2020-2021学年新教材化学人教版必修第二册微专题强化训练5　化学反应速率与平衡的图像分析 Word版含解析 6页

微专题强化训练 5　化学反应速率与平衡的 图像分析 1．如图是可逆反应：X2＋3Y2 2Z2 在反应过程中的反应速率(v)与时间(t) 的关系曲线，下列叙述正确的是(　　) A．t2～t3 时，各物质的浓度不再发生变化 B．t2 时，反应未达到限度 C．t2～t3 时，反应已停止进行 D．t1 时，反应只向正反应方向进行 A　[t2～t3 时正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，各物质的浓度不再发 生变化，A 正确；t2 时正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，即反应达到限度， B 错误；t2～t3 时正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，但反应速率不为 0， 反应没有停止，C 错误；t1 时正反应速率大于逆反应速率，反应向正反应方向进行 的同时也向逆反应方向进行，只是向正反应方向进行的程度大，D 错误。] 2．某温度下，在 2 L 恒容密闭容器中投入一定量的 A、B 发生反应：3A(g)＋ bB(g) cC(g)，12 s 时生成 C 的物质的量为 0.8 mol(过程如图)。下列说法中正确 的是(　　) A.2 s 时，用 A 表示的反应速率为 0.15 mol·L－1·s－1 B．图中交点时 A 的消耗速率等于 A 的生成速率 C．b∶c＝1∶4 D．12 s 时容器内的压强为起始时的 9 13 D 　 [ 从 反 应 开 始 到 2 s 内 ， 用 A 表 示 的 平 均 反 应 速 率 v(A) ＝ （0.8－0.5）mol·L－1 2 s ＝0.15 mol·L－1·s－1，不能计算 2 s 时的瞬时反应速率，A 错 误；图中交点时反应未达到平衡状态，还在向正反应方向进行，正反应速率大于 逆反应速率，故 A 的消耗速率大于 A 的生成速率，B 错误；根据化学反应速率之 比等于化学计量数之比，12 s 时 B 减少了 0.2 mol·L －1，C 增大了 0.4 mol·L －1， 故 b∶c＝1∶2，C 错误；恒温恒容时，气体的压强之比等于气体的物质的量之比， 起始时容器内 A 的物质的量为 0.8 mol·L －1×2 L＝1.6 mol，B 的物质的量为 0.5 mol·L－1×2 L＝1.0 mol，12 s 时，容器内 A 的物质的量为 0.2 mol·L －1×2 L＝0.4 mol，B 的物质的量为 0.3 mol·L－1×2 L＝0.6 mol，C 的物质的量为 0.8 mol，则起 始时与 12 s 时的压强之比为 13∶9，即 12 s 时容器内压强是起始时的 9 13 ，D 正 确。] 3．在某容积为 2 L 的密闭容器中，A、B、C、D 四种气体物质发生可逆反应， 其物质的量 n(mol)随时间 t(min)的变化曲线如图所示： 下列说法正确的是(　　) A．前 2 min 内，v(A)＝0.2 mol·L－1·min－1 B．在 2 min 时，图像发生改变的原因只可能是增加压强 C．其他条件不变，4 min 时体系的压强不再发生变化 D．在 4 min 时，升高温度，正、逆两方向速率不能同时增大 C　[从前 2 min 看，A、B、C、D 改变的物质的量分别为 0.4 mol、0.5 mol、 0.6 mol、0.4 mol，且 A、B 的物质的量减少，应为反应物；C、D 的物质的量增加， 应为生成物。故反应方程式为 4A(g)＋5B(g) 6C(g)＋4D(g)。选项 A，前 2 min 内，v(A)＝ 0.4 mol 2 L × 2 min ＝0.1 mol·L－1·min－1，错误；选项 B，从图像看，2～3 min 时的图像斜率变大，说明化学反应速率变快，增大压强、升高温度、加入催化剂 等均可能，错误；选项 C，4 min 时反应达到平衡状态，体系压强不再改变，正确； 选项 D，升高温度，v 正、v 逆同时增大，错误。] 4．在一定的条件下，向 2 L 密闭容器中进行一定量 MgSO4 和 CO 的反应： MgSO4(s)＋CO(g) MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)。反应时间与残留固体的质量关 系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．升高温度时，正反应速度增大，逆反应速率减小 B．随着反应的进行，混合气体的平均相对分子质量增大 C．增加硫酸镁的质量时，正反应速率将增大 D．在 0～10 min 内，v(CO)＝0.01 mol·L－1·min－1 B　[A 项，升温，v 正、v 逆均增大，错误；C 项，增加固体的量，v 不变，错 误；D 项， MgSO4(s)＋CO(g) MgO(s)＋CO2(g)＋SO2(g)　Δm 120 g　　　1 mol　　　40g　　　　　　　　　80 g n(CO) 8 g n(CO)＝0.1 mol，v(CO)＝ 0.1 mol 2 L × 10 min ＝0.005 mol·L－1·min－1，错误。] 5．某温度下，在 2 L 恒容密闭容器中 3 种物质间进行反应，X、Y、Z 的物质 的量随时间的变化曲线如图所示，反应在 t1 min 时达到平衡。 (1)请写出该反应的化学方程式：____________________________________ ________________________________________________________________ _______________________________________________________________。 (2)若上述反应中 X、Y、Z 分别为 NH3、H2、N2，且已知 1 mol 氨气分解成 氮气和氢气要吸收 46 kJ 的热量，则至 t1 min 时，该反应吸收的热量为________； 在 0～t1 min 时间内，用 H2 表示该反应的平均速率 v(H2)为________。 (3)下列叙述能判断该反应达到平衡状态的是________(填字母)。 A．容器内各气体组分的质量分数不再发生改变 B．正反应速率与逆反应速率相等 C．容器内气体的密度不再发生改变 D．混合气体的平均相对分子质量不再发生改变 [解析]　(1)由图像可以看出，X 的物质的量逐渐减小，则 X 为反应物，Y、Z 的物质的量逐渐增多，则 Y、Z 为生成物，当反应到达 t 1 min 时，Δn(X)＝0.8 mol、Δn(Y)＝1.2 mol、Δn(Z)＝0.4 mol，化学反应中，各物质的物质的量的变化值 与化学计量数成正比，则 Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝2∶3∶1，所以反应的化学方程 式为 2X(g) 3Y(g)＋Z(g)；(2)由于 1 mol 氨气分解成氮气和氢气要吸收 46 kJ 的热量，而反应中 Δn(X)＝0.8 mol，热效应为 0.8 mol×46 kJ·mol－1＝36.8 kJ；在 0～t1 min 时间内生成的氢气是 1.2 mol，浓度是 0.6 mol·L－1，则用 H2 表示该反应 的平均速率 v(H2)为0.6 t1 mol·L－1·min－1。 (3)容器内各气体组分的质量分数不再发生改变说明正、逆反应速率相等，反 应达到平衡状态，A 项正确；正反应速率与逆反应速率相等，反应达到平衡状态， B 项正确；由于反应在体积不变的密闭容器中进行，反应过程中气体的体积不变， 质量不变，则混合气体的密度不变，不能判断是否达到平衡状态，C 项错误；混 合气体的平均相对分子质量是混合气体的质量和混合气体的总的物质的量的比值， 质量不变，但物质的量是变化的，所以混合气体的平均相对分子质量不再发生改 变时，反应达到平衡状态，D 项正确。 [答案]　(1)2X(g) 3Y(g)＋Z(g)　(2)36.8 kJ 0.6 t1 mol·L－1·min－1　(3)ABD 6．反应 aA＋bB催化剂 cC 在体积为 2 L 的容器中进行反应。在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶 段体系中各物质的量随时间变化的曲线如图所示： 请回答下列问题： (1)反应的化学方程式为_________________________________________。 (2)A 的 平 均 反 应 速 率 v Ⅰ (A) 、 v Ⅱ (A) 、 v Ⅲ (A) 从 大 到 小 排 列 顺 序 为 _______________，可能原因是_________________。 (3)第Ⅰ阶段 C 的平均速率 vⅠ(C)_______________。 (4)第Ⅱ阶段，B 的转化率为________。 [解析]　(1)反应达到平衡时，Δn(A)＝2.0 mol－1.0 mol＝1.0 mol，Δn(B)＝ 6.0 mol － 3.0 mol ＝ 3.0 mol ， Δ n(C) ＝ 2.0 mol － 0 mol ＝ 2.0 mol ， 则 Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)＝1.0 mol∶3.0 mol∶2.0 mol＝1∶3∶2，即该反应的化学方 程式为 A＋3B催化剂 2C。 (2)vⅠ(A)＝ 1.0 mol 2 L × 20.0 min ＝0.025 mol·L－1·min－1， vⅡ(A)＝1.0 mol－0.62 mol 2 L × 15 min ＝0.012 7 mol·L－1·min－1， vⅢ(A)＝0.62 mol－0.50 mol 2 L × 10 min ＝0.006 mol·L－1·min－1。 故：vⅠ(A)＞vⅡ(A)＞vⅢ(A) (3)vⅠ(C)＝ 2.00 mol 2 L × 20.0 min ＝0.05 mol·L－1·min－1 (4)α(B)＝（3.00－1.86）mol 3.00 mol ×100%＝38%。 [答案]　(1)A＋3B催化剂 2C (2)vⅠ(A)＞vⅡ(A)＞vⅢ(A)，随着反应的进行，反应物浓度逐渐变小 (3)0.05 mol·L－1·min－1 (4)38% 7．在一定温度下，4 L 密闭容器内某一反应中气体 M、气体 N 的物质的量随 时间变化的曲线如图： (1)比较 t2 时刻，正、逆反应速度大小 v 正________v 逆。(填“＞”“＝”或 “＜”)，理由是_____________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 (2)若 t2＝2 min，计算反应开始至 t2 时刻用 M 的浓度变化表示的平均反应速 率为________________________________________________________________ ________________________________________________________________。 (3)t3 时刻化学反应达到平衡，反应物的转化率为________。 (4)如果升高温度，则 v 逆________(填“填大”“减小”或“不变”)。 [解析]　(1)t2 时刻，反应物逐渐减小，生成物逐渐增多，反应未达平衡且正向 进行，v 正＞v 逆。 (2)v＝ Δc Δt＝4 mol－2 mol 4 L × 2 min ＝0.25 mol·L－1·min－1。 (3)t3 时刻化学反应达到平衡，剩余 2 mol N，则转化 6 mol N，转化率为 （8－2）mol 8 mol ×100%＝75%。 (4)升高温度，反应速率增大。 [答案]　(1)＞　t2 时未达平衡，反应向正反应方向进行 v 正减小，v 逆增大 (2)0.25 mol·L－1·min－1　(3)75% (4)增大