第二章 专题突破四 化学反应速率与化学平衡图像-【金版新学案】2024-2025学年新教材高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义教师用书word（人教版2019，双选版）

化学速率平衡图像是展示化学平衡动态变化过程的直观手法。虽然图示不复杂，但却有一定的抽象性和综合性，因此分析化学平衡图像，应从以下四步入手： (1)看图像：一看轴，即纵、横坐标的意义；二看点：即起点、拐点、交点、终点；三看线，即线的走向和变化趋势；四看辅助线，即等温线、等压线、平衡线等；五看量的变化，如浓度变化、温度变化、转化率变化、物质的量变化等。 (2)依据图像信息，利用平衡移动原理，分析可逆反应的特征：吸热还是放热，气体的化学计量数增大、减小还是不变，有无固体或纯液体物质参加或生成等。 (3)先拐先平：在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡，可能是该反应的温度高、浓度大、压强大或使用了催化剂。 (4)定一议二：勒夏特列原理只适用于一个条件的改变，所以图像中有三个变量，先固定一个量，再讨论另外两个量的关系。 一、速率－时间图像 根据v-t图像，可以很快地判断出反应进行的方向，根据v正、v逆的变化情况，可以推断出外界条件的改变情况。 以合成氨反应为例：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0。 条件 c(N2)增大 c(H2)减小 c(NH3)增大 v-t图像 平衡移动方向 正反应方向移动 逆反应方向移动 逆反应方向移动 条件 c(NH3) 减小 增大压强 减小压强 v-t图像 平衡移动方向 正反应方向移动 正反应方向移动 逆反应方向移动 条件 升高温度 降低温度 使用催化剂 v-t图像 平衡移动方向 逆反应方向移动 正反应方向移动 不移动 学生用书↓第45页 　密闭容器中发生反应：A(g)＋3B(g)2C(g)　ΔH<0，根据v-t图像，回答下列问题： (1)下列时刻所改变的外界条件是t1____________；t3____________；t4____________。 (2)反应速率最快的时间段是__________________________________________________。 (3)下列措施能增大正反应速率的是________(填字母)。 A．通入A(g) B．分离出C(g) C．降温 D．增大容器容积 答案：(1)升高温度　加入催化剂　减小压强 (2)t3～t4　(3)A 解析：(1)t1时刻，改变条件，v′正、v′逆均增大，且v′逆>v′正，平衡逆向移动，说明改变的条件是升高温度。t3时刻，改变条件，v″正、v″逆同等程度增大，且该反应是反应前后气体物质的量不相等的反应，故改变的条件是加入催化剂。t4时刻，改变条件，v正、v逆均减小，且v逆>v正，平衡逆向移动，说明改变的条件是减小压强。(2)t3～t4时间段内，反应使用催化剂，由图像可知该时间段内反应速率最快。(3)降温、增大容器容积均会使正、逆反应速率减小；分离出C(g)时，v正不变，v逆减小，随着反应的进行v正会减小；通入A(g)，反应物的浓度增大，v正增大。 二、其他常见的化学平衡图像 以反应mA(g)＋nB(g)xC(g)＋qD(g)为例，突破外界因素对化学平衡的影响的图像问题： (一)转化率—时间图 1.分析四种图像 由图知：p一定时，ΔH<0 由图知：T一定时，m＋n>x＋q 由图知：T一定时，m＋n<x＋q 由图知：T一定时，m＋n＝x＋q 2.解答这类图像题时应注意以下两点 (1)“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。 (2)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。 　一定条件下，CO2(g)＋3H2(g)H2O(g)＋CH3OH(g)　ΔH＝－53.7 kJ·mol－1，向2 L恒温密闭容器中充入1 mol CO2和2.8 mol H2反应，图中过程Ⅰ、Ⅱ是在两种不同催化剂作用下建立平衡的过程中CO2的转化率[α(CO2)]随时间(t)的变化曲线。下列说法中不正确的是(　　) A．m点：v正>v逆 B．活化能：过程Ⅱ>过程Ⅰ C．n点时该反应的平衡常数K＝50 D．过程Ⅰ，t2时刻改变的反应条件可能是升高温度 答案：C 解析：m点CO2的转化率不是最大，反应向正反应方向进行，因此v正>v逆，A项正确；过程Ⅰ首先达到平衡状态，说明反应速率快，因此活化能：过程Ⅱ>过程Ⅰ，B项正确；n点时CO2的转化率是80%，则根据方程式可知： CO2(g)＋3H2(g)H2O(g)＋CH3OH(g) 起始浓度/(mol·L－1) 0.5 1.4 　 0 　 0 转化浓度/(mol·L－1) 0.4 1.2 　 0.4 　 0.4 平衡浓度/(mol·L－1) 0.1 0.2 　 0.4 　 0.4 所以该反应的平衡常数K＝＝200，C项错误；过程Ⅰ，t2时刻CO2的转化率降低，说明反应向逆反应方向进行，由于正反应放热，因此改变的反应条件可能是升高温度，D项正确。 学生用书↓第46页 (二)含量—时间—温度(压强)图 这类图像反映了反应物或生成物的量在不同温度(压强)下与时间的关系，解题时要注意，一定条件下物质含量不再改变时，即为化学反应达到平衡的时刻，分析方法同(一)。 由图知：p一定时，ΔH>0 由图知：T一定时，m＋n>x＋q 　已知：4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 025 kJ·mol－1，若反应起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是(　　) 答案：C 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。 (三)转化率—温度—压强图 1.分析四种图像 由图知：m＋n>x＋q，ΔH>0 由图知：m＋n<x＋q，ΔH<0 由图知：m＋n>x＋q，ΔH<0 由图知：m＋n<x＋q，ΔH>0 2.解答这类图像时应注意以下两点(“定一议二”原则) (1)通过分析相同温度下不同压强时反应物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生成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。 (2)通过分析相同压强下不同温度时反应物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。 　可逆反应mX(g)＋nY(g)xZ(g)在不同温度及压强(p1和p2)条件下反应物X的转化率的变化情况如图所示。下列判断正确的是(　　) A．正反应吸热，m＋n<x B．正反应吸热，m＋n>x C．正反应放热，m＋n<x D．正反应放热，m＋n>x 答案：D 解析：根据第二个图像，随着温度的升高，X的转化率减小，说明升温平衡逆向移动，正反应为放热反应；从第一个图像看出，在p1下先达到平衡，可知p1>p2，则增大压强时，X的转化率增大，说明增大压强平衡正向移动，m＋n>x。 (四)含量—温度—压强图 这类图像的纵坐标为反应物或生成物的含量，横坐标为温度或压强，分析方法同(三)。 学生用书↓第47页 由图知：m＋n>x＋q，ΔH>0 由图知：m＋n<x＋q，ΔH<0 由图知：m＋n>x＋q，ΔH<0 由图知：m＋n<x＋q，ΔH>0 　如图是温度和压强对反应X＋Y2Z影响的示意图。图中纵坐标表示平衡混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是(　　) A．X、Y、Z均为气态 B．恒容时，混合气体的密度可作为此反应是否达到化学平衡状态的判断依据 C．升高温度时v正增大，v逆减小，平衡向右移动 D．使用催化剂能提高Z的产量 答案：B 解析：由题图可知，在温度不变时增大压强，Z的体积分数减小，即平衡逆向移动，所以X、Y中至多有一种是气体，A错误；因反应物中有非气体物质存在，所以恒容时只要平衡发生移动，混合气体的质量就会发生变化，则密度必然改变，所以混合气体的密度可作为此反应是否达到化学平衡状态的判断依据，B正确；升高温度，v正、v逆都增大，C错误；催化剂对平衡移动无影响，不能提高Z的产量，D错误。 (五)其他图像 1.图像(1)：t1点时，状态ⅠC的含量的增加量大于状态Ⅱ；条件改变时，平衡不发生移动。所以，条件Ⅰ有两种可能：①使用催化剂；②增大压强，且满足m＋n＝x＋q。 2.图像(2)：T1为平衡点；T1点以前，v正>v逆，没有达到化学平衡状态，T1点以后，随着温度的升高，C的含量减小，表示化学平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，ΔH<0。 3.图像(3)：p1为平衡点；p1点以前，v正>v逆，反应没有达到化学平衡状态； p1点以后，随着压强的增大，C的含量减小，表示化学平衡向逆反应方向移动，逆反应为气体分子数减小的反应，即m＋n<x＋q。 4.图像(4)：对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点。L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以，E点v正>v逆；则L线的右下方(F点)，v正＜v逆。 　在2 L恒容密闭容器中充入2 mol X 和1 mol Y发生反应：2X(g)＋Y(g)3Z(g)，反应过程中持续升高温度，测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是(　　) A．Q点时，Y的转化率最大 B．