資源簡介

第36講　化學反應速率、化學平衡的常規圖像
[課程標準]　1.系統掌握速率、平衡圖像的分析方法。2.加深對勒夏特列原理的理解。
類型一　瞬時速率—時間圖像
1．觀察如圖，分別找出甲、乙、丙t1時刻所改變的條件。
甲：增大反應物的濃度；乙：減小反應物濃度；丙：增大生成物濃度。
2．當可逆反應達到一種平衡后，若某一時刻外界條件發生改變，都可能使速率—時間圖像的曲線出現不連續的情況，根據出現“斷點”前后的速率大小，即可對外界條件的變化情況作出判斷。
t1時刻改變的條件是使用催化劑或可能加壓(僅適用于反應前后氣體物質的量不變的反應)。
3．常見含“斷點”的速率變化圖像分析
圖像
t1時刻所改變的條件 溫度 升高 降低 升高 降低
正反應為放熱反應 正反應為吸熱的反應
壓強 增大 減小 增大 減小
正反應為氣體物質的量增大的反應 正反應為氣體物質的量減小的反應
INCLUDEPICTURE "例1.TIF" INCLUDEPICTURE "D:\\2024《金版新學案》高三總復習 新教材 化學 人教版（雙選）B\\圖片\\例1.TIF" \* MERGEFORMATINET 在一密閉容器中發生反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，達到平衡后，只改變某一個條件時，反應速率與反應時間的關系如圖所示。回答下列問題：
(1)處于平衡狀態的時間段是________(填字母，下同)。
學生用書?第178頁
A.t0～t1　　B．t1～t2　　C．t2～t3
D．t3～t4 E．t4～t5 F．t5～t6
(2)判斷t1、t3、t4時刻分別改變的一個條件。
A．增大壓強　B．減小壓強　C．升高溫度　 D．降低溫度　E．加催化劑　F．充入氮氣
t1時刻________；t3時刻______；t4時刻_________________________________。
(3)依據(2)中的結論，下列時間段中，氨的百分含量最高的是________。
A．t0～t1　B．t2～t3　 C．t3～t4　D．t5～t6
(4)如果在t6時刻，從反應體系中分離出部分氨，t7時刻反應達到平衡狀態，請在圖中畫出反應速率的變化曲線。
解析：　 (1)根據題圖可知，t0～t1、t2～t3 、t3～t4、t5～t6時間段內，v正、v逆相等，反應處于平衡狀態。
(2)t1時，v正、v逆同時增大，且v逆增大得更快，平衡向逆反應方向移動，所以t1時改變的條件是升溫。t3時，v正、v逆同時增大且增大程度相同，平衡不移動，所以t3時改變的條件是加催化劑。t4時，v正、v逆同時減小，但平衡向逆反應方向移動，所以t4時改變的條件是減小壓強。
(3)根據題圖可知，t1～t2、t4～t5時間段內平衡均向逆反應方向移動，NH3的含量均比t0～t1時間段的低，所以t0～t1時間段內NH3的百分含量最高。
(4)t6時刻分離出部分NH3，v逆立刻減小，而v正逐漸減小，在t7時刻二者相等，反應重新達到平衡，據此可畫出反應速率的變化曲線。
答案：　(1)ACDF　 (2)C　E　B　(3)A
(4)
類型二　過程速率—時間圖像
Zn與足量鹽酸的反應，化學反應速率隨時間的變化出現如圖所示情況。
原因：(1)AB段(v增大)反應放熱，溶液溫度逐漸升高，v增大；(2)BC段(v減小)溶液中c(H＋)逐漸減小，v減小。
INCLUDEPICTURE "例2.TIF" INCLUDEPICTURE "D:\\2024《金版新學案》高三總復習 新教材 化學 人教版（雙選）B\\圖片\\例2.TIF" \* MERGEFORMATINET 向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2，一定條件下使反應SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)達到平衡，正反應速率隨時間變化的示意圖如圖所示。由圖可得出的正確結論是(　　)
A．反應在c點達到平衡狀態
B．反應物濃度：a點小于b點
C．反應物的總能量低于生成物的總能量
D．Δt1＝Δt2時，SO2的轉化率：a～b段小于b～c段
D　[ A項，化學平衡狀態的標志是各物質的濃度不再改變，其實質是正反應速率等于逆反應速率，c點對應的正反應速率顯然還在改變，一定未達到平衡，錯誤；B項，a到b時正反應速率增加，反應物濃度隨時間不斷減小，錯誤；C項，從a到c正反應速率增大，之后正反應速率減小，說明反應剛開始時溫度升高對正反應速率的影響大于濃度減小對正反應速率的影響，說明該反應為放熱反應，即反應物的總能量高于生成物的總能量，錯誤；D項，隨著反應的進行，正反應速率越快，消耗的二氧化硫就越多，SO2的轉化率將逐漸增大，正確。]
類型三　含量—時間—溫度(壓強)圖像
常見圖像形式有如下幾種。其中C%指生成物的百分含量，B%指反應物的百分含量。
析圖關鍵：先拐先平，數字大。
INCLUDEPICTURE "例3.TIF" INCLUDEPICTURE "D:\\2024《金版新學案》高三總復習 新教材 化學 人教版（雙選）B\\圖片\\例3.TIF" \* MERGEFORMATINET 在一定條件下，H2S能發生分解反應：2H2S(g)S2(g)＋2H2(g)，利用該反應可制備氫氣和硫黃。在2 L恒容密閉容器中充入0.1 mol H2S，不同溫度下H2S的轉化率與時間的關系如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．該反應的正反應為放熱反應
B．溫度升高，混合氣體的平均摩爾質量增大
C．950 ℃時，1.25 s內，反應的平均速率v(H2)＝0.008 mol·L－1·s－1
D．根據P點坐標可求出950 ℃時反應的平衡常數為3.125×10－4
C　[由題圖可知，升高溫度，H2S的轉化率增大，說明升高溫度，平衡正向移動，則該反應的正反應為吸熱反應，A錯誤；升高溫度，平衡正向移動，混合氣體的總物質的量增大，由于氣體總質量不變，則混合氣體的平均摩爾質量減小，B錯誤；950 ℃時，1.25 s內α(H2S)＝20%，則有v(H2S)＝＝0.008 mol·L－1·s－1，那么v(H2)＝v(H2S)＝0.008 mol·L－1·s－1，C正確；由題圖可知，P點后α(H2S)逐漸增大，說明P點未達到平衡狀態，此時c(H2S)＝＝0.04 mol·L－1，c(H2)＝0.008 mol·L－1·s－1×1.25 s＝0.01 mol·L－1，c(S2)＝c(H2)＝0.005 mol·L－1，濃度商Q＝＝3.125×10－4，故950 ℃時反應的平衡常數大于3.125×10－4，D錯誤。]
學生用書?第179頁
類型四　轉化率(或質量分數)與壓強—溫度圖像
1．恒壓線圖像
2.恒溫線圖像
析圖關鍵：圖3中，當溫度相等(任意一條等溫線)時，增大壓強，A的轉化率增大，說明增大壓強平衡正向移動，即正反應是氣體體積減小的反應。當壓強相等時，在圖3中作直線，與兩條等溫線交于兩點，這兩點自下而上為降低溫度，A的轉化率增大，說明降低溫度平衡正向移動，即正反應為放熱反應。
INCLUDEPICTURE "例4.TIF" INCLUDEPICTURE "D:\\2024《金版新學案》高三總復習 新教材 化學 人教版（雙選）B\\圖片\\例4.TIF" \* MERGEFORMATINET 反應N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＝＋57 kJ·mol－1，在溫度為T1、T2時，平衡體系中NO2的體積分數隨壓強的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．A、C兩點的反應速率：A>C
B．A、C兩點氣體的顏色：A深，C淺
C．A、C兩點氣體的平均相對分子質量：A>C
D．由狀態B到狀態A，可以用加熱的方法
D　[A、C點的溫度相同，C點壓強大于A點壓強，增大壓強，反應速率增大，故反應速率：AA，C錯誤；恒壓下，提高NO2的體積分數，平衡向正反應方向移動，正反應是吸熱反應，應升高溫度，D正確。]
類型五　化學平衡中的其他圖像
