高中化学 化学反应速率和化学平衡图像

#课时35化学反应速率和化学平衡图像考点一核心素养迁移——利用“断点”突破化学反应速率图像1难*当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率一时间图像的曲线出现不连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。如图：“时刻改变的条件是使用了催化剂或可能增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。2.常见含“断点”的速率变化图像分析图像:1~~i1hf:A;i]~~f曾0t1时刻所改变的条件温度升高降低升高降低正反应为放热的反应正反应为吸热的反应压强增大减小增大减小正反应为气体物质的量增大的反应正反应为气体物质的量减小的反应［典例］对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)AHVO已达平衡，如果其他条件不变时,分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图像不相符的是(O〜Z1：v正逆；t1时改变条件，t2时重新建立平衡)()

t'扎増加氟气的猷度I■0/■ht'扎増加氟气的猷度I■0/■hC.升高温度懈析］分析时要注意改变条件瞬间V正、卩逆的变化。增加O2的浓度，V正增大，V逆瞬间不变，A正确；增大压强小正、V逆都增大，V正增大的倍数大于V逆，B正确；升高温度，V正、V逆都瞬间增大，C错误；加入催化剂，V正、V逆同时同倍数增大，D正确。［答案］C［规律方法］vt图像中无“断点”，曲线是“渐变”的，即逐渐升高或降低，则改变的条件是浓度。若曲线是向上“渐变”，表示改变的条件是“增强”，反之，改变的条件是“减弱”，如工业合成氨的反应：气他)+3H2(g)2NH3(g)AH<0。因［时刻改变条件后，W逆〉V正，平衡逆向移动，故改变的条件是增大NH3的浓度。素养提升1.对于反应：X(g)+Y(g)2Z(g)AH<0的反应，某一时刻改变外界条件，其速率随时间的变化图像如图所示。则下列说法符合该图像的是()t1时刻，增大了X的浓度t1时刻，升高了体系温度t1时刻，降低了体系温度t1时刻，使用了催化剂解析：选D由图像可知，外界条件同等程度地增大了该反应的正、逆反应速率。增大X的浓度、升高(或降低)体系温度均不会同等程度地改变正、逆反应速率，A、B、C错误；使用催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率，D正确。在一密闭容器中发生反应N2+3H22NH3AH<0,达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示。回答下列问题：处于平衡状态的时间段是(填字母，下同)。%〜片B.片〜t2C.t2〜t3D.L〜t”E.t.〜t<F.t.〜仁TOC\o"1-5"\h\z344556判断t「t3、t4时刻分别改变的一个条件。增大压强B.减小压强C.升高温度D•降低温度E•加催化剂F•充入氮气片时刻;t3时刻；t4时刻。依据(2)中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是。A.t0〜片B.t2〜t3C.L〜t”D.t.〜仁3456如果在t6时刻，从反应体系中分离出部分氨，t7时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反应速率的变化曲线。解析：(1)根据图示可知，t0~片、t2-13、t3-14、t5-16时间段中，y正、卩逆相等，反应处于平衡状态。(2)t］时，y正、y逆同时增大，且V逆增大得更快，平衡向逆反应方向移动，所以［时改变的条件是升温。t3时，y正、v逆同时增大且增大量相同，平衡不移动，所以t3时改变的条件是加催化剂。t4时，y正、y逆同时减小，但平衡向逆反应方向移动，所以t4时改变的条件是减小压强。(3)根据图示知叫~/2、t4~t5时间段内平衡均向逆反应方向移动,NH3的含量均比t0~“时间段的低，所以t0~“时间段内NH3的百分含量最高。(4)t6时刻分离出

部分NH3小逆立刻减小，而v正逐渐减小，在t7时刻二者相等，反应重新达到平衡，据此可画出反应速率的变化曲线。答案：（l）ACDF（2）CEB（3）AIIIIIIIII||II(4)'■考点二突破化学平衡常规图像重难"1-含量时间温度（压强）图像常见图像形式有如下几种。其中C%指生成物的百分含量，B%指反应物的百分含量。①U用馆化刑，不用）②⑴＞九正反应为吸热民应）为体积縄小的反遵）OtO（叫＞叫、正反应为依积增大的反应）①U用馆化刑，不用）②⑴＞九正反应为吸热民应）为体积縄小的反遵）OtO（叫＞叫、正反应为依积增大的反应）［析图关键］表示不同条件下，反应达到平衡的时间快慢、反应速率的快慢以及平衡混合物中某物质的百分含量的关系。解题方法是'先拐先平，数值大”。即曲线先出现拐点的首先达到平衡，反应速率快，以此判断温度或压强的高低。再依据外界条件对平衡的影响分析判断反应的热效应及反应前后气体体积的变化。2.转化率（或质量分数）与压强一温度图像（1）恒压线图像［析图关键］表示两个外界条件同时变化时，反应物A的转化率变化情况，解决这类图像一般采用“定一议二”的方法，即把自变量（温度、压强）之一设为恒量，讨论另外两个变量的关系。如：图1中，当压强相等（任意一条等压线）时，升高温度，A的转化率增大，说明升高温度平衡正向移动，即正反应为吸热反应。当温度相等时，在图1中作直线，与三条等压线交于三点这三点自下而上为增大压强A的转化率增大说明增大压强平衡正向移动，即正反应为气体体积减小的反应。（2）恒温线图像>沁用卷」>沁用卷」［析图关键］图3中，当温度相等（任意一条等温线）时，增大压强，A的转化率增大，说明增大压强平衡正向移动，即正反应是气体体积减小的反应。当压强相等时，在图3中作直线，与两条等温线交于两点，这两点自下而上为降低温度A的转化率增大，说明降低温度平衡正向移动，即正反应为放热反应。

