题型13 化学反应速率与平衡-2025年高考化学二轮热点题型归纳与变式演练（新高考通用）

热点题型·选择题攻略 题型13 化学反应速率与平衡 目 录 题型综述 解题攻略 题组01 反应速率与平衡及其图像分析 题组02 反应速率与平衡及其表格分析 题组03 化学速率与平衡及其图像、表格分析 题组04 多重平衡及其图像分析 题组05 多重平衡及其表格分析 高考练场 化学反应速率与平衡是化学反应原理模块中的重要组成部分，涉及宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想以及证据推理与模型认知等多重学科素养。近年来，选择题在自主命题省份的试卷中有不同程度的呈现，有的省份出现的概率达到100%。选择题的题干多为文字+图像，文字部分主要给出题设情境和研究对象，图像部分给出与物质的量相关的数据与时间、温度等的变化曲线，所给的研究对象一般为复杂动态的，包含多个不同的反应；所给的图像一般含有多条曲线，分为给出曲线含义和未给曲线含义两种情况，主要图绕外界条件对化学反应速率和化学平衡移动的影响设置，包括定性的分析和定量的计算，主要以定性的分析为主。从近年高考题的情况来看，根据研究对象及变化数据和规律所给的形式可将本专题分为五个题组：一是反应速率与平衡及其图像分析；二是反应速率与平衡及其表格分析；三是化学速率与平衡及其图像、表格分析；四是多重平衡及其图像分析；五是多重平衡及其表格分析。 题组01 反应速率与平衡及其图像分析 【例1-1】（2024·广西卷）573K、高压条件下，一定量的苯甲腈在密闭容器中发生连续水解：(苯甲腈)(苯甲酰胺)(苯甲酸)。如图为水解过程中上述三者(分别用表示)的物质的量分数随时间的变化曲线，其中。下列说法错误的是 A．水解产物除了还有 B．点时 C．在15min前基本不变，15min后明显增大，可能是水解产物对生成的反应有催化作用 D．任意25min时间段内存在 【例1-2】（2024·重庆卷）醋酸甲酯制乙醇的反应为：。三个恒容密闭容器中分别加入醋酸甲酯和氢气，在不同温度下，反应t分钟时醋酸甲酯物质的量n如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的 B．容器甲中平均反应速率 C．容器乙中当前状态下反应速率 D．容器丙中乙醇的体积分数为 【提分秘籍】 1．反应速率、平衡图像题解题模型 2．解答化学反应速率图像题的方法思路 （1）看面：认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理相联系。 （2）看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。 （3）看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如起点、终点、交点、折点、最高点、最低点。例如，在浓度—时间图像中，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断。 （4）看变化趋势：在速率—时间图像上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变、大变和小变。例如，升高温度，v(吸)大增，v(放)小增；增大反应物浓度，v(正)突变，v(逆)渐变。 3．“平衡图像”解题模型构建 【变式演练】 【变式1-1】（2024·四川达州·一模）工业上利用和合成乙烯：。其它条件不变时，相同时间内的转化率随温度T的变化情况如图所示。下列说法正确的是 A．M点， B．反应温度应控制在250℃左右 C．M点和N点的化学平衡常数相等 D．选择合适催化剂，可以提高的转化率 【变式1-2】（2024·湖南衡阳·模拟预测）向一恒容密闭容器中加入1mol CH4和一定量的CO2，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A． B．反应速率： C．点a、b、c对应的平衡常数： D．反应温度为，当容器内物质的总摩尔质量不变时，反应达到平衡状态 题组02 反应速率与平衡及其表格分析 【例2-1】（2024·浙江卷）二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应： I． II． 向容积为的密闭容器中投入和，不同温度下，测得时(反应均未平衡)的相关数据见下表，下列说法不正确的是 温度() 400 500 600 乙烷转化率() 2.2 9.0 17.8 乙烯选择性() 92.6 80.0 61.8 注：乙烯选择性 A．反应活化能： B．时，反应I的平均速率为： C．其他条件不变，平衡后及时移除，可提高乙烯的产率 D．其他条件不变，增大投料比投料，平衡后可提高乙烷转化率 【例2-2】（2023·河北卷）在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g)，发生如下反应： 反应②和③的速率方程分别为和，其中、分别为反应②和③的速率常数、反应③的活化能大于反应②，测得W(g)的浓度随时间的变化如下表： t/min 0 1 2 3 4 5 0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028 下列说法正确的是 A．内，W的平均反应速率为 B．若升高温度，平衡时减小 C．若，平衡时 D．若增大容器容积，平衡时Y的产率增大 【提分秘籍】 1．表格数据的处理方法 （1）明确表格数据的单位 （2）总结表格数据的变化规律，判断相应的平衡状态。 （3）结合化学平衡常数、化学反应速率、平衡转化率进行相关计算。 （4）不同状态下的数据处理要注意利用对比法综合分析。 2．看单位时间内某量的变化量，比较速率快慢和条件高低 （1）单位时间内某量的变化量越大，反应速率越快，反应条件越高 （2）举例：不同温度下，反应物A的物质的量（mol）随时间变化表 组别 温度 时间/min 0 10 20 40 50 结论 ① T1 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 T1___T2 ② T2 0.50 0.30 0.18 a 0.15 a＝___ ①单位时间内实验②的物质的量变化大，则②的反应速率快，温度：T1＜T2 ②实验②反应速率快，达到平衡所用的时间短，实验②不到40min达到平衡，则a＝0.15 【变式演练】 【变式2-1】（2024·陕西榆林·一模）一定温度下，向容积一定的密闭容器中通入一定量的，在某催化剂表面上发生反应的方程式为：  ，实验测得催化剂表面积变化时，的浓度与时间变化的关系如下表所示，下列说法正确的是 编号 表面积 0 20 40 60 80 ① ② A．实验①，， B．实验②，在时达到化学平衡状态 C．实验①、②说明，相同条件下增加催化剂的表面积，使反应速率增大 D．若将实验①的反应温度升高，该反应的平衡常数 【变式2-2】（2024·广东韶关·一模）用将转化为，反应方程式：  。一定条件下测得反应过程中的实验数据如下。下列说法正确的是 0 2 4 6 0 A．的反应速率小于的反应速率 B．其他条件不变，增大压强可以提高转化率 C．用表示的反应速率为 D．平衡常数 题组03 化学速率与平衡及其图像、表格分析 【例3】（2024·安徽卷）室温下，为探究纳米铁去除水样中的影响因素，测得不同条件下浓度随时间变化关系如下图。 实验序号 水样体积/ 纳米铁质量/ 水样初始 ① 50 8 6 ② 50 2 6 ③ 50 2 8 下列说法正确的是 A．实验①中，0~2小时内平均反应速率 B．实验③中，反应的离子方程式为： C．其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率 D．其他条件相同时，水样初始越小，的去除效果越好 【提分秘籍】 要根据表格数据分析化学反应速率与平衡，首先需要‌理解表格中的数据，并掌握化学平衡图像的意义‌。具体步骤如下： （1）‌仔细阅读表格数据‌：包括反应物的初始浓度、反应时间、反应过程中各物质的浓度变化等。这些数据是分析化学反应速率和平衡的基础。 （2）‌识别反应类型‌：根据表格中的数据，判断反应是单一反应还是多个反应同时进行的复杂反应，以及反应是否达到平衡状态。 （3）‌计算反应速率‌：利用表格中的浓度变化和时间数据，可以计算出不同时间段的反应速率。通常，反应速率可以用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。 （4）‌绘制反应速率-时间曲线‌：将计算出的反应速率与时间对应起来，绘制成曲线图。这有助于直观地观察反应速率随时间的变化趋势，以及反应是否达到平衡状态。 （5）‌分析平衡状态‌：在反应速率-时间曲线上，当反应速率趋于稳定且不再随时间变化时，可以认为反应达到了平衡状态。此时，反应物和生成物的浓度将保持不变。 【变式演练】 【变式3-1】（2024·湖南长沙·三模）一定条件下，分别向体积为的密闭容器中充入气体，发生反应，测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 实验 充入气体量 反应过程条件 ① 2molX+1molY 恒温 ② 恒温 ③ 1molZ 绝热（1） A．曲线I对应实验①，且3m=p B．Z的转化率：b＜c C．气体的总物质的量：nc＜nd D．b点平衡常数大于c点平衡常数 【变式3-2】（2024·湖南长沙·模拟预测）能除去空气中的气体，反应如下： 反应I： 平衡常数；反应Ⅱ：平衡常数。 已知：在相同条件下，。 向两个容积相同的密闭容器中按下表投料(不参与反应)，在催化剂作用下分别发生上述反应，在相同的时间内的物质的量随温度的变化关系如图中实线所示。图中虚线c、d表示两反应的平衡曲线。下列有关说法错误的是 反应I 反应Ⅱ 起始投料 起始物质的量 1 1 3 1 1 3 A．，曲线c为反应Ⅱ的平衡曲线 B．时， C．相同条件下，延长反应时间能使反应体系中Y点的量达到X点 D．恒温恒压下，向W点表示的反应体系中增大的物质的量，能提高的转化率 题组04 多重平衡及其图像分析 【例4-1】（2024·江苏卷）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 【例4-2】（2023·重庆卷）逆水煤气变换体系中存在以下两个反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 在恒容条件下，按投料比进行反应，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．