1．對于化學反應：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，M點前，表示從反應物開始，v正 >v逆；M點為剛達到平衡點；M點后為平衡受溫度的影響情況，即升溫，A的百分含量增加或C的百分含量減少，平衡左移，故正反應ΔH<0。
2.對于化學反應：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L線上所有的點都是平衡點。L線的左上方(E點)，A的百分含量大于此壓強時平衡體系中A的百分含量，所以E點滿足v正>v逆；同理L線的右下方(F點)滿足v正INCLUDEPICTURE "例5.TIF" INCLUDEPICTURE "D:\\2024《金版新學案》高三總復習 新教材 化學 人教版（雙選）B\\圖片\\例5.TIF" \* MERGEFORMATINET 一種燃煤脫硫技術的原理是CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)CaS(s)＋3CO2(g)　ΔH＝－394.0 kJ·mol－1。保持其他條件不變，不同溫度下，起始時CO物質的量與平衡時體系中CO2的體積分數的關系如圖所示(T表示溫度)。下列有關說法正確的是(　　)
A．T1>T2
B．b點SO2的轉化率最高
C．b點后曲線下降是因為CO體積分數升高
D．減小壓強可提高CO、SO2的轉化率
C　[該反應的ΔH<0，起始n(CO)相同時，溫度越高，反應正向進行的程度越小，達到平衡時CO2的體積分數越小，則溫度：T1解答化學平衡圖像題四步驟
　　
學生用書?第180頁
真題演練　明確考向
1.(2022·浙江選擇考，19)在恒溫恒容條件下，發生反應A(s)＋2B(g)3X(g)，c(B)隨時間的變化如圖中曲線甲所示。下列說法不正確的是(　　)
A．從a、c兩點坐標可求得從a到c時間間隔內該化學反應的平均速率
B．從b點切線的斜率可求得該化學反應在反應開始時的瞬時速率
C．在不同時刻都存在關系：2v(B)＝3v(X)
D．維持溫度、容積、反應物起始的量不變，向反應體系中加入催化劑，c(B)隨時間變化關系如圖中曲線乙所示
C　[A項，圖像中可以得到單位時間內的濃度變化，反應速率是單位時間內物質的濃度變化計算得到，從a、c兩點坐標可求得從a到c時間間隔內該化學反應的平均速率，選項A正確；B項，b點處切線的斜率是此時刻物質濃度除以此時刻時間，為反應物B的瞬時速率，選項B正確；C項，化學反應速率之比等于化學計量數之比，3v(B)＝2v(X)，選項C不正確；D項，維持溫度、容積、反應物起始的量不變，向反應體系中加入催化劑，平衡不移動，反應速率增大，達到新的平衡狀態，新的平衡狀態與原來的平衡狀態相同，選項D正確。]
2．(雙選)(2022·河北選擇考)恒溫恒容條件下，向密閉容器中加入一定量X，發生反應的方程式為①XY；②YZ。反應①的速率v1＝k1c(X)，反應②的速率v2＝k2c(Y)，式中k1、k2為速率常數。圖甲為該體系中X、Y、Z濃度隨時間變化的曲線，圖乙為反應①和②的ln k～曲線。下列說法錯誤的是(　　)
A．隨c(X)的減小，反應①、②的速率均降低
B．體系中v(X)＝v(Y)＋v(Z)
C．欲提高Y的產率，需提高反應溫度且控制反應時間
D．溫度低于T1時，總反應速率由反應②決定
AB　[A.由圖甲中的信息可知，隨c(X)的減小，c(Y) 先增大后減小，c(Z)增大，因此，反應①的速率隨c(X)的減小而減小，而反應②的速率先增大后減小，A說法錯誤；B.根據體系中發生的反應可知，在Y的濃度達到最大值之前，單位時間內X的減少量等于Y和Z的增加量，因此，v(X)＝ v(Y)＋v(Z)，但是，在Y的濃度達到最大值之后，單位時間內Z的增加量等于Y和X的減少量，故v(X)＋v(Y)＝v(Z)，B說法錯誤；C.升高溫度可以加快反應①的速率，但是反應①的速率常數隨溫度升高增大的幅度小于反應②的，且反應②的速率隨著Y的濃度的增大而增大，因此，欲提高Y的產率，需提高反應溫度且控制反應時間，C說法正確；D.由圖乙信息可知，溫度低于T1時，k1＞k2，反應②為慢反應，因此，總反應速率由反應②決定，D說法正確]
