【考点定位】考查化学平衡图像分析
【名师点睛】化学平衡图像题的解题思路：
一、看懂图：
横纵坐标的物理意义，图像的变化趋势，曲线的特殊点，如起点、交点、折点、终点；二、想规律：
外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律；三、作出正确的判断。
注意“先拐先平”和“定一议二”方法的运用。
2、一定温度下，在3个体积均为1.0L的恒容密闭容器中反应2H2（g）+CO（g）
CH3OH（g）达到平衡。
下列说法正确的是（）
A．该反应的正反应放热
B．达到平衡时，容器Ⅰ中反应物转化率比容器Ⅱ中的大
C．达到平衡时，容器Ⅱ中c（H2）大于容器Ⅲ中c（H2）的两倍
D．达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大
【答案】AD
【解析】
容器Ⅰ的体积缩小二分之一，该反应正向为气体物质的量减小的反应，增大压强平衡正向移动，则Ⅱ中氢气的浓度小于Ⅰ中氢气浓度的2倍，Ⅲ和Ⅰ对比，平衡逆向移动，氢气浓度增大，故达到平衡时，容器Ⅱ中c（H2）小于容器Ⅲ中c（H2）的两倍，c错误；D、温度：
Ⅲ＞Ⅰ，当其他条件不变时，升高温度反应速率加快，故达到平衡时，容器Ⅲ中的正反应速率比容器Ⅰ中的大，d正确。
答案选AD。
【考点定位】本题主要是考查化学反应速率和化学平衡的有关判断与计算以及外界条件对反应速率和平衡状态的影响
【名师点晴】《高考考纲》明确要求：
理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对化学反应速率和化学平衡的影响。
理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。
化学反应速率这一部分主要考查化学反应速率的概念及表示方法、影响化学反应速率的影响因素、化学反应速率的大小比较和化学反应速率的有关图像。
化学平衡是重要的化学基本理论，是中学化学的重点和难点，也是考查学生能力的重要载体，是高考历久不衰的热点。
化学平衡是包含溶解平衡、电离平衡、水解平衡等的一个平衡理论体系，而化学平衡则是这一体系的核心，是分析其他平衡移动的基础。
化学平衡常数则是新课标地区的高考命题热点，并且试题的综合性强、能力要求高。
解答时注意利用好放大缩小思想：
该方法适用于起始投入物质的物质的量之间存在一定的倍数关系。
它指的是将反应容器的体积扩大一定的倍数，使起始物质的浓度相同，则在一定条件下，可建立相同的平衡态。
然后在此基础上进行压缩，使其还原为原来的浓度。
分析在压缩过程中，平衡如何移动，再依据勒夏特列原理，分析相关量的变化情况。
3、随着科学技术的发展和环保要求的不断提高，CO2的捕集利用技术成为研究的重点。
完成下列填空：
（1）目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原，所涉及的反应方程式为：
CO2（g）+4H2（g）
CH4（g）+2H2O（g）
已知H2的体积分数随温度的升高而增加。
若温度从300℃升至400℃，重新达到平衡，判断下列表格中各物理量的变化。
（选填“增大”、“减小”或“不变”）
v正
v逆
平衡常数K
转化率α
（2）相同温度时，上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡，各物质的平衡浓度如下表：
[CO2]/mol·L-1
[H2]/mol·L-1
[CH4]/mol·L-1
[H2O]/mol·L-1
平衡Ⅰ
a
b
c
d
平衡Ⅱ
m
n
x
y
a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为_________。
（3）碳酸：
H2CO3，Ki1=4.3×10-7，Ki2=5.6×10-11
草酸：
H2C2O4，Ki1=5.9×10-2，Ki2=6.4×10-5
0.1mol/LNa2CO3溶液的pH____________0.1mol/LNa2C2O4溶液的pH。
（选填“大于”“小于”或“等于”）
等浓度广东草酸溶液和碳酸溶液中，氢离子浓度较大的是___________。
若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合，溶液中各种离子浓度大小的顺序正确的是_____。
（选填编号）
A．[H+]>[HC2O4-]>[HCO3-]>[CO32-]b．[HCO3-]>[HC2O4-]>[C2O42-]>[CO32-]
