专题2 第三单元 专题突破(五) 化学反应速率化学平衡图像-【金版新学案】2025-2026学年新教材高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义配套课件（苏教版）

专题突破(五) 化学反应速率化学平衡图像 　 专题2 第三单元 化学平衡的移动 类型一　速率－时间图像(v－t图像) 1 类型二　速率－温度(压强)图像 2 内容索引 类型三　浓度(或物质的量)－时间图像 3 类型四　百分含量(或转化率、浓度)－ 温度(或压强)－时间图像 4 类型五　百分含量(或转化率)－温度－压强图像 5 类型六　几种特殊的图像 6 类型一　速率－时间图像(v－t图像) 返回 1.“渐变”类v－t图——浓度对化学反应速率的影响 图像Ⅰ中，_______突变，而_______渐变，t1时刻图像中有一条线是连续的，且_____＞_____，说明t1时刻改变的条件是___________________，使_____突变，平衡正向移动。 图像Ⅱ中，_____渐变，_____突变，t1时刻图像中有一条线是连续的，且_____＞_____，说明t1时刻改变的条件是_________________________，使_______突变，平衡正向移动。 v'正 v'逆 v'逆 v'正 增大了反应物的浓度 v'正 v'正 v'逆 v'正 v'逆 减小了生成物的浓度 v'逆 2.“断点”类v－t图——温度(或压强)对化学反应速率的影响 图像Ⅰ中，______、______都是突然增大的，t1时刻，图像中出现了“断点”，且______＞______，平衡正向移动，说明该反应的正反应是______ ______________________________，改变的外界条件是________________ ______。 图像Ⅱ中，_____、_______都是突然变 小的，t1时刻，图像中出现了“断点”， 且_____＞_____，平衡正向移动，说明 该反应的正反应是__________________ ____________________，改变的条件是 _________________________。 v'正 v'逆 v'正 v'逆 吸热 反应(或气体分子数减小的反应) 升高温度(或增大 压强) v'正 v'逆 v'正 v'逆 放热反应(或气体分 子数增大的反应) 降低温度(或减小压强) 3.“平台”类v－t图——催化剂(或压强)对化学反应速率的影响 图像中v'正、v'逆都是突然增大，且增大的程度相同，t1时刻，图像中出现了“平台”，化学平衡不发生移动，改变的条件是____________________ ____________________________________________。 使用了催化剂或反应前 后气体分子数目不发生变化的反应增大了压强 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)，______________________________。 反应放热，溶液温度逐渐升高，v增大 溶液中c(H＋)逐渐减小，v减小 针对练1.在某一恒温体积可变的密闭容器中发生如下反应：A(g)＋B(g)⥫⥬2C(g)　ΔH＜0，t1时刻达到平衡后，在t2时刻改变某一条件，其反应过程(Ⅰ、Ⅱ)如图所示。下列说法不正确的是 A.0～t1时，v正＞v逆 B.Ⅰ、Ⅱ两过程分别达到平衡时，A的体积分数：Ⅰ＝Ⅱ C.t2时刻改变的条件可能是只向密闭容器中加入A物质 D.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数：KⅠ＝KⅡ √ 分析图像可以知道，t0～t1，反应正向进行，v正＞v逆，故A正确；t2时刻改变条件后达到平衡时，逆反应速率不变，说明和原平衡等效，A的体积分数：Ⅰ＝Ⅱ，故B正确；向体积可变的密闭容器中只加A，正反应速率瞬间增大，逆反应速率瞬间减小，不符合图像，故C错误；该反应在恒温条件下进行，化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变，平衡常数：KⅠ＝KⅡ，故D正确。 针对练2.对于反应2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)　ΔH＜0，根据下图，下列说法错误的是 A.t2时使用了催化剂 B.t3时采取减小反应体系压强的措施 C.t5时采取升温的措施 D.反应在t6时刻，SO3体积分数最大 √ 若t2时使用催化剂，正、逆反应速率都加快且相等，故A正确；若t3时减小反应体系压强，正、逆反应速率都减小，且平衡逆向移动，故B正确；若t5时升高温度，正、逆反应速率都加快，且平衡逆向移动，故C正确；t5时平衡逆向移动，达到平衡时SO3的体积分数减小，则反应在t6时刻，SO3体积分数不是最大，故D错误。 针对练3.密闭容器中发生反应：A(g)＋3B(g)⥫⥬2C(g)　ΔH＜0，根据速率－时间图像，回答下列问题。 (1)下列时刻所改变的外界条件分别是： t1__________；t3_____________；t4__________。 升高温度 使用催化剂 减小压强 t1时，正、逆反应速率都增大，且逆反应速率大于正反应速率，平衡向逆反应方向移动，则改变的外界条件应为升高温度；t3时，正、逆反应速率都增大，但仍相等，平衡不移动，改变的外界条件为加入催化剂；t4时，正、逆反应速率都减小，且逆反应速率大于正反应速率，平衡向逆反应方向移动，由化学方程式中的化学计量数关系可知，改变的外界条件应为减小压强。 (2)物质A的体积分数最大的时间段是_________。 t5～t6　 t1～t2、t4～t5，反应向逆反应方向进行，随着反应的进行，生成的A逐渐增多，A的体积分数逐渐增大，所以A的体积分数最大的时间段是t5～t6。 (3)上述图像中C的体积分数相等的时间段是______________。 t2～t3、t3～t4 根据上述分析，t2～t3、t3～t4，平衡不移动，C的体积分数相等。 (4)反应速率最大的时间段是__________。 t3～t4 根据改变的条件，t1时升高温度反应速率增大，t3时加入催化剂反应速率增大，t4时减小压强反应速率减小，所以反应速率最大的时间段是t3～t4。 (5)t0～t1、t3～t4、t5～t6时间段的平衡常数K0、K3、K5的关系为__________。 K0＞K3＝K5 温度不变，平衡常数不变，该反应为放热反应，温度升高，平衡常数减小，t1时升高温度，平衡常数减小，故t0～t1、t3～t4、t5～t6时间段的平衡常数K0、K3、K5的关系为K0＞K3＝K5。 返回 类型二　速率－温度(压强)图像 返回 这类图有两种情况：一是不隐含时间因素的速率－温度(压强)图，二是隐含时间变化的速率－温度(压强)图。以2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)　ΔH＜0为例，v-T(p)图如图： 针对练.下列各图是温度(或压强)对2A(s)＋2B(g)⥫⥬2C(g)＋D(g)　ΔH＜0的正、逆反应速率的影响，曲线交点表示建立平衡时的温度或压强，其中正确的是 A项，升温，v正、v逆都增大，且v逆＞ v正，A错误；B项，升温，v正、v逆都增大，而图像所示v正、v逆都减小，B错误；C项，加压，v正、v逆都增大，且v正＜v逆，C正确；D项，加压，v正、v逆都增大，而图像所示v正、v逆都减小，D错误。 √ 返回 类型三　浓度(或物质的量)－时间图像 返回 此类图像说明各平衡体系组分(或某一组分)在反应过程中的变化情况。 解题原则：注意各物质曲线的折点(到达平衡的时刻)，各物质浓度变化的比例符合化学方程式中的化学计量数关系等情况可以求得某段时间内的平均反应速率。 针对练1.某温度下，在2 L恒容密闭容器中投入一定量的A、B，发生反应：3A(g)＋bB(g)⥫⥬cC(g)＋2D(s)，12 s时生成C的物质的量为0.8 mol(反应进程如图所示)。