巧解化学图表、图像题【考题体验组】(20分钟 30分)一、选择题(本题包括2小题,每小题6分,共12分)1.(2022·福建高考)NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化,当NaHSO3完全消耗即有I2析出,依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020mol·L-1的NaHSO3溶液(含少量淀粉)10.0mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0mL混合,记录10～55℃间溶液变蓝时间,55℃时未观察到溶液变蓝,实验结果如图。据图分析,下列判断不正确的是 ( )A.40℃之前与40℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反B.图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等C.图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0×10-5mol·L-1·s-1D.温度高于40℃时,淀粉不宜用作该实验的指示剂2.(2022·四川高考)室温下,将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合(忽略体积变化),实验数据如下表:实验编号起始浓度/(mol·L-1)反应后溶液的pHc(HA)c(KOH)①0.10.19②x0.27下列判断不正确的是 ( )A.实验①反应后的溶液中:c(K+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)B.实验①反应后的溶液中:c(OH-)=c(K+)-c(A-)=mol·L-1C.实验②反应后的溶液中:c(A-)+c(HA)>0.1mol·L-1D.实验②反应后的溶液中:c(K+)=c(A-)>c(OH-)=c(H+)二、非选择题(本题包括2小题,共18分)3.(12分)(2022·浙江高考节选)捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已被用作工业捕碳剂,其中一个可逆反应为(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq) ΔH3,为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,在某温度T1下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体(用氮气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得CO2气体浓度,得到趋势图(见图1)。则:-6-\n①ΔH3 0(填“>”“=”或“<”)。②在T1～T2及T4～T5二个温度区间,容器内CO2气体浓度呈现如图1所示的变化趋势,其原因是 。③此反应在温度为T1时,溶液pH随时间变化的趋势曲线如图2所示。当时间到达t1时,将该反应体系温度迅速上升到T2,并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化总趋势曲线。4.(6分)(2022·新课标全国卷Ⅰ节选)有研究者在催化剂(含Cu-Zn-Al-O和Al2O3),压强为5.0MPa的条件下,由H2和CO直接制备二甲醚,反应为2CO(g)+4H2(g)====CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=-204.7kJ·mol-1;结果如下图所示,其中CO转化率随温度升高而降低的原因是 。【新题预测组】(20分钟 30分)一、选择题(本题包括2小题,每小题6分,共12分)1.下列关于2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0反应的图像中,不正确的是( )-6-\n2.已知在25℃条件下向10.00mL0.1mol·L-1HCOOH溶液中逐滴加入0.1mol·L-1NaOH溶液,其pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。下列说法中不正确的是 ( )A.a点表示的溶液中c(HCOO-)约为10-3mol·L-1B.用25mL的酸式滴定管量取HCOOH溶液C.c点NaOH溶液的体积小于10mLD.在a、c间任一点,溶液中一定都有c(Na+)>c(HCOO-)>c(H+)>c(OH-)二、非选择题(本题包括2小题,共18分)3.(6分)一种脱碳的方法是将CO2转化为甲醇,反应的化学方程式为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。在一定条件下,将1molCO2与3molH2充入容积为10L的密闭容器中,研究温度对反应的影响,得到相关图像如下:其中,温度为T1时,10min反应达到平衡,此时混合气体中甲醇的体积分数为40%。(1)T1温度下,该反应的化学平衡常数K= ,此反应为 (填“吸热”“放热”)反应。(2)T1温度下,10min内以H2表示的平均反应速率为v(H2)= 。(3)下列对图2中a、b两条曲线所表示含义(只考虑变化趋势)的描述不正确的是 。A.a、b可分别表示该反应的正、逆反应速率变化曲线B.a、b可分别表示正反应和逆反应的化学平衡常数变化曲线C.a、b可分别表示二氧化碳和甲醇的物质的量变化曲线-6-\n4.(12分)(1)DIS数字化信息系统因为可以准确测量溶液的pH而在中和滴定的研究中应用越来越广泛深入。某学习小组利用DIS系统测定NaOH滴定同浓度HCl、CH3COOH的pH变化曲线分别如下,你能从中得到的信息有(写出2条信息):① ;② 。(2)已知NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0。现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一体积为1L的恒温密闭容器中,反应物浓度随时间变化关系如图所示,回答下列问题:①图中共有两条曲线X和Y,其中曲线 表示NO2浓度随时间的变化;a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是 。②前10min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)= mol·L-1·min-1;反应进行至25min时,曲线发生变化的原因是 。③若要达到与最后相同的化学平衡状态,在25min时还可以采取的措施是 。A.加入催化剂 B.缩小容器体积C.升高温度D.加入一定量的N2O4答案解析【考题体验组】1.【解析】选B。根据图像可以看出40℃之前温度越高变蓝的时间越短,40℃之后温度越高变蓝的时间越长,变化趋势相反,A项正确;化学反应一般温度越高化学反应速率越快,b点温度为25℃,c点温度为47℃,根据反应温度判断c点速率应该更快,但图像表明b点、c点溶液变蓝的时间相同,结合40℃之后温度越高变蓝的时间越长,55℃时未观察到溶液变蓝,说明高于40℃后淀粉已经不适合作该实验的指示剂了,所以尽管变蓝时间相同但c点速率更快,B项错误;D项正确;利用化学反应速率的计算公式v=Δc/Δt计算NaHSO3反应速率时应注意由于将0.020mol·L-1的NaHSO3溶液10.0mL与40.0mL的KIO3溶液混合后NaHSO3的浓度变成了0.004mol·L-1,反应时间为80s,所以速率为5.0×10-5mol·L-1·s-1,C项正确。2.【解析】选B。由表中①得HA为弱酸且酸碱物质的量相等,因此得A正确;由①中电荷守恒得c(OH-)=c(K+)-c(A-)+c(H+)=Kw/1×10-9mol·L-1,故B错误;C中由②得x>0.2mol·L-1,故c(HA)+c(A-)>0.1mol·L-1(因为溶液体积是原溶液的2倍),故C正确;实验②-6-\n反应后的溶液显中性,故c(OH-)=c(H+),由电荷守恒可得c(K+)=c(A-),故D正确。3.【解析】在图1中CO2的浓度存在一最低点,则在T1～T2区间,反应未达到化学平衡,温度升高,反应速率加快,CO2被捕捉的量增加,剩余CO2的浓度减小;T4～T5区间,反应已达到化学平衡,升高温度剩余CO2的浓度增大,即升高温度,反应平衡向左移动,因此正反应为放热反应,即ΔH3<0。③反应在温度为T1时达到化学平衡,迅速升高温度到T2,这一瞬间溶液的pH不变。升高温度,平衡向左移动,溶液中NH4HCO3浓度减小,(NH4)2CO3浓度增大,则溶液碱性增强,pH增大,一段时间后达到新的化学平衡,溶液的pH不再发生变化。答案:①< ②T1～T2区间,化学反应未达到平衡,温度越高,化学反应速率越快,所以CO2被捕获的量随温度升高而提高。T4～T5区间,化学反应已达到平衡,由于正反应是放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,所以不利于CO2捕获③4.【解析】根据图像,其中CO转化率随温度升高而降低,主要的原因是反应放热,温度升高,平衡左移。答案:反应放热,温度升高,平衡左移【新题预测组】1.【解析】选C。已知反应是正向气体体积减小的放热反应。达到平衡状态时v(正)=v(逆),升高温度平衡向逆反应方向移动,v(正)<v(逆),生成物SO3的含量降低,A、B正确,C错误;增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,即向正反应方向移动,SO3%变大,D正确。2.【解析】选D。a点pH=3,则c(H+)=10-3mol·L-1,而c(HCOO-)≈c(H+),A正确;量取甲酸应选择酸式滴定管,B正确;假设c点NaOH溶液的体积为10mL,则甲酸和NaOH恰好完全反应,所得HCOONa溶液显碱性,而图中c点显中性,则NaOH溶液的体积小于10mL,C正确;D项不符合电荷守恒,错误。3.【解析】(1)根据图1可知,T2大于T1,则升高温度生成物甲醇的浓度降低,说明平衡逆向移动,则逆反应方向是吸热反应,则正反应为放热反应。 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)起始浓度 0.1 0.3 0 0(mol·L-1)转化浓度 x 3x x x(mol·L-1)平衡浓度 0.1-x 0.3-3x x x(mol·L-1)则 x/(0.1-x+0.3-3x+x+x)=0.4x=0.089,则K=0.089×0.089/(0.011×0.0333)=20037.6(2)v(H2)=3×0.089mol·L-1/10min=0.0267mol·L-1·min-1-6-\n(3)根据图2,升高温度,正、逆反应速率都增大,只是逆反应速率增大的程度大,不可能一个增大一个减小,A错误;升高温度,平衡逆向移动,正反应的平衡常数减小,则逆反应的平衡常数增大,B正确;升高温度,平衡逆向移动,CO2的物质的量增大,而甲醇的物质的量减小,C错误。答案:(1)20037.6 放热 (2)0.0267mol·L-1·min-1(或mol·L-1·min-1)(3)A、C4.【解析】(1)根据滴定曲线可知,开始滴定前盐酸和醋酸的pH不同,盐酸pH小,醋酸pH大,突跃范围不一样。(2)①曲线X在0～10min达到平衡时浓度变化了0.4mol·L-1,而曲线Y在0～10min达到平衡时变化了0.2mol·L-1,所以可得X曲线为NO2的浓度变化曲线;达到平衡时浓度不再随时间而发生变化,所以b、d点均表示反应已达到平衡状态。②NO2在0～10min达到平衡时浓度变化了0.4mol·L-1,所以用NO2表示的反应速率为0.04mol·L-1·min-1;而在25min时,NO2的浓度由0.6mol·L-1突变为1.0mol·L-1,而N2O4的浓度在25min时没有发生改变,所以可得此时改变的条件是向容器中加入了0.4molNO2。③加入NO2后平衡正向移动,所以若要达到与最后相同的化学平衡状态,还可通过增大压强,使平衡正向移动;或者采取降低温度的方法,使平衡正向移动;也可以向容器中充入一定量N2O4,因为这样相当于增大容器中气体的压强,使得NO2的转化率提高,即达到与最后的平衡相同的平衡状态。答案:(1)①起点pH不同,盐酸的小,醋酸的大②均有一个pH突跃 ③盐酸中开始pH上升慢,突跃前突然变快,醋酸中开始pH上升快,突跃前pH上升变慢(任选两条,合理即可)(2)①X b、d ②0.04 加入了0.4molNO2(或加入了NO2) ③B、D-6-
