2024届高考化学一轮复习练习第七章化学反应速率与化学平衡第36讲化学反应速率化学平衡的常规图像

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类型一 瞬时速率—时间图像
1．观察如图，分别找出甲、乙、丙t1时刻所改变的条件。
甲：增大反应物的浓度；乙：减小反应物浓度；丙：增大生成物浓度。
2．当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率—时间图像的曲线出现不连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。
t1时刻改变的条件是使用催化剂或可能加压(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。
3．常见含“断点”的速率变化图像分析
在一密闭容器中发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示。回答下列问题：
(1)处于平衡状态的时间段是________(填字母，下同)。
学生用书第178页
A.t0～t1 B．t1～t2 C．t2～t3
D．t3～t4 E．t4～t5 F．t5～t6
(2)判断t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件。
A．增大压强 B．减小压强 C．升高温度 D．降低温度 E．加催化剂 F．充入氮气
t1时刻________；t3时刻______；t4时刻_________________________________。
(3)依据(2)中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是________。
A．t0～t1 B．t2～t3 C．t3～t4 D．t5～t6
(4)如果在t6时刻，从反应体系中分离出部分氨，t7时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反应速率的变化曲线。
解析： (1)根据题图可知，t0～t1、t2～t3 、t3～t4、t5～t6时间段内，v正、v逆相等，反应处于平衡状态。
(2)t1时，v正、v逆同时增大，且v逆增大得更快，平衡向逆反应方向移动，所以t1时改变的条件是升温。t3时，v正、v逆同时增大且增大程度相同，平衡不移动，所以t3时改变的条件是加催化剂。t4时，v正、v逆同时减小，但平衡向逆反应方向移动，所以t4时改变的条件是减小压强。
(3)根据题图可知，t1～t2、t4～t5时间段内平衡均向逆反应方向移动，NH3的含量均比t0～t1时间段的低，所以t0～t1时间段内NH3的百分含量最高。
(4)t6时刻分离出部分NH3，v逆立刻减小，而v正逐渐减小，在t7时刻二者相等，反应重新达到平衡，据此可画出反应速率的变化曲线。
答案： (1)ACDF (2)C E B (3)A
(4)
类型二 过程速率—时间图像
Zn与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。
原因：(1)AB段(v增大)反应放热，溶液温度逐渐升高，v增大；(2)BC段(v减小)溶液中c(H＋)逐渐减小，v减小。
向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是( )
A．反应在c点达到平衡状态
B．反应物浓度：a点小于b点
C．反应物的总能量低于生成物的总能量
D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段
D [ A项，化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率显然还在改变，一定未达到平衡，错误；B项，a到b时正反应速率增加，反应物浓度随时间不断减小，错误；C项，从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，错误；D项，随着反应的进行，正反应速率越快，消耗的二氧化硫就越多，SO2的转化率将逐渐增大，正确。]
类型三 含量—时间—温度(压强)图像
常见图像形式有如下几种。其中C%指生成物的百分含量，B%指反应物的百分含量。
析图关键：先拐先平，数字大。
在一定条件下，H2S能发生分解反应：2H2S(g)S2(g)＋2H2(g)，利用该反应可制备氢气和硫黄。在2 L恒容密闭容器中充入0.1 ml H2S，不同温度下H2S的转化率与时间的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．该反应的正反应为放热反应
B．温度升高，混合气体的平均摩尔质量增大
C．950 ℃时，1.25 s内，反应的平均速率v(H2)＝0.008 ml·L－1·s－1
