第 50 讲 常考化学反应速率和化学平衡图像的分析
[复习目标] 学会分析与化学反应速率和化学平衡相关的图像，能解答化学反应原理的相关
问题。
类型一 速率－时间图像
1．常见含“断点”的速率—时间图像
图像
升高 降低 升高 降低
t 时刻 温度
1
正反应为放热反应 正反应为吸热反应
所改变
增大 减小 增大 减小
的条件 压强
正反应为气体物质的量增大的反应 正反应为气体物质的量减小的反应
2.“渐变”类速率—时间图像
图像 分析 结论
t 1 时v′ 正 突然增大，v′ 逆 逐渐 t 1 时其他条件不
增大；v′
正
＞v′
逆
，平衡向 变，增大反应物的
正反应方向移动 浓度
t 1 时v′ 正 突然减小，v′ 逆 逐渐 t 1 时其他条件不
减小；v′
逆
＞v′
正
，平衡向 变，减小反应物的
逆反应方向移动 浓度
t 1 时v′ 逆 突然增大，v′ 正 逐渐 t 1 时其他条件不
增大；v′
逆
＞v′
正
，平衡向 变，增大生成物的
逆反应方向移动 浓度
t 1 时v′ 逆 突然减小，v′ 正 逐渐 t 1 时其他条件不
减小；v′
正
＞v′
逆
，平衡向 变，减小生成物的
正反应方向移动 浓度1．在一密闭容器中发生反应：N(g)＋3H(g)2NH (g) ΔH＜0，达到平衡后，只改变某
2 2 3
一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示。
回答下列问题：
(1)处于平衡状态的时间段是____________(填字母，下同)。
A．t～t B．t～t
0 1 1 2
C．t～t D．t～t
2 3 3 4
E．t～t F．t～t
4 5 5 6
(2)判断t、t、t 时刻分别改变的一个条件。
1 3 4
A．增大压强 B．减小压强
C．升高温度 D．降低温度
E．加催化剂 F．充入氮气
t 时刻________；t 时刻________；t 时刻______。
1 3 4
(3)依据(2)中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是__________。
A．t～t B．t～t
0 1 2 3
C．t～t D．t～t
3 4 5 6
(4)如果在t 时刻，从反应体系中分离出部分氨，t 时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反
6 7
应速率的变化曲线。
答案 (1)ACDF (2)C E B (3)A
(4)
解析 (1)根据图示可知，t ～t 、t ～t 、t ～t 、t ～t 时间段内，v 、v 相等，反应处于平
0 1 2 3 3 4 5 6 正 逆
衡状态。
(2)t 时，v 、v 同时增大，且v 增大的更快，平衡向逆反应方向移动，所以t 时改变的条
1 正 逆 逆 1
件是升温；t 时，v 、v 同时增大且增大程度相同，平衡不移动，所以 t 时改变的条件是
3 正 逆 3
加催化剂；t 时，v 、v 同时减小，且v 减小的更快，平衡向逆反应方向移动，所以t 时
4 正 逆 正 4
改变的条件是减小压强。(3)根据图示知，t ～t 、t ～t 时间段内平衡均向逆反应方向移动，则NH 的含量均比t ～t
1 2 4 5 3 0 1
时间段内的低，所以t～t 时间段内NH 的百分含量最高。
0 1 3
(4)t 时刻分离出部分NH ，v 立刻减小，而v 逐渐减小，在t 时刻二者相等，反应重新达
6 3 逆 正 7
到平衡，据此可画出反应速率的变化曲线。
2. 可逆反应2SO (g)＋O(g)2SO (g)在一定条件下达到平衡状态。在t 时刻改变某一条件，
2 2 3 1
化学反应速率与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A．维持温度、反应体系容积不变，t 时充入SO (g)
1 3
B．维持温度、压强不变，t 时充入SO (g)
1 3
C．维持反应体系容积不变，t 时升高反应体系温度
1
