第42讲 化学反应速率与化学平衡图像分析（讲义+练习）-备战2026年高考化学【一轮·夯基提能】精讲精练复习讲义（新教材新高考）

备战2026年高考化学【一轮·夯基提能】精讲精练复习讲义 第42讲 化学反应速率与化学平衡图像分析（讲义） 讲义 夯基·知识精讲 【知识点1】瞬时速率—时间图像+5道例题 【知识点2】物质的量(或浓度)—时间图像+5道例题 【知识点3】转化率(或含量)—时间—温度(压强)图像+5道例题 【知识点4】几种特殊的图像+5道例题 【知识点5】化工生产中的复杂图像分析+5道例题 练习 提能·课后精练 选择题： 15 题 非选择题： 5 题 建议时长： 75 分钟 实际时长： 分钟 【知识点1】瞬时速率—时间图像 1、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 2、常见“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 3、特殊速率－时间图像 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)。 4．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。 【例1】某密闭容器中发生如下反应：X(g)+Y(g)2Z(g)    △H＜0。如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是 A．t2时一定加入了催化剂 B．t3-t4平衡正向移动 C．t5时可能增大了压强 D．t6之后转化率最低 【例2】某化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)的速率和平衡的影响，图像如图，下列判断正确的是 A．图d中，曲线a一定增加了催化剂 B．由图b可知，该反应m+n＜p C．图c是绝热条件下速率和时间的图像，由此说明该反应吸热 D．由图a可知，T1＞T2，该反应的正反应为放热反应 【例3】在容积不变的密闭容器中存在： 3H2(g) +3CO(g) =CH3OCH3(g) +CO2(g) ΔH<0，其他条件不变时，改变某一 条件对上述反应速率的影响，下列分析正确的是 A．图I研究的是t0时刻增大H2的物质的量浓度对反应速率的影响 B．图I研究的是t0时刻降低温度对反应速率的影响 C．图II研究的是t0时刻增大压强对反应速率的影响 D．图II研究的是t0时刻使用催化剂对反应速率的影响 【例4】在容积不变的密闭容器中，发生可逆反应A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(s)ΔH＜0，当其他条件不变时改变某一条件，对此反应的影响可用如图像表示。下列说法错误的是 A．图Ⅰ表示t1时刻升高温度对反应速率的影响 B．图Ⅰ不能表示t1时刻增大C物质的浓度对反应速率的影响 C．图Ⅱ一定表示的是在t1时刻使用了催化剂对反应速率的影响 D．图Ⅲ乙的温度比甲的温度高 【例5】根据相应的图像(图像编号与答案一一对应)，判断下列相关说法正确的是 A．密闭容器中反应达到平衡，T0时改变某一条件有如图变化所示，则改变的条件一定是加入催化剂 B．反应达到平衡时，外界条件对平衡影响关系如图所示，则正反应为放热反应，且a＞b C．物质的百分含量和温度关系如图所示，则该反应的正反应为放热反应 D．反应速率和反应条件变化关系如图所示，则该反应的正反应为放热反应，A、B、C、D均是气体 【知识点2】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－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，X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。 【例1】时，在2L的恒容密闭容器中通入，同时发生以下两个反应：①；②。反应体系中的物质的量随时间变化情况如图。下列说法错误的是 A．内，A的平均消耗速率为 B． C．内，A的消耗速率主要由反应②决定 D．反应①的活化能比反应②的活化能小 【例2】室温下，向体积为1L的恒容密闭容器中通入M和N各0.5mol，同时发生以下两个反应：①；②，反应①的速率可表示为，反应②的速率可表示为(、为速率常数)。反应体系中组分M、Z的物质的量n(单位：mol)随时间t(单位：min)变化情况如图所示，下列说法不正确的是 A．0~30min内，Y的平均反应速率为 B．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比为 C．60min时， D．反应①的活化能比反应②的活化能小 【例3】汽车尾气净化反应为    △H＜0。某温度下，向1L盛有催化剂的密闭容器中投入一定量NO和CO，NO、CO的物质的量浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是 A．ab段NO的反应速率 B．升高温度，化学反应速率一定加快 C．该温度下，反应的平衡常数 D．1s时，加入mol ，此时 【例4】在T℃下，某容积为2L的密闭容器内，有A、B、C、D、E五种物质参与同一个化学反应，其中A、B、C、D(A、B、C为气体)四种物质的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，E为该反应的一种气体生成物，且生成物E在化学方程式中的化学计量数与B的相同。 下列说法错误的是 A．该反应的化学方程式为 B．在0～2min内，E的平均反应速率为 C．A的正反应速率与B的逆反应速率之比为时说明反应达到平衡状态 D．D没有参加反应，除去D不影响化学反应速率 【例5】某温度下，在恒容密闭容器中充入一定量的X(g)。发生下列反应： 反应I：   ；     反应II：     测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列说法不正确的是 A．活化能：(I)(II) B．该温度下，内反应I的平均速率 C．升高温度，反应I、II的速率均增大，平衡转化率均降低 D．其他条件不变，时再投入一定量的X(g)，若体系内气体的平均摩尔质量不再变化，则反应达到新平衡 【知识点3】转化率(或含量)—时间—温度(压强)图像 1．含量—时间—温度(压强)图像 【技法解读】“先拐先平，数值大”，即曲线先出现拐点的首先达到平衡，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。 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。 应用举例：C%指生成物的质量分数，B%指反应物的质量分数。 2．“A的转化率(或C的含量)－温度－压强”四种图像 【技法解读】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。 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化学计量数的大小关系。如图甲中任取一条温度曲线研究，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，图丙中任取横坐标一点作横坐标垂线，也能得出相同结论。 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。如图丙中任取一条压强曲线研究，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，图乙中任取横坐标一点作垂线，也能得出相同结论。 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 m＋n>p＋q，ΔH<0 m＋n<p＋q，ΔH>0 【例1】已知图甲表示反应①：；图乙表示反应②： 。 下列关于反应及图像的描述错误的是 A．图甲中 B．图甲中A、C、D三点的平衡常数： C．反应②中化学计量数 D．反应②在高温下可自发进行 【例2】已知反应aA(g) + bB(s)⇌cC(g) + dD(g)。保持其它条件不变，当温度分别为T1和T2、压强分别为p1和p2时，混合物中物质C的百分含量、物质A的百分含量随时间的变化如图所示。 下列判断正确的是 A．T1 < T2   ΔH > 0 B．T1 > T2   ΔH < 0 C．p1 < p2   a = c + d D．p1 < p2   a + b = c + d 【例3】下列说法错误的是 A．图①表示2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在t1时减小压强，V逆随时间变化的曲线 B．由图②可知，p2>p1，T1>T2，满足反应2A(g)+B(g)C(g)+D(g)  ΔH<0 C．图③表示在恒温恒容的密闭容器中，按不同投料比充入CO(g)和H2(g)进行反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，由图可知a=2 D．图④表示工业合成氨平衡时NH3体积分数随起始变化的曲线，则转化率： 【例4】数形结合是研究化学的重要途径。反应  中，的平衡转化率随温度和压强的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．， B．， C．， D．， 【例5】在合成氨工业中，原料气（、及少量、的混合气）在进入合成塔前需经过铜氨液处理，目的是除去其中的，其反应为，在密闭容器内模拟该实验，如图所示曲线和Ⅱ表示在不同温度下的物质的量随时间的变化。下列说法正确的是 A． B．内，曲线Ⅰ对应温度下， C．曲线Ⅲ表示在曲线Ⅰ对应温度下，加入催化剂 D．吸收CO的铜氨液可以在升温降压的条件下再生循环使用 【知识点4】几种特殊的图像 1．速率—温度(压强)图 【技法解读】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. v－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。 v－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。 2．“点－线－面”三维度分析特殊平衡图像 （1）对于化学反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如图所示：M点前，表示从反应开始，v正>v逆；M点恰好达到平衡；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(如图)。L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以E点满足v正>v逆；同理，L线的右下方(F点)满足v正＜v逆。 【例1】某容器中只发生反应：。由下列图象得出的结论正确的是 A．其他条件相同，如图1所示，平衡时Y的转化率： B．其他条件相同，如图1所示，若压强，则 C．向两恒容密闭容器中按不同投料比分别通入一定量的X和Y，Y的平衡转化率随温度变化曲线如图2所示，则平衡常数 D．相同温度下，分别向体积不等的A、B两个恒容密闭容器中均通入2molX和2molY，反应到tmin时X的转化率如图3所示。若B中反应已达到平衡状态，则A中反应一定也达到了平衡状态 【例2】分解的热化学方程式为  。向体积为1L恒容密闭容器中加入的混合气体(Ar不参与反应)，测得不同温度的平衡转化率随比值的变化如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的 B．平衡常数 C．测得X点平衡时体系压强为p，则 D．维持点时不变，向容器中充入，的平衡转化率增大 【例3】用和合成的原理如下：，在容积恒定的密闭容器中充入，在催化剂作用下，反应一段时间，测得混合气体中的体积分数与温度的关系如下图所示。下列说法正确的是 A．该反应可高温自发进行 B．