資源簡介

第6課時　化學反應速率與化學平衡圖像(拓展課)
一、單一變量的平衡圖像
以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)　ΔH=Q kJ·mo為例。
1.“轉化率—時間”的四種圖像
p一定時,ΔH<0 T一定時,m+n>p+q T一定時,m+n[微點撥]　縱坐標也可以是某組分的含量。
2.解答這類圖像題應遵循的原則和方法
“先拐先平,數值大”原則 分析反應由開始(起始物質的量相同時)至達到平衡所用時間的長短可推知反應條件的變化。 ①若為溫度變化引起,溫度較高時,反應達平衡所需時間短。如甲圖500 ℃先達平衡。 ②若為壓強變化引起,壓強較大時,反應達平衡所需時間短。如乙、丙、丁圖1.01×107 Pa先達平衡
掌握圖像中反應規律的判斷方法 ①圖甲中,升高溫度,A的轉化率降低,平衡逆向移動,正反應為放熱反應。 ②圖乙中,增大壓強,A的轉化率升高,平衡正向移動,則正反應為氣體體積減小的反應。 ③若縱坐標表示A的百分含量,則甲中正反應為吸熱反應,乙中正反應為氣體體積增大的反應
　　[例1]　已知:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)　ΔH=-1 025 kJ·mol-1,若反應起始物質的量相同,下列關于該反應的示意圖不正確的是 (　　)
聽課記錄:
[題點多維訓練]
1.(2025·西安期中檢測)對于可逆反應mA(g)+nB(s) pC(g)+qD(g)反應過程中,其他條件不變時,產物D的質量分數D%與溫度T或壓強p的關系如圖所示,下列說法正確的是 (　　)
A.化學方程式中化學計量數m+nB.降溫,化學平衡向正反應方向移動
C.使用催化劑可使平衡時的D%有所增加
D.該反應的ΔH>0
2.以下圖像對應的敘述正確的是 (　　)
A.圖甲:A的平衡轉化率為50%
B.圖乙:t1時刻改變的條件只能是加入催化劑
C.圖丙:對圖中反應升高溫度,該反應平衡常數減小
D.圖丁:該正向反應在任何溫度下都能自發進行
二、多種變量的平衡圖像
1.“A的轉化率(或C的含量)—溫度—壓強”的四種圖像
以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)　ΔH=為例
m+n>p+q,ΔH>0 m+np+q,ΔH<0 m+n0
2.解答這類圖像題時應運用“定一議二”法
相同溫度下不同壓強 由反應物A的轉化率大小來判斷平衡移動的方向,從而確定反應方程式中反應物與產物氣體物質間的化學計量數的大小關系。如圖甲中任取一條溫度曲線研究,壓強增大,A的轉化率增大,平衡正向移動,正反應為氣體體積減小的反應,圖丙中任取橫坐標一點作橫坐標垂直線,也能得出相同結論
相同壓強下不同溫度 由反應物A的轉化率的大小來判斷平衡移動的方向,從而確定反應的熱效應。如圖丙中任取一條壓強曲線研究,溫度升高,A的轉化率減小,平衡逆向移動,正反應為放熱反應,圖乙中任取橫坐標一點作橫坐標垂直線,也能得出相同結論
　　[例2]　乙烯氣相直接水合反應制備乙醇:C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)。乙烯的平衡轉化率隨溫度、壓強的變化關系如下[起始時,n(H2O)=n(C2H4)=1 mol,容器體積為1 L]。下列分析不正確的是 (　　)
A.乙烯氣相直接水合反應的ΔH<0
B.圖中壓強的大小關系為p1C.圖中a點對應的平衡常數K=
D.達到平衡狀態a、b所需要的時間:a>b
聽課記錄:
[題點多維訓練]
1.已知反應A(g)+2B(g) C(g)　ΔH<0。在體積可變的密閉容器中,按n(A)∶n(B)=1∶1充入反應物進行反應,A的平衡轉化率與溫度、壓強關系如圖所示。下列說法正確的是 (　　)
A.溫度:T1>T2>T3
B.平均摩爾質量:M(a)>M(c),M(b)>M(d)
C.a點的分壓平衡常數Kp= kPa-2
D.d點:v正(A)=2v逆(B)
2.(2025·合肥高二期末)已知制備光氣COCl2的反應為CO(g)+Cl2(g) COCl2(g)　ΔH<0,將等物質的量的CO(g)和Cl2(g)充入密閉容器中,平衡體系中,平衡時混合物的平均摩爾質量MM=在不同溫度下隨壓強的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是 (　　)
A.溫度:T1B.平衡常數:Ka=KbC.Cl2的平衡轉化率:c>b>a
D.b點時,若M=66 g·mol-1,則CO的平衡轉化率為50%
三、特殊圖像
(1)對于反應aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)　ΔH<0,M點前,表示化學反應從反應開始到建立平衡的過程,則v正>v逆,M點為平衡點,M點后為平衡受溫度的影響情況。
(2)如圖所示曲線是其他條件不變時,某反應物的平衡轉化率與溫度的關系曲線。
圖中標出的1、2、3、4四個點,表示v正>v逆的是點3,表示v正[微點撥]
(1)中圖像,由于某一條件對平衡的影響只能向一個方向移動,所以最高點(最低點)及以后為平衡狀態受條件的影響情況,前面為未達到平衡的情況。
(2)中圖像曲線上的點全為對應條件下的平衡點。
[例3]　在某2 L恒容密閉容器中充入2 mol X(g)和1 mol Y(g)發生反應:2X(g)+Y(g) 3Z(g),反應過程中持續升高溫度,測得某一時刻混合體系中X的體積分數與溫度的關系如圖所示。下列推斷正確的是 (　　)
A.M點時,Y的轉化率最大
B.升高溫度,平衡常數減小
C.W點時v正=v逆
D.W、M兩點Y的正反應速率相同
聽課記錄:
[題點多維訓練]
1.(2025·十堰期末檢測)下列圖像對應的解釋或由圖像得出的結論錯誤的是 (　　)
選項 圖像 解釋或結論
A 對于有氣體參與且ΔV=0的反應,曲線乙表示可能增大反應體系的壓強
B 反應在t1時刻可能使用了催化劑或升高了溫度
C m點后反應達到平衡狀態,該反應為放熱反應
D 保持反應條件不變,A點時,逆反應的速率大于正反應的速率
2.在恒壓、NO和O2的起始濃度一定的條件下,催化反應相同時間,測得不同溫度下NO轉化為NO2的轉化率如圖中實線所示(圖中虛線表示相同條件下NO的平衡轉化率隨溫度的變化)。下列說法正確的是 (　　)
A.反應2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的ΔH>0
B.圖中X點所示條件下,延長反應時間不能提高NO的轉化率
C.圖中Y點所示條件下,增加O2的濃度不能提高NO的轉化率
D.380 ℃下,c起始(O2)=5.0×10-4 mol·L-1,NO的平衡轉化率為50%,則平衡常數K>2 000
第6課時　化學反應速率與化學平衡圖像
[例1]　選C　由于該反應的正反應為放熱反應,溫度升高平衡逆向移動,NO的含量降低,A正確,C錯誤;該反應的正反應是氣體體積增大的反應,壓強減小平衡正向移動,NO的含量增大,B正確;催化劑的使用只能改變反應速率,不能使平衡發生移動,NO的含量不變,D正確。
[題點多維訓練]
1.選B　該正反應是氣體體積增大的反應,計量數m2.選A　由圖可知,反應生成C 0.4 mol、剩余A 0.8 mol,根據化學方程式可知,反應A 0.8 mol,則A的平衡轉化率為50%,A正確;反應為氣體分子數不變的反應,根據圖中信息得到t1時刻改變的條件可能是加入催化劑,也可能是加壓,B錯誤;對圖中反應升高溫度,正反應增大的速率大于逆反應增大的速率,說明平衡正向移動,該反應是吸熱反應,升高溫度平衡正向進行,該反應平衡常數增大,C錯誤;根據下面兩根曲線得到p2>p1,增大壓強,C%增大,說明正向移動,反應為氣體分子數減小的反應,為熵減反應;根據上面兩根曲線得到T2[例2]　選C　如題圖,溫度越高,乙烯的轉化率越低,平衡逆向移動,該反應為放熱反應,ΔH<0,A正確;壓強越大,平衡正向移動,乙烯的平衡轉化率越大,所以p1　　 　C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)
n0　　　　1　　　　1　　 　0
Δn　　 　0.2　　　0.2　　　0.2
n平　　　0.8　　 　0.8　　 0.2
