【备考2024年】从巩固到提高高考化学二轮微专题22 化学平衡图像分析

试卷更新日期：2024-02-23 类型：二轮复习

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一、选择题

1. 肼( $N_{2} H_{4}$ )是一种含氢量高的燃料。向恒容密闭容器内加入 $3 m o l N_{2} H_{4}$ ，一定条件下体系中存在以下平衡：I． $N_{2} H_{4} (g) ⇌ N_{2} (g) + 2 H_{2} (g)$ Ⅱ． $3 N_{2} H_{4} (g) ⇌ N_{2} (g) + 4 N H_{3} (g)$ 不同温度下达到平衡时， $N_{2} H_{4}$ 均几乎完全分解，分解产物的物质的量如图。下列说法正确的是（）

A、曲线a对应的物质是 $N_{2}$ B、低于M点对应温度时，以反应Ⅰ为主 C、体系中还存在 $2 N H_{3} (g) ⇌ 3 H_{2} (g) + N_{2} (g)$ D、N点时，体系内 $n (N_{2}) ： n (H_{2})$ 为3：4

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2. 某温度条件下，在某恒压容器中发生反应 $C (s) + 2 N O (g) ⇌ N_{2} (g) + C O_{2} (g)$ ，部分反应物和生成物的物质的量随时间变化如图所示（曲线 $m$ 、 $n$ ）。下列说法正确的是（）

A、 $m$ 表示 $C$ 的物质的量随时间的变化 B、 $t_{1}$ 时刻反应速率： $v (m)_{正} < 2 v (n)_{逆}$ C、此反应的平衡常数 $K = 4$ D、平衡后充入 $1 m o l A r$ ，再次达到平衡时物质 $n$ 的物质的量大于 $0.8 m o l$

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3. 臭氧在烟气脱硝中的反应为 $2 N O_{2} (g) + O_{3} (g) ⇌_{}^{} N_{2} O_{5} (g) + O_{2} (g)$ 。向 $2 L$ 的恒容密闭容器中充入 $1 m o l N O_{2}$ 和 $1 m o l O_{3}$ 充分反应，平衡时， $N O_{2}$ 的体积分数随温度变化关系如图所示。下列说法正确的（）

A、该反应的 $Δ S > 0$ B、 $a$ 点时， $O_{3}$ 的体积分数为 $25 %$ C、 $b$ 点时， $v_{正} > v_{逆}$ D、正反应速率的大小： $a$ 点 $< b$ 点

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4. 以 ${CO}_{2}$ 、 $H_{2}$ 为原料合成 ${CH}_{3} OH$ 涉及的反应如下：
反应Ⅰ： ${CO}_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌ {CH}_{3} OH (g) + H_{2} O (g) Δ H_{l} = - 49 kJ \cdot {mol}^{- 1}$
反应Ⅱ： ${CO}_{2} (g) + H_{2} (g) ⇌ CO (g) + H_{2} O (g) Δ H_{2} = + 41 kJ \cdot {mol}^{- 1}$
反应Ⅲ： $CO (g) + 2 H_{2} (g) ⇌ {CH}_{3} OH (g) Δ H_{3}$
在5MPa下，按照 $n ({CO}_{2}) ：n (H_{2}) =1：3$ 投料，平衡时，CO和 ${CH}_{3} OH$ 在含碳产物中物质的量分数及 ${CO}_{2}$ 的转化率随温度的变化如图。下列说法正确的是（）

A、反应Ⅲ中反应物的总键能大于生成物的总键能 B、曲线 $m$ 代表CO在含碳产物中物质的量分数 C、该条件下温度越低，越有利于工业生产 ${CH}_{3} OH$ D、图示270℃时，平衡体系中 $H_{2}$ 的体积分数约为66.6%

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5. 研究NO_x之间的转化对大气污染控制具有重要意义，已知：N₂O₄(g) $⇌$ 2NO₂(g) △H>0，如图所示，在恒容密闭容器中，反应温度为T₁时，c(N₂O₄)和c(NO₂)随t变化为曲线Ⅰ、Ⅱ，改变温度到T₂ ， c(NO₂)随t变化为曲线Ⅲ。下列判断正确的是（）

A、温度T₁>T₂ B、反应速率v(a)<v(b) C、K(T₁)>K(T₂) D、在T₂温度下，反应在0-t₁内的平均速率为v(N₂O₄)= $\frac{0.02}{t_{1}}$ mol/(L·s)

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6. 向某密闭容器中加入0.3mol A、0.1mol C和一定量B的混合气体，在一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间变化如图甲所示（t₀～t₁阶段的c（B）变化未画出），图乙为t₂时刻改变条件平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况，且四个阶段各改变一种不同的反应条件。下列说法中正确的是（）

A、若t₁＝15 s，t₀～t₁阶段B的平均反应速率为0.004 mol•L^﹣¹•s^﹣¹ B、t₄～t₅阶段改变的条件可能是增大压强 C、该容器的容积为2 L，B的起始物质的量为0.02 mol D、t₅～t₆阶段，容器内A的物质的量减少了0.06 mol，容器与外界的热交换为a kJ，则该反应的热化学方程式为3A（g）⇌B（g）+2C（g）△H＝﹣50a kJ•mol^﹣¹

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7. 在密闭容器中进行反应：X(g)+3Y(g)═2Z(g)，有关下列图像的说法错误的是（）

A、依据图a可判断正反应为放热反应 B、在图b中，虚线可表示使用了催化剂 C、若正反应的△H＞0，图c可表示升高温度正逆化学反应速率变化图 D、由图d中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况，可推知正反应的ΔH＜0

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8. 反应 $N_{2} (g) + 3 H_{2} (g) ⇌ 2 N H_{3} (g)$ 　 $Δ H < 0$ 达平衡状态后，改变某一条件，下列图像与条件变化一致的是（）

A、升高温度 B、增大 $N_{2}$ 浓度 C、改变压强 D、加入催化剂

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9. 在容积固定为1.00L的密闭容器中，通入一定量的 $N_{2} O_{4}$ ，发生反应 $N_{2} O_{4} (g) ⇌ 2 N O_{2} (g)$ 　 $Δ H > 0$ ， 100℃时体系中各物质的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是（）

A、 $t_{0}$ 时刻反应已经达到平衡状态 B、100℃时，反应的平衡常数K为0.36 C、待容器中混合气体的密度不变时，说明反应达到平衡状态 D、100℃时，在0~60s时段反应的平均反应速率 $v (N_{2} O_{4}) = 0.010 m o l \cdot L^{- 1} \cdot s^{- 1}$

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10. $C H_{3} C O O H$ 催化重整制 $H_{2}$ 的主要反应为：
Ⅰ： $C H_{3} C O O H (g) + 2 H_{2} O (g) \begin{array}{l} \underline{\underline{}} \end{array} 2 C O_{2} (g) + 4 H_{2} (g) Δ H_{1} = + 131.5 k J \cdot m o l^{- 1}$
Ⅱ： $C H_{3} C O O H (g) \begin{array}{l} \underline{\underline{}} \end{array} 2 C O (g) + 2 H_{2} (g) Δ H_{2} = + 213.76 k J \cdot m o l^{- 1}$
将一定比例的 $C H_{3} C O O H$ 、 $H_{2} O$ 和 $N_{2}$ 的混合气体。以一定流速通过装有催化剂的反应管，若仅考虑上述反应， $C H_{3} C O O H$ 转化率、氢酸比[ $\frac{n_{生成} (H_{2})}{n_{转化} (C H_{3} C O O H)}$ ]与温度的关系如题图所示。下列说法正确的是（）

A、用该催化剂催化重整反应的最佳温度范围约为700~800℃ B、700℃时，出口气中 $\frac{n (C O)}{n (C O_{2})} = 3$ C、600℃后氢酸比下降的主要原因为温度升高反应Ⅰ、Ⅱ正向进行的程度减小 D、该过程深入研究的方向之一是寻找对反应Ⅱ选择性更高的催化剂

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11. $C O_{2}$ 催化加氢制 $C H_{3} O H$ 的反应体系中，发生的主要反应如下：
反应1： $C O_{2} (g) + 3 H_{2} (g) = C H_{3} O H (g) + H_{2} O (g)$    $Δ H_{1} = - 49.5 k J \cdot m o l^{- 1}$
反应2： $C O_{2} (g) + H_{2} (g) = C O (g) + H_{2} O (g)$    $Δ H_{2} = 41.2 k J \cdot m o l^{- 1}$
恒压下，将起始 $n (C O_{2}) ： n (H_{2}) = 1 ： 3$ 的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，测得出口处 $C O_{2}$ 的转化率及 $C H_{3} O H$ 和 $C O$ 的选择性[ $\frac{n_{生成} (C H_{3} O H) 或 n_{生成} (C O)}{n_{总转化} (C O_{2})} \times 100 %$ ]随温度的变化如下图所示。下列说法不正确的是（    ）

A、 $2 H_{2} (g) + C O (g) = C H_{3} O H (g)$    $Δ H_{1} = - 90.7 k J \cdot m o l^{- 1}$ B、曲线③表示CO的选择性 C、280℃时出口处 $C H_{3} O H$ 的物质的量分数比220℃时小 D、为提高 $C H_{3} O H$ 生产效率，需研发 $C O_{2}$ 转化率高和 $C H_{3} O H$ 选择性高的催化剂

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12. 在恒容密闭容器中充入 $2 m o l C O_{2}$ 和 $0.5 m o l H_{2}$ 发生如下反应： $C O_{2} (g) + H_{2} (g) ⇌ C O (g) + H_{2} O (g)$ $Δ H > 0$ ，如图所示为该反应正反应的平衡常数 $K_{正}$ 和逆反应的平衡常数 $K_{逆}$ 随温度变化的曲线。下列分析正确的是（）

A、曲线I为 $K_{逆}$ ，曲线II为 $K_{正}$ B、 $T_{2}$ 时，A点 $v_{正} > v_{逆}$ C、 $T_{1}$ 时， $C O_{2}$ 的平衡转化率为40% D、其他条件不变，在原平衡基础上再充入 $2 m o l C O_{2}$ 和 $1 m o l H_{2}$ ，达新平衡时 $C O_{2}$ 转化率将减小

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13. 在恒容密闭容器中，由CO合成甲醇 $(C H_{3} O H)$ 的反应为 $C O (g) + 2 H_{2} (g) ⇌ C H_{3} O H (g)$ $Δ H$ ，在其他条件不变的情况下，测得温度对反应的影响结果如图所示。下列有关说法错误的是（）

A、平衡时正反应速率： $v (B) > v (A)$ B、平衡常数： $K (T_{1}) > K (T_{2})$ C、CO合成 $C H_{3} O H$ 反应的 $Δ H < 0$ D、处于A点的反应体系从 $T_{1}$ 变到 $T_{2}$ ，达到平衡状态时 $\frac{c (H_{2})}{c (C H_{3} O H)}$ 减小

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14. 我国科学家团队打通了温和条件下草酸二甲酯 $[{(C O O C H_{3})}_{2}]$ 催化加氢制乙二醇的技术难关，反应为 ${(C O O C H_{3})}_{2} (g) + 4 H_{2} (g) ⇌ H O C H_{2} C H_{2} O H (g) + 2 C H_{3} O H (g) Δ H$ .如图所示，在恒容密闭容器中，反应温度为 $T_{1}$ 时， $c (H O C H_{2} C H_{2} O H)$ 和 $c (H_{2})$ 随时间 $t$ 的变化分别为曲线Ⅰ和Ⅱ，反应温度为 $T_{2}$ 时， $c (H_{2})$ 随时间 $t$ 的变化为曲线Ⅲ.下列判断正确的是（）

A、 $Δ H > 0$ B、a、b两时刻生成乙二醇的速率： $v (a) = v (b)$ C、在 $T_{2}$ 温度下，反应在 $0 \sim t_{2}$ 内的平均速率为 $v (H O C H_{2} C H_{2} O H) = \frac{0.05}{4 t_{2}} m o l \cdot L^{- 1} \cdot s^{- 1}$ D、其他条件相同，在 $T_{1}$ 温度下，起始时向该容器中充入一定量的氮气，则反应达到平衡的时间小于 $t_{1}$

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15. 物质X能发生如下反应：①X→mY；②X→nZ(m、n均为正整数)。恒容体系中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、m=n=1 B、t₁时，c(X)=c(Y) C、反应的活化能：①<② D、t₂时，X的消耗速率等于Z的生成速率

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16. 一定温度下，向三个体积分别为 $V_{1}$ 、 $V_{2}$ 、 $V_{3} (V_{1} < V_{2} < V_{3})$ 的密闭容器中分别加入足量活性炭和2mol $N O_{2}$ ，发生反应： $2 C (s) + 2 N O_{2} (g) ⇌ N_{2} (g) + 2 C O_{2} (g)$ ，在相同时间内测得各容器中 $N O_{2}$ 的转化率与容器体积的关系如图所示．下列说法正确的是（）

A、bc曲线上反应均达到平衡状态 B、a、c两点时气体的颜色相同 C、容器内的压强： $P_{a} ： P_{b} > 6 ： 7$ D、向a点平衡体系中充入一定量的 $N O_{2}$ ，达到平衡时， $N O_{2}$ 的转化率比原平衡大

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17. 一定条件下，将（NO）和（ $O_{2}$ ）按物质的邀之比2∶1充入反应容器，发生反应： $2 N O (g) + O_{2} (g) ⇌ 2$ $N O_{2} (g)$ 。其他条件相间时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强（ $p_{1}$ 、 $p_{2}$ ）下随温度变化的曲线如右图所示。下列说法正确的是（）

