江苏专用2022版高考化学一轮复习专题集训4化学平衡图像的分类突破含解析

1、化学平衡图像的分类突破(建议用时：40分钟)1一定条件下合成乙烯：6H2(g)2CO2(g)CH2=CH2(g)4H2O(g)。已知温度对CO2的平衡转化率及催化剂催化效率的影响如图所示。下列说法正确的是()AM点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆B若投料比n(H2)n(CO2)41，则图中M点乙烯的体积分数约为5.88%C250 ，催化剂对CO2平衡转化率的影响最大D当温度高于250 ，升高温度，平衡逆向移动导致催化剂的催化效率降低B由于N点的温度高，催化剂的催化效率低，而M点的温度低，催化剂的催化效率高，M点的正反应速率v正不一定大于N点的逆反应速率v逆，A错误；M点CO2的平衡转化

2、率为50%，根据三段式计算：6H2(g)2CO2(g)CH2=CH2(g)4H2O(g)开始/mol 4 1 00转化/mol 1.5 0.5 0.25 1平衡/mol 2.5 0.5 0.25 1M点乙烯的体积分数(CH2=CH2)100%5.88%，B正确；催化剂只影响反应速率，不影响平衡移动和反应物的平衡转化率，C错误；该反应的催化剂在250 左右活性最高，当温度高于250 时，催化效率降低，与平衡的移动无关，D错误。2工业上以CH4为原料制备H2的原理为CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)。在一定条件下向a、b两个恒温恒容的密闭容器中均通入1.1 mol CH4(g)和1.1

3、 mol H2O(g)，测得两容器中CO的物质的量随时间的变化曲线分别如图中a和b所示。已知容器a的体积为10 L，温度为Ta，下列说法错误的是()A容器a中CH4从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率为0.025 molL1min1Ba、b两容器的温度不相同C在达到平衡前，容器a的压强逐渐减小 D该反应在Ta下的平衡常数为27C观察两容器中CO的物质的量随时间的变化曲线a和b可知，当CO的物质的量保持不变时便达到平衡状态，a容器中反应达到平衡用了4 min，b容器中反应达到平衡用了6.5 min，两个容器中反应快慢不同。用三段式分析a容器中各物质的相关量：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H

4、2(g)起始量/mol 1.11.100变化量/mol 1.01.01.03.0平衡量/mol 0.10.11.03.0容器a中CH4从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率v(CH4)0.025 molL1min1，A正确；投入相同的反应物，a和b达到平衡状态所用时间ab，所以a、b两容器中反应温度不同，B正确；在恒温恒容条件下，随着反应的进行，反应体系中气体物质的量不断增加，体系的压强逐渐增大，C错误；该反应在Ta温度下的平衡常数K27，D正确。3将一定量硫化氢气体加入密闭容器中，发生反应2H2S(g)S2(g)2H2(g)。该反应的平衡常数的负对数(lg K)随温度(T)的变化曲线如图所示，

5、下列说法错误的是()Ac点对应的平衡常数K1.0103.638B该反应的H0Ca、c点反应速率：vavcD30 时，b点对应状态的v正v逆DA项，c点lg K3.638，则平衡常数K1.0103.638，正确；B项，lg K越大，则平衡常数K越小，由题图可知，随温度的升高，平衡常数增大，则平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，故该反应的H0，正确；C项，a点温度高于c点，vavc，正确；D项，b点的值大于平衡常数的值，反应向逆反应方向进行，则b点对应的v正v逆，错误。4煤气化的一种方法是在气化炉中给煤炭加氢，发生的主要反应为C(s)2H2(g)CH4(g)。在V L的密闭容器中投入a mol

6、碳(足量)，同时通入2a mol H2，控制条件使其发生上述反应，实验测得碳的平衡转化率随压强及温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是 ()A上述正反应为吸热反应B在4 MPa、1 200 K时，图中X点v(H2)正v(H2)逆C在5 MPa、800 K时，该反应的平衡常数为D工业上维持6 MPa、1 000 K而不采用10 MPa、1 000 K，主要是因为前者碳的转化率高AA项，由图观察，温度越高，碳的平衡转化率越大，平衡正向移动，正反应为吸热反应，正确；B项，X点是未平衡时，反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率，错误；C项，此时碳转化率为50%C(s)2H2(g)CH4(g)起始量/

7、mol a 2a 0转化量/mol 0.5a a 0.5a平衡量/mol 0.5a a 0.5aK，错误；D项，该选择的原因是两者转化率相差不大，但压强增大对设备要求高，能量需求大，错误。5COS的水解反应为COS(g)H2O(g)CO2(g)H2S(g)H”“T1。答案(1)BD(2)(3)1607一定压强下，向密闭容器中充入一定量的CH2=CHCH3和Cl2发生反应：CH2=CHCH3(g)Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)HCl(g)H102 kJmol1。设起始的w，平衡时Cl2的体积分数()与温度(T)、w的关系如图甲所示。w1时，正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如