化学平衡中的其他图像(1)对于化学反应:mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g),M点前，表示从反应开始，(正)>v(逆);M点为刚达到平衡点；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故AH<0。(2)对于化学反应：mA(g)(2)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。L线的上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系中A的百分含量，所以E点满足v(正)>v(逆)；同理L线的下方0点)满足v(正)<v(逆)。［典例］反应mA(g)+nB(g)=pC(g)的速率和平衡图像如下，下列判断正确的是()%C%了2

•图IJF-1%C%了2

•图IJF-1由图1可知，T<T2，该反应正反应为放热反应由图2可知，该反应m+n<p图3中，表示反应速率v勺是点3正逆图4中，若m+n=p，则a曲线一定使用了催化剂懈析］A项，由图1可知，温度在T2时首先达到平衡，升高温度，化学反应速率加快，达到平衡所需要的时间缩短，故T<t；;在t2时C%减小，说明升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，该反应正反应为放热反应，正确；B项，由图2可知，在温度不变时，增大压强，C%增多，说明增大压强，化学平衡向正反应方向移动。正反应方向为气体体积减小的方向,m+n>p,错误；C项，图3表示的是在不同的温度下，当反应达到平衡时，反应物B的转化率与温度的关系。曲线上的点表示的是平衡状态"正二v逆，点3低于平衡转化率，说明点3未达到平衡，反应向正反应方向进行，此时表示的反应速率v正〉v逆，正确；

D项，图4中，若m+n=p,^］a曲线达到平衡所需要的时间比b短，先达到平衡，可能是使用了催化剂，也可能是增大了压强，缩小了容器的容积，错误。［答案］AC［规律方法］解答化学平衡图像题四步骤分析已达平

衡的可連反分析已达平

衡的可連反

，应的特点」丄②反应前后岂体的再物质的第是增大还是械小；|©昱理星零澈雯虽一翌理就赴更理J「二看面〔即纵坐标与欖坐标的童丸hi二看践〔即线的走向和变化趙劳h看图偉”三看点(即塵虑、4frA.交点*懈点h~|四看捕助嶷【加等遥議.、寺压践.于衝建爭h!无看量的变化【如滅度更化、显度吏吧爭1V相和笹LJ號撫外界眾件的吹受对化学反应理率和化学i

孑门乎術的册响观律;云亡百I」槻据图像中所走现的羌系与所学揽律和对比』m门做忠符呑题目要求的判断-素养提升1.有一化学平衡mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g),如图表示的是A的转化率与压强、A吕箱去闌温度的关系。下列叙述正确的是()A吕箱去闌正反应是放热反应；m+n>p+q正反应是吸热反应；m+n<p+q正反应是放热反应；m+n<p+q正反应是吸热反应；m+n>p+q解析：选D图像中有三个变量，应定一个量来分别讨论另外两个量之间的关系。定压强，讨论T与A的转化率的关系：同一压强下，温度越高，A的转化率越高，说明正反应是吸热反应；定温度，讨论压强与A的转化率的关系：同一温度下，压强越大，A的转化率越高，说明正反应是气体体积缩小的反应，即m+n>p+q。2•臭氧在烟气脱硝中的反应为2NO2(g)+O3(g)#N2O5(g)+O2(g),若此反应在恒容密闭容器中进行，相关图像如下，其中对应分析结论正确的是()

