第2章 第3节 第4课时 化学反应速率与化学平衡移动重点题型突破（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高二化学选择性必修1 化学反应原理学习笔记（鲁科版 京粤闽皖豫宁陕专版）

本讲义聚焦化学反应速率与化学平衡移动重点题型，系统梳理平衡转化率判断（含温度、压强、反应物用量等因素影响）和化学平衡图像分析（速率—时间、含量—时间—温度/压强、转化率与压强—温度等类型），搭建从原理应用到图像解读的学习支架。 资料通过分类讲解、表格对比及典型例题（如SO₂转化率分析、NO₂与N₂O₄转化图像题），培养科学思维中的证据推理与模型认知能力，强化科学探究与实践。课中辅助教师系统授课，课后助力学生巩固知识、查漏补缺。

第4课时　化学反应速率与化学平衡移动重点题型突破 [核心素养发展目标]　1.能运用平衡移动原理，正确分析平衡移动时，指定成分转化率的变化情况。2.了解常考化学平衡图像，掌握分析此类图像的一般思路。 一、平衡转化率的判断 1.当可逆反应达到平衡后，反应物的初始浓度不变，只改变体系的温度、压强或减小反应产物的量使平衡正向移动，这时反应物的转化率一定增大。 2.反应物用量的改变对转化率的影响 (1)若反应物是一种且为气体，如aA(g)bB(g)+cC(g)，在恒温恒容条件时，增大A的浓度，平衡正向移动，但A的转化率变化等效为压强对平衡的影响。 气体计量数关系 A的转化率 a=b+c 不变 a>b+c 增大 a<b+c 减小 (2)若反应物不止一种气体，如aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)。 ①在其他条件不变时，增加A的量，平衡正向移动，A的转化率降低，B的转化率升高。 ②若起始按化学计量数之比投入A、B，则A、B的转化率一定相同。 ③在恒温恒容条件下，若按原比例(投料比)同倍数增加A和B，平衡正向移动，但反应物(A或B)的转化率等效为压强对平衡的影响。 1.可逆反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，在一定条件下达到平衡后，只增大O2的浓度，平衡　　　　移动，则SO2的转化率　　　　，O2的转化率　　　　。  答案　正向　增大　减小　 2.已知NO2和N2O4可以相互转化，反应：2NO2(g)N2O4(g)　ΔH=-56.9 kJ·mol-1。在容积为1 L的恒容密闭容器中进行，保持温度不变，达到平衡后，向反应容器中再充入少量NO2，平衡　　　　(填“向左”“向右”或“不”)移动，重新达到平衡后，和原平衡相比，NO2的转化率　　　　(填“增大”“减小”或“不变”)，混合气体颜色　　　　　　　(填“变深”“变浅”或“不变”)。  答案　向右　增大　变深 3.甲胺(CH3NH2)是合成太阳能敏化剂的原料。工业合成甲胺原理：CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g)　ΔH=-12 kJ·mol-1。一定条件下，在体积相同的甲、乙、丙、丁四个容器中，起始投入物质如表： 容器 n[NH3(g)]/mol n[CH3OH(g)]/mol 反应条件 甲 1 1 498 K，恒容 乙 1 1 598 K，恒容 丙 1 1 598 K，恒压 丁 2 3 598 K，恒容 达到平衡时，甲、乙、丙、丁容器中的CH3OH转化率由大到小的顺序为　　　　　　。  答案　甲>乙=丙>丁 二、常见平衡移动图像分类突破 类型一　条件改变时速率—时间图像 图像示例 方法指导 对于反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　ΔH<0，填写改变的条件及平衡移动的方向 看坐标，定意义； 零起点，定投料； 线变化，定条件； v高低，定移动。 注：改变浓度条件，图像一点保持连续；改变温度或压强，两点突变 (1)t1时，增大反应物的浓度，平衡正向移动； (2)t2时，降低温度，平衡正向移动； (3)t3时，增大压强，平衡正向移动； (4)t4时，使用催化剂，平衡不移动 1.如图是关于反应A2(g)+3B2(g)2C(g)　ΔH<0的平衡移动图像，影响平衡移动的原因可能是(　　) A.增大反应物浓度，同时减小反应产物浓度 B.