能力课时培优练(4)
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A D C D D
6．(1) (2)b 容积迅速缩小至原来的一半时，N2分压变为原来的2倍；其他条件不变时，容器容积减小，压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，该平衡逆向移动，所以N2分压先变为原来的2倍，后逐渐减小 (3)0.48
7．(1)ac (2) (3)题图中A点对应温度下反应c的ln ＝0，即＝1，p(CH4)＝＝16 kPa，p初始(CH4)＝100 kPa×＝50 kPa，CH4的平衡转化率为×100%＝68%
1．A [0~30 min时间段内，Δc(Z)＝0.125 mol·L－1，Δc(M)＝0.500 mol·L－1－0.300 mol·L－1＝0.200 mol·L－1，反应①中Δc(M)＝0.200 mol·L－1－0.125 mol·L－1＝0.075 mol·L－1，则Δc(Y)＝0.075 mol·L－1，v(Y)＝＝2.5×10－3 mol·L－1·min－1，A说法错误；反应①、②速率之比为，为定值，则Y、Z的浓度变化量之比也为定值，故反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变，B说法正确；由上述分析可知，，如果反应能进行到底，反应结束时①、②的转化率之比为3∶5，因此有(即62.5%)的M转化为Z，C说法正确；结合C选项，反应①的速率小于反应②的速率，所以反应①的活化能比反应②的活化能大，D说法正确。]
2．D [由题图知，a起始浓度最大，在整个反应过程中浓度一直减小，所以a代表c(X)随t变化的曲线，A说法正确；t1时，三条曲线相交，三种物质的浓度相等，B说法正确；结合题给反应判断，先增加后减小的是c(Y)随t变化的曲线，一直增大的是c(Z)随t变化的曲线，t2时，c(Y)在减小，说明Y的消耗速率大于生成速率，C说法正确；由题图知，t3后，X反应完全，X转化为Y的浓度为c0，Y的剩余浓度变为c(Y)，则生成Z的消耗量为c0－c(Y)，生成c(Z)＝2c0－2c(Y)，D说法错误。]
3．C [减小反应物浓度的瞬间，逆反应速率不变，正反应速率迅速降低，且达到新平衡时的反应速率比原平衡时的速率小，这与示意图不符，C错。]
4．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，该反应的正反应为放热反应，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，则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；升温平衡向逆反应方向移动，SO2的转化率降低，D正确。]
5．D [A．温度T2>T1，故A错误；B．T1时生成甲醇的物质的量大，该反应在T1时的平衡常数比T2时的大，故B错误；C．T2>T1，升高温度，甲醇物质的量减小，平衡逆向移动，CO合成甲醇的反应为放热反应，故C错误；D．T2>T1，升高温度，甲醇物质的量减小，平衡逆向移动，处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时增大，故D正确。]
6．(1)设0~t1时间内生成的氮气为x mol，列“三段式”：
2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)
起始量/mol 0.1 0 0
变化量/mol 2x x 3x
平衡量/mol 0.1－2x x 3x
由题图可知t1时，氨气和氢气的平衡分压相等，根据压强之比等于物质的量之比，所以n(NH3)＝n(H2)，则3x＝0.1－2x，解得x＝0.02，所以v(H2)＝ mol·L－1·min－1。(2)t2时将容器容积迅速缩小至原来的一半，N2分压变为原来的2倍；其他条件不变时，容器容积减小，压强增大，平衡向气体体积减小的方向移动，即该平衡逆向移动，所以N2分压先变为原来的2倍，后逐渐减小，故选b。(3)由题图可知，t1时，反应达到平衡状态，且p(NH3)＝p(H2)＝1.2×100 kPa，p(N2)＝0.4×100 kPa，则Kθ＝＝0.48。
7．(1)由题图可知，反应a、c的随T升高而增大，故a、c均为吸热反应。反应e的随T升高而减小，故e为放热反应。(2)由于C(s)是固体，因此反应c的相对压力平衡常数表达式为。(3)由题图可知，A点对应温度下反应c的ln ＝0，即＝1，p(CH4)＝＝16 kPa，根据反应条件，可知相同条件下，二氧化碳与甲烷的物质的量之比等于压强之比，则p初始(CH4)＝×100 kPa＝50 kPa，则CH4的平衡转化率为×100%＝68%。
1/3能力课时培优练(4) 化学平衡图像分析
(本试卷共35分)
一、选择题(共5小题，每小题3分，共15分)
1．室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①M＋N===X＋Y；②M＋N===X＋Z。反应①的速率可表示为v1＝k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2＝k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图，下列说法错误的是( )
A．0～30 min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10-8mol·L-1·min-1
B．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变
C．如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为Z
D．反应①的活化能比反应②的活化能大
2．反应X===2Z经历两步：①X―→Y；②Y―→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A．a为c(X)随t的变化曲线
B．t1时，c(X)＝c(Y)＝c(Z)
C．t2时，Y的消耗速率大于生成速率
D．t3后，c(Z)＝2c0－c(Y)
3．如图是恒温下某化学反应的反应速率随反应时间变化的示意图。下列叙述与示意图不相符合的是( )
A．反应达到平衡时，正反应速率和逆反应速率相等
B．该反应达到平衡态Ⅰ后，增大反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态Ⅱ
C．该反应达到平衡态Ⅰ后，减小反应物浓度，平衡发生移动，达到平衡态Ⅱ
D．同一种反应物在平衡态Ⅰ和平衡态Ⅱ时浓度不相等
4．已知反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＜0，向某体积恒定的密闭容器中按体积比2∶1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表示温度)，Y可以是( )
A．O2的体积分数
B．混合气体的密度
C．密闭容器内的压强
D．SO2的转化率
5．在恒容密闭容器中，由CO合成甲醇：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)，在其他条件不变的情况下，研究温度对反应的影响，实验结果如图所示，下列说法正确的是( )
A．温度T1>T2
B．该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
C．CO合成甲醇的反应为吸热反应
D．处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时增大
二、非选择题(共2小题，共20分)
6．(10分)某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将0.1 mol NH3通入3 L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200 kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
(1)若保持容器体积不变，t1时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0～t1时间内的反应速率v＝________mol ·L-1·min-1(用含t1的代数式表示)。(3分)
(2)t2时将容器容积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是________(用图中a、b、c、d表示)，理由是___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________。(3分)
(3)在该温度下，反应的标准平衡常数Kθ＝________。(4分)
(已知：分压＝总压×该组分物质的量分数，对于反应dD(g)＋eE(g) gG(g)＋hH(g)，Kθ＝，其中pθ＝100 kPa，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压)。
7．(10分)设为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0＝100 kPa)。
该重整反应体系主要涉及以下反应：
a)CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g) ΔH1
b)CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH2
c)CH4(g) C(s)＋2H2(g) ΔH3
d)2CO(g) CO2(g)＋C(s) ΔH4
e)CO(g)＋H2(g) H2O(g)＋C(s) ΔH5
反应a、c、e的随(温度的倒数)的变化如图所示。
(1)反应a、c、e中，属于吸热反应的有______________________(填字母)。(1分)
(2)反应c的相对压力平衡常数表达式为＝________。(4分)
(3)在图中A点对应温度下、原料组成为n(CO2)∶n(CH4)＝1∶1、初始总压为100 kPa 的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H2的分压为40 kPa。计算CH4的平衡转化率，写出计算过程：___________________________________
__________________________________________________________。(5分)
4/4