ABOEM『、Fl>0.4tn.平衡后升温，no2含量降低0〜2s内，v(O3)=0.2mol・L—「s—1li養—一3,fltf/sv:b点〉a点正b点：v逆>v正逆正恒温，t1时再充入O3解析：选C由图可知该反应为放热反应，平衡后升高温度,NO2含量升高,A项错误；0~2s内，v(O3)二0.1mol・L-「s-1,B项错误；升高温度，NO2含量升高，速率增大，v正:b点〉a点，b点反应逆向进行，故v逆>v正，C项正确；［时再充入O3,平衡正向移动，v正>卩逆,D项错误。3.利用CO和H2在催化剂的作用下合成甲醇，反应如下:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在2L密闭容器中充入物质的量之比为1：2的CO和H2，在催化剂作用下充分反应，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示，下列说法正确的是250300350400460500550098-了各54321250300350400460500550098-了各54321该反应的AH<0,且p<p<p3在C点时，H2转化率为75%C•反应速率：y逆(状态A)Vv逆(状态B)逆逆D.在恒温恒压条件下，向该密闭容器中按物质的量比为1:2再充入CO和H2，达平衡时CH3OH的体积分数增大解析：选BCA项，升高温度，CH3OH的体积分数减小，平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，AH<0，该反应为气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，可以提高CH3OH的体积分数，则p2<p1，错误；B项，在C点，假设反应的CO的物质的量为x，列三段式：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)起始(mol)120转化(mol)x2xx平衡(mol)1-x2-2x则x/[(1-x)+(2-2x)+x]x100%二50%,解得x=0.75mol,因此CO转化率为75%,正确；C项，温度越高，反应速率越快，B的反应温度高，反应速率：v逆(状态A)G逆(状态B),正确；D项，在恒温恒压条件下，向密闭容器中按“(CO):n(H2)二1：2充入CO和H2,建立相同的平衡，达平衡时，ch3oh的体积分数相同，错误。考点三核心素养迁移——破解考题中的新型图像研究化学的目的是有利于提高人类生活、生产的水平，在工业生产过程中，如何提升原料利用率、降低化学反应条件、提高产物的产率等是化学工作者研究的重要课题。命题者往往根据实际工业生产，结合图像，从分析投料比、转化率、产率等角度来命题。此类题目的信息量大，能充分考查学生读图、提取信息、解决实际问题的能力，因此是现代高考及平时模拟考试的“新宠”。题型示刚题型一选择反应的最佳条件[例1](1)汽车尾气是雾霾形成的原因之一。研究氮氧化物的处理方法可有效减少雾霾的形成，可采用氧化还原法脱硝：4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)催化剂4N2(g)+6H2O(g)AH<0根据下图判断提高脱硝效率的最佳条件是;氨氮比一定时，在400□时，脱硝效率最大，其可能的原因是。

SO「*•■■■0160,B1］”2氯氮输质的量之比SO「*•■■■0160,B1］”2氯氮输质的量之比■370C［图像分析］根据图像，在氨氮物质的量之比为1,温度在400□时，脱硝效率最大；原因是在400□时催化剂的活性最好，催化效率最高，同时400□温度较高，反应速率快。［答案］氨氮物质的量之比为1,温度在400口在400□时催化剂的活性最好，催化效率最高，同时400□温度较高，反应速率快(2)如图是在一定时间内，使用不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氮率，由图可知工业使用的最佳催化剂为、相应温度为；使用Mn作催化剂时，脱氮率b〜a段呈现如图变化的可能原因是［图像分析］由图可知，Mn作催化剂时200□左右脱氮率达最大值，较Cr作催化剂时所需温度低；b~a段，开始温度较低，催化剂活性较低，脱氮反应速率较慢，反应还没达到化学平衡，随着温度升高反应速率变大，一定时间参与反应的氮氧化物变多，导致脱氮率逐渐升高。［答案］Mn200口b〜a段，开始温度较低，催化剂活性较低，脱氮反应速率较慢,反应还没达到化学平衡，随着温度升高反应速率变大，一定时间参与反应的氮氧化物变多,导致脱氮率逐渐升高题型二解释曲线变化的原因［例2］(1)采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn的合金)，利用CO和H2制备二甲醚，反应为4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)。有研究者在压强为5.00MPa的条件下，将h2和CO反应直接制备二甲醚，结果如下图所示，其中CO的转化率随温度升高而降低的原因是。［图像分析］转化率问题一般考虑平衡移动，温度升高，转化率降低，平衡逆向移动，正反应是放热反应。［答案］反应为放热反应，温度升高，平衡左移，CO转化率降低(2)汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，某研究小组在实验室以耐高温试剂AgZSW5催化，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如下图所示。余箭而仆率p余箭而仆率p无时no直搖价腓胸讯的产率口盘黑可条件F⑷还原为皿的转化率00旳6O-1O2OOn(NO)在n(CO)=1条件下，最佳温度应控制在左右。若不使用CO,温度超过775K，发现NO的分解率降低，其可能的原因为用平衡移动原理解释为什么加入CO后NO转化为N2的转化率增大：。n(NO)［图像分析］①由图可知，在二1条件下，温度为870K左右时，NO还原为n(CO)N2的转化率接近100%。②升高温度，NO的分解率降低，说明反应向逆反应方向进行，该反应放热。③加入的CO会与NO的分解产物O2发生反应，促进NO分解平衡向生成N2的方向移动，导致NO转化率升高。［答案］①870K(860〜880K范围都可以)②NO直接分解成N2的反应是放热反应，升高温度不利于反应进行，因此NO转化率降低③加入CO与NO分解生成的O2反应，使NO分解平衡向生成N2的方向移动，因此NO转化率升高题型三依据图像中的数据进行相关计算［例3］(1)用活性aAl2O3催化COS(有机硫O===C===S冰解反应：COS(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2S(g)AH<0。相同流量且在催化剂表面停留相同时间时，不同温度下COS的转化率(未达到平衡)如图1所示；某温度下，COS的平衡转化率与:(COS)的关系如图2所示。由图1可知，催化剂活性最大时对应的温度约为，COS的转化率在后TOC\o"1-5"\h\z期下降的原因是。由图2可知，P点时平衡常数K=(保留2位有效数字)。Q点转化率高于P点的原因是。［图像分析］①由图1可知，在相同时间内，转化率最大时，即催化剂活性最大，对应的温度约为150口；温度过高，使催化剂活性减弱或丧失，导致转化率减小。②由图2可知，(HO)mP点时COS的转化率为30%,「二3，则n(COS)COS(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2S(g)起始(mol)1300转化(mol)0.30.30.30.3平衡(mol)0.72.70.30.3c(CO?)K二2——-c(COS)•c(H2S)•c(H2O)^.律討曲。相同条件下'册越大’相当于COS浓度不变的情况下增大水蒸气浓度，平衡正向移动，COS转化率提高。［答案］①150口温度过高，使催化剂活性减弱或丧失，导致转化率减小②0.048相

同条件下,;；黒)越大,相当于COS浓度不变的情况下增大水蒸气浓度，平衡正向移动,COS转化率提高(2)在保持体系总压为105Pa的条件下进行反应SO2(g)+^O2(g)SO3(g),原料气中SO2和O2和O2的物质的量之比mn(SO2m—、n(O2)不同时，SO2的平衡转化率与温度(7)的关系如下图所示。①图中m「①图中m「m2、m3WO2-Hwj雄左施/^②反应的化学平衡常数kp表达式为(用平衡分压代替平衡浓度表示)。图中A点原料气的成分是n(SO2)—10mol,n(O2)=24.4mol,n(N2)—70mol,达平衡时SO2的分压p(SO2)为Pa(分压一总压x物质的量分数)。［图像分析］①m二m越大/—氧化硫转化率越小根据图像可知m>m>m；n(O2)123相同温度和压强下，若SO2浓度不变，O2浓度增大，SO2转化率提高。②根据反应：SO2(g)+2O2(g)SO3(g)，平衡常数可以用压强表示为k='p(SOf；根据题给信息，p(SO2)-p2(O2)压强为105Pa，二氧化硫的转化率为88%,n(SO2)二10mol,n(O2)二24.4mol,n(N2)二70mol,进行如下计算：SO2(g)+2O2(g)SO3(g)起始(mol)1024.40变化(mol)8.84.48.8

平衡(mol)1.220平衡(mol)1.2208.8平衡时，混合气体总量为1.2mol+20mol+8.8mol+70mol=100mol，达平衡时SO2的分压p(SO2)为册滸山Pa二1200Pa。［答案］®m1>m2>m3相同温度和压强下，若SO2浓度不变，O2浓度增大，SO2平衡转化率提高②Kp=P(SO］)1200p(SO2)・p2(O2)素养提升(2019・孝感期末)向密闭容器中充入物质的量浓度均为0.1mol・L-1的CH4和CO2,在一定条件下发生反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。下列说法不正确的是()10090807060505007&01000125015001750温度代随着温度升高，该反应的平衡常数减小1100□、p4条件下，该反应10min时达到平衡点X,则v(CO2)=0.008mol・L-1・min-1p「p2、p3、p4大小的顺序为p1>p2>p3>p4平衡时CO与H2的物质的量比为1：1解析：选AC由图可知，压强一定时，随着温度升高，CH4的平衡转化率增大，使得该反应的平衡常数增大，故A错误；1100口、p4条件下，该反应10min时达到平衡点X,则v(CO2)=v(CH4)=0.008mol・L-1・min-1，故B正确；由图可知，温度一定时/CH4的平衡转化率随〃］、p2、p3、p4减小，加压平衡左移，CH4的平衡转化率减小，所以p<p<p<p,,故C错误；生成物co与h2的化学计量数比为1：1,所以任何时刻CO与h2的物质的量比都为1：1,故D正确。

2•已知：(HF)2(g)=2HF(g)AH>0,平衡体系的总质量加(总)与总物质的量〃(总)之比在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是()温度：T]>T2平衡常数：K(a)=K(b)<K(c)反应速率：v(b)>v(a)、i,m(总).当“(总)=30g・mol-i时，n(HF):n[(HF)2]=2:1解析：选AC由图像可知，b、c两个点的压强相同，T2温度下c点对应的平均摩尔质量大于温度下b点对应的平均摩尔质量，即t2温度时，平衡向逆反应方向移动，该反应的正反应为吸热反应，降低温度，平衡向逆反应方向移动,T<t，,A正确；由于温度T<T,,该反应的正反应为吸热反应，温度越高，平衡常数K越大,所以平衡常数K(b)>K(a)=K(c),B错误；b点对应的温度T1和压强大于a点对应的温度T2和压强，温度越高、压强越大，m(总)反应速率越快，所以反应速率v(b)>v(a),C正确；当二30g・mol-1，即平均相对分n(总)子质量为30时，设HF物质的量为xmol,(HF)的物质的量为尹mol,M二20土0y二30,2x+yx：y二1：1,n(HF):n[(HF)2]二1：1,D项错误。3.采用一种新型的催化剂(主要成分是CuMn合金)，利用CO和H2制备二甲醚(DME)。主反应：2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)副反应：CO(g)+H2O(g)#CO2(g)+H2(g)CO(g)+2H2(g)#CH3OH(g)测得反应体系中各物质的产率或转化率与催化剂的关系如图所示。则催化剂中n(Mn)/n(Cu)约为时最有利于二甲醚的合成。解析：由图可知当催化剂中“(Mn)/〃(Cu)约为2.0时，CO的转化率最大，生成的二甲醚曰Q最多。答案：2.0随堂检测反馈(2019・江苏高考)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)。下列说法正确的是()NN匕苗左>旻_反应2NO(g)+O2(g)===2NO,(g)的AH>0图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率380□下，c起始(O2)=531O-4mol・L-1,NO平衡转化率为50%，则平衡常数K<2000解析：选B实线表示不同温度下相同时间内NO的转化率，虚线表示相同条件下NO的平衡转化率，由题图知，随着温度升高，NO的平衡转化率减小，即温度升高,2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的平衡逆向移动，说明该反应为放热反应，AH<0,A错误；在X点所示的温度下，NO的转化率没有达到最大，所以反应没有达到平衡，如果延长反应时间，使反应达到平衡，则可以提高NO转化率，B正确；Y点处，反应已达平衡，通入O2时，平衡正向移动，NO的转化率会提高，C错误；设起始时c(NO)二amol・L-1,贝U：2NO+O22NO起始浓度/a5.0X10-40(mol・L-1)

转化浓度/0.5a0.25a0.5a(mol・L-1)平衡浓度/0.5a5.0x10-4-0.25a0.5a(mol・L-1)二15x10-4-二15x10-4-0.25a(0.5a)2x(5x10-4-0.25a)当0.25a二0时，K=2000,但0.25a>0，所以K>2000,D错误。（2019・全国卷□改编）环戊二烯（V」；）容易发生聚合生成二聚体［（乞*）2］，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是（）''TiC],61.41.2LDO.S0.60.40.20.000.5]1.52反应时|间血A.T1>T2a点的反应速率小于c点的反应速率a点的正反应速率大于b点的逆反应速率b点时二聚体的浓度为0.45mol・L-i解析：选CD升高温度，反应速率增大，由ct图像的变化趋势可看出，T2时，环戊二烯浓度的变化趋势大，因此T2>T1，选项A错误；由a、c点环戊二烯的浓度可知，a点浓度大于c点浓度，而T2>T］,不能比较a点与c点反应速率大小，选项B错误；相同温度下，随着时间的延长，反应物的浓度逐渐减小，反应速率逐渐减小，因此a点的正反应速率大于b点的正反应速率，a、b两点均未达到平衡状态，正反应速率均大于逆反应速率，a点的正反应速率大于b点的逆反应速率，选项C正确；由图像知，开始时环戊二烯的浓度为1.5mol・L-1，b点时的浓度为0.6mol・L-1，设环戊二烯转化的物质的量浓度为2xmol・L-1，贝0有：2OHO)2TOC\o"1-5"\h\z初始(mol・L-i)1.50转化(mol・L-i)2xxb点(mol^L-1)0.6x可得1.5-2x二0.6，解得x二0.45，因此选项D正确。(2019•北京高考)氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。用CaO可以去除CO2。H2体积分数和CaO消耗率随时间变化关系如下图所示。从t1时开始，H2体积分数显著降低，单位时间CaO消耗率(填“升高”“降低”或“不变”)。此时CaO消耗率约为35%，但已失效，结合化学方程式解释原因：60M40JO加60M40JO加]0000W90SO7060501=壽玄®燮解析：由题和图像可以看出，从t1时开始CaO消耗率曲线斜率明显减小，故单位时间CaO的消耗率降低。由于CaO+CO2===CaCq，生成的CaCO3覆盖在CaO的表面，减少了CaO与CO2的接触面积，导致吸收效率降低，甚至失效。答案：降低CaO+CO2===CaCq,CaCO3覆盖在CaO表面，减少了CO2与CaO的接触面积［课时跟踪检测］—、选择题(本题共10小题，每小题只有一个选项符合题意)1.如图表示可逆反应mA(g)+nB(s)xC(g)在不同温度和压强下，反应物A的转化率变化情况。下列判断正确的是()

加〉x,正反应为放热反应m+n<x，正反应为吸热反应m<x,正反应为放热反应m>x,正反应为吸热反应解析：选A根据左图可知，压强越大，A的转化率越高，所以正反应是体积减小的反应，则m>x；根据右图可知，温度越高，A的转化率越低，说明正反应是放热反应。(2020・咸阳武功摸底)如图所示，反应2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)AH<0,在不同温度、不同压强(p>p2)下达到平衡，混合气体中SO3的体积分数y(SO3)随温度变化的曲线应为()解析：选C该反应是一个放热反应，升高温度，平衡逆向移动，SO3的体积分数减小，又该反应是气体分子数减小的反应，其他条件一定时，增大压强，平衡正向移动,SO3的体积分数增大，C项正确。fNC的转化率如图所示曲线表示其他条件一定时，反应2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)AH<0中，NO的转化率与温度的关系曲线，图中标有a、b、c、d四点，其中表示未达到平衡状态，且y(正)>y(逆)的点是fNC的转化率B.bB.b点C.c点DC.c点解析：选C在图像中斜线上的任何一点都表示可逆反应处于平衡状态，在斜线的上方的点，由于no2的含量高于平衡时的含量，因此逆反应速率大于正反应速率，反应逆向进行；在斜线下方的点，由于no2的含量低于平衡时的含量，因此逆反应速率小于正反应速

率，反应正向进行。图中标有a、b、c、d四点，其中表示未达到平衡状态，且v正>卩逆的点是c点。(2019•亳州模拟)反应N2O4(g)=2NO2(g)AH=+57kJ・molr，在温度为T「T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强的变化曲线如右图所示。下列说法正确的是()NP至斑磬宇塞A、C两点的反应速率：A>NP至斑磬宇塞A、C两点气体的颜色：A深，C浅A、C两点气体的平均相对分子质量：A>C由状态B到状态A,可以用加热的方法解析：选DAsC点的温度相同，C点压强大于A点压强，增大压强，反应速率增大，故反应速率A<C,A错误；增大压强，虽然平衡向逆反应方向移动，但体积同时也减小，组分的浓度增大，C的颜色深，B错误；M二里，增大压强，平衡向逆反应方向移动，m不变，nn减小，M增大，平均相对分子质量C>A,C错误；恒压下，提高NO2体积分数，平衡向正反应方向移动，正反应是吸热反应，应升高温度，D正确。、\\\0\RO6Q4Q20(2019・北京海淀区期中)生产硫酸的主要反应：2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)AHVO。图中L(L「L2)、X可分别代表压强或温度。下列说法正确的是()RO6Q4Q20X代表压强L1>LA、B两点对应的平衡常数相同—定温度下，当混合气中”(SO2):n(O2):n(SO3)=2：1：2时，反应一定达到平衡解析：选B若X代表压强，则L代表温度，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，SO2的平衡转化率增大，与图像不符合，A错误；结合A项分析推知，X代表温度，L代表压强；温度相同时，增大压强，平衡正向移动，SO2的平衡转化率增大，则压强：L]>L2,B正确；温度升高，平衡逆向移动，平衡常数K减小，由于温度A<B,则平衡常数：K(A)>K(B),C错误；温度一定，达到平衡状态时"(SO2)、n(O2)和n(SO3)均保持不变，但其比

值不一定等于对应的化学计量数之比，D错误。(2017・浙江选考)在催化剂作用下，用乙醇制乙烯，乙醇转化率和乙烯选择性生成乙烯的物质的量与乙醇转化的物质的量的比值)随温度、乙醇进料量(单位：mL・minF的关系如图所F列说法不正确的是(420430甲>苗佯为??oy87L.oueQ.□9H-76„0.s.9F列说法不正确的是(420430甲>苗佯为??oy87L.oueQ.□9H-76„0.s.9fc9'9lLO.O.UO,4L<J4d!U4304旳WS7匸4^0当乙醇进料量一定，随乙醇转化率增大，乙烯选择性增大当乙醇进料量一定，随温度的升高，乙烯选择性不一定增大当温度一定，随乙醇进料量增大，乙醇转化率减小当温度一定，随乙醇进料量增大，乙烯选择性增大解析：选A根据图像可知，当乙醇进料量一定时，乙醇转化率随温度升高而增大，乙烯选择性随温度升高先增大后减小，因此，随乙醇转化率增大，乙烯选择性不一定增大，故A错误，B正确；根据题图甲知，当温度一定时，随乙醇进料量增大，乙醇转化率减小，故C正确；根据题图乙知，当温度一定时，随乙醇进料量增大，乙烯选择性增大，故D正确。7•用CO和H2合成CH3OH的化学方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)AHV0,按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示，下列说法正确的是()温度：T说法正确的是()温度：T1>T2>T3正反应速率：v(a)>v(c),v(b)>v(d)平衡常数：K(a)>K(c),K(b)=K(d)平均摩尔质量：M(a)VM(c),M(b)VM(d)00^-0o8642亠O爭占B議-ft瞬A'<1仇51,0p/ioqkPii解析：选CA项，该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，CO的转化率降低，所以温度：T1<T2<T3,错误；B项，a点温度比c低，所以速率小，b点压强比d大，所以速率大，错误；C项，升温平衡逆向移动，平衡常数变小，温度不变，平衡常数不变，所以平衡常数：K(a)>K(c),K(b)二K(d)，正确；D项，温度升高，平衡逆向移动，气体总质量不变，但总物质的量增大，平均摩尔质量：M(a)>M(c)；b的压强大于d，平衡向正反应方向移动，平均摩尔质量增大，所以有M(b)>M(d)，错误。8.已知:2ch3coch3(i)催化剂ch3coch2coh(ch3)2(i)ah。取等量ch3coch3分别在0□和20口下反应，测得其转化率@)随时间⑴变化的关系曲线如图所示。下列说法正确的是()曲线□表示20□时反应的转化率B•升高温度能提高反应物的平衡转化率在a点时，曲线□和□表示的反应化学平衡常数相等反应物的化学反应速率的大小顺序：d>b>c解析：选D曲线□比曲线□斜率大，说明曲线□的温度高，故A错误；曲线□比曲线□的温度高,但平衡时反应物的转化率低，说明升温平衡逆向移动，转化率降低，故B错误；曲线□和曲线□对应的温度不同，化学平衡常数只与温度有关，所以在a点曲线□和□表示的反应化学平衡常数不相等，故C错误；反应开始时反应物的浓度最大，随着反应进行，反应物的浓度减小，反应物的反应速率也逐渐减小，所以d处反应速率大于b处，因为曲线口的温度高，反应物浓度相同时，b处反应速率大于c处，故D正确。9.(2019・邢台期末)有口、口、口3个体积均为0.5L的恒容密闭容器，在口、口、□中按不同投料比(Z)充入HC1和O2(如下表)，加入催化剂发生反应：4HCl(g)+O2(g)===2C从g)+2H2O(g)AH。HC1的平衡转化率与Z和T的关系如图所示。下列说法不正确的是()容器起始时T/口n(HCl)/molZ

□3000.25a□3000.25b□3000.254n(IKI)二c--sn(IKI)二c--slt塢侖锄、手NH<0a<4<b若容器□反应某时刻处于R点，则R点的反应速率v正>卩逆正逆300□时，该反应平衡常数的值为320解析：选DA项，由图可知，HCl平衡转化率随温度升高而减小，说明升温平衡逆向移动，正反应为放热反应，则AH<0，故A正确；B项，增大氧气的物质的量，可促进HC1的转化，即投料比越小，HC1转化率越大，则a<4<b,故B正确；C项，R点温度与Q点相同，但转化率小于平衡时转化率，可知反应正向进行，则R点v正〉v逆，故C正确；D项，300□时，Z=4,“(HC1)二0.25mo1,n(O2)二0.0625mol，即c(HCl)二0.5mol/L,c(O2)二0.125mol/L,HC1平衡转化率为80%，贝Q(0.2(0.2)2X(0.2)2(0.1)4x0.025二640，故D错误。4HC1(g)+O2(g)2C12(g)+2H2O(g)起始(mol/L)0.50.12500转化(mol/L)0.40.10.20.2平衡(mol/L)0.10.0250.20.210.—定条件下合成乙烯：10.—定条件下合成乙烯：6H2(g)+2CO2(g)催化剂CH2===CH2(g)+4H2O(g)，已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图。a-vv2a-vv2甘矗*7jvujuwfimzst/lC下列说法正确的是()生成乙烯的速率：—定小于y(N)B•化学平衡常数：Kn>KmC.当温度高于250□时，升高温度，平衡向逆反应方向移动，从而使催化剂的催化效率降低D•若投料比n(H2)：n(CO2)=3：1,则图中M点时，乙烯的体积分数为7.7%解析：选D由题中图像可知，其他条件不变时升高温度,CO2平衡转化率减小，即平衡逆向移动，所以正反应是放热反应。M点催化剂催化效率高，N点温度高，所以不能判断MN两点反应速率的相对大小，A项错误；正反应是放热反应，温度越高化学平衡常数越小，B项错误；催化剂只改变反应速率而不能使平衡发生移动，催化剂催化效率与平衡移动无关，催化效率降低是由温度变化引起的，C项错误；若开始投入6xmolH2、2xmolCO2,CH^)二0.5xmol、n(H2O)二2xmol，所则达平衡时n(H2)CH^)二0.5xmol、n(H2O)二2xmol，所x100%"7%,D项正确。x100%"7%,D项正确。3x+x+0.5x+2x二、选择题(本题共5小题，每小题有一个或两个选项符合题意)已知反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)AH=QkJ・moln在三个不同容积的容器中分别充入1molCO与2molH2，恒温恒容，测得平衡时CO的转化率如下表。下列说法正确的是()温度(口)容器体积CO转化率平衡压强⑦)①200V50%P1②200V70%P2③350V50%P3A.反应速率：③'①〉②B•平衡时体系压强：P]:p2=5:4若容器体积V1>V3，则Q<0若实验②中CO和H2用量均加倍，则CO转化率〉70%解析：选CD①和②体积不知，压强不知，无法比较两者的反应速率，A错误；体积不知，所以压强之比不一定是5:4,B错误；③和①CO的转化率相同，若容器体积V1>V3,③到①平衡逆向移动，CO转化率减小，所以降低温度使CO的转化率增加，所以正反应为放热反应，所以Q<0,C正确；若实验②中CO和H2用量均加倍，相当于增大压强，平衡正向移动，则CO转化率大于70%,D正确。在体积均为1.0L的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1molCO2和0.2molCq,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）随温度的变化如下图所示（图中口、口、□点均处于曲线上）。下列说法正确O,O,0,0.0.6EsoJimoTLL)9001100I3001500T/K反应CO2（g）+C（s）===2CO（g的A5>0、AH<0体系的总压强p总：p总（状态口）>2p总（状态口）丿总、丿总、丿总、体系中c（CO）：c（CO，状态口）<2c（CO，状态口）D•逆反应速率v逆：v逆（状态口）〉v逆（状态口）逆逆逆解析：选BC由图像可看出，随着温度的升高，CO2的浓度减小，即升高温度，平衡正向移动，正反应为吸热反应,AH>0,A错误；根据图中的数据可知，c（CO2，状态口）二c（CO2，状态口）二0.075mol・L-1，根据方程式可以计算出：n总气体（状态口）二0.325mol,n总气

体(状态口)—0.125mol,谷器的体积相等/右在相同温度下"总(状态口)>2p总(状态口),B正确；□和□时温度相同，由于该反应的正反应为气体体积增大的反应，增大压强时，平衡逆向移动，C正确；因为温度越高，反应速率越快，故状态□的反应速率大于状态□的反应速率，D错误。在①、②、③容积不等的恒容密闭容器中，均充入0.1molCO和0.2molH2，在催化剂的作用下发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。测得三个容器中平衡混合物中ch3oh的体积分数随温度的变化如下图所示。下列说法正确的是()宀-一国丘宀-一国丘◎建®塞/<rCHCH3OH(g)0xx0.5，解得x=0.075mol该反应的正反应为放热反应三个容器容积：①'②〉③在P点，CO转化率为75%在P点，向容器②中再充入CO、H及CHOH各0.025mol,此时v(CO)<v(CO)23正逆解析：选AC由图中的每条曲线可知，随着温度的升高，CH3OH的体积分数减小，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，A正确；该反应的正反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，ch3oh的体积分数增大，故压强①'②〉③，则容器的容积：①<©<③，B错误；P点时CH3OH的体积分数为50%，设平衡时CO转化了xmol，则CO(g)+2H2(g)起始/mol0.10.2平衡/molx2x转化/mol0.1-x0.2-2xx(0.1-x)+(0.2-2x)+x因此CO的转化率为75%,C正确；设容器②的容积为1L，根据平衡时的物质的量可知，该反应的平衡常数K二0.0750.025x0.052知，该反应的平衡常数K二0.0750.025x0.052二1200，按照D项加入的各物质的物质的量，因此0.10.05x0.0752~356<K，故反应正向进行v正>卩逆，D错误。14.苯乙烯(C6H5CH===C巧)是生产各种塑料的重要单体，其制备原理是：C6H5C2H5(g)C6H5CH===CH2(g)+H2(g),实际生产中常以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂(水蒸气不参加反应)，如图为乙苯的平衡转化率与水蒸气的用量、体系总压强的关系。F列说法正确的是()Q4KQ4K121620ji(C6HsC2H5)a、b两点转化率不等，但是化学平衡常数相等b点转化率为50%，则混合气体中苯乙烯的体积分数为1c•恒容时加入稀释剂(水蒸气)能减小c6h5c2h5平衡转化率D.b点和c点温度和压强相同，故其反应速率也相等解析：选AA项，根据图像可知，a、b两点转化率不等，但a、b两点温度相同，化学平衡常数相等，正确；B项，令开始时投入乙苯的物质的量为1mol，则水蒸气的物质的量为8mol,b点乙苯转化率为50%,参加反应的乙苯为1molx50%二0.5mol,根据“三段式”C6H5C2H5(g)C6H5CH===C巧(g)+H2(g)TOC\o"1-5"\h\z起始(mol)100转化(mol)0.50.50.5平衡(mol)0.50.50.5平衡时混合体系总物质的量二8mol+0.5mol+0.5mol+0.5mol=9.5mol，混合气体中苯乙烯的体积分数二題卑二丄，错误；c项，恒容条件下，加入稀释剂水蒸气，反应混合9.5mol19物的浓度不变，平衡不移动，c6H5C2H5平衡转化率不变，错误；D项，体系总压强不变时，

值比b点大C点各物质浓度变小，C点反应速率比b值比b点大C点各物质浓度变小，C点反应速率比b点小，错误。c点"(C6H5C2H5)工业上以CH4为原料制备H2的原理为CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。在一定条件下向a、b两个恒温恒容的密闭容器中均通入1.1molCH4(g)和1.1mo