3．(2021·廣東高考，14)反應X===2Z經歷兩步：①X→Y；②Y→2Z。反應體系中X、Y、Z的濃度c隨時間t的變化曲線如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A．a為c(X)隨t的變化曲線
B．t1時，c(X)＝c(Y)＝c(Z)
C．t2時，Y的消耗速率大于生成速率
D．t3后，c(Z)＝2c0－c(Y)
D　[A項，X是唯一的反應物，隨著反應的發生，其濃度不斷減小，因此，由題圖可知，a為c(X)隨t的變化曲線，A正確；B項，由題圖可知，分別代表3種不同物質的曲線相交于t1時刻，因此，t1時c(X)＝c(Y)＝c(Z)，B正確；C項，由圖中信息可知，t2時刻以后，Y的濃度仍在不斷減小，說明t2時刻兩步反應仍在向正反應方向發生，而且反應①生成Y的速率小于反應②消耗Y的速率，即t2時Y的消耗速率大于生成速率，C正確；D項，由題圖可知，t3時刻反應①完成，X完全轉化為Y，若無反應②發生，則c(Y)＝c0，由于反應②Y→2Z的發生，t3時刻Y濃度的變化量為c0－c(Y)，變化量之比等于化學計量數之比，所以Z的濃度的變化量為2[c0－c(Y)]，這種關系在t3后仍成立，D不正確。]
4．(雙選)(2021·湖南選擇考，11)已知：A(g)＋2B(g)3C(g)　ΔH＜0，向一恒溫恒容的密閉容器中充入1 mol A和3 mol B發生反應，t1時達到平衡狀態I，在t2時改變某一條件，t3時重新達到平衡狀態Ⅱ，正反應速率隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A．容器內壓強不變，表明反應達到平衡
B．t2時改變的條件：向容器中加入C
C．平衡時A的體積分數φ：φ(Ⅱ)＞φ(Ⅰ)
D．平衡常數K：K(Ⅱ)＜K(Ⅰ)
BC　[A.容器內發生的反應為A(g)＋2B(g)3C(g)，該反應是氣體分子數不變的可逆反應，所以在恒溫恒容條件下，氣體的壓強始終保持不變，則容器內壓強不變，不能說明反應達到平衡狀態，A錯誤；B.根據圖像變化曲線可知，t2～t3過程中，t2時v正′瞬間不變，平衡過程中不斷增大，則說明反應向逆反應方向移動，且不是“突變”圖像，屬于“漸變”過程，所以排除溫度與催化劑等影響因素，改變的條件為：向容器中加入C，B正確；C.最初加入體系中的A和B的物質的量的比值為1∶3，當向體系中加入C時，平衡逆向移動，最終A和B各自物質的量增加的比例為1∶2，因此平衡時A的體積分數φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)，C正確；D.平衡常數K與溫度有關，因該反應在恒溫條件下進行，所以K保持不變，D錯誤。]
課時精練(三十六)　化學反應速率、化學平衡的常規圖像
(本欄目內容，在學生用書中以獨立形式分冊裝訂！)
1.如圖所示曲線表示其他條件一定時，反應2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)　ΔH<0中，NO的轉化率與溫度的關系曲線，圖中標有a、b、c、d四點，其中表示未達到平衡狀態，且v正>v逆的點是(　　)
A．a點　　　B．b點　　　C．c點　　　D．d點
C　[在圖像中曲線上的任何一點都表示可逆反應處于平衡狀態，在曲線的上方的點，由于NO的轉化率高于平衡時的轉化率，因此逆反應速率大于正反應速率，反應逆向進行；在曲線下方的點，由于NO的轉化率低于平衡時的轉化率，因此逆反應速率小于正反應速率，反應正向進行。圖中a、b、c、d四點中表示未達到平衡狀態，且v正>v逆的點是c點。]
2．某化學研究小組探究外界條件對化學反應mA(g)＋nB(g)pC(g)的速率和平衡的影響，下列判斷正確的是(　　)
A．由圖a可知，T1＞T2，該反應的逆反應為吸熱反應
B．由圖b可知，ΔH＞0
C．圖c是絕熱條件下速率和時間的圖像，由此說明反應吸熱
D．圖d中，曲線a一定增加了催化劑
