2024年高中化学新教材同步讲义 选择性必修第一册 第2章　第2节　第7课时　化学反应速率与平衡图像(2)（含解析）

第7课时化学反应速率与平衡图像(2)[核心素养发展目标]1.从变化的角度认识温度(压强)、起始投料等相关的图像，分析曲线与平衡移动的关系。2.通过对图像的分析，构建分析图像的思维模型。一、温度(压强)的相关图像1．恒温(恒压)图像在恒温(恒压)图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量。确定横坐标所表示的量，讨论纵坐标与曲线的关系，或者确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系，即“定一议二”。(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%减小，化学平衡逆向移动，a＋b<c；②作一等压线(如p3)，温度升高，C%增大，化学平衡正向移动，正反应是吸热反应。(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%减小，化学平衡逆向移动，ΔH<0；②作一等温线(如T1)，随着压强的增大，C%增大，化学平衡正向移动，a＋b>c。2．速率—压强(或温度)图像(1)可逆反应mA(g)nB(g)＋pC(s)ΔH＝QkJ·mol－1，温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合下图中的两个图像：①根据正、逆反应速率与温度的变化曲线，可判断反应的ΔH，则：Q<0；②根据正、逆反应速率与压强的变化曲线，可判断反应前后气体体积的变化，则：m>n。特别注意图中交点是平衡点，分析温度、压强对化学平衡影响时，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：根据正、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吸热反应。1．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>vbD．图乙中，温度恒定时，c点的反应正在向逆反应方向进行答案C解析d点正、逆反应速率相等，反应处于平衡状态，平衡后温度升高，平衡向逆反应方向移动，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时达到平衡时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。2．T℃时，对于可逆反应：A(g)＋B(g)2C(g)＋D(g)ΔH>0。下列各图中正确的是()答案D解析升高温度平衡向正反应方向移动，C的浓度增大，A错误；升高温度平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，增大压强平衡向逆反应方向移动，A的转化率降低，B错误；增大压强正、逆反应速率均增大，C错误；升高温度平衡向正反应方向移动，C的质量分数增大，增大压强平衡向逆反应方向移动，C的质量分数减小，D正确。二、几种特殊图像1．平衡曲线序号图像示例方法指导(1)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)。平衡曲线上的任意一点均为该条件下达到平衡的点，线外点均未达到平衡。若未达到平衡的点在该条件下达到平衡过程如图所示：则：L线的左上方(E点)，A%大于此压强时平衡体系的A%，E点v正>v逆；L线的右下方(F点)，F点v正<v逆(2)如图所示曲线是其他条件不变时，某反应物的平衡转化率与温度的关系曲线如图所示：若未达到平衡的点在该条件下达到平衡过程如图所示：图中标出的1、2、3、4四个点，表示v正＞v逆的是点3，表示v正＜v逆的是点1，而点2、4表示v正＝v逆2.拋物线型(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点为平衡点，M点后为平衡受温度或压强的影响情况。②方法指导拋物线型图像顶(最低)点前未达到平衡，从顶(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，如果未到达平衡则不能使用平衡移动原理，考虑速率变化对纵坐标量的影响，到达平衡以后的点使用平衡移动原理分析。(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。1.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%增大答案C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。2.如图为条件一定时，反应2NO＋O22NO2＋Q(Q＞0)中NO的最大转化率与温度变化关系曲线图，图中有A、B、C、D、E五点，其中表示未达到平衡状态，且v正＜v逆的点是()A．B和C B．A和EC．E D．