增大反应物浓度，同时使用催化剂 C.升高温度，同时加压 D.降低温度，同时减压 答案　A 解析　增大反应物浓度，v正比原平衡时大，减小反应产物浓度，v逆比原平衡时小，达平衡前，可能有v正>v逆，A符合题意；增大反应物浓度，同时使用催化剂，v正、v逆一定大于原平衡时的v正、v逆，B不合题意；由于正反应为放热反应，所以升高温度，平衡逆向移动，由于反应物气体分子数大于反应产物气体分子数，所以加压时，平衡正向移动，尽管不能确定平衡如何移动，但条件改变的瞬间，v正、v逆一定大于原平衡时的v正、v逆，C不合题意；降低温度，同时减压，v正、v逆一定小于原平衡时的v正、v逆，D不合题意。 2.某温度下，将2 mol H2和2 mol I2充入密闭的刚性容器中发生反应：H2(g)+I2(g)2HI(g)，该反应的v-t图像如图所示，t1时刻测定容器内HI的物质的量为1 mol，t2时刻保持等温等容，抽走0.5 mol HI。下列有关叙述正确的是(　　) A.该温度下H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K=2.25 B.反应过程中，可以利用气体的总压强保持不变来判断是否达到平衡 C.t2时刻，抽取HI的瞬间，v'(逆)在图像上的变化应该是c点 D.t2时刻，抽取HI后达到平衡后H2的百分含量减少 答案　C 解析　t1时刻测定容器内HI的物质的量为1 mol，根据反应方程式的化学计量数可知，H2和I2各剩下1.5 mol，该反应反应前后气体物质的系数之和不变，可以用物质的量代替浓度计算平衡常数，故该温度下H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K==，故A错误；该反应反应前后气体总物质的量不变，恒温恒容下，气体的总压强始终不变，故反应过程中，不能利用气体的总压强保持不变来判断是否达到平衡，故B错误；t2时刻，抽取HI的瞬间，反应产物的浓度瞬间减小，则v'(逆)瞬间减小，则在图像上的变化应该是c点，故C正确；t2时刻，抽取HI后H2的百分含量增大，平衡正向移动，根据勒夏特列原理可知，达到平衡后H2的百分含量还是增大，故D错误。 类型二　含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像 图像示例 方法指导 看拐点： 先拐→先平衡、速率快、条件高，即“先拐先平数值大”。 想原理： 温度高低→ΔH； 压强大小→气体化学计量数 根据图像回答下列问题： (1)图Ⅰ表示T2>T1，正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动； (2)图Ⅱ表示p2>p1，压强增大，A的转化率减小，平衡逆向移动，说明正反应是气体总体积增大的反应； (3)图Ⅲ中反应产物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a>b，故a可能使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a增大了压强(压缩体积) 3.对于可逆反应mA(s)+nB(g)eC(g)+fD(g)，当其他条件不变时，C的体积分数[φ(C)]在不同温度(T)和不同压强(p)下随时间(t)的变化关系如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.达到平衡后，若使用催化剂，C的体积分数将增大 B.该反应的ΔH<0 C.化学方程式中n>e+f D.达到平衡后，增加A的质量有利于化学平衡向正反应方向移动 答案　B 解析　催化剂不能使平衡发生移动，所以不能使C的体积分数增大，A项错误；达到平衡所用时间越短，反应速率越快，由图可知T2>T1，p2>p1，则温度由T1升高到T2，平衡时C的体积分数减小，说明升高温度平衡逆向移动，所以该反应为放热反应，B项正确；压强由p1增大到p2，平衡时C的体积分数减小，说明增大压强平衡逆向移动，所以该反应的正反应为气体分子数目增多的反应，即n<e+f，C项错误；A为固体，增大A的质量不能改变A的浓度，不能使平衡发生移动，D项错误。 类型三　转化率(或质量分数)与压强—温度图像 此类问题一般为表示两个外界条件同时变化时，某物质的平衡转化率、质量分数或物质的量分数等的变化情况。 在恒温(恒压)图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量。确定横坐标所表示的量，讨论纵坐标与曲线的关系，或者确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系，即“定一议二”。 (1)等温曲线 反应aA(g)+bB(g)cC(g)在不同温度下(T1<T2)，混合气体中C的含量(C%)与压强(p)的关系图像如图所示： ①选一等温线(如T1)，随着压强的增大，C%减小，化学平衡逆向移动，a+b<c； ②作一等压线(如p3)，温度升高，C%增大，化学平衡正向移动，正反应是吸热反应。 (2)等压曲线 反应aA(g)+bB(g)cC(g)在不同压强下，混合气体中C的含量(C%)与温度(T)的关系图像如图所示： ①选一等压线，随着温度的升高，C%减小，化学平衡逆向移动，ΔH<0； ②作一等温线(如T1)，随着压强的增大，C%增大，化学平衡正向移动，a+b>c。 4.反应mX(g)nY(g)+pZ(g)　ΔH，在不同温度下的平衡体系中，物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法错误的是(　　) A.该反应的ΔH>0 B.m<n+p C.B、C两点化学平衡常数：KB>KC D.A、C两点的反应速率：v(A)<v(C) 答案　C 解析　由图可知其他条件不变时温度升高，Y的体积分数增大，说明平衡正向移动，则正反应为吸热反应；增大压强，Y的体积分数减小，说明平衡逆向移动，则m<n+p；对吸热反应来说，温度升高，K增大，KB<KC；A、C两点温度相同，C点压强大，则C点的反应速率大于A点的反应速率。 5.在刚性容器中发生反应：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)　ΔH=+247 kJ·mol-1，当投料比=1.0时，CO2的平衡转化率(α)与温度(T)、初始压强(p)的关系如图所示。 (1)压强p1　　　　(填“>”“<”或“=”)2 MPa，理由是　　　　 　　　　。  (2)当温度为T3 K、压强为p1时，a点的v正　　　　(填“>”“<”或“=”)v逆。  答案　(1)<　该反应的正反应为气体分子数增大的反应，其他条件相同时，减小压强，平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大　(2)> 解析　(1)已知CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的正反应为气体体积增大的反应，在恒温条件下，减小压强，平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，即压强p1<2 MPa。 (2)当温度为T3 K、压强为p1时，a点对应的CO2的转化率较相同条件下CO2的平衡转化率小，说明此时反应正向进行，即v正>v逆。 课时对点练 [分值：50分] [1~9题，每小题3分] 题组一　化学平衡移动与平衡转化率判断 1.在一密闭容器中，反应aM(g)bN(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，N的浓度变为原来的60%，则(　　) A.平衡向正反应方向移动 B.物质M的转化率变小 C.反应的化学平衡常数变大 D.a、b的大小关系：a>b 答案　A 解析　在一密闭容器中，反应aM(g)bN(g)达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，此时N的浓度变为原来的50%，当达到新的平衡时，N的浓度变为原来的60%，则表明平衡向生成N的方向移动，即平衡向正反应方向移动，A正确；该反应平衡向正反应方向移动，物质M的转化率增大，B不正确；温度保持不变，则反应的化学平衡常数不变，C不正确；平衡向生成N的方向移动，则该反应正方向是气体分子数增大的反应，则a、b的大小关系：a<b，D不正确。 2.α1和α2，c1和c2分别为两个恒容容器中平衡体系N2O4(g)2NO2(g)和3O2(g)2O3(g)的反应物转化率及反应物的平衡浓度，在温度不变的情况下，均增加反应物的物质的量，下列判断正确的是(　　) A.