A　[A.根據圖像中：先拐先平，數值大可知溫度：T1＞T2，升高溫度，C在反應混合物中的體積分數降低，說明升高溫度，化學平衡向逆反應方向移動，則逆反應為吸熱反應，A正確；B.在剛開始反應階段，升高溫度，化學反應速率加快，反應產生的C增多，C在混合物中的含量增加，當反應達到平衡時C的含量達到最大值，后來隨溫度的升高，C的含量降低，說明升高溫度，平衡逆向移動，導致C的平衡含量降低，逆反應為吸熱反應，故C的平衡含量隨溫度的升高而降低，說明該反應正反應是放熱反應，ΔH＜0，B錯誤；C.該反應若為吸熱反應，由于反應過程中反應物濃度減小，且溫度降低，則反應速率在開始時就應該逐漸減小，而圖像中開始時反應速率直接增大，說明該反應為放熱反應，C錯誤；D.圖d中a、b的平衡狀態相同，但反應速率不同。若m＋n＝p，增大壓強，反應速率加快，達到平衡所需時間縮短，但化學平衡不移動，也可以對曲線a增大壓強，而催化劑可以加快反應速率而不影響平衡，故曲線a也可能使用了催化劑，D錯誤；故合理選項是A。]
3．某溫度時，在體積為2 L的密閉容器中，氣態物質A、B、E、F的物質的量n隨時間t的變化情況如圖甲所示，在一定條件下反應達到平衡狀態，反應進程中正反應速率隨時間的變化情況如圖乙所示，在t2、t4時刻分別只改變一個條件(溫度、壓強或某反應物的量)。下列說法錯誤的是(　　)
A．此溫度下，該反應的化學方程式為2A(g)＋E(g)2B(g)＋F(g)
B．若平衡狀態①和②對應的溫度相同，則①和②對應的平衡常數K一定相同
C．t2時刻改變的條件是增大壓強
D．t4時刻改變的條件是降低溫度
C　[由圖甲分析可知，各物質發生變化的物質的量等于化學方程式的化學計量數之比，此溫度下該反應的化學方程式為2A(g)＋E(g)2B(g)＋F(g)，故A正確；平衡常數K只與溫度有關，平衡狀態①和②的溫度相同，故K相等，故B正確；該反應前后氣體的體積不變，若改變壓強，平衡不會發生移動，故t2時刻不可能是增大壓強，故C錯誤；根據方程式知，反應前后氣體體積不變，故不可能是壓強的變化，t4時刻速率減小，且變化的點不連續，因此是降低溫度的結果，故D正確。]
4．在某密閉容器中，可逆反應：A(g)＋B(g)xC(g)符合圖Ⅰ所示關系，φ(C)表示C氣體在混合氣體中的體積分數。由此判斷，下列關于圖Ⅱ的說法不正確的是(　　)
A．p3>p4，y軸表示A的轉化率
B．p3>p4，y軸表示B的轉化率
C．p3>p4，y軸表示B的質量分數
D．p3>p4，y軸表示混合氣體的平均相對分子質量
C　[本題考查溫度、壓強對化學平衡的影響及圖像分析。由圖Ⅰ可知，壓強為p2時，溫度為T1先達到平衡狀態，則溫度：T1>T2；溫度為T1時的φ(C)低于T2時，說明升高溫度，平衡逆向移動，該反應的ΔH<0；溫度為T1時，壓強為p2時先達到平衡狀態，則壓強：p1p4，溫度相同時，由p3→p4，減小壓強，平衡逆向移動，A、B的轉化率降低；壓強相同時，升高溫度，平衡逆向移動，A、B的轉化率降低，與圖像符合，A、B正確；若p3>p4，相同溫度時，由 p3→p4，減小壓強，平衡逆向移動，B的質量分數增大，與圖像不符合，C錯誤；若p3>p4，相同溫度時，由p3→p4，減小壓強，平衡逆向移動，氣體的總質量不變，但其總物質的量增大，則混合氣體的平均相對分子質量減小，壓強不變時，升高溫度，平衡逆向移動，氣體總物質的量增大，則混合氣體的平均相對分子質量減小，與圖像符合，D正確。]
5．在容積不變的密閉容器中存在如下反應2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)，某研究小組研究了其他條件不變時，改變某一條件對上述反應的影響，下列分析正確的是(　　)
A．圖Ⅰ中t1時刻是增大O2或SO2的濃度對反應速率的影響
B．圖Ⅱ中t1時刻可能是增大體系壓強對反應速率的影響
C．圖Ⅲ是研究壓強對化學平衡的影響圖像，且甲的壓強較低
D．圖Ⅲ研究的是溫度對平衡的影響，且甲的溫度比乙低
D　[A.圖Ⅰ中t1時刻是增大O2或SO2的濃度的瞬間，SO3的濃度不變，故正反應速率突然增大，逆反應速率不變，A錯誤；B.由于該反應正反應為一個氣體體積減小的方向，故增大壓強平衡正向移動，正反應速率和逆反應速率均增大，但是正反應速率增大的更快，B錯誤；C.由于該反應正反應為一個氣體體積減小的方向，故增大壓強平衡正向移動，SO2的轉化率增大，C錯誤；D.由于該反應正反應為一個放熱反應，故升高溫度平衡逆向移動，SO2的轉化率減小，圖Ⅲ研究的是溫度對平衡的影響，且甲的溫度比乙低，D正確；故答案為D。]
