2024年高考化学二轮复习回归基础训练专题12化学平衡图表分析(含解析)

2024年高考化学二轮复习回归基础训练专题12化学平衡图表分析
一、单选题,共22小题
1.(20-21高二上·湖南益阳·期末)在恒容密闭容器中发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,其速率-时间图像如下,则t1时刻改变的条件可能是
A.升高温度 B.加入催化剂
C.充入一定量的氧气 D.充入一定量的氦气
2.(23-24高三上·河北石家庄·期中)一定温度下,密闭容器中发生反应A(s)+3B(g) C(g)+2D(g) △H<0,下列图示与对应的叙述相符的是
A.t1时,减小C的浓度 B.纵坐标表示生成物含量
C.t1时,一定使用了催化剂 D.纵坐标表示反应物转化率
3.(20-21高三上·上海黄浦·期中)可逆反应在一定条件下达到平衡状态。在t1时刻改变某一条件,化学反应速率与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是
A.维持温度、反应体系容积不变,t1时充入SO3(g)
B.维持温度、压强不变,t1时充入SO3(g)
C.维持体积不变,t1时升高反应体系温度
D.维持温度、容积不变,t1时充入一定量Ar
4.(20-21高二上·河北石家庄·阶段练习)在一密闭容器中有如下反应:aX(g)+bY(g)nW(g);ΔH,某化学兴趣小组的同学根据此反应在不同条件下的实验数据,作出了如下曲线图:
其中,ω(W)表示W在反应混合物中的体积分数,t表示反应时间。当其它条件不变时,下列分析正确的是
A.图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响,且p2>p1,a+b<n
B.图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响,且p1>p2,n<a+b
C.图Ⅱ可能是在同温同压下催化剂对反应的影响,且2使用的催化剂效果好
D.图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响,且T1>T2,ΔH<0
5.(23-24高三上·黑龙江大庆·阶段练习)图像对应的叙述正确的是
A.图丁:该正向反应在任何温度下都能自发进行
B.图丙:对图中反应升高温度,该反应平衡常数减小
C.图乙:时刻改变的条件只能是加入催化剂
D.图甲:A的平衡转化率为
6.(2023高三·全国·专题练习)一定温度下,密闭容器中进行反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0.测得v正(SO2)随反应时间(t)的变化如图所示。下列有关说法正确的是
A.t2时改变的条件:只加入一定量的SO2
B.t1时平衡常数K1大于t3时平衡常数K3
C.t1时平衡混合气的M1大于t3时平衡混合气的M3
D.t1时平衡混合气中SO3的体积分数等于t3时平衡混合气中SO3的体积分数
7.(20-21高一下·辽宁沈阳·期中)一定温度下,向容积为2L的密闭容器中通入两种气体发生化学反应,反应中各物质的物质的量的变化如图所示,下列对该反应的推断不合理的是
A.在0~6s内,C的化学反应速率约为0.067 mol·L-1·s-1
B.6s后,反应停止了
C.该反应的化学方程式为3B+4C 6A+2D
D.在0~4s内,v(A)=3v(D)
8.(2023高三·全国·专题练习)已知反应N2O4(g) 2NO2(g) ΔH=+57 kJ·mol-1 ,在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.A、C两点气体的平均相对分子质量:A>C
B.A、C两点气体的颜色:A浅,C深
C.由状态B到状态A,可以用加催化剂的方法
D.A、C两点的反应速率:A>C
9.(2020高三·全国·专题练习)某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g)2C(g),达到平衡后,在不同的时间段,分别改变影响反应的一个条件,测得容器中物质的浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示:
下列说法中不正确的是
A.30~40 min 内该反应使用了催化剂
B.化学方程式中的x=1,正反应为放热反应
C.30 min时减小压强,40 min时升高温度
D.8 min前A的平均反应速率为0.08 mol·L-1·min-1
10.(23-24高三上·江苏泰州·期中)重整反应能够有效去除大气中的,是实现“碳中和”的重要途径之一,发生的反应如下:
重整反应:
积炭反应I:
积炭反应Ⅱ:
在恒压、起始投料比条件下,体系中含碳组分平衡时的物质的量随温度变化关系曲线如图所示。下列说法正确的是
A.曲线B表示平衡时物质的量随温度的变化
B.减小起始投料比,有利于去除
C.积炭会导致催化剂失活,降低的平衡转化率
D.高于600℃时,升高温度有利于减少积炭的量并去除气体
11.(23-24高三上·贵州贵阳·阶段练习)已知气相直接水合法可以制取乙醇: 。在的条件下投料,乙烯的平衡转化率与温度(T)及压强(p)的关系如图所示。
下列有关说法错误的是
A.
