化学选修4考点过关(上)考点6化学平衡图像含解析

1、精选资料,精品化学专题考点6化学平衡图像化学平衡图像问题的综合性强，思维难度大，对于平衡图像的考察特别能体现理科素养。化学平衡图像题的特征是以图像的形式将一些相关量之间的关系通过形象直观的曲线表示出来，把习题中的化学原理抽象为数学问题，旨在考查对曲线的数学意义和化学意义之间对应关系的分析、理解和运用能力。该类试题经常涉及的图像类型有含量一时间一温度（压强）图像、恒温、恒压曲线等，图像中蕴含着丰富的信息，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，找准切入点解决问题。1.速率一时间图像：此类图象定性地

2、揭示了v正、v逆随时间（含条件改变对速率的影响）而变化的规律,体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动的方向。分析时需分清正、逆反应，分清各因素（浓度、温度、压强、催化剂）对反应速率和平衡移动的影响。（1）若无断点，则平衡移动肯定是改变某一物质的浓度导致。（2）若有断点，则平衡移动可能是由于以下原因所导致：同时不同程度地改变反应物（或生成物）的浓度；改变反应体系的压强；改变反应体系的温度。（3）若平衡无移动，则可能是由于以下原因所导致：反应前后气体分子个数不变；使用了催化剂。（4）若v正在v逆的上方，即平衡向正反应方向移动；若v逆在v正的上方，即平衡向逆反应方向移动。2.含量一时

3、间一温度（压强）图像：这类图象反映了反应物或生成物的量在不同温度（压强）下对时间的关系，解题时要注意一定条件下物质含量不再改变时，应是化学反应达到平衡的特征。分析时依据“先拐先平”。在转化率一时间图像或物质的百分含量一时间图像中，先出现拐点的曲线先达到平衡（代表温度高或压强大或使用合适的催化剂）。（1）由曲线的拐点作垂直于时间轴（t线）的垂线，其交点即为该条件下达到平衡的时间。、丁2）。Pi回T1与T2的相对大小（对于此图像：P2回与P2回（2）由达到平衡的时间长短，推断Pl（3）由两平衡时，不同p、T下的量的变化可判断纵坐标y代表的物理量。3.恒压（或恒温）图像：该类图象的纵坐标为物质的平衡

4、浓度或反应物的转化率，横坐标为温度或压强。分析时依据“定一议二”，转化率或百分含量等因素受到压强、温度两个变量的影响，先确定一个变量，分析另外两个量的关系。PiP（1）固定温度T（或压强p）,即作横坐标轴的垂线，观察分析图中所示各物理量随压强p （或温度T）的变化结果。（2）关键是准确判断所作垂线与原温度（或压强）曲线的交点的纵坐标。（3）y可以是某物质的质量分数、转化率、浓度、浓度比值、体积分数、物质的量分数等。4 .速率一压强（温度）图像：这类图象反映了反应速率在不同压强（温度）下的变化情况，解答时要特别随横坐标增大，v逆、v正均增大，若v正在v逆的上方，即平衡向正反应方向移动；若v逆在v

5、正的上方，即平衡向逆反应方向移动。5 .全程一时间图像：这类图象反映了生成物的量在不同温度下的变化情况，解答时要特别注意最高点为平衡点，平衡点以前为平衡的形成过程，平衡点后为平衡的移动过程。2点为化学平衡点。（1）温度为T（2） TiT2温度段是随温度（T）升高，反应速率加快，产物的浓度增大或反应物的转化率增大。（3） T2-T3温度段是随温度升高平衡向吸热反应方向移动的结果。【例题1】根据下列有关图像，说法正确的是（）tc/fmoPL1)A.由图甲知，反应在Ti,飞处达到平衡，且该反应的AHK0B.由图乙知，反应在t6时，NH体积分数最大C.由图乙知，t3时采取降低反应温度的措施D.图丙在1

6、0L容器、850C,反应到4min时，放出51.6kJ的热量【解析】由图甲可知，为时处于化学平衡状态，升高温度，Z%减少，X%增多，所以3<0,A错误；由图乙可知，反应自F3开始一直在向逆反应方向移动,所以4时的体积分数最小.B错误j由图乙可知,h日由J口果降低温度？平衡向正反应方向移动，则C错误由图丙可知,反应进行到4min时，则消耗的反应物的物质的量为O.l2tnZL-M10L=L2mN,所以放出的热量为5L6kJ,D正确。【答案】D【例题2】(1)可逆反应：aA(g)+bB(g)LcC(g)+dD(g)AHQ根据下图回答：pip2；a+bc+d；T1T2；AH0。(2)可逆反应：2

7、A(g)+B(g)=2c(g)AH=Q平衡时C勺百分含量、B的转化率与温度、压强的关系满足下图,根据图像回答:pp2；AH0。图中标出的1、2、3、4四个点表示v(正)>v(逆)的点是。(3)某密闭容器中发生如下反应：X(g)+3Y(g)=2Z(g)AH<0。下图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。111II1T-正:11NX!11111111I1%人”hh门也t2、t3、t5时刻改变的条件依次是、Z的百分含量最低的时间是。（4）将物质的量均为3.00mol的物质A、B昆合于5L容器中，发生如下反应：3

8、A+B-2C。在反应过程中C勺物质的量分数随温度变化如右图所示：。对应的反应速率v（正）（填“”、“”或“="）v（逆）。此反应的正反应为（填“吸”或“放”）热反应。（5）在一容积为2L的恒容密闭容器内加入0.4molA和0.6molB,一定条件下发生反应2A（g）+B（g）-2C（g）,反应中C勺物质的量浓度变化情况如下图。0.300.250.200.150 100.050在第5 min时，将容器的体积缩小半后，若在第8min达到新的平衡时A的总转化率为75%请在上图中画出第5min到新平衡时C的物质的量浓度的变化曲线。1解析】（1）a先达到平衡，6压强大!反应速率快。由小至g,增

9、大压强，a的转化率降低，平衡逆向移动，以火源。电石先达到平衡，T1温度高4到兀，升高温度，A的含量减小，平衡正向移动，正反应啜热。（2）根据反应可知，增大压强，平衡正向移动，C的百分含量增大，所以防生。根据图像，温度升高，C的百分含量瀛小，平衡逆向移动，所以正反应是放熟反应，皿小曲线是平衡曲线，2、4是平衡点？1与平衡状态相比，E的转化率偏高，要达到平衡状态，反应逆向进行，证），3与之相反，（35t2时刻，V（正）与丫（逆）同等倍数的增大，平衡不移动，因而改变的条件应该是使用了催化剂；t3时刻，V（正）与丫（逆）同时减小，且v（逆）V（正），平衡逆向移动，结合反应可知改变的条件是减小压强；t5

10、时刻，V（正）与丫（逆）同时增大，且v（逆）v（正），平衡逆向移动，结合反应可知改变的条件是升高温度。根据平衡移动的方向可知，Z的百分含量最低的时间段应该是t6。（4）To点应该刚达到平衡，此时V（正）=v（逆）。从To往后，升高温度，C%M小，平衡逆向移动，正反应是放热反应。（5）第5min时，将容器的体积缩小一半后，c（C）立即变为原来的2倍，即变为0.2molL-1,然后因为压强增大，平衡正向移动，c（C）继续增大。由图可知，5min达平衡时，A转化了0.2mol,A总共转化0.4molX75%=0.3mol,故58minA转化了0.1mol,2A（g）+B（g）2c（g）0.20.50

11、.2起始/mol- L -1 ：0.10.050.1转化/mol, L -1 :0.30.450.1平衡/mol, L -1 :第8 min达到新的平衡时，c(C)=0.3 mol- L -1 o使用催化剂减小压强 升高温度t6(4)二解题化学平衡图像的关键，一是读图，弄清图像含义，通过观察弄清横坐标、纵坐标的含义及单位;搞清特殊点的意义，如坐标轴的“0”点，曲线的起点、终点、交叉点、极值点、转折点等；分析曲线的变化趋势如斜率大小、升降；二是识图，进行信息提取，挖掘隐含信息、排除干扰信息、提炼有用信息，在统摄信息的基础上进行逻辑推理或运用数据计算；三是用图，联想化学原理解答问题。【考点练习】1

12、 .TC时，在2L密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。反应过程中X、Y、Z的物质的量的变化如图1所示；若保持其他条件不变，温度分别为Ti和Ta时，Z的百分含量与时间的关系如图2所示。则下列结论正确的是()图1图2图3A.容器中发生的反应可表示为3X(g)+Y(g)=2Z(g)B.反应进行的前3min内，用X表示的反应速率v(X)=0.2mol-L1-min1C.保持其他条件不变，升高温度，反应的化学平衡常数K减小D.若改变反应条件，使反应进程如图3所示，则改变的条件是增大压强2 .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，

13、体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示，已知：气体分压(p青0=气体总压(P总)X体积分数。下列说法正确的是()A. 550c时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动B. 650c时，反应达平衡后CO的转化率为25.0%C. TC时，若充入等体积的CO和CQ平衡向逆反应方向移动D. 925c时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K=24.0p总3.TC时，在一固定容积的密I羽容器中发生反应：A(g)+B(g)LC(s)AH<0,按照不同配比充入A、B,达到平衡时容器中A、B浓度变化如图中曲线(实线)所示，下列判断正确的是()c(A)/(mol*L')0124,c(

14、B)/(mol*L)A. TC时，该反应的平衡常数值为4B. c点没有达到平衡，此时反应向逆向进行C.若c点为平衡点，则此时容器内的温度高于TCD.TC时，直线cd上的点均为平衡状态4.某密闭容器中充入等物质的量的A和B,一定温度下发生反应A(g)+xB(g)L2c(g),达到平衡后，在不同的时间段，分别改变影响反应的一个条件，测得容器中物质的物质的量浓度、反应速率分别随时间的变化如图所示，下列说法中正确的是()0 8 20 30 dO 544/min 口 3。40 54：/min洲的筋0075A.3040min内该反应使用了催化剂B.化学方程式中的x=1,正反应为吸热反应C. 30min时降

15、低温度，40min时升高温度D. 8min前A的平均反应速率为0.08molL1-min15.在2L恒容密闭容器中充入2molX和1molY,发生反应：2X(g)+Y(g)-3Z(g),反应过程持续升高温度，测得X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是()T/KA.Q点时，Y的转化率最大B.升高温度，平衡常数增大C.W岚X的正反应速率等于M点X的正反应速率D.平衡日充入Z,达到新平衡时Z的体积分数增大6.在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：2SG(g)+Q(g)-2SQ(g)AH<0。(1)写出该反应的化学平衡常数表达式：K=。(2)降低温度，该反应K值，二氧化硫转化率，

16、化学反应速率(以上均填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)600C时，在一密闭容器中，将二氧化硫和氧气混合，反应过程中SQ、Q、SO物质的量变化如下图所示，反应处于平衡状态的时间是。(4)据图判断，反应进行至20min时，曲线发生变化的原因是(用文字表达)，10min15min的曲线变化的原因可能是(填写编号)。a.加了催化剂b.缩小容器体积c.降低温度d.增加SO的物质的量7.工业上制备H2的一种重要方法是：CO(g)+H2O(g)-CO(g)+H2(g)AH=CkJmol二已知该反应的平衡常数K与温度的关系如图所示。若在一固定的密闭容器中，850c时发生上述反应，并测得容器内各物质的浓度

17、(molL-)随时间的变化关系如下表，已知：850c时该反应的化学平衡常数K=1.0,请回答下列问题:时间/minCO(g)HaO(g)CO(g)Ha(g)00.2000.3000020.1380.2380.0620.0623CiC2C3C44CiC2C3C4(1)下列可以判断该反应达到化学平衡状态的是。A.单位时间内减少CO(g)的浓度等于生成CO(g)的浓度B.反应容器内的压强不发生变化C.混合气体中Hk(g)的浓度不再发生改变D.氢气的生成速率等于水的消耗速率(2)Q0(填一或“<”)。若在850c时向反应容器中充入HaO(g),K值(填“增大”“减小”或“不变”)，工业上在反应容

18、器中通入过量HaO(g)的作用是。(4)上表中C2为molLt,CO(g)的转化率为。8.固定和利用CO能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上有一种用CO来生产甲醇燃料的方1法：CO(g)+3H2(g)=CHOH(g)+HO(g)AH=49.0kJmol，某科学实验将6molCO2和8molH2充入2L的密闭容器中，测得H2的物质的量随时间变化如下图所示(实线)。IIII1咛246RJ012"min(1) a点正反应速率(填“大于”“等于”或“小于”)逆反应速率。(2)下列时间段平均反应速率最大的是。A.01minB.13minC.38minD.811min(3)平衡时CO

19、的转化率为,该条件下的平衡常数Q。(4)仅改变某一实验条件再进行两次实验，测得Hb的物质的量随时间变化如图中虚线所示，曲线I对应的实验条件改变是,曲线n对应的实验条件改变是。参考答案与解析1 .【解析】A项，由图1知，X、Y为反应物，Z为生成物，且该反应为可逆反应，An(X):An(Y)An(Z)=0.6：0.2：0.4=3：1：2,所以反应的化学方程式为3X(g)+Y(g)-2Z(g),错误；B项，反应进T2>T1温度升高时Z,一,、八.0.6mol11仃的刖3min内,v(X)=2lx3min川mol.min,镐庆；C项,由图2知,D项，图3与图1比较，图3到达平的百分含量降低，说明

20、平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，正确;衡所用的时间短，说明反应速率增大，但平衡状态没有发生改变，应是加入催化剂所致，错误。【答案】C2 .【解析】A项1550七时,若充入惰性气体，V,£沙底小，由干压强不变"造干扩大了体积，平衡正向移动，错误FB项，根据图示可知，在650七时，CO的体积分数为40%,根据反应方程式二C(s)+83(g)TCO(g),设开始加入lmZC(2反应掉了molCCh,则华)+CC%(g)TC<Xg)平衡(mol)(1-x)2xx100*40%解得x=0.25,则CO的平衡转化率为詈鬻100*25%正确；C项,由图可知，TC时，CO与CO的

21、体积分数相等，在等压下充入等体积的CO和CO,对原平衡条件无影响，平衡不移动，错误；D项，925C时，CO的体积分数为96%故R=错误！=错误！=23.04p总，错误。【答案】 = = 0.25, A错误；依据3 .【解析】由A(g)+B(g)一C(s)AHk0知，平衡常数K=1C图像可知，c点浓度商Q<K反应正向进行，B错误；反应是放热反应，若c点为平衡点，此时平衡常数小于TC平衡常数，说明平衡逆向进行，是升温的结果，温度高于TC,C正确；TC时平衡常数不变，曲线上D错误。【答案】C各点处于平衡状态，c点不在曲线上，在该温度下不是平衡状态,4 .【解析】若使用催化剂，则化学反应速率增大

22、，A错误；由左图知，A、B的浓度变化相同，故A、B的化学计量数相同，都为1;由右图知，30min时改变的条件为减小压强，40min时改变的条件为升高温度，B、C错误；8 min前A的平均反应速率为= 0.08 mol L min , D正确。【答案】D且升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，8 min2,00-L36wl*1.-15 .【解析】从开始到Q点是正向建立平衡的过程，转化率逐渐增大，从Q点到M点升高温度，平衡向左移动，X的转化率降低，Q点最大，A正确；分析图像，X的体积分数先减小到最低，这是化学平衡的建立过程，后增大，这是平衡的移动过程，升高温度，X的体积分数增大，说明升

23、温平衡左移，平衡常数减小，B错误；M点温度高，故反应速率快，C错误；平衡时再充入Z,相当于增大压强，平衡不移动，体积分数相等，D错误。【答案】A6 .【解析】学平衡常数是指一定温度下,达到平衡的可逆反应里生成物浓度的系麴次方的乘积与反应物浓度的系数次方的乘积之比，故度=产短降低温度，平衡向正反应方向移动，反应物浓度减小生成物浓度增大，故尤值增大,二氧化碳转化率增大，但化学反应速率随温度降低而减小。(3由图示知：时，反应物S6和5的翼殖渐展少，生成物SQ?的量逐渐噌多，15mi2O皿时，反应物和生成物的量均保持不变，说明反应处于平衡状态，(4)反应进彳20mm时氧气物质的量突然增多为0.12mo

24、l,而SQ和SO的物质的量仍与平衡时一致，说明此时增加了O2的量。10min至U15min的曲线变化说明反应速率大幅增大，可能的原因是a.加了催化剂，b.增大压强，缩小容器体积，由于降温反应速率减小，不可能是C,SO的物质的量没有突然增多且平衡时SQ和SQ物质的量之和仍为0.20mol,故D选项不正确。c2S03【答案】豆L粒(2)增大增大减小(3)1520min和2530min(4)增加了Q的量a,b7 .【解析】(1)判断该反应达到化学平衡状态，主要从成分的浓度保持不变，正逆反应速率相同来分析，正确选项是Co(2)由图可知，升高温度，K的值减小，平衡向着吸热反应方向移动，所以该反应为放热反应。(3)K的值只与温度有关，与成分的浓度无关。通入过量H2O(g)的目的是提高反应物CO的转化率。(4)由题意建立