第2章 聚焦突破4 化学反应速率与化学平衡图像&阶段提升练（1）-【优学精讲】2025-2026学年高中化学选择性必修一教用Word(人教版)

本讲义聚焦化学反应速率与化学平衡图像这一核心知识点，系统梳理速率-时间、含量（转化率）-时间-温度（压强）等图像类型，结合“突变渐变”“先拐先平数值大”等分析方法，通过例题与集训构建从基础识别到综合应用的递进式学习支架。 资料特色在于图像分析方法与高考真题深度融合，以“定一议二”模型建构培养科学思维，通过碘化钾氧化速率等实验探究题提升科学探究与实践能力。课中辅助教师高效讲解，课后学生可借助集训巩固知识，查漏补缺，强化图像应用能力。

聚焦突破4 化学反应速率与化学平衡图像 1.速率-时间图像（ 图像） 分析图像时，要抓住“突变”和“渐变”，利用正、逆反应速率的相对大小，判断化学平衡的移动方向，再联系平衡移动规律确定外界条件的变化。 图像 具体分析 突变，渐变，且，说明改变的条件是增大反应物的浓度，使突变，且平衡正向移动 、都突然减小，且，说明平衡正向移动，该反应的正反应可能是放热反应或气体总体积增大的反应，改变的条件可能是降低温度或减小压强 、都突然增大，且增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，改变的条件可能是使用了催化剂，也可能是对反应前后气体分子数不变的反应增大压强（压缩容器容积） 2.含量（或转化率） 时间-温度（或压强）图像 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（如下图Ⅰ中）、压强较大（如下图Ⅱ中）或使用了催化剂（如下图Ⅲ中可能使用了催化剂）。可简单记为“先拐先平数值大”。 图像 具体分析 表示，升高温度，生成物的百分含量减小，说明正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动 表示，增大压强，反应物的转化率减小，说明正反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动 改变条件，生成物的百分含量不变，说明平衡不移动，但反应速率，故可能使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体体积不变的可逆反应，增大了压强（压缩容器容积） 3.百分含量（或转化率） 温度（压强）图像 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变量，分析方法是确定其中一个变量，讨论另外两个变量之间的关系，即“定一议二”。 图像 具体分析 分析等压线，升高温度,生成物的百分含量减小，即平衡逆向移动，说明正反应放热；分析等温线，确定温度不变，作横轴垂线与压强线出现两个交点，增大压强，生成物的百分含量增大，即平衡正向移动，说明正反应方向气体总体积减小 分析等温线,增大压强,反应物的转化率减小，即平衡逆向移动，说明正反应方向气体总体积增大；分析等压线，确定压强不变，作横轴垂线与温度线出现两个交点，升高温度，反应物的转化率减小，即平衡逆向移动，说明正反应放热 4.几种特殊图像 （1）对于化学反应，点前（如图1、2），表示从反应物开始，；点为刚达到平衡的点；点后为平衡受温度影响的情况，即升高温度，的百分含量增加或的百分含量减少，平衡逆向移动，故正反应的。 （2）对于化学反应，线上所有的点都是平衡点（如图3）。线的上方（点），的百分含量大于此压强时平衡体系的的百分含量，所以，点；线的下方（点），。 例1 [（2025·深圳高二月考）]工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺：。某条件下无催化剂存在时，该反应的正、逆反应速率随时间的变化关系如下图所示。下列说法不正确的是（ ） A. 曲线①表示的是逆反应的关系 B. 时刻体系处于平衡状态 C. 反应进行到时，（为浓度商） D. 催化剂存在时，、都增大 【答案】A 【解析】反应为乙苯制备苯乙烯的过程，开始反应物浓度最大，生成物浓度为0，所以曲线①表示的是正反应的 关系，曲线②表示的是逆反应的 关系，故 错误；时，正、逆反应速率相等，体系处于平衡状态，故 正确；反应进行到 时，反应正向进行，故，故 正确；催化剂能降低反应的活化能，使反应的、都增大，故 正确。 