第05讲 化学反应速率与化学平衡图像（复习讲义）（浙江专用）2026年高考化学一轮复习讲练测

第05讲 化学反应速率与化学平衡图像 目录 01 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 化学反应速率图像 知识点1“无断点”类速率-时间图像 知识点2“断点”类速率-时间图像 知识点3“全程”类速率-时间图像 知识点4化学速率图像综合分析 考向1分析影响反应速率的条件 考向2化学反应速率图象综合分析 【思维建模】化学反应速率图象解题技法 考点二 化学平衡图像 知识点1速率—压强(或温度)图象 知识点2转速率—时间——压强(或温度)图象 知识点3恒温线(或恒压线)图象 知识点4几种特殊图象 考向1单曲线变化图象 【思维建模】化学平衡图象分析思维建模 考向2作出有关物理量变化趋势曲线 考向3多曲线变化图象 【思维建模】复杂(竞争、连续)反应图像的解题流程 04 考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年 化学反应速率图像 选择题 非选择题 浙江1月卷T18 (5) 浙江6月卷T19(3) —— 化学平衡图像 选择题 非选择题 —— —— 浙江6月卷T14，3分 浙江1月卷T19(4) 考情分析： 1．从命题题型和内容上看，识图是化学反应速率和化学平衡的难点，图像、数据信息是高考考查难点和区分点，浙江选考题中选择题和非选择题中均有呈现，其中化学平衡图象是化学反应原理综合题中“必考”，重现率100%，往往根据工业生产实际，通过信息给予多样化，并结合陌生图象，分析投料比、转化率、产率的变化，考查接受、加工、同化新信息能力。 2．从命题思路上看，速率与平衡比较抽象，为了使抽象问题直观化与可视化，常借助于图象加深理解和进行诠释。预计高考会延续以往的命题风格，以物质(或微粒)变化示意图、能量变化图象或化学平衡图象的形式呈现，另选择有机反应、溶液中进行的反应考查化学平衡问题成为命题热点，注重考查从图象中获取有效信息，分析解决化学平衡影响因素、平衡常数、转化率、产率等。尤其是化学平衡图象的绘制是浙江考题特色，应此起高度重视。 复习目标： 1.能从图像认识化学反应速率和化学平衡是变化的，知道化学反应速率、化学平衡与外界条件有关，并遵循一定规律；能多角度。动态地分析化学反应速率和化学平衡，运用化学反应原理解决实际问题。 2.建立图像与观点、结论和证据之间的逻辑关系，知道可以通过图像分析、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，建立模型。能运用模型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.能通过图像发现和提出有关化学反应速率和化学平衡的有探究价值的问题；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。 ( ) 考点一 化学反应速率图像 知识点1 “无断点”类速率-时间图像 1．改变反应物的浓度 2．改变生成物的浓度 知识点2 “断点”类速率-时间图像 1．改变气体体系的压强 (1)对于正反应方向为气体体积增大(或减小)的反应。 (2)对于反应前后气体体积不变的反应。 2．改变温度 对于正反应放热(或吸热)的反应。 3．加催化剂 知识点 “全程”类速率-时间图像 (1)OB段反应速率变化的可能原因为： ①反应放热，使温度_________，反应速率_________ ②反应生成催化剂，反应速率_________ (2)BC段反应速率变化的可能原因为：反应物浓度_________，反应速率_________ 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_________，v_________。 (2)BC段(v减小)，溶液中c(H＋)逐渐_________，v_________。 考向1 分析影响反应速率的条件 例1(2025·浙江省嘉兴市高三一模)化石燃料的燃烧、汽车尾气的排放和硝酸工业尾气中普遍含有的氮氧化物NOx是污染大气的主要成分之一，需要加以治理。当氮氧化物中NO与NO2的比例不同时，发生三种类型的SCR反应(选择性催化还原反应)： a．标准SCR：4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g) ΔH1 b．慢速SCR：8NH3(g)＋6NO2(g)7N2(g)＋12H2O(g) ΔH2=−2739.6 kJ/mol c．快速SCR：2NO(g)＋4NH3(g)＋2NO2(g)4N2(g)＋6H2O(g) ΔH3=−1518.2 kJ/mol (4)为了快速SCR的进行，需预氧化部分NO转化为NO2，催化剂Y可加快该反应的速率。当温度、压强和NO浓度恒定时，初始反应速率与O2浓度的关系如图3所示，曲线变化的相关原因是 。 (已知该反应中存在以下机理中的一种：①r0=k·[NO]·θO或②r0=k·θNO·θO，r0表示反应初始速率，k代表反应速率常数，[NO]代表NO的浓度，θi代表该物种在催化剂表面的吸附率) 思维建模 化学反应速率图象思维模型 【变式训练1·变考法】 (2025·浙江省四校高一期中)在一密闭容器中进行反应A(s)＋D(g)E(g)，其逆反应速率随时间的变化情况如图所示，试判断下列说法不正确的是( ) A．t3时刻可能采取的措施是减少c(D) B．t5时刻可能采取的措施是升温 C．t7时刻可能采取的措施是减压 D．t3- t4时段，该反应处于不平衡状态 【变式训练2·变载体】如图表示反应2SO2(g)＋O22SO3(g)+Q的正反应速率随时间的变化情况，试根据图中曲线判断下列说法可能正确的是 A．t1时只减小了压强 B．t1时只降低了温度 C．t1时增加了SO2和O2的浓度，平衡向正反应方向移动 D．t1时减小SO2浓度的同时，增加了SO3的浓度 【变式训练3·变题型】在一密闭容器中发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0，达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示。 回答下列问题： (1)处于平衡状态的时间段是________(填字母，下同)。 A．t0～t1 B．t1～t2 C．t2～t3 D．t3～t4 E．t4～t5 F．t5～t6 (2)判断t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件。 A．增大压强 B．减小压强 C．升高温度 D．降低温度 E．加催化剂 F．充入氮气 t1时刻________；t3时刻________；t4时刻________。 (3)依据(2)中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是________。 A．t0～t1 B．t2～t3 C．.t3～t4 D．t5～t6 (4)如果在t6时刻，从反应体系中分离出部分氨，t7时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反应速率的变化曲线。 考向2 化学反应速率图象综合分析 例2(2025·浙江省部分学校高三选考模拟)对于反应N2O4(g)2NO2(g)，在温度一定时，平衡体系中NO2的体积分数随压强的变化情况如图所示。下列说法中，正确的是( ) A．A、D两点对应状态的正反应速率大小关系：v(A)>v(D) B．A、B、C、D、E各点对应状态中，v(正)＜v(逆)的是E C．维持p1不变，E→A所需时间为t1，维持p2不变，D→C所需时间为t2，则t1=t2 D．欲使C状态沿平衡曲线到达A状态，从理论上，可由p2无限缓慢降压至p1达成 思维建模 化学反应速率图象解题技法 (1)看起点：分清反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，生成物多数以原点为起点。 (2)看变化趋势：分清正反应和逆反应，分清放热反应和吸热反应。升高温度时，△V吸热＞△V放热。 (3)看终点：分清消耗浓度和增生浓度。反应物的消耗浓度与生成物的增生浓度之比等于反应方程式中各物质的计量数之比。 (4)对于时间—速度图象，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”。比如增大反应物浓度V正突变，V逆渐变；升高温度，V吸热大增，V放热小增；使用催化剂，V正和V逆同等程度突变。 【变式训练1·变载体】(2025·浙江省丽水五校高中发展共同体高一联考)一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，发生反应：Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)+CO(g)，下列说法正确的是( ) A．t1min时， (CO)=c(CO2)，则反应达到了平衡 B．4min末，v(CO2)=0.125 mol·L－1·min－1 C．若保持容器压强不变，充入He，化学反应速率不变 D．4min后，c(CO)的消耗速率与c(CO2)的消耗速率相等 【变式训练2·变考法】某恒容密闭容器中充入一定量SO2和O2进行反应： 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH<0，图甲表示反应速率(v)与温度(T) 的关系、图乙表示 T1 时，平衡体系中SO2的体积分数与压强(p)的关系。下列说法正确的是( ) 图甲，图乙 A．图甲中，曲线1表示正反应速率与温度的关系 B．图乙中，a、b两点的反应速率：v(a)>v(b) C．图甲中，d点时，混合气体的平均摩尔质量不再改变 D．图乙中，c点的正、逆反应速率：v(逆) < v(正) 【变式训练3·变载体】(2025·浙江省台州市十校联盟高一期中)研究反应2XY+3Z的速率影响因素，在不同条件下进行4组实验，Y、Z起始浓度为0，反应物X的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如图所示。下列说法不正确的是( ) A．比较实验①②得出：增大反应物浓度，化学反应速率加快 B．比较实验②④得出：升高温度，化学反应速率加快 C．若实验②③只有一个条件不同，则实验③使用了催化剂 D．在0～10min之间，实验④的平均速率v(Y)=0.06mol/(L•min) ( ) 考点二 化学平衡图像 知识点1速率—压强(或温度)图像 特点：曲线的意义是外界条件(温度、压强)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，压强增大(或温度升高)后正反应速率增大得快，平衡正向移动。 知识点1转化率—时间—温度(或压强)图像 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化学计量数的关系。[以反应aA(g)＋bB(g)cC(g)中反应物的转化率αA为例说明] 知识点3恒温线(或恒压线)图像 已知不同温度下的转化率—压强图像或不同压强下的转化率—温度图像，推断反应的热效应或反应前后气体物质间化学计量数的关系。[以反应aA(g)＋bB(g)cC(g)中反应物的转化率αA为例说明] 知识点4几种特殊图像 1．对于化学反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，M点前，表示化学反应从反应物开始，则v正>v逆；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的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH<0。 2．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。L线左上方的点(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系中A的百分含量，所以E点v正>v逆；则L线右下方的点(F点)v正<v逆。 知识点5 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．解题技巧 (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。 得分速记 (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。 考向1单曲线变化图象化 例1(2025·浙江省嘉兴市高三一模)化石燃料的燃烧、汽车尾气的排放和硝酸工业尾气中普遍含有的氮氧化物NOx是污染大气的主要成分之一，需要加以治理。当氮氧化物中NO与NO2的比例不同时，发生三种类型的SCR反应(选择性催化还原反应)： a．标准SCR：4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g) ΔH1 b．慢速SCR：8NH3(g)＋6NO2(g)7N2(g)＋12H2O(g) ΔH2=−2739.6 kJ/mol c．快速SCR：2NO(g)＋4NH3(g)＋2NO2(g)4N2(g)＋6H2O(g) ΔH3=−1518.2 kJ/mol (2)将一定比例的NO、NH3和O2的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器，仅发生标准SCR，反应相同时间后NO去除率随反应温度变化曲线如图1所示。 图1 下列说法正确的是_______。 A．低温高压有利于提高NO去除率 B．50～150 ℃范围内NO去除率迅速上升原因是催化剂活性提升，反应速率增加 C．150～380 ℃范围内NO去除率上升缓慢原因是反应平衡逆移 D．380 ℃后NO去除率下降可能是N2和O2生成了NO 思维建模 化学平衡图象分析思维建模 一看图象 ①一看面：即横坐标、纵坐标的量；②二看线：即线的斜率，平与陡的含义，函数的增减性(先拐先平：如在转化率——时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高)；③看点：即起点、转折点、拐点、交叉点；④四看要不要画辅助线：等温线、等压线等(定一议二：当图象中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系)；⑤看量：定量图象中有关量的多少 二想规律 联想外界条件改变对化学反应速率和化学平衡的影响，紧扣可逆反应的特征，搞清正反应方向吸热还是放热，体积是增大、减少，还是不变，有无固体参加或生成等 三判断 认准某些关键数据在解题中的特定作用，全面准确地从图中找出直接或隐含的相关信息 【变式训练1·变载体】(2025·安徽省江准十校高三第二次联考)以物质的量之比为向恒压密闭容器中充入X、Y，发生反应X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH，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．据图像分析，该反应是吸热反应 B．Q点是最高点，Q点为平衡状态 C．M、N点反应物分子的有效碰撞几率不同 D．从M点到P点，可通过加入催化剂或分离产物Z而达到平衡点 【变化观念与平衡思想】【变式训练2】通过反应I：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)可将有机氯化工业的副产品HC1转化为Cl2.在0.2MPa、反应物起始物质的量比=2条件下，不同温度时HC1平衡转化率如图所示。向反应体系中加入CuCl2，能加快反应速率。 反应II：2CuCl2(s)+O2(g)=2CuO(s)+2Cl2(g)  ΔH=125.6 kJ·mol−1 反应III：CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g)  ΔH=-120.0 kJ·mol−1 下列说法正确的是( ) A．反应I的 ΔH=5.6 kJ·mol−1 B．升高温度和增大压强均能提高反应I中HCl的平衡转化率 C．0.2MPa、500℃时，向反应体系中加入CuCl2，延长反应时间，能使HCl转化率从X点的值升至Y点的值 D．在0.2MPa、500℃条件下，若起始<2，充分反应，HCl的转化率可能达到Y点的值 【变式训练3·变题型】 (2024·江苏省连云港市高三第一次调研考试)二氧化碳加氢制甲醇过程中的主要反应为 CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g) ΔH＝+41.2kJ·mol−1 CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g) ΔH＝-99kJ·mol−1 在密闭容器中，起始时n(CO2)：n(H2)=1：3，分别在、条件下测得平衡时甲醇的物质的量分数与压强、甲醇的物质的量分数与温度的关系如图所示。 下列说法正确的是( ) A．反应CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)的焓变ΔH＝+57.8kJ·mol−1 B．在、条件下，平衡时甲醇的物质的量分数为0.10 C．当甲醇的物质的量分数为0.03时，CO2的平衡转化率为 D．其他条件相同，高压和低温可以提高CH3OH的平衡产率 考向2作出有关物理量变化趋势曲线 例2(2025·浙江省嘉兴市高三一模)化石燃料的燃烧、汽车尾气的排放和硝酸工业尾气中普遍含有的氮氧化物NOx是污染大气的主要成分之一，需要加以治理。当氮氧化物中NO与NO2的比例不同时，发生三种类型的SCR反应(选择性催化还原反应)： a．标准SCR：4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g) ΔH1 b．慢速SCR：8NH3(g)＋6NO2(g)7N2(g)＋12H2O(g) ΔH2=−2739.6 kJ/mol c．快速SCR：2NO(g)＋4NH3(g)＋2NO2(g)4N2(g)＋6H2O(g) ΔH3=−1518.2 kJ/mol (3)一定条件下仅发生慢速SCR，在压强p1条件下，NO2的平衡转化率随温度的变化曲线如图2所示，若减小压强至p2，在图2中画出NO2的平衡转化率随温度的变化曲线示意图 。 【变式训练1·变载体】(2025·浙江省诸暨市高三第一次模拟)苯甲醛是香料、医药、农化等行业的重要中间体，被广泛地应用于食品、化妆品、塑料工业等行业中。以下是制备苯甲醛的两种方法： Ⅰ．甲苯氧化法： ΔH1＝-346.5kJ·mol−1 Ⅱ．苯甲醇氧化法： ΔH2＝-389.5kJ·mol−1 (2)方法Ⅰ中，得到苯甲醛有两种途径(图1)，途径一是甲苯先氧化得到苯甲醇，再深度氧化得到苯甲醛，途径二为甲苯直接氧化得到苯甲醛。已知：在反应起始阶段，可认为甲苯与O2发生平行反应，分别生成苯甲醇(浓度为c1)和苯甲醛(浓度为c2)，两产物的浓度之比与时间无关：140℃时，c1/c2=0.5，170℃时，c1/c2=0.6。 ①请计算，反应的焓变ΔH3= kJ·mol−1 ②反应过程中，甲苯和各产物含量变化如图2所示，下列说法正确的是 。 A．分析可知，Ea1＞Ea3 B．增加氧化剂O2的浓度，可以提高甲苯的转化率和苯甲醛的选择性 C．在一定的反应时间内，选择合适的催化剂，可以提高生成苯甲醇的比例 D．降低反应温度，会使得途径二对苯甲醛生成的贡献更大 ③甲苯氧化制备苯甲醛过程中，还产生了另一种有机产物苯甲酸，请在图2中画出c(苯甲酸)随时间变化的曲线图(以左侧坐标轴为纵坐标) 。 【逻辑思维与科学建模】【变式训练2】锰及其化合物在催化剂及金属材料方面有重要的应用。我国主要以菱锰矿(主要成分为MCO3，M为Mn、Mg或Ca)为原料，通过热解法生产二氧化锰等锰基催化剂。 (3)由原料气(H2、CH4)与煤粉在锰基催化剂条件下制乙炔，该生产过程是目前清洁高效的煤化工过程。已知：发生的部分反应如下(在25℃、101 kPa时)，CH4、C2H4在高温条件还会分解生成碳与氢气： Ⅰ. C(s)＋2H2(g)CH4(g) ΔH1＝－74.85 kJ·mol－1 Ⅱ. 2CH4(g)C2H4 (g)+2H2(g) ΔH2＝+340.93 kJ·mol－1 Ⅲ.C2H4(g)C2H2 (g)+H2(g) ΔH2＝+335.50 kJ·mol－1 上述反应在体积为1L的密闭容器中进行，达到平衡时各气体体积分数和反应温度的关系曲线如图甲所示。 ①下列说法正确的是___________。 A．1530 K之前乙炔产率随温度升高而增大的原因：升温使反应Ⅱ、Ⅲ平衡正向移动 B．1530 K之后会有更多的甲烷与乙烯裂解生成碳导致乙炔产率增加不大 C．1530 K时测得气体的总物质的量为1.000 mol，则反应III的平衡常数为0.8652 D．相同条件下，改用更高效的催化剂，可使单位时间内的乙炔产率增大 ②请在图乙中绘制平衡时乙烯的体积分数和反应温度的变化趋势，并标明1530 K时的气体体积分数。_________ 【变式训练3·变载体】(2025·浙江省衢州、丽水、湖州三地市高三二模)CO2通过电化学、热化学方法转化为CH3OH等高附加值化学品，符合绿色化学理念。 (2)热化学方法。相关热化学方程式如下： I：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝+41.17kJ·mol−1 K1=1.0×10-5 II：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH2＝-90.47kJ·mol−1 K2=2.5×104 III：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH (g)＋H2O(g) ΔH3 K3 ③可以用所含碳元素物质的量占碳元素总物质的量的百分比，表示CO、CO2、CH3OH三种物质的平衡组成。总压5MPa、n(H2)：n(CO2)=4投料，测得CO、CO2、CH3OH三种物质的平衡组成随温度升高的变化曲线如下图所示。请解释CO2平衡组成变化的原因 。 ④保持容积不变，n(H2)：n(CO2)=4投料，容器中只发生反应III，反应tminX (CO2转化为CH3OH的转化率)随温度变化如下图所示。请在下图中画出25~300℃之间、反应2tminX随温度升高的变化曲线 。(不考虑催化剂失活) 考向3多曲线变化图象 例3(2025·浙江省绍兴市三模)工业通过高温煅烧焦炭与SrSO4(硫酸锶)混合物，并通入一定量的空气，采用反应一或反应二制备SrS(s)： 反应一：SrSO4(s) + 2C(s)2CO2(g) + SrS(s) ΔH1 反应二：SrSO4(s) + 4CO(g)4CO2(g) + SrS(s) ΔH2 = -118.8kJ·mol−1 已知：CO2(g) + C(s) = 2CO(g) ΔH3 = +172.5kJ·mol−1 C(s) + O2(g) = CO2(g) ΔH4 = -393.5kJ·mol−1 随温度升高，反应产物种类、物质的量的变化如图所示： 下列说法正确的是( ) A．ΔH1 = -226.2kJ·mol−1 B．800℃时，反应二的平衡常数K<1 C．当温度高于415℃时，体系内的主反应变为SrSO4(s)+ 4C(s)= 4CO(g)+ SrS(s) D．通入空气的作用是只是利用CO和O2反应放出的热量为制备过程供能 思维建模 复杂(竞争、连续)反应图像的解题流程 (1)复杂(竞争、连续)反应图像的解题流程 第一步 审反应方程式 ①找准竞争(或连续)反应在反应特点方面的异同 ②分清主、副反应 第二步 提取研究状态 (平衡、非平衡) ①非平衡状态量，其变化与反应速率有关 ②平衡状态量，则与平衡移动有关 第三步 析图 依据图中横坐标、纵坐标的内容，找出图中曲线中的“点”、“线”的含义和变化趋势，并用平衡移动原理解答具体问题 (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，特定起始浓度的混合体系，其多重平衡选择性为定值，催化剂不能提高某一物质的平衡转化率。 ③如果在同一条件下，两种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。 ④多重平衡体系中，随着温度的升高，如果两种物质的选择性之和等于100%，那么二者的选择性变化曲线呈镜像对称。 【汽车尾气处理与化学平衡应用】【变式训练1】脱除汽车尾气中的NO和CO包括以下两个反应： I. 2NO(g)＋CO(g)CO2(g)＋N2O(g) ΔH1＝-381.2kJ·mol−1 Ⅱ.N2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋N2(g) ΔH2＝-364.5kJ·mol−1 将恒定组成的NO和CO混合气通入不同温度的反应器，相同时间内检测物质浓度，结果如图所示。 下列说法正确的是( ) A．使用合适的催化剂，能提高NO的平衡转化率 B．其他条件不变，增大体系的压强，NO的平衡转化率减小 C．350~420℃范围内，温度升高，反应I速率增大的幅度大于反应Ⅱ速率增大的幅度 D．450℃时，该时间段内NO的脱除率约为 【变式训练2·变考法】(2025·浙江省台州市高三一模)利用生物质乙醇制备乙烯具有很大的经济价值和战略意义，发生的反应为： 反应Ⅰ：CH3CH2OH(g)CH2=CH2(g)＋H2O(g) ΔH＝+40.0kJ·mol−1 ΔS=125.0J·mol-1·K-1 反应Ⅱ：2CH3CH2OH(g)CH3CH2OCH2CH3(g)＋H2O(g) ΔH＝-16.0kJ·mol−1 (3)恒压()和恒温(300℃)下，投入原料为乙醇和水，分别在NKC-03A、Syndol、γ−Al2O3等3种催化剂下进行反应，测定相同时间间隔，乙醇转化率与原料含水量的关系如图所示，下列说法正确的是_______。 A．a点可能为平衡状态 B．γ−Al2O3催化剂下，随原料含水量增加平衡左移，乙醇转化率下降 C．题给条件下，NKC-03A催化效果较好 D．原料含水量为40%、γ−Al2O3催化剂下，若将恒压改为恒容，其它条件不变，乙醇转化率可能增大 【逻辑思维与科学建模】【变式训练3】(2025·浙江省金华市高三二模)二氧化碳加氢制甲醇过程中的主要反应如下(忽略其他副反应)： 反应①：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝-184kJ·mol−1 反应②：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝+41kJ·mol−1 恒压下，按投料比n(CO2)：n(H2)=1：3充入密闭容器中，达到平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示(Kp为压强平衡常数：用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。下列说法不正确的是( ) A．容器内混合气体的密度不再改变时已达平衡状态 B．图中X、Y分别代表CO、H2O C．250℃时，反应②的平衡常数 D．若恒温恒容时，以n(CO2)：n(H2)=5：9投料，，平衡时n(CH3OH)：n(H2O)=2：3，则反应①的 1．(2025·浙江1月卷，18)二甲胺[(CH3)2NH]、N，N-二甲基甲酰胺[HCON(CH3)2]均是用途广泛的化工原料。 (5)有研究采用CO2、H2和(CH3)2NH催化反应制备HCON(CH3)2。在恒温密闭容器中，投料比n(CO2)：n(H2)： n(CH3)2NH)=20：15：1，催化剂M足量。反应方程式如下： Ⅳ． V．HCOOH(g)＋(CH3)2NH(g)= HCON(CH3)2(g)＋H2O(g) HCOOH、(CH3)2NH、HCON(CH3)2三种物质的物质的量百分比随反应时间变化如图所示。 (例：HCOOH的物质的量百分比 ①请解释HCOOH的物质的量百分比随反应时间变化的原因(不考虑催化剂M活性降低或失活) 。 ②若用SiH4代替H2作为氢源与CO2反应生成HCOOH，可以降低反应所需温度。请从化学键角度解释原因 。 2．(2024·浙江6月卷，19)氢是清洁能源，硼氢化钠(NaBH4)是一种环境友好的固体储氢材料，其水解生氢反应方程式如下：(除非特别说明，本题中反应条件均为，) NaBH4(s)＋2H2O(l)= NaBO2(aq)＋4H2(g) ΔH＜0 (3)为加速NaBH4水解，某研究小组开发了一种水溶性催化剂，当该催化剂足量、浓度一定且活性不变时，测得反应开始时生氢速率v与投料比[n(NaBH4)：n(H2O)]之间的关系，结果如图1所示。请解释ab段变化的原因 。 3．