第2课时 化学反应速率与化学平衡图像
素养目标 1．从变化的角度认识与时间相关的各类图像，分析时间变化时v、c、n、α、φ等物理量变化的原因。 2．从变化的角度认识温度(压强)、起始投料等相关的图像，分析曲线与平衡移动的关系。 3．通过对图像的分析，构建分析图像的思维模型。
考点一 速率－时间图像
分析v-t图像时，要抓住“突变”和“渐变”，利用正、逆反应速率的相对大小，判断化学平衡的移动方向，再联系平衡移动规律确定外界条件的变化。
v′正突变，v′逆渐变，且v′正>v′逆，说明改变的条件是增大了反应物的浓度，使v′正突变，且平衡正向移动
v′正、v′逆都突然减小，且v′正>v′逆，说明平衡正向移动，该反应的正反应可能是放热反应或气体总体积增大的反应，改变的条件可能是降低温度或减小压强
v′正、v′逆都突然增大，且增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，改变的条件可能是使用了催化剂，也可能是对反应前后气体分子数不变的反应增大压强(压缩体积)
1．可逆反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)在一定条件下达到平衡状态。在t1 s时改变某一条件，化学反应速率与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．维持温度、反应体系容积不变，t1 s时充入SO3(g)
B．维持温度、压强不变，t1 s时充入SO3(g)
C．维持反应体系容积不变，t1 s时升高反应体系温度
D．维持温度、反应体系容积不变，t1 s时充入一定量Ar
B [维持温度、反应体系容积不变，t1 s时充入SO3(g)，此时逆反应速率增大，正反应速率不变，故A错误；维持温度、压强不变，t1 s时充入SO3(g)，此时逆反应速率增大，而且反应体系容积增大导致正反应速率减小，故B正确；维持反应体系容积不变，t1 s时升高反应体系温度，正、逆反应速率都增大，故C错误；维持温度、反应体系容积不变，t1 s时充入一定量Ar，反应物和生成物浓度都不变，正、逆反应速率都不变，故D错误。]
2．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．O～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
B [根据题图中曲线分析O～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；根据题图中曲线分析t2时刻v逆突然增大，逆向移动，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。]
考点二 化学平衡的常规图像
1．含量(或转化率)－时间－温度(或压强)图像
在化学平衡图像中，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Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a可能使用了催化剂)。可简单记为“先拐先平数值大”，具体如下：
表示T2>T1，升高温度，生成物C的百分含量减小，说明正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动
表示p2>p1，增大压强，反应物A的转化率减小，说明正反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动
改变条件，生成物C的百分含量不变，说明平衡不移动，但反应速率a>b，故a可能使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体体积不变的可逆反应，a增大了压强(压缩体积)
2．百分含量(或转化率)－温度(压强)图像
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，即“定一议二”。具体如下：
分析等压线，升高温度，生成物C的百分含量减小，即平衡逆向移动，说明正反应放热；分析等温线，确定温度T不变，作横轴垂线与压强线出现两个交点，增大压强，生成物C的百分含量增大，即平衡正向移动，说明正反应方向气体总体积减小
分析等温线，增大压强，反应物A的转化率减小，即平衡逆向移动，说明正反应方向气体总体积增大；分析等压线，确定压强p不变，作横轴垂线与温度线出现两个交点，升高温度，反应物A的转化率减小，即平衡逆向移动，说明正反应放热
关于化学平衡图像题的解答思维模型
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( )
A B
C D
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，故A项正确，C项错误；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，故B项正确；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，故D项正确。]
2．一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)。设起始＝Z，在恒压条件下，平衡时CH4的体积分数φ(CH4)与Z和温度T的关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．该反应的焓变ΔH>0
B．图中Z的大小关系为a>3>b
C．图中X点对应的平衡混合物中＝3
D．温度不变时，增大X点对应的平衡体系的压强后，φ(CH4)减小
A [由题图可知，Z一定时，温度越高，平衡时CH4的体积分数越小，表明正反应吸热，ΔH>0，A正确；CH4的物质的量一定的情况下，Z增大，H2O(g)的物质的量增大，促进平衡正向移动，CH4的转化率增大，平衡时CH4的体积分数减小，则b>3>a，B错误；反应起始时＝3，但H2O和CH4按1∶1反应，平衡混合物中二者比例一定不为3，C错误；温度不变时，压强增大，平衡逆向移动，φ(CH4)增大，D错误。]
考点三 两类特殊图像
1．平衡曲线图像
类型一 百分含量——压强
(1)图像示例：
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1)。
(2)方法指导：平衡曲线上的任意一点均为该条件下达到平衡的点，线外点均未达到平衡。
未达到平衡的点在该条件下达到平衡的过程如图2所示。
则：L线的左上方(E点)，A%大于此压强时平衡体系的A%，E点v正>v逆；
L线的右下方(F点)，F点v正
类型二 转化率——温度
(1)图像示例：如图3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。
(2)方法指导：未达到平衡的点在该条件下达到平衡的过程如图所示4。
图4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＜v逆的是点1，而点2、4表示v正＝v逆。
2．抛物线
(1)对于反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g) ΔH＜0。
①M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点后为平衡受温度或压强的影响情况。
②方法指导：抛物线型图像顶(最低)点前未达到平衡，从顶(最低)点向后分析平衡移动情况。
曲线上的每个点是否都达到平衡，往往需要通过曲线的升降或斜率变化来判断，如果未到达平衡则不能使用平衡移动原理，考虑速率变化对纵坐标量的影响，到达平衡以后的点使用平衡移动原理分析。
(2)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，NH3百分含量最大。
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。
横坐标也可能是一种反应物的起始物质的量。
1．Ni(CO)4主要用于电子工业及制造塑料的中间体，也可用作催化剂。在0.3 L的恒容密闭容器中放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)＋4CO(g) Ni(CO)4(g)，已知该反应达到平衡时CO的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A．上述生成Ni(CO)4(g)的反应为吸热反应
B．在反应进行到a点时，v正C．降温和减压都有利于提高Ni(CO)4的产率
D．若b点的平衡常数为2，测得该点n(CO)＝0.3 mol，则该点Ni(CO)4(g)的平衡浓度为
D [由题图可知，温度越高，CO的平衡转化率越小，说明正反应为放热反应，A项错误；a点时未达到平衡，转化率应增大，反应正向进行，v正>v逆，B项错误；该反应为气体体积减小的放热反应，所以要提高产率，使平衡正向移动，应降温、加压，C项错误；若b点的平衡常数为2，测得该点n(CO)＝0.3 mol，c(CO)＝＝，则c[Ni(CO)4]＝K·c4(CO)＝＝2 mol·L-1，D项正确。]
2．恒容密闭容器中加入适量CO和H2O(g)，发生反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41.2 kJ·mol-1，CO平衡转化率与起始投料比、温度T的关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．容器内气体密度不再发生变化说明反应已达平衡状态
B．越大，CO的平衡转化率越大
C．T1>T2>T3
D．增大压强，反应物的转化率增大
B [根据题给信息，反应物和生成物均是气体，且容器恒容，反应过程中气体密度始终不会发生变化，故气体密度不变不能作为该反应达到平衡状态的标志，A错误；根据题图可知，越大，CO的平衡转化率越大，B正确；该反应是放热反应，其他条件相同，温度越高，CO的平衡转化率越低，故T11．科学家研究出一种新的催化剂能有效处理汽车尾气，反应的化学方程式为2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g) ΔH<0。若反应在恒容密闭容器中进行，则下列由该反应相关图像作出的判断正确的是( )
A．图甲中改变的反应条件为加入等量的NO和CO
B．图乙中纵坐标可代表NO的百分含量
C．图丙中纵坐标可代表CO的百分含量
D．图丁中a、b、c三点均已达到化学平衡状态
D [加入等量的NO和CO相当于增大压强，正、逆反应速率都增大，平衡正向移动，故v′正>v′逆，A错误；按照“先拐先平数值大”，T2>T1，该反应是放热反应，温度升高平衡逆向移动，NO的百分含量应增大，B错误；按照“先拐先平数值大”，p2>p1，该反应前后气体体积减小，压强增大平衡正向移动，CO的百分含量应减小，C错误；a、b、c三点都在平衡常数与温度关系的曲线上，都处于平衡状态，D正确。]
2．对密闭容器中进行的反应：X(g)＋3Y(g) 2Z(g)，根据相关实验数据绘制了如图所示的图像，下列说法错误的是( )
A．依据图甲可判断正反应为放热反应
B．在图乙中，虚线可表示使用了催化剂后X的转化率
C．图丙可表示减小压强，平衡向逆反应方向移动
D．依据图丁中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况，可推知正反应的ΔH<0
C [依据图像分析，温度升高时逆反应速率大于正反应速率，平衡逆向进行，则逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，A正确；使用催化剂化学反应速率增大，可缩短反应达到平衡的时间，化学平衡不移动，X的转化率不变，B正确；正反应是气体体积缩小的反应，减小压强使平衡逆向移动，则v正3．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
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，ΔH<0，A项错误；图像中实线的最高点为平衡点，X点未达到平衡，延长时间反应继续向右进行，NO的转化率增大，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。]
4．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
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，说明升高温度平衡正向移动，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正数智分层作业(十四) 化学反应速率与化学平衡图像
(分值：30分)
一、选择题(本题共4小题，每小题2分，共8分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1．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
[答案] C
2．对于反应mA(s)＋nB(g) eC(g)＋fD(g)，当其他条件不变时，C的百分含量φ(C)与温度和压强p的关系如图所示，下列叙述正确的是( )
A．化学方程式中nB．达到平衡后，若升高温度，则v正减小，v逆增大
C．达到平衡后，增加B的量，B的转化率增大
D．若B为有色物质，达到平衡后缩小容器容积，重新达平衡后与原平衡比较，气体颜色变浅
C [随着压强增大，φ(C)逐渐增大，说明平衡正向移动，增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动，可判断n>e＋f，A项错误；升高温度，正反应速率和逆反应速率均增大，B项错误；因为A是固体，所以增加B的量，为等比例的加入反应物，从等效平衡的角度考虑，加入反应物B后，相当于加压，平衡向气体体积减小的方向移动，即正向移动，B的转化率增大，C项正确；若B为有色物质，达到平衡后缩小容器容积，根据勒夏特列原理，虽然平衡正向移动，但是新平衡中B的浓度比原平衡的大，气体颜色会加深，D项错误。]
3．已知某可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)在密闭容器中进行，如图表示在不同反应时间t、温度T和压强p与反应物B在混合气体中的体积分数φ(B)的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是( )
A．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放热反应
B．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＞p，吸热反应
C．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放热反应
D．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸热反应
D [由“先拐先平数值大”原则，对比①②可知T1＞T2，对比②③可知p2＞p1；对比①②，温度由T2升高到T1，φ(B)减小，说明升高温度平衡向正反应方向移动，所以正反应为吸热反应；对比②③，由p1加压到p2，φ(B)增大，说明加压平衡向逆反应方向移动，所以逆反应为气体体积减小的反应，即m＋n＜p。]
4．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，T1B．由图2可知，m＋nC．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
C [根据“先拐先平数值大”可知，T1p，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。]
二、选择题(本题共2小题，每小题4分，共8分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)
5．在容积不变的密闭容器中进行反应：2M(g)＋N(g) 2Q(g) ΔH，其平衡常数与温度的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A．上述反应ΔH>0
B．a点处v正(M)＝2v逆(N)
C．a、b、c三点中，只有b点处反应达到平衡状态
D．b点处，K正＝K逆＝1
AC [温度升高，正反应的平衡常数K正减小，平衡左移，说明正反应为放热反应，ΔH<0，故A错误；a点为处于平衡状态的点，速率之比等于化学计量数之比，v正(M)＝2v正(N)，v逆(N)＝v正(N)，则v正(M)＝2v逆(N)，故B正确；曲线上的点都是处于平衡状态的点，a、b、c三点都是反应达到平衡状态的点，故C错误；由题图可知，b点处，K正＝K逆，根据K正＝，则K正＝K逆＝1，故D正确。]
6．一定条件下热解制取H2：2H2S(g)＋CH4(g)CS2(g)＋4H2(g)。已知其他条件不变时，温度对H2S的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示。下列说法一定正确的是( )
A．平衡常数：K(Y)＞K(Z)
B．达到平衡所需时间：t(X)＜t(Y)
C．总能量：E生成物＞E反应物
D．单位时间的转化率：α(Z)＞α(Y)
C [由题图可知，升高温度，H2S的平衡转化率增大，说明反应2H2S(g)＋CH4(g)CS2(g)＋4H2(g)为吸热反应，温度越高，平衡常数越大，温度：Z>Y，平衡常数：K(Y)＜K(Z)，故A错误；温度越高，催化效率越强，反应速率越快，则Y点的反应速率大于X点的反应速率，则达到平衡所需时间：t(X)＞t(Y)，故B错误；由题图可知，升高温度，H2S的平衡转化率增大，说明反应2H2S(g)＋CH4(g) CS2(g)＋4H2(g)为吸热反应，总能量：E生成物＞E反应物，故C正确；Z点和Y点温度差别不大，但Z点的催化效率远低于Y点，说明Y的反应速率大于Z点的反应速率，则单位时间的转化率：α(Z)＜α(Y)，故D错误。]
三、非选择题(本题共1小题，共14分)
7．(14分)(1)目前，工厂常利用催化技术将汽车尾气的NO处理成无毒气体，发生的反应为C(s)＋2NO(g) N2(g)＋CO2(g) ΔH＝－34.0 kJ·mol-1。在密闭容器中加入足量的C(s)和一定量的NO(g)，保持恒压，测得NO的转化率随温度的变化如图所示：
由图可知，1 050 K前反应中NO的转化率随温度升高而增大，其原因为_____________________________________________________________________
____________________________________________________________________；
在1 100 K 时，CO2的体积分数为________；用某物质的平衡分压代替其物质的量浓度也可以表示化学平衡常数(记作Kp)。在1 050 K、1.1×105 Pa时，该反应的化学平衡常数Kp＝________[已知：气体分压(p分)＝气体总压(p总)×体积分数]。(10分)
(2)温度为T ℃，向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和1 mol NO2，发生反应：2C(s)＋2NO2(g) N2(g)＋2CO2(g)，反应相同时间，测得各容器中NO2的转化率与容器体积的关系如图所示。下列说法正确的是__________(填字母)。(4分)
A．T ℃时，该反应的化学平衡常数为
B．图中c点所示条件下，v正>v逆
C．向a点平衡体系中充入一定量的NO2，达到平衡时，NO2的转化率比原平衡大
D．容器内的压强：pa∶pb>6∶7
[解析] (2)a点时反应达到平衡，NO2的转化率为40%，则
2C(s)＋2NO2(g) N2(g)＋2CO2(g)
开始/mol 1 0 0
转化/mol 0.4 0.2 0.4
平衡/mol 0.6 0.2 0.4
T ℃时，该反应的化学平衡常数K＝，故A错误；题图中c点还未达到平衡，反应正向进行，v正＞v逆，故B正确；向a点平衡体系中充入一定量的NO2，等效于加压，平衡逆向移动，NO2的转化率降低，故C错误；由A项分析可知a点时容器内气体总物质的量为1.2 mol，b点时三段式为
2C(s)＋2NO2(g) N2(g)＋2CO2(g)
开始/mol 1 0 0
转化/mol 0.8 0.4 0.8
平衡/mol 0.2 0.4 0.8
则b点时容器内气体总物质的量为1.4 mol，由于V1＜V2，则pa∶pb＞6∶7，故D正确。
[答案] (1)1 050 K前反应未达到平衡状态，随着温度升高，反应速率加快，NO的转化率增大 20% 4 (2)BD
1 / 1第2课时 化学反应速率与化学平衡图像
素养目标 1．从变化的角度认识与时间相关的各类图像，分析时间变化时v、c、n、α、φ等物理量变化的原因。 2．从变化的角度认识温度(压强)、起始投料等相关的图像，分析曲线与平衡移动的关系。 3．通过对图像的分析，构建分析图像的思维模型。
考点一 速率－时间图像
分析v-t图像时，要抓住“突变”和“渐变”，利用正、逆反应速率的相对大小，判断化学平衡的移动方向，再联系平衡移动规律确定外界条件的变化。
v′正突变，v′逆渐变，且v′正>v′逆，说明改变的条件是增大了反应物的浓度，使v′正突变，且平衡正向移动
v′正、v′逆都突然减小，且v′正>v′逆，说明平衡正向移动，该反应的正反应可能是放热反应或气体总体积增大的反应，改变的条件可能是降低温度或减小压强
v′正、v′逆都突然增大，且增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，改变的条件可能是使用了催化剂，也可能是对反应前后气体分子数不变的反应增大压强(压缩体积)
1．可逆反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)在一定条件下达到平衡状态。在t1 s时改变某一条件，化学反应速率与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．维持温度、反应体系容积不变，t1 s时充入SO3(g)
B．维持温度、压强不变，t1 s时充入SO3(g)
C．维持反应体系容积不变，t1 s时升高反应体系温度
D．维持温度、反应体系容积不变，t1 s时充入一定量Ar
2．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．O～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
考点二 化学平衡的常规图像
1．含量(或转化率)－时间－温度(或压强)图像
在化学平衡图像中，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Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a可能使用了催化剂)。可简单记为“先拐先平数值大”，具体如下：
表示T2>T1，升高温度，生成物C的百分含量减小，说明正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动
表示p2>p1，增大压强，反应物A的转化率减小，说明正反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动
改变条件，生成物C的百分含量不变，说明平衡不移动，但反应速率a>b，故a可能使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体体积不变的可逆反应，a增大了压强(压缩体积)
2．百分含量(或转化率)－温度(压强)图像
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，即“定一议二”。具体如下：
分析等压线，升高温度，生成物C的百分含量减小，即平衡逆向移动，说明正反应放热；分析等温线，确定温度T不变，作横轴垂线与压强线出现两个交点，增大压强，生成物C的百分含量增大，即平衡正向移动，说明正反应方向气体总体积减小
分析等温线，增大压强，反应物A的转化率减小，即平衡逆向移动，说明正反应方向气体总体积增大；分析等压线，确定压强p不变，作横轴垂线与温度线出现两个交点，升高温度，反应物A的转化率减小，即平衡逆向移动，说明正反应放热
关于化学平衡图像题的解答思维模型
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( )
A B
C D
2．一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)。设起始＝Z，在恒压条件下，平衡时CH4的体积分数φ(CH4)与Z和温度T的关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．该反应的焓变ΔH>0
B．图中Z的大小关系为a>3>b
C．图中X点对应的平衡混合物中＝3
D．温度不变时，增大X点对应的平衡体系的压强后，φ(CH4)减小
考点三 两类特殊图像
1．平衡曲线图像
类型一 百分含量——压强
(1)图像示例：
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1)。
(2)方法指导：平衡曲线上的任意一点均为该条件下达到平衡的点，线外点均未达到平衡。
未达到平衡的点在该条件下达到平衡的过程如图2所示。
则：L线的左上方(E点)，A%大于此压强时平衡体系的A%，E点v正>v逆；
L线的右下方(F点)，F点v正类型二 转化率——温度
(1)图像示例：如图3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。
(2)方法指导：未达到平衡的点在该条件下达到平衡的过程如图所示4。
图4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＜v逆的是点1，而点2、4表示v正＝v逆。
2．抛物线
(1)对于反应aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g) ΔH＜0。
①M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点后为平衡受温度或压强的影响情况。
②方法指导：抛物线型图像顶(最低)点前未达到平衡，从顶(最低)点向后分析平衡移动情况。
曲线上的每个点是否都达到平衡，往往需要通过曲线的升降或斜率变化来判断，如果未到达平衡则不能使用平衡移动原理，考虑速率变化对纵坐标量的影响，到达平衡以后的点使用平衡移动原理分析。
(2)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，NH3百分含量最大。
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。
横坐标也可能是一种反应物的起始物质的量。
1．Ni(CO)4主要用于电子工业及制造塑料的中间体，也可用作催化剂。在0.3 L的恒容密闭容器中放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)＋4CO(g) Ni(CO)4(g)，已知该反应达到平衡时CO的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A．上述生成Ni(CO)4(g)的反应为吸热反应
B．在反应进行到a点时，v正C．降温和减压都有利于提高Ni(CO)4的产率
D．若b点的平衡常数为2，测得该点n(CO)＝0.3 mol，则该点Ni(CO)4(g)的平衡浓度为
2．恒容密闭容器中加入适量CO和H2O(g)，发生反应：CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g) ΔH＝－41.2 kJ·mol-1，CO平衡转化率与起始投料比、温度T的关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．容器内气体密度不再发生变化说明反应已达平衡状态
B．越大，CO的平衡转化率越大
C．T1>T2>T3
D．增大压强，反应物的转化率增大
1．科学家研究出一种新的催化剂能有效处理汽车尾气，反应的化学方程式为2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g) ΔH<0。若反应在恒容密闭容器中进行，则下列由该反应相关图像作出的判断正确的是( )
A．图甲中改变的反应条件为加入等量的NO和CO
B．图乙中纵坐标可代表NO的百分含量
C．图丙中纵坐标可代表CO的百分含量
D．图丁中a、b、c三点均已达到化学平衡状态
2．对密闭容器中进行的反应：X(g)＋3Y(g) 2Z(g)，根据相关实验数据绘制了如图所示的图像，下列说法错误的是( )
A．依据图甲可判断正反应为放热反应
B．在图乙中，虚线可表示使用了催化剂后X的转化率
C．图丙可表示减小压强，平衡向逆反应方向移动
D．依据图丁中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况，可推知正反应的ΔH<0
3．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
4．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
1 / 1