高考化学难点点点过专题07化学平衡图像正确解答Word文件下载.docx

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3.恒温线（恒压线）图象：

已知不同温度下的转化率—压强图象或不同压强下的转化率—温度图象，推断反应的热效应或反应前后气体物质间化学计量数的关系。

以反应A（g）＋B（g）C（g）中反应物的转化率αA为例，可通过分析相同温度下不同压强时反应物A的转化率大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。

如甲中任取一条温度曲线研究，压强增大，αA增大，平衡正移，正反应为气体体积减小的反应，乙中任取横坐标一点作横坐标垂直线，也能得出结论。

通过分析相同压强下不同温度时反应物A的转化率的大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。

如利用上述分析方法，在甲中作垂直线，乙中任取一曲线，即能分析出正反应为放热反应。

4.几种特殊图象

（1）对于化学反应mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g），M点前，表示化学反应从反应物开始，则v正>

v逆；

M点为刚达到的平衡点。

M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增大（C%减小），平衡左移，ΔH<

0。

（2）对于化学反应mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g），L线上所有的点都是平衡点。

左上方（E点），A%大于此压强时平衡体系中的A%，E点必须朝正反应方向移动才能达到平衡状态，所以，E点v正>

则右下方（F点）v正<

v逆。

【解题指导】

化学平衡图像类试题是高考的热点题型，该类试题经常涉及到的图像类型有物质的量（浓度）、速率—时间图像、含量—时间—温度（压强）图像、恒温、恒压曲线等，图像中蕴含着丰富的信息量，具有简明、直观、形象的特点，命题形式灵活，难度不大，解题的关键是根据反应特点，明确反应条件，认真分析图像充分挖掘蕴含的信息，紧扣化学原理，找准切入点解决问题。

解决化学平衡图像问题的基本方法可以从以下方面进行综合分析：

一是借助于化学方程式掌握化学反应的特征；

二是掌握该化学反应的速率变化与平衡移动的规律；

三是掌握图中符号的含义，图中符号项目主要包括纵坐标、横坐标和图像，对图像要弄清楚其起点、拐点、交点、终点和走向（即“四点一向”）的含义。

1.化学反应速率、化学平衡图像题的基本分析方法

（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。

2.突破化学反应速率、化学平衡图像题的“三种”手段

（1）分析“断点”：

当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率－时间图像的曲线出现不连续的情况，即出现“断点”。

根据“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。

（2）分析“拐点”：

同一可逆反应，若反应条件不同，达到平衡所用的时间也可能不同，反映到图像出现“拐点”的时间也就有差异。

根据外界条件对化学反应速率的影响，即可判断出温度的高低、压强或浓度的大小及是否使用催化剂。

（3）分析曲线的变化趋势：

对于速率－温度（或压强）图像，由于随着温度逐渐升高或压强逐渐增大，反应速率会逐渐增大，因此图像上出现的是平滑的递增曲线。

根据温度或压强对化学反应速率的影响，可以判断速率曲线的变化趋势。

需要注意的是：

温度或压强的改变对正、逆反应速率的影响是一致的，即要增大都增大，要减小都减小，反映到图像上，就是v（正）、v（逆）两条曲线的走势大致相同；

分析外界条件对反应速率的影响时，只能分析达到平衡之后化学反应速率的变化情况。

【过关练习】

1.在体积均为1.0L的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1molCO2和0.2molCO2，在不同温度下反应CO2（g）＋C（s）2CO（g）达到平衡，平衡时CO2的物质的量浓度c（CO2）随温度的变化如下图所示（图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上）。

则体系的总压p总（状态Ⅱ）2p总（状态Ⅰ）[填大于、小于或等于，下同]，体系中c（CO，状态Ⅱ）2c（CO，状态Ⅲ），逆反应速率v逆（状态Ⅰ）v逆（状态Ⅲ）

2.一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：

C（s）＋CO2（g）2CO（g）。

平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示。

已知：

气体分压（p分）＝气体总压（p总）×

体积分数。

则550℃时，若充入惰性气体，v正、v逆，平衡；

650℃时，反应达平衡后，CO2的转化率为，T℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向移动；

