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化学反应速率与化学平衡图象题的破解策略1．平衡常数的计算典例1．某1L恒容密闭容器中，CH4、H2O(g)的起始浓度分别为1.8mol·L－1和3.6mol·L−1，二者反应生成CO2和H2，该反应的部分物质的浓度随时间变化的关系如图所示(部分时间段的浓度变化未标出)，其中第6min开始升高温度。下列有关判断正确的是()A.X是H2B.增大压强，平衡逆向移动，平衡常数减小C.第一次平衡时的平衡常数约为0.91D.若5min时向容器中再加入0.7mol的CH4和0.7mol的CO2，则平衡正向移动2．转化率的计算典例2．某温度下，将2molA和3molB充入一密闭容器中，发生反应：aA(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，5min后达到平衡。已知该温度下其平衡常数K＝1，若温度不变时将容器的体积扩大为原来的10倍，A的转化率不发生变化，则()A.a＝3B.a＝2C.B的转化率为40%D.B的转化率为60%3．平衡时浓度的计算典例3．向恒温恒容(2L)的密闭容器中充入2molSO2和一定量的O2发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH＝－197.74kJ·mol－1，4min后达到平衡，这时c(SO2)＝0.2mol·L−1，且SO2和O2的转化率相等。下列说法中，不正确的是()A.2min时，c(SO2)＝0.6mol·L－1一．化学平衡的相关计算B.用O2表示4min内的反应速率为0.1mol·L－1·min－1C.再向容器中充入1molSO3，达到新平衡，n(SO2)∶n(O2)＝2∶1D.4min后，若升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数K减小4．气体的平均分子量的计算典例4．在一定温度下，将两种气体M和N通入容积为VL的密闭容器中进行反应，M和N的物质的量与时间的关系如图所示，下列说法正确的是()A．0～t2内用M表示的平均反应速率是2/t2（mol·(L·min)-1）B．t1～t2内容器内的压强逐渐减小C．该反应的方程式为N2MD．t2与t3时刻的混合气体的平均相对分子质量相等5．体系压强的计算典例5．可逆反应①X(g)+2Y(g)2Z(g)、②2M(g)Ng)+P(g)分别在密闭容器的两个反应室中进行，反应室之间有无摩擦、可滑动的密封隔板。反应开始和达到平衡状态时有关物理量的变化如图所示，下列判断不正确的是（）A．反应①的正反应是放热反应B．达平衡(I)时体系的压强与反应开始时体系的压强之比为10∶11C．达平衡(I)时，X的转化率为20％D．在平衡(I)和平衡(II)中，M的体积分数不相等1．在20℃、5.05×105Pa条件下，某密闭容器中进行反应2A(g)＋xB(g)4C(g)，达平衡时c(A)＝1.00mol·L−1，现将压强减小到1.01×105Pa，建立平衡后，c(A)＝0.18mol·L−1，则下列说法正确的是（）A．系数x2B．若增大该体系的压强，平衡向左移动，化学平衡常数变小C．若增大该体系的压强，平衡向右移动，化学平衡常数不变D．该反应的化学平衡常数表达式是K＝c4Cc2A·cB2．在25℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表：物质XYZ初始浓度/mol·L－10.10.20平衡浓度/mol·L－10.050.050.1下列说法错误的是（）A．反应达到平衡时，X的转化率为50%B．增大压强，使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大C．反应可表示为X＋3Y2Z，其平衡常数为1600D．改变温度可以改变此反应的平衡常数3．一定温度下，体积为2L的密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始物质的量和平衡物质的量如下表：物质XYZ初始物质的量/mol0.20.20平衡物质的量/mol0.10.050.1下列说法正确的是（）A.反应可表示为2X+3Y2Z，其平衡常数为8000B.增大压强使平衡向生成Z的方向移动，则平衡常数增大二．对点增分集训C.若将容器的体积压缩至1L，则X的体积分数减小，浓度增大D.若升高温度，Z的浓度增大，则温度升高时𝑣正正增大，𝑣逆逆减小4．在2L恒容密闭容器中充入1molCO、2molH2，在一定条件下发生如下反应：2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)ΔH=﹣90.1kJ·mol−1；CO的平衡转化率与温度、压强之间的关系如图所示。下列推断正确的是（）A.工业上，利用上述反应合成甲醇，温度越高越好B.图象中X代表温度，𝑣2𝑣1C.图象中P点代表的平衡常数K为4𝑣2⋅𝑣𝑣𝑣－2D.温度和容积不变，再充入1molCO、2molH2，达到平衡时CO的转化率减小5．某温度下，在一个1L的密闭容器中，加入2molA和1molB进行如下反应：2A(g)+2B(g)3C(?)+D(?)。反应一段时间后达到平衡，测得生成0.6molC，且反应前后压强之比为15∶11(相同温度下测量)，则下列说法正确的是（）A．该反应的化学平衡常数K约为0.043B．增加C的物质的量，B的平衡转化率不变C．增大该体系的压强，平衡正向移动，化学平衡常数增大D．A的平衡转化率是40%6．平衡体系mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)ΔH=bkJ·mol-1，下列结论中错误的是（）A．若温度不变，将容器的体积缩小到原来的一半，达到新平衡时A的浓度为原来的2.2倍，则m+n＜p+qB．若平衡时，A、B的转化率相等，说明反应开始时，A、B的物质的量之比为m∶nC．保持其它条件不变，升高温度，D的体积分数增大说明该反应的ΔH＜0。D．若m+n=p+q，则向含有amol气体的平衡体系中再加入amol的B，达到新平衡时，气体的总物质的量等于2amol7．在一定温度下，发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)ΔH0。改变起始时n(SO2)对反应的影响如图所示。下列说法正确的是()A.SO2的起始量越大，混合气体中SO2的体积分数越大B.a、b、c三点中，a点时SO2的转化率最高C.a、b、c三点的平衡常数：KbKcKaD.b、c点均为化学平衡点，a点未达平衡且反应正向进行8．煤炭属于不可再生资源，高效、清洁地利用煤炭资源至关重要。请回答下列问题：(1)煤的气化。原理是C(s)＋2H2(g)CH4(g)ΔH。在1L密闭容器中投入1mol碳，并充入2molH2，测得相关数据如图所示：①有关图1、图2的说法正确的有________(填字母)。A.氢气的反应速率v(Z)v(X)v(Y)B.T11000KC.平衡常数K(X)＝K(Y)K(Z)D.工业生产中，当温度为T2时，压强越高，经济效益越好②图2中A点对应的平衡常数Kp＝________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。(2)煤生产水煤气和半水煤气。①工业上用煤生产作为合成氨原料气的水煤气，要求气体中(CO＋H2)与N2的体积之比为3.1～3.2，发生的反应有C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)，C(s)＋1/2O2(g)CO(g)。从能量角度考虑，通入空气的目的是________________________________________________。②如图3是反应CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)ΔH0中CO和CO2的浓度随时间发生变化的曲线，则t2时刻改变的条件可能是________________(写出1种即可)。若t4时刻通过改变容积的方法将压强增大为原来的2倍，在图中t4～t5区间内画出CO、CO2浓度变化曲线，并标明物质(假设各物质状态均保持不变)。9．工业合成氨反应为Nz(g)+3H2(g)2NH3(g)，对其研究如下：在773K时，分别将2molN2和6molH2充入一个固定容积为1L的密闭容器中，随着反应的进行，气体混合物中n(H2)、n(NH3)与反应时间t的关系如下表;t/min051015202530n（H2）/mol6.004.503.603.303.033.003.00n（NH3）/mol01.001.601.801.982.002.00(1)前10min中利用N2表示的反应速率为________(2)该温度下，此反应的平衡常数K=__________(3)该温度下，若向同容积的另一容器中投入的N2、H2、NH3的浓度分别为3mol·L-1、3mol·L−1、3mol·L-1，则此时v正_______v逆(填“”、“”或“=”)。(4)该温度下，在上述平衡体系中再通入2molNH3，一段时间后，达到新的平衡。此时c(H2)____4.5mo1/L(填“”、“”或“=”)。(5)由上表中的实验数据计算得到“浓度-时间”的关系可用右图中的曲线表示，表示c(N2)-t的曲线是______。在此温度下，若起始充入4molNz和12molHz，则反应刚达到平衡时，表示c(H2)-t的曲线上相应的点为_______。参考答案一、化学平衡的相关计算典例1．【答案】C【解析】根据图像0～4minCH4减少0.5mol·L－1，X增加0.5mol·L－1，则X为CO2，A项错误；温度不变时，增大压强，平衡常数不变，B项错误；4min时，反应第一次达到平衡状态：CH4(g)＋2H2O(g)CO2(g)＋4H2(g)起始/mol·L－11.83.600转化/mol·L－10.51.00.52.0平衡/mol·L－11.32.60.52.0平衡常数K＝0.5×2.041.3×2.62≈0.91，C项正确；若5min时向容器中再加入0.7mol的CH4和0.7mol的CO2，则浓度商Q＝1.2×2.042.0×2.62≈1.42＞0.91，反应逆向移动，D项错误。典例2．【答案】C【解析】温度不变，扩大容器体积(相当于减小压强)时，A的转化率不变，说明反应前后气体的体积不变，即a＝1，A、B两项均错误；假设达到平衡时，B的转化量为xmol，则A、B、C、D平衡时的物质的量分别为(2－x)mol、(3－x)mol、xmol、xmol，设容器体积为1L，则平衡常数K＝x22－x·3－x＝1，解得x＝1.2，B的转化率为1.2mol3mol×100%＝40%，所以C项正确、D项错误。典例3．【答案】A【解析】设氧气的初始浓度是xmol·L－1，则2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)初始浓度(mol·L－1)1x0变化浓度(mol·L－1)0.80.40.8平衡浓度(mol·L－1)0.2x－0.40.8SO2和O2的转化率相等，则0.4/x＝0.8，解得x＝0.5。A项，0～4min内，二氧化硫的反应速率＝0.8mol·L－1÷4min＝0.2mol·L－1·min－1，前2min反应速率大于0.2mol·L－1·min－1，所以2min时，c(SO2)＜0.6mol·L－1，错误；B项，用O2表示4min内的反应速率为0.4mol·L－1÷4min＝0.1mol·L－1·min－1，正确；C项，再向容器中充入1molSO3，生成二氧化硫和氧气的物质的量之比不变，达到新平衡，二者的物质的量之比不变，即n(SO2)∶n(O2)＝2∶1，正确；D项，正反应是放热反应，4min后，若升高温度，平衡向逆反应方向移动，K会减小，正确。典例4．【答案】B【解析】图像看出反应从开始到平衡，N的物质的量减小，应为反应物，M的物质的量增多，应为是生成物，结合反应的方程式可计算相关物质的反应速率以及物质的量浓度关系。N的物质的量减小，应为反应物，平衡时物质的量变化值为8mol-2mol=6mol，M的物质的量增多，应为生成物，平衡时物质的量的变化值为5mol-2mol=3mol，则有n(N)∶n(M)=6mol：3mol=2∶1，可知反应的化学方程式为2NM。则A．0～t2内M的物质的量增加了4mol－2mol＝2mol，则用M表示的平均反应速率是2mol/(VL·t2min)=2/Vt2mol·(L·min)-1，A错误；B．t1～t2内容器发生反应2NM，N转化为M，物质的量减少，所以容器内的压强逐渐减小，B正确；C．根据以上分析可