易錯專題05平衡狀態(tài)和平衡圖像（原卷版）

易錯專題05平衡狀態(tài)和平衡圖像聚焦易錯點：?易錯點一化學平衡的移動?易錯點二平衡圖像典例精講易錯點一化學平衡的移動【易錯典例】例1（2023上·重慶渝中·高二重慶巴蜀中學?？茧A段練習）下列事實不能用勒夏特列原理解釋的是A．Fe(SCN)3溶液中加入少量固體KSCN后顏色變深B．把食品存放在冰箱里可延長保質(zhì)期C．合成氨反應，為提高原料的轉化率，理論上應采取降低溫度的措施D．工業(yè)上生產(chǎn)硫酸的過程中，使用過量的空氣以提高SO2的利用率【解題必備】化學平衡的移動1．定義：可逆反應達到平衡狀態(tài)以后，若反應條件(如溫度、壓強、濃度等)發(fā)生了變化，平衡混合物中各組分的濃度也會隨之改變，從而在一段時間后達到新的平衡狀態(tài)。這種由原平衡狀態(tài)向新平衡狀態(tài)的變化過程，叫做化學平衡的移動。2.化學平衡移動實質(zhì)：化學平衡移動是由于濃度、溫度、壓強的變化使可逆反應從一種平衡狀態(tài)變?yōu)榱硪黄胶鉅顟B(tài)的過程。平衡移動的實質(zhì)因為條件的變化打破了正反應、逆反應速率相等的關系。υ(正)＞υ(逆)，正向移動；υ(正)<υ(逆)，平衡逆向移動。3．勒夏特列原理（化學平衡移動原理）：如果改變影響化學平衡的條件之一(如溫度、壓強、以及參加反應的化學物質(zhì)的濃度)，平衡將向著能夠減弱這種改變的方向移動。對可逆反應：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)4．勒夏特列原理（化學平衡移動原理）的應用：（1）調(diào)控反應：根據(jù)影響化學反應速率和平衡的條件以及化學平衡移動原理，可調(diào)控工業(yè)反應使之效益最大化。如合成氨工業(yè)中加入催化劑提高反應速率，溫度控制在500℃左右，既考慮了反應速率又兼顧了催化劑的活性的最佳溫度，充入過量N2以提高H2的轉化率等。（2）判物質(zhì)狀態(tài)：由壓強的改變，根據(jù)平衡移動的方向，可以判斷反應物或生成物的狀態(tài)。（3）判化學計量數(shù)：由壓強的改變，根據(jù)平衡移動的方向，可以判斷方程式中某氣體物質(zhì)的計量數(shù)或反應物和生成物之間的計量數(shù)的大小關系。（4）判ΔH符號：由溫度的改變，根據(jù)化學平衡移動的方向，可以判斷正反應或逆反應是吸熱反應還是放熱反應。5.合成氨適宜條件的選擇（1）選擇依據(jù)：從提高反應速率的角度分析，提高反應溫度、使用催化劑、適當提高氮氫比；從平衡移動的角度分析，降低溫度、提高壓強和適時分離反應產(chǎn)物氨；從實際生產(chǎn)的角度分析，溫度和壓強要與生產(chǎn)實際相適應。（2）選擇原則：能加快反應速率；提高原料的利用率；提高單位時間內(nèi)的產(chǎn)量；對設備條件要求不能太高。（3）合成氨的適宜條件：使用催化劑；適宜的壓強：2×107～5×107Pa；適宜的溫度：500℃左右；及時分離出氨和及時補充氮氣和氫氣?！咀兪酵黄啤?．（2023上·甘肅武威·高二天祝藏族自治縣第一中學校聯(lián)考期中）在密閉容器中進行反應：，有關下列圖像的說法錯誤的是A．依據(jù)圖a可判斷正反應為放熱反應B．在圖b中，虛線可表示使用了催化劑C．若正反應的△H<0，圖c可表示升高溫度使平衡向逆反應方向移動D．由圖d中混合氣體的平均相對分子質(zhì)量隨溫度的變化情況，可推知正反應的△H>0易錯點二平衡圖像【易錯典例】例2（2023上·江西景德鎮(zhèn)·高二統(tǒng)考期中）向一恒容密閉容器中加入和一定量的，發(fā)生反應：。的平衡轉化率按不同投料比隨溫度的變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是A．反應速率：B．C．點a、b、c對應的平衡常數(shù)：D．反應溫度為，當容器內(nèi)壓強不變時，反應達到平衡狀態(tài)【解題必備】化學平衡圖像1．圖像類型：(1)速率—時間圖：此類圖象定性揭示了v正、v逆隨時間(含條件改變對速率的影響)變化的規(guī)律，體現(xiàn)了平衡的“動、等、定、變”的基本特征，以及平衡移動的方向等。（2）含量-時間-溫度(壓強)圖：圖象能說明平衡體系中各組分(或某一成分)在反應過程中的變化情況。C%指產(chǎn)物的質(zhì)量分數(shù)；B%指某反應物的質(zhì)量分數(shù)，此類圖象要注意各物質(zhì)曲線的折點(達平衡)時刻相同，各物質(zhì)濃度變化的內(nèi)在聯(lián)系及其比例符合化學方程式中的計量數(shù)關系。(3)恒壓(溫)圖：該類圖的縱坐標為物質(zhì)的平衡濃度(c)或反應物的轉化率(α)，橫坐標為溫度(T)或壓強(p)，常見類型有：(4)速率—溫度(壓強)圖：（5）其他圖：如圖所示曲線是其他條件不變時，某反應物的最大轉化率(α)與溫度(T)的關系曲線，圖中標出的1、2、3、4四個點，表示v(正)＞v(逆)的點是3，表示v(正)＜v(逆)的點是1，而2、4點表示v(正)＝v(逆)。2.解題方法:(1)看圖像：一看軸，即縱、橫坐標的意義；二看點：即起點、拐點、交點、終點；三看線，即線的走向和變化趨勢；四看輔助線，即等溫線、等壓線、平衡線等；五看量的變化，如濃度變化、溫度變化、轉化率變化、物質(zhì)的量的變化等。(2)依據(jù)圖像信息，利用平衡移動原理，分析可逆反應的特征：吸熱還是放熱，氣體的化學計量數(shù)增大、減小還是不變，有無固體或純液體參加或生成等。(3)先拐先平：在化學平衡圖像中，先出現(xiàn)拐點的反應先達到平衡，可能是該反應的溫度高、濃度大、壓強大或使用了催化劑。(4)定一議二：勒夏特列原理只適用于一個條件的改變，所以圖像中有三個變量，先固定一個量，再討論另外兩個量的關系?！咀兪酵黄啤?．（2023上·遼寧鞍山·高二鞍山一中?？计谥校┮阎铣砂狈磻?，反應速率方程為(k為常數(shù)，隨溫度的升高而增大)。下圖表示在恒壓密閉容器中，不同溫度下，達到平衡時的體積百分數(shù)與投料比的關系。有關說法錯誤的是A．該反應低溫可自發(fā)B．其他條件不變，減小可使合成氨速率加快C．的大小關系為D．C點時的平衡轉化率為習題精練1．（2023上·福建福州·高二福州高新區(qū)第一中學（閩侯縣第三中學）校聯(lián)考期中）用催化還原法消除氮氧化物，發(fā)生反應：，相同條件下，在3L恒容密閉容器中，選用不同催化劑，產(chǎn)生的量隨時間變化如圖所示。下列說法正確的是A．該反應的活化能大小順序是：B．增加反應物的量，使活化分子百分數(shù)增加，有效碰撞增多，反應速率加快C．當時，說明反應已達到平衡D．若反應在恒容絕熱的密閉容器中進行，當K值不變時，說明已達到平衡2．（2022上·湖南·高二校聯(lián)考期中）已知反應：

，溫度不同(T2>T1)。下列圖像正確的是A． B．C． D．3．（2023上·陜西西安·高二西安中學?？计谥校τ诳赡娣磻?，下列圖象中正確的是A． B．C． D．4．（2023上·上海長寧·高二上海市延安中學?？计谥校┖闳菝荛]容器中，與在不同溫度下發(fā)生反應：，達到平衡時，各組分的物質(zhì)的量濃度(c)隨溫度(T)變化如圖所示。下列說法正確的是A．該反應的平衡常數(shù)隨溫度升高而增大B．曲線Y表示隨溫度的變化關系C．其他條件不變，與在℃下反應，達到平衡D．其他條件不變，提高的濃度，可提高的平衡轉化率5．（2023上·江西宜春·高二上高二中校考階段練習）在一定條件下，向某恒容密閉容器中充入、，發(fā)生反應，測得反應時，不同溫度下氫氣的轉化率如圖所示。［已知：該反應的速率方程、，、只與溫度有關]下列說法錯誤的是A．圖中a、b、c三點對應的由大到小的順序為B．該反應的ΔH<0C．溫度下，起始時容器內(nèi)的壓強為，，則該溫度下D．升高溫度或增大壓強，都可以提高反應物的平衡轉化率6．（2023上·江西宜春·高二上高二中?？茧A段練習）向絕熱恒容密閉容器(絕熱容器指該容器可阻止熱量的傳遞，散失，對流)中通入和，在一定條件下發(fā)生反應，正反應速率隨時間變化的示意圖如圖所示，下列結論中正確的個數(shù)為①反應在c點達到反應進行的限度②濃度：a點小于c點③反應物的總能量高于生成物的總能量④，ab段的消耗量小于bc段的消耗量⑤混合物顏色不再變化，說明反應達到平衡⑥體系壓強不再變化，說明反應達到平衡A．2個 B．3個 C．4個 D．5個7．（2023上·遼寧沈陽·高二遼寧實驗中學校考期中）有關下列圖像的分析正確的是A．圖1所示圖中的陰影部分面積的含義是某物質(zhì)的物質(zhì)的量的變化量B．圖2表示在N2+3H22NH3達到平衡后，減少NH3濃度時速率的變化C．圖3表示鋁片與稀硫酸反應的速率隨反應時間變化的曲線，說明t1時刻溶液的溫度最高D．圖4表示反應：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)

