2016届高考化学复习考点精练：25《化学反应速率和化学平衡图像类应用题》(全国通用)

起始物质的量 甲 0.10 0.10 乙 0.20 0.10 丙 0.20 0.20 n(H2O)/mol n(CO)/mol ①该反应的平衡常数表达式为_____________________________。 ②平衡时，甲容器中CO的转化率是________。比较下列容器中CO的转化率：乙________甲；丙________甲(填“＞”、“＝”或“＜”)。

③丙容器中，通过改变温度，使CO的平衡转化率增大，则温度________(填“升高”或“降低”)，平衡常数K________(填“填大”、“减小”或“”不变)。

题型集训25 化学反应速率和化学平衡图像类应用题

【三年高考真题演练】 [2015年高考真题] 1．A [A项，在温度T下，由曲线a可知，达到平衡后N2、O2、NO的浓度分别为c1 mol/L、4（c0－c1）c1 mol/L 、2(c0－c1) mol/L，所以该反应的平衡常数K＝ ，正确；B项，反2

2

c1

应前后，混合气体的体积与质量都没有发生改变，所以混合气体的密度不变，错误；C项，加入催化剂只改变反应速率而不改变反应的转化率，若加入催化剂达到平衡后，c(N2)应与曲线a对应的平衡浓度相同，错误；D项，若曲线b对应的条件改变是温度，由于曲线b相对于曲线a先达到了平衡，故应该为升温，升高温度，N2的平衡浓度减小，说明平衡向正向移动，该反应为吸热反应，ΔH>0，错误。]

2．BC [A项，CO2(g)＋C(s)===2CO(g)气体的物质的量增加的反应，故ΔS>0，观察图

像知，随着温度的升高，c(CO2)减小，平衡为正移，则ΔH＞0，错误；B项，Ⅰ所在d曲线表示的是通入0.1 mol CO2的变化过程，此时

此时气体总的物质的量为0.12 mol，

Ⅱ所在曲线表示的是通入0.2 mol CO2的变化过程，此时

此时气体总的物质的量为0.32 mol，此时Ⅱ中气体总物质的量大于Ⅰ中气体总物质的量的2倍，且Ⅱ的温度高，气体体积膨胀，压强又要增大，则p总(状态Ⅱ)>2p总(状态Ⅰ)，正确；C项，状态Ⅱ和Ⅲ，温度相同，Ⅱ中CO2的投料量是Ⅲ中CO2投料量的2倍，若恒容时两平衡等效，则有c(CO，状态Ⅱ)＝2c(CO，状态Ⅲ)，但成比例增加投料量，相当于加压，平衡向逆反应方向移动，所以c(CO，状态Ⅱ)<2c(CO，状态Ⅲ)，正确；D项，状态Ⅰ和Ⅲ相比，Ⅲ的温度高，反应速率快，所以v逆(状态Ⅲ)>v逆(状态Ⅰ)，错误。]

3．解析 首先根据反应Ⅱ和反应ⅰ确定反应ⅱ为2SO3(g)

－1

2SO2(g)＋O2(g)

ΔH＝＋196 kJ·mol。(1)根据反应ⅱ的特点：正反应方向为气体体积增大、吸热反应，增大压强SO3(g)的转化率减小，故X代表压强。(2)在等压条件下，升高温度，反应ⅱ的平衡向正向移动，SO3(g)的转化率增大，故L2所代表高温曲线，即L1＜L2。

答案 (1)压强 (2)L1＜L2 SO3(g)分解的热化学方程式为2SO3(g) ＋O2(g) ΔH＝＋196 kJ·mol，当压强一定时，温度升高，平衡转化率增大

4．解析 (1)根据H原子守恒得zx＋2＝zy，则z＝

2

。由题中所给数据可知吸氢速y－x－1

2SO2(g)

率v＝240 mL÷2 g÷4 min＝30 mL·g·min。由图像可知，T1 η(T2)。处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，H2 浓度增大，平衡正向移动，一段时间后再次达到平衡，此时H/M增大，故可能处于图中的c点。由氢化反应方程式及图像可知，这是一个放热的气体体积减小的反应，根据平衡移动原理，要使平衡向左移动释放H2 ，可改变的条件是：升温或减压。

答案 (1)

2

30 < (2)> c 加热 减压 y－x－1－1

[两年经典高考真题]

1．A [A项，由图像知题给反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减Δc（NO2）（1.0－0.4）mol·L－1－1

小，正确；v(NO2)＝＝＝0.2mol·L·s，B项错误；C

Δt3 s项，仅加入催化剂平衡不发生移动，C项错误；D项，若x为c(O2)，则O2浓度增大，NO2的

转化率减小，与图像不符，D项错误。]

2．解析 (1)图中显示，T2时达到平衡所用时间少，反应速率大，所以温度高；而温度越高c(A)越小，说明平衡正向移动，可判断正反应为吸热反应，升温K将增大。

(2)根据“三段式”求解：

A(g)