D．维持温度、反应体系容积不变，t 时充入一定量Ar
1
答案 B
解析 维持温度、反应体系容积不变，t 时充入SO (g)，此时逆反应速率增大，正反应速率
1 3
不变，故A错误；维持温度、压强不变，t 时充入SO (g)，此时逆反应速率增大，而且反应
1 3
体系容积增大导致正反应速率减小，故B正确；维持反应体系容积不变，t 时升高反应体系
1
温度，正、逆反应速率都增大，故C错误；维持温度、反应体系容积不变，t 时充入一定量
1
Ar，反应物和生成物浓度都不变，正、逆反应速率都不变，故D错误。
类型二 反应进程折线图
此类图像一般纵坐标表示物质的量、浓度、百分含量、转化率，横坐标表示反应时间。解题
的关键是找转折点。
(1)转折点之前，用外因对速率的影响分析问题，用“先拐先平，数值大”的规律判断不同
曲线表示温度或压强的大小。
(2)转折点之后是平衡状态或平衡移动，解题时要抓住量的变化，找出平衡移动的方向，利
用化学平衡移动原理推理分析。
例1 已知：反应为mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)。
(1)T
0]，c(N O)随t(时间)变化曲线如图，画出0～t 时段，c(NO )随t
2 4 2 2 4 2 2
变化曲线。保持其他条件不变，改变反应温度为T(T ＞T)，再次画出0～t 时段，c(NO )随
2 2 1 2 2
t变化趋势的曲线。
答案
解析 根据反应NO(g)2NO (g)，NO 的改变量是NO 的两倍，从NO 的曲线可知其达
2 4 2 2 2 4 2 4
到平衡时减少了0.03 mol·L－1，则NO 从0升高到平衡时的0.06 mol·L－1，即可画出曲线；
2
由题给ΔH>0可知，该反应正向吸热，保持其他条件不变，随着温度的升高，该反应平衡正
向移动，且反应速率增大，达到平衡的时间缩短，即可画出曲线。1．已知某可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)在密闭容器中进行，如图表示在不同反应时间(t)
时，温度(T)和压强(p)与反应物B在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线，由曲线分析，
下列判断正确的是( )
A．T＜T，p＞p，m＋n＞p，放热反应
1 2 1 2
B．T＞T，p ＜p，m＋n＞p，吸热反应
1 2 1 2
C．T＜T，p＞p，m＋n＜p，放热反应
1 2 1 2
D．T＞T，p＜p，m＋n＜p，吸热反应
1 2 1 2
答案 D
解析 由图可知，压强一定时，温度T 先达到平衡，故温度：T ＞T ，升高温度，B在混合
1 1 2
气体中的体积分数减小，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应；温度一定时，压强p 先
2
达到平衡，故压强：p ＜p ，增大压强，B在混合气体中的体积分数增大，说明平衡逆向移
1 2
动，正反应为气体体积增大的反应，则m＋n＜p。
2．向一容积不变的密闭容器中充入一定量A和B，发生如下反应：xA(g)＋2B(s)yC(g)
ΔH<0。在一定条件下，容器中A、C的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。请回答
下列问题：
(1)用A的浓度变化表示该反应在0～10 min内的平均反应速率v(A)＝________。
(2)根据图像可确定x∶y＝________。
(3)0～10 min容器内压强________(填“变大”“不变”或“变小”)。
(4)推测第10 min引起曲线变化的反应条件可能是________(填序号，下同)；第16 min引起
曲线变化的反应条件可能是________。
①减压 ②增大A的浓度 ③增大C的量
④升温 ⑤降温 ⑥加催化剂(5)若平衡 Ⅰ 的平衡常数为K ，平衡 Ⅱ 平衡常数为K ，则K ________(填“>”“＝”或
1 2 1
“<”)K 。
2
答案 (1)0.02 mol·L－1·min－1 (2)1∶2
(3)变大 (4)④⑥ ④ (5)>
解析 (1)0～10 min内v(A)＝＝0.02 mol·L－1·min－1。(2)根据图像可知，0～10 min内A的物
质的量浓度减少量为0.20 mol·L－1，C的物质的量浓度增加量为0.40 mol·L－1，x、y之比等
于A、C的物质的量浓度变化量之比，故x∶y＝0.20 mol·L－1∶0.40 mol·L－1＝1∶2。(3)该反
应是气体分子数增大的反应，而容器容积不变，因此0～10 min容器内压强变大。(4)根据图
像可知，10 min时改变条件后，A、C的浓度瞬时不变且随后反应速率加快，故改变的条件
可能是升温或加入催化剂；16 min时改变条件后，A、C的浓度瞬时不变，且随后A的浓度
逐渐增大，C的浓度逐渐减小，说明平衡逆向移动，故改变的条件可能是升温。(5)升高温
度，平衡逆向移动，平衡常数减小，则K >K 。
1 2
类型三 恒压(或恒温)线
此类图像的纵坐标为某物质的平衡浓度或转化率，横坐标为温度或压强，解答此类问题，要
关注曲线的变化趋势，有多个变量时，注意控制变量，即“定一议二”。
反应：aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g) ΔH
图像
结论 a＋b>c＋d，ΔH>0 a＋b>c＋d，ΔH>0
1．如图是温度和压强对反应X＋Y2Z影响的示意图。图中横坐标表示温度，纵坐标表示
平衡时混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是( )
A．上述可逆反应的正反应为放热反应B．X、Y、Z均为气态
C．X和Y中最多只有一种为气态，Z为气态
D．上述反应的逆反应的ΔH＞0
答案 C
解析 由图像可知，随温度升高Z的体积分数增大，正反应为吸热反应，逆反应为放热反
应，故A、D错误；相同温度下，压强越大，Z的体积分数越小，说明增大压强平衡左移，
则Z为气态，X、Y中最多只有一种气态物质，故B错误、C正确。
2．反应NO(g)2NO (g) ΔH＝＋57 kJ·mol－1，在温度为T 、T 时，平衡体系中NO 的
2 4 2 1 2 2
体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A．A、C两点的化学平衡常数：K >K
A C
B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
C．由状态B到状态A，可以用加热的方法
D．A、C两点气体的平均相对分子质量：A>C
答案 C
解析 A、C两点对应的温度相同，平衡常数只受温度的影响，K ＝K ，A错误；A点到C
A C
点，压强增大，NO (g)的浓度增大，虽然平衡逆向移动，最终二氧化氮的浓度比原浓度大，
2
即C点气体颜色比A点深，B错误； A点到B点，NO 的体积分数减小，说明相同压强下，
2
T 到T，平衡逆向移动，T>T，即由状态B到状态A，可以用加热的方法，C正确；A点到
2 1 2 1
C点，压强增大，平衡逆向移动，该反应的逆反应为气体相对分子质量增大的反应，即A点
气体的平均相对分子质量小于C点气体的平均相对分子质量，D错误。
类型四 投料比—转化率相关图像
例1 在保持体系总压为105 Pa的条件下进行反应：SO (g)＋O(g)SO (g)，原料气中SO
2 2 3 2
和O 的物质的量之比m[m＝]不同时，SO 的平衡转化率与温度(T)的关系如图所示：
2 2(1)图中m 、m 、m 的大小顺序为________。反应的化学平衡常数K 表达式为________(用
1 2 3 p
平衡分压代替平衡浓度表示)。
(2)图中A点原料气的成分：n(SO )＝10 mol，n(O )＝24.4 mol，n(N )＝70 mol，达平衡时
2 2 2
SO 的分压p(SO )为________ Pa(分压＝总压×物质的量分数)。
2 2
答案 (1)m>m>m K ＝
1 2 3 p
(2)1 200
