1、1跟踪检测（三十七）难点专攻图像中的反应速率与化学平衡1可逆反应 A(g)2B(g)3C(g) 4D(g) H0，在恒容密闭容器中达到平衡后，改变某一条件，下列图像正确的是( )解析：选 D 该反应是吸热反应，升温平衡正向移动，则平衡常数 K 应增大，A 错；增大压强平衡逆向移动，则 B 的转化率降低，B 错；催化剂不能使化学平衡发生移动，则 D的产率不变，C 错；化学平衡常数只受温度影响，与反应物的量无关，D 正确。2(2017浙江 11 月选考)在催化剂作用下，用乙醇制乙烯，乙醇转化率和乙烯选择性(生成乙烯的物质的量与乙醇转化的物质的量的比值)随温度、乙醇进料量(单位：mLmin1 )的关
2、系如图所示(保持其他条件相同)。在 410440 温度范围内，下列说法不正确的是( )A当乙醇进料量一定，随乙醇转化率增大，乙烯选择性升高B当乙醇进料量一定，随温度的升高，乙烯选择性不一定增大C当温度一定，随乙醇进料量增大，乙醇转化率减小D当温度一定，随乙醇进料量增大，乙烯选择性增大解析：选 A 由图像可知，当乙醇进料量一定，随乙醇转化率增大，乙烯选择性先升高后减小，故 A 选项错误。3.已知反应 2SO2(g)O 2(g)2SO 3(g) H0，向某体积恒定的密闭容器中按体积比 21 充入 SO2和 O2，在一定条件下发生反应。如图是某物理量( Y)随时间( t)变化的示意图(图中 T 表示
3、温度)， Y 可以是( )AO 2的体积分数 B混合气体的密度C密闭容器内的压强 DSO 2的转化率解析：选 D 由题图可知，温度 T2达到平衡所用时间短，反应速率较快，所以温度T2 T1，温度升高， Y 表示的物理量降低，该反应正反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，氧气的体积分数增大，A 错误；升温平衡向逆反应方向移动，但混合气体的总质量不变，容器的体积不变，混合气体的密度不变，B 错误；升温平衡向逆反应方向移动，混合气体的总的物质的量增大，容器的体积不变，容器的压强增大，C 错误；升温平2衡向逆反应方向移动，SO 2的转化率降低，D 正确。4.在密闭容器中进行反应：A(g)3B(
4、g)2C(g) ，下列有关图像的说法不正确的是( )A依据图 a 可判断正反应为放热反应B在图 b 中，虚线可表示使用了催化剂时的变化情况C若 H0 ，该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅改变图中横坐标 x 的值，重新达到平衡后，纵坐标 y 随 x 变化趋势合理的是( )选项 x yA 压强 CO2与 CO 的物质的量之比B 温度 容器内混合气体的密度CMgSO4的质量(忽略体积)CO 的转化率D SO2的浓度 平衡常数 K解析：选 B 增大压强平衡左移，CO 2的物质的量减小，而 CO 的物质的量增大，减小，故 A 错误；若 x 是温度， y 是容器内混合气体的密度，升高温度，平衡向n
5、CO2n CO吸热反应方向即正反应方向移动，气体的质量增大，容器体积不变，则容器内气体密度增大，所以符合图像，故 B 正确；若 x 是 MgSO4的质量， y 是 CO 的转化率，MgSO 4是固体，其质量不影响平衡移动，所以增大 MgSO4的质量，CO 的转化率不变，故 C 错误；若 x 是 SO2的浓度， y 是平衡常数，平衡常数只与温度有关，与物质浓度无关，增大 SO2浓度，温度不变，平衡常数不变，故 D 错误。11.反应 mA(s) nB(g) pC(g) H0，在一定温度下，平衡时B 的体积分数(B%)与压强变化的关系如图所示，下列叙述中一定正确的5是( ) m n p x 点表示的
6、正反应速率大于逆反应速率 x 点比 y 点时的反应速率慢 n pA B C D解析：选 C 由图像的曲线变化特征可以看出，增大压强，B 的百分含量增大，说明平衡向逆反应方向移动，A 为固态，则有 n p， m n 与 p 关系不能确定，故、错误； x点位于曲线上方，未达到平衡状态，由图像可以看出，当 B 的含量减小时，可趋向于平衡，则应是向正反应方向移动，即 v 正 v 逆 ，故正确；由图像可以看出 x 点的压强小于 y 点压强，压强越大，反应速率越大，故 x 点比 y 点的反应速率慢，故正确。12二氧化钛在一定波长光的照射下，可有效降解甲醛、苯等有机物，效果持久，且自身对人体无害。某课题组研
7、究了溶液的酸碱性对 TiO2光催化染料 R 降解反应的影响，结果如图所示。下列判断正确的是( )A在 050 min 之间，R 的降解百分率 pH2 大于 pH7B溶液酸性越强，R 的降解速率越大CR 的起始浓度不同，无法判断溶液的酸碱性对 R 的降解速率的影响D在 2025 min 之间，pH10 时 R 的降解速率为 0.04 molL1 min1解析：选 B A 项，在 050 min 之间，pH2 和 pH7 时反应物 R 都能完全反应，降解率都是 100%，错误；B 项，由斜率可知 pH 越小降解速率越大，即溶液的酸性越强，R 的降解速率越大，正确；C 项，浓度越大化学反应速率越大，
8、所以起始浓度越小降解速率越小，错误；D 项，2025 min 之间，pH10 时 R 的平均降解速率为 0.04104 molL1 min1 ，错误。13氨气是重要化工产品之一。传统的工业合成氨技术的反应原理是 N2(g)3H 2(g)2NH3(g) H92.4 kJmol1 。在 500 、 20 MPa 时，将 N2、H 2置于一个固 催 化 剂 高 温 高 压定容积的密闭容器中发生反应，反应过程中各种物质物质的量浓度变化如图 1 所示，回答下列问题：6图 1 图 2(1)计算反应在第一次平衡时的平衡常数 K_(保留两位小数)。(2)产物 NH3在 510 min、2530 min 和 4
9、550 min 时平均反应速率(平均反应速率分别以 v1、 v2、 v3表示)从大到小排列次序为_。(3)H2在三次平衡阶段的平衡转化率分别以 1、 2、 3表示，其中最小的是_。(4)由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向是_，采取的措施是_。(5)请在图 2 中用实线表示 2560 min 各阶段化学平衡常数 K 的变化图像。解析：(1)第一次达到平衡常数时，氨气的浓度为 2.00 molL1 ，氢气浓度为 3.00 molL1 ，氮气的浓度为 1.00 molL1 ，第一次平衡时平衡常数K 0.15；(2)由图可知，510 min 氨气的浓度变化大于 0.5 2.0021.003.00
10、3molL1 ，2530 min 氨气浓度变化约为 0.5 molL1, 4550 min 氨气的浓度变化为(1.00.76)molL 1 0.24 molL1 ，时间变化均为 5 min，由 v 可知，反应速率 c t关系为 v1 v2 v3；(3)第一次平衡时氢气的转化率为 100%50%，第二次平衡6.0 3.06.0时氢气的转化率为 100%38%，第三次达到平衡时氢气的转化率为3.00 1.863.00100%19.4%，显然第三次氢气的转化率最低，即最小的是 3；(4)25 min1.86 1.501.86时生成物氨气的物质的量浓度为 0、氮气和氢气的浓度逐渐减小，说明从反应体系中
11、移出产物氨气，平衡向着正向移动；(5)25 min 时从浓度时间图像看，是移走氨气，反应的温度没有改变，故 25 min45 min 内平衡常数没有改变；45 min 时平衡向正方向进行，各物质的浓度都在原来基础上发生变化，只有降低温度，才会出现此种情况，平衡常数变大。答案：(1)0.15 (2) v1 v2 v3 (3) 3(4)正反应方向移动 移走生成物 NH37(5)14.(2018浙江 4 月选考)(一)以四甲基氯化铵(CH 3)4NCl水溶液为原料，通过电解法可以制备四甲基氢氧化铵(CH 3)4NOH，装置如图 1 所示。(1)收集到(CH 3)4NOH 的区域是_(填“a” “b”
12、“c”或“d”)。(2)写出电池总反应：_。(二)乙酸乙酯一般通过乙酸和乙醇酯化合成：CH3COOH(l)C 2H5OH(l) CH3COOC2H5(l)H 2O(l) H2.7 kJmol 1 浓 H2SO4 已知纯物质和相关恒沸混合物的常压沸点如下表：纯物质 沸点/ 恒沸混合物(质量分数) 沸点/乙醇 78.3 乙酸乙酯(0.92)水(0.08) 70.4乙酸 117.9 乙酸乙酯(0.69)乙醇(0.31) 71.8乙酸乙酯 77.1 乙酸乙酯(0.83)乙醇(0.08)水(0.09) 70.2(1)关于该反应，下列说法不合理的是_。A反应体系中硫酸有催化作用B因为化学方程式前后物质的化
13、学计量数之和相等，所以反应的 S 等于零C因为反应的 H 接近于零，所以温度变化对平衡转化率的影响大D因为反应前后都是液态物质，所以压强变化对化学平衡的影响可忽略不计(2)一定温度下该反应的平衡常数 K4.0。若按化学方程式中乙酸和乙醇的化学计量数比例投料，则乙酸乙酯的平衡产率 y_；若乙酸和乙醇的物质的量之比为n1，相应平衡体系中乙酸乙酯的物质的量分数为 x，请在图 2 中绘制 x 随 n 变化的示意图(计算时不计副反应)。(3)工业上多采用乙酸过量的方法，将合成塔中乙酸、乙醇和硫酸混合液加热至 110 8左右发生酯化反应并回流，直到塔顶温度达到 7071 ，开始从塔顶出料。控制乙酸过量的作
14、用有_。(4)近年，科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法：2C2H5OH(g) CH3COOC2H5(g)2H 2(g) 催 化 剂 在常压下反应，冷凝收集，测得常温下液态收集物中主要产物的质量分数如图 3 所示。关于该方法，下列推测合理的是_。A反应温度不宜超过 300 B增大体系压强，有利于提高乙醇平衡转化率C在催化剂作用下，乙醛是反应历程中的中间产物D提高催化剂的活性和选择性，减少乙醚、乙烯等副产物是工艺的关键解析：(一)由题意结合电解图，可得在阳极区 Cl 失去电子生成 Cl2，而在阴极区 H得到电子生成 H2，阳极区的阳离子(CH 3)4N 通过阳离子交换膜进入阴极区与 OH 结
15、合生成(CH3)4NOH，且能在 d 区收集，其电池总反应式为 2(CH3)4NCl2H 2O 2(CH3)= = = = =通 电 4NOHH 2Cl 2。(二)(2)设 CH3COOH 和 CH3CH2OH 起始物质的量为 1 mol，平衡时转化的物质的量为 x mol则 CH 3COOHC 2H5OHCH 3COOC2H5H 2O起始量/mol 1 1转化量/mol x x x x平衡量/mol 1 x 1 x x x则 4，可得 x ，乙酸乙酯的平衡产率为 0.67。xx 1 x 1 x 23 231答案：(一)(1)d (2)2(CH 3)4NCl2H 2O 通电,2(CH 3)4NOHH 2Cl 2(二)(1)BC (2)0.67(或 67%)9(3)提高乙醇转化率；提高反应温度，从而加快反应速率；有利于后续产物分离 (4)ACD10