平衡常数： C．反应速率： D．c点时，向容器中再充入等物质的量的和，再次达到平衡时，的体积分数不变 【例4】下列关于可逆反应各图像的解释或得出的结论不正确的是 A．由甲图可知，t₁时刻一定是使用了催化剂 B．由乙图可知，可逆反应的正反应放热 C．由丙图可知，A点：v正<v逆 D．由丁图可知，交点A表示反应物和生成物浓度相等，但不一定是平衡状态 【例5】数形结合是研究化学反应速率及化学平衡的重要数学手段，从如图所示图像得出的结论正确的是 A．图甲： B．图乙：时刻改变的条件可能是加入催化剂或压缩体积加压 C．图丙： D．图丁： 【知识点5】化工生产中的复杂图像分析 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。 如图中虚线表示单位时间内A的产率随温度的升高先增大后减小，先增大的原因是P点之前反应尚未达到平衡，随温度的升高，反应速率增大，故单位时间内A的产率增大。 （2）催化剂的活性是否受温度的影响 不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低于或高于这个温度都会下降。 如图，250～300 ℃时，温度升高而B的生成速率降低的原因是温度超过250 ℃时，催化剂的催化效率降低。 （3）不同的投料比对产率也会造成影响 可以采用定一议二的方法，根据相同投料比下温度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强下改变投料比时平衡移动的方向进行判断，确定反应的吸放热或系数和的大小。 如图，对于反应2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)。 当投料比一定时，温度越高，CO2的转化率越低，所以升温，平衡左移，正反应为放热反应。若温度不变，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，则提高了二氧化碳的转化率。 （4）考虑副反应的干扰或影响 往往试题会有一定的信息提示，尤其温度的改变影响较大。 【例1】为了模拟汽车尾气的净化，向密闭容器中投入一定量的和，在催化剂(Ⅰ型、Ⅱ型)和不同温度条件下发生反应：，反应进行相同时间(t秒)，测得转化率与温度的关系曲线如图所示(图中虚线表示平衡转化率)。下列说法不正确的是 A．该反应在a、b二点对应的平衡常数大小关系： B．该反应使用不同催化剂对应的活化能：Ⅰ型<Ⅱ型 C．已知、t秒时容器中浓度为，该温度下反应平衡常数为 D．晶胞参数为，则顶角到面心距离为或 【例2】在一定的温度和压强下，将按一定比例混合的和通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。在两种不同催化剂作用下反应相同时间，测得转化率和生成选择性随温度变化的影响如图所示。已知：选择性。 反应Ⅰ：  。 反应Ⅱ：  。 下列有关说法正确的是 A．   B．延长W点的反应时间，能提高的转化率 C．在间，以为催化剂，升高温度的产率几乎不变 D．高于320℃后，以Ni为催化剂，随温度的升高转化率上升的主要原因是反应Ⅱ平衡正向移动 【例3】在容积可变的密闭容器中，发生反应：。起始时和的物质的量之比为2：1.在不同压强下()反应达到平衡时，测得转化率随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．反应的 B．压强： C．正反应速率：y点>x点 D．化学平衡常数：y点>x点 【例4】甲烷-水催化重整可获得H2。其主要反应为 反应I     反应Ⅱ     还会产生少量积碳（覆盖于催化剂表面）： 在密闭容器中，1.01×105Pa、n起始(H2O):n起始(CH4)=1.5:1时，反应达平衡后，n平衡(H2O)随着温度升高而减小。反应I的平衡常数和反应Ⅱ的平衡常数随温度变化如图所示。下列说法错误的是 A．反应I中反应物所含的键能总和大于生成物所含的键能总和 B．升高反应温度，可能减小 C．适当增加水蒸气的用量，可减少积碳的量 D．反应达平衡时，分离出CO2能增加n(H2) 【例5】一定温度下小分子烯烃之间存在如下反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 在压强为的恒压密闭容器中，通入一定量的，反应达到平衡时，三种组分的物质的量分数x随温度的变化关系如图所示(是用分压代替浓度计算的平衡常数，分压=总压物质的量分数)。下列说法错误的是 A．曲线a表示的物质的量分数随温度变化情况 B．700K时反应的 C．700K之前升高温度对反应Ⅰ的影响程度大于反应Ⅱ D．加入催化剂可使曲线b和c的交点位置向上平移 第42讲 化学反应速率与化学平衡图像分析（练习） 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求． 1．在体积不变的密闭容器中进行反应：。下列各图表示其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，其中分析正确的是 A．图A表示t0时刻增大NH3的浓度对反应速率的影响 B．图B中的a曲线表示使用催化剂对反应速率的影响 C．图C表示温度对反应速率的影响，且T1>T2 D．图D中a、b、c三点中只有b点已经达到平衡状态 2．在2L恒容密闭容器中加入一定量A和B，发生反应aA(g)+bB(g)cC(g)。100℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化关系如图一所示。不同温度下平衡时C的体积分数与A、B起始时的投料比的变化关系如图二所示。则下列结论正确的是 A．aA(g)+bB(g)cC(g)    △H＞0 B．100℃时达平衡的体系中充入少量C(g)，达新平衡前v(逆)＞v(正) C．100℃时前5min平均化学反应速率v(A)=0.04mol•L-1•min-1 D．某温度下平衡时B的转化率随起始的增大而减小 3．向密闭容器中充入一定量和混合气体，在一定条件下，发生反应：  。测得在不同温度下的平衡时产率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是 A．平衡常数： B．逆反应速率： C．反应温度： D．混合气体平均摩尔质量： 4．X、Y、Z是三种气态物质，在一定温度下其变化符合下图。下列说法一定正确的是 A．该反应的热化学方程式为X(g) +3Y(g) ⇌ 2Z(g)  △H= -（E2-E1）kJ B．若图Ⅲ中甲表示压强，乙表示Z的含量，则其变化符合图Ⅲ中曲线 C．该温度下，反应的平衡常数数值约为533，若升高温度，该反应的平衡常数减小，Y的转化率降低 D．图Ⅱ中曲线b是加入催化剂时的能量变化曲线，曲线a是没有加入催化剂时的能量变化曲线 5．可逆反应aA（g）+bB（g）⇌ cC（g）+dD（g）△H同时符合下列两图中各曲线的是 A．a+b＞c+d T1＞T2 △H＞0 B．a+b＞c+d T1＜T2 △H＜0 C．a+b＜c+d T1＞T2 △H＞0 D．a+b＜c+d T1＜T2 △H＜0 6．一定条件下，将和按物质的量之比充入反应容器，发生反应：。其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强下随温度变化的曲线如图所示。 下列说法错误的是 A． B．其他条件不变，温度升高，该反应的反应限度减小 C．400℃、条件下，的平衡转化率为40% D．400℃时，该反应的化学平衡常数的数值为 7．在一定的温度和压强下，将按一定比例混合的和通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。在两种不同催化剂作用下反应相同时间，测得转化率和生成选择性随温度变化的影响如图所示。已知：选择性。反应Ⅰ：  。反应Ⅱ：  。 下列有关说法正确的是 A．   B．延长W点的反应时间，能提高的转化率 C．在间，以为催化剂，升高温度的产率几乎不变 D．高于320℃后，以Ni为催化剂，随温度的升高转化率上升的主要原因是反应Ⅱ平衡正向移动 8．羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂，能防止某些害虫和真菌的危害。在容积不变的密闭容器中，使CO与发生如下反应并达到平衡：    △H，在不同温度下达到化学平衡时，的转化率如图所示。下列说法正确的是 A．平衡常数： B．正反应速率： C．若将容器体积缩小至原来的一半，的转化率增大 D．反应温度为200℃时，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态 9．用和合成的原理如下：，在容积恒定的密闭容器中充入，在催化剂作用下，反应一段时间，测得混合气体中的体积分数与温度的关系如下图所示。下列说法错误的是 A．该反应低温下可自发进行 B．平衡常数： C．反应速率： D．c点时，向容器中再充入等物质的量的和，再次达到平衡时，的体积分数不变 10．南京理工大学朱卫华等人提出了一种基于单簇催化剂还原的反应，主要反应如下： i. ii. iii. 在T℃、100反应条件下，向密闭容器中充入和，发生上述反应，测得含氮元素占比［如的含氮元素占比］与时间的关系如图，95min时体系达到平衡。已知：反应ii为快速平衡，可认为不受慢反应i、iii的影响；为用物质的量分数表示的平衡常数。下列说法错误的是 A．反应i的 B．曲线b表示的含氮元素占比 C．0~45min内，的平均反应速率约为 D．若选择对反应i更高效的催化剂，则G点将移向E点 11．逆水气变换反应：  。一定压力下，按物质的量之比投料，温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为温度时反应速率常数分别为。下列说法错误的是 A． B．温度下达平衡时反应速率的比值： C．温度不变，改变体系初始压力，反应物摩尔分数随时间的变化曲线发生变化 D．温度下，改变初始投料比例，可使平衡时各组分摩尔分数与温度时相同 12．向体积均为的甲、乙两个恒容密闭容器中分别充入和，发生反应：  。分别在绝热、恒温条件下进行，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．该反应的 B．乙在恒温条件下进行 C．a点的正反应速率大于c点的逆反应速率 D．乙条件下平衡常数K小于20.25 13．甲醇有“木醇”与“木精”之名，现代甲醇是直接在一氧化碳、二氧化碳和氢的一个催化作用的工业过程中制造的。向2L恒容密闭容器中充入和，在一定条件下，发生反应  。在甲、乙两种不同催化剂的作用下，反应时间均为时，测得甲醇的物质的量分数随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．后甲醇的物质的量分数减小的原因是温度升高平衡逆向移动 B．相同温度下，催化剂效果更好的是甲 C．下，再充入和，达平衡后的转化率增大 D．和下，平衡常数： 14．一定量在真空恒容密闭容器中能发生多相可逆反应：，平衡时容器内压强与温度关系如图所示。下列说法错误的是 A．310K时，若容器内压强不再改变，则反应达到平衡状态 B．无论反应是否达到平衡，的体积分数始终约为33.3% C．a、b两点中，的点为a点 D．320K时反应达到平衡状态后，若将容器体积压缩至原来的，则再次平衡时容器内压强为2p 15．工业上将和混合气体在压强为0.15MPa时通入反应釜中制备，反应如图1所示分两步完成，反应相同时间后测得和的体积分数随温度变化如图2所示。 下列说法正确的是 A．该反应涉及的反应为Ⅰ．  Ⅱ． B．在时，增大的投料比，的转化率提高 C．其他条件不变时，通入适量氮气可以提高的产率 D．在范围内，其他条件不变时升高温度，的体积分数升高 二、非选择题：本题共5小题，共55分。 16．氢能是人类未来的理想能源之一，氢能利用存在两大难题：制取和储存。 I．