第05讲 化学反应速率与化学平衡图像（复习讲义）（四川专用）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 化学反应速率与平衡图像特点 知识点2 化学反应速率图像类型及分析 考向1 考查速率—时间图像及分析 【思维建模】速率—时间图像题分析思路 考向2 速率—温度(压强)图像及分析 考点二 化学平衡图像 知识点1 化学平衡图像类型及特点 知识点2 化学平衡图像分析方法 考向1 考查反应进程折线图分析 【思维建模】化学平衡图像题的解题技巧 考向2 考查等压(或等温)线图像及分析 【思维建模】分析等压(或等温)线图像的技巧 考向3 考查化工生产中复杂图像及分析 【思维建模】化工生产中的速率和平衡图像分析策略 04 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 化学反应速率图像及分析 选择题 非选择题 江苏卷T17（3），6分 黑吉辽卷T10，3分； 安徽卷T12，3分 天津卷T16,8分 辽宁卷T12，3分；山东卷T14，3分； 天津卷T16，2分 化学平衡图像及分析 选择题 非选择题 四川卷T18（3），2分 山东卷T10，3分 江苏卷T13，3分 湖南卷T14，3分； 黑吉辽卷T10，3分； 江苏卷T17（3），3分 重庆卷T14，3分； 湖南卷T13，4分； 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，高考题以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的“常客”，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，应此起关注。 预计2026年四川高考对化学反应速率和化学平衡图像的考查，仍会通过多样化的图像信息给予，根据工业生产实际并结合陌生图像，考查根据图像分析并解释事实的原因或采取何种措施，分析投料比、转化率、产率的变化等，突出对考生接受、加工、同化新信息能力的考查。 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 化学反应速率与平衡图像特点 1．横、纵坐标的含义 （1）横坐标：通常是t、T、p等(即 、 、 等)。 （2）纵坐标：通常是v、c、n、α、φ等(即 、 、 、 、 等)。 2．线的走向与斜率 （1）线的走向，即随着横坐标自变量的增大，纵坐标因变量是 、 、 。当纵坐标所表示的物理量，如速率、物质的量浓度、物质的量、转化率或体积分数等不随横坐标的变化而变化时，图像中出现一条直线，那么该反应就到达 。 （2）斜率，是化学平衡图像曲线中一个重要的参数。斜率的应用，通常是对两条不同曲线的斜率进行比较，或者通过比较同一条曲线不同时刻的斜率 来判断反应是改变了哪些外界条件。 3．观察化学平衡图像中的“重点” 所谓的“重点”指的是化学平衡图像中的 等，这些点往往隐藏着许多重要的信息，借助这些“重点”中的有效信息，能够快速地找到解题的思路，突破图像题的难点。 4．跟踪化学平衡图像中量的变化 量的变化，指的是纵坐标表示的物理量所发生的变化是由什么外界条件改变而引起的。要解决这个问题，我们经常要借助 理论。 知识点2 化学反应速率图像类型及分析 1．瞬时速率—时间图像 （1）当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率—时间图像的曲线出现不连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。如图： t1时刻改变的条件可能是 (仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。 （2）常见含“断点”的速率－时间图像分析 图像 t1时刻所改变的条件 温度 正反应为放热反应 正反应为吸热反应 压强 正反应为气体物质的量增大的反应 正反应为气体物质的量减小的反应 （3）“渐变”类速率－时间图像 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， 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， 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， 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， 生成物的浓度 2．全程速率—时间图像 （1）Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化如图所示 AB段：Zn与盐酸的反应是 反应，使溶液的温度升高，化学反应速率逐渐 。 BC段：随着反应的进行，盐酸的浓度逐渐 ，化学反应速率逐渐 。 （2）H2C2O4溶液中加入酸性KMnO4溶液，随着反应的进行，反应速率随时间的变化如图所示 反应方程式 2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O AB段：反应产生的Mn2＋对该反应起 作用。 BC段：随着反应的进行，反应物的浓度逐渐 ，化学反应速率逐渐 。 3．物质的量(或浓度)—时间图像 例如：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 ，Z是 。 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)＝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，X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为 。 4．含量—时间—温度(压强)图像 （1）特点：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 时，反应达平衡所需时间短。 ②若为压强变化引起，压强 时，反应达平衡所需时间短。 ③若为是否使用催化剂，使用 时，反应达平衡所需时间短。 （2）应用举例：C%指生成物的质量分数，B%指反应物的质量分数。 得分速记 “先拐先平，数值大”，即曲线先出现拐点的首先达到 状态，反应速率 ，以此判断温度或压强的高低。再依据外界条件对平衡的影响分析判断反应的 及反应前后 的变化。 5．“A的转化率(或C的含量)－温度－压强”四种图像 以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1为例 m＋n>p＋q，ΔH>0 m＋n<p＋q，ΔH<0 （任取一条温度曲线）压强增大，A的转化率 ，平衡 移动，则正反应为气体 体积 的反应。 （任取一条温度曲线）压强增大，A的转化率 ，平衡 移动，则正反应为气 体体积 的反应。 m＋n>p＋q，ΔH<0 m＋n<p＋q，ΔH>0 （任取一条压强曲线）温度升高，A的转化率 ，平衡 移动，则正反应 为 反应。 （任取一条压强曲线）温度升高，A的转化率 ，平衡 移动，则正反应 为 反应 得分速记 ①解答时应用“定一议二”原则，即把自变量(温度、压强)之一设为 量，讨论另外两个变量的关系。 ②通过分析相同温度不同压强时，反应物A的 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 的大小关系。 ③通过分析相同压强下不同温度时，反应物A的 的大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应的 。 6．速率—温度(压强)图 （1）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 状态，压强增大(或温度升高)后正反应速率增大得快，平衡 移动。 （2）方法： ①v－P图像：交点即为平衡状态，当压强增大，v正 v逆，表明平衡 移动，正反应为气体体积 的反应。以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)；△Ｈ＝Ｑ为例，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。 ②v－T图像：交点即为平衡状态，当温度升高，v正 v逆，表明平衡 移动，正反应为 反应。以mA＋nBpC＋qD；△Ｈ＝Ｑ为例，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 。 得分速记 化学反应速率的有关图象问题分析技巧： ①认清 ，搞清纵、横坐标所代表的意义，并结合有关原理推断。 ②看清 ，分清反应物、生成物，浓度减小的是 物，浓度增大的是 物，一般生成物多数以 为起点。 ③抓住变化 ，分清正、逆反应，吸、放热反应。升高温度时，v（吸）> v(放)，在速率—时间图上，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。 ④注意 。例如在浓度—时间图上，一定要看清终点时反应物的 量、生成物的 量，并结合有关原理进行推理判断。 考向1 考查速率—时间图像及分析 例1 (2025·四川雅安市·联考)根据vt图像分析外界条件的改变对可逆反应A(g)＋3B(g)2C(g)　ΔH<0的影响。该反应的速率与时间的关系如图所示： 可见在t1、t3、t5、t7时反应都达到平衡，如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件，则下列对t2、t4、t6、t8时改变条件的判断正确的是 A．使用了催化剂、增大压强、减小反应物浓度、降低温度 B．升高温度、减小压强、减小反应物浓度、使用了催化剂 C．增大反应物浓度、使用了催化剂、减小压强、升高温度 D．升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用了催化剂 思维建模 速率—时间图像题分析思路 （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·变考法】(2025·四川·联考)为研究某溶液中溶质R的分解速率的影响因素，分别用三份不同初始浓度的R溶液在不同温度下进行实验，c(R)随时间变化如图所示。下列说法不正确的是 A．25 ℃时，在10～30 min内，R的分解平均速率为0.030 mol/(L·min)　 B．对比30 ℃和10 ℃曲线，在50 min时，R的分解百分率相等 C．对比30 ℃和25 ℃曲线，在0～50 min内，能说明R的分解平均速率随温度的升高而增大 D．对比30 ℃和10 ℃曲线，在同一时刻，能说明R的分解速率随温度的升高而增大 【变式训练2·变载体】在一定条件下反应A(g)＋B(g) C(g)  ΔH<0达到平衡后，改变条件，正、逆反应速率随时间的变化如图，下列说法正确的是 A．图①改变的条件可能是增大A的浓度，达到新平衡后A的转化率减小 B．图②改变的条件是加压，达到新平衡后A的转化率不变 C．图③改变的条件可能是减小A的浓度，达到新平衡后A的转化率减小 D．图④改变的条件是升温，达到新平衡后A的转化率增大 【变式训练3·变题型】(2025·浙江部分高中高三开学考试)水在超临界状态下呈现许多特殊的性质。一定实验条件下，测得乙醇的超临界水氧化结果如图甲、乙所示，其中x为以碳元素计的物质的量分数，t为反应时间。下列说法错误的是 A．乙醇的超临界水氧化过程中，CO是中间产物，CO2是最终产物 B．乙醇的超临界水氧化过程中经历两步反应，第一步速率较快，第二步较慢 C．随温度升高，峰值出现的时间提前且峰值更高，说明乙醇的氧化速率比CO氧化速率的增长幅度更大 D．T=550℃条件下，3s~8s区间乙醇的超临界水氧化过程中，v(乙醇)、v(CO)、v(CO2)的数值关系为2v(乙醇)-v(CO)=v(CO2) 考向2 考查速率—温度(压强)图像及分析 例2 (2025·四川成都实验中学·月考）有关下列四个图象的说法中正确的是 A．①表示等质量的两份锌粉a和b，分别加入过量的稀硫酸中，a中同时加入少量CuSO4溶液，其产生的氢气总体积(V)与时间(t)的关系 B．②表示合成氨反应中，每次只改变一个条件，得到的反应速率v与时间t的关系，则t3时改变的条件为增大反应容器的体积 C．③表示其它条件不变时，反应4A(g)+3B(g)2C(g)+6D在不同压强下B%(B的体积百分含量)随时间的变化情况，则D一定是气体 D．④表示恒温恒容条件下发生的可逆反应2NO2(g)N2O4(g)中，各物质的浓度与其消耗速率之间的关系，其中交点A对应的状态为化学平衡状态 【变式训练1·变题型】 (2025·陕晋青宁高三下学期天一大联考）乙烷催化裂解制备乙烯和氢气的反应为C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g) ΔH，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，一定量的C2H6(g)在恒容密闭容器中发生上述反应。