热点专项练11 化学平衡图像及分析1.(2021浙江湖州二模)工业上用CO生产甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0。下列图像不正确的是( )2.(2021广东潮州二模)温度为T时,向2.0L恒容密闭容器中充入1.0molPCl5,发生反应:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=akJ·mol-1(a>0)。0~10min保持容器温度不变,10min时改变一种条件,整个过程中PCl5、PCl3、Cl2的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( )A.0~4min的平均速率v(PCl3)=0.025mol·L-1·min-1B.10min时改变的条件是增加了一定量的PCl5C.若起始时向该容器中充入2.0molPCl3和2.0molCl2,保持温度为T,反应达平衡时放出的热量小于1.6akJD.温度为T,起始时向该容器中充入1.0molPCl5、0.10molPCl3和0.10molCl2,反应达到平衡前v(正)<v(逆)3.(2021江苏扬州考前调研)燃煤电厂锅炉尾气中含有氮氧化物(主要成分NO),可通过主反应4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1627.7kJ·mol-1除去。温度高于300℃时会发生副反应:4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-904.74kJ·mol-1。在恒压、反应物起始物质的量之比一定的条件下,反应相同时间,NO的转化率在不同催化剂作用下随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法一定正确的是( )\nA.升高温度、增大压强均可提高主反应中NO的平衡转化率B.N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=-180.74kJ·mol-1C.图中X点所示条件下,反应时间足够长,NO的转化率能达到Y点的值D.图中Z点到W点NO的转化率降低的原因是主反应的平衡逆向移动4.(2021山东济南大学城高级中学阶段测试改编)在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中,主要发生反应的热化学方程式为反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-164.7kJ·mol-1反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJ·mol-1反应Ⅲ:2CO(g)+2H2(g)CO2(g)+CH4(g) ΔH=-247.1kJ·mol-1向恒压、密闭容器中通入1molCO2和4molH2,平衡时CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )A.图中曲线B表示CO的物质的量随温度的变化B.反应Ⅰ的平衡常数可表示为K=C.要提高CO2转化为CH4的转化率,需要研发在低温区高效的催化剂D.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的ΔH=-205.9kJ·mol-15.(2021山东日照期末)向1L密闭容器中充入xmolA和ymolB发生反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g) ΔH,下图中曲线2为70℃下反应的转化率α(A)-t曲线。下列说法正确的是( )\nA.若其他条件不变,曲线4一定是使用了催化剂,降低了反应的活化能B.若ΔH>0,其他条件不变,保持反应绝热,图像可能为曲线5C.若ΔH<0,其他条件不变,保持反应绝热,图像变为曲线3,则N点的v(正)大于曲线2上M点的v(逆)D.保持温度、体积不变,x∶y=a∶b时对应的体积分数φ1(D)与x∶y>a∶b时对应的φ2(D),大小关系为φ1(D)<φ2(D)参考答案热点专项练11 化学平衡图像及分析1.D 解析升高温度,化学反应速率加快,v(正)、v(逆)都增大,由于该反应的正反应是放热反应,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,说明v(正)<v(逆),A正确;在其他条件不变时,增大,化学平衡正向移动,H2的平衡转化率增大,B正确;在其他条件不变时,增大压强,物质的浓度增大,反应速率加快,达到平衡所需时间缩短,先达到平衡,由于该反应的正反应是气体体积减小的反应,则增大压强,化学平衡正向移动,CH3OH的平衡含量会增大,C正确;该反应的正反应是放热反应,在其他条件不变时,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,导致CH3OH的平衡产率降低,不会出现先增大后减小的现象,D错误。2.A 解析0~4min的平均速率v(PCl3)==0.025mol·L-1·min-1,A正确;由题图可知,改变条件使PCl3(g)、Cl2(g)的物质的量增大,PCl5(g)的物质的量减小,平衡正向移动,则10min时改变的条件是升温,B错误;若起始时向该容器充入1.0molPCl3和1.0molCl2,则与题干平衡为等效平衡,平衡转化率为80%,放出的热量为0.8akJ,若充入2.0molPCl3和2.0molCl2,相当于加压,转化率增大,则放出的热量大于1.6akJ,C错误;起始时向该容器中充入1.0molPCl5、0.10molPCl3和0.10molCl2,Q=mol·L-1=0.005mol·L-1,结合题图可知K=mol·L-1=mol·L-1>Q,反应正向进行,v(正)>v(逆),D错误。3.C 解析主反应和副反应的焓变均小于0,均为放热反应,升高温度平衡逆向移动,NO的平衡转化率减小,A错误;根据盖斯定律,×(副反应-主反应)可得N2(g)+O2(g)2NO(g),其ΔH=×[-904.74kJ·mol-1-(-1627.7kJ·mol-1)]=+180.74kJ·mol-1,B错误;据题图可知X\n点的转化率低于相同温度下的Y点,说明测定转化率时X点还未达到平衡,反应时间足够长,NO的转化率能达到Y点的值,C正确;催化剂不影响平衡转化率,而W点的转化率低于相同温度下另一催化剂条件下的转化率,说明W点并没有处于平衡状态,所以转化率降低不是平衡移动造成的,D错误。4.C 解析反应物CO2的量逐渐减小,故图中曲线A表示CO2的物质的量变化曲线,由反应Ⅱ和Ⅲ可知,温度升高反应Ⅱ正向移动,反应Ⅲ逆向移动,CO的物质的量增大,故曲线C为CO的物质的量变化曲线,曲线B为CH4的物质的量变化曲线,故A错误;反应Ⅰ的平衡常数可表示为K=,故B错误;反应Ⅰ为放热反应,反应Ⅱ为吸热反应,降低温度有利于反应Ⅰ正向进行,反应Ⅱ逆向进行,即可提高CO2转化为CH4的转化率,所以需要研发在低温区高效的催化剂,故C正确;由反应Ⅱ-反应Ⅰ,并整理可得CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+41.2kJ·mol-1+164.7kJ·mol-1=+205.9kJ·mol-1,故D错误。5.C 解析由图像可知,曲线4和曲线2的平衡相同,但曲线4先达到平衡状态,可能是加了催化剂,也可能是反应前后气体体积相同的反应增大了压强,故A错误;若ΔH>0,其他条件不变,保持反应绝热,则随反应的进行体系内温度降低,反应速率减小,达到平衡的时间应比曲线2长,曲线5与此不符,故B错误;若ΔH<0,其他条件不变,保持反应绝热,则随反应的进行体系内温度升高,反应速率增大,达到平衡的时间应比曲线2短,曲线3与此符合,且平衡时温度高反应速率大,则N点的v(正)大于曲线2上M点的v(逆),故C正确;增大x∶y可视为保持B用量恒定条件下增大A的浓度,一定范围内增大A的浓度会使平衡正向移动提高D的浓度,可能使D的百分含量增大,但大量通入A时,D的增加量不明显,总气体的物质的量增大较大,反而导致D的百分含量降低,故D错误。
