2019年高考化学二轮复习 核心考点总动员 专题15 化学反应速率与化学平衡图像（含解析）.doc

化学反应速率与化学平衡图像题型介绍：化学反应速率与化学平衡图像是高考常考题型，一般考查速率（浓度）时间图像、含量(转化率)时间温度(压强)图像、恒温线(或恒压线)图像等。图像作为一种思维方法在解题过程中也有着重要作用，可以将一些较为抽象的知识，转化为图像，然后进行解决。图像中蕴含着丰富的信息，具有简明、直观、形象的特点，命题形式灵活，解题的关键是根据反应特点，明确反应条件，认真分析图像，充分挖掘蕴含的信息，紧扣化学原理，找准切入点解决问题。高考选题：【2018新课标3卷】三氯氢硅（SiHCl3）是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：（1）SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体，遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等，写出该反应的化学方程式_。（2）SiHCl3在催化剂作用下发生反应：2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g) H1=48 kJmol13SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3 (g) H2=30 kJmol1则反应4SiHCl3(g)SiH4(g)+ 3SiCl4(g)的H=_ kJmol1。（3）对于反应2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。343 K时反应的平衡转化率=_%。平衡常数K343 K=_（保留2位小数）。在343 K下：要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是_；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有_、_。比较a、b处反应速率大小：a_b（填“大于”“小于”或“等于”）。反应速率=正逆=，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处=_（保留1位小数）。【答案】 2SiHCl3+3H2O(HSiO)2O+6HCl 114 22 0.02 及时移去产物 改进催化剂 提高反应物压强（浓度） 大于 1.3【解析】分析：本题考查的是化学反应原理的综合应用，主要包括反应与能量以及化学反应速率、平衡的相关内容。只需要根据题目要求，利用平衡速率的方法进行计算即可。详解：（1）根据题目表述，三氯氢硅和水蒸气反应得到(HSiO)2O，方程式为：2SiHCl3+3H2O=(HSiO)2O+6HCl。（2）将第一个方程式扩大3倍，再与第二个方程式相加就可以得到第三个反应的焓变，所以焓变为483+(30)=114kJmol-1。（3）由图示，温度越高反应越快，达到平衡用得时间就越少，所以曲线a代表343K的反应。从图中读出，平衡以后反应转化率为22%。设初始加入的三氯氢硅的浓度为1mol/L，得到：2SiHCl3 SiH2Cl2 + SiCl4起始： 1 0 0反应： 0.22 0.11 0.11 （转化率为22%）平衡： 0.78 0.11 0.11所以平衡常数K=0.1120.782=0.02。温度不变，提高三氯氢硅转化率的方法可以是将产物从体系分离（两边物质的量相等，压强不影响平衡）。缩短达到平衡的时间，就是加快反应速率，所以可以采取的措施是增大压强（增大反应物浓度）、加入更高效的催化剂（改进催化剂）。a、b两点的转化率相等，可以认为各物质的浓度对应相等，而a点的温度更高，所以速率更快，即VaVb。根据题目表述得到，当反应达平衡时，所以，实际就是平衡常数K值，所以0.02。a点时，转化率为20%，所以计算出：2SiHCl3 SiH2Cl2 + SiCl4起始： 1 0 0反应： 0.2 0.1 0.1 （转化率为20%）平衡： 0.8 0.1 0.1所以=0.8；=0.1；所以点睛：题目的最后一问的计算过程比较繁琐，实际题目希望学生能理解化学反应的平衡常数应该等于正逆反应的速率常数的比值。要考虑到速率常数也是常数，应该与温度相关，所以不能利用b点数据进行计算或判断。解题技巧：1、化学平衡图象的解题步骤解图象题三步曲：“一看”、“二想”、“三判断” （1）“一看”看图象 看面：弄清纵、横坐标的含义。 看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。 看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如与坐标轴的交点、曲线的交点、折点、最高点与最低点等。 看量的变化：弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变化。 