1、化学反应速率与化学平衡图像解题方法1化学平衡图像题的思维流程2解题步骤3解题技巧(1)“定一议二”原则在化学平衡图像中，了解纵轴、横轴和曲线所表示的三个物理量的意义。在确定横轴所表示的物理量后，讨论纵轴与曲线的关系，或在确定纵轴所表示的物理量后，讨论横轴与曲线的关系。如反应2A(g)B(g)2C(g)达到化学平衡时，A的平衡转化率与压强和温度的关系如图1所示纵轴为A的平衡转化率()，横轴为反应温度(T)。定压看温度变化，升高温度曲线走势降低，说明A的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，正反应是放热反应。定温看压强变化，因为此反应是反应后气体体积减小的反应，压强增大，平衡向正反应方向移动，A的转化
2、率增大，故p2p1。(2)“先拐先平数值大”原则对于同一化学反应在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡状态，相应曲线对应的反应速率大，所以先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图2所示，表示反应物的转化率)或压强较大如图3所示，(A)表示反应物A的体积分数。图2：T2T1，正反应放热。图3：p1T2Ba点的反应速率小于c点的反应速率Ca点的正反应速率大于b点的逆反应速率Db点时二聚体的浓度为0.45 molL1解析由图像的变化趋势可看出T2时，环戊二烯浓度的变化趋势大，反应速率快，因此T2大于T1，A错误；影响反应速率的因素有温度和环戊二烯的浓度等，a点温度低，但环戊二烯浓度大，c点温度高但
3、环戊二烯浓度小，故无法比较a、c点速率大小，B错误；相同温度下，随着时间的延长，反应物的浓度逐渐减小，反应速率逐渐减小，因此a点的正反应速率大于b点的逆反应速率，C正确；由图像知，开始时环戊二烯的浓度为1.5 molL1，b点时的浓度为0.6 molL1，则环戊二烯转化的物质的量浓度为0.9 molL1，则二聚体的浓度为0.45 molL1。答案CD(2019全国卷节选)Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比c(HCl)c(O2)分别等于11、41、71时HCl平衡转化率随温度变化的关系：可知反应平衡常数K(300
4、)_K(400 )(填“大于”或“小于”)。设HCl初始浓度为c0，根据进料浓度比c(HCl)c(O2)11的数据计算K(400 )_(列出计算式)。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比c(HCl)c(O2)过低、过高的不利影响分别是_。解析由图像知，随着温度的升高，HCl的平衡转化率降低，所以4HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g)的HK(400 )。在温度一定的条件下，c(HCl)和c(O2)的进料比越大，HCl的平衡转化率越低，所以题图中自上而下三条曲线是c(HCl)c(O2)(进料浓度比)为11、41、71时的变化曲线。当c(HCl)
5、c(O2)11时，列三段式：4HCl(g)O2(g)=2Cl2(g)2H2O(g) c0 c0 0 0 0.84c0 0.21c0 0.42c0 0.42c0 (10.84)c0 (10.21)c0 0.42c0 0.42c0K(400 )。当c(HCl)c(O2)过高时，HCl转化率较低；当c(HCl)c(O2)过低时，过量的O2和Cl2分离时能耗较高。答案大于O2和Cl2分离能耗较高、HCl转化率较低1对于可逆反应A(g)2B(g)2C(g)H0，下列图像中，正确的是()答案A2(2019江苏高考)CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法，其过程中主要发生下列反应：反应：CO2(g)H
6、2(g)=CO(g)H2O(g)H41.2 kJmol1反应：2CO2(g)6H2(g)=CH3OCH3(g)3H2O(g)H122.5 kJmol1在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化见下图。其中：CH3OCH3的选择性100%(1)温度高于300 ，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是_。(2)220 时，在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后，测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度，一定能提高CH3OCH3选择性的措施有_。答案(1)反应的H0，反应的Hp1，T1T2C图(3)表示的化学方
7、程式为2A=B3CD图(4)对应反应2X(g)3Y(g)2Z(g)Hp1，T1T2，B正确；图(3)表示的是可逆反应，C错误；温度升高，平衡逆向移动，Y的百分含量将增大，D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BT2下，在0t1时间内，v(Y) molL1min1CM点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆DM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T1T2，由于T1时X的平衡浓度大，可推出该反应为放
8、热反应。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错误；2v(Y)v(X) molL1min1，B错误；T1T2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正确；恒容时充入X，压强增大，平衡正向移动，X的转化率增大，D错误。3对于可逆反应2A(g)B(g)2C(g)HKNC生成乙烯的速率：v(N)一定大于v(M)D当温度高于250 ，升高温度，催化剂的催化效率降低答案C解析化学反应速率随温度的升高而加快，而N点催化剂的催化效率小于M点，所以v(N)有可能小于v(M)。5I2在KI溶液中存在下列
9、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Hv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Hv逆，故C正确；状态b相当于在状态a的基础上升高温度，该
10、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。6在2 L密闭容器中进行反应C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)H0，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()A05 min内，v(H2)0.05 molL1min1B5 min时该反应的K值一定小于12 min时的K值C10 min时，改变的外界条件可能是减小压强D5 min时该反应的v(正)大于11 min时的v(逆)答案B解析由题图可知，05 min内c(H2O)0.50 molL1，则有v(H2O)0.10 molL1min1，v(H2)v(H2O)0.10 mo
11、lL1min1，A错误；10 min时改变反应条件，c(H2O)逐渐减小至0.25 molL1，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(5 min)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错误，C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n1 mol，此时甲醇的浓度为 molL1，所以生成甲醇的平均速率为v(CH3OH) molL1min1，A错误；因为温度T2T1，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错误。8对于密闭容器中的可逆反
12、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bB若T1T2，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bacD在T2和n(A2)不变时达到平衡，AB3的物质的量的大小为cba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T1T2，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)，
13、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cba，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cba，D正确。9某温度下，将2 mol SO2和1 mol O2置于10 L密闭容器中发生反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H0，SO2的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如图甲所示。则下列说法正确的是()A由图甲推断，B点SO2的平衡浓度为0.3 molL1B由图甲推断，A点对应温度下该反应的平衡常数为800C达平衡后，
14、若增大容器容积，则反应速率变化图像可以用图乙表示D压强为0.50 MPa时不同温度下SO2转化率与温度关系如图丙，则T2T1答案B解析二氧化硫起始浓度为2 mol10 L0.2 molL1，由图甲可知B点SO2的转化率为0.85，所以c(SO2)0.850.2 molL10.17 molL1，二氧化硫的平衡浓度为0.2 molL10.17 molL10.03 molL1，A错误；由图甲可知A点SO2的转化率为0.80，所以c(SO2)0.800.2 molL10.16 molL1，则：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)起始/(molL1) 0.2 0.1 0变化/(molL1) 0.16
15、0.08 0.16平衡/(molL1) 0.04 0.02 0.16所以A点平衡常数K800，B正确；达平衡后，增大容器容积，反应混合物的浓度都减小，正、逆反应速率都减小，C错误；由图丙可知，温度为T1时先到达平衡，在化学反应中，温度越高反应速率越快，故T2T1，D错误。10(2020湖南省四校高三摸底调研联考)在容积为2.0 L的密闭容器内，物质D在T 时发生反应，其反应物和生成物的物质的量随时间t的变化关系如图，下列叙述错误的是()A从反应开始到第一次达到平衡时，A物质的平均反应速率为0.067 molL1min1B该反应的平衡常数表达式为KC若在第5分钟时升高温度，则该反应的正反应是吸热
16、反应，反应的平衡常数增大，B的反应速率增大D若在第7分钟时增加D的物质的量，A的物质的量变化情况符合b曲线答案B解析从反应开始到第一次达到平衡时，A物质的平均反应速率为0.067 molL1min1，A正确；由图像曲线变化可知，D是反应物，A、B是生成物，同一反应、同一时间段内，各物质的物质的量变化量之比等于其化学计量数之比，03 min内，n(D)0.4 mol，n(A)0.4 mol，n(B)0.2 mol，则反应的方程式为2D(s)2A(g)B(g)，因D为固体，故化学平衡常数Kc2(A)c(B)，B错误；温度升高，D的物质的量减少，A、B的物质的量增大，平衡正向移动，而温度升高，平衡向
17、吸热反应方向移动，故该反应的正反应为吸热反应，温度升高，B的反应速率加快，平衡常数增大，C正确；可逆反应中，增加固体反应物的量，气体物质的浓度不变，平衡不移动，A的物质的量变化情况符合b曲线，D正确。11(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图。曲线、对应的平衡常数大小关系为K_K(填“”“”或“0.4解析(1)分析图像知KK。CO2(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/mol 1x 33x x x42x40.8，得x0.4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，c1，同时c要大于平衡时的量，故有0.4。