B.
C.在、280℃条件下,C点的
D.A点对应条件下反应的平衡常数(用平衡分压代替浓度,分压=总压×物质的量分数)
12.(23-24高三上·江西南昌·期中)CO2催化加氢制CH4的反应为:。催化剂上反应过程示意如图1所示。其他条件不变时,10min时CO2的转化率和CH4的选择性(CO2转化为甲烷的量/CO2转化的总量)随温度变化如图2所示。下列说法不正确的是
A.催化剂改变了中O—C—O键的键角
B.150℃到350℃时,基本没有发生副反应
C.催化加氢制是一个吸热反应
D.使用催化剂不能改变反应的△H
13.(2023·重庆·高考真题)逆水煤气变换体系中存在以下两个反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
在恒容条件下,按投料比进行反应,平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A.反应Ⅰ的,反应Ⅱ的
B.点反应Ⅰ的平衡常数
C.点的压强是的3倍
D.若按投料,则曲线之间交点位置不变
14.(2022高三·全国·专题练习)乙醇-水催化重整可获得。其主要反应为,,在、时,若仅考虑上述反应,平衡时和CO的选择性及的产率随温度的变化如图所示。
CO的选择性,下列说法正确的是
A.图中曲线①表示平衡时产率随温度的变化
B.升高温度,平衡时CO的选择性增大
C.一定温度下,增大可提高乙醇平衡转化率
D.一定温度下,加入或选用高效催化剂,均能提高平衡时产率
15.(21-22高三上·江苏镇江·期中)NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应。工业尾气中的NH3可通过催化氧化为N2除去。将一定比例的NH3、O2和N2的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,NH3的转化率、生成N2的选择性[100%]与温度的关系如图所示。
下列说法正确的是
A.其他条件不变,升高温度,NH3的平衡转化率增大
B.其他条件不变,在175~300 ℃范围,随温度的升高,出口处N2和氮氧化物的量均不断增大
C.催化氧化除去尾气中的NH3应选择反应温度高于250 ℃
D.高效除去尾气中的NH3,需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂
16.(20-21高二下·江苏常州·期末)下列叙述及对应图示正确的是
A.图甲是某温度下c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.100mol L-1的醋酸与醋酸钠混合溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO-)与pH的关系曲线,pH=3的溶液中:Ka<10-4.75
B.图乙是恒温密闭容器中发生CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)反应时,c(CO2)随反应时间变化的曲线,t1时刻改变的条件可能是缩小容器的体积
C.图丙是铁条与盐酸反应的反应速率随反应时间变化的曲线,t1时刻溶液的温度最高
D.图丁是在0.1mol L-1Na2CO3溶液中加水稀释,随着加水量的增加,溶液中c(HCO)的变化曲线,则Na2CO3的水解程度A点大于B点
17.(16-17高二上·四川成都·阶段练习)根据相应的图像(图像编号与答案一一对应),判断下列相关说法正确的是
A.密闭容器中反应达到平衡,T0时改变某一条件有如图变化所示,则改变的条件一定是加入催化剂
B.反应达到平衡时,外界条件对平衡影响关系如图所示,则正反应为放热反应,且a>b
C.物质的百分含量和温度关系如图所示,则该反应的正反应为放热反应
D.反应速率和反应条件变化关系如图所示,则该反应的正反应为放热反应,A、B、C、D均是气体
18.(23-24高三上·重庆·阶段练习)甲醇可通过氢化法合成:。恒定温度为时,将和充入密闭容器中,测得按I变化。下列说法不正确的是
A.时,I中反应进行到B点时释放的热量为
B.时,该反应平衡常数为
C.若其他条件不变,增大起始,所得可能按Ⅱ变化
D.若其他条件不变,缩小容器体积,所得可能按Ⅱ无变化
