专题30 化学平衡图像
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1．丁烯（C4H8）是制备线性低密度聚乙烯（LLDPE）的原料之一，可由丁烷（C4H10）催化脱氢制备，C4H10(g) C4H8(g)+H2(g)△H=+123kJ/mol。
该工艺过程中生成的副产物有（C）、C2H6、C2H4、C4H6等。
进料比[]和温度对丁烯产率的影响如图1、图2所示。
已知原料气中氢气的作用时活化固体催化剂。
下列分析正确的是
A．氢气的作用是活化固体催化剂，改变氢气量不会影响丁烯的产率
B．丁烷催化脱氢是吸热反应，丁烯的产率随温度升高而不断增大
C．随温度升高丁烯裂解生成的副产物增多，会影响丁烯的产率
D．一定温度下，控制进料比[]越小，越有利于提高丁烯的产率
【答案】C
【解析】
【详解】
A. 原料气中氢气的作用是活化固体催化剂，同时氢气也是丁烷催化脱氢的的生成物，增
大氢气的浓度，不利于该反应平衡的正向移动，由图1可知维持一定的进料比[]，有利于提高丁烯的产率，当[]过大时，丁烯的产率呈下降趋势，故A分析错误；
B.由图2可知，当温度高于590ºC时，由于副反的发生，导致副产物增多，而丁烯的产
率是下降的，
【点睛】本题主要考查化学反应原理在化学工艺条件选择上的应用，氢气在反应中能活化固体催化剂，从而加快化学反应速率，但同时，氢气是该反应的生成物，氢气的浓度过大，不利于反应的正向进行，故要综合两方面的因素进行分析。
2．在一定温度下，将0.40 mol NO和0.20 mol CO充入一个容积为2 L的密闭容器中进行如下反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH<0，反应过程中物质的物质的量随时间的变化如图所示。
下列有关叙述正确的是
A．在0~6 min内v(CO2)约为1.3×10-3mol·L-1·min-1
B．第8 min时改变的条件可能是升高温度
C．该反应在第二次达到平衡时的化学平衡常数约为3.44 L·mol-1
D．该反应在8~12 min内CO的转化率为60%
【答案】C
【解析】
【详解】
A. 在0~6 min内v(CO2)= v(CO)==mol·L-1·min-1≈6.67×10-3
mol·L-1·min-1，故A错
3．已知X(g)和Y(g)可以相互转化：2X(g) Y(g) ΔH<0。
现将一定量X(g)和Y(g)的混合气体通入一体积为1 L的恒温密闭容器中，反应物及生成物的浓度随时间变化的关系如图所示。
则下列说法不正确的是
A．若混合气体的压强不变，则说明反应已达化学平衡状态
B． a、b、c、d四个点表示的反应体系中，表示化学反应处于平衡状态的只有b点
C． 25~30 min内用X表示的平均化学反应速率是0.08 mol·L-1·min-1
D．反应进行至25 min时，曲线发生变化的原因是增加Y的浓度
【答案】D
【解析】
【分析】正反应是气体分子数减小的反应,所以当压强不再发生变化时反应达到平衡；各物质的浓度不再发生变化时表示反应处于平衡状态；X表示化学反应的平均速率为X浓度的变化量除以反应时间；曲线发生变化的瞬间可以判断反应条件的改变。
【详解】正反应是气体分子数减小的反应,所以当压强不再发生变化时,可以说明反应已经达到平衡状态,A正确；根据图象可知,只有b点表示的反应体系中,各物质的浓度不再发生变化,所以只有b点表示反应处于平衡状态,B正确；25~30 min内X的浓度变化量是0.4
mol·L-1,所以用X表示化学反应的平均速率是=0.08 mol·L-1·min-1,C正确；由图可知，反应进行至25 min时, 曲线发生变化的原因是X物质的浓度增大,D错误。
故选D。
【点睛】本题考查化学平衡图象问题，关键在于明确勒沙特列原理及反应速率理论。
本题注意把握曲线的变化趋势，正确判断外界条件对平衡移动的影响。
4．在恒容密闭容器中通入X并发生反应：2X(g)Y(g)，温度T 1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示，下列叙述正确的是
A． M点的正反应速率υ正小于N点的逆反应速率υ逆
B． T2下，在0~t1时间内，υ(Y)=mol/(L·min)
C． M点时再加入一定量X，平衡后X的转化率减小
D．该反应进行到M点放出的热量小于进行到W点放出的热量
【答案】D
【解析】
内υ（X）===mol/（L·min），不同物质表示的化学反应速率
之比等于化学计量数之比，υ（Y）=υ（X）=mol/（L·min），B项错误；C项，M 点时再加入一定量X，相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，平衡后X的转化率增大，C项错误；D项，该反应的正反应为放热反应，W点消耗X的物质的量大于M点，该反应进行到M点放出的热量小于进行到W点放出的热量，D项正确；答案选D。
点睛：本题考查化学平衡的图像分析、化学反应速率的计算、外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响。
观察图像时先看纵横坐标的含义，根据关键点和曲线的变化趋势，联想外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的规律进行判断。
注意：在恒容容器中增加反应物浓度，平衡向正反应方向移动；若反应物只有一种，平衡时反应物转化率的变化，利用增大压强对平衡的影响判断。
5．在2L恒容密闭容器中充入2molX和lmolY 发生反应2X(g)+Y(g)4Z(g)，反应过程持续升高温度，测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。
下列推断正确的是
A． Q点时，Y的转化率最大
B． W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率
C．升高温度，平衡常数增大
D．平衡时充入Z，达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大
【答案】A
【解析】
【详解】
6．汽车尾气净化的主要反应原理为2NO(g)+2CO(g)2CO 2(g)+N2(g)。
将1.0 mol NO、0.8 mol CO充入2 L恒容密闭容器，分别在T1℃和T2℃下测得n(CO2)随时间(t)的变化曲线如下图所示。
下列说法正确的是
A．该反应是吸热反应
B． T1℃时，K=0.9
C． T2℃时，0~2s内的平均反应速率v (N2)=0.075 mol/(L·s)
D． T1℃时，向平衡体系中加入1 mol NO，再次平衡时NO转化率大于40%
【答案】C
点睛：本题考查了化学平衡和平衡常数的影响因素、反应速率和平衡常数的计算应用、图象变化的分析判断等。
本题的易错点为D，要注意加入NO 尽管平衡正向移动，但NO本身的转化率减小。
7．下列图示与对应的叙述相符的是
A．图甲表示反应：4CO(g)+2NO 2(g) N2(g)+4CO2(g) ΔH ＜0，在其他条件不变的情况下，改变起始物CO的物质的量对此反应平衡的影响，则有T1＜T2
B．图乙表示压强对可逆反应2A (g)+2B(g) 3C(g)+D(g)的影响，乙的压强比甲的压强小
C．图丙表示的反应是吸热反应，该图表明催化剂能够降低反应的△H值
D．图丁表示等量NO2在容积相同的恒容密闭容器中，不同温度下分别发生反应：2NO2(g) N 2O4(g)，相同时间后测得NO2含量的曲线，则该反应的△H＞0
【答案】A
【解析】
【分析】本题考察了可逆反应在催化剂、温度、压强、反应热判断的图像，注意反应热只与产物物质有关，与过程不管；压强越大，到达平衡的时间越短，温度越高，到达平衡的时间越短。
【详解】。