2023版高中化学人教版选择性必修1 第二章 化学反应速率与化学平衡 专题强化练4 化学反应速率与化学平衡图像

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专题强化练4　化学反应速率与化学平衡图像1.(2020广东深圳实验中学期末)已知反应:2NO2(红棕色) N2O4(无色)　ΔH<0。将一定量的NO2充入注射器中后封口,如图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深,透光率越小)。下列说法正确的是(　　)A.b点的操作是拉伸注射器B.d点:v(正)>v(逆)C.c点与a点相比,c(NO2)增大,c(N2O4)减小D.若不忽略体系温度变化,且没有能量损失,则T(c)>T(d)2.(2022北京大兴期中)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0,反应达到平衡状态后,改变某一条件,下列图像与条件变化一致的是(　　)　　           A.升高温度　　　　B.增大N2浓度　　           C.改变压强　　　　D.加入催化剂3.(2022江西吉安期中)反应2AB3(g) A2(g)+3B2(g)　ΔH>0。关于该反应的下列图像(AB3%为体系中AB3的质量分数)不正确的是(　　)4.(2022河南郑州中原名校联考)在密闭容器中,充入一定量的N2、H2,在一定条件下发生反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。已知NH3的体积分数[φ(NH3)]和温度(T)的变化关系如图所示,下列说法正确的是(　　)A.该反应的正反应为吸热反应B.平衡常数K:A点<B点C.H2的转化率C点最高D.A、B、C、D、E五点都达到了平衡状态5.(2022河北石家庄一中月考)一定条件下合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)C2H4(g)+4H2O(g),已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示。下列说法正确的是(　　)A.生成乙烯的速率:v(M)<v(N)B.平衡常数:KM<KNC.催化剂可能会影响CO2的平衡转化率D.若投料比n(H2)∶n(CO2)=3∶1,则M点时CO2的体积分数约为15.4%6.(2021河南豫西名校联考)已知反应:A(g)+B(g) C(g)+D(g),在一定压强下,按x=(A的物质的量始终为1 mol)向密闭容器中充入A气体与B气体。图甲表示平衡时,A气体的体积分数(V%)与温度(T)、x的关系。图乙表示x=2时,正、逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法正确的是　(　　)A.图甲中,x2<1B.图乙中,曲线A表示正反应的平衡常数C.由图乙可知,T1时,K=1,B的转化率约为33.3%D.若在恒容绝热装置中进行上述反应,达到平衡时,装置内的气体压强将减小7.(2022辽宁大连一中月考)CO常用于工业冶炼金属,在不同温度下CO还原四种金属氧化物达平衡后气体中lg与温度(T)的关系曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)A.工业上可以通过增高反应装置来减少尾气中CO的含量B.CO不适宜用于工业冶炼金属铬C.工业冶炼金属铜时较高的温度有利于提高CO的利用率D.CO还原Cu2O的反应ΔH>08.丙烷氧化脱氢法制备丙烯的主要反应如下:C3H8(g)+O2(g) C3H6(g)+H2O(g)　ΔH=-118 kJ·mol-1。在催化剂作用下,丙烷氧化脱氢除生成丙烯外,还生成CO、CO2等物质。丙烷的转化率和丙烯的产率随温度变化关系如图所示。(1)图中丙烷的转化率随温度升高而增大的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)575 ℃时,丙烯的选择性为　　　　。(丙烯的选择性=×100%) (3)基于本研究结果,能提高丙烯选择性的措施是　　　　　　　　　　　　　。 
答案全解全析1.D　b点时,透光率突然下降,说明c(NO2)突然增大,则操作是压缩注射器,A错误;d点,透光率下降,则c(NO2)增大,平衡逆向移动,v(正)<v(逆),B错误;c点是在a点的基础上压缩注射器,则c(NO2)、c(N2O4)均增大,C错误;由c点到d点,透光率增大的幅度很大,则为拉伸注射器,平衡逆向移动,吸收热量,所以温度T(c)>T(d),D正确。2.B　该反应的ΔH<0,升高温度平衡逆向移动,则氮气的转化率减小,A错误;增大N2浓度,正反应速率瞬间增大,逆反应速率逐渐增大,B正确;由题图可知p2>p1,正反应为气体体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,氨气的质量分数增大,C错误;使用催化剂,平衡不移动,则平衡时气体的总压强与无催化剂达到平衡时的气体总压强相等,D错误。3.C　正反应为吸热反应,升高温度,正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动,AB3的质量分数减小,A正确、B正确;温度相同时,增大压强,平衡向逆反应方向移动,AB3的质量分数增大,C错误、D正确。4.C　根据图像分析可知,C、D、E三点处于平衡状态,随着温度升高,NH3的体积分数减小,平衡逆向移动,该反应的正反应为放热反应,A错误;该反应的平衡常数K只与温度有关,该反应是放热反应,A点温度小于B点温度,故平衡常数K:A点>B点,B错误;C点NH3的体积分数最大,氢气的转化率最高,C正确;A、B点未达到平衡状态,C、D、E点达到平衡状态,D错误。5.D　化学反应速率随温度的升高而加快,但250 ℃以后催化剂的催化效率降低,所以生成乙烯的速率:v(M)有可能大于v(N),A错误;升高温度,二氧化碳的平衡转化率减小,则平衡逆向移动,所以平衡常数:KM>KN,B错误;催化剂只影响化学反应速率,不影响平衡移动和平衡转化率,故C错误;设开始投料时n(H2)为3x mol,则n(CO2)为x mol,M点时二氧化碳的平衡转化率为50%,列三段式如下:　　　　　6H2(g)+2CO2(g) C2H4(g)+4H2O(g)开始(mol)  3x  x         0   0转化(mol)  1.5x    0.5x        0.25x   x平衡(mol)  1.5x    0.5x        0.25x   x所以CO2的体积分数为×100%≈15.4%,D正确。6.C　增大B的量,平衡正向移动,A的体积分数减小,则图甲中x2>1,A错误;由图甲可知,升高温度A的体积分数增大,可知正反应为放热反应,则升高温度正反应的平衡常数K减小,图乙中曲线B表示正反应的平衡常数,B错误;由图乙可知,T1时,x=2,K=1,设平衡时B转化的物质的量为a mol,容器的体积为V L,列三段式:　　　　　A(g)+B(g) C(g)+D(g)起始(mol) 1 2     0 0转化(mol) a a     a a平衡(mol) 1-a 2-a    a aK==1,解得a=,则B的转化率=×100%≈33.3%,C正确;由于正反应为气体分子数不变的放热反应,恒容绝热装置中进行题述反应,气体物质的量不变,压强随温度的变化而变化,则达到平衡时,装置内的气体压强将增大,D错误。7.B　增高反应装置,可以增大CO与金属氧化物的接触面积,可加快反应速率,但不影响平衡的移动,CO的利用率不变,尾气中CO的含量不变,A错误;由图像可知,用CO冶炼金属铬时,lg一直较高,说明CO转化率较低,故CO不适宜用于工业冶炼金属铬,B正确;工业冶炼金属铜时,温度越高,lg越大,说明在较高的温度时CO的利用率较低,C错误;CO还原Cu2O时,升高温度,lg增大,说明升高温度,CO还原Cu2O的平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,则该反应的正反应是放热反应,D错误。8.答案　(1)温度升高,反应速率加快(或催化剂的活性增强)　(2)51.5%　(3)选择相对较低的温度解析　(1)该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,C3H8的转化率应该减小,但实际上C3H8的转化率随温度升高而增大,说明所得转化率不是平衡转化率,可能是升高温度反应速率加快或催化剂的活性增强导致的。(2)根据图像,575 ℃时,C3H8的转化率为33%,丙烯的产率为17%,假设参加反应的C3H8为100 mol,生成的丙烯为17 mol,丙烯的选择性为×100%≈51.5%。(3)根据图像,535 ℃时,丙烯的选择性为×100%≈66.7%,550 ℃时,丙烯的选择性为×100%≈61.5%,575 ℃时,丙烯的选择性为51.5%,故选择相对较低的温度能够提高丙烯的选择性。反思升华　　复杂图像常与生产生活中的实际问题相结合,从反应时间、投料比值、催化剂的选择、转化率等角度考查。复杂图像形式看似更加难辨,所涉问题看似更加复杂,但只要仔细分析,抓住图像中的关键点(常为最高点、最低点、转折点),看清坐标代表的意义、弄清曲线的变化趋势,即可将复杂图像转化为常规图像,进而运用化学平衡知识进行解答即可。