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考点五十一 化学平衡图象1对于反应2A（g）B（g）2C（g）（正反应放热），下列图象正确的是【答案】D2在不同温度下按照相同物质的量投料发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H(w) B 正反应速率：v正(y)v正(w)C 反应温度：T2T3 D 混合气体的平均摩尔质量：M(y)v正(w),故B正确；C. H0，根据图像可知，在压强相同时，温度升高，平衡左移，一氧化碳的转化率减小，则反应温度: T2M(z),故D错误。3已知：一定条件下。向A、B两个恒容密闭容器中分别加入等量的X,发生反应2X（g）2y（g）+z（g）测得A、B容器中X的物质的量n(X)随时间t的变化如图所示。下列说法不正确的是( )A 若A、B容积相同，但反应温度不同，且温度：ABB 若A、B反应温度相同，但容积不同，且容积：AcD t1t2时间段内，A、B两容器中平均反应速率相等【答案】D4用Na2FeO4溶液氧化废水中的还原性污染物M，为研究降解效果.设计如下对比实验探究温度、浓度、 pH、催化剂对降解速率和效果的影响，实验测得M的浓度与时间关系如图所示：下列说法正确的是A 实验在15 min内M的降解速率为1.3310-2mol/(Lmin)B 若其他条件相同，实验说明升高温度，M降解速率增大C 若其他条件相同，实验证明pH越高，越有利于M的降解D 实验说明M的浓度越小，降解的速率越慢【答案】B5H2O2分解速率受多种因素影响。实验测得70 时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A 图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快B 图乙表明，其他条件相同时，溶液碱性越弱，H2O2分解速率越快C 图丙表明，少量Mn2存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快D 图丁表明，碱性溶液中，Mn2对H2O2分解速率的影响大【答案】D6某密闭容器中充入等物质的量的气体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 第8min末 A的反应速率为008molL1min1B 在0-54分钟的反应过程中该可逆反应的平衡常数始终为4C 30min时改变的条件是减小压强，40min时改变的条件是降低温度D 反应方程式中的x1，且正反应为放热反应【答案】D【解析】A反应从开始到8min内A浓度减少了0.64mol/L，故8min内A的反应速率为ct=0.64mol/L8min=0.08 mol/(Lmin)，随着反应的进行，A的浓度逐渐减少，反应速率逐渐减慢，则第8min末 A的反应速率小于008molL1min1，故A错误；B40min时改变的条件是升高温度，且正向为放热反应，故平衡常数会减小，故B错误C由图像可知，30min时只有反应速率降低了，反应物与生成物的浓度瞬时降低，反应仍处于平衡状态，故不能是温度变化，而是降低了压强，40min时，正逆反应速率都增大，且逆反应速率大于正反应速率，平衡向逆向进行，应是升高温度，则正反应为放热反应，故C错误；D由开始到达到平衡，A、B的浓度减少的量相同，由此可知x=1，则增大压强平衡不移动，40min时，正逆反应速率都增大，且逆反应速率大于正反应速率，平衡向逆向进行，应是升高温度，则正反应为放热反应，故D正确；故选D。7可逆反应mA(g)nB(g) pC(g)qD(g)的vt图像如图甲所示，若其他条件都不变，只是在反应前加入合适的催化剂，则其vt图像如图乙所示。a1a2；a1a2；b1b2；b1b2；t1t2；t1t2；两图中阴影部分面积相等；图乙中阴影部分面积更大。以上所述正确的为( )A B C D 【答案】A8密闭容器中反应:A2B22AB，产物AB的生成情况如图所示，a为500，b为300 时的情况，c为300从时间t3开始向容器中加压的情况，下列叙述正确的是 A A2、B2、AB均为气体，正反应放热B AB为气体，A2、B2中最少有一种为非气体，正反应吸热C AB为气体，A2、B2中最少有一种为非气体，正反应放热D AB为固体，A2、B2中最少有一种为非气体，正反应吸热【答案】C【解析】升高温度AB的含量减小，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，则该反应的正反应为放热反应，则H0，从时间t3开始向容器中加压，AB的含量减小，说明平衡向逆反应方向进行，说明反应物气体的化学计量数之和小于生成物化学计量数，则AB为气体，A2、B2中至少有一种为非气体，如都为气体，增大压强平衡不移动，故选C。9在恒容密闭容器中，由CO合成甲醇：CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g)，在其他条件不变的情况下，研究温度对反应的影响，实验结果如图所示，下列说法正确的是 A 平衡常数K=c(CH3OH)c(CO)c(H2)B 该反应在T1时的平衡常数比T2时的小C CO合成甲醇的反应为吸热反应D 处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时c(H2)c(CH3OH)增大【答案】D10高炉炼铁过程中发生的主要反应为：13Fe2O3(s)+CO(g)23Fe(s)+CO2(g)；在1000时，平衡常数为4.0；在1300时，平衡常数为3.5。下列说法中，正确的是（ ）A 平衡常数的表达式为：K=c23(Fe)c(CO2)c13(Fe2O3)c(CO)B 在1000时，10L的密闭容器中，加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1mol，10min达到平衡，(CO2)=0.006mol/(Lmin)C 一段时间以后，铁的量不再变化，不能说明该反应达到平衡D 下图表示不同温度下，CO的转化率与时间关系图像【答案】B【解析】A.反应为：1/3 Fe2O3(s)+CO(g) 2/3Fe(s)+CO2(g)；平衡常数的表达式为：K=c(CO2)/c(CO), A错误；B. 在1000时，令平衡时CO的物质的量变化为nmol,容器的体积为10L；则：1/3 Fe2O3(s)+CO(g) 2/3Fe(s)+CO2(g)起始量 1 1变化量 n n平衡量 1-n 1+ nK=c(CO2)/c(CO)= （1+ n）10/(1-n)10=4, n=0.6mol, (CO2)=0.6/(1010)= 0.006mol/(Lmin), B正确；C. 反应的不断进行，铁的量就在发生变化，一段时间以后，铁的量不再变化，说明该反应达到平衡状态，C错误；D. 在1000时，平衡常数为4.0；在1300时，平衡常数为3.5，温度升高，平衡常数减小，所以该反应正反应为放热反应，升高温度，速率加快，平衡左移，CO的转化率应该降低，而图示的结果正好相反，D错误。11对可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) H0，下列图像正确的是 【答案】A12在某容积一定的密闭容器中，有下列的可逆反应：A（g）B（g）xC（g）（正反应放热）有图所示的反应曲线，试判断对图的说法中正确的是（T表示温度，P表示压强，C%表示C的体积分数）A P3P4，y轴表示B的转化率 B P3P4，y轴表示B的体积分数C P3P4，y轴表示混合气体的密度 D P3P4，y轴表示混合气体的密度【答案】A13可逆反应mA(g)nB(g)pC(g)+qD(g)的v-t图象如下右图，如若其它条件不变，只是在反应前加入合适的催化剂，则其v-t图象如图：a1a2 a1a2 b1b2 b1b2 t1t2 t1=t2 两图中阴影部分面积相等 右图中阴影部分面积更大，以上说法中正确的是A B C D 【答案】C【解析】若其它条件不变，只是在反应前加入合适的催化剂，正逆反应速率均加快，缩小达到化学平衡的时间，阴影部分的面积为反应物浓度的变化量，平衡状态没有改变，则阴影部分面积相同。可逆反应mA（g）+nB（g）pC（g）+qD（g）的v-t图象如图，如若其它条件不变，只是在反应前加入合适的催化剂，a1、a2为两种条件下正反应速率，催化剂加快反应速率，则a1a2；使用催化剂缩小达到化学平衡的时间，则加催化剂时达到平衡的反应速率大，所以b1b2；使用催化剂缩小达到化学平衡的时间，则t1t2；阴影部分的面积为反应物浓度的变化量，平衡状态没有改变，则阴影部分面积相同；综上所述说法正确，故C正确。14某温度时，在体积为2 L的密闭容器中，气态物质A、B、E、F的物质的量n随时间t的变化情况如图甲所示，在一定条件下反应达到平衡状态，反应进程中正反应速率随时间的变化情况如图乙所示，在t2、t4时刻分别只改变一个条件(温度、压强或某反应物的量)。下列说法错误的是( )A 此温度下，该反应的化学方程式为2A(g)+E(g)2B(g)+F(g)B 若平衡状态和对应的温度相同，则和对应的平衡常数K一定相同C t2时刻改变的条件是增大压强D t4时刻改变的条件是降低温度【答案】C15在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)O2(g) 2SO3(g)H0，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是A 图表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响B 图表示的是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响C 图表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高D 图表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高【答案】B16根据vt图分析外界条件改变对可逆反应A(g)3B(g) 2C(g) H0的影响。该反应的速率与时间的关系如图所示：可见在t1、t3、t5、t7时反应都达到平衡，如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件，则下列对t2、t4、t6、t8时改变条件的判断正确的是A 使用了催化剂、增大压强、减小反应物浓度、降低温度B 升高温度、减小压强、减小反应物浓度、使用了催化剂C 增大反应物浓度、使用了催化剂、减小压强、升高温度D 升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用了催化剂【答案】D【解析】t2时正、逆反应速率均增大，且平衡逆向移动，排除A、C项；t4时正、逆反应速率均减小，平衡逆向移动，可以是减小压强；t6时正反应速率大于逆反应速率，逆反应速率瞬时不变，平衡正向移动，所以是增大反应物浓度，D项符合。故选D。17已知X(g)和Y(g)可以相互转化：2X(g) Y(g)H0。现将一定量X(g)和Y(g)的混合气体通入一体积为1 L的恒温密闭容器中，反应物及生成物的浓度随时间变化的关系如图所示。则下列说法不正确的是A 若混合气体的压强不变，则说明反应已达化学平衡状态B a、b、c、d四个点表示的反应体系中，表示化学反应处于平衡状态的只有b点C 2530 min内用X表示的平均化学反应速率是0.08 molL-1min-1D 反应进行至25 min时，曲线发生变化的原因是增加Y的浓度【答案】D故选D。18下列四个图像，以下反应中完全符合上述图像的是（ ）A N2(g) +3H2 (g) 2NH3 (g) HOC 4NH3 (g) +5O2 (g) 4NO (g) +6H2O (g) HO【答案】B【解析】由图像一、二可知在相同压强下，温度升高，生成物浓度增大，平衡正向移动，故正反应反向为吸热反应，故A、C项错误；压强增大，生成物浓度减小，故平衡逆向移动，故逆向为气体体积缩小的反应，则D项错误；图像三压强增大平均相对分子量增大，B项平衡逆向移动，气体总质量不变，总物质的量减小，故平均相对分子量增大；温度升高B项平衡正向移动，平均相对分子量减小，满足图像三；图四温度不变压强增大V(逆)V（正），平衡逆向移动，故B项满足，B项反应满足各图像，故B项正确。19研究反应2X(g)Y(g)+Z(g)的速率影响因素，在不同条件下进行4组实验，Y、Z起始浓度为0，反应物X的浓度(molL1)随反应时间(min)的变化情况如图所示。下列说法不正确的是A 比较实验、得出：升高温度，化学反应速率加快B 比较实验、得出：增大反应物浓度，化学反应速率加快C 若实验、只有一个条件不同，则实验使用了催化剂D 在010min之间，实验的平均速率v(Y)=0.04molL1min1【答案】D20工业上以CH4为原料制备H2的原理为CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。在一定条件下向a、b两个恒温恒容的密闭容器中均通入1.1molCH4(g)和1.1molH2O(g)，测得两容器中CO的物质的量随时间的变化曲线分别为a和b。已知容器a的体积为10L，温度为Ta，下列说法不正确的是A 容器a中CH4从反应开始到怡好平衡时的平均反应速率为0.025molL-1min-1B a、b两容器的温度可能相同C 在达到平衡前，容器a的压强逐渐增大D 该反应在Ta温度下的平衡常数为27(molL-1)2【答案】B21已知:2CH3COCH3(1)CH3COCH2COH(CH3)2(1)。取等量CH3COCH3分别在0和20下反应,测得其转化率()随时间(t)变化的关系曲线如右图所示。下列说法正确的是（ ）A 曲线表示20时的转化反应B 升高温度能提高反应物的平衡转化率C 在a点时,曲线和表示反应的化学平衡常数相等D 化学反应速率的大小顺序为:dbc【答案】D22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 M点的正反应速率正小于N点的逆反应速率逆B T2下，在0t1时间内，(Y)= mol/(Lmin)C M点时再加入一定量X，平衡后X的转化率减小D 该反应进行到M点放出的热量小于进行到W点放出的热量【答案】D【解析】用“先拐后平”法，T1优先T2出现拐点，T1达到平衡时间短、速率快，其它条件不变时升高温度化学反应速率加快，则T1T2；T2平衡时c（X）小于T1，升高温度平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，该反应的HT2，T2平衡时的反应速率小于T1平衡时的反应速率，M点的正反应速率正大于N点的逆反应速率逆，A项错误；B项，T2下，0t1时间内（X）23氨是最重要的氮肥,是产量最大的化工产品之一。其合成原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) H=-92.4 kJmol-1,I. 该反应 N2（g）+3H2（g）2NH3（g）H=92.4kJ/mol 在一密闭容器中发生，下图是某一时间段反应速率与反应进程的关系曲线图。(1)t1、t3、t4时刻，体系中分别是什么条件发生了变化？t1_，t3_，t4_。 (2)下列时间段中，氨的百分含量最高的是_ A0t1 Bt2t3 Ct3t4 Dt4t5II. 在密闭容器中，投入1mol N2和3 mol H2在催化剂作用下发生反应:(1)当反应达到平衡时，N2和H2的浓度比是_；N2和H2的转化率比是_。(2)缩小体积增大压强，混合气体的平均相对分子质量_ (填“变大”、“变小”或“不变”)。(3)当达到平衡时，充入氩气，并保持总压强不变，平衡将_(填“正向”、“逆向”或“不移动”)。(4)已知合成氨的反应在298K时：正反应的H=-924kJ/mol，S=-0.1982kJ/(molK)，根据焓变和熵变判断298K下合成氨反应_(填“能”或“不能”)自发进行。(5)若容器恒容、绝热，该反应达到平衡的标志是_反应速率v(N2)：v(H2)：v(NH3)=1：3：2 各组分的物质的量浓度不再改变体系的压强不再发生变化混合气体的密度不变体系的温度不再发生变化2V正(N2) =V正(NH3) 单位时间内3mol H-H断裂同时2mol N-H也断裂【答案】升温加入催化剂减压A1311变大逆向能量减少的反应，说明气体的物质的量为变量，即体系的压强为变量，因此压强不再发生变化，能够说明达到平衡状态，正确；容器的体积和气体的质量均不变，混合气体的密度始终不变，不能判断是否达到平衡状态，错误；容器恒容、绝热，该反应为放热反应，容器中气体的温度是变量，因此体系的温度不再发生变化，能够说明达到平衡状态，正确；2V正(N2) =V正(NH3) 不能说明正、逆反应速率的关系，因此不能判断是否达到平衡状态，错误；根据N2(g)+3H2(g)2NH3(g)，单位时间内3mol H-H断裂同时有2mol N-H断裂，表示正反应速率大于逆反应速率，不是平衡状态，错误；故答案为：。24已知反应：2A(g)B(g)2C(g)（1）在一个体积为的密闭容器中充入6 mol 和3mol 进行上述反应，保持温度不变，2min后达到平衡，测得混合气体中的体积分数为25%，用浓度变化表示的化学反应速率为_，求该温度下平衡常数K=_；（2）下图表示在密闭容器中上述反应达到平衡时，由于条件改变而引起反应速率和化学平衡的变化情况，ab过程中改变的条件可能是_；bc过程中改变的条件可能是_；请将增大压强时，反应速度变化情况画在cd处。_（3）以上反应达平衡后，若此时只将容器的体积扩大为原来的2倍，达新平衡后，容器内温度将_（填“升高”、“降低”或“不变”（假设容器不与外界进行热交换）。