第十一章第44讲化学反应速率和化学平衡常规图像

第44讲化学反应速率和化学平衡常规图像[复习目标]1.了解化学反应速率、化学平衡图像的常见类型。2.通过解答不同类型图像问题，初步建立解答化学反应速率、化学平衡相关图像问题的思维模型。类型一速率—时间图像1.含“断点”的速率—时间图像(1)图像t1时刻所改变的条件温度升高降低升高降低正反应为放热反应正反应为吸热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(2)t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。2.“渐变”类速率—时间图像图像分析结论t1时v'正突然增大，v'逆逐渐增大；v'正>v'逆，平衡向正反应方向移动t1时其他条件不变，增大反应物的浓度t1时v'正突然减小，v'逆逐渐减小；v'逆>v'正，平衡向逆反应方向移动t1时其他条件不变，减小反应物的浓度t1时v'逆突然增大，v'正逐渐增大；v'逆>v'正，平衡向逆反应方向移动t1时其他条件不变，增大生成物的浓度t1时v'逆突然减小，v'正逐渐减小；v'正>v'逆，平衡向正反应方向移动t1时其他条件不变，减小生成物的浓度1.[2025·重庆，17(3)]利用弛豫法可研究快速反应的速率常数(k，在一定温度下为常数)，其原理是通过微扰(如瞬时升温)使化学平衡发生偏离，观测体系微扰后从不平衡态趋向新平衡态所需的弛豫时间(τ)，从而获得k的信息。对于H2OH++OH-，若将纯水瞬时升温到25℃，测得τ=4.0×10-5s。已知：25℃时，c(H2O)=55.6mol·L-1，v(正)=k1c(H2O)，v(逆)=k2c(H+)c(OH-)，τ=1k1+2k2xc(x下列能正确表示瞬时升温后反应建立新平衡的过程示意图为。

答案D解析瞬时升温后，正、逆反应速率突变增大，平衡正向移动，但水的浓度是恒定的，正反应速率不再变化，逆反应速率逐渐增大，所以建立新平衡的过程示意图为D。2.在一密闭容器中发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH<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：(1)处于平衡状态的时间段是(填字母，下同)。

A.t0~t1 B.t1~t2C.t2~t3 D.t3~t4E.t4~t5 F.t5~t6(2)判断t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件。A.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t1时刻：；t3时刻：；t4时刻：。

(3)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~t1 B.t2~t3C.t3~t4 D.t5~t6(4)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。答案(1)ACDF(2)CEB(3)A(4)解析(1)根据图示可知，t0~t1、t2~t3、t3~t4、t5~t6时间段内，v正、v逆相等，反应处于平衡状态。(2)t1时，v正、v逆同时增大，且v逆增大的更快，平衡向逆反应方向移动，所以t1时改变的条件是升温；t3时，v正、v逆同时增大且增大程度相同，平衡不移动，所以t3时改变的条件是加催化剂；t4时，v正、v逆同时减小，且v正减小的更快，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，t1~t2、t4~t5时间段内平衡均向逆反应方向移动，NH3的含量均比t0~t1时间段内的低，所以t0~t1时间段内NH3的百分含量最高。(4)t6时刻分离出部分NH3，v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。类型二温度(压强)—浓度(含量)—时间图像1.识图技巧分析反应由开始(起始物质相同时)到达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。(1)若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短。(2)若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。(3)若为是否使用催化剂，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短。2.应用举例已知反应：mA(g)+nB(g)⥬pC(g)+qD(g)。[技法解读]“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。3.特殊图像对于化学反应mA(g)+nB(g)⥬pC(g)+qD(g)，如图所示，M点前，表示从反应物开始，v正>v逆；M点恰好达到平衡；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ΔH<0。1.(2024·山东，15改编)逆水气变换反应：CO2(g)+H2(g)⥬CO(g)+H2O(g)ΔH>0。一定压力下，按CO2、H2物质的量之比n(CO2)∶n(H2)=1∶1投料，T1、T2温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2)，T1、T2温度时反应速率常数k分别为k1、k2。下列说法正确的是()A.k1<k2B.T1、T2温度下达平衡时反应速率的比值：v(TC.温度不变，仅改变体系初始压力，反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变D.T2温度下，改变初始投料比例，可使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同答案B解析根据分析，T1比T2反应速率快，T1>T2，反应速率常数与温度有关，结合反应速率方程知k1>k2，A项错误；反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2)，则v(T1)v(T2)=k1c10.5(H2)c1(CO2)k2c20.5(2.(2024·海南，7)已知298K、101kPa时，CO2(g)+3H2(g)⥬CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-49.5kJ·mol-1。该反应在密闭的刚性容器中分别于T1、T2温度下进行，CO2的初始浓度为0.4mol·L-1，c(CO2)-t关系如图所示。下列说法错误的是()A.T1>T2B.T1下反应达到平衡时c(CH3OH)=0.15mol·L-1C.使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大D.使用催化剂2和催化剂3的反应历程相同答案D解析由题干图像信息可知，平衡时CO2的浓度T1温度下比T2温度下的大，即T1到T2平衡正向移动，而结合题干方程式可知，该反应的正反应是一个放热反应，即降低温度平衡正向移动，即T1>T2，A正确；T1温度下达到平衡时CO2的浓度为0.25mol·L-1，即CO2的浓度改变量为0.40mol·L-1-0.25mol·L-1=0.15mol·L-1，则T1温度下反应达到平衡时c(CH3OH)=0.15mol·L-1，B正确；在温度均为T1时，使用催化剂1达到平衡所需要的时间比使用催化剂2更长，即使用催化剂1时的反应速率比使用催化剂2的更慢，说明使用催化剂1的反应活化能比使用催化剂2的大，C正确；催化剂2和催化剂3达到平衡所需要的时间相同，但温度不同，反应速率不同，说明使用催化剂2和使用催化剂3的反应历程不相同，D错误。3.(2024·黑吉辽，10)异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是()A.3h时，反应②正、逆反应速率相等B.该温度下的平衡常数：①>②C.0~3h平均速率(异山梨醇)=0.014mol·kg-1·h-1D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率答案A解析由图可知，3h后异山梨醇浓度继续增大，所以3h时，反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速率不相等，故A错误；图像显示该温度下，15h后所有物质浓度都不再变化，且此时山梨醇转化完全，即反应充分，而1，4⁃失水山梨醇仍有剩余，即反应②正向进行程度小于反应①，所以该温度下的平衡常数：①>②，故B正确；在0~3h内异山梨醇的浓度变化量为0.042mol·kg-1，所以平均速率(异山梨醇)=0.042mol·kg-13h=0.014mol·kg-1·h-1类型三恒温(恒压)线以mA(g)+nB(g)⥬pC(g)+qD(g)ΔH=QkJ·mol-1为例m+n>p+q，ΔH>0m+n<p+q，ΔH<0m+n>p+q，ΔH<0m+n<p+q，ΔH>0[技法解读]解答时应用“定一议二”原则，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。(1)通过分析相同温度、不同压强时反应物A的转化率大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。(2)通过分析相同压强、不同温度时反应物A的转化率的大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。1.