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1、专题提升三化学反应速率与化学平衡图象分析,化学反应速率与化学平衡相关试题是近年高考的常考内 容，而利用图象为载体考查化学反应速率与化学平衡问题，从 而实现高考化学大纲提出的对学生观察能力、思维能力、信息 处理能力的考查，尤其突出考查学生对图象、表格中的数据进 行分析的能力。,1.解题步骤。,2.解题技巧。 (1)先拐先平。,在含量(转化率)时间曲线中，先出现拐点的先达到平衡， 说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大 等。,(2)定一议二。,当图象中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两,个量的关系，有时还需要作辅助线。,(3)三步分析法。,一看反应速率是增大还是减小；二看v
2、正、v逆的相对大小；,三看化学平衡移动的方向。,一、浓度时间图象,例1已知NO2和N2O4可以相互转化：2NO2(g),N2O4(g)(正反应为放热反应)。现将一定量NO2和N2O4的混合气 体通入一体积为 1 L 的恒温密闭容器中，反应物浓度随时间变 化关系如下图所示，回答下列问题：,(1)图中共有两条曲线X和Y，其中曲线_表示NO2浓度随时间的变化；a、b、c、d四个点中，表示化学反应处于平衡状态的点是_。 (2)前10 min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)_molL1min1；反应进行至25 min时，曲线发生变化的原因是_。 (3)若要达到与最后相同的化学平衡状态，在25 m
3、in时还可以采取的措施是_。 A.加入催化剂 B.缩小容器体积 C.升高温度 D.加入一定量的N2O4,解析：(1)曲线X在010 min达到平衡时浓度变化了0.4 molL1，而曲线Y在010 min达到平衡时变化了0.2 molL1，所以可得X曲线为NO2的浓度变化曲线；达到平衡时浓度不再随时间而发生变化，所以b、d点均表示反应已达到平衡状态。(2)NO2在010 min达到平衡时浓度变化了0.4 molL1，所以用NO2表示的反应速率为0.04 molL1min1；而在25 min 时，NO2的浓度由0.6 molL1突变为1.0 molL1，而N2O4的浓度在25 min时没有发生改变
4、，所以可得此时改变的条件是向容器中加入了0.4 mol NO2。(3)加入NO2后平衡正向移动，所以若要,达到与最后相同的化学平衡状态，还可通过增大压强(缩小容器 体积)，使平衡也同样正向移动；或者采取降低温度的方法，使 平衡正向移动；也可以向容器中充入一定量N2O4，因为这样相 当于增大容器中气体的压强，使得NO2 的转化率提高，即达到 与最后相同的平衡状态。,答案：(1)X bd,(2)0.04加入了0.4 mol NO2(或加入了NO2),(3)BD,变式训练 1.(2016 届吉林实验中学三模)298 K 时，在 2 L 固定体积的,密闭容器中，发生可逆反应： 2NO2(g),N2O4
5、(g),Ha,kJmol1(a0)。N2O4的物质的量浓度随时间的变化如下图。达平衡时，N2O4的浓度为NO2的2倍，若反应在398 K进行，某时刻测得n(NO2)0.6 mol，n(N2O4)1.2 mol，则此时，下列大小关系正确的是()。,A.v(正)v(逆) B.v(正)v(逆) C.v(正)v(逆),D.v(正)、v(逆)大小关系不确定,答案：B,二、含量(转化率)时间温度(压强)图象 例2(2016届江西抚州临川二中期中)对于反应N2O4(g) 2NO2(g)在温度一定时，平衡体系中NO2的体积分数(NO2) 随压强的变化情况如图所示(实线上的任何一点为对应压强下,的平衡点)，下列
6、说法正确的是(,)。,A.A、C 两点的正反应速率的关系为 AC,B.A、B、C、D、E 各状态中，v(正)v(逆)的是状态 E C.维持 p1 不变，EA 所需时间为 x；维持 p2 不变，DC,所需时间为 y，则 xy,D.使 E 状态从水平方向到达 C 状态后，再沿平衡曲线到达 A 状态，从理论上来讲，可选用的条件是从 p1 突然加压至 p2， 再由 p2 无限缓慢降压至 p1,思路指导：解答化学平衡的移动图象问题时，注意把握曲 线的含义，曲线上的点都是平衡点，若数据比对应的平衡点小， 说明反应正向进行，若数据比平衡点大，则反应逆向进行。,解析：增大压强，反应速率增大，C 点压强大于A
7、点压强， 所以 C 点反应速率快，A 错误；处于曲线上的状态为平衡状态， E 点二氧化氮的物质的量少于平衡状态的物质的量，反应向正 反应方向移动，此时正反应速率大于逆反应速率，D 点二氧化 氮的物质的量大于平衡状态时的物质的量，反应向逆反应方向 移动，此时逆反应速率大于正反应速率，B 错误；压强越大， 反应速率越大，达到平衡状态时所用的时间越少，EA 和D C的物质的量变化相等，则xy，C错误；从p1突然加压到p2的 瞬间平衡没有移动，二氧化氮的体积分数不变，再缓慢降压时， 平衡向正反应方向移动，二氧化氮的体积分数逐渐增大，D 正 确。,答案：D,变式训练 2.(2016 届江西师大附中、九江
8、一中期中)下图是氧气氧化 某浓度Fe2为Fe3过程的实验结果，下列有关说法正确的是,(,)。,A.pH1.5 时氧化率一定比 pH2.5 时大,B.其他条件相同时，80 的氧化率比 50 大 C.Fe2的氧化率仅与溶液的 pH 和温度有关,D.该氧化过程的离子方程式为：Fe2O24H=Fe3,2H2O,答案：B,解析：由图象分析，Fe2的氧化率受温度和pH影响，所以pH1.5的氧化率不一定比pH2.5时的氧化率大，A错误；其他条件相同温度不同时，Fe2的氧化率与温度成正比，温度越高，氧化率越大，B正确；Fe2的氧化率不仅与溶液的pH和温度有关，还与离子的浓度等其他因素有关，C错误；该离子方程式
9、中电荷不守恒，D错误。,三、恒温线(或恒压线)图象 例 3(2016 年北京朝阳普通中学质检)如图是温度和压强对,XY,2Z 反应影响的示意图。图中横坐标表示温度，纵坐,标表示平衡混合气体中 Z 的体积分数。下列叙述正确的是,(,)。 A.上述可逆反应的正反应为放热反应 B.X、Y、Z 均为气态 C.X 和 Y 中只有一种是气态，Z 为气态 D.上述反应的正反应的H0,解析：由图象曲线变化可知，随着温度的升高，Z 的体积 分数增大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，正反应吸热， 故 A 错误；若 X、Y、Z 均为气态，反应前后气体的体积不变， 增大压强，平衡应不移动，但由图象可知增大压强平衡向
10、逆反 应方向移动，故 B 错误；增大压强，Z 的体积分数减小，说明 增大压强平衡向逆反应方向移动，则说明反应物的气体计量数 之和小于生成物的气体化学计量数，则 X 和 Y 中只有一种是气 态，Z 为气态，故 C 正确；由 A 可知，正反应吸热，H0， 故 D 错误。,答案：C,规律总结,已知恒温线或恒压线图象，推断反应的热效应或反应前后 气体物质间化学计量数的关系。以反应A(g)B(g)C(g)中 反应物的转化率A 为例说明。,解答这类图象题时应注意以下两点：(1)“定一议二”原 则：可通过分析相同温度下不同压强时反应物 A 的转化率大小 来判断平衡移动的方向，从而确定反应方程式中反应物与产物
11、 气体物质间的化学计量数的大小关系。如甲中任取一条温度曲 线研究，压强增大，A 增大，平衡正移，正反应为气体体积减 小的反应，乙中任取横坐标一点作横坐标垂直线，也能得出结 论。(2)通过分析相同压强下不同温度时反应物 A 的转化率的大 小来判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。如利用上 述分析方法，在甲中作垂直线，乙中任取一曲线，即能分析出 正反应为放热反应。,变式训练 3. 工业上在合成塔中采用下列反应合成甲醇： CO(g) ,2H2(g),CH3OH(g)HQ kJ mol1，其中Q0。请在图中,画出压强不同、平衡时甲醇的体积分数()随温度(T)变化的两条 曲线(在曲线上标出p1、p2
