（课时作业）第二章 06 特色训练(二) 化学平衡图像分析-【学而思·高中同步培优练】2026-2027学年高二化学选择性必修1 化学反应原理 课时作业(人教版·新教材)

特色训练(二)　化学平衡图像分析 1.[2025·湖北黄冈中学高二月考] 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 2.[2025·湖北楚天协作体高二月考] 向一恒容密闭容器中加入1 mol CH4和一定量的H2O,发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x[x=]随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 (　) A.x1<x2 B.反应速率: vc正<vb正 C.点a、b、c对应的平衡常数:Kb=Kc<Ka D.反应温度为T1,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态 3.下面是某小组探究外界条件对化学反应速率和平衡影响的图像,其中图像和结论表达均正确的是 (　) mA(g)+nB(g) pC(g) 2X(g)Y(g)　ΔH A.图中a曲线一定使用了催化剂 B.该图是在一定条件下,c(X)随时间t的变化,正反应ΔH<0,M点正反应速率小于N点逆反应速率 CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH<0 2NO(g)+O2(g)2NO2(g) C.该图是在恒温恒容的密闭容器中,按不同投料比充入CO(g)和H2(g)进行反应,若平衡时CO(g)和H2(g)的转化率相等,则a=2 D.图中曲线表示一定压强下NO平衡转化率随温度的变化,A、B、C三点表示不同温度、压强下NO的平衡转化率,压强最大的是B点,化学平衡常数最小的是A点 4.[2025·江西抚州金溪一中等校高二阶段考] 下列是有关外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像,其中图像和实验结论表达均正确的是 (　) A.图①反应:A(g)+3B(g)2C(g),是其他条件一定时,反应速率随温度变化的图像,则正反应ΔH<0 B.图②反应:FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl,是在平衡体系的溶液中溶入少量KCl晶体后,化学反应速率随时间变化的图像 C.图③反应:A(g)+3B(g)2C(g),是在有无催化剂存在条件下,建立平衡过程的图像,a是使用催化剂时的曲线 D.图④反应:A(g)+B(g)2C(g),是一定条件下,向含有一定量A的恒容密闭容器中逐渐加入B,达平衡时A的转化率的图像 5.温度为T时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5,发生反应:PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)　ΔH=+a kJ·mol-1(a>0)。0~10 min内保持容器温度不变,10 min时改变一种条件,整个过程中PCl5、PCl3、Cl2的物质的量随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是 (　) A.0~4 min的平均反应速率v(Cl2)= 0.025 mol·L-1·min-1 B.10 min时改变的条件是分离出一定量的PCl5 C.温度为T,起始时向该容器中充入1.0 mol PCl5、0.10 mol PCl3和0.10 mol Cl2,反应达到平衡前,v正>v逆 D.起始时向该容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2,保持温度为T,反应达平衡时放出的热量大于1.6a kJ 6.氨(NH3)中氢含量高,是一种优良的储氢载体,可通过氨热分解法制氢气。在一定温度下,将0.1 mol NH3通入3 L的刚性密闭容器中进行反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)(此时容器内总压为200 kPa),各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 (　) A.t1时反应达到平衡,0~t1时间内的反应速率v(H2)= mol·L-1·min-1 B.该温度下,反应的平衡常数为K≈1.33×10-4 C.t2时加入催化剂可同时改变该反应的速率和ΔH D.t2时将容器容积迅速缩小至原来的一半并保持不变,曲线b表示压缩后N2分压的变化 7.一定温度下,向三个容积分别为V1、V2、V3(V1<V2<V3)的密闭容器中分别加入足量活性炭和2 mol NO2,发生反应:2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g),在相同时间内测得各容器中NO2的转化率与容器容积的关系如图所示。下列说法正确的是 (　) A.bc曲线上反应均达到平衡状态 B.容器内的压强:pa∶pb>6∶7 C.a、c两点时气体的颜色相同 D.该温度下,a、b、c三点时反应的平衡常数:Ka<Kb<Kc 8.我国有世界储量第一的天然石膏(主要成分为CaSO4),同时也有大量磷酸工业副产品石膏,可用于硫酸及水泥的联合生产。硫酸钙在高温下被CO还原,发生的反应如下: Ⅰ.CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g)　K1 Ⅱ.CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)　K2 Ⅲ.3CaSO4(s)+CaS(s)4CaO(s)+4SO2(g)　K3 上述反应的平衡常数的对数值(lg K)与温度(T)的关系如图所示。下列说法错误的是 (　) A.反应Ⅱ的ΔH>0 B.lg K3=4lg K2-lg K1 C.使用适当的催化剂能够加快反应速率,提高原料的平衡转化率 D.调控适当的温度可以抑制反应Ⅰ、促进反应Ⅲ而得到较纯净的CaO 9.[2025·湖北黄冈中学高二月考] 在容积均为1.0 L的恒容密闭容器中加入足量的相同的炭粉,再分别加入0.1 mol CO2和0.2 mol CO2,在不同温度下反应CO2(g)+C(s) 2CO(g)达到平衡,平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上),下列说法正确的是 (　) A.体系中c(CO):c(CO,状态Ⅱ) >2c(CO,状态Ⅲ) B.反应CO2(g)+C(s) 2CO(g)的ΔS>0,ΔH<0 C.体系的总压强p总:p总(状态Ⅱ)<2p总(状态Ⅰ) D.逆反应速率v逆:v逆(状态Ⅰ)<v逆(状态Ⅲ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 特色训练(二)　化学平衡图像分析 1.B　[解析] 达到平衡后,使用催化剂,平衡不发生移动,C的体积分数不变,A错误;根据C的体积分数在不同温度下随时间的变化关系知,T2比T1先出现拐点,说明T2达到平衡所需时间短、反应速率快,则T2>T1,T2时C的平衡体积分数比T1时小,说明升高温度,平衡逆向移动,则逆反应为吸热反应、正反应为放热反应,反应的ΔH<0,B正确;根据C的体积分数在不同压强下随时间的变化关系知,p2比p1先出现拐点,说明p2达到平衡所需时间短、反应速率快,则p2>p1,p2时C的平衡体积分数比p1时小,说明增大压强,平衡逆向移动,则化学方程式中n<e+f,C错误;A呈固态,达到平衡后,增加A的质量,平衡不移动,D错误。 2.C　[解析] 一定条件下,增大H2O(g)的浓度,能提高CH4的转化率,即x值越小,CH4的转化率越大,故x1<x2,A正确;b点和c点温度相同,CH4的起始物质的量都为1 mol,b点x值小于c点,则b点加H2O(g)多,反应物浓度大,平衡正向移动,甲烷的转化率增大,生成物的浓度增大,则在相同温度下反应速率:vc正<vb正,B正确;平衡常数K仅与温度有关,a点温度低于b、c点(b、c点温度均为T1),且相同x时随着温度升高,CH4的平衡转化率增大,说明正反应吸热,温度升高K增大,故Kb=Kc>Ka,C错误;反应前后气体分子数不等,恒容时压强随反应进行变化,压强不变说明各物质浓度不变,反应达到平衡,D正确。 3.C　[解析] 若m+n=p,该反应是气体分子数不变的反应,增大压强,反应速率加快,但平衡不移动,B的物质的量分数不变,则图中a曲线不一定使用了催化剂,也可能是增大压强,故A错误。由图可知,T1条件下反应先达到平衡,则反应温度T1大于T2,升高温度X的平衡浓度增大,即升温平衡逆向移动,正反应ΔH<0;反应温度越高,反应速率越快,则平衡时M点正反应速率大于W点逆反应速率;T2条件下,反应达平衡过程中,正反应速率减小、逆反应速率增大,则W点的逆反应速率大于N点,所以M点正反应速率大于N点逆反应速率,故B错误。投料比增大,H2的转化率减小,CO的转化率增大,图像符合;由方程式可知,当投料比等于化学计量数之比时,所有反应物的转化率相等,所以平衡时一氧化碳和氢气的转化率相等,说明投料比a=2,故C正确。由图可知,温度升高,一氧化氮的平衡转化率减小,说明平衡向逆反应方向移动,该正反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动,放热反应的平衡常数减小;该正反应是气体分子数减小的反应,加压,平衡正向移动;图中A点反应温度最低,所以A点平衡常数最大,B点压强最大,故D错误。 4.C　[解析] 由图知交点是平衡点,升温,平衡正向移动,所以正反应方向是吸热反应,即ΔH>0,A错误;由Fe3++3SCN-Fe(SCN)3知,KCl的浓度并不会影响平衡移动,B错误;催化剂的使用会加快反应速率,更快达平衡,且不影响平衡移动,则a是使用催化剂时的曲线,C正确;向含有一定量A的恒容密闭容器中逐渐加入B,则A的平衡转化率会逐渐增大,而非先增大后减小,D错误。 5.B　[解析] 由图可知,0~4 min的平均反应速率v(Cl2)==0.025 mol·L-1·min-1,故A项正确。10 min时改变的条件能使PCl3、Cl2的物质的量增大,PCl5的物质的量减少,平衡正向移动,该正反应是气体分子数增大的吸热反应,故可升温或减小压强,使平衡右移;若分离出一定量的PCl5,反应物浓度减少,平衡逆向移动,不符合图像变化趋势,故B项错误。温度为T时,根据4 min后的平衡状态,可得此温度下的平衡常数K==0.025,温度为T,起始时向该容器中充入1.0 mol PCl5、0.10 mol PCl3和0.10 mol Cl2,此时的浓度商Q==0.005,比K值小,反应正向进行,v正>v逆,故C项正确。反应热与反应的量有关,由题意知,温度为T时,向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5,转化率为20%;若起始时向该容器中充入2.0 mol PCl3和2.0 mol Cl2,相当于充入2.0 mol PCl5,为恒温恒容条件下的等效平衡,不考虑平衡移动,放出热量为1.6a kJ,相比充入1.0 mol PCl5,相当于恒容条件下,增大压强,平衡逆向移动,反应达平衡时放出的热量大于1.6a kJ,故D项正确。 6.C　[解析] 刚性密闭容器中0.1 mol NH3的总压为200 kPa,结合2NH3(g)N2(g)+3H2(g)可知图中t1时H2的分压为120 kPa,则n(H2)=×0.1 mol=0.06 mol,故v(H2)== mol·L-1·min-1= mol·L-1·min-1,故A正确;由A中分析可知,平衡时n(H2)=0.06 mol,则n(N2)=0.02 mol,反应消耗NH3的物质的量为0.04 mol,剩余n(NH3)=0.06 mol,故该反应的平衡常数K===≈1.33×10-4,故B正确;加入催化剂可以改变反应的速率,但是不能改变反应的ΔH,故C错误;容器容积迅速缩小到原来的一半,则氮气的分压迅速增大到原来的2倍,压强增大,平衡向气体总体积减小的方向移动,即平衡逆向移动,N2的分压应比原来2倍小,表示N2分压变化趋势的曲线是b,故D正确。 7.B　[解析] 由题目信息可知,三个容器中起始投料相同,则容积越大,反应物浓度越小,反应速率越小,相同时间内的转化率越小,a、c两点转化率相同,而a点的体积小于c点,则c点未达平衡状态,A错误;密闭容器中分别加入足量活性炭和2 mol NO2,a点NO2的转化率为40%,则NO2的消耗量为2 mol×40%=0.8 mol,平衡时物质的量:NO2为1.2 mol,N2为0.4 mol,CO2为0.8 mol,气体总物质的量为2.4 mol,b点时NO2的转化率为80%,则NO2的消耗量为2 mol×80%=1.6 mol,平衡时物质的量:NO2为0.4 mol,N2为0.8 mol,CO2为1.6 mol,总物质的量为2.8 mol,由于容积V1<V2,pa∶pb>2.4∶2.8=6∶7,故B正确;a、c两点容积不同,二氧化氮浓度不同,气体的颜色不同,故C错误;温度不变,平衡常数不变,a、b、c三点时反应的平衡常数:Ka=Kb=Kc,故D错误。 8.C　[解析] lg K越大,K越大,根据图像显示,反应Ⅱ升高温度,lg K增大,反应Ⅱ的K值增大,说明平衡正向移动,则正反应为吸热反应,ΔH>0,故A正确;利用盖斯定律,将反应Ⅱ×4-反应Ⅰ得反应Ⅲ,以此可得焓变ΔH3=4ΔH2-ΔH1,平衡常数K3=,则lg K3=lg=4lg K2-lg K1,故B正确;使用适当的催化剂能够加快反应速率,但不影响平衡移动,则不能提高原料的平衡转化率,故C错误;lg K越大,K越大,根据图像,反应Ⅰ升高温度,lg K减小,说明平衡逆向移动,反应Ⅰ被抑制,反应Ⅲ升高温度,lg K增大,说明平衡正向移动,反应Ⅲ被促进,则调控适当的温度可以抑制反应Ⅰ、促进反应Ⅲ而得到较纯净的CaO,故D正确。 9.D　[解析] 恒容密闭容器中,状态Ⅱ和状态Ⅲ体系温度相同,状态Ⅱ初始CO2浓度是状态Ⅲ的两倍,考虑压强增大平衡逆向移动,平衡时的c(CO,状态Ⅱ)<2c(CO,状态Ⅲ),A错误;反应CO2(g)+C(s)2CO(g)为气体分子数增大的反应,ΔS>0,从图中可看出随着温度的升高c(CO2)减小,即平衡正向移动,ΔH>0,B错误;由图可知CO2在状态Ⅰ时转化0.02 mol,体系气体总物质的量为0.08 mol+0.02 mol×2=0.12 mol,CO2在状态Ⅱ时转化0.12 mol ,体系气体总物质的量为0.08 mol+0.12 mol×2=0.32 mol,且状态Ⅱ的温度大于状态Ⅰ,p总(状态Ⅱ) >2p总(状态Ⅰ),C错误;状态Ⅲ的温度远大于状态Ⅰ,v逆(状态Ⅰ)<v逆(状态Ⅲ),D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $