高考總復習化學平衡圖像

【高考展望】

圖像題是化學反應速率和化學平衡部分的重要題型。這類題可以全面考查各種條件對化學反應速率和

化學平衡的影響，具有很強的靈活性和綜合性。該類題型的特點是：圖像是題目的主要組成部分，把所要考

查的知識寓于坐標曲線上，簡明、直觀、形象，易于考查學生的觀察能力、類比能力和推理能力。當某些

外界條件改變時，化學反應速率或有關物質的濃度（或物質的量、百分含量、轉化率等）就可能發(fā)生變化，反映

在圖像上,相關的曲線就可能出現(xiàn)漸變（曲線是連續(xù)的）或突變（出現(xiàn)“斷點”）。

解答化學平衡圖像題必須抓住化學程式及圖像的特點。析圖的關鍵在于對“數(shù)”、“形”、“義”、“性”

的綜合思考，其重點是弄清“四點”（起點、交點、轉折點、終點）及各條線段的化學含義，分析曲線的走

向，發(fā)現(xiàn)圖像隱含的條件，找出解題的突破口。

【方法點撥】

一、解答化學平衡圖像題的一般方法：

化學平衡圖像題，一是以時間為自變量的圖像；二是以壓強或溫度為自變量的圖像。從知識載體

角度看，其一判斷化學平衡特征；其二應用勒夏特列原理分析平衡移動過程；其三逆向思維根據(jù)圖像

判斷可逆反應的有關特征；其四綜合運用速率與平衡知識進行有關計算。

①確定橫、縱坐標的含義。

②分析反應的特征：正反應方向是吸熱還是放熱、氣體體積是增大還是減小或不變、有無固體或純液

體物質參與反應等。

③分清因果，確定始態(tài)和終態(tài)；必要時可建立中間態(tài)以便聯(lián)系始、終態(tài)（等效模型）。

④關注起點、拐點和終點，分清平臺和極值點，比較曲線的斜率，把握曲線的變化趨勢，抓住“先拐

先平數(shù)值大”。

⑤控制變量：當圖像中有三個變量時，先確定一個量不變，再討論另外兩個量之間的關系。

⑥最后檢驗結論是否正確。

二、常見化學平衡圖像歸納：

例：對于反應mA（g）+nB（g）\'pC（g）+qD（g）,若m+n>p+q且△H>0。

1.v-t圖像

增大壓強加正催化劑

2.v-p(T)圖像

【典型例題】

類型一：速率-時間的圖像

例1.右圖是恒溫下某化學反應的反應速率隨反應時間變化的示意圖，下列敘述與示意圖不那得令的是

()

A.反應達平衡時，正反應速率和逆反應速率相等

B.該反應達到平衡態(tài)I后，增大反應物濃度，平衡

發(fā)生移動，達到平衡態(tài)II

C.該反應達到平衡態(tài)I后，減小反應物濃度，平衡

發(fā)生移動，達到平衡態(tài)II

D.同一反應物在平衡態(tài)I和平衡態(tài)II時濃度不相等

【思路點撥】從圖像可看出該反應達到平衡態(tài)I后v正突然增大，v逆當時不變，而后才增大，應該是增

大反應物濃度所致。

【答案】C

【解析】可逆反應達到平衡時，v正=丫逆＞0,A正確。同一反應物在不同的平衡態(tài)下濃度不相等，只有

在同一平衡態(tài)下濃度才會保持不變，D符合示意圖。觀察示意圖可知，平衡態(tài)I到平衡態(tài)H,正反應速率

和逆反應速率都增大了，所以絕對不會是減小反應物濃度造成的，C肯定不符合示意圖。

【總結升華】化學平衡狀態(tài)是指在一定條件下的可逆反應，正反應和逆反應的速率相等，反應混合物中各

組分的濃度保持不變的狀態(tài)。增大濃度，反應速率增大，減小濃度，反應速率減小。

舉一反三：

【變式1】對于達平衡的可逆反應X+Y=W+Z,增大壓強，則正、逆反應速度(v)的變化如圖，分析

可知X、Y、Z、W的聚集狀態(tài)可能是：

A、Z、W為氣體，X、Y中之一為氣體

B、Z、W中之一為氣體，X、Y為非氣體

C、X、Y、Z皆為氣體，W為非氣體

D、X、Y為氣體，Z、W中之一為氣體

【答案】CD

【解析】由圖像知，增大壓強，則正、逆反應速度均增大，正反應速率增大較多，則平衡勢必向右移動，

正反應應是體積減小的反應。

【變式2】右圖表示反應N2(g)+3H2(g)=^=2NH3(g)；AH=

-92.2kJ/moL在某段時間to?b中反應速率與反應過程的曲線圖，則氨的

百分含量最高的一段時間是()

A.to~ti

B.t2?t3

C.t3~t4

D.t5~t6

【答案】A

【解析】由圖可知，該反應從ti時正逆反應速率都增大，并且逆反應速率

增加更多，所以平衡逆向移動，氨的百分含量降低；從t3時正逆反應速率都增大，但增大幅度相同，所以

平衡不移動，氨的百分含量保持不變；從t4時正逆反應速率都降低，但正反應速率降低更多，平衡仍然是

逆向移動，氨的百分含量進一步降低。由上可知，氨的百分含量最高的一段是to?5本題應選A。

類型二：濃度(含量)-時間的圖像

例2、(2015安徽高考)汽車尾氣中，產生NO的反應為：N2(g)+02(g)=2N0(g),一定條件下，等物質

的量的Nz(g)和02(g)在恒容密閉容器中反應，下圖曲線a表示該反應在溫度T下N2的濃度隨時間的變

化，曲線b表示該反應在某一起始條件改變時N?的濃度隨時間的變化。下列敘述正確的是：

L(

O.

E

/)

N『

D

b

A.溫度T下，該反應的平衡常數(shù)K=4(°。二竹-

B.溫度T下，隨著反應的進行，混合氣體的密度減小

C.曲線b對應的條件改變可能是加入了催化劑

D.若曲線b對應的條件改變是溫度，可判斷該反應的△際0

【思路點撥】根據(jù)“先拐先平”原則，先拐的到達平衡的時間短，對應的反應速率快，溫度高。

【答案】A

【解析】本題考查化學平衡知識。根據(jù)平衡常數(shù)列式，A正確；B項：溫度T下，隨著反應的進行，混合

氣體的密度不變；C項：曲線b對應的條件改變不可能是加入了催化劑，因為催化劑不能使平衡移動；D

項：隨著溫度升高，C?2)減小，平衡正向移動，正反應吸熱。

【總結升華】借助圖象考查化學平衡問題，是近年來備受高考青睞的一種命題形式。

解題的主要策略有：

①先根據(jù)“先拐先平”原則，判斷出曲線對應的溫度或壓強的大小。'‘先拐先平"即先拐的說明達到

平衡所需的時間短，對應的化學反應速率快，對應的溫度或壓強大。

②固定其中的一個因素(溫度或壓強)，然后討論另一個因素與化學平衡中的參量(百分含量、體積

分數(shù)、平均相對分子質量)的變化關系，從而判斷出該反應為放熱反應或吸熱反應、反應前后氣體體積的

大小關系。

舉一反三：

【變式1】可逆反應mA(s)+nB(g)eC(g)+fD(g),反應過程中，當其它條件不變時，C的百分

含量(C%)與溫度(T)和壓強(P)的關系如下圖：下列敘述正確的是

A、達平衡后，加入催化劑則C%增大

B、達平衡后，若升溫，平衡左移

C、化學方程式中n>e+f

D、達平衡后，增加A的量有利于平衡向右移動

【答案】B

【變式2］已知反應2sCh(g)+O2(g)-2SO3(g)；AH<0,向某體積恒定的密閉容器中按體積比

2：1充入SO2和。2,在一定條件下發(fā)生反應。下圖是某物理量(Y)在不同溫度下隨時間(t)變化

的示意圖，Y可以是

A.SO2的轉化率B.混合氣體的密度

C.密閉容器內的壓強D.。2的體積分數(shù)

【答案】A

【變式3】對于密閉容器中的反應：N2(g)+3H2(g)2NH3(g),AH<0。在673K、30MPa下,

n(NH3)^n(H2)隨時間變化的關系如下圖所示。下列敘述正確的是

A.點a的正反應速率比點b的大

B.點c處反應達到平衡

C.點d(q時亥1|)和點e①時刻)處“凡)不等

D.其它條件不變，773K下反應至J時刻，n(H2)比上圖中d點的值大

【答案］AD

【變式4】已知NCh和N2O4可以相互轉化：2NO2(g)N2O4(g)；AHVO。在恒溫條件下將一定量NO2

和N2O4的混合氣體通入一容積為2L的密閉容器中，反應物

濃度隨時間變化關系如右圖。下列說法正確的是

A.a、b、c、d四個點中，只有b、d點的化學反應處于平衡

狀態(tài)

B.前10min內用D(N02)表示的化學反應速率為0.06

mol/(L-min)

C.25min時，導致平衡移動的原因是將密閉容器的體積縮小

為1L

D.圖中的兩條曲線，X是表示N2O4濃度隨時間的變化曲線

【答案】A

類型三：濃度(含量)-壓強(溫度)的圖像

例3、(2016西城二模)CH30H是重要的化工原料，工業(yè)上用CO與H?在催化劑作用下合成CH3OH,其

反應為：CO(g)+2H2(g)=±CH30H(g)。按〃(CO)：a(H2)=l：2向密閉容器中充入反應物，測得平衡時混

合物中CH30H的體積分數(shù)在不同壓強下隨溫度的變化如圖所示。下

列說法中，正確的是興9。

A.P1<P2§80

B.該反應的△?>()黑；

C.平衡常數(shù)：K(A)=K(B)|50

D.在C點時，CO轉化率為75%忌40

Q30

520

【思路點撥】合成CH30H的反應是體積減小的反應，增加壓強，化io

學平衡向右進行。

【答案】D

【解析】A項，相同溫度時，壓強越大，甲醇的體積分數(shù)應該越大，根據(jù)BC兩點判斷Pi>P2；B項，根

據(jù)壓強相同，溫度不同，曲線的變化規(guī)律，說明該反應隨溫度的升高，化學平衡向逆向進行，即向吸熱的

方向進行，所以該反應的正向為放熱反應△：?<()；C項，化學平衡常數(shù)因溫度不同而不同，A、B兩點對

應的溫度是不同的，故兩點對應的平衡常數(shù)是不同的；D項，設起始時CO的物質的量為Imol,則此時

壓0的物質的量為2mol,再設C點時消耗CO的物質的量為xmol,則有：

CO(g)+2H2(g)CH30H(g)

120

x2xx

再分析圖像，可知此時CH30H的體積分數(shù)為50%,所以列方程式：

x

----------------------------=0.5

(1—x)+x+(2—2.x)

解得x=0.75。即在C點時，CO轉化率為75%。故選D。

【總結升華】在其它條件不變的情況下，通過圖像分析單一因素對化學平衡的影響。

舉一反三：

【變式1】右圖是溫度和壓強對X+Y『=2Z反應影響的示意圖。圖中橫坐標表示溫度，縱坐標表示平

衡混合氣體中Z的體積分數(shù)。下列敘述正確的是

A.上述可逆反應的正反應為放熱反應

B.X、Y、Z均為氣態(tài)

C.X和Y中只有一種為氣態(tài)，Z為氣態(tài)

D.上述反應的逆反應的AH〉。

【答案】C

【解析】根據(jù)示意圖，在壓強不變的情況下，隨著溫度的升高，z的體積分數(shù)增大,即隨著溫度的升高，平衡

向正反應方向移動，所以正反應為吸熱反應，AH〉。；逆反應為放熱反應,△}1<()；所以A,D錯誤。同樣，在

溫度不變的情況下，隨著壓強的減小，Z的體積分數(shù)增大，即隨著壓強的減小，平衡向正反應方向移動，

正反應為氣體體積增大的反應，所以C正確。

【變式21在一定條件下，固定容積的密閉容器中發(fā)生如下反應：2NO2(g)O2(g)+2N0(g)AH>0,

達到平衡。當改變其中一個條件X,Y隨X的變化符合圖中曲線的是

A.當X表示溫度時，Y表示NO2的物質的量

B.當X表示壓強時，Y表示NO2的轉化率

C.當X表示反應時間時，Y表示混合氣體的密度

D.當X表示NO2的物質的量時，Y表示02的物質的量

答案：AB

【答案】AB

【解析】若x表示溫度，則隨溫度升高，平衡向正反應方向移動，N02物質的量減少，A正確；

若x表示壓強，則隨壓強增大，平衡向逆反應方向移動，NO2轉化率減小，B正確；

若x表示反應時間，混合氣體的密度應保持一條直線不變，C錯誤；

若x表示N02的物質的量，則隨固定容器中NO2物質的量增加，。2的物質的量也應在一定限度內增加，D

錯誤，故選AB。

【鞏固練習】

一、選擇題：(每題有1-2個選項符合題意)

1.可逆反應A(g)+2B(g)3C(g)+4D(g)AH>0,在恒容密閉容器中達到平衡后，改變某一

2.(2015西城期末)對于可逆反應：2A(g)+B(g)2C(g)RH3下列各圖正確的是()

A

的

轉

化

率

壓強p

D

3.(2016四川高考)一定條件下，CH4與H2O(g)發(fā)生反應：CH4(g)+H2O(g)--CO(g)+3H2(g)o設起始

n(CH^=Z，在恒壓下，平衡時CH4的體積分數(shù)9(CH4)與Z和T(溫度)

的關系如右圖所示，下列說法正確的是()

A.該反應的焰變AH>0

B.圖中Z的大小為a>3>b

C.圖中X點對應的平衡混合物中，凡°)=3

n(CH4)

D.溫度不變時，圖中X點對應的平衡在加壓后p(CH4)減小

4.(2016浙江一輪復習)在10L密閉容器中，A、B、C三種氣態(tài)物質構成了可逆反應體系；某溫度時,

A、B、C物質的量與時間的關系如圖一，C的百分含量與溫度的關系如圖二。

下列分析不正確的是()

A.0~4min時，A的平均反應速率為0.1mol/(L-min)

c(C)

B.該反應的平衡常數(shù)表達式為：K=

C2(A).C(5)

C.由T1向及變化時，v正X逆

D.此反應的正反應為放熱反應

5.已知：4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2(g).△!!=-1025kJ/mol該反應是一個可逆反應。若反應物起始物質

的量相同，下列關于該反應的示意圖不正確的是()

優(yōu)化刖

出tC.fD.1000（

依----1XIO>4i紀/----------I200C5/一gk--------

。睚?

/§/.looorg//\

YV/I000C無AT化劑

.，——>K,-一?,

時間時間時何

6.L在KI溶液中存在下列平衡：I2(aq)+「(aq)=^l3-(aq)。某L、KI混合溶液中，L-的物質的量濃度

c(b一)與溫度T的關系如圖所示(曲線上任何一點都表示平衡狀態(tài))。下列說法正確的是

A.反應I2(aq)+r(aq)中(aq)的>0

B.若溫度為Ti、T2,反應的平衡常數(shù)分別為KI、K2,則KI>K2

C.若反應進行到狀態(tài)D時，一定有1)正>D逆

D.狀態(tài)A與狀態(tài)B相比，狀態(tài)A的c(L)大

..優(yōu)化劑.

7.已知反應：2CH3COCH3(1)CH3COCH2COH(CH3)2(1)□

取等量CH3coeH3,分別在0℃和20℃下，測得其轉化分數(shù)隨時

間變化的關系曲線(Y-t汝口右圖所示。下列說法正確的是

A.b代表0℃下CH3COCH3的Y-t曲線

B.反應進行到20min末，CH3COCH3的°)>1

v(20℃)

C.升高溫度可縮短反應達平衡的時間并能提高平衡轉化率

,,wAn(0℃),

D.從Y=0至UY=0.113,CH3COCH2COH(CH3)2的、(；0g=1

8.已知某可逆反應mA(g)+nB(g)-pC(g),在密閉容器中進行，下圖表示在不同反應時間t時，溫度T

和壓強P與生成物C在混合物中的體積百分含量的關系曲線。

由曲線分析，下列判斷正確的是（）

A.T1<T2,P1>P2,m+n>p,AH<0

B.TI>T2,PI<P2,m+n>p,AH<0

C.TI<T2，PI>PT,m+n<p,AH<0

D.TAT2,PI<Pz,m+n<p,AH>0

9.（2015四川高考）一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應：

C（s）+CO2（g）b-2co（g）。平衡時，體系中氣體體積分數(shù)與溫度的關系如下圖所示:

已知：氣體分壓（P分尸氣體總壓（P總）x體積分數(shù)。下列說法正確的是

A.550°。時，若充入惰性氣體，。正、。逆均減小，平衡不移動

.B.650℃時，反應達平衡后CCh的轉化率為25.0%

C.T°C時，若充入等體積的CCh和CO,平衡向逆反應方向移動

D.925℃時，用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學平衡常數(shù)KP=24.0P總

10.已知可逆反應aA+bB=^=cC中，物質的含量A%和C%隨溫度的變化曲線

如圖所示，下列說法正確的是（）

A.該反應在「、T3溫度時達到過化學平衡

B.該反應在T2溫度時達到過化學平衡

C.該反應的逆反應是放熱反應

D.升高溫度，平衡會向正反應方向移動

二、填空題：

1.2sO2（g）+O2（g）=2SO3（g）;AH<0o600℃時，在一密閉容器中，將二

氧化硫和氧氣混合，反應過程中SO2、。2、SO3物質的量變化如圖

所示：

反應處于平衡狀態(tài)的時間是o據(jù)圖判斷，

反應進行至20min時，曲線發(fā)生變化的原因是

（用文字表達）。10~15min曲線變化的原因可能是（填寫編號）。

a.加了催化劑b.縮小容器體積

c.降低溫度d.增加SO3的物質的量

2.一定條件下，在體積為3L的密閉容器中，一氧化碳與氫氣反應生成甲醇(催化劑為CwO/ZnO)：

CO(g)+2H2(g)CH30H(g)。

根據(jù)題意完成下列各題：

(1)反應達到平衡時，平衡常數(shù)表達式K=,

升高溫度，K值_______(填“增大”“減小”或“不變》

(2)500°C時，從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率V(H2)=用SB、tB表示)。

(3)在其他條件不變的情況下，將處于E點的體系的體積壓縮到原來的1/2,下列有關該體系的說法正

確的是O

a.氫氣的濃度減小

b.正反應速率加快，逆反應速率也加快

c.甲醇的物質的量增加

d.重新平衡時n(H2)/n(CH3OH)增大

(4)據(jù)研究，反應過程中起催化作用的為CU2。，反應體系中含少量CO2有利于維持催化劑CU2O的量

不變，原因是：(用化學方程式表示)。

【參考答案】

一、選擇題：

1、D

【解析】A項，該反應是吸熱反應，升溫平衡正向移動，則平衡常數(shù)K應增大，A錯：B項，增大壓強平衡

逆向移動，則B的轉化率降低，B錯；C項，催化劑不能使化學平衡發(fā)生移動，則D的產率不變，C錯；D

項，化學平衡常數(shù)只受溫度影響，故正確。

2、A

【解析】A項，升溫，平衡左移，C的百分含量減小，正確。B項，升溫，/(正)、/(逆)均增大，錯誤。C

項，催化劑只能加快反應速率，不會改變平衡組分的百分含量，錯誤。D項，加壓平衡右移，A的轉化率

增大，升溫平衡左移，A的轉化率應減小，錯誤。

3、A

【解析】A項，由圖像可知，任取一條平衡曲線，溫度升高，平衡時CH4的體積分數(shù)減小，說明溫度升高,

平衡正向移動，則正反應是吸熱反應，AH>0；B項，由圖可知，增大水和甲烷的投料比，會增大甲烷的

轉化率，從而使平衡時甲烷的體積分數(shù)減小，所以b>3>a；C項，X點對應的曲線11起始(“2°)=3,溫度

n起始(CH。

升高，平衡正向移動，設平衡后，參與反應的n(H2O)=amol,則平衡時二者的比值為11起始(耳。)-2必

n起始(CHJ-a

然大于3；D項，若溫度不變，X點對應的平衡加壓后，反應逆向移動，CH4的體積分數(shù)會增加。故選A。

4、A

【解析】由圖一知在4min時A消耗0.4mol,故0?4min時，A的平均反應速率為：0.4mol/(10Lx4min)

=0.01mol/(L-min)；根據(jù)圖一所示A、B、C物質的量的變化，可知該可逆反應為：2A(g)+B(g)-C(g),

由此可知B正確；由圖二知在T3時反應達到平衡，故在73前，反應一直正向進行，v正X逆；由73升溫到

及時，C%減小，說明平衡逆向進行，故可判知正反應為放熱反應。

5、C

【解析】此題結合化學平衡圖像考查外界條件對化學平衡的影響。根據(jù)“先拐先平數(shù)值大”的原則，選項

A、B正確；根據(jù)升高溫度，平衡向吸熱反應方向移動(即逆反應方向移動)，可確定A、B正確；根據(jù)使

用催化劑只能改變化學反應速率，縮短達到平衡的時間，但對化學平衡的移動無影響，所以選項D正確。

6、BC

【解析】隨著溫度的不斷升高，b-的濃度逐漸的減小，說明反應向逆方向移動，也就意味著該反應是放熱

反應，所以△HVO,所以A項錯；因為K=131，T2>n，所以當溫度升高時，反應向逆方向移動，

[12]-[1]

即K1>K2；C項，從圖中可以看出D點并沒有達到平衡狀態(tài)，所以它要向A點移動，這時13一的濃度在增

加，所以丫正>丫逆，C項正確；D項，從狀態(tài)A到狀態(tài)B,L一的濃度在減小，那么L的濃度就在增加。

7、D

【解析】b曲線的起始斜率明顯大于a曲線，說明b對應的反應速率較大，溫度較高，A、B錯；溫度升高,

平衡轉化率降低，C錯；等量的CH3coe叢，轉化率相同時，產物CH3coeH2cOH(CH3)2的物質的量相同，

D正確；選D。

8、B

【解析】分析圖像可知，每條曲線的起點到拐點表示C隨