大单元五 专题二 化学反应速率与平衡图像、图表分析【精讲精练】-2026届高三化学二轮复习●大概念专题突破（新高考通用）

该高中化学高考复习讲义聚焦化学反应速率与平衡图像图表分析专题，整合速率影响因素、平衡移动原理、转化率计算等核心考点，按“真题再现—核心梳理—考点突破—限时训练”逻辑架构知识体系，通过考点梳理构建认知框架，方法指导（如“定一议二”图像分析法）与真题训练结合，帮助学生系统突破难点。 讲义突出科学思维与科学探究素养培养，创新采用“图像三层次解读”策略（点：特殊点含义，线：变化趋势，面：条件影响），结合速率方程与平衡常数综合分析真题案例，设置分层限时训练（基础选择+综合应用），助力学生高效提升图像图表分析能力，为教师把控复习节奏提供精准教学支持。

大单元五　热化学　化学反应速率与平衡 专题二　化学反应速率与平衡图像、图表分析 【真题再现●明考向】 1.(2025·安徽卷)恒温恒压密闭容器中，t＝0时加入A(g)，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v＝kx，k为反应速率常数)。 下列说法错误的是(　　) A.该条件下＝ B.0～t1时间段，生成M和N的平均反应速率相等 C.若加入催化剂，k1增大，k2不变，则x1和xM，平衡均变大 D.若A(g)→M(g)和A(g)→N(g)均为放热反应，升高温度则xA，平衡变大 【答案】C　 【解析】反应达到平衡时，正、逆反应速率相等，则对于反应M(g)A(g)存在关系式：k－1·xM，平衡＝k1·xA，平衡，对于反应A(g)N(g)存在关系式：k－2·xN，平衡＝k2·xA，平衡，两式联立可得＝，A正确；起始时，xM和xN均为0，t1时，xM＝xN，则0～t1时间段，生成M和N的平均反应速率相等，B正确；催化剂不影响平衡移动，故xM，平衡不变，C错误；A(g)→M(g)和A(g)→N(g)均为放热反应，则升高温度，平衡均逆向移动，故xA，平衡变大，D正确。 2.(2024·安徽卷)室温下，为探究纳米铁去除水样中SeO的影响因素，测得不同条件下SeO浓度随时间变化关系如下图。 实验序号 水样体积/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH ① 50 8 6 ② 50 2 6 ③ 50 2 8 下列说法正确的是(　　) A.实验①中，0～2小时内平均反应速率 v(SeO)＝2.0 mol·L-1·h-1 B.实验③中，反应的离子方程式为2Fe＋SeO＋8H＋===2Fe3+＋Se＋4H2O C.其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率 D.其他条件相同时，水样初始pH越小，SeO的去除效果越好 【答案】C　 【解析】实验①中，0～2小时内平均反应速率v(SeO)＝＝2.0×10-3 mol·L-1·h-1，A错误；实验③中水样初始pH＝8，溶液显弱碱性，发生反应的离子方程式中不能出现H＋，B错误；综合分析实验①和②可知，在相同时间内，实验①中SeO浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率，C正确；综合分析实验②和③可知，在相同时间内，实验②中SeO浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当减小初始pH，SeO的去除效果越好，但是当初始pH太小时，H＋浓度太大，纳米铁与H＋反应速率加快，会导致与SeO反应的纳米铁减少，因此，当初始pH越小时SeO的去除效果不一定越好，D错误。 3.(2025·山东卷)在恒容密闭容器中，Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知：T2温度时，Na2SiF6(s)完全分解；体系中气相产物在T1，T3温度时的分压分别为p1、p3。下列说法错误的是(　　) A.a线所示物种为固相产物 B.T1温度时，向容器中通入N2，气相产物分压仍为p1 C.p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp D.T1温度时，向容器中加入b线所示物种，重新达平衡时逆反应速率增大 【答案】D　 【解析】Na2SiF6(s)受热分解生成NaF和SiF4两种氟化物，NaF为离子晶体，SiF4为分子晶体，熔点：NaF>SiF4，因此NaF为固相产物，SiF4为气相产物，则热解反应的化学方程式为Na2SiF6(s)2NaF(s)＋SiF4(g)，根据曲线的变化趋势及变化比例，结合方程式可判断曲线a、b、c分别为NaF(s)、SiF4(g)、Na2SiF6(s)。由上述分析知，A正确；N2不与体系中任何物质反应，由于容器恒容，因此SiF4的分压不变，仍为p1，B正确；该反应的平衡常数Kp＝p(SiF4)，由题图可知，温度越高，Na2SiF6分解程度越大，平衡时p(SiF4)越大，即Kp越大，由于T2温度下Na2SiF6已完全分解，因此升温至T3时，无法释放更多的SiF4，故p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp，C正确；T1温度时，加入SiF4的瞬间其分压增大，平衡逆向移动，由Kp＝p(SiF4)知，重新平衡后SiF4的分压仍为p1，SiF4的浓度不变，故逆反应速率不变，D错误。 4.