制取氢气 乙醇与水催化重整是当前制取清洁能源氢气的主要方法，其反应机理如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 回答下列问题： (1)在催化剂作用下，反应1可通过如图所示的反应历程实现催化重整，则 kJ/mol(用含字母a、b、c的代数式表示)，该反应在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。 (2)下列措施中一定能提高H2平衡产率的是___________。 A．选择合适的催化剂 B．降低温度 C．增大水蒸气浓度 D．恒温恒容下通入气体Ar (3)压强为100 kPa下，1 mol C2H5OH(g)和3 mol H2O(g)发生上述反应，平衡时CO2和CO的选择性、C2H5OH的转化率随温度的变化曲线如图所示。 (例如：CO的选择性) ①表示C2H5OH平衡转化率的曲线是 (填标号)。 ②573K时，反应Ⅱ的Kp= (精确至0.1)。 Ⅱ．储存氢气 镁基储氢材料如Mg(s)、Mg2Ni(s)，具有储氢量高，成本低廉等优点，发展前景广阔。 已知： 请根据以上内容，回答下列问题： (4)Mg2Ni(s)吸氢反应的活化能Ea= kJ/mol；图2为某温度下，两种材料吸氢量随时间变化关系，请结合图1解释5分钟内Mg2Ni(s)吸氢量更大的原因是 。 17．乙胺是一种重要的有机化工原料。乙腈催化加氢是工业上制备乙胺的重要方法：。 (1)按化学计量系数比投料，固定平衡转化率，探究压强与温度的关系如图。 ①转化率由大到小的顺序为 ；原因是 。 ② 0(填“>”、“<”或“=”)，该反应可在 (填“低温”、“高温”或“任意温度”)下自发进行。 (2)时，该反应以物质的量分数表示的平衡常数。维持压强，按化学计量系数比投料和，发生反应。 ①下列说法能说明反应达到平衡状态的是 (填字母)。 a．的物质的量分数不变 b． c．的物质的量之比为1：2：1 ②为以平衡分压表示的平衡常数(分压=总压物质的量分数)，则 (用含的代数式表示)。 ③若，则 MPa。 18．丙烯是重要的化工原料，主要用于生产聚丙烯，广泛应用于塑料、医药、农业等领域。可通过催化异丙醇脱水制取丙烯，涉及反应如下： I. II. 回答下列问题： (1)已知和的燃烧反应如下： 则 ，反应I的 (填“>”“<”或“=”)0；有利于反应Ⅰ自发进行的条件为 (填“高温”或“低温”)。 (2)在恒温恒容密闭容器中，反应I、II均达到平衡的判据是 (填标号)。 a.混合气体的密度不变 b.混合气体的平均摩尔质量不变 c.混合气体的总压强不变 (3)在一定条件下，若某时刻测得反应I、II的转化率分别为95%和32%，则丙烯的产率为 %。 (4)反应I、II达到平衡时与温度的关系曲线如图。已知：对于可逆反应，任意时刻的，式中的表示物质X的分压。 在350 ℃恒压平衡体系中充入少量稀有气体，此时反应Ⅱ的状态可能对应图中的 (填“甲”“乙”或“丙”)点，判断依据是 。 (5)T℃下，在压强恒为的密闭容器中加入，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，体系达到平衡后，测得的转化率为90%，的物质的量为。则T℃下，反应Ⅰ的平衡常数 (为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 19．由催化加氢制的反应体系中，发生的主要反应如下： 反应I： 反应Ⅱ： (1)已知：相关共价键的键能数据如表。 共价键 C—H C—O O—H 键能 436.0 413.4 351 462.8 试计算：断开中的化学键所需要提供的最低能量为 。 (2)对反应I来说，若该反应能自发进行，则该反应的熵变 (填“>”或“<”)0.若该反应速率，其中、分别为正反应、逆反应的速率常数，为气体的浓度。若降低温度， (填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)在时，向容积为的恒容密闭容器中投入和，此时容器内的总压为，发生反应Ⅰ、反应Ⅱ。 ①实验测得平衡时的选择性和平衡转化率随温度的变化如图所示。 已知：的选择性，的选择性。 其中，表示平衡时的选择性的是曲线 (填“i”或“ii”)；为同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性，应选择的反应条件为 (填标号)。 A．低温、低压    B．高温、高压    C．高温、低压    D．低温、高压 ②若在上述条件下，反应经后达平衡，的平衡转化率为，的选择性为。则在内 ，反应I的压强平衡常数 (用各气体物质分压代替浓度表示的平衡常数，分压=气体物质的物质的量分数×总压强)。 20．I．碳的回收和利用是碳中和的重要途径。通过回收可以制备一些高附加值的产品，如甲醇()、甲酸()、甲醛()等。 (1)已知：  ； 科学研究表明，用作催化剂，和反应合成需经历三步： 第一步：；    第二步：；    第三步： 。 (2)用和为原料合成的机理如图所示，总反应含 个基元反应，其中决定总反应速率的反应方程式为 。 Ⅱ．甲烷在日常生活及有机合成中用途广泛，某研究小组研究甲烷在高温下气相裂解反应的原理及其应用。 (3)已知：         则甲烷气相裂解反应：的= 。 (4)该研究小组在研究过程中得出当甲烷分解时，几种气体平衡时分压(Pa)与温度(℃)的关系如图所示。 ①时，向2L恒容密闭容器中充入0.3mol，只发生反应，达到平衡时，测得。该反应达到平衡时，的转化率为 。(保留三位有效数字) ②对上述平衡状态，若改变温度至，经10s后再次达到平衡，，则10s内的平均反应速率= ，上述变化过程中T1 (填“>”或“<”)T2，判断理由是 。 ③在①建立的平衡状态基础上，其他条件不变，再通入0.5mol，平衡将 (填“不移动”、“正向移动”或“逆向移动”)，与原平衡相比，的平衡转化率 (填“不变”、“变大”或“变小”)。 (5)若容器中发生反应，计算该反应在图中A点温度时的平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度)。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $ 备战2026年高考化学【一轮·夯基提能】精讲精练复习讲义 第42讲 化学反应速率与化学平衡图像分析（讲义） 讲义 夯基·知识精讲 【知识点1】瞬时速率—时间图像+5道例题 【知识点2】物质的量(或浓度)—时间图像+5道例题 【知识点3】转化率(或含量)—时间—温度(压强)图像+5道例题 【知识点4】几种特殊的图像+5道例题 【知识点5】化工生产中的复杂图像分析+5道例题 练习 提能·课后精练 选择题： 15 题 非选择题： 5 题 建议时长： 75 分钟 实际时长： 分钟 【知识点1】瞬时速率—时间图像 1、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 2、常见“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 3、特殊速率－时间图像 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)。 4．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。 【例1】某密闭容器中发生如下反应：X(g)+Y(g)2Z(g)    △H＜0。如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是 A．t2时一定加入了催化剂 B．t3-t4平衡正向移动 C．t5时可能增大了压强 D．t6之后转化率最低 【答案】B 【详解】A．由图可知，t2时刻，改变条件，正、逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，该反应为气体分子数不变的反应，增大压强平衡不移动，且正逆反应速率同等增大，故也可能是改变压强，A错误； B．t3时刻，改变条件，正、逆反应速率降低，且逆反应速率降低更多，平衡向正反应移动，B正确； C．该反应为气体分子数不变的反应，增大压强正逆反应速率同等增大，平衡不移动，C错误； D．t2～t3平衡不移动，转化率不变；反应为放热反应，t3时刻改变条件，正、逆反应速率都降低，且逆反应速率降低更多，则改变条件为降低温度，t3～t4时刻，平衡向正反应移动，转化率增大；t5时刻改变条件，正、逆反应速率都升高，且逆反应速率降低升高更多，则改变条件为升高温度，t5～t6时刻，平衡向逆反应移动，转化率降低；对比t3、t6时刻平衡时速率可知，t5时刻升高温度幅度没有t3时刻降温幅度大，则t6时刻平衡较t3时刻，相当于平衡正向移动，t6时刻转化率大于t3时刻，D错误； 故选B。 【例2】某化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)的速率和平衡的影响，图像如图，下列判断正确的是 A．图d中，曲线a一定增加了催化剂 B．由图b可知，该反应m+n＜p C．图c是绝热条件下速率和时间的图像，由此说明该反应吸热 D．由图a可知，T1＞T2，该反应的正反应为放热反应 【答案】D 【详解】A．若m+n=p，该反应为气体体积不变的反应，图中a、b平衡状态相同，则a曲线可能使用了催化剂，也可能是压缩气体增大压强，A错误； B．由图b可知：在相同温度下，压强越大对应C%含量高，则增大压强化学平衡正向移动，正反应为气体体积减小的反应，所以m+n＞p，B错误； C．根据图c分析：图像中开始时反应速率逐渐增大，说明绝热条件下容器内温度升高，则正反应是放热反应，C错误； D．由图a可知：反应在T1先达到平衡，T1＞T2，且T1对应C%含量低，说明升高温度，化学平衡逆向移动，则逆反应为吸热反应，正反应方向放热，D正确； 故合理选项是D。 【例3】在容积不变的密闭容器中存在： 3H2(g) +3CO(g) =CH3OCH3(g) +CO2(g) ΔH<0，其他条件不变时，改变某一 条件对上述反应速率的影响，下列分析正确的是 A．图I研究的是t0时刻增大H2的物质的量浓度对反应速率的影响 B．图I研究的是t0时刻降低温度对反应速率的影响 C．图II研究的是t0时刻增大压强对反应速率的影响 D．图II研究的是t0时刻使用催化剂对反应速率的影响 【答案】D 【详解】A．增大反应物浓度，瞬间正反应速率增大、逆反应速率不变，图I研究的不可能是t0时刻增大H2的物质的量浓度对反应速率的影响，A错误； B．降低温度，正反应和逆反应速率都下降，图I研究的不可能是t0时刻降低温度对反应速率的影响，B错误； C．该反应气体分子总数减小，所以增压正反应和逆反应速率都加快、但正反应速率增加得更快， 图II研究的不可能是t0时刻增大压强对反应速率的影响，C错误； D．使用催化剂能同等程度地加快正反应和逆反应速率、图II研究的是t0时刻使用催化剂对反应速率的影响，D正确； 答案选D。 【例4】在容积不变的密闭容器中，发生可逆反应A(g)＋2B(g)3C(g)＋D(s)ΔH＜0，当其他条件不变时改变某一条件，对此反应的影响可用如图像表示。下列说法错误的是 A．图Ⅰ表示t1时刻升高温度对反应速率的影响 B．图Ⅰ不能表示t1时刻增大C物质的浓度对反应速率的影响 C．图Ⅱ一定表示的是在t1时刻使用了催化剂对反应速率的影响 D．图Ⅲ乙的温度比甲的温度高 【答案】C 【详解】A．升高温度正逆反应速率均增大，又反应为放热反应，则升温后平衡逆向进行，图像符合要求，故A正确； B．C物质的浓度为生成物的浓度，增大其浓度，正逆反应速率均增大，但是在增大的瞬间，正反应速率不变，所以正反应速率在t1时刻不变，不会离开原平衡点，所以图Ⅰ不能表示t1时刻增大C物质的浓度对反应速率的影响，故B正确； C．催化剂只改变反应速率，不影响平衡的移动，和图示效果一样，但该反应前后气体体积不变的反应，增大压强，也只改变反应速率，不影响平衡的移动，与图像变化规律相符，故C错误； D．根据“先拐先平数值大”的规律可知，图Ⅲ乙的温度比甲的温度高，故D正确； 故选C。 【例5】根据相应的图像(图像编号与答案一一对应)，判断下列相关说法正确的是 A．密闭容器中反应达到平衡，T0时改变某一条件有如图变化所示，则改变的条件一定是加入催化剂 B．反应达到平衡时，外界条件对平衡影响关系如图所示，则正反应为放热反应，且a＞b C．物质的百分含量和温度关系如图所示，则该反应的正反应为放热反应 D．反应速率和反应条件变化关系如图所示，则该反应的正反应为放热反应，A、B、C、D均是气体 【答案】C 【详解】A.若a+b=c，改变的条件可能为增大压强，则不一定为催化剂，故A错误； B.由图像可知，相同压强下温度大，G的体积分数小，正反应为吸热反应，但压强关系不确定，则不能确定a、b关系，故B错误； C.由图可知,反应从正向开始,T2为平衡状态，升高温度，A的含量增大，与图像一致，故C正确； D.降温，正反应速率大，正反应为放热反应；加压，正反应速率大，则A、B、C是气体，D为固体或液体符合平衡正向移动，与图像一致，故D错误； 故答案选：C。 【知识点2】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－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，X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。 【例1】时，在2L的恒容密闭容器中通入，同时发生以下两个反应：①；②。反应体系中的物质的量随时间变化情况如图。下列说法错误的是 A．内，A的平均消耗速率为 B． C．内，A的消耗速率主要由反应②决定 D．反应①的活化能比反应②的活化能小 【答案】C 【详解】A．0~5min内，A的物质的量由4mol降低到1.8mol，消耗，平均消耗速率，A正确； B．反应①生成B的物质的量为2.8mol，由反应①A(g)⇌2B(g)可知，反应①消耗A的物质的量为。根据总消耗A为2.2mol，则反应②消耗A为0.8mol，反应②生成C的物质的量为1.6mol，则a=，B正确； C．0~5min内，反应①消耗A 1.4mol，反应②消耗A 0.8mol，反应①消耗A更多，A的消耗速率主要由反应①决定，C错误； D．相同时间内，反应①消耗A的速率大于反应②，反应速率越快活化能越小，故反应①活化能比反应②小，D正确； 故选C。 【例2】室温下，向体积为1L的恒容密闭容器中通入M和N各0.5mol，同时发生以下两个反应：①；②，反应①的速率可表示为，反应②的速率可表示为(、为速率常数)。反应体系中组分M、Z的物质的量n(单位：mol)随时间t(单位：min)变化情况如图所示，下列说法不正确的是 A．0~30min内，Y的平均反应速率为 B．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比为 C．60min时， D．反应①的活化能比反应②的活化能小 【答案】D 【详解】由题中信息可知，反应①和反应②的速率之比为，由于为速率常数，故该比值保持不变；由题给方程式可知，反应①和反应②的速率之比等于生成Y和Z的浓度比，两反应的速率之比为定值，反应开始后，体系中Y和Z的浓度比为定值；由图可知，30min时消耗M的浓度为(0.5-0.3)mol/L=0.2mol/L，由Z的浓度为0.125 mol/L，则Y的浓度为0.2mol/L-0.125 mol/L=0.075 mol/L，。 A．由图中数据可知，30min时，M、Z的浓度分别为和，则M的浓度变化量为，其中转化为Y的部分为，因此，0~30min内，Y的平均反应速率为，A项正确； B．由分析可知，反应①和反应②的速率之比为，Y和Z分别为反应①和反应②的产物，且两者与M的化学计量数相同，因此反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比等于，由于为速率常数，故该比值保持不变为3：5，B项正确； C．结合分析可知，反应开始后，在相同的时间内体系中Y和Z的浓度之比等于，故反应过程中有的M转化为Z，所以60min时，C项正确； D．由以上分析可知，在相同的时间内生成Z较多、生成Y较少，因此，反应①的化学反应速率较小，在同一体系中，活化能较小的化学反应速率较快，故反应①的活化能比反应②的活化能大，D项错误； 故选D。 【例3】汽车尾气净化反应为    △H＜0。某温度下，向1L盛有催化剂的密闭容器中投入一定量NO和CO，NO、CO的物质的量浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是 A．ab段NO的反应速率 B．升高温度，化学反应速率一定加快 C．该温度下，反应的平衡常数 D．1s时，加入mol ，此时 【答案】C 【详解】A．ab段NO的反应速率，A错误； B．升高温度，可能使催化剂的活性减小，可能使化学反应速率减小，B错误； C．根据已知条件列出“三段式” 该温度下，反应的平衡常数，C正确； D．根据已知条件列出“三段式” 1s时，加入mol ，Qc=<K=5000，此时反应还未达到平衡，，D错误； 故选C。 【例4】在T℃下，某容积为2L的密闭容器内，有A、B、C、D、E五种物质参与同一个化学反应，其中A、B、C、D(A、B、C为气体)四种物质的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，E为该反应的一种气体生成物，且生成物E在化学方程式中的化学计量数与B的相同。 下列说法错误的是 A．该反应的化学方程式为 B．在0～2min内，E的平均反应速率为 C．A的正反应速率与B的逆反应速率之比为时说明反应达到平衡状态 D．D没有参加反应，除去D不影响化学反应速率 【答案】D 【详解】A．由图可知，从时刻开始各物质的物质的量不再发生改变，说明反应达到平衡状态。A、B的物质的量减少，为反应物，C的物质的量增加，为生成物，E为该反应的一种气体生成物，且生成物E在化学方程式中的化学计量数与B的相同，由化学方程式中的化学计量数与其反应速率成正比，可写出化学方程式为，故A正确； B．E在化学方程式中的化学计量数与B的相同，，故B正确； C．A的正反应速率与B的正反应速率之比为，当A的正反应速率与B的逆反应速率之比为时，B的正反应速率与B的逆反应速率之比为，即，反应达到平衡状态，故C正确； D．由图中曲线变化可知，D参与反应中，达到平衡状态时，物质的量不变，可判断出D为催化剂，催化剂降低反应的活化能，加快反应速率，故D错误； 故选D。 【例5】某温度下，在恒容密闭容器中充入一定量的X(g)。发生下列反应： 反应I：   ；     反应II：     测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列说法不正确的是 A．活化能：(I)(II) B．该温度下，内反应I的平均速率 C．升高温度，反应I、II的速率均增大，平衡转化率均降低 D．其他条件不变，时再投入一定量的X(g)，若体系内气体的平均摩尔质量不再变化，则反应达到新平衡 【答案】D 【详解】A．反应过程中Y的浓度先增大后减小，说明反应刚开始时反应I的速率大于反应II，则活化能：(I)(II)，A正确； B．由图可知，该温度下，内Z的增大量为0.2mol/L，Y的增大量为0.8mol/L，由方程式系数关系可知，Y的总生成量为0.2mol+0.8mol=1mol，则X的消耗量为1mol，内反应I的平均速率，B正确； C．升高温度，反应I、II的速率均增大，反应I和反应II均为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，X、Y平衡转化率均降低，C正确； D．由图可知，时X、Y、Z的浓度不再变化，说明反应达到平衡，再投入一定量的X(g)，反应I、II均正向移动，气体总体积和总质量都是定值，混合气体的平衡摩尔质量是定值，若体系内气体的平均摩尔质量不再变化，不能说明反应达到平衡，D错误； 故选D。 【知识点3】转化率(或含量)—时间—温度(压强)图像 1．含量—时间—温度(压强)图像 【技法解读】“先拐先平，数值大”，即曲线先出现拐点的首先达到平衡，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。 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。 应用举例：C%指生成物的质量分数，B%指反应物的质量分数。 2．“A的转化率(或C的含量)－温度－压强”四种图像 【技法解读】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。 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化学计量数的大小关系。如图甲中任取一条温度曲线研究，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，图丙中任取横坐标一点作横坐标垂线，也能得出相同结论。 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。如图丙中任取一条压强曲线研究，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，图乙中任取横坐标一点作垂线，也能得出相同结论。 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 m＋n>p＋q，ΔH<0 m＋n<p＋q，ΔH>0 【例1】已知图甲表示反应①：；图乙表示反应②： 。 下列关于反应及图像的描述错误的是 A．图甲中 B．图甲中A、C、D三点的平衡常数： C．反应②中化学计量数 D．反应②在高温下可自发进行 【答案】B 【详解】A．反应①为放热反应，相同条件下，升高温度，平衡逆向移动，CO转化率降低，则图甲中，A正确； B．结合A分析，平衡常数：，平衡常数只受温度影响，则，故存在，B错误； C．由图可知，相同条件下，增大压强，Z体积分数减小，则平衡逆向移动，说明反应②中化学计量数，C正确；   D．结合C分析，反应②为气体分子数增大的熵增反应；由图可知，相同条件下，升高温度，Z体积分数增大，平衡正向移动，反应②为吸热的反应，焓变大于0；，反应能够自发进行，则反应②在高温下可自发进行，D正确； 故选B。 【例2】已知反应aA(g) + bB(s)⇌cC(g) + dD(g)。保持其它条件不变，当温度分别为T1和T2、压强分别为p1和p2时，混合物中物质C的百分含量、物质A的百分含量随时间的变化如图所示。 下列判断正确的是 A．T1 < T2   ΔH > 0 B．T1 > T2   ΔH < 0 C．p1 < p2   a = c + d D．p1 < p2   a + b = c + d 【答案】C 【详解】A．由物质C的百分含量与温度图可知，当其他条件一定时，温度越高，反应速率越大，越快达到平衡状态，则T1<T2，由T1到T2，温度升高，C的百分含量减小，则升高温度平衡逆向移动，故正反应为放热反应，焓变小于0，A错误； B．由A分析，T1 < T2   ΔH < 0，B错误； C．由物质A百分含量与压强关系图可知，当其他条件一定时，压强越大，反应速率越大，反应越快达到平衡，则p1<p2，增大压强，A的含量不变，说明压强对平衡无影响，故反应前后气体计量数相等，则a = c + d，C正确；   D．由C可知，p1<p2，a=c+d，D错误； 故选C。 【例3】下列说法错误的是 A．图①表示2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在t1时减小压强，V逆随时间变化的曲线 B．由图②可知，p2>p1，T1>T2，满足反应2A(g)+B(g)C(g)+D(g)  ΔH<0 C．图③表示在恒温恒容的密闭容器中，按不同投料比充入CO(g)和H2(g)进行反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，由图可知a=2 D．图④表示工业合成氨平衡时NH3体积分数随起始变化的曲线，则转化率： 【答案】D 【详解】A．图①中t1时刻V逆突然减小，且到t2新平衡建立的时候，V逆持续减小，说明平衡逆向移动，该反应的正反应为气体体积减小的放热反应，因此在t1时扩大容器体积，即减小压强平衡逆向移动，故A正确； B．由图②中图像和“先拐先平数值”可知，p2>p1，T1>T2；压强不变时升高温度C的含量减低，平衡逆向移动，说明正反应为放热反应；温度不变时压强增大C的含量增大，平衡正向移动，说明正反应为气体体积减小反应；满足反应2A(g)+B(g)C(g)+D(g)  ΔH<0，故B正确； C．图③表示在恒温恒容的密闭容器中，按不同投料比充入CO(g)和H2(g)进行反应，a点CO和H2转化率相同，当按照化学计量数之比投入时，两者转化率相同，即a=2，故C正确； D．图④中A、B两点是平衡时NH3体积分数相同的点，图中的最高点是N2和H2恰好按照方程式系数1∶3开始反应的平衡点，A点H2过量，B点N2过量，因此氢气的转化率：，故D错误； 答案选D。 【例4】数形结合是研究化学的重要途径。反应  中，的平衡转化率随温度和压强的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．， B．， C．， D．， 【答案】A 【详解】先做一条垂直的恒温线，压强增大，的平衡转化率增大，说明反应前后气体的体积减小，有；看其中一条恒压线，温度升高，的平衡转化率降低，说明反应为放热反应，，A正确，答案选A。 【例5】在合成氨工业中，原料气（、及少量、的混合气）在进入合成塔前需经过铜氨液处理，目的是除去其中的，其反应为，在密闭容器内模拟该实验，如图所示曲线和Ⅱ表示在不同温度下的物质的量随时间的变化。下列说法正确的是 A． B．内，曲线Ⅰ对应温度下， C．曲线Ⅲ表示在曲线Ⅰ对应温度下，加入催化剂 D．吸收CO的铜氨液可以在升温降压的条件下再生循环使用 【答案】D 【详解】A．先拐先平数据大，由图可知，曲线Ⅱ对应温度高，升高温度，增大，说明平衡逆向移动，反应为放热反应，，A项错误； B．内，曲线Ⅰ对应温度下，CO减少，体积为2L，，B项错误； C．催化剂不能使平衡移动，C项错误； D．再生循环，需平衡向逆向移动，那么需要升温降压，D项正确。 故选D。 【知识点4】几种特殊的图像 1．速率—温度(压强)图 【技法解读】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. v－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。 v－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。 2．“点－线－面”三维度分析特殊平衡图像 （1）对于化学反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如图所示：M点前，表示从反应开始，v正>v逆；M点恰好达到平衡；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(如图)。L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以E点满足v正>v逆；同理，L线的右下方(F点)满足v正＜v逆。 【例1】某容器中只发生反应：。由下列图象得出的结论正确的是 A．其他条件相同，如图1所示，平衡时Y的转化率： B．其他条件相同，如图1所示，若压强，则 C．向两恒容密闭容器中按不同投料比分别通入一定量的X和Y，Y的平衡转化率随温度变化曲线如图2所示，则平衡常数 D．相同温度下，分别向体积不等的A、B两个恒容密闭容器中均通入2molX和2molY，反应到tmin时X的转化率如图3所示。若B中反应已达到平衡状态，则A中反应一定也达到了平衡状态 【答案】D 【详解】A．图1中，随着n(X)增大（横坐标增大），Y的转化率因X浓度增加而提高。假设a、b、c三点n(X)依次增大，则Y转化率应为c > b > a，A错误； B．W为固体，气体体积变化取决于(a+b)与c，若p1 > p2且p1时Z体积分数更大，说明加压平衡正向移动，即(a+b) > c，B错误； C．平衡常数K仅与温度有关，图2中A、B点温度相同，则KA=KB，升高温度，Y转化率降低（曲线下降），则正反应放热，即温度升高K减小，故，C错误； D．图3中，A容器体积小，压强大，反应速率比B快，B点达到平衡状态，故A一定达到平衡状态，D正确； 故选D。 【例2】分解的热化学方程式为  。向体积为1L恒容密闭容器中加入的混合气体(Ar不参与反应)，测得不同温度的平衡转化率随比值的变化如图所示。下列说法正确的是 A．该反应的 B．平衡常数 C．测得X点平衡时体系压强为p，则 D．维持点时不变，向容器中充入，的平衡转化率增大 【答案】C 【详解】A．该反应为，由图像可知，且时平衡转化率更高，说明升温平衡正向移动，正向为吸热反应，，A错误； B．平衡常数K仅与温度有关，且正向吸热，故。结合图像，X、Y在曲线，Z在曲线，因此，，则，B错误； C．X点，初始，，转化率50%，转化0.025mol。平衡时，，，，总n=0.1125mol。总压为p时，分压，，，，C正确； D．Y点不变，充入使增大，结合图像，该比值增大时平衡转化率减小，D错误。 故选C。 【例3】用和合成的原理如下：，在容积恒定的密闭容器中充入，在催化剂作用下，反应一段时间，测得混合气体中的体积分数与温度的关系如下图所示。下列说法正确的是 A．该反应可高温自发进行 B．平衡常数： C．反应速率： D．c点时，向容器中再充入等物质的量的和，再次达到平衡时，的体积分数不变 【答案】C 【详解】由题干信息和图像可知，b点之前反应未达到平衡状态，随着温度升高，反应速率加快，的体积分数逐渐增大，b点时的体积分数最大，达到平衡状态，b点后随着温度升高，的体积分数逐渐减小，说明平衡逆向进行，正反应，以此解题。 A．结合分析可知，正反应，由化学方程式可知，根据，可知该反应低温自发进行，A错误； B．平衡常数只和温度有关，该反应为放热反应，温度越高，平衡常数越小，所以，B错误； C．根据图像可知a、c两点各组分的浓度分别相同，但c点的温度高于a点，所以c点的反应速率高于a点，，C正确； D．c点时反应达到平衡状态，向容器中再充入等物质的量的和，根据等效平衡原理，再次达到平衡时，相当于增大体系的压强，平衡正向移动，的体积分数变小，D错误； 故选C。 【例4】下列关于可逆反应各图像的解释或得出的结论不正确的是 A．由甲图可知，t₁时刻一定是使用了催化剂 B．由乙图可知，可逆反应的正反应放热 C．由丙图可知，A点：v正<v逆 D．由丁图可知，交点A表示反应物和生成物浓度相等，但不一定是平衡状态 【答案】A 【详解】A．改变条件后，正逆反应速率增大且相等，若对前后气体分子数相等的化学反应，可能是加压，也可能是加了催化剂，故A错误； B．生成物的百分含量随温度的升高而增大，m为曲线的最高点，生成物的百分含量达到最大值，达到相应温度下的限度，即建立了相应温度下的平衡状态；继续升温生成物的百分含量减小，说明升温反应向逆反应方向移动，则该反应是放热反应，故B正确； C．A点的转化率高于平衡转化率，说明反应要逆向移动，则v正＜v逆，故C正确； D．交点A表示反应物和生成物浓度相等，未必保持不变，故不一定是平衡状态，故D正确； 故选A。 【例5】数形结合是研究化学反应速率及化学平衡的重要数学手段，从如图所示图像得出的结论正确的是 A．图甲： B．图乙：时刻改变的条件可能是加入催化剂或压缩体积加压 C．图丙： D．图丁： 【答案】B 【详解】A．甲中容器体积未知，无法计量用浓度表示的A的反应速率，A错误； B．反应为等气体分子数的反应，则时刻改变的条件可能是加入催化剂，也可能是加压，B正确； C．对图中反应升高温度，正反应增大的速率大于逆反应增大的速率，说明平衡正向移动，该反应是吸热反应，焓变大于0，C错误； D．根据先拐先平数据大，由下面两根曲线得到P2＞P1，增大压强，C%增大，说明正向移动，即正向是体积减小的反应，即，D错误； 故选B。 【知识点5】化工生产中的复杂图像分析 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。 如图中虚线表示单位时间内A的产率随温度的升高先增大后减小，先增大的原因是P点之前反应尚未达到平衡，随温度的升高，反应速率增大，故单位时间内A的产率增大。 （2）催化剂的活性是否受温度的影响 不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低于或高于这个温度都会下降。 如图，250～300 ℃时，温度升高而B的生成速率降低的原因是温度超过250 ℃时，催化剂的催化效率降低。 （3）不同的投料比对产率也会造成影响 可以采用定一议二的方法，根据相同投料比下温度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强下改变投料比时平衡移动的方向进行判断，确定反应的吸放热或系数和的大小。 如图，对于反应2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)。 当投料比一定时，温度越高，CO2的转化率越低，所以升温，平衡左移，正反应为放热反应。若温度不变，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，则提高了二氧化碳的转化率。 （4）考虑副反应的干扰或影响 往往试题会有一定的信息提示，尤其温度的改变影响较大。 【例1】为了模拟汽车尾气的净化，向密闭容器中投入一定量的和，在催化剂(Ⅰ型、Ⅱ型)和不同温度条件下发生反应：，反应进行相同时间(t秒)，测得转化率与温度的关系曲线如图所示(图中虚线表示平衡转化率)。下列说法不正确的是 A．该反应在a、b二点对应的平衡常数大小关系： B．该反应使用不同催化剂对应的活化能：Ⅰ型<Ⅱ型 C．已知、t秒时容器中浓度为，该温度下反应平衡常数为 D．晶胞参数为，则顶角到面心距离为或 【答案】C 【详解】根据图示，升高温度，CO的平衡转化率减小，说明升高温度平衡逆向移动，正反应放热。 A．正反应为放热反应，温度升高平衡常数K减小，a点温度低于b点，故，故A正确； B．相同温度下，Ⅰ型催化剂CO转化率更高，反应速率更快，活化能更低，即Ⅰ型活化能<Ⅱ型，故B正确； C．设CO初始浓度为bmol/L，平衡转化率为x，平衡时c(CO)=b(1-x)mol/L，c(CO2)=bxmol/L，c(O2)=0.025mol/L，K=，故C错误； D．CO2为面心立方晶胞，如图，晶胞参数为apm，图示晶胞中顶角到等距最近3个面心的距离为、顶角到另三个面心的距离为，故D正确； 选C。 【例2】在一定的温度和压强下，将按一定比例混合的和通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。在两种不同催化剂作用下反应相同时间，测得转化率和生成选择性随温度变化的影响如图所示。已知：选择性。 反应Ⅰ：  。 反应Ⅱ：  。 下列有关说法正确的是 A．   B．延长W点的反应时间，能提高的转化率 C．在间，以为催化剂，升高温度的产率几乎不变 D．高于320℃后，以Ni为催化剂，随温度的升高转化率上升的主要原因是反应Ⅱ平衡正向移动 【答案】B 【详解】在两种不同催化剂作用下反应相同时间，化学反应速率越大、CH4选择性越高，则甲烷的产率越高。 A．由盖斯定律，反应I-反应Ⅱ得到，则，A错误； B．由图，W点未达到平衡状态，延长反应时间可以增加转化率，B正确； C．在260℃~320℃间，以CeO2为催化剂，升高温度CH4的选择性虽然基本不变，但CO2的转化率在上升，所以CH4的产率上升，C错误； D．由图中信息可知，高于320℃后以Ni为催化剂，CO2转化率明显低于相同温度下以CeO2为催化剂的转化率，反应一定未达平衡，高于320℃后，随温度的升高CO2转化率上升的原因是催化剂活性增大，反应速率加快，D错误； 故选B。 【例3】在容积可变的密闭容器中，发生反应：。起始时和的物质的量之比为2：1.在不同压强下()反应达到平衡时，测得转化率随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．反应的 B．压强： C．正反应速率：y点>x点 D．化学平衡常数：y点>x点 【答案】D 【详解】由图像可知，随温度升高，NO转化率降低，说明升高温度平衡逆向移动，逆向为吸热反应，则正向为放热反应。 A．由图像可知，随温度升高，NO转化率降低，说明升高温度平衡逆向移动，逆向为吸热反应，则正向为放热反应，ΔH<0，A正确； B．该反应为气体分子数减少的反应，增大压强平衡正向移动，NO转化率增大。相同温度下，p1曲线的NO转化率高于p2，故压强p1>p2，B正确； C．x点在p2曲线（低压）、温度350℃，y点在p1曲线（高压）、温度高于350℃（图像中y点横坐标靠右，温度更高）。温度越高、压强越大，反应速率越快，y点温度和压强均大于x点，故正反应速率y点>x点，C正确； D．化学平衡常数K只与温度有关，与压强无关。该反应正向放热，温度升高K减小，y点温度高于x点，故平衡常数y点<x点，D错误； 故选D。 【例4】甲烷-水催化重整可获得H2。其主要反应为 反应I     反应Ⅱ     还会产生少量积碳（覆盖于催化剂表面）： 在密闭容器中，1.01×105Pa、n起始(H2O):n起始(CH4)=1.5:1时，反应达平衡后，n平衡(H2O)随着温度升高而减小。反应I的平衡常数和反应Ⅱ的平衡常数随温度变化如图所示。下列说法错误的是 A．反应I中反应物所含的键能总和大于生成物所含的键能总和 B．升高反应温度，可能减小 C．适当增加水蒸气的用量，可减少积碳的量 D．反应达平衡时，分离出CO2能增加n(H2) 【答案】B 【详解】由图可知，lgKⅠ随温度升高而增大，lgKⅡ随温度升高而降低，可知温度升高，KⅠ增大，KⅡ减小。据此分析。 A．反应I的平衡常数KⅠ随温度升高增大，说明反应I吸热（即ΔH1>0）。ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和，ΔH1>0则反应物键能总和>生成物键能总和，A正确； B．KⅠ·KⅡ为总反应CH4(g)+2H2O(g)⇌CO2(g)+4H2(g)的平衡常数K总。由题中“n(H2O)随温度升高而减小”可知，升温总反应正向移动，即总反应吸热（ΔH总>0），故升高温度K总增大，则KⅠ·KⅡ一定增大，不可能减小，B错误； C．增加水蒸气用量，可促进反应I、Ⅱ正向移动，从而消耗CH4、CO，减少CH4分解积碳的量，C正确； D．分离CO2使反应Ⅱ正向移动，生成H2，同时CO浓度降低促进反应I正向移动，生成更多H2，n(H2)增加，D正确； 答案选B。 【例5】一定温度下小分子烯烃之间存在如下反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 在压强为的恒压密闭容器中，通入一定量的，反应达到平衡时，三种组分的物质的量分数x随温度的变化关系如图所示(是用分压代替浓度计算的平衡常数，分压=总压物质的量分数)。下列说法错误的是 A．曲线a表示的物质的量分数随温度变化情况 B．700K时反应的 C．700K之前升高温度对反应Ⅰ的影响程度大于反应Ⅱ D．加入催化剂可使曲线b和c的交点位置向上平移 【答案】D 【详解】由题意可知，反应Ⅰ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，增多，减少；反应Ⅱ为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，减少，增多，故曲线中b为，c为，然后a为；且可从的曲线变化看出，700K之前以反应I为主，700K之后以反应Ⅱ为主； A．由分析可知曲线a表示的是，A正确； B．700K时，a的x=0.6（C3H6），b和c交于x=0.2（C4H8和C2H4）。反应Ⅲ：，气体分压等于物质的量分数乘压强，所以p(C4H8)=0.2p，p(C2H4)=0.2p，， B正确； C．700K前，C4H8（b）的x大于C2H4（c），说明升温对放热反应Ⅰ的逆向影响（C4H8减少）大于对吸热反应Ⅱ的正向影响（C2H4增加），C正确； D．催化剂不影响平衡，曲线b和c的交点位置（平衡组成）不变，D错误； 故答案选D。 第42讲 化学反应速率与化学平衡图像分析（练习） 一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求． 1．在体积不变的密闭容器中进行反应：。下列各图表示其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，其中分析正确的是 A．图A表示t0时刻增大NH3的浓度对反应速率的影响 B．图B中的a曲线表示使用催化剂对反应速率的影响 C．图C表示温度对反应速率的影响，且T1>T2 D．图D中a、b、c三点中只有b点已经达到平衡状态 【答案】B 【详解】，该反应为放热反应，且为分子数减少的反应。 A．图A中t0时刻时，正反应和逆反应均增加，且，逆向进行，改变的条件为升高温度，故A错误； B．图B中a、b曲线平衡状态一致，且曲线a比b先达到平衡，所以曲线a为加了催化剂的反应，反应速率增大，故B正确； C．图C中T2条件下先达到平衡，反应速率增大，且平衡逆移，故T2>T1，故C错误； D．图D中表示平衡常数与温度的变化关系，曲线上的个点均为平衡点，故D错误； 故选B。 2．在2L恒容密闭容器中加入一定量A和B，发生反应aA(g)+bB(g)cC(g)。100℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化关系如图一所示。不同温度下平衡时C的体积分数与A、B起始时的投料比的变化关系如图二所示。则下列结论正确的是 A．aA(g)+bB(g)cC(g)    △H＞0 B．100℃时达平衡的体系中充入少量C(g)，达新平衡前v(逆)＞v(正) C．100℃时前5min平均化学反应速率v(A)=0.04mol•L-1•min-1 D．某温度下平衡时B的转化率随起始的增大而减小 【答案】B 【详解】A．升高温度C的体积分数减小，平衡逆向移动，则反应正向放热△H＜0，故A错误； B．100℃时达平衡的体系中充入少量C(g)，平衡逆向移动，达新平衡前v(逆)＞v(正)，故B正确； C．100℃时前5min平均化学反应速率，故C错误； D．增大相当于在原本体系内B浓度不变的情况下增加A的浓度，平衡正向移动，B的转化率增大，故D错误； 故选B。 3．向密闭容器中充入一定量和混合气体，在一定条件下，发生反应：  。测得在不同温度下的平衡时产率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是 A．平衡常数： B．逆反应速率： C．反应温度： D．混合气体平均摩尔质量： 【答案】D 【详解】ΔH<0，则同一压强下，升高温度，平衡逆向移动，氨气的平衡产率降低，平衡常数K减小，故T1>T2，K(A)>K(B)，据此解答。 A．平衡常数只与温度有关，则K(A)>K(B)=K(C)，A错误； B．平衡时，正、逆反应速率相等，相同压强，温度高反应速率大，则v(B)>v(A)，相同温度时，压强大反应速率快，则v(B)>v(C)，B错误； C．由分析可知，反应温度：T1>T2，C错误； D．由可知，混合气体质量不变，物质的量越大，平均摩尔质量越小，氨气的平衡产率越低，混合气体物质的量越大，即n(A)<n(B)<n(C)，则M(A)>M(B)>M(C)，D正确； 故选D。 4．X、Y、Z是三种气态物质，在一定温度下其变化符合下图。下列说法一定正确的是 A．该反应的热化学方程式为X(g) +3Y(g) ⇌ 2Z(g)  △H= -（E2-E1）kJ B．若图Ⅲ中甲表示压强，乙表示Z的含量，则其变化符合图Ⅲ中曲线 C．该温度下，反应的平衡常数数值约为533，若升高温度，该反应的平衡常数减小，Y的转化率降低 D．图Ⅱ中曲线b是加入催化剂时的能量变化曲线，曲线a是没有加入催化剂时的能量变化曲线 【答案】C 【详解】A. 图Ⅰ中X、Y的物质的量浓度逐渐减小，应是反应物，Z的物质的量浓度逐渐增大，应是生成物，浓度的变化比值为（0.5-0.3）：（0.7-0.1）：（0.4-0）=1：3：2，根据浓度的变化之比等于化学计量数之比可知反应方程式应为X(g) +3Y(g) ⇌ 2Z(g)，由图Ⅱ可知反应物的总能量大于生成物的总能量，反应放热，反应热为△H= -（E2-E1）kJ/mol，该反应热化学方程式为X(g) +3Y(g) ⇌ 2Z(g)  △H= -（E2-E1）kJ/mol，反应热的单位为kJ/mol，A项错误； B. 压强增大，平衡右移，Z的含量应增大，B项错误； C. 该反应放热，升高温度平衡左移，该反应的平衡常数减小，Y的转化率降低，C项正确； D. 图Ⅱ也可能为加入不同的催化剂，b的催化效果较好，或者是曲线b是加入催化剂，曲线a是没有加入催化剂时的能量变化曲线，D项错误； 答案选C。 5．可逆反应aA（g）+bB（g）⇌ cC（g）+dD（g）△H同时符合下列两图中各曲线的是 A．a+b＞c+d T1＞T2 △H＞0 B．a+b＞c+d T1＜T2 △H＜0 C．a+b＜c+d T1＞T2 △H＞0 D．a+b＜c+d T1＜T2 △H＜0 【答案】B 【详解】图1中T2温度下先达平衡，说明反应速率更快，则T2>T1，T2→T1时，生成物浓度增大，说明温度降低平衡向正反应方向移动，则正反应为放热反应，ΔH<0；图2中达平衡(v正＝v逆)后增大压强，v正>v逆，说明平衡向正反应方向移动，则该反应的正反应为气体分子数减小的反应，则a＋b>c＋d，B项正确； 答案选B。 6．一定条件下，将和按物质的量之比充入反应容器，发生反应：。其他条件相同时，分别测得NO的平衡转化率在不同压强下随温度变化的曲线如图所示。 下列说法错误的是 A． B．其他条件不变，温度升高，该反应的反应限度减小 C．400℃、条件下，的平衡转化率为40% D．400℃时，该反应的化学平衡常数的数值为 【答案】D 【详解】A．正反应为气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强平衡向正反应方向移动，NO的转化率增大，故p1<p2，A正确； B．由图可知，压强一定时，随温度升高，NO的转化率降低，平衡逆向移动，则该反应的反应限度减小，B正确； C．400℃、条件下，平衡时NO的转化率为40%，和按物质的量之比2：1投入，且按2:1反应，二者转化率相等，即O2的平衡转化率为40%，C正确； D．反应前后气体的化学计量数不相等，平衡常数与体积有关，由于体积未知、物质的浓度未知，不能计算平衡常数，D错误； 故答案为D。 7．在一定的温度和压强下，将按一定比例混合的和通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。在两种不同催化剂作用下反应相同时间，测得转化率和生成选择性随温度变化的影响如图所示。已知：选择性。反应Ⅰ：  。反应Ⅱ：  。 下列有关说法正确的是 A．   B．延长W点的反应时间，能提高的转化率 C．在间，以为催化剂，升高温度的产率几乎不变 D．高于320℃后，以Ni为催化剂，随温度的升高转化率上升的主要原因是反应Ⅱ平衡正向移动 【答案】B 【详解】在两种不同催化剂作用下反应相同时间，化学反应速率越大、CH4选择性越高，则甲烷的产率越高。 A．由盖斯定律，反应I-反应Ⅱ得到，则，A错误； B．由图，W点未达到平衡状态，延长反应时间可以增加转化率，B正确； C．在260℃~320℃间，以CeO2为催化剂，升高温度CH4的选择性虽然基本不变，但CO2的转化率在上升，所以CH4的产率上升，C错误； D．由图中信息可知，高于320℃后以Ni为催化剂，CO2转化率明显低于相同温度下以CeO2为催化剂的转化率，反应一定未达平衡，高于320℃后，随温度的升高CO2转化率上升的原因是催化剂活性增大，反应速率加快，D错误； 故选B。 8．羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂，能防止某些害虫和真菌的危害。在容积不变的密闭容器中，使CO与发生如下反应并达到平衡：    △H，在不同温度下达到化学平衡时，的转化率如图所示。下列说法正确的是 A．平衡常数： B．正反应速率： C．若将容器体积缩小至原来的一半，的转化率增大 D．反应温度为200℃时，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态 【答案】B 【详解】A．由图可知，升高温度，的平衡转化率减小，说明平衡逆向移动，该反应为放热反应，平衡常数随着温度的升高而减小，则平衡常数：，A错误； B．由图可知，b点的转化率小于平衡转化率，说明此时反应还没有平衡，则正反应速率：，B正确； C．该反应是气体体积不变的反应，若将容器体积缩小至原来的一半，压强增大，平衡不发生移动，的转化率不变，C错误； D．该反应是气体体积不变的反应，反应过程中容器内的压强是定值，当容器内压强不变时，不能说明反应达到平衡状态，D错误； 故选B。 9．用和合成的原理如下：，在容积恒定的密闭容器中充入，在催化剂作用下，反应一段时间，测得混合气体中的体积分数与温度的关系如下图所示。下列说法错误的是 A．该反应低温下可自发进行 B．平衡常数： C．反应速率： D．c点时，向容器中再充入等物质的量的和，再次达到平衡时，的体积分数不变 【答案】D 【详解】A．由图可知，之后随着温度的升高，减小，即平衡逆向移动，根据勒夏特列原理可知，该反应为放热反应，则正反应，由化学方程式可知，根据，可知该反应低温自发进行，A正确； B．平衡常数只和温度有关，该反应为放热反应，温度越高，平衡常数越小，所以，B正确； C．根据图像可知a、c两点各组分的浓度分别相同，但c点的温度高于a点，所以c点的反应速率高于a点，，C正确； D．c点时反应达到平衡状态，向容器中再充入等物质的量的和，根据等效平衡原理，再次达到平衡时，相当于增大体系的压强，平衡正向移动，的体积分数变小，D错误； 故答案选：D。 10．南京理工大学朱卫华等人提出了一种基于单簇催化剂还原的反应，主要反应如下： i. ii. iii. 在T℃、100反应条件下，向密闭容器中充入和，发生上述反应，测得含氮元素占比［如的含氮元素占比］与时间的关系如图，95min时体系达到平衡。已知：反应ii为快速平衡，可认为不受慢反应i、iii的影响；为用物质的量分数表示的平衡常数。下列说法错误的是 A．反应i的 B．曲线b表示的含氮元素占比 C．0~45min内，的平均反应速率约为 D．若选择对反应i更高效的催化剂，则G点将移向E点 【答案】D 【详解】A．反应i是气体分子数减少的反应，ΔS<0，反应i自发进行，则ΔG=ΔH-TΔS<0，故该反应的ΔH<0，A正确； B．反应ii为快反应，曲线a表示物质快速减少，故曲线a表示NO，NH3快速增加，故曲线b表示氨气，曲线c表示N2，B正确； C．起始时，压强为100kPa、2 molNO、6 molH2，45min时，由图可知，NH3和N2的氮含量为47%，NO的氮含量为6%，，则NO的平均反应速率约为，C正确； D．G点反应已经达到平衡，若选择对反应i更高效的催化剂，则达到平衡所需的时间缩短，但N2的占比不变，D错误； 故答案为D。 11．逆水气变换反应：  。一定压力下，按物质的量之比投料，温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为温度时反应速率常数分别为。下列说法错误的是 A． B．温度下达平衡时反应速率的比值： C．温度不变，改变体系初始压力，反应物摩尔分数随时间的变化曲线发生变化 D．温度下，改变初始投料比例，可使平衡时各组分摩尔分数与温度时相同 【答案】D 【详解】由图可知，T1比T2更早达到平衡，则T1条件下反应速率更快，则T1＞T2；该反应正向吸热，则T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温度下平衡时；由于起始CO2与H2的物质的量之比为1∶1，则达到平衡时CO2和H2的摩尔分数相等，据此分析； A．根据分析，T1比T2反应速率速率快，反应速率常数与温度有关，结合反应速率方程知k1＞k2，A正确； B．反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2)，则，T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温度下平衡时，则，B正确； C．温度不变，仅改变体系初始压力，虽然平衡不移动，但反应物的浓度改变，反应速率改变，反应达到平衡的时间改变，反应物摩尔分数随时间的变化曲线变化，C正确； D．T2温度下，改变初始投料比，相当于改变某一反应物的浓度，达到平衡时H2和CO2的摩尔分数不可能相等，故不能使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同，D错误； 故选D。 12．向体积均为的甲、乙两个恒容密闭容器中分别充入和，发生反应：  。分别在绝热、恒温条件下进行，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．该反应的 B．乙在恒温条件下进行 C．a点的正反应速率大于c点的逆反应速率 D．乙条件下平衡常数K小于20.25 【答案】D 【详解】A．该反应的正反应气体分子数减少，若为恒温，压强应持续减小，甲容器压强先升后降，说明绝热条件下温度升高，故正反应放热，ΔH<0，A正确； B．由图可知，乙容器压强随时间持续减小，符合恒温下仅因气体分子数减少导致压强降低的特征，故乙为恒温条件，B正确； C．a点为绝热平衡状态，v正(a)=v逆(a)，c点为恒温平衡状态，该反应放热，则温度T甲>T乙，且甲平衡逆向移动，反应物浓度更高，温度和浓度均使v逆(a)>v逆(c)，故v正(a)=v逆(a)>v逆(c)，C正确； D．乙为恒温，压强与物质的量成正比，则b点时总物质的量为，n=4.25mol，设O2转化量为xmol，依据三段式计算，，则4-4x+1-x+2x+2x=4.25，x=0.75mol，此时，曲线后续压强继续下降，说明反应正向进行至平衡，平衡时x >0.75mol，则K大于Q，故乙平衡常数K>20.25，D错误； 故选D。 13．甲醇有“木醇”与“木精”之名，现代甲醇是直接在一氧化碳、二氧化碳和氢的一个催化作用的工业过程中制造的。向2L恒容密闭容器中充入和，在一定条件下，发生反应  。在甲、乙两种不同催化剂的作用下，反应时间均为时，测得甲醇的物质的量分数随温度的变化如图所示。下列说法不正确的是 A．后甲醇的物质的量分数减小的原因是温度升高平衡逆向移动 B．相同温度下，催化剂效果更好的是甲 C．下，再充入和，达平衡后的转化率增大 D．和下，平衡常数： 【答案】D 【详解】A．不同的催化剂下，后甲醇的物质的量分数相同，说明后反应达平衡。由反应知，升温，平衡逆向移动。故甲醇的物质的量分数减小的原因是温度升高，平衡逆向移动，所以物质的量分数减小，A正确； B．相同条件下甲催化下甲醇的物质的量分数更大，催化剂效果更好，B正确； C．下，再充入和，相当于加压，平衡正向移动，的转化率增大，C正确； D．，正反应放热，温度升高，平衡逆向移动，平衡常数减小，，D错误； 故选D。 14．一定量在真空恒容密闭容器中能发生多相可逆反应：，平衡时容器内压强与温度关系如图所示。下列说法错误的是 A．310K时，若容器内压强不再改变，则反应达到平衡状态 B．无论反应是否达到平衡，的体积分数始终约为33.3% C．a、b两点中，的点为a点 D．320K时反应达到平衡状态后，若将容器体积压缩至原来的，则再次平衡时容器内压强为2p 【答案】D 【详解】A．该反应中固体分解生成气体，未平衡时气体物质的量变化导致压强变化，平衡时气体物质的量不变则压强不变，故310K时压强不再改变说明反应达到平衡，A正确； B．产物中NH3与CO2的物质的量之比恒为2:1，无论是否平衡，CO2体积分数都为，B正确； C．曲线上的点为平衡点，a点压强大于对应温度的平衡压强，气体量超过平衡量，反应逆向进行，则有，C正确； D．温度不变时平衡常数不变，根据，设平衡时分压为x，为2x，则总压为3x，得到；压缩体积后，新平衡时因不变，则x不变，总压仍为3x=p，而不是2p，D错误； 故答案为：D。 15．工业上将和混合气体在压强为0.15MPa时通入反应釜中制备，反应如图1所示分两步完成，反应相同时间后测得和的体积分数随温度变化如图2所示。 下列说法正确的是 A．该反应涉及的反应为Ⅰ．  Ⅱ． B．在时，增大的投料比，的转化率提高 C．其他条件不变时，通入适量氮气可以提高的产率 D．在范围内，其他条件不变时升高温度，的体积分数升高 【答案】C 【详解】由图1可知，  分两步完成：第一步反应为   ；第二步反应为   。第二步反应的活化能大于第一步的，第二步较难发生。从图2可知，1000℃之后第二步反应才会发生，且温度越高，第二步反应速率增加越快。 A．由分析可知，第一步反应为，第二步反应为，A错误； B．1000℃之后第二步反应才会发生，所以980℃时提高的投料比，H2S的转化率不会提高，B错误； C．其他条件不变时，适量通入氮气相当于减压，两个平衡均正向移动，理论上可以提高H2的产率，C正确； D．在范围内，其他条件不变时升高温度，活化能大的反应速率受温度影响更大，所以第二步的反应速率随温度升高增大更快，的体积分数先升高后降低，D错误； 故答案选C。 二、非选择题：本题共5小题，共55分。 16．氢能是人类未来的理想能源之一，氢能利用存在两大难题：制取和储存。 I．制取氢气 乙醇与水催化重整是当前制取清洁能源氢气的主要方法，其反应机理如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 回答下列问题： (1)在催化剂作用下，反应1可通过如图所示的反应历程实现催化重整，则 kJ/mol(用含字母a、b、c的代数式表示)，该反应在 (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。 (2)下列措施中一定能提高H2平衡产率的是___________。 A．选择合适的催化剂 B．降低温度 C．增大水蒸气浓度 D．恒温恒容下通入气体Ar (3)压强为100 kPa下，1 mol C2H5OH(g)和3 mol H2O(g)发生上述反应，平衡时CO2和CO的选择性、C2H5OH的转化率随温度的变化曲线如图所示。 (例如：CO的选择性) ①表示C2H5OH平衡转化率的曲线是 (填标号)。 ②573K时，反应Ⅱ的Kp= (精确至0.1)。 Ⅱ．储存氢气 镁基储氢材料如Mg(s)、Mg2Ni(s)，具有储氢量高，成本低廉等优点，发展前景广阔。 已知： 请根据以上内容，回答下列问题： (4)Mg2Ni(s)吸氢反应的活化能Ea= kJ/mol；图2为某温度下，两种材料吸氢量随时间变化关系，请结合图1解释5分钟内Mg2Ni(s)吸氢量更大的原因是 。 【答案】 (1)a-b+c 高温 (2)C (3)b 14.0 (4)72.0 Mg2Ni吸氢反应活化能小，反应速率快 【详解】（1）化学反应的能量变化与反应途径无关，只与反应的始态与终态有关。若反应Ⅰ经过了如图的变化过程，则根据盖斯定律可知△H1=(a-b)kJ/mol+c kJ/mol=(a-b+c)kJ/mol； 根据图示可知：对于反应Ⅰ，由于反应物总能量比生成物的总能量低，该反应发生需要从周围环境中吸收热量，因此该反应为吸热反应，反应热△H1＞0； 根据热化学方程式可知：该反应的正反应是气体混乱程度增大的反应，熵变△S＞0，要使反应自发进行，根据体系的自由能公式△G=△H-T△S＜0，反应可自发进行。由于其△H＞0，△S＞0，所以反应要自发进行，反应温度应该是高温条件下可自发进行； （2）A．选择合适的催化剂只能加快反应速率，缩短达到平衡所需时间，而不能使平衡发生移动，因此不能提高H2平衡产率，A不符合题意； B．反应Ⅰ的正反应是吸热反应，反应Ⅱ的正反应是放热反应。降低温度，会使反应Ⅰ的化学平衡逆向移动，导致H2的产率降低；同时又使反应Ⅱ的平衡正向移动，H2的产率又会增大，由于温度改变两个反应的移动方向相反，温度对那个平衡移动影响更大不能确定，因此不能确定H2的平衡产率是增大还是减小，B不符合题意； C．水蒸气是反应物，增大水蒸气浓度，两个可逆反应的化学平衡都是正向移动，使H2的平衡产率提高，C符合题意； D．恒温恒容下通入气体Ar，不能改变反应体系中任何一种物质的浓度，因此化学平衡不移动，H2的产率不变，D不符合题意； 故合理选项是C； （3）①反应Ⅰ是吸热反应，反应Ⅱ是放热反应，根据盖斯定律可知：升高温度，化学平衡向吸热的方向移动，故反应Ⅰ的平衡正向移动，反应Ⅱ的平衡逆向移动，即平衡时CO的选择性随着温度升高而增大，CO2的选择性随着温度升高而减小，且平衡时CO2的选择性+CO的选择性=1，所以图中曲线b表示乙醇的转化率，曲线c表示CO的选择性，曲线a表示CO2的选择性，故表示C2H5OH平衡转化率的曲线是b； ②由图可知：573K时乙醇的转化率为60%，消耗乙醇的物质的量为△n(C2H5OH)=l mol×60%=0.6 mol，平衡时乙醇的物质的量n(C2H5OH)=0.4 mol；CO2的选择性为85%，平衡时CO2的选择性+CO的选择性=l，则CO的选择性为15%，根据C原子守恒可知生成n(CO2)=0.6 mol×2×85%=1.02 mol，n(CO)=0.6 mol×2×15%=0.18 mol；消耗水△n(H2O)=1.02 mol+×(1.02+0.18)mol=1.62 mol，剩余水n(H2O)=3 mol-1.62 mol=1.38 mol，反应生成氢气的物质的量为n(H2)=4×0.6 mol+1.02 mol=3.42 mol，平衡时混合气体总物质的量为n(总)=n(CO)+n(CO2)+n(H2O)+n(H2)+n(C2H5OH)=0.18 mol+1.02 mol+1.38 mol+3.42 mol+0.4 mol=6.4 mol，则反应Ⅱ的压强平衡常数Kp==14.0； （4）根据图示可知Mg2Ni(s)吸氢反应的活化能Ea=72.0 kJ/mol； 根据某温度下，两种材料吸氢量随时间变化关系图，可知在5分钟内Mg2Ni(s)吸氢量更大，原因是Mg2Ni吸氢反应活化能小，反应更容易发生，因而其反应速率快，在相同时间内吸氢量更大。 17．乙胺是一种重要的有机化工原料。乙腈催化加氢是工业上制备乙胺的重要方法：。 (1)按化学计量系数比投料，固定平衡转化率，探究压强与温度的关系如图。 ①转化率由大到小的顺序为 ；原因是 。 ② 0(填“>”、“<”或“=”)，该反应可在 (填“低温”、“高温”或“任意温度”)下自发进行。 (2)时，该反应以物质的量分数表示的平衡常数。维持压强，按化学计量系数比投料和，发生反应。 ①下列说法能说明反应达到平衡状态的是 (填字母)。 a．的物质的量分数不变 b． c．的物质的量之比为1：2：1 ②为以平衡分压表示的平衡常数(分压=总压物质的量分数)，则 (用含的代数式表示)。 ③若，则 MPa。 【答案】 (1) 该反应为气体体积减小的反应，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，平衡转化率增大 < 低温 (2)ac 10 【详解】（1）①反应是气体分子数减小的反应，在温度一定时，压强越大，平衡向气体分子数减少的方向（正反应方向）移动，反应物的转化率越高。从图中可以看出，在相同温度下，压强越大，对应的转化率越高，所以；②由图可知，压强相同时，温度升高，平衡转化率减小，说明升高温度平衡逆向移动，所以正反应是放热反应，。因为反应的， ，即该反应可在低温下自发进行。 （2）①a．的物质的量分数不变，说明各物质物质的量不再变化，反应达到平衡状态，a正确； b．当时，正逆反应速率才相等，反应达到平衡，b错误； c．当的物质的量之比为1：2：1，，达到平衡状态，c正确； ②设乙腈的起始物质的量为，的起始物质的量为，平衡时乙腈转化的物质的量为，则：，平衡时总物质的量，各物质的物质的量分数：，，，已知，则平衡时各物质分压：，，，则。 ③已知，由，且。因此，，则10 MPa 18．丙烯是重要的化工原料，主要用于生产聚丙烯，广泛应用于塑料、医药、农业等领域。可通过催化异丙醇脱水制取丙烯，涉及反应如下： I. II. 回答下列问题： (1)已知和的燃烧反应如下： 则 ，反应I的 (填“>”“<”或“=”)0；有利于反应Ⅰ自发进行的条件为 (填“高温”或“低温”)。 (2)在恒温恒容密闭容器中，反应I、II均达到平衡的判据是 (填标号)。 a.混合气体的密度不变 b.混合气体的平均摩尔质量不变 c.混合气体的总压强不变 (3)在一定条件下，若某时刻测得反应I、II的转化率分别为95%和32%，则丙烯的产率为 %。 (4)反应I、II达到平衡时与温度的关系曲线如图。已知：对于可逆反应，任意时刻的，式中的表示物质X的分压。 在350 ℃恒压平衡体系中充入少量稀有气体，此时反应Ⅱ的状态可能对应图中的 (填“甲”“乙”或“丙”)点，判断依据是 。 (5)T℃下，在压强恒为的密闭容器中加入，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，体系达到平衡后，测得的转化率为90%，的物质的量为。则T℃下，反应Ⅰ的平衡常数 (为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 【答案】 (1)+52 > 高温 (2)bc (3)64.6 (4)乙或甲 反应II对应的曲线为M，恒压时充入稀有气体瞬间，体系体积增大，各组分分压降低，则反应II的，所以为乙或甲 (5)540 【详解】（1）根据盖斯定律可知；反应I的气体分子数和种类都增加，所以反应I的＞0；，＞0，高温下自发。 （2）a．恒容体系，气体总质量不变，气体密度恒定，不能用于判断平衡，a错误；b．气体总质量不变，两个反应均为非等体积反应，气体总物质的量在平衡前不断改变，气体平均摩尔质量也不断改变，可以用于判断平衡，b正确；c．恒温恒容，气体压强由气体物质的量决定，气体总物质的量在平衡前不断改变，可以用气体压强判断平衡，c正确；故答案为：bc。 （3）反应I的转化率为95%，则反应I中丙烯产率为95%，反应II的转化率分为32%，则丙烯的消耗率为95%×32%=30.4%，则剩余丙烯产率为：95%-30.4%=64.6%。 （4）反应II是放热反应，所以会随温度升高而降低，所以曲线M代表反应II，恒压体系在350 ℃恒压平衡体系中充入少量稀有气体，充入稀有气体瞬间，体系体积增大，各组分分压降低，则反应II的，所以为乙或甲。 （5）T℃下，在压强恒为，体系达到平衡后，测得的转化率为90%，的物质的量为。此时 故装置内气体总物质的量为0.1 mol+0.9 mol+0.6 mol+0.15 mol=1.75 mol， 故。 19．由催化加氢制的反应体系中，发生的主要反应如下： 反应I： 反应Ⅱ： (1)已知：相关共价键的键能数据如表。 共价键 C—H C—O O—H 键能 436.0 413.4 351 462.8 试计算：断开中的化学键所需要提供的最低能量为 。 (2)对反应I来说，若该反应能自发进行，则该反应的熵变 (填“>”或“<”)0.若该反应速率，其中、分别为正反应、逆反应的速率常数，为气体的浓度。若降低温度， (填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)在时，向容积为的恒容密闭容器中投入和，此时容器内的总压为，发生反应Ⅰ、反应Ⅱ。 ①实验测得平衡时的选择性和平衡转化率随温度的变化如图所示。 已知：的选择性，的选择性。 其中，表示平衡时的选择性的是曲线 (填“i”或“ii”)；为同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性，应选择的反应条件为 (填标号)。 A．低温、低压    B．高温、高压    C．高温、低压    D．低温、高压 ②若在上述条件下，反应经后达平衡，的平衡转化率为，的选择性为。则在内 ，反应I的压强平衡常数 (用各气体物质分压代替浓度表示的平衡常数，分压=气体物质的物质的量分数×总压强)。 【答案】 (1)1091.9 (2)> 增大 (3)i D 0.26 【详解】（1）据盖斯定律，将反应Ⅱ-反应I可得：，依据反应物的总键能一生成物的总键能，可得：，解得，则断开中的化学键所需要提供的最低能量为。 （2），反应能够自发进行，反应I为吸热反应，则该反应能自发进行，则该反应的熵变>0；若该反应速率，平衡时正逆反应速率相等，则，，反应为吸热反应，降低温度，反应逆向进行，平衡常数减小，则值增大； （3）①升高温度，反应向吸热反应方向进行，所以反应I平衡正向移动、反应Ⅱ平衡逆向移动，减少，增多，故的选择性减小，则表示平衡时的选择性的是曲线； 增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，若想要提高的平衡转化率和的选择性，反应Ⅱ的平衡向正反应方向移动，反应Ⅰ的平衡向逆反应方向移动，所以应选择低温、高压，故选D； ②在时，反应经后达平衡，的平衡转化率为，则反应消耗的为，再依据的选择性为可知，反应I中生成的为，则反应Ⅱ中生成的为0.4mol，分别列式如下： 达到平衡时、、、、的物质的量分别为、、、、，在内，则；平衡时，根据同温同容(恒容容器)时，气体的压强与气体的总物质的量成正比，可知平衡时容器内的总压强为，反应I的压强平衡常数为。 20．I．碳的回收和利用是碳中和的重要途径。通过回收可以制备一些高附加值的产品，如甲醇()、甲酸()、甲醛()等。 (1)已知：  ； 科学研究表明，用作催化剂，和反应合成需经历三步： 第一步：；    第二步：；    第三步： 。 (2)用和为原料合成的机理如图所示，总反应含 个基元反应，其中决定总反应速率的反应方程式为 。 Ⅱ．甲烷在日常生活及有机合成中用途广泛，某研究小组研究甲烷在高温下气相裂解反应的原理及其应用。 (3)已知：         则甲烷气相裂解反应：的= 。 (4)该研究小组在研究过程中得出当甲烷分解时，几种气体平衡时分压(Pa)与温度(℃)的关系如图所示。 ①时，向2L恒容密闭容器中充入0.3mol，只发生反应，达到平衡时，测得。该反应达到平衡时，的转化率为 。(保留三位有效数字) ②对上述平衡状态，若改变温度至，经10s后再次达到平衡，，则10s内的平均反应速率= ，上述变化过程中T1 (填“>”或“<”)T2，判断理由是 。 ③在①建立的平衡状态基础上，其他条件不变，再通入0.5mol，平衡将 (填“不移动”、“正向移动”或“逆向移动”)，与原平衡相比，的平衡转化率 (填“不变”、“变大”或“变小”)。 (5)若容器中发生反应，计算该反应在图中A点温度时的平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度)。 【答案】 (1) (2)3 或 (3) (4)66.7% 0.00125 > 从题给图像判断出该反应为吸热反应，对比和两种平衡状态，由到，浓度增大，说明平衡逆向移动，则> 正向移动 变小 (5) 【详解】（1）总反应为，由此推知，总反应-第1步反应-第2步反应=第3步，因此第3步反应为。 （2）每步反应都有过渡态，即总反应有几个过渡态，就有几个基元反应，此反应有3个过渡态，总反应分三个基元反应进行； 决定总反应速率的是活化能最大的一步基元反应，该反应方程式为或。 （3）将三个已知的热化学方程式依次编号①②③，根据盖斯定律可得甲烷气相裂解反应=，可得，。 （4）①设达到平衡时，甲烷转化了xmol/L，根据三段式进行计算， 则有0.15-x=0.5x，x=0.1，故CH4的转化率。 ②由图像判断出该反应为吸热反应，因重新达到平衡后甲烷的浓度增大，故反应逆向移动，则T1℃到T2℃为降温过程，即T1＞T2，结合①的计算结果，设重新达到平衡时，甲烷的浓度变化了ymol/L，列出三段式法：， 则有，解得y=0.025，； ③在①建立的平衡状态基础上，再通入0.5mol CH4 ，根据勒夏特列原理，平衡向着减小反应物浓度的方向进行，即反应正向移动，但因为增大了甲烷的起始浓度，故甲烷的转化率变小。 （5）由题图中数据可知，平衡时各物质分压如下，，平衡常数。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 $