第05讲 化学反应速率与化学平衡图像（复习讲义）（福建专用）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 考情解码·命题预警 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 速率—时间图像 知识点2 速率—压强(或温度)图像 知识点3 物质的量(或浓度)—时间图像 知识点4 化学速率图像分析 考向1 考查速率-时间图像 思维建模 速率-时间图像分析思维 考向2 考查速率—压强(或温度)图像 考向3 考查浓度或物质的的量-时间图像 思维建模 浓度或物质的的量-时间图像分析模版 考点二 化学平衡图像 知识点1 转化率(或百分含量)—时间—温度(或压强)图像 知识点2 恒温线或恒压线图像 知识点3 反应过程中组分含量或浓度与温度的关系图像 知识点4 化学平衡图像分析 考向1 考查转化率(或百分含量)—时间—温度(或压强)图像的分析判断 思维建模 化学平衡图像中的拐点 考向2 考查恒温线或恒压线图像的分析判断 考向3 考查组分含量、浓度或物质的量与温度的关系图像的分析判断 04 真题溯源·考向感知 考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年 2022年 2021年 化学平衡图像分析 选择题 非选择题 T14（3） T12（3） T13（5） T13（5） 考情分析： 分析近几年的福建高考试题，可以看出高考对化学反应速率和化学平衡的考查主要集中在非选择中的化学反应原理综合题，命题方向和考查点多样，其中对化学平衡图像的考查是每年必考，要求考生根据图像分析并解释事实的原因或采取何种措施。识图是化学反应速率和化学平衡的难点，图像的信息给予具有多样化，往往根据工业生产实际并结合陌生图像，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。 复习目标： 学会分析与化学反应速率和化学平衡相关的图像，能解答化学反应原理的相关问题。 考点一 化学反应速率图像 知识点1 速率—时间图像 1.“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 2.“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 3.“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) 4.全程速率—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)， 。 知识点2 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 得分速记 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。 知识点3 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 。 4、易错提醒：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。 知识点4 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。 考向1 考查速率-时间图像 例1在某恒温恒容的密闭容器中发生反应：。时刻达到平衡后，在时刻改变某一条件，其反应速率随时间变化的图象如图所示。下列说法正确的是 A．内， B．恒温恒容时，容器内压强不变，表明该反应达到平衡状态 C．时刻改变的条件是向密闭容器中加入Z D．再次达到平衡时，平衡常数K减小 思维建模 速率-时间图像分析思维 分清正反应、逆反应及二者反应速率的相对大小，分清“突变”和“渐变”；正确判断化学平衡的移动方向；熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律。 Ⅰ.v正突变，v逆渐变，且v正>v逆，说明是增大了反应物的浓度，使v正突变，且平衡正向移动。 Ⅱ.v正、v逆都突然减小，且v正>v逆，说明平衡正向移动，该反应的正反应可能是放热反应或气体体积增大的反应。 Ⅲ.v正、v逆都突然增大，且增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，可能是使用了催化剂，也可能是对反应前后气体分子数不变的反应压缩体积(即增大压强)。 【变式训练1】已知：  ΔH<0，向一恒温恒容的密闭容器中充入一定量的和发生反应，时达到平衡状态Ⅰ，在时改变某一条件，时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．该反应在任意温度下均能自发进行 B．时改变的条件：向容器中通入一定量的 C．相同时间内有3 mol的H—H键断裂，有6 mol N—H键形成，则反应达到平衡 D．平衡常数K：K(Ⅱ)<K(Ⅰ) 【变式训练2】利用反应 ，可处理石油化工行业废气中的硫化氢并回收硫黄。某条件下、无催化剂存在时，该反应的正、逆反应速率随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．曲线②表示的是与时间的关系 B．时刻混合气体的平均摩尔质量大于时刻 C．时刻体系中 D．有催化剂存在时，增大、不变 考向2 考查速率—压强(或温度)图像 例2向密闭容器中充入、和，发生反应，与的初始消耗速率(v)与温度(T)的关系如图所示(图中A、B点处于平衡状态)，下列说法不正确的是 A．a为随温度的变化曲线 B．该反应的 C．200℃下反应一段时间，的物质的量增多 D．反应达到平衡后向体系中充入氮气，平衡不移动 【变式训练1】工业上利用Ga与NH3高温条件下合成半导体材料氮化镓(GaN)固体的反应原理为。在恒温恒容密闭容器内进行该反应，正反应速率(v正)随时间的变化曲线如图1所示，某物理量随压强的变化曲线如图2所示。下列说法错误的是 A．t时刻平衡逆向移动 B．t时刻改变的条件一定为加压 C．x可以是平衡时Ga的质量 D．x可以是平衡时体系内混合气体平均相对分子质量 【变式训练2】将和充入恒容密闭容器中发生反应： Ⅰ．  （慢反应） Ⅱ．  （快反应） 测得相同时间内、与温度的关系如图所示，下列说法错误的是 A．前，加入催化剂可使a线转化为b线 B．时，M点对应的反应体系中， C．时，若时达到平衡，则 D．后，温度对正反应速率的影响比浓度大 考向3 考查浓度或物质的的量-时间图像 例3工业上，常用离子交换法软化自来水，其原理是，。常温下，向一定体积的自来水中加入离子交换树脂（NaR），测得自来水中变化如图所示。下列叙述正确的是 A．反应达到平衡后，加入少量NaCl，离子交换反应的平衡常数减小 B．6 min时的逆反应速率大于4 min时的逆反应速率 C．其他条件不变时，10 min时离子交换反应已停止 D．4~8 min内平均反应速率：mol⋅L⋅min 思维建模 浓度或物质的的量-时间图像分析模版 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－n3 mol，Δn(Y)＝n2－n3 mol，Δn(Z)＝n2 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(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。 【变式训练1】常温下，向某溶剂(不参与反应)中加入一定量X、Y和M，所得溶液中同时存在如下平衡： ① ② ③。 X、Y的物质的量浓度c随时间反应t的变化关系如图所示，400s时反应体系达到平衡状态。 下列说法正确的是 A．100～400s内，约为 B．100s时反应③的逆反应速率小于正反应速率 C．若再向容器中加入上述溶剂稀释，平衡后Y的物质的量不变 D．若反应③的ΔH<0，则X比Y更稳定 【变式训练2】某温度下，在1L恒容密闭容器中2.0molX发生反应，有关数据如下： 时间段/min 产物Z的平均生成速率/ 0~2 0.20 0~4 0.15 0~6 0.10 下列说法正确的是 A．1min时，Z的浓度等于 B．2min时，加入0.20molZ，此时 C．3min时，Y的体积分数约为66.7% D．5min时，X的物质的量为1.4mol 考点二 化学平衡图像 知识点1 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。 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 ”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。 知识点2 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。 【名师点睛】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。 知识点3 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。 3.投料比与转化率或产率相关图像 在工业生产中，为了提高转化率或产率，从原料的利用率研究分析，我们可以得到投料比与转化率或产率相关图像，通过图像分析我们可以得到最佳投料比。如在保持体系总压为105 Pa的条件下进行反应：SO2＋O2SO3，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： 分析图像我们可以得到如下信息，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，平衡转化率α(SO2)越小，即图中m1、m2、m3的大小顺序为m1 m2 m3。 知识点4 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。 4.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。 考向1 考查转化率(或百分含量)—时间—温度(或压强)图像的分析判断 例1在医药领域有广泛应用，但在空气中会污染环境。某研究小组研究实现的转化，发生反应，向体积为的密闭容器中充入和，在甲、乙两种催化剂作用下，反应，测得的转化率与温度的关系如图所示，下列有关说法正确的是 A．催化效果：甲<乙 B．、甲催化条件下，内 C．其它条件不变时，压缩容器体积乙曲线可能整体向上移动 D．前，乙催化剂作用下降低温度可提高的产率 思维建模 化学平衡图像中的拐点 “先拐先平数值大”。在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a使用了催化剂)。 Ⅰ.表示T2>T1，正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动。 Ⅱ.表示p2>p1，反应物A的转化率减小，说明正反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动。 Ⅲ.生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a>b，故a使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体体积不变的可逆反应，a增大了压强(即压缩体积)。 【变式训练1】现模拟HCl催化氧化制，发生反应：  。在密闭容器中，充入一定量HCl和发生反应，HCl平衡转化率与X和L的变化关系如图1所示，其中L(、、)、X可分别代表压强或温度。恒温恒容时，HCl平衡转化率与进料比的变化关系如图2所示。下列说法错误的是 A．L代表温度，且 B．点a、b、c的正反应速率大小关系： C．若图2中HCl的初始浓度为，则M点的平衡常数K为 D．在实际生产中，若进料比太小，会增加和的分离成本 【变式训练2】在体积分别为和的两个恒容密闭容器中，均充入和，光照条件下发生反应，测得的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A． B．此反应仅在低温下可自发进行 C．时，若，则反应平衡常数 D．其他条件不变，增大投料比投料，平衡后可提高转化率 考向2 考查恒温线或恒压线图像的分析判断 例2一定条件下，分别向体积为1L的恒容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。