(2025·江苏卷)甘油(C3H8O3)水蒸气重整获得H2过程中的主要反应： 反应Ⅰ　C3H8O3(g)===3CO(g)＋4H2(g) ΔH>0 反应Ⅱ　CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0 反应Ⅲ　CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH<0 1.0×105 Pa条件下，1 mol C3H8O3和9 mol H2O发生上述反应达平衡状态时，体系中CO、H2、CO2和CH4的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正确的是(　　) A.550 ℃时，H2O的平衡转化率为20% B.550 ℃反应达平衡状态时，n(CO2)∶n(CO)＝11∶25 C.其他条件不变，在400～550 ℃范围，平衡时H2O的物质的量随温度升高而增大 D.其他条件不变，加压有利于增大平衡时H2的物质的量 【答案】A　 【解析】反应Ⅰ是吸热反应，反应Ⅱ和Ⅲ是放热反应，升高温度，反应Ⅰ的平衡正向移动，反应Ⅱ和Ⅲ的平衡逆向移动，CH4的物质的量降低，CO和H2的物质的量升高，由C元素守恒知，550 ℃时n(CO)<(3－2.2)mol，故①为H2，②为CH4，③为CO。 平衡体系中的含H物质有C3H8O3、H2、H2O、CH4，含C物质有C3H8O3、CH4、CO、CO2，根据C元素守恒有：1 mol×3＝3n(C3H8O3)＋n(CH4)＋n(CO)＋n(CO2)，根据H元素守恒有：1 mol×8＋9 mol×2＝8n(C3H8O3)＋4n(CH4)＋2n(H2)＋2n(H2O)，两式联立，结合上述分析和题图数据可得n(H2O)＝7.2 mol，故550 ℃时，H2O的平衡转化率×100%＝20%，A正确；由题图知，550 ℃反应达到平衡时，n(CO2)∶n(CO)＝11∶2，B错误；其他条件不变，在 400～550 ℃范围内，升高温度，反应Ⅰ的平衡正向移动，反应Ⅱ和Ⅲ的平衡逆向移动，CO2的物质的量增加，说明反应Ⅲ的平衡逆向移动的程度大于反应Ⅱ，故平衡时H2O的物质的量随温度升高而减小，C错误；反应Ⅰ是气体分子数增大的反应，反应Ⅱ是气体分子数不变的反应，反应Ⅲ是气体分子数减小的反应，其他条件不变，增大压强，反应Ⅰ的平衡逆向移动，反应Ⅱ的平衡不移动，反应Ⅲ的平衡正向移动，平衡时H2的物质的量减小，D错误。 【核心梳理●明方向】 1.化学反应速率的影响因素 (1)“惰性气体”对化学反应速率的影响 恒容条件，充入惰性气体 总压强增大→参加反应的物质的浓度不变(活化分子浓度不变)→反应速率不变 恒压条件下，充入惰性气体 体积增大→参加反应的物质的浓度减小(活化分子浓度减小)→反应速率减小 (2)外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。 2.化学平衡与平衡转化率 (1)转化率和平衡转化率 转化率有未达到平衡的转化率和平衡转化率，在审题的时候一定要注意转化率是否为平衡转化率。 (2)增大反应物的浓度与平衡转化率的关系(其中A、B、C均为气体) 可逆 反应 改变 条件 平衡移 动方向 反应物平 衡转化率 备注 A＋B⥫⥬C 增大 A的 浓度 正向 移动 α(A)减小 α(B)增大 反应物平衡转化率实际是考虑压强的影响 A⥫⥬B＋C α(A)减小 2A⥫⥬B＋C α(A)不变 3A⥫⥬B＋C α(A)增大 (3)如果两气体物质的投料比按照化学计量数投料，那么无论是否达到化学平衡，两者的转化率一直相等。 3.基础图像分析 (1)速率—时间图像 反应mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0 ①t1时增大反应物的浓度，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，而逆反应速率逐渐增大。 ②t2时升高温度，正反应速率和逆反应速率均瞬间增大，吸热反应的反应速率增大得多。 ③t3时减小压强，容器容积增大，浓度变小，正反应速率和逆反应速率均瞬间减小，且正反应的反应速率减小得多。 ④t4时使用催化剂，正反应速率和逆反应速率均瞬间增大但仍相等。 (2)转化率(或百分含量)与温度变化图像 表示两个外界条件同时变化时，反应物A的转化率变化情况，解决这类图像一般采用“定一议二”的方法，即把自变量(温度、压强)之一设为恒量，讨论另外两个变量的关系。如：图1中，当压强相等(任意一条等压线)时，升高温度，A的转化率增大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，即正反应为吸热反应。当温度相等时，在图1中作垂线，与三条等压线交于三点，这三点自下而上为增大压强，A的转化率增大，说明增大压强平衡向正反应方向移动，即正反应为气体体积减小的反应。 (3)转化率(或百分含量)与压强变化图像 图3中，当温度相等(任意一条等温线)时，增大压强，A的转化率增大，说明增大压强平衡正向移动，即正反应是气体体积减小的反应。当压强相等时，在图3中作垂线，与两条等温线交于两点，这两点自下而上为降低温度，A的转化率增大，说明降低温度平衡正向移动，即正反应为放热反应。 4.特殊图像 如下图，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，即升高温度，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。 【考点突破●提能力】 1.(2025·八省联考陕西卷) 一定温度下，恒容密闭容器中，物质Z发生反应Z(g)⥫⥬X(g)＋2Y(g)　ΔH>0，一段时间后开始计时，测得各物质的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A.曲线Ⅰ代表物质X，曲线Ⅲ代表物质Z B.图中t1时刻的正反应速率大于t2时刻 C.