925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数为（用表示p总）。

3.煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。

在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中SO2和NO的平衡分压pc如图所示。

由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均________（填“增大”“不变”或“减小”）。

反应ClO

＋2SO

===2SO

＋Cl－的平衡常数K表达式为________。

如果采用NaClO、Ca（ClO）2替代NaClO2，也能得到较好的烟气脱硫效果。

从化学平衡原理分析，Ca（ClO）2相比NaClO具有的优点是_________。

4.已知反应：

2HI（g）H2（g）＋I2（g）　ΔH＝＋11kJ/mol，在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x（HI）与反应时间t的关系如下表：

t/min

20

40

60

80

120

x（HI）

1

0.91

0.85

0.815

0.795

0.784

0.60

0.73

0.773

0.780

由上述实验数据计算得到v正～x（HI）和v逆～x（H2）的关系可用下图表示。

当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为________（填字母）。

5.已知CO和H2在催化剂作用下合成甲醇的反应如下：

CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）　ΔH1＝－99kJ/mol，反应的化学平衡常数K表达式为_______；

下图中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为_____（填曲线标记字母），其判断理由是_______________________。

6.汽车尾气里含有的NO气体是由内燃机燃烧时产生的高温引起氮气和氧气反应所致：

N2（g）＋O2（g）2NO（g）　ΔH>

将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，下图变化趋势正确的是________。

7.298K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。

则tm时，tv正_____v逆（填“大于”“小于”或“等于”）；

tm时v逆___tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是__________；

若平衡时溶液的pH=14，则该反应的平衡常数K为___________。

8.在催化剂存在下用H2还原CO2是解决温室效应的重要手段之一，相关反应如下：

主反应CO2（g）+4H2（g）CH4（g）+2H2O（g）△H1=-164.0kJ·

mol-1，副反应CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g）△H2=+41.2kJ/mol。

T℃时，若在体积恒为2L的密闭容器中同时发生上述反应，将物质的量之和为5mol的H2和CO2以不同的投料比进行反应，结果如图所示。

若a、b表示反应物的转化率，则表示H2转化率的是______，c、d分别表示CH4（g）和CO（g）的体积分数，由图可知=______时，甲烷产率最高。

若该条件下CO的产率趋于0，则T℃时主反应的平衡常数K=________。

9.利用H2和CO2在一定条件下可以合成乙烯：

6H2（g）+2CO2（g）CH2=CH2（g）+4H2O（g）。

己知不同温度对CO2的转化率及催化剂的效率影响如图所示，则不同条件下反应，点的速率最大，M点时平衡常数比N点时平衡常数，温度低于250℃时，随温度升高乙烯的产率。

10.已知NO与CO反应如下：

2NO（g）+2CO（g）N2（g）+2CO2（g）△H=-746.5kJ/mo。

在密闭容器中充入5molCO和4molNO，发生上述

（1）中某反应，如图为平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系。

则温度：

T1______T2（填“<

”或“>

”）。

某温度下，若反应进行到10分钟达到平衡状态D点时，容器的体积为2L，则此时的平衡常数K=______（结果精确到两位小数），用CO的浓度变化表示的平均反应速率V（CO）=________。

若在D点对反应容器升温的同时扩大体积至体系压强减小，重新达到的平衡状态可能是图中A～G点中的_______点。

11.由CO2和H2合成CH3OH的反应如下：

CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）+H2O（g）△H，在10L的恒容密闭容器中投入1molCO2和2.75molH2，在不同条件下发生上述反应，测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示。

则上述反应的△H______（填“>

“或“<

”），判断理由是______。

图中压强p1______（“>

”或“<

”）p2，N点时，该反应的平衡常数K=_______（计算结果保留2位小数）。

12.一定温度下，某贮氢合金（M）的贮氢过程如图所示，纵轴为平衡时氢气的压强（p），横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比（H/M）。

在OA段，氢溶解于M中形成固溶体MHx，随着氢气压强的增大，H/M逐惭增大；

在AB段，MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy，氢化反应方程式为：

zMHx（s）+H2（g）==ZMHy（s）△H（Ⅰ）；

在B点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，H/M几乎不变。

反应（Ⅰ）中z=_____（用含x和y的代数式表示）。

温度为T1时，2g某合金4min内吸收氢气240mL，吸氢速率v=______mL•g-1•min。

反应的焓变△HⅠ_____0（填“>

”“<

”或“=”）。

13.CrO42−和Cr2O72−在溶液中可相互转化。

室温下，初始浓度为1.0molL−1的Na2CrO4溶液中c（Cr2O72−）随c（H+）的变化如图所示。

用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应_______。

由图可知，溶液酸性增大，CrO42−的平衡转化率__________（填“增大”“减小”或“不变”）。

根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为__________。

升高温度，溶液中CrO42−的平衡转化率减小，则该反应的ΔH______0（填“大于”“小于”或“等于”）。

14.N2O（g）+C0（g）N2（g）+CO2（g）的反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化情况如下图所示，若在第10min仅改变了一个条件，第20min时是在新条件下达到新的平衡状态，则第10min时改变的条件可能是_______；

比较CO在第5min和第25min时速率的大小v（5）____v（25）（填”>

”、“<

”或“=”），你判断的理由是______________。

15.已知乙酸蒸气中存在乙酸二聚物，二者如下平衡：

（CH3COOH）2（g）2CH3COOH（g）△H。

实验测定该平衡体系的度和压强的变化如图所示，上述反应的△H_____（填“>

”）0，a、b、c三点中平衡常数最大的点是______。

测定乙酸的摩尔质量应选择的适宜条件是________________。

参考答案

1.解析：

设状态Ⅰ和状态Ⅱ时二氧化碳的物质的量浓度为x，则状态Ⅰ时容器内一氧化碳气体的物质的量为2（0.1－x），即此时该容器中气体的物质的量之和为x＋2（0.1－x）＝0.2－x；

状态Ⅱ时容器内一氧化碳的物质的量为2（0.2－x），即此时该容器中气体的物质的量为x＋2（0.2－x）＝0.4－x＝2

，因此p总（状态Ⅱ）>

2p总（状态Ⅰ）。

状态Ⅱ相当于状态Ⅲ体积缩小一半后的状态，如果体积缩小一半，平衡不移动，则c（CO，状态Ⅱ）＝2c（CO，状态Ⅲ），但体积压缩的过程中，平衡向左移动，因此c（CO，状态Ⅱ）<

2c（CO，状态Ⅲ）。

状态Ⅲ的温度比状态Ⅰ的温度高，温度高反应速率快，因此v逆（状态Ⅰ）<

v逆（状态Ⅲ）。

答案：

大于等于小于

2.解析：

550℃时，若充入惰性气体，由于保持了压强不变，相当于扩大了体积，v正、v逆均减小，平衡正向移动。

根据图示可知，在650℃时，CO的体积分数为40%，根据反应方程式：

C（s）＋CO2（g）2CO（g），设开始加入1molCO2，反应掉了xmolCO2，则有：

　C（s）　　＋　　CO2（g）2CO（g）

始态：

1mol0

变化：

xmol2xmol

平衡：

（1－x）mol2xmol

因此有：

×

100%＝40%，解得x＝0.25，则CO2的平衡转化率为

100%＝25%。

由图可知，T℃时，CO与CO2的体积分数相等，在等压下充入等体积的CO和CO2，对原平衡条件无影响，平衡不移动。

Kp＝p2（CO）/p（CO2）＝（0.96p总）2/（0.04p总）＝23.04p总。

减小减小25%不移动23.04p总

3.解析：

由图示可知，温度升高，SO2和NO的平衡分压增大，说明升温，平衡逆向移动，因此，升高温度，反应的平衡常数减小。

根据反应方程式ClO

2SO

＋Cl－，可知化学平衡常数表达式为K＝。

采用Ca（ClO）2，在脱硫反应中会生成CaSO4沉淀，使c（SO

）减小，平衡正向移动，SO2转化率提高。

减小K＝形成CaSO4沉淀，使平衡向产物方向移动，SO2转化率提高

4.解析：

因2HI（g）H2（g）＋I2（g）　ΔH＞0，升高温度，v正、v逆均增大，且平衡向正反应方向移动，HI的物质的量分数减小，H2、I2的物质的量分数增大。

因此，反应重新达到平衡后，相应的点分别应为A点和E点。

A点、E点

5.解析：

根据化学平衡常数的书写要求可知，反应①的化学平衡常数为K＝。

反应①为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数K减小，故曲线a符合要求。

K＝　a　反应①为放热反应，平衡常数数值应随温度升高变小

6.解析：

由于该反应的正反应是吸热反应，所以升高温度，化学平衡正向移动，化学平衡常数增大，A项正确；

加入催化剂，化学反应速率加快，达到平衡所需要的时间缩短，但NO的平衡浓度不变，B项错误；

升高温度，平衡正向移动，氮气的转化率提高，化学反应速率加快，达到平衡所需要的时间缩短，C项正确。

AC

7.解析：

反应从正反应开始进行，tm时反应继续正向进行，则v正大于v逆，故答案为：

大于；

tm时比tn时浓度更小，则逆反应速率更小，故答案为：

小于；

tm时AsO43﹣浓度更小，反应速率更慢；

反应前，三种溶液混合后，Na3AsO3的浓度为3xmol/L×

（20÷

（20+20+20））=xmol/L，同理I2的浓度为xmol/L，反应达到平衡时，生产c（AsO43﹣）为ymol/L，则反应生产的c（I﹣）=2ymol/L，消耗的AsO33﹣、I2的浓度均为ymol/L，平衡时cc（AsO33﹣）=（x﹣y）mol/L，c（I2）=（x﹣y）mol/L，溶液中c（OH﹣）=1mol/L，则K=y×

（2y）2/[（x-y）×

（x-y）12]=4y3/（x-y）2。

大于小于tm时AsO43﹣浓度更小，反应速率更慢　4y3/（x-y）2　

8.解析：

随着比值的增大，氢气的转化率降低，则表示H2转化率的是b；

随着比值的增大，氢气的量增多，一氧化碳的量减少，甲烷的量增加，故c为CH4（g）的体积分数，由图可知=4时，甲烷产率最高。

若该条件下CO的产率趋于0，则=4，开始物质的量之和为5mol的H2和CO2分别为4mol和1mol，平衡转化率为80%，则平衡时各物质的量浓度为：

CO2（g）+4H2（g）CH4（g）+2H2O（g）

开始时浓度/mol/L0.5200

改变的浓度/mol/L0.41.60.40.8

平衡时浓度/mol/L0.10.40.40.8

则K==100。

b4100

9.解析：

由图可知，M点催化剂催化效果最好，所以M点反应速率最大；

随温度升高，二氧化碳的平衡转化率减小，说明M点时平衡常数比N点时平衡常数大；

温度低于250℃时，随温度升高乙烯的产率减小。

M大减小

10.解析：

该反应为放热反应,由图可知升高温度平衡逆向移动,NO体积分数增大，所以T1>

T2。

②设某温度反应达到平衡状态D点时，NO的转化率为x，则依据题意建立如下三段式：

由NO的体积分数可得,解得x=0.5，则0.022；

根据,用CO的浓度变化表示的平均反应速率V（CO）=0.1mol/（L•min）。

若在D处对反应容器升温的同时扩大体积至体系压强减小，平衡逆向移动，NO体积分数增大,故选A点。

>

0.0220.1mol/（L•min）A

11.解析：

由图可知，压强一定时，温度越高，CH3OH的物质的量越小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应；

②正反应为气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡向正反应方向移动，甲醇的物质的量增大，故压强P1＞P2；

温度不变平衡常数不变，图中M点时，容器体积为10L，结合M点的坐标可知，M点的CH3OH的物质的量为0.25mol，根据题意建立如下三段式：

则化学平衡常数K=c（H2O）•c（CH3OH）/c3（H2）•c（CO2）=0.025×

0.025/0.23×

0.075=1.04。

<

CH3OH的物质的量随温度的升高而减少，故正反应为放热反应>

1.04

12.解析：

根据元素守恒可得z•x+2=z•y，解得z=2/（y—x）；

吸氢速率v=240mL÷

2g÷

4min=30mL•g-1•min-1；

因为T1<

T2，T2时氢气的压强大，说明升温向生成氢气的方向移动，逆反应为吸热反应，所以正反应为放热反应，则∆H1<

0。

2/（y—x）30<

13.解析：

随着H+浓度的增大，CrO42-与溶液中的H+发生反应，反应转化为Cr2O72-的离子反应式为：

2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O。

根据化学平衡移动原理，溶液酸性增大，c（H+）增大，化学平衡2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O向正反应方向进行，导致CrO42−的平衡转化率增大；

根据图像可知，在A点时，c（Cr2O72-）=0.25mol/L，由于开始时c（CrO42−）=1.0mol/L，根据Cr元素守恒可知A点的溶液中CrO42-的浓度c（CrO42−）=0.5mol/L；

H+浓度为1.0×

10-7mol/L；

此时该转化反应的平衡常数为

；

由于升高温度，溶液中CrO42−的平衡转化率减小，说明升高温度，化学平衡逆向移动，导致溶液中CrO42−的平衡转化率减小，根据平衡移动原理，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，逆反应方向是吸热反应，所以该反应的正反应是放热反应，故该反应的ΔH＜0。

2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O增大1.0×

1014小于

14.解析：

反应物和生成物的浓度瞬间不变，平衡逆向移动，应该是升高温度引起的；

相对于第5min而言，在第10min时升高了温度，且浓度增加了，在其它条件不变时，速率会变快，即CO在第5min和第25min时速率的大小v（5）<

v（25）。

＜相对于第5min而言，在第10min时升高了温度，且浓度增加了，在其它条件不变时，速率会变快

15.解析：

由图示可知，温度升高，总物质的量增大，即平衡正向移动，△H>

0，因升温平衡正向移动，反应限度越大，即b点平衡常数最大；

反应正方向为体积增大的方向，吸热反应，则由图示可知测定乙酸的摩尔质量应选择的适宜条件是低压、高温。

b低压、高温