专题02 化学反应速率与平衡图像分析（重难点讲义） 化学沪科版2020选择性必修1

专题02 化学反应速率与平衡图像分析 1、 掌握图像分析基本方法。 2、 识别常见图像并能结合反应原理进行分析 一、物质的量(或浓度)—时间图像 分清反应物和生成物，浓度减小的为反应物，浓度增大的为生成物，分清消耗浓度和增加浓度，反应物的消耗浓度和生成物的增加浓度之比，等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。 【方法技巧】解答速率图像题的基本思路 （1）看面：搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理相联系。 （2）看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平所表示的含义。 （3）看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如起点、终点、交点、折点、最高点、最低点。例如在浓度—时间图上，一定要看清反应至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。 （4）看变化趋势：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。 二、速率—时间图像 1.“渐变”类v－t图像 图像 分析 结论 t1时其他条件不变，增大反应物的浓度 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，减小反应物的浓度 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，增大生成物的浓度 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，减小生成物的浓度 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 2.“断点”类v－t图像 图像 t1时刻所改变的条件 温度 升高 降低 升高 降低 适合正反应为放热的反应 适合正反应为吸热的反应 压强 增大 减小 增大 减小 适合正反应为气体物质的量增大的反应 适合正反应为气体物质的量减小的反应 3.“平台”类v­t图像 图像 分析 结论 t1时v′正、v′逆均突然增大且v′正＝v′逆，平衡不移动 t1时其他条件不变使用催化剂 t1时其他条件不变增大反应体系的压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体体积无变化) t1时v′正、v′逆均突然减小且v′正＝v′逆，平衡不移动 t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体体积无变化) 4.全程速率—时间图像 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。 原因：（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。 三、转化率(或百分含量)—时间—温度(或压强)图像 该类图像中常常与化学平衡知识相联系，重在考查化学平衡相关知识点。这类图像反映了反应物或生成物的量在不同温度（压强）下对时间的关系，解题时要注意一定条件下物质含量不再改变时，应是化学反应达到平衡的特征。 1.规律：“先拐先平，数值大”原则 分析反应由开始(起始物质相同时)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。如图甲中T2>T1。 ②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。如图乙中p1>p2。 ③若为使用催化剂引起，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短。如图丙中a使用催化剂。 2.实例：正确掌握图像中反应规律的判断方法 [以mA(g)＋nB(g)pC(g)中反应物A的转化率αA为例说明] ①图甲中，T2>T1，升高温度，αA降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应。 ②图乙中，p1>p2，增大压强，αA升高，平衡正向移动，则正反应为气体体积缩小的反应。 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。 四、恒温线或恒压线图像 该类图像的纵坐标为物质的平衡浓度（反应物或生成物）或反应物的转化率，横坐标为温度或压强。 1.识图：(α表示反应物的转化率，c表示反应物的平衡浓度) 图①，若p1>p2>p3，则正反应为气体体积减小的反应，ΔH＜0；图②，若T1>T2，则正反应为放热反应。解答此类图像问题，往往可作分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线——恒压线或恒温线，然后进行定一议二，从而可解决问题。 2.规律： （1）“定一议二”原则：可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产物气体物质间的系数的大小关系。如乙中任取两条压强曲线研究，压强增大，αA增大，平衡正向移动，正反应为气体体积减小的反应，甲中任取一曲线，也能得出结论。 （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。如利用上述分析方法，在甲中作垂直线，乙中任取一曲线，即能分析出正反应为放热反应。 五、几种特殊图像 1.反应过程中组分含量或浓度与温度的关系图像 对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在相同时间段内，M点前，表示化学反应从反应物开始，则v正>v逆，未达平衡；M点为刚达到的平衡点。M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增大(C%减小)，平衡逆向移动，ΔH<0。 2.化学平衡曲线外的非平衡点分析 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。 左上方(E点)，A%大于此压强或温度时平衡体系中的A%，E点必须向正反应方向移动才能达到平衡状态，所以，E点v正>v逆；则右下方(F点)v正<v逆。 【方法技巧】化学平衡图像的解题思路 （1）分析图像 ①看面：即看清楚纵坐标和横坐标所对应的物理量； ②看线：即看清楚线的走向(增、减性和斜率的大小)和变化趋势(渐变和突变)； ③看点：即看清楚一些特殊点(起点、拐点、交点、接点、最高点、最低点的意义)； ④看是否要做辅助线(等温线、等压线、平衡线)。 （2）联想规律 联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。 （3）做出判断 根据分析图像的结果与规律做对比，做出符合题目要求的判断。 题型01浓度时间图像 【典例】T℃，在容积为2L的密闭容器中发生反应  ，平衡时C生成0.8mol；反应过程中A，B随时间的变化关系如图所示。下列说法。正确的是 A．前12s内， B．当表明反应达平衡状态 C．化学计量数之比 D．开始至平衡反应放出的热量为0.2QkJ 【变式】425℃时，在两个容积为1L的恒容密闭容器中分别发生化学反应，物质的浓度随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是 A．图1中t0时，三种物质的物质的量相等 B．图1中平衡时，H2的转化率约为21% C．图2所表示的容器中气体由无色逐渐变为紫色 D．图1、2中，当c(HI)=3.16时，两容器中的反应均达到平衡状态 题型02 等温线等压线图像 【典例】在体积为和的两个密闭容器中，均充入和，光照条件下发生反应：，测得的平衡转化率随温度(T)的变化关系如图所示。下列说法错误的是 A． B．三点的平衡常数： C．℃时，往的容器中再充入和，的转化率下降 D．图中a、b点的气体压强之比为 【变式】对于反应 ，在温度为、时，平衡体系中体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法不正确的是 A．反应速率：A<C B．平衡常数： C．气体的颜色：A深、C浅 D．混合气体的平均相对分子质量：A<B 题型03 其他图像 【典例】常温下，在溶液中加入KI溶液，发生反应：①  慢反应；②  快反应。溶液中含碘粒子浓度随变化如图所示。 下列叙述正确的是 A．代表与的关系 B．点时，转化率约为 C．在反应①中，氧化剂、还原剂的物质的量之比为2：1 D．向混合液中滴加淀粉溶液，溶液可能不变蓝 【变式】二氧化碳催化加氢制甲醇过程中的主要反应如下： 反应I：CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)　ΔH2 在密闭容器中，1.01×105Pa、n始(CO2)：n始(H2)=1：3时，CO2平衡转化率、CH3OH平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率、CH3OH实际转化率随温度变化如图所示。CH3OH的产率可表示为×100%。下列说法正确的是 A．ΔH1<0，ΔH2<0 B．一定温度时，当密闭容器体积不变时，可说明反应Ⅱ达到化学平衡状态 C．从480～540K，CO的实际产率先降后升 D．500K时CO的实际产率小于平衡时的产率 题型04 图像综合 【典例】下列图像和叙述错误的是 图1 图2 图3 图4 A．图1表示的反应方程式为 B．图2中时刻改变的条件可能是加压 C．图3中升高温度，该反应平衡常数增大 D．图4对于反应：   【变式】下列关于可逆反应各图像的解释或得出的结论不正确的是 A．由甲图可知，t₁时刻一定是使用了催化剂 B．由乙图可知，可逆反应的正反应放热 C．由丙图可知，A点：v正<v逆 D．由丁图可知，交点A表示反应物和生成物浓度相等，但不一定是平衡状态 【巩固训练】 1.氢能是清洁的绿色能源，CH4和H2O(g)催化重整是一种有效的制氢方法。主要反应原理如下： ①   ②   ③   其中反应①②的平衡常数随温度变化如图所示，下列说法正确的是 A．相同条件下， B．反应①的△H<0，反应②的ΔH>0 C．达平衡后增大反应体系压强，变小，但不变 D．生产过程中增加混合气中H2O(g)的体积分数，可提高CH4的平衡转化率 2．常温下，在溶液中加入KI溶液，发生反应：①  慢反应；②  快反应。溶液中含碘粒子浓度随变化如图所示。 下列叙述正确的是 A．代表与的关系 B．点时，转化率约为 C．在反应①中，氧化剂、还原剂的物质的量之比为2：1 D．向混合液中滴加淀粉溶液，溶液可能不变蓝 3．向某密闭容器中充入一定量的和，在催化剂作用下发生反应：，测得的转化率与温度的关系如图所示，其中两条曲线分别表示反应到时的转化率以及的平衡转化率。下列说法正确的是 A．曲线Ⅰ表示反应到时的转化率 B．反应温度为时，后，容器中的物质的量不再增加 C．在反应温度低于时，延长反应时间不能缩小图中阴影部分的面积 D．若时，测得容器中和的浓度相等，则的转化率为 4．一定条件下，向10L恒温恒容密闭容器中充入X(g)、Y(g)和Z(g)，这三种物质的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示，下列说法正确的是 A．容器内发生反应的化学方程式为X(g)+2Y(g)⇌Z(g) B．4~5min内，容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变 C．当反应达到平衡状态时，向容器中通入一定量的Ar(不参与反应)，该反应的化学反应速率增大 D．反应开始时与反应达到平衡状态时的容器内气体的压强之比为9:11 5．氢能的开发利用是实现双碳目标的重要途径。以C、和CaO为原料制氢时，涉及主要反应(忽略其他副反应)如下： ①    △H>0     ②    △H＜0     ③    △H＜0     恒压下，反应体系达平衡时，气体CO、和的物质的量分数随温度的变化关系如图所示。图示温度范围内C(s)已完全反应，(s)在温度时完全分解，在温度时气体总物质的量为4.0mol。下列说法错误的是 A．的平衡常数 B．温度时，的物质的量为0.5mol C．当温度高于时，随温度升高CO的物质的量分数逐渐增大 D．温度时若向平衡体系中通入少量(g)，重新达平衡后，增大 6．恒容密闭容器中和一定量反应：。按投料比1:3或1:3.5，的平衡转化率与温度关系如图。下列说法正确的是 A． B．反应速率： C．点对应的化学平衡常数： D．当混合气体的密度不变时，该反应达到平衡状态 7．逆水煤气变换体系中存在以下两个反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 在恒容条件下，按投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．M点反应I的平衡常数 B．N点的物质的量是的3倍 C． D．若按投料，则曲线上交点M应向a点方向移动 8．制备过程中的主要反应为： 反应I： 反应Ⅱ： 其他条件不变，向恒容密闭容器中通入混合气体的转化率与温度关系曲线如图所示，曲线分别表示平衡转化率与一段时间内在催化剂作用下的转化率。下列说法正确的是 A．曲线②代表平衡转化率 B．A点反应Ⅱ的平衡常数，则平衡体系中 C．800℃时，Ar的体积分数不变，提高使的平衡转化率达到B点的值 D．900~1000℃，随着温度升高将不断增大 9．在恒温恒容密闭容器中投入一定量的Li4SiO4和CO2，发生反应：Li4SiO4(s)+CO2(g)=Li2SiO3(s)+Li2CO3(s)  ΔH。不同温度T1、T2下，c(CO2)随时间(t)的变化曲线如图所示，下列说法正确的是 A．ΔH>0 B．从体系中移出一部分Li2CO3，平衡正向移动 C．M点时再充入少量CO2，CO2的平衡转化率增大 D．达到平衡时，以CO2表示的速率：v正(T1)<v正(T2) 10．根据下列各图曲线表征的信息，得出的结论不正确的是 A．用甲装置探究温度对化学平衡的影响 B．图乙表示用水稀释pH相同的盐酸和醋酸时溶液的pH变化曲线，其中Ⅰ表示盐酸，Ⅱ表示醋酸，完全中和相同体积的Ⅰ、Ⅱ溶液时，消耗同浓度NaOH溶液的体积相同 C．图丙表示恒温密闭容器中发生CaCO3(S)=CaO(s)+CO2(g)反应时，c(CO2)随反应时间变化的曲线，tl时刻改变的条件可能是缩小容器的体积 D．图丁表示反应A2(g)+3B2(g)=2AB3(g)，达到平衡时A2的转化率大小为：a<b<c 11．氢还原辉钼矿并用碳酸钠作固硫剂的原理为MoS2(s)+ 4H2(g) + 2Na2CO3(s)⇌Mo(s)+ 2CO(g)+ 4H2O(g) + 2Na2S(s) H。平衡时的有关变化曲线如图。下列说法正确的是 A．该反应ΔH < 0 B．粉碎矿物和增大压强都有利于辉钼矿的还原 C．图2中T1对应图1中的温度为1300℃ D．若图1中A点对应温度下体系压强为10 MPa，则H2O(g)的分压为5 MPa(分压=总压×物质的量分数) 12．数形结合是研究化学反应速率及化学平衡的重要数学手段，从如图所示图像得出的结论正确的是 A．图甲： B．图乙：时刻改变的条件可能是加入催化剂或压缩体积加压 C．图丙： D．图丁： 【强化训练】 13．A、B均为1L的恒容密闭容器，向容器A中充入和，向容器B中充入1mol和mol，在催化剂存在下发生反应：，测得的平衡转化率随温度的变化如图所示。已知温度为873K时，容器A中反应在5min时到达c点。下列说法正确的是 A．、两点对应的平衡常数： B．扩大容器体积可以加快反应速率，并提高的转化率 C．873K时，容器A中内CO的化学反应速率为 D．容器B中充入的物质的量 14．用和合成的原理如下：，在容积恒定的密闭容器中充入，在催化剂作用下，反应一段时间，测得混合气体中的体积分数与温度的关系如下图所示。下列说法正确的是 A．该反应可高温自发进行 B．平衡常数： C．反应速率： D．c点时，向容器中再充入等物质的量的和，再次达到平衡时，的体积分数不变 15．甲烷氧化偶联制乙烯涉及的反应如下： ① ② ③ 以乙烯为例的选择性定义为。其他条件相同，相同时间内，原料气的对转化率与、、选择性的影响如图所示。下列说法正确的是 A．M点反应①和反应②消耗的量相同 B．的产率在时比=3时更高 C．其他条件不变，增大压强乙烯的平衡产率不变 D．若原料中含有，则N点体系中为0.008mol 16．一碘甲烷(CH3I)热裂解可制取乙烯等低碳烯烃化工原料，CH3I热裂解时发生如下反应。 反应：   反应：   反应：   在500kPa条件下，起始投料1molCH3I(g)，发生反应、、，反应温度对平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯物质的量分数的影响如图所示。 下列说法正确的是 A．温度较低时，可以使用合适的催化剂来提高反应中乙烯的平衡转化率 B．在上述条件下，随温度升高，反应、的平衡逆向移动 C．体系温度为715K，平衡时反应、消耗乙烯的物质的量之比为3：4 D．在500kPa、1000K条件下，若向平衡体系中再通入1molCH3I(g)，重新达到平衡后，分压增大 17．T℃，在容积为2L的密闭容器中发生反应  ，平衡时C生成0.8mol；反应过程中A，B随时间的变化关系如图所示。下列说法。正确的是 A．前12s内， B．当表明反应达平衡状态 C．化学计量数之比 D．开始至平衡反应放出的热量为0.2QkJ 18．恒容密闭容器中和一定量反应：。按投料比1:3或1:3.5，的平衡转化率与温度关系如图。下列说法正确的是 A． B．反应速率： C．点对应的化学平衡常数： D．当混合气体的密度不变时，该反应达到平衡状态 19．逆水煤气变换体系中存在以下两个反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 在恒容条件下，按投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．M点反应I的平衡常数 B．N点的物质的量是的3倍 C． D．若按投料，则曲线上交点M应向a点方向移动 20．制备过程中的主要反应为： 反应I： 反应Ⅱ： 其他条件不变，向恒容密闭容器中通入混合气体的转化率与温度关系曲线如图所示，曲线分别表示平衡转化率与一段时间内在催化剂作用下的转化率。下列说法正确的是 A．曲线②代表平衡转化率 B．A点反应Ⅱ的平衡常数，则平衡体系中 C．800℃时，Ar的体积分数不变，提高使的平衡转化率达到B点的值 D．900~1000℃，随着温度升高将不断增大 21．在恒温恒容密闭容器中投入一定量的Li4SiO4和CO2，发生反应：Li4SiO4(s)+CO2(g)=Li2SiO3(s)+Li2CO3(s)  ΔH。不同温度T1、T2下，c(CO2)随时间(t)的变化曲线如图所示，下列说法正确的是 A．ΔH>0 B．从体系中移出一部分Li2CO3，平衡正向移动 C．M点时再充入少量CO2，CO2的平衡转化率增大 D．达到平衡时，以CO2表示的速率：v正(T1)<v正(T2) 22．已知，在一定条件下苯乙炔(Ph-C≡CH)与HCl发生催化加成反应，得到产物a和b，反应过程中物质转化关系与能量变化如图所示。下列说法不正确的是 A．反应Ⅲ为放热反应 B．反应未达平衡，升高温度，产物b的比例会升高 C．可通过及时分离产物a的方法提高a的产率 D．平衡时产物选择性：产物a>产物b 23．合成氨反应为  ，当反应器中按投料后，分别在三个不同温度下反应达到平衡时，得到混合物中的物质的量分数随压强的变化曲线a，b，c如图所示。下列说法正确的是 A．曲线a对应的温度最高 B．M点对应的转化率为75% C．加催化剂能提高的平衡转化率 D．平衡常数 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 化学反应速率与平衡图像分析 1、 掌握图像分析基本方法。 2、 识别常见图像并能结合反应原理进行分析 一、物质的量(或浓度)—时间图像 分清反应物和生成物，浓度减小的为反应物，浓度增大的为生成物，分清消耗浓度和增加浓度，反应物的消耗浓度和生成物的增加浓度之比，等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。 【方法技巧】解答速率图像题的基本思路 （1）看面：搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理相联系。 （2）看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平所表示的含义。 （3）看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如起点、终点、交点、折点、最高点、最低点。例如在浓度—时间图上，一定要看清反应至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。 （4）看变化趋势：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。 二、速率—时间图像 1.“渐变”类v－t图像 图像 分析 结论 t1时其他条件不变，增大反应物的浓度 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，减小反应物的浓度 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，增大生成物的浓度 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，减小生成物的浓度 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 2.“断点”类v－t图像 图像 t1时刻所改变的条件 温度 升高 降低 升高 降低 适合正反应为放热的反应 适合正反应为吸热的反应 压强 增大 减小 增大 减小 适合正反应为气体物质的量增大的反应 适合正反应为气体物质的量减小的反应 3.“平台”类v­t图像 图像 分析 结论 t1时v′正、v′逆均突然增大且v′正＝v′逆，平衡不移动 t1时其他条件不变使用催化剂 t1时其他条件不变增大反应体系的压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体体积无变化) t1时v′正、v′逆均突然减小且v′正＝v′逆，平衡不移动 t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体体积无变化) 4.全程速率—时间图像 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。 原因：（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。 