文档文本内容
2-5 百分含量-温度图像
图像驱动：以二维图像形式展示平衡时各组分的体积分数、物质的量分数或分
压随温度、压强的变化趋势，考查学生从图像中提取关键信息的能力。
多反应体系：常涉及两个或多个关联反应（如竞争反应、连续反应），需要综
合分析各反应之间的相互影响。
条件变量：聚焦温度、压强、浓度等条件对平衡移动的影响，体现勒夏特列原
理的应用。
综合计算：要求计算平衡常数、转化率、分压等，并判断反应热效应（ΔH）、
自发性（ΔG）等热力学参数。
选项陷阱：选项设计常包含易混淆概念，如曲线对应物质判断、平衡移动方向
误判等，需谨慎推理。
知识考查点：
化学平衡原理：勒夏特列原理、平衡常数（Kp、Kc）、标准平衡常数定义。
反应热力学：焓变（ΔH）、熵变（ΔS）、吉布斯自由能（ΔG）、反应自发性判断。
盖斯定律：通过已知反应焓变计算目标反应焓变。
气体定律：分压计算、体积分数与物质的量分数的关系。
转化率与平衡计算：基于初始量和平衡量计算转化率、平衡组成。
能力考查点：
图像分析能力：从曲线趋势推断平衡移动方向，识别关键点（如交点、极值）。
逻辑推理能力：结合反应原理判断选项正误，排除干扰项。
计算能力：灵活运用平衡常数表达式进行数值计算。
综合应用能力：将多个知识点融会贯通，解决复杂平衡问题。
考查方式：
通过图像设置化学平衡场景，要求判断曲线对应物质、计算平衡常数、分析条件改变的影响。
选项常涉及“下列说法正确/错误的是”，需逐一验证，强调细节和全面性。
1.
审题定向：
o
细读题目，明确反应方程式、初始条件（投料量、压强、温度）。
o
识别图像横纵坐标含义（如温度 vs 体积分数）。
2.
图像分析：
o
确定曲线对应物质：根据曲线趋势（升温时体积分数增大或减小）判断：
升温时体积分数减小 → 可能是放热反应的产物或吸热反应的反应物。
升温时体积分数增大 → 可能是吸热反应的产物或放热反应的反应物。
o
关注交点、极值点：这些点常隐含平衡常数计算或物质比例关系。
3.
平衡移动判断：
o
应用勒夏特列原理：
温度：升温向吸热方向移动。
压强：增压向气体分子数减小的方向移动。
浓度：增加反应物浓度，平衡正向移动。
4.
关键计算：
o
平衡常数计算：使用分压（Kp）或浓度（Kc），注意总压和体积分数的转换。
o
转化率计算：基于初始量和平衡量，注意物质守恒。
o
盖斯定律应用：准确匹配反应系数和焓变符号。
5.
选项验证：
o
逐一分析选项，结合图像、平衡原理和计算结果判断正误。
o
注意常见陷阱，如“颜色变化”需考虑浓度和平衡移动的双重影响。
1.
化学平衡常数：
o
Kp：用分压表示，Kp=
。
o
Kc：用浓度表示。
o
标准平衡常数（Kθ）：与标准态相关。
2.
勒夏特列原理：
o
温度：吸热反应，升温K 增大；放热反应，升温K 减小。
o
压强：增压向气体分子数减小的方向移动。
o
浓度：增加反应物浓度，平衡正向移动。
3.
反应热力学：
o
ΔG = ΔH - TΔS：ΔG < 0，反应自发。
o
ΔH > 0 吸热，ΔH < 0 放热。
o
ΔS > 0 熵增，ΔS < 0 熵减。
4.
盖斯定律：
o
反应焓变与路径无关，可通过代数运算求得目标反应焓变。
5.
分压与体积分数：
o
分压 Pi=P 总×xi（xi为体积分数）。
o
物质的量分数 xi=
。
6.
转化率计算：
o
转化率 = 已转化量初始量/初始量已转化量×100%。
1.
曲线对应物质误判：未根据温度变化趋势正确推断物质，如误将NO2曲线当作NO。
2.
平衡常数计算错误：
o
忽略总压或体积分数转换。
o
分压计算时未用平衡分压。
3.
平衡移动方向混淆：
o
误判反应吸放热性，如将放热反应当作吸热反应。
o
压强改变时，忽略气体分子数变化。
4.
盖斯定律应用错误：
o
系数匹配错误。
o
焓变符号处理错误（反向反应ΔH 变号）。
5.
条件改变分析不全：
o
恒容下通入气体，误认为平衡不移动（实际分压变化）。
o
颜色变化判断：仅考虑平衡移动，忽略体积变化对浓度的主导影响。
6.
单位不一致：计算中未统一单位，如压强用kPa 与MPa 混用。
【典例】
【审题】
1．（2025·重庆·三模）向某密闭容器投入2molNO 和
，可能发生反应：
I．
II．
保持压强恒定(100kPa)，平衡时含氮物质体积分数(如
的体积分数为
)随温度的变
化如图。设反应
的标准平衡常
数
(
)。下列说法正确
的是
A．曲线a 代表NO
B．M 点时，反应I 的平衡常数
C．
时，扩大该容器的体积，重新平衡时体系的颜色加
深
D．
时，若使平衡时
的体积分数达到
，可将压
理解反应体系：
反应I：NO 和O2 生成NO2，通常为放热反
应。
反应II：NO2二聚生成N2O4，为放热反应（气
体分子数减小）。
初始投料：2 mol NO 和1 mol O2，恰好按反应
I 计量比。
分析图像：
三条曲线a、b、c，分别代表含氮物质（NO、
NO2、N2O4）。
趋势分析：
曲线a：随温度升高体积分数减小 → 可能是
NO2（反应II 放热，升温分解）。
曲线c：随温度升高体积分数增大 → 可能是
NO（升温使反应I 逆向移动，NO 增多）。
曲线b：先增后减，代表N2O4（中间温度下反
应II 优势明显）。
验证选项：
A 选项：曲线a 代表NO？
根据分析，a 代表NO2，故A 错误。
B 选项：M 点时反应I 的平衡常数Kp=1？
M 点为曲线b 和c 交点，即N2O4和NO 体积分
数相等。但反应I 的Kp 需用分压计算：
Kp=
。体积分数相等不代表分压
相等，且O2分压未定，计算复杂。解析指出
Kp≠1，故B 错误。
强增大至600kPa
【答案】D
【解析】A．曲线a 随温度升高体积分数减小，因反应II 为
放热反应，升温
分解，其体积分数减小，故a 代
表
，NO 随温度升高体积分数增大，为曲线c，曲
线b 代表NO2，A 错误；
B．M 点为NO 和NO2体积分数相等，总压100kPa，反应I
的
，B 错误；
C．T1时
体积分数高，扩大体积减压，反应II 逆向移
动生成NO2，但体积增大主导，NO2浓度减小，颜色
变浅，C 错误；
D．T2时，根据N 点可求出此时的分压平衡常数Kp=
=0.02，增大压强，反应II 正向移动，
体积分数增大，计算得600kPa 时
分压450kPa，
NO2分压150kPa，
，可实
现平衡时
的体积分数为75%，D 正确；
故答案为D。
C 选项：T1时扩大容器体积，颜色加深？
扩大体积即减压，反应II 逆向移动（气体分
子数增加），生成更多NO2，但体积增大主
导，NO2浓度减小，颜色变浅。故C 错误。
D 选项：T2时增大压强至600 kPa，使N2O4 体
积分数达75%？需计算平衡常数：T2 时N 点
Kp=0.02，增大压强反应II 正向移动，计算得
分压满足条件，故D 正确。
审题关键：
正确识别曲线对应物质是解题基础。
平衡常数计算需严谨，注意分压与体积
分数关系。
条件改变时，综合考虑平衡移动和体积
变化对浓度的影啊。
1．（2025·北京海淀·三模）二氧化碳与氢气催化合成乙烯具有重要的意义。将
和
按物质的量之比
加入密闭容器中，压强为0.1MPa，反应达到平衡状态时，各组分的物质的量分数(x)随温度T 的变
化如下图所示。
已知：①
②
③
下列说法不正确的是
A．
与
合成
反应的热化学方程式：
B．图中b、d 分别表示
、
的变化曲线
C．
与
合成
反应的
D．570K、0.2MPa 反应达到平衡状态时，M 点可能表示
【答案】C
【解析】已知：①
；②
；③
；由盖
斯定律可知，①×6-②-4×③可得
，
，将
和
按物质的量之比1:3 加入
VL 的密闭容器中，发生反应
，升高温度，平衡逆向移动，
和
的物质的量增大，由系数关系可知，曲线a 表示
的物质的量分数随温度变化，曲线b 表示
的物质的量分数随温度变化，曲线c 表示
的物质的量分数随温度变化，曲线d 表示
的物
质的量分数随温度变化。A．已知：①
；②
；③
；由盖
斯定律可知，①×6-②-4×③可得
，
，A 正确； B．由分析可知，图中b、d
分别表示
、
的变化曲线，B 正确；C．由A 可知，
反
应是放热反应，升高温度K 值减小，则
，C 错误；D．曲线d 表示的物质的量分数随温度变
化，
是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，
的物质的量分数增大，则570K、0.2MPa 反应达到平衡状态时，M 点显示的可能是
的物质的量分
数，D 正确；故选C。
2．（2025·湖南岳阳·二模）乙烯可由
和
制取：
。在
0.1MPa 下，反应起始
的条件下，不同温度下达到平衡时，
四种组分的物质的量分数如图所示：
下列说法错误的是
A．该反应的
B．440K 时
的平衡转化率为50%
C．曲线b 表示
的物质的量分数随温度的变化
D．在440K 恒容条件下反应已达平衡时，继续通入与起始等比例的
和
，可以提高
和
的平衡
转化率
【答案】B
【解析】A．升高温度，二氧化碳的物质的量分数增大，说明平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反
应，反应的焓变ΔH＜0，A 正确；B．440℃时氢气和水蒸气的物质的量分数都为0.39，设起始二氧化
碳、氢气的物质的量为1mol、3mol，设平衡时生成乙烯的物质的量为amol，则平衡时n(H2)=3-6a，
n(H2O)=4a，由3-6a=4a，可得a=0.3，氢气的转化率为
=60%，B 错误； C．由于ΔH
＜0，故升高温度平衡逆向移动，表示氢气的物质的量分数随温度变化的曲线是a，由方程式可知，水
蒸气的物质的量分数是乙烯物质的量分数的4 倍，则表示水蒸气和乙烯的物质的量分数随温度变化的
曲线分别是b、c，C 正确；D．恒温恒容条件下，继续通入等比例的CO2和H2，相当于加压，平衡正
向移动，可以提高H2和CO2的平衡转化率，D 正确；答案选B。
3．（2025·天津河东·二模）合成氨工业涉及固体燃料的气化，需要研究
与
之间的转化。现将一定
量的
与足量碳在体积可变的密闭容器中发生反应：
，测得压
强、温度对
的平衡组成的影响如图所示。下列说法正确的是
A．该反应的平衡常数：
B．该反应的活化能：
(正)
(逆)
C．该反应在常温下，可以自发进行
D．平衡体系的压强：
【答案】A
【解析】A．当压强不变时，随温度升高，
逐渐增大，而升温反应向吸热反应方向移动，故该反
应的正反应为吸热反应，化学平衡常数是温度的函数，a、b 两点对应的温度相同，c 点对应的温度高
于a、b 两点，该反应是吸热反应，温度升高，平衡常数增大，则图中a、b、c 三点对应的平衡常数大
小关系是
，A 正确；B．由图可知，压强相同时，随着温度的升高，
增
大，说明该反应是吸热反应，该反应的活化能：
(正)
(逆)，B 错误；C．该反应△H＞0，△S＞
0，反应自发进行满足△G=△H-T△S＜0，需要高温下才能保证△G=△H-T△S＜0，C 错误；D．
为气体体积增大的反应，压强减小，平衡正向移动，
越大，表示
低压强对应高
，则
的大小关系为
，D 错误；答案选A。