ΔH<0，若O2的物質(zhì)的量一定，則a、b、c三點中，a點SO2的轉化率最高8．（2023上·福建廈門·高二廈門一中?？计谥校┖銐簵l件下，密閉容器中將、按照體積比為1∶3合成，其中涉及的主要反應：Ⅰ．

Ⅱ．

在不同催化劑作用下發(fā)生反應Ⅰ和反應Ⅱ，在相同的時間段內(nèi)的選擇性和產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示：已知：的選擇性下列說法正確的是：A．保持恒溫恒壓下充入氮氣，不影響CO的產(chǎn)率B．合成甲醇的適宜工業(yè)條件是約230℃，催化劑選擇CZTC．使用CZ(Zr1)T，230℃以上，升高溫度甲醇的產(chǎn)率降低，原因可能是催化劑的活性降低D．使用CZT，230℃以上，升高溫度甲醇的產(chǎn)率降低，可能是因為反應Ⅱ平衡正向移動9．（2023上·重慶南岸·高二重慶市第十一中學校校考期中）以下對圖像的描述錯誤的是A．若圖甲容器的體積為2L，發(fā)生反應，則0~2s內(nèi)的平均反應速率B．圖乙：某溫度下發(fā)生反應，時刻改變的條件可以是加入催化劑或者增大體系壓強(縮小容器體積)C．圖丙：對圖中反應升高溫度，該反應平衡常數(shù)增大，正反應為吸熱反應D．圖丁：對于反應，，10．（2022上·安徽黃山·高二屯溪一中?？计谥校└鶕?jù)相應的圖像，下列相關說法正確的是甲：乙：丙：丁：aA(g)+bB(g)cC(g)L(s)+aG(g)bR(g)aA+bBcCA+2B2C+3DA．由圖甲可知反應aA(g)+bB(g)cC(g)：a+b>c且正反應為吸熱反應B．反應達到平衡時外界條件對平衡影響關系如圖乙所示，則正反應為吸熱反應，且a>bC．物質(zhì)的含量和壓強關系如圖丙所示，可知E點v(逆)<v(正)D．反應速率和反應條件變化關系如圖丁所示，則該反應的正反應為放熱反應，且A、B、C、D均為氣體11．（2023上·河南新鄉(xiāng)·高二統(tǒng)考期中）化工原料異丁烯()可由異丁烷()直接催化脫氫制得，反應方程式為一定條件下，溫度、壓強對異丁烷平衡轉化率的影響如圖所示(假設起始時異丁烯的物質(zhì)的量為xmol且)，下列說法正確的是A．壓強： B．反應速率：C．平衡常數(shù)： D．異丁烯()的質(zhì)量分數(shù)：a>b>c12．（2023上·湖北武漢·高二華中師大一附中?？茧A段練習）下面是某化學研究小組探究外界條件對化學反應速率和化學平衡影響的圖象，其中圖象和實驗結論表達均正確的是圖①圖②圖③圖④A．圖①若，則a曲線一定使用了催化劑B．圖②是在一定條件下，隨時間t的變化，正反應，M點正反應速率<N點逆反應速率C．圖③是在恒溫恒容的密閉容器中，按不同投料比充入和進行反應，若平衡時和的轉化率相等，則D．圖④中曲線表示一定壓強下NO平衡轉化率隨溫度的變化，A、B、C三點表示不同溫度、壓強下NO的平衡轉化率，壓強最小的是B點，化學平衡常數(shù)最小的是A點13．（2023上·河南鄭州·高二鄭州市第四十七高級中學校聯(lián)考期中）三氯氫硅()是制備硅烷、多晶硅的重要原料。對于反應，采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，在323K和343K時的轉化率隨時間變化的結果如圖所示。下列有關說法正確的是A．在323K下，該反應的平衡轉化率為22%B．在343K下，該反應的平衡常數(shù)約為0.02C．，D．14．（2023上·吉林長春·高二東北師大附中校考期中）某研究小組以為催化劑，在容積為的容器中，相同時間下測得化為的轉化率隨溫度變化如圖所示[無CO時反應為；有CO應為。下列說法正確的是A．Y點再通入CO、各，此時B．X點可以通過更換高效催化劑提高NO轉化率C．達平衡后，其他條件不變，使，CO轉化率降低D．CO氧化NO是綠色低能耗的脫硝技術15．（2023上·寧夏石嘴山·高二石嘴山市第三中學?？计谥校〤O2經(jīng)催化加氫可以生成低碳烴，主要有兩個競爭反應：反應I：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)反應Ⅱ：2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g)在1L密閉容器中沖入1molCO2和4molH2，測得平衡時有關物質(zhì)的物質(zhì)的量隨溫度變化如圖所示：下列說法不正確的是A．T1℃時，CO2的轉化率為60%B．T1℃時，反應I的平衡常數(shù)K=0.045C．T2℃時，有利于生成C2H4D．由圖像可知，兩個競爭反應均為放熱反應16．（2023上·廣東肇慶·高二四會市四會中學校聯(lián)考階段練習）對含氮物質(zhì)的研究和利用有著極為重要的意義。(1)N2、O2和H2相互之間可以發(fā)生化合反應，已知反應的熱化學方程式如下：N2(g)+O2(g)=2NO(g)H=+180kJ·mol1；2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)H=483kJ·mol1；N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)H=93kJ·mol1。則氨的催化氧化反應的熱化學方程式為4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)H=。(2)汽車尾氣凈化的一個反應原理為：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H<0.一定溫度下，將2.8molNO、2.4molCO通入固定容積為2L的密閉容器中，反應過程中部分物質(zhì)的物質(zhì)的量變化如圖所示。