当H2的移出率时[]，乙烷的平衡转化率与温度的关系如图所示(假设温度对催化剂的活性无影响)。 下列说法错误的是 A．X点的逆反应速率小于Y点的正反应速率 B．在X点，与不分离H2相比，分离H2时化学平衡常数增大 C．Y点平衡体系中C2H4(g)的体积百分含量约为76% D．该反应加入催化剂能增大活化分子百分数 【变式训练2·变考法】(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 【变式训练3·变思维】利用CO2合成甲醇也是有效利用CO2资源的重要途径。将原料气n(CO)：n(H2)=1：3充入某一恒容密闭容器中，只发生CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH，在不同催化剂作用下，反应min时CO2的转化率随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．使用催化剂Ⅰ时，d点未达到平衡 B．c点转化率比a点低的原因一定是催化剂活性降低 C．T4温度下的反应速率大于T3温度下的反应速率 D．若a点时，v(H2)正=3v(CH3OH)逆，则此条件下反应已达到最大限度 考点二 化学平衡图像 知识点1 化学平衡图像类型及特点 1．化学平衡与反应进程“折线图” （1）温度对化学平衡的影响（C%指生成物的百分含量，B%指反应物的百分含量） （2）压强对化学平衡的影响（C%指生成物的百分含量，B%指反应物的百分含量） （3）催化剂对化学平衡的影响（C%指生成物的百分含量，B%指反应物的百分含量） 2．化学平衡与等压(或等温)线 图中α表示反应物的转化率，n表示反应物的平衡物质的量。 （1）图①，若p1>p2>p3，则正反应为气体的总体积 的反应，ΔH＜0； （2）图②，若T1>T2，则正反应为 反应，气体的总体积 。 3．两类特殊平衡图像 （1）对于化学反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，M点前，表示从反应开始，v(正)>v(逆)；M点为刚达到平衡点；M点后为 受温度的影响情况，即升高温度，A%增加或C%减少，平衡 移动，则有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 点。L线的上方(E点)，A%大于此压强时平衡体系中A%，则E点满足v(正) v(逆)；同理L线的下方(F点)满足v(正) v(逆)。 4．化工生产中的复杂平衡图像分析 （1）曲线上的每个点是否都达到平衡：往往需要通过曲线的升降趋势或斜率变化来判断，如果还未达到平衡则不能使用平衡移动原理，只有达到 以后的点才能应用平衡移动原理。 如下图中虚线表示单位时间内A的产率随温度的升高先增大后减小，先增大的原因是P点之前反应 达到平衡，随温度的升高，反应速率 ，故单位时间内A的产率 。 （2）催化剂的活性是否受温度的影响：不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低于或高于这个温度都会 。 如上图，250～300 ℃时，温度升高而B的生成速率降低，原因是温度超过250 ℃时，催化剂的催化效率 。 （3）不同的投料比对产率也会造成影响：可以采用定一议二的方法，根据相同投料比下温度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强下改变投料比时平衡移动的方向进行判断，确定反应的吸放热或系数和的大小。如下图，对于反应2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)。 当投料比一定时，温度越高，CO2的转化率 ，所以升温，平衡 移动，正反应为 反应。若温度不变，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，则 了二氧化碳的转化率。 5．速率、平衡综合图像 温度为T时，对于密闭容器中的反应：A(g)＋B(g)C(s)＋xD(g)　ΔH＞0 A、B、D物质的量浓度随时间的变化如图所示： 据此图可以分析出x的大小，某一段时间内的反应速率v(A)、v(B)或v(D)，可以求出该温度下反应的平衡常数，可以分析出15 min时的条件变化等。 知识点2 化学平衡图像分析方法 1．v－t平衡图像分析 （1）看改变条件的一瞬间(t1)，若v′正在v′逆上方，则平衡向 方向移动；反之，则平衡向 方向移动。 （2）若a、b重合为一点，则t1时刻改变的是某一物质的 。 （3）若a、b不重合，则t1时刻可能是改变了 。 （4）若v′正和v′逆改变程度相同，即v′正＝v′逆，平衡 ，则t1时刻可能是使用了 或是对反应前后气体分子数不变的反应改变 。 2．物质的量(或浓度或转化率)与时间关系平衡图像分析 （1）每条曲线在转折点以前表示该条件下此反应 状态，转折点后表示 状态。 （2）先出现转折点的则 。如图甲，压强为p1条件下先达平衡，可推知p1 p2；图乙中，温度为T2条件下先达平衡，可推知T2 T1。根据Y表示的意义，可推断反应前后气体的化学计量数之和的大小，或判断正反应是吸热反应还是放热反应。 3．等温(压)平衡曲线图像分析 （1）纵坐标Y可表示物质的量、浓度、转化率以及物质的量分数等含义。 （2）解题分析时，常需要作 (对横坐标轴作垂线)，若横坐标表示温度(或压强)，则此辅助线为 线(或 线)。 （3）如图丙所示，在曲线上的每个点(如B点)都达到 状态，若纵坐标表示反应物转化率，则有： A点是 状态，若要达到平衡，需 转化率，即平衡要向逆反应方向移动，此点v正 v逆； C点是 状态，若要达到平衡，需 转化率，即平衡要向正反应方向移动，此点v正 v逆； 处于平衡状态或非平衡状态的各点的反应速率，其大小主要由温度决定，故有vC＞vB＞vA。 4．同一段时间内，不同温度下反应进程中某个量的平衡图像分析 如图是不同温度下经过一段时间，某反应物的转化率与温度的关系。 （1）此图像表明该反应的正反应为 反应。若正反应为吸热反应，则同一时间段内温度越高，平衡正向移动程度 ，反应物的转化率 ，曲线应一直为 函数，与图像不符。 （2）T1～T2段，反应 平衡，随温度升高，反应速率加快，反应物转化率 。 （3）T2点表示反应 状态。 （4）T2～T3段是随温度升高平衡向 反应方向移动的结果，T2～T3段曲线上的点均为 点。 得分速记 对于化学平衡的有关图象分析技巧： ①认清 ，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与勒沙特列原理挂钩。 ②紧扣 反应的特征，搞清正反应方向是吸热还是放热，体积增大还是减小、不变，有无固体、纯液体物质参加或生成等。 ③看清速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥。 ④看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。 ⑤先拐先 。例如，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 。 ⑥定一议 。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。 考向1 考查反应进程折线图分析 例1 (2025·四川泸州高级中学·月考)逆水煤气变换体系中存在以下两个反应： 反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)； 反应Ⅱ：O2(g)＋4H2O(g)CH4(g)＋2H2O(g)。 在恒压条件下，按V(CO2)：V(H2)=1：1投料比进行反应，含碳物质的平衡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CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) ΔH＞0 B．点反应Ⅰ的平衡常数约为1 C．加入合适的催化剂可由点到点 D．后，温度升高，反应Ⅰ的改变程度大于反应Ⅱ导致CO2转化率明显减小 思维建模 化学平衡图像题的解题技巧 （1）先拐先平。在含量(转化率)—时间曲线中，先出现拐点的先达到平衡，说明该曲线表示的反应速率大，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。 （2）定一议二。当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。 （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。 【变式训练1·变考法】(2025·广东二模）一定温度下，向恒容密闭容器中投入等物质的量的P和Q发生反应：①P(g)+Q(g)= M(g)；②M(g)N(g)。部分物质的浓度随时间的变化如图所示，t2后达到平衡状态。下列说法正确的是 A．X为c(M)随t的变化曲线 B．反应的活化能：①>② C．0~内，(N)=mol/(L·s) D．该条件下，反应②的平衡常数 【变式训练2·变载体】(2024·江苏省南通市海门高三第一次调研考试)甲烷催化氧化为合成气的主要反应有： I．2CH4(g)＋O2(g)2CO(g)＋4H2(g) Ⅱ．CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(g) 将2 mol CH4与2 mol O2投入密闭容器中反应，不同温度下，相同时间内CH4转化率、H2选择性与CO的选择性随温度的变化如图所示，下列说法正确的是 A．由题可知，反应I为吸热反应 B．在700℃时，容器中生成的CO2的物质的量为1.44mol C．在500℃、600℃、700℃时都可能发生CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) D．该过程中，低温有利于合成气的生成 【变式训练3·变题型】(2025·四川南充·模拟）向一容积不变的密闭容器中充入一定量A和B，发生如下反应：xA(g)＋2B(s)yC(g) ΔH<0。在一定条件下，容器中A、C的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题： （1）用A的浓度变化表示该反应在0～10 min内的平均反应速率v(A)＝________。 （2）根据图示可确定x∶y＝________。 （3）0～10 min容器内压强________(填“变大”“不变”或“变小”)。 （4）推测第10 min引起曲线变化的反应条件可能是________(填编号，下同)；第16 min引起曲线变化的反应条件可能是________。 ①减压　 ②增大A的浓度　 ③增大C的量　 ④升温　 ⑤降温　 ⑥加催化剂 （5）若平衡Ⅰ的平衡常数为K1，平衡Ⅱ平衡常数为K2，则K1________K2(填“>”“＝”或“<”)。 考向2 考查等压(或等温)线图像及分析 例2(2025·四川巴中中学·月考）在1L恒容密闭容器中充入0.3molH2和0.2molNO，在不同温度下发生反应：2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)，的体积分数随时间的变化如图所示已知温度下加入了催化剂。下列说法错误的是 A. 不同温度下的平衡常数：K(T3)> K(T1)> K(T2) B. 点的正反应速率：v正(T1)>v正(T3) C. 该反应的△H<0 D. T3温度下，当容器中和的物质的量之比保持不变时，反应达到平衡状态 思维建模 分析等压(或等温)线图像的技巧 （1）分析技巧——“定一议二”：该类图像表示两个外界条件同时变化时，反应物的转化率变化情况，分析这类图像一般采用“定一议二”的方法。 （2）画出垂直于横坐标轴的竖直线，固定温度(或压强)，即把自变量(温度、压强)之一设为恒量，讨论另外两个变量的关系。 【变式训练1·变考法】(2025·山东临沂二模）向体积均为1L的两恒容容器中分别充入1molCH42(g)和2molH2S(g)发生反应：CH4(g)＋2H2S(g)CS2(g)＋4H2(g)，其中一个为绝热过程，另一个为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A．L1为恒容恒温过程 B．气体的总物质的量： C．逆反应速率： D．点平衡常数：K<16 【变式训练2·变载体】研究之间的转化对控制大气污染具有重要意义，已知： 。如图所示，在恒容密闭容器中，反应温度为时，和随t变化曲线分别为Ⅰ、Ⅱ，改变温度到，随t变化为曲线Ⅲ。下列判断正确的是 A．反应速率v(a)=v(b) B．温度T1<T2 C．升高温度，正向反应速率增加，逆向反应速率减小 D．温度T1和T2下，反应分别达到平衡时，c(N2O4)前者小 【变式训练3·变题型】CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2资源化利用的方法，其过程中主要发生如下两个反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如下图所示。 已知：CH3OCH3的选择性 下列说法不正确的是 A．反应的焓变为 B．根据图象推测 ΔH 1>0 C．其他条件不变时，温度越高，CO2主要还原产物中碳元素的价态越低 D．其他条件不变时，增大体系压强可以提升A点的选择性 考向3 考查化工生产中复杂图像及分析 例3（2025·四川·预测卷）中国科学家首次用C60改性铜基催化剂，将草酸二甲酯加氢制乙二醇的反应条件从高压降至常压。草酸二甲酯加氢的主要反应有： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 其他条件相同时，相同时间内温度对产物选择性的影响结果如图。 (已知：ⅰ.物质B的选择性(生成B所用的草酸二甲酯)/n(转化的草酸二甲酯)×100%；ⅱ.450～500K，反应Ⅲ的平衡常数远大于反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数) 下列说法不正确的是 A．制乙二醇适宜的温度范围是470～480K B．减压可提高乙二醇的平衡产率 C．实验条件下反应Ⅲ的活化能最高，升温更有利于反应Ⅲ D．铜基催化剂用改性后反应速率增大，可以降低反应所需的压强 思维建模 化工生产中的速率和平衡图像分析策略 除通过图像获取有用信息和对获取的信息进行加工处理外，还需注意以下4点： （1）曲线上的每个点是否都达到平衡：往往需要通过曲线的升降趋势或斜率变化来判断，如果还未达到平衡则不能使用平衡移动原理，只有达到平衡以后的点才能应用平衡移动原理。 （2）催化剂的活性是否受温度的影响：不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低于或高于这个温度都会下降。 （3）不同的投料比对产率也会造成影响：可以采用定一议二的方法，根据相同投料比下温度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强下改变投料比时平衡移动的方向进行判断，确定反应的吸放热或化学计量数之和的大小。 （4）考虑副反应的干扰或影响：往往试题会有一定的信息提示，尤其温度的改变影响较大。 【变式训练1·变载体】(2023·重庆卷)逆水煤气变换体系中存在以下两个反应： 反应 Ⅰ ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) 反应 Ⅱ ：CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g) 在恒容条件下，按V(CO2)∶V(H2)＝1∶1投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．反应 Ⅰ 的ΔH<0，反应 Ⅱ 的ΔH>0 B．M点反应 Ⅰ 的平衡常数K<1 C．N点H2O的压强是CH4的3倍 D．若按V(CO2)∶V(H2)＝1∶2投料，则曲线之间交点位置不变 【变式训练2·变考法】二甲醚(CH3OCH3)是一种极具发展潜力的有机化工产品和洁净燃料。CO2加氢制二甲醚的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式为 反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.2 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.5 kJ·mol－1 反应Ⅲ：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－23.5 kJ·mol－1 在2 MPa，起始投料＝3时，CO2的平衡转化率及CO、CH3OCH3、CH3OH的平衡体积分数随温度变化如图所示。下列有关说法正确的是 A．反应2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)的ΔH＝－73.0 kJ·mol－1 B．图中X表示CO C．为提高二甲醚的产率，需要研发在低温区的高效催化剂 D．温度从553 K上升至573 K时，反应Ⅰ消耗的CO2少于反应Ⅱ生成的CO2 【变式训练3·变题型】（2025·八省联考·四川卷）绿色能源是未来能源发展的方向，积极发展氢能，是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措，可以用以下方法制备氢气。 I．甲烷和水蒸气催化制氢气。主要反应如下： i．CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)     △H=+206.2kJ•mol-1 ii．CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)     △H=-41.2kJ•mol-1 （1）反应CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)的△H= kJ•mol-1。 （2）在容积不变的绝热密闭容器中发生反应i，下列能说明反应达到平衡状态的是 (填标号)。 A．气体混合物的密度不再变化 B．CH4消耗速率和H2的生成速率相等 C．CO的浓度保持不变 D．气体平均相对分子质量不再变化 E．体系的温度不再发生变化 （3）恒定压强为P0MPa时，将n(CH4)：n(H2O)=1：3的混合气体投入反应器中发生反应i和ii，平衡时，各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。 ①图中表示CO2的物质的量分数与温度的变化曲线是 (填字母)。 ②结合图中数据，其他条件不变，若要H2的产量最大，最适宜的反应温度是 (填标号)。 A．550~600℃      B．650~700℃      C．750~800℃ 在其他条件不变的情况下，向体系中加入CaO可明显提高平衡体系中H2的含量，原因是 。 ③600℃时，反应ii的平衡常数的计算式为Kp= (Kp是以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 Ⅱ．电解法制氢气。某科研小组设计如图所示电解池，利用CO2和H2O在碱性电解液中制备水煤气(H2、CO)，产物中H2和CO的物质的量之比为1∶1。 1．(2025•山东卷，10，3分)在恒容密闭容器中，Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知：T2温度时，Na2SiF6(s)完全分解；体系中气相产物在T1、T3温度时的分压分别为p1、p3。下列说法错误的是 A．a线所示物种为固相产物 B．T1温度时，向容器中通入N2，气相产物分压仍为p1 C．p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp D．T1温度时、向容器中加入b线所示物种，重新达平衡时逆反应速率增大 2．(2025·四川卷18（3）)乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气(CO+H2)为原料制备乙二醇，反应按如下两步进行： ① ② 已知：为物质生成焓，反应焓变△H=产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如下表所示。 物质 0 回答下列问题： （3）反应中伴随副反应④：。平衡常数与温度之间满足关系常数，反应②和④的与的关系如图所示，则_______，(填“>”“<”或“=”)；欲抑制甲醇的生成，应适当_______(填“升高”或“降低”)反应温度，理由是_______。 3．(2025•云南卷，17) (3)恒压100kPa下，向密闭容器中按n(H2O)：n(C2H5OH)=9：1投料，产氢速率和产物的选择性随温度变化关系如图1，关键步骤中间体的能量变化如图2。[比如：乙酸选择性] ①由图1可知，反应Ⅰ最适宜的温度为270℃，原因为 。 ②由图中信息可知，乙酸可能是 (填“产物1”“产物2”或“产物3”)。 ③270℃时，若该密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时乙醇的转化率为90%，乙酸的选择性为80%，则 ，平衡常数Kp1= kPa(列出计算式即可；用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 4．(2025河南卷，17)CaCO3的热分解与NixPy催化的CH4重整结合，可生产高纯度合成气(H2+CO)，实现碳资源的二次利用。主要反应如下： 反应Ⅰ：CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) ΔH1＝+178kJ·mol−1 反应Ⅱ：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) ΔH2＝+247kJ·mol−1 反应Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH3＝+41kJ·mol−1 （5）在温度分别为T1、T2和T3下，CH4的平衡转化率与压强的关系如图2所示，反应温度最高的是 (填“T1”“ T2”或“T3”)，原因是 。 （6）一定温度、100kPa下，向体系中加入1.0 molCaCO3和1.0 molCH4，假设此条件下其他副反应可忽略，恒压反应至平衡时，体系中CaCO3转化率为80%，CH4转化率为60%，CO物质的量为1.3 mol，反应Ⅲ的平衡常数Kp= (保留小数点后一位)，此时原位CO2利用率为 。 已知：原位CO2利用率 5．(2025·江苏卷，13，3分)甘油(C3H8O3)水蒸气重整获得H2过程中的主要反应： 反应Ⅰ C3H8O3(g)=3CO(g)＋4H2(g) ΔH＞0 反应Ⅱ CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＜0 反应Ⅲ CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＜0 1.0×105Pa条件下，1 mol C3H8O3和9 molH2O发生上述反应达平衡状态时，体系中CO、H2、CO2和CH4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．550℃时，H2O的平衡转化率为20% B．550℃反应达平衡状态时，n(CO2)：n(CO)=11：25 C．其他条件不变，在400~550℃范围，平衡时H2O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H2的物质的量 6. （2024·黑吉辽卷）异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是 A．3h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．0~3h平均速率(异山梨醇) 0.014mol·kg-l·h-l D．反应②加入催化剂不改变其平衡转化率 7．（2024·安徽卷）室温下，为探究纳米铁去除水样中SeO的影响因素，测得不同条件下SeO浓度随时间变化关系如下图。 实验序号 水样体积/ mL 纳米铁质量/ mg 水样初始pH 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v(SeO-)=2.0 mol·L－1·h－1 B．实验③中，反应的离子方程式为：2Fe+SeO42-+8H+=2Fe3++Se+4H2O 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pH越小，SeO-的去除效果越好 8．（2024·全国甲卷·高考真题）甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯(C3H6)的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题： （1）已知如下热化学方程式：         计算反应的△H= kJ/mol。 （2）CH4与Br2反应生成CH3Br，部分CH3Br会进一步溴化。将8molCH4和8molBr2。通入密闭容器，平衡时，、与温度的关系见下图(假设反应后的含碳物质只有CH4、CH3Br和CH2Br2)。 (i)图中CH3Br的曲线是 (填“a”或“b”)。 (ii)时，CH4的转化 ， 。 (iii)时，反应的平衡常数 。 （3）少量I2可提高生成CH3Br的选择性。时，分别在有I2和无I2的条件下，将8molCH4和8molBr2，通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见下图。 (i)在之间，有I2和无I2时CH3Br的生成速率之比 。 (ii)从图中找出提高了CH3Br选择性的证据： 。 (ⅲ)研究表明，I2参与反应的可能机理如下： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 根据上述机理，分析提高CH3Br选择性的原因： 。 / 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 化学反应速率与平衡图像特点 知识点2 化学反应速率图像类型及分析 考向1 考查速率—时间图像及分析 【思维建模】速率—时间图像题分析思路 考向2 速率—温度(压强)图像及分析 考点二 化学平衡图像 知识点1 化学平衡图像类型及特点 知识点2 化学平衡图像分析方法 考向1 考查反应进程折线图分析 【思维建模】化学平衡图像题的解题技巧 考向2 考查等压(或等温)线图像及分析 【思维建模】分析等压(或等温)线图像的技巧 考向3 考查化工生产中复杂图像及分析 【思维建模】化工生产中的速率和平衡图像分析策略 04 考点要求 考察形式 2025年 2024年 2023年 化学反应速率图像及分析 选择题 非选择题 江苏卷T17（3），6分 黑吉辽卷T10，3分； 安徽卷T12，3分 天津卷T16,8分 辽宁卷T12，3分；山东卷T14，3分； 天津卷T16，2分 化学平衡图像及分析 选择题 非选择题 四川卷T18（3），2分 山东卷T10，3分 江苏卷T13，3分 湖南卷T14，3分； 黑吉辽卷T10，3分； 江苏卷T17（3），3分 重庆卷T14，3分； 湖南卷T13，4分； 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，高考题以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的“常客”，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，应此起关注。 预计2026年四川高考对化学反应速率和化学平衡图像的考查，仍会通过多样化的图像信息给予，根据工业生产实际并结合陌生图像，考查根据图像分析并解释事实的原因或采取何种措施，分析投料比、转化率、产率的变化等，突出对考生接受、加工、同化新信息能力的考查。 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 化学反应速率与平衡图像特点 1．横、纵坐标的含义 （1）横坐标：通常是t、T、p等(即时间、温度、压强等)。 （2）纵坐标：通常是v、c、n、α、φ等(即速率、物质的量浓度、物质的量、转化率、体积分数等)。 2．线的走向与斜率 （1）线的走向，即随着横坐标自变量的增大，纵坐标因变量是变大、变小、还是不变。当纵坐标所表示的物理量，如速率、物质的量浓度、物质的量、转化率或体积分数等不随横坐标的变化而变化时，图像中出现一条直线，那么该反应就到达化学平衡状态。 （2）斜率，是化学平衡图像曲线中一个重要的参数。斜率的应用，通常是对两条不同曲线的斜率进行比较，或者通过比较同一条曲线不同时刻的斜率变化来判断反应是改变了哪些外界条件。 3．观察化学平衡图像中的“重点” 所谓的“重点”指的是化学平衡图像中的起点、拐点、终点、交点、突变点等，这些点往往隐藏着许多重要的信息，借助这些“重点”中的有效信息，能够快速地找到解题的思路，突破图像题的难点。 4．跟踪化学平衡图像中量的变化 量的变化，指的是纵坐标表示的物理量所发生的变化是由什么外界条件改变而引起的。要解决这个问题，我们经常要借助化学平衡移动理论。 知识点2 化学反应速率图像类型及分析 1．瞬时速率—时间图像 （1）当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率—时间图像的曲线出现不连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。如图： t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。 （2）常见含“断点”的速率－时间图像分析 图像 t1时刻所改变的条件 温度 升高 降低 升高 降低 正反应为放热反应 正反应为吸热反应 压强 增大 减小 增大 减小 正反应为气体物质的量增大的反应 正反应为气体物质的量减小的反应 （3）“渐变”类速率－时间图像 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．全程速率—时间图像 （1）Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化如图所示 AB段：Zn与盐酸的反应是放热反应，使溶液的温度升高，化学反应速率逐渐增大。 BC段：随着反应的进行，盐酸的浓度逐渐减小，化学反应速率逐渐减小。 （2）H2C2O4溶液中加入酸性KMnO4溶液，随着反应的进行，反应速率随时间的变化如图所示 反应方程式 2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O AB段：反应产生的Mn2＋对该反应起催化作用。 BC段：随着反应的进行，反应物的浓度逐渐减小，化学反应速率逐渐减小。 3．物质的量(或浓度)—时间图像 例如：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是生成物。 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)＝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，X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。 4．含量—时间—温度(压强)图像 （1）特点：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。 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。 （2）应用举例：C%指生成物的质量分数，B%指反应物的质量分数。 得分速记 “先拐先平，数值大”，即曲线先出现拐点的首先达到平衡状态，反应速率快，以此判断温度或压强的高低。再依据外界条件对平衡的影响分析判断反应的热效应及反应前后气体体积的变化。 5．“A的转化率(或C的含量)－温度－压强”四种图像 以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1为例 m＋n>p＋q，ΔH>0 m＋n<p＋q，ΔH<0 （任取一条温度曲线）压强增大，A的转化率增大，平衡正向移动，则正反应为气体体积减小的反应。 （任取一条温度曲线）压强增大，A的转化率减小，平衡逆向移动，则正反应为气体体积增大的反应。 m＋n>p＋q，ΔH<0 m＋n<p＋q，ΔH>0 （任取一条压强曲线）温度升高，A的转化率减小，平衡逆向移动，则正反应为放热反应。 （任取一条压强曲线）温度升高，A的转化率增大，平衡正向移动，则正反应为吸热反应 得分速记 ①解答时应用“定一议二”原则，即把自变量(温度、压强)之一设为恒量，讨论另外两个变量的关系。 ②通过分析相同温度不同压强时，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化学计量数的大小关系。 ③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。 6．速率—温度(压强)图 （1）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。 （2）方法： ①v－P图像：交点即为平衡状态，当压强增大，v正>v逆，表明平衡正向移动，正反应为气体体积减小的反应。以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)；△Ｈ＝Ｑ为例，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。 ②v－T图像：交点即为平衡状态，当温度升高，v正>v逆，表明平衡正向移动，正反应为吸热反应。以mA＋nBpC＋qD；△Ｈ＝Ｑ为例，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。 得分速记 化学反应速率的有关图象问题分析技巧： ①认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并结合有关原理推断。 ②看清起点，分清反应物、生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点。 ③抓住变化趋势，分清正、逆反应，吸、放热反应。升高温度时，v（吸）> v(放)，在速率—时间图上，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。 ④注意终点。例如在浓度—时间图上，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。 考向1 考查速率—时间图像及分析 例1 (2025·四川雅安市·联考)根据vt图像分析外界条件的改变对可逆反应A(g)＋3B(g)2C(g)　ΔH<0的影响。该反应的速率与时间的关系如图所示： 可见在t1、t3、t5、t7时反应都达到平衡，如果t2、t4、t6、t8时都只改变了一个反应条件，则下列对t2、t4、t6、t8时改变条件的判断正确的是 A．使用了催化剂、增大压强、减小反应物浓度、降低温度 B．升高温度、减小压强、减小反应物浓度、使用了催化剂 C．增大反应物浓度、使用了催化剂、减小压强、升高温度 D．升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用了催化剂 【答案】D 【解析】t2时正、逆反应速率均增大，且平衡逆向移动，排除A、C项；t4时正、逆反应速率均减小，平衡逆向移动，可以是减小压强；t6时正反应速率增大，逆反应速率瞬间不变，平衡正向移动，所以是增大反应物浓度，排除B项；t8时正、逆反应速率均增大且仍相等，平衡不移动，则使用了催化剂，D项符合题意。 思维建模 速率—时间图像题分析思路 （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·变考法】(2025·四川·联考)为研究某溶液中溶质R的分解速率的影响因素，分别用三份不同初始浓度的R溶液在不同温度下进行实验，c(R)随时间变化如图所示。下列说法不正确的是 A．25 ℃时，在10～30 min内，R的分解平均速率为0.030 mol/(L·min)　 B．对比30 ℃和10 ℃曲线，在50 min时，R的分解百分率相等 C．对比30 ℃和25 ℃曲线，在0～50 min内，能说明R的分解平均速率随温度的升高而增大 D．对比30 ℃和10 ℃曲线，在同一时刻，能说明R的分解速率随温度的升高而增大 【答案】D　 【解析】v(R)＝＝0.030 mol/(L·min)，A正确；在50 min时，30 ℃和10 ℃条件下R全部分解，分解率均为100%，B正确；对比30 ℃和25 ℃的曲线，25 ℃时，反应物浓度更大，在50 min、30 ℃时，R分解了1.6 mol/L，而在25 ℃时，R分解了1.3 mol/L，所以在0～50 min内，R的平均分解速率随温度的升高而增大，C正确；对比30 ℃和10 ℃的曲线，30 ℃时反应物的起始浓度大，不能说明R的分解速率随温度的升高而增大，D错误。 【变式训练2·变载体】在一定条件下反应A(g)＋B(g) C(g)  ΔH<0达到平衡后，改变条件，正、逆反应速率随时间的变化如图，下列说法正确的是 A．图①改变的条件可能是增大A的浓度，达到新平衡后A的转化率减小 B．图②改变的条件是加压，达到新平衡后A的转化率不变 C．图③改变的条件可能是减小A的浓度，达到新平衡后A的转化率减小 D．图④改变的条件是升温，达到新平衡后A的转化率增大 【答案】A 【解析】A．图①平衡正向移动，改变条件瞬间正反应速率增大，逆反应速率不变，可能是增大A的浓度，根据勒夏特列原理A的转化率会减小，故A正确；B．该反应正向体积减小，加压平衡发生移动图②不符合，故B错误；C．图③中改变条件后平衡正向移动，减小A的浓度平衡逆向移动，不符合，故C错误；D．图④正、逆反应速率都增大，平衡逆向移动，升温可以达到，但A的转化率会减小，故D错误；故选A。 【变式训练3·变题型】(2025·浙江部分高中高三开学考试)水在超临界状态下呈现许多特殊的性质。一定实验条件下，测得乙醇的超临界水氧化结果如图甲、乙所示，其中x为以碳元素计的物质的量分数，t为反应时间。下列说法错误的是 A．乙醇的超临界水氧化过程中，CO是中间产物，CO2是最终产物 B．