第2章 专题提升(3) 化学反应速率与化学平衡图像-【正禾一本通】2025-2026学年高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义配套课件（人教版单选）

该高中化学课件聚焦化学反应速率与化学平衡图像专题，通过梳理基础概念与图像规律，以方法规律为支架衔接前后知识，引导学生从转化率、百分含量等变量关系入手，逐步掌握图像分析思路。 其亮点在于以图表分析为主线，通过温度压强对转化率影响等实例培养科学思维，结合绝热反应管装置探究提升科学探究与实践能力。采用分类解读与分层练习，学生能深化对平衡规律的理解，教师可借助可编辑PPT优化教学过程。

第 二 章 化学反应速率与化学平衡 化学·选择性必修1 1 《正禾一本通》PPT均可实现任意编辑，方法如下： 在PPT编辑模式中，双击需编辑内容，呈现word文档，编辑后关闭word文档即可。 专题提升 （三）化学反应速率与化学平衡图像 3 [课后分层练（十二）]　化学反应速率与化学平衡图像 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 38 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 【学习目标】 1.通过化学反应速率、平衡图像，了解外界条件改变对化学平衡移动的影响，学会数形结合分析化学平衡的移动。 2.通过分类识图，掌握常见的化学平衡图像类型，学会正确分析图像，整合题干信息，构建思维模型。 类型1　物质的量（浓度）、速率—时间图像 (1)反应速率—时间图像 如N2(g)＋3H2(g)⥫⥬2NH3(g)　ΔH<0建立平衡后的图像变化 此类图像定性地揭示了v（正）、v（逆）随时间（含条件改变对速率的影响）变化的规律，根据图像中出现的“断点”以及前后的速率大小，即可判断“断点”是升高温度对化学平衡移动的影响。 (2)物质的量（或浓度）—时间图像 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。 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)＝ eq \f(n1－n3,V·t3)mol·L-1·s-1，Y的转化率＝ eq \f(n2－n3,n2)×100%。 ②确定化学方程式中的化学计量数之比 如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。 【例1】 向一恒容密闭容器中充入A、B、C三种气体，在一定条件下发生反应，各物质的物质的量浓度随时间的变化如图1所示。若从t2时刻开始，每个时刻只改变一个且不重复的条件，物质C的反应速率随时间变化如图2所示。下列说法错误的是(　　) A．起始B的浓度为0.02 mol/L B．由图2可知，t4时刻反应物的转化率最小 C．t3时改变的条件可能是降低反应温度，也可能是减小反应物浓度 D．平衡后，在恒温恒容下再充入一定量的气体A，达到新平衡后，A的体积分数不变 解析：选D。由图2知，v(C)增大的t2～t3、t4～t5中，一个为加催化剂，一个为加压，加压后，平衡不发生移动，则该反应是气体体积不变的反应。图1中从开始到平衡A减少0.09 mol/L，C增加0.06 mol/L，则B为生成物且增加0.03 mol/L，方程式为3A(g)⥫⥬B(g)＋2C(g)，起始B的浓度为0.05 mol/L－0.03 mol/L＝0.02 mol/L，A正确；t3～t4，平衡逆向移动，平衡时反应物的转化率最小，B正确；t3时刻v逆>v正，可能是降低温度v正和v逆都下降，也可能是减小反应物浓度，C正确；A、B、C为气体，只有A一种反应物且容器体积不变，但由于起始三种物质并非按计量数比投料，再充入A时，与原平衡不等效，A的百分含量发生了改变，D错误。 【归纳总结】 常见含“断点”的速率变化图像分析 图像 t1时刻所改变的条件 温度 升高 降低 升高 降低 正反应为放热的反应 正反应为吸热的反应 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 类型2　含量（或转化率）—时间—温度（压强）图像 已知不同温度或压强下，反应物的转化率α（或百分含量）与时间的关系曲线，推断温度的高低及反应的热效应或压强的大小及气体物质间的化学计量数关系。 1．解题原则——“先拐先平数值大” 如图Ⅰ中T2>T1，图Ⅱ中p2>p1，图Ⅲ中a可能使用了催化剂。 2．图Ⅰ中，T2>T1，升高温度，生成物百分含量降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应。 3．图Ⅱ中，p2>p1，增大压强，反应物的转化率降低，平衡逆向移动，则正反应为气体体积增大的反应。 4．图Ⅲ说明了条件改变对化学平衡不产生影响，a可能是加入了催化剂，或该反应是反应前后气体体积不变的反应，a是增大压强（压缩体积）。 【例2】 可逆反应mA(s)＋nB(g)⥫⥬eC(g)＋fD(g)，反应过程中，当其他条件不变时，C的百分含量(C%)与温度(T)和压强(p)的关系如图。下列叙述正确的是(　　) A．达到平衡后，若升温，则K减小 B．达到平衡后，加入催化剂C%增大 C．化学方程式中n＞e＋f D．达到平衡后，若增加A的量，B的转化率增大 解析：选A。T2达到平衡时间短，所以温度较高，而C%含量低，则正反应方向放热。达到平衡后，若升温，正反应是放热反应，所以K减小，A正确；使用催化剂平衡不移动，C%不变，B错误；p2达到平衡时间短，压强较大，而C%含量低，则n＜e＋f，C错误；由于A是固体，达到平衡后，若增加A的量，平衡不移动，所以B的转化率不变，D错误。 解题的关键是找转折点 (1)转折点之前，用外因对速率的影响分析问题，用“先拐先平数值大”的规律判断不同曲线表示温度或压强的大小。 (2)转折点之后是平衡状态或平衡移动，解题时要抓住量的变化，找出平衡移动的方向，利用化学平衡移动原理推理分析。 类型3　恒温（压）图像 此类图像的纵坐标为某物质的平衡浓度或转化率，横坐标为温度或压强，解答此类问题，要关注曲线的变化趋势，有多个变量时，注意控制变量。 反应：aA(g)＋bB(g)⥫⥬cC(g)＋dD(g)　ΔH 图像 结论 a＋b>c＋d，ΔH>0 a＋b>c＋d，ΔH>0 【例3】 （2024·江苏高考）二氧化碳加氢制甲醇过程中的主要反应（忽略其他副反应）为： ①CO2(g)＋H2(g)===CO(g)＋H2O(g)　ΔH1＝＋41.2 kJ·mol-1 ②CO(g)＋2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH2 225 ℃、8×106 Pa下，将一定比例CO2、H2混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处（相邻位点距离相同）的气体温度、CO和CH3OH的体积分数如图所示。下列说法正确的是(　　) A．L4处与L5处反应①的平衡常数K相等 B．反应②的焓变ΔH2>0 C．L6处的H2O的体积分数大于L5处 D．混合气从起始到通过L1处，CO的生成速率小于CH3OH的生 成速率 解析：选C。图中白圈标记的曲线代表气体温度，L4处与L5处对应的温度不同，平衡常数只与温度有关，故L4处与L5处的平衡常数不同，A错误；由图可知，随着气体在绝热反应管中前进，气体温度不断升高，说明有热量放出，而反应①ΔH1>0，故反应②ΔH2<0，B错误；从L5到L6，甲醇的体积分数逐渐增加，说明反应②在向右进行，反应②消耗CO，而CO体积分数没有明显变化，说明反应①也在向右进行，反应①为气体分子数不变的反应，其向右进行时，n(H2O)增大，反应②为气体分子数减小的反应，且没有H2O的消耗与生成，故n总减小而n(H2O)增加，即H2O的体积分数会增大，故L6处的H2O的体积分数大于L5处，C正确；L1处，CO的体积分数大于CH3OH，说明生成的CO的物质的量大于CH3OH，两者反应时间相同，说明CO的生成速率大于CH3OH的生成速率，D错误。 解答恒压（或恒温）平衡图像的方法 1．解题原则：“定一议二” 一般固定横坐标，讨论纵坐标随条件的变化，再结合方程式判断平衡的移动方向。如图Ⅰ中，当压强相等（任意一条等压线）时，升高温度，生成物的百分含量下降，说明平衡逆向移动，即正反应为放热反应。当温度相等时，在图Ⅰ中作横轴的垂线，与两条等压线交于两点，这两点自下而上为增大压强，生成物的百分含量增加，说明平衡正向移动，即正反应为气体体积减小的反应。图Ⅱ分析同理。 2．几种特殊图像 (1)如下图所示，对于化学反应mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)＋qD(g)，M点前表示从反应物开始，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)如下图所示，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线的左上方（E点），A的百分含量大于此压强时平衡体系中A的百分含量，所以，E点v正>v逆，则L线的右下方（F点），v正＜v逆。 类型4　多因素化学平衡图像 1．多因素化学平衡图像问题的解题步骤 (1)看清坐标所代表的意义，如反应时间、投料比值、催化剂的选择、转化率等。 (2)抓住图像中的关键点（常为最高点、最低点、转折点）、看清曲线的变化趋势。 (3)将复杂图像转化为常规图像。 (4)运用化学平衡知识进行解答。 2．解决多因素化学平衡图像问题的考虑角度 (1)曲线上的每个点是否是平衡点 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的影响 可以根据定一议二的方法，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、放热或反应前后气体化学计量数和的大小。 【例4】 （2024·湖南高考节选）丙烯腈(CH2===CHCN)是一种重要的化工原料。工业上以N2为载气，用TiO2作催化剂生产CH2===CHCN的流程如下： 已知：①进料混合气进入两釜的流量恒定，两釜中反应温度恒定： ②反应釜Ⅰ中发生的反应： ⅰ：HOCH2CH2COOC2H5(g)―→CH2===CHCOOC2H5(g)＋H2O(g)　 ΔH1 ③反应釜Ⅱ中发生的反应： ⅱ：CH2===CHCOOC2H5(g)＋NH3(g)―→CH2===CHCONH2(g)＋C2H5OH(g)　ΔH2 ⅲ：CH2===CHCONH2(g)―→CH2===CHCN(g)＋H2O(g)　ΔH3 ④在此生产条件下，酯类物质可能发生水解。 回答下列问题： (2)进料混合气中n(HOCH2CH2COOC2H5)∶n(C2H5OH)＝1∶2，出料中四种物质(CH2===CHCOOC2H5、CH2===CHCN、C2H5OH、H2O)的流量（单位时间内出料口流出的物质的量）随时间变化关系如图： ①表示CH2===CHCN的曲线是　　　（填“a”“b”或“c”）； ②反应釜Ⅰ中加入C2H5OH的作用是________________________________________________________________________。 ③出料中没有检测到CH2===CHCONH2的原因是________________________________________________________________________。 ④反应11 h后，a、b、c曲线对应物质的流量逐渐降低的原因是__________________________________________________________________。 (3)催化剂TiO2再生时会释放CO2，可用氨水吸收获得NH4HCO3。现将一定量的NH4HCO3固体（含0.72 g水）置于密闭真空容器中，充入CO2和NH3，其中CO2的分压为100 kPa，在27 ℃下进行干燥。为保证NH4HCO3不分解，NH3的分压应不低于　　　　kPa[已知p(H2O)＝2.5×102 kPa·mol-1×n(H2O)，NH4HCO3分解的平衡常数Kp＝4×104(kPa)3]。 解析：(2)①进料混合气中C2H5OH的含量较大，且反应ⅱ也生成了C2H5OH，所以出料中C2H5OH流量最大，a曲线表示C2H5OH；反应ⅰ和反应ⅲ都生成H2O，反应ⅲ中生成等物质的量的H2O和CH2===CHCN，所以b曲线表示H2O，c曲线表示CH2===CHCN。②题给生产条件下，酯类物质可能发生水解，反应釜Ⅰ中加C2H5OH的作用是抑制HOCH2CH2COOC2H5、CH2===CHCOOC2H5水解。④反应11 h后，a、b、c曲线对应物质的流量逐渐降低的原因是反应时间过长，催化剂中毒活性降低，反应速率降低，故产物减少。 (3)0.72 g水的物质的量为0.04 mol，故p(H2O)＝2.5×102 kPa·mol-1×n(H2O)＝10 kPa，NH4HCO3分解的反应式为NH4HCO3===NH3↑＋CO2↑＋H2O↑，故NH4HCO3分解的平衡常数Kp＝p(NH3)·p(CO2)·p(H2O)＝4×104(kPa)3，其中CO2的分压为100 kPa，解得p(NH3)＝40 kPa，故为保证NH4HCO3不分解，NH3的分压应不低于40 kPa。 答案：(2)①c　②降低分压有利于反应ⅰ平衡正向移动，抑制HOCH2CH2COOC2H5、CH2===CHCOOC2H5水解 ③反应ⅲ的平衡常数大，反应进行得完全 ④催化剂TiO2活性降低 (3)40 【点拨】 解答化学平衡图像题四步骤 【思维建模】 解决化学平衡图像问题的思维模型 (1)先拐先平数值大：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)定一议二思路清：当图像中有三个变量时，先确定一个量不变，讨论另外两个变量之间的关系，必要时需要作辅助线。 (3)三步分析得结论：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，综合得出结论。 1．（2022·湖南高考改编）反应物(S)转化为产物（P或P·Z）的能量与反应过程的关系如下图所示： 下列有关四种不同反应过程的说法正确的是(　　) A．进程Ⅰ是吸热反应 B．平衡时P的产率：Ⅱ>Ⅰ C．生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ D．进程Ⅳ中，Z没有催化作用 解析：选D。A．由图中信息可知，进程Ⅰ中S的总能量大于产物P的总能量，因此进程Ⅰ是放热反应，A不正确；B．进程Ⅱ中使用了催化剂X，但是催化剂不能改变平衡产率，因此在两个进程中平衡时P的产率相同，B不正确；C．进程Ⅲ中由S·Y转化为P·Y的活化能高于进程Ⅱ中由S·X转化为P·X的活化能，由于这两步反应分别是两个进程的决速步骤，因此生成P的速率为Ⅲ<Ⅱ，C不正确；D．由图中信息可知，进程Ⅳ中S吸附到Z表面生成S·Z，然后S·Z转化为产物P·Z，由于P·Z没有转化为P＋Z，因此，Z没有表现出催化作用，D正确。 2．（2024·海南高考）已知298 K，101 kPa时，CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.5 kJ·mol-1。该反应在密闭的刚性容器中分别于T1、T2温度下进行，CO2的初始浓度为0.4 mol·L-1，c(CO2)­t关系如图所示。下列说法错误的是(　　 ) A．T1＞T2 B．T1下反应达到平衡时c(CH3OH)＝0.15 mol·L-1 C．使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大 D．使用催化剂2和催化剂3的反应过程相同 解析：选D。T1温度下平衡时c(CO2)比T2时大，即T1到T2平衡正向移动，正反应是一个放热反应，降温平衡正移，所以T1＞T2，A正确；T1温度下达到平衡时c(CO2)＝0.25 mol/L，Δc(CO2)＝0.40 mol·L-1－0.25 mol·L-1＝0.15 mol·L-1，则T1温度下反应达到平衡时c(CH3OH)＝0.15 mol·L-1，B正确；在温度均为T1时，使用催化剂1达到平衡所需要的时间比催化剂2更长，则使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大，C正确；催化剂2和催化剂3达到平衡所需要的时间是相同的，但温度不同，反应速率不同，说明催化剂2和催化剂3的反应历程不相同，D错误。 3．（2025·北京师范大学附中期中）已知反应：2CH3COCH3(l)CH3COCH2COH(CH3)2(l)。取等量CH3COCH3，分别在0 ℃和20 ℃下测得其转化率随时间变化的关系曲线（α­t曲线）如图所 示。下列说法错误的是(　　 ) A．曲线a代表0 ℃下CH3COCH3的α­t曲线 B．0～20 min内，CH3COCH3的平均反应速率 eq \f(v(0 ℃),v(20 ℃))＜1 C．升高温度，可缩短反应达到平衡的时间，并能增大CH3COCH3的平衡转化率 D．从α＝0到α＝0.113，CH3COCH2COH(CH3)2的产量 eq \f(Δn(0 ℃),Δn(20 ℃))＝1 解析：选C。其他条件相同时，温度越高，反应速率越快，到达平衡的时间越短，先拐先平，所以曲线b代表20 ℃下CH3COCH3的α­t曲线，曲线a代表0 ℃下CH3COCH3的α­t曲线，A正确；当反应进行到20 min时，从图像中可以看出b曲线对应的CH3COCH3转化率高于a曲线对应的转化率，这说明0～20 min内b曲线对应的平均反应速率较快，所以 eq \f(v(0 ℃),v(20 ℃))＜1，B正确；温度高，CH3COCH3的平衡转化率低，说明升高温度，CH3COCH3的平衡转化率减小，C错误；根据图像可以看出，当反应进行到66 min时，a、b曲线对应的转化率相同，都是0.113，所以从α＝0到α＝0.113，CH3COCH2COH(CH3)2的产量 eq \f(Δn(0 ℃),Δn(20 ℃))＝1，D正确。 4．某温度下，在刚性密闭容器中充入一定量的T(g)，发生反应：①T(g)⥫⥬W(g)；②W(g)⥫⥬P(g)。测得各气体浓度与反应时间的关系如下图所示。下列说法错误的是(　　) A．Ⅱ曲线代表W的浓度与时间的变化关系 B．反应①加入合适的催化剂可以改变单位时间内T的转化率 C．反应②达到M点时，正反应速率小于逆反应速率 D．0～6 min内W的平均化学反应速率为0.071 mol·L-1·min-1 解析：选C。初始时充入一定量的T(g)，随着反应进行，T逐渐减少，曲线Ⅲ代表T，W转化为P，W减少的同时P增加，曲线Ⅰ代表P，曲线Ⅱ代表W，A正确；反应①加入合适催化剂，反应①速率加快，可改变单位时间内T的转化率，B正确；反应②达到M点时，W浓度减小，P浓度增加，则反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率，C错误；0～6 min内W的平均化学反应速率为 eq \f(0.425 mol/L,6 min)＝0.071 mol·L-1·min-1，D正确。 5．（2025·山东青岛期中）向一容积为2 L的刚性密闭容器中充入1 mol C2H5OH(g)和一定量H2O(g)，发生反应C2H5OH(g)＋3H2O(g)⥫⥬2CO2(g)＋6H2(g)　ΔH＝＋173.3 kJ·mol-1。不同温度下，C2H5OH的平衡转化率随起始n(H2O)的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．活化能：Ea（正）<Ea（逆） B．平衡常数：KP>KN>KM C．气体平均相对分子质量：MP<MM<MN D．M点时，该反应的平衡常数K＝27 解析：选D。反应吸热，活化能Ea（正）>Ea（逆），A错误；M、N两点的温度相同，KN＝KM，B错误；增大起始n(H2O)，平衡向正方向移动，气体的总物质的量N＞M，气体平均相对分子质量MN＜MM，C错误；M点n(H2O)＝3 mol，C2H5OH的平衡转化率为50%，则 C2H5OH(g)＋3H2O(g)⥫⥬2CO2(g)＋6H2(g) n始/mol 　1 3 0 0 Δn/mol 　0.5 1.5 1 3 n平/mol 　0.5 1.5 1 3 该反应的平衡常数K＝ eq \f(c2(CO2)c6(H2),c(C2H5OH)c3(H2O))＝ eq \f((\f(1,2))2×(\f(3,2))6,\f(0.5,2)×(\f(1.5,2))3)＝27，D正确。 