6.如圖是溫度和壓強對反應X＋Y2Z影響的示意圖。圖中縱坐標表示平衡時混合氣體中Z的體積分數。下列敘述正確的是(　　)
A.X、Y、Z均為氣態
B．恒容時，混合氣體的密度可作為此反應是否達到化學平衡狀態的判斷依據
C．升高溫度時v正增大，v逆減小，平衡向右移動
D．使用催化劑Z的體積分數提高
B　[由題圖可知，在溫度不變時增大壓強，Z的體積分數減小，即平衡逆向移動，所以X、Y中至多有一種是氣體，A錯誤；因反應物中有非氣體物質存在，所以恒容時只要平衡發生移動，混合氣體的質量就會發生變化，則密度必然改變，所以混合氣體的密度可作為此反應是否達到化學平衡狀態的判斷依據，B正確；升高溫度，v正、v逆都增大，C錯誤；催化劑對平衡移動無影響，不能提高Z的體積分數，D錯誤。]
7．CH3OH是重要的化工原料，工業上用CO與H2在催化劑作用下合成CH3OH，其反應為：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。按n(CO)∶n(H2)＝1∶2向密閉容器中充入反應物，測得平衡時混合物中CH3OH的體積分數在不同壓強下隨溫度的變化如圖所示。下列說法中正確的是(　　)
A．p1B．該反應的ΔH>0
C．平衡常數：K(A)＝K(B)
D．在C點時，CO轉化率為75%
D　[由300 ℃時，增大壓強，平衡正向移動，CH3OH的體積分數增大，所以p1>p2，故A錯誤；由題圖可知，升高溫度，CH3OH的體積分數減小，平衡逆向移動，則該反應的ΔH<0，故B錯誤；A、B處的溫度不同，平衡常數與溫度有關，故平衡常數不相等，故C錯誤；設向密閉容器充入了1 mol CO和2 mol H2，CO的轉化率為x，則
　　　　　　　CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
起始/mol 1 2 0
變化/mol x 2x x
平衡/mol 1－x 2－2x x
在C點時，CH3OH的體積分數＝＝0.5，解得x＝0.75，CO轉化率為×100%＝75%，故D正確。]
8.用CO和H2合成CH3OH的化學方程式為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH＜0，按照相同的物質的量投料，測得CO在不同溫度下的平衡轉化率與壓強的關系如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A．溫度：T1＞T2＞T3
B．正反應速率：v(a)＞v(c)，v(b)＞v(d)
C．平衡常數：K(a)＞K(c)，K(b)＝K(d)
D．平均摩爾質量：M(a)＜M(c)，M(b)＜M(d)
C　[A項，該反應為放熱反應，溫度升高，平衡逆向移動，CO的轉化率降低，所以溫度：T1＜T2＜T3，錯誤；B項，a點溫度比c點低，所以速率小，b點壓強比d點大，所以速率大，錯誤；C項，升溫平衡逆向移動，平衡常數變小，溫度不變，平衡常數不變，所以平衡常數：K(a)＞K(c)，K(b)＝K(d)，正確；D項，溫度升高，平衡逆向移動，氣體總質量不變，但總物質的量增大，平均摩爾質量：M(a)＞M(c)，b的壓強大于d，增大壓強，平衡向正反應方向移動，平均摩爾質量增大，所以有M(b)＞M(d)，錯誤。]
9．(雙選)T0時，在2 L的密閉容器中發生反應：X(g)＋Y(g)―→Z(g)(未配平)，各物質的物質的量隨時間變化的關系如圖a所示。其他條件相同，溫度分別為T1、T2時發生反應，X的物質的量隨時間變化的關系如圖b所示。下列敘述中正確的是(　　)
A．該反應的正反應是吸熱反應
B．T0時，從反應開始到平衡時：v(X)＝0.083 mol·L－1·min－1
C．圖a中反應達到平衡時，Y的轉化率為37.5%