α1减小、α2增大，c1、c2均增大 B.α1、α2均增大，c1、c2均增大 C.α1增大、α2减小，c1、c2均增大 D.α1减小、α2增大，c1增大、c2减小 答案　A 解析　在温度、体积不变的情况下，均增加反应物的物质的量，相当于达到平衡后增大压强，对于N2O4(g)2NO2(g)而言，增大压强平衡逆向移动，所以α1减小；而对于3O2(g)2O3(g)而言，增大压强，平衡正向移动，所以α2增大，但平衡时反应物和反应产物的浓度都比原平衡时的大，则c1、c2均增大。 3.将1 mol NH3放入体积可变的恒压容器中发生反应：2NH3(g)N2(g)+3H2(g)，一段时间后达到化学平衡状态，NH3的转化率为a%；保持恒温恒压的条件不变，再向平衡体系中投入2 mol NH3，达到新的化学平衡时NH3的转化率为(　　) A.大于a% B.小于a% C.等于a% D.无法计算 答案　C 解析　将1 mol NH3放入体积可变的恒压容器中，一段时间后达到化学平衡状态，NH3的转化率为a%，可以用下图表示。 达到化学平衡后再充入2 mol NH3，相当于有一个体积为原来2倍的容器，可以用下图表示。 因为起始量为原来的2倍，转化量也为原来的2倍，所以转化率相同，故选C。 4.(2024·河南南阳六校高二期中)向甲、乙、丙三个密闭容器中分别充入一定量的A和B，发生反应(x为正整数)：A(g)+xB(g)2C(g)　ΔH=a kJ·mol-1，各容器的容积、反应温度、反应物起始量如表所示，其中甲、乙、丙容器反应过程中C的浓度随时间的变化关系如图所示。 容器 甲 乙 丙 容积 1 L 1 L 1 L 温度 T1 T2 T2 反应物起始量 3 mol A 1 mol B 3 mol A 1 mol B 6 mol A 2 mol B 下列分析与推断错误的是(　　) A.a<0 B.丙容器达到平衡所需要的时间比乙容器短 C.丙容器中A的平衡转化率小于16.7% D.0~10 min内，甲容器中的平均反应速率v(B)=0.05 mol·L-1·min-1 答案　C 解析　由题图信息可知，甲、乙两容器中，乙容器反应先达到化学平衡，即乙容器的温度T2高于甲容器的温度T1，温度越高，c(C)越小，即升高温度平衡逆向移动，说明该反应正反应是一个放热反应，即a<0，A正确；由题图信息可知，丙容器达到平衡所需要的时间比乙容器短，B正确；由题表中数据和题图信息可知，平衡时丙容器中C的浓度为2.0 mol·L-1，则A的消耗量为1.0 mol·L-1，A的平衡转化率为×100%≈16.7%，C错误；由题表中数据和题图信息可知，温度相同的条件下，丙容器反应物起始量是乙容器的2倍，达到平衡时丙容器中C的浓度是乙容器中的2倍，即成倍增大反应物浓度不会使反应平衡发生移动，则该反应是反应前后气体体积不变的反应，x=1，10 min时，甲容器中C的浓度为1.0 mol·L-1，则B的消耗量为0.5 mol·L-1，则0~10 min内甲容器中的平均反应速率v(B)===0.05 mol·L-1·min-1，D正确。 题组二　平衡的建立与平衡移动曲线 5.某密闭容器中发生如下反应：X(g)+3Y(g)2Z(g)　ΔH<0。如图表示该反应的速率(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.t2时加入了催化剂 B.t3时降低了温度 C.t5时增大了压强 D.t3~t4时间内转化率最低 答案　A 解析　该反应正反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，t2时正、逆反应速率同等程度增大，只能是使用了催化剂，A正确；该反应正反应是放热反应，温度降低，平衡正向移动，t3时不可能为降低温度，B错误；t5时刻，改变条件，正、逆反应速率都增大，平衡向逆反应方向移动，只能是升高温度，C错误；t3~t4、t5~t6都是平衡向逆反应方向移动，t6之后平衡转化率最低，D错误。 6.在某一体积可变的恒温密闭容器中发生反应：2XY3(g)X2(g)+3Y2(g)　ΔH>0。改变其中一个反应条件，得到逆反应速率(v逆)与时间的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A.