19.(2023高三·全国·专题练习)已知:A(g)+2B(g) 3C(g) ΔH<0,向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A和2 mol B发生反应,t1时达到平衡状态I,在t2时改变某一条件,t3时重新达到平衡状态Ⅱ,正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是
A.t2时改变的条件:向容器中加入C B.平衡时B的体积分数φ:φ(II)=φ(I)
C.t2~t3时反应向正方向移动 D.平衡时A(g)的物质的量浓度:c(I)20.(23-24高三上·内蒙古赤峰·阶段练习)下列为化学反应速率和化学平衡图像,其中图像和实验结论正确的是
A.图1对应
B.图2对应 ,M点正反应速率<N点逆反应速率
C.图3对应 ,恒温恒容,按不同投料比充入和进行反应,若平衡时和的转化率相等,则
D.图4对应,A、B、C三点表示不同温度、压强下NO的平衡转化率,压强最小的是B点,化学平衡常数最小的是A点
21.(23-24高三上·江苏苏州·阶段练习)催化加氢合成甲醇是资源化利用的重要途径。催化加氢主要反应有:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
压强分别为、时,将的混合气体置于密闭容器中反应,不同温度下体系中的平衡转化率和、的选择性如图所示。
[(或)的选择性]
下列说法不正确的是
A.曲线①、②表示的选择性,且
B.150℃~250℃,随温度升高甲醇的平衡产率降低
C.一定温度下,调整可提高的平衡转化率
D.相同温度下,反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数
22.(23-24高三上·河南郑州·期中)可逆反应A(g)+xB(g) 2C(g) 达平衡后,只改变反应的一个条件,测得容器中部分物质的浓度、反应速率随时间变化如下图所示。下列说法中正确的是
A.8min时反应达到平衡状态 B.该反应正反应为吸热反应
C.x=1 D.30min~40min间使用了催化剂
二、解答题,共1小题
23.(2023·辽宁·高考真题)硫酸工业在国民经济中占有重要地位。
(1)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析,该制备过程中CuSO4·5H2O分解的TG曲线(热重)及DSC曲线(反映体系热量变化情况,数值已省略)如下图所示。700℃左右有两个吸热峰,则此时分解生成的氧化物有SO2、 和 (填化学式)。

(2)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下),副产物为亚硝基硫酸,主要反应如下:
NO2+SO2+H2O=NO+H2SO4
2NO+O2=2NO2
(ⅰ)上述过程中NO2的作用为 。
(ⅱ)为了适应化工生产的需求,铅室法最终被接触法所代替,其主要原因是 (答出两点即可)。
(3)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化:
SO2(g)+O2(g)SO3(g) ΔH=-98.9kJ·mol-1
(ⅰ)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度,绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如下图所示,下列说法正确的是 。

a.温度越高,反应速率越大
b.α=0.88的曲线代表平衡转化率
c.α越大,反应速率最大值对应温度越低
d.可根据不同下的最大速率,选择最佳生产温度
(ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能,我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下,温度和转化率关系如下图所示,催化性能最佳的是 (填标号)。

(ⅲ)设O2的平衡分压为p,SO2的平衡转化率为αe,用含p和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算)。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【分析】t1时刻正反应速率突然增大,逆反应速率逐渐增大,说明反应物浓度突然增大,生成物浓度缓慢增大,则说明加入了反应物,则改变的条件可能是加入了SO2或者O2或者SO2、O2。