c．[H+]>[HC2O4-]>[C2O42-]>[CO32-]d．[H2CO3]>[HCO3-]>[HC2O4-]>[CO32-]
（4）人体血液中的碳酸和碳酸氢盐存在平衡：
H++HCO3-
H2CO3，当有少量酸性或碱性物质进入血液中时，血液的pH变化不大，用平衡移动原理解释上述现象。
________________________________
【答案】
（1）
v正
v逆
平衡常数K
转化率α
增大
增大
减小
减小
（2）
（3）大于；草酸；ac
（4）当少量酸性物质进入血液中，平衡向右移动，使H+浓度变化较小，血液中的pH基本不变；当少量碱性物质进入血液中，平衡向左移动，使H+浓度变化较小，血液的pH基本不变。
（合理即给分）
【解析】
[来源:
Z,xx,k.Com]
（2）相同温度时平衡常数不变，则a、b、c、d与m、n、x、y之间的关系式为
。
（3）根据电离常数可知草酸的酸性强于碳酸，则碳酸钠的水解程度大于草酸钠，所以0.1mol/LNa2CO3溶液的pH大于0.1mol/LNa2C2O4溶液的pH。
草酸的酸性强于碳酸，则等浓度草酸溶液和碳酸溶液中，氢离子浓度较大的是草酸。
A．草酸的二级电离常数均大于碳酸的，所以草酸的电离程度大于，因此溶液中[H+]>[HC2O4-]>[C2O42-]>[HCO3-]>[CO32-]，a正确；B．根据a中分析可知b错误；c．根据a中分析可知c正确；d．根据a中分析可知d错误，答案选ac。
（4）根据平衡可知当少量酸性物质进入血液中，平衡向右移动，使H+浓度变化较小，血液中的pH基本不变；当少量碱性物质进入血液中，平衡向左移动，使H+浓度变化较小，血液的pH基本不变。
【考点定位】考查外界条件对平衡状态的影响、电离常数应用等。
【名师点睛】
高中化学中，我们除了学习了化学反应平衡以外，还学习了水溶液中的电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡。
溶液中的这三大平衡，和普通的化学反应平衡一样，都适用勒夏特列原理，所有关于平衡的原理、规律、计算都是相通的，在学习过程中，不可将他们割裂开来。
勒夏特列原理（又称平衡移动原理）的内容是：
改变影响平衡的一个因素，平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
关键词“减弱”有两层含义，
（1）平衡移动方向：
与改变条件相反的方向；
（2）平衡移动程度：
不能抵消这种改变。
它定性揭示了化学平衡与外界条件的关系，在帮助中学生判断平衡移动方向，分析平衡移动后浓度、体积百分含量、转化率变化等方面非常方便实用。
而且“勒夏特列原理有广泛适用性，可用于研究所有的化学动态平衡，如沉淀溶解平衡、电离平衡、盐类水解平衡等，所以它是一个很重要的基本规律。
另外注意平衡常数只是温度的函数，温度不变，K值不变。
4、（14分）氢能是发展中的新能源，它的利用包括氢的制备、储存和应用三个环节。
回答下列问题：
（3）在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：
MHx（s）+yH2（g）
MHx+2y（s）ΔH<0达到化学平衡。
下列有关叙述正确的是________。
a．容器内气体压强保持不变
b．吸收ymolH2只需1molMHx
c．若降温，该反应的平衡常数增大
d．若向容器内通入少量氢气，则v（放氢）>v（吸氢）
（4）利用太阳能直接分解水制氢，是最具吸引力的制氢途径，其能量转化形式为_______。
【答案】
（3）ac
（4）光能转化为化学能
【解析】
试题分析：
（4）利用太阳能直接分解水制氢，是将光能转化为化学能，故答案为：
光能转化为化学能
【考点定位】考查化学反应中的能量变化、电解原理及其应用
【名师点晴】本题考查的知识点较多，以氢气利用为线索考查了化学反应中的能量变化、电解原理及其应用、化学平衡的移动及其影响因素等相关知识。
在书写燃料电池电极反应时，要注意掌握一般的书写方法：
①电极反应是一种离子反应，遵循书写离子反应的所有规则；②将两极反应的电子得失数配平后，相加得到总反应，总反应减去一极反应即得到另一极反应；③负极失电子所得氧化产物和正极得电子所得还原产物，与溶液的酸碱性有关（如+4价的C在酸性溶液中以CO2形式存在，在碱性溶液中以CO32-形式存在）；④溶液中不存在O2-：
在酸性溶液中它与H+结合成H2O、在碱性或中性溶液中它与水结合成OH-。
本题的易错点和难点是c（Na2FeO4）低于最高值的原因分析。
分析时，要注意从题目中寻找线索并结合反应的特征分析。
5、（4）298K时，将20mL3xmol·L−1Na3AsO3、20mL3xmol·L−1I2和20mLNaOH溶液混合，发生反应：
（aq）+I2（aq）+2OH−（aq）
（aq）+2I−（aq）+H2O（l）。
溶液中c（
）与反应时间（t）的关系如图所示。
①下列可判断反应达到平衡的是__________（填标号）。
a．溶液的pH不再变化
b．v（I−）=2v（
）
c．c（
）/c（
）不再变化
d．c（I−）=ymol·L−1
②tm时，v正_____v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。
③tm时v逆_____tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是_____________。
④若平衡时溶液的pH=14，则该反应的平衡常数K为___________。
【答案】（4）①ac②大于③小于tm时生成物浓度较低④
【解析】（4）①a．溶液pH不变时，则c（OH-）也保持不变，反应处于平衡状态；b．根据速率关系，v（I-）/2=v（AsO33-），则v（I−）=2v（
）始终成立，v（I−）=2v（
）时反应不一定处于平衡状态；c．由于提供
所以逆反应速率：
tm④反应前，三种溶液混合后，Na3AsO3浓度为3x
×20/（20+20+20）=x
，同理I2浓度为x
，反应达到平衡时，生成c（AsO43-）为y
，则反应生成I-浓度c（I-）=2y
，消耗AsO33-、I2浓度均为y
，平衡时c（AsO33-）为（x-y）
，c（I2）为（x-y）
，溶液中c（OH-）=1
，K=
（mol·L－1）－1。
6、近期发现，H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子，它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。
回答下列问题：
（3）H2S与CO2在高温下发生反应：
H2S（g）+CO2（g）
COS（g）+H2O（g）。
在610K时，将0.10molCO2与0.40molH2S充入2.5L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
①H2S的平衡转化率
=_______%，反应平衡常数K=________。
②在620K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率
_____
，该反应的
H_____0。
（填“>”“<”或“=”）
③向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是________（填标号）
A．H2SB．CO2C．COSD．N2
【答案】（3）①2.52.8×10–3②>>③B
【解析】（3）①H2S（g）+CO2（g）
COS（g）+H2O（g）
开始0.40mol0.10mol00
反应xxxx
平衡（0.40–x）mol（0.10–x）molxx
解得x=0.01mol，所以H2S的转化率是
由于该反应是反应前后气体体积相等的反应，所以在该条件下反应达到平衡时化学平衡常数
；
化率降低，A错误；B．增大CO2的浓度，平衡正向移动，使更多的H2S反应，所以H2S转化率增大，B正确；C．COS是生成物，增大生成物的浓度，平衡逆向移动，H2S转化率降低，C错误；D．N2是与反应体系无关的气体，充入N2，不能使化学平衡发生移动，所以对H2S转化率无影响，D错误。
答案选B。
专题专练
1．对于化学反应：
2SO2+O2
2SO3，当分别用SO2、O2、SO3三种物质表示该反应的速率时，它们的速率之比为
A．1：
2：
2B．2：
1：
2C．2：
2：
1D．1：
1：
2
【答案】B
【解析】根据化学反应速率之比等于化学反应计量数之比可知，当分别用SO2、O2、SO3三种物质表示该反应的速率时，它们的速率之比为2：
1：
2。
答案选B。
2．下列说法中正确的是
A．已知t1℃时，反应C+CO2
2COΔH>0的速率为υ，若升高温度，逆反应速率减小
B．恒压容器中发生反应N2+O2
2NO，若在容器中充入He，正逆反应速率均不变
C．当一定量的锌粉和过量的6mol•L-1盐酸反应时，为了减慢反应速率，又不影响产生H2的总量，可向反应器中加入少量的CuSO4溶液
D．对于工业合成氨反应N2+3H2