A、 $p_{1} > p_{2}$ B、该反应的 $Δ H < 0$ C、400℃、 $p_{1}$ 条件下， $O_{2}$ 的平衡转化率为20% D、400℃时，该反应的化学平衡常数的数值为10/9

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18. 已知反应： $2 A (g) ⇌ 2 B (g) + C (g)$ $Δ H = a k J \cdot m o l^{- 1}$ 。某温度下，将 $2 m o l A$ 置于 $10 L$ 密闭容器中，一定时间后反应达到平衡。则下列说法正确的是（）。

A、图甲中 $α (A)$ 表示A的转化率， $T_{1}$ 、 $T_{2}$ 表示温度，则可推断出： $Δ H > 0$ B、图乙中c表示A的浓度，则可推断出： $T_{2}$ 、 $T_{3}$ 为平衡状态 C、图丙中 $α$ （％）表示A的平衡转化率，p表示体系总压强，则推断出：M点平衡常数为 $1.25 \times 1 0^{- 2} m o l \cdot L^{- 1}$ D、达平衡后，降低温度，则反应速率变化图象可以用图丁表示

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19. 根据下列图示所得推论正确的是（）

A、甲是新制氯水光照过程中氯离子浓度的变化曲线，推断次氯酸分解生成了HCl和O₂ B、乙是C₄H₁₀(g)C₄H₈(g)+H₂(g)的平衡转化率与温度和压强的关系曲线，推断该反应的∆H＞0、x＞0.1 C、丙是0.5mol/L CH₃COONa溶液及水的pH随温度的变化曲线，说明随温度升高，CH₃COONa溶液中c(OH^-)减小 D、丁是0.03g镁条分别与2mL 2mol/L盐酸和醋酸反应过程中密闭容器内气体压强随时间的变化曲线，推断①代表盐酸与镁条的反应

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20. 工业上可通过甲醇(CH₃OH)羰基化法制取甲酸甲酯(HCOOCH₃)：CH₃OH(g)+CO(g) $\overset{}{⇌}$ HCOOCH₃(g) △H＜0。在容积固定的密闭容器中，投入等物质的量的CH₃OH和CO及催化剂，测得相同时间内CO的转化率随温度变化如图所示。下列说法错误的是（）

A、a、b、c点一定没有达到平衡，不能确定d、e点是否达到平衡 B、反应速率从快到慢依次为：e、d、c、b、a C、e点的转化率低于d点，可能原因是催化剂中毒 D、生产时反应温度控制在80～85℃为宜

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21. 在起始时向1.0 L恒容密闭容器中加入0.1 mol $M o S_{2}$ 、0.2 mol $H_{2}$ 及0.2 mol $N a_{2} C O_{3}$ ，发生反应： $M o S_{2} (s) + 4 H_{2} (g) + 2 N a_{2} C O_{3} (s) ⇌ M o (s) + 2 C O (g) + 4 H_{2} O (g) + 2 N a_{2} S (s) Δ H$ ，测得平衡时气体体积分数与温度的关系如图所示(假设固体物质所占体积忽略不计)。下列说法正确的是（）

A、该反应的 $Δ H < 0$ B、曲线b代表生成物CO C、M点与N点的压强之比为15：16 D、若保持M点条件不变，再充入 $H_{2}$ 、CO及 $H_{2} O (g)$ 各0.1 mol，则达平衡前v(正)<v(逆)

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22. 已知在一恒容密闭容器中，加入一定量的R(g)和足量的W(s)，发生反应 $W (s) + 2 R (g) ⇌ M (g) + Q (g)$ ，平衡状态时M(g)的物质的量浓度与温度T的关系如图所示，下列说法正确的是（）

A、该反应的 $Δ H < 0$ B、混合气体的密度：状态a<状态b<状态c C、向c点体系中再充入一定量的R(g)，W的质量不变 D、若该反应在 $T_{1}$ ℃、 $T_{2}$ ℃时的平衡压强分别为 $p_{a}$ 、 $p_{b}$ ，则 $p_{a} > p_{b}$

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23. T℃时在2L密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。反应过程中X、Y、Z的物质的量变化如图1所示；若保持其他条件不变，温度分别为T₁和T₂时，Y的体积分数与时间的关系如图2所示。则下列结论错误的是（）

A、反应进行的前3min内，用X表示的反应速率v(X)=0.1mol/(L·min) B、容器中发生的反应可表示为3X(g)+Y(g) $⇌$ 2Z(g) C、保持其他条件不变，升高温度，反应的化学平衡常数K增大 D、若改变反应条件，使反应进程如图3所示，则改变的条件可能是升高温度

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24. 用CO合成甲醇(CH₃OH)的化学方程式为CO(g)+2H₂(g) $⇌$ CH₃OH(g)△H＜0，初始投料相同时，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图。下列说法正确的是（）

A、平均摩尔质量：M(a)＞M(b)＞M(d)＞M(c) B、正反应速率：v(a)＞v(c)、v(b)＞v(d) C、温度：T₁＞T₂＞T₃ D、平衡常数：K(a)＞K(c)、K(b)＞K(d)

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25. 知：CH₄(g)+2H₂S(g)⇌CS₂(g)+4H₂(g)。向恒容密闭容器中充入0.1molCH₄和0.2molH₂S，测得平衡时体系中各物质的物质的量分数与温度的关系如图所示。
下列说法不正确的是（）

A、该反应的ΔH>0 B、X点CH₄的转化率为20% C、X点与Y点容器内压强比51∶55 D、维持Z点温度，向容器中再充入CH₄、H₂S、CS₂、H₂各0.1mol时v(正)＜v(逆)

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26. 合成氨反应：N₂(g)＋3H₂(g) $⇌_{}^{}$ 2NH₃(g) ΔH<0。图1表示在2L恒容密闭容器中NH₃的物质的量浓度随时间的变化曲线。图2表示在其他条件不变时，平衡时NH₃的体积分数随起始时H₂的物质的量的变化曲线。下列说法正确的是（）

A、图1中，10min末H₂的消耗速率v(H₂)=0.045mol/(L·min) B、图1中，其他条件不变，第11min迅速压缩容器体积为1L，则c(NH₃)－t曲线变化为a C、图2中，反应物N₂的平衡转化率：b>a>c D、图2中，T₁、T₂表示温度，则T₁>T₂

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27. 在2L恒容密闭容器中充入2 mol SO₂和1 mol O₂发生反应： $2 S O_{2} (g) + O_{2} (g) ⇌ 2 S O_{3} (g) Δ H < 0$ ，其他条件相同，混合体系中SO₂的体积分数（x）随温度变化的关系如图所示。下列推断正确的是（）

A、Q点时，SO₂的转化率最大 B、W点与M点SO₂的反应速率相等 C、Q点时，充入：2 mol SO₂和1 mol O₂ ，重新平衡后SO₂的平衡转化率与原平衡相等 D、M点时，充入SO₃气体，重新平衡后SO₂的体积分数 $x (S O_{2})$ 比原平衡大

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28. 温度为T℃，向体积不等的恒容密闭容器中均充入1mol气体X，发生反应： $X (g) ⇌ Y (g) + Z (g)$ $Δ H$ ，反应均进行10min，测得各容器中X的转化率与容器体积的关系如图所示．下列说法正确的是（）

A、a点再充入一定量的X，X的转化率减小 B、d点有 $v_{正} = v_{逆}$ C、正反应速率 $v (b) = v (d)$ D、若c点为平衡点，则浓度平衡常数 $K = 0.9$

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29. 一定温度下，向三个体积分别为 $V_{1}$ 、 $V_{2}$ 、 $V_{3}$ ( $V_{1} < V_{2} < V_{3}$ )的密闭容器中分别加入足量活性炭和 $2 m o l N O_{2}$ ，发生反应： $2 C (s) + 2 N O_{2} (g) ⇌_{}^{} N_{2} (g) + 2 C O_{2} (g)$ ，在相同时间内测得各容器中 $N O_{2}$ 的转化率与容器体积的关系如图所示。下列说法正确的是（）

A、bc曲线上反应均达到平衡状态 B、容器内的压强： $P_{a} ： P_{b} > 6 ： 7$ C、a、c两点时气体的颜色相同 D、该温度下，a、b、c三点时反应的平衡常数： $K_{a} = K_{c} < K_{b}$

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二、多选题

30. 向体积均为1L的两个恒容密闭容器中分别充入2molX和1molY发生反应： $2 X (g) + Y (g) ⇌ Z (g)$ $Δ H$ ，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示，下列说法正确的是（）

A、 $Δ H > 0$ B、气体总物质的量： $n_{a} < n_{c}$ C、a点平衡常数： $K > 12$ D、反应速率： $v_{a 正} < v_{b 逆}$

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【备考2024年】从巩固到提高 高考化学二轮微专题22 化学平衡图像分析

一、选择题

二、多选题

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