1、化学平衡图像的分类突破化学平衡图像的分类突破 化学平衡的图像是全国卷命题的热点，主要以卷非选择题为主。图像中蕴含着丰富的 信息，具有简明、直观、形象的特点，命题形式灵活，难度不大，解题的关键是根据反应特 点明确反应条件，认真分析图像，充分挖掘蕴含的信息，紧扣化学原理，找准切入点解决问 题。 解题思路 速率压强(或温度)图像 曲线的意义是外界条件(如温度、压强等)对正、逆反应速率 影响的变化趋势及变化幅度。图中交点是平衡状态，压强或温度 增大，正反应速率增大得快，平衡正向移动。 对点训练 1 下列各图是温度(或压强)对反应2A(s)2B(g) 2C(g) D(g)(正反应为吸热反应)的正、逆反应
2、速率的影响，曲线交点表示建立平衡时的温度或压 强，其中正确的是 ( ) C C 根据化学反应特点， 升温平衡向正向移动， 但v正、v逆均增大， 加压平衡向逆向移动， v逆v正。 转化率(或百分含量)时间 温度(或压强)图像 已知不同温度或压强下，反应物的转化率(或百分含量)与时间的关系曲线，推断温度 的高低及反应的热效应或压强的大小及气体物质间的化学计量数的关系。以mA(g)nB(g) pC(g)中反应物的转化率A为例说明 方法规律 (1)“先拐先平，数值大”原则 分析反应由开始(起始物质相同时)达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。 若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短。
3、如甲中T2T1。 若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。如乙中p1p2。 若为使用催化剂引起，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短。如图丙中a使用 催化剂。 (2)正确掌握图像中反应规律的判断方法 图甲中，T2T1，升高温度，A降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应。 图乙中，p1p2，增大压强，A升高，平衡正向移动，则正反应为气体体积缩小的反应。 若纵坐标表示 A 的百分含量，则甲中正反应为吸热反应，乙中正反应为气体体积增大 的反应。 对点训练 2(2019西安模拟)现有下列两个图像： 下列反应中符合上述图像的是( ) AN2(g)3H2(g) 2NH3(g) H0 C4NH3
4、(g)5O2(g) 4NO(g)6H2O(g) H0 B B 由图可知，温度越高生成物的浓度越大，说明升高温度，平衡向正反应方向移动， 故正反应为吸热反应；由图可知，压强增大，平衡被破坏，v逆v正，平衡向逆反应方向移 动，说明正反应为气体物质的量增大的反应。综合上述分析可知，可逆反应正反应为吸热反 应且正反应为气体物质的量增大的反应。N2(g)3H2(g) 2NH3(g) H0，为吸 热反应， 正反应是气体物质的量增大的反应， B 符合； 4NH3(g)5O2(g) 4NO(g)6H2O(g) H0，为吸热反应，但正反应是气体物质的量减小的反应，D 不符合。 3.密闭容器中进行的可逆反应：aA
5、(g)bB(g) cC(g) 在不同温度(T1和T2)及压强(p1和p2)下，混合气体中 B 的质量分 数w(B)与反应时间(t)的关系如图所示。 下列判断正确的是( ) AT1T2，p1p2，abc，正反应为放热反应 B B 由(T1，p1)和(T1，p2)两条曲线可以看出：温度相同(T1)，但压强为p2时先出现“拐 点”，达到平衡所需的时间短，即反应速率大，所以p2p1；压强较大(即压强为p2)时对应 的w(B)较大，说明增大压强平衡逆向移动，则abT2；温度较高(即温度为T1)时对应的w(B)较小，说明升高温度平衡正向移动，故正 反应为吸热反应。 恒温线或恒压线图像 以反应 A(g)B(
6、g) C(g) H0， 且平衡体系的总质量(m总)与总物质的量(n总)之比在不同温度下 随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( ) A温度：T1T2，A 项错误；由于T1温度较高，升高温度平衡右移，故温度 为T1时的平衡常数大于温度为T2时的平衡常数，再结合温度不变平衡常数不变知，K(b)K(a) K(c)，B 项错误；温度越高，压强越大，反应速率越大，故vbva，C 项正确；设 HF 为x mol， (HF)2为y mol， 当m 总 n总30 gmol 1时， 有20x40y xy 30， 解得xy， 即n(HF)n(HF)211， D 项错误。 5(2019福州模拟)以 CO2与
7、NH3为原料可以合成尿素CO(NH2)2。合成尿素的反应为 2NH3(g)CO2(g) CO(NH2)2(s)H2O(g)。 在不同温度及不同y值下合成尿素，达到平衡时，氨气转化率的变化情况如图所示。该 反应的 H_0(填“”“”或“”，下同)，若y表示压强，则y1_y2， 若y表示反应开始时的水碳比n 2 n2 ，则y1_y2。 解析：根据题图知，y一定时，降低温度，NH3的转化率增大，平衡正向移动，根据平衡 移动原理，降温时平衡向放热反应方向移动，故正反应为放热反应，Hy2。 根据平衡移动原理，减小水碳比n 2 n2 ，平衡正向移动，NH3的转化率增大，若y表示水 碳比，则y1y2。 答案
8、： v逆，未达平衡；M 点为刚达到的平衡点。M 点后为平衡受温度的影 响情况，即升温，A%增大(C%减小)，平衡逆向移动，Hv逆；则右下方(F 点)v正v逆。 对点训练 7煤气化的一种方法是在气化炉中给煤炭加氢，发生的主要反应为 C(s)2H2(g) CH4(g)。在V L 的密闭容器中投入a mol 碳(足量)，同时通入 2a mol H2，控制条件使其 发生上述反应，实验测得碳的平衡转化率随压强及温度的变化关系如图所示。下列说法正确 的是 ( ) A上述正反应为吸热反应 B在 4 MPa、1 200 K 时，图中 X 点v(H2)正v(H2)逆 C在 5 MPa、800 K 时，该反应的平
9、衡常数为V 2 a 2 D工业上维持 6 MPa、1 000 K 而不采用 10 MPa、1 000 K，主要是因为前者碳的转化率 高 A A A 项，由图观察，温度越高，碳的平衡转化率越大，平衡正向移动，正反应为吸热反 应，正确；B 项，X 点是未平衡时，反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率，错误；C 项， 此时碳转化率为 50% C(s)2H2(g) CH4(g) 起始量/mol a 2a 0 转化量/mol 0.5a a 0.5a 平衡量/mol 0.5a a 0.5a K 0.5a V a V 2 0.5V a ，错误；D 项，该选择的原因是两者转化率相差不大，但压强增大对设 备要求
10、高，能量需求大，错误。 化工生产中的转化率或产率与投料比、温度、催化剂关系 的有关的图像 将燃煤废气中的 CO2转化为甲醚的反应原理为 2CO2(g)6H2(g) CH3OCH3(g) 3H2O(g)，已知在压强为a MPa 下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率见下图： 相同温度下，n(H2)/n(CO2)越大，(CO2)越大。 相同投料比n(H2)/n(CO2)相同时，温度越高，(CO2)越小，可知该反应为放热反应 (H0)。 对点训练 8一定条件下，用 Fe2O3、NiO 或 Cr2O3作催化剂对燃煤烟气回收。反应为 2CO(g) SO2(g)2CO2(g)S(l) H270
11、 kJmol 1 (1)其他条件相同、催化剂不同，SO2的转化率随反应温度的变化如图 1，Fe2O3和 NiO 作催 化剂均能使 SO2的转化率达到最高，不考虑催化剂价格因素，选择 Fe2O3的主要优点是 _。 图 1 图 2 (2)某科研小组用 Fe2O3作催化剂。 在 380 时， 分别研究了n(CO)n(SO2)为 11、 31 时 SO2转化率的变化情况(图 2)。则图 2 中表示n(CO)n(SO2)31 的变化曲线为_。 解析：(1)从图 1 中可以看出，相比 NiO 和 Cr2O3，用 Fe2O3作催化剂时，在较低温度下， SO2的转化率已达很高，这样既能去除 SO2，又能节省能
12、源。(2)CO 与 SO2反应方程式为 2CO SO22CO2S，n n2 3 1与 1 1相比是增大了 CO 的“量”，上述平衡正移，SO 2的转化 率升高，与曲线 a 相符。 答案：(1)Fe2O3作催化剂时，在相对较低温度下可获得较高的 SO2转化率，从而节约能源 (2)a 9采用一种新型的催化剂(主要成分是 CuMn 合金)，利用 CO 和 H2制备二甲醚(DME)。 主反应：2CO(g)4H2(g)CH3OCH3(g)H2O(g) 副反应：CO(g)H2O(g) CO2(g)H2(g) CO(g)2H2(g) CH3OH(g) 测得反应体系中各物质的产率或转化率与催化剂的关系如图所示。 则催化剂中n(Mn)/n(Cu)约为_时最有利于二甲醚的合成。 解析：由图中可看出n(Mn)/n(Cu)2.0 时，DME 的产率和 CO 的转化率均最高。 答案：2.0
