高中化学 加练 第十一章　微题型96　含量、产率等随温度变化图像

微题型96含量、产率等随温度变化图像(1~5题，每小题4分，共20分)1.(2025·湖南益阳模拟)羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂，能防止某些害虫和真菌的危害。在容积不变的密闭容器中，使CO与H2S发生如下反应并达到平衡：CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)ΔH，在不同温度下达到化学平衡时，H2S的转化率如图所示。下列说法正确的是()A.平衡常数：Ka<KcB.正反应速率：va<vbC.若将容器体积缩小至原来的一半，H2S的转化率增大D.反应温度为200℃时，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态答案B解析由图可知，升高温度，H2S的平衡转化率减小，说明平衡逆向移动，该反应为放热反应，平衡常数随着温度的升高而减小，则平衡常数：Ka>Kc，A错误；b点H2S的转化率小于平衡转化率，说明此时反应还没有达到平衡，则正反应速率：va<vb，B正确；该反应是气体体积不变的反应，若将容器体积缩小至原来的一半，压强增大，平衡不发生移动，H2S的转化率不变，C错误；该反应是气体体积不变的反应，反应过程中容器内的压强是定值，当容器内压强不变时，不能说明反应达到平衡状态，D错误。2.(2025·长沙模拟)二氧化碳加氢制甲醇过程中的主要反应如下(忽略其他副反应)：反应①：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-184kJ·mol-1反应②：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41kJ·mol-1恒压下，按投料比n(CO2)∶n(H2)=1∶3充入密闭容器中，达到平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示(Kp为压强平衡常数：用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。下列说法不正确的是()A.容器内混合气体的密度不再改变时已达平衡状态B.若恒温恒容时，以n(CO2)∶n(H2)=5∶9投料，p起始=1.4p平衡，则反应平衡时CH3OH的物质的量分数为20%C.250℃时，反应②的平衡常数Kp<1D.图中X、Y分别代表CO、H2O答案D解析根据热化学方程式可知，反应混合物都是气体，混合气体总质量不变，反应①是气体分子数减少的反应，反应②的反应前后气体分子数不变，在恒压条件下反应未达到平衡前，气体总物质的量变化导致体积变化，则气体的密度就会发生变化，故气体密度不再改变可说明反应达到了平衡状态，A正确；恒温恒容时，气体的压强比等于气体的物质的量比，若起始时n(CO2)=5mol，n(H2)=9mol，则n(起始)=5mol+9mol=14mol，反应平衡时气体的总物质的量为n(平衡)=14mol1.4=10mol，气体物质的量减少了4mol，根据反应①的热化学方程式可知，每生成1molCH3OH，气体减少2mol，现在反应减少了4mol，故生成CH3OH的物质的量是2mol，则CH3OH物质的量分数=2mol10mol×100%=20%，B正确；根据热化学方程式：反应①是放热反应、反应②是吸热反应，升高温度，会导致反应①平衡逆向移动、反应②平衡正向移动，使CO的含量增大，故曲线X表示CO，平衡移动使CH3OH、H2O的含量减少，其表示的曲线应该是下降趋势，且CH3OH减少的更多，故曲线Y表示CH3OH，曲线Z表示H2O，反应②的平衡常数Kp=p(CO)·p(H2O)p(CO2)·p(H2)，由图可知250℃时CO3.(2025·四川宜宾模拟)一定条件下，将H2和N2按物质的量之比为3∶1充入密闭容器中发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。测得不同压强下，达到化学平衡时氨的物质的量分数(χNH3下列说法错误的是()A.压强：p1<20MPaB.反应速率：b<aC.a点时，N2的转化率约为33%D.虚线表示p1条件下充入He后的图像答案D解析合成氨反应为气体分子数减小的反应，其他条件相同时，增大压强，反应正向进行，平衡时氨的物质的量分数增大，可知压强：p1<20MPa，A正确；a点温度高，压强大，反应速率快，反应速率：b<a，B正确；a点时，氨的物质的量分数为0.20，列三段式：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)起始/mol130变化/molx3x2x平衡/mol1-x3-3x2x2x4-2x=0.2，x≈0.33，N2的转化率约为33%，C正确；若p1条件下充入He，即恒压条件下充入非反应气体，等效于减压，减压N2(g)+3H2(g)2NH3(g)平衡逆向移动，平衡时氨的物质的量比同温时不通入He更小，4.(2025·全国模拟预测)研究发现NH3可除去硝酸尾气中的NO，二者可发生反应：4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)(在任意温度下均可自发进行)。当NH3与NO的物质的量之比分别为1∶3、3∶1、4∶1时，反应相同时间，NO脱除率随温度变化的曲线如图所示。下列说法错误的是()A.该反应的ΔH<0，ΔS>0B.曲线c对应的NH3与NO的物质的量之比为4∶1C.由图像可知，工业上用NH3脱除NO时宜选择900℃D.1200℃后NO的脱除率升高的原因可能是NO发生了分解答案B解析该反应为气体分子数增大的反应，则ΔS>0，又因其在任意温度下均可自发进行，即在任意温度下ΔH-TΔS<0，则该反应的ΔH<0，A正确；NH3与NO的物质的量之比越大，反应相同时间，NO脱除率越大，故曲线c对应的NH3与NO的物质的量之比为1∶3，B错误；900℃之前，随温度升高，反应速率逐渐加快，NO脱除率升高，900~1200℃，随温度升高，NO脱除率降低，可能是因为催化剂活性降低，反应速率减慢，也可能是因为反应达到平衡，温度升高，平衡逆向移动，NO的脱除率下降，故工业上用NH3脱除NO时宜选择900℃，C正确；900~1200℃，随温度升高，NO脱除率降低，1200℃之后NO的脱除率升高，而该反应的ΔH<0，温度升高，平衡逆向移动，平衡时NO的脱除率应该下降，则1200℃后NO的脱除率升高的原因可能是NO发生了分解或发生了其他副反应，D正确。5.(2024·成都模拟预测)在体积为1L的恒容容器中，用CO2和H2合成甲醇：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH。相同时间内不同的温度下，将1molCO2和3molH2置于反应器中反应，测定CH3OH的产率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是()A.该反应的ΔH>0B.图中P点：v正>v逆C.Q点，CO2的体积分数[φ(CO2)]与H2O的体积分数[φ(H2O)]存在关系：4φ(CO2)+2φ(H2O)=1D.520K下，X点所对应甲醇的产率为50%，则平衡常数K=4答案A解析已知随着温度的升高，反应速率加快，反应达到平衡时时间会缩短，故最高点左边，反应均未达到平衡，最高点右边曲线表示反应均处于平衡状态，即升高温度甲醇的产率降低，说明该反应为放热反应，即ΔH<0，故A错误；由分析可知，P点处未达到平衡状态，此时正反应速率较大，即v正>v逆，故B正确；设Q点时CO2的变化量为xmol，列三段式有CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)初始/mol1300变化/molx3xxx平衡/mol1-x3-3xxx，平衡时气体总物质的量为(4-2x)mol，相同条件下，物质的量与体积成正比，则4φ(CO2)+2φ(H2O)=4×1-x4-2x+2×x4-2x=4-2x4-2x=1，故C正确；X