资源简介

2018年高考二轮复习之核心考点步步高系列
考点十五、化学反应速率与化学平衡图像
题型介绍：
化学反应速率与化学平衡图像是高考常考题型，一般考查速率（浓度）—时间图像、含量(转化率)—时间—温度(压强)图像、恒温线(或恒压线)图像等。图像作为一种思维方法在解题过程中也有着重要作用，可以将一些较为抽象的知识，转化为图像，然后进行解决。
高考选题：
【2017江苏卷】H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 （ ）

A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快
B．图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快
C．图丙表明，少量Mn 2+存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快
D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2+对H2O2分解速率的影响大
【答案】D
【名师点睛】本题以双氧水分解的浓度时间曲线图像为载体，考查学生分析图像、搜集信息及信息处理能力，会运用控制变量法分析影响化学反应速率的因素，并能排除图中的干扰信息，得出正确的结论。
解题技巧：
1、化学平衡图象的解题步骤
解图象题三步曲：“一看”、“二想”、“三判断”
（1）“一看”——看图象
①看面：弄清纵、横坐标的含义。
②看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。
③看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如与坐标轴的交点、曲线的交点、折点、最高点与最低点等。
④看量的变化：弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变化。
⑤看要不要作辅助线：如等温线、等压线等。
（2）“二想"——想规律
看完线后联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。
（3）“三判断"
通过对比分析，作出正确判断。。
2、突破化学反应速率、化学平衡图像题的“三种”手段
（1）从“断点”着手
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。
（2）从“拐点”入手
同一可逆反应，若反应条件不同，达到平衡所用的时间也可能不同，反映到图像出现“拐点”的时间也就有差异。根据外界条件对化学反应速率的影响，即可判断出温度的高低、压强或浓度的大小及是否使用催化剂。
（3）从曲线的变化趋势着手
对于速率－温度(或压强)图像，由于随着温度逐渐升高或压强逐渐增大，反应速率会逐渐增大，因此图像上出现的是平滑的递增曲线。
根据温度或压强对化学反应速率的影响，可以判断速率曲线的变化趋势。需要注意的是：
①温度或压强的改变对正、逆反应速率的影响是一致的，即要增大都增大，要减小都减小，反映到图像上，就是v(正)、v(逆)两条曲线的走势大致相同；
②分析外界条件对反应速率的影响时，只能分析达到平衡之后化学反应速率的变化情况。
高频考点一：浓度（速率）—时间图像
【典例】【山东菏泽一中2018届高三12月月考】298K时，在2L固定体积的密闭容器中，发生可逆反应：2NO2(g)N2O4(g) △H＝-akJ/mol(a>0).N2O4的物质的量浓度随时间变化如图．达平衡时，N2O4的浓度为NO2的2倍，
若反应在398K进行，某时刻测得n（NO2）=0.6mol、n（N2O4）=1.2mol，则此时，下列大小关系正确的是 （ ）
A．v（正）>v（逆） B．v（正）C．v（正）=v（逆） D．v（正）、v（逆）大小关系不确定
【答案】B
【考点揭秘】浓度图像注意转折点（达到平衡）的时刻相同，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的化学计量数的关系。速率图像注意正逆反应速率的大小，可以判断平衡移动方向，与上一时刻进行比较，可以判断速率是增大还是减小。
高频考点二：含量(转化率)—时间——温度(压强)图像
【典例】【皖江名校联盟2018届高三12月联考】科学家研究以太阳能为热源分解Fe3O4，最终循环分解水制H2,其中一步重要反应为:2Fe3O4(s)6FeO(s)+O2(g) △H=a kJ/mol。在一定压强下, Fe3O4的平衡转化率随温度变化的a(Fe3O4)―T曲线如图所示。下列有关说法不正确的是 （ ）
A．a>0
B．压强p1>p2
C．升高温度，该反应的平衡常数增大
D．将体系中O2分离出去，能提高Fe3O4的转化率
【答案】B
【名师揭秘】这种图像的折点表示达到平衡的时间，曲线的斜率反映了反应速率的大小，可以确定T(p)的高低(大小)，水平线高低对应平衡移动方向。
高频考点三：恒温线(或恒压线)图像
【典例】【内蒙古杭锦后旗奋斗中学2018届高三上学期第三次月考】反应N2O4(g) 2NO2(g)　ΔH＝＋57 kJ·mol－1，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是 （ ）
A．A、C两点的反应速率：A>C
B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
C．A、B两点气体的平均相对分子质量：A>B
D．B、C两点化学平衡常数：B【答案】D
【名师揭秘】该图像中有两个变量，采用“定一议二”的方法，此题的另外一个关键点事做一条垂直的辅助线，及恒温条件下分析压强的变化。
高频考点四：速率、平衡综合图像
【典例】【湖北省荆州市2018届高三第一次质检】如图所示，与对应的叙述相符的是 （ ）
A．图甲表示反应：4CO(g) +2NO2(g)==N2(g) +4CO2(g) ΔH<0，在其他条件不变的情况下，改变起始物CO的物质的量对此反应平衡的影响，则有T1B．图乙表示某条件对2A(g) +B(g)==3C(g)的影响，乙一定使用了催化剂
C．图丙表示的某可逆反应是吸热反应，该图表明催化剂能同时改变正逆反应的活化能
D．图丁表示等量NO2在容积相同的恒容密闭容器中，不同温度下分别发生反应:2NO2(g)N2O4(g)，相同时间后测得NO2含量的曲线，则该反应的ΔH>0
【答案】C
【解析】A、根据图像，b点N2%最大，说明反应达到平衡，当CO物质的量不变时，T2时N2%大，正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向进行，N2%降低，因此是T2【名师揭秘】有关化学平衡的图像试题涉及知识面广,灵活性大。题目大多注重对知识综合应用能力和分析判断能力的考查,是考查学生能力的常见题型。考查的图像主要有三类：第一类是化学平衡建立过程中有关量随时间的变化图像；第二类是平衡移动原理的应用或它的逆向思维图像；第三类是反应物或生成物物质的量 (或浓度或质量分数)与时间关系的图像，此类图像既要考虑反应速率的大小，又要考虑化学平衡移动，反应物的转化。
1．【2016年高考四川卷】一定条件下，CH4与H2O(g)发生反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)，设起始=Z，在恒压下，平衡时 (CH4)的体积分数与Z和T（温度）的关系如图所示。下列说法正确的是 （ ）
A．该反应的焓变△H>0
B．图中Z的大小为a>3>b
C．图中X点对应的平衡混合物中=3
D．温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后 (CH4)减小
【答案】A
【解析】
试题分析：A、从图分析，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，故正确；B、的比值越大，则甲烷的体积分数越小，故a<3【考点定位】考查化学平衡图像分析
【名师点睛】化学平衡图像题的解题思路：一、看懂图：横纵坐标的物理意义，图像的变化趋势，曲线的特殊点，如起点、交点、折点、终点；二、想规律：外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律；三、作出正确的判断。注意“先拐先平”和“定一议二”方法的运用。
2．【2015江苏化学】在体积均为1．0L的量恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1molCO2和0.2molCO2，在不同温度下反应CO2(g)＋c(s)2CO(g)达到平衡，平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法正确的是（ ）
A．反应CO2(g)＋c(s)2CO(g) △S>0、△H<0
B．体系的总压强P总：P总(状态Ⅱ)>2P总（状态Ⅰ）
C．体系中c(CO)：c(CO，状态Ⅱ)<2c(CO，状态Ⅲ)
D．逆反应速率V逆：V逆（状态Ⅰ）>V逆（状态Ⅲ)
【答案】BC
【考点定位】考查熵变、焓变、勒夏特列原理、等效平衡知识。
【名师点睛】将熵变和常见吸热反应进行考查，熟记常见吸热反应和放热反应，平时注重等效平衡的分析而不是简单的规律，特别是一些技巧的应用，影响化学反应速率的因素在题目中也有所体现，只是简单考查温度对反应速率的影响，能较好考查学生对基础知识的掌握好运用，平时学习中注重基础知识的培养。
3．【2015上海化学】已知H2O2在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如下图所示。下列说法正确的是 （ ）
A．加入催化剂，减小了反应的热效应
B．加入催化剂，可提高H2O2的平衡转化率
C．H2O2分解的热化学方程式：H2O2 → H2O + O2 + Q
D．反应物的总能量高于生成物的总能量
【答案】D
【考点定位】考查图示法在表示催化剂对化学反应的影响的知识。
【名师点睛】图像方法在化学反应原理的表示中有直观、形象、具体的特点，在溶液的成分的确定、化学反应速率和化学平衡、沉淀的形成及溶解、化学反应过程的能量变化及反应的过程和反应的热效应中多有应用。反应的过程就是原子重新组合的过程，在这个过程中断裂旧键吸收能量，形成新的化学键放出热量。反应物的能量要高于生成物的能量就是放热反应，生成物的能量若高于反应物的能量，反应是吸热反应。看清反应物、生成物的能量的高低，掌握反应的热效应的含义及反应原理，是本题的关键。
4．【2015北京理综化学】（12分）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：
（3）反应Ⅱ：2H2SO4（l）=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g) △H=+550kJ/mol
它由两步反应组成：i．H2SO4（l）=SO3(g) +H2O(g) △H=+177kJ/mol
ii．SO3(g)分解。
L（L1、L2），X可分别代表压强或温度。下图表示L一定时，ii中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。
①X代表的物理量是 。
②判断L1、L2的大小关系，并简述理由： 。
【答案】?
（3）①压强?②L2>L1?? 2SO3（g）=?2SO2（g）+O2（g）△H=+196kJ/mol,压强一定时，温度升高，平衡转化率增大
【解析】
②根据①可知L代表的物理量为温度。该反应的正反应为吸热反应，相同压强时，温度升高，平衡正向移动，SO3的转化率增大，故L2>L1。
【考点定位】考查方程式配平;离子检验;平衡图像分析;化学平衡影响因素
【名师点晴】本题以通过太阳能制备氢能源为素材考查化学方程式的书写、元素化合物知识、化学平衡理论，较好的考查了学生灵活运用所学知识分析问题、解决问题的能力，体现了化学的学科特点。
5．【2015广东理综化学】（16分）用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染，
（2）新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性，
①实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的aHCl—T曲线如图12，则总反应的△H 0 ,（填“＞”、“﹦”或“＜”）；A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是 。
②在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应aHCl—T曲线的示意图，并简要说明理由： 。
③下列措施中有利于提高aHCl的有 。
A、增大n(HCl) B、增大n(O2) C、使用更好的催化剂 D、移去H2O
（3）一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下：
t(min)
0
2.0
4.0
6.0
8.0
n(Cl2)/10-3mol
0
1.8
3.7
5.4
7.2
计算2.0～6.0min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率（以mol·min-1为单位，写出计算过程）。
（4）Cl2用途广泛，写出用Cl2制备漂白粉的化学方程式。
【答案】
（2） ①＜ ；K(A)；②见右图
增大压强，平衡右移，ɑHCl增大，相同温度下，HCl的平衡转化率比之前实验的大。 ③B、D
（3）解：设2.0～6.0min时间内，HCl转化的物质的量为n，则
2HCl(g) + 1/2O2(g) == H2O(g)+Cl2(g)
2 1
n (5.4-1.8)×10-3mol
解得 n=7.2×10-3mol，所以v(HCl)= 7.2×10-3mol/(6.0-2.0)min==1.8×10-3mol/min
（4）2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
【解析】
（2）①根据图12可知随着温度的升高，aHCl减小，说明升高温度，平衡向逆向移动，则可知逆反应吸热反应，所以正反应是放热反应，故△H＜0，同时由于升高温度，平衡逆移，则生成物减少，温度是B点大于A点，所以平衡常数K(A) ＞K(B)；②同时由于该总反应是气体系数减小的反应，所以，压缩体积使压强增大，一定温度下，平衡应正向移动，ɑHCl应较题目实验状态下为大，所以可得曲线图:
；
及减小了生成物的浓度，平衡向正反应方向移动，HCl转化率增大。对。故答案是选项B、D。（3）题目中给出的是n(Cl2)的数据，要求的是以HCl的物质的量变化表示的反应速率，所以根据方程式进行计算，注意是2.0～6.0min内的速率，单位是mol·min-1：设2.0～6.0min内，HCl转化的物质的量为n，则：
2HCl(g) + 1/2O2(g)＝H2O(g)+Cl2(g)
2 1
n (5.4-1.8)×10-3mol
解得 n=7.2×10-3mol，所以v(HCl)= 7.2×10-3mol/(6.0-2.0)min==1.8×10-3mol/min
（4）Cl2与石灰乳发生反应制取漂白粉，反应的化学方程式为：2Cl2+2Ca(OH)2＝CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O。
【考点定位】本题主要考查了盖斯定律的应用、化学平衡移动、化学平衡常数的大小比较、化学图像的绘制以及化学反应速率的计算。
【名师点睛】利用盖斯定律进行热化学方程式计算时先要观察分反应中物质在总反应的位置，运用“同边相加异边减”的方法将分反应转化为总反应。化学反应速率的计算时弄清楚物质浓度的改变，再利用公式进行计算。化学平衡的问题通常涉及到平衡状态的判断、平衡的移动、平衡的有关计算等，平衡的判断抓住两个根本标志：各物质的浓度不再变化、同种物质的生成速率和消耗速率相等。平衡移动判断时分析清楚反应两边气体的系数大小、反应时吸热还是放热等。有关化学平衡的计算则一定要用“三段式”。在绘制图像时通常题目会有参考的曲线，在分析新的条件与原曲线的关系的基础上进行绘制。
6．【2015新课标Ⅱ卷理综化学】（14分）甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料。利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH（g）+H2O(g) △H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3
回答下列问题：
（2）反应①的化学平衡常数K的表达式为 ；图1中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为 （填曲线标记字母），其判断理由是 。
（3）合成气的组成n(H2)/n(CO+CO2)＝2.60时，体系中的CO平衡转化率（α）与温度和压强的关系如图2所示。α（CO）值随温度升高而 （填“增大”或“减小”），其原因是 。图2中的压强由大到小为_____，其判断理由是_____。
【答案】
（2）；a；反应①为放热反应，平衡常数应随温度升高变小；
（3）减小；升高温度时，反应①为放热反应，平衡向向左移动，使得体系中CO的量增大；反应③为吸热反应，平衡向右移动，又产生CO的量增大；总结果，随温度升高，使CO的转化率降低；P3＞P2＞P1；相同温度下，由于反应①为气体分子数减小的反应，加压有利于提升CO的转化率；而反应③为气体分子数不变的反应，产生CO的量不受压强影响，故增大压强时，有利于CO的转化率升高
【解析】
（2）化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，则反应①的化学平衡常数K的表达式为；由于正方应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，因此a正确。
【考点定位】本题主要是考查反应热计算、盖斯定律应用、平衡常数以及外界条件对平衡状态的影响等
【名师点晴】本题从知识上考查了热化学方程式、盖斯定律，平衡图像、外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响，考查了学生对知识理解、综合运用能力。将热化学方程式、盖斯定律，平衡图像、外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响，碳、氮及其化合物的性质等知识同低碳经济、温室气体的吸收等环境问题联系起来，充分体现了学以致用的目的，更突显了化学是一门实用性的学科的特点。
7．【2016年高考新课标Ⅰ卷】 (15分)
元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)4?(绿色)、Cr2O72?(橙红色)、CrO42?(黄色)等形式存在，Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体，回答下列问题：
（2）CrO42?和Cr2O72?在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为1.0 mol·L?1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O72?)随c(H+)的变化如图所示。
①离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应____________。
②由图可知，溶液酸性增大，CrO42?的平衡转化率__________(填“增大“减小”或“不变”)。根据A点数据，计算出该转化反应的平衡常数为__________。
③升高温度，溶液中CrO42?的平衡转化率减小，则该反应的ΔH_________(填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】
（2）①2CrO42-+2H＋Cr2O72-+H2O； ② 增大；1.0×1014 ；③小于；
【解析】
试题分析： （2）①随着H+浓度的增大，CrO42-于溶液的H+发生反应，反应转化为Cr2O72-的离子反应式为：CrO42-的浓度c(CrO42?)=0.5mol/L；H+浓度为1×10-7mol/L；此时该转化反应的平衡常数为；③由于升高温度，溶液中CrO42?的平衡转化率减小，说明升高温度，化学平衡逆向移动，导致溶液中CrO42?的平衡转化率减小，根据平衡移动原理，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，逆反应方向是吸热反应，所以该反应的正反应是放热反应，故该反应的ΔH＜0；
【考点定位】考查化学平衡移动原理的应用、化学平衡常数、溶度积常数的应用、两性物质的性质的知识。
【名师点睛】两性氢氧化物是既能与强酸反应产生盐和水，也能与强碱反应产生盐和水的物质，化学平衡原理适用于任何化学平衡。如果改变影响平衡的一个条件，化学平衡会向能够减弱这种改变的方向移动。会应用沉淀溶解平衡常数计算溶液中离子浓度大小，并根据平衡移动原理分析物质的平衡转化率的变化及移动方向，并根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒书写离子反应方程式。该题是重要的化学平衡移动原理的应用，考查了学生对化学平衡移动原理、化学平衡常数、溶度积常数的含义的理解与计算、应用，同时考查了物质的存在形式与溶液的酸碱性和物质的量多少的关系、离子反应和离子方程式的书写。是一个综合性试题。
8．【2016年高考新课标Ⅲ卷】（15分）
煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大气，采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝，回答下列问题：
（1） NaClO2的化学名称为_______。
（2）在鼓泡反应器中通入含有含有SO2和NOx的烟气，反应温度为323 K，NaClO2溶液浓度为5×10?3mol·L?1 。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表》
离子
SO42?
SO32?
NO3?
NO2?
Cl?
c/（mol·L?1）
8.35×10?4
6.87×10?6
1.5×10?4
1.2×10?5
3.4×10?3
①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式__________。增加压强，NO的转化率______（填“提高”“不变”或“降低”）。
②随着吸收反应的进行，吸收剂溶液的pH逐渐______ （填“提高”“不变”或“降低”）。
③由实验结果可知，脱硫反应速率______脱硝反应速率（填“大于”或“小于”）。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是___________。
（3）在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中，SO2和NO的平衡分压px如图所示。
①由图分析可知，反应温度升高，脱硫、脱硝反应的平衡常数均______________（填“增大”“不变”或“减小”）。
②反应ClO2?+2SO32?===2SO42?+Cl?的平衡常数K表达式为___________。
【答案】（1）亚氯酸钠；（2）①2OH-＋3ClO2－＋4NO＝4NO3－＋3Cl－＋2H2O；提高 ②减小；
③大于；NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高 （3）①减小；②
【解析】
试题分析：（1） NaClO2的化学名称为亚氯酸钠；
③由实验结果可知，在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多，因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是二氧化硫的还原性强，易被氧化。
（3）在不同温度下，NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中，SO2和NO的平衡分压px如图所示。
①由图分析可知，反应温度升高，O2和NO的平衡分压负对数减小，这说明反应向逆反应方向进行，因此脱硫、脱硝反应的平衡常数均减小。
②根据反应的方程式ClO2?+2SO32?===2SO42?+Cl?可知平衡常数K表达式为。
【考点定位】考查氧化还原反应、盖斯定律、外界条件对反应速率和平衡状态的影响等
【名师点睛】本题考查物质的名称、氧化还原反应方程式的书写、勒夏特列原理、图表数据和图像、盖斯定律等化学理论知识，平时的训练中夯实基础，强化知识的运用，体现了知识的运用能力。平时的学习中注意对选修4学习。依据题目中所给数据，再根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒书写离子反应方程式；化学平衡原理适用于任何化学平衡，如果改变影响平衡的一个条件，化学平衡会向能够减弱这种改变的方向移动。化学平衡常数：一定条件下达到化学平衡，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，只受温度的影响，依据题目所给信息作出合理判断；盖斯定律是对于一个化学反应，无论是一步完成还是分几步完成，其反应热效应是相同的；本题是综合性试题，难度适中。
9．【2017新课标2卷】（14分）
丁烯是一种重要的化工原料，可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题：
（1）正丁烷（C4H10）脱氢制1-丁烯（C4H8）的热化学方程式如下：
①C4H10(g)= C4H8(g)+H2(g) ΔH1
已知：②C4H10(g)+O2(g)= C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=?119 kJ·mol?1
③H2(g)+ O2(g)= H2O(g) ΔH3=?242 kJ·mol?1
反应①的ΔH1为________kJ·mol?1。图（a）是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图，x_________0.1（填“大于”或“小于”）；欲使丁烯的平衡产率提高，应采取的措施是__________（填标号）。
A．升高温度 B．降低温度 C．增大压强 D．降低压强
（2）丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器（氢气的作用是活化催化剂），出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图（b）为丁烯产率与进料气中n（氢气）/n（丁烷）的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势，其降低的原因是___________。
（3）图（c）为反应产率和反应温度的关系曲线，副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是___________、____________；590℃之后，丁烯产率快速降低的主要原因可能是_____________。
【答案】（1）+123 小于 AD
（2）氢气是产物之一，随着n(氢气)/n(丁烷)增大，逆反应速率增大
（3）升高温度有利于反应向吸热方向进行 温度升高反应速率加快
丁烯高温裂解生成短链烃类
【解析】（1）根据盖斯定律，用②式?③式可得①式，因此ΔH1=ΔH2?ΔH3=?119 kJ/mol +242 kJ/mol =+123 kJ/mol。由图（a）可以看出，温度相同时，由0.1 MPa变化到x MPa，丁烷的转化率增大，即平衡正向移动，根据反应前后气体系数之和增大，减小压强，平衡向正反应方向移动，即x<0.1。提高丁烯的产率，要求平衡向正反应方向移动，A、因为反应①是吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，即丁烯转化率增大，故A正确；B、降低温度，平衡向逆反应方向移动，丁烯的转化率降低，故B错误；C、反应前气体系数之和小于反应后气体系数之和，增大压强，平衡向逆反应方向移动，丁烯的转化率降低，故C错误；D、根据C选项分析，降低压强，平衡向正反应方向移动，丁烯转化率提高，故D正确。
【名师点睛】本题考查了化学反应原理的综合运用，此类题目往往涉及热化学反应方程式的计算、化学反应速率的计算、化学平衡的计算、化学反应条件的控制等等，综合性较强，本题难点是化学反应条件的控制，这部分知识往往以图像的形式给出，运用影响化学反应速率和化学平衡移动的因素进行考虑，需要平时复习时，多注意分析，强化训练，就可以解决，本题难度较大。
10．【2017新课标3卷】（4）298 K时，将20 mL 3x mol·L?1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L?1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：(aq)+I2(aq)+2OH?(aq)(aq)+2I?(aq)+ H2O(l)。溶液中c()与反应时间（t）的关系如图所示。
①下列可判断反应达到平衡的是__________（填标号）。
a．溶液的pH不再变化
b．v(I?)=2v()
c．c()/c()不再变化
d．c(I?)=y mol·L?1
②tm时，v正_____ v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。
③tm时v逆_____ tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是_____________。
④若平衡时溶液的pH=14，则该反应的平衡常数K为___________。
【答案】（1） （2）2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S
增加反应物O2的浓度，提高As2S3的转化速率 （3）2△H1-3△H2-△H3
（4）①ac ②大于 ③小于 tm时生成物浓度较低 ④
【解析】（1）砷是33号元素，原子核外K、L、M电子层均已经排满，故其原子结构示意图为。
（2）根据提给信息可以得到As2S3+O2→H3AsO4+S，As2S3总共升高10价，根据得失电子守恒配平得2As2S3+5O2→4H3AsO4+6S，再考虑质量守恒，反应前少12个H和6个O，所以反应原理为2As2S3+5O2+6H2O=4H3AsO4+6S。该反应加压时，能增加反应物O2的浓度，能够有效提高As2S3的转化速率。
（3）根据盖斯定律，热化学反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)可以由反应①×2－反应②×3－反应③转化得到，则2△H1-3△H2-△H3。
（4）①a．溶液pH不变时，则c(OH-)也保持不变，反应处于平衡状态；b．根据速率关系，v（I-）/2=v(AsO33-)，tm夯实基础：
1．【湖南省郴州市2018届高三第一次质量检测】一定条件下，CO2(g)+3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g) △H=-53.7kJ/mol；向2L 恒容恒温密闭容器中充入1mol CO2和2.8molH2反应，图中过程I、Ⅱ是在两种不同催化剂作用下建立平衡的过程中CO2的转化率[α(CO2)]随时间(t)的变化曲线。下列说法不正确的是 （ ）
A．m点:v(正)>v(逆)
B．活化能：过程Ⅱ>过程I
C．n点时该反应的平衡常数K＝50
D．过程I，t2时刻改变的反应条件可能是升高温度
【答案】C
【解析】A．m点CO2的转化率不是最大，反应在向正反应方向进行，因此v(正)>v(逆)，A正确；B．过程I首先达到平衡状态，说明反应速率快，因此活化能：过程Ⅱ>过程I，B正确；C．n点时CO2的转化率是0.8，则根据方程式可知
CO2(g)+3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g)
起始浓度（mol/L） 0.5 1.4 0 0
转化浓度（mol/L） 0.4 1.2 0.4 0.4
平衡浓度（mol/L） 0.1 0.2 0.4 0.4
所以该反应的平衡常数K＝＝200，C错误；
D．过程I，t2时刻转化率降低，说明反应向逆反应方向进行，由于正反应放热，因此改变的反应条件可能是升高温度，D正确，答案选C。
2．【山东省淄博市部分学校2018届高三12月摸底】已知2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)△H =-198kJ·mol-1。400℃,1.01×105Pa，向容积为2L 的恒容密闭容器中充入一定量SO2和O2，n(SO3)和n(O2)等随时间的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是 （ ）
A．A点v 正(SO2) >v 逆(SO3)
B．B点表示反应处于平衡状态
C．D点n(SO2)大于C点
D．其它条件不变，升温至500℃并达平衡时，n(SO3)比图中D 点的值大
【答案】A
3．【湖南省祁阳四中2018届高三第四次月考】向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应：SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ，达到平衡，正反应速率随时间变化如图所示。则正确的结论是 （ ）
A．逆反应速率：a点小于点c
B．反应物浓度：a点小于点b
C．反应在c点时处于平衡状态
D．反应物的总能量低于生成物的总能量
【答案】A
4．【江西省南昌县莲塘一中2018届高三11月质量检】向某密闭容器中充入1mol X与2mol Y 发生反应X(g)+2Y(g)aZ(g) △H<0，达到平衡后，改变压强，X的平衡转化率的变化如图所示。则a等于 （ ）
A．1 B．2 C．3 D．4
【答案】C
【解析】该反应中反应物和生产物均为气体，改变压强，X的平衡转化率不变，说明平衡不移动，所以反应前后气体的分子个数不变，即有a=1+2=3，答案选C。正确答案为C
5．【河南省郑州市2018届高三第一次质检】NOx是大气污染物之一，主要来源于工业烟气及汽车尾气等。除去NOx的方法统称为脱硝，一般有干法脱硝[选择性催化剂法(SCR)]、湿法脱硝等。
请完成下列问题：
（1）汽车发动机工作时会引发反应N2(g)+O2(g)2NO(g)。2000 K 时，向固定容积的密闭容器中充入等物质的量的N2、O2 发生上述反应，各组分体积分数(φ)的变化如图1所示。N2 的平衡转化率为___________。
（2）在密闭、固定容积的容器中，一定量NO发生分解的过程中，NO 的转化率随时间变化关系如图2 所示。
①反应2NO(g)N2(g)+O2(g) △H_______0 (填“>”或“<” )。
②一定温度下，能够说明反应2NO(g)N2(g)+O2(g)已达到化学平衡的________(填序号)。
A．容器内的压强不发生变化 B．混合气体的密度不发生变化
c．.NO、N2、O2 的浓度保持不变 D．2v(NO)正=v(N2 )逆
【答案】 60% ＜ c
（2） ①T2先于T1达到平衡，说明T2＞T1，温度高时NO的转化率低，说明正反应是放热反应，△H<0；②因反应前后气体的物质的量不变，则容器内的压强不发生变化不能判断反应是否达到平衡，a错误；因反应前后体系内气体质量不变，容积不变，密度就不变，故混合气体的密度不发生变化不能判断反应是否达到平衡，b错误；C．NO、N2、O2 的浓度保持不变，c正确；(NO)正/ v(N2)逆=2，说明正、逆速率相等，达到平衡，d错误，故答案选c。
能力拓展：
6．【内蒙古杭锦后旗奋斗中学2018届高三上学期第三次月考】在2 L的恒容密闭容器中充入A(g)和B(g)，发生反应：A(g)＋B(g) 2C(g)＋D(s)　ΔH＝a kJ·mol－1实验内容和结果分别如表和图所示。下列说法正确的是 （ ）
实验
序号
温度
起始物质的量
热量
变化
A
B
Ⅰ
600℃
1 mol
3 mol
96 kJ
Ⅱ
800℃
1.5 mol
0.5 mol
____
A．实验Ⅰ中，10 min内平均速率v(B)＝0.06 mol·L－1·min－1
B．上述方程式中a＝160
C．600℃时，该反应的平衡常数是0.45
D．向实验Ⅱ的平衡体系中再充入0.5 mol A和1.5 mol B，A的转化率增大
【答案】D
【解析】A、10 min时实验Ⅰ达到平衡，C的物质的量为1.2mol，所以v(C)＝1.2mol÷2L÷10min=0.06 mol·L
A的物质的量为1mol-0.6mol=0.4mol，浓度为0.2mol/L，B的物质的量为3mol-0.6mol=2.4mol，浓度为1.2mol/L，D为固体，不计算在平衡常数中，所以K=0.62/（0.2×1.2）=1.5，C错误；D、该反应前后气体的分子数不变，温度不变时，不同情况下只要反应物的投料比例相同，就可以达到等效平衡，实验Ⅱ中充入的A和B的物质的量的比为3:1，将再充入0.5 mol A和0.5/3 mol B放入另一个容器中，两种情况可构成等效平衡， A的转化率相同，现在将再充入的0.5 mol A和0.5/3 mol B压入原容器中，相当于增压，平衡不移动，最后再将多余的1.5mol-0.5/3mol=4/3mol的B气体再压入原容器，B的农度增大，平衡正向移动，A的转化率增大，D正确。正确答案为D。
7．【江苏省百校2018届高三12月大联考】向两个体积可变的密闭容器中均充入1mol的A 和2 mol 的B,发生反应:A2(g)+2B2(g)2AB2(g) △H。维持两个容器的压强分别为p1和p2,在不同温度下达到平衡，测得平衡时AB2的体积分数随温度的变化如图所示。
已知: ①图中I、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上；②点Ⅱ时容器的体积为0.1L。下列叙述正确的是 （ ）
A．由图像可知:p1>p2 △H<0
B．点I时A2的平衡转化率为40%
C．点Ⅲ所对应的反应平衡常数K=0.2
D．将点Ⅱ所对应的容器冷却到600 K,可变成点I
【答案】AC
【解析】A．根据图像，升高温度，AB2的体积分数逐渐减小，说明平衡逆向移动，则正反应为放热反应，△H<0，在相同温度下，增大压强，平衡正向移动，AB2的体积分数逐渐增大，则p1>p2，故A正确；B．设
则×100%=40%，解得：x=0.5，A2的平衡转化率为×100%=50%，故B错误；C．点Ⅲ与点Ⅱ的温度相同，反应平衡常数相同，根据B的分析，点Ⅱ时容器的体积为0.1L。K==0.2，故C正确；D．将点Ⅱ所对应的容器冷却到600?K，降低温度，平衡正向移动，AB2的体积分数逐渐增大，不能变成点I，故D错误；故选AC。
8．【黑龙江省哈尔滨市第六中学2018届高三12月月考】某温度时，在密闭容器中，X、Y、Z三种气体浓度的变化如图Ⅰ所示，若其他条件不变，当温度分别为T1和T2时，Y的体积分数与时间关系如图Ⅱ所示。则下列结论正确的是 （ ）
　
A．该反应的热化学方程式为X(g)＋3Y(g) 2Z(g)　ΔH>0
B．若其他条件不变，升高温度，正、逆反应速率均增大，X的转化率增大
C．温度分别为T1和T2时的平衡常数大小关系为K2>K1
D．达到平衡后，若其他条件不变，通入稀有气体，平衡向正反应方向移动
【答案】C
9．【黑龙江牡丹江一中2018届高三上期中】已知反应X(g)＋Y(g) nZ(g)　ΔH＞0，将X和Y以一定比例混合通入密闭容器中进行反应，各物质的浓度随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A．10 min时，曲线发生变化的原因是升高温度
B．10 min时，曲线发生变化的原因是增大压强
C．反应方程式中n＝1
D．0～5 min内，用X表示的反应速率为v(X)＝0.08 mol·L－1·min－1
【答案】A
【解析】A、正反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向进行，X、Y的物质的量浓度继续在原基础上减少，选项A不正确；B、正反应是体积减小的，所以增大压强物质的浓度均增大，但平衡向正反应方向进行，选项B正确；C、0～5 min内，用X表示的反应速率为v(X)＝=0.08 mol·L－1·min－1，用Z表示的反应速率为v(X)＝=0.08 mol·L－1·min－1，根据化学反应速率之比等于计量数之比，反应方程式中n＝1，选项C正确；D、0～5 min内，用X表示的反应速率为v(X)＝=0.08 mol·L－1·min－1，选项D正确，答案选A。
10．【黑龙江省牡丹江一中2018届高三上学期期中】运用化学反应原理研究化学反应有重要意义。
（1）将1 mol SO2和0.5 mol O2充入一密闭容器，发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)，混合体系中SO3的平衡百分含量和温度的关系如图1所示。
①若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，平衡_____(填“向左”、“向右”或“不”)移动。
②若在恒温、体积不变的容器中向上述平衡体系中通入SO3气体，平衡_______填“向左”、“向右”或“不”)移动，再次平衡后SO3的百分含量_______ （填“增大”、“不变”或“减小”)
③若反应进行到状态D时，v正________(填“>”“<”或“＝”)v逆。
（2）课本里介绍的合成氨技术叫哈伯法：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH<0，应用此法反应达到平衡时反应物的转化率不高。
①能使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的措施是________(填编号)。
A．使用更高效的催化剂
B．升高温度
C．及时分离出氨气
D．充入氮气，增大氮气的浓度(保持容器体积不变)
②若在某温度下，2 L的密闭容器中发生合成氨的反应，图2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)＝________。从第11 min起，压缩容器的体积为1 L，则n(N2)的变化曲线为________(填编号)。
③该反应化学平衡常数的表达式为_______
【答案】 向左 向左 增大 > D 0.06 mol·L－1·min－1 d K=
【解析】（1）①若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气，该反应体系的压强减小，平衡向气体应方向移动，选项B错误；C．及时分离出氨气，生成物的浓度降低，反应速率减小，平衡向正反应方向移动，选项C错误；D．充入氮气，增大氮气的浓度(保持容器体积不变)，反应物的浓度增大，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，选项D正确。答案选D；②0～10 min时N2从0.6 mol减少到0.2 mol，变化量为0.4 mol，则H2的变化量为1.2 mol，v(H2)＝＝0.06 mol·L－1·min－1；平衡时压缩容器的体积，气体的压强增大，平衡正向移动，N2的物质的量在原有基础上减小，图线d符合题意；③该反应化学平衡常数的表达式为K=。
自我提升：
11．【内蒙古杭锦后旗奋斗中学2018届高三上学期第三次月考】在恒容密闭容器中通入A、B两种气体，在一定条件下发生反应：2A(g)＋B(g)2C(g)；△H＞0 。达到平衡后，改变一个条件(x)，下列量(y)一定符合右图中曲线的是 （ ）
x
y
A
再加入A
B的转化率
B
加入催化剂
A的体积分数
C
压强
混合气体的总物质的量
D
温度
混合气体的总物质的量
A．A B．B C．C D．D
【答案】A
12．【河南省中原名校2018届高三上学期第五次联考】顺-1,2-二甲基环丙烷(g)和反-1,2-二甲基环丙烧(g) 可发生如下转化:
该反应的速率方程可表示为: v(正)=k(正)c(順)和v(逆)=k(逆)c(反),k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正、逆反应速率常数。1温度下，k(正)=0.006s-1 ,k(逆)=0.002s-1。下列说法错误的是 （ ）
A．t1温度下,反应的平衡常数值K1=3
B．该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)
C．t2温度下，上图中表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线为B曲线
D．由上图信息可以确定温度t2小于t1
【答案】D
【解析】A、根据v（正）=k（正）c（顺），k（正）=0.006s-1，则v（正）=0.006c（顺），v（逆）=k（逆）c（反），k（逆）=0.002s-1，则v（逆）=0.002c（反），化学平衡状态时正逆反应速率相等，则0.006c（顺）=0.002c（反），该温度下反应的平衡常数值K1===3，选项A正确；B、该反应为放热反应，故该反应的活化能Ea（正）小于Ea（逆），选项B正确；C、随着时间的推移，顺式异构体的质量分数不断减少，则符合条件的曲线是B，选项C正确；D、设顺式异构体的起始浓度为x，则可逆反应左右物质的系数相等，均为1，则平衡时，顺式异构体为0.3 x，反式异构体为0.7x，所以平衡常数K2==，因为K1>K2，放热反应升高温度时平衡逆向移动，所以温度t2>t1，选项D错误。答案选D。
13．【安徽省六安市第一中学2018届高三上学期第五次月考】在体积为2L的恒容密闭容器中发生反应xA (g) +yB (g) zC (g),图I表示200℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化，图Ⅱ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 mol?L－1?min－1
B．图Ⅱ所知反应xA(g)+yB(g)zC(g)的ΔH<0，且a＝2
C．若在图Ⅰ所示的平衡状态下，再向体系中充入He，重新达到平衡前v正＞v逆
D．200℃时，向容器中充入2 mol A 和1 mol B，达到平衡时，A 的体积分数小于50%
【答案】D
【解析】A、200℃时，反应从开始到平衡的平均速率v(B)=（0.4-0.2）mol÷2L÷5min=0.02 mol?L－1?min－1，He，因为容器的体积没有改变，且He是稀有气体不参与发应，所以反应中A、B、C的浓度不变化，故速率不变，C错误；D、图Ⅰ中平衡时混合物中A的体积分数为0.4÷（0.4+0.2+0.2）×100%=50%，200℃时向容器中充入2molA和1molB，假设容器体积可以变化，将与图Ⅰ所示的平衡构成等效平衡，A的体积分数仍为50% ，但现在容器体积不变，故须将容器体积缩小，相当于增压，平衡将向正反应方向移动，A的体积分数将变小，小于50%，D正确。正确答案为D。
14．【北京四中2018届上学期高三年级期中】已知反应： 。将一定量的充入注射器中后封口，如图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化（气体颜色越深，透光率越小）。下列说法正确的是 （ ）
A．b点的操作是压缩注射器
B．c点与a点相比， 增大， 减小
C．平均摩尔质量：
D．d点：
【答案】A
【解析】b时气体的透光率迅速下降，说明b点的操作是压缩注射器，使体积迅速减小，NO2的浓度迅速增平均摩尔质量： ，选项C错误。明显d点不是平衡态（透光率还在随着时间改变），所以，选项D错误。
15．【陕西省西安市“八校”2018届高三联考】亚硝酸氯(ClNO)可由NO与Cl2在通常条件下反应得列，化学方塑式为2NO(g) + Cl2(g)2ClNO(g)。
（1）在一定温度下,该反应于一恒容密闭容器中达到平衡,继续通入Cl2，逆反应速率_____( 填增大、减少、不变).
（2）己知几种化学键的键能数据如下表( 亚硝酸氯的结构为Cl-N=O)
化学键
N≡O
Cl一Cl
Cl一N
N=O
键能/kJ.mol-1
630
243
a
607
2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) △H=-111kJ/mol，则a=_______。
（3）在1L的恒容密闭容器中充入2molNO(g)和1mol Cl2(g)，在不同温度下测得c(ClNO)与时间的关系如图A:
①该反应的△H_____0(填“>”“<”或“=”)。
②反应开始到10min 时NO 的平均反应速率v( NO) =________mol/(L.min).
③T2时该反应的平衡常数K=________。
（4）一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g)，平衡时ClNO的体积分数随n(NO)/n(Cl2)的变化图象如图B，则A、B、C 三状态中，NO 的转化率最大的是___点，当n(NO)/n(Cl2)=1.5时，达到平街状态ClNO 的体积分数可能是D、E、F三点中的______点。
【答案】 增大 200 < 0.1 2 A D
【解析】（1）在一定温度下,该反应于一恒容密闭容器中达到平衡,继续通入Cl2，压强增大，逆反应速率增大；（2）2NO(g)?+?Cl2(g)2ClNO(g) 反应的△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和=（2×630+243）-（2a+2×607）=-111kJ/mol，解得a=200；
③ 2NO(g)+Cl2(g) 2ClNO(g)
起始(mol/L) 2 1 0
改变(mol/L) 1 0.5 1
平衡(mol/L) 1 0.5 1
T2时该反应的平衡常数K= = =2；
（4）n(NO)/n(C12)的比值越小，NO的转化率越大，NO的转化率最大的是A点，根据曲线的变化趋势，当n(NO)/n(C12)=1.5，达到平衡状态ClNO的体积分数是D。
求解化学平衡图象要弄清以下几点：①弄清纵、横坐标所代表的量及各个量之间的关系；②根据图象中曲线的变化趋势和特点弄清曲线上点(起点、转折点、终点、交点)的含义；③弄清曲线上“平”与“陡”的含义；④弄清曲线函数的增减性，结合题目中给定的反应数据，应用规律、概念准确的分析出化学反应速率和化学平衡的相互关系，进行推理、判断，得出结果。

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