题组四 化学反应速率与化学平衡的综合应用[解题指导]1.解答化学平衡图像题的步骤(1)紧扣反应特点——解题的依据。看清各物质的状态(有无固体、液体)，明确气体分子数的变化(变大、变小、不变)，正反应是吸热还是放热。(2)识别图像特点——正确识图找准解题的突破口。一看面(纵、横坐标的意义)；二看线(线的走向和变化趋势)；三看点(起点、拐点、终点)；四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线)；五看量的变化(如浓度变化、温度变化)。(3)明确破题方法——分析图像中隐含的信息，找出数据之间的关联点：①先拐先平数值大。在含量(转化率)－时间曲线中，先出现拐点的反应则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大。②定一议二。当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。(4)想规律做判断——对照选项得结论。联想化学反应速率、化学平衡移动规律，将图表与原理结合，对照得出结论。2.解答有关化学平衡计算的原则[挑战满分](限时20分钟)1.乙二醇制备原理为CH3OOC—COOCH3(g)＋4H2(g)HOCH2—CH2OH(g)＋2CH3OH(g) ΔH＝－34kJ·mol－1，右图表示一定温度下，达到平衡时乙二醇的产率随原料投料比[n(氢气)/n(草酸二甲酯)]和压强的变化关系，其中三条曲线分别表示体系压强为1.5MPa、2.5\nMPa、3.5MPa的情况，下列说法中正确的是( )A.原料投料比[n(氢气)/n(草酸二甲酯)]增大，平衡常数K增大B.原料投料比[n(氢气)/n(草酸二甲酯)]越大，乙二醇的产率越小C.升高温度后，v正>v逆D.曲线丙对应的压强p(丙)＝1.5MPa2.T℃，在体积不变的密闭容器中发生反应：X(g)＋3Y(g)2Z(g)，各组分在不同时刻的浓度如下表：物质XYZ初始浓度/mol·L－10.10.202min末浓度/mol·L－10.08ab平衡浓度/mol·L－10.050.050.1下列说法正确的是( )A.平衡时，X的转化率为20%B.T℃，该反应的平衡常数为40C.增大平衡后的体系压强，v正增大，v逆减小，平衡向正反应方向移动D.前2min内，用Y的变化量表示的平均反应速率v(Y)＝0.03mol·L－1·min－13.对可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4kJ·mol－1，下列叙述正确的是( )A.达到化学平衡时，若升高温度，则正反应速率减小，逆反应速率增大B.若单位时间内消耗xmolN2，同时生成2xmolNH3，则反应达到平衡状态C.达到平衡后，将容器体积减小为原来的一半，重新达到平衡后，c(NH3)变为原平衡时的2倍D.若达到平衡时，共放出46.2kJ热量，则有1molNH3(g)生成4.O3也是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。O3\n可溶于水，在水中易分解，产生的[O]为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生反应如下：反应① O3O2＋[O] ΔH>0 平衡常数为K1；反应② [O]＋O32O2 ΔH<0 平衡常数为K2；总反应：2O33O2 ΔH<0 平衡常数为K下列叙述正确的是( )A.升高温度，K增大B.K＝K1＋K2C.适当升温，可提高消毒效率D.压强增大，K2减小5.80℃时，2L密闭容器中充入0.40molN2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH＝＋53kJ·mol－1，获得如下数据：时间/s020406080100c(NO2)/mol·L－10.000.120.200.260.300.30下列判断正确的是( )A.升高温度该反应的平衡常数K减小B.20～40s内，v(N2O4)＝0.004mol·L－1·s－1C.反应达平衡时，吸收的热量为15.9kJD.100s时再通入0.40molN2O4，达新平衡时N2O4的转化率增大6.在容积一定的密闭容器中，置入一定量的NO(g)和足量C(s)，发生反应C(s)＋2NO(g)CO2(g)＋N2(g)，平衡状态时NO(g)的物质的量浓度c(NO)与温度T的关系如右图所示，则下列说法中正确的是( )A.该反应的ΔH>0B.若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1<K2C.在T2时，若反应体系处于状态D，则这时一定有v正<v逆D.在T3时，若混合气体的密度不再变化，则可以判断反应达到平衡状态C\n7.对于反应A2(g)＋2B2(g)2AB2(g) ΔH<0，下列各图所表示的变化符合勒夏特列原理的是( )8.有关下图中对应说法正确的是( )A.图(a)表示恒温恒压条件下，向2HI(g)H2(g)＋I2(g) ΔH>0的反应达到平衡的容器中充入HI，甲表示正反应速率，乙表示逆反应速率B.图(a)表示恒容条件下，给2HI(g)H2(g)＋I2(g) ΔH>0的反应达到平衡的容器加热，甲表示正反应速率，乙表示逆反应速率C.图(b)表示恒温条件下，压缩2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g) ΔH>0的平衡反应体系，甲表示SO3物质的量的变化，乙表示SO3物质的量浓度的变化D.图(b)表示恒容条件下，对于2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g) ΔH>0的反应平衡体系，甲表示升高温度SO3物质的量的变化，乙表示增加O2后SO3物质的量变化9.在密闭容器中，将1.0molCO与1.0molH2O混合加热到800℃，发生下列反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。一段时间后该反应达到平衡，测得CO的物质的量为0.5mol。则下列说法不正确的是( )A.800℃下，该反应的化学平衡常数为1B.427℃时该反应的平衡常数为9.4，则该反应的ΔH<0C.800℃下，若继续向该平衡体系中通入1.0mol的CO(g)，则平衡时CO物质的量分数为33.3%D.800℃下，若继续向该平衡体系中通入1.0mol的H2O(g)，则平衡时CO转化率为66.7%10.一定温度下，在容积为2L的密闭容器中发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2\n(g)，部分数据如表所示(表中t2>t1)：反应时间/minn(CO)/moln(H2O)/moln(CO2)/moln(H2)/mol01.20.6000t10.80t20.20下列说法正确的是( )A.0～t1min内的平均反应速率v(H2)＝mol·L－1·min－1B.平衡时CO的转化率为66.67%C.t1时刻该反应处于平衡状态D.保持其他条件不变，若起始时n(CO)＝0.60mol，n(H2O)＝1.20mol，则平衡时n(CO2)＝0.20mol\n答案精析题组四[挑战满分]1.D 2.D3.D [升高温度时，正逆反应速率均增大，A错误；B项，表述的反应方向相同，所以不能作为到达平衡的标志，错误；C项，达平衡时容器体积减小，压强增大，平衡会向正反应方向移动，重新平衡时c(NH3)大于原平衡的2倍，错误。]4.C [总反应为放热反应，升高温度K值减小，A错；总反应可看作①＋②，则K＝K1·K2，B错；升高温度，反应①平衡向右移动，[O]浓度增大，C正确；压强不影响平衡常数，D错。]5.C [A项，正反应为吸热反应，升高温度，K值增大，错；B项，v(N2O4)＝×＝0.002mol·L－1·s－1，B错；C项，第80s时达平衡状态，转化N2O4的物质的量为0.3mol，吸收的热量Q＝0.3mol×53kJ·mol－1＝15.9kJ；D项再通入N2O4，相当于增大压强，平衡逆向移动，转化率减小。]6.D [温度升高，c(NO)浓度增大，平衡左移，正反应为放热反应，A、B均不正确；D点c(NO)较平衡状态大，即Q<K，反应正向进行，v正>v逆，C错；由于碳固体参加反应，气体的密度是个变量，当密度不变时反应达到平衡状态，D项正确。]7.D [随温度升高，正、逆反应速率均增大，该反应为放热反应，逆反应速率随温度升高增大的速率应比正反应速率增大的快，A项不符合；升高温度，平衡向逆反应方向移动，AB2的百分含量应减小，B项不符合；该反应为气体体积减小的反应，增大压强，AB2的百分含量应增大，C项不符合。]8.A [恒温恒压条件下，向2HI(g)H2(g)＋I2(g)平衡体系中通入HI，瞬间容器体积膨胀，生成物的浓度降低，逆反应速率降低，HI浓度增大，瞬间正反应速率升高，然后反应向正反应方向进行，正反应速率大于逆反应速率，A项正确；恒容条件下加热，正反应速率和逆反应速率均增大，B项错误；压缩2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)的反应体系，瞬间SO3的物质的量不变，物质的量浓度增大，反应逆向进行，SO3的物质的量和物质的量浓度均逐渐增大，C项错误；反应2SO3(g)2SO2(g)＋O2\n(g)为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，SO3的物质的量逐渐减小，D项错误。]9.C [ CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)起始(mol)1.01.000平衡(mol)1.0－x1.0－xxx则1.0mol－x＝0.5mol x＝0.5molA项，K＝＝1，正确；B项，温度降低，K增大，平衡右移，正反应为放热反应，正确；C项，＝1，y＝mol，CO的质量分数：×100%≈44.4%，错误；D项，根据C项分析，D项正确。]10.C [0～t1min内，氢气的浓度变化为0.20mol·L－1，A错误；t1时刻，H2O(g)的物质的量为0.20mol，结合t2时刻数据知t1时刻已经达到平衡状态，此时CO的转化率为33.3%，B错误，C正确；因平衡时CO2也是0.20mol·L－1，由此可求得K＝1，再利用平衡常数及平衡时CO2、H2浓度相等可判断D错误。]