解析 (1)在同温同压下，增加二氧化硫的量，会使原料气中SO 和O 的物质的量之比m变
2 2
大，m越大，SO 的平衡转化率越小。
2
(2)A点二氧化硫的平衡转化率为88%，可列三段式：
SO (g) ＋O(g) SO (g)
2 2 3
起始/mol 10 24.4 0
变化/mol 10×88% ×10×88% 10×88%
平衡/mol 10×12% 24.4－5×88% 10×88%
平衡时，混合气体总物质的量为[10×12%＋(24.4－5×88%)＋10×88%＋70] mol＝100
mol。达平衡时SO 的分压p(SO )＝×105 Pa＝1 200 Pa。
2 2
例2 采用一种新型的催化剂(主要成分是Cu-Mn合金)，利用CO和H 制备二甲醚(DME)。
2
主反应：2CO(g)＋4H(g)CHOCH (g)＋HO(g)
2 3 3 2
副反应：CO(g)＋HO(g)CO(g)＋H(g)
2 2 2
CO(g)＋2H(g)CHOH(g)
2 3
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。
则催化剂中约为________时最有利于二甲醚的合成。
答案 2.0解析 由图可知当催化剂中约为2.0时，CO的转化率最大，二甲醚的产率最大，生成的二
甲醚最多。
投料比与转化率之间的关系
以N(g)＋3H(g)2NH (g)为例，当N 与H 的投料比为1∶3(系数比)时，N 与H 的平衡转
2 2 3 2 2 2 2
化率相等，且平衡时NH 的体积分数最大；增大N 与H 的投料比，则α(H )增大，α(N )减
3 2 2 2 2
小；减小N 与H 的投料比，则α(H )减小，α(N )增大。
2 2 2 2
1．(2022·广东，13)恒容密闭容器中，BaSO(s)＋4H(g)BaS(s)＋4HO(g)在不同温度下达
4 2 2
平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是( )
A．该反应的ΔH<0
B．a为n(H O)随温度的变化曲线
2
C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动
D．向平衡体系中加入BaSO，H 的平衡转化率增大
4 2
答案 C
解析 从图示可以看出，平衡时升高温度，氢气的物质的量减少，则平衡正向移动，说明该
反应的正反应是吸热反应，即ΔH＞0，故A错误；由A项分析知随着温度升高平衡正向移
动，水蒸气的物质的量增加，而a曲线表示的物质的物质的量几乎不随温度变化而变化，故
B错误；容器体积固定，向容器中充入惰性气体，没有改变各物质的浓度，平衡不移动，故
C正确；BaSO 是固体，向平衡体系中加入BaSO ，不能改变其浓度，因此平衡不移动，氢
4 4
气的平衡转化率不变，故D错误。
2. (2022·湖南，14改编)向体积均为1 L的两恒容容器中分别充入2 mol X和1 mol Y发生反
应：2X(g)＋Y(g)Z(g) ΔH，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时
间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )A．ΔH>0
B．气体的总物质的量：n0.75，那么化学平衡常数K＝>＝12，故
C错误；根据上述分析及图像可知，a点温度高于b点，且a点压强大于b点，则v ＞v ，
a正 b正
故D错误。
3．(2022·江苏，13)乙醇-水催化重整可获得 H 。其主要反应为 C HOH(g)＋
2 2 5
3HO(g)===2CO(g)＋6H(g) ΔH＝＋173.3 kJ·mol－1，CO(g)＋H(g)===CO(g)＋HO(g) ΔH
2 2 2 2 2 2
＝＋41.2 kJ·mol－1，在1.0×105 Pa、n (C HOH)∶n (H O)＝1∶3时，若仅考虑上述反应，
始 2 5 始 2
平衡时CO 和CO的选择性及H 的产率随温度的变化如图所示。
2 2
CO的选择性＝×100%，下列说法正确的是( )
A．图中曲线①表示平衡时H 产率随温度的变化
2
B．升高温度，平衡时CO的选择性增大
C．一定温度下，增大可提高乙醇平衡转化率D．一定温度下，加入CaO(s)或选用高效催化剂，均能提高平衡时H 产率
2
答案 D
解析 根据已知反应①C HOH(g)＋3HO(g)===2CO(g)＋6H(g) ΔH＝＋173.3 kJ·mol－1，
2 5 2 2 2
反应②CO(g)＋H(g)===CO(g)＋HO(g) ΔH＝＋41.2 kJ·mol－1，且反应①的热效应更大，
2 2 2
故温度升高对反应①影响更大一些，即CO 选择性增大，同时CO的选择性减小，根据CO
2
的选择性的定义可知③代表CO 的选择性，①代表CO的选择性，②代表H 的产率，A、B
2 2
错误；两种物质参加反应增大一种物质的浓度，会降低该物质的平衡转化率，C错误；加入
CaO(s)与水反应放热，对反应①影响较大，可以增大H 产率，或者选用对反应①影响较大
2
的高效催化剂，也可以增大H 产率，D正确。
2
4．[2021·湖南，16(3)]氨气中氢含量高，是一种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运。
在一定温度下，利用催化剂将NH 分解为N 和H。回答下列问题：
3 2 2
某兴趣小组对该反应进行了实验探究。在一定温度和催化剂的条件下，将 0.1 mol NH 通入
3
3 L的密闭容器中进行反应(此时容器内总压为200 kPa)，各物质的分压随时间的变化曲线如
图所示。
①若保持容器体积不变，t 时反应达到平衡，用H 的浓度变化表示0～t 时间内的反应速率
1 2 1
v(H )＝______mol·L－1·min－1(用含t 的代数式表示)；
2 1
②t 时将容器体积迅速缩小至原来的一半并保持不变，图中能正确表示压缩后N 分压变化趋
2 2
势的曲线是____(用图中a、b、c、d表示)，理由是____________________________
________________________________________________________________________；
③在该温度下，反应的标准平衡常数Kθ＝_____________________________________
[已知：分压＝总压×该组分物质的量分数，对于反应dD(g)＋eE(g)gG(g)＋hH(g) Kθ
＝，其中pθ＝100 kPa，p 、p 、p 、p 为各组分的平衡分压]。
G H D E
答案 ① ②b 开始体积减半，N 分压变为原来的2倍，随后由于加压平衡逆向移动，N
2 2
分压比原来的2倍要小 ③0.48
解析 ①设t 时达到平衡，转化的NH 的物质的量为2x mol，列出三段式：
1 3
2NH (g)N(g)＋3H(g)
3 2 2
起始/mol 0.1 0 0
转化/mol 2x x 3x
平衡/mol 0.1－2x x 3x根据同温同体积下，混合气体的物质的量之比等于压强之比，＝，解得 x＝0.02，v(H )＝＝
2
mol·L－1·min－1。
③由图可知，平衡时，NH 、N 、H 的分压分别为120 kPa、40 kPa、120 kPa，反应的标准
3 2 2
平衡常数Kθ＝＝0.48。
课时精练
1．对于可逆反应A(g)＋2B(g)2C(g)(正反应吸热)，下列图像正确的是( )
答案 D
解析 交叉点：正反应速率＝逆反应速率，此点反应达到平衡状态，增大压强，平衡正向移
动，则交叉点后正反应速率应大于逆反应速率，A错误；温度升高，平衡正向移动，则在第
二次达到平衡之前，正反应速率应大于逆反应速率，B错误；温度高的反应速率快，达到平
衡时所需时间少，即500 ℃表示的曲线应先达到平衡，且升高温度平衡正向移动，A%减小，
C错误、D正确。
2．在恒温恒压下，某一体积可变的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g)2C(g) ΔH＜0，t
1
时达到平衡后，在t 时改变某一条件，其反应过程如图所示。下列说法正确的是( )
2
A．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，A的体积分数：Ⅰ＞Ⅱ
B．t 时改变的条件是向密闭容器中加入物质C
2
C．0～t
2
时，v正 ＞v逆
D．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数：K(Ⅰ)＜K(Ⅱ)答案 B
解析 反应速率与其物质的量浓度成正比，Ⅰ、Ⅱ达到平衡状态时逆反应速率相等，说明Ⅰ、
Ⅱ达到平衡状态时各物质的物质的量浓度不变，则A的体积分数：Ⅰ＝Ⅱ，故A错误；向
密闭容器中加物质C，逆反应速率瞬间增大，再次建立的平衡与原平衡等效，说明和原平衡
相同，符合图像，故B正确；由题中图示可知，0～t 时，逆反应速率增大，说明平衡正向
1
移动，即v ＞v ，t～t 时，逆反应速率不变，说明处于平衡状态，即 v ＝v ，故C错误；
正 逆 1 2 正 逆
化学平衡常数只与温度有关，Ⅰ、Ⅱ温度相同，则其平衡常数相同，故D错误。
3．(2022·重庆模拟)将4 mol H 和2 mol CO通入1 L的反应器中，一定条件下发生反应：
2
2CO(g)＋4H(g)===CHOCH (g)＋HO(g) ΔH，其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化
2 3 3 2
关系如图所示，下列说法正确的是( )
A．ΔH>0
B．pv ，B项错误；该反应为气体体积
正 逆
减小的放热反应，所以要提高产率，使平衡正向移动，应降温、加压，C项错误；若b点的
平衡常数为 2，测得该点 n(CO)＝0.3 mol，c(CO)＝＝1 mol·L－1，则c＝K·c4(CO)＝2×14
mol·L－1＝2 mol·L－1，D项正确。
5．(2022·重庆模拟)利用CO 和H 合成乙烯： 2CO(g)＋6H(g)CH==CH(g)＋4HO(g)
2 2 2 2 2 2 2
ΔH，在恒容密闭容器中，起始压强相同，反应温度、投料比[＝x]对CO 平衡转化率的影响
2
如图所示。
下列推断正确的是( )
A．a<3 B．ΔH>0
C．v
M正
>v
N逆
D．K
M
>K
N
答案 D
解析 由题干信息可知，投料比越大，CO 的平衡转化率越大，故a>3，A错误；由图示可
2
知，升高温度，CO 的平衡转化率降低，平衡逆向移动，故正反应为放热反应，ΔH<0，B
2
错误；温度升高，化学反应速率加快，因T K ，D正确。
M N
6．(2022·江苏模拟)在体积均为1.0 L的甲、乙两恒容密闭容器中加入足量相同的碳粉，再分
别加入0.1 mol CO 和0.2 mol CO ，发生反应CO(g)＋C(s)2CO(g)并达到平衡。CO 的平
2 2 2 2衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．反应CO(g)＋C(s)2CO(g)的ΔH<0
2
B．曲线Ⅱ表示容器甲中CO 的平衡转化率
2
C．达到平衡后，两容器中c(CO) >c(CO)
Q R
D．其他条件不变时，在曲线 Ⅰ 对应容器中加入合适的催化剂，可使CO 的平衡转化率由
2
P点达到S点
答案 C
解析 由图可知，升高温度，二氧化碳的平衡转化率升高，平衡正向移动，正反应为吸热反
应，ΔH>0，A错误；正反应为气体分子数增加的反应，相同温度下，增加二氧化碳的量，
会导致二氧化碳的转化率降低，故曲线Ⅱ表示容器乙中CO 的平衡转化率，B错误；恒容条
2
件下，R相当于2份Q达平衡后，然后合并到1个容器中，压强增大平衡逆向移动，导致一
氧化碳的浓度小于2倍的Q中一氧化碳的浓度，故两容器中c(CO) >c(CO) ，C正确；催化
Q R
剂改变反应速率，不改变物质的平衡转化率，D错误。
7．CO 催化加氢合成二甲醚是一种CO 资源化利用的方法，其过程中主要发生如下两个反
2 2
应：
反应 Ⅰ：CO(g)＋H(g)CO(g)＋HO(g) ΔH
2 2 2 1
反应Ⅱ：2CO(g)＋6H(g)CHOCH (g)＋3HO(g) ΔH＝－122.5 kJ·mol－1
2 2 3 3 2 2
在恒压、CO 和H 的起始量一定的条件下，CO 的平衡转化率和平衡时CHOCH 的选择性
2 2 2 3 3
随温度的变化如图所示。
已知：CHOCH 的选择性＝×100%
3 3
下列说法不正确的是( )
A．反应2CO(g)＋4H(g)CHOCH (g)＋HO(g)的焓变为ΔH－2ΔH
2 3 3 2 2 1
B．根据图像推测ΔH>0
1C．其他条件不变时，温度越高，CO 主要还原产物中碳元素的价态越低
2
D．其他条件不变时，增大体系压强可以提高A点CHOCH 的选择性
3 3
答案 C
解析 由盖斯定律可知，反应2CO(g)＋4H(g)CHOCH (g)＋HO(g)可由Ⅱ－2×Ⅰ得到
2 3 3 2
其焓变为ΔH－2ΔH，A正确；反应Ⅱ为放热反应，升高温度平衡逆向移动，由图可知随着
2 1
温度的升高，二氧化碳的平衡转化率下降速率小于二甲醚的选择性下降速率，且高于 300
℃时二氧化碳的平衡转化率升高，说明反应Ⅰ正向进行，正反应为吸热反应，ΔH>0，B正
1
确；由B分析可知，其他条件不变时，温度越高，反应Ⅰ占据主导地位，CO 主要还原产物
2
为CO，CO中碳元素的价态较高，C错误；反应Ⅰ为气体分子数不变的反应，反应Ⅱ为气
体分子数减小的反应，其他条件不变时，增大体系压强，导致反应Ⅱ平衡正向移动，可以提
高A点CHOCH 的选择性，D正确。
3 3
8．CO 催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用与封存技术，该过程发生下列反应：
2
反应Ⅰ：CO(g)＋3H(g)CHOH(g)＋HO(g) ΔH＝－58.6 kJ·mol－1
2 2 3 2
反应 Ⅱ：CO(g)＋H(g)CO(g)＋HO(g) ΔH＝＋41.2 kJ·mol－1
2 2 2
0．5 MPa下，将n(H )∶n(CO)＝3的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器，测得
2 2
CO 的转化率、CHOH或CO的选择性[×100%]以及CHOH的收率(CO 的转化率×CHOH
2 3 3 2 3
的选择性)随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A．CO(g)＋2H(g)CHOH(g) ΔH＝＋99.8 kJ·mol－1
2 3
B．曲线a表示CHOH的选择性随温度的变化
3
C．图中所示270 ℃时，对应CO 的转化率为21%
2
D．在210～250 ℃之间，CHOH的收率增大是由于CHOH的选择性增大导致
3 3
答案 C
解析 根据盖斯定律，将反应Ⅰ－反应Ⅱ得，CO(g)＋2H(g)CHOH(g) ΔH＝(－58.6－
2 3
41.2) kJ·mol－1＝－99.8 kJ·mol－1，A错误；曲线a代表CO的选择性随温度的变化，B错误；
图中所示270 ℃时，CO的选择性为70%，则甲醇的选择性为30%，故CO 的转化率为＝
2
21%，C正确；在210～250 ℃之间，反应Ⅰ未达平衡，CHOH的收率增大是由于温度升高，
3
生成CHOH的反应速率增大导致，D错误。
39．已知反应：CO(g)＋4H(g)CH(g)＋2HO(g) ΔH<0。
2 2 4 2
(1)在一定条件下，反应体系中CO 的平衡转化率α(CO)与L和X的关系如图所示，L和X表
2 2
示温度或压强。
①X表示的物理量是_____________________________________________________________。
②L________L(填“<”或“>”)，判断理由是_______________________________________
1 2
_______________________________________________________________________________
。
(2)向1 L恒容密闭容器中加入4.0 mol H (g)、1.0 mol CO (g)，控制条件(温度为T)使之发生
2 2 1
上述反应，测得容器内气体的压强随时间的变化如图所示。
①4 min时CO 的转化率为_______________________________________________________。
2
②T 温度下该反应的化学平衡常数为______________________________________________。
1
答案 (1)①温度 ②＞ 该反应的正反应为气体分子数减小的反应，其他条件一定时，增
大压强，平衡右移，CO 的平衡转化率升高 (2)①75% ②6.75
2
解析 (1)①根据反应 CO(g) ＋4H(g)CH(g) ＋2HO(g) ΔH＜0 可知，其他条件一定
2 2 4 2
时，升温，CO 的平衡转化率降低；其他条件一定时，加压，CO 的平衡转化率升高，则X
2 2
表示的物理量是温度。②L表示压强，结合题图及分析，可知L ＞L 。(2)①由题图可知，4
1 2
min时反应体系处于平衡状态，此时压强为0.7p，设发生反应的CO 为x mol，列出三段式：
0 2
CO(g)＋4H(g)CH(g)＋2HO(g)
2 2 4 2
始/mol 1.0 4.0 0 0
转/mol x 4x x 2x
平/mol 1.0－x 4.0－4x x 2x
根据恒温恒容条件下，气体压强之比等于物质的量之比得出＝，解得 x＝0.75，则CO 的转
2
化率为×100%＝75%。②平衡常数K＝＝＝6.75。
10．[2021·湖北，19(2)]丙烯是一种重要化工原料，可以在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢
或氧化脱氢制备。
反应Ⅰ(直接脱氢)：C H(g)C H(g)＋H(g) ΔH＝＋125 kJ·mol－1；
3 8 3 6 2 1
反应 Ⅱ(氧化脱氢)：C H(g)＋O(g)C H(g)＋HO(g) ΔH＝－118 kJ·mol－1。
3 8 2 3 6 2 2对于反应Ⅰ，总压恒定为100 kPa，在密闭容器中通入C H 和N 的混合气体(N 不参与反应)，
3 8 2 2
从平衡移动的角度判断，达到平衡后“通入N”的作用是
2
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
在温度为T 时，C H 的平衡转化率与通入气体中C H 的物质的量分数的关系如图所示，计
1 3 8 3 8
算T 时反应Ⅰ的平衡常数K ＝______________kPa(以分压表示，分压＝总压×物质的量分
1 p
数，保留一位小数)。
答案 减小气体浓度，使平衡右移，提高C H(g)的转化率 16.7
3 8
解析 达到平衡后，通入N ，由于总压恒定为100 kPa，则容器体积增大，平衡向气体体积
2
增大的方向移动，即向正反应方向移动，C H(g)的转化率增大。根据图像，C H 的物质的
3 8 3 8
量分数为0.4时，其平衡转化率为50%。假设混合气体为1 mol，则起始时C H 为0.4 mol，
3 8
N 为0.6 mol，运用三段式计算：
2
C H(g)C H(g)＋H(g)
3 8 3 6 2
起始量/mol 0.4 0 0
转化量/mol 0.2 0.2 0.2
平衡量/mol 0.2 0.2 0.2
由于总压恒定为100 kPa，平衡时C H 为0.2 mol，C H 为0.2 mol，H 为0.2 mol，N 为0.6
3 8 3 6 2 2
mol，则C H(g)、C H(g)、H(g)的分压均为100 kPa×＝ kPa，故T 时反应Ⅰ的平衡常数K
3 8 3 6 2 1 p
＝≈16.7 kPa。
11. 在T ℃和T ℃时(T
专练33_05高考化学_通用版（老高考）复习资料_2023年复习资料_专项复习_2023《微专题·小练习》·化学·L-6