专题五 化学平衡图像
一、化学平衡图象常见类型
1、速度—时间图
此类图象定性地揭示了v正、v逆随时间（含条件改变对速率的影响）而变化的规律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动的方向．
例1．对达到平衡状态的可逆反应X+YZ+W，在其他条件不变的情况下，增大压强，反应速率变化图象如图1所示，则图象中关于X、Y、Z、W四种物质的聚集状态为（ ）
A．Z、W均为气体，X、Y中有一种是气体 B．Z、W中有一种是气体，X、Y皆非气体 C．X、Y、Z、W皆非气体
D．X、Y均为气体，Z、W中有一种为气体 专练1：A(g)+3B(g) 2C(g)+Q（Q>0）达到平衡，改变下列条件，正反应速率始终增大，直达到新平衡的是（ ）
A．升温 B．加压 C．增大c(A) D．降低c(C) E．降低c(A) 2、浓度—时间图
此类图象能说明各平衡体系组分（或某一成分）在反应过程中的变化情况．解题时要注意各物质曲线的折点（达平衡时刻），各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中化学计量数关系等情况．
例2．图2表示800℃时A、B、C三种气体物质的浓度随时间 的变化情况，t1是到达平衡状态的时间．试回答：
（1）该反应的反应物是______； （2）反应物的转化率是______； （3）该反应的化学方程式为______．
3、含量—温度（压强）—时间图
这类图象反映了反应物或生成物的量在不同温度（压强）下对时间的关系，解题时要注意一定条件下物质含量不再改变时，应是化学反应达到平衡的特征．
例3．同压、不同温度下的反应：A（g）＋B（g）C（g）；△HA的含量和温度的关系如图3所示，下列结论正确的是 （ ）
A．T1＞T2，△H>0 B．T1＜T2，△H>0 C．T1＞T2，△H<0 D．T1＜T2，△H<0 例4．现有可逆反应A（g）＋2B（g）nC（g）；△H<0，在相同温度、不同压强时，A的转化率跟反应时间（t）的关系如图4，其中结论正确的是（）
A．p1＞p2，n＞3 B．p1＜p2，n＞3 C．p1＜p2，n＜3 D．p1＞p2，n=3 4、恒压（温）线
该类图象的纵坐标为物质的平衡浓度或反应物的转化率，横坐标为温度或压强． 例5．对于反应2A（g）＋B（g）2C（g）；△H<0，下列图象正确的是 （ ）
1
5．速率—温度--压强—时间图
例6．反应2X(气)＋Y(气) 2Z(气)(正反应为放热反应)，在不同温度(T1
和T2)及压强(P1和P2)下，产物Z的物质的量[n(z)]与反应时间(t)的关系如图所示。下列判断正确的是( )
A．T1 一看面（即横坐标和纵坐标）；二看线（即看线的走向、变化的趋势）； 三看点（看线是否通过原点，两条线的交点及线的拐点）（重点理解）； 四看值（定量图像中有关数值的大小）。）； 五看法 （“先拐先平数值大”和“定一议二” “勒夏特列原理”等原则）。 1．A 2．（1）A；（2）40％；（3）2A＝B＋3C．3．C 4、B 5、AD 6、C 二、化学平衡图象常见题型 1、下图是可逆反应A+2B 2C+3D的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变（先降温后加压）而变化的情况，由此可推断（ AB ） A、正反应是放热反应 B、若A、B是气体，则D是液体或固体 C、逆反应是放热反应． D、A、B、C、D均为气体 2、在密闭容器中充入A、B或G、H进行可逆反应：aA（气）+bB（气）gG（气）+hH（气）;△H=QkJ/mol ，图甲、图乙分别表示在虚线所示部位改变温度（T）或压强对化学平衡与反应速率的影响（t表示时间），则下列结论中正确的是（ A ） A、开始时充入G和H a+b＜g+h Q＜0 B、开始时充入G和H a+b＜g+h Q＞0 C、开始时充入G和H a+b＞g+h Q＞0 D、开始时充入A和B a+b＞g+h Q＞0 3、在容器相同的五个容器中，分别充入同量的N2和H2，在不同温度下任其反应：N2＋3H22NH3，分别在同时刻测得其中NH3的体积百分比，连成如下图所示曲线，不正确的叙述是（ C ）。 A、放热反应 B、E、F二点尚未达到化学平衡状态 C、H、I二点尚未达到化学平衡状态 D、G、H、I三点已达到化学平衡状态 4、如图，条件一定时，反应2NO(g)+O2(g) 2NO2（g）（正反应为吸热）中NO的体积分数与T变化关系曲线图，图中有a、b、c、d 4个点，其中表示未达到平衡状态，且V正 5、已知反应m A（g）+n B（g）图示可以得出的正确结论是（A ） A、正反应吸热m+n>x+y B、正反应吸热，m+n 2SO3（g）；△H<0，在不同温度下、不同压强（p1>p2）下 达到平衡，混合气体中SO3的体积分数φ（SO3）随温度变化的曲线应为 x C（g）+y D（g），A的转化率RA与p、T的关系如图，根据 7、下图表示：x(气)+y(气)2Z(气（正反应为放热反应）)反应变化过程中物质的浓度反应的时间变化关系．图 中t2→t3秒间的曲线变化是由于下列哪种条件的改变所引起的（ B ） A、增大了压强 B、降低温度 C、增加了x和y的浓度 D、使用了催化剂 8、图1表示ｍＡ（ｇ）＋ｎＢ（ｇ）ｐＣ（ｇ）＋ｑ（ｇ）;△H=Ｑ，在不同温度下经过一定时间混合体系中C的质量分数与温度Ｔ的关系；图2表示在一定条件下达到平衡（ｖ正＝ｖ逆）后ｔ时刻改变影响平衡的另一个条件重新建立新平衡的反应过程，判断该反应是（D ） 图1曲线图 图2曲线图 Ａ、ｍ＋ｎ＞ｐ＋ｑＱ＞0 Ｂ、ｍ＋ｎ＞ｐ＋ｑＱ＜0 Ｃ、ｍ＋ｎ＜ｐ＋ｑＱ＞0 Ｄ、ｍ＋ｎ＜ｐ＋ｑＱ＜0 9、已知：4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g). △H= —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（ C ） 3 10、合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应： N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)， 673K，30MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如下图所示。下列叙述正确的是（A D ） n a · b · e NH c · 3· · H 2 d 0 t2 t t1 A、点a的正反应速率比点b的大 B、点 c处反应达到平衡 C、点d (t1时刻) 和点 e (t2时刻) 处n(N2)不一样 D、其他条件不变，773K下反应至t1时刻，n(H2)比上图中d点的值大 11、对于可逆反应A（g）+2B(g) 2C(g)(正反应吸热)，下列图象中正确的是（ D ） 12、下图Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表反应①③、②、④，则Y轴是指( AD ) ①N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);△H=-Q ②H2(g)+I2(g) 2HI(g); △H=+Q ③CO(g)+2H2(g)CH3OH(g); △H=-Q ④2SO3(g)22SO2(g)+O2(g); △H=+Q A、平衡混合气中一种生成物的百分含量 B、平衡混合气中一种反应物的百分含量 C、平衡混合气中一种生成物的转化率 D、平衡混合气中一种反应物的转化率 13、将3 mol O2加入到V L的反应器中，在高温下放电，经t1 s建立了平衡体系：3O2 2O3，此时测 知O2的转化率为30%，下列图象能正确表示气体的物质的量浓度(m)跟时间(t)的关系的是（ C ） m m m m 3 2 2 3 2 2 3 3 t t 1 t t t t 1 D A C B 4 14、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，则下列说法中正确的是 ( C ) 反应I：3A(g)+B(g) 2C(g) 反应Ⅱ：A(g)+B(g) 2c(g) A、若反应I中△H<0，则T2>T1 B、若反应l中△H>0，则T2 含量A％和C％随温度的变化曲线如右图所示。下列 说法正确的是（ B ） A．该反应在T1、T3温度时达到化学平衡 B．该反应在T2温度时达到化学平衡 C．该反应的逆反应是放热反应 D．升高温度，平衡会向正反应方向移动 16、对于可逆反应，A2(g)+3B2(g) （ A C ） 2AB3（g）,△H<0（正反应放热），下列图像不正确的 是 cC中物 17、下图表示某可逆反应达到平衡过程中某一反应物的v-t图像，我们知道v=△c／△t；反之，△c=v×△t。请问下图所示v-t图像中的阴影面积表示的意义是 ( C ) A、从反应开始到平衡时，该反应物的浓度 B、从反应开始到平衡时，该生成物的浓度 C、从反应开始到平衡时，该反应物实际减小的浓度 D、从反应开始到平衡时，该反应物实际增大的浓度 18、用纯净的CaC03与l00 mL稀盐酸反应制取C02，实验过程记录如图所示(C02的体积已折算为标准状况下的体积)。下列分析正确的是 ( B ) A、OE段表示的平均速率最快 B、EF段，用盐酸表示该反应的平均反应速率为0．4 mol/(L·min) C、OE、EF、，FG三段中，该反应用二氧化碳表示的平均反应速 率之比为2：6：7 D、F点表示收集到的C02的量最多 5 19、在一密闭容器中有如下反应：aX(g)＋bY(g) 不同条件下的实验数据，作出了如下曲线图： nW(g)；ΔH＝Q某化学兴趣小组的同学根据此反应在 其中，ω(W)表示W在反应混合物中的百分含量，t表示反应时间。其它条件不变时，下列分析可能正确的．．．．是（ A Ｄ ） A．图Ⅰ可能是不同压强对反应的影响，且P2＞P1，a＋b＜n B．图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响，且T1＞T2，Q＜0 C．图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响，且P1＞P2，n＜a＋b D．图Ⅱ可能是在同温同压下催化剂对反应的影响，且1使用的催化剂效果好 20、已知反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＜0。某温度下，将2 mol SO2和1 mol O2置于10 L 密闭容器中，反应达平衡后，SO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图甲所示。则下列说法正确的是 （ C ） A、由图甲知，A点SO2的平衡浓度为0.4 mol/L B、由图甲知，B点SO2、O2、SO3的平衡浓度之比为2∶1∶2 C、达平衡后，缩小容器容积，则反应速率变化图象可以用图乙表示 D、压强为0.50 MPa时不同温度下SO2转化率与温度关系如丙图，则T2＞T1 21．（16分）工业上用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化。 CH3OH(g)。图1表 示反应中能量的变化；图2表示一定温度下，在体积为2L的密闭容器中加入4mol H2和一定量的CO后， 请回答下列问题： （1）在“图1”中，曲线 （填：a或b）表示使用了催化剂；该反应属于 （填：吸热、放热）反应。 （2）下列说法正确的是 A．起始充入的CO为2mol B．增加CO浓度，CO的转化率增大 C．容器中压强恒定时，反应已达平衡状态 D．保持温度和密闭容器容积不变，再充入1molCO和2molH2，再次达到平衡时n(CH3OH)/n(CO)会减 6 小 （3）从反应开始到建立平衡， v(H2)=____ ____ ；该温度下CO(g)+2H2(g) ____ （填“增大”、“减小”或“不变”）。 （4）请在“图3”中画出平衡时甲醇百分含量（纵坐标）随温度（横坐标）变化的曲线，要求画压强不同的 2条曲线（在曲线上标出P1、P2，且P1 ( 1 ) 反应达到平衡时，平衡常数表达式 K=___________________ 此时增加N2的量，平衡常数将______________（填“增大”“减小” “不变”） ( 2 ) 500℃、20 MPa时，反应处于平衡状态的时间 ______________________________ 。 ( 3 ) 反应开始到第一次平衡时，N2的平均反应速率为 _______________________________。 ( 4 ) 据图判断，反应进行到10 min至20 min时曲线发 生变化的原因是：______________________ ；反应进行至25min时，线发生变化的原因是： ___________________ 。 答案 曲或 CH3OH(g)的化 学平衡常数为______________ 。若保持其它条件不变，将反应体系升温，则该反应化学平衡常数 C2(NH3)（1） K= C(N2)C3(H2)2' 不变 1’ (2) _20~25min__35~40min__2’ （3）0.00375mol/L·min 1’ （4）加入催化剂____1’__ ， _移去NH3或使NH3液化____1’_ 23．一定温度下，在体积为V L的密闭容器中，发生某可逆反应，其化学平衡常数表达式为：K=（1）写出该反应的化学方程式 ； （2）若第t1 秒时，CO的物质的量为n mol，到第t2 秒时恰好达到平衡，此时CO的物质的量浓度为m mol/L，这段时间内的化学反应速率v(CO) = mol/L·s； （3）向该平衡体系中通入一定量的H2，则平衡向 反应方向移动，平衡常数K （填“增大”、“减小”或“不变”）； V逆 [CO][H2] 。 [H2O]（4）该反应的逆反应速率随时间变化的关系如图。 ① 从图中看到，反应进行至t1时________ (填序号) a．v(正)> v(逆) b．v(正) = v(逆) c．v(正) < v(逆) ② t1时改变了某种反应条件，改变的条件不可能是_________(填序号)。 0 t1 t2 t3 t4 t5 t/s a．减小H2浓度 b．增大CO浓度 c．使用催化剂 答案．（1）C(s) + H2O(g)（2） CO(g) + H2(g)；（2分） mVn（2分） （3）逆 不变 （共2分） （4）①a ② a b （共2分） V(t2t1)FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1 ，反应② 7 24.设反应①Fe(s)+CO2(g) Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2 。在不同温度下，K1、K2的值如右表： （1）从上表可以推断：反应①是_________（填“吸热”、“放热”）反应。 （2）要使反应②在一定的条件下建立的平衡向正反应方向移动，可采取的措施有______________（填写序号）。 A．缩小反应容器体积 B．扩大反应容器体积 C．降低温度 D．升高温度 E．使用合适的催化剂 F．设法减少H2的量 （3）下列图1、2表示反应①在时刻t1达到平衡，在时刻t2因改变某个条件而发生变化 的情况： 化学反应速率 浓度 温度 973K 1173K K1 K2 1.47 2.38 2.15 1.67 CO CO2 o t1 图1 图2 t2 时间 o t1 t2 t3 时间 ① 图1中时刻t2发生改变的条件是___________________________________。 ② 图2中时刻t2发生改变的条件是___________________________________。 （4）若反应②在20L密闭容器中进行，当在一定条件下从反应开始经过5秒达到化学平衡，经测定 氢气的体积为13.44升（已折合成标准状况），则用氢气表示该反应从开始到平衡时的平均反应速率为 。 答案（1）吸（2分）（2） C、F （2分） （3）①加入催化剂或增大体系的压强（或减小体系体积）（1分） ②降低温度（1分） （4）0.006mol/L﹒s（2分） 25．甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用 下合成甲醇，发生的主反应如下： ①CO(g)+2H2(g) ②CO2(g)+3H2(g) ③CO2(g)+H2(g) 回答下列问题： （1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下： H—化学键 H E/（kJ.mol1） 436 --CH3OH(g) △H1 CH3OH（g）+H2O(g) △H2 CO(g)+H2O(g) △H3 C—O 343 C O 1076 - H—O 465 C—H 413 - 由此计算△H1＝ kJ·mol1，已知△H2＝-58kJ·mol1，则△H3＝ kJ·mol1。 （2）反应①的化学平衡常数K的表达式为 ；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的 8 曲线为 （填曲线标记字母），其判断理由是 。 （3）合成气的组成n(H2)/n(CO+CO2)＝2.60时，体系中的CO平衡转化率（α）与温度和压强的关 系如图2所示。α（CO）值随温度升高而 （填“增大”或“减小”），其原因是 。图2中的压强由大到小为_____，其判断理由是_____。 【答案】（1）—99；＋41（2）K小； （3）减小；升高温度时，反应①为放热反应，平衡向向左移动，使得体系中CO的量增大；反应③为吸热反应，平衡向右移动，又产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低；P3＞P2＞P1；相同温度下，由于反应①为气体分子数减小的反应，加压有利于提升CO的转化率；而反应③为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响，故增大压强时，有利于CO的转化率升高 c(CH3OH)；a；反应①为放热反应，平衡常数应随温度升高变 c(CO)•c2(H2) 9 因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容