鲁科版高考化学一轮复习课时分层作业40化学反应速率与平衡的图像解答策略含答案

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2．C [①－②所得反应不是C(s)＋CO2(g)===2CO(g)，C项错误。]
3．BC [催化剂不改变平衡状态，B错误；升温时n(H2)增大，平衡逆向移动，ΔH<0，C错误。]
4．AD [A项，根据图示可知T2>T1，升温平衡向逆向移动，ΔH<0，错误；D项，升温K减小，k正增大的倍数小于k逆增大的倍数，错误。]
5．解析：(1)反应Ⅰ为放热反应，故低温阶段，温度越高，CO2的平衡转化率越低，而反应Ⅲ为吸热反应，温度较高时，主要发生反应Ⅲ，则温度越高，CO2的平衡转化率越高，即图乙的纵坐标表示的是CO2的平衡转化率。反应Ⅰ、反应Ⅱ为气体分子数减少的反应，反应Ⅲ为气体分子数不变的反应，因此压强越大，CO2的平衡转化率越高，故压强由大到小的顺序是p1、p2、p3。反应Ⅲ为吸热反应，温度较高时，主要发生反应Ⅲ，且反应Ⅲ前后气体分子数相等，故CO2的平衡转化率几乎不再受压强影响。(2)由上述分析知，图甲、图乙的纵坐标分别表示CH3OH的平衡产率、CO2的平衡转化率，且p1>p2>p3，分析图像可知，应选择的反应条件为低温、高压，A项正确。
答案：(1)乙 p1、p2、p3 T1时以反应Ⅲ为主，反应Ⅲ前后气体分子数相等，压强改变对平衡没有影响
(2)A
6．解析：(2)Tav(a)正，故v(a)逆 CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)
n(始)/ml 2 3 0 0
Δn/ml 0.8 2.4 0.8 0.8
n(平)/ml 1.2 0.6 0.8 0.8
eq \f(n平,n始)＝eq \f(1.2＋0.6＋0.8＋0.8,2＋3)＝eq \f(p平,2.5 MPa)，p平＝1.7 MPa。
平衡时各组分物质的量分数：CO2：eq \f(1.2,3.4)＝eq \f(6,17)，H2：eq \f(0.6,3.4)＝eq \f(3,17)，
CH3OH：eq \f(0.8,3.4)＝eq \f(4,17)，H2O：eq \f(4,17)
Kp＝eq \f(\f(4,17)×1.7×\f(4,17)×1.7,\f(6,17)×1.7×\f(3,17)×1.73) MPa－2≈9.88 MPa－2。
答案：(1)m 该反应是放热反应，升高温度，会使化学平衡向吸热反应的方向移动，平衡常数减小 (2)< 9.88
7．解析：(1)①由图甲可知，工业生产中应选择的最佳反应条件是C/Z-250作催化剂、反应温度为240 ℃；②低于270 ℃时，温度升高和催化剂活性增大都使速率加快，相同时间内，CO的转化率增大；高于270 ℃时，温度升高，催化剂活性降低，使反应速率减慢，相同时间内，CO的转化率降低。(2)设N2O5的物质的量为m ml，则N2的物质的量为(100－m)ml，N2O5完全反应，则生成的N2O4的物质的量为m ml，生成的O2的物质的量为eq \f(1,2)m ml。设转化为NO2的N2O4的物质的量为x ml，列出三段式：
N2O4(g)2NO2(g)
起始量/ml m 0
转化量/ml x 2x
平衡量/ml m－x 2x
达到平衡时，N2O4与NO2的体积比为1∶2，则有eq \f(m－x,2x)＝eq \f(1,2)，解得x＝eq \f(1,2)m，则达到平衡时，N2O4的物质的量为eq \f(1,2)m ml，NO2的物质的量为m ml，混合气体的总物质的量为(eq \f(1,2)m＋m＋100－m＋eq \f(1,2)m)ml＝(100＋m)ml，反应②的压强平衡常数Kp＝eq \f(\f(m,100＋m)×p MPa2,\f(\f(1,2)m,100＋m)×p MPa)＝eq \f(2mp,100＋m) MPa。
(3)①v正＝k正c2(NO2)，则lg v正＝lg k正＋2lg c(NO2)，v逆＝k逆c(N2O4)，则lg v逆＝lg k逆＋lg c(N2O4)，lg v逆～lg c(N2O4)的线斜率较小，则图乙中表示lg v逆～lg c(N2O4)的线是n；②由①可知，图中表示lg v逆～lg c(N2O4)的线是n，横坐标为0时，lg k逆＝lg v逆＝a，k逆＝10a，同理可知lg k正＝a＋2，k正＝10a＋2；③T ℃时，向2 L的容器中充入5 ml N2O4气体和1 ml NO2气体，c(N2O4)＝eq \f(5 ml,2 L)＝2.5 ml·L－1，c(NO2)＝eq \f(1 ml,2 L)＝0.5 ml·L－1，v正＝10a＋2×0.52 ml·L－1·min－1＝2.5×10a＋1 ml·L－1·min－1，v逆＝2.5×10a ml·L－1·min－1，则v正>v逆。
答案：(1)①使用催化剂C/Z-250且在240 ℃左右反应 ②低于270 ℃，温度升高和催化剂活性增大都使速率加快；高于270 ℃，催化剂活性降低，速率减慢 (2)eq \f(2mp,100＋m) (3)①n ②10a ③>