化學(xué)名師講練大一輪復(fù)習(xí)魯科新高考地區(qū)專用版核心素養(yǎng)微專題5

溫馨提示：此套題為Word版，請按住Ctrl,滑動鼠標(biāo)滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，答案解析附后。關(guān)閉Word文檔返回原板塊。核心素養(yǎng)微專題5化學(xué)反應(yīng)速率和平衡圖象的分析化學(xué)反應(yīng)速率平衡圖象的基本類型(1)速率時間圖象此類圖象定性揭示了v(正)、v(逆)隨時間(含條件改變對化學(xué)反應(yīng)速率的影響)變化規(guī)律,體現(xiàn)了平衡的“動、等、定、變”的基本特征,以及平衡移動方向等。反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<0的速率如圖所示。(2)濃度時間圖象(ct圖象)此類圖象能說明各平衡體系組分(或某一成分)的物質(zhì)的量濃度在反應(yīng)過程中的變化情況。此類圖象中各物質(zhì)曲線的折點(達(dá)平衡)時刻相同,各物質(zhì)濃度變化的內(nèi)在聯(lián)系及比例符合化學(xué)方程式中的化學(xué)計量數(shù)關(guān)系。如圖所示:(3)速率—條件圖象(vT或vp圖象)正、逆反應(yīng)速率隨溫度或壓強(qiáng)的變化曲線,增大、減小方向一致,但倍數(shù)不同。用于判斷反應(yīng)的ΔH或氣體體積關(guān)系。如圖所示:(4)恒壓(溫)曲線該類圖象的縱坐標(biāo)為物質(zhì)的平衡濃度(c)或反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率(α),橫坐標(biāo)為溫度(T)或壓強(qiáng)(p),常見類型有如圖所示的兩種情況:(5)量—時間—溫度(壓強(qiáng))圖象在化學(xué)平衡圖象中,先出現(xiàn)拐點的反應(yīng)則先達(dá)到平衡,先出現(xiàn)拐點的曲線表示的溫度較高(壓強(qiáng)較大)。Ⅰ.表示T2>T1,正反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動。Ⅱ.表示p2>p1,壓強(qiáng)增大,A的轉(zhuǎn)化率減小,平衡逆向移動。說明正反應(yīng)是氣體總體積增大的反應(yīng)。Ⅲ.生成物C的百分含量不變,說明平衡不發(fā)生移動,但反應(yīng)速率a>b,故a可能使用了催化劑;也可能該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體總體積不變的可逆反應(yīng),a增大了壓強(qiáng)(壓縮體積)?！镜淅?2019·全國卷Ⅱ改編)環(huán)戊二烯容易發(fā)生聚合生成二聚體,該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。不同溫度下,溶液中環(huán)戊二烯濃度與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示,下列說法正確的是 ()①T1>T2②a點的反應(yīng)速率小于c點的反應(yīng)速率③a點的正反應(yīng)速率大于b點的逆反應(yīng)速率④b點時二聚體的濃度為mol·L1A.①②B.②④C.①③D.③④【思維建?！拷獯鹚俾势胶鈭D象的思維流程一般為【解析】選D。由圖知虛線對應(yīng)的速率快,對應(yīng)溫度高,則T2>T1,①錯誤;由T2(c點)>T1(a點),但環(huán)戊二烯的濃度a點大于c點,則a點、c點的速率大小無法確定,②錯誤;a點、b點的溫度相同,環(huán)戊二烯的濃度a點大于b點,則a點的正反應(yīng)速率大于b點的正反應(yīng)速率,b點沒有達(dá)到平衡狀態(tài),則b點的正反應(yīng)速率大于b點的逆反應(yīng)速率,③正確;b點時環(huán)戊二烯的濃度減少mol·L1,則b點時二聚體的濃度為mol·L1,④正確。1.對反應(yīng)aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)ΔH,反應(yīng)特點與對應(yīng)的圖象的說法中不正確的是 ()A.圖甲中,若p1>p2,則在較低溫度下有利于該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行B.圖乙中,若T2>T1,則ΔH<0且a+b=c+dC.圖丙中,t1時刻改變的條件一定是使用了催化劑D.圖丁中,若ΔH<0,則縱坐標(biāo)不可能表示的是反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率【解析】選C。圖甲中壓強(qiáng)一定時,溫度越高,平衡體系中A%越大,說明升高溫度,平衡逆向移動,則有ΔH<0;若p1>p2,溫度一定時,壓強(qiáng)越大,平衡體系中A%越小,則有a+b>c+d,ΔS<0;若使ΔHTΔS<0,則在較低溫度下有利于該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行,A正確。圖乙中溫度一定時,增大壓強(qiáng),A的平衡轉(zhuǎn)化率不變,則有a+b=c+d;壓強(qiáng)一定時,若T2>T1,溫度越高,A的平衡轉(zhuǎn)化率越小,說明升高溫度,平衡逆向移動,則有ΔH<0,B正確。圖丙中t1時刻,改變條件后v(正)、v(逆)同等程度地改變,平衡不移動,則改變的條件可能是使用了催化劑,若a+b=c+d改變的條件也可能是增大了壓強(qiáng),C錯誤。圖丁中溫度為T1時先達(dá)到平衡狀態(tài),則溫度:T1>T2,若ΔH<0,升高溫度,平衡逆向移動,反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率降低,故縱坐標(biāo)不可能表示的是反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,D正確。2.合成乙烯的主要反應(yīng):6H2(g)+2CO2(g)CH2＝CH2(g)+4H2O(g)ΔH<0。圖中L(L1、L2)、x可分別代表壓強(qiáng)或溫度。下列說法正確的是 ()1<L2代表壓強(qiáng)、N兩點對應(yīng)的平衡常數(shù)相同點的正反應(yīng)速率v(正)小于N點的逆反應(yīng)速率v(逆)【解析】選D。合成乙烯的主要反應(yīng):6H2(g)+2CO2(g)CH2＝CH2(g)+4H2O(g)ΔH<0,由圖知x越大二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率減小,說明平衡逆向移動,所以x是溫度的變化,而L1和L2為等壓線,由此分析解答。L1對應(yīng)二氧化碳的轉(zhuǎn)化率高,所以L1>L2,選項A錯誤;x代表溫度,選項B錯誤;M、N對應(yīng)溫度不同,所以兩點對應(yīng)的平衡常數(shù)不相同,選項C錯誤;溫度越高反應(yīng)速率越快,所以M點的正反應(yīng)速率v(正)小于N點的逆反應(yīng)速率v(逆),選項D正確。3.有Ⅰ～Ⅳ四個體積均為L的恒容密閉容器,在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中按不同投料比(Z)充入HCl和O2(如下表),加入催化劑發(fā)生反應(yīng)4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH,HCl的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與Z和溫度(t)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是 ()容器起始時t/℃n(HCl)/molZⅠ300aⅡ300bⅢ3004H>0,a<4<bB.300℃C.容器Ⅲ某時刻處在R點,則R點的v(正)>v(逆),壓強(qiáng):p(R)>p(Q)D.若起始時,在容器Ⅳ中充入molCl2和molH2O(g),300℃達(dá)平衡時容器中mol·【解析】選C。圖象中HCl轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而減小,說明升溫平衡逆向移動,正反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0,增大氧氣的物質(zhì)的量,可促進(jìn)HCl的轉(zhuǎn)化,即投料比越小,HCl轉(zhuǎn)化率越大,可知a<4<b,故A錯誤;300℃時,Z=mol,n(O25mol,體積為Lmol·L1,c(O2mol·L1,HCl轉(zhuǎn)化率80%,HCl的變化量為mol·L1mol·L1, 4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g)起始量(mol·L1) 0 0變化量(mol·L1) 平衡量(mol·L1) K=0.22×0.220.14×0.025=640,故B錯誤;容器Ⅲ,Z為4,平衡轉(zhuǎn)化率為80%,R點溫度與Q點相同,但轉(zhuǎn)化率不同,R點轉(zhuǎn)化率小于平衡時轉(zhuǎn)化率,可知R點未達(dá)到平衡狀態(tài),反應(yīng)正向進(jìn)行,則R點的v(正)>v(逆),此時壓強(qiáng)大于平衡狀態(tài)下的壓強(qiáng):p(R)>p(Q),故C正確;若起始時,在L容器Ⅳ中只充入molCl2和molH2O(g),等效于在L容器中充入molHCl和molO2,充入的HCl和O2物質(zhì)的量為容器Ⅲ的兩倍mol·L1,故D錯誤。4.聚乙烯醇生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量副產(chǎn)物乙酸甲酯,其催化醇解反應(yīng)可用于制備甲醇和乙酸己酯,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH3COOCH3(l)+C6H13OH(l)CH3COOC6H13(l)+CH3OH(l)已知v正=k正·x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH),v逆=k逆·x(CH3COOC6H13)·x(CH3OH),其中v正、v逆為正、逆反應(yīng)速率,k正、k逆為速率常數(shù),x為各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。(1)反應(yīng)開始時,己醇和乙酸甲酯按物質(zhì)的量之比1∶1投料,測得348K,343K,338K三個溫度下乙酸甲酯轉(zhuǎn)化率(α)隨時間(t)的變化關(guān)系如圖所示。該醇解反應(yīng)的ΔH________0(填“>”或“<”)。

348K時,以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kx=______(保留2位有效數(shù)字)。

在曲線①、②、③中,k正k逆值最大的曲線是________;A、B、C、D四點中,v正最大的是________,v逆最大的是_________________________________。

(2)343K時,己醇和乙酸甲酯按物質(zhì)的量之比1∶1、1∶2和2∶1進(jìn)行初始投料。則達(dá)到平衡后,初始投料比為_____________________時,乙酸甲酯轉(zhuǎn)化率最大;與按1∶2投料相比,按2∶1投料時化學(xué)平衡常數(shù)Kx________(填“增大”“減小”或“不變”)。

(3)該醇解反應(yīng)使用離子交換樹脂作催化劑,下列關(guān)于該催化劑的說法正確的是________。

a.參與了醇解反應(yīng),但并不改變反應(yīng)歷程b.使k正和k逆增大相同倍數(shù)c.降低了醇解反應(yīng)的活化能d.提高乙酸甲酯的平衡轉(zhuǎn)化率【解析】(1)根據(jù)圖象,①的速率最快,說明①對應(yīng)的是最高溫度348K,溫度升高,平衡時轉(zhuǎn)化率增大,說明正向是吸熱的,所以ΔH>0。348K時,設(shè)初始投入為1mol,則有:CH3COOCH3(l)+C6H13OH(l)CH3COOC6H13(l)+CH3OH(l)起始: 1 1 0 0轉(zhuǎn)化: 平衡: 代入平衡常數(shù)表達(dá)式:Kx=x(CH3COOC6H13)·x(CH3OH)/[x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH)]=0.32×0.32/(0.18×0.18)≈k正、k逆是溫度的函數(shù),根據(jù)平衡移動的規(guī)律,k正受溫度影響更大,因此溫度升高,k正增大的程度大于k逆,因此,k正k逆值最大的曲線是①。根據(jù)v正=k正x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH),v逆=k逆x(CH3COOC6H13)·x(CH3OH),A點x(CH3COOCH3)·x(C6H13OH)大,溫度高,因此A點v正最大,C點x(CH3COOC6H13)·x(CH3OH)大且溫度高,因此C點v逆最大。(2)增大己醇的投入量,可以增大乙酸甲酯轉(zhuǎn)化率,因此,2∶1時乙酸甲酯轉(zhuǎn)化率最大?；瘜W(xué)平衡常數(shù)Kx只與溫度有關(guān),因此不變。(3)催化劑參與了醇解反應(yīng),改變了反應(yīng)歷程,a錯誤;催化劑不影響化學(xué)平衡,說明催化劑使k正和k逆增大相同倍數(shù),b正確;催化劑能夠降低反應(yīng)的活化能,c正確;催化劑不改變化學(xué)平衡,d錯誤。答案:(1)>3.2①AC(2)2∶1不變(3)bc【加固訓(xùn)練】1.(2020·鄭州模擬)在容積為2L的三個恒容密閉容器中均加入mol·L1的N2和mol·L1的H2,進(jìn)行合成氨反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3ΔHkJ·mol1。圖1表示各容器的溫度分別為T1、T2、T3且恒定不變,達(dá)到平衡時NH3的質(zhì)量分?jǐn)?shù);圖2則表示不同反應(yīng)條件下N2的濃度隨時間的變化。下列判斷不正確的是 ()A.圖1中T1<T2<T3B.圖2中容器乙內(nèi)的反應(yīng)可能使用了催化劑C.圖2中容器乙內(nèi)反應(yīng)達(dá)到平衡時的反應(yīng)速率為v(N2mol·L1·min1D.