平衡常数：K(t0)<K(t2)<K(t4) B.起始时，在容器中只充入了XY3(g) C.t1时改变的反应条件可能是升高温度 D.图中，XY3(g)的平衡转化率最大的时间段是t0~t1 答案　D 解析　由于ΔH>0，温度升高，平衡正向移动，图中不涉及改变温度，平衡常数不变，A、C错误；起始时，v逆>0，因此容器中还加入了X2、Y2，B错误；t1时平衡逆向移动，XY3(g)的平衡转化率减小，t3时平衡正向移动且v正、v逆均增大，改变的条件为加入了反应物，XY3(g)的平衡转化率减小，因此t0~t1时，XY3(g)的平衡转化率最大，D正确。 7.已知反应：3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)　ΔH<0，如图曲线a、b分别表示在不同条件下，A与B反应生成D的体积分数随时间t的变化情况。若想使曲线b(实线)变为曲线a(虚线)，可采取的措施是 (　　) ①增大A的浓度　②升高温度　③增大D的浓度 ④加入催化剂　⑤恒温下，缩小反应容器体积　⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变 A.①②③ B.④⑤ C.③④⑤ D.④⑤⑥ 答案　B 解析　根据题图可知曲线b(实线)变为曲线a(虚线)时，平衡未发生移动且反应速率加快了。①增大A的浓度、②升高温度、③增大D的浓度，平衡均发生了移动，D的体积分数会发生改变；⑥加入稀有气体，保持容器内压强不变，因为压强不变，体积变大，所以浓度、反应速率变小，与图像不一致；④加入催化剂，反应速率加快了，同时平衡不移动，与图像一致；⑤恒温下，缩小反应容器体积，压强增大，速率加快，又因为方程式左右两边气体的化学计量数之和相等，所以平衡不移动，与图像一致。 题组三　等温(压)曲线 8.(2025·宁夏高二期末)为实现碳达峰、碳中和，CO2综合利用的技术不断创新。某实验小组研究CO2和CH4反应得到合成气的原理为CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)；向2 L的恒容密闭容器中充入1 mol CH4和1 mol CO2，反应过程中CO2的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A.该反应的ΔH<0 B.压强：p2>p1 C.1 100 ℃时，该反应的平衡常数为12.96 mol2·L-2 D.维持X点温度不变，向容器内再充入0.1 mol CH4、0.1 mol CO2、0.2 mol CO和0.2 mol H2，此时，v正<v逆 答案　D 解析　根据图像，其他条件不变时，升高温度，CO2的平衡转化率增大，平衡正向移动，正反应为吸热反应，A错误；根据反应前后气体分子数增大，其他条件不变时，增大压强，平衡逆向移动，CO2的平衡转化率减小，p2<p1，B错误；根据三段式： CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g) c0/(mol·L-1)　　0.5　　0.5　　　　0　　　0 Δc/(mol·L-1)　　0.3　　0.3　　　0.6　　　0.6 c平/(mol·L-1)　　0.2　　0.2　　　0.6　　　0.6 K== mol2·L-2=3.24 mol2·L-2，C错误；X点温度不变，向容器内再充入0.1 mol CH4、0.1 mol CO2、0.2 mol CO和0.2 mol H2，Q= mol2·L-2=3.841 6 mol2·L-2>K，反应逆向进行，v正<v逆，D正确。 9.已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1，N2的平衡转化率α(N2)与体系总压强(p)的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A.将1 mol N2与3 mol H2置于1 L密闭容器中充分反应，放出的热量为92.4 kJ B.T1<T2 C.平衡状态由A变到B时，平衡常数：K(A)<K(B) D.升高温度，平衡向逆反应方向移动，逆反应速率增大，正反应速率减小 答案　B 解析　可逆反应的反应物不能完全转化为反应产物，所以1 mol N2与3 mol H2充分反应放出的热量小于92.4 kJ，A项错误；题述反应的正反应为放热反应，升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，N2的平衡转化率降低，则T1<T2，B项正确；平衡常数只受温度影响，平衡状态由A变到B时，温度不变，化学平衡常数不变，K(A)=K(B)，C项错误；升高温度，正、逆反应速率都增大，但逆反应速率比正反应速率增大更多，所以化学平衡向逆反应方向移动，D项错误。 [10~12题，每小题3分] 10.工业上以CH4为原料制备H2的原理为CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。在一定条件下a、b两个恒温恒容的密闭容器中均通入1.1 mol CH4(g)和1.1 mol H2O(g)，测得两容器中CO的物质的量随时间的变化曲线分别为a和b。已知容器a的体积为10 L，温度为Ta，下列说法不正确的是(　　) A.容器a中CH4从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率为0.025 mol·L-1·min-1 B.a、b两容器的温度可能相同 C.在达到平衡前，容器a的压强逐渐增大 D.该反应在Ta温度下的平衡常数为27 答案　B 解析　观察两容器中CO的物质的量随时间的变化曲线a和b可知，当CO的物质的量保持不变时反应便达到平衡状态，a容器用了4 min，b容器用了约6.5 min，两个容器中反应快慢不同，因此温度肯定不同。用三段式分析a容器中各物质的相关量： CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) 起始量/mol　　　1.1　　1.1　　　0　　　0 转化量/mol　　　1　　　1　　　　1　　　3 平衡量/mol　　　0.1　　0.1　　　1　　　3 A项，容器a中CH4从反应开始到恰好平衡时的平均反应速率为=0.025 mol·L-1·min-1，正确；C项，因为该反应条件为恒温恒容，反应后气体的物质的量增大，所以在达到平衡前，容器a的压强逐渐增大，正确；D项，该反应在Ta温度下的平衡常数为=27，正确。 11.(2024·青岛四区高二期中联考)将0.1 mol N2和0.3 mol H2充入密闭容器中反应，平衡后混合物中氨的物质的量分数(φ)随温度、压强的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A.压强：p1<p2<p3 B.a点氮气的分压p(N2)=0.1p2 C.a点的平衡常数K=(以物质的量浓度计算) D.a、b、c三点平衡常数大小关系为Ka<Kb<Kc 答案　B 解析　合成氨反应为反应前后气体分子数减小的反应，其他条件相同，增大压强，平衡正向移动，平衡时氨气含量增加，故压强大小关系为p1>p2>p3，A错误；a点时氨气物质的量分数为0.6，设反应消耗x mol N2，则可列三段式： 　　　　　N2(g)+3H2(g)2NH3(g) 起始/mol　　0.1　0.3　　　　0 转化/mol　　x　　3x　　　　2x 平衡/mol　　0.1-x　0.3-3x　　2x 则=0.6，x=，则氮气的分压p(N2)=p2=0.1p2，B正确；容器容积未知，各物质平衡时浓度未知，不能计算K，C错误；由图可知，升高温度，氨气含量下降，平衡逆向移动，平衡常数减小，温度：a<b<c，故Ka>Kb>Kc，D错误。 12.甲、乙、丙三个容器中最初存在的物质及其物质的量如图所示，三个容器最初的容积相等、温度相同，反应中甲、丙的容积不变，乙中的压强不变，在一定温度下反应达到平衡。下列说法正确的是(　　) A.平衡时各容器内c(NO2)的大小顺序为乙>甲>丙 B.平衡时N2O4的百分含量：乙>甲=丙 C.平衡时甲中NO2与丙中N2O4的转化率不可能相同 D.