化学平衡图像正确-高考化学难点考点专题练习

1、专题7化学平衡图像正确解答【考向分析】化学平衡是中学化学重要基础理论之一，在生活、工业生产中都有涉及，在高 中化学中占有重要地位。化学平衡是中学化学所涉及的沉淀溶解平衡、电离平衡、等知识 的核心，对很多知识的学习起着指导作用。化学平衡是高考历年来必考点之一，对于平衡 图像的考察特别能体现理科素养，因此平衡图像提成为高考青睐的题型之一。图像和图表 分析能力是高中化学重点考查的能力之一，从近几年的高考试题看，化学反应速率、化学平衡的图像和图表题属于高频考点，要求能够分析图像、图表，结合化学.平衡移动原理答题。反应速率与化学平衡图像题有如下几种类型：分析外界条件对反应速率及化学平衡的 影响、由图像判

2、断反应特征（确定反应中各物质的化学计量数、判断热效应或气体物质化学 计量数的变化关系）、由反应和图像判断图像中坐标或曲线的物理意义、由反应和图像判断 符合图像变化的外界条件、由反应判断图像正误等。【考点归纳】1 .速率一温度（压强）图象：对于 N2（g） +3Mg） =2NH（g） AH= 92.4 kJ mol 1 曲线的意义是外界条件（如温度、压强等）对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点是平衡状态，温度升高后逆反应速率增大得快，平衡逆向移动；压强增大后正反 应速率增大得快，平衡正向移动。2 .百分含量（或转化率）一时间一温度（压弓II）图象：已知不同温度或压强下，反应物的转化

3、率“（或百分含量）与时间的关系曲线，推断温度的高低及反应的热效应或压强的大小及气 体物质间的化学计量数的关系。以A（g） +B（g） =C（g）中反应物的转化率 a a为例，分F>Ti。若为压强变化引析反应由开始（起始物质相同时）达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。若为 温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短。如甲中起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。如乙中pi>p2。若为是否使用催化剂，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短。如图丙中a使用催化剂。图甲中，Ta>Ti,升高温度，a a降低，平衡逆移，正反应为放热反应。图乙中，pi>p2,增大压强，a

4、a升高，平衡正移，则正反应为气体体积缩小的反应。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。du3 .恒温线（恒压线）图象：已知不同温度下的转化率一压强图象或不同压强下的转化率一温度图象，推断反应的热效应或反应前后气体物质间化学计量数的关系。以反应A(g) + B(g)2C(g)中反应物的转化率a a为例，可通过分析相同温度下不同压强时反应物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。如甲中任取一条温度曲线研究，压强增大，aa增大，平衡正移，正反应为气体体积减小的反应，乙中任取横坐标一点作横坐标垂直

5、线，也能得出结论。通过分析相同压强下不同温度时反应物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。如利用上述分析方法，在甲中作垂直线，乙中任取一曲线，即能分析出正反应为放热反应。4 .几种特殊图象对于化学反应mA(g) + nB(g)-pC(g) + qD(g) , M点前，表示化学反应从反应物开始，则v正v逆；M点为刚达到的平衡点。M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%曾大(C%M小)，平衡左移，A比0。或(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。左上方(E点)，A%：于此压强时平衡体系中的A% E点必须朝正反应方向移

6、动才能达到平衡状态，所以，E点v正v逆；则右下方(F点)丫正7逆。【解题指导】化学平衡图像类试题是高考的热点题型，该类试题经常涉及到的图像类型有物质的量(浓度)、速率一时间图像、含量一时间一温度(压强)图像、恒温、恒压曲线等，图像中蕴含 着丰富的信息量，具有简明、直观、形象的特点，命题形式灵活，难度不大，解题的关键是 根据反应特点，明确反应条件，认真分析图像充分挖掘蕴含的信息，紧扣化学原理，找准切是借助入点解决问题。解决化学平衡图像问题的基本方法可以从以下方面进行综合分析:于化学方程式掌握化学反应的特征；二是掌握该化学反应的速率变化与平衡移动的规律；三是掌握图中符号的含义，图中符号项目主要包括

7、纵坐标、横坐标和图像，对图像要弄清楚其起点、拐点、交点、终点和走向(即“四点一向”)的含义。1 .化学反应速率、化学平衡图像题的基本分析方法(1)认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与勒夏特列原理挂钩。(2)紧扣可逆反应的特征，看清正反应方向是吸热还是放热、体积增大还是减小、不变、 有无固体、纯液体物质参加或生成等。(3)看清速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥。(4)看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。(5)先拐先平。例如，在转化率一时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。(6)定一议二。当图象中有三个量时，先确定一个量不变

8、再讨论另外两个量的关系。2 .突破化学反应速率、化学平衡图像题的“三种”手段(1)分析“断点”：当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能 使速率一时间图像的曲线出现不连续的情况，即出现“断点”。根据“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。(2)分析“拐点”：同一可逆反应，若反应条件不同，达到平衡所用的时间也可能不同， 反映到图像出现“拐点”的时间也就有差异。根据外界条件对化学反应速率的影响，即可判断出温度的高低、压强或浓度的大小及是否使用催化剂。(3)分析曲线的变化趋势：对于速率-温度(或压强)图像，由于随着温度逐渐升高或压强逐渐增大，反应速率会逐渐增大，

9、因此图像上出现的是平滑的递增曲线。根据温度或压强对化学反应速率的影响， 可以判断速率曲线的变化趋势。需要注意的是：温度或压强的改变对正、逆反应速率的影响是一致的，即要增大都增大，要减小都减小，反映到图像上，就是 v(正)、v(逆)两条曲线的走势大致相同；分析外界条件对反应速率的影响时，只能分析达到平衡之后化学反应速率的变化情况。【过关练习】1 .在体积均为1.0 L的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1 mol CO 2和0.2 mol CO 2,在不同温度下反应 CO(g) +C(s)2CO(g)达到平衡，平衡时 CO的物质的量浓度 c(CO2)随温度的变化如下图所示 (图

10、中I、n、出点均处于曲线上 )。则体系的 总压p总(状态n) 2 p总(状态I)填大于、小于或等于，下同 ,体系中c(co,状态n) 2c(CO,状态出),逆反应速率 v逆(状态I )v逆(状态出)9001 100 I 3001 SOOTfK2 .一定量的CO与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s) + CO(g) =2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如图所示。已知：气体分压(p七)=气体总压(p总)X体积分数。则 550 C时，若充入惰性气体，v正、v逆,平衡 ; 650 C时，反应达平衡后，CO的转化率为 T C时，若充入等体积的CO和CQ平衡向 移动；925

11、C时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数为(用表小p总)°3 .煤燃烧排放的烟气含有 SO和NO,形成酸雨、污染大气，采用NaClQ溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。在不同温度下，NaClQ溶液脱硫、脱硝的反应中 SO和NO勺平 衡分压 pc如图所示。由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均(填“增大” “不变”或“减小”)。反应 C1O2 + 2SC2=2SOT+C厂的平衡常数K 表达式为 。如果采用 NaC4 Ca(ClO)2替彳弋NaClQ,也能得到较好的烟气脱硫效果。从化学平衡原理分析，Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是 。4 .已知反应：

12、2HI(g) =H2(g) + 12(g)AH= + 11 kJ/mol，在 716 K 时，气体混合物中 碘化氢的物质的量分数 x(HI)与反应时间t的关系如下表:t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784由上述实验数据计算得到 v正x(HI)和v逆x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一 温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为 (填字母)。5 .已知CO和H2在催化剂作用下合成甲醇的反应如下：CO(g)+2H(g)CHOH(g)AH= -99 kJ/mol ,反应的化学平衡常数

13、K表达式为 ;下图中能正确反映平衡常数 K 随温度变化关系的曲线为(填曲线标记字母)，其判断理由是，！1 p ，_ _ 礼尔中 5IO52D 5)540 550PK6 .汽车尾气里含有的 NO1体是由内燃机燃烧时产生的高温引起氮气和氧气反应所致：N(g)+ Q(g) =2NO(g) AH>0o将N2、Q的混合气体充入恒温恒容密闭容器中，下图变化趋势正确的是7.298 K 时，将 20 mL 3x mol - L-1 NasAsQ、20 mL 3x mol L -1 I 2和 20 mL NaOH§液混合,发生反应：AsO3 (aq)+I 2(aq)+2OH-(aq)AsO； (

14、aq)+2I -(aq)+H2O(l)。溶液中v逆(填“大于” “小于”c( AsO：)与反应时间(t)的关系如图所示。则 tm时，tv正或“等于")；tm时V逆3时丫逆(填“大于” “小于”或“等于")，理由是若平衡时溶液的pH=14,则该反应的平衡常数K为8.在催化剂存在下用Ha还原CO是解决温室效应的重要手段之一，相关反应如下：主反应. -1CO(g)+4H2(g)CH(g)+2H 20(g) Hi=-164.0 kJ mol , 副反应 CO(g)+H 2(g)=CO(g)+HbO(g) H2=+41.2kJ/mol 。 TC时，若在体积恒为 2L的密闭容器中同时发

15、生上 述反应，将物质的量之和为 5mol的H2和CO以不同的投料比进行反应，结果如图所示。若a、b表示反应物的转化率，则表示H2转化率的是 , c、d分别表示CH(g)和CO(g)的体积分数，由图可知 之:力?尸 时，甲烷产率最高。若该条件下CO的产率趋于0,则TC时主反应的平衡常数 K=。9.利用计和CO在一定条件下可以合成乙烯： 6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH(g)+4H 2O(g)。己知不同温度对 CO的转化率及催化剂的效率影响如图所示，则不同条件下反应， 点 的速率最大，M点时平衡常数比N点时平衡常数,温度低于250c时，随温度升高乙 烯的产率。百分明修104 1SI fM

16、E XV 导50 加U10.已知 NO CO反应如下：2NO (g) +2CO(g)Nb(g) +2CO(g) H=-746.5kJ/mo 。在密闭容器中充入 5mol CO和4mol NO,发生上述(1)中某反应，如图为平衡时 NO的体积分数与温度、压强的关系。则温度：T1 T2 (填“<”或“>”)。某温度下，若反应进行到10分钟达到平衡状态 D点时，容器的体积为 2L,则此时的平衡常数 K=(结果精确到两位小数)，用CO的浓度变化表示的平均反应速率V(CO)=。若在D点对反应容器升温的同时扩大体积至体系压强减小，重新达到的平衡状态可能是图中AG点中的11.由 CO和 H2 合

17、成 CH3OH 的反应如下：CO(g) + 3H2(g)CHOH(g)+HbO(g) H,在 10L的恒容密闭容器中投入ImolCQ和2.75molH2,在不同条件下发生上述反应，测得平衡时甲醇的物质的量随温度、压强的变化如图所示。则上述反应的H(填"> "或“<”)，判断理由是 。图中压强pi ( ">”或“<”)p2, N点时，该反应的平衡常数K=(计算结果保留 2位小数)。P)，12. 一定温度下，某贮氢合金(MD的贮氢过程如图所示，纵轴为平衡时氢气的压强(横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。在OA段，氢溶解于M中形成固

18、溶体 MH,随着氢气压强的增大，H/M逐惭增大；在 AB段，MH与氢气发生氢化反应生成氢化物MH, 氢化反应方程式为：zMH(s)+H2(g)=ZMH y(s) H( I );在B点，氢化反应结束，进一步增 大氢气压强，H/M几乎不变。反应(I)中 z= (用含x和y的代数式表示)。温度为Ti时，2g某合金4min内吸收氢气 240mL吸氢速率v=mL?g_1?min。反应的次含变 Hi0 （填>< 或=）。13. CrO42-和Cr2。2-在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为 1.0 mol gL-1的N&CQ溶液 中(CuO2-)随c(H+)的变化如图所示。用离子方程

