【图文】转化率和化学平衡的图像_百度文库
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转化率和化学平衡的图像
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& 2016届高考冲刺化学考点总动员：考点15《化学平衡图像问题》（解析版）
2016届高考冲刺化学考点总动员：考点15《化学平衡图像问题》（解析版）
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资料概述与简介
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：
【2015四川理综化学】一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)+CO2(g) 2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：
已知：气体分压（P分）=气体总压（P总）×体积分数。下列说法正确的是 （
A．550℃时，若充入惰性气体，?正，?逆 均减小，平衡不移动
B．650℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%
C．T℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动
D．925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP=24.0P总
【考点定位】化学反应速率与化学平衡
化学平衡常数
【名师点睛】《高考考纲》明确要求：理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学反应速率和化学平衡的影响。理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。化学反应速率这一部分主要考查化学反应速率的概念及表示方法、影响化学反应速率的影响因素、化学反应速率的大小比较和化学反应速率的有关图像。化学平衡是重要的化学基本理论，是中学化学的重点和难点，也是考查学生能力的重要载体，是高考历久不衰的热点。化学平衡是包含溶解平衡、电离平衡、水解平衡等的一个平衡理论体系，而化学平衡则是这一体系的核心，是分析其他平衡移动的基础。化学平衡常数则是新课标地区的高考命题热点，并且试题的综合性强、能力要求高，预测今后一段时间内仍然会有对化学平衡常数的考查。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。由于化学平衡图像将数字知识和化学平衡理论融为一体,它正体现新课程改革的要求。
解题技巧：
化学反应速率与化学平衡图像解题步骤与技巧
1、解题步骤
2、解题技巧
（1）先拐先平
在含量(转化率)—时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。
（2）定一议二
当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。
（3）三步分析法
一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。
高频考点一：浓度（速率）—时间图像
【典例】【山东枣庄三中2016届10月月考】某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应[A(g)+xB(g)2C(g)，达到平衡后，只改变反应的一个条件，测得容器中物质的浓度、反应速率随时间变化如下图所示。下列说法中正确的是（
A．30min～40min间该反应使用了催化剂
B．30min时降低温度，40min时升高温度
C．反应方程式中的x=1，正反应为放热反应
D．8min前A的平均反应速率为0.08mol/（Lomin）
【答案】CD
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】【黑龙江牡丹江一中2016届10月月考】可逆反应aA（g）+bB（s）cC（g）+dD（g），其他条件不变，C的物质的量分数和温度(T)或压强(P)关系如图，其中正确的是（
A．升高温度，平衡向逆反应方向移动
B．使用催化剂，C的物质的量分数增加
C．化学方程式系数a>c＋d
D．根据图像无法确定改变温度后平衡移动
高频考点三：恒温线(或恒压线)图像
【典例】有一化学平衡mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，如图表示的是A的转化率与压强、温度的关系。下列叙述正确的是
A．正反应是放热反应；m＋n>p＋q
B．正反应是吸热反应；m＋n<p＋q
C．正反应是放热反应；m＋np＋q
【解析】图像中有三个量，应定一个量来分别讨论另外两个量之间的关系。定压强，讨论T与A的转化率的关系：同一压强下，温度越高，A的转化率越高，说明正反应是吸热反应；定温度，讨论压强与A的转化率的关系：同一温度下，压强越大，A的转化率越高，说明正反应是体积缩小的反应，即m＋n>p＋q。
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】【山东枣庄三中2016届10月月考】下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像，其中图像和实验结论表达均正确的是（
A．①是其它条件一定时，反应速率随温度变化的图象，正反应△H＜0
B．②是在平衡体系的溶液中溶入少量KCl晶体后化学反应速率随时间变化的图像
C．③是在有无催化剂存在下建立的平衡过程图象，曲线a是使用催化剂的曲线
D．④是一定条件下，向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图象，压强p1＞p2
试题分析：A．由图①可知，温度升高，平衡正向移动，正反应△H>0,错误；B．图②中，该反应的离子方程式为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,在平衡体系的溶液中溶入少量KCl晶体后，平衡不移动，错误；C．使用催化剂可缩短达到平衡所需时间，由图③可知，曲线a是使用催化剂的曲线，正确；D．由图④可知，一定条件下，向含有一定量A的容器中逐渐加入B时，平衡向正反应方向移动，能提高A物质的转化率，该反应是一个反应前后气体体积不变的化学反应，增大压强，平衡不移动，错误；答案为C。
1．【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、△H2P总（状态Ⅰ）
C．体系中c(CO)：c(CO，状态Ⅱ)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。
2．【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
【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。
3．【2015安徽理综化学】汽车尾气中，产生NO的反应为：N2(g)+O2(g) 2NO(g)，一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是（
A．温度T下，该反应的平衡常数K=
B．温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小
C．曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D．若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的△H＜0
【考点定位】本题考查化学平衡相关知识，包括平衡常数的计算、化学平衡的移动和勒夏特列原理的应用。
【名师点睛】化学平衡是化学重要的理论，是高考历年来必考点之一，对于平衡图像的考查特别能体现理
科素养，因此平衡图像题成为高考青睐的题型之一，解决本题的关键在于正确从图像中获取信息，在
这种类型的图像表面比较复杂，很多学生不会分析。但是实际上我们知道设计此图像的本意在于考查
学生会不会通过比较来得出结论，实际上就是控制变量法的应用。解题技巧是：单看一条线，整看辅助
线。首先先单看一条线，无论有多少条曲线都忽视掉，只看一条，记住在这条曲线上所有的点都是等温
或者等压的，然后根据横坐标（压强或者温度的升高）纵坐标物质参数的变化（变大或者变小）来判断
平衡的移动方向从而能够得出反应的一些特征。看过一条曲线之后我们只能得出平衡一方面的特征（比
如说吸放热或者分子数变化情况），还要在看一次，这次是整看辅助线：整体看，记住要做一条x轴的
垂线，这条线段一定会交多重曲线的每条曲线于一点，这些点上都是等温或者等压的（视x轴的物理量
而定），然后通过y轴上物质参数的相关变化来得出平衡另一个参数的性质。
4．【2014年高考安徽卷第10题】臭氧是理想的烟气脱硝剂，其脱硝反应为：2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g)，反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是（
升高温度，平衡常数减小 0~3s内，反应速率为：
v(NO2)=0.2mol?L-1 t1时仅加入催化剂，平衡正向移动 达平衡时，仅改变x，则x为c(O2)
【命题意图】本题主要是考查化学反应速率、化学平衡移动，涉及平衡常数、反应速率单位、催化剂以及浓度对反应速率和平衡的影响，侧重考查图像分析，属于中等难度试题的考查，意在考查学生严谨的逻辑思维能力和分析问题、解决问题的能力。
5．【2014年高考福建卷第12题】在一定条件下，N2O分解的部分实验数据如下：
