专题36 化学平衡图像.docx

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专题36化学平衡图像

专题36化学平衡图像

【基础回顾】

【技能方法】 

化学平衡图像题基本分析方法 

（1）认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与勒夏特列原理挂钩。

（2）紧扣可逆反应的特征，看清正反应方向是吸热还是放热、体积增大还是减小、不变、有无固体、纯液体物质参加或生成等。

　（3）看清速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥。

　（4）看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。

　（5）先拐先平。

例如，在转化率一时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。

　（6）定一议二。

当图象中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。

【基础达标】 

1．下图为某化学反应的速率与时间的关系示意图。

下列有关t1时刻改变条件的说法正确的是（　　） 

　A．

 ΔH＜0，t1时刻升高温度 

　B．

 ΔH＜0，t1时刻增大O2浓度 

　C．

 ΔH＞0，t1时刻增大压强 

　D．

 ΔH＞0，t1时刻升高温度 

【答案】D 

【解析】 

　　试题分析：

A、升高温度正逆反应速率都增大，根据勒夏特列原理升高温度平衡向逆反应方向移动，故错误；B、增大氧气的浓度，只增大正反应方向的速率，逆反应方向速率不变，故错误；C、增大压强，正逆反应方向的速率都增大，但此反应气体系数之和相等，平衡不移动，故错误；D、升高温度，平衡向正反应方向移动，且正逆反应速率都增大，故正确。

考点：

考查影响反应速率的因素和勒夏特列原理等知识。

2．一定条件下，在体积为10L的固定容器中发生反应：

 ΔH＜0，反应过程如图，下列说法正确的是（　　） 

　A．t1min时正、逆反应速率相等 

　B．X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系 

　C．0～8min，H2的平均反应速率v（H2）＝0．01mol•L-1•min-1 

　D．10～12min，升高温度使反应速率加快，平衡正向移动 

【答案】B 

【解析】 

　　试题分析：

A．t1min时反应物、生成物的物质的量相等，但是不能表示正、逆反应速率相等，错误。

B．X表示的是生成物，由于生成物只有NH3，因此X曲线表示NH3的物质的量随时间变化的关系，正确。

C．0～8min，NH3变化的物质的量是0．6mol，则H2变化的物质的量是0．9mol，所以H2的平均反应速率v（H2）＝0．9mol÷10L÷8min=0．01125mol•L-1•min-1，错误。

D．10～12min，改变条件，是反应速率加快，产生更多的NH3，若是升高温度使反应速率加快，由于该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，错误。

考点：

考查图像法在表示化学反应速率、化学平衡移动的影响的知识。

3．反应

，在不同温度和压强改变的条件下，产物AB的生成情况如图所示：

a为500℃、b为300℃的情况，c为反应在300℃时从时间t3开始向容器中加压的情况，则下列叙述正确的是（　　） 

　A．A2、B2及AB均为气体，Q＞0 

　B．AB为气体，A2、B2中有一种为非气体，Q＞0 

　C．AB为气体，A2、B2中有一种为非气体，Q＜0 

　D．AB为固体，A2、B2中有一种为非气体，Q＞0 

【答案】C 

【解析】 

　　试题分析：

A．升高温度AB的含量减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则该反应的正反应为放热反应，△H＜0，Q＜0，错误；B．从时间t3开始向容器中加压，AB的含量减小，说明平衡向逆反应方向进行，逆反应方向为气体体积减小的方向，说明反应物气体的化学计量数之和小于生成物化学计量数，则AB为气体，A2、B2中至少有一种为非气体，B错误，C正确，D错误；答案是选项C。

考点：

本题考查化学平衡图象问题的知识。

4．可逆反应

，反应过程中，当其它条件不变时，C的百分含量（C％）与温度（T）和压强（P）的关系如下图下列叙述正确的是（　　） 

　A．达平衡后，加入催化剂则C％增大 

　B．达平衡后，若升温，平衡左移 

　C．化学方程式中b＞c+d 

　D．达平衡后，增加A的量有利于平衡向右移动 

【答案】B 

【解析】 

　　试题分析：

根据左边的图像可知温度T2＞T1，升高温度，生成物C的含量降低，说明平衡逆向移动。

根据平衡移动原理：

升高温度，平衡向吸热反应方向移动。

逆反应方向为吸热反应，所以该反应的正反应为放热反应。

选项B正确。

根据右边的图像可知压强P2＞P1，增大压强，C的含量降低，说明增大压强，平衡逆向移动，逆反应方向为气体体积减小的反应方向。

所以b＜c+d。

选项C错误。

达平衡后，加入催化剂，平衡不发生移动，则C％不变，选项A错误。

达平衡后，由于A是固体，所以增加A的量不能使平衡移动，选项D错误。

考点：

考查温度、压强对化学平衡移动的影响的知识 

5．汽车尾气净化中的一个反应如下：

 ΔH＝－373.4kJ•mol-1 

在恒容的密闭容器中，反应达到平衡后，改变某一条件，下列示意图正确的是（　　） 

【答案】C 

【解析】 

　　试题分析：

A.由于该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，化学平衡常数减小，错误。

B.升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，CO的转化率降低，错误。

C.对于一个确定的化学反应，化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，正确。

D.向平衡体系中加入N2，生成物的浓度增大，平衡逆向移动，NO的转化率降低，错误。

考点：

考查影响化学反应速率、化学平衡和化学平衡常数的关系的知识。

【能力提升】 

1．在某容积一定的密闭容器中，有下列可逆反应

，反应曲线（T表示温度，P表示压强，C%表示C的体积分数）如图所示，

试判断对图的说法中一定正确的是（　　） 

　A．该反应是吸热反应　　 

　B．x=2 

　C．P3＜P4，y轴可表示混合气体的相对分子质量 

　D．P3＞P4，y轴可表示C物质在平衡体积中的百分含量 

【答案】D 

【解析】 

　　试题分析：

A、根据图Ⅰ，先拐对应的温度和压强高或大，即T1＞T2，P2＞P1，压强相等时，温度越高，C%越小，根据勒夏特列原理，升高温度平衡向吸热反应方向进行，即向逆反应方向移动，正反应是放热反应，故错误；B、根据图Ⅰ，随压强增加，C%增大，根据勒夏特列原理增大压强，平衡向体积减小方向进行，即正反应方向进行，x＋1＞2，故错误；C、M=m/n，因为组分都是气体，m不变，随压强增大，平衡向正反应方向移动，即物质的量减小方向进行，n减小，M增大，根据图Ⅱ，等温下：

随压强增大，y减小，不符合题意，故错误；D、根据图Ⅱ，随压强的增大，C%增大，根据勒夏特列原理，增大压强，平衡向正反应方向移动，C的平衡体积分数增大，故正确。

考点：

考查勒夏特列原理。

2．下列各表述与示意图一致的是（　　） 

　A．图①表示25℃时，用0.1mol•L-1盐酸滴定10mL0.05mol•L-1Ba（OH）2溶液，溶液的pH随加入酸体积的变化 

　B．图②表示充有NO2的恒温密闭容器在t时刻增大压强时，c（NO2）随时间的变化 

　C．图③中曲线表示反应

 ΔH＜0，正、逆反应的平衡常数K随温度的变化 

　D．图④中a、b曲线分别表示反应

 ΔH＜0使用（a）和未使用（b）催化剂时，反应过程中的能量变化 

【答案】C 

【解析】 

　　试题分析：

A．用0.1mol•L-1盐酸滴定10mL0.05mol•L-1Ba（OH）2溶液恰好反应时消耗盐酸是10mL，图像不正确，A错误；B．根据反应

可知增大压强NO2的浓度增大，平衡向正反应方向进行，但最终平衡后NO2浓度仍然比原来大，图像不正确，B错误；C．平衡常数只与温度有关系，合成氨反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，因此图③中曲线表示反应

ΔH＜0，正、逆反应的平衡常数K随温度的变化，C正确；D．图④生成物能量应该是2SO3（g）D错误，答案选C。

考点：

考查酸碱中和滴定、外界条件对平衡状态的影响以及能量变化等判断 

3．可逆反应

，根据下表中的数据判断下列图像错误的是（　　） 

【答案】D 

【解析】 

　　试题分析：

A、温度升高，反应速率加快，先到平衡，从表格分析，温度高，平衡逆向移动，A的转化率减小，正确，不选A；B、温度升高，平衡逆移动，C的百分含量减小，P1压强下，C的百分含量减小，正确，不选B；C、温度升高，正逆反应速率都增大，平衡逆向移动，逆反应速率大于正反应速率，正确，不选C；D、增大压强，正逆反应速率都增大，平衡正向移动，应该正反应速率大于逆反应速率，错误，选D。

考点：

考查条件对反应速率和平衡影响，化学平衡图像分析 

4．取五等份NO2分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应：

 ΔH＜0反应相同时间后，分别测定体系中NO2的百分含量（NO2%），并作出其随反应温度（T）变化的关系图。

下列示意图中，可能与实验结果相符的是（　　） 

　A．①②　　B．①④　　C．②③　　D．②④ 

【答案】D 

【解析】 

　　试题分析：

该反应的正反应是放热反应，当反应达到平衡时，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动。

所以NO2的平衡含量增大，与①③的图像不符合。

该反应的正反应是放热反应，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动。

NO2的平衡含量增大，与②④吻合。

因此正确的是②④，选项是D。

考点：

考查温度与化学平衡移动、物质的平衡含量的关系的知识。

15．根据下列有关图象，说法正确的是（　　） 

　A．由图Ⅰ知，反应在T1、T3处达到平衡，且该反应的ΔH<0 

　B．由图Ⅱ知，反应在t6时刻，NH3体积分数最大 

　C．由图Ⅱ知，t3时采取增大反应体系压强的措施 

　D．若图Ⅲ表示在10L容器、850℃时的反应，由图知，到4min时，反应放出51.6kJ的热量 

【答案】D 

【解析】 

　　试题分析：

A．由图Ⅰ知，反应在T1处X、Z的体积分数相同，不等于反应处于平衡状态。

T3处达到平衡，此后，随着温度的升高，X的体积分数增大，说明升高温度，平衡逆向移动，根据平衡移动原理：

升高温度，平衡向吸热反应方向移动，所以该反应的正反应是反应，ΔH＜0，错误。

B．由图Ⅱ知，反应在t1—t2时反应处于平衡状态，t2—t3时处于平衡状态；在t3时平衡逆向移动，NH3减小，到t4时达到平衡状态，在t5时，由于V逆＞V正，平衡逆向移动，NH3进一步减小，所以在t6时刻，NH3体积分数最小，错误。

C．由图Ⅱ知，t3时V正=V逆，化学平衡不发生移动，由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，所以增大越大，化学平衡向正反应方向移动，与图像不符合，错误。

D．若图Ⅲ表示在10L容器、850℃时的反应，由图知，到4min时，根据图像可知反应消耗的H2O的物质的量是n（H2O）=0.12mol/L×10L=1.2mol，根据热化学方程式可知，每消耗1molH2O，放出热量是43kJ，现在反应的水的物质的量是1.2mol，所以反应放出热量是：

43kJ/mol×1.2mol=51.6kJ，正确。

考点：

考查图像法在化学平衡、化学反应速率的影响的知识。

【终极闯关】 

1．【2008•全国Ⅰ理综】已知：

4NH3（g）＋5O2（g）===4NO（g）＋6H2O（g）；ΔH＝－1025kJ/mol，该反应是一个可逆反应。

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（　　） 

【答案】C 

【解析】从题给的可逆反应方程式看：

温度升高平衡向逆反应方向移动，使NO含量降低而不是升高。

压强增大平衡逆向移动，NO含量降低。

达平衡所需时间短。

使用催化剂可加快反应速率，所以达到平衡所需时间短。

2．【哈尔滨市第六中学2014-2015学年度上学期期末考试】下列用来表示可逆反应

 △H＜0的图像正确的是（　　） 

【答案】B 

【解析】 

　　试题分析：

A、温度升高，平衡逆向移动，X的转化率降低，则温度高的曲线在下方，且X的转化率不随压强增大而增大，错误；B、温度升高平衡逆向移动，则Z的含量减少，温度高的先达平衡，正确；C、温度升高正逆反应速率均增大，不是降低，错误；D、因为该反应是气体物质的量不变的可逆反应，所以增大压强，平衡不移动，正逆反应速率变化相同，错误，答案选B。

考点：

考查对平衡图像的分析判断 

3．【江西省新余市2015届高三上学期期末统考】

 △H=-92.2KJ/mol。

在2L恒容密闭容器中各物质的浓度随时间变化的曲线如图所示。

下列说法错误的是（　　） 

　A．若时段I中投入物质的浓度为原来的2倍，则反应物的转化率增大，平衡常数不变. 

　B．第25min改变的条件是将NH3从反应体系中分离出去 

　C．若第60min时反应又达到了平衡，则时段Ⅲ改变的条件是降低温度 

　D．前25min内反应放出的热量为46.lkJ 

【答案】D 

【解析】 

　　试题分析：

在2L恒容密闭容器中

 △H=-92.2KJ/mol。

A项若时段I中投入物质的浓度为原来的2倍，则相当于等效的两个相同体系合，合并瞬间反应物的转化率不变，但单位体积内体系微粒数目增多，平衡正向移动使单位体积内体系微粒数目减少，故反应物转化率增大，且温度不变，平衡常数不变，A项正确；由图象可知25min时，N2、H2的浓度均不变，但NH3的浓度瞬间降低，故改变条件是将NH3从反应体系中分离出去，B项正确；时段3,第45min时各微粒浓度均不变，但平衡正向移动故改变条件为降低温度，C项正确；第25min时N2浓度有1.0mol/L降低为0.50mol/L，改变量为1mol，故放出热量为92.2KJ/mol，D项错误；本题选D。

考点：

化学平衡图像问题。

。

4．【2015四川理综化学】一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：

。

平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：

已知：

气体分压（P分）=气体总压（P总）×体积分数。

下列说法正确的是（　　） 

　A．550℃时，若充入惰性气体，ʋ正，ʋ逆均减小，平衡不移动 

　B．650℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0% 

　C．T℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动 

　D．925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP=24.0P总 

【答案】B 

【解析】 

　　试题分析：

A、平衡向正反应方向移动，A错误；B、利用三段式，可得CO2的转化率为25.0%，B正确，C、由图可知T℃时，平衡体系中CO2和CO体积分数相等，则在恒压密闭容器中再充入等体积的CO2和CO，平衡不移动，C错误；D、平衡后

。

选B。

考点：

化学反应速率与化学平衡化学平衡常数 

5．【2014年高考安徽卷第10题】臭氧是理想的烟气脱硝剂，其脱硝反应为：

，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（　　） 

【答案】A 

【解析】A、根据图像可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应。

升高温度平衡向逆反应方向移动，故平衡常数减小，A正确；B、速率单位错误，该为mol·L-1·s-1，B错误；C、催化剂不影响平衡移动，只能改变反应速率，C错误；D、通入氧气，增大生成物浓度，平衡向逆反应方向移动，反应物NO2的转化率减小，D错误，答案选A。