19、式表示 NaCrQ溶液中的转化反应 。 由图可知，溶液酸性增大，CrQ2-的平衡转化率 (填“-增大” “减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为 。升高温度，溶液中CrO2-的平衡转化率减小，则该反应的AH 0娘“大于” “小于”或“等于”)。14. N2O(g)+C0(g) |=M(g)+CO2(g)的反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化情况如下图所示，若在第10min仅改变了一个条件工，第20min时是在新条件下达到新 的平衡状态，则第10min时改变的条件可能是 ;比较CO在第5min和第25min时速率,的大小v v(25)(填” >&quo

20、t;、“<”或“=")，你判断的理由是 。15.已知乙酸蒸气中存在乙酸二聚物，二者如下平衡:(CH3COOH(g)尹= 2CHCOOH(g) H。实验测定该平衡体系的-T7V度和压强的变化如图所示，上述反应的(总)H (填>"或“<”)0, a、b、c三点中平衡常数最大的点是 。测定乙酸的摩尔质量应选择的适宜条件是参考答案x,则状态I时容器内一氧化碳1 .解析：设状态I和状态n时二氧化碳的物质的量浓度为气体的物质的量为 2(0.1 x),即此时该容器中气体的物质的量之和为x+2(0.1 -x) =0.2x；状态n时容器内一氧化碳的物质的量为2(0.2 -x

21、),即此时该容器中气体的物质的量x为x+2(0.2 -x) =0.4 -x=2 0.22 ,因此p总(状态n )>2p总(状态I )。状态H相当于状态出体积缩小一半后的状态，如果体积缩小一半，平衡不移动，则c(CO,状态H )=2c(CO,状态出)，但体积压缩的过程中，平衡向左移动，因此c(CO,状态n )<2c(CO,状态出)。状态出的温度比状态I的温度高，温度高反应速率快，因此 v逆(状态I )<v逆(状态 m)。答案：大于 等于小于2 .解析：550 c时，若充入惰性气体，由于保持了压强不变，相当于扩大了体积，v正、v逆均减小，平衡正向移动。根据图示可知，在 650 c

22、时，CO的体积分数为40%根据反应方 程式：C(s)+CO(g) =2CO(g),设开始加入 1 mol CO 2,反应掉了 x mol CO2,则有：C(s)+ CO(g) =2CO(g)始态：1 mol 0变化：x mol 2 x mol平衡： (1 x) mol 2 x mol一，2x0.25 mol因此有：:k-X100%r 40%,解得 x = 0.25 ,则 CO的平衡转化率为 1 -x + 2x1 molX100%= 25%由图可知，T C时，COW CO的体积分数相等，在等压下充入等体积的 CO CO,对原平衡条件无影响，平衡不移动。&= p2(CO)/ p(CO2)

23、= (0.96 p总)2/(0.04 p总)=23.04 p 总。答案：减小 减小25% 不移动23.04 p总3 .解析：由图示可知，温度升高，SO和NO的平衡分压增大，说明升温，平衡逆向移动，因此，升高温度，反应的平衡常数减小。根据反应方程式ClO2 + 2SCf= 2SCf + Cl，阳 sorter可知化学平衡常数表达式为K= WfSOT卜c(Cl氏)。采用Ca(ClO)2,在脱硫反应中会生成CaSO沉淀，使c(SO2一)减小，平衡正向移动，SO转化率提高。部OTj e(CT)答案：减小K= WfSQTjaCIH)形成CaSO沉淀，使平衡向产物方向移动，SO转化率提高4 .解析：因2H

24、I(g) =H(g) + 12(g) A H> 0,升高温度，v正、v逆均增大，且平衡向正反应方向移动，HI的物质的量分数减小，H2、12的物质的量分数增大。因此，反应重新达到平衡后，相应的点分别应为A点和E点。答案：A点、E点5 .解析：根据化学平衡常数的书写要求可知，反应的化学平衡常数为KJiCOm氐)。反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数K减小，故曲线a符合要求。cfCHgH答案：K=；g 939 a反应为放热反应，平衡常数数值应随温度升高变小6 .解析：由于该反应的正反应是吸热反应，所以升高温度，化学平衡正向移动，化学平衡 常数增大，A项正确；加入催化剂，化学反应速率

25、加快，达到平衡所需要的时间缩短，但 NO的平衡浓度不变，B项错误；升高温度，平衡正向移动，氮气的转化率提高，化学反应 速率加快，达到平衡所需要的时间缩短，C项正确。答案：AC7 .解析：反应从正反应开始进行， tm时反应继续正向进行，则 v正大于v逆，故答案为：大 于；tm时比tn时浓度更小，则逆反应速率更小，故答案为：小于； tm时AsO3浓度更小， 反应速率更慢；反应前，三种溶液混合后，NaAsQ的浓度为 3xmol/L X (20 + (20+20+20)3=xmol/L ,同理I 2的浓度为xmol/L ,反应达到平衡时，生广 c(AsO4 )为ymol/L ,则反应生 产的 c(I

26、)=2ymol/L ,消耗的 AsO33、12 的浓度均为 ymol/L ,平衡时 c c(AsO 33 )=( x - y) mol/L , c(I 2) =(x - y) mol/L ,溶液中 c(OH ) =1mol/L ,则 K= y x (2 y) 2/(x- y) x (x-y) 12=4y 3/(x-y) 2。答案：大于 小于t m时AsO3浓度更小，反应速率更慢4y3/(x-y) 28 .解析：随着 票0%比值的增大，氢气的转化率降低，则表示H2转化率的是 b;随着n I I，域灰彳比值的增大，氢气的量增多，一氧化碳的量减少，甲烷的量增加，故c为CH(g)的 体积分数，由图可知

27、 :黑；=4时，甲烷产率最高。若该条件下CO的产率趋于 0,则.域亡=4,开始物质的量之和为 5mol的H2和CO分别为4mol和1mol,平衡转化率为 80% 则平衡时各物质的量浓度为：CO(g)+4H 2(g) 、- CH(g)+2H 2O(g)开始时浓度/mol/L 0.5 200改变的浓度 /mol/L 0.4 1.60.4 0.8平衡时浓度 /mol/L 0.1 0.40.40.8-4-2二100。则 K=°.4 0.840.1 °.4 答案：b 4 1009 .解析：由图可知，M点催化剂催化效果最好，所以 M点反应速率最大；随温度升高，二氧化碳的平衡转化率减小，

28、说明M点时平衡常数比 N点时平衡常数大；温度低于250c时，随温度升高乙烯的产率减小。答案：M大减小10 .解析：该反应为放热反应，由图可知升高温度平衡逆向移动，NO体积分数增大，所以>丁2。设某温度反应达到平衡状态D点时，NO勺转化率为x,则依据题意建立如下三段式：2N0 (g) +2C0 R 储)+2C0: (开始22,50g转化尊 平衡2-2x2, o-2x工*工2 2x由 NO 的体积分数可得 jx 025 ,解得 x=0.5 , 则2 2x 2.5 2x x 2x0.5 1 2K -20.022 ;根据v c ,用CO的浓度变化表布的平均反应速率V(CO)=1mol / L10

29、min1 1.5t0.1 mol/ ( L?min )。若在D处对反应容器升温的同时扩大体积至体系压强减小,平衡逆向移动，NO体积分数增大，故选A点。答案：> 0.022 0.1 mol/(L?min) A11 .解析：由图可知，压强一定时，温度越高，CH3OH的物质的量越小，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；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，甲醇的物质的量增大，故压强P1>P2；温度不变平衡常数不变，图中M岚时，容器体积为10L,结合M点的坐标可知，M点的CHOHI勺物质白量为0.25mol , 根据题意建立如下三段式：CO2 (g)+3Hz Cg> CHjOH (g) 十HO (g)起始(inoi/L)0. 1Q. 275岛(Ctrl)U转化0. 0250. 0750. 0250. 025平衡(四I/L)0,0750, 2则化学平衡常数 K=c(H20)?c(CH30H)/c3(H2)?c(C02)=0.025 X 0.025/0. 23X 0.075=1.04 。> 1.04答案：< CH 3OH的物质的量随温度的升高而减少，故正反应为放热反应12 .解析：根据元素守恒可得