《直通名校》特色题型专项练七、热力学与动力学合力释疑陌生平衡图像（教师版）-高考化学大二轮专题复习

七、热力学与动力学合力释疑陌生平衡图像 1.将丙烷转化为具有高附加值的产品是提高丙烷利用效率、实现碳基能源高效利用的关键技术之一，具有广阔的实用前景及巨大的经济效益。丙烷氧化脱氢法涉及反应ⅰ：2C3H8（g）＋O2（g）2C3H6（g）＋2H2O（g），反应ⅱ：2C3H8（g）＋7O2（g）6CO（g）＋8H2O（g）。在2 L刚性密闭容器中，分别投入2 mol C3H8（g）和1 mol O2（g），相同时间下，测定丙烷和氧气的转化率（α）随温度（T）变化的关系如图所示（整个温度条件下，其他因素均无变化）。下列说法错误的是（　　） A.曲线Ⅰ表示氧气转化率随温度变化曲线 B.T2、T3温度条件下，反应ⅰ和ⅱ均达到平衡，且两反应的ΔH均小于零 C.T3温度条件下，两曲线重合说明该温度后基本只进行反应ⅰ D.T3温度条件下，反应ⅰ的平衡常数K＝2 解析：D　反应ⅰ C3H8和O2反应比为2∶1，而反应ⅱ为2∶7，而投料中C3H8和O2的物质的量之比为2∶1，则相同温度下，相同时间内氧气的转化率应高于丙烷，A正确；反应相同时间，故T2之前仍未达到平衡，而T2、T3温度条件下，反应ⅰ和ⅱ均达到平衡，且温度升高，转化率降低，说明两反应的ΔH均小于零，B正确；T3温度条件下，两曲线重合说明该温度后基本只进行反应ⅰ，C正确；T3温度条件下，只进行反应ⅰ，C3H8、O2的平衡转化率均为50％，体积V＝2 L，根据反应方程式可知，平衡时c（C3H8）＝＝0.5 mol·L－1，c（O2）＝0.25 mol·L－1，c（C3H6）＝c（H2O）＝0.5 mol·L－1，平衡常数K＝＝＝1，D错误。 2.某研究学习小组把一定量的固体X放入容积为2 L的真空密闭容器中，在T ℃下分解：X（s）2Y（g）＋Z（g），t1时达到化学平衡，c（Z）随时间t变化曲线（0～t2时间段）如图所示。下列说法错误的是（　　） A.在0～t1时间内该化学反应速率v（Y）＝ mol·L－1·s－1 B.T ℃时，该反应的化学平衡常数K的值为0.000 5 C.Z的体积分数不变证明该分解反应已经达到平衡 D.若其他条件不变，t2时将容器容积压缩至1 L，t3时达到新的平衡，c（Z）在t2～t4时间内的变化曲线如上图所示 解析：C　由题图可知，在0～t1时间内该化学反应速率v（Z）＝＝ mol·L－1·s－1，根据化学方程式，化学计量数与速率成正比，故v（Y）＝2v（Z）＝ mol·L－1·s－1，A正确；平衡时，c（Z）＝0.05 mol·L－1，c（Y）＝0.10 mol·L－1，则该反应的化学平衡常数K＝c（Z）·c2（Y）＝0.05×0.12＝0.000 5，B正确；反应物是固体，生成物是气体，由于生成物Y与Z物质的量之比满足方程式化学计量数之比，故无论反应是否达到平衡，Z的体积分数都是，C错误；若其他条件不变，t2时将容器容积压缩至1 L，Z的浓度瞬间变为2倍即0.10 mol·L－1，平衡逆向移动，Z的浓度减小，由于温度不变K不变，则再次平衡时，仍满足c（Z）＝0.05 mol·L－1，c（Z）在t2～t4时间内的变化曲线正确，D正确。 3.已知阿仑尼乌斯公式是反应速率常数随温度变化关系的经验公式，可写作Rln k＝－＋C（k为反应速率常数，Ea为反应活化能，R和C为大于0的常数），为探究m、n两种催化剂对某反应的催化效能，进行了实验探究，依据实验数据获得曲线如图所示。下列说法正确的是（　　） A.在m催化剂作用下，该反应的活化能Ea＝9.6×104 J·mol－1 B.对该反应催化效能较高的催化剂是m C.不改变其他条件，升高温度，会降低反应的活化能 D.可以根据该图像判断升高温度时平衡移动的方向 解析：A　将坐标（7.2，56.2）和（7.5，27.4）代入Rln k＝－＋C中，计算可知Ea＝9.6×104 J·mol－1，A正确；对比图中直线m和n的斜率绝对值的大小可知，使用催化剂n时对应的Ea较小，则对该反应催化效能较高的催化剂是n，B错误；图中m、n均为直线，斜率不发生变化，因此不改变其他条件，只升高温度，反应的活化能不变，C ... ...