第6课时 化学反应速率与化学平衡图像(拓展课)
一、单一变量的平衡图像
以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) ΔH=Q kJ·mo为例。
1.“转化率—时间”的四种图像
p一定时,ΔH<0 T一定时,m+n>p+q T一定时,m+n
[微点拨] 纵坐标也可以是某组分的含量。
2.解答这类图像题应遵循的原则和方法
“先拐先平,数值大”原则 分析反应由开始(起始物质的量相同时)至达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。 ①若为温度变化引起,温度较高时,反应达平衡所需时间短。如甲图500 ℃先达平衡。 ②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、丙、丁图1.01×107 Pa先达平衡
掌握图像中反应规律的判断方法 ①图甲中,升高温度,A的转化率降低,平衡逆向移动,正反应为放热反应。 ②图乙中,增大压强,A的转化率升高,平衡正向移动,则正反应为气体体积减小的反应。 ③若纵坐标表示A的百分含量,则甲中正反应为吸热反应,乙中正反应为气体体积增大的反应
[例1] 已知:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-1 025 kJ·mol-1,若反应起始物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是 ( )
听课记录:
[题点多维训练]
1.(2025·西安期中检测)对于可逆反应mA(g)+nB(s) pC(g)+qD(g)反应过程中,其他条件不变时,产物D的质量分数D%与温度T或压强p的关系如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.化学方程式中化学计量数m+nB.降温,化学平衡向正反应方向移动
C.使用催化剂可使平衡时的D%有所增加
D.该反应的ΔH>0
2.以下图像对应的叙述正确的是 ( )
A.图甲:A的平衡转化率为50%
B.图乙:t1时刻改变的条件只能是加入催化剂
C.图丙:对图中反应升高温度,该反应平衡常数减小
D.图丁:该正向反应在任何温度下都能自发进行
二、多种变量的平衡图像
1.“A的转化率(或C的含量)—温度—压强”的四种图像
以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) ΔH=为例
m+n>p+q,ΔH>0 m+np+q,ΔH<0 m+n0
2.解答这类图像题时应运用“定一议二”法
相同温度下不同压强 由反应物A的转化率大小来判断平衡移动的方向,从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。如图甲中任取一条温度曲线研究,压强增大,A的转化率增大,平衡正向移动,正反应为气体体积减小的反应,图丙中任取横坐标一点作横坐标垂直线,也能得出相同结论
相同压强下不同温度 由反应物A的转化率的大小来判断平衡移动的方向,从而确定反应的热效应。如图丙中任取一条压强曲线研究,温度升高,A的转化率减小,平衡逆向移动,正反应为放热反应,图乙中任取横坐标一点作横坐标垂直线,也能得出相同结论
[例2] 乙烯气相直接水合反应制备乙醇:C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下[起始时,n(H2O)=n(C2H4)=1 mol,容器体积为1 L]。下列分析不正确的是 ( )
A.乙烯气相直接水合反应的ΔH<0
B.图中压强的大小关系为p1C.图中a点对应的平衡常数K=
D.达到平衡状态a、b所需要的时间:a>b
听课记录:
[题点多维训练]
1.已知反应A(g)+2B(g) C(g) ΔH<0。在体积可变的密闭容器中,按n(A)∶n(B)=1∶1充入反应物进行反应,A的平衡转化率与温度、压强关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.温度:T1>T2>T3
B.平均摩尔质量:M(a)>M(c),M(b)>M(d)
C.a点的分压平衡常数Kp= kPa-2
D.d点:v正(A)=2v逆(B)
2.(2025·合肥高二期末)已知制备光气COCl2的反应为CO(g)+Cl2(g) COCl2(g) ΔH<0,将等物质的量的CO(g)和Cl2(g)充入密闭容器中,平衡体系中,平衡时混合物的平均摩尔质量MM=在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.温度:T1B.平衡常数:Ka=KbC.Cl2的平衡转化率:c>b>a
D.b点时,若M=66 g·mol-1,则CO的平衡转化率为50%
三、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。
(2)如图所示曲线是其他条件不变时,某反应物的平衡转化率与温度的关系曲线。
图中标出的1、2、3、4四个点,表示v正>v逆的是点3,表示v正[微点拨]
(1)中图像,由于某一条件对平衡的影响只能向一个方向移动,所以最高点(最低点)及以后为平衡状态受条件的影响情况,前面为未达到平衡的情况。
(2)中图像曲线上的点全为对应条件下的平衡点。
[例3] 在某2 L恒容密闭容器中充入2 mol X(g)和1 mol Y(g)发生反应:2X(g)+Y(g) 3Z(g),反应过程中持续升高温度,测得某一时刻混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是 ( )
A.M点时,Y的转化率最大
B.升高温度,平衡常数减小
C.W点时v正=v逆
D.W、M两点Y的正反应速率相同
听课记录:
[题点多维训练]
1.(2025·十堰期末检测)下列图像对应的解释或由图像得出的结论错误的是 ( )
选项 图像 解释或结论
A 对于有气体参与且ΔV=0的反应,曲线乙表示可能增大反应体系的压强
B 反应在t1时刻可能使用了催化剂或升高了温度
C m点后反应达到平衡状态,该反应为放热反应
D 保持反应条件不变,A点时,逆反应的速率大于正反应的速率
2.在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下,催化反应相同时间,测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是 ( )
A.反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的ΔH>0
B.图中X点所示条件下,延长反应时间不能提高NO的转化率
C.图中Y点所示条件下,增加O2的浓度不能提高NO的转化率
D.380 ℃下,c起始(O2)=5.0×10-4 mol·L-1,NO的平衡转化率为50%,则平衡常数K>2 000
第6课时 化学反应速率与化学平衡图像
[例1] 选C 由于该反应的正反应为放热反应,温度升高平衡逆向移动,NO的含量降低,A正确,C错误;该反应的正反应是气体体积增大的反应,压强减小平衡正向移动,NO的含量增大,B正确;催化剂的使用只能改变反应速率,不能使平衡发生移动,NO的含量不变,D正确。
[题点多维训练]
1.选B 该正反应是气体体积增大的反应,计量数m2.选A 由图可知,反应生成C 0.4 mol、剩余A 0.8 mol,根据化学方程式可知,反应A 0.8 mol,则A的平衡转化率为50%,A正确;反应为气体分子数不变的反应,根据图中信息得到t1时刻改变的条件可能是加入催化剂,也可能是加压,B错误;对图中反应升高温度,正反应增大的速率大于逆反应增大的速率,说明平衡正向移动,该反应是吸热反应,升高温度平衡正向进行,该反应平衡常数增大,C错误;根据下面两根曲线得到p2>p1,增大压强,C%增大,说明正向移动,反应为气体分子数减小的反应,为熵减反应;根据上面两根曲线得到T2[例2] 选C 如题图,温度越高,乙烯的转化率越低,平衡逆向移动,该反应为放热反应,ΔH<0,A正确;压强越大,平衡正向移动,乙烯的平衡转化率越大,所以p1 C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)
n0 1 1 0
Δn 0.2 0.2 0.2
n平 0.8 0.8 0.2
K==,C错误;与a点相比,b点温度高,压强大,反应速率较快,达平衡所需时间较短,D正确。
[题点多维训练]
1.选B 由于ΔH<0,升高温度,平衡逆向移动,转化率减小,故温度:T1M(c),b点对应的压强大于d点,增大压强,平衡向正反应方向移动,气体的总物质的量减小,平均摩尔质量M(b)>M(d),B正确;T1时反应的三段式为
A(g)+2B(g) C(g)
起始量/mol 1 1 0
变化量/mol 0.2 0.4 0.2
a点量/mol 0.8 0.6 0.2
分压为p(A)=p0=p0,p(B)=p0=p0,p(C)=p0=p0,a点的分压平衡常数Kp== kPa-2,C错误;d点2v正(A)=v逆(B),D错误。
2.选D 由反应CO(g)+Cl2(g) COCl2(g) ΔH<0可知,温度升高,平衡向左移动,n增大,M减小,T1>T2,故A错误;a、c两点的温度是相同的,则平衡常数相同,Ka=Kc,故B错误;M越大,转化率越大,Cl2的平衡转化率:c>b=a,故C错误;CO与Cl2等物质的量混合,设起始时n(CO)=n(Cl2)=1 mol,设CO转化了x mol,则66=,解得x=0.5,故D正确。
三
[例3] 选B 曲线上最低点Q对应的状态为平衡状态,继续升高温度,X的体积分数增大,平衡向逆反应方向移动,Y的转化率减小,所以Q点时,Y的转化率最大,A错误;Q点后升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,则升高温度,平衡常数减小,B正确;曲线上Q点之前反应未达到平衡,W点不是平衡点,此时反应正向进行,即v正>v逆,C错误;W点对应的温度低于M点对应的温度,温度越高反应速率越大,所以W点Y的正反应速率小于M点Y的正反应速率,D错误。
[题点多维训练]
1.选B 对于有气体参与且ΔV=0的反应,增大压强,反应速率加快,达到平衡时所需要时间变短,平衡不移动,则曲线乙表示可能增大反应体系的压强,与图像符合,故A正确;反应在t1时刻可能使用催化剂,正逆反应均增大,平衡不移动,升高温度,正逆反应速率增大,与图像不符,故B错误;m点后反应达到平衡状态,升高温度,生成物百分含量减小,平衡逆向移动,该反应为放热反应,故C正确;保持反应条件不变,A点时反应未达到平衡状态,平衡转化率减小,反应逆向进行,逆反应的速率大于正反应的速率,故D正确。
2.选D 由虚线可知,随温度升高,NO的平衡转化率逐渐降低,说明平衡逆向移动,则NO与O2生成NO2的反应为放热反应,即ΔH<0,A项错误;X点未达到平衡,延长时间反应继续向右进行,可以提高NO的转化率,B项错误;Y点为平衡点,增大O2的浓度,平衡正向移动,可以提高NO的转化率,C项错误;设NO起始浓度为a mol·L-1,NO的转化率为50%,则平衡时NO、O2和NO2的浓度分别为0.5a mol·L-1、(5×10-4-0.25a)mol·L-1、0.5a mol·L-1,该反应的平衡常数K==>=2 000,D项正确。
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第6课时 化学反应速率与化学平衡图像(拓展课)
一、单一变量的平衡图像
二、多种变量的平衡图像
课时跟踪检测
目录
三、特殊图像
一、单一变量的平衡图像
以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) ΔH=Q kJ·mo为例。
1.“转化率—时间”的四种图像
p一定时，ΔH<0
T一定时，m+n>p+q
T一定时，m+nT一定时，m+n=p+q
续表
[微点拨] 纵坐标也可以是某组分的含量。
2.解答这类图像题应遵循的原则和方法
“先拐先平， 数值大” 原则 分析反应由开始(起始物质的量相同时)至达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。
①若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短。如甲图500 ℃先达平衡。
②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、丙、丁图1.01×107 Pa先达平衡
掌握图像中反应规律的判断方法 ①图甲中，升高温度，A的转化率降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应。
②图乙中，增大压强，A的转化率升高，平衡正向移动，则正反应为气体体积减小的反应。
③若纵坐标表示A的百分含量，则甲中正反应为吸热反应，乙中正反应为气体体积增大的反应
[例1] 已知:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-1 025 kJ·mol-1，若反应起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是 ( )
[解析] 由于该反应的正反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，NO的含量降低，A正确，C错误；该反应的正反应是气体体积增大的反应，压强减小平衡正向移动，NO的含量增大，B正确；催化剂的使用只能改变反应速率，不能使平衡发生移动，NO的含量不变，D正确。
√
[题点多维训练]
√
1.(2025·西安期中检测)对于可逆反应mA(g)+nB(s) pC(g)+qD(g)反应过程中，其他条件不变时，产物D的质量分数D%与温度T或压强p的关系如图所示，下列说法正确的是 ( )
A.化学方程式中化学计量数m+nB.降温，化学平衡向正反应方向移动
C.使用催化剂可使平衡时的D%有所增加
D.该反应的ΔH>0
解析:该正反应是气体体积增大的反应，计量数m√
2.以下图像对应的叙述正确的是 ( )
A.图甲:A的平衡转化率为50%
B.图乙:t1时刻改变的条件只能是加入催化剂
C.图丙:对图中反应升高温度，该反应平衡常数减小
D.图丁:该正向反应在任何温度下都能自发进行
解析:由图可知，反应生成C 0.4 mol、剩余A 0.8 mol，根据化学方程式可知，反应A 0.8 mol，则A的平衡转化率为50%，A正确；反应为气体分子数不变的反应，根据图中信息得到t1时刻改变的条件可能是加入催化剂，也可能是加压，B错误；对图中反应升高温度，正反应增大的速率大于逆反应增大的速率，说明平衡正向移动，该反应是吸热反应，升高温度平衡正向进行，该反应平衡常数增大，C错误；根据下面两根曲线得到p2>p1，增大压强，C%增大，说明正向移动，反应为气体分子数减小的反应，为熵减反应；根据上面两根曲线得到T2二、多种变量的平衡图像
1.“A的转化率(或C的含量)—温度—压强”的四种图像
以mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) ΔH=为例
m+n>p+q，ΔH>0
m+nm+n>p+q，ΔH<0
m+n0
2.解答这类图像题时应运用“定一议二”法
相同温度下不同压强 由反应物A的转化率大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。如图甲中任取一条温度曲线研究，压强增大，A的转化率增大，平衡正向移动，正反应为气体体积减小的反应，图丙中任取横坐标一点作横坐标垂直线，也能得出相同结论
相同压强下不同温度 由反应物A的转化率的大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。如图丙中任取一条压强曲线研究，温度升高，A的转化率减小，平衡逆向移动，正反应为放热反应，图乙中任取横坐标一点作横坐标垂直线，也能得出相同结论
[例2] 乙烯气相直接水合反应制备乙醇:C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下[起始时，n(H2O)=n(C2H4)=1 mol，容器体积为1 L]。下列分析不正确的是 ( )
A.乙烯气相直接水合反应的ΔH<0
B.图中压强的大小关系为p1C.图中a点对应的平衡常数K=
D.达到平衡状态a、b所需要的时间:a>b
√
[解析] 如题图，温度越高，乙烯的转化率越低，平衡逆向移动，该反应为放热反应，ΔH<0，A正确；压强越大，平衡正向移动，乙烯的平衡转化率越大，所以p1 C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)
n0 1 1 0
Δn 0.2 0.2 0.2
n平 0.8 0.8 0.2
K==，C错误；与a点相比，b点温度高，压强大，反应速率较快，达平衡所需时间较短，D正确。
[题点多维训练]
√
1.已知反应A(g)+2B(g) C(g) ΔH<0。在体积可变的密闭容器中，按n(A)∶n(B)=1∶1充入反应物进行反应，A的平衡转化率与温度、压强关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.温度:T1>T2>T3
B.平均摩尔质量:M(a)>M(c)，M(b)>M(d)
C.a点的分压平衡常数Kp= kPa-2
D.d点:v正(A)=2v逆(B)
解析:由于ΔH<0，升高温度，平衡逆向移动，转化率减小，故温度:T1M(c)，b点对应的压强大于d点，增大压强，平衡向正反应方向移动，气体的总物质的量减小，平均摩尔质量M(b)>M(d)，B正确；T1时反应的三段式为
A(g)+2B(g) C(g)
起始量/mol 1 1 0
变化量/mol 0.2 0.4 0.2
a点量/mol 0.8 0.6 0.2
分压为p(A)=p0=p0，p(B)=p0=p0，p(C)=p0=p0，a点的分压平衡常数Kp== kPa-2，C错误；d点2v正(A)=v逆(B)，D错误。
√
2.(2025·合肥高二期末)已知制备光气COCl2的反应为CO(g)+Cl2(g) COCl2(g) ΔH<0，将等物质的量的CO(g)和Cl2(g)充入密闭容器中，平衡体系中，平衡时混合物的平均摩尔质量M（M= ）在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.温度:T1B.平衡常数:Ka=KbC.Cl2的平衡转化率:c>b>a
D.b点时，若M=66 g·mol-1，则CO的平衡转化率为50%
解析:由反应CO(g)+Cl2(g) COCl2(g) ΔH<0可知，温度升高，平衡向左移动，n增大，M减小，T1>T2，故A错误；a、c两点的温度是相同的，则平衡常数相同，Ka=Kc，故B错误；M越大，转化率越大，Cl2的平衡转化率:c>b=a，故C错误；CO与Cl2等物质的量混合，设起始时n(CO)=n(Cl2)=1 mol，设CO转化了
x mol，则66=，解得x=0.5，故D正确。
三、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。
(2)如图所示曲线是其他条件不变时，某反应物的平衡
转化率与温度的关系曲线。
图中标出的1、2、3、4四个点，表示v正>v逆的是点3，表示v正[微点拨]
(1)中图像，由于某一条件对平衡的影响只能向一个方向移动，所以最高点(最低点)及以后为平衡状态受条件的影响情况，前面为未达到平衡的情况。
(2)中图像曲线上的点全为对应条件下的平衡点。
[例3] 在某2 L恒容密闭容器中充入2 mol X(g)和1 mol Y(g)发生反应:
2X(g)+Y(g) 3Z(g)，反应过程中持续升高温度，测得某一时刻混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是 ( )
A.M点时，Y的转化率最大
B.升高温度，平衡常数减小
C.W点时v正=v逆
D.W、M两点Y的正反应速率相同
√
[解析] 曲线上最低点Q对应的状态为平衡状态，继续升高温度，X的体积分数增大，平衡向逆反应方向移动，Y的转化率减小，所以Q点时，Y的转化率最大，A错误；Q点后升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，则升高温度，平衡常数减小，B正确；曲线上Q点之前反应未达到平衡，W点不是平衡点，此时反应正向进行，即v正>v逆，C错误；W点对应的温度低于M点对应的温度，温度越高反应速率越大，所以W点Y的正反应速率小于M点Y的正反应速率，D错误。
1.(2025·十堰期末检测)下列图像对应的解释或由图像得出的结论错误的是 ( )
[题点多维训练]
√
选项 A B C D
图像
解释或结论 对于有气体参与且ΔV=0的反应，曲线乙表示可能增大反应体系的压强 反应在t1时刻可能使用了催化剂或升高了温度 m点后反应达到平衡状态，该反应为放热反应 保持反应条件不变，A点时，逆反应的速率大于正反应的速率
解析:对于有气体参与且ΔV=0的反应，增大压强，反应速率加快，达到平衡时所需要时间变短，平衡不移动，则曲线乙表示可能增大反应体系的压强，与图像符合，故A正确；反应在t1时刻可能使用催化剂，正逆反应均增大，平衡不移动，升高温度，正逆反应速率增大，与图像不符，故B错误；m点后反应达到平衡状态，升高温度，生成物百分含量减小，平衡逆向移动，该反应为放热反应，故C正确；保持反应条件不变，A点时反应未达到平衡状态，平衡转化率减小，反应逆向进行，逆反应的速率大于正反应的速率，故D正确。
2.在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是 ( )
A.反应2NO(g)+O2(g) 2NO2(g)的ΔH>0
B.图中X点所示条件下，延长反应时间不能提高NO的转化率
C.图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO的转化率
D.380 ℃下，c起始(O2)=5.0×10-4 mol·L-1，NO的平衡转化率为50%，则平衡常数K>2 000
√
解析:由虚线可知，随温度升高，NO的平衡转化率逐渐降低，说明平衡逆向移动，则NO与O2生成NO2的反应为放热反应，即ΔH<0，A项错误；X点未达到平衡，延长时间反应继续向右进行，可以提高NO的转化率，B项错误；Y点为平衡点，增大O2的浓度，平衡正向移动，可以提高NO的转化率，C项错误；设NO起始浓度为a mol·L-1，NO的转化率为50%，则平衡时NO、O2和NO2的浓度分别为0.5a mol·L-1、(5×10-4-0.25a)mol·L-1、0.5a mol·L-1，该反应的平衡常数K==>=2 000，D项正确。
课时跟踪检测
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
13
√
12
一、选择题
1.可逆反应aA(g)+bB(s) cC(g) ΔH，关于下列图像说法错误的是( )
A.T2>T1 B.ΔH<0
C.a+bP1
解析:由图可知，温度为T2时，反应先达到平衡，反应速率快，反应温度高，故T2>T1，故A正确；由图可知，升高温度，C的百分含量减小，平衡逆向移动，反应正向放热，ΔH<0，故B正确；由图可知，压强为P2时，反应先达到平衡，反应速率快，反应压强大，故P2>P1，增大压强，A的转化率减小，平衡逆向移动，则a15
14
√
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
3
2.(2025·济南阶段检测)某温度下，恒容密闭容器中进行可逆反应:
X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(s) ΔH>0，下列说法正确的是 ( )
A.平衡后加入少量W，速率 时间图像如右图
B.平衡后升高温度，平衡正向移动，ΔH不变
C.平衡后加入Y，平衡正向移动，X、Y的转化率均增大
D.当容器中气体的压强不再变化时，反应达到平衡状态
解析:W是固体，不影响化学反应速率，所以平衡后加入少量W，逆反应速率不变，故A错误；X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(s) ΔH>0，反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，但是ΔH不变，故B正确；平衡后加入Y，平衡正向移动，促进X转化，但是Y本身的转化率降低，故C错误；反应为气体分子数不变的反应，压强不是变量，容器中气体的压强不再变化时，不能说明反应达到平衡状态，故D错误。
15
14
√
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
3
3.对于反应A2(g)+2B2(g) 2AB2(g) ΔH<0，
下列各图所表示的变化合理且符合勒夏特列
原理的是 ( )
解析:升高温度平衡应逆向移动，逆反应速率应大于正反应速率，不符合勒夏特列原理，故A错误；升高温度平衡应逆向移动，温度越高AB2的含量越小，符合勒夏特列原理但不符合先拐温度越高原则，故B错误；增大压强平衡正向移动，所以压强越大AB2的含量越大，不符合勒夏特列原理，故C错误；增大压强平衡正向移动，所以压强越大AB2的含量越大，温度越高AB2的含量越小，符合勒夏特列原理，故D正确。
15
14
√
1
2
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
3
4.(2025·成都高二期中)下列反应中，与三个图像全部相符合的反应是 ( )
A.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0
B.2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g) ΔH>0
C.4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0
D.H2(g)+CO(g) C(s)+H2O(g) ΔH>0
解析:由方程式可知，该反应是气体体积减小的放热反应，不符合图1、图3，故A错误；由方程式可知，该反应为气体体积增大的吸热反应，与3个图都符合，故B正确；由方程式可知，该反应为气体体积增大的放热反应，不符合图1，故C错误；由方程式可知，该反应是气体体积减小的吸热反应，不符合图3，故D错误。
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√
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11
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3
5.已知2NO2(g)+O3(g) N2O5(g)+O2(g) ΔH<0，在一定温度下将2 mol NO2和1 mol O3充入一恒容密闭容器中进行反应，直至t1时达到平衡状态。下列图像正确的是 ( )
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1
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3
解析: ρ=，在恒容密闭容器中进行反应，则气体的体积不变，则气体的密度始终不变，故A错误；反应刚开始时O2的物质的量为0，则其逆反应速率一开始应该为0，且NO2正反应速率一开始应该不为0，故B错误；NO2和O3的初始物质的量比为2∶1，化学计量数之比为2∶1，则两者的平衡转化率应该相同，故C错误；该反应正反应为放热反应，升高温度，化学平衡逆向移动，则K正减小，
K逆增大，故D正确。
15
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√
1
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3
6.密闭容器中进行的可逆反应:aA(g)+bB(g) cC(g)在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下，混合气体中B的质量分数ω(B)与反应时间(t)的关系如图所示。下列判断正确的是 ( )
A.T1c，正反应为吸热反应
B.T1>T2，p1C.T1p2，a+bD.T1>T2，p1>p2，a+b>c，正反应为放热反应
解析:由题图可知，压强相同时，T1时先达到平衡状态，说明T1温度高，反应速率快，T1>T2；温度越高，B的质量分数越小，说明升高温度平衡正向移动，故正反应为吸热反应，ΔH>0。温度相同时，p2时先达到平衡状态，说明p2大，反应速率快，p2>p1，压强越大，B的质量分数越大，说明增大压强平衡逆向移动，正反应为气体分子数增大的反应，即a+b15
14
√
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6
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8
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13
3
7.如图为条件一定时，反应2NO+O2 2NO2+Q(Q>0)中NO的最大转化率与温度变化关系曲线图，图中有A、B、C、D、E五点，其中表示未达到平衡状态，且v正A.B和C B.A和E
C.E D.A和C
解析:图像中的曲线为平衡线，线上的点都处于平衡状态，v正=v逆；线以下的各点反应物NO的转化率偏小，反应向右进行，v正>v逆；线以上的点反应物NO的转化率偏大，反应向左进行，v正v逆；E点，v正15
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√
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3
8.(2025·海口阶段检测)其他条件不变时，改变密闭容器中某一条件，对反应A2(g)+3B2(g) 2AB3(g)化学平衡状态的影响，得到如图所示的曲线(T表示温度，n表示物质的量)，下列判断正确的是 ( )
A.若T1>T2，则正反应是吸热反应
B.T2时，若起始n(A2)不变时达到平衡，n(AB3)大小为c>b>a
C.达到平衡时，A2转化率:b>a>c
D.若T1>T2，则K(a)=K(b)15
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3
解析:若T1>T2，升高温度，平衡时AB3%减小，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，故A错误；增大B2的浓度，平衡向正反应方向移动，AB3的物质的量增大，T2时，起始B2的物质的量大小顺序为c>b>a，则AB3的物质的量大小顺序为c>b>a，故B正确；增大B2的浓度，平衡向正反应方向移动，A2的转化率增大，T2时，起始B2的物质的量大小顺序为c>b>a，则A2的转化率大小顺序为c>b>a，故C错误；若T1>T2，升高温度，平衡时AB3%减小，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，则K(d)小于K(b)，故D错误。
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√
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3
9.(2025·郑州期中检测)一定条件下，将NO和O2按物质的量之比2∶1充入反应容器，发生2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH的反应。其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.ΔH<0
B.p1C.400 ℃、p1条件下，O2的平衡转化率为40%
D.400 ℃时，该反应的化学平衡常数的数值为
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3
解析:压强不变时升高温度NO的转化率降低，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，ΔH<0，故A正确；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，NO的转化率增大，故p115
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3
√
10.(2024·海南卷)已知298 K，101 kPa时，CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)
ΔH=-49.5 kJ·mol-1。该反应在密闭的刚性容器中分别于T1、T2温度下进行，CO2的初始浓度为0.4 mol·L-1，c(CO2) t关系如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.T1>T2
B.T1下反应达到平衡时c(CH3OH)=0.15 mol·L-1
C.使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大
D.使用催化剂2和催化剂3的反应历程相同
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3
解析:二氧化碳的平衡浓度T1>T2，该反应为放热反应，温度越高，平衡时二氧化碳浓度越大，故T1>T2，A项正确；T1下反应达到平衡时CO2浓度的变化量为0.15 mol·L-1，由方程式可知，CO2和CH3OH的浓度变化量相等，故平衡时c(CH3OH)=0.15 mol·L-1，B项正确；分析图像可知，该反应存在两个变量:催化剂和温度，在T1温度下，催化剂2条件下反应先达到平衡，说明催化剂2条件下的反应速率大于催化剂1条件下的反应速率，反应活化能越低，反应速率越快，因此使用催化剂1的反应活化能大于催化剂2的，C项正确；T1和T2下，分别使用催化剂2、3，反应同时达到平衡，说明反应速率相同，又温度升高反应速率变快，T1>T2，因此催化效果:催化剂2<催化剂3，反应活化能不同，故反应历程不同，D项错误。
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3
11.(2024·江苏卷)二氧化碳加氢制甲醇过程中的主要反应(忽略其他副反应)为
①CO2(g)+H2(g)==CO(g)+H2O(g) ΔH1=41.2 kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g)==CH3OH(g) ΔH2
225 ℃、8×106 Pa下，将一定比例CO2、H2混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和CH3OH的体积分数如图所示。下列说法正确的是( )
A.L4处与L5处反应①的平衡常数K相等
B.反应②的焓变ΔH2>0
C.L6处的H2O的体积分数大于L5处
D.混合气从起始到通过L1处，CO的生成速率小于CH3OH的生成速率
√
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3
解析:根据图中白圈标记的曲线代表气体温度，L4处与L5处对应的温度不同，平衡常数与温度有关，故L4处与L5处的平衡常数不同，A错误；由图可知，随着气体在绝热反应管中前进，气体温度不断升高，说明有热量放出，而反应①ΔH1>0，故反应②ΔH2<0，B错误；从L5到L6，甲醇的体积分数逐渐增加，说明反应②在向右进行，反应②消耗CO，而CO体积分数没有明显变化，说明反应①也在向右进行，反应①为气体分子数不变的反应，其向右进行时，n(H2O)增大，反应②为气体分子数减小的反应，且没有H2O的消耗与生成，故n总减小而n(H2O)增加，即H2O的体积分数会增大，故L6处的H2O的体积分数大于L5处，C正确；L1处，CO的体积分数大于CH3OH，说明生成的CO的物质的量大于CH3OH，两者反应时间相同，说明CO的生成速率大于CH3OH的生成速率，D错误。
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√
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3
12.(2024·广西卷)573 K、高压条件下，一定量的苯甲腈在密闭容器中发生连续水解:
C6H5CN(苯甲腈)→C6H5CONH2(苯甲酰胺)→C6H5COOH(苯甲酸)
如图为水解过程中上述三者(分别用X、Y、Z表示)的物质的量分数x(A)随时间t的变化曲线，其中x(A)=。下列说法错误的是( )
A.水解产物除了Y、Z还有NH3
B.a点时v消耗(Y)=v生成(Y)
C.x(Z)在15 min前基本不变，15 min后明显增大，可能是水解产物对生成Z的反应有催化作用
D.任意25 min时间段内存在v(X)=v(Y)+v(Z)
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解析:C6H5CN的水解产物为C6H5CONH2，C6H5CONH2的水解产物为C6H5COOH、NH3，故水解产物除了Y、Z还有NH3，A项正确；a点时Y的物质的量分数最大，此时v消耗(Y)=v生成(Y)，B项正确；x(Z)在15 min前基本不变，15 min后明显增大，在没有另加物质、没有改变反应条件的情况下，可能是水解产物对生成Z的反应有催化作用，C项正确；根据图像所示，反应的前期应该有v(X)=v(Y)+v(Z)，a点之后，Y的物质的量分数减小，说明Y→Z反应中v消耗(Y)大于X→Y反应中v生成(Y)，
v(X)减小，v(Z)增大，三者的速率关系不满足v(X)=v(Y)+v(Z)，D项错误。
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3
二、非选择题
13.(8分)一定温度下，在2 L的恒容密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图1所示:
(1)从反应开始到10 s时，
用Z表示的反应速率为 ，
X的物质的量浓度减少了 ，
Y的转化率为 。
0.079 mol·L-1·s-1
0.395 mol·L-1
79%
解析:根据物质的量的变化与化学计量数呈正比书写化学方程式，结合v==和影响化学平衡的因素分析解答。
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3
(1)根据图1，v(Z)===0.079 mol·L-1·s-1；X的物质的量减少了1.20 mol-0.41 mol=0.79 mol，X的物质的量浓度减少了=0.395 mol·L-1；Y的物质的量减少了1.00 mol-0.21 mol=0.79 mol，Y的转化率为×100%=79.00%。
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二、非选择题
13.(8分)一定温度下，在2 L的恒容密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图1所示:
(2)该反应的化学方程式为
。
解析:根据物质的量的变化与化学计量数呈正比，则有n(X)∶n(Y)∶n(Z)=0.79 mol∶0.79 mol∶1.58 mol=1∶1∶2，所以反应的化学方程式为X+Y 2Z。
X+Y 2Z
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3
二、非选择题
13.(8分)一定温度下，在2 L的恒容密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图1所示:
(3)10 s后的某一时刻(t1)改变了外界条件，其速率随时间的变化图像如图2所示。则下列说法符合该图像的是 。
A.t1时刻，增大了X的浓度 B.t1时刻，升高了体系温度
C.t1时刻，缩小了容器体积 D.t1时刻，使用了催化剂
CD
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解析:由图2可知，t1时刻，正、逆反应速率突然增大，且相等，平衡不移动。t1时刻，若增大了X的浓度，则平衡正移，A不符合题意；t1时刻，若升高了体系温度，平衡一定移动，B不符合题意；t1时刻，若缩小了容器体积，反应速率增大，由于X+Y 2Z反应前后气体的计量数相等，平衡不移动，C符合题意；t1时刻，若使用了催化剂，反应速率增大，平衡不移动，D符合题意。
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3
14.(10分)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
14
解析: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。
ACDF
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3
14.(10分)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。
(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 。
14
C
E
B
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解析:t1时，v正、v逆同时增大，且v逆增大得更多，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逆同时增大且增大量相同，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，但平衡向逆反应方向移动，所以t4时改变的条件是减小压强。
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14.(10分)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。
(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
14
解析:根据图示知，t1~t2、t4~t5时间段内平衡均向逆反应方向移动，NH3的含量均比t0~t1时间段的低，所以t0~t1时间段内NH3的百分含量最高。
A
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3
14.(10分)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。
(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。
14
解析: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。
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15.(10分)治理汽车尾气中NO和CO污染的一种方法是将其转化为无害的CO2和N2，反应原理为2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH<0。某研究小组在三个容积均为5 L的恒容密闭容器中，分别充入0.4 mol NO和0.4 mol CO，在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变)，反应体系总压强随时间的变化如图所示。
(1)实验Ⅱ从开始至达到平衡时的平均反应速率v(NO)
= 。
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1.75×10-3 mol·L-1·min-1
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解析:设参加反应的NO为x mol，则:
2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)
起始/mol 0.4 0.4 0 0
转化/mol x x x 0.5x
平衡/mol 0.4-x 0.4-x x 0.5x
恒温恒容条件下，压强之比等于物质的量之比，则(0.4+0.4)∶(0.4-x+0.4-x+x+0.5x)=320∶250，解得x=0.35，故v(NO)==1.75×10-3 mol·L-1·min-1。
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15.(10分)治理汽车尾气中NO和CO污染的一种方法是将其转化为无害的CO2和N2，反应原理为2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH<0。某研究小组在三个容积均为5 L的恒容密闭容器中，分别充入0.4 mol NO和0.4 mol CO，在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变)，反应体系总压强随时间的变化如图所示。
(2)与实验Ⅱ相比，实验Ⅰ和实验Ⅲ分别仅改变一种
反应条件，所改变的条件和判断的理由分别为
实验Ⅰ: 。
实验Ⅲ: 。
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升高温度，达到平衡的时间比实验Ⅱ短，且起始压强增大
加催化剂，达到平衡的时间比实验Ⅱ短，平衡没有移动
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15.(10分)治理汽车尾气中NO和CO污染的一种方法是将其转化为无害的CO2和N2，反应原理为2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH<0。某研究小组在三个容积均为5 L的恒容密闭容器中，分别充入0.4 mol NO和0.4 mol CO，在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变)，反应体系总压强随时间的变化如图所示。
(3)三组实验中CO的平衡转化率αⅠ(CO)、
αⅡ(CO)和αⅢ(CO)的大小关系为 。
15
解析:实验Ⅱ、Ⅲ相比平衡不移动，故CO的平衡转化率不变，即αⅡ(CO)=αⅢ(CO)，实验Ⅰ、Ⅱ相比，实验Ⅰ温度较高，正反应为放热反应，平衡向逆反应方向移动，CO的平衡转化率减小，即αⅠ(CO)<αⅡ(CO)，故αⅡ(CO)=αⅢ(CO)>αⅠ(CO)。
αⅡ(CO)=αⅢ(CO)>αⅠ(CO)
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15.(10分)治理汽车尾气中NO和CO污染的一种方法是将其转化为无害的CO2和N2，反应原理为2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) ΔH<0。某研究小组在三个容积均为5 L的恒容密闭容器中，分别充入0.4 mol NO和0.4 mol CO，在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变)，反应体系总压强随时间的变化如图所示。
(4)实验Ⅲ的平衡常数K= 。
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17 150
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3
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解析:实验Ⅱ、Ⅲ温度相同，平衡常数相同，结合(1)中计算可以知道平衡时:
c(NO)==0.01 mol·L-1，c(CO)==0.01 mol·L-1，c(CO2)==0.07 mol·L-1，c(N2)==0.035 mol·L-1，实验Ⅲ的平衡常数K===17 150。课时跟踪检测(十二) 化学反应速率与化学平衡图像
一、选择题
1.可逆反应aA(g)+bB(s)cC(g) ΔH,关于下列图像说法错误的是 ( )
A.T2>T1 B.ΔH<0
C.a+bP1
2.(2025·济南阶段检测)某温度下,恒容密闭容器中进行可逆反应:X(g)+Y(g)2Z(g)+W(s) ΔH>0,下列说法正确的是 ( )
A.平衡后加入少量W,速率 时间图像如右图
B.平衡后升高温度,平衡正向移动,ΔH不变
C.平衡后加入Y,平衡正向移动,X、Y的转化率均增大
D.当容器中气体的压强不再变化时,反应达到平衡状态
3.对于反应A2(g)+2B2(g)2AB2(g) ΔH<0,下列各图所表示的变化合理且符合勒夏特列原理的是 ( )
4.(2025·成都高二期中)下列反应中,与三个图像全部相符合的反应是 ( )
A.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0
B.2SO3(g)2SO2(g)+O2(g) ΔH>0
C.4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) ΔH<0
D.H2(g)+CO(g)C(s)+H2O(g) ΔH>0
5.已知2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g) ΔH<0,在一定温度下将2 mol NO2和1 mol O3充入一恒容密闭容器中进行反应,直至t1时达到平衡状态。下列图像正确的是 ( )
6.密闭容器中进行的可逆反应:aA(g)+bB(g)cC(g)在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下,混合气体中B的质量分数ω(B)与反应时间(t)的关系如图所示。下列判断正确的是 ( )
A.T1c,正反应为吸热反应
B.T1>T2,p1C.T1p2,a+bD.T1>T2,p1>p2,a+b>c,正反应为放热反应
7.如图为条件一定时,反应2NO+O22NO2+Q(Q>0)中NO的最大转化率与温度变化关系曲线图,图中有A、B、C、D、E五点,其中表示未达到平衡状态,且v正A.B和C B.A和E
C.E D.A和C
8.(2025·海口阶段检测)其他条件不变时,改变密闭容器中某一条件,对反应A2(g)+3B2(g)2AB3(g)化学平衡状态的影响,得到如图所示的曲线(T表示温度,n表示物质的量),下列判断正确的是 ( )
A.若T1>T2,则正反应是吸热反应
B.T2时,若起始n(A2)不变时达到平衡,n(AB3)大小为c>b>a
C.达到平衡时,A2转化率:b>a>c
D.若T1>T2,则K(a)=K(b)9.(2025·郑州期中检测)一定条件下,将NO和O2按物质的量之比2∶1充入反应容器,发生2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH的反应。其他条件相同时,分别测得NO的平衡转化率在不同压强(p1、p2)下随温度变化的曲线如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.ΔH<0
B.p1C.400 ℃、p1条件下,O2的平衡转化率为40%
D.400 ℃时,该反应的化学平衡常数的数值为
10.(2024·海南卷)已知298 K,101 kPa时,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.5 kJ·mol-1。该反应在密闭的刚性容器中分别于T1、T2温度下进行,CO2的初始浓度为0.4 mol·L-1,c(CO2) t关系如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.T1>T2
B.T1下反应达到平衡时c(CH3OH)=0.15 mol·L-1
C.使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大
D.使用催化剂2和催化剂3的反应历程相同
11.(2024·江苏卷)二氧化碳加氢制甲醇过程中的主要反应(忽略其他副反应)为
①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=41.2 kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
225 ℃、8×106 Pa下,将一定比例CO2、H2混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和CH3OH的体积分数如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.L4处与L5处反应①的平衡常数K相等
B.反应②的焓变ΔH2>0
C.L6处的H2O的体积分数大于L5处
D.混合气从起始到通过L1处,CO的生成速率小于CH3OH的生成速率
12.(2024·广西卷)573 K、高压条件下,一定量的苯甲腈在密闭容器中发生连续水解:
C6H5CN(苯甲腈)→C6H5CONH2(苯甲酰胺)→C6H5COOH(苯甲酸)
如图为水解过程中上述三者(分别用X、Y、Z表示)的物质的量分数x(A)随时间t的变化曲线,其中x(A)=。下列说法错误的是 ( )
A.水解产物除了Y、Z还有NH3
B.a点时v消耗(Y)=v生成(Y)
C.x(Z)在15 min前基本不变,15 min后明显增大,可能是水解产物对生成Z的反应有催化作用
D.任意25 min时间段内存在v(X)=v(Y)+v(Z)
二、非选择题
13.(8分)一定温度下,在2 L的恒容密闭容器中,X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图1所示:
(1)从反应开始到10 s时,用Z表示的反应速率为 ,X的物质的量浓度减少了 ,Y的转化率为 。
(2)该反应的化学方程式为 。
(3)10 s后的某一时刻(t1)改变了外界条件,其速率随时间的变化图像如图2所示。则下列说法符合该图像的是 。
A.t1时刻,增大了X的浓度
B.t1时刻,升高了体系温度
C.t1时刻,缩小了容器体积
D.t1时刻,使用了催化剂
14.(10分)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。
15.(10分)治理汽车尾气中NO和CO污染的一种方法是将其转化为无害的CO2和N2,反应原理为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH<0。某研究小组在三个容积均为5 L的恒容密闭容器中,分别充入0.4 mol NO和0.4 mol CO,在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变),反应体系总压强随时间的变化如图所示。
(1)实验Ⅱ从开始至达到平衡时的平均反应速率v(NO)= 。
(2)与实验Ⅱ相比,实验Ⅰ和实验Ⅲ分别仅改变一种反应条件,所改变的条件和判断的理由分别为
实验Ⅰ: 。
实验Ⅲ: 。
(3)三组实验中CO的平衡转化率αⅠ(CO)、αⅡ(CO)和αⅢ(CO)的大小关系为 。
(4)实验Ⅲ的平衡常数K= 。
课时跟踪检测(十二)
1.选C 由图可知,温度为T2时,反应先达到平衡,反应速率快,反应温度高,故T2>T1,故A正确;由图可知,升高温度,C的百分含量减小,平衡逆向移动,反应正向放热,ΔH<0,故B正确;由图可知,压强为P2时,反应先达到平衡,反应速率快,反应压强大,故P2>P1,增大压强,A的转化率减小,平衡逆向移动,则a2.选B W是固体,不影响化学反应速率,所以平衡后加入少量W,逆反应速率不变,故A错误;X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(s) ΔH>0,反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,但是ΔH不变,故B正确;平衡后加入Y,平衡正向移动,促进X转化,但是Y本身的转化率降低,故C错误;反应为气体分子数不变的反应,压强不是变量,容器中气体的压强不再变化时,不能说明反应达到平衡状态,故D错误。
3.选D 升高温度平衡应逆向移动,逆反应速率应大于正反应速率,不符合勒夏特列原理,故A错误;升高温度平衡应逆向移动,温度越高AB2的含量越小,符合勒夏特列原理但不符合先拐温度越高原则,故B错误;增大压强平衡正向移动,所以压强越大AB2的含量越大,不符合勒夏特列原理,故C错误;增大压强平衡正向移动,所以压强越大AB2的含量越大,温度越高AB2的含量越小,符合勒夏特列原理,故D正确。
4.选B 由方程式可知,该反应是气体体积减小的放热反应,不符合图1、图3,故A错误;由方程式可知,该反应为气体体积增大的吸热反应,与3个图都符合,故B正确;由方程式可知,该反应为气体体积增大的放热反应,不符合图1,故C错误;由方程式可知,该反应是气体体积减小的吸热反应,不符合图3,故D错误。
5.选D ρ=,在恒容密闭容器中进行反应,则气体的体积不变,则气体的密度始终不变,故A错误;反应刚开始时O2的物质的量为0,则其逆反应速率一开始应该为0,且NO2正反应速率一开始应该不为0,故B错误;NO2和O3的初始物质的量比为2∶1,化学计量数之比为2∶1,则两者的平衡转化率应该相同,故C错误;该反应正反应为放热反应,升高温度,化学平衡逆向移动,则K正减小,K逆增大,故D正确。
6.选B 由题图可知,压强相同时,T1时先达到平衡状态,说明T1温度高,反应速率快,T1>T2;温度越高,B的质量分数越小,说明升高温度平衡正向移动,故正反应为吸热反应,ΔH>0。温度相同时,p2时先达到平衡状态,说明p2大,反应速率快,p2>p1,压强越大,B的质量分数越大,说明增大压强平衡逆向移动,正反应为气体分子数增大的反应,即a+b7.选C 图像中的曲线为平衡线,线上的点都处于平衡状态,v正=v逆;线以下的各点反应物NO的转化率偏小,反应向右进行,v正>v逆;线以上的点反应物NO的转化率偏大,反应向左进行,v正v逆;E点,v正8.选B 若T1>T2,升高温度,平衡时AB3%减小,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,正反应为放热反应,故A错误;增大B2的浓度,平衡向正反应方向移动,AB3的物质的量增大,T2时,起始B2的物质的量大小顺序为c>b>a,则AB3的物质的量大小顺序为c>b>a,故B正确;增大B2的浓度,平衡向正反应方向移动,A2的转化率增大,T2时,起始B2的物质的量大小顺序为c>b>a,则A2的转化率大小顺序为c>b>a,故C错误;若T1>T2,升高温度,平衡时AB3%减小,说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,则K(d)小于K(b),故D错误。
9.选D 压强不变时升高温度NO的转化率降低,平衡逆向移动,则正反应为放热反应,ΔH<0,故A正确;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,NO的转化率增大,故p110.选D 二氧化碳的平衡浓度T1>T2,该反应为放热反应,温度越高,平衡时二氧化碳浓度越大,故T1>T2,A项正确;T1下反应达到平衡时CO2浓度的变化量为0.15 mol·L-1,由方程式可知,CO2和CH3OH的浓度变化量相等,故平衡时c(CH3OH)=0.15 mol·L-1,B项正确;分析图像可知,该反应存在两个变量:催化剂和温度,在T1温度下,催化剂2条件下反应先达到平衡,说明催化剂2条件下的反应速率大于催化剂1条件下的反应速率,反应活化能越低,反应速率越快,因此使用催化剂1的反应活化能大于催化剂2的,C项正确;T1和T2下,分别使用催化剂2、3,反应同时达到平衡,说明反应速率相同,又温度升高反应速率变快,T1>T2,因此催化效果:催化剂2<催化剂3,反应活化能不同,故反应历程不同,D项错误。
11.选C 根据图中白圈标记的曲线代表气体温度,L4处与L5处对应的温度不同,平衡常数与温度有关,故L4处与L5处的平衡常数不同,A错误;由图可知,随着气体在绝热反应管中前进,气体温度不断升高,说明有热量放出,而反应①ΔH1>0,故反应②ΔH2<0,B错误;从L5到L6,甲醇的体积分数逐渐增加,说明反应②在向右进行,反应②消耗CO,而CO体积分数没有明显变化,说明反应①也在向右进行,反应①为气体分子数不变的反应,其向右进行时,n(H2O)增大,反应②为气体分子数减小的反应,且没有H2O的消耗与生成,故n总减小而n(H2O)增加,即H2O的体积分数会增大,故L6处的H2O的体积分数大于L5处,C正确;L1处,CO的体积分数大于CH3OH,说明生成的CO的物质的量大于CH3OH,两者反应时间相同,说明CO的生成速率大于CH3OH的生成速率,D错误。
12.选D C6H5CN的水解产物为C6H5CONH2,C6H5CONH2的水解产物为C6H5COOH、NH3,故水解产物除了Y、Z还有NH3,A项正确;a点时Y的物质的量分数最大,此时v消耗(Y)=v生成(Y),B项正确;x(Z)在15 min前基本不变,15 min后明显增大,在没有另加物质、没有改变反应条件的情况下,可能是水解产物对生成Z的反应有催化作用,C项正确;根据图像所示,反应的前期应该有v(X)=v(Y)+v(Z),a点之后,Y的物质的量分数减小,说明Y→Z反应中v消耗(Y)大于X→Y反应中v生成(Y),v(X)减小,v(Z)增大,三者的速率关系不满足v(X)=v(Y)+v(Z),D项错误。
13.解析:根据物质的量的变化与化学计量数呈正比书写化学方程式,结合v==和影响化学平衡的因素分析解答。
(1)根据图1,v(Z)===0.079 mol·L-1·s-1;X的物质的量减少了1.20 mol-0.41 mol=0.79 mol,X的物质的量浓度减少了=0.395 mol·L-1;Y的物质的量减少了1.00 mol-0.21 mol=0.79 mol,Y的转化率为×100%=79.00%。
(2)根据物质的量的变化与化学计量数呈正比,则有n(X)∶n(Y)∶n(Z)=0.79 mol∶0.79 mol∶1.58 mol=1∶1∶2,所以反应的化学方程式为X+Y 2Z。
(3)由图2可知,t1时刻,正、逆反应速率突然增大,且相等,平衡不移动。t1时刻,若增大了X的浓度,则平衡正移,A不符合题意;t1时刻,若升高了体系温度,平衡一定移动,B不符合题意;t1时刻,若缩小了容器体积,反应速率增大,由于X+Y 2Z反应前后气体的计量数相等,平衡不移动,C符合题意;t1时刻,若使用了催化剂,反应速率增大,平衡不移动,D符合题意。
答案:(1)0.079 mol·L-1·s-1 0.395 mol·L-1 79%
(2)X+Y 2Z (3)CD
14.解析:(1)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)t1时,v正、v逆同时增大,且v逆增大得更多,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逆同时增大且增大量相同,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,但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)根据图示知,t1~t2、t4~t5时间段内平衡均向逆反应方向移动,NH3的含量均比t0~t1时间段的低,所以t0~t1时间段内NH3的百分含量最高。(4)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。
答案:(1)ACDF (2)C E B (3)A
(4)
15.解析:(1)设参加反应的NO为x mol,则:
2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)
起始/mol 0.4 0.4 0 0
转化/mol x x x 0.5x
平衡/mol 0.4-x 0.4-x x 0.5x
恒温恒容条件下,压强之比等于物质的量之比,则(0.4+0.4)∶(0.4-x+0.4-x+x+0.5x)=320∶250,解得x=0.35,故v(NO)==1.75×10-3 mol·L-1·min-1。
(3)实验Ⅱ、Ⅲ相比平衡不移动,故CO的平衡转化率不变,即αⅡ(CO)=αⅢ(CO),实验Ⅰ、Ⅱ相比,实验Ⅰ温度较高,正反应为放热反应,平衡向逆反应方向移动,CO的平衡转化率减小,即αⅠ(CO)<αⅡ(CO),故αⅡ(CO)=αⅢ(CO)>αⅠ(CO)。
(4)实验Ⅱ、Ⅲ温度相同,平衡常数相同,结合(1)中计算可以知道平衡时:c(NO)==0.01 mol·L-1,c(CO)==0.01 mol·L-1,c(CO2)==0.07 mol·L-1,c(N2)==0.035 mol·L-1,实验Ⅲ的平衡常数K===17 150。
答案:(1)1.75×10-3 mol·L-1·min-1
(2)升高温度,达到平衡的时间比实验Ⅱ短,且起始压强增大 加催化剂,达到平衡的时间比实验Ⅱ短,平衡没有移动
(3)αⅡ(CO)=αⅢ(CO)>αⅠ(CO) (4)17 150
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