反应Ⅰ的，反应Ⅱ的 B．点反应Ⅰ的平衡常数 C．点的压强是的3倍 D．若按投料，则曲线之间交点位置不变 【提分秘籍】 1．多重平衡体系分类：多重平衡可分成两类：一种是竞争性的多重平衡，此类反应被称为平行反应或竞争反应。平行反应指的是反应物相同，生成物不同的两个或多个反应(其中一个生成目标产物的反应是主反应，其余的是副反应)。另一种是连续性的多重平衡，此类反应被称为连续反应或分步反应。 2．有关多重平衡及选择性的问题 在多重平衡中，几个可逆反应是相互影响的。 （1）如果主反应的生成物又与主反应的某一反应物发生另一个可逆反应，那么该反应物的平衡转化率就会增大。 （2）在一定温度下，特定的混合体系，多重平衡选择性为定值。因为平衡常数只与温度有关，且催化剂不能改变某一物质的平衡转化率。 （3）如果在同一条件下，两个物质同时可以发生几个可逆反应，那么催化剂的选用就可以使其中某一反应的选择性提高。 3．解答多重平衡问题的思维模型 （1）连续反应的思维模型 【易错提醒】连续反应中只要有一个反应平衡发生移动，那么另一个反应平衡也会联动。 （2）竞争反应的思维模型 4．解答复杂图像题应注意的几个要点 （1）复杂图像五看：一看面(坐标)，二看线(变化趋势)，三看点(起点、交点、终点)，四看辅助线，五看量(数字计算)。如坐标表示的有c(M)、α(M)、lg c(M)、lg 、pM、lg 等，不同符号表示的意义不同。 （2）pH：可以得出c(H＋)；通过比较溶质的物质的量浓度可判断是强电解质或弱电解质。 （3）交点：相交的两种物质的某量相等，常进行相互代换用于计算。 （4）pH＝7：常温下表示溶液显中性，此时，c(H＋)＝c(OH－)，在等式中常进行抵消。 （5）数据与浓度符号的转化：在坐标图中，标明了某种物质的量，一般要用标明的量进行分析。 （6）守恒：元素守恒，电荷守恒，质子守恒。 5．工业生产图像中转化率、产率变化分析思路 首先判断是否为平衡状态 （1）非平衡状态的转化率：侧重分析温度、压强、浓度对反应快慢，催化剂对反应快慢及选择性(主、副反应)的影响； （2）平衡转化率：侧重分析温度、压强、浓度对化学平衡的影响，有时也涉及温度、某物质对催化活性的影响。 6．结合图像分析实际生产中反应的最佳条件 条件 原则 从化学反应速率分析 非平衡状态，着重考虑外因对反应速率的影响导致反应物的转化率(或产品产率)的变化 从化学平衡移动分析 平衡后，着重考虑外因对平衡移动方向的影响 从催化剂的活性分析 注意催化剂的活性受温度的影响，还要注意催化剂对主、副反应的选择性的影响 综合分析 既要注意外界条件对反应速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性，还要考虑设备要求 【变式演练】 【变式4-1】（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 【变式4-2】（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 题组05 多重平衡及其表格分析 【例5】(2024·浙江6月卷)二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应： I．C2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g) ΔH1＞0 II．C2H6(g)＋2CO2(g)4CO(g)＋3H2(g) ΔH2＞0 向容积为的密闭容器中投入2 mol C2H6和3 mol CO2，不同温度下，测得时(反应均未平衡)的相关数据见下表，下列说法不正确的是( ) 温度() 400 500 600 乙烷转化率() 2.2 9.0 17.8 乙烯选择性() 92.6 80.0 61.8 注：乙烯选择性 A．反应活化能：I＜II B．时，0~5 min反应I的平均速率为：v(C2H4)=2.88×10-3 mol·L－1·min－1 C．其他条件不变，平衡后及时移除H2O(g)，可提高乙烯的产率 D．其他条件不变，增大投料比[n(C2H6)/ n(CO2)]投料，平衡后可提高乙烷转化率 【提分秘籍】 1．多重平衡计算问题的解题思路 2．多平衡体系中有关平衡常数的计算技巧 （1）有关多平衡体系平衡常数的计算，如何确定多个反应相关联物质在平衡时量的多少是解题的关键点。若用常规的三段式计算，对反应过程分析要求高，容易出错。但无论多少个反应，反应进行的程度如何，反应前后的原子总数是不变的，因而解答这类问题可用原子守恒法，可规避对反应过程的分析。 （2）原子守恒法解题步骤： 第一步：确定反应体系中有哪些元素,根据已知反应物分别计算出体系中各元素原子的总物质的量； 第二步：确定平衡体系中各物质的物质的量，分析平衡时，已给出哪些物质的物质的量，将未给出物质的物质的量设未知数，利用原子守恒列方程式组，求出未知量。 第三步：计算平衡常数 （1）若为浓度平衡常数，根据容器的容积计算各物质的平衡浓度，代入平衡常数表达式计算。 （2）若为压强平衡常数，根据平衡时各气体的物质的量及气体总物质的量，计算出平衡分压，最后代人平衡常数表达式计算。 【名师提醒】（1）在多重平衡体系中，某物质的平衡浓度，是所有有关反应的平衡浓度，对各相关反应的平衡常数都满足。 （2）在计算某反应的平衡常数时，要善于选特殊点计算。只要温度不变，这个平衡常数值可以运用于平衡曲线上的任何一点，选取多曲线的交点，往往能简化计算。 【变式演练】 【变式5-1】（2024·北京·一模）工业上以1，4-丁二醇(BD)为原料催化脱氢制备γ-丁内酯(BL)，其副反应产物为四氢呋喃(，THF)、正丁醇(BuOH)以及其他四碳有机物。其他条件相同时，不同温度下，向1L容器中通入4×10-2molBD反应2h，测得BL、THF、BuOH在四碳有机产物中的物质的量分数如下： 温度/℃ 220 240 250 255 BL/% 60.2 84.6 92.6 95.2 THF/% 1.2 1.8 1.9 2.1 BuOH/% 0.2 0.3 0.4 0.6 已知：HO(CH2)4OH(g，BD)(g，BL)+2H2(g)　ΔH>0 下列说法不正确的是 A．220℃，2h时n(BL)=9.03×10-3mol，则BD的总转化率为37.5% B．250℃，2h时n(BD)+n(BL)+n(THF)+n(BuOH)<4×10-2mol C．255℃，2h时n(BL)=1.5×10-2mol，则0~2h内υ(H2)主反应=1.5×10-2mol·L−1·h−1 D．由表中数据可知，220~255℃，催化剂活性、选择性均随着温度的升高而提高 【变式5-2】（2024·全国·模拟预测）丙酮醛(CH3COCHO)是重要的医药中间体。以1，2-丙二醇为原料，通过“气固相催化氧化法”可合成丙酮醛： 主反应：；副反应：。 3种催化剂的催化效果，以及使用某催化剂时温度对转化率、产率的影响如下(表、图)。下列说法错误的是 催化剂 原料转化率/% 产率/% Ⅰ号 95.0 55.9 Ⅱ号 97.0 63.5 号 98.5 72.0 A．实际生产中可选取Ⅲ号催化剂 B．该制备方法的最佳温度为450℃ C．温度高于450℃后，产物中乙酸、甲醛分压增大 D．相同温度时，加入合适催化剂可提高反应物的平衡转化率 1．（2025·宁夏陕西·模拟预测）一定温度下，恒容密闭容器中，物质Z发生反应，一段时间后开始计时，测得各物质的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是 A．曲线Ⅰ代表物质X，曲线Ⅲ代表物质Z B．图中时刻的正反应速率大于时刻 C．若升高温度，正反应速率加快，逆反应速率减慢 D．，用物质Y表示的平均反应速率为 2．（2024·海南卷）已知298K，101kPa时，。该反应在密闭的刚性容器中分别于T1、T2温度下进行，CO2的初始浓度为，关系如图所示。下列说法错误的是 A． T1＞T2 B．T1下反应达到平衡时 C．使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大 D．使用催化剂2和催化剂3的反应历程相同 3．（2022·广东卷）恒容密闭容器中，在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的 B．a为随温度的变化曲线 C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动 D．向平衡体系中加入，H2的平衡转化率增大 4．（2025·四川·一模）乙烷催化裂解制备乙烯和氢气的反应式为，工业上在裂解过程中可以实现边反应边分离出生成的氢气。在不同温度下，在1.0L恒容密闭容器中发生该反应。的移出率[]不同时，乙烷的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是 A．由图可知： B．加入催化剂增大了活化分子百分数，但该反应的不变 C．则B点体系中乙烯的体积分数约为50% D．若A点，平衡常数，的移出率为20% 5．（2024·湖南娄底·模拟预测）McMorris测定和计算了在范围内下列反应的平衡常数。 得到和均为线性关系，如下图所示，下列说法正确的是 A．NOCl分解为和的逆反应的大于0 B．反应的 C．反应的大于0 D．的单位为 6．（2025·北京·模拟预测）在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化为SO3：  。下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率。 温度/℃ 平衡时SO2的转化率/% 0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 下列说法不正确的是 A．在实际生产中，通入过量的空气，可提高SO2的转化率 B．450℃、0.1MPa时，投入1mol/L的SO2，5min后反应平衡，则SO2的反应速率为：0.195mol/(L·min) C．高温高压有利于反应的自发进行，所以工业上采取高温高压 D．平衡后，增大压强(改变容器体积)，平衡正向移动 7．（2022·浙江卷）在恒温恒容条件下，发生反应A(s)+2B(g)3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是 A．从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率 B．从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率 C．在不同时刻都存在关系：2v(B)=3v(X) D．维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示 8．（2024·河南郑州·一模）汽车尾气通过三元催化剂高效处理废气，发生反应为。一定温度下，在恒容密闭容器中充入发生上述反应，测得的浓度随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是 A．时正反应速率大于逆反应速率 B．内的转化率 C．当消耗速率等于消耗速率一半时到达对应状态 D．内平均速率 9．（2022·广东卷）在相同条件下研究催化剂I、Ⅱ对反应的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则 A．无催化剂时，反应不能进行 B．与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低 C．a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化 D．使用催化剂Ⅰ时，内， 10．（2024·四川绵阳·一模）将和按物质的量之比为通入某刚性密闭容器中发生反应：，平衡状态时的体积分数与温度、气体总压强的关系如图所示。下列说法错误的是 A．该反应 B．a点反应速率大于b点 C．无法计算a点的压强平衡常数 D．不再变化时反应达到平衡状态 11．（2022·浙江卷）恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是 A．实验①，， B．实验②，时处于平衡状态， C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大 D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大 12．（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 13．（2022·辽宁卷）某温度下，在恒容密闭容器中发生反应，有关数据如下： 时间段/ 产物Z的平均生成速率/ 0～2 0.20 0～4 0.15 0～6 0.10 下列说法错误的是 A．时，Z的浓度大于 B．时，加入，此时 C．时，Y的体积分数约为33.3% D．时，X的物质的量为 14．（2024·吉林·三模）一定条件下，反应H2(g)+Br2(g)2HBr(g)的速率方程为v=kcα(H2)·cβ(Br2)·cγ(HBr)，某温度下，该反应在不同浓度下的反应速率如下： c(H2)/mol·L−1 c(Br2)/mol·L−1 c(HBr)/mol·L−1 反应速率 0.1 0.1 2 v 0.1 0.4 2 8v 0.2 0.4 2 16v 0.4 0.1 4 2v 0.2 0.1 c 4v 根据表中的测定结果，下列结论错误的是 A．α的值为1 B．表中c的值为2 C．反应体系的三种物质中，Br2(g)的浓度对反应速率影响最大 D．在反应体系中保持其他物质浓度不变，增大HBr(g)浓度，会使反应速率降低 15．（2023·江苏卷）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 16．（2024·北京海淀·三模）催化加氢合成二甲醚是一种转化方法，其过程中主要发生下列反应： 反应I：   反应II： 恒压，投入和适当过量的平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图。其中：的选择性 下列说法中正确的是 A． B．温度高于，反应I正移程度<反应Ⅱ逆移程度 C．若平衡时的选择性为的平衡转化率小于 D．若平衡时的选择性为，则体系中 17．（2024·吉林卷）异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是 A．时，反应②正、逆反应速率相等 B．该温度下的平衡常数：①>② C．平均速率(异山梨醇) D．反应②加入催化剂不改变其平衡转化率 18．（2024·陕西西安·模拟预测）用活性 炭还原NO2可防止空气污染，其反应原理为2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)。在密闭容器中，1mol NO2和足量碳发生该反应，反应相同时间内，测得NO2的生成速率与的生成速率随温度变化的关系如图1所示。维持温度不变，反应相同时间内，测得NO2的转化率随压强的变化如图2所示。 下列说法正确的是 A．图1中的A、B、C三个点中，只有B点达到平衡状态 B．图2中曲线上E、F、G三点均表示NO2的平衡转化率 C．图2中平衡常数K(E点)=K(G点)，但的浓度：c (E点)<c(G点) D．在恒温恒容下，向图2中F点平衡体系中加入一定量的碳，与原平衡相比，NO2 的平衡转化率增大 19．（2022·江苏卷）乙醇-水催化重整可获得。其主要反应为，，在、时，若仅考虑上述反应，平衡时和CO的选择性及的产率随温度的变化如图所示。 CO的选择性，下列说法正确的是 A．图中曲线①表示平衡时产率随温度的变化 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，加入或选用高效催化剂，均能提高平衡时产率 20．（2024·山东日照·三模）逆水煤气变换反应是一种转化和利用的重要途径，发生的反应有： 反应ⅰ：         反应ⅱ：     反应ⅲ：     常压下，向密闭容器中充入1mol CO2和2mol H2，达平衡时H2、H2O和含碳物质的物质的量随温度的变化如图。下列说法正确的 A． B．a代表CO、b代表、c代表 C．649℃时，反应Ⅰ的平衡常数 D．800℃时，适当增大体系压强，n(CO)保持不变 21．（2024·湖南卷）恒压下，向某密闭容器中充入一定量的和，发生如下反应： 主反应：   副反应：   在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布分数随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示，下列说法正确的是 A．投料比x代表 B．曲线c代表乙酸的分布分数 C．， D．L、M、N三点的平衡常数： 22．（2024·北京通州·一模）以煤和水蒸气为原料制备合成气（CO、、）的体系发生的主要反应为： ① ② ③ 在一定压强反应达平衡时气体组成随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．高温利于反应③逆向进行 B．由不同温度下反应的结果变化可知， C．欲制得甲烷含量高的高热值燃气应在低温下进行 D．向制备合成气体系中加入一定量CaO更有利于增大的体积分数 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 热点题型·选择题攻略 题型13 化学反应速率与平衡 目 录 题型综述 解题攻略 题组01 反应速率与平衡及其图像分析 题组02 反应速率与平衡及其表格分析 题组03 化学速率与平衡及其图像、表格分析 题组04 多重平衡及其图像分析 题组05 多重平衡及其表格分析 高考练场 化学反应速率与平衡是化学反应原理模块中的重要组成部分，涉及宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想以及证据推理与模型认知等多重学科素养。近年来，选择题在自主命题省份的试卷中有不同程度的呈现，有的省份出现的概率达到100%。选择题的题干多为文字+图像，文字部分主要给出题设情境和研究对象，图像部分给出与物质的量相关的数据与时间、温度等的变化曲线，所给的研究对象一般为复杂动态的，包含多个不同的反应；所给的图像一般含有多条曲线，分为给出曲线含义和未给曲线含义两种情况，主要图绕外界条件对化学反应速率和化学平衡移动的影响设置，包括定性的分析和定量的计算，主要以定性的分析为主。从近年高考题的情况来看，根据研究对象及变化数据和规律所给的形式可将本专题分为五个题组：一是反应速率与平衡及其图像分析；二是反应速率与平衡及其表格分析；三是化学速率与平衡及其图像、表格分析；四是多重平衡及其图像分析；五是多重平衡及其表格分析。 题组01 反应速率与平衡及其图像分析 【例1-1】（2024·广西卷）573K、高压条件下，一定量的苯甲腈在密闭容器中发生连续水解：(苯甲腈)(苯甲酰胺)(苯甲酸)。如图为水解过程中上述三者(分别用表示)的物质的量分数随时间的变化曲线，其中。下列说法错误的是 A．水解产物除了还有 B．点时 C．在15min前基本不变，15min后明显增大，可能是水解产物对生成的反应有催化作用 D．任意25min时间段内存在 【答案】D 【解析】A．苯甲腈在溶液中发生连续水解：，,有NH3生成，A正确；B．a点之前x(Y)逐渐增大，；a点之后，x(Y)逐渐减小，a点是Y物质的最大值，则生成和消耗的速率相等。即，B正确；C．在15min前基本不变，15min后明显增大，在没有另加物质、没有改变反应条件的情况下，可能是水解产物对生成的反应有催化作用，C正确；D．根据图像所示，反应的前期应该有，a点之后，由于明显减小，显著增大，三者的速率关系不再满足，D错误；故选D。 【例1-2】（2024·重庆卷）醋酸甲酯制乙醇的反应为：。三个恒容密闭容器中分别加入醋酸甲酯和氢气，在不同温度下，反应t分钟时醋酸甲酯物质的量n如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的 B．容器甲中平均反应速率 C．容器乙中当前状态下反应速率 D．容器丙中乙醇的体积分数为 【答案】D 【分析】温度越高反应速率越快，比较乙丙可知，丙反应升高温度，醋酸甲酯量增大，则反应逆向进行，正反应为放热反应，焓变小于0； 【解析】A．