2-5 百分含量-温度图像 【上好课】2026年高考化学培优微突破系列

2-5 百分含量-温度图像 · 图像驱动：以二维图像形式展示平衡时各组分的体积分数、物质的量分数或分压随温度、压强的变化趋势，考查学生从图像中提取关键信息的能力。 · 多反应体系：常涉及两个或多个关联反应（如竞争反应、连续反应），需要综合分析各反应之间的相互影响。 · 条件变量：聚焦温度、压强、浓度等条件对平衡移动的影响，体现勒夏特列原理的应用。 · 综合计算：要求计算平衡常数、转化率、分压等，并判断反应热效应（ΔH）、自发性（ΔG）等热力学参数。 · 选项陷阱：选项设计常包含易混淆概念，如曲线对应物质判断、平衡移动方向误判等，需谨慎推理。 · 知识考查点： · 化学平衡原理：勒夏特列原理、平衡常数（Kp、Kc）、标准平衡常数定义。 · 反应热力学：焓变（ΔH）、熵变（ΔS）、吉布斯自由能（ΔG）、反应自发性判断。 · 盖斯定律：通过已知反应焓变计算目标反应焓变。 · 气体定律：分压计算、体积分数与物质的量分数的关系。 · 转化率与平衡计算：基于初始量和平衡量计算转化率、平衡组成。 · 能力考查点： · 图像分析能力：从曲线趋势推断平衡移动方向，识别关键点（如交点、极值）。 · 逻辑推理能力：结合反应原理判断选项正误，排除干扰项。 · 计算能力：灵活运用平衡常数表达式进行数值计算。 · 综合应用能力：将多个知识点融会贯通，解决复杂平衡问题。 · 考查方式： · 通过图像设置化学平衡场景，要求判断曲线对应物质、计算平衡常数、分析条件改变的影响。 · 选项常涉及“下列说法正确/错误的是”，需逐一验证，强调细节和全面性。 1. 审题定向： · 细读题目，明确反应方程式、初始条件（投料量、压强、温度）。 · 识别图像横纵坐标含义（如温度 vs 体积分数）。 2. 图像分析： · 确定曲线对应物质：根据曲线趋势（升温时体积分数增大或减小）判断： · 升温时体积分数减小 → 可能是放热反应的产物或吸热反应的反应物。 · 升温时体积分数增大 → 可能是吸热反应的产物或放热反应的反应物。 · 关注交点、极值点：这些点常隐含平衡常数计算或物质比例关系。 3. 平衡移动判断： · 应用勒夏特列原理： · 温度：升温向吸热方向移动。 · 压强：增压向气体分子数减小的方向移动。 · 浓度：增加反应物浓度，平衡正向移动。 4. 关键计算： · 平衡常数计算：使用分压（Kp）或浓度（Kc），注意总压和体积分数的转换。 · 转化率计算：基于初始量和平衡量，注意物质守恒。 · 盖斯定律应用：准确匹配反应系数和焓变符号。 5. 选项验证： · 逐一分析选项，结合图像、平衡原理和计算结果判断正误。 · 注意常见陷阱，如“颜色变化”需考虑浓度和平衡移动的双重影响。 1. 化学平衡常数： · Kp：用分压表示，Kp=​。 · Kc：用浓度表示。 · 标准平衡常数（Kθ）：与标准态相关。 2. 勒夏特列原理： · 温度：吸热反应，升温K增大；放热反应，升温K减小。 · 压强：增压向气体分子数减小的方向移动。 · 浓度：增加反应物浓度，平衡正向移动。 3. 反应热力学： · ΔG = ΔH - TΔS：ΔG < 0，反应自发。 · ΔH > 0 吸热，ΔH < 0 放热。 · ΔS > 0 熵增，ΔS < 0 熵减。 4. 盖斯定律： · 反应焓变与路径无关，可通过代数运算求得目标反应焓变。 5. 分压与体积分数： · 分压 Pi=P总×xi​（xi为体积分数）。 · 物质的量分数 xi=。 6. 转化率计算： · 转化率 = 已转化量初始量/初始量已转化量​×100%。 1. 曲线对应物质误判：未根据温度变化趋势正确推断物质，如误将NO2曲线当作NO。 2. 平衡常数计算错误： · 忽略总压或体积分数转换。 · 分压计算时未用平衡分压。 3. 平衡移动方向混淆： · 误判反应吸放热性，如将放热反应当作吸热反应。 · 压强改变时，忽略气体分子数变化。 4. 盖斯定律应用错误： · 系数匹配错误。 · 焓变符号处理错误（反向反应ΔH变号）。 5. 条件改变分析不全： · 恒容下通入气体，误认为平衡不移动（实际分压变化）。 · 颜色变化判断：仅考虑平衡移动，忽略体积变化对浓度的主导影响。 6. 单位不一致：计算中未统一单位，如压强用kPa与MPa混用。 【典例】 【审题】 1．（2025·重庆·三模）向某密闭容器投入2molNO和，可能发生反应： I．   II．   保持压强恒定(100kPa)，平衡时含氮物质体积分数(如的体积分数为)随温度的变化如图。设反应的标准平衡常数()。下列说法正确的是 A．曲线a代表NO B．M点时，反应I的平衡常数 C．时，扩大该容器的体积，重新平衡时体系的颜色加深 D．时，若使平衡时的体积分数达到，可将压强增大至600kPa · 理解反应体系： 反应I：NO和O2生成NO2，通常为放热反应。 反应II：NO2二聚生成N2O4，为放热反应（气体分子数减小）。 初始投料：2 mol NO和1 mol O2，恰好按反应I计量比。 · 分析图像： 三条曲线a、b、c，分别代表含氮物质（NO、NO2、N2O4）。 趋势分析： 曲线a：随温度升高体积分数减小 → 可能是NO2（反应II放热，升温分解）。 曲线c：随温度升高体积分数增大 → 可能是NO（升温使反应I逆向移动，NO增多）。 曲线b：先增后减，代表N2O4（中间温度下反应II优势明显）。 · 验证选项： A选项：曲线a代表NO？ 根据分析，a代表NO2，故A错误。 B选项：M点时反应I的平衡常数Kp=1？ M点为曲线b和c交点，即N2O4和NO体积分数相等。但反应I的Kp需用分压计算： Kp=​。体积分数相等不代表分压相等，且O2分压未定，计算复杂。解析指出Kp≠1，故B错误。 C选项：T1时扩大容器体积，颜色加深？ 扩大体积即减压，反应II逆向移动（气体分子数增加），生成更多NO2，但体积增大主导，NO2浓度减小，颜色变浅。故C错误。 D选项：T2时增大压强至600 kPa，使N2O4体积分数达75%？需计算平衡常数：T2时N点Kp=0.02，增大压强反应II正向移动，计算得分压满足条件，故D正确。 审题关键： · 正确识别曲线对应物质是解题基础。 · 平衡常数计算需严谨，注意分压与体积分数关系。 · 条件改变时，综合考虑平衡移动和体积变化对浓度的影啊。 1．（2025·北京海淀·三模）二氧化碳与氢气催化合成乙烯具有重要的意义。将和按物质的量之比加入密闭容器中，压强为0.1MPa，反应达到平衡状态时，各组分的物质的量分数(x)随温度T的变化如下图所示。 已知：①   ②   ③   下列说法不正确的是 A．与合成反应的热化学方程式： B．图中b、d分别表示、的变化曲线 C．与合成反应的 D．570K、0.2MPa反应达到平衡状态时，M点可能表示 2．（2025·湖南岳阳·二模）乙烯可由和制取：。在0.1MPa下，反应起始的条件下，不同温度下达到平衡时，四种组分的物质的量分数如图所示： 下列说法错误的是 A．该反应的 B．440K时的平衡转化率为50% C．曲线b表示的物质的量分数随温度的变化 D．在440K恒容条件下反应已达平衡时，继续通入与起始等比例的和，可以提高和的平衡转化率 3．（2025·天津河东·二模）合成氨工业涉及固体燃料的气化，需要研究与之间的转化。现将一定量的与足量碳在体积可变的密闭容器中发生反应：  ，测得压强、温度对的平衡组成的影响如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的平衡常数： B．