（3）三看分析法
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。
例1 [2017·河南郑州质检]一定条件下向某密闭容器中加入0.3molA、0.1molC和一定量的B三种气体，图甲表示各物质浓度随时间的变化，图乙表示反应速率随时间的变化，t2、t3、t4、t5时刻后各改变一种条件，且改变条件均不同。
若t4时刻改变条件是压强，则下列说法错误的是（ ）
A．若t1＝15s，则前15s的平均反应速率v（C）＝0.004mol·L－1·s－1
B．该反应的化学方程式为3A（g）B（g）＋2C（g）
C．t2、t3、t5时刻改变的条件分别是升高温度、加入催化剂、增大反应物浓度
D．B的起始物质的量为0.04mol
答案 C
解析 由题图甲可知，15s内c（C）由0.05mol·L－1升高到0.11mol·L－1，则有v（C）＝
＝0.004mol·L－1·s－1，A正确。
由题图甲可知，t1时刻达到平衡状态时，Δc（A）、Δc（C）分别为0.09mol·L－1、0.06mol·L－1，则A、C的化学计量数之比为3∶2；由题图乙可知，t4时刻改变压强，正、逆反应速率同等程度变化，说明反应前后气体总分子数相等，从而推知该反应为3A（g）B（g）＋2C（g），B正确。
t2时刻正、逆反应速率均增大，可能是升高温度；t3时刻正、逆反应速率均同等程度增大，可能是加入了催化剂；t5时刻正、逆反应速率均增大，不可能是仅增大反应物浓度引起的，C错误。
起始时加入0.1molC，此时c（C）＝0.05mol·L－1，则容器容积为
＝2L；由题图甲可知，反应中消耗0.09mol·L－1A，则生成0.03mol·L－1B，故B的起始物质的量为0.05mol·L－1×2L－0.03mol·L－1×2L＝0.04mol，D正确。
例2 [2017·山东济宁期末]氮和碳的化合物与人类生产、生活密切相关。
（1）在压强为0.1MPa条件下，将CO和H2的混合气体在催化剂作用下转化为甲醇的反应为CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g） ΔH<0。
①下列有关叙述能说明该反应达到平衡状态的是________（填序号）。
a．混合气体的密度不再变化
b．CO和H2的物质的量之比不再变化
c．v正（H2）＝v逆（CH3OH）
d．CO在混合气体中的质量分数保持不变
②T1℃时，在一个容积为5L的恒压容器中充入1molCO、2molH2，经过5min达到平衡，CO的转化率为0.75，则T1℃时，CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）的平衡常数K＝________。
③T1℃时，在容积为5L的恒容容器中充入一定量的H2和CO，反应达到平衡时CH3OH的体积分数与
的关系如图甲所示。
温度不变，当
＝2.5时，达到平衡状态，CH3OH的体积分数可能是图像中的________点。
（2）用催化转化装置净化汽车尾气，装置中涉及的反应之一为2NO（g）＋2CO（g）N2（g）＋2CO2（g）。
①探究上述反应中NO的平衡转化率与压强、温度的关系，得到如图乙所示的曲线。
催化装置比较适合的温度和压强是________。
②测试某型号汽车在冷启动（冷启动指发动机水温低的情况下启动）时催化装置内CO和NO百分含量随时间变化曲线如图丙所示。
则前10s内，CO和NO百分含量无明显变化的原因是__________________________________。
答案
（1）①ad ②75 ③F
（2）①400K、1MPa ②尚未达到催化剂工作温度（或尚未达到反应所需的温度）
解析
（1）①恒压条件下进行反应CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g），容器的容积不断变化，混合气体的总质量不变，则气体的密度不断变化，若混合气体的密度不再变化，则达到平衡状态，a正确；若按物质的量之比为1∶2投入CO和H2的话，二者的物质的量之比一直不变，b错误；达到平衡时，v正（H2）＝2v逆（CH3OH），c错误；CO在混合气体中的质量分数保持不变，则n（CO）保持不变，该反应达到平衡状态，d正确。
②T1℃时，恒压容器中进行反应，经过5min达到平衡，CO的转化率为0.75，则平衡时混合气体的总物质的量为1.5mol；根据恒温恒压时，气体的体积之比等于其物质的量之比，此时容器的容积为
＝2.5L，则平衡时CO（g）、H2（g）、CH3OH（g）的浓度分别为0.1mol·L－1、0.2mol·L－1、0.3mol·L－1，故T1℃时，该反应的平衡常数K＝
＝
＝75。
③T1℃时，图甲中C点
＝2，
由2变为2.5，相当于增加H2的量，平衡正向移动，根据勒夏特列原理分析可知，n（CH3OH）增加量小于n总（气体）的增加量，则CH3OH的体积分数减小，故图中F点符合要求。
（2）①由图乙可知，在压强一定时，温度越低，NO的平衡转化率越高，故应选用400K下进行反应；在400K时，增大压强，NO的平衡转化率变化不大，故可选用较低压强下进行反应，降低对设备的要求，可选用压强为1MPa的条件。
②汽车在冷启动时，发动机水温低，催化装置中催化剂未达到其理想的工作温度，反应2NO（g）＋2CO（g）N2（g）＋2CO2（g）进行的程度较小，故CO和NO百分含量无明显变化。
1．对于可逆反应A（g）＋2B（g）2C（g） ΔH>0，下列图像中，正确的是（ ）
答案 A
解析 该反应的正反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，A%减小，A正确；该反应的正反应为吸热反应，升高温度，v（正）、v（逆）均增大，平衡正向移动，则v（正）>v（逆），B错误；升高温度，反应速率加快，达到平衡的时间缩短，C错误；平衡后，增大压强，v（正）、v（逆）均增大，平衡正向移动，则v（正）>v（逆），D错误。
2．下列叙述与图像相对应的是（ ）
A．图
（1）是N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）的化学平衡图像，在t0时刻充入一定量的NH3，平衡逆向移动
B．图
（2）中p2>p1，T1>T2
C．图（3）表示的化学方程式为2A===B＋3C
D．图（4）对应反应2X（g）＋3Y（g）2Z（g） ΔH<0，y可以表示Y的百分含量
答案 B
解析 在t0时刻充入一定量的NH3，v′（正）应与平衡点相连，A项错误；由先拐先平知p2>p1，T1>T2，B项正确；图（3）表示的是可逆反应，C项错误；温度升高，平衡逆向移动，Y的百分含量将增大，D项错误。
化学反应速率与化学平衡图像解题方法
专题训练
1.对于可逆反应2A（g）＋B（g）2C（g） ΔH<0，下列图像表示正确的是（ ）
答案 C
解析 使用催化剂不会影响平衡，只能缩短达到平衡的时间，A项错误；温度升高，平衡逆向移动，A的转化率会降低，B项错误；温度越高，化学反应速率越快，达到平衡所用时间最短升高温度，平衡逆向移动，C的体积分数降低，C项正确；平衡常数只与温度有关，D项错误。
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，下列叙述正确的是（ ）
A．该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量
B．T2下，在0～t1时间内，v（Y）＝
mol·L－1·min－1
C．M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆
D．M点时再加入一定量X，平衡后X的转化率减小
答案 C
解析 依据题中图示，可看出T1>T2，由于T1时X的平衡浓度大，可推出该反应为放热反应。
A项，M点与W点比较，X的转化量前者小于后者，故进行到M点放出的热量应小于进行到W点放出的热量，A项错误；B项，2v（Y）＝v（X）＝
mol·L－1·min－1，B项错误；C项，T1>T2且M点的Y的浓度大于N点的，故M点v逆大于N点v逆，而M点v正＝v逆，所以M点v正大于N点v逆，C项正确；D项，恒容时充入X，压强增大，平衡正向移动，X的转化率增大，D项错误。
3．[2017·安徽合肥教学质量检测]在密闭容器中进行反应：
X（g）＋2Y（g）2Z（g） ΔH>0。
下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是（ ）
答案 C
解析 正反应吸热，升高温度平衡向正反应方向移动，正反应速率大于逆反应速率，A错误；正反应吸热，升高温度平衡向正反应方向移动，Z的含量升高，B错误；升高温度或增大压强，平衡均向正反应方向进行，X的转化率升高，C正确；平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数为定值，D错误。
4．[2017·惠州调研]在2L密闭容器中进行反应C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g） ΔH>0，测得c（H2O）随反应时间（t）的变化如图所示。
下列判断正确的是（ ）
A．0～5min内，v（H2）＝0.05mol·L－1·min－1
B．5min时该反应的K值一定小于12min时的K值
C．10min时，改变的外界条件可能是减小压强
D．5min时该反应的v（正）大于11min时的v（逆）
答案 B
解析 由题图可知，0～5min内Δc（H2O）＝0.50mol·L－1，则有v（H2O）＝
＝0.10mol·L－1·min－1，v（H2）＝v（H2O）＝0.10mol·L－1·min－1，A错误；10min时改变反应条件，c（H2O）逐渐减小至0.25mol·L－1，说明反应正向移动，且反应速率加快，应由升高温度引起，则有K（5min）5．温度为T0时，在容积固定的密闭容器中发生反应：
X（g）＋Y（g）Z（g）（未配平），4min时达到平衡，各物质浓度随时间变化的关系如图甲所示。
其他条件相同，温度分别为T1、T2时发生反应，Z的浓度随时间变化的关系如图乙所示。
下列叙述正确的是（ ）
A．发生反应时，各物质的反应速率大小关系为v（X）＝v（Y）＝2v（Z）
B．图甲中反应达到平衡时，Y的转化率为37.5%
C．T0时，该反应的平衡常数为33.3
D．该反应正反应的反应热ΔH<0
答案 C
解析 由图甲可知，平衡时，X、Y、Z的物质的量浓度变化量分别为0.25mol/L、0.25mol/L、0.5mol/L，化学计量数之比等于反应物、生成物的物质的量变化量之比，故反应为X（g）＋Y（g）2Z（g）；由图乙可知，温度为T1时先达到平衡，所以T1>T2，温度越高，平衡时Z的物质的量浓度越大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，升高温度平衡向吸热方向移动，故正反应为吸热反应。
A项，由上述分析可知，反应为X（g）＋Y（g）2Z（g），速率之比等于各物质的化学计量数之比，所以反应时各物质的反应速率大小关系为2v（X）＝2v（Y）＝v（Z），错误；B项，由图甲可知，Y的起始浓度为0.4mol/L，平衡时Y的物质的量浓度为0.15mol/L，Y的浓度变化了0.25mol/L，故平衡时Y的转化率为
×100%＝62.5%，错误；C项，由图甲可知，平衡时，X、Y、Z的物质的量浓度分别为0.05mol/L、0.15mol/L、0.5mol/L，K＝
＝
＝33.3，正确；D项，由上述分析可知，该反应正反应为吸热反应，故ΔH>0，错误。
6．[2017·天津河北区质检]I2在KI溶液中存在下列平衡：
I2（aq）＋I－（aq）I
（aq），某I2、KI混合溶液中，c（I
）与温度T的关系如图所示（曲线上任何一点都表示平衡状态），下列说法不正确的是（ ）
A．温度为T1时，向该平衡体系中加入KI固体，平衡正向移动
B．反应I2（aq）＋I－（aq）I
（aq）的ΔH<0
C．若T1时，反应进行到状态d时，一定有v正>v逆
D．状态a与状态b相比，状态b时I2的转化率更高
答案 D
解析 温度为T1时，加入KI固体，碘离子浓度增大，平衡向正反应方向移动，故A正确；由图像中曲线的变化趋势可知，当温度升高时，I
的物质的量浓度减小，说明升温平衡向逆反应方向移动，该反应的正反应为放热反应，反应I2（aq）＋I－（aq）I
（aq）的ΔH<0，故B正确；反应进行到状态d时，反应未达到平衡状态，反应趋向于平衡，则反应向生成I
的方向移动，则v正>v逆，故C正确；状态b相当于在状态a的基础上升高温度，该反应的正反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，状态b时I2的转化率更低，故D错误。
7．工业上用下列反应合成甲醇：
CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）。
在固定容积为2L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，研究温度对反应的影响，实验结果如图所示（注：
T1、T2均大于300℃）。
下列说法正确的是（ ）
A．温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为v（CH3OH）＝
