1、考点三合成氨工业（考点层次A自学、识记、辨析）1反应特点N2（g）3H2（g）2NH3（g）H0S02合成氨适宜条件的选择（1）温度以700 K左右为宜；（2）压强大致可分为低压（1107 Pa）、中压（2107Pa3107Pa）和高压（8.5107Pa1108 Pa）三种类型；（3）用铁触媒做催化剂；（4）按N2与H2的物质的量之比为12.8投料并及时分离出NH3。3合成氨工业的简要过程（1）原料气的制取N2：将空气液化，蒸发分离出N2或者将空气中的O2与碳作用生成CO2，除去CO2后得N2。H2：用水和燃料（煤、焦炭、石油、天然气等）在高温下制取。用煤和水制H2的主要反应为：CH2O（g）
2、COH2COH2O（g）CO2H2（2）制得的N2、H2需净化除去杂质，再用压缩机压缩至高压。（3）氨的合成：在适宜的条件下，在合成塔中进行。（4）氨的分离：经冷凝使氨液化，将氨分离出来，使平衡向正反应方向移动提高原料的利用率，并将没有完全反应的N2和H2循环送入合成塔，使其被充分利用。教材高考1（LK选修4P701改编）合成氨时既要使合成氨的产率增大，又要使反应速率加快，可采用的办法是。减压加压升温降温及时从平衡混合气中分离出NH3补充N2或H2加催化剂减小N2或H2的量答案2（溯源题）（2015上海化学，20）对于合成氨反应，达到平衡后，判断以下分析正误（1）升高温度，对正反应的反应速率影
3、响更大（）（2）增大压强，对正反应的反应速率影响更大（）（3）减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大（）（4）加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大（）探源：本考题源于教材LK选修4 P68“化学与技术”及其拓展，对外界条件对合成氨反应速率的影响进行了考查。诊断性题组1（2016青岛模拟）下列有关合成氨工业的叙述，可用勒夏特列原理来解释的是（）A使用铁做催化剂，可提高合成氨反应的速率B高压比常压条件更有利于合成氨的反应C500 左右比室温更有利于合成氨的反应D合成氨时采用循环操作，可提高原料的利用率答案B2合成氨工业满足了人口的急剧增长对粮食的需求，也为有机合成提供了足够的原料氨。合成氨反
4、应是一个可逆反应，N2（g）3H2（g）2NH3（g），在298 K时：H92.2 kJmol1，K4.1106（molL1）2。（1）从平衡常数来看，反应的限度已经很大了，为什么还需要使用催化剂？_。（2）试分析实际工业生产中采取700 K左右的温度的原因：_。（3）298 K，1.01105 Pa，在10 L密闭容器中充入10 mol氮气、30 mol氢气和20 mol氨气，开始的瞬间，反应向（填“正”或“逆”）方向进行，反应进行5 min后体系能量的变化为（填“吸收”或“放出”）184.4 kJ，容器内压强变为原来的倍。（4）从开始至5 min时，用N2浓度变化表示该反应的平均速率为：。
5、解析（1）使用催化剂不是为了改变反应的限度，而是为了提高反应速率。（2）适当高温可加快反应速率且提高催化剂的催化活性。（3）Q（molL1）2K，故反应向正反应方向进行。正反应为放热反应，当放热184.4 kJ时有2 mol N2、6 mol H2发生反应生成了4 mol NH3。N23H22NH3始： 10 mol 30 mol 20 mol5 min时： 8 mol 24 mol 24 mol。（4）v（N2）0.04 molL1min1。答案（1）对于一个实际工业生产的反应原理，既要考虑反应的限度问题，也要考虑反应的速率问题，使用催化剂主要是为了在不影响限度的情况下加快反应速率，提高单位
6、时间内的产量。（2）在该温度下，催化剂的活性最高，速率较大，反应的限度虽然有所降低，但综合分析，单位时间内的产量还是最理想的（3）正放出（4）0.04 molL1min1化学反应速率的影响因素1（2015海南化学，8改编）10 mL浓度为1 molL1的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列溶液，能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是（）AK2SO4 BH2SO4CCuSO4 DNa2CO3解析锌与稀盐酸反应过程中，若加入物质使反应速率降低，则溶液中的氢离子浓度减小，但由于不影响氢气的生成量，故氢离子的总物质的量不变。A项，硫酸钾为强酸强碱盐，不发生水解，若加入其溶液，则对盐酸产生稀释作用，氢
7、离子浓度减小，但H物质的量不变，正确；B项，加入H2SO4，使溶液中的H的浓度和物质的量均增大，导致反应速率增大，生成氢气的量增大，错误；C项，加入硫酸铜溶液，Cu2会与锌反应生成铜，构成原电池，会加快反应速率，错误；D项，加入碳酸钠溶液，会与盐酸反应，使溶液中的氢离子的物质的量减少，导致反应速率减小，生成氢气的量减少，错误。答案A22015重庆理综，11（3）研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl在青铜器腐蚀过程中的催化作用，下列叙述正确的是。A降低了反应的活化能 B增大了反应的速率C降低了反应的焓变 D增大了反应的平衡常数答案AB化学反应速率综合应用32016江苏化学
8、，20（3）纳米铁粉可用于处理地下水中的污染物。（1）一定条件下，向FeSO4溶液中滴加碱性NaBH4溶液，溶液中BH（B元素的化合价为3）与Fe2反应生成纳米铁粉、H2和B（OH），其离子方程式为_。（2）纳米铁粉与水中NO反应的离子方程式为4Fe NO10H=4Fe2NH3H2O研究发现，若pH偏低将会导致NO的去除率下降，其原因是_。（3）相同条件下，纳米铁粉去除不同水样中NO的速率有较大差异（见图），产生该差异的可能原因是_。含50 mgL1 NO的水样含50 mgL1 NO50 mgL1 Cu2的水样解析（1）反应物为Fe2、BH，生成物为Fe、H2和B（OH），BH中H显1价，被氧
9、化为H2，注意溶液呈碱性，配平。（2）pH偏低，说明c（H）大，纳米铁粉能与H反应。（3）由图可知含有Cu2的溶液中去除速率快，可以从影响速率的因素角度分析，如Cu2的催化作用，铁置换Cu构成原电池，加快纳米铁的反应速率。答案（1）2Fe2BH4OH=2Fe2H2B（OH）（2）纳米铁粉与H反应生成H2（3）Cu或Cu2催化纳米铁粉去除NO的反应（或形成的FeCu原电池增大纳米铁粉去除NO的反应速率）揭秘：预计2018年高考对化学反应速率的考查不会有太大的变化，仍将停留在如下几个方面：外界条件对化学反应速率影响的分析判断；通过图像（或图表）的分析，提出合理的解释或简单计算。另外化学反应速率与工
10、农业生产、环境保护、日常生活方面的综合题也是高考命题的热点，请同学们在复习时给予关注！课时跟踪训练一、选择题1下列说法正确的是（）A催化剂是影响化学反应速率的本质因素B当反应体系容积不变时，减小反应物的量肯定能降低反应速率C可逆反应达到反应限度时，化学反应速率为0D化学反应速率可用单位时间内反应物的浓度变化量来表示解析A项，影响化学反应速率的本质因素是反应物的性质，A错；B项，如果反应物是固体或液体，减小反应物的量不会影响反应速率，B错；C项，达到反应限度时，正、逆反应速率相等，但不为零，C错。答案D2下列措施能明显增大原反应的化学反应速率的是（）ANa与水反应时增大水的用量B将稀H2SO4改
11、为98%的浓H2SO4与Zn反应制取H2C在H2SO4与NaOH两溶液反应时，增大压强D恒温、恒容条件下，在工业合成氨反应中，增加氮气的量解析水为纯液体，增大水的用量，浓度不变，反应速率不变，A选项错误；将稀H2SO4改为98%的浓H2SO4与Zn反应，生成的是二氧化硫气体，不是氢气，B选项错误；反应在溶液中进行，没有气体生成，增大压强，反应速率基本不变，C选项错误；恒温、恒容条件下，在工业合成氨反应中，增加氮气的量，反应物浓度增大，则反应速率增大，D选项正确。答案D3一定量的锌粒与足量稀硫酸反应，向反应混合液中加入某些物质，下列判断正确的是（）A加入少量水，产生H2速率减小，H2体积减小B加
12、入NH4HSO4固体，产生H2速率不变，H2体积不变C加入CH3COONa固体，产生H2速率减小，H2体积不变D滴加少量CuSO4溶液，产生H2速率变大，H2体积不变解析加入少量水，减小了H的浓度，锌粒的物质的量不变，则v（H2）减小，生成H2体积不变，故A错误；加入NH4HSO4固体，增大了H的浓度，锌粒的物质的量不变，则反应速率加快，生成H2体积不变，故B错误；加入CH3COONa固体，结合生成醋酸，减小了H的浓度，锌粒的物质的量不变，则v（H2）减小，生成H2体积不变，故C正确；滴加少量CuSO4溶液，构成CuZn原电池，反应速率加快，锌粒的物质的量减少，则v（H2）增大，生成H2量减少
13、，故D错误。答案C4反应A（g）3B（g）=2C（g）2D（g）在四种不同情况下的反应速率如下，其中表示反应速率最快的是（）Av（A）0.15 molL1min1Bv（B）0.01 molL1s1Cv（C）0.40 molL1min1Dv（D）0.45 molL1min1解析对同一化学反应而言，可以用不同的物质表示其速率，比较化学反应进行的快慢时需用同一种物质表示不同条件下的反应速率，其计算依据是不同物质表示的反应速率之比等于各物质的系数之比。根据v（A）v（B）v（C）v（D）1322，转化为用A的浓度变化表示的反应速率为A项：v（A）0.15 molL1min1；B项：v（A）0.20 m
14、olL1min1；C项：v（A）0.20 molL1min1；D项：v（A）0.225 molL1min1。故选D。答案D5在2CH4（g）2NH3（g）3O2（g）=2HCN（g）6H2O（g）反应中，已知v（HCN）n molL1min1，且v（O2）m molL1min1，则m与n的关系正确的是（）Am1/2n Bm2/3n Cm3/2n Dm2n解析已知：v（HCN）n molL1min1，v（O2）m molL1min1，反应速率之比等于对应计量数之比，故nm23，即m3/2n。答案C6（2017哈师大附中月考）一定条件下，向2 L密闭容器中加入2 mol N2和10 mol H2，
15、发生反应N2（g）3H2（g）2NH3（g），2 min时测得剩余N2为1 mol，下列化学反应速率表示不正确的是（）Av（N2）0.25 molL1min1Bv（H2）0.75 molL1min1Cv（NH3）1 molL1min1Dv（NH3）0.5 molL1min1解析一定条件下，向2 L密闭容器中加入2 mol N2和10 mol H2，2 min时测得剩余N2为1 mol，故2 min内以N2表示的反应速率v（N2）0.25 molL1min1，A项正确；由于反应速率之比等于系数之比，故v（H2）3v（N2）30.25 molL1min10.75 molL1min1，B项正确；v（
16、NH3）2v（N2）20.25 molL1min10.5 molL1min1，C项错误，D项正确。答案C7（2017山东济宁中学模拟）一定条件下，在容积固定的某密闭容器中发生反应N23H22NH3。在10 s内N2的浓度由5 mol/L降至4 mol/L，下列说法正确的是（）A用NH3表示的化学反应速率为0.1 mol/（Ls）B使用合适的催化剂，可以加快该反应的速率C增加H2的浓度或降低温度都会加快该反应的速率D反应足够长时间，N2、H2中至少有一种物质浓度降为零解析根据题意v（N2）0.1 mol/（Ls），则v（NH3）0.2 mol/（Ls），A项错误；使用合适催化剂能加快合成氨的反应
