高考化学最新省市名校好题精选：化学平衡图像题突破（解析版）.doc

1、 化学平衡图像题突破化学平衡图像题突破 1有四个容积均为 0.5 L 的恒容密闭容器，在、中按不同投料比 Z 充入 HCl 和 如下表 ，加入催化剂发生反应：4HCl (g)+O2 (g) =2Cl2(g)+ 2H2O(g) H ，HCl 的平衡转化率 与 Z 和 温度 T 的关系如图所示。下列说法正确的是 容器 起始时 Z 300 a 300 b 300 4 AH4b B300时该反应的平衡常数的值为 640 C容器某时刻处在 R 点，则 R 点的 V正p(Q) D若起始时，在容器中充入 0.25molCl2和 0.25molH2O，300达平衡时容器中 C(HCl)=0.2mol L-1

2、【答案】B 【解析】本题考查了化学平衡的计算，熟练使用三段式是解题的关键，试题难度一般。 A图像中 HCl 转化率随温度升高而减小，说明升温平衡逆向移动，正反应为放热反应 Hp(Q)，故 C 错误； D 若起始时， 在 0.5L 容器中只充入 0.25molCl2和 0.25molH2O， 等效于在 0.5L 容器中充入 0.25molHCl 和 0.125molO2，充入的 HCl 和 O2物质的量为容器 III 的两倍，相当于在容器 III 的基础上增大压强，将体积 缩小为原来的 1/2，增大压强平衡正向移动， 300达到平衡时，0.1mol L-10.3mol L-1，故 D 正 确。故

3、选：D。 4.向甲、乙两个容积均为 1L 的恒容容器中，分别充入 2molA、2molB 和 1molA、1molB 相同温度下， 发生反应：测得两容器中随时间 t 的变化如图所示下列说法不正确的是 Ax 不可能等于 2 B甲、乙两容器中反应达平衡时，平衡常数 K（甲）=K（乙） C将乙容器升温可使甲、乙容器内各物质的体积分数相同 D若向甲容器中再充入 2molA、2molB，则平衡时甲容器中 0.78mol L-1c OHc H Db 点溶液和 d 点溶液相比：cb(Na+)Ka(HCN)，因此等浓度的 HCN 和 NaCN 的 混合溶液中 c(CN-)c(HCN)， 即有 c(Na+)c(

4、CN-)；由于 OH-、H+来自水的电离，浓度比较小且此时溶液的 pH 为 9.2，C 点溶液中存在： c(Na+)c(CN-)=c(HCN) c(OH-)c(H+)，C 正确； D 由于 HF 酸性强于 HCN， 要使溶液均显中性， HF 溶液中要加入较多的 NaOH， 因此 cb(Na+)cd(Na+)， D 错误； 答案选 D。 7常温下 0.1mol L-1亚硫酸溶液中 H2SO3、HSO3-、SO32-三种微粒所占物质的量分数(a)随 pH 变化的 关系如图所示。下列说法不正确 的是 A由图中数据可计算得到常温下亚硫酸溶液的 Ka2 B在 0.1mol L-1H2SO3溶液中，存在：

5、c2(H+)=c(H+) c(HSO3-)+2c(H+) c(SO32-)+Kw C向 pH 为 7 的溶液中滴入少量稀盐酸造成的溶液 pH 变化小于向 pH 为 4.0 的溶液中滴入相同量稀盐 酸造成的溶液 pH 变化 D在 pH=2.0 溶液中：c(H2SO3)c(HSO3-)c(H+)c(OH-) 【答案】D 【解析】A 项，H2SO3是二元弱酸，在溶液中电离是分步进行的，亚硫酸的第一步电离方程式为： H2SO3H+HSO3-，根据图象可知，pH=7 时，亚硫酸氢根离子浓度等于亚硫酸根离子浓度，Ka1= c(H+)=10-7，故 A 正确；B 项，在 0.10 molL-1 H2SO3溶