W点的正反应速率等于M点的正反应速率 C．升高温度，平衡常数增大 D．温度一定，平衡时充入Z，达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大 答案：A 解析：由题图可知，Q点X的体积分数φ(X)最小，则最低点Q为平衡点，Q点后升高温度，φ(X)增大，平衡逆向移动，Y的转化率降低，故Q点时Y的转化率最大，A正确；M点的温度高于W点的温度，故M点的正反应速率较大，B错误；升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，C错误；该反应前后气体分子数不变，温度一定，平衡时充入Z，达到新平衡时与原平衡是等效平衡，故达到新平衡时Z的体积分数不变，D错误。 课时测评14　化学反应速率与化学平衡图像 (时间：45分钟　满分：100分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－10题，每题7分，第11题18分，第12题12分，共100分) 题点一　速率图像 1.(2023·四川省大竹中学高二月考)某密闭容器中发生反应：A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)，图1表示A2的转化率随温度变化的曲线，图2表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法正确的是(　　) A．T1＞T2，该反应的ΔH＞0 B．反应开始后AB3的百分含量最低的时间是t6 C．t2、t3、t5时刻改变的条件依次是加入催化剂、减小压强、增大AB3的浓度 D．t1～t2、t2～t3以及t4～t5时间段均达到化学平衡，且A2的转化率也相等 答案：B 解析：从图1可以看出，在T1℃下先达到平衡，所以T1＞T2，温度升高，A2的转化率降低，即温度升高，平衡逆向移动，所以该反应的正反应是放热的，故ΔH＜0，故A错误；t2～t3，AB3的百分含量不变，t3时刻后平衡一直逆向移动，所以AB3的百分含量最低的时间是t6，故B正确；t2时刻反应速率加快，平衡未移动，所以使用了催化剂，t3时刻正逆反应速率均降低，且逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，该反应的正反应是气体体积减小的反应，所以改变的条件是降低压强，t5时刻正逆反应速率均增大，且逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，所以改变的条件是升高温度，故C错误；正逆反应速率相等的时间段是平衡状态，故t1～t2、t2～t3以及t4～t5时间段均达到化学平衡，但由于t3时刻平衡逆向移动，所以A2的转化率会降低，故D错误；故选B。 2.(2023·宣汉县第二中学高二期末)对于可逆反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，研究的目的和图示相符的是(　　) A．图1：研究压强对反应的影响(p1>p2) B．图2：研究温度对反应的影响 C．图3：研究平衡体系增加N2对反应的影响 D．图4：研究催化剂对反应的影响 答案：C 解析：该反应为气体的分子总数减小的反应，增大压强，平衡向着生成氨气的方向移动，氨气的体积分数增大；由于p1>p2，所以p1条件下对应氨气的体积分数应大于p2，与图像不符，故A错误；该反应为放热反应，升高温度，化学反应向着逆反应方向进行，反应物氮气的转化率减小，故B错误；增大反应物的浓度，正反应速率增大，逆反应速率在开始的瞬间不变，平衡正向移动，故C正确；加入催化剂可以加快化学反应速率，反应达到平衡的时间缩短，但是不会引起平衡的移动，故D错误；故选C。 3.(2023·淮北市树人高级中学高二月考)已知反应：2A(g)2B(g)＋C(g)　ΔH＝a kJ·mol－1。某温度下，将2 mol A置于10 L密闭容器中，一定时间后反应达到平衡。则下列说法正确的是(　　) A．图甲中α(A)表示A的转化率，T1、T2表示温度，则可推断出：ΔH>0 B．图乙中c表示A的浓度，则可推断出：T2、T3为平衡状态 C．图丙中α(%)表示A的平衡转化率，p表示体系总压强，则推断出M点K＝1.25×10－2 D．达平衡后，降低温度，则反应速率变化图像可以用图丁表示 答案：B 解析：温度较高反应速率较快，先到达平衡，则T1>T2，升高温度A的转化率减小，则平衡逆向移动，可推出该反应为放热反应，ΔH<0，A错误；随温度的升高，A的浓度先减少是因为反应建立平衡，正向进行，到T2达平衡，后平衡逆向移动，所以T2、T3为平衡状态，B正确；M点时A的平衡转化率为20%，则消耗的Δn(A)＝2 mol×0.20＝0.40 mol，根据变化的量和化学计量数成正比，则Δn(B)＝0.40 mol、Δn(C)＝0.20 mol，平衡时A、B、C的物质的量分别为2 mol－0.4 mol＝1.6 mol、0.40 mol、0.20 mol，K＝＝＝1.25×10－3，C错误；降低温度，正逆反应速率都减小，图像不符合，D错误；故选B。 