专题19 反应速率与化学平衡图像【八大题型】-【举一反三】2025年高考化学全程复习讲与练（新高考通用）

专题19 反应速率与化学平衡图像【八大题型】 【新高考通用】 【知识点1 化学反应速率图像】 2 【知识点2 化学平衡图像】 7 【知识点3 实际生产中的陌生图像】 10 【题型1 速率—时间图像】 13 【题型2 物质的量(或浓度)—时间图像】 15 【题型3 浓度(转化率、百分含量)—温度图像】 18 【题型4 反应进程折线图】 21 【题型5 恒压(或恒温)线】 22 【题型6 转化率与选择性问题】 24 【题型7 投料比—转化率相关图像】 28 【题型8 多重平衡的复杂图像】 30 【过关测试】 34 考点要求 真题统计 考情分析 1.能从化学反应速率和化学平衡图像，准确判断影响化学反应速率、化学平衡的外界条件，运用化学反应原理解决实际问题。 2.通过图像分析、推理等方法认识化学反应速率和化学平衡的本质特征及其相互关系，能解释化学反应速率和化学平衡的有关图像曲线变化，揭示化学反应速率和化学平衡的本质和规律。 3.能通过新型图像发现影响有关化学反应速率和化学平衡的因素；通过控制变量来探究影响化学反应速率和化学平衡的外界条件。 2024·辽宁卷，3分 2024·安徽卷，3分 2024·湖南卷，3分 2024·辽宁卷，3分 2023·重庆卷，3分 2023湖南卷，4分 2023浙江卷，3分 2023辽宁卷，3分 2023山东卷，4分 2022浙江卷，2分 2022湖南卷，4分 2022广东卷，4分 本专题试题以选择题为主，主要考查化学反应速率和化学平衡图像分析类试题经常涉及的图像类型有含量—时间—温度(压强)图像、恒温、恒压曲线等。命题主要体现化学与生活、生产、科技的联系，预测2025年还会延续以往的命题风格，注重考查从图像中获取有效信息能力，解答与化学反应速率、化学平衡影响因素、转化率、产率、平衡常数等。 【思维导图】 【知识点1 化学反应速率图像】 【图像一】速率—时间图像 1.瞬时速率—时间图像 （1）观察如图，分别找出甲、乙、丙t1时刻所改变的条件。 甲：增大反应物的浓度；乙：减小反应物浓度；丙：增大生成物浓度。 （2）当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率—时间图像的曲线出现不连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。 t1时刻改变的条件是使用催化剂或可能加压(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。 2.“渐变”类v－t图像 图像 分析 结论 t1时v′正 增大，v′逆 增大；v′正＞v′逆，平衡向 方向移动 t1时其他条件不变， 反应物的浓度 t1时v′正 减小，v′逆 减小；v′逆＞v′正，平衡向 方向移动 t1时其他条件不变， 反应物的浓度 t1时v′逆 增大，v′正 增大；v′逆＞v′正，平衡向 方向移动 t1时其他条件不变， 生成物的浓度 t1时v′逆 减小，v′正 减小；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变， 生成物的浓度 3.“断点”类v－t图像 图像 t1时刻所改变的条件 温度 升高 降低 升高 降低 适合正反应为 的反应 适合正反应为 的反应 压强 增大 减小 增大 减小 适合正反应为气体物质的量 的反应 适合正反应为气体物质的量 的反应 4.“平台”类v­t图像 图像 分析 结论 t1时v′正、v′逆均 增大且v′正 v′逆，平衡不移动 t1时其他条件不变使用催化剂 t1时其他条件不变增大反应体系的压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体体积无变化) t1时v′正、v′逆均 减小且v′正 v′逆，平衡不移动 t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体体积无变化) 5.过程速率—时间图像 例如：Zn与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。 原因：（1）AB段(v增大)， 。 （2）BC段(v减小)， 。 【图像二】速率—压强(或温度)图像 1.对于速率～温度曲线，温度改变后，吸热反应速率变化大，放热反应速率变化小。即吸热 ，放热 。以mA＋nBpC＋qD；△Ｈ＝Ｑ为例 2. 对于速率～压强曲线，压强改变后，气体体积之和 的一侧反应速率变化大，气体体积之和 的一侧反应速率变化小。以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)；△Ｈ＝Ｑ为例 【名师点拨】这类图像中曲线的意义是外界条件(如温度、压强等)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点是平衡状态，压强或温度增大，正反应速率增大得快，平衡正向移动。 【图像三】物质的量(或浓度)—时间图像 这类图像能说明平衡体系中各组分在反应过程中的浓度变化情况。 1、识图：在c-t图中，一般横坐标表示时间，纵坐标表示浓度或物质的量等变化，分析图时要抓住随着时间的变化曲线的基本走势问题，其重点及易错点应抓住曲线的斜率，某一时刻曲线的斜率大小就表示该时刻反应的速率快慢，曲线越陡表示反应的速率越大，曲线越平缓表示反应的速率越小。 2、规律：①若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间 。 ②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间 。 ③若为是否使用催化剂，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间 。 3、实例：某温度时，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 （1）由图像得出的信息 ① 是反应物， 是产物。 ②t3 s时反应达到 状态，X、Y并没有全部反应，该反应是 反应。 ③0～t3 s时间段：Δn(X)＝ mol，Δn(Y)＝ mol，Δn(Z)＝ mol。 （2）根据图像可进行如下计算 ①某物质的平均速率、转化率，如 v(X)＝ mol·L－1·s－1； Y的转化率＝×100%。 ②确定化学方程式中的化学计量数之比，如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为 。 【易错警示】解该类图像题要注意各物质曲线出现折点(达到平衡)的时刻相同，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的化学计量数关系。 【图像四】化学速率图像分析 1.识图 这类图像定性地揭示了反应过程中 v（正）、v（逆）随时间（含条件改变对化学反应速率的影响）而变化的规律，体现了平衡的“逆、动、等、定、变、同”的基本特征，以及平衡移动的方向。分析这类图像的重点及易错点是图像中演变出来的相关面积，曲线下方阴影部分的面积大小就表示在该时间段内某物质的浓度的变化量。另外，由v-t图可知，在一般情况下，同一个反应有先快后慢的特点，生成等量产物（或消耗等量反应物），所需的时间逐渐变长。 2.常见v-t图像分析方法 （1）看图像中正、逆反应速率的变化趋势，看二者是同等程度的变化，还是不同程度的变化。同等程度的变化一般从压强(反应前后气体体积不变的反应)和催化剂角度考虑;若是不同程度的变化，可从温度、浓度、压强(反应前后气体体积改变的反应)角度考虑。 （2）对于反应速率变化程度不相等的反应，要注意观察改变某个条件瞬间，正、逆反应速率的大小关系及变化趋势。同时要联系外界条件对反应速率的影响规律，加以筛选、验证、排除。 （3）改变条件判断v(正)、v(逆)的相对大小时，可以从平衡移动方向讨论，若平衡正移，v(正)>v(逆)，若平衡逆移，v(正)<v(逆)。 （4）规律：v­t图像中无“断点”，曲线是“渐变”的，即逐渐升高或降低，则改变的条件是浓度。若曲线是向上“渐变”，表示改变的条件是“增强”，反之，改变的条件是“减弱”，如工业合成氨的反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0。 因t1时刻改变条件后，v′逆>v′正，平衡逆向移动，故改变的条件是增大NH3的浓度。 【知识点2 化学平衡图像】 【图像一】转化率(或百分含量)—时间—温度(或压强)图像 该类图像中常常与化学平衡知识相联系，重在考查化学平衡相关知识点。这类图像反映了反应物或生成物的量在不同温度（压强）下对时间的关系，解题时要注意一定条件下物质含量不再改变时，应是化学反应达到平衡的特征。 【方法技巧】 1.识图：一般当转化率达到一个定值，即转化率或百分含量保持不变，该反应达到化学平衡，我们可以借助图像中曲线的数值大小，进一步结合影响平衡的一些外界因素，分析整合，得出相关结论。已知不同温度或压强下，反应物的转化率α(或百分含量)与时间的关系曲线，推断温度的高低及反应的热效应或压强的大小及气体物质间的系数的关系。 2.规律：“先拐先平，数值大”原则 分析反应由开始(起始物质相同时)达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。 ①若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短。如图甲中T2>T1。 ②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。如图乙中p1>p2。 ③若为使用催化剂引起，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短。如图丙中a使用催化剂。 3.实例：正确掌握图像中反应规律的判断方法 [以mA(g)＋nB(g)pC(g)中反应物A的转化率αA为例说明] ①图甲中，T2>T1，升高温度，αA降低，平衡 移动，正反应为 反应。 ②图乙中，p1>p2，增大压强，αA升高，平衡 移动，则正反应为气体体积 的反应。 ③若纵坐标表示A的百分含量，则甲中正反应为吸热反应，乙中正反应为气体体积增大的反应。 【图像二】恒温线或恒压线图像 该类图像的纵坐标为物质的平衡浓度（反应物或生成物）或反应物的转化率，横坐标为温度或压强。 1. 识图：(α表示反应物的转化率，c表示反应物的平衡浓度) 图①，若p1>p2>p3，则正反应为气体体积 的反应，ΔH＜0；图②，若T1>T2，则正反应为 反应。 【方法技巧】解答此类图像问题，往往可作分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线——恒压线或恒温线，然后进行定一议二，从而可解决问题。 2.规律：（1）“定一议二”原则：可通过分析相同温度下不同压强时反应物A的转化率大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的系数的大小关系。如乙中任取两条压强曲线研究，压强增大，αA增大，平衡正向移动，正反应为气体体积减小的反应，甲中任取一曲线，也能得出结论。 （2）通过分析相同压强下不同温度时反应物A的转化率的大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。如利用上述分析方法，在甲中作垂直线，乙中任取一曲线，即能分析出正反应为放热反应。 【图像三】反应过程中组分含量或浓度与温度的关系图像 1.反应过程中组分含量或浓度与温度的关系图像 对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在相同时间段内，M点前，表示化学反应从反应物开始，则v正>v逆，未达平衡；M点为刚达到的平衡点。M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增大(C%减小)，平衡逆向移动，ΔH<0。 2.化学平衡曲线外的非平衡点分析 对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点。 左上方(E点)，A%大于此压强或温度时平衡体系中的A%，E点必须向正反应方向移动才能达到平衡状态，所以，E点v正 v逆；则右下方(F点)v正v逆。 【图像四】化学平衡图像分析 1.思维建模 2.解题步骤 第一步：看特点。即分析可逆反应方程式，观察物质的状态、气态物质分子数的变化(正反应是气体分 子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应，还是吸热反应)等。 第二步：识图像。即识别图像类型，一看“面”（理清横坐标、纵坐标表示的含义）；二看“线”（分析曲线的走向和变化趋势，它与横坐标、纵坐标的关系）；三看 “点”（重点分析特殊点——起点、拐点、交点、终点的含义）；四看是否要作辅助线（如等温线、等压线等），五看定量图像中有关量的多少问题。 第三步：联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件等。利用规律“先拐先平，数值大”判断，即曲线先出现拐点，先达到平衡，其温度、压强越大。 第四步：图表与原理整合。逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡原理。 3.方法技巧 ①先拐先平：在含量—时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线表示的温度较高或压强较大。 ②定一议二：在含量—T/p曲线中，图像中有三个变量，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系(因平衡移动原理只适用于“单因素”的改变)。即确定横坐标所示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所示的量后(通常可画一垂线)，讨论横坐标与曲线的关系。 ③三步分析法：一看反应速率是增大还是减小；二看v(正)、v(逆)的相对大小；三看化学平衡移动的方向。 【易错点拨】 （1） “先拐先平”与速率快慢的误区：在反应速率与化学平衡图像中，我们容易错误认为曲线先出现拐点，则反应速率一定快，由此得出反应温度或压强、浓度一定大等错误观点。正确的分析应该是先出现拐点，先平衡，即常说的“先拐先平”，但比较反应速率快慢时，应该依据曲线斜率的大小，斜率大，反应速率快，如下面图像，尽管曲线b先平衡，但其反应速率小于曲线a对应的速率。 （2）未达到平衡的曲线误认为是平衡时的曲线。如根据下面图像判断某反应正反应为放热反应还是吸热反应时，从o—a—b阶段，误认为升高温度，生成物浓度增大，反应向正反应方向进行，所以该正反应为吸热反应。该错误结论的得出原因在于o—a—b阶段时，该反应并没有达到平衡状态，b点为平衡时状态，通过b—c阶段可以得出，在平衡状态下，若升高温度，生成物浓度减少，平衡逆向移动，所以该反应的正反应为放热反应。 （3）图像中涉及定量问题时，应该注意相关“量”与反应原理的对应关系。如合成氨中，若H2 、 N2的浓度按照3:1置入反应装置中，尽管H2 、 N2的浓度不断减少，根据反应原理，二者减少量应该满足3:1的关系，显然下面图像中曲线的变化是错误的结论。 【知识点3 实际生产中的陌生图像】 1．陌生图像分析的模型建构 2．陌生图像解答的思维步骤 （1）识别图像类型。即明确横坐标和纵坐标的含义，厘清线和点（平台、折线、拐点等）的关系。 （2）把握反应特点。即分析可逆反应的化学方程式，观察物质的状态、气态物质分子数的变化（正反应是气体分子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应）、反应热（正反应是放热反应，还是吸热反应）等。 （3）联想平衡原理。联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件等。 （4）数形结合解答。图表与原理结合，逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡移动原理。 3．陌生图像简答题的规范描述 （1）条件选择类 ①实验最佳条件的选择或控制就是为了又“快”又“好”地生产，即主要是从反应速率与转化率（化学平衡）两个角度来分析。“快”就是增大反应速率，“好”就是增大转化率，原料利用率高，而影响反应速率与转化率的主要因素就是浓度、温度、压强与催化剂，其中温度与压强是试题中经常考查的因素。 ②从速率、转化率、产率、纯度等角度分析，选择最佳条件。如针对反应速率时，思考方向为如何提高浸出速率、如何增大反应速率等；针对平衡转化率、产率时，可运用平衡移动原理解释（其他条件不变的情况下，改变××条件，可逆反应的平衡向××方向移动，导致××发生变化）；针对综合生产效益时，可从原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能源成本，对设备的要求，环境保护，绿色化学等方面作答。 ③选择当前条件的优势，其他条件的不足，往往不足的描述比较容易疏忽，如温度过高或过低，压强过小或过大，也要进行分析。 （2）原因分析类 ①依据化学反应速率和平衡移动原理，分析导致图像曲线变化的原因。 ②催化剂对反应的影响、不同反应的选择性问题是这类题目的难点，解题时要多加关注，不同的条件会有不同的选择性。 4.陌生图像分类 (1)曲线上的每个点是否都达到平衡 往往需要通过曲线的升降趋势或斜率变化来判断，如果还未达到平衡则不能使用平衡移动原理，只有达到平衡以后的点才能应用平衡移动原理。 如图中虚线表示单位时间内A的产率随温度的升高先增大后减小，先增大的原因是P点之前反应尚未达到平衡，随温度的升高，反应速率增大，故单位时间内A的产率增大。 (2)催化剂的活性是否受温度的影响 不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低于或高于这个温度都会下降。 如图，250～300 ℃时，温度升高而B的生成速率降低的原因是温度超过250 ℃时，催化剂的催化效率降低。 (3)不同的投料比对产率也会造成影响 可以采用定一议二的方法，根据相同投料比下温度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强下改变投料比时平衡移动的方向进行判断，确定反应的吸放热或系数和的大小。 如图，对于反应2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)。 当投料比一定时，温度越高，CO2的转化率越低，所以升温，平衡左移，正反应为放热反应。若温度不变，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，则提高了二氧化碳的转化率。 (4)考虑副反应的干扰或影响 往往试题会有一定的信息提示，尤其温度的改变影响较大。 【方法技巧】 化学平衡图像题，除以常规图像形式(如c－t图、含量—时间—温度图、含量—时间—压强图、恒压线图、恒温线图等)考查平衡知识外，又出现了很多新型图像。这些图像常与生产生活中的实际问题相结合，从反应时间、投料比值、催化剂的选择、转化率等角度考查。图像形式看似更加难辨，所涉问题看似更加复杂，但只要仔细分析，抓住图像中的关键点(常为最高点、最低点、转折点)、看清横坐标、纵坐标代表的条件、弄清曲线的变化趋势，即可将复杂图像转化为常规图像。进而运用化学平衡知识进行解答即可。 【题型1 速率—时间图像】 【例1】向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如下所示。由图可得出的正确结论是(　　) A.反应在c点达到平衡状态 B.反应物浓度：a点小于b点 C.反应物的总能量低于生成物的总能量 D.Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段 【变式1-1】可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)在一定条件下达到平衡状态。在t1时刻改变某一条件，化学反应速率与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．维持温度、反应体系容积不变，t1时充入SO3(g) B．维持温度、压强不变，t1时充入SO3(g) C．维持反应体系容积不变，t1时升高反应体系温度 D．维持温度、反应体系容积不变，t1时充入一定量Ar 【变式1-2】在恒温恒压下，某一体积可变的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH＜0，t1时达到平衡后，在t2时改变某一条件，其反应过程如图所示。下列说法正确的是(　　) A．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，A的体积分数：Ⅰ＞Ⅱ B．t2时改变的条件是向密闭容器中加入物质C C．0～t2时，v正＞v逆 D．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数：K(Ⅰ)＜K(Ⅱ) 【变式1-3】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甲图所示，正、逆反应速率随时间的变化如乙图所示。下列说法错误的是(　　) A．前20 min B的平均反应速率为0.05 mol·L-1·min-1 B．30～40 min间该反应使用了催化剂 C．化学方程式中的x＝1，正反应为放热反应 D．30 min、40 min时分别改变的条件是减小压强、升高温度 【题型2 物质的量(或浓度)—时间图像】 【例2】100 ℃时，向某恒容密闭容器加入1.6 mol·L－1的Q后会发生如下反应：2Q(g)M(g)。其中M的物质的量浓度随时间的变化如图所示： 下列说法错误的是(　　) A.从反应开始到刚达到平衡的时间段内，v(Q)＝0.02 mol·L－1·s－1 B.a、b两时刻生成Q的速率：v(a)<v(b) C.用Q浓度变化值表示的ab、bc两个时间段内的反应速率：v(ab)>v(bc)＝0 D.其他条件相同，起始时将0.2 mol·L－1氦气与Q混合，则反应达到平衡所需时间少于60 s 【变式2-1】反应X==2Z经历两步：①X→Y；②Y→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是（　　） A.a为c（X）随t的变化曲线 B.t1时，c（X）＝c（Y）＝c（Z） C.t2时，Y的消耗速率大于生成速率 D.t3后，c（Z）＝2c0－c（Y） 【变式2-2】某化学小组欲测定酸性条件下KClO3溶液与NaHSO3溶液反应的化学反应速率，所用的试剂为10 mL 0.1 mol·L－1KClO3溶液和10 mL 0.3 mol·L－1NaHSO3溶液，所得c（Cl－）随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是（　） A.该反应的离子方程式为Cl＋3SCl－＋3S B.该反应在0～4 min的平均反应速率v（NaHSO3）＝2.5×10－3 mol·L－1·min－1 C.在反应过程中，该反应的化学反应速率变化趋势为先增大后减小 D.起初反应很慢，一段时间后反应速率明显增大，一定是反应放热温度升高的结果 【变式2-3】向一容积不变的密闭容器中充入一定量A和B，发生如下反应：xA(g)＋2B(s)yC(g)　ΔH<0。在一定条件下，容器中A、C的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题： (1)用A的浓度变化表示该反应在0～10 min内的平均反应速率v(A)＝________。 (2)根据图示可确定x∶y＝________。 (3)0～10 min容器内压强________(填“变大”“不变”或“变小”)。 (4)推测第10 min引起曲线变化的反应条件可能是________(填编号，下同)；第16 min引起曲线变化的反应条件可能是________。 ①减压　②增大A的浓度　③增大C的量　④升温　⑤降温　⑥加催化剂 (5)若平衡Ⅰ的平衡常数为K1，平衡Ⅱ平衡常数为K2，则K1________K2(填“>”“＝”或“<”)。 【题型3 浓度(转化率、百分含量)—温度图像】 【例3】将4 mol H2和2 mol CO通入1 L的反应器中，一定条件下发生反应：2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH，其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示，下列说法正确的是(　　) A．ΔH>0 B．p1<p2 C．X点和Y点对应的化学平衡常数K(X)<K(Y) D．在p2和316 ℃时，若将6 mol H2和2 mol CO通入容器中，则平衡时CO的平衡转化率大于50% 【变式3-1】Ni(CO)4主要用于电子工业及制造塑料的中间体，也可用作催化剂。在0.3 L的恒容密闭容器中放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)，已知该反应达到平衡时CO的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A．上述生成Ni(CO)4(g)的反应为吸热反应 B．在反应进行到a点时，v正<v逆 C．降温和减压都有利于提高Ni(CO)4的产率 D．若b点的平衡常数为2，测得该点n(CO)＝0.3 mol，则该点Ni(CO)4(g)的平衡浓度为2 mol·L－1 【变式3-2】利用CO2和H2合成乙烯：2CO2(g)＋6H2(g)CH2==CH2(g)＋4H2O(g)　ΔH，在恒容密闭容器中，起始压强相同，反应温度、投料比[＝x]对CO2平衡转化率的影响如图所示。 下列推断正确的是(　　) A．a<3 B．ΔH>0 C．vM正>vN逆 D．KM>KN 【变式3-3】工业上，常采用氧化还原方法处理尾气中的CO、NO。 氧化法：沥青混凝土可作为反应2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)的催化剂。下图表示在相同的恒容密闭容器、相同起始浓度、相同反应时间段下，使用同质量的不同沥青混凝土(α型、β型)催化时，CO的转化率与温度的关系。 (1)在a、b、c、d四点中，未达到平衡状态的是________。 (2)已知c点时容器中O2浓度为0.04 mol·L－1，则50 ℃时，在α型沥青混凝土中CO转化反应的平衡常数K＝________(用含x的代数式表示)。 (3)下列关于上图的说法正确的是________(填字母)。 A.CO转化反应的平衡常数：K(a)＜K(c) B.在均未达到平衡状态时，同温下β型沥青混凝土中CO转化速率比α型要大 C.b点时CO与O2分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最高 D.e点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性 【题型4 反应进程折线图】 【例4】已知某可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)在密闭容器中进行，如图表示在不同反应时间(t)时，温度(T)和压强(p)与反应物B在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是(　　) A．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放热反应 B．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＞p，吸热反应 C．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放热反应 D．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸热反应 【变式4-1】已知可逆反应：4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 025 kJ·mol-1。若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是(　　) 　　 　　 【变式4-2】现将一定量N2O4气体充入恒容密闭容器中，控制反应温度为T1 ℃[N2O4(g)2NO2(g)　ΔH>0]，c(N2O4)随t(时间)变化曲线如图，画出0～t2时段，c(NO2)随t变化曲线。保持其他条件不变，改变反应温度为T2(T2＞T1)，再次画出0～t2时段，c(NO2)随t变化趋势的曲线。 【题型5 恒压(或恒温)线】 【例5】如图是温度和压强对反应X＋Y2Z影响的示意图。图中横坐标表示温度，纵坐标表示平衡时混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是(　　) A．上述可逆反应的正反应为放热反应 B．X、Y、Z均为气态 C．X和Y中最多只有一种为气态，Z为气态 D．上述反应的逆反应的ΔH＞0 【变式5-1】反应N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＝＋57 kJ·mol－1，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A．A、C两点的化学平衡常数：KA>KC B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅 C．由状态B到状态A，可以用加热的方法 D．A、C两点气体的平均相对分子质量：A>C 【变式5-2】在一恒容的密闭容器中充入0.1 mol·L－1 CO2、0.1 mol·L－1 CH4，在一定条件下发生反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图，下列有关说法不正确的是(　　) A．上述反应的ΔH<0 B．压强：p4>p3>p2>p1 C．压强为p4、温度为1 100 ℃时该反应的平衡常数约为1.64 mol2·L－2 D．压强为p4时，在y点：v正>v逆 【题型6 转化率与选择性问题】 【例6】)甲醛在木材加工、医药等方面有重要用途。甲醇利用脱氢法可制备甲醛，主要反应为：CH3OH(g)HCHO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋85.2 kJ·mol－1。Na2CO3是甲醇脱氢制甲醛的催化剂，有研究指出，催化反应的部分机理如下： 历程ⅰ：CH3OH→·H＋·CH2OH 历程ⅱ：·CH2OH→·H＋HCHO 历程ⅲ：·CH2OH→3·H＋CO 历程ⅳ：·H＋·H→H2 如图所示为在体积2 L的恒容容器中，投入1 mol CH3OH，在碳酸钠催化剂作用下，经过5 min反应，测得甲醇转化率与甲醛的选择性与温度的关系(甲醛的选择性：转化的CH3OH中生成HCHO的百分比)，下列有关说法正确的是(　　) A.600 ℃时，前5 min内生成甲醛的平均速率v(HCHO)＝0.055 mol·L－1·min－1 B.700 ℃时，反应历程ⅱ的速率大于反应历程ⅲ的速率 C.脱氢法制甲醛中，在高温高压条件下更有利于提高平衡产率 D.反应历程ⅰ的活化能小于CH3OH(g)HCHO(g)＋H2(g)的活化能 【变式6-1】氨是一种重要化工产品，研究有关氨反应规律具有重要意义。已知100 kPa、298 K时： 4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 268 kJ·mol－1 2NO(g)N2(g)＋O2(g)　ΔH＝－180.5 kJ·mol－1 研究人员以RuOx－Fe2O3为催化剂研究将工业废气中的氨转化为N2的方案。实验将NH3－O2及载气(惰性气体)以一定流速通过催化反应床，研究了不同RuOx含量对NH3催化氧化的影响，实验结果如图(Ru－Fe代表相应氧化物)。 已知：N2的选择性＝(生成N2消耗的NH3的物质的量÷消耗NH3的总物质的量) 分析上述实验结果，下列说法正确的是(　　) A.RuOx的加入，升高了催化剂的活化温度 B.RuOx含量越大，催化剂的活性越好 C.运用该技术消除废气中NH3的最佳条件为：1.5%Ru－Fe、200 ℃～250 ℃ D.一定温度范围，RuOx的加入使得生成副产物反应活化能降低更为显著 【变式6-2】 乙醇-水催化重整可获得H2。其主要反应为C2H5OH(g)＋3H2O(g)===2CO2(g)＋6H2(g)　ΔH＝＋173.3 kJ·mol－1，CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.2 kJ·mol－1，在1.0×105 Pa、n始(C2H5OH)∶n始(H2O)＝1∶3时，若仅考虑上述反应，平衡时CO2和CO的选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。 CO的选择性＝×100%，下列说法正确的是(　　) A．图中曲线①表示平衡时H2产率随温度的变化 B．升高温度，平衡时CO的选择性增大 C．一定温度下，增大可提高乙醇平衡转化率 D．一定温度下，加入CaO(s)或选用高效催化剂，均能提高平衡时H2产率 【变式6-3】CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2资源化利用的方法，其过程中主要发生如下两个反应： 反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH1 反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH2＝－122.5 kJ·mol－1 在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。 已知：CH3OCH3的选择性＝×100% 下列说法不正确的是(　　) A．反应2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)的焓变为ΔH2－2ΔH1 B．根据图像推测ΔH1>0 C．其他条件不变时，温度越高，CO2主要还原产物中碳元素的价态越低 D．其他条件不变时，增大体系压强可以提高A点CH3OCH3的选择性 【题型7 投料比—转化率相关图像】 【例7】一定条件下，反应：6H2(g)＋2CO2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g)的数据如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．该反应的ΔH＞0 B．达平衡时，v正(H2)＝v逆(CO2) C．b点对应的平衡常数K值大于c点 D．a点对应的H2的平衡转化率为90% 【变式7-1】二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为： 反应Ⅰ：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)   ΔH1=-164.7 kJ·mol–1 反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)     ΔH2=+41.2 kJ·mol–1 在1.01×105Pa恒压条件下，按n起始(CO2)：n起始(H2)=1：1投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．2CO(g)+2H2(g)CO2(g)+CH4(g) ΔH=-205.9kJ·mol–1 B．曲线①表示平衡时CH4的体积分数随温度的变化 C．一定温度下，选用高效催化剂能提高平衡时甲烷的产率 D．温度在200~300℃时，CO2在平衡体系中的分压增大 【变式7-2】在保持体系总压为105 Pa的条件下进行反应：SO2(g)＋O2(g)SO3(g)，原料气中SO2和O2的物质的量之比m[m＝]不同时，SO2的平衡转化率与温度(T)的关系如图所示： (1)图中m1、m2、m3的大小顺序为________。反应的化学平衡常数Kp表达式为________(用平衡分压代替平衡浓度表示)。 (2)图中A点原料气的成分：n(SO2)＝10 mol，n(O2)＝24.4 mol，n(N2)＝70 mol，达平衡时SO2的分压p(SO2)为________ Pa(分压＝总压×物质的量分数)。 【题型8 多重平衡的复杂图像】 【例8】二甲醚(CH3OCH3)是一种极具发展潜力的有机化工产品和洁净燃料。CO2加氢制二甲醚的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式为 反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.2 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.5 kJ·mol－1 反应Ⅲ：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－23.5 kJ·mol－1 在2 MPa，起始投料＝3时，CO2的平衡转化率及CO、CH3OCH3、CH3OH的平衡体积分数随温度变化如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A．反应2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)的ΔH＝－73.0 kJ·mol－1 B．图中X表示CO C．为提高二甲醚的产率，需要研发在低温区的高效催化剂 D．温度从553 K上升至573 K时，反应Ⅰ消耗的CO2少于反应Ⅱ生成的CO2 【变式8-1】二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为： ① ② 、下，将一定比例、混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和的体积分数如图所示。下列说法正确的是 A. L4处与L5处反应①的平衡常数K相等 B. 反应②的焓变 C. L6处的H2O的体积分数大于L5处 D. 混合气从起始到通过L1处，CO的生成速率小于的生成速率 【变式8-2】二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为 在密闭容器中，、时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如题图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是 A. 反应的焓变 B. 的平衡选择性随着温度的升高而增加 C. 用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃ D. 450℃时，提高的值或增大压强，均能使平衡转化率达到X点的值 【变式8-3】在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式： 反应Ⅰ：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)△H=﹣164.7kJ•mol﹣1； 反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H=41.2kJ•mol﹣1； 反应Ⅲ：2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)△H=﹣247.1kJ•mol﹣1。 向恒压、密闭容器中通入1mol CO2和4mol H2，平衡时CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．反应II的平衡常数可表示为K= B．图中曲线B表示CO的物质的量随温度的变化 C．该反应最佳控制温度在800℃~1000℃之间 D．提高CO2转化为CH4的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂 【基础题】 1.（2024·山西运城·一模）向一恒容密闭容器中充入1molCH4和一定量的H2O，发生反应：。CH4的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的正反应放热 B．投料比x：x1>x2 C．b、c两点反应开始时的正反应速率：vb>vc D．a、c两点的平衡常数：Ka>Kc 2.（2024·广西河池·一模）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：。某温度时，随时间变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．时的正反应速率小于时的逆反应速率 B．时间段的平均反应速率为： C．时增大，该平衡左移，平衡常数不变 D．时离子交换反应停止 3.（2022·广东揭阳·模拟预测）向绝热恒容密闭容器中通入气体A和B，一定条件下：A(g)+B(g)C(g)+D(g)  =QkJ/mol达到平衡，其正反应速率随时间变化的示意图如图所示。下列说法正确的是   A．反应体系中加入催化剂，反应速率增大，也增大 B．反应物的浓度：a点小于b点 C．反应在C点达到到平衡 D．达到平衡后，想办法升温，A的转化率将减小 4.（2024·天津·三模）在恒容密闭容器中通入并发生反应：，温度、下的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示，下列叙述正确的是 A．点的正反应速率小于点的逆反应速率 B．下，在时间内， C．点时再加入一定量，平衡后的转化率减小 D．该反应进行到点放出的热量小于进行到点放出的热量 5.（2024·浙江·模拟）一定温度下，在体积为的恒容密闭容器中，某一反应中、、三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是 A．反应的化学方程式为 B．时，正、逆反应都不再继续进行，反应达到化学平衡 C．若，则内的平均化学反应速率为 D．温度、体积不变，时刻充入使压强增大，正、逆反应速率都增大 6.（2024·广东·模拟预测）在容积为2 L的恒容密闭容器中发生反应，图I表示200 ℃时容器中A、B、C的物质的量随时间的变化关系，图Ⅱ表示不同温度下达到平衡时C的体积分数随起始的变化关系，则下列结论正确的是 A．由图Ⅱ可知反应的 B．200℃时，反应从开始到平衡的平均速率 C．200 ℃时，向容器中充入和，达到平衡时，A的体积分数大于0.5 D．若在图I所示的平衡状态下，再向体系中充入Kr，重新达到平衡前 7.（2024·广西柳州·模拟预测）和联合重整能减少温室气体的排放。其他条件相同时，投料比为，发生以下两个反应： ①  ； ②  。 或的平衡转化率与温度变化关系如图所示，下列说法错误的是 A．在上述条件下，反应①②同时达到平衡 B．，升温更有利于反应② C．加热、加压都有利于增大反应①②的速率 D．始终低于1.0，是因为发生了反应② 8.（2024·江西·一模）在两个体积相等的刚性密闭容器中，均加入足量和，分别在“恒温”和“绝热”条件下发生反应：  ，测得两容器中气体压强变化如图所示。 下列叙述错误的是 A．上述反应的 B．乙容器的反应条件为恒容恒温 C．若两容器中的质量均保持不变，则两容器中反应均达到平衡状态 D．若a点浓度商为Q，则b点的平衡常数 9.（2024·山东青岛·模拟预测）肼是一种含氢量高的燃料。向恒容密闭容器内加入，一定条件下体系中存在以下平衡：Ⅰ．，Ⅱ．，不同温度下达到平衡时，均几乎完全分解，分解产物的物质的量如图所示。下列说法错误的是 A．曲线a对应的物质是 B．反应Ⅰ在高温条件下可能自发进行 C．体系中一定存在反应 D．N点时，体系内为 10.（2024·四川成都·模拟预测）在体积为1L的恒容容器中，用和合成甲醇：  。相同时间内不同的温度下，将和置于反应器中反应，测定的产率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是 A．该反应的 B．图中P点 C．Q点，的体积分数[]与的体积分数[]存在关系： D．520K下，X点所对应甲醇的产率为50%，则平衡常数 【提升题】 11.（2024·辽宁·模拟预测）以物质的量之比为1：2向恒压密闭容器中充入X、Y，发生反应  ，相同时间内测得Z的产率和Z在不同温度下的平衡产率随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A． B．N点时X、Y的转化率均为50% C．M、N点反应物分子的有效碰撞几率不同 D．Q、N点状态均为平衡状态 12.（2024·湖南娄底·模拟预测）以为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下： I． II． III． 不同压强下，按照投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。 下列说法错误的是 A．纵坐标表示CO2平衡转化率的是图乙 B．压强由大到小的顺序为 C．图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是T1时以反应Ⅲ为主，反应Ⅲ前后分子数相等，压强改变对平衡没有影响 D．同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择的反应条件为高温和低压 13.（23-24高二上·辽宁·期中）其他条件相同时，不同pH条件下，用浓度传感器测得反应2A(aq)+B(aq)=3C(aq)+D(aq)中产物D的浓度随时间变化的关系如图。则下列有关叙述正确的是 A．pH=8.8时，升高温度，反应速率不变 B．保持条件不变，c(H+)越低，c(D)越高 C．为了实验取样，可以采用调节pH的方法迅速停止反应 D．减小外界压强，反应速率一定减小 14.（2025·广东·一模）与在恒容容器的不同温度下发生反应：，达到平衡时各组分的物质的量浓度(c)随温度(T)变化如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的 B．曲线Y表示随温度的变化关系 C．升高温度，加快，减慢，平衡产率减小 D．其他条件不变，与在℃下反应，达到平衡时 15.（2025·广东·一模）甲烷催化氧化为合成气、的主要反应有： Ⅰ． Ⅱ． 将与投入密闭容器中反应，不同温度下，相同时间内转化率、选择性与的选择性[]随温度的变化如图所示，下列说法正确的是 A．时，副反应Ⅱ进行程度很小 B．在时，容器中生成的的物质的量为 C．反应Ⅰ在低温下自发 D．该过程中，低温有利于合成气的生成 16.（2024·湖南永州·模拟预测）亚硝酰氯是有机合成的氯化剂，合成原理：。在密闭反应器中投入和合成，在、温度下，测得NO的平衡转化率与压强关系如图所示。下列叙述不正确的是 A．时， B．点a、b、c对应的平衡常数： C．p点时同时加压和升温，NO的平衡转化率由p点向b点迁移 D．℃时，维持M点压强不变，再向容器中充入NO和，使二者物质的量均增大为M点的2倍，再次达到平衡时NO的转化率不变 17.（2024·江西·一模）异丙醇催化脱水生成丙烯，有关反应如下： 反应I：  ； 反应II：  。 回答下列问题： (1)已知几种共价键的键能如下 共价键 键能 413 348 351 463 597 根据上述键能数据计算 。 (2)在恒温恒容条件下，向反应器中充入，若仅发生反应I，则反应I达到平衡后，再充入一定量，平衡 (填“正向”“逆向”或“不”)移动，该反应在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下可自发进行。 (3)在体积均为的I、II容器中充入，在不同条件下仅发生反应I，测得物质的量与时间关系如图1所示。 相对II容器，I容器只改变一个条件，该条件是 ，II容器中内的平均速率为 。 ②I容器中，反应进行时的正反应速率 (填“大于”“小于”或“等于”)时的逆反应速率。 (4)一定温度下，保持总压强为下，向反应器中投入和(为惰性气体)，发生上述反应I和反应II，平衡转化率与起始投料比的关系如图2所示。 ①其他条件相同，随着增大，的平衡转化率增大的原因是 。 ②M点时，的选择性为80%，此时水蒸气占体积分数为 %(保留两位有效数字)，反应I的压强平衡常数 (列出计算式即可)。[已知的选择性] 18.（2025·河北·一模）丙烷是一种重要的化工原料，工业上常用丙烷制备丙烯。 方法(一)热裂解法。化学反应为   在25℃、101 kPa条件下，几种物质的燃烧热如表所示： 物质 C3H8(g) C3H6(g) H2(g) 燃烧热/() -2219.9 -2049 -286 (1) 。 (2)该反应正向自发进行的条件为 (填“高温”“低温”或“任何温度”)。 (3)某温度下，在某刚性密闭容器中充入一定量的C3H8(g)，发生上述反应。平衡时容器中总压为a kPa，丙烷的转化率为x，则该反应的平衡常数为 (要求带单位；用分压计算的平衡常数为，分压=总压×物质的量分数)。达到化学平衡状态后，欲同时增大化学反应速率和丙烷的平衡转化率，可采取的措施为 (填标号)。 a．增大丙烷的浓度        b．加入高效催化剂 c．升高温度        d．及时分离出丙烯 方法(二)氧化裂解法。在固体催化剂作用下氧化丙烷生成丙烯，化学反应为   反应产物中除C3H6外，还有CH4、CO和C等，产生的固体会附着在催化剂表面，降低催化剂活性。图1为温度对丙烷氧化裂解反应性能的影响，图2为投料比[]对丙烷氧化裂解反应性能的影响。 已知：C3H6的选择性；C3H6产率=C3H8转化率×C3H6选择性。 (4)图1中C3H8的转化率随着温度升高而增大的原因为 。 (5)的值较低时，C3H6的选择性较低的原因可能是 。 (6)研究发现，在丙烷的氧化裂解反应体系中充入一定量CO2，能更好地提高丙烷的转化率和丙烯的产率，请结合化学方程式说明原因： 。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题19 反应速率与化学平衡图像【八大题型】 【新高考通用】 【知识点1 化学反应速率图像】 2 【知识点2 化学平衡图像】 7 【知识点3 实际生产中的陌生图像】 10 【题型1 速率—时间图像】 13 【题型2 物质的量(或浓度)—时间图像】 15 【题型3 浓度(转化率、百分含量)—温度图像】 18 【题型4 反应进程折线图】 21 【题型5 恒压(或恒温)线】 22 【题型6 转化率与选择性问题】 24 【题型7 投料比—转化率相关图像】 28 【题型8 多重平衡的复杂图像】 30 【过关测试】 34 考点要求 真题统计 考情分析 1.能从化学反应速率和化学平衡图像，准确判断影响化学反应速率、化学平衡的外界条件，运用化学反应原理解决实际问题。 2.通过图像分析、推理等方法认识化学反应速率和化学平衡的本质特征及其相互关系，能解释化学反应速率和化学平衡的有关图像曲线变化，揭示化学反应速率和化学平衡的本质和规律。 3.能通过新型图像发现影响有关化学反应速率和化学平衡的因素；通过控制变量来探究影响化学反应速率和化学平衡的外界条件。 2024·辽宁卷，3分 2024·安徽卷，3分 2024·湖南卷，3分 2024·辽宁卷，3分 2023·重庆卷，3分 2023湖南卷，4分 2023浙江卷，3分 2023辽宁卷，3分 2023山东卷，4分 2022浙江卷，2分 2022湖南卷，4分 2022广东卷，4分 本专题试题以选择题为主，主要考查化学反应速率和化学平衡图像分析类试题经常涉及的图像类型有含量—时间—温度(压强)图像、恒温、恒压曲线等。命题主要体现化学与生活、生产、科技的联系，预测2025年还会延续以往的命题风格，注重考查从图像中获取有效信息能力，解答与化学反应速率、化学平衡影响因素、转化率、产率、平衡常数等。 【思维导图】 【知识点1 化学反应速率图像】 【图像一】速率—时间图像 1.瞬时速率—时间图像 （1）观察如图，分别找出甲、乙、丙t1时刻所改变的条件。 甲：增大反应物的浓度；乙：减小反应物浓度；丙：增大生成物浓度。 （2）当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率—时间图像的曲线出现不连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。 t1时刻改变的条件是使用催化剂或可能加压(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。 2.“渐变”类v－t图像 图像 分析 结论 t1时v′正突然增大，v′逆逐渐增大；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，增大反应物的浓度 t1时v′正突然减小，v′逆逐渐减小；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，减小反应物的浓度 t1时v′逆突然增大，v′正逐渐增大；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，增大生成物的浓度 t1时v′逆突然减小，v′正逐渐减小；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，减小生成物的浓度 3.“断点”类v－t图像 图像 t1时刻所改变的条件 温度 升高 降低 升高 降低 适合正反应为放热的反应 适合正反应为吸热的反应 压强 增大 减小 增大 减小 适合正反应为气体物质的量增大的反应 适合正反应为气体物质的量减小的反应 4.“平台”类v­t图像 图像 分析 结论 t1时v′正、v′逆均突然增大且v′正＝v′逆，平衡不移动 t1时其他条件不变使用催化剂 t1时其他条件不变增大反应体系的压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体体积无变化) t1时v′正、v′逆均突然减小且v′正＝v′逆，平衡不移动 t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体体积无变化) 5.过程速率—时间图像 例如：Zn与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。 原因：（1）AB段(v增大)，反应放热，溶液温度逐渐升高，v增大。 （2）BC段(v减小)，溶液中c(H＋)逐渐减小，v减小。 【图像二】速率—压强(或温度)图像 1.对于速率～温度曲线，温度改变后，吸热反应速率变化大，放热反应速率变化小。即吸热大变，放热小变。以mA＋nBpC＋qD；△Ｈ＝Ｑ为例 2. 对于速率～压强曲线，压强改变后，气体体积之和大的一侧反应速率变化大，气体体积之和小的一侧反应速率变化小。以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)；△Ｈ＝Ｑ为例 【名师点拨】这类图像中曲线的意义是外界条件(如温度、压强等)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点是平衡状态，压强或温度增大，正反应速率增大得快，平衡正向移动。 【图像三】物质的量(或浓度)—时间图像 这类图像能说明平衡体系中各组分在反应过程中的浓度变化情况。 1、识图：在c-t图中，一般横坐标表示时间，纵坐标表示浓度或物质的量等变化，分析图时要抓住随着时间的变化曲线的基本走势问题，其重点及易错点应抓住曲线的斜率，某一时刻曲线的斜率大小就表示该时刻反应的速率快慢，曲线越陡表示反应的速率越大，曲线越平缓表示反应的速率越小。 2、规律：①若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短。 ②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。 ③若为是否使用催化剂，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短。 3、实例：某温度时，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 （1）由图像得出的信息 ①X、Y是反应物，Z是产物。 ②t3 s时反应达到平衡状态，X、Y并没有全部反应，该反应是可逆反应。 ③0～t3 s时间段：Δn(X)＝n1－n3mol，Δn(Y)＝n2－n3mol，Δn(Z)＝n2mol。 （2）根据图像可进行如下计算 ①某物质的平均速率、转化率，如 v(X)＝ mol·L－1·s－1； Y的转化率＝×100%。 ②确定化学方程式中的化学计量数之比，如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。 【易错警示】解该类图像题要注意各物质曲线出现折点(达到平衡)的时刻相同，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的化学计量数关系。 【图像四】化学速率图像分析 1.识图 这类图像定性地揭示了反应过程中 v（正）、v（逆）随时间（含条件改变对化学反应速率的影响）而变化的规律，体现了平衡的“逆、动、等、定、变、同”的基本特征，以及平衡移动的方向。分析这类图像的重点及易错点是图像中演变出来的相关面积，曲线下方阴影部分的面积大小就表示在该时间段内某物质的浓度的变化量。另外，由v-t图可知，在一般情况下，同一个反应有先快后慢的特点，生成等量产物（或消耗等量反应物），所需的时间逐渐变长。 2.常见v-t图像分析方法 （1）看图像中正、逆反应速率的变化趋势，看二者是同等程度的变化，还是不同程度的变化。同等程度的变化一般从压强(反应前后气体体积不变的反应)和催化剂角度考虑;若是不同程度的变化，可从温度、浓度、压强(反应前后气体体积改变的反应)角度考虑。 （2）对于反应速率变化程度不相等的反应，要注意观察改变某个条件瞬间，正、逆反应速率的大小关系及变化趋势。同时要联系外界条件对反应速率的影响规律，加以筛选、验证、排除。 （3）改变条件判断v(正)、v(逆)的相对大小时，可以从平衡移动方向讨论，若平衡正移，v(正)>v(逆)，若平衡逆移，v(正)<v(逆)。 （4）规律：v­t图像中无“断点”，曲线是“渐变”的，即逐渐升高或降低，则改变的条件是浓度。若曲线是向上“渐变”，表示改变的条件是“增强”，反之，改变的条件是“减弱”，如工业合成氨的反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0。 因t1时刻改变条件后，v′逆>v′正，平衡逆向移动，故改变的条件是增大NH3的浓度。 【知识点2 化学平衡图像】 【图像一】转化率(或百分含量)—时间—温度(或压强)图像 该类图像中常常与化学平衡知识相联系，重在考查化学平衡相关知识点。这类图像反映了反应物或生成物的量在不同温度（压强）下对时间的关系，解题时要注意一定条件下物质含量不再改变时，应是化学反应达到平衡的特征。 【方法技巧】 1.识图：一般当转化率达到一个定值，即转化率或百分含量保持不变，该反应达到化学平衡，我们可以借助图像中曲线的数值大小，进一步结合影响平衡的一些外界因素，分析整合，得出相关结论。已知不同温度或压强下，反应物的转化率α(或百分含量)与时间的关系曲线，推断温度的高低及反应的热效应或压强的大小及气体物质间的系数的关系。 2.规律：“先拐先平，数值大”原则 分析反应由开始(起始物质相同时)达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。 ①若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短。如图甲中T2>T1。 ②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。如图乙中p1>p2。 ③若为使用催化剂引起，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短。如图丙中a使用催化剂。 3.实例：正确掌握图像中反应规律的判断方法 [以mA(g)＋nB(g)pC(g)中反应物A的转化率αA为例说明] ①图甲中，T2>T1，升高温度，αA降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应。 ②图乙中，p1>p2，增大压强，αA升高，平衡正向移动，则正反应为气体体积缩小的反应。 ③若纵坐标表示A的百分含量，则甲中正反应为吸热反应，乙中正反应为气体体积增大的反应。 【图像二】恒温线或恒压线图像 该类图像的纵坐标为物质的平衡浓度（反应物或生成物）或反应物的转化率，横坐标为温度或压强。 1. 识图：(α表示反应物的转化率，c表示反应物的平衡浓度) 图①，若p1>p2>p3，则正反应为气体体积减小的反应，ΔH＜0；图②，若T1>T2，则正反应为放热反应。 【方法技巧】解答此类图像问题，往往可作分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线——恒压线或恒温线，然后进行定一议二，从而可解决问题。 2.规律：（1）“定一议二”原则：可通过分析相同温度下不同压强时反应物A的转化率大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的系数的大小关系。如乙中任取两条压强曲线研究，压强增大，αA增大，平衡正向移动，正反应为气体体积减小的反应，甲中任取一曲线，也能得出结论。 （2）通过分析相同压强下不同温度时反应物A的转化率的大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。如利用上述分析方法，在甲中作垂直线，乙中任取一曲线，即能分析出正反应为放热反应。 【图像三】反应过程中组分含量或浓度与温度的关系图像 1.反应过程中组分含量或浓度与温度的关系图像 对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在相同时间段内，M点前，表示化学反应从反应物开始，则v正>v逆，未达平衡；M点为刚达到的平衡点。M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增大(C%减小)，平衡逆向移动，ΔH<0。 2.化学平衡曲线外的非平衡点分析 对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点。 左上方(E点)，A%大于此压强或温度时平衡体系中的A%，E点必须向正反应方向移动才能达到平衡状态，所以，E点v正>v逆；则右下方(F点)v正<v逆。 【图像四】化学平衡图像分析 1.思维建模 2.解题步骤 第一步：看特点。即分析可逆反应方程式，观察物质的状态、气态物质分子数的变化(正反应是气体分 子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应，还是吸热反应)等。 第二步：识图像。即识别图像类型，一看“面”（理清横坐标、纵坐标表示的含义）；二看“线”（分析曲线的走向和变化趋势，它与横坐标、纵坐标的关系）；三看 “点”（重点分析特殊点——起点、拐点、交点、终点的含义）；四看是否要作辅助线（如等温线、等压线等），五看定量图像中有关量的多少问题。 第三步：联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件等。利用规律“先拐先平，数值大”判断，即曲线先出现拐点，先达到平衡，其温度、压强越大。 第四步：图表与原理整合。逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡原理。 3.方法技巧 ①先拐先平：在含量—时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线表示的温度较高或压强较大。 ②定一议二：在含量—T/p曲线中，图像中有三个变量，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系(因平衡移动原理只适用于“单因素”的改变)。即确定横坐标所示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所示的量后(通常可画一垂线)，讨论横坐标与曲线的关系。 ③三步分析法：一看反应速率是增大还是减小；二看v(正)、v(逆)的相对大小；三看化学平衡移动的方向。 【易错点拨】 （1） “先拐先平”与速率快慢的误区：在反应速率与化学平衡图像中，我们容易错误认为曲线先出现拐点，则反应速率一定快，由此得出反应温度或压强、浓度一定大等错误观点。正确的分析应该是先出现拐点，先平衡，即常说的“先拐先平”，但比较反应速率快慢时，应该依据曲线斜率的大小，斜率大，反应速率快，如下面图像，尽管曲线b先平衡，但其反应速率小于曲线a对应的速率。 （2）未达到平衡的曲线误认为是平衡时的曲线。如根据下面图像判断某反应正反应为放热反应还是吸热反应时，从o—a—b阶段，误认为升高温度，生成物浓度增大，反应向正反应方向进行，所以该正反应为吸热反应。该错误结论的得出原因在于o—a—b阶段时，该反应并没有达到平衡状态，b点为平衡时状态，通过b—c阶段可以得出，在平衡状态下，若升高温度，生成物浓度减少，平衡逆向移动，所以该反应的正反应为放热反应。 （3）图像中涉及定量问题时，应该注意相关“量”与反应原理的对应关系。如合成氨中，若H2 、 N2的浓度按照3:1置入反应装置中，尽管H2 、 N2的浓度不断减少，根据反应原理，二者减少量应该满足3:1的关系，显然下面图像中曲线的变化是错误的结论。 【知识点3 实际生产中的陌生图像】 1．陌生图像分析的模型建构 2．陌生图像解答的思维步骤 （1）识别图像类型。即明确横坐标和纵坐标的含义，厘清线和点（平台、折线、拐点等）的关系。 （2）把握反应特点。即分析可逆反应的化学方程式，观察物质的状态、气态物质分子数的变化（正反应是气体分子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应）、反应热（正反应是放热反应，还是吸热反应）等。 （3）联想平衡原理。联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件等。 （4）数形结合解答。图表与原理结合，逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡移动原理。 3．陌生图像简答题的规范描述 （1）条件选择类 ①实验最佳条件的选择或控制就是为了又“快”又“好”地生产，即主要是从反应速率与转化率（化学平衡）两个角度来分析。“快”就是增大反应速率，“好”就是增大转化率，原料利用率高，而影响反应速率与转化率的主要因素就是浓度、温度、压强与催化剂，其中温度与压强是试题中经常考查的因素。 ②从速率、转化率、产率、纯度等角度分析，选择最佳条件。如针对反应速率时，思考方向为如何提高浸出速率、如何增大反应速率等；针对平衡转化率、产率时，可运用平衡移动原理解释（其他条件不变的情况下，改变××条件，可逆反应的平衡向××方向移动，导致××发生变化）；针对综合生产效益时，可从原料成本，原料来源是否广泛、是否可再生，能源成本，对设备的要求，环境保护，绿色化学等方面作答。 ③选择当前条件的优势，其他条件的不足，往往不足的描述比较容易疏忽，如温度过高或过低，压强过小或过大，也要进行分析。 （2）原因分析类 ①依据化学反应速率和平衡移动原理，分析导致图像曲线变化的原因。 ②催化剂对反应的影响、不同反应的选择性问题是这类题目的难点，解题时要多加关注，不同的条件会有不同的选择性。 4.陌生图像分类 (1)曲线上的每个点是否都达到平衡 往往需要通过曲线的升降趋势或斜率变化来判断，如果还未达到平衡则不能使用平衡移动原理，只有达到平衡以后的点才能应用平衡移动原理。 如图中虚线表示单位时间内A的产率随温度的升高先增大后减小，先增大的原因是P点之前反应尚未达到平衡，随温度的升高，反应速率增大，故单位时间内A的产率增大。 (2)催化剂的活性是否受温度的影响 不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低于或高于这个温度都会下降。 如图，250～300 ℃时，温度升高而B的生成速率降低的原因是温度超过250 ℃时，催化剂的催化效率降低。 (3)不同的投料比对产率也会造成影响 可以采用定一议二的方法，根据相同投料比下温度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强下改变投料比时平衡移动的方向进行判断，确定反应的吸放热或系数和的大小。 如图，对于反应2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)。 当投料比一定时，温度越高，CO2的转化率越低，所以升温，平衡左移，正反应为放热反应。若温度不变，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，则提高了二氧化碳的转化率。 (4)考虑副反应的干扰或影响 往往试题会有一定的信息提示，尤其温度的改变影响较大。 【方法技巧】 化学平衡图像题，除以常规图像形式(如c－t图、含量—时间—温度图、含量—时间—压强图、恒压线图、恒温线图等)考查平衡知识外，又出现了很多新型图像。这些图像常与生产生活中的实际问题相结合，从反应时间、投料比值、催化剂的选择、转化率等角度考查。图像形式看似更加难辨，所涉问题看似更加复杂，但只要仔细分析，抓住图像中的关键点(常为最高点、最低点、转折点)、看清横坐标、纵坐标代表的条件、弄清曲线的变化趋势，即可将复杂图像转化为常规图像。进而运用化学平衡知识进行解答即可。 【题型1 速率—时间图像】 【例1】向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如下所示。由图可得出的正确结论是(　　) A.反应在c点达到平衡状态 B.反应物浓度：a点小于b点 C.反应物的总能量低于生成物的总能量 D.Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段 【答案】D 【解析】A项，化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率显然还在改变，一定未达平衡，错误；B项，a到b时正反应速率增加，反应物浓度随时间不断减小，错误；C项，从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，错误；D项，随着反应的进行，正反应速率越快，消耗的二氧化硫就越多，SO2的转化率将逐渐增大，正确。 【变式1-1】可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)在一定条件下达到平衡状态。在t1时刻改变某一条件，化学反应速率与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．维持温度、反应体系容积不变，t1时充入SO3(g) B．维持温度、压强不变，t1时充入SO3(g) C．维持反应体系容积不变，t1时升高反应体系温度 D．维持温度、反应体系容积不变，t1时充入一定量Ar 【答案】B 【解析】维持温度、反应体系容积不变，t1时充入SO3(g)，此时逆反应速率增大，正反应速率不变，故A错误；维持温度、压强不变，t1时充入SO3(g)，此时逆反应速率增大，而且反应体系容积增大导致正反应速率减小，故B正确；维持反应体系容积不变，t1时升高反应体系温度，正、逆反应速率都增大，故C错误；维持温度、反应体系容积不变，t1时充入一定量Ar，反应物和生成物浓度都不变，正、逆反应速率都不变，故D错误。 【变式1-2】在恒温恒压下，某一体积可变的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH＜0，t1时达到平衡后，在t2时改变某一条件，其反应过程如图所示。下列说法正确的是(　　) A．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，A的体积分数：Ⅰ＞Ⅱ B．t2时改变的条件是向密闭容器中加入物质C C．0～t2时，v正＞v逆 D．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数：K(Ⅰ)＜K(Ⅱ) 【答案】B 【解析】反应速率与其物质的量浓度成正比，Ⅰ、Ⅱ达到平衡状态时逆反应速率相等，说明Ⅰ、Ⅱ达到平衡状态时各物质的物质的量浓度不变，则A的体积分数：Ⅰ＝Ⅱ，故A错误；向密闭容器中加物质C，逆反应速率瞬间增大，再次建立的平衡与原平衡等效，说明和原平衡相同，符合图像，故B正确；由题中图示可知，0～t1时，逆反应速率增大，说明平衡正向移动，即v正＞v逆，t1～t2时，逆反应速率不变，说明处于平衡状态，即v正＝v逆，故C错误；化学平衡常数只与温度有关，Ⅰ、Ⅱ温度相同，则其平衡常数相同，故D错误。 【变式1-3】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甲图所示，正、逆反应速率随时间的变化如乙图所示。下列说法错误的是(　　) A．前20 min B的平均反应速率为0.05 mol·L-1·min-1 B．30～40 min间该反应使用了催化剂 C．化学方程式中的x＝1，正反应为放热反应 D．30 min、40 min时分别改变的条件是减小压强、升高温度 【答案】B 【解析】v＝，前20 min B的平均反应速率为＝0.05 mol·L-1·min-1，故A正确。30 min时C和A、B的浓度都下降了，而催化剂只会改变反应速率，不会瞬间改变反应物的浓度，故B错误。由题图可知，A、B的浓度变化相同，故A、B的化学计量数相同，则x＝1；40 min时正、逆反应速率都增大，则改变的条件为升高温度，而条件改变后C浓度减小，A、B浓度增大，说明平衡发生了逆向移动，则正反应为放热反应，故C正确。40 min时改变的条件为升高温度；30 min时，C和A、B的浓度都下降了，反应速率也减小，但是平衡不移动，该反应前后气体分子数不变，则改变的条件为减小压强，故D正确。 【题型2 物质的量(或浓度)—时间图像】 【例2】100 ℃时，向某恒容密闭容器加入1.6 mol·L－1的Q后会发生如下反应：2Q(g)M(g)。其中M的物质的量浓度随时间的变化如图所示： 下列说法错误的是(　　) A.从反应开始到刚达到平衡的时间段内，v(Q)＝0.02 mol·L－1·s－1 B.a、b两时刻生成Q的速率：v(a)<v(b) C.用Q浓度变化值表示的ab、bc两个时间段内的反应速率：v(ab)>v(bc)＝0 D.其他条件相同，起始时将0.2 mol·L－1氦气与Q混合，则反应达到平衡所需时间少于60 s 【答案】D 【解析】根据分析，从反应开始到刚达到平衡的时间段内，v(Q)＝＝＝0.02 mol·L－1·s－1，故A正确；Q为反应物，初始时浓度最大，消耗速率最大，生成速率最小，随着反应的进行，Q的浓度逐渐减小，消耗速率逐渐减慢，生成速率逐渐增大，则a、b两时刻生成Q的速率：v(a)<v(b)，故B正确；ab段M的浓度变化量为(0.6－0.3) mol·L－1＝0.3 mol·L－1，则Q的物质的量浓度变化量为M的两倍，为0.3 mol·L－1×2＝0.6 mol·L－1，反应时间为60 s－20 s＝40 s，v(ab)＝＝0.015 mol·L－1·s－1，bc段反应达到平衡状态，M、Q的物质的量浓度变化量为0，则v(bc)＝0，则用Q浓度变化值表示的ab、bc两个时间段内的反应速率：v(ab)>v(bc)＝0，故C正确；其他条件相同，向某恒容密闭容器中通入0.2 mol·L－1氦气与Q混合，容器体积不变，Q、M的浓度不变，与原平衡体系等效，则反应达到平衡所需时间等于60 s，故D错误。 【变式2-1】反应X==2Z经历两步：①X→Y；②Y→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是（　　） A.a为c（X）随t的变化曲线 B.t1时，c（X）＝c（Y）＝c（Z） C.t2时，Y的消耗速率大于生成速率 D.t3后，c（Z）＝2c0－c（Y） 【答案】D 【解析】反应X==2Z分①X→Y和②Y→2Z两步进行，随着反应不断进行，X的浓度逐渐减小，Y的浓度先增加后减小，Z的浓度逐渐增大，据此可判断： 结合上述分析可知a表示c（X）随t的变化曲线，A项正确；t1时图像中X、Y、Z的物质的量浓度变化曲线相交一点，即物质的量浓度相等，B项正确；t2时Y的物质的量浓度在减小，说明Y的消耗速率大于生成速率，C项正确；从图中可以看出t3后，X的浓度为0，若X全部生成Z，则c（Z）＝2c0，但体系中存在一定量Y，由反应②可知，体系中c（Z）＝2c0－2c（Y），D项错误。 【变式2-2】某化学小组欲测定酸性条件下KClO3溶液与NaHSO3溶液反应的化学反应速率，所用的试剂为10 mL 0.1 mol·L－1KClO3溶液和10 mL 0.3 mol·L－1NaHSO3溶液，所得c（Cl－）随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是（　　） A.该反应的离子方程式为Cl＋3SCl－＋3S B.该反应在0～4 min的平均反应速率v（NaHSO3）＝2.5×10－3 mol·L－1·min－1 C.在反应过程中，该反应的化学反应速率变化趋势为先增大后减小 D.起初反应很慢，一段时间后反应速率明显增大，一定是反应放热温度升高的结果 【答案】C 【解析】书写离子方程式时HS不拆开，正确的离子方程式为Cl＋3HSCl－＋3S＋3H＋，A项错误；由图中信息可知，该反应在0～4 min的平均反应速率v（Cl－）＝0.010 mol·L－1÷4 min＝2.5×10－3 mol·L－1·min－1，根据同一化学反应中同一时间内用不同物质表示的化学反应速率之比等于其相应物质的化学计量数之比可知，v（NaHSO3）＝3v（Cl－）＝7.5×10－3 mol·L－1·min－1，B项错误；化学反应速率与浓度随时间变化曲线的斜率成正相关，据图可知，该反应的化学反应速率变化趋势为先增大后减小，C项正确；一段时间后反应速率明显增大，也可能是生成的Cl－或S作催化剂使反应速率加快，不一定是反应放热温度升高的结果，D项错误。 【变式2-3】向一容积不变的密闭容器中充入一定量A和B，发生如下反应：xA(g)＋2B(s)yC(g)　ΔH<0。在一定条件下，容器中A、C的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题： (1)用A的浓度变化表示该反应在0～10 min内的平均反应速率v(A)＝________。 (2)根据图示可确定x∶y＝________。 (3)0～10 min容器内压强________(填“变大”“不变”或“变小”)。 (4)推测第10 min引起曲线变化的反应条件可能是________(填编号，下同)；第16 min引起曲线变化的反应条件可能是________。 ①减压　②增大A的浓度　③增大C的量　④升温　⑤降温　⑥加催化剂 (5)若平衡Ⅰ的平衡常数为K1，平衡Ⅱ平衡常数为K2，则K1________K2(填“>”“＝”或“<”)。 【答案】(1)0.02 mol·L－1·min－1　(2)1∶2　(3)变大　(4)④⑥　④　(5)> 【解析】(1)0～10 min内v(A)＝＝0.02 mol·L－1·min－1。(2)根据图像可知，0～10 min内A的物质的量浓度减少量为0.2 mol·L－1，C的物质的量浓度增加量为0.4 mol·L－1，x、y之比等于A、C的浓度的变化量之比，故x∶y＝0.2 mol·L－1∶0.4 mol·L－1＝1∶2。(3)该反应是气体分子数增大的反应，而容器容积不变，因此0～10 min容器内压强变大。(4)根据图像可知，10 min时改变条件后，A、C的浓度瞬时不变且随后反应速率加快，故改变的条件可能是升温或加入催化剂；12～16 min，反应处于平衡状态，16 min时改变条件后，A、C的浓度瞬时不变，且随后A的浓度逐渐增大，C的浓度逐渐减小，说明平衡逆向移动，故改变的条件可能是升温。(5)升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小。由于16 min时升高温度，则K1>K2。 【题型3 浓度(转化率、百分含量)—温度图像】 【例3】将4 mol H2和2 mol CO通入1 L的反应器中，一定条件下发生反应：2CO(g)＋4H2(g)===CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH，其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示，下列说法正确的是(　　) A．ΔH>0 B．p1<p2 C．X点和Y点对应的化学平衡常数K(X)<K(Y) D．在p2和316 ℃时，若将6 mol H2和2 mol CO通入容器中，则平衡时CO的平衡转化率大于50% 【答案】D 【解析】由图可知，压强一定时，温度越高，CO的平衡转化率越低，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，即ΔH＜0，故A错误；正反应为气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡向正反应方向移动，CO的平衡转化率增大，故压强：p1＞p2，故B错误；平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，X点和Y点对应的温度相同，则化学平衡常数K(X)＝K(Y)，故C错误；在p2和316 ℃时，若将6 mol H2和2 mol CO通入容器中，相当于在原平衡的基础上增大氢气的浓度，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，故CO的平衡转化率应大于50%，故D正确。 【变式3-1】Ni(CO)4主要用于电子工业及制造塑料的中间体，也可用作催化剂。在0.3 L的恒容密闭容器中放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)，已知该反应达到平衡时CO的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A．上述生成Ni(CO)4(g)的反应为吸热反应 B．在反应进行到a点时，v正<v逆 C．降温和减压都有利于提高Ni(CO)4的产率 D．若b点的平衡常数为2，测得该点n(CO)＝0.3 mol，则该点Ni(CO)4(g)的平衡浓度为2 mol·L－1 【答案】D 【解析】由题图可知，温度越高，CO的平衡转化率越小，说明正反应为放热反应，A项错误；a点时未达到平衡，转化率应增大，反应正向进行，v正>v逆，B项错误；该反应为气体体积减小的放热反应，所以要提高产率，使平衡正向移动，应降温、加压，C项错误；若b点的平衡常数为2，测得该点n(CO)＝0.3 mol，c(CO)＝＝1 mol·L－1，则c＝K·c4(CO)＝2×14 mol·L－1＝2 mol·L－1，D项正确。 【变式3-2】利用CO2和H2合成乙烯：2CO2(g)＋6H2(g)CH2==CH2(g)＋4H2O(g)　ΔH，在恒容密闭容器中，起始压强相同，反应温度、投料比[＝x]对CO2平衡转化率的影响如图所示。 下列推断正确的是(　　) A．a<3 B．ΔH>0 C．vM正>vN逆 D．KM>KN 【答案】D 【解析】由题干信息可知，投料比越大，CO2的平衡转化率越大，故a>3，A错误；由图示可知，升高温度，CO2的平衡转化率降低，平衡逆向移动，故正反应为放热反应，ΔH<0，B错误；温度升高，化学反应速率加快，因TM<TN，故vM正<vN逆，C错误；该反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，M、N两点的化学平衡常数：KM>KN，D正确。 【变式3-3】工业上，常采用氧化还原方法处理尾气中的CO、NO。 氧化法：沥青混凝土可作为反应2CO(g)＋O2(g)2CO2(g)的催化剂。下图表示在相同的恒容密闭容器、相同起始浓度、相同反应时间段下，使用同质量的不同沥青混凝土(α型、β型)催化时，CO的转化率与温度的关系。 (1)在a、b、c、d四点中，未达到平衡状态的是________。 (2)已知c点时容器中O2浓度为0.04 mol·L－1，则50 ℃时，在α型沥青混凝土中CO转化反应的平衡常数K＝________(用含x的代数式表示)。 (3)下列关于上图的说法正确的是________(填字母)。 A.CO转化反应的平衡常数：K(a)＜K(c) B.在均未达到平衡状态时，同温下β型沥青混凝土中CO转化速率比α型要大 C.b点时CO与O2分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最高 D.e点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性 【答案】(1)a　(2)　(3)BD 【解析】(1)CO和O2的反应是放热反应，当达到平衡后升高温度，CO的转化率降低，所以，b、c、d点表示平衡状态，a点对应的状态不是平衡状态。(2)令CO起始浓度为a mol·L－1。 K＝＝。(3)CO和O2的反应是放热反应，达到平衡后，温度升高，平衡向左移动，平衡常数K减小，A项错误；观察图像知，β型催化剂作用下CO的转化速率大于α型催化剂，B项正确；有效碰撞几率与反应速率有关，温度越高，反应速率越大，有效碰撞几率越高，故在图像中e点有效碰撞几率最高，C项错误；催化剂需要一定活性温度，转化率出现突变，可能是因温度高而使催化剂失去活性，D项正确。 【题型4 反应进程折线图】 【例4】已知某可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)在密闭容器中进行，如图表示在不同反应时间(t)时，温度(T)和压强(p)与反应物B在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是(　　) A．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放热反应 B．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＞p，吸热反应 C．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放热反应 D．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸热反应 【答案】D 【解析】由图可知，压强一定时，温度T1先达到平衡，故温度：T1＞T2，升高温度，B在混合气体中的体积分数减小，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应；温度一定时，压强p2先达到平衡，故压强：p1＜p2，增大压强，B在混合气体中的体积分数增大，说明平衡逆向移动，正反应为气体体积增大的反应，则m＋n＜p。 【变式4-1】已知可逆反应：4NH3(g)＋5O2(g) 4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 025 kJ·mol-1。若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是(　　) 　　 　　 【答案】D 【解析】升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡时一氧化氮的含量小，且达到平衡时需要的时间短，故A正确，D错误；增大压强，平衡向逆反应方向移动，平衡时一氧化氮的含量小，且达到平衡时需要的时间短，故B正确；有无催化剂只影响到达平衡状态的时间，不影响平衡移动，故C正确。 【变式4-2】现将一定量N2O4气体充入恒容密闭容器中，控制反应温度为T1 ℃[N2O4(g)2NO2(g)　ΔH>0]，c(N2O4)随t(时间)变化曲线如图，画出0～t2时段，c(NO2)随t变化曲线。保持其他条件不变，改变反应温度为T2(T2＞T1)，再次画出0～t2时段，c(NO2)随t变化趋势的曲线。 【答案】 【解析】根据反应N2O4(g)2NO2(g)，NO2的改变量是N2O4的两倍，从N2O4的曲线可知其达到平衡时减少了0.03 mol·L－1，则NO2从0升高到平衡时的0.06 mol·L－1，即可画出曲线；由题给ΔH>0可知，该反应正向吸热，保持其他条件不变，随着温度的升高，该反应平衡正向移动，且反应速率增大，达到平衡的时间缩短，即可画出曲线。 【题型5 恒压(或恒温)线】 【例5】如图是温度和压强对反应X＋Y2Z影响的示意图。图中横坐标表示温度，纵坐标表示平衡时混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是(　　) A．上述可逆反应的正反应为放热反应 B．X、Y、Z均为气态 C．X和Y中最多只有一种为气态，Z为气态 D．上述反应的逆反应的ΔH＞0 【答案】C 【解析】由图像可知，随温度升高Z的体积分数增大，正反应为吸热反应，逆反应为放热反应，故A、D错误；相同温度下，压强越大，Z的体积分数越小，说明增大压强平衡左移，则Z为气态，X、Y中最多只有一种气态物质，故B错误、C正确。 【变式5-1】反应N2O4(g)2NO2(g)　ΔH＝＋57 kJ·mol－1，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A．A、C两点的化学平衡常数：KA>KC B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅 C．由状态B到状态A，可以用加热的方法 D．A、C两点气体的平均相对分子质量：A>C 【答案】C 【解析】A、C两点对应的温度相同，平衡常数只受温度的影响，KA＝KC，A错误；A点到C点，压强增大，NO2(g)的浓度增大，虽然平衡逆向移动，最终二氧化氮的浓度比原浓度大，即C点气体颜色比A点深，B错误；A点到B点，NO2的体积分数减小，说明相同压强下，T2到T1，平衡逆向移动，T2>T1，即由状态B到状态A，可以用加热的方法，C正确；A点到C点，压强增大，平衡逆向移动，该反应的逆反应为气体相对分子质量增大的反应，即A点气体的平均相对分子质量小于C点气体的平均相对分子质量，D错误。 【变式5-2】在一恒容的密闭容器中充入0.1 mol·L－1 CO2、0.1 mol·L－1 CH4，在一定条件下发生反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图，下列有关说法不正确的是(　　) A．上述反应的ΔH<0 B．压强：p4>p3>p2>p1 C．压强为p4、温度为1 100 ℃时该反应的平衡常数约为1.64 mol2·L－2 D．压强为p4时，在y点：v正>v逆 【答案】A 【解析】由图像可知，压强一定时，温度越高，CH4的平衡转化率越高，故正反应为吸热反应，ΔH>0，A项错误；该反应为气体分子总数增加的反应，压强越大，甲烷的平衡转化率越小，故压强：p4>p3>p2>p1，B项正确；压强为p4、温度为1 100 ℃时，甲烷的平衡转化率为80.00%，故平衡时各物质的浓度分别为c(CH4)＝0.02 mol·L－1，c(CO2)＝0.02 mol·L－1，c(CO)＝0.16 mol·L－1，c(H2)＝0.16 mol·L－1，平衡常数K＝ mol2·L－2≈1.64 mol2·L－2，C项正确；压强为p4时，y点未达到平衡，此时v正>v逆，D项正确。 【题型6 转化率与选择性问题】 【例6】)甲醛在木材加工、医药等方面有重要用途。甲醇利用脱氢法可制备甲醛，主要反应为：CH3OH(g)HCHO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋85.2 kJ·mol－1。Na2CO3是甲醇脱氢制甲醛的催化剂，有研究指出，催化反应的部分机理如下： 历程ⅰ：CH3OH→·H＋·CH2OH 历程ⅱ：·CH2OH→·H＋HCHO 历程ⅲ：·CH2OH→3·H＋CO 历程ⅳ：·H＋·H→H2 如图所示为在体积2 L的恒容容器中，投入1 mol CH3OH，在碳酸钠催化剂作用下，经过5 min反应，测得甲醇转化率与甲醛的选择性与温度的关系(甲醛的选择性：转化的CH3OH中生成HCHO的百分比)，下列有关说法正确的是(　　) A.600 ℃时，前5 min内生成甲醛的平均速率v(HCHO)＝0.055 mol·L－1·min－1 B.700 ℃时，反应历程ⅱ的速率大于反应历程ⅲ的速率 C.脱氢法制甲醛中，在高温高压条件下更有利于提高平衡产率 D.反应历程ⅰ的活化能小于CH3OH(g)HCHO(g)＋H2(g)的活化能 【答案】D 【解析】由图可知，600 ℃时甲醇转化率为55%、甲醛的选择性为60%，则前5 min内生成甲醛的平均速率v(HCHO)＝ ＝0.033 mol·L－1·min－1，故A错误；由图可知，600 ℃后，甲醇的转化率增大、甲醛的选择性降低，说明700 ℃时历程ⅲ的反应程度大，相同时间内反应历程ⅱ的速率小于反应历程ⅲ的速率，故B错误；该反应为气体体积增大的吸热反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，甲醛的产率降低，故C错误；使用催化剂，降低反应的活化能，则使用碳酸钠做反应催化剂的反应历程ⅰ的活化能小于CH3OH(g)HCHO(g)＋H2(g)的活化能，故D正确。 【变式6-1】氨是一种重要化工产品，研究有关氨反应规律具有重要意义。已知100 kPa、298 K时： 4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 268 kJ·mol－1 2NO(g)N2(g)＋O2(g)　ΔH＝－180.5 kJ·mol－1 研究人员以RuOx－Fe2O3为催化剂研究将工业废气中的氨转化为N2的方案。实验将NH3－O2及载气(惰性气体)以一定流速通过催化反应床，研究了不同RuOx含量对NH3催化氧化的影响，实验结果如图(Ru－Fe代表相应氧化物)。 已知：N2的选择性＝(生成N2消耗的NH3的物质的量÷消耗NH3的总物质的量) 分析上述实验结果，下列说法正确的是(　　) A.RuOx的加入，升高了催化剂的活化温度 B.RuOx含量越大，催化剂的活性越好 C.运用该技术消除废气中NH3的最佳条件为：1.5%Ru－Fe、200 ℃～250 ℃ D.一定温度范围，RuOx的加入使得生成副产物反应活化能降低更为显著 【答案】D 【解析】由图可知，RuOx的加入，使反应在较低温度下氨气的转化率就能到达最高值，故降低了催化剂的活化温度，A错误；由图B可知，相同温度下，1.5%Ru－Fe比0.5%Ru－Fe的氮气的选择性要低，故不一定是RuOx含量越大，催化剂的活性越好，B错误；结合图AB可知，运用该技术消除废气中NH3的最佳条件为：0.5%Ru－Fe、230 ℃，此时氨气几乎全部转化，且氮气选择很高，且可以降低催化剂成本，C错误；由图B可知，温度高于230 ℃左右时，氮气的选择性显著降低，故一定温度范围，RuOx的加入使得生成副产物反应活化能降低更为显著，D正确。 【变式6-2】 乙醇-水催化重整可获得H2。其主要反应为C2H5OH(g)＋3H2O(g)===2CO2(g)＋6H2(g)　ΔH＝＋173.3 kJ·mol－1，CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.2 kJ·mol－1，在1.0×105 Pa、n始(C2H5OH)∶n始(H2O)＝1∶3时，若仅考虑上述反应，平衡时CO2和CO的选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。 CO的选择性＝×100%，下列说法正确的是(　　) A．图中曲线①表示平衡时H2产率随温度的变化 B．升高温度，平衡时CO的选择性增大 C．一定温度下，增大可提高乙醇平衡转化率 D．一定温度下，加入CaO(s)或选用高效催化剂，均能提高平衡时H2产率 【答案】D 【解析】根据已知反应①C2H5OH(g)＋3H2O(g)===2CO2(g)＋6H2(g)　ΔH＝＋173.3 kJ·mol－1，反应②CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.2 kJ·mol－1，且反应①的热效应更大，故温度升高对反应①影响更大一些，即CO2选择性增大，同时CO的选择性减小，根据CO的选择性的定义可知③代表CO2的选择性，①代表CO的选择性，②代表H2的产率，A、B错误；两种物质参加反应增大一种物质的浓度，会降低该物质的平衡转化率，C错误；加入CaO(s)与水反应放热，对反应①影响较大，可以增大H2产率，或者选用对反应①影响较大的高效催化剂，也可以增大H2产率，D正确。 【变式6-3】CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2资源化利用的方法，其过程中主要发生如下两个反应： 反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH1 反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH2＝－122.5 kJ·mol－1 在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。 已知：CH3OCH3的选择性＝×100% 下列说法不正确的是(　　) A．反应2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)的焓变为ΔH2－2ΔH1 B．根据图像推测ΔH1>0 C．其他条件不变时，温度越高，CO2主要还原产物中碳元素的价态越低 D．其他条件不变时，增大体系压强可以提高A点CH3OCH3的选择性 【答案】C 【解析】由盖斯定律可知，反应2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)可由Ⅱ－2×Ⅰ得到，其焓变为ΔH2－2ΔH1，A正确；反应Ⅱ为放热反应，升高温度平衡逆向移动，由图可知随着温度的升高，二氧化碳的平衡转化率下降速率小于二甲醚的选择性下降速率，且高于300 ℃时二氧化碳的平衡转化率升高，说明反应Ⅰ正向进行，正反应为吸热反应，ΔH1>0，B正确；由B分析可知，其他条件不变时，温度越高，反应Ⅰ占据主导地位，CO2主要还原产物为CO，CO中碳元素的价态较高，C错误；反应Ⅰ为气体分子数不变的反应，反应Ⅱ为气体分子数减小的反应，其他条件不变时，增大体系压强，导致反应Ⅱ平衡正向移动，可以提高A点CH3OCH3的选择性，D正确。 【题型7 投料比—转化率相关图像】 【例7】一定条件下，反应：6H2(g)＋2CO2(g)C2H5OH(g)＋3H2O(g)的数据如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．该反应的ΔH＞0 B．达平衡时，v正(H2)＝v逆(CO2) C．b点对应的平衡常数K值大于c点 D．a点对应的H2的平衡转化率为90% 【答案】D 【解析】升高温度，CO2的平衡转化率减小，平衡向左移动，正反应为放热反应，ΔH＜0，A项错误；达平衡时，v正(H2)＝3v逆(CO2)，B项错误；升温，平衡左移，b点温度高，其平衡常数小，C项错误。 【变式7-1】二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为： 反应Ⅰ：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)   ΔH1=-164.7 kJ·mol–1 反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)     ΔH2=+41.2 kJ·mol–1 在1.01×105Pa恒压条件下，按n起始(CO2)：n起始(H2)=1：1投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．2CO(g)+2H2(g)CO2(g)+CH4(g) ΔH=-205.9kJ·mol–1 B．曲线①表示平衡时CH4的体积分数随温度的变化 C．一定温度下，选用高效催化剂能提高平衡时甲烷的产率 D．温度在200~300℃时，CO2在平衡体系中的分压增大 【答案】D 【解析】根据盖斯定律， 由反应Ⅰ可得新化学方程2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)，则△H= -164.7kJ .mol-1 —(2×41.2kJ mol-1)=—247.1kJ·mol-1，故A错误；曲线①代表物质随温度升高，平衡时比例降低，反应 I 在放热，温度升高平衡逆移，甲烷减少，曲线②最终降为0，二氧化碳不可能完全转化，则①为CO2，②为CH4，故B错误；催化剂不能使平衡发生移动，不能提高平衡时甲烷的产率，故C错误；温度在200~300℃时，反应 II是吸热反应，CO曲线在300℃时值为0，即温度高于300℃，反应 II才进行，200-300℃时，仅发生反应Ⅰ，反应Ⅰ为放热反应，温度升高，平衡逆移，由200℃上升到300℃，平衡逆移，恒压下，CO2分压增大，故D正确；故选D。 【变式7-2】在保持体系总压为105 Pa的条件下进行反应：SO2(g)＋O2(g)SO3(g)，原料气中SO2和O2的物质的量之比m[m＝]不同时，SO2的平衡转化率与温度(T)的关系如图所示： (1)图中m1、m2、m3的大小顺序为________。反应的化学平衡常数Kp表达式为________(用平衡分压代替平衡浓度表示)。 (2)图中A点原料气的成分：n(SO2)＝10 mol，n(O2)＝24.4 mol，n(N2)＝70 mol，达平衡时SO2的分压p(SO2)为________ Pa(分压＝总压×物质的量分数)。 【答案】(1)m1>m2>m3　Kp＝ (2)1 200 【解析】(1)在同温同压下，增加二氧化硫的量，会使原料气中SO2和O2的物质的量之比m变大，m越大，SO2的平衡转化率越小。 (2)A点二氧化硫的平衡转化率为88%，可列三段式： SO2(g)　＋　O2(g)　　SO3(g) 起始/mol　　10　　　　　24.4　　　　　　0 变化/mol　　10×88%　　×10×88%　　10×88% 平衡/mol　　10×12%　　24.4－5×88%　10×88% 平衡时，混合气体总物质的量为[10×12%＋(24.4－5×88%)＋10×88%＋70] mol＝100 mol。达平衡时SO2的分压p(SO2)＝×105 Pa＝1 200 Pa。 【题型8 多重平衡的复杂图像】 【例8】二甲醚(CH3OCH3)是一种极具发展潜力的有机化工产品和洁净燃料。CO2加氢制二甲醚的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式为 反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.2 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.5 kJ·mol－1 反应Ⅲ：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－23.5 kJ·mol－1 在2 MPa，起始投料＝3时，CO2的平衡转化率及CO、CH3OCH3、CH3OH的平衡体积分数随温度变化如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A．反应2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)的ΔH＝－73.0 kJ·mol－1 B．图中X表示CO C．为提高二甲醚的产率，需要研发在低温区的高效催化剂 D．温度从553 K上升至573 K时，反应Ⅰ消耗的CO2少于反应Ⅱ生成的CO2 【答案】C 【解析】由盖斯定律知：反应Ⅱ×2＋Ⅲ得反应：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH＝2×(－49.5 kJ·mol－1)＋(－23.5 kJ·mol－1)＝－122.5 kJ·mol－1，A错误；升高温度，反应Ⅰ正向进行，则CO的平衡体积分数应增大，故Y表示CO，B错误；由图可知，温度从553 K上升至573 K时，反应Ⅰ消耗的CO2大于反应Ⅱ生成的CO2，D错误。 【变式8-1】二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为： ① ② 、下，将一定比例、混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和的体积分数如图所示。下列说法正确的是 A. L4处与L5处反应①的平衡常数K相等 B. 反应②的焓变 C. L6处的H2O的体积分数大于L5处 D. 混合气从起始到通过L1处，CO的生成速率小于的生成速率 【答案】C 【解析】L4处与L5处的温度不同，故反应①的平衡常数K不相等，A错误；由图像可知，L1-L3温度在升高，该装置为绝热装置，反应①为吸热反应，所以反应②为放热反应，ΔH2<0，B错误；从L5到L6，甲醇的体积分数逐渐增加，说明反应②在向右进行，反应②消耗 CO，而 CO 体积分数没有明显变化，说明反应①也在向右进行，反应①为气体分子数不变的反应，其向右进行时，n(H2O) 增大，反应②为气体分子数减小的反应，且没有H2O的消耗与生成，故 n总减小而n(H₂O)增加，即H2O的体积分数会增大，故L6处的 H2O的体积分数大于L5处，C正确；L1处CO 的体积分数大于 CH3OH，说明生成的 CO 的物质的量大于CH3OH，两者反应时间相同，说明CO的生成速率大于 CH3OH的生成速率，D错误；故选C。 【变式8-2】二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为 在密闭容器中，、时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如题图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是 A. 反应的焓变 B. 的平衡选择性随着温度的升高而增加 C. 用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃ D. 450℃时，提高的值或增大压强，均能使平衡转化率达到X点的值 【答案】D 【解析】由盖斯定律可知反应的焓变，A错误；为放热反应，升高温度平衡逆向移动，CH4的含量降低，故CH4的平衡选择性随着温度的升高而降低，B错误；由图可知温度范围约为450~550℃时二氧化碳实际转化率趋近于平衡转化率，此时为最适温度，温度继续增加，催化剂活性下降，C错误；450℃时，提高的值可提高二氧化碳的平衡转化率，增大压强反应I平衡正向移动，可提高二氧化碳的平衡转化率，均能使CO2平衡转化率达到X点的值，D正确。故选D。 【变式8-3】在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式： 反应Ⅰ：CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)△H=﹣164.7kJ•mol﹣1； 反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H=41.2kJ•mol﹣1； 反应Ⅲ：2CO(g)+2H2(g)=CO2(g)+CH4(g)△H=﹣247.1kJ•mol﹣1。 向恒压、密闭容器中通入1mol CO2和4mol H2，平衡时CH4、CO、CO2的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．反应II的平衡常数可表示为K= B．图中曲线B表示CO的物质的量随温度的变化 C．该反应最佳控制温度在800℃~1000℃之间 D．提高CO2转化为CH4的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂 【答案】D 【分析】反应Ⅰ和反应Ⅲ 均为放热反应，因此，CH4的平衡量随着温度的升高而减小，所以图中曲线A表示CH4的物质的量变化曲线；由反应Ⅱ和Ⅲ可知，温度升高反应Ⅱ正向移动，反应Ⅲ逆向移动，因此，CO在平衡时的物质的量随着温度升高而增大，故曲线C为CO的物质的量变化曲线，则曲线B为CO2的物质的量变化曲线，据此分析解答。 【解析】化学平衡常数是生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值，反应Ⅱ的平衡常数为K=，故A错误；反应Ⅰ和反应Ⅲ均为放热反应，因此CH4的平衡量随着温度的升高而减小，所以图中曲线A表示CH4的物质的量变化曲线；由反应Ⅱ和Ⅲ可知，温度升高反应Ⅱ正向移动，反应Ⅲ逆向移动，因此CO在平衡时的物质的量随着温度升高而增大，故曲线C为CO的物质的量变化曲线，则曲线B为CO2的物质的量变化曲线，故B错误；由图可知，较低温度时CH4的物质的量较高，且CO的物质的量较低，因此最佳温度应在200-400℃左右，故C错误；反应Ⅰ和反应Ⅲ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，降低温度有利于反应Ⅰ和反应Ⅲ正向移动，反应Ⅱ逆向移动，因此在低温时CH4的平衡量较高，要提高 CO2转化为CH4的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂以尽快建立化学平衡状态，故D正确；故选D。 【基础题】 1.（2024·山西运城·一模）向一恒容密闭容器中充入1molCH4和一定量的H2O，发生反应：。CH4的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的正反应放热 B．投料比x：x1>x2 C．b、c两点反应开始时的正反应速率：vb>vc D．a、c两点的平衡常数：Ka>Kc 【答案】C 【分析】由图可知，投料比x相同时，随温度升高，CH4的平衡转化率增大，说明该反应为吸热反应；n(H2O)越大，投料比越小，温度相同时，CH4的平衡转化率越大，则，以此解答。 【解析】A．由图可知，随着温度增大，的转化率增大，平衡正向移动，故该反应正反应吸热，A错误； B．相同温度下，越大，相当于增大CH4的物质的量，甲烷的平衡转化率越小，故，B错误； C．b点和c点温度相同，的起始物质的量都为1mol，b点值小于c点，则b点加水多，反应物浓度大，则开始时正反应速率：，C正确； D．a、c两点的温度不同，且c点温度高，该反应为吸热反应，故平衡常数：，D错误； 故选C。 2.（2024·广西河池·一模）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：。某温度时，随时间变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．时的正反应速率小于时的逆反应速率 B．时间段的平均反应速率为： C．时增大，该平衡左移，平衡常数不变 D．时离子交换反应停止 【答案】C 【解析】A．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，即正反应逐渐下降，逆反应逐渐上升，直到相等，期间正反应速率始终大于逆反应速率，A错误； B．化学反应速率之比等于化学计量数之比，即，B错误； C．时增大，该平衡左移，温度不变，平衡常数不变，C正确； D．t3时反应达到平衡，此时的平衡是一种动态平衡，v正=v逆，反应并未停止，D错误； 故选C。 3.（2022·广东揭阳·模拟预测）向绝热恒容密闭容器中通入气体A和B，一定条件下：A(g)+B(g)C(g)+D(g)  =QkJ/mol达到平衡，其正反应速率随时间变化的示意图如图所示。下列说法正确的是   A．反应体系中加入催化剂，反应速率增大，也增大 B．反应物的浓度：a点小于b点 C．反应在C点达到到平衡 D．达到平衡后，想办法升温，A的转化率将减小 【答案】D 【分析】开始时反应物浓度最大，若不考虑温度的影响，此时反应速率应该最大，但是随着反应进行，反应速率仍在增大，说明温度在升高，反应为放热反应，随着反应进行，反应物浓度减小，反应速率逐渐减小。 【解析】A．反应体系中加入催化剂，能加快反应速率，但是ΔH的值不变，A错误；   B．反应开始反应物浓度最大，随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，即反应物的浓度：a点大于b点，B错误； C．C点反应速率最大，但没有达到平衡状态，若达到平衡，则正反应速率应该保持不变，现正反应速率减小，说明反应仍在正向进行，C点时转化率不是最大，C错误； D．根据分析可知反应为放热反应，反应达到平衡时，升高温度，平衡逆向进行，A的转化率将减小，D正确；故选D。 4.（2024·天津·三模）在恒容密闭容器中通入并发生反应：，温度、下的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示，下列叙述正确的是 A．点的正反应速率小于点的逆反应速率 B．下，在时间内， C．点时再加入一定量，平衡后的转化率减小 D．该反应进行到点放出的热量小于进行到点放出的热量 【答案】D 【解析】A．根据图象可知，温度为T1时反应首先达到平衡状态，温度高反应速率快，到达平衡的时间少，则温度是T1＞T2，M点温度高于N点温度，且N点反应没有达到平衡状态，此时反应向正反应方向进行，即N点的逆反应速率小于N点的正反应速率，因此M点的正反应速率大于N点的逆反应速率，A错误； B．T2下，在0～t1时间内X的浓度减少了(a－b)mol/L，则根据方程式可知Y的浓度增加了，反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示，所以Y表示的反应速率为，B错误； C．由于反应前后均是一种物质，因此M点时再加入一定量的X，则相当于是增大压强，正反应是体积减小的可逆反应，因此平衡向正反应方向移动，所以X的转化率增大，C错误； D．根据图象可知W点消耗的X的物质的量大于M点消耗X的物质的量，因此根据热化学方程式可知W点放出的热量多，D正确； 故选D。 5.（2024·浙江·模拟）一定温度下，在体积为的恒容密闭容器中，某一反应中、、三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是 A．反应的化学方程式为 B．时，正、逆反应都不再继续进行，反应达到化学平衡 C．若，则内的平均化学反应速率为 D．温度、体积不变，时刻充入使压强增大，正、逆反应速率都增大 【答案】C 【解析】A．由图象可以看出，反应中X物质的量减小，Y、Z的物质的量增多，则X为反应物，Y、Z为生成物，且△n(X)：△n(Y)：△n(Z)=0.8mol：1.2mol：0.4mol=2：3：1，反应最后达到平衡状态，是可逆反应，则该反应的化学方程式为：2X⇌3Y+Z，故A错误； B．时，正、逆反应继续进行，且正、逆反应速率相等，反应达到化学平衡，是动态平衡，故B错误； C．若t=4，则0～t的X的化学反应速率v==，故C正确； D．温度、体积不变，t时刻充入1 mol He使压强增大，反应物和生成物的浓度不变，正、逆反应速率不变，故D错误； 答案选C。 6.（2024·广东·模拟预测）在容积为2 L的恒容密闭容器中发生反应，图I表示200 ℃时容器中A、B、C的物质的量随时间的变化关系，图Ⅱ表示不同温度下达到平衡时C的体积分数随起始的变化关系，则下列结论正确的是 A．由图Ⅱ可知反应的 B．200℃时，反应从开始到平衡的平均速率 C．200 ℃时，向容器中充入和，达到平衡时，A的体积分数大于0.5 D．若在图I所示的平衡状态下，再向体系中充入Kr，重新达到平衡前 【答案】A 【分析】由图Ⅰ可知，200℃时，5min反应达到平衡，A的物质的量变化量为，B的物质的量变化量为，C的物质的量变化量为，故x：y：z=：：=2：1：1，则反应方程式为：，据此作答。 【解析】A. 由图Ⅱ可知，当n(A)：n(B)一定时，温度越高，平衡时C的体积分数越大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，而升高温度平衡向吸热反应方向移动，故正反应为吸热反应，即，故A正确； B．由图Ⅰ可知，200℃时，5min反应达到平衡，平衡时A的物质的量变化量为0.4mol，故，故B错误； C．由图Ⅰ可知，200℃时，当充入0.8mol A和0.4mol B达到平衡时，A的体积分数为：；200℃时，向该容器中充入2molA和1molB，达到的平衡等效为原平衡增大压强，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，故达到平衡时，A的体积分数小于0.5，故C错误； D．恒温恒容条件下，在图Ⅰ所示的平衡状态下，再向体系中充入Kr，由于容器容积不变，则混合物中各物质的浓度不变，正逆反应速率不变，平衡不移动，故v(正)=v(逆)，故D错误； 故答案选A。 7.（2024·广西柳州·模拟预测）和联合重整能减少温室气体的排放。其他条件相同时，投料比为，发生以下两个反应： ①  ； ②  。 或的平衡转化率与温度变化关系如图所示，下列说法错误的是 A．在上述条件下，反应①②同时达到平衡 B．，升温更有利于反应② C．加热、加压都有利于增大反应①②的速率 D．始终低于1.0，是因为发生了反应② 【答案】B 【解析】A．反应①②同时发生，反应②会破坏反应①的平衡，所以两个反应应该同时达到平衡，故A正确； B．由图可知，550～600℃条件下，甲烷的转化率大于二氧化碳的转化率，说明升温更有利于反应①，故B错误； C．升高温度和增大压强，化学反应速率均增大，则加热、加压时，反应①②的反应速率均会增大，故C正确； D．由方程式可知，反应①中氢气与一氧化碳的物质的量比始终为1.0，则氢气与一氧化碳的物质的量比始终低于1.0说明发生了反应②，故D正确； 故选B。 8.（2024·江西·一模）在两个体积相等的刚性密闭容器中，均加入足量和，分别在“恒温”和“绝热”条件下发生反应：  ，测得两容器中气体压强变化如图所示。 下列叙述错误的是 A．上述反应的 B．乙容器的反应条件为恒容恒温 C．若两容器中的质量均保持不变，则两容器中反应均达到平衡状态 D．若a点浓度商为Q，则b点的平衡常数 【答案】D 【解析】A．正反应的气体分子数减小，故；甲容器起始压强增大，而气体分子数减小，体积不变，故正反应是放热反应，故，A项正确； B．乙容器的气体压强逐渐减小，说明反应条件为恒容恒温，B项正确； C．的质量不变，说明反应达到平衡状态，C项正确； D．已知，反应体系中气体总物质的量：，即的转化率：，故，D项错误； 答案选D。 9.（2024·山东青岛·模拟预测）肼是一种含氢量高的燃料。向恒容密闭容器内加入，一定条件下体系中存在以下平衡：Ⅰ．，Ⅱ．，不同温度下达到平衡时，均几乎完全分解，分解产物的物质的量如图所示。下列说法错误的是 A．曲线a对应的物质是 B．反应Ⅰ在高温条件下可能自发进行 C．体系中一定存在反应 D．N点时，体系内为 【答案】D 【解析】A．由图可知，温度高于时，肼和氨气几乎完全分解，反应得到的气体为氮气和氢气的混合气体，由方程式可知，相同温度时氢气的物质的量大于氮气，所以曲线a对应的物质是氢气，故A项正确； B．由图可知，升高温度，氢气的物质的量增大，说明反应Ⅰ的平衡向正反应方向移动，该反应可能为吸热反应，且由方程式可知反应Ⅰ为熵增反应，故在高温条件下可能自发进行，故B项正确； C．由图可知，不同温度下达到平衡时，均几乎完全分解，温度升高时，趋于0，所以体系中还存在，故C项正确； D．由图可知N点时，，设 ，n(H2)=ymol，根据N原子可得，2x+x=3×2，x=2mol，根据H原子守恒可得，3x+2y=3×4，y=3mol，为，故D项错误； 故本题选D。 10.（2024·四川成都·模拟预测）在体积为1L的恒容容器中，用和合成甲醇：  。相同时间内不同的温度下，将和置于反应器中反应，测定的产率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是 A．该反应的 B．图中P点 C．Q点，的体积分数[]与的体积分数[]存在关系： D．520K下，X点所对应甲醇的产率为50%，则平衡常数 【答案】A 【分析】已知随着温度的升高，反应速率加快，反应达到平衡时时间会缩短，故最高点左边，反应均未达到平衡，最高点右边曲线表示反应均处于平衡状态，即升高温度甲醇的产率降低，说明该反应为放热反应。 【解析】A．由上述分析知，该反应为放热反应，即，故A错误； B．由分析可知，P点处未达到到平衡状态，此时正反应速率较大，即v(正)＞v(逆)，故B正确； C．设Q点时CO2的变化量为x，列三段式有，平衡时气体总物质的量为(4－2x)mol，相同条件下，物质的量与体积成正比，则，故C正确； D．X点为平衡状态，理论上可以得到1mol甲醇，甲醇产率为50%，实际得到0.5mol甲醇，列三段式有，容器体积为1L，故平衡常数K==，故D正确； 故选A。 【提升题】 11.（2024·辽宁·模拟预测）以物质的量之比为1：2向恒压密闭容器中充入X、Y，发生反应  ，相同时间内测得Z的产率和Z在不同温度下的平衡产率随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A． B．N点时X、Y的转化率均为50% C．M、N点反应物分子的有效碰撞几率不同 D．Q、N点状态均为平衡状态 【答案】C 【解析】A．根据图像中Z在不同温度下的平衡产率随温度的变化关系可知，随着温度升高，平衡产率逐渐降低，说明升温平衡逆向移动，得到，故A错误； B．起始加入的X、Y物质的量之比为1：2，不等于计量数之比，所以二者转化率不同，故B错误； C．M、N点产率相同，但温度不同，所以反应物分子的有效碰撞几率不同，故C正确； D．观察图像可知，Q点Z的产率小于平衡产率，未达到平衡，故D错误； 故答案选C。 12.（2024·湖南娄底·模拟预测）以为原料合成CH3OH涉及的主要反应如下： I． II． III． 不同压强下，按照投料，实验测定CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。 下列说法错误的是 A．纵坐标表示CO2平衡转化率的是图乙 B．压强由大到小的顺序为 C．图乙中T1温度时，三条曲线几乎交于一点的原因是T1时以反应Ⅲ为主，反应Ⅲ前后分子数相等，压强改变对平衡没有影响 D．同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH的平衡产率，应选择的反应条件为高温和低压 【答案】D 【解析】A．反应Ⅰ和Ⅱ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则的平衡产率减少，所以图甲纵坐标表示的平衡产率，图乙中，开始升高温度，由于反应Ⅰ和Ⅱ为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，的平衡转化率降低，反应Ⅲ为吸热反应，升高温度反应Ⅲ向正反应方向移动，升高一定温度后以反应Ⅲ为主，的平衡转化率又升高，所以图乙纵坐标表示的平衡转化率，A正确； B．反应Ⅰ和Ⅱ是气体体积减小的反应，压强增大，反应Ⅰ和Ⅱ平衡正向移动，反应Ⅲ气体体积不变化，压强增大，平衡不移动，故压强增大的平衡产率增大，根据图示，压强大小关系为：，B正确； C．温度升高，反应Ⅰ和Ⅱ平衡逆向移动，反应Ⅲ向正反应方向移动，所以温度时，三条曲线交与一点的原因为：时以反应Ⅲ为主，反应Ⅲ前后分子数相等，压强改变对平衡没有影响，C正确； D．根据图示可知，温度越低，的平衡转化率越大，的平衡产率越大，压强越大，的平衡转化率越大，的平衡产率越大，所以选择低温和高压，D错误； 故选D。 13.（23-24高二上·辽宁·期中）其他条件相同时，不同pH条件下，用浓度传感器测得反应2A(aq)+B(aq)=3C(aq)+D(aq)中产物D的浓度随时间变化的关系如图。则下列有关叙述正确的是 A．pH=8.8时，升高温度，反应速率不变 B．保持条件不变，c(H+)越低，c(D)越高 C．为了实验取样，可以采用调节pH的方法迅速停止反应 D．减小外界压强，反应速率一定减小 【答案】C 【解析】A．升高温度，反应速率一定增大，故A错误； B．根据图象可知，保持外界条件不变，反应一段时间后，pH＝7.5和pH＝8.2时，产物D的浓度有可能相同，故B错误； C．当pH＝8.8时，曲线近乎为一条与横轴平行的直线，说明反应速率接近于0，故C正确； D．没有气体参加的反应，减小压强对反应速率几乎没有影响，故D错误； 故答案选C。 14.（2025·广东·一模）与在恒容容器的不同温度下发生反应：，达到平衡时各组分的物质的量浓度(c)随温度(T)变化如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的 B．曲线Y表示随温度的变化关系 C．升高温度，加快，减慢，平衡产率减小 D．其他条件不变，与在℃下反应，达到平衡时 【答案】D 【解析】A．由图可知，温度升高，的平衡浓度增大，说明平衡逆向移动，该反应为放热反应，，故A错误； B．结合方程式可知，的变化量为变化量的，则曲线Y表示随温度的变化关系，则曲线Z表示随温度的变化关系，故B错误； C．升高温度，加快，也加快，由于该反应，反应逆向反应速率增加程度更大，平衡产率减小，故C错误； D．其他条件不变，与在下反应，等效于增大压强，平衡时该反应向减弱这种改变的方向移动，由于该反应是气体体积减小的反应，所以平衡正向移动，的浓度减小，减弱但不能抵消这种改变，则平衡时仍然大于与在下发生反应时的平衡浓度，故D正确； 故选D。 15.（2025·广东·一模）甲烷催化氧化为合成气、的主要反应有： Ⅰ． Ⅱ． 将与投入密闭容器中反应，不同温度下，相同时间内转化率、选择性与的选择性[]随温度的变化如图所示，下列说法正确的是 A．时，副反应Ⅱ进行程度很小 B．在时，容器中生成的的物质的量为 C．反应Ⅰ在低温下自发 D．该过程中，低温有利于合成气的生成 【答案】A 【解析】A．时，选择性和选择性均接近，则副反应Ⅱ进行程度很小，故A正确； B．在时，甲烷的转化率为，即，的选择性为，即，则解得，，故B错误； C．、的选择性随温度升高而增大，则反应Ⅰ的，又因为反应Ⅰ的，反应Ⅰ在高温下自发，故C错误； D．反应Ⅰ的，升高温度，平衡正向移动，有利于合成气的生成，故D错误； 故选A。 16.（2024·湖南永州·模拟预测）亚硝酰氯是有机合成的氯化剂，合成原理：。在密闭反应器中投入和合成，在、温度下，测得NO的平衡转化率与压强关系如图所示。下列叙述不正确的是 A．时， B．点a、b、c对应的平衡常数： C．p点时同时加压和升温，NO的平衡转化率由p点向b点迁移 D．℃时，维持M点压强不变，再向容器中充入NO和，使二者物质的量均增大为M点的2倍，再次达到平衡时NO的转化率不变 【答案】C 【解析】A．相同温度时，压强越大，化学反应速率越大，T2时，由于d点压强大于c点压强，则d点反应速率大于c点反应速率，即，A正确； B．该反应为放热反应，升高温度，化学平衡向左移动，NO的转化率减小，由图像可知，压强相同时，T1时一氧化氮的平衡转化率大于T2时一氧化氮的平衡转化率，说明T1<T2，由于化学平衡常数只与温度有关，温度相同，化学平衡常数相同，则Ka=Kb，已知该反应为放热反应，升高温度，化学平衡常数减小，由于c点的温度高于a点和b点的温度，则有Ka=Kb>Kc，B正确； C．该反应为气体分子数减小的反应，增大压强，NO转化率增大，该反应为放热反应，升高温度，NO的平衡转化率由p点向下方迁移，不会向b点迁移，C错误； D．T1时，维持M点压强不变，再向容器中充入NO和Cl2，使二者物质的量均增大为M点的2倍，平衡不发生移动，即再次达平衡时NO的转化率不变，D正确； 答案选C。 17.（2024·江西·一模）异丙醇催化脱水生成丙烯，有关反应如下： 反应I：  ； 反应II：  。 回答下列问题： (1)已知几种共价键的键能如下 共价键 键能 413 348 351 463 597 根据上述键能数据计算 。 (2)在恒温恒容条件下，向反应器中充入，若仅发生反应I，则反应I达到平衡后，再充入一定量，平衡 (填“正向”“逆向”或“不”)移动，该反应在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下可自发进行。 (3)在体积均为的I、II容器中充入，在不同条件下仅发生反应I，测得物质的量与时间关系如图1所示。 相对II容器，I容器只改变一个条件，该条件是 ，II容器中内的平均速率为 。 ②I容器中，反应进行时的正反应速率 (填“大于”“小于”或“等于”)时的逆反应速率。 (4)一定温度下，保持总压强为下，向反应器中投入和(为惰性气体)，发生上述反应I和反应II，平衡转化率与起始投料比的关系如图2所示。 ①其他条件相同，随着增大，的平衡转化率增大的原因是 。 ②M点时，的选择性为80%，此时水蒸气占体积分数为 %(保留两位有效数字)，反应I的压强平衡常数 (列出计算式即可)。[已知的选择性] 【答案】(1) (2) 正向 高温 (3) 升温 0.02 大于 (4) 投料比增大，平衡体系分压减小，平衡向正反应方向移动，异丙醇平衡转化率增大 20 【解析】（1）焓变=反应物总键能-生成物总键能，413×7+348×2+351+463-413×6-348-597-463×2=+52。 （2）在恒温恒容条件下，向反应器中充入，若仅发生反应I，则反应I达到平衡后，再充入一定量，的浓度增大，平衡正向移动；正反应气体物质的量增多△S>0，又△H>0，由＜0可知，该反应在高温下可自发进行。 （3）相对II容器，I容器达到平衡时丙烯的物质的量多，达到平衡用时少，I容器只改变一个条件，该条件是升高温度；II容器中内生成0.4mol，的平均速率为 。 ②I容器中，反应进行后，丙烯的物质的量继续增多，说明异丙醇的物质的量继续减少，时异丙醇的物质的量大于时异丙醇的物质的量，则时正反应速率大于时正反应速率，时反应达到平衡状态，正逆反应速率相等，所以时正反应速率大于时的逆反应速率。 （4）①总压强不变，随着增大，平衡体系分压减小，由于反应I和反应II的正反应为气体体积减小的反应，所以平衡均向正反应方向移动，异丙醇平衡转化率增大。 ②M点时，设的投料为1mol、Ar的投料为1.5mol，的转化率为60%，的选择性为80%，则参与反应I的的物质的量为1mol×60%×80%=0.48mol、参与反应II的的物质的量为1×60%-0.48=0.12mol，容器中的物质的量为0.4mol、的物质的量为0.48mol、C6H12(g)的物质的量为0.06mol、H2O(g)的物质的量为0.48mol+0.12mol=0.6mol、Ar的物质的量为1.5mol，则气体总物质的量为，此时水蒸气的体积分数为；反应I的压强平衡常数。 18.（2025·河北·一模）丙烷是一种重要的化工原料，工业上常用丙烷制备丙烯。 方法(一)热裂解法。化学反应为   在25℃、101 kPa条件下，几种物质的燃烧热如表所示： 物质 C3H8(g) C3H6(g) H2(g) 燃烧热/() -2219.9 -2049 -286 (1) 。 (2)该反应正向自发进行的条件为 (填“高温”“低温”或“任何温度”)。 (3)某温度下，在某刚性密闭容器中充入一定量的C3H8(g)，发生上述反应。平衡时容器中总压为a kPa，丙烷的转化率为x，则该反应的平衡常数为 (要求带单位；用分压计算的平衡常数为，分压=总压×物质的量分数)。达到化学平衡状态后，欲同时增大化学反应速率和丙烷的平衡转化率，可采取的措施为 (填标号)。 a．增大丙烷的浓度        b．加入高效催化剂 c．升高温度        d．及时分离出丙烯 方法(二)氧化裂解法。在固体催化剂作用下氧化丙烷生成丙烯，化学反应为   反应产物中除C3H6外，还有CH4、CO和C等，产生的固体会附着在催化剂表面，降低催化剂活性。图1为温度对丙烷氧化裂解反应性能的影响，图2为投料比[]对丙烷氧化裂解反应性能的影响。 已知：C3H6的选择性；C3H6产率=C3H8转化率×C3H6选择性。 (4)图1中C3H8的转化率随着温度升高而增大的原因为 。 (5)的值较低时，C3H6的选择性较低的原因可能是 。 (6)研究发现，在丙烷的氧化裂解反应体系中充入一定量CO2，能更好地提高丙烷的转化率和丙烯的产率，请结合化学方程式说明原因： 。 【答案】(1) (2)高温 (3) c (4)温度升高，反应速率加快，转化率升高 (5)氧气过量，丙烷发生深度氧化生产其它副产物 (6)CO2发生反应，消耗了氢气，促进反应正向移动 【解析】（1）由表中燃烧热数值可得燃烧的热化学方程式为： a． b． c． 由盖斯定律可知，a-b-c可得，则。 （2）根据反应自发进行的判据，该反应是熵增的吸热反应，因此反应正向自发进行的条件为高温。 （3）①设起始时充入C3H8(g)的物质的量为n，列出三段式： 平衡时气体总物质的量为：n-nx+nx+nx=n+nx，平衡时各组分的分压为：，，，则平衡常数； 达到化学平衡状态后，增大丙烷的浓度，增大化学反应速率，但丙烷的平衡转化率降低，a不符合题意； 加入高效催化剂，增大化学反应速率，但丙烷的平衡转化率不变，b不符合题意； 升高温度，增大化学反应速率，反应吸热，平衡正移，丙烷的平衡转化率增大，c符合题意； 及时分离出丙烯，产物浓度减小，平衡正移，丙烷的平衡转化率增大，但是化学反应速率不变，d不符合题意； 因此欲同时增大化学反应速率和丙烷的平衡转化率，可采取的措施为c。 （4）随着温度升高，丙烷的转化率升高，考虑影响化学反应速率的因素，温度升高，反应速率加快，转化率升高。 （5）丙烷氧化裂解产物中除C3H6外，还有CH4、CO和C等，的值较低时，C3H6的选择性较低的原因可能是：氧气过量，丙烷发生深度氧化而导致C3H6的选择性降低。 （6）研究发现，在丙烷的氧化裂解反应体系中充入一定量CO2，能更好地提高丙烷的转化率和丙烯的产率，原因可能为：CO2发生反应，消耗了氢气，促进反应正向移动。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$