体系内温度升高，根据PV=nRT，达到平衡时，装置内的气体压强将增大，故B错误；C.由图乙可知，T1时平衡常数为1，设起始时CH2=CHCH3和Cl2的物质的量分别为amol和2amol，达到平衡时转化的Cl2的物质的量为xmol，根据三段式进行计算：CH2=CHCH3(g)+Cl2(g) CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)起始（mol） a 2a 0 0转化（mol） x x x x平衡（mol） a-x 2a-x x x则（）2（）=1，解得x=2/3a，则Cl2的转化率2/3a2a100%=33.3%，故C正确；D.由图甲可知，一定时，温度升高，增大，说明正反应是放热反应，故温度升高，正反应平衡常数减小，故图乙中，线A表示逆反应的平衡常数，故D错误。2如图所示的各图中，表示2A（g）+B（g）2C（g）（H0）这个可逆反应的正确图象为（注：（C）表示C的质量分数，P表示气体压强，C表示浓度）（）ABCD【答案】A【解析】A.该反应为放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，C的质量分数减小，故A正确；B.根据反应前后的化学计量数的大小可以看出，增大压强平衡向正反应方向移动，正逆反应速率都增大，且V正V逆，故B错误；C.催化剂同等程度地改变正逆反应速率，平衡不发生移动，故C错误；D.该反应为放热反应，温度升高平衡向逆反应方向移动，A的转化率降低，根据反应前后的化学计量数的大小可以看出，增大压强平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，本题温度的曲线不正确，故D错误。3将一定量的X加入某密闭容器中，发生反应：2X(g) 3Y(g)+Z(g)，混合气体中X的物质的量分数与温度关系如图所示：下列推断正确的是()。A升高温度，该反应平衡常数K减小B压强大小有P3P2P1C平衡后加入高效催化剂使平均摩尔质量增大D在该条件下M点X平衡转化率为9/11【答案】D【解析】A根据图象知，升高温度，X转化率降低，说明反应向正方向移动，平衡常数增大，故A错误；B可逆反应的正反应是气体分子数增大的反应，减小压强，X转化率增大，所以，压强大小关系有：P3P2P1，故B错误；C催化剂不会使平衡发生移动，气体相对分子质量Mr不变，故C错误；DM点对应的平衡体系中，X的物质的量分数为0.1，则： 2X(g)3Y(g)+Z(g)起始物质的量(mol) 1 0 0变化物质的量(mol) 2x3x x平衡物质的量(mol)1-2x 3x x=0.1=0.1，x=，X转化率为=，故D正确；故答案为D。4在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g) HQkJmol1(Q0)，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是A图研究的是t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响B图研究的是t0时刻加入催化剂后对反应速率的影响C图研究的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高D图研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较低【答案】B【解析】A项、增大氧气的浓度，平衡破坏的瞬间逆反应速率应不变，图中条件变化应为增大压强，故A错误；B项、图中正、逆反应速率同等程度的增大，化学平衡不移动，应为催化剂对反应速率的影响，故B正确；C项、催化剂能同等程度改变正逆反应速率，但平衡不移动，图中条件变化应为温度对平衡的影响，故C错误；D项、图像中乙首先到达平衡状态，则乙的温度高于甲中的温度，故D错误。5生产硫酸的主要反应：2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g) H =-197 kJ /mol。图中L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。下列说法正确的是 AX代表压强B推断L2L1CA、B两点对应的平衡常数相同D当SO2(g)和SO3(g)生成速率相等时，则反应达到平衡【答案】D【解析】A.该反应的正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，但物质X的平衡转化率减小，所以X不能表示压强，只表示温度，A错误；B.L1、L2应为压强，压强越大，物质的转化率越大，则L2L1，B错误；C.A、B点温度不同，平衡常数不同，C错误；D.