1、化学平衡图象的分类突破化学平衡的图象是高考命题的热点，图象中蕴含着丰富的信息，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，认真分析图象，充分挖掘蕴含的信息，紧扣化学原理，找准切入点解决问题。(1)看图象。一看面(纵、横坐标的意义)；二看线(线的走向和变化趋势)；三看点(起点、拐点、终点)；四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线)；五看量的变化(如浓度变化、温度变化)。(2)想规律。联想平衡移动原理，分析条件对反应速率、化学平衡移动的影响。(3)作判断。利用原理，结合图象，分析图象中代表反应速率变化或化学平衡的线，作出判断。类型速率压强(或温度)图象曲
2、线的意义是外界条件(如温度、压强等)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点是平衡状态，增大压强或升高温度，正反应速率增大得多，平衡正向移动。对点突破1下列各图是温度(或压强)对反应：2A(s)2B(g)2C(g)D(g)(正反应为吸热反应)的正、逆反应速率的影响，曲线交点表示建立平衡时的温度或压强，其中正确的是()解析：A项，题中反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，则交点后v(正)v(逆)，错误；B项，升高温度，正、逆反应速率均增大，错误；C项，题中反应为气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，则交点后v(逆)v(正)，正确；D项，增大压强，正、逆反应速率均
3、增大，错误。答案：C类型转化率(或百分含量)时间温度(或压强)图象已知不同温度或压强下，反应物的转化率(或百分含量)与时间的关系曲线，推断温度的高低及反应的热效应或压强的大小及气体物质间的化学计量数的关系。以mA(g)nB(g)pC(g)中反应物的转化率(A)为例说明方法规律(1)“先拐先平，数值大”原则。分析反应由开始(起始物质相同时)达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短。如图甲中T2T1。若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。如图乙中p1p2。若为使用催化剂引起，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短。如图丙中a使用催
4、化剂。(2)正确掌握图象中反应规律的判断方法。图甲中，T2T1，升高温度，(A)降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应。图乙中，p1p2，增大压强，(A)升高，平衡正向移动，则正反应为气体体积缩小的反应。若纵坐标表示A的百分含量，则图甲中正反应为吸热反应，图乙中正反应为气体体积增大的反应。对点突破2已知2CH3COCH3(l)CH3COCH2COH(CH3)2(l)。取等量CH3COCH3分别在0 和20 下反应，测得其转化率()随时间(t)变化的关系曲线如图所示。下列说法正确的是()A曲线表示20 时的转化反应B升高温度能提高反应物的平衡转化率C在a点时，曲线和表示反应的化学平衡常数相等Db、
5、c、d三点的化学反应速率的大小顺序为dbc解析：曲线的斜率反映了化学反应速率，斜率越大说明反应速率越大。曲线比曲线变化快，说明曲线的温度高，故A项错误；曲线比曲线的温度高，但是转化率低，说明升温，平衡向逆反应方向移动，转化率降低，故B项错误；曲线和曲线对应的温度不同，化学平衡常数只与温度有关，所以曲线和表示反应的化学平衡常数不相等，故C项错误；反应开始反应物的浓度最大，随着反应物的浓度减小速率也逐渐减小，所以d处速率大于b处，因为曲线的温度高所以b处速率大于c处，故D项正确。答案：D3(2020江苏卷改编)CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应：CH4(g)CO2(g)=2H
6、2(g)2CO(g)H247.1 kJmol1；H2(g)CO2(g)=H2O(g)CO(g)H41.2 kJmol1。在恒压、反应物起始物质的量比n(CH4)n(CO2)11条件下，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法不正确的是()A升高温度、减小压强均有利于提高CH4的平衡转化率B曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化C相同条件下，改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠D恒压、800 K、n(CH4)n(CO2)11条件下，反应至CH4转化率达到X点的值，改变除温度外的特定条件继续反应，CH4转化率能达到Y点的值解析：甲烷和二氧化碳反应是吸热反应，升高温度，平
