2-3 百分含量（体积分数）-时间图像 【上好课】2026年高考化学培优微突破系列

2-3 百分含量（体积分数）-时间图像 · 图像为多曲线变化图，横坐标为时间（t），纵坐标为组分的体积分数或物质的量分数； · 反应体系常涉及连续反应、竞争反应、平行反应或可逆反应； · 题目选项中常考查反应速率、平衡常数、催化剂、温度影响、转化率、反应机理等； · 图像中常出现交点、极值点、平台段等关键点，需结合化学反应原理进行分析。 · 考查知识： · 化学反应速率与化学平衡的基本原理； · 速率方程、平衡常数的计算与理解； · 催化剂、温度、浓度对反应速率和平衡的影响； · 反应机理与中间产物的判断； · 物质守恒与元素守恒的应用。 考查能力： · 图像分析能力：从曲线趋势、交点、极值中提取信息； · 逻辑推理能力：结合反应原理判断反应方向、速率大小、平衡状态； · 定量计算能力：利用图像数据进行转化率、速率、平衡常数的计算； · 综合判断能力：识别选项中与图像或原理不符的表述。 第一步 看反应，明类型 · 判断是连续反应、竞争反应还是平行反应； · 写出可能发生的化学反应方程式。 第二步 看图线，找关键 · 识别每条曲线代表的物质； · 找出曲线的起点、终点、交点、极值点、拐点； · 判断反应阶段：快速平衡、慢反应、达到平衡等。 第三步 结合原理，分析选项 · 利用勒夏特列原理判断温度、压强、浓度对平衡的影响； · 利用速率方程判断速率常数、反应级数； · 利用平衡常数判断反应方向与限度； · 利用元素守恒验证物质变化是否合理。 第四步 逐一验证，排除错误 · 对每个选项进行逻辑与定量验证； · 特别注意“下列说法错误的是”类题目，避免惯性思维。 类别 内容 反应速率 v = Δc/Δt，速率方程 v = k·c^m，k 与 T、催化剂有关 化学平衡 Kc、Kp、Kx（物质的量分数平衡常数），Qc 与 K 判断方向 平衡移动 勒夏特列原理：温度、压强、浓度对平衡的影响 催化剂 降低活化能，加快反应速率，不改变平衡位置 热力学 ΔG = ΔH - TΔS < 0 自发，放热反应 ΔH < 0 连续反应 中间产物先增后减，最大点时 v(生成) = v(消耗) 物料守恒 元素含量守恒，用于计算转化率、产物量 错误类型 说明 纠正方法 误判曲线对应物质 将中间产物误认为最终产物 结合反应机理判断曲线身份 混淆速率与平衡 认为催化剂改变平衡常数 明确催化剂只影响速率 忽略热力学符号 ΔH、ΔS 正负判断错误 结合反应自发性和温度判断 极值点理解错误 认为极值点就是平衡点 极值点只是该物质最大点，不一定平衡 计算不守恒 忽略元素守恒或物料守恒 列出元素或物料守恒式再计算 【典例】 【审题】 1．（2025·安徽·高考真题）恒温恒压密闭容器中，时加入，各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图(反应速率，k为反应速率常数)。 下列说法错误的是 A．该条件下 B．时间段，生成M和N的平均反应速率相等 C．若加入催化剂，增大，不变，则和均变大 D．若和均为放热反应，升高温度则变大 · 识别反应类型 · 题目提示有两个反应路径生成M和N，属于竞争反应； · 反应速率与物质的量分数成正比，说明为一级反应。 · 分析图像特征 · M和N的曲线从0开始上升，A的曲线下降； · M和N在某一时刻后趋于稳定，说明反应达到平衡； · M的最终分数高于N，说明更利于生成M。 · 结合原理判断选项 A选项：通过反应①和②相减得到总反应，计算K，正确； B选项：在t₁→t₂段，M和N的物质的量增加相同，平均速率相等，正确； C选项：催化剂不改变平衡，故x(M)平衡值不变，错误； D选项：两个反应均为放热，升温平衡左移，A的分数增大，正确。 · 结论 错误选项为C，因其违背了催化剂不改变平衡的基本原理。 1．（2024·广西·高考真题）573K、高压条件下，一定量的苯甲腈在密闭容器中发生连续水解：(苯甲腈)(苯甲酰胺)(苯甲酸)。如图为水解过程中上述三者(分别用表示)的物质的量分数随时间的变化曲线，其中。下列说法错误的是 A．水解产物除了还有 B．点时 C．在15min前基本不变，15min后明显增大，可能是水解产物对生成的反应有催化作用 D．任意25min时间段内存在 2．（23-24高三下·安徽黄山·阶段练习）已知：。实验测得速率方程为v正=k正c(NO)·c(O3)，v逆=k逆c(NO2)·c(O2)(k正、k逆为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关)。向2L恒容密闭容器中充入0.4molNO(g)和0.6molO3(g)发生上述反应，测得NO的体积分数x(NO)与温度和时间的关系如图所示。下列说法正确的是 A．正、逆反应活化能的大小关系为Ea(正)>Ea(逆) B．b点NO的转化率为80% C．T1温度下的<T2温度下的 D．化学反应速率：vc (正)>va (逆)>vb (逆) 3．（2025·湖南长沙·三模）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 4．（2025·湖南长沙·二模）煤化工等行业废气普遍含有硫化氢，需回收处理并加以利用。在，向体积恒定的密闭容器中充入和，发生反应 ① ② ③ 含硫元素占比[如的含硫元素占比与时间的关系如图所示。 已知：反应①快速平衡。下列说法不正确的是 A．图中曲线c表示的含硫元素占比与时间的变化关系 B．若反应开始时增大反应物的浓度，则M点将移向N点 C．若时达到平衡，则平衡时生成的物质的量为 D．反应①的平衡常数 1 / 6 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 2-3 百分含量（体积分数）-时间图像 · 图像为多曲线变化图，横坐标为时间（t），纵坐标为组分的体积分数或物质的量分数； · 反应体系常涉及连续反应、竞争反应、平行反应或可逆反应； · 题目选项中常考查反应速率、平衡常数、催化剂、温度影响、转化率、反应机理等； · 图像中常出现交点、极值点、平台段等关键点，需结合化学反应原理进行分析。 · 考查知识： · 化学反应速率与化学平衡的基本原理； · 速率方程、平衡常数的计算与理解； · 催化剂、温度、浓度对反应速率和平衡的影响； · 反应机理与中间产物的判断； · 物质守恒与元素守恒的应用。 考查能力： · 图像分析能力：从曲线趋势、交点、极值中提取信息； · 逻辑推理能力：结合反应原理判断反应方向、速率大小、平衡状态； · 定量计算能力：利用图像数据进行转化率、速率、平衡常数的计算； · 综合判断能力：识别选项中与图像或原理不符的表述。 第一步 看反应，明类型 · 判断是连续反应、竞争反应还是平行反应； · 写出可能发生的化学反应方程式。 第二步 看图线，找关键 · 识别每条曲线代表的物质； · 找出曲线的起点、终点、交点、极值点、拐点； · 判断反应阶段：快速平衡、慢反应、达到平衡等。 第三步 结合原理，分析选项 · 利用勒夏特列原理判断温度、压强、浓度对平衡的影响； · 利用速率方程判断速率常数、反应级数； · 利用平衡常数判断反应方向与限度； · 利用元素守恒验证物质变化是否合理。 第四步 逐一验证，排除错误 · 对每个选项进行逻辑与定量验证； · 特别注意“下列说法错误的是”类题目，避免惯性思维。 类别 内容 反应速率 v = Δc/Δt，速率方程 v = k·c^m，k 与 T、催化剂有关 化学平衡 Kc、Kp、Kx（物质的量分数平衡常数），Qc 与 K 判断方向 平衡移动 勒夏特列原理：温度、压强、浓度对平衡的影响 催化剂 降低活化能，加快反应速率，不改变平衡位置 热力学 ΔG = ΔH - TΔS < 0 自发，放热反应 ΔH < 0 连续反应 中间产物先增后减，最大点时 v(生成) = v(消耗) 物料守恒 元素含量守恒，用于计算转化率、产物量 错误类型 说明 纠正方法 误判曲线对应物质 将中间产物误认为最终产物 结合反应机理判断曲线身份 混淆速率与平衡 认为催化剂改变平衡常数 明确催化剂只影响速率 忽略热力学符号 ΔH、ΔS 正负判断错误 结合反应自发性和温度判断 极值点理解错误 认为极值点就是平衡点 极值点只是该物质最大点，不一定平衡 计算不守恒 忽略元素守恒或物料守恒 列出元素或物料守恒式再计算 【典例】 【审题】 1．（2025·安徽·高考真题）恒温恒压密闭容器中，时加入，各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图(反应速率，k为反应速率常数)。 下列说法错误的是 A．该条件下 B．时间段，生成M和N的平均反应速率相等 C．若加入催化剂，增大，不变，则和均变大 D．若和均为放热反应，升高温度则变大 【答案】C 【解析】A．①的，②，②－①得到，则K=，A正确； B．由图可知，时间段，生成M和N的物质的量相同，由此可知，成M和N的平均反应速率相等，B正确； C．若加入催化剂，增大，更有利于生成M，则变大，但催化剂不影响平衡移动，不变，C错误； D．若和均为放热反应，升高温度，两个反应均逆向移动，A的物质的量分数变大，即变大，D正确； 故选C。 · 识别反应类型 · 题目提示有两个反应路径生成M和N，属于竞争反应； · 反应速率与物质的量分数成正比，说明为一级反应。 · 分析图像特征 · M和N的曲线从0开始上升，A的曲线下降； · M和N在某一时刻后趋于稳定，说明反应达到平衡； · M的最终分数高于N，说明更利于生成M。 · 结合原理判断选项 A选项：通过反应①和②相减得到总反应，计算K，正确； B选项：在t₁→t₂段，M和N的物质的量增加相同，平均速率相等，正确； C选项：催化剂不改变平衡，故x(M)平衡值不变，错误； D选项：两个反应均为放热，升温平衡左移，A的分数增大，正确。 · 结论 错误选项为C，因其违背了催化剂不改变平衡的基本原理。 1．（2024·广西·高考真题）573K、高压条件下，一定量的苯甲腈在密闭容器中发生连续水解：(苯甲腈)(苯甲酰胺)(苯甲酸)。如图为水解过程中上述三者(分别用表示)的物质的量分数随时间的变化曲线，其中。下列说法错误的是 A．水解产物除了还有 B．点时 C．在15min前基本不变，15min后明显增大，可能是水解产物对生成的反应有催化作用 D．任意25min时间段内存在 【答案】D 【解析】A．苯甲腈在溶液中发生连续水解：，,有NH3生成，A正确；B．a点之前x(Y)逐渐增大，；a点之后，x(Y)逐渐减小，a点是Y物质的最大值，则生成和消耗的速率相等。即，B正确；C．在15min前基本不变，15min后明显增大，在没有另加物质、没有改变反应条件的情况下，可能是水解产物对生成的反应有催化作用，C正确；D．根据图像所示，反应的前期应该有，a点之后，由于明显减小，显著增大，三者的速率关系不再满足，D错误；故选D。 2．（23-24高三下·安徽黄山·阶段练习）已知：。实验测得速率方程为v正=k正c(NO)·c(O3)，v逆=k逆c(NO2)·c(O2)(k正、k逆为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关)。向2L恒容密闭容器中充入0.4molNO(g)和0.6molO3(g)发生上述反应，测得NO的体积分数x(NO)与温度和时间的关系如图所示。下列说法正确的是 A．正、逆反应活化能的大小关系为Ea(正)>Ea(逆) B．b点NO的转化率为80% C．T1温度下的<T2温度下的 D．化学反应速率：vc (正)>va (逆)>vb (逆) 【答案】C 【解析】根据先拐先平数值大可知，T1>T2，温度高的时x(NO)大，说明升高温度平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，△H<0；A．正反应为放热反应，△H<0，故正逆反应活化能的大小关系为Ea(正)<Ea(逆)，故A项错误；B．b点NO的体积分数x(NO)=0.2，设NO的转化率为y，根据三段式有： ，，解得y=50%，故B项错误；C．由v正=k正c(NO)·c(O3)，v逆=k逆c(NO2)·c(O2)，当v正= v逆时，可知==K，T1>T2，△H<0，温度高时K值反而小，则T1温度下的<T2温度下的，故C项正确；D．T1>T2，c点未达平衡，b点达平衡正逆反应速率相等且小于c点，b点温度和反应物浓度均大于a点，反应速率大于a点，故化学反应速率：vc (正)> vb (逆)> va (逆)，故D项错误；故答案选C。 3．（2025·湖南长沙·三模）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 【解析】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。 4．（2025·湖南长沙·二模）煤化工等行业废气普遍含有硫化氢，需回收处理并加以利用。在，向体积恒定的密闭容器中充入和，发生反应 ① ② ③ 含硫元素占比[如的含硫元素占比与时间的关系如图所示。 已知：反应①快速平衡。下列说法不正确的是 A．图中曲线c表示的含硫元素占比与时间的变化关系 B．若反应开始时增大反应物的浓度，则M点将移向N点 C．若时达到平衡，则平衡时生成的物质的量为 D．反应①的平衡常数 【答案】C 【解析】随反应进行，H2S的物质的量减少，因此曲线a表示H2S的含硫占比与时间的变化关系曲线；反应①快速平衡，S2的含硫占比快速达到最大值，因此曲线b表示的含硫元素占比与时间的变化关系曲线；曲线c含硫占比随时间上升，因此曲线c表示SO2的含硫占比与时间的变化关系曲线。A．根据分析，图中曲线c表示的含硫元素占比与时间的变化关系，A正确；B．增大反应物浓度，反应速率加快，由于达到平衡时间缩短，反应③消耗的S2的量减少，则M点会向N点移动，B正确；C．若40min时达到平衡，H2S%=4%，根据元素守恒n(H2S)=0.04mol，则反应的H2S为0.96mol，此时生成的水的n(H2O)=(0.9+0.06)mol=0.96mol≠0.9mol，C错误；D．达到平衡时，SO2%=90%，根据元素守恒n(SO2)=0.9mol，S2%=1-90%-4%=6%，则n(S2)=，n(H2O)= =0.96mol，n(H2S)=0.04mol，n(O2)=，则反应①的平衡常数，D正确；故选C。 2 / 8 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $