2024届高考化学一轮复习练习第七章化学反应速率与化学平衡第36讲化学反应速率化学平衡的常规图像

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类型一 瞬时速率—时间图像
1．观察如图，分别找出甲、乙、丙t1时刻所改变的条件。
甲：增大反应物的浓度；乙：减小反应物浓度；丙：增大生成物浓度。
2．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，根据出现“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。
t1时刻改变的条件是使用催化剂或可能加压(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。
3．常见含“断点”的速率变化图像分析
在一密闭容器中发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔHC
B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
C．A、C两点气体的平均相对分子质量：A>C
D．由状态B到状态A，可以用加热的方法
D [A、C点的温度相同，C点压强大于A点压强，增大压强，反应速率增大，故反应速率：AA，C错误；恒压下，提高NO2的体积分数，平衡向正反应方向移动，正反应是吸热反应，应升高温度，D正确。]
类型五 化学平衡中的其他图像
1．对于化学反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋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；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；同理L线的右下方(F点)满足v正T2
B．b点SO2的转化率最高
C．b点后曲线下降是因为CO体积分数升高
D．减小压强可提高CO、SO2的转化率
C [该反应的ΔHv逆的点是c点。]
2．某化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)的速率和平衡的影响，下列判断正确的是( )
A．由图a可知，T1＞T2，该反应的逆反应为吸热反应
B．由图b可知，ΔH＞0
C．图c是绝热条件下速率和时间的图像，由此说明反应吸热
D．图d中，曲线a一定增加了催化剂
A [A.根据图像中：先拐先平，数值大可知温度：T1＞T2，升高温度，C在反应混合物中的体积分数降低，说明升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，则逆反应为吸热反应，A正确；B.在刚开始反应阶段，升高温度，化学反应速率加快，反应产生的C增多，C在混合物中的含量增加，当反应达到平衡时C的含量达到最大值，后来随温度的升高，C的含量降低，说明升高温度，平衡逆向移动，导致C的平衡含量降低，逆反应为吸热反应，故C的平衡含量随温度的升高而降低，说明该反应正反应是放热反应，ΔH＜0，B错误；C.该反应若为吸热反应，由于反应过程中反应物浓度减小，且温度降低，则反应速率在开始时就应该逐渐减小，而图像中开始时反应速率直接增大，说明该反应为放热反应，C错误；D.图d中a、b的平衡状态相同，但反应速率不同。若m＋n＝p，增大压强，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短，但化学平衡不移动，也可以对曲线a增大压强，而催化剂可以加快反应速率而不影响平衡，故曲线a也可能使用了催化剂，D错误；故合理选项是A。]
3．某温度时，在体积为2 L的密闭容器中，气态物质A、B、E、F的物质的量n随时间t的变化情况如图甲所示，在一定条件下反应达到平衡状态，反应进程中正反应速率随时间的变化情况如图乙所示，在t2、t4时刻分别只改变一个条件(温度、压强或某反应物的量)。下列说法错误的是( )
A．此温度下，该反应的化学方程式为2A(g)＋E(g)2B(g)＋F(g)
B．若平衡状态①和②对应的温度相同，则①和②对应的平衡常数K一定相同
C．t2时刻改变的条件是增大压强
D．t4时刻改变的条件是降低温度
C [由图甲分析可知，各物质发生变化的物质的量等于化学方程式的化学计量数之比，此温度下该反应的化学方程式为2A(g)＋E(g)2B(g)＋F(g)，故A正确；平衡常数K只与温度有关，平衡状态①和②的温度相同，故K相等，故B正确；该反应前后气体的体积不变，若改变压强，平衡不会发生移动，故t2时刻不可能是增大压强，故C错误；根据方程式知，反应前后气体体积不变，故不可能是压强的变化，t4时刻速率减小，且变化的点不连续，因此是降低温度的结果，故D正确。]
4．在某密闭容器中，可逆反应：A(g)＋B(g)xC(g)符合图Ⅰ所示关系，φ(C)表示C气体在混合气体中的体积分数。由此判断，下列关于图Ⅱ的说法不正确的是( )
A．p3>p4，y轴表示A的转化率
B．p3>p4，y轴表示B的转化率
C．p3>p4，y轴表示B的质量分数
D．p3>p4，y轴表示混合气体的平均相对分子质量
C [本题考查温度、压强对化学平衡的影响及图像分析。由图Ⅰ可知，压强为p2时，温度为T1先达到平衡状态，则温度：T1>T2；温度为T1时的φ(C)低于T2时，说明升高温度，平衡逆向移动，该反应的ΔHp4，相同温度时，由 p3→p4，减小压强，平衡逆向移动，B的质量分数增大，与图像不符合，C错误；若p3>p4，相同温度时，由p3→p4，减小压强，平衡逆向移动，气体的总质量不变，但其总物质的量增大，则混合气体的平均相对分子质量减小，压强不变时，升高温度，平衡逆向移动，气体总物质的量增大，则混合气体的平均相对分子质量减小，与图像符合，D正确。]
5．在容积不变的密闭容器中存在如下反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＝－Q kJ·ml－1(Q＞0)，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是( )
A．图Ⅰ中t1时刻是增大O2或SO2的浓度对反应速率的影响
B．图Ⅱ中t1时刻可能是增大体系压强对反应速率的影响
C．图Ⅲ是研究压强对化学平衡的影响图像，且甲的压强较低
D．图Ⅲ研究的是温度对平衡的影响，且甲的温度比乙低
D [A.图Ⅰ中t1时刻是增大O2或SO2的浓度的瞬间，SO3的浓度不变，故正反应速率突然增大，逆反应速率不变，A错误；B.由于该反应正反应为一个气体体积减小的方向，故增大压强平衡正向移动，正反应速率和逆反应速率均增大，但是正反应速率增大的更快，B错误；C.由于该反应正反应为一个气体体积减小的方向，故增大压强平衡正向移动，SO2的转化率增大，C错误；D.由于该反应正反应为一个放热反应，故升高温度平衡逆向移动，SO2的转化率减小，图Ⅲ研究的是温度对平衡的影响，且甲的温度比乙低，D正确；故答案为D。]
6.如图是温度和压强对反应X＋Y2Z影响的示意图。图中纵坐标表示平衡时混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是( )
A.X、Y、Z均为气态
B．恒容时，混合气体的密度可作为此反应是否达到化学平衡状态的判断依据
C．升高温度时v正增大，v逆减小，平衡向右移动
D．使用催化剂Z的体积分数提高
B [由题图可知，在温度不变时增大压强，Z的体积分数减小，即平衡逆向移动，所以X、Y中至多有一种是气体，A错误；因反应物中有非气体物质存在，所以恒容时只要平衡发生移动，混合气体的质量就会发生变化，则密度必然改变，所以混合气体的密度可作为此反应是否达到化学平衡状态的判断依据，B正确；升高温度，v正、v逆都增大，C错误；催化剂对平衡移动无影响，不能提高Z的体积分数，D错误。]
7．CH3OH是重要的化工原料，工业上用CO与H2在催化剂作用下合成CH3OH，其反应为：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)。按n(CO)∶n(H2)＝1∶2向密闭容器中充入反应物，测得平衡时混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。下列说法中正确的是( )
A．p10
C．平衡常数：K(A)＝K(B)
D．在C点时，CO转化率为75%
D [由300 ℃时，增大压强，平衡正向移动，CH3OH的体积分数增大，所以p1>p2，故A错误；由题图可知，升高温度，CH3OH的体积分数减小，平衡逆向移动，则该反应的ΔH