08第八单元05第31讲化学反应速率与平衡图像分析【答案】

第31讲化学反应速率与平衡图像分析1.D[解析]图像Ⅰ中任取一曲线,图中随着温度的升高反应物的平衡转化率减小,升高温度平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,A错误;在图像Ⅰ的横坐标上任取一点,作横坐标的垂线与两曲线相交,若p1>p2,增大压强反应物的平衡转化率增大,增大压强平衡向正反应方向移动,则a+1>c,ΔS<0,B错误;图像Ⅱ中T1先出现拐点,T1反应速率快,T1>T2,T1平衡时n(C)小于T2平衡时n(C),升高温度平衡向逆反应方向移动,正反应为放热反应,C错误;图像Ⅲ增大压强平衡不移动,则a+1=c,若T1>T2,升高温度A的平衡转化率减小,升高温度平衡向逆反应方向移动,则ΔH<0,该反应能自发进行,D正确。2.C[解析]平衡常数只受温度的影响,根据图像,随温度的升高,化学平衡常数减小,说明该反应为放热反应,故A正确;温度越高,化学反应速率越快,Ⅱ点的温度高于Ⅰ点,因此Ⅱ点的正反应速率高于Ⅰ点的正反应速率,故B正确;t3~t4时刻,逆反应速率较之前降低,但平衡没有移动,说明t3时刻是减小压强,平衡没有移动,说明反应前后气体化学计量数之和相同,即A一定不是气体,故C错误;用不同物质的速率表示达到平衡,要求反应方向是一正一逆,且速率之比等于化学计量数之比,A点对应的是NO2和N2O4的消耗速率,反应速率是一正一逆,消耗NO2的速率与消耗N2O4的速率之比为0.2∶0.1=2∶1,A点对应的状态为化学平衡状态,故D正确。3.C[解析]根据图像,反应物的量相同,反应相同时间,随着容器容积增大,反应速率减小,N2的百分含量先增大后减小,则F及左侧对应曲线都处于平衡状态,F点右侧没有达到平衡,则G点反应未达到平衡、E点反应达到平衡,A正确;G点反应未达到平衡、E点反应达到平衡,由图知,G点压强小于E点,则G点的v逆小于E点的v正,B正确;由图知,E、G两点N2的百分含量相等,由方程式知,此时消耗等量的NO2,起始NO2的量相同,则体系中NO2的物质的量相等,C错误;在恒温恒容下,向E点平衡体系中充入一定量的NO2,平衡向正反应方向移动,但相当于加压,N2的百分含量减小,则其百分含量不可能与F点相等,D正确。4.D[解析]根据“先拐先平数值大”可知温度:Ta>Tb,故A错误;其他条件不变,升高温度,达平衡时n(CO)增大,故平衡正向移动,则正反应为吸热反应,故B错误;由图可知Tb达平衡时n(CO)=0.6mol,则CH4转化0.6mol,CH4的平衡转化率为0.6mol1.5mol×100%=40%,故C错误;由图可知,Ta达平衡时n(CO)=1.0mol,则nn(H2O)=1.5mol-1.0mol=0.5mol,n(H2)=3n(CO)=3.0mol,根据恒温恒容下,气体压强之比等于物质的量之比,p2p1=5mol3mol=5D[解析]该反应为气体分子数减少的放热反应,降低温度或增大压强,平衡正向移动,二甲醚的平衡物质的量分数增大,故温度:T1>T2>T3>T4,压强:p1>p2>p3>p4,A错误;温度一定时,K不变,根据pV=nRT,可知p=cRT,R为常数,T为定值,所以Kp也不变,B错误;平衡时,v正=v逆,因为T1>T4,p1>p4,所以平衡时,T1、p1条件下的正反应速率大于T4、p4条件下的逆反应速率,C错误;T1、p1条件下,若n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OCH3)∶n(H2O)=2∶6∶3∶1,二甲醚的物质的量分数为0.25>0.10,则反应逆向进行,所以v正<v逆,D正确。C[解析]由图可知,温度越高,平均相对分子质量越小,则反应Ⅰ平衡逆向移动,所以反应Ⅰ为放热反应,当温度高于250℃,CO2的平衡转化率随温度的升高而增大,则反应Ⅱ为吸热反应,250℃后以反应Ⅱ为主,A、B错误;T℃,CO2平衡转化率为50%,平均相对分子质量为20,混合气体总物质的量为44+2×220mol=2.4mol,则平衡时CO2为0.5mol,设甲醇的物质的量为x,CO的物质的量为y,x+y=0.5mol,n(H2)=2mol-(3x+y),n(H2O)x+y,n(CH3OH)+n(CO)+n(CO2)+n(H2)+n(H2O)=2.4mol,计算得n(CH3OH)=0.3mol,n(CO)=0.2mol,甲醇的选择性为0.30.5×100%=60%,C正确;因为反应Ⅰ为放热反应,反应Ⅱ为吸热反应,升高温度,7.C[解析]由图知,升高温度,H2S的平衡转化率增大,说明平衡正向移动,正反应为吸热反应,温度越高,平衡常数越大,温度:Z>Y,平衡常数:K(Y)<K(Z),A错误;Y点前,温度升高,催化效率增大,反应速率越快,则Y点的反应速率大于X点的反应速率,则达到平衡所需时间:t(X)>t(Y),B错误;升高温度,H2S的平衡转化率增大,说明该反应为吸热反应,总能量:E生成物>E反应物,C正确;Z点比Y点温度高,但Z点的催化效率低于Y点,则无法得出单位时间内H2S的转化率α(Z)、α(Y)的相对大小,D错误。