考点07化学平衡图像-

考点07化学平衡图像【核心考点梳理】化学平衡图像的类型1．速率—时间图像(v­t图像)：ⅠⅡⅢ解题原则：分清正反应、逆反应及二者的相对大小，分清“突变”和“渐变”；正确判断化学平衡的移动方向；熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律。Ⅰ．v′正突变，v′逆渐变，且v′正>v′逆，说明是增大了反应物的浓度，使v′正突变，且平衡正向移动。Ⅱ．v′正、v′逆都是突然减小的，且v′正>v′逆，说明平衡正向移动，该反应的正反应可能是放热反应或气体总体积增大的反应，降低温度或减小压强，使v′正、v′逆突然减小，且v′正＞v′逆。Ⅲ．v′正、v′逆都是突然增大的且增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，可能是使用了催化剂，也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应压缩体积(即增大压强)所致。2．百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像：ⅠⅡⅢ解题原则——“先拐先平数值大”。在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a使用了催化剂)。Ⅰ．表示T2>T1，正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动。Ⅱ．表示p2>p1，A的转化率减小，说明正反应是气体总体积增大的反应，压强增大，平衡逆向移动。Ⅲ．生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a>b，故a使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a增大了压强(压缩体积)。3．百分含量(或转化率)—压强—温度图像：ⅠⅡ解题原则——“定一议二”。在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量，分析方法是确定其中一个变量，讨论另外两个变量之间的关系。如上图Ⅰ中确定压强为105Pa或107Pa，则生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小，说明正反应是放热反应；再确定温度T不变，作横坐标的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现，压强增大，生成物C的百分含量增大，说明正反应是气体总体积减小的反应。【核心归纳】化学平衡图像题的解题流程【必备知识基础练】1．（2023秋·青海西宁·高二校联考期末）对于可逆反应mA(g)+nB(s)pC(g)+qD(g)反应过程中，其他条件不变时，产物D的质量分数D%与温度Ｔ或压强p的关系如图所示，下列说法正确的是 A．降温，化学平衡向正反应方向移动B．使用催化剂可使D%有所增加C．化学方程式中化学计量数m+n<p+qD．升温，A的转化率提高【答案】A【解析】A．从第1个图中可以看出，其他条件不变，采用温度，达平衡所需时间比用温度短，即反应速率快，可以得出，但采用高温达到平衡时，生成物的百分含量低，说明升高温度平衡逆向移动，反之，降低温度平衡正向进行，A项正确；B．催化剂不改变物质的转化率，B项错误；C．从第2个图可以看出，其他条件不变时，采用的压强，比先达到平衡，所以，但采用高压，达到平衡时，生成物减少，说明加压，平衡左移，正反应是气体体积增大的反应，C项错误；D．升温，平衡逆向移动，A的转化率减小，D项错误；答案选A。2．（2023秋·河南驻马店·高二统考期末）某化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)的速率和平衡的影响图像如图所示。下列判断错误的是A．由图1可知，T1＜T2，该反应正反应为放热反应B．由图2可知，该反应m+n＞pC．图3中，表示反应速率v正＞v逆的是点1D．图4中，若m+n=p，则a曲线可能使用了催化剂【答案】C【解析】A．根据“先拐先平数值大”，可知T1＜T2，升高温度，C的百分含量减小，说明平衡逆向移动，故该反应的正反应为放热反应，A正确；B．由图可知，增大压强，C的百分含量增大，说明加压平衡正向移动，所以该反应m+n＞p，B正确；C．图中点1的转化率大于同温下的平衡转化率，说明点1反应逆向进行，反应速率：υ正＜υ逆，C错误；D．曲线a速率加快、平衡没移动，若m+n=p，曲线a可能使用了催化剂或加压，D正确；故答案选C。3．（2023春·贵州遵义·高二校联考期中）在某恒容密闭容器中投入1molX(s)和4molY(g)，发生反应：X(s)+4Y(g)⇌M(s)+4N(g)，测得在不同温度下达到平衡时，各组分的物质的量与温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是A．该反应为放热反应B．n(Y)+n(N)=5molC．曲线b表示n(X)随温度的变化D．600℃时，向该平衡体系中投入1molX(s)，Y的平衡转化率不变【答案】D【解析】A．温度升高，平衡正向移动，则该反应为吸热反应，A项错误；B．根据化学反应方程式，Y反应的物质的量等于N生成的物质的量，则n(Y)+n(N)=4mol，B项错误；C．整个反应过程有n(X)+n(M)=1mol，n(Y)+n(N)=4mol，因此可判断曲线b为n(Y)随温度的变化，C项错误；D．X为固体，向平衡体系中加入X不能引起浓度变化，因此平衡不移动，Y的平衡转化率不变，D项正确。答案选D。4．（2023春·广西柳州·高二柳州市第三中学校考期中）为了实现“碳中和”，利用合成的反应为：I．

，副反应为：Ⅱ．

，已知温度对、的平衡产率影响如图所示，下列说法中正确的是A．B．可以通过使用合适的催化剂提高的选择性C．增大压强可以加快反应I的速率，对反应Ⅱ的速率无影响D．实际生产过程中，一定要在较低温度下才能提高的产率【答案】B【解析】由图可知，升高温度，一氧化碳的产率增大、甲醇的产率减小，说明反应I是放热反应，反应Ⅱ是吸热反应。A．由图可知，升高温度，一氧化碳的产率增大、甲醇的产率减小，说明反应I是放热反应，，故A错误；B．催化剂有一定的选择性，选用合适的催化剂快于减弱副反应的发生，提高甲醇的选择性，故B正确；C．反应I和反应Ⅱ都是有气体参加和生成的反应，增大压强，反应I的速率和反应Ⅱ的速率均增大，故C错误；D．反应I是气体体积减小的放热反应，适当降低温度和增大压强都能提高甲醇的产率，故D错误；故选B。5．（2023秋·广东广州·高二广州市第十七中学校考期中）已知反应3A(g)+B(g)2C(g)+2D(g)ΔH<0，图中，a、b曲线分别表示在不同条件下，A与B反应时，D的体积分数随时间t的变化情况。若想使曲线b(实线)变为曲线a(虚线)，可采用的措施是①增大A的浓度

②加入催化剂

③升高温度④恒温下，缩小反应容器体积

⑤保持容器内体积不变，加入稀有气体A．①② B．②④ C．③④ D．④⑤【答案】B【分析】由题干图像所示信息可知，由曲线b变为曲线a为反应速率增大，但D%不变，说明平衡没有移动，据此分析解题。【解析】①增大A的浓度即增大反应物浓度，反应速率加快，平衡正向移动，D%增大，不合题意；②加入催化剂加快反应速率，平衡不移动，符合题意；③升高温度，反应速率加快，正反应是放热反应，平衡逆向移动，D%减小，不合题意；④该反应是一个气体体积不变的反应，故恒温下，缩小反应容器体积，反应速率加快，平衡不移动，D%不变，符合题意；⑤保持容器内体积不变，加入稀有气体，相当于减小压强，反应速率减慢，平衡不移动，D%不变，不合题意；综上所述只有②④符合题意，故答案为：B。【关键能力提升练】6．（2023春·江苏扬州·高二统考期中）在催化剂作用下，氧化可获得。其主要化学反应为：反应I．反应Ⅱ．压强分别为、时，将和的混合气体置于密闭容器中反应，不同温度下体系中乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性[的选择性]如图所示。下列说法正确的是A．反应B．C．压强为，温度为210℃时，反应达平衡时，体系中D．一定温度和压强下，可通过选择合适的催化剂提高反应速率和乙烯的选择性【答案】D【解析】A．根据盖斯定律，2ⅠⅡ得到，则ΔH=2ΔH1ΔH2=2×(177kJ/mol)(+430kJ/mol)=76kJ/mol，故A错误；B．反应Ⅰ是个气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，C2H6的转化率降低，从图中可以看出，温度均为210℃时，当压强为P1时，C2H6的转化率为50%；当压强为P2时，C2H6的转化率小于50%，因此P1＜P2，故B错误；C．压强为，温度为210℃时，乙烷的转化率为50%，乙烯的选择性为80%，参与反应Ⅰ的乙烷为2mol×50%×80%=0.8mol，反应Ⅰ生成的乙烯、一氧化碳都是0.8mol，参与反应Ⅱ的乙烷为2mol×50%×20%=0.2mol，反应Ⅱ生成的一氧化碳是0.8mol，则反应达平衡时，故C错误；D．选择合适催化剂，可以加快化学反应速率，同时还可以提高目标产品的选择性，减少副反应的发生，因此一定温度和压强下，可通过选择合适的催化剂提高反应速率和乙烯的选择性，故D正确；故答案选D。7．（2023春·河南周口·高二校联考阶段练习）在刚性密闭容器中充入气体，容器内反应为，在和时，测得的物质的量随时间的变化如图所示，下列说法错误的是

A．时，内的平均反应速率为B．温度C．若增大的起始浓度，平衡时比原平衡小D．M点和N点的平衡常数【答案】B【解析】A．时，内的平均反应速率为，A项正确；B．由图可知，反应在温度下比温度下先达到平衡状态，所以，由于平衡时比平衡时的少，故升高温度，平衡向生成的方向移动，即向吸热反应方向移动，所以，B项错误；C．增大的起始浓度相当于增大压强，平衡向左移动，减小，C项正确；D．正反应是吸热反应，M点的温度高于N点，温度越高，平衡常数越大，平衡常数，D项正确；故选B。8．（2023秋·山西大同·高二统考期末）在容积不变的密闭容器中进行反应：2M(g)+N(g)2Q(g)

△H，其平衡常数与温度的关系如图所示。下列说法错误的是A．上述反应△H<0B．a点处v(M)正=2v(N)逆C．a、b、c三点中，只有b点处反应达到平衡状态D．b点处，K正=K逆=1【答案】C【解析】A．温度升高，正反应的平衡常数K正减小，平衡左移，说明正反应为放热反应，△H<0，故A正确；B．a点处于平衡状态的点，速率比等于化学计量数之比，v(M)正=2v(N)正，v(N)逆=v(N)正，则v(M)正=2v(N)逆，故B正确；C．曲线上的点都是处于平衡状态的点，a、b、c三点都是反应达到平衡状态的点，故C错误；D．由图可知，b点处，K正=K逆，根据，则K正=K逆=1，故D正确；故选：C。9．（2023秋·浙江温州·高二统考期末）在密闭容器中发生反应。图a表示恒温条件下随时间的变化情况，图b表示恒压条件下，平衡体系中的质量分数随温度变化情况。下列说法不正确的是A．图a中，变化的原因可能是缩小体积B．依据图b分析可知，该化学反应C．图b中，C→A所需的时间为x，D→B所需时间为y，则x<yD．若要测定的相对分子质量，尽量选择低压、高温条件【答案】C【解析】A．图a中，A1到A2NO2浓度突然增大，且恢复平衡后NO2浓度大于原平衡时的浓度，则可能的原因为缩小体积，A正确；B．根据图b可知，随着温度升高，N2O4的质量分数逐渐减小，说明升高温度化学平衡逆向移动，则该反应为放热反应，ΔH<0，B正确；C．图b中，A、C点温度低于B、D点，则C到A的反应速率低于D到B的反应速率，x>y，C错误；D．已知该反应正反应为气体体积减小的放热反应，要测定二氧化氮的相对分子质量，则需要让平衡尽可能逆向移动，则选择低压、高温较为合适，D正确；故答案选C。10．（2023秋·广东深圳·高二统考期末）工业上制备硫酸过程中涉及反应：。某密闭容器中投入一定量和，在、两不同压强下平衡时的含硫百分含量[的含硫百分含量为]随温度变化如图。下列说法正确的是A． B．C．逆反应速率： D．平衡常数：【答案】C【解析】A．由图可知温度越高，的含量越高，所以该反应的焓变，A项错误；B．图中纵轴表示的含硫面分含量随温度的变化，压强越大的平衡体积分数越小，所以，B项错误；C．由图可知a、b两点对各物质的物质的量均相等，b点温度压强均较高，逆反应速率较大，则，C项正确；D．该反应为放热反应，则温度越高，平衡常数越小，所以平衡常数：，D项错误；故选C。11．（2023春·广西玉林·高二博白县中学校考期中）在密闭容器中，反应，达到如下图甲平衡，在仅改变某一条件后达到乙平衡，对改变的条件下列分析正确的是

A．图Ⅰ是增大反应物的浓度B．图Ⅱ一定是加入催化剂的变化情况C．图Ⅲ是增大压强D．图Ⅲ是升高温度【答案】D【解析】A．图I在某一时刻正逆反应速率都增大，若只是增大反应物的浓度，只有正反应速率增大，逆反应速率不变，A错误；B．图II正逆速率都增大，但增大程度相同，可能是增大压强或加入催化剂的变化情况，因为该反应是前后气体分子数相同的反应，增大压强，正逆速率都增大，但仍相等，平衡不移动，B错误；C．图III中t时刻的百分含量降低，说明平衡逆向移动，反应是气体体积不变的放热反应，增大压强平衡不移动，升高温度，平衡逆向移动，则图III是升高温度，故C错误；D．由C可知，图Ⅲ是升高温度，故D正确；故选D。12．（2023春·江苏南京·高二江苏省溧水高级中学校考期中）甲醇脱氢法制HCOOCH3工艺过程涉及如下反应：反应Ⅰ：2CH3OH(g)=HCOOCH3(g)＋2H2(g)ΔH1=＋135.4kJ·mol1反应Ⅱ：CH3OH(g)=CO(g)＋2H2(g)ΔH2=＋106.0kJ·mol1向容积为10L的恒容密闭容器中通入1.0molCH3OH气体发生上述反应，反应相同时间，测得CH3OH的转化率和HCOOCH3的选择性随温度变化如下图所示。(已知：HCOOCH3的选择性=×100%)下列说法正确的是A．2CO(g)+2H2(g)=HCOOCH3(g)的ΔH=+76.6kJ·mol1B．虚线代表的是CH3OH的转化率C．553K时，HCOOCH3的产量为0.1molD．低于553K时，温度越高，生成的HCOOCH3越多。高于553K时，温度越高，生成的CO越多【答案】D【解析】A．根据盖斯定律可知该反应可由反应Ⅰ2×反应Ⅱ得到，，故A错误；B．反应Ⅰ和反应Ⅱ均为吸热反应，随温度的升高平衡均正向移动，甲醇的转化率增大，虚线不符合，应该为实线，故B错误；C．553K时，甲醇的转化率为20%，HCOOCH3的选择性为50%，1.0molCH3OH中消耗0.2mol，其中0.1mol转化为甲酸甲酯，甲酸甲酯的物质的量为0.05mol，故C错误；D．由图可知，低于553K时，甲醇的转化率和甲酸甲酯的选择性都随温度的升高而增大所以温度越高，生成的HCOOCH3越多。而高于553K时，甲酸甲酯的选择性明显降低，反应以反应Ⅱ为主，因此温度越高，生成的CO越多，故D正确；故选D。13．（2023秋·浙江金华·高二统考期末）反应，在温度一定时，平衡体系中的体积分数(%)随压强的变化情况如图所示(实线上的任何一点为对应压强下的平衡点)。下列说法正确的是A．E→A所需时间为x；D→C所需时间为y，则B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅C．快速压缩混合气体，A点可沿平衡曲线直接变到B点D．A、B、C、D、E各状态中，的是状态D【答案】D【解析】A.E→A所需时间为x；D→C所需时间为y，压强越大，反应速率越快，NO2的体积分数变化量相同时，所需时间则，A错误；B.NO2是红棕色气体，浓度越大，颜色越深，A→C，增大压强，达新平衡，C点NO2浓度比A点大，所以A、C两点气体的颜色：A浅，C深，B错误；C.无限缓慢压缩混合气体，A点可沿平衡曲线直接变到B点，C错误；D.A、B、C、D、E各状态中，A、B、C达平衡，，D点Q>K，反应逆向进行，，D正确；答案选D。14．（2023秋·河南平顶山·高二统考期末）图像更能直接地体现化学反应伴随的现象，如能量、速率、浓度等物理量的变化。下列说法错误的是A．由图①可知，

，

，则B．图②表示不同温度下，c(X)随时间t的变化，则正反应的，M点正反应速率点逆反应速率C．图③所示反应的热化学方程式为

D．图④中t时刻改变的条件可能是增大的浓度，同时减小的浓度【答案】B【解析】A．据图①可知，反应为放热反应，即，由于同一物质(产物B)处于液态时内能低于气态，则生成放出能量更多，对应更小，即，A正确；B．依据“先拐先平数值大”，结合图像可知，先达到平衡，则，升高温度，c(X)增大，说明平衡逆向移动，正反应；温度越高，反应速率越大，则M点正反应速率点逆反应速率，B错误；C．由图③可知，反应为吸热反应，热化学方程式为，C正确；D．增大的浓度，比原平衡时大，减小生成物的浓度，比原平衡时小，D正确；故选B。15．（2023春·江苏常州·高二统考阶段练习）二甲醚(CH3OCH3)在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用。工业上CO和H2为原料生产CH3OCH3的新工艺主要发生三个反应：①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)+91kJ②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)+24kJ③CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)+41kJ新工艺的总反应为3CO(g)+3H2(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g)+Q(1)增大压强，CH3OCH3的产率_____(选填增大“、”减小“或”不变“，下同)，平衡常数将_____。(2)原工艺中反应①和反应②分别在不同的反应器中进行，无反应③发生。新工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率，原因是_____。(3)当上述反应体系在恒温恒容条件下达到平衡，下列各项叙述正确的是_____(选填编号)。a.反应室内气体密度保持不变b.反应速率之比存在关系：3v(CO)生成=v(CO2)消耗c.反应物与生成物的物质的量浓度之比保持不变d.c(CO)：c(H2)一定等于1：1(4)为了寻找合适的反应温度，研究者进行了一系列试验，每次试验保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变，试验结果如图。CO转化率随温度变化的规律是_____，其原因是_____。【答案】(1)增大不变(2)反应③消耗了反应②中的产物水，使反应②的化学平衡向正向移动，从而提高CH3OCH3的产率(3)c(4)温度低于240℃时，CO的转化率随温度升高而增大，温度高于240℃时，CO的转化率随温度升高而减小较低温度时，各反应体系均未达到平衡，CO的转化率主要受反应速率影响，随着温度的升高反应速率增大，CO的转化率也增大，在较高温度时，各反应体系均已达到平衡，CO的转化率主要受反应限度影响，随着温度的升高平衡逆向移动，CO的转化率减小【解析】（1）根据总反应方程式分析，增大压强，平衡正向移动，CH3OCH3的产率增大，由于温度未变，因此平衡常数将不变；（2）新工艺中反应③的发生提高了CH3OCH3的产率，原因是反应③消耗了反应②中的产物水，根据勒夏特列原理，反应②的化学平衡向正向移动，从而提高CH3OCH3的产率；（3）a．气体密度ρ=，气体质量不变，容器体积不变，不管是否平衡，密度始终不变，a错误；b．反应速率之比存在关系：3υ(CO)生成=υ(CO2)消耗，一个正向反应，一个逆向反应，但速率之比不等于计量系数之比，b错误；c．反应达到平衡后，各组分浓度不变，因此反应物与生成物的物质的量浓度之比保持不变，c正确；d．若投料量之比为不是1：1，消耗的量始终是1：1，则剩余的量之比不是1：1，d错误；故选c；（4）根据图中信息分析，开始温度低，反应速率较慢，还未达到平衡，随着温度升高，速率加快，到240℃，转化率达到最大值，后来温