资源简介

(共33张PPT)
第17讲
化学平衡图像题
2025：基于主题教学的高考化学专题复习系列讲座
2025
2024全国甲卷-13题 根据图像分析：沉淀溶解平衡 沉淀的转化 Ag2CrO4转化为AgCl 体系中离子浓度的变化及Ksp的计算
2024全国甲卷-28题 原理综合题：结合图像分析，多重平衡体系物质转化率、化学平衡常数、速率之比的计算
2024全国新课标-13题 酸溶液中分布系数与PH图像：离子浓度大小关系，Ka 的计算，电离度
2024山东卷-10题 根据图像分析：在Ag-CH3COOH体系中随pH 的变化粒子浓度的变化关系及Ka 的计算
2024山东卷-15题 摩尔分数-时间-温度曲线图：结合速率方程比较速率常数大小、不同温度速率比值
2024山东卷-20题 原理综合题：C-H2O-CaO多重平衡体系中，温度升高对应物种温度降低的的原因分析
2024湖南卷-14题 多重反应体系，产物分布分数与投料比关系曲线
2024湖南卷-18题 原理综合题：多重反应体系，单位时间内出料口流出的物质的量随时间变化关系图
2024湖北卷-13题 结合图像及Ksp、Ka分析比较微粒浓度大小关系
2024黑吉辽卷-10题 结合多重平衡体系浓度-时间关系图分析速率、平衡常数、催化剂对平衡转化率的影响。
2024年——化学平衡图像考向考点统计
2024浙江卷（6月）-15题 结合H2S水溶液中含硫微粒物质的量分数-pH图像及硫化亚铁，氢氧化亚铁的Ksp数值综合分析溶解度、水解率等
2024浙江卷（6月）-15题 结合投料比-生氢速率图像解释速率变化的原因。
2024浙江卷（1月）-19题 原理综合题：根据速率-浓度图像解释不同阶段速率变化原因
2024河北卷-11题 结合图像分析CN-与多种离子形成配离子过程中离子浓度的变化，解离速率和生成速率大小的比较等
2024河北卷-17题 原理综合题：根据图像分析温度高低，进料比变化等
2024北京卷-17题 原理综合题：依据转化率-温度图像，解释途中两点容器容积大小不同的原因
2024江苏卷-17题 原理综合题：结合图像分析产率下降的原因
2024江苏卷-13题 多重平衡体系，依据图像判断产物生成速率大小
2024甘肃卷-17题 原理综合题：结合图像判断不同处理方式的速率快慢；速率的计算
2022年——四大平衡常数考向考点统计
重温经典
模型建构
名师导学
2025
知识重构
重温经典
模型建构
名师导学
2025
知识重构
二、基本原理
1. 影响化学反应速率的因素：
2. 影响化学平衡移动的因素：
3. 勒夏特列原理及应用：
一、看懂图像
1. 坐标轴的含义，甚至图像的形成过程。
2. 曲线的变化趋势，以及其代表的含义。
3. 关注特殊点，起点、终点、转折点、交点等。
知识重构
三、图像题的解题步骤
(1)识图像：观察横坐标、纵坐标的含义，看清每条曲线的含义及变化趋势，找到有用的特殊点。
(2)找联系：根据图像中的坐标含义和特殊点，找到特殊点所对应状态与反应中的一些特定物理量之间的联系。
(3)想原理：联想影响化学反应速率的因素，化学平衡移动原理、平衡常数的应用等。
(4)用公式：平衡常数计算公式，对数计算公式等。
知识重构
重温经典
模型建构
名师导学
2025
知识重构
答案：D
B
C
D
，该反应正向气体分子总数减小，同温时，条件下转化率高于，故，x、y点转化率相同，此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响
判断依据：该反应正反应放热，且气体分子数减小，反应正向进行时，容器内压强减小，从T3到T2平衡时△p增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，对应温度逐渐降低
75%
D
0.03
H2
当温度高于T1，CaCO3已完全分解，只发生反应Ⅱ，温度升高，反应Ⅱ逆向移动，所以CO2的摩尔分数减小。
例8(2022年湖南卷14题)向体积均为1L的两恒容容器中分别充入2mol X和1mol Y发生反应：2X(g)+Y(g) Z(g) ΔH，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
重温经典
“三段式”计算
c点各物质的浓度为0.5、0.25、0.75mol/L，
c点的浓度商为Q=12
BC
A．ΔH>0
B．气体的总物质的量：naC．a点平衡常数：K>12
D．反应速率：va正例9(2021年湖南卷11题)已知：A(g)＋2B(g) 3C(g)　ΔH<0，向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A和3 mol B发生反应，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是( 　　)
A．容器内压强不变，表明反应达到平衡
B．t2时改变的条件：向容器中加入C
C．平衡时A的体积分数φ：φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)
D．平衡常数K：K(Ⅱ)重温经典
BC
例10(2022年甲卷28题)金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途。目前生产钛的方法之一是将金红石(TiO2)转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。TiO2转化为 TiCl4有直接氯化法和碳氯化法：
(ⅰ)直接氯化：TiO2(s)+2Cl2(g) == TiCl4(g)+O2(g) ΔH1=172 kJ·mol-1
(ⅱ)碳氯化：TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) == TiCl4(g)+2CO(g) ΔH2=-51 kJ·mol-1
(2)在 1.0×105 Pa，将 TiO2、C、Cl2 以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
重温经典
重温经典
(2)在 1.0×105 Pa，将 TiO2、C、Cl2 以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。
①反应C(s)+CO2(g) == 2CO(g)的平衡常数Kp(1 400 ℃) =___________Pa。
②图中显示，在 200 ℃平衡时 TiO2几乎完全转化为 TiCl4，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因是______________________________。
7.2×105
为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的TiCl4产品，提高效益
例11(2021年全国甲卷28题)(2)二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。其总反应可表示为CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49 kJ·mol－1。回答下列问题：
合成总反应在起始物n(H2)∶n(CO2)＝3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH)，在t＝250 ℃下的x(CH3OH)～p、在p＝5×105 Pa下的x(CH3OH)～t 如图所示。
①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式Kp＝___________；
重温经典
重温经典
②图中对应等压过程的曲线是______，判断的理由是_________________ _________________________________________________________；
③当x(CH3OH)＝0.10时，CO2的平衡转化率α＝__________，反应条件可能为________________________或___________________________。
在t＝250 ℃下的x(CH3OH)～p、在p＝5×105 Pa下的x(CH3OH)～t 如图所示。
b
总反应ΔH<0，升高
温度时平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量分数变小
33.3%
5×105Pa，210 ℃
9×105Pa，250 ℃
重温经典
例12(2021年全国乙卷28题)一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：
(3) McMorris测定和计算了在136～180 ℃范围内下列反应的平衡常数Kp。
2NO(g)＋2ICl(g) 2NOCl(g)＋I2(g)　Kp1
2NOCl(g) 2NO(g)＋Cl2(g)　Kp2
得到lg Kp1～ 和lg Kp2～ 均为线性关系，
如图所示：
①由图可知，NOCl分解为NO和Cl2，
反应的ΔH______0(填“大于”或“小于”)。
大于
重温经典
2NO(g)＋2ICl(g) 2NOCl(g)＋I2(g)　Kp1
2NOCl(g) 2NO(g)＋Cl2(g)　Kp2
得到lg Kp1～ 和lg Kp2～ 均为线性关系，
如图所示：
②反应2ICl(g) Cl2(g)＋I2(g)的K＝
____________(用Kp1、Kp2表示)；
该反应的ΔH______0(填“大于”或“小于”)，
写出推理过程：_________________________________________________。
Kp1·Kp2
大于
T1
T2
如图从T1升温到T2，lg Kp1＋lg Kp2=lg Kp1·Kp2=lg K变大，所以该反应为吸热反应。
例13(2021年广东19题)(4)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：
(a)CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1
(b)CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g)　ΔH2
(c)CH4(g) C(s)＋2H2(g)　ΔH3
(d)2CO(g) CO2(g)＋C(s)　ΔH4
(e)CO(g)＋H2(g) H2O(g)＋C(s)　ΔH5
设Kpr为相对压力平衡常数，其表达式写法：
在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0＝100 kPa)。反应a、c、e的ln Kpr随 (温度的倒数)的变化如图所示。
①反应a、c、e中，属于吸热反应的有______________(填字母)。
重温经典——进阶型
ac
例13(c)CH4(g) C(s)＋2H2(g)　ΔH3
②反应c的相对压力平衡常数表达式为
Kpr＝______________。
③在图中A点对应温度下、原料组成为
n(CO2)∶n(CH4)＝1∶1、初始总压为100 kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H2的分压为40 kPa。计算CH4的平衡转化率，写出计算过程。
重温经典——进阶型
重温经典
模型建构
名师导学
2025
知识重构
图像题属于数形结合类题目，是数学坐标在化学学科的应用，属于难度系数较大的题目。
1. 先思考图像的类型和形成过程。
2. 再结合图像联想化学规律。
3. 分析化学规律，得出相应的结论。
思维模型
方法模型
1. 图像中曲线的辨识：
（1）找到某特定物理的变化曲线
（2）利用数学规律找到物理量的实际变化情况
（3）运用反应特征和平衡移动原理得出结论
方法模型
2. 平衡常数的计算：
（1）利用“三段式”计算出平衡时的浓度或分压
（2）通过图像中的特殊点找到需要用的浓度或分压
（3）代入相应的平衡常数表达式
方法模型
3. 反应特征的判断：
（1）找到特定物理量的变化曲线
（2）利用数学规律找到物理量的实际变化情况
（3）运用平衡移动原理推知反应特征
重温经典
模型建构
名师导学
2025
知识重构
化学平衡图像题一般以大题的形式出现，在化学反应原理题中占有一席之地，往往是原理题中难度较大的部分，如果大题中没有出现，则会以选择题的形式来补全题型。平衡图像题属于数形结合类题，是化学与数学学科的融合类题目，本身化学平衡部分的内容就是高中化学的难点，突破了此类题目，也就度过了化学的难关。
1.命题特点：一直在创新，数学知识的应用越来越多。
2. 考点考向：曲线的辨识、平衡常数的计算、反应特征的判断、有关计算等。
3. 解题思路：抓住基础，考虑图像来源，把握特殊点的意义，联想应用规律。
名师导学第17讲－化学平衡图像题
1．（2024届·广东广州·三模）向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比温度的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A．
B．两点的正反应速率：
C．此反应在任意温度下都可自发进行
D．当容器内气体的平均相对分子质量不变时，反应达平衡状态
2．（2024届·河北沧州·三模）工业上用固体作固硫剂，氢气还原辉钼矿()获得钼(Mo)的反应原理为。在恒容密闭容器中进行该反应，平衡时气体的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法错误的是
A．X、Y、Z分别代表、、CO
B．该反应在高温下可以自发进行
C．图中
D．升高温度，反应体系中混合气体的平均相对分子质量增大
3．（2024届·安徽安庆·三模）改变某条件对反应的化学平衡的影响，得到如下图象(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，表示平衡转化率，表示体积分数)。根据图象，下列判断正确的是
反应I 反应Ⅱ
反应Ⅲ 反应Ⅳ
A．反应I：若，则此反应可以在任何温度下均自发进行
B．反应Ⅱ：此反应的，且
C．反应Ⅲ：且或且
D．反应Ⅳ：在恒压条件下，若起始时充入反应物的物质的量相等且该反应为放热反应，则平衡时体积
4．（2024·广西柳州·统考一模）二氧化碳催化加氢制甲醇，能助力“碳达峰”，涉及反应有：
反应①
反应②
反应③
(4)在下，和按物质的量之比为进行投料，只发生反应①和反应③，平衡时CO和在含碳产物中的物质的量分数及转化率随温度的变化如图所示。
①图中a代表的物质是 。
②q曲线在250℃之后随温度升高而增大的原因是 。
5．（2024届·四川内江·三模）我国在政府工作报告中提出力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。因此，研发二氧化碳转化利用技术，成为当下研究热点。
．与重整是再利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：
①
②
③
(5)在m和n两种催化剂作用下，反应①的阿伦尼乌斯经验公式实验数据如图2所示，已知阿伦尼乌斯经验公式(为活化能，k为速率常数，R和C为常数)，m和n两种催化剂中对该反应催化效果较高的是 (填“m”或“n”)。
6．（2024·山东济宁二模）乙酸水蒸气重整制氢气是一项极具前景的制氢工艺，该过程中发生下列反应：
反应Ⅰ
反应Ⅱ
已知：S表示选择性，；在时，1MPa下，平衡时和随温度的变化；350℃下，平衡时和随压强的变化均如图2所示。平衡常数随温度变化如图3所示。
①350℃下，选择性随压强变化的曲线是 （填字母）。
②图中B、C、D、M、N、P、Q7个点中与A点处于相同化学平衡状态的点有 个。
7．（2024届·黑龙江齐齐哈尔·三模）铁的化合物在工业生产中具有重要的应用。以硅酸铁作为载氧体实现甲烷部分氧化，发生的主要反应有：
i．；
ii．；
iii．
iv.
回答下列问题：
在恒压密闭容器中，加入甲烷和水蒸气各，一定条件下发生反应：。测得平衡时的体积分数与温度、压强的关系如图所示。
①压强 (填“大于”“小于”或“等于”)。
②温度为、压强为，时，N点表示的正、逆反应速率 (填“大于”“小于”或“等于”)。
③时该反应的压强平衡常数 (用含的代数式表示)。
8．（2024届·山东济宁·三模）CO2耦合乙苯()脱氢制备苯乙烯()是综合利用CO2的热点研究领域，制备苯乙烯涉及的主要反应如下：
反应I．(g) 　(g)+H2(g) △H1
反应Ⅱ．　 △H2＞0
反应Ⅲ．(g)+CO2(g) (g)+CO(g)+H2O(g)△H3＞0
(2)向密闭容器中按一定比例投入原料气，达到平衡时随温度变化关系如图所示。三种原料气配比分别为：I．只有乙苯、Ⅱ．n(乙苯):n(CO2)=1:5、Ⅲ．n(乙苯):n(Ar)=1:5
①恒容条件下，若B表示原料气只有乙苯的曲线，则原料气配比n(乙苯):n(Ar)=1:5的曲线为 (填A、B或C)。
②恒压条件下，若B表示原料气只有乙苯的曲线，则原料气配比n(乙苯):n(CO2)=1:5的曲线为 (填A、B或C)，从平衡移动的角度解释CO2的作用： 。
9.(2020年江苏15题)CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应：
CH4(g)＋CO2(g)===2H2(g)＋2CO(g)　ΔH＝247.1 kJ·mol－1
H2(g)＋CO2(g)===H2O(g)＋CO(g)　 ΔH＝41.2 kJ·mol－1
在恒压、反应物起始物质的量比n(CH4)∶n(CO2)＝1∶1条件下，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A．升高温度、增大压强均有利于提高CH4的平衡转化率
B．曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化
C．相同条件下，改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠
D．恒压、800 K、n(CH4)∶n(CO2)＝1∶1条件下，反应至CH4转化率达到X点的值，改变除温度外的特定条件继续反应，CH4转化率能达到Y点的值
10.(2021年辽宁12题)某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是(　　)
A．其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大
B．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大
C．条件①，反应速率为0.012 mol·L－1·min－1
D．条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为62.5 min
11.(2021年湖南16题)(3)氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运。在一定温度下，利用催化剂将NH3分解为N2和H2。回答下列问题：
某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将0.1 mol NH3通入3 L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200 kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。
①若保持容器体积不变，t1时反应达到平衡，用H2的浓度变化表示0～t1时间内的反应速率v(H2)＝______mol·L－1·min－1(用含t1的代数式表示)；
②t2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变化趋势的曲线是____(用图中a、b、c、d表示)，理由是_________________________________；
③在该温度下，反应的标准平衡常数Kθ＝_______________________________。
[已知：分压＝总压×该组分物质的量分数，对于反应dD(g)＋eE(g)gG(g)＋hH(g)　Kθ＝，其中pθ＝100 kPa，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压]
12.(2020年全国卷Ⅲ28题)二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO2的热点研究领域。回答下列问题：
(1)CO2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C2H4)∶n(H2O)＝_________。当反应达到平衡时，若增大压强，则n(C2H4)________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)理论计算表明，原料初始组成n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，在体系压强为0.1 MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。
图中，表示C2H4、CO2变化的曲线分别是______、________。CO2催化加氢合成C2H4反应的ΔH________0(填“大于”或“小于”)。
(3)根据图中点A(440 K，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数Kp＝________(MPa)－3(列出计算式。以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。
(4)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当____________________。
13.(2020年山东卷18题)探究CH3OH合成反应化学平衡的影响因素，有利于提高CH3OH的产率。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下：
Ⅰ.CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－49.5 kJ·mol－1
Ⅱ.CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)　ΔH2＝－90.4 kJ·mol－1
Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH3
(3)不同压强下，按照n(CO2)∶n(H2)＝1∶3投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。
已知：CO2的平衡转化率＝×100%
CH3OH的平衡产率＝×100%
其中纵坐标表示CO2平衡转化率的是图________(填“甲”或“乙”)；压强p1、p2、p3由大到小的顺序为__________；图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是___________。
14.[2020·天津，16(3)(4)]用H2还原CO2可以在一定条件下合成CH3OH(不考虑副反应)
CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH
(3)某温度下，恒容密闭容器中，CO2和H2的起始浓度分别为a mol·L－1和3a mol·L－1，反应平衡时，CH3OH的产率为b，该温度下反应平衡常数的值为___________________。
(4)恒压下，CO2和H2的起始物质的量之比为1∶3时，该反应在无分子筛膜时甲醇的平衡产率和有分子筛膜时甲醇的产率随温度的变化如图所示，其中分子筛膜能选择性分离出H2O。
①甲醇平衡产率随温度升高而降低的原因为__________________________________。
②P点甲醇产率高于T点的原因为__________________________________________。
③根据上图，在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为____________ ℃。
第17讲－化学平衡图像题答案及解析
1.【答案】C
【详解】A．越大，甲烷的转化率越小，相同温度下x1甲烷的转化率大于x2，则，A正确；
B．b点和c点温度相同，CH4的起始物质的量都为1mol，b点x值小于c点，则b点加水多，反应物浓度大，则反应速率，B正确；
C．a、b投料比相同，升高温度，甲烷的转化率增大，说明升高温度平衡正向移动，正向，正向体积增大则，时T较大，故该反应高温自发，C错误；
D．都是气体参加的反应，正向体积增大，则平均相对分子量是个变值，平均相对分子量不变时各组分含量不再变化，达到平衡，D正确；
故选C。
2.【答案】C
【详解】A．该反应中，反应物只有一种是气体，生成物有两种是气体，由图可知，随着温度的升高，平衡时一种气体的体积分数减小，两种气体(Y和Z)的体积分数增大，且Y的体积分数是Z的体积分数的2倍，故可推知X、Y、Z分别代表、、，A正确：
B．由化学方程式可知该反应的，由图可知该反应为吸热反应，即，根据可知，该反应在高温下可以自发进行，B正确；
C．由图可知，130℃时，该反应达到平衡时，和的体积分数相等，的体积分数是的体积分数的2倍，三种气体的体积分数之和等于，则，C错误；
D．升高温度，该反应的化学平衡正向移动，反应体系中混合气体的平均相对分子质量增大，D正确；
答案选C。
3.【答案】A
【详解】A．由题干图像可知，压强相同时，随着温度的升高，反应物A的转化率减小，即平衡逆向移动，说明该反应正反应＜0，若，说明等温条件下，压强越大反应物A的转化率越小，即增大压强平衡逆向移动，即＞0，则此反应可以在任何温度下均自发进行，A正确；
B．由题干图像可知，T2条件下反应先达到平衡，则T2＞T1，且温度越高，生成物C的物质的量越小，说明升高温度平衡逆向移动，故此反应的，B错误；
C．由题干图像可知，反应物B的物质的量相同时，T1条件下生成物C的体积分数越大，若，说明升高温度，生成物C的体积分数减小，平衡逆向移动，正反应为放热反应，即，同理可知，且，C错误；
D．该反应为放热反应，说明升高温度平衡逆向移动，反应物A的转化率减小，即T2＞T1，且相同温度下随着压强增大，反应物A的转化率不变，说明反应前后气体的物质的量不变，则在恒压条件下，若起始时充入反应物的物质的量相等，则平衡时两温度下容器中物质的量相等，故有平衡时体积，D错误；
故答案为：A。
4.【答案】 CH3OH 250℃之后反应①为主反应
【解析】反应①为吸热反应，反应③为放热反应，平衡后升高温度，甲醇的物质的量减少，CO的物质的量增加，a曲线代表甲醇，b曲线代表CO，q曲线代表CO2的转化率随温度的变化；250°C之前以反应③为主，升高温度，反应③逆向移动，CO2的转化率降低，250°C之后以反应①为主，升高温度，反应①正向移动，CO2的转化率增大
5.【答案】n
【解析】已知，，则，由图可知斜率可知，反应n的活化能Ea较小，活化能越小，催化效果越好，故m和n两种催化剂中对该反应催化效果较高的是n。
6.【答案】a 3
【解析】①反应I反应Ⅱ均为吸热反应，由图3可知反应I受温度影响比反应Ⅱ大，反应随温度升高，平衡逆向，浓度减少，则选择性随压强变化的曲线是a；
②图中M、Q、D与A点处于相同化学平衡状态，答案为3个；
7.【答案】 大于 小于 (或其他正确答案)
【解析】①该反应为气体分子数增多的可逆反应，温度一定时，减小压强，平衡正向移动，平衡时的体积分数增大，故压强大于。
②温度为、压强为时，N点时反应未达到平衡，反应需逆向进行，N点表示的正、逆反应速率小于。
③列出三段式如下：
由图可知，M点平衡时的体积分数为60%，则。解得：。M点平衡时混合气体的总物质的量为时该反应的压强平衡常数。
8.【答案】 B A 二氧化碳作为稀释气降低分压并消耗氢气，促进乙苯脱氢反应平衡正向移动
【解析】①恒容条件下，若B表示原料气只有乙苯的曲线，则原料气配比n(乙苯):n(Ar)=1:5时，由于苯乙烯的浓度不变，Ar的存在对生成苯乙烯的平衡体系不产生影响，所以平衡时不变，故曲线为B。
②恒压条件下，若B表示原料气只有乙苯的曲线，则原料气配比n(乙苯):n(CO2)=1:5时，由反应Ⅱ可知，CO2会消耗反应Ⅰ生成的H2，从而使平衡正向移动，平衡时增大，故曲线为A，从平衡移动的角度解释CO2的作用为：二氧化碳作为稀释气降低分压并消耗氢气，促进乙苯脱氢反应平衡正向移动。
9.【答案】BD
【解析】A项，甲烷参与的反应为吸热反应，升高温度，甲烷的平衡转化率增大，该反应为气体体积增大的反应，增大压强，甲烷的平衡转化率减小，错误；B项，CO2参与两个反应，且第一个反应中甲烷和二氧化碳的化学计量数相等，因此当起始时甲烷和二氧化碳的物质的量之比为1∶1时，同温度下CO2的转化率大于甲烷的转化率，即曲线B表示甲烷的平衡转化率随温度的变化，正确；C项，催化剂不能改变化学平衡，因此两条曲线不能重叠，错误；D项，温度不变，增大二氧化碳的量，平衡可向右移动，甲烷的转化率增大，可能达到Y点的值，正确。
10.【答案】B
【解析】由图中曲线①②可知，其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应所需要的时间越短，故反应速率越大，A项正确；由图中曲线①③可知，其他条件相同时，降冰片烯的浓度①是③的两倍，所用时间①也是③的两倍，反应速率相等，故说明反应速率与降冰片烯浓度无关，B项错误；条件①，反应速率为v＝＝＝0.012 mol·L－1·min－1，C项正确；反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为125 min×＝62.5 min，D项正确。
11.【答案】答案　①　②b　开始体积减半，N2分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来的2倍要小　③0.48
【解析】①设t1时达到平衡，转化的NH3的物质的量为2x，列出三段式：
　　　　 2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)
起始/mol　　　0.1　　　　0　 　 0
转化/mol　　　2x　　　　 x　　　3x
平衡/mol　　0.1－2x　 x　　 　3x
根据同温同体积下，混合气体的物质的量之比等于压强之比，＝，解得x＝0.02 mol，v(H2)＝＝ mol·L－1·min－1。
②t2时将容器体积压缩到原来的一半，开始N2分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N2分压比原来的2倍要小，故b曲线符合。
③由图可知，平衡时，NH3、N2、H2的分压分别为120 kPa、40 kPa、120 kPa，反应的标准平衡常数Kθ＝＝0.48。
12.【答案】(1)1∶4　变大　(2)d　c　小于　(3)×　(4)选择合适催化剂等
【解析】(1)CO2催化加氢生成乙烯和水的化学方程式为2CO2(g)＋6H2(g)C2H4(g)＋4H2O(g)，产物的物质的量之比n(C2H4)∶n(H2O)＝1∶4，该反应是气体体积减小的反应，增大压强平衡右移，则n(C2H4)变大。
(2)由平衡图像知，390 K时四种组分的物质的量分数之比满足1∶3的是c曲线和a曲线，物质的量分数之比满足1∶4的是d曲线和b曲线，结合反应方程式和原始投料n(CO2)∶n(H2)＝1∶3可得，曲线c表示CO2，曲线a表示H2，曲线d表示C2H4，曲线b表示H2O；由图像的变化趋势可知，升高温度，曲线a、c增大，曲线b、d减小，说明平衡左移，所以正反应放热，ΔH＜0。
(3)起始投料比n(CO2)∶n(H2)＝1∶3，平衡时总压为0.1 MPa，结合反应方程式可知p(CO2)∶p(H2)＝1∶3，p(C2H4)∶p(H2O)＝1∶4，由图像可知p(H2)＝p(H2O)＝0.1 ×0.39 MPa，所以p(CO2)＝×0.39 MPa，p(C2H4)＝×0.39 MPa。
　 　　 2CO2(g) ＋ 6H2(g) C2H4(g) ＋ 4H2O(g)
平衡时压强/MPa ×0.39 0.1 ×0.39 ×0.39 0.1 ×0.39
该温度下的平衡常数Kp＝＝(MPa)－3＝×(MPa)－3。
(4)在一定温度和压强下，为了提高反应速率和乙烯的选择性，减少副反应的发生，应当选择合适催化剂等。
13.【答案】(3)乙　p1＞p2＞p3　T1时以反应Ⅲ为主，反应Ⅲ前后气体分子数相等，压强改变对平衡没有影响　
【解析】(3)由反应Ⅰ、Ⅱ可知，随着温度的升高，甲醇的平衡产率逐渐降低，因此图甲的纵坐标表示的是甲醇的平衡产率，图乙的纵坐标表示的是CO2的平衡转化率。同温度下，随着压强的增大，甲醇的平衡产率应增大，因此压强由大到小的顺序为p1＞p2＞p3。图乙中，当升温到T1时，CO2的平衡转化率与压强的大小无关，说明以反应Ⅲ为主，因为反应Ⅲ前后气体分子数相等。
14.【答案】(3)
(4)①该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动(或平衡常数减小)　②分子筛膜从反应体系中不断分离出H2O，有利于反应正向进行，甲醇产率升高　③210
【解析】(3)恒温恒容条件下进行反应，平衡时，CH3OH的产率为b，则反应物转化率为b，按“三段式”法计算：
　　　 CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)
　a 　 3a 　 0 　 0
　ab 　 3ab 　 ab 　ab
　a(1－b) 3a(1－b)　ab 　ab
则该温度下反应平衡常数K＝＝。
(4)①图中有分子筛膜时，P点甲醇产率最大，达到平衡状态，P点后甲醇的产率降低，其原因是合成甲醇的反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，甲醇产率降低。②P点有分子筛膜，T点无分子筛膜，而分子筛膜能选择性分离出H2O，使平衡正向移动，提高甲醇的产率。③由题图可知，当有分子筛膜，温度为210 ℃时，甲醇产率最大，故该分子筛膜的最佳反应温度为210 ℃。第17讲－化学平衡图像题
一、知识重构
1. 看懂图像
(1)坐标轴的含义，甚至图像的形成过程。
(2)曲线的变化趋势，以及其代表的含义。
(3)关注特殊点，起点、终点、转折点、交点等。
2. 基本原理
(1)影响化学反应速率的因素：
(2)影响化学平衡移动的因素：
(3)勒夏特列原理及应用。
3. 图像题的解题步骤
(1)识图像：观察横坐标、纵坐标的含义，看清每条曲线的含义及变化趋势，找到有用的特殊点。
(2)找联系：根据图像中的坐标含义和特殊点，找到特殊点所对应状态与反应中的一些特定物理量之间的联系。
(3)想原理：联想影响化学反应速率的因素，化学平衡移动原理、平衡常数的应用等。
(4)用公式：平衡常数计算公式，对数计算公式等。
二、重温经典
1.（2023河北8）某温度下，两种难溶盐的饱和溶液中或与的关系如图所示。下列说法错误的是
A．
B．若混合溶液中各离子浓度如J点所示，加入，则平衡时变小
C．向固体中加入溶液，可发生的转化
D．若混合溶液中各离子起始浓度如T点所示，待平衡时
【答案】D
【分析】对于沉淀，存在沉淀溶解平衡，则，在图像上任找两点（0，16），（3，7），转化成相应的离子浓度代入，由于温度不变，所以计算出的不变，可求得x=3，；对于沉淀，存在沉淀溶解平衡，，按照同样的方法，在图像上任找两点（0，10），（3，7），可求得y=1，。
【详解】A．根据分析可知，x=3，y=1，，A项正确；
B．由图像可知，若混合溶液中各离子浓度如J点所示，此时，加入，增大，减小，则，，变小，B项正确；
C．向固体中加入溶液，当达到了的溶度积常数，可发生→的转化，C项正确；
D．若混合溶液中各离子起始浓度如T点所示，由于沉淀达到沉淀溶解平衡，所以不发生变化，而要发生沉淀，
和的物质的量按1：1减少，所以达到平衡时，D项错误；
故选D。
2.（2024河北11）在水溶液中，可与多种金属离子形成配离子。X、Y、Z三种金属离子分别与形成配离子达平衡时，与的关系如图。
下列说法正确的是
A. 的X、Y转化为配离子时，两溶液中的平衡浓度：
B. 向Q点X、Z的混合液中加少量可溶性Y盐，达平衡时
C. 由Y和Z分别制备等物质的量的配离子时，消耗的物质的量：
D. 若相关离子的浓度关系如P点所示，Y配离子的解离速率小于生成速率
【答案】B
【解析】
【详解】A．的X、Y转化为配离子时，溶液中，则，根据图像可知，纵坐标约为时，溶液中，则溶液中的平衡浓度：，A错误；
B．Q点时，即，加入少量可溶性Y盐后，会消耗形成Y配离子，使得溶液中减小(沿横坐标轴向右移动)，与曲线在Q点相交后，随着继续增大，X对应曲线位于Z对应曲线上方，即，则，B正确；
C．设金属离子形成配离子的离子方程式为金属离子配离子，则平衡常数，，即，故X、Y、Z三种金属离子形成配离子时结合的越多，对应曲线斜率越大，由题图知，曲线斜率：，则由Y、Z制备等物质的量的配离子时，消耗的物质的量：，C错误；
D．由P点状态移动到形成Y配离子的反应的平衡状态时，不变，增大，即增大、c(Y配离子)减小，则P点状态Y配离子的解离速率>生成速率，D错误；
本题选B。
3.(2024年山东卷10题)常温下水溶液体系中存在反应：，平衡常数为K。已初始浓度，所有含碳物种的摩尔分数与变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法正确的是
A. 线Ⅱ表示的变化情况
B. 的电离平衡常数
C. 时，
D. 时，
【答案】C
【解析】
【分析】在溶液中存在平衡：CH3COOHCH3COO-+H+（①）、Ag++CH3COO-CH3COOAg(aq)（②），Ag+的水解平衡Ag++H2OAgOH+H+（③），随着pH的增大，c(H+)减小，平衡①③正向移动，c(CH3COOH)、c(Ag+)减小，pH较小时（约小于7.8）CH3COO-浓度增大的影响大于Ag+浓度减小的影响，CH3COOAg浓度增大，pH较大时（约大于7.8）CH3COO-浓度增大的影响小于Ag+浓度减小的影响，CH3COOAg浓度减小，故线Ⅰ表示CH3COOH的摩尔分数随pH变化的关系，线Ⅱ表示CH3COO-的摩尔分数随pH变化的关系，线Ⅲ表示CH3COOAg随pH变化的关系。
【详解】A．根据分析，线Ⅱ表示CH3COO-的变化情况，A项错误；
B．由图可知，当c(CH3COOH)=c(CH3COO-)相等时（即线Ⅰ和线Ⅱ的交点），溶液的pH=m，则CH3COOH的电离平衡常数Ka==10-m，B项错误；
C．pH=n时=10-m，c(CH3COO-)==10n-mc(CH3COOH)，Ag++CH3COO-CH3COOAg(aq)K=，c(Ag+)=，由图可知pH=n时，c(CH3COOH)=c(CH3COOAg)，代入整理得c(Ag+)=mol/L，C项正确；
D．根据物料守恒，pH=10时溶液中c(Ag+)+c(CH3COOAg)+c(AgOH)=0.08mol/L，D项错误；
答案选C
4.(2024年全国甲卷13题)将0.10mmol Ag2CrO4配制成1.0mL悬浊液，向其中滴加0.10mol·L-1的NaCl溶液。lg[cM/(mol·L-1)](M代表Ag+、Cl 或CrO42 )随加入NaCl溶液体积(V)的变化关系如图所示。
下列叙述正确的是
A.交点a处：c(Na+)=2c(Cl )
B.K (AgCl)/K (Ag2CrO4)=10-2.21
C.V≤2.0mL时c(CrO42-)/c(Cl )不变
D.y1= 7.82,y2= lg34
【答案】D
【分析】向含的悬浊液中滴加的溶液，发生反应：，两者恰好完全反应时,溶液的体积为v(NaCl)=，2mL之后再加溶液，c(Cl-)增大，据，Ksp(AgCl)=c(Ag+)c(Cl-)可知，c(Ag+)会随着c(Cl-)增大而减小，所以2mL后降低的曲线，即最下方的虚线代表Ag+，升高的曲线，即中间虚线代表Cl-，则剩余最上方的实线为曲线。由此分析解题：
【详解】A．2mL时与溶液恰好完全反应，则a点时溶质为NaCl和Na2CrO4，电荷守恒：c(Na+)+c(Ag+)+c(H+)=2c()+c(Cl-)+c(OH-)，此时c(H+)、c(OH-)、c(Ag+)可忽略不计，a点为Cl-和曲线的交点，即c()=c(Cl-)，则溶液中c(Na+)≈3c(Cl-)，A错误；
B．当V(NaCl)=1.0mL时，有一半的Ag2CrO4转化为AgCl，Ag2CrO4与AgCl共存，均达到沉淀溶解平衡，取图中横坐标为1.0mL的点，得Ksp(AgCl)= c(Ag+)c(Cl-)=10-5.18×10-4.57=10-9.75，Ksp(Ag2CrO4)= c2(Ag+)c()=(10-5.18)2×10-1.60 =10-11.96，则==102.21，B错误；
C．V＜2.0mL时，Ag+未沉淀完全，体系中Ag2CrO4和AgCl共存，则=为定值，即为定值，由图可知，在V≤2.0mL时c(Ag+)并不是定值，则的值也不是定值，即在变化，C错误；
D．V＞2.0mL时AgCl处于饱和状态，V(NaCl)=2.4mL时，图像显示c(Cl-)=10-1.93mol/L，则c(Ag+)===10-7.82mol/L，故y1=-7.82，此时Ag2CrO4全部转化为AgCl，n()守恒，等于起始时n(Ag2CrO4)，则c(CrO)===mol/L，则y2=lg c(CrO)=lg=-lg34，D正确；
故答案选D。
5．（2024年北京卷第16题）是一种重要的工业原料。可采用不同的氮源制备。以为氮源催化氧化制备，反应原理分三步进行。
①第I步反应的化学方程式为___________________________。
②针对第Ⅱ步反应进行研究：在容积可变的密闭容器中，充入和进行反应。在不同压强下（、），反应达到平衡时，测得转化率随温度的变化如图所示。解释y点的容器容积小于x点的容器容积的原因_________________________________________________________。
【答案】①
②，该反应正向气体分子总数减小，同温时，条件下转化率高于，故，x、y点转化率相同，此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响
【解析】第I步反应为氨气的催化氧化，化学方程式为。
，该反应正向气体分子总数减小，同温时，条件下转化率高于，故，x、y点转化率相同，此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响。
6. （2024年河北卷第17题）氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1，4-二(氯甲基)苯等可通过氯化反应制备。
硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：。
①若正反应活化能为，则逆反应的活化能_______(用含正的代数式表示)。
②恒容密闭容器中按不同进料比充入和其，测定温度下体系达平衡时的(为体系初始压强，，P为体系平衡压强)，结果如图。
上图中温度由高到低的顺序为_______，判断依据为_______。M点的转化率为_______，温度下用分压表示的平衡常数_______。
③下图曲线中能准确表示温度下随进料比变化的是_______(填序号)。
【答案】 ①. ②. ③. 该反应正反应放热，且气体分子数减小，反应正向进行时，容器内压强减小，从到平衡时增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，对应温度逐渐降低 ④. ⑤. 0.03 ⑥. D
【解析】
①根据反应热与活化能E正和E逆关系为正反应活化能-逆反应活化能可知，该反应的。
②该反应的正反应为气体体积减小的反应，因此反应正向进行程度越大，平衡时容器内压强越小，即越大。从到，增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，已知正反应为放热反应，则温度由到逐渐降低，即。由题图甲中M点可知，进料比为，平衡时，已知恒温恒容情况下，容器内气体物质的量之比等于压强之比，可据此列出“三段式”。
可计算得，。
③由题图甲中M点可知，进料比为2时，，结合“三段式”，以及时化学平衡常数可知，进料比为0.5时，也为，曲线D上存在（0.5，60）。本题也可以快解：根据“等效平衡”原理，该反应中和的化学计量数之比为，则和的进料比互为倒数(如2与0.5)时，相等。
7. （2024年山东卷第20题）水煤气是的主要来源，研究对体系制的影响，涉及主要反应如下：
压力p下，体系达平衡后，图示温度范围内已完全反应，在温度时完全分解。气相中，和摩尔分数随温度的变化关系如图所示，则a线对应物种为_______(填化学式)。当温度高于时，随温度升高c线对应物种摩尔分数逐渐降低的原因是_______。
【答案】 ①. ②. 当温度高于T1，已完全分解，只发生反应Ⅱ，温度升高，反应Ⅱ逆向移动，所以的摩尔分数减小。
【解析】
图示温度范围内已完全反应，则反应Ⅰ已经进行完全，反应Ⅱ和Ⅲ均为放热反应，从开始到T1，温度不断升高，反应Ⅱ和Ⅲ逆向移动，依据反应Ⅱ，量减小，摩尔分数减小，量升高，摩尔分数，且二者摩尔分数变化斜率相同，所以a曲线代表的摩尔分数的变化，则c曲线代表的摩尔分数随温度的变化，开始到T1，的摩尔分数升高，说明在这段温度范围内，反应Ⅲ占主导，当温度高于T1，已完全分解，只发生反应Ⅱ，所以的摩尔分数减小。
8.(2022年湖南卷14题)向体积均为1L的两恒容容器中分别充入2mol X和1mol Y发生反应：2X(g)+Y(g)Z(g) ΔH，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A．ΔH>0 B．气体的总物质的量：naC．a点平衡常数：K>12 D．反应速率：va正【答案】BC
【解析】该反应是气体分子数减小的反应，绝热容器中气体压强先增大后减小，说明该反应是放热反应，ΔH<0，A项错误；甲容器的温度高于乙容器，容器体积相同，a、c两点的压强相同，则c点气体的物质的量较大，B项正确；依据c点的“三段式计算，设生成Z的物质的量为x mol，2X(g) + Y(g) Z(g)
起始/mol 2 1 0
转化/mol 2x x x
c点/mol 2-2x 1-x x
根据同温同压下气体的压强之比等于物质的量之比，=，所以x=0.75，c点各物质的浓度为0.5mol/L、0.25mol/L、0.75mol/L，c点的浓度商为Q==12，a点的温度高于c点，所以c点比a点向右转化的更多，a点为高温的平衡点，平衡常数大于c点的浓度商，C项正确；a、b点均处于平衡状态，b点的物质的量小，且温度低，所以正反应速率小，D项错误。
9.(2021年湖南卷11题)已知：A(g)＋2B(g)3C(g)　ΔH<0，向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A和3 mol B发生反应，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．容器内压强不变，表明反应达到平衡
B．t2时改变的条件：向容器中加入C
C．平衡时A的体积分数φ：φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)
D．平衡常数K：K(Ⅱ)【答案】BC
【解析】容器内发生的反应为A(g)＋2B(g)3C(g)，该反应是气体分子数不变的可逆反应，所以在恒温恒容条件下，气体的压强始终保持不变，则容器内压强不变，不能说明反应达到平衡状态，A错误；根据图像变化曲线可知，t2～t3过程中，t2时v正′瞬间不变，平衡过程中不断增大，则说明反应向逆反应方向移动，且不是“突变”图像，属于“渐变”过程，所以排除温度与催化剂等影响的因素，改变的条件为向容器中加入C，B正确；最初加入体系中的A和B的物质的量的比值为1∶3，当向体系中加入C时，平衡逆向移动，最终A和B各自物质的量增加的比例为1∶2，因此平衡时A的体积分数：φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)，C正确；平衡常数K与温度有关，因该反应在恒温条件下进行，所以K保持不变，D错误。
10.(2022年甲卷28题)金属钛(Ti)在航空航天、医疗器械等工业领域有着重要用途。目前生产钛的方法之一是将金红石(TiO2)转化为TiCl4，再进一步还原得到钛。TiO2转化为 TiCl4有直接氯化法和碳氯化法：
(ⅰ)直接氯化：TiO2(s)+2Cl2(g) == TiCl4(g)+O2(g) ΔH1=172 kJ·mol-1
(ⅱ)碳氯化：TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) == TiCl4(g)+2CO(g) ΔH2=-51 kJ·mol-1
(2)在 1.0×105 Pa，将 TiO2、C、Cl2 以物质的量比1∶2.2∶2进行反应。体系中气体平衡组成比例(物质的量分数)随温度变化的理论计算结果如图所示。
①反应C(s)+CO2(g) == 2CO(g)的平衡常数Kp(1 400 ℃) =_______Pa。
②图中显示，在 200 ℃平衡时 TiO2几乎完全转化为 TiCl4，但实际生产中反应温度却远高于此温度，其原因是___________________________________________。
【答案】(2) ① 7.2×105 ② 为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的TiCl4产品，提高效益
【解析】(2)①由图可知，1400℃，体系中气体平衡组成比例CO2是0.05，TiCl4是0.35，CO是0.6，反应C(s)+CO2(g)=2CO(g)的平衡常数Kp(1400℃)== =Pa=7.2×105Pa；
②实际生产中需要综合考虑反应的速率、产率等，以达到最佳效益，实际反应温度远高于200℃，就是为了提高反应速率，在相同时间内得到更多的TiCl4产品。
11.(2021年全国甲卷28题)(2)二氧化碳催化加氢制甲醇，有利于减少温室气体二氧化碳。其总反应可表示为CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH＝－49 kJ·mol－1。回答下列问题：
合成总反应在起始物＝3时，在不同条件下达到平衡，设体系中甲醇的物质的量分数为x(CH3OH)，在t＝250 ℃下的x(CH3OH)～p、在p＝5×105 Pa下的x(CH3OH)～t如图所示。
①用各物质的平衡分压表示总反应的平衡常数，表达式Kp＝________________；
②图中对应等压过程的曲线是________，判断的理由是__________________________；
③当x(CH3OH)＝0.10时，CO2的平衡转化率α＝_____________，反应条件可能为________________或________________。
【答案】① 　②b　总反应ΔH<0，升高温度时平衡向逆反应方向移动，甲醇的物质的量分数变小　③33.3%　5×105 Pa，210 ℃　9×105 Pa，250 ℃
【解析】③设起始n(CO2)＝1 mol，n(H2)＝3 mol，则
　　　 3H2(g)＋CO2(g)===CH3OH(g)＋H2O(g)
起始/mol 3 1 0 0
转化/mol 3x x x x
平衡/mol 3－3x 1－x x x
当平衡时，若x(CH3OH)＝0.10，＝0.10，解得x＝ ，平衡时CO2的转化率α＝×100%≈33.3%；由图可知，满足平衡时x(CH3OH)＝0.10的条件有：5×105Pa，210 ℃或9×105Pa，250 ℃。
12.(2021年全国乙卷28题)一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物，具有强氧化性，可与金属直接反应，也可用作有机合成中的碘化剂。回答下列问题：
(3) McMorris测定和计算了在136～180 ℃范围内下列反应的平衡常数Kp。
2NO(g)＋2ICl(g)2NOCl(g)＋I2(g)　Kp1
2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)　Kp2
得到lg Kp1～和lg Kp2～均为线性关系，如下图所示：
①由图可知，NOCl分解为NO和Cl2，反应的ΔH______0(填“大于”或“小于”)。
②反应2ICl(g)Cl2(g)＋I2(g)的K＝____________(用Kp1、Kp2表示)；
该反应的ΔH____0(填“大于”或“小于”)， 写出推理过程：______________________。
【答案】(3)①大于　②Kp1·Kp2　大于　设T′>T，即<，由图可知：lg Kp2(T′)－lg Kp2(T)>|lg Kp1(T′)－lg Kp1(T)|＝lg Kp1(T)－lg Kp1(T′)，则：lg[Kp2(T′)·Kp1(T′)]>lg[Kp2(T)·Kp1(T)]，即K(T′)>K(T)，因此该反应正反应为吸热反应，即ΔH大于0　
【解析】(3)①结合图可知，温度越高，越小，lg Kp2越大，即Kp2越大，说明升高温度平衡2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)正向移动，则NOCl分解为NO和Cl2反应的ΔH大于0。
②Ⅰ.2NO(g)＋2ICl(g)2NOCl(g)＋I2(g)　Kp1
Ⅱ.2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)　Kp2
Ⅰ＋Ⅱ得2ICl(g)Cl2(g)＋I2(g)，则2ICl(g)Cl2(g)＋I2(g)的K＝Kp1·Kp2；该反应的ΔH大于0；推理过程如下：设T′>T，即<，由图可知：lg Kp2(T′)－lg Kp2(T)>|lg Kp1(T′)－lg Kp1(T)|＝lg Kp1(T)－lgKp1(T′)，则：lg[Kp2(T′)·Kp1(T′)]>lg[Kp2(T)·Kp1(T)]，即K(T′)>K(T)，因此该反应的正反应为吸热反应，即ΔH大于0。
13.(2021年广东19题)(4)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060年前实现碳中和。CH4与CO2重整是CO2利用的研究热点之一。该重整反应体系主要涉及以下反应：
(a)CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1
(b)CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH2
(c)CH4(g)C(s)＋2H2(g)　ΔH3
(d)2CO(g)CO2(g)＋C(s)　ΔH4
(e)CO(g)＋H2(g)H2O(g)＋C(s)　ΔH5
设K为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以p0(p0＝100 kPa)。
反应a、c、e的ln K随(温度的倒数)的变化如图所示。
①反应a、c、e中，属于吸热反应的有_____________________(填字母)。
②反应c的相对压力平衡常数表达式为K＝______________。
③在图中A点对应温度下、原料组成为n(CO2)∶n(CH4)＝1∶1、初始总压为100 kPa的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时H2的分压为40 kPa。计算CH4的平衡转化率，写出计算过程。
【答案】①ac　②
③由图可知，A处对应反应c的ln K＝0，即K＝＝1，解得＝p(CH4)，已知反应达到平衡时p(H2)＝40 kPa，则p(CH4)＝16 kPa，且初始状态时p(CH4)＝×100 kPa＝50 kPa，故CH4的平衡转化率为×100%＝68%。
【解析】①随着温度的升高，反应a和c的ln K增大，说明K的数值增大，反应向正反应方向进行，反应a和c为吸热反应，同理反应e的ln K减小，说明K的数值减小，反应向逆反应方向进行，反应e为放热反应。②用相对分压代替浓度，则反应c的平衡常数表达式K＝＝。③由图可知，A处对应反应c的ln K＝0，即K＝＝1，解得＝p(CH4)，已知反应达到平衡时p(H2)＝40 kPa，则p(CH4)＝16 kPa，且初始状态时p(CH4)＝×100 kPa＝50 kPa，故CH4的平衡转化率为×100%＝68%。
三、模型建构
1.思维模型
图像题属于数形结合类题目，是数学坐标在化学学科的应用，属于难度系数较大的题目。
(1)先思考图像的类型和形成过程。
(2)再结合图像联想化学规律。
(3)分析化学规律，得出相应的结论。
2.方法模型
(1)图像中曲线的辨识：
①找到某特定物理的变化曲线
②利用数学规律找到物理量的实际变化情况
③运用反应特征和平衡移动原理得出结论
(2)平衡常数的计算：
①利用“三段式”计算出平衡时的浓度或分压
②通过图像中的特殊点找到需要用的浓度或分压
③代入相应的平衡常数表达式
(3)反应特征的判断：
①找到特定物理量的变化曲线
②利用数学规律找到物理量的实际变化情况
③运用平衡移动原理推知反应特征
四、名师导学
化学平衡图像题一般以大题的形式出现，在化学反应原理题中占有一席之地，往往是原理题中难度较大的部分，如果大题中没有出现，则会以选择题的形式来补全题型。平衡图像题属于数形结合类题，是化学与数学学科的融合类题目，本身化学平衡部分的内容就是高中化学的难点，所以突破了此类题目，也就度过了化学的难关。
1.命题特点：一直在创新，在基础型向高阶型转变。
2. 考点考向：曲线的辨识、平衡常数的计算、反应特征的判断、有关计算等。
3. 解题思路：抓住基础，考虑图像来源，把握特殊点的意义，联想应用规律。

展开更多......

收起↑