2019届高考化学专题十四《化学反应速率与化学平衡图象题的破解策略》精准培优专练(含答案)
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1、培优点十四 化学反应速率与化学平衡图象题的破解策略1平衡常数的计算典例 1 t时,体积不变的密闭容器中发生反应:X(g)3Y(g) 2Z(g),各组分在不同时刻的浓度如下表:物质 X Y Z初始浓度/molL 1 0.1 0.2 02min 末浓度 /molL1 0.08 a b平衡浓度/molL 1 0.05 0.05 0.1下列说法中正确的是( )A平衡时,X 的转化率为 20%B t时,该反应的平衡常数为 40C增大平衡后的体系压强, v 正 增大, v 逆 减小,平衡向正反应方向移动D前 2min 内,用 Y 的变化量表示的平均反应速率 v(Y)0.03mol(Lmin) -1【解析】
2、X 的 转 化 率 (X) 0.05molL10.1molL1100% 50%, 故 A 错 误 ; 平 衡常 数 K 1600, 故 B 错 误 ; 增 大 压 强 , 正 、 逆 反 应 速 率 均 增 大 , 故 C 错 误 ;0.120.050.053由 表 格 中 数 据 可 知 2min 内 Y 的 浓 度 减 小 了 0.06molL1, v(Y) 0.06molL12min 0.03mol(Lmin) -1, 故 D 正 确 。【答案】D2转化率的计算典例 2如图,甲容器有一个移动活塞,能使容器保持恒压。起始时向甲中充入 2mol SO2、1mol O2,向乙中充入 4mol
3、SO2、2mol O2。甲、乙的体积都为 1L(连通管体积忽略不计)。保持相同温度和催化剂存在的条件下,关闭活塞 K,使两容器中各自发生下述反应:2SO2(g)O 2(g) 2SO3(g)。达平衡时,甲的体积为 0.8L。下列说法正确的是( )A乙容器中 SO2的转化率小于 60%B平衡时 SO3的体积分数:甲乙C打开 K 后一段时间,再次达到平衡,甲的体积为 1.4 L一化学平衡的相关计算D平衡后向甲中再充入 2mol SO2、1mol O 2和 3mol SO3,平衡向正反应方向移动【解析】根据阿伏加德罗定律(同温同容时,压强之比等于物质的量之比),达平衡后,混合气体的物质的量是初始时物质
4、的量的 0.8 倍,即 0.83mol2.4mol,即减小了0.6mol,根据化学方程式的计算可知:2SO2(g)O 2(g) 2SO3(g) n 2 11.2mol 0.6mol即达平衡后,反应了 1.2mol SO2,甲容器中 SO2的转化率为 100%60%,若1.2 mol2 mol乙容器压强也不变,则平衡后体积为 1.6L,现体积不变,相当于甲平衡后增大压强,平衡正向移动,SO 2的转化率增大,A 错误;根据上述分析,平衡时 SO3的体积分数:甲乙,B 错误;根据上述分析,打开 K 后一段时间,再次达到平衡,总体积为 2.4L,因此甲的体积为 1.4L,C 正确;根据上述分析,甲平衡
5、后,容器中有 0.8mol SO2,0.4mol O2,1.2mol SO3,物质的量之比为 213,平衡后向甲中再充入 2mol SO2、1mol O2和 3mol SO3,物质的量之比不变,平衡不移动,D 错误。【答案】C3平衡时浓度的计算典例 3某温度下,在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入 H2和 I2,发生反应:H2(g)I 2(g) 2HI(g)。反应体系中各物质浓度的有关数据如下。起始浓度 平衡浓度容器c(H2)/(molL1) c(I2)/(molL1) c(HI)/(molL1)甲 0.01 0.01 0.004乙 0.01 0.02 a丙 0.02 0.01 b丁 0.0
6、2 0.02 下列判断正确的是( )AHI 的平衡浓度: a b0.004B平衡时,H 2的转化率:丁甲C平衡时,乙中 H2的转化率等于 20%D丙中条件下,该反应的平衡常数 K4【解析】对比甲容器,乙容器中增大碘的浓度,平衡正向移动,碘化氢的浓度增大,丙容器中氢气的浓度增大,平衡正向移动,碘化氢的浓度增大,且两者转化率相同,故 HI的平衡浓度: a b0.004,A 正确;恒温恒容,丁与甲相比,各物质浓度增大一倍,为等效平衡,转化率相同,B 错误;甲容器中氢气的转化率为 100%20%,乙中增大碘0.0020.01的浓度,氢气的转化率增大,大于 20%,C 错误;平衡常数只与温度有关,温度不
7、变,平衡常数不变,故可以根据甲容器计算丙中条件下的平衡常数, K 0.25,D0.00420.0080.008错误。【答案】A4气体的平均分子量的计算典例 4在一定温度下,将两种气体 M 和 N 通入容积为 VL 的密闭容器中进行反应,M和 N 的物质的量与时间的关系如图所示,下列说法正确的是( )A0t 2内用 M 表示的平均反应速率是 2/t2(mol(Lmin) -1)Bt 1t 2内容器内的压强逐渐减小C该反应的方程式为 N 2MDt 2与 t3时刻的混合气体的平均相对分子质量相等【解析】图像看出反应从开始到平衡,N 的物质的量减小,应为反应物,M 的物质的量增多,应为是生成物,结合反
8、应的方程式可计算相关物质的反应速率以及物质的量浓度关系。N 的物质的量减小,应为反应物,平衡时物质的量变化值为 8mol-2mol=6mol,M 的物质的量增多,应为生成物,平衡时物质的量的变化值为 5mol-2mol=3mol,则有 n(N)n(M)=6mol:3mol=21,可知反应的化学方程式为 2N M。则 A0t 2内 M 的物质的量增加了 4mol2mol2mol,则用 M 表示的平均反应速率是 2mol/(VLt2min)=2/Vt2 mol(Lmin) -1,A 错误; Bt 1t 2内容器发生反应 2N M,N 转化为 M,物质的量减少,所以容器内的压强逐渐减小,B 正确;C
9、根据以上分析可知反应的化学方程式为 2NM,C 错误; Dt 2与 t3时刻的混合气体的总物质的量不同,分别为 8mol 和 7mol,则平均相对分子质量不等,D 错误;答案选 B。【答案】B5体系压强的计算典例 5在一密闭的容器中,将一定量的 NH3加热使其发生分解反应:2NH 3(g)N2(g)3H 2(g),当达到平衡时,测得 25%的 NH3分解,此时容器内的压强是原来的( )A1.125 倍 B1.25 倍 C1.375 倍 D1.5 倍【解析】假设原容器中含有 2mol 氨气,达到平衡时,测得 25%的 NH3分解,则容器中含有氨气 2mol(1-25%)=1.5mol,氮气为 2
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