6、液中，根据电荷守恒可得： c(H+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)+c(OH-)，将电苻守恒式两边都乘 c(H+)可得： c2(H+)=c(H+)c(HSO3-)+2c(H+)c(SO32-)+c(H+)c(OH-)，Kw=c(H+)c(OH-)，所以 c2(H+)=c(H+)c(HSO3-)+2c(H+)c(SO32-)+Kw，故 B 正确；C 项，溶液的 pH=7 时显中性，所以 c(OH-)=c(H+)， 根据图象知，溶液中含有 SO32-和 HSO3-，存在水解平衡和电离平衡，是缓冲溶液加入少量稀盐酸，溶液 pH 的变化较小，pH 为 4.0 的溶液中只存在 HSO3-的电离，

7、滴入相同量稀盐酸造成的溶液 pH 变化较大，故 C 正确； D 项， 在 pH=2.0 的溶液中， 根据图象曲线可知 c(HSO3-)c(H2SO3)， 正确的离子浓度大小为： c(HSO3-) c(H2SO3)c(H+)c(OH-)，故 D 错误；故选 D。 8常温下，向 1L0.1mol L1一元酸 HR 溶液中逐渐通入氨气已知常温下 NH3 H2O 电离平衡常数 K 1.76 105，使溶液温度和体积保持不变，混合溶液的 pH 与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述正 确的是 A0.1mol L1HR 溶液的 pH 为 5 BHR 为弱酸，常温时随着氨气的通入，c(R)/c(OH).c(

8、HR) 逐渐增大 C当通入 0.1 mol NH3时，c(NH4+)c(R)c(OH)c(H+) D当 c(R) c(HR)时，溶液必为中性 【答案】C 【解析】A 项，pH=5 时 c(H+)=10-5，由图可得此时 c() c() R lg HR =0，又因为一元酸 HR 溶液为 0.1mol L-1， 所以 c(R-)c(HR)=0.05mol L-1，所以此时 c(R-)c(H+)，则 0.1mol L1HR 溶液的 pH 不是 5，故 A 错误；B 项，由已知 HR 溶液中存在着 HR 分子，所以 HR 为弱酸， c R c OHc HR = c Rc H c OHc Hc HR =

9、Ka/Kw， 温度不变时 Ka/Kw的值不变， 故 B 错误； C 项， pH=5 时 c(H+)=10-5，由图可得此时 c() c() R lg HR =0，则 Ka= c Rc H c HR =10-5，当通入 0.1 mol NH3时，恰好反应 生成 NH4R，又因为常温下 NH3 H2O 电离平衡常数 K1.76 105，所以 NH4R 溶液中 R-水解程度大于 NH4+ 水解程度，NH4R 溶液呈碱性，则 c(NH4+)c(R)c(OH)c(H+)，故 C 正确；D 项，由前面对 A 项的分 析知，当 c(R-)c(HR)时，pH=5，所以溶液显酸性，故 D 错误。 9K2 FeO

10、4在水中不稳定，发生反应：4FeO42-l0H2O4Fe(OH)3（胶体）8OH3O2，其稳定性 与温度(T)和溶液 pH 的关系分别如下图所示。下列说法不正确的是 ( ) A由图甲可知上述反应 H T2 T3 C由图甲可知 K2 FeO4的稳定性随温度的升高而减弱 D由图乙可知图中 a T2T3； 由 4FeO42- l0H2O4Fe(OH)38OH3O2，可知：氢离子浓度增大，平衡向正反应方向移动，高铁酸钾溶液平衡 时 FeO42-浓度越小，pH 越小，根据图乙可知，aT2T3，故 B 正确； C由图甲数据可知，温度越高，相同时间内 FeO42-浓度变化越快，高铁酸钾溶液平衡时 FeO42

11、-浓度越 小，温度越高 FeO42-浓度越小，所以 FeO42-的稳定性随着温度的升高而减弱，C 正确； DpH 越小，氢离子浓度越大，由 4FeO42-l0H2O4Fe(OH)38OH3O2，可知：氢离子浓度增 大，平衡向正反应方向移动，高铁酸钾溶液平衡时 FeO42-浓度越小，pH 越小，所以 ac，故 D 正确；答案 选 A。 10合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，研究表明液氨是一种良好的储氢物质。 下图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下，初始时氮气、氢气的体积比为 1：3 时， 平衡混合物中氨的体积分数（NH3）。 若分别用 vA（NH3） 和 vB（NH3）

12、 表示从反应开始至达平衡状态 A、 B 时的化学反应速率， 则 vA（NH3） _vB（NH3）（填“”、“”或“”）。 在 250、1.0 104kPa 下，H2的转化率为_%（计算结果保留小数点后 1 位）。 【答案】 0。其他条 件一定，达到平衡时 NH3转化率随外界条件 X 变化的关系如图所示。则 X 可以是_(填字母 序号) a温度 b压强 c催化剂 d 3 4 n NH n CH 【答案】bd 【解析】根据图示，NH3的转化率随着 X 的增加而减小； a该反应为放热反应，升高温度，平衡正向移动，NH3的转化率增加，与图像不符，a 不符合题意； b该反应是气体体积增大的反应，增大压强

13、，平衡向逆反应方向移动，NH3的转化率减小，与图像相 符，b 符合题意； c催化剂增加化学反应速率，但是不影响平衡移动，NH3转化率不变，与图像不符，c 不符合题意； d 3 4 n NH n CH 增加，平衡正向移动，但是 NH3的转化率减小，与图像相符，d 符合题意；综上 bd 符合 题意。 12研究温度对于甲醇产率的影响。在 210290保持原料气中 CO2和 H2的投料比不变，得到 甲醇的实际产率、平衡产率与温度的关系如图所示。H_0（填“”或“”），其依据是_。 【答案】 温度升高，甲醇的平衡产率降低 【解析】 根据图像可知，甲醇的平衡产率随着温度的升高而降低，所以正反应为放热反应，

14、即 H0。 13研究 NOx之间的转化具有重要意义。 （1）已知：N2O4(g) 2NO2(g) H0 将一定量 N2O4气体充入恒容的密闭容器中，控制反应温 度为 T1。 下列可以作为反应达到平衡的判据是_。 A气体的压强不变 Bv正(N2O4)2v逆(NO2) CK 不变 D容器内气体的密度不变 E容器内颜色不变 t1时刻反应达到平衡，混合气体平衡总压强为 p，N 2O4气体的平衡转化率为 75%，则反应 N2O4(g) 2NO2(g)的平衡常数 Kp_(对于气相反应， 用某组分 B 的平衡压强 p(B)代替物质的量浓度 c(B) 也可表示平衡常数，记作 Kp，如 p(B)p x(B)，p

15、 为平衡总压强，x(B)为平衡系统中 B 的物质的量分数)。 反应温度 T1时，c(N2O4)随 t(时间)变化曲线如图，画出 0t2时段，c(NO2)随 t 变化曲线。保持其它 条件不变，改变反应温度为 T2(T2T1)，再次画出 0t2时段，c(NO2)随 t 变化趋势的曲线_。 （2） NO 氧化反应：2NO(g)O2(g)=2NO2(g)分两步进行，其反应过程能量变化示意图如图。 2NO(g)=N2O2(g) H1 N2O2(g)O2(g)2NO2(g) H2 决定 NO 氧化反应速率的步骤是_(填“”或“”)。 在恒容的密闭容器中充入一定量的 NO 和 O2气体，保持其它条件不变，控

16、制反应温度分别为 T3和 T4(T4T3)，测得 c(NO)随 t(时间)的变化曲线如图。转化相同量的 NO，在温度_(填“T3”或“T4”)下消耗 的时间较长，试结合反应过程能量图分析其原因_。 【答案】（1）AE 36 7 p （2） T4 H10，温度升高，反应平衡逆移，c(N2O2)减小，浓度降低的影响大于温度对反 应速率的影响 【解析】（1）A、该反应是一个气体体积减小的反应，气体的压强不变说明各物质浓度保持不变， 反应达到化学平衡状态，故正确； B、v正(N2O4)2v逆(NO2)说明正逆反应速率不相等，反应没有达到化学平衡状态，故错误； C、温度不变，化学平衡常数 K 不变，则