当SO2(g)和SO3(g)生成速率相等时，正逆反应速率相等，为平衡状态，D正确。6一定条件下，在密闭容器中充入CO2与H2进行反应：2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) H。采用催化剂甲和催化剂乙分别发生上述反应，测得反应进行相同时间时CO2的转化率(CO2)随反应温度T的变化曲线如下图所示(忽略温度对催化剂活性的影响)：下列叙述正确的是A该可逆反应的H0B催化剂甲作用下反应的活化能比催化剂乙作用下反应的活化能大C500K下达到平衡时，反应在催化剂甲作用下的转化率比在催化剂乙作用下的转化率高Dd、e两点反应已经达到平衡【答案】D【解析】A根据上述分析，该可逆反应为放热反应，H0，故A错误；B在建立平衡之前，相同温度条件下，催化剂甲反应速率大于催化剂乙，说明催化剂甲作用下反应的活化能比催化剂乙作用下反应的活化能小，故B错误；C催化剂不能使平衡发生移动，因此 500K下达到平衡时，反应在催化剂甲作用下的转化率与在催化剂乙作用下的转化率相等，故C错误；D根据上述分析，d、e两点反应都已经达到平衡，故D正确。7已知：2X(g)+Y(g)2Z(g)，反应中（Z的物质的量分数）随温度T的变化如下图所示。下列判断正确的是（）AT1时，v正v逆B正反应的H0Ca、b两点的反应速率v(a)=v(b)D当温度低于T1时，增大的原因是平衡向正反应方向移动【答案】B【解析】当可逆反应达到化学平衡状态时，产物Z的生成率最大，物质的量分数最大，所以在T1时刻，化学反应达到了平衡状态。A.T1时，化学反应达到了平衡状态，v正=v逆，A项错误；B. 当温度高于T1时，Z的物质的量分数逐渐减小，所以化学平衡逆向移动，即逆反应方向是吸热的，所以正反应是一个放热反应，即H0，B项正确；C. 温度越高，化学反应速率越大，b点温度高于a点，所以b的速率高于a点的速率，即v(a)McBb、c两点的平衡常数：Kb=KcC从状态a到状态c，NO2气体的转化率减小D状态a通过升高温度可变成状态b，a、b两点气体颜色：a深、b浅【答案】C【解析】A平均相对分子质量，m总不变。a、c两点所处的环境温度相同，压强不同，P2P1。从a到c，增大压强，平衡向着气体体积减小的方向移动，即向逆反应方向移动，n总减小。根据公式平，m总不变，n总减小，可得平均相对分子质量变大，有MaMc，A项错误；Bb、c两点所处环境的温度不同。温度不同，则平衡常数不同。a和c的温度相同，可以通过a和b的对比，知道T1和T2的大小关系。a、b两点所处的环境温度不同，压强相同，从T1到T2，VNO%增大，反应向正反应方向移动，为放热反应方向，则T1到T2，为降低温度。对于放热反应，降低温度，平衡常数变大，则KbT2，温度越高，平衡时X的物质的量浓度越大，说明升高温度平衡向逆反应移动，升高温度平衡向吸热反应移动，故逆反应为吸热反应，正反应为放热反应；A.进行到M点X的转化率较低，由于正向是放热反应，所以反应进行到M点放出的热量少，A错误；B.T2下，在0t1时间内，X的浓度变化为：c(X)=(a-b)mol/L，则Y的浓度变化为c(Y)=c(X)=mol/L，v(Y)=mol/(Lmin)，B错误；C.根据图象可知，温度为T1时反应首先达到平衡状态；温度高反应速率快，到达平衡的时间少，则温度是T1T2；M点温度高于N点温度，且N点反应没有达到平衡状态，此时反应向正反应方向进行，即N点的逆反应速率小于N点的正反应速率，因此M点的正反应速率大于N点的逆反应速率，C错误；D.M点时再加入一定量X，达到的新平衡与原平衡比较，压强增大，增大压强平衡正移，则X的转化率增大，所以M点时再加入一定量X，平衡后X的转化率增大，D正确。10一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)，设起始=Z，在恒压下，平衡时(CH4)的体积分数与Z和T（温度）的关系如图所示。下列说法正确的是（ ）A该反应的焓变H3bC图中X点对应的平衡混合物中3D温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后(CH4)减小【答案】C【解析】A、由图可知，温度越高，(CH4)的体积分数越小，则升高温度，平衡正向移动，则正反应为吸热反应，该反应的焓变H0，故A错误；B、起始=Z，Z越大，即H2O促进CH4转化的程度越大，(CH4)的体积分数越小，则图中Z的大小为b3a，故B错误；C、起始=Z，转化时CH4(g)、H2O(g)以等物质的量转化，则X点对应的平衡混合物中3，故C正确；D、该反应为气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，则温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后(CH4)增大，故D错误。