17、速率，B项正确；降低温度，反应速率减慢，C项错误；N2、H2合成氨的反应为可逆反应，延长反应时间不能改变平衡状态，N2、H2的浓度不可能降为0，D项错误。答案B8对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是（）A升高温度，对正反应的反应速率影响更大B增大压强，对正反应的反应速率影响更大C减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大D加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大解析A项，合成氨反应的正反应是放热反应，升高温度，正反应、逆反应的反应速率都增大，但是温度对吸热反应的速率影响更大，所以对该反应来说，对逆反应速率影响更大，错误；B项，合成氨的正反应是气体体积减小的反应，增大压强，对正反应的反应速
18、率影响更大，正反应速率大于逆反应速率，所以平衡正向移动，正确；C项，减小反应物浓度，使正反应的速率减小，由于生成物的浓度没有变化，所以逆反应速率不变，逆反应速率大于正反应速率，所以化学平衡逆向移动，错误；D项，加入催化剂，使正反应、逆反应速率改变的倍数相同，正反应、逆反应速率相同，化学平衡不发生移动，错误。答案B9用表面积完全相同的金属分别进行下列实验，其中产生H2的速率最快的是（）ABCD金属Zn纯铁Zn（内含少量铜）铜盐酸40 mL3 molL110 mL3 molL110 mL3 molL120 mL6 molL1解析锌比铁活泼，排除B；当锌中含有铜时，可组成原电池，加快反应速率，排除A
19、；铜不能与盐酸反应，排除D。答案C10一定温度下，在某密闭容器中发生反应：2HI（g）H2（g）I2（g）H0，若15 s内c（HI）由0.1 molL1降到0.07 molL1，则下列说法正确的是（）A015 s内用I2表示的平均反应速率为v（I2）0.002 molL1s1Bc（HI）由0.07 molL1降到0.05 molL1所需的反应时间小于10 sC升高温度正反应速率加快，逆反应速率减慢D减小反应体系的体积，化学反应速率加快解析015 s内，v（I2）v（HI）0.001 molL1s1，A项错误；随着反应的进行，c（HI）减小，v（HI）减小，故c（HI）由0.07 molL1降
20、到0.05 molL1所需时间大于10 s，B项错误；升高温度，正、逆反应速率均增大，C项错误；减小反应体系的体积，压强增大，反应速率加快，D项正确。答案D11NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化，当NaHSO3完全消耗即有I2析出，依据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020 molL1的NaHSO3溶液（含少量淀粉）10.0 mL、KIO3（过量）酸性溶液40.0 mL混合，记录1055 间溶液变蓝时间，55 时未观察到溶液变蓝，实验结果如下图。据图分析，下列判断不正确的是（）A40 之前与40 之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反B图中b、c两
21、点对应的NaHSO3反应速率相等C图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0105 molL1s1D温度高于40 时，淀粉不宜用作该实验的指示剂解析由题给图像可知，温度低于40 时，温度升高，溶液变蓝的时间变短，但温度高于40 时情况相反，A项正确；因为b、c两点的温度不同，反应速率不可能相等，B项错误；图中a点，所用的时间为80 s，则NaHSO3的反应速率为：（0.020 molL110.0 mL103 L/mL）（50 mL103 L/mL）（80 s）5.0105 molL1s1，C项正确；由题给条件，55 时未观察到溶液变蓝，所以温度高于40 ，淀粉不宜作该实验的指示剂，D项正确。答
22、案B12在一定温度下，向一个2 L的真空密闭容器中（预先装入催化剂）通入1 mol N2和3 mol H2，发生反应：N23H22NH3。经过一段时间后，测得容器内压强是起始的0.9倍，在此时间内，H2平均反应速率为0.1 mol/（Lmin），则所经过的时间为（）A2 min B3 min C4 min D5 min解析设参加反应的N2的物质的量为x，根据化学方程式：N23H2=2NH3起始物质的量（mol）130反应的物质的量（mol）x3x2x测定时物质的量（mol）1x33x2x反应后总物质的量为：1x33x2x42x根据阿伏加德罗定律的推论：物质的量之比等于压强之比，列式可得：，解得
23、：x0.2 mol。参加反应的H2的物质的量：n（H2）3x0.6 mol，可得H2的浓度变化为0.3 mol/L，由v（H2）0.1 mol/（Lmin），故可得反应时间为3 min。答案B二、填空题13（2017南昌检测）在一定条件下，二氧化硫和氧气发生反应：2SO2（g）O2（g）2SO3（g）。（1）降低温度，化学反应速率（填“增大”、“减小”或“不变”）。（2）600 时，在一容积为2 L的密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，在反应进行至10 min和20 min时，分别改变了影响反应的一个条件，反应过程中SO2、O2、SO3物质的量变化如图所示，前10 min正反应速率逐渐（填“增大
24、”、“减小”或“不变”）；前15 min内用SO3表示平均反应速率为。（3）图中反应进程，表示正反应速率与逆反应速率相等的时间段是_。（4）根据如图判断，10 min时改变的反应条件可能是（填写编号，下同）；20 min时改变的反应条件可能是。a加入催化剂 b缩小容器容积c降低温度 d增加O2的物质的量解析（1）降低温度，化学反应速率减小。（2）前10 min随着反应的不断进行，反应物SO2和O2的浓度不断减小，正反应速率减小，前15 min内用SO3表示的平均反应速率为1.33103 molL1min1。（3）反应过程中SO2、O2、SO3物质的量不随时间变化的时间段，即1520 min和2
