易錯專題13 化學平衡圖像和計算-2024年高考化學考前易錯聚焦含解析

易錯專題13化學平衡圖像和計算-2024年高考化學考前易錯聚焦易錯專題13化學平衡圖像和計算聚焦易錯點：?易錯點一化學平衡圖像?易錯點二化學平衡計算典例精講易錯點一化學平衡圖像【易錯典例】例1(1)用O2將HCl轉化為Cl2，可提高效益，減少污染。新型RuO2催化劑對上述HCl轉化為Cl2的總反應[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實驗測得在一定壓強下，總反應的HCl平衡轉化率隨溫度變化的αHCl～T曲線如下圖：則總反應的ΔH________0(填“＞”、“＝”或“＜”)；A、B兩點的平衡常數K(A)與K(B)中較大的是________。②在上述實驗中若壓縮體積使壓強增大，畫出相應αHCl～T曲線的示意圖，并簡要說明理由_________。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．使用更好的催化劑D．移去H2O（2）甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇，發(fā)生的主要反應如下：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3，回答下列問題：①反應①的化學平衡常數K表達式為________；圖中能正確反映平衡常數K隨溫度變化關系的曲線為________(填曲線標記字母)，其判斷理由是________。②合成氣組成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.60時，體系中的CO平衡轉化率(α)與溫度和壓強的關系如圖所示。α(CO)值隨溫度升高而_____(填“增大”或“減小”)，其原因是____________；圖中的壓強由大到小為________，其判斷理由是________________?！窘忸}必備】1.化學平衡圖像的解答（1）認清坐標系，弄清縱、橫坐標所代表的意義，并與有關原理相結合；看清起點，分清反應物、生成物，濃度減小的是反應物，濃度增大的是生成物，一般生成物多數以原點為起點；看清曲線的變化趨勢，注意漸變和突變，分清正、逆反應，從而判斷反應特點；注意終點，例如在濃度-時間圖像上，一定要看清終點時反應物的消耗量、生成物的增加量，并結合有關原理進行推理判斷；先拐先平數值大，例如在轉化率-時間圖像上，先出現拐點的曲線先達到平衡，此時逆向推理可得該曲線對應的溫度高、濃度大或壓強大；定一議二，當圖像中有三個量時，先確定一個量不變再討論另外兩個量的關系。（2）從“斷點”著手，當可逆反應達到一種平衡后，若某一時刻外界條件發(fā)生改變，都可能使速率－時間圖像的曲線出現不連續(xù)的情況，即出現“斷點”。根據“斷點”前后的速率大小，即可對外界條件的變化情況作出判斷；從“拐點”入手，同一可逆反應，若反應條件不同，達到平衡所用的時間也可能不同，反映到圖像出現“拐點”的時間也就有差異。根據外界條件對化學反應速率的影響，即可判斷出溫度的高低、壓強或濃度的大小及是否使用催化劑；從曲線的變化趨勢著手，對于速率－溫度(或壓強)圖像，由于隨著溫度逐漸升高或壓強逐漸增大，反應速率會逐漸增大，因此圖像上出現的是平滑的遞增曲線，注意溫度或壓強的改變對正、逆反應速率的影響是一致的，即要增大都增大，要減小都減小，反映到圖像上，就是v(正)、v(逆)兩條曲線的走勢大致相同。2.化學平衡簡答題的解答（1）化學平衡類簡答題一般是演繹三段式答題模式(前提、推理、結論)：問題所涉及大前提(相關的理論或規(guī)律)的表述，一般很熟悉的理論或規(guī)律可以只寫名稱，也可以用化學方程式等化學用語表示，并不需要把其詳細內容寫出；問題的推理過程(具體條件下的變化等)的表述；問題所涉及的變化結果。（2）答題的一般思維和作答程序是：閱讀題目新情境的信息，找出核心問題的分析對象，即平衡體系；找出題目信息中與平衡體系有關變化的因素；利用平衡移動原理分析變化的因素對化學平衡移動的影響，即平衡移動方向的判斷；說明平衡發(fā)生移動后對實際問題體系產生的影響。組織答案時，一般應將前提條件、前因后果表述清楚，其中的化學原理分析做到用詞準確、書寫規(guī)范。即“……存在……平衡，……(條件)使平衡向……(方向)移動，……(結論)”?！咀兪酵黄啤?.以石灰石為原料通過系列反應將硫元素以CaSO4的形式固定，從而降低SO2的排放。但是煤炭燃燒過程中產生的CO又會與CaSO4發(fā)生化學反應，降低脫硫效率。相關反應的熱化學方程式如下：CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)ΔH1＝＋218.4kJ·mol－1(反應Ⅰ)CaSO4(s)＋4CO(g)CaS(s)＋4CO2(g)ΔH2＝－175.6kJ·mol－1(反應Ⅱ)(1)對于有氣體參與的反應，表示平衡常數Kp時用氣體組分(B)的平衡壓強p(B)代替該氣體物質的量濃度c(B)，則反應Ⅰ的Kp＝______________________(用表達式表示)。(2)假設某溫度下，反應Ⅰ的速率(v1)小于反應Ⅱ的速率(v2)，則如下圖反應過程能量變化示意圖正確的是____________(填字母，下同)。(3)如圖為實驗測得不同溫度下反應體系中CO初始體積百分數與平衡時固體產物中CaS質量百分數的關系曲線。則降低該反應體系中產生的SO2生成量的措施有________。A.向該反應體系中投入生石灰B.在合適的溫度區(qū)間內控制較低的反應溫度C.降低CO的初始體積百分數D.提高反應體系的溫度2.①將一定量的CO2(g)和CH4(g)通入一恒容密閉容器中發(fā)生反應:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。其他條件相同,在不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ)作用下反應相同時間后,體系中CO含量隨反應溫度的變化如下圖所示。在a點與b點對應的反應條件下,反應繼續(xù)進行一段時間后達到平衡,平衡常數Ka(填“>”、“<”或“=”)Kb;c點CO含量高于b點的原因是。

②為了探究反應CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)的反應速率與濃度的關系,起始時向恒容密閉容器中通入CH4與CO2,使其物質的量濃度均為1.0mol·L-1。平衡時,根據相關數據繪制出兩條反應速率-濃度關系曲線:v正-c(CH4)和v逆-c(CO)。則與曲線v正-c(CH4)相對應的是上圖中曲線(填“甲”或“乙”);該反應達到平衡后,某一時刻降低溫度,反應重新達到平衡,平衡常數減小,則此時曲線甲對應的平衡點可能為(填字母,下同),曲線乙對應的平衡點可能為。

3.SO2經過凈化后與空氣混合進行催化氧化后制取硫酸或者硫酸銨,其中SO2發(fā)生催化氧化的反應為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。若在T1℃、0.1MPa條件下,往一密閉容器通入SO2和O2[其中n(SO2)∶n(O2)=2∶1],測得容器內總壓強與反應時間如右上圖所示。①該反應的化學平衡常數表達式:K=。

②圖中A點時,SO2的轉化率為。

③計算SO2催化氧化反應在圖中B點的壓強平衡常數Kp=(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質的量分數)。

④若在T2℃、其他條件不變的情況下測得壓強的變化曲線如上圖所示,則T1(填“>”、“<”或“=”)T2;其中C點的正反應速率vC(正)與A點的逆反應速率vA(逆)的大小關系為vC(正)(填“>”、“<”或“=”)vA(逆)。易錯點二化學平衡計算【易錯典例】例2（Ⅰ.二甲醚是一種重要的清潔燃料，可以通過CH3OH分子間脫水制得：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－23.5kJ·mol－1。在t1℃，恒容密閉容器中建立上述平衡，體系中各組分濃度隨時間變化如圖所示。(1)該條件下反應平衡常數表達式K＝___________________________；在t1℃時，反應的平衡常數為________，達到平衡時n(CH3OCH3):n(CH3OH):n(H2O)=_____________________。(2)相同條件下，若改變起始濃度，某時刻各組分濃度依次為：c(CH3OH)＝0.4mol·L－1、c(H2O)＝0.6mol·L－1、c(CH3OCH3)＝2.4mol·L－1，此時正、逆反應速率的大小：v正________v逆(填“>”、“<”或“＝”)，反應向______反應方向進行(填“正”或“逆”)。Ⅱ.已知可逆反應：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)ΔH＞0，請回答下列問題：(1)在某溫度下，反應物的起始濃度分別為c(M)＝1mol·L－1，c(N)＝2.4mol·L－1。達到平衡后，M的轉化率為60%，此時N的轉化率為____________。(2)若反應溫度升高，M的轉化率__________(填“增大”、“減小”或“不變”)。(3)若反應溫度不變，反應物的起始濃度分別為c(M)＝4mol·L－1，c(N)＝amol·L－1；達到平衡后，c(P)＝2mol·L－1，a＝____________。【解題必備】1.化學平衡常數（1）在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度化學計量數次冪的乘積與其反應物濃度化學計量數次冪的乘積的比值是一個常數，即平衡常數，用符號K表示。對一般可逆反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，當在一定溫度下達平衡狀態(tài)時，可以得出：K＝，K值越大，說明平衡體系中生成物所占的比例越大，反應物的轉化率越大，K只受溫度影響，與反應物或生成物的濃度變化無關，即在一定溫度下，平衡常數保持不變。（2）化學平衡常數的應用：根據平衡常數可判斷可逆反應進行的程度，平衡常數越大，正反應進行的程度越大，反應物的轉化率越高，平衡后生成物的濃度越大，反應物的濃度越小；利用化學平衡常數可判斷化學平衡移動的方向，對于可逆反應aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定溫度下的任意時刻，反應物與生成物濃度有如下關系：＝Qc，稱為濃度商：；利用化學平衡常數判斷可逆反應的熱效應：。2．化學平衡的計算“三段式”法是有效解答化學平衡計算題的“萬能鑰匙”。解題時，要注意清楚條理地列出起始量、轉化量、平衡量，按題目要求進行計算，同時還要注意單位的統(tǒng)一。舉例如下：(1)則A的轉化率α(A)＝eq\f(mx,a)×100%。(2)D的物質的量分數＝eq\f(qx,a－mx＋b－nx＋px＋qx)×100%。(3)起始與平衡時的壓強比：eq\f(p始,p平)＝eq\f(a＋b,a－mx＋b－nx＋px＋qx)。(4)平衡時混合氣體的平均相對分子質量eq\x\to(Mr)＝eq\f(aMA＋bMB,a－mx＋b－nx＋px＋qx)?！咀兪酵黄啤?．亞硝酰氯(NOCl)是有機合成中的重要試劑，可由NO和Cl2反應得到，化學方程式為2NO(g)＋Cl2(g)2NOCl(g)。(1)氮氧化物與懸浮在大氣中的海鹽粒子相互作用時會生成亞硝酰氯，涉及如下反應：①2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋NOCl(g)②4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)③2NO(g)＋Cl2(g)2NOCl(g)設反應①②③對應的平衡常數依次為K1、K2、K3，則K1、K2、K3之間的關系為____________。(2)300℃時，2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)。正反應速率的表達式為v正＝k·cn(NOCl)(k為速率常數，只與溫度有關)，測得速率與濃度的關系如表所示：序號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恒容密閉容器中充入2molNO(g)和1molCl2(g)，在不同溫度下測得c(NOCl)與時間t的關系如圖A所示：①反應開始到10min時NO的平均反應速率v(NO)＝________mol·L－1·min－1。②T2時該反應的平衡常數K為________。③Cl2的平衡轉化率為________________。(4)在密閉容器中充入NO(g)和Cl2(g)，改變外界條件[溫度、壓強、eq\f(n（Cl2）,n（NO）)、與催化劑的接觸面積]，NO的轉化率變化關系如圖B所示。X代表________。5．“綠水青山就是金山銀山”，近年來，綠色發(fā)展、生態(tài)保護成為中國展示給世界的一張新“名片”。(I)汽車尾氣是造成大氣污染的重要原因之一，減少氮的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護的重要內容之一。請回答下列問題：(1)已知：若某反應的平衡常數表達式為，則此反應的熱化學方程式為_______。(2)在一定條件下可發(fā)生分解：，一定溫度下，在恒容密閉容器中充入一定量進行該反應，能判斷反應已達到化學平衡狀態(tài)的是_____(填字母)。A．和的濃度比保持不變B．容器中壓強不再變化C．D．氣體的密度保持不變(Ⅱ)甲醇、乙醇來源豐富、價格低廉、運輸貯存方便，都是重要的化工原料，有著重要的用途和應用前景，可以用多種方法合成。CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)(3)將和按物質的量之比1：3充入體積為2.0L的恒容密閉容器中反應生成，如圖1表示壓強為0.1MPa和5.0MPa下轉化率隨溫度的變化關系。①a、b兩點化學反應速率分別用，表示，則_____(填“大于”、“小于”或“等于”)②列出a點對應的平衡常數表達式K=____________________。(4)在1.0L恒容密閉容器中投入1mol和2.75mol發(fā)生反應：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，實驗測得不同溫度及壓強下，平衡時甲醇的物質的量變化如圖2所示，下列說法正確的是________。A．該反應的正反應為放熱反應B．壓強大小關系為P1＜P2＜P3C．M點對應的平衡常數K的值約為D．在及512K時，圖中N點(5)催化加氫合成乙醇的反應為：2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)；m代表起始時的投料比，即。①圖3中投料比相同，溫度，則該反應的焓變_______0(填)。②m=3時，恒壓條件下各物質的物質的量分數與溫度的關系如圖4所示，則曲線b代表的物質為_________(填化學式)。6．利用丁內酯(BL)制備1，丁二醇(BD)，反應過程中伴有生成四氫呋喃(THF)和丁醇(BuOH)的副反應，涉及反應如下：已知：①反應Ⅰ為快速平衡，可認為不受慢反應Ⅱ、Ⅲ的影響；②因反應Ⅰ在高壓氛圍下進行，故壓強近似等于總壓。回答下列問題：(1)以或BD為初始原料，在、的高壓氛圍下，分別在恒壓容器中進行反應。達平衡時，以BL為原料，體系向環(huán)境放熱；以BD為原料，體系從環(huán)境吸熱。忽略副反應熱效應，反應Ⅰ焓變_______。(2)初始條件同上。表示某物種i的物質的量與除外其它各物種總物質的量之比，和隨時間t變化關系如圖甲所示。實驗測得，則圖中表示變化的曲線是_______；反應Ⅰ平衡常數_______(保留兩位有效數字)。以BL為原料時，時刻_______，BD產率=_______(保留兩位有效數字)。(3)為達平衡時與的比值。、、三種條件下，以為初始原料，在相同體積的剛性容器中發(fā)生反應，隨時間t變化關系如圖乙所示。因反應在高壓氛圍下進行，可忽略壓強對反應速率的影響。曲線a、b、c中，最大的是_______(填代號)；與曲線b相比，曲線c達到所需時間更長，原因是_______?？键c精練1．（2024·遼寧大連·一模）乙烯的產量是衡量一個國家石油化工發(fā)展水平的重要標志。一定條件下和合成乙烯的反應為。向1L恒容密閉容器中充入1mol和3mol，測得不同溫度下的平衡轉化率及催化劑的催化效率如題圖所示。下列說法正確的是A．升高溫度，平衡向逆反應方向移動，催化劑的催化效率降低B．圖中M點乙烯的體積分數約為7.7%C．250℃時，當的轉化率位于點時，保持其他條件不變，僅延長反應時間不可能使轉化率達到50%D．向N點的平衡體系中充入1mol和3mol，其他條件不變，再次達到平衡時，增大2．（2024·廣東佛山·二模）在恒容密閉容器中發(fā)生反應：，Y的平衡轉化率按不同投料比()隨溫度變化的曲線如圖所示。下列說法正確的是A．B．平衡常數：C．當容器內氣體密度不變時，反應達到平衡D．溫度下增大壓強，c點向a點方向移動3．（2024·黑龍江·二模）中國積極推動技術創(chuàng)新，力爭2060年實現碳中和。CO2催化還原的主要反應有：①

②

向恒溫恒壓的密閉容器中通入1molCO2和3molH2進行上述反應。CH3OH的平衡產率、CO2的平衡轉化率隨溫度變化關系如圖。下列說法錯誤的是A．反應②的B．若氣體密度不再變化，反應①和②均達到平衡狀態(tài)C．任一溫度下的平衡轉化率：D．平衡時隨溫度升高先增大后減小4．（2024·重慶·一模）利用傳感技術可探究壓強對化學平衡的影響。往注射器中充入適量氣體保持活塞位置不變達到平衡(圖甲)；恒定溫度下，分別在時快速移動注射器活塞后保持活塞位置不變，測得注射器內氣體總壓強隨時間變化如圖乙。下列說法錯誤的是A．兩點對應的反應速率：B．B點對應的分壓平衡常數為C．C點到D點平衡逆向移動，針筒內氣體顏色D點比B點深D．三點中，點的氣體平均相對分子質量最大5．（2024·湖南·二模）二氧化碳加氫制甲烷過程中的主要反應為Ⅰ．Ⅱ．在密閉容器中，時，平衡轉化率、在催化劑作用下反應相同時間所測得的實際轉化率隨溫度的變化如圖所示。的選擇性可表示為。下列說法正確的是A．反應的焓變B．前實際轉化率增大的主要原因是：溫度升高，反應Ⅱ平衡正移C．降低體系溫度，的平衡選擇性增大D．時，使用更高效催化劑，有可能使平衡轉化率達到點6．（2024·河北張家口·一模）從煙道廢氣中回收硫的原理之一：

，在恒壓密閉容器中，平衡時SO2的轉化率與起始充入的和溫度（T）的關系如圖所示。下列說法中正確的是A．正反應的活化能B．CO的轉化率：M>NC．正反應速率：M>QD．該反應的化學平衡常數表達式：7．（2024·廣西柳州·三模）燃油汽車尾氣中含有NO和CO等有毒氣體，某研究小組用新型催化劑對NO、CO在不同條件下的催化轉化進行研究，反應原理為：

。在密閉容器中充入2molNO和2molCO，平衡時NO的體積分數隨溫度、壓強的變化關系如圖。下列說法正確的是A．a點CO的平衡轉化率為25%B．c點和b點的反應速率可能相同C．若在e點擴大容器體積并加熱，可能達到c點狀態(tài)D．恒溫恒壓條件下，向d點平衡體系中再充入2molNO和2molCO，重新達到平衡后，與d點狀態(tài)相比，NO的體積分數將增大8．（2024·湖南益陽·三模）工業(yè)上常用和為原料合成甲醇，過程中發(fā)生如下反應：。在溫度下，向剛性容器中充入和一定物質的量的，隨著充入的物質的量的不同，平衡時容器中的體積分數變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是A． B．C．平衡常數 D．該反應在高溫高壓條件下自發(fā)進行9．（2024·湖南長沙·一模）二氧化碳催化加氫制甲醇，有利于減少溫室氣體一氧化碳。其原理為。在起始物n(H2)/n(CO2)=3時，在不同條件下達到平衡，設體系中甲醇的物質的量分數為，在T=250℃下的、在下的曲線如圖所示。下列說法正確的是A．圖中對應等壓過程的曲線是aB．該反應在高溫下能自發(fā)進行C．當時，的平衡轉化率D．溫度壓強一定時，增大起始物，可提高平衡時的10．（2024·遼寧錦州·一模）已知可逆反應，和的消耗速率與其濃度存在如下關系：，（其中、是只與溫度有關的常數），一定溫度下，消耗速率與濃度的關系圖像如圖所示。下列說法正確的是A．曲線Y表示消耗速率與濃度的關系B．圖中A點表示反應達到平衡狀態(tài)C．縮小容器的容積，平衡向正反應方向移動，氣體的顏色變淺D．若某溫度時，則該溫度下平衡常數11．（2024·貴州黔西·一模）控制起始時，，恒容條件下，若只發(fā)生反應?。?/p>

ⅱ．

，平衡時各物質的量分數隨溫度的變化如圖所示，下列說法正確的是A．圖中代表的曲線是c，代表的曲線是bB．溫度低于500℃時，CO的物質的量分數約為0，說明此條件下，反應ⅰ化學平衡常數大，反應完全C．反應的D．M點（℃）時，反應的平衡常數12．（2024·湖南常德·一模）在℃，下，向1L的密閉容器中充入1mol和一定物質的量的發(fā)生反應：，平衡時的物質的量分數與初始投料比的關系如圖所示。下列說法錯誤的是A．隨著的增大，的轉化率逐漸增大B．e點：C．a點時，該反應的平衡常數為D．a點，平衡后再投入1mol和1mol，達到新平衡時，的產率增大13．（2024·四川遂寧·三模）氮、碳化合物轉化是環(huán)境科學研究熱點課題之一?！半p碳”目標大背景下，采取高效經濟方式利用CO2對人類社會發(fā)展具有重要意義。(1)CO2催化加氫可合成乙烯，反應為2CO2(g)+6H2(g)?C2H4(g)+4H2O(g)

ΔH<0，在恒壓密閉容器中，起始充入2molCO2(g)和6molH2(g)發(fā)生反應，不同溫度下達到平衡時各組分的體積分數隨溫度的變化如圖所示。①a、b、c三點的平衡常數由大到小為：(用Ka、Kb、Kc表示)。②表示C2H4體積分數隨溫度變化的曲線是(填“k”“l(fā)”“m”“n”)。③若d表示240℃時某時刻H2的體積分數，保持溫度不變，則反應向(填“正”或“逆”)反應方向進行。(2)低碳烯烴是基礎有機化工原料，工業(yè)上可利用合成氣間接或直接制取。其間接制取的主要反應方程式如下：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寫出用CO(g)和H2(g)直接制取低碳烯烴C2H4(g)和H2O(g)的熱化學方程式：。②將He、CO和H2以體積比為1∶1∶2充入密閉容器中直接制取乙烯，CO的平衡轉化率與溫度的關系如圖所示，則p1p2(填“>”“＜”或“=”)，M點的正反應速率N點的逆反應速率(填“>”“＜”或“=”)。在500K，壓強為p1的條件下，該反應的Kp=(列出計算式)。14．（2024·河南開封·三模）含硫化合物是實驗室和工業(yè)上的常用化學品?；卮鹣铝袉栴}：(1)實驗室可用銅與濃硫酸反應制備少量：，判斷該反應的自發(fā)性，并說明理由。(2)在一個固定容積為的密閉容器中，充入和，半分鐘后達到平衡，測得容器中含，則。若繼續(xù)通入和，則平衡移動(填“向正反應方向”、“向逆反應方向”或“不”)，再次達到平衡時，。(3)接觸法制硫酸工藝中，其主反應在并有催化劑存在條件下進行：①該熱化學反應方程式的含義是。②為尋求固定投料比下不同反應階段的最佳生產溫度，繪制相應轉化率(α)下反應速率(數值已略去)與溫度的關系如圖所示。下列說法正確的是(填標號)。a．溫度越高，反應速率越大b．的曲線代表平衡轉化率c．越大，反應速率最大值對應溫度越低d．可根據不同對應的最大反應速率，選擇最佳生產溫度③設的平衡分壓為的平衡轉化率為，用含和的代數式表示上述催化氧化反應的(用平衡分壓代替平衡濃度)。④為提高釩催化劑的綜合性能，我國科學家對其進行了改良。不同催化劑下，溫度和轉化率關系如下圖所示，催化性能最佳的是(填標號)。15．（2024·貴州·一模）工業(yè)上常用合成氣（主要成分為CO、）在一定條件下制備甲醇，其涉及反應如下：反應Ⅰ．

；反應Ⅱ．

；反應Ⅲ．

?；卮鹣铝袉栴}：(1)在催化劑作用下也可以由CO2制備甲醇：，則；該反應在（填“高溫”“低溫”或“任意溫度”）下可自發(fā)進行。(2)向容積為2L的剛性密閉容器中充入2molCO和4mol發(fā)生上述反應，測得不同溫度下，CO的平衡轉化率、的選擇性如圖所示。①表示甲醇的選擇性曲線是（填“”或“”）。②下，2min時達到平衡，此時體系壓強為aPa，。用的分壓變化表示的化學反應速率為，反應Ⅲ的（，指用平衡分壓代替平衡濃度進行計算的平衡常數，A的平衡分壓的物質的量分數）。(3)維持CO和的物質的量之和為3mol，若在1L恒容密閉容器中只發(fā)生上述反應Ⅰ，調整進氣比不同，溫度不同時，測得相應的CO平衡轉化率如圖所示。則A和B兩點的溫度：（填“<”“＞”或“＝”），其判斷依據是。16．（2024·黑龍江大慶·模擬預測）乙烯是重要的工業(yè)原料，可用下列方法制備。Ⅰ.催化加氫法制乙烯：已知：的燃燒熱分別為：；(1)該反應。(2)將和按物質的量之比為2：3充入恒容密閉容器中，分別在不同催化劑條件下發(fā)生反應，測得相同時間的轉化率與溫度的關系如圖所示：一定溫度下，下列有關說法正確的是。A．達平衡時，一定為2：3B．向反應體系中加入少量無水固體，可提高的產率C．b、d兩狀態(tài)下，化學反應速率一定相等D．使用催化劑Ⅰ時反應的活化能比使用催化劑Ⅱ時低E．溫度下，向容器中加入稀有氣體，可提高的轉化率Ⅱ.工業(yè)上也可用甲烷催化法制取乙烯，只發(fā)生如下反應：。(3)溫度T時，向2L的恒容反應器中充入，僅發(fā)生上述反應，反應過程中的物質的量隨時間變化如圖所示：實驗測得：，，為速率常數，只與溫度有關，T溫度時，(用含有x的代數式表示)；當溫度升高時，增大m倍，增大n倍，則m(填“>”“<”或“=”)n。Ⅲ.氧化制乙烯：主反應為：(4)某催化劑催化過程中，在催化劑表面發(fā)生了一系列反應：①，②，③，④___________。則：④的反應式為。(5)在與反應制的過程中，還會發(fā)生副反應：①其他條件相同時，與經相同反應時間測得如表實驗數據：實驗溫度/K催化劑的產率%實驗1400催化劑155.0400催化劑262.3實驗2500催化劑168.5500催化劑280.1相同溫度時，催化劑2催化下產率更高的原因是。②在容器體積為1.0L，充入和同時發(fā)生主、副反應，乙烷的平衡轉化率、乙烯的選擇性()與溫度、壓強的關系如圖所示。M點主反應的平衡常數為(結果保留2位有效數字)。易錯專題13化學平衡圖像和計算聚焦易錯點：?易錯點一化學平衡圖像?易錯點二化學平衡計算典例精講易錯點一化學平衡圖像【易錯典例】例1(1)用O2將HCl轉化為Cl2，可提高效益，減少污染。新型RuO2催化劑對上述HCl轉化為Cl2的總反應[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實驗測得在一定壓強下，總反應的HCl平衡轉化率隨溫度變化的αHCl～T曲線如下圖：則總反應的ΔH________0(填“＞”、“＝”或“＜”)；A、B兩點的平衡常數K(A)與K(B)中較大的是________。②在上述實驗中若壓縮體積使壓強增大，畫出相應αHCl～T曲線的示意圖，并簡要說明理由_________。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．使用更好的催化劑D．移去H2O（2）甲醇既是重要的化工原料，又可作為燃料，利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑作用下合成甲醇，發(fā)生的主要反應如下：①CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)ΔH1②CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2③CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)ΔH3，回答下列問題：①反應①的化學平衡常數K表達式為________；圖中能正確反映平衡常數K隨溫度變化關系的曲線為________(填曲線標記字母)，其判斷理由是________。②合成氣組成n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.60時，體系中的CO平衡轉化率(α)與溫度和壓強的關系如圖所示。α(CO)值隨溫度升高而_____(填“增大”或“減小”)，其原因是____________；圖中的壓強由大到小為________，其判斷理由是________________。【答案】(1)①＜K(A)②見下圖增大壓強，平衡右移，αHCl增大，相同溫度下，HCl的平衡轉化率比之前的大③BD（2）①K＝a反應①為放熱反應，升高溫度使其平衡向逆反應方向移動，平衡常數K應減?、跍p小由圖可知，壓強恒定時，隨著溫度的升高，α(CO)減小p3＞p2＞p1溫度恒定時，反應①為氣體分子數減小的反應，加壓使平衡向正反應方向移動，α(CO)增大，而反應③為氣體分子數不變的反應，加壓對其平衡無影響，故增大壓強時，有利于α(CO)增大【解析】(1)①結合題中αHCl～T圖像可知，隨著溫度升高，αHCl降低，說明升高溫度平衡逆向移動，得出正反應方向為放熱反應，即ΔH＜0；A、B兩點A點溫度低，平衡常數K(A)大。②結合可逆反應2HCl(g)＋EQ\*jc0\*hps21\o(\s\up9(1),2)O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)的特點，增大壓強平衡向右移動，αHCl增大，則相同溫度下，HCl的平衡轉化率比增壓前的大，曲線如答案中圖示所示。③有利于提高αHCl，則采取措施應使平衡2HCl(g)＋EQ\*jc0\*hps21\o(\s\up9(1),2)O2(g)H2O(g)＋Cl2(g)正向移動。A項，增大n(HCl)，則c(HCl)增大，雖平衡正向移動，但αHCl減小，錯誤；B項，增大n(O2)即增大反應物的濃度，D項，移去H2O即減小生成物的濃度，均能使平衡正向移動，兩項都正確；C項，使用更好的催化劑，只能加快反應速率，不能使平衡移動，錯誤。（2）①根據化學平衡常數的概念可寫出反應①K的表達式；反應①是放熱反應，升高溫度，化學平衡向逆反應方向移動，化學平衡常數K減小，因此曲線a符合。②由圖可知，壓強不變時，隨著溫度的升高，α(CO)減小；反應③為氣體分子數不變的反應，加壓對其平衡無影響；反應①為氣體分子數減小的反應，加壓使α(CO)增大；由圖可知，固定溫度(如530K)時，p1→p2→p3，α(CO)增大，因此綜合分析可知p3＞p2＞p1?！窘忸}必備】1.化學平衡圖像的解答（1）認清坐標系，弄清縱、橫坐標所代表的意義，并與有關原理相結合；看清起點，分清反應物、生成物，濃度減小的是反應物，濃度增大的是生成物，一般生成物多數以原點為起點；看清曲線的變化趨勢，注意漸變和突變，分清正、逆反應，從而判斷反應特點；注意終點，例如在濃度-時間圖像上，一定要看清終點時反應物的消耗量、生成物的增加量，并結合有關原理進行推理判斷；先拐先平數值大，例如在轉化率-時間圖像上，先出現拐點的曲線先達到平衡，此時逆向推理可得該曲線對應的溫度高、濃度大或壓強大；定一議二，當圖像中有三個量時，先確定一個量不變再討論另外兩個量的關系。（2）從“斷點”著手，當可逆反應達到一種平衡后，若某一時刻外界條件發(fā)生改變，都可能使速率－時間圖像的曲線出現不連續(xù)的情況，即出現“斷點”。根據“斷點”前后的速率大小，即可對外界條件的變化情況作出判斷；從“拐點”入手，同一可逆反應，若反應條件不同，達到平衡所用的時間也可能不同，反映到圖像出現“拐點”的時間也就有差異。根據外界條件對化學反應速率的影響，即可判斷出溫度的高低、壓強或濃度的大小及是否使用催化劑；從曲線的變化趨勢著手，對于速率－溫度(或壓強)圖像，由于隨著溫度逐漸升高或壓強逐漸增大，反應速率會逐漸增大，因此圖像上出現的是平滑的遞增曲線，注意溫度或壓強的改變對正、逆反應速率的影響是一致的，即要增大都增大，要減小都減小，反映到圖像上，就是v(正)、v(逆)兩條曲線的走勢大致相同。2.化學平衡簡答題的解答（1）化學平衡類簡答題一般是演繹三段式答題模式(前提、推理、結論)：問題所涉及大前提(相關的理論或規(guī)律)的表述，一般很熟悉的理論或規(guī)律可以只寫名稱，也可以用化學方程式等化學用語表示，并不需要把其詳細內容寫出；問題的推理過程(具體條件下的變化等)的表述；問題所涉及的變化結果。（2）答題的一般思維和作答程序是：閱讀題目新情境的信息，找出核心問題的分析對象，即平衡體系；找出題目信息中與平衡體系有關變化的因素；利用平衡移動原理分析變化的因素對化學平衡移動的影響，即平衡移動方向的判斷；說明平衡發(fā)生移動后對實際問題體系產生的影響。組織答案時，一般應將前提條件、前因后果表述清楚，其中的化學原理分析做到用詞準確、書寫規(guī)范。即“……存在……平衡，……(條件)使平衡向……(方向)移動，……(結論)”?！咀兪酵黄啤?.以石灰石為原料通過系列反應將硫元素以CaSO4的形式固定，從而降低SO2的排放。但是煤炭燃燒過程中產生的CO又會與CaSO4發(fā)生化學反應，降低脫硫效率。相關反應的熱化學方程式如下：CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)ΔH1＝＋218.4kJ·mol－1(反應Ⅰ)CaSO4(s)＋4CO(g)CaS(s)＋4CO2(g)ΔH2＝－175.6kJ·mol－1(反應Ⅱ)(1)對于有氣體參與的反應，表示平衡常數Kp時用氣體組分(B)的平衡壓強p(B)代替該氣體物質的量濃度c(B)，則反應Ⅰ的Kp＝______________________(用表達式表示)。(2)假設某溫度下，反應Ⅰ的速率(v1)小于反應Ⅱ的速率(v2)，則如下圖反應過程能量變化示意圖正確的是____________(填字母，下同)。(3)如圖為實驗測得不同溫度下反應體系中CO初始體積百分數與平衡時固體產物中CaS質量百分數的關系曲線。則降低該反應體系中產生的SO2生成量的措施有________。A.向該反應體系中投入生石灰B.在合適的溫度區(qū)間內控制較低的反應溫度C.降低CO的初始體積百分數D.提高反應體系的溫度【答案】（1）eq\f(pCO2×pSO2,pCO)（2）B（3）AB【解析】(1)C由題意可知，平衡常數等于氣體生成物二氧化硫、二氧化碳濃度冪之積除以氣體反應物一氧化碳濃度冪之積，所以反應Ⅰ的Kp＝eq\f(pCO2×pSO2,pCO)。(2)反應Ⅰ為吸熱反應，反應Ⅱ為放熱反應，則A、D錯誤；反應Ⅰ的速率(v1)小于反應Ⅱ的速率(v2)，則反應Ⅱ的活化能較小，則C錯誤、B正確。（3）投入生石灰，生石灰與二氧化硫反應，SO2生成量減小，正確；較低的反應溫度，反應Ⅰ逆向進行，SO2生成量減小，正確；由圖象可知，減小CO的初始體積百分數，減小CaS的質量分數，增大二氧化硫的排放，錯誤；提高反應體系的溫度，不利于二氧化硫的減少，錯誤。答案選AB。2.①將一定量的CO2(g)和CH4(g)通入一恒容密閉容器中發(fā)生反應:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)。其他條件相同,在不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ)作用下反應相同時間后,體系中CO含量隨反應溫度的變化如下圖所示。在a點與b點對應的反應條件下,反應繼續(xù)進行一段時間后達到平衡,平衡常數Ka(填“>”、“<”或“=”)Kb;c點CO含量高于b點的原因是。

②為了探究反應CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)的反應速率與濃度的關系,起始時向恒容密閉容器中通入CH4與CO2,使其物質的量濃度均為1.0mol·L-1。平衡時,根據相關數據繪制出兩條反應速率-濃度關系曲線:v正-c(CH4)和v逆-c(CO)。則與曲線v正-c(CH4)相對應的是上圖中曲線(填“甲”或“乙”);該反應達到平衡后,某一時刻降低溫度,反應重新達到平衡,平衡常數減小,則此時曲線甲對應的平衡點可能為(填字母,下同),曲線乙對應的平衡點可能為。

【答案】①=c點與b點反應均未達到平衡,但c點溫度高于b點,反應速率更快,相同時間內生成CO的量更多,所以c點CO的含量更高②乙EB【解析】①a,b兩點溫度相同,平衡常數相等。②起始時投入CH4和CO2,隨著反應的進行,v正(CH4)遞減,v逆(CO)遞增(從零開始),所以曲線甲表示v逆-c(CO),曲線乙表示v正-c(CH4);溫度降低,反應速率減小,新平衡的平衡常數減小,則平衡逆向移動,CH4的濃度變大(B點),CO的濃度變小(E點)。3.SO2經過凈化后與空氣混合進行催化氧化后制取硫酸或者硫酸銨,其中SO2發(fā)生催化氧化的反應為2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。若在T1℃、0.1MPa條件下,往一密閉容器通入SO2和O2[其中n(SO2)∶n(O2)=2∶1],測得容器內總壓強與反應時間如右上圖所示。①該反應的化學平衡常數表達式:K=。

②圖中A點時,SO2的轉化率為。

③計算SO2催化氧化反應在圖中B點的壓強平衡常數Kp=(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質的量分數)。

④若在T2℃、其他條件不變的情況下測得壓強的變化曲線如上圖所示,則T1(填“>”、“<”或“=”)T2;其中C點的正反應速率vC(正)與A點的逆反應速率vA(逆)的大小關系為vC(正)(填“>”、“<”或“=”)vA(逆)?！敬鸢浮竣賑2(SO【解析】②設SO2、O2起始物質的量分別為2amol、amol,轉化物質的量為2xmol、xmol。2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)起始/mol:2aa0轉化/mol:2xx2x平衡/mol:2a-2xa-x2x(2a-2x)+(轉化率=2x③2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)起始/mol:2aa0轉化/mol:2xx2x平衡/mol:2a-2xa-x2x(2a-2x)+(Kp=(0.④先達到平衡的反應速率快,則溫度高,T1<T2;A點時,未達到平衡,則vA(正)>vA(逆),C點時,達到平衡狀態(tài),vC(正)=vC(逆),T2>T1,溫度越高,反應速率越快,則vC(正)=vC(逆)>vA(正)>vA(逆),因此vC(正)>vA(逆)。易錯點二化學平衡計算【易錯典例】例2（Ⅰ.二甲醚是一種重要的清潔燃料，可以通過CH3OH分子間脫水制得：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－23.5kJ·mol－1。在t1℃，恒容密閉容器中建立上述平衡，體系中各組分濃度隨時間變化如圖所示。(1)該條件下反應平衡常數表達式K＝___________________________；在t1℃時，反應的平衡常數為________，達到平衡時n(CH3OCH3):n(CH3OH):n(H2O)=_____________________。(2)相同條件下，若改變起始濃度，某時刻各組分濃度依次為：c(CH3OH)＝0.4mol·L－1、c(H2O)＝0.6mol·L－1、c(CH3OCH3)＝2.4mol·L－1，此時正、逆反應速率的大?。簐正________v逆(填“>”、“<”或“＝”)，反應向______反應方向進行(填“正”或“逆”)。Ⅱ.已知可逆反應：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)ΔH＞0，請回答下列問題：(1)在某溫度下，反應物的起始濃度分別為c(M)＝1mol·L－1，c(N)＝2.4mol·L－1。達到平衡后，M的轉化率為60%，此時N的轉化率為____________。(2)若反應溫度升高，M的轉化率__________(填“增大”、“減小”或“不變”)。(3)若反應溫度不變，反應物的起始濃度分別為c(M)＝4mol·L－1，c(N)＝amol·L－1；達到平衡后，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)平衡常數表達式K＝；由圖像知，反應在t1時達到平衡，平衡時各物質的濃度分別為c(CH3OCH3)＝1mol·L－1，c(H2O)＝0.8mol·L－1，c(CH3OH)＝0.4mol·L－1，則該溫度下，反應的平衡常數K＝＝5；達到平衡時n(CH3OCH3):n(CH3OH):n(H2O)=1.0:0.4:0.8=5:2:4；(2)根據Qc＝＝9>K，則反應逆向進行，v(正)<v(逆)。Ⅱ.(1)M的轉化率為60%，則M減少了1mol·L-1×60％=0.6mol·L-1，由方程式可知N也減少了0.6mol·L-1，N的轉化率為×100%=25%；(2)該反應為吸熱反應，升高溫度，平衡正向移動，則M的轉化率增大；(3)由(1)可知平衡時M、N、P、Q的濃度分別為0.4mol·L-1、1.8mol·L-1、0.6mol·L-1、0.6mol·L-1，則該溫度下的平衡常數為：K==0.5，當反應物的起始濃度分別為c(M)＝4mol·L－1，c(N)＝amol·L－1時，根據三段式：則平衡常數K==0.5，解得a=6。【解題必備】1.化學平衡常數（1）在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度化學計量數次冪的乘積與其反應物濃度化學計量數次冪的乘積的比值是一個常數，即平衡常數，用符號K表示。對一般可逆反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，當在一定溫度下達平衡狀態(tài)時，可以得出：K＝，K值越大，說明平衡體系中生成物所占的比例越大，反應物的轉化率越大，K只受溫度影響，與反應物或生成物的濃度變化無關，即在一定溫度下，平衡常數保持不變。（2）化學平衡常數的應用：根據平衡常數可判斷可逆反應進行的程度，平衡常數越大，正反應進行的程度越大，反應物的轉化率越高，平衡后生成物的濃度越大，反應物的濃度越??；利用化學平衡常數可判斷化學平衡移動的方向，對于可逆反應aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定溫度下的任意時刻，反應物與生成物濃度有如下關系：＝Qc，稱為濃度商：；利用化學平衡常數判斷可逆反應的熱效應：。2．化學平衡的計算“三段式”法是有效解答化學平衡計算題的“萬能鑰匙”。解題時，要注意清楚條理地列出起始量、轉化量、平衡量，按題目要求進行計算，同時還要注意單位的統(tǒng)一。舉例如下：(1)則A的轉化率α(A)＝eq\f(mx,a)×100%。(2)D的物質的量分數＝eq\f(qx,a－mx＋b－nx＋px＋qx)×100%。(3)起始與平衡時的壓強比：eq\f(p始,p平)＝eq\f(a＋b,a－mx＋b－nx＋px＋qx)。(4)平衡時混合氣體的平均相對分子質量eq\x\to(Mr)＝eq\f(aMA＋bMB,a－mx＋b－nx＋px＋qx)?！咀兪酵黄啤?．亞硝酰氯(NOCl)是有機合成中的重要試劑，可由NO和Cl2反應得到，化學方程式為2NO(g)＋Cl2(g)2NOCl(g)。(1)氮氧化物與懸浮在大氣中的海鹽粒子相互作用時會生成亞硝酰氯，涉及如下反應：①2NO2(g)＋NaCl(s)NaNO3(s)＋NOCl(g)②4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)③2NO(g)＋Cl2(g)2NOCl(g)設反應①②③對應的平衡常數依次為K1、K2、K3，則K1、K2、K3之間的關系為____________。(2)300℃時，2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)。正反應速率的表達式為v正＝k·cn(NOCl)(k為速率常數，只與溫度有關)，測得速率與濃度的關系如表所示：序號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恒容密閉容器中充入2molNO(g)和1molCl2(g)，在不同溫度下測得c(NOCl)與時間t的關系如圖A所示：①反應開始到10min時NO的平均反應速率v(NO)＝________mol·L－1·min－1。②T2時該反應的平衡常數K為________。③Cl2的平衡轉化率為________________。(4)在密閉容器中充入NO(g)和Cl2(g)，改變外界條件[溫度、壓強、eq\f(n（Cl2）,n（NO）)、與催化劑的接觸面積]，NO的轉化率變化關系如圖B所示。X代表________?！敬鸢浮?1)K2·K3＝Keq\o\al(2,1)(2)24.0×10－8L·mol－1·s－1(3)①0.1②2③50%(4)壓強或eq\f(n（Cl2）,n（NO）)【解析】(1)根據蓋斯定律知，①×2－②＝③，從而可推知平衡常數之間的關系。(2)將①②組數據代入表達式計算，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。再代入任意一組數據可計算出k值。:(3)①10min時，c(NOCl)＝1mol·L－1，則轉化的NO的物質的量為1mol，則v(NO)＝eq\f(1mol·L－1,10min)＝0.1mol·L－1·min－1。②平衡常數K＝eq\f(12,12×0.5)＝2。③Cl2的平衡轉化率為eq\f(0.5mol·L－1,1mol·L－1)×100%＝50%。(4)根據圖A，T2下反應速率較大，說明T2大于T1，而T2下達到平衡狀態(tài)時，c(NOCl)較小，說明升高溫度，平衡向逆反應方向移動，故正反應是放熱反應。觀察圖B，隨著X的增大，NO的轉化率增大，說明平衡向正反應方向移動，該可逆反應的正反應是氣體分子數減小的反應，且正反應是放熱反應，X代表壓強或eq\f(n（Cl2）,n（NO）)。與催化劑的接觸面積大小只影響化學反應速率，不會使平衡移動，即不改變轉化率。5．“綠水青山就是金山銀山”，近年來，綠色發(fā)展、生態(tài)保護成為中國展示給世界的一張新“名片”。(I)汽車尾氣是造成大氣污染的重要原因之一，減少氮的氧化物在大氣中的排放是環(huán)境保護的重要內容之一。請回答下列問題：(1)已知：若某反應的平衡常數表達式為，則此反應的熱化學方程式為_______。(2)在一定條件下可發(fā)生分解：，一定溫度下，在恒容密閉容器中充入一定量進行該反應，能判斷反應已達到化學平衡狀態(tài)的是_____(填字母)。A．和的濃度比保持不變B．容器中壓強不再變化C．D．氣體的密度保持不變(Ⅱ)甲醇、乙醇來源豐富、價格低廉、運輸貯存方便，都是重要的化工原料，有著重要的用途和應用前景，可以用多種方法合成。CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)(3)將和按物質的量之比1：3充入體積為2.0L的恒容密閉容器中反應生成，如圖1表示壓強為0.1MPa和5.0MPa下轉化率隨溫度的變化關系。①a、b兩點化學反應速率分別用，表示，則_____(填“大于”、“小于”或“等于”)②列出a點對應的平衡常數表達式K=____________________。(4)在1.0L恒容密閉容器中投入1mol和2.75mol發(fā)生反應：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，實驗測得不同溫度及壓強下，平衡時甲醇的物質的量變化如圖2所示，下列說法正確的是________。A．該反應的正反應為放熱反應B．壓強大小關系為P1＜P2＜P3C．M點對應的平衡常數K的值約為D．在及512K時，圖中N點(5)催化加氫合成乙醇的反應為：2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)；m代表起始時的投料比，即。①圖3中投料比相同，溫度，則該反應的焓變_______0(填)。②m=3時，恒壓條件下各物質的物質的量分數與溫度的關系如圖4所示，則曲線b代表的物質為_________(填化學式)。【答案】Ⅰ．(1)(2)BⅡ．(3)①大于②（4）AC（5）①＜②CO2【解析】Ⅰ．(1)某反應的平衡常數表達式為，發(fā)生反應為根據蓋斯定律，②×2?③?①得出：；(2)A．NO2和O2的濃度比始終都不變，不能確定反應是否達到化學平衡狀態(tài)，a錯誤；B．該反應為氣體體積增大的反應，壓強為變量，容器中壓強不再變化，說明各組分的濃度不再變化，反應已達到化學平衡狀態(tài)，b正確；C．應為v正(NO2)=2v逆(N2O5)才表明達到化學平衡狀態(tài)，c錯誤；D．該反應前后都是氣體，氣體總質量、氣體體積為定值，則密度為定值，不能根據密度判斷平衡狀態(tài)，d錯誤；答案選b；Ⅱ．(3)a、b兩點溫度相同，正反應為氣體體積減小的反應，增大壓強平衡正向移動，二氧化碳轉化率增大，故壓強曲線A大于曲線B，壓強越大反應速率越快，故反應速率Va大于Vb；(4)A．由圖可知，隨著溫度升高，平衡時甲醇的物質的量在減小，所以升溫平衡向逆反應方向移動，則正反應為放熱反應，故A正確；B．由圖可知，作一條等溫線，因為該反應為氣體體積減小的反應，壓強越大，平衡時甲醇的物質的量也越大，所以P1＜P2＜P3，故B錯誤；C．由圖可知，M點對應的甲醇產量為0.25mol，則所以K==1.04×10?2；故C正確；D．由圖可知，在p2及512K時，N點甲醇的物質的量還小于平衡時的量，所以應該正向移動，則v(正)＞v(逆)，故D錯誤；答案選AC；(5)①由圖3可知，相同壓強下，溫度越高氫氣轉化率越小，說明升高溫度反應向逆向移動，正反應放熱，△H＜0；②溫度升高，反應逆向進行，所以產物的物質的量是逐漸減少的，反應物的物質的量增大，由圖可知，根據反應計量系數關系，曲線a代表的物質為H2，b表示CO2，c為H2O，d為C2H5OH。6．利用丁內酯(BL)制備1，丁二醇(BD)，反應過程中伴有生成四氫呋喃(THF)和丁醇(BuOH)的副反應，涉及反應如下：已知：①反應Ⅰ為快速平衡，可認為不受慢反應Ⅱ、Ⅲ的影響；②因反應Ⅰ在高壓氛圍下進行，故壓強近似等于總壓?；卮鹣铝袉栴}：(1)以或BD為初始原料，在、的高壓氛圍下，分別在恒壓容器中進行反應。達平衡時，以BL為原料，體系向環(huán)境放熱；以BD為原料，體系從環(huán)境吸熱。忽略副反應熱效應，反應Ⅰ焓變_______。(2)初始條件同上。表示某物種i的物質的量與除外其它各物種總物質的量之比，和隨時間t變化關系如圖甲所示。實驗測得，則圖中表示變化的曲線是_______；反應Ⅰ平衡常數_______(保留兩位有效數字)。以BL為原料時，時刻_______，BD產率=_______(保留兩位有效數字)。(3)為達平衡時與的比值。、、三種條件下，以為初始原料，在相同體積的剛性容器中發(fā)生反應，隨時間t變化關系如圖乙所示。因反應在高壓氛圍下進行，可忽略壓強對反應速率的影響。曲線a、b、c中，最大的是_______(填代號)；與曲線b相比，曲線c達到所需時間更長，原因是_______?！敬鸢浮?1)-200(X+Y)(2)

a或c

8.3×10-8

0.08

39%(3)

c

由于b和c代表的溫度相同，而壓強對反應速率的影響可忽略，壓強增大反應Ⅱ、Ⅲ均是逆向移動，增大，故=1.0所需時間更長【解析】（1）依題意，結合已知信息，可推定在同溫同壓下，以同物質的量的BL或BD為初始原料，達到平衡時的狀態(tài)相同，兩個平衡完全等效。則以5.0×10-3mol的BL為原料，達到平衡時放出XkJ熱量與同物質的量的BD為原料達到平衡時吸收YkJ熱量的能量二者能量差值為(X+Y)kJ，則1mol時二者能量和為200(X+Y)kJ，反應I為放熱反應，因此焓變=-200(X+Y)kJ·mol-1。（2）實驗測定X<Y，則達到平衡時BD物質轉化量大于BL物質轉化量，平衡狀態(tài)BD物質的量較小，根據圖示可知，表示xBL變化的曲線是a或c；該平衡狀態(tài)下BL的分壓是0.48×3.0×103kPa，BD的分壓是0.36×3.0×103kPa，H2的壓強近似等于總壓，故反應I平衡常數Kp==Kpa-2=8.3×10-8kPa-2；以BL為原料時，根據題給反應Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可知，體系總物質的量的增加量正好是BD參與反應Ⅱ、Ⅲ的量，也正好是H2O(g)的物質的量，設t1時BL轉化了amol，BD轉化了bmol，則體系總物質的量為(5.0×10-3+b)mol，得到、，求得a=、b=，則t1時刻=0.08；此時BD的產率為39%。（3）依題意，反應I是正向放熱過程，以BL為初始原料，溫度升高則平衡逆向移動，溫度越高，反應速率越快，達到平衡時的時間越短，越小，的值越大；相同溫度時，壓強增大，BD的比重增大，增大，又可忽略壓強對反應速率的影響，則最大即最小，對應曲線c；由于b和c代表的溫度相同，而壓強對反應速率的影響可忽略，壓強增大反應Ⅱ、Ⅲ均是逆向移動，增大，故=1.0所需時間更長?？键c精練1．（2024·遼寧大連·一模）乙烯的產量是衡量一個國家石油化工發(fā)展水平的重要標志。一定條件下和合成乙烯的反應為。向1L恒容密閉容器中充入1mol和3mol，測得不同溫度下的平衡轉化率及催化劑的催化效率如題圖所示。下列說法正確的是A．升高溫度，平衡向逆反應方向移動，催化劑的催化效率降低B．圖中M點乙烯的體積分數約為7.7%C．250℃時，當的轉化率位于點時，保持其他條件不變，僅延長反應時間不可能使轉化率達到50%D．向N點的平衡體系中充入1mol和3mol，其他條件不變，再次達到平衡時，增大2．（2024·廣東佛山·二模）在恒容密閉容器中發(fā)生反應：，Y的平衡轉化率按不同投料比()隨溫度變化的曲線如圖所示。下列說法正確的是A．B．平衡常數：C．當容器內氣體密度不變時，反應達到平衡D．溫度下增大壓強，c點向a點方向移動3．（2024·黑龍江·二模）中國積極推動技術創(chuàng)新，力爭2060年實現碳中和。CO2催化還原的主要反應有：①

②

向恒溫恒壓的密閉容器中通入1molCO2和3molH2進行上述反應。CH3OH的平衡產率、CO2的平衡轉化率隨溫度變化關系如圖。下列說法錯誤的是A．反應②的B．若氣體密度不再變化，反應①和②均達到平衡狀態(tài)C．任一溫度下的平衡轉化率：D．平衡時隨溫度升高先增大后減小4．（2024·重慶·一模）利用傳感技術可探究壓強對化學平衡的影響。往注射器中充入適量氣體保持活塞位置不變達到平衡(圖甲)；恒定溫度下，分別在時快速移動注射器活塞后保持活塞位置不變，測得注射器內氣體總壓強隨時間變化如圖乙。下列說法錯誤的是A．兩點對應的反應速率：B．B點對應的分壓平衡常數為C．C點到D點平衡逆向移動，針筒內氣體顏色D點比B點深D．三點中，點的氣體平均相對分子質量最大5．（2024·湖南·二模）二氧化碳加氫制甲烷過程中的主要反應為Ⅰ．Ⅱ．在密閉容器中，時，平衡轉化率、在催化劑作用下反應相同時間所測得的實際轉化率隨溫度的變化如圖所示。的選擇性可表示為。下列說法正確的是A．反應的焓變B．前實際轉化率增大的主要原因是：溫度升高，反應Ⅱ平衡正移C．降低體系溫度，的平衡選擇性增大D．時，使用更高效催化劑，有可能使平衡轉化率達到點6．（2024·河北張家口·一模）從煙道廢氣中回收硫的原理之一：

，在恒壓密閉容器中，平衡時SO2的轉化率與起始充入的和溫度（T）的關系如圖所示。下列說法中正確的是A．正反應的活化能B．CO的轉化率：M>NC．正反應速率：M>QD．該反應的化學平衡常數表達式：7．（2024·廣西柳州·三模）燃油汽車尾氣中含有NO和CO等有毒氣體，某研究小組用新型催化劑對NO、CO在不同條件下的催化轉化進行研究，反應原理為：

。在密閉容器中充入2molNO和2molCO，平衡時NO的體積分數隨溫度、壓強的變化關系如圖。下列說法正確的是A．a點CO的平衡轉化率為25%B．c點和b點的反應速率可能相同C．若在e點擴大容器體積并加熱，可能達到c點狀態(tài)D．恒溫恒壓條件下，向d點平衡體系中再充入2molNO和2molCO，重新達到平衡后，與d點狀態(tài)相比，NO的體積分數將增大8．（2024·湖南益陽·三模）工業(yè)上常用和為原料合成甲醇，過程中發(fā)生如下反應：。在溫度下，向剛性容器中充入和一定物質的量的，隨著充入的物質的量的不同，平衡時容器中的體積分數變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是A． B．C．平衡常數 D．該反應在高溫高壓條件下自發(fā)進行9．（2024·湖南長沙·一模）二氧化碳催化加氫制甲醇，有利于減少溫室氣體一氧化碳。其原理為。在起始物n(H2)/n(CO2)=3時，在不同條件下達到平衡，設體系中甲醇的物質的量分數為，在T=250℃下的、在下的曲線如圖所示。下列說法正確的是A．圖中對應等壓過程的曲線是aB．該反應在高溫下能自發(fā)進行C．當時，的平衡轉化率D．溫度壓強一定時，增大起始物，可提高平衡時的10．（2024·遼寧錦州·一模）已知可逆反應，和的消耗速率與其濃度存在如下關系：，（其中、是只與溫度有關的常數），一定溫度下，消耗速率與濃度的關系圖像如圖所示。下列說法正確的是A．曲線Y表示消耗速率與濃度的關系B．圖中A點表示反應達到平衡狀態(tài)C．縮小容器的容積，平衡向正反應方向移動，氣體的顏色變淺D．若某溫度時，則該溫度下平衡常數11．（2024·貴州黔西·一模）控制起始時，，恒容條件下，若只發(fā)生反應?。?/p>

ⅱ．

，平衡時各物質的量分數隨溫度的變化如圖所示，下列說法正確的是A．圖中代表的曲線是c，代表的曲線是bB．溫度低于500℃時，CO的物質的量分數約為0，說明此條件下，反應ⅰ化學平衡常數大，反應完全C．反應的D．M點（℃）時，反應的平衡常數12．（2024·湖南常德·一模）在℃，下，向1L的密閉容器中充入1mol和一定物質的量的發(fā)生反應：，平衡時的物質的量分數與初始投料比的關系如圖所示。下列說法錯誤的是A．隨著的增大，的轉化率逐漸增大B．e點：C．a點時，該反應的平衡常數為D．a點，平衡后再投入1mol和1mol，達到新平衡時，的產率增大13．（2024·四川遂寧·三模）氮、碳化合物轉化是環(huán)境科學研究熱點課題之一。“雙碳”目標大背景下，采取高效經濟方式利用CO2對人類社會發(fā)展具有重要意義。(1)CO2催化加氫可合成乙烯，反應為2CO2(g)+6H2(g)?C2H4(g)+4H2O(g)

ΔH<0，在恒壓密閉容器中，起始充入2molCO2(g)和6molH2(g)發(fā)生反應，不同溫度下達到平衡時各組分的體積分數隨溫度的變化如圖所示。①a、b、c三點的平衡常數由大到小為：(用Ka、Kb、Kc表示)。②表示C2H4體積分數隨溫度變化的曲線是(填“k”“l(fā)”“m”“n”)。③若d表示240℃時某時刻H2的體積分數，保持溫度不變，則反應向(填“正”或“逆”)反應方向進行。(2)低碳烯烴是基礎有機化工原料，工業(yè)上可利用合成氣間接或直接制取。其間接制取的主要反應方程式如下：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寫出用CO(g)和H2(g)直接制取低碳烯烴C2H4(g)和H2O(g)的熱化學方程式：。②將He、CO和H2以體積比為1∶1∶2充入密閉容器中直接制取乙烯，CO的平衡轉化率與溫度的關系如圖所示，則p1p2(填“>”“＜”或“=”)，M點的正反應速率N點的逆反應速率(填“>”“＜”或“=”)。在500K，壓強為p1的條件下，該反應的Kp=(列出計算式)。14．（2024·河南開封·三模）含硫化合物是實驗室和工業(yè)上的常用化學品。回答下列問題：(1)實驗室可用銅與濃硫酸反應制備少量：，判斷該反應的自發(fā)性，并說明理由。(2)在一個固定容積為的密閉容器中，充入和，半分鐘后達到平衡，測得容器中含，則。若繼續(xù)通入和，則平衡移動(填“向正反應方向”、“向逆反應方向”或“不”)，再次達到平衡時，。(3)接觸法制硫酸工藝中，其主反應在并有催化劑存在條件下進行：①該熱化學反應方程式的含義是。②為尋求固定投料比下不同反應階段的最佳生產溫度，繪制相應轉化率(α)下反應速率(數值已略去)與溫度的關系如圖所示。下列說法正確的是(填標號)。a．溫度越高，反應速率越大b．的曲線代表平衡轉化率c．越大，反應速率最大值對應溫度越低d．可根據不同對應的最大反應速率，選擇最佳生產溫度③設的平衡分壓為的平衡轉化率為，用含和的代數式表示上述催化氧化反應的(用平衡分壓代替平衡濃度)。④為提高釩催化劑的綜合性能，我國科學家對其進行了改良。不同催化劑下，溫度和轉化率關系如下圖所示，催化性能最佳的是(填標號)。15．（2024·貴州·一模）工業(yè)上常用合成氣（主要成分為CO、）在一定條件下制備甲醇，其涉及反應如下：反應Ⅰ．

；反應Ⅱ．

；反應Ⅲ．

?；卮鹣铝袉栴}：(1)在催化劑作用下也可以由CO2制備甲醇：，則；該反應在（填“高溫”“低溫”或“任意溫度”）下可自發(fā)進行。(2)向容積為2L的剛性密閉容器中充入2molCO和4mol發(fā)生上述反應，測得不同溫度下，CO的平衡轉化率、的選擇性如圖所示。①表示甲醇的選擇性曲線是（填“”或“”）。②下，2min時達到平衡，此時體系壓強為aPa，。用的分壓變化表示的化學反應速率為，反應Ⅲ的（，指用平衡分壓代替平衡濃度進行計算的平衡常數，A的平衡分壓的物質的量分數）。(3)維持CO和的物質的量之和為3mol，若在1L恒容密閉容器中只發(fā)生上述反應Ⅰ，調整進氣比不同，溫度不同時，測得相應的CO平衡轉化率如圖所示。則A和B兩點的溫度：（填“<”“＞”或“＝”），其判斷依據是。16．（2024·黑龍江大慶·模擬預測）乙烯是重要的工業(yè)原料，可用下列方法制備。Ⅰ.催化加氫法制乙烯：已知：的燃燒熱分別為：；(1)該反應。(2)將和按物質的量之比為2：3充入恒容密閉容器中，分別在不同催化劑條件下發(fā)生反應，測得相同時間的轉化率與溫度的關系如圖所示：一定溫度下，下列有關說法正確的是。A．達平衡時，一定為2：3B．向反應體系中加入少量無水固體，可提高的產率C．b、d兩狀態(tài)下，化學反應速率一定相等D．使用催化劑Ⅰ時反應的活化能比使用催化劑Ⅱ時低E．溫度下，向容器中加入稀有氣體，可提高的轉化率Ⅱ.工業(yè)上也可用甲烷催化法制取乙烯，只發(fā)生如下反應：。(3)溫度T時，向2L的恒容反應器中充入，僅發(fā)生上述反應，反應過程中的物質的量隨時間變化如圖所示：實驗測得：，，為速率常數，只與溫度有關，T溫度時，(用含有x的代數式表示)；當溫度升高時，增大m倍，增大n倍，則m(填“>”“<”或“=”)n。Ⅲ.氧化制乙烯：主反應為：(4)某催化劑催化過程中，在催化劑表面發(fā)生了一系列反應：①，②，③，④___________。則：④的反應式為。(5)在與反應制的過程中，還會發(fā)生副反應：①其他條件相同時，與經相同反應時間測得如表實驗數據：實驗溫度/K催化劑的產率%實驗1400催化劑155.0400催化劑262.3實驗2500催化劑168.5500催化劑280.1相同溫度時，催化劑2催化下產率更高的原因是。②在容器體積為1.0L，充入和同時發(fā)生主、副反應，乙烷的平衡轉化率、乙烯的選擇性()與溫度、壓強的關系如圖所示。M點主反應的平衡常數為(結果保留2位有效數字)。參考答案1．B【詳解】A．由圖可知，升高溫度，CO2得平衡轉化率降低，平衡向逆反應方向移動，催化劑的催化效