平衡狀態(tài)和平衡圖像（解析版）-2024-2025學年人教版高二化學易錯題專項復習（選擇性必修1）

易錯專題05平衡狀態(tài)和平衡圖像

聚焦易錯點：

A易錯點一化學平衡的移動

A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)上生產硫酸的過程中，使用過量的空氣以提高SCh的利用率

【解析】A.Fe（SCN）3溶液中存在化學平衡Fe（SCN）3UFe3++3SCN;加入固體KSCN后SCN-濃度增大，

平衡逆向移動，溶液顏色變深，可用勒夏特列原理解釋，A正確；B.食物放在冰箱中保存，溫度較低時反

應速率慢，食品變質速率慢，可延長保質期，不能用勒夏特列原理解釋，B錯誤；C.合成氨反應為放熱反

應，降低溫度化學平衡正向移動，原料轉化率提高，可用勒夏特列原理解釋，C正確；D.工業(yè)上生產硫酸,

使用過量的空氣，增大了氧氣的濃度，則二氧化硫與氧氣反應生成三氧化硫的化學平衡正向移動，二氧化

硫的轉化率提高，可用勒夏特列原理解釋，D正確；故答案選B。

【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：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?/p>

衡狀態(tài)的過程。平衡移動的實質因為條件的變化打破了正反應、逆反應速率相等的關系。。（正）＞。（逆），正

向移動；正）＜0（逆），平衡逆向移動。

化學平衡發(fā)生移動

r條件一段時1

一定條件下的改變非平衡狀態(tài)間后新條件下

化學平衡（平衡破壞）的新平衡

U正=1/逆”正逆〃‘正二"'逆

各組分濃度各組分濃度各組分濃度又

保持一定不斷變化保持新的一定

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）

條件變化。反應特點CV（正％V（逆）一U二1）產移動方向,說明

反應物濃度噌大2吟不變。V=運/向右"固體或純液

生成物濃度減小C不變。減爐體濃度視為

反應物濃度激小。減c不變。V2<V3向左d固定不變的。

生成物濃度噌大。不變。噌。

正反應吸熱+修等V=>V3向右一升高或降伍

升高溫度。正反應放熱4噌。噌。v=Vv3向左一溫度，U=1）運

降低溫度。正反應吸熱力減2減FU=<V3向左一噌加或減小

正反應放熱V減一減3V=>V3向右2程度不同d

3

m-q*噌。增。V=>V3向右一反應物產物

壓縮體積*m-n=p-q-噌一噌一V2=V不移動。都是固體或

增大壓強"m-nVp"*q"噌。噌2V=<V3向左2液體，壓強對

平衡無影響.+

容積不變，充入Hx不變。不變。V2=V不移動。分壓不變一

壓強不變*Jm-n>p-減一減QVV聲向左F

充入*m_n=p-q.減一減一V==V不移動。相當于減壓一

m-n<p-q*21減一減一V2>v三向右一

4.勒夏特列原理（化學平衡移動原理）的應用:

（1）調控反應：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AH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物氨；從實際生產的角度分析，溫度和壓強要與生產

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；提高單位時間內的產量；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：2x107?5xl（）7pa；適宜的溫度：500℃左右；及時分離

出氨和及時補充氮氣和氫氣。

【變式突破】

1.(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:

X(g)+3Y(g)=2Z(g),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△HO,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量隨溫度的變化情況，可推知正反應的△HX)

【詳解】A.依據(jù)圖像分析，溫度升高，正、逆反應速率均增大，且逆反應速率大于正反應速率，平衡逆向

進行，則逆反應是吸熱反應，正反應是放熱反應，A正確；B.使用催化劑可使化學反應速率增大，可以縮

短反應達到平衡的時間，化學平衡不移動，所以虛線可表示使用了催化劑，B正確；C.若正反應的△H<0,

升高溫度，平衡逆向移動，正逆反應速率均增大，且逆反應速率大于正反應速率，圖像符合反應速率的變

化，C正確；D.升高溫度，平均相對分子質量減小，氣體總質量不變，說明氣體物質的量變大，所以平衡

逆向移動，逆反應是吸熱反應，正反應是放熱反應，△HcO,D錯誤。故選D。

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ImolCH,和一定量的H?。，發(fā)生反應:

”（CHJ、

CH（g）+HO（g）=CO（g）+3H（g）CH的平衡轉化率按不同投料比xx=隨溫度的變化曲線如

422o4“凡0）,

圖所示。下列說法錯誤的是

A.反應速率：以逆<匕逆

B.玉</

C.點a、b、C對應的平衡常數(shù)：Ka<Kh=Kc

D.反應溫度為?；，當容器內壓強不變時，反應達到平衡狀態(tài)

【詳解】由題圖可知，投料比不變時，隨溫度的升高CH4的平衡轉化率增大，所以該反應為吸熱反應；在

相同的溫度下，投料比〔MH?。“減小，相當于在CH4的投料量不變的情況下增大H2O的投料量，當

反應物不止一種時，其他條件不變，增大其中一種氣態(tài)反應物的投料量會增大其他反應物的平衡轉化率，

同時降低自身平衡轉化率，故投料比x越小，CR的平衡轉化率越大。A.點b、c均為平衡狀態(tài)，丫正內逆，

點bCH4的平衡轉化率大于點c,兩點CH4的投料量相同，則反應產物CO、氏的平衡濃度：點b>點c,兩

點溫度相同，故Vb逆>又逆，人錯誤；B.由題圖可知，點b對應CH4的平衡轉化率大于點c,結合分析可知，

點b對應投料比小于點c,故、<X2,B正確；C.由分析可知，該反應為吸熱反應，隨溫度升高，平衡常

數(shù)增大,又由點b、c溫度相同，則平衡常數(shù)：Ka<Kb=Kc,C正確；D.該反應為反應前后氣體分子數(shù)改變

的反應，恒溫恒容條件下，隨反應進行容器內壓強改變，當壓強不變時，反應達到平衡狀態(tài)，D正確；故

選Ao

【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。

1分

I&庇：

屈一

I■??

Oht,hV*

（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%

指產物的質量分數(shù)；B%指某反應物的質量分數(shù)，此類圖象要注意各物質曲線的折點（達平衡）時刻相同，各

物質濃度變化的內在聯(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的平衡濃度（c）或反應物的轉化率（a）,橫坐標為溫度（?；驂簭娙裕?/p>

見類型有:

（4）速率一溫度（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（a）與溫度（7）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）（逆）的點是1,而2、4點表示v（正）=可逆）。

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。

【變式突破】

2.(2023上?遼寧鞍山?高二鞍山一中?？计谥?已知合成氨反應：

151

N2(g)+3H2(g)2NH3(g)?AB^?aM?.\v=kxc(N2)xc-(H2)xc(NH3)(k

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NH3的體積百分數(shù)與投料比

罷?的關系。有關說法錯誤的是

V(NH3)/%

3n(H2):n(N2)

A.該反應低溫可自發(fā)

B.其他條件不變，減小C(NH3)可使合成氨速率加快

C.KA、KB、KC的大小關系為KA=KB>KC

D.C點時H?的平衡轉化率為25%

D【詳解】投料比士氣=3,即等于化學計量數(shù)之比時，平衡時氨氣的體積分數(shù)最大。合成氨的反應是放熱

?(N2)

反應，溫度越高，平衡逆向移動，平衡時氨氣的體積分數(shù)越小，故點A.B所在的曲線溫度低于點C所在

的曲線。

A.合成氨是放熱，燧減的反應，該反應低溫可自發(fā)，A正確；

B.由速率方程可知，氨氣濃度越大，速率越小，其他條件不變，減小c(NH3)可使合成氨速率加快，B正確；

C.由分析可知，A.B點溫度相同，平衡常數(shù)相等，C點溫度更高，平衡常數(shù)更小，C正確；

D.設起始投料n(H2)=3mol,n(N2)=lmoL氫氣的轉化率為x,列三段式

N2(g)+3H2(g)U2NH3(g)