【详解】A.反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,为体积减小、放热的反应,升高温度,正逆反应速率均增大,均大于原反应速率,平衡逆向移动,A错误;
B.加入催化剂,正逆反应速率均增大,且均大于原反应速率,两者速率改变程度相同,B错误;
C.充入一定量的氧气,反应物浓度突然增大,正反应速率突然增大,逆反应速率逐渐增大,符合图像,C正确;
D.充入一定量的氦气,平衡不移动,D错误;
故选C。
2.B
【详解】A.t1时,减小C的浓度,反应速率应该减小而不是增大,故A错误;
B.由图像可知,T2温度下先平衡,说明T2>T1,升高温度生成物含量减小,平衡逆向移动,逆反应吸热,正反应放热,与反应特点相符合,故B正确;
C.该反应是气体体积相等的反应,使用催化剂或增大压强,正逆反应速率同等程度的增大,平衡不移动,不一定是使用了催化剂,故C错误;
D.该反应是气体体积相等的反应,压强改变平衡不移动,反应物转化率不变,故D错误。
答案选B。
3.B
【分析】由图象可知,在t1时刻改变某一条件,正反应速率增大,逆反应速率减小,据此选择符合条件的选项。
【详解】A.维持温度、反应体系容积不变,t1时充入SO3(g),此时逆反应速率增大,正反应速率不变,故A错误;
B.维持温度、压强不变,t1时充入SO3(g),此时逆反应速率增大,而且体积增大导致正反应速率减小,故B正确;
C.维持体积不变,t1时升高反应体系温度,正逆反应速率都增大,与图象不符,故C错误;
D.维持温度、容积不变,t1时充入一定量Ar,反应物和生成物浓度都不变,正逆反应速率都不变,故D错误;
答案选B。
4.A
【详解】A.压强大反应速率快,所以p2>p1,若a+b<n,则增大压强,平衡向逆反应方向移动,所以生成物的体积分数降低,A正确;
B.压强大反应速率快,所以p1>p2,若a+b>n,则增大压强平衡向正反应方向移动,生成物的含量增大,B不正确;
C.根据图Ⅱ的变化特点可知,条件的改变并没有影响到平衡状态,但1到达平衡的时间缩短了,所以1使用的催化剂效果好,C不正确;
D.温度高反应速率快,所以T1>T2,若正反应是放热反应,则升高温度,平衡向逆反应方向移动,生成物的含量降低,D不正确;
答案选A。
5.D
【详解】A.先拐先平数值大,图丁:根据下面两根曲线得到P2>P1,增大压强,C%增大,说明正向移动,反应为气体分子数减小的反应,为熵减反应;根据上面两根曲线得到T2B.图丙:对图中反应升高温度,正反应增大的速率大于逆反应增大的速率,说明平衡正向移动,该反应是吸热反应,升高温度平衡正向进行,该反应平衡常数增大,B错误;
C.图乙:反应为气体分子数不变的反应,根据图中信息得到时刻改变的条件可能是加入催化剂,也可能是加压,C错误;
D.图甲:反应生成0.4mo lC、剩余0.8molA,根据化学方程式可知,反应0.8molA,则A的平衡转化率为50%,D正确;
故选D。
6.D
【详解】A.t2时,v正(SO2)突然增大,且达到平衡后速率恢复至原来的速率,如果只加入一定量的SO2,达到新的平衡后,速率大于原来的速率,A错误;
B.平衡常数只与温度有关,一定温度下,K值不变,B错误;
C.平衡状态相同,各物质的百分含量相同,平均摩尔质量相同,C错误;
D.平衡状态相同,各物质的百分含量相同,D正确。
故选D。
7.B
【详解】A.在0~6s内,C的化学反应速率约为,A正确;
B.6s后,反应达平衡,正、逆反应速率相等但不等于零,反应没有停止,只是达到动态平衡,B错误;
C.由图中信息可知,0~6s内B、C物质的量分别减小0.6mol、0.8mol,A、D物质的量分别增加1.2mol、0.4mol,所以B、C、A、D系数比为3∶4∶6∶2,该反应的化学方程式为3B+4C 6A+2D,C正确;
D.在0~4s内,用不同物质表示表示反应速率,速率比等于方程式系数比,v(A)=3v(D),D正确;
故答案选B。
8.B
【分析】反应正向放热,相同压强T2比T1二氧化氮体积分数大,因此T1<T2;反应正向体积增大,相同温度下,p1比p2二氧化氮体积分数小,p1<p2。
【详解】A.据分析,A→C平衡逆向移动,平均相对分子质量增大,故A错误;
B.据分析,A→C平衡逆向移动,A颜色浅C颜色深,故B正确;
C.催化剂不能改变平衡,因此加入催化剂不能由状态B到状态A,故C错误;
D.据分析A→C增大压强,A、C两点的反应速率:A<C,故D错误;
故选B。
9.A
【详解】A.若使用催化剂,则化学反应速率增大,A说法不正确;
B.由浓度 时间图象可知,A、B的浓度变化相同,故A、B的化学计量数相同,都为1;由反应速率 时间图象可知,30 min时改变的条件为减小压强,40 min时改变的条件为升高温度,且升高温度平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,B说法正确;
C.由B选项中的分析可知,30 min时减小压强,40 min时升高温度,C说法正确;
D.前8 min内A的平均反应速率为=0.08 mol·L-1·min-1,D说法正确;
故选A。
10.D
【分析】重整反应的热化学方程式=II-I,对应的ΔH=ΔHII-ΔHI= + 247 kJ·mol-1,所以重整反应和积炭反应均为吸热反应,升高温度CH4参与的反应平衡均正向移动,所以CH4平衡时物质的量随温度升高而降低,积炭反应Ⅰ生成CO2,积炭反应II消耗CH4,所以平衡时CH4物质的量小于CO2,所以曲线B表示CH4,曲线A表示CO2,C、CO均作为生成物,所以曲线D表示CO,则曲线C表示C。综上,曲线A表示CO2,曲线B表示CH4,曲线C表示C,曲线D表示CO。
【详解】A.见分析,重整反应和积炭反应均为吸热反应,升高温度CH4参与的反应平衡均正向移动,所以CH4平衡时物质的量随温度升高而降低,A错误;
B.减少CH4会使重整反应逆向移动,导致CO2增多,不利于去除CO2,B错误;
C.催化剂失活会导致反应速率降低,不会影响转化率,C错误;
D.根据曲线C,低于600℃时,温度升高,CO增大,说明反应以重整反应为主,消耗CO2,生成CO,而增多的CO会是积碳反应I正向移动,导致C增多,反之,降低温度会导致减少积炭的量减少,同时CO2增多,不利于去除CO2气体,D正确;
故答案为:D。
11.C
【分析】此反应为气体分子数减小的反应,因此相同温度下,增大压强,平衡正向移动,反应物转化率增大;同样可由图分析,温度收到,乙烯转化率减小,故升高温度平衡逆移,此反应。
【详解】A.升高温度,乙烯转化率减小,,A正确;
B.当温度相同时,从到乙烯转化率增大,平衡正向移动,,B正确;
C.在、280℃条件下,平衡转化率在点位置,说明点未达平衡状态,反应正向进行,点的,C错误;
D.设与的物质的量均为“1”:
开始 1 1 0
转化 0.2 0.2 0.2
平衡 0.8 0.8 0.2
乙醇占,乙烯和水各占,,D正确;
故选C。
12.C
【详解】A.由题干图1反应历程图信息可知,CO2的键角为180°,而Ni-CO2的键角不是180°,故催化剂改变了CO2中O—C—O键的键角,A正确;
B.由题干图2信息可知,150℃到350℃时,CH4的选择性基本为100%,说明该温度范围内基本没有发生副反应,B正确;
C.由题干图2信息可知,升高温度,10min时CO2的转化率增大,而CH4的选择性基本不变,说明该温度范围内基本无副反应发生,但题干未告知CO2转化率是不是平衡转化率,故无法判断CO2催化加氢制CH4是一个吸热反应还是吸热反应,C错误;
D.使用催化剂可以改变化学反应速率,但不能改变反应的△H,D正确;
答案选C。
13.C
【详解】A.随着温度的升高,甲烷含量减小、一氧化碳含量增大,则说明随着温度升高,反应Ⅱ逆向移动、反应Ⅰ正向移动,则反应Ⅱ为放热反应焓变小于零、反应Ⅰ为吸热反应焓变大于零,A错误;
B.点没有甲烷产物,且二氧化碳、一氧化碳含量相等,投料,则此时反应Ⅰ平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量相等,反应Ⅰ的平衡常数,B错误;
C.点一氧化碳、甲烷物质的量相等,结合反应方程式的系数可知,生成水的总的物质的量为甲烷的3倍,结合阿伏加德罗定律可知,的压强是的3倍,C正确;
D.反应Ⅰ为气体分子数不变的反应、反应Ⅱ为气体分子数减小的反应;若按投料,相当于增加氢气的投料,会使得甲烷含量增大,导致甲烷、一氧化碳曲线之间交点位置发生改变,D错误;
故选C。
【点睛】
14.B
【分析】根据已知反应①,反应②,且反应①的热效应更大,温度升高的时候对反应①影响更大一些,根据选择性的含义,升温时CO选择性增大,同时CO2的选择性减小,所以图中③代表CO的选择性,①代表CO2的选择性,②代表H2的产率,以此解题。
【详解】A.由分析可知②代表H2的产率,故A错误;
B.由分析可知升高温度,平衡时CO的选择性增大,故B正确;
C.一定温度下,增大,可以认为开始时水蒸气物质的量不变,增大乙醇物质的量,乙醇的平衡转化率降低,故C错误;
D.加入CaO同时吸收CO2和水蒸气,无法判断平衡如何移动,无法判断如何影响平衡时产率,故D错误;
故选B。
15.D
【详解】A.NH3与O2作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应,根据勒夏特列原理,升高温度,平衡向逆反应方向进行,氨气的平衡转化率降低,故A错误;
B.根据图像,在175~300 ℃范围,氮气量先增后减,因为转化率低温区升高更快,故B错误;
C.根据图像,温度高于250℃ N2的选择率降低,且氨气的转化率变化并不大,浪费能源,根据图像,温度应略小于225℃,此时氨气的转化率、氮气的选择率较大,故C错误;
D.氮气对环境无污染,氮的氧化物污染环境,因此高效除去尾气中的NH3,需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂,故D正确;
答案为D。
16.B
【详解】A.根据图象中交点的坐标可知,CH3COOH的电离常数Ka=10-4.75,pH=3时电离常数不变,故A错误;
B.由图可知,t1时刻c(CO2)突然变大,一段时间后,浓度与改变前相同,则t1时刻改变的条件可能是缩小容器的体积,故B正确;
C.铁条与盐酸的反应是放热反应,随反应的进行,温度越来越高,故C错误;
D.Na2CO3溶液中加水稀释,越稀越水解,随着加水量的增加,Na2CO3的水解程度越来越大,A点小于B点,故D错误;
故选B。
17.C
【详解】A.若a+b=c,改变的条件可能为增大压强,则不一定为催化剂,故A错误;
B.由图像可知,相同压强下温度大,G的体积分数小,正反应为吸热反应,但压强关系不确定,则不能确定a、b关系,故B错误;
C.由图可知,反应从正向开始,T2为平衡状态,升高温度,A的含量增大,与图像一致,故C正确;
D.降温,正反应速率大,正反应为放热反应;加压,正反应速率大,则A、B、C是气体,D为固体或液体符合平衡正向移动,与图像一致,故D错误;
故答案选:C。
18.C
【详解】A.由图像可知,I中反应进行到B点时,为3mol/L,则为3mol,起始H2为12mol,则转化的H2为9mol,故释放的热量为,A正确;
B.由图像可知,I中反应进行到C点时,反应达平衡,为2mol/L,列三段式为,则,B正确;
C.若其他条件不变,增大起始,则在相同时间时,大于Ⅰ中的,故不能按照Ⅱ变化,C错误;
D.若其他条件不变,缩小容器体积,体系压强增大,则化学反应速率加快,平衡向正反应方向移动,达平衡时减小,故可能按照Ⅱ变化,D正确;
答案选C。
19.C
【分析】根据图示可知:反应从正反应方向开始,至t1时刻反应达到平衡状态,在t2时刻正反应速率瞬间不变,然后逐渐增大,说明改变的外界条件应该是向容器中加入生成物C,然后根据问题逐一分析解答。
【详解】A.t2时刻正反应速率瞬间不变,然后逐渐增大,说明改变的外界条件应该是向容器中加入生成物C,A正确;
B.根据上述分析可知:在t2时刻改变的外界条件是加入生成物C。该反应是反应前后气体体积不变的反应,加入生成物C,体系压强增大,化学平衡不移动,最终平衡与原平衡等效,则平衡时B的体积分数φ:φ(II)=φ(I),B正确;
C.根据上述分析可知:在t2时刻改变的外界条件是加入生成物C,生成物浓度突然增大,v逆突然增大,v逆大于v正,则t2~ t3时反应向逆方向移动,直至建立新的化学平衡状态,C错误;
D.该反应一恒温恒容的密闭容器中进行,由于t2时刻改变的外界条件是向容器中加入生成物C,生成物C发生反应产生反应物A(g)、B(g),故重新达到平衡时A(g)、B(g)的浓度比原平衡时要大,故平衡时A(g)的物质的量浓度:c(II)>c(I),D正确;
故合理选项是C。
20.C
【详解】A.图一保持压强不变,随温度升高,Z的体积分数增大,平衡右移,升高温度往吸热方向移动,故>0 ,A错误;
B.M点达到平衡,v(正)=v(逆),N点未达到平衡,v(正)>v(逆),从N→M点v(正)不断减小,v(逆)不断增大,N点v(逆)N点逆反应速率,B错误;
C.当起始投料等于系数比时,CO于H2转化率相等,C正确;
