专题2 第三单元 第三课时 化学反应速率与化学平衡图像的常见类型-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修1 化学反应原理教师用书配套课件(苏教版)
2026-09-11
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教辅
摘要:
该高中化学课件聚焦化学反应速率与化学平衡图像的常见类型,涵盖速率-时间、百分含量-温度/压强等四大知识点,通过复习化学平衡移动原理导入,搭建从原理到图像分析的学习支架,衔接前后知识脉络。
其亮点在于结合科学思维与科学探究,通过“先拐先平数值大”“定一议二”等解题原则,以合成氨、SO₂氧化等实例培养学生证据推理和模型建构能力,随堂演练与课时作业分层设计,助力学生形成系统解题思路,也为教师提供结构化教学资源,提升教学效率。
内容正文:
第三单元 化学平衡的移动
第三课时 化学反应速率与化学平衡图像的常见类型
专题2 化学反应速率与化学平衡
1
课程标准
1.能运用化学平衡移动原理分析基础图像,知道化学反应速率、化学平
衡图像的常见类型。
2.能结合具体情境用所学化学平衡知识分析化工生产中的特定图像,形
成平衡图像一般解题思路。
目 录
CONTENTS
知识点一 物质的量、浓度或速率—时间图像
知识点二 百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像
知识点三 温度(压强)的相关图像
知识点四 几种特殊图像
随堂演练
课时作业
3
知识点一 物质的量、浓度或速率—时间图像
目 录
1. 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
化学·选择性必修1(SJ)
目 录
①t1时, ,平衡 移动;
②t2时, ,平衡 移动;
③t3时, ,平衡 移动;
④t4时, ,平衡 移动
增大反应物的浓度
正向
降低温度
正向
增大压强
正向
使用催化剂
不
化学·选择性必修1(SJ)
目 录
2. 条件改变时物质的量或浓度—时间图像
条件改变 图像示例 方法指导
减压(容器容积扩大到原来的n倍) N2(g)+3H2(g) 2NH3
(g)
当容器容积扩大到原来的n
倍,反应体系中各气态物质的浓度均变为原来浓度的 ,所有线都出现“断点”
化学·选择性必修1(SJ)
目 录
条件改变 图像示例 方法指导
升高温度 2NO2(g) N2O4(g)ΔH
=-56.9 kJ·mol-1
当反应体系中温度发生改变
时,v-t图像中速率曲线出现
“断点”,而恒容条件下c-t
图像中所有线全部是连续的
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条件改变 图像示例 方法指导
降低温度 2NO2(g) N2O4(g)ΔH
=-56.9 kJ·mol-1
当反应体系中温度发生改变
时,v-t图像中速率曲线出现
“断点”,而恒容条件下c-t
图像中所有线全部是连续的
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已知工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.2
kJ·mol-1。
一定温度下,在容积恒定的密闭容器中,一定量的N2和H2反应达到平衡
后,改变某一外界条件,反应速率与时间的关系如图所示:
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1. t2、t4、t5、t7时刻所对应的改变的实验条件分别是:t2: 、
t4: 、t5: 、t7: 。
提示:增大N2或H2的浓度 加入催化剂 减小NH3的浓度 降温
2. t9时刻如果增大压强,v(正)、v(逆)如何变化,请用图像表示。
提示:
增大压强,v(正)、v(逆)均增大,平衡正向移动。
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1. 向一容积不变的密闭容器中充入H2和I2,发生反应:H2(g)+I2(g)
2HI(g) ΔH<0,当达到平衡后,t0时若保持混合气体总物质的量不
变而改变某一反应条件,使平衡移动(如图所示),下列说法正确的是
( )
A. 容器内气体颜色变深,平均相对分子质量不变
B. 平衡不移动,混合气体密度增大
C. H2转化率增大,HI平衡浓度减小
D. t0时改变的条件为减小容积或升高体系温度
√
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解析: 条件改变后,正、逆反应速率均增大,但是逆反应速率大于正
反应速率,平衡逆向移动,改变的条件应为升高温度,A正确,B、C、D
错误。
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2. 合成氨反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol
-1,在反应过程中,正反应速率的变化如图。下列说法正确的是( )
A. t1时升高了温度
B. t2时使用了催化剂
C. t3时增大了压强
D. t4时降低了温度
√
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解析: t1~t2,v正先增大后逐渐减小,说明平衡正向移动,而根据ΔH
<0可知,该反应的正反应为放热反应,升高温度,平衡应逆向移动,故t1
时不是升高温度,可能是增大压强或者增大反应物浓度,A错误;t2~t3,
正、逆反应速率同等程度地增大,可能是使用了催化剂,B正确;t3时若增
大了压强,正反应速率增大,平衡正向移动,则正反应速率应先增大后减
