專題3.5?？嫉幕瘜W(xué)平衡圖像剖析

【考綱要求】

1、考察學(xué)生的觀察圖像、分析圖像的能力；

2、通過(guò)分析化學(xué)平衡圖像加強(qiáng)化學(xué)原理的應(yīng)用。

考點(diǎn)一速率一時(shí)間圖像

【核心知識(shí)梳理】

1.“漸變”類v—t圖像

圖像分析結(jié)論

九時(shí)M正突然增大，V，逆逐漸增大；M正tl時(shí)其他條件不變，增

逆

>v'逆，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)大反應(yīng)物的濃度

Oht

G時(shí)M正突然減小，U逆逐漸減小；M逆h時(shí)其他條件不變，減

>丫'正，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)小反應(yīng)物的濃度

O。t

臺(tái)時(shí)記逆突然增大，V,正逐漸增大；M逆h時(shí)其他條件不變，增

>V，I,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)大生成物的濃度

(1)

力時(shí)記逆突然減小，V,正逐漸減?。籑正t\時(shí)其他條件不變，減

>v'逆，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)小生成物的濃度

0。t

2.“斷點(diǎn)”類v-t圖像

圖像

O/|tO“t0ht.Oht

升高降低升高降低

溫度

h時(shí)刻所適合正反應(yīng)為放熱的反應(yīng)適合正反應(yīng)為吸熱的反應(yīng)

改變的條增大減小增大減小

件

壓強(qiáng)

適合正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量增大適合正反應(yīng)為氣體物質(zhì)的量減小的

的反應(yīng)反應(yīng)

【精準(zhǔn)訓(xùn)練11

1、下圖是關(guān)于反應(yīng)A2（g）+3B?（g）.-2C（g）（正反應(yīng)為放熱反應(yīng)）的平衡移動(dòng)圖像，影響平衡

移動(dòng)的原因可能是（）

A.升高溫度，同時(shí)加壓

B.降低溫度，同時(shí)減壓

C.增大反應(yīng)物濃度，同時(shí)減小生成物濃度

D.增大反應(yīng)物濃度，同時(shí)使用催化劑

【答案】C

【解析】升高溫度，同時(shí)加壓，正逆反應(yīng)速率都增大，逆反應(yīng)速率應(yīng)在原速率的上方，A錯(cuò)

誤；降低溫度，同時(shí)減壓正逆反應(yīng)速率都降低，正反應(yīng)速率應(yīng)在原速率的下方，B錯(cuò)誤；增

大反應(yīng)物濃度，同時(shí)減小生成物濃度，瞬間正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小，平衡向正反

應(yīng)移動(dòng)，圖象符合，C正確；增大反應(yīng)物濃度，同時(shí)使用催化劑，正逆反應(yīng)速率都增大，逆

反應(yīng)速率應(yīng)在原速率的上方，但正反應(yīng)速率增大更多，平衡向正反應(yīng)移動(dòng)，D錯(cuò)誤。

2、一定溫度下，把6molA和5molB通入容積為4L的恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)3A(g)+

B(g)=2c(g)+2D(g),反應(yīng)經(jīng)過(guò)5min達(dá)到平衡，此時(shí)生成2moiC,正反應(yīng)速率(v正)和

逆反應(yīng)速率(v逆)隨時(shí)間(t)的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

A.t2=5min,平衡時(shí)3v正(A)=2v逆(D)B.0?t2,A的平均反應(yīng)速率為0.15mol-LFmiiri

C.t2?t3,各物質(zhì)的濃度一定相等D.B的平衡轉(zhuǎn)化率為25%

【答案】B

【解析】t2時(shí)，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡，平衡時(shí)2V正(A)=3v逆(D),A錯(cuò)誤；反

2mol

4L

應(yīng)經(jīng)過(guò)5min達(dá)到平衡時(shí)生成2moic，則消耗了3moiA,A的平均反應(yīng)速率為-5min=0.15

B正確；t2?t3,反應(yīng)為平衡狀態(tài)，正逆反應(yīng)速率相等，但各物質(zhì)濃度與初

始投料有關(guān)，不一定相等，C錯(cuò)誤；達(dá)到平衡時(shí)，生成2moiC,則消耗了ImolB,B的平衡

電⑼■義100%

轉(zhuǎn)化率為5mol=20%,D錯(cuò)誤。

3、如圖是關(guān)于反應(yīng)：A2(g)+3B2(g);——^2C(g)AH<0的平衡移動(dòng)圖像，影響平衡移動(dòng)的

翱

翅

囹正反應(yīng)速率

誼

°時(shí)間

A.升高溫度，同時(shí)加壓

B.降低溫度，同時(shí)減壓

C.增大反應(yīng)物濃度，同時(shí)使用催化劑

D.增大反應(yīng)物濃度，同時(shí)減小生成物濃度

【答案】D

【解析】升高溫度，同時(shí)加壓，正、逆反應(yīng)速率都增大，逆反應(yīng)速率應(yīng)在原速率的上方，A

錯(cuò)誤；降低溫度，同時(shí)減壓，正、逆反應(yīng)速率都降低，正反應(yīng)速率應(yīng)在原速率的下方，B錯(cuò)

誤；增大反應(yīng)物濃度，同時(shí)使用催化劑，正、逆反應(yīng)速率都增大，逆反應(yīng)速率應(yīng)在原速率的

上方，但正反應(yīng)速率增大更多，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，C錯(cuò)誤；增大反應(yīng)物濃度，同時(shí)減

小生成物濃度，瞬間正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，圖像符合,

D正確。

4、下列表格中的各種情況，可以用對(duì)應(yīng)選項(xiàng)中的圖像表示的是()

選項(xiàng)反應(yīng)甲乙

A外形、大小相近的金屬和水反應(yīng)NaK

4mLO.Olmol-L-1KMnCU溶液分別和不O.lmolL—1的0.2mol-L-1的

B

同濃度的2mLH2c2。4(草酸)溶液反應(yīng)H2c2。4溶液H2c2。4溶液

5mL0.1mobL-1Na2s2O3溶液和5mL

C熱水冷水

0.1mol-L-1H2SO4溶液反應(yīng)

D5mL4%的過(guò)氧化氫溶液分解放出02無(wú)MnC>2粉末加MnCh粉末

【答案】C

【解析】由于K比Na活潑，故大小相近的金屬K和Na與水反應(yīng)，K的反應(yīng)速率更快，又

由于Na、K與H2O反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，放出大量的熱，反應(yīng)速率逐漸加

快，A項(xiàng)不正確；由于起始時(shí)乙中H2c2。4濃度大，故其反應(yīng)速率比甲快，B項(xiàng)不正確；由

于甲反應(yīng)是在熱水中進(jìn)行的，溫度高，故甲的反應(yīng)速率大于乙，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃

度逐漸減小，故甲、乙中反應(yīng)速率逐漸減小，C項(xiàng)正確；MnC)2在H2O2的分解過(guò)程中起催

化作用，故乙的反應(yīng)速率大于甲，D項(xiàng)不正確。

5、(NH4)2SO3氧化是氨法脫硫的重要過(guò)程。某小組在其他條件不變時(shí)，分別研究了一段時(shí)

間內(nèi)溫度和(NH4)2SC)3初始濃度對(duì)空氣氧化(NH4)2SC)3速率的影響，結(jié)果如圖。下列說(shuō)法不

正確的是()

A.60℃之前，氧化速率增大與溫度升高化學(xué)反應(yīng)速率加快有關(guān)

B.60℃之后，氧化速率降低可能與02的溶解度下降及(NH4)2SC)3受熱易分解有關(guān)

c.(NH4)2SO3初始濃度增大到一定程度，氧化速率變化不大，與SOM水解程度增大有關(guān)

D.(NH4)2SC>3初始濃度增大到一定程度，氧化速率變化不大，可能與02的溶解速率有關(guān)

【答案】c

【解析】溫度越高，氧化速率越快，60。。之前，氧化速率增大與溫度升高化學(xué)反應(yīng)速率加

快有關(guān)，故A正確；溫度升高后，。2的溶解度下降及(NH4)2SC)3受熱易分解，均使反應(yīng)物濃

度降低，反應(yīng)速率降低，故B正確；SOr水解不影響溶液中+4價(jià)硫的總濃度，故C錯(cuò)誤;

當(dāng)亞硫酸鏤的濃度增大到一定程度后，亞硫酸根離子被氧化的速率大于氧氣的溶解速率，因

氧氣的溶解速率較小導(dǎo)致亞硫酸根離子的氧化速率變化不大，故D正確。

6、焦炭催化還原二氧化硫的化學(xué)方程式為2c(s)+2SCh(g)US2(g)+2CCh(g)。一定壓強(qiáng)下，

向1L密閉容器中充入足量的焦炭和ImolSO?發(fā)生反應(yīng)，測(cè)得SCh的生成速率與S2(g)的生成

速率隨溫度變化的關(guān)系如圖所示，下列說(shuō)法正確的是

A.該反應(yīng)的AH>0B.C點(diǎn)時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)

C.增加C的量能夠增大SO2的轉(zhuǎn)化率D.T3時(shí)增大壓強(qiáng)，能增大活化分子百分?jǐn)?shù)

【答案】B

【解析】升高溫度平衡向吸熱方向移動(dòng)，C點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度升高到D點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度，S02的生成速

率與SMg）的生成速率之比大于2：1,說(shuō)明S02的生成速率大于其本身消耗速率，平衡逆向

移動(dòng)，即逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，AHCO,A錯(cuò)誤；達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，SO2

的生成速率與S2（g）的生成速率之比為2：1,根據(jù)圖知，只有C點(diǎn)符合，B正確；能夠增大

SO2平衡轉(zhuǎn)化率說(shuō)明平衡正向移動(dòng)，但不能是增加C的物質(zhì)的量，因?yàn)镃為固體，C錯(cuò)誤；

增大壓強(qiáng)，增大了單位體積內(nèi)的活化分子數(shù)，但活化分子百分?jǐn)?shù)不變，D錯(cuò)誤。

考點(diǎn)二百分含量、轉(zhuǎn)化率、時(shí)間、溫度、壓強(qiáng)等多維圖像分析

【核心知識(shí)梳理】

1.常見圖像形式

2.解題步驟

?一看面（縱、橫坐標(biāo)的意義）

二看線（線的走向和變化趨勢(shì)）

至而諭一＞?三看點(diǎn)（起點(diǎn)、拐點(diǎn)、終點(diǎn)）

葉7四看是否作輔助線（如等溫線、等壓線、平衡線）

I五看量的變化（如濃度變化、溫度變化）

聯(lián)想平衡移動(dòng)原理，分析條件對(duì)反應(yīng)速率、

化學(xué)平衡移動(dòng)的影響

利用原理，結(jié)合圖像，分析圖像中所代表反

應(yīng)速率變化或化學(xué)平衡的線，作出判斷

3.解題技巧

（1）先拐先平

在含量（轉(zhuǎn)化率）一時(shí)間曲線中，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的先達(dá)到平衡，說(shuō)明該曲線反應(yīng)速率大，表示溫

度較高、有催化劑、壓強(qiáng)較大等。

(2)定一議二

當(dāng)圖像中有三個(gè)量時(shí)，先確定一個(gè)量不變，再討論另外兩個(gè)量的關(guān)系，有時(shí)還需要作輔助線。

(3)三步分析法

一看反應(yīng)速率是增大還是減小；二看丫正、v逆的相對(duì)大??；三看化學(xué)平衡移動(dòng)的方向。

【精準(zhǔn)訓(xùn)練3】

1、下列對(duì)圖像的敘述正確的是

甲乙丙丁

A.圖甲可表示壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)：2包)+3旦值)一^2NH3(g)AH=—92.4kJ-moL的影

響

B.圖乙中，L時(shí)刻改變的條件一定是加入了催化劑

C.若圖丙表示反應(yīng)：A(g)+B(g)<?xC(g),則工〉T?、x<2

D.圖丁表示水中c(H+)和c(0H-)的關(guān)系，ABC所在區(qū)域總有c(H+)<c(OlT)

【答案】C

【解析】合成氨反應(yīng)壓強(qiáng)越大，化學(xué)反應(yīng)速率越快；合成氨反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，

增大壓強(qiáng)平衡正向移動(dòng)，N2的轉(zhuǎn)化率增大，A錯(cuò)誤；若反應(yīng)為氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，平

衡后增大壓強(qiáng)，反應(yīng)速率加快，但平衡不移動(dòng)，故B錯(cuò)誤；分析曲線a、b可知，曲線b先

出現(xiàn)拐點(diǎn)，則P2>pi，Ti、P2條件下平衡時(shí)C%比Ti、pi時(shí)的大，說(shuō)明增大壓強(qiáng)平衡正向移

動(dòng)，則x<2,分析曲線b、c可知，b曲線先出現(xiàn)拐點(diǎn)，則TI>T2,C正確；BC線上任意點(diǎn)

都有c(H+)=c(OH),ABC區(qū)域位于直線BC的左上方的區(qū)域內(nèi)任意點(diǎn)均有c(H+)>c(OH),D

錯(cuò)誤。

2、密閉容器中進(jìn)行的可逆反應(yīng)：aA(g)+bB(g)『二cC(g)在不同溫度(Ti和T2)

及壓強(qiáng)(pi和P2)下，混合氣體中B的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w(B)與反應(yīng)時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示。

下列判斷正確的是

A.TI<T2,pi<p2,a+b>c,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

B.TI>T2,pi<p2,a+b<c,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

C.TI<T2,P1>P2,a+b<c,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

D.TI>T2,pi>p2,a+b>c,正反應(yīng)為放熱反應(yīng)

【答案】B

【解析】相同壓強(qiáng)下，根據(jù)溫度對(duì)反應(yīng)速率的影響可知，溫度越高，反應(yīng)速率越大，則達(dá)到

平衡用的時(shí)間越少，曲線的斜率越大，故有：TI>T2,升高溫度，B的含量減小，平衡向正

反應(yīng)方向移動(dòng)，則正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)；相同溫度下，根據(jù)壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)速率的影響可知，壓強(qiáng)

越大，反應(yīng)速率越大，則達(dá)到平衡用的時(shí)間越少，曲線的斜率越大，故有：P2>Pi,壓強(qiáng)越

大,B的含量越大，說(shuō)明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則a+b<c,B正確。

3、利用CO和H2在催化劑的作用下合成甲醇，發(fā)生的反應(yīng)如下：CO(g)+2H2(g)

二CH30H(g).在體積一定的密閉容器中按物質(zhì)的量之比1：2充入CO和H2,測(cè)得平衡混

合物中CH30H的體積分?jǐn)?shù)在不同壓強(qiáng)下隨溫度的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是

%

/

豪

東

/虎

H通

0

M

3

A.該反應(yīng)的△}1<(),且pi<p2

B.反應(yīng)速率：v鼠狀態(tài)A)>v逆(狀態(tài)B)

C.在C點(diǎn)時(shí)，CO轉(zhuǎn)化率為25%

D.在恒溫恒壓條件下向密閉容器中充入不同量的CEOH,達(dá)平衡時(shí)CH30H的體積分?jǐn)?shù)不

同

【答案】BC

【解析】由圖可知，升高溫度，CH30H的體積分?jǐn)?shù)減小，平衡逆向移動(dòng)，則該反應(yīng)的AH<

0,300℃時(shí)，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，CH30H的體積分?jǐn)?shù)增大，所以P1>P2,A錯(cuò)誤；B

點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度和壓強(qiáng)均大于A點(diǎn)，溫度升高、增大壓強(qiáng)均使該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率加快,

因此Vis（狀態(tài)A）<va（狀態(tài)B）,B錯(cuò)誤；設(shè)向密閉容器充入了ImolCO和2moiH2,CO

的轉(zhuǎn)化率為X,則

+2H(g)二CH30H(g)

起始120

變化x2xX

結(jié)束lx22xX

在C點(diǎn)時(shí)，CH30H的體積分?jǐn)?shù)=；---------J---------=0.5,解得x=0.75,C錯(cuò)誤；由等效平

1-x+2-2x+x

衡可知，在恒溫恒壓條件下向密閉容器中充入不同量的CH3OH,達(dá)平衡時(shí)CH30H的體積

分?jǐn)?shù)都相同，D錯(cuò)誤。

4、在一定條件下探究二甲醛的制備反應(yīng)為2C0（g）+4H2（g）==CH30cH3（g）+H20（g）AH,

測(cè)定結(jié)果如圖所示。下列判斷錯(cuò)誤的是（）

100

90

80

70

60

50

40

0260270280290300310320

代

A.該反應(yīng)的AH<0

B.該反應(yīng)伴隨有副反應(yīng)的發(fā)生

C.工業(yè)選擇的較適宜溫度為280?290℃

D.加入催化劑可以提高CH30cH3的產(chǎn)率

【答案】D

【解析】由題圖知，隨著溫度升高，CO的轉(zhuǎn)化率降低，平衡逆向移動(dòng)，則該反應(yīng)是放熱反

應(yīng)，A//<0,A項(xiàng)正確；從圖中可知，CO的轉(zhuǎn)化率降低的同時(shí)，CH30cH3的產(chǎn)率在不同溫

度下差別較大，即說(shuō)明該反應(yīng)伴隨有副反應(yīng)的發(fā)生,B項(xiàng)正確;在280?290℃之間,CH30cH3

的產(chǎn)率很高，則工業(yè)選擇的較適宜溫度為280?290°C,C項(xiàng)正確；加入催化劑可以改變反

應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，但不能提高CH30cH3的產(chǎn)率，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

5、向密閉容器中充入物質(zhì)的量濃度均為O.lmolL-的CH4和CO2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng):

CH4(g)+CO2(g)'-----2co(g)+2H2(g),測(cè)得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所

示。下列說(shuō)法不正確的是(

w

樹

解

疑

牛

X

U

溫度/七

A.隨著溫度升高，該反應(yīng)的平衡常數(shù)減小

B.1100℃、04條件下，該反應(yīng)在10min時(shí)達(dá)到平衡點(diǎn)X,則v(CC)2)=0.008moLLlmin

C.pi、pi、pi、大小的順序?yàn)?<P2<P3<P4

D.平衡時(shí)CO與H2的物質(zhì)的量之比為1：1

【答案】A

【解析】由圖可知，壓強(qiáng)一定時(shí)，隨著溫度升高，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率增大，使得該反應(yīng)的平

衡常數(shù)增大，A錯(cuò)誤；1100℃,P4條件下，該反應(yīng)在lOmin時(shí)達(dá)到平衡點(diǎn)X,貝Uv(CC>2)=

1

V(CH4)=0.008mol-L^min,B正確；由圖可知，溫度一定時(shí)，加壓平衡左移，CH4的平

衡轉(zhuǎn)化率減小，所以pi<p253Vp4,C正確；生成物CO與H2的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為1：1,所

以任何時(shí)刻CO與H2的物質(zhì)的量之比都為1：1,D正確。

6、丙烯月青(CH2=CHCN)是一種重要的化工原料，工業(yè)上可用“丙烯氨氧化法”生產(chǎn).主要

副產(chǎn)物有丙烯醛(CH2=CHCHO)和乙月青(CH3CN)等.回答下列問題：

⑴以丙烯、氨、氧氣為原料，在催化劑存在下生成丙烯晴(C3H3N)和副產(chǎn)物丙烯醛(C3HQ)

的熱化學(xué)方程式如下：

1

①C3H6(g)+NH3(g)+g。2(g)=C3H3N(g)+3H,0(g)AH=-SlSkbmol

2

②C3H6(g)+O2(g)=C3H4。(g)+H2O(g)△!!=-353kJ?mo「i

兩個(gè)反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢(shì)均很大，其原因是；有利于提高丙烯睛平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件

是;提高丙烯月青反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是o

(2)圖(a)為丙烯睛產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，最高產(chǎn)率對(duì)應(yīng)的溫度為460℃.低于460℃

時(shí)，丙烯睛的產(chǎn)率—(填“是”或“不是”)對(duì)應(yīng)溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率，判斷理由是；

高于460℃時(shí)，丙烯睛產(chǎn)率降低的可能原因是(雙選，填標(biāo)號(hào))。

A.催化劑活性降低B.平衡常數(shù)變大C.副反應(yīng)增多D.反應(yīng)活化能增大

(3)丙烯靖和丙烯醛的產(chǎn)率與n(氨)/n(丙烯)的關(guān)系如圖(b)所示.由圖可知，最佳

o進(jìn)料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比約為

0.8

丙:典

0.6/

0.4/

X

0.2

|醒

0.0

0.40.60.81.01.2

?(氨(丙烯)

圖(a).(b)

【答案】(1)兩個(gè)反應(yīng)均為放熱量大的反應(yīng)低溫、低壓催化劑(2)不是，該反應(yīng)為放

熱反應(yīng)，平衡產(chǎn)率應(yīng)隨溫度升高而降低AC(3)1：1該比例下丙烯晴產(chǎn)率最高，而

副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低1：7.5：1

【解析】(1)兩個(gè)反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢(shì)均很大，兩個(gè)反應(yīng)均放熱量大，即反應(yīng)物和生成物的

能量差大，因此熱力學(xué)趨勢(shì)大；該反應(yīng)為氣體體積增大的放熱反應(yīng)，所以降低溫度、降低壓

強(qiáng)有利于提高丙烯睛的平衡產(chǎn)率，提高丙烯睛反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是催化劑；(2)因?yàn)樵?/p>

反應(yīng)為放熱反應(yīng)，平衡產(chǎn)率應(yīng)隨溫度升高而降低，即低于460℃時(shí)，對(duì)應(yīng)溫度下的平衡轉(zhuǎn)化

率曲線應(yīng)該是下降的，但實(shí)際曲線是上升的，因此判斷低于460℃時(shí)，丙烯晴的產(chǎn)率不是對(duì)

應(yīng)溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率.高于460℃時(shí)，丙烯懵產(chǎn)率降低。催化劑在一定溫度范圍內(nèi)活性

較高，若溫度過(guò)高，活性降低，A正確；由圖象可知，升高溫度平衡常數(shù)變小，B錯(cuò)誤；根

據(jù)題意，副產(chǎn)物有丙烯醛，催化劑活性降低，副反應(yīng)增多，導(dǎo)致產(chǎn)率下降，C正確；反應(yīng)活

化能的大小不影響平衡，D錯(cuò)誤。(3)根據(jù)圖象可知，當(dāng)J戛、一約為1時(shí),該比例下丙

n(丙烯)

烯晴產(chǎn)率最高，而副產(chǎn)物丙烯醛產(chǎn)率最低；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)C3H6(g)+NH3(g)+-|o2(g)

=C3H3N(g)+3H2O(g),氨氣、氧氣、丙烯按1：1.5：1的體積比加入反應(yīng)達(dá)到最佳狀態(tài),

而空氣中氧氣約占20%,所以進(jìn)料氨、空氣、丙烯的理論體積約為：1：7.5：k

【真題感悟】

1、(2021?湖南，11改編)已知：A(g)+2B(g)=^3c(g)AH<0,向一恒溫恒容的密閉容器

中充入1molA和3molB發(fā)生反應(yīng)，h時(shí)達(dá)到平衡狀態(tài)I,在女時(shí)改變某一條件，打時(shí)重新

達(dá)到平衡狀態(tài)H,正反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()

A.容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，表明反應(yīng)達(dá)到平衡

B.女時(shí)改變的條件：向容器中加入C

C.平衡時(shí)A的體積分?jǐn)?shù)°：以11)<O(I)

D.平衡常數(shù)K：K(II)<K(I)

【答案】B

【解析】容器內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)為A(g)+2B(g)3C(g),該反應(yīng)是氣體分子數(shù)不變的可逆反應(yīng),

所以在恒溫恒容條件下，氣體的壓強(qiáng)始終保持不變，則容器內(nèi)壓強(qiáng)不變，不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到

平衡狀態(tài)，A錯(cuò)誤;根據(jù)圖像變化曲線可知，R?打過(guò)程中，打時(shí)v正'瞬間不變，平衡過(guò)程中

不斷增大，則說(shuō)明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，且不是“突變”圖像，屬于“漸變”過(guò)程，所以排除

溫度與催化劑等影響的因素，改變的條件為向容器中加入C,B正確；最初加入體系中的A

和B的物質(zhì)的量的比值為1：3,當(dāng)向體系中加入C時(shí)，平衡逆向移動(dòng)，最終A和B各自物

質(zhì)的量增加的比例為1：2,因此平衡時(shí)A的體積分?jǐn)?shù)：磯11)>磯I),C錯(cuò)誤；平衡常數(shù)K

與溫度有關(guān)，因該反應(yīng)在恒溫條件下進(jìn)行，所以K保持不變，D錯(cuò)誤。

2、(2021.全國(guó)乙卷)一氯化碘(IC1)是一種鹵素互化物，具有強(qiáng)氧化性，可與金屬直接反應(yīng)，

也可用作有機(jī)合成中的碘化劑。McMorris測(cè)定和計(jì)算了在136?180℃范圍內(nèi)下列反應(yīng)的平

衡常數(shù)感：

2NO(g)+2ICl(g)2NOCl(g)+l2(g)6

2NOCl(g)2NO(g)+Cl2(g)&2

得到1gKpi?畀口1g品2?強(qiáng)為線性關(guān)系，如下圖所示:

"xIOVIC1

⑴由圖可知，NOC1分解為NO和Cb反應(yīng)的AH0(填“大于”或“小于”)。

(2)反應(yīng)2ICl(g)=CL(g)+L(g)的K=(用Kpi、Kp2表示)；該反應(yīng)的

AH0(填“大于”或“小于”)，寫出推理過(guò)程：。

【答案】⑴大于(2)Kp「Kp2大于設(shè)，>乙，即弁/，由題圖可知，1g&2隨著犧增大

而減小，即lgKp2(4)<lgKp2(Ti)；IgKpi隨著4的增大而增大，即IgKpi(可)>lgKpi(7i)。由題

給圖像斜率可知，由於到Ti,lg6與lgQ的變化量的關(guān)系為lgKp2(Ti)—lg&2(△)>lgKpi(⑸

一IgKpQi),1g6(Ti)+lgKp2(Ti)>lg&1(72)+坨埠(4),lg[Kpi(Ti>Kp2(Ti)]>lg[Kpi(0.Kp2(T2)]，

則Kpi(，>Kp2(Ti)>Kpi(7y-Kp2(7y,則K(Ti)>K(7y,即溫度升高，K增大,貝UA〃>0

【解析】(1)縱坐標(biāo)為Ig&i、lg42,橫坐標(biāo)為最<103。由題圖可知，1g品2隨著劣的增大逐漸

減小，即Kp2隨著溫度的降低逐漸減小，說(shuō)明對(duì)于反應(yīng)：2NOCl(g)=^2NO(g)+Cb(g),降

低溫度，平衡逆向移動(dòng)，則AH大于0。(2)2NO(g)+2ICl(g)^^2NOCl(g)+I2(g)Kpi(i),

：s

2NOCl(g盧^2NO(g)+CL(g)%2(ii),根據(jù)蓋斯定律，由(i)+(ii)可得2ICl(g)^I2(g)

設(shè)TI>T2，即條熱由題圖可知，/隨著暴增大而減小，即

+Cl2(g)K=KPIKP2Olglg

42(八)<館Kp2(/)；lgKpi隨著今的增大而增大，即lgKpi(T2)>lgKpi(Ti)。由題給圖像斜率可

知，由72到Ti.lgKpi與1gg的變化量的關(guān)系為lgKp2(Ti)TgKp2(A)>lg6(石)一1g冷⑺)，

1g冷⑺)+lgKp2(Ti)>lg6(⑸+lg冷(石)，lg[Kpi(Ti>Kp2(Ti)]>lg[Kpl(T2)-Kp2(T2)J,則

Xpi(Ti>Kp2(Ti)>Kpi(T2>Kp2(㈤，則K(TI)>K(T2)，即溫度升高，K增大,貝UAH>0。

3、[2021?全國(guó)甲卷，28(2)]二氧化碳催化加氫制甲醇，有利于減少溫室氣體二氧化碳。其總

反應(yīng)可表示為CCh(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△"=-49kJ?moL?；卮鹣铝袉栴}：

合成總反應(yīng)在起始物嘿\=3時(shí)，在不同條件下達(dá)到平衡，設(shè)體系中甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)

n(CO2)

為MCH3OH),在/=250℃下的x(CH3OH)?p、在p=5xl()5pa下的MCH3OH)?/如圖所示。

^/105Pa

123456789

JT_1

J1_0

Z)9

(VI

H-8

OV/

C7

H6

O1^).

X.5

JA(.

-V4

lr/X

-r-3

.uv-IV

和於^濟(jì)留伊2仆0道

"七

①用各物質(zhì)的平衡分壓表示總反應(yīng)的平衡常數(shù)，表達(dá)式a=,

②圖中對(duì)應(yīng)等壓過(guò)程的曲線是，判斷的理由是;

③當(dāng)X(CH3OH)=0.10時(shí)，C02的平衡轉(zhuǎn)化率a=,反應(yīng)條件可能為

或。

【答案】①竟不淤RH)②b總反應(yīng)△"<(),升高溫度時(shí)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，甲

J

p(H2)-p(CO2)

醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變?、?3.3%5x105pa,210℃9xl05Pa,250℃

【解析】③設(shè)起始"(CC)2)=1mol,H(H2)=3mol,貝U

3H2(g)+CO2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)

起始/mol3100

轉(zhuǎn)化/mol3xxxX

平衡/mol3-3x1~xxX

X,-0.10,解得無(wú)一!，平衡時(shí)CO2的

當(dāng)平衡時(shí)，若尤(CHQH)—0.10,c,

§mol

轉(zhuǎn)化率。=不而'100%433.3%；由圖可知，滿足平衡時(shí)尤(CH30H)=0.10的條件有：5xlO5Pa,

210℃或9x15,250℃?

4、(2021山東高考)2-甲氧基-2-甲基丁烷(TAME)常用作汽油原添加劑。在催化劑作用下，可

通過(guò)甲醇與烯燃的液相反應(yīng)制得，體系中同時(shí)存在如下反應(yīng)：

K/

反應(yīng)+CH3OH—/O

ATAME

K甘

7

反應(yīng)II：^+CH3OH"/OAH2

BTAME

反應(yīng)m：八「金皇八，AH3

回答下列問題：

(i)反應(yīng)i、n、in以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)表示的平衡常數(shù)Kx與溫度T變化關(guān)系如圖所示。據(jù)

圖判斷，A和B中相對(duì)穩(wěn)定的是(用系統(tǒng)命名法命名)；般的數(shù)值范圍是

(填標(biāo)號(hào))。

-y/K-1

A.<-1B.-1-0

C.0~1D.>1

（2）為研究上述反應(yīng)體系的平衡關(guān)系，向某反應(yīng)容器中加入1.0molTAME,控制溫度為

353K,測(cè)得TAME的平衡轉(zhuǎn)化率為a。

已知反應(yīng)III的平衡常數(shù)KX3=9.0,則平衡體系中B的物質(zhì)的量為mol,反應(yīng)I

的平衡常數(shù)Kxl=o

同溫同壓下，再向該容器中注入惰性溶劑四氫唉喃稀釋，反應(yīng)I的化學(xué)平衡將

（填“正向移動(dòng)”“逆向移動(dòng)”或“不移動(dòng)”）。平衡時(shí)，A與CH3OH物質(zhì)的量濃度之比

c（A）：C（CH3OH）=o

（3）為研究反應(yīng)體系的動(dòng)力學(xué)行為，向盛有四氫味喃的另一容器中加入一定量A、B和

CH3OHO控制溫度為353K,A、B物質(zhì)的量濃度c隨反應(yīng)時(shí)間f的變化如圖所示。代表B

的變化曲線為（填“X”或"Y"）；f=100s時(shí)，反應(yīng)III的正反應(yīng)速率v匯逆反應(yīng)

速率v逆（填或“="）。

(

I

I

O

U

I

)

飛

(1-a)(1+a)

【答案】（）-甲基-丁烯逆向移動(dòng)：（）

12-2D(2)0.9a0.01ct21103X<

【解析】（1）由平衡常數(shù)及與溫度T變化關(guān)系曲線可知，反應(yīng)I、II、III的平衡常數(shù)的自然

對(duì)數(shù)隨溫度升高（要注意橫坐標(biāo)為溫度的倒數(shù)）而減小，說(shuō)明3個(gè)反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，即AH

<0、AH2<0,AH3<0,因此，B的總能量低于A的總能量，能量越低越穩(wěn)定，則A和B

中相對(duì)穩(wěn)定的是B,其用系統(tǒng)命名法命名為2-甲基-2-丁烯；由蓋斯定律可知，反應(yīng)I—反

應(yīng)^=反應(yīng)ui,則AHI—A%=A7/3<O,因此由于放熱反應(yīng)的越小，其絕

對(duì)值越大，則鬻的數(shù)值范圍是大于1,故選D。

△“2

(2)向某反應(yīng)容器中加入1.0molTAME,控制溫度為353K,測(cè)得TAME的平衡轉(zhuǎn)化率

為a,則平衡時(shí)”(TAME)=(l-a)mol,n(A)+M(B)=H(CH3OH)=amol=已知反應(yīng)III的平衡

常數(shù)KX3=9.0,則空魯=9.0,將該式代入上式可以求出平衡體系中B的物質(zhì)的量為0.9a

n(A)

1~a

一?十人一..、1，，1+a(1■—a)(l+a)，、=「一十

mol,n(A)—0.1amoL反應(yīng)I的平衡吊數(shù)Kxi—0Ola2°問溫問壓下，

IU?XCA\

■

再向該容器中注入惰性溶劑四氫唉喃稀釋，反應(yīng)I的化學(xué)平衡將向著分子數(shù)增大的方向移

動(dòng)，即逆向移動(dòng)。平衡時(shí)，TAME的轉(zhuǎn)化率變大，但是平衡常數(shù)不變，A與CH30H物質(zhì)的

量濃度之比不變，c(A)：c(CH3OH)=0.1a：a=l：10o

(3)溫度為353K,反應(yīng)III的平衡常數(shù)KX3=9.0,"票=9.0。由A、B物質(zhì)的量濃度c

n(A)

隨反應(yīng)時(shí)間r的變化曲線可知，X代表的平衡濃度高于Y,則代表B的變化曲線為X；由曲

線的變化趨勢(shì)可知，100s以后各組分的濃度仍在變化，r=100s時(shí),端=10.2>9,

n(A)U.U11

因此，反應(yīng)ni正在向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，故其正反應(yīng)速率v正小于逆反應(yīng)速率丫逆。

5、(2020?全國(guó)卷III,28)二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO2的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域?；卮?/p>

下列問題：

(1)CO2催化加氫生成乙烯和水的反應(yīng)中，產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比"(C2H4)：?(H2O)=o

當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，若增大壓強(qiáng)，則"(C2H4)(填“變大”“變小”或“不變”)。

⑵理論計(jì)算表明，原料初始組成”(CO2)："(氏)=1：3,在體系壓強(qiáng)為0.1MPa,反應(yīng)達(dá)到

平衡時(shí)，四種組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)尤隨溫度T的變化如圖所示。

圖中，表示C2H4、CO2變化的曲線分別是、。CO2催化加氫合成C2H4反應(yīng)

的NH0(填“大于”或“小于

(3)根據(jù)圖中點(diǎn)A(440K,0.39),計(jì)算該溫度時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=(MPa)r(列出計(jì)

算式。以分壓表示，分壓=總壓X物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

(4)二氧化碳催化加氫合成乙烯反應(yīng)往往伴隨副反應(yīng)，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳燒。一

定溫度和壓強(qiáng)條件下，為了提高反應(yīng)速率和乙烯選擇性，應(yīng)當(dāng)__________________O

【答案】(1)1：4變大(2)dc小于

91

(3承盤單(4)選擇合適催化劑等

_催_(dá)_化劑、

【解析】⑴C02催化加氫生成乙烯和水的化學(xué)方程式為2co2(g)+6H2(g)^c2H4(g)+

4H20(g),產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比〃(C2H4)：”(H20)=l：4,該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增

大壓強(qiáng)平衡右移，則”(C2H4)變大。

⑵由平衡圖像知，390K時(shí)四種組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)之比滿足1：3的是c曲線和a曲線，

物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)之比滿足1:4的是d曲線和b曲線,結(jié)合反應(yīng)方程式和原始投料W(CO2)：〃32)

=1：3可得，曲線c表示CO2,曲線a表示H2，曲線d表示C2H4，曲線b表示H2O；由圖

像的變化趨勢(shì)可知，升高溫度，曲線a、c增大，曲線b、d減小，說(shuō)明平衡左移，所以正反

應(yīng)放熱，A//<0o(3)起始投料比w(CO2)：n(H2)=l：3,平衡時(shí)總壓為O.IMPa,結(jié)合反應(yīng)方

程式可知p(CO2)：p(H2)=l：3,p(C2H4)：p(H2O)=l：4,由圖像可知^(H2)=p(H2O)=

O.lxO.39MPa,所以p(CC)2)二與"xO.39MPa,°(C2H4)=竽x0.39MPa。

2co2(g)+6H2(gq^C2H4(g)+4H2O(g)

平衡時(shí)壓強(qiáng)/MPay-xO.390.1x0.394x0.390.1x0.39

才xO.39x(O.lXO.39)4

該溫度下的平衡常數(shù)『粽喘gi

(MPa)」3=不

(-yX0.39)2X(0.1XO.39)6

0.0393(MPa)上

(4)在一定溫度和壓強(qiáng)下，為了提高反應(yīng)速率和乙烯的選擇性，減少副反應(yīng)的發(fā)生，應(yīng)當(dāng)選

擇合適催化劑等。

6、［2020?天津，16(3)(4)］用H2還原CO2可以在一定條件下合成CH30H(不考慮副反應(yīng))

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

(3)某溫度下，恒容密閉容器中，C02和H2的起始濃度分別為amour和3amoLLr,反應(yīng)

平衡時(shí),CH30H的產(chǎn)率為b,該溫度下反應(yīng)平衡常數(shù)的值為0

⑷恒壓下，CO2和H2的起始物質(zhì)的量之比為1：3時(shí)，該反應(yīng)在無(wú)分子篩膜時(shí)甲醇的平衡產(chǎn)

率和有分子篩膜時(shí)甲醇的產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示，其中分子篩膜能選擇性分離出H2OO

%

/

M

t

s

fr

①甲醇平衡產(chǎn)率隨溫度升高而降低的原因?yàn)椤?/p>

②P點(diǎn)甲醇產(chǎn)率高于T點(diǎn)的原因?yàn)椤?/p>

③根據(jù)上圖，在此條件下采用該分子篩膜時(shí)的最佳反應(yīng)溫度為℃?

［答案］（3）27°2（1—6）4

（4）①該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度升高，平衡逆向移動(dòng)（或平衡常數(shù)減?。诜肿雍Y膜從反應(yīng)體

系中不斷分離出H2O,有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，甲醇產(chǎn)率升高③210

【解析】（3）恒溫恒容條件下進(jìn)行反應(yīng)，平衡時(shí)，CH30H的產(chǎn)率為6,則反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率為6,

按“三段式”法計(jì)算：

CO2(g)+3H2(g)CH30H(g)+H2O(g)

起始/(mol1—i)a3a00

轉(zhuǎn)化/(molLf)ab3ababab

平衡/(moLL-i)a(\~b)3<2(1—Z?)abab

則該溫度下反應(yīng)平衡常數(shù)K*（-；部1—切3=五"。

⑷①圖中有分子篩膜時(shí)，P點(diǎn)甲醇產(chǎn)率最大，達(dá)到平衡狀態(tài)，P點(diǎn)后甲醇的產(chǎn)率降低，其原

因是合成甲醇的反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動(dòng)，甲醇產(chǎn)率降低。②P點(diǎn)有分子

篩膜，T點(diǎn)無(wú)分子篩膜，而分子篩膜能選擇性分離出H2。，使平衡正向移動(dòng)，提高甲醇的產(chǎn)

率。③由題圖2可知，當(dāng)有分子篩膜，溫度為210℃時(shí)，甲醇產(chǎn)率最大，故該分子篩膜的最

佳反應(yīng)溫度為210℃

【課時(shí)達(dá)標(biāo)訓(xùn)練】

1、在密閉容器中，加入2molA和ImolB發(fā)生如下反應(yīng)：2A（g）+B（?）『=2C（g）+D（g）,C的

體積分?jǐn)?shù)（C%）隨時(shí)間的變化趨勢(shì)符合右下圖關(guān)系：下列說(shuō)法正確的是（）

fC%?C%

,~￡-------T?IPa

r.P.

,?E_I/?

o—6f

A.E點(diǎn)的v（逆）大于F點(diǎn)的v（正）

B.若在F點(diǎn)時(shí)給容器加壓，達(dá)新平衡時(shí)C的濃度將增大

C.若給容器加熱，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K將增大

D.恒溫恒容下達(dá)平衡后，向容器中再加入2molA和ImolB,A的轉(zhuǎn)化率不發(fā)生改變

【答案】B

【解析】E點(diǎn)時(shí)，反應(yīng)正在向右進(jìn)行，所以v（正）>v（逆），而F點(diǎn)為反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)的速率

v（正尸v（逆），所以E點(diǎn)的v（逆）小于F點(diǎn)的丫（正），A錯(cuò)誤；根據(jù)圖像2可知，壓強(qiáng)Pi>P2,

現(xiàn)在增大壓強(qiáng)，C%減小，平衡左移，但因?yàn)槿萜鞯捏w積縮小，所以達(dá)新平衡時(shí)C的濃度比

原來(lái)還是增大，B正確；由圖像可知溫度T?T2,由TI—T2,相當(dāng)于降溫，C%增大，平衡

右移，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，若