高中化學 加練 第十一章　微題型96　含量、產率等隨溫度變化圖像

微題型96含量、產率等隨溫度變化圖像(1~5題，每小題4分，共20分)1.(2025·湖南益陽模擬)羰基硫(COS)是一種糧食熏蒸劑，能防止某些害蟲和真菌的危害。在容積不變的密閉容器中，使CO與H2S發生如下反應并達到平衡：CO(g)+H2S(g)COS(g)+H2(g)ΔH，在不同溫度下達到化學平衡時，H2S的轉化率如圖所示。下列說法正確的是()A.平衡常數：Ka<KcB.正反應速率：va<vbC.若將容器體積縮小至原來的一半，H2S的轉化率增大D.反應溫度為200℃時，當容器內壓強不變時，反應達到平衡狀態答案B解析由圖可知，升高溫度，H2S的平衡轉化率減小，說明平衡逆向移動，該反應為放熱反應，平衡常數隨著溫度的升高而減小，則平衡常數：Ka>Kc，A錯誤；b點H2S的轉化率小于平衡轉化率，說明此時反應還沒有達到平衡，則正反應速率：va<vb，B正確；該反應是氣體體積不變的反應，若將容器體積縮小至原來的一半，壓強增大，平衡不發生移動，H2S的轉化率不變，C錯誤；該反應是氣體體積不變的反應，反應過程中容器內的壓強是定值，當容器內壓強不變時，不能說明反應達到平衡狀態，D錯誤。2.(2025·長沙模擬)二氧化碳加氫制甲醇過程中的主要反應如下(忽略其他副反應)：反應①：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-184kJ·mol-1反應②：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41kJ·mol-1恒壓下，按投料比n(CO2)∶n(H2)=1∶3充入密閉容器中，達到平衡時，測得各組分的物質的量分數隨溫度變化的曲線如圖所示(Kp為壓強平衡常數：用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數)。下列說法不正確的是()A.容器內混合氣體的密度不再改變時已達平衡狀態B.若恒溫恒容時，以n(CO2)∶n(H2)=5∶9投料，p起始=1.4p平衡，則反應平衡時CH3OH的物質的量分數為20%C.250℃時，反應②的平衡常數Kp<1D.圖中X、Y分別代表CO、H2O答案D解析根據熱化學方程式可知，反應混合物都是氣體，混合氣體總質量不變，反應①是氣體分子數減少的反應，反應②的反應前后氣體分子數不變，在恒壓條件下反應未達到平衡前，氣體總物質的量變化導致體積變化，則氣體的密度就會發生變化，故氣體密度不再改變可說明反應達到了平衡狀態，A正確；恒溫恒容時，氣體的壓強比等于氣體的物質的量比，若起始時n(CO2)=5mol，n(H2)=9mol，則n(起始)=5mol+9mol=14mol，反應平衡時氣體的總物質的量為n(平衡)=14mol1.4=10mol，氣體物質的量減少了4mol，根據反應①的熱化學方程式可知，每生成1molCH3OH，氣體減少2mol，現在反應減少了4mol，故生成CH3OH的物質的量是2mol，則CH3OH物質的量分數=2mol10mol×100%=20%，B正確；根據熱化學方程式：反應①是放熱反應、反應②是吸熱反應，升高溫度，會導致反應①平衡逆向移動、反應②平衡正向移動，使CO的含量增大，故曲線X表示CO，平衡移動使CH3OH、H2O的含量減少，其表示的曲線應該是下降趨勢，且CH3OH減少的更多，故曲線Y表示CH3OH，曲線Z表示H2O，反應②的平衡常數Kp=p(CO)·p(H2O)p(CO2)·p(H2)，由圖可知250℃時CO3.(2025·四川宜賓模擬)一定條件下，將H2和N2按物質的量之比為3∶1充入密閉容器中發生反應：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。測得不同壓強下，達到化學平衡時氨的物質的量分數(χNH3下列說法錯誤的是()A.壓強：p1<20MPaB.反應速率：b<aC.a點時，N2的轉化率約為33%D.虛線表示p1條件下充入He后的圖像答案D解析合成氨反應為氣體分子數減小的反應，其他條件相同時，增大壓強，反應正向進行，平衡時氨的物質的量分數增大，可知壓強：p1<20MPa，A正確；a點溫度高，壓強大，反應速率快，反應速率：b<a，B正確；a點時，氨的物質的量分數為0.20，列三段式：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)起始/mol130變化/molx3x2x平衡/mol1-x3-3x2x2x4-2x=0.2，x≈0.33，N2的轉化率約為33%，C正確；若p1條件下充入He，即恒壓條件下充入非反應氣體，等效于減壓，減壓N2(g)+3H2(g)2NH3(g)平衡逆向移動，平衡時氨的物質的量比同溫時不通入He更小，4.(2025·全國模擬預測)研究發現NH3可除去硝酸尾氣中的NO，二者可發生反應：4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)(在任意溫度下均可自發進行)。當NH3與NO的物質的量之比分別為1∶3、3∶1、4∶1時，反應相同時間，NO脫除率隨溫度變化的曲線如圖所示。下列說法錯誤的是()A.該反應的ΔH<0，ΔS>0B.曲線c對應的NH3與NO的物質的量之比為4∶1C.由圖像可知，工業上用NH3脫除NO時宜選擇900℃D.1200℃后NO的脫除率升高的原因可能是NO發生了分解答案B解析該反應為氣體分子數增大的反應，則ΔS>0，又因其在任意溫度下均可自發進行，即在任意溫度下ΔH-TΔS<0，則該反應的ΔH<0，A正確；NH3與NO的物質的量之比越大，反應相同時間，NO脫除率越大，故曲線c對應的NH3與NO的物質的量之比為1∶3，B錯誤；900℃之前，隨溫度升高，反應速率逐漸加快，NO脫除率升高，900~1200℃，隨溫度升高，NO脫除率降低，可能是因為催化劑活性降低，反應速率減慢，也可能是因為反應達到平衡，溫度升高，平衡逆向移動，NO的脫除率下降，故工業上用NH3脫除NO時宜選擇900℃，C正確；900~1200℃，隨溫度升高，NO脫除率降低，1200℃之后NO的脫除率升高，而該反應的ΔH<0，溫度升高，平衡逆向移動，平衡時NO的脫除率應該下降，則1200℃后NO的脫除率升高的原因可能是NO發生了分解或發生了其他副反應，D正確。5.(2024·成都模擬預測)在體積為1L的恒容容器中，用CO2和H2合成甲醇：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH。相同時間內不同的溫度下，將1molCO2和3molH2置于反應器中反應，測定CH3OH的產率與溫度的關系如圖所示。下列說法不正確的是()A.該反應的ΔH>0B.圖中P點：v正>v逆C.Q點，CO2的體積分數[φ(CO2)]與H2O的體積分數[φ(H2O)]存在關系：4φ(CO2)+2φ(H2O)=1D.520K下，X點所對應甲醇的產率為50%，則平衡常數K=4答案A解析已知隨著溫度的升高，反應速率加快，反應達到平衡時時間會縮短，故最高點左邊，反應均未達到平衡，最高點右邊曲線表示反應均處于平衡狀態，即升高溫度甲醇的產率降低，說明該反應為放熱反應，即ΔH<0，故A錯誤；由分析可知，P點處未達到平衡狀態，此時正反應速率較大，即v正>v逆，故B正確；設Q點時CO2的變化量為xmol，列三段式有CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)初始/mol1300變化/molx3xxx平衡/mol1-x3-3xxx，平衡時氣體總物質的量為(4-2x)mol，相同條件下，物質的量與體積成正比，則4φ(CO2)+2φ(H2O)=4×1-x4-2x+2×x4-2x=4-2x4-2x=1，故C正確；X