【答案】0.5 molL-1min-10.25 Lmol-1升温减小C的浓度降低【解析】（1）设平衡时A的浓度为x，则2A(g)B(g)2C(g)；（3）以上反应达平衡后，若此时只将容器的体积扩大为原来的2倍，相当于减小压强，平衡向逆反应方向移动，放出的热量减少，故达新平衡后，容器内温度将降低。25氮化硅（Si3N4）是一种新型陶瓷材料，它可由石英与焦炭在高温的氮气流中，通过以下反应制得：3SiO2（s）+6C(s)+ 2N2(g)Si3N4(s)+ 6CO(g)（1）该反应的氧化剂是_，其还原产物是_；（2）该反应的平衡常数表达式为K_；（3）若知上述反应为放热反应，则其反应热H_0（填“”、“”或“=”）；升高温度，其平衡常数值_（填“增大”、“减小”或“不变”）； 若已知CO生成速率为v(CO)18molL-1min-1，则N2消耗速率为v(N2) _（4）达到平衡后，改变某一外界条件（不改变N2、CO的量），反应速率v与时间t的关系如图。图中t4时引起平衡移动的条件可能是_；图中表示平衡混合物中CO的含量最高的一段时间是_。（5）若该反应的平衡常数为 K729，则在同温度下1L密闭容器中，足量的SiO2和C与2mol N2充分反应，则N2的转化率是_（提示：272 =729）。【答案】N2Si3N4c6(C0)/c2(N2)减小6mol/(Lmin)增大压强或升高温度t3-t45026（1）某温度时，在2 L容器中A、B两种物质间的转化反应中，A、B物质的量随时间变化的曲线如下图所示，由图中数据分析得：该反应的化学方程式为_；反应开始至4 min时，B的平均反应速率为_ ，A的反应速率为_ ，A的转化率为_。4 min时，反应是否达到平衡状态？_（填“是”或“否”），8 min时，v（正）_v（逆）（填“”、“”或“”）。（2）下图表示在密闭容器中反应：2SO2(g) + O2(g)2SO3(g)H0达到平衡时，由于条件改变而引起反应速率和化学平衡的变化情况，a时改变的条件可能是_；b时改变的条件可能是_。【答案】2AB0.025mol/(Lmin)0.05mol/(Lmin)50%否升温减小SO3的浓度27三氯氢硅（SiHCl3）是制备硅烷、多晶硅的重要原料。回答下列问题：（1）SiHCl3在常温常压下为易挥发的无色透明液体，遇潮气时发烟生成(HSiO)2O等，写出该反应的化学方程式_。（2）SiHCl3在催化剂作用下发生反应：2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+ SiCl4(g) H1=48 kJmol13SiH2Cl2(g)SiH4(g)+2SiHCl3 (g) H2=30 kJmol1则反应4SiHCl3(g)SiH4(g)+ 3SiCl4(g)的H=_ kJmol1。（3）对于反应2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)，采用大孔弱碱性阴离子交换树脂催化剂，在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。343 K时反应的平衡转化率=_%。平衡常数K343 K=_（保留2位小数）。在343 K下：要提高SiHCl3转化率，可采取的措施是_；要缩短反应达到平衡的时间，可采取的措施有_、_。比较a、b处反应速率大小：a_b（填“大于”“小于”或“等于”）。反应速率=正逆=k正xSiHCl32k逆xSiH2Cl2xSiCl4，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数，x为物质的量分数，计算a处v正v逆=_（保留1位小数）。【答案】2SiHCl3+3H2O(HSiO)2O+6HCl114220.02及时移去产物改进催化剂提高反应物压强（浓度）大于1.3【解析】（1）根据题目表述，三氯氢硅和水蒸气反应得到(HSiO)2O，方程式为：2SiHCl3+3H2O=(HSiO)2O+6HCl。（2）将第一个方程式扩大3倍，再与第二个方程式相加就可以得到第三个反应的焓变，所以焓变为483+(30)=114kJmol-1。（3）由图示，温度越高反应越快，达到平衡用得时间就越少，所以曲线a代表343K的反应。从图中读出，平衡以后反应转化率为22%。设初始加入的三氯氢硅的浓度为1mol/L，得到：
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