三、转化率(或百分含量)—时间—温度(或压强)图像 该类图像中常常与化学平衡知识相联系，重在考查化学平衡相关知识点。这类图像反映了反应物或生成物的量在不同温度（压强）下对时间的关系，解题时要注意一定条件下物质含量不再改变时，应是化学反应达到平衡的特征。 1.规律：“先拐先平，数值大”原则 分析反应由开始(起始物质相同时)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。如图甲中T2>T1。 ②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。如图乙中p1>p2。 ③若为使用催化剂引起，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短。如图丙中a使用催化剂。 2.实例：正确掌握图像中反应规律的判断方法 [以mA(g)＋nB(g)pC(g)中反应物A的转化率αA为例说明] ①图甲中，T2>T1，升高温度，αA降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应。 ②图乙中，p1>p2，增大压强，αA升高，平衡正向移动，则正反应为气体体积缩小的反应。 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。 四、恒温线或恒压线图像 该类图像的纵坐标为物质的平衡浓度（反应物或生成物）或反应物的转化率，横坐标为温度或压强。 1.识图：(α表示反应物的转化率，c表示反应物的平衡浓度) 图①，若p1>p2>p3，则正反应为气体体积减小的反应，ΔH＜0；图②，若T1>T2，则正反应为放热反应。解答此类图像问题，往往可作分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线——恒压线或恒温线，然后进行定一议二，从而可解决问题。 2.规律： （1）“定一议二”原则：可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产物气体物质间的系数的大小关系。如乙中任取两条压强曲线研究，压强增大，αA增大，平衡正向移动，正反应为气体体积减小的反应，甲中任取一曲线，也能得出结论。 （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。如利用上述分析方法，在甲中作垂直线，乙中任取一曲线，即能分析出正反应为放热反应。 五、几种特殊图像 1.反应过程中组分含量或浓度与温度的关系图像 对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在相同时间段内，M点前，表示化学反应从反应物开始，则v正>v逆，未达平衡；M点为刚达到的平衡点。M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增大(C%减小)，平衡逆向移动，ΔH<0。 2.化学平衡曲线外的非平衡点分析 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。 左上方(E点)，A%大于此压强或温度时平衡体系中的A%，E点必须向正反应方向移动才能达到平衡状态，所以，E点v正>v逆；则右下方(F点)v正<v逆。 【方法技巧】化学平衡图像的解题思路 （1）分析图像 ①看面：即看清楚纵坐标和横坐标所对应的物理量； ②看线：即看清楚线的走向(增、减性和斜率的大小)和变化趋势(渐变和突变)； ③看点：即看清楚一些特殊点(起点、拐点、交点、接点、最高点、最低点的意义)； ④看是否要做辅助线(等温线、等压线、平衡线)。 （2）联想规律 联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。 （3）做出判断 根据分析图像的结果与规律做对比，做出符合题目要求的判断。 题型01浓度时间图像 【典例】T℃，在容积为2L的密闭容器中发生反应  ，平衡时C生成0.8mol；反应过程中A，B随时间的变化关系如图所示。下列说法。正确的是 A．前12s内， B．当表明反应达平衡状态 C．化学计量数之比 D．开始至平衡反应放出的热量为0.2QkJ 【答案】D 【分析】由图可知，12s时反应达到平衡，B的浓度变化量，A的浓度变化量，生成C的物质的量为0.8mol，则，则：：=3：1：4，化学计量数之比b：c=1：4，该方程式为，以此解题。 【详解】A．前12s内，A的平均反应速率为，A错误； B．结合分析可知，当，此时正、逆反应速率相等，表明反应达平衡状态，B错误； C．由分析可知，化学计量数之比b：c=1：4，C错误； D．  表示消耗3molA，放出QkJ能量，平衡时A的消耗量为0.6mol，结合方程式可知，放出的热量为0.2Q kJ，D正确； 故选D。 【变式】425℃时，在两个容积为1L的恒容密闭容器中分别发生化学反应，物质的浓度随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是 A．图1中t0时，三种物质的物质的量相等 B．图1中平衡时，H2的转化率约为21% C．图2所表示的容器中气体由无色逐渐变为紫色 D．图1、2中，当c(HI)=3.16时，两容器中的反应均达到平衡状态 【答案】B 【详解】A．由图1可知，同一恒容密闭容器中，t0时三种物质的物质的量浓度相等，即物质的量相等，A正确； B．由图1可知，同一恒容密闭容器中，平衡时H2的浓度为0.42mol/L，起始时H2浓度为2.00mol/L，则其转化率为，B错误； C．由图2可知，随着反应开始，HI的浓度逐渐减少，H2或I2的浓度从0开始增大，则图2所表示的容器中气体由无色逐渐变紫色，C正确； D．图1、2中，当c(HI)=3.16mol/L时，各组分的浓度不再发生改变，说明此时两容器中的反应均达到平衡状态，D正确； 故选B。 题型02 等温线等压线图像 【典例】在体积为和的两个密闭容器中，均充入和，光照条件下发生反应：，测得的平衡转化率随温度(T)的变化关系如图所示。下列说法错误的是 A． B．三点的平衡常数： C．℃时，往的容器中再充入和，的转化率下降 D．图中a、b点的气体压强之比为 【答案】D 【分析】根据定一议二原则，当温度一定时，改变体积，三氯甲烷转化率的变化比较V1、V2大小，再根据平衡常数的特性，比较三个点平衡常数大小，利用三段式计算增加反应物的量后转化率的变化，以及气体压强之比。 【详解】A．是个气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，转化率降低，℃时平衡转化率，则点对应的压强小，即体积，A正确； B．由图可知，升高温度平衡转化率下降，正反应放热，a、b点温度相同，平衡常数相同，c点温度降低，转化率增大，平衡正向移动，则平衡常数：，B正确； C．依据反应：的正反应是气体体积增大的反应，可知增大压强平衡逆向移动，C正确； D.、点平衡转化率分别为60%、70%， a点时：， b点时： 列三段法可得，达平衡时体系总物质的量：，，依据阿伏加德罗定律的推论，体系气体压强之比，D错误； 故选D。 【变式】对于反应 ，在温度为、时，平衡体系中体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法不正确的是 A．反应速率：A<C B．平衡常数： C．气体的颜色：A深、C浅 D．混合气体的平均相对分子质量：A<B 【答案】C 【分析】反应焓变大于0，为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，NO2的体积分数增大，温度T2>T1。 【详解】A．A、C两点的反应温度相同，压强C点>A点，增大压强，反应速率增大，则反应速率：A<C，A正确； B．