第七章 高考专项突破(3) 探析化学反应速率、化学平衡图像-（教师用书）【导学教程】2024新教材新高考化学新编大一轮总复习（人教版）

[对应学生用书P190]

[归纳整合]

　本部分知识在高考中更多是以新情境下的曲线形式考查，考查学生的分析图像的能力，能从图像中找到曲线起点、趋势、拐点，能正确分析可逆反应的特征，从而比较速率大小、判断平衡移动方向、计算特征点的物理量等。考查化学平衡移动原理，考查宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想的学科素养。

[专项突破]

突破点一　速率—时间图像(v­t图像)

　(双选)(2021·湖南卷)已知：A(g)＋2B(g)3C(g)　ΔH<0，向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A和3 mol B发生反应，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．容器内压强不变，表明反应达到平衡

B．t2时改变的条件：向容器中加入C

C．平衡时A的体积分数φ：φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)

D．平衡常数K：K(Ⅱ)<K(Ⅰ)

[解析]　容器内发生的反应为A(g)＋2B(g)3C(g)，该反应是气体分子数不变的可逆反应，所以在恒温恒容条件下，气体的压强始终保持不变，则容器内压强不变，不能说明反应达到平衡状态，A错误；根据图像变化曲线可知，t2～t3过程中，t2时v正瞬间不变，平衡过程中不断增大，则说明反应向逆反应方向移动，且不是“突变”图像，属于“渐变”过程，所以排除温度与催化剂等影响因素，改变的条件为：向容器中加入C，B正确；t2时，设向容器中加入3 mol C，相当于加入1 mol A和2 mol B，则状态Ⅱ相当于起始投料为2 mol A和5 mol B，若是投料为2 mol A和6 mol B与状态Ⅰ等效，即状态Ⅱ相当于减少了B的投料，平衡逆向移动，A的体积分数变大，即φ(Ⅱ)＞φ(Ⅰ)，C正确；平衡常数K与温度有关，因该反应在恒温条件下进行，所以K保持不变，D错误。

[答案]　BC

[跟踪训练]

1．(2022·重庆模拟)某温度下，2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0已达到平衡，保持其

他条件不变，只改变其中一个条件，v(正)、v(逆)的变化如图所示。下列判断正确的是(　　)

A．①图可能是加压引起的

B．②图可能是恒压通O2引起的

C．③图可能是升高温度引起的

D．④图是移走部分SO3引起的

解析　增大压强，正逆反应速率都增大，但是正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动，故A错误；恒压条件下通入氧气，瞬间O2浓度增大，v(正)增大，SO3浓度减小，v(逆)减小，平衡正向移动，故B错误；升高温度正逆反应速率都增大，平衡逆向移动，改变条件时逆反应速率大于正反应速率，故C错误；减小三氧化硫浓度，改变条件瞬间，逆反应速率减小、正反应速率不变，正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动，故D正确。

答案　D

2．某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应A(g)＋xB(g)2C(g)，达到平衡后，在不同的时间段内反应物的浓度随时间的变化如图甲所示，正逆反应速率随时间的变化如图乙所示，下列说法中正确的是(　　)

A．30～40 min间该反应使用了催化剂

B．化学方程式中的x＝1，正反应为吸热反应

C．30 min时降低温度，40 min时升高温度

D．前8 min A的平均反应速率为0.08 mol·L－1·min－1

解析　若使用催化剂，则化学反应速率加快，故错误；由甲图像可知，A、B的浓度变化相同，故A、B的化学计量数相同，都为1；由乙图像可知，30 min时改变的条件为减小压强，40 min时改变的条件为升高温度，且升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放

热反应；前8 min A的平均反应速率为＝0.08 mol·L－1·min－1。

答案　D

突破点二　化学反应速率和平衡的常规图像

　甲烷和水蒸气催化制氢主要有如下两个反应：

①CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)

ΔH＝＋206 kJ/mol

②CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)

ΔH＝－41 kJ/mol

恒定压强为100 kPa时，将n(CH4)∶n(H2O)＝1∶3的混合气体投入反应器中，平衡时，各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。

回答下列问题：

(1)写出CH4与CO2生成H2和CO的热化学方程式：________________________________________________________________________。

(2)关于甲烷和水蒸气催化制氢反应，下列叙述正确的是____________(填标号)。

A．恒温、恒容条件下，加入惰性气体，压强增大，反应速率加快

B．恒温、恒容条件下，加入水蒸气，活化分子百分数增大，反应速率加快

C．升高温度，活化分子百分数增大，有效碰撞频率增大，反应速率加快

D．加入合适的催化剂，降低反应温度也能实现单位时间转化率不变

(3)系统中H2的含量，在700 ℃左右出现峰值，试从化学平衡的角度解释出现峰值的原因：

①低于700 ℃，________________________________________________________________________

________________________________________________________________________；

②高于700 ℃，________________________________________________________________________