1.(2017·江苏高考)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Mn2+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
H2O2的分解速率越快,说明Mn2+对H2O2分解速率影响较大,D项正确。
2.(2017·江苏高考)温度为T1时,在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应:2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)(正反应吸热)。实验测得:v正=v(NO2)消耗=k正c2(NO2),v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆c2(NO)·c(O2),k正、k逆为速率常数,受温度影响。下列说法正确的是( )
容器编号
物质的起始浓度(mol·L-1)
物质的平衡浓度(mol·L-1)
c(NO2)
c(NO)
c(O2)
c(O2)
Ⅰ
0.6
0
0
0.2
Ⅱ
0.3
0.5
0.2
Ⅲ
0
0.5
0.35
A.达平衡时,容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4∶5
B.达平衡时,容器Ⅱ中比容器Ⅰ中的大
C.达平衡时,容器Ⅲ中NO的体积分数小于50%
D.当温度改变为T2时,若k正=k逆,则T2>T1
反应的平衡常数K==0.8 mol·L-1,容器Ⅱ中Qc=2≈0.56 mol·L-1T1,D项正确。
3.处于平衡状态的反应:2H2S(g)2H2(g)+S2(g) ΔH>0,不改变其他条件的情况下合理的说法是( )
A.加入催化剂,反应途径将发生改变,ΔH也将随之改变
B.升高温度,正、逆反应速率都增大,H2S分解率也增大
C.增大压强,平衡向逆反应方向移动,将引起体系温度降低
D.若体系恒容,注入一些H2后达新平衡,H2浓度将减小
解析:焓变是一个状态函数,与反应发生的途径无关,A项错误;温度升高,正逆反应速率均增大,因该反应是吸热反应,故平衡正向移动,H2S分解率增大,B项正确;该反应是气体体积增大的反应,增大压强平衡逆向移动,逆反应是放热反应,会使体系温度升高,C项错误;体系中注入H2,体系将向H2浓度降低方向移动,但最终H2的浓度仍比原来增大,D项错误。
答案:B
4.(2016·四川卷)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φ(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ΔH>0
B.图中Z的大小为a>3>b
C.图中X点对应的平衡混合物中=3
D.温度不变时,图中X点对应的平衡在加压后φ(CH4)减小
加压平衡逆向移动,甲烷的体积分数增大,错误。
答案:A
5.向甲、乙、丙三个密闭容器中充入一定量的A和B,发生反应:xA(g)+B(g)2C(g)。各容器的反应温度、反应物起始量,反应过程中C的浓度随时间变化关系分别用下图和下表表示:
容器
甲
乙
丙
容积
0.5 L
0.5 L
1.0 L
温度
T1
T2
T2
反应物起始量
0.5 mol A
1.5 mol B
0.5 mol A
1.5 mol B
2.0 mol A
6.0 mol B
下列说法正确的是( )
A.T2时该反应的平衡常数K=0.8
B.由图可知:T1<T2,且该反应为吸热反应
C.前10 min乙、丙两容器中v(A)乙>v(A)丙
D.C的质量m:m甲=m乙<2m丙
学平衡常数是K===0.8,A项正确;B.对于甲、乙两容器来说,只有温度不同,其他条件相同,由于乙先达到平衡,说明温度T1W点的正反应速率v正′,而W点的正反应速率v正′=其逆反应速率v逆′>N点的逆反应速率v逆,C项正确;D项,恒容时充入X,压强增大,平衡正向移动,X的转化率增大,D项错误。
答案 C
【变式探究】一定温度下,在2 L的密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如下图所示,下列描述正确的是 ( )
A.反应开始到10 s,用Z表示的反应速率为0.158 mol·L-1·s-1
B.反应开始到10 s,X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L-1
C.反应开始时10 s,Y的转化率为79.0%
D.反应的化学方程式为:X(g)+Y(g) Z(g)
【答案】 C
【名师点睛】
化学反应速率图象题解题思路
(1)先做到五看
①看面:弄清纵、横坐标的含义。
②看线:弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。
③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。
④看量的变化:弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变化。
⑤看要不要作辅助线:如等温线、等压线等。
(2)再联想判断
联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。通过对比分析,作出正确判断。
【锦囊妙计,战胜自我】
1.v-t曲线
反应刚开始时,反应物浓度较大,反应速率较大;随着反应的进行,反应物浓度降低,反应速率也随之减小。但有时由于反应放热使温度升高,或溶液的酸碱性发生变化等因素,曲线还可能有变化。此类图象经常用于判断反应条件的改变,如:
2.c-t(或n-t)曲线
(1)随着反应的进行,反应物浓度不断减小,在相同时间内减小的越多,表明在化学方程式中该物质的化学计量数越大。
(2)随着反应的进行,生成物浓度不断增大,在相同时间内增大的越多,表明在化学方程式中该物质的化学计量数越大.
例如:某温度时,在定容(V L)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.
根据上述图象确定化学方程式中的化学计量数之比
如X、Y、Z三种物质的化学计量数比为(n1-n3)∶(n2-n3)∶n2。
易错起源4、 化学平衡移动的判断
例4.某温度下,在2 L的密闭容器中,加入1 mol X(g)和2 mol Y(g)发生反应:X(g)+m Y(g) 3 Z(g)平衡时,X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1 mol Z(g),再次达到平衡后,X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是( )
A.m=2
B.两次平衡的平衡常数相同
C.X与Y的平衡转化率之比为1∶1
D.第二次平衡时,Z的浓度为0.4 mol·L-1
程式可知该反应反应前后气体的物质的量不变,所以第二次平衡时气体的总物质的量为4 mol,则Z的物质的量为4 mol×10%=0.4 mol,Z的浓度为0.4 mol÷2 L=0.2 mol·L-1,错误。
答案 D
【变式探究】将等物质的量的F2和ClF混合,在密闭容器中发生反应:
F2(g)+ClF(g) ClF3(g);ΔHv(逆)时,才使平衡向正反应方向移动。
(2)不要把平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同起来,当反应物总量不变时,平衡向正反应方向移动,反应物转化率提高;当增大一种反应物的浓度,使平衡向正反应方向移动时,只会使其他的反应物的转化率提高。
(3)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。
易错起源5、 化学平衡图象
例5.汽车尾气中NO产生的反应为:N2(g)+O2(g)2NO(g),一定条件下,等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应,下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是( )
A.温度T下,该反应的平衡常数K=
B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小
C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的ΔH0,错误。
答案 A
【变式探究】反应aM(g)+bN(g) cP(g)+dQ(g)达到平衡时,M的体积分数y(M)与反应条件的关系如图所示。其中z表示反应开始时N的物质的量与M的物质的量之比。下列说法正确的是( )
A.同温同压同z时,加入催化剂,平衡时Q的体积分数增加
B.同压同z时,升高温度,平衡时Q的体积分数增加
C.同温同z时,增加压强,平衡时Q的体积分数增加
D.同温同压时,增加z,平衡时Q的体积分数增加
而压强为2.1 MPa时,y(M)=35%,即增大压强,平衡左移,故平衡时Q的体积分数减小,C错;由图象可知,同温、同压时,若N的物质的量增加,而M的物质的量的不变,则尽管z越大,y(M)减小,平衡右移,但Q增加的物质的量远小于加入的N的物质的量,此时Q的体积分数减小,D错。
【答案】 B
【名师点睛】
1.常见的图象
对于反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),若m+n>p+q且ΔH>0
(1)v-t图象
(2)c-t图象
(3)c或α-p(T)图象
【锦囊妙计,战胜自我】
化学平衡图象题的解题思路:
易错起源6、 等效平衡
例6.已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol-1。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:(甲)2 mol SO2和1 mol O2;(乙)1 mol SO2和0.5 mol O2;(丙)2 mol SO3。恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的是( )
A.容器内压强p:p甲=p丙>2p乙
B.SO3的质量m:m甲=m丙>2m乙
C.c(SO2)与c(O2)之比k:k甲=k丙>k乙
D.反应放出或吸收热量的数值Q:Q甲=Q丙>2Q乙
答案 B
【变式探究】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1 mol A+1 mol B,到达平衡后,生成a mol C,这时A的物质的量为________mol。
(2)若开始时放入3 mol A和3 mol B,到达平衡后,生成C的物质的量为________mol。
(3)若开始时放入x mol A,2 mol B和1 mol C,到达平衡后,A和C的物质的量分别为y mol和3a mol,则x=________mol,y=________mol。平衡时,B的物质的量________(选填一个编号)。
(甲)大于2 mol
(乙)等于2 mol
(丙)小于2 mol
(丁)可能大于、等于或小于2 mol
(2)在恒温、恒压下,若投放3 mol A和3 mol B,则所占有的体积为(1)中的3倍。由于A、B的投放比例与(1)相同,故平衡时与(1)等效,而C的物质的量为3a mol。
(3)若3a>1,B的物质的量小于2 mol;若3a=1,B的物质的量等于2 mol;若3a