第50講常考化學反應速率和化學平衡圖像的分析

［復習目標］學會分析與化學反應速率和化學平衡相關的圖像，能解答化學反應原理的相關

問題。

類型一速率一時間圖像

■歸納整合

1.常見含“斷點”的速率一時間圖像

υ

圖像5?

??昌一

O1八/OhtO八I。?I?

升高降低升高降低

h時刻溫度

正反應為放熱反應正反應為吸熱反應

所改變

增大減小增大減小

的條件壓強

正反應為氣體物質的量增大的反應正反應為氣體物質的量減小的反應

2.“漸變”類速率一時間圖像

圖像分析結論

“時蘇，E突然增大，V’逆逐漸

/1時其他條件不變，

姬增大；v'正>。'逆，平衡向正

k?i增大反應物的濃度

O4tr反應方向移動

。時o'm突然減小，。'逆逐漸

九時其他條件不變，

減小；v'逆正，平衡向逆

減小反應物的濃度

O反應方向移動

“時蘇迪突然增大，逐漸

h時其他條件不變，

浜增大；。'逆正，平衡向逆

增大生成物的濃度

Oht反應方向移動

fl時？'迎突然減小，逐漸

h時其他條件不變，

減小；v'm>υ,迎，平衡向正

%減小生成物的濃度

C反應方向移動

■專項突破關鍵能力

1.在一密閉容器中發生反應：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔW<O,達到平衡后，只改變某

一個條件時，反應速率與反應時間的關系如圖所示。

回答下列問題:

(1)處于平衡狀態的時間段是(填字母，下同)。

A.to~tιB.r∣~f2

C.∕2~f3D.f3~f4

E.t4~t5F.β~?

⑵判斷小/3、〃時刻分別改變的一個條件。

A.增大壓強B.減小壓強

C.升高溫度D.降低溫度

E.加催化劑F.充入氮氣

力時刻；勾時刻；"時刻O

(3)依據(2)中的結論，下列時間段中，氨的百分含量最高的是

A.to~hB.f2~f3

C.D.

(4)如果在%時刻，從反應體系中分離出部分氨，力時刻反應達到平衡狀態，請在圖中畫出反

應速率的變化曲線。

答案(I)ACDF(2)CEB(3)A

解析(1)根據圖示可知，而~小打~，3、。3~"、右~%時間段內，。工、。連相等，反應處于平

衡狀態。

(2)八時，Oi￡、。巡同時增大，且。比增大的更快，平衡向逆反應方向移動，所以八時改變的條

件是升溫；，3時，。正、。過同時增大且增大程度相同，平衡不移動，所以/3時改變的條件是加

催化劑；"時，。正、0連同時減小，且。工減小的更快，平衡向逆反應方向移動，所以白時改

變的條件是減小壓強。

(3)根據圖示知，h~f2、久~4時間段內平衡均向逆反應方向移動，則NH3的含量均比fo~h

時間段內的低，所以訪~八時間段內NH3的百分含量最高。

(4)%時刻分離出部分NH3,。也立刻減小，而OiL逐漸減小，在。時刻二者相等，反應重新達

到平衡，據此可畫出反應速率的變化曲線。

2.可逆反應2SO2(g)+O2(g)2SCh(g)在一定條件下達到平衡狀態。在介時刻改變某一條件,

化學反應速率與反應時間的關系如圖所示。下列說法正確的是()

A.維持溫度、反應體系容積不變，U時充入SCh(g)

B.維持溫度、壓強不變，。時充入Se)3(g)

C.維持反應體系容積不變，力時升高反應體系溫度

D.維持溫度、反應體系容積不變，”時充入一定量Ar

答案B

解析維持溫度、反應體系容積不變，。時充入Sθ3(g),此時逆反應速率增大，正反應速率

不變，故A錯誤；維持溫度、壓強不變，h時充入Sθ3(g),此時逆反應速率增大，而且反應

體系容積增大導致正反應速率減小，故B正確；維持反應體系容積不變，“時升高反應體系

溫度，正、逆反應速率都增大，故C錯誤；維持溫度、反應體系容積不變，力時充入一定量

Ar,反應物和生成物濃度都不變，正、逆反應速率都不變，故D錯誤。

類型二反應進程折線圖

■歸納整合

此類圖像一般縱坐標表示物質的量、濃度、百分含量、轉化率，橫坐標表示反應時間。解題

的關鍵是找轉折點。

(1)轉折點之前，用外因對速率的影響分析問題，用“先拐先平，數值大”的規律判斷不同曲

線表示溫度或壓強的大小。

(2)轉折點之后是平衡狀態或平衡移動，解題時要抓住量的變化，找出平衡移動的方向，利用

化學平衡移動原理推理分析。

例1已知：反應為，"A(g)+nB(g)pC(g)+<7D(g)0

(I)TiS7?,正反應為放熱反應。

c%

T2

Ot

(2)p∣92,正反應為氣體體積增大的反應。

IA的轉化率/%

Ot

(3)圖中生使用催化劑或者增大壓強，此時m+n^p+qo

o

例2現將一定量N2O4氣體充入恒容密閉容器中,控制反應溫度為TlC[N2O4(g)2NO2(g)

Δ∕∕>OJ,c(N2O4)隨川時間)變化曲線如圖，畫出0~亥時段，C(No2)隨r變化曲線。保持其他條

件不變，改變反應溫度為7?(">τυ,再次畫出0~，2時段，C(NO2)隨/變化趨勢的曲線。

"，q().1()

二0.08

。

lU

)/0.06

。

0.04

0.02

().01

答

案

L().1()

?0.08

0

1

U

)

為0.06

0.04

0.02

0.01

0t?

解析根據反應N2O4(g)2NO2(g),No2的改變量是N2O4的兩倍，從N2O4的曲線可知其

達到平衡時減少了0.03mol?I/1則NCh從0升高到平衡時的0.06mo卜I/1，即可畫出曲線;

由題給△”>()可知，該反應正向吸熱，保持其他條件不變，隨著溫度的升高，該反應平衡正

向移動，且反應速率增大，達到平衡的時間縮短，即可畫出曲線。

■專項突破關鍵能力

1.己知某可逆反應機A(g)+"B(g)pC(g)在密閉容器中進行，如圖表示在不同反應時間⑺

時，溫度(Q和壓強S)與反應物B在混合氣體中的體積分數［姒B)］的關系曲線，由曲線分析，

下列判斷正確的是()

A.T?<Ti,p?>pι,m+n>p,放熱反應

B.T?>T2,p1<p2,m+n>p,吸熱反應

C.T?<Tz,p?>pι,m+n<p,放熱反應

D.T∣>72.PIVP2,m+n<p,吸熱反應

答案D

解析由圖可知，壓強一定時，溫度Tl先達到平衡，故溫度：Ti>T2,升高溫度，B在混合

氣體中的體積分數減小，說明平衡正向移動，正反應為吸熱反應；溫度一定時，壓強P2先達

到平衡，故壓強：pl<p2,增大壓強，B在混合氣體中的體積分數增大，說明平衡逆向移動，

正反應為氣體體積增大的反應，則〃Vp。

2.向一容積不變的密閉容器中充入一定量A和B,發生如下反應：XA(g)+2B(s)yC(g)

?∕∕<0o在一定條件下，容器中A、C的物質的量濃度隨時間變化的曲線如圖所示。請回答下

列問題:

⑴用A的濃度變化表示該反應在0~10min內的平均反應速率O(A)=。

(2)根據圖像可確定X：y—。

(3)0~10min容器內壓強_______(填“變大”“不變”或“變小”)。

(4)推測第Iomin引起曲線變化的反應條件可能是(填序號，下同)；第16min引起曲

線變化的反應條件可能是.

①減壓②增大A的濃度③增大C的量

④升溫⑤降溫⑥加催化劑

(5)若平衡I的平衡常數為K，平衡II平衡常數為的，則K(填“>”“=”或

)K2。

答案(l)mol?L∣min1(2)1：2

(3)變大(4)④⑥④(5)>

解析(1)0~10min內O(A)=-—=0.02mol?Llmin1?(2)根據圖像可知,0~10min

內A的物質的量濃度減少量為0.20mol?L^',C的物質的量濃度增加量為0.4OmOI?I√∣,x、y

之比等于A、C的物質的量濃度變化量之比，故X：y=0.20mol?L^':0.40mol?L^1=1:2。⑶

該反應是氣體分子數增大的反應，而容器容積不變，因此0~10min容器內壓強變大。(4)根

據圖像可知，IOmin時改變條件后，A、C的濃度瞬時不變且隨后反應速率加快，故改變的

條件可能是升溫或加入催化劑；16min時改變條件后，A、C的濃度瞬時不變，且隨后A的

濃度逐漸增大，C的濃度逐漸減小，說明平衡逆向移動，故改變的條件可能是升溫。(5)升高

溫度，平衡逆向移動，平衡常數減小，則Kι>K20

類型三恒壓(或恒溫)線

■歸納整合

此類圖像的縱坐標為某物質的平衡濃度或轉化率，橫坐標為溫度或壓強，解答此類問題，要

關注曲線的變化趨勢，有多個變量時，注意控制變量，即“定一議二”。

反應：“A(g)+6B(g)cC(g)+√D(g)?H

A的轉化率C的百分含量

300t1.01×IO7Pa

7/1.01XKfTa

圖像1.()1×IOsPa

-?/ioot:

OO溫i度

結論a~?~b>c-?-d,ΔW>0a+b>c+d1ΔW>0

■專項突破關鍵能力

1.如圖是溫度和壓強對反應X+Y2Z影響的示意圖。圖中橫坐標表示溫度，縱坐標表

示平衡時混合氣體中Z的體積分數。下列敘述正確的是()

S

s

s

Z

。

A.上述可逆反應的正反應為放熱反應

B.X、Y、Z均為氣態

C.X和丫中最多只有一種為氣態，Z為氣態

D.上述反應的逆反應的△”>()

答案C

解析由圖像可知，隨溫度升高Z的體積分數增大，正反應為吸熱反應，逆反應為放熱反應，

故A、D錯誤：相同溫度下，壓強越大，Z的體積分數越小，說明增大壓強平衡左移，則Z

為氣態，X、Y中最多只有一種氣態物質，故B錯誤、C正確。

2.反應N2O4(g)2NO2(g)AH=+57kJ?molL在溫度為，、T2時，平衡體系中NCh

的體積分數隨壓強變化曲線如圖所示。下列說法正確的是()

A.A、C兩點的化學平衡常數：KGKC

B.A、C兩點氣體的顏色：A深，C淺

C.由狀態B到狀態A,可以用加熱的方法

D.A、C兩點氣體的平均相對分子質量：A>C

答案C

解析A、C兩點對應的溫度相同，平衡常數只受溫度的影響，KA=KC,A錯誤；A點到C

點，壓強增大，NO2(g)的濃度增大，雖然平衡逆向移動，最終二氧化氮的濃度比原濃度大，

即C點氣體顏色比A點深，B錯誤；A點到B點，No2的體積分數減小，說明相同壓強下,

不到力,平衡逆向移動，T2>Tl,即由狀態B到狀態A,可以用加熱的方法，C正確；A點

到C點，壓強增大，平衡逆向移動，該反應的逆反應為氣體相對分子質量增大的反應，即A

點氣體的平均相對分子質量小于C點氣體的平均相對分子質量，D錯誤。

類型四投料比一轉化率相關圖像

5

例1在保持體系總壓為IOPa的條件下進行反應:SO2(g)+∣O2(g)SO3(g),原料氣中SO2

和02的物質的量之比，"[〃?=嚕不同時，SCh的平衡轉化率與溫度(7)的關系如圖所示:

n{yj2)

0

(9h

*

∕5

?

w0810

??85

?o-70

s4

5

-45

4.(M)5()5())()5()()()

七

77

⑴圖中〃71、〃?2、，〃3的大小順序為o反應的化學平衡常數KP表達式為(用平

衡分壓代替平衡濃度表示)。

(2)圖中A點原料氣的成分：W(SO2)=IOmol,QCh)=mol,n(N2)=70mol,達平衡時SO2

的分壓P(SO2)為Pa(分壓=總壓X物質的量分數)。

答案(l)∕M∣>m2>,"3Kp=--------γ----

P(SO2).^(O2)

(2)1200

解析(1)在同溫同壓下，增加二氧化硫的量，會使原料氣中SO2和。2的物質的量之比，〃變

大，川越大，SCh的平衡轉化率越小。

(2)A點二氧化硫的平衡轉化率為88%,可列三段式：

SO2(g)+∣O2(g)SO3(g)

起始∕mol100

變化∕mol1O×88%JXlOX88%10X88%

平衡∕mol10×12%-5X88%1O×88%

平衡時，混合氣體總物質的量為UOXI2%+(-5X88%)+10X88%+70Jmol=100moL達平

,S、LIOX12%S

m5

衡時SO2的分壓P(SO2)=-而—XIOPa=1200Pa。

例2采用一種新型的催化劑(主要成分是Cu-Mn合金)，利用CO和田制備二甲醛(DME)。

主反應：2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)

副反應：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

測得反應體系中各物質的產率或轉化率與催化劑的關系如圖所示。

DME產率

CO轉化率

CH1OH產率

〃(Mn)

w(Cu)

則催化劑中粵耳約為_______時最有利于二甲醛的合成。

n(Cu)

答案

解析由圖可知當催化劑中嘿?約為時，CO的轉化率最大，二甲醍的產率最大，生成的二

”(Cu)

甲醛最多。

■思維模型

投料比與轉化率之間的關系

以N2(g)+3H2(g)2NE(g)為例，當N2與Hz的投料比為1：3(系數比)時，N2與H2的平衡

轉化率相等，且平衡時NH3的體積分數最大；增大N2與H?的投料比，貝!)α(H2)增大，α(N2)

減小；減小N2與H2的投料比,則α(H2)減小，α(N2)增大。

真題演練明確考向

L(2022?廣東，13)恒容密閉容器中，BaSO4(s)+4H2(g)BaS(S)+4H2O(g)在不同溫度下達

平衡時，各組分的物質的量(〃)如圖所示。下列說法正確的是()

起始組成：4molH2

1molBaSO4

a

200400600800

T/t

A.該反應的AH<0

B.a為"(H2O)隨溫度的變化曲線

C.向平衡體系中充入惰性氣體，平衡不移動

D.向平衡體系中加入BaSC)4，H2的平衡轉化率增大

答案C

解析從圖示可以看出，平衡時升高溫度，氫氣的物質的量減少，則平衡正向移動，說明該

反應的正反應是吸熱反應，即AH>0,故A錯誤；由A項分析知隨著溫度升高平衡正向移

動，水蒸氣的物質的量增加，而a曲線表示的物質的物質的量幾乎不隨溫度變化而變化，故

B錯誤：容器體積固定，向容器中充入情性氣體，沒有改變各物質的濃度，平衡不移動，故

C正確；BaSc)4是固體，向平衡體系中加入BaSc)4,不能改變其濃度，因此平衡不移動，氫

氣的平衡轉化率不變，故D錯誤。

2.(2022?湖南，14改編)向體積均為1L的兩恒容容器中分別充入2molX和1molY發生反

應：2X(g)+Y(g)Z(g)?H,其中甲為絕熱過程，乙為恒溫過程，兩反應體系的壓強隨時

間的變化曲線如圖所示?下列說法正確的是()

A.Δ∕7>0

B.氣體的總物質的量："a<"c

C.a點平衡常數：K<?2

D.反應速率：va,h<VbH;

答案B

解析甲容器在絕熱條件下，隨著反應的進行，壓強先增大后減小，剛開始壓強增大的原因

是因為容器溫度升高，則說明反應放熱，即AHV0,故A錯誤；圖中a點和C點的壓強相等，

故B正確；a點為平衡點，設丫轉化的物質的量濃度為XmoI?I√∣,則列出三段式如

下：

2X(g)+Y(g)Z(g)

co21O

AC2XXX

c+2-2x1-χX

則有[(2—2x)+(l—x)+x]mol<^×3mol,計算得到x,那么化學平衡常數K=丫)>錯誤!

=12,故C錯誤；根據上述分析及圖像可知，a點溫度高于b點，且a點壓強大于b點，則

VaJL>VbiL,故D錯誤。

3.(2022?江蘇，13)乙醇-水催化重整可獲得H2。其主要反應為C2H5OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)

l

+6H2(g)AH=+kJ?moΓ',CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)AH=+kJ?mol^,在XW

Pa、〃?(C2H5OH)：n始(HzO)=I：3時，若僅考慮上述反應，平衡時Co2和CO的選擇性及

H2的產率隨溫度的變化如圖所示。

(M

8(

60

4(

2(

()IOO20030040050060()700

T/tC

〃生成(Co)_____

CO的選擇性=XIOo%,下列說法正確的是()

W生成(Co2)+n±成(Co)

A.圖中曲線①表示平衡時H2產率隨溫度的變化

B.升高溫度，平衡時CO的選擇性增大

C.一定溫度下，增大'音點'可提高乙醇平衡轉化率

∏(H2O)

D.一定溫度下，加入CaO(S)或選用高效催化劑，均能提高平衡時H2產率

答案D

解析根據已知反應①C2H5OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g)△”=+kJ?moΓl,反應

l

@CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△〃=+kJ?moΓ,且反應①的熱效應更大，故溫度升

高對反應①影響更大一些，即CCh選擇性增大，同時Co的選擇性減小，根據Co的選擇性

的定義可知③代表CCh的選擇性，①代表CO的選擇性，②代表H?的產率，A、B錯誤；兩

種物質參加反應增大一種物質的濃度，會降低該物質的平衡轉化率，C錯誤；加入CaO(S)與

水反應放熱，對反應①影響較大，可以增大H2產率，或者選用對反應①影響較大的高效催化

劑，也可以增大H?產率，D正確。

4.[2021?湖南，16(3)]氨氣中氫含量高，是一種優良的小分子儲氫載體，且安全、易儲運。

在一定溫度下，利用催化劑將NH3分解為N2和H2。回答下列問題：

某興趣小組對該反應進行了實驗探究。在一定溫度和催化劑的條件下，將molNH3通入3L

的密閉容器中進行反應(此時容器內總壓為200kPa),各物質的分壓隨時間的變化曲線如圖所

示。

①若保持容器體積不變，八時反應達到平衡，用H2的濃度變化表示0~"時間內的反應速率

0(H2)=mol?Ll?min∣(用含人的代數式表示)；

②￡2時將容器體積迅速縮小至原來的一半并保持不變，圖中能正確表示壓縮后N2分壓變化趨

勢的曲線是(用圖中a、b、c、d表示)，理由是

③在該溫度下，反應的標準平衡常數｛=

［已知：分壓=總壓X該組分物質的量分數，對于反應冷(g)+eE(g)^G(g)+ΛH(g)Ke=

其中PI)=IoOkPa,PG、PH、PD、PE為各組分的平衡分壓］。

答案①竿②b開始體積減半，N2分壓變為原來的2倍，隨后由于加壓平衡逆向移動,

N2分壓比原來的2倍要小③

解析①設“時達到平衡，轉化的NH3的物質的量為Zrmol,列出三段式：

2NH3(g)N2(g)+3H2(g)

起始∕molOO

轉化∕mol2xX3x

平衡∕mol—2xX3x

根據同溫同體積下，混合氣體的物質的量之比等于壓強之比，錯誤！=錯誤！，解得X=,υ(H2)

_×3mol_0,02

mol?L1?min^1o

3LXf]mint?

③由圖可知，平衡時，NH3、N2、H2的分壓分別為120kPa、40kPa、120kPa,反應的標準

平衡常數M)=爺=。

課時精練

1.對于可逆反應A(g)+2B(g)2C(g)(正反應吸熱)，下列圖像正確的是()

AB

CD

答案D

解析交叉點：正反應速率=逆反應速率，此點反應達到平衡狀態，增大壓強，平衡正向移

動，則交叉點后正反應速率應大于逆反應速率，A錯誤：溫度升高，平衡正向移動，則在第

二次達到平衡之前，正反應速率應大于逆反應速率，B錯誤；溫度高的反應速率快，達到平

衡時所需時間少，即500°C表示的曲線應先達到平衡，且升高溫度平衡正向移動，A%減小，

C錯誤、D正確。

2.在恒溫恒壓下，某一體積可變的密閉容器中發生反應：A(g)+B(g)2C(g)Δ∕∕<0,h

時達到平衡后，在時改變某一條件，其反應過程如圖所示。下列說法正確的是()

A.I、H兩過程達到平衡時，A的體積分數：I>Π

B.f2時改變的條件是向密閉容器中加入物質C

C.0~?2時，Vm>Vjs

D.I、H兩過程達到平衡時，平衡常數：K(I)<K(Π)

答案B

解析反應速率與其物質的量濃度成正比，I、II達到平衡狀態時逆反應速率相等，說明I、

∏達到平衡狀態時各物質的物質的量濃度不變，則A的體積分數：I=II,故A錯誤；向密

閉容器中加物質C,逆反應速率瞬間增大，再次建立的平衡與原平衡等效，說明和原平衡相

同，符合圖像，故B正確；由題中圖示可知，0~八時，逆反應速率增大，說明平衡正向移動，

即0工>0%，九~會時，逆反應速率不變，說明處于平衡狀態，即Om=Oii,故C錯誤；化學

平衡常數只與溫度有關，I、II溫度相同，則其平衡常數相同，故D錯誤。

3.(2022?重慶模擬)將4molH2和2molCO通入1L的反應器中，一定條件下發生反應:2C0(g)

+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)其中CO的平衡轉化率隨溫度、壓強的變化關系如

A.Δ∕7>0

B.p1<p2

C.X點和丫點對應的化學平衡常數K(X)<K(Y)

D.在P2和316°c時?，若將6molH2和2molCO通入容器中，則平衡時CO的平衡轉化率大

于50%

答案D

解析由圖可知，壓強一定時，溫度越高，CO的平衡轉化率越低，說明升高溫度，平衡向

逆反應方向移動，則正反應為放熱反應，即△”<(),故A錯誤；正反應為氣體體積減小的反

應，溫度一定時，增大壓強，平衡向正反應方向移動，CO的平衡轉化率增大，故壓強：Pl

>P2,故B錯誤：平衡常數只與溫度有關，溫度不變，平衡常數不變，X點和丫點對應的溫

度相同，則化學平衡常數K(X)=K(Y),故C錯誤；在p2和316℃時，若將6molH2和2mol

CO通入容器中，相當于在原平衡的基礎上增大氫氣的濃度，平衡向正反應方向移動，CO的

轉化率增大，故CO的平衡轉化率應大于50%,故D正確。

4.Ni(CO)4主要用于電子工業及制造塑料的中間體，也可用作催化劑。在L的恒容密閉容器

中放入鍥粉并充入一定量的Co氣體，一定條件下發生反應：Ni(s)+4C0(g)Ni(Co)4(g),

已知該反應達到平衡時CO的平衡轉化率隨溫度變化的曲線如圖所示。下列說法正確的是

()

A.上述生成Ni(CO)Mg)的反應為吸熱反應

B.在反應進行到a點時，Vw.<v逆

C.降溫和減壓都有利于提高Ni(CO)4的產率

D.若b點的平衡常數為2,測得該點“(CO)=mol,則該點Ni(CO)Mg)的平衡濃度為2mol?L

答案D

解析由題圖可知，溫度越高，CO的平衡轉化率越小，說明正反應為放熱反應，A項錯誤；

a點時未達到平衡，轉化率應增大，反應正向進行，Vt>va,B項錯誤；該反應為氣體體積

減小的放熱反應，所以要提高產率，使平衡正向移動，應降溫、加壓，C項錯誤；若b點的

14

平衡常數為2,測得該點/J(CO)=0.3mol,c(CO)=4音3=?mol?L^,則c[Ni(CO)4]=Arc(CO)

=2×I4mol?L^l=2mol?L-1,D項正確。

5.(2022?重慶模擬)利用CO2和比合成乙烯：2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)

在恒容密閉容器中，起始壓強相同，反應溫度、投料比[沙黑=Xl對CO2平衡轉化率

的影響如圖所示。

I(X)2003(X)400溫度/(

下列推斷正確的是()

A.a<3B.ΔH>0

C.OMιE>^N逆D.KM>KN

答案D

解析由題干信息可知，投料比越大，CO2的平衡轉化率越大，故4>3,A錯誤；由圖示可

知，升高溫度，CO2的平衡轉化率降低，平衡逆向移動，故正反應為放熱反應，AH<O,B錯

誤；溫度升高，化學反應速率加快，因TM<K,故OM工<VN巡，C錯誤；該反應是放熱反應，

溫度升高，平衡逆向移動，平衡常數減小，M、N兩點的化學平衡常數：KM>KN,D正確。

6.(2022?江蘇模擬)在體積均為L的甲、乙兩恒容密閉容器中加入足量相同的碳粉，再分別

加入molCCh和molCO2,發生反應CO2(g)+C(s)2C0(g)并達到平衡。Co2的平衡轉化

率隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是()

興

、?

y7

之

邈

七

O

D

09001()0011(X)1200130077K

A.反應CO2(g)+C(s)2CO(g)的△”<()

B.曲線∏表示容器甲中CO2的平衡轉化率

達到平衡后，兩容器中C(CO)>∣C(CO)R

C.Q

D.其他條件不變時，在曲線I對應容器中加入合適的催化劑，可使C02的平衡轉化率由

P點達到S點

答案C

解析由圖可知，升高溫度，二氧化碳的平衡轉化率升高，平衡正向移動，正反應為吸熱反

應，Δ∕∕>0,A錯誤；正反應為氣體分子數增加的反應，相同溫度下，增加二氧化碳的量，會

導致二氧化碳的轉化率降低，故曲線∏表示容器乙中CCh的平衡轉化率，B錯誤：恒容條件

下，R相當于2份Q達平衡后，然后合并到1個容器中，壓強增大平衡逆向移動，導致一氧

化碳的濃度小于2倍的Q中一氧化碳的濃度，故兩容器中C(CO)Q>發(CC))R,C正確；催化劑

改變反應速率，不改變物質的平衡轉化率，D錯誤。

7.Co2催化加氫合成二甲醛是一種Co2資源化利用的方法，其過程中主要發生如下兩個反

應：

反應I:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔW1

1

反應II：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2θ(g)△%=-kJ?mol

在恒壓、CO2和H2的起始量一定的條件下，CO2的平衡轉化率和平衡時CH3OCH3的選擇性

隨溫度的變化如圖所示。

I(X)

80

60

40

2()

20024028()32036()

溫度∕ζc

2XCH3θCH.;的物質的量

已知：CH3。CH3的選擇性=×100%

反應的CCh的物質的量

下列說法不正確的是()

A.反應2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的焙變為AH2-2AHI

B.根據圖像推測A4>0

C.其他條件不變時，溫度越高，Co2主要還原產物中碳元素的價態越低

D.其他條件不變時，增大體系壓強可以提高A點CH3OCH3的選擇性

答案C

解析由蓋斯定律可知，反應2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)可由II-2×I得到,

其熔變為A"2-2A"I,A正確；反應II為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，由圖可知隨著

溫度的升高，二氧化碳的平衡轉化率下降速率小于二甲鞋的選擇性下降速率，且高于300℃

時二氧化碳的平衡轉化率升高，說明反應I正向進行，正反應為吸熱反應，ΔWl>0,B正確;

由B分析可知，其他條件不變時，溫度越高，反應I占據主導地位，CO2主要還原產物為CO,

CO中碳元素的價態較高，C錯誤；反應I為氣體分子數不變的反應，反應H為氣體分子數

減小的反應，其他條件不變時，增大體系壓強，導致反應II平衡正向移動，可以提高A點

CH3OCH3的選擇性，D正確。

8.CO2催化加氫合成甲醇是重要的碳捕獲利用與封存技術，該過程發生下列反應：

l

反應I：Co2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔW≈-kJ?mol^

反應∏:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔW=+kJ?moΓl

0.5MPa下，將H(H2)：H(CO2)=3的混合氣體以一定流速通過裝有催化劑的反應器，測得

CO2的轉化率、CH,OH或CO的選擇性置*'M8)χ100%］以及CHQH的收率

〃總轉化(C(J2)

(Co2的轉化率XCH3θH的選擇性)隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是()

‰

?

?

g

1228S

x9(

5s

7(

?5

?14

106

^l

探

S

D

21230250270290

溫度∕tC

1

A.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔW=+kJ?moΓ

B.曲線a表示CHQH的選擇性隨溫度的變化

C.圖中所示270℃時，對應CCh的轉化率為21%

D.在210~250°C之間，CHQH的收率增大是由于CH3OH的選擇性增大導致

答案C

解析根據蓋斯定律，將反應I一反應I［得，Co(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔW=(--41.2)

kJ?moΓl=-99.8kJ?mol^',A錯誤；曲線a代表Cc)的選擇性隨溫度的變化，B錯誤；圖中

所示270℃時，CO的選擇性為70%,則甲醇的選擇性為30%,故CO2的轉化率為3套=21%,

C正確；在210~250C之間，反應I未達平衡，CH3OH的收率增大是由于溫度升高，生成

CH3。H的反應速率增大導致，D錯誤。

9.已知反應：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)?∕∕<0o

a(CO2)

F

⑴在一定條件下，反應體系中CCh的平衡轉化率α(C02)與L和X的關系如圖所示，L和X

表示溫度或壓強。

(DX表示的物理量是0

②心心(填或“>”)，判斷理由是

⑵向1L恒容密閉容器中加入molH2(g)、molCO2(g),控制條件(溫度為Ti)使之發生上述

反應，測得容器內氣體的壓強隨時間的變化如圖所示。

P

01234“min

@4min時CO?的轉化率為。

②力溫度下該反應的化學平衡常數為。

答案(1)①溫度②>該反應的正反應為氣體分子數減小的反應，其他條件一定時，增大

壓強，平衡右移，CCh的平衡轉化率升高(2)Φ75%②

解析(1)①根據反應CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)ΔW<0可知，其他條件一定

時，升溫，CO2的平衡轉化率降低；其他條件一定時，加壓，CO2的平衡轉化率升高，則X

表示的物理量是溫度。②L表示壓強，結合題圖及分析，可知Li>乙2。(2)①由題圖可知，4min

時反應體系處于平衡狀態，此時壓強為po,設發生反應的CCh為Xmo1,列出三段式:

CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)

始∕mol00

轉∕molX4xX2x

平一x-4