新教材2022届新高考化学人教版一轮学案：微专题·大素养 13 化学平衡原理中的图像分析题

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化学平衡原理中的图像分析题
（基础图像的类型）
类型1 速率－时间图像
（1）“渐变”类v－t图像
（2）“断点”类v－t图像
①速率－时间图像“断点”分析
当可逆反应达到平衡后，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。如图，t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强（仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应）。
②常见含“断点”的速率变化图像分析
类型2 变量（浓度、转化率、含量）—温度（压强）
—时间图像（C%指产物的质量分数，B%指某反应物的质量分数）
类型3 恒压（或恒温）线
（α表示反应物的转化率，c表示反应物的平衡浓度）
图①，若p1>p2>p3，则正反应为气体体积减小的反应，ΔHT2，则正反应为放热反应。
（特殊图像的类型）
1．对于化学反应mA（g）＋nB（g）⇌p（C）＋qD（g），M点前，表示从反应物开始，v正>v逆；M点为刚达到平衡点（如下图）；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔHv逆；则L线的右下方（F点），v正Kd
D．0到0.5 min反应速率v（CO）＝0.3 ml·L－1·min－1
4．在2 L密闭容器中发生反应xA（g）＋yB（g）⇌zC（g）。图甲表示200 ℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化关系，图乙表示不同温度下平衡时C的体积分数随起始n（A）∶n（B）的变化关系。则下列结论正确的是（ ）
A．200 ℃时，反应从开始到平衡的平均速率v（B）＝0.04 ml·L－1·min－1
B．200 ℃时，该反应的平衡常数为25
C．当外界条件由200 ℃降到100 ℃时，原平衡一定被破坏，且正、逆反应速率均增大
D．由图乙可知，反应xA（g）＋yB（g）⇌zC（g）的ΔHKd，C正确；
0到0.5 min时，
5CO(g)＋I2O5(s)5CO2(g)＋I2(s)
起始量/ml 2 0
转化量/ml x x
a点量/ml 2－x x
根据a点时CO2的体积分数φ(CO2)＝x/2＝0.30，得x＝0.6 ml，则从0到0.5 min时的反应速率为：v(CO)＝0.6mL2 L×0.5 min＝0.6 ml·L－1·min－1，D错误。
答案：C
4．解析：根据图甲知，v(B)＝eq \f(0.4 ml－0.2 ml,2 L×5 min)＝0.02 ml·L－1·min－1，A项错误；由图甲可知，在该反应中，0～5 min，A、B、C的物质的量的变化量之比Δn(A):Δn(B):Δn(C)＝0.4:0.2:0.2＝2:1:1，所以，A、B、C的化学计量数之比x:y:z＝2:1:1，故x＝2、y＝1、z＝1，平衡常数K＝eq \f(cC,c2A·cB)＝eq \f(0.1,0.22×0.1)＝25，B项正确；由图乙可以看出，当投料比相同时，降低温度，平衡时C的体积分数减小，说明平衡逆向移动，但降低温度会使正、逆反应速率都减小，C项错误；根据图乙可知，该可逆反应的正反应是吸热反应，即ΔH>0，按化学计量数之比投料时，相同条件下原料转化率最大，产物的体积分数最大，故a＝2，D项错误。
答案：B
5．解析：根据图1，随着温度升高，甲醇的物质的量减小，根据勒夏特列原理，该反应为放热反应，根据图2，当反应达到平衡时，甲醇的物质的量最大，依据化学平衡移动的定义，推出c、d、e达到平衡。A.根据图1,300℃时，甲醇物质的量为0.8 ml,500℃时甲醇物质的量为0.6 ml，升高温度，向逆反应方向移动，根据勒夏特列原理，该反应为放热反应，即ΔHK2(500 ℃)，故C说法错误；D.a到c反应向正反应方向进行，还没有达到平衡，当达到平衡时，甲醇的物质的量最多，即c、d、e为化学平衡点，故D说法正确。
答案：C
6．解析：550℃时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，由于保持了压强不变，相当于扩大了体积，平衡正向移动，A项错误。根据图示可知，在650℃时，CO的体积分数为40.0%，根据反应方程式：C(s)＋CO2(g)2CO(g)，设开始加入1 ml CO2，反应掉了x ml CO2，则有
C(s)＋CO2(g)2CO(g)
始态/ml 1 0
变化/ml x 2x
平衡/ml 1－x 2x
因此有eq \f(2x,1－x＋2x)×100%＝40.0%，解得x＝0.25，则CO2的平衡转化率为eq \f(0.25 ml,1 ml)×100%＝25.0%，B项正确。由题图可知，T ℃时，CO与CO2的体积分数相等，在等压下充入等体积的CO和CO2，对原平衡无影响，平衡不移动，C项错误。925 ℃时，CO的体积分数为96.0%，故Kp＝eq \f(p2CO,pCO2)＝eq \f(96.0%p总2,4.0%p总)＝23.04p总，D项错误。
答案：B
7．解析：根据图像，随着温度的升高，H2的转化率降低，说明平衡向逆反应方向移动，根据勒夏特列原理，正反应为放热反应，ΔHb，A错误；b点只能说明该温度下，CO2和H2O的浓度相等，不能说明v正(CO2)＝v逆(H2O)，B错误；从图像可知，a点H2和H2O的物质的量百分数相等，故物质的量相等，C正确；其他条件恒定，充入更多H2，反应物浓度增大，正反应速率增大，v(CO2)也增大，D错误。
答案：C
10．解析：由图像看出，CH4的转化率随eq \f(nCH4,nN2)的增大而降低，A错误；a、b两点的温度相同，平衡常数只与温度有关，则平衡常数不变，B错误；b点甲烷转化率为22%，eq \f(nCH4,nN2)＝0.75，则设甲烷为3 ml，氮气为4 ml，
3CH4(g)＋2N2(g)3C(s)＋4NH3(g) ΔH>0
开始/ml 3 4 0
转化/ml 0.66 0.44 0.88
平衡/ml 2.34 3.56 0.88
则NH3的体积分数约为eq \f(0.88,2.34＋3.56＋0.88)×100%＝13%，C错误；不改变投料比，增加n(N2)时，必然增加甲烷，平衡正向移动，氨气体积分数增加，D正确。
答案：D
11．解析：升温，CO2的平衡转化率减小，平衡左移，正反应为放热反应，所以KM>KN，B正确；A项，N点虽然催化剂的催化效率低于M点，但温度高，所以有可能v(N)>v(M)，正确；C项，催化剂的催化效率降低，是由于温度升高，催化剂的活性降低造成的，不是平衡移动造成的，错误；D项，M点CO2的平衡转化率为50%，此时，乙烯的体积分数为
。
答案：C
12．解析：(1)根据v(正)＝k(正)·c(顺)＝0.006 s－1×c(顺)和v(逆)＝k(逆)·c(反)＝0.002 s－1×c(反)，反应达到平衡时v(正)＝v(逆)，即0.006 s－1×c(顺)＝0.002 s－1×c(反), 则该温度下反应的平衡常数值K1＝c(反)c(顺)＝0.006S-10.002s-1＝3；该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，则ΔH＝E1(正反应活化能)－E2(逆反应活化能)＝Ea(正)－Ea(逆)v′逆，平衡向正反应方向移动
t1时其他条件不变，增大反应物的浓度
t1时v′正突然减小，v′逆逐渐减小；v′逆>v′正，平衡向逆反应方向移动
t1时其他条件不变，减小反应物的浓度
t1时v′逆突然增大，v′正逐渐增大；v′逆>v′正，平衡向逆反应方向移动
t1时其他条件不变，增大生成物的浓度
t1时v′逆突然减小，v′正逐渐减小；v′正>v′逆，平衡向正反应方向移动
t1时其他条件不变，减小生成物的浓度
图像
t1时刻所改变的条件
温度
升高
降低
升高
降低
适合正反应为放热的反应
适合正反应为吸热的反应
压强
增大
减小
增大
减小
适合正反应为气体物质的量增大的反应
适合正反应为气体物质的量减小的反应