(2023·浙江1月卷，19)“碳达峰•碳中和”是我国社会发展重大战略之一，CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有： I：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ∆H1= +247 kJ•mol-1 ，K1 II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2= +41 kJ•mol-1 ， K2 (4)CH4还原能力(R)可衡量CO2转化效率，R=∆n(CO2)/∆n(CH4)(同一时段内CO2与CH4的物质的量变化之比)。 ①常压下CH4和CO2按物质的量之比1：3投料，某一时段内CH4和CO2的转化率随温度变化如图1，请在图2中画出400~1000℃之间R的变化趋势，并标明1000℃时间R值。 ②催化剂X可提高R值，另一时段内CH4转化率、R值随温度变化如下表： 温度/℃ 480 500 520 550 CH4转化率/% 7.9 11.5 20.2 34.8 R 2.6 2.4 2.1 1.8 下列说法不正确的是___________ A.R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应II的速率 B.温度越低，含氢产物中H2O占比越高 C.温度升高，CH4转化率增加，CO2转化率降低，R值减小 D.改变催化剂提高CH4转化率，R值不一定增大 22 / 23 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第05讲 化学反应速率与化学平衡图像 目录 01 02 体系构建·思维可视 03 核心突破·靶向攻坚 考点一 化学反应速率图像 知识点1“无断点”类速率-时间图像 知识点2“断点”类速率-时间图像 知识点3“全程”类速率-时间图像 知识点4化学速率图像综合分析 考向1分析影响反应速率的条件 考向2化学反应速率图象综合分析 【思维建模】化学反应速率图象解题技法 考点二 化学平衡图像 知识点1速率—压强(或温度)图象 知识点2转速率—时间——压强(或温度)图象 知识点3恒温线(或恒压线)图象 知识点4几种特殊图象 考向1单曲线变化图象 【思维建模】化学平衡图象分析思维建模 考向2作出有关物理量变化趋势曲线 考向3多曲线变化图象 【思维建模】复杂(竞争、连续)反应图像的解题流程 04 考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年 化学反应速率图像 选择题 非选择题 浙江1月卷T18 (5) 浙江6月卷T19(3) —— 化学平衡图像 选择题 非选择题 —— —— 浙江6月卷T14，3分 浙江1月卷T19(4) 考情分析： 1．从命题题型和内容上看，识图是化学反应速率和化学平衡的难点，图像、数据信息是高考考查难点和区分点，浙江选考题中选择题和非选择题中均有呈现，其中化学平衡图象是化学反应原理综合题中“必考”，重现率100%，往往根据工业生产实际，通过信息给予多样化，并结合陌生图象，分析投料比、转化率、产率的变化，考查接受、加工、同化新信息能力。 2．从命题思路上看，速率与平衡比较抽象，为了使抽象问题直观化与可视化，常借助于图象加深理解和进行诠释。预计高考会延续以往的命题风格，以物质(或微粒)变化示意图、能量变化图象或化学平衡图象的形式呈现，另选择有机反应、溶液中进行的反应考查化学平衡问题成为命题热点，注重考查从图象中获取有效信息，分析解决化学平衡影响因素、平衡常数、转化率、产率等。尤其是化学平衡图象的绘制是浙江考题特色，应此起高度重视。 复习目标： 1.能从图像认识化学反应速率和化学平衡是变化的，知道化学反应速率、化学平衡与外界条件有关，并遵循一定规律；能多角度。动态地分析化学反应速率和化学平衡，运用化学反应原理解决实际问题。 2.建立图像与观点、结论和证据之间的逻辑关系，知道可以通过图像分析、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，建立模型。能运用模型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.能通过图像发现和提出有关化学反应速率和化学平衡的有探究价值的问题；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。 ( ) 考点一 化学反应速率图像 知识点1 “无断点”类速率-时间图像 1．改变反应物的浓度 2．改变生成物的浓度 知识点2 “断点”类速率-时间图像 1．改变气体体系的压强 (1)对于正反应方向为气体体积增大(或减小)的反应。 (2)对于反应前后气体体积不变的反应。 2．改变温度 对于正反应放热(或吸热)的反应。 3．加催化剂 知识点 “全程”类速率-时间图像 (1)OB段反应速率变化的可能原因为： ①反应放热，使温度升高，反应速率加快 ②反应生成催化剂，反应速率加快 (2)BC段反应速率变化的可能原因为：反应物浓度降低，反应速率减慢 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。 考向1 分析影响反应速率的条件 例1(2025·浙江省嘉兴市高三一模)化石燃料的燃烧、汽车尾气的排放和硝酸工业尾气中普遍含有的氮氧化物NOx是污染大气的主要成分之一，需要加以治理。当氮氧化物中NO与NO2的比例不同时，发生三种类型的SCR反应(选择性催化还原反应)： a．标准SCR：4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g) ΔH1 b．慢速SCR：8NH3(g)＋6NO2(g)7N2(g)＋12H2O(g) ΔH2=−2739.6 kJ/mol c．快速SCR：2NO(g)＋4NH3(g)＋2NO2(g)4N2(g)＋6H2O(g) ΔH3=−1518.2 kJ/mol (4)为了快速SCR的进行，需预氧化部分NO转化为NO2，催化剂Y可加快该反应的速率。当温度、压强和NO浓度恒定时，初始反应速率与O2浓度的关系如图3所示，曲线变化的相关原因是 。 (已知该反应中存在以下机理中的一种：①r0=k·[NO]·θO或②r0=k·θNO·θO，r0表示反应初始速率，k代表反应速率常数，[NO]代表NO的浓度，θi代表该物种在催化剂表面的吸附率) 【答案】(4)由图可知该过程为机理②，初始反应速率由NO和O原子在催化剂表面的吸附量共同决定。低O2浓度区间随O2浓度增大，O原子吸附率增大，初始反应速率上升。高O2浓度区间，O原子接近饱和吸附，NO和O原子存在竞争吸附关系，O2浓度的升高会造成NO吸附量的下降，初始反应速率随O2浓度的升高而下降 【解析】(4)当温度、压强和NO浓度恒定时，初始反应速率与O2浓度的关系如图3所示，该图表示过程为机理②，初始反应速率由NO和O原子在催化剂表面的吸附量共同决定。低O2浓度区间随O2浓度增大，O原子吸附率增大，初始反应速率上升。高O2浓度区间，O原子接近饱和吸附，NO和O原子存在竞争吸附关系，O2浓度的升高会造成NO吸附量的下降，初始反应速率随O2浓度的升高而下降。 思维建模 化学反应速率图象思维模型 【变式训练1·变考法】 (2025·浙江省四校高一期中)在一密闭容器中进行反应A(s)＋D(g)E(g)，其逆反应速率随时间的变化情况如图所示，试判断下列说法不正确的是( ) A．t3时刻可能采取的措施是减少c(D) B．t5时刻可能采取的措施是升温 C．t7时刻可能采取的措施是减压 D．t3- t4时段，该反应处于不平衡状态 【答案】B 【解析】A项，由图象，t3时刻v逆不变之后减小，是渐变不是突变，则是改变反应物的浓度引起的，A是固体，则可能是减少c(D)，A正确；B项，升温反应速率增大，而t5时刻，逆反应速率突然减小，之后慢慢增大，所以不可能是升温所致，B错误；C项，t7时刻，逆反应速率减小，t7之后，逆反应速率不再改变，反应为气体分子总数不变的反应，所以可能是减小压强所致，C正确；D项，结合选项A可知，t3- t4时段，该时段反应速率在改变，则处于不平衡状态， D正确；故选B。 【变式训练2·变载体】如图表示反应2SO2(g)＋O22SO3(g)+Q的正反应速率随时间的变化情况，试根据图中曲线判断下列说法可能正确的是 A．t1时只减小了压强 B．t1时只降低了温度 C．t1时增加了SO2和O2的浓度，平衡向正反应方向移动 D．t1时减小SO2浓度的同时，增加了SO3的浓度 【答案】D 【解析】A项，若t1时减小了压强，平衡向逆反应方向移动，重新平衡时的速率小于原平衡速率，故A错误；B项，若t1时降低了温度，平衡向正反应移动，重新平衡时的速率小于原平衡速率，故B错误；C项，若t1时增加了SO2和O2的浓度，正反应速率应大于原平衡速率，平衡向正反应方向移动，图象中t1时刻不符合，故C错误；D项，若t1时减小了SO2的浓度，增加了SO3的浓度，平衡向逆反应移动，新平衡时反应物浓度比可以原来还大，平衡时正反应速率可以比原平衡速率大，故D可能正确；故选D。 【变式训练3·变题型】在一密闭容器中发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0，达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示。 回答下列问题： (1)处于平衡状态的时间段是________(填字母，下同)。 A．t0～t1 B．t1～t2 C．t2～t3 D．t3～t4 E．t4～t5 F．t5～t6 (2)判断t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件。 A．增大压强 B．减小压强 C．升高温度 D．降低温度 E．加催化剂 F．充入氮气 t1时刻________；t3时刻________；t4时刻________。 (3)依据(2)中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是________。 A．t0～t1 B．t2～t3 C．.t3～t4 D．t5～t6 (4)如果在t6时刻，从反应体系中分离出部分氨，t7时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反应速率的变化曲线。 【答案】(1)ACDF (2)C E B (3)A (4) 【解析】(1)根据图示可知，t0～t1、t2～t3、t3～t4、t5～t6时间段内，v正、v逆相等，反应处于平衡状态。 (2)t1时，v正、v逆同时增大，且v逆增大得更快，平衡向逆反应方向移动，所以t1时改变的条件是升温。t3时，v正、v逆同时增大且增大量相同，平衡不移动，所以t3时改变的条件是加催化剂。t4时，v正、v逆同时减小，但平衡向逆反应方向移动，所以t4时改变的条件是减小压强。 (3)根据图示知，t1～t2、t4～t5时间段内平衡均向逆反应方向移动，NH3的含量均比t0～t1时间段的低，所以t0～t1时间段内NH3的百分含量最高。(4)t6时刻分离出部分NH3，v逆立刻减小，而v正逐渐减小，在t7时刻二者相等，反应重新达到平衡，据此可画出反应速率的变化曲线。 考向2 化学反应速率图象综合分析 例2(2025·浙江省部分学校高三选考模拟)对于反应N2O4(g)2NO2(g)，在温度一定时，平衡体系中NO2的体积分数随压强的变化情况如图所示。下列说法中，正确的是( ) A．A、D两点对应状态的正反应速率大小关系：v(A)>v(D) B．A、B、C、D、E各点对应状态中，v(正)＜v(逆)的是E C．维持p1不变，E→A所需时间为t1，维持p2不变，D→C所需时间为t2，则t1=t2 D．欲使C状态沿平衡曲线到达A状态，从理论上，可由p2无限缓慢降压至p1达成 【答案】D 【解析】A项，增大压强，反应速率增大，D点压强大于A点压强，所以v(A)<v(D)，A错误；B项，处于曲线上的状态为平衡状态，E点NO2的物质的量少于平衡状态时的物质的量，反应应向生成NO2的方向移动，此时v(正)>v(逆)，D点NO2的物质的量多于平衡状态时的物质的量，反应向逆反应方向移动，此时v(正)<v(逆)，B错误；C项，压强越大，反应速率越快，达到平衡状态时用的时间越少，压强p2>p1，故t1> t2，C错误；D项，p2无限缓慢降压至p1，压强减小，平衡向气体分子数增多的方向移动，故平衡正向移动，NO2的体积分数逐渐增加，D正确；故选D。 思维建模 化学反应速率图象解题技法 (1)看起点：分清反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，生成物多数以原点为起点。 (2)看变化趋势：分清正反应和逆反应，分清放热反应和吸热反应。升高温度时，△V吸热＞△V放热。 (3)看终点：分清消耗浓度和增生浓度。反应物的消耗浓度与生成物的增生浓度之比等于反应方程式中各物质的计量数之比。 (4)对于时间—速度图象，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”。比如增大反应物浓度V正突变，V逆渐变；升高温度，V吸热大增，V放热小增；使用催化剂，V正和V逆同等程度突变。 【变式训练1·变载体】(2025·浙江省丽水五校高中发展共同体高一联考)一定温度下，向某密闭容器中加入足量铁粉并充入一定量的CO2气体，发生反应：Fe(s)＋CO2(g)FeO(s)+CO(g)，下列说法正确的是( ) A．t1min时， (CO)=c(CO2)，则反应达到了平衡 B．4min末，v(CO2)=0.125 mol·L－1·min－1 C．若保持容器压强不变，充入He，化学反应速率不变 D．4min后，c(CO)的消耗速率与c(CO2)的消耗速率相等 【答案】D 【解析】由图示可知，CO2的初始浓度为0.7mol/L，平衡浓度为0.2mol/L，浓度变化量为0.5mol/L，CO的初始浓度为0mol/L，平衡浓度为0.5mol/L，浓度变化量为0.5mol/L。A项，t1min时，c(CO)=c(CO2)，但t1后一氧化碳浓度仍在升高，二氧化碳浓度仍在降低，反应并未达到平衡状态，故A错误；B项，4min内，v(CO2)== 0.125 mol·L－1·min－1，反应速率为平均反应速率，而末说的是瞬时速率，故B错误；C项，若保持容器压强不变，充入He，则体系的体积会变大，各物质浓度变小，反应速率减慢，故C错误；D项，4min后，反应达到平衡状态，而CO和CO2的化学计量数之比为1：1，则c(CO)的消耗速率与c(CO2)的消耗速率相等，故D正确；故选D。 【变式训练2·变考法】某恒容密闭容器中充入一定量SO2和O2进行反应： 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH<0，图甲表示反应速率(v)与温度(T) 的关系、图乙表示 T1 时，平衡体系中SO2的体积分数与压强(p)的关系。下列说法正确的是( ) 图甲，图乙 A．图甲中，曲线1表示正反应速率与温度的关系 B．图乙中，a、b两点的反应速率：v(a)>v(b) C．图甲中，d点时，混合气体的平均摩尔质量不再改变 D．图乙中，c点的正、逆反应速率：v(逆) < v(正) 【答案】C 【解析】A项，反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H＜0，正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，逆反应速率大于正反应速率，则曲线1表示逆反应速率与温度的关系，故A错误；B项，温度恒定时，a、b两点对应的压强是b的大，压强越大，反应速率越快，a、b两点对应的反应速率：va＜vb，故B错误；C项，d点表示温度为T0时，正、逆反应速率相等，说明反应达到平衡，则混合气体的平均摩尔质量不再改变，故C正确；D项，c点时，二氧化硫的含量小于平衡时的含量，反应需要向生成二氧化硫的方向进行，即向逆反应方向进行，所以v(逆)＞v(正)，故D错误；故选C。 【变式训练3·变载体】(2025·浙江省台州市十校联盟高一期中)研究反应2XY+3Z的速率影响因素，在不同条件下进行4组实验，Y、Z起始浓度为0，反应物X的浓度(mol/L)随反应时间(min)的变化情况如图所示。下列说法不正确的是( ) A．比较实验①②得出：增大反应物浓度，化学反应速率加快 B．比较实验②④得出：升高温度，化学反应速率加快 C．若实验②③只有一个条件不同，则实验③使用了催化剂 D．在0～10min之间，实验④的平均速率v(Y)=0.06mol/(L•min) 【答案】D 【解析】A项，①②温度相同，但浓度不同，①浓度较大，可得出增大反应物浓度，化学反应速率加快，选项A正确；B项，实验②④起始浓度相同，但温度不同，④反应速率较大，可得出：升高温度，化学反应速率加快，选项B正确；C项，②③温度、浓度相同，③反应速率较大，应为加入催化剂，选项C正确；D项，在0～10min之间，实验④X的浓度变化为0.06mol/L，则，选项D错误。故选D。 ( ) 考点二 化学平衡图像 知识点1速率—压强(或温度)图像 特点：曲线的意义是外界条件(温度、压强)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，压强增大(或温度升高)后正反应速率增大得快，平衡正向移动。 知识点1转化率—时间—温度(或压强)图像 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化学计量数的关系。[以反应aA(g)＋bB(g)cC(g)中反应物的转化率αA为例说明] 知识点3恒温线(或恒压线)图像 已知不同温度下的转化率—压强图像或不同压强下的转化率—温度图像，推断反应的热效应或反应前后气体物质间化学计量数的关系。[以反应aA(g)＋bB(g)cC(g)中反应物的转化率αA为例说明] 知识点4几种特殊图像 1．对于化学反应：mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，M点前，表示化学反应从反应物开始，则v正>v逆；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的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH<0。 2．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。L线左上方的点(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系中A的百分含量，所以E点v正>v逆；则L线右下方的点(F点)v正<v逆。 知识点5 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．解题技巧 (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。 得分速记 (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。 考向1单曲线变化图象化 例1(2025·浙江省嘉兴市高三一模)化石燃料的燃烧、汽车尾气的排放和硝酸工业尾气中普遍含有的氮氧化物NOx是污染大气的主要成分之一，需要加以治理。当氮氧化物中NO与NO2的比例不同时，发生三种类型的SCR反应(选择性催化还原反应)： a．标准SCR：4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g) ΔH1 b．