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山东省武城县第二中学2022届高考化学一轮复习专题化学平衡图像和等效平衡

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化学平衡图像和等效平衡一、选择题(每小题5分,每小题有1-2个正确选项)1.(2022·重庆卷)一定条件下,下列反应中水蒸气含量随反应时间的变化趋势符合下图的是(  )A.CO2(g)+2NH3(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH<0B.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g);ΔH>0C.CH3CH2OH(g)CH2===CH2(g)+H2O(g);ΔH>0D.2C6H5CH2CH3(g)+O2(g)2C6H5CH===CH2(g)+2H2O(g);ΔH<02.(双选)用来表示可逆反应2A(g)+B(g)2C(g)(正反应为放热反应),下图表示的图像中正确的为(  )3.(双选)如下图所示,φ(X)为气态反应物在平衡时混合物中的体积分数,T为温度。符合该曲线的反应是(  )A.2NH3(g)N2(g)+3H2(g)(正反应为吸热反应)B.H2(g)+I2(g)2HI(g)(正反应为放热反应)C.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)(正反应为放热反应)D.C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g)(正反应为吸热反应)4.有一化学平衡mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如右图所示是A的转化率同压强、温度的关系,分析图像可以得出的正确结论是(  )\nA.正反应吸热,m+n>p+qB.正反应吸热,m+n<p+qC.正反应放热,m+n>p+qD.正反应放热,m+n<p+q5.(双选)500℃下,向某一密闭容器中分别充入不同量气体,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),共进行了6次实验,每次物质的量分别为:①2amolsO2+amolO2 ②2amolsO3③amolsO2+0.5amolO2+amolsO3④4amolsO2+2amolO2 ⑤4amolsO3 ⑥amolsO2+0.5amolO2+3amolsO3。试分析,6次反应分别达平衡时SO3的平衡浓度相同的组合是(  )A.①②③      B.①③⑤C.②④⑥D.④⑤⑥6.在相同容积的4个密闭容器中进行同一种可逆反应,2A(g)+B(g)3C(g)+2D(g),起始时4个容器所盛A、B的量如下表所示:各容器所盛物质的量容器甲乙丙丁A2mol1mol2mol1molB1mol1mol2mol2mol在相同温度下,建立平衡时,4个容器中A或B的转化率的大小关系是(  )A.A的转化率为:甲<丙<乙<丁B.A的转化率为:甲<乙<丙<丁C.B的转化率为:甲>丙>乙>丁D.B的转化率为:丁>丙>乙>甲二、非选择题(共60分)7.在一个温度、压强恒定的密闭容器中,SO2和O2发生反应。已知1molsO2和足量O2完全反应,放出的热量为Q。请按要求回答下列问题。(1)若开始时放入1molsO2和0.5molO2,达平衡后,生成0.9molsO3,这时SO2的转化率为__________。(2)若开始时放入4molsO2和2molO2,达平衡后,生成SO3的物质的量为__________,反应放出的热量为__________。8.Ⅰ.恒温、恒压下,在一个可变容积的容器中发生如下反应:A(g)+B(g)C(g)(1)若开始时放入1molA和1molB,到达平衡后,生成amolC。这时A的物质的量为_____mol。(2)若开始时放入3molA和3molB,到达平衡后,生成C的物质的量为_______mol。(3)若开始时放入xmolA、2molB和1molC,到达平衡后,A和C的物质的量分别是ymol和3amol,则x=_______mol,y=_______mol。平衡时,B的物质的量________(选填一个编号)。\n(甲)大于2mol(乙)等于2mol(丙)小于2mol(丁)可能大于、等于或小于2mol作出此判断的理由是__________________________________。(4)若在(3)的平衡混合物中再加入3molC,待再次到达平衡后,C的物质的量分数是________________。Ⅱ.若维持温度不变,在一个与(1)反应前起始体积相同、且容积固定的容器中发生上述反应。(5)开始时放入1molA和1molB到达平衡后生成bmolC,将b与(1)小题的a进行比较,则________(选填一个编号)。(甲)a<b (乙)a>b (丙)a=b (丁)不能比较a和b的大小作出此判断的理由是__________________________________。9.对于2X(g)Y(g)的反应体系,在压强一定时,平衡体系中Y的质量分数w(Y)随温度的变化情况如右图所示(实线上的任何一点为对应温度下的平衡状态)。(1)该反应的正反应方向是一个__________反应(填“吸热”或“放热”)。(2)A、B、C、D、E各状态中,v(正)<v(逆)的是__________。(3)维持t1不变,E→A所需时间为x,维持t2不变,D→C所需时间为y,则x__________y(填“<”、“>”或“=”)。(4)欲要求E状态从水平方向到C状态后,再沿平衡曲线到达A状态,从理论上来讲,可选用的条件是__________________。10.一密封体系中发生反应N2+3H22NH3+Q,下图是某一时间段中反应速率与反应进程的曲线关系图,回答下列问题:(1)处于平衡状态的时间段是__________。(2)t1、t3、t4时刻体系中分别是什么条件发生了变化?(3)下列各时间段内,氨的百分含量最高的是(  )\nA.t0~t1B.t2~t3C.t3~t4D.t5~t6\n化学平衡图像和等效平衡1.解析:本题考查化学平衡的知识,通过分析图像确定可能对应的反应。观察图像可知,达到平衡用的时间短反应速率快,T2>T1、p1>p2。升高温度水蒸气的百分含量降低,说明平衡逆向移动,反应放热,ΔH<0;增大压强水蒸气的百分含量增大,说明平衡正向移动,正反应气体分子数减少,综合分析,A选项中反应符合要求。答案:A2.解析:此反应是气体总体积减小、放热的可逆反应。A中,温度越高,达到平衡的时间越短,但温度升高平衡左移,C的质量分数要降低,所以A正确。B中,表示温度与v的关系,随着温度的升高,v正与v逆的总体趋势应上升,所以B不正确。C中,随着压强增大,v正、v逆都增大,但对正反应速率影响更大,C正确。D中随着温度的升高,A的转化率应当降低,D不正确。答案:A、C3.答案:A、D4.解析:解决这类图像题目,采用“定一论二”,即把自变量(温度、压强)之一定为恒量,讨论另外两个变量的关系。答案:A5.答案:A、D6.解析:用虚拟思维法比较丙与乙:丙设想为乙的两个平衡体系,再加压,则平衡左移,所以A、B的转化率均是乙>丙。甲、丙利用对比的方法,丙相当于在甲的基础上再加1molB,则平衡右移,A的转化率丙>甲;丙、丁也利用此法判断。答案:A7.解析:     2SO2+O22SO3起始(mol)10.50变化(mol)0.90.450.9平衡(mol)0.10.050.9SO2转化率为90%。恒温恒压下,只要转化过来的起始投入量成比例,两者就成等效平衡,SO2转化率相同,生成SO3为4mol×90%=3.6mol。放出热量为3.6Q。答案:(1)90% (2)3.6mol 3.6Q8.解析:Ⅰ.(1)由反应A(g)+B(g)C(g)知,反应达到平衡后,若有amol的C生成,则必有amol的A物质消耗,此时剩余A的物质的量为(1-a)mol。(2)在恒温、恒压下,若投放3molA和3molB,则所占有的体积为(1)中体积的3倍,由于A、B的投放比例与(1)相同,所达到的平衡状态与(1)相同,C的物质的量为(1)的3倍,即3amol。(3)由于达平衡时C的物质的量为3amol,说明所达到的平衡状态与(2)中平衡为同一平衡,则若把C的起始量完全转化为A和B,A、B的物质的量应与(2)完全相等。        A(g) + B(g)C(g)起始:     xmol   2mol  1mol  (x+1)mol 3mol   0平衡后:    y   (3-3a)mol 3amol根据题意有:(x+1)mol=3mol,x=2mol,y=(3-3a)mol,显然平衡时,B的物质的量也为(3-3a)mol,若投入A、B、C三种物质后,平衡不移动,C的物质的量不变,即3a=1mol时,B的物质的量为(3-3a)mol=2mol;若平衡向右移动,则3a>1mol,B的平衡量小于2mol;若平衡向左移动,则3a<1mol,B的平衡量大于2mol。(4)在(3)的平衡中,再加入3molC,所达到的平衡状态与(1)、(2)、(3)皆为等效状态,因此C物质的量分数为:==.Ⅱ.(5)因此时容器的容积不变,而(1)中容器的容积缩小,(5)小题中容器相当于在(1)的基础上减小压力,使所给平衡向逆反应方向移动,故反应达平衡后a>b。答案:(1)(1-a) (2)3a (3)2 3-3a (丁)若3a>1,B的物质的量小于2mol;若3a=1,B的物质的量等于2mol;若3a<1,B的物质的量大于2mol(4) (5)(乙)因为(5)小题中容积不变,而(1)小题中容器的容积缩小,所以(5)小题的容器中的压强小于(1)小题容器中的压强,有利于逆向反应,故反应达到平衡后a>b。\n9.解析:由图可知,随着温度的升高,w(Y)逐渐减小,说明平衡逆向移动,则正反应方向是放热反应。A、B、C、D、E中A、B、C在平衡曲线上,则A、B、C都处于各自平衡状态中,D、E两点不在平衡曲线上,即它们没有达到化学平衡,因为E状态的w(Y)比该温度下平衡时的小,所以平衡正向移动,v(正)>v(逆),D状态的w(Y)比该温度下的平衡状态时的大,平衡逆向移动,此时v(逆)>v(正)。D、E要达到各自温度下的平衡状态所转化的Y的物质的量相同,又因为D处的温度比E处的温度高,D处反应速率快,所以D处达到平衡所需时间短。E→C,要满足w(Y)不变,温度升高,只有采取突然升温,C→A的变化符合平衡曲线,意味着要经过无数个温度下的平衡状态的点后,C才能到达A,所以只有采取无限缓慢地降温。答案:(1)放热 (2)D (3)>(4)先突然升温到t2,然后无限缓慢地降低温度到t110.解析:本题是考查反应速率与化学平衡内在联系的一道好题。处于平衡状态时,正、逆反应速率必定相等,从图中可看出t0~t1、t2~t4、t5~t6时间段时反应处于平衡状态。t1时刻,条件变化使v正、v逆都加快,且v逆>v正,平衡向逆反应方向移动,对照反应式可看出条件变化应是升高温度。t3时刻,v正、v逆都同幅度加快,应是加了催化剂。t4时刻,v正、v逆都减慢,且v正<v逆,平衡逆向移动,所以是由降低压强引起的。由于t1~t2时间段和t4~t5时间段中,平衡都向逆反应方向移动,氨的百分含量都减小,所以应是t0~t1时间段中氨的百分含量最高。答案:(1)t0~t1、t2~t4、t5~t6(2)t1时升温;t3时使用催化剂;t4时降压 (3)A

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文章作者:U-336598

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