浙江省诸暨市高考化学二轮复习之化学平衡图像.docx

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浙江省诸暨市高考化学二轮复习之化学平衡图像

化学平衡图像（读图）

1、某密闭容器中充入等物质的量的气体A和B，一定温度下发生反应A（g）+xB（g）2C（g），

达到平衡后，只改变反应的一个条件，测得容器中物质的浓度、反应速率随时间变化的关系如下图所示。

下列说法中不正确的是

A．在30min时降低温度，40min时升高温度

B．8min前A的平均反应速率为0.08mol·L－1·min－1

C．反应方程式中的x＝1，正反应为放热反应

D．20min～40min间该反应的平衡常数均为4

2、COCl2的分解反应为COCl2（g）Cl2（g）+CO（g）△H＝+108kJ·mol−1。

反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下

的变化状况如图所示（第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出）：

（3）.14min发生的条件改变可能是________。

3、（2015广东卷）新型RuO2催化剂对4HCl（g）+O2（g）2Cl2（g）+2H2O（g）反应具有很好的催化活性①实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的αHCl—T曲线如图，则总反应的△H____0（填“＞”、“﹦”或“＜”）；理由_____________________。

A、B两点的平衡常数K（A）与K（B）中较大的是_______。

4、（NH4）2CO3（aq）＋H2O（l）＋CO2（g）2（NH4）2HCO3（aq）△H为研究温度对（NH4）2CO3捕获CO2效率的影响，在某温度T1下，将一定量的（NH4）2CO3溶液置于密闭容器中，并充入一定量的CO2气体（用氮气作为稀释剂），在t时刻，测得容器中CO2气体的浓度。

然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下，保持其它初始实验条件不变，重复上

述实验，经过相同时间测得CO2气体浓度，得到趋势图（见图1）。

则：

①△H_______0（填＞、＝或＜）。

②在T1～T2及T4～T5二个温度区间，容器内CO2气体浓度呈如图所示的变化趋势，其原因是_____________________

5、下列说法正确的是（）（多选）

①

②

③

④

⑤

⑥

⑦

A、图①代表室温下，用相同浓度的NaOH溶液，分别滴定浓度均为0.1mol/L的三种酸（HA、

HB和HD）溶液，则滴定至P点时，溶液中，c（B-）>c（Na+）>c（H+）>c（OH-）

B、图②代表室温下H2A溶液中，可能存在的含A粒子（H2A、HA-、A2-）所占物质的量分数（δ）随PH变化的关系图，则PH=5时，在NaHA和Na2A的的混合溶液中：

c（HA-）:

c（A2-）=1:

100

C、图③表示在恒容密闭容器中通入X并发生反应：

2X（g）Y（g），在温度T1、T2

下X的物质的量浓度c（X）随时间t变化的曲线图则该反应是放热反应，且进行到M点放出的热量大于W点放出的热量

D图④表示在向NaOH溶液中通入CO2随着CO2气体的通入溶液中水电离出的c（H+）变化关系图，则最高点B点时对应的溶质Na2CO3

E、图⑤表示KNO3的溶解度曲线，则图中a点所示的溶液是80℃时KNO3的不饱和溶液

F、图⑥代表在绝热、恒容密闭容器中通入CO、NO使其发生反应2NO（g）＋2CO（g）

N2（g）+2CO（g）ΔH<0，测得的正反应速率随时间变化图，则c点之前影响V正的主要因素是浓度，c点之后主要是温度

G、图⑦反应过程中A（g）、B（g）、C（g）物质的量变化如图所示，20min时可能是增加

了B的量

化学平衡图像（画图）

1、恒温条件下，某密闭容器中通入CO和H2O各1mol发生反应CO（g）+H2O（g）

CO2（g）+H2（g），当反应达到平衡后，维持温度不变，t1时再通入各1mol的CO和H2O的混合气体，请在图中画出正、逆反应速率在t1后随时间t变化的曲线图。

恒温恒容恒温恒压

2、温度T1时，在一体积为2L的密闭容积中,加入0.4molCO2和0.4mol的H2,反应中c（H2O）的变化情况如图所示，T1时反应CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）第4分钟达到平衡。

在第5分钟时向体系中同时再充入0.2molCO和0.2molH2（其他条件不变），请在左下图中画出第5分钟到9分钟c（H2O）浓度变化趋势的曲线。

变式：

①再充入0.2molCO和0.2molH2O（右下图中画出）（其他条件不变）

3、【情景】一定条件下，由CO2和H2制备甲醇的过程中会发生如下反应：

CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）ΔH

一定的条件下，CO2和H2在体积为VL的恒温密闭容器中发生如上反应，

甲醇的物质的量和物质的量浓度随时间变化曲线分别如图所示。

假定t时刻迅速使容器体积缩小为2/3VL，一段时间后重新达到平衡。

试在下列两图中画出t时刻后的变化曲线图。

【变式1】在2L恒容密闭容器中，实验测得，在500K时，充入3molH2和1.5molCO2,该反应10min时达到平衡。

在此条件下，系统中CH3OH

的浓度随反应时间的变化趋势如图3所示，当反应达到3min时，迅速将体系温度升至600K,此时CO2的平衡转化率为40%，请在图中画出3-10min内容器中CH3OH浓度的后续变化趋势曲线.已知：