12、，且p1p2)。,解析：升温，平衡左移，CH3OH 的体积分数减小；加压，,平衡右移，CH3OH 的体积分数增大。,答案：,四、速率、平衡综合图象 例 4(2016 届山东枣庄三中质检)“C化学”是指以碳单质 或分子中含1个碳原子的物质(如CO、CO2、CH4、CH3OH等) 为原料合成工业产品的化学工艺，对开发新能源和控制环境污 染有重要意义。 (1)一定温度下，在两个容积均为 2 L 的密闭容器中，分别,发生反应： CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g)H 49.0 kJmol1，相关数据如下：,请回答： c1_c2(填“”“”或“”)，a_。 若甲中反应10 s时达到平衡
13、，则用CO2来表示甲中反应从开始到平衡过程中的平均反应速率是_molL1s1。,(2)压强为 p1时，向体积为 1 L 密闭容器中充入 b mol CO,和2b mol H2，发生反应CO(g)2H2(g) CH3OH(g)，平衡时,CO 的转化率与温度、压强的关系如图 1 所示，请回答： 该 反 应 属 于 _( 填 “ 吸 ” 或 “ 放 ”) 热 反 应 ， p1_p2(填“”“”或“”)。 100 时，该反应的平衡常数 K_(用含 b 的代 数式表示)。,(3)治理汽车尾气的反应是 2NO(g)2CO(g),2CO2(g),N2(g),H0；在恒温恒容的密闭容器中通入 n(NO)n(C
14、O),12 的混合气体，发生上述反应，下列图象说明反应在进行 到 t1 时刻一定达到平衡状态的是_。 图 1,a,b,c,d,图 2 解析：(1)恒温恒容条件下，乙的投料量极端转化为甲相 当于投入 1 mol CO2(g)和 3 mol H2(g)，所以两者是完全等效平 衡，平衡时甲醇的浓度相等，所以 c1c2，甲中放出的热量与,乙中吸收的热量之和为 49.0 kJ，则 a49.0,kJ29.4 kJ19.6,kJ；甲中平衡时，放出热量为 29.4 kJ，所以参加反应的二氧,molL1min1。(2)由图可知，压强一定时，温度越高，CO的转化率越低，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，故正反应为
15、放热反应；由图象可知，相同温度下p2压强下CO转化率大于p1压强下CO转化率，正反应为气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，所以p1p2。100 时CO的转化率为50%，故参加反应的CO为0.5b mol，则：,CO(g)2H2(g),CH3OH(g),起始量/mol 变化量/mol 平衡量/mol,b 0.5b 0.5b,2b b b,0 0.5b 0.5b,由于容器的体积为 1 L，利用物质的量代替浓度计算平衡常 与温度有关，温度不变，则平衡常数始终不变，故 a 错误；t1 时刻CO2 与 NO 浓度相等，t1 时刻后二者分浓度仍然继续变化，,说
16、明没有达到平衡状态，故 b 错误；起始通入 n(NO)n(CO) 12，二者反应按11 进行，随反应进行比例关系发生变化， 从t1 时刻起 n(NO)n(CO)不再变化，说明达到平衡，故c 正确； 反应物的转化率不变，说明达平衡状态，故d 正确。,答案：(1),19.6,0.03,(2)放 (3)cd,变式训练 4.某密闭容器中充入等物质的量的 A 和 B，一定温度下发,生反应 A(g)xB(g),2C(g)，达到平衡后，在不同的时间段，,分别改变影响反应的一个条件，测得容器中物质的物质的量浓 度、反应速率分别随时间的变化如下图所示：,D.8 min前A的反应速率为0.08 molL1min1
17、,下列说法中正确的是(,)。,A.3040 min 间该反应使用了催化剂 B.反应方程式中的 x1，正反应为吸热反应 C.30 min 时降低温度，40 min 时升高温度,解析：A 项，若使用催化剂，则化学反应速率加快，A 不 正确；由物质的量浓度-时间图象可知，A、B 的浓度变化相同， 故 A、B 的计量数相同，都为 1，由反应速率-时间图象可知， 30 min 时改变的条件为降压，40 min 时改变的条件为升温，且 升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，BC 不 正确；前 8 min A 的反应速率为0.08 molL1min1 ，D 正确。,答案：D,五、其他类图象 例
18、5将I2 溶于KI 溶液中，能配制成浓度较大的碘水，主,的物质的量浓度与温度(T)的关系如下图所示(曲线上的任何一,)。,点都代表平衡状态)。下列说法正确的是( A.反应速率：vMvP B.平衡常数：KNKP C.M、N 两点相比，M 点的 c(I)大 D.Q 点时，v正v逆,答案：B,变式训练 5.在容积相同的密闭容器内，分别充入同量的 N2 和 H2，在,不同温度下，任其发生反应： N2(g)3H2(g),2NH3(g)，并分,别在 t 秒时测定其中 NH3 的体积分数，绘图如下： (1)A、B、C、D、E 五点中，尚未达到化学平衡状态的点是 _。,(2)此可逆反应的正反应是_反应(填“放
19、热”或“吸,热”)。,(3)AC 段的曲线是增函数，CE 段的曲线是减函数，试从反 应速率和平衡角度说明理由：_。,答案：(1)A、B (2)放热,(3)AC段：反应开始v正v逆，反应向右进行生成NH3；CE 段：已达平衡，升温使平衡左移，NH3 的体积分数变小,例 6(2016 届吉林长春外国语学校质检)(1)如图所示为硝 酸铜晶体Cu(NO3)2nH2O的溶解度曲线(温度在30 前后对应,字母)。,a.C 点溶液Cu(NO3)2的不饱和溶液 b.30 时结晶可析出两种晶体,c.按上述流程最终得到的晶体是 Cu(NO3)23H2O d.将 A 点溶液升温至 30 时，可以析出 Cu(NO3)
20、23H2O 晶体 (2)某些共价化合物(如 H2O、NH3、N2O4 等)在液态时发生,了微弱的电离，如：2H2O,OHH3O，则液态NH3电离,的方程式是_。 (3)氢是未来最好的能源选择，制取氢气的成熟的方法有很 多，甲醇可以与水蒸气反应生成氢气，反应方程式如下：,CH3OH(g)H2O(g),CO2(g)3H2(g),H(298 K)49.4 kJmol1,该条件下反应达平衡状态的依据是_(填序号)。 A.v正(CH3OH)v正(CO2) B.混合气体的密度不变 C.c(CH3OH)c(H2O) D.混合气体的总物质的量不变 (4)甲、乙两容器体积相等，甲容器通入1 mol SO2和1
21、mol O2，乙容器通入1 mol SO3和0.5 mol O2，发生反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H0，甲、乙起始反应温度相同，均和外界无热量交换，平衡时，甲中SO2的转化率为a，乙中SO3的分解率为b，则a、b的关系为ab_1(填“”或“”)。,(5)甲醇是燃料电池的常见原料，现以熔融的 K2CO3 为电解 质，以甲醇为燃料，以空气为氧化剂，以具有催化作用和导电 性能的稀土金属材料为电极。下图是甲醇燃料电池模型，试回 答下列问题：,写出该燃料电池的负极反应式：_。,空气应该从_(填字母)通入。 M、N 是阴离子交 换膜，则阴离子移动的方向是_(填“从左到右”或 “从右到左”
22、)。,(6)含 Al3的盐常用作净水剂，用离子方程式表示其净水原 理：_。 解析：(1)图中曲线所有的点均为对应温度下的饱和溶液， C 点在曲线下方为不饱和溶液，a 正确；B 点表明在 30 时两 种晶体的溶解度相等，B 点是生成晶体的转折点，两种晶体可 以共存，b 正确；上述流程是在低温下进行的，最终得到的晶,(3)正反应速率相等不能说明反应达到平,体是Cu(NO3)26H2O ，c 错误；将 A 点溶液升温至 30 时， 得到的是不饱和溶液，不会析出Cu(NO3)23H2O ，d 错误。 (2)液氨的电离类似，生成阳离子和阴离子，电离方程式为：,2NH3,衡，A 错误；气体总质量始终不变，
23、容器的体积也不变，说明 密度始终不变，B 错误；浓度相等不能说明平衡达到，C 错误； 反应前后混合气体的总物质的量改变，所以当总物质的量不变 时说明反达应到平衡，D 正确。(4)甲和乙容器的体积相等，甲 容器通入1 mol SO2和1 mol O2，乙容器通入1 mol SO3和0.5 mol O2，相当于通入1 mol SO2和1 mol O2，甲和乙起始反应温度相,同，若恒温条件达到相同的平衡状态，则ab1；反应放热， 甲和乙起始反应温度相同，均和外界无热量交换，甲反应过程 中温度升高，平衡逆向移动，二氧化硫的转化率小于 a，乙容 器分解吸热，温度降低，平衡逆向移动，三氧化硫的分解率小 于
24、 b，所以ab1。(5)甲醇燃料电池中甲醇在负极失去电子，,答案：(1) cd,(3)D (4),d,从右到左,(6)Al33H2O,Al(OH)3(胶体)3H,变式训练 6.碳酸甲乙酯(CH3OCOOC2H5)是一种理想的锂电池有机电 解液，生成碳酸甲乙酯的原理为C2H5OCOOC2H5(g),CH3OCOOCH3(g),2CH3OCOOC2H5(g) H1,(1)其他条件相同，CH3OCOOCH3的平衡转化率()与温度(T)、反应物配比(R)的关系如上图所示。 H1_0(填“”“”或“”)。 由图可知，为了提高CH3OCOOCH3的平衡转化率，除了升温，另一措施是_。 在密闭容器中，将1
25、mol C2H5OCOOC2H5和1 mol CH3OCOOCH3混合加热到650 K，利用图中的数据，求此温度下该反应的平衡常数K(请写出计算过程)。,(2)已知上述反应需要催化剂，请在如下的坐标图中，画出 有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意 图，并进行必要标注。,答案：(1) 增大反应物中 C2H5OCOOC2H5 的浓度(或比例) 由图知，650 K、R1 条件下平衡时 CH3OCOOCH3的转 化率为 60%。 设容器的容积为 V L，则,(2),1.(2015 年黑龙江哈尔滨三模)碳、氮、硫是中学化学重要,的非金属元素，在工农业生产中有广泛的应用。,(1)用于发射
26、“天宫一号”的长征二号火箭的燃料是液态 偏二甲肼(CH3)2NNH2 ，氧化剂是液态四氧化二氮。二者在反 应过程中放出大量能量，同时生成无毒、无污染的气体。已知 室温下，1 g 燃料完全燃烧释放出的能量为 42.5 kJ，请写出该反 应的热化学方程式：_。,(2)298 K 时，在 2 L 的密闭容器中，发生可逆反应 2NO2(g),N2O4(g)Ha kJmol1(a0)。N2O4的物质的量浓度,随时间变化如图甲。达平衡时，N2O4 的浓度为 NO2 的 2 倍，回 答下列问题。 298 K 时，该反应的平衡常数为_。 在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强 变化曲线如图乙所
27、示。下列说法正确的是_(填编号)。 a.A、C 两点的反应速率：AC b.B、C 两点的气体的平均相对分子质量：BC c.A、C 两点气体的颜色：A 深，C 浅 d.由状态 B 到状态 A，可以用加热的方法,甲,乙,丙,若反应在 398 K 进行，某时刻测得 n(NO2)0.6 mol ， n(N2O4)1.2 mol，则此时 v(正)_v(逆)(填“”“”或 “”)。,(3)NH4HSO4 在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。常 温下，向100 mL 0.1molL1 NH4HSO4溶液中滴加0.1 molL1 NaOH 溶液，得到的溶液 pH 与 NaOH 溶液体积的关系曲线如 图丙所示
28、。试分析图中 a、b、c、d、e 五个点：,水的电离程度最大的是_。,其溶液中c(OH)的数值最接近NH3H2O的电离常数K,数值的是_。,在 c 点，溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是_,_。,(NH4)2SO4可以促进水的电离，而NH3H2O抑制水的电离，因 此水的电离程度最大的是 b 点；氨水为弱碱，溶液呈碱性， c 点溶液呈中性，铵根离子浓度过大，e 点溶液碱性过强，一水 合氨浓度过大，相对而言 d 点溶液中铵根离子浓度与一水合氨 浓度最接近，溶液中c(OH)的数值最接近NH3H2O的电离常数 K数值；c点溶液呈中性，即溶液含有(NH4)2SO4、Na2SO4、,答案：(1)C2H8
29、N2(l)2N2O4(l)=2CO2(g)3N2(g)4H2O(l),H2550 kJmol1,(2)6.67,d,(3)b,d,2.(2016 届黑龙江双鸭山一中月考)(1)在一定温度下，向 1 L 体积固定的密闭容器中加入 1 mol A(g)，发生反应 2A(g),B(g)C(g)，B 的物质的量随时间的变化如图所示。 02 min 内的平均反应速率 v(A)_。相同温度下，若开始加 入 A(g)的物质的量是原来的 2 倍，则平衡时_是原来的 2 倍(填序号)。,a.平衡常数,b.A 的平衡浓度,c.达到平衡的时间,d.平衡时 B 的体积分数,e.平衡时混合气体的密度,f.平衡时混合气体
30、的平均摩尔质量 (2)实验室用 Zn 和稀硫酸制取 H2，反应时溶液中水的电离 平衡移动_(填“向左”“向右”或“不”)；若加入少 量下列试剂中的_，产生 H2 的速率将增大。,a.NaNO3b.CuSO4 c.Na2SO4 d.NaHSO3 e.CH3COOHf.FeSO4,(3)用惰性电极电解 Cu(NO3)2溶液一段时间后，加入 a mol 的 Cu(OH)2 可使溶液恢复原状，则电解过程中转移的电子数目 为_。 (4)氯化铁溶液常作印刷电路铜板的腐蚀剂，得到含有Cu2,等的废液，有人提出可以利用如下图的装置从得到的废液中提,炼金属铜。该过程中甲池负极的电极反应式是_， 若乙池中装入废液
31、 500 mL，当阴极增重 3.2 g 时，停止通电， 此时阳极产生气体的体积(标准状况)为_(假设气体全部 逸出)。,解析：(1)从图分析，2 min 内B 的物质的量改变了0.1 mol，,当于加压，平衡不移动，但 A 的平衡浓度是原来的 2 倍，温度,molL1min1；若开始加入A的物质的量是原来的2倍，则相,速率减慢，d错误；加入醋酸，对硫酸的H浓度几乎没有影响，,不变，平衡常数不变，反应速率加快，反应到平衡的时间比原 来短，平衡时各物质的体积分数不变，平衡时混合气体的密度 是原来的 2 倍，混合气体的平衡摩尔质量不变。(2)锌与硫酸反 应，消耗硫酸电离的H，使水的电离平衡向右移动。
32、加入硝酸， 不再产生氢气，a 错误；加入硫酸铜，与锌反应生成铜，形成 原电池，反应速率加快，b 正确；加入硫酸钠，对反应没有影 响，c 错误；加入亚硫酸氢钠，与硫酸反应，消耗硫酸，反应,e 错误；加入硫酸亚铁，和锌反应生成铁，形成原电池，反应 速率加快，f 正确。(3)加入 a mol 氢氧化铜能恢复，相当于加入,a mol 氧化铜和 a mol 水，加入 a mol 氧化铜意味着析出a mol 铜，转移 2a mol 电子，加入 a mol 水，意味着产生a mol 氢气， 转移 2a mol 电子，所以总共转移 4a mol 电子，即4aNA。(4)甲 池中甲烷作负极，失去电子，电极反应为
33、CH410OH8e,0.05 mol 铜，则阳极产生的氧气为 0.05 mol，标况下体积为1.12 L。,答案：(1)0.1 molL1min1be,(2)向右,bf,(3)4aNA,3.(2015 年北京通州模拟)某研究小组在实验室以Ag-ZSM-5,为催化剂，探测 2NO(g)=N2(g)O2(g),H0 反应过程，测,得 NO 转化为 N2 的转化率随温度变化情况如下图所示。,若不使用 CO，温度超过 775 ，发现 NO 的转化率降低， 其可能的原因为_；在 n(NO)/n(CO)1 的条件下，应控制的最佳温度在_左右。 答案：该反应是放热反应，反应达平衡时，升高温度，平,衡向逆反应
34、方向移动,870 K(或相近温度),4.100 时，在 1 L 恒温恒容的密闭容器中，通入 0.1 mol,N2O4，发生反应：N2O4(g) 2NO2(g)H57.0 kJ mol1，,NO2和N2O4的浓度如图甲所示。NO2和N2O4的消耗速率与其 浓度的关系如图乙所示。,甲,乙,(1)在060 s内，以N2O4表示的平均反应速率为 _ molL1s1。 (2)根据图甲中有关数据，计算100 时该反应的平衡常数K1_0.36 molL1s1； 若其他条件不变，升高温度至120 ，达到新平衡的常数是K2 ，则K1_K2(填“”“”或“”)。 (3)反应进行到100 s时，若有一项条件发生变化
35、，变化的条件可能是_。 A.降低温度 B.通入氦气使其压强增大 C.又往容器中充入N2O4 D.增加容器体积,(4)图乙中， 交点 A 表示该反应所处的状态为_。 A.平衡状态,B.朝正反应方向移动 C.朝逆反应方向移动 D.无法判断,解析：(1)由甲图可知，在60 s 时， N2O4的浓度为0.04 mol L1 ，所以以N2O4表示的平均反应速率为v(0.10.04) mol L160 s0.001 molL1s1 。(2)由图甲可知在反应到60 s时， 反应物和生成物的浓度保持不变，所以此时反应达平衡，平衡,变H0，所以是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，平衡常 数增大，K1K2 。(3
36、)从图象上来看，100 s 时，反应物浓度增大， 生成物浓度减小，说明平衡逆向移动，所以这一改变的条件可,能是降低温度，A 正确；通入不反应的惰性气体对反应无影响， B 错误；反应物和生成物的变化量之比为 12，所以不是改变 反应物和生成物的量，C 错误；增大容器的体积，系统压强减 小，各物质的浓度瞬间改变，且平衡正向移动，所以 D 错误； 故选 A。(4)图乙中交点A 表明此刻 v(NO2)消耗v(N2O4)消耗， 但 v(NO2)生成2v(N2O4)消耗，所以v(NO2)生成v(NO2)消耗， 所以反应正向进行，故选 B。,答案：(1)0.001 (2),(3)A (4)B,5.(1)在容
37、积为 2 L 的密闭容器中进行反应：CO(g)2H2(g) CH3OH(g)，其他条件不变，在 300 和 500 时，物质的 量 n(CH3OH)随反应时间 t 的变化曲线如下图所示。该反应的 H_0(填“”“”或“”)。 (2)工业上把水煤气中的混合气体处理后，获得较纯的 H2,用于合成氨： N2(g)3H2(g),2NH3(g),H92.4 kJmol1，某同学在不同实验条件下模拟化工生产进行实验，N2浓度随时间变化如左下图所示。实验比实验的温度要高，其他条件相同，请在右下图中画出实验和实验中NH3浓度随时间变化的示意图。,解析：(1)由图象可以看出：升高温度，平衡时CH3OH 的 含量
38、降低，说明升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，所以 正反应为放热反应，因此H0。(2)温度升高，达到平衡的时 间缩短，则曲线先出现拐点；该反应为放热反应，升高温度， 平衡向逆反应方向移动，故生成物浓度降低。,答案：(1),(2),6.(2016 届辽宁大连八中月考)对含氮物质的研究和利用有 着极为重要的意义。 (1)N2、O2 和 H2 相互之间可以发生化合反应，已知反应的 热化学方程式如下：,则氨的催化氧化反应的热化学方程式为_ _。,N2(g)O2(g)=2NO(g)H180.5 kJmol1； 2H2(g)O2(g)=2H2O(g)H483.6 kJmol1； N2(g)3H2(g)=2
39、NH3(g)H92.4 kJmol1。,(2)氨气是化工生产的主要原料之一，在一固定容积为 2 L 的密闭容器内加入0.2 mol N2和0.5 mol H2，发生如下反应：,N2(g)3H2(g),2NH3(g),H0。,当反应进行到第 5 分钟时达到平衡，测得 NH3 的浓度为 0.1 molL1 则从反应开始到平衡时，v(N2)为_。 下列描述中能说明上述反应已达平衡的是_。 A.容器内的总压强不再随时间而变化 B.混合气体的密度不再随时间变化 C.a mol NN 键断裂的同时，有 6a mol NH 键生成,D.N2、H2、NH3的分子数之比为132 E.3v正(H2)2v逆(NH3
40、) F.容器中气体的平均分子量不随时间而变化 若保持反应温度不变，再向容器中充入N2和NH3各0.1 mol , 则化学平衡将_移动(填“向左”“向右”或“不”)。 平衡后，下列措施既能提高该反应的速率又能增大N2的转化率的是_。 A.充入N2 B.升高温度 C.向原容器内继续充一定量NH3 D.增大压强,若保持容器体积不变，下列图象正确的是_。,A,B,C,D,解析：(1)根据盖斯定律分析，反应2反应2反 应3即可得热化学方程式： 4NH3(g)5O2(g)=4NO(g),6H2O(g)H(92.42180.52483.63) kJmol1905 kJmol1。(2)5分钟时氨气的浓度为0.
41、1 molL1，则消耗氮气,L1min1。 反应前后气体物质的量改变，则容器内的总压强 不再随时间而变化，可以说明反应达到平衡，A 正确；反应过 程中气体总质量和容器的总体积不变，混合气体的密度始终不 变，所以密度不变，不能说明反应到平衡，B 错误；a mol NN 键断裂和 6a mol NH 键生成都表示正反应，不能说明反应达 到平衡，C 错误； N2、H2、NH3的分子数之比为 132，不 能说明反应达到平衡，D 错误； 3v正(H2)2v逆(NH3) ，说明正逆,反应速率不相等，E 错误；反应前后气体分子数变化，所以反 应过程中气体的平均相对分子质量改变，若容器中气体的平均 分子质量不
42、随时间而变化，说明反应达到平衡，F 正确。 若 保持反应温度不变，原平衡时氮气的浓度为 0.05 molL1，氢气 的浓度为 0.1 molL1，氨气的浓度为 0.1 molL1，则平衡常数,N2，反应速率增大，但氮气的转化率减小，A 错误；升高温度， 反应速率增大，平衡逆向移动，氮气的转化率减小，B 错误； 向原容器内继续充一定量 NH3，相当于加压，反应速率增大， 平衡正向移动，氮气的转化率增大，C 正确；增大压强，反应 速率增大，平衡正向移动，氮气的转化率增大，D 正确；温 度高的先到平衡，则 T1 温度高，结合方程式分析，升高温度， 平衡逆向移动，生成物的浓度减小，A 错误；在一定温度
43、下， 随着压强增大，平衡正向移动，平均相对分子质量增大，一定 压强下，温度升高，平衡逆向移动，平均相对分子质量减小，,B 正确；正反应速率和逆反应速率相等时为平衡状态，随着压 强增大，正逆反应速率都增大，但平衡正向移动，正反应速率 大于逆反应速率，C 错误；压强大的先达到平衡，所以 p2 压强 大，结合方程式分析，增大压强，平衡正向移动，氮气的体积 分数减小，D 正确。 答案：(1)4NH3(g)5O2(g)=4NO(g)6H2O(g) H905 kJmol1,AF,向左,(2)0.01 molL1min1 CD BD,7.(2016 届湖北宜昌一中月考)工业生产硝酸铵的流程如下,图所示：,(
44、1) 硝酸铵的水溶液呈 _( 填“酸性”“中性”或 “碱性”)；其水溶液中各离子的浓度大小顺序为：_ _。,(2)已知 N2(g)3H2(g),2NH3(g),H0，当反应器中按,n(N2)n(H2) 13 投料，分别在 200 、400 、600 下达 到平衡时，混合物中 NH3 的物质的量分数随压强的变化曲线如 下图。,曲线 a 对应的温度是_。,关于工业合成氨的反应，下列叙述正确的是_。 A.及时分离出 NH3 可以提高 H2 的平衡转化率,B.P 点原料气的平衡转化率接近 100%，是当前工业生产工,艺中采用的温度、压强条件,C.上图中 M、N、Q 点平衡常数 K 的大小关系是 K(M
45、),K(Q)K(N),D.M 点比 N 点的反应速率快,E.如果 N 点时 c(NH3)0.2 molL1，N 点的化学平衡常数,K0.93,(3)尿素(H2NCONH2)是一种非常重要的高效氮肥，工业上 以 NH3、CO2 为原料生产尿素，该反应实际为两步反应：,第一步：2NH3(g)CO2(g)=H2NCOONH4(s)H272 kJmol1 第二步：H2NCOONH4(s)=CO(NH2)2(s)H2O(g)H138 kJmol1 写出工业上以NH3、CO2为原料合成尿素的热化学方程式：_。,(4)某实验小组模拟工业上合成尿素的条件，在一体积为,0.5 L 密闭容器中投入 4 mol 氨
46、和 1 mol 二氧化碳，实验测得反 应中各组分的物质的量随时间的变化如下图所示：,已知总反应的快慢由慢的一步决定，则合成尿素总反应 的快慢由第_步反应决定，总反应进行到_min 时到 达平衡。,在下图中画出第二步反应的平衡常数 K 随温度变化的示,意图。,N 点的温度高，所以N 点的反应速率快，D 错误；如果 N 点时 c(NH3)0.2 molL1，设N2的起始浓度为a，则H2的起始浓度 为 3a，根据方程式计算：,N2(g) 3H2(g),2NH3(g),起始浓度 改变浓度,a 0.1,3a 0.3,0 0.2,平衡浓度,a0.1 3a0.3,0.2,0.2 a0.13a0.30.2,2
47、0% 解得 a0.3 molL1，则平衡,(2)200 ,ACE,H2O(g)CO(NH2)2 (s)H,(3)2NH3(g)CO2(g) 134 kJmol1,55,(4)二 ,8.(2016 届河北保定定州中学月考)汽车尾气和燃煤尾气是 造成空气污染的原因之一。,(1)汽车尾气净化的主要原理为 2NO2CO,2CO2N2。,在密闭容器中发生该反应时，c(CO2)随温度(T)和时间(t)的变化 曲线如图所示。,T1_T2(填“”“”或“”)。 在T2温度下，02 s内的平均反应速率v(N2)_。 若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图 正确且能说明反应在进行到 t1 时刻达到平衡状态的是_。,A,B,C,(2)NH3 催化还原氮氧化物(SCR)技术