慢速SCR：8NH3(g)＋6NO2(g)7N2(g)＋12H2O(g) ΔH2=−2739.6 kJ/mol c．快速SCR：2NO(g)＋4NH3(g)＋2NO2(g)4N2(g)＋6H2O(g) ΔH3=−1518.2 kJ/mol (2)将一定比例的NO、NH3和O2的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器，仅发生标准SCR，反应相同时间后NO去除率随反应温度变化曲线如图1所示。 图1 下列说法正确的是_______。 A．低温高压有利于提高NO去除率 B．50～150 ℃范围内NO去除率迅速上升原因是催化剂活性提升，反应速率增加 C．150～380 ℃范围内NO去除率上升缓慢原因是反应平衡逆移 D．380 ℃后NO去除率下降可能是N2和O2生成了NO 【答案】(2)BD 【解析】(2)A项，标准SCR是气体体积减小的放热反应，高压低温可以使平衡正向移动，有利于提高NO去除率，A错误；B项，50～150 ℃范围内，标准SCR反应未达平衡状态，随温度升高，催化剂活性增强，反应速率加快，反应相同时间，NO的转化率增大，B正确；C项，150～380 ℃范围内NO去除率上升缓慢原因是，温度上升超过了催化剂活性最大的温度范围，催化剂活性降低，反应速率随温度的升高而增大缓慢，NO去除率上升缓慢，C错误；D项，380 ℃后NO去除率下降，可能的原因是生成的N2和O2在高温下反应生成了NO，D正确；故选BD。 思维建模 化学平衡图象分析思维建模 一看图象 ①一看面：即横坐标、纵坐标的量；②二看线：即线的斜率，平与陡的含义，函数的增减性(先拐先平：如在转化率——时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高)；③看点：即起点、转折点、拐点、交叉点；④四看要不要画辅助线：等温线、等压线等(定一议二：当图象中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系)；⑤看量：定量图象中有关量的多少 二想规律 联想外界条件改变对化学反应速率和化学平衡的影响，紧扣可逆反应的特征，搞清正反应方向吸热还是放热，体积是增大、减少，还是不变，有无固体参加或生成等 三判断 认准某些关键数据在解题中的特定作用，全面准确地从图中找出直接或隐含的相关信息 【变式训练1·变载体】(2025·安徽省江准十校高三第二次联考)以物质的量之比为向恒压密闭容器中充入X、Y，发生反应X(g)+Y(g)2Z(g) ΔH，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．据图像分析，该反应是吸热反应 B．Q点是最高点，Q点为平衡状态 C．M、N点反应物分子的有效碰撞几率不同 D．从M点到P点，可通过加入催化剂或分离产物Z而达到平衡点 【答案】C 【解析】A项，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ΔH＜0，该反应是放热反应，A错误；B项，据图像可知，Q点Z的产率小于平衡产率，未达到平衡，B错误；C项，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，C正确；D项，图中M点未达到平衡是由于温度低导致速率低而反应时间不够，可通过加入催化剂或延长时间使其达到平衡，但分离Z会使反应速率降低，达不到目的，D错误；故选C。 【变化观念与平衡思想】【变式训练2】通过反应I：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)可将有机氯化工业的副产品HC1转化为Cl2.在0.2MPa、反应物起始物质的量比=2条件下，不同温度时HC1平衡转化率如图所示。向反应体系中加入CuCl2，能加快反应速率。 反应II：2CuCl2(s)+O2(g)=2CuO(s)+2Cl2(g)  ΔH=125.6 kJ·mol−1 反应III：CuO(s)+2HCl(g)=CuCl2(s)+H2O(g)  ΔH=-120.0 kJ·mol−1 下列说法正确的是( ) A．反应I的 ΔH=5.6 kJ·mol−1 B．升高温度和增大压强均能提高反应I中HCl的平衡转化率 C．0.2MPa、500℃时，向反应体系中加入CuCl2，延长反应时间，能使HCl转化率从X点的值升至Y点的值 D．在0.2MPa、500℃条件下，若起始<2，充分反应，HCl的转化率可能达到Y点的值 【答案】D 【解析】A项，根据盖斯定律，由Ⅱ+Ⅲ2得4HCl(g) +O2(g)=2Cl2(g) +2H2O(g)，ΔH=+125.6 kJ·mol−1+(-120.0 kJ·mol−1)×2 =-114.4 kJ·mol−1，A错误；B项，反应Ⅰ为气体体积减小的放热反应，升高温度平衡逆向移动，HCl的平衡转化率降低，B错误；C项，CuCl2为固体不能影响平衡移动，反应时间也不能影响平衡移动，HCl转化率不变，C错误；D项，在0.2MPa、500℃条件下，若起始<2，增加了O2的相对含量，能提高HCl的转化率，HCl的转化率可能达到Y点的值，D正确；故选D。 【变式训练3·变题型】 (2024·江苏省连云港市高三第一次调研考试)二氧化碳加氢制甲醇过程中的主要反应为 CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g) ΔH＝+41.2kJ·mol−1 CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g) ΔH＝-99kJ·mol−1 在密闭容器中，起始时n(CO2)：n(H2)=1：3，分别在、条件下测得平衡时甲醇的物质的量分数与压强、甲醇的物质的量分数与温度的关系如图所示。 下列说法正确的是( ) A．反应CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)的焓变ΔH＝+57.8kJ·mol−1 B．在、条件下，平衡时甲醇的物质的量分数为0.10 C．当甲醇的物质的量分数为0.03时，CO2的平衡转化率为 D．其他条件相同，高压和低温可以提高CH3OH的平衡产率 【答案】D 【解析】A项，根据盖斯定律，①  CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g) ΔH＝+41.2kJ·mol−1，② CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g) ΔH＝-99kJ·mol−1，将反应①+②整理可得：CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝-57.8kJ·mol−1，A不符合题意；B项，b为等压线，曲线a为等温线，升高温度平衡逆向移动，在、条件下平衡时甲醇的物质的量分数为0.10，那么在、条件下，平衡时甲醇的物质的量分数为应该小于0.10，B不符合题意；C项，没有给出指定的温度与压强，不能计算CO2的平衡转化率，C不符合题意；  D项，根据A选项可知CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)为放热反应，要提高由CH3OH的产率，需要平衡正向移动，根据平衡移动原理可知反应应该在低温高压下进行，D符合题意；故选D。 考向2作出有关物理量变化趋势曲线 例2(2025·浙江省嘉兴市高三一模)化石燃料的燃烧、汽车尾气的排放和硝酸工业尾气中普遍含有的氮氧化物NOx是污染大气的主要成分之一，需要加以治理。当氮氧化物中NO与NO2的比例不同时，发生三种类型的SCR反应(选择性催化还原反应)： a．标准SCR：4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g) ΔH1 b．慢速SCR：8NH3(g)＋6NO2(g)7N2(g)＋12H2O(g) ΔH2=−2739.6 kJ/mol c．快速SCR：2NO(g)＋4NH3(g)＋2NO2(g)4N2(g)＋6H2O(g) ΔH3=−1518.2 kJ/mol (3)一定条件下仅发生慢速SCR，在压强p1条件下，NO2的平衡转化率随温度的变化曲线如图2所示，若减小压强至p2，在图2中画出NO2的平衡转化率随温度的变化曲线示意图 。 【答案】(3) 【解析】(3)慢速SCR是气体体积增大的放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NO2的平衡转化率减小，减小压强，平衡正向移动，NO2的平衡转化率增大，在图2中画出NO2的平衡转化率随温度的变化曲线示意图为：。 【变式训练1·变载体】(2025·浙江省诸暨市高三第一次模拟)苯甲醛是香料、医药、农化等行业的重要中间体，被广泛地应用于食品、化妆品、塑料工业等行业中。以下是制备苯甲醛的两种方法： Ⅰ．甲苯氧化法： ΔH1＝-346.5kJ·mol−1 Ⅱ．苯甲醇氧化法： ΔH2＝-389.5kJ·mol−1 (2)方法Ⅰ中，得到苯甲醛有两种途径(图1)，途径一是甲苯先氧化得到苯甲醇，再深度氧化得到苯甲醛，途径二为甲苯直接氧化得到苯甲醛。已知：在反应起始阶段，可认为甲苯与O2发生平行反应，分别生成苯甲醇(浓度为c1)和苯甲醛(浓度为c2)，两产物的浓度之比与时间无关：140℃时，c1/c2=0.5，170℃时，c1/c2=0.6。 ①请计算，反应的焓变ΔH3= kJ·mol−1 ②反应过程中，甲苯和各产物含量变化如图2所示，下列说法正确的是 。 A．分析可知，Ea1＞Ea3 B．增加氧化剂O2的浓度，可以提高甲苯的转化率和苯甲醛的选择性 C．