25、530 min反应处于平衡状态。（4）1015 min三条曲线的斜率突然增大，说明反应速率突然加快，其原因可能是加入催化剂或缩小容器容积。反应进行至20 min时，曲线发生的变化是O2的物质的量突然增大，平衡发生移动，引起SO2、SO3的物质的量随之发生变化。答案（1）减小（2）减小1.33103 molL1min1（3）1520 min，2530 min（4）abd14已知：H2（g）H124 kJmol1若反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下（只改变一种条件）的变化状况如图所示（第10 min到14 min的浓度变化曲线未表示出）：（1）第2 min反应温度T（2）与第8 min反
26、应温度T（8）的高低：T（2）（填“”或“”）T（8）；第10 min时反应改变的条件是_。（2）比较产物苯乙烯在23 min、56 min和1213 min时平均反应速率平均反应速率分别以v（23）、v（56）、v（1213）表示的大小。（3）反应物乙苯在56 min和1516 min时平均反应速率的大小：v（56）大于v（1516），原因是。解析（1）由题图看出，4 min时各物质浓度不变，4 min后平衡正向移动，8 min时达到平衡，则4 min时改变的条件应为升高温度，故T（2） T（8）。第10 min时苯乙烯的浓度瞬时减小，而另一种生成物H2的浓度却瞬时不变，随后逐渐增大，说明改
27、变的条件为移出部分苯乙烯（或减小苯乙烯的浓度）。（2）23 min和1213 min均处于平衡状态，苯乙烯的平均反应速率均为0，而56 min时，苯乙烯的浓度不断增大，故56 min苯乙烯的反应速率最大。（3）56 min和1516 min温度相同，在相同温度时，该反应的反应物浓度越大，反应速率越大，1516 min时各组分的浓度均小，故56 min反应速率大于1516 min反应速率。答案（1）v（23）v（1213）（3）温度相同，反应物浓度56 min大，化学反应速率大15在一个容积固定为2 L的密闭容器中，发生反应：aA（g）bB（g）pC（g）H？反应情况记录如下表：时间c（A）/m
28、olL1c（B）/molL1c（C）/molL10 min130第2 min0.82.60.4第4 min0.41.81.2第6 min0.41.81.2第8 min0.12.01.8第9 min0.051.90.3请仔细分析，根据表中数据，回答下列问题：（1）第2 min到第4 min内A的平均反应速率v（A）molL1min1。（2）由表中数据可知反应在第4 min到第6 min时处于平衡状态，若在第2 min、第6 min、第8 min时分别改变了某一反应条件，则改变的条件分别可能是：第2 min或；第6 min；第8 min。（3）若从开始到第4 min建立平衡时反应放出的热量为235
29、.92 kJ，则该反应的H。解析（1）v（A） 0.2 molL1min1。（2）从2 min4 min来看，A、B、C的浓度变化量比前2 min大，说明反应速率加快了，故2 min时改变的条件可能为使用催化剂或升高温度。第6 min改变条件后，达到第8 min时，作为反应物，A的浓度减少而B的浓度增加，可知改变的条件为增加B的浓度。从02 min来看，A、B、C的浓度变化量分别为0.2 molL1、0.4 molL1、0.4 molL1可知a、b、p分别为1、2、2，从第9 min的数据来看，C的浓度大幅度减小，而A、B浓度也减小，且减小量与化学方程式中系数成正比，可知第8 min改变的条件
30、为减小C的浓度。（3）从开始到第4 min消耗A 1.2 mol，共放出热量235.92 kJ，故每消耗1 mol A放出热量：196.6 kJmol1，由（2）的分析可知A的系数为1，故该反应的H196.6 kJmol1。答案（1）0.2（2）使用催化剂升高温度增加B的浓度减小C的浓度（3）196.6 kJmol1课时4巧解平衡及速率图像题课时诠释化学反应速率和化学平衡图像类试题是化学试题中的一种特殊题型，其特点是：图像是题目的主要组成部分，把所要考查的化学知识寓于图中曲线上，具有简明、直观、形象的特点。该类试题以选择题为主要题型，偶尔也会在非选择题中出现。因为图像是用二维坐标表示的，所以该
31、类试题包含的信息量比较大，随着高考的不断改革以及对学科能力要求的不断提高，这种数形结合的试题将频频出现。【思维展示】臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为2NO2（g）O3（g）N2O5（g）O2（g），若反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是（）选项图像判断思维过程结论A升高温度，平衡常数减小图像特点：放热反应性质特点：温度升高，平衡左移，K值减小B03 s内，反应速率为v（NO2）0.2 molL1图像特点：时间：3 s平衡浓度：04 molL1计算公式：vCt1时仅加入催化剂，平衡正向移动图像特点：平衡不移动结论：加入催化剂，正逆反应速率增大倍数相等但平衡不移动
32、D达平衡时，仅改变x，则x为c（O2）图像特点：横坐标增大，NO2转化率升高结论：增大O2浓度平衡左移，NO2转化率降低微点聚焦一物质的量（浓度）、速率时间图像典题示例【示例1】 （2015安徽理综，11）汽车尾气中NO产生的反应为：N2（g）O2（g）2NO（g），一定条件下，等物质的量的N2（g）和O2（g）在恒容密闭容器中反应，下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始反应条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是（）A温度T下，该反应的平衡常数KB温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小C曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂D若曲线b
33、对应的条件改变是温度，可判断该反应的H0，错误。答案A【知识归纳】1物质的量（或浓度）时间图像例如，某温度时，在定容（V L）容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。（1）由图像得出的信息是X、Y是反应物，Z是产物；t3时反应达平衡，X、Y没有全部反应。（2）根据图像可进行如下计算：某物质的平均速率、转化率，如v（X） molL1s1，Y的转化率100%。确定化学方程式中的系数之比如X、Y、Z三种物质的系数之比为（n1n3）（n2n3）n2。2速率时间图像此类图像定性地揭示了v（正）、v（逆）随时间（含条件改变对速率的影响）而变化的规律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基
34、本特征，以及平衡移动的方向。如N23H22NH3H0，建立平衡后，加热对速率的影响如图。体验感悟1（2017株洲一模）对于达到平衡的可逆反应XYWZ（已配平），在t时刻增大压强（其他条件不变），正、逆反应速率（v）变化的情况如图所示。下列对X、Y、W、Z四种物质状态的描述正确的是（）AW、Z均为气体，X、Y中只有一种为气体BX、Y均为气体，W、Z中只有一种为气体CX、Y或W、Z中均只有一种为气体DX、Y均为气体，W、Z均为液体或固体解析由图像可知，增大压强，正、逆反应速率都增大，且平衡正向移动，而增大压强时平衡应向气体分子数减小的方向移动，分析可知B选项正确。答案B2向一容积不变的密闭容器中充
35、入一定量A（g）和B，发生反应：xA（g）2B（s）yC（g）H【解题指导】“四步法”解图像题微点聚焦二含量（或转化率）时间温度（压强）图像典题示例【示例2】 （2015四川化学，7）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下图所示：已知：气体分压（p分）气体总压（p总）体积分数。下列说法正确的是（）A550 时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动B650 时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0 %CT 时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动D925 时，用平衡分压代替平衡浓度表
36、示的化学平衡常数Kp24.0p总【信息获取与应用】容器的特征：恒压密闭容器反应的特征：正反应是气体体积增大的反应图像的特征：纵坐标是气体体积分数，横坐标是温度挖掘图像中的信息：是平衡时的温度与体积分数的关系；445 时才发生反应等充入惰性气体，相当于减压利用“三段式”计算T 时，平衡体系中CO2和CO的体积分数相等，则在恒压密闭容器中同时充入等体积的CO2和CO，平衡不移动Kp的计算方法和K的计算方法类似答案B【满分必备】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系数的关系。以aA（g）bB（g）cC（g）中反应物
37、的转化率A为例说明解答这类图像题时应注意以下两点：（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。如乙中p1p2。若为是否使用催化剂，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短。如图丙中a使用催化剂。（2）正确掌握图像中反应规律的判断方法：图中甲，T2T1，升高温度，A降低，平衡逆移，正反应为放热反应。图乙中，p1p2，增大压强，A升高，平衡正移，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，则甲中正反应为吸热
38、反应，乙中正反应为气体体积增大的反应。体验感悟1（2016四川理综，6）一定条件下，CH4与H2O（g）发生反应：CH4（g）H2O（g）CO（g）3H2（g）。设起始Z，在恒压下，平衡时CH4的体积分数（CH4）与Z和T（温度）的关系如图所示。下列说法正确的是（）A该反应的焓变H0B图中Z的大小为a3bC图中X点对应的平衡混合物中3D温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后（CH4）减小解析A项，由图可知，随温度的升高，CH4的体积分数减小，说明平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，正确；B项，Z越大，说明大，相当于增加H2O的量，平衡正向移动，CH4的体积分数减小，所以b3a，错误；C项，
39、起始时n（H2O）3x mol，n（CH4）x mol，随平衡的建立，消耗的n（CH4）n（H2O）a mol，平衡时3，错误；D项，加压，平衡向逆反应移动，CH4体积分数增大，错误。答案A22015北京理综，26（3）反应：2H2SO4（l）=2SO2（g）O22H2O（g）H550 kJmol1它由两步反应组成：.H2SO4（l）=SO3（g）H2O（g）H177 kJmol1SO3（g）分解。L（L1，L2）、X可分别代表压强或温度，下图表示L一定时，中SO3（g）的平衡转化率随X的变化关系。（1）X代表的物理量是。（2）判断L1、L2的大小关系，并简述理由：_。解析首先根据反应和反应确