乙醇的超临界水氧化过程中经历两步反应，第一步速率较快，第二步较慢 C．随温度升高，峰值出现的时间提前且峰值更高，说明乙醇的氧化速率比CO氧化速率的增长幅度更大 D．T=550℃条件下，3s~8s区间乙醇的超临界水氧化过程中，v(乙醇)、v(CO)、v(CO2)的数值关系为2v(乙醇)-v(CO)=v(CO2) 【答案】D 【解析】A项，观察x-t图像可知，CO先增加后减少，CO2一直在增加，说明CO为中间产物，CO2为最终产物，故A正确；B项，乙醇氧化为CO的反应速率较第二步反应速率快，否则看不到中间产物CO的生成，故B正确；C项，随着温度的升高乙醇的氧化速率和一氧化碳氧化速率均增大，但CO是中间产物，为乙醇不完全氧化的结果，CO峰值出现的时间提前，且峰值更高，说明乙醇氧化为CO速率必须加快，且大于CO的氧化为CO2的速率，故C正确；D项，T=550℃件下，3s-8s区间乙醇的超临界水氧化过程中，乙醇和CO的量都在减少，CO2在增多，设C2H5OH消耗速率为x，CO2生成速率为y， 3-8s区间，CO宏观“净速率”在减小，即消耗量比生成量多故，v(CO)=v(CO2)-2v(乙醇)，所以2v(乙醇)+v(CO)=v(CO2)，v(乙醇)、v(CO)、v(CO2)数值关系为2v(乙醇)+v(CO)=v(CO2)，故D错误；故选D。 考向2 考查速率—温度(压强)图像及分析 例2 (2025·四川成都实验中学·月考）有关下列四个图象的说法中正确的是 A．①表示等质量的两份锌粉a和b，分别加入过量的稀硫酸中，a中同时加入少量CuSO4溶液，其产生的氢气总体积(V)与时间(t)的关系 B．②表示合成氨反应中，每次只改变一个条件，得到的反应速率v与时间t的关系，则t3时改变的条件为增大反应容器的体积 C．③表示其它条件不变时，反应4A(g)+3B(g)2C(g)+6D在不同压强下B%(B的体积百分含量)随时间的变化情况，则D一定是气体 D．④表示恒温恒容条件下发生的可逆反应2NO2(g)N2O4(g)中，各物质的浓度与其消耗速率之间的关系，其中交点A对应的状态为化学平衡状态 【答案】B 【解析】A.a中加入少量CuSO4溶液，锌会与硫酸铜发生反应生成铜，锌、铜和硫酸溶液形成原电池，反应速率会加快，但生成的氢气的体积会减少，故A错误；B.当增大容器的体积时，反应物和生成物的浓度均减小，相当于减小压强，正、逆反应速率均减小，平衡逆向移动，与反应速率v和时间t的关系图象相符合，故B正确；C.由③图象可知，p2>p1，压强增大，B的体积百分含量减小，说明平衡正向移动，正向为气体体积减小的方向，则D为非气态，故C错误；D.当反应达化学平衡状态时，v（NO2）正 = 2v（N2O4）逆 ，由此可知图中交点A对应的状态不是化学平衡状态，故D错误；综上所述，答案为B。 【变式训练1·变题型】 (2025·陕晋青宁高三下学期天一大联考）乙烷催化裂解制备乙烯和氢气的反应为C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g) ΔH，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，一定量的C2H6(g)在恒容密闭容器中发生上述反应。当H2的移出率时[]，乙烷的平衡转化率与温度的关系如图所示(假设温度对催化剂的活性无影响)。 下列说法错误的是 A．X点的逆反应速率小于Y点的正反应速率 B．在X点，与不分离H2相比，分离H2时化学平衡常数增大 C．Y点平衡体系中C2H4(g)的体积百分含量约为76% D．该反应加入催化剂能增大活化分子百分数 【答案】B 【解析】A项，XY均为平衡点，正逆反应速率均相等，X点的温度低，故X点的逆反应速率小于Y点的正反应速率，故A正确；B项，化学平衡常数只与温度有关，在X点，与不分离H2相比，分离H2时乙烷的平衡转化率增大，但化学平衡常数不变，故B错误；C项，假设C2H6(g)的起始投料为1mol，则Y点平衡体系中C2H6(g)为0.1mol、C2H4(g)为0.9 mol、H2(g)为0.9 mol×(1-80%）=0.18 mol，平衡体系中C2H4(g)的体积百分含量约为76%，故C正确；D项，加入催化剂能降低反应活化能，增大活化分子百分数，故D正确；故选B。 【变式训练2·变考法】(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。 【变式训练3·变思维】利用CO2合成甲醇也是有效利用CO2资源的重要途径。将原料气n(CO)：n(H2)=1：3充入某一恒容密闭容器中，只发生CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH，在不同催化剂作用下，反应min时CO2的转化率随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．使用催化剂Ⅰ时，d点未达到平衡 B．c点转化率比a点低的原因一定是催化剂活性降低 C．T4温度下的反应速率大于T3温度下的反应速率 D．若a点时，v(H2)正=3v(CH3OH)逆，则此条件下反应已达到最大限度 【答案】B 【解析】使用催化剂I时，CO2的转化率随温度升高先增大后减小。温度低于T4时，该反应未达平衡，温度升高，CO2的转化率随着反应速率增大而增大；温度高于T4时，可能是催化剂活性降低，也可能是平衡逆向移动，导致CO2的转化率减小，因此d点未达到平衡，A正确；c点转化率比a点低的原因可能是催化剂活性降低，也可能是平衡逆向移动，B错误；温度T4高于T3，升高温度反应速率加快，故T4温度下的反应速率大于T3温度下的反应速率，C正确；由于v(H2)正=3v(CH3OH)正，若a点时，v(H2)正=3v(CH3OH)逆，则v(CH3OH)正=v(CH3OH)逆，a点处于平衡状态，反应已达到最大限度，D正确；故选B。 考点二 化学平衡图像 知识点1 化学平衡图像类型及特点 1．化学平衡与反应进程“折线图” （1）温度对化学平衡的影响（C%指生成物的百分含量，B%指反应物的百分含量） （2）压强对化学平衡的影响（C%指生成物的百分含量，B%指反应物的百分含量） （3）催化剂对化学平衡的影响（C%指生成物的百分含量，B%指反应物的百分含量） 2．化学平衡与等压(或等温)线 图中α表示反应物的转化率，n表示反应物的平衡物质的量。 （1）图①，若p1>p2>p3，则正反应为气体的总体积减小的反应，ΔH＜0； （2）图②，若T1>T2，则正反应为放热反应，气体的总体积增大。 3．两类特殊平衡图像 （1）对于化学反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，M点前，表示从反应开始，v(正)>v(逆)；M点为刚达到平衡点；M点后为平衡受温度的影响情况，即升高温度，A%增加或C%减少，平衡逆向移动，则有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线的上方(E点)，A%大于此压强时平衡体系中A%，则E点满足v(正)＞v(逆)；同理L线的下方(F点)满足v(正)＜v(逆)。 4．化工生产中的复杂平衡图像分析 （1）曲线上的每个点是否都达到平衡：往往需要通过曲线的升降趋势或斜率变化来判断，如果还未达到平衡则不能使用平衡移动原理，只有达到平衡以后的点才能应用平衡移动原理。 如下图中虚线表示单位时间内A的产率随温度的升高先增大后减小，先增大的原因是P点之前反应尚未达到平衡，随温度的升高，反应速率增大，故单位时间内A的产率增大。 （2）催化剂的活性是否受温度的影响：不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低于或高于这个温度都会下降。 如上图，250～300 ℃时，温度升高而B的生成速率降低，原因是温度超过250 ℃时，催化剂的催化效率降低。 （3）不同的投料比对产率也会造成影响：可以采用定一议二的方法，根据相同投料比下温度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强下改变投料比时平衡移动的方向进行判断，确定反应的吸放热或系数和的大小。如下图，对于反应2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)。 当投料比一定时，温度越高，CO2的转化率越低，所以升温，平衡逆向移动，正反应为放热反应。若温度不变，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，则提高了二氧化碳的转化率。 5．速率、平衡综合图像 温度为T时，对于密闭容器中的反应：A(g)＋B(g)C(s)＋xD(g)　ΔH＞0 A、B、D物质的量浓度随时间的变化如图所示： 据此图可以分析出x的大小，某一段时间内的反应速率v(A)、v(B)或v(D)，可以求出该温度下反应的平衡常数，可以分析出15 min时的条件变化等。 知识点2 化学平衡图像分析方法 1．v－t平衡图像分析 （1）看改变条件的一瞬间(t1)，若v′正在v′逆上方，则平衡向正反应方向移动；反之，则平衡向逆反应方向移动。 （2）若a、b重合为一点，则t1时刻改变的是某一物质的浓度。 （3）若a、b不重合，则t1时刻可能是改变了温度或压强。 （4）若v′正和v′逆改变程度相同，即v′正＝v′逆，平衡不移动，则t1时刻可能是使用了催化剂或是对反应前后气体分子数不变的反应改变压强。 2．物质的量(或浓度或转化率)与时间关系平衡图像分析 （1）每条曲线在转折点以前表示该条件下此反应未达平衡状态，转折点后表示已达平衡状态。 （2）先出现转折点的则先达到平衡。如图甲，压强为p1条件下先达平衡，可推知p1＞p2；图乙中，温度为T2条件下先达平衡，可推知T2＞T1。根据Y表示的意义，可推断反应前后气体的化学计量数之和的大小，或判断正反应是吸热反应还是放热反应。 3．等温(压)平衡曲线图像分析 （1）纵坐标Y可表示物质的量、浓度、转化率以及物质的量分数等含义。 （2）解题分析时，常需要作辅助线(对横坐标轴作垂线)，若横坐标表示温度(或压强)，则此辅助线为等温线(或等压线)。 （3）如图丙所示，在曲线上的每个点(如B点)都达到平衡状态，若纵坐标表示反应物转化率，则有： A点是非平衡状态，若要达到平衡，需降低转化率，即平衡要向逆反应方向移动，此点v正＜v逆； C点是非平衡状态，若要达到平衡，需增大转化率，即平衡要向正反应方向移动，此点v正＞v逆； 处于平衡状态或非平衡状态的各点的反应速率，其大小主要由温度决定，故有vC＞vB＞vA。 4．同一段时间内，不同温度下反应进程中某个量的平衡图像分析 如图是不同温度下经过一段时间，某反应物的转化率与温度的关系。 （1）此图像表明该反应的正反应为放热反应。若正反应为吸热反应，则同一时间段内温度越高，平衡正向移动程度越大，反应物的转化率越大，曲线应一直为增函数，与图像不符。 （2）T1～T2段，反应未达到平衡，随温度升高，反应速率加快，反应物转化率增大。 （3）T2点表示反应达到平衡状态。 （4）T2～T3段是随温度升高平衡向吸热反应方向移动的结果，T2～T3段曲线上的点均为平衡点。 得分速记 对于化学平衡的有关图象分析技巧： ①认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与勒沙特列原理挂钩。 ②紧扣可逆反应的特征，搞清正反应方向是吸热还是放热，体积增大还是减小、不变，有无固体、纯液体物质参加或生成等。 ③看清速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥。 ④看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。 ⑤先拐先平。例如，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。 ⑥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。 考向1 考查反应进程折线图分析 例1 (2025·四川泸州高级中学·月考)逆水煤气变换体系中存在以下两个反应： 反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)； 反应Ⅱ：O2(g)＋4H2O(g)CH4(g)＋2H2O(g)。 在恒压条件下，按V(CO2)：V(H2)=1：1投料比进行反应，含碳物质的平衡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CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) ΔH＞0 B．点反应Ⅰ的平衡常数约为1 C．加入合适的催化剂可由点到点 D．后，温度升高，反应Ⅰ的改变程度大于反应Ⅱ导致CO2转化率明显减小 【答案】B 【解析】A项，根据盖斯定律可知，反应CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)为反应Ⅱ-反应Ⅰ，由图可知，随着温度升高，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Ⅰ为吸热反应，ΔH1>0，反应Ⅱ为放热反应，ΔH2<0，则，ΔH2-ΔH1<0，A错误；B项，M点没有甲烷产物，且二氧化碳、一氧化碳含量相等，投料比V(CO2)：V(H2)=1：1，说明CO2、H2都转化一半，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K==1，B正确；C项，催化剂不影响化学平衡，主要影响反应速率，故体积分数不会上升，C错误；D项，500℃后，CO2体积分数明显减小，转化率明显增大，D错误；故选B。 思维建模 化学平衡图像题的解题技巧 （1）先拐先平。在含量(转化率)—时间曲线中，先出现拐点的先达到平衡，说明该曲线表示的反应速率大，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。 （2）定一议二。当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。 （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。 【变式训练1·变考法】(2025·广东二模）一定温度下，向恒容密闭容器中投入等物质的量的P和Q发生反应：①P(g)+Q(g)= M(g)；②M(g)N(g)。部分物质的浓度随时间的变化如图所示，t2后达到平衡状态。下列说法正确的是 A．X为c(M)随t的变化曲线 B．反应的活化能：①>② C．0~内，(N)=mol/(L·s) D．该条件下，反应②的平衡常数 【答案】C 【解析】根据反应①P(g)+Q(g)= M(g)；②M(g)N(g)可知，0~t1时间段内曲线下降的为反应物P或Q的浓度随时间变化，曲线先上升后下降为M的浓度随时间的变化，曲线一直上升的X代表N的浓度随时间变化。A项，根据分析，X为c(N)随t的变化曲线，A错误；B项，由图可知，0~t1时间段内，M的浓度大于N，由此可知反应①为快反应，反应②为慢反应，反应的活化能：①<②，B错误；C项，0~ t1内，P或Q浓度减少c1mol/L，反应①生成M的浓度为c1mol/L，t1时M浓度只有c2mol/L，说明反应②消耗的M的浓度为(c1-c2)mol/L，则生成的N的浓度为(c1-c2)mol/L，0~ t1内，v(N)=mol/(L·s)，C正确；D项，t2时间P与Q 完全反应，生成M的浓度为c1mol/L，同时t2达到平衡时剩余M为c3mol/L，生成的N的浓度为(c1-c3)mol/L，反应②的平衡常数为，D错误；故选C。 【变式训练2·变载体】(2024·江苏省南通市海门高三第一次调研考试)甲烷催化氧化为合成气的主要反应有： I．2CH4(g)＋O2(g)2CO(g)＋4H2(g) Ⅱ．CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(g) 将2 mol CH4与2 mol O2投入密闭容器中反应，不同温度下，相同时间内CH4转化率、H2选择性与CO的选择性随温度的变化如图所示，下列说法正确的是 A．由题可知，反应I为吸热反应 B．在700℃时，容器中生成的CO2的物质的量为1.44mol C．在500℃、600℃、700℃时都可能发生CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g) D．该过程中，低温有利于合成气的生成 【答案】C 【解析】A项，由图可知，升温CH4转化率增大，但不管反应是放热还是吸热，没有平衡时升温，正反应速率增大相同时间内CH4转化率都会增大，所以不能判断反应是吸热反应，故A错误；B项，在700℃时，CH4转化率为0.8，所以转化的CH4为0.8×2mol=1.6mol，据C守恒CO 与CO2共1.6mol ，又CO的选择性为0.9，n(CO)=1.6mol×0.9=1.44mol,故n(CO2)=0.16mol，故B错误；C项，对比500℃、600℃、700℃图中H2、CO的选择性，H2选择性变化较为平缓，CO选择性变化较大，说明还有反应生成H2和CO，而且化学计量数之比和反应I不同，所以该反应可能是CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)，故C正确；D项，800℃时H2和CO的选择性接近1，说明高温有利于甲烷催化氧化为合成气反应的进行，即高温有利于合成气的生成，故D错误；故选C。 【变式训练3·变题型】(2025·四川南充·模拟）向一容积不变的密闭容器中充入一定量A和B，发生如下反应：xA(g)＋2B(s)yC(g) ΔH<0。在一定条件下，容器中A、C的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题： （1）用A的浓度变化表示该反应在0～10 min内的平均反应速率v(A)＝________。 （2）根据图示可确定x∶y＝________。 （3）0～10 min容器内压强________(填“变大”“不变”或“变小”)。 （4）推测第10 min引起曲线变化的反应条件可能是________(填编号，下同)；第16 min引起曲线变化的反应条件可能是________。 ①减压　 ②增大A的浓度　 ③增大C的量　 ④升温　 ⑤降温　 ⑥加催化剂 （5）若平衡Ⅰ的平衡常数为K1，平衡Ⅱ平衡常数为K2，则K1________K2(填“>”“＝”或“<”)。 【答案】（1）0.02 mol·L－1·min－1 （2）1∶2 （3）变大 （4）④⑥ ④ （5）> 【解析】（1）0～10 min内v(A)＝＝0.02 mol·L－1·min－1。 （2）根据图像可知，0～10 min内A的物质的量浓度减少量为0.2 mol·L－1，C的物质的量浓度增加量为0.4 mol·L－1，x、y之比等于A、C的浓度的变化量之比，故x∶y＝0.2 mol·L－1∶0.4 mol·L－1＝1∶2。 （3）该反应是气体分子数增大的反应，而容器容积不变，因此0～10 min容器内压强变大。 （4）根据图像可知，10 min时改变条件后，A、C的浓度瞬时不变且随后反应速率加快，故改变的条件可能是升温或加入催化剂；12～16 min，反应处于平衡状态，16 min时改变条件后，A、C的浓度瞬时不变，且随后A的浓度逐渐增大，C的浓度逐渐减小，说明平衡逆向移动，故改变的条件可能是升温。 （5）升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小。由于16 min时升高温度，则K1>K2。 考向2 考查等压(或等温)线图像及分析 例2(2025·四川巴中中学·月考）在1L恒容密闭容器中充入0.3molH2和0.2molNO，在不同温度下发生反应：2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(g)，的体积分数随时间的变化如图所示已知温度下加入了催化剂。下列说法错误的是 A. 不同温度下的平衡常数：K(T3)> K(T1)> K(T2) B. 点的正反应速率：v正(T1)>v正(T3) C. 该反应的△H<0 D. T3温度下，当容器中和的物质的量之比保持不变时，反应达到平衡状态 【答案】A  【解析】A.温度达到平衡时，的体积分数在和之间，则，该反应，则不同温度下的平衡常数：，故A错误；B.点时，和条件下的体积分数相同，说明反应物的转化量相同，则反应物浓度相同，则温度高时反应速率快，，故B正确；C.由分析可知，该反应的，故C正确；D.初始时，充入和物质的量之比为：，二者的变化量为：，当容器中和的物质的量之比保持不变时，可以说明反应达到平衡状态，故D正确；故选A。 思维建模 分析等压(或等温)线图像的技巧 （1）分析技巧——“定一议二”：该类图像表示两个外界条件同时变化时，反应物的转化率变化情况，分析这类图像一般采用“定一议二”的方法。 （2）画出垂直于横坐标轴的竖直线，固定温度(或压强)，即把自变量(温度、压强)之一设为恒量，讨论另外两个变量的关系。 【变式训练1·变考法】(2025·山东临沂二模）向体积均为1L的两恒容容器中分别充入1molCH42(g)和2molH2S(g)发生反应：CH4(g)＋2H2S(g)CS2(g)＋4H2(g)，其中一个为绝热过程，另一个为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A．L1为恒容恒温过程 B．气体的总物质的量： C．逆反应速率： D．点平衡常数：K<16 【答案】B 【解析】A项，该反应正向气体分子数增多，是吸热反应，绝热过程中体系温度降低，反应正向进行程度小，压强小，恒温过程压强变化符合正常反应进程，L1压强大，所以L1为恒容恒温过程，L2为恒容绝热过程，A正确；B项，a点和c点压强相等，温度Ta>Tc(L2绝热温度降低），根据pV=nRT(V相同），T越大，n越小，所以气体总物质的量na<nc，B错误；C项，b点温度高于c点(L1恒温，L2绝热降温），温度越高反应速率越快，所以逆反应速率v(b)>v(c) ，C正确；D项，假设是恒温恒容，b点平衡时压强为起始的4/3倍，根据阿伏伽德罗定律，可得平衡时气体总物质的量为，通过三段式计算： ，平衡时，解得x = 0.5，平衡常数，c点温度低，反应正向进行程度小，所以平衡常数K < 16 ，D正确；故选B。 【变式训练2·变载体】研究之间的转化对控制大气污染具有重要意义，已知： 。如图所示，在恒容密闭容器中，反应温度为时，和随t变化曲线分别为Ⅰ、Ⅱ，改变温度到，随t变化为曲线Ⅲ。下列判断正确的是 A．反应速率v(a)=v(b) B．温度T1<T2 C．升高温度，正向反应速率增加，逆向反应速率减小 D．温度T1和T2下，反应分别达到平衡时，c(N2O4)前者小 【答案】B 【解析】A．升高温度，反应速率增大，达到平衡所需时间变短，根据图像，温度T2>T1，故反应速率v(a)>v(b)，A错误；B．升高温度，反应速率增大，达到平衡所需时间变短，根据图像，温度T2>T1，B正确；C．升高温度，正、逆反应速率均增大，C错误；D．该反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，所以温度T1和T2下，反应分别达到平衡时，c(N2O4)前者大，D错误；本题选B。 【变式训练3·变题型】CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2资源化利用的方法，其过程中主要发生如下两个反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如下图所示。 已知：CH3OCH3的选择性 下列说法不正确的是 A．反应的焓变为 B．根据图象推测 ΔH 1>0 C．其他条件不变时，温度越高，CO2主要还原产物中碳元素的价态越低 D．其他条件不变时，增大体系压强可以提升A点的选择性 【答案】C 【解析】A．由盖斯定律可知，II—I×2得到反应2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)，则反应的焓变为ΔH=ΔH2—2ΔH1，故A正确；B．反应II是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，二氧化碳的转化率减小，由图可知，温度升高，二甲醚的选择性降低，二氧化碳的转化率增大，说明反应I向正反应方向移动，该反应为吸热反应，焓变ΔH1＞0，故B正确；C．由化合价代数和为0可知，二甲醚中碳元素的化合价为—2价，由图可知，温度升高，二甲醚的选择性降低，说明反应以反应I为主，碳元素的化合价为+2价的一氧化碳为主要还原产物，所以温度越高，二氧化碳主要还原产物中碳元素的价态越高，故C错误；D．反应I为气体体积不变的反应，增大压强，化学平衡不移动，反应II是气体体积减小的反应，增大压强，化学平衡向正反应方向移动，所以增大体系压强可以提升A点二甲醚的选择性，故D正确；故选C。 考向3 考查化工生产中复杂图像及分析 例3（2025·四川·预测卷）中国科学家首次用C60改性铜基催化剂，将草酸二甲酯加氢制乙二醇的反应条件从高压降至常压。草酸二甲酯加氢的主要反应有： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： 其他条件相同时，相同时间内温度对产物选择性的影响结果如图。 (已知：ⅰ.物质B的选择性(生成B所用的草酸二甲酯)/n(转化的草酸二甲酯)×100%；ⅱ.450～500K，反应Ⅲ的平衡常数远大于反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数) 下列说法不正确的是 A．制乙二醇适宜的温度范围是470～480K B．减压可提高乙二醇的平衡产率 C．实验条件下反应Ⅲ的活化能最高，升温更有利于反应Ⅲ D．