6．为了模拟汽车尾气的净化，向密闭容器中投入一定量的CO和O2，在催化剂（Ⅰ型、Ⅱ型）和不同温度下发生反应：2CO(g)＋O2(g)⥫⥬2CO2(g)，反应进行相同时间t(s)，测得CO转化率与温度的关系曲线如图所示，下列说法正确的是(　　) A．该反应在A、B两点对应的平衡常数大小关系：KA<KB B．B点转化率明显下降最主要原因是温度升高催化剂失活 C．在实验中CO平衡转化率达到阴影部分数值只能采用延长反应时间的方案 D．50 ℃，t s时容器中O2浓度为0.01 mol/L，该温度下反应平衡常数为 eq \f(100x2,(1－x)2) 解析：选D。图象中随着温度升高，转化率先增大后减小，说明升高到一定温度时，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，温度低的平衡常数大，平衡常数大小关系：KA＞KB，A错误；B点之后反应达到平衡状态，B点转化率明显下降最主要原因是温度升高使得平衡逆向移动，B错误；阴影部分的CO的转化率高于曲线上的点，B点之前反应还未达到平衡，因此延长反应时间或者增大压强等都可使平衡转化率达到阴影部分数值，C错误；设初始c(CO)＝a mol/L，已知50 ℃下CO转化率为x，则平衡时c(CO)＝a mol/L×(1－x)，c(CO2)＝ax mol/L，平衡常数K＝ eq \f(c2(CO2),c2(CO)×c(O2))＝ eq \f((ax)2,a2×(1－x)2×0.01)＝ eq \f(100x2,(1－x)2)，D正确。 7．在1 L密闭容器中充入0.2 mol Cl2和0.3 mol NO，不同温度下发生反应Cl2(g)＋2NO(g)⥫⥬2ClNO(g)　ΔH<0，ClNO的体积分数随时间的变化如图所示。下列说法不正确的是(　　 ) A．实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ反应温度大小关系：T1>T2>T3 B．实验Ⅱ相比实验Ⅰ、Ⅲ，除温度不同外还可能使用了催化剂 C．NO和Cl2的物质的量之比保持不变时，反应达到平衡状态 D．实验Ⅲ在25 min内用NO表示的反应速率为0.004 mol/(L·min) 解析：选D。该反应为放热反应，温度升高平衡逆向移动，ClNO的体积分数将减小，结合图像可知T1>T2>T3，A正确；因T1>T2，但T2对应的速率比T1快，可知除温度不同外还可能使用了催化剂使得速率加快，B正确；NO和Cl2的起始物质的量之比为3∶2，变化量之比为2∶1，则反应过程中NO和Cl2的物质的量之比始终发生改变，当保持不变时，反应达到平衡状态，C正确；根据已知条件列三段式： 　 　 　 　Cl2(g)＋2NO(g)⥫⥬2ClNO(g) 起始/mol 0.2 0.3 0 转化/mol x 2x 2x 平衡/mol 0.2－x 0.3－2x 2x φ(ClNO)＝ eq \f(2x,2x＋0.3－2x＋0.2－x)＝50%，x＝0.1，NO表示的反应速率为 eq \f(\f(0.2 mol,1 L),25 min)＝0.008 mol/(L·min)，D错误。 8．（2025·北京第55中高三期中）CH4/CO2 催化重整的反应为 ①CH4(g)＋CO2(g)⥫⥬2CO(g)＋2H2(g)　ΔH1 其中，积炭是导致催化剂失活的主要原因。产生积炭的反应有： ②CH4(g)⥫⥬C(s)＋2H2(g)　ΔH2＝＋74.6 kJ·mol-1 ③2CO(g)⥫⥬C(s)＋CO2(g)　ΔH3＝－172.5 kJ·mol-1 科研人员研究压强对催化剂活性的影响：在1 073 K时，将恒定组成的CO2、CH4混合气体，以恒定流速通过反应器，测得数据如下。 下列分析不正确的是(　　 ) A．ΔH1＝＋247.1 kJ·mol-1 B．压强越大，Ra降低越快，其主要原因是反应①平衡逆向移动 C．