7、衡向吸热反应方向即正反应方向移动，甲烷转化率增大，甲烷和二氧化碳反应是体积增大的反应，减小压强，平衡向正反应方向移动，甲烷转化率增大，故A项正确；根据两个反应得到总反应为CH4(g)2CO2(g)=H2(g)3CO(g)H2O(g)，加入的CH4与CO2物质的量相等，CO2消耗量大于CH4，因此CO2的转化率大于CH4，因此曲线B表示CH4的平衡转化率随温度变化，故B项正确；使用高效催化剂，只能提高反应速率，但不能改变平衡转化率，故C项错误；800 K时甲烷的转化率为X点的值，可以通过改变二氧化碳的量来提高甲烷的转化率达到Y点的值，故D项正确。答案：C4(2020天津芦台第一中学模拟改编)按投
8、料比21把SO2和O2加入到一密闭容器中发生反应：2SO2(g)O2(g)2SO3(g)H196.6 kJmol1，测得平衡时SO2的转化率与温度T、压强p的关系如图所示：A、B两点对应的平衡常数大小关系为KA_KB(填“”“”或“”，下同)；温度为T1时，D点v(D)正与v(D)逆的大小关系为v(D)正 _v(D)逆。解析：反应2SO2(g)O2(g)2SO3(g)，H196.6 kJmol1，正反应为放热反应，压强相同时，SO2的转化率随温度T升高而减小，看图T1平衡时SO2的转化率T2平衡时SO2的转化率，所以温度T1T2，正反应放热，K随温度的升高而减小，所以KAKB；温度为T1时，D
9、点SO2的转化率平衡时SO2的转化率，所以平衡向逆反应方向移动，故v(D)正v(D)逆。答案：类型恒温线或恒压线图象以反应A(g)B(g)C(g)H0，为气体体积减小且吸热的可逆反应，压强增大，平衡向正反应方向移动，p1p2，压强增大，平衡向正反应方向移动，C的质量分数增大，温度升高，平衡向正反应方向移动，C的质量分数增大，则与图象符合，正确；B项，p1p2，压强增大，平衡向正反应方向移动，A的质量分数减小，温度升高，平衡向正反应方向移动，A的质量分数减小，则与图象不符合，错误；C项，p1p2，压强增大平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，则纵坐标不能为A的转化率，错误；D项，由反应可知反应前
10、后气体的总质量不变，p1”“”或“”，下同)。若y表示压强，则y1_y2。若y表示反应开始时的水碳比，则y1_y2。解析：根据题图知，y一定时，降低温度，NH3的转化率增大，平衡向正反应方向移动，根据平衡移动原理，降温时平衡向放热反应方向移动，故正反应为放热反应，Hy2。根据平衡移动原理，减小水碳比，平衡向正反应方向移动，NH3的转化率增大，若y表示水碳比，则y1y2。答案：v(逆)，未达平衡；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)，平衡逆向移动，H0。对点突破7(2020河北石家庄二中月考)如图表示反应M(g)P(g)nQ(g)的平衡体系中，Q的物质
11、的量浓度c(Q)与温度T的关系(曲线上的任何一点都表示平衡状态)。下列有关该反应的描述错误的是()A通过分析上图，该反应的正反应为放热反应BA状态与C状态的化学反应速率比较为VAVCC在T1、D状态时，v(正)v(逆)D在T2、B状态时，改变体积始终有v(正)v(逆)，则n2解析：由题图分析可知，随温度升高，Q的浓度减小，说明平衡逆向进行，依据平衡移动原理分析，逆向是吸热反应，所以正反应是放热反应，故A项正确；温度越高反应速率越大，A状态与C状态的化学反应速率比较为VAVC，故B项正确；由题图分析可知，D状态不是平衡状态，达到平衡需要增大Q的浓度，平衡正向进行，v(正)v(逆)，故C项错误；在
12、T2、B状态时，改变体积，压强变化，平衡不移动说明反应前、后气体体积不变，n2，故D项正确。答案：C8(2020天津大港油田实验中学模拟)CO2经催化加氢可合成乙烯：2CO2(g)6H2(g)C2H4(g)4H2O(g)。0.1 Mpa时，按n(CO2)n(H2)13投料，测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的关系如图。下列叙述不正确的是()A该反应的H0B曲线b代表H2OCN点和M点所处的状态c(H2)不一样D其他条件不变，T1 、0.2 MPa下反应达平衡时c(H2)比M点大解析：温度升高，H2的浓度增大，平衡向逆反应方向，故逆向吸热，正向放热，Hv(逆)；则右下方(F点)v(正)v(逆)
13、。对点突破9(2020广东二师番禺附中期中考试)有一反应2AB2C，其中A、B、C均为气体，下图中的曲线是该反应在不同温度下的平衡曲线，x轴表示温度，y轴表示B的转化率，图中有a、b、c三点，如图所示。下列叙述正确的是()A该反应是放热反应Bb点时混合气体的平均摩尔质量不再变化CT1温度下若由a点达到平衡，可以采取增大压强的方法Dc点：v(正)v(逆)，D项错误。答案：B10(2020山东德州第二次模拟)在2 L恒容密闭容器中分别投入2 mol CO和1 mol O2，进行反应2CO(g)O2(g)2CO2(g)。在相同的时间段(5 min)下，测得CO的转化率与温度的关系如图所示。下列说法正
14、确的是()A化学平衡常数：KbKcKdBa点，v(O2)正0.14 molL1min1Cd点v(CO)正等于a点v(CO)正D50 时，该反应的化学平衡常数K160 Lmol1解析：根据题图，b点时CO的转化率最大，则b点时反应达平衡状态，随温度升高，CO的转化率降低，说明反应向逆反应方向进行，则正反应为放热反应，据此分析解答。根据分析，2CO(g)O2(g)2CO2(g)为放热反应，b、c、d点温度依次升高，温度升高，反应向逆反应方向进行，平衡常数减小，则化学平衡常数：KbKcKd，故A项错误；a点时，CO的转化率为0.7，则CO物质的量的变化量为2 mol0.71.4 mol，则CO的平均
15、反应速率0.14 molL1min1，根据反应速率之比等于化学反应计量系数之比，v(O2)正v(CO)正0.14 molL1min10.07 molL1min1，即5 min内，O2的平均反应速率为0.07 molL1min1，故B项错误；a、b两点的温度不同，a点的温度低，b点的温度高，温度越高反应速率越大，则两点v(CO)正不相等，b点v(CO)正大于a点v(CO)正，故C项错误；50 时，CO的转化率为0.8，列“三段式”：2CO(g)O2(g)2CO2(g)起始浓度/(molL1) 1 0.5 0变化浓度/(molL1) 0.8 0.4 0.8平衡浓度/(molL1) 0.2 0.1
16、0.8该反应的化学平衡常数K(Lmol1)160 Lmol1，故D项正确。答案：D类型化工生产中的转化率(或产率)与投料比、温度、催化剂关系的有关的图象实例：将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为2CO2(g)6H2(g)CH3OCH3(g)3H2O(g)，已知在压强为a MPa下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率见下图：(1)相同温度下，越大，(CO2)越大。(2)相同投料比相同时，温度越高，(CO2)越小，可知该反应为放热反应(H0)。对点突破11(2020青岛第一次模拟节选)工业用二氧化碳加氢可合成乙醇：2CO2(g)6H2(g)C2H5OH(g)3H2O(g)。保持压
17、强为5 MPa，向密闭容器中投入一定量CO2和H2发生上述反应，CO2的平衡转化率与温度、投料比m的关系如图所示。请回答下列问题：(1)投料比由大到小的顺序为_(用m1、m2、m3表示)。(2)若投料比m1，一定温度下发生反应，下列说法不能作为反应是否达平衡判据的是_(填字母)。a容器内气体密度不再变化b容器内气体平均相对分子质量不再变化cCO2的体积分数不再变化d容器内不再变化e断裂3NA个HH键的同时生成1.5NA个水分子(3)若m33，则A点温度下，该反应的平衡常数KP的数值为_(KP是以分压表示的平衡常数)；若其他条件不变，A点对应起始反应物置于某刚性密闭容器，则平衡时CO2的转化率_
18、50%(填“”“”或“”)。解析：(1)投料比m越大，根据反应2CO2(g)6H2(g)C2H5OH(g)3H2O(g)，在相同温度时，相当于增大H2的浓度，CO2的平衡转化率更高，即m3m2m1。(2)若投料比m1，一定温度下：a项，密度等于气体质量与容器体积的比值，在2CO2(g)6H2(g)C2H5OH(g)3H2O(g)中，物质均为气体，保持压强为5 MPa，随反应正向进行，容器体积减小，密度增大，若密度不变，说明该反应达到平衡；b项，平均相对分子质量等于气体总质量与气体总物质的量的比值，随反应正向进行，气体总质量不变，总物质的量减小，平均相对分子质量增大，当平均相对分子质量不再变化时
19、，该反应达到平衡；c项，CO2的体积分数即物质的量分数，反应前CO2的体积分数为50%，根据极值法可以求出当氢气完全消耗之后，二氧化碳的体积分数仍为50%，故反应中CO2的体积分数始终保持为50%不变，故不能据此判断该反应是否达到平衡；d项，容器内反应前为11，而反应中系数不是11，当容器内不再变化时，则该反应达到平衡；e项，断裂HH键，生成水分子，均为正反应，不能说明正反应速率等于逆反应速率。故答案选ce。(3)若m33，则A点温度下，CO2的平衡转化率为50%，设起始时n(CO2)1 mol，n(H2)3 mol，则 2CO2(g)6H2(g)C2H5OH(g)3H2O(g)起始量/mol
20、13 00变化量/mol 150% 1.5 0.25 0.75平衡量/mol 0.5 1.5 0.25 0.75平衡时气体的总物质的量(0.51.50.250.75)mol3 mol，则(CO2)%，(H2)%，(C2H5OH)%，(H2O)%，该反应的平衡常数Kp4.8103；原题是同温同压下，正反应体积减小，现为刚性密闭容器，气体的物质的量减小，相当于减压，平衡向气体分子数增大的方向移动，即向逆反应方向移动，CO2的转化率小于50%。答案：(1)m3m2m1(2)ce(3)4.810312(2020山东肥城模拟改编)党的十九大报告提出要对环境问题进行全面、系统的可持续治理。绿色能源是实施可
21、持续发展的重要途径，利用生物乙醇来制取绿色能源氢气的部分反应过程如图所示。已知反应的热化学方程式为CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H41 kJmol1。请回答下列问题：反应在进气比n(CO)n(H2O)不同时，测得相应的CO平衡转化率见下图(各点对应的反应温度可能相同，也可能不同；各点对应的其他反应条件都相同)。(1)图中A、E和G三点对应的反应温度TA、TE、TG的关系是_，其原因是_；该温度下，要提高CO平衡转化率，除了改变进气比之外，还可采取的措施是_。(2)由图中可知CO的平衡转化率与进气比、反应温度之间的关系是_。(3)A、B两点对应的反应速率大小：vA_vB(填“”)。
22、已知反应速率vv(正)v(逆)k正x(CO)x(H2O)k逆 x(CO2)x(H2)，k为反应速率常数，x为物质的量分数，在达到平衡状态为D点的反应过程中，当CO的转化率刚好达到20%时，_。解析：(1)题图2中A点数值为(0.5，66.7)，即0.5，CO的转化率为66.7%，根据关系列“三段式”： CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始浓度/(molL1) 3 6 0 0变化浓度/(molL1) 2 2 2 2平衡浓度/(molL1) 1 4 2 2KA1；题图2中E点数值为(1，50)，即1，CO的转化率为50%，根据关系列“三段式”： CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(
23、g)起始浓度/(molL1) 1 1 0 0变化浓度/(molL1) 0.5 0.5 0.5 0.5平衡浓度/(molL1) 0.5 0.5 0.5 0.5平衡常数KE1；题图2中G点数值为(1.5，40)，即1.5，CO的转化率为40%，根据关系列“三段式”： CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始浓度/(molL1) 3 2 0 0变化浓度/(molL1) 1.2 1.2 1.2 1.2平衡浓度/(molL1) 1.8 0.8 1.2 1.2平衡常数KG1；根据以上计算可知，KAKEKG1，平衡常数不变，平衡常数是温度的函数，温度不变，则平衡常数不变，则可得TATETG；由已知C
24、O(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)H41 kJmol1，可知正向为气体体积不变的放热反应，所以恒温条件下，增大H2O(g)的浓度或及时分离出CO2等产物均可提高CO的平衡转化率。(2)由题图2可知，温度相同，进气比越大，CO的平衡转化率越小；进气比相同，反应温度越高，CO的平衡转化率越小。(3)反应为放热反应，升温，平衡向逆反应方向移动，CO转化率减小，则B点温度高，反应速率大，即vAvB；D点数值为(1，60)，根据关系列“三段式”： CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始浓度/(molL1) 1 1 0 0变化浓度/(molL1) 0.6 0.6 0.6 0.6平衡浓度/
25、(molL1) 0.4 0.4 0.6 0.6D点温度下的平衡常数KD2.25，反应达到平衡时v(正)v(逆)，即k正x(CO)x(H2O)k逆x(CO2)x(H2)，所以K2.25，在达到平衡状态为D点的反应过程中，当CO转化率刚好达到20%时，根据关系列“三段式”： CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)起始浓度/(molL1) 1 1 0 0变化浓度/(molL1) 0.2 0.2 0.2 0.2平衡浓度/(molL1) 0.8 0.8 0.2 0.2x(CO)x(H2O)0.4，x(CO2)x(H2)0.1，所以K2.2536.0。答案：(1)TATETGKAKEKG1及时移去产物(2)温度相同，进气比越大，CO的平衡转化率越小；进气比相同，反应温度越高，CO的平衡转化率越小(3)36.0