11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(g)的生成速率随温度变化的关系如图所示，下列说法正确的是A该反应的H0BC点时达到平衡状态C增加C的量能够增大SO2的转化率DT3时增大压强，能增大活化分子百分数【答案】B【解析】A.升高温度平衡向吸热方向移动，C点对应温度升高到D点对应温度，SO2的生成速率与S2(g)的生成速率之比大于21，说明SO2的生成速率大于其本身消耗速率，平衡逆向移动，即逆反应是吸热反应，则正反应是放热反应，H0，故A错误；B.达到平衡状态时，SO2的生成速率与S2(g)的生成速率之比为21，根据图知，只有C点符合，故B正确；C.能够增大SO2平衡转化率说明平衡正向移动，但不能是增加C的物质的量，因为C为固体，故C错误；D. 增大压强，增大了单位体积内的活化分子数，但活化分子百分数不变，故D错误。12乙烯气相直接水合反应制备乙醇：C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下（起始时，n(H2O)n(C2H4)1 mol，容器体积为1 L）。下列分析不正确的是A乙烯气相直接水合反应的H0B图中压强的大小关系为：p1p2p3C图中a点对应的平衡常数K D达到平衡状态a、b所需要的时间：ab【答案】B【解析】A. 根据上述分析可知，乙烯气相直接水合反应为放热反应，即H0，A项正确；B. 由方程式C2H4(g)H2O(g)C2H5OH(g)可知该反应的正反应是气体分子数减小的反应，所以增大压强，平衡正向移动，乙烯的转化率提高，因此压强关系是：p1 p2 p3 p4，B项错误；C. 根据图示可知，起始时，n(H2O)n(C2H4)1 mol，容器体积为1 L，a点乙烯的平衡转化率为20%，则转化的乙烯的物质的量浓度为0.2mol/L，则: C2H4(g)+H2O(g)C2H5OH(g)开始(mol/L) 1 1 0转化(mol/L) 0.2 0.2 0.2平衡(mol/L) 0.8 0.8 0.2所以K=，C项正确；D. 增大压强，化学反应速率会加快，则反应达到平衡的时间会缩短，由上述分析可知，p2 p3，因此达到平衡状态a、b所需要的时间：ab，D项正确。13一定温度下，将1molA(g)和1molB(g)充入2L密闭容器中发生反应：A(g)+B(g) xC(g)+D(s)HT1。又T2K下达到平衡时SiHCl3的物质的量分数比T1K平衡时小，说明升温平衡向正反应方向移动，由此推知该反应为吸热反应，选项A错误；B. 化学平衡状态时v消耗(SiHCl3)2v消耗(SiCl4)，选项B错误；C. 2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)SiCl4(g)反应前后分子数不变，即反应开始至达平衡的过程中混合气体总物质的量始终为1mol，由图像知T2K下达到平衡时SiHCl3的物质的量分数为0.75，则此时SiH2Cl2和SiCl4的物质的量分数均为0.125，因为平衡时V正=V逆，V正=k正x2(SiHCl3)=0.752k正，V逆=k逆x(SiH2Cl2)x(SiCl4)=0.1252k逆，则0.752k正=0.1252k逆， =，因k正和k逆只与温度有关，反应进行到a点处时V正= k正x2(SiHCl3)=0.82k正，V逆= k逆x(SiH2Cl2)x(SiCl4)=0.12k逆。=。选项C正确；D.恒容条件下再充入1molSiHCl3，相当于增大压强，而2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)SiCl4(g)反应前后气体体积不变，所以平衡不移动，x(SiH2Cl2)不变，选项D错误。15某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对A2(g)3B2(g)2AB3(g)化学平衡状态的影响，得到如图所示的变化规律（图中T表示温度，n表示物质的量），根据如图可得出的判断结论正确的是Aa、b、c三个状态只有b是平衡状态B达到平衡时A2的转化率大小为：bacC若T2T1，则正反应一定是吸热反应Db点时，平衡体系中A、B原子数之比接近13【答案】D【解析】A.图像揭示了T2温度下可逆反应A2(g)3B2(g)2AB3(g)，改变B的初始物质的量，分别达到平衡状态时生成物AB3的体积分数的变化曲线，所以曲线上的点对应的状态都是平衡状态。A项错误；B.由图像可知abc过程中B2的初始物质的量逐渐增大，根据勒夏特列原理，平衡向正反应方向移动，因A2的初始量不变，所以A2的转化率逐渐增大，即abc，B项错误；C.由图像可知，当B2的初始物质的量相同时，当T2T1时平衡状态的AB3的体积分数减小，说明平衡向逆反应方向移动。因T2T1即T2T1是升高温度，根据勒夏特列原理，升高温度平衡向吸热反应方向移动，所以该反应的逆反应是吸热反应，则正反应为放热反应，C项错误；D.分析图像知，T2温度下，b点前随着B2的物质的量增加，AB3的体积分数增大，说明因平衡移动增加的AB3的分子数超过容器中气体分子总数的增加；b点后随着B2的物质的量增加，AB3的体积分数减小，说明因平衡移动增加的AB3的分子数小于容器中气体分子总数的增加；参加反应的物质的量之比等于其化学计量数之比时生成物的平衡体积分数最大，所以b点时，A2和B2初始物质的量之比接近1:3，根据原子守恒，即平衡体系中A、B原子数之比接近13，D项正确。16反应aM(g)bN(g)cP(g)dQ(g)达到平衡时，M的体积分数y(M)与反应条件的关系如下图所示。其中z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比。下列说法正确的是 A同温同压同z时，加入催化剂，平衡时Q的体积分数增加B同压同z时，升高温度，平衡时Q的体积分数增加C同温同z时，增加压强，平衡时Q的体积分数增加D同温同压时，增加z，平衡时Q的体积分数减小【答案】B【解析】A.催化剂同程度影响化学反应速率，对平衡移动无影响，同温同压同Z时，加入催化剂，平衡时Q的体积分数不变，故A错误；B.对比（1）（2）两个图象，温度升高，M的体积分数减小，说明正反应为吸热反应，同压同时，升高温度，平衡向正反应方向移动，则平衡时Q的体积分数增加，故B正确；C.同温同时，增加压强，M的体积分数增大，说明a+bc+d，平衡向逆反应方向移动，则Q的体积分数减小，故C错误；D.由图中信息可知，同温同压时，增加，平衡时M的体积分数减小，则N的体积分数增大，但是ca(M)cb(N)不一定发生改变，由于平衡常数保持不变，故Q的体积分数不一定减小，故D错误。17向绝热恒容密闭容器中通入一定量的SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)NO2(g)SO3(g)NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是 At1t2时，SO2的转化率：ab段小于bc段 B反应在c点达到平衡状态C反应物的总能量低于生成物的总能量 D反应物浓度：a点小于b【答案】A【解析】A、随着反应的进行，正反应速率越快，消耗的二氧化硫就越多，则SO2的转化率将逐渐增大，选项A正确；B、化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率显然还在改变，故一定未达平衡，选项B错误；C、从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，选项C错误；D、a到b时正反应速率增加，反应物浓度随时间不断减小，选项D错误。18在1.0 L恒容密闭容器中投入1 mol CO2和2.75 mol H2发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醇的物质的量变化如图所示。下列说法正确的是 A该反应的正反应为放热反应B压强大小关系：p1p2p3CM点对应的平衡常数K的值约为 1.0410-2D在p2及512 K时，图中N点v(正)p2p3，B项错误；C. 由图可知，M点对应的甲醇产量为0.25mol，则 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)起始量(mol) 12.75 0 0转化量(mol) 0.250.75 0.25 0.25平衡量(mol) 0.75 2 0.250.25又体积为1.0L，所以K= = 1.04102，C项正确；D. 由图可知，在p2及512K时，N点甲醇的物质的量还小于平衡时的量，所以应该正向移动，则v(正)v(逆)，D项错误。