高中化学高考二轮复习 高考13题第13题题组四化学反应速率与化学平衡的综合应用

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＝－34 kJ·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MPa、MPa、MPa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)＝MPa
℃，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X Y Z
初始浓度/mol·L－10
2 min末浓度/mol·L－1a b
平衡浓度/mol·L－1
下列说法正确的是()
A.平衡时，X的转化率为20%
℃，该反应的平衡常数为40
C.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2 min内，用Y的变化量表示的平均反应速率v(Y)＝mol·L－1·min－1
3.对可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－kJ·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x mol N2，同时生成2x mol NH3，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kJ热量，则有1 mol NH3(g)生成
也是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。

O3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①O3O2＋[O]ΔH>0平衡常数为K1；
反应②[O]＋O32O2ΔH<0平衡常数为K2；
总反应：2O33O2ΔH<0平衡常数为K
下列叙述正确的是()
A.升高温度，K增大
＝K1＋K2
C.适当升温，可提高消毒效率
D.压强增大，K2减小
℃时，2 L密闭容器中充入mol N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)ΔH＝＋53 kJ·mol－1，获得如下数据：
时间/s 0 20 40 60 80 100
c(NO2)/mol·L－1
下列判断正确的是()
A.升高温度该反应的平衡常数K减小
～40 s内，v(N2O4)＝mol·L－1·s－1
C.反应达平衡时，吸收的热量为kJ
s时再通入mol N2O4，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>0
B.若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1<K2
C.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
7.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mol CO与mol H2O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mol。

则下列说法不正确的是()
℃下，该反应的化学平衡常数为1
℃时该反应的平衡常数为，则该反应的ΔH<0
℃下，若继续向该平衡体系中通入mol的CO(g)，则平衡时CO物质的量分数为%
℃下，若继续向该平衡体系中通入mol的H2O(g) ，则平衡时CO转化率为%
10.一定温度下，在容积为2 L的密闭容器中发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)，部分数据如表所示(表中t2>t1)：
反应时间
/min n(CO) /mol
n(H2O)
/mol
n(CO2)
/mol
n(H2)
/mol
0 0 0
t1
t2
下列说法正确的是()
～t1 min内的平均反应速率v(H2)＝错误!mol·L－1·min－1
B.平衡时CO的转化率为%
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)＝mol，n(H2O)＝mol，则平衡时n(CO2)＝mol
答案精析
题组四 [挑战满分]
[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 (NH 3)大于原平衡的2倍，错误。

]
[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 ＝K 1·K 2，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。

]
[A 项，正反应为吸热反应，升高温度，K 值增大，错；B 项，v (N 2O 4)＝12×(－)mol·L －120 s ＝ mol·L －1·s －1，B 错；
C 项，第80 s 时达平衡状态，转化N 2O 4的物质的量为 mol ，吸收的热量Q ＝ mol ×53 kJ·mol －1＝ kJ ；
D 项再通入N 2O 4，相当于增大压强，平衡逆向移动，转化率减小。

]
[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。

]
[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，AB 2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，AB 2的百分含量应增大，C 项不符合。

] [恒温恒压条件下，向2HI(g)
H 2(g)＋I 2(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2SO 3(g)
2SO 2(g)＋O 2(g)的反应
体系，瞬间SO 3的物质的量不变，物质的量浓度增大，反应逆向进行，SO 3的物质的量和物质的量浓度均逐渐增大，C 项错误；反应2SO 3(g)2SO 2(g)＋O 2(g)为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，SO 3的物质的量逐渐减小，
D 项错误。

]
[ CO(g)＋H 2O(g) CO 2(g)＋H 2(g)
起始(mol) 0 0 平衡(mol) －x －x x x 则 mol －x ＝ mol x ＝ mol
A 项，K ＝错误!＝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，错误!＝1，y ＝2
3
mol ，CO 的质量分数：错误!×100%≈%，错误；D 项，根据C 项分析，D 项正确。

] [0～t 1 min 内，氢气的浓度变化为 mol·L －1，A 错误；t 1时刻，H 2O(g)的物质的量为 mol ，结合t 2时刻数据知t 1时刻已经达到平衡状态，此时CO 的转化率为%，B 错误，C 正确；因平衡时CO 2也是 mol·L －1，由此可求得K ＝1，再利用平衡常数及平衡时CO 2、H 2浓度相等可判断D 错误。

]。