2021届高考化学人教版一轮创新教学案：第7章高考热点课5　化学反应速率和化学平衡图像解题方法

　化学反应速率和化学平衡图像解题方法

命题分析：化学反应速率和化学平衡图像分析类试题是高考的热点题型，该类试题经常涉及的图像类型有含量—时间—温度(压强)图像、恒温、恒压曲线等，图像中蕴含着丰富的信息，具有简明、直观、形象的特点，命题形式灵活，难度不大，解题的关键是根据反应特点，明确反应条件，认真分析图像，充分挖掘蕴含的信息，紧扣化学原理，找准切入点解决问题。

1．先拐先平

在含量(转化率)—时间曲线中，先出现拐点的先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。

2．定一议二

当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。

3．三步分析法

一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。

速率变化图像

1．速率—时间图像“断点”分析

当可逆反应达到一种平衡后，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

[解析]　①设2 min时，反应x mol NO(g)

NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)　　　

起始(mol)       1        1           0       0

转化(mol)       x        x          x        x

平衡(mol)     1－x      1－x         x         x

v(NO)＝＝0.21 mol·L－1· min－1，所以x＝0.84 mol，则平衡时NO的转化率α1＝0.84 mol÷1 mol×100%＝84%；NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)，由于这个反应是反应前后气体体积相等的反应，若其他条件保持不变，在恒压条件下进行，平衡不移动，则平衡时NO的转化率α2＝α1。

②NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g)

2 min平衡(mol):  0.16     0.16        0.84     0.84

保持温度不变，向2 min后的平衡体系中再加入0.3 mol NO2和0.04 mol NO，根据平衡常数与浓度商的大小关系可知，平衡应该向逆反应方向移动。

[答案]　①84%　＝　②逆　③升高温度(或增大生成物的浓度)　使用催化剂(或增大压强)　>

　对于反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0已达平衡，如果其他条件不变时，分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图像不相符的是(O～t1：v正＝v逆；t1时改变条件，t2时重新建立平衡)(　　)

答案　C

解析　分析时要注意改变条件瞬间v正、v逆的变化。增加O2的浓度，v正增大，v逆瞬间不变，A正确；增大压强，v正、v逆都增大，v正增大的倍数大于v逆增大的倍数，B正确；升高温度，v正、v逆都瞬间增大，C错误；加入催化剂，v正、v逆同时同倍数增大，D正确。

物质的量(或浓度)—时间图像

将物质的量(或浓度)减少的物质作为反应物，将物质的量(或浓度)增加的物质作为产物；依据物质的转化量之比一定等于方程式系数比来确定化学方程式。如：

某温度时，在一个容积为2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。

则该反应的化学方程式为3X＋Y2Z，前2 min内v(X)＝0.075 mol·L－1·min－1。

[解析]　(1)反应达到平衡时，Δn(A)＝2.0 mol－1.0 mol＝1.0 mol, Δn(B)＝6.0 mol－3.0 mol＝3.0 mol, Δn(C)＝2.0 mol－0 mol＝2.0 mol，则Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)＝1.0 mol∶3.0 mol∶2.0 mol＝1∶3∶2，即该反应的化学方程式为A＋3B2C。

(2)vⅠ(A)＝＝0.025 mol·L－1·min－1，

vⅡ(A)＝≈0.0127 mol·L－1·min－1

vⅢ(A)＝＝0.006 mol·L－1·min－1。

故v1(C)＝2v1(A)＝0.05 mol·L－1·min－1。

[答案]　(1)A＋3B2C　

(2)vⅠ(A)>vⅡ(A)>vⅢ(A)

(3)0.05 mol·L－1·min－1

　(全国卷Ⅱ)在容积为1.00 L的容器中，通入一定量的N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。

在0～60 s时段，反应速率v(N2O4)为________mol·L－1·s－1。

答案　0.0010

解析　由题图可知，0～60 s时段，N2O4的物质的量浓度变化为0.060 mol·L－1，v(N2O4)＝＝0.0010 mol·L－1·s－1。

转化率(或百分含量)—时间—温度(或压强)图像已知不同温度或压强下，反应物的转化率α(或百分含量)与时间的关系曲线，推断温度的高低及反应的热效应或压强的大小及气体物质间的化学计量数的关系。[以aA(g)＋bB(g)cC(g)中反应物的转化率αA为例说明]

(1)“先拐先平，数值大”原则

分析反应由开始(起始物质相同时)达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。

①若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短。如甲中T2＞T1。

②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。如乙中p1＞p2。

③使用催化剂时，反应达平衡所需时间短。如图丙中a使用催化剂。

(2)正确掌握图像中反应规律的判断方法

①图甲中，T2＞T1，升高温度，αA降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应。

②图乙中，p1＞p2，增大压强，αA升高，平衡正向移动，则正反应为气体分子数减小的反应。

[解析]　(1)根据题目表述，三氯氢硅和水蒸气反应得到(HSiO)2O，方程式为：2SiHCl3＋3H2O===(HSiO)2O＋6HCl。

(3)①温度越高反应速率越快，达到平衡用的时间就越少，所以由图可知，曲线a代表343 K的反应。从图中读出，达到平衡状态时反应的转化率为22%。设初始加入的三氯氢硅的浓度为1 mol·L－1，得到：

2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)＋SiCl4(g)

起始(mol·L－1)  1  0  0

反应(mol·L－1)  0.22  0.11  0.11

平衡(mol·L－1)  0.78  0.11  0.11

所以平衡常数K＝0.112÷0.782≈0.02。

②温度不变，提高三氯氢硅转化率的方法可以是将产物从体系分离(两边气体体积相等，压强不影响平衡)。缩短达到平衡的时间，就是加快反应速率，所以可以采取的措施是提高反应物压强(浓度)、加入更高效的催化剂(改进催化剂)。

③a、b两点的转化率相等，可以认为各物质的浓度对应相等，而a点的温度更高，所以反应速率更快，即va＞vb。根据题目表述得到v正＝k正x2SiHCl3，v逆＝k逆xSiH2Cl2·xSiCl4，当反应达到平衡时v正＝v逆，v正＝k正x2SiHCl3＝v逆＝k逆xSiH2Cl2xSiCl4，所以＝，实际就是平衡常数K值，所以＝0.02。a处的转化率为20%，所以计算出：

　　　　　　　2SiHCl3SiH2Cl2＋SiCl4

起始(mol·L－1)  1  0  0

反应(mol·L－1)  0.2  0.1  0.1

a处时(mol·L－1)  0.8  0.1  0.1

所以xSiHCl3＝0.8；xSiH2Cl2＝xSiCl4＝0.1；所以＝×＝0.02×≈1.3。

[答案]　(1)2SiHCl3＋3H2O===(HSiO)2O＋6HCl

(3)①22　0.02　②及时移去产物　改进催化剂　提高反应物压强(浓度)　③大于　1.3

　(2019·辽宁五校协作体高三联考)近几年我国大面积发生雾霾天气，其主要原因是SO2、NOx等发生二次转化，研究碳、氮、硫及其化合物的转化对环境的改善有重大意义。

(1)在一定条件下，CH4可与NOx反应除去NOx，已知：

①CH4(g)＋2O2(g)===CO2(g)＋2H2O(l)ΔH＝－890.3 kJ·mol－1

②N2(g)＋2O2(g)2NO2(g)ΔH＝＋67.0 kJ·mol－1

③H2O(g)===H2O(l)　ΔH＝－44.0 kJ·mol－1

则CH4(g)＋2NO2(g)CO2(g)＋2H2O(g)＋N2(g)　ΔH＝________kJ·mol－1；该反应在________(填“高温”“低温”或“任何温度”)下可自发进行。

(2)SO2经过净化后与空气混合进行催化氧化可制取硫酸，其中SO2发生催化氧化的反应为：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0，在一定温度下的恒容容器中，能说明上述反应达到平衡状态的是________。

A．混合气体的密度不再发生变化

B．混合气体的平均摩尔质量不再发生变化

C．v(SO2)∶v(O2)∶v(SO3)＝2∶1∶2

D．混合气体的总物质的量不再发生变化

(3)若在T1 ℃下，往一恒容密闭容器中通入SO2和O2[其中n(SO2)∶n(O2)＝2∶1]，容器中总压强为0.1 MPa，反应过程中测得容器内总压强与反应时间的关系如图所示。

①图中A点时，SO2的转化率为________。

②在其他条件不变的情况下，测得T2 ℃时压强的变化曲线如图所示，则C点的正反应速率vC(正)与A点的逆反应速率vA(逆)的大小关系为vC(正)________(填“>”“<”或“＝”)vA(逆)。

③图中B点的平衡常数Kp＝________。(Kp为压强平衡常数，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)

(4)为了清除NO、NO2、N2O4对大气的污染，常采用氢氧化钠溶液进行吸收处理。现有由a mol NO、b mol NO2、c mol N2O4组成的混合气体，恰好被V L氢氧化钠溶液吸收(无气体剩余)，则此氢氧化钠溶液的物质的量浓度最小为________。

答案　(1)－869.3　任何温度　(2)BD　(3)①45%　②>　③24300(MPa)－1　(4) mol·L－1

解析　(1)该反应为ΔS>0、ΔH<0的反应，根据ΔH－TΔS<0时反应可自发进行，知该反应在任何温度下均能自发进行。

(3)①设起始加入SO2、O2的物质的量分别为2n和n，转化的SO2和O2的物质的量分别为2x和x，根据容器内总压强之比等于总物质的量之比，A点时有

＝，解得x＝0.45n，则SO2的转化率为×100%＝45%。

②随着反应的进行，逆反应速率逐渐增大，即vB(逆)>vA(逆)，由题图可知，B点和C点时，反应均达到平衡状态，则B、C两点正、逆反应速率分别相等，再根据“先拐先平数值大”可判断T2 ℃>T1 ℃，温度越高，反应速率越大，则C点反应速率大于B点反应速率，即vC(逆)＝vC(正)>vB(逆)>vA(逆)。

③类似①中的计算，B点时，＝，解得x＝0.9n，则平衡时p(SO2)＝×0.07 MPa＝×0.07 MPa，同理可求出p(O2)＝×0.07 MPa、p(SO3)＝×0.07 MPa，则Kp＝＝24300 (MPa)－1。

(4)混合气体发生的反应有NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O、2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O、N2O4＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O，由题意可知混合气体完全与NaOH反应生成NaNO3、NaNO2，N元素全都转化为钠盐，全部吸收最少消耗NaOH(a＋b＋2c) mol，则NaOH溶液物质的量浓度最小为 mol·L－1。

转化率(或含量)—温度—压强图像

这类图像的纵坐标为物质的平衡浓度或反应物的转化率，横坐标为温度或压强。[以mA(g)＋nB(g)xC(g)＋qD(g)为例]

m＋n＞x＋q，ΔH＞0　　　m＋n＜x＋q，ΔH＞0

m＋n＞x＋q，ΔH＜0　　　m＋n＞x＋q，ΔH＞0

m＋n＞x＋q，ΔH＞0　　　m＋n＜x＋q，ΔH＜0

1．“定一议二”原则：可通过分析相同温度下不同压强时反应物A的转化率(或C的含量)大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。

2．通过分析相同压强下不同温度时反应物A的转化率(或C的含量)的大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应ΔH的正、负。

[解析]　由图可知，随着温度升高甲烷的体积分数逐渐减小，说明升温平衡正向移动，则正反应为吸热反应，即焓变ΔH＞0，A正确；增大水蒸气的物质的量，平衡正向移动，则的比值越大，甲烷的体积分数越小，故a<3<b，B错误；起始＝3，甲烷和水按等物质的量反应，所以到平衡时该比值不是3，C错误；温度不变时，加压，平衡逆向移动，甲烷的体积分数增大，D错误。

[答案]　A

　(2018·北京高考改编)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。过程如下：

(1)反应Ⅱ：3SO2(g)＋2H2O(g)===2H2SO4(l)＋S(s)　ΔH＝－254 kJ·mol－1

(2)对反应Ⅱ，在某一投料比时，两种压强下，H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。

p2________p1(填“＞”或“＜”)，得出该结论的理由是___________________________________。

(3)I－可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将ⅱ补充完整。

ⅰ.SO2＋4I－＋4H＋===S↓＋2I2＋2H2O

ⅱ.I2＋2H2O＋________===________＋________＋2I－

(4)探究ⅰ、ⅱ反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中，密闭放置观察现象。(已知：I2易溶解在KI溶液中)

①B是A的对比实验，则a＝________。

②比较A、B、C，可得出的结论是________________________________________________________________。

③实验表明，SO2的歧化反应速率D＞A，结合ⅰ、ⅱ反应速率解释原因：________________________________。

答案　(2)>　反应Ⅱ是气体物质的量减小的反应，温度一定时，增大压强使反应正向移动，H2SO4的物质的量增大，体系总物质的量减小，H2SO4的物质的量分数增大

(3)SO2　SO　4H＋

(4)①0.4　②I－是SO2歧化反应的催化剂，H＋单独存在时不具有催化作用，但H＋可以加快歧化反应速率

③反应ⅱ比ⅰ快；D中由反应ⅱ产生的H＋使反应ⅰ加快

解析　(2)在横坐标上任取一点，作纵坐标的平行线，可见温度相同时，p2时H2SO4物质的量分数大于p1时；反应Ⅱ是气体分子数减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，H2SO4物质的量增加，体系总物质的量减小，H2SO4物质的量分数增大，则p2>p1。

(3)反应Ⅱ的总反应为3SO2＋2H2O===2H2SO4＋S↓，I－可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，催化剂在反应前后质量和化学性质不变，(总反应－反应ⅰ)÷2得反应ⅱ的离子方程式为I2＋2H2O＋SO2===4H＋＋SO＋2I－。

(4)①B是A的对比实验，采用控制变量法，B比A多加了0.2 mol·L－1 H2SO4，A与B中KI浓度应相等，则a＝0.4。

②对比A与B，加入H＋可以加快SO2歧化反应的速率；对比B与C，单独H＋不能催化SO2的歧化反应；比较A、B、C，可得出的结论是：I－是SO2歧化反应的催化剂，H＋单独存在时不具有催化作用，但H＋可以加快歧化反应速率。

③对比D和A，D中加入KI的浓度小于A，D中多加了I2，反应ⅰ消耗H＋和I－，反应ⅱ中消耗I2，D中“溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较A快”，反应速率D>A，由此可见，反应ⅱ比反应ⅰ速率快，反应ⅱ产生H＋使c(H＋)增大，从而使反应ⅰ加快。

几种特殊图像

1.曲线的意义是外界条件(如温度、压强等)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点A是平衡状态，压强继续增大，正反应速率增大得快，平衡正向移动。注：交点A之前增大p，只影响正、逆速率，A点之后增大p，既影响速率又影响平衡移动。

2.对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，M点前，表示化学反应从反应物开始，则v正＞v逆；M点为刚达到的平衡点。M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增大(C%减小)，平衡逆向移动，ΔH＜0。

3.对于化学反应mA(g) ＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点。

图1中左上方(E点)，A%大于此压强时平衡体系中的A%，E点必须向正反应方向移动才能达到平衡状态，所以，E点v正＞v逆；则右下方(F点)v正＜v逆。

图2中，左下方(B点)α(A)小于此温度时平衡体系中的α(A)，B点必须向正反应方向移动才能达到平衡状态，所以B点v正＞v逆，则A点v正<v逆。

[解析]　(4)②因为反应时间相同，所以低温时主要考虑温度和催化剂对化学反应速率的影响；高温时NH3与O2发生催化氧化反应。

[答案]　(4)①　②迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的NOx去除反应速率增大，而催化剂活性影响不明显　催化剂活性下降；NH3与O2反应生成了NO

　(2019·安徽宣城高三期末调研)氮氧化物(NOx)是电厂主要排放污染物之一。工业上采用氨脱硝处理后排放，原理如下：

①4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)ΔH1＝－1632.4 kJ·mol－1

②4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g)ΔH2＝a kJ·mol－1

当反应温度过高时，NH3会发生氧化反应：

③4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH3＝－902.0 kJ·mol－1

回答下列问题：

(1)有利于提高反应①中NO转化率(脱硝率)的条件是________(填标号)。

A．高温低压   B．低温低压

C．低温高压   D．增大氨气浓度

(2)反应②中的a＝________。一定温度下，实验室在2 L密闭容器中加入2 mol NH3、3 mol NO模拟反应②，达到平衡时测得脱硝率为60%，则平衡常数K＝________(只列出计算式，不必求出计算结果)。

(3)反应③中，常用的催化剂有Cr2O3和Fe2O3，Cr2O3的催化效率更好一些。下列表示两种催化剂在反应③催化过程中的能量变化示意图合理的是________(填字母序号)。

(4)下图是混合气中O2含量为6%时，不同温度下脱硝率的变化曲线[其中氨氮摩尔比RNS＝n(NH3)/n(NO)]，由图可知：

①氨氮摩尔比对脱硝率的影响规律是______________________________。

②温度在800～950 ℃变化时，脱硝率随温度升高而________，但高于950 ℃后，脱硝率反而下降，一方面是由于平衡移动的影响，另一方面是由于____________________________________________。

答案　(1)BD　(2)－1815.0　　(3)B

(4)①其他影响因素相同时，氨氮摩尔比越大，脱硝率越高　②增大　温度升高后，氨气的氧化反应开始加快，NO会增多，氨氮摩尔比下降，导致脱硝率会逐步降低

解析　(1)正反应放热，降低温度，平衡正向移动，有利于提高反应①中NO转化率；减小压强，平衡正向移动，有利于提高反应①中NO转化率；增大氨气浓度，平衡正向移动，有利于提高反应①中NO转化率，故选BD。

(2)根据盖斯定律，①×5－②×4得4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH3＝－902.0 kJ·mol－1，即(－1632.4 kJ·mol－1)×5－4a＝－902.0 kJ·mol－1，解得，a＝－1815.0 kJ·mol－1；

4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(g)

  1  1.5  0  0

   0.6  0.9  0.75  0.9

   0.4  0.6  0.75  0.9

平衡常数K＝＝。

(3)已知反应③中，Cr2O3的催化效率更好一些，所以使用Cr2O3活化能更低。反应③放热，故生成物的总能量小于反应物的，B图符合题意。

　　建议用时：40分钟　　　满分：100分

一、选择题

1．如图表示恒容密闭容器中，反应X(g)4Y(g)＋Z(g)　ΔH<0在某温度时，X的浓度随时间的变化曲线：

下列有关该反应的描述正确的是(　　)

A．8 min时，反应停止

B．X的平衡转化率为85%

C．若升高温度，X的平衡转化率将大于85%

D．若降低温度，v正和v逆将以同样程度减少

答案　B

解析　8 min时X的浓度不再变化，但反应并未停止，A错误；从反应开始至达到平衡，X的浓度变化为1.0 mol·L－1－0.15 mol·L－1＝0.85 mol·L－1，转化率为×100%＝85%，B正确；ΔH<0，正反应放热，故升高温度，平衡将逆向移动，则X的转化率减小，C错误；降低温度，正、逆反应速率同时减小，但是降低温度平衡正向移动，故v正>v逆，即逆反应速率减小得快，D错误。

2．对于可逆反应2A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH<0，下列图像表示正确的是(　　)

答案　C

解析　使用催化剂不会影响平衡，只能缩短达到平衡的时间，A错误；温度升高，平衡逆向移动，A的转化率会降低，B错误；温度越高，化学反应速率越快，曲线斜率越大，升高温度，平衡逆向移动，C的体积分数降低，C正确；平衡常数只与温度有关，D错误。

3．在容积一定的密闭容器中给定物质A、B、C的量，在一定条件下发生反应建立化学平衡：aA(g)＋bB(g)xC(g)，符合下图所示的关系(C%表示平衡混合气中产物C的百分含量，T表示温度，p表示压强)。在图中，Y轴是指(　　)

A．反应物A的百分含量

B．平衡混合气中物质B的百分含量

C．平衡混合气的密度

D．平衡混合气的平均摩尔质量

答案　D

解析　由左图可知，在相同温度下，增大压强(p2>p1)，C的百分含量增大，说明增大压强平衡向正反应方向移动，则有a＋b>x；在相同压强下，升高温度(T1>T2)，C的百分含量降低，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，该反应的正反应为放热反应。增大压强平衡向正反应方向移动，A、B的百分含量减小，与图像不符，A、B错误；由于反应容器的容积不变，气体的质量不变，则温度变化，平衡混合气的密度不变，C错误；升高温度，平衡向逆反应方向移动，混合气体的物质的量增多，质量不变，平衡混合气的平均摩尔质量减小，增大压强，平衡向正反应方向移动，平衡混合气的平均摩尔质量增大，与图像相符合，D正确。

4．对于可逆反应A(g)＋2B(g)2C(g)　ΔH>0，下列图像中，正确的是(　　)

答案　A

解析　A项，该反应的正反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，A%减小，正确；B项，该反应的正反应为吸热反应，升高温度，v(正)、v(逆)均增大，平衡正向移动，则v(正)>v(逆)，错误；C项，升高温度，反应速率加快，达到平衡的时间缩短，错误；D项，平衡后，增大压强，v(正)、v(逆)均增大，平衡正向移动，则v(正)>v(逆)，错误。

5．(2019·北京海淀高三期中)生产硫酸的主要反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0。图中L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。下列说法正确的是(　　)

A．X代表压强

B．推断L1>L2

C．A、B两点对应的平衡常数相同

D．一定温度下，当混合气中n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)＝2∶1∶2，则反应一定达到平衡

答案　B

解析　因该反应正反应是一个气体分子数目减少的反应，增大压强，平衡正向移动，二氧化硫的平衡转化率应增大，与图示变化不符，故A错误；由上述分析可知，图中L代表压强，因该反应正反应是一个气体分子数目减少的反应，所以在其他条件相同时，压强越大，二氧化硫的转化率越大，则L1>L2，故B正确；由上述分析可知，X代表温度，则A、B两点的温度不同，化学平衡常数不同，故C错误；一定温度下，当混合气中n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)＝2∶1∶2时，反应混合物中各组分的浓度不一定保持不变，不一定是平衡状态，故D错误。

6.在恒容密闭容器中通入X并发生反应：2X(g)Y(g)，温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示，下列叙述正确的是(　　)

A．该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量

B．T2下，在0～t1时间内，v(Y)＝ mol·L－1·min－1

C．M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆

D．M点时再加入一定量X，平衡后X的转化率减小

答案　C

解析　依据题中图示，可看出T1>T2，由于T1时X的平衡浓度大，可推出该反应为放热反应。A项，M点与W点比较，X的转化量前者小于后者，故进行到M点放出的热量应小于进行到W点放出的热量，错误；B项，2v(Y)＝v(X)＝ mol·L－1·min－1，错误；C项，T1>T2，温度越高，反应速率越大，M点的正反应速率v正>W点的正反应速率v正′，而W点的正反应速率v正′＝其逆反应速率v逆′>N点的逆反应速率v逆，正确；D项，恒容时充入X，压强增大，平衡正向移动，X的转化率增大，错误。

7．某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变密闭容器中某一条件对A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)化学平衡状态的影响，得到如图所示的曲线(图中T表示温度，n表示物质的量)，下列判断正确的是(　　)

A．若T2＞T1，则正反应一定是放热反应

B．达到平衡时，A2的转化率大小为b＞a＞c

C．若T2＞T1，达到平衡时b、d点的反应速率为vd＞vb

D．在T2和n(A2)不变时达到平衡，AB3的物质的量大小为c＞b＞a

答案　D

解析　若T2＞T1，由图像可知，温度升高，生成物的物质的量增大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，则正反应为吸热反应，A错误；根据图像可知，a、b、c各点中B2的起始物质的量依次增大，对于该可逆反应来说，其他条件不变，增大一种反应物的物质的量或浓度，有利于平衡向正反应方向移动，则另一种反应物的转化率增大，则达到平衡时A2的转化率大小为a＜b＜c，B错误；温度越高，反应速率越快，若温度T2＞T1，达到平衡时b、d点的反应速率为vd＜vb，C错误；对于该可逆反应来说，增大一种反应物的物质的量，有利于平衡向正反应方向移动，生成物的物质的量增多，所以达到平衡时，AB3的物质的量大小为c＞b＞a，D正确。

二、非选择题

8．(2019·资阳市高三第二次诊断性考试)(1)在600 ℃下，向2 L密闭容器中充入一定量的反应物合成氨气，如图A表示N2的物质的量随时间的变化曲线。

用H2表示0～10 min内该反应的平均速率v(H2)＝________，若该温度下K＝0.0016 L2/mol2，则在10 min时c(H2)＝________。

(2)在哈伯合成法中，平衡时NH3的体积分数与反应体系的压强(p)、温度(t)的关系如图B。则p1________p2(选填“大于”“小于”或“不能确定”)，其他条件相同，不同压强下在刚开始反应时反应物活化分子浓度较大的是________(选填“p1”“p2”“p3”或“不能确定”)，在日本的合成氨工业中，选择合成温度为700 ℃的较高温度，试从化学动力学的角度分析其理由是____________________________。

(3)研究表明，合成氨的速率与相关物质的浓度的关系为v＝kc(N2)c(H2)c(NH3)－1，k为速率常数。能使合成氨的速率增大的措施是________。

A．使用更有效的催化剂

B．总压强一定，增大n(N2)/n(H2)的值

C．升高反应温度

D．按照原来比值增大反应物的浓度

E．将原容器中NH3及时分离出来

答案　(1)0.06 mol/(L·min)　10 mol/L　(2)大于　p1　温度越高，反应速率越大(或提高催化剂的催化活性)　(3)ACDE

解析　(2)该反应是一个气体体积减小的反应，增大压强，平衡右移，氨气的体积分数增大，则压强的大小关系为p1＞p2；其他条件相同，压强越大，刚开始反应时反应物浓度越大，活化分子浓度越大，则刚开始反应时反应物活化分子浓度较大的是p1；合成氨反应是一个放热反应，升高温度，平衡左移，氨气的体积分数减小，但温度越高，化学反应速率越大，达到平衡所需时间越短。

(3)由合成氨的速率与相关物质的浓度的关系为v＝kc(N2)·c(H2)c(NH3)－1可知，反应速率的大小与反应物和生成物的浓度有关，增大c(H2)和c(N2)或减小c(NH3)均可以增大反应速率。A项，使用更有效的催化剂，降低反应活化能，增大反应速率；B项，由合成氨的速率与相关物质的浓度的关系可知，c(H2)对速率的影响大于c(N2)，总压强一定时，增大n(N2)/n(H2)的值会减小反应速率；C项，升高反应温度，活化分子数增多，增大反应速率；D项，按照原来比值增大反应物c(H2)和c(N2)，增大反应速率；E项，将原容器中NH3及时分离出来，减小c(NH3)，增大反应速率。

9．(2019·安徽池州高三期末)随着现代工业的发展，二氧化碳的处理成为科学研究的重点，回答下列问题：

Ⅰ.有人提出利用H2还原CO2使其转化为有机化工的主要原料乙烯。

(1)查阅资料：H2的燃烧热为285.8 kJ·mol－1，C2H4的燃烧热为1411 kJ·mol－1,1 mol H2O(l)转化为H2O(g)需吸收44 kJ的热量。则反应6H2(g)＋2CO2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)　ΔH＝________kJ·mol－1。

(2)下图是探究不同温度对CO2的转化率和催化剂的催化效率影响的示意图。

①生产中通常选用的温度最好是________，理由是__________________________________。

②图中表示的化学平衡常数：M____N(填“>”“＝”或“<”)。

③250 ℃时，在2 L密闭容器中分别充入6 mol H2和2 mol CO2，到达平衡时体系中C2H4的体积分数为________。

Ⅱ.CO2在一定条件下，能与H2合成二甲醚：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)。

在1 L的密闭容器中分别充入2.5 mol H2与b mol CO2发生反应，在不同温度下达到平衡状态时测得实验数据如下表：

①到达平衡时若升高温度，则上述平衡向________方向移动(填“正反应”或“逆反应”)。

②转化率：x________y(填“>”“<”或“＝”)。

答案　Ⅰ.(1)－127.8　(2)①250 ℃　此时催化剂活性最高　②>　③7.7%或

Ⅱ.①逆反应　②>

解析　Ⅰ.(2)①化学反应速率随温度的升高而加快，如题图1所示，催化剂的催化效率随温度升高先增大后降低，所以从催化剂的反应活性和温度对速率、平衡的综合影响的角度考虑，最好选择250 ℃；

②升高温度，二氧化碳的平衡转化率减小，则升温平衡逆向移动，所以M点化学平衡常数大于N点。

Ⅱ.①分析表格可知，当CO2起始物质的量为1.25 mol时，温度越低，CO2的转化率越大，说明降低温度平衡向正反应方向移动，故升高温度平衡向逆反应方向移动；

②由①分析可知正反应是放热反应，故结合表格可知w<32，x>33；由于CO2(g)、H2(g)按物质的量1∶3反应，H2(g)物质的量为2.5 mol，CO2的物质的量(b)越大，CO2的转化率越小，则y<w，综合上述分析可知x>33>32>w>y。