在一定的反应时间内，选择合适的催化剂，可以提高生成苯甲醇的比例 D．降低反应温度，会使得途径二对苯甲醛生成的贡献更大 ③甲苯氧化制备苯甲醛过程中，还产生了另一种有机产物苯甲酸，请在图2中画出c(苯甲酸)随时间变化的曲线图(以左侧坐标轴为纵坐标) 。 【答案】(2) ①-303.5 ②ACD ③ 【解析】(2)①根据盖斯定律，反应的焓变ΔH3=2ΔH1-ΔH2=；②A项，由图可知，刚开始反应时，苯甲醛是优势产物，说明生成苯甲醛的反应活化能低，即：Ea1＞Ea3，A正确；B项，增加氧化剂O2的浓度，可以提高反应物甲苯的转化率，但氧气浓度过大，会继续氧化苯甲醛为苯甲酸，不利于提高苯甲醛的选择性，B错误；C项，在一定的反应时间内，选择对生成苯甲醇更有利的催化剂，可以提高生成苯甲醇的比例，C正确；D项，由题干信息可知，140℃时，c1/c2=0.5，170℃时，c1/c2=0.6，降低反应温度，c1/c2降低，可以理解为c1变小或c2变大，则对苯甲醛生成的贡献更大，D正确；故选ACD；③甲苯氧化制备苯甲醛过程中，还产生了另一种有机产物苯甲酸，由图可知，随着反应进行，甲苯的含量降低，但是苯甲醇与苯甲醛的含量也降低，说明发生了苯甲醛氧化为苯甲酸的副反应，因此苯甲酸的含量始终保持增大：； 【逻辑思维与科学建模】【变式训练2】锰及其化合物在催化剂及金属材料方面有重要的应用。我国主要以菱锰矿(主要成分为MCO3，M为Mn、Mg或Ca)为原料，通过热解法生产二氧化锰等锰基催化剂。 (3)由原料气(H2、CH4)与煤粉在锰基催化剂条件下制乙炔，该生产过程是目前清洁高效的煤化工过程。已知：发生的部分反应如下(在25℃、101 kPa时)，CH4、C2H4在高温条件还会分解生成碳与氢气： Ⅰ. C(s)＋2H2(g)CH4(g) ΔH1＝－74.85 kJ·mol－1 Ⅱ. 2CH4(g)C2H4 (g)+2H2(g) ΔH2＝+340.93 kJ·mol－1 Ⅲ.C2H4(g)C2H2 (g)+H2(g) ΔH2＝+335.50 kJ·mol－1 上述反应在体积为1L的密闭容器中进行，达到平衡时各气体体积分数和反应温度的关系曲线如图甲所示。 ①下列说法正确的是___________。 A．1530 K之前乙炔产率随温度升高而增大的原因：升温使反应Ⅱ、Ⅲ平衡正向移动 B．1530 K之后会有更多的甲烷与乙烯裂解生成碳导致乙炔产率增加不大 C．1530 K时测得气体的总物质的量为1.000 mol，则反应III的平衡常数为0.8652 D．相同条件下，改用更高效的催化剂，可使单位时间内的乙炔产率增大 ②请在图乙中绘制平衡时乙烯的体积分数和反应温度的变化趋势，并标明1530 K时的气体体积分数。_________ 【答案】(3) ABD 起点在1200K或其左侧，标注(1530，0.0080) 【解析】(3)①A项，反应II、III是吸热反应，升高温度，反应II、III正向移动，故1530K之前，乙炔产率随温度升高而增大，A正确；B项，反应I是放热反应，反应III是吸热反应，升高温度，反应I逆向移动，反应III正向移动，故1530 K之后，会有更多的甲烷与乙烯裂解生成碳导致乙炔产率增加不大，B正确；C项，1530 K时测得气体的总物质的量为1.000mol，H2、C2H2、CH4的体积分数分别为0.8240、0.0840和0.0840，则H2、C2H2、C2H4的浓度分别为0.824mol∙L-1、0.084mol∙L-1和0.008mol∙L-1、则反应III的平衡常数为==8.652，C错误；D项，相同条件下，改用更高效的催化剂，可使单位时间内的乙炔产率增大，D正确；故选ABD；②根据图甲中乙炔的体积分数和温度的关系曲线，且乙烯的起点温度要低于乙炔的起点，最高点的相应温度低于1530K，1530交点乙烯的体积分数不要超过0.01，则所绘制乙烯的体积分数和反应温度的关系曲线为[起点在1200K或其左侧，标注(1530，0.0080)]。 【变式训练3·变载体】(2025·浙江省衢州、丽水、湖州三地市高三二模)CO2通过电化学、热化学方法转化为CH3OH等高附加值化学品，符合绿色化学理念。 (2)热化学方法。相关热化学方程式如下： I：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝+41.17kJ·mol−1 K1=1.0×10-5 II：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH2＝-90.47kJ·mol−1 K2=2.5×104 III：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH (g)＋H2O(g) ΔH3 K3 ③可以用所含碳元素物质的量占碳元素总物质的量的百分比，表示CO、CO2、CH3OH三种物质的平衡组成。总压5MPa、n(H2)：n(CO2)=4投料，测得CO、CO2、CH3OH三种物质的平衡组成随温度升高的变化曲线如下图所示。请解释CO2平衡组成变化的原因 。 ④保持容积不变，n(H2)：n(CO2)=4投料，容器中只发生反应III，反应tminX (CO2转化为CH3OH的转化率)随温度变化如下图所示。请在下图中画出25~300℃之间、反应2tminX随温度升高的变化曲线 。(不考虑催化剂失活) 【答案】(2) ③温度升高，反应I正向移动的程度大于反应II逆向移动的程度 ④ 【解析】(2)③反应I是吸热反应，反应II是放热反应，CO2和CH3OH平衡浓度随着温度的上升而减小，CO平衡浓度随着温度的上升而增大，说明随温度升高，反应I正向移动的程度大于反应II逆向移动的程度；④由图可知，X(CO2转化为CH3OH的转化率)最高时，反应达到平衡，反应未达到平衡时，反应2tminX相比tmin较大，当反应达到平衡时，2tminX和tmin时相等，画出25~300℃之间、反应2tminX随温度升高的变化曲线为； 考向3多曲线变化图象 例3(2025·浙江省绍兴市三模)工业通过高温煅烧焦炭与SrSO4(硫酸锶)混合物，并通入一定量的空气，采用反应一或反应二制备SrS(s)： 反应一：SrSO4(s) + 2C(s)2CO2(g) + SrS(s) ΔH1 反应二：SrSO4(s) + 4CO(g)4CO2(g) + SrS(s) ΔH2 = -118.8kJ·mol−1 已知：CO2(g) + C(s) = 2CO(g) ΔH3 = +172.5kJ·mol−1 C(s) + O2(g) = CO2(g) ΔH4 = -393.5kJ·mol−1 随温度升高，反应产物种类、物质的量的变化如图所示： 下列说法正确的是( ) A．ΔH1 = -226.2kJ·mol−1 B．800℃时，反应二的平衡常数K<1 C．当温度高于415℃时，体系内的主反应变为SrSO4(s)+ 4C(s)= 4CO(g)+ SrS(s) D．通入空气的作用是只是利用CO和O2反应放出的热量为制备过程供能 【答案】B 【解析】A项，将反应一、二和CO2(g) + C(s) = 2CO(g) ΔH3 = +172.5kJ·mol−1分别标记为①、②、③，根据盖斯定律，① = ②＋2 × ③，则ΔH1 = ΔH2＋2ΔH3 = +226.2kJ·mol−1，A错误；B项，由图可知，800℃时，CO2物质的量小于CO的物质的量，故反应二K值小于1，B正确；C项，由图可知，当温度高于415℃时，体系内SrSO4的物质的量趋近于0，故体系内的主反应不可能为SrSO4(s)+ 4C(s)= 4CO(g)+ SrS(s)，C错误；D项，通入空气的作用是利用CO和O2反应，为制备过程供能的同时降低CO的排放量，减小污染，D错误；故选B。 思维建模 复杂(竞争、连续)反应图像的解题流程 (1)复杂(竞争、连续)反应图像的解题流程 第一步 审反应方程式 ①找准竞争(或连续)反应在反应特点方面的异同 ②分清主、副反应 第二步 提取研究状态 (平衡、非平衡) ①非平衡状态量，其变化与反应速率有关 ②平衡状态量，则与平衡移动有关 第三步 析图 依据图中横坐标、纵坐标的内容，找出图中曲线中的“点”、“线”的含义和变化趋势，并用平衡移动原理解答具体问题 (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，特定起始浓度的混合体系，其多重平衡选择性为定值，催化剂不能提高某一物质的平衡转化率。 ③如果在同一条件下，两种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。 ④多重平衡体系中，随着温度的升高，如果两种物质的选择性之和等于100%，那么二者的选择性变化曲线呈镜像对称。 【汽车尾气处理与化学平衡应用】【变式训练1】脱除汽车尾气中的NO和CO包括以下两个反应： I. 2NO(g)＋CO(g)CO2(g)＋N2O(g) ΔH1＝-381.2kJ·mol−1 Ⅱ.N2O(g)＋CO(g)CO2(g)＋N2(g) ΔH2＝-364.5kJ·mol−1 将恒定组成的NO和CO混合气通入不同温度的反应器，相同时间内检测物质浓度，结果如图所示。 下列说法正确的是( ) A．使用合适的催化剂，能提高NO的平衡转化率 B．其他条件不变，增大体系的压强，NO的平衡转化率减小 C．350~420℃范围内，温度升高，反应I速率增大的幅度大于反应Ⅱ速率增大的幅度 D．450℃时，该时间段内NO的脱除率约为 【答案】D 【解析】A项，催化剂不能改变化学反应限度，因此使用催化剂不能提高NO的平衡转化率，A错误；B项，反应I的反应前后气体体积减小，反应Ⅱ的反应前后气体体积不变，增大压强对反应Ⅱ的平衡无影响，使反应I的平衡正向移动，因此增大压强，NO的平衡转化率增大，B错误；C项，从图中可知，350~420℃范围内升高温度，CO2和N2的浓度增大，而N2O的浓度减小，说明此时升高温度，以反应Ⅱ为主，则反应I速率增大的幅度小于反应Ⅱ速率增大的幅度，C错误；D项，450℃时，NO的初始浓度是，转化为N2的NO浓度为，故该时间段内NO的脱除率为，D正确；故选D。 