题点二　平衡图像 4.(2023·广西桂林市高二期末)可逆反应mA(s)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，反应过程中C的百分含量C%与温度(T)的关系如图所示，下列叙述中正确的是(　　) A．温度：T1<T2 B．平衡后，使用催化剂，C%将增大 C．平衡后，升高温度，平衡向逆反应方向移动 D．平衡后，增加A的量，化学平衡向正反应方向移动 答案：C 解析：可逆反应，当其他条件一定时，温度越高，反应速率越大，达到平衡所用的时间越短，温度：T1＞T2，A项错误；催化剂只改变化学反应速率，对平衡移动没有影响，C的百分含量不变，B项错误；温度越高，平衡时C的百分含量越小，故此反应的正反应为放热反应，可逆反应mA(s)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，正反应为放热反应，升高温度平衡向吸热方向移动，即向逆反应移动，C项正确；A为固体，达平衡后，增加A的量，平衡不移动，D项错误；答案选C。 5.如图所示，图中的曲线是表示恒容时，2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)反应中NO的平衡转化率与温度的关系曲线，图中标有b、c、d三点，下列说法正确的是(　　) A．ΔH＞0 B．混合气体的密度：d点＞b点 C．c点未达到平衡状态且v正>v逆 D．使用催化剂b、d两点将上移 答案：C 解析：升高温度NO的转化率减小，即平衡逆向移动，所以正反应为放热反应，ΔH＜0，A错误；容器恒容，则气体总体积不变，反应物和生成物均为气体，则气体总质量不变，所以密度保持不变，d点密度等于b点，B错误；c点NO的转化率低于该温度下的平衡转化率，则此时未达到平衡，且平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率，C正确；催化剂只改变反应速率，不影响平衡转化率，D错误；综上所述答案为C。 6.(2023·河南洛阳市高二期末)已知CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　ΔH>0，工业上可利用此反应生产合成氨原料气H2，下列有关该反应的图像正确的是(　　) 答案：B 解析：增大水碳比，甲烷的转化率应增大，A错误；温度越高反应速率越快，所以T2＞T1，该反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，H2的含量增加，B正确；该反应为吸热反应，升高温度平衡常数增大，C错误；当正逆反应速率相等时反应达到平衡，该反应为气体化学计量数之和增大的反应，继续增大压强平衡逆向移动，v逆应该大于v正，D错误；综上所述答案为B。 7.反应aX(g)＋bY(g)cZ(g)　ΔH，在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下，产物Z的物质的量[n(Z)]与反应时间(t)的关系如图所示。下述判断正确的是(　　) A．T1<T2，ΔH>0 B．p1>p2，a＋b>c C．T1>T2，ΔH<0 D．p1<p2，a＋b<c 答案：B 解析：根据先拐先平数值大可知，T2时p1>p2，p2时T1>T2，再根据T2、p1时比T2、p2时产物Z的物质的量大，且p1>p2，说明增大压强，Z的物质的量增大，即增大压强平衡向右移动，所以a＋b>c；T1、p2时比T2、p2产物Z的物质的量大，且T1>T2，即升高温度平衡向正反应方向移动，所以正反应吸热，即ΔH>0，综上所述，正确答案为B。 题点三　浓度—时间图像 8.(2023·广东执信中学高二月考)已知NO2和N2O4可以相互转化：2NO2(g)N2O4(g)。在恒温条件下将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一容积为2 L的密闭容器中，反应物浓度随时间变化关系如图。下列说法正确的是(　　) A．图中的两条曲线，X是表示N2O4浓度随时间的变化曲线 B．前10 min内用c(NO2)表示的化学反应速率为0.06 mol·L－1·min－1 C．25 min时，导致平衡移动的原因是将密闭容器的体积缩小为1 L D．a、b、c、d四个点对应的体系，颜色最深的是c点 答案：D 解析：0～10 min段内，X曲线的变化量为(0.6－0.2) mol/L＝0.4 mol/L，Y曲线的变化量为(0.6－0.4) mol/L＝0.2 mol/L，根据方程式中的比例关系知，X曲线为NO2，Y曲线为N2O4，A错误；根据X曲线的数据：v(NO2)＝ mol/(L·min)＝0.04 mol/(L·min)，B错误；体积压缩为原来的一半，在这一瞬间，NO2和N2O4的浓度都增大为原来的两倍，图像中NO2浓度增大，N2O4浓度不变，应为充入NO2，C错误；由图像可知25 min时改变的条件是增大二氧化氮浓度，平衡正向移动，二氧化氮的浓度逐渐减小，到d点时达到平衡状态，则四点中二氧化氮浓度最大的是c点，c点体系内的颜色最深，D正确。故选D。 9．(双选)已知某密闭容器中发生可逆反应3H2(g)＋N2(g)⥫⥬2NH3(g) 　ΔH＜0，t1时刻反应达到平衡，t2时刻改变某条件，其反应过程如图所示，下列说法正确的是(　　) A．t2时刻改变的条件可能是加入了催化剂 B．过程Ⅰ与过程Ⅱ达到平衡后，平衡常数相等 C．过程Ⅰ与过程Ⅱ达到平衡后，N2的转化率： Ⅰ＞Ⅱ D．若断裂3 mol H—H键的同时形成6 mol N—H键，则该反应达到平衡状态 答案：BC 解析：在v ­t图像中，v正与v逆是对称的，故完整的图像如图所示，由图像可知，过程Ⅰ表示从正反应方向达到平衡，t1～t2时保持平衡，t2时改变条件，过程Ⅱ平衡逆向移动，改变条件瞬间v正不变，v逆瞬间增大，由此可知改变的条件是充入了氨气。由上述分析可知，t2时改变的条件是充入了氨气，加入催化剂平衡不移动，故A错误；由上述分析可知，t2时改变的条件是充入了氨气，温度不变，平衡常数不变，故B正确；t2时刻改变条件后，平衡逆向移动，N2的转化率减小，N2的转化率：Ⅰ＞Ⅱ，故C正确；断裂3 mol H—H键的同时形成6 mol N—H键，均表示正反应速率，不能判断反应达到平衡状态，故D错误；答案选BC。 10.(2023·安徽黄山市高二期末)对于可逆反应2AB3(g)A2(g)＋3B2(g)　ΔH>0，(注：A2%、B2%、AB3%分别表示混合气体中的体积分数)，下列图像正确的是(　　) 答案：C 解析：对于可逆反应2AB3(g)A2(g)＋3B2(g)　ΔH>0，反应吸热，升高温度，正逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动，反应物的化学计量数之和小于生成物的化学计量数之和，增大压强，平衡向逆反应方向移动。反应吸热，升高温度，正逆反应速率都增大，但正反应速率增大的倍数比逆反应速率大，平衡向正反应方向移动，如图，故A错误；反应吸热，升高温度，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，500 ℃先达到平衡，A2%大，故B错误；升高温度，平衡向正反应方向移动，AB3的含量降低，反应物的化学计量数之和小于生成物的化学计量数之和，增大压强，平衡向逆反应方向移动，AB3的含量增大，故C正确；升高温度，平衡向正反应方向移动，B2的含量增大，反应物的化学计量数之和小于生成物的化学计量数之和，增大压强，平衡向逆反应方向移动，B2的含量减小，故D错误；故选C。 11.(18分)(2023·云南丽江高二期中)Ⅰ.甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。工业上一般采用下列两种反应合成甲醇。 反应Ⅰ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1 反应Ⅱ：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH2 表中所列数据是反应Ⅱ在不同温度下的化学平衡常数(K2)： 温度 250 ℃ 300 ℃ 350 ℃ K2 2.0 0.27 0.012 (1)写出反应Ⅰ的化学平衡常数表达式：K1＝__________；保持恒温恒容，将反应Ⅰ的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的2倍，则化学平衡__________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动，平衡常数K1______(填“变大”、“变小”或“不变”)。 (2)由表中数据判断ΔH2______(填“＞”、“＜”或“＝”)0。 (3)对于反应Ⅱ，下列状态合理且可以判断该反应已经达到平衡的是__________(填字母)。 a.c(CO)＝c(CH3OH) b.CO的百分含量不再改变 c.2v正(H2)＝v逆(CH3OH) d.体系的压强不再发生变化 e.单位时间内消耗了2 mol的H2同时消耗了1 mol的CO Ⅱ.某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对某类反应[aA(g)＋bB(g)cC(g)]的化学平衡的影响，得到如图图像(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，α表示转化率)。 分析图像，回答下列问题： (1)在反应Ⅰ中，若p1>p2，则该反应的正反应为__________(填“放热”或“吸热”)反应，且为气体分子数__________(填“减小”或“增大”)的反应。 (2)在反应Ⅱ中，T1______(填“＞”、“＜”或“＝”)T2，该反应的正反应为__________(填“放热”或“吸热”)反应。 答案：Ⅰ.(1)　正向　不变 (2)＜　(3)bd　Ⅱ.(1)放热　减小　(2)＜　放热 解析：Ⅰ.(1)化学平衡常数等于生成物平衡浓度幂之积与反应物平衡浓度幂之积的比值，则反应Ⅰ的化学平衡常数表达式K1＝；保持恒温恒容，将反应Ⅰ的平衡体系中各物质浓度均增大为原来的2倍，相当于增大压强，化学平衡正向移动；化学平衡常数只与温度有关，化学平衡常数K1不变。(2)根据表中数据，随着温度的升高，反应Ⅱ的K2减小，即升高温度，平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，故ΔH2＜0。(3)反应达到平衡时各组分的浓度保持不变，但不一定相等，即c(CO)＝c(CH3OH)时反应不一定达到平衡状态，a不符合题意；CO的百分含量不再改变是反应达到平衡的标志，b符合题意；2v正(H2)＝v逆(CH3OH)时正、逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态，c不符合题意；反应Ⅱ的正反应是气体分子数减小的反应，建立平衡的过程中气体分子数变化，体系的压强变化，体系的压强不再发生变化能说明反应达到平衡状态，d符合题意；单位时间内消耗了2 mol H2的同时消耗了1 mol CO，都表示正反应，不能说明反应达到平衡状态，e不符合题意；答案选bd。 Ⅱ.(1)根据反应Ⅰ的图像，在压强相同时，升高温度A的转化率减小，说明升高温度平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应为放热反应；在温度相同时，p1时A的转化率大于p2，又p1＞p2，说明增大压强A的转化率增大，即增大压强平衡正向移动，则该反应的正反应为气体分子数减小的反应。(2)根据反应Ⅱ的图像，T2时反应达到平衡的时间比T1短，说明T2温度高、反应速率快，即T1＜T2；T2达到平衡时C的物质的量比T1小，说明升高温度，平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，正反应为放热反应。 12.(12分)(2023·乌鲁木齐市第二十中学高二期中)某温度时，在一个容积为2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据，试填写下列空白： (1)该反应的化学方程式为______________________________________________________。 (2)反应开始至2 min，气体Y的反应速率为__________________________________________ ________。 (3)反应开始至2 min，X的转化率为________。 (4)若上述反应在2 min后的t1～t6内反应速率与反应时间图像如图，在每一时刻均改变一个影响反应速率的因素，在t1时______，在t4时______。 (5)如图X的转化率最高是时间段________(填字母)。 A．t0～t1 B．t2～t3 C．t3～t4 D．t5～t6 答案：(1)3X＋Y2Z　(2)0.025 mol/(L·min) (3)30%　(4)加入Z　减压　(5)A 解析：(1)据图可知X、Y的物质的量减小，为反应物，Z的物质的量增加，为生成物，2 min后各物质共存且物质的量不再改变，说明为可逆反应，相同时间内Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝0.3 mol∶0.1 mol∶0.2 mol，则X、Y、Z的化学计量数之比为3∶1∶2，化学方程式为3X＋Y2Z；(2)反应开始至2 min，Δn(Y)＝1.0 mol－0.9 mol＝0.1 mol，容器体积为2 L，所以v(Y)＝＝0.025 mol/(L·min)；(3)反应开始至2 min，Δn(X)＝1.0 mol－0.7 mol＝0.3 mol，转化率为×100%＝30%；(4)t1时刻正反应速率瞬间不变，但逆反应速率瞬间增大，应是加入了生成物，即加入Z；t4时刻正、逆反应速率均瞬间减小，则应是降低温度或减小压强，逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向移动，但该反应焓变未知，所以无法判断温度对平衡的影响，该反应为气体化学计量数之和减小的反应，减小压强平衡可以逆向移动；(5)t1时刻改变条件后平衡逆向移动，X的转化率减小，t3时刻改变条件后平衡不移动，X的转化率不变，t4时刻改变条件后平衡逆向移动，X的转化率继续减小，所以X的转化率最高是时间段t0～t1，故选A。 学生用书↓第48页 学科网（北京）股份有限公司 $$