根据分析，温度T2>T1，A点温度高于B点，升高温度，平衡正向移动，平衡常数增大，平衡常数，B正确； C．两点的反应温度相同，压强C点>A点，在其他条件不变时，增大压强，物质的浓度增大，c(NO2)增大，体系内气体颜色加深；增大压强，化学平衡逆向移动，使c(NO2)减小，但平衡移动的趋势是微弱的，总的来说C点c(NO2)的比A点大，故A、C两点气体的颜色：A点浅，C点深，C错误； D．A点温度高于B点，升高温度，平衡正向移动，气体的物质的量增多，混合气体的平均相对分子质量减小，混合气体的平均相对分子质量：A<B，D正确； 故选C。 题型03 其他图像 【典例】常温下，在溶液中加入KI溶液，发生反应：①  慢反应；②  快反应。溶液中含碘粒子浓度随变化如图所示。 下列叙述正确的是 A．代表与的关系 B．点时，转化率约为 C．在反应①中，氧化剂、还原剂的物质的量之比为2：1 D．向混合液中滴加淀粉溶液，溶液可能不变蓝 【答案】B 【分析】由图可知，只减小，故L1代表；只增大，故L2代表，代表； 【详解】A．由分析可知，L2代表与的关系，A错误； B．设转化浓度的改变分别为xmol/L、ymol/L，利用三段式法计算：①； ②，b点时：(aq)=，(aq)=，解得，，转化率约为，B正确； C．反应①一半转化成CuI，另一半→，氧化剂、还原剂的物质的量之比为1∶1，C错误； D．根据平衡移动，体系中一定有和存在，滴加淀粉溶液，溶液可能变蓝，D错误； 故选B。 【变式】二氧化碳催化加氢制甲醇过程中的主要反应如下： 反应I：CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1 反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g)　ΔH2 在密闭容器中，1.01×105Pa、n始(CO2)：n始(H2)=1：3时，CO2平衡转化率、CH3OH平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的CO2实际转化率、CH3OH实际转化率随温度变化如图所示。CH3OH的产率可表示为×100%。下列说法正确的是 A．ΔH1<0，ΔH2<0 B．一定温度时，当密闭容器体积不变时，可说明反应Ⅱ达到化学平衡状态 C．从480～540K，CO的实际产率先降后升 D．500K时CO的实际产率小于平衡时的产率 【答案】B 【详解】A．520℃以前，温度低，反应未达平衡状态，520℃之后，温度升高，CH3OH的产率下降，反应I平衡逆向移动，ΔH1<0，温度升高，CH3OH的产率和CO2实际转化率差距越大，说明更多的CO2转化为CO，反应Ⅱ正向移动，，A错误； B．反应Ⅰ是气体体积前后改变的反应，一定温度时，当密闭容器体积不变时，体系各组分物质的量不变，可说明反应Ⅱ和反应I达到化学平衡状态，B正确； C．480～540K，CH3OH的产率和CO2实际转化率差距越大，说明更多的CO2转化为CO ，CO的实际产率在上升，C错误； D．如图所示，500K时，平衡时，CO2转化率为0.31，CH3OH的产率为0.26，实际上，CO2转化率为0.22，CH3OH的产率为0.16，设起始时，CO2为1mol，平衡时CO为：，实际产率为：，D错误； 故选B。 题型04 图像综合 【典例】下列图像和叙述错误的是 图1 图2 图3 图4 A．图1表示的反应方程式为 B．图2中时刻改变的条件可能是加压 C．图3中升高温度，该反应平衡常数增大 D．图4对于反应：   【答案】D 【详解】A．图1：0~2s，A物质的量减少0.8mol，B物质的量增加1.2mol，C物质的量增加0.4mol，A是反应物，B、C是生成物，变化量之比等于系数比，A该图像表示的反应方程式为，故A正确； B．图2：正逆反应速率同等程度增大，但平衡不移动，所以t1时刻改变的条件可能是对反应前后气体物质的量不变的反应进行加压，也可能是加入催化剂，故B正确； C．图3：升高温度，正反应速率变化大于逆反应速率，可知升高温度平衡正向移动，该反应平衡常数增大，故C正确； D．图4对于反应：：根据“先拐先平”，T1>T2，P2>P1，升高温度，C的平衡体积分数降低，则正反应放热；增大压强，C的平衡体积分数增大，平衡正向移动，所以，故D错误； 选D。 【变式】下列关于可逆反应各图像的解释或得出的结论不正确的是 A．由甲图可知，t₁时刻一定是使用了催化剂 B．由乙图可知，可逆反应的正反应放热 C．由丙图可知，A点：v正<v逆 D．由丁图可知，交点A表示反应物和生成物浓度相等，但不一定是平衡状态 【答案】A 【详解】A．改变条件后，正逆反应速率增大且相等，若对前后气体分子数相等的化学反应，可能是加压，也可能是加了催化剂，故A错误； B．生成物的百分含量随温度的升高而增大，m为曲线的最高点，生成物的百分含量达到最大值，达到相应温度下的限度，即建立了相应温度下的平衡状态；继续升温生成物的百分含量减小，说明升温反应向逆反应方向移动，则该反应是放热反应，故B正确； C．A点的转化率高于平衡转化率，说明反应要逆向移动，则v正＜v逆，故C正确； D．交点A表示反应物和生成物浓度相等，未必保持不变，故不一定是平衡状态，故D正确； 故选A。 【巩固训练】 1.氢能是清洁的绿色能源，CH4和H2O(g)催化重整是一种有效的制氢方法。主要反应原理如下： ①   ②   ③   其中反应①②的平衡常数随温度变化如图所示，下列说法正确的是 A．相同条件下， B．反应①的△H<0，反应②的ΔH>0 C．达平衡后增大反应体系压强，变小，但不变 D．生产过程中增加混合气中H2O(g)的体积分数，可提高CH4的平衡转化率 【答案】D 【详解】A．由题意可知，反应③=反应①+反应②，平衡常数，故A错误； B．由图可知，反应①平衡常数随温度升高而增大，说明，反应②平衡常数随温度升高而减小，说明，故B错误； C．平衡常数只与温度有关，增大压强，、都不变，故C错误； D．增加的体积分数，平衡正向移动，可提高的平衡转化率，故D正确； 故选D。 2．常温下，在溶液中加入KI溶液，发生反应：①  慢反应；②  快反应。溶液中含碘粒子浓度随变化如图所示。 下列叙述正确的是 A．代表与的关系 B．点时，转化率约为 C．在反应①中，氧化剂、还原剂的物质的量之比为2：1 D．向混合液中滴加淀粉溶液，溶液可能不变蓝 【答案】B 【分析】由图可知，只减小，故L1代表；只增大，故L2代表，代表； 【详解】A．由分析可知，L2代表与的关系，A错误； B．设转化浓度的改变分别为xmol/L、ymol/L，利用三段式法计算：①； ②，b点时：(aq)=，(aq)=，解得，，转化率约为，B正确； C．反应①一半转化成CuI，另一半→，氧化剂、还原剂的物质的量之比为1∶1，C错误； D．根据平衡移动，体系中一定有和存在，滴加淀粉溶液，溶液可能变蓝，D错误； 故选B。 3．向某密闭容器中充入一定量的和，在催化剂作用下发生反应：，测得的转化率与温度的关系如图所示，其中两条曲线分别表示反应到时的转化率以及的平衡转化率。下列说法正确的是 A．曲线Ⅰ表示反应到时的转化率 B．反应温度为时，后，容器中的物质的量不再增加 C．在反应温度低于时，延长反应时间不能缩小图中阴影部分的面积 D．若时，测得容器中和的浓度相等，则的转化率为 【答案】B 【详解】A．平衡转化率应大于或等于时的转化率，故曲线Ⅰ表示平衡转化率，曲线Ⅱ表示反应到时的转化率，A错误； B．根据图像，当温度高于，时反应达到平衡状态，容器中的物质的量不再增加，B正确； C．在反应温度低于时，时反应未达到平衡状态，适当延长反应时间，可提高的转化率，缩小图中阴影部分的面积，C错误； D．和的起始投料比未知，不能计算时的转化率，D错误； 答案选B。 4．一定条件下，向10L恒温恒容密闭容器中充入X(g)、Y(g)和Z(g)，这三种物质的物质的量随反应时间的变化曲线如图所示，下列说法正确的是 A．容器内发生反应的化学方程式为X(g)+2Y(g)⇌Z(g) B．4~5min内，容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变 C．当反应达到平衡状态时，向容器中通入一定量的Ar(不参与反应)，该反应的化学反应速率增大 D．反应开始时与反应达到平衡状态时的容器内气体的压强之比为9:11 【答案】B 【分析】根据图示，X和Y是反应物，Z是生成物，X、Y、Z的变化量之比是0.4∶0.2∶0.2=2∶1∶1，最终三者同时存在，为可逆反应，反应的化学方程式为：2X+Y⇌Z，据此分析； 【详解】A．容器内发生反应的化学方程式为2X(g)+Y(g)Z(g)，A错误； B．4~5min内，已达到平衡状态，容器中混合气体的平均摩尔质量保持不变，B正确； C．向容器中通入一定量的Ar(不参与反应)，该反应的化学反应速率不变，C错误； D．反应开始时与反应达到平衡状态时的容器内气体的压强之比等于物质的量之比，为（1+1+0.2）∶（0.8+0.6+0.4）=11∶9，D错误； 故选B。 5．氢能的开发利用是实现双碳目标的重要途径。以C、和CaO为原料制氢时，涉及主要反应(忽略其他副反应)如下： ①    △H>0     ②    △H＜0     ③    △H＜0     恒压下，反应体系达平衡时，气体CO、和的物质的量分数随温度的变化关系如图所示。图示温度范围内C(s)已完全反应，(s)在温度时完全分解，在温度时气体总物质的量为4.0mol。下列说法错误的是 A．的平衡常数 B．温度时，的物质的量为0.5mol C．当温度高于时，随温度升高CO的物质的量分数逐渐增大 D．温度时若向平衡体系中通入少量(g)，重新达平衡后，增大 【答案】D 【分析】由反应①、②、③可知，CO2来自CO与H2O的反应，且CO和CO2的产生都伴随H2的生成。同时，体系中的CaO可吸收CO2转化为CaCO3。因此，无论CO和CO2后续变化如何，体系中始终有H2存在，且H2含量较其它两者都高，故a线对应物种应为H2。根据信息：图示温度范围内C(s)已完全反应，CaCO3在T1温度时完全分解，故压力p下，T1温度后，体系中仅存在反应②，反应②为放热反应，随温度升高反应平衡逆向移动，由图中信息可知，T1温度后a、c线对应物质摩尔分数随温度升高逐渐降低，b线对应物质变化趋势相反。因此，可判断b线对应物质为CO，c线对应物种为CO2，据此分析解题。 【详解】A．该反应=①+②+③，故的平衡常数，A正确； B．温度为T0时，、CO、、的物质的量分数分别为：0.50、0.15、0.05、0.30，设起始状态有1molC，xmolH2O，反应①完全进行，设反应②转化amol，反应③转化bmol，可列出三段式：，，，，，，解得x=，a=，b=，则n(总)=( x+1-b)mol=mol，而在温度时气体总物质的量为4.0mol，故n(CaCO3)=，B正确； C．由分析可知，T1温度后，体系中仅存在反应②，反应②为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，CO的物质的量分数逐渐增大，C正确； D．压力p下，T0温度时，C(s)完全反应，CaCO3未完全分解，即体系中存在平衡②和③，反应③：CaO(s)+CO2(g)CaCO3(s) 的K=，温度不变，K不变，则c(CO2)不变，D错误； 故选D。 6．恒容密闭容器中和一定量反应：。按投料比1:3或1:3.5，的平衡转化率与温度关系如图。下列说法正确的是 A． B．反应速率： C．点对应的化学平衡常数： D．当混合气体的密度不变时，该反应达到平衡状态 【答案】B 【详解】A．相同温度下，比值越大，甲醇转化率越小，图像分析可知甲醇平衡转化率为：x1＜x2，故，A错误； B．b点和a点温度相同，甲醇的起始物质的量都为1mol，a点x值小于b点，则a点加水多，反应物浓度大，则反应速率：Va正＞Vb正，B正确； C．升高温度，甲醇转化率增大，说明反应为吸热反应，升高温度平衡常数增大，则Kc＜Kb=Ka，C错误； D．反应前后均为气体且恒容，混合气体的密度始终不变，故混合气体的密度不变时，不能说明该反应达到平衡状态，D错误； 故选B。 7．逆水煤气变换体系中存在以下两个反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 在恒容条件下，按投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．M点反应I的平衡常数 B．N点的物质的量是的3倍 C． D．若按投料，则曲线上交点M应向a点方向移动 【答案】D 【详解】A．M点：CH4的体积分数为0， CO2和CO的体积分数均为50%，说明此时只发生反应I，因起始投料比，故M点n(CO2)=n(CO)= n(H2)=n(H2O)，K=1，A正确； B．N点CO与CH4体积分数相同，结合反应方程式的系数可知，生成水的总的物质的量为甲烷的3倍，B正确； C．根据盖斯定律，反应II-反应I可得，C正确； D．n(CO2):n(H2)=1:2投料，反应Ⅰ、Ⅱ平衡正向移动， CO2的转化率增大，平衡时CO2的体积分数减小，则曲线交点位置向b点方向移动，D错误 故选D。 8．制备过程中的主要反应为： 反应I： 反应Ⅱ： 其他条件不变，向恒容密闭容器中通入混合气体的转化率与温度关系曲线如图所示，曲线分别表示平衡转化率与一段时间内在催化剂作用下的转化率。下列说法正确的是 A．曲线②代表平衡转化率 B．A点反应Ⅱ的平衡常数，则平衡体系中 C．800℃时，Ar的体积分数不变，提高使的平衡转化率达到B点的值 D．900~1000℃，随着温度升高将不断增大 【答案】D 【分析】催化剂不影响转化率，只影响速率，因此平衡转化率是该条件下的最大转化率，有无催化剂都不会超过最大转化率，曲线①的转化率始终高于曲线②说明曲线①是平衡转化率，曲线②是一段时间内在催化剂作用下的转化率，A点相较于一点，说明随着温度升高，反应速率加快，这段时间内，该反应恰好能达到平衡状态，据此解答。 【详解】A．由分析可知，曲线②是一段时间内在催化剂作用下的转化率，A错误； B．由题干信息可知，、，A点的转化率=50%，则平衡后，由硫元素守恒可知，，反应Ⅱ的平衡常数，体积为1L，由此可知，，解得，由氢元素守恒可知，，B错误； C．Ar的体积分数不变，提高使的平衡转化率下降，不会到达B点，C错误； D．反应Ⅰ是放热反应，升温平衡逆向移动，的平衡转化率下降，而900~1000℃，的平衡转化率在持续上升，说明反应Ⅱ平衡正向移动的程度大于反应Ⅰ平衡逆向移动的程度，即随着温度升高将不断增大，D正确； 故选D。 9．在恒温恒容密闭容器中投入一定量的Li4SiO4和CO2，发生反应：Li4SiO4(s)+CO2(g)=Li2SiO3(s)+Li2CO3(s)  ΔH。不同温度T1、T2下，c(CO2)随时间(t)的变化曲线如图所示，下列说法正确的是 A．ΔH>0 B．从体系中移出一部分Li2CO3，平衡正向移动 C．M点时再充入少量CO2，CO2的平衡转化率增大 D．达到平衡时，以CO2表示的速率：v正(T1)<v正(T2) 【答案】C 【详解】A．根据“先拐先平衡”可知T1＞T2，温度越高，反应物c(CO2)越大，说明温度升高时平衡逆向移动，该反应为放热反应，ΔH＜0，A错误； B．Li2CO3是固体，改变固体的量，平衡不移动，B错误； C．M点时再充入一定量CO2，相当于增大了压强，平衡向气体体积缩小的方向移动，但生成物均为固态，影响平衡移动的因素为温度，因温度不变，平衡常数K不变，c(CO2)不变，所以CO2的平衡转化率增大，C正确； D．