平衡时混合物的平均相对分子质量：甲>乙>丙 答案　B 解析　甲、乙中存在平衡：2NO2(g)N2O4(g)，该反应正向为气体物质的量减小的反应，甲中压强减小，乙中压强不变，乙中达到的平衡相当于在甲平衡的基础上增大压强，增大压强平衡向正反应方向移动；丙中存在平衡：N2O4(g)2NO2(g)，相当于开始加入0.2 mol NO2，与甲中平衡完全等效，平衡时NO2的浓度相等，乙中平衡正向移动，但平衡移动的结果是降低NO2浓度的增大程度，不会消除由于体积减小导致的浓度增大，故平衡时容器内c(NO2)的大小顺序为乙>甲=丙，A错误；甲与丙平衡完全等效，平衡时N2O4的百分含量相等，乙中平衡向正反应方向移动，平衡时N2O4的百分含量增大，故平衡时N2O4的百分含量：乙>甲=丙，B正确；甲与丙平衡完全等效，平衡时甲、丙中N2O4的物质的量相等，平衡时甲中NO2与丙中N2O4的转化率之和等于1，故平衡时甲中NO2与丙中N2O4的转化率可能相同，都为0.5，C错误；甲与丙平衡完全等效，平衡时混合气体的平均摩尔质量相等，乙中平衡向正反应方向移动，混合气体的总质量不变，总物质的量减小，混合气体平均摩尔质量增大，故平衡时混合物的平均相对分子质量：乙>甲=丙，故D错误。 13.(14分)(2024·青岛二中高二期中)CO2甲烷化是目前研究的热点方向之一，在环境保护方面显示出较大潜力。其主要反应如下： 反应Ⅰ.CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)　ΔH1 反应Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)　ΔH2>0 回答下列问题： (1)在体积相等的多个恒容密闭容器中，分别充入1 mol CO2和4 mol H2发生反应Ⅰ(忽略反应Ⅱ)，在不同温度下反应相同时间，测得lg k、H2的转化率与的变化关系如图甲所示。已知该反应的速率方程为v正=k正c(CO2)·c4(H2)，v逆=k逆c(CH4)·c2(H2O)，其中k正、k逆为速率常数。则代表lg k正与变化关系曲线的是　　　　(填“MH”或“NG”)，反应Ⅰ活化能Ea(正)　　　　Ea(逆)(填“>”或“<”)；c点的K(平衡常数)与Q(浓度商)的等式关系为　　　　(用含v正、v逆的代数式表示)，T3 K温度下反应达到平衡，体系压强为p，则H2的分压p(H2)=　　　　　。  (2)向恒压密闭装置中充入5 mol CO2和20 mol H2，不同温度下同时发生反应Ⅰ、Ⅱ，达到平衡时其中两种含碳物质的物质的量n与温度T的关系如图乙所示。图中缺少　　　　(填含碳物质的分子式)物质的量与温度的关系变化曲线，随温度升高该物质的变化趋势为　　　　　，800 ℃时，CH4的产率为　　　　。  答案　(1)NG　<　=　p (2)CO2　先升高后降低　76% 解析　(1)温度越高，则越小，MH和NG是lg k与温度变化关系的曲线，abc曲线是H2的转化率与温度变化关系的曲线，从b到a H2的转化率降低，说明升高温度，平衡逆向移动，反应Ⅰ的正反应是放热反应，则升高温度时逆反应速率增大程度大于正反应速率增大程度，即lg k逆大于lg k正，则代表lg k正与变化关系的曲线是NG；该反应是放热反应，反应Ⅰ的活化能：Ea(正)<Ea(逆)；c点反应达到平衡时，k正c平(CO2)·(H2)=k逆c平(CH4)·(H2O)，K==，c点Q=，则有==；T3 K温度下反应达到平衡，H2的转化率为40%，体系压强为p，列三段式： 　　　　　CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) 起始/mol　　1　　　4　　　　0　　　0 变化/mol　　0.4　　1.6　　　0.4　　0.8 平衡/mol　　0.6　　2.4　　　0.4　　0.8 则H2的分压p(H2)=×p=p。 (2)随着温度升高X的物质的量逐渐减小，Y的物质的量逐渐增大，反应Ⅰ是放热反应，随着温度升高，甲烷的物质的量应该逐渐减小，二氧化碳的物质的量逐渐增大，反应Ⅱ是吸热反应，一氧化碳的物质的量随温度升高而逐渐增大，二氧化碳的物质的量逐渐减小。开始时温度低，反应Ⅰ占主导，随着温度升高，反应Ⅰ逆向进行，CH4的物质的量减小，反应Ⅱ正向进行；后温度高时，反应Ⅱ占主导，因此图中X为甲烷，Y为CO，该图缺少CO2的物质的量与温度的关系变化曲线，随温度升高CO2的变化趋势为先升高后降低；800 ℃时，甲烷的物质的量为3.8 mol，CO2的起始物质的量为5 mol，CH4的产率为×100%=76%。 学科网（北京）股份有限公司 $