1、1微专题强化突破 13“数形结合”突破化学平衡图像题一、选择题1利用 I2O5可消除 CO污染，反应为 I2O5(s)5CO(g)5CO 2(g)I 2(s)。不同温度下，向装有足量的 I2O5固体的 2 L恒容密闭容器中通入 2 mol CO，测得 CO2的体积分数 (CO2)随时间 t变化曲线如图，下列说法正确的是( )Ab 点时，CO 的转化率为 20%B容器内的压强保持恒定，表明反应达到平衡状态Cb 点和 d点的化学平衡常数： KbKdD00.5 min 反应速率 v(CO)0.3 molL 1 min1解析：选 C。A.设 b点时反应的 CO的物质的量为 y mol，利用三段式分析：
2、I 2O5(s)5CO(g) 5CO2(g)I 2(s)起始量/mol 2 0转化量/mol y yb点量/mol 2 y y根据 b点时 CO2的体积分数 (CO2) 0.80，得 y1.6，则 CO的转化率为y2100%80%，错误；B.该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，故容器中压强始1.62终不变，不能作平衡状态的标志，错误；C.b 点 CO2体积分数比 d点时大，说明反应进行的程度大，则化学平衡常数： Kb Kd，正确；D.00.5 min时，设反应的 CO的物质的量为 x mol，列三段式：I 2O5(s)5CO(g) 5CO2(g)I 2(s)起始量/mol 2 0转化量/m
3、ol x xa点量/mol 2 x x根据 a点时 CO2的体积分数 (CO2) 0.30，得 x0.6，则从反应开始至 a点时的x2反应速率为 v(CO)0.6 mol(2 L0.5 min)0.6 molL 1 min1 ，错误。22已知某密闭容器中存在下列平衡：CO(g)H 2O(g)CO 2(g)H 2(g)，CO 2的平衡物质的量浓度 c(CO2)与温度 t的关系如图所示。下列说法错误的是( )A平衡状态 A与 C相比，平衡状态 A的 c(CO)较小B在 t2时，D 点的反应速率： v(逆) v(正)C反应 CO(g)H 2O(g)CO 2(g)H 2(g)的 H0D若 t1、 t2
4、时的平衡常数分别为 K1、 K2，则 K1 K2解析：选 A。由图可知，温度越高平衡时 c(CO2)越大，说明升高温度，平衡向正反应方向移动，即 H0，故 C正确；平衡状态 A与 C相比，C 点温度高，升高温度，平衡向正反应方向移动，CO 浓度减小，所以 A点 CO浓度大，故 A错误； t2时反应进行到状态D， c(CO2)高于平衡浓度，故反应向逆反应方向进行，则一定有 v(逆) v(正)，故 B正确；该反应正反应是吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，化学平衡常数增大，故K1KNC生成乙烯的速率： v(N)一定大于 v(M)D当温度高于 250 ，升高温度，催化剂的催化效率降低解析：选 C
5、。升高温度二氧化碳的平衡转化率降低，则升温平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，M 点的化学平衡常数大于 N点，故 A、B 正确；化学反应速率随温度的升高而加快，催化剂的催化效率先随温度升高而升高，后随温度升高而降低，所以 v(N)有可能小于 v(M)，故 C错误；根据题图，当温度高于 250 ，升高温度，催化剂的催化效率降低，故 D正确。4在 20 L的密闭容器中按物质的量之比为 12 充入 CO和 H2，发生：CO(g)2H 2(g)3CH 3OH(g) H。测得 CO的转化率随温度的变化及不同压强下 CO转化率的变化如左下图所示， p2和 195 时 n(H2)随时间的变化结果如右下表所示。
6、下列说法正确的是( )A03 min，平均速率 v(CH3OH)0.8 molL 1 min1B p1 p2， H0C在 p2和 195 时，该反应的平衡常数为 25D在 B点时， v 正 v 逆解析：选 C。A 项，03 min， n(H2)4 mol， c(H2) 0.2 4 mol20 LmolL1 ， v(H2) ，则 v(CH3OH) v(H2)0.033 molL 1 min1 ，错误；0.2 molL 13 min 12B项，由于增大压强时，平衡右移，CO 转化率增大，故 p1 p2，由任意一条曲线知，随温度升高，CO 转化率减小，故 H0，错误；C 项，达到平衡时，CO、H 2
7、、CH 3OH的平衡浓度分别为 0.1 molL1 、0.2 molL1 、0.1 molL1 ， K c（ CH3OH）c（ CO） c2（ H2）25，正确；D 项，从 B到 A点，CO 转化率需减小，反应逆向进行，故 v 正0.10.10.22 v 逆 ，错误。5煤气化的一种方法是在气化炉中给煤炭加氢，发生的主要反应为 C(s)2H 2(g)CH 4(g)。在 V L的容器中投入 a mol碳(足量)，同时通入 2a mol H2，控制条件使其发生上述反应，实验测得碳的平衡转化率随压强及温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )A上述正反应为吸热反应B在 4 MPa、1 200 K
8、时，图中 X点 v 正 (H2) v 逆 (H2)C在 5 MPa、800 K 时，该反应的平衡常数为 V2a2D工业上维持 6 MPa、1 000 K而不采用 10 MPa、1 000 K，主要是因为前者碳的转4化率高解析：选 A。A 项，由题图可知，温度越高碳的平衡转化率越大，平衡正向移动，正反应为吸热反应，正确；B 项，X 点未达到平衡，反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率，错误；C 项，此时碳平衡转化率为 50%，C(s) 2H 2(g) CH4(g)起始量/mol a 2 a 0转化量/mol 0.5 a a 0.5 a平衡量/mol 0.5 a a 0.5 aK ，错误；D 项，
9、选择该条件的原因是两者转化率相差不大，但压强增大0.5aV(aV)2 0.5Va对设备要求高，错误。二、非选择题62015高考全国卷，27(2)(3)甲醇既是重要的化工原料，又可作为燃料，利用合成气(主要成分为 CO、CO 2和 H2)在催化剂作用下合成甲醇。发生的主要反应如下：CO(g)2H 2(g)CH 3OH(g) H10回答下列问题：(1)反应的化学平衡常数 K表达式为 ；图 1中能正确反映平衡常数 K随温度变化关系的曲线为 (填曲线标记字母)，其判断理由是 。图 1(2)合成气组成 n(H2)/n(COCO 2)2.60 时，体系中的 CO平衡转化率( )与温度和压强的关系如图 2所
10、示。 (CO)值随温度升高而 (填“增大”或“减小”)，其原因是 ；图 2中的压强由大到小为 ，其判断理由是 5。图 2解析：(1)根据化学平衡常数的书写要求可知，反应的化学平衡常数表达式为 K。反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数 K减小，故c（ CH3OH）c（ CO） c2（ H2）曲线 a符合要求。(2)由图 2可知，压强一定时，CO 的平衡转化率随温度的升高而减小，其原因是反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，又使产生 CO的量增大，而总结果是随温度升高，CO 的转化率减小。反应的正反应为气体总分子数减小的反应，温度一定时，增大压
11、强，平衡正向移动，CO 的平衡转化率增大，而反应为气体总分子数不变的反应，产生 CO的量不受压强的影响，因此增大压强时，CO的转化率提高，故压强 p1、 p2、 p3的关系为 p1 p2 p3。答案：(1) K 或 Kp a 反应为放热反c（ CH3OH）c（ CO） c2（ H2） p（ CH3OH）p（ CO） p2（ H2）应，平衡常数数值应随温度升高变小(2)减小 升高温度时，反应为放热反应，平衡逆向移动，使得体系中 CO的量增大；反应为吸热反应，平衡正向移动，又使产生 CO的量增大；总结果，随温度升高，使 CO的转化率降低 p3 p2 p1 相同温度下，由于反应为气体分子数减小的反应，加压有利于提升 CO的转化率；而反应为气体分子数不变的反应，产生 CO的量不受压强影响。故增大压强时，CO 的转化率升高