反应对应的平衡常数为K，它随温度的变化曲线如图所示

【变式2】在恒容密闭容器中，充入一定量

H2和CO2在催化剂A的作用下发生上述反应，若起始温度为298K，反应在503K时达到平衡（此时CO2的转化率为30%），请在图4中画出相同时间内从298K到700K时CO2转化率随温度升高的变化曲线。

（反应对应的平衡常数K随温度的变化的曲线如变式1所示，催化剂未失效）

【变式3】其他与变式2相同，请在图4中补充在催化剂B（用字母标明）作用下CO2转化率随温度升高的变化曲线。

（已知：

催化剂B的催化效果比催化剂A差，催化剂均为失效）

【变式4】一定条件下，由CO2和H2制备甲醇的过程中含有下列反应：

反应1：

CO2（g）＋H2（g）CO（g）+＋H2O（g）ΔH>0

反应2：

CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）ΔH<0

其对应的平衡常数分别为K1、K2，它们随温度变化的曲线如右图所示。

反应1、2的活化性能如下图所示。

在温度为300℃时，使一定量合适体积比的H2和CO2在恒温恒容密闭容器内进行反应。

请在图5中画出CH3OH浓度随时间变化至平衡的曲线图。

【思考】请在上图中补充CO浓度随时间变化至平衡的曲线图

【链接高考】

1、近年来对CO2的有效控制及其高效利用的研究正引起全球广泛关注。

据中国化工报报道，

美国科学家发现了一种新的可将CO2转化为甲醇的高活性催化体系，比目前工业使用的常见

催化剂快近90倍。

由CO2制备甲醇过程可能涉及反应如下：

反应Ⅰ：

CO2（g）+3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H1=－49.58kJ•mol-1

反应Ⅱ：

CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）△H2

反应Ⅲ：

CO（g）+2H2（g）CH3OH（g）△H3=－90.77kJ•mol-1

回答下列问题：

（2）在一定条件下2L恒容密闭容器中充入一定量的H2和CO2仅发生反应Ⅰ，实验测得

在不同反应物起始投入量下，反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线，如下图所示。

反应物起始投入量：

曲线I：

：

n（H2）=3mol，，n（CO2）=1.5mol

曲线Ⅱ：

n（H2）=3mol，n（CO2）=2mol

①据图可知，若要使CO2的平衡转化率大于40%，以下条件中最合适的是

A．n（H2）=3mol，n（CO2）=1.5mol；650KB.n（H2）=3mol，n（CO2）=1.7mol；550K

C．n（H2）=3mol，n（CO2）=1.9mol；650KD.n（H2）=3mol，n（CO2）=2.5mol；550K

②在温度为500K的条件下，充入3molH2和1.5molCO2，该反应10min时达到平衡：

a．用H2表示该反应的速率为___________；

b．该温度下，反应I的平衡常数K=____________；

c．在此条件下，系统中CH3OH的浓度随反应时间的变化趋势如图所示，当反应时间达到3min时，迅速将体系温度升至600K，请在图中画出3～10min内容器中CH3OH浓度的变化趋势曲线。

2、（2016.10.30）氯及其化合物在生活和生产中应用广泛。

（1）已知：

900Κ时，体积比为4:

1的HCl和O2在恒温

恒容的密闭容器中发生如下反应：

4HCl（g）+O2（g）2Cl2（g）+2H2O（g）ΔH<0,HCl的平衡转化率α（HCl）随压强（P）变化曲线如图。

保持其他条件不变，升温

到TK（假定反应历程不变），请画出压强在1.5×105~4.5×105Pa范围内，HCl的平衡转化率α（HCl）随压强（P）变化曲线示意图。

3、（2017.04.30）在常压、Ru/TiO2催化下，CO2和H2混和气体（体积比1∶4，总物质的量amol）进行反应，测得CO2转化率、CH4和CO选择性随温度变化情况分别如图1和图2所示（选择性：

转化的CO2中生成CH4或CO的百分比）。

反应ⅠCO2（g）＋4H2（g）CH4（g）＋2H2O（g）ΔH4

反应ⅡCO2（g）＋H2（g）CO（g）＋H2O（g）ΔH5

③350℃下CH4物质的量随时间的变化曲线如所示。

画出400℃下0～t1时刻CH4物质的量随时间的变化曲线。

4、（2016.04.30）氨气及其相关产品是基本化工原料，在化工领域中具有重要的作用。

（1）以铁为催化剂，0.6mol氮气和1.8mol氢气在恒温、容积恒定为1L的密闭容器中反应生成氨气，20min后达到平衡，氮气的物质的量为0.3mol。

①在第25min时，保持温度不变，将容器体积迅速增大至2L并保持恒容，体系达到平衡时N2的总转化率为38.2%，请画出从第25min起H2的物质的量浓度随时间变化的曲线。

5、氮及其化合物在生活和生产中应用广泛。

（1）①N2O是一种强大的温室气体，在一定条件下，其分解的化学方程式为：

2N2O（g）=2N2（g）+O2（g），ΔH<0，你认为该反应的逆反应是否自发进行，请判断并说明理由。

②某研究小组为针对N2O的分解进行研究，常温下，在1L恒容容器中充入0.100molN2O气体，加热到一定温度后使之反应，请画出容器中气体的总浓度c（总）随时间t变化的总趋势图。

化学平衡图像（读图）

参考答案

1A

解：

A、从图2可知，30min时正反应速率和逆反应速率同时降低．降低反应温度，正反应

速率和逆反应速率同时降低，但降低反应温度，平衡向放热反应方向移动．该反应无论正反

应方向放热还是吸热，平衡均移动与图2中30﹣40min，改变条件后，平衡不移动矛盾，故

A错误．

B、0～8min内，A的反应速率v==0.64mol/L÷8min=0.08mol/（L•min）﹣1故B正确

C．由开始到达到平衡，A、B的浓度减少的量相同，由此可知X=1，则增大压强平衡不移动，

40min时，正逆反应速率都增大，且逆反应速率大于正反应速率，平衡向逆向进行，应是升

高温度，则正反应为放热反应，故C正确；

D、由图象可知，30min时只有反应速率降低了，反应物与生成物的浓度瞬时降低，反应仍

处于平衡状态，故不能是温度变化，而是降低了压强，所以平衡常数不变，故D正确。

2增大容器得体积（减小压强）解：

14min时反应物和生成物的浓度均减小

3<理由：

由图可知，温度越高，平衡时HCl的转化率越小，说明升高温度平衡向逆

反应方向移动，所以反应为放热反应K（A）

4<在T3（即T1-T2）前反应未建立平衡，无论在什么温度下（NH4）2CO3（aq）总是捕获

CO2，故c（CO2）减小，在T3时反应达到平衡，随后由于反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，c（CO2）增大。

5ABDEG

解：

A项，中和50%即P点，溶液中溶质为等物质的量浓度的酸（HB）和盐（NaB），由图可知溶液呈酸性，则c（H+）＞c（OH﹣）所以c（B﹣）＞c（Na+）A正确

B项，由图知，PH=3时，HA-与A2-与的物质的量分数相等，则两者的浓度也相等，

C（H+）=0.001mol/L，对于反应：

，其平衡常数为0.001，故温度相同，该反应的平衡常数不

变C（HA-）:

C（A2-）=1:

100正确

C项，根据图可知，温度为T1先到达平衡，所以T1＞T2，温度越高，平衡时X的物质的量浓度越大，说明升高温度平衡向逆反应移动，升高温度平衡向吸热反应移动，故逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，反应进行到M点时消耗的X的物质的量小于W点，由于正向是放热反应，所以反应进行到M点放出的热量M点少，即：

该反应进行到M点放出的热量小于进行到W点放出的热量，故C错误；

D项，溶质为Na2CO3促进盐类水解程度最大，所以由水电离的c（H+）最大，故正确

E项，a点未达到溶解度曲线，故正确

F项，c点之前影响V正的主要因素是温度，c点之后主要是浓度

G项，根据图可知，B的物质的量突变，平衡正向移动，故正确

化学平衡图像（画图）

参考答案

1、解：

左图恒温恒容下加入反应物，反应物浓度瞬间增大，所以正反应速率突然增大，而

生成物浓度开始保持不变，所以逆反应速率一开始保持不变右图由于该反应是前后体积不变

的反应，在恒温恒压条件下，再通入各1mol的CO和H2O的混合气体，与起始量之比相同，平衡后与原平衡为等效平衡，在增加反应物的开始，容器体积增大，反应物浓度增大，生成物浓度变小，所以正反应速率变大，逆反速率减小，但最终平衡不移动，据此画出图为

2解：

左图在恒容条件下同时加入0.2molCO和0.2molH2，同等程度改变反应物和生成物，

平衡不移动，所以H2O的浓度不发生变化，右图在恒容条件下加入0.2molCO和0.2molH2O，H2O的浓度瞬间增大为0.2mol/L,由于温度保持不变,平衡常数保持不变,所以最后计算可得平衡浓度为0.15mol/L.

