速率、平衡图表类综合题1．铁和铝是两种重要的金属，它们的单质及化合物有着各自的性质。(1)在一定温度下，氧化铁可以与一氧化碳发生反应：Fe2O3(s)＋3CO(g)2Fe(s)＋3CO2(g)。已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表：温度/℃100011501300平衡常数64.050.742.9请回答下列问题：①该反应的平衡常数表达式K＝________，ΔH________0(填“>”、“<”或“＝”)。②在一个容积为10L的密闭容器中，1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，反应经过10min后达到平衡。求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)＝____________________，CO的平衡转化率为________。③欲提高②中CO的平衡转化率，可采取的措施是________________________________________________________________________。 A．减少Fe的量B．增加Fe2O3的量C．移出部分CO2D．提高反应温度E．减小容器的容积F．加入合适的催化剂(2)某些金属氧化物粉末和Al粉在镁条的引燃下可以发生铝热反应，下列反应速率(v)和温度(T)的关系示意图中与铝热反应最接近的是________。(3)写出氢氧化铝在水中发生酸式电离的电离方程式：________________________________________________________________________。欲使上述体系中Al3+浓度增加，可加入的物质是________________________________________________________________________。2．在2L容积不变的密闭容器内，800℃时反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)体系中，n(NO)随时间的变化如下表：t/s012345n(NO)/mol0.0200.0100.0080.0070.0070.007(1)用O2的反应速率表示0～2s内该反应的平均反应速率v＝________________。若上述反应在850℃下进行，反应2s时n(NO)＝0.009mol，并且不再随时间而改变，则该反应是__________热反应。(2)图中表示NO2浓度变化的曲线是__________(填字母)。6\n(3)能说明该反应已达到平衡状态的是________(填序号)。A．v(NO2)＝2v(O2)B．容器内的压强保持不变C．v逆(NO)＝2v正(O2)D．容器内气体密度保持不变(4)能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是________(填序号)。A．及时分离出NO2B．适当升高温度C．增大O2的浓度D．选择高效催化剂3．在100℃时，将0.40mol的二氧化氮气体充入2L真空的密闭容器中，每隔一段时间就对该容器内的物质进行分析，得到数据如表所示：时间(s)020406080n(NO2)/mol0.40n10.26n3N4n(N2O4)/mol0.000.05n20.080.08(1)在上述条件下，从反应开始直至20s时，二氧化氮的平均反应速率为________mol·L－1·s－1。(2)n3__________n4(填“>”、“<”或“＝”)，该反应的平衡常数为________(保留小数点后一位)。(3)若在相同情况下，最初向该容器中充入的是四氧化二氮气体，要达到上述同样的平衡状态，四氧化二氮的起始浓度是________mol·L－1，假设在80s时达到平衡，请在图中画出并标明该条件下此反应中N2O4和NO2的浓度随时间变化的曲线。(4)达到平衡后，如升高温度，气体颜色会变深，则升高温度后，反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。(5)达到平衡后，如向该密闭容器中再充入0.32mol氦气，并把容器体积扩大为4L，则平衡将______(填“向左移动”、“向右移动”或“不移动”)，其理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________6\n________________________________________________________________________。4．已知下列两个反应：反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1反应Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH2(1)相同温度下，若上述反应Ⅰ的化学平衡常数为K1，反应Ⅱ的化学平衡常数为K2，那么K1·K2＝________。(2)反应Ⅰ的化学平衡常数K1和温度T的关系如表一：表一T/℃70080085010001200K10.60.91.01.72.6则ΔH1________0(选填“>”、“＝”或“<”)。(3)如果上述反应Ⅰ以CO和H2O(g)为起始反应物，在T℃时CO和H2O浓度变化如图所示，且密闭容器的容积为1L。那么0～4min的平均反应速率v(CO2)=mol·L-1·min-1，对照“表一”可知T= ℃。(4)某温度下，反应Ⅰ的化学平衡常数为2.25。在该温度下，向甲、乙、丙三个恒容密闭容器中通入CO2(g)和H2(g)，这两种物质的起始浓度如表二：表二起始浓度甲乙丙c(CO2)(mol·L－1)0.010.020.02c(H2)(mol·L－1)0.010.010.02反应速率最快的是________(填“甲”、“乙”或“丙”)，平衡时，H2转化率最大的是________(填“甲”、“乙”或“丙”)，丙中H2的转化率为________。5．汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体，对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体相互反应转化为无毒气体。(1)4CO(g)＋2NO2(g)===4CO2(g)＋N2(g) ΔH＝－1200kJ·mol－1对于该反应，温度不同(T2>T1)、其他条件相同时，下列图像正确的是________(填代号)。6\n(2)汽车尾气中CO与H2O(g)在一定条件下可以发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH<0。820℃时在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，起始时按照下表进行投料，达到平衡状态，K＝1.0。起始物质的量甲乙丙n(H2O)/mol0.100.200.20n(CO)/mol0.100.100.20①该反应的平衡常数表达式为________________________________________________________________________。②平衡时，甲容器中CO的转化率是________。比较下列容器中CO的转化率：乙________甲；丙________甲(填“>”、“＝”或“<”)。③丙容器中，通过改变温度，使CO的平衡转化率增大，则温度________(填“升高”或“降低”)，平衡常数K______(填“增大”、“减小”或“不变”)。6\n答案1．(1)①c3(CO2)/c3(CO) < ②0.006mol·L－1·min－1 60% ③C(2)b(3)Al(OH)3H＋＋AlO＋H2O 盐酸(合理即给分)2．(1)0.0015mol·L－1·s－1 放 (2)b (3)BC (4)C3．(1)0.0025 (2)＝ 2.8 (3)0.10 如图(4)减小(5)向左移动氦气是惰性气体，不参与反应；扩大体积的瞬间，c(NO2)和c(N2O4)都降低为原来的一半，使c(N2O4)/c2(NO2)增大，并大于该温度下的平衡常数K，平衡会向左移动(或氦气是惰性气体，不参与反应，扩大体积相当于减小压强，平衡向左移动)解析 根据反应速率的定义不难解答问题(1)。根据已知表中的数据可知60～80s反应达到平衡，故n3=n4。由方程式2NO2(g)N2O4(g)及平衡常数公式可计算出其平衡常数约为2.8。因温度、体积不变，故达到等效平衡时需要N2O4的起始物质的量为0.20mol，即浓度为0.10mol·L-1。由于再充入0.32mol氦气时对平衡无影响，但容器体积扩大为4L时相当于给原平衡减压，故平衡逆向移动。4．(1)1 (2)> (3)0.03 850 (4)丙 乙 60%解析 (1)反应Ⅰ和反应Ⅱ互为逆反应，而且温度相同，故K1与K2互为倒数关系。(2)由“表一”中温度与化学平衡常数的关系可知，温度越高，化学平衡常数越大，即升高温度，平衡向正反应方向移动，故正反应为吸热反应，ΔH1>0。(3)v(CO2)＝v(H2O)＝＝0.03mol·L－1·min－1。4min时，c(H2O)＝0.18mol·L－1，c(CO)＝0．08mol·L－1，c(H2)＝0.12mol·L－1，c(CO2)＝0.12mol·L－1，所以化学平衡常数K1＝＝1，查“表一”可知K1＝1对应的温度为850℃。(4)丙中的CO2(g)和H2(g)浓度都最大，而三个容器反应温度都相同，故丙中反应速度最大。甲、丙为等效平衡，而乙中CO2(g)的起始浓度大于H2(g)的起始浓度，故乙中H2转化率最大。设丙中平衡时CO(g)的浓度为xmol·L－1，那么CO2(g)的浓度为(0.02－x)mol·L－1，H2(g)的浓度为(0.02－x)mol·L－1，H2O(g)的浓度为xmol·L－1，所以K＝x2/(0.02－x)2＝2.25，解得x＝0.012，即平衡时H2(g)的浓度为0.008mol·L－1，故丙中H2的转化率为(0.02mol·L－1－0.008mol·L－1)/0.02mol·L－1×100%＝60%。5．(1)乙 (2)①K＝ ②50% > ＝ ③降低 增大6\n解析 通过温度对平衡移动的影响能够判断化学平衡的图像问题；通过温度对放热反应的影响可判断化学平衡常数的变化，同时可由化学平衡常数计算某反应物的变化量，从而得出该物质平衡时的转化率。(1)4CO(g)＋2NO2(g)===4CO2(g)＋N2(g) ΔH<0，该反应是放热反应，当升高温度时，正、逆反应速率都增大，甲中正反应速率在T2时没有增大，故错误；升高温度，化学平衡逆向移动，CO的浓度增大，CO的体积分数增大，故丙不正确。(2)根据反应的平衡常数为1.0可以得出c(CO2)·c(H2)＝c(CO)·c(H2O)，反应前后气体体积不变，可得出n(CO2)·n(H2)＝n(CO)·n(H2O)。①甲容器中起始时n(CO)＝n(H2O)＝0.10mol，满足等式就是反应物转化了一半，故CO的转化率为50%。②乙容器中起始时n(H2O)＝0.20mol，相当于在甲容器中增大c(H2O)，平衡正向移动，n(CO)减少，CO的转化率增大；丙容器中起始时n(CO2)＝n(H2)＝0.20mol，相当于两个甲容器中的量，假设两个甲容器合二为一，反应到达平衡后，缩小体积至一半变成丙容器，即对体系加压，平衡不移动，CO的转化率不变化。③丙容器中改变温度，CO的转化率增大说明平衡正向移动，正反应为放热反应，故需降低温度；平衡正向移动，生成物浓度增大，反应物浓度减小，故K增大。6