下列说法不正确的是 实验 充入气体量 反应过程条件 反应物转化率 ① 恒温 ② 恒温 ③ 绝热 A．实验①、②中X的浓度相等时，反应处于平衡状态 B．时间内，实验②、③中Z的平均反应速率：前者后者 C．图中c、d两点的气体的总物质的量： D．实验①、②、③平衡时反应物的转化率： 【变式训练1】已知制备光气的反应为，将等物质的量的和充入密闭容器中，平衡体系中，平衡混合物的平均摩尔质量在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．温度： B．平衡常数： C．的平衡转化率： D．点时，若，则CO的平衡转化率为 【变式训练2】往某密闭容器中按物质的量之比1:3，充入M、N，发生反应  ∆H，M的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是 A． B． C． D．a点Q的体积分数为 考向3 考查组分含量、浓度或物质的量与温度的关系图像的分析判断 例3在恒容密闭容器中充入和，发生反应，实验测得在不同温度下达到平衡时，各组分的物质的量(n)的变化如图所示。下列说法错误的是 A．该反应的反应物总能量小于生成物总能量 B．a为的物质的量随温度的变化曲线 C．加入高效催化剂，的平衡转化率不变 D．向M点的体系中再充入和，再次平衡后，的百分含量增大 【变式训练1】工业上，常用离子交换法软化自来水，其原理是，。常温下，向一定体积的自来水中加入离子交换树脂（NaR），测得自来水中变化如图所示。下列叙述正确的是 A．反应达到平衡后，加入少量NaCl，离子交换反应的平衡常数减小 B．6 min时的逆反应速率大于4 min时的逆反应速率 C．其他条件不变时，10 min时离子交换反应已停止 D．4~8 min内平均反应速率：mol⋅L⋅min 【变式训练2】一定条件下，在甲、乙两个恒容密闭容器(容器容积)中投入等物质的量的X和Y，发生反应，达到平衡时，Q的物质的量浓度与温度和容器容积的关系如图所示。下列说法正确的是 A．x＋y>p＋q B．c(P)：b>2a C．压强：2p(b)<p(c) D．平衡常数： 1．（2025·江苏卷）甘油水蒸气重整获得过程中的主要反应： 反应Ⅰ   反应Ⅱ   反应Ⅲ   条件下，和发生上述反应达平衡状态时，体系中和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正确的是 A．时，的平衡转化率为20% B．反应达平衡状态时， C．其他条件不变，在范围，平衡时的物质的量随温度升高而增大 D．其他条件不变，加压有利于增大平衡时的物质的量 2．（2024·河北卷）在水溶液中，可与多种金属离子形成配离子。X、Y、Z三种金属离子分别与形成配离子达平衡时，与的关系如图。 下列说法正确的是 A．的X、Y转化为配离子时，两溶液中的平衡浓度： B．向Q点X、Z的混合液中加少量可溶性Y盐，达平衡时 C．由Y和Z分别制备等物质的量的配离子时，消耗的物质的量： D．若相关离子的浓度关系如P点所示，Y配离子的解离速率小于生成速率 3．（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： 4．（2023·湖南卷）向一恒容密闭容器中加入和一定量的，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，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态 5．（2025·安徽卷）恒温恒压密闭容器中，时加入，各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图(反应速率，k为反应速率常数)。 下列说法错误的是 A．该条件下 B．时间段，生成M和N的平均反应速率相等 C．若加入催化剂，增大，不变，则和均变大 D．若和均为放热反应，升高温度则变大 6．（2023·山东卷）一定条件下，化合物E和TFAA合成H的反应路径如下：    已知反应初始E的浓度为0.10mol∙L-1，TFAA的浓度为0.08mol∙L-1，部分物种的浓度随时间的变化关系如图所示，忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是      A．t1时刻，体系中有E存在 B．t2时刻，体系中无F存在 C．E和TFAA反应生成F的活化能很小 D．反应达平衡后，TFAA的浓度为0.08mol∙L-1 / 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 考情解码·命题预警 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 速率—时间图像 知识点2 速率—压强(或温度)图像 知识点3 物质的量(或浓度)—时间图像 知识点4 化学速率图像分析 考向1 考查速率-时间图像 思维建模 速率-时间图像分析思维 考向2 考查速率—压强(或温度)图像 考向3 考查浓度或物质的的量-时间图像 思维建模 浓度或物质的的量-时间图像分析模版 考点二 化学平衡图像 知识点1 转化率(或百分含量)—时间—温度(或压强)图像 知识点2 恒温线或恒压线图像 知识点3 反应过程中组分含量或浓度与温度的关系图像 知识点4 化学平衡图像分析 考向1 考查转化率(或百分含量)—时间—温度(或压强)图像的分析判断 思维建模 化学平衡图像中的拐点 考向2 考查恒温线或恒压线图像的分析判断 考向3 考查组分含量、浓度或物质的量与温度的关系图像的分析判断 04 真题溯源·考向感知 考点要求 考查形式 2025年 2024年 2023年 2022年 2021年 化学平衡图像分析 选择题 非选择题 T14（3） T12（3） T13（5） T13（5） 考情分析： 分析近几年的福建高考试题，可以看出高考对化学反应速率和化学平衡的考查主要集中在非选择中的化学反应原理综合题，命题方向和考查点多样，其中对化学平衡图像的考查是每年必考，要求考生根据图像分析并解释事实的原因或采取何种措施。识图是化学反应速率和化学平衡的难点，图像的信息给予具有多样化，往往根据工业生产实际并结合陌生图像，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。 复习目标： 学会分析与化学反应速率和化学平衡相关的图像，能解答化学反应原理的相关问题。 考点一 化学反应速率图像 知识点1 速率—时间图像 1.“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 2.“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 3.“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) 4.全程速率—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。 知识点2 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 得分速记 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。 知识点3 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。 4、易错提醒：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。 知识点4 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。 考向1 考查速率-时间图像 例1在某恒温恒容的密闭容器中发生反应：。时刻达到平衡后，在时刻改变某一条件，其反应速率随时间变化的图象如图所示。下列说法正确的是 A．内， B．恒温恒容时，容器内压强不变，表明该反应达到平衡状态 C．时刻改变的条件是向密闭容器中加入Z D．再次达到平衡时，平衡常数K减小 【答案】C 【解析】A．0~ t1内，v正逐渐增大，说明反应逆向进行，所以v正<v逆，故A项错误； B．该反应是气体分子数不变的反应，恒温恒容时，容器内压强不变，不能说明反应达到平衡状态，故B项错误； C．据题图可知t2时刻逆反应速率瞬间增大，平衡逆向移动，达到的新平衡速率比原平衡大，条件为恒温，说明新平衡时各物质浓度比原平衡大，容器容积不变，所以改变的条件可以是向密闭容器中加入Z，故C项正确； D．同一反应的平衡常数由温度决定，温度不变，平衡常数K不变，故D项错误； 答案选C。 思维建模 速率-时间图像分析思维 分清正反应、逆反应及二者反应速率的相对大小，分清“突变”和“渐变”；正确判断化学平衡的移动方向；熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律。 Ⅰ.v正突变，v逆渐变，且v正>v逆，说明是增大了反应物的浓度，使v正突变，且平衡正向移动。 Ⅱ.v正、v逆都突然减小，且v正>v逆，说明平衡正向移动，该反应的正反应可能是放热反应或气体体积增大的反应。 Ⅲ.v正、v逆都突然增大，且增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，可能是使用了催化剂，也可能是对反应前后气体分子数不变的反应压缩体积(即增大压强)。 【变式训练1】已知：  ΔH<0，向一恒温恒容的密闭容器中充入一定量的和发生反应，时达到平衡状态Ⅰ，在时改变某一条件，时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 A．该反应在任意温度下均能自发进行 B．时改变的条件：向容器中通入一定量的 C．相同时间内有3 mol的H—H键断裂，有6 mol N—H键形成，则反应达到平衡 D．平衡常数K：K(Ⅱ)<K(Ⅰ) 【答案】B 【解析】A．由时可自发进行，该反应，，则在低温下能自发进行，故A错误； B．若时升高温度，则改变条件瞬间，正反应速率增大，速率曲线与原平衡点应没有连接点，则改变的不是温度，若向容器中通入一定量的，逆反应速率瞬间增大，平衡逆向移动，正反应速率也逐渐增大，故B正确； C．相同时间内有3 mol的H—H键断裂，有6 mol N—H键形成，都是指正反应，并不能说明正逆反应速率相等，故C错误； D．平衡常数之和温度有关，温度不变，平衡常数不变，则K(Ⅱ)=K(Ⅰ)，故D错误； 故选B。 【变式训练2】利用反应 ，可处理石油化工行业废气中的硫化氢并回收硫黄。某条件下、无催化剂存在时，该反应的正、逆反应速率随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．曲线②表示的是与时间的关系 B．时刻混合气体的平均摩尔质量大于时刻 C．时刻体系中 D．有催化剂存在时，增大、不变 【答案】B 【解析】A．反应为处理石油化工行业废气中的硫化氢并回收硫黄的过程，开始反应物浓度最大，随着反应进行反应物浓度逐渐减小，则正反应速率逐渐减小，所以曲线①表示的是与时间关系，A错误；B．该反应正反应是一个气体物质的量增大的方向，混合气体的质量保持不变，随着反应的进行，混合气体的总物质的量增大，故时刻混合气体的平均摩尔质量大于时刻，B正确；C．由题干信息无法确定H2S的转化率，故无法计算时刻体系中的比值，C错误；D．催化剂能降低反应的活化能，能同等幅度地加快正、逆反应速率，即、都增大，D错误；故答案为：B。 考向2 考查速率—压强(或温度)图像 例2向密闭容器中充入、和，发生反应，与的初始消耗速率(v)与温度(T)的关系如图所示(图中A、B点处于平衡状态)，下列说法不正确的是 A．a为随温度的变化曲线 B．该反应的 C．200℃下反应一段时间，的物质的量增多 D．反应达到平衡后向体系中充入氮气，平衡不移动 【答案】C 【分析】化学反应速率与反应的系数成正比；由化学方程式可知，平衡时与的反应速率为1:2，结合图像可知，图中A、B点处于平衡状态，则正逆反应速率相等，a为随温度的变化曲线； 【解析】A．由分析可知，a为随温度的变化曲线，A正确； B．由图像可知，随着温度升高，的消耗速率更大，反应逆向进行，则正反应为放热反应，焓变小于零，B正确； C．图中A、B点处于平衡状态，200℃下反应没有达到平衡，此时逆反应速率小于正反应速率，反应正向进行，故反应一段时间，的物质的量减小，C错误； D．反应达到平衡后向体系中充入氮气，不影响反应中各物质的浓度，平衡不移动，D正确； 故选C。 