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

聚焦突破4 化学反应速率与化学平衡图像 1 1.速率-时间图像（<m></m>图像） 分析<m></m>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 2 图像 具体分析 _________________________________ 、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） 续表 3 2.含量（或转化率）<m></m>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<m></m>）、压强较大（如下图Ⅱ中<m></m>）或 使用了催化剂（如下图Ⅲ中<m></m>可能使用了催化剂）。可简单记为“先拐先平 数值大”。 4 图像 具体分析 ___________________________________ 表示 ，升高温度，生成物C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A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 5 图像 具体分析 _______________________________________ 改变条件，生成物C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） 续表 6 3.百分含量（或转化率）<m></m>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C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C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 7 图像 具体分析 _____________________________________________ 分析等温线,增大压强,反应物A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A的转化率减小，即平衡逆向移 动，说明正反应放热 续表 8 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 （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），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，点；线的下方（ 点）， 。 点； 点后为平衡受温度影响的情况，即升高温度，A的百分含量增加或C 的百分含量减少，平衡逆向移动，故正反应的 。 9 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 √ 10 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A错误； 时，正、逆反应速率相等，体系处于平衡状态， 故B正确；反应进行到时，反应正向进行，故 ，故C正确；催化剂 能降低反应的活化能，使反应的、 都增大，故D正确。 11 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 √ 12 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 ，A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 ，B正确； 13 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，C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，D错误。 14 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. 15 （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。 放热 解析：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。 16 （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）。 32.4 移走或加入 17 解析：由题图可知， 时物质的量分数 ，假设充入 、 ，列“三段式”： 18 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）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。 解析：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。 20 【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( ) C 21 _________________________________________ _____________________________________ 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 22 解析：选C。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，A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： ，B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，C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，D正确。 23 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( ) 24 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 √ 25 解析：选C。A容器容积小，压强大，反应速率比B大，若B中达到平衡状 态，则A中一定达到平衡状态，A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 ，B正确；的物质的量越多，的转化率越高，平衡时 的转化 率： ，C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 ，D正确。 26 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( ) 27 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 √ 28 解析：选C。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 ，A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 ，B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 ，C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，D项正确。 29 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） 30 （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________________________________________________________ ___。 使容器容积增大，平衡向正反应方向移动，提高的转化率 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）。 16.7 31 解析：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”： 32 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）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 ___________________。 2 和都消耗 34 解析：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 。 35 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： 36 （1）_____ 。 360 解析：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 。 37 （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 解析：由题图可知，增大的流速， 的转化率降低，A项错误；将温 度升高，即升温至，由题图可知， 的转化率增大，B项正 确；增大，的转化率减小，C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， D项正确。 √ √ 38 （3）图中较高流速时，小于和 ，原因是______________ ________________________________________________________________ ______________________。 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 解析：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。 39 （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）。 6 解析：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 。 40 $