08第八单元05第31讲化学反应速率与平衡图像分析【正文】

第31讲化学反应速率与平衡图像分析考点一化学平衡基本图像1.在其他条件不变时,只改变某一条件,化学反应aA(g)+B(g)cC(g)的平衡变化图像如下(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,α表示平衡转化率),据此分析,下列说法正确的是 ()A.在图像Ⅰ中,说明正反应为吸热反应B.在图像Ⅰ中,若p1>p2,则此反应的ΔS>0C.在图像Ⅱ中,说明该正反应为吸热反应D.在图像Ⅲ中,若T1>T2,则该反应能自发进行2.下列叙述不正确的是 ()A.图甲表示的反应为放热反应B.图甲中Ⅰ、Ⅱ两点的正反应速率:v正(Ⅰ)<v正(Ⅱ)C.图乙表示A(?)+2B(g)2C(g)ΔH<0达平衡后,在t1、t2、t3、t4时都只改变了一种外界条件的速率变化,由图可推知A为气体D.图丙表示恒温恒容条件下,发生的可逆反应2NO2(g)N2O4(g)ΔH<0,各物质的浓度和其消耗速率之间的关系,其中A点对应的状态为化学平衡状态3.[2023·湖南长郡中学模拟]用活性炭还原NO2可防止空气污染,其反应原理为2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)。在密闭容器中,1molNO2和足量C发生上述反应,维持温度不变,反应相同时间内不同密闭容器中测得N2百分含量的变化如图所示,下列说法错误的是 ()A.F点可能已达到平衡B.G点的v逆小于E点的v正C.E、G两点对应的平衡常数相等,但体系中NO2的物质的量不相等D.在恒温恒容下,向E点体系中充入一定量的NO2,达到平衡时,N2的百分含量不可能与F点相等4.向容积为10L的恒容密闭容器中通入1.5molCH4(g)和1.5molH2O(g),发生反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。在不同温度(Ta、Tb)下测得容器中n(CO)随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 ()A.Ta<TbB.该反应是放热反应C.Tb时,CH4的平衡转化率是60%D.Ta时,平衡后体系的压强为起始压强的5考点二实际生产中的平衡图像5.利用CO2合成二甲醚的反应为2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=-135.4kJ·mol-1。将2.0molCO2和6.0molH2充入2L密闭容器中,测得不同温度和压强下,二甲醚的平衡物质的量分数变化如图所示。下列说法正确的是()A.由图可知,温度:T1>T2>T3>T4、压强:p1<p2<p3<p4B.温度一定时,增大压强,压强平衡常数Kp会减小C.平衡时,T1、p1条件下的正反应速率小于T4、p4条件下的逆反应速率D.T1、p1条件下,若n(CO2)∶n(H2)∶n(CH3OCH3)∶n(H2O)=2∶6∶3∶1,此时v正<v逆6.[2023·河北邯郸二模]工业上用CO2和H2合成甲醇涉及以下反应:Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2在催化剂作用下,将1molCO2和2molH2的混合气体充入恒容密闭容器中进行反应,达到平衡时,CO2的转化率和容器中混合气体的平均相对分子质量随温度变化如图。下列判断合理的是 ()已知:平衡时甲醇的选择性为生成甲醇消耗的CO2在CO2总消耗量中的占比。A.ΔH1<0,ΔH2<0B.250℃前以反应Ⅱ为主C.T℃,平衡时甲醇的选择性为60%D.为同时提高CO2的平衡转化率和平衡时甲醇的选择性,应选择的反应条件为高温、高压7.[2023·辽宁阜新联考]一定条件下热解制取H2:2H2S(g)+CH4(g)CS2(g)+4H2(g)。已知其他条件不变时,温度对H2S的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示。下列说法一定正确的是 ()A.平衡常数:K(Y)>K(Z)B.达到平衡所需时间:t(X)<t(Y)C.总能量:E生成物>E反应物D.单位时间的H2S转化率:α(Z)>α(Y)8.[2023·河北保定二模]二氧化碳加氢合成二甲醚(CH3OCH3)具有重要的现实意义和广阔的应用前景。该方法主要涉及下列反应:反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.0kJ·mol-1反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ·mol-1反应Ⅲ:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH3=-24.5kJ·mol-1向恒压密闭容器中按n(CO2)∶n(H2)=1∶3通入CO2和H2,平衡时各含碳物质的体积分数随温度的变化如图所示。下列有关说法错误的是 ()A.反应Ⅰ的平衡常数表达式为K=cB.图中曲线a表示CO2的平衡体积分数随温度的变化C.510K时,反应至CH3OCH3的体积分数为X时,延长反应时间,CH3OCH3的体积分数升高D.增大压强有利于提高平衡时CH3OCH3的选择性(2×CH考点三化学平衡图像综合考查9.[2023·河北张家口二模]1-氯丙烷是一种重要的有机合成中间体,在一定温度下可以转化为2-氯丙烷,其转化原理如下:ⅰ.(g)+HCl(g)(g)ΔH1=-271.96kJ·mol-1ⅱ.(g)+HCl(g)(g)ΔH2=-267.80kJ·mol-1回答下列问题:(1)1-氯丙烷转化为2-氯丙烷的热化学方程式为 。

(2)在恒温恒压条件下,将丙烯和HCl按起始投料n(丙烯)∶n(HCl)=1∶2匀速通过装有等量相同催化剂的反应器,测得不同温度下丙烯和HCl的转化率如图(忽略温度对催化剂的影响)。①表示HCl转化率的曲线为(填“L1”或“L2”),理由为

。

②T1温度下丙烯转化率最高的原因为

。

10.[2023·辽宁大连模拟]含碳化合物的合成与转化具有重要的研究价值和现实意义。由合成气(主要成分为CO、CO2和H2)制甲醇,涉及的原理为ⅰ.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH1ⅱ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2=-49.5kJ·mol-1ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH3化学键H—HC—OC≡OH—OC—HE/(kJ·mol-1)4363511090463413(1)反应ⅰ的ΔH1=kJ·mol-1,该反应自发进行的条件为(填“高温”或“低温”)。

(2)在5MPa的恒压反应器中,按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,测得体系中平衡时CH3OH和CO的选择性[S(CO)=n(CO)n(CO)+n(CH3OH甲①曲线Ⅰ代表的选择性随温度变化曲线。

②反应ⅲ在545K时的平衡常数K=。(用分数表示)

(3)不同压强下,按照n(CO2)∶n(H2)=1∶3投料,实验测得CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度变化如图所示:乙丙已知:C