－1

－1

B(g) ＋ C(g)

开始mol·L 0.050 0 0

0.050×70%

转化mol·L 0.035 0 0.035 0

＝0.035 0

－1

平衡mol·L 0.015 0 0.035 0 0.035 0 故①平衡时体系总的物质的量

－1－1－1

＝(0.015 mol·L＋0.035 0mol·L＋0.035 0mol·L)×1.0 L＝0.085 mol。 0.035 0×0.035 0－1－1

②平衡常数K＝mol·L＝0.082 mol·L。

0.015 0

0.035 0 mol·L－1－1

③0～5 min平均反应速率v(A)＝＝0.007 mol·L·min。

5 min答案 (1)小于 小于 (2)①0.085 mol ②0.082 mol·L ③0.007 mol·L·min

－1

－1

－1

－1

－1

3．解析 ①设开始充入的原料气中，C2H4(g)和H2O(g)的物质的量均为n。 C2H4(g)＋H2O(g)===C2H5OH(g) 开始(mol) n n 0 转化(mol) 20%n 20%n 20%n 平衡(mol) 80%n 80%n 20%n

80%n80%n20%n平衡混合气中C2H4(g)、H2O(g)、C2H5OH(g)的物质的量分数依次为：、、。

180%n180%n180%n根据题意，将数据代入化学平衡常数表达式，Kp＝②C2H4(g)＋H2O(g)

p（C2H5OH）

。

p（C2H4）·p（H2O）

C2H5OH(g)是一个气体体积减小的反应，相同温度下，增大

压强，平衡向正反应方向移动，C2H4的转化率提高，所以p4>p3>p2>p1。

③依据反应特点及平衡移动原理，提高乙烯转化率还可以增大H2O与C2H4的比例，或将乙醇及时液化分离出去等。

20%np2n－20%np（C2H5OH）20×180－1

答案 ①＝＝2＝0.07(MPa)

p（C2H4）·p（H2O）80%np280×7.85 MPa

??

?2n－20%n???

②p4>p3>p2>p1 反应分子数减少，相同温度下，压强升高，乙烯转化率提高

③将产物乙醇液化移去 增加nH2O∶nC2H4比

4．解析 (1)若反应Ⅰ能自发进行，则有ΔH－TΔS<0，由于反应Ⅰ的正反应ΔS>0，ΔH>0，故要使ΔH－TΔS<0，则必须在高温下进行。(2)结合化学平衡常数的定义及题中信

p4（CO2）

息，可知Kp＝4。(3)由于反应Ⅰ产生的SO2和CO2物质的量的比例为1∶1，而反应

p（CO）

Ⅱ只产生CO2气体，若SO2和CO2的浓度之比随时间发生变化，则表明两个反应同时发生。(4)A项，向该反应体系中投入石灰石，分解产生CO2，使反应Ⅰ逆向移动，可降低体系中SO2的生成量，正确；由图可知，当CO初始体积分数相同时，温度越低，CaS质量分数越高，由此可知，在合适的温度区间内控制较低的反应温度，能减小SO2的生成量，B正确，D错误；C项，由图可看出，提高CO的初始体积百分数曲线呈上升趋势，CaS的含量升高，生成SO2的量将降低，正确。(5)随着反应Ⅰ的进行，c(SO2)逐渐增加，当反应Ⅰ刚达到平衡时c(SO2)最大，又由于反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2)，反应Ⅰ先达到平衡，随着反应Ⅱ的进行，CO2的浓度不断增大，使反应Ⅰ平衡逆向移动，SO2的浓度将逐渐减少至反应Ⅱ达到平衡时不再变化，图像见答案。

p4（CO2）

答案 (1)高温 (2)4

p（CO）

(3)如果气相中SO2和CO2两种气体的浓度之比随时间发生变化，则表明两个反应同时发生 (4)ABC

(5)

【两年模拟试题精练】

1．B [由于t1～t2，t4～t5时间段平衡均向逆反应方向移动，故氨气体积分数最高的时间段应该是0～t1，A、D错误；t3～t4时间段平衡没有移动，B正确；温度降低，正、逆反应速率均减小，而t1时刻正、逆反应速率均增大，故C错误。]

2．B [降温平衡正向移动，平衡常数增大，A项错误；平衡时X浓度的变化量为1 mol·L

－1

0.85 mol·L－0.15 mol·L＝0.85 mol·L，X的平衡转化率为－1×100%＝85%，B项正

1 mol·L

－1

－1

－1

确；ΔH＜0，该反应为放热反应，故升高温度，平衡逆向移动，X的转化率减小，C项错误；6 min时反应达到平衡状态，化学平衡为动态平衡，反应未停止，故D项错误。]

3．C [根据图像可知，t1时刻正反应速率突然增大，达到新平衡后正反应速率比第一次平衡时小，说明t1时刻逆反应速率减小，不可能是改变了温度、压强或使用了催化剂。]