- 化学反应速率与化学平衡图象的综合应用
- 共143题
在容积不变的密闭容器中发生反应：2A（g）+B（g）⇌2C（g）△H＜0．某研究小组进行了当其他条件不变时改变某一条件对上述反应影响的研究．下列关于图象的分析正确的是（ ）
①图Ⅰ研究的是温度对化学平衡韵影响，且乙的温度高于甲的温度
②图Ⅱ研究的是催化剂对反应速率的影响，化学平衡不移动
③图Ⅱ研究的是t0时刻通入氦气增大体系压强对反应速率的影响
④图Ⅲ研究的是t0时刻增大B的浓度对反应速率的影响．
正确答案
解析
解：①正反应反应放热，升高温度平衡向逆反应方向移动，A的转化率减小，则图Ⅰ研究的是温度对化学平衡韵影响，根据曲线斜率可知温度乙大于甲，故①正确；
②t0时刻正逆反应速率都增大，但平衡不移动，应是催化剂对反应速率的影响，故②正确；
③t0时刻通入氦气增大体系压强，但反应物浓度不变，则速率不变，故③错误；
④t0时刻增大B的浓度，正反应速率增大，但逆反应速率在原来基础上增大，故④错误．
故选A．
25℃时，在体积为2L的密闭容器中，气态物质A、B、C的物质的量n（mol）随时间t的变化如下图1所示．已知达平衡后，降低温度，A的转化率将增大．
（1）从反应开始到达第一次平衡时的平均速率v（A）为______．
（2）根据上图数据，写出该反应的化学方程式______；求出此反应在25℃的平衡常数K=______（保留2位小数）．
（3）在5～7min内，若K值不变，则此处曲线变化的原因是______．
（4）下图2表示此反应的反应速率v和时间t的关系图，根据上图判断，在t3和t5时刻改变的外界条件分别是______和______；A的转化率最大的一段时间是______．
正确答案
解：（1）从反应开始到达第一次平衡时的平均速率v（A）=
故答案为：0.05mol/（L•min）；
（2）由图1可知，A、B为反应物，C为生产物，且最后A、B的物质的量不为0，为可逆反应，3min时△n（A）：△n（B）：△n（C）=（1-0.7）mol：（1-0.4）mol：0.6mol=1：2：2，物质的量之比等于化学计量数之比，所以反应方程式为A+2B⇌2C；
该反应达到平衡状态时，c（C）=
k=
故答案为：A+2B⇌2C，6.43 L/mol；
（3）K值不变，温度不变，由图1可知，5min时各组分的物质的量不变，且平衡向正反应移动，只能改变压强，
由反应为前后气体体积减小的反应，故应增大压强，故答案为：增大压强；
（4）t3时刻，正逆反应速率都增大，且逆反应速率变化大，平衡向逆反应移动，应为升高温度；
t5时刻，正逆反应速率都增大且相等，平衡不移动，该反应前后气体体积改变，则改变的条件是加入催化剂，
t3和t5时刻平衡向逆反应方向移动，所以t2～t3段A的转化率最高，
故答案为：升高温度，使用催化剂，t2～t3 ．
解析
解：（1）从反应开始到达第一次平衡时的平均速率v（A）=
故答案为：0.05mol/（L•min）；
（2）由图1可知，A、B为反应物，C为生产物，且最后A、B的物质的量不为0，为可逆反应，3min时△n（A）：△n（B）：△n（C）=（1-0.7）mol：（1-0.4）mol：0.6mol=1：2：2，物质的量之比等于化学计量数之比，所以反应方程式为A+2B⇌2C；
该反应达到平衡状态时，c（C）=
k=
故答案为：A+2B⇌2C，6.43 L/mol；
（3）K值不变，温度不变，由图1可知，5min时各组分的物质的量不变，且平衡向正反应移动，只能改变压强，
由反应为前后气体体积减小的反应，故应增大压强，故答案为：增大压强；
（4）t3时刻，正逆反应速率都增大，且逆反应速率变化大，平衡向逆反应移动，应为升高温度；
t5时刻，正逆反应速率都增大且相等，平衡不移动，该反应前后气体体积改变，则改变的条件是加入催化剂，
t3和t5时刻平衡向逆反应方向移动，所以t2～t3段A的转化率最高，
故答案为：升高温度，使用催化剂，t2～t3 ．
在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）；△H=-QkJ/mol（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
研究的是t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B
研究的是t0时刻加入催化剂后对反应速率的影响
C
研究的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高
D
研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较低
正确答案
解析
解：A．增大氧气浓度时，三氧化硫浓度不变，则逆反应速率瞬间不变，所以改变条件时刻，逆反应速率曲线有接触点，该图象没有接触点，故A错误；
B．催化剂能同等程度的改变正逆反应速率，所以平衡不移动，故B正确；
C．催化剂改变正逆反应速率但不影响平衡移动，则二氧化硫的转化率不变，根据图象知，甲使用催化剂、乙不使用催化剂，故C错误；
D．温度越高反应速率越大，则反应达到平衡时间越短，该反应是放热反应，升高温度二氧化硫转化率降低，根据图象知，乙温度较高，故D错误；
故选B．
正确答案
解析
解：由图可以看出，增大压强，正反应速率大于逆反应速率，则平衡向正反应方向移动，说明反应物气体的化学计量数之和大于生成物气体的化学计量数之和，则只能存在X，Y为气体，Z，W中之一为气体的情况，
故选CD．
CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）+49.0kJ
某科学实验将6mol CO2和8mol H2充入一容积为2L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如图中实线所示（图中字母后的数字表示对应的坐标）：
回答下列问题：
（1）图中a点时，正反应速率______（填“大于”、“等于”或“小于”）逆反应速率．
（2）由图分析，在下列时间段内反应速率最快的时间段是______（填答案编号）．
a．0～1min b．1～3min c．3～8min d．8～11min
（3）该反应在0～8min内CO2的平均反应速率是______mol/（L•min）．
（4）该反应的平衡常数表达式为：K=______．
（5）仅改变某一条件再进行实验，测得H2的物质的量随时间变化如图中虚线所示．与实线相比，曲线Ⅰ改变的条件可能是______，曲线Ⅱ改变的条件可能是______．
若实线对应条件下平衡常数为K，曲线Ⅰ对应条件下平衡常数为K1，曲线Ⅱ对应条件下平衡常数为K2，则K、K1和K2的大小关系是______．
（6）下列表述能表示该反应已达平衡的是______（填答案编号）．
a．容器内压强不再改变 b．容器内气体的密度不再改变
c．容器内气体平均摩尔质量不再改变 d．容器内各物质的物质的量相等．
正确答案
解：（1）该反应未达到平衡状态时，平衡向正反应方向移动，则正反应速率大于逆反应速率，故答案为：大于；
（2）根据图象知，a．0～1min内氢气的平均反应速率v=
b．1～3min内氢气的平均反应速率v=
c．3～8min内氢气的平均反应速率v=
d．8～11min时该反应处于平衡状态，氢气的物质的量变化量为0，
所以反应速率最大的是a，故选a；
（3）0～8min内氢气的平均反应速率v=
（4）该反应的平衡表达式为：=
（5）该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应，改变条件I，反应到达平衡的时间缩短，则反应速率增大，达到平衡时，氢气的物质的量大于原平衡状态，说明改变条件I平衡向逆反应方向移动，所以该条件是升高温度；
改变条件II，反应到达平衡的时间缩短，则反应速率增大，达到平衡时，氢气的物质的量小于原平衡状态，说明平衡向正反应方向移动，则该条件是增大压强，
升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，且平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，所以K1＜2=K，故答案为：K，故答案为：升高温度；增大压强；1＜2=；
（6）a．该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应，当容器内压强不再改变时，该反应达到平衡状态，故正确；
b．该容器的容积不变，气体的质量不变，所以容器内气体的密度始终不变，所以不能判断反应达到平衡状态，故错误；c．该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应，当该反应达到平衡状态时，容器内气体平均摩尔质量不再改变，故正确；
d．当容器内各物质的物质的量相等时该反应不一定达到平衡状态，这与反应物的物质的量及转化率有关，故错误；
故选a、c．
解析
解：（1）该反应未达到平衡状态时，平衡向正反应方向移动，则正反应速率大于逆反应速率，故答案为：大于；
（2）根据图象知，a．0～1min内氢气的平均反应速率v=
b．1～3min内氢气的平均反应速率v=
c．3～8min内氢气的平均反应速率v=
d．8～11min时该反应处于平衡状态，氢气的物质的量变化量为0，
所以反应速率最大的是a，故选a；
（3）0～8min内氢气的平均反应速率v=
（4）该反应的平衡表达式为：=
（5）该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应，改变条件I，反应到达平衡的时间缩短，则反应速率增大，达到平衡时，氢气的物质的量大于原平衡状态，说明改变条件I平衡向逆反应方向移动，所以该条件是升高温度；
改变条件II，反应到达平衡的时间缩短，则反应速率增大，达到平衡时，氢气的物质的量小于原平衡状态，说明平衡向正反应方向移动，则该条件是增大压强，
升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，且平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，所以K1＜2=K，故答案为：K，故答案为：升高温度；增大压强；1＜2=；
（6）a．该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应，当容器内压强不再改变时，该反应达到平衡状态，故正确；
b．该容器的容积不变，气体的质量不变，所以容器内气体的密度始终不变，所以不能判断反应达到平衡状态，故错误；c．该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应，当该反应达到平衡状态时，容器内气体平均摩尔质量不再改变，故正确；
d．当容器内各物质的物质的量相等时该反应不一定达到平衡状态，这与反应物的物质的量及转化率有关，故错误；
故选a、c．
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