该反应的活化能：(正)(逆) C．该反应在常温下，可以自发进行 D．平衡体系的压强： 7 / 7 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 2-5 百分含量-温度图像 · 图像驱动：以二维图像形式展示平衡时各组分的体积分数、物质的量分数或分压随温度、压强的变化趋势，考查学生从图像中提取关键信息的能力。 · 多反应体系：常涉及两个或多个关联反应（如竞争反应、连续反应），需要综合分析各反应之间的相互影响。 · 条件变量：聚焦温度、压强、浓度等条件对平衡移动的影响，体现勒夏特列原理的应用。 · 综合计算：要求计算平衡常数、转化率、分压等，并判断反应热效应（ΔH）、自发性（ΔG）等热力学参数。 · 选项陷阱：选项设计常包含易混淆概念，如曲线对应物质判断、平衡移动方向误判等，需谨慎推理。 · 知识考查点： · 化学平衡原理：勒夏特列原理、平衡常数（Kp、Kc）、标准平衡常数定义。 · 反应热力学：焓变（ΔH）、熵变（ΔS）、吉布斯自由能（ΔG）、反应自发性判断。 · 盖斯定律：通过已知反应焓变计算目标反应焓变。 · 气体定律：分压计算、体积分数与物质的量分数的关系。 · 转化率与平衡计算：基于初始量和平衡量计算转化率、平衡组成。 · 能力考查点： · 图像分析能力：从曲线趋势推断平衡移动方向，识别关键点（如交点、极值）。 · 逻辑推理能力：结合反应原理判断选项正误，排除干扰项。 · 计算能力：灵活运用平衡常数表达式进行数值计算。 · 综合应用能力：将多个知识点融会贯通，解决复杂平衡问题。 · 考查方式： · 通过图像设置化学平衡场景，要求判断曲线对应物质、计算平衡常数、分析条件改变的影响。 · 选项常涉及“下列说法正确/错误的是”，需逐一验证，强调细节和全面性。 1. 审题定向： · 细读题目，明确反应方程式、初始条件（投料量、压强、温度）。 · 识别图像横纵坐标含义（如温度 vs 体积分数）。 2. 图像分析： · 确定曲线对应物质：根据曲线趋势（升温时体积分数增大或减小）判断： · 升温时体积分数减小 → 可能是放热反应的产物或吸热反应的反应物。 · 升温时体积分数增大 → 可能是吸热反应的产物或放热反应的反应物。 · 关注交点、极值点：这些点常隐含平衡常数计算或物质比例关系。 3. 平衡移动判断： · 应用勒夏特列原理： · 温度：升温向吸热方向移动。 · 压强：增压向气体分子数减小的方向移动。 · 浓度：增加反应物浓度，平衡正向移动。 4. 关键计算： · 平衡常数计算：使用分压（Kp）或浓度（Kc），注意总压和体积分数的转换。 · 转化率计算：基于初始量和平衡量，注意物质守恒。 · 盖斯定律应用：准确匹配反应系数和焓变符号。 5. 选项验证： · 逐一分析选项，结合图像、平衡原理和计算结果判断正误。 · 注意常见陷阱，如“颜色变化”需考虑浓度和平衡移动的双重影响。 1. 化学平衡常数： · Kp：用分压表示，Kp=​。 · Kc：用浓度表示。 · 标准平衡常数（Kθ）：与标准态相关。 2. 勒夏特列原理： · 温度：吸热反应，升温K增大；放热反应，升温K减小。 · 压强：增压向气体分子数减小的方向移动。 · 浓度：增加反应物浓度，平衡正向移动。 3. 反应热力学： · ΔG = ΔH - TΔS：ΔG < 0，反应自发。 · ΔH > 0 吸热，ΔH < 0 放热。 · ΔS > 0 熵增，ΔS < 0 熵减。 4. 盖斯定律： · 反应焓变与路径无关，可通过代数运算求得目标反应焓变。 5. 分压与体积分数： · 分压 Pi=P总×xi​（xi为体积分数）。 · 物质的量分数 xi=。 6. 转化率计算： · 转化率 = 已转化量初始量/初始量已转化量​×100%。 1. 曲线对应物质误判：未根据温度变化趋势正确推断物质，如误将NO2曲线当作NO。 2. 平衡常数计算错误： · 忽略总压或体积分数转换。 · 分压计算时未用平衡分压。 3. 平衡移动方向混淆： · 误判反应吸放热性，如将放热反应当作吸热反应。 · 压强改变时，忽略气体分子数变化。 4. 盖斯定律应用错误： · 系数匹配错误。 · 焓变符号处理错误（反向反应ΔH变号）。 5. 条件改变分析不全： · 恒容下通入气体，误认为平衡不移动（实际分压变化）。 · 颜色变化判断：仅考虑平衡移动，忽略体积变化对浓度的主导影响。 6. 单位不一致：计算中未统一单位，如压强用kPa与MPa混用。 【典例】 【审题】 1．（2025·重庆·三模）向某密闭容器投入2molNO和，可能发生反应： I．   II．   保持压强恒定(100kPa)，平衡时含氮物质体积分数(如的体积分数为)随温度的变化如图。设反应的标准平衡常数()。下列说法正确的是 A．曲线a代表NO B．M点时，反应I的平衡常数 C．时，扩大该容器的体积，重新平衡时体系的颜色加深 D．时，若使平衡时的体积分数达到，可将压强增大至600kPa 【答案】D 【解析】A．曲线a随温度升高体积分数减小，因反应II为放热反应，升温分解，其体积分数减小，故a代表，NO随温度升高体积分数增大，为曲线c，曲线b代表NO2，A错误； B．M点为NO和NO2体积分数相等，总压100kPa，反应I的，B错误； C．T1时体积分数高，扩大体积减压，反应II逆向移动生成NO2，但体积增大主导，NO2浓度减小，颜色变浅，C错误； D．T2时，根据N点可求出此时的分压平衡常数Kp==0.02，增大压强，反应II正向移动，体积分数增大，计算得600kPa时分压450kPa，NO2分压150kPa，，可实现平衡时的体积分数为75%，D正确； 故答案为D。 · 理解反应体系： 反应I：NO和O2生成NO2，通常为放热反应。 反应II：NO2二聚生成N2O4，为放热反应（气体分子数减小）。 初始投料：2 mol NO和1 mol O2，恰好按反应I计量比。 · 分析图像： 三条曲线a、b、c，分别代表含氮物质（NO、NO2、N2O4）。 趋势分析： 曲线a：随温度升高体积分数减小 → 可能是NO2（反应II放热，升温分解）。 曲线c：随温度升高体积分数增大 → 可能是NO（升温使反应I逆向移动，NO增多）。 曲线b：先增后减，代表N2O4（中间温度下反应II优势明显）。 · 验证选项： A选项：曲线a代表NO？ 根据分析，a代表NO2，故A错误。 B选项：M点时反应I的平衡常数Kp=1？ M点为曲线b和c交点，即N2O4和NO体积分数相等。但反应I的Kp需用分压计算： Kp=​。体积分数相等不代表分压相等，且O2分压未定，计算复杂。解析指出Kp≠1，故B错误。 C选项：T1时扩大容器体积，颜色加深？ 扩大体积即减压，反应II逆向移动（气体分子数增加），生成更多NO2，但体积增大主导，NO2浓度减小，颜色变浅。故C错误。 D选项：T2时增大压强至600 kPa，使N2O4体积分数达75%？需计算平衡常数：T2时N点Kp=0.02，增大压强反应II正向移动，计算得分压满足条件，故D正确。 审题关键： · 正确识别曲线对应物质是解题基础。 · 平衡常数计算需严谨，注意分压与体积分数关系。 · 条件改变时，综合考虑平衡移动和体积变化对浓度的影啊。 1．（2025·北京海淀·三模）二氧化碳与氢气催化合成乙烯具有重要的意义。将和按物质的量之比加入密闭容器中，压强为0.1MPa，反应达到平衡状态时，各组分的物质的量分数(x)随温度T的变化如下图所示。 已知：①   ②   ③   下列说法不正确的是 A．与合成反应的热化学方程式： B．