1、 化学平衡图像题突破化学平衡图像题突破 1有四个容积均为 0.5 L 的恒容密闭容器，在、中按不同投料比 Z 充入 HCl 和 如下表 ，加入催化剂发生反应：4HCl (g)+O2 (g) =2Cl2(g)+ 2H2O(g) H ，HCl 的平衡转化率 与 Z 和 温度 T 的关系如图所示。下列说法正确的是 容器 起始时 Z 300 a 300 b 300 4 AH4b B300时该反应的平衡常数的值为 640 C容器某时刻处在 R 点，则 R 点的 V正p(Q) D若起始时，在容器中充入 0.25molCl2和 0.25molH2O，300达平衡时容器中 C(HCl)=0.2mol L-1
2、2.肼(N2H4)和氧气的反应情况受温度影响某同学设计方案探究温度对产物影响的结果如图所示下列 说法不正确 的是 A温度较低时，肼和氧气主要发生的反应 N2H4+O2 =N2+2 H2O B900时，能发生 N2 (g)+O2 (g) =2NO C900时，N2的产率与 NO 的产率之和可能小于 1 D该探究方案是将一定量的肼和氧气、在密闭容器中进行不断升温实验 3.X、Y、Z 三种气态物质在 298K 下发生反应，其变化符合下列各图下列说法一定正确的是 A该反应热化学方程式为 X(g)+3Y (g) 2Z(g)H=(E2E1)， B若图中甲表示压强，乙表示 Z 的含量，其变化符合图中的曲线
3、C若容器容积为 10L，t1=10s，则前 10s 内的平均反应速率为 v(Y)=0.006 mol L-1.S-1 D若该体系在 373K 下反应，则达到平衡所需时间小于 t1，且达到平衡时 C(X)0.3mol L-1 4.向甲、乙两个容积均为 1L 的恒容容器中，分别充入 2molA、2molB 和 1molA、1molB 相同温度下， 发生反应：测得两容器中随时间 t 的变化如图所示下列说法不正确的是 Ax 不可能等于 2 B甲、乙两容器中反应达平衡时，平衡常数 K（甲）=K（乙） C将乙容器升温可使甲、乙容器内各物质的体积分数相同 D若向甲容器中再充入 2molA、2molB，则平衡
4、时甲容器中 0.78mol L-1c OHc H Db 点溶液和 d 点溶液相比：cb(Na+)c(HSO3-)c(H+)c(OH-) 8常温下，向 1L0.1mol L1一元酸 HR 溶液中逐渐通入氨气已知常温下 NH3 H2O 电离平衡常数 K 1.76 105，使溶液温度和体积保持不变，混合溶液的 pH 与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述正 确的是 A0.1mol L1HR 溶液的 pH 为 5 BHR 为弱酸，常温时随着氨气的通入，c(R)/c(OH).c(HR) 逐渐增大 C当通入 0.1 mol NH3时，c(NH4+)c(R)c(OH)c(H+) D当 c(R) c(HR)时
5、，溶液必为中性 9K2 FeO4在水中不稳定，发生反应：4FeO42-l0H2O4Fe(OH)3（胶体）8OH3O2，其稳定性 与温度(T)和溶液 pH 的关系分别如下图所示。下列说法不正确的是 ( ) A由图甲可知上述反应 H T2 T3 C由图甲可知 K2 FeO4的稳定性随温度的升高而减弱 D由图乙可知图中 a 0。其他条 件一定，达到平衡时 NH3转化率随外界条件 X 变化的关系如图所示。则 X 可以是_(填字母 序号) a温度 b压强 c催化剂 d 3 4 n NH n CH 12研究温度对于甲醇产率的影响。在 210290保持原料气中 CO2和 H2的投料比不变，得到 甲醇的实际产
6、率、平衡产率与温度的关系如图所示。H_0（填“”或“”），其依据是_。 13研究 NOx之间的转化具有重要意义。 （1）已知：N2O4(g) 2NO2(g) H0 将一定量 N2O4气体充入恒容的密闭容器中，控制反应温 度为 T1。 下列可以作为反应达到平衡的判据是_。 A气体的压强不变 Bv正(N2O4)2v逆(NO2) CK 不变 D容器内气体的密度不变 E容器内颜色不变 t1时刻反应达到平衡，混合气体平衡总压强为 p，N 2O4气体的平衡转化率为 75%，则反应 N2O4(g) 2NO2(g)的平衡常数 Kp_(对于气相反应， 用某组分 B 的平衡压强 p(B)代替物质的量浓度 c(B)
7、 也可表示平衡常数，记作 Kp，如 p(B)p x(B)，p 为平衡总压强，x(B)为平衡系统中 B 的物质的量分数)。 反应温度 T1时，c(N2O4)随 t(时间)变化曲线如图，画出 0t2时段，c(NO2)随 t 变化曲线。保持其它 条件不变，改变反应温度为 T2(T2T1)，再次画出 0t2时段，c(NO2)随 t 变化趋势的曲线_。 （2） NO 氧化反应：2NO(g)O2(g)=2NO2(g)分两步进行，其反应过程能量变化示意图如图。 2NO(g)=N2O2(g) H1 N2O2(g)O2(g)2NO2(g) H2 决定 NO 氧化反应速率的步骤是_(填“”或“”)。 在恒容的密闭
8、容器中充入一定量的 NO 和 O2气体，保持其它条件不变，控制反应温度分别为 T3和 T4(T4T3)，测得 c(NO)随 t(时间)的变化曲线如图。转化相同量的 NO，在温度_(填“T3”或“T4”)下消耗 的时间较长，试结合反应过程能量图分析其原因_。 14.工业上，常采用氧化还原方法处理尾气中的 CO、NO。 方法 1：氧化法。沥青混凝土可作为反应：2CO(g)O2(g) 2CO2(g)的催化剂。图甲表示在相同 的恒容密闭容器、相同起始浓度、相同反应时间段下，使用同质量的不同沥青混凝土( 型、 型)催化时， CO 的转化率与温度的关系。 （1）在 a、b、c、d 四点中，未达到平衡状态的
9、是_。 （2）已知 c 点时容器中 O2浓度为 0.04mol L-1，则 50时，在 型沥青混凝土中 CO 转化反应的平衡 常数 K_(用含 x 的代数式表示)。 （3）下列关于图甲的说法正确的是_。 ACO 转化反应的平衡常数 K(a)K(c) B在均未达到平衡状态时，同温下 型沥青混凝土中 CO 转化速率比 型要大 Cb 点时 CO 与 O2分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最高 De 点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性 化学平衡图像题突破化学平衡图像题突破 1有四个容积均为 0.5 L 的恒容密闭容器，在、中按不同投料比 Z 充入 HCl 和 如下表 ，加入催
10、化剂发生反应：4HCl (g)+O2 (g) =2Cl2(g)+ 2H2O(g) H ，HCl 的平衡转化率 与 Z 和 温度 T 的关系如图所示。下列说法正确的是 容器 起始时 Z 300 a 300 b 300 4 AH4b B300时该反应的平衡常数的值为 640 C容器某时刻处在 R 点，则 R 点的 V正p(Q) D若起始时，在容器中充入 0.25molCl2和 0.25molH2O，300达平衡时容器中 C(HCl)=0.2mol L-1 【答案】B 【解析】本题考查了化学平衡的计算，熟练使用三段式是解题的关键，试题难度一般。 A图像中 HCl 转化率随温度升高而减小，说明升温平衡
11、逆向移动，正反应为放热反应 Hp(Q)，故 C 错误； D 若起始时， 在 0.5L 容器中只充入 0.25molCl2和 0.25molH2O， 等效于在 0.5L 容器中充入 0.25molHCl 和 0.125molO2，充入的 HCl 和 O2物质的量为容器 III 的两倍，相当于在容器 III 的基础上增大压强，将体积 缩小为原来的 1/2，增大压强平衡正向移动， 300达到平衡时，0.1mol L-10.3mol L-1，故 D 正 确。故选：D。 4.向甲、乙两个容积均为 1L 的恒容容器中，分别充入 2molA、2molB 和 1molA、1molB 相同温度下， 发生反应：测
12、得两容器中随时间 t 的变化如图所示下列说法不正确的是 Ax 不可能等于 2 B甲、乙两容器中反应达平衡时，平衡常数 K（甲）=K（乙） C将乙容器升温可使甲、乙容器内各物质的体积分数相同 D若向甲容器中再充入 2molA、2molB，则平衡时甲容器中 0.78mol L-1c OHc H Db 点溶液和 d 点溶液相比：cb(Na+)Ka(HCN)，因此等浓度的 HCN 和 NaCN 的 混合溶液中 c(CN-)c(HCN)， 即有 c(Na+)c(CN-)；由于 OH-、H+来自水的电离，浓度比较小且此时溶液的 pH 为 9.2，C 点溶液中存在： c(Na+)c(CN-)=c(HCN)
13、c(OH-)c(H+)，C 正确； D 由于 HF 酸性强于 HCN， 要使溶液均显中性， HF 溶液中要加入较多的 NaOH， 因此 cb(Na+)cd(Na+)， D 错误； 答案选 D。 7常温下 0.1mol L-1亚硫酸溶液中 H2SO3、HSO3-、SO32-三种微粒所占物质的量分数(a)随 pH 变化的 关系如图所示。下列说法不正确 的是 A由图中数据可计算得到常温下亚硫酸溶液的 Ka2 B在 0.1mol L-1H2SO3溶液中，存在：c2(H+)=c(H+) c(HSO3-)+2c(H+) c(SO32-)+Kw C向 pH 为 7 的溶液中滴入少量稀盐酸造成的溶液 pH 变
14、化小于向 pH 为 4.0 的溶液中滴入相同量稀盐 酸造成的溶液 pH 变化 D在 pH=2.0 溶液中：c(H2SO3)c(HSO3-)c(H+)c(OH-) 【答案】D 【解析】A 项，H2SO3是二元弱酸，在溶液中电离是分步进行的，亚硫酸的第一步电离方程式为： H2SO3H+HSO3-，根据图象可知，pH=7 时，亚硫酸氢根离子浓度等于亚硫酸根离子浓度，Ka1= c(H+)=10-7，故 A 正确；B 项，在 0.10 molL-1 H2SO3溶液中，根据电荷守恒可得： c(H+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)+c(OH-)，将电苻守恒式两边都乘 c(H+)可得： c2(H+)=
15、c(H+)c(HSO3-)+2c(H+)c(SO32-)+c(H+)c(OH-)，Kw=c(H+)c(OH-)，所以 c2(H+)=c(H+)c(HSO3-)+2c(H+)c(SO32-)+Kw，故 B 正确；C 项，溶液的 pH=7 时显中性，所以 c(OH-)=c(H+)， 根据图象知，溶液中含有 SO32-和 HSO3-，存在水解平衡和电离平衡，是缓冲溶液加入少量稀盐酸，溶液 pH 的变化较小，pH 为 4.0 的溶液中只存在 HSO3-的电离，滴入相同量稀盐酸造成的溶液 pH 变化较大，故 C 正确； D 项， 在 pH=2.0 的溶液中， 根据图象曲线可知 c(HSO3-)c(H2S
16、O3)， 正确的离子浓度大小为： c(HSO3-) c(H2SO3)c(H+)c(OH-)，故 D 错误；故选 D。 8常温下，向 1L0.1mol L1一元酸 HR 溶液中逐渐通入氨气已知常温下 NH3 H2O 电离平衡常数 K 1.76 105，使溶液温度和体积保持不变，混合溶液的 pH 与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述正 确的是 A0.1mol L1HR 溶液的 pH 为 5 BHR 为弱酸，常温时随着氨气的通入，c(R)/c(OH).c(HR) 逐渐增大 C当通入 0.1 mol NH3时，c(NH4+)c(R)c(OH)c(H+) D当 c(R) c(HR)时，溶液必为中性 【
17、答案】C 【解析】A 项，pH=5 时 c(H+)=10-5，由图可得此时 c() c() R lg HR =0，又因为一元酸 HR 溶液为 0.1mol L-1， 所以 c(R-)c(HR)=0.05mol L-1，所以此时 c(R-)c(H+)，则 0.1mol L1HR 溶液的 pH 不是 5，故 A 错误；B 项，由已知 HR 溶液中存在着 HR 分子，所以 HR 为弱酸， c R c OHc HR = c Rc H c OHc Hc HR =Ka/Kw， 温度不变时 Ka/Kw的值不变， 故 B 错误； C 项， pH=5 时 c(H+)=10-5，由图可得此时 c() c() R
18、lg HR =0，则 Ka= c Rc H c HR =10-5，当通入 0.1 mol NH3时，恰好反应 生成 NH4R，又因为常温下 NH3 H2O 电离平衡常数 K1.76 105，所以 NH4R 溶液中 R-水解程度大于 NH4+ 水解程度，NH4R 溶液呈碱性，则 c(NH4+)c(R)c(OH)c(H+)，故 C 正确；D 项，由前面对 A 项的分 析知，当 c(R-)c(HR)时，pH=5，所以溶液显酸性，故 D 错误。 9K2 FeO4在水中不稳定，发生反应：4FeO42-l0H2O4Fe(OH)3（胶体）8OH3O2，其稳定性 与温度(T)和溶液 pH 的关系分别如下图所示
19、。下列说法不正确的是 ( ) A由图甲可知上述反应 H T2 T3 C由图甲可知 K2 FeO4的稳定性随温度的升高而减弱 D由图乙可知图中 a T2T3； 由 4FeO42- l0H2O4Fe(OH)38OH3O2，可知：氢离子浓度增大，平衡向正反应方向移动，高铁酸钾溶液平衡 时 FeO42-浓度越小，pH 越小，根据图乙可知，aT2T3，故 B 正确； C由图甲数据可知，温度越高，相同时间内 FeO42-浓度变化越快，高铁酸钾溶液平衡时 FeO42-浓度越 小，温度越高 FeO42-浓度越小，所以 FeO42-的稳定性随着温度的升高而减弱，C 正确； DpH 越小，氢离子浓度越大，由 4F
20、eO42-l0H2O4Fe(OH)38OH3O2，可知：氢离子浓度增 大，平衡向正反应方向移动，高铁酸钾溶液平衡时 FeO42-浓度越小，pH 越小，所以 ac，故 D 正确；答案 选 A。 10合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破，研究表明液氨是一种良好的储氢物质。 下图为合成氨反应在不同温度和压强、使用相同催化剂条件下，初始时氮气、氢气的体积比为 1：3 时， 平衡混合物中氨的体积分数（NH3）。 若分别用 vA（NH3） 和 vB（NH3） 表示从反应开始至达平衡状态 A、 B 时的化学反应速率， 则 vA（NH3） _vB（NH3）（填“”、“”或“”）。 在 250、1.0 1
21、04kPa 下，H2的转化率为_%（计算结果保留小数点后 1 位）。 【答案】 0。其他条 件一定，达到平衡时 NH3转化率随外界条件 X 变化的关系如图所示。则 X 可以是_(填字母 序号) a温度 b压强 c催化剂 d 3 4 n NH n CH 【答案】bd 【解析】根据图示，NH3的转化率随着 X 的增加而减小； a该反应为放热反应，升高温度，平衡正向移动，NH3的转化率增加，与图像不符，a 不符合题意； b该反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，NH3的转化率减小，与图像相 符，b 符合题意； c催化剂增加化学反应速率，但是不影响平衡移动，NH3转化率不变，与图像
22、不符，c 不符合题意； d 3 4 n NH n CH 增加，平衡正向移动，但是 NH3的转化率减小，与图像相符，d 符合题意；综上 bd 符合 题意。 12研究温度对于甲醇产率的影响。在 210290保持原料气中 CO2和 H2的投料比不变，得到 甲醇的实际产率、平衡产率与温度的关系如图所示。H_0（填“”或“”），其依据是_。 【答案】 温度升高，甲醇的平衡产率降低 【解析】 根据图像可知，甲醇的平衡产率随着温度的升高而降低，所以正反应为放热反应，即 H0。 13研究 NOx之间的转化具有重要意义。 （1）已知：N2O4(g) 2NO2(g) H0 将一定量 N2O4气体充入恒容的密闭容器
23、中，控制反应温 度为 T1。 下列可以作为反应达到平衡的判据是_。 A气体的压强不变 Bv正(N2O4)2v逆(NO2) CK 不变 D容器内气体的密度不变 E容器内颜色不变 t1时刻反应达到平衡，混合气体平衡总压强为 p，N 2O4气体的平衡转化率为 75%，则反应 N2O4(g) 2NO2(g)的平衡常数 Kp_(对于气相反应， 用某组分 B 的平衡压强 p(B)代替物质的量浓度 c(B) 也可表示平衡常数，记作 Kp，如 p(B)p x(B)，p 为平衡总压强，x(B)为平衡系统中 B 的物质的量分数)。 反应温度 T1时，c(N2O4)随 t(时间)变化曲线如图，画出 0t2时段，c(
24、NO2)随 t 变化曲线。保持其它 条件不变，改变反应温度为 T2(T2T1)，再次画出 0t2时段，c(NO2)随 t 变化趋势的曲线_。 （2） NO 氧化反应：2NO(g)O2(g)=2NO2(g)分两步进行，其反应过程能量变化示意图如图。 2NO(g)=N2O2(g) H1 N2O2(g)O2(g)2NO2(g) H2 决定 NO 氧化反应速率的步骤是_(填“”或“”)。 在恒容的密闭容器中充入一定量的 NO 和 O2气体，保持其它条件不变，控制反应温度分别为 T3和 T4(T4T3)，测得 c(NO)随 t(时间)的变化曲线如图。转化相同量的 NO，在温度_(填“T3”或“T4”)下
25、消耗 的时间较长，试结合反应过程能量图分析其原因_。 【答案】（1）AE 36 7 p （2） T4 H10，温度升高，反应平衡逆移，c(N2O2)减小，浓度降低的影响大于温度对反 应速率的影响 【解析】（1）A、该反应是一个气体体积减小的反应，气体的压强不变说明各物质浓度保持不变， 反应达到化学平衡状态，故正确； B、v正(N2O4)2v逆(NO2)说明正逆反应速率不相等，反应没有达到化学平衡状态，故错误； C、温度不变，化学平衡常数 K 不变，则 K 不变不能说明反应达到化学平衡状态，故错误； D、由质量守恒定律可知，反应前后气体质量不变，恒容容器的体积不变，则密度始终不变，则密度不 变不
26、能说明反应达到化学平衡状态，故错误； E、容器内颜色不变说明各物质浓度保持不变，反应达到化学平衡状态，故正确； AE 正确，故答案为：AE； 设起始 N2O4的物质的量为 1mol，由题给数据建立如下三段式： 242 N Og2NOg mol? 1 0 mol? 0.75? 1.5 mol 0.25? 1.5 起始 变化 平衡 由三段式数据可知 N2O4的平衡分压为 0.25 1.75 mol mol p= 7 p ，NO2的平衡分压为 1.5 1.75 mol mol p= 6 7 p ，则平衡 常数 Kp 2 6 () 7 7 p p = 36 7 p ，故答案为： 36 7 p ； 由图
27、可知，t1时反应消耗 N2O4的浓度为（0.040.01）mol/L，由方程式可得反应生成 NO2的浓度为 0.03 mol/L 2=0.06 mol/L；该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，NO2的浓度增大，则 0 t2时段，NO2的浓度 c(NO2)随 t 变化趋势的曲线为，故答案为： ； （2）由图可知，反应的活化能小于反应的活化能，活化能越大，反应速率越慢，则化学反应速 率反应快于反应，化学反应取决于反应速率较慢的一步，则决定 NO 氧化反应速率的步骤是反应， 故答案为：； 由图可知，转化相同量的 NO，在温度 T4下消耗的时间较长，原因是反应为放热反应，温度升高， 反应
28、平衡逆移，c(N2O2)减小，浓度降低的影响大于温度对反应速率的影响，导致转化相同量的 NO，在 温度较高的 T4下消耗的时间较长，故答案为：T4；反应为放热反应，温度升高，反应平衡逆移，c(N2O2) 减小，浓度降低的影响大于温度对反应速率的影响； 14.工业上，常采用氧化还原方法处理尾气中的 CO、NO。 方法 1：氧化法。沥青混凝土可作为反应：2CO(g)O2(g) 2CO2(g)的催化剂。图甲表示在相同 的恒容密闭容器、相同起始浓度、相同反应时间段下，使用同质量的不同沥青混凝土( 型、 型)催化时， CO 的转化率与温度的关系。 （1）在 a、b、c、d 四点中，未达到平衡状态的是_。
29、 （2）已知 c 点时容器中 O2浓度为 0.04mol L-1，则 50时，在 型沥青混凝土中 CO 转化反应的平衡 常数 K_(用含 x 的代数式表示)。 （3）下列关于图甲的说法正确的是_。 ACO 转化反应的平衡常数 K(a)K(c) B在均未达到平衡状态时，同温下 型沥青混凝土中 CO 转化速率比 型要大 Cb 点时 CO 与 O2分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最高 De 点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性 【答案】（1）a (2 分) （2） 2 2 25x (1-x) (2 分) （3）BD(3 分) 【解析】（1）CO 和 O2反应是放热反应，当达
30、到平衡后升高温度，CO 的转化率降低，所以，b、c、d 点表示平衡状态，a 点对应的状态是不平衡状态。（2）令 CO 起始浓度为 a mol L-1。 2CO(g)O2(g) 2CO2(g) 起始浓度(mol L-1)： a 0 转化浓度(mol L-1)： ax ax 平衡浓度(mol L-1)： a(1-x) 0.04 ax 22 2 22 2 c (CO )25x K= c (CO)c(O )(1-x) 。（3）CO 和 O2反应是放热反应，a 点未达到平衡，没有平衡常数。若达 到平衡后，温度升高，平衡向左移动，平衡常数 K 减小，A 项错误；观察图象知， 催化剂作用下 CO 的转 化速率大于 催化剂，B 项正确；有效碰撞几率与反应速率有关，温度越高，反应速率越大，有效碰撞几 率越高，故在图象中 e 点有效碰撞几率最高，C 项错误；催化剂需要一定活性温度，转化率出现突变，可能 是因温度高而催化剂失去活性，D 项正确。故选 BD。
