易错专题13 化学平衡图像和计算-2024年高考化学考前易错聚焦含解析

易错专题13化学平衡图像和计算-2024年高考化学考前易错聚焦易错专题13化学平衡图像和计算聚焦易错点：►易错点一化学平衡图像►易错点二化学平衡计算典例精讲易错点一化学平衡图像【易错典例】例1(1)用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应[2HCl(g)＋EQ\*jc0\*hps21\o(\s\up9(1),2)O2H2O(g)＋Cl2(g)ΔH]具有更好的催化活性，①实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的αHCl～T曲线如下图：则总反应的ΔH________0(填“＞”、“＝”或“＜”)；A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是________。②在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应αHCl～T曲线的示意图，并简要说明理由_________。③下列措施中，有利于提高αHCl的有________。A．增大n(HCl)B．增大n(O2)C．使用更好的催化剂D．移去H2O（2）甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3，回答下列问题：①反应①的化学平衡常数K表达式为________；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________。②合成气组成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.60时，体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图所示。α(CO)值随温度升高而_____(填“增大”或“减小”)，其原因是____________；图中的压强由大到小为________，其判断理由是________________。【解题必备】1.化学平衡图像的解答（1）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。（2）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。2.化学平衡简答题的解答（1）化学平衡类简答题一般是演绎三段式答题模式(前提、推理、结论)：问题所涉及大前提(相关的理论或规律)的表述，一般很熟悉的理论或规律可以只写名称，也可以用化学方程式等化学用语表示，并不需要把其详细内容写出；问题的推理过程(具体条件下的变化等)的表述；问题所涉及的变化结果。（2）答题的一般思维和作答程序是：阅读题目新情境的信息，找出核心问题的分析对象，即平衡体系；找出题目信息中与平衡体系有关变化的因素；利用平衡移动原理分析变化的因素对化学平衡移动的影响，即平衡移动方向的判断；说明平衡发生移动后对实际问题体系产生的影响。组织答案时，一般应将前提条件、前因后果表述清楚，其中的化学原理分析做到用词准确、书写规范。即“……存在……平衡，……(条件)使平衡向……(方向)移动，……(结论)”。【变式突破】1.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2.①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。

3.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“=”)vA(逆)。易错点二化学平衡计算【易错典例】例2（Ⅰ.二甲醚是一种重要的清洁燃料，可以通过CH3OH分子间脱水制得：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－23.5kJ·mol－1。在t1℃，恒容密闭容器中建立上述平衡，体系中各组分浓度随时间变化如图所示。(1)该条件下反应平衡常数表达式K＝___________________________；在t1℃时，反应的平衡常数为________，达到平衡时n(CH3OCH3):n(CH3OH):n(H2O)=_____________________。(2)相同条件下，若改变起始浓度，某时刻各组分浓度依次为：c(CH3OH)＝0.4mol·L－1、c(H2O)＝0.6mol·L－1、c(CH3OCH3)＝2.4mol·L－1，此时正、逆反应速率的大小：v正________v逆(填“>”、“<”或“＝”)，反应向______反应方向进行(填“正”或“逆”)。Ⅱ.已知可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)ΔH＞0，请回答下列问题：(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)＝1mol·L－1，c(N)＝2.4mol·L－1。达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为____________。(2)若反应温度升高，M的转化率__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)＝4mol·L－1，c(N)＝amol·L－1；达到平衡后，c(P)＝2mol·L－1，a＝____________。【解题必备】1.化学平衡常数（1）在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度化学计量数次幂的乘积与其反应物浓度化学计量数次幂的乘积的比值是一个常数，即平衡常数，用符号K表示。对一般可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，当在一定温度下达平衡状态时，可以得出：K＝，K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，反应物的转化率越大，K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关，即在一定温度下，平衡常数保持不变。（2）化学平衡常数的应用：根据平衡常数可判断可逆反应进行的程度，平衡常数越大，正反应进行的程度越大，反应物的转化率越高，平衡后生成物的浓度越大，反应物的浓度越小；利用化学平衡常数可判断化学平衡移动的方向，对于可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系：＝Qc，称为浓度商：；利用化学平衡常数判断可逆反应的热效应：。2．化学平衡的计算“三段式”法是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意清楚条理地列出起始量、转化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。举例如下：(1)则A的转化率α(A)＝eq\f(mx,a)×100%。(2)D的物质的量分数＝eq\f(qx,a－mx＋b－nx＋px＋qx)×100%。(3)起始与平衡时的压强比：eq\f(p始,p平)＝eq\f(a＋b,a－mx＋b－nx＋px＋qx)。(4)平衡时混合气体的平均相对分子质量eq\x\to(Mr)＝eq\f(aMA＋bMB,a－mx＋b－nx＋px＋qx)。【变式突破】4．亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，可由NO和Cl2反应得到，化学方程式为2NO(g)＋Cl2(g)2NOCl(g)。(1)氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯，涉及如下反应：①2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋NOCl(g)②4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)③2NO(g)＋Cl2(g)2NOCl(g)设反应①②③对应的平衡常数依次为K1、K2、K3，则K1、K2、K3之间的关系为____________。(2)300℃时，2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)。正反应速率的表达式为v正＝k·cn(NOCl)(k为速率常数，只与温度有关)，测得速率与浓度的关系如表所示：序号c(NOCl)/mol·L－1v/mol·L－1·s－1①0.303.60×10－9②0.601.44×10－8③0.903.24×10－8n＝________，k＝________。(3)在1L恒容密闭容器中充入2molNO(g)和1molCl2(g)，在不同温度下测得c(NOCl)与时间t的关系如图A所示：①反应开始到10min时NO的平均反应速率v(NO)＝________mol·L－1·min－1。②T2时该反应的平衡常数K为________。③Cl2的平衡转化率为________________。(4)在密闭容器中充入NO(g)和Cl2(g)，改变外界条件[温度、压强、eq\f(n（Cl2）,n（NO）)、与催化剂的接触面积]，NO的转化率变化关系如图B所示。X代表________。5．“绿水青山就是金山银山”，近年来，绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。(I)汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。请回答下列问题：(1)已知：若某反应的平衡常数表达式为，则此反应的热化学方程式为_______。(2)在一定条件下可发生分解：，一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是_____(填字母)。A．和的浓度比保持不变B．容器中压强不再变化C．D．气体的密度保持不变(Ⅱ)甲醇、乙醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便，都是重要的化工原料，有着重要的用途和应用前景，可以用多种方法合成。CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)(3)将和按物质的量之比1：3充入体积为2.0L的恒容密闭容器中反应生成，如图1表示压强为0.1MPa和5.0MPa下转化率随温度的变化关系。①a、b两点化学反应速率分别用，表示，则_____(填“大于”、“小于”或“等于”)②列出a点对应的平衡常数表达式K=____________________。(4)在1.0L恒容密闭容器中投入1mol和2.75mol发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醇的物质的量变化如图2所示，下列说法正确的是________。A．该反应的正反应为放热反应B．压强大小关系为P1＜P2＜P3C．M点对应的平衡常数K的值约为D．在及512K时，图中N点(5)催化加氢合成乙醇的反应为：2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)；m代表起始时的投料比，即。①图3中投料比相同，温度，则该反应的焓变_______0(填)。②m=3时，恒压条件下各物质的物质的量分数与温度的关系如图4所示，则曲线b代表的物质为_________(填化学式)。6．利用丁内酯(BL)制备1，丁二醇(BD)，反应过程中伴有生成四氢呋喃(THF)和丁醇(BuOH)的副反应，涉及反应如下：已知：①反应Ⅰ为快速平衡，可认为不受慢反应Ⅱ、Ⅲ的影响；②因反应Ⅰ在高压氛围下进行，故压强近似等于总压。回答下列问题：(1)以或BD为初始原料，在、的高压氛围下，分别在恒压容器中进行反应。达平衡时，以BL为原料，体系向环境放热；以BD为原料，体系从环境吸热。忽略副反应热效应，反应Ⅰ焓变_______。(2)初始条件同上。表示某物种i的物质的量与除外其它各物种总物质的量之比，和随时间t变化关系如图甲所示。实验测得，则图中表示变化的曲线是_______；反应Ⅰ平衡常数_______(保留两位有效数字)。以BL为原料时，时刻_______，BD产率=_______(保留两位有效数字)。(3)为达平衡时与的比值。、、三种条件下，以为初始原料，在相同体积的刚性容器中发生反应，随时间t变化关系如图乙所示。因反应在高压氛围下进行，可忽略压强对反应速率的影响。曲线a、b、c中，最大的是_______(填代号)；与曲线b相比，曲线c达到所需时间更长，原因是_______。考点精练1．（2024·辽宁大连·一模）乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志。一定条件下和合成乙烯的反应为。向1L恒容密闭容器中充入1mol和3mol，测得不同温度下的平衡转化率及催化剂的催化效率如题图所示。下列说法正确的是A．升高温度，平衡向逆反应方向移动，催化剂的催化效率降低B．图中M点乙烯的体积分数约为7.7%C．250℃时，当的转化率位于点时，保持其他条件不变，仅延长反应时间不可能使转化率达到50%D．向N点的平衡体系中充入1mol和3mol，其他条件不变，再次达到平衡时，增大2．（2024·广东佛山·二模）在恒容密闭容器中发生反应：，Y的平衡转化率按不同投料比()随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是A．B．平衡常数：C．当容器内气体密度不变时，反应达到平衡D．温度下增大压强，c点向a点方向移动3．（2024·黑龙江·二模）中国积极推动技术创新，力争2060年实现碳中和。CO2催化还原的主要反应有：①

②

向恒温恒压的密闭容器中通入1molCO2和3molH2进行上述反应。CH3OH的平衡产率、CO2的平衡转化率随温度变化关系如图。下列说法错误的是A．反应②的B．若气体密度不再变化，反应①和②均达到平衡状态C．任一温度下的平衡转化率：D．平衡时随温度升高先增大后减小4．（2024·重庆·一模）利用传感技术可探究压强对化学平衡的影响。往注射器中充入适量气体保持活塞位置不变达到平衡(图甲)；恒定温度下，分别在时快速移动注射器活塞后保持活塞位置不变，测得注射器内气体总压强随时间变化如图乙。下列说法错误的是A．两点对应的反应速率：B．B点对应的分压平衡常数为C．C点到D点平衡逆向移动，针筒内气体颜色D点比B点深D．三点中，点的气体平均相对分子质量最大5．（2024·湖南·二模）二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为Ⅰ．Ⅱ．在密闭容器中，时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是A．反应的焓变B．前实际转化率增大的主要原因是：温度升高，反应Ⅱ平衡正移C．降低体系温度，的平衡选择性增大D．时，使用更高效催化剂，有可能使平衡转化率达到点6．（2024·河北张家口·一模）从烟道废气中回收硫的原理之一：

，在恒压密闭容器中，平衡时SO2的转化率与起始充入的和温度（T）的关系如图所示。下列说法中正确的是A．正反应的活化能B．CO的转化率：M>NC．正反应速率：M>QD．该反应的化学平衡常数表达式：7．（2024·广西柳州·三模）燃油汽车尾气中含有NO和CO等有毒气体，某研究小组用新型催化剂对NO、CO在不同条件下的催化转化进行研究，反应原理为：

。在密闭容器中充入2molNO和2molCO，平衡时NO的体积分数随温度、压强的变化关系如图。下列说法正确的是A．a点CO的平衡转化率为25%B．c点和b点的反应速率可能相同C．若在e点扩大容器体积并加热，可能达到c点状态D．恒温恒压条件下，向d点平衡体系中再充入2molNO和2molCO，重新达到平衡后，与d点状态相比，NO的体积分数将增大8．（2024·湖南益阳·三模）工业上常用和为原料合成甲醇，过程中发生如下反应：。在温度下，向刚性容器中充入和一定物质的量的，随着充入的物质的量的不同，平衡时容器中的体积分数变化曲线如图所示。下列说法错误的是A． B．C．平衡常数 D．该反应在高温高压条件下自发进行9．（2024·湖南长沙·一模）二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体一氧化碳。其原理为。在起始物n(H2)/n(CO2)=3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为，在T=250℃下的、在下的曲线如图所示。下列说法正确的是A．图中对应等压过程的曲线是aB．该反应在高温下能自发进行C．当时，的平衡转化率D．温度压强一定时，增大起始物，可提高平衡时的10．（2024·辽宁锦州·一模）已知可逆反应，和的消耗速率与其浓度存在如下关系：，（其中、是只与温度有关的常数），一定温度下，消耗速率与浓度的关系图像如图所示。下列说法正确的是A．曲线Y表示消耗速率与浓度的关系B．图中A点表示反应达到平衡状态C．缩小容器的容积，平衡向正反应方向移动，气体的颜色变浅D．若某温度时，则该温度下平衡常数11．（2024·贵州黔西·一模）控制起始时，，恒容条件下，若只发生反应ⅰ．

ⅱ．

，平衡时各物质的量分数随温度的变化如图所示，下列说法正确的是A．图中代表的曲线是c，代表的曲线是bB．温度低于500℃时，CO的物质的量分数约为0，说明此条件下，反应ⅰ化学平衡常数大，反应完全C．反应的D．M点（℃）时，反应的平衡常数12．（2024·湖南常德·一模）在℃，下，向1L的密闭容器中充入1mol和一定物质的量的发生反应：，平衡时的物质的量分数与初始投料比的关系如图所示。下列说法错误的是A．随着的增大，的转化率逐渐增大B．e点：C．a点时，该反应的平衡常数为D．a点，平衡后再投入1mol和1mol，达到新平衡时，的产率增大13．（2024·四川遂宁·三模）氮、碳化合物转化是环境科学研究热点课题之一。“双碳”目标大背景下，采取高效经济方式利用CO2对人类社会发展具有重要意义。(1)CO2催化加氢可合成乙烯，反应为2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g)

ΔH<0，在恒压密闭容器中，起始充入2molCO2(g)和6molH2(g)发生反应，不同温度下达到平衡时各组分的体积分数随温度的变化如图所示。①a、b、c三点的平衡常数由大到小为：(用Ka、Kb、Kc表示)。②表示C2H4体积分数随温度变化的曲线是(填“k”“l”“m”“n”)。③若d表示240℃时某时刻H2的体积分数，保持温度不变，则反应向(填“正”或“逆”)反应方向进行。(2)低碳烯烃是基础有机化工原料，工业上可利用合成气间接或直接制取。其间接制取的主要反应方程式如下：CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(l)ΔH1=-116kJ·mol-12CH3OH(l)⇌C2H4(g)＋2H2O(l)ΔH2=-35kJ·mol-1H2O(g)⇌H2O(l)ΔH3=-44kJ·mol-1①写出用CO(g)和H2(g)直接制取低碳烯烃C2H4(g)和H2O(g)的热化学方程式：。②将He、CO和H2以体积比为1∶1∶2充入密闭容器中直接制取乙烯，CO的平衡转化率与温度的关系如图所示，则p1p2(填“>”“＜”或“=”)，M点的正反应速率N点的逆反应速率(填“>”“＜”或“=”)。在500K，压强为p1的条件下，该反应的Kp=(列出计算式)。14．（2024·河南开封·三模）含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品。回答下列问题：(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量：，判断该反应的自发性，并说明理由。(2)在一个固定容积为的密闭容器中，充入和，半分钟后达到平衡，测得容器中含，则。若继续通入和，则平衡移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)，再次达到平衡时，。(3)接触法制硫酸工艺中，其主反应在并有催化剂存在条件下进行：①该热化学反应方程式的含义是。②为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如图所示。下列说法正确的是(填标号)。a．温度越高，反应速率越大b．的曲线代表平衡转化率c．越大，反应速率最大值对应温度越低d．可根据不同对应的最大反应速率，选择最佳生产温度③设的平衡分压为的平衡转化率为，用含和的代数式表示上述催化氧化反应的(用平衡分压代替平衡浓度)。④为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如下图所示，催化性能最佳的是(填标号)。15．（2024·贵州·一模）工业上常用合成气（主要成分为CO、）在一定条件下制备甲醇，其涉及反应如下：反应Ⅰ．

；反应Ⅱ．

；反应Ⅲ．

。回答下列问题：(1)在催化剂作用下也可以由CO2制备甲醇：，则；该反应在（填“高温”“低温”或“任意温度”）下可自发进行。(2)向容积为2L的刚性密闭容器中充入2molCO和4mol发生上述反应，测得不同温度下，CO的平衡转化率、的选择性如图所示。①表示甲醇的选择性曲线是（填“”或“”）。②下，2min时达到平衡，此时体系压强为aPa，。用的分压变化表示的化学反应速率为，反应Ⅲ的（，指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数，A的平衡分压的物质的量分数）。(3)维持CO和的物质的量之和为3mol，若在1L恒容密闭容器中只发生上述反应Ⅰ，调整进气比不同，温度不同时，测得相应的CO平衡转化率如图所示。则A和B两点的温度：（填“<”“＞”或“＝”），其判断依据是。16．（2024·黑龙江大庆·模拟预测）乙烯是重要的工业原料，可用下列方法制备。Ⅰ.催化加氢法制乙烯：已知：的燃烧热分别为：；(1)该反应。(2)将和按物质的量之比为2：3充入恒容密闭容器中，分别在不同催化剂条件下发生反应，测得相同时间的转化率与温度的关系如图所示：一定温度下，下列有关说法正确的是。A．达平衡时，一定为2：3B．向反应体系中加入少量无水固体，可提高的产率C．b、d两状态下，化学反应速率一定相等D．使用催化剂Ⅰ时反应的活化能比使用催化剂Ⅱ时低E．温度下，向容器中加入稀有气体，可提高的转化率Ⅱ.工业上也可用甲烷催化法制取乙烯，只发生如下反应：。(3)温度T时，向2L的恒容反应器中充入，仅发生上述反应，反应过程中的物质的量随时间变化如图所示：实验测得：，，为速率常数，只与温度有关，T温度时，(用含有x的代数式表示)；当温度升高时，增大m倍，增大n倍，则m(填“>”“<”或“=”)n。Ⅲ.氧化制乙烯：主反应为：(4)某催化剂催化过程中，在催化剂表面发生了一系列反应：①，②，③，④___________。则：④的反应式为。(5)在与反应制的过程中，还会发生副反应：①其他条件相同时，与经相同反应时间测得如表实验数据：实验温度/K催化剂的产率%实验1400催化剂155.0400催化剂262.3实验2500催化剂168.5500催化剂280.1相同温度时，催化剂2催化下产率更高的原因是。②在容器体积为1.0L，充入和同时发生主、副反应，乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性()与温度、压强的关系如图所示。M点主反应的平衡常数为(结果保留2位有效数字)。易错专题13化学平衡图像和计算聚焦易错点：►易错点一化学平衡图像►易错点二化学平衡计算典例精讲易错点一化学平衡图像【易错典例】例1(1)用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应[2HCl(g)＋EQ\*jc0\*hps21\o(\s\up9(1),2)O2H2O(g)＋Cl2(g)ΔH]具有更好的催化活性，①实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的αHCl～T曲线如下图：则总反应的ΔH________0(填“＞”、“＝”或“＜”)；A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是________。②在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应αHCl～T曲线的示意图，并简要说明理由_________。③下列措施中，有利于提高αHCl的有________。A．增大n(HCl)B．增大n(O2)C．使用更好的催化剂D．移去H2O（2）甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂作用下合成甲醇，发生的主要反应如下：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3，回答下列问题：①反应①的化学平衡常数K表达式为________；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________。②合成气组成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.60时，体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图所示。α(CO)值随温度升高而_____(填“增大”或“减小”)，其原因是____________；图中的压强由大到小为________，其判断理由是________________。【答案】(1)①＜K(A)②见下图增大压强，平衡右移，αHCl增大，相同温度下，HCl的平衡转化率比之前的大③BD（2）①K＝a反应①为放热反应，升高温度使其平衡向逆反应方向移动，平衡常数K应减小②减小由图可知，压强恒定时，随着温度的升高，α(CO)减小p3＞p2＞p1温度恒定时，反应①为气体分子数减小的反应，加压使平衡向正反应方向移动，α(CO)增大，而反应③为气体分子数不变的反应，加压对其平衡无影响，故增大压强时，有利于α(CO)增大【解析】(1)①结合题中αHCl～T图像可知，随着温度升高，αHCl降低，说明升高温度平衡逆向移动，得出正反应方向为放热反应，即ΔH＜0；A、B两点A点温度低，平衡常数K(A)大。②结合可逆反应2HCl(g)＋EQ\*jc0\*hps21\o(\s\up9(1),2)O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)的特点，增大压强平衡向右移动，αHCl增大，则相同温度下，HCl的平衡转化率比增压前的大，曲线如答案中图示所示。③有利于提高αHCl，则采取措施应使平衡2HCl(g)＋EQ\*jc0\*hps21\o(\s\up9(1),2)O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)正向移动。A项，增大n(HCl)，则c(HCl)增大，虽平衡正向移动，但αHCl减小，错误；B项，增大n(O2)即增大反应物的浓度，D项，移去H2O即减小生成物的浓度，均能使平衡正向移动，两项都正确；C项，使用更好的催化剂，只能加快反应速率，不能使平衡移动，错误。（2）①根据化学平衡常数的概念可写出反应①K的表达式；反应①是放热反应，升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，化学平衡常数K减小，因此曲线a符合。②由图可知，压强不变时，随着温度的升高，α(CO)减小；反应③为气体分子数不变的反应，加压对其平衡无影响；反应①为气体分子数减小的反应，加压使α(CO)增大；由图可知，固定温度(如530K)时，p1→p2→p3，α(CO)增大，因此综合分析可知p3＞p2＞p1。【解题必备】1.化学平衡图像的解答（1）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。（2）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。2.化学平衡简答题的解答（1）化学平衡类简答题一般是演绎三段式答题模式(前提、推理、结论)：问题所涉及大前提(相关的理论或规律)的表述，一般很熟悉的理论或规律可以只写名称，也可以用化学方程式等化学用语表示，并不需要把其详细内容写出；问题的推理过程(具体条件下的变化等)的表述；问题所涉及的变化结果。（2）答题的一般思维和作答程序是：阅读题目新情境的信息，找出核心问题的分析对象，即平衡体系；找出题目信息中与平衡体系有关变化的因素；利用平衡移动原理分析变化的因素对化学平衡移动的影响，即平衡移动方向的判断；说明平衡发生移动后对实际问题体系产生的影响。组织答案时，一般应将前提条件、前因后果表述清楚，其中的化学原理分析做到用词准确、书写规范。即“……存在……平衡，……(条件)使平衡向……(方向)移动，……(结论)”。【变式突破】1.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【答案】（1）eq\f(pCO2×pSO2,pCO)（2）B（3）AB【解析】(1)C由题意可知，平衡常数等于气体生成物二氧化硫、二氧化碳浓度幂之积除以气体反应物一氧化碳浓度幂之积，所以反应Ⅰ的Kp＝eq\f(pCO2×pSO2,pCO)。(2)反应Ⅰ为吸热反应，反应Ⅱ为放热反应，则A、D错误；反应Ⅰ的速率(v1)小于反应Ⅱ的速率(v2)，则反应Ⅱ的活化能较小，则C错误、B正确。（3）投入生石灰，生石灰与二氧化硫反应，SO2生成量减小，正确；较低的反应温度，反应Ⅰ逆向进行，SO2生成量减小，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。2.①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。

【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EB【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)。3.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“=”)vA(逆)。【答案】①c2(SO【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、xmol。2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)起始/mol:2aa0转化/mol:2xx2x平衡/mol:2a-2xa-x2x(2a-2x)+(转化率=2x③2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)起始/mol:2aa0转化/mol:2xx2x平衡/mol:2a-2xa-x2x(2a-2x)+(Kp=(0.④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)。易错点二化学平衡计算【易错典例】例2（Ⅰ.二甲醚是一种重要的清洁燃料，可以通过CH3OH分子间脱水制得：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－23.5kJ·mol－1。在t1℃，恒容密闭容器中建立上述平衡，体系中各组分浓度随时间变化如图所示。(1)该条件下反应平衡常数表达式K＝___________________________；在t1℃时，反应的平衡常数为________，达到平衡时n(CH3OCH3):n(CH3OH):n(H2O)=_____________________。(2)相同条件下，若改变起始浓度，某时刻各组分浓度依次为：c(CH3OH)＝0.4mol·L－1、c(H2O)＝0.6mol·L－1、c(CH3OCH3)＝2.4mol·L－1，此时正、逆反应速率的大小：v正________v逆(填“>”、“<”或“＝”)，反应向______反应方向进行(填“正”或“逆”)。Ⅱ.已知可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)ΔH＞0，请回答下列问题：(1)在某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)＝1mol·L－1，c(N)＝2.4mol·L－1。达到平衡后，M的转化率为60%，此时N的转化率为____________。(2)若反应温度升高，M的转化率__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。(3)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)＝4mol·L－1，c(N)＝amol·L－1；达到平衡后，c(P)＝2mol·L－1，a＝____________。【答案】Ⅰ.(1)55:2:4(2)<逆Ⅱ.(1)25%(2)增大(3)6【解析】(1)平衡常数表达式K＝；由图像知，反应在t1时达到平衡，平衡时各物质的浓度分别为c(CH3OCH3)＝1mol·L－1，c(H2O)＝0.8mol·L－1，c(CH3OH)＝0.4mol·L－1，则该温度下，反应的平衡常数K＝＝5；达到平衡时n(CH3OCH3):n(CH3OH):n(H2O)=1.0:0.4:0.8=5:2:4；(2)根据Qc＝＝9>K，则反应逆向进行，v(正)<v(逆)。Ⅱ.(1)M的转化率为60%，则M减少了1mol·L-1×60％=0.6mol·L-1，由方程式可知N也减少了0.6mol·L-1，N的转化率为×100%=25%；(2)该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，则M的转化率增大；(3)由(1)可知平衡时M、N、P、Q的浓度分别为0.4mol·L-1、1.8mol·L-1、0.6mol·L-1、0.6mol·L-1，则该温度下的平衡常数为：K==0.5，当反应物的起始浓度分别为c(M)＝4mol·L－1，c(N)＝amol·L－1时，根据三段式：则平衡常数K==0.5，解得a=6。【解题必备】1.化学平衡常数（1）在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度化学计量数次幂的乘积与其反应物浓度化学计量数次幂的乘积的比值是一个常数，即平衡常数，用符号K表示。对一般可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，当在一定温度下达平衡状态时，可以得出：K＝，K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，反应物的转化率越大，K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关，即在一定温度下，平衡常数保持不变。（2）化学平衡常数的应用：根据平衡常数可判断可逆反应进行的程度，平衡常数越大，正反应进行的程度越大，反应物的转化率越高，平衡后生成物的浓度越大，反应物的浓度越小；利用化学平衡常数可判断化学平衡移动的方向，对于可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系：＝Qc，称为浓度商：；利用化学平衡常数判断可逆反应的热效应：。2．化学平衡的计算“三段式”法是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时，要注意清楚条理地列出起始量、转化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统一。举例如下：(1)则A的转化率α(A)＝eq\f(mx,a)×100%。(2)D的物质的量分数＝eq\f(qx,a－mx＋b－nx＋px＋qx)×100%。(3)起始与平衡时的压强比：eq\f(p始,p平)＝eq\f(a＋b,a－mx＋b－nx＋px＋qx)。(4)平衡时混合气体的平均相对分子质量eq\x\to(Mr)＝eq\f(aMA＋bMB,a－mx＋b－nx＋px＋qx)。【变式突破】4．亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，可由NO和Cl2反应得到，化学方程式为2NO(g)＋Cl2(g)2NOCl(g)。(1)氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯，涉及如下反应：①2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋NOCl(g)②4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)③2NO(g)＋Cl2(g)2NOCl(g)设反应①②③对应的平衡常数依次为K1、K2、K3，则K1、K2、K3之间的关系为____________。(2)300℃时，2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)。正反应速率的表达式为v正＝k·cn(NOCl)(k为速率常数，只与温度有关)，测得速率与浓度的关系如表所示：序号c(NOCl)/mol·L－1v/mol·L－1·s－1①0.303.60×10－9②0.601.44×10－8③0.903.24×10－8n＝________，k＝________。(3)在1L恒容密闭容器中充入2molNO(g)和1molCl2(g)，在不同温度下测得c(NOCl)与时间t的关系如图A所示：①反应开始到10min时NO的平均反应速率v(NO)＝________mol·L－1·min－1。②T2时该反应的平衡常数K为________。③Cl2的平衡转化率为________________。(4)在密闭容器中充入NO(g)和Cl2(g)，改变外界条件[温度、压强、eq\f(n（Cl2）,n（NO）)、与催化剂的接触面积]，NO的转化率变化关系如图B所示。X代表________。【答案】(1)K2·K3＝Keq\o\al(2,1)(2)24.0×10－8L·mol－1·s－1(3)①0.1②2③50%(4)压强或eq\f(n（Cl2）,n（NO）)【解析】(1)根据盖斯定律知，①×2－②＝③，从而可推知平衡常数之间的关系。(2)将①②组数据代入表达式计算，eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(0.60,0.30)))eq\s\up12(n)＝eq\f(1.44×10－8,3.60×10－9)＝4，解得n＝2。再代入任意一组数据可计算出k值。:(3)①10min时，c(NOCl)＝1mol·L－1，则转化的NO的物质的量为1mol，则v(NO)＝eq\f(1mol·L－1,10min)＝0.1mol·L－1·min－1。②平衡常数K＝eq\f(12,12×0.5)＝2。③Cl2的平衡转化率为eq\f(0.5mol·L－1,1mol·L－1)×100%＝50%。(4)根据图A，T2下反应速率较大，说明T2大于T1，而T2下达到平衡状态时，c(NOCl)较小，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，故正反应是放热反应。观察图B，随着X的增大，NO的转化率增大，说明平衡向正反应方向移动，该可逆反应的正反应是气体分子数减小的反应，且正反应是放热反应，X代表压强或eq\f(n（Cl2）,n（NO）)。与催化剂的接触面积大小只影响化学反应速率，不会使平衡移动，即不改变转化率。5．“绿水青山就是金山银山”，近年来，绿色发展、生态保护成为中国展示给世界的一张新“名片”。(I)汽车尾气是造成大气污染的重要原因之一，减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。请回答下列问题：(1)已知：若某反应的平衡常数表达式为，则此反应的热化学方程式为_______。(2)在一定条件下可发生分解：，一定温度下，在恒容密闭容器中充入一定量进行该反应，能判断反应已达到化学平衡状态的是_____(填字母)。A．和的浓度比保持不变B．容器中压强不再变化C．D．气体的密度保持不变(Ⅱ)甲醇、乙醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便，都是重要的化工原料，有着重要的用途和应用前景，可以用多种方法合成。CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)(3)将和按物质的量之比1：3充入体积为2.0L的恒容密闭容器中反应生成，如图1表示压强为0.1MPa和5.0MPa下转化率随温度的变化关系。①a、b两点化学反应速率分别用，表示，则_____(填“大于”、“小于”或“等于”)②列出a点对应的平衡常数表达式K=____________________。(4)在1.0L恒容密闭容器中投入1mol和2.75mol发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醇的物质的量变化如图2所示，下列说法正确的是________。A．该反应的正反应为放热反应B．压强大小关系为P1＜P2＜P3C．M点对应的平衡常数K的值约为D．在及512K时，图中N点(5)催化加氢合成乙醇的反应为：2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)；m代表起始时的投料比，即。①图3中投料比相同，温度，则该反应的焓变_______0(填)。②m=3时，恒压条件下各物质的物质的量分数与温度的关系如图4所示，则曲线b代表的物质为_________(填化学式)。【答案】Ⅰ．(1)(2)BⅡ．(3)①大于②（4）AC（5）①＜②CO2【解析】Ⅰ．(1)某反应的平衡常数表达式为，发生反应为根据盖斯定律，②×2−③−①得出：；(2)A．NO2和O2的浓度比始终都不变，不能确定反应是否达到化学平衡状态，a错误；B．该反应为气体体积增大的反应，压强为变量，容器中压强不再变化，说明各组分的浓度不再变化，反应已达到化学平衡状态，b正确；C．应为v正(NO2)=2v逆(N2O5)才表明达到化学平衡状态，c错误；D．该反应前后都是气体，气体总质量、气体体积为定值，则密度为定值，不能根据密度判断平衡状态，d错误；答案选b；Ⅱ．(3)a、b两点温度相同，正反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，二氧化碳转化率增大，故压强曲线A大于曲线B，压强越大反应速率越快，故反应速率Va大于Vb；(4)A．由图可知，随着温度升高，平衡时甲醇的物质的量在减小，所以升温平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，故A正确；B．由图可知，作一条等温线，因为该反应为气体体积减小的反应，压强越大，平衡时甲醇的物质的量也越大，所以P1＜P2＜P3，故B错误；C．由图可知，M点对应的甲醇产量为0.25mol，则所以K==1.04×10−2；故C正确；D．由图可知，在p2及512K时，N点甲醇的物质的量还小于平衡时的量，所以应该正向移动，则v(正)＞v(逆)，故D错误；答案选AC；(5)①由图3可知，相同压强下，温度越高氢气转化率越小，说明升高温度反应向逆向移动，正反应放热，△H＜0；②温度升高，反应逆向进行，所以产物的物质的量是逐渐减少的，反应物的物质的量增大，由图可知，根据反应计量系数关系，曲线a代表的物质为H2，b表示CO2，c为H2O，d为C2H5OH。6．利用丁内酯(BL)制备1，丁二醇(BD)，反应过程中伴有生成四氢呋喃(THF)和丁醇(BuOH)的副反应，涉及反应如下：已知：①反应Ⅰ为快速平衡，可认为不受慢反应Ⅱ、Ⅲ的影响；②因反应Ⅰ在高压氛围下进行，故压强近似等于总压。回答下列问题：(1)以或BD为初始原料，在、的高压氛围下，分别在恒压容器中进行反应。达平衡时，以BL为原料，体系向环境放热；以BD为原料，体系从环境吸热。忽略副反应热效应，反应Ⅰ焓变_______。(2)初始条件同上。表示某物种i的物质的量与除外其它各物种总物质的量之比，和随时间t变化关系如图甲所示。实验测得，则图中表示变化的曲线是_______；反应Ⅰ平衡常数_______(保留两位有效数字)。以BL为原料时，时刻_______，BD产率=_______(保留两位有效数字)。(3)为达平衡时与的比值。、、三种条件下，以为初始原料，在相同体积的刚性容器中发生反应，随时间t变化关系如图乙所示。因反应在高压氛围下进行，可忽略压强对反应速率的影响。曲线a、b、c中，最大的是_______(填代号)；与曲线b相比，曲线c达到所需时间更长，原因是_______。【答案】(1)-200(X+Y)(2)

a或c

8.3×10-8

0.08

39%(3)

c

由于b和c代表的温度相同，而压强对反应速率的影响可忽略，压强增大反应Ⅱ、Ⅲ均是逆向移动，增大，故=1.0所需时间更长【解析】（1）依题意，结合已知信息，可推定在同温同压下，以同物质的量的BL或BD为初始原料，达到平衡时的状态相同，两个平衡完全等效。则以5.0×10-3mol的BL为原料，达到平衡时放出XkJ热量与同物质的量的BD为原料达到平衡时吸收YkJ热量的能量二者能量差值为(X+Y)kJ，则1mol时二者能量和为200(X+Y)kJ，反应I为放热反应，因此焓变=-200(X+Y)kJ·mol-1。（2）实验测定X<Y，则达到平衡时BD物质转化量大于BL物质转化量，平衡状态BD物质的量较小，根据图示可知，表示xBL变化的曲线是a或c；该平衡状态下BL的分压是0.48×3.0×103kPa，BD的分压是0.36×3.0×103kPa，H2的压强近似等于总压，故反应I平衡常数Kp==Kpa-2=8.3×10-8kPa-2；以BL为原料时，根据题给反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知，体系总物质的量的增加量正好是BD参与反应Ⅱ、Ⅲ的量，也正好是H2O(g)的物质的量，设t1时BL转化了amol，BD转化了bmol，则体系总物质的量为(5.0×10-3+b)mol，得到、，求得a=、b=，则t1时刻=0.08；此时BD的产率为39%。（3）依题意，反应I是正向放热过程，以BL为初始原料，温度升高则平衡逆向移动，温度越高，反应速率越快，达到平衡时的时间越短，越小，的值越大；相同温度时，压强增大，BD的比重增大，增大，又可忽略压强对反应速率的影响，则最大即最小，对应曲线c；由于b和c代表的温度相同，而压强对反应速率的影响可忽略，压强增大反应Ⅱ、Ⅲ均是逆向移动，增大，故=1.0所需时间更长。考点精练1．（2024·辽宁大连·一模）乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志。一定条件下和合成乙烯的反应为。向1L恒容密闭容器中充入1mol和3mol，测得不同温度下的平衡转化率及催化剂的催化效率如题图所示。下列说法正确的是A．升高温度，平衡向逆反应方向移动，催化剂的催化效率降低B．图中M点乙烯的体积分数约为7.7%C．250℃时，当的转化率位于点时，保持其他条件不变，仅延长反应时间不可能使转化率达到50%D．向N点的平衡体系中充入1mol和3mol，其他条件不变，再次达到平衡时，增大2．（2024·广东佛山·二模）在恒容密闭容器中发生反应：，Y的平衡转化率按不同投料比()随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是A．B．平衡常数：C．当容器内气体密度不变时，反应达到平衡D．温度下增大压强，c点向a点方向移动3．（2024·黑龙江·二模）中国积极推动技术创新，力争2060年实现碳中和。CO2催化还原的主要反应有：①

②

向恒温恒压的密闭容器中通入1molCO2和3molH2进行上述反应。CH3OH的平衡产率、CO2的平衡转化率随温度变化关系如图。下列说法错误的是A．反应②的B．若气体密度不再变化，反应①和②均达到平衡状态C．任一温度下的平衡转化率：D．平衡时随温度升高先增大后减小4．（2024·重庆·一模）利用传感技术可探究压强对化学平衡的影响。往注射器中充入适量气体保持活塞位置不变达到平衡(图甲)；恒定温度下，分别在时快速移动注射器活塞后保持活塞位置不变，测得注射器内气体总压强随时间变化如图乙。下列说法错误的是A．两点对应的反应速率：B．B点对应的分压平衡常数为C．C点到D点平衡逆向移动，针筒内气体颜色D点比B点深D．三点中，点的气体平均相对分子质量最大5．（2024·湖南·二模）二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为Ⅰ．Ⅱ．在密闭容器中，时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是A．反应的焓变B．前实际转化率增大的主要原因是：温度升高，反应Ⅱ平衡正移C．降低体系温度，的平衡选择性增大D．时，使用更高效催化剂，有可能使平衡转化率达到点6．（2024·河北张家口·一模）从烟道废气中回收硫的原理之一：

，在恒压密闭容器中，平衡时SO2的转化率与起始充入的和温度（T）的关系如图所示。下列说法中正确的是A．正反应的活化能B．CO的转化率：M>NC．正反应速率：M>QD．该反应的化学平衡常数表达式：7．（2024·广西柳州·三模）燃油汽车尾气中含有NO和CO等有毒气体，某研究小组用新型催化剂对NO、CO在不同条件下的催化转化进行研究，反应原理为：

。在密闭容器中充入2molNO和2molCO，平衡时NO的体积分数随温度、压强的变化关系如图。下列说法正确的是A．a点CO的平衡转化率为25%B．c点和b点的反应速率可能相同C．若在e点扩大容器体积并加热，可能达到c点状态D．恒温恒压条件下，向d点平衡体系中再充入2molNO和2molCO，重新达到平衡后，与d点状态相比，NO的体积分数将增大8．（2024·湖南益阳·三模）工业上常用和为原料合成甲醇，过程中发生如下反应：。在温度下，向刚性容器中充入和一定物质的量的，随着充入的物质的量的不同，平衡时容器中的体积分数变化曲线如图所示。下列说法错误的是A． B．C．平衡常数 D．该反应在高温高压条件下自发进行9．（2024·湖南长沙·一模）二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体一氧化碳。其原理为。在起始物n(H2)/n(CO2)=3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为，在T=250℃下的、在下的曲线如图所示。下列说法正确的是A．图中对应等压过程的曲线是aB．该反应在高温下能自发进行C．当时，的平衡转化率D．温度压强一定时，增大起始物，可提高平衡时的10．（2024·辽宁锦州·一模）已知可逆反应，和的消耗速率与其浓度存在如下关系：，（其中、是只与温度有关的常数），一定温度下，消耗速率与浓度的关系图像如图所示。下列说法正确的是A．曲线Y表示消耗速率与浓度的关系B．图中A点表示反应达到平衡状态C．缩小容器的容积，平衡向正反应方向移动，气体的颜色变浅D．若某温度时，则该温度下平衡常数11．（2024·贵州黔西·一模）控制起始时，，恒容条件下，若只发生反应ⅰ．

ⅱ．

，平衡时各物质的量分数随温度的变化如图所示，下列说法正确的是A．图中代表的曲线是c，代表的曲线是bB．温度低于500℃时，CO的物质的量分数约为0，说明此条件下，反应ⅰ化学平衡常数大，反应完全C．反应的D．M点（℃）时，反应的平衡常数12．（2024·湖南常德·一模）在℃，下，向1L的密闭容器中充入1mol和一定物质的量的发生反应：，平衡时的物质的量分数与初始投料比的关系如图所示。下列说法错误的是A．随着的增大，的转化率逐渐增大B．e点：C．a点时，该反应的平衡常数为D．a点，平衡后再投入1mol和1mol，达到新平衡时，的产率增大13．（2024·四川遂宁·三模）氮、碳化合物转化是环境科学研究热点课题之一。“双碳”目标大背景下，采取高效经济方式利用CO2对人类社会发展具有重要意义。(1)CO2催化加氢可合成乙烯，反应为2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H4(g)+4H2O(g)

ΔH<0，在恒压密闭容器中，起始充入2molCO2(g)和6molH2(g)发生反应，不同温度下达到平衡时各组分的体积分数随温度的变化如图所示。①a、b、c三点的平衡常数由大到小为：(用Ka、Kb、Kc表示)。②表示C2H4体积分数随温度变化的曲线是(填“k”“l”“m”“n”)。③若d表示240℃时某时刻H2的体积分数，保持温度不变，则反应向(填“正”或“逆”)反应方向进行。(2)低碳烯烃是基础有机化工原料，工业上可利用合成气间接或直接制取。其间接制取的主要反应方程式如下：CO(g)＋2H2(g)⇌CH3OH(l)ΔH1=-116kJ·mol-12CH3OH(l)⇌C2H4(g)＋2H2O(l)ΔH2=-35kJ·mol-1H2O(g)⇌H2O(l)ΔH3=-44kJ·mol-1①写出用CO(g)和H2(g)直接制取低碳烯烃C2H4(g)和H2O(g)的热化学方程式：。②将He、CO和H2以体积比为1∶1∶2充入密闭容器中直接制取乙烯，CO的平衡转化率与温度的关系如图所示，则p1p2(填“>”“＜”或“=”)，M点的正反应速率N点的逆反应速率(填“>”“＜”或“=”)。在500K，压强为p1的条件下，该反应的Kp=(列出计算式)。14．（2024·河南开封·三模）含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品。回答下列问题：(1)实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量：，判断该反应的自发性，并说明理由。(2)在一个固定容积为的密闭容器中，充入和，半分钟后达到平衡，测得容器中含，则。若继续通入和，则平衡移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)，再次达到平衡时，。(3)接触法制硫酸工艺中，其主反应在并有催化剂存在条件下进行：①该热化学反应方程式的含义是。②为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如图所示。下列说法正确的是(填标号)。a．温度越高，反应速率越大b．的曲线代表平衡转化率c．越大，反应速率最大值对应温度越低d．可根据不同对应的最大反应速率，选择最佳生产温度③设的平衡分压为的平衡转化率为，用含和的代数式表示上述催化氧化反应的(用平衡分压代替平衡浓度)。④为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如下图所示，催化性能最佳的是(填标号)。15．（2024·贵州·一模）工业上常用合成气（主要成分为CO、）在一定条件下制备甲醇，其涉及反应如下：反应Ⅰ．

；反应Ⅱ．

；反应Ⅲ．

。回答下列问题：(1)在催化剂作用下也可以由CO2制备甲醇：，则；该反应在（填“高温”“低温”或“任意温度”）下可自发进行。(2)向容积为2L的刚性密闭容器中充入2molCO和4mol发生上述反应，测得不同温度下，CO的平衡转化率、的选择性如图所示。①表示甲醇的选择性曲线是（填“”或“”）。②下，2min时达到平衡，此时体系压强为aPa，。用的分压变化表示的化学反应速率为，反应Ⅲ的（，指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数，A的平衡分压的物质的量分数）。(3)维持CO和的物质的量之和为3mol，若在1L恒容密闭容器中只发生上述反应Ⅰ，调整进气比不同，温度不同时，测得相应的CO平衡转化率如图所示。则A和B两点的温度：（填“<”“＞”或“＝”），其判断依据是。16．（2024·黑龙江大庆·模拟预测）乙烯是重要的工业原料，可用下列方法制备。Ⅰ.催化加氢法制乙烯：已知：的燃烧热分别为：；(1)该反应。(2)将和按物质的量之比为2：3充入恒容密闭容器中，分别在不同催化剂条件下发生反应，测得相同时间的转化率与温度的关系如图所示：一定温度下，下列有关说法正确的是。A．达平衡时，一定为2：3B．向反应体系中加入少量无水固体，可提高的产率C．b、d两状态下，化学反应速率一定相等D．使用催化剂Ⅰ时反应的活化能比使用催化剂Ⅱ时低E．温度下，向容器中加入稀有气体，可提高的转化率Ⅱ.工业上也可用甲烷催化法制取乙烯，只发生如下反应：。(3)温度T时，向2L的恒容反应器中充入，仅发生上述反应，反应过程中的物质的量随时间变化如图所示：实验测得：，，为速率常数，只与温度有关，T温度时，(用含有x的代数式表示)；当温度升高时，增大m倍，增大n倍，则m(填“>”“<”或“=”)n。Ⅲ.氧化制乙烯：主反应为：(4)某催化剂催化过程中，在催化剂表面发生了一系列反应：①，②，③，④___________。则：④的反应式为。(5)在与反应制的过程中，还会发生副反应：①其他条件相同时，与经相同反应时间测得如表实验数据：实验温度/K催化剂的产率%实验1400催化剂155.0400催化剂262.3实验2500催化剂168.5500催化剂280.1相同温度时，催化剂2催化下产率更高的原因是。②在容器体积为1.0L，充入和同时发生主、副反应，乙烷的平衡转化率、乙烯的选择性()与温度、压强的关系如图所示。M点主反应的平衡常数为(结果保留2位有效数字)。参考答案1．B【详解】A．由图可知，升高温度，CO2得平衡转化率降低，平衡向逆反应方向移动，催化剂的催化效