K==,C錯誤;與a點相比,b點溫度高,壓強大,反應速率較快,達平衡所需時間較短,D正確。
[題點多維訓練]
1.選B　由于ΔH<0,升高溫度,平衡逆向移動,轉化率減小,故溫度:T1M(c),b點對應的壓強大于d點,增大壓強,平衡向正反應方向移動,氣體的總物質的量減小,平均摩爾質量M(b)>M(d),B正確;T1時反應的三段式為
　　　　　　　A(g)+2B(g) C(g)
起始量/mol　 　1　　 1　　 0
變化量/mol　　 0.2　 0.4　 0.2
a點量/mol　 　0.8　 0.6　 0.2
分壓為p(A)=p0=p0,p(B)=p0=p0,p(C)=p0=p0,a點的分壓平衡常數Kp== kPa-2,C錯誤;d點2v正(A)=v逆(B),D錯誤。
2.選D　由反應CO(g)+Cl2(g) COCl2(g)　ΔH<0可知,溫度升高,平衡向左移動,n增大,M減小,T1>T2,故A錯誤;a、c兩點的溫度是相同的,則平衡常數相同,Ka=Kc,故B錯誤;M越大,轉化率越大,Cl2的平衡轉化率:c>b=a,故C錯誤;CO與Cl2等物質的量混合,設起始時n(CO)=n(Cl2)=1 mol,設CO轉化了x mol,則66=,解得x=0.5,故D正確。
三 　
[例3]　選B　曲線上最低點Q對應的狀態為平衡狀態,繼續升高溫度,X的體積分數增大,平衡向逆反應方向移動,Y的轉化率減小,所以Q點時,Y的轉化率最大,A錯誤;Q點后升高溫度平衡逆向移動,正反應為放熱反應,則升高溫度,平衡常數減小,B正確;曲線上Q點之前反應未達到平衡,W點不是平衡點,此時反應正向進行,即v正>v逆,C錯誤;W點對應的溫度低于M點對應的溫度,溫度越高反應速率越大,所以W點Y的正反應速率小于M點Y的正反應速率,D錯誤。
[題點多維訓練]
1.選B　對于有氣體參與且ΔV=0的反應,增大壓強,反應速率加快,達到平衡時所需要時間變短,平衡不移動,則曲線乙表示可能增大反應體系的壓強,與圖像符合,故A正確;反應在t1時刻可能使用催化劑,正逆反應均增大,平衡不移動,升高溫度,正逆反應速率增大,與圖像不符,故B錯誤;m點后反應達到平衡狀態,升高溫度,生成物百分含量減小,平衡逆向移動,該反應為放熱反應,故C正確;保持反應條件不變,A點時反應未達到平衡狀態,平衡轉化率減小,反應逆向進行,逆反應的速率大于正反應的速率,故D正確。
2.選D　由虛線可知,隨溫度升高,NO的平衡轉化率逐漸降低,說明平衡逆向移動,則NO與O2生成NO2的反應為放熱反應,即ΔH<0,A項錯誤;X點未達到平衡,延長時間反應繼續向右進行,可以提高NO的轉化率,B項錯誤;Y點為平衡點,增大O2的濃度,平衡正向移動,可以提高NO的轉化率,C項錯誤;設NO起始濃度為a mol·L-1,NO的轉化率為50%,則平衡時NO、O2和NO2的濃度分別為0.5a mol·L-1、(5×10-4-0.25a)mol·L-1、0.5a mol·L-1,該反應的平衡常數K==>=2 000,D項正確。
1 / 6(共63張PPT)
第6課時　化學反應速率與化學平衡圖像(拓展課)
一、單一變量的平衡圖像
二、多種變量的平衡圖像
課時跟蹤檢測
目錄
三、特殊圖像
一、單一變量的平衡圖像
以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)　ΔH=Q kJ·mo為例。
1.“轉化率—時間”的四種圖像
p一定時，ΔH<0
T一定時，m+n>p+q
T一定時，m+nT一定時，m+n=p+q
續表
[微點撥]　縱坐標也可以是某組分的含量。
2.解答這類圖像題應遵循的原則和方法
“先拐先平， 數值大” 原則 分析反應由開始(起始物質的量相同時)至達到平衡所用時間的長短可推知反應條件的變化。
①若為溫度變化引起，溫度較高時，反應達平衡所需時間短。如甲圖500 ℃先達平衡。
②若為壓強變化引起，壓強較大時，反應達平衡所需時間短。如乙、丙、丁圖1.01×107 Pa先達平衡
掌握圖像中反應規律的判斷方法 ①圖甲中，升高溫度，A的轉化率降低，平衡逆向移動，正反應為放熱反應。
②圖乙中，增大壓強，A的轉化率升高，平衡正向移動，則正反應為氣體體積減小的反應。
③若縱坐標表示A的百分含量，則甲中正反應為吸熱反應，乙中正反應為氣體體積增大的反應
[例1]　已知:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)　ΔH=-1 025 kJ·mol-1，若反應起始物質的量相同，下列關于該反應的示意圖不正確的是 (　　)
[解析]　由于該反應的正反應為放熱反應，溫度升高平衡逆向移動，NO的含量降低，A正確，C錯誤；該反應的正反應是氣體體積增大的反應，壓強減小平衡正向移動，NO的含量增大，B正確；催化劑的使用只能改變反應速率，不能使平衡發生移動，NO的含量不變，D正確。
√
[題點多維訓練]
√
1.(2025·西安期中檢測)對于可逆反應mA(g)+nB(s) pC(g)+qD(g)反應過程中，其他條件不變時，產物D的質量分數D%與溫度T或壓強p的關系如圖所示，下列說法正確的是 (　　)
A.化學方程式中化學計量數m+nB.降溫，化學平衡向正反應方向移動
C.使用催化劑可使平衡時的D%有所增加
D.該反應的ΔH>0
解析:該正反應是氣體體積增大的反應，計量數m√
2.以下圖像對應的敘述正確的是 (　　)
A.圖甲:A的平衡轉化率為50%
B.圖乙:t1時刻改變的條件只能是加入催化劑
C.圖丙:對圖中反應升高溫度，該反應平衡常數減小
D.圖丁:該正向反應在任何溫度下都能自發進行
解析:由圖可知，反應生成C 0.4 mol、剩余A 0.8 mol，根據化學方程式可知，反應A 0.8 mol，則A的平衡轉化率為50%，A正確；反應為氣體分子數不變的反應，根據圖中信息得到t1時刻改變的條件可能是加入催化劑，也可能是加壓，B錯誤；對圖中反應升高溫度，正反應增大的速率大于逆反應增大的速率，說明平衡正向移動，該反應是吸熱反應，升高溫度平衡正向進行，該反應平衡常數增大，C錯誤；根據下面兩根曲線得到p2>p1，增大壓強，C%增大，說明正向移動，反應為氣體分子數減小的反應，為熵減反應；根據上面兩根曲線得到T2二、多種變量的平衡圖像
1.“A的轉化率(或C的含量)—溫度—壓強”的四種圖像
以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)　ΔH=為例
m+n>p+q，ΔH>0
m+nm+n>p+q，ΔH<0
m+n0
2.解答這類圖像題時應運用“定一議二”法
相同溫度下不同壓強 由反應物A的轉化率大小來判斷平衡移動的方向，從而確定反應方程式中反應物與產物氣體物質間的化學計量數的大小關系。如圖甲中任取一條溫度曲線研究，壓強增大，A的轉化率增大，平衡正向移動，正反應為氣體體積減小的反應，圖丙中任取橫坐標一點作橫坐標垂直線，也能得出相同結論
相同壓強下不同溫度 由反應物A的轉化率的大小來判斷平衡移動的方向，從而確定反應的熱效應。如圖丙中任取一條壓強曲線研究，溫度升高，A的轉化率減小，平衡逆向移動，正反應為放熱反應，圖乙中任取橫坐標一點作橫坐標垂直線，也能得出相同結論
[例2]　乙烯氣相直接水合反應制備乙醇:C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)。乙烯的平衡轉化率隨溫度、壓強的變化關系如下[起始時，n(H2O)=n(C2H4)=1 mol，容器體積為1 L]。下列分析不正確的是 (　　)
A.乙烯氣相直接水合反應的ΔH<0
B.圖中壓強的大小關系為p1C.圖中a點對應的平衡常數K=
D.達到平衡狀態a、b所需要的時間:a>b
√
[解析]　如題圖，溫度越高，乙烯的轉化率越低，平衡逆向移動，該反應為放熱反應，ΔH<0，A正確；壓強越大，平衡正向移動，乙烯的平衡轉化率越大，所以p1　　　C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)
n0　　　1　　　 1　　　 　0
Δn　　 0.2　　 0.2　　　 0.2
n平　　 0.8　　 0.8　　　 0.2
K==，C錯誤；與a點相比，b點溫度高，壓強大，反應速率較快，達平衡所需時間較短，D正確。
[題點多維訓練]
√
1.已知反應A(g)+2B(g) C(g)　ΔH<0。在體積可變的密閉容器中，按n(A)∶n(B)=1∶1充入反應物進行反應，A的平衡轉化率與溫度、壓強關系如圖所示。下列說法正確的是 (　　)
A.溫度:T1>T2>T3
B.平均摩爾質量:M(a)>M(c)，M(b)>M(d)
C.a點的分壓平衡常數Kp= kPa-2
D.d點:v正(A)=2v逆(B)
解析:由于ΔH<0，升高溫度，平衡逆向移動，轉化率減小，故溫度:T1M(c)，b點對應的壓強大于d點，增大壓強，平衡向正反應方向移動，氣體的總物質的量減小，平均摩爾質量M(b)>M(d)，B正確；T1時反應的三段式為
　　　　　　　A(g)+2B(g) C(g)
起始量/mol　 　1　　　1　　0
變化量/mol　　0.2　　0.4　 0.2
a點量/mol　 　 0.8　　0.6　 0.2
分壓為p(A)=p0=p0，p(B)=p0=p0，p(C)=p0=p0，a點的分壓平衡常數Kp== kPa-2，C錯誤；d點2v正(A)=v逆(B)，D錯誤。
√
2.(2025·合肥高二期末)已知制備光氣COCl2的反應為CO(g)+Cl2(g) COCl2(g)　ΔH<0，將等物質的量的CO(g)和Cl2(g)充入密閉容器中，平衡體系中，平衡時混合物的平均摩爾質量M（M= ）在不同溫度下隨壓強的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.溫度:T1B.平衡常數:Ka=KbC.Cl2的平衡轉化率:c>b>a
D.b點時，若M=66 g·mol-1，則CO的平衡轉化率為50%
解析:由反應CO(g)+Cl2(g) COCl2(g)　ΔH<0可知，溫度升高，平衡向左移動，n增大，M減小，T1>T2，故A錯誤；a、c兩點的溫度是相同的，則平衡常數相同，Ka=Kc，故B錯誤；M越大，轉化率越大，Cl2的平衡轉化率:c>b=a，故C錯誤；CO與Cl2等物質的量混合，設起始時n(CO)=n(Cl2)=1 mol，設CO轉化了
x mol，則66=，解得x=0.5，故D正確。
三、特殊圖像
(1)對于反應aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)　ΔH<0，M點前，表示化學反應從反應開始到建立平衡的過程，則v正>v逆，M點為平衡點，M點后為平衡受溫度的影響情況。
(2)如圖所示曲線是其他條件不變時，某反應物的平衡
轉化率與溫度的關系曲線。
圖中標出的1、2、3、4四個點，表示v正>v逆的是點3，表示v正[微點撥]
(1)中圖像，由于某一條件對平衡的影響只能向一個方向移動，所以最高點(最低點)及以后為平衡狀態受條件的影響情況，前面為未達到平衡的情況。
(2)中圖像曲線上的點全為對應條件下的平衡點。
[例3]　在某2 L恒容密閉容器中充入2 mol X(g)和1 mol Y(g)發生反應:
2X(g)+Y(g) 3Z(g)，反應過程中持續升高溫度，測得某一時刻混合體系中X的體積分數與溫度的關系如圖所示。下列推斷正確的是 (　　)
A.M點時，Y的轉化率最大
B.升高溫度，平衡常數減小
C.W點時v正=v逆
D.W、M兩點Y的正反應速率相同
√
[解析]　曲線上最低點Q對應的狀態為平衡狀態，繼續升高溫度，X的體積分數增大，平衡向逆反應方向移動，Y的轉化率減小，所以Q點時，Y的轉化率最大，A錯誤；Q點后升高溫度平衡逆向移動，正反應為放熱反應，則升高溫度，平衡常數減小，B正確；曲線上Q點之前反應未達到平衡，W點不是平衡點，此時反應正向進行，即v正>v逆，C錯誤；W點對應的溫度低于M點對應的溫度，溫度越高反應速率越大，所以W點Y的正反應速率小于M點Y的正反應速率，D錯誤。
1.(2025·十堰期末檢測)下列圖像對應的解釋或由圖像得出的結論錯誤的是 (　　)
[題點多維訓練]
√
選項 A B C D
圖像
解釋或結論 對于有氣體參與且ΔV=0的反應，曲線乙表示可能增大反應體系的壓強 反應在t1時刻可能使用了催化劑或升高了溫度 m點后反應達到平衡狀態，該反應為放熱反應 保持反應條件不變，A點時，逆反應的速率大于正反應的速率
解析:對于有氣體參與且ΔV=0的反應，增大壓強，反應速率加快，達到平衡時所需要時間變短，平衡不移動，則曲線乙表示可能增大反應體系的壓強，與圖像符合，故A正確；反應在t1時刻可能使用催化劑，正逆反應均增大，平衡不移動，升高溫度，正逆反應速率增大，與圖像不符，故B錯誤；m點后反應達到平衡狀態，升高溫度，生成物百分含量減小，平衡逆向移動，該反應為放熱反應，故C正確；保持反應條件不變，A點時反應未達到平衡狀態，平衡轉化率減小，反應逆向進行，逆反應的速率大于正反應的速率，故D正確。
2.在恒壓、NO和O2的起始濃度一定的條件下，催化反應相同時間，測得不同溫度下NO轉化為NO2的轉化率如圖中實線所示(圖中虛線表示相同條件下NO的平衡轉化率隨溫度的變化)。下列說法正確的是 (　　)
A.反應2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的ΔH>0
B.圖中X點所示條件下，延長反應時間不能提高NO的轉化率
C.圖中Y點所示條件下，增加O2的濃度不能提高NO的轉化率
D.380 ℃下，c起始(O2)=5.0×10-4 mol·L-1，NO的平衡轉化率為50%，則平衡常數K>2 000
√
解析:由虛線可知，隨溫度升高，NO的平衡轉化率逐漸降低，說明平衡逆向移動，則NO與O2生成NO2的反應為放熱反應，即ΔH<0，A項錯誤；X點未達到平衡，延長時間反應繼續向右進行，可以提高NO的轉化率，B項錯誤；Y點為平衡點，增大O2的濃度，平衡正向移動，可以提高NO的轉化率，C項錯誤；設NO起始濃度為a mol·L-1，NO的轉化率為50%，則平衡時NO、O2和NO2的濃度分別為0.5a mol·L-1、(5×10-4-0.25a)mol·L-1、0.5a mol·L-1，該反應的平衡常數K==>=2 000，D項正確。
課時跟蹤檢測
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一、選擇題
1.可逆反應aA(g)+bB(s) cC(g)　ΔH，關于下列圖像說法錯誤的是(　　)
A.T2>T1 B.ΔH<0
C.a+bP1
解析:由圖可知，溫度為T2時，反應先達到平衡，反應速率快，反應溫度高，故T2>T1，故A正確；由圖可知，升高溫度，C的百分含量減小，平衡逆向移動，反應正向放熱，ΔH<0，故B正確；由圖可知，壓強為P2時，反應先達到平衡，反應速率快，反應壓強大，故P2>P1，增大壓強，A的轉化率減小，平衡逆向移動，則a15
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2.(2025·濟南階段檢測)某溫度下，恒容密閉容器中進行可逆反應:
X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(s)　ΔH>0，下列說法正確的是 (　　)
A.平衡后加入少量W，速率 時間圖像如右圖
B.平衡后升高溫度，平衡正向移動，ΔH不變
C.平衡后加入Y，平衡正向移動，X、Y的轉化率均增大
D.當容器中氣體的壓強不再變化時，反應達到平衡狀態
解析:W是固體，不影響化學反應速率，所以平衡后加入少量W，逆反應速率不變，故A錯誤；X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(s)　ΔH>0，反應為吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，但是ΔH不變，故B正確；平衡后加入Y，平衡正向移動，促進X轉化，但是Y本身的轉化率降低，故C錯誤；反應為氣體分子數不變的反應，壓強不是變量，容器中氣體的壓強不再變化時，不能說明反應達到平衡狀態，故D錯誤。
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3
3.對于反應A2(g)+2B2(g) 2AB2(g)　ΔH<0，
下列各圖所表示的變化合理且符合勒夏特列
原理的是 (　　)
解析:升高溫度平衡應逆向移動，逆反應速率應大于正反應速率，不符合勒夏特列原理，故A錯誤；升高溫度平衡應逆向移動，溫度越高AB2的含量越小，符合勒夏特列原理但不符合先拐溫度越高原則，故B錯誤；增大壓強平衡正向移動，所以壓強越大AB2的含量越大，不符合勒夏特列原理，故C錯誤；增大壓強平衡正向移動，所以壓強越大AB2的含量越大，溫度越高AB2的含量越小，符合勒夏特列原理，故D正確。
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√
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5
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9
10
11
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3
4.(2025·成都高二期中)下列反應中，與三個圖像全部相符合的反應是 (　　)
A.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0
B.2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)　ΔH>0
C.4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0
D.H2(g)+CO(g) C(s)+H2O(g)　ΔH>0
解析:由方程式可知，該反應是氣體體積減小的放熱反應，不符合圖1、圖3，故A錯誤；由方程式可知，該反應為氣體體積增大的吸熱反應，與3個圖都符合，故B正確；由方程式可知，該反應為氣體體積增大的放熱反應，不符合圖1，故C錯誤；由方程式可知，該反應是氣體體積減小的吸熱反應，不符合圖3，故D錯誤。
15
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13
3
5.已知2NO2(g)+O3(g) N2O5(g)+O2(g)　ΔH<0，在一定溫度下將2 mol NO2和1 mol O3充入一恒容密閉容器中進行反應，直至t1時達到平衡狀態。下列圖像正確的是 (　　)
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1
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5
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3
解析: ρ=，在恒容密閉容器中進行反應，則氣體的體積不變，則氣體的密度始終不變，故A錯誤；反應剛開始時O2的物質的量為0，則其逆反應速率一開始應該為0，且NO2正反應速率一開始應該不為0，故B錯誤；NO2和O3的初始物質的量比為2∶1，化學計量數之比為2∶1，則兩者的平衡轉化率應該相同，故C錯誤；該反應正反應為放熱反應，升高溫度，化學平衡逆向移動，則K正減小，
K逆增大，故D正確。
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√
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3
6.密閉容器中進行的可逆反應:aA(g)+bB(g) cC(g)在不同溫度(T1和T2)及壓強(p1和p2)下，混合氣體中B的質量分數ω(B)與反應時間(t)的關系如圖所示。下列判斷正確的是 (　　)
A.T1c，正反應為吸熱反應
B.T1>T2，p1C.T1p2，a+bD.T1>T2，p1>p2，a+b>c，正反應為放熱反應
解析:由題圖可知，壓強相同時，T1時先達到平衡狀態，說明T1溫度高，反應速率快，T1>T2；溫度越高，B的質量分數越小，說明升高溫度平衡正向移動，故正反應為吸熱反應，ΔH>0。溫度相同時，p2時先達到平衡狀態，說明p2大，反應速率快，p2>p1，壓強越大，B的質量分數越大，說明增大壓強平衡逆向移動，正反應為氣體分子數增大的反應，即a+b15
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√
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13
3
7.如圖為條件一定時，反應2NO+O2 2NO2+Q(Q>0)中NO的最大轉化率與溫度變化關系曲線圖，圖中有A、B、C、D、E五點，其中表示未達到平衡狀態，且v正A.B和C　　 　　 B.A和E
C.E D.A和C
解析:圖像中的曲線為平衡線，線上的點都處于平衡狀態，v正=v逆；線以下的各點反應物NO的轉化率偏小，反應向右進行，v正>v逆；線以上的點反應物NO的轉化率偏大，反應向左進行，v正v逆；E點，v正15
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3
8.(2025·海口階段檢測)其他條件不變時，改變密閉容器中某一條件，對反應A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)化學平衡狀態的影響，得到如圖所示的曲線(T表示溫度，n表示物質的量)，下列判斷正確的是 (　　)
A.若T1>T2，則正反應是吸熱反應
B.T2時，若起始n(A2)不變時達到平衡，n(AB3)大小為c>b>a
C.達到平衡時，A2轉化率:b>a>c
D.若T1>T2，則K(a)=K(b)15
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3
解析:若T1>T2，升高溫度，平衡時AB3%減小，說明升高溫度，平衡向逆反應方向移動，正反應為放熱反應，故A錯誤；增大B2的濃度，平衡向正反應方向移動，AB3的物質的量增大，T2時，起始B2的物質的量大小順序為c>b>a，則AB3的物質的量大小順序為c>b>a，故B正確；增大B2的濃度，平衡向正反應方向移動，A2的轉化率增大，T2時，起始B2的物質的量大小順序為c>b>a，則A2的轉化率大小順序為c>b>a，故C錯誤；若T1>T2，升高溫度，平衡時AB3%減小，說明升高溫度，平衡向逆反應方向移動，平衡常數減小，則K(d)小于K(b)，故D錯誤。
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9.(2025·鄭州期中檢測)一定條件下，將NO和O2按物質的量之比2∶1充入反應容器，發生2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)　ΔH的反應。其他條件相同時，分別測得NO的平衡轉化率在不同壓強(p1、p2)下隨溫度變化的曲線如圖所示。下列說法錯誤的是 (　　)
A.ΔH<0
B.p1C.400 ℃、p1條件下，O2的平衡轉化率為40%
D.400 ℃時，該反應的化學平衡常數的數值為
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3
解析:壓強不變時升高溫度NO的轉化率降低，平衡逆向移動，則正反應為放熱反應，ΔH<0，故A正確；正反應為氣體體積減小的反應，溫度一定時，增大壓強平衡向正反應方向移動，NO的轉化率增大，故p115
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√
10.(2024·海南卷)已知298 K，101 kPa時，CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH=-49.5 kJ·mol-1。該反應在密閉的剛性容器中分別于T1、T2溫度下進行，CO2的初始濃度為0.4 mol·L-1，c(CO2) t關系如圖所示。下列說法錯誤的是 (　　)
A.T1>T2
B.T1下反應達到平衡時c(CH3OH)=0.15 mol·L-1
C.使用催化劑1的反應活化能比催化劑2的大
D.使用催化劑2和催化劑3的反應歷程相同
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3
解析:二氧化碳的平衡濃度T1>T2，該反應為放熱反應，溫度越高，平衡時二氧化碳濃度越大，故T1>T2，A項正確；T1下反應達到平衡時CO2濃度的變化量為0.15 mol·L-1，由方程式可知，CO2和CH3OH的濃度變化量相等，故平衡時c(CH3OH)=0.15 mol·L-1，B項正確；分析圖像可知，該反應存在兩個變量:催化劑和溫度，在T1溫度下，催化劑2條件下反應先達到平衡，說明催化劑2條件下的反應速率大于催化劑1條件下的反應速率，反應活化能越低，反應速率越快，因此使用催化劑1的反應活化能大于催化劑2的，C項正確；T1和T2下，分別使用催化劑2、3，反應同時達到平衡，說明反應速率相同，又溫度升高反應速率變快，T1>T2，因此催化效果:催化劑2<催化劑3，反應活化能不同，故反應歷程不同，D項錯誤。
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11.(2024·江蘇卷)二氧化碳加氫制甲醇過程中的主要反應(忽略其他副反應)為
①CO2(g)+H2(g)==CO(g)+H2O(g) ΔH1=41.2 kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g)==CH3OH(g)　ΔH2
225 ℃、8×106 Pa下，將一定比例CO2、H2混合氣勻速通過裝有催化劑的絕熱反應管。裝置及L1、L2、L3…位點處(相鄰位點距離相同)的氣體溫度、CO和CH3OH的體積分數如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.L4處與L5處反應①的平衡常數K相等
B.反應②的焓變ΔH2>0
C.L6處的H2O的體積分數大于L5處
D.混合氣從起始到通過L1處，CO的生成速率小于CH3OH的生成速率
√
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3
解析:根據圖中白圈標記的曲線代表氣體溫度，L4處與L5處對應的溫度不同，平衡常數與溫度有關，故L4處與L5處的平衡常數不同，A錯誤；由圖可知，隨著氣體在絕熱反應管中前進，氣體溫度不斷升高，說明有熱量放出，而反應①ΔH1>0，故反應②ΔH2<0，B錯誤；從L5到L6，甲醇的體積分數逐漸增加，說明反應②在向右進行，反應②消耗CO，而CO體積分數沒有明顯變化，說明反應①也在向右進行，反應①為氣體分子數不變的反應，其向右進行時，n(H2O)增大，反應②為氣體分子數減小的反應，且沒有H2O的消耗與生成，故n總減小而n(H2O)增加，即H2O的體積分數會增大，故L6處的H2O的體積分數大于L5處，C正確；L1處，CO的體積分數大于CH3OH，說明生成的CO的物質的量大于CH3OH，兩者反應時間相同，說明CO的生成速率大于CH3OH的生成速率，D錯誤。
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3
12.(2024·廣西卷)573 K、高壓條件下，一定量的苯甲腈在密閉容器中發生連續水解:
C6H5CN(苯甲腈)→C6H5CONH2(苯甲酰胺)→C6H5COOH(苯甲酸)
如圖為水解過程中上述三者(分別用X、Y、Z表示)的物質的量分數x(A)隨時間t的變化曲線，其中x(A)=。下列說法錯誤的是(　　)
A.水解產物除了Y、Z還有NH3
B.a點時v消耗(Y)=v生成(Y)
C.x(Z)在15 min前基本不變，15 min后明顯增大，可能是水解產物對生成Z的反應有催化作用
D.任意25 min時間段內存在v(X)=v(Y)+v(Z)
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解析:C6H5CN的水解產物為C6H5CONH2，C6H5CONH2的水解產物為C6H5COOH、NH3，故水解產物除了Y、Z還有NH3，A項正確；a點時Y的物質的量分數最大，此時v消耗(Y)=v生成(Y)，B項正確；x(Z)在15 min前基本不變，15 min后明顯增大，在沒有另加物質、沒有改變反應條件的情況下，可能是水解產物對生成Z的反應有催化作用，C項正確；根據圖像所示，反應的前期應該有v(X)=v(Y)+v(Z)，a點之后，Y的物質的量分數減小，說明Y→Z反應中v消耗(Y)大于X→Y反應中v生成(Y)，
v(X)減小，v(Z)增大，三者的速率關系不滿足v(X)=v(Y)+v(Z)，D項錯誤。
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二、非選擇題
13.(8分)一定溫度下，在2 L的恒容密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質的量隨時間變化的曲線如圖1所示:
(1)從反應開始到10 s時，
用Z表示的反應速率為　　　 　　　，
X的物質的量濃度減少了　　 　　　　，
Y的轉化率為　　　。
0.079 mol·L-1·s-1　
0.395 mol·L-1
79%
解析:根據物質的量的變化與化學計量數呈正比書寫化學方程式，結合v==和影響化學平衡的因素分析解答。
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(1)根據圖1，v(Z)===0.079 mol·L-1·s-1；X的物質的量減少了1.20 mol-0.41 mol=0.79 mol，X的物質的量濃度減少了=0.395 mol·L-1；Y的物質的量減少了1.00 mol-0.21 mol=0.79 mol，Y的轉化率為×100%=79.00%。
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二、非選擇題
13.(8分)一定溫度下，在2 L的恒容密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質的量隨時間變化的曲線如圖1所示:
(2)該反應的化學方程式為
　 。
解析:根據物質的量的變化與化學計量數呈正比，則有n(X)∶n(Y)∶n(Z)=0.79 mol∶0.79 mol∶1.58 mol=1∶1∶2，所以反應的化學方程式為X+Y 2Z。
X+Y 2Z
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二、非選擇題
13.(8分)一定溫度下，在2 L的恒容密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質的量隨時間變化的曲線如圖1所示:
(3)10 s后的某一時刻(t1)改變了外界條件，其速率隨時間的變化圖像如圖2所示。則下列說法符合該圖像的是　 　。
A.t1時刻，增大了X的濃度 B.t1時刻，升高了體系溫度
C.t1時刻，縮小了容器體積 D.t1時刻，使用了催化劑
CD
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解析:由圖2可知，t1時刻，正、逆反應速率突然增大，且相等，平衡不移動。t1時刻，若增大了X的濃度，則平衡正移，A不符合題意；t1時刻，若升高了體系溫度，平衡一定移動，B不符合題意；t1時刻，若縮小了容器體積，反應速率增大，由于X+Y 2Z反應前后氣體的計量數相等，平衡不移動，C符合題意；t1時刻，若使用了催化劑，反應速率增大，平衡不移動，D符合題意。
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14.(10分)在一密閉容器中發生反應:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0，達到平衡后，只改變某一個條件時，反應速率與反應時間的關系如圖所示。
回答下列問題:
(1)處于平衡狀態的時間段是　 (填字母，下同)。
A.t0~t1　　　B.t1~t2　　　C.t2~t3 D.t3~t4　　　E.t4~t5　　　F.t5~t6
14
解析:根據圖示可知，t0~t1、t2~t3、t3~t4、t5~t6時間段內，v正、v逆相等，反應處于平衡狀態。
ACDF
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14.(10分)在一密閉容器中發生反應:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0，達到平衡后，只改變某一個條件時，反應速率與反應時間的關系如圖所示。
(2)判斷t1、t3、t4時刻分別改變的一個條件。
A.增大壓強 B.減小壓強 C.升高溫度
D.降低溫度 E.加催化劑 F.充入氮氣
t1時刻　　　；t3時刻　　　；t4時刻　　　。
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C　
E
B
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解析:t1時，v正、v逆同時增大，且v逆增大得更多，平衡向逆反應方向移動，所以t1時改變的條件是升溫。t3時，v正、v逆同時增大且增大量相同，平衡不移動，所以t3時改變的條件是加催化劑。t4時，v正、v逆同時減小，但平衡向逆反應方向移動，所以t4時改變的條件是減小壓強。
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14.(10分)在一密閉容器中發生反應:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0，達到平衡后，只改變某一個條件時，反應速率與反應時間的關系如圖所示。
(3)依據(2)中的結論，下列時間段中，氨的百分含量最高的是　　。
A.t0~t1　　　　　　 B.t2~t3
C.t3~t4 D.t5~t6
14
解析:根據圖示知，t1~t2、t4~t5時間段內平衡均向逆反應方向移動，NH3的含量均比t0~t1時間段的低，所以t0~t1時間段內NH3的百分含量最高。
A
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14.(10分)在一密閉容器中發生反應:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0，達到平衡后，只改變某一個條件時，反應速率與反應時間的關系如圖所示。
(4)如果在t6時刻，從反應體系中分離出部分氨，
t7時刻反應達到平衡狀態，請在圖中畫出反應速率的變化曲線。
14
解析:t6時刻分離出部分NH3，v逆立刻減小，而v正逐漸減小，在t7時刻二者相等，反應重新達到平衡，據此可畫出反應速率的變化曲線。
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15.(10分)治理汽車尾氣中NO和CO污染的一種方法是將其轉化為無害的CO2和N2，反應原理為2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)　ΔH<0。某研究小組在三個容積均為5 L的恒容密閉容器中，分別充入0.4 mol NO和0.4 mol CO，在三種不同實驗條件下進行上述反應(體系各自保持溫度不變)，反應體系總壓強隨時間的變化如圖所示。
(1)實驗Ⅱ從開始至達到平衡時的平均反應速率v(NO)
=　　　　　 　　　。
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1.75×10-3 mol·L-1·min-1
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解析:設參加反應的NO為x mol，則:
2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)
起始/mol　0.4　　0.4　　　 0　　　0
轉化/mol　x　　　x　　　 x　　　0.5x
平衡/mol　0.4-x　0.4-x　 　x　　 　0.5x
恒溫恒容條件下，壓強之比等于物質的量之比，則(0.4+0.4)∶(0.4-x+0.4-x+x+0.5x)=320∶250，解得x=0.35，故v(NO)==1.75×10-3 mol·L-1·min-1。
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15.(10分)治理汽車尾氣中NO和CO污染的一種方法是將其轉化為無害的CO2和N2，反應原理為2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)　ΔH<0。某研究小組在三個容積均為5 L的恒容密閉容器中，分別充入0.4 mol NO和0.4 mol CO，在三種不同實驗條件下進行上述反應(體系各自保持溫度不變)，反應體系總壓強隨時間的變化如圖所示。
(2)與實驗Ⅱ相比，實驗Ⅰ和實驗Ⅲ分別僅改變一種
反應條件，所改變的條件和判斷的理由分別為
實驗Ⅰ:　 。
實驗Ⅲ:　 。
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升高溫度，達到平衡的時間比實驗Ⅱ短，且起始壓強增大
加催化劑，達到平衡的時間比實驗Ⅱ短，平衡沒有移動
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15.(10分)治理汽車尾氣中NO和CO污染的一種方法是將其轉化為無害的CO2和N2，反應原理為2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)　ΔH<0。某研究小組在三個容積均為5 L的恒容密閉容器中，分別充入0.4 mol NO和0.4 mol CO，在三種不同實驗條件下進行上述反應(體系各自保持溫度不變)，反應體系總壓強隨時間的變化如圖所示。
(3)三組實驗中CO的平衡轉化率αⅠ(CO)、
αⅡ(CO)和αⅢ(CO)的大小關系為 　 。
15
解析:實驗Ⅱ、Ⅲ相比平衡不移動，故CO的平衡轉化率不變，即αⅡ(CO)=αⅢ(CO)，實驗Ⅰ、Ⅱ相比，實驗Ⅰ溫度較高，正反應為放熱反應，平衡向逆反應方向移動，CO的平衡轉化率減小，即αⅠ(CO)<αⅡ(CO)，故αⅡ(CO)=αⅢ(CO)>αⅠ(CO)。
αⅡ(CO)=αⅢ(CO)>αⅠ(CO)
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15.(10分)治理汽車尾氣中NO和CO污染的一種方法是將其轉化為無害的CO2和N2，反應原理為2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)　ΔH<0。某研究小組在三個容積均為5 L的恒容密閉容器中，分別充入0.4 mol NO和0.4 mol CO，在三種不同實驗條件下進行上述反應(體系各自保持溫度不變)，反應體系總壓強隨時間的變化如圖所示。
(4)實驗Ⅲ的平衡常數K=　　　　。
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解析:實驗Ⅱ、Ⅲ溫度相同，平衡常數相同，結合(1)中計算可以知道平衡時:
c(NO)==0.01 mol·L-1，c(CO)==0.01 mol·L-1，c(CO2)==0.07 mol·L-1，c(N2)==0.035 mol·L-1，實驗Ⅲ的平衡常數K===17 150。課時跟蹤檢測(十二)　化學反應速率與化學平衡圖像
一、選擇題
1.可逆反應aA(g)+bB(s)cC(g)　ΔH,關于下列圖像說法錯誤的是 (　　)
A.T2>T1 B.ΔH<0
C.a+bP1
2.(2025·濟南階段檢測)某溫度下,恒容密閉容器中進行可逆反應:X(g)+Y(g)2Z(g)+W(s)　ΔH>0,下列說法正確的是 (　　)
A.平衡后加入少量W,速率 時間圖像如右圖
B.平衡后升高溫度,平衡正向移動,ΔH不變
C.平衡后加入Y,平衡正向移動,X、Y的轉化率均增大
D.當容器中氣體的壓強不再變化時,反應達到平衡狀態
3.對于反應A2(g)+2B2(g)2AB2(g)　ΔH<0,下列各圖所表示的變化合理且符合勒夏特列原理的是 (　　)
4.(2025·成都高二期中)下列反應中,與三個圖像全部相符合的反應是 (　　)
A.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0
B.2SO3(g)2SO2(g)+O2(g)　ΔH>0
C.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0
D.H2(g)+CO(g)C(s)+H2O(g)　ΔH>0
5.已知2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g)　ΔH<0,在一定溫度下將2 mol NO2和1 mol O3充入一恒容密閉容器中進行反應,直至t1時達到平衡狀態。下列圖像正確的是 (　　)
6.密閉容器中進行的可逆反應:aA(g)+bB(g)cC(g)在不同溫度(T1和T2)及壓強(p1和p2)下,混合氣體中B的質量分數ω(B)與反應時間(t)的關系如圖所示。下列判斷正確的是 (　　)
A.T1c,正反應為吸熱反應
B.T1>T2,p1C.T1p2,a+bD.T1>T2,p1>p2,a+b>c,正反應為放熱反應
7.如圖為條件一定時,反應2NO+O22NO2+Q(Q>0)中NO的最大轉化率與溫度變化關系曲線圖,圖中有A、B、C、D、E五點,其中表示未達到平衡狀態,且v正A.B和C　　　　 B.A和E
C.E D.A和C
8.(2025·海口階段檢測)其他條件不變時,改變密閉容器中某一條件,對反應A2(g)+3B2(g)2AB3(g)化學平衡狀態的影響,得到如圖所示的曲線(T表示溫度,n表示物質的量),下列判斷正確的是 (　　)
A.若T1>T2,則正反應是吸熱反應
B.T2時,若起始n(A2)不變時達到平衡,n(AB3)大小為c>b>a
C.達到平衡時,A2轉化率:b>a>c
D.若T1>T2,則K(a)=K(b)9.(2025·鄭州期中檢測)一定條件下,將NO和O2按物質的量之比2∶1充入反應容器,發生2NO(g)+O2(g)2NO2(g)　ΔH的反應。其他條件相同時,分別測得NO的平衡轉化率在不同壓強(p1、p2)下隨溫度變化的曲線如圖所示。下列說法錯誤的是 (　　)
A.ΔH<0
B.p1C.400 ℃、p1條件下,O2的平衡轉化率為40%
D.400 ℃時,該反應的化學平衡常數的數值為
10.(2024·海南卷)已知298 K,101 kPa時,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-49.5 kJ·mol-1。該反應在密閉的剛性容器中分別于T1、T2溫度下進行,CO2的初始濃度為0.4 mol·L-1,c(CO2) t關系如圖所示。下列說法錯誤的是 (　　)
A.T1>T2
B.T1下反應達到平衡時c(CH3OH)=0.15 mol·L-1
C.使用催化劑1的反應活化能比催化劑2的大
D.使用催化劑2和催化劑3的反應歷程相同
11.(2024·江蘇卷)二氧化碳加氫制甲醇過程中的主要反應(忽略其他副反應)為
①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=41.2 kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH2
225 ℃、8×106 Pa下,將一定比例CO2、H2混合氣勻速通過裝有催化劑的絕熱反應管。裝置及L1、L2、L3…位點處(相鄰位點距離相同)的氣體溫度、CO和CH3OH的體積分數如圖所示。下列說法正確的是 (　　)
A.L4處與L5處反應①的平衡常數K相等
B.反應②的焓變ΔH2>0
C.L6處的H2O的體積分數大于L5處
D.混合氣從起始到通過L1處,CO的生成速率小于CH3OH的生成速率
12.(2024·廣西卷)573 K、高壓條件下,一定量的苯甲腈在密閉容器中發生連續水解:
C6H5CN(苯甲腈)→C6H5CONH2(苯甲酰胺)→C6H5COOH(苯甲酸)
如圖為水解過程中上述三者(分別用X、Y、Z表示)的物質的量分數x(A)隨時間t的變化曲線,其中x(A)=。下列說法錯誤的是 (　　)
A.水解產物除了Y、Z還有NH3
B.a點時v消耗(Y)=v生成(Y)
C.x(Z)在15 min前基本不變,15 min后明顯增大,可能是水解產物對生成Z的反應有催化作用
D.任意25 min時間段內存在v(X)=v(Y)+v(Z)
二、非選擇題
13.(8分)一定溫度下,在2 L的恒容密閉容器中,X、Y、Z三種氣體的物質的量隨時間變化的曲線如圖1所示:
(1)從反應開始到10 s時,用Z表示的反應速率為　　　　,X的物質的量濃度減少了　　　　　,Y的轉化率為　　　　　　。
(2)該反應的化學方程式為 　。
(3)10 s后的某一時刻(t1)改變了外界條件,其速率隨時間的變化圖像如圖2所示。則下列說法符合該圖像的是　　　　。
A.t1時刻,增大了X的濃度
B.t1時刻,升高了體系溫度
C.t1時刻,縮小了容器體積
D.t1時刻,使用了催化劑
14.(10分)在一密閉容器中發生反應:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0,達到平衡后,只改變某一個條件時,反應速率與反應時間的關系如圖所示。
回答下列問題:
(1)處于平衡狀態的時間段是 (填字母,下同)。
A.t0~t1　　　B.t1~t2　　　C.t2~t3 D.t3~t4　　　E.t4~t5　　　F.t5~t6
(2)判斷t1、t3、t4時刻分別改變的一個條件。
A.增大壓強 B.減小壓強 C.升高溫度
D.降低溫度 E.加催化劑 F.充入氮氣
t1時刻　　　;t3時刻　　　;t4時刻　　　。
(3)依據(2)中的結論,下列時間段中,氨的百分含量最高的是　　　　。
A.t0~t1　　　　　　 B.t2~t3
C.t3~t4 D.t5~t6
(4)如果在t6時刻,從反應體系中分離出部分氨,t7時刻反應達到平衡狀態,請在圖中畫出反應速率的變化曲線。
15.(10分)治理汽車尾氣中NO和CO污染的一種方法是將其轉化為無害的CO2和N2,反應原理為2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)　ΔH<0。某研究小組在三個容積均為5 L的恒容密閉容器中,分別充入0.4 mol NO和0.4 mol CO,在三種不同實驗條件下進行上述反應(體系各自保持溫度不變),反應體系總壓強隨時間的變化如圖所示。
(1)實驗Ⅱ從開始至達到平衡時的平均反應速率v(NO)=　　　　　　　　　　　　。
(2)與實驗Ⅱ相比,實驗Ⅰ和實驗Ⅲ分別僅改變一種反應條件,所改變的條件和判斷的理由分別為
實驗Ⅰ: 　。
實驗Ⅲ: 　。
(3)三組實驗中CO的平衡轉化率αⅠ(CO)、αⅡ(CO)和αⅢ(CO)的大小關系為 　。
(4)實驗Ⅲ的平衡常數K=　　　　。
課時跟蹤檢測(十二)
1.選C　由圖可知,溫度為T2時,反應先達到平衡,反應速率快,反應溫度高,故T2>T1,故A正確;由圖可知,升高溫度,C的百分含量減小,平衡逆向移動,反應正向放熱,ΔH<0,故B正確;由圖可知,壓強為P2時,反應先達到平衡,反應速率快,反應壓強大,故P2>P1,增大壓強,A的轉化率減小,平衡逆向移動,則a2.選B　W是固體,不影響化學反應速率,所以平衡后加入少量W,逆反應速率不變,故A錯誤;X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(s)　ΔH>0,反應為吸熱反應,升高溫度,平衡正向移動,但是ΔH不變,故B正確;平衡后加入Y,平衡正向移動,促進X轉化,但是Y本身的轉化率降低,故C錯誤;反應為氣體分子數不變的反應,壓強不是變量,容器中氣體的壓強不再變化時,不能說明反應達到平衡狀態,故D錯誤。
3.選D　升高溫度平衡應逆向移動,逆反應速率應大于正反應速率,不符合勒夏特列原理,故A錯誤;升高溫度平衡應逆向移動,溫度越高AB2的含量越小,符合勒夏特列原理但不符合先拐溫度越高原則,故B錯誤;增大壓強平衡正向移動,所以壓強越大AB2的含量越大,不符合勒夏特列原理,故C錯誤;增大壓強平衡正向移動,所以壓強越大AB2的含量越大,溫度越高AB2的含量越小,符合勒夏特列原理,故D正確。
4.選B　由方程式可知,該反應是氣體體積減小的放熱反應,不符合圖1、圖3,故A錯誤;由方程式可知,該反應為氣體體積增大的吸熱反應,與3個圖都符合,故B正確;由方程式可知,該反應為氣體體積增大的放熱反應,不符合圖1,故C錯誤;由方程式可知,該反應是氣體體積減小的吸熱反應,不符合圖3,故D錯誤。
5.選D　ρ=,在恒容密閉容器中進行反應,則氣體的體積不變,則氣體的密度始終不變,故A錯誤;反應剛開始時O2的物質的量為0,則其逆反應速率一開始應該為0,且NO2正反應速率一開始應該不為0,故B錯誤;NO2和O3的初始物質的量比為2∶1,化學計量數之比為2∶1,則兩者的平衡轉化率應該相同,故C錯誤;該反應正反應為放熱反應,升高溫度,化學平衡逆向移動,則K正減小,K逆增大,故D正確。
6.選B　由題圖可知,壓強相同時,T1時先達到平衡狀態,說明T1溫度高,反應速率快,T1>T2;溫度越高,B的質量分數越小,說明升高溫度平衡正向移動,故正反應為吸熱反應,ΔH>0。溫度相同時,p2時先達到平衡狀態,說明p2大,反應速率快,p2>p1,壓強越大,B的質量分數越大,說明增大壓強平衡逆向移動,正反應為氣體分子數增大的反應,即a+b7.選C　圖像中的曲線為平衡線,線上的點都處于平衡狀態,v正=v逆;線以下的各點反應物NO的轉化率偏小,反應向右進行,v正>v逆;線以上的點反應物NO的轉化率偏大,反應向左進行,v正v逆;E點,v正8.選B　若T1>T2,升高溫度,平衡時AB3%減小,說明升高溫度,平衡向逆反應方向移動,正反應為放熱反應,故A錯誤;增大B2的濃度,平衡向正反應方向移動,AB3的物質的量增大,T2時,起始B2的物質的量大小順序為c>b>a,則AB3的物質的量大小順序為c>b>a,故B正確;增大B2的濃度,平衡向正反應方向移動,A2的轉化率增大,T2時,起始B2的物質的量大小順序為c>b>a,則A2的轉化率大小順序為c>b>a,故C錯誤;若T1>T2,升高溫度,平衡時AB3%減小,說明升高溫度,平衡向逆反應方向移動,平衡常數減小,則K(d)小于K(b),故D錯誤。
9.選D　壓強不變時升高溫度NO的轉化率降低,平衡逆向移動,則正反應為放熱反應,ΔH<0,故A正確;正反應為氣體體積減小的反應,溫度一定時,增大壓強平衡向正反應方向移動,NO的轉化率增大,故p110.選D　二氧化碳的平衡濃度T1>T2,該反應為放熱反應,溫度越高,平衡時二氧化碳濃度越大,故T1>T2,A項正確;T1下反應達到平衡時CO2濃度的變化量為0.15 mol·L-1,由方程式可知,CO2和CH3OH的濃度變化量相等,故平衡時c(CH3OH)=0.15 mol·L-1,B項正確;分析圖像可知,該反應存在兩個變量:催化劑和溫度,在T1溫度下,催化劑2條件下反應先達到平衡,說明催化劑2條件下的反應速率大于催化劑1條件下的反應速率,反應活化能越低,反應速率越快,因此使用催化劑1的反應活化能大于催化劑2的,C項正確;T1和T2下,分別使用催化劑2、3,反應同時達到平衡,說明反應速率相同,又溫度升高反應速率變快,T1>T2,因此催化效果:催化劑2<催化劑3,反應活化能不同,故反應歷程不同,D項錯誤。
11.選C　根據圖中白圈標記的曲線代表氣體溫度,L4處與L5處對應的溫度不同,平衡常數與溫度有關,故L4處與L5處的平衡常數不同,A錯誤;由圖可知,隨著氣體在絕熱反應管中前進,氣體溫度不斷升高,說明有熱量放出,而反應①ΔH1>0,故反應②ΔH2<0,B錯誤;從L5到L6,甲醇的體積分數逐漸增加,說明反應②在向右進行,反應②消耗CO,而CO體積分數沒有明顯變化,說明反應①也在向右進行,反應①為氣體分子數不變的反應,其向右進行時,n(H2O)增大,反應②為氣體分子數減小的反應,且沒有H2O的消耗與生成,故n總減小而n(H2O)增加,即H2O的體積分數會增大,故L6處的H2O的體積分數大于L5處,C正確;L1處,CO的體積分數大于CH3OH,說明生成的CO的物質的量大于CH3OH,兩者反應時間相同,說明CO的生成速率大于CH3OH的生成速率,D錯誤。
12.選D　C6H5CN的水解產物為C6H5CONH2,C6H5CONH2的水解產物為C6H5COOH、NH3,故水解產物除了Y、Z還有NH3,A項正確;a點時Y的物質的量分數最大,此時v消耗(Y)=v生成(Y),B項正確;x(Z)在15 min前基本不變,15 min后明顯增大,在沒有另加物質、沒有改變反應條件的情況下,可能是水解產物對生成Z的反應有催化作用,C項正確;根據圖像所示,反應的前期應該有v(X)=v(Y)+v(Z),a點之后,Y的物質的量分數減小,說明Y→Z反應中v消耗(Y)大于X→Y反應中v生成(Y),v(X)減小,v(Z)增大,三者的速率關系不滿足v(X)=v(Y)+v(Z),D項錯誤。
13.解析:根據物質的量的變化與化學計量數呈正比書寫化學方程式,結合v==和影響化學平衡的因素分析解答。
(1)根據圖1,v(Z)===0.079 mol·L-1·s-1;X的物質的量減少了1.20 mol-0.41 mol=0.79 mol,X的物質的量濃度減少了=0.395 mol·L-1;Y的物質的量減少了1.00 mol-0.21 mol=0.79 mol,Y的轉化率為×100%=79.00%。
(2)根據物質的量的變化與化學計量數呈正比,則有n(X)∶n(Y)∶n(Z)=0.79 mol∶0.79 mol∶1.58 mol=1∶1∶2,所以反應的化學方程式為X+Y 2Z。
(3)由圖2可知,t1時刻,正、逆反應速率突然增大,且相等,平衡不移動。t1時刻,若增大了X的濃度,則平衡正移,A不符合題意;t1時刻,若升高了體系溫度,平衡一定移動,B不符合題意;t1時刻,若縮小了容器體積,反應速率增大,由于X+Y 2Z反應前后氣體的計量數相等,平衡不移動,C符合題意;t1時刻,若使用了催化劑,反應速率增大,平衡不移動,D符合題意。
答案:(1)0.079 mol·L-1·s-1　0.395 mol·L-1　79%　
(2)X+Y 2Z　(3)CD
14.解析:(1)根據圖示可知,t0~t1、t2~t3、t3~t4、t5~t6時間段內,v正、v逆相等,反應處于平衡狀態。(2)t1時,v正、v逆同時增大,且v逆增大得更多,平衡向逆反應方向移動,所以t1時改變的條件是升溫。t3時,v正、v逆同時增大且增大量相同,平衡不移動,所以t3時改變的條件是加催化劑。t4時,v正、v逆同時減小,但平衡向逆反應方向移動,所以t4時改變的條件是減小壓強。(3)根據圖示知,t1~t2、t4~t5時間段內平衡均向逆反應方向移動,NH3的含量均比t0~t1時間段的低,所以t0~t1時間段內NH3的百分含量最高。(4)t6時刻分離出部分NH3,v逆立刻減小,而v正逐漸減小,在t7時刻二者相等,反應重新達到平衡,據此可畫出反應速率的變化曲線。
答案:(1)ACDF　(2)C　E　B　(3)A
(4)
15.解析:(1)設參加反應的NO為x mol,則:
　　 　 　2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)
起始/mol　0.4　　　0.4　　　0　　　0
轉化/mol　x　　　　x　　　 x　　 0.5x
平衡/mol　0.4-x　0.4-x　 　x　　 　0.5x
恒溫恒容條件下,壓強之比等于物質的量之比,則(0.4+0.4)∶(0.4-x+0.4-x+x+0.5x)=320∶250,解得x=0.35,故v(NO)==1.75×10-3 mol·L-1·min-1。
(3)實驗Ⅱ、Ⅲ相比平衡不移動,故CO的平衡轉化率不變,即αⅡ(CO)=αⅢ(CO),實驗Ⅰ、Ⅱ相比,實驗Ⅰ溫度較高,正反應為放熱反應,平衡向逆反應方向移動,CO的平衡轉化率減小,即αⅠ(CO)<αⅡ(CO),故αⅡ(CO)=αⅢ(CO)>αⅠ(CO)。
(4)實驗Ⅱ、Ⅲ溫度相同,平衡常數相同,結合(1)中計算可以知道平衡時:c(NO)==0.01 mol·L-1,c(CO)==0.01 mol·L-1,c(CO2)==0.07 mol·L-1,c(N2)==0.035 mol·L-1,實驗Ⅲ的平衡常數K===17 150。
答案:(1)1.75×10-3 mol·L-1·min-1
(2)升高溫度,達到平衡的時間比實驗Ⅱ短,且起始壓強增大　加催化劑,達到平衡的時間比實驗Ⅱ短,平衡沒有移動
(3)αⅡ(CO)=αⅢ(CO)>αⅠ(CO)　(4)17 150
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