小,与图像不符,C错误;t4时若是降低温度,则在t3~t4平衡的基础上,
v正应瞬间减小,平衡正向移动,与图像不符,D错误。
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3. 某密闭容器中充入等物质的量的A和
B,一定温度下发生如下反应:A(g)
+xB(g) 2C(g),达到平衡后,
只改变反应的一个条件,测得容器中物
质的浓度、反应速率随时间的变化关系如图所示,下列说法中正确的是( )
A. 反应方程式中的x=1,30 min时改变条件后,A的转化率将减小
B. 前30 min内A的反应速率为0.05 mol·L-1·min-1
C. 20至40 min内表示处于平衡状态,该反应为吸热反应
D. 30 min时改变的条件是减小压强,40 min时改变的条件是升高温度
√
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解析: 由图甲可知,反应物A、B的起始浓度相等,20 min反应达到平
衡时的平衡浓度也相等,由浓度变化量之比等于化学计量数之比可知,
A、B的化学计量数相等,则x=1;由图甲可知,30 min时条件改变的瞬
间,A、B、C的浓度均减小,平衡不移动,说明改变的条件是减小压强,
化学平衡不移动,A的转化率不变,A错误。由图乙可知,40 min时条件改
变的瞬间,正、逆反应速率均增大,逆反应速率大于正反应速率,说明平
衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应,C错误,D正确。由图甲可知,
30 min内,A的浓度变化量为1 mol·L-1,则A的反应速率为 =
mol·L-1·min-1,B错误。
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知识点二 百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像
目 录
18
1. 实例分析
(1)图Ⅰ表示T2 T1,正反应是 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 的反应。
>
放热
>
增大
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(3)图Ⅲ中生成物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 ;也可能该反应是反应前后气体
总体积不变的可逆反应,a 了压强(压缩体积)。
>
催化剂
增大
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2. 解题原则——“先拐先平数值大”
(1)看拐点
先拐→先平衡、速率快、条件高,即“先拐先平数值大”。
(2)想原理
温度高低→ΔH;
压强大小→气体化学计量数。
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1. (人教版教材习题改编)在容积不变的密闭容器中,一定量的SO2与O2
发生反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)。温度分别为T1、T2时的
SO3体积分数随时间的变化如图。下列说法正确的是( )
A. 在温度为T1时,混合物的密度不变说明反应达到
平衡状态
B. 该反应的ΔH>0
C. T1、T2下该反应的化学平衡常数比较:K(T1)
<K(T2)
D. 在实际工业生产中,通入过量的空气可以提高SO2的转化率
√
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解析: 无论是否平衡,密度始终不变,密度始终不变不能作为平衡标
志,A错误;温度越高反应速率越快,达到平衡时间越短,由图像(通常
温度高的曲线先平衡)知T2>T1;平衡时T1下SO3体积分数更高,说明升
高温度(T2>T1)平衡逆向移动,逆向吸热则正向放热,ΔH<0,B错
误;该反应正向放热,升高温度平衡逆向移动,平衡常数K减小。因T2>
T1,故K(T1)>K(T2),C错误;通入过量空气,增大了O2浓度,平
衡正向移动,可提高SO2转化率,D正确。
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2. 将1 mol CO和2 mol H2充入容积为2 L密闭容器中,分别在300 ℃、T ℃
发生反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH=a kJ·mol-1。根
据图示判断,下列说法正确的是( )
A. a<0,T<300
B. 300 ℃时,0~20 min内v(H2)=0.005 mol·L-
1·min-1
C. 容器内气体密度不变时,反应达到了平衡状态
D. T ℃时,CO的平衡转化率小于20%
√
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解析: 由图可知,T ℃时反应先达到平衡,说明T ℃高于300 ℃,T ℃
反应达到平衡时甲醇的物质的量小于0.2 mol,说明升高温度,平衡逆向移
动,该反应为放热反应,a小于0,A错误;由图可知,300 ℃条件下,0~
20 min内H2的反应速率为 =0.01 mol·L-1·min-1,B错误;恒容
密闭容器中混合气体的密度是定值,则混合气体的密度保持不变,不能判
断反应是否达到平衡,C错误;由图可知,300 ℃条件下,CO的平衡转化
率为 ×100%=20%,T ℃高于300 ℃,升高温度,平衡逆向移动,
CO的平衡转化率小于20%,D正确。
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知识点三
温度(压强)的相关图像
目 录
26
1. 恒温(恒压)图像
(1)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% ,化学平衡
移动,a+b c;
②作一等压线(如p3),温度升高,C% ,化学平衡 移
动,正反应是 反应。
减小
逆
向
<
增大
正向
吸热
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(2)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% ,化学平衡 移
动,ΔH 0;
②作一等温线(如T1),随着压强的增大,C% ,化学平衡
移动,a+b c。
减小
逆向
<
增大
正
向
>
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2. 速率—压强(或温度)图像
(1)可逆反应mA(g) nB(g)+pC(s) ΔH=Q kJ·mol-1,温
度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合如图中的两个图像:
①根据正、逆反应速率与温度的变化曲线,可判断反应的 ,则:
Q 0;
②根据正、逆反应速率与压强的变化曲线,可判断反应前后
,则:m n。
ΔH
<
气体体积的
变化
>
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注意:图中交点是平衡点,分析温度、压强对化学平衡的影响时,一般选
择交点之后的曲线的变化来判断。
(2)某可逆反应中,温度的变化对正、逆反应速率的影响如图所示:
根正、逆反应速率与温度的变化曲线,可判断该可逆反应的正反应
为 热反应。
吸
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3. 解题原则——“定一议二”原则
在化学平衡图像中,包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量,分析
方法是确定其中一个变量,讨论另外两个变量之间的关系。
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1. (人教版教材习题改编)羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂,能防止某
些害虫和真菌的危害。在容积不变的密闭容器中,使CO与H2S发生如下反应并达到平衡:CO(g)+H2S(g) COS(g)+H2(g) ΔH,在不同温度下达到化学平衡时,H2S的转化率如图所示。下列说法正确的是( )
A. 平衡常数:Ka<Kc
B. b点的正反应速率大于逆反应速率
C. 若将容器容积缩小至原来的一半,H2S的转化
率增大
D. 反应温度为200 ℃时,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
√
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解析: 由图像a、c点可知,温度升高,H2S转化率降低,说明平衡逆向
移动,正反应为放热反应(ΔH<0),平衡常数K随温度升高而减小,因
200 ℃<250 ℃,则Ka>Kc,A错误;a点为200 ℃时的平衡状态,b点在
200 ℃时转化率低于平衡转化率,说明反应未达平衡,此时正反应速率大
于逆反应速率,B正确;该反应前后气体分子数相等,缩小容器容积增大
压强,平衡不移动,H2S转化率不变,C错误;反应前后气体分子数相等,
恒温恒容下压强始终不变,压强不变不能作为平衡状态的标志,D错误。
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2. 为探究外界条件对反应:mA(g)+nB(g) cZ(g)+dD(s) ΔH的影响,以A和B物质的量之比为m∶n开始反应,通过实验得到不同条件下达到平衡时Z的物质的量分数,实验结果如图所示。
下列判断正确的是( )
A. 在恒温恒容条件下,向已达到平衡的体系中加入少量A,平衡正向移
动,A的百分含量减小
B. 降低温度,v正比v逆减小得更多
C. 不断增加A的投料量,Z的体积分数可能减小
D. ΔH<0,m+n>c+d
√
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解析: 从实验结果图示分析,其他条件相同时,增大压强,达到平衡
时,Z的物质的量分数增大,说明平衡正向移动,正反应为气体体积减小
的反应,由于D为固体,故m+n>c;其他条件相同时,升高温度,达到
平衡时,Z的物质的量分数减小,说明平衡逆向移动,逆反应为吸热反
应,ΔH<0,D错误;在恒温恒容条件下,向已达到平衡的体系中加入少
量A,平衡正向移动,A的百分含量增大,A错误;降低温度,v正、v逆都
减小,平衡正向移动,v正比v逆减小得少,B错误;其他条件不变时,以A
和B物质的量之比为m∶n开始反应,平衡时,Z的体积分数达最大值,不
断增加A的投料量,平衡正向移动,Z的体积分数可能减小,C正确。
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3. 将合成气以 =2通入1 L的反应器中,一定条件下发生反应:4H2(g)+2CO(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH,其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示。
(1)该反应的ΔH 0(填“>”或“<”)。
<
解析:压强不变时,温度升高,CO的平衡转化率减小,平衡逆向移动,故正反应为放热反应,ΔH<0。
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(2)p1、p2、p3由高到低的顺序是 。
(3)若将纵坐标由CO的平衡转化率改为CO的平衡浓度,则(1)、(2)
问的推断结果发生哪些变化? 。
解析:固定温度不变,压强增大,平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,故p1>p2>p3。
p1>p2>p3
ΔH>0、p1<p2<p3
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知识点四 几种特殊图像
目 录
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1. 平衡曲线
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(如图)。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F点:v正<v逆。
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(1)对于反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) ΔH<0。
①M点前,表示化学反应从反应开始到建立平衡的过程,则v正 v逆,
M点为 ,M点后为平衡受温度或压强的影响情况。
>
平衡点
2. 拋物线型
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②方法指导
拋物线型图像最高(最低)点前反应未达到平衡,从最高(最低)点向后
分析平衡移动情况。
注意:曲线上的每个点是否都达到平衡,往往需要通过曲线的升降或斜率
变化来判断,如果未达到平衡则不能使用平衡移动原理,考虑速率变化对
纵坐标的影响,达到平衡以后的点使用平衡移动原理分析。
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(2)投料平衡曲线
①反应物不止一种的可逆反应,如N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0,改变反应物的投料比,当反应物按照n(N2)∶n(H2)=1∶3投料时,NH3的百分含量最大。
②方法指导
a.投料平衡曲线上的点均为平衡点。
b.投料比等于化学计量数之比时,生成物的含量最大。
注意:横坐标也可能是一种反应物的起始物质的量。
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3. 解题注意点
相同时间,不同温度(或压强)下转化率或含量图像题的解题注意点:
(1)转化率(或含量)最大点为平衡点。
(2)平衡点前,温度低(或压强小),反应未达平衡;平衡点后,温度
高(或压强大),反应已达平衡,在升温(或加压)下平衡发生移动。
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1. 取五等份NO2,分别充入五个温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,
发生反应:2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0,反应相同时间后,分别测
定体系中NO2的体积分数[φ(NO2)],并作出其随反应温度(T)变化的
关系图。下列示意图中,可能与实验结果相符的是( )
A. ①② B. ①④
C. ②③ D. ②④
√
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解析: 恒容条件下,在五个温度不同的密闭容器中同时通入等量的NO2,反应相同的时间,有三种可能的情况:一是全部反应已达到平衡状态,二是部分反应还没有达到平衡状态,三是全部反应没有达到平衡状态。若五个容器中的反应在反应相同的时间后,均已达到平衡,则因为该反应是放热反应,故温度升高,平衡逆向移动,NO2的体积分数增大,所以②正确;若五个容器中的反应有未达到平衡状态的,则反应正向进行,温度越高,反应速率越快,则NO2转化得越快,故NO2的体积分数越小,而对于其他达到平衡状态的反应,随着温度升高,平衡逆向移动,NO2的体积分数增大,④正确;若五个容器中的反应均未达到平衡状态,随着温度的升高,反应速率增大,则NO2的体积分数持续降低。
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2. 已知A(g)+B(g) 2C(g),反应过程中C的百分含量与温度的关
系如图所示,下列说法正确的是( )
A. 正反应速率:v(c)>v(d)>v(b)
B. 化学平衡常数:K(d)>K(c)
C. c点向d点变化时,v正<v逆
D. d点状态加入合适的催化剂可使C%增大
√
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解析: 温度越高,反应速率越大,则正反应速率:v(d)>v(c)>
v(b),A错误;正反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,K减
小,则化学平衡常数:K(d)<K(c),B错误;由c点向d点变化时,平
衡逆向移动,可知v正<v逆,C正确;d点时加入催化剂不会使平衡移动,C
%不变,D错误。
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3. 在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下,催化反应相同时间,测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。
(1)反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的ΔH 0(填“>”或
“<”)。
<
解析:随着温度的升高,NO的平衡转化率减小,平衡逆向移动,则该反应的正反应为放热反应,ΔH<0。
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(2)图中X点所示条件下,延长反应时间 (填“能”或“不能”)
提高NO的转化率。
能
解析:X点对应NO的转化率低于该温度下NO的平衡转化率,所以反应没有达到平衡状态,延长反应时间,可以提高NO的转化率。
(3)图中Y点所示条件下,增加O2的浓度 (填“能”或“不能”)
提高NO的转化率,原因是
。
能
Y点时反应已达到平衡状态,增加O2的浓度,
平衡正向移动,NO的转化率会提高
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随堂演练
目 录
50
1. 在一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2 mol A和1 mol B,发生
反应:2A(g)+B(g) 2C(g) ΔH<0。达到平衡后,在t1时刻改
变条件,化学反应速率随时间变化如图。下列对t1时刻改变条件的推测正
确的是( )
A. 保持压强不变,升高反应温度
B. 保持温度不变,增大容器容积
C. 保持温度和容器容积不变,充入1 mol C(g)
D. 保持温度和压强不变,充入1 mol C(g)
√
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解析: 升高温度,正、逆反应速率都增大,且逆反应速率增大的倍数
大于正反应速率增大的倍数,A错误;保持温度不变,增大容器容积,导
致容器内压强减小,正、逆反应速率都减小,正反应速率减小的倍数大于
逆反应速率减小的倍数,平衡逆向移动,B错误;保持温度和容器容积不
变,充入1 mol C(g)的瞬间,C的浓度增大,A和B的浓度不变,所以逆
反应速率大于正反应速率,但正反应速率与原速率应有接触点,C错误;
保持温度和压强不变,充入1 mol C(g)的瞬间,容器的容积增大,生成
物的浓度增大,反应物的浓度减小,逆反应速率大于正反应速率,平衡逆
向移动,D正确。
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2. 对于可逆反应2AB3(g) 2A(g)+3B2(g) ΔH>0,下列图像错
误的是( )
√
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解析: 随着温度升高,正反应速率和逆反应速率均增大,而反应的ΔH
>0,升高温度,平衡正向移动,故达平衡后,即v正=v逆后,v正增速比v
逆快,A项正确;因ΔH>0,温度越高,反应速率越快,越先达到平衡状
态,AB3的转化率越大,混合气体中AB3的体积分数越小,B项正确;该反
应为气体体积增大的反应,故增大压强,平衡逆向移动,混合气体中AB3
的体积分数增大,因ΔH>0,升高温度,平衡正向移动,混合气体中AB3
的体积分数减小,C项正确;压强越大,AB3的转化率越小,温度越高,
AB3的转化率越大,D项错误。
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3. 如图表示反应A(g)+B(g) nC(g) ΔH<0在不同条件下反应
混合物中C的百分含量和反应过程所需时间的关系曲线。
下列有关叙述正确的是( )
A. a表示有催化剂,b表示无催化剂
B. 若其他条件相同,a比b的温度高
C. 反应由逆反应开始
D. a→b采用的是加压
√
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解析: A项,催化剂不影响化学平衡,若a表示有催化剂,则两种情况
下的C%是相等的,不正确;B项,从b到a,即升高温度,平衡逆向移动,
C%降低,正确;C项,由图可知,C%由0逐渐增大,可知反应从正反应
开始,不正确;D项,a→b,达到平衡所需时间增长,不可能是加压,不
正确。
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4. 在一容积可变的密闭容器中充入一定量的NO2(g)和N2O4(g),发生
反应:N2O4(g) 2NO2(g) ΔH>0,体系中各物质的百分含量与温
度的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 曲线①表示NO2的百分含量
B. 反应达到平衡后,保持其他条件不变,压缩容器的
容积,平衡逆向移动,气体颜色变浅
C. 若m点为反应平衡点,此时平衡常数K=1
D. 反应达到平衡后,保持其他条件不变,往该容器中充入少量稀有气体,平衡不移动
√
化学·选择性必修1(SJ)
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解析:该反应是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,NO2的百分含量增大,因此曲线①表示NO2的百分含量,A正确;压缩容器的容积,平衡逆向移动,但平衡时NO2的浓度比原来浓度大,因此气体颜色变深,B错误;若m点为反应平衡点,两者物质的量浓度相等,若两者浓度都为1 mol·L-1,则此时平衡常数K=1,若两者浓度不等于1 mol·L-1,则此时平衡常数K≠1,C错误;往该容器中充入少量稀有气体,容器容积变大,平衡向气体体积增大的正反应方向移动,D错误。
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5. 在容积为V L的恒容密闭容器中盛有一定量H2,通入Br2(g)发生反
应:H2(g)+Br2(g) 2HBr(g) ΔH。已知温度:T1>T2,平衡
时,H2的体积分数与 Br2(g)的物质的量变化关系如图所示。下列说法正
确的是( )
A. 由图分析可知:ΔH>0
B. a、b两点Br2的转化率:b>a
C. T1时,随着Br2(g)加入,平衡时HBr的体积
分数不断增加
D. 为了提高Br2(g)的转化率,可采取将HBr液化并及时移走的方法
√
化学·选择性必修1(SJ)
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解析: 温度:T1>T2,结合题图可知,温度升高,氢气的体积分数增
大,则升高温度平衡逆向移动,则正反应为放热反应,ΔH<0,A错误;
温度不变,增大溴的物质的量,H2的转化率增大,Br2的转化率降低,则
a、b两点Br2的转化率:b<a,B错误;T1时,随着Br2(g)加入,生成
HBr的量增大,但气体总量也增大,则平衡时HBr的体积分数可能减小,C
错误;将HBr液化并及时移走,可使平衡正向移动,可提高Br2(g)的转
化率,D正确。
化学·选择性必修1(SJ)
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6. 某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对反应[可用aA
(g)+bB(g) cC(g)表示]化学平衡的影响,得到如图所示图像
(图中p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,α表示平衡转化率,φ表
示平衡体积分数):
化学·选择性必修1(SJ)
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(1)在反应Ⅰ中,T1 (填“>”“<”或“=”)T2,该正反应
为 (填“吸热”或“放热”)反应。
解析:根据“先拐先平数值大”知,温度:T1<T2,升高温度,n(C)减小,平衡逆向移动,则正反应为放热反应。
(2)在反应Ⅱ中,若此正反应为吸热反应,则T1 (填“>”“<”
或“=”)T2。
解析:在反应Ⅱ中,若此正反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,φ(C)增大,所以温度:T1>T2。
<
放热
>
分析图像,回答下列问题:
化学·选择性必修1(SJ)
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(3)在反应Ⅲ中,a+b c(填“>”“<”或“=”)。
解析:在反应Ⅲ中,温度不变时,增大压强,α(A)不变,说明平衡不移动,则反应前后气体的化学计量数之和不变,所以a+b=c。
=
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课时作业
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题组一 单一因素图像
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1. (2026·福州福九联盟期中)T ℃,压强为p1
时,向2 L密闭容器中充入10 mol H2和3 mol SO2
发生反应:3H2(g)+SO2(g) H2S(g)+
2H2O(g) ΔH<0,部分物质的物质的量n
(X)随时间t变化如图中实线所示。下列说法
正确的是( )
化学·选择性必修1(SJ)
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A. 实线a代表n(H2O)随时间变化的曲线
B. t1 min时,v正(H2)>3v逆(H2S)
C. 若该反应在T ℃,p2(p2>p1)时进行,则虚线b可表示n(SO2)的变化
D. 该反应的平衡常数K=
√
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解析: 0~t1 min过程中,实线a所代表的物质与SO2的变化量一样多,故两者速率相等,实线a代表n(H2S)随时间变化的曲线,A错误;根据计量关系可知v逆(H2)=3v逆(H2S),t1 min时,反应朝正向移动,故有v正(H2)>v逆(H2),即v正(H2)> S),B正确;T不变,增大压强,反应速率加快,则相同时间内Δn(SO2)变化量更大(达到平衡
前),且该反应为气体系数减小的反应,达到平衡时n(SO2)<0.3,故
虚线b应在曲线SO2的下方,C错误;根据计量关系可知平衡时,n(H2)
=1.9 mol、n(H2S)=2.7 mol、n(H2O)=5.4 mol,故平衡常数K=
,D错误。
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2. (2025·连云港新海高级中学月考)已知向一恒温恒容的密闭容器中充
入1 mol A和3 mol B,发生反应:A(g)+2B(g) 3C(g) ΔH<0,
t1时达到平衡状态Ⅰ,在t2时改变某一条件,t3时重新达到平衡状态Ⅱ,正反
应速率随时间的变化如图所示。
下列说法正确的是( )
A. 平衡常数K:K(Ⅱ)<K(Ⅰ)
B. t2时改变的条件:向容器中加入A或B均可实现
C. 平衡时B的浓度:c(Ⅱ)>c(Ⅰ)
D. 平衡时C的体积分数:Ⅱ<Ⅰ
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解析: 由图可知,t2时条件改变的瞬间正反应速率不变,然后增大,说
明平衡逆向移动,该反应是气体体积不变的放热反应,则改变的条件是向
容器中加入生成物C,增大C的浓度,不能是升高温度或增大压强,B错
误;温度不变,平衡常数不变,则反应的平衡常数:K(Ⅱ)=K(Ⅰ),
A错误;由于t2时改变的条件是向容器中加入C,平衡逆向移动,平衡时B
的浓度:c(Ⅱ)>c(Ⅰ),C正确;由于t2时改变的条件是向容器中加入
C,由勒夏特列原理可知,平衡时C的体积分数:Ⅱ>Ⅰ,D错误。
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题组二 多因素图像
3. (2026·邯郸大名一中月考)对于可逆反应:2AB3(g) A2(g)+
3B2(g) ΔH>0,下列图像中正确的是( )
√
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解析: 该反应的正反应是吸热反应,升高温度,正、逆反应速率都增
大,但正反应速率增大的程度比逆反应速率大,即交点以后v(正)>v
(逆),A错误;该反应的正反应是吸热反应,升高温度,平衡向正反应
方向移动,AB3的质量分数减小,且温度越高,反应速率越快,达到平衡
所需的时间越短,图像符合此规律,B正确;该反应的正反应是气体体积
增大的反应,在相同温度下,增大压强,平衡向逆反应方向移动,反应物
的质量分数增大,即相同温度时,压强越大,AB3的质量分数越大,C错
误;该反应的正反应是吸热反应,相同压强下,升高温度,平衡正向移
动,w(A2)应增大,D错误。
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4. (2025·江苏前黄高级中学段考)一定温度下,有两个容积均为2 L的
恒容密闭容器Ⅰ和Ⅱ,向Ⅰ中充入1 mol CO和2 mol H2,向Ⅱ中充入2 mol CO和
4 mol H2,均发生下列反应并建立平衡:CO(g)+2H2(g) CH3OH
(g)。测得不同温度下CO的平衡转化率如图所示。
下列说法正确的是( )
A. 该反应的ΔH>0
B. L、M两点容器内正反应速率:v(M)<v(L)
C. 曲线①表示容器Ⅰ的变化过程
D. N点对应温度下该反应的平衡常数K≈2.3
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解析: 由图知,升高温度,CO的平衡转化率降低,平衡逆向移动,故
正反应为放热反应,ΔH<0,A错误;M点容器内反应物浓度比L点容器内
反应物浓度大,且M点对应的反应温度更高,反应速率更快,即v(M)
>v(L),B错误;相同温度下,增大压强,CO的平衡转化率增大,故曲
线①表示容器Ⅱ的转化过程,C错误;N点对应温度下反应的平衡常数与M
点相同,由于CO的转化率为60%,故n(CO)=2 mol×(1-60%)=
0.8 mol,n(H2)=4 mol-2 mol×60%×2=1.6 mol,n(CH3OH)=2
mol×60%=1.2 mol,K= = ≈2.3,D正确。
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题组三 特殊图像
5. (2026·福州三中段考)向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2,一定
条件下使反应SO2(g)+NO2(g) SO3(g)+NO(g)达到平衡,在
此过程中正反应速率随时间变化的曲线如图所示。由图得出的结论不正确
的是( )
A. SO2浓度:a点小于b点
B. c点没有达到平衡
C. 反应物的总能量高于生成物的总能量
D. 若Δt1=Δt2,SO2的消耗量:bc段大于ab段
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解析: 反应从开始到a点再到b点,SO2作为反应物不断被消耗,浓度逐
渐减小,因此a点SO2浓度大于b点,A错误;c点后正反应速率仍在减小,
说明反应未达平衡,B正确;反应初期正反应速率增大,从反应物浓度随
反应进行减小会导致速率减小,但图像显示反应初期正反应速率增大,原
因是温度升高导致的速率增大,即因容器绝热,温度升高只能由反应放热
导致,故正反应为放热反应,反应物总能量高于生成物,C正确;Δt1=Δt2
时,ab段速率从a到b逐渐增大,bc段速率从b到c继续增大至最大值后开始
减小,bc段平均速率大于ab段,相同时间内平均速率越大,SO2消耗量越
大,D正确。
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6. (2024·徐州期中)某恒容密闭容器中
充入一定量SO2和O2进行反应:2SO2(g)
+O2(g) 2SO3(g) ΔH<0,反应速
率(v)与温度(T)、SO2的体积分数
[V(SO2)%]与压强(p)的关系分别如图甲、乙所示。
下列说法不正确的是( )
A. 图甲中,曲线1表示逆反应速率与温度的关系
B. 图甲中,d点表示温度为T0时,反应已经达到平衡
C. 图乙中,温度恒定时,a、b两点对应的反应速率:va>vb
D. 图乙中,温度恒定时,c点的反应正在向逆反应方向进行
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解析: 图甲中,d点正、逆反应速率相等,反应处于平衡状态,温度升
