第49讲 化学反应速率和化学平衡常规图像分析
[复习目标] 1.知道化学反应速率和化学平衡常规图像的类型及分析思路。2.加深外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的理解。
类型一 速率—时间图像
1.一定条件下，在密闭容器中发生如下反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-198 kJ·mol-1。若在t0时刻只增大压强(缩小容器的体积)，请在图中作出v正、v逆的变化图像。
2.(2021·湖南，11改编)已知：A(g)+2B(g)3C(g) ΔH<0，向一恒温恒容的密闭容器中充入一定量的A和B发生反应，t1时达到平衡状态 Ⅰ，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。t2时改变的条件： 。
3.在一密闭容器中发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示。
回答下列问题：
(1)处于平衡状态的时间段是 (填字母，下同)。
A.t0~t1 B.t1~t2
C.t2~t3 D.t3~t4
E.t4~t5 F.t5~t6
(2)判断t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件。
A.增大压强 B.减小压强
C.升高温度 D.降低温度
E.加催化剂 F.充入氮气
t1时刻 ；t3时刻 ；t4时刻 。
(3)依据(2)中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是 。
A.t0~t1 B.t2~t3
C.t3~t4 D.t5~t6
(4)如果在t6时刻，从反应体系中分离出部分氨，t7时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反应速率的变化曲线。
在分析v-t图像时，要特别注意反应速率的变化，即v正、v逆是都增大了还是都减小了（条件改变的瞬间，v正、v逆的起点与原平衡点不重合），还是一个增大（或减小）而另一个不变（条件改变的瞬间，v正、v逆中不变的那个起点与原平衡点重合）。
类型二 反应进程中浓度(转化率)变化图像
4.已知：反应为mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)。
(1)
T1 T2，正反应为 反应。
(2)
p1 p2，正反应为气体体积 的反应。
(3)
图中 使用催化剂；或者增大压强，此时m+n p+q。
5.在773 K时，分别将2.00 mol N2和6.00 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中发生反应生成NH3，气体混合物中c(N2)、c(H2)、c(NH3)与反应时间(t)的关系如图所示。
(1)下列能说明反应达到平衡状态的是 (填字母，下同)。
a.v正(N2)=3v逆(H2)
b.体系压强不变
c.气体平均相对分子质量不变
d.气体密度不变
(2)在此温度下，若起始充入4.00 mol N2和12.00 mol H2，则反应刚达到平衡时，表示c(H2)-t的曲线上相应的点为 。
此类图像一般纵坐标表示物质的量、浓度、百分含量、转化率，横坐标表示反应时间。解题的关键是找转折点。
（1）转折点之前，用外因对速率的影响分析问题，用“先拐先平数值大”的规律判断不同曲线表示温度或压强的大小。
（2）转折点之后是平衡状态或平衡移动，解题时要抓住量的变化，找出平衡移动的方向，利用化学平衡移动原理推理分析。
类型三 恒温(恒压)线
6.反应：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g) ΔH
图像
结论 a+b c+d，ΔH 0 a+b c+d，ΔH 0
7.在一恒容的密闭容器中充入0.1 mol·L-1 CO2、0.1 mol·L-1 CH4，在一定条件下发生反应：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图，下列有关说法不正确的是( )
A.上述反应的ΔH<0
B.压强：p4>p3>p2>p1
C.压强为p4、温度为1 100 ℃时该反应的平衡常数约为1.64
D.压强为p4时，在y点：v正>v逆
8.(2025·山西晋中模拟)在刚性容器中按n(CH3OH)∶n(CO2)=2∶1投料直接合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3，简称DMC)：2CH3OH(g)+CO2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)。一定条件下，平衡时CO2的转化率如图所示。
(1)若温度为T ℃、p1条件下，在1 L密闭容器中开始通入0.1 mol·L-1 CH3OH(g)和0.05 mol·L-1 CO2(g)，5 min达到A点平衡状态。则5 min内CH3OH的平均反应速率为 ，该条件下平衡常数K= 。达到平衡后，若再通入0.1 mol·L-1 CH3OH(g)和0.1 mol·L-1 H2O(g)，则此时v正 (填“>”“<”或“=”)v逆。
(2)v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的顺序为 。
此类图像的纵坐标为某物质的平衡浓度或转化率，横坐标为温度或压强。解答此类问题，要关注曲线的变化趋势，有多个变量时，注意控制变量，即“定一议二”。
类型四 速率常数k、平衡常数K与关系曲线
9.(2022·河北，13改编)恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①XY；②YZ。反应①的速率v1=k1c(X)，反应②的速率v2=k2c(Y)，式中k1、k2为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的ln k~曲线。下列说法正确的是( )
A.随c(X)的减小，反应①、②的速率均降低
B.体系中v(X)=v(Y)+v(Z)
C.欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间
D.温度低于T1时，总反应速率由反应①决定
10.[2023·湖北，19(5)(6)](5)H19(g)C40H18(g)+H·(g)及H11(g)C40H10(g)+H·(g)反应的ln K(K为平衡常数)随温度倒数的关系如图所示。已知本实验条件下，ln K=-+c(R为理想气体常数，c为截距)。图中两条线几乎平行，从结构的角度分析其原因是 。
(6)下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成C40H10的反应速率的是 (填标号)。
a.升高温度 b.增大压强 c.加入催化剂
11.[2021·全国乙卷，28(3)]McMorris测定和计算了在136~180 ℃范围内下列反应的平衡常数Kp。
2NO(g)+2ICl(g)2NOCl(g)+I2(g) Kp1
2NOCl(g)2NO(g)+Cl2(g) Kp2
得到lg Kp1~和lg Kp2~均为线性关系，如下图所示：
①由图可知，NOCl分解为NO和Cl2，反应的ΔH 0(填“大于”或“小于”)。
②反应2ICl(g)Cl2(g)+I2(g)的K= (用Kp1、Kp2表示)；该反应的ΔH 0(填“大于”或“小于”)， 写出推理过程： 。
答案精析
1.
2.向容器中加入C
3.(1)ACDF (2)C E B (3)A
(4)
4.(1)< 放热 (2)< 增大 (3)a =
5.(1)bc (2)B
6.> > > >
7.A
8.(1)0.01 mol·L-1·min-1 10 >
(2)v(C)>v(B)>v(A)
解析 (1)由图可知，在T ℃、p1条件下，二氧化碳的平衡转化率为0.5，列三段式：
2CH3OH(g)+CO2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)
起始/(mol·L-1) 0.1 0.05 0 0
转化/(mol·L-1) 0.05 0.025 0.025 0.025
平衡/(mol·L-1) 0.05 0.025 0.025 0.025
5 min内v(CH3OH)==0.01 mol·L-1·min-1，K==10。达到平衡后，再通入0.1 mol·L-1 CH3OH(g)和0.1 mol·L-1 H2O(g)，则此时Q=≈5.6
v逆。(2)温度越高，反应速率越快。根据图像可知，C点对应温度最高，所以v(C)最快，该反应是气体体积减小的可逆反应，同一温度下，增大压强，平衡正向移动，二氧化碳的转化率增大，因此p1v(B)>v(A)。
9.C [由图甲可知，浓度随时间变化逐渐减小的曲线代表的是X，浓度随时间变化逐渐增大的曲线代表的是Z，浓度随时间变化先增大后减小的曲线代表的是Y；由图乙可知，反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的。由图甲可知，随c(X)的减小，c(Y)先增大后减小，c(Z)增大，因此，反应①的速率随c(X)的减小而减小，而反应②的速率先增大后减小，A错误；根据体系中发生的反应可知，在Y的浓度达到最大值之前，单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量，因此，v(X)=v(Y)+v(Z)，但是，在Y的浓度达到最大值之后，单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量，故v(X)+v(Y)=v(Z)，B错误；升高温度可以加快反应①的速率，但是反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的，且反应②的速率随着Y浓度的增大而增大，因此，欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间，C正确；由图乙可知，温度低于T1时，k1>k2，反应②为慢反应，因此，总反应速率由反应②决定，D错误。]
10.(5)在反应过程中，断裂和形成的化学键相同 (6)a
11.①大于 ②Kp1·Kp2 大于 设T'>T，即<，由图可知：lg Kp2(T')-lg Kp2(T)>|lg Kp1(T')-lg Kp1(T)|=lg Kp1(T)-lg Kp1(T')，则：lg[Kp2(T')·Kp1(T')]>lg[Kp2(T)·Kp1(T)]，即K(T')>K(T)，因此该反应正反应为吸热反应，即ΔH大于0(共85张PPT)
化学
大
一
轮
复
习
第十章 第49讲
化学反应速率和化学平衡常规图像分析
复习目标
1.知道化学反应速率和化学平衡常规图像的类型及分析思路。
2.加深外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的理解。
类型一 速率—时间图像
1.一定条件下，在密闭容器中发生如下反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-198 kJ·mol-1。若在t0时刻只增大压强(缩小容器的体积)，请在图中作出v正、v逆的变化图像。
答案
2.(2021·湖南，11改编)已知：A(g)+2B(g) 3C(g) ΔH<0，向一恒温恒容的密闭容器中充入一定量的A和B发生反应，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。t2时改变的条件： 。
向容器中加入C
t2时v正瞬间不变，后不断增大，v逆是突变后不断减小，故改变的条件是加入C。
3.在一密闭容器中发生反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0，达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示。
回答下列问题：
(1)处于平衡状态的时间段是 (填字母，下同)。
A.t0~t1 B.t1~t2
C.t2~t3 D.t3~t4
E.t4~t5 F.t5~t6
ACDF
根据图示可知，t0~t1、t2~t3、t3~t4、t5~t6时间段内，v正、v逆相等，反应处于平衡状态。
(2)判断t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件。
A.增大压强 B.减小压强
C.升高温度 D.降低温度
E.加催化剂 F.充入氮气
t1时刻 ；t3时刻 ；t4时刻 。
C
E
B
t1时，v正、v逆同时增大，且v逆增大的更快，平衡向逆反应方向移动，所以t1时改变的条件是升温；t3时，v正、v逆同时增大且增大程度相同，平衡不移动，所以t3时改变的条件是加催化剂；t4时，v正、v逆同时减小，且v正减小的更快，平衡向逆反应方向移动，所以t4时改变的条件是减小压强。
(3)依据(2)中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是 。
A.t0~t1 B.t2~t3
C.t3~t4 D.t5~t6
A
根据图示知，t1~t2、t4~t5时间段内平衡均向逆反应方向移动，则NH3的含量均比t0~t1时间段内的低，所以t0~t1时间段内NH3的百分含量最高。
(4)如果在t6时刻，从反应体系中分离出部分氨，t7时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反应速率的变化曲线。
答案
t6时刻分离出部分NH3，v逆立刻减小，而v正逐渐减小，在t7时刻二者相等，反应重新达到平衡，据此可画出反应速率的变化曲线。
在分析v-t图像时，要特别注意反应速率的变化，即v正、v逆是都增大了还是都减小了(条件改变的瞬间，v正、v逆的起点与原平衡点不重合)，还是一个增大(或减小)而另一个不变(条件改变的瞬间，v正、v逆中不变的那个起点与原平衡点重合)。
类型二 反应进程中浓度(转化率)变化图像
4.已知：反应为mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)。
(1)
T1 T2，正反应为 反应。
<
放热
(2)
p1 p2，正反应为气体体积 的反应。
(3)
图中 使用催化剂；或者增大压强，此时m+n p+q。
<
增大
a
=
5.在773 K时，分别将2.00 mol N2和6.00 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中发生反应生成NH3，气体混合物中c(N2)、c(H2)、c(NH3)与反应时间(t)的关系如图所示。
(1)下列能说明反应达到平衡状态的是____
(填字母，下同)。
a.v正(N2)=3v逆(H2)
b.体系压强不变
c.气体平均相对分子质量不变
d.气体密度不变
bc
3v正(N2)=v逆(H2)的状态是平衡状态，所以v正(N2)
=3v逆(H2)的状态不是平衡状态，故a错误；
恒温恒容条件下，反应正向进行、气体物质的量减小、压强降低，所以体系压强不变时达到平衡状态，故b正确；
恒温恒容条件下，反应正向进行、气体物质的量减小，气体平均相对分子质量增大，所以气体平均相对分子质量不变时达到平衡状态，故c正确；
体系中各物质均为气体，气体质量不变，恒温恒容条件下，气体密度始终不变，故d错误。
(2)在此温度下，若起始充入4.00 mol N2和12.00 mol H2，则反应刚达到平衡时，表示c(H2)-t的曲线上相应的点为 。
B
此类图像一般纵坐标表示物质的量、浓度、百分含量、转化率，横坐标表示反应时间。解题的关键是找转折点。
(1)转折点之前，用外因对速率的影响分析问题，用“先拐先平数值大”的规律判断不同曲线表示温度或压强的大小。
(2)转折点之后是平衡状态或平衡移动，解题时要抓住量的变化，找出平衡移动的方向，利用化学平衡移动原理推理分析。
类型三 恒温(恒压)线
6.反应：aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g) ΔH
图像
结论 a+b c+d，ΔH 0 a+b c+d，ΔH 0
>
>
>
>
7.在一恒容的密闭容器中充入0.1 mol·L-1 CO2、0.1 mol·L-1 CH4，在一定条件下发生反应：CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图，下列有关说法不正确的是
A.上述反应的ΔH<0
B.压强：p4>p3>p2>p1
C.压强为p4、温度为1 100 ℃时该反应的平衡
常数约为1.64
D.压强为p4时，在y点：v正>v逆
√
由图像可知，压强一定时，温度越高，CH4的平衡转化率越高，故正反应为吸热反应，ΔH>0，A项错误；
该反应为气体分子数增加的反应，压强越大，甲烷的平衡转化率越小，故压强：p4>p3>p2>p1，B项正确；
压强为p4、温度为1 100 ℃时，甲烷的平衡转化率为
80.00%，故平衡时各物质的浓度分别为c(CH4)=0.02 mol·L-1，c(CO2)=0.02 mol·
L-1，c(CO)=0.16 mol·L-1，c(H2)=0.16 mol·L-1，平衡常数K=≈1.64，C
项正确；
压强为p4时，y点未达到平衡，此时v正>v逆，D项正确。
8.(2025·山西晋中模拟)在刚性容器中按n(CH3OH)∶
n(CO2)=2∶1投料直接合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3，简称DMC)：2CH3OH(g)+CO2(g) CH3OCOOCH3(g)
+H2O(g)。一定条件下，平衡时CO2的转化率如图所示。
(1)若温度为T ℃、p1条件下，在1 L密闭容器中开始通入0.1 mol·L-1 CH3OH(g)和0.05 mol·L-1 CO2(g)，5 min达到A点平衡状态。则5 min内CH3OH的平均反应速率为 ，该条件下平衡常数K=
。达到平衡后，若再通入0.1 mol·L-1 CH3OH(g)和0.1 mol·L-1 H2O(g)，则此时v正 (填“>”“<”或“=”)v逆。
0.01 mol·L-1·min-1
10
>
由图可知，在T ℃、p1条件下，二氧化碳的平衡转化率为0.5，列三段式：
2CH3OH(g)+CO2(g) CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)
起始/(mol·L-1) 0.1 0.05 0 0
转化/(mol·L-1) 0.05 0.025 0.025 0.025
平衡/(mol·L-1) 0.05 0.025 0.025 0.025
5 min内v(CH3OH)==0.01 mol·L-1·min-1，K==10。达到平衡后，再通入0.1 mol·L-1 CH3OH(g)和0.1 mol·L-1 H2O(g)，则此时Q=
≈5.6v逆。
(2)v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的顺序为 。
v(C)>v(B)>v(A)
温度越高，反应速率越快。根据图像可知，C点对应温度最高，所以v(C)最快，该反应是气体体积减小的可逆反应，同一温度下，增大压强，平衡正向移动，二氧化碳的转化率增大，因此p1v(B)>v(A)。
此类图像的纵坐标为某物质的平衡浓度或转化率，横坐标为温度或压强。解答此类问题，要关注曲线的变化趋势，有多个变量时，注意控制变量，即“定一议二”。
类型四 速率常数k、平衡常数K与关系曲线
9.(2022·河北，13改编)恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①X Y；②Y Z。反应①的速率v1=k1c(X)，反应②的速率v2=k2c(Y)，式中k1、k2为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的ln k~曲线。下列说法正确的是
A.随c(X)的减小，反应①、②的速率均降低
B.体系中v(X)=v(Y)+v(Z)
C.欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制
反应时间
D.温度低于T1时，总反应速率由反应①决定
√
由图甲可知，浓度随时间变化逐渐减小的曲线代表的是X，浓度随时间变化逐渐增大的曲线代表的是Z，浓度随时间变化先
增大后减小的曲线代表的是Y；由图乙可
知，反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的。由图甲可知，随c(X)的减小，c(Y)先增大后减小，c(Z)增大，因此，反应①的速率随c(X)的减小而减小，而反应②的速率先增大后减小，A错误；
根据体系中发生的反应可知，在Y的浓度达到最大值之前，单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量，因此，v(X)=v(Y)+
v(Z)，但是，在Y的浓度达到最大值之后，
单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量，故v(X)+v(Y)=v(Z)，B错误；
升高温度可以加快反应①的速率，但是反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的，且反应②的速率随着Y浓度的增大而增大，因此，欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间，C正确；
由图乙可知，温度低于T1时，k1>k2，反应②为慢反应，因此，总反应速率由反应②决定，D错误。
10.[2023·湖北，19(5)(6)](5)H19(g) C40H18(g)+H·(g)及H11(g)
C40H10(g)+H·(g)反应的ln K(K为平衡常数)随温度倒数的关系如图所
示。已知本实验条件下，ln K=-+c(R为理想气体常数，c为截距)。图中两条线几乎平行，从结构的角度分析其原因是_________________________________
。
在反应过程中，断裂和形成的化学
键相同
图中两条线几乎平行，说明斜率几乎相等，根据ln K=-+c(R为理想气体常数，c为截距)可知，斜率相等，则说明焓变相等，因为在反应过程中，断裂和形成的化学键相同。
(6)下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成C40H10的反应速率的是 (填标号)。
a.升高温度 b.增大压强 c.加入催化剂
a
由图可知，该反应为吸热反应，升温，反应正向进行，提高了平衡转化率，反应速率也加快，a符合题意；
该反应为正向体积增大的反应，加压，反应逆向进行，降低了平衡转化率，b不符合题意；
加入催化剂，平衡不移动，不能提高平衡转化率，c不符合题意。
11.[2021·全国乙卷，28(3)]McMorris测定和计算了在136~180 ℃范围内下列反应的平衡常数Kp。
2NO(g)+2ICl(g) 2NOCl(g)+I2(g) Kp1
2NOCl(g) 2NO(g)+Cl2(g) Kp2
得到lg Kp1~和lg Kp2~均为线性关系，如
右图所示：
①由图可知，NOCl分解为NO和Cl2，反应的ΔH 0(填“大于”或“小于”)。
大于
结合图可知，温度越高，越小，lg Kp2越大，即Kp2越大，说明升高温度平衡2NOCl(g) 2NO(g)+Cl2(g)正向移动，则NOCl分解为NO和Cl2反应的ΔH大于0。
②反应2ICl(g)===Cl2(g)+I2(g)的K=_________
(用Kp1、Kp2表示)；该反应的ΔH 0(填“大于”或“小于”)， 写出推理过程：
____________________________________________________________________________
Kp1·Kp2
大于
设T'>T，即<，由图可知：lg Kp2(T')-
lg Kp2(T)>|lg Kp1(T')-lg Kp1(T)|=lg Kp1(T)-
____________________________________________________________________________________________________。
lg Kp1(T')，则：lg[Kp2(T')·Kp1(T')]>lg[Kp2(T)·Kp1(T)]，即K(T')>K(T)，因此该反应正反应为吸热反应，即ΔH大于0
KESHIJINGLIAN
课时精练
对一对
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C D D B D C D B
题号 9 10 11 答案 C D C 答案
1
2
3
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5
6
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9
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答案
1
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3
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6
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12
13
14
15
12.
(1)a d b c (2)A
13.
(1)< D (2)①d ②BD
14.
(1)d c 小于 (2)×
答案
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
15.
(1)30% (2)d
(3)放热 600 ℃时甲烷的平衡转化率高达99%，低于600 ℃时，S2的浓度明显偏小，且反应速率慢
1.(2022·浙江1月选考，19)在恒温恒容条件下，发生反应A(s)+2B(g) 3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是
A.从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学
反应的平均速率
B.从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始
时的瞬时速率
C.在不同时刻都存在关系：2v(B)=3v(X)
D.维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，
c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案
2.(2024·江西高三一模)已知恒容密闭容器中发生反应：Al2Cl6(g) 2AlCl3(g) ΔH>0，平衡体系中气体的平均相对分子质量(M)在不同温度下随压强的变化曲线如图所示，下列叙述正确的是
A.温度：T2>T1
B.平衡常数：K(c)>K(a)>K(b)
C.反应速率：v(a)>v(b)
D.当M为200.25时，Al2Cl6的转化率约为33%
√
1
2
3
4
5
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答案
该反应为气体体积增大的吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，气体的物质的量增大，反应前后气体的质量相等，则气体的平均相对分子质量减小，由图可知，T1条件下气体的平
均相对分子质量小于T2条件下气体的平均相对分子质量，则温度：T1>T2，故A错误；
温度不变，平衡常数不变，该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，则平衡常数的大小关系为K(b)>K(c)=K(a)，故B错误；
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温度越高，反应速率越快，压强越大，反应速率越快，由图可知，b点压强大于a点，反应温度高于a点，则b点反应速率大于a点，故C错误；
设起始时Al2Cl6的物质的量为1 mol，平衡时氯
化铝的物质的量为2a mol，由气体的平均相对分子质量为200.25可得：267×(1-a)+133.5×2a= 200.25×(1+a)，解得a≈0.33，则Al2Cl6的转化率为×100%=33%，故D正确。
3.将4 mol H2和2 mol CO通入1 L的反应器中，一定条件下发生反应：
2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH，其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示，下列说法正确的是
A.ΔH>0
B.p1C.X点和Y点对应的化学平衡常数K(X)D.在p2和316 ℃时，若将6 mol H2和2 mol CO通入
容器中，则平衡时CO的平衡转化率大于50%
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答案
由图可知，压强一定时，温度越高，CO的平衡转化率越低，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，即ΔH<0，故A错误；
正反应为气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡向正反应方向移动，CO的平衡转化率增大，故压强：p1>p2，故B错误；
X点和Y点对应的温度相同，则化学平衡常数K(X)=K(Y)，故C错误；
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答案
在p2和316 ℃时，若将6 mol H2和2 mol CO通入容器中，相当于在原平衡的基础上增大氢气的浓度，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，故CO的平衡转化率应大于50%，故D正确。
4.(2024·安徽亳州统考一模)研究表明，用可控Cu/Cu2O界面材料也可催化CO2还原合成甲醇：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。将6.0 mol CO2和8.0 mol H2充入体积为2 L的恒温恒容密闭容器中发生该反应，测得起始压强为35 MPa，H2的物质的量随时间的变化如图中实线所示。下列说法正确的是
A.1~4 min(实线)内，v(CO2)约为0.62 mol·L-1·min-1
B.该条件下的实线对应的Kp为0.02 MPa-2
C.要变成虚线，可能的条件是升高温度或加入催
化剂
D.当气体的平均摩尔质量或密度一定时，化学反应达平衡状态
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答案
1~4 min(实线)内，氢气物质的量改变量为3.7 mol，二氧化碳改变量约为1.23 mol，则v(CO2)==0.205 mol·L-1·min-1，故A错误；
该条件下的实线对应平衡时氢气物质的量为2 mol，则
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
开始/mol 6 8 0 0
转化/mol 2 6 2 2
平衡/mol 4 2 2 2
则平衡时的总压强为×35 MPa=25 MPa，Kp==
0.02 MPa-2，故B正确；
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答案
该反应是放热反应，要变成虚线，达到平衡所需时间缩短，说明反应速率加快，氢气物质的量增多，说明平衡逆向移动，则可能的条件是升高温度，但不能是加入催化剂，加
入催化剂，平衡时氢气的物质的量不变，故C错误；
该反应是气体体积减小的反应，气体质量不变，当气体的平均摩尔质量一定，则达到化学平衡；气体质量不变，容器体积不变，密度始终不变，因此当密度一定时，不能说明达到化学平衡状态，故D错误。
5.(2024·广州模拟)一定条件下，NH3在恒容密闭容器中发生分解反应：2NH3(g) N2(g)+3H2(g) ΔH>0，v(NH3)随时间的变化如图所示。已知t1时反应达到平衡，t2时改变某单一条件(浓度、温度或催化剂等)，下列说法不正确的是
A.由O到t1，H2的浓度不断增大
B.由t1到t2，2v正(H2)=3v逆(NH3)
C.t2时，可能向容器中通入了N2
D.平衡常数KⅠ可能小于KⅡ
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由图可知，O到t1的过程为氨气分解建立平衡的过程，反应中氢气的浓度不断增大，故A正确；
由图可知，t1时反应达到平衡，正、逆反应速率相等，则t1到t2的过程中，2v正(H2)=3v逆(NH3)，故B正确；
由图可知，t2时条件改变的瞬间，逆反应速率增大，可能是通入氮气，增大了生成物的浓度，故C正确；
由图可知，t2时条件改变的瞬间，逆反应速率增大，随后减小，说明平衡向逆反应方向移动，该反应是吸热反应，若改变条件为升高温度，平衡正向移动，与图示不符合，所以改变条件不可能是升高温度，温度不变，平衡常数不变，则反应的平衡常数KⅠ等于KⅡ，故D错误。
6.(2024·河北邯郸统考一模)对于放热的可逆反应，某一给定转化率下，最大反应速率对应的温度称为最适宜温度。反应2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH<0在催化剂作用下原料的总转化率与最适宜温度(曲线Ⅰ)、原料的总平衡转化率与温度(曲线Ⅱ)的关系曲线示意图最合理的是
√
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答案
对于放热的可逆反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)，该反应的最适宜温度为催化剂的催化活性最好时所对应的温度，在该温度下化学反应速率最大，SO2的转化率也最大；当温度高于最适宜温度后，催化剂的催化活性逐渐减小，催化剂对化学反应速率的影响超过了温度升高对化学反应速率的影响，因此化学反应速率逐渐减小，SO2的转化率也逐渐减小；由于该反应为放热反应，随着温度的升高，SO2和O2的平衡转化率减小，A、D错误；
由于反应混合物与催化剂层的接触时间较少，在实际的反应时间内反应还没有达到化学平衡状态，故在相应温度下SO2和O2的转化率低于其平衡转化率，B错误，C正确。
7.(2024·河北邢台高三模拟)某温度下，向恒温、恒压容器中充入3 mol H2和1 mol CO2，在催化剂作用下发生反应：3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)
+H2O(g) ΔH<0，平衡时体系中H2、CO2和H2O的物质的量分数(x)与平衡总压的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.曲线a可表示x(H2O)随压强的变化情况
B.其他条件不变，及时分离出水蒸气，有利于平
衡正向移动，但平衡常数不变
C.Q点CO2的转化率为75%
D.若起始压强为1×106 Pa，将容器改为恒容容器，
平衡时：x(a)>x1
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答案
随着平衡总压的增大，平衡正向移动，产物的物质的量分数增大，则曲线a可表示x(H2O)随压强的变化情况，A正确；
其他条件不变，及时分离出水蒸气，有利于平衡正向移动，温度不变，平衡常数不变，B正确；
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答案
曲线b表示H2(g)的物质的量分数随压强的变化，曲线c表示CO2(g)的物质的量分数随压强的变化，假设Q点时，转化的CO2的物质的量是a mol，列三段式：
3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
起始/mol 3 1 0 0
转化/mol 3a a a a
平衡/mol 3-3a 1-a a a
Q点平衡时H2O(g)、H2(g) 物质的量分数相等，即3-3a=a，
a=0.75，则Q点CO2的转化率为×100%=75%，C正确；
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答案
该反应为气体体积减小的反应，若将容器改为恒容容器，则随着反应进行，压强减小，平衡逆向移动，水的含量减小，即平衡时x(a)8.还原CoO制备Co可通过下列两个反应实现：
Ⅰ.CoO(s)+H2(g) Co(s)+H2O(g)
Ⅱ.CoO(s)+CO(g) Co(s)+CO2(g)
723 K下，在初始压强相同(均为12.0 kPa)的
甲、乙两密闭容器中分别发生反应Ⅰ、反应Ⅱ，得到部分气体的分压随时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.甲容器中，10~40 min内用H2表示的平均反应速率v(H2)=0.15 kPa·min-1
B.增大起始时容器的压强，CoO的平衡转化率增大
C.此条件下，选择CO还原CoO的效率更高
D.723 K时，反应Ⅱ的平衡常数Kp=119
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答案
甲容器中，10~40 min内，氢气分压变化为(7.5-3.0) kPa=4.5 kPa，用氢气表示的
平均反应速率为=0.15 kPa·min-1，故A正确；
根据题给反应方程式，反应前后气体化学计量数之和相等，增大起始时容器的压强，平衡不移动，CoO的平衡转化率不变，故B错误；
根据两个图像可知，CO还原CoO的速率更快，达到平衡时间更短，CO还原CoO达到平衡时，CO2分压为11.9 kPa，起始压强为12.0 kPa，说明CO还原CoO更彻底，因此选择CO还原CoO的效率更高，故C正确；
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答案
达到平衡时，CO2分压为11.9 kPa，该反应前后气体化学计量数之和相等，总压强不变，即CO的分压为0.1 kPa，Kp=
==119，故D正确。
9.(2024·重庆高三一模)向一恒容密闭容器中加入1 mol CH4(g)和一定量的H2O(g)，发生反应：CH4(g)+ H2O(g) CO(g)+3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x随温度的变化曲线如图所示。
下列说法正确的是
A.该反应ΔH<0
B.x1>x2
C.a、c两点从开始到平衡，H2O的平均反应速率：vc>va
D.a、b、c从开始到平衡所对应能量变化Q的大小：a√
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答案
因为温度升高甲烷的平衡转化率增大，故平衡正向移动，该反应ΔH>0，A错误；
相同温度下x1的转化率更高，所以甲烷的比例应该较小，故x1a、c两点甲烷转化率相同，消耗的H2O相等，c点温度高，反应速率更快，vc>va，C正确；
a、c两点甲烷转化率相同，吸收能量相同， b点转化率最高，吸收能量最多，则从开始到平衡所对应能量变化Q的大小：a=c10.(2024·湖南怀化模拟)2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0，v正(NO2)=k1·c2(NO2)，
v逆(N2O4)=k2·c(N2O4)，其中k1、k2为速率常数，T0时，k1=k2，将一定量的NO2充入注射器中，改变活塞位置，气体透光率随时间的变化如图所示(气体颜色越深，透光率越低)，下列说法错误的是
A.d点v正(NO2)B.T0时，K=0.5
C.T1时，k2=0.6k1，则T1D.保持容积不变，再充入一定量NO2气体，
NO2的平衡转化率不变
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答案
由图可知，d点后透光率减小，说明二氧化氮浓度增大，平衡向逆反应方向移动，则二氧化氮的正反应速率小于逆反应速率，故A正确；
由反应达到平衡时，正、逆反应速率相等可得：
k1c2(NO2)=2k2c(N2O4)，整理可得：==K，T0时，k1=k2，则反应的平衡常数K==0.5，故B正确；
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答案
该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，T1时，k2=0.6k1，
反应的平衡常数K'==>K=0.5，则温度T1小
于T0，故C正确；
保持容积不变，再充入一定量二氧化氮气体相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，二氧化氮的转化率增大，故D错误。
11.(2024·重庆模拟)已知反应：CH2==CHCH3(g)+Cl2(g) CH2==CHCH2Cl(g)
+HCl(g)。在一定压强下，按不同投料比w 向密闭容器中
充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数(φ)与温度T、w的关系，图乙表示正、逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法正确的是
A.图甲中：w2<1
B.图乙中，A线表示正反应的平衡常数
C.温度为T1 K，w=1时，平衡时，丙烯的体积
分数(φ)为25%
D.若在恒容绝热的装置中进行上述反应，容器内压强始终保持不变
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答案
增大氯气的量，平衡正向移动，丙烯的体积分数减小，则图甲中：w2>1，A错误；
由图甲可知，升高温度，丙烯的体积分数增大，则正反应为放热反应，升高温度正反应的平衡常数K减小，图乙中B表示正反应的平衡常数，B错误；
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答案
当温度为T1 K，w=1时，由图乙知，平衡常数K=1，由三段式：
CH2==CHCH3(g)+Cl2(g) CH2==CHCH2Cl(g)+HCl(g)
起始/mol 1 1 0 0
变化/mol x x x x
平衡/mol 1-x 1-x x x
得=1，解得x=，平衡时，丙烯的体积分数(φ)为×100%=25%，C正确；
若在恒容绝热装置中进行上述反应，正反应为放热反应，反应体系的温度升高，气体的物质的量不变，则压强增大，D错误。
12.自从1909年德国化学家哈伯研究出合成氨的方法以来，氨在工农业生产中应用广泛。铁作催化剂时，向恒温恒压的容器中通入1 mol N2、1 mol H2和1 mol NH3，发生反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0，T1和
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答案
T2(T1(1)T1时和随时间变化关系的曲线分别是 、
。T2时和随时间变化关系的曲线分别是 、 。
a
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b
c
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答案
由图可知，0~30 min内曲线a的增多量是曲线d的减少量的2倍，曲线b的增多量是曲线c的减少量的2倍，结合反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)中N2和NH3的化学计量数之比为1∶2可知，曲线a、d表示同一温度下随时间的变化，曲线b、c表示同一温度下
随时间的变化；该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，N2的量增多，NH3的量减少，即减小，结合T11
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答案
(2)30 min时该反应达到平衡，下列措施中能使平衡逆向移动的是 (填字母)。
A.充入一定氩气
B.移出部分NH3
C.使用催化剂
A
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答案
恒温恒压下，充入惰性气体，容器容积增大，反应各气体的分压减小，平衡向气体分子数增大的方向移动，则充入一定氩气，该反应平衡逆向移动；移出部分NH3，生成物的物质的量浓度减小，平衡正向移动；催化剂只改变化学反应速率，不能使平衡发生移动，故选A。
13.(1)丙醛工业上主要用于制合成纤维、橡胶促进剂和防老剂等。在铑催化剂作用下常用乙烯羰基化合成丙醛，涉及的反应如下：
主反应Ⅰ：C2H4(g)+H2(g)+CO(g) CH3CH2CHO(g) ΔH1
副反应Ⅱ：C2H4(g)+H2(g) CH3CH3(g) ΔH2
反应Ⅰ、Ⅱ以气体分压表示的平衡常数Kp与温度T的变化关系如图所示。
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答案
据图判断，CH3CH3(g)+CO(g) CH3CH2CHO(g) ΔH3 (填“>”
“<”或“=”)0，的数值范围是____
(填字母，下同)。
A.<-1 B.-1~0
C.0~1 D.>1
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答案
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D
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答案
根据平衡常数与温度变化关系曲线可知，温度升高，平衡常数减小，说明反应Ⅰ和反应Ⅱ均放热，ΔH1<0，ΔH2<0，且ΔH1<ΔH2，则>1，根据盖斯定律，反应Ⅰ-反应Ⅱ得：
CH3CH3(g)+CO(g) CH3CH2CHO(g) ΔH3<0。
(2)已知反应：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH>0的速率方程为v正=k正p(CO2)·p(H2)，v逆=k逆p(CO)·p(H2O)，其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数。
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答案
①如图所示(lg k表示速率常数的对数，表示温度的倒数)a、b、c、d四条斜线中有两条分别表示lg k正、lg k逆随的变化关系曲线，其中能表示lg k正随变化关系的是斜线 。
d
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答案
反应为吸热反应，随温度的升高，正、逆反应速率都增大，k正、k逆都增大，随温度的升高平衡正向移动，k正增大的倍数大于k逆增大的倍数，故能表示lg k正随变化关系的是斜线d。
②下列措施能使速率常数k减小的是 。
A.减小压强 B.减小温度
C.减小CO2的浓度 D.更换成负催化剂
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答案
BD
14.(1)CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，主要反应为2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)，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。
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15
答案
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 (填“大于”或“小于”)0。
d
c
小于
1
2
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4
5
6
7
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10
11
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15
答案
由图像结合反应方程式和原始投料n(CO2)∶
n(H2)=1∶3可得，390 K时物质的量分数之比满足1∶3的是c曲线和a曲线，物质的量分数之比满足1∶4的是d曲线和b曲线，则曲线c表示CO2，曲线a表示H2，曲线d表示C2H4，曲线b表示H2O；
由图像的变化趋势可知，升高温度，曲线a、c增大，曲线b、d减小，说明平衡左移，所以正反应放热，ΔH<0。
(2)根据图中点A(440，0.39)，计算该温度时反
应的平衡常数Kp= (MPa)-3(列出计算式，以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
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答案
起始投料比n(CO2)∶n(H2)=1∶3，平衡时总压为0.1 MPa，结合反应方程式可知p(CO2)∶p(H2)
=1∶3，p(C2H4)∶p(H2O)=1∶4，由图像可知平衡时p(H2)=p(H2O)=0.1×0.39 MPa，所以p(CO2)
=×0.39 MPa，p(C2H4)= ×0.39 MPa，该温度下的平衡常数Kp=
=(MPa)-3=×(MPa)-3。
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15.(2024·天津和平模拟)工业上可以利用硫(S8) 与CH4为原料制备 CS2，S8受热分解成气态 S2，发生反应：2S2(g)+CH4(g) CS2(g)+2H2S(g)，某温度下，若S8完全分解成气态S2。在恒温恒容密闭容器中，S2与 CH4物质的量比为2∶1时开始反应。
(1)当CS2的体积分数为10%时，CH4的转化率为 。
30%
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在恒温密闭容器中，S2与CH4物质的量比为2∶1时开始反应，列三段式：
2S2(g) + CH4(g) CS2(g) + 2H2S(g)
起始/mol 2a a 0 0
变化/mol 2x x x 2x
某时刻/mol 2a-2x a-x x 2x
当CS2的体积分数为10%时，即×100%=10%，x=0.3a，CH4的转化率为×100%=30%。
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(2)当以下数值不变时，能说明该反应达到平衡的是 (填字母)。
a.气体密度 b.气体总压
c.CH4 与S2体积比 d.CS2的体积分数
d
恒容容器，气体质量不变，气体密度不变，故气体密度不变不一定平衡，a错误；
反应前后气体的物质的量不变，压强也一直不变，故压强不变不一定平衡，b错误；
CH4与S2体积比一直为1∶2，故不一定平衡，c错误；
CS2的体积分数不变时，说明反应已经达到了平衡，d正确。
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(3)一定条件下，CH4与S2反应中CH4的平衡转化率、S8分解产生S2的体积分数随温度的变化曲线如图所示，据图分析，生成CS2的反应为______ (填“放热”或“吸热”)反应。工业上通常采用在600~650 ℃的条件下进行此反应，不采用低于600 ℃的原因是___________________________
_________________________________________
。
放热
600 ℃时甲烷的平衡转化率高达99%，低于600 ℃时，S2的浓度明显偏小，且反应速率慢
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由图可知，随温度升高，甲烷的转化率降低，故生成CS2的反应为放热反应。第十章 第49练 化学反应速率和化学平衡常规图像分析
分值：100分
(选择题1~11题，每小题6分，共66分)
1.(2022·浙江1月选考，19)在恒温恒容条件下，发生反应A(s)+2B(g)3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是( )
A.从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率
B.从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率
C.在不同时刻都存在关系：2v(B)=3v(X)
D.维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示
2.(2024·江西高三一模)已知恒容密闭容器中发生反应：Al2Cl6(g)2AlCl3(g) ΔH>0，平衡体系中气体的平均相对分子质量(M)在不同温度下随压强的变化曲线如图所示，下列叙述正确的是( )
A.温度：T2>T1
B.平衡常数：K(c)>K(a)>K(b)
C.反应速率：v(a)>v(b)
D.当M为200.25时，Al2Cl6的转化率约为33%
3.将4 mol H2和2 mol CO通入1 L的反应器中，一定条件下发生反应：2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g) +H2O(g) ΔH，其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示，下列说法正确的是( )
A.ΔH>0
B.p1C.X点和Y点对应的化学平衡常数K(X)D.在p2和316 ℃时，若将6 mol H2和2 mol CO通入容器中，则平衡时CO的平衡转化率大于50%
4.(2024·安徽亳州统考一模)研究表明，用可控Cu/Cu2O界面材料也可催化CO2还原合成甲醇：CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0。将6.0 mol CO2和8.0 mol H2充入体积为2 L的恒温恒容密闭容器中发生该反应，测得起始压强为35 MPa，H2的物质的量随时间的变化如图中实线所示。下列说法正确的是( )
A.1~4 min(实线)内，v(CO2)约为0.62 mol·L-1·min-1
B.该条件下的实线对应的Kp为0.02 MPa-2
C.要变成虚线，可能的条件是升高温度或加入催化剂
D.当气体的平均摩尔质量或密度一定时，化学反应达平衡状态
5.(2024·广州模拟)一定条件下，NH3在恒容密闭容器中发生分解反应：2NH3(g)N2(g)+3H2(g) ΔH>0，v(NH3)随时间的变化如图所示。已知t1时反应达到平衡，t2时改变某单一条件(浓度、温度或催化剂等)，下列说法不正确的是( )
A.由O到t1，H2的浓度不断增大
B.由t1到t2，2v正(H2)=3v逆(NH3)
C.t2时，可能向容器中通入了N2
D.平衡常数KⅠ可能小于KⅡ
6.(2024·河北邯郸统考一模)对于放热的可逆反应，某一给定转化率下，最大反应速率对应的温度称为最适宜温度。反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0在催化剂作用下原料的总转化率与最适宜温度(曲线Ⅰ)、原料的总平衡转化率与温度(曲线Ⅱ)的关系曲线示意图最合理的是( )
7.(2024·河北邢台高三模拟)某温度下，向恒温、恒压容器中充入3 mol H2和1 mol CO2，在催化剂作用下发生反应：3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0，平衡时体系中H2、CO2和H2O的物质的量分数(x)与平衡总压的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.曲线a可表示x(H2O)随压强的变化情况
B.其他条件不变，及时分离出水蒸气，有利于平衡正向移动，但平衡常数不变
C.Q点CO2的转化率为75%
D.若起始压强为1×106 Pa，将容器改为恒容容器，平衡时：x(a)>x1
8.还原CoO制备Co可通过下列两个反应实现：
Ⅰ.CoO(s)+H2(g)Co(s)+H2O(g)
Ⅱ.CoO(s)+CO(g)Co(s)+CO2(g)
723 K下，在初始压强相同(均为12.0 kPa)的甲、乙两密闭容器中分别发生反应Ⅰ、反应Ⅱ，得到部分气体的分压随时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.甲容器中，10~40 min内用H2表示的平均反应速率v(H2)=0.15 kPa·min-1
B.增大起始时容器的压强，CoO的平衡转化率增大
C.此条件下，选择CO还原CoO的效率更高
D.723 K时，反应Ⅱ的平衡常数Kp=119
9.(2024·重庆高三一模)向一恒容密闭容器中加入1 mol CH4(g)和一定量的H2O(g)，发生反应：CH4(g)+ H2O(g)CO(g)+3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x随温度的变化曲线如图所示。
下列说法正确的是( )
A.该反应ΔH<0
B.x1>x2
C.a、c两点从开始到平衡，H2O的平均反应速率：vc>va
D.a、b、c从开始到平衡所对应能量变化Q的大小：a10.(2024·湖南怀化模拟)2NO2(g) N2O4(g) ΔH<0，v正(NO2)=k1·c2(NO2)，v逆(N2O4)=k2·c(N2O4)，其中k1、k2为速率常数，T0时，k1=k2，将一定量的NO2充入注射器中，改变活塞位置，气体透光率随时间的变化如图所示(气体颜色越深，透光率越低)，下列说法错误的是( )
A.d点v正(NO2)B.T0时，K=0.5
C.T1时，k2=0.6k1，则T1D.保持容积不变，再充入一定量NO2气体，NO2的平衡转化率不变
11.(2024·重庆模拟)已知反应：CH2==CHCH3(g)+Cl2(g)CH2==CHCH2Cl(g)+HCl(g)。在一定压强下，按不同投料比w向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数(φ)与温度T、w的关系，图乙表示正、逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法正确的是( )
A.图甲中：w2<1
B.图乙中，A线表示正反应的平衡常数
C.温度为T1 K，w=1时，平衡时，丙烯的体积分数(φ)为25%
D.若在恒容绝热的装置中进行上述反应，容器内压强始终保持不变
12.(10分)自从1909年德国化学家哈伯研究出合成氨的方法以来，氨在工农业生产中应用广泛。铁作催化剂时，向恒温恒压的容器中通入1 mol N2、1 mol H2和1 mol NH3，发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0，T1和T2(T1(1)T1时和随时间变化关系的曲线分别是 、 。T2时和随时间变化关系的曲线分别是 、 。
(2)30 min时该反应达到平衡，下列措施中能使平衡逆向移动的是 (填字母)。
A.充入一定氩气 B.移出部分NH3
C.使用催化剂
13.(8分)(1)丙醛工业上主要用于制合成纤维、橡胶促进剂和防老剂等。在铑催化剂作用下常用乙烯羰基化合成丙醛，涉及的反应如下：
主反应Ⅰ：C2H4(g)+H2(g)+CO(g)CH3CH2CHO(g) ΔH1
副反应Ⅱ：C2H4(g)+H2(g)CH3CH3(g) ΔH2
反应Ⅰ、Ⅱ以气体分压表示的平衡常数Kp与温度T的变化关系如图所示。
据图判断，CH3CH3(g)+CO(g)CH3CH2CHO(g) ΔH3 (填“>”“<”或“=”)0，的数值范围是
(填字母，下同)。
A.<-1 B.-1~0
C.0~1 D.>1
(2)已知反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH>0的速率方程为v正=k正p(CO2)·p(H2)，v逆=k逆p(CO)·p(H2O)，其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数。
①如图所示(lg k表示速率常数的对数，表示温度的倒数)a、b、c、d四条斜线中有两条分别表示lg k正、lg k逆随的变化关系曲线，其中能表示lg k正随变化关系的是斜线 。
②下列措施能使速率常数k减小的是 。
A.减小压强 B.减小温度
C.减小CO2的浓度 D.更换成负催化剂
14.(8分)(1)CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，主要反应为2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)，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 (填“大于”或“小于”)0。
(2)根据图中点A(440，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数Kp= (MPa)-3(列出计算式，以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。
15.(8分)(2024·天津和平模拟)工业上可以利用硫(S8) 与CH4为原料制备 CS2，S8受热分解成气态 S2，发生反应：2S2(g)+CH4(g)CS2(g)+2H2S(g)，某温度下，若S8完全分解成气态S2。在恒温恒容密闭容器中，S2与 CH4物质的量比为2∶1时开始反应。
(1)当CS2的体积分数为10%时，CH4的转化率为 。
(2)当以下数值不变时，能说明该反应达到平衡的是 (填字母)。
a.气体密度 b.气体总压
c.CH4 与S2体积比 d.CS2的体积分数
(3)一定条件下，CH4与S2反应中CH4的平衡转化率、S8分解产生S2的体积分数随温度的变化曲线如图所示，据图分析，生成CS2的反应为 (填“放热”或“吸热”)反应。工业上通常采用在600~650 ℃的条件下进行此反应，不采用低于600 ℃的原因是 。
答案精析
1.C 2.D
3.D [由图可知，压强一定时，温度越高，CO的平衡转化率越低，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，即ΔH<0，故A错误；正反应为气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡向正反应方向移动，CO的平衡转化率增大，故压强：p1>p2，故B错误；X点和Y点对应的温度相同，则化学平衡常数K(X)=K(Y)，故C错误；在p2和316 ℃时，若将6 mol H2和2 mol CO通入容器中，相当于在原平衡的基础上增大氢气的浓度，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，故CO的平衡转化率应大于50%，故D正确。]
4.B
5.D [由图可知，O到t1的过程为氨气分解建立平衡的过程，反应中氢气的浓度不断增大，故A正确；由图可知，t1时反应达到平衡，正、逆反应速率相等，则t1到t2的过程中，2v正(H2)=3v逆(NH3)，故B正确；由图可知，t2时条件改变的瞬间，逆反应速率增大，可能是通入氮气，增大了生成物的浓度，故C正确；由图可知，t2时条件改变的瞬间，逆反应速率增大，随后减小，说明平衡向逆反应方向移动，该反应是吸热反应，若改变条件为升高温度，平衡正向移动，与图示不符合，所以改变条件不可能是升高温度，温度不变，平衡常数不变，则反应的平衡常数KⅠ等于KⅡ，故D错误。]
6.C
7.D [随着平衡总压的增大，平衡正向移动，产物的物质的量分数增大，则曲线a可表示x(H2O)随压强的变化情况，A正确；其他条件不变，及时分离出水蒸气，有利于平衡正向移动，温度不变，平衡常数不变，B正确；曲线b表示H2(g)的物质的量分数随压强的变化，曲线c表示CO2(g)的物质的量分数随压强的变化，假设Q点时，转化的CO2的物质的量是a mol，列三段式：
3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
起始/mol 3 1 0 0
转化/mol 3a a a a
平衡/mol 3-3a 1-a a a
Q点平衡时H2O(g)、H2(g) 物质的量分数相等，即3-3a=a，a=0.75，则Q点CO2的转化率为×100%=75%，C正确；该反应为气体体积减小的反应，若将容器改为恒容容器，则随着反应进行，压强减小，平衡逆向移动，水的含量减小，即平衡时x(a)8.B [甲容器中，10~40 min内，氢气分压变化为(7.5-3.0) kPa=4.5 kPa，用氢气表示的平均反应速率为=0.15 kPa·min-1，故A正确；根据题给反应方程式，反应前后气体化学计量数之和相等，增大起始时容器的压强，平衡不移动，CoO的平衡转化率不变，故B错误；根据两个图像可知，CO还原CoO的速率更快，达到平衡时间更短，CO还原CoO达到平衡时，CO2分压为11.9 kPa，起始压强为12.0 kPa，说明CO还原CoO更彻底，因此选择CO还原CoO的效率更高，故C正确；达到平衡时，CO2分压为11.9 kPa，该反应前后气体化学计量数之和相等，总压强不变，即CO的分压为0.1 kPa，Kp===119，故D正确。]
9.C
10.D [由图可知，d点后透光率减小，说明二氧化氮浓度增大，平衡向逆反应方向移动，则二氧化氮的正反应速率小于逆反应速率，故A正确；由反应达到平衡时，正、逆反应速率相等可得：k1c2(NO2)=2k2c(N2O4)，整理可得：==K，T0时，k1=k2，则反应的平衡常数K==0.5，故B正确；该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，T1时，k2=0.6k1，反应的平衡常数K'==>K=0.5，则温度T1小于T0，故C正确；保持容积不变，再充入一定量二氧化氮气体相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，二氧化氮的转化率增大，故D错误。]
11.C
12.(1)a d b c (2)A
13.(1)< D (2)①d ②BD
14.(1)d c 小于 (2)×
解析 (1)由图像结合反应方程式和原始投料n(CO2)∶n(H2)=1∶3可得，390 K时物质的量分数之比满足1∶3的是c曲线和a曲线，物质的量分数之比满足1∶4的是d曲线和b曲线，则曲线c表示CO2，曲线a表示H2，曲线d表示C2H4，曲线b表示H2O；由图像的变化趋势可知，升高温度，曲线a、c增大，曲线b、d减小，说明平衡左移，所以正反应放热，ΔH<0。
(2)起始投料比n(CO2)∶n(H2)=1∶3，平衡时总压为0.1 MPa，结合反应方程式可知p(CO2)∶p(H2)=1∶3，p(C2H4)∶p(H2O)=1∶4，由图像可知平衡时p(H2)=p(H2O)=0.1×0.39 MPa，所以p(CO2)=×0.39 MPa，p(C2H4)= ×0.39 MPa，该温度下的平衡常数Kp==(MPa)-3=×(MPa)-3。
15.(1)30% (2)d (3)放热 600 ℃时甲烷的平衡转化率高达99%，低于600 ℃时，S2的浓度明显偏小，且反应速率慢
解析 (1)在恒温密闭容器中，S2与CH4物质的量比为2∶1时开始反应，列三段式：
2S2(g) + CH4(g) CS2(g) + 2H2S(g)
起始/mol 2a a 0 0
变化/mol 2x x x 2x
某时刻/mol 2a-2x a-x x 2x
当CS2的体积分数为10%时，即×100%=10%，x=0.3a，CH4的转化率为×100%=30%。(2)恒容容器，气体质量不变，气体密度不变，故气体密度不变不一定平衡，a错误；反应前后气体的物质的量不变，压强也一直不变，故压强不变不一定平衡，b错误；CH4与S2体积比一直为1∶2，故不一定平衡，c错误；CS2的体积分数不变时，说明反应已经达到了平衡，d正确。(3)由图可知，随温度升高，甲烷的转化率降低，故生成CS2的反应为放热反应。