A和C答案C解析图像中的曲线为平衡线，线上的点都处于平衡状态，v正＝v逆；线以下的各点反应物NO的转化率偏小，反应向右进行，v正＞v逆；线以上的点反应物NO的转化率偏大，反应向左进行，v正＜v逆。所以，图像中的A、D两点，v正＝v逆；B、C两点，v正＞v逆；E点，v正＜v逆。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)。下列说法正确的是()A．反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH>0B．图中X点所示条件下，延长反应时间不能提高NO的转化率C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO的转化率D．380℃下，c起始(O2)＝5.0×10－4mol·L－1，NO的平衡转化率为50%，则平衡常数K>2000答案D解析由虚线可知，随温度升高，NO的平衡转化率逐渐降低，说明平衡逆向移动，则NO与O2生成NO2的反应为放热反应，ΔH<0，A项错误；图像中实线的最高点为平衡点，X点未达到平衡，延长时间反应继续向右进行，NO的转化率增大，B项错误；Y点为平衡点，增大O2的浓度，平衡正向移动，可以提高NO的转化率，C项错误；设NO起始浓度为amol·－0.25a)mol·L－1、0.5amol·L－1，该反应的平衡常数K＝eq\f(c2NO2,c2NO·cO2)＝eq\f(1,5.0×10－4－0.25a)>eq\f(1,5.0×10－4)＝2000，D项正确。4．温度为T1时，在1L密闭容器中按照一定比例充入NO(g)和O2(g)。发生反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)。达到平衡时NO2(g)的体积分数φ(NO2)随eq\f(nNO,nO2)的变化如图所示，则A、B、C三点中NO的转化率最大的是________；当eq\f(nNO,nO2)＝2.3时，达到平衡时φ(NO2)可能是D、E、F三点中的________。答案AF解析总物质的量一定时，氧气的浓度越大，NO的转化率越大，故A点最大。两者按2∶1充入时，NO2的体积分数最大，当比值增大后，二氧化氮的体积分数减小，当eq\f(nNO,nO2)＝2.3时，达到平衡时φ(NO2)可能是F点。1．现有下列三个图像：下列反应中全部符合上述图像的是()A．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH<0B．2SO3(g)2SO2(g)＋O2(g)ΔH>0C．2HI(g)H2(g)＋I2(g)ΔH>0D．4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)ΔH<0答案B解析图甲表示升高温度，生成物含量增多，平衡正向移动，则反应为吸热反应，ΔH>0；由图乙可得，增大压强，平均相对分子质量增大，对于全部是气体的反应，说明平衡向气体分子数减小的方向移动，同时，升高温度，平均相对分子质量减小，说明气体分子数增大的反应是吸热反应；由图丙可得，增大压强，v逆>v正，平衡逆向移动，则正向是气体体积增大的方向，综上所述，该反应的正反应是气体体积增大的吸热反应。2．下列叙述正确的是()A．对于达到平衡状态的反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，图①表示在t0时刻充入了一定量的NH3，平衡逆向移动B．由图②可知，p2＞p1，T1＞T2，满足反应2A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)ΔH<0C．图③表示的反应的化学方程式为2A=B＋3CD．对于反应2X(g)＋3Y(g)2Z(g)ΔH<0，图④中y可以表示Y的百分含量答案B解析对于达到平衡状态的反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)在t0时刻充入了一定量的NH3，c(NH3)立即增大，故v逆立即增大，v正在原来基础上逐渐增大，不会出现突变，A错误；根据“定一议二”的原则，将曲线a和b做对比可以知道压强p2>p1，增大压强，φ(C)增大，说明正反应为气体分子数减小的反应，将曲线b和c做对比可以知道温度T1>T2，升高温度，φ(C)减小，则ΔH<0，B正确；根据图像可以知道，A为反应物，B和C为生成物，在t1时反应达到平衡，A、B、C的浓度的变化量分别为0.8mol·L－1、0.4mol·L－1和1.2mol·L－1，故A、B、C的化学计量数之比为2∶1∶3，因为此反应最后达到平衡，故为可逆反应，化学方程式为2AB＋3C，C错误；从图像可以知道，温度T升高，y降低，而对于反应2X(g)＋3Y(g)2Z(g)ΔH<0，升高温度，平衡左移，Y的百分含量升高，故y不能表示Y的百分含量，D错误。3.将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭容器中，发生反应：NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)。该反应的平衡常数的负对数值(－lgK)随温度(T)的变化如图所示，下列说法不正确的是()A．该反应的ΔH>0B．A点对应状态的平衡常数K(A)＝10－2.294C．NH3的体积分数不变时，该反应一定达到平衡状态D．30℃时，B点对应状态的v正＜v逆答案C解析－lgK越大，化学平衡常数K越小，由题图可知，随着温度的升高，化学平衡常数K增大，则升高温度平衡正向移动，正反应为吸热反应，ΔH＞0，故A正确；A点对应的－lgK＝2.294，则平衡常数K(A)＝10－2.294，故B正确；反应体系中气体只有NH3和CO2，反应得到NH3和CO2的物质的量之比为2∶1，所以NH3的体积分数始终不变，故C错误；30℃时，B点浓度商Q大于平衡常数K，反应向逆反应方向进行，则B点对应状态的v正＜v逆，故D正确。4．在容积为2L的密闭容器中发生反应xA(g)＋yB(g)zC(g)。图甲表示200℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化，图乙表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n(A)∶n(B)的变化关系。则下列结论正确的是()A．200℃时，反应从开始到平衡的平均反应速率v(B)＝0.04mol·L－1·min－1B．200℃时，该反应的平衡常数为25C．当外界条件由200℃降温到100℃，原平衡一定被破坏，且正、逆反应速率均增大D．由图乙可知，反应xA(g)＋yB(g)zC(g)的ΔH<0，且a＝2答案B解析由图甲可知，反应中A、B、C的物质的量的变化量之比为0.4∶0.2∶0.2＝2∶1∶1，根据反应中化学计量数之比等于物质的物质的量的变化量之比可知，该反应的化学方程式为2A(g)＋B(g)C(g)，根据v＝eq\f(Δc,Δt)可知v(B)＝eq\f(0.2mol,2L×5min)＝0.02mol·L－1·min－1，A错误；由图甲可知平衡时A、B、C的物质的量分别为0.4mol、0.2mol、0.2mol，所以它们的浓度分别为0.2mol·L－1、0.1mol·L－1、0.1mol·L－1，结合化学方程式2A(g)＋B(g)C(g)，可知该反应的平衡常数为eq\f(0.1,0.22×0.1)＝25，B正确；根据图乙可知，升高温度，C的体积分数增大，平衡正向移动，所以正反应为吸热反应，ΔH>0，同时反应速率增大，当投入的反应物的物质的量之比等于化学计量数之比时，平衡时C的体积分数达最大值，根据化学方程式2A(g)＋B(g)C(g)，可知a＝2，C、D错误。5．工业上利用Ga与NH3在高温条件下合成固体半导体材料氮化镓(GaN)，同时有氢气生成。反应中，每生成3molH2时放出30.8kJ的热量，在恒温恒容密闭体系内进行上述反应。下列有关表述正确的是()A.Ⅰ图像中如果纵坐标为正反应速率，则t时刻改变的条件可以为升温或加压B.Ⅱ图像中纵坐标可以为镓的转化率C.Ⅲ图像中纵坐标可以为化学反应速率D.Ⅳ图像中纵坐标可以为体系内混合气体的平均相对分子质量答案A解析Ⅰ图像中如果纵坐标为正反应速率，升高温度或增大压强，反应速率增大，图像符合题意，A正确；反应的化学方程式为2Ga(s)＋2NH3(g)2GaN(s)＋3H2(g)ΔH＜0，相同压强下，升高温度，平衡逆向移动，平均相对分子质量增大，相同温度下，增大压强，平衡逆向移动，平均相对分子质量增大，D错误。6.在2L恒容密闭容器中充入2molX和1molY，发生反应：2X(g)＋Y(g)3Z(g)ΔH<0，反应过程持续升高温度，测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是()A．升高温度，平衡常数增大B．W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率C．Q点时，Y的转化率最大D．平衡时充入Z，达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大答案C解析此反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，A选项错误；M点的温度高于W点的，所以M点X的正反应速率大，B选项错误；图像中从开始到Q点，反应正向进行，Y的转化率逐渐增大，Q点时达到平衡状态，随着温度升高平衡逆向移动，Y的转化率逐渐减小，C选项正确；平衡时充入Z，相当于加压，平衡不移动，D选项错误。7．在1.0L恒容密闭容器中投入1molCO2和2.75molH2发生反应CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)，实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醇的物质的量变化如图所示。下列说法正确的是()A．该反应的正反应为吸热反应B．压强大小关系为p1<p2<p3C．M点对应的平衡常数K的数量级为10－2D．在p2及512K时，图中N点v正<v逆答案C解析A项，由图可知，随着温度升高，平衡时甲醇的物质的量减小，因此升温平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，错误；B项，由图可知，作一条等温线，因为正反应为气体体积减小的反应，压强越大，平衡时甲醇的物质的量也越大，所以p1>p2>p3，错误；C项，由图可知，M点对应的甲醇的物质的量为0.25mol。则：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)开始/mol12.7500转化/mol0.250.750.250.25平衡/mol0.7520.250.25因此K＝eq\f(0.25×0.25,0.75×23)≈1.04×10－2，正确；D项，由图可知，在p2及512K时，N点甲醇的物质的量小于平衡时的物质的量，所以反应正向进行，则v正>v逆，错误。8．(2022·广东佛山高二期中)已知C3H8脱H2制烯烃的反应为C3H8C3H6＋H2。固定C3H8浓度不变，提高CO2浓度，测定出口处C3H6、H2、CO浓度，实验结果如图所示。下列说法不正确的是()A．在制烯烃的反应中，随着CO2浓度的增大，平衡会向正反应方向移动B．C3H6、H2的浓度随CO2浓度变化趋势的差异是因为发生了反应CO2＋H2CO＋H2OC．相同条件下，提高C3H8与CO2的比例，可以提高C3H8的转化率D．如果生成物只有C3H6、CO、H2O、H2，那么入口各气体的浓度和出口各气体的浓度符合3c0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(C3H8))＋c0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO2))＝3ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(C3H6))＋ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO))＋3ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(C3H8))＋ceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO2))答案C解析从图像上看，加入的二氧化碳参与了反应，与制丙烯生成的氢气发生反应：CO2＋H2CO＋H2O，导致氢气的浓度与丙烯浓度变化不相等，相当于降低氢气的浓度，使逆反应速率降低，平衡正向移动，导致丙烯的浓度增大，A、B正确；相同条件下，提高C3H8与CO2的比例，会降低C3H8的转化率，C错误；如果生成物只有C3H6、CO、H2O、H2，根据碳原子守恒即可得出入口各气体的浓度c0和出口各气体的浓度符合3c0(C3H8)＋c0(CO2)＝3c(C3H6)＋c(CO)＋3c(C3H8)＋c(CO2)，D正确。9．一定条件下合成乙烯的反应为6H2(g)＋2CO2(g)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。下列说法正确的是()A．M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆B．若投料比n(H2)∶n(CO2)＝4∶1，则图中M点乙烯的体积分数为5.88%C．250℃时，催化剂对CO2平衡转化率的影响最大D．当温度高于250℃时，升高温度，平衡逆向移动，导致催化剂的催化效率降低答案B解析化学反应速率随温度的升高而加快，M点后催化剂的催化效率随温度的升高而降低，所以M点的正反应速率v正有可能小于N点的逆反应速率v逆，故A错误；设起始投料n(H2)为4mol，则n(CO2)为1mol，M点平衡时二氧化碳的转化率为50%，列三段式得：6H2(g)＋2CO2(g)CH2=CH2(g)＋4H2O(g)起始/mol4100转化/mol1.50.50.251平衡/mol2.50.50.251所以乙烯的体积分数为eq\f(0.25mol,2.5＋0.5＋0.25＋1mol)×100%≈5.88%，故B正确；催化剂不影响平衡转化率，只影响化学反应速率，故C错误；催化剂的催化效率与平衡移动没有关系，故D错误。10．(2022·重庆一中高二检测)若只改变某一条件，化学反应aA(g)＋B(g)cC(g)的平衡变化图像如图1、图2所示(图中p表示压强，T表示温度，α表示平衡转化率，v表示反应速率，t表示反应时间)，据此分析下列说法正确的是()A．由图1可以判断该反应为吸热反应B．在图1中，若p1>p2，则a＋1<cC．在图2中，t0时刻改变的条件为移走部分生成物CD．在图2中，a、b、c、d中正反应速率最大的点是d点答案D解析根据图1知，同一压强下，升高温度，A的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，所以该反应是放热反应，A项错误；在图1中，若p1>p2，温度相同时，压强越大，α(A)越大，即平衡正向移动，说明此反应为气体分子数减小的反应，即a＋1>c，B项错误；在图2中，t0时刻v逆瞬间增大，改变的条件可能为增大C的浓度、增大压强或升高温度，若移走部分生成物C，v逆会因浓度减小而减小，C项错误；在图2中，t0时刻后，v逆逐渐减小，v正逐渐增大，直至v逆＝v正，达到平衡状态，则正反应速率最大的点是d点，D项正确。11．一定条件下的可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)ΔH，下列图示与对应的叙述相符的是()A．图甲所示：T1<T2，该反应的ΔH<0B．图乙所示：若该反应中化学计量数的关系为a＋b<c＋d，则p1>p2>p3C．图丙所示：点E时，v正>v逆D．图丁所示：该反应中反应系数的关系为a＋b>c＋d答案C解析如图甲，温度T2对应的曲线斜率大，所以T2>T1，C为生成物，温度越高，C的百分含量越大，说明升高温度平衡正向移动，该反应为吸热反应，故A错误；如图乙，若该反应中化学计量数的关系为a＋b<c＋d，则该反应为气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移＝v逆，E点未达平衡，且A的百分含量大于平衡时的，反应正向进行，v正>v逆，故C正确；如图丁，压强p之前，随着压强增大，生成物C的百分含量增大，直到达平衡状态，压强p之后，随着压强增大，C的百分含量减小，说明增大压强平衡逆向移动，a＋b<c＋d，故D错误。12．(2022·江苏南通高二检测)工业上利用CO和H2制CH3OH的反应为CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，实验测得在两种不同压强下，CO的平衡转化率与温度(T)的关系如图所示，查阅资料得：相同压强下，气体的分子数之比等于气体的体积之比，下列说法正确的是()A．反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)的ΔH>0B．图中曲线X所对应的压强大于曲线Y所对应的压强C．T1℃，若c起始(H2)＝2c起始(CO)＝2mol·L－1，则平衡常数K>10D．图中P点所示条件下，延长反应的时间能提高CO转化率答案C解析由图可知，温度升高CO的平衡转化率减小，说明升温平衡逆向移动，正反应为放热反应，反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)的ΔH<0，故A错误；CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，CO转化率增大，相同温度下曲线Y对应的压强下CO转化率大，则说明图中曲线X所对应的压强小于曲线Y所对应的压强，故B错误；T1℃，若c起始(H2)＝2c起始(CO)＝2mol·L－1，达到平衡状态CO转化率为0.8，结合三段式计算CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)起始/(mol·L－1)120转化/(mol·L－1)0.81.60.8平衡/(mol·L－1)0.20.40.8K＝eq\f(0.8,0.2×0.42)＝25>10，故C正确；图中P点已达所示条件下的反应限度，延长反应的时间，不能提高CO转化率，故D错误。13．将0.4molN2O4气体充入2L固定容积的密闭容器中发生反应：N2O4(g)2NO2(g)ΔH。在T1和T2时，测得NO2的物质的量随时间的变化如图1所示。图1图2(1)T1时，40～80s内用N2O4表示该反应的平均反应速率为________mol·L－1·s－1。(2)ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。(3)在温度为T3、T4时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图2所示。下列说法正确的是______________(填字母)。A．A、C两点的反应速率：A>CB．A、B两点N2O4的转化率：A>BC．A、C两点气体的颜色：A深，C浅D．由A点到B点，可以用加热的方法答案(1)0.00125(2)>(3)B解析(1)T1时，v(N2O4)＝eq\f(1,2)v(NO2)＝eq\f(1,2)×eq\f(0.60mol－0.40mol,2L×40s)＝0.00125mol·L－1·s－1。(2)由图可知反应在T1温度下比T2温度下先达到平衡状态，所以T1>T2，由于T1平衡时n(NO2)比T2平衡时的多，故升高温度，平衡向生成NO2的方向移动，即向吸热反应方向移动，所以ΔH>0。(3)A项，A、C两点温度相同，C点对应压强大，反应速率大；B项，A、B两点压强相同，温度不同，A点NO2的体积分数大于B点，而反应：N2O4(g)2NO2(g)ΔH>0，温度升高，平衡向右移动，NO2的体积分数增大，温度：T4>T3，转化率：A>B；C项，A、C两点温度相同，C点对应压强大，NO2的浓度大，故气体颜色C点比A点深；D项，由B项分析知，A点温度T4高于B点温度T3，故由A点到B点需要降低温度。14．N2O是常见的环境污染性气体。在四个不同容积的恒容密闭容器中按图甲充入相应的气体，发生反应：2N2O(g)2N2(g)＋O2(g)，容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中N2O的平衡转化率如图乙所示。(1)若容器Ⅰ的体积为2L，反应在370℃下进行，20s后达到平衡，则0～20s内容器Ⅰ中用O2表示的反应速率为________。B点对应的平衡常数K＝________(保留两位有效数字)。(2)若容器Ⅳ的体积为1L，反应在370℃下进行，则起始时反应________(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)进行。(3)图中A、C、D三点容器内气体密度由大到小的顺序是________________。答案(1)0.0005mol·L－1·s－10.0044(2)向逆反应方向(3)D＞C＞A解析(1)A点三段式为2N2O(g)2N2(g)＋O2(g)起始/(mol·L－1)0.0500转化/(mol·L－1)0.020.020.01平衡/(mol·L－1)0.030.020.01所以v(O2)＝eq\f(Δc,Δt)＝eq\f(0.01mol·L－1,20s)＝0.0005mol·L－1·s－1,A、B点温度相同，对应的平衡常数相等。B点对应的平衡常数：K＝eq\f(cO2·c2N2,c2N2O)＝eq\f(0.01×0.022,0.032)≈0.0044。(2)容器Ⅳ体积为1L,370℃时，起始浓度分别为c(N2O)＝0.06mol·L－1，c(N2)＝0.06mol·L－1，c(O2)＝0.04mol·L－1，Q＝eq\f(cO2·c2N2,c2N2O)＝eq\f(0.04×0.062,0.062)＝0.04＞K＝0.0044，反应向逆反应方向进行。(3)根据图像分析该反应为吸热反应，升高温度，平衡右移，N2O的转化率增大，现在A、C、D三点转化率相同，说明A、C、D三点依次压缩体积，即密度依次增大。15．“低碳经济”已成为全世界科学家研究的重要课题。为减小和消除CO2对环境的影响，一方面世界各国都在限制其排放量，另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。(1)已知：①CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)ΔH＝－41kJ·mol－1②C(s)＋2H2(g)CH4(g)ΔH＝－73kJ·mol－1③2CO(g)C(s)＋CO2(g)ΔH＝－171kJ·mol－1写出CO2与H2反应生成CH4和H2O(g)的热化学方程式：______________________。(2)目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究该反应原理，在容积为2L的密闭容器中，充入1molCO2和3.25molH2在一定条件下发生反应，测得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物质的量(n)随时间的变化如图所示：①从反应开始到平衡，氢气的平均反应速率v(H2)＝______________。②下列措施一定不能使CO2的转化率增大的是__________(填字母)。A．在原容器中再充入1molCO2B．在原容器中再充入1molH2C．在原容器中充入1mol氦气D．使用更有效的催化剂E．缩小容器的容积F．将水蒸气从体系中分离(3)高温下，CO2与足量的碳在密闭容器中发生反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g)。向容积为1L的恒容容器中加入0.2molCO2，在不同温度下达到平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示。则该反应为__________(填“放热”或“吸热”)反应，某温度下，若向该平衡体系中再通入0.2molCO2，平衡__________(填“正向”“逆向”或“不”)移动，达到新平衡后，体系中CO的百分含量__________(填“变大”“变小”或“不变”)。(4)在T1时，向体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的CO和H2，发生反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，反应达到平衡时CH3OH(g)的体积分数(φ)与eq\f(nH2,nCO)的关系如图所示。①当eq\f(n\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(H2)),n\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(CO)))＝2时，经过5min达到平衡，CO的转化率为0.6，则该反应的化学平衡常数K＝______(保留一位小数)。若此刻再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g