例2 [（2024·海南卷）]已知、时，。该反应在密闭的刚性容器中分别于、温度下进行，的初始浓度为，关系如下图所示。下列说法错误的是（ ） A. B. 下反应达到平衡时 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的反应历程相同 【答案】D 【解析】由题图可知，平衡时 下 的浓度比 下大，即 平衡正向移动，由于该反应的正反应是放热反应，降低温度平衡正向移动，即，正确；由题图可知，下反应达到平衡时，转化的 的物质的量浓度为，结合化学方程式可知，下反应达到平衡时，正确；由题图可知，在温度均为 时，使用催化剂1达到平衡所需要的时间比催化剂2的长，即使用催化剂1的反应速率比使用催化剂2的小，说明使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大，正确；和 下，分别使用催化剂2、3，反应同时达到平衡，说明反应速率相同，又温度升高反应速率增大，，因此催化效果：催化剂 催化剂3，反应活化能不同，故反应历程不同，错误。 例3 [（2024·广西卷）]密闭容器中，以活性炭为催化剂，由和制备。反应如下： Ⅰ. Ⅱ. （1） 反应Ⅱ的（为平衡常数）随（为温度）的变化如下图所示，推断出该反应为_ _ （填“吸热”或“放热”）反应。 （2） 时，平衡体系内各组分的物质的量分数随的变化如下图所示。 反应Ⅱ的平衡常数_ _ （保留1位小数）。保持和不变，增大平衡转化率的措施有_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （任举一例）。 （3） 改变，使反应Ⅱ的平衡常数，导致图中的曲线变化，则等于的新交点将出现在_ _ _ _ （填“”“”“”或“”）处。 【答案】（1） 放热 （2） 32.4；移走或加入 （3） 【解析】 （1） 由题图可知，反应Ⅱ的 与 成正比，温度升高即 减小随之 减小，那么 减小，平衡逆向移动，该反应为放热反应。 （2） 由题图可知，时物质的量分数，假设充入、，列“三段式”： 平衡时、，，，气体总物质的量为，平衡时，即，解得，故有，解得，故平衡时，，，，反应Ⅱ是气体体积不变的反应，可用物质的量代替物质的量浓度计算平衡常数，反应Ⅱ的平衡常数；保持 和 不变，减小生成物浓度或增大其他反应物浓度均能使平衡正向移动，故增大 平衡转化率的措施有移走 或加入。 （3） 反应Ⅱ为放热反应，改变，使反应Ⅱ的平衡常数，平衡常数减小，为升高温度所致，此时反应Ⅱ的平衡逆向移动，减小、增大，故题图中 等于 的新交点将会提前，出现在 处。 【突破集训】 1．[（2025·郑州高二联考）]工业上，常用过量的焦炭还原重晶石制备立德粉：。在密闭容器中发生该反应，其他条件一定时，下列相关图像变化趋势错误的是（ ） A．曲线Ⅰ无催化剂，曲线Ⅱ有催化剂 B．温度： C．时刻增大压强 D．时刻升高温度 【答案】C 【解析】选。催化剂可以增大化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但是平衡不移动，使用催化剂后 的平衡浓度不变，曲线Ⅰ无催化剂，曲线Ⅱ有催化剂，正确；该反应为吸热反应，升高温度可以增大化学反应速率，缩短达到平衡的时间，所以温度：，正确；该反应为气体体积增大的反应，反应物中无气体，增大压强的瞬间，正反应速率不变，逆反应速率增大，错误；该反应为吸热反应，升高温度，正、逆反应速率均增大，平衡正向移动，正反应速率增大程度比逆反应速率增大程度大，正确。 2．[（2025·衡水高二期末）]某容器中只发生反应：。由下列图像得出的结论不正确的是（ ） A. 相同温度下，分别向容积不等的A、B两个恒容密闭容器中均通入和，后的转化率如图甲所示，若B中反应达到平衡状态，则A中一定达到平衡状态 B. 恒容密闭容器中通入一定量的和，反应相同时间，的转化率随温度变化如图乙所示，则该反应的 C. 其他条件相同，改变起始时的物质的量，平衡时的体积分数变化如图丙所示，则平衡时的转化率： D. 其他条件相同，反应速率与压强的关系如图丁所示，则 【答案】C 【解析】选。