根据选项A分析可知，温度：T1＞T2，温度越高反应速率越快，达到平衡时，以CO2表示的速率：v正(T1)＞v正(T2)，D错误； 答案选C。 10．根据下列各图曲线表征的信息，得出的结论不正确的是 A．用甲装置探究温度对化学平衡的影响 B．图乙表示用水稀释pH相同的盐酸和醋酸时溶液的pH变化曲线，其中Ⅰ表示盐酸，Ⅱ表示醋酸，完全中和相同体积的Ⅰ、Ⅱ溶液时，消耗同浓度NaOH溶液的体积相同 C．图丙表示恒温密闭容器中发生CaCO3(S)=CaO(s)+CO2(g)反应时，c(CO2)随反应时间变化的曲线，tl时刻改变的条件可能是缩小容器的体积 D．图丁表示反应A2(g)+3B2(g)=2AB3(g)，达到平衡时A2的转化率大小为：a<b<c 【答案】B 【详解】A．，温度升高，平衡逆移，二氧化氮浓度增大，气体颜色加深，可以探究温度对化学平衡的影响，A正确； B．盐酸是强酸，在溶液中完全电离，醋酸是弱酸，在溶液中部分电离，pH相同的盐酸的浓度小于醋酸，则完全中和相同体积的Ⅰ、Ⅱ溶液时，盐酸消耗同浓度氢氧化钠溶液的体积小于醋酸，B错误； C．由方程式可知，反应的平衡常数K= c(CO2)，由图可知，t1时刻条件改变的瞬间，二氧化碳的浓度增大，新平衡时二氧化碳的浓度与原平衡相同，温度不变，平衡常数不变，则t1时刻改变的条件可能是增大二氧化碳的浓度，或缩小容器的体积增大压强，C正确； D．增大B2的浓度，平衡向正反应方向移动，A2的平衡转化率增大，由图可知，B2的浓度大小顺序为a<b<c，则A2的平衡转化率大小顺序为a<b<c，D正确； 故选B。 11．氢还原辉钼矿并用碳酸钠作固硫剂的原理为MoS2(s)+ 4H2(g) + 2Na2CO3(s)⇌Mo(s)+ 2CO(g)+ 4H2O(g) + 2Na2S(s) H。平衡时的有关变化曲线如图。下列说法正确的是 A．该反应ΔH < 0 B．粉碎矿物和增大压强都有利于辉钼矿的还原 C．图2中T1对应图1中的温度为1300℃ D．若图1中A点对应温度下体系压强为10 MPa，则H2O(g)的分压为5 MPa(分压=总压×物质的量分数) 【答案】C 【详解】A．根据图1，随温度升高，反应物浓度减小，生成物浓度增大，说明升温平衡正向移动，故该反应是吸热反应ΔH＞0，A错误； B．该反应是气体分子数增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向进行，不利于反应向右进行，B错误； C．根据图像1，1300℃时该反应的平衡常数K==1，根据图2可知，T1℃是正逆化学平衡常数相等，即此时平衡常数为1，C正确； D．A点各组分的浓度之和为5mol/L，在同一容器中，压强之比等于物质的量之比，也等于浓度之比，所以A点对应温度下体系压强为10MPa时，H2O(g)的分压为=4MPa，故D错误； 故选C。 12．数形结合是研究化学反应速率及化学平衡的重要数学手段，从如图所示图像得出的结论正确的是 A．图甲： B．图乙：时刻改变的条件可能是加入催化剂或压缩体积加压 C．图丙： D．图丁： 【答案】B 【详解】A．甲中容器体积未知，无法计量用浓度表示的A的反应速率，A错误； B．反应为等气体分子数的反应，则时刻改变的条件可能是加入催化剂，也可能是加压，B正确； C．对图中反应升高温度，正反应增大的速率大于逆反应增大的速率，说明平衡正向移动，该反应是吸热反应，焓变大于0，C错误； D．根据先拐先平数据大，由下面两根曲线得到P2＞P1，增大压强，C%增大，说明正向移动，即正向是体积减小的反应，即，D错误； 故选B。 【强化训练】 13．A、B均为1L的恒容密闭容器，向容器A中充入和，向容器B中充入1mol和mol，在催化剂存在下发生反应：，测得的平衡转化率随温度的变化如图所示。已知温度为873K时，容器A中反应在5min时到达c点。下列说法正确的是 A．、两点对应的平衡常数： B．扩大容器体积可以加快反应速率，并提高的转化率 C．873K时，容器A中内CO的化学反应速率为 D．容器B中充入的物质的量 【答案】D 【详解】A．化学平衡常数只与温度有关， 、两点对应的温度相同，平衡常数相等，即，A错误； B．扩大容器体积，物质的量浓度减小，化学反应速率减慢，B错误； C．由图可知，c点甲烷转化率为，由题意可建立如下“三段式”： 由“三段式”可知，内甲烷的反应速率为的化学反应速率为，C错误； D．相同温度下容器B中甲烷的转化率更高，因此容器B中充入的物质的量大于容器A中的，D项正确； 故选D。 14．用和合成的原理如下：，在容积恒定的密闭容器中充入，在催化剂作用下，反应一段时间，测得混合气体中的体积分数与温度的关系如下图所示。下列说法正确的是 A．该反应可高温自发进行 B．平衡常数： C．反应速率： D．c点时，向容器中再充入等物质的量的和，再次达到平衡时，的体积分数不变 【答案】C 【分析】由题干信息和图像可知，b点之前反应未达到平衡状态，随着温度升高，反应速率加快，的体积分数逐渐增大，b点时的体积分数最大，达到平衡状态，b点后随着温度升高，的体积分数逐渐减小，说明平衡逆向进行，正反应，以此解题。 【详解】A．结合分析可知，正反应，由化学方程式可知，根据，可知该反应低温自发进行，A错误； B．平衡常数只和温度有关，该反应为放热反应，温度越高，平衡常数越小，所以，B错误； C．根据图像可知a、c两点各组分的浓度分别相同，但c点的温度高于a点，所以c点的反应速率高于a点，，C正确； D．c点时反应达到平衡状态，向容器中再充入等物质的量的和，根据等效平衡原理，再次达到平衡时，相当于增大体系的压强，平衡正向移动，的体积分数变小，D错误； 故选C。 15．甲烷氧化偶联制乙烯涉及的反应如下： ① ② ③ 以乙烯为例的选择性定义为。其他条件相同，相同时间内，原料气的对转化率与、、选择性的影响如图所示。下列说法正确的是 A．M点反应①和反应②消耗的量相同 B．的产率在时比=3时更高 C．其他条件不变，增大压强乙烯的平衡产率不变 D．若原料中含有，则N点体系中为0.008mol 【答案】D 【分析】随着增大，的转化率降低，则虚线表示的转化率，其余表示选择性，据此解答。 【详解】A．M点时、的选择性相等，根据方程式物质的量关系可知，反应①消耗是反应②的2倍，A错误； B．由图可知，时，甲烷的转化率约为33%，乙烯的选择性约为38%，则此时乙烯的产量为；时，甲烷的转化率约为20%，乙烯的选择性约为35%，则此时乙烯的产量为，则的产率在时比=3时更低，B错误； C．其他条件不变，压强对反应①、③的平衡移动几乎无影响，增大压强反应②平衡正向移动，甲烷浓度降低，从而引发反应①平衡逆向移动，乙烯的平衡产率减小，C错误； D．N点甲烷的转化率为40%，的选择性为40%，则N点体系中为，D正确； 故选D。 16．一碘甲烷(CH3I)热裂解可制取乙烯等低碳烯烃化工原料，CH3I热裂解时发生如下反应。 反应：   反应：   反应：   在500kPa条件下，起始投料1molCH3I(g)，发生反应、、，反应温度对平衡体系中乙烯、丙烯和丁烯物质的量分数的影响如图所示。 下列说法正确的是 A．温度较低时，可以使用合适的催化剂来提高反应中乙烯的平衡转化率 B．在上述条件下，随温度升高，反应、的平衡逆向移动 C．体系温度为715K，平衡时反应、消耗乙烯的物质的量之比为3：4 D．在500kPa、1000K条件下，若向平衡体系中再通入1molCH3I(g)，重新达到平衡后，分压增大 【答案】C 【详解】A．催化剂不能使平衡移动，A错误； B．如图所示当温度低于800K时，随着温度的升高，C3H6的含量增大，反应Ⅱ的平衡正向移动（CH3I不断转化成乙烯，而乙烯又生成C3H6（主导因素）），温度高于800K时，随着温度的升高，C3H6的含量减小，反应Ⅱ的平衡逆向移动（温度为主导因素），低温下，C4H8的含量随着温度升高增大，反应Ⅲ的平衡正向移动（CH3I不断转化成乙烯，而乙烯又生成C4H8（主导因素）），随着温度继续升高，C4H8的含量减小，平衡逆向移动（温度为主导因素），B错误； C．