2NH3，选用450℃主要为了提高催化剂（铁触媒）的催化效率
【答案】D
【解析】A项，升高温度，化学反应速率加快，正、逆反应速率均加快，故A错误；B项，在恒压容器中发生反应N2+O2
2NO，若在容器中充入He，容器体积变大，反应物和生成物浓度减小，正逆反应的速率都减小，故B错误；C项，当一定量的锌粉和过量的6mol•L-1盐酸反应时，向反应器中加入少量的CuSO4溶液，锌与硫酸铜反应生成铜，构成原电池原理，加快了化学反应速率，但生成氢气的量减少，故C错误；D项，工业合成氨为放热反应，选用450℃的温度肯定不是为了提高转化率，而是为了提高反应速率，没有采用更高的温度主要是在450℃时催化剂（铁触媒）的催化效果最好，故D正确。
3．一定温度下，在三个体积均为0.5L的密闭容器中发生反应：
CO（g）+Cl2（g）
COCl2（g），其中容器Ⅰ中5min时到达平衡。
下列说法中正确的是
容器编号
温度/℃
起始物质的量/mol
平衡物质的量/mol
CO
Cl2
COCl2
COCl2
Ⅰ
500
1.0
1.0
0
0.8
Ⅱ
500
1.0
a
0
0.5
Ⅲ
600
0.5
0.5
0.5
0.7
A．容器Ⅰ中前5min的平均反应速率v（CO）＝0.32mol·L-1·min-1
B．该反应正反应为吸热反应
C．容器Ⅱ中起始时Cl2的物质的量为0.55mol
D．若起始时向容器Ⅰ加入CO0.8mol、Cl20.8mol，达到平衡时CO转化率大于80%
【答案】AC
【解析】A．容器I中前5min的平均反应速率v（COCl2）=
=0.32mol/L•min-1，依据速率之比等于计
故B错误；
C．CO（g）+Cl2（g）⇌COCl2（g），
起始浓度（mol/L）220
转化浓度（mol/L）1.61.61.6
平衡浓度（mol/L）0.40.41.6
反应平衡常数K=
=10，平衡时CO转化率：
×100%=80%；依据Ⅱ中数据，结合方程式可知：
CO（g）+Cl2（g）⇌COCl2（g），
起始浓度（mol/L）22a0
转化浓度（mol/L）111
平衡浓度（mol/L）12a-11
Ⅰ和Ⅱ温度相同则平衡常数相同则：
K=
=10，解得：
a=0.55mol，故C正确；D．CO（g）+Cl2（g）⇌COCl2（g）为气体体积减小的反应，若起始时向容器I加入CO0.8mol，Cl20.8mol，相当于给体现减压，减压平衡向系数大的方向移动，平衡转化率降低，小于80%，故D错误；故选AC。
4．已知反应2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）△H＜0，下列说法正确的是（）
A．升高温度，正反应速率减慢，逆反应速率加快，化学平衡逆向移动
B．增大压强，化学平衡正向移动
C．充入O2，可提高O2的转化率
D．当气体密度不变时，反应达平衡状态
【答案】B
组分都是气体，因此气体质量始终不变，如果是恒容装置，容器的体积不变，根据密度的定义，任何时刻密度都相同，密度不变，不能说明反应达到平衡，如果是恒压装置，气体系数之和不相等，当体积不再改变，即密度不再改变，说明反应达到平衡，故D错误。
5．下列说法不正确的是
A．反应MgO（s）+C（s）=Mg（s）+CO（g）在室温下不能自发进行，则该反应的△H＞0
B．原电池输出电能的能力取决于组成原电池的反应物的氧化还原能力
C．0.1mol·L－1CH3COOH溶液加水稀释后，溶液中
的值减小
D．锅炉中沉积的CaSO4可用饱和Na2CO3溶液浸泡，再将不溶物用稀盐酸溶解除去
【答案】C
确；C．醋酸是弱电解质，加水稀释促进电离，则n（CH3COOH）减小，n（CH3COO-）增大，故溶液中
的值增大，C项错误；D．锅炉长期使用，需要定期除水垢，否则会降低燃料的利用率，水垢中含有CaSO4，可先用饱和Na2CO3溶液浸泡，使CO32-与CaSO4转化为CaCO3，再将不溶物用稀盐酸溶解除去，D项正确。
答案选C。
6、298K时，在2L固定体积的密闭容器中，发生可逆反应：
2NO2（g）
N2O4（g）△H＝-akJ/mol（a>0）.N2O4的物质的量浓度随时间变化如图．达平衡时，N2O4的浓度为NO2的2倍，
若反应在398K进行，某时刻测得n（NO2）=0.6mol、n（N2O4）=1.2mol，则此时，下列大小关系正确的是
A．v（正）>v（逆）B．v（正）C．v（正）=v（逆）D．v（正）、v（逆）大小关系不确定
【答案】B
