专题2 微专题5 化学平衡图像的识别（Word教参）-【精讲精练】2025-2026学年高中化学选择性必修第一册（苏教版）江苏专版

[对应学生用书P76] 一、化学平衡图像的基本类型 1．速率—时间图(v­t图像) 如图所示，此类图像定性地揭示了v(正)、v(逆)随时间而变化的规律，体现了平衡的“动、等、定、变”等基本特征以及平衡移动(“变”)方向等。对于反应N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH<0的速率变化如下图所示： 2．浓度—时间图(c­t图像) 此类图像能说明各平衡体系组分(或某一成分)的物质的量浓度在反应过程中的变化情况。此类图像中各物质曲线的折点(达平衡)时刻相同，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的化学计量数关系。如下图所示： 3．速率—温度(压强)图(v­T或v­p图像) 反映正、逆反应速率(或放热、吸热反应的速率)随温度或压强的变化曲线，用于判断反应的ΔH或气体体积关系。如下图所示： 4．恒压(温)线 该类图像的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α)，横坐标为温度(T)或压强(p)，常见类型有如下图所示两种情况： 5．含量—时间—温度(压强)图 此类图像表示的是不同温度或压强下反应物或生成物的物质的量(体积)分数或转化率的变化过程，包含达到平衡所需的时间和不同温度(压强)下平衡状态的物质的量分数比较等信息，由图像可以判断T1、T2或p1、p2的大小，再判断反应的ΔH或气体物质的化学计量数关系(是吸热反应还是放热反应，是气体体积增大的反应还是缩小的反应)。 6．平衡常数变化图像 平衡常数只随温度的变化而变化。对于反应2A(g)＋B(g)⥫⥬2C(g)　ΔH＜0，温度升高，正反应的平衡常数变小，逆反应的平衡常数变大。如图所示。 7．其他类型 如图所示是其他条件不变时，某反应物的最大(平衡)转化率(α)与温度(T)的关系曲线，图中标出的a、b、c、d四个点中，表示v正>v逆的点是c，表示v正<v逆的点是a，而b、d点表示v正＝v逆。 二、化学平衡图像题的分析方法及技巧 1．三步分析法 一看反应速率是增大还是减小；二看Δv正、Δv逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。 2．四要素分析法 看曲线的起点，看曲线的变化趋势，看曲线的转折点，看曲线的终点。 3．“定一议二”原则 图像中有三个变量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。 4．“先拐先平，数值大”原则 在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡状态；先出现拐点的曲线所代表的反应温度较高或压强较大。 对于反应aA(g)＋bB(g)⥫⥬cC(g)： 图A表示T2>T1，由T2→T1，C%增大，平衡右移，即降低温度，平衡正向移动，故正反应是放热反应。 图B表示p1<p2，由p2→p1，A%增大，平衡左移，即减小压强，平衡逆向移动，故正反应为气体总体积减小的反应，即a＋b＞c。 1. (2023·淄博检测)可逆反应L(s)＋aG(g)⥫⥬bR(g)　ΔH达到平衡时，温度和压强对该反应的影响如图所示：x轴表示温度，y轴表示平衡混合气中G的体积分数，压强p1>p2。下列判断正确的是(　　) A．1＋a＜b B．ΔH＜0 C．a＞b D．增加L的物质的量，可提高G的转化率 解析　由图像曲线的变化特点可知，升高温度，G的体积分数减小，说明升高温度平衡向正反应方向移动，说明该反应的正方向为吸热反应；增大压强，G的体积分数减小，则平衡向正反应方向移动，说明a>b；L为固体，浓度为常数，增加L的物质的量，平衡不移动，G的转化率不变。 答案　C 2．(2024·江苏卷)二氧化碳加氢制甲醇过程中的主要反应(忽略其他副反应)为： ①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH1＝41.2 kJ·mol-1 ②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH2 225 ℃、8×106 Pa下，将一定比例CO2、H2混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和CH3OH的体积分数如图所示。下列说法正确的是(　　) A．L4处与L5处反应①的平衡常数K相等 B．反应②的焓变ΔH2>0 C．L6处的H2O的体积分数大于L5处 D．混合气从起始到通过L1处，CO的生成速率小于CH3OH的生成速率 解析　题图中白圈标记的曲线代表气体温度，L4处与L5处对应的温度不同，平衡常数只与温度有关，故L4处与L5处的平衡常数不同，A错误；由题图可知，随着气体在绝热反应管中前进，气体温度不断升高，说明有热量放出，而反应①ΔH1 >0，故反应②ΔH2 <0，B错误；从L5到L6，甲醇的体积分数逐渐增加，说明反应②在向右进行，反应②消耗CO，而CO体积分数没有明显变化，说明反应①也在向右进行，反应①为气体分子数不变的反应，其向右进行时，n(H2O)增大，反应②为气体分子数减小的反应，且没有H2O的消耗与生成，故n总减小而n(H2O)增加，即H2O的体积分数会增大，故L6处的H2O的体积分数大于L5处，C正确；L1处，CO的体积分数大于CH3OH，说明生成的CO的物质的量大于CH3OH，两者反应时间相同，说明CO的生成速率大于CH3OH的生成速率，D错误。 答案　C 3．如图所示，表示反应：N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH＜0，在某一时间段内反应速率与反应过程的曲线关系图。 (1)氨的质量分数最高的一段时间是　　　　(填字母)。 A．t0～t1　　　　 B．t2～t3 C．t3～t4 D．t5～t6 (2)t1、t3、t4改变的条件分别是 t1：　　　　　　　　； t3：　　　　　　　　； t4：　　　　　　　　。 解析　(1)平衡移动时，都是逆向移动，所以最初时的氨的质量分数最高。(2)t1时，v正、v逆均增大且v逆＞v正，改变的条件是升温；t3时，v正＝v逆，改变的条件是使用催化剂；t4时，v正、v逆均减小且v逆＞v正，改变的条件是减小压强。 答案　(1)A (2)升高温度　使用催化剂　减小压强 4．硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)　ΔH<0。某温度下，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题： (1)反应达到平衡时，平衡常数表达式K＝　　　，升高温度，K值　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)①将2.0 mol SO2和1.0 mol O2置于10 L密闭容器中，反应达到平衡后，体系总压强为0.10 MPa。该反应的平衡常数为　　　　。 ②平衡状态由A变到B时，平衡常数K(A)　　　　　　(填“>”“<”或“＝”)K(B)。 解析　(1)升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即平衡逆向移动，故K值减小。(2)①由题图可知，体系总压强为0.10 MPa时，SO2的平衡转化率为0.80，则 　　　 　2SO2(g)　 　 ＋　 O2(g)⥫⥬　　2SO3(g) 起始量 2.0 mol 1.0 mol 0 转化量 2.0 mol×80%＝1.6 mol 1.6 mol× 1.6 mol 平衡量 0.4 mol 0.2 mol 1.6 mol 则平衡时c(SO2)＝＝0.04 mol/L，c(O2)＝＝0.02 mol/L，c(SO3)＝＝0.16 mol/L。K＝＝＝800。②由A到B，温度不变，只增大体系压强，K值不变。 答案　(1)　减小　(2)①800　②＝ 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$