陌生平衡圖像一、解題思路：陌生平衡圖像常與生產生活中的實際問題相結合，從反應時間、投料比值、催化劑的選擇、轉化率、產率、成本等角度考查。分析時抓住圖像中的關鍵點(常為最高點、最低點、轉折點)、看清橫坐標、縱坐標代表的條件、弄清曲線的變化趨勢，即可將復雜圖像轉化為常規圖像，進而運用化學平衡知識結合常規圖像處理方法進行解答即可。二、高考中常見考查問題設置：根據圖像確定最佳投料比或反應條件；根據圖像解釋產生某種現象的原因三、高考中常見考查圖像類型類型(一)投料比—產率圖像【例1】丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備。回答下列問題：已知C4H10(g)C4H8(g)+H2(g)ΔH1>o丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應器（氫氣的作用是活化催化劑），出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖（b）為丁烯產率與進料氣中n（氫氣）/n（丁烷）的關系。圖中曲線呈現先升高后降低的變化趨勢，其原因是____【對點練習1】丙烯腈（C3H3N）是一種重要的化工原料，工業上可用“丙烯氨氧化法”生產。主要副產物是丙烯醛（C3H4O）和乙腈（CH3CN）等.已知：①C3H6(g)＋NH3(g)＋eq\f(3,2)O2(g)=C3H3N(g)＋3H2O(g)ΔH＝－515kJ·mol－1②C3H6(g)＋O2(g)=C3H4O(g)＋H2O(g)ΔH＝－353kJ·mol－1⑶丙烯腈和丙烯醛的產率與n(氨)/n（丙烯）的關系如圖（b）所示。由圖可知，最佳n(氨)/n（丙烯）為，理由是。進料氣氨、空氣、丙烯的理論體積比約為。類型(二)溫度—轉化率圖像【例2】汽車使用乙醇汽油并不能減少NOx的排放，這使NOx的有效消除成為環保領域的重要課題。某研究小組在實驗室以Ag-ZSM-5為催化劑，測得NO轉化為N2的轉化率隨溫度變化情況如圖所示。若不使用CO，溫度超過775K，發現NO的分解率降低，其可能的原因是 ；在n(NO)/n(CO)＝1的條件下，應控制的最佳溫度在左右。【對點練習2】利用NH3可消除硝酸工業尾氣中的NO污染。NH3與NO的物質的量之比分別為1∶3、3∶1、4∶1時，NO脫除率隨溫度變化的曲線如圖①曲線a中，NO的起始濃度為6×10－4mg·m－3，從A點到B點經過s，該時間段內NO的脫除速率為________mg·m－3·s－1。②曲線b對應的NH3與NO的物質的量之比是________，其理由是_______________。類型(三)投料比—溫度—轉化率圖像【例3】煤制天然氣發生2個反應，反應Ⅰ：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)ΔH＝＋135kJ·mol－1，反應Ⅱ：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41kJ·mol－1。右圖表示不同溫度條件下，煤氣化反應Ⅰ發生后的汽氣比(水蒸氣與原料氣中CO物質的量之比)與CO平衡轉化率的變化關系。若汽氣比為，經反應Ⅰ和Ⅱ后，要得到CO與H2的物質的量之比為1∶3，則反應Ⅱ應選擇的溫度是________(填“T1”“T2”或“T3”)。【對點練習3】工業上用CO2和H2反應合成二甲醚。已知：2CO2(g)＋6H2(g)?CH3OCH3(g)＋3H2O(g)ΔH<0①在某壓強下，CO2的平衡轉化率如圖所示。T1溫度下，將6molCO2和12molH2充入2L的密閉容器中，5min后反應達到平衡狀態，則0～5min內的平均反應速率v(CH3OCH3)＝___________________________。②上述合成二甲醚的過程中提高CO2的轉化率可采取的措施有______________類型(四)溫度—催化劑—轉化率圖像【例題4】甲烷水蒸氣重整制合成氣是利用甲烷資源的途徑之一，該過程的主要反應是反應①：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)ΔH>0；其他條件相同，反應①在不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下反應相同時間后，CH4的轉化率隨反應溫度的變化如圖①在相同條件下，三種催化劑Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的催化效率由高到低的順序是。②a點所代表的狀態(填“是”或“不是”)平衡狀態。③c點CH4的轉化率高于b點，原因是。【對點練習4】一定條件下，用Fe2O3、NiO或Cr2O3作催化劑對燃煤煙氣回收。反應為2CO(g)＋SO2(g)eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5())2CO2(g)＋S(l)ΔH＝－270kJ·mol－1①其他條件相同、催化劑不同，SO2的轉化率隨反應溫度的變化如圖1，Fe2O3和NiO作催化劑均能使SO2的轉化率達到最高，不考慮催化劑價格因素，選擇Fe2O3的主要優點是：________________________________________。②某科研小組用選擇的催化劑，在380℃時，研究了n(CO):

n(SO2)分別為1:1、3:1時，SO2轉化率的變化情況(圖2)。則圖2中表示n(CO):

n(SO2)＝3:1的變化曲線為______

。考法(五)溫度—壓強—轉化率圖像【例題5】用催化轉化裝置凈化汽車尾氣，裝置中涉及的反應之一為2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)。探究上述反應中NO的平衡轉化率與壓強、溫度的關系，得到如圖所示的曲線。催化裝置比較適合的溫度和壓強是________。并說明理由【對點練習5】煤的氣化的一種方法是在氣化爐中給煤炭加氫，發生的主要反應為C(s)＋2H2(g)?CH4(g)。在VL的容器中投入amol碳(足量)，同時通入2amolH2，控制條件使其發生上述反應，實驗測得碳的平衡轉化率隨壓強及溫度的變化關系如圖所示。下列說法正確的是A.上述正反應為吸熱反應B.在4MPa、1200K時，X點v正(H2)＜v逆(H2)C.在5MPa、800K時，該反應的平衡常數為V2/a2D.工業上維持6MPa、1000K而不用10MPa、1000K，主要是因為前者碳的轉化率高【學有余力】

硫元素形成的單質和化合物是重要的化學試制和工業原料一定條件下，煙氣中的CO和SO2可進行綜合處理。已知：2CO(g)

+SO2(g)2CO2(g)+S(l)△HSO2和CO的平衡轉化率(a)與

起始時的關系如圖所示。

試分析表示CO轉化率變化的是曲線，z=7.(1)采用一種新型的催化劑(主要成分是Cu-Mn合金)，利用CO和H2制備二甲醚(DME)。主反應：2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)副反應：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)觀察圖1回答問題：催化劑中eq\f(n(Mn),n(Cu))約為時最有利于二甲醚的合成。(2)氨氣制取尿素[CO(NH2)2]的合成塔中發生反應：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)。圖2為合成塔中不同氨碳比a[eq\f(n(NH3),n(CO2))]和水碳比b[eq\f(n(H2O),n(CO2))]時二氧化碳轉化率(α)。b宜控制在(填字母)范圍內。A.~B.1~C.~a宜控制在左右，理由是。圖1圖2(3)以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al2O4為催化劑，可以將CO2和CH4直接轉化成乙酸。在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖3所示。250-300℃時，溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是。圖3圖4圖5(4)已知H2S高溫熱分解制H2的反應為2H2S(g)2H2(g)+S2(g)。在恒容密閉容器中，控制不同溫度進行H2S的分解實驗。以H2S的起始濃度均為cmol·L-1測定H2S的轉化率，結果如圖4所示。圖中a為H2S的平衡轉化率與溫度的關系曲線，b曲線表示不同溫度下反應經過相同時間且未達到化學平衡時H2S的轉化率。請說明隨溫度的升高，曲線b向曲線a逼近的原因：。(5)6NO(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(g)ΔH=-1kJ·mol-1；NO和NH3在Ag2O催化劑表面的反應活性隨溫度的變化曲線見圖5。隨著反應溫度的進一步升高，在有氧的條件下NO的轉化率明顯下降的可能原因是。(6)為了減少空氣中的CO2，目前捕碳技術在降低溫室氣體排放中具有重要的作用，捕碳劑常用(NH4)2CO3，反應為(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq)ΔH。為研究溫度對(NH4)2CO3捕獲CO2效率的影響，在某溫度T1下，將一定量的(NH4)2CO3溶液置于密閉容器中，并充入一定量的CO2氣體(用氮氣作為稀釋劑)，在t時刻，測得容器中CO2氣體的濃度。然后分別在溫度為T2、T3、T4、T5下，保持其他初始實驗條件不變，重復上述實驗，經過相同時間測得CO2氣體濃度，其關系如圖6，則ΔH(填“>”、“=”或“<”)0。圖6圖7(7)NO直接催化分解(生成N2與O2)也是一種脫硝途徑。在不同條件下，NO的分解產物不同。在高壓下，NO在40℃下分解生成兩種化合物，體系中各組分物質的量隨時間變化曲線如圖7所示。寫出Y和Z的化學式：。答案解析【例題1】氫氣是產物之一,隨著n(氫氣)/n(丁烷)增大,逆反應速率增大【對點練習1】讀圖可知，最佳n(氨)/n(丙烯)約為1，因為該比例下丙烯腈產率最高，而副產物丙烯醛產率最低。由反應①的熱化學方程式可知，進料氣中氨、氧氣、丙烯氣體的理論體積之比為1∶∶1，空氣中氧氣的體積分數約為1/5(氮氣約占4/5)，則進料氣中氨、空氣、丙烯的理論體積比約為1∶eq\a\vs4\al\co1(\f,\f(1,5)))∶1＝1∶∶1【例2】升高溫度，發現NO的分解率降低，說明反應向逆反應方向進行，該反應放熱；由圖可知，在n(NO)/n(CO)=1的條件下，870℃時，NO還原為N2的轉化率接近為100%；

故答案為：NO的分解反應是放熱反應，升溫有利于反應逆向進行；870℃【對點練習2】曲線a中，NO的起始濃度為6×10-4mg/m3，A點的脫除率為55%，B點的脫除率為75%，從A點到B點經過s，該時間段內NO的脫除速率=(75%-55%)×6×10-4÷=×10-4mg/（m3?s），故答案為：×10-4mg；NH3與NO的物質的量的比值越大，NO脫除率越大，故其物質的量之比分別為1：3、3：1、4：1時，對應的曲線為c、b、a，故曲線b對應NH3與NO的物質的量之比是3：1，故答案為：3：1；【例3】T2【對點練習3】mol．L-1．min-1增大體系壓強及時除去生成的H2O【例題4】(1)①Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ②不是③b、c點表示的狀態均未達到平衡，c點溫度較高，反應速率較快，故相同時間內CH4的轉化率較大【對點練習4】【例題5】400K，1Mpa壓強相同時，溫度越低平衡轉化率越高；而400K，1Mpa時轉化率已經很高，再升高壓強，平衡轉化率提高有限，但壓強的增大對設備要求高，成本大【對點練習5】A7.(1)。(2)A當氨碳比大于時，增大氨氣的量CO2轉化率增加不大，但生產成本提高了；氨碳比太小，CO2轉化率低(3)250-300℃時，溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是溫