【解析】根据图示可知，在298K时，当反应达到平衡时c（N2O4）=0.6mol/L，由于平衡时，N2O4的浓度为NO2的2倍，则平衡时c（NO2）=0.3mol/L，则该温度下的化学平衡常数K=c（N2O4）/c2（NO2）=
c2（NO2）=0.6mol/L÷（0.3mol/L）2=6.67L/mol，说明反应未处于平衡状态，反应逆向进行，因此v（正）7．一定温度下，向10mL0.40mol·L-1H2O2溶液中加入适量FeCl3溶液，不同时刻测得生成O2的体积（已折算为标准状况）如下表所示。
t/min
0
2
4
6
V（O2）/mL
0
9.9
17.2
22.4
资料显示，反应分两步进行：
①2Fe3++H2O=2Fe2++O2↑+2H+
②H2O2+2Fe2++2H+=2H2O+2Fe3+
反应过程中能量变化如右图所示。
下列说法不正确的是（）
A．0~6min的平均反应速率：
v（H2O2）=3.33×10-2mol·L-1·min-1
B．Fe3+的作用是加快过氧化氢的分解速率
C．反应①是吸热反应、反应②是放热反应
D．反应2H2O2（aq）=2H2O（l）+O2（g）的△H=E1-E2<0
【答案】D
【解析】A．0~6min内，生成氧气的物质的量为
=0.001mol，根据总反应2H2O2（aq）=2H2O⑴+O2（g），则分解的过氧化氢的物质的量为0.002mol，则H2O2的平均反应速率：
v（H2O2）=
=0.033mol·L-1•min-1，故A正确；B．根据反应①2Fe3++H2O2=2Fe2++O2↑+2H+，②H2O2+2Fe2++2H+=2H2O+2Fe3+，可知Fe3+是双氧水分解的催化剂，可以增大过氧化氢的分解速率，故B正确；C．根据图像，反应①中反应物的总能量小于生成物的总能量，是吸热反应、反应②中反应物的总能量大于生成物的总能量，是放热反应，故C正确；D．反应2H2O2（aq）=2H2O⑴+O2（g）的△H与中间产物的能量有关，根据图像数据，无法确定该反应△H的数值，根据始态和终态物质的总能量，只能判断△H<0，故D错误；故选D。
8．在初始温度为500℃、容积恒定为10L的三个密闭容器中，如图充料发生反应：
CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g）△H=-25kJ/mol。
已知乙达到平衡时气体的压强为开始时的0.55倍；乙、丙中初始反应方向不同，平衡后对应各组分的体积分数相等。
下列分析正确的是（）
A．刚开始反应时速率：
甲>乙B．平衡后反应放热：
甲>乙
C．500℃下该反应平衡常数：
K=3×102D．若a≠0，则0.9＜b＜l
【答案】D
转化量是xmol，根据方程式可知
CO2（g）+3H2（g）
CH3OH（g）+H2O（g）
起始量（mol）1300
变化量（mol）x3xxx
平衡量（mol）1-x3-3xxx
则（1−x+3−3x+x+x）/4=0.55，解得：
x=0.9，所以平衡常数K=
，C错误；D．乙、丙中初始反应方向不同，平衡后对应各组分的体积分数相等，此时二者建立的平衡是等效的，根据C的计算，平衡时甲醇的物质的量是0.9mol，所以0.9＜b＜l，D正确，答案选D。
9．CO和H2在一定条件下可以合成乙醇：
2CO（g）+4H2（g）
CH3CH2OH（g）+H2O（g），下列叙述中，能说明上述反应在一定条件下一定达到最大限度的是（）
A．CO全部转化为乙醇
B．断4NA个H-H键的同时，生成46g乙醇
C．若反应在恒温恒容密闭容器中进行，容器中混合气体的密度不再改变
D．若反应在绝热恒容密闭容器中进行，容器中温度不再改变
【答案】D
10、研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：
2NO2（g）+NaCl（s）
NaNO3（s）+ClNO（g）K1∆H<0（I）
2NO（g）+Cl2（g）
2ClNO（g）K2∆H<0（II）
（1）4NO2（g）+2NaCl（s）
2NaNO3（s）+2NO（g）+Cl2（g）的平衡常数K=_______（用K1、K2表示）。
（2）为研究不同条件对反应（II）的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2，10min时反应（II）达到平衡。
测得10min内v（ClNO）=8.0×10-3mol•L-1•min-1，回答下列问题
①平衡后n（Cl2）=__________mol，
②NO的转化率а1=_
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