第五课时 化学反应速率与化学平衡图像
1.如图表示反应：A（g）＋B（g）nC（g） ΔH＜0在不同条件下反应混合物中C的百分含量和反应过程所需时间的关系曲线。下列有关叙述正确的是（ ）
A.a表示有催化剂，b表示无催化剂
B.若其他条件相同，a比b的温度高
C.反应由逆反应开始
D.a→b采用的是加压
2.如图是恒温条件下H2（g）＋I2（g）2HI（g） Q（Q＞0）的化学反应速率随反应时间变化的示意图，t2时刻改变的外界条件是（ ）
A.升高温度 B.增大压强
C.增大反应物浓度 D.加入催化剂
3.已知反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH＜0，平衡时NH3的体积百分数随温度的变化曲线如图所示，下列相关描述正确的是（ ）
A.平衡常数：Kb＜Kc
B.T1温度下，若由a点达到a'点，可以采用减小压强的方法
C.d点：v正＜v逆
D.从b点变为c点，需要增加N2的物质的量
4.在某一恒温容积可变的密闭容器中发生反应：A（g）＋B（g）2C（g）。反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.0～t2时，v正＞v逆
B.t2时刻改变的条件是向密闭容器中加入C
C.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，A的体积分数：Ⅰ＞Ⅱ
D.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数：Ⅰ＞Ⅱ
5.某化学研究小组探究外界条件对化学反应mA（g）＋nB（g）pC（g）的速率和平衡的影响图像如下，下列判断正确的是（ ）
A.由图1可知，T1＜T2，该反应的正反应为吸热反应
B.由图2可知，m＋n＜p
C.图3中，点3的反应速率：v正＞v逆
D.图4中，若m＋n＝p，则曲线a一定使用了催化剂
6.钛铁矿提炼钛的反应之一为4Fe2TiO5（s）＋4TiO2（s）＋CH4（g）8FeTiO3（s）＋CO2（g）＋2H2O（g），该反应的平衡常数的负对数（－lg K）随温度（T）的变化曲线如图所示，下列说法正确的是（ ）
①该反应为放热反应 ②d点时反应的平衡常数K＝10－3.56 ③恒容容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变，该反应达到平衡状态
④X点时v正＞v逆
A.①② B.②④
C.②③ D.③④
7.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
8.在容积为2 L的密闭容器中发生反应：xA（g）＋yB（g）zC（g）。图甲表示200 ℃时容器中A、B、C的物质的量随时间的变化，图乙表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n（A）∶n（B）的变化关系。则下列结论正确的是（ ）
A.200 ℃时，反应从开始到平衡的平均反应速率v（B）＝0.04 mol·L－1·min－1
B.200 ℃时，该反应的平衡常数为25
C.当外界条件由200 ℃降温到100 ℃，原平衡一定被破坏，且正、逆反应速率均增大
D.由图乙可知，反应xA（g）＋yB（g）zC（g）的ΔH＜0，且a＝2
9.汽车尾气中的NO和CO可在催化剂作用下生成无污染的气体而被除去。在恒容密闭容器中充入1 mol CO和0.8 mol NO，发生反应2NO（g）＋2CO（g）N2（g）＋2CO2（g） ΔH＜0，测得平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.温度：T2＜T1
B.正反应速率：v（d）＜v（c）
C.平衡常数：Kb＝Kd＜Ka＝Kc
D.T1 时，测得CO的平衡转化率为40％，则T1 时反应的平衡常数为
10.工业上，裂解丁烷可以获得乙烯、丙烯等化工原料。
反应1：C4H10（g，正丁烷）CH4（g）＋C3H6（g） ΔH1＞0
反应2：C4H10（g，正丁烷）C2H6（g）＋C2H4（g） ΔH2＞0
（1）在密闭容器中投入一定量的正丁烷，发生上述反应1和反应2，正丁烷的平衡转化率（α）与压强（p）、温度（T）的关系如图所示。
①在相同压强下，升高温度，正丁烷的平衡转化率增大的原因是
。
②比较压强大小：p1 p2 p3（填“＞”“＜”或“＝”）。
（2）某温度下，向2 L恒容密闭容器中投入2 mol正丁烷。假设控制反应条件，只发生反应1，达到平衡时测得CH4的体积分数为。
①下列情况表明上述反应达到平衡的是 （填字母）。
A.混合气体的密度保持不变
B.甲烷、丙烯的生成速率相等
C.混合气体的压强保持不变
D.丙烯的体积分数保持不变
②该温度下，反应1的平衡常数K＝ 。
11.氨气和甲醇都是重要的工业产品，试运用必要的化学原理解决有关问题。
（1）在密闭容器中，使2 mol N2 和7 mol H2 在一定条件下发生反应：N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH＝－92.4 kJ·mol－1 。
①平衡后，N2 和H2 的转化率的比值 1（填“＞”“＜”或“＝”）。
②当达到平衡时，保持恒温，压缩容器容积，平衡 （填“正向”“逆向”或“不”）移动，化学平衡常数K （填“增大”“减小”或“不变”）。
（2）水煤气在一定条件下可合成甲醇：CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g） ΔH＜0 。将1 mol CO和2 mol H2充入1 L恒容密闭容器中，在一定条件下合成甲醇，反应相同时间（2 min） 时测得不同温度下CO 的转化率如图所示：
①温度在1 000 K 下，从反应开始至2 min末，这段时间内的反应速率v（H2）＝ 。
②由图可知，在温度低于1 050 K 时，CO的转化率随温度的升高而增大，原因是 。
③已知c点时容器内气体的压强为p kPa，则在1 150 K 下该反应的压强平衡常数Kp 为 （kPa）－2（用含p的代数式表示，Kp 是用各气体的分压替代浓度来计算的平衡常数，分压＝总压×物质的量分数）。
第五课时 化学反应速率与化学平衡图像
1.B A项，催化剂不影响化学平衡，若a表示有催化剂，则两种情况下的C％是相等的，不正确；B项，从b到a，即升温，化学平衡逆向移动，C％降低，正确；C项，由图可知，C％由0逐渐增大，可见反应从正反应开始，不正确；D项，a→b，达到平衡所需时间增长，不可能是加压，不正确。
2.C t2时刻改变条件，逆反应速率瞬间不变，故改变的条件不可能是升高温度、增大压强、加入催化剂，应为增大反应物的浓度，C正确。
3.B 该反应的正反应是放热反应，温度越高平衡常数越小，温度：b＜c，则平衡常数：Kb＞Kc，A错误；T1温度下，若由a点达到a'点，温度不变，NH3的体积百分数变小，说明平衡逆向移动，N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）是气体体积减小的反应，减小压强平衡逆向移动，B正确；d点NH3的体积百分数小于平衡状态，要达到平衡状态需要反应正向进行，则v正＞v逆，C错误；b、c点温度不同，从b点变为c点，应该通过改变温度实现，D错误。
4.B 根据图中曲线分析0～t1中v逆逐渐增大至不变时达到平衡，因此在平衡之前v正＞v逆，t1～t2时v正＝v逆，A错误；根据图中曲线分析t2时刻v逆突然增大，逆向移动，且新平衡与原平衡等效，由于容积可变，因此改变的条件是向密闭容器中加入C，B正确；Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，A（g）＋B（g）2C（g）反应是等体积反应，因此A的体积分数：Ⅰ＝Ⅱ，C错误；Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，由于是恒温，因此平衡常数：Ⅰ＝Ⅱ，D错误。
5.C 根据“先拐先平数值大”可知，T1＜T2，升高温度，C的百分含量减小，说明升高温度，平衡逆向移动，所以该反应的正反应为放热反应，A错误；由图2可知，增大压强，C的百分含量增大，说明增大压强，平衡正向移动，所以m＋n＞p，B错误；图3中点3的转化率小于同温下的平衡转化率，说明点3反应正向进行，反应速率：v正＞v逆，C正确；曲线a速率增大、平衡没移动，若m＋n＝p，曲线a可能使用了催化剂或加压，D错误。
6.C 结合图示可知，温度升高，－lg K减小，即温度升高，平衡常数增大，说明升温平衡正向移动，该反应为吸热反应，①错误；结合图示可知，d点时－lg K＝3.56，该反应的平衡常数K＝10－3.56，②正确；假设该反应未达平衡，反应正向进行，混合气体的平均相对分子质量会增大，现恒容容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变，能说明该反应达到平衡状态，③正确；X点时，反应未达到平衡，最终要达到平衡状态，平衡常数的负对数要变大，所以此时的－lg Q＜－lg K，则Q＞K，此时的反应状态为v正＜v逆，④错误。
7.B A项，实线表示不同温度下相同时间内NO的转化率，虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化，由题图知，随着温度升高，NO的平衡转化率减小，即温度升高，反应2NO（g）＋O2（g）2NO2（g）的平衡逆向移动，说明该反应为放热反应，ΔH＜0，错误；B项，X点对应NO的转化率低于该温度下NO的平衡转化率，所以反应没有达到平衡状态，延长反应时间，可以提高NO的转化率，正确；C项，Y点时反应已达到平衡状态，增加O2的浓度，平衡正向移动，NO的转化率会提高，错误；D项，设起始时c（NO）＝a mol·L－1，则：
2NO（g） ＋ O2（g） 2NO2（g）
起始/ a 5.0×10－4 0
转化/ 0.5a 0.25a 0.5a
平衡/ 0.5a 5.0×10－4－0.25a 0.5a
K＝＝，当0.25a＝0时，K＝2 000，但0.25a＞0，所以K＞2 000，错误。
8.B 由图甲可知，反应中A、B、C的物质的量的变化量之比为0.4∶0.2∶0.2＝2∶1∶1，根据反应中化学计量数之比等于物质的物质的量的变化量之比可知，该反应的化学方程式为2A（g）＋B（g）C（g）。根据v＝可知v（B）＝＝0.02 mol·L－1·min－1，A错误；由图甲可知平衡时A、B、C的物质的量分别为0.4 mol、0.2 mol、0.2 mol，所以它们的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.1 mol·L－1，结合化学方程式2A（g）＋B（g）C（g），可知该反应的平衡常数为＝25，B正确；根据图乙可知，升高温度，C的体积分数增大，平衡正向移动，所以正反应为吸热反应，ΔH＞0，同时反应速率增大，当投入的反应物的物质的量之比等于化学计量数之比时，平衡时C的体积分数达最大值，根据化学方程式2A（g）＋B（g）C（g），可知a＝2，C、D错误。
9.B 该反应为放热反应，相同条件下，升高温度，平衡向逆反应方向移动，NO的体积分数增大，根据图像可知T2＞T1，A错误；根据A选项分析，T2＞T1，相同条件下，温度越高，反应速率越快，根据图像可知，c点温度高于d点，即v（d）＜v（c），B正确；K只与温度有关，该反应为放热反应，温度越高，K越小，b、d对应温度为T1，a、c对应温度为T2，则有Kb＝Kd＞Ka＝Kc，C错误；平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，题中没有指明容器的容积，无法计算平衡常数，D错误。
10.（1）①反应1和反应2的正反应都是吸热反应，其他条件不变，升高温度，平衡向正反应方向移动 ②＜ ＜
（2）①CD ②0.5
解析：（1）①反应1和反应2的正反应都是吸热反应，其他条件相同时，升温，平衡向正反应方向移动，正丁烷的平衡转化率增大。
②反应1和反应2的正反应都是气体物质的量增大的反应，根据图像，在相同温度下，增大压强，平衡向逆反应方向移动，正丁烷的平衡转化率减小，故p1＜p2＜p3。
（2）①A项，反应1的反应物和生成物都是气体，气体质量不变，因此在恒温恒容条件下气体密度始终不变，不能作为判断平衡的标志；B项，甲烷、丙烯均属于生成物，二者的化学计量数相同，无论是否达到平衡，它们的生成速率始终相等；C项，在恒温恒容下，气体分子数逐渐增多，气体压强由小到大，当压强不变时达到平衡；D项，丙烯的体积分数由0逐渐增大，当丙烯的体积分数不变时表明达到平衡。
②设生成的CH4为x mol·L－1，根据题意，可对反应1列三段式：
C4H10（g，正丁烷）CH4（g）＋C3H6（g）
开始/（mol·L－1） 1 0 0
转化/（mol·L－1） x x x
平衡/（mol·L－1） 1－x x x
＝，解得x＝0.5，平衡体系中各组分的浓度分别是c＝c＝0.5 mol·L－1，c＝0.5 mol·L－1，K＝＝0.5。
11.（1）①＞ ②正向 不变
（2）①0.5 mol·L－1·min－1 ②温度低于1 050 K 时，反应未达到平衡状态，随温度的升高，反应速率加快，相同时间内CO的转化率增大 ③
解析：（1）①当加入量之比等于计量系数之比，则平衡转化率相等，加入2 mol N2 和7 mol H2，可以理解为先加入2 mol N2 和6 mol H2，平衡后两者转化率相等，再加入1 mol氢气，氢气转化率减小，因此平衡后，N2和H2 的转化率的比值大于1。
②当达到平衡时，保持恒温，压缩容器容积，压强增大，平衡向体积减小的方向移动即平衡正向移动，由于温度不变，则化学平衡常数K不变。
（2）①温度在1 000 K 下，CO改变量为0.5 mol，则从反应开始至2 min 末，氢气消耗了1 mol，这段时间内的反应速率v（H2）＝＝0.5 mol·L－1·min－1 。
②由图可知，在温度低于1 050 K时，反应未达到平衡状态，随温度的升高，反应速率加快，相同时间内CO的转化率增大。
③已知c点时容器内气体的压强为p kPa，则在1 150 K下建立三段式：
CO（g） ＋ 2H2（g） CH3OH（g）
开始/mol 1 2 0
转化/mol 0.5 1 0.5
平衡/mol 0.5 1 0.5
该反应的压强平衡常数
Kp＝＝（kPa）－2 。
5 / 5第五课时 化学反应速率与化学平衡图像
课程 标准 1.认识与化学反应速率、化学平衡相关的图像，能分析曲线与化学平衡移动的关系。 2.能识别几种特殊的图像
分点突破（一） 物质的量、浓度或速率—时间图像
1.条件改变时速率—时间图像
图像示例 方法指导
对于反应：2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH＜0，填写改变的条件及平衡移动的方向 看坐标，定意义； 零起点，定投料； 线变化，定条件； v高低，定移动。 注：改变浓度条件，图像一点保持连续；改变温度或压强，两点突变
①t1时， ，平衡 移动； ②t2时， ，平衡 移动； ③t3时， ，平衡 移动； ④t4时， ，平衡 移动
2.条件改变时物质的量或浓度—时间图像
条件改变 图像示例 方法指导
减压（容器容积扩大到原来的2倍） N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） 当容器容积扩大到原来的n倍，反应体系中各气态物质的浓度均瞬间变为原来浓度的倍，所有线都出现“断点”
升高温度 2NO2（g）N2O4（g） ΔH＝－56.9 kJ·mol－1 当反应体系中温度发生改变时，v-t图像中速率曲线出现“断点”，而恒容条件下c-t图像中所有线全部是连续的
降低温度 2NO2（g）N2O4（g） ΔH＝－56.9 kJ·mol－1
1.一定温度下，在某密闭容器中发生反应：H2（g）＋I2（g）2HI（g）并达到平衡状态。若保持温度不变，在t0时刻改变外界条件，反应速率发生如图所示的变化。则下列关于反应容器及反应条件变化的说法正确的是（ ）
A.容器为恒压容器时，充入适量He
B.容器为恒压容器时，充入适量HI
C.容器为恒容容器时，充入适量He
D.容器为恒容容器时，充入适量HI
2.已知向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A和3 mol B发生反应：A（g）＋2B（g）3C（g） ΔH＜0，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，t3时达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.平衡常数K：K（Ⅱ）＜K（Ⅰ）
B.t2时改变的条件：向容器中加入A或B均可实现
C.平衡时B的浓度：c（Ⅱ）＞c（Ⅰ）
D.平衡时A的体积分数：Ⅱ＜Ⅰ
分点突破（二） 百分含量（或转化率）—时间—温度（或压强）图像
根据图像回答下列问题：
（1）图Ⅰ表示T2 T1，正反应是 反应，温度升高，平衡逆向移动。
（2）图Ⅱ表示p2 p1，压强增大，A的转化率减小，平衡逆向移动，说明正反应是气体总体积 的反应。
（3）图Ⅲ中生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a b，故a可能使用了 ；也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a 了压强（压缩容积）。
解题原则——“先拐先平数值大”
看拐点：
先拐→先平衡、速率快、条件高，即“先拐先平数值大”。
想原理：
温度高低→ΔH；
压强大小→气体化学计量数。
1.在容积不变的密闭容器中，一定条件下进行如下反应：2NO（g）＋2CO（g）N2（g）＋2CO2（g） ΔH＝－373.2 kJ·mol－1。如图曲线a表示该反应过程中NO的转化率与反应时间的关系。若改变起始条件，使反应过程按照曲线b进行，可采取的措施是（ ）
A.升高温度
B.向密闭容器中通入氩气
C.加催化剂
D.减小反应物中NO的浓度
2.已知：4NH3（g）＋5O2（g）4NO（g）＋6H2O（g） ΔH＝－1 025 kJ·mol－1。若反应物起始的物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是（ ）
分点突破（三） 温度（压强）的相关图像
1.恒温（恒压）图像
（1）反应aA（g）＋bB（g）cC（g）在不同温度下（T1＜T2），混合气体中C的含量（C％）与压强（p）的关系图像如图所示：
①选一等温线（如T1），随着压强的增大，C％ ，化学平衡 移动，a＋b c；
②作一等压线（如p3），温度升高，C％ ，化学平衡 移动，正反应是 反应。
（2）反应aA（g）＋bB（g）cC（g）在不同压强下，混合气体中C的含量（C％）与温度（T）的关系图像如图所示：
①选一等压线，随着温度的升高，C％ ，化学平衡 移动，ΔH 0；
②作一等温线（如T1），随着压强的增大，C％ ，化学平衡 移动，a＋b c。
2.速率—压强（或温度）图像
（1）可逆反应mA（g）nB（g）＋pC（s） ΔH＝Q kJ·mol－1，温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合下图中的两个图像：
①根据正、逆反应速率与温度的变化曲线，可判断反应的 ，则：Q 0；
②根据正、逆反应速率与压强的变化曲线，可判断反应前后 ，
则：m n。
注意 图中交点是平衡点，分析温度、压强对化学平衡的影响时，一般选择交点之后的曲线的变化来判断。
（2）某可逆反应中，温度的变化对正、逆反应速率的影响如图所示：
根据正、逆反应速率与温度的变化曲线，可判断该可逆反应的正反应为 热反应。
解题原则——“定一议二”原则
在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量，分析方法是确定其中一个变量，讨论另外两个变量之间的关系。
1.为探究外界条件对反应mA（g）＋nB（g）cZ（g） ΔH 的影响，以A和B的物质的量之比为m∶n 开始反应，通过实验得到不同条件下反应达到平衡时Z的物质的量分数与压强及温度的关系，实验结果如图所示。下列判断正确的是（ ）
A.ΔH＞0
B.m＋n＜c
C.升高温度，v正、v逆都增大，平衡常数增大
D.恒温恒压时，向已达到平衡的体系中加入少量Z（g），再次达到平衡后Z的物质的量分数不变
2.某恒容密闭容器中充入一定量SO2和O2进行反应：2SO2（g）＋O2（g）2SO3（g） ΔH＜0，反应速率（v）与温度（T）、SO2的体积分数[V（SO2）/％]与压强（p）的关系分别如图甲、乙所示。下列说法不正确的是（ ）
A.图甲中，曲线1表示逆反应速率与温度的关系
B.图甲中，d点表示温度为T0时，反应已经达到平衡
C.图乙中，温度恒定时，a、b两点对应的反应速率：va＞vb
D.图乙中，温度恒定时，c点的反应向逆反应方向进行
常见特殊图像的类型与解题方法（归纳与论证）
【典例】 工业上常以CO2和H2为原料合成乙醇，某实验小组将CO2（g）和H2（g）按物质的量之比为1∶3的比例置于一恒容密闭容器中发生反应：2CO2（g）＋6H2（g）C2H5OH（g）＋3H2O（g） ΔH＝b kJ·mol－1。在相同时间内，容器中CO2的浓度随温度（T）的变化如图1所示，上述反应的pK（pK＝－lg K）随温度（T）的变化如图2所示。
（1）由图1可知，b （填“＞”“＜”或“＝”）0。
（2）在T1～T2 K及T4～T5 K两个温度区间内，容器中CO2（g）的浓度呈现如图1所示的变化趋势，其原因是
。
（3）图1中点1、2、3对应的逆反应速率v1、v2、v3中最大的是 （填“v1”“v2”或“v3”）；要进一步提高H2（g）的转化率，可采取的措施有 （任答一条）。
（4）图2中当温度为T1 K时，对应的pK为A点纵坐标，则B、C、D、E四点中表示错误的是 。
【规律方法】
几种特殊图像
（1）对于化学反应：mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g），M点前，表示从反应物开始，v正＞v逆；M点为刚达到平衡点（如图）；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH＜0。
（2）对于化学反应：mA（g）＋nB（g）pC（g）＋qD（g），L线上所有的点都是平衡点（如图）。L线的左上方（E点），A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以，E点：v正＞v逆；则F点：v正＜v逆。
（3）投料平衡曲线
①反应物不止一种的可逆反应，如N2（g）＋3H2（g）2NH3（g） ΔH＜0，改变反应物的投料比，当反应物按照n（N2）∶n（H2）＝1∶3投料时，平衡后混合体系中NH3的百分含量最大。
②方法指导
a.投料平衡曲线上的点均为平衡点。
b.投料比等于化学计量数之比时，生成物的含量最大。
注意 横坐标也可能是一种反应物的起始物质的量。
【迁移应用】
1.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的关系曲线如图所示，图中有A、B、C、D、E五点，其中表示未达到平衡状态，且v正＜v逆的点是（ ）
A.B和C B.A和E
C.E D.A和C
2.已知A（g）＋B（g）2C（g），反应过程中C的百分含量与温度的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A.正反应速率：v（c）＞v（d）＞v（b）
B.化学平衡常数：K（d）＞K（c）
C.c点向d点变化时，v正＜v逆
D.d点状态加入合适的催化剂可使C％增大
1.一定条件下进行反应2NO（g）＋Br2（g）2NOBr（g） ΔH＜0。达到平衡后，t1时刻改变某一反应条件所得v-t图像如图所示，则改变的条件为（ ）
A.增大压强 B.加催化剂
C.升高温度 D.增大生成物浓度
2.已知：CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g） ΔH＝－49.0 kJ·mol－1。一定条件下，向容积为1 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，测得CO2和CH3OH的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是（ ）
A.欲增大平衡状态时的比值，可采用升高温度的方法
B.3 min时，CO2的消耗速率等于CH3OH的生成速率，且二者浓度相同
C.欲提高H2的平衡转化率，只能加压减小反应容器的容积
D.从反应开始到平衡，H2的平均反应速率v（H2）＝0.075 mol·L－1·min－1
3.对于可逆反应：A2（g）＋3B2（g）2AB3（g） ΔH＜0。下列描述平衡移动的图像正确的是（ ）
4.已知反应：2A（l）B（l） ΔH＝－Q kJ·mol－1（Q＞0），取等量A分别在0 ℃和20 ℃下反应，测得其转化率Y随时间t变化的关系曲线（Y-t）如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.曲线a代表20 ℃下A的Y-t曲线
B.反应到66 min时，0 ℃和20 ℃下反应放出的热量相等
C.0 ℃和20 ℃下达到平衡时，反应都放出Q kJ热量
D.反应都达到平衡后，正反应速率：a＞b
5.在刚性容器中发生反应：CH4（g）＋CO2（g）2CO（g）＋2H2（g） ΔH＝＋247 kJ·mol－1，当投料比＝1.0时，CO2的平衡转化率（α）与温度（T）、初始压强（p）的关系如图所示。
（1）压强p1 （填“＞”“＜”或“＝”）2 MPa，理由是
。
（2）当温度为T3 K、压强为p1时，a点的v正 （填“＞”“＜”或“＝”）v逆。
第五课时 化学反应速率与化学平衡图像
【基础知识·准落实】
分点突破（一）
师生互动
1.①增大反应物的浓度 正向 ②降低温度 正向 ③增大压强 正向 ④使用催化剂 不
自主练习
1.B 恒容充入He，对反应气体的浓度没有影响，正、逆反应速率不变，C项错误；恒容充入HI，相当于增大压强，正、逆反应速率均增大，且对于该反应，增大压强平衡不会移动，与图像不符，D项错误；恒压充入He，相当于减小压强，正、逆反应速率都减小，且对于该反应，减小压强平衡不会移动，与图像不符，A项错误；恒压充入HI，体系的体积增大，H2和I2的浓度都变小，正反应速率减小而HI的浓度增大，逆反应速率增大，而且最终达到平衡时，与原平衡各物质的浓度完全一样，B项正确。
2.C 由题图可知，t2时条件改变的瞬间正反应速率不变，然后增大，说明平衡向逆反应方向移动，该反应是气体体积不变的放热反应，则改变的条件是向容器中加入生成物C，增大C的浓度，不能是升高反应温度或者增大压强。温度不变，平衡常数不变，则反应的平衡常数：K（Ⅱ）＝K（Ⅰ），A、B错误；由于t2时改变的条件是向容器中加入C，平衡逆向移动，所以平衡时B的浓度：c（Ⅱ）＞c（Ⅰ），C正确；最初加入体系中的A和B的物质的量的比值为1∶3，当加入C后，平衡逆向移动，最终A和B物质的量增加的比例为1∶2，造成平衡时A的体积分数：Ⅱ＞Ⅰ，D错误。
分点突破（二）
探究活动
提示：（1）＞ 放热 （2）＞ 增大 （3）＞ 催化剂 增大
自主练习
1.A 由图像可知，要使反应按曲线b进行，需要缩短反应达到平衡的时间，同时降低NO的转化率。A项，平衡逆向移动，NO的转化率降低，正确；B、C项，平衡不移动，错误；D项，减小反应物中NO的浓度，NO的转化率升高，错误。
2.C 因为正反应为放热反应，升高温度，反应速率加快，达到平衡所用时间减少，但是平衡向逆反应方向移动，NO的含量减小，A正确，C错误；增大压强，反应速率加快，达到平衡所用时间减少，正反应为气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，NO的含量减小，B正确；催化剂对平衡没有影响，只是加快反应速率，缩短达到平衡所用的时间，D正确。
分点突破（三）
师生互动
1.（1）①减小 逆向 ＜ ②增大 正向 吸热 （2）①减小 逆向 ＜ ②增大 正向 ＞
2.（1）①ΔH ＜ ②气体体积的变化 ＞ （2）吸
自主练习
1.D 由图像可知，压强相同时，降低温度，Z的物质的量分数增大，说明降低温度平衡向正反应方向移动，则正反应为放热反应，ΔH＜0，A错误；温度相同时，减小压强，Z的物质的量分数减小，说明减小压强平衡向逆反应方向移动，所以有m＋n＞c，B错误；升高温度，v正、v逆都增大，该正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，C错误；恒温恒压时，向已达到平衡的体系中加入少量Z（g），再次达平衡时，新平衡与原平衡等效，即再次达到平衡后Z的物质的量分数不变，D正确。
2.C d点时正、逆反应速率相等，反应处于平衡状态，平衡后温度升高，平衡向逆反应方向移动，故v逆＞v正，曲线1表示逆反应速率与温度的关系；图乙中，b点时压强大，反应速率快，p1时达到平衡时SO2的体积分数大于c点时SO2的体积分数，所以c点的反应向生成SO2的方向进行。
【关键能力·细培养】
【典例】 提示：（1）根据题图1可知当温度低于T3 K时，随温度升高，CO2的浓度减小，而温度高于T3 K时，随温度升高，CO2的浓度增大，说明相同时间内温度低于T3 K时反应没有达到平衡，温度等于T3 K时，反应达到平衡，而温度高于T3 K时，随着温度升高，平衡逆向移动，CO2的浓度增大，所以该反应的正反应为放热反应，b＜0。
（2）T1～T2 K，反应未达到平衡，温度越高，反应速率越大，所以CO2的浓度随温度的升高而减小；T3 K后曲线上的点对应的反应均达到平衡，该反应的正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，CO2的浓度随温度的升高而增大。
（3）温度越高反应速率越大，所以逆反应速率最大的是v3。提高CO2的浓度或及时移出生成物，平衡都正向移动，氢气的转化率增大；该反应的正反应为放热反应，适当降低温度也可以提高氢气的转化率。
（4）该反应的正反应为放热反应，所以温度越高，化学平衡常数越小，则pK越大，所以B、E点表示错误。
迁移应用
1.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。所以，图像中的A、D两点，v正＝v逆；B、C两点，v正＞v逆；E点，v正＜v逆。
2.C 温度越高，反应速率越大，则正反应速率：v（d）＞v（c）＞v（b），A错误；由题图分析可知，该反应的正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，K减小，则化学平衡常数：K（d）＜K（c），B错误；由c点向d点变化时，温度升高，平衡逆向移动，可知v正＜v逆，C正确；d点时加入催化剂不会使平衡移动，C％不变，D错误。
【教学效果·勤检测】
1.C 该反应正向是气体系数减小的反应，增大压强，反应速率加快，平衡正向移动，v正＞v逆，A错误；加催化剂不会影响平衡移动，反应速率加快，v正＝v逆，B错误；该反应正向是放热反应，升高温度，反应速率加快，平衡逆向移动，v正＜v逆，C正确；增大生成物浓度，瞬间v正不变、v逆增大，与所给图像不符，D错误。
2.B 该反应正反应为放热反应，升温平衡逆向移动，减小，A项错误；由图像可知，3 min时CO2与CH3OH浓度相等，CO2的消耗速率等于CH3OH的生成速率，B项正确；欲提高H2的平衡转化率，还可用降温等方法，C项错误；达到平衡时v（H2）＝3v（CO2）＝3× mol·L－1·min－1＝0.225 mol·L－1·min－1，D项错误。
3.D 温度越高，反应速率越大，达到平衡所需时间越少，则当温度为500 ℃时达到平衡所需时间小于100 ℃，应先出现拐点，A错误；使用催化剂，反应速率增大，但平衡不移动，A2的转化率不变，B错误；升高温度，正、逆反应速率均增大，C错误；该反应为气体体积减小的放热反应，降低温度和增大压强，平衡均会向正反应方向移动，AB3的体积分数增大，D正确。
4.B 温度越高，化学反应速率越快，反应越先达到平衡，即曲线先出现拐点，故曲线b代表20 ℃下A的Y-t曲线，A错误；反应到66 min时，0 ℃和20 ℃下A的转化率相同，因二者的起始量相同，故参与反应的A的量相等，此时反应放出的热量相等，B正确；0 ℃和20 ℃下达到平衡时，A的转化率不同，反应放出的热量也不相同，C错误；曲线b代表20 ℃下的Y-t曲线，曲线a代表0 ℃下的Y-t曲线，升高温度，化学反应速率加快，故反应都达到平衡后，正反应速率：a＜b，D错误。
5.（1）＜ 正反应为气体体积增大的反应，温度一定，减小压强，平衡正向移动，CO2的转化率增大 （2）＞
解析：（1）已知CH4（g）＋CO2（g）2CO（g）＋2H2（g）的正反应为气体体积增大的反应，在恒温条件下，减小压强，平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，即压强p1＜2 MPa。
（2）当温度为T3 K、压强为p1时，a点对应的CO2的转化率较相同条件下CO2的平衡转化率小，说明此时反应正向进行，即v正＞v逆。
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第五课时 化学反应速率与化学平衡图像
课程 标准 1.认识与化学反应速率、化学平衡相关的图像，能分析曲线
与化学平衡移动的关系。
2.能识别几种特殊的图像
目 录
1、基础知识·准落实
2、关键能力·细培养
3、教学效果·勤检测
4、学科素养·稳提升
基础知识·准落实
1
梳理归纳 高效学习
分点突破（一） 物质的量、浓度或速率—时间图像
1. 条件改变时速率—时间图像
图像示例 方法指导
看坐标，定意义；零起点，定投料；
线变化，定条件； v 高低，定移动。
注：改变浓度条件，图像一点保持连
续；改变温度或压强，两点突变
图像示例 方法指导
① t1时， ，平衡 移动； ② t2时， ，平衡 移动； ③ t3时， ，平衡 移动； ④ t4时， ，平衡 移动 增大反应物的浓度
正向
降低温度
正向
增大压强
正向
使用催化剂
不
2. 条件改变时物质的量或浓度—时间图像
条件改变 图像示例 方法指导
减压（容器
容积扩大到原来的2倍）
条件改变 图像示例 方法指导
升高温度 当反应体系中温度发生改
变时， v - t 图像中速率曲线
出现“断点”，而恒容条
件下 c - t 图像中所有线全部
是连续的
降低温度
1. 一定温度下，在某密闭容器中发生反应：H2（g）＋I2（g） 2HI
（g）并达到平衡状态。若保持温度不变，在 t0时刻改变外界条件，
反应速率发生如图所示的变化。则下列关于反应容器及反应条件变
化的说法正确的是（ ）
A. 容器为恒压容器时，充入适量He
B. 容器为恒压容器时，充入适量HI
C. 容器为恒容容器时，充入适量He
D. 容器为恒容容器时，充入适量HI
解析： 恒容充入He，对反应气体的浓度没有影响，正、逆反应
速率不变，C项错误；恒容充入HI，相当于增大压强，正、逆反应
速率均增大，且对于该反应，增大压强平衡不会移动，与图像不
符，D项错误；恒压充入He，相当于减小压强，正、逆反应速率都
减小，且对于该反应，减小压强平衡不会移动，与图像不符，A项
错误；恒压充入HI，体系的体积增大，H2和I2的浓度都变小，正反
应速率减小而HI的浓度增大，逆反应速率增大，而且最终达到平衡
时，与原平衡各物质的浓度完全一样，B项正确。
2. 已知向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A和3 mol B发生反应：A
（g）＋2B（g） 3C（g） Δ H ＜0， t1时达到平衡状态Ⅰ，在 t2时
改变某一条件， t3时达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图
所示。下列说法正确的是（ ）
A. 平衡常数 K ： K （Ⅱ）＜ K （Ⅰ）
B. t2时改变的条件：向容器中加入A或B均可实现
C. 平衡时B的浓度： c （Ⅱ）＞ c （Ⅰ）
D. 平衡时A的体积分数：Ⅱ＜Ⅰ
解析： 由题图可知， t2时条件改变的瞬间正反应速率不变，然
后增大，说明平衡向逆反应方向移动，该反应是气体体积不变的放
热反应，则改变的条件是向容器中加入生成物C，增大C的浓度，不
能是升高反应温度或者增大压强。温度不变，平衡常数不变，则反
应的平衡常数： K （Ⅱ）＝ K （Ⅰ），A、B错误；由于 t2时改变的条
件是向容器中加入C，平衡逆向移动，所以平衡时B的浓度： c
（Ⅱ）＞ c （Ⅰ），C正确；最初加入体系中的A和B的物质的量的比
值为1∶3，当加入C后，平衡逆向移动，最终A和B物质的量增加的
比例为1∶2，造成平衡时A的体积分数：Ⅱ＞Ⅰ，D错误。
分点突破（二） 百分含量（或转化率）—时间—温度（或压
强）图像
根据图像回答下列问题：
（1）图Ⅰ表示 T2 T1，正反应是 反应，温度升高，平衡逆
向移动。
提示：＞ 放热
（2）图Ⅱ表示 p2 p1，压强增大，A的转化率减小，平衡逆向移动，说明正反应是气体总体积 的反应。
提示：＞ 增大
（3）图Ⅲ中生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应
速率 a b ，故 a 可能使用了 ；也可能该反应是反应前后
气体总体积不变的可逆反应， a 了压强（压缩容积）。
提示：＞ 催化剂 增大
解题原则——“先拐先平数值大”
看拐点：
先拐→先平衡、速率快、条件高，即“先拐先平数值大”。
想原理：
温度高低→Δ H ；
压强大小→气体化学计量数。
1. 在容积不变的密闭容器中，一定条件下进行如下反应：2NO（g）
＋2CO（g） N2（g）＋2CO2（g） Δ H ＝－373.2 kJ·mol－1。如
图曲线a表示该反应过程中NO的转化率与反应时间的关系。若改变
起始条件，使反应过程按照曲线b进行，可采取的措施是（ ）
A. 升高温度 B. 向密闭容器中通入氩气
C. 加催化剂 D. 减小反应物中NO的浓度
解析： 由图像可知，要使反应按曲线b进行，需要缩短反应达到
平衡的时间，同时降低NO的转化率。A项，平衡逆向移动，NO的
转化率降低，正确；B、C项，平衡不移动，错误；D项，减小反应
物中NO的浓度，NO的转化率升高，错误。
2. 已知：4NH3（g）＋5O2（g） 4NO（g）＋6H2O（g） Δ H ＝－1
025 kJ·mol－1。若反应物起始的物质的量相同，下列关于该反应的
示意图不正确的是（ ）
解析： 因为正反应为放热反应，升高温度，反应速率加快，达
到平衡所用时间减少，但是平衡向逆反应方向移动，NO的含量减
小，A正确，C错误；增大压强，反应速率加快，达到平衡所用时间
减少，正反应为气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方
向移动，NO的含量减小，B正确；催化剂对平衡没有影响，只是加
快反应速率，缩短达到平衡所用的时间，D正确。
分点突破（三） 温度（压强）的相关图像
1. 恒温（恒压）图像
（1）反应 a A（g）＋ b B（g） c C（g）在不同温度下（ T1＜
T2），混合气体中C的含量（C％）与压强（ p ）的关系图像
如图所示：
①选一等温线（如 T1），随着压强的增大，C％ ，化
学平衡 移动， a ＋ b c ；
②作一等压线（如 p3），温度升高，C％ ，化学平
衡 移动，正反应是 反应。
减小
逆向
＜
增大
正向
吸热
（2）反应 a A（g）＋ b B（g） c C（g）在不同压强下，混合气体
中C的含量（C％）与温度（ T ）的关系图像如图所示：
①选一等压线，随着温度的升高，C％ ，化学平
衡 移动，Δ H 0；
②作一等温线（如 T1），随着压强的增大，C％ ，化
学平衡 移动， a ＋ b c 。
减小
逆向
＜
增大
正向
＞
2. 速率—压强（或温度）图像
（1）可逆反应 m A（g） n B（g）＋ p C（s） Δ H ＝ Q kJ·mol－
1，温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合下图
中的两个图像：
①根据正、逆反应速率与温度的变化曲线，可判断反应的
，则： Q 0；
②根据正、逆反应速率与压强的变化曲线，可判断反应前
后 ，则： m n 。
Δ
H
＜
气体体积的变化
＞
注意 图中交点是平衡点，分析温度、压强对化学平衡的影
响时，一般选择交点之后的曲线的变化来判断。
（2）某可逆反应中，温度的变化对正、逆反应速率的影响如图
所示：
根据正、逆反应速率与温度的变化曲线，可判断该可逆反应
的正反应为 热反应。
吸
解题原则——“定一议二”原则
在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变
量，分析方法是确定其中一个变量，讨论另外两个变量之间的关系。
1. 为探究外界条件对反应 m A（g）＋ n B（g） c Z（g） Δ H 的影
响，以A和B的物质的量之比为 m ∶ n 开始反应，通过实验得到不同
条件下反应达到平衡时Z的物质的量分数与压强及温度的关系，实
验结果如图所示。下列判断正确的是（ ）
A. Δ H ＞0
B. m ＋ n ＜ c
C. 升高温度， v正、 v逆都增大，平衡常数增大
D. 恒温恒压时，向已达到平衡的体系中加入少量Z（g），再次达到平
衡后Z的物质的量分数不变
解析： 由图像可知，压强相同时，降低温度，Z的物质的量分数
增大，说明降低温度平衡向正反应方向移动，则正反应为放热反
应，Δ H ＜0，A错误；温度相同时，减小压强，Z的物质的量分数
减小，说明减小压强平衡向逆反应方向移动，所以有 m ＋ n ＞ c ，B
错误；升高温度， v正、 v逆都增大，该正反应为放热反应，升高温
度平衡逆向移动，平衡常数减小，C错误；恒温恒压时，向已达到
平衡的体系中加入少量Z（g），再次达平衡时，新平衡与原平衡等
效，即再次达到平衡后Z的物质的量分数不变，D正确。
2. 某恒容密闭容器中充入一定量SO2和O2进行反应：2SO2（g）＋O2
（g） 2SO3（g） Δ H ＜0，反应速率（ v ）与温度（ T ）、SO2
的体积分数[ V （SO2）/％]与压强（ p ）的关系分别如图甲、乙所
示。下列说法不正确的是（ ）
A. 图甲中，曲线1表示逆反应速率
与温度的关系
B. 图甲中，d点表示温度为 T0时，
反应已经达到平衡
C. 图乙中，温度恒定时，a、b两点对应的反应速率： va＞ vb
D. 图乙中，温度恒定时，c点的反应向逆反应方向进行
解析： d点时正、逆反应速率相等，反应处于平衡状态，平衡后
温度升高，平衡向逆反应方向移动，故 v逆＞ v正，曲线1表示逆反应
速率与温度的关系；图乙中，b点时压强大，反应速率快， p1时达
到平衡时SO2的体积分数大于c点时SO2的体积分数，所以c点的反应
向生成SO2的方向进行。
关键能力·细培养
2
互动探究 深化认知
常见特殊图像的类型与解题方法（归纳与论证）
【典例】 工业上常以CO2和H2为原料合成乙醇，某实验小组将CO2
（g）和H2（g）按物质的量之比为1∶3的比例置于一恒容密闭容器中
发生反应：2CO2（g）＋6H2（g） C2H5OH（g）＋3H2O（g） Δ H
＝ b kJ·mol－1。在相同时间内，容器中CO2的浓度随温度（ T ）的变化
如图1所示，上述反应的p K （p K ＝－lg K ）随温度（ T ）的变化如图
2所示。
（1）由图1可知， b
（填“＞”“＜”或
“＝”）0。
提示：根据题图1可知当温度低于 T3 K时，随温度升高，CO2的
浓度减小，而温度高于 T3 K时，随温度升高，CO2的浓度增大，
说明相同时间内温度低于 T3 K时反应没有达到平衡，温度等于
T3 K时，反应达到平衡，而温度高于 T3 K时，随着温度升高，平
衡逆向移动，CO2的浓度增大，所以该反应的正反应为放热反
应， b ＜0。
（2）在 T1～ T2 K及 T4～ T5 K两个温度区间内，容器中CO2（g）的浓度呈现如图1所示的变化趋势，其原因是 。
提示： T1～ T2 K，反应未达到平衡，温度越高，反应速率越
大，所以CO2的浓度随温度的升高而减小； T3 K后曲线上的点对
应的反应均达到平衡，该反应的正反应是放热反应，温度升
高，平衡逆向移动，CO2的浓度随温度的升高而增大。
（3）图1中点1、2、3对应的逆反应速率 v1、 v2、 v3中最大的是 （填“ v1”“ v2”或“ v3”）；要进一步提高H2（g）的转化率，可采取的措施有 （任答一条）。
提示：温度越高反应速率越大，所以逆反应速率最大的是 v3。
提高CO2的浓度或及时移出生成物，平衡都正向移动，氢气的转
化率增大；该反应的正反应为放热反应，适当降低温度也可以
提高氢气的转化率。
（4）图2中当温度为 T1 K时，对应的p K 为A点纵坐标，则B、C、D、
E四点中表示错误的是 。
提示：该反应的正反应为放热反应，所以温度越高，化学平衡
常数越小，则p K 越大，所以B、E点表示错误。
【规律方法】
几种特殊图像
（1）对于化学反应： m A（g）＋ n B（g） p C（g）＋ q D（g），M
点前，表示从反应物开始， v正＞ v逆；M点为刚达到平衡点（如
图）；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量
增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应Δ H ＜0。
（2）对于化学反应： m A（g）＋ n B（g） p C（g）＋ q D（g），L
线上所有的点都是平衡点（如图）。L线的左上方（E点），A
的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以，E
点： v正＞ v逆；则F点： v正＜ v逆。
（3）投料平衡曲线
①反应物不止一种的可逆反应，如N2（g）＋3H2（g） 2NH3
（g） Δ H ＜0，改变反应物的投料比，当反应物按照 n
（N2）∶ n （H2）＝1∶3投料时，平衡后混合体系中NH3的百分
含量最大。
②方法指导
a.投料平衡曲线上的点均为平衡点。
b.投料比等于化学计量数之比时，生成物的含量最大。
注意 横坐标也可能是一种反应物的起始物质的量。
【迁移应用】
1. 条件一定时，反应2NO＋O2 2NO2＋ Q （ Q ＞0）中NO的最大转化
率与温度变化的关系曲线如图所示，图中有A、B、C、D、E五点，
其中表示未达到平衡状态，且 v正＜ v逆的点是（ ）
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。所以，图像中的A、D两点， v正＝ v逆；B、C两点， v正＞ v逆；
E点， v正＜ v逆。
2. 已知A（g）＋B（g） 2C（g），反应过程中C的百分含量与温度
的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 正反应速率： v （c）＞ v （d）＞ v （b）
B. 化学平衡常数： K （d）＞ K （c）
C. c点向d点变化时， v正＜ v逆
D. d点状态加入合适的催化剂可使C％增大
解析： 温度越高，反应速率越大，则正反应速率： v （d）＞ v
（c）＞ v （b），A错误；由题图分析可知，该反应的正反应为放热
反应，升高温度平衡逆向移动， K 减小，则化学平衡常数： K （d）
＜ K （c），B错误；由c点向d点变化时，温度升高，平衡逆向移
动，可知 v正＜ v逆，C正确；d点时加入催化剂不会使平衡移动，C％
不变，D错误。
教学效果·勤检测
3
强化技能 查缺补漏
1. 一定条件下进行反应2NO（g）＋Br2（g） 2NOBr（g） Δ H ＜
0。达到平衡后， t1时刻改变某一反应条件所得 v - t 图像如图所示，
则改变的条件为（ ）
A. 增大压强 B. 加催化剂
C. 升高温度 D. 增大生成物浓度
解析： 该反应正向是气体系数减小的反应，增大压强，反应速
率加快，平衡正向移动， v正＞ v逆，A错误；加催化剂不会影响平衡
移动，反应速率加快， v正＝ v逆，B错误；该反应正向是放热反应，
升高温度，反应速率加快，平衡逆向移动， v正＜ v逆，C正确；增大
生成物浓度，瞬间 v正不变、 v逆增大，与所给图像不符，D错误。
2. 已知：CO2（g）＋3H2（g） CH3OH（g）＋H2O（g） Δ H ＝－
49.0 kJ·mol－1。一定条件下，向容积为1 L的密闭容器中充入1 mol
CO2和3 mol H2，测得CO2和CH3OH的浓度随时间的变化曲线如图所
示。下列叙述正确的是（ ）
B. 3 min时，CO2的消耗速率等于CH3OH的
生成速率，且二者浓度相同
C. 欲提高H2的平衡转化率，只能加压减小反应容器的容积
D. 从反应开始到平衡，H2的平均反应速率 v （H2）＝0.075 mol·L－
1·min－1
解析： 该反应正反应为放热反应，升温平衡逆向移动， 减小，A项错误；由图像可知，3 min时CO2与CH3OH浓度相等，CO2的消耗速率等于CH3OH的生成速率，B项正确；欲提高H2的平衡转化率，还可用降温等方法，C项错误；达到平衡时 v （H2）＝3 v （CO2）＝3× mol·L－1·min－1＝0.225 mol·L－1·min－1，D项错误。
3. 对于可逆反应：A2（g）＋3B2（g） 2AB3（g） Δ H ＜0。下列
描述平衡移动的图像正确的是（ ）
解析： 温度越高，反应速率越大，达到平衡所需时间越少，则
当温度为500 ℃时达到平衡所需时间小于100 ℃，应先出现拐点，A
错误；使用催化剂，反应速率增大，但平衡不移动，A2的转化率不
变，B错误；升高温度，正、逆反应速率均增大，C错误；该反应为
气体体积减小的放热反应，降低温度和增大压强，平衡均会向正反
应方向移动，AB3的体积分数增大，D正确。
4. 已知反应：2A（l） B（l） Δ H ＝－ Q kJ·mol－1（ Q ＞0），取等
量A分别在0 ℃和20 ℃下反应，测得其转化率 Y 随时间 t 变化的关系
曲线（ Y - t ）如图所示。下列说法正
确的是（ ）
A. 曲线a代表20 ℃下A的 Y - t 曲线
B. 反应到66 min时，0 ℃和20 ℃下反应放出的热量相等
C. 0 ℃和20 ℃下达到平衡时，反应都放出 Q kJ热量
D. 反应都达到平衡后，正反应速率：a＞b
解析： 温度越高，化学反应速率越快，反应越先达到平衡，即
曲线先出现拐点，故曲线b代表20 ℃下A的 Y - t 曲线，A错误；反应
到66 min时，0 ℃和20 ℃下A的转化率相同，因二者的起始量相
同，故参与反应的A的量相等，此时反应放出的热量相等，B正确；
0 ℃和20 ℃下达到平衡时，A的转化率不同，反应放出的热量也不
相同，C错误；曲线b代表20 ℃下的 Y - t 曲线，曲线a代表0 ℃下的 Y
- t 曲线，升高温度，化学反应速率加快，故反应都达到平衡后，正
反应速率：a＜b，D错误。
5. 在刚性容器中发生反应：CH4（g）＋CO2（g） 2CO（g）＋2H2
（g） Δ H ＝＋247 kJ·mol－1，当投料比 ＝1.0时，CO2的
平衡转化率（α）与温度（ T ）、初始压强（ p ）的关系如图所示。
（1）压强 p1 （填“＞”“＜”或“＝”）2 MPa，理由
是
。
解析：已知CH4（g）＋CO2（g） 2CO（g）＋2H2（g）的
正反应为气体体积增大的反应，在恒温条件下，减小压强，
平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，即压强 p1＜2 MPa。
＜
正反应为气体体积增大的反应，温度一定，减小压强，平
衡正向移动，CO2的转化率增大
（2）当温度为 T3 K、压强为 p1时，a点的 v正 （填“＞”“＜”
或“＝”） v逆。
解析：当温度为 T3 K、压强为 p1时，a点对应的CO2的转化率较
相同条件下CO2的平衡转化率小，说明此时反应正向进行，即 v
正＞ v逆。
＞
学科素养·稳提升
4
内化知识 知能升华
1. 如图表示反应：A（g）＋B（g） n C（g） Δ H ＜0在不同条件下
反应混合物中C的百分含量和反应过程所需时间的关系曲线。下列
有关叙述正确的是（ ）
A. a表示有催化剂，b表示无催化剂
B. 若其他条件相同，a比b的温度高
C. 反应由逆反应开始
D. a→b采用的是加压
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解析： A项，催化剂不影响化学平衡，若a表示有催化剂，则两
种情况下的C％是相等的，不正确；B项，从b到a，即升温，化学平
衡逆向移动，C％降低，正确；C项，由图可知，C％由0逐渐增
大，可见反应从正反应开始，不正确；D项，a→b，达到平衡所需
时间增长，不可能是加压，不正确。
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2. 如图是恒温条件下H2（g）＋I2（g） 2HI（g） Q （ Q ＞0）的化
学反应速率随反应时间变化的示意图， t2时刻改变的外界条件是
（ ）
A. 升高温度 B. 增大压强
C. 增大反应物浓度 D. 加入催化剂
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解析： t2时刻改变条件，逆反应速率瞬间不变，故改变的条件
不可能是升高温度、增大压强、加入催化剂，应为增大反应物的浓
度，C正确。
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3.已知反应N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g） Δ H ＜0，平衡时NH3的体积百分数随温度的变化曲线如图所示，下列相关描述正确的是
（ ）
A. 平衡常数： Kb＜ Kc
B. T1温度下，若由a点达到a'点，可以采用减小压强的
方法
C. d点： v正＜ v逆
D. 从b点变为c点，需要增加N2的物质的量
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解析： 该反应的正反应是放热反应，温度越高平衡常数越小，
温度：b＜c，则平衡常数： Kb＞ Kc，A错误； T1温度下，若由a点达
到a'点，温度不变，NH3的体积百分数变小，说明平衡逆向移动，
N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g）是气体体积减小的反应，减小压
强平衡逆向移动，B正确；d点NH3的体积百分数小于平衡状态，要
达到平衡状态需要反应正向进行，则 v正＞ v逆，C错误；b、c点温度
不同，从b点变为c点，应该通过改变温度实现，D错误。
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4. 在某一恒温容积可变的密闭容器中发生反应：A（g）＋B（g） 2C（g）。反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A. 0～ t2时， v正＞ v逆
B. t2时刻改变的条件是向密闭容器中加入C
C. Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，A的体积分数：Ⅰ＞Ⅱ
D. Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数：Ⅰ＞Ⅱ
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解析： 根据图中曲线分析0～ t1中 v逆逐渐增大至不变时达到平
衡，因此在平衡之前 v正＞ v逆， t1～ t2时 v正＝ v逆，A错误；根据图中
曲线分析 t2时刻 v逆突然增大，逆向移动，且新平衡与原平衡等效，
由于容积可变，因此改变的条件是向密闭容器中加入C，B正确；
Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，A（g）＋B（g） 2C（g）反应是等体积
反应，因此A的体积分数：Ⅰ＝Ⅱ，C错误；Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，
由于是恒温，因此平衡常数：Ⅰ＝Ⅱ，D错误。
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5. 某化学研究小组探究外界条件对化学反应 m A（g）＋ n B（g） p
C（g）的速率和平衡的影响图像如下，下列判断正确的是（ ）
A. 由图1可知， T1＜ T2，该反应的正反应为吸热反应
B. 由图2可知， m ＋ n ＜ p
C. 图3中，点3的反应速率： v正＞ v逆
D. 图4中，若 m ＋ n ＝ p ，则曲线a一定使用了催化剂
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解析： 根据“先拐先平数值大”可知， T1＜ T2，升高温度，C的
百分含量减小，说明升高温度，平衡逆向移动，所以该反应的正反
应为放热反应，A错误；由图2可知，增大压强，C的百分含量增
大，说明增大压强，平衡正向移动，所以 m ＋ n ＞ p ，B错误；图3
中点3的转化率小于同温下的平衡转化率，说明点3反应正向进行，
反应速率： v正＞ v逆，C正确；曲线a速率增大、平衡没移动，若 m
＋ n ＝ p ，曲线a可能使用了催化剂或加压，D错误。
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6. 钛铁矿提炼钛的反应之一为4Fe2TiO5（s）＋4TiO2（s）＋CH4（g）
8FeTiO3（s）＋CO2（g）＋2H2O（g），该反应的平衡常数的负
对数（－lg K ）随温度（ T ）的变化曲线如图所示，下列说法正确
的是（ ）
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①该反应为放热反应
②d点时反应的平衡常数 K ＝10－3.56
③恒容容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变，该反应达到
平衡状态
④X点时 v正＞ v逆
A. ①② B. ②④ C. ②③ D. ③④
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解析： 结合图示可知，温度升高，－lg K 减小，即温度升高，
平衡常数增大，说明升温平衡正向移动，该反应为吸热反应，①错
误；结合图示可知，d点时－lg K ＝3.56，该反应的平衡常数 K ＝10
－3.56，②正确；假设该反应未达平衡，反应正向进行，混合气体的
平均相对分子质量会增大，现恒容容器中混合气体的平均相对分子
质量保持不变，能说明该反应达到平衡状态，③正确；X点时，反
应未达到平衡，最终要达到平衡状态，平衡常数的负对数要变大，
所以此时的－lg Q ＜－lg K ，则 Q ＞ K ，此时的反应状态为 v正＜ v
逆，④错误。
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7. 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（ ）
B. 图中X点所示条件下，延长反应时间能提高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
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解析： A项，实线表示不同温度下相同时间内NO的转化率，虚
线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化，由题图知，随
着温度升高，NO的平衡转化率减小，即温度升高，反应2NO（g）
＋O2（g） 2NO2（g）的平衡逆向移动，说明该反应为放热反
应，Δ H ＜0，错误；B项，X点对应NO的转化率低于该温度下NO的
平衡转化率，所以反应没有达到平衡状态，延长反应时间，可以提
高NO的转化率，正确；C项，Y点时反应已达到平衡状态，增加O2
的浓度，平衡正向移动，NO的转化率会提高，错误；D项，设起始
时 c （NO）＝ a mol·L－1，则：
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2NO（g） ＋ O2（g） 2NO2（g）
起始/ a 5.0×10－4 0
转化/ 0.5 a 0.25 a 0.5 a
平衡/ 0.5 a 5.0×10－4－0.25 a 0.5 a
K ＝ ＝ ，当0.25 a ＝0时，
K ＝2 000，但0.25 a ＞0，所以 K ＞2 000，错误。
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8. 在容积为2 L的密闭容器中发生反应： x A（g）＋ y B（g） z C
（g）。图甲表示200 ℃时容器中A、B、C的物质的量随时间的变
化，图乙表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始 n （A）∶ n
（B）的变化关系。则下列结论正确的是（ ）
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A. 200 ℃时，反应从开始到平衡的平均反应速率 v （B）＝0.04
mol·L－1·min－1
B. 200 ℃时，该反应的平衡常数为25
C. 当外界条件由200 ℃降温到100 ℃，原平衡一定被破坏，且正、
逆反应速率均增大
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解析： 由图甲可知，反应中A、B、C的物质的量的变化量之
比为0.4∶0.2∶0.2＝2∶1∶1，根据反应中化学计量数之比等于
物质的物质的量的变化量之比可知，该反应的化学方程式为2A
（g）＋B（g） C（g）。根据 v ＝ 可知 v （B）＝
＝0.02 mol·L－1·min－1，A错误；由图甲可知平衡时A、B、C的
物质的量分别为0.4 mol、0.2 mol、0.2 mol，所以它们的浓度分
别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.1 mol·L－1，结合化学方程式
2A（g）＋B（g） C（g），可知该反应的平衡常数为
＝25，B正确；
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根据图乙可知，升高温度，C的体积分数增大，平衡正向移动，所
以正反应为吸热反应，Δ H ＞0，同时反应速率增大，当投入的反
应物的物质的量之比等于化学计量数之比时，平衡时C的体积分数
达最大值，根据化学方程式2A（g）＋B（g） C（g），可知 a
＝2，C、D错误。
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9. 汽车尾气中的NO和CO可在催化剂作用下生成无污染的气体而被除
去。在恒容密闭容器中充入1 mol CO和0.8 mol NO，发生反应2NO
（g）＋2CO（g） N2（g）＋2CO2（g） Δ H ＜0，测得平衡时
NO的体积分数与温度、压强的关系如
图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 温度： T2＜ T1
B. 正反应速率： v （d）＜ v （c）
C. 平衡常数： Kb＝ Kd＜ Ka＝ Kc
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解析： 该反应为放热反应，相同条件下，升高温度，平衡向逆
反应方向移动，NO的体积分数增大，根据图像可知 T2＞ T1，A错
误；根据A选项分析， T2＞ T1，相同条件下，温度越高，反应速率
越快，根据图像可知，c点温度高于d点，即 v （d）＜ v （c），B正
确； K 只与温度有关，该反应为放热反应，温度越高， K 越小，b、
d对应温度为 T1，a、c对应温度为 T2，则有 Kb＝ Kd＞ Ka＝ Kc，C错
误；平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，题
中没有指明容器的容积，无法计算平衡常数，D错误。
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10. 工业上，裂解丁烷可以获得乙烯、丙烯等化工原料。
反应1：C4H10（g，正丁烷） CH4（g）＋C3H6（g） Δ H1＞0
反应2：C4H10（g，正丁烷） C2H6（g）＋C2H4（g） Δ H2＞0
（1）在密闭容器中投入一定量的正丁烷，发生上述反应1和反应2，正丁烷的平衡转化率（α）与压强（ p ）、温度（ T ）的
关系如图所示。
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①在相同压强下，升高温度，正丁烷的平衡转化率增大的原
因是
。
②比较压强大小： p1 p2 p3（填“＞”“＜”或
“＝”）。
反应1和反应2的正反应都是吸热反应，其他条件不变，
升高温度，平衡向正反应方向移动
＜
＜
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解析：①反应1和反应2的正反应都是吸热反应，其他条件相
同时，升温，平衡向正反应方向移动，正丁烷的平衡转化率
增大。
②反应1和反应2的正反应都是气体物质的量增大的反应，根
据图像，在相同温度下，增大压强，平衡向逆反应方向移
动，正丁烷的平衡转化率减小，故 p1＜ p2＜ p3。
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（2）某温度下，向2 L恒容密闭容器中投入2 mol正丁烷。假设控制反
应条件，只发生反应1，达到平衡时测得CH4的体积分数为 。
①下列情况表明上述反应达到平衡的是 （填字母）。
A. 混合气体的密度保持不变
B. 甲烷、丙烯的生成速率相等
C. 混合气体的压强保持不变
D. 丙烯的体积分数保持不变
CD
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②该温度下，反应1的平衡常数 K ＝ 。
解析：①A项，反应1的反应物和生成物都是气体，气体质量不
变，因此在恒温恒容条件下气体密度始终不变，不能作为判断
平衡的标志；B项，甲烷、丙烯均属于生成物，二者的化学计量
数相同，无论是否达到平衡，它们的生成速率始终相等；C项，
在恒温恒容下，气体分子数逐渐增多，气体压强由小到大，当
压强不变时达到平衡；D项，丙烯的体积分数由0逐渐增大，当
丙烯的体积分数不变时表明达到平衡。
0.5
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②设生成的CH4为 x mol·L－1，根据题意，可对反应1列三段式：
C4H10（g，正丁烷） CH4（g）＋C3H6（g）
开始/（mol·L－1） 1 0 0
转化/（mol·L－1） x x x
平衡/（mol·L－1） 1－ x x x
＝ ，解得 x ＝0.5，平衡体系中各组分的浓度分别是 c
＝ c ＝0.5 mol·L－1， c ＝0.5 mol·L－1， K ＝
＝0.5。
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11. 氨气和甲醇都是重要的工业产品，试运用必要的化学原理解决有
关问题。
（1）在密闭容器中，使2 mol N2 和7 mol H2 在一定条件下发生反
应：N2（g）＋3H2（g） 2NH3（g） Δ H ＝－92.4 kJ·mol
－1 。
①平衡后，N2 和H2 的转化率的比值 1（填
“＞”“＜”或“＝”）。
②当达到平衡时，保持恒温，压缩容器容积，平衡
（填“正向”“逆向”或“不”）移动，化学平衡常数
K （填“增大”“减小”或“不变”）。
＞
正向
不变
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解析：①当加入量之比等于计量系数之比，则平衡转化率相
等，加入2 mol N2 和7 mol H2，可以理解为先加入2 mol N2 和
6 mol H2，平衡后两者转化率相等，再加入1 mol氢气，氢气
转化率减小，因此平衡后，N2和H2 的转化率的比值大于1。
②当达到平衡时，保持恒温，压缩容器容积，压强增大，平
衡向体积减小的方向移动即平衡正向移动，由于温度不变，
则化学平衡常数 K 不变。
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（2）水煤气在一定条件下可合成甲醇：CO（g）＋2H2（g）
CH3OH（g） Δ H ＜0 。将1 mol CO和2 mol H2充入1 L恒容密
闭容器中，在一定条件下合成甲醇，反应相同时间（2 min） 时
测得不同温度下CO 的转化率如图所示：
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①温度在1 000 K 下，从反应开始至2 min末，这段时间内的反应
速率 v （H2）＝ 。
②由图可知，在温度低于1 050 K 时，CO的转化率随温度的升高
而增大，原因是
。
③已知c点时容器内气体的压强为 p kPa，则在1 150 K 下该反应
的压强平衡常数 Kp 为 （kPa）－2（用含 p 的代数式表示，
Kp 是用各气体的分压替代浓度来计算的平衡常数，分压＝总压
×物质的量分数）。
0.5 mol·L－1·min－1
温度低于1 050 K 时，反应未达到平衡状态，随
温度的升高，反应速率加快，相同时间内CO的转化率增大
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解析：①温度在1 000 K 下，CO改变量为0.5 mol，则从反应开
始至2 min 末，氢气消耗了1 mol，这段时间内的反应速率 v
（H2）＝ ＝0.5 mol·L－1·min－1 。
②由图可知，在温度低于1 050 K时，反应未达到平衡状态，随
温度的升高，反应速率加快，相同时间内CO的转化率增大。
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③已知c点时容器内气体的压强为 p kPa，则在1 150 K下建立三
段式：
CO（g） ＋ 2H2（g） CH3OH（g）
开始/mol 1 2 0
转化/mol 0.5 1 0.5
平衡/mol 0.5 1 0.5
该反应的压强平衡常数
Kp＝ ＝ （kPa）－2 。
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感谢欣赏
THE END