若升高温度，正反应速率加快，逆反应速率减慢 D.0～40 min，用物质Y表示的平均反应速率为0.3 mmol·L-1·min-1 【答案】B　 【解析】结合反应方程式以及图中各物质的浓度变化，减少的为反应物，增加的为生成物，生成物的浓度增加量之比等于化学计量数之比，可知曲线Ⅲ代表反应物Z，曲线Ⅰ代表物质Y，曲线Ⅱ代表物质X，A错误；t1时刻反应物的浓度大于t2时刻，浓度越大反应速率越快，则t1时刻的正反应速率大于t2时刻，B正确；升高温度，正反应速率加快，逆反应速率也加快，C错误；0～40 min，用物质Z表示的平均反应速率为v(Z)＝＝0.3 mmol·L-1·min-1，根据速率之比等于化学计量数之比可知物质Y表示的平均反应速率为v(Y)＝2v(Z)＝0.6 mmol·L-1·min-1，D错误。 2.(2025·辽宁省名校联盟5月联考)吹脱是处理甲醛废水的一种工艺，吹脱速率可用方程 v＝0.0423c(mg·L-1·h-1)表示(其中c为甲醛浓度，单位为mg·L-1)，下表为常温下甲醛的浓度随吹脱时间变化的数据，下图表示不同温度下吹脱时间与甲醛去除率的关系。 浓度/(mg·L-1) 10 000 8 000 4 000 2 000 1 000 吹脱时间/h 0 7 23 39 55 下列说法错误的是(　　) A.当甲醛浓度为2 000 mg·L-1时，其吹脱速率v＝84.6 mg·L-1·h-1 B.分析上表数据，若经过71 h的吹脱，甲醛的浓度降为500 mg·L-1 C.分析上表数据，当甲醛浓度降为6 000 mg·L-1时，吹脱时间为15 h D.该工艺选择温度为75 ℃、吹脱时间为4～6 h比较合适 【答案】C　 【解析】当甲醛浓度为2 000 mg·L-1时，吹脱速率v＝0.042 3c mg·L-1·h-1＝0.042 3×2 000 mg·L-1·h-1＝84.6 mg·L-1·h-1，A项正确；由表中数据可知，甲醛的浓度变成原来的一半所用的时间为16 h，则当甲醛浓度为500 mg·L-1时，吹脱时间为55 h＋16 h＝71 h，B项正确；由吹脱速率方程可知甲醛的吹脱速率随甲醛浓度的减小而变慢，甲醛浓度由8 000 mg·L-1降为4 000 mg·L-1所用的时间为16 h，由8 000 mg·L-1降到 6 000 mg·L-1所需的时间应小于8 h，即吹脱时间应小于15 h，C项错误；由图像分析，当温度为75 ℃、吹脱时间为4～6 h，甲醛去除率较高，6 h以后去除率无明显升高，D项正确。 3.(2025·安徽滁州市一模) 一定温度下，某恒容密闭容器中发生如下反应：CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49 kJ·mol-1，起始加入2 mol CO2，平衡时反应物的转化率与起始加入的物质的量之比x[x＝n(H2)/n(CO2)]的关系如图，下列说法错误的是(　　) A.E表示CO2的转化率与x的关系 B.a∶b＝1∶3 C.当x＝1时，若CO2的体积分数保持不变，则可以说明化学反应达到了化学平衡状态 D.其他条件不变，起始时仅加入2 mol CO2(g)和6 mol H2(g)或2 mol CH3OH(g)和 2 mol H2O(g)达平衡时分别放出p kJ和吸收q kJ的热量，则p＋q＝98 【答案】C　 【解析】随着氢气的物质的量的增多，平衡正向移动，则CO2的转化率增大，故E代表CO2的转化率随x的变化情况，A正确；在化学反应中反应物的投料比等于方程式中化学计量数之比时，则反应物的转化率相等，即2种反应物转化率相等时，图中a＝3，设起始加入氢气 m mol，平衡时CO2转化了n mol，列三段式计算， 　　　 CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g) 2 m 0 0 n 3n n n 2－n m－3n n n ×100%＝75%，n＝1.5，×100%＝25%，m＝18，b＝＝9，因此a∶b＝1∶3，B正确；当x＝1时，设平衡时CO2转化了n mol，列三段式计算， 　　　　 CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g) 2 2 0 0 n 3n n n 2－n 2－3n n n CO2的体积分数为×100%＝×100%＝50%，CO2的体积分数一直保持不变，因此CO2的体积分数保持不变，不可以说明化学反应达到了化学平衡状态，C错误；其他条件不变，起始时仅加入 2 mol CO2(g)和6 mol H2(g)与起始时加入 2 mol CH3OH(g)和2 mol H2O(g)为等效平衡，因此达平衡时放出的热量与吸收的热量之和为该反应的反应热，即p＋q＝98，D正确。 4.(2025·河南省南阳市二模)苯乙烯是重要的有机化工原料，工业上用乙苯催化脱氢时发生如下反应： 反应Ⅰ：C6H5C2H5(g)⥫⥬C6H5CH===CH2(g)＋H2(g)　ΔH>0 反应Ⅱ：C6H5C2H5(g)＋H2(g)⥫⥬C6H5CH3(g)＋CH4(g)　ΔH<0 反应Ⅲ：C6H5C2H5(g)⥫⥬C6H6(g)＋C2H4(g)　ΔH>0 将1 mol乙苯和6 mol水蒸气置于密闭容器中，保持p＝100 kPa，平衡时乙苯的转化率、苯和甲苯的选择性随温度的关系如图所示。苯乙烯、甲苯或苯的选择性＝×100%。 下列说法正确的是(　　) A.曲线a代表的是苯的选择性 B.620 ℃达平衡时，容器中H2的物质的量为0.664 mol C.600～640 ℃时，容器中苯乙烯平衡时的物质的量随温度升高变化不大 D.其他条件不变，620 ℃时起始向容器中只充入1 mol乙苯，平衡时乙苯的转化率大于80% 【答案】B　 【解析】反应Ⅱ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，生成甲苯的物质的量减小，甲苯的选择性减小，则曲线a代表甲苯的选择性；反应Ⅲ为吸热反应，随着温度的升高，平衡正向移动，生成苯的物质的量增大，故曲线b为苯的选择性，A错误；620 ℃达平衡时，乙苯的转化率为80%，苯的选择性为3%，甲苯的选择性为7%，反应开始时，乙苯的物质的量为 1 mol，则反应消耗的乙苯的物质的量为 0.8 mol，生成苯的物质的量为0.024 mol，生成甲苯的物质的量为0.056 mol，则转化生成苯乙烯所消耗乙苯的物质的量为0.8 mol－0.024 mol－0.056 mol＝0.72 mol，则反应Ⅰ生成氢气的物质的量为0.72 mol，反应Ⅱ消耗氢气的物质的量为0.056 mol，则容器中氢气的物质的量为0.72 mol－0.056 mol＝0.664 mol，B正确；600～640 ℃时，乙苯的转化率增大，甲苯和苯的选择性之和变化不大，故容器中苯乙烯平衡时的物质的量随温度升高而增大，C错误；其他条件不变，620 ℃时起始向容器中只充入1 mol乙苯，相当于增大压强，反应Ⅰ、Ⅲ逆向移动，平衡时乙苯的转化率小于80%，D错误。 【名师点拨】 化学反应速率与平衡图像分析思路 【限时训练】（限时：60分钟） 　化学反应速率与平衡图像、图表分析 (选择题每题5分，满分：50分) 1.(2024·甘肃卷)下列措施能降低化学反应速率的是(　　) A.催化氧化氨制备硝酸时加入铂 B.中和滴定时，边滴边摇锥形瓶 C.锌粉和盐酸反应时加水稀释 D.石墨合成金刚石时增大压强 【答案】C　 【解析】A项，催化剂可以改变化学反应速率，一般来说，催化剂可以用来加快化学反应速率，故催化氧化氨制备硝酸时加入铂可以加快化学反应速率；B项，中和滴定时，边滴边摇锥形瓶，可以让反应物快速接触，可以加快化学反应速率；C项，锌粉和盐酸反应时加水稀释会降低盐酸的浓度，会降低化学反应速率；D项，石墨合成金刚石，该反应中没有气体参与，增大压强不会改变化学反应速率。 2.(2025·河南商丘一模)在恒温恒容密闭容器中加入足量CaCO3和焦炭，发生反应①，同时充入一定量H2，在催化剂M的作用下也发生反应②，反应如下： ①CaCO3(s)＋4C(s)⥫⥬CaC2(s)＋3CO(g)；②CO(g)＋2H2(g)⥫⥬CH3OH(g) 下列有关说法正确的是(　　) A.其他条件不变，若升高温度，反应②的速率一定加快 B.随着反应进行，容器内的压强可能先增大后减小 C.当混合气体的密度不再改变，说明反应①达到平衡，反应②未达到平衡 D.体系平衡后，再充入一定量CO，达到新平衡时，CO分压比原平衡时大 【答案】B　 【解析】升高温度，催化剂M的活性可能降低，反应②的速率有可能变慢，A项错误；反应①是气体体积增大的反应，反应②是气体体积减小的反应，随着反应进行，容器内的压强可能先增大后减小，B项正确；混合气体的密度 ρ＝，容器的体积V不变，反应①中有固体参与反应，m为变量，ρ不再改变时，说明反应①达到平衡，此时CO含量不变，因此反应②也达到平衡，C项错误；达到新平衡时，由于温度不变，则反应①平衡常数Kp1＝p3(CO)不变，CO分压不变，D项错误。 3.(2024·海南卷)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的反应活化能比使用催化剂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】由题干图像信息可知，平衡时CO2的浓度T1温度下比T2温度下的大，即T1到T2平衡正向移动，而结合题干方程式可知，该反应正反应是一个放热反应，即降低温度平衡才是正向移动，即T1＞T2，A正确；由题干图像信息可知，T1温度下达到平衡时CO2的浓度为0.25 mol·L-1，即CO2的浓度改变量为0.40 mol·L-1－0.25 mol·L-1＝0.15 mol·L-1，结合变化量之比等于化学计量数之比可知，T1下反应达到平衡时 c(CH3OH)＝0.15 mol·L-1，B正确；由题干图像信息可知，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，即使用催化剂1的反应速率比使用催化剂2的更慢，说明使用催化剂1的反应活化能比使用催化剂2的大，C正确；由题干信息可知，催化剂2和催化剂3分别在不同温度下达到平衡所需要的时间相同，说明使用催化剂2和催化剂3的反应历程不相同，D错误。 4.(2025·陕西省商洛市二模)利用催化技术将汽车尾气中NO和CO转化为CO2和N2，为研究不同条件下对该化学反应的影响。某课题组按下表数据进行了实验探究。实验中使用了等质量的同种催化剂，测得CO的浓度随时间的变化如图所示。 编号 T/ ℃ c(NO)/(mol·L-1) c(CO)/(mol·L-1) 催化剂的比表面积/ (m2·g-1) Ⅰ 280 6.50×10-3 4.00×10-3 80.0 Ⅱ 6.50×10-3 4.00×10-3 120.0 Ⅲ 360 6.50×10-3 4.00×10-3 80.0 下列说法正确的是(　　) A.实验Ⅱ的反应温度为360 ℃ B.该反应的反应热ΔH>0 C.实验Ⅲ达到平衡时，NO的浓度为3.50×10-3 mol·L-1 D.其他条件相同，增大催化剂的比表面积，该反应的反应速率增大，但不影响平衡转化率 【答案】D　 【解析】根据单一变量原则，实验Ⅰ和Ⅱ催化剂比表面积不同，温度应该相同，则实验Ⅱ的反应温度为280 ℃，A项错误；对比实验Ⅰ和Ⅲ，温度升高，平衡时CO浓度升高，平衡逆向移动，说明ΔH<0，B项错误；实验Ⅲ达到平衡时，CO的浓度为2.0×10-3 mol·L-1，CO的浓度变化量为2.0×10-3 mol·L-1，根据化学方程式2NO＋2CO2CO2＋N2，平衡时NO的浓度变化量也为2.0×10-3 mol·L-1，所以实验Ⅲ达到平衡时，NO的浓度为6.5×10-3 mol·L-1－2.0×10-3 mol·L-1＝4.50×10-3 mol·L-1，C项错误；实验Ⅰ、Ⅱ催化剂比表面积不同，增大催化剂的比表面积，化学反应速率增大，但平衡转化率不变，D项正确。 5.(2025·山西一模)向1 L恒容密闭容器中加入1 mol CH4和一定量的H2O(g)，发生反应的化学方程式为CH4(g)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋3H2(g)　ΔH。CH4的平衡转化率按不同投料比x随温度变化的曲线如图所示，已知x1＝1。下列说法正确的是(　　) A.x1>x2 B.c点化学平衡常数K＝ C.ΔH<0 D.v逆(a)>v逆(b) 【答案】B　 【解析】n(H2O)越大，投料比x越小，当温度相同时，n(H2O)越大，CH4的平衡转化率越大，则x1<x2，A错误；根据图像可知，b、c点的温度相同，则Kc＝Kb，x1＝1，b点时，CH4的平衡转化率为70%， 　　　　　 CH4(g)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋3H2(g) 起始物质的量（mol） 1 1 0 0 转化物质的量（mol） 0.7 0.7 0.7 2.1 平衡物质的量（mol） 0.3 0.3 0.7 2.1， K＝，B正确；投料比x相同时，随温度升高，CH4的平衡转化率增大，说明该反应为吸热反应，ΔH>0，C错误；a、b投料比相同，b处温度比a处高，温度越高，反应速率越快，故v逆(a)<v逆(b)，D错误。 6.(2025·湖南岳阳一模)在体积分别为V1 L和V2 L的两个恒容密闭容器中，均充入 2 mol CHCl3(g)和1 mol O2(g)，光照条件下发生反应2CHCl3(g)＋O2(g)⥫⥬2COCl2(g)＋2HCl(g)，测得CHCl3(g)的平衡转化率随温度(T)的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A.V1<V2 B.此反应仅在低温下可自发进行 C.T1 ℃时，若V2＝2 L，则反应平衡常数K＝4.05 D.其他条件不变，增大投料比[n(CHCl3)/n(O2)]投料，平衡后可提高CHCl3转化率 【答案】C　 【解析】该反应正反应方向气体分子数增加，相同起始量，容器体积小，压强大，CHCl3(g)的平衡转化率小，故V1>V2，A错误；根据图示，温度升高，CHCl3(g)的平衡转化率减小，说明该反应正反应方向放热，正反应方向气体分子数增加，ΔS>0，根据ΔG＝ΔH－TΔS<0反应自发进行，可知此反应在任何温度下均可自发进行，B错误；T1 ℃时，若V2＝2 L，CHCl3(g)的平衡转化率为60%，CHCl3(g)反应 1.2 mol，剩余0.8 mol，O2(g)反应0.6 mol，剩余0.4 mol，生成COCl2(g)、HCl(g)各 1.2 mol，CHCl3(g)、O2(g)、COCl2(g)、HCl(g)的浓度分别为0.4 mol·L-1、0.2 mol·L-1、0.6 mol·L-1、0.6 mol·L-1，反应平衡常数K＝＝4.05，C正确；其他条件不变，增大投料比[n(CHCl3)/n(O2)]投料，平衡后可提高氧气的转化率，CHCl3的转化率降低，D错误。 7.(2025·江西一模)甲酸甲酯(HCOOCH3)是重要的有机合成中间体，一种利用甲醇制备甲酸甲酯的方法为CH3OH(g)＋CO(g)⥫⥬HCOOCH3(g)　ΔH。在恒容密闭容器中，投入等物质的量的CH3OH和CO发生上述反应，相同时间内CO的转化率随温度变化的关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A.ΔH<0 B.逆反应速率：a<b C.曲线上只有b点达到了该反应的平衡状态 D.平衡后，向容器中再次投入等物质的量的CH3OH和CO，CO的转化率增大 【答案】C　 【解析】b→c随温度升高，CO的平衡转化率降低，说明升高温度，平衡逆向移动，ΔH<0，故A正确；a点温度比b点温度低，a点生成物浓度小于b点，所以逆反应速率：a<b，故B正确；b→c随温度升高，反应速率加快，CO的平衡转化率降低，说明升高温度，平衡逆向移动，曲线b→c点均达到平衡状态，故C错误；平衡后，向容器中再次投入等物质的量的CH3OH和CO，相当于增大压强，平衡正向移动，CO的转化率增大，故D正确。 8.(2025·湖北部分高中协作体一模联考)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。下列说法中错误的是(　　) A.250 ℃时，催化剂的活性最大 B.250～300 ℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是催化剂的催化效率降低 C.300～400 ℃时，乙酸的生成速率升高的原因是催化剂效率增大 D.300～400 ℃时，乙酸的生成速率升高的原因是温度升高 【答案】C　 【解析】由图可知，250 ℃时，催化剂的活性最大，A项正确；250～300 ℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是温度超过250 ℃时，催化剂的催化效率降低，B项正确；300～400 ℃时，乙酸的生成速率升高的原因是温度升高，C项错误，D项正确。 9.(2025·山西省临汾市二模)已知2­丁烯顺反异构体互转反应： (g，反­2­丁烯) (g，顺­2­丁烯)　ΔH，ln k＝ln A－(A为定值，R为常数)，ln k正和ln k逆随温度变化的曲线如图。 下列有关说法错误的是(　　) A.顺­2­丁烯可发生加聚反应 B.升高温度，k正增大，k逆减小 C.反­2­丁烯分子的核磁共振氢谱有2组峰 D.Ea正>Ea逆 【答案】B　 【解析】顺­2­丁烯分子中含不饱和碳碳双键，可发生加聚反应形成高分子化合物，A正确；－随温度升高而增大，由图像可知ln k随－增大而增大，因此温度升高，k正和k逆均增大，B错误；反­2­丁烯分子的等效氢有2种，其核磁共振氢谱有2组峰，C正确；由ln k＝ln A－可知图像斜率为Ea，由图可知，ln k正对应曲线的斜率大于ln k逆的，推得Ea正大于Ea逆，D正确。 10. (2025·陕西西安一模)某温度下，在恒容密闭容器中充入一定量的X(g)，发生下列反应： 反应Ⅰ.X(g)⥫⥬Y(g)　ΔH1<0 反应Ⅱ.Y(g)⥫⥬Z(g)　ΔH2<0 测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A.活化能：Ea(Ⅰ)>Ea(Ⅱ) B.t＝0 s时，c(X)＝1.5 mol·L-1 C.反应开始时加入有利于反应Ⅰ的催化剂，会增大Y的平衡产率 D.28 s后再向平衡体系中加入X，恒温再次平衡后增大 【答案】B　 【解析】由图可知，反应开始一段时间内Y的浓度持续增大，故反应Ⅰ更快，活化能较低，反应Ⅱ的活化能较高，即Ea(Ⅰ)<Ea(Ⅱ)，A错误；由题干图像信息可知，4 s末时Y的浓度为0.8 mol·L-1、Z的浓度为0.2 mol·L-1，即0～4 s内X的浓度减少了(0.8＋0.2)mol·L-1＝1.0 mol·L-1，故 t＝0 s时，c(X)＝1.5 mol·L-1，B正确；反应开始时加入有利于反应Ⅰ的催化剂，反应速率加快，但催化剂不能使平衡移动，Y的平衡产率不变，C错误；28 s后再向平衡体系中加入X，温度不变，平衡常数不变，所以恒温再次平衡后＝＝不变，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $ 大单元五　热化学　化学反应速率与平衡 专题二　化学反应速率与平衡图像、图表分析 【真题再现●明考向】 1.(2025·安徽卷)恒温恒压密闭容器中，t＝0时加入A(g)，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v＝kx，k为反应速率常数)。 下列说法错误的是(　　) A.该条件下＝ B.0～t1时间段，生成M和N的平均反应速率相等 C.若加入催化剂，k1增大，k2不变，则x1和xM，平衡均变大 D.若A(g)→M(g)和A(g)→N(g)均为放热反应，升高温度则xA，平衡变大 2.(2024·安徽卷)室温下，为探究纳米铁去除水样中SeO的影响因素，测得不同条件下SeO浓度随时间变化关系如下图。 实验序号 水样体积/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH ① 50 8 6 ② 50 2 6 ③ 50 2 8 下列说法正确的是(　　) A.实验①中，0～2小时内平均反应速率 v(SeO)＝2.0 mol·L-1·h-1 B.实验③中，反应的离子方程式为2Fe＋SeO＋8H＋===2Fe3+＋Se＋4H2O C.其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率 D.其他条件相同时，水样初始pH越小，SeO的去除效果越好 3.(2025·山东卷)在恒容密闭容器中，Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知：T2温度时，Na2SiF6(s)完全分解；体系中气相产物在T1，T3温度时的分压分别为p1、p3。下列说法错误的是(　　) A.a线所示物种为固相产物 B.T1温度时，向容器中通入N2，气相产物分压仍为p1 C.p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp D.T1温度时，向容器中加入b线所示物种，重新达平衡时逆反应速率增大 4.(2025·江苏卷)甘油(C3H8O3)水蒸气重整获得H2过程中的主要反应： 反应Ⅰ　C3H8O3(g)===3CO(g)＋4H2(g) ΔH>0 反应Ⅱ　CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0 反应Ⅲ　CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH<0 1.0×105 Pa条件下，1 mol C3H8O3和9 mol H2O发生上述反应达平衡状态时，体系中CO、H2、CO2和CH4的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正确的是(　　) A.550 ℃时，H2O的平衡转化率为20% B.550 ℃反应达平衡状态时，n(CO2)∶n(CO)＝11∶25 C.其他条件不变，在400～550 ℃范围，平衡时H2O的物质的量随温度升高而增大 D.其他条件不变，加压有利于增大平衡时H2的物质的量 【核心梳理●明方向】 1.化学反应速率的影响因素 (1)“惰性气体”对化学反应速率的影响 恒容条件，充入惰性气体 总压强增大→参加反应的物质的浓度不变(活化分子浓度不变)→反应速率不变 恒压条件下，充入惰性气体 体积增大→参加反应的物质的浓度减小(活化分子浓度减小)→反应速率减小 (2)外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。 2.化学平衡与平衡转化率 (1)转化率和平衡转化率 转化率有未达到平衡的转化率和平衡转化率，在审题的时候一定要注意转化率是否为平衡转化率。 (2)增大反应物的浓度与平衡转化率的关系(其中A、B、C均为气体) 可逆 反应 改变 条件 平衡移 动方向 反应物平 衡转化率 备注 A＋B⥫⥬C 增大 A的 浓度 正向 移动 α(A)减小 α(B)增大 反应物平衡转化率实际是考虑压强的影响 A⥫⥬B＋C α(A)减小 2A⥫⥬B＋C α(A)不变 3A⥫⥬B＋C α(A)增大 (3)如果两气体物质的投料比按照化学计量数投料，那么无论是否达到化学平衡，两者的转化率一直相等。 3.基础图像分析 (1)速率—时间图像 反应mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0 ①t1时增大反应物的浓度，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，而逆反应速率逐渐增大。 ②t2时升高温度，正反应速率和逆反应速率均瞬间增大，吸热反应的反应速率增大得多。 ③t3时减小压强，容器容积增大，浓度变小，正反应速率和逆反应速率均瞬间减小，且正反应的反应速率减小得多。 ④t4时使用催化剂，正反应速率和逆反应速率均瞬间增大但仍相等。 (2)转化率(或百分含量)与温度变化图像 表示两个外界条件同时变化时，反应物A的转化率变化情况，解决这类图像一般采用“定一议二”的方法，即把自变量(温度、压强)之一设为恒量，讨论另外两个变量的关系。如：图1中，当压强相等(任意一条等压线)时，升高温度，A的转化率增大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，即正反应为吸热反应。当温度相等时，在图1中作垂线，与三条等压线交于三点，这三点自下而上为增大压强，A的转化率增大，说明增大压强平衡向正反应方向移动，即正反应为气体体积减小的反应。 (3)转化率(或百分含量)与压强变化图像 图3中，当温度相等(任意一条等温线)时，增大压强，A的转化率增大，说明增大压强平衡正向移动，即正反应是气体体积减小的反应。当压强相等时，在图3中作垂线，与两条等温线交于两点，这两点自下而上为降低温度，A的转化率增大，说明降低温度平衡正向移动，即正反应为放热反应。 4.特殊图像 如下图，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，即升高温度，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。 【考点突破●提能力】 1.(2025·八省联考陕西卷) 一定温度下，恒容密闭容器中，物质Z发生反应Z(g)⥫⥬X(g)＋2Y(g)　ΔH>0，一段时间后开始计时，测得各物质的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A.曲线Ⅰ代表物质X，曲线Ⅲ代表物质Z B.图中t1时刻的正反应速率大于t2时刻 C.若升高温度，正反应速率加快，逆反应速率减慢 D.0～40 min，用物质Y表示的平均反应速率为0.3 mmol·L-1·min-1 2.(2025·辽宁省名校联盟5月联考)吹脱是处理甲醛废水的一种工艺，吹脱速率可用方程 v＝0.0423c(mg·L-1·h-1)表示(其中c为甲醛浓度，单位为mg·L-1)，下表为常温下甲醛的浓度随吹脱时间变化的数据，下图表示不同温度下吹脱时间与甲醛去除率的关系。 浓度/(mg·L-1) 10 000 8 000 4 000 2 000 1 000 吹脱时间/h 0 7 23 39 55 下列说法错误的是(　　) A.当甲醛浓度为2 000 mg·L-1时，其吹脱速率v＝84.6 mg·L-1·h-1 B.分析上表数据，若经过71 h的吹脱，甲醛的浓度降为500 mg·L-1 C.分析上表数据，当甲醛浓度降为6 000 mg·L-1时，吹脱时间为15 h D.该工艺选择温度为75 ℃、吹脱时间为4～6 h比较合适 3.(2025·安徽滁州市一模) 一定温度下，某恒容密闭容器中发生如下反应：CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49 kJ·mol-1，起始加入2 mol CO2，平衡时反应物的转化率与起始加入的物质的量之比x[x＝n(H2)/n(CO2)]的关系如图，下列说法错误的是(　　) A.E表示CO2的转化率与x的关系 B.a∶b＝1∶3 C.当x＝1时，若CO2的体积分数保持不变，则可以说明化学反应达到了化学平衡状态 D.其他条件不变，起始时仅加入2 mol CO2(g)和6 mol H2(g)或2 mol CH3OH(g)和 2 mol H2O(g)达平衡时分别放出p kJ和吸收q kJ的热量，则p＋q＝98 4.(2025·河南省南阳市二模)苯乙烯是重要的有机化工原料，工业上用乙苯催化脱氢时发生如下反应： 反应Ⅰ：C6H5C2H5(g)⥫⥬C6H5CH===CH2(g)＋H2(g)　ΔH>0 反应Ⅱ：C6H5C2H5(g)＋H2(g)⥫⥬C6H5CH3(g)＋CH4(g)　ΔH<0 反应Ⅲ：C6H5C2H5(g)⥫⥬C6H6(g)＋C2H4(g)　ΔH>0 将1 mol乙苯和6 mol水蒸气置于密闭容器中，保持p＝100 kPa，平衡时乙苯的转化率、苯和甲苯的选择性随温度的关系如图所示。苯乙烯、甲苯或苯的选择性＝×100%。 下列说法正确的是(　　) A.曲线a代表的是苯的选择性 B.620 ℃达平衡时，容器中H2的物质的量为0.664 mol C.600～640 ℃时，容器中苯乙烯平衡时的物质的量随温度升高变化不大 D.其他条件不变，620 ℃时起始向容器中只充入1 mol乙苯，平衡时乙苯的转化率大于80% 【名师点拨】 化学反应速率与平衡图像分析思路 【限时训练】（限时：60分钟） 　化学反应速率与平衡图像、图表分析 (选择题每题5分，满分：50分) 1.(2024·甘肃卷)下列措施能降低化学反应速率的是(　　) A.催化氧化氨制备硝酸时加入铂 B.中和滴定时，边滴边摇锥形瓶 C.锌粉和盐酸反应时加水稀释 D.石墨合成金刚石时增大压强 2.(2025·河南商丘一模)在恒温恒容密闭容器中加入足量CaCO3和焦炭，发生反应①，同时充入一定量H2，在催化剂M的作用下也发生反应②，反应如下： ①CaCO3(s)＋4C(s)⥫⥬CaC2(s)＋3CO(g)；②CO(g)＋2H2(g)⥫⥬CH3OH(g) 下列有关说法正确的是(　　) A.其他条件不变，若升高温度，反应②的速率一定加快 B.随着反应进行，容器内的压强可能先增大后减小 C.当混合气体的密度不再改变，说明反应①达到平衡，反应②未达到平衡 D.体系平衡后，再充入一定量CO，达到新平衡时，CO分压比原平衡时大 3.(2024·海南卷)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的反应活化能比使用催化剂2的大 D.使用催化剂2和催化剂3的反应历程相同 4.(2025·陕西省商洛市二模)利用催化技术将汽车尾气中NO和CO转化为CO2和N2，为研究不同条件下对该化学反应的影响。某课题组按下表数据进行了实验探究。实验中使用了等质量的同种催化剂，测得CO的浓度随时间的变化如图所示。 编号 T/ ℃ c(NO)/(mol·L-1) c(CO)/(mol·L-1) 催化剂的比表面积/ (m2·g-1) Ⅰ 280 6.50×10-3 4.00×10-3 80.0 Ⅱ 6.50×10-3 4.00×10-3 120.0 Ⅲ 360 6.50×10-3 4.00×10-3 80.0 下列说法正确的是(　　) A.实验Ⅱ的反应温度为360 ℃ B.该反应的反应热ΔH>0 C.实验Ⅲ达到平衡时，NO的浓度为3.50×10-3 mol·L-1 D.其他条件相同，增大催化剂的比表面积，该反应的反应速率增大，但不影响平衡转化率 5.(2025·山西一模)向1 L恒容密闭容器中加入1 mol CH4和一定量的H2O(g)，发生反应的化学方程式为CH4(g)＋H2O(g)⥫⥬CO(g)＋3H2(g)　ΔH。CH4的平衡转化率按不同投料比x随温度变化的曲线如图所示，已知x1＝1。下列说法正确的是(　　) A.x1>x2 B.c点化学平衡常数K＝ C.ΔH<0 D.v逆(a)>v逆(b) 6.(2025·湖南岳阳一模)在体积分别为V1 L和V2 L的两个恒容密闭容器中，均充入 2 mol CHCl3(g)和1 mol O2(g)，光照条件下发生反应2CHCl3(g)＋O2(g)⥫⥬2COCl2(g)＋2HCl(g)，测得CHCl3(g)的平衡转化率随温度(T)的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A.V1<V2 B.此反应仅在低温下可自发进行 C.T1 ℃时，若V2＝2 L，则反应平衡常数K＝4.05 D.其他条件不变，增大投料比[n(CHCl3)/n(O2)]投料，平衡后可提高CHCl3转化率 7.(2025·江西一模)甲酸甲酯(HCOOCH3)是重要的有机合成中间体，一种利用甲醇制备甲酸甲酯的方法为CH3OH(g)＋CO(g)⥫⥬HCOOCH3(g)　ΔH。在恒容密闭容器中，投入等物质的量的CH3OH和CO发生上述反应，相同时间内CO的转化率随温度变化的关系如图所示。下列说法错误的是(　　) A.ΔH<0 B.逆反应速率：a<b C.曲线上只有b点达到了该反应的平衡状态 D.平衡后，向容器中再次投入等物质的量的CH3OH和CO，CO的转化率增大 8.(2025·湖北部分高中协作体一模联考)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。下列说法中错误的是(　　) A.250 ℃时，催化剂的活性最大 B.250～300 ℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是催化剂的催化效率降低 C.300～400 ℃时，乙酸的生成速率升高的原因是催化剂效率增大 D.300～400 ℃时，乙酸的生成速率升高的原因是温度升高 9.(2025·山西省临汾市二模)已知2­丁烯顺反异构体互转反应： (g，反­2­丁烯) (g，顺­2­丁烯)　ΔH，ln k＝ln A－(A为定值，R为常数)，ln k正和ln k逆随温度变化的曲线如图。 下列有关说法错误的是(　　) A.顺­2­丁烯可发生加聚反应 B.升高温度，k正增大，k逆减小 C.反­2­丁烯分子的核磁共振氢谱有2组峰 D.Ea正>Ea逆 10. (2025·陕西西安一模)某温度下，在恒容密闭容器中充入一定量的X(g)，发生下列反应： 反应Ⅰ.X(g)⥫⥬Y(g)　ΔH1<0 反应Ⅱ.Y(g)⥫⥬Z(g)　ΔH2<0 测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A.活化能：Ea(Ⅰ)>Ea(Ⅱ) B.t＝0 s时，c(X)＝1.5 mol·L-1 C.反应开始时加入有利于反应Ⅰ的催化剂，会增大Y的平衡产率 D.28 s后再向平衡体系中加入X，恒温再次平衡后增大 学科网（北京）股份有限公司 $