1、高考资源网（） 您身边的高考专家优培10 化学反应速率与化学平衡图象题的破解策略化学反应速率和化学平衡图像1.应用 速率温度（或压强）图像 例1一定条件下，容积不变的容器中发生反应 ，在反应过程中，某时刻改变某一反应条件，反应速率的变化如图所示，下列说法不正确的是（ ）At1时，增大或 Bt2时，加入催化剂Ct3时，降低温度 Dt4时，往容器中充入He，以增大体系压强【解析】At1时，正反应速率突然增大，逆反应速率不变，正反应速率大于逆反应速率，改变的条件应为增大反应物浓度，选项A正确；Bt2时，正、逆反应速率同等程度增大，则改变的条件为使用了催化剂，选项B正确；Ct3时，正、逆反应速率突然减
2、小，但正反应速率大于逆反应速率，正反应为放热反应，则改变的条件为降低温度，选项C正确；Dt4时，正、逆反应速率突然增大，且正反应速率大于逆反应速率，则改变的条件应为增大压强，往容器中充入He，增大体系总压强，容器容积不变，则反应物和生成物浓度不变，正、逆反应速率不变，且平衡不移动，选项D错误。答案选D。【答案】D2.应用 含量时间温度（压强）图像 例2已知可逆反应：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)H=-1025kJmol1。若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是（ ）【解析】升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡时一氧化氮的含量小，且达到平衡时需要的时
3、间短，故A正确，D错误；增大压强，平衡向逆反应方向移动，平衡时一氧化氮的含量小，且达到平衡时需要的时间短，故B项正确；有无催化剂只影响到达平衡状态的时间，不影响平衡移动，故C项正确。【答案】D3.应用 物质的量（或浓度）时间图像 例3在密闭容器中进行反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) H0，测得c(CH4)随反应时间(t)的变化如图所示。下列判断正确的是（ ）A10min时，改变的外界条件可能是升高温度B反应进行到12min时，CH4的转化率为25%C05min内，v(H2)=0.1mol(Lmin)1D恒温下，缩小容器体积，平衡后H2浓度减小【解析】A由图可知，10min
4、时甲烷的浓度继续减小，该反应向正反应方向移动，该反应正反应是吸热反应，可能是升高温度，故A正确；B反应进行到12min时，CH4的转化率为100=75，故B错误；C根据图可知，前5min内甲烷的浓度由1.00mol/L减小为0.50mol/L，故v(CH4)=(1-0.5)molL1/5min=0.1mol/(Lmin)，由化学计量数之比等于反应速率之比，则v(H2)=30.1mol/(Lmin)=0.3mol/(Lmin)，故C错误；D恒温下，缩小容器体积导致氢气浓度增大，虽然压强增大，平衡向逆反应方向移动，移动的结果减小氢气浓度的增大，但根据勒夏特列原理，不会消除浓度增大，平衡后c(H2)
5、增大，故D错误；选A。【答案】A4.应用 其他图像 例4近年来，我国北京等地出现严重雾霾天气，据研究，雾霾的形成与汽车排放的CO、NO2等有毒气体有关。对汽车加装尾气净化装置，可使有毒气体相互反应转化为无毒气体，反应的化学方程式为4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g) H=1200kJmol1。对于该反应，温度不同(T2T1)、其他条件相同时，下列图像正确的是（ ）【解析】升温正、逆反应速率同时加快，达到平衡时间缩短，平衡向逆反应方向移动，CO的体积分数增大，NO2的转化率降低，化学平衡常数减小；压强增大，CO的体积分数降低，对比图像可知，只有选项B符合。【答案】B提分训练1臭
6、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) HT1，纵坐标可代表NO2的百分含量C丙图为充入稀有气体时速率变化D丁图中a、b、c三点只有b点已经达到平衡状态【解析】甲图正、逆反应速率均增大，平衡向逆反应方向进行，则改变的反应条件为升高温度，A正确；乙图中T2曲线先达到平衡状态，则温度T2T1，升高温度平衡向逆反应方向进行，NO2的百分含量增大，则纵坐标不能代表NO2的百分含量，B错误；充入稀有气体时反应物浓度不变，反应速率不变，C错误；D升高温度，平衡逆向移动，K正减小、K逆增大，曲线表示平衡常数与温度的关系，曲线上各点都是平衡点，D错误。【答案
7、】A2在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) H0。在其他条件一定，只改变某一条件时，下列分析不正确的是（ ）A图表示的是t1时刻增大压强对反应速率的影响B图表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响C图表示的是温度对平衡的影响，且甲的温度小于乙的温度D图表示的是催化剂对化学平衡的影响，乙使用了催化剂【解析】催化剂对平衡移动无影响，甲、乙转化率不同，则不能表示催化剂对化学平衡的影响，故D错误；故选D。【答案】D3某温度时，在体积为2L的密闭容器中，气态物质A、B、E、F的物质的量n随时间t的变化情况如图所示，在一定条件下反应达到平衡状态，反应进程中正反应速
8、率随时间的变化情况如图所示，在t2、t4时刻分别只改变一个条件(温度、压强或某反应物的量)。下列说法错误的是（ ）A此温度下，该反应的化学方程式为2A(g)+E(g)2B(g)+F(g)B若平衡状态和对应的温度相同，则和对应的平衡常数K一定相同Ct2时刻改变的条件是增大压强Dt4时刻改变的条件是降低温度【解析】由图甲分析可知，各物质发生变化的物质的量等于化学方程式的化学计量数之比，此温度下该反应的化学方程式为2A(g)+E(g)2B(g)+F(g)，故A正确；平衡常数K只与温度有关，平衡状态和的温度相同，故K相等，故B正确；该反应前后气体的体积不变，若改变压强，平衡不会发生移动，故t2时刻不可
9、能是增大压强，故C错误；根据方程式知，前后气体体积不变，故不可能是压强的变化，t4时刻速率减小，且变化的点不连续，因此是降低温度的结果，故D正确；故选C。【答案】C4在一定条件下A2和B2可发生反应：A2(g)+3B2(g)2AB3(g)。图1表示在一定温度下此反应过程中的能量变化，图2表示在固定容积为2L的密闭容器中反应时A2的物质的量随时间变化的关系，图3表示在其他条件不变的情况下，改变反应物B2的起始物质的量对此反应平衡的影响。下列说法错误的是（ ）A该反应在低于某一温度时能自发进行B10min内该反应的平均速率v(B2)=0.045mol/(Lmin)C11min时，其他条件不变，压缩
10、容器容积至1L，n(A2)的变化趋势如图2中曲线d所示D图3中T1T2，b点对应状态下A2的转化率最高【解析】A体系的自由能G=H-TS，根据图示可知，该反应为放热反应，H0，由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，所以S0。当温度较低时，G=H-TS H，即G0，反应不能自发进行，A正确；B.10min内该反应的平均速率v(A2)=c/t=mol/(Lmin)，根据方程式可知v(B2)=3v(A2)=0.045mol/(Lmin)，B正确；C11min时，其他条件不变，压缩容器容积至1L，由于物质的浓度增大，化学平衡正向移动，不断消耗A2，所以n(A2)的物质的量会进一步减少，n(A2)变化
11、趋势如图2中曲线d所示，C正确；D在温度不变时，增大某种反应物的浓度，化学平衡正向移动，可以使其它反应物的转化率提高，故当T1CB由状态B到状态A，可以用加热的方法CA、C两点气体的颜色：A深，C浅DA、C两点的反应速率：AC【解析】该反应是一个反应前后气体计量数增大的吸热反应，升高温度平衡正向移动，二氧化氮含量增大；增大压强，平衡逆向移动，二氧化氮含量减小，根据图中数据知，相同温度时，二氧化氮含量越大压强越小，所以P2P1；相同压强时，温度越高二氧化氮含量越大，所以T2T1。A、B是等压条件下，且温度T2T1，所以由状态B到状态A，可以用加热的方法实现，故选B。【答案】B6以二氧化碳和氢气为
12、原料制取乙醇的反应为：2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) H0。某压强下的密闭容器中，按CO2和H2的物质的量比为13投料，不同温度下平衡体系中各物质的物质的量百分数（y%）随温度变化如图所示。下列说法正确的是（ ）Aa点的平衡常数小于b点Bb点，正(CO2)=逆(H2O)Ca点，H2和H2O物质的量相等D其他条件恒定，充入更多H2，乙醇的物质的量分数增大【解析】A因为平衡常数仅与温度有关，该反应为放热反应，升高温度平衡向逆反应移动，所以温度越低，K越大，所以KaKb，故A错误；Bb点时反应物仍然减小，生成物仍然增大，说明平衡向正反应方向进行，所以v正(CO2)
13、v逆(H2O)，故B错误；C根据图象分析，a点为H2和H2O物质的量的交点，所以相等，故C正确；D其他条件恒定，充入更多H2，气体的总物质的量的增大幅度更大，例如充入非常多的氢气，由于乙醇的物质的量的增量有限，乙醇的物质的量分数会减小，故D错误；故选C。【答案】C7一定温度下，在2 L的密闭容器中发生反应：M(g)+2N(g)xP(g)Hp2，反应速率V(F)V(E)；F、N两点压强相同，由于温度NF，升高温度，化学反应速率加快，所以V(N)V(F)，因此E、F、N三点的速率大小关系为：V(N)V(F)V(E)；a催化剂不能使平衡发生移动，因此选择高效催化剂对甲烷的平衡转化率无影响，a错误；b
14、增大投料比，相对于O2的浓度不变，增大甲烷的浓度，平衡正向移动，但平衡移动的趋势是微弱的，总的来说甲烷的转化率降低，b错误；c及时分离产物，即降低生成物的浓度，平衡正向移动，甲烷的转化率提高，c正确；故合理选项是c；可逆反应 2CH4(g)+O2(g)2CH3OH(g)n(开始)mol 2 1 0n(变化)mol 1 0.5 1n(开始)mol 1 0.5 1n(总)=1mol+0.5mol+1mol=2.5mol，平衡分压：Kp(CH4)=1Mpa；Kp(O2)=0.5Mpa；Kp(CH3OH)=1Mpa，所以该反应用平衡分压表示的化学平衡常数Kp=2MPal；(2)根据图象可知：在T2以前
15、，反应未达到平衡，温度升高，化学反应速率加快，更多的反应物变为生成物甲醇，且在此温度下催化剂活性增强，因此甲醇的产率提高；该反应的正反应为放热反应，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，因此甲醇的产率降低。【答案】（1）减小 V(N)V(F)V(E) c 2MPal （2）温度升高反应速率加快，且在此温度下催化剂活性增强 该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CH3OH产率降低 10碳及其化合物与人类生产、生活密切相关。请回答下列问题：CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图1所示，该反应的H_(填“”或“”
16、)0。图2表示CO的平衡转化率与起始投料比、温度的变化关系，测得B(x1，60)点氢气的转化率为40%，则x1=_。一定条件下，将2mol CO和2mol H2置于容积为2L固定的密闭容器中发生上述反应，反应达到平衡时CO与H2体积之比为21，则平衡常数K=_。【解析】由于温度越高CO的平衡转化率越低，则可推出温度升高平衡向逆反应方向移动，则正反应放热，即H0。令CO起始物质的量为1mol，H2的起始物质的量为x1 mol，当CO变化0.6mol时，H2变化1.2mol，则有100%=40%，解得x1=3。列出三段式，先根据两种气体体积比为21，可列式求出平衡浓度c(CH3OH)=molL1，c(CO)=molL1，c(H2)=molL1，然后列式计算K=4.5。【答案】；3 4.5- 11 - 版权所有高考资源网
