化学总复习 冲刺热点演练 热点4 化学平衡中的图像图表

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精PAGE1学必求其心得，业必贵于专精热点4化学平衡中的图像图表【解法指导】1。解题思路化学反应速率与化学平衡图像是高考常考题型，一般考查速率（浓度）-时间图像、含量(转化率）-时间—温度（压强)图像、恒温线(或恒压线)图像等。图像作为一种思维方法在解题过程中也有着重要作用，可以将一些较为抽象的知识,转化为图像，然后进行解决.看图像一看轴（即纵坐标与横坐标的意义），二看点（即起点、拐点、交点、终点),三看线（即线的走向和变化趋势），四看辅助线（如等温线、等压线、平衡线等）,五看量的变化（如浓度变化、温度变化等)想规律看清图像后联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律作判断通过对比分析,作出正确判断2。分析方法认清坐标系，弄清纵、横坐标所代表的意义,并与有关原理相结合；看清起点,分清反应物、生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物,一般生成物多数以原点为起点;看清曲线的变化趋势，注意渐变和突变，分清正、逆反应,从而判断反应特点；注意终点，例如在浓度.时间图像上，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断；先拐先平数值大，例如在转化率。时间图像上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该曲线对应的温度高、浓度大或压强大；定一议二,当图像中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。3。解题策略从“断点”着手，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－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;从“拐点”入手,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；从曲线的变化趋势着手，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，因此图像上出现的是平滑的递增曲线，注意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。【热点演练】1.反应为CO（g）＋2H2(g）CH3OH(g）ΔH<0。在一定条件下，将1molCO和2molH2通入密闭容器中进行反应，当改变某一外界条件（温度或压强)时，CH3OH的体积分数φ（CH3OH)变化趋势如图所示：①平衡时，M点CH3OH的体积分数为10%,则CO的转化率为________.②X轴上a点的数值比b点________（填“大"或“小”）。某同学认为上图中Y轴表示温度,你认为他判断的理由是________________________________________________________。2。汽车尾气净化中的一个反应如下：2NO(g）＋2CO（g)N2（g)＋2CO2(g）,一定温度下，向容积为1L的密闭容器中充入一定量的NO和CO。在t1时刻达到平衡状态,此时n(CO）＝0。1mol，n（NO）＝0.2mol，n（N2)＝amol,且平衡时混合气体压强为初始气体压强的0.8。①则该反应的平衡常数K＝____________。若保持温度及容器容积不变，平衡后在此基础上再向容器中充入2amol的N2②在t2时刻,改变某一外界条件，正反应速率的变化曲线如图所示,则可能改变的条件是_______.3。以石灰石为原料通过系列反应将硫元素以CaSO4的形式固定，从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应，降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下：CaSO4（s)＋CO（g）CaO(s)＋SO2(g）＋CO2（g）ΔH1＝＋218.4kJ·mol－1（反应Ⅰ）CaSO4(s）＋4CO（g)CaS（s）＋4CO2（g）ΔH2＝－175.6kJ·mol－1(反应Ⅱ)(1)对于有气体参与的反应，表示平衡常数Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B）代替该气体物质的量浓度c(B),则反应Ⅰ的Kp＝__________________________________________（用表达式表示).（2）假设某温度下，反应Ⅰ的速率(v1）小于反应Ⅱ的速率(v2），则如下图反应过程能量变化示意图正确的是____________（填字母，下同）。(3）如图为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中产生的SO2生成量的措施有________。A.向该反应体系中投入生石灰B。在合适的温度区间内控制较低的反应温度C。降低CO的初始体积百分数D.提高反应体系的温度4。①将一定量的CO2（g）和CH4（g）通入一恒容密闭容器中发生反应:CO2（g)+CH4(g)2CO(g）+2H2(g).其他条件相同，在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ)作用下反应相同时间后,体系中CO含量随反应温度的变化如下图所示。在a点与b点对应的反应条件下,反应继续进行一段时间后达到平衡,平衡常数Ka(填“〉”、“<”或“=”)Kb;c点CO含量高于b点的原因是。

②为了探究反应CO2（g）+CH4(g）2CO(g)+2H2（g）的反应速率与浓度的关系，起始时向恒容密闭容器中通入CH4与CO2,使其物质的量浓度均为1.0mol·L-1.平衡时，根据相关数据绘制出两条反应速率-浓度关系曲线：v正—c(CH4）和v逆—c（CO)。则与曲线v正—c(CH4)相对应的是上图中曲线(填“甲”或“乙”)；该反应达到平衡后,某一时刻降低温度，反应重新达到平衡,平衡常数减小,则此时曲线甲对应的平衡点可能为（填字母,下同），曲线乙对应的平衡点可能为.

5。SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化后制取硫酸或者硫酸铵,其中SO2发生催化氧化的反应为2SO2(g）+O2（g)2SO3(g).若在T1℃、0。1MPa条件下，往一密闭容器通入SO2和O2［其中n（SO2)∶n(O2)=2∶1]，测得容器内总压强与反应时间如右上图所示。①该反应的化学平衡常数表达式:K=。

②图中A点时，SO2的转化率为。

③计算SO2催化氧化反应在图中B点的压强平衡常数Kp=(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数）.

④若在T2℃、其他条件不变的情况下测得压强的变化曲线如上图所示，则T1(填“〉”、“<"或“=")T2；其中C点的正反应速率vC(正)与A点的逆反应速率vA(逆）的大小关系为vC（正)(填“>”、“<"或“=”)vA6。已知：H2S(g）=H2(g）+l/2S2（g)，在恒温密闭容器中，控制不同温度进行H2S分解实验。以H2S起始浓度均为cmol/L，测定H2S的转化率，H2S的平衡转化率与温度关系如图所示.据图可知：温度升高平衡常数K_______（填“增大"、“减小"或“不变”）。若985℃时平衡常数K=0.04,则起始浓度c=______mol/L。7.NOx的排放主要来自于汽车尾气,包含NO2和NO，有人提出用活性炭对NOx进行吸附，发生反应如下：反应a:C（s)+2NO(g)N2（g）+CO2（g）△H=-34.0kJ/mol

反应b：2C(s）+2NO2（g）N2(g）+2CO2（g）△H=-64。2kJ/mol

（1)对于反应a,在T1℃时,借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下:时间01020304050NO1.000.580。400.400.480.48N200。210。300。300.360。36①0～10min内，NO的平均反应速率v(NO）=_____，当升高反应温度,该反应的平衡常数K____________(选填“增大”、“减小”或“不变”）。②30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡;根据上表中的数据判断改变的条件可能是_________(填字母)。a。加入一定量的活性炭b.通入一定量的NOc.适当缩小容器的体积d。加入合适的催化剂(2)某实验室模拟反应b，在密闭容器中加入足量的C和一定量的NO2气体，维持温度为T2℃，如图为不同压强下反应b经过相同时间NO2请从动力学角度分析，1050kPa前,反应b中NO2转化率随着压强增大而增大的原因____________；在1100kPa时,NO2的体积分数为_________________________。(3）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T2℃、1。1×106Pa时，该反应的化学平衡常数Kp=___________（计算表达式表示）；已知：气体分压(p分)=气体总压（p总8.用合成气生成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH（g）ΔH2,在10L恒容密闭容器中按物质的量之比1：2充入CO和H2，测得CO的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示:200℃时n（H2）随时间的变化如下表所示:t/min0135n（H2）/mol8.05。44.04.0①ΔH2（填“>”“<”或“=")0.

②写出两条可同时提高反应速率和CO转化率的措施：。

③下列说法正确的是（填字母)。

a。温度越高，该反应的平衡常数越大b。达平衡后再充入稀有气体，CO的转化率提高c。容器内气体压强不再变化时，反应达到最大限度d.图中压强：p1<p2④0~3min内用CH3OH表示的反应速率v(CH3OH)=mol·L—1·min-1。

⑤200℃时，该反应的平衡常数K=。向上述200℃达到平衡的恒容密闭容器中再加入2molCO、4molH2、2molCH3OH，保持温度不变，则化学平衡(填“正向”“逆向"或“不”)移动.

9。“硫化物沉淀法"镍的回收率不高,处理后废水中的镍含量难以达标。“铁脱络—化学沉淀法”可达到预期效果，该法将镍转化为Ni(OH)2固体进而回收镍.工艺流程如下：“脱络”（指镍元素由络合物NiR2转化成游离的Ni2+）过程中，R—与中间产物·OH（羟基自由基）反应生成难以与Ni2+络合的·R(有机物自由基),但·OH也能与H2O2发生反应。反应的方程式如下：Fe2++H2O2Fe3++OH—+-OHiR-+—OHOH-+—RiiH2O2+2—OHO2↑+2H2Oiii实验测得“脱络”过程中H2O2的加入量对溶液中镍去除率的影响如图所示：①从平衡移动的角度解释加入Fe2+和H2O2能够实现“脱络”的原因是_________。②分析图中曲线，可推断过氧化氢的最佳加入量为_________g·L-1;低于或高于这个值，废水处理效果都下降,原因是_________。10。(1)某温度下,在体积固定为2L的密闭容器中进行反应CO（g）+2H2（g)CH3OH(g）△H1=-90.7kJ。mol—l,将1molCO和2molH2混合,测得不同时刻的反应前后压强关系如下：时间(min）51015202530压强比（P前/P后）1:0。981:0。901：0.801:0.701:0。701：0。70则达到平衡时CO的转化率为_________。(2）在一定条件下,将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应为2CO2（g）+6H2（g）CH3OCH3(g）+3H2O(g)，已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比[n（H2)/n(CO2)］时,CO2的转化率如图所示。从图中可得出三条主要规律：①增大投料比，CO2的转化率增大；②_____________;③_______________。(4)反应CO(g)+H2O（g）CO2（g）+H2（g)△H2=—41。2kJ.mol—l的v-t图像如图1所示，若其他条件不变,只是在反应前增大容器体积使压强减小，则其v—t图像如图2所示。下列说法正确的是①a1>a2②a1〈a2③b1〉b2④b1〈b2⑤t1>t2⑥t1=t2⑦t1〈t2⑧两图中阴影部分面积相等⑨图2阴影部分面积更大⑩图1阴影部分面积更大A。①③⑦⑧B.①③⑤⑧C.②④⑦⑨D.①③⑦⑩11。（1)CH4氧化器中发生的主反应:i.CH4(g)+Fe3O4（s）CO（g)+2H2(g）+3FeO（s）ii.CH4（g）+4Fe3O4(s）CO2(g)+2H2O（g)+12FeO（s）850℃时，压强和部分气体体积分数、固相各组分质量分数的关系如图。①随着压强的增大，反应i的平衡常数K值____

(填“增大”、“减小”或“不变”)。②结合图像,分析H2O的体积分数变化的原因_________（用化学方程式表示)。（2）将一定量的FeO和CO2

置于CO2

还原器(体积不变的密闭容器)中，发生的主反应:CO2（g）

+3FeO(s）Fe3O4(s）

+CO(g）△H2，保持其他条件不变,测得不同温度下最终反应体系中CO、CO2体积分数如下表。温度t/℃100170200300400500CO2

体积分数0.670.670。750.820.90。92CO体积分数0.330.330.250。180.10.08①△H2_____0(填“>”或“〈”).②若在150

℃时进行上述转化，理论转化率α(FeO）=______.③在上述反应体系中，一定可以说明该反应达到平衡状态的是_____(填标号）。A。体系的压强不变B.CO2

的

物质的量不变C。CO的生成速率和消耗速率相等且不等于零D.气体的平均摩尔质量不变④根据化学反应原理,分析CO2

还原器温度设置在170

℃的原因_________.12。碳的化合物的转换在生产、生活中具有重要的应用。特别是CO2的低碳转型对抵御气候变化具有重要意义。在三个容积均为1L的密闭容器中以不同的氢碳比充入H2和CO2，在一定条件下发生反应：2CO2(g)+6H2（g）C2H4（g)+4H2O(g）△H，CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示。①氢碳比①________②，Q点v（正）

___v(逆)，该反应的ΔH________0。（填“大于”或“小于”）②若起始时，CO2、H2

的浓度分别为0。5mol·L-1、lmol·L-1，则P点对应温度的平衡常数的值为_____。P点对应的平衡常数__________Q点对应的平衡常数（填“＞”、“＜”或“=”)参考答案1.【解析】①设反应中消耗xmolCO，由题意建立如下三段式:由M点CH3OH的体积分数为10％可得关系式:eq\f(x,3－2x)×100％＝10%，解得x＝0。25，则α(CO）＝eq\f（0.25，1）×100%＝25％；②该反应为气态物质分子数减小的放热反应，增大压强，φ（CH3OH）增大，升高温度，φ(CH3OH)减小，则由图可知，x轴代表压强,Y轴表示温度。【答案】①25%②小随着Y值的增大，c（CH3OH）减小，平衡CO（g)＋2H2（g)CH3OH(g）向逆反应方向进行，故Y为温度由平衡时混合气体压强为初始气体压强的0.8得关系式：0。2＋0。1＋a＋2a＝0。8(2a＋0。2＋2a＋0。1），解得：a＝0.3。①该反应的平衡常数K＝eq\f(cN2·c2CO2,c2NO·c2CO)＝eq\f（0.3×0.62，0.22×0.12）＝270。平衡后在此基础上再向容器中充入2amol的N2、0。2mol的NO时，使容器内的压强增大，平衡向气体化学计量数减小的方向移动，即向右移动.②根据图像知,改变某一外界条件，平衡向正反应方向移动,可增大反应物的浓度，也可增大压强。【答案】①270向右②增大反应物浓度或增大压强量减小，正确；由图象可知,减小CO的初始体积百分数，减小CaS的质量分数，增大二氧化硫的排放，错误；提高反应体系的温度,不利于二氧化硫的减少，错误。答案选AB。4.【解析】①a,b两点温度相同，平衡常数相等。②起始时投入CH4和CO2，随着反应的进行，v正(CH4）递减，v逆(CO)递增（从零开始),所以曲线甲表示v逆-c(CO),曲线乙表示v正-c（CH4）；温度降低，反应速率减小,新平衡的平衡常数减小,则平衡逆向移动，CH4的浓度变大(B点）,CO的浓度变小（E点).【答案】①=c点与b点反应均未达到平衡，但c点温度高于b点，反应速率更快,相同时间内生成CO的量更多,所以c点CO的含量更高②乙EB5.【解析】②设SO2、O2起始物质的量分别为2amol、amol，转化物质的量为2xmol、x2SO2(g)+O2（g）2SO3(g）起始/mol：2aa转化/mol：2xx2x平衡/mol：2a-2xa-x2=，解得x=0.45转化率=×100%=45％③2SO2(g)+O2(g)2SO3（g)起始/mol：2aa转化/mol:2xx2x平衡/mol：2a—2xa—x2=,解得x=0.9Kp==24300（MPa）—1④先达到平衡的反应速率快,则温度高，T1<T2；A点时,未达到平衡，则vA(正）〉vA(逆）,C点时,达到平衡状态，vC（正）=vC（逆)，T2〉T1，温度越高，反应速率越快,则vC（正）=vC(逆)>vA（正）>vA（逆），因此vC(正)〉vA(逆).【答案】①②45%③24300（MPa）-1④〈>6.【解析】据图可知:温度升高，H2S的平衡转化率增大，平衡正向移动，平衡常数K增大。985℃时，H2S的平衡转化率为40％,起始浓度H2S的浓度为cmol/L，则平衡时c(H2S）=0。6cmol/L，c(H2)=0。4cmol/L，c（S2)=0。2cmol/L,则K=0.04=，解得c=0.018.【答案】增大0。018不移动，NO和氮气浓度均增大,正确；d。30min后加入合适的催化剂平衡不移动,NO浓度不变，错误。故选bc。(2）由题给图示可知1050kPa前反应未达平衡状态，随着压强增大，反应速率加快，NO2消耗量增大，NO2转化率提高；在1100kPa时，NO2的转化率为40％，假设开始加入二氧化氮的物质的量为1mol,依据题意建立如下三段式:2C（s）+2NO2(g)N2（g）+2CO2(g）起始量(mol)100变化量(mol）0。40.20。4平衡量(mol）0.60.20.4由三段式数据可得二氧化氮的体积分数为=50%。(3)在T2℃、1。1×106Pa时，各物质的平衡分压分别为：p(NO2）=×1.1×106Pa，p(N2）=×1。1×106Pa，p（CO2）=×1。1×106Pa，则该反应的化学平衡常数Kp=Pa或Pa.【答案】(1)0。042mol/（L·min)减小bc（2)1050kPa前反应未达平衡状态,随着压强增大，反应速率加快，NO转化率提高50%（3）Pa或Pa8.【解析】①由图可知，温度越高，CO的平衡转化率越低，反应逆向进行,可推断该反应的正反应为放热反应，ΔH2<0.②既能使反应速率加快又能使平衡右移的方法有增大H2浓度、增大压强等。③反应放热，温度越高，平衡常数越小，a项错误；恒容时，充入稀有气体，平衡不移动，反应物的转化率不变，b项错误；c、d两项都正确。④由题给数据可得，0~3min内△n(H2）=（8.0-4。0)mol=4mol，则v（CH3OH)=v（H2）=×=0.067mol·L—1·min-1。⑤3min时，反应达到平衡，c（H2)=0.4mol/L,c（CO)=0。2mol/L，c(H2)=0。2mol/L，则反应的化学平衡常数K==6。25；向达到平衡的恒容密闭容器中再加入2molCO、4molH2、2molCH3OH，容器中c(H2）=0.8mol/L，c（CO）=0.4mol/L,c(H2)=0。4mol/L，则浓度熵Q=1。56＜K，则平衡正向移动.【答案】①〈②增大H2浓度或增大压强③cd④（或0。067)⑤6。25正向过多，反应i生成的—OH与H2O2反应生成O2和H2O，生成的—OH的量减少,使R-充分转化成—R，废水处理效果都下降。【答案】NiR2在溶液中存在以下平衡：NiR2（aq)Ni2+（aq)+2R—(aq)。Fe2+和H2O2通过反应i和反应ii将R—转化成难以与Ni2+络合的·R，使c（R—）减小，平衡正向移动，实现“脱络”0。45低于此数值，反应i生成的·OH过少，不足以使R—充分转化成·R；高于此数值,H2O2多，但反应i生成的·OH能与H2O2发生反应iii，使H2O2转化成O2和H2O,同样不能使R-充分转化成·R10。【解析】（1)由题给数据可知，反应20min时达到平衡，设平衡时CH3OH物质的量为x，由题意建立如下三段式：CO（g)+2H2（g)CH3OH（g)n（起）1mol2mol0△nx2xxn（平）（1—x）(2—2x）x因=，由平衡前后压强比为1:0.70可得关系式：3：（3—2x)=1：0.70，解得x=0.45，则CO的转化率为45％；（2）由图示可知,当温度一定时,投料比越大，CO2的转化率增大;因该反应为放热反应,当投料比一定时，升高温度，CO2的转化率越小;对比两条曲线变化可知,温度越低，增大投料比使CO2的转化率增大的越显著；（3）增大容器体积,反应物和生物的浓度减小，则a1>a2、b1〉b2;压强减小，平衡达到平衡所需时间越长，则t1<t2；因化学方程式两边气态物质的量相等，化学平衡不移动，但反应物和生物的浓度均减小，则图1