8.C[解析]由化学平衡常数定义知,反应Ⅰ的平衡常数可表示为K=c(CH3OH)·c(H2O)c(CO2)·c3(H2),A正确;反应Ⅲ是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则CH3OCH3体积分数随着温度升高而降低,所以曲线b表示CH3OCH3的平衡体积分数随温度的变化,则曲线a表示CO2的平衡体积分数随温度的变化,B正确;510K时,反应至CH3OCH3的体积分数达到X点的值,X点位于曲线b的上方,说明CH3OCH3的体积分数大于平衡时CH3OCH3的体积分数,则此时反应未达到平衡状态,反应Ⅲ逆向进行,延长反应时间能降低CH3OCH3的体积分数,C错误;反应Ⅰ为气体分子数减小的反应,反应Ⅱ、Ⅲ均为气体分子数不变的反应,增大压强,反应Ⅰ平衡正向移动,CH3OH浓度增大,H2O的浓度也增大,反应Ⅱ平衡逆向移动,虽然9.(1)(g)(g)ΔH=+4.16kJ·mol-1(2)①L1丙烯和HCl的转化量相等,但起始投入的HCl物质的量多,所以其转化率低②T1温度前,温度升高,反应速率加快,丙烯转化率升高;T1温度后,温度升高,反应ⅰ、反应ⅱ平衡均逆向移动,丙烯转化率降低[解析](1)由盖斯定律知,反应ⅱ减去反应ⅰ计算得,1-氯丙烷转化为2-氯丙烷的热化学方程式为(g)(g)ΔH=+4.16kJ·mol-1。(2)①由化学方程式知,和HCl的转化量相等,但HCl的初始量是的两倍,故其转化率低,表示HCl转化率的曲线为L1。②T1温度前,温度升高,反应速率加快,丙烯转化率升高;T1温度后,温度升高,反应ⅰ、反应ⅱ平衡均逆向移动,丙烯转化率降低,故T1温度下丙烯转化率最高。10.(1)-91低温(2)①CH3OH②1(3)①乙p1>p2>p3②反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)为吸热反应,温度较高时,主要发生反应ⅲ,且反应ⅲ前后气体分子数相等,故CO2的平衡转化率几乎不再受压强影响[解析](1)根据键能与反应热的关系知,ΔH1=反应物的键能之和-生成物的键能之和=(1090kJ·mol-1+2×436kJ·mol-1)-(413kJ·mol-1×3+351kJ·mol-1+463kJ·mol-1)=-91kJ·mol-1;该反应是熵减的放热反应,在低温条件下能自发进行。(2)①由盖斯定律知,CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH3=ΔH2-ΔH1=+41.5kJ·mol-1,升高温度,平衡正向移动,CO的选择性增大,反应ⅰ[CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)]和ⅱ[CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)]逆向移动,CH3OH的选择性减小,则曲线Ⅰ代表CH3OH的选择性随温度的变化曲线。②反应ⅲ在545K时,设起始CO2、H2的物质的量分别为1mol、3mol,列出转化关系:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)起始/mol1300转化/molx3xxxCO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)转化/molyyyyS(CO)=n(CO)n(CO)+n(CH3OH)=yx+y=0.5,CO2的平衡转化率=x+y1=0.25,(3)①反应ⅰⅱ均为放热反应,温度越高,CH3OH的平衡产率越低,不利于CO2转化,而反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)为吸热反应,温度较高时,主要发生反应ⅲ,则温度越高,CO2的平衡转化率越高,即图丙的纵坐