D．T1時，若該反應的平衡常數K為50，則T1AD　[根據“先拐先平，數值大”的原則可推知，T1>T2，溫度越高，X的物質的量越大，則平衡向左移動，正反應是放熱反應，A項正確；v(X)＝≈0.042 mol·L－1·min－1，B項不正確；Y的轉化率為×100%＝62.5%，C項不正確；由圖a可知，X、Y、Z的物質的量變化之比為1∶1∶2，則反應為X(g)＋Y(g)2Z(g)，則T0時平衡常數為≈33.3<50，由A項分析可知，該反應為放熱反應，故平衡常數越小，溫度越高，D項正確。]
10.生產硫酸的主要反應：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0。圖中L(L1、L2)、X可分別代表壓強或溫度。下列說法正確的是(　　)
A．X代表壓強
B．L1＞L2
C．A、B兩點對應的平衡常數相同
D．一定溫度下，當混合氣中n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)＝2∶1∶2時，反應一定達到平衡
B　[若X代表壓強，則L代表溫度，溫度相同時，增大壓強，平衡正向移動，SO2的平衡轉化率增大，與圖像不符合，A錯誤；結合A項分析推知，X代表溫度，L代表壓強，溫度相同時，增大壓強，平衡正向移動，SO2的平衡轉化率增大，則壓強：L1＞L2，B正確；A、B兩點的溫度不同，平衡常數不同，C錯誤；溫度一定，達到平衡狀態時，n(SO2)、n(O2)和n(SO3)均保持不變，但其比值不一定等于對應的化學計量數之比，D錯誤。]
11．(雙選)將一定量氨基甲酸銨(NH2COONH4)加入密閉容器中，發生反應：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。該反應的平衡常數的負對數(－lg K)隨溫度(T)的變化曲線如圖所示，下列說法中不正確的是(　　)
A．該反應的ΔH>0
B．NH3的體積分數不變時，該反應一定達到平衡狀態
C．A點對應狀態的平衡常數K(A)為10－2.294
D．30 ℃時，B點對應狀態的v正BD　[此題的關鍵是弄清－lg K越小，K越大，由題圖中數據可知，隨溫度升高，－lg K逐漸減小，說明隨溫度升高，化學平衡向右移動，正反應為吸熱反應，A項正確；由反應NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)可知，氨的體積分數始終為，為恒量，B項錯誤；A點時，－lg K＝2.294，C項正確；由B點對應的數值可知，此時Q>K，反應向逆反應方向進行，則B點對應狀態的v正12．反應為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH<0。在一定條件下，將1 mol CO和2 mol H2通入密閉容器中進行反應，當改變某一外界條件(溫度或壓強)時，CH3OH的體積分數φ(CH3OH)變化趨勢如圖所示：
(1)平衡時，M點CH3OH的體積分數為10%，則CO的轉化率為________。
(2)X軸上a點的數值比b點________(填“大”或“小”)。某同學認為上圖中Y軸表示溫度，你認為他判斷的理由是________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：　(1)設反應中消耗x mol CO，由題意建立如下三段式：
CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
起始/mol　 1　　　2　　　　0
轉化/mol x 2x x
平衡/mol 1－x 2－2x x
由M點CH3OH的體積分數為10%可得關系式：×100%＝10%，解得x＝0.25，則α(CO)＝×100%＝25%。(2)該反應為氣體分子數減小的放熱反應，增大壓強，φ(CH3OH)增大，升高溫度，φ(CH3OH)減小，則由題圖可知，X軸代表壓強，Y軸表示溫度。
答案：　(1)25%　(2)小　隨著Y值的增大，c(CH3OH)減小，平衡CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)向逆反應方向移動，故Y為溫度