看要不要作辅助线：如等温线、等压线等。（2）“二想想规律 看完线后联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。 （3）“三判断 通过对比分析，作出正确判断。2、突破化学反应速率、化学平衡图像题的“三种”手段（1）从“断点”着手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，即出现“断点”。根据“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。（2）从“拐点”入手同一可逆反应，若反应条件不同，达到平衡所用的时间也可能不同，反映到图像出现“拐点”的时间也就有差异。根据外界条件对化学反应速率的影响，即可判断出温度的高低、压强或浓度的大小及是否使用催化剂。（3）从曲线的变化趋势着手对于速率温度(或压强)图像，由于随着温度逐渐升高或压强逐渐增大，反应速率会逐渐增大，因此图像上出现的是平滑的递增曲线。根据温度或压强对化学反应速率的影响，可以判断速率曲线的变化趋势。需要注意的是：温度或压强的改变对正、逆反应速率的影响是一致的，即要增大都增大，要减小都减小，反映到图像上，就是v(正)、v(逆)两条曲线的走势大致相同；分析外界条件对反应速率的影响时，只能分析达到平衡之后化学反应速率的变化情况。高频考点一：浓度（速率）时间图像【典例】【备战2019年高考一遍过考点11】已知图一表示的是可逆反应CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g) H0的化学反应速率(v)与时间(t)的关系，图二表示的是可逆反应2NO2(g)N2O4(g) Hv(逆)，可知化学平衡正向移动，因此外界条件的改变可能是升高了温度，选项A正确，B错误；图二中纵坐标为浓度，t1瞬间，曲线是断开的，因此外界条件的改变不可能是温度的变化。由于此刻NO2和N2O4的浓度均增大，显然改变的条件是给体系增压。压强增大，平衡向正反应方向移动，N2O4的体积分数增加，因此混合气体的平均相对分子质量应增大，选项C和D均错。故选A。【 名师揭秘】这种图像的折点表示达到平衡的时间，曲线的斜率反映了反应速率的大小，可以确定T(p)的高低(大小)，水平线高低对应平衡移动方向。高频考点三：恒温线(或恒压线)图像【典例】【山东省日照市2019届高三上学期期中】已知：。向体积可变的密闭容器中充入一定量的CH4(g)和O2(g)发生反应，CH4(g)的平衡转化率与温度(T)和压强(p)的关系如下图所示(已知T1T2)。下列说法正确的是 （ ）A该反应的H0BM、N两点的H2的物质的量浓度：c(M)c(N)C温度不变时，增大压强可由N点到P点DN、P两点的平衡常数：K(N)T2，升高温度，CH4的平衡转化率降低，平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反，正反应为放热反应，故Hc(N)，故B正确；C. 两条线的温度不同，增大压强不能从N点到P点，故C错误；D. 平衡常数只和温度有关， T1T2，升高温度，平衡向逆反应方向移动，所以平衡常数变小，故K(N)K(P)，故D错误；故选B。【 名师揭秘】有关化学平衡的图像试题涉及知识面广,灵活性大。题目大多注重对知识综合应用能力和分析判断能力的考查,是考查学生能力的常见题型。考查的图像主要有三类：第一类是化学平衡建立过程中有关量随时间的变化图像；第二类是平衡移动原理的应用或它的逆向思维图像；第三类是反应物或生成物物质的量 (或浓度或质量分数)与时间关系的图像，此类图像既要考虑反应速率的大小，又要考虑化学平衡移动，反应物的转化。1【2017江苏卷】H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 （ ）A图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快B图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快C图丙表明，少量Mn 2+存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快D图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2+对H2O2分解速率的影响大【答案】D【解析】A由甲图可知，双氧水浓度越大，分解越快，A错误；B由图乙可知，溶液的碱性越强即pH越大，双氧水分解越快，B错误；C由图丙可知，有一定浓度Mn2+存在时，并不是碱性越强H2O2分解速率越快，C错误；由图丙可知，碱性溶液中，Mn2+对双氧水分解有影响，图丁说明Mn2+浓度越大，双氧水分解越快，图丙和图丁均能表明碱性溶液中，Mn2+对H2O2分解速率的影响大，D正确。