化学反应原理中的图像图表和数据分析题[题型专练]角度(一)化学平衡中的图像图表和数据分析题1．CrO2－4和Cr2O2－7在溶液中可相互转化。

室温下，初始浓度为 1.0 mol·L－1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O2－7)随c(H＋)的变化如图所示。

根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为________。

解析由图中A点数据，可知：c(Cr2O2－7)＝0.25 mol·L－1、c(H＋)＝1.0×10－7 mol·L －1，则进一步可知c(CrO2－4)＝1.0 mol·L－1－2×0.25 mol·L－1＝0.5 mol·L－1，根据平衡常数的定义可计算出该转化反应的平衡常数为1.0×1014。

答案 1.0×10142．以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈(C3H3N)和副产物丙烯醛(C3H4O)的热化学方程式如下：①C3H6(g)＋NH3(g)＋32O2(g)===C3H3N(g)＋3H2O(g)ΔH＝－515 kJ·mol－1②C3H6(g)＋O2(g)===C3H4O(g)＋H2O(g)ΔH＝－353 kJ·mol－1(1)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460 ℃，低于460 ℃时，丙烯腈的产率________(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率，判断理由是___________________________________________________；高于460 ℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是________(双选，填标号)。

A．催化剂活性降低B．平衡常数变大C．副反应增多D．反应活化能增大(2)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。

由图可知，最佳n(氨)/n(丙烯)约为________，理由是__________________________________________________________________，进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为________。

解析(1)因为该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低，反应刚开始进行，主要向正反应方向进行，尚未达到平衡状态，460℃以前是建立平衡的过程，故低于460℃时，丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率；高于460℃时，丙烯腈产率降低，A项，催化剂在一定温度范围内活性较高，若温度过高，活性降低，正确；B项，平衡常数的大小不影响产率，错误；C项，根据题意，副产物有丙烯醛，副反应增多导致产率下降，正确；D项，反应活化能的大小不影响平衡，错误。

(2)根据图像知，当n(氨)/n(丙烯)约为1.0时，该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低；根据化学反应C3H6(g)＋NH3(g)＋3 2O2(g)===C3H3N(g) ＋3H2O(g)，氨气、氧气、丙烯按1∶1.5∶1的体积比加入反应达到最佳状态，而空气中氧气约占20%，所以进料氨、空气、丙烯的理论体积约为1∶7.5∶1。

答案(1)不是该反应为放热反应，平衡产率应随温度升高而降低AC (2)1.0该比例下丙烯腈产率最高，而副产物丙烯醛产率最低1∶7.5∶1 3．甲醇是重要的化工原料，又可作为燃料。

利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3合成气组成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.60时，体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图所示。

α(CO)值随温度升高而________(填“增大”或“减小”)，其原因是________________________________；图中的压强由大到小为________，其判断理由是________________。

解析由图可知，压强一定时，CO的平衡转化率随温度的升高而减小，其原因是反应①为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，反应③为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，又使产生CO的量增大，而总结果是随温度升高，CO的转化率减小。

反应①的正反应为气体总分子数减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，而反应③为气体总分子数不变的反应，产生CO的量不受压强的影响，因此增大压强时，CO的转化率提高，故压强p1、p2、p3的关系为p1<p2<p3。

答案减小升高温度时，反应①为放热反应，平衡向左移动，使得体系中CO 的量增大；反应③为吸热反应，平衡向右移动，又产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低p3>p2>p1相同温度下，由于反应①为气体分数减小的反应，加压有利于提高CO的转化率；而反应③为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响。

故增大压强时，有利于CO的转化率升高4．目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的反应方程式为：(1)CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)已知H2的体积分数随温度的升高而增加。

若温度从300 ℃升至400 ℃，重新达到平衡，判断下列表格中各物理量的变化。

(选填“增大”、“减小”或“不变”)(2)相同温度时，上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡，各物质的平衡浓度如下表：a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为__________________________________________________________________。

解析(1)H2的体积分数随温度的升高而增加，这说明升高温度平衡向逆反应方向进行，即正反应是放热反应。

升高温度正、逆反应速率均增大，平衡向逆反应方向进行，平衡常数减小，反应物的转化率减小。

(2)相同温度时平衡常数不变，则a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为cd2ab4＝xy2mn4。

答案(1)(2)cd2ab4＝xy2mn45．硝基苯甲酸乙酯在OH－存在下发生水解反应：O2NC6H4COOC2H5＋OH－O2NC6H4COO－＋C2H5OH两种反应物的初始浓度均为0.050 mol·L－1，15 ℃时测得O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如表所示。

回答下列问题：(1)列式计算该反应在120～180 s与180～240 s 区间的平均反应速率________、________；比较两者大小可得出的结论是____________________________________________________________________________________________________________________________________。

(2)列式计算15 ℃时该反应的平衡常数________。

解析(1)v＝0.050 mol·L－1×（41.8%－33.0%）（180－120）s＝7.3×10－5mol·L－1·s－1v ＝0.050 mol·L －1×（48.8%－41.8%）（240－180） s ＝5.8×10－5 mol·L －1·s －1 随着反应的进行，反应物浓度降低，反应速率减慢(2)K ＝（0.050 mol·L －1×71.0%）2[0.050 mol·L －1×（1－71.0%）]2＝6.0或K ＝（71.0%）2（1－71.0%）2＝6.0 答案 (1)7.3×10－5 mol·L －1·s －1 5.8×10－5 mol·L －1·s －1 随着反应的进行，反应物浓度降低，反应速率减慢 (2)6.0角度(二) 电解质溶液中的图像图表和数据分析题1．H 2C 2O 4为二元弱酸。

20℃时，配制一组c (H 2C 2O 4)＋c (HC 2O －4)＋c (C 2O 2－4)＝0.100mol·L －1的H 2C 2O 4和NaOH 混合溶液，溶液中部分微粒的物质的量浓度随pH 的变化曲线如图所示。

回答下列问题：(1)c (Na ＋)＝0.100 mol·L －1的溶液中：c (H ＋)＋c (H 2C 2O 4)________c (OH －)＋c (C 2O 2－4)。

(填“＞”“＝”或“＜”) (2)pH ＝7.0的溶液中：c (Na ＋)________2c (C 2O 2－4)(填“＞”“＝”或“＜”)。

解析 (1)当c (Na ＋)＝0.100 mol·L －1时，此时应为NaHC 2O 4溶液，由电荷守恒有c (H ＋)＋c (Na ＋)＝c (OH －)＋2c (C 2O 2－4)＋c (HC 2O －4)，由物料守恒有c (Na ＋)＝c(C 2O 2－4)＋c (HC 2O －4)＋c (H 2C 2O 4)，联立得质子守恒式有：c (H ＋)＋c (H 2C 2O 4) ＝c (OH －)＋c (C 2O 2－4)；(2)由电荷守恒有c (H ＋)＋c (Na ＋)＝c (OH －)＋2c (C 2O 2－4)＋c (HC 2O －4)，pH ＝7，即c (H ＋)＝c (OH －)，有c (Na ＋)＝2c (C 2O 2－4)＋c (HC 2O －4)，即c (Na ＋) >2c (C 2O 2－4)。

答案 (1)＝ (2)＞2．25 ℃，在0.10 mol·L －1 H 2S 溶液中，通入HCl 气体或加入NaOH 固体以调节溶液pH ，溶液pH 与c (S 2－)关系如下图(忽略溶液体积的变化、H 2S 的挥发)。

(1)pH＝13时，溶液中的c(H2S)＋c(HS－)＝________mol·L－1。

(2)某溶液含0.020 mol·L－1 Mn2＋、0.10 mol·L－1 H2S，当溶液pH＝________时，Mn2＋开始沉淀。

[已知：K sp(MnS)＝2.8×10－13]解析(1)根据图像可知，pH＝13时，c(S2－)＝5.7×10－2 mol·L－1，由于H2S溶液的浓度为0.10 mol·L－1，所以根据S原子守恒有：c(S2－)＋c(H2S)＋c(HS－)＝0.1 mol·L－1，所以c(H2S)＋c(HS－)＝0.1 mol·L－1－5.7×10－2 mol·L－1＝0.043 mol·L－1。