13．汽車使用乙醇汽油并不能減少NOx的排放，這使NOx的有效消除成為環保領域的重要課題。某研究小組在實驗室以Ag ZSM 5為催化劑，測得NO轉化為N2的轉化率隨溫度變化情況如圖所示。
若不使用CO，溫度超過775 K，發現NO的分解率降低，其可能的原因是________________________________________________________________________；
在n(NO)/n(CO)＝1的條件下，應控制的最佳溫度在________左右。
答案：　NO分解反應是放熱反應，升高溫度不利于分解反應進行　870 K
14．乙基環己烷常用作氣相色譜對比樣品，也用于有機合成。
(1)乙基環己烷(C8H16)脫氫制苯乙炔(C8H6)的熱化學方程式如下：
①C8H16(l)C8H10(l)＋3H2(g)　ΔH1>0
②C8H10(l)C8H6(l)＋2H2(g)　ΔH2＝a kJ·mol－1
③C8H6(l)＋5H2(g)C8H16(l)　ΔH3＝b kJ·mol－1
則反應①的ΔH1為________(用含a、b的代數式表示)，有利于提高上述反應①的平衡轉化率的條件是________(填字母)。
A．高溫高壓　　　　 B．低溫低壓
C．高溫低壓 D．低溫高壓
(2)不同壓強和溫度下乙基環己烷的平衡轉化率如圖1所示。
①在相同壓強下升高溫度，未達到新平衡前，v正______v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
②研究表明，既升高溫度又增大壓強，C8H16(l)的平衡轉化率也升高，理由可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)t ℃向恒容密閉反應器中充入1.00 mol C8H16(l)進行催化脫氫，測得C8H10(l)和C8H6(l)的產率x1和x2(以物質的量分數計)隨時間的變化關系如圖2所示。
①在8 h時，反應體系內氫氣的物質的量為______ mol(忽略其他副反應)，C8H16(l)的轉化率是________。
②x1顯著低于x2的原因是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
解析：　(1)根據蓋斯定律，可知反應①＝－反應③－反應②，則反應①的ΔH1＝(－b－a)kJ·mol－1。反應①為氣體體積增大的吸熱反應，為了提高反應①的平衡轉化率，可在高溫低壓條件下進行該反應，故C項正確。(2)①結合題圖1知，未達到新平衡之前，在壓強相同時，升高溫度平衡始終正向移動，則v正>v逆。②由題意知，既升高溫度又增大壓強，平衡也能正向移動，結合反應①為氣體體積增大的吸熱反應可知，這可能是因為升高溫度時平衡正向移動的程度大于加壓時平衡逆向移動的程度。(3)①結合題圖2可知，在8 h時測得C8H10(l)和C8H6(l)的產率分別為x1＝0.027和x2＝0.374，設反應的C8H16(l)和C8H10(l)的物質的量分別為n1和n2，則
C8H16(l)C8H10(l)＋3H2(g)
　 n1　　　　　n1　　　 3n1
C8H10(l)C8H6(l)＋2H2(g)
n2 n2 2n2
則＝0.027，＝0.374，解得n1＝0.401 mol，n2＝0.374 mol，則生成的H2為3n1＋2n2＝3×0.401 mol＋2×0.374 mol＝1.951 mol。C8H16(l)的轉化率為×100%＝40.1%。②結合題中反應①和反應②可知，反應②的活化能小，反應速率快，生成的C8H10(l)大部分轉化為C8H6(l)，因此x1顯著低于x2。
答案：　(1)(－b－a) kJ·mol－1　C　(2)①大于　②升高溫度時平衡正向移動的程度大于加壓時平衡逆向移動的程度(敘述合理即可)　
(3)①1.951　40.1%　②C8H10(l)轉化為C8H6(l)的活化能小，反應速率很快，生成的C8H10(l)大部分轉化為C8H6(l)
學生用書?第181頁

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