图中b、d分别表示、的变化曲线 C．与合成反应的 D．570K、0.2MPa反应达到平衡状态时，M点可能表示 【答案】C 【解析】已知：①；②；③；由盖斯定律可知，①×6-②-4×③可得，，将和按物质的量之比1:3加入VL的密闭容器中，发生反应，升高温度，平衡逆向移动，和的物质的量增大，由系数关系可知，曲线a表示的物质的量分数随温度变化，曲线b表示的物质的量分数随温度变化，曲线c表示的物质的量分数随温度变化，曲线d表示的物质的量分数随温度变化。A．已知：①；②；③；由盖斯定律可知，①×6-②-4×③可得，，A正确； B．由分析可知，图中b、d分别表示、的变化曲线，B正确；C．由A可知，反应是放热反应，升高温度K值减小，则，C错误；D．曲线d表示的物质的量分数随温度变化，是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，的物质的量分数增大，则570K、0.2MPa反应达到平衡状态时，M点显示的可能是的物质的量分数，D正确；故选C。 2．（2025·湖南岳阳·二模）乙烯可由和制取：。在0.1MPa下，反应起始的条件下，不同温度下达到平衡时，四种组分的物质的量分数如图所示： 下列说法错误的是 A．该反应的 B．440K时的平衡转化率为50% C．曲线b表示的物质的量分数随温度的变化 D．在440K恒容条件下反应已达平衡时，继续通入与起始等比例的和，可以提高和的平衡转化率 【答案】B 【解析】A．升高温度，二氧化碳的物质的量分数增大，说明平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，反应的焓变ΔH＜0，A正确；B．440℃时氢气和水蒸气的物质的量分数都为0.39，设起始二氧化碳、氢气的物质的量为1mol、3mol，设平衡时生成乙烯的物质的量为amol，则平衡时n(H2)=3-6a，n(H2O)=4a，由3-6a=4a，可得a=0.3，氢气的转化率为=60%，B错误； C．由于ΔH＜0，故升高温度平衡逆向移动，表示氢气的物质的量分数随温度变化的曲线是a，由方程式可知，水蒸气的物质的量分数是乙烯物质的量分数的4倍，则表示水蒸气和乙烯的物质的量分数随温度变化的曲线分别是b、c，C正确；D．恒温恒容条件下，继续通入等比例的CO2和H2，相当于加压，平衡正向移动，可以提高H2和CO2的平衡转化率，D正确；答案选B。 3．（2025·天津河东·二模）合成氨工业涉及固体燃料的气化，需要研究与之间的转化。现将一定量的与足量碳在体积可变的密闭容器中发生反应：  ，测得压强、温度对的平衡组成的影响如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的平衡常数： B．该反应的活化能：(正)(逆) C．该反应在常温下，可以自发进行 D．平衡体系的压强： 【答案】A 【解析】A．当压强不变时，随温度升高，逐渐增大，而升温反应向吸热反应方向移动，故该反应的正反应为吸热反应，化学平衡常数是温度的函数，a、b两点对应的温度相同，c点对应的温度高于a、b两点，该反应是吸热反应，温度升高，平衡常数增大，则图中a、b、c三点对应的平衡常数大小关系是，A正确；B．由图可知，压强相同时，随着温度的升高，增大，说明该反应是吸热反应，该反应的活化能：(正)(逆)，B错误；C．该反应△H＞0，△S＞0，反应自发进行满足△G=△H-T△S＜0，需要高温下才能保证△G=△H-T△S＜0，C错误；D．为气体体积增大的反应，压强减小，平衡正向移动，越大，表示低压强对应高，则的大小关系为，D错误；答案选A。 5 / 8 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $