1、- 1 -主题 07 化学平衡图像1在体积均为 1.0 L 的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入 0.1 mol CO2和 0.2 mol CO2，在不同温度下反应 CO2(g)C(s) 2CO(g)，达到平衡，平衡时c(CO2) 随温度的变化如图所示（图中、点均处于曲线上） 。下列说法正确的是A平衡常数：K() K ()B在 T1K 时，在 1.0L 恒容容器中加入足量碳粉、0.09molCO 2、0.05molCO，此时 正 逆C体系的总压强 p：p() 2p()D正反应速率： 正 () 正 ()【答案】C【解析】C 项、分别加入 0.1molCO2和 0.2molCO2，曲
2、线 I 为加入 0.1molCO2，曲线 II 为加入0.2molCO2，平衡时 c（CO 2）相等，则平衡时 II 中气体总物质的量大于 I 中的两倍，且 II 的- 2 -温度高于 I，则体系的总压强为 p（）2p（） ，故 C 正确；D 项、状态 I、状态的温度不同，温度高反应速率快，则逆反应速率为 正 （） 正 （） ，故 D 错误。故选 C。【点睛】本题考查化学平衡及平衡的建立，为高频考点，把握平衡移动的影响因素、图像分析为解答的关键，选项 B 为解答的难点。2在一定温度下，固定体积的密闭容器内某一反应中 M、N 的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，下列表述正确的是( ) At
3、1时，N 的浓度是 M 浓度的 2 倍Bt 2时，正逆反应速率相等达到平衡Ct 3时，正反应速率大于逆反应速率D此反应的化学方程式为 M 2N【答案】B3一定条件下，向某密闭容器中加入 X 后会发生如下反应：5X(g) 2Y(g)+Z(g) HT()Ba、b、c 三点对应的气体的平均相对分子质量：acbC平衡时 Z 的产率：bcDt 2-t3时间段内，两种条件下 X 的平均反应速率相等【答案】B点睛：掌握反应的特点、外界条件对反应速率和平衡状态的影响结合图像分析是解答的关键，注意化学平衡图像题的解题技巧：（1）紧扣特征，弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热，体积增大、减小还是不变，有无固体、纯液
4、体物质参与反应等。 （2）先拐先平，在含量(转化率)时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。 （3）定一议二，当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。4可逆反应 3A(g) 3B(?)+C(?)；达到平衡时，混合气体的平均相对分子质量 与温M度的关系如图所示，下列判断中正确的是A若正反应吸热，则 B、C 可能都是气体B若正反应吸热，则 B、C 一定都是气体C若正反应放热，则 B、C 一定都是气体D若正反应放热，则 B、C 可能都是固体- 4 -【答案】A5下图表示反应 X（g） 4Y（g）+Z（g
5、） ，H0，在某温度时 X 的浓度随时间变化的曲线：下列有关该反应的描述正确的是（ ）A第 6min 后，反应就终止了 B若降低温度，v 正 和 v 逆 将以同样倍数减小CX 的平衡转化率为 85% D若升高温度，X 的平衡转化率将大于 85%【答案】C【解析】A、化学反应达到平衡是动态平衡，反应仍然进行，正逆反应速率相同，故 A 错误；B、反应是放热反应，若降低温度，反应正向进行，v 正 和 v 逆 减小，v 逆 减少的程度大，故 B 错误；C、x 的平衡转化率=（1.0molL 1 -0.15molL1 ）/1.0molL 1 100%=85%，故 C 正确；D、反应是放热反应，升温，平衡
6、向吸热反应方向进行，x 的平衡转化率将小于 85%，故 D 错误；故选 C。6甲醇脱氢可制取甲醛 CH3OH(g) HCHO(g)+H2(g)，甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是- 5 -A该反应的正反应为放热反应B600 K 时，Y 点甲醇的 v(正)v(逆)C从 Y 点到 Z 点可通过增大压强实现D从 Y 点到 X 点可通过使用催化剂实现【答案】B7已知可逆反应 :A(g)+2B(g) nC(g)。当其他条件不变时，B 的体积分数 (B%)与压强(p)的关系如图所示。下列结论正确的是Ap 12 Bp 1p2 Cn3 Dn0 该反应在恒容的密闭容器中达到平衡后，若仅
7、改变图中横坐标 x的值，重新达到平衡后，纵坐标 y 随 x 变化趋势合理的是（ ）- 6 -选项 x yA SO2的浓度 平衡常数 KB 温度 容器内混合气体的密度C CO 的物质的量 CO2与 CO 的物质的量之比D MgSO4的质量（忽略体积） CO 的转化率AA BB CC DD【答案】B9为探究外界条件对反应:mA(g) +nB(g) cZ(g) H 的影响，以 A 和 B 物质的量之比为 m：n 开始反应，通过实验得到不同条件下达到平衡时 Z 的物质的量分数，实验结果如图所示。下列判断正确的是（ ）A在恒温恒容条件下，向已达到平衡的体系中加入少量 Z，平衡正向移动,Z 的含量增大B升
8、高温度，正、逆反应速率都增大,平衡常数增大CH c- 7 -DH 0 m +n 0B在 T2时，若 反 应 体 系 处于 状 态 D ，则 此 时 C若状态 B、C、D 的压强分别为 PB、 PC 、 PD ，则 PC=PDPBD若该反应在 T1、 T2时的平衡常数分别为 K1、 K2，则 K1PD=PB，C 错误；D、随温度升高 NO 浓度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，K 1K2，D 错误，答案选 B。- 8 -11I.在恒温恒压下，向密闭容器中充入 4 mol SO2和 2 mol O2混合气体，2 min 后，反应达到平衡，生成 SO3气体 0.5 mol，同时放出热量 Q kJ。回
9、答下列问题（1）写出该反应的热化学方程式为_。（2）在该条件下，反应前后容器的体积之比为_。（3）若把“恒温恒压下”改为“恒压绝热条件下”反应，平衡后 n(SO3)_0.5mol(填 “大于” 、 “小于”或“等于”)；若把“恒温恒压下”改为“恒温恒容下”反应，达平衡时放出热量_Q kJ(填 “大于” 、 “小于”或“等于”)。II用焦炭还原 NO2的反应为：2NO 2(g)+2C(s ) N2(g)+2CO2(g)，在恒温条件下，1 mol NO2和足量 C 发生该反应，测得平衡时 NO2和 CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示：（1）A、B 两点的浓度平衡常数关系： Kc(A)_K
10、c(B) (填 “” 、 “0)（1）写出该反应的化学平衡常数表达式 K_（2）降低温度，该反应 K 值_，二氧化硫转化率_，正反应速度_(以上均填增大、减小或不变)（3）600时，在一密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中 SO2、O 2、SO 3物- 11 -质的量变化如图，反应处于平衡状态的时间是_据图判断，反应进行至 20 min 时，曲线发生变化的原因_(用文字表达)；10 min 到 15 min 的曲线变化的原因可能是_(填写编号)A加了催化剂 B缩小容器体积C降低温度 D增加 SO3的物质的量【答案】 增大 增大 减小 15 20 min 和 2530 min 增加了 O
11、2的量 AB【解析】 （1）可逆反应 2SO2（g）+O 2 （g）2SO 3（g）的平衡常数 k= ，故232cS答案为： ；322cSO（2）该反应正反应为放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，平衡常数 k 增大，二氧化硫转化率增大，降低温度反应速率减小，故答案为：增大、增大、减小；点睛：考查平衡常数、平衡移动、平衡影响元素、化学平衡图象等。图象问题解题步骤：（1）看懂图象：弄清纵坐标与横坐标的意义；弄清线的走向和变化趋势；弄清起点、拐点、交点、终点的意义；看定量图象中有关量的多少；（2）联想规律：联想外界条件的改变对化学反应速率和化学平衡的影响规律。13、研究 NO2、 SO2、 CO
12、 等大气污染气体的处理具有重要意义（1）已知：2SO 2(g) + O2(g) 2SO3(g) H= Q1 kJmol-1 ;2NO(g) + O2(g)2NO2(g) H= Q2kJmol-1则反应 NO2(g) + SO2(g) SO3(g) + NO(g) 的H= _kJmol -1。- 12 -（2）上述反应达化学平衡的标志是_。A.混合气体的总质量保持不变 B.混合气体的总压强保持不变C混合气体的平均相对分子质量保持不变D混合气体的颜色保持不变（3）CO 可用于合成甲醇，反应方程式为：CO（g）+2H 2（g） CH3OH（g） 。CO 在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如下图所示
13、，该反应 H _0（填“”或“ ” ），理由_。、甲醇可作为燃料电池的原料。以 CH4和 H2O 为原料，通过下列反应来制备甲醇。：CH 4 ( g ) + H2O ( g ) CO ( g ) + 3H 2 ( g ) H +206.0 kJmol 1：CO ( g ) + 2H 2 ( g ) CH 3OH ( g ) H 129.0 kJmol 1（1）CH 4(g)与 H2O(g)反应生成 CH3OH (g)和 H2(g)的热化学方程式为_。（2）将 1.0 mol CH4和 2.0 mol H2O ( g )通入容积为 100 L 的反应室，在一定条件下发生反应 I，测得在一定的压强
14、下 CH4的转化率与温度的关系如图。假设 100 时达到平衡所需的时间为 5 min，则用 H2表示该反应的平均反应速率为_。100时反应 I 的平衡常数为_。【答案】-（Q 1 -Q2）/2 D 压强相同时，温度升高，CO 的平衡转化率减小，平衡逆向移动，逆向吸热，则正向放热 CH4(g)+H2O(g)CH 3OH (g)+H2(g) H +77.0 kJmol1 0.003 molL1 min1 2.2510-4 mol2L2 - 13 -【解析】【详解】.（1）已知：2SO 2(g)+O2(g) 2SO3(g) H=-Q 1 kJmol-1 ，2NO(g) +O2(g)2NO2(g) H
15、=-Q 2kJmol-1，利用盖斯定律将1/2-1/2 得 NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g) 的 H=-（Q 1 -Q2）/2kJmol -1，故答案为：-（Q 1 -Q2）/2。（2）A.反应前后气体总质量始终不变，不能判断是否平衡，故 A 错误；B.该反应是一个反应前后气体计量数不变的化学反应，无论该反应是否达到平衡状态，容器中混合气体的总压强保持不变，故 B 错误；C.反应前后物质的量不变，气体质量守恒，所以混合气体的平均相对分子质量保持不变，故 C 错误；D.当反应达到平衡状态时，各物质的浓度不再变化，所以溶液内混合气体的颜色保持不变，故 D 正确。故答案为：D。（2
16、）将 1.0molCH4和 2.0molH2O（g）通入容积固定为 100L 的反应室，在一定条件下- 14 -发生反应 I：图象分析可知 100C 甲烷转化率为 50%，依据化学平衡三段式列式CH4（g）+H 2O（g）=CO（g）+3H 2（g）起始量（mol） 1.0 2.0 0 0变化量（mol） 1.050% 0.5 0.5 1.5平衡量（mol） 0.5 1.5 0.5 1.5假设 100时达到平衡所需的时间为 5min，则用 H2表示该反应的平均反应速率=1.5mol100L5min=0.003 molL-1min-1故答案为：0.003 molL -1min-1。100时反应
17、I 的平衡浓度为 c（CH 4）=0.005mol/L，c（H 2O）=0.015mol/L，c（CO）=0.005mol/L，c（H 2）=0.015mol/L，平衡常数 K=c(CO)c3(H2)c(CH4)c(H2O)=0.0050.0153/0.0050.015=2.2510-4mol2L-2故答案为：2.2510 -4mol2L-2。14石油气“芳构化”是由石油气生产高辛烷值汽油的一种有效生产工艺。测得反应 2C4H10C8H10(g)5H 2在不同温度下的平衡常数变化如下：温度() 400 450 500平衡常数 K a 6a 40a（1）该反应的正反应是_(填“吸热”或“放热”)
18、反应。（2）向 2 L 密闭定容容器中充入 2 mol C4H10，反应 10 s 后测得 H2浓度为 1 molL1 ，此 10 s 内，以 C8H10表示的平均速率为_。（3）能表示该反应在恒温恒容密闭容器中 t1时刻后已经达平衡状态的图示是_。（4）下图表示某温度时将一定量的 C4H10(含少量 H2)充入容器中反应期间物质浓度随时间的变化(容器容积可变)，实线代表 C8H10，虚线代表 C4H10。请用实线补充画出 t1t 4间 C8H10的浓度变化曲线。_- 15 -【答案】 吸热 0.02 b d 【解析】 （1）图表数据，平衡常数随温度升高增大，平衡正向进行，正反应是吸热反应；（
19、2）向 2L 密闭定容容器中充入 2mol C4H10，反应 10s 后测得 H2浓度为 1mol/L，2C 4H10 C8H10(g)5H 2，反应过程中生成 C8H10的物质的量浓度为 1mol/L=0.2mol/L，此10s 内，以 C8H10表示的平均速率= =0.02mol/（Ls） ；（3）2C 4H10 C8H10(g)5H 2，反应是气体体积增大的吸热反应，依据平衡移动原理分析图象；a、反应前后都是气体，气体质量在反应过程中和平衡状态都始终不变，不能说明反应达到平衡状态，选项 a 不符合；b、反应前后气体质量不变，物质的量增大，平均摩尔质量不变说明反应达到平衡状态，选项 b 符合；c、气体质量不变，体积不变，密度在反应过程中和平衡状态都不变，选项 c 不符合；d、反应前后气体物质的量变化，压强之比等于气体物质的量之比，物质的量不变压强不变，说明反应达到平衡，选项 d 符合；答案选b、d；（4）分析图象可知，刚开始因为达到平衡状态，所以浓度不变，后面体积缩小为原来的 （根据虚线的浓度变化可知） ，所以实线浓度也变为两倍，浓度变化为0.40mol/L，随反应进行后面又慢慢减小，直至继续平衡，据此画出的图象为：- 16 -点睛：本题考查了平衡常数影响因素、反应速率概念计算应用、平衡标志的分析判断，掌握图象分析与绘制方法，曲线变化起点和变化是解题关键。