反应时间/min 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
c(N2O)/mol/L 0.100 0.090 0.080 0.070 0.060 0.050 0.040 0.030 0.020 0.010 0.000
下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是（
(注：图中半衰期指任一浓度N2O消耗一半时所需的相应时间，c1、c2均表示N2O初始浓度且c1＜c2)
【考点定位】本题主要是考查化学反应速率、转化率、半衰期与浓度的关系等
【名师点晴】本题难度大，综合性强，是选择题中的压轴题。该类试题重点考查了学生对基本概念的理解和综合分析应用能力，考查了基本概念的内涵和外延，重点考查这些基本概念、基本计算、以及对数据的分析与处理的综合能力。对学生的要求较高。
6．【2014年高考重庆卷第7题】在恒容密闭容器中通入X并发生反应：2X(g)Y(g)，温度T1、T2下X的物质的量浓度c(x)随时间t变化的曲线如图所示，下列叙述正确的是（
A．该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量
B．T2下，在0～t1时间内，υ(Y)＝mol/(L·min)
C．M点的正反应速率υ正大于N点的逆反应速率υ逆
D．M点时再加入一定量的X，平衡后X的转化率减小
【解析】A、根据图像可知W点消耗的X的物质的量大于M点消耗X的物质的量，因此根据热化学方程式可知W点放出的热量多，A不正确；B、T2下，在0～t1时间内X的浓度减少了（a－b）mol/L，则根据方程式可知Y的浓度增加了mol。反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示，所以Y表示的反应速率为mol/(L·min)，B不正确；C、根据图像可知，温度为T1时反应首先达到平衡状态。温度高反应速率快，到达平衡的时间少，则温度是T1＞T2。M点温度高于N点温度，且N点反应没有达到平衡状态，此时反应向正反应方向进行，即N点的逆反应速率小于N点的正反应速率，因此M点的正反应速率大于N点的逆反应速率，C正确；D、由于反应前后均是一种物质，因此M点时再加入一定量的X，则相当于是增大压强，正方应是体积减小的可逆反应，因此平衡向正反应方向移动，所以X的转化率升高，D不正确，答案选C。
【考点定位】本题主要是考查化学反应速率和平衡平衡状态的有关判断与计算、图像识别等，题目难度较大，对学生的思维能力要求较高，意在考查学生严谨的逻辑思维能力和分析问题、解决问题的能力。
【名师点睛】本题从化学反应速率与化学平衡图像入手，结合反应方程式及改变的条件进行综合分析。观察图像的时候首先看横纵坐标，然后看变化趋势，与化学反应速率与化学平衡移动的影响因素相结合，得出相关结论，进行解题。
7．【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：
（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
【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。
8．【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
,（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。
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。
(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)
(5.4-1.8)×10-3mol
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
③A、增大n(HCl) ，平衡正向移动，但是平衡移动使HCl减少的趋势小于增加HCl使增大的趋势，所以HCl的转化率减小，错；B、增大n(O2) ，反应物的浓度增大，平衡向正向移动，HCl转化率增大，对；C、使用更好的催化剂，不能使化学平衡发生移动，实验HCl的转化率不变，错； D、移去H2O，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)
(5.4-1.8)×10-3mol
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。
9．【2015山东理综化学】（19分）合金贮氢材料具有优异的吸收氢性能，在配合氢能的开发中起到重要作用。
（1）一定温度下，某贮氢合金（M）的贮氢过程如图所示，纵轴为平衡时氢气的压强（p），横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比（H/M）。
在OA段，氢溶解于M中形成固溶体MHx，随着氢气压强的增大，H/M逐惭增大；在AB段，MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy，氢化反应方程式为：zMHx(s)+H2(g)==ZMHy(s) △H(Ⅰ)；在B点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，H/M几乎不变。反应（Ⅰ）中z=_____（用含x和y的代数式表示）。温度为T1时，2g某合金4min内吸收氢气240mL，吸氢速率v=______mLog-1omin。反应的焓变△HⅠ_____0（填“>”“”“<”或“=”）。当反应（Ⅰ）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，达到平衡后反应（Ⅰ）可能处于图中的_____点（填“b”“c”或“d”），该贮氢合金可通过______或_______的方式释放氢气。
【答案】（1）2/(y—x)；30；；c；加热 减压
【考点定位】本题以合金贮氢材料为背景，考查了元素守恒的应用、化学反应速率的计算、焓变的判断、化学平衡移动及影响因素、热化学方程式的书写。
【名师点睛】本题素材选取新颖，化学反应速率与化学平衡完全围绕图像展开，这就要求考生具有较强的读图能力，能够快速的从图表中得到有用的数据，是解答本题的关键，本题第二小题为创新的题型，定义了一个新的陌生物理量，并且对该物理量进行分析，这就要求考生们对平时所学知识做到深入理解、活学活用，才能顺利的解答，第3小题为热化学方程式的书写，为常规题目，只要考生注意正负号、物质的状态以及数值的计算等，即可得到正确答案。
10．【2015浙江理综化学】(15分)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：
（1）已知：
化学键 C－H C－C C＝C H－H
键能/kJ·molˉ1 412 348 612 436
计算上述反应的△H＝________ kJ·mol－1。
（2）维持体系总压强p恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为α，则在该温度下反应的平衡常数K＝____________ (用α等符号表示)。
（3）工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1︰9)，控制反应温度600℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下：
①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实___________。
②控制反应温度为600℃的理由是____________。
（4）某研究机构用CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺——乙苯－二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。保持常压和原料气比例不变，与掺水蒸汽工艺相比，在相同的生产效率下，可降低操作温度；该工艺中还能够发生反应：CO2＋H2＝CO＋H2O，CO2＋C＝2CO。新工艺的特点有_________(填编号)。
① CO2与H2反应，使乙苯脱氢反应的化学平衡右移
② 不用高温水蒸气，可降低能量消耗
③ 有利于减少积炭
④ 有利于CO2资源利用
【答案】(15分)（1）124
（3） ① 正反应方向气体分子数增加，加入水蒸气起稀释，相当于起减压的效果
②600℃时，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。温度过低，反应速率慢，转化率低；温度过高，选择性下降。高温还可能使催化剂失活，且能耗大
（4） ①②③④
（2） 乙苯的平衡转化率为α，则平衡时各组的物质的量为：n(乙苯)=n(1－α)mol、n(苯乙烯)=n(H2)=nα mol，则平衡常数；也可用各组分的分压来表示平衡常数，平衡时气体总物质的量为n(1+α)mol，各组分的分压为：p(乙苯)= 、p(苯乙烯)=p(H2)，以此代入Kp表达式并化简可求得。
（3）①常压下掺混水蒸气起稀释作用，相当于起减压的效果，而该反应正方向气体分子数增加，减压可使平衡正向移动，乙苯的平衡转化率增大。②从图像上看出，600℃时，乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高；温度过低，反应速率慢，转化率低；温度过高，选择性下降。高温还可能使催化剂失活，且能耗大，综合考虑，应控制温度为600℃。
（4）①乙苯催化脱氢制苯乙烯反应为可逆反应，若掺混CO2，由于CO2与H2反应可使生成物浓度减小，化学平衡右移，乙苯转化率增大；②不用高温水蒸气，必然降低能耗；③由于发生反应CO2＋C＝2CO，可减少积炭；④CO2得到有效利用，可减少CO2排放并作为资源得到利用。故选择①②③④。