起始/mol13YY

c0平衡時氨氣的體積分數(shù)=-------2--------=上2匚=25%,解得

轉化/molX3x2xl-x+3-3x+2x4-2x

平衡/mol1-x3-3x2x

04

x=0.4,故Hz的平衡轉化率為_xl00%=40%,D錯誤；

故選Do

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NH?催化還原法消除氮

氧化物，發(fā)生反應：4NH3(g)+6NO(g)^5N2(g)+6H2O(l)AH<0,相同條件下，在3L恒容密閉容器中,

選用不同催化劑，產生N2的量隨時間變化如圖所示。下列說法正確的是

反應時間(min)

A.該反應的活化能大小順序是：Ea(A)>Ea(B)>Ea(C)

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v(NO):以風)=6:5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

-1

2.(2022上?湖南?高二校聯(lián)考期中)已知反應：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)AH=-92kJ-mol,溫度不同

(T2>TI)O下列圖像正確的是

O

壓強O反應時間

3.(2023上?陜西西安?高二西安中學校考期中)對于可逆反應：PC15(g)^PC13(g)+Cl2(g)AH>0,下列圖

象中正確的是

4.(2023上?上海長寧?高二上海市延安中學?？计谥?恒容密閉容器中，“mole。?與3,301比在不同溫度下

發(fā)生反應：2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g),達到平衡時，各組分的物質的量濃度(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c(C2HJ隨溫度的變化關系

C.其他條件不變，ZmnolCO2與672mo叫在刀下反應，達到平衡c(Hj<qmol/L

D.其他條件不變，提高CO?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?？茧A段練習)在一定條件下，向某2L恒容密閉容器中充入2moic

4m。1凡，發(fā)生反應。02值）+4區(qū)修）0（2凡1）+2凡01），測得反應lOmin時，不同溫度下氫氣的轉化率

2

如圖所示。［已知：該反應的速率方程叫=1，（凡）4￡02）、v^=^.p（H2O）.p（CH4）,。、/逆只

與溫度有關］

下列說法錯誤的是

A.圖中a、b、c三點對應的v（CHj逆由大到小的順序為c>b>a

B.該反應的AH<0

C.心溫度下，起始時容器內的壓強為3MPa,=2（Mpa）-2-min-1,則該溫度下。=33.3（Mpa「?血丁

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SO2和NO.在一定條件下發(fā)生反應SO2（g）+NO2（g）USC）3（g）+NO（g）,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

②SO?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幽=絕，ab段NO2的消耗量小于be段NO2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?？计谥校┯嘘P下列圖像的分析正確的是

平

衡

時

SO的3

體

積

分

數(shù)

起始時”（SC）2）/mol

圖4

A.圖1所示圖中的陰影部分面積的含義是某物質的物質的量的變化量

B.圖2表示在N2+3H2U2NH3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t!時刻溶液的溫度最高

D.圖4表示反應：2so2（g）+O2（g）02so3（g）AH<0,若O2的物質的量一定，則a、b、c三點中，a點

S02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CO?、凡按照體積比為1：3合

成CH3OH,其中涉及的主要反應：

I.CO2（g）+3H2（g）^CH3OH（g）+H2O（g）AH,=-49kJmor'

1

II.CO2(g)+H2(g)^CO(g)+H2O(g)AHi=41kJ-mor

在不同催化劑作用下發(fā)生反應I和反應n,在相同的時間段內CH3OH的選擇性和產率隨溫度的變化如圖所

?。?/p>

下列說法正確的是:

A.保持恒溫恒壓下充入氮氣，不影響CO的產率

B.合成甲醇的適宜工業(yè)條件是約230℃,催化劑選擇CZT

C.使用CZ（Zr-l）T,230℃以上，升高溫度甲醇的產率降低，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?？计谥校┮韵聦D像的描述錯誤的是

A.若圖甲容器的體積為2L,發(fā)生反應2A（g）/3B（g）+C（g）,則0~2s內的平均反應速率

v(A)=0.2mol/(L-s)

B.圖乙：某溫度下發(fā)生反應2Hl（g）uH2（g）+I?（g）,§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?。簩τ诜磻猰A（g）+nB（g）UpC（g）+qD（g）,AH<0,m+n<p+q

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

aA(g)+bB(g)=cC(g)L⑻+aG(g)UbR(g)aA+bB=cCA+2BU2c+3D

A.由圖甲可知反應aA（g）+bB（g）UcC（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>b

C.物質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

IL（2023上?河南新鄉(xiāng)?高二統(tǒng)考期中）化工原料異丁烯（C4Hg）可由異丁烷（CRi。）直接催化脫氫制得，反應

方程式為C4H異丁烷g）?C4H8（異丁烯,g）+H2（g）AH>0一定條件下，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的量為xmol且無>0）,下列說法正確的是

A.壓強：A>p2B.反應速率：v(c)>v(b)>v(a)

C.平衡常數(shù)：（=D.異丁烯（C4H力的質量分數(shù)：a>b>c

12.（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加A(g)+〃B(g)U/?C(g)圖②2X(g=Y(g

圖③CO(g)+2H2(g)QCH30H(g)AH<0圖④2NO(g)+C>2(g)^2NO2(g)

A.圖①若“+〃=p,則a曲線一定使用了催化劑

B.圖②是在一定條件下，c(X)隨時間t的變化，正反應AH<0,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CO(g)和H?(g)進行反應，若平衡時CO(g)和

H?(g)的轉化率相等，貝！ja=2

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(SiHCL)是制備硅烷、多晶硅

的重要原料。對于反應2SiHC13(g)USiH2cL(g)+SiC14(g),采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，在

323K和343K時SiHC%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

M

港

O二

H

s一

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0.02

C.n正(a)<v￡c),v逆(b)>喔(d)

D.2SiHCl3(g)^SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)AH<0

14.(2023上?吉林長春?高二東北師大附中?？计谥?某研究小組以Ag-ZSM為催化劑，在容積為1L的容

器中，相同時間下測得O.lmorNO化為N,的轉化率隨溫度變化如圖所示［無CO時反應為

2NO(g)^N2(g)+O2(g)；有CO應為2co(g)+2NO(g)U2cO?(g)+N2(g)。下列說法正確的是

00

%8o

<、

￡

)6o

搟

O

N4O

20

0---------------------------------------------

5006007008009001000

溫度/K

A.Y點再通入CO、N,各O.Olmol,此時

v正

B.X點可以通過更換高效催化劑提高NO轉化率

n(CO)

C.達平衡后，其他條件不變，使一舄＜1，CO轉化率降低

n(NO)

D.CO氧化NO是綠色低能耗的脫硝技術

2CO（g）+2NO（g）

起始/mol-U10.10.1

14.A【詳解】A.列三段式:平衡常數(shù):

轉化/mol.L-0.080.08

平衡/mol[T0.020.02

，04x008

K=°,-.,=1600,再通入CO、N,各O.Olmol,F0.05x0,08-

'旦22?888.89<K,平衡正向移動

0.022X0.02-0.03X0.02

AT\x/|,T\?故A正確;

v正他）入逆（N2）

B.X點更換高效催化劑，能使反應速率加快，但不能改變NO的轉化率，故B錯誤;

達平衡后淇他條件不變使n(C篇O)＜i，減小Tco的濃度，平衡逆移，但co的轉化率升高，故c錯誤;

C.

D.根據(jù)圖像可知，隨溫度升高，NO轉化率升高，說明該反應過程為吸熱過程，反應的發(fā)生需要能量，故

D錯誤;

答案選A。

15.(2023上?寧夏石嘴山?高二石嘴山市第三中學?？计谥?CO2經催化加氫可以生成低碳燒，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ImolCCh和4molH2,測得平衡時有關物質的物質的量隨溫度變化如圖所示:

A.T/C時，CO2的轉化率為60%

B.TJC時，反應I的平衡常數(shù)K=0.045

C.T2℃時，有利于生成C2H4

D.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)對含氮物質的研究和利用有著極為重要的意

義。

(1)N2、02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：

1

N2(g)+O2(g)=2NO(g)AH=+1SOkJmol-；

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)AH=-483kJ-mo「i；

1

N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)AH=-93kJ-mol-,

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)AH=。

⑵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的物質的量變化如圖所示。

①NO的平衡轉化率為,0~20min平均反應速率v(NO)為mol/(L?min)；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。.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達到平衡的是—o

a.。生成(CC)2)=D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量不再改變

d.單位時間內消耗2nmolCO2的同時生成nmolNmN

e.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—

平

平

衡

衡N2

的

常

常

濃

度

數(shù)

數(shù)

KK

O溫度。催化劑用量。NO的物質的量。壓強

17.(2023上?遼寧鞍山?高二鞍山一中?？计谥?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H2和工業(yè)廢氣捕獲的CO。生產的綠色燃料。兩者在適宜的過渡金屬及其氧化物催化下發(fā)生反應：

CO2(g)+3H2(g)UCH30H(g)+HzO(g)i0

(1)已知：CO2(g)+H2(g)^^CO(g)+H2O(g)K2

CO(g)+2H2(g)^^CH3OH(g)K3

①則K產(用含K2和K3的代數(shù)式表示);

②實驗測得K1(記作InK)與溫度(T)的關系如下圖所示，則該反應AH0(填“或“=")。

InK與T的關系圖

(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。除了從環(huán)保角度考慮外，其主要目

的是；

（3）250℃,在甲（容積為4L）、乙（容積為2L）兩剛性容器中分別充入2molTCO2和6m。1?旦，在適宜的催

化劑作用下發(fā)生合成甲醇的反應，容器內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)Kp=（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，對反應器出口產品進行成分分

析，結果如下圖所示：

（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CH30H的產率。為了研究水分子對該反應機制的

內在影響，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）：

2加

>

改

畫

髭

(H

玄

雯

-20H

無水有水

①寫出有水參與時的化學方程式O

②資料顯示：水也可以使催化劑活化點位減少。結合資料、上圖及學過的知識推測在反應氣中添加水蒸氣

將如何影響甲醇產率及產生這種影響的原因（任答兩點）O

18.（2023上?山西大同?高二統(tǒng)考期中）第19屆亞運會于2023年9月23日至10月8日在杭州舉辦，全球

首創(chuàng)用“零碳甲醇”作主火炬的燃料?！傲闾技状肌笔抢媒範t氣中的氫氣與從工業(yè)尾氣中捕集的二氧化碳合成,

實現(xiàn)了廢碳再生、循環(huán)內零碳排放。制備原理為CC）2（g）+3H2（g）UCH30H伍）+凡0。）AH

⑴已知該反應在一定條件下可自發(fā)，則AH0（填“〉”或

（2）在2L密閉容器中，充入2moic0?和ZmolHz，在催化劑、350℃的條件下發(fā)生反應CO2（g）+3H?（g）

（填“a”“b”或"c”）。

②反應進行到第3min時，CO?的轉化率為%。若初始體系的壓強為pkPa,則此時甲醇的分壓為.

kPa（氣體分壓=總壓x該氣體的物質的量分數(shù)）。

③該條件下，CO?（g）+3H2（g）UCH30H伍）+凡。伍）的化學平衡常數(shù)為（mol/L尸。（保留1位

小數(shù)）

（3）實際上工業(yè)制備甲醇主要發(fā)生如下反應:

i.CO2(g)+3H2(g)^CH3OH(g)+H2O(g)

-1

ii.CO2(g)+H2(g)^CO(g)+H2O(g)AH；=+41kJ-mol

在一定壓強下，按照“（CO2）:〃（H2）=1:3投料，平衡時，CO和CH30H在含碳物種中的物質的量分數(shù)及CO?

的轉化率隨溫度的變化如圖，已知：CH30H的選擇性=篙霽瞿瞿^xlOO%。

8o

6o

4o

2O

0

150200250300350400

溫度

①圖中曲線m代表（填化學式）。

②為同時提高CO2的平衡轉化率和CH30H的選擇性，可以選擇的反應條件為（填標號）。

a.低溫、低壓b.高溫、高壓c.低溫、高壓d.高溫、低壓

③解釋300~400℃范圍內CO2轉化率隨溫度升高而增大的原因：o

參考答案

1.D【詳解】A.相同時間內生成的氮氣的物質的量越多，則反應速率越大，反應的活化能越低，所以該

反應的活化能大小順序是Ea（A）＜Ea（B）＜Ea（C）,A錯誤；

B.增加反應物的量，因為增大了單位體積內的活化分子數(shù)，而活化分子百分數(shù)不變，B錯誤；

C.沒有說明反應為正逆反應速率，不能說明反應達到平衡狀態(tài)，C錯誤；

D.該反應為放熱反應，恒容絕熱的密閉容器中，反應時溫度會升高，則K會減小，當K值不變時，說明

反應已經達到平衡，D正確；

故選D。

2.B【詳解】A.正反應放熱，溫度升高，平衡逆移，比的平衡體積分數(shù)增大，由于T2＞TI,由圖可知，相

同壓強下T2的H2體積分數(shù)小于T1,與理論相反；正反應氣體分子數(shù)減小，加壓，平衡正移，H2的平衡體

積分數(shù)減小，圖中為增大，A錯誤；

B.由于T2>TI,正反應放熱，溫度升高，反應速率加快，先達到平衡，且平衡逆移，N2的轉化率減小，與

圖相符，B正確；

C.由于T2>T1,正反應放熱，溫度升高，平衡逆移，但正、逆反應速率瞬時均增大，圖像中間應有一段間

隔，C錯誤；

D.正反應放熱，溫度升高，平衡逆移，所以升溫化學平衡常數(shù)減小，與圖中相反，D錯誤；

故答案選B。

3.A【詳解】A.由圖可知，Pi>P2,且壓強Pi時PCb含量較大，且該反應為氣體分子數(shù)增大的反應，加壓

逆向移動，A正確；

B.該反應為吸熱反應，升溫平衡正向移動，與圖像不符合，B錯誤；

C.溫度越高，反應速率越快，與圖像不符合，C錯誤；

D.加入催化劑，平衡不移動，PCb的百分含量不變，D錯誤；

故選A?

4.D【詳解】A.由圖可知，溫度升高，H2的平衡濃度增大，說明平衡逆向移動，該反應為放熱反應，該

反應的平衡常數(shù)隨溫度升高而減小，故A錯誤；

B.結合方程式2cO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g)可知，c(C2HJ的變化量為《國。)變化量的:，則曲

線Y表示c(H?O)隨溫度的變化關系，故B錯誤；

C.其他條件不變，2mnolCO2與65101凡在7/C下反應，等效于增大壓強，該反應是氣體體積減小的反應，

平衡正向移動，氏的濃度減小，當仍然大于"molCO2與3"molH2在工。。下反應時H2的平衡濃度ci,故C

錯誤；

D.其他條件不變，提高CO?的濃度，可提高H2的平衡轉化率，故D正確；

答案選D。

5.D【分析】曲線表達的是反應時，不同溫度下氫氣的轉化率，可以看出，T2之前隨溫度升高，轉化率增

大，T2之后，溫度升高，轉化率減小，由于溫度越高，速率越快，平衡所需時間越短，可判斷T2之前反應

未平衡，T2之后反應為平衡態(tài)，反應AHO。

A.a、b、c三點溫度升高，產物濃度增大，逆反應速率增大，故v(CEU)也由大到小的順序為c>b>a,A正確；

B.由以上分析可知，該反應△“<(),B正確；

C.T2時，反應達到平衡，氫氣轉化率為80%,起始充入2moic02、4molH2,壓強為3MPa,可以推出起

始CO2分壓為1MPa,H2分壓為2MPa,恒容條件下可得:

CO2(g)+4HTCH4(g)+2H2O(g)

起始(MPa)120°，燈xO.；二型,又根據(jù)左正、％的表達式,

變化(MPa)0.41.60.40.80.6x0.443

平衡(MPa)0.60.40.40.8

推出左正=左逆xKp=2x竺a33.3(MPa)"?min",

C正確;

k逆3

D.反應A"<0,升高溫度，平衡逆移，轉化率下降，D錯誤；

故選D。

6.C【詳解】①當正反應速率不變時，達到化學平衡狀態(tài)，由圖可知，c點正反應速率開始減少，所以C

點不是平衡點，故①錯誤；②反應向正反應進行，隨著反應的進行，反應物濃度逐漸降低，所以SO2濃度a

點大于c點，故②錯誤；③從a至IJc正反應速率增大，之后正反應速率減小，說明反應剛開始時溫度升高、

對正反應速率的影響大于濃度減小對正反應速率的影響，說明該反應為放熱反應，即反應物的總能量高于

生成物的總能量，故③正確；④44=加2時，必/=Ac，根據(jù)圖象可知，ab段反應物濃度變化Ac小于be段，

則ab段參加反應的物質的量小于be段，由于反應初始物質的量相等，所以N02的轉化率：a~b段小于b?

c段，故④正確；⑤混合物顏色不再變化，說明二氧化氮濃度不再變化，可以說明反應達到平衡，故⑤正確；

⑥在絕熱條件下，溫度改變，則該反應壓強也發(fā)生改變，故體系壓強不再變化，能說明反應達到平衡，故

⑥正確。

由此可知，正確的說法有4個，故選C。

7.D【詳解】A.Ac=vAt,所以陰影部分面積表示物質的量濃度變化量，選項A錯誤；

B.減少NH3濃度，正反應速率不可能增大，正逆反應速率都減小，且平衡正向移動，選項B錯誤；

C.鋁片與稀硫酸反應為放熱反應，體系溫度升高，反應速率加快，但氫離子濃度不斷減小，最高點后反應

速率減慢，最高點以后，反應仍在放熱，故ti時刻溶液的溫度不是最高，選項C錯誤；

D.起始時二氧化硫越少，氧氣越多，則二氧化硫的轉化率越大，a點轉化率最大，選項D正確；

答案選D。

8.D【詳解】A.充入氮氣反應I壓強減小平衡逆向移動，七和CO2增加從而導致反應H的反應物濃度增

大平衡正向移動，所以CO的產率增加，A項錯誤；

B.相同條件下催化劑CZ(Zr-l)T選擇性更高。此催化劑在230℃選擇性最高且CH30H的產率較高，所以甲

醇的最適宜條件為約230。（2、催化劑選擇CZ（Zr-l）T,B項錯誤；

C.230℃以上反應I為放熱反應升溫平衡逆向，而反應n為吸熱反應升溫平衡正向，導致甲醇的產率降低，

C項錯誤；

D.CZT,23（TC以上甲醇的選擇性低，且升溫反應II正向，所以該條件下主要以反應n為主導致甲醇的產

率降低，D項正確；

故選D。

9.D【詳解】A.由反應計量數(shù)和圖像分析可知A的物質的量的變化量是C的2倍，可知0~2s內A的物

AQ

質的量變化量為0.8moL故v（A）=—^mol/（L$）=0.211101/（L-s）,A正確；

B.對于反應2Hl修）0旦伍）+12伍），增大壓強或使用催化劑均可以提高反應速率且平衡不發(fā)生移動，B

正確；

C.由圖丙可知，平衡時升高溫度正反應速率比逆反應速率增得更多，說明升高溫度平衡正向移動，正反應

為吸熱反應，升高溫度平衡常數(shù)增大，c正確；

D.由TiPi、T1P2兩圖像可知T1P2對應反應速率更高，說明壓強：P2>Pi,高壓下C的百分含量增加，說明

增大壓強平衡向正反應方向移動，正反應為氣體分子數(shù)減小的方向，故m+n>p+q,D錯誤。

故選D。

