2018-2019版高中化學(xué) 專題2 化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡 第三單元 化學(xué)平衡的移動(dòng) 第3課時(shí)學(xué)案 蘇教版選修4.doc

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第3課時(shí)　化學(xué)平衡圖像　等效平衡 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位]　1.認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡典型圖像，學(xué)會(huì)化學(xué)平衡圖像題的分析解答方法。2.知道等效平衡的含義，學(xué)會(huì)等效平衡的分析判斷方法。 一、化學(xué)平衡圖像的基本類型 1.物質(zhì)的量 (濃度)—時(shí)間圖像(n/c－t圖像) 在2 L密閉容器中，某一反應(yīng)有關(guān)物質(zhì)A(g)、B(g)、C(g)的物質(zhì)的量變化如圖所示。根據(jù)圖像回答下列問題： (1)橫坐標(biāo)表示反應(yīng)過程中時(shí)間變化，縱坐標(biāo)表示反應(yīng)過程中物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化。 (2)該反應(yīng)的化學(xué)方程式是3A(g)＋B(g)2C(g)。 (3)在反應(yīng)達(dá)2 min時(shí)，正反應(yīng)速率與逆反應(yīng)速率之間的關(guān)系是相等。 (4)若用A物質(zhì)的量濃度的變化表示反應(yīng)達(dá)平衡(2 min)時(shí)的正反應(yīng)速率是0.15 molL－1min－1。 2.速率—時(shí)間圖像(v－t圖像) Ⅰ.v′正突變，v′逆漸變，且v′正＞v′逆，說明是增大了反應(yīng)物的濃度，使v′正突變，且平衡正向移動(dòng)。 Ⅱ.v′正、v′逆都是突然減小的，且v′正＞v′逆，說明平衡正向移動(dòng)，該反應(yīng)的正反應(yīng)可能是放熱反應(yīng)或氣體總體積增大的反應(yīng)。 Ⅲ.v′正、v′逆都是突然增大的且增大程度相同，說明該化學(xué)平衡沒有發(fā)生移動(dòng)，可能是使用了催化劑，也可能是對(duì)反應(yīng)前后氣體總體積不發(fā)生變化的反應(yīng)壓縮體積(即增大壓強(qiáng))所致。 3.含量(轉(zhuǎn)化率)—時(shí)間—溫度(壓強(qiáng))圖像 (1)在化學(xué)平衡圖像中，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的反應(yīng)則先達(dá)到平衡，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線表示的溫度較高。 根據(jù)圖像回答下列問題： Ⅰ.表示T2＞T1，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)。 Ⅱ.表示p2＞p1，壓強(qiáng)增大，A的轉(zhuǎn)化率減小，平衡逆向移動(dòng)。說明正反應(yīng)是氣體總體積增大的反應(yīng)。 Ⅲ.生成物C的百分含量不變，說明平衡不發(fā)生移動(dòng)，但反應(yīng)速率a＞b，故a可能使用了催化劑；也可能該反應(yīng)是反應(yīng)前后氣體總體積不變的可逆反應(yīng)，a增大了壓強(qiáng)(壓縮體積)。 (2)在化學(xué)平衡圖像中，包括縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)和曲線所表示的意義共三個(gè)量。確定橫坐標(biāo)所表示的量后，討論縱坐標(biāo)與曲線的關(guān)系；或者確定縱坐標(biāo)所表示的量，討論橫坐標(biāo)與曲線的關(guān)系，即“定一議二”原則。解題過程中，可以作輔助線幫助分析。例如反應(yīng)aA(g)＋bB(g)cC(g)在不同溫度下(T1”或“<”)進(jìn)行到W點(diǎn)時(shí)放出的熱量。 (2)T2下，在0～t1時(shí)間內(nèi)，v(Y)＝ molL－1min－1。 (3)M點(diǎn)的正反應(yīng)速率 (填“>”或“<”)N點(diǎn)的逆反應(yīng)速率。 (4)M點(diǎn)時(shí)再加入一定量X，平衡后X的轉(zhuǎn)化率 (填“增大”或“減小”)。 答案　(1)<　(2)　(3)>　(4)增大 解析　根據(jù)圖像可知W點(diǎn)消耗的X的物質(zhì)的量比M點(diǎn)消耗的X的物質(zhì)的量大，因此反應(yīng)進(jìn)行到W點(diǎn)時(shí)放熱多些；0～t1時(shí)間內(nèi)X的濃度減小了(a－b) molL－1，則Y濃度增加0.5(a－b) molL－1，因此v(Y)＝ molL－1min－1；根據(jù)先拐先平知T1>T2，M點(diǎn)的反應(yīng)速率大于W點(diǎn)的反應(yīng)速率，N點(diǎn)沒有達(dá)到平衡，此時(shí)反應(yīng)正向進(jìn)行程度大，即N點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，因此M點(diǎn)的正反應(yīng)速率大于N點(diǎn)的逆反應(yīng)速率；M點(diǎn)時(shí)，再加入一定量的X，則相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，X的轉(zhuǎn)化率增大。 考點(diǎn)　化學(xué)平衡圖像 題點(diǎn)　“先拐先平”分析化學(xué)平衡圖像 例2　(2017常州一中期中質(zhì)量檢測(cè))在兩個(gè)容積均為1 L的密閉容器中以不同的氫碳比[n(H2)/n(CO2)]充入H2和CO2，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：2CO2(g)＋6H2 (g)C2H4(g)＋4H2O(g)　ΔH。CO2的平衡轉(zhuǎn)化率α(CO2)與溫度的關(guān)系如下圖所示。下列說法正確的是(　　) A.該反應(yīng)的ΔH ＞0 B.氫碳比：x＜2.0 C.在氫碳比為2.0時(shí)，Q點(diǎn)v逆小于P點(diǎn)的v逆 D.P點(diǎn)溫度下，反應(yīng)的平衡常數(shù)為512 答案　C 解析　隨著溫度的升高，CO2的轉(zhuǎn)化率降低，根據(jù)勒夏特列原理，正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，即ΔH<0，A項(xiàng)錯(cuò)誤；作等溫線，氫碳比為x時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率增大，說明增大氫氣的量，即x>2.0，B項(xiàng)錯(cuò)誤；Q→P，CO2的轉(zhuǎn)化率增大，說明反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，即P點(diǎn)的逆反應(yīng)速率大于Q點(diǎn)的逆反應(yīng)速率，C項(xiàng)正確；設(shè)起始加入H2和CO2的物質(zhì)的量分別為2 mol、1 mol， 　 　　　　 2CO2(g)＋6H2 (g)C2H4(g)＋4H2O(g) 起始/molL－1： 1 2 0 0 變化/molL－1： 0.5 1.5 0.25 1 平衡/molL－1： 0.5 0.5 0.25 1 根據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式，解得K＝64，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 考點(diǎn)　化學(xué)平衡圖像 題點(diǎn)　轉(zhuǎn)化率—溫度圖像 二、等效平衡 化學(xué)平衡的建立與反應(yīng)途徑無關(guān)，從正反應(yīng)開始或逆反應(yīng)開始都可以建立平衡。在一定條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)下，對(duì)同一可逆反應(yīng)，起始時(shí)加入物質(zhì)的物質(zhì)的量不同，而達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，同種物質(zhì)的百分含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù)、體積分?jǐn)?shù)、物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)等)相同，這樣的平衡稱為等效平衡。 1.在恒溫恒容條件下，按下列四種情況分別建立平衡，其中為等效平衡的是①②③。 N2(g)?。?H2(g)2NH3 ① 1 mol 3 mol 0 mol ② 0 mol 0 mol 2 mol ③ 0.5 mol 1.5 mol 1 mol ④ 1 mol 3 mol 2 mol 解析　恒溫恒容條件下，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不同的可逆反應(yīng)，轉(zhuǎn)換后(按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成方程式同一邊的物質(zhì))，反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量與原平衡相同，則兩平衡等效，且平衡后同種物質(zhì)的物質(zhì)的量相同。因?yàn)檫@種情況下壓強(qiáng)對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不同的可逆反應(yīng)有影響，而成比例的增加反應(yīng)物，相當(dāng)于加壓，所以平衡會(huì)移動(dòng)，必須極值等量平衡才等效。 2.若在恒溫恒壓條件下，按題1中四種情況分別建立平衡，其中為等效平衡的是①②③④。 解析　恒溫恒壓條件下，若轉(zhuǎn)換后(按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成方程式同一邊的物質(zhì))，反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量的比例與原平衡相同，則兩平衡等效，且平衡后兩種物質(zhì)的物質(zhì)的量成倍數(shù)關(guān)系。因?yàn)檫@種情況下壓強(qiáng)不變，不管反應(yīng)前后氣體分子數(shù)是否改變，對(duì)可逆反應(yīng)的平衡都沒有影響，而成比例的增加反應(yīng)物后體積膨脹，壓強(qiáng)不變，所以平衡不移動(dòng)，只要極值等比則平衡等效。 3.在恒溫恒容條件下，按下列四種情況分別建立平衡，其中為等效平衡的是①②③。 　 CO(g)　＋　H2O(g)　　CO2(g)＋　H2(g) ① 2 mol 2 mol 0 mol 0 mol ② 0 mol 0 mol 4 mol 4 mol ③ 4 mol 4 mol 2 mol 2 mol ④ 1 mol 2 mol 1 mol 2 mol 解析　恒溫恒容條件下，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)，轉(zhuǎn)換后(按化學(xué)計(jì)量數(shù)換算成方程式同一邊的物質(zhì))，反應(yīng)物或生成物的物質(zhì)的量的比例與原平衡相同，則兩平衡等效，且平衡后同種物質(zhì)的物質(zhì)的量成倍數(shù)關(guān)系。因?yàn)檫@種情況下壓強(qiáng)對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)沒有影響，而成比例的增加反應(yīng)物，相當(dāng)于加壓，所以平衡不移動(dòng)，只要極值等比則平衡等效。 解答等效平衡問題時(shí)，先看條件(恒溫恒容或恒溫恒壓)，再看反應(yīng)前后氣體分子數(shù)(相同或不同)，按“一邊倒”轉(zhuǎn)換比較。 (1)恒溫恒容條件下，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng)，要求極值等比。 (2)恒溫恒容條件下，對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不同的可逆反應(yīng)，要求極值等量。 (3)恒溫恒壓條件下，不管反應(yīng)前后氣體分子數(shù)是否改變，都只要求極值等比。 例3　(2017徐州、宿遷、連云港、淮安四市11月模擬)80 ℃時(shí)，NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)。該溫度下，在甲、乙、丙三個(gè)恒容密閉容器中，投入NO2和SO2，起始濃度如下表所示，其中甲經(jīng)2 min達(dá)平衡時(shí)，NO2的轉(zhuǎn)化率為50%，下列判斷不正確的是(　　) 起始濃度 甲 乙 丙 c(NO2)/mol L－1 0.10 0.20 0.20 c(SO2)/mol L－1 0.10 0.10 0.20 A.平衡時(shí)，乙中SO2的轉(zhuǎn)化率大于50% B.當(dāng)反應(yīng)平衡時(shí)，丙中c(SO2)是甲中的2倍 C.溫度升至90 ℃，上述反應(yīng)平衡常數(shù)為25/16，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) D.其他條件不變，若起始時(shí)向容器乙中充入0.10 mol L－1 NO2和0.20 mol L－1 SO2，達(dá)到平衡時(shí)c(NO)與原平衡不同 答案　D 解析　乙可以看作是在甲基礎(chǔ)上再加入0.1 molL－1 NO2，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，SO2的轉(zhuǎn)化率增大，即大于50%，A項(xiàng)正確；因?yàn)榉磻?yīng)前后氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)之和相等，丙可以看作是在甲的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng)，即甲和丙為等效平衡，丙中c(SO2)是甲中的2倍，B項(xiàng)正確； 　 　 NO2(g) ＋ SO2(g)SO3(g)＋ NO(g) 起始/molL－1: 0.10 0.10 0 0 變化/molL－1: 0.1050% 0.1050% 0.1050% 0.1050% 平衡/molL－1: 0.05 0.05 0.05 0.05 根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)的定義，K＝＝1，升高到90 ℃，化學(xué)平衡常數(shù)為25/16>1，說明升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，即正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，C項(xiàng)正確；容器乙中充入0.1 molL－1 NO2、0.2 molL－1 SO2，與乙相當(dāng)，即c(NO)與原平衡相同，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 考點(diǎn)　等效平衡 題點(diǎn)　等效平衡的綜合 例4　(雙選)(2017泰州南通高三期末)溫度為T時(shí)，向體積為2 L的恒容密閉容器中加入足量鐵粉和0.08 mol H2O(g)，發(fā)生反應(yīng)3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)，一段時(shí)間后達(dá)平衡，t1時(shí)刻向容器中再充入一定量的H2，再次達(dá)平衡時(shí)，H2的體積分?jǐn)?shù)為20%。下列說法正確的是(　　) A.t1時(shí)刻充入H2，v′正、v′逆變化如圖 B.第一次達(dá)平衡時(shí)，H2的體積分?jǐn)?shù)小于20% C.溫度為T時(shí)，起始向原容器中充入0.1 mol鐵粉、0.04 mol H2O(g)、0.1 mol Fe3O4(s)、0.005 mol H2(g)，反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行 D.溫度為T時(shí)，向恒壓容器中加入足量 Fe3O4(s)和0.08 mol H2(g)，達(dá)平衡時(shí)H2(g)轉(zhuǎn)化率為20% 答案　AC 解析　t1時(shí)刻充入H2，生成物濃度迅速增大，反應(yīng)物濃度不變，則逆反應(yīng)速率迅速增大，正反應(yīng)速率不變，圖像符合題意，A正確；t1時(shí)刻充入H2后達(dá)到的平衡與原平衡等效，所以原平衡H2的體積分?jǐn)?shù)等于20%，B錯(cuò)誤；根據(jù)三段式計(jì)算： 　　　　3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g) 起始濃度： 0.04 molL－1 0 轉(zhuǎn)化濃度： x x 平衡濃度： 0.04 molL－1－x x H2的體積分?jǐn)?shù)等于20%，即100%＝20%，x＝0.008 molL－1，則平衡常數(shù)K＝＝，Q＝＝()4<，則該反應(yīng)正向進(jìn)行，C正確。 考點(diǎn)　等效平衡 題點(diǎn)　等效平衡的綜合 1.化學(xué)平衡圖像題的分析思路：看圖像，想規(guī)律，作判斷。 解題技巧：先拐先平，定一議二。 2.恒溫恒容，反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不同，量相同，等效平衡；恒溫恒容，反應(yīng)前后氣體分子數(shù)相同，成比例，等效平衡；恒溫恒壓，任何氣體的可逆反應(yīng)，成比例，等效平衡。 1.如圖所示是可逆反應(yīng)A(g)＋2B(g)2C(g)＋3D(g)　ΔH＞0的化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡隨外界條件改變而變化的關(guān)系圖，下列條件的改變與圖中的變化情況相符的是(　　) A.t1時(shí)，減小了A或B的物質(zhì)的量濃度 B.t2時(shí)，升高了溫度 C.t2時(shí)，增大了壓強(qiáng) D.t1時(shí)，加入了催化劑 答案　B 解析　由圖像可知，t1時(shí)刻，正反應(yīng)速率不變，逆反應(yīng)速率減小，只能是減小生成物的濃度；t2時(shí)刻，正、逆反應(yīng)速率都增大，且平衡右移，結(jié)合反應(yīng)的特征，只能是升高了溫度。 考點(diǎn)　化學(xué)平衡圖像 題點(diǎn)　化學(xué)平衡圖像的綜合 2.(2018海安高級(jí)中學(xué)1月月考)對(duì)于可逆反應(yīng)A(s)＋3B(g)2C(g)　ΔH＞0，下列圖像中符合真實(shí)變化的是(　　) 答案　C 解析　該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡正向移動(dòng)，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，圖中的正、逆反應(yīng)速率交叉點(diǎn)為平衡狀態(tài)，據(jù)圖可知，反應(yīng)達(dá)到平衡后，升高溫度，逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，與實(shí)際情況不符，A項(xiàng)錯(cuò)誤；加入催化劑能同等程度的增大正、逆反應(yīng)速率，正、逆反應(yīng)速率相等，平衡不移動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，則C的體積分?jǐn)?shù)增大，C項(xiàng)正確；升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率增大，即溫度越高，A的轉(zhuǎn)化率越大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 考點(diǎn)　化學(xué)平衡圖像 題點(diǎn)　化學(xué)平衡圖像的綜合 3.(2018鹽城中學(xué)高二月考)在密閉容器中，對(duì)于可逆反應(yīng)M＋3N2Q(g)，平衡時(shí)Q的體積分?jǐn)?shù)與溫度和壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示，下列判斷正確的是(　　) A.M和N不能都為氣體 B.由上圖可知，N一定為氣體 C.若正反應(yīng)方向ΔH＞0，則T1＜T2 D.其他條件不變，壓強(qiáng)增大，混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量減小 答案　B 解析　保持溫度不變，增大壓強(qiáng)，Q的體積分?jǐn)?shù)增大，說明平衡正向移動(dòng)，根據(jù)規(guī)律：增大壓強(qiáng)平衡向氣體體積縮小的方向進(jìn)行，可知正反應(yīng)方向?yàn)闅怏w體積縮小的方向，則N一定為氣體，M可為氣體也可為非氣體，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；保持壓強(qiáng)不變，若正反應(yīng)方向ΔH＞0，從T1到T2，Q的體積分?jǐn)?shù)減小，說明平衡逆向移動(dòng)，即向放熱反應(yīng)方向移動(dòng)，所以改變的條件是降低溫度，則有T1＞T2，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由上分析已知：N一定為氣體，M可為氣體也可為非氣體。若M是氣體，平衡正向移動(dòng)時(shí)，混合氣體的總質(zhì)量不變，氣體的物質(zhì)的量減小，根據(jù)M＝m/n可知混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量增大；若M為非氣體，混合氣體的總質(zhì)量也增大，物質(zhì)的量減小，所以混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量也是增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 考點(diǎn)　化學(xué)平衡圖像 題點(diǎn)　含量或轉(zhuǎn)化率的變化圖像 4.有一可逆反應(yīng)：2A(g)＋3B(g)xC(g)＋4D(g)，若按下列兩種配比在同溫同體積的密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)： ①0.8 mol A＋1.2 mol B＋1.2 mol C＋2.4 mol D ②1.4 mol A＋2.1 mol B＋0.6 mol C＋1.2 mol D 達(dá)平衡后，C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)相等，則方程式中x的值為(　　) A.1 B.2 C.3 D.4 答案　B 解析　根據(jù)題意，①和②為等效平衡，按照化學(xué)計(jì)量數(shù)將各物質(zhì)轉(zhuǎn)化成反應(yīng)物或生成物，各物質(zhì)的物質(zhì)的量一定相等；①和②相當(dāng)于是同一反應(yīng)處于不同的階段，一定滿足：化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)的量變化Δn之比就等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，①②之間各物質(zhì)的物質(zhì)的量變化為Δn(A)＝(1.4－0.8)mol＝0.6 mol、Δn(B)＝(2.1－1.2)mol＝0.9 mol、Δn(C)＝(1.2－0.6)mol＝0.6 mol、Δn(D)＝(2.4－1.2)mol＝1.2 mol，Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝0.6 mol∶0.9 mol∶0.6 mol∶1.2 mol＝2∶3∶2∶4，所以x＝2。 考點(diǎn)　等效平衡 題點(diǎn)　恒溫恒容下極值等量的等效平衡 5.某化學(xué)科研小組研究在其他條件不變時(shí)，改變某一條件對(duì)化學(xué)平衡的影響，得到如下變化規(guī)律(下圖中，p表示壓強(qiáng)，T表示溫度，n表示物質(zhì)的量，t表示反應(yīng)時(shí)間)： 根據(jù)以上規(guī)律判斷(填“＞”“＝”或“＜”)： (1)反應(yīng)Ⅰ：p2 p1，ΔH 0。 (2)反應(yīng)Ⅱ：T1 T2，ΔH 0。 (3)反應(yīng)Ⅲ：若T2 T1，ΔH 0。 (4)反應(yīng)Ⅳ：若T2 T1，ΔH 0。 答案　(1)＞?。肌?2)＞　＜　(3)＞?。?或＜?。? (4)＞?。?或＜　＜) 解析　(1)對(duì)反應(yīng)Ⅰ而言，增大壓強(qiáng)，平衡向右移動(dòng)，A的轉(zhuǎn)化率α(A)增大，所以p2＞p1；圖(a)表示隨溫度升高，α(A)減小，平衡向左移動(dòng)，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，ΔH＜0。 (2)圖(b)表示在兩種不同溫度下，C的物質(zhì)的量逐漸增大至達(dá)到平衡的過程。T1溫度下n(C)增加得快，且先達(dá)到平衡，說明T1＞T2，由T1→T2，降低溫度，n(C)增大，說明平衡向右移動(dòng)，ΔH＜0。 (3)圖(c)表示隨起始時(shí)n(B)的增大，在兩種不同溫度下C的體積分?jǐn)?shù)φ(C)先增大后減小的變化曲線。T2時(shí)φ(C)高于T1時(shí)φ(C)，可能有兩種情況：若T2＞T1，即升溫平衡右移，ΔH＞0；若T2＜T1，即降溫平衡右移，ΔH＜0。 (4)圖(d)所呈現(xiàn)的信息是隨壓強(qiáng)的增大，A的平衡轉(zhuǎn)化率不變，但T2時(shí)α(A)比T1時(shí)α(A)大。若T2＞T1，則升溫平衡右移，ΔH＞0；若T1＞T2，則升溫平衡左移，ΔH＜0。 考點(diǎn)　化學(xué)平衡圖像 題點(diǎn)　化學(xué)平衡圖像的綜合 [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 題組一　速率—時(shí)間圖像(v－t圖像) 1.已知圖一表示的是可逆反應(yīng)CO(g)＋H2(g)C(s)＋H2O(g)　ΔH＞0的化學(xué)反應(yīng)速率(v)與時(shí)間(t)的關(guān)系，圖二表示的是可逆反應(yīng)2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＜0的濃度(c)隨時(shí)間(t)的變化情況。下列說法中正確的是(　　) A.若圖一t2時(shí)改變的條件是增大壓強(qiáng)，則反應(yīng)的ΔH增大 B.圖一t2時(shí)改變的條件可能是升高了溫度或增大了壓強(qiáng) C.圖二t1時(shí)改變的條件可能是升高了溫度或增大了壓強(qiáng) D.若圖二t1時(shí)改變的條件是增大壓強(qiáng)，則混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量將減小 答案　B 解析　A項(xiàng)，改變壓強(qiáng)不會(huì)改變焓變，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，升溫、增大壓強(qiáng)，v逆均小于v正，正確；C項(xiàng)，圖二t1時(shí)改變的條件應(yīng)是壓縮體積，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，增大壓強(qiáng)，2NO2N2O4平衡右移，總物質(zhì)的量減小，平均相對(duì)分子質(zhì)量增大。 考點(diǎn)　化學(xué)平衡圖像 題點(diǎn)　速率—時(shí)間圖(v－t圖像) 2.(2017湖南衡陽一中高二月考)合成氨反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJmol－1，在反應(yīng)過程中，正反應(yīng)速率的變化如圖。下列說法正確的是(　　) A.t1時(shí)升高了溫度 B.t2時(shí)使用了催化劑 C.t3時(shí)增大了壓強(qiáng) D.t4時(shí)降低了溫度 答案　B 解析　t1～t2，v正先增大后逐漸減小，說明平衡正向移動(dòng)，而根據(jù)ΔH＜0可知，該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡應(yīng)逆向移動(dòng)，故t1～t2不是升高溫度，可能是增大壓強(qiáng)或者增大反應(yīng)物濃度，A項(xiàng)錯(cuò)誤；t2～t3，正、逆反應(yīng)速率同等程度地增大，可能是使用了催化劑，B項(xiàng)正確；t3～t4，v正先減小后逐漸增大，而增大壓強(qiáng)正、逆反應(yīng)速率都會(huì)增大，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；t4時(shí)若是降低溫度，v正在t4時(shí)刻應(yīng)減小，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 考點(diǎn)　化學(xué)平衡圖像 題點(diǎn)　速率—時(shí)間圖(v－t圖像) 題組二　物質(zhì)的量 (濃度)—時(shí)間圖像(n/c－t圖像) 3.(2017寶應(yīng)范水中學(xué)高二期末)汽車凈化的主要原理為2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＜0。若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行，下列示意圖正確且說明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是(　　) 答案　B 解析　可逆反應(yīng)達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí)正、逆反應(yīng)速率不再變化，A項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨反應(yīng)進(jìn)行溫度升高，化學(xué)平衡常數(shù)減小，到達(dá)平衡后，溫度為定值，達(dá)最高，平衡常數(shù)不變，為最小，圖像與實(shí)際符合，B項(xiàng)正確；對(duì)于恒容容器而言，到達(dá)平衡后，各物質(zhì)的物質(zhì)的量不再改變而不是反應(yīng)物和生成物的物質(zhì)的量相等，C項(xiàng)錯(cuò)誤；絕熱恒容體系中，反應(yīng)開始向正反應(yīng)方向進(jìn)行，NO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)先減小，平衡后溫度升高逆向移動(dòng)，NO的質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 4.(雙選)(2017揚(yáng)州中學(xué)高二月考)在10 L密閉容器中，A、B、C三種氣態(tài)物質(zhì)構(gòu)成了可逆反應(yīng)的體系；當(dāng)在某一溫度時(shí)，A、B、C物質(zhì)的量與時(shí)間的關(guān)系如圖一，C的百分含量與溫度的關(guān)系如圖二。 下列分析不正確的是(　　) A.0～4分鐘時(shí)，A的平均反應(yīng)速率為0.02 molL－1min－1 B.該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K＝ C.由T1向T2變化時(shí)，v正>v逆 D.此反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng) 答案　AD 解析　根據(jù)圖一知，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，A和B的物質(zhì)的量減少，C的物質(zhì)的量增大，則A和B是反應(yīng)物，C是生成物，反應(yīng)過程中，物質(zhì)的量的變化量之比等于其化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，所以A、B和C的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比＝(2.4－1.6) mol∶(1.6－1.2) mol∶(0.4－0) mol＝0.8 mol∶0.4 mol∶0.4 mol＝2∶1∶1。由圖二知，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到T3時(shí)，再升高溫度C的含量降低，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，該反應(yīng)的方程式為2A(g)＋B(g)C(g)　ΔH＜0。0～4分鐘時(shí)，A的平均反應(yīng)速率v＝＝＝0.01 molL－1min－1，A項(xiàng)錯(cuò)誤；該反應(yīng)方程式為2A(g)＋B(g)C(g)，K＝，B項(xiàng)正確；由T1向T2變化時(shí)，C的含量增大，反應(yīng)正向移動(dòng)，則正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，C項(xiàng)正確。 考點(diǎn)　化學(xué)平衡圖像 題點(diǎn)　濃度(物質(zhì)的量)—時(shí)間圖像 5.在密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　ΔH＞0，測(cè)得c(CH4)隨反應(yīng)時(shí)間(t)的變化如圖所示。下列判斷正確的是(　　) A.10 min時(shí)，改變的外界條件可能是溫度 B.0～5 min內(nèi)，v(H2)＝0.1 molL－1min－1 C.恒溫下，縮小容器體積，平衡后c(H2)肯定減小 D.12 min時(shí)，反應(yīng)達(dá)到平衡，其平衡常數(shù)一定增大 答案　A 解析　該反應(yīng)正向?yàn)槲鼰岱磻?yīng)，升高溫度，平衡向右移動(dòng)，CH4的濃度減小，A項(xiàng)正確；0～5 min內(nèi)，v(H2)＝3v(CH4)＝30.5 molL－15 min＝0.3 molL－1min－1，B項(xiàng)錯(cuò)誤；恒溫下，縮小容器體積，各物質(zhì)的濃度增大，體系壓強(qiáng)增大，平衡逆向移動(dòng)，c(H2)減小，但c(H2)減小的程度小于因體積減小而引起的c(H2)增大的程度，即平衡后c(H2)仍然比原平衡時(shí)的大，C項(xiàng)錯(cuò)誤；10 min時(shí)改變的條件可能是升高溫度，也可能是增大H2O(g)的濃度，平衡常數(shù)可能增大，也可能不變，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 考點(diǎn)　化學(xué)平衡圖像 題點(diǎn)　濃度(物質(zhì)的量)—時(shí)間圖像 題組三　含量(轉(zhuǎn)化率)—溫度(壓強(qiáng))圖像 6.已知可逆反應(yīng)A＋aBC＋2D(a為化學(xué)計(jì)量數(shù))，其中B、C、D為氣態(tài)物質(zhì)。反應(yīng)過程中，當(dāng)其他條件不變時(shí)，C的體積百分含量(φ)與溫度(T)和壓強(qiáng)(p)的關(guān)系如圖甲、乙所示。下列說法不正確的是(　　) A.T2＞T1，p2＞p1 B.該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng) C.若a＝2，則A為液態(tài)或固態(tài)物質(zhì) D.增加B的物質(zhì)的量，該反應(yīng)的ΔH絕對(duì)值增大 答案　D 解析　根據(jù)“先拐先平數(shù)值大”可知T2＞T1，p2＞p1，A項(xiàng)正確；根據(jù)圖甲可知，T2＞T1，升高溫度C的體積百分含量降低，平衡左移，所以該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，B項(xiàng)正確；根據(jù)圖乙可知，p2＞p1，增大壓強(qiáng)C的體積百分含量降低，又因B、C、D為氣態(tài)物質(zhì)，若a＝2，則A為液態(tài)或固態(tài)物質(zhì)才能使平衡左移，C項(xiàng)正確；反應(yīng)的ΔH與化學(xué)計(jì)量數(shù)有關(guān)，與平衡移動(dòng)無關(guān)，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 考點(diǎn)　化學(xué)平衡圖像 題點(diǎn)　含量或轉(zhuǎn)化率的變化圖像 7.用CO合成甲醇(CH3OH)的化學(xué)方程式為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH＜0，按照相同的物質(zhì)的量投料，測(cè)得CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是(　　) A.溫度：T1＞T2＞T3 B.正反應(yīng)速率：v(a)＞v(c)、v(b)＞v(d) C.平衡常數(shù)：K(a)＞K(c)、K(b)＝K(d) D.平均摩爾質(zhì)量：M(a)＜M(c)、M(b)＞M(d) 答案　C 解析　反應(yīng)CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)是氣體體積減小的放熱反應(yīng)，在其他條件不變時(shí)，升高溫度，平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動(dòng)，使反應(yīng)物CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低，故溫度：T1＜T2＜T3，A錯(cuò)誤；溫度升高，化學(xué)反應(yīng)速率加快，由于溫度：T3＞T1，故正反應(yīng)速率：v(a)＜v(c)；在溫度不變時(shí)，增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率加快，所以正反應(yīng)速率：v(b)＞v(d)，B錯(cuò)誤；升高溫度，平衡向吸熱的逆反應(yīng)方向移動(dòng)，溫度不變，化學(xué)平衡常數(shù)不變，所以平衡常數(shù)：K(a)＞K(c)、K(b)＝K(d)，C正確；該反應(yīng)前后氣體的總質(zhì)量不變，氣體的總物質(zhì)的量減小，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，氣體的物質(zhì)的量增大，所以氣體的平均摩爾質(zhì)量減小，所以M(a)＞M(c)；在溫度不變時(shí)，增大壓強(qiáng)，平衡向氣體體積減小的正反應(yīng)方向移動(dòng)，氣體的總物質(zhì)的量減小，所以氣體的平均摩爾質(zhì)量增大，M(b)＞M(d)，D錯(cuò)誤。 考點(diǎn)　化學(xué)平衡圖像 題點(diǎn)　含量或轉(zhuǎn)化率的變化圖像 8.對(duì)于反應(yīng)N2O42NO2，在溫度一定時(shí)，平衡體系中NO2的體積分?jǐn)?shù)φ(NO2)隨壓強(qiáng)的變化情況如圖所示(曲線上的任何一點(diǎn)為對(duì)應(yīng)壓強(qiáng)下的平衡點(diǎn))。下列說法正確的是(　　) A.A、C兩點(diǎn)的正反應(yīng)速率的關(guān)系：A>C B.A、B、C、D、E各狀態(tài)中，v正>v逆的是狀態(tài)D C.使E狀態(tài)從水平方向到達(dá)C狀態(tài)，從理論上來講，可選用的條件是從p1突然加壓至p2 D.維持p1不變，E→A所需時(shí)間為x，維持p2不變，D→C所需時(shí)間為y，則xv逆，B錯(cuò)誤；由圖可知AE與DC線段的長(zhǎng)度相等，也就是NO2的體積分?jǐn)?shù)變化量相等，但由于D點(diǎn)的壓強(qiáng)大于E點(diǎn)的壓強(qiáng)，所以D點(diǎn)的反應(yīng)速率大于E點(diǎn)的反應(yīng)速率，則所需時(shí)間：x>y，D錯(cuò)誤；對(duì)于壓強(qiáng)的改變，當(dāng)快速加壓時(shí)，平衡未移動(dòng)，但壓強(qiáng)迅速增大，反映在圖像上就是縱坐標(biāo)不變，橫坐標(biāo)不斷增大，當(dāng)緩慢加壓時(shí)，平衡不斷地被破壞，但又不斷地建立新的平衡，所以緩慢加壓時(shí)，NO2的體積分?jǐn)?shù)的變化應(yīng)不斷地在平衡曲線上滑動(dòng)，所以“使E狀態(tài)從水平方向到達(dá)C狀態(tài)”，應(yīng)突然加壓，C正確。 題組四　速率、平衡圖像的綜合分析 9.(2017太湖高級(jí)中學(xué)高二期末)化學(xué)中常用圖像直觀地描述化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)程或結(jié)果。只改變一個(gè)條件，則下列對(duì)圖像的解讀正確的是(　　) A.A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)，如圖①說明此反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B.4CO(g)＋2NO2(g)N2(g)＋4CO2(g)，如圖②說明NO2 的轉(zhuǎn)化率b＞a＞c C.N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，如圖③說明t s時(shí)合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡 D.2A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(? )，如圖④說明生成物D一定是氣體 答案　D 考點(diǎn)　化學(xué)平衡圖像 題點(diǎn)　化學(xué)平衡圖像的綜合 10.某化學(xué)科研小組研究在其他條件不變時(shí)，改變某一條件對(duì)反應(yīng)A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)的化學(xué)平衡狀態(tài)的影響，得到如圖所示的變化規(guī)律(圖中T表示溫度，n表示物質(zhì)的量)，根據(jù)圖像得出的結(jié)論正確的是(　　) ①正反應(yīng)一定是放熱反應(yīng)?、谶_(dá)到平衡時(shí)A2的轉(zhuǎn)化率大小為b＞a＞c?、廴鬞2＞T1，則正反應(yīng)一定是吸熱反應(yīng)?、躡點(diǎn)時(shí)，平衡體系中A、B原子數(shù)之比接近1∶3 A.①② B.①③ C.②④ D.③④ 答案　D 解析　本題的疑難之處是如何識(shí)圖。由于T1與T2的大小不確定，所以不能確定該可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。若T2＞T1，隨著溫度升高，平衡體系中AB3的體積分?jǐn)?shù)增大，則正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)；若T2＜T1，降低溫度，平衡體系中AB3的體積分?jǐn)?shù)增大，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，①錯(cuò)誤，③正確。同一溫度下，加入的B2越多，平衡時(shí)A2的轉(zhuǎn)化率越大，即c＞b＞a，②錯(cuò)誤。b點(diǎn)時(shí)，AB3的平衡體積分?jǐn)?shù)最大，即起始時(shí)n(A2)∶n(B2)接近1∶3，故平衡體系中A、B原子數(shù)之比接近1∶3，④正確。本題選D。 考點(diǎn)　化學(xué)平衡圖像 題點(diǎn)　化學(xué)平衡圖像的綜合 題組五　等效平衡 11.(雙選)(2017南京期初學(xué)情調(diào)研)一定溫度下，向容積為2 L的密閉容器中充入一定量的SO2和O2，發(fā)生反應(yīng)：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。反應(yīng)過程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表(表中t1＜t2)，下列說法正確的是(　　) 反應(yīng)時(shí)間/min n(SO2)/mol n(O2)/mol 0 0.10 0.060 t1 0.012 t2 0.016 A.反應(yīng)在0～t1 min內(nèi)的平均速率為v(SO3)＝0.088/t1 molL－1min－1 B.保持其他條件不變，起始時(shí)向容器中充入0.10 mol SO3和0.010 mol O2，到達(dá)平衡時(shí)，n(SO2)＝0.012 mol C.保持其他條件不變，升高溫度，平衡時(shí)c(SO2)＝0.007 molL－1，則反應(yīng)的ΔH＞0 D.相同溫度下，起始時(shí)向容器中充入0.050 mol SO2和0.030 mol O2，達(dá)到平衡時(shí)SO2轉(zhuǎn)化率小于88% 答案　BD 解析　0～t1 min內(nèi)，SO2減少0.10 mol－0.012 mol＝0.088 mol，v(SO3)＝v (SO2)＝0.088 mol2 Lt1 min＝0.044/t1 molL－1min－1，A項(xiàng)錯(cuò)誤；0.10 mol SO3和0.010 mol O2相當(dāng)于0.10 mol SO2和0.060 mol O2，達(dá)到平衡時(shí)，與表中相同，在t1時(shí)，SO2減小0.088 mol，則O2減小0.044 mol，平衡時(shí)O2為0.06 mol－0.044 mol＝0.016 mol，與t2相同，所以在t1時(shí)，已達(dá)平衡，則n(SO2)＝0.012 mol，B項(xiàng)正確；平衡時(shí)，c(SO2)＝0.012 mol/2 L＝0.006 molL－1，升高溫度時(shí)，c(SO2)增大，平衡逆向移動(dòng)，所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；表中SO2的轉(zhuǎn)化率為(0.10－0.012)/0.10100%＝88%，若投入量減半，則相當(dāng)于減壓，平衡逆向移動(dòng)，SO2的轉(zhuǎn)化率減小，即小于88%，D項(xiàng)正確。 12.(雙選)(2017南通揚(yáng)州等六市第二次調(diào)研)兩個(gè)容積均為2 L的密閉容器 Ⅰ 和 Ⅱ 中發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，起始物質(zhì)的量見下表。實(shí)驗(yàn)測(cè)得兩容器不同溫度下達(dá)到平衡時(shí)CO2的物質(zhì)的量如下圖所示，下列說法正確的是(　　) 容器 起始物質(zhì)的量 NO CO Ⅰ 1 mol 3 mol Ⅱ 6 mol 2 mol A.N點(diǎn)的平衡常數(shù)為0.04 B.M、N兩點(diǎn)容器內(nèi)的壓強(qiáng)：p(M)＞2p(N) C.若將容器Ⅰ的容積改為1 L，t1溫度下達(dá)到平衡時(shí)c(CO2)＝0.25 molL－1 D.若將容器Ⅱ改為絕熱容器，實(shí)驗(yàn)起始溫度為t1，達(dá)平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率小于16.7% 答案　AD 解析　N點(diǎn)和M點(diǎn)的溫度相同，所以平衡常數(shù)相等，則： 2NO(g)＋2CO(g)N2(g)　＋　2CO2(g)， 起始 6 mol 2 mol 0 0 轉(zhuǎn)化 1 mol 1 mol 0.5 mol 1 mol 平衡 5 mol 1 mol 0.5 mol 1 mol K＝＝0.04，A項(xiàng)正確；容器Ⅱ中，6 mol NO和2 mol CO的投料等價(jià)于2 mol NO和 6 mol CO，Ⅱ中投入量相當(dāng)于Ⅰ中的2倍，由于體積相等，故Ⅱ相當(dāng)于加壓，平衡正向移動(dòng)，M處壓強(qiáng)小于N處的2倍，B項(xiàng)錯(cuò)誤；從圖知，溫度升高，CO2的物質(zhì)的量減小，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，容器Ⅱ中，在t1時(shí)達(dá)到平衡，NO的轉(zhuǎn)化率為100%≈16.7%，Ⅱ改為絕熱容器，即Ⅱ中正向反應(yīng)放出的熱量使Ⅱ中溫度升高，導(dǎo)致平衡逆向移動(dòng)，所以NO的轉(zhuǎn)化率減小，D項(xiàng)正確。 [綜合強(qiáng)化] 13.如下圖所示，甲、乙、丙分別表示在不同條件下可逆反應(yīng)A(g)＋B(g)xC(g)的生成物C在反應(yīng)混合物中的體積分?jǐn)?shù)和反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系。 (1)若甲圖中兩條曲線分別代表有催化劑和無催化劑的情況，則 曲線表示無催化劑時(shí)的情況，反應(yīng)速率：a (填“大于”“小于”或“等于”)b。 (2)若乙圖表示反應(yīng)達(dá)到平衡后，分別在恒溫恒壓條件下和恒溫恒容條件下向平衡混合氣體中充入氦氣后的情況，則 曲線表示恒溫恒容的情況，在恒溫恒容條件下，C的體積分?jǐn)?shù) (填“變大”“變小”或“不變”)。 (3)根據(jù)丙圖可以判斷該可逆反應(yīng)的正反應(yīng)是 (填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)，化學(xué)計(jì)量數(shù)x的取值范圍是 。 (4)丁圖表示在某固定容積的密閉容器中，上述可逆反應(yīng)達(dá)到平衡后，某物理量隨著溫度(T)的變化情況。根據(jù)你的理解，丁圖的縱軸可以是 (填序號(hào))。①φ(C)/%、②A的轉(zhuǎn)化率、③B的轉(zhuǎn)化率、④壓強(qiáng)、⑤c(A)、⑥c(B) 升溫平衡移動(dòng)的方向?yàn)? (填“左移”或“右移”)。 答案　(1)b　大于　(2)a　不變　(3)吸熱　x＞2 (4)①②③④　右移 解析　(1)使用催化劑能提高反應(yīng)速率，縮短達(dá)到平衡的時(shí)間，a曲線達(dá)到平衡所用時(shí)間短，b曲線達(dá)到平衡所用時(shí)間長(zhǎng)，所以a曲線表示使用催化劑，b曲線表示未使用催化劑，反應(yīng)速率a大于b。(2)恒溫恒容下，充入不反應(yīng)的氣體，反應(yīng)物、生成物的濃度均不變，平衡不移動(dòng)，C在反應(yīng)混合物中的體積分?jǐn)?shù)不變。由乙圖可知，a曲線中C的體積分?jǐn)?shù)不變，b曲線達(dá)到新平衡后C的體積分?jǐn)?shù)變大，所以a曲線表示恒溫恒容條件下向平衡混合氣體中充入氦氣。(3)由丙圖可知，壓強(qiáng)相同時(shí)，溫度越高，C的體積分?jǐn)?shù)越大，即升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，又因升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，所以正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；溫度相同時(shí)，壓強(qiáng)越大，平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)越小，即增大壓強(qiáng)，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，又因增大壓強(qiáng)平衡向氣體分子數(shù)減小的方向移動(dòng)，故x＞2。(4)由丁圖可知，縱軸所表示的物理量隨溫度升高而增大，升高溫度，平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng)，即向右移動(dòng)，C的體積分?jǐn)?shù)增大；A、B的轉(zhuǎn)化率增大；A、B的濃度降低；該反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，所以隨溫度升高，容器內(nèi)壓強(qiáng)增大。故①②③④符合。 考點(diǎn)　化學(xué)平衡圖像 題點(diǎn)　化學(xué)平衡圖像的綜合 14.(2018啟東中學(xué)高二期中)(1)科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2，化學(xué)方程式如下：2NO＋2CO2CO2＋N2　ΔH ＜0。為了測(cè)定在某種催化劑作用下的反應(yīng)速率，在某溫度下用氣體傳感器測(cè)得不同時(shí)間的NO和CO濃度如表： 時(shí)間/s 0 1 2 3 4 5 c(NO)(10－4 molL－1) 10.0 4.50 2.50 1.50 1.00 1.00 c(CO)(10－3 molL－1) 3.60 3.05 2.85 2.75 2.70 2.70 請(qǐng)回答下列問題(均不考慮溫度變化對(duì)催化劑催化效率的影響)： ①前2 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)＝ 。 ②假設(shè)在密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)到平衡時(shí)下列措施能提高NO轉(zhuǎn)化率的是 (填字母，下同)。 A.選用更有效的催化劑 B.升高反應(yīng)體系的溫度 C.降低反應(yīng)體系的溫度 D.縮小容器的體積 (2)已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－196.6 kJmol－1 2NO(g)＋O2(g)2NO2(g) ΔH＝－113.0 kJmol－1 ①則反應(yīng)NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)的ΔH＝ kJmol－1。 ②一定條件下，將NO2與SO2以體積比1∶2置于恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 。 a.體系壓強(qiáng)保持不變 b.混合氣體顏色保持不變 c.SO3和NO的體積比保持不變 d.每消耗1 mol SO3的同時(shí)生成1 mol NO2 ③測(cè)得上述反應(yīng)平衡時(shí)NO2與SO2體積比為1∶6，則平衡常數(shù)K＝ 。 (3)CO可用于合成甲醇，反應(yīng)方程式為CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示。該反應(yīng)ΔH (填“>”或“ <”)0。 答案　(1)①1.8810－4 molL－1s－1?、贑D　(2)①－41.8?、赽?、?/3　(3)< 解析　(1)①前2 s消耗NO的濃度為(10.010－4－2.5010－4) molL－1＝7.5010－4 molL－1，生成N2的濃度為7.510－4/2 molL－1＝3.7510－4 molL－1；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率數(shù)學(xué)表達(dá)式，v(N2)＝3.7510－4/2 molL－1s－1≈1.8810－4 molL－1s－1；②催化劑只加快反應(yīng)速率，對(duì)化學(xué)平衡的移動(dòng)無影響，A錯(cuò)誤；此反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NO的轉(zhuǎn)化率降低，B錯(cuò)誤；此反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，降低體系溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，NO的轉(zhuǎn)化率提高，C正確；縮小容器的體積，相當(dāng)于增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，NO的轉(zhuǎn)化率增大，D正確。(2)考查蓋斯定律的應(yīng)用和化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷，①Ⅰ.2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，Ⅱ.2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，根據(jù)目標(biāo)反應(yīng)方程式，(Ⅰ－Ⅱ)/2，得出ΔH＝(－196.6＋113.0)/2 kJmol－1＝－41.8 kJmol－1；②根據(jù)反應(yīng)方程式，推出反應(yīng)前后氣體計(jì)量數(shù)之和相等，因此壓強(qiáng)不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，a錯(cuò)誤；NO2為紅棕色氣體，其余均為無色氣體，因此當(dāng)氣體顏色不再改變，說明反應(yīng)達(dá)到平衡，b正確；根據(jù)反應(yīng)方程式，生成SO3和NO的物質(zhì)的量相等，即任何時(shí)刻，SO3和NO物質(zhì)的量都相等，因此SO3和NO的體積比保持不變，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，c錯(cuò)誤；生成NO2和消耗SO3，反應(yīng)都是向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡，d錯(cuò)誤；③令NO2的物質(zhì)的量為1 mol，SO2的物質(zhì)的量為2 mol， 　　　　　 NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g) 起始(mol)： 1 2 0 0 變化(mol)： x x x x 平衡(mol)： 1－x 2－x x x 根據(jù)信息，測(cè)得上述反應(yīng)平衡時(shí)NO2和SO2的體積比為1∶6，相同條件下，體積比等于物質(zhì)的量之比，即(1－x)∶(2－x)＝1∶6，解得x＝4/5，平衡常數(shù)K＝，代入數(shù)值，解得K＝8/3。(3)等壓下，溫度升高，CO的轉(zhuǎn)化率降低，根據(jù)勒夏特列原理，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，即ΔH<0。 15.(2017海安高級(jí)中學(xué)高二10月月考)研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的測(cè)量及處理具有重要意義。 (1)降低汽車尾氣的方法之一是在排氣管上安裝催化轉(zhuǎn)化器，發(fā)生如下反應(yīng)： 2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH<0 ①一定條件下，將體積比為1∶2的NO、CO氣體置于恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，下列能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是 (填字母)。 A.體系壓強(qiáng)保持不變 B.混合氣體顏色保持不變 C.N2和CO2的體積比保持不變 D.v正(CO)＝2v逆(N2) ②20 min時(shí)，若改變反應(yīng)條件，導(dǎo)致N2濃度發(fā)生如下圖1所示的變化，則改變的條件可能是 (填字母)。 A.加入催化劑 B.降低溫度 C.增加CO2量 D.縮小容器體積 (2)在一定條件下，將SO2和NO2通入絕熱恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)，正反應(yīng)速率隨時(shí)間變化如圖2所示。由圖可得出的正確結(jié)論是 (填字母)。 A.反應(yīng)在c點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài) B.反應(yīng)物濃度：b點(diǎn)小于c點(diǎn) C.反應(yīng)物的總能量低于生成物的總能量 D.Δt1＝Δt2時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率：a～b段小于b～c段 (3)采用一種新型的催化劑(主要成分是CuMn的合金)，利用CO和H2可制備二甲醚(DME)。觀察圖3回答問題。催化劑中n(Mn)/n(Cu)約為 時(shí)最有利于二甲醚的合成。 (4)工業(yè)上可以用CO和H2生產(chǎn)燃料甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　 ΔH＝－92.9 kJmol－1, 300 ℃，在容積相同的3個(gè)密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，保持恒溫、恒容，測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡的有關(guān)數(shù)據(jù)如下： 容器 甲 乙 丙 反應(yīng)物投入量 1 mol CO、2 mol H2 1 mol CH3OH 2 mol CH3OH 平衡時(shí)的數(shù)據(jù) CH3OH/molL－1 c1 c2 c3 反應(yīng)的能量變化 放出a kJ 吸收b kJ 吸收c kJ 體系壓強(qiáng)/Pa p1 p2 p3 反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率 α1 α2 α3 下列說法中正確的是 (填字母)。 A.2c1>c3 B.a＋b＝92.9 C.2p2＜p3 D.α1＋α3<1 答案　(1)①AD?、贐　(2)D　(3)2.0　(4)BD 解析　(1)①正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，從正反應(yīng)開始建立平衡，建立平衡的過程中氣體總物質(zhì)的量減小，在恒容容器中，體系壓強(qiáng)減小，壓強(qiáng)不變說明達(dá)到平衡狀態(tài)，A項(xiàng)正確；該反應(yīng)中氣體都呈無色，混合氣體的顏色始終保持無色，顏色不變不能作為平衡的標(biāo)志，B項(xiàng)錯(cuò)誤；N2和CO2起始都為0，轉(zhuǎn)化生成N2和CO2的體積比始終保持1∶2，N2和CO2的體積比保持不變不能作為平衡的標(biāo)志，C項(xiàng)錯(cuò)誤；用CO表示的正反應(yīng)速率與用N2表示的逆反應(yīng)速率之比等于2∶1，等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，說明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài)，D項(xiàng)正確。②由圖1可見，改變條件的瞬間N2濃度沒有變化，后來N2的濃度逐漸增大達(dá)到新平衡。加入催化劑對(duì)平衡無影響，N2濃度不變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；降低溫度平衡正向移動(dòng)，N2濃度增大，B項(xiàng)正確；增加CO2的量，平衡逆向移動(dòng)，N2濃度減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；縮小容器體積的瞬間N2濃度驟然增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。(2)c點(diǎn)正反應(yīng)速率達(dá)最大，后正反應(yīng)速率逐漸減小，c點(diǎn)沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；從正反應(yīng)開始建立平衡，隨著時(shí)間的推移在達(dá)到平衡前，反應(yīng)物濃度逐漸減小，b點(diǎn)反應(yīng)物濃度大于c點(diǎn)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；該容器為絕熱容器，則影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素有兩個(gè)：濃度和溫度，從濃度的角度看隨著時(shí)間的推移反應(yīng)物濃度減小，反應(yīng)速率減慢，但c點(diǎn)前正反應(yīng)速率逐漸加快說明溫度的影響為主且是升高溫度，由此可見該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量，C項(xiàng)錯(cuò)誤；c點(diǎn)前隨著時(shí)間的推移，正反應(yīng)速率加快，相同時(shí)間內(nèi)，正反應(yīng)速率越快，SO2的轉(zhuǎn)化率越大，Δt1＝Δt2時(shí)，a～b段SO2的轉(zhuǎn)化率小于b～c段，D項(xiàng)正確。(3)由圖3分析，催化劑中n(Mn)/n(Cu)約為2.0時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率最大，DME選擇性最大，CH3OH選擇性接近于0，說明催化劑中n(Mn)/n(Cu)約為2.0時(shí)最有利于二甲醚的合成。(4)容器的特點(diǎn)為恒溫恒容，反應(yīng)的特點(diǎn)為正反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)。甲從正反應(yīng)開始建立平衡，乙從逆反應(yīng)開始建立平衡，用一邊倒換算之后乙的起始各物質(zhì)物質(zhì)的量與甲對(duì)應(yīng)相等，所以甲、乙為等效平衡，則c2＝c1，a＋b＝92.9，p1＝p2，α1＋α2＝1；丙中起始投入的CH3OH物質(zhì)的量為乙中兩倍，可設(shè)計(jì)一個(gè)兩倍體積的容器稱為丁，起始丁容器中加入2 mol CH3OH，在相同條件下達(dá)到平衡時(shí)，丁相當(dāng)于兩個(gè)乙，則丁中平衡時(shí)的數(shù)據(jù)：CH3OH濃度與乙中相等為c2 molL－1、反應(yīng)吸收的能量為2b kJ、體系壓強(qiáng)與乙中相等為p2、反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率與乙中相等為α2；丙相當(dāng)于在丁達(dá)到平衡后將體積壓縮為一半，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，CH3OH物質(zhì)的量增大，則c3>2c2、反應(yīng)吸收的能量小于2b kJ、體系壓強(qiáng)p22c1，A項(xiàng)錯(cuò)誤；a＋b＝92.9，B項(xiàng)正確；p3<2p2，C項(xiàng)錯(cuò)誤；α1＋α3<1，D項(xiàng)正確。