【考点定位】本题主要是考查化学反应与能量，化学平衡常数计算，反应条件控制，化工生产新工艺的评价，图像分析与应用等。
【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。
11．【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)
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH（g）+H2O(g)
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
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_____。
（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
（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。
12．【2014年高考广东卷第31题】（16分）
用CaSO4代替O2与燃料CO反应，既可以提高燃烧效率，又能得到高纯CO2，是一种高效、清洁、经济的新型燃烧技术，反应①为主反应，反应②和③为副反应。
①1/4CaSO4(s)+CO(g)1/4CaS(s)+CO2(g) △H1=－47.3kJ/mol
②CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+ CO2(g)+ SO2(g) △H2=+210.5kJ/mol
③CO(g)1/2C(s)+1/2CO2(g) △H3=-86.2kJ/mol
（1）反应2 CaSO4(s)+7CO(g)CaS(s)+CaO(s)+C(s)+6CO2(g)+SO2(g)的△H=
（用△H1△H2△H3表示）。
（2）反应①～③的平衡常数的对数lgK随反应温度T的变化曲线见图18.结合各反应的△H，归纳lgK～T曲线变化规律：
（3）向盛有CaSO4的真空恒容容器中充入CO，反应①于900 ?C达到平衡，c平衡（CO）=8.0×10-5mol·L-1，计算CO的转化率（忽略副反应，结果保留2位有效数字）。
（4）为减少副产物，获得更纯净的CO2，可在初始燃料中适量加入
（5）以反应①中生成的CaS为原料，在一定条件下经原子利用率100%的高温反应，可再生成CaSO4，该反应的化学方程式为
；在一定条件下CO2可与对二甲苯反应，在其苯环上引入一个羧基，产物的结构简式为
【答案】（1）4△H1+△H2+2△H3；
（2）a）、放热反应的lgK随温度升高而下降； b）、放出或吸收热量越大的反应，其lgK受温度影响越大；
（5）CaS+2O2 CaSO4，
（2）由图像及反应的△H可知，a）、反应①③是放热反应，随温度升高，lgK降低；反应②是吸热反应，随温度升高，lgK增大；b）、从图像上看出反应②、③的曲线较陡，说明放出或吸收热量越大的反应，其lgK受温度影响越大；
（3）由图可知，反应①于900 ?C的lgK=2，则K=100， c平衡（CO）=8.0×10-5mol·L-1，平衡时c平衡（CO2）=100×8.0×10-5mol·L-1=8.0×10-3mol·L-1，根据反应1/4CaSO4(s)+CO(g)1/4CaS(s)+CO2(g)可知，消耗CO的浓度是8.0×10-3mol·L-1，则开始时c（CO）=8.0×10-5mol·L-1+8.0×10-3mol·L-1=8.08×10-3mol·L-1，所以CO的转化率为8.0×10-3mol·L-1/8.08×10-3mol·L-1×100%=99%，；
（4）根据方程式可知，二氧化碳中含有气体杂质SO2，可在CO中加入适量的CO2，抑制二氧化硫的产生；
（5）CaS转化为CaSO4，从元素守恒的角度分析，CaS与氧气发生化合反应，原子的利用率100%，生成CaSO4，化学方程式为CaS+2O2 CaSO4，CO2与对二甲苯发生反应，所得产物中含有羧基，因为苯环的氢原子只有1种，所以产物的结构简式只有1种为。
【考点定位】本题主要是考查盖斯定律的应用、外界条件对平衡状态的影响、有机物结构简式的判断等。
【名师点晴】本题以硫酸钙与CO的反应为例，考查盖斯定律的应用，对图像的分析，转化率的计算，化学方程式、结构简式的书写，物质的判断，考查学生分析、总结的语言能力、计算能力、把握题目信息的能力，同时也考查了学生活学学活的程度，同时体现了人类根据反应的特点可以使某些反应不进行或进行的程度较小，达到为人类服务的目的。本题的解题要点：首先要理解盖斯定律的原理，如何运用盖斯定律；其次对图像的总结是开放性题目，看待问题的出发点不同，得到的结论可能不同，尽力与所学知识联系；转化率的计算不是本题的难点；从气体的类别上分析，运用平衡的观点解决（4）的问题；对于化学方程式的书写，注意题目所给信息，判断出反应物、产物，再结合质量守恒定律写出其他物质并配平即可。最后物质结构简式的判断需注意是否存在同分异构现象，分析苯环的等效氢的种类，写出其结构简式。