【名师点睛】本题以双氧水分解的浓度时间曲线图像为载体，考查学生分析图像、搜集信息及信息处理能力，会运用控制变量法分析影响化学反应速率的因素，并能排除图中的干扰信息，得出正确的结论。2【2016年高考四川卷】一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)，设起始=Z，在恒压下，平衡时 (CH4)的体积分数与Z和T（温度）的关系如图所示。下列说法正确的是 （ ）A该反应的焓变H0B图中Z的大小为a3bC图中X点对应的平衡混合物中=3D温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后 (CH4)减小【答案】A【解析】试题分析：A、从图分析，随着温度升高甲烷的体积分数逐渐减小，说明升温平衡正向移动，则正反应为吸热反应，故正确；B、的比值越大，则甲烷的体积分数越小，故a3b，故错误；C、起始加入量的比值为3，但随着反应的进行甲烷和水是按等物质的量反应，所以到平衡时比值不是3，故错误；D、温度不变时，加压，平衡逆向移动，甲烷的体积分数增大，故错误。【考点定位】考查化学平衡图像分析【名师点睛】化学平衡图像题的解题思路：一、看懂图：横纵坐标的物理意义，图像的变化趋势，曲线的特殊点，如起点、交点、折点、终点；二、想规律：外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律；三、作出正确的判断。注意“先拐先平”和“定一议二”方法的运用。3【2016年高考新课标卷】 (15分)元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4(绿色)、Cr2O72(橙红色)、CrO42(黄色)等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：（2）CrO42和Cr2O72在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 molL1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72)随c(H+)的变化如图所示。离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应_。由图可知，溶液酸性增大，CrO42的平衡转化率_(填“增大“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为_。升高温度，溶液中CrO42的平衡转化率减小，则该反应的H_(填“大于”“小于”或“等于”)。【答案】(2)2CrO42-+2HCr2O72-+H2O； 增大；1.01014 ；小于；【解析】试题分析： (2)随着H+浓度的增大，CrO42-于溶液的H+发生反应，反应转化为Cr2O72-的离子反应式为：2CrO42-+2HCr2O72-+H2O。根据化学平衡移动原理，溶液酸性增大，c(H+)增大，化学平衡2CrO42-+2HCr2O72-+H2O向正反应方向进行，导致CrO42的平衡转化率增大；根据图像可知，在A点时，c(Cr2O72-)=0.25mol/L，由于开始时c(CrO42)=1.0mol/L，根据Cr元素守恒可知A点的溶液中CrO42-的浓度c(CrO42)=0.5mol/L；H+浓度为110-7mol/L；此时该转化反应的平衡常数为；由于升高温度，溶液中CrO42的平衡转化率减小，说明升高温度，化学平衡逆向移动，导致溶液中CrO42的平衡转化率减小，根据平衡移动原理，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，逆反应方向是吸热反应，所以该反应的正反应是放热反应，故该反应的H0；【考点定位】考查化学平衡移动原理的应用、化学平衡常数、溶度积常数的应用、两性物质的性质的知识。【名师点睛】两性氢氧化物是既能与强酸反应产生盐和水，也能与强碱反应产生盐和水的物质，化学平衡原理适用于任何化学平衡。如果改变影响平衡的一个条件，化学平衡会向能够减弱这种改变的方向移动。会应用沉淀溶解平衡常数计算溶液中离子浓度大小，并根据平衡移动原理分析物质的平衡转化率的变化及移动方向，并根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒书写离子反应方程式。该题是重要的化学平衡移动原理的应用，考查了学生对化学平衡移动原理、化学平衡常数、溶度积常数的含义的理解与计算、应用，同时考查了物质的存在形式与溶液的酸碱性和物质的量多少的关系、离子反应和离子方程式的书写。是一个综合性试题。4【2016年高考新课标卷】（15分）煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝，回答下列问题：（1） NaClO2的化学名称为_。（2）在鼓泡反应器中通入含有含有SO2和NOx的烟气，反应温度为323 K，NaClO2溶液浓度为5103molL1 。