《2025年高中总复习优化设计高中化学》

例 2 已知 $X(g)$ 和 $Y(g)$ 可以相互转化：$2X(g)\rightleftharpoons Y(g)$ $\Delta H ＜ 0$。现将一定量 $X(g)$ 和 $Y(g)$ 的混合气体通入容积为 $1L$ 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。下列说法不正确的是(D)


A.若混合气体的压强不变，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.$25 \sim 30$ $min$ 内用 $X$ 表示的平均化学反应速率是 $0.08$ $mol \cdot L^{-1} \cdot min^{-1}$
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： 例2 D 解析 正反应是气体分子数减小的反应，当压强不再变化时，可以说明反应已经达到平衡状态，A正确；根据题图可知，只有 b 点表示的反应体系中，各物质的浓度不再发生变化，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，用 X 表示化学反应的平均速率为 $\frac{0.4 mol·L⁻¹}{5 min} = 0.08 mol·L⁻¹·min⁻¹$，C正确；由题图可知，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。

2. 分析图像：横坐标是时间，纵坐标是浓度 $\xrightarrow{推出}$ 图中曲线的斜率表示反应速率的大小；$25$ $min$ 时 $c(Y)$ 逐渐增大，$c(X)$ 瞬间增大 $\xrightarrow{推测}$ 外界条件的变化。
[对点训练 2](2024·七省适应性测试安徽化学，9)稀土被称为新材料的宝库。稀土中的镧系离子可用离子交换法分离，其反应可表示为 $Ln^{3+}(aq) + 3RSO_3H(s)\rightleftharpoons (RSO_3)_3Ln(s) + 3H^+(aq)$。某温度时，$c(H^+)$ 随时间变化关系如图所示。下列说法正确的是(A)


A.$t_1$ 时的正反应速率大于 $t_2$ 时的逆反应速率
B.$t_1 \sim t_2$ 时间段的平均反应速率为 $v(Ln^{3+}) = \frac{3(c_2 - c_1)}{t_2 - t_1}$ $mol \cdot L^{-1} \cdot s^{-1}$
C.$t_3$ 时增大 $c(H^+)$，该平衡左移，平衡常数减小
D.$t_3$ 时离子交换反应停止

答案： 对点训练2 A 解析 随着反应的进行，反应物浓度逐渐下降，生成物浓度逐渐上升，直到达到平衡，即正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，直到正、逆反应速率相等，反应达到平衡之前正反应速率始终大于逆反应速率，A正确；化学反应速率之比等于化学计量数之比，即 $v(Ln^{3+}) = \frac{c_2 - c_1}{3(t_2 - t_1)} mol·L^{-1}·s^{-1}$，B错误；温度不变，平衡常数不变，C错误；t₃ 时反应达到平衡，此时的平衡是一种动态平衡，反应并未停止，D错误。