高,平衡逆向移动,故v逆>v正,曲线1表示逆反应速率;图乙中,b点时
压强大,反应速率快,p1下达到平衡时SO2的体积分数大于c点时SO2的体
积分数,所以c点的反应向生成SO2的方向进行。
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7. (2026·南通期中联考)由下列图示得出的结论正确的是( )
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A. 图1表示合成氨反应的能量变化,则反应物的键能总和>生成物的键能
总和
B. 图2表示T ℃时BaCO3(s) BaO(s)+CO2(g)的某物理量x随压强
的变化,则x可能是CO2的平衡浓度
C. 图3表示恒容容器内NO(g)+O3(g) NO2(g)+O2(g)达平衡时
NO2浓度随温度的变化,则正反应活化能>逆反应活化能
D. 图4表示相同条件下N2和H2合成NH3达平衡时NH3的体积分数随起始
的变化,则A、B两点H2的转化率相等
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解析: 图1表示的合成氨反应属于放热反应,则反应物的键能总和<生
成物的键能总和,A错误;T ℃时BaCO3(s) BaO(s)+CO2(g)的平
衡常数K=c(CO2),K只与温度有关,温度不变,K不变,某物理量x
随压强变化而保持不变,则x可能是CO2的平衡浓度,B正确;图3中温度
升高,NO2浓度减小,平衡逆向移动,所以逆反应是吸热反应,则正反应
活化能<逆反应活化能,C错误; 越大,平衡越向右移动,H2的转
化率越大,所以B点H2的转化率大于A点,D错误。
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8. (2026·苏州中学期中)乙烯气相直接水合反应制备乙醇:C2H4(g)
+H2O(g) C2H5OH(g) ΔH。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变
化关系如下:[起始时,n(H2O)=n(C2H4)=1 mol;a点容器体积为1
L]。下列分析不正确的是( )
A. 乙烯气相直接水合反应的ΔH<0
B. 图中a点对应的乙醇体积分数约为
11.1%
C. 图中压强的大小关系为p1>p2>p3
D. 达到平衡状态a、b所需要的时间:a>b
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解析: 由图可得,在同一压强下温度越高,乙烯的转化率越低,即平
衡逆向移动,该反应为放热反应,A正确;在a点达到平衡时,乙烯的转化
率为20%,可得:
C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)
起始物质的量/mol 1 1 0
转化物质的量/mol 0.2 0.2 0.2
平衡物质的量/mol 0.8 0.8 0.2
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乙醇的体积分数= ×100%≈11.11%,B正确;在相同温度下,
压强增大,平衡正向移动,乙烯的平衡转化率升高,由图可知p1<p2<p3,
C错误;与a点相比,b点温度高,压强大,反应速率快,达平衡所需时间
较短,D正确。
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9. (2026·盐城中学期中)催化处理焦炉气(主要成分为CO、SO2)的主
要反应为
反应Ⅰ:2SO2(g)+4CO(g) 4CO2(g)
+S2(g) ΔH1
反应Ⅱ:SO2(g)+3CO(g) COS(g)
+2CO2(g) ΔH2
将一定比例的焦炉气置于密闭容器中发生反应,10分钟时的S2实际产率、
S2的平衡产率及COS的平衡产率随温度的变化如图所示。
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下列说法正确的是( )
A. ΔH1>0
B. 从700~900 K,浓度变化对反应Ⅰ平衡产率的影响小于温度变化的影响
C. 从700~900 K,平衡时SO2的浓度随温度的升高逐渐降低
D. 800 K时,10分钟后S2的实际产率可能先升高后降低
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解析: 由图可知,随温度升高,COS产率降低,则反应Ⅱ逆向移动,反
应Ⅱ为放热反应;温度升高,反应Ⅱ逆向移动,SO2和CO浓度增大,可以使
反应Ⅰ正向移动,温度升高平衡产率上升的原因可能是由于浓度影响超过温
度影响,反应Ⅰ不一定是吸热反应,即不一定存在ΔH1>0,A错误;由图,
700 K到900 K,随温度升高,S2平衡产率上升,说明反应Ⅰ平衡正向移动,
温度升高,反应Ⅱ平衡逆向移动,使c(SO2)、c(CO)增大,对于反应
Ⅰ,浓度改变对平衡的影响超过温度改变的影响,导致平衡正向移动,B错
误;SO2为两反应共同反应物,温度升高反应Ⅱ逆向生成SO2,反应Ⅰ正向消
耗SO2,由COS产率下降幅度大于S2产率上升幅度,可知SO2生成量大于消
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耗量,浓度升高,C错误;通过观察图像可知,800 K时S2的实际产率大于平衡产率,其最终要减小到与800 K时S2平衡产率相等,则800 K,在10 min后继续反应足够长时间,S2实际产率的变化趋势可能为先增大后减小至800 K时S2的平衡产率后保持不变,D正确。
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