(2025·山东，10)在恒容密闭容器中，Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知：T2温度时，Na2SiF6(s)完全分解；体系中气相产物在T1、T3温度时的分压分别为p1、p3。下列说法错误的是()A.a线所示物种为固相产物B.T1温度时，向容器中通入N2，气相产物分压仍为p1C.p3小于T3温度时热解反应的平衡常数KpD.T1温度时，向容器中加入b线所示物种，重新达平衡时逆反应速率增大答案D解析Na2SiF6(s)受热分解生成NaF和SiF4两种氟化物，NaF为离子晶体，SiF4为分子晶体，熔点：NaF>SiF4，因此NaF为固相产物，SiF4为气相产物，则热解反应的化学方程式为Na2SiF6(s)2NaF(s)+SiF4(g)，根据曲线的变化趋势及变化比例，结合方程式可判断曲线a、b、c分别为NaF(s)、SiF4(g)、Na2SiF6(s)，A正确；N2不与体系中任何物质反应，由于容器恒容，因此SiF4的分压不变，仍为p1，B正确；该反应的平衡常数Kp=p(SiF4)，由题图可知，温度越高，Na2SiF6分解程度越大，平衡时p(SiF4)越大，即Kp越大，由于T2温度下Na2SiF6已完全分解，因此升温至T3时，无法释放更多的SiF4，故p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp，C正确；T1温度时，加入SiF4的瞬间，其分压增大，平衡逆向移动，由Kp=p(SiF4)知，重新平衡后SiF4的分压仍为p1，即SiF4的浓度不变，故逆反应速率不变，D错误。2.[2025·河南，17(5)(6)]CaCO3的热分解与NixPy催化的CH4重整结合，可生产高纯度合成气(H2+CO)，实现碳资源的二次利用。主要反应如下：反应Ⅰ：CaCO3(s)⥬CaO(s)+CO2(g)ΔH1=+178kJ·mol-1反应Ⅱ：CH4(g)+CO2(g)⥬2H2(g)+2CO(g)ΔH2=+247kJ·mol-1反应Ⅲ：H2(g)+CO2(g)⥬H2O(g)+CO(g)ΔH3=+41kJ·mol-1回答下列问题：(5)在温度分别为T1、T2和T3下，CH4的平衡转化率与压强的关系如图所示，反应温度最高的是(填“T1”“T2”或“T3”)，原因是

。

(6)一定温度、100kPa下，向体系中加入1.0molCaCO3和1.0molCH4，假设此条件下其他副反应可忽略，恒压反应至平衡时，体系中CaCO3转化率为80%，CH4转化率为60%，CO物质的量为1.3mol，反应Ⅲ的平衡常数Kp=(保留小数点后一位)，此时原位CO2利用率为。已知：原位CO2利用率=

[nCaC答案(5)T1反应Ⅱ是吸热反应，压强一定时，温度升高，平衡正向移动，CH4平衡转化率增大(6)1.270%解析(6)CaCO3平衡转化率为80%，则反应Ⅰ生成的n(CO2)=0.8mol，CH4平衡转化率为60%，则反应Ⅱ中CH4转化1mol×60%=0.6mol。则平衡时CO的物质的量为1.3mol，则反应Ⅲ生成0.1molCO，则反应Ⅲ为气体分子数不变的反应，可用物质的量代替分压计算平衡常数，故反应Ⅲ的Kp=p(CO)·p(H2O)p(H2)=[nCaCO3(初始3.在刚性容器中按n(CH3OH)∶n(CO2)=2∶1投料直接合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3，简称DMC，是一种应用前景广泛的新材料)：2CH3OH(g)+CO2(g)⥬CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)。一定条件下，平衡时CO2的转化率如图所示。(1)若温度为T℃、p1条件下，在1L密闭容器中通入0.1molCH3OH(g)和0.05molCO2(g)，5min达到A点平衡状态。则5min内CH3OH的平均反应速率为，该条件下平衡常数K=。达到平衡后，若再通入0.1molCH3OH(g)和0.1molH2O(g)，则此时v正(填“>”“<”或“=”)v逆。

(2)v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的顺序为。

答案(1)0.01mol·L-1·min-110>(2)v(C)>v(B)>v(A)解析(1)由图可知，在T℃、p1条件下，二氧化碳的平衡转化率为0.5，列三段式：2CH3OH(g)+CO2(g)⥬CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)起始/(mol·L-1)0.10.0500转化/(mol·L-1)0.050.0250.0250.025平衡/(mol·L-1)0.050.0250.0250.0255min内v(CH3OH)=0.05mol·L-15min=0.01mol·L-1·min-1，K=0.025×0.0250.025×0.052=10。达到平衡后，再通入0.1molCH3OH(g)和0.1molH2O(g)，则此时Q=0.125×0.0250.025×0.152≈5.6<K，平衡正向移动，即v正>v逆。(2)温度越高，反应速率越快。根据图像可知，C点对应温度最高，所以v(C)最快，通过反应2CH3OH(g)+CO2(g)⥬CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)可知，该反应是气体体积减小的可逆反应，同一温度下，反应由A→B，增大压强，平衡正向移动，二氧化碳的转化率增大，因此p1<p2，B点对应的压强大，反应速率比A点快，因此v(A)、v(B)、v(类型四lgK(lnk)-T1T化学平衡常数对数图像：将体系中的化学平衡常数取常用对数，即lgK，与体系的温度或温度的倒数等作出的图像称为化学平衡常数对数图像。[图解]范特霍夫方程：lnK=-ΔHRT阿伦尼乌斯公式：k=Ae-EaRT→lnk1.(2022·河北，13改编)恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①X⥬Y；②Y⥬Z。反应①的速率v1=k1c(X)，反应②的速率v2=k2c(Y)，式中k1、k2为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的lnk~1T曲线。下列说法正确的是(A.随c(X)的减小，反应①、②的速率均降低B.体系中v(X)=v(Y)+v(Z)C.欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间D.温度低于T1时，总反应速率由反应①决定答案C解析由图甲中的信息可知，浓度随时间变化逐渐减小的曲线代表的是X，浓度随时间变化逐渐增大的曲线代表的是Z，浓度随时间变化先增大后减小的曲线代表的是Y；由图乙中的信息可知，反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的。由图甲中的信息可知，随c(X)的减小，c(Y)先增大后减小，c(Z)增大，因此，反应①的速率随c(X)的减小而减小，而反应②的速率先增大后减小，A错误；根据体系中发生的反应可知，在Y的浓度达到最大值之前，单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量，因此，v(X)=v(Y)+v(Z)，但是，在Y的浓度达到最大值之后，单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量，故v(X)+v(Y)=v(Z)，B错误；升高温度可以加快反应①的速率，但是反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的，且反应②的速率随着Y的浓度的增大而增大，因此，欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间，C正确；由图乙信息可知，温度低于T1时，k1>k2，反应②为慢反应，因此，总反应速率由反应②决定，D错误。2.(2025·烟台高三期中)某实验室测定并计算了在136~180℃范围内下列反应的平衡常数Kp：①2NO(g)+2ICl(g)⥬2NOCl(g)+I2(g)Kp1②2NOCl(g)⥬2NO(g)+Cl2(g)Kp2得到lgKp1~1T和lgKp2~1(1)反应Cl2(g)+I2(g)⥬2ICl(g)的反应物的键能总和(填“大于”或“小于”)生成物的键能总和；180℃时，该反应的平衡常数Kp=。

(2)t℃时在某一特制的恒容密闭容器中加入过量氯铂酸钡(BaPtCl6)，抽真空后，用一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)。此时容器的初始压强为10.0kPa，反应达到平衡时，测得I2的平衡转化率为30%。已知BaPtCl6固体加热时分解为BaCl2(s)、Pt(s)和Cl2(g)，t℃时平衡常数Kp=1.0kPa2。①氯铂酸钡固体受热分解时的化学方程式为

。

②平衡时容器中总压强为kPa，t180(填“>”或“<”)。

③平衡后，保持温度不变缩小容器体积，Cl2(g)+I2(g)⥬2ICl(g)平衡(填“正向”“逆向”或“不”)移动，重新达到平衡，p(I2)(填“增大”“减小”或“不变”)。

答案(1)小于103.8(2)①BaPtCl6BaCl2+Pt+2Cl2↑②14>③逆向增大解析(1)该反应=-(反应①+反应②)，则该反应的平衡常数Kp=1Kp1×1Kp2，根据图示可知，lgKp2对应曲线斜率的绝对值更大，lgKp=-lgKp1-lgKp2，1T增大一定量，lgKp2减小的量大于lgKp1增大的量，即ΔlgKp=-ΔlgKp1-ΔlgKp2>0，说明lgKp随1T增大而增大，即升高温度Kp减小，该反应为放热反应，反应物总键能小于生成物总键能；根据图中数据可知，180℃时lgKp1=-1.2，lgKp2=-2.6，则lgKp=-lgKp1-lgKp2=3.8，Kp=103.8。(2)①加热条件下BaPtCl6分解生成BaCl2、Pt和Cl2，该反应存在平衡常数，则为可逆反应，化学方程式为BaPtCl6BaCl2+Pt+2Cl2↑。②已知t℃时反应BaPtCl6BaCl2+Pt+2Cl2↑的平衡常数为1.0kPa2，说明平衡时Cl2的压强为1kPa，初始时压强为10kPa，则一开始I2的压强为10kPa，I2的平衡转化率为30%，则转化的I2为3kPa，生成ICl压强为6kPa，剩余I2压强为7kPa，则此时总压强为(6+7+1)kPa=14kPa。t℃时反应Cl2(g)+I2(g)⥬2ICl(g)的平衡常数Kp=621×7≈5.1<103.8，而反应Cl2(g)+I2(g)⥬2ICl(g)为放热反应，升高温度化学平衡逆向移动，平衡常数减小，说明t>180。③保持温度不变缩小体积，反应BaPtCl6BaCl2+Pt+2Cl2↑的化学平衡逆向移动，氯气浓度减小，导致Cl2(g)+I2(g)⥬2ICl(g)课时精练[分值：100分](1~10题，每小题5分，11~13题，每小题8分)1.下列关于各图像的解释或得出的结论不正确的是()A.由甲图可知，反应在t1时刻可能改变了压强或使用了催化剂B.由乙图可知，反应在m点可能达到了平衡状态C.由丙图可知，反应过程中v正>v逆的点是C点D.由丁图可知，交点A表示反应一定处于平衡状态，此时v正=v逆答案D解析改变条件后，正逆反应速率增大且相等，可能是加了催化剂；对反应前后气体分子数相等的化学反应，也可能是加压，故A不符合题意；已知生成物的百分含量随温度的升高而增大，m为曲线的最高点，生成物的百分含量达到最大值，即建立了相应温度下的平衡状态；继续升温生成物的百分含量减小，说明升温平衡向逆反应方向移动，故B不符合题意；曲线上B点表示在此温度下反应达到平衡时所能达到的最大转化率，A位于曲线以上，表示超过该点对应温度下的最大转化率，此时平衡会向逆反应方向移动，v逆>v正；C点位于曲线以下，表示未达到该点对应温度下的最大转化率，此时平衡会向正反应方向移动，v正>v逆，故C不符合题意；A点时，c(反应物)=c(生成物)，反应不一定达到平衡状态，故D符合题意。2.(2025·湖南岳阳模拟预测)CO2和H2合成甲酸(HCOOH)的反应为H2(g)+CO2(g)⥬HCOOH(g)ΔH>0。一定温度下，向1L恒容密闭容器中充入1molH2(g)和1molCO2(g)进行上述反应，测得v正(CO2)随反应时间(t)的变化如图所示，t1min时，HCOOH的产率为α，t2min时仅改变一个条件。下列说法正确的是()A.O~t1min内，v(CO2)=(1-α)mol·L-1·min-1B.平衡常数：KⅠ≥KⅡC.t2min时，改变的条件可能是使用了催化剂D.混合气体的平均相对分子质量：Mt1答案D解析H2(g)+CO2(g)⥬HCOOH(g)的正反应吸热，升高温度平衡正向移动；增大反应物浓度，平衡正向移动；增大压强，平衡正向移动。根据图像，t2时刻反应速率加快，正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动。t1时刻，反应达到平衡时，列出三段式：H2(g)+CO2(g)⥬HCOOH(g)初始/mol110变化/molαααt1/mol1-α1-ααO~t1min内，v(CO2)=αmol1L×t1min=αt1mol·L-1·min-1，A错误；由分析可知，t2时刻，可能改变的条件是升高温度、增大反应物浓度、增大压强，若是升高温度，平衡常数增大，此时KⅠ<KⅡ，若是改变浓度或压强，平衡常数不变，此时KⅠ=KⅡ，所以KⅠ≤KⅡ，B错误；使用催化剂平衡不移动，t2时刻，改变的条件不可能是使用催化剂，C错误；t2时刻，改变的条件使得平衡正向移动，混合气体总物质的量减小，混合气体的总质量不变，根据M=3.(2026·江西高三开学考试)一定温度下，向一密闭容器中充入1molCH4和足量CaCO3发生反应：CaCO3(s)+CH4(g)⥬CaO(s)+2CO(g)+2H2(g)ΔH>0，测得平衡时CH4、H2的物质的量与压强的关系如图所示。下列叙述正确的是()A.上述正反应在较低温度下能自发进行B.曲线Ⅰ代表CH4的物质的量与压强的关系C.CH4消耗速率和CO消耗速率之比等于2∶1时达到平衡状态D.M点气体产物总分压与气体反应物分压之比等于2答案D解析正反应是吸热、熵增反应，在较高温度下能自发进行，A项错误；增大压强，平衡向左移动，n(CH4)增大，曲线Ⅱ代表CH4的物质的量与压强的关系，B项错误；CH4消耗速率与CO消耗速率之比为1∶2时达到平衡状态，C项错误；M点时p=2MPa，平衡时n(CH4)=amol，n(H2)=n(CO)=amol，其他条件相同的情况下，压强之比等于物质的量之比，故M点气体产物总分压与气体反应物分压之比等于2a∶a=2，D项正确。4.已知恒容密闭容器中发生反应：Al2Cl6(g)⥬2AlCl3(g)ΔH>0，平衡体系中气体的平均相对分子质量(M)在不同温度下随压强的变化曲线如图所示，下列叙述正确的是()A.温度：T2>T1B.平衡常数：K(c)>K(a)>K(b)C.反应速率：v(a)>v(b)D.当M为200.25时，Al2Cl6的转化率约为33%答案D解析该反应为气体体积增大的吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，气体的物质的量增大，反应前后气体的质量相等，则气体的平均相对分子质量减小，由图可知，T1条件下气体的平均相对分子质量小于T2条件下，则温度：T1>T2，故A错误；温度不变，平衡常数不变，则K(c)=K(a)；该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，则平衡常数的大小关系为K(b)>K(c)=K(a)，故B错误；温度越高、压强越大，反应速率越快，由图可知，b点温度、压强均大于a点，则b点反应速率大于a点，故C错误；设起始时Al2Cl6的物质的量为1mol，平衡时氯化铝的物质的量为2amol，由气体的平均相对分子质量为200.25可得267×(1-a)+133.5×2a=200.25×(1+a)，解得a≈0.33，则Al2Cl6的转化率为0.33mol1mol×100%=33%，故D5.某温度下，向恒温、恒压容器中充入3molH2和1molCO2，在催化剂作用下发生反应：3H2(g)+CO2(g)⥬CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0，平衡时体系中H2、CO2和H2O的物质的量分数(x)与平衡总压的关系如图所示。下列说法不正确的是()A.曲线a可表示x(H2O)随压强的变化情况B.其他条件不变，及时分离出水蒸气，有利于平衡正向移动，但平衡常数不变C.Q点CO2的转化率为75%D.若起始压强为1×106Pa，将容器改为恒容容器，平衡时：x(a)>x1答案D解析随着平衡总压的增大，平衡正向移动，产物的物质的量分数增大，则曲线a可表示x(H2O)随压强的变化情况，A正确；其他条件不变，及时分离出水蒸气，有利于平衡正向移动，温度不变，平衡常数不变，B正确；曲线b表示H2(g)的物质的量分数随压强的变化，曲线c表示CO2(g)的物质的量分数随压强的变化，假设Q点时，转化的CO2的物质的量是amol，列三段式：3H2(g)+CO2(g)⥬CH3OH(g)+H2O(g)起始/mol3100转化/mol3aaaa平衡/mol3-3a1-aaaQ点平衡时H2O(g)、H2(g)物质的量分数相等，即3-3a=a，a=0.75，则Q点CO2的转化率为0.75mol1mol×100%=75%，C正确；恒压时起始压强为106Pa，平衡时x(a)=x1；该反应为气体体积减小的反应，若将容器改为恒容容器，则随着反应进行，压强减小，平衡逆向移动，水的含量减小，即平衡时x(a)<x1，D6.(2025·嘉兴模拟)某温度下，在恒容密闭容器中充入一定量的X(g)。发生下列反应：反应Ⅰ：X(g)⥬Y(g)ΔH1<0；反应Ⅱ：Y(g)⥬Z(g)ΔH2<0。测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列说法不正确的是()A.活化能：Ea(Ⅰ)<Ea(Ⅱ)B.该温度下，0~4s内反应Ⅰ的平均速率vX=0.25mol·L-1·s-1C.升高温度，反应Ⅰ、Ⅱ的速率均增大，平衡转化率均降低D.其他条件不变，28s时再投入一定量的X(g)，若体系内气体的平均摩尔质量不再变化，则反应达到新平衡答案D解析反应过程中Y的浓度先增大后减小，说明反应刚开始时反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ，则活化能：Ea(Ⅰ)<Ea(Ⅱ)，A正确；该温度下，0~4s内Z的增大量为0.2mol·L-1，Y的增大量为0.8mol·L-1，由方程式化学计量数关系可知，Y的总生成量为0.2mol·L-1+0.8mol·L-1=1mol·L-1，则X的消耗量为1mol·L-1，0~4s内反应Ⅰ的平均速率vX=1mol·L-14s=0.25mol·L-1·s-1，B正确；升高温度，反应Ⅰ、Ⅱ的速率均增大，反应Ⅰ和反应Ⅱ均为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，X、Y平衡转化率均降低，C正确；由图可知，28s时，X、Y、Z的浓度不再变化，说明反应达到平衡，再投入一定量的X(g)，反应Ⅰ、Ⅱ均正向进行，反应Ⅰ、7.(2025·广西一模)硅烷法制备多晶硅的核心反应：2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)ΔH>0。已知v正=k正·x2(SiHCl3)，v逆=k逆·x(SiH2Cl2)·x(SiCl4)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，x为各组分的物质的量分数。在一恒容密闭容器中加入一定量的SiHCl3(g)，不同温度下反应，测得反应体系中SiHCl3(g)的物质的量分数随时间变化的关系如图所示，下列说法错误的是()A.当v正(SiHCl3)=2v逆(SiH2Cl2)时可判断该反应已达平衡B.平衡后温度由T1变为T2，k正增大的倍数小于k逆增大的倍数C.平衡后恒温下再加入SiHCl3(g)，再达平衡时x(SiHCl3)不变D.T1温度下达平衡时，k正k答案B解析v正=k正·x2(SiHCl3)、v逆=k逆·x(SiH2Cl2)·x(SiCl4)，反应的平衡常数K=x(SiH2Cl2)·x(SiCl4)x2(SiHCl3)=k正k逆，由图分析知，T2>T1，反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，K增大，则温度由T1升至T2，k正增大的倍数大于k逆增大的倍数，故B错误；平衡后在恒温、恒容条件下再充入1molSiHCl3(g)，相当于增大压强，而2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)反应前后气体体积不变，所以平衡不移动，x(SiHCl3)不变，故C正确；假设初始SiHCl3物质的量为1mol，则T1温度下，平衡时SiHCl3物质的量为0.8mol，转化的SiHCl3物质的量为0.2mol，则生成的SiH2Cl2、SiCl4物质的量各为8.(2025·安徽江淮十校高三第二次联考)以物质的量之比为1∶2向恒压密闭容器中充入X、Y发生反应：X(g)+Y(g)⥬2Z(g)ΔH，相同时间内测得Z的产率和Z在不同温度下的平衡产率随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是()A.据图像分析，该反应是吸热反应B.Q点是最高点，Q点为平衡状态C.M、N点反应物分子的有效碰撞几率不同D.从M点到P点，可通过加入催化剂或分离产物Z而达到平衡点答案C解析根据图像中Z在不同温度下的平衡产率随温度的变化关系可知，随着温度升高，平衡产率逐渐降低，说明升温平衡逆向移动，得到ΔH<0，该反应是放热反应，A错误；据图像可知，Q点Z的产率小于平衡产率，未达到平衡，B错误；M、N点温度不同，所以反应物分子的有效碰撞几率不同，C正确；图中M点未达到平衡是由于温度低导致速率低而反应时间不够，可通过加入催化剂或延长反应时间使其达到平衡，但分离Z会使正、逆反应速率降低，相同反应时间内生成的Z更少，达不到目的，D错误。9.(2025·山东临沂二模)向体积均为1L的两恒容容器中分别充入1molCH4(g)和2molH2S(g)发生反应：CH4(g)+2H2S(g)⥬CS2(g)+4H2(g)，其中一个为绝热过程，另一个为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是()A.L1为恒容恒温过程B.气体的总物质的量：na=ncC.逆反应速率：v(b)>v(c)D.c点平衡常数：K<16答案B解析该反应正向气体分子数增多，恒温恒容过程中，随反应进行压强增大，所以L1为恒容恒温过程，L2为恒容绝热过程，由绝热过程，随反应进行压强先减小可知该反应是吸热反应，A正确；a点和c点压强相等，温度：Ta>Tc(L2绝热且反应吸热，温度降低)，根据pV=nRT(V相同)，T越大，n越小，所以气体总物质的量：na<nc，B错误；b点温度高于c点(L1恒温，L2绝热降温)，温度越高反应速率越快，所以逆反应速率：v(b)>v(c)，C正确；恒温恒容过程中平衡时b点压强为起始的43倍，根据阿伏加德罗定律的推论：p1n1=p2n2，可得平衡时气体总物质的量为(1+2)CH4(g)+2H2S(g)⥬CS2(g)+4H2(g)起始量/mol1200变化量/molx2xx4x平衡量/mol1-x2-2xx4x平衡时，(1-x)+(2-2x)+x+4x=4，解得x=0.5，平衡常数K=c(CS2)×c4(H2)c10.2NO2(g)⥬N2O4(g)ΔH<0，v正(NO2)=k1·c2(NO2)，v逆(N2O4)=k2·c(N2O4)，其中k1、k2为速率常数，T0时，k1=k2，将一定量的NO2充入注射器中，改变活塞位置，气体透光率随时间的变化如图所示(气体颜色越深，透光率越低)，下列说法错误的是()A.d点v正(NO2)<v逆(NO2)B.T0时，K=0.5C.T1时，k2=0.6k1，则T1<T0D.保持容积不变，再充入一定量NO2气体，NO2的平衡转化率不变答案D解析由图可知，d点后透光率减小，说明二氧化氮浓度增大，平衡向逆反应方向移动，则二氧化氮的正反应速率小于其逆反应速率，故A正确；由反应达到平衡时，正、逆反应速率相等可得k1·c2(NO2)=2k2·c(N2O4)，即k12k2=c(N2O4)c2(NO2)=K，T0时，k1=k2，则反应的平衡常数K=k12k2=0.5，故B正确；该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，T1时，k2=0.6k111.已知反应：CH2CHCH3(g)+Cl2(g)⥬CH2CHCH2Cl(g)+HCl(g)。在一定压强下，按不同投料比w向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数(φ)与温度T、w的关系，图乙表示正、逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法正确的是()A.图甲中：w2<1B.图乙中，A线表示正反应的平衡常数C.温度为T1K，w=1时，平衡时，丙烯的体积分数(φ)为25%D.若在恒容绝热的装置中进行上述反应，容器内压强始终保持不变答案C解析增大氯气的量，平衡正向移动，丙烯的体积分数减小，则图甲中：w2>1，A错误；由图甲可知，升高温度，丙烯的体积分数增大，则正反应为放热反应，升高温度，正反应的平衡常数K减小，图乙中B表示正反应的平衡常数，B错误；当温度为T1K，w=1时，由图乙知，平衡常数K=1，设初始时投入丙烯的物质的量为1mol，由三段式：CH2CHCH3(g)+Cl2(g)⥬CH2CHCH2Cl(g)+HCl(g)起始/mol1100转化/molxxxx平衡/mol1-x1-xxx得x2(1-x)2=1，解得x=12，平衡时，丙烯的体积分数(φ)为1212+112.(2023·湖南，13)向一恒容密闭容器中加入1molCH4和一定量的H2O，发生反应：CH4(g)+H2O(g)⥬CO(g)+3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x[x=n(CH4)nA.x1<x2B.反应速率：vb正<vc正C.点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb=KcD.反应温度为T1，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态答案B解析一定条件下，增大H2O(g)的浓度，能提高CH4的转化率，即x值越小，CH4的转化率越大，则x1<x2，故A正确；b点和c点温度相同，CH4的起始物质的量都为1mol，b点x值小于c点，则b点H2O(g)多，反应物浓度大，则反应速率：vb正>vc正，故B错误；由图像可知，x一定时，温度升高，CH4的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，K增大，温度相同，K不变，则点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb=Kc，故C正确；该反应为气体分子数增大的反应，反应未平衡时压强发生改变，所以一定温度下，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态，故D正确。13.(2023·重庆，14)逆水煤气变换体系中存在以下两个反应：反应Ⅰ：CO2(g)+H2(g)⥬CO(g)+H2O(g)反应Ⅱ：CO2(g)+4H2(g)⥬CH4(g)+2H2O(g)在恒容条件下，按V(CO2)∶V(H2)=1∶1投料进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是()A.反应Ⅰ的ΔH<0，反应Ⅱ的ΔH>0B.M点反应Ⅰ的平衡常数K<1C.N点H2O的压强是CH4的3倍D.若按V(CO2)∶V(H2)=1∶2投料，则曲线之间交点位置不变答案C解析随着温度的升高，平衡时甲烷含量减小、一氧化碳含量增大，说明随着温度升高，反应Ⅱ逆向进行、反应Ⅰ正向进行，则反应Ⅱ为放热反应，ΔH<0，反应Ⅰ为吸热反应，ΔH>0，A错误；M点没有产物甲烷，且二氧化碳、一氧化碳含量相等，投料比V(CO2)∶V(H2)=1∶1，则此时反应Ⅰ平衡时，二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量相等，反应Ⅰ的平衡常数K=c(H2O)·c(CO)c(CO2)·c(H2)=1，B错误；N点一氧化碳、甲烷的物质的量相等，结合反应Ⅰ、Ⅱ方程式的系数可知，生成水的总的物质的量为甲烷的3倍，结合阿伏加德罗定律推论可知，H2O的压强是CH4的3倍，C正确；反应Ⅰ为气体分子数不变的反应，反应Ⅱ为气体分子数减小的反应，若按V14.(14分)(2025·张家口模拟)二氧化碳加氢还原制甲烷、乙烯等有机物可实现二氧化碳循环再利用，有利于“碳中和”目标的实现。回答下列问题：(1)CO2催化加氢也可得到乙烯：2CO2(g)+6