8、图乙所示。图甲图乙(1)图甲中，w2 1(填“”“1。(2)反应的正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，则正反应平衡常数减小，故B曲线表示正反应平衡常数的曲线。(3)T1 K时正反应平衡常数与逆反应平衡常数相等，且1，则平衡时反应中各物质浓度均相同，Cl2的转化率为50%。答案(1)(2)B反应的正反应为放热反应，温度升高，正反应平衡常数减小(3)50%8一定条件下，CO2和H2可发生反应CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H53.7 kJmol1；恒温条件下向2 L的恒容容器中充入一定量的CO2和H2，发生上述反应。测得平衡时混合物中CH3OH(g)体积分数(CH3OH)与

9、起始投料比Z的关系如图1所示。图1图2(1)当Z3时，CO2的平衡转化率为 %(结果保留2位小数)。(2)当Z4时，反应达到平衡状态后，CH3OH的体积分数可能是图1中的 点(选填“D”“E”或“F”)。(3)若充入1 mol CO2和2.8 mol H2，图2中过程、是在两种不同催化剂作用下建立平衡的过程中CO2的转化率(CO2)随时间(t)的变化曲线。m点v(正) v(逆)(填“”“v(逆)。由题图2可知，平衡时CO2转化率为40%。 CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)起始： 1 mol 2.8 mol 0 0转化： 0.4 mol 1.2 mol 0.4 mol 0.4

10、 mol平衡： 0.6 mol 1.6 mol 0.4 mol 0.4 molK。过程反应速率快，催化剂催化效果更好，活化能更小。答案(1)46.15(2)F(3)小于9丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1丁烯(C4H8)的热化学方程式如下：C4H10(g)=C4H8(g)H2(g)H1已知：C4H10(g)O2(g)=C4H8(g)H2O(g)H2119 kJmol1H2(g)O2(g)=H2O(g)H3242 kJmol1反应的H1 kJmol1。图(a)是反应平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x 0.1(填“大于”或“小于”)

11、；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是 (填标号)。A升高温度B降低温度C增大压强 D降低压强图(a)图(b)图(c)(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂)，出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是 。(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590 之前随温度升高而增大的原因可能是 、 ；590 之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是 。解析(1)由盖斯定律可知，式式式，即H1H2H31

12、19 kJmol1(242 kJmol1)123 kJmol1。由图(a)可知，同温下，x MPa时丁烯的平衡产率高于0.1 MPa时的，根据压强减小，平衡向右移动可知，x小于0.1。欲提高丁烯的平衡产率，应使平衡向右移动，该反应的正反应为吸热反应，因此可以通过升高温度的方法使平衡向右移动；该反应为气体体积增大的反应，因此可以通过降低压强的方法使平衡向右移动，所以A、D选项正确。(2)由于氢气是产物之一，随着n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大，所以丁烯产率降低。(3)该反应的正反应为吸热反应，因此升高温度可以使平衡向右移动，使丁烯的产率增大，另外，反应速率也随温度的升高而增大。由题意知

13、，丁烯在高温条件下能够发生裂解，因此当温度超过590 时，参与裂解反应的丁烯增多，而使产率降低。答案(1)123小于AD(2)氢气是产物之一，随着n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大(3)升高温度有利于反应向吸热方向进行温度升高反应速率加快丁烯高温裂解生成短链烃类10(2020山东二模)(1)NO2可发生二聚反应生成N2O4，化学方程式为2NO2(g)N2O4(g)，上述反应达到平衡后，升高温度可使体系颜色加深，则该反应的H 0(填“”或“”或“”)；上述反应达到平衡后，继续通入一定量的NO2，则NO2的平衡转化率将 ，NO2的平衡浓度将 (填“增大”“减小”或“不变”)。解析(1)升高

14、温度体系颜色加深，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，Hv逆，则降低相同温度时lg k逆减小更快，则表示lg k正随变化关系的斜线，表示lg k逆随变化关系的斜线。(2)化学平衡常数K10；NO2、N2O4浓度均为0.2 molL1，则浓度商Q mol1L5 mol1Lv逆；反应达到平衡后，继续通入一定量的NO2，恒容密闭容器中，等效于达到平衡后增大压强，平衡正向移动；根据勒夏特列原理，达到平衡时浓度比起始时大。答案(1)增大增大11对于2NO2(g)N2O4(g)反应体系，标准平衡常数K，其中p为标准压强(1105 Pa)，p(N2O4)和p(NO2)为各组分平衡分压(平衡分压总压物质的量分数

15、)。(1)若起始NO2的物质的量为1 mol，反应在恒定温度和标准压强下进行，N2O4的平衡产率为0.75，则K 。(2)利用现代手持技术传感器可以探究压强对2NO2(g)N2O4(g)化学平衡移动的影响。在恒定温度和标准压强条件下，往针筒中充入一定体积的NO2气体后密封并保持活塞位置不变，分别在t1、t2时刻迅速移动活塞后并保持活塞位置不变，测定针筒内气体压强变化如图所示。B点时NO2的转化率为 。E、H两点对应气体的平均相对分子质量r(E) r(H)(填“”或“”)。解析(1)起始NO2的物质的量为1 mol，则N2O4的理论产量为0.5 mol，根据N2O4的平衡产率为0.75，可知平衡时N2O4为0.375 mol，NO2为0.25 mol，则平衡时N2O4的分压为p0.6p，NO2的分压为