容器容积小，压强大，反应速率比 大，若 中达到平衡状态，则 中一定达到平衡状态，正确；恒容密闭容器中通入一定量的 和，反应相同时间，根据题图乙可知，转化率最高点，反应达到平衡状态，平衡后，升高温度平衡向吸热反应方向移动，转化率降低，则该反应的，正确；的物质的量越多，的转化率越高，平衡时 的转化率：，错误；增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，即平衡逆向移动，则，正确。 3．[（2025·黄山高二月考）]硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：。在容积相同的三个密闭刚性容器中，分别投入和，在不同温度和、不同催化剂表面积和条件下，反应体系压强随时间变化关系如下图所示。下列说法错误的是（ ） A. 曲线Ⅲ对应的温度和催化剂表面积为、 B. 曲线Ⅰ对应条件下，时间段平均反应速率为 C. 曲线Ⅱ对应条件下，反应达到平衡后再向反应容器中加入，此时反应速率 D. 曲线Ⅰ对应条件下的平衡常数小于曲线Ⅱ对应条件下的平衡常数 【答案】C 【解析】选。催化剂不影响化学平衡，该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，因此 时体系总压强应大于 时体系总压强，故曲线Ⅰ对应的温度为，曲线Ⅱ、Ⅲ对应的温度为；催化剂表面积越大，反应速率越大，曲线Ⅲ总压强减小的速率大于曲线Ⅱ总压强减小的速率，说明曲线Ⅲ反应速率更大，曲线Ⅲ对应催化剂表面积为，故曲线Ⅲ对应的温度和催化剂表面积分别为 和，项正确。曲线Ⅰ对应条件下，时间段，压强的变化量为，平均反应速率为，项正确。在曲线Ⅱ对应条件下，反应达到平衡后再向反应容器中加入 时，“突增”，在原平衡基础上“渐增”，故，项错误。曲线Ⅰ对应的温度高于曲线Ⅱ对应的温度，该反应是放热反应，故曲线Ⅰ对应条件下的平衡常数小，项正确。 4．丙烯是一种重要的化工原料，可以在催化剂作用下，由丙烷直接脱氢或氧化脱氢制备。 反应Ⅰ（直接脱氢） 反应Ⅱ（氧化脱氢） （1） 对于反应Ⅰ，总压恒定为，在密闭容器中通入和的混合气体（不参与反应），从平衡移动的角度判断，达到平衡后“通入”的作用是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 在温度为时，的平衡转化率与通入气体中的物质的量分数的关系如图a所示，计算时反应Ⅰ的平衡常数_ _ （以分压表示，分压总压×物质的量分数，保留一位小数）。 （2） 在温度为时，通入气体分压比的混合气体，各组分气体的分压随时间的变化关系如图b所示。生成的平均速率为_ _ _ _ ；在反应一段时间后，和的消耗速率比小于的原因为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 【答案】（1） 使容器容积增大，平衡向正反应方向移动，提高的转化率；16.7 （2） 2；和都消耗 【解析】 （1） 达到平衡后，通入，由于总压恒定为，因此容器容积增大，相当于减小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，即向正反应方向移动，的转化率增大；根据题图a，的物质的量分数为0.4时，平衡转化率为；设（混合气体）为，则起始时 为，列“三段式”： 由于总压恒定为，平衡时 为，为，为，为，因此、、的分压均为，时反应Ⅰ的平衡常数。 （2） 内 的分压由0增大到，生成 的平均速率为；若只发生反应Ⅰ、Ⅱ，的分压应大于、的分压，但由题图b知，随着反应进行，分压，且有 生成，分压降低，故体系中还发生反应，，消耗，因此 和 的消耗速率比小于。 5．[（2024·辽宁卷）]为实现氯资源循环利用，工业上采用催化氧化法处理废气： 将和分别以不同起始流速通入反应器中，在、和下反应，通过检测流出气成分绘制转化率曲线，如下图所示（较低流速下转化率可近似为平衡转化率）。 回答下列问题： （1） _ _ 。 （2） 下列措施可提高点转化率的是（填标号）。 A. 增大的流速 B. 将温度升高 C. 增大 D. 使用更高效的催化剂 （3） 图中较高流速时，小于和，原因是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 （4） 设点的转化率为平衡转化率，则该温度下反应的平衡常数_ _ _ _ （用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算）。 【答案】（1） 360 （2） BD （3） 反应未达到平衡状态，温度低，反应速率小，且反应物在催化剂表面接触时间短，相同时间内的转化率低 （4） 6 【解析】 （1） 该反应为放热反应，达到平衡后，其他条件不变，升高温度，平衡逆向移动，的平衡转化率降低，由题图知，较低流速下，时 的转化率最大，故。 （2） 由题图可知，增大 的流速，的转化率降低，项错误；将温度升高，即升温至，由题图可知，的转化率增大，项正确；增大，的转化率减小，项错误；点该反应未达到平衡，使用更高效的催化剂，可以增大反应速率，提高 的转化率，项正确。 （3） 较高流速时，反应未达到平衡状态，温度低，反应速率小，且较高流速时，反应物在催化剂表面接触时间短，故 的转化率低。 （4） 点起始时，的平衡转化率为，设起始时、的物质的量均为，列“三段式”： 该温度下反应的平衡常数。 阶段提升练（一） 一、反应机理图像探析 1．[（2025·日照高二月考）]甲醇在（Ⅲ）表面发生解离的反应机理如下图所示。下列说法正确的是（ ） A. 该反应的决速步为 B. （Ⅲ）为固体催化剂，其表面积大小对催化效果无影响 C. D. 升高温度对反应①的速率影响最大 【答案】D 【解析】选。由题图可知，反应①的活化能最大，为该反应的决速步，故该反应的决速步为，错误；（Ⅲ）为固体催化剂，其表面积增大能使化学反应速率增大，错误；根据题图可知，的总能量比 的总能量小，则该步反应为吸热反应，，错误；反应①的活化能最大，升高温度能使更多分子变为活化分子，活化分子百分数增加较多，化学反应速率变化最大，正确。 2．[（2025·安徽高二联考）]丙烯是重要的石油化工原料，作为一种活性温和的氧化剂，被应用于丙烷氧化脱氢的反应中。与在基催化剂作用下的反应机理和整个过程中的能量关系分别如图1、2所示。下列说法错误的是（ ） A. 反应过程中第①步起决速作用 B. 该反应过程中有共价键的断裂和形成 C. 基催化剂降低了反应的活化能，改变了总反应的焓变 D. 该反应的总反应为 【答案】C 【解析】选。根据题图2可知，反应过程中第①步反应的活化能最大，是慢反应，起决速作用，项正确；根据题图1可知，该反应过程中有、等共价键的断裂及 等共价键的形成，项正确；催化剂降低了反应的活化能，但不改变总反应的焓变，项错误；根据题图1、2可知，该反应的总反应为，项正确。 3．[（2025·青岛高二期末）]（，碳酸二甲酯）毒性较小，是一种具有发展前景的“绿色”化工产品。它的一种合成方案的反应历程如下图所示（“*”表示吸附在催化剂表面）。下列说法错误的是（ ） A. 该反应为吸热反应 B. 生成“过渡态Ⅱ”的过程是该反应的决速步 C. ·OH在该反应过程中起催化作用 D. 该历程的总反应为 【答案】B 【解析】选。由题图可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，故该反应是吸热反应，故 正确；由题图可知，生成“过渡态Ⅰ”的过程活化能是最大的，是该反应的决速步，故 错误；由题图可知，在反应前参与反应，又在反应后生成，起催化作用，故 正确；由题图可知，该历程的总反应为，故 正确。 4．[（2025·许昌高二测试）]我国科技工作者发现苯在催化剂（固体酸）表面上能转化为甲苯： ，该反应历程如下图所示（其中用*标注的是吸附在催化剂表面上的物种）。下列说法正确的是（ ） A. 与的碰撞均为有效碰撞 B. 达到平衡后，升高温度，平衡向正反应方向移动 C. 决速步骤的活化能 D. 使用合适的催化剂可以提高反应物的平衡转化率 【答案】C 【解析】选。不是每一次的碰撞都是有效碰撞，发生有效碰撞需要反应物分子必须具有足够的能量和合适的取向，错误；根据题图可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，该反应为放热反应，达到平衡后，升高温度，平衡向逆反应方向移动，错误；决速步骤的活化能为，正确；使用合适的催化剂可以提高化学反应速率，但是不改变反应物的平衡转化率，错误。 二、实验探究化学反应速率与化学平衡的影响因素 5．[（2025·北京高二质检）]某研究小组对碘化钾溶液在空气中发生氧化反应的速率进行实验探究。 ［初步探究］ 示意图 序号 温度 试剂A 现象 ① 稀硫酸 左右出现蓝色 ② 左右出现蓝色 ③ 稀硫酸 左右出现蓝色 ④ 蒸馏水 左右出现蓝色 （1） 为探究温度对反应速率的影响，实验②中试剂A应为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 （2） 写出实验③中发生反应的离子方程式：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 （3） 对比实验②③④，可以得出的结论是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 ［继续探究］溶液对反应速率的影响 查阅资料： 时，能被氧化为。 时，发生歧化反应：，越大，歧化反应速率越大。 （4） 小组同学用4支试管在装有的储气瓶中进行实验，装置如下图所示。 序号 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 试管中溶液的 8 9 10 11 放置10小时后的现象 出现蓝色 颜色无明显变化 分析⑦和⑧中颜色无明显变化的原因：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 【答案】（1） 稀硫酸 （2） （3） 温度相同时，溶液被氧化成，越大，氧化反应速率越大 （4） 实验⑦⑧试管中，为10、11时，既发生氧化反应又发生歧化反应，因为歧化反应速率大于氧化反应速率，所以观察颜色无明显变化 【解析】 （1） 为探究温度对反应速率的影响，实验①②中试剂 应该相同，即实验②中试剂 应为 稀硫酸。 （2） 溶液变蓝，说明有 生成，所以实验③中在酸性条件下，被 氧化为，发生反应的离子方程式为。 （3） 实验②③④的温度相同，硫酸的浓度越大，出现蓝色的时间越短，说明 越大，反应速率越大。 （4） 颜色无明显变化，说明没有 剩余，而由信息可知，碱性越强，歧化反应速率越大，即发生氧化反应生成 的速率比发生歧化反应消耗 的速率小，所以观察颜色无明显变化。 6．[（2025·潍坊高二统考）]某兴趣小组通过实验探究化学反应速率和化学平衡的影响因素。已知：含铬元素的离子在溶液中的颜色：（橙色）、（黄色）、（绿色）。回答下列问题： Ⅰ．为探究影响化学反应速率的因素，分别进行下列实验，现象均为溶液颜色由橙色变为绿色。 组别 温度/ 溶液 溶液 溶液 蒸馏水 1 298 0.1 1 0.2 2 1 2 4 2 298 0.1 1 0.2 4 1 3 318 0.1 1 0.2 1 2 4 （1） 第1组和第2组的实验目的是探究_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 对反应速率的影响，_ _ _ _ ，第1组和第3组的实验目的是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 Ⅱ．为探究影响（橙色）（黄色）化学平衡的因素，实验操作和现象记录如下。 序号 实验操作 实验现象 ① 加热的溶液 溶液橙色变深 ② 向的溶液中加入溶液 溶液变黄色 ③ 向的溶液中加入3滴浓硫酸 溶液橙色变深 ④ 向实验②剩余溶液中加入少量 无明显现象 ⑤ 实验③剩余溶液放置一段时间后，向其中加入少量 溶液变为绿色 （2） 实验①可证明反应的逆反应是_ _ （填“吸热”或“放热”）反应。 （3） 实验③的目的是验证“增大生成物浓度，该平衡逆向移动”，此实验_ _ （填“能”或“不能”）达到预期目的，理由是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 （4） 根据上述实验现象，可得出氧化性：_ _ （填“ ”“ ”或“”）。 【答案】（1） 溶液浓度；2；探究温度对反应速率的影响 （2） 吸热 （3） 不能；加入浓硫酸，不但增加溶液中氢离子浓度，使平衡逆向移动，同时浓硫酸溶于水放出大量的热，使溶液温度升高，也会导致平衡逆向移动 （4） 【解析】 （1） 由表格数据可知，第1组和第2组的实验目的是探究亚硫酸钠溶液浓度对反应速率的影响，由探究实验变量唯一化原则可知，实验时溶液总体积应保持不变，则、；第1组和第3组的实验目的是探究温度对反应速率的影响。 （2） 加热重铬酸钾溶液，溶液橙色变深，说明升高温度，平衡逆向移动，重铬酸根离子浓度增大，该反应的正反应为放热反应、逆反应为吸热反应。 （3） 加入浓硫酸，不但增加溶液中氢离子浓度，使平衡逆向移动，同时浓硫酸溶于水放出大量的热，使溶液温度升高，也会导致平衡逆向移动，所以③不能达到验证“增大生成物浓度，该平衡逆向移动”的实验目的。 （4） 由实验④和实验⑤的实验现象可知，铬酸根离子不能与乙醇反应，而重铬酸根离子能与乙醇反应使溶液变为绿色，所以重铬酸根离子的氧化性强于铬酸根离子。 三、各种常数的相关分析与计算 7．[（2024·山东卷改编）]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下图所示。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，仅改变体系初始压力，反应物摩尔分数随时间的变化曲线发生改变 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 【解析】选。反应吸热，升高温度，平衡正向移动，平衡时反应物的摩尔分数较小，结合图像可知，，速率常数 与温度呈正相关，所以，项正确；反应达平衡时，结合速率方程有，由题图可知，平衡时 温度下反应物的浓度较小，所以，可得，即，项正确；温度不变，平衡常数不变，仅改变体系初始压力，由于该反应为气体分子数不变的反应，所以平衡不移动，平衡时反应物的摩尔分数不变，但是改变压强，反应速率改变，反应物的摩尔分数随时间的变化曲线随之改变，项正确；和 的物质的量之比为 时投料，平衡时 与 的摩尔分数相等，但改变初始投料比，相当于改变某一反应物的浓度，达到平衡时 与 的摩尔分数不再相等，故不能使平衡时各组分摩尔分数与 温度时相同，项错误。 8．[（2025·凉山高二月考）]三元催化器可将汽车尾气排出的和转化为无害物质，反应的化学方程式为。 （1） 为测评、两种品牌的三元催化器对该反应的催化性能，分别将其中催化剂置于容积为的刚性密闭容器中，在各充入物质的量均为的和发生反应，测定容器内总压强随时间的变化，数据如下图所示。 两品牌中催化性能更佳的是_ _ _ _ （填“或”），该条件下装有品牌催化剂的容器中反应达到平衡时总压强。 （2） 该条件下使用品牌催化剂，内的反应速率_ _ _ _ _ _ _ _ ；该反应的平衡常数_ _ （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】（1） ；80 （2） ；3.2 【解析】 （1） 由题图可知，品牌对应的曲线斜率更大，更快达到化学平衡，说明两品牌中催化性能更佳的是；催化剂可以改变化学反应速率，但对化学平衡移动没有影响，则该条件下装有 品牌催化剂的容器中反应达到平衡时总压强。 （2） 反应进行 时，，反应前混合气体的总物质的量为，则此时混合气体的物质的量为，从反应方程式可知，当有 参加反应时，混合气体的物质的量减少，现在混合气体的物质的量减少，因此参加反应的 的物质的量为，内 的反应速率。可列“三段式”： 平衡时、、、的物质的量分数分别为、、、，该反应的平衡常数。 9．[（2024·贵州卷）]在无氧环境下，经催化脱氢芳构化可以直接转化为高附加值的芳烃产品。 （1） 、下，在某密闭容器中按充入气体，发生反应，平衡时与的分压比为，则的平衡转化率为_ _ _ _ _ _ _ _ ，平衡常数_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ （用平衡分压代替平衡浓度计算，分压总压×物质的量分数，列出计算式即可）。 （2） 引入丙烷可促进甲烷芳构化制备苯和二甲苯，反应如下： （两个反应可视为同级数的平行反应） 对于同级数的平行反应有，其中、分别为反应速率和反应速率常数，为反应活化能，、为定值，为常数，为温度，同一温度下是定值。已知,苯,二甲苯，若要提高苯的产率，可采取的措施有_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 【答案】（1） ； （2） 适当降低温度，加入合适的催化剂（合理即可） 【解析】 （1） 设起始时充入 的物质的量为，的物质的量为，达到平衡时转化的 的物质的量为，列“三段式”： 平衡时 与 的分压比为，即，解得，故平衡时，，，的平衡转化率为，平衡常数。 （2） 若要提高苯的产率，则需要减小，苯，可以加入合适的催化剂；已知，苯，二甲苯，，适当降低温度，增大，可提高苯的产率。 四、化学反应速率与化学平衡图像综合分析 10．[（2024·全国甲卷）]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的研究所获得的部分数据如下。 已知如下热化学方程式： 回答下列问题： （1） 与反应生成，部分会进一步溴化。将和通入密闭容器，平衡时，、与温度的关系如下图所示（假设反应后的含碳物质只有、和）。 （ⅰ） 图中的曲线是_ _ _ _ （填“”或“”）。 （ⅱ） 时，的转化率_ _ _ _ _ _ _ _ ，_ _ 。 （ⅲ） 时，反应的平衡常数_ _ _ _ 。 （2） 少量可提高生成的选择性。时，分别在有和无的条件下，将和通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量随时间的变化关系如下图所示。 （ⅰ） 在之间，有和无时的生成速率之比_ _ 。 （ⅱ） 从图中找出提高了选择性的证据：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 （ⅲ） 研究表明，参与反应的可能机理如下： ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 根据上述机理，分析提高选择性的原因：_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。 【答案】（ⅰ） （ⅱ） ；7.8 （ⅲ） 10.92 （2） （ⅰ） 1.5 （ⅱ） 有时，的量明显提高，的量降低，且约后，体系中的量高于的量 （ⅲ） 产生的·I可将反应后的含碳物质经过反应②③转化为；而反应过程中生成的·Br可继续与经过反应④⑤又生成 【解析】 （ⅰ） 由 可知，升高温度，该反应的平衡逆向移动，增大，减小，故图中 的曲线是。 （ⅱ） 根据题图可知，时，平衡时，，的转化率，的转化量为，故进一步溴化的 的物质的量为，则 进一步溴化生成的 的物质的量为，故。 （ⅲ） 假设 与 反应生成 平衡后 再进一步溴化，根据题图中的数据，并结合 的分析，列“三段式”： 该反应为气体分子数不变的反应，可用物质的量来计算平衡常数，。 （2） （ⅰ） 由题图可知，内 的生成速率（有），（无），。 （ⅱ） 由题图可知，有 时，的量明显提高，的量降低，且约 后，体系中 的量高于 的量，故 提高了 的选择性。 （ⅲ） 产生的·I可将反应后的含碳物质 经过反应②③转化为；而反应过程中生成的·Br可继续与 经过反应④⑤生成，提高了 的量，减少了 的量，从而提高 选择性。 11．[（2025·湖北高二联考）]“碳达峰”“碳中和”是我国社会发展的重大战略。与可发生如下三个反应： Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ.。 （1） 在一定条件下，向某恒容密闭容器中充入和，只发生反应Ⅱ。 ① 测得在相同时间内，不同温度下的转化率如图1所示，_ _ _ _ （填“ ”“ ”或“”）。 ② 已知速率方程，，、是速率常数，只受温度影响。图2表示速率常数的对数、与温度的倒数之间的关系，A、B、D、点分别代表图1中、点的速率常数，则_ _ _ _ 点表示点的。 （2） 一定条件下，向恒压密闭容器中通入和的混合气体，平衡转化率和选择性随温度、投料比的变化曲线如图3所示。表示选择性的曲线是，生成的最佳条件是_ _ _ _ （填字母）。 ， ， ， ， 【答案】① = ② B （2） 【解析】 ① 根据题图1可知，不同温度相同时间测得 的转化率，点前温度低，反应速率小，未达到平衡，点后达到了平衡，故 点为平衡状态，； ② 对于反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，、均增大，但 增大的程度比 增大的程度大，从、两点进行选择，，故 点的 应为 点。 （2） 由题图3可知，，时，选择性较大，同时 平衡转化率也较大，故选。 第页 学科网（北京）股份有限公司 $