17、K 不变不能说明反应达到化学平衡状态，故错误； D、由质量守恒定律可知，反应前后气体质量不变，恒容容器的体积不变，则密度始终不变，则密度不 变不能说明反应达到化学平衡状态，故错误； E、容器内颜色不变说明各物质浓度保持不变，反应达到化学平衡状态，故正确； AE 正确，故答案为：AE； 设起始 N2O4的物质的量为 1mol，由题给数据建立如下三段式： 242 N Og2NOg mol? 1 0 mol? 0.75? 1.5 mol 0.25? 1.5 起始 变化 平衡 由三段式数据可知 N2O4的平衡分压为 0.25 1.75 mol mol p= 7 p ，NO2的平衡分压为 1.5 1.7

18、5 mol mol p= 6 7 p ，则平衡 常数 Kp 2 6 () 7 7 p p = 36 7 p ，故答案为： 36 7 p ； 由图可知，t1时反应消耗 N2O4的浓度为（0.040.01）mol/L，由方程式可得反应生成 NO2的浓度为 0.03 mol/L 2=0.06 mol/L；该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，NO2的浓度增大，则 0 t2时段，NO2的浓度 c(NO2)随 t 变化趋势的曲线为，故答案为： ； （2）由图可知，反应的活化能小于反应的活化能，活化能越大，反应速率越慢，则化学反应速 率反应快于反应，化学反应取决于反应速率较慢的一步，则决定 N

19、O 氧化反应速率的步骤是反应， 故答案为：； 由图可知，转化相同量的 NO，在温度 T4下消耗的时间较长，原因是反应为放热反应，温度升高， 反应平衡逆移，c(N2O2)减小，浓度降低的影响大于温度对反应速率的影响，导致转化相同量的 NO，在 温度较高的 T4下消耗的时间较长，故答案为：T4；反应为放热反应，温度升高，反应平衡逆移，c(N2O2) 减小，浓度降低的影响大于温度对反应速率的影响； 14.工业上，常采用氧化还原方法处理尾气中的 CO、NO。 方法 1：氧化法。沥青混凝土可作为反应：2CO(g)O2(g) 2CO2(g)的催化剂。图甲表示在相同 的恒容密闭容器、相同起始浓度、相同反应时

20、间段下，使用同质量的不同沥青混凝土( 型、 型)催化时， CO 的转化率与温度的关系。 （1）在 a、b、c、d 四点中，未达到平衡状态的是_。 （2）已知 c 点时容器中 O2浓度为 0.04mol L-1，则 50时，在 型沥青混凝土中 CO 转化反应的平衡 常数 K_(用含 x 的代数式表示)。 （3）下列关于图甲的说法正确的是_。 ACO 转化反应的平衡常数 K(a)K(c) B在均未达到平衡状态时，同温下 型沥青混凝土中 CO 转化速率比 型要大 Cb 点时 CO 与 O2分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最高 De 点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性 【答

21、案】（1）a (2 分) （2） 2 2 25x (1-x) (2 分) （3）BD(3 分) 【解析】（1）CO 和 O2反应是放热反应，当达到平衡后升高温度，CO 的转化率降低，所以，b、c、d 点表示平衡状态，a 点对应的状态是不平衡状态。（2）令 CO 起始浓度为 a mol L-1。 2CO(g)O2(g) 2CO2(g) 起始浓度(mol L-1)： a 0 转化浓度(mol L-1)： ax ax 平衡浓度(mol L-1)： a(1-x) 0.04 ax 22 2 22 2 c (CO )25x K= c (CO)c(O )(1-x) 。（3）CO 和 O2反应是放热反应，a 点未达到平衡，没有平衡常数。若达 到平衡后，温度升高，平衡向左移动，平衡常数 K 减小，A 项错误；观察图象知， 催化剂作用下 CO 的转 化速率大于 催化剂，B 项正确；有效碰撞几率与反应速率有关，温度越高，反应速率越大，有效碰撞几 率越高，故在图象中 e 点有效碰撞几率最高，C 项错误；催化剂需要一定活性温度，转化率出现突变，可能 是因温度高而催化剂失去活性，D 项正确。故选 BD。