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考点8 化学平衡图像分析
一、化学平衡图象题的解题方法
化学平衡图象类试题是高考的热点题型，该类试题经常涉及到的图象类型有物质的量(浓度)、速率—时间图象，含量—时间—温度(压强)图象，恒温、恒压曲线等，图象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。该类题型在选择题和简答题中都有涉及，能够很好地考查学生分析问题和解决问题的能力，在复习备考中应引起足够的重视。
1．常见的化学平衡图象
以可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g) ΔH＝Q kJ·mol 1
（1）含量—时间—温度(或压强)图：
(曲线a用催化剂，b不用催化剂或化学计量数a＋b＝c时曲线a的压强大于b的压强)
(T2>T1，ΔH>0) (T1
(p1>p2，a＋b>c) (p1>p2，a＋b（2）恒压(温)线(如图所示)：该类图象的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α)，横坐标为温度(T)或压强(p)，常见类型如下所示：
(若a＋b>c，则p1> p2>p3，ΔH<0) (若T1>T2，则ΔH>0，a＋b>c)
（3）速率 时间图象
根据v t图象，可以很快地判断出反应进行的方向，根据v正、v逆的变化情况，可以推断出外界条件的改变情况。
以合成氨反应为例：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。
条件 c(N2)增大 c(H2)减小 c(NH3)增大
v t图象
平衡移动方向 正反应方向移动 逆反应方向移动 逆反应方向移动
条件 c(NH3)减小 增大压强 减小压强
v t图象
平衡移动方向 正反应方向移动 正反应方向移动 逆反应方向移动
条件 升高温度 降低温度 使用催化剂
v t图象
平衡移动方向 逆反应方向移动 正反应方向移动 不移动
(4)百分含量(或转化率)—压强—温度图像
如上图中确定压强为105 Pa或107 Pa，则生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小，说明正反应是放热反应；再确定温度T不变，做横坐标的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现，压强增大，生成物C的百分含量增大，说明正反应是气体总体积减小的反应。
(5)物质的量 (浓度)—时间图像[n(c)－t图像]
在2 L密闭容器中，某一反应有关物质A(g)、B(g)、C(g)的物质的量变化如图所示。根据图像回答下列问题：
①横坐标表示反应过程中时间变化，纵坐标表示反应过程中物质的物质的量的变化。
②该反应的化学方程式是3A(g)＋B(g)2C(g)。
③在反应达2 min时，正反应速率与逆反应速率之间的关系是相等。
④若用A物质的量浓度的变化表示反应达平衡(2 min)时的正反应速率是0.15 mol·L－1·min－1。
(6)特殊图像
①对于反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g) ΔH＜0，M点前，表示化学反应从反应开始到建立平衡的过程，则v正＞v逆，M点为平衡点，M点后为平衡受温度的影响情况。
如下图所示曲线，是其他条件不变时，某反应物的最大转化率(α)与温度(T)的关系曲线，图中标出的1、2、3、4四个点，v(正)>v(逆)的点是3，v(正)2．化学平衡图象解答原则
（1）解题思路
（2）解题步骤
以可逆反应aA(g)＋bB(g) cC(g)为例：
（1）“定一议二”原则
在化学平衡图象中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的意义三个量，确定横坐标所表示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系。如图：
这类图象的分析方法是“定一议二”，当有多条曲线及两个以上条件时，要固定其中一个条件，分析其他条件之间的关系，必要时，作一辅助线分析。
（2）“先拐先平，数值大”原则
在化学平衡图象中，先出现拐点的反应先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图A)或表示的压强较大(如图B)。
图A 图B
图A表示T2>T1，正反应是放热反应。
图B表示p1c。
(3)“三步分析法”
一看反应速率是增大还是减小；
二看v正、v逆的相对大小；
三看化学平衡移动的方向。
1.在恒容密闭容器中通入X并发生反应：2X(g) Y(g)，在温度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
B．T2温度下，在O～t1时间内，v(Y)＝ mol·L－1·min－1
C．M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆
D．M点时再加入一定量X，平衡后X的转化率减小
答案 C
解析 由图可知，温度为T1先到达平衡，所以T1>T2，温度越高，平衡时X的物质的量浓度越大，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，升高温度平衡向吸热反应方向移动，故逆反应为吸热反应，正反应为放热反应。进行到M点X的转化率较低，由于正向是放热反应，所以反应进行到M点放出的热量少，故A错误；T2温度下，在O～t1时间内，X的浓度变化为：c(X)＝(a－b) mol·L－1，则Y的浓度变化为c(Y)＝c(X)＝ mol·L－1，所以v(Y)＝ mol·L－1·min－1，故B错误；根据图像可知，温度为T1时反应首先达到平衡状态；温度高反应速率快，到达平衡的时间少，则温度是T1>T2；M点温度高于N点温度，且N点反应没有达到平衡状态，此时反应向正反应方向进行，即N点的逆反应速率小于N点的正反应速率，因此M点的正反应速率大于N点的逆反应速率，故C正确；M点时再加入一定量X，达到的新平衡与原平衡比较，压强增大，增大压强平衡正移，则X的转化率增大，所以M点时再加入一定量X，平衡后X的转化率增大，故D错误。
2.新型图像的探究应用：(2019·全国卷Ⅰ)水煤气变换[CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：
(1)Shibata曾做过下列实验：①使纯H2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴Co(s)，平衡后气体中H2的物质的量分数为0.025 0。
②在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.019 2。
根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO________H2(填“大于”或“小于”)。
(2)721 ℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H2的物质的量分数为________(填标号)。
A．＜0.25 B．0.25
C．0.25～0.50 D．0.50
E．＞0.50
(3)Shoichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换(ΔH＜0)中CO和H2分压随时间变化关系(如图所示)，催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等。
计算曲线a的反应在30～90 min内的平均速率(a)＝________ kPa·min－1。467 ℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是________、________。489 ℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是________、________。
答案 (1)大于 (2)C (3)0.004 7 b c a d
解析 (1)由题给信息①可知，H2(g)＋CoO(s)??Co(s)＋H2O(g)(ⅰ) K1＝＝＝39，由题给信息②可知，CO(g)＋CoO(s)??Co(s)＋CO2(g)(ⅱ) K2＝＝≈51.08。相同温度下，平衡常数越大，反应倾向越大，故CO还原氧化钴的倾向大于H2。(2)第(1)问和第(2)问的温度相同，利用盖斯定律，由(ⅱ)－(ⅰ)得CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g) K＝＝≈1.31。设起始时CO(g)、H2O(g)的物质的量都为1 mol，容器容积为1 L，在721 ℃下，反应达平衡时H2的物质的量为x mol。
K＝＝1.31，x＝0.534，则平衡时H2的物质的量分数为＝0.267，故选C。(3)由题图可知，30～90 min内(a)＝＝0.004 7 kPa·min－1。水煤气变换中CO是反应物，H2是产物，又该反应是放热反应，升高温度，平衡向左移动，重新达到平衡时，H2的压强减小，CO的压强增大。故a曲线代表489 ℃时，pH2随时间变化关系的曲线，d曲线代表489 ℃时pCO随时间变化关系的曲线，b曲线代表467 ℃时pH2随时间变化关系的曲线，c曲线代表467 ℃时pCO随时间变化关系的曲线。
3．CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为：CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g) ΔH。现在容积均为1 L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入1 mol CO和2 mol H2的混合气体，控温，进行实验，测得相关数据如下图1和图2。下列叙述不正确的是( )
A．该反应的ΔH<0
B．在500 ℃条件下达平衡时CO的转化率为60%
C．平衡常数K1(300 ℃)＜K2(500 ℃)
D．图2中达化学平衡的点为c、d、e
答案 C
解析 A．根据图1,300 ℃时，甲醇物质的量为0.8 mol，500 ℃时甲醇物质的量为0.6 mol，升高温度，平衡向逆反应方向移动，根据勒夏特列原理，该反应为放热反应，即ΔH<0，故A说法正确；B.500 ℃时甲醇的物质的量为0.6 mol，则消耗CO的物质的量为0.6 mol，即CO的转化率为×100%＝60%，故B说法正确；C.化学平衡常数只受温度的影响，该反应为放热反应，升高温度，化学平衡常数减小，即K1(300 ℃)＞K2(500 ℃)，故C说法错误；D.a到c反应向正反应方向进行，还没有达到平衡，当达到平衡时，甲醇的物质的量最大，即c、d、e为化学平衡点，故D说法正确。
4．(2020·课标全国Ⅰ，28节选)硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋O2(g)SO3(g) ΔH＝－98 kJ·mol－1。
当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下，SO2平衡转化率α随温度的变化如图所示。反应在5.0 MPa、550 ℃时的α＝________，判断的依据是_____________。
影响α的因素有_________________________。
答案 0.975 该反应气体分子数减少，增大压强，α提高。5.0 MPa>2.5 MPa＝p2，所以p1＝5.0 MPa 温度、压强和反应物的起始浓度
解析 由题给反应式知，该反应为气体分子数减少的反应，其他条件一定时，增大压强，SO2平衡转化率增大，故p1＝5.0 MPa。结合题图知5.0 MPa、550 ℃时对应的SO2平衡转化率为0.975。影响平衡转化率的因素有：温度、压强、反应物的起始浓度等。
5．(2020·课标全国Ⅲ，28节选)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。理论计算表明，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在体系压强为0.1 MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。
图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是________、________。CO2催化加氢合成C2H4反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。
答案 d c 小于
解析 反应的化学方程式为2CO2＋6H2??CH2===CH2＋4H2O，其中CO2和H2的系数之比为1∶3，开始时加入的n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，则平衡时n(CO2)∶n(H2)也应为1∶3，n(C2H4)∶n(H2O)应为1∶4，由题图可知，曲线a为H2，b为H2O，c为CO2，d为C2H4，随温度升高，平衡时C2H4和H2O的物质的量分数逐渐减小，H2和CO2的物质的量分数逐渐增加，说明升高温度平衡逆向移动，根据升高温度平衡向吸热的方向移动，知正反应方向为放热反应，ΔH小于0。
6．(2020·山东学业水平等级考试，18节选)探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：
Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－49.5 kJ·mol－1
Ⅱ.CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH2＝－90.4 kJ·mol－1
Ⅲ.CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH3＝40.9 kJ·mol－1
回答下列问题：
不同压强下，按照n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。
已知：CO2的平衡转化率为＝×100%
CH3OH的平衡产率＝×100%
其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图________(填“甲”或“乙”)；压强p1、p2、p3由大到小的顺序为________；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是
______________________。
答案 乙 p1、p2、p3 T1时以反应Ⅲ为主，反应Ⅲ前后气体分子数相等，压强改变对平衡没有影响
解析 反应Ⅰ为放热反应，故低温阶段，温度越高，CO2的平衡转化率越低，而反应Ⅲ为吸热反应，温度较高时，主要发生反应Ⅲ，则温度越高，CO2的平衡转化率越高，即图乙的纵坐标表示的是CO2的平衡转化率。反应Ⅰ为气体分子数减少的反应，反应Ⅲ为气体分子数不变的反应，因此压强越大，CO2的平衡转化率越高，故压强由大到小的顺序是p1、p2、p3。反应Ⅲ为吸热反应，温度较高时，主要发生反应Ⅲ，且反应Ⅲ前后气体分子数相等，故CO2的平衡转化率几乎不再受压强影响。
7．(2020·天津学业水平等级考试，16节选)用H2还原CO2可以在一定条件下合成CH3OH(不考虑副反应)
CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH<0
恒压下，CO2和H2的起始物质的量比为1∶3时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示，其中分子筛膜能选择性分离出H2O。
①甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为__________________。
②P点甲醇产率高于T点的原因为__________________。
③根据图示，在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为________ ℃。
答案 ①该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动(或平衡常数减小) ②分子筛膜从反应体系中不断分离出H2O，有利于反应正向进行，甲醇产率升高 ③210
解析 ①该反应是放热反应，温度升高有利于平衡逆向移动，甲醇的平衡产率随温度升高而降低。②P点对应反应有分子筛膜，分子筛膜能选择性分离出水，有利于反应正向进行，故P点甲醇产率高于T点甲醇产率。③由图知，当温度为210 ℃时，甲醇的产率最高，因此最佳反应温度为210 ℃。
8. 运用化学反应原理研究化学反应有重要意义。
（1）硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图1所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。
①若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动。
②若反应进行到状态D时，v正________(填“>”“<”或“＝”)v逆。
（2）课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，应用此法反应达到平衡时反应物的转化率不高。
①能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的措施是_______(填编号)。
A．使用更高效的催化剂
B．升高温度
C．及时分离出氨气
D．充入氮气，增大氮气的浓度(保持容器体积不变)
②若在某温度下，2 L的密闭容器中发生合成氨的反应，图2表示N2的物质的量随时间的变化曲线。用H2表示0～10 min内该反应的平均速率v(H2)＝________。从第11 min起，压缩容器的体积为1 L，则n(N2)的变化曲线为________(填编号)。
【答案】（1）①向左 ②>
（2）①D ②0.06 mol·L－1·min－1 d
【解析】（1）①恒压条件下向题述平衡体系中通入氦气，则反应器的体积会增大，各物质的浓度会减小，平衡会向气体分子数增大的方向(向左)移动。②反应进行到状态D时没有达到平衡，需要反应向右进行，所以v正>v逆。
（2）①该反应是一个气体分子数减小的放热反应，升高温度，平衡逆向移动；使用更高效的催化剂，反应速率增大，但平衡不移动；分离出氨气，平衡虽然正向移动，但反应速率减小；充入氮气，平衡正向移动且反应速率增大。②0～10 min时，N2从0.6 mol减少到0.2 mol，变化量为0.4 mol，则H2的变化量为1.2 mol，v(H2)＝1.2 mol÷2 L÷10 min＝0.06 mol·L－1·min－1。平衡时压缩容器的体积，气体的压强增大，平衡正向移动，N2的物质的量在原有基础上减小，曲线d符合题意。
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考点8 化学平衡图像分析
一、化学平衡图象题的解题方法
化学平衡图象类试题是高考的热点题型，该类试题经常涉及到的图象类型有物质的量(浓度)、速率—时间图象，含量—时间—温度(压强)图象，恒温、恒压曲线等，图象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。该类题型在选择题和简答题中都有涉及，能够很好地考查学生分析问题和解决问题的能力，在复习备考中应引起足够的重视。
1．常见的化学平衡图象
以可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g) ΔH＝Q kJ·mol 1
（1）含量—时间—温度(或压强)图：
(曲线a用催化剂，b不用催化剂或化学计量数a＋b＝c时曲线a的压强大于b的压强)
(T2>T1，ΔH>0) (T1(p1>p2，a＋b>c) (p1>p2，a＋b（2）恒压(温)线(如图所示)：该类图象的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α)，横坐标为温度(T)或压强(p)，常见类型如下所示：
(若a＋b>c，则p1> p2>p3，ΔH<0) (若T1>T2，则ΔH>0，a＋b>c)
（3）速率 时间图象
根据v t图象，可以很快地判断出反应进行的方向，根据v正、v逆的变化情况，可以推断出外界条件的改变情况。
以合成氨反应为例：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0。
条件 c(N2)增大 c(H2)减小 c(NH3)增大
v t图象
平衡移动方向 正反应方向移动 逆反应方向移动 逆反应方向移动
条件 c(NH3)减小 增大压强 减小压强
v t图象
平衡移动方向 正反应方向移动 正反应方向移动 逆反应方向移动
条件 升高温度 降低温度 使用催化剂
v t图象
平衡移动方向 逆反应方向移动 正反应方向移动 不移动
(4)百分含量(或转化率)—压强—温度图像
如上图中确定压强为105 Pa或107 Pa，则生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小，说明正反应是放热反应；再确定温度T不变，做横坐标的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现，压强增大，生成物C的百分含量增大，说明正反应是气体总体积减小的反应。
(5)物质的量 (浓度)—时间图像[n(c)－t图像]
在2 L密闭容器中，某一反应有关物质A(g)、B(g)、C(g)的物质的量变化如图所示。根据图像回答下列问题：
①横坐标表示反应过程中时间变化，纵坐标表示反应过程中物质的物质的量的变化。
②该反应的化学方程式是3A(g)＋B(g)2C(g)。
③在反应达2 min时，正反应速率与逆反应速率之间的关系是相等。
④若用A物质的量浓度的变化表示反应达平衡(2 min)时的正反应速率是0.15 mol·L－1·min－1。
(6)特殊图像
①对于反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g) ΔH＜0，M点前，表示化学反应从反应开始到建立平衡的过程，则v正＞v逆，M点为平衡点，M点后为平衡受温度的影响情况。
如下图所示曲线，是其他条件不变时，某反应物的最大转化率(α)与温度(T)的关系曲线，图中标出的1、2、3、4四个点，v(正)>v(逆)的点是3，v(正)2．化学平衡图象解答原则
（1）解题思路
（2）解题步骤
以可逆反应aA(g)＋bB(g) cC(g)为例：
（1）“定一议二”原则
在化学平衡图象中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的意义三个量，确定横坐标所表示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系。如图：
这类图象的分析方法是“定一议二”，当有多条曲线及两个以上条件时，要固定其中一个条件，分析其他条件之间的关系，必要时，作一辅助线分析。
（2）“先拐先平，数值大”原则
在化学平衡图象中，先出现拐点的反应先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图A)或表示的压强较大(如图B)。
图A 图B
图A表示T2>T1，正反应是放热反应。
图B表示p1c。
(3)“三步分析法”
一看反应速率是增大还是减小；
二看v正、v逆的相对大小；
三看化学平衡移动的方向。
1.在恒容密闭容器中通入X并发生反应：2X(g) Y(g)，在温度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
B．T2温度下，在O～t1时间内，v(Y)＝ mol·L－1·min－1
C．M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆
D．M点时再加入一定量X，平衡后X的转化率减小
2.新型图像的探究应用：(2019·全国卷Ⅰ)水煤气变换[CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题：
(1)Shibata曾做过下列实验：①使纯H2缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被还原为金属钴Co(s)，平衡后气体中H2的物质的量分数为0.025 0。
②在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.019 2。
根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO________H2(填“大于”或“小于”)。
(2)721 ℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和H2O(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平衡时体系中H2的物质的量分数为________(填标号)。
A．＜0.25 B．0.25
C．0.25～0.50 D．0.50
E．＞0.50
(3)Shoichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换(ΔH＜0)中CO和H2分压随时间变化关系(如图所示)，催化剂为氧化铁，实验初始时体系中的pH2O和pCO相等、pCO2和pH2相等。
计算曲线a的反应在30～90 min内的平均速率(a)＝________ kPa·min－1。467 ℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是________、________。489 ℃时pH2和pCO随时间变化关系的曲线分别是________、________。
3．CO和H2在一定条件下合成甲醇的反应为：CO(g)＋2H2(g)??CH3OH(g) ΔH。现在容积均为1 L的a、b、c、d、e五个密闭容器中分别充入1 mol CO和2 mol H2的混合气体，控温，进行实验，测得相关数据如下图1和图2。下列叙述不正确的是( )
A．该反应的ΔH<0
B．在500 ℃条件下达平衡时CO的转化率为60%
C．平衡常数K1(300 ℃)＜K2(500 ℃)
D．图2中达化学平衡的点为c、d、e
4．(2020·课标全国Ⅰ，28节选)硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO2(g)＋O2(g)SO3(g) ΔH＝－98 kJ·mol－1。
当SO2(g)、O2(g)和N2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa压强下，SO2平衡转化率α随温度的变化如图所示。反应在5.0 MPa、550 ℃时的α＝________，判断的依据是_____________。
影响α的因素有_________________________。
5．(2020·课标全国Ⅲ，28节选)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。理论计算表明，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在体系压强为0.1 MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。
图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是________、________。CO2催化加氢合成C2H4反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。
6．(2020·山东学业水平等级考试，18节选)探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：
Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝－49.5 kJ·mol－1
Ⅱ.CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH2＝－90.4 kJ·mol－1
Ⅲ.CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH3＝40.9 kJ·mol－1
回答下列问题：
不同压强下，按照n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如图所示。
已知：CO2的平衡转化率为＝×100%
CH3OH的平衡产率＝×100%
其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图________(填“甲”或“乙”)；压强p1、p2、p3由大到小的顺序为________；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是
______________________。
7．(2020·天津学业水平等级考试，16节选)用H2还原CO2可以在一定条件下合成CH3OH(不考虑副反应)
CO2(g)＋3H2(g)??CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH<0
恒压下，CO2和H2的起始物质的量比为1∶3时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示，其中分子筛膜能选择性分离出H2O。
①甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为__________________。
②P点甲醇产率高于T点的原因为__________________。
③根据图示，在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为________ ℃。
8. 运用化学反应原理研究化学反应有重要意义。
（1）硫酸生产中，SO2催化氧化生成SO3：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图1所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。
①若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动。
②若反应进行到状态D时，v正________(填“>”“<”或“＝”)v逆。
（2）课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，应用此法反应达到平衡时反应物的转化率不高。
①能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的措施是_______(填编号)。
A．使用更高效的催化剂
B．升高温度
C．及时分离出氨气
D．充入氮气，增大氮气的浓度(保持容器体积不变)
②若在某温度下，2 L的密闭容器中发生合成氨的反应，图2表示N2的物质的量随时间的变化曲线。用H2表示0～10 min内该反应的平均速率v(H2)＝________。从第11 min起，压缩容器的体积为1 L，则n(N2)的变化曲线为________(填编号)。
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