40、定反应为2SO3（g）2SO2（g）O2（g）H196 kJmol1。（1）根据反应的特点：正反应方向为气体体积增大、吸热反应，增大压强SO3（g）的转化率减小，故X代表压强。（2）在等压条件下，升高温度，反应的平衡向正向移动，SO3（g）的转化率增大，故L2所代表高温曲线，即L1L2。答案（1）压强（2）L1L2，SO3（g）分解的热化学方程式为2SO3（g）2SO2（g）O2（g）H196 kJmol1，当压强一定时，温度升高，平衡转化率增大【方法总结】解化学图像题的“三个步骤”微点聚焦三恒温（压）图像典题示例【示例3】 2015山东理综，30，（1）（2）合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能
41、，在配合氢能的开发中起着重要作用。（1）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逐渐增大；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）H1（）；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（）中z（用含x和y的代数式表示）。温度为T1时，2 g某合金4 min内吸收氢气240 mL，吸氢速率v mLg1min1。反应的焓变H10（填“”“”“”或“”）。当反应（
42、）处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达平衡后反应（）可能处于图中的点（填“b”“c”或“d”），该贮氢合金可通过或的方式释放氢气。解析（1）根据H原子守恒得zx2zy，则z。由题中所给数据可知吸氢速率v240 mL2 g4 min30 mLg1min1。由图像可知，T1T2，且T2时氢气的压强大，说明升高温度平衡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，故H （T2）。处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，H2 浓度增大，平衡正向移动，一段时间后再次达到平衡，此时H/M增大，故可能处于图中的c点。由氢化反应方程式及图像可知，这是一个放
43、热的气体体积减小的反应，根据平衡移动原理，要使平衡向左移动释放H2 ，可改变的条件是：升温或减压。答案（1）30c升温减压【知识归纳】该类图像的纵坐标为物质的平衡浓度（c）或反应物的转化率（），横坐标为温度（T）或压强（p），常见类型如下所示：如图2所示曲线是其他条件不变时，某反应物的最大转化率（）与温度（T）的关系曲线，图中标出的1、2、3、4四个点，表示v正v逆的点是3，表示v正v逆的点是1，而2、4点表示v正v逆。体验感悟1在容积一定的密闭容器中，置入一定量的一氧化氮和足量碳发生化学反应：C （s）2NO（g）CO2（g）N2（g），平衡时c （NO）与温度T的关系如图所示，则下列说法正
44、确的是（）A该反应的H0B若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1K2C在T2时，若反应体系处于状态D，则此时v正v逆D若状态B、C、D的压强分别为pB、pC、pD ，则pCpDpB解析由图可知，温度越高平衡时c（NO）越大，即升高温度平衡逆反应方向移动，所以正反应为放热反应，即H0，A错误；该反应正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，所以升温化学平衡常数减小，故K1K2，B错误；T2时反应处于状态D，c（NO）高于平衡浓度，故反应向正反应进行，则一定有v（正）v（逆），C正确；达到平衡状态时，压强和温度成正比例关系，则pBpDpC，D错误。答案C2（2017郑州质量
45、预测）研究和开发CO2和CO的创新利用是环境保护和资源利用双赢的课题。CO可用于合成甲醇。在压强为0.1 MPa条件下，在体积为b L的密闭容器中充入a mol CO和2a mol H2，在催化剂作用下合成甲醇：CO（g）2H2（g）CH3OH（g）平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如下图：（1）该反应属于反应（填“吸热”或“放热”）。（2）100 时，该反应的平衡常数：K（用含a、b的代数式表示）。若一个可逆反应的平衡常数K值很大，对此反应的说法正确的是（填序号）。a该反应使用催化剂意义不大b该反应发生将在很短时间内完成c该反应达到平衡时至少有一种反应物百分含量很小d该反应一定是放热反应（
46、3）在温度和容积不变的情况下，再向平衡体系中充入a mol CO、2a mol H2，达到平衡时CO转化率（填“增大”、“不变”或“减小 ”，下同），平衡常数。答案（1）放热（2）b2/a2c（3）增大不变【解题模板】1（2017西安模拟）现有下列两个图像：下列反应中符合上述图像的是（）AN2（g）3H2（g）2NH3（g）H0B2SO3（g）2SO2（g）O2（g）H0C4NH3（g）5O2（g）4NO（g）6H2O（g）H0DH2（g）CO（g）C（s）H2O（g）H0解析由左边的图像可知，温度越高生成物的浓度越大，说明升高温度，平衡向正反应移动，故正反应为吸热反应；由右边图像可知，相交点
47、左边未达平衡，相交点为平衡点，相交点右边压强增大，平衡被破坏，v逆v正，平衡向逆反应方向移动，说明正反应为气体物质的量增大的反应；综合上述分析可知，可逆反应正反应为吸热反应且正反应为气体物质的量增大的反应。N2（g）3H2（g）2NH3（g）H0，为放热反应反应，正反应是气体物质的量减小的反应，A不符合；2SO3（g）2SO2（g）O2（g）H0，为吸热反应反应，正反应是气体物质的量增大的反应，B符合；4NH3（g）5O2（g）4NO（g）6H2O（g）H0，正反应是气体物质的量增大的反应，但为放热反应反应，C不符合；H2（g）CO（g）C（s）H2O（g）H0，为吸热反应，但正反应是气体物质
48、的量减小的反应，D不符合。答案B2（2017山东济南检测）已知反应X（g）Y（g）nZ（g）H0，将X和Y以一定比例混合通入密闭容器中进行反应，各物质的浓度随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是（）A反应方程式中n1B10 min时，曲线发生变化的原因是升高温度C10 min时，曲线发生变化的原因是增大压强D05 min内，用X表示的反应速率为v（X）0.08 molL1min1解析根据图像可知，反应进行到5 min时，X、Y和Z的浓度不再发生变化，反应达到平衡状态。此时X的浓度减少了2.0 mol/L1.6 mol/L0.4 mol/L；Z的浓度增加了0.4 mol/L，所以根据浓度的变化
49、量之比等于系数之比可知，n1，A正确；10 min时，X、Y、Z的浓度均增大，但平衡向正反应方向移动。该可逆反应的正反应是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，但反应物的浓度降低，因此改变的条件一定不是温度，B不正确；由于该可逆反应的正反应是气体分子总数减小的反应，因此根据图像可知，10 min时，曲线发生变化的原因是增大压强，C正确；05 min内，用X表示的反应速率为v（X）0.08 molL1min1，D正确。答案B3（2017日照调研）向密闭容器中充入物质A和B，发生反应aA（g）bB（g）cC（g）。反应过程中，物质A的体积分数和C的体积分数随温度（T）的变化曲线如图所示，下列说
50、法正确的是（）A该反应在T1、T3温度时达到化学平衡B该反应在T2温度时达到化学平衡C该反应的逆反应是放热反应D升高温度，平衡会向正反应方向移动解析T2之前A的体积分数减小，C的体积分数增大，是因为反应未达到平衡，T2之后A的体积分数增大，C的体积分数减小，是因为反应在T2时达到平衡后，升高温度平衡向逆反应方向移动，故B项正确，C、D项错误。在T1和T3时，A的体积分数均与C的体积分数相等，但T1时反应没有达到平衡状态，A项错误。答案B4在一定条件下，甲醇发生脱氢反应生成甲醛：CH3OH（g）HCHO（g）H2（g），甲醇的平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是（）A甲醇脱氢
51、反应的焓变H0B600 K时，Y点甲醇的v正0，A错误；600 K时，Y点在平衡曲线之上，可通过减小甲醇的转化率达到平衡，即应使平衡逆向移动，故此时甲醇的v正K1K2K1298K1K2398K1K2（1）推测反应是反应（填“吸热”或“放热”）（2）相同条件下，反应在2 L密闭容器内，选用不同的催化剂，反应产生N2的量随时间变化如图所示。计算04分钟在A催化剂作用下，反应速率v（NO）。下列说法正确的是。A该反应的活化能大小顺序是：Ea（A）Ea（B）Ea（C）B增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子百分数C单位时间内HO键与NH键断裂的数目相等时，说明反应已经达到平衡D若在恒容绝热的密
52、闭容器中发生反应，当K值不变时，说明反应已达到平衡（3）一定条件下，反应达到平衡时体系中n（NO）n（O2）n（NO2）212。在其他条件不变时，再充入NO2气体，分析NO2体积分数（NO2）的变化情况：恒温恒压容器，（NO2）；恒温恒容容器，（NO2）（填“变大”、“变小”或“不变”）。（4）一定温度下，反应在容积可变的密闭容器中达到平衡，此时容积为3 L，c（N2）与反应时间t变化曲线X如图所示，若在t1时刻改变一个条件，曲线X变为曲线Y或曲线Z。则：变为曲线Y改变的条件是_。变为曲线Z改变的条件是_。若t2时降低温度，t3时达到平衡，请在图中画出曲线X在t2t4内c（N2）的变化曲线。解
53、析（1）分析表中数据可知，对于反应和反应，温度升高时，K值减小，平衡逆向移动，故两个反应都是放热反应，焓变小于0。将反应反应3得反应，则H3H13H22H23H2H2，因为H20，反应是吸热反应。（2）v（NO）v（N2）0.375 molL1min1。生成的N2越多，则活化分子越多，活化能降低，A错误；增大压强能使反应速率加快，是因为增加了活化分子的浓度，活化分子的百分数不变，B错误；单位时间内HO键与NH键断裂的数目相等时，说明正反应速率等于逆反应速率，反应已经达到平衡，C正确；若在恒容绝热的密闭容器中发生反应，当K值不变时，说明反应已经达到平衡，D正确。（3）恒温恒压容器中的平衡是等效平
54、衡，（NO2）不变；恒温恒容容器，再充入NO2气体，等效于增大压强，平衡正向移动，（NO2）变大。（4）曲线Y比曲线X先达到平衡，但平衡状态相同，改变的条件是加入催化剂；曲线Z条件下，N2的浓度由2 molL1瞬间增大到3 molL1，容器体积应由3 L减小到2 L，改变的条件是：将容器的体积快速压缩至2 L。该反应是吸热反应，降低温度时，平衡逆向移动，c（N2）在原有基础上逐渐减小，直到达到新的平衡。答案（1）吸热（2）0.375 molL1min1CD（3）不变变大（4）加入催化剂将容器的体积快速压缩至2 L图像如图化学平衡内容是高中基础理论知识中最难理解的部分之一，要求学生具备平衡的思想
55、，要有很强的逻辑思维能力，同学们在学习时感到特别的困难，若在平时的学习中，形成一定的解题思路则可达到事半功倍的效果。如对于某些化学平衡问题，在解答过程中若建立“虚拟过程”模型，然后进行参照对比，可以使看似复杂的问题简单化。过程虚拟法：就是在分析或解决问题时，根据需要和可能，虚拟出能方便解题的对象，并以此为中介，实现由条件向结论转化的思维方法。极端假设法：是科学研究中常用的一种思维方法。极端假设是指根据已知的条件，把复杂问题假设为处于理想的极端状态，站在极端的角度去分析、考虑问题，使其因果关系显得十分明显、简单，从而迅速地作出正确判断的方法。增分点1对反应过程进行“虚拟”知识查补许多情况下，对已
56、处于平衡状态的同一个可逆反应，改变某些条件时，平衡移动的趋势并不那么容易地得出结论。此时可以转换为效果相同，但结论可明显得出的另一种方式进行讨论，从而使问题得以较容易的解决。在解这类题时，可以假设一个中间转化过程，以便于比较。增分题例【例1】把晶体N2O4放入一固定容积的密闭容器中气化并建立N2O4（g）2NO2（g）平衡后，保持温度不变，再通入与起始时等量的N2O4气体，反应再次达平衡，则新平衡N2O4的转化率与原平衡比（）A变大B变小C不变D无法确定【过程虚拟】解析第步两容器平衡后状态一模一样。第步撤去隔板没有任何变化。第步压缩时平衡逆向移动，故N2O4的转化率变小，选B。注意：加入N2O
57、4，该平衡正向移动，这是真实存在的。运用过程假设法，推导平衡逆向移动，逆向移动是虚拟的，不是真实存在的，这一点要特别注意。答案B【例2】在恒温、恒容密闭容器中发生反应：2SO2（g）O2（g）2SO3（g），原有反应物SO2、O2均为1 mol，平衡后，再向容器中充入1 mol SO2和1 mol O2，则SO2的转化率变化为（填“增大”“减小”“不变”）。【过程虚拟】解析第步压缩时平衡正向移动，故SO2的转化率增大。答案增大增分点2对物质的聚集状态或系数进行“虚拟”增分题例【例3】可逆反应：3A（g）3B（？）C（？），正反应为吸热反应。随温度的升高，气体平均相对分子质量有变小趋势，则下列判
58、断正确的是（双选）（）AB和C可能都是固体BB和C一定都是气体C若C为固体，则B一定是气体DB和C可能都是气体解析题目中的正反应吸热，则温度升高，平衡向正反应方向移动，气体的平均摩尔质量变小，则B、C肯定不会都是固体或液体。我们对物质的状态进行虚拟：若B、C都是气体，符合题意，若B为气体，C不为气体也可以，而若B不是气体，C为气体则不符合题意。答案CD【例4】向密闭的容器中充入2 mol A和1 mol B，发生反应2A（g）B（g）xC（g），达到平衡后，C的体积分数为w%；若维持容器的容积和温度不变，按起始物质的量A：0.6 mol、B：0.3 mol、C：1.4 mol充入容器，达到平衡
59、后，C的体积分数仍为w%，则x的值（）A只能为2B只能为3C可能为2，也可能为3D无法确定解析解题时可对方程式中的系数进行虚拟：分x3和x3两种情况进行分析。由题给条件和等效平衡理论可知，若x3，符合等体反应，“一边倒，判比例”若x2，符合非等体反应，恒温恒容“一边倒，判量等”。答案C增分点3对反应体系所处状态进行“虚拟”知识查补外界条件改变时，假设平衡暂时不发生移动，将分析获得的结果和题目相应数据对比，就可知道实际平衡的移动情况，这种方法类似于数学中的反证法。增分题例【例5】在一密闭容器中，反应aA（g）bB（g）达到平衡后，保持温度不变，将容器体积增加一倍，当达到新的平衡时，B的浓度是原来
60、的60%，则（双选）（）A平衡向正反应方向移动了B物质A的转化率减少了C物质B的质量分数增加了Dab解析反应达到平衡时，将容器体积增大一倍，我们先假设平衡不发生移动，则体系中各个物质的物质的量是不变的，由于体积增大一倍，那么B物质的浓度应该是原来的50%，而题目中B的浓度达到了60%，就说明体积增大有更多B物质生成，平衡是向正反应方向移动的。答案AC【例6】在带活塞的圆筒内装入NO2气体，慢慢压缩，下列叙述正确的是（）A体积减半，压强为原来的2倍B体积减半，压强大于原来的2倍C体积减半，压强增大，但小于原来的2倍D体积减半，达到平衡后，n（NO2）变为原来的一半解析筒内气体进行可逆反应2NO2
61、（g）N2O4（g），体积减半，也就是压缩体积至原来的，假设平衡不移动，压强变为原来的2倍，但压缩体积时，压强会增大，平衡正向移动，故压强小于原来的2倍。答案C增分点4物质转化中的“虚拟”知识查补可逆反应中的各个物质只能在某一范围内变化，很难达到极限值100%或0，但是，当我们假设物质反应到一个极限值后，就可能产生一种特殊的解决问题的思路，我们称之为极端假设法。增分题例【例7】在一密闭容器中进行反应：2SO2（g）O2（g）2SO3（g）。已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 molL1、0.1 molL1、0.2 molL1。当反应达到平衡时，可能存在的数据是（）AS
62、O2为0.4 molL1，O2为0.2 molL1BSO3为0.25 molL1CSO2、SO3均为0.15 molL1DSO3为0.4 molL1解析采取极端假设法，假设SO2和O2全部转化为SO3，此时，SO2和O2的物质的量浓度都是0，而c（SO3）0.4 molL1，再假设SO3全部转化为SO2和O2，此时，SO2和O2的物质的量浓度分别是0.4 molL1，0.2 molL1，而c（SO3）0，故三物质的浓度范围分别为：0c（SO2）0.4 molL1，0c（SO3）0.4 molL1，0c（O2）0.2 molL1，故选项A、D是不可能的；C项数据表明SO2、SO3的浓度都是在原浓
63、度基础上减少了0.05 molL1，这也是不可能的。答案B【例8】将2.0 mol SO2气体和2.0 mol SO3气体混合于固定容积的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO2（g）O2（g）2SO3（g），达到平衡时SO3为n mol。在相同温度下，分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质，平衡时SO3等于n mol的是（）A1.6 mol SO20.3 mol O20.4 mol SO3B4.0 mol SO21.0 mol O2C2.0 mol SO21.0 mol O22.0 mol SO3D3.0 mol SO21.0 mol O21.0 mol SO3解析采取极端假设法。将备选项中O2完全转化后（即等效转化），得如下数据：A1.0 mol SO21.0 mol SO3B2.0 mol SO22.0 mol SO3C4.0 mol SO3D1.0 mol SO23.0 mol SO3依据恒温恒容下建立等效平衡的条件，两组量若为等效平衡，进行等效转化后对应量要相等。答案B
