2019届二轮复习 化学反应速率与化学平衡图像解题方法 作业（全国通用）

化学反应速率与化学平衡图像解题方法

专题训练

1.对于可逆反应2A(g)＋B(g) 2C(g)　ΔH<0，下列图像表示正确的是(　　)

答案　C

解析　使用催化剂不会影响平衡，只能缩短达到平衡的时间，A项错误；温度升高，平衡逆向移动，A的转化率会降低，B项错误；温度越高，化学反应速率越快，达到平衡所用时间最短升高温度，平衡逆向移动，C的体积分数降低，C项正确；平衡常数只与温度有关，D项错误。

2.在恒容密闭容器中通入X并发生反应：2X(g) Y(g)，温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示，下列叙述正确的是(　　)

A．该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量

B．T2下，在0～t1时间内，v(Y)＝ mol·L－1·min－1

C．M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆

D．M点时再加入一定量X，平衡后X的转化率减小

答案　C

解析　依据题中图示，可看出T1>T2，由于T1时X的平衡浓度大，可推出该反应为放热反应。A项，M点与W点比较，X的转化量前者小于后者，故进行到M点放出的热量应小于进行到W点放出的热量，A项错误；B项，2v(Y)＝v(X)＝ mol·L－1·min－1，B项错误；C项，T1>T2且M点的Y的浓度大于N点的，故M点v逆大于N点v逆，而M点v正＝v逆，所以M点v正大于N点v逆，C项正确；D项，恒容时充入X，压强增大，平衡正向移动，X的转化率增大，D项错误。

3．在密闭容器中进行反应：X(g)＋2Y(g) 2Z(g)　ΔH>0。下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是(　　)

答案　C

解析　正反应吸热，升高温度平衡向正反应方向移动，正反应速率大于逆反应速率，A错误；正反应吸热，升高温度平衡向正反应方向移动，Z的含量升高，B错误；升高温度或增大压强，平衡均向正反应方向进行，X的转化率升高，C正确；平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数为定值，D错误。

4．在2 L密闭容器中进行反应C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)　ΔH>0，测得c(H2O)随反应时间(t)的变化如图所示。下列判断正确的是(　　)

A．0～5 min内，v(H2)＝0.05 mol·L－1·min－1

B．5 min时该反应的K值一定小于12 min时的K值

C．10 min时，改变的外界条件可能是减小压强

D．5 min时该反应的v(正)大于11 min时的v(逆)

答案　B

解析　由题图可知，0～5 min内Δc(H2O)＝0.50 mol·L－1，则有v(H2O)＝＝0.10 mol·L－1·min－1，v(H2)＝v(H2O)＝0.10 mol·L－1·min－1，A错误；10 min时改变反应条件，c(H2O)逐渐减小至0.25 mol·L－1，说明反应正向移动，且反应速率加快，应由升高温度引起，则有K(5 min)<K(12 min)，B正确；10 min后c(H2O)逐渐减小，若减小压强，c(H2O)在10 min时会瞬间减小，反应速率也会减慢，C错误；由B项分析可知，11 min时温度高于5 min时温度，根据温度越高，反应速率越快可知，5 min时该反应的v(正)小于11 min时的v(逆)，D错误。

5．温度为T0时，在容积固定的密闭容器中发生反应：X(g)＋Y(g) Z(g)(未配平)，4 min时达到平衡，各物质浓度随时间变化的关系如图甲所示。其他条件相同，温度分别为T1、T2时发生反应，Z的浓度随时间变化的关系如图乙所示。下列叙述正确的是(　　)

A．发生反应时，各物质的反应速率大小关系为v(X)＝v(Y)＝2v(Z)

B．图甲中反应达到平衡时，Y的转化率为37.5%

C．T0时，该反应的平衡常数为33.3

D．该反应正反应的反应热ΔH<0

答案　C

解析　由图甲可知，平衡时，X、Y、Z的物质的量浓度变化量分别为0.25 mol/L、0.25 mol/L、0.5 mol/L，化学计量数之比等于反应物、生成物的物质的量变化量之比，故反应为X(g)＋Y(g) 2Z(g)；由图乙可知，温度为T1时先达到平衡，所以T1>T2，温度越高，平衡时Z的物质的量浓度越大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，升高温度平衡向吸热方向移动，故正反应为吸热反应。A项，由上述分析可知，反应为X(g)＋Y(g)2Z(g)，速率之比等于各物质的化学计量数之比，所以反应时各物质的反应速率大小关系为2v(X)＝2v(Y)＝v(Z)，错误；B项，由图甲可知，Y的起始浓度为0.4 mol/L，平衡时Y的物质的量浓度为0.15 mol/L，Y的浓度变化了0.25 mol/L，故平衡时Y的转化率为×100%＝62.5%，错误；C项，由图甲可知，平衡时，X、Y、Z的物质的量浓度分别为0.05 mol/L、0.15 mol/L、0.5 mol/L，K＝＝＝33.3，正确；D项，由上述分析可知，该反应正反应为吸热反应，故ΔH>0，错误。

6．I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)＋I－(aq) I(aq)，某I2、KI混合溶液中，c(I)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)，下列说法不正确的是(　　)

A．温度为T1时，向该平衡体系中加入KI固体，平衡正向移动

B．反应I2(aq)＋I－(aq) I(aq)的ΔH<0

C．若T1时，反应进行到状态d时，一定有v正>v逆

D．状态a与状态b相比，状态b时I2的转化率更高

答案　D

解析　温度为T1时，加入KI固体，碘离子浓度增大，平衡向正反应方向移动，故A正确；由图像中曲线的变化趋势可知，当温度升高时，I的物质的量浓度减小，说明升温平衡向逆反应方向移动，该反应的正反应为放热反应，反应I2(aq)＋I－(aq) I(aq)的ΔH<0，故B正确；反应进行到状态d时，反应未达到平衡状态，反应趋向于平衡，则反应向生成I的方向移动，则v正>v逆，故C正确；状态b相当于在状态a的基础上升高温度，该反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，状态b时I2的转化率更低，故D错误。

7．工业上用下列反应合成甲醇：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)。在固定容积为2 L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，研究温度对反应的影响，实验结果如图所示(注：T1、T2均大于300 ℃)。下列说法正确的是(　　)

A．温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)＝ mol·L－1·min－1

B．该反应在温度为T1时的平衡常数比温度为T2时的小

C．该反应的正反应为放热反应

D．处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时减小

答案　C

解析　由图像可知在温度为T2时反应先达到平衡，因此温度T2>T1，温度高反应达平衡时甲醇的物质的量反而低，说明正反应是放热反应，升高温度平衡常数减小，故B项错误，C项正确；温度为T1时，从反应开始到达到平衡，生成甲醇的物质的量为n1 mol，此时甲醇的浓度为 mol·L－1，所以生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)＝ mol·L－1·min－1，A项错误；因为温度T2>T1，所以A点的反应体系从T1变到T2时，平衡会向逆反应方向移动，即生成物浓度减小而反应物浓度增大，增大，所以D项错误。

8．对于密闭容器中的可逆反应A2(g)＋3B2(g) 2AB3(g)，探究单一条件改变情况下，可能引起平衡状态的改变，得到如图所示的曲线(图中T表示温度，n表示物质的量)。下列判断正确的是(　　)

A．加入催化剂可以使状态d变为状态b

B．若T1>T2，则逆反应一定是放热反应

C．达到平衡时，A2的转化率大小为b>a>c

D．在T2和n(A2)不变时达到平衡，AB3的物质的量的大小为c>b>a

答案　D

解析　加入催化剂只改变反应速率，不能使平衡发生移动，故加入催化剂不能使状态d变为状态b，A错误。若T1>T2，由题图可知，温度升高，n(B2)不变时，平衡时AB3的体积分数减小，说明升高温度，平衡逆向移动，则逆反应是吸热反应，B错误。图中横坐标为n起始(B2)，增大一种反应物的量会提高另一种反应物的转化率，则n起始(B2)越大，平衡时A2的转化率越大，即达到平衡时A2的转化率大小为c>b>a，C错误。其他条件相同时，n起始(B2)越大，平衡时A2的转化率越大，则平衡时AB3的物质的量越大，故平衡时AB3的物质的量的大小为c>b>a，D正确。

9．(1)CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)。测得CH3OH的物质的量随时间的变化如下图。

①曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ________KⅡ(填“>”“＝”或“<”)。

②一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。

若甲平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围为________。

(2)利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时，在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下，CH4产量随光照时间的变化如下图。在0～15小时内，CH4的平均生成速率Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为________(填序号)。

答案　(1)①>　②0.4<c≤1

(2)Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ

解析　(1)①分析图像知KⅠ>KⅡ。

②         CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)

初始量/mol  　1  　  3  　      0      　0

转化量/mol  　x  　  3x       　x  　    x

平衡量/mol  1－x    3－3x  　   x      　x

4－2x＝4×0.8，得x＝0.4

根据题意可得，甲乙为等效平衡，且起始时维持反应逆向进行。所以若全部由生成物投料时，c＝1 mol，同时c要大于平衡时的量，故有0.4<c≤1。

(2)由图可知，相同时间内CH4的产率越高，其平均生成速率越大，0～15小时内，CH4的平均生成速率Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ。