專(zhuān)題05化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡圖像

!目錄

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!01知識(shí)腦圖?學(xué)科框架速建

j02考點(diǎn)精析?知識(shí)能力全解

i【知能解讀oi】物質(zhì)的量（或濃度1速率一時(shí)間圖像

【知能解讀02】含量（或轉(zhuǎn)化率）-時(shí)間-溫度（壓強(qiáng)）圖像

【知能解讀03】含量（或轉(zhuǎn)化率）-時(shí)間-溫度/壓強(qiáng)圖像

【知能解讀04】工業(yè)生產(chǎn)中的速率和平衡圖像

!03攻堅(jiān)指南?高頻考點(diǎn)突破口|難

【重難點(diǎn)突破01】常規(guī)圖像解題分析

【重難點(diǎn)突破02】工業(yè)生產(chǎn)中的速率和平衡圖像

i04避坑錦囊?易混易錯(cuò)診療

!05通法提煉?高頻思維拆解

【方法技巧01】化工生產(chǎn)中的復(fù)雜圖像分析

【方法技巧02】多重平衡體系復(fù)雜圖像分析

析?知識(shí)能力全解

知惋解桎（：01物質(zhì)的量（或濃度）、速率-時(shí)間圖像

1.速率?時(shí)間圖像

⑴觀察如圖，分別找出甲、乙、丙h時(shí)刻所改變的條件。

甲：增大反應(yīng)物的濃度;

（2）當(dāng)可逆反應(yīng)達(dá)到一種平衡后，若某一時(shí)刻外界條件發(fā)生改變，都可能使速率一時(shí)間圖像的曲線出現(xiàn)

人連續(xù)的情況，根據(jù)出現(xiàn)“斷點(diǎn)”前后的速率大小，即可對(duì)外界條件的變化情況作出判斷。

正=%

刈正r

0t|r

h時(shí)刻改變的條件是使用催化劑或可能加壓（僅適用于反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量不變的反應(yīng)）。

①找平衡點(diǎn)：c（或〃）保持不變的點(diǎn)。

②找出曲線變化的影響因素，若存在多種影響因素，根據(jù)曲線變化趨勢(shì)確定哪種因素是主要因素。

2.全程速率一時(shí)間圖像

如Zn與足量鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化情況如圖所示:

解釋原因：AB段”漸大)，因?yàn)樵摲磻?yīng)為放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，溫度逐漸升高，導(dǎo)致反應(yīng)速率

逐漸增大：BC段W漸小)，主要是因?yàn)殡S著反應(yīng)的進(jìn)行，溶液中c(H)逐漸變小，導(dǎo)致反應(yīng)速率逐漸變小。

3.物質(zhì)的量(或濃度)一時(shí)間圖像

例如，某溫度時(shí)，在定容"L)容器中，X、Y、Z三種物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化曲線如圖所示：

由圖像得出的信息：

①X、Y是反應(yīng)物，Z是產(chǎn)物；

②△時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡，X、Y沒(méi)有全部反應(yīng)。

根據(jù)圖像可進(jìn)行如下計(jì)算：

①某物質(zhì)的平均反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率

如v(X)=ymolL's-1,Y的轉(zhuǎn)化率=也&x|()()%。

②確定化學(xué)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比

如X、Y、Z三種物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為(〃「〃3)?《2-%)；加

【跟蹤訓(xùn)練】

1.在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：N2(g)+3H2(g)2NH3(giAH<3達(dá)到平衡后，只改變某一個(gè)條件

時(shí)，反應(yīng)速率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示。

/o/|hhhtht-

回答下列問(wèn)題：

(1)處于平衡狀態(tài)的時(shí)間段是(填字母，下同)。

A.卜?力B.。?12C.心?/3

D.，3~f4E.F.

(2)判斷小八f4時(shí)刻分別改變的一個(gè)條件。

解析根據(jù)反應(yīng)N2O“g)2NO2(g),NO?的改變量是N2O4的兩倍，從N2O4的曲線可知其達(dá)到平衡時(shí)減

少了003moiL,則NO2從0升高到平衡時(shí)的0.06mol?L「,即可畫(huà)出曲線；該反應(yīng)A">0,保持其他條

件不變，隨著溫度的升高，平衡正向移動(dòng)，且反應(yīng)速率增大，達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，即可畫(huà)出曲線。

R惋解篌Q02含量(或轉(zhuǎn)化率)-時(shí)間-溫度(壓強(qiáng))圖像

己知不同溫度或壓強(qiáng)下，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率a(或百分含量)與時(shí)間的關(guān)系曲線，可推斷溫度的高低和反

應(yīng)的熱效應(yīng)或壓強(qiáng)的大小及氣體物質(zhì)間的化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系。［以aA(g)+/,B(g)0cC(g)中反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率

&A為例進(jìn)行說(shuō)明］

①若為溫度變化引起，當(dāng)溫度較高時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡所需時(shí)間短,

分析反應(yīng)由開(kāi)始(起始如圖甲中T2>TI

(1)“先拐先

丁皿…物質(zhì)相同時(shí))達(dá)到平衡②若為壓強(qiáng)變化引起，當(dāng)壓強(qiáng)較大時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡所需時(shí)間短，

平，數(shù)值大”

所用時(shí)間的長(zhǎng)短可推如圖乙中

原則_~

知反應(yīng)條件的變化③若為是否使用催化劑引起，當(dāng)使用適宜的催化劑時(shí)，反應(yīng)達(dá)到

平衡所需時(shí)間短，如圖丙中a使用了催化劑

(2)正確學(xué)①圖甲中，T2>T\,升高溫度，%、降低，平衡逆向移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)

握?qǐng)D像中②圖乙中，PT>P2,增大壓強(qiáng)，GA升高，平衡正向移動(dòng)，則正反應(yīng)為氣體體積縮小的反應(yīng)

反應(yīng)規(guī)律

.③若縱坐標(biāo)表示A的百分含品，則圖甲中正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，圖乙中正反應(yīng)為氣體體積

的判斷方

q增大的反應(yīng)

法

解答速率當(dāng)圖像中有三個(gè)變量時(shí)，先確定其中一個(gè)變量不變，再討論另外

①“定一議二”

平衡圖像兩個(gè)變量的關(guān)系，有時(shí)還需要作輔助線

問(wèn)題的兩一看反應(yīng)速率是增大還是減小

大方法②“三步分析法.

二看y正、y逆的相對(duì)大小

三看化學(xué)平衡移動(dòng)的方向

【跟蹤訓(xùn)練】

I.可逆反應(yīng)：?A(g)+/?B(s)cC(g)+,/D(g),當(dāng)其他條件不變時(shí)，反應(yīng)過(guò)程中某物質(zhì)在混合物中的

百分含量與溫度(Q、壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖，下列判斷正確的是()

A.Ti<T2AH>0

C.p\<p2a=c~\-dD.p\<pi4+〃=c+d

答案：C

解析：先拐先平數(shù)值大，//，、m<〃2；升高溫度，c的百分含量減小，平衡逆向移動(dòng)，△“<0；增大壓強(qiáng)，

A的百分含量不變，平衡不移動(dòng)，”=c+4,故C正確。

2.已知：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)AH=-1O25kJ-moF'c若反應(yīng)物起始物質(zhì)的量相

同，下列關(guān)于該反應(yīng)的示意圖不正確的是()

總

代

O片—Ix10Ta

NIOx105Pa

A時(shí)間

1000七催化劑

嘉

耳

代

O——1200fO

NN

—1000七

1無(wú)催化劑

°時(shí)間°時(shí)間

LLx

答案：c

解析：由題意知，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。升高溫度，反應(yīng)速率增大，平衡逆向移動(dòng)，NO的含量降低，故A

項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤：正反應(yīng)是氣態(tài)物質(zhì)系數(shù)增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率增大，平衡逆向移動(dòng)，NO

的含量降低，B項(xiàng)正確；加入催化劑能同等程度地加快正、逆反應(yīng)的速率，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，但不

影響平衡狀態(tài)，D項(xiàng)正確。

扣惋解桎?：03含量(或轉(zhuǎn)化率)一溫度/壓強(qiáng)圖像

1.常見(jiàn)圖像形式:

⑴恒壓線圖像

當(dāng)壓強(qiáng)相等(任意一條恒壓線)時(shí)溫度升高，A的轉(zhuǎn)化率增大，平衡正向移動(dòng)，這則正反應(yīng)為吸熱

反應(yīng)。

當(dāng)溫度相等時(shí)，即作垂直于橫軸的輔助線，與三條恒壓線交于三點(diǎn)，這三點(diǎn)自下而上壓強(qiáng)增大，A

的妝化率增大，平衡正向移動(dòng)，則正反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)。

(2)恒溫線圖像

T

600t

。

當(dāng)溫度相等(任意?條等溫線)時(shí)，增大壓強(qiáng)，A的轉(zhuǎn)化率增大，說(shuō)明增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，即正反

應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)。

當(dāng)壓強(qiáng)相等時(shí)，在圖3中作直線，與兩條等溫線交于兩點(diǎn)，這兩點(diǎn)自下而上為降低溫度，A的轉(zhuǎn)化率

增大，說(shuō)明降低溫度平衡正向移動(dòng)，即正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。

(3)含量(轉(zhuǎn)化率)一溫度曲線

①對(duì)于反應(yīng)〃A(g)+/制g)cC(g)+,/D(g)A//<0o

M點(diǎn)之前，溫度越高，反應(yīng)速率越大，反應(yīng)物濃度減小或生成物濃度增大；M點(diǎn)時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)；

M點(diǎn)之后，溫度升高，反應(yīng)物濃度增大或生成物濃度減小。發(fā)生變化的原因有：

a.反應(yīng)放熱，升溫，平衡逆向移動(dòng)；

b.溫度升高，催化劑活性降低，反應(yīng)速率減小，反應(yīng)可能未達(dá)到平衡狀態(tài)。

②平衡轉(zhuǎn)化率-溫度曲線

如圖所示曲線是其他條件不變時(shí)，某反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系曲線。圖中標(biāo)出的1、2、3、4

四個(gè)點(diǎn)，表示丫正>vig的是點(diǎn)3,表示叭下Vvis的是點(diǎn)1,而點(diǎn)2、4表示口正=1，逆。

T

圖像曲線上的點(diǎn)全為對(duì)■應(yīng)條件下的平衡點(diǎn)。

2.析圖關(guān)鍵——關(guān)注曲線變化趨勢(shì)，采取“定一議二”法，

在化學(xué)平衡圖像中，包括縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)和曲線所表示的三個(gè)量。確定橫坐標(biāo)所表示的量，討論縱坐

標(biāo)與曲線的關(guān)系，或者確定縱坐標(biāo)所表示的量，討論橫坐標(biāo)與曲線的關(guān)系，即“定一議二”。

【跟蹤訓(xùn)練】

1.在一定條件下，H2S能發(fā)生分解反應(yīng)：2H2s(g)US2(g)+2H?(g),利用該反應(yīng)可制備氫氣和硫黃。

在2L恒容密閉容器中充入().1molH2S,不同溫度下H2s的轉(zhuǎn)化率與時(shí)間的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確

的是()

A.該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)

B.溫度升高，混合氣體的平均摩爾質(zhì)量增大

C.950℃時(shí)，1.25s內(nèi)，反應(yīng)的平均速率WH2)=0.008molL一呼一】

D.根據(jù)P點(diǎn)坐標(biāo)可求出950c時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)為3.125'10一4

答案C

解析由題圖可知，升高溫度，H2S的轉(zhuǎn)化率增大，說(shuō)明升高溫度，平衡正向移動(dòng)，則該反應(yīng)的正反應(yīng)為

吸熱反應(yīng)，A錯(cuò)誤；升高溫度，平衡正向移動(dòng)，混合氣體的總物質(zhì)的量增大，由于氣體總質(zhì)量不變，則混

合氣體的平均摩爾質(zhì)量減小，錯(cuò)誤：℃時(shí)，內(nèi)則有

B9501.25sa(H2S)=20%,v(H2s)=°1哼簧？=

0.008molf-s",,那么v(H2)=NH2s)=0.008moLL〕s1C正確;由題圖可知,2點(diǎn)后a(比S)逐漸增大，

說(shuō)明。點(diǎn)未達(dá)到平衡狀態(tài)，此時(shí)C(H2S)=’1I呼產(chǎn)804=0()4]]]0卜1/1以比)=().008mol?LLs「x1.25s=

0.01mol-Lc(S2)=Jc(H2)=0.005mol-L濃度商Q='=3.125xl()F,故950℃時(shí)反

cxri?〉)

應(yīng)的平衡常數(shù)大于3.125x10，D錯(cuò)誤。

2.反應(yīng)N2C)4(g)=2NO2(g)A”=+57kJ-mo「，在溫度為T(mén)i、A時(shí)，平衡體系中NCh的體積分?jǐn)?shù)

隨壓強(qiáng)的變化曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()

A.A、。兩點(diǎn)的反應(yīng)速率：A>C

B.A、C兩點(diǎn)氣體的顏色：A深，C淺

C.4、。兩點(diǎn)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量：A>C

D.由狀態(tài)8到狀態(tài)A,可以用加熱的方法

答案D

解析A、C點(diǎn)的溫度相同，C點(diǎn)壓強(qiáng)大于A點(diǎn)壓強(qiáng)，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率增大，故反應(yīng)速率：A<C,A錯(cuò)

誤；增大壓強(qiáng)，雖然平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，但體積同時(shí)也減小，組分的濃度增大，C的顏色深，B錯(cuò)誤；

M=7，增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，m不變，n減小，M增大，平均相對(duì)分子質(zhì)量：C>A,C錯(cuò)

誤；恒壓下，提高NO2的體積分?jǐn)?shù)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，應(yīng)升高溫度，D正確。

3.一種燃煤脫硫技術(shù)的原理是CaO(s)+3CO(g)+SO2(g)=CaS(s)+3CO2(g)-394.0kJ-moCo

保持其他條件不變，不同溫度下，起始時(shí)CO物質(zhì)的量與平衡時(shí)體系中CO2的體積分?jǐn)?shù)的關(guān)系如圖所示(7

表示溫度)。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()

匕［平衡時(shí)CO2的體積分?jǐn)?shù)

起始時(shí)n(CO)/mol

A.TX>T2

B.8點(diǎn)SCh的轉(zhuǎn)化率最高

C.。點(diǎn)后曲線下降是因?yàn)镃O體積分?jǐn)?shù)升高

D.減小壓強(qiáng)可提高CO、SO2的轉(zhuǎn)化率

答案C

解析該反應(yīng)的△〃<(),起始〃(CO)相同時(shí)，溫度越高，反應(yīng)正向進(jìn)行的程度越小，達(dá)到平衡時(shí)CO2的體

積分?jǐn)?shù)越小，則溫度：。<72,A錯(cuò)誤；〃(CO)增大，平衡正向移動(dòng)，SO2的轉(zhuǎn)化率增大，圖中C點(diǎn)對(duì)應(yīng)的

MCO)比〃點(diǎn)大，故c點(diǎn)SO2的轉(zhuǎn)化率比力點(diǎn)高，B錯(cuò)誤；〃點(diǎn)以后，〃(CO)增大，導(dǎo)致CO的體積分?jǐn)?shù)增

天，CO2的體積分?jǐn)?shù)減小，C正確；減小壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，則CO、SO2的轉(zhuǎn)化率降低，D錯(cuò)誤。

知餓解接([04工業(yè)生產(chǎn)中的速率和平衡圖像

1.含量/轉(zhuǎn)化率一投料比圖像

以恒溫恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)加A(g)+〃B(g)/?C(g)+gD(g),在不同溫度平衡時(shí)生成物C的體積分

數(shù)與投科比的關(guān)系為例：

曲線上的點(diǎn)均為不同溫度下對(duì)應(yīng)投料比下的平衡點(diǎn)，〃(A)：〃(B)=〃時(shí)，平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)最大。

一定條件下，用Fez。,、NiO或CrzOs作催化劑對(duì)燃煤煙氣進(jìn)行回收，使SO?轉(zhuǎn)化生成S。催化劑不同，其

2.溫度一選擇性圖像

以一定條件下，使川不同催化劑在相同時(shí)間內(nèi)2so2+022so3,SO?的轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)溫度的變化圖

像為例。

260300340380420

反應(yīng)溫度/T

340c左右，催化劑的催化能力較大，二氧化硫的轉(zhuǎn)化率也是較大，反應(yīng)速率較快，所以選擇F/O3作催化

劑，最適宜溫度為340℃左右；a點(diǎn)以后，催化劑催化能力需要維持在一定的溫度卜，溫度太高，催化劑

活性可能會(huì)降低。

【跟蹤訓(xùn)練】

1.(2024.湖南卷)恒壓下，向某密閉容器中充入一定量的CHQH(g)和CO(g),發(fā)生如下反應(yīng)：

主反應(yīng)：CH.OH(g)+CO(g)=CH.COOH(g)AH,

副反應(yīng)：CHpH(g)+CH3COOH(g)=CH3C(X)CH5(g)+H2O(g)AH2

在不同溫度下，反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，測(cè)得兩種含碳產(chǎn)物的分布分?jǐn)?shù)

卡(CHCOOH卜示展箭黯為西］隨投料比x(物質(zhì)的量之比)的變化關(guān)系如圖所示,下

列說(shuō)法正確的是

9

茶

會(huì)

號(hào)

東

n(CH.OH)

A.投料比x代表---,.

B.曲線c代表乙酸的分布分?jǐn)?shù)

C.AH(<0,AH2>0

D.L、M、N三點(diǎn)的平衡常數(shù)：K(L尸K(M)>K(N)

答案D

解析

圖中曲線表示的是測(cè)得兩種含碳

產(chǎn)物的分布分?jǐn)?shù)即分別為

8(CHCOOH).8(CHCOOCH),L

333.O■

若投料比x代表//(CHOH)/n(CO),S.8

32.6■

x越大，可看作是CH30H的量增添.4

去■

三O..O2

多，則對(duì)于主、副反應(yīng)可知生成S

中■

的CH3coOCH3越多，

O.

-

CH3COOCH3分布分?jǐn)?shù)越高，則

L

曲線a或曲線b表示CH3COOCH3

分布分?jǐn)?shù)，曲線c或曲線d表示

CHaCOOH分布分?jǐn)?shù)據(jù)，此分析

可知AB均正確，可知如此假設(shè)

錯(cuò)誤。

L、M、N三點(diǎn)對(duì)應(yīng)副反應(yīng)△”2<0,且TN>”尸兀，升高溫度平衡逆向移動(dòng)，K(L尸K(M尸K(N),D正確。

2.一定條件下，反應(yīng)：6H2(g)+2CO2(g)C2H50H(g)-3H2O(g)的數(shù)據(jù)如圖所示。

/%

第70

360

/50

邈40

3()

W&-20

610

U500(>007008IMI溫償/K

反應(yīng)物起始物質(zhì)的量之比:

曲線I：n(H2):n(CO2)=2

曲線II：n(H2):n(CO2)=L5

下列說(shuō)法正確的是()

A.該反應(yīng)的△〃>()

B.達(dá)平衡時(shí),ViE(H2)=Vie(CO2)

C.b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)K值大于c點(diǎn)

D.a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Hz的平衡轉(zhuǎn)化率為9。%

答案D

解析升高溫度，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率減小，平衡向左移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，AHVO,A項(xiàng)錯(cuò)誤；達(dá)平

衡時(shí)，v11：(H2)=3vi￡(CO2)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；升溫，平衡左移，b點(diǎn)溫度高，其平衡常數(shù)小，C項(xiàng)錯(cuò)誤。

攻堅(jiān)指南?高頻重難點(diǎn)突破

：01常規(guī)圖像解題分析

分析、解答化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像題的三個(gè)步驟

第一步：看圖像

一看面——橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)代表的量（如縱坐標(biāo)是反應(yīng)物百分含量，還是反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率等），確定坐

標(biāo)值與化學(xué)量的正變與負(fù)變關(guān)系。

二看線——曲線的走向、變化趨勢(shì)（斜率大小、升與降、平與陡、漸變與突變、連續(xù)與斷變、轉(zhuǎn)折等），

同時(shí)對(duì)走勢(shì)有轉(zhuǎn)折變化的曲線，要分段進(jìn)行分析，找出各段曲線的變化趨勢(shì)及含義。例如，升高溫度，丫吸

增加得多，丫放增加得少；增大反應(yīng)物濃度，V正突變，V逆漸變。

三看點(diǎn)——起點(diǎn)（分清反應(yīng)物、生成物。濃度減小的是反應(yīng)物，濃度增大的是生成物，一般生成物多數(shù)

以原點(diǎn)為起點(diǎn)），終點(diǎn)（終點(diǎn)是否達(dá)到平衡），轉(zhuǎn)折點(diǎn)（轉(zhuǎn)折點(diǎn)前后影響的主要因素不同）等；此外還有頂點(diǎn)、

拼點(diǎn)、交叉點(diǎn)、平衡點(diǎn)等都要認(rèn)真分析。

四看輔助線——要不要作等溫線、等壓線，討論單變量。

五看量——一般標(biāo)出具體數(shù)值的量在解題中都會(huì)用到。

第二步：想規(guī)律

在看清圖的基礎(chǔ)上，根據(jù)坐標(biāo)X軸的變化，確定），軸的變化，結(jié)合外因?qū)瘜W(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的

影響因素分析變化的本質(zhì)原因。

第三步：作判斷

看條件P，C）

〔/原找理圖找示變化T定移動(dòng)動(dòng)方方向向I]卜同結(jié)果正確’不同則錯(cuò)。

【跟蹤訓(xùn)練】

1.向絕熱恒容密閉容器中通入SO?和N02，一定條件下使反應(yīng)SO2（g）+NO2（g）=SCMg）+NO（g）達(dá)

到平衡，正反應(yīng)速率隨時(shí)間變化的示意圖如圖所示。由圖可得出的正確結(jié)論是（）

A.反應(yīng)在c點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)

B.反應(yīng)物濃度：a點(diǎn)小于b點(diǎn)

C.反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量

D.加1=加2時(shí)，S02的轉(zhuǎn)化率：a?b段小于b?c段

答案D

解析A項(xiàng)，化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是各物質(zhì)的濃度不再改變，其實(shí)質(zhì)是正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，c點(diǎn)

對(duì)應(yīng)的正反應(yīng)速率顯然還在改變，一定未達(dá)到平衡，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，a到b時(shí)正反應(yīng)速率增加，反應(yīng)物濃度

隨時(shí)間不斷減小，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，從a到c正反應(yīng)速率增大，之后正反應(yīng)速率減小，說(shuō)明反應(yīng)剛開(kāi)始時(shí)溫度

升高對(duì)正反應(yīng)速率的影響大于濃度減小對(duì)正反應(yīng)速率的影響，說(shuō)明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，即反應(yīng)物的總能量

高于生成物的總能量，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，正反應(yīng)速率越快，消耗的二氧化硫就越多，SO?的

轉(zhuǎn)化率將逐漸增大，正確。

-1

2.在一恒容的密閉容器中充入0.1molLrCO2、0.1molLCH4,在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CH4(g)

—82(g)2CO(g)+2H2(g),測(cè)得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖，下列有關(guān)說(shuō)法不正確的

是()

CH,的平衡轉(zhuǎn)化率/%

5()()75()1(XX)1250150()175077七

A.上述反應(yīng)的

B.壓強(qiáng)：

C.壓強(qiáng)為〃4、溫度為1100℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)約為1.64

D.壓強(qiáng)為P4時(shí)，在y點(diǎn)：vn>v逆

答案A

解析由圖像可知，壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度越高，CH』的平衡轉(zhuǎn)化率越高，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，AW>0,A項(xiàng)

錯(cuò)誤；該反應(yīng)為氣體分子總數(shù)增加的反應(yīng)，壓強(qiáng)越大，甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率越小，故壓強(qiáng)：P4>P3>P2>PI,B

項(xiàng)正確：壓強(qiáng)為〃4、溫度為1100℃時(shí)，甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率為80.00%,故平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度分別為以CHQ

INxC1/c2

_1-1",

=0.02mol-L,C'(C0)=0.02mol-L',c(CO)=O.I6mobL_,dH2)=O.I6molL,平衡常數(shù)K=八的丁八足

2U.U/xu.UZ

=1.64,C項(xiàng)正確；壓強(qiáng)為時(shí)，y點(diǎn)未達(dá)到平衡，此時(shí)箕電，D項(xiàng)正確。

3.(2022?廣東卷)恒容密閉容器中，BaSO4(s)+4H2(g)BaS(s)+4H2O(g)在不同溫度下達(dá)平衡時(shí)，各

為分的物質(zhì)的量(〃)如圖所示。K列說(shuō)法正確的是()

起始組成:4molH2

1molBaSO,

200400600800

77七

A.該反應(yīng)的AH<0

B.a為〃(氏0)隨溫度的變化曲線

C.向平衡體系中充入惰性氣體，平衡不移動(dòng)

D.向平衡體系中加入BaSCh，出的平衡轉(zhuǎn)化率增大

答案C

解析從圖示可以看出，平衡時(shí)升高溫度，氫氣的物質(zhì)的量減少，則平衡正向移動(dòng)，說(shuō)明該反應(yīng)的正反應(yīng)

是吸熱反應(yīng)，即故A錯(cuò)誤；由A項(xiàng)分析知隨著溫度升高平衡正向移動(dòng)，水蒸氣的物質(zhì)的量增加，

而a曲線表示的物質(zhì)的物質(zhì)的量幾乎不隨溫度變化而變化，故B錯(cuò)誤；容器體積固定，向容器中充入惰性

氣體，沒(méi)有改變各物質(zhì)的濃度，平衡不移動(dòng)，故C正確：BaSCh是固體，向平衡體系中加入BaSOj,不能

改變其濃度，因此平衡不移動(dòng)，氫氣的平衡轉(zhuǎn)化率不變，故D錯(cuò)誤。

4.反應(yīng)N2O4(g)=2NO2(g)A//=+57kJ-moP1,在溫度為八、A時(shí)，平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)

隨壓強(qiáng)的變化曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()

s

f

.g

zo

A.4、。兩點(diǎn)的反應(yīng)速率：A>C

B.A、C兩點(diǎn)氣體的顏色：A深，C淺

C.A、C兩點(diǎn)氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量：A>C

D.由狀態(tài)8到狀態(tài)A,可以用加熱的方法

答案D

解析A、C點(diǎn)的溫度相同，C點(diǎn)壓強(qiáng)大于A點(diǎn)壓強(qiáng)，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率增大，故反應(yīng)速率：A<C,A錯(cuò)

誤；增大壓強(qiáng)，雖然平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，但體積同時(shí)也減小，組分的濃度增大，C的顏色深，B錯(cuò)誤；

M=S，增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，m不變，n減小，M增大，平均相對(duì)分子質(zhì)量：C>A,C錯(cuò)

誤；恒壓下，提高NO2的體積分?jǐn)?shù)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，應(yīng)升高溫度，D正確。

9雍支突破，：02工業(yè)生產(chǎn)中的速率和平衡圖像

(1)改變投料比相當(dāng)于增加一種反應(yīng)物的濃度，另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率升高，而臼身的轉(zhuǎn)化率降低。

(2)當(dāng)按化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)量數(shù)之比投入反應(yīng)物，各組分的平衡轉(zhuǎn)化率相同，平衡時(shí)產(chǎn)物的體積分?jǐn)?shù)

最大。

【跟蹤訓(xùn)練】

1.(1)采用一種新型的催化劑(主要成分是Cu-Mn合金)，利用CO和田制備二甲壁(DME)。

主反應(yīng)：2co(g)+4H2(g)UCH30cH3(g)+H2O(g)

副反應(yīng)：CO(g)+H2O(g)^CO2(g)+H2(g)

CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)

80

DME產(chǎn)率

36。

樨40C0轉(zhuǎn)化率

產(chǎn)率

第20C02

CH30H產(chǎn)率

?0

1.02.03.04.0n(Mn)/n(Cu)

測(cè)得反應(yīng)體系中各物質(zhì)的產(chǎn)率或轉(zhuǎn)化率與催化劑的關(guān)系如圖所示。則催化劑中〃(Mn)〃?(Cu)約為

時(shí)最有利于二甲觸的合成。

催住劑

⑵將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為二甲健的反應(yīng)原理為2CO2(g)+6H2(g)r-CH3OCH3(g)+3H2O(g)

已知在壓強(qiáng)為aMPa下，該反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時(shí)，CCh的轉(zhuǎn)化率見(jiàn)如圖：

的轉(zhuǎn)化率/%

反應(yīng)溫度

500K

600K

700K

*800K

1.523

投料比[n(H2)/n(CO2)]

此反應(yīng)為(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)；若溫度不變，提高投料比［〃(H2)/〃(CO2)］，則K將

(填“增大”“減小”或“不變”)。

答案：(1)2.0(2)放熱不變

解析(1)由圖可知當(dāng)催化劑中粵?約為2.0時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率最大，生成的二甲醛最多。

⑵由圖可知當(dāng)投料比一定時(shí)，溫度升高，CO2的轉(zhuǎn)化率減小，說(shuō)明此反應(yīng)為放熱反應(yīng)；溫度不變，K不變。

2.丙烯是制造一次性醫(yī)用口罩的重要原料。丙烷催化脫氫法是工業(yè)生產(chǎn)丙烯的重要途徑，丙烷催化脫

氫技術(shù)主要分為氧化脫氫和直接脫氫兩種?；卮鹣铝袉?wèn)題:

(1)丙烷催化氧化脫氫法制備丙烯的主要反應(yīng)如下：

催化劑

2GH8(g)+O2(g)-2C3H6(g)+2H2O(g)-236kJmoL(i)

反應(yīng)過(guò)程中消耗的C3H8和生成的C3H的物質(zhì)的量隨溫度的變化關(guān)系見(jiàn)下表。

~——反應(yīng)溫度

〃(消耗)或n(^^)/nior^535550575

C3H861333

C3H64817

分析表中數(shù)據(jù)得到丙烯的選擇性隨溫度的升高而(填“不變”“升高”“降低”)；出現(xiàn)此結(jié)果

的原因除生成乙烯等副產(chǎn)物外還可能是。(C3H6的選擇

C3H6的物質(zhì)的量

性=X103%)

消耗C3H8的物質(zhì)的量

-,

（2）丙烷催化直接脫氫反應(yīng)：C3H8（g）=C3H6（g）+H2（g）A//2=+124.3kJmol（ii）副反應(yīng)：C3H8

（g）=C2H4（g）+CHMg）△4（道）

500550600650670700

一反應(yīng)ii平衡常數(shù)*乙如選擇性4丙烯選擇性

①反應(yīng)ii的平衡常數(shù)、產(chǎn)物丙烯選擇性、副產(chǎn)物乙烯選擇性與溫度關(guān)系如圖所示，分析工業(yè)生產(chǎn)中

夾用的溫度為650℃左右的原因是。

②溫度為670℃時(shí)，若在1L的容器中投入8moic3HS，充分反應(yīng)后，平衡混合氣體中有2moicH』和

一定量C3HhC3H6、氏、C2H4,計(jì)算該條件下C3H6的選擇性為%o

③欲使丙烯的產(chǎn)率提高，卜.列措施可行的是（填寫(xiě)字母）。

a.恒壓條件下向原料氣中摻雜水蒸氣

b.增大氫氣與丙烷的投料比

c.選擇對(duì)脫氫反應(yīng)更好選擇性的催化劑

d.增大壓強(qiáng)

答案（1）降低升高溫度，反應(yīng)i的化學(xué)平衡逆向移動(dòng)

⑵①溫度控制在650c,丙烯選擇性高，反應(yīng)速率快，平衡常數(shù)較大@50③ac

解析⑴根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知各溫度下C3H6的選擇性分別為*、白、裊，**塌，所以隨溫度升高

U1JJJVI1JJJ

丙烯的選擇性降低；反應(yīng)i為放熱反應(yīng)，升高溫度，反應(yīng)i的化學(xué)平衡逆向移動(dòng)，也會(huì)導(dǎo)致丙烯的選擇性

下降；

⑵①據(jù)題圖可知，溫度控制在650C,丙烯選擇性高，且此時(shí)溫度較高，反應(yīng)速率快，而且該溫度條件下

立衡常數(shù)較大；

②平衡混合氣體中有2moicH4,則根據(jù)反應(yīng)iii可知平衡時(shí)該反應(yīng)消耗的小（C3H0=2mol；設(shè)平衡時(shí)C3H6

的物質(zhì)的量為x,根據(jù)反應(yīng)ii可知平衡時(shí)〃（H2）=X,反應(yīng)ii消耗的〃2（C3H8）=%,則平衡時(shí)容器中〃（C3H

（8-2-x）mol,據(jù)圖可知該溫度下反應(yīng)ii的=0,所以K=l,容器體枳為1L,則有=1,解

八乂o-,：Z-二X

得x=2mol,C3H6的選擇性=消黑;黑器霜X,00%=2nJl+2molX100%=50%;

③a.恒壓條件下向原料氣中摻雜水蒸氣，則反應(yīng)物和生成物的分壓減小，該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體體積增大

的反應(yīng)，減小壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，可以提高丙烯的產(chǎn)率，故a正確；b.氫氣為產(chǎn)物，增大氫氣的量會(huì)使平

衡逆向移動(dòng)，丙烯的產(chǎn)率降低，故b錯(cuò)誤；C.選擇對(duì)脫氫反應(yīng)更好選擇性的催化劑，增大丙烯的選擇性,

提高產(chǎn)率，故C正確；d.該反應(yīng)的正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)會(huì)使平衡逆向移動(dòng)，降低產(chǎn)率,

故d錯(cuò)誤；綜上所述選ac

■通法提臨:高頻思維拆解

方法技巧【01化工生產(chǎn)中的復(fù)雜圖像分析

除通過(guò)圖像獲取有用信息和對(duì)?獲取的信息進(jìn)行加工處理外，還需注意以下4點(diǎn)：

(1)曲線上的每個(gè)點(diǎn)是否都達(dá)到平衡

往往需要通過(guò)曲線的升降趨勢(shì)或斜率變化來(lái)判斷，如果還未達(dá)到平衡則不能使用平衡移動(dòng)原理，只有

達(dá)到平衡以后的點(diǎn)才能應(yīng)用平衡移動(dòng)原理。

T/K

如圖中虛線表示單位時(shí)間內(nèi)A的產(chǎn)率隨溫度的升高先增大后減小，先增大的原因是P點(diǎn)之前反應(yīng)尚未

達(dá)到平衡，隨溫度的升高，反應(yīng)速率增大，故單位時(shí)間內(nèi)A的產(chǎn)率增大。

(2)催化劑的活性是否受溫度的影響

不同的催化劑因選擇性不同受溫度的影響也會(huì)不同。一般來(lái)說(shuō)，催化劑的活性在一定溫度下最高，低

二或高于這個(gè)溫度都會(huì)下降。

催

化B

劑

的

的

生

催4()

成

化20

速

?

效100

。

率

率⑷

/

%

4(

反應(yīng)溫度人:

如圖，25()?300C時(shí)，溫度升高而B(niǎo)的生成速率降低的原因是溫度超過(guò)250°C時(shí)，催化劑的催化效率

降低。

(3)不同的投料比對(duì)產(chǎn)率也會(huì)造成影響

可以采用定一議二的方法，根據(jù)相同投料比下溫度或壓強(qiáng)的改變對(duì)產(chǎn)率的影響或相同溫度或壓強(qiáng)下改

變投料比時(shí)平衡移動(dòng)的方向進(jìn)行判斷，確定反應(yīng)的吸放熱或化學(xué)計(jì)量數(shù)之和的大小。

如圖，對(duì)于反應(yīng)2CO2(g)+6H?(g)催化劑CH3OCH3(g)+3H2O(g)o

C()2的轉(zhuǎn)化率/%

投料比[〃(HW(COJ]

當(dāng)投料比一定時(shí)，溫度越高,CO2的轉(zhuǎn)化率越低，所以升溫，平衡左移，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。若溫度

大變，提高投料比［〃(凡)/〃(8*，則提高了二氧化碳的轉(zhuǎn)化率。

⑷考慮副反應(yīng)的干擾或影響

往往試題會(huì)有一定的信息提示，尤其溫度的改變影響較大。

【跟蹤訓(xùn)練】

1.(1)汽車(chē)尾氣是霧霾形成的原因之一。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：

催化劑

4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)MN2(g)+6H2O(g)NH<0

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(shí)，在400c時(shí)，

脫硝效率最大，其可能的原因是o

AS

9o?400t

%A

/p390t

般8o"

聚------------------^420r

7o“

震370cC

6慘

賽

5I

0.60.811.2

獲頰物質(zhì)的量之比

(2)丙烷氧化脫氫法制備丙烯的主要反應(yīng)如下：

C3H8(g)+1O2(g)^C3H6(g)+H2O(g)AH2=-118kJmol

在催化劑作用下，C3H8氧化脫氫除生成C3H6外，還生成CO、82等物質(zhì)。C3Hs的轉(zhuǎn)化率和C3H6的

35

%30

/

筆25

力20

野

*

A15

M10

5

540550560570

產(chǎn)率隨溫度變化關(guān)系如圖所示。反應(yīng)溫度/%：

①575℃時(shí)，C3H6的選擇性為-------。(QH6的選擇性=反應(yīng)的c3Hg的物質(zhì)的最'100%)

②基于本研究結(jié)果，能提高C3H6選擇性的措施是。

答案(1)氨氮物質(zhì)的量之比為1,溫度為40()℃在400°C時(shí)催化劑的活性最好，催化效率最高，同時(shí)

400C溫度較高，反應(yīng)速率較快

⑵①51.5%②選擇相對(duì)較低的溫度

解析(2)①根據(jù)題圖，575℃時(shí)，GH8的轉(zhuǎn)化率為33%,C3H6的產(chǎn)率為17%,假設(shè)參加反應(yīng)的C3H8為

17

100mol,生成的C3H6為17mol,CM,的選擇性=宜xi()()%^51.5%o②根據(jù)圖像，535℃時(shí)，CMi的選

4_8_J7

擇性=石xi00%^66.7%,550℃時(shí)，C3H6的選擇性=■萬(wàn)x100^61.5%,575℃時(shí)，C3H6的選擇性=藥

xl00%=51.5%,故選擇相對(duì)較低的溫度能夠提高C