D．根据P点坐标可求出950 ℃时反应的平衡常数为3.125×10－4
C [由题图可知，升高温度，H2S的转化率增大，说明升高温度，平衡正向移动，则该反应的正反应为吸热反应，A错误；升高温度，平衡正向移动，混合气体的总物质的量增大，由于气体总质量不变，则混合气体的平均摩尔质量减小，B错误；950 ℃时，1.25 s内α(H2S)＝20%，则有v(H2S)＝ eq \f(0.1 ml×20%,2 L×1.25 s) ＝0.008 ml·L－1·s－1，那么v(H2)＝v(H2S)＝0.008 ml·L－1·s－1，C正确；由题图可知，P点后α(H2S)逐渐增大，说明P点未达到平衡状态，此时c(H2S)＝ eq \f(0.1 ml×80%,2 L) ＝0.04 ml·L－1，c(H2)＝0.008 ml·L－1·s－1×1.25 s＝0.01 ml·L－1，c(S2)＝ eq \f(1,2) c(H2)＝0.005 ml·L－1，浓度商Q＝ eq \f(c2（H2）·c（S2）,c2（H2S）) ＝3.125×10－4，故950 ℃时反应的平衡常数大于3.125×10－4，D错误。]
学生用书第179页
类型四 转化率(或质量分数)与压强—温度图像
1．恒压线图像

2.恒温线图像
析图关键：图3中，当温度相等(任意一条等温线)时，增大压强，A的转化率增大，说明增大压强平衡正向移动，即正反应是气体体积减小的反应。当压强相等时，在图3中作直线，与两条等温线交于两点，这两点自下而上为降低温度，A的转化率增大，说明降低温度平衡正向移动，即正反应为放热反应。
反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH＝＋57 kJ·ml－1，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A．A、C两点的反应速率：A>C
B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
C．A、C两点气体的平均相对分子质量：A>C
D．由状态B到状态A，可以用加热的方法
D [A、C点的温度相同，C点压强大于A点压强，增大压强，反应速率增大，故反应速率：AA，C错误；恒压下，提高NO2的体积分数，平衡向正反应方向移动，正反应是吸热反应，应升高温度，D正确。]
类型五 化学平衡中的其他图像
1．对于化学反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，M点前，表示从反应物开始，v正 >v逆；M点为刚达到平衡点；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH<0。
2.对于化学反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点。L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系中A的百分含量，所以E点满足v正>v逆；同理L线的右下方(F点)满足v正一种燃煤脱硫技术的原理是CaO(s)＋3CO(g)＋SO2(g)CaS(s)＋3CO2(g) ΔH＝－394.0 kJ·ml－1。保持其他条件不变，不同温度下，起始时CO物质的量与平衡时体系中CO2的体积分数的关系如图所示(T表示温度)。下列有关说法正确的是( )
A．T1>T2
B．b点SO2的转化率最高
C．b点后曲线下降是因为CO体积分数升高
D．减小压强可提高CO、SO2的转化率
C [该反应的ΔH<0，起始n(CO)相同时，温度越高，反应正向进行的程度越小，达到平衡时CO2的体积分数越小，则温度：T1 eq \a\vs4\al(反思归纳)
解答化学平衡图像题四步骤

学生用书第180页
真题演练 明确考向
1.(2022·浙江选择考，19)在恒温恒容条件下，发生反应A(s)＋2B(g)3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是( )
A．从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率
B．从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率
C．在不同时刻都存在关系：2v(B)＝3v(X)
D．维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示
C [A项，图像中可以得到单位时间内的浓度变化，反应速率是单位时间内物质的浓度变化计算得到，从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率，选项A正确；B项，b点处切线的斜率是此时刻物质浓度除以此时刻时间，为反应物B的瞬时速率，选项B正确；C项，化学反应速率之比等于化学计量数之比，3v(B)＝2v(X)，选项C不正确；D项，维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，平衡不移动，反应速率增大，达到新的平衡状态，新的平衡状态与原来的平衡状态相同，选项D正确。]
2．(双选)(2022·河北选择考)恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①XY；②YZ。反应①的速率v1＝k1c(X)，反应②的速率v2＝k2c(Y)，式中k1、k2为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的ln k～ eq \f(1,T) 曲线。下列说法错误的是( )
A．随c(X)的减小，反应①、②的速率均降低
B．体系中v(X)＝v(Y)＋v(Z)
C．欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间
D．温度低于T1时，总反应速率由反应②决定
AB [A.由图甲中的信息可知，随c(X)的减小，c(Y) 先增大后减小，c(Z)增大，因此，反应①的速率随c(X)的减小而减小，而反应②的速率先增大后减小，A说法错误；B.根据体系中发生的反应可知，在Y的浓度达到最大值之前，单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量，因此，v(X)＝ v(Y)＋v(Z)，但是，在Y的浓度达到最大值之后，单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量，故v(X)＋v(Y)＝v(Z)，B说法错误；C.升高温度可以加快反应①的速率，但是反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的，且反应②的速率随着Y的浓度的增大而增大，因此，欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间，C说法正确；D.由图乙信息可知，温度低于T1时，k1＞k2，反应②为慢反应，因此，总反应速率由反应②决定，D说法正确]
3．(2021·广东高考，14)反应X===2Z经历两步：①X→Y；②Y→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A．a为c(X)随t的变化曲线
B．t1时，c(X)＝c(Y)＝c(Z)
C．t2时，Y的消耗速率大于生成速率
D．t3后，c(Z)＝2c0－c(Y)
D [A项，X是唯一的反应物，随着反应的发生，其浓度不断减小，因此，由题图可知，a为c(X)随t的变化曲线，A正确；B项，由题图可知，分别代表3种不同物质的曲线相交于t1时刻，因此，t1时c(X)＝c(Y)＝c(Z)，B正确；C项，由图中信息可知，t2时刻以后，Y的浓度仍在不断减小，说明t2时刻两步反应仍在向正反应方向发生，而且反应①生成Y的速率小于反应②消耗Y的速率，即t2时Y的消耗速率大于生成速率，C正确；D项，由题图可知，t3时刻反应①完成，X完全转化为Y，若无反应②发生，则c(Y)＝c0，由于反应②Y→2Z的发生，t3时刻Y浓度的变化量为c0－c(Y)，变化量之比等于化学计量数之比，所以Z的浓度的变化量为2[c0－c(Y)]，这种关系在t3后仍成立，D不正确。]
4．(双选)(2021·湖南选择考，11)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 ml A和3 ml 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。下列说法正确的是( )
A．容器内压强不变，表明反应达到平衡
B．t2时改变的条件：向容器中加入C
C．平衡时A的体积分数φ：φ(Ⅱ)＞φ(Ⅰ)
D．平衡常数K：K(Ⅱ)＜K(Ⅰ)
BC [A.容器内发生的反应为A(g)＋2B(g)3C(g)，该反应是气体分子数不变的可逆反应，所以在恒温恒容条件下，气体的压强始终保持不变，则容器内压强不变，不能说明反应达到平衡状态，A错误；B.根据图像变化曲线可知，t2～t3过程中，t2时v正′瞬间不变，平衡过程中不断增大，则说明反应向逆反应方向移动，且不是“突变”图像，属于“渐变”过程，所以排除温度与催化剂等影响因素，改变的条件为：向容器中加入C，B正确；C.最初加入体系中的A和B的物质的量的比值为1∶3，当向体系中加入C时，平衡逆向移动，最终A和B各自物质的量增加的比例为1∶2，因此平衡时A的体积分数φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)，C正确；D.平衡常数K与温度有关，因该反应在恒温条件下进行，所以K保持不变，D错误。]
课时精练(三十六) 化学反应速率、化学平衡的常规图像 eq \a\vs4\al(\f(对应学生,用书P418))
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
1.如图所示曲线表示其他条件一定时，反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g) ΔH<0中，NO的转化率与温度的关系曲线，图中标有a、b、c、d四点，其中表示未达到平衡状态，且v正>v逆的点是( )
A．a点 B．b点 C．c点 D．d点
C [在图像中曲线上的任何一点都表示可逆反应处于平衡状态，在曲线的上方的点，由于NO的转化率高于平衡时的转化率，因此逆反应速率大于正反应速率，反应逆向进行；在曲线下方的点，由于NO的转化率低于平衡时的转化率，因此逆反应速率小于正反应速率，反应正向进行。图中a、b、c、d四点中表示未达到平衡状态，且v正>v逆的点是c点。]
2．某化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)的速率和平衡的影响，下列判断正确的是( )
A．由图a可知，T1＞T2，该反应的逆反应为吸热反应
B．由图b可知，ΔH＞0
C．图c是绝热条件下速率和时间的图像，由此说明反应吸热
D．图d中，曲线a一定增加了催化剂
A [A.根据图像中：先拐先平，数值大可知温度：T1＞T2，升高温度，C在反应混合物中的体积分数降低，说明升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，则逆反应为吸热反应，A正确；B.在刚开始反应阶段，升高温度，化学反应速率加快，反应产生的C增多，C在混合物中的含量增加，当反应达到平衡时C的含量达到最大值，后来随温度的升高，C的含量降低，说明升高温度，平衡逆向移动，导致C的平衡含量降低，逆反应为吸热反应，故C的平衡含量随温度的升高而降低，说明该反应正反应是放热反应，ΔH＜0，B错误；C.该反应若为吸热反应，由于反应过程中反应物浓度减小，且温度降低，则反应速率在开始时就应该逐渐减小，而图像中开始时反应速率直接增大，说明该反应为放热反应，C错误；D.图d中a、b的平衡状态相同，但反应速率不同。若m＋n＝p，增大压强，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短，但化学平衡不移动，也可以对曲线a增大压强，而催化剂可以加快反应速率而不影响平衡，故曲线a也可能使用了催化剂，D错误；故合理选项是A。]
3．某温度时，在体积为2 L的密闭容器中，气态物质A、B、E、F的物质的量n随时间t的变化情况如图甲所示，在一定条件下反应达到平衡状态，反应进程中正反应速率随时间的变化情况如图乙所示，在t2、t4时刻分别只改变一个条件(温度、压强或某反应物的量)。下列说法错误的是( )
A．此温度下，该反应的化学方程式为2A(g)＋E(g)2B(g)＋F(g)
B．若平衡状态①和②对应的温度相同，则①和②对应的平衡常数K一定相同
C．t2时刻改变的条件是增大压强
D．t4时刻改变的条件是降低温度
C [由图甲分析可知，各物质发生变化的物质的量等于化学方程式的化学计量数之比，此温度下该反应的化学方程式为2A(g)＋E(g)2B(g)＋F(g)，故A正确；平衡常数K只与温度有关，平衡状态①和②的温度相同，故K相等，故B正确；该反应前后气体的体积不变，若改变压强，平衡不会发生移动，故t2时刻不可能是增大压强，故C错误；根据方程式知，反应前后气体体积不变，故不可能是压强的变化，t4时刻速率减小，且变化的点不连续，因此是降低温度的结果，故D正确。]
4．在某密闭容器中，可逆反应：A(g)＋B(g)xC(g)符合图Ⅰ所示关系，φ(C)表示C气体在混合气体中的体积分数。由此判断，下列关于图Ⅱ的说法不正确的是( )
A．p3>p4，y轴表示A的转化率
B．p3>p4，y轴表示B的转化率
C．p3>p4，y轴表示B的质量分数
D．p3>p4，y轴表示混合气体的平均相对分子质量
C [本题考查温度、压强对化学平衡的影响及图像分析。由图Ⅰ可知，压强为p2时，温度为T1先达到平衡状态，则温度：T1>T2；温度为T1时的φ(C)低于T2时，说明升高温度，平衡逆向移动，该反应的ΔH<0；温度为T1时，压强为p2时先达到平衡状态，则压强：p1p4，温度相同时，由p3→p4，减小压强，平衡逆向移动，A、B的转化率降低；压强相同时，升高温度，平衡逆向移动，A、B的转化率降低，与图像符合，A、B正确；若p3>p4，相同温度时，由 p3→p4，减小压强，平衡逆向移动，B的质量分数增大，与图像不符合，C错误；若p3>p4，相同温度时，由p3→p4，减小压强，平衡逆向移动，气体的总质量不变，但其总物质的量增大，则混合气体的平均相对分子质量减小，压强不变时，升高温度，平衡逆向移动，气体总物质的量增大，则混合气体的平均相对分子质量减小，与图像符合，D正确。]
5．在容积不变的密闭容器中存在如下反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－Q kJ·ml－1(Q＞0)，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是( )
A．图Ⅰ中t1时刻是增大O2或SO2的浓度对反应速率的影响
B．图Ⅱ中t1时刻可能是增大体系压强对反应速率的影响
C．图Ⅲ是研究压强对化学平衡的影响图像，且甲的压强较低
D．图Ⅲ研究的是温度对平衡的影响，且甲的温度比乙低
D [A.图Ⅰ中t1时刻是增大O2或SO2的浓度的瞬间，SO3的浓度不变，故正反应速率突然增大，逆反应速率不变，A错误；B.由于该反应正反应为一个气体体积减小的方向，故增大压强平衡正向移动，正反应速率和逆反应速率均增大，但是正反应速率增大的更快，B错误；C.由于该反应正反应为一个气体体积减小的方向，故增大压强平衡正向移动，SO2的转化率增大，C错误；D.由于该反应正反应为一个放热反应，故升高温度平衡逆向移动，SO2的转化率减小，图Ⅲ研究的是温度对平衡的影响，且甲的温度比乙低，D正确；故答案为D。]
6.如图是温度和压强对反应X＋Y2Z影响的示意图。图中纵坐标表示平衡时混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是( )
A.X、Y、Z均为气态
B．恒容时，混合气体的密度可作为此反应是否达到化学平衡状态的判断依据
C．升高温度时v正增大，v逆减小，平衡向右移动
D．使用催化剂Z的体积分数提高
B [由题图可知，在温度不变时增大压强，Z的体积分数减小，即平衡逆向移动，所以X、Y中至多有一种是气体，A错误；因反应物中有非气体物质存在，所以恒容时只要平衡发生移动，混合气体的质量就会发生变化，则密度必然改变，所以混合气体的密度可作为此反应是否达到化学平衡状态的判断依据，B正确；升高温度，v正、v逆都增大，C错误；催化剂对平衡移动无影响，不能提高Z的体积分数，D错误。]
7．CH3OH是重要的化工原料，工业上用CO与H2在催化剂作用下合成CH3OH，其反应为：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。按n(CO)∶n(H2)＝1∶2向密闭容器中充入反应物，测得平衡时混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。下列说法中正确的是( )
A．p1B．该反应的ΔH>0
C．平衡常数：K(A)＝K(B)
D．在C点时，CO转化率为75%
D [由300 ℃时，增大压强，平衡正向移动，CH3OH的体积分数增大，所以p1>p2，故A错误；由题图可知，升高温度，CH3OH的体积分数减小，平衡逆向移动，则该反应的ΔH<0，故B错误；A、B处的温度不同，平衡常数与温度有关，故平衡常数不相等，故C错误；设向密闭容器充入了1 ml CO和2 ml H2，CO的转化率为x，则
CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
起始/ml 1 2 0
变化/ml x 2x x
平衡/ml 1－x 2－2x x
在C点时，CH3OH的体积分数＝ eq \f(x,1－x＋2－2x＋x) ＝0.5，解得x＝0.75，CO转化率为 eq \f(0.75,1) ×100%＝75%，故D正确。]
8.用CO和H2合成CH3OH的化学方程式为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH＜0，按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．温度：T1＞T2＞T3
B．正反应速率：v(a)＞v(c)，v(b)＞v(d)
C．平衡常数：K(a)＞K(c)，K(b)＝K(d)
D．平均摩尔质量：M(a)＜M(c)，M(b)＜M(d)
C [A项，该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，CO的转化率降低，所以温度：T1＜T2＜T3，错误；B项，a点温度比c点低，所以速率小，b点压强比d点大，所以速率大，错误；C项，升温平衡逆向移动，平衡常数变小，温度不变，平衡常数不变，所以平衡常数：K(a)＞K(c)，K(b)＝K(d)，正确；D项，温度升高，平衡逆向移动，气体总质量不变，但总物质的量增大，平均摩尔质量：M(a)＞M(c)，b的压强大于d，增大压强，平衡向正反应方向移动，平均摩尔质量增大，所以有M(b)＞M(d)，错误。]
9．(双选)T0时，在2 L的密闭容器中发生反应：X(g)＋Y(g)―→Z(g)(未配平)，各物质的物质的量随时间变化的关系如图a所示。其他条件相同，温度分别为T1、T2时发生反应，X的物质的量随时间变化的关系如图b所示。下列叙述中正确的是( )
A．该反应的正反应是吸热反应
B．T0时，从反应开始到平衡时：v(X)＝0.083 ml·L－1·min－1
C．图a中反应达到平衡时，Y的转化率为37.5%
D．T1时，若该反应的平衡常数K为50，则T1AD [根据“先拐先平，数值大”的原则可推知，T1>T2，温度越高，X的物质的量越大，则平衡向左移动，正反应是放热反应，A项正确；v(X)＝ eq \f(0.3 ml－0.05 ml,2 L×3 min) ≈0.042 ml·L－1·min－1，B项不正确；Y的转化率为 eq \f(0.4 ml－0.15 ml,0.4 ml) ×100%＝62.5%，C项不正确；由图a可知，X、Y、Z的物质的量变化之比为1∶1∶2，则反应为X(g)＋Y(g)2Z(g)，则T0时平衡常数为 eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(0.5,2)))\s\up12(2),\f(0.05,2)×\f(0.15,2)) ≈33.3<50，由A项分析可知，该反应为放热反应，故平衡常数越小，温度越高，D项正确。]
10.生产硫酸的主要反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＜0。图中L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。下列说法正确的是( )
A．X代表压强
B．L1＞L2
C．A、B两点对应的平衡常数相同
D．一定温度下，当混合气中n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)＝2∶1∶2时，反应一定达到平衡
B [若X代表压强，则L代表温度，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，SO2的平衡转化率增大，与图像不符合，A错误；结合A项分析推知，X代表温度，L代表压强，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，SO2的平衡转化率增大，则压强：L1＞L2，B正确；A、B两点的温度不同，平衡常数不同，C错误；温度一定，达到平衡状态时，n(SO2)、n(O2)和n(SO3)均保持不变，但其比值不一定等于对应的化学计量数之比，D错误。]
11．(双选)将一定量氨基甲酸铵(NH2COONH4)加入密闭容器中，发生反应：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。该反应的平衡常数的负对数(－lg K)随温度(T)的变化曲线如图所示，下列说法中不正确的是( )
A．该反应的ΔH>0
B．NH3的体积分数不变时，该反应一定达到平衡状态
C．A点对应状态的平衡常数K(A)为10－2.294
D．30 ℃时，B点对应状态的v正BD [此题的关键是弄清－lg K越小，K越大，由题图中数据可知，随温度升高，－lg K逐渐减小，说明随温度升高，化学平衡向右移动，正反应为吸热反应，A项正确；由反应NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)可知，氨的体积分数始终为 eq \f(2,3) ，为恒量，B项错误；A点时，－lg K＝2.294，C项正确；由B点对应的数值可知，此时Q>K，反应向逆反应方向进行，则B点对应状态的v正12．反应为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0。在一定条件下，将1 ml CO和2 ml H2通入密闭容器中进行反应，当改变某一外界条件(温度或压强)时，CH3OH的体积分数φ(CH3OH)变化趋势如图所示：
(1)平衡时，M点CH3OH的体积分数为10%，则CO的转化率为________。
(2)X轴上a点的数值比b点________(填“大”或“小”)。某同学认为上图中Y轴表示温度，你认为他判断的理由是________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析： (1)设反应中消耗x ml CO，由题意建立如下三段式：
CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
起始/ml 1 2 0
转化/ml x 2x x
平衡/ml 1－x 2－2x x
由M点CH3OH的体积分数为10%可得关系式： eq \f(x,3－2x) ×100%＝10%，解得x＝0.25，则α(CO)＝ eq \f(0.25,1) ×100%＝25%。(2)该反应为气体分子数减小的放热反应，增大压强，φ(CH3OH)增大，升高温度，φ(CH3OH)减小，则由题图可知，X轴代表压强，Y轴表示温度。
答案： (1)25% (2)小 随着Y值的增大，c(CH3OH)减小，平衡CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)向逆反应方向移动，故Y为温度
13．汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领域的重要课题。某研究小组在实验室以Ag­ZSM­5为催化剂，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。
若不使用CO，温度超过775 K，发现NO的分解率降低，其可能的原因是________________________________________________________________________；
在n(NO)/n(CO)＝1的条件下，应控制的最佳温度在________左右。
答案： NO分解反应是放热反应，升高温度不利于分解反应进行 870 K
14．乙基环己烷常用作气相色谱对比样品，也用于有机合成。
(1)乙基环己烷(C8H16)脱氢制苯乙炔(C8H6)的热化学方程式如下：
①C8H16(l)C8H10(l)＋3H2(g) ΔH1>0
②C8H10(l)C8H6(l)＋2H2(g) ΔH2＝a kJ·ml－1
③C8H6(l)＋5H2(g)C8H16(l) ΔH3＝b kJ·ml－1
则反应①的ΔH1为________(用含a、b的代数式表示)，有利于提高上述反应①的平衡转化率的条件是________(填字母)。
A．高温高压 B．低温低压
C．高温低压 D．低温高压
(2)不同压强和温度下乙基环己烷的平衡转化率如图1所示。
①在相同压强下升高温度，未达到新平衡前，v正______v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
②研究表明，既升高温度又增大压强，C8H16(l)的平衡转化率也升高，理由可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)t ℃向恒容密闭反应器中充入1.00 ml C8H16(l)进行催化脱氢，测得C8H10(l)和C8H6(l)的产率x1和x2(以物质的量分数计)随时间的变化关系如图2所示。
①在8 h时，反应体系内氢气的物质的量为______ ml(忽略其他副反应)，C8H16(l)的转化率是________。
②x1显著低于x2的原因是_______________________________________________
________________________________________________________________________。
解析： (1)根据盖斯定律，可知反应①＝－反应③－反应②，则反应①的ΔH1＝(－b－a)kJ·ml－1。反应①为气体体积增大的吸热反应，为了提高反应①的平衡转化率，可在高温低压条件下进行该反应，故C项正确。(2)①结合题图1知，未达到新平衡之前，在压强相同时，升高温度平衡始终正向移动，则v正>v逆。②由题意知，既升高温度又增大压强，平衡也能正向移动，结合反应①为气体体积增大的吸热反应可知，这可能是因为升高温度时平衡正向移动的程度大于加压时平衡逆向移动的程度。(3)①结合题图2可知，在8 h时测得C8H10(l)和C8H6(l)的产率分别为x1＝0.027和x2＝0.374，设反应的C8H16(l)和C8H10(l)的物质的量分别为n1和n2，则
C8H16(l)C8H10(l)＋3H2(g)
n1 n1 3n1
C8H10(l)C8H6(l)＋2H2(g)
n2 n2 2n2
则 eq \f(n1－n2,1.00 ml) ＝0.027， eq \f(n2,1.00 ml) ＝0.374，解得n1＝0.401 ml，n2＝0.374 ml，则生成的H2为3n1＋2n2＝3×0.401 ml＋2×0.374 ml＝1.951 ml。C8H16(l)的转化率为 eq \f(0.401,1.00) ×100%＝40.1%。②结合题中反应①和反应②可知，反应②的活化能小，反应速率快，生成的C8H10(l)大部分转化为C8H6(l)，因此x1显著低于x2。
答案： (1)(－b－a) kJ·ml－1 C (2)①大于 ②升高温度时平衡正向移动的程度大于加压时平衡逆向移动的程度(叙述合理即可)
(3)①1.951 40.1% ②C8H10(l)转化为C8H6(l)的活化能小，反应速率很快，生成的C8H10(l)大部分转化为C8H6(l)
学生用书第181页图像
t1时刻
所改变的条件
温度
升高
降低
升高
降低
正反应为放热反应
正反应为吸热的反应
压强
增大
减小
增大
减小
正反应为气体物质的量增大的反应
正反应为气体物质的量减小的反应