13．【2014年高考全国大纲卷第28题】(15分)
化合物AX3和单质X2在一定条件下反应可生成化合物AX5。回答下列问题：
（2）反应AX3(g)＋X2(g)AX5(g)在容积为10 L的密闭容器中进行。起始时AX3和X2均为0．2 mol。反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。
①列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率(AX5)＝
②图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率(AX5)由大到小的次序为
(填实验序号)；与实验a相比，其他两组改变的实验条件及判断依据是：b
③用p0表示开始时总压强，p表示平衡时总压强，α表示AX3的平衡转化率，则α的表达式为
；实验a和c的平衡转化率：αa为
（2）①(3 分)
②bca(分) b、加人催化剂。反应速率加快，但平衡点没有改变 (2分温度升高。反应速率加快，但平衡点向逆反应方向移动(或反应容器的容积和起始物质的量未改变，但起始总压强增大)(分)
③α＝2(1－) (2分)(1分分)
解：开始时no = 0．4 mol，总压强为160 kPa，平衡时总压强为120 kPa，
AX3(g) ＋ X2(g)
起始时no/mol：
平衡时n/mol:： 0.20 －x
(0.20-x)＋(0.20-x)＋x = 0.30
②从图中观察平衡的时间(tb＜tc＜ta)，判断反应速率的快慢为b＞c＞a；
b组的反应速率加快，但平衡点没有改变说明是加人了催化剂；反应速率加快，但平衡点向逆反应方向移动(或反应容器的容积和起始物质的量未改变，但起始总压强增大)说明是温度升高。
③用三段式分析：
起始时no/mol：
变化量n/mol:： 0.20α
平衡时n/mol:： 0.20－0.20α
0.20－0.20α
据题意有，化简得α＝2(1－)；
将图中p0、p的数据代入上述计算式得αa＝2(1－)＝2(1－)＝；
αc＝2(1－)＝2(1－)＝
【考点地位】本题考查热化学方程式的书写，化学反应速率的计算，化学平衡移动原理的应用，转化率的计算等，对学生的综合计算能力要求高。
【名师点晴】本题以物质的推断为线索考查化学反应原理、热化学方程式的书写、化学平衡移动原理、反应热、化学平衡常数的计算的知识。考查学生综合运用所学化学知识解决相关化学问题的能力。体现了化学是一门实用性学科，从而提高学生学习化学的积极性和学习的兴趣。在一定程度上考查了学生的知识的灵活运用能力和分析问题解决问题的能力。
14．【2014年高考新课标Ⅰ卷第28题】(15分)乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题：
（1）间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)。再水解生成乙醇。写出相应的反应的化学方程式
（2）已知：
甲醇脱水反应
2CH3OH(g)＝CH3OCH3(g)＋H2O(g)?△H1＝－23.9KJ·mol－1
甲醇制烯烃反应 ②
2CH3OH(g)＝C2H4 (g)＋2H2O(g)? △H2＝－29.1KJ·mol－1
乙醇异构化反应 ③
CH3CH2OH(g)＝CH3OCH3(g))? △H3＝+50.7KJ·mol－1
则乙烯气相直接水合反应C2H4 (g)＋H2O(g)＝C2H5OH(g)的?△H＝
KJ·mol－1
与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是：
（3）下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中n(H2O)︰n(C2H4)=1︰1)
①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数K＝
(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)
②图中压强P1、P2、P3、P4的大小顺序为：
，理由是：
③气相直接水合法党采用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290 ℃，压强6．9MPa，n(H2O)︰n(C2H4)=0．6︰1。乙烯的转化率为5℅。若要进一步提高乙烯的转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有：
【答案】（1）C2H4+H2SO4= C2H5OSO3H ;
C2H5OSO3H＋H2O=C2H5OH+ H2SO4;
