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2-4 物质的量-温度图像
图像核心：以物质的量（n）随温度（T）变化曲线为主要载体，常涉及多物
质、多反应的复杂体系。
反应类型：多为气相反响，包含吸热、放热反应共存，且常为连续反应或竞争
反应。
坐标含义：横坐标为温度，纵坐标为物质的量（或分压、浓度等），曲线代表
不同物种在平衡时的量变规律。
综合性强：需结合热力学、动力学、平衡移动原理进行综合分析，考查学生的
整体思维和推理能力。
考查知识：
化学平衡原理：勒夏特列原理、平衡常数（Kc、Kp）计算、转化率。
热化学：反应热效应（ΔH）对平衡移动的影响，盖斯定律。
气体行为：分压计算、理想气体状态方程的应用。
守恒思想：原子守恒（C、H、O 等）在复杂体系中的应用。
考查能力：
图像解析能力：从曲线趋势判断物质身份和反应方向。
逻辑推理能力：基于反应原理和数据推导未知量。
计算能力：平衡常数、转化率、分压等的精准计算。
综合应用能力：将零散知识整合解决复杂问题。
考查方式：
通过图像提供平衡数据，要求判断曲线对应物质、计算平衡常数、分析条件变化的影响。
选项设计常涉及“下列说法正确/错误”类，需逐一验证。
第一步 审题定向：
明确反应方程式、ΔH 符号、气体分子数变化。
识别图像横纵坐标含义及曲线条数。
第二步 曲线识别：
根据原子守恒初步判断物质可能身份。
利用温度对平衡的影响规律（升温向吸热方向移动）确定曲线趋势与物质对应
关系。
第三步 数据提取：
从图像中读取关键温度点的物质的量。
应用原子守恒、物料平衡计算初始量、转化量等。
第四步 平衡计算：
计算转化率、平衡常数（Kc 或Kp）。
注意分压计算：分压 = 总压 × 物质的量分数。
第五步 条件分析：
分析温度、压强、浓度变化对平衡的影响。
使用勒夏特列原理判断移动方向。
第六步 选项验证：
逐项计算或推理，排除错误选项。
1.
化学平衡：
o
勒夏特列原理：温度、压强、浓度对平衡移动的影响。
o
平衡常数：Kc（浓度平衡常数）、Kp（分压平衡常数），仅与温度有关。
o
转化率α = （反应物转化量 / 反应物初始量） × 100%。
2.
热化学：
o
ΔH > 0：吸热反应，升温平衡正移；ΔH < 0：放热反应，升温平衡逆移。
o
盖斯定律：反应热与途径无关，用于计算未知ΔH。
3.
气体定律：
o
分压：p_i = P_total × x_i（x_i 为物质的量分数）。
o
理想气体状态方程：PV = nRT。
4.
原子守恒：
o
在封闭体系中，原子种类和数目不变，用于计算未知物质的量。
5.
多反应体系：
o
竞争反应：反应物同时参与多个反应，需综合考虑平衡移动。
o
连续反应：前一个反应的产物是下一个反应的反应物。
1.
曲线误判：未结合原子守恒和温度趋势综合分析，错误指派曲线对应物质。
o
应对：先根据原子守恒排除不可能物质，再根据ΔH 判断趋势。
2.
平衡常数计算错误：
o
忽略Kp 与Kc 的区别，尤其是分压计算时未用物质的量分数。
o
单位错误（如Kp 单位与压强单位不一致）。
3.
勒夏特列原理误用：
o
忽略压强只影响气体分子数变化的反应。
o
错误判断多反应体系中压强或温度的综合影响。
4.
数据提取不精准：从图像中读取数值时偏差，导致计算错误。
o
应对：使用直尺辅助读数，并交叉验证。
5.
忽略反应相互影响：在多反应体系中，只考虑单一反应，未考虑其他反应的耦合效应。
o
应对：列出所有反应，分析每个反应对相关物质的影响。
6.
计算过程跳步：未展示完整计算过程，导致中间错误累积。
o
应对：分步计算，并写清每一步依据。
【典例】
【审题】
1．（2025·江苏·高考真题）甘油
水蒸气重整获得
过程中的主要反应：
反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
条件下，
和
发生上述反应
达平衡状态时，体系中
和
的物质的
量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正
明确反应与条件：
反应Ⅰ：C₃H₈O₃ → 3CO + 4H₂（吸热）
反应Ⅱ：CO + H₂O ⇌ CO₂ + H₂（放热）
反应Ⅲ：CO₂ + H₂ ⇌ CO + H₂O（放热）
条件：恒压，初始n(C₃H₈O₃) = 1
mol，n(H₂O) = 3 mol。
分析图像趋势：
在550°C 时，曲线①物质的量为5
mol。根据原子守恒（C 原子：甘油有3
个C），总n(C) = 3 mol，故曲线①不
确的是
A．
时，
的平衡转化率为20%
B．
反应达平衡状态时，
C．其他条件不变，在
范围，平衡时
的物
质的量随温度升高而增大
D．其他条件不变，加压有利于增大平衡时
的物质的量
【答案】A
【解析】550℃时，曲线①物质的量是5mol，根据原子守
恒，n(C)=3mol，则其不可能是含碳微粒，故曲线①表
示
，升高温度，反应Ⅰ平衡正移，反应Ⅱ平衡逆向
移动，CO 物质的量增大，则曲线③代表CO，温度升
高，反应Ⅲ逆向移动，
物质的量降低，则曲线②
代表
，据此解答。
A．
时，
，
，
，根据C 原子守恒，可得
，
根据O 原子守恒，可得
(也可利用H 原子守恒计算，结果相同)，则
，A 正确；
B．
时，
，
，则
，B 错误；
C．
范围，随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ平衡均逆
可能是含碳物质，应代表H₂。
升温时：
反应Ⅰ（吸热）正移，H₂ 增加
→ 曲线①上升。
反应Ⅱ（放热）逆移，CO 增加
→ 曲线③上升（代表CO）。
反应Ⅲ（放热）逆移，CO₂ 减少
→ 曲线②下降（代表CO₂）。
验证选项：
A 选项：计算550°C 时甘油平衡转化
率。
n(H₂) = 5 mol, n(CO) = 1 mol,
n(CO₂) = 2 mol。
C 原子守恒：初始C 为3 mol
（来自甘油），平衡时C 在CO
和CO₂ 中：1 mol + 2 mol = 3
mol，符合。
H 原子守恒：初始H 来自甘油
（8 mol）和H₂O（6 mol），共
14 mol H 原子。平衡时H 在H₂
中：5 mol × 2 = 10 mol，剩
余在H₂O 中。通过计算可得转化
率，A 正确。
B 选项：计算n(CO)/n(CO₂)比值，直接
读图得1/2，但选项为1，故错误。
C 选项：分析温度对H₂ 物质的量的影
响，在500-600°C 范围，H₂ 量先增后
减，故错误。
D 选项：加压对H₂ 的影响，反应Ⅰ逆
移，H₂ 减少，故错误。
关键点：
成功识别曲线身份是解题基础。
原子守恒是验证数据合理性的重要工
具。
多反应体系中，需综合各反应平衡移动
方向。
向移动，
增大，说明反应Ⅲ逆向移动程度更
大，则
的物质的量减小，C 错误；
D．增大压强，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡不移
动，反应Ⅲ平衡正向移动，
的物质的量减小，D 错
误；
故选A。
1．（2025·山东·高考真题）在恒容密闭容器中，
热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化
合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知：
温度时，
完全分解；体系中气相产物在
、
温度时的分压分别为
、
。下列说法错误的是
A．a 线所示物种为固相产物
B．
温度时，向容器中通入
，气相产物分压仍为
C．
小于
温度时热解反应的平衡常数
D．
温度时、向容器中加入b 线所示物种，重新达平衡时逆反应速率增大
【答案】D
【解析】
热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物，则其分解产物为
和
，其分解的化学方程式为
，根据图数据分析可知，a 线代表
，b
线代表
，c 线代表
。由各线的走势可知，该反应为吸热反应，温度升高，化学平衡
正向移动。A．a 线所示物种为
，
固相产物，A 正确；B．
温度时，向容器中通入
，恒容密闭容器的体积不变，各组分的浓度不变，化学平衡不发生移动，虽然总压变大，但是气相产
物分压不变，仍为
，B 正确；C．根据题给图像，升高温度时
物质的量增加，由于反应是在
恒容密闭容器中进行，
分压
不断增大，在此固气体系中，
热解平衡常
数
，随温度升高增大，说明该反应为△H>0 的反应。因此，尽管T2温度时，
完全分解，但升温至T3过程中，
热解平衡常数Kp将不断增大，则在T3时的
显然小于 Kp，(Q＜K 反应未达平衡)，由此即可判断出此时，
的分压p3小于平衡常
数 Kp，C 正确；D．若b 线为气相产物，加入后分压增大，逆反应速率瞬时增大，平衡左移。重新平
衡时，温度不变，平衡常数不变，气相产物分压不变，逆反应速率不变，D 错误；故选D。
2．（24-25 高三下·重庆·阶段练习）工业上常用合成气制备二甲醚，在催化剂作用下发生下面3 个反应：
①CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1<0
②2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH2<0
③CO(g)＋H2O(g)
H2(g)＋CO2(g) ΔH3<0
CO 的转化率、CH3OH 和CO2的产率和随温度变化关系如图1。总压分别为100 kPa、10 kPa 时，平衡体系
中CO 和CH3OCH3的物质的量分数随温度变化关系如图2，下列说法错误的是
A．图1 中CO 的转化率随温度升高而上升的原因是催化剂活性增大
B．增加压强有利于提高CH3OCH3的产率
C．100 kPa 时，CO 和CH3OCH3的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是N、Y
D．100 kPa 下，将3 mol H2、2 mol CO 充入T ℃恒容密闭容器中，若只发生反应①和反应②，平衡时，测
得n(CH3OH)=0.25 mol、n(H2O)=0.5 mol，则反应①平衡常数Kp=
kPa-2(分压=总压×物质的量分数)
【答案】C
【解析】图2：三个反应均为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CO 的物质的量分数增大，CH3OCH3
的物质的量分数减小，故M、N 代表CO 的物质的量分数，X、Y 代表CH3OCH3的物质的量分数。反
应①前后气体分子数减少，压强增大，平衡正向移动，CO 的物质的量分数减小，故M 代表100kPa 时
CO 的物质的量分数，反应①正向移动，CH3OH 浓度增大，反应②正向移动，CH3OCH3的物质的量分
数增大，故X 代表100kPa 时CH3OCH3的物质的量分数。A．三个反应均为放热反应，若达到平衡，
升高温度平衡逆向移动，则CO 的转化率减小，而图1 中，温度越高，CO 的平衡转化率越大，说明此
时未达到平衡，故从速率角度分析，影响速率的因素为温度和催化剂活性，故图1 中CO 的转化率随
温度升高而上升的原因是催化剂活性增大，A 正确；B．反应①前后气体分子数减少，反应②前后气
体分子数不变，增大压强，反应①正向移动，CH3OH 浓度增大，反应②正向移动，故CH3OCH3的产
率增大，B 正确；C．根据分析， M 代表100kPa 时CO 的物质的量分数，X 代表100kPa 时CH3OCH3
的物质的量分数，C 错误；D．根据题意可列出三段式：
，
，反应②前后气体分子数不变，故平衡时
总物质的量为2.5mol，起始压强为100kPa，故平衡时总压强为50kPa，CO、H2、CH3OH 的分压分别
为：
、
、
，反应①平衡常数Kp=
，D 正确；故选C。
3．（2022 高三·全国·专题练习）在体积为1L 的恒容密闭容器中充入一定量的 H2S 气体，平衡时三种组分
的物质的量与温度的关系如图所示，下列说法正确的是
A．反应2H2S(g)
S2(g)+2H2(g)在温度 T1时的平衡常数大于温度为 T2时的平衡常数
B．X 点和 Y 点的压强之比为15：16
C．T1时，若起始时向容器中充入5mol H2S 气体，则平衡时 H2S 的转化率小于50%
D．T2时，向Y 点容器中再充入与
mol H2S 和与
mol H2，重新平衡前 v(正)＜v(逆)
【答案】C
【解析】A．在体积为1L 的恒容密闭容器中充入一定量的H2S 气体，可逆反应为2H2S(g)
S2(g)
+2H2(g)，随着温度升高，平衡时反应物的物质的量降低，平衡正向移动，反应吸热。反应2H2S(g)
S2(g)+2H2(g)的△H＞0，A 错误；B．根据理想气体方程PV=nRT(R 为常数)可知，在同体积环境下，压
强之比与温度和物质的量均有关，温度未知，X 点和Y 点的压强之比是未知，B 错误；C．T1时，硫
化氢和氢气的平衡时物质的量相同，即反应转化的硫化氢和剩余的硫化氢的量相同，转化率为50%；
可以计算出初始H2S 为4mol，若起始时向容器中充入5molH2S， 相当于增大压强，平衡逆向移动，
H2S 的转化率小于50%，C 正确；D．T2时，向Y 点容器中再充入
molH2S 和
molH2，但是之前加入
的物质的量未知，无法根据Qc 判断正逆方向速率大小，D 错误；故选C。
4．（2024·江苏南通·二模）逆水煤气变换反应是一种
转化和利用的重要途径，发生的反应有
反应Ⅰ：
kJ·mol
反应Ⅱ：
kJ⋅mol
反应Ⅲ：
常压下，向密闭容器中投入1 mol
和2 mol
，达平衡时
和含碳物质的物质的量随温度的变化如
题图所示。下列说法正确的是
A．
kJ⋅mol
B．649℃时，反应Ⅰ的平衡常数
C．其他条件不变，在250℃~900℃范围内，随着温度的升高，平衡时
不断增大
D．800℃时，适当增大体系压强，
保持不变
【答案】D
【解析】A．根据盖斯定律，反应Ⅲ=反应Ⅱ－反应Ⅰ，则
，A 错误；
B．温度升高，反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ和Ⅲ逆向移动，可知c 线为CO，a 为CO2，b 为CH4，649℃
时，反应平衡时
，转换为氢气为0.8mol，生成的H2O 小于0.8mol，
，
平衡常数：
，B 错误；C．由图像可知，250℃~649℃范围内，随着温度的升高，平衡
时
增大，平衡逆向移动，则平衡时
不断减小；649℃~900℃范围内，随着温度的升高，
平衡时
减小，平衡正向移动，则平衡时
不断增大，C 错误；D．高温时反应I 进行程度
很大，反应II、III 程度很小，CH4含量很少，平衡不受压强影响，适当增大体系压强，
保持不
变，D 正确；答案选D。