19在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是A反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的H0B图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率C图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率D380下，c起始(O2)=5.0104 molL1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K2000【答案】BD【解析】A.随温度升高NO的转化率先升高后降低，说明温度较低时反应较慢，一段时间内并未达到平衡，分析温度较高时，已达到平衡时的NO转化率可知，温度越高NO转化率越低，说明温度升高平衡向逆方向移动，根据勒夏特列原理分析该反应为放热反应，H=2000，故D正确。20氮的固定一直是科学家研究的重要课题，合成氨则是人工固氮比较成熟的技术，其原理为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H。（1）已知每破坏1mol有关化学键需要的能量如下表：H-HN-HN-NNN435.9KJ390.8KJ192.8KJ945.8KJ则H=_。（2）在恒温、恒压容器中，氨体积比1：3加入N2和H2进行合成氨反应，达到平衡后，再向容器中充入适量氨气，达到新平衡时，c(H2)将_（填“增大”“减小”或“不变”）（3）在不同温度、压强和相同催化剂条件下，初始时N2、H2分别为0.1mol、0.3mol时，平衡后混合物中氨的体积分数（）如图所示。其中，p1、p2和p3由大到小的顺序是_，其原因是_。若分别用vA(N2)和vB(N2)表示从反应开始至达平衡状态A、B时的化学反应速率，则vA(N2)_ vB(N2)（填“”“p2p3 温度相同时，加压平衡正向移动，故压强越大平衡混合物中氨的体积分数越大 p2p3。根据图像可知A点温度和压强均小于B点，温度越高，压强越大，反应速率越大，所以反应速率vA(N2)”、“=”或“”)；A、B两点的反应速率中较大的是_。下列措施有利于提高HCl的有_(填字母)。A.增大n(HCl) B增大n(O2) C使用更好的催化剂 D移去H2O(2)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应： +H2(g)，工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为19)，控制反应温度600 ，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如图。 掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实：_。控制反应温度为600 的理由是_。【答案】 B BD 正反应为气体分子数增大的反应，保持压强不变，加入水蒸气，容器体积增大，平衡向正反应方向移动 600 时乙苯的转化率与苯乙烯的选择性均较高，温度过低，反应速率较慢，乙苯的转化率较低，温度过高，苯乙烯的选择性下降，高温下催化剂可能失去活性，且消耗能量较大 【解析】（1）由图可知，温度越高，平衡时HCl的转化率越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，即H0；升高温度化学反应速率增大，则A、B两点的反应速率中较大的是B，故答案为： ac 0.06mol/（Lmin） 450 ad 【解析】 (1) 根据盖斯定律：-=可得，故H1=H2-H3=-58kJmol-1-（+41kJmol-1）=-99kJmol-1，由反应热=反应物总键能-生成物总键能可得-99kJmol-1=（1076kJmol-1+2436kJmol-1）-（3x+343+465）kJmol-1，解得x=413 kJmol-1，故答案为：413；（2）由图可知，压强一定时，随温度的升高，CO的转化率减小，反应正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡体系中CO的量增大，反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，又使平衡体系中CO的增大，总结果，随温度升高，CO的转化率减小；相同温度下，反应前后气体分子数不变，压强改变不影响其平衡