【变式训练1】工业上利用Ga与NH3高温条件下合成半导体材料氮化镓(GaN)固体的反应原理为。在恒温恒容密闭容器内进行该反应，正反应速率(v正)随时间的变化曲线如图1所示，某物理量随压强的变化曲线如图2所示。下列说法错误的是 A．t时刻平衡逆向移动 B．t时刻改变的条件一定为加压 C．x可以是平衡时Ga的质量 D．x可以是平衡时体系内混合气体平均相对分子质量 【答案】B 【解析】A．由图可知：t时刻改变条件下，v(正)突然增大，此后又逐渐增大直至不再发生改变，说明改变条件下逆反应速率大于正反应速率，化学平衡逆向移动，A正确； B．该反应的正反应是放热反应，若改变条件是升高温度，逆反应速率增大程度大于正反应速率增大程度，化学平衡逆向移动；反应正向是气体分子数增加的反应，若改变条件是增大压强，则逆反应速率增大程度大于正反应速率增大程度，化学平衡也是逆向移动，故此时刻改变条件可能为升高温度或增大压强，B错误； C．反应正向是气体分子数增加的反应，增大压强平衡逆向移动，Ga的质量增加，与图象相符，C正确； D．反应正向是气体分子数增加的反应，增大压强平衡逆向移动，氨气的量增加，氢气的量减少，氨气的摩尔质量大于氢气的摩尔质量，故平衡时体系内混合气体平均相对分子质量增大，与图象相符，D正确； 答案选B。 【变式训练2】将和充入恒容密闭容器中发生反应： Ⅰ．  （慢反应） Ⅱ．  （快反应） 测得相同时间内、与温度的关系如图所示，下列说法错误的是 A．前，加入催化剂可使a线转化为b线 B．时，M点对应的反应体系中， C．时，若时达到平衡，则 D．后，温度对正反应速率的影响比浓度大 【答案】B 【解析】A．由图可知，200°C前，升高温度，二氧化碳的浓度减小、反应速率加快，说明反应未达到平衡，则加入催化剂，二氧化碳的反应速率加快，反应消耗二氧化碳的浓度增大，可使a线转化为b线，故A正确； B．由图可知，300°C时，二氧化碳的浓度呈增大趋势，说明平衡向逆反应方向移动，则二氧化碳的正反应速率小于逆反应速率，故B错误； C．由图可知，400°C时，反应达到平衡状态，二氧化碳的浓度为0.3mol/L，则5min内二氧化碳的反应速率为=0.04 mol/(L·min)，故C正确； D．由图可知，400°C后，二氧化碳正反应速率增大，而二氧化碳的浓度减小，说明温度对正反应速率的影响比浓度大，故D正确； 故选B。 考向3 考查浓度或物质的的量-时间图像 例3工业上，常用离子交换法软化自来水，其原理是，。常温下，向一定体积的自来水中加入离子交换树脂（NaR），测得自来水中变化如图所示。下列叙述正确的是 A．反应达到平衡后，加入少量NaCl，离子交换反应的平衡常数减小 B．6 min时的逆反应速率大于4 min时的逆反应速率 C．其他条件不变时，10 min时离子交换反应已停止 D．4~8 min内平均反应速率：mol⋅L⋅min 【答案】B 【解析】A．平衡常数只与温度有关，改变离子浓度，平衡常数不变，A项错误； B．在达到平衡前，反应正向发生，随各物质浓度变化，正反应速率增大，逆反应速率减小，6min时逆反应速率大于4min时逆反应速率，B项正确； C．化学平衡状态为动态平衡，反应并未停止，C项错误； D．如果只考虑镁离子、钙离子交换，根据电荷守恒，mol⋅L⋅min，镁离子、钙离子交换速率不确定，无法计算单一离子交换速率，D项错误。 答案选B。 思维建模 浓度或物质的的量-时间图像分析模版 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－n3 mol，Δn(Y)＝n2－n3 mol，Δn(Z)＝n2 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(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。 【变式训练1】常温下，向某溶剂(不参与反应)中加入一定量X、Y和M，所得溶液中同时存在如下平衡： ① ② ③。 X、Y的物质的量浓度c随时间反应t的变化关系如图所示，400s时反应体系达到平衡状态。 下列说法正确的是 A．100～400s内，约为 B．100s时反应③的逆反应速率小于正反应速率 C．若再向容器中加入上述溶剂稀释，平衡后Y的物质的量不变 D．若反应③的ΔH<0，则X比Y更稳定 【答案】A 【解析】A．结合图中数据可知，，但由于存在反应③，X不一定转化为N，A正确； B．100s时，，，逆反应速率大于正反应速率，B错误； C．加入溶剂后各物质浓度均减小，平衡发生移动，浓度改变，C错误； D．若反应③的ΔH<0，则Y的能量低，能量越低越稳定，则Y比X更稳定，D错误； 故选A。 【变式训练2】某温度下，在1L恒容密闭容器中2.0molX发生反应，有关数据如下： 时间段/min 产物Z的平均生成速率/ 0~2 0.20 0~4 0.15 0~6 0.10 下列说法正确的是 A．1min时，Z的浓度等于 B．2min时，加入0.20molZ，此时 C．3min时，Y的体积分数约为66.7% D．5min时，X的物质的量为1.4mol 【答案】D 【分析】4min时生成的Z的物质的量为，6min时生成的Z的物质的量为，故反应在4min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； 【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1min时，Z的浓度大于，A错误；　 B．2min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错误；D．由B项分析可知5min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D。 考点二 化学平衡图像 知识点1 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。 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。 知识点2 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。 【名师点睛】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。 知识点3 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。 3.投料比与转化率或产率相关图像 在工业生产中，为了提高转化率或产率，从原料的利用率研究分析，我们可以得到投料比与转化率或产率相关图像，通过图像分析我们可以得到最佳投料比。如在保持体系总压为105 Pa的条件下进行反应：SO2＋O2SO3，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： 分析图像我们可以得到如下信息，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，平衡转化率α(SO2)越小，即图中m1、m2、m3的大小顺序为m1>m2>m3。 知识点4 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。 4.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。 考向1 考查转化率(或百分含量)—时间—温度(或压强)图像的分析判断 例1在医药领域有广泛应用，但在空气中会污染环境。某研究小组研究实现的转化，发生反应，向体积为的密闭容器中充入和，在甲、乙两种催化剂作用下，反应，测得的转化率与温度的关系如图所示，下列有关说法正确的是 A．催化效果：甲<乙 B．、甲催化条件下，内 C．其它条件不变时，压缩容器体积乙曲线可能整体向上移动 D．前，乙催化剂作用下降低温度可提高的产率 【答案】C 【解析】A．由图，相同条件下，使用甲催化剂NO的转化率更高，故催化效果：甲>乙，A错误；   B．由图，、甲催化条件下，内NO转化率为80%，则反应1.6molNO，，B错误； C．反应5min时，乙中NO的转化率比同温度时甲低，说明乙中未达到平衡，其它条件不变时，压缩容器体积，化学反应速率增大，同一时间NO转化率增大，乙曲线可能整体向上移动，C正确；   D．由图，前，乙催化剂作用下反应没有达到平衡，降低温度，反应速率变慢，会降低的产率，D错误； 故选C。 思维建模 化学平衡图像中的拐点 “先拐先平数值大”。在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a使用了催化剂)。 Ⅰ.表示T2>T1，正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动。 Ⅱ.表示p2>p1，反应物A的转化率减小，说明正反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动。 Ⅲ.生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a>b，故a使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体体积不变的可逆反应，a增大了压强(即压缩体积)。 【变式训练1】现模拟HCl催化氧化制，发生反应：  。在密闭容器中，充入一定量HCl和发生反应，HCl平衡转化率与X和L的变化关系如图1所示，其中L(、、)、X可分别代表压强或温度。恒温恒容时，HCl平衡转化率与进料比的变化关系如图2所示。下列说法错误的是 A．L代表温度，且 B．点a、b、c的正反应速率大小关系： C．若图2中HCl的初始浓度为，则M点的平衡常数K为 D．在实际生产中，若进料比太小，会增加和的分离成本 【答案】B 【分析】该反应为气体分子数减小的放热反应，增大压强，平衡正向移动，HCl平衡转化率增大，升高温度，平衡逆向移动，HCl平衡转化率减小，所以X代表压强，L代表温度。 【解析】A．根据分析可知，L代表温度，升高温度，平衡逆向移动，HCl平衡转化率减小，所以，A正确；B．点a、b、c位于同一曲线上，表示温度相同，压强越大，体系内气体浓度越大，反应速率越大，则速率：，B错误；C．若HCl的初始浓度为，图中M点，，O2的初始浓度为，HCl转化率为76％，列三段式： 平衡常数：，C正确；D．在实际生产中，若进料比太小，氧气过量，不利于和的分离，D正确；答案选B。 【变式训练2】在体积分别为和的两个恒容密闭容器中，均充入和，光照条件下发生反应，测得的平衡转化率随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A． B．此反应仅在低温下可自发进行 C．时，若，则反应平衡常数 D．其他条件不变，增大投料比投料，平衡后可提高转化率 【答案】C 【解析】A．该反应正反应方向气体分子数增加，相同起始量，容器体积小，压强大，的平衡转化率小，故，A错误；B．根据图示，温度升高，的平衡转化率减小，说明该反应正反应方向放热，正反应方向气体分子数增加，，根据反应自发进行，可知此反应在任何温度下均可自发进行，B错误；C．时，若，的平衡转化率为60%，反应1.2mol，余下0.8mol，反应0.6mol，余下0.4mol，生成各1.2mol，、、的浓度分别为0.4mol/L、0.2mol/L、0.6 mol/L、0.6 mol/L，反应平衡常数，C正确；D．其他条件不变，增大投料比投料，平衡后可提高氧气的转化率，的转化率降低，D错误；故选C。 考向2 考查恒温线或恒压线图像的分析判断 例2一定条件下，分别向体积为1L的恒容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。下列说法不正确的是 实验 充入气体量 反应过程条件 反应物转化率 ① 恒温 ② 恒温 ③ 绝热 A．实验①、②中X的浓度相等时，反应处于平衡状态 B．时间内，实验②、③中Z的平均反应速率：前者后者 C．图中c、d两点的气体的总物质的量： D．实验①、②、③平衡时反应物的转化率： 【答案】B 【解析】A．达到平衡前，实验①中X的浓度始终大于实验②中X的浓度，平衡时，X的浓度相等，A正确；B．时间内，实验②中Z的平均反应速率为零，实验③中Z的平均反应速率大于零，所以前者后者，B错误；C．由图可知，由线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，由线III对应实验③，根据起点相同可以判断曲线II对应实验②，c、d两点的压强相同，体积相同，反应吸热，体系③温度低，根据可知，，，，故，C正确；D．