6.2.3 速率平衡的一般图像（Word教师用书）-【创新方案】2025年高考化学一轮总复习（新教材Ⅰ）

微课时突破3　综合深化解重难(速率平衡的一般图像) (对应学生用书P203) [典例]　已知：A(g)＋2B(g) ⥫⥬ 3C(g)　ΔH＜0，向一恒温恒容的密 闭容器中充入1 mol A和3 mol B发生反应，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　 ) A．容器内压强不变，表明反应达到平衡 B．t2时改变的条件：向容器中加入C C．平衡时A的体积分数φ：φ(Ⅱ) ＜φ(Ⅰ) D．平衡常数K：K(Ⅱ)＜K(Ⅰ) [解析]　该反应是反应前后气体分子数不变的反应，随着反应的进行，气体的总物质的量始终不变，总压强始终不变，A错误；t2时，设向容器中加入3 mol C，正反应速率逐渐增大，达到新的平衡后保持不变，变化情况与图像相符，B正确；t2时，设向容器中加入3 mol C，相当于加入1 mol A和2 mol B，则状态Ⅱ相当于起始投料为2 mol A和5 mol B，若是投料为2 mol A和6 mol B与状态Ⅰ等效，即状态Ⅱ相当于减少了B的投料，平衡逆向移动，A的体积分数变大，即φ(Ⅱ)＞φ(Ⅰ)，C错误；化学平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，即K(Ⅱ)＝K(Ⅰ)，D错误。 [答案]　B [规律方法] 1．“渐变”类v­t图像反映某成分的浓度变化 图像 分析 结论 t1时v′正突然增大，v′逆逐渐增大；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，增大反应物的浓度 t1时v′正突然减小，v′逆逐渐减小；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，减小反应物的浓度 t1时v′逆突然增大，v′正逐渐增大；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，增大生成物的浓度 t1时v′逆突然减小，v′正逐渐减小；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，减小生成物的浓度 2.图像“断点”反映影响速率的温度、压强等外因 (1) 根据出现“断点”前后的速率同等程度增大(或减小)，判断t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或改变压强(改变压强仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。 (2)根据出现“断点”前后的速率不同程度增大(或减小)判断温度或压强变化和平衡移动方向。 图像 t1时刻 所改变 的条件 温度 升高 降低 升高 降低 正反应为放热的反应 正反应为吸热的反应 压强 增大 减小 增大 减小 正反应为气体物质 的量增大的反应 正反应为气体物质 的量减小的反应 3.全程速率—时间图像隐含速率变化内在原因 例如：Zn与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。 (1)AB段(v增大)，反应放热，溶液温度逐渐升高，v增大。 (2)BC段(v减小)，溶液中c(H＋)逐渐减小，v减小。 [全训题点考法] 1．向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应 SO2(g)＋NO2(g) ⥫⥬ SO3(g)＋NO(g) 达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如图所示。由图可得出的正确结论是(　 ) A．反应在c点达到平衡状态 B．反应物浓度：a点小于b点 C．反应物的总能量低于生成物的总能量 D．Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段 解析：选D　化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率显然还在改变，一定未达平衡，A错误；a到b时正反应速率增加，反应物浓度随时间不断减小，B错误；从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，C错误；随着反应的进行，正反应速率越快，消耗的二氧化硫就越多，SO2的转化率将逐渐增大，D正确。 2. 在一密闭容器中发生反应N2(g)＋3H2(g) ⥫⥬ 2NH3(g)　ΔH＜0，达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示。 回答下列问题： (1)处于平衡状态的时间段是______________________(填字母，下同)。 A．t0～t1　　　　B．t1～t2　　　　C．t2～t3 D．t3～t4 E．t4～t5 F．t5～t6 (2)判断t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件。 A．增大压强 B．减小压强 C．升高温度 D．降低温度 E．加催化剂 F．充入氮气 t1时刻：______；t3时刻：______；t4时刻：______。 (3)依据(2)中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是__________。 A．t0～t1 B．t2～t3 C．t3～t4 D．t5～t6 (4)如果在t6时刻，从反应体系中分离出部分氨，t7时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反应速率的变化曲线。 解析：(1)根据图示可知，t0～t1、t2～t3、t3～t4、t5～t6时间段内，v正、v逆相等，反应处于平衡状态。(2)t1时，v正、v逆同时增大，且v逆增大得更快，平衡向逆反应方向移动，所以t1时改变的条件是升温。t3时，v正、v逆同时增大且增大量相同，平衡不移动，所以t3时改变的条件是加催化剂。t4时，v正、v逆同时减小，但平衡向逆反应方向移动，所以t4时改变的条件是减小压强。(3)根据图示知，t1～t2、t4～t5时间段内平衡均向逆反应方向移动，NH3的含量均比t0～t1时间段的低，所以t0～t1时间段内NH3的百分含量最高。(4)t6时刻分离出部分NH3，v逆立刻减小，而v正逐渐减小，在t7时刻二者相等，反应重新达到平衡，据此可画出反应速率的变化曲线。 答案：(1)ACDF　(2)C　E　B　(3)A (4) (对应学生用书P204) [典例]　已知：4NH3(g)＋5O2(g) ⥫⥬ 4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 025 kJ·mol－1，若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是(　 ) [解析]　由于该反应的正反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，NO的含量降低，故A项正确，C项错误；该反应的正反应是气体体积增大的反应，压强减小平衡正向移动，NO的含量增大，故B项正确；催化剂的使用只能改变反应速率，不能使平衡发生移动，NO的含量不变，故D项正确。 [答案]　C [思维建模] (1)熟悉“转化率—时间”四种图像隐含的反应特点 以mA(g)＋nB(g) ⥫⥬ pC(g)＋qD(g)　ΔH为例 p一定时，ΔH<0 T一定时，m＋n>p＋q T一定时，m＋n<p＋q T一定时，m＋n＝p＋q [注意]　纵坐标也可以是某组分的含量。 (2)解答这类图像题应遵循的原则和方法 “先拐先平，数值大”原则 分析反应由开始(起始物质相同时)至达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。 ①若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短。如甲图500 ℃先达平衡。 ②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。如乙、丙、丁图1.01×107 Pa先达平衡 掌握图像中反应规律的判断方法 ①图甲中，升高温度，A的转化率降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应。 ②图乙中，增大压强，A的转化率升高，平衡正向移动，则正反应为气体体积减小的反应。 ③若纵坐标表示A的百分含量，则甲中正反应为吸热反应，乙中正反应为气体体积增大的反应 [全训题点考法] 1．对于反应2SiHCl3(g) ⥫⥬ SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，其余条件不变，在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。下列叙述正确的是(　 ) A．a、b处反应速率大小：va<vb B．343 K时反应的平衡常数约为0.02 C．在343 K下要提高SiHCl3的平衡转化率，可增大体系压强 D．该反应的ΔH<0 解析：选B　根据图像信息，其余条件相同，温度高、速率快、先平衡，a为343 K时SiHCl3的转化率曲线上的点，b为323 K时SiHCl3的转化率曲线上的点。a、b处SiHCl3 转化率相同，则容器中SiHCl3的浓度相同，温度高的曲线对应反应速率快，a点速率大于b点，A错误；由题图可知，343 K时SiHCl3的平衡转化率为22%，设起始SiHCl3(g)浓度为1 mol·L－1，则有三段式： 2SiHCl3(g) ⥫⥬ SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g) 　1　　　　　0　　　　0 0.22 0.11 0.11 0.78 0.11 0.11 则343 K时该反应的平衡常数K＝＝≈0.02，B正确；该反应为反应前后气体分子数不变的反应，增大压强平衡不移动，平衡转化率不变，C错误；由图像可知温度高转化率高，反应的ΔH>0，D错误。 2．在容积一定的密闭容器中给定物质A、B、C的量，在一定条件下发生反应建立化学平衡：aA(g)＋bB(g) ⥫⥬ xC(g)，符合下图所示的关系(C%表示平衡混合气中产物C的百分含量，T表示温度，p表示压强)。在图中，Y轴是指(　 ) A．反应物A的百分含量 B．平衡混合气中物质B的百分含量 C．平衡混合气的密度 D．平衡混合气的平均摩尔质量 解析：选D　由左图可知，在相同温度下，增大压强(p2>p1)，C的百分含量增大，说明增大压强平衡向正反应方向移动，则有a＋b>x；在相同压强下，升高温度(T1>T2)，C的百分含量降低，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，该反应的正反应为放热反应。增大压强平衡向正反应方向移动，A、B的百分含量减小，与图像不符，A、B错误；由于反应容器的容积不变，气体的质量不变，则温度变化，平衡混合气的密度不变，C错误；升高温度，平衡向逆反应方向移动，混合气体的物质的量增多，质量不变，平衡混合气的平均摩尔质量减小，增大压强，平衡向正反应方向移动，平衡混合气的平均摩尔质量增大，与图像相符合，D正确。 (对应学生用书P205) [典例]　已知反应：CH2===CHCH3(g)＋Cl2(g)CH2===CHCH2Cl(g)＋HCl(g)。在一定压强下，按w＝向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数(φ)与温度(T)、w的关系，图乙表示反应的平衡常数K与温度T的关系。则下列说法正确的是(　 ) A．图甲中w1＞1 B．图乙中，线A表示正反应的平衡常数 C．在恒容容器中进行，压强不变时反应达到平衡状态 D．当温度为T1、w＝2时，Cl2的转化率为33.3% [解析]　温度一定时，增大，平衡时丙烯的体积分数减小，故图甲中w1＜1，A项错误。由图甲可知，一定时，升高温度，丙烯的体积分数增大，说明升高温度，平衡逆向移动，则该反应的ΔH＜0；升高温度，平衡逆向移动，则平衡常数K减小，故图乙中线A代表逆反应的平衡常数，B项错误。该反应前后气体计量数和相等，气体总物质的量不变，故恒容时气体压强始终不变，不能根据压强判断是否达到平衡状态，C项错误。由图乙可知，T1时正、逆反应平衡常数均为1，w＝＝2，设n(Cl2)＝2 mol，n(CH2===CHCH3)＝1 mol，平衡时转化的Cl2为x mol，容器的容积为1 L，则有 CH2===CHCH3(g)＋Cl2(g)CH2===CHCH2Cl(g)＋HCl(g) 1 2 0 0 x x x x 1－x 2－x x x 则T1时平衡常数K＝＝1，解得x＝ mol，故Cl2的转化率为×100%≈33.3%，D项正确。 [答案]　D [规律方法] (1)“A的转化率(或C的含量)—温度—压强”四种图像 以mA(g)＋nB(g) ⥫⥬ pC(g)＋qD(g)　ΔH为例 m＋n>p＋q，ΔH>0 m＋n<p＋q，ΔH<0 m＋n>p＋q，ΔH<0 m＋n<p＋q，ΔH>0 (2)解答这类图像题时应运用“定一议二”原则 相同温度下不同压强时 通过反应物A的转化率大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。如图甲中任取一条温度曲线研究，压强增大，A的转化率增大，平衡正向移动，正反应为气体体积减小的反应，图丙中任取横坐标一点作横坐标垂直线，也能得出相同结论 相同压强下不同温度时 通过反应物A的转化率的大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。如图丙中任取一条压强曲线研究，温度升高，A的转化率减小，平衡逆向移动，正反应为放热反应，图乙中任取横坐标一点作横坐标垂直线，也能得出相同结论 (3)反应过程中特定组分的含量变化 对于化学反应mA(g)＋nB(g) ⥫⥬ pC(g)＋qD(g)，M点前，表示从反应物开始，v正>v逆；M点为刚达到平衡点(如图)；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH<0。 [全训题点考法] 1．一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)＋H2O(g) ⥫⥬ CO(g)＋3H2(g)，设起始＝Z，在恒压下，平衡时CH4的体积分数φ(CH4)与Z和T(温度)的关系如图所示。下列说法正确的是(　 ) A．该反应的焓变ΔH＞0 B．图中Z的大小为a＞3＞b C．图中X点对应的平衡混合物中＝3 D．温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后φ(CH4)减小 解析：选A　从图分析，随着温度升高甲烷的体积分数逐渐减小，说明升温平衡正向移动，则正反应为吸热反应，A正确；的比值越大，则甲烷的体积分数越小，a＜3＜b，B错误；起始加入量的比值为3，但随着反应的进行甲烷和水是按等物质的量反应，所以到平衡时比值不是3，C错误；温度不变时，加压，平衡逆向移动，甲烷的体积分数增大，D错误。 2.(2024·昆明模拟)CO2是导致温室效应的气体之一，CH4­CO2催化重整技术对温室气体的减排具有重要意义，其反应原理为CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝a kJ·mol－1。某实验小组在密闭容器中充入1 mol CH4(g)和1 mol CO2(g)，在不同条件下发生该反应，测得平衡时CH4的体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列有关说法错误的是(　 ) A．p1>p2 B．a>0 C．正反应速率：m点<n点 D．q点CH4的转化率为50% 解析：选D　该反应为气体分子数增大的反应，压强增大，平衡逆向移动，平衡时甲烷的体积分数增大，则p1>p2，选项A正确；升高温度，甲烷的体积分数减小，说明平衡正向移动，故正反应是吸热反应，ΔH>0，选项B正确；温度越高，速率越快，正反应速率：m点<n点，选项C正确；根据三段式计算： 设q点CH4的转化率为x，则 CH4(g)＋CO2(g) ⥫⥬ 2CO(g)＋2H2(g) 初始/mol 1 1 0 0 转化/mol x x 2x 2x 平衡/mol 1－x 1－x 2x 2x 甲烷的体积分数为×100%＝30%，解得x＝25%，即q点时CH4的转化率为25%，选项D错误。 [课时跟踪检测](对应配套卷P425) 1．在容积不变的密闭容器中存在反应：2A(g)＋B(g) ⥫⥬ 3C(g)　ΔH<0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是(　 ) A．图Ⅰ表示的是t1时刻增大反应物的浓度对反应速率的影响 B．图Ⅱ表示的一定是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响 C．图Ⅲ表示的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高 D．图Ⅲ表示的是不同催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高 解析：选C　增大反应物浓度瞬间，正反应速率增大，但逆反应速率不增大，故图Ⅰ不能表示t1时刻增大反应物的浓度对反应速率的影响，故A错误；该反应增大压强或加入催化剂，都可以同等程度的增大反应速率，平衡不移动，故图Ⅱ可能表示的是t1时刻加入催化剂或加压对反应速率的影响，故B错误；升温，化学反应速率加快，缩短达平衡的时间，平衡逆向移动，A的转化率降低，故图Ⅲ表示的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较高，故C正确；催化剂能改变反应速率，影响达平衡的时间，但不会影响平衡移动，不能影响反应物的转化率，故图Ⅲ不能表示不同催化剂对平衡的影响，故D错误。 2.已知某可逆反应mA(g)＋nB(g) ⥫⥬ pC(g)在密闭容器中进行，如图表示在不同反应时间(t)时，温度(T)和压强(p)与反应物B在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是(　 ) A．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放热反应 B．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＞p，吸热反应 C．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放热反应 D．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸热反应 解析：选D　由题图可知，压强一定时，温度T1先达到平衡，故温度：T1＞T2，升高温度，B在混合气体中的体积分数减小，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应；温度一定时，压强p2先达到平衡，故压强：p1＜p2，增大压强，B在混合气体中的体积分数增大，说明平衡逆向移动，正反应为气体体积增大的反应，则m＋n＜p。 3．(2024年1月·九月联考安徽卷)稀土被称为新材料的宝库。稀土中的镧系离子可用离子交换法分离，其反应可表示为Ln3＋(aq)＋3RSO3H(s)⥫⥬ (RSO3)3Ln(s)＋3H＋(aq)。某温度时，c(H＋)随时间变化关系如图所示。下列说法正确的是(　 ) A．t1时的正反应速率大于t2时的逆反应速率 B．t1～t2时间段的平均反应速率为v(Ln3＋)＝ mol·L－1·s－1 C．t3时增大c(H＋)，该平衡左移，平衡常数减小 D．t3时离子交换反应停止 解析：选A　随着反应的进行，反应物浓度逐渐下降，生成物浓度逐渐上升，直到达到平衡，即正反应逐渐下降，逆反应逐渐上升，直到相等，期间正反应速率始终大于逆反应速率，A正确；化学反应速率之比等于化学计量数之比，即v(Ln3＋)＝ mol·L－1·s－1，B错误；温度不变，平衡常数不变，C错误；t3时反应达到平衡，此时的平衡是一种动态平衡，v正＝v逆，反应并未停止，D错误。 4．H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 ℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　 ) A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快 B．图乙表明，其他条件相同时，NaOH的浓度越小，H2O2分解速率越快 C．图丙表明，少量Mn2＋存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快 D．图丁表明，碱性溶液中，Mn2＋对H2O2分解速率的影响大 解析：选D　由题图甲可知，起始时H2O2的浓度越小，曲线下降越平缓，说明反应速率越慢，A项错误；由题图乙可知0.1 mol·L－1NaOH对应的曲线下降最快，即H2O2分解速率最快，B项错误；由题图丙可知，相同时间内，0.1 mol·L－1NaOH条件下H2O2分解速率最快，0 mol·L－1NaOH条件下H2O2分解速率最慢，而1.0 mol·L－1NaOH条件下H2O2的分解速率处于中间，C项错误；由题图丁可知，Mn2＋浓度越大，H2O2的分解速率越快，说明Mn2＋对H2O2分解速率影响较大，D项正确。 5.(2024·重庆模拟)绿水青山就是金山银山，因此国家加大了对氮氧化物排放的控制力度。用活性炭还原处理氮氧化物的有关反应为C(s)＋2NO(g) ⥫⥬ CO2(g)＋N2(g)　ΔH<0。向容积 可变的密闭容器中加入(足量的)活性炭和NO，在t2时刻改变某一条件，其反应的速率时间图像如图所示。下列说法正确的是(　 ) A．给该反应升温，v正减小，v逆增大 B．t2时刻改变的条件是向密闭容器中加NO C．t1时刻的v逆大于t2时刻的v正 D．若气体的密度不变，不能说明该反应达到平衡 解析：选B　升高温度，任何反应的反应速率均增大，故给该反应升温，v正增大，v逆增大，A错误；由图像可知，压强一定条件下，t2时刻改变条件以后，逆反应速率突然减小，达到新平衡时，与原反应速率相同，故改变的条件是向密闭容器中加NO，B正确；由B项分析可知，t2时刻改变的条件是向密闭容器中加NO，正反应速率增大，逆反应速率减小，则t1时刻的v逆小于t2时刻的v正，C错误；由题干反应方程式可知，反应前后气体的物质的量保持不变，即恒温下容器的体积保持不变，正反应方向气体质量增加，故若气体的密度不变，则气体质量不变，说明该反应达到平衡，D错误。 6．(2024·浙江模拟)柴油燃油车是通过尿素—选择性催化还原法处理氮氧化物。其工作原理为：将尿素[CO(NH2)2]水溶液通过喷嘴喷入排气管中，当温度高于160 ℃时尿素水解，产生NH3，生成的NH3与富氧尾气混合后，在催化剂作用下，使氮氧化物得以处理。如图为在不同投料比时NO转化效率随温度变化的曲线。下列说法不正确的是(　 ) A．投料比：曲线a大于曲线b B．使用催化剂可以提高NO的平衡转化率 C．图中温度升高，NO转化率升高的可能原因是氨气的释放速度加快，催化剂的活性增强 D．图中温度过高，NO转化率下降的可能原因是发生反应4NH3＋5O2===4NO＋6H2O 解析：选B　尿素分解产生氨气，氨气的浓度越大，越有利于NO的转化，则尿素与NO的比值为a曲线大于b曲线，A项正确；催化剂可加快反应速率，但不会改变平衡转化率，B项错误；随着温度升高，尿素分解氨气的速率加快，NH3的浓度变大，随着温度升高，催化剂活性增加，导致化学反应速率加快，C项正确；温度过高，NO的转化效率下降，可能原因是发生反应4NH3＋5O2===4NO＋6H2O，D项正确。 7．(2024·重庆模拟)已知：2NO(g)＋O2(g) ⥫⥬ 2NO2(g)的反应历程分两步： 第1步：2NO(g) ⥫⥬ N2O2(g)(快)　ΔH1<0 第2步：N2O2(g)＋O2(g) ⥫⥬ 2NO2(g)(慢)　ΔH2<0 在固定容积的容器中充入一定量NO和O2发生上述反应，测得体系中部分物质的物质的量(n)随温度(T)的变化如图所示。下列说法错误的是(　 ) A．第1步、第2步正反应活化能分别为E1、E2，则E1<E2 B．a点后，n(N2O2)迅速减小的原因是第1步平衡逆向移动，第2步速率加快 C．b点后，n(N2O2)增加的原因是第2步平衡逆向移动的程度比第1步的大 D．若其他条件不变，仅将容器变为恒压状态，则体系建立平衡的时间不变 解析：选D　第2步是慢反应，由活化能越大反应速率越慢可知，第2步正反应活化能较大，即E1<E2，A正确；总反应速率由慢反应即第2步反应决定，a点后，n(N2O2)迅速减小说明第2步速率加快，且第1步平衡逆向移动，B正确；b点后，n(N2O2) 增加说明第2步平衡逆向移动，生成的N2O2比第1步平衡逆向移动消耗的N2O2多，即第2步平衡逆向移动的程度比第1步的大，C正确；若其他条件不变，仅将容器变为恒压状态，由于反应前后气体分子数不相等，恒压下会导致气体体积变化，进而导致物质的浓度发生变化，反应速率发生变化，则体系建立平衡的时间改变，D错误。 8.(2024·北京海淀区模拟)一定条件下向10 L的恒容密闭容器中通入2 mol CO2、6 mol H2，在催化剂存在下发生反应：CO2(g)＋3H2(g) ⥫⥬ CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH，经过10 min时测得CO2的转化率与温度(T)的关系如图所示。下列分析正确的是(　 ) A．a点处对应体系中：v(正)＝v(逆) B．与b点对应的反应，前10 min内v(H2)＝0.03 mol·L－1·min－1 C．该反应的ΔH>0 D．当容器中气体密度保持不变时，表明该反应达到平衡状态 解析：选B　a点后二氧化碳转化率仍可升高，说明反应处于正向进行状态，则v(正)＞v(逆)，故A错误；b点二氧化碳转化率达50%，即10 min时，二氧化碳消耗1 mol，氢气消耗3 mol，则v(H2)＝＝0.03 mol·L－1·min－1，故B正确；b点后，随温度的升高，二氧化碳转化率下降，说明平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则ΔH＜0，故C错误；恒容条件下，混合气体总体积始终保持不变，各物质均为气体，则反应前后混合气体总质量不变，根据ρ＝可知，混合气体密度始终保持不变，不能说明反应达平衡状态，故D错误。 9．(2024·青岛模拟)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，分别改变影响反应的一个条件，测得容器中各物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　 ) A．30～40 min时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．30 min时降低温度，40 min时升高温度 D．8 min前A的平均反应速率为0.08 mol·L－1·min－1 解析：选D　若使用催化剂，则A、B、C的浓度不会发生突变，A项错误。由物质的量浓度—时间图像可知，A、B的浓度变化相同，故A、B的化学计量数相同，都为1；由反应速率—时间图像可知，30 min时改变的条件为降压，40 min时改变的条件为升温，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、C项错误。8 min前A的平均反应速率为＝0.08 mol·L－1·min－1，D项正确。 10．(2024·北京海淀区模拟)生产硫酸的主要反应：2SO2(g)＋O2(g) ⥫⥬ 2SO3(g)　ΔH＜0。图中L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。下列说法正确的是(　 ) A．X代表压强 B．推断L1>L2 C．A、B两点对应的平衡常数相同 D．一定温度下，当混合气中n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)＝2∶1∶2，则反应一定达到平衡 解析：选B　因该反应正反应是一个气体分子数目减少的反应，若X代表增大压强，平衡正向移动，二氧化硫的平衡转化率应增大，与图示变化不符，故A错误；图中L代表压强，在其他条件相同时，压强越大，二氧化硫的转化率越大，则L1>L2，故B正确；X代表温度，则A、B两点的温度不同，化学平衡常数不同，故C错误；一定温度下，当混合气中n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)＝2∶1∶2时，反应混合物中各组分的浓度不一定保持不变，不一定是平衡状态，故D错误。 11．对于密闭容器中的反应：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)(正反应是放热反应)，在673 K、30 MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如图所示： 请回答下列问题： (1)a点时正反应速率________(填“＞”“＜”或“＝”，下同)逆反应速率；c点时正反应速率__________逆反应速率。 (2)d点处n(N2)________(填“＞”“＜”或“＝”)e点处n(N2)，原因是_______________ ________________________________________________________________________。 (3)起始时加入氢气的物质的量为________mol。 (4)若温度、压强不变，反应在加入催化剂条件下进行，在上图的基础上画出n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系图。(已知催化剂不影响反应限度)。 解析：a、b、c三点反应都没有达到平衡状态，故正反应速率大于逆反应速率，但d、e点反应都处于平衡状态，正、逆反应速率相等，各组分的含量保持不变。平衡时生成了0.6 mol氨气，则消耗了0.9 mol氢气，故起始时加入氢气的物质的量为0.4 mol＋0.9 mol＝1.3 mol。若加入催化剂，反应达到平衡的时间缩短，但平衡时各物质的物质的量不变。 答案：(1)＞　＞　(2)＝　当反应处于平衡状态时，混合物中各组分的含量保持不变　(3)1.3　(4)如图虚线所示(只要体现出达到平衡的时间缩短，且平衡时NH3和H2的物质的量与原平衡一样即可) 12．向一容积不变的密闭容器中充入一定量A和B，发生如下反应：xA(g)＋2B(s) ⥫⥬ yC(g)　ΔH<0。在一定条件下，容器中A、C的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题： (1)用A的浓度变化表示该反应在0～10 min内的平均反应速率v(A)＝________。 (2)根据图示可确定x∶y＝________。 (3)推测第10 min引起曲线变化的反应条件可能是________(填编号，下同)；第16 min引起曲线变化的反应条件可能是________。 ①减压　②增大A的浓度　③增大C的量 ④升温　⑤降温　　　　 　⑥加催化剂 (4)若平衡Ⅰ的平衡常数为K1，平衡Ⅱ平衡常数为K2，则K1________K2(填“>”“＝”或“<”)。 解析：(1)0～10 min内v(A)＝＝0.02 mol·L－1·min－1。(2)根据图像可知，0～10 min 内A的物质的量浓度减少量为0.2 mol·L－1，C的物质的量浓度增加量为0.4 mol·L－1，x、y之比等于A、C的浓度的变化量之比，故x∶y＝(0.2 mol·L－1)∶(0.4 mol·L－1)＝1∶2。(3)根据图像可知，10 min时改变条件后，A、C的浓度瞬时不变且随后反应速率加快，故改变的条件可能是升温或加入催化剂；12～16 min，反应处于平衡状态，16 min时改变条件后，A、C的浓度瞬时不变，且随后A的浓度逐渐增大，C的浓度逐渐减小，说明平衡逆向移动，故改变的条件可能是升温。(4)升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小。由于16 min时升高温度，则K1>K2。 答案：(1)0.02 mol·L－1·min－1　(2)1∶2　(3)④⑥　④　(4)> 13．工业上，常采用氧化还原方法处理尾气中的CO、NO。 氧化法：沥青混凝土可作为反应2CO(g)＋O2(g) ⥫⥬ 2CO2(g)的催化剂。下图表示在相同的恒容密闭容器、相同起始浓度、相同反应时间段下，使用同质量的不同沥青混凝土(α型、β型)催化时，CO的转化率与温度的关系。 (1)在a、b、c、d四点中，未达到平衡状态的是________。 (2)已知c点时容器中O2浓度为0.04 mol·L－1，则50 ℃时，在α型沥青混凝土中CO转化反应的平衡常数K＝________(用含x的代数式表示)。 (3)下列关于上图的说法正确的是________(填字母)。 A．CO转化反应的平衡常数：K(a)＜K(c) B．在均未达到平衡状态时，同温下β型沥青混凝土中CO转化速率比α型要大 C．b点时CO与O2分子之间发生有效碰撞的概率在整个实验过程中最高 D．e点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性 解析：(1)CO和O2的反应是放热反应，当达到平衡后升高温度，CO的转化率降低，所以，b、c、d点表示平衡状态，a点对应的状态不是平衡状态。(2)令CO起始浓度为a mol·L－1。 2CO(g)＋O2(g) ⥫⥬ 2CO2(g) a 0 ax ax a(1－x) 0.04 ax K＝＝。(3)CO和O2的反应是放热反应，达到平衡后，温度升高，平衡向左移动，平衡常数K减小，A项错误；观察图像知，β型催化剂作用下CO的转化速率大于α型催化剂，B项正确；有效碰撞概率与反应速率有关，温度越高，反应速率越大，有效碰撞概率越高，故在图像中e点有效碰撞概率最高，C项错误；催化剂需要一定活性温度，转化率出现突变，可能是因温度高而使催化剂失去活性，D项正确。 答案：(1)a　(2)　(3)BD 学科网（北京）股份有限公司 $$