设715K条件下达到平衡时，乙烯的物质的量为x mol,则n(C3H6)= n(C4H8)=2x mol，根据反应Ⅱ、Ⅲ的化学方程式可知，反应Ⅱ、Ⅲ消耗乙烯的物质的量分别为3x和4x，即物质的量之比为3：4，C正确； D．恒压条件下，与题干初始投料相同，达到平衡后，各组分的百分数相同，故分压不变，D错误； 故答案选C。 17．T℃，在容积为2L的密闭容器中发生反应  ，平衡时C生成0.8mol；反应过程中A，B随时间的变化关系如图所示。下列说法。正确的是 A．前12s内， B．当表明反应达平衡状态 C．化学计量数之比 D．开始至平衡反应放出的热量为0.2QkJ 【答案】D 【分析】由图可知，12s时反应达到平衡，B的浓度变化量，A的浓度变化量，生成C的物质的量为0.8mol，则，则：：=3：1：4，化学计量数之比b：c=1：4，该方程式为，以此解题。 【详解】A．前12s内，A的平均反应速率为，A错误； B．结合分析可知，当，此时正、逆反应速率相等，表明反应达平衡状态，B错误； C．由分析可知，化学计量数之比b：c=1：4，C错误； D．  表示消耗3molA，放出QkJ能量，平衡时A的消耗量为0.6mol，结合方程式可知，放出的热量为0.2Q kJ，D正确； 故选D。 18．恒容密闭容器中和一定量反应：。按投料比1:3或1:3.5，的平衡转化率与温度关系如图。下列说法正确的是 A． B．反应速率： C．点对应的化学平衡常数： D．当混合气体的密度不变时，该反应达到平衡状态 【答案】B 【详解】A．相同温度下，比值越大，甲醇转化率越小，图像分析可知甲醇平衡转化率为：x1＜x2，故，A错误； B．b点和a点温度相同，甲醇的起始物质的量都为1mol，a点x值小于b点，则a点加水多，反应物浓度大，则反应速率：Va正＞Vb正，B正确； C．升高温度，甲醇转化率增大，说明反应为吸热反应，升高温度平衡常数增大，则Kc＜Kb=Ka，C错误； D．反应前后均为气体且恒容，混合气体的密度始终不变，故混合气体的密度不变时，不能说明该反应达到平衡状态，D错误； 故选B。 19．逆水煤气变换体系中存在以下两个反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 在恒容条件下，按投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．M点反应I的平衡常数 B．N点的物质的量是的3倍 C． D．若按投料，则曲线上交点M应向a点方向移动 【答案】D 【详解】A．M点：CH4的体积分数为0， CO2和CO的体积分数均为50%，说明此时只发生反应I，因起始投料比，故M点n(CO2)=n(CO)= n(H2)=n(H2O)，K=1，A正确； B．N点CO与CH4体积分数相同，结合反应方程式的系数可知，生成水的总的物质的量为甲烷的3倍，B正确； C．根据盖斯定律，反应II-反应I可得，C正确； D．n(CO2):n(H2)=1:2投料，反应Ⅰ、Ⅱ平衡正向移动， CO2的转化率增大，平衡时CO2的体积分数减小，则曲线交点位置向b点方向移动，D错误 故选D。 20．制备过程中的主要反应为： 反应I： 反应Ⅱ： 其他条件不变，向恒容密闭容器中通入混合气体的转化率与温度关系曲线如图所示，曲线分别表示平衡转化率与一段时间内在催化剂作用下的转化率。下列说法正确的是 A．曲线②代表平衡转化率 B．A点反应Ⅱ的平衡常数，则平衡体系中 C．800℃时，Ar的体积分数不变，提高使的平衡转化率达到B点的值 D．900~1000℃，随着温度升高将不断增大 【答案】D 【分析】催化剂不影响转化率，只影响速率，因此平衡转化率是该条件下的最大转化率，有无催化剂都不会超过最大转化率，曲线①的转化率始终高于曲线②说明曲线①是平衡转化率，曲线②是一段时间内在催化剂作用下的转化率，A点相较于一点，说明随着温度升高，反应速率加快，这段时间内，该反应恰好能达到平衡状态，据此解答。 【详解】A．由分析可知，曲线②是一段时间内在催化剂作用下的转化率，A错误； B．由题干信息可知，、，A点的转化率=50%，则平衡后，由硫元素守恒可知，，反应Ⅱ的平衡常数，体积为1L，由此可知，，解得，由氢元素守恒可知，，B错误； C．Ar的体积分数不变，提高使的平衡转化率下降，不会到达B点，C错误； D．反应Ⅰ是放热反应，升温平衡逆向移动，的平衡转化率下降，而900~1000℃，的平衡转化率在持续上升，说明反应Ⅱ平衡正向移动的程度大于反应Ⅰ平衡逆向移动的程度，即随着温度升高将不断增大，D正确； 故选D。 21．在恒温恒容密闭容器中投入一定量的Li4SiO4和CO2，发生反应：Li4SiO4(s)+CO2(g)=Li2SiO3(s)+Li2CO3(s)  ΔH。不同温度T1、T2下，c(CO2)随时间(t)的变化曲线如图所示，下列说法正确的是 A．ΔH>0 B．从体系中移出一部分Li2CO3，平衡正向移动 C．M点时再充入少量CO2，CO2的平衡转化率增大 D．达到平衡时，以CO2表示的速率：v正(T1)<v正(T2) 【答案】C 【详解】A．根据“先拐先平衡”可知T1＞T2，温度越高，反应物c(CO2)越大，说明温度升高时平衡逆向移动，该反应为放热反应，ΔH＜0，A错误； B．Li2CO3是固体，改变固体的量，平衡不移动，B错误； C．M点时再充入一定量CO2，相当于增大了压强，平衡向气体体积缩小的方向移动，但生成物均为固态，影响平衡移动的因素为温度，因温度不变，平衡常数K不变，c(CO2)不变，所以CO2的平衡转化率增大，C正确； D．根据选项A分析可知，温度：T1＞T2，温度越高反应速率越快，达到平衡时，以CO2表示的速率：v正(T1)＞v正(T2)，D错误； 答案选C。 22．已知，在一定条件下苯乙炔(Ph-C≡CH)与HCl发生催化加成反应，得到产物a和b，反应过程中物质转化关系与能量变化如图所示。下列说法不正确的是 A．反应Ⅲ为放热反应 B．反应未达平衡，升高温度，产物b的比例会升高 C．可通过及时分离产物a的方法提高a的产率 D．平衡时产物选择性：产物a>产物b 【答案】B 【详解】A．产物a的能量高于产物b的能量，发生反应Ⅲ时放出能量，为放热反应，A正确； B．生成产物a的反应活化能较小，升高温度时生成a的反应速率提高更多，产物a的比例会升高，B错误； C．分离产物a可促进生成a的反应的进行，可提高a的产率，C正确； D．生成产物a的反应活化能更小，平衡时产物a选择性更大，D正确； 答案选B。 23．合成氨反应为  ，当反应器中按投料后，分别在三个不同温度下反应达到平衡时，得到混合物中的物质的量分数随压强的变化曲线a，b，c如图所示。下列说法正确的是 A．曲线a对应的温度最高 B．M点对应的转化率为75% C．加催化剂能提高的平衡转化率 D．平衡常数 【答案】B 【详解】A．正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，氨气的含量减小，而曲线a对应的氨的体积分数最大，所以曲线c对应的反应温度最高、曲线a对应的反应温度最低，A项错误； B．M点的物质的量分数为60%，反应器中按投料，则有三段式为：，可知，解得，对应的转化率为=75%，B项正确； C．加催化剂能提高的反应速率，但是不会改变平衡状态，即平衡转化率不变，C项错误； D．K只受温度影响，温度不变平衡常数不变，所以，正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，M点的温度低于N，所以，D项错误； 答案选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$