习题课2 浓度-时间图像 温度与转化率
学习目标 知识网络
1. 掌握浓度-时间图像的关系。2. 会分析常见的化学平衡综合图像。3. 了解温度与转化率、平衡转化率的关系。
浓度-时间图像
已知反应X===2Z经历两步：①X→Y；②Y→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示：
(1) 根据两步反应可判断X是反应物，Y是中间体，Z是生成物；则该图中曲线a表示为c(X)随t的变化曲线；随着反应的进行，c(X)减小，c(Y)先增大后减小，c(Z)增大。
(2) t1 s时，c(X)＝c(Y)＝c(Z)。
(3) t2 s时，c(Y)开始减小，则Y的消耗速率大于其生成速率。
(4) t3后，X全部被消耗，Y的起始量可以看作为c0，故Y浓度的变化量为c0－c(Y)，根据反应②，变化量之比等于化学计量数之比，则可得关系式：c(Z)＝2c0－2c(Y)。
温度与转化率、平衡转化率的关系
1. 转化率和平衡转化率
转化率有未达到平衡的转化率和已达到平衡的平衡转化率，在审题时，一定要注意转化率是不是平衡转化率。
2. 转化率与温度
可逆反应(ΔH) 升高温度
吸热反应，ΔH>0 未达到平衡的，转化率增大
已达到平衡的，平衡转化率增大
放热反应，ΔH＜0 未达到平衡的，转化率增大
已达到平衡的，平衡转化率减小
3. 转化率-温度图像
对于反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＜0，T1之前，反应未达到平衡，温度升高，N2的转化率不断增加；T1时反应达到平衡，继续升高温度，平衡逆向移动，N2的平衡转化率下降。
综合图像分析
1. 审图注意事项
(1)分析随着横坐标增加，纵坐标代表的物理量变化的含义；
(2)解释曲线发生趋势变化(拐点)的原因(如温度对催化剂活性的影响)；
(3)判断转化率是不是平衡转化率，条件变化，平衡移动的方向；
(4)从图像中提取有关平衡数据，计算化学平衡常数(Kc、Kp)等。
2. 举例
(1) 在一密闭容器中投入1 mol CO和2 mol H2发生反应：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，实验测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强变化关系如图所示：
①比较压强：p1________p2(填“>”“＜”或“＝”，下同)。
②比较M、N两点的化学反应速率：v(M)________v(N)。
③对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(Kp)，则M点时平衡常数Kp＝______(p1＝5 MPa，结果写分数)。
[分析] ①增大压强，反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)的平衡向正反应方向移动，故CH3OH的物质的量增多，根据图像，同温下，p1对应甲醇的物质的量大于p2。②M、N两点温度相等，M点的压强大于N点的压强，压强越大，反应速率越快，即v(M)>v(N)。③在一密闭容器中投入1 mol CO和2 mol H2，M点时n(CH3OH)＝0.25 mol，列三段式：
CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)
开始/mol 1 2 0
反应/mol 0.25 0.50 0.25
平衡/mol 0.75 1.5 0.25
则M点时平衡常数Kp＝，将p1＝5 MPa代入，则Kp＝ MPa－2。
(2) 在保持体系总压为105 Pa的条件下进行反应：SO2(g)＋O2(g)SO3(g)，原料气中SO2和O2的物质的量之比m不同时，SO2的平衡转化率与温度(T)的关系如图所示。
图中m1、m2、m3的大小顺序为________。
[分析]m＝，m越大，SO2转化率越小，根据图像可知，m1>m2>m3。
(3) 汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，某研究小组在实验室以耐高温试剂Ag-ZSW-5催化，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。
①在＝1条件下，最佳温度应控制在________左右。
②若不使用CO，温度超过775 K，发现NO的分解率降低，其可能的原因是_____________________ ________________________________________________________________________________________。
③用平衡移动原理解释为什么加入CO后NO转化为N2的转化率增大：_____________________ ______________________________________________________________________________________。
[分析]①由图可知，在＝1条件下，温度为870 K(写860～880 K也可)左右时，NO还原为N2的转化率接近100%。②该反应放热，升高温度，不利于反应正向进行。③加入的CO会与NO的分解产物O2发生反应，促进NO分解平衡向生成N2的方向移动，导致NO转化率升高。
类型1 浓度-时间图像
在2 L密闭容器中投入一定量A、B，发生反应：3A(g)＋bB(g)cC(g) ΔH>0。12 s时反应达到平衡，生成C的物质的量为1.6 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. b＝4，c＝1
B. 前12 s内，反应物A的平均反应速率为0.025 mol/(L·s)
C. 12 s后，反应物A的消耗速率等于B的生成速率
D. 单位时间内生成0.3 mol A的同时，生成0.4 mol C，则反应达到平衡状态
类型2 温度与转化率
焦炭还原二氧化硫对于烟气脱硫具有重要意义。该反应为2C(s)＋2SO2(g) S2(g)＋2CO2(g)。向1 L密闭容器中加入足量的焦炭和1 mol SO2发生上述反应。其他条件一定，在甲、乙两种催化剂作用下，反应相同时间，测得SO2(g)转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该反应的ΔH>0
B. 生成1 mol SO2同时消耗1 mol CO2，可判断反应到达平衡
C. 在相同温度下，与甲催化剂相比，乙催化剂使反应活化能更低
D. 该反应适宜的条件是选用甲催化剂，反应温度在500 ℃左右
类型3 综合图像分析
(2024·高州期末)在两个恒压密闭容器中均充入2.0 mol NH3、3.5 mol O2，仅发生反应：4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(l) ΔH<0，测得NH3的平衡转化率随温度的变化如图所示。回答下列问题：
(1) p1________p2(填“>”或“<”)，图中A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系是________。
(2)若温度为T1、压强为p1条件下，容器的初始容积为2.0 L，则达到平衡状态时c(NH3)＝________mol/L(写出计算过程，保留两位小数)。
(3) A点的平衡常数Kp＝________(写出含p2的代数式即可，气体分压＝气体总压×气体的物质的量分数)。
1. (2025·广州市实验外语学校)某温度下，在2 L恒容密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：6A(g)＋bB(g) cC(g)，12 s时，C的物质的量为0.6 mol，反应过程中物质的量浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 图中交点时A的消耗速率等于A的生成速率
B. 2 s时，用A表示的化学反应速率为0.15 mol/(L·s)
C. 化学计量数之比b∶c＝1∶3
D. 12 s时，容器内的压强与起始时的压强之比为8∶13
2. H2S分解的热化学方程式为2H2S(g) ?2H2(g)＋S2(g) ΔH＝a kJ/mol。向容积为1 L的恒容密闭容器中加入n(H2S)＋n(Ar)＝0.1 mol的混合气体(Ar不参与反应)，测得不同温度(T1>T2)时H2S的平衡转化率随比值的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 该反应的a<0
B. 平衡常数KX>KZ
C. T1温度下，当＝1，到达平衡时，H2的体积分数为
D. 维持Y点时n(H2S)不变，向容器中充入Ar，H2S的平衡转化率减小
3. (2025·东莞市东华高级中学)CO合成甲醇的反应为CO(g)＋2H2(g) ?CH3OH(g) ΔH，在容积均为2 L的甲、乙两个恒容密闭容器中分别充入2 mol CO、4 mol H2与4 mol CO、8 mol H2，在催化剂作用下发生反应，平衡时甲醇的体积分数与温度的关系如图所示。
(1) 能判断甲，乙容器中反应已达到化学平衡状态的依据是________(填字母)。
A. 混合气体的密度不变
B. 2v正(H2)＝v逆(CH3OH)
C. 容器中的气体的压强不变
D. c(CO)∶c(H2)∶c(CH3OH)＝1∶2∶1
(2) 300 ℃时，当甲容器中CH3OH的体积分数处于D点时，此时v正________(填“>”或“<”)v逆。
(3) 曲线Ⅰ代表的是容器________(填“甲”或“乙”)中发生的反应。
(4) 该反应的ΔH________0(填“>”或“＝”“<”)，判断的理由是 。
(5) A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC大小关系是____________，KC＝________。
配套新练案
习题课2 浓度-时间图像 温度与转化率
1. 工业上可通过甲醇羰基化法制取HCOOCH3：CH3OH(g)＋CO(g) HCOOCH3(g)。在容积固定的密闭容器中，投入等物质的量的CH3OH和CO，测得相同时间内CO的转化率随温度变化如图所示。下列说法错误的是( )
A. b点：v正＝v逆
B. 增大压强，甲醇转化率增大
C. 平衡常数：K(75 ℃)＞K(85 ℃)
D. 反应速率：v(c点) < v(e点)
2. (2024·东莞中学)向绝热、恒容的密闭容器中通入SO2和NO2发生反应：SO2(g)＋NO2(g) SO3(g)＋NO(g)，正反应速率随时间的变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A. c点时：v正＝v逆
B. 各点温度下的平衡常数：a>b>c
C. SO2浓度：a点
D. 逆反应速率先增大后减小
3. 一定条件下，发生可逆反应：A(g)＋3B(g) mC(g) ΔH，现将A、B物质的量分别为1 mol、3 mol充入恒容容器中发生反应，另发生数次为该次投料量x倍的反应。反应达到平衡时A物质转化率α(A)与投料比x和温度T的关系如图所示。则下列说法不正确的是( )
A. 若a>1>b，则m大于4
B. ΔH<0
C. 图像上任意一点都满足c(A)∶c(B)＝1∶3
D. 若m＝4则x＝a、b、1的三条线段将重合
4. (2025·广州市第八十九中学)将氯化氢转化为氯气的技术是近年科学研究的热点。刚性容器中发生反应：4HCl(g)＋O2(g)===2Cl2(g)＋2H2O(g)，投料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别为1∶1、7∶1时，HCl平衡转化率随温度变化的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 曲线a对应投料比7∶1
B. 该反应的ΔH>0
C. 平衡常数：K(B)>K(C)
D. 反应速率：v(A)>v(C)
5. (2025·广州协和学校)在恒容密闭容器中，一定量的NO、CO发生反应：2CO(g)＋2NO(g) N2(g)＋2CO2(g)。运用变量控制的方法，探究温度或催化剂比表面积(单位质量的物质所具有的总面积)对CO、NO转化的影响。三组实验中c(CO)随t(时间)变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A. 实验Ⅰ，t1时刻CO的消耗速率小于CO的生成速率
B. 其他条件不变，充入惰性气体平衡正向移动
C. 实验Ⅰ、Ⅱ相比，Ⅰ中催化剂比表面积更大
D. 实验Ⅲ的反应温度比实验Ⅱ的高
6. (2025·化州市第一中学)在密闭容器中充入一定量的H2S，发生反应：2H2S(g) 2H2(g)＋S2(g) ΔH。H2S气体分解生成H2(g)和S2(g)的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
(1) ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。
(2) 图中压强(p1、p2、p3)的大小顺序为_______________________________________。
(3) 图中M点的平衡常数Kp＝________MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)
7. 美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气，其生产流程如下：
(1) 此流程的第Ⅰ步反应为CH4(g)＋H2O(g) 3H2(g)＋CO(g) ΔH＝＋206.4 kJ/mol。
①相关化学键的键能如下表：
化学键 H—H O—H C—H C≡O
键能(kJ/mol) 436 465 a 1 076
则a＝________。
②一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示，则p1________p2(填“<”“>”或“＝”)。
(2) 此流程的第Ⅱ步反应为CO(g)＋H2O(g) H2(g)＋CO2(g)。该反应的平衡常数随温度的变化如表所示：
温度/℃ 400 500 830 1 000
平衡常数K 10 9 1 0.6
从上表可以推断：此反应是________(填“吸”或“放”)热反应。
(3) 在一个绝热固定容积的密闭容器中，判断此流程的第Ⅱ步反应达到平衡的标志是________(填序号)。
①体系的压强不再发生变化
②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变
④各组分的物质的量浓度不再改变
⑤体系的温度不再发生变化
⑥v正(CO2)＝2v逆(H2O)
(4) 此流程的第Ⅱ步反应为CO(g)＋H2O(g) ?H2(g)＋CO2(g)，在830 ℃时，某时刻反应混合物中CO、H2O、H2、CO2的物质的量浓度分别为2 mol/L、2 mol/L、1 mol/L、1 mol/L，则此时反应向________(填“正反应方向”或“逆反应方向”)进行；若CO、H2O的初始浓度均为3 mol/L，该反应达到平衡时CO的转化率为________。
习题课2 浓度-时间图像 温度与转化率
分类举题
例1 D 【解析】前12 s内，A的浓度变化量为(0.8－0.2)mol/L＝0.6 mol/L，A反应的物质的量为0.6 mol/L×2 L＝1.2 mol，生成C的物质的量为1.6 mol，故A、C的化学计量数之比为1.2 mol∶1.6 mol＝3∶4，故c＝4，B的浓度变化量为(0.5－0.3)mol/L＝0.2 mol/L，故A、B的化学计量数之比为0.6 mol/L∶0.2 mol/L＝3∶1，故b＝1，A错误；前12 s内，A的平均反应速率为＝0.05 mol/(L·s)，B错误；12 s后，反应达到平衡状态，A的消耗速率与B的生成速率之比为3∶1，C错误。
例2 C 【解析】SO2的转化率随着温度先升高后降低，说明反应达平衡后，平衡逆向移动，该反应为放热反应，ΔH<0，A错误；生成1 mol SO2同时消耗1 mol CO2，都表明的是同一个反应方向，不能说明正反应速率等于逆反应速率，不能判断反应到达平衡，B错误；当选用乙催化剂且温度控制在200 ℃左右时，SO2的转化率达最高，故该反应适宜的条件是200 ℃左右，D错误。
例3 (1) < KA＝KB>KC (2) 0.55(计算过程见解析) (3)
【解析】(1) 该反应为气体分子数减小的可逆反应，增大压强，平衡正向移动，压强越大，NH3的平衡转化率增大，所以p1＜p2；化学平衡常数是温度的函数，温度相同，化学平衡常数相同，升高温度，平衡逆向进行，化学平衡常数减小，所以KA＝KB>KC。(2) 温度为T1、压强为p1条件下，根据氨气平衡转化率为60%，列三段式如下：
4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(l)
起始/mol 2.0 3.5 0
转化/mol 1.2 1.5 1.2
平衡/mol 0.8 2 1.2
该装置为恒温恒压，起始时n(总)＝(2.0＋3.5)mol＝5.5 mol，对应的体积是2 L，平衡时n(总)＝0.8 mol＋2 mol＋1.2 mol＝4 mol，对应的体积应为×2 L＝ L，平衡时c(NH3)＝＝0.55 mol/L。
(3) 压强为p2，根据A点的NH3的平衡转化率也为60%，则平衡时n(总)＝0.8 mol＋2 mol＋1.2 mol＝4 mol，NH3的分压为＝p2＝p2，O2的分压为＝p2＝p2，NO的分压为＝p2＝p2，Kp＝。
质量评价
1. D 【解析】图中交点时A、B的浓度相等，但反应没有达到平衡状态，A的消耗速率不等于A的生成速率，A错误；2 s时描述的是时刻，不能计算瞬时速率，B错误；开始到平衡时A的浓度变化＝0.8 mol/L－0.2 mol/L＝0.6 mol/L，B的浓度变化为0.5 mol/L－0.3 mol/L＝0.2 mol/L，已知C的物质的量为0.6 mol，故C的浓度变化为0.3 mol/L，故b∶c＝2∶3，C错误；平衡时A的物质的量为0.2 mol/L×2 L＝0.4 mol，B的物质的量为0.3 mol/L×2 L＝0.6 mol，C的物质的量为0.6 mol，则总物质的量为1.6 mol，起始时总物质的量为2.6 mol，则12 s时的压强与起始时的压强之比为8∶13，D正确。
2. C 【解析】通入的相同时，在T1时(T1＞T2)，H2S的平衡转化率更大，说明温度升高，平衡正向移动，则正反应为吸热反应，该反应的a>0，A错误；平衡常数只与温度有关，X、Z的温度相同，则平衡常数：KX＝KZ，B错误；T1温度下，当＝1，且n(H2S)＋n(Ar)＝0.1 mol，可知n(Ar)＝n(H2S)＝0.05 mol，此时H2S的平衡转化率为50%，即转化量为0.025 mol，列三段式：
恒温恒容下体积分数等于物质的量分数，则H2的体积分数为＝，C正确；维持Y点时n(H2S)不变，向容器中充入Ar(Ar不参与反应)，参加反应的各气体浓度不变，则平衡不移动，H2S的平衡转化率不变，D错误。
3. (1) C (2) > (3) 乙 (4) < 在相同条件下，随着温度的升高，平衡时甲醇的百分含量减小，说明升温平衡逆向移动，该反应正向是放热反应 (5) KA>KB＝KC 12
【解析】(1) 该反应气体总质量不变，恒容条件下混合气体的密度一直不变，不能判断达到化学平衡状态，A错误；当v正(H2)＝2v逆(CH3OH)时，反应达到化学平衡状态，B错误；该反应前后气体分子数减少，恒容条件下容器中的气体的压强不变时，达到化学平衡状态，C正确；当c(CO)∶c(H2)∶c(CH3OH)＝1∶2∶1时不能判断达到化学平衡状态，D错误。(2) 300 ℃时，当甲容器中CH3OH的体积分数处于D点时，仍为达到化学平衡状态，甲醇的体积分数低于平衡时，故平衡正向移动，v正>v逆。(5) 平衡常数只与温度有关，该反应为放热反应，温度升高，平衡常数减小，B、C温度均为300 ℃，平衡常数相同，A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC大小关系：KA>KB＝KC；根据图中数据，设CO转化了x mol，可列出三段式
甲醇的体积分数为50%，故×100%＝50%，x＝1.5，KC＝＝12。
配套新练案
习题课2 浓度-时间图像 温度与转化率
1. A 【解析】图示转化率并非完全是平衡转化率，由图可知，b点时，CO转化率还未达到最高值，说明反应还在正向进行中，故b点：v正>v逆，A错误；增大压强，该反应的平衡正向移动，甲醇转化率增大，B正确；由图可知，CO转化率达到最高值后，随着温度的升高，CO转化率降低，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，温度越低，平衡常数越大，故平衡常数：K(75 ℃)＞K(85 ℃)，C正确；起始投料相同，温度越高，反应速率越快，反应速率：v(c点)2. B 【解析】c点之后，正反应速率显然还在随时间而改变，故c点一定未达到平衡状态，A错误；绝热、恒容的密闭容器中，反应速率先增后降，说明该反应为放热反应，温度越高，K越小，则平衡常数：a>b>c，B正确；反应物的浓度随时间不断减小，故SO2浓度：a点>b点，C错误；随着反应进行，生成物浓度变大、放热导致升温，逆反应速率增大，D错误。
3. A 【解析】相同温度下，x为a时，A的转化率最大，若a>1>b，则说明投料越多，A的转化率越大，增大投料量，相当于给体系加压，平衡正移，说明正反应为气体分子数减小的反应，则m小于4，A错误；当投料量固定时，温度越高，A的转化率越小，说明反应为放热反应，则ΔH<0，B正确；A、B物质按物质的量之比为1∶3参与反应，则图像上任意一点都满足c(A)∶c(B)＝1∶3，C正确；若m＝4，则反应为反应前后气体分子数不变的反应，改变压强，平衡不移动，故投料量对化学平衡无影响，则x＝a、b、1的三条线段将重合，D正确。
4. C 【解析】当c(O2)一定时，c(HCl)越大，HCl的转化率越低，曲线a表示HCl的转化率大，所以曲线a对应的曲线进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1，A错误；随温度升高，HCl的转化率减小，说明反应放热，ΔH<0，B错误；该反应为放热反应，平衡常数随温度升高而减小，所以200 ℃时平衡常数大，K(B)>K(C)，C正确；反应速率随温度升高而加快，C点温度高，所以v(A)5. D 【解析】实验Ⅰ，t1时刻还未达到平衡，则正反应速率大于逆反应速率，即CO的消耗速率大于CO的生成速率，A错误；其他条件不变，充入惰性气体，体系各物质浓度不变，则平衡不移动，B错误；实验Ⅰ、Ⅱ相比，Ⅱ中反应速率更快，达到平衡时间更短，则Ⅱ催化剂比表面积更大，C错误；实验Ⅲ相比实验Ⅱ，达到平衡时间更短，则实验Ⅲ的反应温度比实验Ⅱ的高，D正确。
6. (1) ＞ (2) p1＜p2＜p3 (3) 1
【解析】(1) 恒压条件下，温度升高，H2S的转化率升高，即升高温度平衡正向移动，则ΔH＞0。(2) 该反应是气体分子数增大的反应，温度不变，增大压强平衡逆向进行，H2S的转化率减小，则压强关系为p1＜p2＜p3。(3) M点的H2S转化率为50%，总压为5MPa，设H2S起始量为2 mol，列三段式：
Kp＝MPa＝1 MPa。
7. (1) ①415.1 ②< (2) 放 (3) ④⑤
(4) 正反应方向 50%
【解析】(1) ①ΔH＝(4a＋465 kJ/mol×2)－(1 076 kJ/mol＋436 kJ/mol×3)＝206.4 kJ/mol，解得a＝415.1。②反应为气体分子数增加的反应，减小压强，向气体分子数增大反应方向进行，则p1列三段式：
CO(g)＋H2O(g)??H2(g)＋CO2(g)
某时刻浓度/(mol/L) 2 2 1 1
变化浓度/(mol/L) x x x x
平衡浓度/(mol/L) 2－x 2－x 1＋x 1＋x
K＝＝＝1
解得x＝0.5，故该反应达到平衡时CO的转化率为×100%＝50%。(共55张PPT)
第二章
化学反应速率与化学平衡
习题课2 浓度时间图像 温度与转化率
目 标 导 航
学习目标 知识网络
1. 掌握浓度-时间图像的关系。 2. 会分析常见的化学平衡综合图像。 3. 了解温度与转化率、平衡转化率的关系。
核心笔记
已知反应X=====2Z经历两步：①X→Y；②Y→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示：
浓度-时间图像
1
(1) 根据两步反应可判断X是反应物，Y是中间体，Z是生成物；则该图中曲线a表示为c(X)随t的变化曲线；随着反应的进行，c(X)减小，c(Y)先增大后减小，c(Z)增大。
(2) t1 s时，c(X)＝c(Y)＝c(Z)。
(3) t2 s时，c(Y)开始减小，则Y的消耗速率大于其生成速率。
(4) t3 s后，X全部被消耗，Y的起始量可以看作为c0，故Y浓度的变化量为c0－c(Y)，根据反应②，变化量之比等于化学计量数之比，则可得关系式：c(Z)＝2c0－2c(Y)。
1. 转化率和平衡转化率
转化率有未达到平衡的转化率和已达到平衡的平衡转化率，在审题时，一定要注意转化率是不是平衡转化率。
2. 转化率与温度
温度与转化率、平衡转化率的关系
2
可逆反应(ΔH) 升高温度
吸热反应，ΔH>0 未达到平衡的，转化率增大
已达到平衡的，平衡转化率增大
放热反应，ΔH＜0 未达到平衡的，转化率增大
已达到平衡的，平衡转化率减小
3. 转化率-温度图像
1. 审图注意事项
(1) 分析随着横坐标增加，纵坐标代表的物理量变化的含义；
(2) 解释曲线发生趋势变化(拐点)的原因(如温度对催化剂活性的影响)；
(3) 判断转化率是不是平衡转化率，条件变化，平衡移动的方向；
(4) 从图像中提取有关平衡数据，计算化学平衡常数(Kc、Kp)等。
综合图像分析
3
2. 举例
①比较压强：p1________p2(填“>”“＜”或“＝”，下同)。
②比较M、N两点的化学反应速率：v(M)________v(N)。
③对于气相反应，用某组分B的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(Kp)，则M点时平衡常数Kp＝________(p1＝5 MPa，结果写分数)。
图中m1、m2、m3的大小顺序为________。
(3) 汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，某研究小组在实验室以耐高温试剂Ag-ZSW-5催化，测得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。
分类举题
类型1 浓度-时间图像
1
A. b＝4，c＝1
B. 前12 s内，反应物A的平均反应速率为0.025 mol/(L·s)
C. 12 s后，反应物A的消耗速率等于B的生成速率
D. 单位时间内生成0.3 mol A的同时，生成0.4 mol C，则反应达到平衡状态
D
类型2 温度与转化率
2
A. 该反应的ΔH>0
B. 生成1 mol SO2同时消耗1 mol CO2，可判断反应到达平衡
C. 在相同温度下，与甲催化剂相比，乙催化剂使反应活化能更低
D. 该反应适宜的条件是选用甲催化剂，反应温度在500 ℃左右
C
【解析】 SO2的转化率随着温度先升高后降低，说明反应达平衡后，平衡逆向移动，该反应为放热反应，ΔH<0，A错误；生成1 mol SO2同时消耗1 mol CO2，都表明的是同一个反应方向，不能说明正反应速率等于逆反应速率，不能判断反应到达平衡，B错误；当选用乙催化剂且温度控制在200 ℃左右时，SO2的转化率达最高，故该反应适宜的条件是200 ℃左右，D错误。
类型3 综合图像分析
3
(1) p1___p2(填“>”或“<”)，图中A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC的大小关系是________________。
(2)若温度为T1、压强为p1条件下，容器的初始容积为2.0 L，则达到平衡状态时c(NH3)＝__________________________mol/L(写出计算过程，保留两位小数)。
(3) A点的平衡常数Kp＝_________________(写出含p2的代数式即可，气体分压＝气体总压×气体的物质的量分数)。
<
KA＝KB>KC
0.55(计算过程见解析)
质量评价
A. 图中交点时A的消耗速率等于A的生成速率
B. 2 s时，用A表示的化学反应速率为0.15 mol/(L·s)
C. 化学计量数之比b∶c＝1∶3
D. 12 s时，容器内的压强与起始时的压强之比为8∶13
D
【解析】 图中交点时A、B的浓度相等，但反应没有达到平衡状态，A的消耗速率不等于A的生成速率，A错误；2 s时描述的是时刻，不能计算瞬时速率，B错误；开始到平衡时A的浓度变化＝0.8 mol/L－0.2 mol/L＝0.6 mol/L，B的浓度变化为0.5 mol/L－0.3 mol/L＝0.2 mol/L，已知C的物质的量为0.6 mol，故C的浓度变化为0.3 mol/L，故b∶c＝2∶3，C错误；平衡时A的物质的量为0.2 mol/L×2 L＝ 0.4 mol，B的物质的量为0.3 mol/L×2 L＝0.6 mol，C的物质的量为0.6 mol，则总物质的量为1.6 mol，起始时总物质的量为2.6 mol，则12 s时的压强与起始时的压强之比为8∶13，D正确。
C
(1) 能判断甲，乙容器中反应已达到化学平衡状态的依据是____(填字母)。
A. 混合气体的密度不变
B. 2v正(H2)＝v逆(CH3OH)
C. 容器中的气体的压强不变
D. c(CO)∶c(H2)∶c(CH3OH)＝1∶2∶1
(2) 300 ℃时，当甲容器中CH3OH的体积分数处于D点时，此时v正______(填“>”或“<”)v逆。
(3) 曲线Ⅰ代表的是容器______(填“甲”或“乙”)中发生的反应。
C
>
乙
(4) 该反应的ΔH____0(填“>”或“＝”“<”)，判断的理由是_________________ _______________________________________________________________________________________。
(5) A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC大小关系是________________，KC＝____。
<
在相同条件下，随着温度的升高，平衡时甲醇的百分含量减小，说明升温平衡逆向移动，该反应正向是放热反应
KA>KB＝KC
12
【解析】 (1) 该反应气体总质量不变，恒容条件下混合气体的密度一直不变，不能判断达到化学平衡状态，A错误；当v正(H2)＝2v逆(CH3OH)时，反应达到化学平衡状态，B错误；该反应前后气体分子数减少，恒容条件下容器中的气体的压强不变时，达到化学平衡状态，C正确；当c(CO)∶c(H2)∶c(CH3OH)＝1∶2∶1时不能判断达到化学平衡状态，D错误。(2) 300 ℃时，当甲容器中CH3OH的体积分数处于D点时，仍为达到化学平衡状态，甲醇的体积分数低于平衡时，故平衡正向移动，v正>v逆。(5) 平衡常数只与温度有关，该反应为放热反应，温度升高，平衡常数减小，B、C温度均为300 ℃，平衡常数相同，A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC大小关系：KA>KB＝KC；根据图中数据，设CO转化了x mol，可列出三段式：
配套新练案
A. b点：v正＝v逆
B. 增大压强，甲醇转化率增大
C. 平衡常数：K(75 ℃)＞K(85 ℃)
D. 反应速率：v(c点) < v(e点)
A
【解析】 图示转化率并非完全是平衡转化率，由图可知，b点时，CO转化率还未达到最高值，说明反应还在正向进行中，故b点：v正>v逆，A错误；增大压强，该反应的平衡正向移动，甲醇转化率增大，B正确；由图可知，CO转化率达到最高值后，随着温度的升高，CO转化率降低，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，温度越低，平衡常数越大，故平衡常数：K(75 ℃)＞K(85 ℃)，C正确；起始投料相同，温度越高，反应速率越快，反应速率：v(c点)A. c点时：v正＝v逆
B. 各点温度下的平衡常数：a>b>c
C. SO2浓度：a点D. 逆反应速率先增大后减小
B
【解析】 c点之后，正反应速率显然还在随时间而改变，故c点一定未达到平衡状态，A错误；绝热、恒容的密闭容器中，反应速率先增后降，说明该反应为放热反应，温度越高，K越小，则平衡常数：a>b>c，B正确；反应物的浓度随时间不断减小，故SO2浓度：a点>b点，C错误；随着反应进行，生成物浓度变大、放热导致升温，逆反应速率增大，D错误。
A. 若a>1>b，则m大于4
B. ΔH<0
C. 图像上任意一点都满足c(A)∶c(B)＝1∶3
D. 若m＝4则x＝a、b、1的三条线段将重合
A
【解析】 相同温度下，x为a时，A的转化率最大，若a>1>b，则说明投料越多，A的转化率越大，增大投料量，相当于给体系加压，平衡正移，说明正反应为气体分子数减小的反应，则m小于4，A错误；当投料量固定时，温度越高，A的转化率越小，说明反应为放热反应，则ΔH<0，B正确；A、B物质按物质的量之比为1∶3参与反应，则图像上任意一点都满足c(A)∶c(B)＝1∶3，C正确；若m＝4，则反应为反应前后气体分子数不变的反应，改变压强，平衡不移动，故投料量对化学平衡无影响，则x＝a、b、1的三条线段将重合，D正确。
4. (2025·广州市第八十九中学)将氯化氢转化为氯气的技术是近年科学研究的热点。刚性容器中发生反应：4HCl(g)＋O2(g)=====2Cl2(g)＋2H2O(g)，投料浓度比c(HCl)∶c(O2)分别为1∶1、7∶1时，HCl平衡转化率随温度变化的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. 曲线a对应投料比7∶1
B. 该反应的ΔH>0
C. 平衡常数：K(B)>K(C)
D. 反应速率：v(A)>v(C)
C
【解析】 当c(O2)一定时，c(HCl)越大，HCl的转化率越低，曲线a表示HCl的转化率大，所以曲线a对应的曲线进料浓度比c(HCl)∶c(O2)＝1∶1，A错误；随温度升高，HCl的转化率减小，说明反应放热，ΔH<0，B错误；该反应为放热反应，平衡常数随温度升高而减小，所以200 ℃时平衡常数大，K(B)>K(C)，C正确；反应速率随温度升高而加快，C点温度高，所以v(A)A. 实验Ⅰ，t1时刻CO的消耗速率小于CO的生成速率
B. 其他条件不变，充入惰性气体平衡正向移动
C. 实验Ⅰ、Ⅱ相比，Ⅰ中催化剂比表面积更大
D. 实验Ⅲ的反应温度比实验Ⅱ的高
D
【解析】 实验Ⅰ，t1时刻还未达到平衡，则正反应速率大于逆反应速率，即CO的消耗速率大于CO的生成速率，A错误；其他条件不变，充入惰性气体，体系各物质浓度不变，则平衡不移动，B错误；实验Ⅰ、Ⅱ相比，Ⅱ中反应速率更快，达到平衡时间更短，则Ⅱ催化剂比表面积更大，C错误；实验Ⅲ相比实验Ⅱ，达到平衡时间更短，则实验Ⅲ的反应温度比实验Ⅱ的高，D正确。
(1) ΔH______(填“>”“<”或“＝”)0。
(2) 图中压强(p1、p2、p3)的大小顺序为________________。
(3) 图中M点的平衡常数Kp＝_____MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)
>
p1＜p2＜p3
1
7. 美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气，其生产流程如下：
①相关化学键的键能如下表：
则a＝__________。
②一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示，则p1___p2(填“<”“>”或“＝”)。
451.1
<
从上表可以推断：此反应是_____(填“吸”或“放”)热反应。
放
(3) 在一个绝热固定容积的密闭容器中，判断此流程的第Ⅱ步反应达到平衡的标志是______(填序号)。
①体系的压强不再发生变化
②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变
④各组分的物质的量浓度不再改变
⑤体系的温度不再发生变化
⑥v正(CO2)＝2v逆(H2O)
④⑤
正反应方向
50%
【解析】 (1) ①ΔH＝(4a＋465 kJ/mol×2)－(1 076 kJ/mol＋436 kJ/mol×3)＝206.4 kJ/mol，解得a＝415.1。②反应为气体分子数增加的反应，减小压强，向气体分子数增大反应方向进行，则p1谢谢观赏