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表离子SO42SO32NO3NO2Clc/（molL1）8.351046.871061.51041.21053.4103写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式_。增加压强，NO的转化率_（填“提高”“不变”或“降低”）。随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐_ （填“提高”“不变”或“降低”）。由实验结果可知，脱硫反应速率_脱硝反应速率（填“大于”或“小于”）。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是_。（3）在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中，SO2和NO的平衡分压px如图所示。由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均_（填“增大”“不变”或“减小”）。反应ClO2+2SO32=2SO42+Cl的平衡常数K表达式为_。【答案】（1）亚氯酸钠；（2）2OH-3ClO24NO4NO33Cl2H2O；提高 减小；大于；NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高 （3）减小； 【解析】试题分析：（1） NaClO2的化学名称为亚氯酸钠；（2）亚氯酸钠具有氧化性，则NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式为2OH-3ClO24NO4NO33Cl2H2O；正反应是体积减小的，则增加压强，NO的转化率提高。根据反应的方程式2H2OClO22SO22SO42Cl4H、2H2O3ClO24NO4NO33Cl4H可知随着吸收反应的进行氢离子浓度增大，吸收剂溶液的pH逐渐降低。由实验结果可知，在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多，因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是二氧化硫的还原性强，易被氧化。（3）在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中，SO2和NO的平衡分压px如图所示。由图分析可知，反应温度升高，O2和NO的平衡分压负对数减小，这说明反应向逆反应方向进行，因此脱硫、脱硝反应的平衡常数均减小。根据反应的方程式ClO2+2SO32=2SO42+Cl可知平衡常数K表达式为。【考点定位】考查氧化还原反应、盖斯定律、外界条件对反应速率和平衡状态的影响等【名师点睛】本题考查物质的名称、氧化还原反应方程式的书写、勒夏特列原理、图表数据和图像、盖斯定律等化学理论知识，平时的训练中夯实基础，强化知识的运用，体现了知识的运用能力。平时的学习中注意对选修4学习。依据题目中所给数据，再根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒书写离子反应方程式；化学平衡原理适用于任何化学平衡，如果改变影响平衡的一个条件，化学平衡会向能够减弱这种改变的方向移动。化学平衡常数：一定条件下达到化学平衡，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，只受温度的影响，依据题目所给信息作出合理判断；盖斯定律是对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热效应是相同的；本题是综合性试题，难度适中。5【2017新课标2卷】（14分）丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：（1）正丁烷（C4H10）脱氢制1-丁烯（C4H8）的热化学方程式如下：C4H10(g)= C4H8(g)+H2(g) H1已知：C4H10(g)+O2(g)= C4H8(g)+H2O(g) H2=119 kJmol1H2(g)+ O2(g)= H2O(g) H3=242 kJmol1反应的H1为_kJmol1。图（a）是反应平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x_0.1（填“大于”或“小于”）；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是_（填标号）。A升高温度B降低温度C增大压强D降低压强（2）丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是活化催化剂），出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图（b）为丁烯产率与进料气中n（氢气）/n（丁烷）的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是_。（3）图（c）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590之前随温度升高而增大的原因可能是_、_；590之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_。【答案】（1）+123 小于 AD （2）氢气是产物之一，随着n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大（3）升高温度有利于反应向吸热方向进行 温度升高反应速率加快丁烯高温裂解生成短链烃类 【解析】（1）根据盖斯定律，用式式可得式，因此H1=H2H3=119 kJ/mol +242 kJ/mol =+123 kJ/mol。由图（a）可以看出，温度相同时，由0.1 MPa变化到x MPa，丁烷的转化率增大，即平衡正向移动，根据反应前后气体系数之和增大，减小压强，平衡向正反应方向移动，即xv逆。tm时比tn时AsO43-浓度小，所以逆反应速率：tm 反应是气体物质的量减小的反应，温度一定时，增大压强使反应正向移动，H2SO4 的物质的量增大，体系总物质的量减小，H2SO4的物质的量分数增大 SO2 SO42 4H+ 0.4 I是SO2歧化反应的催化剂，H+单独存在时不具有催化作用，但H+可以加快歧化反应速率 反应ii比i快；D中由反应ii产生的H+使反应i加快【解析】分析：（1）应用盖斯定律结合反应II分析。（2）采用“定一议二”法，根据温度相同时，压强与H2SO4物质的量分数判断。（3）依据催化剂在反应前后质量和化学性质不变，反应i+反应ii消去I-得总反应。（4）用控制变量法对比分析。详解：（1）根据过程，反应II为SO2催化歧化生成H2SO4和S，反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S。应用盖斯定律，反应I+反应III得，2H2SO4（l）+S（s）=3SO2（g）+2H2O（g）H=H1+H3=（+551kJ/mol）+（-297kJ/mol）=+254kJ/mol，反应II的热化学方程式为3SO2（g）+2H2O（g）=2H2SO4（l）+S（s）H=-254kJ/mol。（2）在横坐标上任取一点，作纵坐标的平行线，可见温度相同时，p2时H2SO4物质的量分数大于p1时；反应II是气体分子数减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，H2SO4物质的量增加，体系总物质的量减小，H2SO4物质的量分数增大；则p2p1。（3）反应II的总反应为3SO2+2H2O=2H2SO4+S，I-可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，催化剂在反应前后质量和化学性质不变，（总反应-反应i）2得，反应ii的离子方程式为I2+2H2O+SO2=4H+SO42-+2I-。（4）B是A的对比实验，采用控制变量法，B比A多加了0.2mol/LH2SO4，A与B中KI浓度应相等，则a=0.4。对比A与B，加入H+可以加快SO2歧化反应的速率；对比B与C，单独H+不能催化SO2的歧化反应；比较A、B、C，可得出的结论是：I是SO2歧化反应的催化剂，H+单独存在时不具有催化作用，但H+可以加快歧化反应速率。对比D和A，D中加入KI的浓度小于A，D中多加了I2，反应i消耗H+和I-，反应ii中消耗I2，D中“溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较A快”，反应速率DA，由此可见，反应ii比反应i速率快，反应ii产生H+使c（H+）增大，从而反应i加快。点睛：本题以利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储为载体，考查盖斯定律的应用、化学平衡图像的分析、方程式的书写、控制变量法探究外界条件对化学反应速率的影响，考查学生灵活运用所学知识解决实际问题的能力。夯实基础：1【吉林汪清县六中2019届高三第二次月考】可逆反应2X(g)Y(s) 2Z(g)在t1时刻达到平衡状态。当增大平衡体系压强(减小容器体积)时，下列有关正、逆反应速率(v)随时间变化的图象正确的是（）ABCD【答案】C【解析】此可逆反应是反应前后气体的分子数不变的反应，达到平衡状态后，增大平衡体系的压强，正、逆反速率仍相等，但由于压强增大，所以反应速率都增大；综上，本题选C。2【山东烟台市2019届高三上学期期末】I2在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)+I-(aq) I3-(aq)H。某I2、KI混合溶液中，I-的物质的量浓度c(I-)与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法不正确的是 （ ）A该反应HK2C若反应进行到状态D时，一定有v正v逆D状态A与状态B相比，状态A的c(I3-)大【答案】C【解析】A.随着温度升高，I-的浓度逐渐增大，说明升高温度，化学平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则I2(aq)+I-(aq) I3-(aq) 正反应为放热反应，HT1，升高温度，平衡逆向移动，c(I3-)变小，所以c(I3-)： AB，即状态A的c(I3-)高， D正确；3【黑龙江伊春市二中2019届高三上学期期中】如图所示，a曲线表示一定条件下可逆反应：X(g)Y(g) 2Z(g)W(g) H0 的反应过程中X的转化率和时间的关系，若使a曲线变为b曲线，可采取的措施是（ ）A加入催化剂 B增大Y的浓度C降低温度 D增大体系压强【答案】A【解析】由图像可知，由曲线a到曲线b，到达平衡的时间缩短，需要改变条件后，反应速率加快，且平衡时X的转化率不变，说明条件改变不影响平衡状态的移动，据此分析判断。A、加入催化剂，反应速率加快，催化剂不影响平衡的移动，X的转化率不变，故A正确；B、增大Y的浓度，反应速率加快，平衡向正反应方向移动，X的转化率增大，故B错误；C、该反应正反应是放热反应，降低温度，反应速率减慢，平衡向正反应方向移动，X的转化率增大，故C错误；D、增大体系压强，平衡向逆反应方向移动，X的转化率减小，故D错误；故选A。4【河北辛集中学2019届高三上学期期中】已知反应3A（g）B（g）C（s）4D（g） H0，如图中a、b表示一定条件下，D的体积分数随时间t的变化情况。若要使曲线b变为曲线a，可采取的措施是：增大B的浓度升高反应温度缩小反应容器的体积（加压）加入催化剂 （ ）A B C D【答案】C【解析】使b曲线变为a曲线，到达平衡时间缩短，且D的体积发生不变，说明改变条件，反应速率加快，不影响平衡移动。增大反应物B的浓度，平衡向正反应方向移动，错误；升高温度，反应速率加快，该反应正反应是放热反应，升高温度，平衡向逆反应移动，D的体积分数降低，错误；缩小反应容器的体积增大压强，反应速率加快，该反应前后气体的物质的量不变，平衡不移动，D体积分数不变，正确；加入催化剂，反应速率增大，平衡不移动，错误。故选C。5【备战2019年高考一遍过考点11】某温度时，在一个容积为2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，试填写下列空白：(1)该反应的化学方程式为_。(2)反应开始至2 min，气体Z的反应速率为_。(3)若X、Y、Z均为气体，反应达到平衡时：压强是开始时的_倍；若此时将容器的体积缩小为原来的倍，达到平衡时，容器内温度将升高(容器不与外界进行热交换)，则该反应的正反应为_反应(填“放热”或“吸热”)。(4)若上述反应在2 min后的t1t6内反应速率与反应时间图象如下，在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素，则下列说法正确的是_。A在t1时增大了压强B在t3时加入了催化剂C在t4时降低了温度Dt2t3时A的转化率最高【答案】3XY2Z 0.05 molL1min1 0.9 放热 B 【解析】(1)由图象知v(X)v(Y)v(Z)0.3 mol0.1 mol0.2 mol312，又由于该反应不能进行彻底，所以化学方程式为3XY2Z。(2)v(Z)0.05 molL1min1。(3)X、Y、Z均为气体时，反应前n(总)2.0 mol，平衡时n(总)0.7 mol0.9 mol0.2 mol1.8 mol，所以p(平)p(始)1.8 mol2.0 mol0.9。将容器体积缩小，相当于增压，达平衡时，温度升高，根据勒夏特列原理，该反应的正反应为放热反应。(4)在t1时如果增大压强，则正、逆反应速率都增大且正反应速率大于逆反应速率，A错误；在t3时应该是加入了催化剂，正、逆反应速率都增大，并且增大的倍数相同，平衡不移动，B正确；在t4时如果是降低了温度，则正、逆反应速率都减小且正反应速率大于逆反应速率，C错误；由图可以看出，从t1t2，平衡向逆反应方向移动，A的转化率降低，从t2t4，平衡不移动，A的转化率不变，从t4t5，平衡继续向逆反应方向移动，A的转化率又降低，因此，t0t1时A的转化率最高，D错误。能力拓展：6【河南郑州市2019届高考一模】在容积为2L的刚性密闭容器中，加入1mol CO2和3mol H2，发生反应CO2+3H2CH3OH+H2O在其他条件不变的情况下，温度对反应的影响结果如图所示（注：T1、T2均大于300）。下列说法正确的是 （ ）A该反应在T1时的平衡常数比T2时的小B处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时减小CT2下，反应达到平衡时生成甲醇的平均速率为v（CH3OH） molL1min1DT1下，若反应达到平衡后CO2转化率为a，则容器内的压强与起始压强之比为（2a）：2【答案】D【解析】A.图象分析可知先拐先平温度高，T1T2，温度越高平衡时生成甲醇物质的量越小，说明正反应为放热反应，则温度越高，平衡常数越小，该反应在T1时的平衡常数比T2时的大，故A错误；B.分析可知T1T2，A点反应体系从T1变到T2，升温平衡逆向进行，达到平衡时增大，故B错误；C.T2下达到平衡状态甲醇物质的量nB，反应达到平衡时生成甲醇的平均速率为v（CH3OH）molL1min1molL1min1，故C错误；DT1下，若反应达到平衡后CO2转化率为a， CO2+ 3H2 CH3OH+ H2O，起始量（mol） 1 3 0 0变化量（mol） a 3a a a平衡量（mol） 1a 33a a a则容器内的压强与起始压强之比，故D正确；答案：D。7【江西红色七校2019届高三第二次联考】CO2经催化加氢可合成乙烯：2CO2 (g) 6H2 (g) C2H4(g)4H2O(g)。0.2 MPa时，按n(CO2)：n(H2)=l：3投料，测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的关系如图。下列叙述正确的是 （ ）A该反应为吸热反应B曲线a代表的是C2H4CN点和M点所处状态的c(H2O)相等D其它条件不变，T1、0.1 MPa下反应达平衡时CO2的转化率比N点更大【答案】C【解析】A.由曲线变化可知随着温度升高，氢气的物质的量逐渐增多，说明升高温度平衡逆向移动，则正反应放热，故A错误；B随着温度升高，氢气的物质的量逐渐增多，因氢气为反应物，则另一条逐渐增多的曲线为CO2，由计量数关系可知b为水，c为C2H4的变化曲线，故B错误；CM点和N点都处于、0.2MPa且投料比相同的平衡状态，所以M点和N点的平衡状态为等效平衡，故其c(H2O)相等，C正确；D其他条件不变，T1、0.1 MPa下反应达平衡，相当于减压，平衡向逆向移动， 所以新平衡中CO2的转化率比N点小，故D错误。8【济南市2019届高三上学期期末】在一定条件下A2和B2可发生反应：A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)。图1表示在一定温度下此反应过程中的能量变化，图2表示在固定容积为2L的密闭容器中反应时A2的物质的量随时间变化的关系，图3表示在其他条件不变的情况下，改变反应物B2的起始物质的量对此反应平衡的影响。下列说法错误的是 （ ）A该反应在低于某一温度时能自发进行B10min内该反应的平均速率v(B2)=0.045mol/(Lmin)C11min时，其他条件不变，压缩容器容积至1L，n(A2)的变化趋势如图2中曲线d所示D图3中T1T2，b点对应状态下A2的转化率最高【答案】D【解析】A. 体系的自由能G=H-TS，根据图示可知，该反应为放热反应，H0，由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，所以S0。当温度较低时，G=H-TS H，即G0，反应不能自发进行，A正确；B.10min内该反应的平均速率v(A2)= mol/(Lmin)，根据方程式可知v(B2)=3v(A2)=0.045mol/(Lmin)，B正确；C.11min时，其他条件不变，压缩容器容积至1L，由于物质的浓度增大，化学平衡正向移动，不断消耗A2，所以n(A2)的物质的量会进一步减少，n(A2)变化趋势如图2中曲线d所示，C正确；D.在温度不变时，增大某种反应物的浓度，化学平衡正向移动，可以使其它反应物的转化率提高，故当T1T2，c点由于n(B2)最大，故其对应状态下A2的转化率最高，D错误；故合理选项是D。9【天津市七校2019届高三上学期期末】CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H。现在容积均为1L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入1molCO和2molH2的混合气体，控温，进行实验，测得相关数据如下图1和图2。下列叙述不正确的是 （ ）A该反应的H0B在500条件下达平衡时CO 的转化率为60%C平衡常数K1(3000C)K2(5000C)D图2中达化学平衡的点为c、d、e【答案】C【解析】A、根据图1，300时，甲醇物质的量为0.8mol，500时甲醇物质的量为0.6mol，升高温度，向正反应方向移动，根据勒夏特列原理，该反应为放热反应，即HK2(500)，故C说法错误；D、a到c反应向正反应方向进行，还没有达到平衡，当达到平衡时，甲醇的物质的量最多，即c、d、e为化学平衡点，故D说法正确。10【2019届东北三省三校高三一模】羰基硫(COS)与氢气或与水在催化剂作用下的反应如下：COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g) H1=-17k