易错点5 平衡移动和平衡图像-2022-2023学年高二化学期末复习易错归纳与巩固（人教版2019选择性必修1）（学生版）

易错点5平衡移动和平衡图像易错题【01】化学平衡的移动1．定义：可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(如温度、压强、浓度等)发生了变化，平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变，从而在一段时间后达到新的平衡状态。这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程，叫做化学平衡的移动。2.化学平衡移动实质：化学平衡移动是由于浓度、温度、压强的变化使可逆反应从一种平衡状态变为另一平衡状态的过程。平衡移动的实质因为条件的变化打破了正反应、逆反应速率相等的关系。υ(正)＞υ(逆)，正向移动；υ(正)<υ(逆)，平衡逆向移动。3．勒夏特列原理（化学平衡移动原理）：如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强、以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。对可逆反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)4．勒夏特列原理（化学平衡移动原理）的应用： （1）调控反应：根据影响化学反应速率和平衡的条件以及化学平衡移动原理，可调控工业反应使之效益最大化。如合成氨工业中加入催化剂提高反应速率，温度控制在500℃左右，既考虑了反应速率又兼顾了催化剂的活性的最佳温度，充入过量N2以提高H2的转化率等。（2）判物质状态：由压强的改变，根据平衡移动的方向，可以判断反应物或生成物的状态。（3）判化学计量数：由压强的改变，根据平衡移动的方向，可以判断方程式中某气体物质的计量数或反应物和生成物之间的计量数的大小关系。（4）判ΔH符号：由温度的改变，根据化学平衡移动的方向，可以判断正反应或逆反应是吸热反应还是放热反应。5.合成氨适宜条件的选择（1）选择依据：从提高反应速率的角度分析，提高反应温度、使用催化剂、适当提高氮氢比；从平衡移动的角度分析，降低温度、提高压强和适时分离反应产物氨；从实际生产的角度分析，温度和压强要与生产实际相适应。（2）选择原则：能加快反应速率；提高原料的利用率；提高单位时间内的产量；对设备条件要求不能太高。（3）合成氨的适宜条件：使用催化剂；适宜的压强：2×107～5×107Pa；适宜的温度：500℃左右；及时分离出氨和及时补充氮气和氢气。易错题【02】化学平衡图像1．图像类型：(1)速率—时间图：此类图象定性揭示了v正、v逆随时间(含条件改变对速率的影响)变化的规律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动的方向等。（2）含量时间温度(压强)图：图象能说明平衡体系中各组分(或某一成分)在反应过程中的变化情况。C%指产物的质量分数；B%指某反应物的质量分数，此类图象要注意各物质曲线的折点(达平衡)时刻相同，各物质浓度变化的内在联系及其比例符合化学方程式中的计量数关系。 (3)恒压(温)图：该类图的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α)，横坐标为温度(T)或压强(p)，常见类型有：(4)速率—温度(压强)图：（5）其他图：如图所示曲线是其他条件不变时，某反应物的最大转化率(α)与温度(T)的关系曲线，图中标出的1、2、3、4四个点，表示v(正)＞v(逆)的点是3，表示v(正)＜v(逆)的点是1，而2、4点表示v(正)＝v(逆)。2.解题方法:(1)看图像：一看轴，即纵、横坐标的意义；二看点：即起点、拐点、交点、终点；三看线，即线的走向和变化趋势；四看辅助线，即等温线、等压线、平衡线等；五看量的变化，如浓度变化、温度变化、转化率变化、物质的量的变化等。(2)依据图像信息，利用平衡移动原理，分析可逆反应的特征：吸热还是放热，气体的化学计量数增大、减小还是不变，有无固体或纯液体参加或生成等。 (3)先拐先平：在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡，可能是该反应的温度高、浓度大、压强大或使用了催化剂。(4)定一议二：勒夏特列原理只适用于一个条件的改变，所以图像中有三个变量，先固定一个量，再讨论另外两个量的关系。典例分析例1、根据下列有关图像，说法正确的是(　　)A．由图甲知，反应在T1，T3处达到平衡，且该反应的ΔH＜0B．由图乙知，反应在t6时，NH3体积分数最大C．由图乙知，t3时采取降低反应温度的措施D．图丙在10L容器、850℃，反应到4min时，放出51.6kJ的热量例2、如图所示,甲、乙、丙分别表示在不同条件下,可逆反应A(g)+B(g)xC(g)的生成物C在反应混合物中的百分含量w(C)和反应时间(t)的关系。(1)若甲图中两条曲线分别表示有催化剂和无催化剂的情况,则曲线　　　　表示无催化剂时的情况,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)若乙图表示反应达到平衡后分别在恒温恒压条件下和恒温恒容条件下充入氦气后的情况,则曲线　　　　表示恒温恒容时的情况,原因是　　　　　　　　　　　　　　。 (3)根据丙图可以判断该可逆反应的正反应是　　　(填“放”或“吸”)热反应,化学计量数x的值　　　　(填“大于”或“小于”)2。 (4)丁图表示在某固定容积的密闭容器中上述可逆反应达到平衡后某物理量随温度(T)的变化情况,根据你的理解,丁图的纵坐标可能是　　　　,原因为　　　　　　　　　　　。 例3、(1)可逆反应：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)　ΔH=Q。根据下图回答： ①p1　　　　p2；　②a+b　　　　c+d；③T1　　　　T2；　④ΔH　　　　0。(2)可逆反应：2A(g)+B(g)2C(g)　ΔH=Q，平衡时C的百分含量、B的转化率与温度、压强的关系满足下图，根据图像回答：①p1　　　　p2；　②ΔH　　　　0。③图中标出的1、2、3、4四个点表示v(正)>v(逆)的点是　　　　。(3)某密闭容器中发生如下反应：X(g)+3Y(g)2Z(g)　ΔH<0。下图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。①t2、t3、t5时刻改变的条件依次是　　　　　、　　　　、 　　　　。②Z的百分含量最低的时间是　　　　。(4)将物质的量均为3.00mol的物质A、B混合于5L容器中，发生如下反应：3A+B2C。在反应过程中C的物质的量分数随温度变化如右图所示：①T0对应的反应速率v(正)　　　　(填“>”、“<”或“=”)v(逆)。 ②此反应的正反应为　　　　(填“吸”或“放”)热反应。(5)在一容积为2L的恒容密闭容器内加入0.4molA和0.6molB，一定条件下发生反应2A(g)+B(g)2C(g)，反应中C的物质的量浓度变化情况如下图。在第5min时，将容器的体积缩小一半后，若在第8min达到新的平衡时A的总转化率为75%，请在上图中画出第5min到新平衡时C的物质的量浓度的变化曲线。1．（2022·浙江大学附属中学高二期末）已知：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)ΔH，不同条件下反应过程能量变化如图所示。下列说法中正确的是A．反应的ΔH＞0B．过程b使用了催化剂，反应的ΔH=E1+E2C．使用催化剂可以提高SO2的平衡转化率D．过程b发生两步反应，总反应速率大于过程a2．（2022·湖南·雅礼中学高二阶段练习）甲、乙均为1L的恒容密闭容器，向甲中充入1molCH4和1molCO2，乙中充入1molCH4和nmolCO2，在催化剂存在下发生反应：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)，测得CH4的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的正反应是放热反应B．773K时，该反应的平衡常数小于12.96C．H2的体积分数：φ(b)＞φ(c)D．873K时，向甲平衡体系投入高效催化剂能提高CH4的平衡转化率3．（2022·江西·临川一中高三阶段练习）已知2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g)△H<0，在一定温度下将2molNO2和1molO3充入一恒容密闭容器中进行反应，直至t1时达到平衡状态。下列图像正确的是A．B．C．D．4．（2022·天津市汇文中学高二阶段练习）一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间t(单位为分钟)变化的曲线如图，下列描述正确的是A．t分钟时该反应达到化学平衡状态 B．反应开始到10分钟，用X表示的反应速率为C．反应开始到10分钟时，Y的转化率为79.0%D．反应的化学方程式为：5．（2022·江苏·泰州中学高三阶段练习）在一定的温度和压强下，将按一定比例混合的和通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。已知：     催化剂的选择是甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂作用下反应相同时间，测转化率和生成选择性［选择性=×100%］随温度变化的影响如图所示。下列有关说法正确的是A．在260℃-320℃间，以为催化剂，升高温度的产率不变B．延长W点的反应时间，一定能提高的转化率C．   D．高于320℃后，以Ni为催化剂，随温度的升高转化率上升的原因是催化剂活性增大，反应速率加快6．（2022·浙江省文成中学高二阶段练习）利用CO和H2在催化剂的作用下合成甲醇，发生的反应如下：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在体积一定的密闭容器中按物质的量之比1：2充入CO和H2，测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的△H＜0，且KA＜KB=KCB．反应速率：v逆(状态A)＞v逆(状态B)C．在C点时，CO转化率为75%D．在恒温恒压条件下向密闭容器中充入不同量的CH3OH，达平衡时CH3OH的体积分数也不同7．（2022·湖北孝感·高三阶段练习）甲基叔丁基醚(MTBE)是一种性能优良的高辛烷值汽油添加剂和抗爆剂，工业上用异丁烯(IB)与甲醇在催化剂作用下合成MTBE：CH3OH(g)+IB(g)MTBE(g)。向恒温恒容容器中按物质的量之比为1：1充入甲醇和异丁烯，在温度分别为368K与398K时异丁烯的转化率随时间的变化如图示。下列说法错误的是A．反应MTBE(g)CH3OH(g)+IB(g)的△H＞0B．A、M、B三点中，逆反应速率最大的点是AC．398K时，设容器内起始总压为p0Pa，则Kp=Pa-1D．若容器内起始总压为p0Pa，则M点时用分压变化表示的v(IB)=0.01Pa•min-18．（2022·浙江·高二期末）合成氨反应为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。图1表示在一定温度下此反应过程中的能量变化。图2表示在2L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量，平衡时NH3的质量分数w(NH3)的变化曲线。下列说法正确的是 A．该反应为自发反应，由图1可得加入适当的催化剂，E和ΔH都减小B．图2中0～10min内该反应的平均速率v(H2)=0.045mol·L-1·min-1，从11min起其他条件不变，压缩容器的体积为1L，则n(N2)的变化曲线为bC．图3中，a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最高的是c点D．图3中T1和T2表示温度，对应温度下的平衡常数为K1、K2，则：T1>T2，K1>K29．（2022·湖北襄阳·高二阶段练习）在1L的密闭容器中充入2molN2和7molH2，发生反应N2+3H22NH3，保持其他条件不变，相同时间内测得NH3的浓度与温度的关系如图所示。下列说法正确的是A．图中a、b、c三点只有b点表示平衡状态B．a、c两点对应的反应速率：va=vcC．温度为T1K时，N2的平衡转化率为50%D．温度为T1K时，再加入1molN2和1molNH3，平衡向正反应方向移动10．（2022·山西吕梁·高三阶段练习）下列图示与对应的叙述相符的是A．图一表示反应 在一定温度下达到平衡时B的转化率与压强变化的关系，x点的反应速率比y点的快B．图二表示反应的速率一时间图像，在时刻改变的条件可，能是加入催化剂或增大压强C．图三表示反应中A的百分含量与温度(T)的变化情况，则该反应的D．图四所示图中的阴影部分面积的含义是()11．（2022·湖北襄阳·高二阶段练习）硝酸厂常用催化还原法处理尾气。在催化条件下可以将还原为，反应原理为  ，的平衡转化率随温度、压强的变化示意图如图所示，下列说法正确的是A．X和Y分别代表压强和温度B．C．平衡常数：D．适当降低温度，的平衡转化率增大12．（2022·河南开封·高二阶段练习）定条件下，合成氨反应为：N2+3H22NH3。图1表示能量的变化，图2表示在2L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线，图3表示在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响，下列说法不正确的是 A．升高温度，该反应的平衡常数减小B．由图2信息，10min内该反应的平均速率v(H2)=0.045mol·L-1·min-1C．由图2信息，从11min起其它条件不变，压缩容器的体积，则n(N2)的变化曲线为dD．图3中温度T1＜T2，a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2的转化率最高的是b点13．（2022·全国·高二专题练习）肼(N2H4)与N2O4是火箭发射中最常用的燃料与助燃剂。(1)800℃时，某密闭容器中存在如下反应：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)　ΔH＞0，若开始向容器中加入1mol·L-1的NO2，反应过程中NO的产率随时间的变化如图中曲线I所示。①反应II相对于反应I而言，改变的条件可能是_____。②请在图中绘制出在其他条件与反应I相同，反应在820℃时进行，NO的产率随时间的变化曲线_____。(2)已知N2O4(g)2NO2(g)　ΔH=＋57.20kJ·mol-1，开始时，将一定量的NO2、N2O4充入一个容器为2L的恒容密闭容器中，浓度随时间变化关系如下表所示： 时间/min051015202530c(X)/(mol·L-1)0.2c0.60.61.0c1c1c(Y)/(mol·L-1)0.6c0.40.40.4c2c2①c(X)代表___________(填化学式)的浓度。②前10min内用NO2表示的反应速率为___________；20min时改变的条件是___________；重新达到平衡时，NO2的百分含量___________(填字母)。a．增大　　　b．减小　　　c．不变　　　d．无法判断14．（2022·河南·高二阶段练习）运用化学反应原理研究化学反应有重要意义。(1)硫酸生产中，涉及反应  ，不同压强下反应体系中平衡时的百分含量()和温度(T)的关系如图所示。①_______(填“>”或“<”)；C、D两点的平衡常数：_______(填“>”“<”或“=”)。②A、B、C、D四点反应速率由大到小的顺序为_______(用A、B、C、D表示)③下列能使平衡向正反应方向移动，且能提高的平衡转化率的措施是_______(填标号)。a.升高温度    b.仅增大的浓度           c.仅增大的浓度(2)在三个容积相等的恒容密闭容器中按如表数据设定反应条件及投入反应物，发生反应  。容器1容器2容器3反应温度(T)/K700700800反应物投入量2mol、1mol4mol2mol、1mol 平衡时平衡时体系总压强(p)/Pa物质的平衡转化率()①、、由大到小的顺序为_______。②_______(填“>”“<”或“=”，下同)；_______1。15．（2022·安徽亳州·高二期末）氨气和甲醇都是重要的工业产品，试运用必要的化学原理解决有关问题。(1)在密闭容器中，使和在一定条件下发生反应：。①平衡后，和的转化率的比值_______1(填“>”“<”成“=”)。②当达到平衡时，保持恒温，压缩容器体积，平衡_______(填“正向”“逆向”或“不”)移动，化学平衡常数K_______(填“增大”“减小”或“不变”)。(2)水煤气在一定条件下可合成甲醇：。将和充入恒容密闭容器中，在一定条件下合成甲醇，反应相同时间时测得不同温度下的转化率如图所示：①温度在下，从反应开始至末，这段时间内的反应速率_______。②由图可知，在温度低于时，CO的转化率随温度的升高而增大，原因是_______。③已知c点时容器内气体的压强为p，则在下该反应的压强平衡常数为_______ (用含p的代数式表示，是用各气体的分压替代浓度来计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。16．（2022·福建省龙岩第一中学高二阶段练习）I.科学家已实现反应。某研究小组在三个容积均为5L的恒容密闭容器中，分别充入0.4molNO和0.4molCO，在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变)，反应体系总压强随时间变化如图所示。(1)①与实验II相比，实验I和实验III分别仅改变一种反应条件，所改变的条件分别为：实验I___________，实验III___________。②三组实验中CO的平衡转化率、和的大小关系为___________。③实验III的平衡常数___________。II．已知分解成水和氧气放出热量，在少量作用下，常温时能剧烈分解，分解的机理分为两步基元反应，第一步为：(慢反应，)、第二步略(快反应)。(2)请补充第二步反应方程式：___________。(3)在如图中分别画出无加入和有加入的反应能量变化示意图(大致曲线)_______。