圖2中容器丙內(nèi)反應(yīng)的平衡常數(shù)為mol2·L2【解析】選C。圖2中,甲、乙容器中N2的轉(zhuǎn)化率相同,但乙容器達(dá)到平衡所需時間短,可能使用了催化劑,B項正確;反應(yīng)速率v(N2mol·L1÷5min=0.008mol·L1·min1,C項錯誤;丙容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時,[N2]=mol·L1,[H20.02×3)mol·L1=0.20mol·L1,[NH3]=2×mol·L1mol·L1,K=[NH3]2[N2]·[H2]3(mol·L1)2=0.2.(2020·咸陽模擬)已知可逆反應(yīng)X(g)+2Y(g)Z(g)ΔH<0,一定溫度下,在體積為2L的密閉容器中加入4molY和一定量的X后,X的濃度隨時間的變化情況如圖所示,則下列表述正確的是A.達(dá)到平衡時,X、Y、Z物質(zhì)的量之比為1∶2∶1點正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率C.反應(yīng)達(dá)平衡時,降低溫度可以實現(xiàn)c到d的轉(zhuǎn)化D.該條件下,反應(yīng)達(dá)平衡時,X平衡轉(zhuǎn)化率為25%【解析】選B。分析圖象和題給信息可知,起始加入X的物質(zhì)的量為1mol·L1×2L=2mol,起始加入2molX、4molY,達(dá)到平衡時X的濃度為mol·L1,物質(zhì)的量為mol·L1×2Lmol,消耗X物質(zhì)的量mol,結(jié)合化學(xué)方程式計算得到消耗Y物質(zhì)的量為3mol,生成Z物質(zhì)的量為mol,則達(dá)到平衡時,X、Y、Z物質(zhì)的量之比mol∶(4mol3mol=1∶2∶3,故A錯誤;由圖象可知,a點尚未達(dá)到平衡狀態(tài),此時正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率,故B正確;該反應(yīng)的ΔH<0,為放熱反應(yīng),降低溫度,平衡正向移動,X的濃度減小,不能實現(xiàn)c到d的轉(zhuǎn)化,利用三段式計算:X(g)+2Y(g)Z(g)起始濃度(mol·L1) 1 2 0轉(zhuǎn)化濃度(mol·L1) 平衡濃度(mol·L1) X平衡轉(zhuǎn)化率為75%,故D錯誤。3.(2020·桂林模擬)工業(yè)上常用如下反應(yīng)消除氮氧化物的污染:CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH在溫度為T1和T2時,分別將molCH4和molNO2充入體積為1L的密閉容器中,n(CH4①根據(jù)圖判斷該反應(yīng)的ΔH________(填“>”“<”或“=”)0,理由是__

。

②溫度為T1時,0～10min內(nèi)NO2的平均反應(yīng)速率v(NO2)=______________________。

③該反應(yīng)達(dá)到平衡后,為在提高反應(yīng)速率的同時提高NO2的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有________(填標(biāo)號)。

A.改用高效催化劑B.升高溫度C.縮小容器的體積D.增加CH4的濃度【解析】①先達(dá)到平衡說明反應(yīng)速率快,即T2>T1,隨著溫度的升高,甲烷的物質(zhì)的量增加,說明升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動,即正反應(yīng)方向ΔH<0;②