下列说法中正确的是 A.12 s时，B的转化率为40％ B.0～2 s内，D的平均反应速率为0.2 mol·L－1·s－1 C.化学计量数之比b∶c＝1∶2，且v(B)＝2v(C) D.图中两曲线相交时，A的消耗速率等于A的生成速率 √ 12 s时，B的物质的量浓度变化为0.5 mol·L－1－ 0.3 mol·L－1＝0.2 mol·L－1 ，则B的转化率为 ×100％＝40％，故A正确；D为固 体，通常不用固体物质的量浓度变化表示反 应速率，故B错误；12 s时生成C的物质的量浓度变化为＝0.4 mol·L－1，二者的化学计量数之比等于物质的量浓度变化之比，则b∶c＝0.2 mol·L－1∶0.4 mol·L－1＝1∶2，故2v(B)＝v(C)，故C错误；图中两曲线相交之后，A、B的浓度继续变化，此时反应继续正向进行，则A的消耗速率大于A的生成速率，故D错误。 针对练2.T ℃时，在0.5 L的密闭容器中，气体A与气体B反应生成气体C，反应过程中A、B、C的浓度变化如图所示，下列结论正确的是 A.10 s时反应生成了0.2 mol C B.该反应进行到10 s时，消耗了0.15 mol A C.该反应的化学方程式为3A＋B⥫⥬2C D.10 s内用B表示的反应速率为0.01 mol·L－1·s－1 √ 10 s时反应生成气体C的物质的量为0.4 mol·L－1× 0.5 L＝0.2 mol，故A正确；反应进行到10 s时，消 耗A的物质的量为(0.5 mol·L－1－0.3 mol·L－1)×0.5 L ＝0.1 mol，故B错误；0～10 s内，Δc∶Δc∶ Δc＝0.2 mol·L－1∶0.6 mol·L－1∶0.4 mol·L－1＝ 1∶3∶2，故反应的化学方程式为A＋3B⥫⥬2C，故 C错误；10 s内用B表示的反应速率为＝0.06 mol·L－1·s－1，故D错误。 针对练3.某温度下，向容积为2 L的密闭容器中充入1.0 mol CH4和2.0 mol SO2，发生反应CH4(g)＋2SO2(g)⥫⥬2S(s)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－370 kJ·mol－1 CH4、CO2、SO2的物质的量随反应时间的变化情况如图所示。 (1)反应开始至达到平衡时，平均反应速率v(H2O)＝___________________； 该温度下，该反应的平衡常数K＝______。 0.06 mol·L－1·min－1　 　 根据方程式可知，v(H2O)＝v(SO2)＝＝0.06 mol·L－1·min－1； 　　　　　 CH4(g)＋2SO2(g)⥫⥬2S(s)＋2H2O(g)＋CO2(g) 起始(mol·L－1) 0.5 1 0 0 转化(mol·L－1) 0.3 0.6 0.6 0.3 平衡(mol·L－1) 0.2 0.4 0.6 0.3 则该温度下，该反应的平衡常数K＝＝； (2)5 min时，改变的外界条件可能是 _____(填字母)。 A.升高温度 B.降低温度 C.加入催化剂 D.充入CH4(g) AC　 由图可知，5 min时，各物质的量没有瞬间改变，但是后续反应速率加快，升高温度、加入催化剂都会加快反应速率，故改变的外界条件可能是AC； (3)a、b点的逆反应速率：v逆(a) _____(填“大于”“小于”或“等于”)v逆(b)，原因是________________________________________________________ ___________________。 小于 b点反应达到平衡状态，此时生成物浓度大于a点生成物浓度，浓度越大反应越快 a点反应正向进行，生成物浓度不断变大，b点反应达到平衡状态，此时生成物浓度大于a点生成物浓度，浓度越大反应越快，则v逆(a)＜v逆(b)。 返回 类型四　百分含量(或转化率、浓度)－ 温度(或压强)－时间图像 返回 (1)T2＞T1，温度升高，平衡逆向移动，正反应是放热反应，生成物百分含量降低。 (2)p2＞p1，压强增大，A(反应物)的转化率减小，平衡逆向移动，说明正反应是气体分子数目增大的反应。 (3)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可能使用了催化剂；若该反应是反应前后气体分子数目不变的可逆反应，a也可能是增大了压强(压缩体积)。 “先拐先平数值大”。在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡，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可能使用了催化剂)。 特别提醒 针对练1.可逆反应在密闭容器中进行，如图所示，反应在不同时间t、温度T和压强p与生成物浓度的关系曲线，下列反应中符合图像的是 A.N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH＜0 B.2SO3(g)⥫⥬2SO2(g)＋O2(g)　ΔH＞0 C.H2S(g)⥫⥬H2(g)＋S(s)　ΔH＞0 D.4NH3(g)＋5O2(g)⥫⥬4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＜0 √ 图甲：高温比低温先达平衡，则温度：T1＞T2，升高温度，生成物浓度减小，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，即ΔH＜0；图乙：高压比低压先达平衡，则压强：p1＞p2，增大压强，生成物浓度减小，平衡逆向移动，则正反应为气体体积增大的反应。所以选项中符合图像的反应为4NH3(g)＋5O2(g)⥫⥬4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＜0。 针对练2.对于反应CO2(g)＋2NH3(g)⥫⥬CO(NH2)2(s)＋H2O(g)　ΔH，在不同条件的影响下，水蒸气含量随反应时间变化的趋势如下图： 下列判断正确的是 A.T1＞T2，p1＞p2，ΔH＜0 B.T1＜T2，p1＞p2，ΔH＜0 C.T1＜T2，p1＜p2，ΔH＞0 D.T1＞T2，p1＜p2，ΔH＞0 √ “先拐先平数值大”，T1＜T2，p1＞p2。升高温度，水蒸气含量降低，平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，ΔH＜0。 √ 针对练3.已知某可逆反应mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)；在密闭容器中进行，如图表示在不同反应时间t、温度T和压强P与反应物B在混合气体中的百分含量B％的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是 A.T1＜T2、P1＞P2、m＋n＞p，ΔH ＜0 B.T1＞T2、P1＜P2、m＋n＜p，ΔH ＞0 C.T1＜T2、P1＞P2、m＋n＜p，ΔH ＜0 D.T1＞T2、P1＜P2、m＋n＞p，ΔH ＞0 根据“先拐先平，数值大”， 可知P1＜P2，T1＞T2；增大压强，B在混合气体中的百分含量增大，说明平衡逆向移动，可知正反应气体化学计量数和增大，m＋n＜p；升高温度，B在混合气体中的百分含量减小，说明平衡正向移动，可知正反应吸热，ΔH＞0，故选B。 返回 类型五　百分含量(或转化率)－温度－压强图像 返回 压强不变时，生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小，说明正反应是放热反应； 温度T不变，做横坐标的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现，压强增大，生成物C的百分含量增大，说明正反应是气体分子数目减小的反应。 在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量。确定横坐标所表示的量，讨论纵坐标与曲线的关系，或者确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系，即“定一议二”。如上图中T1温度下，A→B压强增大，C％增大，平衡正向移动，则正反应是气体体积减小的反应；105 Pa时，A→C温度升高，C％减小，平衡逆向移动，则正反应是放热反应。 特别提醒 针对练1.乙烯气相水化法制备乙醇：C2H4(g)＋H2O(g)⥫⥬C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下图起始时，n(H2O)＝n(C2H4)＝1 mol。 下列分析不正确的是 A.乙烯气相直接水化反应的ΔH＜0 B.图中压强的大小关系为p3＞p2＞p1 C.图中a、b两点对应的化学平衡常数相等 D.达到平衡状态a、b所需要的时间：a＞b √ 如图，温度越高，乙烯的转化率越低，平衡 逆向移动，该反应是放热反应，焓变小于零， A正确；由方程式C2H4(g)＋H2O(g)⥫⥬ C2H5OH(g)可知，该反应的正反应是气体体 积减小的反应，所以增大压强，平衡正向移 动，乙烯的转化率提高，可得p3＞p2＞p1，B正确；a、b两点对应的温度不同，则反应的化学平衡常数不相等，C错误；与a点相比，b点温度高，压强大，反应速率较快，达平衡所需时间较短，故达到平衡状态a、b所需要的时间：a＞b，D正确。 针对练2.对于2A(g)＋B(g)⥫⥬C(g)＋3D(g)(ΔH＞0)有如图所示的变化，图中Y轴可能表示 A.B物质的转化率 B.正反应的速率 C.平衡体系中的A％ D.平衡体系中的B％ √ 根据题给信息分析可知，温度相同时，增大压强平衡逆 向移动，B物质的转化率减小，压强相同时，升高温度平 衡正向移动，B物质的转化率增大，与题干图像信息相符， A符合题意；增大压强，正反应速率增大，升高温度，正 反应的速率也增大，与题干图像信息不相符，B不合题意；温度相同时，增大压强平衡逆向移动，平衡体系中的A％增大，压强相同时，升高温度平衡正向移动，平衡体系中的A％减小，与题干图像信息不相符，C不合题意；温度相同时，增大压强平衡逆向移动，平衡体系中的B％增大，压强相同时，升高温度平衡正向移动，平衡体系中的B％减小，与题干图像信息不相符，D不合题意。 针对练3.在密闭容器中充入一定量的A、B，发生反应aA(g)＋bB(g)⥫⥬cC(g)＋dD(g)。已知p2＞p1，平衡体系中A的百分含量随温度和压强变化的关系如图，下列说法中正确的是 A.该反应为吸热反应 B.a＋b＞c＋d C.Km＝Kn D.保持T、p不变，向m点对应的体系中充入稀有气体，再次达到平衡后，C的体积分数增大 √ 由图像可知，升高温度，A的百分含量增加，平衡逆 向移动，正反应为放热反应，A错误；在相同温度下， 增大压强，A的百分含量增加，平衡逆向移动，a＋b ＜c＋d，B错误；m，n点对应的温度不同，K值不同， C错误；保持T、p不变，向m点对应的体系中充入稀有气体，体积增大，a＋b＜c＋d则平衡正向移动，故再次达到平衡后，C的体积分数增大，D正确。 返回 类型六　几种特殊的图像 返回 1.抛物线型 对于化学反应mA(g)＋nB(g)⥫⥬qC(g)＋pD(g)，M点前，表示从反应物开始，则v正＞v逆；M点为平衡点。M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A％增加，C％减小，平衡左移，ΔH＜0。 2.平衡曲线型 对于化学反应mA(g)＋nB(g)⥫⥬qC(g)＋pD(g)，平衡时A的百分含量与压强的关系如图2所示，L线上所有的点都是平衡点。左上方(E点)，A％大于此压强时的平衡体系中的反应物的百分含量，所以E点：v正＞v逆；右下方(F点)，A％小于此压强时的平衡体系中的反应物的百分含量，则F点：v正＜v逆。 图1中对应图像，由于某一条件对平衡的影响只能向一个方向移动，所以最高点(最低点)及以后为平衡状态受条件的影响情况，前面为未达到平衡的情况。 图2中对应图像曲线上的点全为对应条件下的平衡点。 特别提醒 针对练1.工业上可通过甲醇(CH3OH)羰基化法制取甲酸甲酯(HCOOCH3)：CH3OH(g)＋CO(g)⥫⥬ HCOOCH3(g)　ΔH。在容积固定的密闭容器中，投入等物质的量的CH3OH和CO，测得相同时间内CO的转化率随温度变化如图所示。下列说法错误的是 A.ΔH＜0 B.生产时反应温度控制在80～85 ℃为宜 C.c点一定没有达到平衡，不能确定d点是否达到平衡 D.若使用了催化剂，e点的转化率低于d点，可能原因是催化剂中毒 √ 由图可知，一定时间内，反应未达平衡之前，温度 升高，反应速率增大，一氧化碳转化率增大，平衡 之后，温度升高，平衡逆向移动，一氧化碳转化率 减小，说明反应为放热反应。由图可知，当温度升 高至一定温度时，随着温度的升高，CO的转化率 在减小，说明温度升高该反应逆向移动，正反应是放热反应，ΔH＜0，A正确；图中温度在80～85 ℃时，一氧化碳的转化率较大，说明最佳温度在80～85 ℃，B正确；一氧化碳转化率最大时，反应达到平衡状态，所以c点未达到平衡状态，d点达到平衡状态，C错误；若加入催化剂，e点的转化率低于d点，可能原因是催化剂中毒，催化活性减弱，D正确。 针对练2.两个体积相同的恒容密闭容器中，按2 mol Cl2、x1 mol H2O或2 mol Cl2、x2 mol H2O进行反应：2Cl2(g)＋2H2O(g)⥫⥬4HCl(g)＋O2(g)　ΔH，在不同温度(T)下达到平衡时，Cl2的平衡转化率与n(H2O)和温度(T)的关系如图所示。下列说法正确的是 A.x1＜x2 B.a点和c点对应的平衡常数：Ka＜Kc C.若n(H2O)＝x2 mol，T1K时，b点的v逆＜v正 D.若Cl2的转化率大于H2O的，则n(H2O)＜2 mol √ 因Cl2物质的量相同，在其他条件不变时增加水 的物质的量，氯气的平衡转化率增大，故x1＞ x2，A错误；由图像可知，随着温度升高，氯气 的平衡转化率变大，则该反应为吸热反应，又a 点温度低于c点温度，故Ka＜Kc，B正确；b点若 要达到平衡状态，氯气转化率降低，平衡逆向移 动，v逆＞v正，C错误；若Cl2的转化率大于H2O的，则水的物质的量需大于氯气，则n(H2O)＞2 mol，D错误。 针对练3.在某2 L恒容密闭容器中充入2 mol X(g)和1 mol Y(g)发生反应：2X(g)＋Y(g)⥫⥬3Z(g)，反应过程中持续升高温度，测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是 A.M点时，Y的转化率最大 B.升高温度，平衡常数减小 C.W点时v正＝v逆 D.W、M两点Y的正反应速率相同 √ 反应从正向开始到温度升高到a ℃时可逆反应达 平衡状态，继续升高温度，平衡向逆反应方向移 动，X的体积分数增大，Y的转化率减小，所以 Q点时，Y的转化率最大，A错误；Q点后升高温 度平衡逆向移动，说明正反应为放热反应，则升 高温度，平衡常数减小，B正确；曲线上Q点之前反应未达到平衡，W点不是平衡点，此时反应正向进行，即v正＞v逆，C错误；W、M两点，反应体系内，各组分的浓度相同，但W点对应的温度低于M点对应的温度，温度越高反应速率越大，所以W点Y的正反应速率小于M点Y的正反应速率，D错误。 针对练4. 2NO＋O2⥫⥬2NO2，图中的曲线是表示其他条件一定时，反应中NO的平衡转化率与温度的关系曲线，图中标有a、b、c、d四点，其中表示未达到平衡状态，且v(正)＜v(逆)的是 A.a点 B.b点 C.c点 D.d点 √ 该图中的曲线表示其他条件一定时，反应中NO的平 衡转化率与温度的关系曲线，a点在曲线上，已达到 平衡，v(正)＝v(逆)，故A不选；b点在曲线上，已达 到平衡，v(正)＝v(逆)，故B不选；c点在曲线下方， NO的转化率小于平衡时的转化率，反应正向进行，未达到平衡，v(正)＞v(逆)，故C不选；d点在曲线上方，NO的转化率大于平衡时的转化率，反应逆向进行，v(正)＜v(逆)，未达到平衡，故D选。 返回 谢 谢 观 看 专题突破(五) 化学反应速率化学平衡 图像 返回 $