專題3.5?？嫉幕瘜W平衡圖像剖析

【考綱要求】

1、考察學生的觀察圖像、分析圖像的能力；

2、通過分析化學平衡圖像加強化學原理的應用。

考點一速率一時間圖像

【核心知識梳理】

1.“漸變”類L/圖像

圖像分析結論

加fl時M正突然增大，/逆逐漸增大；V，iE力時其他條件不變，增

>人,平衡向正反應方向移動大反應物的濃度

Ot,I

人時/正突然減小，/逆逐漸減??；/逆九時其他條件不變，減

>V\E，平衡向逆反應方向移動小反應物的濃度

O1,1?

八時%突然增大,Hr逐漸增大；K逆力時其他條件不變，增

>/正，平衡向逆反應方向移動大生成物的濃度

oG

V,

n時M逆突然減小，內(nèi)：逐漸減?。?上力時其他條件不變，減

送一>/逆，平衡向正反應方向移動小生成物的濃度

oL

2.“斷點”類y-r圖像

VV

\

圖像

CI~~-7C1)Il(CI

升高降低升高降低

溫度

力時刻所適合正反應為放熱的反應適合正反應為吸熱的反應

改變的條增大減小增大減小

件壓強

適合正反應為氣體物質的量增大適合正反應為氣體物質的量減小的

的反應反應

【精準訓練1】

1、下圖是關于反應A2（g）+3B2（g）「2c（g）（正反應為放熱反應）的平衡移動圖像，影響平衡

移動的原因可能是（）

A.升高溫度，同時加壓

B.降低溫度，同時減壓

C.增大反應物濃度，同時減小生成物濃度

D,增大反應物濃度，同時使用催化劑

2、一定溫度下，把6molA和5molB通入容積為4L的恒容密閉容器中發(fā)生反應3A(g)+

B(g)2C(g)+2D(g),反應經(jīng)過5min達到平衡，此時生成2molC,正反應速率(v正)和

逆反應速率(v逆)隨時間⑴的變化如圖所示。下列說法正確的是

A.t2=5min,平衡時3V正(A)=2v逆(D)B.0?匕，A的平均反應速率為0.15mo卜L”minr

C.tz-bD.B質的濃度一定相等D.B的平衡轉化率為25%

理(4反應速率

以K修反應速率

°時間

A.升高溫度，同時加壓

B.降低溫度，同時減壓

C.增大反應物濃度，同時使用催化劑

D.增大反應物濃度，同時減小生成物濃度

4、卜列表格中的各種情況，可以用對應選項中的圖像表不的是()

選項反應甲乙

A外形、大小相近的金屬和水反應NaK

4mL0.01mol-L1KM11O4溶液分別和不0.1mol-L-1的0.2mol-L-1的

B

同濃度的2mLH2c2O?草酸)溶液反應H2c2。4溶液H2c2。4溶液

5mL0.1mol-L-1Na2s2O3溶液和5mL

C熱水冷水

0.1mol-L_1H2sO4溶液反應

D5mL4%的過氧化氫溶液分解放出02無MnCh粉末加Mn02粉末

5s(NH4)2SO3氧化是氨法脫硫的重要過程。某小組在其他條件不變時，分別研究了一?段時

間內(nèi)溫度和(NHSSO3初始濃度對空氣氧化(NH6SO3速率的影響，結果如圖。下列說法不

正確的是()

A.60℃之前，氧化速率增大與溫度升高化學反應速率加快有關

B.60C之后，氧化速率降低可能與02的溶解度下降及(NH5S03受熱易分解有關

C.(NHSSCh初始濃度增大到一定程度，氧化速率變化不大，與SOr水解程度增大有關

D.(NHO2SO3初始濃度增大到?定程度，氧化速率變化不大，可能與。2的溶解速率有關

6、焦炭催化還原二氧化硫的化學方程式為2c(s)+2SCh(g)=S2(g)+2CO2(g)°一定壓強下,

向1L密閉容器中充入足景的焦炭和ImolSO?發(fā)生反應，測得SCh的生成速率與SMg)的生成

速率隨溫度變化的關系如圖所示，下列說法正確的是

oT\T1Ty7177℃

A.該反應的AH〉。B.C點時達到平衡狀態(tài)

C.增加C的量能夠增大SO2的轉化率D.T3時增大壓強，能增大活化分子百分數(shù)

考點二百分含量、轉化率、時間、溫度、壓強等多維圖像分析

【核心知識梳理】

1.常見圖像形式

2.解題步驟

3.解題技巧

(1)先拐先平

在含量(轉化率)一時間曲線中，先出現(xiàn)拐點的先達到平衡，說明該曲線反應速率大，表示溫

度較高、有催化劑、壓強較大等。

(2)定一議二

當圖像中有三個量時，先確定一個量不變，再討論另外兩個量的關系，有時還需要作輔助線。

(3)三步分析法

C.在C點時，CO轉化率為25%

D.在恒溫恒壓條件下向密閉容器中充入不同量的CH3OH,達平衡時CH30H的體積分數(shù)不

同

4、在一定條件下探究二甲雁的制備反應為2co(g)+4H?(g)“CH3OCH3(g)+H2O(g)A”,

測定結果如圖所示。下列判斷錯誤的是()

A.該反應的\H<0

B.該反應伴隨有副反應的發(fā)生

C.工業(yè)選擇的較適宜溫度為280?290℃

D.加入催化劑可以提高CH3OCH3的產(chǎn)率

5、向密閉容器中充入物質的量濃度均為O.lmo卜的CK和C02,在一定條件下發(fā)生反應:

w

CH4(g)+CO2(g)、2C0(g)+2H2(g),測得CE的平衡轉化率與溫度及壓強的關系如圖所

示。下列說法不正確的是［)

A.隨著溫度升高，該反應的平衡常數(shù)減小

B.1100℃、〃4條件下,該反應在10min時達到平衡點X,則i，(C02)=0.008mol-Llmin-

1

C.〃1、"2、〃3、"4大小的順序為PI<P2<P3<P4

D.平衡時CO與H2的物質的量之比為I:1

6、丙烯情(CH2=CHCN)是一種重要的化工原料，工業(yè)上可用“丙烯氨氧化法”生產(chǎn).主要

副產(chǎn)物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙揩(CH3CN)等.回答下列問題：

(1)以丙烯、敘、氧氣為原料，在催化劑存在下生成丙烯睛(Q%N)和副產(chǎn)物丙烯醛(GHQ)

的熱化學方程式如下：

,

?C3H(g)+NH3(g)+^O2(g)=QH3N(g)+3H2O(g)△H=-5l5kJ*mor

1

@C3H6(g)+O2(g)=C3H4O(g)+H2O(g)AH=-353kJ*mor

兩個反應在熱力學上趨勢均很大，其原因是；有利于提高丙烯睛平衡產(chǎn)率的反應條件

是?提高丙烯脂反應選擇性的關鍵因素是v

(2)圖(a)為丙烯月青產(chǎn)率與反應溫度的關系曲線，最高產(chǎn)率對應的溫度為460C.低于460℃

時，丙烯晴的產(chǎn)率一(填“是”或“不是“)對應溫度下的平衡轉化率，判斷理由是;

高于460c時，丙烯月青產(chǎn)率降低的可能原因是(雙選，填標號)。

A.催化劑活性降低B.平衡常數(shù)變大C.副反應增多D.反應活化能增大

(3)丙烯睛和丙烯醛的產(chǎn)率與n(氨)/n(丙烯)的關系如圖(b)所示.由圖可知，最佳

n(氨)/n(丙烯)約為,理由是,進料(氨、空氣、丙烯的理論體積比約為“

網(wǎng)氨)雙丙端)

圖(a)圖(b)

【真題感悟】

A.容器內(nèi)壓強不變，表明反應達到平衡

B.八時改變的條件：向容器中加入C

C.平衡時A的體積分數(shù)仍以I【)W(I)

D.平衡常數(shù)K：K(II)<K(I)

2、(2021?全國乙卷)一氯化碘(ICI)是一種鹵素互化物，具有強氧化性，可與金屬直接反應，

也可用作有機合成中的碘化劑。McMorris測定和計算了在136?180°C范圍內(nèi)下列反應的平

衡常數(shù)及：

得到lg勺|?/口1g%??/勻為線性關系，如下圖所示：

(1)由圖可知，NOC1分解為NO和Cb反應的'H0(填“大于”或“小于”)。

⑵反應21cl(g)=C12(g)+L(g)的K=(用0、勺2表示)；該反應的

0(填“大于”或小于”)，寫出推理過程：。

3.[2021.全國甲卷，28(2)]二氧化碳催化加氫制甲醇，有利于減少溫室氣休二氧化碳.其總

反應可表示為CCh(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)\H=-49kJ-moP'o回答下列閏題：

合成總反應在起始物少瞿=3時，在不同條件下達到平衡，設體系中甲醇的物質的量分數(shù)

5

為X(CH3OH),在1=250℃下的MCH3OH)?〃、在p=5x10Pa下的MCH3OH)?f如圖所示。

①用各物質的平衡分壓表示總反應的平衡常數(shù)，表達式Kp=；

②圖中對應等壓過程的曲線是，判斷的理由是；

③當MCH^OH)=0.10時，C6的平衡轉化率a=,反應條件可能為

或o

4、(2021山東高考)2-甲氧基-2?■甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加劑。在催化劑作用卜.，可

通過甲醇與烯燃的液相反應制得，體系中同時存在如下反應：

IiOAIL

ATAME

salt/V4CH,OII*-i-O

BTAME

反總明>上~AH.

回答下列問題：

(1)反應I、H、HI以物質的量分數(shù)表示的平衡常數(shù)K與溫度7變化關系如圖所示。據(jù)

圖判斷，A和B中相對穩(wěn)定的是__________(用系統(tǒng)命名法命名)；給的數(shù)值范圍是

ZX/72

(填標號)。

A.<—1B.—1?0

C.0?1D.>1

(2)為研究上述反應體系的平衡關系，向某反應容器中加入i.omolTAME,控制溫度為

353K,測得TAME的平衡轉化率為a。

已知反應HI的平衡常數(shù)&3=9.0,則平衡體系中BH勺物質的量為mol,反應I

的平衡常數(shù)治尸。

同溫同壓下，再向該容器中注入惰性溶劑四氫吠喃稀釋，反應I的化學平衡將

(填“正向移動”“逆向移動”或“不移動”)。平衡時，A與CH30H物質的量濃度之比

c(A)：C(CH3OH)=o

(3)為研究反應體系的動力學行為，向盛有四氫映喃的另一容器中加入一定量A、B和

CH3OHO控制溫度為353K,A、B物質的量濃度。隨反應時間/的變化如圖所示。代表B

的變化曲線為(填“X”或"Y")；/=100s時，反應III的正反應速率心：逆反應

速率I，逆(填或"=>

5、(2020?全國卷山，28)二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO?的熱點研究領域?；卮?/p>

下列問題：

(1)82催化加氫生成乙烯和水的反應中，產(chǎn)物的物質的量之比〃(C2H。：n(H2O)=“

當反應達到平衡時，若增大壓強，則〃?H4)(填“變大”“變小”或“不變”)。

(2)理論計算表明，原料初始組成〃(CO2)：〃(H2)=1：3,在體系壓強為0.1MPa,反應達到

平衡時，四種組分的物質的晶分數(shù)x隨溫度/的變化如圖所示。

圖中，表示C2H八CO2變化的曲線分別是、。CO2催化加氫合成C2H4反應

的AH0(填“大于”或“小于”)。

⑶根據(jù)圖中點A(440K.0.39),計算該溫度時反應的平衡常數(shù)(MPa)r(列出計

算式。以分壓表示，分壓=總壓x物質的量分數(shù))。

(4)二氧化碳催化加氫合成乙烯反應往往伴隨副反應，生成C3H6、C3H8、CH8等低碳燒。一

定溫度和壓強條件下，為了提高反應速率和乙烯選擇性，應當___________________o

6、［2020.天津，16(3)(4)］用H?還原CO?可以在一定條件下合成CH30H(不考慮副反應)

(3)某溫度下，恒容密閉容器中，CO2和H?的起始濃度分別為amoLL】和34moiL,,反應

平衡時,CH30H的產(chǎn)率為b,該溫度下反應平衡常數(shù)的值為,

(4)恒壓下，CO?和H2的起始物質的量之比為1：3時，該反應在無分子篩膜時甲醉的平衡產(chǎn)

率和有分子篩膜時甲醇的聲率隨溫度的變化如圖所示，其中分子篩膜能選擇性分離出H2OO

①甲醇平衡產(chǎn)率隨溫度升高而降低的原因為。

②P點甲醉產(chǎn)率高于T點的原因為。

③根據(jù)上圖，在此條件下采用該分子篩膜時的最佳反應溫度為

【課時達標訓練】

1、在密閉容器中，加入2molA和ImolB發(fā)生如下反應：2A(g)+B(?)=2C(g)+D(g),C的

體積分數(shù)(C%)隨時間的變化趨勢符合右下圖關系：下列說法正確的是()

C%?C%

—I—T.|________P,

ZT*r.-卜

乂.....*1f.?-

O?1OT

A.E點的v(逆)大于F點的v(正)

B.若在F點時給容器加壓，達新平衡時C的濃度將增大

C.若給容器加熱，該反應的平衡常數(shù)K將增大

D.恒溫恒容下達平衡后，向容器中再加入2molA和ImolB,A的轉化率不發(fā)生改變

1

3、(雙選)一定條件下，CCh(g)+3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g)AW=-53.7kj-moi-；向

2L恒容恒溫密閉容器中充入ImolCO2和2.8mol比發(fā)生反應，圖中過程I、II是在兩種

不同催化劑作用下建立平衡的過程中CO?的轉化率［a(CO》］隨時間⑺的變化曲線。下列說法

不正確的是()

A.，〃點：ViE>Vi￡

B.活化能：過程IIv過程I

C.n點時該反應的平衡常數(shù)K=50

D.過程I,12時刻改變的反應條件可能是升高溫度

a(X)

0

A.圖中A、B兩點對應的平衡常數(shù)相等

B.上述反應在達到平衡后，縮小體枳，Y的轉化率提高

C.升高溫度，正、逆反應速率增大，平衡向正反應方向移動

D.將2.0molX、6.0molY置于密閉容器中發(fā)生反應，放出的熱量為2akJ

A.A//i<0,AW2>0

B.增大壓強有利于加快合成CH30H反應的速率

C.生產(chǎn)過程中，溫度越高越有利于提高CH30H的產(chǎn)率

D.合成CH30H反應的平衡常數(shù)表達式是K=過喇陪券

c(CO2)e(H2)

A.上述反應的△〃<()

B.N點時的反應速率一定比M點的快

C.降低溫度，比的轉化率可達到100%

D.工業(yè)上用此法制取甲烷應采用更高的壓強

7、以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al2。4為催化劑，可以將C02和CH4直接轉化成乙酸。在不同

溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖所示。下列說法錯誤的是()

A.250c時，催化劑的活性最大

B.250?300℃時，溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是催化劑的催化效率降低

C.300?400C時，乙酸的生成速率升高的原因是催化劑效率增大

D.300?400c時，乙酸的生成速率升高的原因是溫度升高

8、在某一恒溫體積可變的密閉容器中發(fā)生反應：A(g)+B(g)02c(g)A//<0oh時刻達到

平衡后，在12時刻改變某一條件，其反應過程如下圖所示。下列說法正確的是()

速率/mol-L1?

時間

A.O~t2時，VJ1：＞V

B.I、II兩過程達到平衡時，A的體積分數(shù)I〉I【

C.12時刻改變的條件是向空閉容器中加C

D.I、n兩過程達到平衡時，平衡常數(shù)I<H

9、(雙選)一定條件下合成乙烯：6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)o已知溫度

對CO?的平衡轉化率和催化劑催化效率的影響如圖。下列說法正確的是()

A.M點的正反應速率I，正可能小于N點的逆反應速率Vi?

B.若投料比〃(H2):“(82)=4：I,則圖中M點乙烯的體積分數(shù)為5.88%

C.250℃,催化劑對CO?平衡轉化率的影響最大

D.當溫度高于250°C,升高溫度，平衡逆向移動導致催化劑的催化效率降低

1()、以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al為催化劑，可以將CO2和CH」直接轉化成乙酸。在不同

溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖所示，下列說法無購的是

A.由圖可知：乙酸的生成速率隨溫度升高而升高

B.250300C時，溫度升高而乙酸的生成速率降低的主要原因是因為催化劑的催化效率降低

C.由300400C可得，其他條件相同時，催化劑的催化效率越低，乙酸的生成速率越大。

D.根據(jù)圖像推測，工業(yè)上若用上述反應制備乙酸最適宜的溫度應為400C。

11、一定條件下，通過下列反應可以制備特種陶謊的原料MgO：

MgSO4(s)+CO(g)MgO(s)+CO2(g)+SO2(g)AH>0,該反應在恒容的密閉容器中達到平

衡后，若僅改變圖中橫坐標x的值，重新達到平衡后，縱坐標y隨x變化趨勢合理的是

Xy

項

溫度容器內(nèi)混合氣體的密度

壓強CCh與co的物質的量之比

SO2的濃度平衡常數(shù)K

MgSCh的質最(忽略體積)co的轉化率

12、外界其他條件相同，不同pH條件下，用濃度傳感器測得反應2A+B=3D中產(chǎn)物D

的濃度隨時間變化的關系如圖。則下列有關說法正確的是()

A.pH=8.8時，升高溫度，反應速率不變

B.保持外界條件不變，反應一段時間后，pH越小，D的濃度越大

C.為了實驗取樣，可采用調(diào)節(jié)pH的方法迅速停止反應

D.減小外界壓強，反應速率一定減小

下列說法錯誤的是

A.從反應開始到剛達到平衡時間段內(nèi)，v(Q)=0.02mol-L'-s'

B.a、b兩時刻生成Q的速率：v(a)<v(b)

C.用Q濃度變化值表示的ab、be兩個時段內(nèi)的反應速率：v(ab)>v(bc)=O

D.其他條件相同，起始時將0.2mol-L-'氮氣與Q混合，則反應達到平衡所需時間少于60s

14、將ImolCO和2m0舊2充入密閉容器中，發(fā)生反應：CO(g)+2H2(g)/^CH30H(g)AHO

在其他條件相同時，測得CO平衡轉化率［a(CO)］與溫度和壓強的關系如下圖。

下列說法不正確的是

A.AH<0

B.C、D兩點的反應速率：v(C)>v(D)

C.若E點的容器體積為10L,該溫度下的平衡常數(shù)為k=25

D.工業(yè)生產(chǎn)中實際控制的條件200℃、P2壓強，不采用P3的理由是，增大壓強轉化率變化

不大，而且工業(yè)成本調(diào)高，得不償失

15、下圖是在一定時間內(nèi)，使用不同催化劑Mn和Cr在不同溫度下對應的脫氮率，由圖可

知工業(yè)使用的最佳催化劑為、相應溫度為：使用Mn作催化劑時，脫氮率

b?a段呈現(xiàn)如圖變化的可能原因是。

16、汽車使用乙醉汽油并不能減少NO,的排放，某研究小組在實驗室以耐高溫試劑Ag-ZSW

-5催化，測得NO轉化為N2的轉化率隨溫度變化情況如下圖所示。

(1)在與W=1條件下，最佳溫度應控制在______左右。

⑵若不使用CO,溫度超過775K,發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低，其可能的原因為。

(3)用平衡移動原理解釋為什么加入CO后NO轉化為N2的轉化率增大：。

17、汽車尾氣是霧霾形成H勺原因之一。研究氮氧化物的處理方法可有效減少霧霾的形成，可

采用氧化還原法脫硝：

4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)催化劑4N2(g)+6H2O(g)AHvO

根據(jù)下圖判斷提高脫硝效率的最佳條件是：氨氮比一定

時，在400C時，脫硝效率最大,其可能的原因是。

18、(1)紅磷P(s)和Cb(g)發(fā)生反應生成PCh(g)和PCk(g),反應過程如下。

2P(s)+3Cl2(g)=2PC13(g)AH=612kJ/mol

2P(s)+5C12(g)=2PCl5(g)AH=798kJ/mol

氣態(tài)PC15生成氣態(tài)PC13和Ch的熱化學方程式為

(2)不同溫度下反應CO(g)+H2O(g)=CCh(g)+H2(g)AH的平衡常數(shù)如下表所示。

溫度/℃400500800

平衡常數(shù)K9.9491

則AH0(填“<”">”)；在500℃時，把等物質的量濃度的CO和H2O(g)充入反應容器，

達到平衡時c(CO)=0,005mol/L.c(H2)=0.015mol/L,則CO的平衡轉化率為。

(3)在一定體積的絕熱密閉容器中，對于反應2so2(g)+O2(g)-2so3(g)AH<0,判斷該

反應達到平衡狀態(tài)的標志是。

A.SCh和SOa濃度相等B.容器中混合氣體的密度保持不變

C.容滯中氣體的壓強保持不變D.SO3的生成速率與SO2的生成速率相等

當溫度為時，平衡體系SO3的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如上圖所示。則T|_____12(填

或，，<")：如果想加快正反應的速率，除了改變溫度，還可以用方法。

19、I.某壓強下工業(yè)合成氨生產(chǎn)過程中.N?與%按體積比為1：3投料時,反應混合物中

氨的體積分數(shù)隨溫度的變化曲線如圖甲所示，其中一條是經(jīng)過一定時間反應后的曲線，另一

條是平衡時的曲線。

(I)圖甲中表示該反應的平衡曲線的是________(填"I”或"n")；由圖甲中曲線變化趨勢可推

知工業(yè)合成氨的反應是(填“吸熱”或“放熱”)反應。

(2)圖甲中a點，容器內(nèi)氣體“(N2):〃(NH3)=，圖甲中b點，I，.1：(填

或“V”加逆。

U.以工業(yè)合成氨為原料，進一步合成尿素的反應原理為2NH3?+CO2(g)CO(NH2)2(D

+H2O(g)o

工業(yè)生產(chǎn)時，需要原料氣帶有水蒸氣，圖乙中曲線I、II、H【表示在不同水碳比［畸答］時,

C02的平衡轉化率與氨碳比端湍］之間的關系。

(I)寫出該反應的化學平衡常數(shù)表達式：。

(2)曲線I、H、III對應的水碳比最大的是,判斷依據(jù)是o

(3)測得B點氨氣的平衡轉化率為40%,則K=o

20、以NOX為主要成分的霧霾的綜合治理是當前重要的研究課題。

I.N2O是一種強溫室氣體，且易形成顆粒性污染物，研