污染小，腐蚀性小等；（3）①K=0.07(MPa)-1; ②P1< P2< P30)。N2O4的物质的量浓度随时间变化如下图。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)0)，温度升高平衡向左移动，K值减小，现398K时Qc= c(N2O4)/c2(NO2)=(1.2/2)÷(0.6/2)2=20/3=K1，可知此时不是平衡状态，反应向逆方向进行，即v(正)<v(逆)，选项B正确。
2．【安徽屯溪一中2016届第二次月考】汽车尾气中，产生NO的反应为：N2(g)+O2(g)2NO(g)，一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(g)在恒容密闭容器中反应，下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是
A．温度T下，该反应的平衡常数K=
B．温度T下，随着反应的进行，混合气体的密度减小
C．曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂
D．若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的△H ＜0
3．【宁夏银川二中2016届第三次月考】反应N2（g）+3H2（g） 2NH3（g）△H＜0在某一时间段中反应速率与反应过程的曲线关系如图，则图中氨的百分含量最低的时间段是
4．【四川成都七中2016届上期中】在2L恒容密闭容器中充入2 mol X和1mol Y发生反应：2X(g) +Y(g)3Z(g)，反应过程持续升高温度，测得X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是
A．Q点时，Y的转化率最大
B．升高温度，平衡常数增大
C．W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率
D．平衡时充入Z，达到新平衡时Z的体积分数增大
试题分析：A、从开始到Q点是正向建立平衡的过程，转化率逐渐增大，从Q到M点升高温度，平衡向左移动，使转化率降低，Q点最大，A正确；B、分析图像，X的体积分数先减小后增大，减小到最低，这是化学平衡的建立过程，后增大，这是平衡的移动过程，升高温度，体积分数增大，说明升高温度，平衡向左移动，使平衡常数减小，B错误；C、M点温度高，故反应速率快，C错误；D、平衡时再充入Z，达到的新平衡与原平衡是等效平衡，体积分数相等，D错误，答案选A。
5．【浙江嘉兴一中2016届上期中】已知CoxNi(1－x)Fe2O4（其中Co、Ni均为+2价）可用作H2O2分解的催化剂，具有较高的活性，通常由两种不同方法制得。右图为二种方法制得的催化剂，在10℃时催化分解6%的H2O2溶液的相对初始速率随x变化的曲线图。下列说法错误的是
A．该催化剂中铁元素的化合价为+3价
B．Co、Ni、Fe均为ⅧB族元素
C．由图中信息可知，Co2+、Ni2+两种离子中催化效果较好的是Co2+
D．由图中信息可知，微波水热法制取的催化剂活性更高
能力拓展：
6．【黑龙江哈六中2016届上期中】如图所示为气相直接水合法C2H4(g)＋H2O(g) C2H5OH(g)中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系[其中n(H2O)∶n(C2H4)＝1∶1]。
计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp为
） (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。
C．0.072MPa-1
D．0.082 MPa-1
试题分析：设C2H4、H2O的起始物质的量分别为1mol，A点乙烯转化率为20%，故参加反应的乙烯为0.2mol，则：
C2H4（g）+H2O（g）C2H5OH（g）
起始量（mol）
转化量（mol）
平衡量（mol）
乙醇占，乙烯和水各占，则乙醇的分压为7.8MPa×1/9=0.87MPa，乙烯和水的分压分别为7.8MPa×4/9=3.47MPa，所以，答案选C。
7．【重庆巴蜀中学2016届上期中】一定温度下，将1molA（g）和1molB（g）充入2L密闭容器中发生反应，在t1时刻达平衡：A（g）+B（g）?xC（g）+D（g）．在t2、t3时刻分别改变反应的一个条件，测得溶器中C（g）的浓度随时间变化如图所示．有关说法正确的是（　　）
A．t1-t3间该反应的平衡常数相同，均为0.25
B．t2时刻改变的条件是使用催化剂
C．t3时刻改变的条件是移去少量D
D．反应方程式中x=2
试题分析：A、t1～t3间温度相同，平衡常数相同，由图可知平衡时C的浓度为0.5mol/L，则：
A（g）+B（g）?2C（g）+D（s），开始（mol/L）：0.5
0变化（mol/L）：0.25
0.5平衡（mol/L）：0.25
0.5所以平衡常数k=＝4，A错误；B、加入催化剂C的浓度不发生变化，B错误；C、D为固体，减少D的量，不影响平衡移动，C的浓度不发生变化，C错误；D、t2时刻C的浓度增大，浓度不变说明平衡不移动，应是增大压强造成的，压强不影响该平衡，所以有x=1+1=2，D正确；故选D。
8．【安徽合肥一中2016届上期中】在一个容积为2L的密闭容器中，加入0.8molA2气体和0.6molB2气体，一定条件下发生如下反应：A2（g）+ B2（g）====2AB（g）ΔH0
B．若温度为T1、T2，反应的平衡常数分别为K1、K2，则K1v(逆)
D．状态A与状态B相比，状态A的c(I2)大
12．【浙江舟山中学2016届上期中】2NO2(g)＋O3(g) N2O5(g)＋O2(g)，若反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是
0～3s内，反应速率v(O3)＝0.2mol·L－1·s－1 降低温度，平衡常数增大 t1时仅加入催化剂，平衡正向移动 达平衡时，仅改变x，则x为c(O2)
13．【黑龙江牡丹江一中2016届10月月考】已知：2SO2(g) +O2(g) 2SO3(g)　△H＝—196.6kJ·mol-1，向密闭容器中加入2mol SO2和1mol O2，一定条件下反应达到平衡，在t2和t4时刻分别只改变一个条件（温度或压强），反应过程中正反应速率如下图所示，下列说法正确的是
注：t1～t2、t3～t4、t5之后各时间段表示达到平衡状态①、②、③。
A．t2～t3时间段，平衡向逆反应方向移动　
B．平衡状态①和②，平衡常数K值相同
C．平衡状态①和②，SO2转化率相同　　　　
D．t4时刻改变的条件是减小压强
试题分析：A、t2～t3时间段，正反应速率先增大后减小，则逆反应速率应为逐渐增大，且正反应速率大于逆反应速率，改变条件为增大压强，配合正向移动，错误，不选A；B、①②压强不同，且①小于②，温度相同，则K值相同，正确，选B；C、①②压强不同，且①小于②，平衡正向移动，则平衡状态②中二氧化硫的转化率大，错误，不选C；D、t4～t5时间段，正反应速率减小，则逆反应速率先减小后增大，且正反应速率大于逆反应速率，改变条件为降温，错误，不选D。
14．【山东济南外国语2016届上期中】（1）在一体积为10L的容器中，通入一定量的CO和H2O，在850℃时发生如下反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)＋H2(g)；△H
试题分析：
15．【吉林实验中学2016届第三次模拟】(14分)AX(g)+2X2(g)AX5(g)在容积为10L恒定不变的密闭容器中进行。起始时AX和X2均为1.3mol，分三组进行实验，每组只改变一个条件且改变条件均不同。反应体系总压强随时间的变化如图所示。（计算结果均保留两位有效数字）
（1）计算实验1反应开始至达到平衡时的反应速率v（AX5）=________________。
（2）图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v（AX5）由大到小的次序为______（填实验序号）；
与实验1相比，其他两组改变的实验条件及判断依据是：2____________，3_________。
（3）用p1表示开始时总压强，p2表示平衡时总压强，α表示AX的平衡转化率，则α的表达式为____________；实验1和2的平衡转化率：α1为___________，α2为_________________。
【答案】（14分）(1) 3.3×10－4 mol·L－1·min－1
(2)3>2>1　 2分
加入催化剂　2分
(3)α＝1－或　2分
②根据到3组实验达平衡用时的多少可以比较出反应速率的大小为：3＞2＞1；
与实验1相比，3实验到达平衡的时间变小，但平衡没有发生移动，所以为使用催化剂；2实验到达平衡时总压强变大，说明平衡逆向移动，而化学反应速率变大，考虑到该反应是放热反应，所以是升高温度所导致的；③用p1表示开始时总压强，p2表示平衡时总压强，α表示AX的平衡转化率，根据压强之比就等于物质的量之比有：p1/ p2=2.6/n，n=2.6 p2/ p1
AX(g)+2X2(g)AX5(g)
初始 （mol）
变化（mol）
平衡 （mol）
（1.3-x）+（1.3-2x）+x=n
x=1.3-n/2=1.3-1.3 p2/ p1
α=x/1.3=1－；
α1＝1－220/260=15%
α2＝1-240/275=13%
化学平衡图像类试题解题过程中看清横纵坐标、起点、拐点、终点、变化趋势，得到结论——××随××变化而变化，然后再结合题设进行分析，答题。
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C(N2)/(mol·L－1)
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