实验①中充入，实验②中充入，二者为等效平衡，平衡时反应物转化率，该正反应为吸热反应，相同条件下，恒温恒容条件下转化率大于绝热恒容条件下转化率，所以，D正确；故选B。 【变式训练1】已知制备光气的反应为，将等物质的量的和充入密闭容器中，平衡体系中，平衡混合物的平均摩尔质量在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．温度： B．平衡常数： C．的平衡转化率： D．点时，若，则CO的平衡转化率为 【答案】C 【解析】A．  ，升高温度，平衡左移，增大，减小，，A错误；B．两点温度相同，平衡常数相同，，升高温度，平衡左移，平衡常数减小，则Kb＜Kc，B错误；C．越大，混合气体中的含量越高，反应物的转化率越大，的平衡转化率：，C正确；D．CO与等物质的量混合，设起始时，设CO转化了，则，解得，即CO的转化率为，D错误；故选：C。 【变式训练2】往某密闭容器中按物质的量之比1:3，充入M、N，发生反应  ∆H，M的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是 A． B． C． D．a点Q的体积分数为 【答案】B 【解析】A．温度升高，M的转化率降低，表明平衡逆向移动，，A项错误； B．温度相同时，增大压强，平衡正向移动，M的转化率增大，则从，的平衡转化率减小，可确定，B项正确； C．a点与b点的温度相同，压强b点大于a点，(正)：，C项错误； D．设初始态，，在a点，M的平衡转化率为20%，则可建立如下三段式： 则平衡时，，，的体积分数，D项错误； 故选B。 考向3 考查组分含量、浓度或物质的量与温度的关系图像的分析判断 例3在恒容密闭容器中充入和，发生反应，实验测得在不同温度下达到平衡时，各组分的物质的量(n)的变化如图所示。下列说法错误的是 A．该反应的反应物总能量小于生成物总能量 B．a为的物质的量随温度的变化曲线 C．加入高效催化剂，的平衡转化率不变 D．向M点的体系中再充入和，再次平衡后，的百分含量增大 【答案】D 【分析】在恒容密闭容器中充入和，发生反应，升高温度H2O(g)的物质的量增大，说明平衡正向移动，a为的物质的量随温度的变化曲线，以此解答。 【解析】A．由图可知，升高温度，H2O(g)的物质的量增大，反应正向移动，说明正反应是吸热反应，反应的反应物总能量小于生成物总能量，A正确；B．由图可知，随温度升高，氢气的物质的量减小，则H2O(g)的物质的量增加，BaS的物质的量也增加，但总体增大量为H2O(g)改变量的，则a为的物质的量随温度的变化曲线，B正确；C．加入高效催化剂，反应速率增大，但平衡不发生移动，的平衡转化率不变，C正确；D．该反应是气体体积不变的反应，向M点的体系中再充入和，是固体，H2的浓度增大，等效于增大压强，平衡不发生移动，的百分含量不变，D错误；故选D。 【变式训练1】工业上，常用离子交换法软化自来水，其原理是，。常温下，向一定体积的自来水中加入离子交换树脂（NaR），测得自来水中变化如图所示。下列叙述正确的是 A．反应达到平衡后，加入少量NaCl，离子交换反应的平衡常数减小 B．6 min时的逆反应速率大于4 min时的逆反应速率 C．其他条件不变时，10 min时离子交换反应已停止 D．4~8 min内平均反应速率：mol⋅L⋅min 【答案】B 【解析】A．平衡常数只与温度有关，改变离子浓度，平衡常数不变，A项错误； B．在达到平衡前，反应正向发生，随各物质浓度变化，正反应速率增大，逆反应速率减小，6min时逆反应速率大于4min时逆反应速率，B项正确； C．化学平衡状态为动态平衡，反应并未停止，C项错误； D．如果只考虑镁离子、钙离子交换，根据电荷守恒，mol⋅L⋅min，镁离子、钙离子交换速率不确定，无法计算单一离子交换速率，D项错误。 答案选B。 【变式训练2】一定条件下，在甲、乙两个恒容密闭容器(容器容积)中投入等物质的量的X和Y，发生反应，达到平衡时，Q的物质的量浓度与温度和容器容积的关系如图所示。下列说法正确的是 A．x＋y>p＋q B．c(P)：b>2a C．压强：2p(b)<p(c) D．平衡常数： 【答案】D 【分析】由于容器容积V甲:V乙=1:2但投入的是等物质的量的X和Y，故甲中Q的浓度更大，但是小于乙中Q的浓度的2倍，说明容器体积减小，平衡逆向移动，反应是气体体积数增大的反应，随温度升高，Q浓度增大，说明正反应吸热； 【解析】A．由分析，x＋y<p＋q，A错误； B．a、b两点Q的浓度相等，由于反应起始物是X和Y，产生的P和Q物质的量之比等于化学计量数之比，故a、b两点P的浓度也相等，B错误； C．起始反应物是X和Y，甲的体积是乙的一半，由于体积缩小平衡逆向移动，使总压强减小，故压强p(c)<2p(b)，C错误； D．b、c两点温度相同，K相等，正反应吸热，a温度更低平衡逆向移动，K更小，故平衡常数：Ka<Kb=Kc，D正确； 本题选D。 1．（2025·江苏卷）甘油水蒸气重整获得过程中的主要反应： 反应Ⅰ   反应Ⅱ   反应Ⅲ   条件下，和发生上述反应达平衡状态时，体系中和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正确的是 A．时，的平衡转化率为20% B．反应达平衡状态时， C．其他条件不变，在范围，平衡时的物质的量随温度升高而增大 D．其他条件不变，加压有利于增大平衡时的物质的量 【答案】A 【分析】550℃时，曲线①物质的量是5mol，根据原子守恒，n(C)=3mol，则其不可能是含碳微粒，故曲线①表示，升高温度，反应Ⅰ平衡正移，反应Ⅱ平衡逆向移动，CO物质的量增大，则曲线③代表CO，温度升高，反应Ⅲ逆向移动，物质的量降低，则曲线②代表，据此解答。 【解析】A．时，，，，根据C原子守恒，可得，根据O原子守恒，可得(也可利用H原子守恒计算，结果相同)，则，A正确； B．时，，，则，B错误； C．范围，随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ平衡均逆向移动，增大，说明反应Ⅲ逆向移动程度更大，则的物质的量减小，C错误； D．增大压强，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡不移动，反应Ⅲ平衡正向移动，的物质的量减小，D错误； 故选A。 2．（2024·河北卷）在水溶液中，可与多种金属离子形成配离子。X、Y、Z三种金属离子分别与形成配离子达平衡时，与的关系如图。 下列说法正确的是 A．的X、Y转化为配离子时，两溶液中的平衡浓度： B．向Q点X、Z的混合液中加少量可溶性Y盐，达平衡时 C．由Y和Z分别制备等物质的量的配离子时，消耗的物质的量： D．若相关离子的浓度关系如P点所示，Y配离子的解离速率小于生成速率 【答案】B 【解析】A．的X、Y转化为配离子时，溶液中，则，根据图像可知，纵坐标约为时，溶液中，则溶液中的平衡浓度：，A错误； B．Q点时，即，加入少量可溶性Y盐后，会消耗形成Y配离子，使得溶液中减小(沿横坐标轴向右移动)，与曲线在Q点相交后，随着继续增大，X对应曲线位于Z对应曲线上方，即，则，B正确； C．设金属离子形成配离子的离子方程式为金属离子配离子，则平衡常数，，即，故X、Y、Z三种金属离子形成配离子时结合的越多，对应曲线斜率越大，由题图知，曲线斜率：，则由Y、Z制备等物质的量的配离子时，消耗的物质的量：，C错误； D．由P点状态移动到形成Y配离子的反应的平衡状态时，不变，增大，即增大、c(Y配离子)减小，则P点状态Y配离子的解离速率>生成速率，D错误； 本题选B。 3．（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 【解析】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。根据分析可知，投料比x代表，A错误；曲线c表示CH3COOCH3分布分数，B错误；曲线a或曲线b表示，当同一投料比时，观察图像可知T2时大于T1时，而可知，温度越高则越大，说明温度升高主反应的平衡正向移动，；曲线c或曲线d表示，当同一投料比时，观察可知T1时大于T2时，而可知，温度越高则越小，说明温度升高副反应的平衡逆向移动，，C错误；L、M、N三点对应副反应，且，升高温度平衡逆向移动，，D正确。 4．（2023·湖南卷）向一恒容密闭容器中加入和一定量的，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，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态 【答案】B 【解析】A．一定条件下，增大水的浓度，能提高CH4的转化率，即x值越小，CH4的转化率越大，则，故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点加水多，反应物浓度大，则反应速率：，故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：，故C正确； D．该反应为气体分子数增大的反应，反应进行时压强发生改变，所以温度一定时，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态，故D正确； 答案选B。 5．（2025·安徽卷）恒温恒压密闭容器中，时加入，各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图(反应速率，k为反应速率常数)。 下列说法错误的是 A．该条件下 B．时间段，生成M和N的平均反应速率相等 C．若加入催化剂，增大，不变，则和均变大 D．若和均为放热反应，升高温度则变大 【答案】C 【解析】A．①的，②，②－①得到，则K=，A正确； B．由图可知，时间段，生成M和N的物质的量相同，由此可知，成M和N的平均反应速率相等，B正确； C．若加入催化剂，增大，更有利于生成M，则变大，但催化剂不影响平衡移动，不变，C错误； D．若和均为放热反应，升高温度，两个反应均逆向移动，A的物质的量分数变大，即变大，D正确； 故选C。 6．（2023·山东卷）一定条件下，化合物E和TFAA合成H的反应路径如下：    已知反应初始E的浓度为0.10mol∙L-1，TFAA的浓度为0.08mol∙L-1，部分物种的浓度随时间的变化关系如图所示，忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是      A．t1时刻，体系中有E存在 B．t2时刻，体系中无F存在 C．E和TFAA反应生成F的活化能很小 D．反应达平衡后，TFAA的浓度为0.08mol∙L-1 【答案】AC 【分析】一定条件下，化合物E和TFAA合成H的反应路径中，共发生三个反应： ①E+TFAAF  ②FG  ③GH+TFAA t1之后的某时刻，H为0.02 mol∙L-1，此时TFAA的浓度仍为0，则表明0.10mol∙L-1E、起始时的0.08mol∙L-1TFAA、G分解生成的0.02 mol∙L-1 TFAA全部参加反应，生成0.10mol∙L-1F；在t2时刻，H为0.08mol∙L-1，TFAA为0.06mol∙L-1，G为0.01 mol∙L-1，则F为0.01 mol∙L-1。 【解析】A．t1时刻，H的浓度小于0.02 mol∙L-1，此时反应③生成F的浓度小于0.02 mol∙L-1，参加反应①的H的浓度小于0.1 mol∙L-1，则参加反应E的浓度小于0.1 mol∙L-1，所以体系中有E存在，A正确； B．由分析可知，t2时刻，H为0.08mol∙L-1，TFAA为0.06mol∙L-1，G为0.01 mol∙L-1，则F为0.01 mol∙L-1，所以体系中有F存在，B不正确； C．t1之后的某时刻，H为0.02 mol∙L-1，此时TFAA的浓度仍为0，表明此时E和TFAA完全反应生成F，所以E和TFAA生成F的反应速率快，反应的活化能很小，C正确； D．在t2时刻，H为0.08mol∙L-1，TFAA为0.06mol∙L-1，G为0.01 mol∙L-1，F为0.01 mol∙L-1，只有F、G全部转化为H和TFAA时，TFAA的浓度才能为0.08mol∙L-1，而GH+TFAA为可逆反应，所以反应达平衡后，TFAA的浓度一定小于0.08mol∙L-1，D不正确； 故选AC。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$