D.由图4可看出温度升高NO转化率减小,平衡左移,温度升高向吸热方向移,因此正反应为放热反应<0,故升高温度,平衡左移,NO转化率减小,平衡常数减小,减小压强往系数大的方向移,即往逆向移,NO转化率减小,平衡常数不变,故压强最小的是A点,化学平衡常数最小的是B点,D错误;
故选C。
21.D
【分析】随着温度的升高,反应Ⅰ平衡逆向移动,反应Ⅱ平衡正向移动,则CH3OH的选择性随温度的升高而减小,CO的选择性随温度的升高而增大,故曲线①、②表示CH3OH的选择性,曲线③、④表示CO的选择性,同时压强增大,反应Ⅰ平衡正向移动,反应物浓度减小,促使反应Ⅱ化学平衡逆向移动,使CO选择性减小,故p1>p2。据此解答。
【详解】A.根据以上分析可知曲线①、②表示的选择性,且,故A正确;
B.曲线①、②表示的选择性,根据图像可知150℃~250℃,随温度升高的选择性减小,CO的选择性升高,因此甲醇的平衡产率降低,故B正确;
C.一定温度下,调整,相当于增大氢气的浓度,因此可提高的平衡转化率,故C正确;
D.随着温度的升高,反应Ⅰ平衡逆向移动,反应Ⅱ平衡正向移动,在未给定具体温度的情况下,无法比较反应Ⅰ、Ⅱ的化学平衡常数大小,故D错误;
故选:D。
22.C
【分析】30min时,A的浓度瞬时由1.0mol/L变成0.75mol/L,C的浓度瞬时由2.0mol/L变成1.5mol/L,由于只改变反应的一个条件,则30min时扩大容器体积为原来的,而此时反应速率同等程度的减小,说明减压平衡不移动,x=1;40min时,A的浓度逐渐增大,C的浓度逐渐减小,而正逆反应速率均增大且平衡逆向移动,说明改变的条件是升高温度,该反应正方向为放热反应。
【详解】A.8min时,A的浓度还在减少,C的浓度还在增加,说明反应未达到平衡状态,A错误;
B.由分析知,40min时改变的条件是升高温度,平衡逆向移动,平衡向吸热方向移动,即该反应为放热反应,B错误;
C.由分析知,30min时扩大了容器体积,压强减小,但平衡不移动,说明x=1,C正确;
D.根据第一幅图可知30~40min内,反应物与生成物的浓度瞬间降低后不再变化,反应速率瞬间降低后也不再变化,平衡没有发生移动,而催化剂不能改变浓度,D错误。
故选D。
23.(1) CuO SO3
(2) 催化剂 反应中有污染空气的NO和NO2放出影响空气环境、NO2可以溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质、产率不高(答案合理即可)
(3) cd d
【详解】(1)根据图示的热重曲线所示,在700℃左右会出现两个吸热峰,说明此时CuSO4发生热分解反应,从TG图像可以看出,质量减少量为原CuSO4质量的一半,说明有固体CuO剩余,还有其他气体产出,此时气体产物为SO2、SO3、O2,可能出现的化学方程式为3CuSO43CuO+2SO2↑+SO3↑+O2↑,结合反应中产物的固体产物质量和气体产物质量可以确定,该反应的产物为CuO、SO2、SO3、O2,故答案为CuO、SO3。
(2)(i)根据所给的反应方程式,NO2在反应过程中线消耗再生成,说明NO2在反应中起催化剂的作用;
(ii)近年来,铅室法被接触法代替因为在反应中有污染空气的NO和NO2放出影响空气环境、同时作为催化剂的NO2可以溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质影响产品质量、产率不高(答案合理即可)。
(3)(i)a.根据不同转化率下的反应速率曲线可以看出,随着温度的升高反应速率先加快后减慢,a错误;
b.从图中所给出的速率曲线可以看出,相同温度下,有更大转化率,故α=0.88的条件下并不是平衡转化率,b错误;
c.从图像可以看出随着转化率的增大,最大反应速率不断减小,最大反应速率出现的温度也逐渐降低,c正确;
d.从图像可以看出随着转化率的增大,最大反应速率出现的温度也逐渐降低,这时可以根据不同转化率选择合适的反应温度以减少能源的消耗,d正确;
故答案选cd;
(ii)为了提高催化剂的综合性能,科学家对催化剂进行了改良,从图中可以看出标号为d的催化剂V-K-Cs-Ce对SO2的转化率最好,产率最佳,故答案选d;
(iii)利用分压代替浓度计算平衡常数,反应的平衡常数Kp===;设SO2初始量为m mol,则平衡时n(SO2)=m-m·αe=m(1-αe),n(SO3)=m·αe,Kp==,故答案为。
答案第1页,共2页
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