由分析，该反应的，A错误；B．容器甲中平均反应速率，B错误；C．温度越高反应速率越快，比较乙丙可知，丙达到平衡状态，但不确定乙是否平衡，不能确定正逆反应速率相对大小，C错误；D．对丙而言： 容器丙中乙醇的体积分数为，D正确；故选D。 【提分秘籍】 1．反应速率、平衡图像题解题模型 2．解答化学反应速率图像题的方法思路 （1）看面：认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理相联系。 （2）看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。 （3）看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如起点、终点、交点、折点、最高点、最低点。例如，在浓度—时间图像中，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断。 （4）看变化趋势：在速率—时间图像上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变、大变和小变。例如，升高温度，v(吸)大增，v(放)小增；增大反应物浓度，v(正)突变，v(逆)渐变。 3．“平衡图像”解题模型构建 【变式演练】 【变式1-1】（2024·四川达州·一模）工业上利用和合成乙烯：。其它条件不变时，相同时间内的转化率随温度T的变化情况如图所示。下列说法正确的是 A．M点， B．反应温度应控制在250℃左右 C．M点和N点的化学平衡常数相等 D．选择合适催化剂，可以提高的转化率 【答案】B 【分析】最高点以前，反应未达平衡，随着温度的升高CO2的转化率升高，最高点以后随着温度升高，CO2的转化率降低，该反应为放热反应。 【解析】A．M点后CO2的转化率升高，故M点未达到平衡，，A错误；B．在250℃左右，CO2的转化率最高，故反应温度应控制在250℃左右，B正确；C．该反应为放热反应，升高温度，K减小，M点和N点的化学平衡常数不相等，C错误；D．催化剂不影响反应限度，故的转化率不变，D错误；故选B。 【变式1-2】（2024·湖南衡阳·模拟预测）向一恒容密闭容器中加入1mol CH4和一定量的CO2，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A． B．反应速率： C．点a、b、c对应的平衡常数： D．反应温度为，当容器内物质的总摩尔质量不变时，反应达到平衡状态 【答案】B 【解析】A．一定条件下，增大二氧化碳的浓度，能提高CH4的转化率，即x值越小，CH4的平衡转化率越大，则，A正确；B．b点和c点温度相同，CH4的起始物质的量都为1mol，b点x值小于c点，则b点加二氧化碳多，反应物浓度大，则反应速率：，B错误；C．由图像可知，x一定时，温度升高CH4的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，K增大；温度相同，K不变，则点a、b、c对应的平衡常数：，C正确；D．该反应为气体物质的量增大的反应，当物质的量不变时，摩尔质量也就不变，反应达到平衡状态，D正确；故选B。 题组02 反应速率与平衡及其表格分析 【例2-1】（2024·浙江卷）二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应： I． II． 向容积为的密闭容器中投入和，不同温度下，测得时(反应均未平衡)的相关数据见下表，下列说法不正确的是 温度() 400 500 600 乙烷转化率() 2.2 9.0 17.8 乙烯选择性() 92.6 80.0 61.8 注：乙烯选择性 A．反应活化能： B．时，反应I的平均速率为： C．其他条件不变，平衡后及时移除，可提高乙烯的产率 D．其他条件不变，增大投料比投料，平衡后可提高乙烷转化率 【答案】D 【解析】A．由表可知，相同温度下，乙烯的选择性高于50%，说明反应I的速率大于反应Ⅱ，则反应活化能为Ⅰ<Ⅱ，A正确；B．由表可知，500℃时，乙烷的转化率为9.0%，可得转化的乙烷的总物质的量为2mol×9.0%=0.18mol，而此温度下乙烯的选择性为80%，则转化为乙烯的乙烷的物质的量为0.18mol×80%=0.144mol，根据方程式可得，生成乙烯的物质的量为0.144mol，则反应I的平均速率为：，B正确；C．其他条件不变，平衡后及时移除，反应Ⅰ正向进行，可提高乙烯的产率，C正确；D．其他条件不变，增大投料比投料，平衡后CO2转化率提高，C2H6转化率降低，D错误；答案选D。 【例2-2】（2023·河北卷）在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g)，发生如下反应： 反应②和③的速率方程分别为和，其中、分别为反应②和③的速率常数、反应③的活化能大于反应②，测得W(g)的浓度随时间的变化如下表： t/min 0 1 2 3 4 5 0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028 下列说法正确的是 A．内，W的平均反应速率为 B．若升高温度，平衡时减小 C．若，平衡时 D．若增大容器容积，平衡时Y的产率增大 【答案】B 【解析】A．由表格数据可知，2min时W的浓度为0.080mol/L，则0∼2min内，W的反应速率为=0.040 mol/(L·min)，故A错误；B．反应③的活化能大于反应②说明X转化为Z的反应为放热反应，升高温度，反应②平衡向逆反应方向移动，Z的浓度减小，故B正确；C．由反应达到平衡时，正逆反应速率相等可得：=，若，则X和Z的浓度关系为，故C错误；D．由转化关系可知，反应①为W完全分解生成X和Y，Y只参与反应①，所以增大容器容积，平衡时Y的物质的量不变、产率不变，故D错误；故选B。 【提分秘籍】 1．表格数据的处理方法 （1）明确表格数据的单位 （2）总结表格数据的变化规律，判断相应的平衡状态。 （3）结合化学平衡常数、化学反应速率、平衡转化率进行相关计算。 （4）不同状态下的数据处理要注意利用对比法综合分析。 2．看单位时间内某量的变化量，比较速率快慢和条件高低 （1）单位时间内某量的变化量越大，反应速率越快，反应条件越高 （2）举例：不同温度下，反应物A的物质的量（mol）随时间变化表 组别 温度 时间/min 0 10 20 40 50 结论 ① T1 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 T1___T2 ② T2 0.50 0.30 0.18 a 0.15 a＝___ ①单位时间内实验②的物质的量变化大，则②的反应速率快，温度：T1＜T2 ②实验②反应速率快，达到平衡所用的时间短，实验②不到40min达到平衡，则a＝0.15 【变式演练】 【变式2-1】（2024·陕西榆林·一模）一定温度下，向容积一定的密闭容器中通入一定量的，在某催化剂表面上发生反应的方程式为：  ，实验测得催化剂表面积变化时，的浓度与时间变化的关系如下表所示，下列说法正确的是 编号 表面积 0 20 40 60 80 ① ② A．实验①，， B．实验②，在时达到化学平衡状态 C．实验①、②说明，相同条件下增加催化剂的表面积，使反应速率增大 D．若将实验①的反应温度升高，该反应的平衡常数 【答案】C 【解析】A．实验①，由表格中数据可知，，平均反应速率，故A错误；B．根据表格中的数据可知，实验②，60min时A浓度为的1.9mol/L，80min时A浓度为1.8mol/L，A的浓度不变时说明达到平衡状态，但此变化并不能说明A的浓度不再改变，因此不能说明在80min时达到化学平衡状态，故B错误；C．实验①，催化剂表面积为，根据表格中数据可知，，，实验②，催化剂表面积为，根据表格中数据可知，，，可知相同条件下增加催化剂的表面积，使反应速率增大，故C正确；D．根据表格的数据可知，实验①中60min、80min时A的浓度均为0.8mol/L，说明60min时反应已经达到平衡，列出三段式为： 上述条件下该反应的平衡常数，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，因此，故D错误；故答案选C。 【变式2-2】（2024·广东韶关·一模）用将转化为，反应方程式：  。一定条件下测得反应过程中的实验数据如下。下列说法正确的是 0 2 4 6 0 A．的反应速率小于的反应速率 B．其他条件不变，增大压强可以提高转化率 C．用表示的反应速率为 D．平衡常数 【答案】B 【解析】A．氯气的浓度增大1.8mol/L，氯气的浓度增大1.7mol/L，的反应速率大于的反应速率，故A错误；B．正反应气体系数和减小，其他条件不变，增大压强平衡正向移动，可以提高转化率，故B正确；C．用表示的反应速率为 ，故C错误；D．正反应放热，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，平衡常数，故D错误；选B。 题组03 化学速率与平衡及其图像、表格分析 【例3】（2024·安徽卷）室温下，为探究纳米铁去除水样中的影响因素，测得不同条件下浓度随时间变化关系如下图。 实验序号 水样体积/ 纳米铁质量/ 水样初始 ① 50 8 6 ② 50 2 6 ③ 50 2 8 下列说法正确的是 A．实验①中，0~2小时内平均反应速率 B．实验③中，反应的离子方程式为： C．其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率 D．其他条件相同时，水样初始越小，的去除效果越好 【答案】C 【解析】A. 实验①中，0~2小时内平均反应速率，A不正确；B. 实验③中水样初始=8，溶液显弱碱性，发生反应的离子方程式中不能用配电荷守恒，B不正确；C. 综合分析实验①和②可知，在相同时间内，实验①中浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率，C正确；D. 综合分析实验③和②可知，在相同时间内，实验②中浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当减小初始，的去除效果越好，但是当初始太小时，浓度太大，纳米铁与反应速率加快，会导致与反应的纳米铁减少，因此，当初始越小时的去除效果不一定越好，D不正确；综上所述，本题选C。 【提分秘籍】 要根据表格数据分析化学反应速率与平衡，首先需要‌理解表格中的数据，并掌握化学平衡图像的意义‌。具体步骤如下： （1）‌仔细阅读表格数据‌：包括反应物的初始浓度、反应时间、反应过程中各物质的浓度变化等。这些数据是分析化学反应速率和平衡的基础。 （2）‌识别反应类型‌：根据表格中的数据，判断反应是单一反应还是多个反应同时进行的复杂反应，以及反应是否达到平衡状态。 （3）‌计算反应速率‌：利用表格中的浓度变化和时间数据，可以计算出不同时间段的反应速率。通常，反应速率可以用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。 （4）‌绘制反应速率-时间曲线‌：将计算出的反应速率与时间对应起来，绘制成曲线图。这有助于直观地观察反应速率随时间的变化趋势，以及反应是否达到平衡状态。 （5）‌分析平衡状态‌：在反应速率-时间曲线上，当反应速率趋于稳定且不再随时间变化时，可以认为反应达到了平衡状态。此时，反应物和生成物的浓度将保持不变。 【变式演练】 【变式3-1】（2024·湖南长沙·三模）一定条件下，分别向体积为的密闭容器中充入气体，发生反应，测得实验①、②、③反应过程中体系压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 实验 充入气体量 反应过程条件 ① 2molX+1molY 恒温 ② 恒温 ③ 1molZ 绝热（1） A．曲线I对应实验①，且3m=p B．Z的转化率：b＜c C．气体的总物质的量：nc＜nd D．b点平衡常数大于c点平衡常数 【答案】D 【解析】A．由图可知，实验①冲入气体多，压强大，故曲线Ⅰ表示实验①压强变化，充入1molZ时压强为p,实验①中充入3mol气体，故起始压强m=3p，A错误；B．由图可知，曲线Ⅲ达到平衡所需的时间长，反应速率慢，说明由于绝热，体系温度降低，故该正反应为吸热反应，曲线Ⅲ对应实验③，温度降低，平衡逆向移动，Z的转化率降低，b＞c，B错误；C．c、d两点的压强相同，体积相同，反应吸热，体系③温度低，根据pV=nRT可知，n(c)=，n(d)=，Tc＜Td，故n(c)＞n(d)，C错误；D．由B项分析可知，该反应正反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，K值增大，实验②比实验③体系温度高，则b点平衡常数比c点平衡常数大，D正确；故答案为：D。 【变式3-2】（2024·湖南长沙·模拟预测）能除去空气中的气体，反应如下： 反应I： 平衡常数；反应Ⅱ：平衡常数。 已知：在相同条件下，。 向两个容积相同的密闭容器中按下表投料(不参与反应)，在催化剂作用下分别发生上述反应，在相同的时间内的物质的量随温度的变化关系如图中实线所示。图中虚线c、d表示两反应的平衡曲线。下列有关说法错误的是 反应I 反应Ⅱ 起始投料 起始物质的量 1 1 3 1 1 3 A．，曲线c为反应Ⅱ的平衡曲线 B．时， C．相同条件下，延长反应时间能使反应体系中Y点的量达到X点 D．恒温恒压下，向W点表示的反应体系中增大的物质的量，能提高的转化率 【答案】D 【分析】已知相同条件下，反应I速率比反应Ⅱ快，c、d表示两反应的平衡曲线，从图象可知，曲线d的生成物COS的物质的量大，则曲线b、d表示反应I，曲线a、c表示为反应Ⅱ，c、d均随温度的升高，生成物COS的物质的量减小，则反应I、Ⅱ均为放热反应。 【解析】A．分析可知，，曲线c为反应Ⅱ的平衡曲线，故A正确；B．时，反应I达到平衡时，则平衡时，，则，故B正确；C．曲线a反应未达到平衡状态，相同条件下，延长反应时间能使反应体系中Y点的量达到X点，故C正确；D．恒温恒压下，向W点表示的反应体系中增大的物质的量，反应体系压强减小，但该反应的平衡与压强无关，故不能提高的转化率，故D错误；故选D。 题组04 多重平衡及其图像分析 【例4-1】（2024·江苏卷）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】A．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；B．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；C．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；D．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。 【例4-2】（2023·重庆卷）逆水煤气变换体系中存在以下两个反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 在恒容条件下，按投料比进行反应，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．反应Ⅰ的，反应Ⅱ的 B．点反应Ⅰ的平衡常数 C．点的压强是的3倍 D．若按投料，则曲线之间交点位置不变 【答案】C 【解析】A．随着温度的升高，甲烷含量减小、一氧化碳含量增大，则说明随着温度升高，反应Ⅱ逆向移动、反应Ⅰ正向移动，则反应Ⅱ为放热反应焓变小于零、反应Ⅰ为吸热反应焓变大于零，A错误；B．点没有甲烷产物，且二氧化碳、一氧化碳含量相等，投料，则此时反应Ⅰ平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量相等，反应Ⅰ的平衡常数，B错误；C．点一氧化碳、甲烷物质的量相等，结合反应方程式的系数可知，生成水的总的物质的量为甲烷的3倍，结合阿伏加德罗定律可知，的压强是的3倍，C正确；D．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；若按投料，相当于增加氢气的投料，3种物质的体积分数都会变化，交点位置改变，D错误；故选C。 【提分秘籍】 1．多重平衡体系分类：多重平衡可分成两类：一种是竞争性的多重平衡，此类反应被称为平行反应或竞争反应。平行反应指的是反应物相同，生成物不同的两个或多个反应(其中一个生成目标产物的反应是主反应，其余的是副反应)。另一种是连续性的多重平衡，此类反应被称为连续反应或分步反应。 2．有关多重平衡及选择性的问题 在多重平衡中，几个可逆反应是相互影响的。 （1）如果主反应的生成物又与主反应的某一反应物发生另一个可逆反应，那么该反应物的平衡转化率就会增大。 （2）在一定温度下，特定的混合体系，多重平衡选择性为定值。因为平衡常数只与温度有关，且催化剂不能改变某一物质的平衡转化率。 （3）如果在同一条件下，两个物质同时可以发生几个可逆反应，那么催化剂的选用就可以使其中某一反应的选择性提高。 3．解答多重平衡问题的思维模型 （1）连续反应的思维模型 【易错提醒】连续反应中只要有一个反应平衡发生移动，那么另一个反应平衡也会联动。 （2）竞争反应的思维模型 4．解答复杂图像题应注意的几个要点 （1）复杂图像五看：一看面(坐标)，二看线(变化趋势)，三看点(起点、交点、终点)，四看辅助线，五看量(数字计算)。如坐标表示的有c(M)、α(M)、lg c(M)、lg 、pM、lg 等，不同符号表示的意义不同。 （2）pH：可以得出c(H＋)；通过比较溶质的物质的量浓度可判断是强电解质或弱电解质。 （3）交点：相交的两种物质的某量相等，常进行相互代换用于计算。 （4）pH＝7：常温下表示溶液显中性，此时，c(H＋)＝c(OH－)，在等式中常进行抵消。 （5）数据与浓度符号的转化：在坐标图中，标明了某种物质的量，一般要用标明的量进行分析。 （6）守恒：元素守恒，电荷守恒，质子守恒。 5．工业生产图像中转化率、产率变化分析思路 首先判断是否为平衡状态 （1）非平衡状态的转化率：侧重分析温度、压强、浓度对反应快慢，催化剂对反应快慢及选择性(主、副反应)的影响； （2）平衡转化率：侧重分析温度、压强、浓度对化学平衡的影响，有时也涉及温度、某物质对催化活性的影响。 6．结合图像分析实际生产中反应的最佳条件 条件 原则 从化学反应速率分析 非平衡状态，着重考虑外因对反应速率的影响导致反应物的转化率(或产品产率)的变化 从化学平衡移动分析 平衡后，着重考虑外因对平衡移动方向的影响 从催化剂的活性分析 注意催化剂的活性受温度的影响，还要注意催化剂对主、副反应的选择性的影响 综合分析 既要注意外界条件对反应速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性，还要考虑设备要求 【变式演练】 【变式4-1】（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。 【变式4-2】（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。 题组05 多重平衡及其表格分析 【例5】(2024·浙江6月卷)二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应： I．C2H6(g)＋CO2(g)C2H4(g)＋CO(g)＋H2O(g) ΔH1＞0 II．C2H6(g)＋2CO2(g)4CO(g)＋3H2(g) ΔH2＞0 向容积为的密闭容器中投入2 mol C2H6和3 mol CO2，不同温度下，测得时(反应均未平衡)的相关数据见下表，下列说法不正确的是( ) 温度() 400 500 600 乙烷转化率() 2.2 9.0 17.8 乙烯选择性() 92.6 80.0 61.8 注：乙烯选择性 A．反应活化能：I＜II B．时，0~5 min反应I的平均速率为：v(C2H4)=2.88×10-3 mol·L－1·min－1 C．其他条件不变，平衡后及时移除H2O(g)，可提高乙烯的产率 D．其他条件不变，增大投料比[n(C2H6)/ n(CO2)]投料，平衡后可提高乙烷转化率 【答案】D 【解析】A项，由表可知，相同温度下，乙烷在发生转化时，反应Ⅰ更易发生，则反应活化能：Ⅰ<Ⅱ，A正确；B项，由表可知，500℃时，乙烷的转化率为9.0%，可得转化的乙烷的总物质的量为2mol×9.0%=0.18mol，而此温度下乙烯的选择性为80%，则转化为乙烯的乙烷的物质的量为0.18mol×80%=0.144mol，根据方程式可得，生成乙烯的物质的量为0.144mol，则0~5 min反应I的平均速率为：，B正确；C项，其他条件不变，平衡后及时移除H2O(g)，反应Ⅰ正向进行，可提高乙烯的产率，C正确；D项，其他条件不变，增大投料比[n(C2H6)/ n(CO2)]投料，平衡后CO2转化率提高，C2H6转化率降低，D错误；故选D。 【提分秘籍】 1．多重平衡计算问题的解题思路 2．多平衡体系中有关平衡常数的计算技巧 （1）有关多平衡体系平衡常数的计算，如何确定多个反应相关联物质在平衡时量的多少是解题的关键点。若用常规的三段式计算，对反应过程分析要求高，容易出错。但无论多少个反应，反应进行的程度如何，反应前后的原子总数是不变的，因而解答这类问题可用原子守恒法，可规避对反应过程的分析。 （2）原子守恒法解题步骤： 第一步：确定反应体系中有哪些元素,根据已知反应物分别计算出体系中各元素原子的总物质的量； 第二步：确定平衡体系中各物质的物质的量，分析平衡时，已给出哪些物质的物质的量，将未给出物质的物质的量设未知数，利用原子守恒列方程式组，求出未知量。 第三步：计算平衡常数 （1）若为浓度平衡常数，根据容器的容积计算各物质的平衡浓度，代入平衡常数表达式计算。 （2）若为压强平衡常数，根据平衡时各气体的物质的量及气体总物质的量，计算出平衡分压，最后代人平衡常数表达式计算。 【名师提醒】（1）在多重平衡体系中，某物质的平衡浓度，是所有有关反应的平衡浓度，对各相关反应的平衡常数都满足。 （2）在计算某反应的平衡常数时，要善于选特殊点计算。只要温度不变，这个平衡常数值可以运用于平衡曲线上的任何一点，选取多曲线的交点，往往能简化计算。 【变式演练】 【变式5-1】（2024·北京·一模）工业上以1，4-丁二醇(BD)为原料催化脱氢制备γ-丁内酯(BL)，其副反应产物为四氢呋喃(，THF)、正丁醇(BuOH)以及其他四碳有机物。其他条件相同时，不同温度下，向1L容器中通入4×10-2molBD反应2h，测得BL、THF、BuOH在四碳有机产物中的物质的量分数如下： 温度/℃ 220 240 250 255 BL/% 60.2 84.6 92.6 95.2 THF/% 1.2 1.8 1.9 2.1 BuOH/% 0.2 0.3 0.4 0.6 已知：HO(CH2)4OH(g，BD)(g，BL)+2H2(g)　ΔH>0 下列说法不正确的是 A．220℃，2h时n(BL)=9.03×10-3mol，则BD的总转化率为37.5% B．250℃，2h时n(BD)+n(BL)+n(THF)+n(BuOH)<4×10-2mol C．255℃，2h时n(BL)=1.5×10-2mol，则0~2h内υ(H2)主反应=1.5×10-2mol·L−1·h−1 D．由表中数据可知，220~255℃，催化剂活性、选择性均随着温度的升高而提高 【答案】D 【解析】A．由表格数据可知，220℃，2h时n(BL)=9.03×10-3mol，含量为60.2%，则BD的总转化率为，A正确；B．BD)制备BL，其副反应产物为THF、BuOH以及其他四碳有机物，则根据碳守恒，250℃，2h时n(BD)+n(BL)+n(THF)+n(BuOH)<4×10-2mol，B正确；C．255℃，2h时n(BL)=1.5×10-2mol，则0~2h内，C正确；D．由表中数据可知，220~255℃，BL在四碳有机产物中的物质的量分数增大，但是不能体现220~255℃时催化剂活性随温度的升高而增大，D错误；故选D。 【变式5-2】（2024·全国·模拟预测）丙酮醛(CH3COCHO)是重要的医药中间体。以1，2-丙二醇为原料，通过“气固相催化氧化法”可合成丙酮醛： 主反应：；副反应：。 3种催化剂的催化效果，以及使用某催化剂时温度对转化率、产率的影响如下(表、图)。下列说法错误的是 催化剂 原料转化率/% 产率/% Ⅰ号 95.0 55.9 Ⅱ号 97.0 63.5 号 98.5 72.0 A．实际生产中可选取Ⅲ号催化剂 B．该制备方法的最佳温度为450℃ C．温度高于450℃后，产物中乙酸、甲醛分压增大 D．相同温度时，加入合适催化剂可提高反应物的平衡转化率 【答案】D 【解析】A．由题给表格中的数据可知，使用Ⅲ号催化剂时，原料转化率、产率最高，则实际生产中可选取该催化剂，A说法正确；B．由题图中曲线可知，约450℃时，目标产物产率最高，此时的原料转化率也较高，是该制备方法的最佳温度，B说法正确；C．由题图中曲线可知，温度高于450℃时，1，2-丙二醇转化率提高，但目标产物的产率降低，则说明副反应反应程度增强，故产物中乙酸、甲醛含量增多，即产物中乙酸、甲醛分压增大，C说法正确；D．催化剂不能使化学平衡发生移动，即不能提高反应物的平衡转化率，D说法错误；答案为：D。 1．（2025·宁夏陕西·模拟预测）一定温度下，恒容密闭容器中，物质Z发生反应，一段时间后开始计时，测得各物质的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是 A．曲线Ⅰ代表物质X，曲线Ⅲ代表物质Z B．图中时刻的正反应速率大于时刻 C．若升高温度，正反应速率加快，逆反应速率减慢 D．，用物质Y表示的平均反应速率为 【答案】B 【分析】结合反应方程式以及图中物质的浓度变化，减少的为反应物，增加的为生成物，生成物的浓度增加量之比等于化学计量数之比，可知曲线Ⅲ代表反应物Z，曲线Ⅰ代表物质Y，曲线Ⅱ代表物质X，据此分析解答。 【解析】A．曲线Ⅰ代表物质Y，曲线Ⅲ代表反应物Z，故A错误；B．时刻反应物的浓度大于时刻，浓度越大反应速率越快，则时刻的正反应速率大于时刻，故B正确；C．升高温度，正反应速率加快，逆反应速率也加快，故C错误；D．，用物质Z表示的平均反应速率为v(Z)=，根据速率之比等于化学计量数之比可知物质Y表示的平均反应速率为v(Y)=2v(Z)=，故D错误；故选：B。 2．（2024·海南卷）已知298K，101kPa时，。该反应在密闭的刚性容器中分别于T1、T2温度下进行，CO2的初始浓度为，关系如图所示。下列说法错误的是 A． T1＞T2 B．T1下反应达到平衡时 C．使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大 D．使用催化剂2和催化剂3的反应历程相同 【答案】D 【解析】A．平衡时CO2的浓度T1温度下比T2温度下的大，即T1到T2平衡正向移动，而结合题干方程式可知，该反应正反应是一个放热反应，即降低温度平衡才是正向移动，即T1＞T2，A正确；B．T1温度下达到平衡时CO2的浓度为0.25mol/L，即CO2的浓度改变量为：0.40mol/L-0.25mol/L=0.15mol，结合变化量之比等于化学计量系数之比可知，T1下反应达到平衡时，B正确；C．在温度均为T1时，使用催化剂1达到平衡所需要的时间比催化剂2更长即催化剂1时的反应速率比催化剂2的更慢，说明使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大，C正确；D．催化剂2和催化剂3分别在不同温度下达到平衡所需要的时间是相同的，但温度不同，反应速率也不同，说明催化剂2和催化剂3的反应历程不相同，才能保证在不同温度下达到相同的平衡时间，D错误；故答案为：D。 3．（2022·广东卷）恒容密闭容器中，在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的 B．a为随温度的变化曲线 C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动 D．向平衡体系中加入，H2的平衡转化率增大 【答案】C 【解析】A．从图示可以看出，平衡时升高温度，氢气的物质的量减少，则平衡正向移动，说明该反应的正反应是吸热反应，即ΔH＞0，故A错误；B．从图示可以看出，在恒容密闭容器中，随着温度升高氢气的平衡时的物质的量减少，则平衡随着温度升高正向移动，水蒸气的物质的量增加，而a曲线表示的是物质的量不随温度变化而变化，故B错误；C．容器体积固定，向容器中充入惰性气体，没有改变各物质的浓度，平衡不移动，故C正确；D．BaSO4是固体，向平衡体系中加入BaSO4，不能改变其浓度，因此平衡不移动，氢气的转化率不变，故D错误；故选C。 4．（2025·四川·一模）乙烷催化裂解制备乙烯和氢气的反应式为，工业上在裂解过程中可以实现边反应边分离出生成的氢气。在不同温度下，在1.0L恒容密闭容器中发生该反应。的移出率[]不同时，乙烷的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是 A．由图可知： B．加入催化剂增大了活化分子百分数，但该反应的不变 C．则B点体系中乙烯的体积分数约为50% D．若A点，平衡常数，的移出率为20% 【答案】C 【解析】A．分离出氢气会促进平衡正向移动，从而提高乙烷的转化率，因此氢气的移出率越高，乙烷的平衡转化率越大，则，故A正确；B．催化剂可降低反应活化能，增大活化分子百分数，加快反应速率，但不影响，故B正确；C．设乙烷的起始量为1mol，结合已知条件列三段式：，，则此时体系内剩余氢气的物质的量为0.9×(1-66.7%)=0.3，B点体系中乙烯的体积分数约为，故C错误；D．A点时乙烷的转化率为60%，结合已知列三段式：，=，=0.48mol/L，的移出率=，故D正确；故选：C。 5．（2024·湖南娄底·模拟预测）McMorris测定和计算了在范围内下列反应的平衡常数。 得到和均为线性关系，如下图所示，下列说法正确的是 A．NOCl分解为和的逆反应的大于0 B．反应的 C．反应的大于0 D．的单位为 【答案】C 【解析】A．结合图可知，越随着的增大而逐渐减小，温度越高，越小，越大，即越大，说明升高温度平衡正向移动，则分解为和反应的大于0，则其逆反应的小于0，故A错误； B．Ⅰ．      Ⅱ． Ⅰ+Ⅱ得，则的，故B错误；C．设，即，由图可知： 则：，即，因此反应的大于0，故C正确；D．反应Ⅰ中反应物的系数和比生成物的系数和大1，所以的单位为，故D错误；选C。 6．（2025·北京·模拟预测）在硫酸工业中，通过下列反应使SO2氧化为SO3：  。下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时SO2的转化率。 温度/℃ 平衡时SO2的转化率/% 0.1MPa 0.5MPa 1MPa 5MPa 10MPa 450 97.5 98.9 99.2 99.6 99.7 550 85.6 92.9 94.9 97.7 98.3 下列说法不正确的是 A．在实际生产中，通入过量的空气，可提高SO2的转化率 B．450℃、0.1MPa时，投入1mol/L的SO2，5min后反应平衡，则SO2的反应速率为：0.195mol/(L·min) C．高温高压有利于反应的自发进行，所以工业上采取高温高压 D．平衡后，增大压强(改变容器体积)，平衡正向移动 【答案】C 【解析】A．在实际生产中，通入过量的空气，增大氧气的浓度，平衡正向移动，可提高SO2的转化率，A正确；B．450℃、0.1MPa时，投入1mol/L的SO2，5min后反应平衡，则SO2的反应速率为：0.195mol/(L·min)，B正确；C．反应为熵减，放热反应，，低温有利于反应的自发进行，该反应为正向气体体积减少的反应，低温高压有利于产率增加，C错误；D．该反应为正向气体体积减少的反应，平衡后，增大压强(改变容器体积)，平衡正向移动，D正确；故选C。 7．（2022·浙江卷）在恒温恒容条件下，发生反应A(s)+2B(g)3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是 A．从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率 B．从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率 C．在不同时刻都存在关系：2v(B)=3v(X) D．维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示 【答案】C 【解析】A．图象中可以得到单位时间内的浓度变化，反应速率是单位时间内物质的浓度变化计算得到，从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率，选项A正确；B．b点处的切线的斜率是此时刻物质浓度除以此时刻时间，为反应物B的瞬时速率，选项B正确；C．化学反应速率之比等于化学方程式计量数之比分析，3v(B)=2v(X)，选项C不正确；D．维持温度、容积不变，向反应体系中加入催化剂，平衡不移动，反应速率增大，达到新的平衡状态，平衡状态与原来的平衡状态相同，选项D正确；答案选C。 8．（2024·河南郑州·一模）汽车尾气通过三元催化剂高效处理废气，发生反应为。一定温度下，在恒容密闭容器中充入发生上述反应，测得的浓度随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是 A．时正反应速率大于逆反应速率 B．内的转化率 C．当消耗速率等于消耗速率一半时到达对应状态 D．内平均速率 【答案】C 【解析】A．由图可知，时反应没有达到平衡，向正方向进行，故正反应速率大于逆反应速率，A正确；B．由图可知，内的转化率为，根据转化率定义，、起始投料相等、化学计量数相同，则它们转化率相等，B正确；C．达到平衡状态，此时消耗速率等于消耗速率的2倍，C错误；D．由图可知，内平均速率，在相同时间内，的平均速率是的一半，，D正确；答案选C。 9．（2022·广东卷）在相同条件下研究催化剂I、Ⅱ对反应的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则 A．无催化剂时，反应不能进行 B．与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低 C．a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化 D．使用催化剂Ⅰ时，内， 【答案】D 【解析】A．由图可知，无催化剂时，随反应进行，生成物浓度也在增加，说明反应也在进行，故A错误；B．由图可知，催化剂I比催化剂Ⅱ催化效果好，说明催化剂I使反应活化能更低，反应更快，故B错误；C．由图可知，使用催化剂Ⅱ时，在0~2min 内Y的浓度变化了2.0mol/L，而a曲线表示的X的浓度变化了2.0mol/L，二者变化量之比不等于化学计量数之比，所以a曲线不表示使用催化剂Ⅱ时X浓度随时间t的变化，故C错误；D．使用催化剂I时，在0~2min 内，Y的浓度变化了4.0mol/L，则(Y) ===2.0，(X) =(Y) =2.0=1.0，故D正确；答案选D。 10．（2024·四川绵阳·一模）将和按物质的量之比为通入某刚性密闭容器中发生反应：，平衡状态时的体积分数与温度、气体总压强的关系如图所示。下列说法错误的是 A．该反应 B．a点反应速率大于b点 C．无法计算a点的压强平衡常数 D．不再变化时反应达到平衡状态 【答案】C 【解析】A．由图知，温度升高，CH3OH的体积分数减小，平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，，A正确；B．由于该反应是一个分子数减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，CH3OH的体积分数增大，如图可知，a点压强大于b点，a、b两点温度相同，压强越大，反应速率越大，则a点反应速率大于b点，B正确；C．由于a、b两点的温度相等，故压强平衡常数相等，b点的总压已知，CH3OH的体积分数已知，故能求出压强平衡常数，即可得到a点的压强平衡常数，C错误；D．随着反应的进行，减小，增大，不再变化时反应达到平衡状态，D正确；故选C。 11．（2022·浙江卷）恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是 A．实验①，， B．实验②，时处于平衡状态， C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大 D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大 【答案】C 【解析】A．实验①中，0~20min，氨气浓度变化量为2.4010-3mol/L-2.0010-3mol/L=4.0010-4mol/L，v(NH3)==2.0010-5mol/(L·min)，反应速率之比等于化学计量数之比，v(N2)=v(NH3)=1.0010-5mol/(L·min)，A正确；B．催化剂表面积大小只影响反应速率，不影响平衡，实验③中氨气初始浓度与实验①中一样，实验③达到平衡时氨气浓度为4.0010-4mol/L，则实验①达平衡时氨气浓度也为4.0010-4mol/L，而恒温恒容条件下，实验②相对于实验①为减小压强，平衡正向移动，氨气浓度减小，因此实验②60min时处于平衡状态，根据等效平衡可以判断x<0.2，即x≠0.4，B正确；C．实验①、实验②中0~20min、20min~40min氨气浓度变化量都是4.0010-4mol/L，实验②中60min时反应达到平衡状态，实验①和实验②催化剂表面积相同，实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的两倍，实验①60min时反应未达到平衡状态，相同条件下，增加氨气浓度，反应速率并没有增大，C错误；D．对比实验①和实验③，氨气浓度相同，实验③中催化剂表面积是实验①中催化剂表面积的2倍，实验③先达到平衡状态，实验③的反应速率大，说明相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大，D正确；答案选C。 12．（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。 13．（2022·辽宁卷）某温度下，在恒容密闭容器中发生反应，有关数据如下： 时间段/ 产物Z的平均生成速率/ 0～2 0.20 0～4 0.15 0～6 0.10 下列说法错误的是 A．时，Z的浓度大于 B．时，加入，此时 C．时，Y的体积分数约为33.3% D．时，X的物质的量为 【答案】B 【解析】A．反应开始一段时间，随着时间的延长，产物Z的平均生成速率逐渐减小，则内Z的平均生成速率大于内的，故时，Z的浓度大于，A正确；　 B．时生成的Z的物质的量为，时生成的Z的物质的量为，故反应在时已达到平衡，设达到平衡时生了，列三段式： 根据，得，则Y的平衡浓度为，Z的平衡浓度为，平衡常数，时Y的浓度为，Z的浓度为，加入后Z的浓度变为，，反应正向进行，故，B错误；C．反应生成的Y与Z的物质的量之比恒等于1∶2，反应体系中只有Y和Z为气体，相同条件下，体积之比等于物质的量之比，，故Y的体积分数始终约为33.3%，C正确；D．由B项分析可知时反应处于平衡状态，此时生成Z为，则X的转化量为，初始X的物质的量为，剩余X的物质的量为，D正确；故答案选B。 14．（2024·吉林·三模）一定条件下，反应H2(g)+Br2(g)2HBr(g)的速率方程为v=kcα(H2)·cβ(Br2)·cγ(HBr)，某温度下，该反应在不同浓度下的反应速率如下： c(H2)/mol·L−1 c(Br2)/mol·L−1 c(HBr)/mol·L−1 反应速率 0.1 0.1 2 v 0.1 0.4 2 8v 0.2 0.4 2 16v 0.4 0.1 4 2v 0.2 0.1 c 4v 根据表中的测定结果，下列结论错误的是 A．α的值为1 B．表中c的值为2 C．反应体系的三种物质中，Br2(g)的浓度对反应速率影响最大 D．在反应体系中保持其他物质浓度不变，增大HBr(g)浓度，会使反应速率降低 【答案】B 【分析】速率方程为v=kcα(H2)·cβ(Br2)·cγc(HBr)，将表中数据代入速率方程可得到①，②，③，④，由①②得到，②③得到，①④得到，对于⑤与①，将，，代入，解得c=1，据此分析解题。 【解析】A．根据分析，α的值为1，A正确；B．根据分析，c的值为1，B错误；C．由于v=kcα(H2)·cβ(Br2)·cγc(HBr)，，，，速率与H2(g)和Br2(g)的浓度成正比，与HBr(g)的浓度成反比，反应体系的三种物质中，Br2(g)的浓度对反应速率影响最大，C正确；D．由于，增大HBr(g)的浓度，cγc(HBr)减小，在反应体系中保持其他物质浓度不变，增大HBr(g)浓度，会使反应速率降低，D正确；答案选B。 15．（2023·江苏卷）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】A．由盖斯定律可知反应的焓变，A错误；B．为放热反应，升高温度平衡逆向移动，的含量降低，故的平衡选择性随着温度的升高而降低，B错误；C．由图可知温度范围约为350~400℃时二氧化碳实际转化率最高，为最佳温度范围，C错误；D．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，均能使平衡转化率达到X点的值，D正确。 故选D。 16．（2024·北京海淀·三模）催化加氢合成二甲醚是一种转化方法，其过程中主要发生下列反应： 反应I：   反应II： 恒压，投入和适当过量的平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图。其中：的选择性 下列说法中正确的是 A． B．温度高于，反应I正移程度<反应Ⅱ逆移程度 C．若平衡时的选择性为的平衡转化率小于 D．若平衡时的选择性为，则体系中 【答案】C 【解析】A．根据图像分析可知：反应达到平衡状态后，升高温度，CH3OCH3(g)的选择性减小，CO2(g)转化率增大，说明升温反应Ⅰ正向进行，反应为吸热反应，△H1>0，反应Ⅱ逆向进行，正反应为放热反应，△H2<0，A错误；B．温度高于300℃，CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是：反应Ⅰ的△H1>0，反应Ⅱ的△H2<0，温度升高使CO2转化为CO的平衡转化率上升，使CO2转化为CH3OCH3的平衡转化率下降，且上升幅度超过下降幅度，B错误；C．由图可知当CH3OCH3的选择性大于40%以上时，CH3OCH3的选择性大于二氧化碳的转化，则的选择性为的平衡转化率小于，C正确；D．CH3OCH3的选择性=分析，设生成CH3OCH3物质的量为x mol，生成CO物质的量为y mol，反应的二氧化碳为(2x+y) mol，得到=48%，，则体系中c(CH3OCH3)∶c(CO)=6∶13，D错误；故选：C。 17．（2024·吉林卷）异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是 A．时，反应②正、逆反应速率相等 B．该温度下的平衡常数：①>② C．平均速率(异山梨醇) D．反应②加入催化剂不改变其平衡转化率 【答案】A 【解析】A．由图可知，3小时后异山梨醇浓度继续增大，后异山梨醇浓度才不再变化，所以时，反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速率不相等，故A错误；B．图像显示该温度下，后所有物质浓度都不再变化，且此时山梨醇转化完全，即反应充分，而1,4-失水山梨醇仍有剩余，即反应②正向进行程度小于反应①、反应限度小于反应①，所以该温度下的平衡常数：①>②，故B正确；C．由图可知，在内异山梨醇的浓度变化量为0.042mol/kg，所以平均速率(异山梨醇)=，故C正确；D．催化剂只能改变化学反应速率，不能改变物质平衡转化率，所以反应②加入催化剂不改变其平衡转化率，故D正确；故答案为：A。 18．（2024·陕西西安·模拟预测）用活性 炭还原NO2可防止空气污染，其反应原理为2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)。在密闭容器中，1mol NO2和足量碳发生该反应，反应相同时间内，测得NO2的生成速率与的生成速率随温度变化的关系如图1所示。维持温度不变，反应相同时间内，测得NO2的转化率随压强的变化如图2所示。 下列说法正确的是 A．图1中的A、B、C三个点中，只有B点达到平衡状态 B．图2中曲线上E、F、G三点均表示NO2的平衡转化率 C．图2中平衡常数K(E点)=K(G点)，但的浓度：c (E点)<c(G点) D．在恒温恒容下，向图2中F点平衡体系中加入一定量的碳，与原平衡相比，NO2 的平衡转化率增大 【答案】C 【解析】A．由2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)可知，NO2的生成速率(逆反应速率)等于N2的生成速率(正反应速率)的2倍时，才能使该反应的正、逆反应速率相等，即达到反应的平衡状态，图1中的A、B、C三个点中只有C点达到平衡状态，故A错误；B．由方程式可知随着压强增大，平衡应该逆向移动，NO2的转化率应该降低，但E点时，NO2转化率却处于升高阶段，说明E点反应未达到平衡，F点时转化率达到最大值，此时处于平衡状态，继续增大压强，平衡逆向移动，NO2转化率下降，则G点也表示平衡状态，只有E点不能表示NO2的平衡转化率，故B错误；C．由题中信息可知，图2维持温度不变，即E、G两点温度相同，平衡常数K (E点)=K (G点)，混合气体中的气体压强与浓度有关，压强越大，体积就越小，浓度就越大，所以G点压强大，NO2的浓度就大，即NO2的浓度：c (E点) ＜c (G点)，故C正确；D．在恒温恒容下，向G点平衡体系中充入一定量的C，C是固体，平衡不移动，NO2的平衡转化率不变，故D错误；故选C。 19．（2022·江苏卷）乙醇-水催化重整可获得。其主要反应为，，在、时，若仅考虑上述反应，平衡时和CO的选择性及的产率随温度的变化如图所示。 CO的选择性，下列说法正确的是 A．图中曲线①表示平衡时产率随温度的变化 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，加入或选用高效催化剂，均能提高平衡时产率 【答案】B 【分析】根据已知反应①，反应②，且反应①的热效应更大，温度升高的时候对反应①影响更大一些，根据选择性的含义，升温时CO选择性增大，同时CO2的选择性减小，所以图中③代表CO的选择性，①代表CO2的选择性，②代表H2的产率，以此解题。 【解析】A．由分析可知②代表H2的产率，故A错误；B．由分析可知升高温度，平衡时CO的选择性增大，故B正确；C．一定温度下，增大，可以认为开始时水蒸气物质的量不变，增大乙醇物质的量，乙醇的平衡转化率降低，故C错误；D．加入CaO同时吸收CO2和水蒸气，无法判断平衡如何移动，无法判断如何影响平衡时产率，故D错误；故选B。 20．（2024·山东日照·三模）逆水煤气变换反应是一种转化和利用的重要途径，发生的反应有： 反应ⅰ：         反应ⅱ：     反应ⅲ：     常压下，向密闭容器中充入1mol CO2和2mol H2，达平衡时H2、H2O和含碳物质的物质的量随温度的变化如图。下列说法正确的 A． B．a代表CO、b代表、c代表 C．649℃时，反应Ⅰ的平衡常数 D．800℃时，适当增大体系压强，n(CO)保持不变 【答案】D 【分析】由题干信息可知，升高温度，反应Ⅰ正向移动，反应Ⅱ、Ⅲ逆向移动，则n(CO)增大、c(CH4)减小，结合题干图像可知，c表示CO、a表示CO2、b表示CH4，据此分析解题。 【解析】A．方程式Ⅱ-Ⅰ得方程式3H2(g)+CO(g)═CH4(g)+H2O(g)ΔH3=ΔH2-ΔH1=(-165.0-41.1)kJ/mol=-206.1kJ/mol，A错误；B．由分析可知， a表示CO2、b表示CH4 、c表示CO，B错误；C．由分析结合题干图示信息可知，649℃平衡时n(H2)=1.2mol，消耗n(H2)=(2-1.2)mol=0.8mol，n(CO)=n(CO2)，因为还生成CH4，所以生成n(H2O)小于0.8mol，该反应的平衡常数K=＜=，C错误；D．高温时反应Ⅰ进行的程度很大，反应Ⅱ、Ⅲ进行的程度很小，CH4含量很少，平衡不受压强影响，适当增大体系压强，n(CO)保持不变，D正确；故答案为：D。 21．（2024·湖南卷）恒压下，向某密闭容器中充入一定量的和，发生如下反应： 主反应：   副反应：   在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布分数随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示，下列说法正确的是 A．投料比x代表 B．曲线c代表乙酸的分布分数 C．， D．L、M、N三点的平衡常数： 【答案】D 【分析】题干明确指出，图中曲线表示的是测得两种含碳产物的分布分数即分别为、，若投料比x代表，x越大，可看作是CH3OH的量增多，则对于主、副反应可知生成的CH3COOCH3越多，CH3COOCH3分布分数越高，则曲线a或曲线b表示CH3COOCH3分布分数，曲线c或曲线d表示CH3COOH分布分数，据此分析可知AB均正确，可知如此假设错误，则可知投料比x代表，曲线a或曲线b表示，曲线c或曲线d表示，据此作答。 【解析】A．根据分析可知，投料比x代表，故A错误；B．根据分析可知，曲线c表示CH3COOCH3分布分数，故B错误；C．甲醇与一氧化碳的反应为熵减反应，若反应为吸热，则任何条件下都不能自发，所以甲醇和一氧化碳的反应为放热反应，则ΔH1<0；当同一投料比时，观察可知T1时大于T2时，由T2＞T1可知，温度越高则越小，说明温度升高副反应的平衡逆向移动，，故C错误；D．L、M、N三点对应副反应，且，升高温度平衡逆向移动，，故D正确；故答案选D。 22．（2024·北京通州·一模）以煤和水蒸气为原料制备合成气（CO、、）的体系发生的主要反应为： ① ② ③ 在一定压强反应达平衡时气体组成随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．高温利于反应③逆向进行 B．由不同温度下反应的结果变化可知， C．欲制得甲烷含量高的高热值燃气应在低温下进行 D．向制备合成气体系中加入一定量CaO更有利于增大的体积分数 【答案】B 【解析】A．CH4只由反应③产生，温度升高，CH4减少说明反应③逆向移动，故高温利于反应③逆向进行，A正确；B．温度升高，CO2减少说明反应②逆向移动，故反应②是正向放热的反应，ΔH2<0，B错误；C．由图知，温度较低时，气体组成中CH4占比更多，故欲制得甲烷含量高的高热值燃气应在低温下进行，C正确；D．向制备合成气体系中加入一定量CaO，CaO优先消耗CO2，CO2浓度减小，使反应①②正向移动，有利于增大H2的体积分数，D正确；本题选B。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$