①NO的平衡轉化率為，0~20min平均反應速率v(NO)為mol/(Lmin)；該溫度下的化學平衡常數(shù)數(shù)值是。25min時，若保持反應溫度不變，再向容器中充入CO、N2各0.8mol，則化學平衡將移動(填“向左”、“向右”或“不”)。②下列可說明該反應已經(jīng)達到平衡的是。a．生成(CO2)=消耗(CO)b．混合氣體的密度不再改變c．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變d．單位時間內(nèi)消耗2nmolCO2的同時生成nmolN≡Ne．NO、CO、N2、CO2的濃度相等③反應達到平衡后，改變某一個條件，下列示意圖曲線①?⑧中正確的是17．（2023上·遼寧鞍山·高二鞍山一中校考期中）杭州亞運會主火炬燃料是“零碳甲醇”，這是一種利用焦爐氣中的和工業(yè)廢氣捕獲的生產(chǎn)的綠色燃料。兩者在適宜的過渡金屬及其氧化物催化下發(fā)生反應：

(1)已知：

①則(用含和的代數(shù)式表示)；②實驗測得(記作)與溫度(T)的關系如下圖所示，則該反應0(填“>”“<”或“=”)。(2)從焦爐氣中提取氫氣，需凈化原料氣，尤其要脫除其中的含硫雜質(zhì)。除了從環(huán)保角度考慮外，其主要目的是；(3)250℃，在甲（容積為）、乙（容積為）兩剛性容器中分別充入和，在適宜的催化劑作用下發(fā)生合成甲醇的反應，容器內(nèi)總壓強隨時間變化如圖所示：①其中B曲線對應容器中壓強的變化情況(填“甲”或“乙”)：②利用圖中數(shù)據(jù)計算250℃該反應的分壓平衡常數(shù)(結果用分數(shù)表示)。(4)研究合成甲醇的催化劑時，在其他條件不變僅改變催化劑種類的情況下，對反應器出口產(chǎn)品進行成分分析，結果如下圖所示：在以上催化劑中，該反應選擇的最佳催化劑為；(5)在研究該反應歷程時發(fā)現(xiàn)：反應氣中水蒸氣含量會影響的產(chǎn)率。為了研究水分子對該反應機制的內(nèi)在影響，我國學者利用計算機模擬，研究添加適量水蒸氣前后對能壘較大的反應歷程能量變化的影響，如圖所示(吸附在催化劑表面上的物種用*標注)：①寫出有水參與時的化學方程式。②資料顯示：水也可以使催化劑活化點位減少。結合資料、上圖及學過的知識