归纳总结
化学平衡图像题的分析解答方法
（1）无论是反应速率图像还是平衡图像,都要清楚纵、横坐标的含义,都要与化学原理相联系,特别是与平衡移动原理相联系。
（2）三步分析法：
一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。
（3）四要素分析法：
看曲线的起点；看曲线的变化趋势；看曲线的转折点；看曲线的终点。
（4）先拐先平：
可逆反应mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g）,在转化率—时间曲线中,先出现拐点的曲线先达到平衡,这表示反应的温度高或压强大。
（5）定一议二：
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。
1.下列各图中,表示2A（g）＋B（g）2C（g） ΔH<0这个可逆反应的正确图像为（ ）
【参考答案】：
A
【试题解析】：
随着温度的升高,化学平衡应向吸热反应方向移动,即向逆反应方向移动,所以生成物C的体积分数减小,反应物的含量增大,反应物的转化率减小；增大体系的压强,由于反应的两边都是气态物质,所以正反应和逆反应的速率都增大；而加入催化剂,只能加快反应速率,缩短达到平衡的时间,不能使平衡移动,所以达到平衡后,各组分的浓度及体积分数不变。
2.在恒容密闭容器中通入X并发生反应：
2X（g）Y（g）,温度T1、T2下X的物质的量浓度c（X）随时间t变化的曲线如图所示。
（1）该反应进行到M点放出的热量________（填“>”或“<”）进行到W点放出的热量。
（2）T2下,在0～t1时间内,v（Y）＝________mol·L－1·min－1。
（3）M点的正反应速率________（填“>”或“<”）N点的逆反应速率。
（4）M点时再加入一定量X,平衡后X的转化率________（填“增大”或“减小”）。
【参考答案】：
（1）<
（2）
（3）> （4）增大
【试题解析】：
根据图像可知W点消耗的X的物质的量比M点消耗的X的物质的量大,因此反应进行到W点放热多些；0～t1时间内X的浓度减小了（a－b）mol·L－1,则Y浓度增加0.5（a－b）mol·L－1,因此v（Y）＝0.5（a－b）/t1mol·L－1·min－1；根据先拐先平知T1>T2,M点的反应速率大于W点的反应速率,N点没有达到平衡,此时反应正向进行程度大,即N点的正反应速率大于逆反应速率,因此M点的正反应速率大于N点的逆反应速率；M点时,再加入一定量的X,则相当于增大压强,平衡正向移动,X的转化率增大。
二 等效平衡
化学平衡的建立与反应途径无关,从正反应开始或逆反应开始都可以建立平衡。
在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下,对同一可逆反应,起始时加入物质的物质的量不同,而达到化学平衡时,同种物质的百分含量（质量分数、体积分数、物质的量分数等）相同,这样的平衡称为等效平衡。
1.在恒温恒容条件下,按下列四种情况分别建立平衡,其中为等效平衡的是①②③。
N2（g） ＋ 3H2（g）2NH3
①1mol3mol0mol
②0mol0mol2mol
③0.5mol1.5mol1mol
④1mol3mol2mol
【试题解析】：
恒温恒容条件下,对于反应前后气体分子数不同的可逆反应,转换后（按化学计量数换算成方程式同一边的物质）,反应物或生成物的物质的量与原平衡相同,则两平衡等效,且平衡后同种物质的量相同。
因为这种情况下压强对于反应前后气体分子数不同的可逆反应有影响,而成比例的增加反应物,相当于加压,所以平衡会移动,必须极值等量平衡才等效。
2.若在恒温恒压条件下,按题1中四种情况分别建立平衡,其中为等效平衡的是①②③④。
【试题解析】：
恒温恒压条件下,若转换后（按化学计量数换算成方程式同一边的物质）,反应物或生成物的物质的量的比例与原平衡相同,则两平衡等效,且平衡后两种物质的物质的量成倍数关系。
因为这种情况下压强不变,不管反应前后气体分子数是否改变,对可逆反应的平衡都没有影响,而成比例的增加反应物后体积膨胀,压强不变,所以平衡不移动,只要极值等比则平衡等效。
3.在恒温恒容条件下,按下列四种情况分别建立平衡,其中为等效平衡的是①②③。
CO（g） ＋ H2O（g） CO2（g）＋ H2（g）
①2mol2mol0mol0mol
②0mol0mol4mol4mol
③4mol4mol2mol2mol
④1mol2mol1mol2mol
【试题解析】：
恒温恒容条件下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,转换后（按化学计量数换算成方程式同一边的物质）,反应物或生成物的物质的量的比例与原平衡相同,则两平衡等效,且平衡后同种物质的物质的量成倍数关系。
因为这种情况下压强对于反应前后气体分子数不变的可逆反应没有影响,而成比例的增加反应物,相当于加压,所以平衡不移动,只要极值等比则平衡等效。
归纳总结
等效平衡解题方法
解答等效平衡问题时,先看条件（恒温恒容或恒温恒压）,再看方程式反应前后气体分子数（相同或不同）,按“一边倒”转换比较。
（1）恒温恒容条件下,对于反应前后气体分子数不变的可逆反应,要求极值等比。
（2）恒温恒容条件下,对于反应前后气体分子数不同的可逆反应,要求极值等量。
（3）恒温恒压条件下,不管反应前后气体分子数是否改变,都只要求极值等比。
3.在一个固定容积的密闭容器中,加入2molA和1molB发生反应：
2A（g）＋B（g）3C（g）＋D（g）,达到平衡时,C的浓度为nmol·L－1。
（1）若维持容器容积和温度不变,按下列各种配比为起始物质,达到平衡后,C的浓度仍为nmol·L－1的是______（填字母,下同）。
A.4molA＋2molB
B.2molA＋1molB＋3molC＋1molD
C.3molA＋1molB
D.3molC＋1molD
E.1molA＋0.5molB＋1.5molC＋0.5molD
（2）C的浓度大于nmol·L－1的是________。
（3）将可逆反应中A（g）改为A（s）,则C的浓度仍为nmol·L－1的是________。
（4）若将题中“维持容器容积和温度不变”改为“维持容器压强和温度不变”,则C的浓度仍为nmol·L－1的是________________。
【参考答案】：
（1）DE
（2）ABC （3）CDE （4）ABDE
【试题解析】：
该反应前后气体分子数不同,恒温恒容下把加入的物质转化成起始状态形式,与起始状态时各物质的物质的量分别相同,即建立相同的平衡状态；恒温恒压下,比例相同即可建立相同的平衡状态。
1.化学平衡图像题的分析思路：
看图像,想规律,作判断。
解题技巧：
先拐先平,定一议二。
2.恒温恒容,反应前后气体分子数不同,量相同,等效平衡；恒温恒容,反应前后气体分子数相同,成比例,等效平衡；恒温恒压,任何气体的可逆反应,成比例,等效平衡。
1.在容积可变的密闭容器中存在如下反应：
CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g） ΔH<0,下列分析中不正确的是（ ）
A.图Ⅰ研究的是t0时升高温度对反应速率的影响
B.图Ⅱ研究的是t0时增大压强（缩小容积）或使用催化剂对反应速率的影响
C.图Ⅲ研究的是催化剂对化学平衡的影响,且甲使用了催化剂
D.图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响,且乙的温度较高
【参考答案】：
C
【试题解析】：
C项,使用催化剂对平衡移动无影响,但能使化学反应速率加快。
2.已知可逆反应：
4NH3（g）＋5O2（g）4NO（g）＋6H2O（g） ΔH＝－1025kJ·mol－1。
若反应物起始物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是（ ）
【参考答案】：
D
【试题解析】：
升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡时一氧化氮的含量小,且达到平衡时需要的时间短,故A正确,D错误；增大压强,平衡向逆反应方向移动,平衡时一氧化氮的含量小,且达到平衡时需要的时间短,故B正确；有无催化剂只影响到达平衡状态的时间,不影响平衡移动,故C正确。
3.在相同温度和压强下,对反应CO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）进行甲、乙、丙、丁四组实验,实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表：
物质
物质的量
实验
CO2
H2
CO
H2O（g）
甲
amol
amol
0mol
0mol
乙
2amol
amol
0mol
0mol
丙
0mol
0mol
amol
amol
丁
amol
0mol
amol
amol
上述四种情况达到平衡后,n（CO）的大小顺序是（ ）
A.乙＝丁＞丙＝甲B.乙＞丁＞甲＞丙
C.丁＞乙＞丙＝甲D.丁＞丙＞乙＞甲
【参考答案】：
A
【试题解析】：
根据所给数据,甲、丙为等效平衡,则其中n（CO）相等。
乙相当于甲平衡后,再加入amolCO2,平衡右移,n（CO）增大,丁把CO、H2O折合成反应物相当于2amolCO2、amolH2,和乙等效,所以乙＝丁＞丙＝甲。
4.一定条件下存在反应：
CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）,其正反应放热。
现有三个相同的2L恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在Ⅰ中充入1molCO和1molH2O,在Ⅱ中充入1molCO2和1molH2,在Ⅲ中充入2molCO和2molH2O,700℃条件下开始反应。
达到平衡时,下列说法正确的是（ ）
A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同
B.容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同
C.容器Ⅰ中CO的物质的量比容器Ⅱ中的少
D.容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1
【参考答案】：
D
【试题解析】：
因为容器绝热,所给反应的正反应为放热反应,容器Ⅰ的温度升高,容器Ⅱ的温度降低,故反应速率Ⅰ中比Ⅱ中快,A项错误；由于容器Ⅲ中加入的反应物多,放出的热量也多,容器内温度比Ⅰ高,故二者的平衡常数不同,B项错误；因容器Ⅰ的温度高,故相当于平衡逆向移动,CO的转化率降低,C项错误；如果容器Ⅰ和容器Ⅱ在温度相同的情况下达到平衡,CO、CO2转化率之和等于1,但容器Ⅰ的温度升高,平衡逆向移动,CO的转化率降低,容器Ⅱ温度降低,CO2的转化率也降低,D项正确。
5.某化学科研小组研究在其他条件不变时,改变某一条件对化学平衡的影响,得到如下变化规律（下图中,p表示压强,T表示温度,n表示物质的量,t表示反应时间）：
根据以上规律判断（填“＞”、“＝”或“＜”）：
（1）反应Ⅰ：
p2________p1,ΔH________0。
（2）反应Ⅱ：
T1________T2,ΔH________0。
（3）反应Ⅲ：
若T2________T1,ΔH________0。
（4）反应Ⅳ：
若T2________T1,ΔH________0。
【参考答案】：
（1）＞ ＜
（2）＞ ＜ （3）＞ ＞（或＜ ＜） （4）＞ ＞（或＜ ＜）
【试题解析】：
（1）对反应Ⅰ而言,增大压强,平衡向右移动,A的转化率α（A）增大,所以p2＞p1；图（a）表示随温度升高,α（A）减小,平衡向左移动,则正反应是放热反应,ΔH＜0。
（2）图（b）表示在两种不同温度下,C的物质的量逐渐增大至达到平衡的过程。
T1温度下n（C）增加得快,且先达到平衡,说明T1＞T2,由T1→T2,降低温度,n（C）增大,说明平衡向右移动,ΔH＜0。
（3）图（c）表示随起始时n（B）的增大,在两种不同温度下C的体积分数φ（C）先增大后减小的变化曲线。
T2时φ（C）高于T1时φ（C）,可能有两种情况：
若T2＞T1,即升温平衡右移,ΔH＞0；若T2＜T1,即降温平衡右移,ΔH＜0。
（4）图（d）所呈现的信息是随压强的增大,A的平衡转化率不变,但T2时α（A）比T1时α（A）大。
若T2＞T1,则升温平衡右移,ΔH＞0；若T1＞T2,则升温平衡左移,ΔH＜0。
40分钟课时作业
[经典基础题]
题组1 速率、平衡图像
1.
如图曲线表示其他条件一定时,反应2NO＋O22NO2（正反应为放热反应）达到平衡时NO的转化率与温度的关系曲线,图中标有a、b、c、d四点,其中表示未达到平衡状态,且v正＞v逆的点是（ ）
A.a点B.b点C.c点D.d点
【参考答案】：
C
【试题解析】：
a、c点均未达到化学平衡状态,其中若c点达到平衡状态时,NO的转化率应增大,所以v正＞v逆。
2.臭氧是理想的烟气脱硝试剂,其脱硝反应为2NO2（g）＋O3（g）N2O5（g）＋O2（g）,若反应在恒容密闭容器中进行,下列由该反应相关图像作出的判断正确的是（ ）
A
升高温度,平衡常数减小
B
0～3s内,反应速率为v（NO2）＝0.2mol·L－1
C
t1时仅加入催化剂,平衡正向移动
D
达平衡时,仅改变x,则x为c（O2）
【参考答案】：
A
【试题解析】：
A项,从能量变化的图像分析,该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小,正确；B项,依据化学反应速率的计算公式：
v（NO2）＝
＝0.2mol·L－1·s－1,单位不对,错误；C项,催化剂会同等程度地改变正、逆反应速率,所以加入催化剂,平衡不移动,错误；D项,增大c（O2）,平衡逆向移动,NO2的转化率降低,错误。
3.已知图一表示的是可逆反应CO（g）＋H2（g）C（s）＋H2O（g） ΔH＞0的化学反应速率（v）与时间（t）的关系,图二表示的是可逆反应2NO2（g）N2O4（g） ΔH＜0的浓度（c）随时间（t）的变化情况。
下列说法中正确的是（ ）
A.若图一t2时改变的条件是增大压强,则反应的ΔH增大
B.图一t2时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强
C.图二t1时改变的条件可能是升高了温度或增大了压强
D.若图二t1时改变的条件是增大压强,则混合气体的平均相对分子质量将减小
【参考答案】：
B
【试题解析】：
A项,改变压强不会改变焓变,错误；B项,升温、增大压强,v逆均小于v正,正确；C项,图二t1时改变的条件应是压缩体积,错误；D项,增大压强,2NO2N2O4平衡右移,总物质的量减小,平均相对分子质量增大。
4.N2O5是硝酸的酸酐,它也是一种新型的绿色硝化剂。
一定温度下N2O5有如下反应：
2N2O5（g）4NO2（g）＋O2（g） ΔH>0
反应达平衡后,改变以下图像中横坐标所表示的条件,其变化情况正确的是（ ）
【参考答案】：
A
【试题解析】：
该反应温度升高时,平衡向正反应方向移动,故平衡常数增大,反应物浓度降低,A项正确,B项不正确；增大压强,平衡逆向移动,v正、v逆都增大,平均相对分子质量增大,C、D项均不正确。
5.某化学科研小组研究合成氨：
N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH<0,在其他条件不变时,改变某一条件时对化学平衡的影响,得到如下图像,以下对应选项中正确的是（ ）
A.甲对应的是在t1时恒压条件下,通入NH3
B.乙对应的是氨气在恒容不同温度下的百分含量
C.丙对应的是在恒容条件下,反应速率与温度的关系
D.丁对应的是N2转化率与温度（T1>T2）、压强的关系
【参考答案】：
B
【试题解析】：
恒压条件下充入NH3,平衡不移动,v正＝v逆,与题给图像甲不符,故A项不正确；T2温度反应先平衡,反应速率大,故T2>T1,升高温度,平衡向吸热方向移动,即逆向移动,NH3%减小,与题给图像乙相符,故B项正确；图丙中v正和v逆相交表示v正＝v逆,此时反应达到平衡,升高温度,平衡向吸热方向移动,v正6.汽车尾气中NO产生的反应为N2（g）＋O2（g）===2NO（g）。
一定条件下,等物质的量的N2（g）和O2（g）在恒容密闭容器中反应,下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化,曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。
下列叙述正确的是（ ）
A.温度T下,该反应的平衡常数K＝
B.温度T下,随着反应的进行,混合气体的密度减小
C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D.若曲线b对应的条件改变是温度,可判断该反应的ΔH<0
【参考答案】：
A
【试题解析】：
N2和O2的起始浓度都为c0,平衡浓度都为c1,NO的起始浓度为0,平衡浓度为2（c0－c1）,则K＝
A正确；由于反应是在恒容密闭容器中进行,气体总质量和气体总体积都不变,所以密度始终不变,B错误；如果加入催化剂,化学反应速率会加快,但不会改变平衡浓度,C错误；据图可知,b比a更早达到平衡,升高温度,达新平衡时N2的浓度减小,表示平衡右移,所以正方向为吸热反应,ΔH>0,D错误。
题组2 等效平衡
7.在温度相同、容积均为2L的3个恒容密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温,测得反应达到平衡时的有关数据如下。
下列说法正确的是（ ）
已知N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH＝－92.4kJ·mol－1
容器
甲
乙
丙
反应物投入量
1molN2、3molH2
2molN2、6molH2
2molNH3
NH3的浓度/mol·L－1
c1
c2
c3
反应的能量变化
放出Q1kJ
放出Q2kJ
吸收Q3kJ
体系压强/Pa
p1
p2
p3
反应物转化率
α1
α2
α3
A.2p1＝2p3B.达到平衡时丙容器中NH3的体积分数最大
C.α2＋α3<1
D.Q1＋Q3＝92.4
【参考答案】：
D
【试题解析】：
甲容器投入1molN2、3molH2,丙容器投入2molNH3,恒温恒容条件下,甲容器与丙容器是等效平衡,各组分的物质的量、百分含量、转化率等完全相等；而甲容器投入1molN2、3molH2,乙容器加入2molN2、6molH2,乙中加入量是甲中的2倍,如果恒温且乙容器容积是甲容器的2倍,则甲容器与乙容器为等效平衡,所以乙所到达的平衡,可以看作在恒温且容积是甲容器2倍条件下,到达平衡后,再压缩体积为与甲容器体积相等所达到的平衡,由于该反应是气体体积减小的反应,缩小容器体积,相当于增大压强,平衡正向移动,所以乙中氮气、氢气转化率大于甲和丙的,平衡后乙中氨气含量最高,因此B错误；A项,由上述分析知,甲与丙为等效平衡,p1＝p3,乙中投料量为甲的2倍,恒温恒容下,乙中相当于增大压强,平衡向正反应方向移动,所以乙中压强减小,小于甲的2倍,即2p1＝2p3>p2,错误；C项,丙容器中加入2molNH3,最后达到和甲相同的平衡状态,若平衡不移动,则转化率α1＋α3＝1；乙容器投入2molN2、6molH2,相当于增大压强,平衡正向移动,α2增大,所以转化率α2＋α3>1,错误；D项,甲投入1molN2、3molH2,丙中投入2molNH3,则甲与丙是完全等效的,根据盖斯定律可知,甲与丙的反应的能量变化之和为92.4kJ,故Q1＋Q3＝92.4,正确。
8.将一定体积的SO3（g）充入恒容的密闭容器中,发生反应2SO3（g）2SO2（g）＋O2（g）并达到平衡；保持温度不变,再充入相同体积的SO3（g）,达到新平衡后,与原平衡相比,下列值减小的是（ ）
A.平均相对分子质量
B.SO3（g）的转化率
C.c（SO3）/c（SO2）
D.c2（SO3）/[c2（SO2）·c（O2）]
【参考答案】：
B
【试题解析】：
本题可采取等效假设法分析,假设在原容器上增加一个相同的容器（两容器有隔板）,保持温度不变,向增加的容器中充入相同体积的SO3（g）,则可建立与原平衡一样的平衡,此时A、B、C、D各项的值均不变,然后抽掉隔板,将容器压缩至原容器大小,则压强增大,平衡逆向移动,气体的总物质的量减小,但总质量不变,因此平均相对分子质量增大；SO3（g）的转化率减小；c（SO2）、c（SO3）均增大,但c（SO3）增大的程度比c（SO2）增大的程度大,则c（SO3）/c（SO2）增大；c2（SO3）/[c2（SO2）·c（O2）]可看作该反应的平衡常数的倒数,而平衡常数只与温度有关,则不发生变化。
9.已知2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH＝－197kJ·mol－1。
向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：
（甲）2molSO2和1molO2；（乙）1molSO2和0.5molO2；（丙）2molSO3。
恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的是（ ）
A.容器内压强p：
p甲＝p丙>2p乙
B.SO3的质量m：
m甲＝m丙>2m乙
C.c（SO2）与c（O2）之比为k：
k甲＝k丙>k乙
D.反应放出或吸收热量的数值Q：
Q甲＝Q丙>2Q乙
【参考答案】：
B
【试题解析】：
因为反应2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g）在恒温、恒容的条件下进行。
根据等效平衡的原理可知,甲与丙最后达到平衡时SO2、O2、SO3的物质的量、容器内的压强、SO2与O2的比值都相同；乙相当于在甲容器达到平衡后,将容器的体积瞬间扩大为原来的2倍。
设甲达
升级会员 