10.C【詳解】A.甲圖中斜率代表反應速率，則TI>T2,P2>PI,說明升高溫度C的百分含量減小，平衡逆

向移動，該反應為放熱反應，增大壓強，c的百分含量增大，平衡正向移動，a+b>c,故A錯誤；

B.由圖象可知，相同壓強下溫度大，G的體積分數(shù)小，正反應為吸熱反應，但pi和P2的大小關系不確定，

則不能確定a、b關系，故B錯誤；

C.曲線1上的點都是平衡點，E點反應未達到平衡，且A的百分含量要下降，平衡正向移動，可知E點

v（逆）<v（正），故C正確；

D.降溫，正反應速率大于逆反應速率，平衡右移，正反應為放熱反應；加壓，正反應速率大于逆反應速率，

平衡正向移動，若A、B、C是氣體、D可以為固體或液體，符合平衡正向移動，與圖象一致，故D錯誤;

故選C。

11.A【詳解】A.該反應是氣體體積增大的反應，溫度不變時，增大壓強，平衡向逆反應方向移動，異丁

烷的平衡轉化率減小，則壓強pi>p2；故A正確；

B.增大壓強，化學反應速率加快，P1>P2,由圖可知，C點反應壓強小于b點，則反應速率v（b）>v（c）；升

高溫度，化學反應速率加快，由圖可知，b點反應溫度高于a點，則v（b）>v（a）；故B錯誤；

C.由圖可知，壓強不變時，升高溫度，異丁烷的平衡轉化率增大，說明平衡向正反應方向移動，該反應為

吸熱反應；升高溫度，平衡常數(shù)增大，平衡常數(shù)是溫度函數(shù)，溫度不變，平衡常數(shù)不變，由圖可知，反應

溫度的關系為aVb=c,則平衡常數(shù)的關系為Kc=Kb>Ka，故C錯誤；

D.異丁烷的轉化率：c>b>a,則異丁烯(C4H8)的質量：c>b>a,體系的總質量不變，則異丁烯(C4H8)的

質量分數(shù)：c>b>a,故D錯誤；

答案選A。

12.C【詳解】A.圖①若加+〃=2則a曲線也可能是增大壓強，A錯誤；

B.圖②，溫度工>T2,升高溫度，X的平衡濃度增大，說明平衡逆移，故正反應的AH<0,但是M點正反

應速率=M點逆反應速率>W點逆反應速率>N點逆反應速率，B錯誤；

C.圖③，當投料比等于化學計量數(shù)之比時，所有反應物的轉化率相等，c正確；

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A點，化學平衡常數(shù)最小的是B點。由圖可知，增大壓強，平衡正移，NO的

平衡轉化率增大。升高溫度，NO的平衡轉化率減小，說明平衡逆移，K減小，D錯誤；

故選C。

13.B【分析】由圖中拐點可知ac為343K的反應圖像，bd為323K下的反應圖像。

A.由分析結合圖像可知在323K下，該反應的平衡轉化率為21%,故A錯誤；

B.在343K下，該反應的平衡轉化率為22%則可得：

2SiHCl3(g)F-SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)

起始濃度(moVL)100

變化濃度(mol/L)0.220.110.11

平衡濃度(mol/L)0.780.110.11

“c(SiCl)c(SiH,ClJ0.11x0.11八小

平衡常數(shù)K=--4；；==0.02,故B正確；

C(SIHC13)0.78

C.反應從正向開始則%(a)>v正(c),V逆(b)Vn逆(d),故C錯誤;

D.根據(jù)分析結合圖像可知升高溫度反應正向移動因此該反應為正向吸熱反應，故D錯誤;

故選B。

2CO(g)+2NO(g)子22CO2(g)+N2(g)

起始/tool-匚'0.10.100Aj

14.A【詳解】A.列三段式：任,一，一