内容正文:
—2025年高考化学大一轮复习讲义(新教材新高考)
第37讲 化学平衡图像
(
知识体系
)
一、化学平衡图像专题解题思路
化学平衡图像题的解题流程
思维建模
解题一般方法:
1.牢固掌握有关的概念与原理,尤其要注意外界条件的改变对一个可逆反应来讲,正逆反应速率如何变化,化学平衡如何移动,在速度-时间图、转化率-时间图、反应物的含量-浓度图等上如何体现。要能够画出有关的变化图象。
2.对于化学反应速率的有关图象问题,可按以下的方法进行分析:
(1)认清坐标系,搞清纵、横坐标所代表的意义,并与有关的原理挂钩。
(2)看清起点,分清反应物、生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物一般生成物多数以原点为起点。
(3)抓住变化趋势,分清正、逆反应,吸、放热反应。升高温度时,v(吸)>v(放),在速率-时间图上,要注意看清曲线是连续的还是跳跃的,分清渐变和突变,大变和小变。例如,升高温度,v(吸)大增,v(放)小增,增大反应物浓度,v(正)突变,v(逆)渐变。
(4)注意终点。例如在浓度-时间图上,一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量,并结合有关原理进行推理判断。
3.对于化学平衡的有关图象问题,可按以下的方法进行分析:
(1)认清坐标系,搞清纵、横坐标所代表的意义,并与勒沙特列原理挂钩。
(2)紧扣可逆反应的特征,搞清正反应方向是吸热还是放热,体积增大还是减小、不变,有无固体、纯液体物质参加或生成等。
(3)看清速率的变化及变化量的大小,在条件与变化之间搭桥。
(4)看清起点、拐点、终点,看清曲线的变化趋势。
(5)先拐先平。例如,在转化率-时间图上,先出现拐点的曲线先达到平衡,此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。
(6)定一议二。当图象中有三个量时,先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。
(
知识梳理一
)
1.速率—时间图像(vt图像):
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
解题原则:分清正反应、逆反应及二者的相对大小,分清“突变”和“渐变”;正确判断化学平衡的移动方向;熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律。
(
经典典例
)
1.在密闭容器中进行反应:X(g)+3Y(g)2Z(g), 有关下列图像的说法正确的是
A.依据图a可判断正反应为吸热反应
B.在图b中,虚线可表示加压
C.图c可表示增大压强时正逆反应速率变化
D.由图d中气体平均相对分子质量随温度的变化情况,可推知正反应的△H<0
2.向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,在一定条件下发生反应,正反应速率随时间变化的示意图如下图,下列结论中正确的个数为
①反应在c点到达平衡
②SO2浓度:a点小于c点
③反应物的总能量高于生成物的总能量
④∆t1=∆t2,ab段NO2的消耗量小于bc段NO2的消耗量
⑤混合物颜色不再变化,说明反应达到平衡
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
(
知识梳理二
)
二.百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像:
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
解题原则——“先拐先平数值大”。
在化学平衡图像中,先出现拐点的反应则先达到平衡,先出现拐点的曲线表示的温度较高
(
经典典例
)
或使用了催化剂。
1.有关下列图像的分析正确的是
A.图1所示图中的阴影部分面积的含义是某反应物的物质的量的变化量
B.图2表示在达到平衡后,在恒压条件下移出部分HI时速率的变化
C.图3表示反应的速率随温度变化的曲线,说明该可逆反应的逆反应是放热反应
D.图4表示反应:,若的物质的量一定,则a、b、c三点中,b点的转化率最大
2.我国汽车尾气和燃煤尾气的净化取得一定成效。
(1)汽车尾气净化原理2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如图1所示。
据此判断:
①该反应的ΔH 0(填“>”或“<”)。
②T温度下,0~2s内的平均反应速率υ(H2)= 。
③当固体催化剂的质量一定时,将催化剂磨成粉末,则反应速率 (填“增大”“减小”或“不变”,下同),CO转化率 。
④若在绝热、恒容的密闭体系中充入一定量的NO和CO气体进行该反应,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 (填字母序号)。
(2)煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867.0 kJ∙mol−1;2NO2(g) N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ∙mol−1,写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2、CO2和H2O(g)的热化学方程式: 。
(3)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚:2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=-130.8 kJ∙mol−1,一定条件下,上述反应达到平衡状态后,若改变反应的某一个条件,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是 (填字母序号)。
a.逆反应速率先增大后减小
b.H2的转化率增大
c.反应物的体积百分含量减小
d.容器中值变小
(
知识梳理三
)
三.百分含量(或转化率)—压强—温度图像:
Ⅰ Ⅱ
解题原则——“定一议二”。
在化学平衡图像中,包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量,分析方法是确定其中一个变量,讨论另外两个变量之间的关系。
(
经典典例
)
1.二甲醚(CH3OCH3)在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用。工业上以CO和H2为原料生产CH3OCH3和CO2的工艺主要发生三个反应:
① CO(g) + 2H2(g)⇌CH3OH(g) △H1=-91 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H2=-24 kJ·mol-1
③ CO(g)+ H2O(g)⇌CO2(g) + H2(g) △H3=-41 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)该工艺生产CH3OCH3和CO2总反应的热化学方程式为: 。
(2)一定条件下该反应在密闭容器中达到平衡后,要提高CO的转化率,可以采取的措施是 。
A.低温高压 B.加催化剂 C.分离出二甲醚 D.增加H2浓度
(3)为了寻找合适的反应温度,研究者进行了一系列试验,每次试验保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变,试验结果如图。
该条件下,温度为 时最合适。高于此温度CO转化率会下降的原因是 。
(4)合成二甲醚还可以用另一反应:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g) + H2O(g)。在某温度下,在1L密闭容器中加入CH3OH ,反应到10分钟时达到平衡,此时测得各组分的浓度如下:
物 质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
浓度/mol·L-1
0.01
0.2
0.2
①该反应的平衡常数表达式为 。请计算该温度的平衡常数值为 。
②10 min内平均反应速率v(CH3OH) 为 。
拓展练习
1.在一定条件下反应A(g)+B(g) C(g) ΔH<0达到平衡后,改变条件,正、逆反应速率随时间的变化如图,下列说法正确的是
A.图①改变的条件可能是增大A的浓度,达到新平衡后A的转化率减小
B.图②改变的条件是加压,达到新平衡后A的转化率不变
C.图③改变的条件可能是减小A的浓度,达到新平衡后A的转化率减小
D.图④改变的条件是升温,达到新平衡后A的转化率增大
2.向一恒容密闭容器中充入A、B、C三种气体,在一定条件下发生反应,各物质的物质的量浓度随时间的变化如图a所示。若从t1时刻开始,每个时刻只改变一个且不重复的条件,物质C的正,逆反应速率随时间变化如图b所示。下列说法错误的是
A.该反应的化学方程式为
B.若t1时改变的条件是加入催化剂,则t3时改变的条件是增大压强
C.t4时改变的条件可能是降低反应温度
D.10min后保持容器体积恒定再加入一定量的A气体,达到新的平衡后,A的百分含量不变
3.在2L恒容密闭容器中加入一定量A和B,发生反应aA(g)+bB(g)cC(g)。100℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化关系如图一所示。不同温度下平衡时C的体积分数与A、B起始时的投料比的变化关系如图二所示。则下列结论正确的是
A.aA(g)+bB(g)cC(g) △H>0
B.100℃时达平衡的体系中充入少量C(g),达新平衡前v(逆)>v(正)
C.100℃时前5min平均化学反应速率v(A)=0.04mol•L-1•min-1
D.某温度下平衡时B的转化率随起始的增大而减小
4.某温度下,将和充入密闭容器中发生反应 ,容器中的物质的量随时间的变化关系如图中的实线所示。图中虚线表示仅改变某一反应条件时,的物质的量随时间的变化关系。下列说法正确的是
A.曲线Ⅰ对应的条件改变可能增大压强
B.曲线Ⅱ对应的条件改变可能是充入氦气
C.该温度下,此反应的化学平衡常数的数值为0.5
D.从反应开始至a点,
5.将0.4 mol 气体充入2 L容积固定的密闭容器中发生反应: 。在和时,测得的物质的量随时间的变化如图1所示。在温度为、时,平衡体系中的体积分数随压强变化的曲线如图2所示。
下列叙述中正确的有
①;②时,40~80s内用表示的平均反应速率为0.15 mol⋅L⋅min;③A、C两点的反应速率:A<C;④A、C两点气体的颜色:A浅,C深;⑤A、B两点的转化率:A>B;⑥A、B、C三点的平衡常数:
A.六项 B.五项 C.四项 D.三项
6.在密闭容器中,加入和发生如下反应:,C的体积分数(C%)随时间的变化趋势符合如图关系:
下列说法正确的是
A.B物质可能是气体
B.若在F点时给容器压缩体积,达新平衡时C的浓度将增大
C.该反应为吸热反应
D.恒温恒容下达平衡后,向容器中再加入2molA和1molB,A的体积分数减小
7.工业制硫酸的一步重要反应是的催化氧化。在密闭容器中,充入和足量,在催化剂、500℃的条件下发生反应。、的物质的量随时间的变化如图。
下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式是
B.反应到2min时,达到了化学平衡状态
C.反应开始至5min末,以浓度的变化表示该反应的平均反应速率是
D.通过调控反应条件,可以使转化率高于80%
8.向一恒容密闭容器中充入A、B、C三种气体,在一定条件下发生反应,各物质的物质的量浓度随时间的变化如图a所示。若从时刻开始,每个时刻只改变一个且不重复的条件,物质C的正、逆反应速率随时间变化如图b,下列说法不正确的是
A.O至内,A与B的平均反应速率之比为3∶2
B.该反应的化学方程式为
C.时,改变的条件可能是加入催化剂
D.该反应的正反应为放热反应
9.在2L恒容密闭容器中加入一定量A和B,发生反应。100℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化关系如图一所示。不同温度下平衡时C的体积分数与A、B起始时的投料比的变化关系如图二所示。则下列结论正确的是
A.100℃时前5min平均化学反应速率
B.100℃时达平衡的体系中充入少量C(g),达新平衡前v(逆)>v(正)
C.
D.某温度下平衡时B的转化率随起始的增大而先增大后减小
10.在容积均为1L的密闭容器M(500℃,恒温)、N(起始500℃,绝热)中分别加入、和相同催化剂,发生反应:。实验测得M、N容器中的转化率随时间的变化关系如图。下列说法错误的是
A.该反应的ΔH>0
B.500℃该反应的化学平衡常数K约为0.022
C.M容器中的转化率随时间的变化关系是图中的曲线b
D.反应平衡后,向N容器中再加入、,的平衡转化率减小
11.在一定条件下,反应 达到平衡后,改变条件,正、逆反应速率随时间的变化如图,下列说法正确的是
A.图①改变的条件是升高温度,达到新平衡后的转化率减小
B.图②改变的条件可能是增大的浓度,达到新平衡后的转化率增大
C.图③改变的条件可能是减小的浓度,达到新平衡后的转化率减小
D.图④改变的条件是增大压强,达到新平衡后的转化率不变
12.在一定条件下,反应达到平衡后,改变条件,正、逆反应速率随时间的变化如图,下列说法正确的是
A.图①改变的条件可能是增大A的浓度,达到新平衡后A的转化率增大
B.图②改变的条件是加压,达到新平衡后A的转化率不变
C.图③改变的条件可能是减小A的浓度,达到新平衡后A的转化率减小
D.图④改变的条件是升温,达到新平衡后A的转化率减小
13.某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g)2C(g),达到平衡后,在不同的时间段内反应物的浓度随时间的变化如图甲所示,正逆反应速率随时间的变化如图乙所示,下列说法中正确的是
A.30~40min间该反应使用了催化剂
B.化学方程式中的x=1,正反应为吸热反应
C.30min时降低温度,40min时升高温度
D.前8minA的平均反应速率为0.08mol·L-1·min-1
14.向体积为2L的恒容密闭容器中通入1.5molCH4(g)和1.5molH2O(g),发生反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。在不同温度(Ta、Tb)下测得容器中n(CO)随时间的变化曲线如图。下列说法错误的是
A.Ta>Tb
B.反应达到平衡时,每断裂4molC-H键,同时生成2molH-O键
C.Tb时,CH4的平衡转化率是60%
D.Ta时,平衡后体系的压强为起始压强的
15.T℃时,向某恒容密闭容器中充入气体P和Q,使P(g)与Q(g)发生反应生成R(g)。反应过程中P、Q、R的物质的量随时间的变化如图1所示;温度分别为T1和T2时,Q的体积分数与时间的关系如图2所示;仅改变某一条件,反应过程中P、Q、R的物质的量随时间变化如图3所示。下列说法错误的是
A.由图1可知,该反应的平衡常数K≈16.7
B.由图2可知,该反应为吸热反应
C.由图3可知,改变的某一条件可能是加入适宜的催化剂
D.由图1和图3可知,反应达到平衡后,P的转化率均为30%
16.在绝热恒容反应器中发生反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)反应速率随时间的变化如图。下列叙述正确的是
A.t3时反应达到平衡状态 B.该反应为吸热反应
C.t3~t4:v正因温度降低而降低 D.t4时SO2的转化率达到最大
17.向一恒容密闭容器中充人A、B、C三种气体,在一定条件下发生反应,各物质的物质的量浓度随时间的变化如图a所示。若从t1时刻开始,每个时刻只改变一个且不重复的条件,物质C的正、逆反应速率随时间变化如图b。下列说法正确的是
A.O至t1内,
B.该反应的化学方程式为
C.t1时,改变的条件可能是加入催化剂
D.t4时,改变的条件可能是降低反应温度
18.某温度时,在体积为2L的密闭容器中,气态物质A、B、E、F的物质的量n随时间t的变化情况如图甲所示,在一定条件下反应达到平衡状态,反应进程中正反应速率随时间的变化情况如图乙所示,在、时刻分别只改变一个条件温度、压强或某反应物的量。下列说法错误的是
A.此温度下,该反应的化学方程式为
B.若平衡状态和对应的温度相同,则和对应的平衡常数K一定相同
C.时刻改变的条件是增大压强
D.时刻改变的条件是降低温度
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第37讲 化学平衡图像
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知识体系
)
一、化学平衡图像专题解题思路
化学平衡图像题的解题流程
思维建模
解题一般方法:
1.牢固掌握有关的概念与原理,尤其要注意外界条件的改变对一个可逆反应来讲,正逆反应速率如何变化,化学平衡如何移动,在速度-时间图、转化率-时间图、反应物的含量-浓度图等上如何体现。要能够画出有关的变化图象。
2.对于化学反应速率的有关图象问题,可按以下的方法进行分析:
(1)认清坐标系,搞清纵、横坐标所代表的意义,并与有关的原理挂钩。
(2)看清起点,分清反应物、生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物一般生成物多数以原点为起点。
(3)抓住变化趋势,分清正、逆反应,吸、放热反应。升高温度时,v(吸)>v(放),在速率-时间图上,要注意看清曲线是连续的还是跳跃的,分清渐变和突变,大变和小变。例如,升高温度,v(吸)大增,v(放)小增,增大反应物浓度,v(正)突变,v(逆)渐变。
(4)注意终点。例如在浓度-时间图上,一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量,并结合有关原理进行推理判断。
3.对于化学平衡的有关图象问题,可按以下的方法进行分析:
(1)认清坐标系,搞清纵、横坐标所代表的意义,并与勒沙特列原理挂钩。
(2)紧扣可逆反应的特征,搞清正反应方向是吸热还是放热,体积增大还是减小、不变,有无固体、纯液体物质参加或生成等。
(3)看清速率的变化及变化量的大小,在条件与变化之间搭桥。
(4)看清起点、拐点、终点,看清曲线的变化趋势。
(5)先拐先平。例如,在转化率-时间图上,先出现拐点的曲线先达到平衡,此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。
(6)定一议二。当图象中有三个量时,先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。
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知识梳理一
)
1.速率—时间图像(vt图像):
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
解题原则:分清正反应、逆反应及二者的相对大小,分清“突变”和“渐变”;正确判断化学平衡的移动方向;熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律。
(
经典典例
)
1.在密闭容器中进行反应:X(g)+3Y(g)2Z(g), 有关下列图像的说法正确的是
A.依据图a可判断正反应为吸热反应
B.在图b中,虚线可表示加压
C.图c可表示增大压强时正逆反应速率变化
D.由图d中气体平均相对分子质量随温度的变化情况,可推知正反应的△H<0
【答案】D
【详解】A. 由图可知,温度升高,逆反应速率增大程度大于正反应速率,平衡逆向移动,正反应为放热反应,故A错误;
B. 由图可知,虚线和实线最后X的转化率不变,说明平衡未发生移动,虚线反应先达到平衡,说明反应速率更快,则虚线可表示加催化剂,故B错误;
C. 图c可表示改变外界条件,正逆反应速率同时增大,且反应向逆反应方向移动,增大压强时,平衡正向移动,故C错误;
D. 由图d中气体平均相对分子质量随温度的变化情况,说明反应向着气体系数和增大的方向移动,即逆反应方向,可推知正反应的△H<0,故D正确。
答案为:D。
2.向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,在一定条件下发生反应,正反应速率随时间变化的示意图如下图,下列结论中正确的个数为
①反应在c点到达平衡
②SO2浓度:a点小于c点
③反应物的总能量高于生成物的总能量
④∆t1=∆t2,ab段NO2的消耗量小于bc段NO2的消耗量
⑤混合物颜色不再变化,说明反应达到平衡
A.3个 B.4个 C.5个 D.6个
【答案】A
【详解】①在c点之后,v(正)不断减小,说明反应在c点未达平衡,①不正确;
②随着反应的进行,反应物的浓度不断减小,则SO2浓度:a点大于c点,②不正确;
③随着反应的进行,反应物的浓度不断减小,但从a到c,v(正)不断增大,则表明反应放热,所以反应物的总能量高于生成物的总能量,③正确;
④∆t1=∆t2,v(正)不断增大,则ab段NO2的消耗量小于bc段NO2的消耗量,④正确;
⑤混合物颜色不再变化,说明c(NO2)不变,则反应达到平衡,⑤正确;
综合以上分析,③④⑤正确,故选A。
(
知识梳理二
)
二.百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像:
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
解题原则——“先拐先平数值大”。
在化学平衡图像中,先出现拐点的反应则先达到平衡,先出现拐点的曲线表示的温度较高
(
经典典例
)
或使用了催化剂。
1.有关下列图像的分析正确的是
A.图1所示图中的阴影部分面积的含义是某反应物的物质的量的变化量
B.图2表示在达到平衡后,在恒压条件下移出部分HI时速率的变化
C.图3表示反应的速率随温度变化的曲线,说明该可逆反应的逆反应是放热反应
D.图4表示反应:,若的物质的量一定,则a、b、c三点中,b点的转化率最大
【答案】B
【详解】A.,所以阴影部分面积表示物质的量浓度变化量,选项A错误;
B.在恒压条件下移出部分HI后,容器体积减小,反应物浓度增大,生成物浓度减小,平衡正向移动,最终与之前的平衡状态等效,选项B正确;
C.升高体系温度,逆反应速率增加快,说明平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,选项C错误;
D.起始时氧气越多,二氧化硫的转化率越大,c点转化率最大,选项D错误;
故选B。
2.我国汽车尾气和燃煤尾气的净化取得一定成效。
(1)汽车尾气净化原理2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如图1所示。
据此判断:
①该反应的ΔH 0(填“>”或“<”)。
②T温度下,0~2s内的平均反应速率υ(H2)= 。
③当固体催化剂的质量一定时,将催化剂磨成粉末,则反应速率 (填“增大”“减小”或“不变”,下同),CO转化率 。
④若在绝热、恒容的密闭体系中充入一定量的NO和CO气体进行该反应,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 (填字母序号)。
(2)煤燃烧产生的烟气中含有氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。已知:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867.0 kJ∙mol−1;2NO2(g) N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ∙mol−1,写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2、CO2和H2O(g)的热化学方程式: 。
(3)工业上用CO2和H2反应合成二甲醚:2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=-130.8 kJ∙mol−1,一定条件下,上述反应达到平衡状态后,若改变反应的某一个条件,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是 (填字母序号)。
a.逆反应速率先增大后减小
b.H2的转化率增大
c.反应物的体积百分含量减小
d.容器中值变小
【答案】 < 0.05 mol∙L−1∙s−1 增大 不变 bd CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-810.1 kJ∙mol−1 b
【详解】(1)①依据“先拐者大”,先出现拐点的T1>T2,温度高的T1对应c(CO2)低,平衡逆向移动,正反应放热,所以ΔH<0;故答案为:<。
②由图得出,依据速率比等于物质计量数之比,得出υ(N2)= 0.05mol∙L−1∙s−1;故答案为:0.05mol∙L−1∙s−1。
③将催化剂磨成粉末,可增大催化剂与反应物的接触面积,增大反应速率。催化剂不会影响平衡移动,只会改变反应速率,所以反应速率增大CO的转化率不变;故答案为:增大;不变。
④a图由于0时刻无产物,所以υ(逆)起点为0,故a图错误;b图因为在绝热容器中进行,该反应放热,导致体系温度升高,平衡常数减小,除非达到平衡,体系温度才不会发生变化,从而化学平衡常数K不变,所以b图符合题目要求,故b图正确;c图n(CO2)与n(NO)相等,物质之间量的关系不能表示其浓度不变,不能作为达到平衡状态的依据,故c图错误;d图NO质量分数不变,符合化学平衡状态的定义,故d图正确;综上所述,答案为:bd。
(2)依据盖斯定律,第一个方程式减去第二个方程式得到CH4(g)+N2O4(g)= N2(g)+CO2(g)+ 2H2O(g) ΔH=-810.1 kJ∙mol−1;故答案为:CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-810.1 kJ∙mol−1。
(3)平衡向正反应方向移动说明υ(正)>υ(逆),a.υ(逆)的变化说明平衡逆向移动,故a不符合题意;b.反应物转化率增大,只能通过反应正向移动实现,故b符合题意;c.反应物的体积百分含量减小有可能是抽走(移出)反应物导致,平衡可能逆向移动,故c不符合题意;d.有可能抽走CO2导致,平衡可能逆向移动,故d不符合题意;综上所述,答案为b。
(
知识梳理三
)
三.百分含量(或转化率)—压强—温度图像:
Ⅰ Ⅱ
解题原则——“定一议二”。
在化学平衡图像中,包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量,分析方法是确定其中一个变量,讨论另外两个变量之间的关系。
(
经典典例
)
1.二甲醚(CH3OCH3)在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用。工业上以CO和H2为原料生产CH3OCH3和CO2的工艺主要发生三个反应:
① CO(g) + 2H2(g)⇌CH3OH(g) △H1=-91 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H2=-24 kJ·mol-1
③ CO(g)+ H2O(g)⇌CO2(g) + H2(g) △H3=-41 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)该工艺生产CH3OCH3和CO2总反应的热化学方程式为: 。
(2)一定条件下该反应在密闭容器中达到平衡后,要提高CO的转化率,可以采取的措施是 。
A.低温高压 B.加催化剂 C.分离出二甲醚 D.增加H2浓度
(3)为了寻找合适的反应温度,研究者进行了一系列试验,每次试验保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变,试验结果如图。
该条件下,温度为 时最合适。高于此温度CO转化率会下降的原因是 。
(4)合成二甲醚还可以用另一反应:2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g) + H2O(g)。在某温度下,在1L密闭容器中加入CH3OH ,反应到10分钟时达到平衡,此时测得各组分的浓度如下:
物 质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
浓度/mol·L-1
0.01
0.2
0.2
①该反应的平衡常数表达式为 。请计算该温度的平衡常数值为 。
②10 min内平均反应速率v(CH3OH) 为 。
【答案】 3CO(g) + 3H2(g)CH3OCH3(g)+ CO2(g) △H=-247 kJ·mol-1 ACD 240℃ 在较高温时,各反应体系均已达到平衡,CO的转化率主要受反应限度影响,随着温度的升高平衡向逆反应方向移动,CO的转化率减小 400 0.04mol/(L·min)
【详解】(1)已知:
① CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) △H1=-91 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H2=-24 kJ·mol-1
③ CO(g)+ H2O(g) CO2(g) + H2(g) △H3=-41 kJ·mol-1
根据盖斯定律①×2+②+③得:
3CO(g) + 3H2(g)CH3OCH3(g)+ CO2(g) △H=(-91 kJ·mol-1)×2+(-24 kJ·mol-)1+(-41 kJ·mol-1)=-247 kJ·mol-1,故答案为:3CO(g) + 3H2(g)CH3OCH3(g)+ CO2(g) △H=-247 kJ·mol-1;
(2)反应3CO(g) + 3H2(g)CH3OCH3(g)+ CO2(g) △H=-247 kJ·mol-1为正向体积减小的放热反应。
A.低温高压,可促进平衡正向进行,提供了CO的转化率,故A正确;
B.加催化剂,不改变化学平衡,不影响转化率,故B错误;
C.分离出二甲醚,减小了生成物,可促进平衡正向进行,提供了CO的转化率,故C正确;
D.增加H2浓度,使平衡正向进行,CO的转化率增大,故D正确;
故选:ACD;
(3)由图表可以知道,温度低于240℃时,CO的转化率随着温度的升高而增大;温度高于240℃时,CO的转化率随着温度的升高而减小,在较低温时,各反应体系均未达到平衡,CO的转化率主要受反应速率影响,随着温度的升高,反应速率增大,CO的转化率也增大;在较高温时,各反应体系均已达到平衡,CO的转化率主要受反应限度影响,随着温度的升高平衡向逆反应方向移动,CO的转化率减小,故答案为:240℃;在较高温时,各反应体系均已达到平衡,CO的转化率主要受反应限度影响,随着温度的升高平衡向逆反应方向移动,CO的转化率减小;
(4)①根据2CH3OH(g)CH3OCH3(g) + H2O(g)可知化学平衡常数的表达式为K=,根据表中数据,此时K==400,故答案为:;400;
②10 min内CH3OCH3的浓度变化量为0.2 mol·L-1,则V(CH3OCH3)==0.02mol/(L·min),所以v(CH3OH)=2V(CH3OCH3) =0.04mol/(L·min),故答案为:0.04mol/(L·min);
拓展练习
1.在一定条件下反应A(g)+B(g) C(g) ΔH<0达到平衡后,改变条件,正、逆反应速率随时间的变化如图,下列说法正确的是
A.图①改变的条件可能是增大A的浓度,达到新平衡后A的转化率减小
B.图②改变的条件是加压,达到新平衡后A的转化率不变
C.图③改变的条件可能是减小A的浓度,达到新平衡后A的转化率减小
D.图④改变的条件是升温,达到新平衡后A的转化率增大
【答案】A
【详解】A.图①平衡正向移动,改变条件瞬间正反应速率增大,逆反应速率不变,可能是增大A的浓度,根据勒夏特列原理A的转化率会减小,故A正确;
B.该反应正向体积减小,加压平衡发生移动图②不符合,故B错误;
C.图③中改变条件后平衡正向移动,减小A的浓度平衡逆向移动,不符合,故C错误;
D.图④正、逆反应速率都增大,平衡逆向移动,升温可以达到,但A的转化率会减小,故D错误;
故选A。
2.向一恒容密闭容器中充入A、B、C三种气体,在一定条件下发生反应,各物质的物质的量浓度随时间的变化如图a所示。若从t1时刻开始,每个时刻只改变一个且不重复的条件,物质C的正,逆反应速率随时间变化如图b所示。下列说法错误的是
A.该反应的化学方程式为
B.若t1时改变的条件是加入催化剂,则t3时改变的条件是增大压强
C.t4时改变的条件可能是降低反应温度
D.10min后保持容器体积恒定再加入一定量的A气体,达到新的平衡后,A的百分含量不变
【答案】C
【详解】A.0-10minA减少0.09mol,B增加0.06mol,C增加0.03mol,A没有完全反应,反应为,故A正确;
B.A、B、C为气体,据A分析可知反应体积不变,因此t1、t3都有可能是加入催化剂或者增大压强,每个时刻只改变一个且不重复的条件,故若t1时改变的条件是加入催化剂,则t3时改变的条件是增大压强,故B正确;
C.如果降低温度正反应速率和逆反应速率都应该下降,故t4时改变的条件不可能是降低反应温度,故C错误;
D.A、B、C为气体,据A分析可知反应体积不变,因此加入A后和原来仍是等效平衡,故A的百分含量不变,故D正确;
故选C。
3.在2L恒容密闭容器中加入一定量A和B,发生反应aA(g)+bB(g)cC(g)。100℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化关系如图一所示。不同温度下平衡时C的体积分数与A、B起始时的投料比的变化关系如图二所示。则下列结论正确的是
A.aA(g)+bB(g)cC(g) △H>0
B.100℃时达平衡的体系中充入少量C(g),达新平衡前v(逆)>v(正)
C.100℃时前5min平均化学反应速率v(A)=0.04mol•L-1•min-1
D.某温度下平衡时B的转化率随起始的增大而减小
【答案】B
【详解】A.升高温度C的体积分数减小,平衡逆向移动,则反应正向放热△H<0,故A错误;
B.100℃时达平衡的体系中充入少量C(g),平衡逆向移动,达新平衡前v(逆)>v(正),故B正确;
C.100℃时前5min平均化学反应速率,故C错误;
D.增大相当于在原本体系内B浓度不变的情况下增加A的浓度,平衡正向移动,B的转化率增大,故D错误;
故选B。
4.某温度下,将和充入密闭容器中发生反应 ,容器中的物质的量随时间的变化关系如图中的实线所示。图中虚线表示仅改变某一反应条件时,的物质的量随时间的变化关系。下列说法正确的是
A.曲线Ⅰ对应的条件改变可能增大压强
B.曲线Ⅱ对应的条件改变可能是充入氦气
C.该温度下,此反应的化学平衡常数的数值为0.5
D.从反应开始至a点,
【答案】C
【详解】A.由图可知,曲线Ⅰ,是加快了反应速率,且的物质的量增大,若是增大压强,反应速率加快,平衡正向移动,的物质的量减小,所示不是增大压强,A错误;
B.由图可知,曲线Ⅱ为加快反应速率,且的物质的量减小,若在该恒容容器中充入氦气,反应速率不变,B错误;
C.根据三段式:,,C正确;
D.从反应开始至a点,,所以,D错误;
故选C。
5.将0.4 mol 气体充入2 L容积固定的密闭容器中发生反应: 。在和时,测得的物质的量随时间的变化如图1所示。在温度为、时,平衡体系中的体积分数随压强变化的曲线如图2所示。
下列叙述中正确的有
①;②时,40~80s内用表示的平均反应速率为0.15 mol⋅L⋅min;③A、C两点的反应速率:A<C;④A、C两点气体的颜色:A浅,C深;⑤A、B两点的转化率:A>B;⑥A、B、C三点的平衡常数:
A.六项 B.五项 C.四项 D.三项
【答案】A
【详解】①由图可知反应在温度下比温度下先达到平衡状态,所以>,由于平衡时比平衡时的多,故升高温度,平衡向生成的方向移动,即向吸热反应方向移动,所以,①正确;
②时,,②正确;
③A,C两点温度相同,C点对应压力强大,反应速率大,③正确;
④A,C两点温度相同,C点对应压强大,根据勒夏特列原理可知C点浓度大,故气体颜色C点比A点深,④正确;
⑤A,B两点压强相同,温度不同,A点的体积分数大于B点,而反应,温度升高,平衡向右移动,的体积分数增大,温度:,转化率:A>B,⑤正确;
⑥A,C两点为相同温度不同压强下的平衡,故化学平衡常数相等,B点温度低于A,C两点,正反应为吸热反应,则降低温度,K减小,则三点平衡常数,⑥正确;根据分析可知①②③④⑤⑥均正确;
答案选A。
6.在密闭容器中,加入和发生如下反应:,C的体积分数(C%)随时间的变化趋势符合如图关系:
下列说法正确的是
A.B物质可能是气体
B.若在F点时给容器压缩体积,达新平衡时C的浓度将增大
C.该反应为吸热反应
D.恒温恒容下达平衡后,向容器中再加入2molA和1molB,A的体积分数减小
【答案】B
【分析】“先拐先平数值大”由图1可知温度T1>T2,图2压强P1>P2,图1可知T1>T2,T1时C%少平衡逆向移动,正反应是放热反应,由图2可知压强P1>P2,压强大C%少,平衡逆向移动,因此B是非气体。
【详解】A.通过分析B是非气体,故A错误;
B.F点时给容器压缩体积,平衡逆向移动,C的物质的量减少,但是由于体积缩小,C的浓度还是增大,故B正确;
C.通过图1分析反应是放热反应,故C错误;
D.恒温恒容下达平衡后,向容器中再加入2molA和1molB,相当于增大压强,最终平衡逆向移动,A的含量增大,故D错误。
答案选B。
7.工业制硫酸的一步重要反应是的催化氧化。在密闭容器中,充入和足量,在催化剂、500℃的条件下发生反应。、的物质的量随时间的变化如图。
下列说法正确的是
A.该反应的化学方程式是
B.反应到2min时,达到了化学平衡状态
C.反应开始至5min末,以浓度的变化表示该反应的平均反应速率是
D.通过调控反应条件,可以使转化率高于80%
【答案】D
【详解】A.由图可知该反应为可逆反应,反应方程式为,A错误;
B.反应到5min时,达到了化学平衡状态,B错误;
C.反应开始至5min末,以浓度的变化表示该反应的平均反应速率是,C错误;
D.该反应正向气体分子数减小,且为放热反应,可通过调控反应条件,如改变压强和温度,可以使转化率高于80%,D正确;
故选D。
8.向一恒容密闭容器中充入A、B、C三种气体,在一定条件下发生反应,各物质的物质的量浓度随时间的变化如图a所示。若从时刻开始,每个时刻只改变一个且不重复的条件,物质C的正、逆反应速率随时间变化如图b,下列说法不正确的是
A.O至内,A与B的平均反应速率之比为3∶2
B.该反应的化学方程式为
C.时,改变的条件可能是加入催化剂
D.该反应的正反应为放热反应
【答案】D
【详解】A.O至t1,A与B的平均反应速率之比等于浓度的变化量之比,即(0.15-0.06):(0.11-0.05)=3:2,A正确;
B.由图A可知,A为反应物,B、C为生成物,A、B、C平均反应速率之比为(0.15-0.06):(0.11-0.05):(0.05-0.02)=3:2:1,反应速率之比等于化学计量数之比,则该反应的化学方程式为:3A(g)⇌2B(g)+C(g),B正确;
C.t1时刻,正逆反应速率都突然增大且相等,而此反应是一个反应前后气体分子数不变的反应,因此改变的条件可能是加入催化剂或增大压强,C正确;
D.t3~t4阶段改变的条件为降低反应温度,平衡逆向移动,说明正反应吸热,D错误;
答案选D。
9.在2L恒容密闭容器中加入一定量A和B,发生反应。100℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化关系如图一所示。不同温度下平衡时C的体积分数与A、B起始时的投料比的变化关系如图二所示。则下列结论正确的是
A.100℃时前5min平均化学反应速率
B.100℃时达平衡的体系中充入少量C(g),达新平衡前v(逆)>v(正)
C.
D.某温度下平衡时B的转化率随起始的增大而先增大后减小
【答案】B
【详解】A.100℃时前5min平均化学反应速率,A错误;
B.C(g)为生成物,加入C(g)后,逆反应速率增大,平衡逆向移动,达新平衡前v(逆)>v(正),B正确;
C.如图得出信息,温度越高,C的体积分数越小,平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,所以:,C错误;
D.起始浓度A越大,越大,B的转化率越大,所以温度一定时,B的转化率随起始的增大而增大,D错误;
故选B。
10.在容积均为1L的密闭容器M(500℃,恒温)、N(起始500℃,绝热)中分别加入、和相同催化剂,发生反应:。实验测得M、N容器中的转化率随时间的变化关系如图。下列说法错误的是
A.该反应的ΔH>0
B.500℃该反应的化学平衡常数K约为0.022
C.M容器中的转化率随时间的变化关系是图中的曲线b
D.反应平衡后,向N容器中再加入、,的平衡转化率减小
【答案】A
【详解】A.两容器的起始温度相同,如图所示,0~100s内,曲线a的N2O的平衡转化率较高,则曲线a的反应速率较快,说明曲线a的温度较高,则该反应是放热反应,,A错误;
B.根据曲线b,达到平衡时N2O的转化率为25%,则,500℃该反应的化学平衡常数K约为0.022,B正确;
C.反应为放热反应,则N(起始500℃,绝热)容器的温度会升高,反应速率加快,故N容器中N2O的转化率随时间的变化关系是图中的曲线a,M (500容器℃,恒温)容器中N2O的转化率随时间的变化关系是图中的曲线b,且温度升高,N2O的平衡转化率降低,C正确;
D.反应为气体分子数不变的反应,若为恒温容器,平衡不移动,但N容器为绝热容器,再加入、,反应放热,平衡逆向移动,的平衡转化率减小,D正确;
答案选A。
11.在一定条件下,反应 达到平衡后,改变条件,正、逆反应速率随时间的变化如图,下列说法正确的是
A.图①改变的条件是升高温度,达到新平衡后的转化率减小
B.图②改变的条件可能是增大的浓度,达到新平衡后的转化率增大
C.图③改变的条件可能是减小的浓度,达到新平衡后的转化率减小
D.图④改变的条件是增大压强,达到新平衡后的转化率不变
【答案】A
【详解】A.该反应的正反应方向是放热反应,图①改变的条件是升温,升温均增大,且<,平衡逆向移动,达到新平衡后的转化率减小,A正确;
B.图②改变条件的瞬间,瞬时增大,但瞬时不变,平衡正向移动,故改变的条件可能是增大的浓度,达到新平衡后的转化率减小,B错误;
C.图③改变的条件不可能是减小的浓度,因为减小的浓度的瞬间,瞬时减小,但瞬时不变,C错误;
D.图④改变的条件不可能是加压,因为加压后均增大,且 >,平衡正向移动,可能改变的条件是加入了催化剂,D错误;
故本题选A。
12.在一定条件下,反应达到平衡后,改变条件,正、逆反应速率随时间的变化如图,下列说法正确的是
A.图①改变的条件可能是增大A的浓度,达到新平衡后A的转化率增大
B.图②改变的条件是加压,达到新平衡后A的转化率不变
C.图③改变的条件可能是减小A的浓度,达到新平衡后A的转化率减小
D.图④改变的条件是升温,达到新平衡后A的转化率减小
【答案】D
【详解】A.图①改变条件的瞬间,V正'瞬时增大,但V逆'瞬时不变,平衡正向移动,故改变的条件可能是增大A的浓度,达到新平衡后A的转化率减小,故A错误;
B.图②改变的条件不可能是加压,因为加压后V正'、V逆'均增大,且V正'>V逆',平衡正向移动,故B错误;
C.图③改变的条件不可能是减小A的浓度,因为减小A的浓度的瞬间,V正'瞬时减小,但V逆'瞬时不变,故C错误;
D.该反应的正反应方向是放热反应,图④改变的条件是升温,升温平衡逆向移动,达到新平衡后A的转化率减小,故D正确;
故选D。
13.某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g)2C(g),达到平衡后,在不同的时间段内反应物的浓度随时间的变化如图甲所示,正逆反应速率随时间的变化如图乙所示,下列说法中正确的是
A.30~40min间该反应使用了催化剂
B.化学方程式中的x=1,正反应为吸热反应
C.30min时降低温度,40min时升高温度
D.前8minA的平均反应速率为0.08mol·L-1·min-1
【答案】D
【详解】A.若使用催化剂,则化学反应速率加快,A项错误;
B.由甲图象可知,A、B的浓度变化相同,故A、B的化学计量数相同,都为1;由乙图象可知,30min时改变的条件为减小压强,40min时改变的条件为升高温度,且升高温度平衡向逆反应方向移动,则正反应为放热反应,B项错误;
C.30min时改变的条件为减小压强,40min时改变的条件为升高温度,C项错误;
D.前8minA的平均反应速率为 =0.08mol·L-1·min-1,D项正确;
故选D。
14.向体积为2L的恒容密闭容器中通入1.5molCH4(g)和1.5molH2O(g),发生反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。在不同温度(Ta、Tb)下测得容器中n(CO)随时间的变化曲线如图。下列说法错误的是
A.Ta>Tb
B.反应达到平衡时,每断裂4molC-H键,同时生成2molH-O键
C.Tb时,CH4的平衡转化率是60%
D.Ta时,平衡后体系的压强为起始压强的
【答案】C
【分析】从图中可以看出,Ta时达平衡的时间比Tb时短,则Ta>Tb。
【详解】A.由分析可知,Ta时反应先达平衡,则Ta>Tb,A正确;
B.每断裂4molC-H键,同时生成2molH-O键,反应进行的方向相反,且变化量之比等于化学计量数之比,则反应达平衡状态,B正确;
C.Tb时,n(CO)=0.6mol,则参加反应的CH4为0.6mol,CH4的平衡转化率是=40%,C错误;
D.Ta时,n(CO)=1mol,则参加反应的CO为1mol,依据差量法,可求出反应后气体的物质的量增加2mol,平衡后体系的压强为起始压强的=,D正确;
故选C。
15.T℃时,向某恒容密闭容器中充入气体P和Q,使P(g)与Q(g)发生反应生成R(g)。反应过程中P、Q、R的物质的量随时间的变化如图1所示;温度分别为T1和T2时,Q的体积分数与时间的关系如图2所示;仅改变某一条件,反应过程中P、Q、R的物质的量随时间变化如图3所示。下列说法错误的是
A.由图1可知,该反应的平衡常数K≈16.7
B.由图2可知,该反应为吸热反应
C.由图3可知,改变的某一条件可能是加入适宜的催化剂
D.由图1和图3可知,反应达到平衡后,P的转化率均为30%
【答案】A
【分析】由图1可知,反应达到平衡P、Q的物质的量减少分别是0.6mol、0.2mol,P、Q是反应物,R的物质的量增加0.4mol,R是生成物,反应方程式为3P(g)+Q(g)2R(g);
【详解】A.没有容器体积,不能计算各物质的平衡浓度,反应前后气体系数和不同,不能计算平衡常数,故A错误;
B.“先平先拐,数值大”,由图2可知,升高温度,Q的平衡浓度减小,反应正向移动,所以该反应为吸热反应,故B正确;
C.由图3可知,改变的某一条件后,反应速率加快,平衡没移动,可能是加入适宜的催化剂,故C正确;
D.由图1和图3可知,反应达到平衡后,P的转化率均为,故D正确;
选A。
16.在绝热恒容反应器中发生反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)反应速率随时间的变化如图。下列叙述正确的是
A.t3时反应达到平衡状态 B.该反应为吸热反应
C.t3~t4:v正因温度降低而降低 D.t4时SO2的转化率达到最大
【答案】D
【详解】A.反应在达到平衡时反应速率应该保持不变,而t3时正反应速率减小,逆反应速率增大,说明此时反应未达到平衡状态,A错误;
B.根据图示可知:该反应在绝热条件下进行,反应速率受温度和浓度的因素影响,反应速率先增大后减小,说明该反应的正反应为放热反应,B错误;
C.t3~t4:v正降低是因反应物浓度降低而降低,C错误;
D.根据图示可知t4时v正=v逆,反应处于平衡状态,由于该反应的正反应是放热反应,当反应达到平衡状态时,升高温度,化学平衡逆向移动,导致反应物转化率降低,所以t4时平衡状态SO2的转化率达到最大,D正确;
故合理选项是D。
17.向一恒容密闭容器中充人A、B、C三种气体,在一定条件下发生反应,各物质的物质的量浓度随时间的变化如图a所示。若从t1时刻开始,每个时刻只改变一个且不重复的条件,物质C的正、逆反应速率随时间变化如图b。下列说法正确的是
A.O至t1内,
B.该反应的化学方程式为
C.t1时,改变的条件可能是加入催化剂
D.t4时,改变的条件可能是降低反应温度
【答案】C
【详解】A.O至t1,A与B的平均反应速率之比等于浓度的变化量之比,即(0.15-0.06):(0.11-0.05)=3:2,A错误;
B.由图A可知,A为反应物,B、C为生成物,A、B、C平均反应速率之比为(0.15-0.06):(0.11-0.05):(0.05-0.02)=3:2:1,反应速率之比等于化学计量数之比,则该反应的化学方程式为:,B错误;
C.t1时刻,正逆反应速率都突然增大且相等,而此反应是一个反应前后气体分子数不变的反应,因此改变的条件可能是加入催化剂或增大压强,C正确;
D.t4时,逆反应速率瞬间减小,正反应速率瞬间不变,之后逐渐减小,说明改变的条件是移走生成物,D错误;
答案选C。
18.某温度时,在体积为2L的密闭容器中,气态物质A、B、E、F的物质的量n随时间t的变化情况如图甲所示,在一定条件下反应达到平衡状态,反应进程中正反应速率随时间的变化情况如图乙所示,在、时刻分别只改变一个条件温度、压强或某反应物的量。下列说法错误的是
A.此温度下,该反应的化学方程式为
B.若平衡状态和对应的温度相同,则和对应的平衡常数K一定相同
C.时刻改变的条件是增大压强
D.时刻改变的条件是降低温度
【答案】C
【详解】A.由图甲分析,前3min内A、E物质的量分别减少0.6mol、0.3mol,B、F物质的量分别增加0.6mol、0.3mol,A、E为反应物,B、F为生成物,各物质发生变化的物质的量之比等于化学方程式的化学计量数之比,此温度下该反应的化学方程式为,选项A正确;
B.平衡常数K只与温度有关,平衡状态和的温度相同,故K相等,选项B正确;
C.该反应前后气体的体积不变,若改变压强,平衡不会发生移动,故时刻不可能是增大压强,选项C错误;
D.根据方程式知,前后气体体积不变,故t4不可能是压强的变化,t4时刻正反应速率减小,且后来正反应速率继续减小,因此是降低温度的结果,选项D正确;
答案选C。
【点睛】本题考查化学平衡移动图象题,题目难度较大,注意从图乙判断各阶段的影响因素是解答该题的关键,易错点为选项B,平衡常数K只与温度有关,平衡状态和的温度相同,故K相等。
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