3解缩小容器体积，平衡正向移动，甲醇的物质的量和浓度都有变大的趋势，由于物质的量

不会随体积改变而变化，所以左图起点为接点，右图物质的量浓度随体积改变而发生变化。

4【变式1】3min时平衡还未达到，迅速升温，速率加快，反应正向进行，根据数据可以求

得600K平衡时，甲醇的浓度为0.30mol/L，500K时第10分钟平衡，则温度升高，达到平衡时间则少于10min。

【变式2】反应④在503K时达到平衡，则从298K开始，二氧化碳的转化率逐渐增大，当温

度达到503K时，二氧化碳的转化率达到最大，当温度大于503K后，二氧化碳的转化率会减

小，则CO2转化率随温度升高的变化曲线为A曲线。

【变式3】催化剂B的催化效果比催化剂A差，催化剂均为失效，由于催化剂不会影响

平衡的移动，所以当B催化剂达到平衡后与曲线A重叠。

【变式4】CH3OH的浓度开始增大，后因容器内压强减小，且反应1生成的水都使反应3

的平衡逆向移动，CH3OH的浓度减小。

【变式5】CO为反应1的生成物，随着时间的加长，CO的浓度增大，达到平衡时不变．

【链接高考】

1、B解：

n（H2）=3mol，n（CO2）=2mol，550K时二氧化碳转化率小于40%，但接近

40%，再移走0.3mol二氧化碳等效为选项中的平衡，二氧化碳的转化率会增大，可能大于

40%，故B正确；

a．用H2表示该反应的速率为0.135mol•L

﹣1•min﹣1；

b．该温度下，反应I的平衡常数K=200；

在温度为500K的条件下，充入3molH2和1.5molCO2，该反应10min时达到平衡，平衡时

二氧化碳的转化率为60%，则转化的二氧化碳为1.5mol×60%=0.9mol，

CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g）

起始量（mol）：

1.5300

变化量（mol）：

0.92.70.90.9

平衡量（mol）：

0.60.30.90.9

a．氢气表示的反应速率==0.135mol•L

﹣1•min﹣1，故答案为：

0.135mol•L﹣1•min﹣1；

b．该温度下，反应I的平衡常数K==200，故答案为：

200；

c．3min时未到达平衡，此时迅速将体系温度升至600K，瞬间甲醇的浓度不变，反应速率

加快，到达平衡的时间小于10min，而在温度为600K的条件下，充入3molH2和1.5molCO2，

平衡时二氧化碳的转化率约是42%，则平衡时甲醇的物质的量约是1.5mol×42%=0.63mol，

则平衡时甲醇的浓度约是0.315mol/L，3～10min内容器中CH3OH浓度的变化趋势曲线为：

2、900K时，体积比为4：

1的HCl和O2在恒温恒容的密闭容器中发生反应，HCl的平衡转

化率α（HCl）随压强（P）变化曲线如图．保持其他条件不变，升温到TK，平衡逆向进行，

HCl转化率减小，随压强增大平衡正向进行，HCl转化率增大，据此画出图象为：

3、反应为放热反应，升温平衡逆向进行，二氧化碳转化率减小，图中分析可知接近72.5%，

甲烷物质的量减小小于350°C时甲烷物质的量，达到平衡所需要时间缩短

CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g）

起始量（mol）0.2a0.8a00

变化量（mol）0.145a0.58a0.145a0.29a

平衡量（mol）0.0550.22a0.145a0.29a

画出图象，达到平衡状态甲烷0.145amol，升温加快反应速率，达到平衡所需时间缩短，

4、解：

（1）①0.6mo1氮气和1.8mo1氢气在恒温、容积恒定为1L的密闭容器中反应生成

氨气，2min后达到平衡，氮气的物质的量为0.3mo1

N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）

起始（mol）：

0.61.80

转化（mol）：

0.30.90.6

平衡（mol）：

0.30.90.6

在第25min时，保持温度不变，将容器体积迅速增大至2L并保持恒容，则此时c（H2）

==0.45mol/L；体系达到平衡时N2的总转化率为38.2%，则转化的氮气为0.6mol×

38.2%=0.2292mol；

N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）

起始（mol）：

0.61.80

转化（mol）：

0.230.690.46

平衡（mol）：

0.371.110.46

12/12

所以第二次平衡时c（H2）==0.555mol/L，则第25min起H2的物质的量浓度为

0.45mol/L，平衡时为0.555mol/L，所以图象为；

5、

（1）①一定不能，因为该逆反应的ΔS<0、ΔH>0，所以该逆反应不能自发

②（开始一段时间在0.100mol/L处几乎不变，最后落在0.150mol/L处）