【变式训练2·变考法】(2025·浙江省台州市高三一模)利用生物质乙醇制备乙烯具有很大的经济价值和战略意义，发生的反应为： 反应Ⅰ：CH3CH2OH(g)CH2=CH2(g)＋H2O(g) ΔH＝+40.0kJ·mol−1 ΔS=125.0J·mol-1·K-1 反应Ⅱ：2CH3CH2OH(g)CH3CH2OCH2CH3(g)＋H2O(g) ΔH＝-16.0kJ·mol−1 (3)恒压()和恒温(300℃)下，投入原料为乙醇和水，分别在NKC-03A、Syndol、γ−Al2O3等3种催化剂下进行反应，测定相同时间间隔，乙醇转化率与原料含水量的关系如图所示，下列说法正确的是_______。 A．a点可能为平衡状态 B．γ−Al2O3催化剂下，随原料含水量增加平衡左移，乙醇转化率下降 C．题给条件下，NKC-03A催化效果较好 D．原料含水量为40%、γ−Al2O3催化剂下，若将恒压改为恒容，其它条件不变，乙醇转化率可能增大 【答案】(3)CD 【解析】(3)A项，催化剂能降低反应活化能，加快反应速率，但化学平衡不移动，乙醇的转化率不变，由图可知，相同时间内，原料含水量一定时，a点Syndol做催化剂条件下乙醇的转化率小于NKC-03A做催化剂条件下乙醇的转化率，所以a点时反应未达到平衡，故错误；B项，由图可知，相同时间内，原料含水量一定时，γ−Al2O3做催化剂条件下乙醇的转化率小于NKC-03A做催化剂条件下乙醇的转化率，说明反应未达到平衡，则随原料含水量增加乙醇转化率下降是因为原料含水量增加，导致催化剂的活性降低，反应速率减慢使得消耗乙醇的物质的量减小所致，故错误；C项，由图可知，相同时间内，原料含水量一定时，NKC-03A做催化剂条件下乙醇的转化率最大，说明反应的反应速率最大，催化效果较好，故正确；D项，原料含水量为40%、γ−Al2O3催化剂下，其它条件不变时，与恒压容器相比，恒容容器相当于增大压强，增大压强， 反应速率加快使得消耗乙醇的物质的量，导致乙醇的转化率增大，故正确；故选CD； 【逻辑思维与科学建模】【变式训练3】(2025·浙江省金华市高三二模)二氧化碳加氢制甲醇过程中的主要反应如下(忽略其他副反应)： 反应①：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝-184kJ·mol−1 反应②：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝+41kJ·mol−1 恒压下，按投料比n(CO2)：n(H2)=1：3充入密闭容器中，达到平衡时，测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示(Kp为压强平衡常数：用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。下列说法不正确的是( ) A．容器内混合气体的密度不再改变时已达平衡状态 B．图中X、Y分别代表CO、H2O C．250℃时，反应②的平衡常数 D．若恒温恒容时，以n(CO2)：n(H2)=5：9投料，，平衡时n(CH3OH)：n(H2O)=2：3，则反应①的 【答案】B 【解析】A项，恒压条件下，反应前后气体的总质量不变，但气体的物质的量会发生变化，所以容器体积会改变，当混合气体的密度不再改变时，说明容器体积不再变化，即气体的物质的量不再变化，反应达到平衡状态，A正确；B项，反应①是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，CH3OH和H2O的物质的量分数减小；反应②是吸热反应，升高温度，平衡正向移动，CO和H2O的物质的量分数增大；从图像可知，随着温度升高，X的物质的量分数增大，Y的物质的量分数减小，所以X代表CO，Y代表CH3OH，B错误；C项，反应②的平衡常数，由图像可知，250℃时，，，所以，C正确；D项，设起始时，，设反应①中CO2转化了x mol，反应②中CO2转化了y mol ，平衡时，，由，得3x = 2x + 2y，即；，，；因为，恒温恒容下P与n成正比，，则，即，解得x = 2mol ；平衡时，，，，总物质的量为10mol ；，，， ；反应①的，D正确；故选B。 1．(2025·浙江1月卷，18)二甲胺[(CH3)2NH]、N，N-二甲基甲酰胺[HCON(CH3)2]均是用途广泛的化工原料。 (5)有研究采用CO2、H2和(CH3)2NH催化反应制备HCON(CH3)2。在恒温密闭容器中，投料比n(CO2)：n(H2)： n(CH3)2NH)=20：15：1，催化剂M足量。反应方程式如下： Ⅳ． V．HCOOH(g)＋(CH3)2NH(g)= HCON(CH3)2(g)＋H2O(g) HCOOH、(CH3)2NH、HCON(CH3)2三种物质的物质的量百分比随反应时间变化如图所示。 (例：HCOOH的物质的量百分比 ①请解释HCOOH的物质的量百分比随反应时间变化的原因(不考虑催化剂M活性降低或失活) 。 ②若用SiH4代替H2作为氢源与CO2反应生成HCOOH，可以降低反应所需温度。请从化学键角度解释原因 。 【答案】(5)①t时刻之前反应Ⅳ的速率比反应Ⅴ的快，t时刻之后由于浓度的影响导致反应Ⅳ的速率比反应Ⅴ的慢 ②用H2作氢原需要断裂H-H键，用SiH4作氢源需要断裂Si-H键，由于Si原子半径大于H，Si-H的键能比H-H小，所以用SiH4代替H2作为氢源与CO2反应生成HCOOH，可以降低反应所需温度 【解析】(5)①由题干图示信息可知，t时刻之前HCOOH的物质的量百分比增大速率比HCON(CH3)2的增大速率，而t时刻之后HCOOH逐渐减小至不变，HCON(CH3)2继续增大，故t时刻之前反应Ⅳ的速率比反应Ⅴ的快，t时刻之后由于浓度的影响导致反应Ⅳ的速率比反应Ⅴ的慢；②用H2作氢原需要断裂H-H键，用SiH4作氢源需要断裂Si-H键，由于Si原子半径大于H，Si-H的键能比H-H小，所以用SiH4代替H2作为氢源与CO2反应生成HCOOH，可以降低反应所需温度。 2．(2024·浙江6月卷，19)氢是清洁能源，硼氢化钠(NaBH4)是一种环境友好的固体储氢材料，其水解生氢反应方程式如下：(除非特别说明，本题中反应条件均为，) NaBH4(s)＋2H2O(l)= NaBO2(aq)＋4H2(g) ΔH＜0 (3)为加速NaBH4水解，某研究小组开发了一种水溶性催化剂，当该催化剂足量、浓度一定且活性不变时，测得反应开始时生氢速率v与投料比[n(NaBH4)：n(H2O)]之间的关系，结果如图1所示。请解释ab段变化的原因 。 【答案】(3)随着投料比[n(NaBH4)：n(H2O)]增大，NaBH4的水解转化率降低 【解析】(3)随着投料比[n(NaBH4)：n(H2O)]增大，NaBH4的水解转化率降低，因此生成氢气的速率不断减小。 3．(2023·浙江1月卷，19)“碳达峰•碳中和”是我国社会发展重大战略之一，CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有： I：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ∆H1= +247 kJ•mol-1 ，K1 II：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ∆H2= +41 kJ•mol-1 ， K2 (4)CH4还原能力(R)可衡量CO2转化效率，R=∆n(CO2)/∆n(CH4)(同一时段内CO2与CH4的物质的量变化之比)。 ①常压下CH4和CO2按物质的量之比1：3投料，某一时段内CH4和CO2的转化率随温度变化如图1，请在图2中画出400~1000℃之间R的变化趋势，并标明1000℃时间R值。 ②催化剂X可提高R值，另一时段内CH4转化率、R值随温度变化如下表： 温度/℃ 480 500 520 550 CH4转化率/% 7.9 11.5 20.2 34.8 R 2.6 2.4 2.1 1.8 下列说法不正确的是___________ A.R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应II的速率 B.温度越低，含氢产物中H2O占比越高 C.温度升高，CH4转化率增加，CO2转化率降低，R值减小 D.改变催化剂提高CH4转化率，R值不一定增大 【答案】(4)① ②C 【解析】(4)①根据图1可知1000℃时，CH4转化率为100%，即∆n(CH4)=1mol， CO2转化率为60%，即∆n(CO2) =3mol60%=1.8mol，故R=∆n(CO2)/∆n(CH4)==1.8，故400~1000℃间R的变化趋势如图：；②A项，R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率，使单位时间内反应Ⅱ中CO2的转化率增大，∆n(CO2)增大的倍数比∆n(CH4)大，则R提高，A正确；B项，根据表中数据可知，温度越低，CH4转化率越小，而R越大，∆n(CO2)增大的倍数比∆n(CH4)大，含氢产物中H2O占比越高，B正确；C项，温度升高，CH4转化率增加，CO2转化率也增大，且两个反应中的CO2转化率均增大，增大倍数多，故R值增大，C不正确；D项，改变催化剂使反应有选择性按反应Ⅰ而提高CH4转化率，若CO2转化率减小，则R值不一定增大，D正确；故选C。 9 / 31 学科网（北京）股份有限公司 $$