保持其他条件不变，适当增大投料时 eq \f(n(CO2),n(CH4))，可减缓Ra的衰减 D．研究表明“通入适量O2有利于重整反应”，因为O2能与C反应并放出热量 解析：选B。根据盖斯定律，①＝②－③，ΔH1＝ΔH2－ΔH3＝＋247.1 kJ·mol-1，A正确；压强越大，Ra降低越快，说明催化剂活性降低越快，积碳越多，其主要原因是反应③为气体体积减小的反应，加压平衡正向移动，使得积碳增多，B错误；保持其他条件不变，适当增大投料时 eq \f(n(CO2),n(CH4)) ，增大CO2浓度，使反应③平衡逆向移动，减少积碳，可减缓Ra的衰减，C正确；通入适量O2，O2能与C反应并放出大量的热，可减少积碳减缓Ra的衰减，同时反应放热使得反应①正向移动，有利于重整反应，D正确。 9．探索氮氧化合物反应的特征及机理，对处理该类化合物的污染问题具有重要意义。回答下列问题： (1)工业上利用Na2CO3溶液吸收NO、NO2混合气制备NaNO2，该反应可实现NO和NO2的完全转化，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 (2)NO2可发生二聚反应生成N2O4，化学方程式为2NO2(g)N2O4(g)，上述反应达到平衡后，升高温度可使体系颜色加深，则该反应的ΔH　　　　0（填“>”或“<”）。 已知该反应的正反应速率方程为v正＝k正·c2(NO2)，逆反应速率方程为 v逆＝k逆·c(N2O4)，其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数。则下图（lg k表示速率常数的对数； eq \f(1,T)表示温度的倒数）所示①②③④四条斜线中，能表示lg k正随 eq \f(1,T)变化关系的是斜线　　　　，能表示lg k逆随 eq \f(1,T)变化关系的是斜线　　　　。 (3)图中A、B、C、D点的纵坐标分别为a＋1.5、a＋0.5、a－0.5、a－1.5，则温度T1时化学平衡常数K＝　　　　　　L·mol-1。 已知温度T1时，某时刻恒容密闭容器中NO2、N2O4浓度均为0.2 mol·L-1，此时v正　　　v逆（填“>”或“<”）；上述反应达到平衡后，继续通入一定量的NO2，则NO2的平衡转化率将　　　　　，NO2的平衡浓度将　　　　（填“增大”“减小”或“不变”）。 答案：(1)NO＋NO2＋Na2CO3===2NaNO2＋CO2 (2)<　③　④ (3)10　>　增大　增大 10．H2S的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。 (1)苯硫酚(C6H5SH)是一种重要的有机合成中间体，工业上常用氯苯(C6H5Cl)和硫化氢(H2S)来制备苯硫酚。已知下列两个反应的能量关系如图所示，则C6H5Cl与H2S反应生成C6H5SH的热化学方程式为________________________________________________________________________。 (2)工业上可以通过硫化氢分解制得H2和硫蒸气。在密闭容器中充入一定量H2S，发生2H2S(g)⥫⥬2H2(g)＋S2(g)，H2S气体的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。 ①图2中压强(p1、p2、p3)由大到小的顺序为　　　　　，理由是_____________________________________________________________________。 ②如果要提高H2的平衡产率，可以采取的措施有_________________________________________________________（写出两条措施）。 解析：(1)由图可得，热化学方程式①C6H5Cl(g)＋H2S(g)===C6H6(g)＋HCl(g)＋ eq \f(1,8)S8(g)　ΔH＝－45.8 kJ/mol，②C6H5SH(g)===C6H6(g)＋ eq \f(1,8)S8(g)　ΔH＝－29 kJ/mol，则C6H5Cl与H2S反应生成C6H5SH的热化学方程式可由①－②所得，即C6H5Cl(g)＋H2S(g)===C6H5SH(g)＋HCl(g)　ΔH＝－16.8 kJ/mol。 答案：(1)C6H5Cl(g)＋H2S(g)===C6H5SH(g)＋HCl(g)　ΔH＝－16.8 kJ/mol (2)①p3>p2>p1　温度相同时，增大压强，平衡逆移，压强越大，H2S的平衡转化率越小　②及时分离出产物硫蒸气、适当升高温度（适当减小压强等其他合理答案也可） 11．碘及碘的化合物在人类活动中占有重要的地位。 (1)室温下，向1 L密闭容器中加入1 mol HI(g)，发生反应2HI(g)⥫⥬H2(g)＋I2(g)，达到平衡后，保持温度、容积不变，再充入1 mol HI(g)，则再次达到平衡后，　　　　（填字母）是原来的2倍。 A．平衡常数 B．HI的体积分数 C．HI的转化率 D．HI的平衡浓度 (2)2HI(g)⥫⥬H2(g)＋I2(g)的速率方程为v正＝k正c2(HI)，v逆＝k逆 c(H2)· c(I2)（k正、k逆为速率常数，只与温度有关）。 ①某温度下，K＝15，k逆＝4，则k正＝　　　　 　　。 ②已知：R ln k＝－ eq \f(Ea,T)＋C（R、C为常数，k为速率常数，T为热力学温度，Ea为正反应活化能）。k与Ea、T的关系如图所示（Cat1、Cat2为两种不同的催化剂）。 相同条件下，催化效率较高的是　　　　（填“Cat1”或“Cat2”），判断依据是________________________________________________________________________。 (3)HI分解的平衡转化率较低，为了促进HI的分解，某研究小组设计选择性膜反应器。已知：HI的分解在反应区内进行，膜可以对产物进行选择性释放。反应区内控制温度不变，压强恒定为100 kPa，反应开始时，投料均为1 mol HI气体。膜反应器1中H2的逸出速率为3.0×10-8 mol·s-1·Pa-1，膜反应器2中H2的逸出速率等于膜反应器1。完成表中空格。 项目 无膜反应器 膜反应器1 膜反应器2 反应器示意图 － 80 s达平衡后反应器中物质的量/mol n(HI)＝0.83 ①n(H2)＝　　　　 　　 　　　　　　 － HI的平衡分解率 α1＝17% α2＝70% ②α3，α3　　α2（填“>”“<”或“＝”） 解析：(1)温度不变，平衡常数不变，A错误；该反应是气体体积不变的反应，保持温度、容积不变，再充入1 mol HI(g)相当于增大压强，平衡不移动，HI的体积分数不变，HI的转化率不变，B、C错误；体积不变，再通入1 mol HI(g)，相当于原平衡体系加压，则HI的平衡浓度变为原来的2倍，D正确。 (2)①达到平衡时v正＝v逆，即k正c2(HI)＝k逆c(H2)·c(I2)，则 eq \f(k正,k逆)＝ eq \f(c(H2)·c(I2),c2(HI))＝K，k正＝K×k逆＝15×4＝60。 ②R ln k＝－ eq \f(Ea,T)＋C，温度相同时，R ln k越小，k越小，Ea越大，相同条件下，催化效率较高的是Cat2。 (3)①由膜反应器1中H2的逸出速率为3.0×10-8 mol/(s·Pa)，压强恒定为100 kPa，释放出n(H2)＝3.0×10-8 mol/(s·Pa)×80 s×100×103 Pa＝0.24 mol，由表知80 s时HI的平衡分解率α2＝70%，则转化Δn(HI)＝1 mol×70%＝0.7 mol，反应生成Δn(H2)＝0.7 mol× eq \f(1,2) ＝0.35 mol，则80 s时反应器中n(H2)＝(0.35－0.24) mol＝0.11 mol。 ②膜反应器2中H2的逸出速率等于膜反应器1，且膜反应器2释放出H2和I2(g)，比反应器1释放出的生成物更多，相对膜反应器1平衡向正反应方向移动，HI的分解率增大，则α3>α2。 答案：(1)D (2)①60　②Cat2　相同温度时，Cat2对应的活化能更小（或Cat2对应的k更大） (3)①0.11　②> $