mol·L－1·min－1
B．该反应在温度为T1时的平衡常数比温度为T2时的小
C．该反应的正反应为放热反应
D．处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时
减小
答案 C
解析 由图像可知在温度为T2时反应先达到平衡，因此温度T2>T1，温度高反应达平衡时甲醇的物质的量反而低，说明正反应是放热反应，升高温度平衡常数减小，故B项错误，C项正确；温度为T1时，从反应开始到达到平衡，生成甲醇的物质的量为n1mol，此时甲醇的浓度为
mol·L－1，所以生成甲醇的平均速率为v（CH3OH）＝
mol·L－1·min－1，A项错误；因为温度T2>T1，所以A点的反应体系从T1变到T2时，平衡会向逆反应方向移动，即生成物浓度减小而反应物浓度增大，
增大，所以D项错误。
8．对于密闭容器中的可逆反应A2（g）＋3B2（g）2AB3（g），探究单一条件改变情况下，可能引起平衡状态的改变，得到如图所示的曲线（图中T表示温度，n表示物质的量）。
下列判断正确的是（ ）
A．加入催化剂可以使状态d变为状态b
B．若T1>T2，则逆反应一定是放热反应
C．达到平衡时，A2的转化率大小为b>a>c
D．在T2和n（A2）不变时达到平衡，AB3的物质的量的大小为c>b>a
答案 D
解析 加入催化剂只改变反应速率，不能使平衡发生移动，故加入催化剂不能使状态d变为状态b，A错误。
若T1>T2，由题图可知，温度升高，n（B2）不变时，平衡时AB3的体积分数减小，说明升高温度，平衡逆向移动，则逆反应是吸热反应，B错误。
图中横坐标为n起始（B2），增大一种反应物的量会提高另一种反应物的转化率，则n起始（B2）越大，平衡时A2的转化率越大，即达到平衡时A2的转化率大小为c>b>a，C错误。
其他条件相同时，n起始（B2）越大，平衡时A2的转化率越大，则平衡时AB3的物质的量越大，故平衡时AB3的物质的量的大小为c>b>a，D正确。
9．
（1）CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应：
CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）。
测得CH3OH的物质的量随时间的变化如下图。
①曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ________KⅡ（填“>”“＝”或“<”）。
②一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。
若甲平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则c的取值范围为________。
（2）利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O（g）转化为CH4和O2。
紫外光照射时，在不同催化剂（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）作用下，CH4产量随光照时间的变化如下图。
在0～15小时内，CH4的平均生成速率Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为________（填序号）。
答案
（1）①> ②0.4（2）Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ
解析
（1）①分析图像知KⅠ>KⅡ。
②CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）
初始量/mol 1 3 0 0
转化量/mol x 3x x x
平衡量/mol1－x3－3x x x
4－2x＝4×0.8，得x＝0.4
根据题意可得，甲乙为等效平衡，且起始时维持反应逆向进行。
所以若全部由生成物投料时，c＝1mol，同时c要大于平衡时的量，故有0.4（2）由图可知，相同时间内CH4的产率越高，其平均生成速率越大，0～15小时内，CH4的平均生成速率Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为Ⅱ>Ⅲ>Ⅰ。
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