铜基催化剂用改性后反应速率增大，可以降低反应所需的压强 【答案】B 【解析】A．由图可知，温度为470~480K时，生成乙二醇的选择性最高，A正确；B．反应Ⅱ为气体分子数减小的反应，则增大压强可以提高乙二醇的平衡产率，B错误；C．由图可知，升高温度有利于生成乙醇，实验条件下反应Ⅲ的活化能最高，所以升温有利于反应Ⅲ，C正确；D．铜基催化剂用C60改性后，将草酸二甲酯加氢制乙二醇的反应条件从高压降至常压，则可以降低反应所需的压强，催化剂可以加快化学反应速率，D正确； 故选B。 思维建模 化工生产中的速率和平衡图像分析策略 除通过图像获取有用信息和对获取的信息进行加工处理外，还需注意以下4点： （1）曲线上的每个点是否都达到平衡：往往需要通过曲线的升降趋势或斜率变化来判断，如果还未达到平衡则不能使用平衡移动原理，只有达到平衡以后的点才能应用平衡移动原理。 （2）催化剂的活性是否受温度的影响：不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低于或高于这个温度都会下降。 （3）不同的投料比对产率也会造成影响：可以采用定一议二的方法，根据相同投料比下温度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强下改变投料比时平衡移动的方向进行判断，确定反应的吸放热或化学计量数之和的大小。 （4）考虑副反应的干扰或影响：往往试题会有一定的信息提示，尤其温度的改变影响较大。 【变式训练1·变载体】(2023·重庆卷)逆水煤气变换体系中存在以下两个反应： 反应 Ⅰ ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) 反应 Ⅱ ：CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g) 在恒容条件下，按V(CO2)∶V(H2)＝1∶1投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．反应 Ⅰ 的ΔH<0，反应 Ⅱ 的ΔH>0 B．M点反应 Ⅰ 的平衡常数K<1 C．N点H2O的压强是CH4的3倍 D．若按V(CO2)∶V(H2)＝1∶2投料，则曲线之间交点位置不变 【答案】C　 【解析】随着温度升高，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 的ΔH＜0，反应 Ⅰ 的ΔH＞0，A错误；M点没有甲烷产物，且二氧化碳、一氧化碳含量相等，投料V(CO2)∶V(H2)＝1∶1，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K＝＝1，B错误；N点一氧化碳、甲烷物质的量相等，结合反应的化学方程式可知，生成H2O的总的物质的量为甲烷的3倍，结合阿伏加德罗定律可知，H2O的压强是CH4的3倍，C正确；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V(CO2)∶V(H2)＝1∶2投料，相当于增加氢气的投料，会使得甲烷含量增大，导致甲烷、一氧化碳曲线之间交点位置发生改变，D错误。 【变式训练2·变考法】二甲醚(CH3OCH3)是一种极具发展潜力的有机化工产品和洁净燃料。CO2加氢制二甲醚的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式为 反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH＝＋41.2 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.5 kJ·mol－1 反应Ⅲ：2CH3OH(g)CH3OCH3(g)＋H2O(g)　ΔH＝－23.5 kJ·mol－1 在2 MPa，起始投料＝3时，CO2的平衡转化率及CO、CH3OCH3、CH3OH的平衡体积分数随温度变化如图所示。下列有关说法正确的是 A．反应2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)的ΔH＝－73.0 kJ·mol－1 B．图中X表示CO C．为提高二甲醚的产率，需要研发在低温区的高效催化剂 D．温度从553 K上升至573 K时，反应Ⅰ消耗的CO2少于反应Ⅱ生成的CO2 【答案】C 【解析】由盖斯定律知：反应Ⅱ×2＋Ⅲ得反应：2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)　ΔH＝2×(－49.5 kJ·mol－1)＋(－23.5 kJ·mol－1)＝－122.5 kJ·mol－1，A错误；升高温度，反应Ⅰ正向进行，则CO的平衡体积分数应增大，故Y表示CO，B错误；由图可知，温度从553 K上升至573 K时，反应Ⅰ消耗的CO2大于反应Ⅱ生成的CO2，D错误。 【变式训练3·变题型】（2025·八省联考·四川卷）绿色能源是未来能源发展的方向，积极发展氢能，是实现“碳达峰、碳中和”的重要举措，可以用以下方法制备氢气。 I．甲烷和水蒸气催化制氢气。主要反应如下： i．CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)     △H=+206.2kJ•mol-1 ii．CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)     △H=-41.2kJ•mol-1 （1）反应CH4(g)+CO2(g) 2CO(g)+2H2(g)的△H= kJ•mol-1。 （2）在容积不变的绝热密闭容器中发生反应i，下列能说明反应达到平衡状态的是 (填标号)。 A．气体混合物的密度不再变化 B．CH4消耗速率和H2的生成速率相等 C．CO的浓度保持不变 D．气体平均相对分子质量不再变化 E．体系的温度不再发生变化 （3）恒定压强为P0MPa时，将n(CH4)：n(H2O)=1：3的混合气体投入反应器中发生反应i和ii，平衡时，各组分的物质的量分数与温度的关系如图所示。 ①图中表示CO2的物质的量分数与温度的变化曲线是 (填字母)。 ②结合图中数据，其他条件不变，若要H2的产量最大，最适宜的反应温度是 (填标号)。 A．550~600℃      B．650~700℃      C．750~800℃ 在其他条件不变的情况下，向体系中加入CaO可明显提高平衡体系中H2的含量，原因是 。 ③600℃时，反应ii的平衡常数的计算式为Kp= (Kp是以分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 Ⅱ．电解法制氢气。某科研小组设计如图所示电解池，利用CO2和H2O在碱性电解液中制备水煤气(H2、CO)，产物中H2和CO的物质的量之比为1∶1。 【答案】（1）+247.4 （2）CDE （3）n B CaO为碱性氧化物，能吸收酸性氧化物CO2，导致CO2浓度减小，促使反应ii平衡正向移动，导致CO浓度减小，引起反应i平衡也正向移动 【解析】（1）由题干信息已知，反应i．CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.2kJ•mol-1，反应ii．CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=-41.2kJ•mol-1，反应i-反应ii可得反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g) +2H2(g)，根据盖斯定律可知，ΔH=(+206.2kJ/mol)-(-41.2kJ/mol)=+247.4kJ•mol-1； （2） A项，由题干信息可知，反应i反应体系均为气体，则反应过程中气体质量不变，容器体积不变，则气体混合物的密度始终不变，则气体混合物的密度不再变化，不能说明反应达到化学平衡，A不合题意；B项，CH4消耗速率和H2的生成速率均表示正反应速率，且二者系数不相等，故CH4消耗速率和H2的生成速率相等，不能说明反应达到化学平衡，B不合题意；C项，化学平衡的特征之一为各组分的浓度保持不变，故CO的浓度保持不变，说明反应达到化学平衡，C符合题意；D项，由题干信息可知，反应i前后气体的物质的量发生改变，气体质量不变，则气体平均相对分子质量一直在改变，故气体平均相对分子质量不再变化，说明反应达到化学平衡，D符合题意；E项，由于反应容器是一个绝热密闭容器，故体系的温度不再发生变化，说明反应达到化学平衡，E符合题意；故选CDE； （3）①随反应进行，二氧化碳和氢气的量增加，故甲烷和水蒸气的量减小，将n(CH4)：n(H2O)=1：3的混合气体投入反应器中，故p为表示平衡时水蒸气的物质的量分数随温度的变化，随着温度升高反应i正向移动，反应ii逆向移动，故CO随温度升高而增大，即m表示平衡时CO的物质的量分数随温度的变化，则n表示CO2的物质的量分数随温度的变化；②结合图中数据，其他条件不变，当温度达到650℃时，CH4的转化率几乎为100%，H2的物质的量分数达到最大，再升高温度，H2的物质的量分数不再增大，CH4的转化率也增大不大，且增大能源投入，故若要H2的产量最大，最适宜的反应温度是650~700℃，CaO为碱性氧化物，能吸收酸性氧化物CO2，导致CO2浓度减小，促使反应ii平衡正向移动，导致CO浓度减小，引起反应i平衡也正向移动，故在其他条件不变的情况下，向体系中加入CaO可明显提高平衡体系中H2的含量；③由题干图像信息可知，600℃平衡时，H2的物质的量分数为：50%，H2O(g)的物质的量分数为32%，CH4的物质的量分数为4%，设投入CH4为1mol、H2O为3mol，根据三段式分析： ， 则有，解得x=0.78mol，，解得y=0.45mol，CO物质的量分数为：×100%=6%，CO2的物质的量分数为×100%=8%，600℃时，反应ii的平衡常数的计算式为Kp===； 1．(2025•山东卷，10，3分)在恒容密闭容器中，Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知：T2温度时，Na2SiF6(s)完全分解；体系中气相产物在T1、T3温度时的分压分别为p1、p3。下列说法错误的是 A．a线所示物种为固相产物 B．T1温度时，向容器中通入N2，气相产物分压仍为p1 C．p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp D．T1温度时、向容器中加入b线所示物种，重新达平衡时逆反应速率增大 【答案】D 【解析】Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物，则其分解产物为NaF(s)和SiF4(g)，其分解的化学方程式为Na2SiF6(s)2NaF(s)＋SiF4(g)，根据图数据分析可知，a线代表NaF(s)，b线代表SiF4(g)，c线代表Na2SiF6(s)。由各线的走势可知，该反应为吸热反应，温度升高，化学平衡正向移动。A项，a线所示物种为NaF(s)，NaF(s)固相产物，A正确；B项，T1温度时，向容器中通入N2，恒容密闭容器的体积不变，各组分的浓度不变，化学平衡不发生移动，虽然总压变大，但是气相产物分压不变，仍为p1，B正确；C项，由图可知，升温b线代表的SiF4增多，则反应Na2SiF6(s)2NaF(s)＋SiF4(g)为吸热反应，升温Kp增大，已知：T2温度时，Na2SiF6(s)完全分解，则该反应T2以及之后正向进行趋势很大，Qp＜Kp，体系中气相产物在T3温度时的分压为p3，p3=Qp，恒容密闭容器的平衡体系的气相产物只有SiF4(g)，Kp =p(SiF4)，即T3温度时热解反应的平衡常数Kp =p(SiF4)，C正确；D项，据分析可知，b线所示物种为SiF4(g)，恒容密闭容器的平衡体系的气相产物只有SiF4(g)，Kp =p(SiF4)，温度不变Kp不变，T1温度时向容器中加入SiF4(g)，重新达平衡时p(SiF4)不变，则逆反应速率不变，D错误；故选D。 2．(2025·四川卷18（3）)乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气(CO+H2)为原料制备乙二醇，反应按如下两步进行： ① ② 已知：为物质生成焓，反应焓变△H=产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如下表所示。 物质 0 回答下列问题： （3）反应中伴随副反应④：。平衡常数与温度之间满足关系常数，反应②和④的与的关系如图所示，则_______，(填“>”“<”或“=”)；欲抑制甲醇的生成，应适当_______(填“升高”或“降低”)反应温度，理由是_______。 【答案】（3）① ＜ ②. 降低 ③随着1/T的增大，即温度降低，反应②的lnK增大的程度大于反应④的lnK增大程度 【解析】lnK与1/T的关系图中，斜率为。图中反应②的斜率大于反应④，表明。由于两反应的K随温度降低均增大，均为放热（△H<0），故△H2<△H4；抑制甲醇生成，即让反应②的正向进行程度大于反应④，由图可知，随着1/T的增大，lnK2增大的程度大于lnK4增大程度，故需要低温才能抑制甲醇的生成；故答案为：＜；降低；随着1/T的增大，即温度降低，反应②的lnK增大的程度大于反应④的lnK增大程度； 3．(2025•云南卷，17) (3)恒压100kPa下，向密闭容器中按n(H2O)：n(C2H5OH)=9：1投料，产氢速率和产物的选择性随温度变化关系如图1，关键步骤中间体的能量变化如图2。[比如：乙酸选择性] ①由图1可知，反应Ⅰ最适宜的温度为270℃，原因为 。 ②由图中信息可知，乙酸可能是 (填“产物1”“产物2”或“产物3”)。 ③270℃时，若该密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时乙醇的转化率为90%，乙酸的选择性为80%，则 ，平衡常数Kp1= kPa(列出计算式即可；用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。 【答案】(3)乙酸选择性最大且反应速率较快 产物1 36：5 【解析】(3)①由图1可知，反应Ⅰ最适宜的温度为270℃，原因为乙酸选择性最大且反应速率较快；②由图2可知关键步骤中生成产物1的最大能垒为0.58eV，生成产物2的最大能垒为0.66eV，生成产物3的最大能垒为0.81eV，图1中乙酸的选择性最大，说明相同条件下生成乙酸的反应速率最大，则乙酸可能是产物1；③设投料n(H2O)=9mol，n(乙醇)=1mol，密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时乙醇的转化率为90%，乙酸的选择性为80%，则平衡时生成的乙酸的物质的量=90%×80%×1=0.72mol，n平(乙醇)=1mol×10%=0.1mol，恒温恒压下，压强比=物质的量之比，故0.72：0.1=36：5；列三段式： 则平衡时乙醇、H2O(g)、氢气、乙酸、乙醛的物质的量分别为0.1mol、8.28mol、1.62mol、0.72mol、0.18mol，气体总物质的量为0.1mol+8.28mol+1.62mol+0.72mol+0.18mol=10.9mol，则kPa。 4．(2025河南卷，17)CaCO3的热分解与NixPy催化的CH4重整结合，可生产高纯度合成气(H2+CO)，实现碳资源的二次利用。主要反应如下： 反应Ⅰ：CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g) ΔH1＝+178kJ·mol−1 反应Ⅱ：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) ΔH2＝+247kJ·mol−1 反应Ⅲ：CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH3＝+41kJ·mol−1 （5）在温度分别为T1、T2和T3下，CH4的平衡转化率与压强的关系如图2所示，反应温度最高的是 (填“T1”“ T2”或“T3”)，原因是 。 （6）一定温度、100kPa下，向体系中加入1.0 molCaCO3和1.0 molCH4，假设此条件下其他副反应可忽略，恒压反应至平衡时，体系中CaCO3转化率为80%，CH4转化率为60%，CO物质的量为1.3 mol，反应Ⅲ的平衡常数Kp= (保留小数点后一位)，此时原位CO2利用率为 。 已知：原位CO2利用率 【答案】（5）T1 升高温度，反应Ⅱ正向移动 （6）1.2 70% 【解析】（5）反应Ⅱ正向为吸热反应，相同压强时，升高温度，反应正向移动，CH4转化率增大，因此温度最高的是T1； （6）一定温度、100kPa下，向体系中加入1.0 molCaCO3和1.0 molCH4，恒压反应至平衡时，体系中CaCO3转化率为80%，反应Ⅰ：CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)平衡时生成，CH4转化率为60%，CO物质的量为1.3 mol，则 气体总物质的量n总=(1.3+0.1+0.1+1.1+0.4)mol=3mol，反应Ⅲ的平衡常数，CaCO3平衡时，原位CO2利用率为。 5．(2025·江苏卷，13，3分)甘油(C3H8O3)水蒸气重整获得H2过程中的主要反应： 反应Ⅰ C3H8O3(g)=3CO(g)＋4H2(g) ΔH＞0 反应Ⅱ CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) ΔH＜0 反应Ⅲ CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＜0 1.0×105Pa条件下，1 mol C3H8O3和9 molH2O发生上述反应达平衡状态时，体系中CO、H2、CO2和CH4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．550℃时，H2O的平衡转化率为20% B．550℃反应达平衡状态时，n(CO2)：n(CO)=11：25 C．其他条件不变，在400~550℃范围，平衡时H2O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H2的物质的量 【答案】A 【解析】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H2，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，CH4物质的量降低，则曲线②代表CH4。A项，550℃时，n(H2)=5mol，n(CO2)=2.2mol，n(CH4)=n(CO)=0.4mol，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项，550℃时，n(CO2)=2.0mol，n(CO)=0.4mol，则n(CO2)：n(CO)=11：2，B错误；C项，400~550℃范围，随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ平衡均逆向移动，n(CO2)增大，说明反应Ⅲ逆向移动程度更大，则H2O的物质的量减小，C错误；D项，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，H2的物质的量减小，D错误；故选A。 6. （2024·黑吉辽卷）异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是 A．3h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．0~3h平均速率(异山梨醇) 0.014mol·kg-l·h-l D．反应②加入催化剂不改变其平衡转化率 【答案】A 【解析】A项，由图可知，3小时后异山梨醇浓度继续增大，15 h后异山梨醇浓度才不再变化，所以3 h时，反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速率不相等，A错误；B项，图像显示该温度下，15 h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，B正确；C项，由图可知，在0~3h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)=，C正确；D项，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，D正确；故选A。 7．（2024·安徽卷）室温下，为探究纳米铁去除水样中SeO的影响因素，测得不同条件下SeO浓度随时间变化关系如下图。 实验序号 水样体积/ mL 纳米铁质量/ mg 水样初始pH 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v(SeO-)=2.0 mol·L－1·h－1 B．实验③中，反应的离子方程式为：2Fe+SeO42-+8H+=2Fe3++Se+4H2O 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pH越小，SeO-的去除效果越好 【答案】C 【解析】A项，实验①中，0~2小时内平均反应速率，A不正确；B项，实验③中水样初始pH =8，溶液显弱碱性，发生反应的离子方程式中不能用H+配电荷守恒，B不正确；C项，综合分析实验①和②可知，在相同时间内，实验①中SeO42-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项，综合分析实验③和②可知，在相同时间内，实验②中SeO42-浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当减小初始pH，SeO42-的去除效果越好，但是当初始pH太小时，H+浓度太大，纳米铁与H+反应速率加快，会导致与SeO42-反应的纳米铁减少，因此，当初始pH越小时SeO42-的去除效果不一定越好，D不正确；故选C。 8．（2024·全国甲卷·高考真题）甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯(C3H6)的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题： （1）已知如下热化学方程式：         计算反应的△H= kJ/mol。 （2）CH4与Br2反应生成CH3Br，部分CH3Br会进一步溴化。将8molCH4和8molBr2。通入密闭容器，平衡时，、与温度的关系见下图(假设反应后的含碳物质只有CH4、CH3Br和CH2Br2)。 (i)图中CH3Br的曲线是 (填“a”或“b”)。 (ii)时，CH4的转化 ， 。 (iii)时，反应的平衡常数 。 （3）少量I2可提高生成CH3Br的选择性。时，分别在有I2和无I2的条件下，将8molCH4和8molBr2，通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见下图。 (i)在之间，有I2和无I2时CH3Br的生成速率之比 。 (ii)从图中找出提高了CH3Br选择性的证据： 。 (ⅲ)研究表明，I2参与反应的可能机理如下： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 根据上述机理，分析提高CH3Br选择性的原因： 。 【答案】（1）-67 （2）a 80% 7.8 10.92 （3）3/2(或3：2) 5s以后有I2催化的CH2Br2的含量逐渐降低，有I2催化的CH3Br的含量陡然上升 I2的投入消耗了部分CH2Br2，使得消耗的CH2Br2发生反应生成了CH3Br 【分析】根据盖斯定律计算化学反应热；根据影响化学反应速率的因素判断还行反应进行的方向从而判断曲线归属；根据反应前后的变化量计算转化率；根据平衡时各物质的物质的量计算平衡常数；根据一段时间内物质的含量变化计算速率并计算速率比；根据图示信息和反应机理判断合适的原因。 【解析】（1）将第一个热化学方程式命名为①，将第二个热化学方程式命名为②。根据盖斯定律，将方程式①乘以3再加上方程式②，即①×3+②，故热化学方程式3CH4(g)+3Br2(g)=C3H6(g)+6HBr(g)的∆H=-29×3+20=-67kJ·mol-1。 （2）(i)根据方程式①，升高温度，反应向吸热反应方向移动，升高温度，平衡逆向移动，CH4(g)的含量增多，CH3Br(g)的含量减少，故CH3Br的曲线为a； (ii)560℃时反应达平衡，剩余的CH4(g)的物质的量为1.6mmol，其转化率α=×100%=80%；若只发生一步反应，则生成6.4mmol CH3Br，但此时剩余CH3Br的物质的量为5.0mmol，说明还有1.4mmol CH3Br发生反应生成CH2Br2，则此时生成的HBr的物质的量n=6.4+1.4=7.8mmol； (iii)平衡时，反应中各组分的物质的量分别为n(CH3Br)=5.0mmol、n(Br2)=0.2mmol、n(CH2Br2)=1.4mmol、n(HBr)=7.8mmol，故该反应的平衡常数K===10.92。 （3）(i)11~19s时，有I2的生成速率v==mmol·(L·s)-1，无I2的生成速率v==mmol·(L·s)-1。生成速率比==； (ii)从图中可以看出，大约4.5s以后有I2催化的CH2Br2的含量逐渐降低，有I2催化的CH3Br的含量陡然上升，因此，可以利用此变化判断I2提高了CH3Br的选择性； (iii)根据反应机理，I2的投入消耗了部分CH2Br2，同时也消耗了部分HBr，使得消耗的CH2Br2发生反应生成了CH3Br，提高了CH3Br的选择性。 / 学科网（北京）股份有限公司 $