专题02 化学反应速率和限度的图像（或图表）分析（重难点讲义）化学沪科版必修第二册

专题02 化学反应速率和限度的图像（或图表）分析 1.掌握化学反应速率、化学平衡（反应限度）的核心概念，理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂）对化学反应速率和化学平衡的影响规律，能准确关联图像（图表）与理论知识的内在联系，为图像分析奠定基础。 2.能识别常见的化学反应速率与限度相关图像（图表）类型，包括浓度-时间图、速率-时间图、转化率（或百分含量）-时间/温度/压强图等，明确图像中横坐标、纵坐标、曲线走势、关键点（起点、终点、交点、拐点）的含义，掌握图表中数据的读取与初步分析方法。 3.能运用图像（图表）分析化学反应速率的变化趋势、判断反应是否达到平衡状态、分析平衡移动的方向及原因，能结合图表数据简单计算化学反应速率，初步实现理论知识与图像（图表）信息的双向转化，达到“应用”知识解决具体问题的认知水平。 4.了解化学反应速率与限度的图像（图表）在工业生产、实验探究中的简单应用，能结合简单图表信息，初步分析生产中调控反应条件的思路，体现知识的实践价值。 一、重难点基础知识梳理 1. 化学反应速率核心公式与影响因素 （1）化学反应速率表达式及单位 ①若浓度用物质的量浓度（c）来表示，单位为mol/L；时间用t来表示，单位为秒（s）或分（min）或小时（h），则化学反应速率的数学表达式为：v＝或v＝，v(A)：物质A的化学反应速率，∆c(A)：反应物（或生成物）A的浓度变化量，∆t：浓度变化的时间。 ②单位：mol/(L·s) 或 mol/(L·min) 或 mol/(L·h)。 （2）影响因素（重点，直接决定图像走势）： ①浓度：其他条件不变，增大反应物浓度，v正瞬间增大、v逆逐渐增大；减小反应物浓度，v正瞬间减小、v逆逐渐减小（渐变，非突变）。 ②温度：其他条件不变，升高温度，v正、v逆同时突变增大，平衡向吸热反应方向移动；降低温度，v正、v逆同时突变减小，平衡向放热反应方向移动。 ③压强：仅影响有气体参与的反应，其他条件不变，增大压强（缩小体积），v正、v逆同时突变增大，平衡向气体分子数减少的方向移动；减小压强，v正、v逆同时突变减小，平衡向气体分子数增多的方向移动（固体、液体不影响）。 ④催化剂：v正、v逆同时突变增大（或减小），且增大（或减小）幅度相同，平衡不移动。 2. 化学平衡（反应限度）特征——判断图像中“平衡段”“拐点”的核心依据。 （1）v正=v逆（不等于0，动态平衡）。 （2）各物质的浓度保持不变（延伸：转化率、百分含量、密度等物理量保持不变）。 3.图像（图表）分析通用思路 化学反应速率与化学反应限度问题常以图像题的形式出现，在相关图像的平面直角坐标系中，可能出现的物理量有物质的量、浓度、压强、时间等。这类问题要按照“一看、二想、三判断”这三个步骤来分析解答。 （1）“一看”——看图像 ①看“标”：明确横纵坐标的含义（如v-t图：横轴为时间t，纵轴为反应速率v；浓度-时间图：横轴为t，纵轴为浓度c），注意单位（避免计算错误）。 ②析“线”：分析曲线的斜率（表示速率快慢，斜率越大，速率越快）、变化趋势（突变/渐变、上升/下降），结合上述基础原理，推断条件变化或反应进程。分清正反应和逆反应，分清突变和渐变、小变和大变；理解曲线“平”与“陡”即斜率大小的意义；理解曲线的变化趋势并归纳出规律。若图中有拐点，可按照先拐先平的规律，即较早出现拐点的曲线所表示的反应先达到平衡，对应的温度高、压强大。 ③找“点”：识别起点（反应开始时的速率、浓度）、拐点（反应达到平衡的时刻）、交点（v正=v逆的时刻，仅v-t图有效）、平台（平衡状态，各量保持不变）。理解曲线上点的意义，特别是某些特殊点，如坐标轴的交点、几条曲线的交叉点、极值点、转折点等。分清反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物。 ④看辅助线：做横轴或纵轴的垂直线(如等温线、等压线、平衡线等)。 ⑤看量的变化：弄清楚是物质的量的变化、浓度的变化还是转化率的变化。 （2）“二想”——想规律：如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系、各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系、外界条件的改变对化学反应的影响以及对正、逆反应速率的影响规律等。 （3）“结论”——利用有关规律，结合图像，结合题目设问，整合信息，判断反应方向、平衡移动、计算速率或转化率等，通过对比分析，做出正确判断。 二、化学反应速率与限度的图像分析 1、速率—时间图 （1）识图： ①反应开始阶段：v正>v逆，曲线呈“一高一低”（v正在上，v逆在下），反应正向进行。 ②平衡阶段：v正、v逆曲线相交后重合，形成“平台”，此时v正=v逆，反应达到限度。 ③条件改变阶段：看曲线“突变”还是“渐变”，判断条件类型（浓度→渐变；温度、压强、催化剂→突变）；看v正、v逆大小关系，判断平衡移动方向（v正>v逆→正向移动；v正<v逆→逆向移动；相等→不移动）。 （2）分析：这类图像定性地揭示了反应过程中 v（正）、v（逆）随时间（含条件改变对化学反应速率的影响）而变化的规律，体现了平衡的“逆、动、等、定、变、同”的基本特征，以及平衡移动的方向。分析这类图像的重点及易错点是图像中演变出来的相关面积，曲线下方阴影部分的面积大小就表示在该时间段内某物质的浓度的变化量。另外，由v-t图可知，在一般情况下，同一个反应有先快后慢的特点，生成等量产物（或消耗等量反应物），所需的时间逐渐变长。 （3）类型 ①“渐变”类v－t图像 图像 分析 结论 t1时v′正突然增大，v′逆逐渐增大；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，增大反应物的浓度 t1时v′正突然减小，v′逆逐渐减小；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，减小反应物的浓度 t1时v′逆突然增大，v′正逐渐增大；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，增大生成物的浓度 t1时v′逆突然减小，v′正逐渐减小；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，减小生成物的浓度 ②“断点”类v－t图像 图像 t1时刻所改变的条件 温度 升高 降低 升高 降低 适合正反应为放热的反应 适合正反应为吸热的反应 压强 增大 减小 增大 减小 适合正反应为气体物质的量增大的反应 适合正反应为气体物质的量减小的反应 ③“平台”类v­t图像 图像 分析 结论 t1时v′正、v′逆均突然增大且v′正＝v′逆，平衡不移动 t1时其他条件不变使用催化剂 t1时其他条件不变增大反应体系的压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体体积无变化) t1时v′正、v′逆均突然减小且v′正＝v′逆，平衡不移动 t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体体积无变化) （4）易错点警示 ①混淆“突变”与“渐变”：浓度改变→渐变（仅改变的一侧速率突变，另一侧渐变）；温度、压强、催化剂→突变（两侧速率同时突变）。 ②误将“v正=v逆”当作“速率为0”：平衡是动态平衡，v正、v逆始终不为0，只是大小相等。 2、浓度（或物质的量）—时间图 此类图像能说明各平衡体系组分（或某一成分）在反应过程中的变化情况。此类图像要注意各物质曲线的折点（即达到平衡时）时间应该相同。且各物质的浓度变化值应该满足方程式的计量系数之比。此类图像可以用于推测反应方程式。 （1）识图： ①反应物：浓度随时间逐渐减小，最终达到稳定（平台段），起点不为0，终点>0（可逆反应，不能完全转化）。 ②生成物：浓度随时间逐渐增大，最终达到稳定（平台段），起点为0，终点>0。 ③拐点：所有物质浓度不再变化的时刻，即为反应达到平衡的时刻。 （2）分析：在c-t图中，一般横坐标表示时间，纵坐标表示浓度或物质的量等变化，分析图时要抓住随着时间的变化曲线的基本走势问题，其重点及易错点应抓住曲线的斜率，某一时刻曲线的斜率大小就表示该时刻反应的速率快慢，曲线越陡表示反应的速率越大，曲线越平缓表示反应的速率越小。 （3）规律： ①若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短。 ②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。 ③若为是否使用催化剂，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短。 （4）应用 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。 1)由图像得出的信息 ①X、Y是反应物，Z是产物。 ②t3 s时反应达到平衡状态，X、Y并没有全部反应，该反应是可逆反应。 ③0～t3 s时间段：Δn(X)＝n1－n3mol，Δn(Y)＝n2－n3mol，Δn(Z)＝n2mol。 2)应用 ①计算化学反应速率及转化率： a.选取平衡前某一时间段，根据公式v＝计算（Δc=起始浓度-平衡浓度，反应物取正值）,即v(X)＝ mol·L－1·s－1； b.Y的转化率＝×100%。 ②判断化学计量数：反应物、生成物的浓度变化量之比 = 化学计量数之比（如：aA + bB ⇌ cC，Δc(A):Δc(B):Δc(C) = a:b:c），如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。 ③判断平衡状态：浓度曲线出现“平台”，即达到平衡。 （5）易错提醒：解该类图像题要注意各物质曲线出现折点(达到平衡)的时刻相同，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的化学计量数关系。 3、全程速率—时间图 如锌和盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图所示的变化。不同时间段的反应速率的变化情况不同。AB段反应速率逐渐增加是因为该反应是放热反应，温度升高，反应速率加快。而BC段反应速率减小是因为随反应的进行，盐酸逐渐被消耗，浓度减小，反应速率减小。 （1）识图： ①横纵坐标：横轴为反应时间t，纵轴为反应速率v； ②图像走势： a.AB段（速率逐渐增大）：锌与盐酸的反应为放热反应，反应发生时持续释放热量，使反应体系温度不断升高；温度是此阶段的主导影响因素，温度升高对速率的促进作用，大于盐酸浓度轻微减小对速率的抑制作用，因此反应速率随时间逐渐加快，直至达到最高点B。 b.BC段（速率逐渐减小）：随着反应持续进行，盐酸作为反应物不断被消耗，浓度逐渐降低；此阶段盐酸浓度成为主导影响因素，浓度减小对速率的抑制作用，超过了反应放热（温度升高）对速率的促进作用，因此反应速率随时间逐渐减小，直至盐酸耗尽（或锌粉反应完），反应停止，速率降至0。 c.判断反应进程：通过速率变化判断反应所处阶段——AB段为反应初期（温度主导，速率上升），BC段为反应后期（浓度主导，速率下降），速率为0时反应完全。 （2）应用 ①判断反应进程：通过速率变化判断反应所处阶段——AB段为反应初期（温度主导，速率上升），BC段为反应后期（浓度主导，速率下降），速率为0时反应完全。 ②优化反应条件：若需加快反应速率（如实验室快速制取H₂），可适当增大盐酸浓度（提升初始速率，且延长速率较高的时间段），或提前给盐酸微微升温（缩短AB段时长，快速达到最大速率）；若需控制反应速率（避免反应过于剧烈），可降低盐酸浓度，减缓反应速率。 ③推断反应特点：若某不可逆反应的v-t图呈“先升后降”，可推断该反应大概率为放热反应（排除催化剂、压强等影响后）。 （3）易错提醒 ①误将AB段速率增大归因为“浓度增大”——锌与盐酸反应中，反应物浓度始终在减小（AB段也在减小），速率增大的核心原因是放热导致温度升高，而非浓度变化。 ②混淆“不可逆反应”与“可逆反应”的v-t图——该反应无平衡平台，速率最终降至0（反应停止），而可逆反应的v-t图平衡时速率不为0（动态平衡），不可混淆。 ③认为“温度越高，速率一定越快”——BC段温度仍在升高（反应未停止，仍在放热），但速率却减小，因为此时浓度的抑制作用超过了温度的促进作用，需结合双重因素分析，不可单一判断。 ④误将拐点B当作“反应平衡时刻”——拐点B是速率最大的时刻，并非平衡时刻，该反应为不可逆反应，不存在平衡状态，拐点仅为“温度主导”与“浓度主导”的分界点。 4、转化率-时间图像 （1）识图 ①横纵坐标：横轴为反应时间t（单位通常为s、min），纵轴为反应物转化率α（表示反应物转化为生成物的比例，取值范围0~100%，无单位或用%表示）； ②图像核心特征：曲线均从原点（或起点α=0）开始，先随时间逐渐上升（反应正向进行，反应物不断转化，转化率持续增大），达到某一拐点后，曲线保持水平（平台段），此时反应达到平衡状态（可逆反应）； ③关键看点：起点（α=0，反应开始时无反应物转化）、拐点（平衡时刻，转化率不再变化）、平台段（平衡时的转化率，纵坐标数值越大，平衡时反应物转化越彻底）、曲线斜率（斜率越大，反应速率越快，达到平衡的时间越短）。 （2）分析 转化率-时间图像的走势，本质是“反应速率”与“平衡移动”的综合体现，分两段解读，重点对比不同条件下的曲线差异： ①上升段（反应未达平衡）：曲线上升，α随t增大而增大——原因是反应正向进行，v正>v逆，反应物不断转化，转化率持续提升；曲线斜率反映速率：斜率越大，反应速率越快，达到平衡的时间越短（如高温、高压、加催化剂时，斜率更大，拐点更靠前）。 ②平台段（反应达平衡）：曲线水平，α保持不变——原因是达到化学平衡，v正=v逆，反应物转化量不再变化，转化率稳定在某一数值（平衡转化率）； ③多曲线对比分析（高频考点）：当图像中有多条曲线（对应不同温度、压强等条件）时，重点对比两点 ——对比拐点早晚：拐点越靠前→反应速率越快→对应条件更易加快反应（如温度更高、压强更大、加入催化剂）； ④对比平台段纵坐标（平衡转化率）：平台段越高→平衡转化率越大→平衡正向移动（如放热反应，低温曲线的平台段更高；气体分子数减少的反应，高压曲线的平台段更高）；反之，平台段越低→平衡逆向移动。 （3）应用 ①判断反应是否达到平衡：当转化率-时间曲线出现平台段（α不再变化），即可判断反应达到化学平衡状态（可逆反应专属，不可逆反应转化率最终达到100%，无平台段，曲线上升至α=100%后保持水平）。 ②比较反应速率快慢：通过曲线斜率或拐点早晚判断——斜率越大、拐点越靠前，反应速率越快，可快速区分不同条件（温度、压强、催化剂）对反应速率的影响。 ③判断平衡移动方向及反应特点：通过平衡转化率（平台段纵坐标）的变化，推断平衡移动方向，进而判断反应热效应、气体分子数变化： a.升温：平衡转化率增大→反应正向吸热；平衡转化率减小→反应正向放热； b.加压（仅气体反应）：平衡转化率增大→反应正向气体分子数减少；平衡转化率减小→反应正向气体分子数增多； c.加催化剂：拐点提前（速率加快），但平台段不变（平衡转化率不变，催化剂不影响平衡）。 ④优化工业反应条件：结合图像选择最优条件——兼顾反应速率（拐点靠前，缩短生产时间）和平衡转化率（平台段高，提高原料利用率），如合成氨反应，选择“适宜温度、高压”，既保证较快速率，又能获得较高的平衡转化率。 （4）易错提醒 ①误将“转化率不再变化”当作“反应停止”——平衡时转化率不变，是因为v正=v逆（动态平衡），反应并未停止，反应物和生成物仍在不断转化，只是转化量相等。 ②混淆“催化剂”与“温度/压强”的影响——加入催化剂，只会使曲线拐点提前（加快速率，缩短达到平衡的时间），但平台段（平衡转化率）不变；而温度、压强改变，会同时影响拐点早晚和平台段高低。 ③单一判断条件对转化率的影响——忽略“速率与平衡”的双重作用，如升温不一定使平衡转化率降低（吸热反应升温，平衡转化率增大），需结合反应热效应分析，不可盲目判断。 ④忽略“物质状态”对压强影响的限制——压强只影响有气体参与的反应，若反应物、生成物均为固体/液体，改变压强，曲线无任何变化（拐点、平台段均不变）。 ⑤误将“拐点”当作“反应开始时刻”——拐点是反应达到平衡的时刻，不是反应开始时刻，反应开始于原点（α=0），从原点到拐点为反应未平衡阶段。 5、数据图表（速率-条件表格） （1）识图 ①表格构成：分为表头和表格内容两部分，表头明确呈现“反应条件”和“对应反应速率”两类信息； ②关键识别点：a.条件栏（如浓度、温度、压强、催化剂等，明确单一条件或组合条件）；b.速率栏（对应条件下的反应速率数值，标注单位，如mol/(L·s)、mol/(L·min)）；c.控制变量标识（隐含在表格数据中，多组数据仅单一条件不同，其他条件均相同）； ③特征：表格通过多组对比数据，直观呈现“单一条件变化”与“反应速率变化”的对应关系，无曲线走势，重点关注数据差异和规律，是速率影响因素的定量/定性呈现。 （2）分析 遵循“控制变量法”（高一重点），排除无关变量干扰，聚焦单一条件对反应速率的影响，分两步解读： 第一步：分组对比，确定变量——将表格数据按“相同条件”分组，每组仅保留一个不同条件（如：组1和组2，温度、压强相同，仅反应物浓度不同），明确“自变量（改变的条件）”和“因变量（变化的速率）”。 第二步：分析关联，总结规律——对比同一组内的速率数据，判断条件变化与速率变化的关系： ①浓度：其他条件不变，反应物浓度增大，速率数值增大；浓度减小，速率数值减小（可定性判断，若数据成比例，可定量推断速率与浓度的正比关系）。 ②温度：其他条件不变，温度升高，速率数值显著增大；温度降低，速率数值显著减小（温度对速率的影响更明显，数值变化幅度大于浓度）。 ③压强：仅针对有气体参与的反应，其他条件不变，压强增大，速率数值增大；压强减小，速率数值减小（固体/液体反应，压强变化，速率数值基本不变）。 ④催化剂：其他条件不变，加入催化剂，速率数值突变增大（或减小）；未加催化剂与加入催化剂的组，速率差异明显，且催化剂不改变其他条件对速率的影响规律。 ⑤补充：若表格中出现多条件同时变化，需先调整数据（或排除此类组），确保每组仅单一变量，避免无法判断单一条件的影响（如：温度和浓度同时改变，无法确定是哪种条件导致速率变化）。 （3）应用 ①定性判断速率影响因素：通过表格数据对比，明确浓度、温度、压强、催化剂中，哪种（或哪些）条件会影响反应速率，以及影响的趋势（加快/减慢）。 ②定量推导速率与条件的关系：若数据成规律（如正比、倍数关系），可推导速率与条件的定量关联（如：速率与反应物浓度成正比，v∝c），为速率计算提供依据。 ③推测未知条件下的速率：根据表格总结的规律，预测未给出的条件对应的反应速率（如：已知浓度0.1mol/L时速率0.02mol/(L·min)，可推测浓度0.3mol/L时，速率约为0.06mol/(L·min)）。 ④优化反应条件：结合表格数据，选择“速率适宜、成本合理”的反应条件（如：实验室制取气体，无需过高浓度/温度，选择表格中速率适中的条件；工业生产，兼顾速率和成本，选择速率较快且条件易控制的组）。 ⑤验证反应原理：通过表格数据，验证“外界条件对速率的影响规律”（如：验证催化剂只改速率、不改平衡，可对比加催化剂与不加催化剂的组，若仅速率变化、其他条件对应速率规律不变，即可验证）。 （4）易错提醒 ①未用控制变量法分析，同时关注多个变化条件——如：两组数据中温度和浓度同时改变，直接对比速率，误判条件对速率的影响（正确做法：先分组，确保每组仅单一变量）。 ②忽略速率单位，导致数据对比错误——如：一组速率单位为mol/(L·s)，另一组为mol/(L·min)，未统一单位就对比数值，误判速率快慢（正确做法：先统一单位，再对比数值）。 ③混淆“压强对速率的影响范围”——忽略压强仅影响有气体参与的反应，若反应无气体，表格中压强变化对应的速率数据基本不变，不可误判“压强不影响速率”。 ④过度推导规律，忽略实验误差——表格数据可能存在轻微误差，若数据接近正比，可定性判断“速率随浓度增大而增大”，不可强行推导定量关系（如：数据略偏离倍数，不可说速率与浓度成正比）。 ⑤忽略“催化剂的选择性”——表格中若出现不同催化剂，不可默认“所有催化剂都能加快速率”，需结合数据判断（部分催化剂可能减慢速率，或对该反应无影响）。 题型01 考查v-t图像的基础解读与条件判断 【典例】某密闭容器中发生如下反应：X(g)+Y(g)2Z(g) △H＜0。如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是 A．t2时一定加入了催化剂 B．t3-t4平衡正向移动 C．t5时可能增大了压强 D．t6之后转化率最低 【答案】B 【解析】A．由图可知，t2时刻，改变条件，正、逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，该反应为气体分子数不变的反应，增大压强平衡不移动，且正逆反应速率同等增大，故也可能是改变压强，A错误； B．t3时刻，改变条件，正、逆反应速率降低，且逆反应速率降低更多，平衡向正反应移动，B正确；C．该反应为气体分子数不变的反应，增大压强正逆反应速率同等增大，平衡不移动，C错误；D．t2～t3平衡不移动，转化率不变；反应为放热反应，t3时刻改变条件，正、逆反应速率都降低，且逆反应速率降低更多，则改变条件为降低温度，t3～t4时刻，平衡向正反应移动，转化率增大；t5时刻改变条件，正、逆反应速率都升高，且逆反应速率降低升高更多，则改变条件为升高温度，t5～t6时刻，平衡向逆反应移动，转化率降低；对比t3、t6时刻平衡时速率可知，t5时刻升高温度幅度没有t3时刻降温幅度大，则t6时刻平衡较t3时刻，相当于平衡正向移动，t6时刻转化率大于t3时刻，D错误；故选B。 【变式】（24-25高一下·河北衡水·期末）氯酸钾和亚硫酸氢钾溶液能发生氧化还原反应。已知该反应的速率随的增大而加快。如图为用在单位时间内物质的量浓度变化表示该反应的图。下列说法错误的是 A．反应体系中的物质的量先增加后减小 B．图中阴影部分的面积表示时间段内的物质的量浓度的减少量 C．反应开始时速率增大，可能是增大所致 D．后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减小 【答案】A 【解析】A．是题述反应的生成物，随着反应进行，反应体系中的物质的量逐渐增加，A错误；B．图中曲线表示的浓度随时间的变化，则阴影部分的面积表示时间内的物质的量浓度的减少量，B正确；C．反应开始时，反应生成使溶液的酸性增强，的氧化能力增强，则反应速率增大，可能是增大所致，C正确；D．反应后期，虽然溶液的酸性增强，但反应物浓度大幅减小，所以反应速率下降，D正确；故选A。 题型02 考查浓度-时间图像的应用与计算 【典例】（24-25高一下·福建莆田·期中）为研究某溶液中溶质R的分解速率的影响因素，分别用三份不同初始浓度R溶液在不同温度下进行实验，随时间变化如图。下列说法错误的是 A．时，内，R的分解速率逐渐减小 B．对比和曲线，在同一时刻，能说明R分解速率随温度升高而增大 C．对比和曲线，在内，能说明R的分解平均速率随温度升高而增大 D．对比和曲线，在时，R的分解速率均为零 【答案】B 【解析】A．根据图示，时，内，R的分解速率逐渐减小，故A正确；B．对比30℃和10℃的曲线，同一时刻温度高、浓度大，有温度和浓度两个变量影响速率，因此不能说明R的分解速率随温度升高而增大，故B错误；C．对比30℃和25℃曲线，30℃曲线对应的浓度低，但在0～50min内R的分解平均速率大于25℃时，故能说明R的分解平均速率随温度升高而增大，故C正确；D．在50min时，无论10℃还是30℃均无R剩余，所以时，R的分解速率均为零，故D正确；选B。 【变式】（24-25高一下·云南·期中）恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量、发生反应：，该反应经历两步：①；②。图为该体系中X、Y、Z的浓度（c）随时间（t）变化的曲线。下列说法正确的是 A．曲线表示随的变化 B．时刻，的消耗速率大于生成速率 C．随着的减少，反应①、②速率均减小 D．时刻， 【答案】D 【分析】根据①；②，X浓度逐渐减小，Y的浓度先增大，后减小，且最终转变为Z，且Z的浓度一直增大，故a代表X，b代表Z，c代表Y，据此解答。 【解析】A．曲线a、b、c分别表示X、Z、Y的浓度随时间的变化，A不符合题意；B．从反应开始到达到最大值之前，不断增大，说明的消耗速率小于生成速率，不符合题意；C．随的减小，先增大后减小，②的反应速率先增大后减小，不符合题意；D．时刻，处于减小趋势，，则，D符合题意；故选D。 题型03 考查转化率-时间图像的分析与推理 【典例】（24-25高一下·湖北宜昌·期中）不同条件下，用O2氧化1mol/LFeCl2溶液过程中所测的实验数据如图所示。下列分析或推测不合理的是 A．由①和③可知，温度越高，Fe2+氧化速率越快 B．由①和②可知，pH越大，Fe2+氧化速率越快 C．60℃ 、pH=2.5时，4h内Fe2+的平均消耗速率大于0.15mol·L-1·h-1 D．氧化过程的离子方程式为：4Fe2++ O2+4H+= 4Fe3++ 2H2O 【答案】B 【解析】A．由曲线①和③可知，温度越高，的氧化速率越快，A正确；B．①和②pH和温度均变化，未控制变量，存在两个变量，无法比较越大，B错误；C．50℃、pH=2.5时，4 h内Fe2+的平均消耗速率为v(Fe2+)==0.15mol/(L·h)，在60℃、pH=2.5时，由于温度升高，反应速率增大，所以60℃、pH=2.5时，4h内Fe2+的平均消耗速率大于0.15mol/(L·h)，C正确；D．氧化过程是在酸性条件下，O2和Fe2+发生氧化还原反应的过程，根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒，可得反应的离子方程式为：4Fe2++O2+4H+=4Fe2++2H2O，D正确；故选B。 【变式】（24-25高一下·辽宁·期中）在一个容积不变的2 L密闭容器中加入2 mol SO2、1 mol O2和合适的催化剂，发生反应 ，同时研究温度对SO2的平衡转化率和催化剂的催化效率的影响，如下图所示。 已知：的平衡转化率。下列说法正确的是 A．合成SO3的最佳条件是加催化剂，温度为250 ℃ B．450 ℃时，向容器中充入一定体积的氦气，则、均增大 C．450 ℃时，若5 min达到平衡，则 D．的生成速率：一定大于 【答案】C 【解析】A．从图中可知，250℃时催化效率较低，最佳条件为加催化剂，温度为450℃，A错误；B．450℃时，向容器中充入一定体积的氦气，反应物和生成物的浓度不变，则正逆反应速率不变，B错误；C．450℃时，5min反应达到平衡，此时SO2的平衡转化率为90%，即反应掉SO21.8mol，则反应掉O20.9mol，v(O2)=0.9mol÷2L÷5min=0.09mol·L-1·min-1，C正确；D．虽然升高温度反应速率增大，但是温度过高，催化剂的催化效率降低，N点催化剂的催化效率低于M点，则SO3的生成速率v(N)不一定大于v(M)，D错误；故答案选C。 题型04 考查速率-条件表格的数据分析 【典例】（24-25高一下·湖南·期末）在密闭容器中，控制不同温度，分别加入和发生反应(反应物和产物均为气态)。测得随时间变化的有关实验数据如下表。下列说法不正确的是 组别 温度 时间/ 0 10 20 40 50 ① 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 ② 0.50 0.30 0.18 a 0.15 A． B． C．温度下，内的反应速率为 D．温度下，平衡时的体积分数为 【答案】C 【解析】A．从表中数据可知，前20min内，T2温度下反应速率大于T1温度下反应速率，说明T2>T1，则T2温度下反应更快达到平衡，已知T1温度下40min时反应已达平衡，则T2温度下40min时反应也已达平衡，a=0.15，A正确；B．从表中数据可知，前20min内，T2温度下反应速率大于T1温度下反应速率，说明T2>T1，B正确；C．T1温度下，20min内CH4的物质的量变化量为0.25mol，根据方程式可知，20min内NO2物质的量变化量为0.5mol，则0-20min内NO2的反应速率为=，C错误；D．T2温度下，平衡时消耗CH40.35mol，消耗NO20.7mol，生成N20.35mol，生成CO20.35mol，生成H2O0.7mol，则平衡时气体总物质的量为(0.15+0.5+0.35+0.35+0.7)mol=2.05mol，CH4有0.15mol，CH4的体积分数为7.3%，D正确；故答案选C。 【变式】氨气可有效消除NO2的污染，相关反应为8NH3+6NO27N2+12H2O，在1 L恒容密闭容器中，控制不同温度，分别加入0.50 mol NH3和1.2 mol NO2，测得n(NH3)随时间变化的有关实验数据如下表。 温度 n(NH3)/mol 时间/min 0 10 20 40 50 T1 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 T2 0.50 0.30 0.20 … 0.18 下列说法正确的是(   ) A．T1温度下，0-20 min内，NO2的降解速率为0.0125 mol•L-1•min-1 B．实验条件为T1＜T2，且该反应为放热反应 C．40 min时，表格中T2对应的数据为0.20 D．0~10 min内，T1温度下NH3的降解速率大于T2温度下的 【答案】B 【解析】A．根据表中数据，T1温度下，0~20 min内，v(NH3)===0.012 5 mol∙L-1∙min-1，而3v(NH3)=4v(NO2)，则v(NO2)=0.009375 mol∙L-1∙min-1，故A错误；B．从表中数据可知，相同时间内T2温度下NH3的减少量要大于T1温度下NH3的减少量，说明T2时反应速率快，即T1＜T2，从变化趋势来分析，T2温度下反应在40 min之前就已经达到平衡状态，所以40 min时，表格中T2对应的数据为0.18，达到平衡时T2条件下NH3的转化率小，说明升高温度不利于反应正向进行，该反应为放热反应，故B正确；C．根据B项分析，40 min时，表格中T2对应的数据为0.18，故C错误；D．从表中数据可知，0-10 min内，T2温度下NH3的降解速率大于T1温度下的，故D错误；答案选B。 题型05 考查综合图像（图表）分析与应用 【典例】（24-25高一下·湖北·月考）某课外实验小组利用压强传感器、数据采集器和计算机等数字化实验设备，探究镁与不同浓度的盐酸的反应速率，两组实验所用试剂如下： 序号 镁条的质量/ 盐酸 物质的量浓度/() 体积/ 1 0.01 1.0 2 2 0.01 0.5 2    实验结果如图所示。结合图表分析，下列说法错误的是 A．曲线的斜率可以表征反应速率 B．两个实验中盐酸均过量，镁条不足，理论上若时间足够长，最终反应生成的气体的量应该相同 C．若改变镁条的质量，两条曲线的斜率都变大 D．保持其他条件不变，将盐酸换成同浓度的稀硫酸，单位时间内压强变化值将增大 【答案】C 【解析】A．纵坐标表示气体的压强，单位时间内气体压强变化越大，说明反应速率越快，则曲线的斜率可以表征反应速率，A正确；B．两个实验中盐酸均过量，镁条不足，则生成氢气的量取决于镁的物质的量，镁均为0.01g，则最终生成的氢气的量相同，B正确；C．决定曲线斜率的是盐酸的浓度和镁条与盐酸的接触面积，若改变镁条的质量但是盐酸浓度不变，且没有明显增大镁条与盐酸的接触面积，则两条曲线的斜率不变，C错误；D．保持其他条件不变，将盐酸换成同浓度的稀硫酸，硫酸为二元强酸，则氢离子浓度为盐酸的2倍，氢离子浓度增大，反应速率增大，单位时间内压强变化值增大，D正确；故答案选C。 【变式】（24-25高一下·全国·月考）等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定反应过程中产生氢气体积V的数据，根据数据绘制得如图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别，有关说法错误的是 实验组别 c(HCl)/mol·L-1 温度/℃ 形状(Fe) Ⅰ 2.0 30 块状 Ⅱ 2.5 30 块状 Ⅲ 2.5 50 粉末状 Ⅳ 2.5 50 块状 A．曲线a对应的实验组别为Ⅰ B．对比实验Ⅰ、Ⅱ说明浓度对化学反应速率的影响 C．对比实验Ⅱ、Ⅳ说明温度对化学反应速率的影响 D．曲线a、b、c、d对应的实验组别分别为Ⅲ、Ⅳ、Ⅱ、Ⅰ 【答案】A 【分析】等质量的铁与过量的盐酸反应，因为铁是等物质的量，盐酸的量过量，故生成H2的体积相同。根据外界条件对反应速率的影响，反应物的浓度越大，实验温度越高，固体表面积越大，则反应速率越大，以此解答该题。 【解析】A．但化学反应速率随反应物浓度增大而增大，随温度升高而增大，随反应物接触面积增大而增大，由图表和图象可知，a曲线为实验Ⅲ对应的曲线，故A错误；B．对比实验Ⅰ、Ⅱ，盐酸浓度不同，其他条件都相同，说明是对比浓度对化学反应速率的影响，故B正确；C．对比实验Ⅱ、Ⅳ，温度不同，其他条件都相同，说明是对比温度对化学反应速率的影响，故C正确；D．由图象可知，t越小用反应需要的时间越少，反应速率越快，则反应速率为a>b>c>d。由表中数据可知，实验Ⅲ、Ⅳ的温度高于Ⅰ、Ⅱ，且Ⅰ的HCl浓度最低，则Ⅳ中反应速率大于Ⅰ、Ⅱ，即Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ；Ⅲ的接触面积大，则反应速率Ⅲ>Ⅳ，所以反应速率为Ⅲ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅰ。则曲线a、b、c、d对应的实验组别分别为Ⅲ、Ⅳ、Ⅱ、Ⅰ，故D正确；答案选A。 【巩固训练】 1．（25-26高一下·山东·月考）将锌粒投入一定浓度的稀硫酸中，实际反应速率和时间的关系与下图最接近的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】锌和稀硫酸反应放热，开始时，浓度比较大，且随反应进行温度升高，所以反应速率逐渐加快，但是随着反应进行到一定程度，浓度对反应速率的影响较大，所以随着硫酸浓度越来越小，反应速率越来越慢，符合的图像为选项D，故选D。 2．（25-26高一上·湖南邵阳·月考）催化氧化反应是工业上生产硫酸的关键步骤。某次实验中，向容积为5L的恒温密闭容器中通入和，反应过程中部分物质的物质的量随反应时间变化的关系如图所示，下列说法正确的是 A．工业上常用水做吸收剂吸收制备硫酸 B．2min时的反应速率 C．2min时， D．反应达到平衡时，的转化率为，则 【答案】D 【解析】A．工业上制取硫酸的过程中，吸收SO3时不能用水，因为SO3与水反应会生成硫酸并释放大量热量，导致水蒸发形成大量酸雾，酸雾会阻碍SO3的进一步吸收，降低吸收效率，因此工业上通常使用98.3%的浓硫酸来吸收SO3，A错误；B．2min内的平均反应速率，而非2min时的瞬时速率，B错误；C．2min时未达到平衡，，C错误；D．由图可知，反应达到平衡时，生成SO3的物质的量为8 mol。根据化学方程式2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)，消耗O2的物质的量为8 mol×1/2=4 mol。已知O2转化率为50%，则其起始物质的量a=4 mol/50%=8 mol，D正确；故答案为D。 3．（24-25高一下·北京通州·期末）工业合成氨是人类科学技术的重大突破。将2molN2和4molH2充入容积为1L的恒容密闭容器中，在高温、高压、催化剂条件下模拟工业合成氨，部分物质的物质的量随时间变化的曲线如下图所示。下列说法不正确的是 A．该反应的化学反应方程式为 B．该反应条件下N2的转化率可达到50% C．反应在6min时达到化学平衡状态 D．反应开始至10min，H2的平均反应速率为0.3mol/(L·min) 【答案】C 【解析】A．工业合成氨的反应是可逆反应，其化学方程式为，A正确；B．从图像可知，反应达到平衡时生成n(NH3)=2.0mol，根据化学方程式，生成2molNH3消耗1molN2，N2的初始物质的量为2mol，则N2的转化率=×100% = 50%，B正确；C．6min后，各物质的物质的量还在继续变化，说明反应没有达到平衡状态，在10min时各物质的物质的量不再变化，反应达到平衡状态，C错误；D．反应开始至10min，n(H2)=4mol - 1mol=3mol，容器体积V = 1L，根据化学反应速率公式v=，v(H2)= =0.3 mol/(L·min)，D正确；故选C。 4．（24-25高一下·湖北武汉·期末）异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15h后异山梨醇浓度不再变化。 下列说法错误的是 A．3h时，反应②正、逆反应速率相等 B．0～3h平均速率（异山梨醇）为0.014 C．该温度下反应进行程度：①＞② D．反应②加入催化剂改变了反应历程 【答案】A 【解析】A．由图可知，3小时后异山梨醇浓度继续增大，15h后异山梨醇浓度才不再变化，所以3h时，反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速率不相等，A错误；B．由图可知，在0～3h内异山梨醇的浓度变化量为0.042mol/kg，所以平均速率(异山梨醇)为，B正确；C．图像显示该温度下，15h后所有物质浓度都不再变化，且此时山梨醇转化完全，即反应充分，而1,4-失水山梨醇仍有剩余，即反应②正向进行程度小于反应①、反应限度小于反应①，C正确；D．反应②加入催化剂改变了反应历程，降低反应的活化能，加快反应速率，D正确；故选A。 5．（24-25高一下·安徽·期末）工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺，反应式为。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图所示。下列说法正确的是 A．曲线①表示的是逆反应速率与时间的关系 B．恒温恒容，充入氮气体系压强增大，所以反应速率会加快 C．恒温恒容，混合气体的平均相对分子质量：时刻大于时刻 D．恒温恒容，该反应达平衡后若再通入氢气，则逆反应速率加快，正反应速率减慢 【答案】C 【分析】反应C6H5CH2CH3(g)C6H5CH=CH2(g)＋H2(g)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，反应过程中正反应速率减小，逆反应速率增长，当正逆反应速率相等时，反应达到平衡，则曲线①表示的是正反应的v-t关系，曲线②表示的是逆反应的v-t关系。 【解析】A．根据分析可知，曲线①表示的是正反应速率与时间的关系，A错误；B．恒温恒容条件下，充入氮气时，容器总压强增大，但是增大的是无关压强，反应体系中各组分的有效压强不变，所以速率不变，B错误；C．反应过程中气体总物质的量增大，平均摩尔质量在数值上等于平均相对分子质量，，不变，时刻更大，故时刻混合气体的平均相对分子质量大于时刻，C正确；D．氢气属于生成物，生成物浓度增大逆反应速率加快，同时平衡逆移，反应物浓度也增大，正反应速率也加快，D错误；故选C。 6．（24-25高一下·甘肃白银·期末）在一恒温恒容密闭容器中发生X、Y两种气体的转化反应，X、Y的物质的量随时间变化的曲线如图所示。该反应的化学方程式为 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】反应物的物质的量改变量之比等于系数比，根据题图中信息，平衡时X、Y的改变量分别为0.5mol、0.5mol，故该反应的化学方程式为；故选D。 7．（24-25高一下·贵州遵义·期末）常温常压下，一份浓度为的溶液(含有少量催化剂)，它在分解产生和的过程中浓度变化如图所示： 下列说法错误的是 A．反应未达平衡前，可以增大单位时间内的产量 B．20~40min内，的平均化学反应速率为 C．增大压强，可有效加快的分解速率 D．的瞬时反应速率与的浓度呈正相关 【答案】C 【解析】A．作为催化剂，能提高反应速率，但不能使平衡移动，即不改变平衡转化率，故反应未达平衡前，可以增大单位时间内的产量，A正确；B．20~40min内，的浓度变化量为0.4-0.2=0.2mol/L，平均化学反应速率为，B正确；C．该反应是在溶液中进行的反应，增大压强对反应几乎无影响，不能加快的分解速率，C错误；D．由图可知，随着反应时间变长，浓度降低，瞬时反应速率减小，说明反应速率与的浓度呈正相关，D正确；故选C。 8．（24-25高一下·云南昭通·期中）二甲醚()是一种新型能源，由在催化剂作用下制备二甲醚的反应原理为，正反应为放热反应。下列说法正确的是 A．正反应过程的能量变化可用如图表示 B．断开反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量 C．保持体积不变，及时分离出可以提高反应速率 D．使用催化剂是为了增大反应速率，提高生产效率 【答案】D 【解析】A．该反应为放热反应，反应物能量高于生成物能量，该图表示的为吸热反应，A错误；B．该反应为放热反应，说明断开反应物化学键吸收的能量小于形成生成物化学键放出的能量，B错误；C．体积不变，分离出，平衡正向移动，反应物浓度减小，反应速率减小，C错误；D．使用催化剂可降低反应活化能，增大反应速率，提高生产效率，D正确；故选D。 9．（24-25高一下·海南海口·期中）某同学用足量的锌粉分别与100mL0.1mol/L和50mL0.2mol/L的盐酸反应，同温同压下放出气体的体积随反应时间的变化如图所示，忽略反应过程中溶液的体积变化。下列叙述错误的是 A．两个反应所得H2的体积相同 B．曲线I表示0.2mol·L-1的盐酸与足量锌粉反应 C．若向曲线I、II对应的盐酸中均加少量NaCl固体，t1和t2均不变，V不变 D．用0.1mol/LH2SO4溶液代替实验中的0.1mol/L盐酸溶液，对应速率不变 【答案】D 【分析】酸中氢离子浓度越大，反应速率越快，曲线越陡，则曲线I表示0.2mol/L的盐酸与足量锌粉反应，曲线II表示0.1mol/L的盐酸与足量锌粉反应。 【解析】A．根据图像，两个反应所得H2的体积相同，A正确；B．根据分析，曲线I表示0.2mol/L的盐酸与足量锌粉反应，B正确；C．NaCl不参与锌与盐酸反应，加NaCl固体，氢离子的浓度不变，反应速率不变，t1和t2均不变，V不变，C正确；D．0.1mol/L盐酸溶液中氢离子浓度为0.1mol/L，0.1mol/LH2SO4溶液中氢离子浓度为0.2mol/L，氢离子浓度增大，反应速率加快，D错误；故选D。 10．（24-25高一下·天津南开·期中）向某容积固定的密闭容器中加入0.3mol A、0.1mol C和一定量（未知）的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如下图所示。已知在反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化。请回答下列问题： （1）密闭容器的容积是 L。 （2）若，则阶段以C物质浓度变化表示的反应速率为 。 （3）写出反应的化学方程式： 。 （4）B的起始物质的量是 。 （5）判断该反应达平衡状态的依据是 （填字母）。 a．时，正、逆反应速率均为零 b．混合气体的密度不再变化 c． d．时，，并保持不变 【答案】（1） （2） （3） （4） （5）d 【解析】（1）由图像可知，的起始物质的量为，起始浓度为。根据物质的量浓度公式，可得容器容积。 （2）由图像得，阶段物质的浓度变化量，时间。根据化学反应速率公式，所以阶段以物质浓度变化表示的反应速率。 （3）已知容器容积为，的起始物质的量为，起始浓度为，平衡时浓度为，则；的起始浓度为，平衡时浓度为，则。的平衡浓度为，设的起始浓度为，因为反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化，说明该反应前后气体的总物质的量不变，所以为生成物，且，那么，，所以反应的化学方程式为。 （4）由上述分析可知的起始浓度为，容器容积为，根据，则的起始物质的量。 （5）a．化学平衡是动态平衡，时达到平衡状态，正、逆反应速率相等但不为零，a错误；b．该反应在容积固定的密闭容器中进行，气体的总质量不变，容器体积不变，根据，所以混合气体的密度始终不变，不能据此判断反应达到平衡状态，b错误；c．只要反应发生，任何时刻都有（化学计量数之比），不能说明正逆反应速率相等，不能据此判断反应达到平衡状态，c错误；d．时，，并保持不变，说明的浓度不再变化，反应达到平衡状态，d正确；综上，答案是d。 【强化训练】 1．（24-25高一下·北京丰台·期末）25℃时，在恒容密闭容器中发生反应：A(g)⇌2B(g)，反应过程中各气体浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是 A．曲线甲表示B浓度随时间的变化 B．a、b两点的正反应速率：va>vb C．c点反应达到平衡 D．0~60s，v(B)=0.001mol·L-1·s-1 【答案】B 【解析】A．根据容器中的反应可知B的变化量是A的两倍，曲线甲表示A浓度随时间的变化，A错误；B．对于一个化学反应，从开始反应到结束，反应物浓度越来越小，速率越来越慢，故，B正确；C．c点所示A、B两物质的浓度相同，后面时刻A的浓度继续减小，B的浓度继续增大，反应正移，未达到平衡，C错误；D．0~60s，，D错误。故选B。 2．（24-25高一下·浙江杭州·期中）在空气中久置的铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间可用如图所示，下列推论错误的是 A．段不产生氢气的原因可能是表面氧化铝与硫酸反应 B．段产生氢气的速率增加较快的主要原因之一是温度升高 C．时之后将收集不到氢气 D．时，产生氢气的速率降低主要是因为溶液中降低 【答案】C 【解析】A．铝易与氧气反应生成氧化铝，段不产生氢气的原因可能是表面氧化铝与硫酸反应，故A正确；B．铝与硫酸反应放热，段产生氢气的速率增加较快的主要原因之一是温度升高，故B正确；C．时之后，放出氢气的速率减慢，能收集到氢气，故C错误；D．随反应进行，硫酸浓度降低，时，产生氢气的速率降低主要是因为溶液中降低，故D正确；选C。 3．（24-25高一下·安徽·期末）反应经历两步：①。反应体系中X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．曲线c为n(Z)随t的变化曲线 B．时刻前，反应①的速率小于反应② C．时间段： D．时， 【答案】D 【分析】反应过程中物质X消耗直至为0，曲线a为随t的变化曲线；物质Y先生成后消耗，物质的量先增大后减小，曲线c为随t的变化曲线；物质Z开始为0，后来逐渐增多，曲线b为随t的变化曲线。 【解析】A．反应过程中物质Y先生成后消耗，物质的量先增大后减小，曲线c为随t的变化曲线，A错误；B．时刻前，由图可知Y的物质的量随时间增加而增大，反应①的速率大于反应②，B错误；C．时间段：反应①，反应②，， ，C错误；D．时，X完全反应，反应①生成Y为，反应②消耗Y为，生成Z为，D正确；故选D。 4．（24-25高一下·吉林长春·期末）已知某条件下反应的速率方程为， 在钨表面分解的实验数据如表所示。 0 20 40 60 80 100 0.100 0.080 0.060 a 0.020 0 已知：①k为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关。 ②时，反应为0级反应，时，反应为1级反应，以此类推。n可以为整数，也可以为分数。 ③浓度消耗一半所用的时间叫半衰期。 下列说法正确的是 A．表格中 B．该反应为2级反应 C．该反应速率与的浓度有关，可能因为催化剂表面吸附的已达到饱和 D．保持其他条件不变，若起始浓度为，则半衰期为 【答案】D 【分析】由表格数据知，0—20min内，氨气的反应速率为，20—40min内，氨气的反应速率为，相同时间内氨气的反应速率相等，说明该反应是匀速反应，与氨气的浓度无关，则由速率方程可得：，解得，该反应是级反应，反应的速率常数。 【解析】A．由分析可知，该反应是匀速反应，则内，氨气的反应速率为，解得，A错误；B．由分析可知：，该反应是级反应，B错误；C．该反应速率与氨气的浓度无关，说明催化剂表面吸附的氨气已达到饱和，氨气的浓度为定值，C错误；D．根据B分析，该反应为0级反应，，反应速率恒定，保持其他条件不变，若起始浓度为，半衰期为，D正确；故选D。 5．（24-25高一下·黑龙江哈尔滨·期末）在2L恒容密闭容器中发生反应：  。反应进行到不同时间测得各物质的物质的量如下表： 时间 0 2.0 2.0 0.0 5 1.2 1.2 1.6 10 0.8 0.8 2.4 15 0.8 0.8 2.4 下列说法错误的是 A．5min时，Y的转化率为 B．10min时，反应达到平衡状态 C．平衡时，X的正反应速率等于Z的逆反应速率 D．内，用Z表示的平均反应速率为 【答案】C 【解析】A．Y的初始物质的量为2.0mol，5min时减少到1.2mol，转化量0.8mol，转化率为×100%=40%，A正确；B．10min到15min时各物质的量不再变化，说明反应在10min时已达到平衡，B正确；C．根据反应式X+Y⇌2Z，正反应中X的消耗速率与Z的生成速率关系为v(X)=v(Z)；逆反应中Z的消耗速率与X的生成速率关系为v逆(Z) =2逆v(X)，平衡时v(X)正=v(X)逆，因此v正(X) =逆v(Z)，而非等于v逆(Z)，C错误；D．0~5min内Z的物质的量增加1.6mol，反应速率==0.16mol·L⁻¹·min⁻¹，D正确；故选C。 6．（24-25高一下·河南信阳·期末）医疗上，紧急情况常用H2O2和KMnO4反应提供氧气。常温下，在密闭容器中加入双氧水和酸性KMnO4溶液的混合液共100mL，发生反应：，测得O2的体积（标准状况）与时间关系如图所示（忽略体积变化，即反应后溶液体积仍为100mL）。下列叙述正确的是 A．相同时间内的平均速率之比为5：2 B．10~20s内的平均速率 C．c→d段时间内反应速率最快 D．d点时，则起始加入 【答案】D 【解析】A．在同一化学反应中，各物质速率之比等于化学计量数之比，所以，相同时间内，A错误；B．10~20s内，将O2体积换算成L，计算消耗H2O2的物质的量，，B错误；C．观察图示，b→c段时间内曲线斜率最大，即平均速率最大，C错误；D．d点时，消耗KMnO4的物质的量：，故起始时投入KMnO4的物质的量为：，D正确；答案选D。 7．（24-25高一下·安徽合肥·期末）已知的速率方程为（k为速率常数，只与温度、催化剂有关）。实验测得，在催化剂表面反应的变化数据如下，下列说法错误的是 t/min 0 10 20 30 40 50 60 70 0.100 0.080 0.040 0.020 0 已知：半衰期是指当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间 A． B． C．相同条件下，增大的浓度，能加快反应速率 D．相同条件下，若起始浓度为，则半衰期为 【答案】C 【解析】A．根据表格数据，浓度随时间均匀减少，说明反应速率与浓度无关，n=0，故A正确；B．n=0，所以反应速率v=k，计算得k=0.020mol/L÷10min=2.0×10-3mol/(L·min)，故B正确；C．n=0，所以反应速率v=k，反应速率与浓度无关，增大浓度不能加快反应速率，故C错误；D．该反应的反应速率与浓度无关，10minN2O的浓度降低0.020mol/L，若起始浓度为，100min浓度降低0.20mol/L则半衰期为，故D正确；选C。 8．（24-25高一下·广东广州·期中）一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中，某一反应中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是 A．反应的化学方程式为 B．t后X的转化率不变，改变外界条件也不能增大X转化率 C．若t=4，则0~4min内X的平均化学反应速率为 D．在t1时刻充入气体He使容器内压强增大，加快了反应速率 【答案】C 【解析】A．由图象可以看出，反应中X物质的量减小，Y、Z的物质的量增多，则X为反应物，Y、Z为生成物，且△n(X)：△n(Y)：△n(Z)=0.8mol：1.2mol：0.4mol=2：3：1，反应最后达到平衡状态，是可逆反应，则该反应的化学方程式为：2X⇌3Y+Z，故A错误；B．时，正、逆反应速率相等，反应达到化学平衡，但是改变外界条件可以改变平衡移动，如减小压强，平衡正向移动，X的转化率增大，故B错误；C．若t=4，则0～t的X的化学反应速率v==，故C正确；D．温度、体积不变，t1时刻充入He使压强增大，反应物和生成物的浓度不变，正、逆反应速率不变，故D错误；答案选C。 9．（24-25高一下·贵州·期中）某课外兴趣小组用浓度均为的溶液和稀硫酸探究影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下表。下列说法不正确的是 实验编号 反应温度/℃ 液体体积/mL Na2S2O3 稀硫酸 H2O ① 25 10 20 0 ② 25 V 20 5 ③ 50 10 20 0 A．该实验的化学方程式为 B．该实验可通过产生浑浊的时间或单位时间内产生气体的体积判断反应的快慢 C．实验①和③是探究温度对反应速率的影响，③的反应速率更快 D．实验①和②是探究溶液浓度对反应速率的影响，V=10 【答案】D 【解析】A．化学方程式为，反应前后原子守恒，方程式正确，A正确；B．反应生成S沉淀（浑浊）和SO₂气体，可通过浑浊出现时间或气体体积变化判断速率，B正确；C．实验①和③温度不同，其他条件相同，③温度更高，反应速率更快，C正确；D．实验①总液体体积为30mL（10+20+0），实验②需保持总体积30mL，因此V=5（V+20+5=30），而非V=10，D错误；综上答案为D。 10．（25-26高一下·山东·月考）加入0.1 mol的粉末于50 mL过氧化氢的溶液中（密度为），一定条件下放出气体的体积和时间的关系如图所示，完成下列问题： （1）实验时放出气体的总体积为 。 （2）反应放出一半气体所需要的时间为 。 （3）反应放出气体所需要的时间为 。 （4）A、B、C、D四点化学反应速率快慢的顺序为 。 【答案】（1）60 mL （2）1 min （3）2 min （4）D、C、B、A 【分析】二氧化锰做催化剂条件下过氧化氢分解生成氧气和水，反应的化学方程式为：2H2O22H2O+ O2↑。 【解析】（1）由图可知，一定条件下，5 min 时过氧化氢溶液完全反应时生成氧气的体积为60 mL； （2）反应放出一半氧气的体积为：60 mL×=30 mL，由图可知，反应放出30 mL氧气所需要的时间为1 min； （3）反应放出氧气的体积为：60 mL×=45 mL，由图可知，反应放出45mL氧气所需要的时间为2 min； （4）曲线的斜率越大，过氧化氢溶液分解反应的瞬时速率越大，由图可知，D、C、B、A四点处曲线的斜率依次减小，则化学反应速率由快到慢的顺序为D、C、B、A。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 化学反应速率和限度的图像（或图表）分析 1.掌握化学反应速率、化学平衡（反应限度）的核心概念，理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂）对化学反应速率和化学平衡的影响规律，能准确关联图像（图表）与理论知识的内在联系，为图像分析奠定基础。 2.能识别常见的化学反应速率与限度相关图像（图表）类型，包括浓度-时间图、速率-时间图、转化率（或百分含量）-时间/温度/压强图等，明确图像中横坐标、纵坐标、曲线走势、关键点（起点、终点、交点、拐点）的含义，掌握图表中数据的读取与初步分析方法。 3.能运用图像（图表）分析化学反应速率的变化趋势、判断反应是否达到平衡状态、分析平衡移动的方向及原因，能结合图表数据简单计算化学反应速率，初步实现理论知识与图像（图表）信息的双向转化，达到“应用”知识解决具体问题的认知水平。 4.了解化学反应速率与限度的图像（图表）在工业生产、实验探究中的简单应用，能结合简单图表信息，初步分析生产中调控反应条件的思路，体现知识的实践价值。 一、重难点基础知识梳理 1. 化学反应速率核心公式与影响因素 （1）化学反应速率表达式及单位 ①若浓度用物质的量浓度（c）来表示，单位为mol/L；时间用t来表示，单位为秒（s）或分（min）或小时（h），则化学反应速率的数学表达式为：v＝或v＝，v(A)：物质A的化学反应速率，∆c(A)：反应物（或生成物）A的浓度变化量，∆t：浓度变化的时间。 ②单位：mol/(L·s) 或 mol/(L·min) 或 mol/(L·h)。 （2）影响因素（重点，直接决定图像走势）： ①浓度：其他条件不变，增大反应物浓度，v正瞬间增大、v逆逐渐增大；减小反应物浓度，v正瞬间减小、v逆逐渐减小（渐变，非突变）。 ②温度：其他条件不变，升高温度，v正、v逆同时突变增大，平衡向吸热反应方向移动；降低温度，v正、v逆同时突变减小，平衡向放热反应方向移动。 ③压强：仅影响有气体参与的反应，其他条件不变，增大压强（缩小体积），v正、v逆同时突变增大，平衡向气体分子数减少的方向移动；减小压强，v正、v逆同时突变减小，平衡向气体分子数增多的方向移动（固体、液体不影响）。 ④催化剂：v正、v逆同时突变增大（或减小），且增大（或减小）幅度相同，平衡不移动。 2. 化学平衡（反应限度）特征——判断图像中“平衡段”“拐点”的核心依据。 （1）v正=v逆（不等于0，动态平衡）。 （2）各物质的浓度保持不变（延伸：转化率、百分含量、密度等物理量保持不变）。 3.图像（图表）分析通用思路 化学反应速率与化学反应限度问题常以图像题的形式出现，在相关图像的平面直角坐标系中，可能出现的物理量有物质的量、浓度、压强、时间等。这类问题要按照“一看、二想、三判断”这三个步骤来分析解答。 （1）“一看”——看图像 ①看“标”：明确横纵坐标的含义（如v-t图：横轴为时间t，纵轴为反应速率v；浓度-时间图：横轴为t，纵轴为浓度c），注意单位（避免计算错误）。 ②析“线”：分析曲线的斜率（表示速率快慢，斜率越大，速率越快）、变化趋势（突变/渐变、上升/下降），结合上述基础原理，推断条件变化或反应进程。分清正反应和逆反应，分清突变和渐变、小变和大变；理解曲线“平”与“陡”即斜率大小的意义；理解曲线的变化趋势并归纳出规律。若图中有拐点，可按照先拐先平的规律，即较早出现拐点的曲线所表示的反应先达到平衡，对应的温度高、压强大。 ③找“点”：识别起点（反应开始时的速率、浓度）、拐点（反应达到平衡的时刻）、交点（v正=v逆的时刻，仅v-t图有效）、平台（平衡状态，各量保持不变）。理解曲线上点的意义，特别是某些特殊点，如坐标轴的交点、几条曲线的交叉点、极值点、转折点等。分清反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物。 ④看辅助线：做横轴或纵轴的垂直线(如等温线、等压线、平衡线等)。 ⑤看量的变化：弄清楚是物质的量的变化、浓度的变化还是转化率的变化。 （2）“二想”——想规律：如各物质的转化量之比与化学计量数之比的关系、各物质的化学反应速率之比与化学计量数之比的关系、外界条件的改变对化学反应的影响以及对正、逆反应速率的影响规律等。 （3）“结论”——利用有关规律，结合图像，结合题目设问，整合信息，判断反应方向、平衡移动、计算速率或转化率等，通过对比分析，做出正确判断。 二、化学反应速率与限度的图像分析 1、速率—时间图 （1）识图： ①反应开始阶段：v正>v逆，曲线呈“一高一低”（v正在上，v逆在下），反应正向进行。 ②平衡阶段：v正、v逆曲线相交后重合，形成“平台”，此时v正=v逆，反应达到限度。 ③条件改变阶段：看曲线“突变”还是“渐变”，判断条件类型（浓度→渐变；温度、压强、催化剂→突变）；看v正、v逆大小关系，判断平衡移动方向（v正>v逆→正向移动；v正<v逆→逆向移动；相等→不移动）。 （2）分析：这类图像定性地揭示了反应过程中 v（正）、v（逆）随时间（含条件改变对化学反应速率的影响）而变化的规律，体现了平衡的“逆、动、等、定、变、同”的基本特征，以及平衡移动的方向。分析这类图像的重点及易错点是图像中演变出来的相关面积，曲线下方阴影部分的面积大小就表示在该时间段内某物质的浓度的变化量。另外，由v-t图可知，在一般情况下，同一个反应有先快后慢的特点，生成等量产物（或消耗等量反应物），所需的时间逐渐变长。 （3）类型 ①“渐变”类v－t图像 图像 分析 结论 t1时v′正突然增大，v′逆逐渐增大；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，增大反应物的浓度 t1时v′正突然减小，v′逆逐渐减小；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，减小反应物的浓度 t1时v′逆突然增大，v′正逐渐增大；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，增大生成物的浓度 t1时v′逆突然减小，v′正逐渐减小；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，减小生成物的浓度 ②“断点”类v－t图像 图像 t1时刻所改变的条件 温度 升高 降低 升高 降低 适合正反应为放热的反应 适合正反应为吸热的反应 压强 增大 减小 增大 减小 适合正反应为气体物质的量增大的反应 适合正反应为气体物质的量减小的反应 ③“平台”类v­t图像 图像 分析 结论 t1时v′正、v′逆均突然增大且v′正＝v′逆，平衡不移动 t1时其他条件不变使用催化剂 t1时其他条件不变增大反应体系的压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体体积无变化) t1时v′正、v′逆均突然减小且v′正＝v′逆，平衡不移动 t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体体积无变化) （4）易错点警示 ①混淆“突变”与“渐变”：浓度改变→渐变（仅改变的一侧速率突变，另一侧渐变）；温度、压强、催化剂→突变（两侧速率同时突变）。 ②误将“v正=v逆”当作“速率为0”：平衡是动态平衡，v正、v逆始终不为0，只是大小相等。 2、浓度（或物质的量）—时间图 此类图像能说明各平衡体系组分（或某一成分）在反应过程中的变化情况。此类图像要注意各物质曲线的折点（即达到平衡时）时间应该相同。且各物质的浓度变化值应该满足方程式的计量系数之比。此类图像可以用于推测反应方程式。 （1）识图： ①反应物：浓度随时间逐渐减小，最终达到稳定（平台段），起点不为0，终点>0（可逆反应，不能完全转化）。 ②生成物：浓度随时间逐渐增大，最终达到稳定（平台段），起点为0，终点>0。 ③拐点：所有物质浓度不再变化的时刻，即为反应达到平衡的时刻。 （2）分析：在c-t图中，一般横坐标表示时间，纵坐标表示浓度或物质的量等变化，分析图时要抓住随着时间的变化曲线的基本走势问题，其重点及易错点应抓住曲线的斜率，某一时刻曲线的斜率大小就表示该时刻反应的速率快慢，曲线越陡表示反应的速率越大，曲线越平缓表示反应的速率越小。 （3）规律： ①若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短。 ②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。 ③若为是否使用催化剂，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短。 （4）应用 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。 1)由图像得出的信息 ①X、Y是反应物，Z是产物。 ②t3 s时反应达到平衡状态，X、Y并没有全部反应，该反应是可逆反应。 ③0～t3 s时间段：Δn(X)＝n1－n3mol，Δn(Y)＝n2－n3mol，Δn(Z)＝n2mol。 2)应用 ①计算化学反应速率及转化率： a.选取平衡前某一时间段，根据公式v＝计算（Δc=起始浓度-平衡浓度，反应物取正值）,即v(X)＝ mol·L－1·s－1； b.Y的转化率＝×100%。 ②判断化学计量数：反应物、生成物的浓度变化量之比 = 化学计量数之比（如：aA + bB ⇌ cC，Δc(A):Δc(B):Δc(C) = a:b:c），如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。 ③判断平衡状态：浓度曲线出现“平台”，即达到平衡。 （5）易错提醒：解该类图像题要注意各物质曲线出现折点(达到平衡)的时刻相同，各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的化学计量数关系。 3、全程速率—时间图 如锌和盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图所示的变化。不同时间段的反应速率的变化情况不同。AB段反应速率逐渐增加是因为该反应是放热反应，温度升高，反应速率加快。而BC段反应速率减小是因为随反应的进行，盐酸逐渐被消耗，浓度减小，反应速率减小。 （1）识图： ①横纵坐标：横轴为反应时间t，纵轴为反应速率v； ②图像走势： a.AB段（速率逐渐增大）：锌与盐酸的反应为放热反应，反应发生时持续释放热量，使反应体系温度不断升高；温度是此阶段的主导影响因素，温度升高对速率的促进作用，大于盐酸浓度轻微减小对速率的抑制作用，因此反应速率随时间逐渐加快，直至达到最高点B。 b.BC段（速率逐渐减小）：随着反应持续进行，盐酸作为反应物不断被消耗，浓度逐渐降低；此阶段盐酸浓度成为主导影响因素，浓度减小对速率的抑制作用，超过了反应放热（温度升高）对速率的促进作用，因此反应速率随时间逐渐减小，直至盐酸耗尽（或锌粉反应完），反应停止，速率降至0。 c.判断反应进程：通过速率变化判断反应所处阶段——AB段为反应初期（温度主导，速率上升），BC段为反应后期（浓度主导，速率下降），速率为0时反应完全。 （2）应用 ①判断反应进程：通过速率变化判断反应所处阶段——AB段为反应初期（温度主导，速率上升），BC段为反应后期（浓度主导，速率下降），速率为0时反应完全。 ②优化反应条件：若需加快反应速率（如实验室快速制取H₂），可适当增大盐酸浓度（提升初始速率，且延长速率较高的时间段），或提前给盐酸微微升温（缩短AB段时长，快速达到最大速率）；若需控制反应速率（避免反应过于剧烈），可降低盐酸浓度，减缓反应速率。 ③推断反应特点：若某不可逆反应的v-t图呈“先升后降”，可推断该反应大概率为放热反应（排除催化剂、压强等影响后）。 （3）易错提醒 ①误将AB段速率增大归因为“浓度增大”——锌与盐酸反应中，反应物浓度始终在减小（AB段也在减小），速率增大的核心原因是放热导致温度升高，而非浓度变化。 ②混淆“不可逆反应”与“可逆反应”的v-t图——该反应无平衡平台，速率最终降至0（反应停止），而可逆反应的v-t图平衡时速率不为0（动态平衡），不可混淆。 ③认为“温度越高，速率一定越快”——BC段温度仍在升高（反应未停止，仍在放热），但速率却减小，因为此时浓度的抑制作用超过了温度的促进作用，需结合双重因素分析，不可单一判断。 ④误将拐点B当作“反应平衡时刻”——拐点B是速率最大的时刻，并非平衡时刻，该反应为不可逆反应，不存在平衡状态，拐点仅为“温度主导”与“浓度主导”的分界点。 4、转化率-时间图像 （1）识图 ①横纵坐标：横轴为反应时间t（单位通常为s、min），纵轴为反应物转化率α（表示反应物转化为生成物的比例，取值范围0~100%，无单位或用%表示）； ②图像核心特征：曲线均从原点（或起点α=0）开始，先随时间逐渐上升（反应正向进行，反应物不断转化，转化率持续增大），达到某一拐点后，曲线保持水平（平台段），此时反应达到平衡状态（可逆反应）； ③关键看点：起点（α=0，反应开始时无反应物转化）、拐点（平衡时刻，转化率不再变化）、平台段（平衡时的转化率，纵坐标数值越大，平衡时反应物转化越彻底）、曲线斜率（斜率越大，反应速率越快，达到平衡的时间越短）。 （2）分析 转化率-时间图像的走势，本质是“反应速率”与“平衡移动”的综合体现，分两段解读，重点对比不同条件下的曲线差异： ①上升段（反应未达平衡）：曲线上升，α随t增大而增大——原因是反应正向进行，v正>v逆，反应物不断转化，转化率持续提升；曲线斜率反映速率：斜率越大，反应速率越快，达到平衡的时间越短（如高温、高压、加催化剂时，斜率更大，拐点更靠前）。 ②平台段（反应达平衡）：曲线水平，α保持不变——原因是达到化学平衡，v正=v逆，反应物转化量不再变化，转化率稳定在某一数值（平衡转化率）； ③多曲线对比分析（高频考点）：当图像中有多条曲线（对应不同温度、压强等条件）时，重点对比两点 ——对比拐点早晚：拐点越靠前→反应速率越快→对应条件更易加快反应（如温度更高、压强更大、加入催化剂）； ④对比平台段纵坐标（平衡转化率）：平台段越高→平衡转化率越大→平衡正向移动（如放热反应，低温曲线的平台段更高；气体分子数减少的反应，高压曲线的平台段更高）；反之，平台段越低→平衡逆向移动。 （3）应用 ①判断反应是否达到平衡：当转化率-时间曲线出现平台段（α不再变化），即可判断反应达到化学平衡状态（可逆反应专属，不可逆反应转化率最终达到100%，无平台段，曲线上升至α=100%后保持水平）。 ②比较反应速率快慢：通过曲线斜率或拐点早晚判断——斜率越大、拐点越靠前，反应速率越快，可快速区分不同条件（温度、压强、催化剂）对反应速率的影响。 ③判断平衡移动方向及反应特点：通过平衡转化率（平台段纵坐标）的变化，推断平衡移动方向，进而判断反应热效应、气体分子数变化： a.升温：平衡转化率增大→反应正向吸热；平衡转化率减小→反应正向放热； b.加压（仅气体反应）：平衡转化率增大→反应正向气体分子数减少；平衡转化率减小→反应正向气体分子数增多； c.加催化剂：拐点提前（速率加快），但平台段不变（平衡转化率不变，催化剂不影响平衡）。 ④优化工业反应条件：结合图像选择最优条件——兼顾反应速率（拐点靠前，缩短生产时间）和平衡转化率（平台段高，提高原料利用率），如合成氨反应，选择“适宜温度、高压”，既保证较快速率，又能获得较高的平衡转化率。 （4）易错提醒 ①误将“转化率不再变化”当作“反应停止”——平衡时转化率不变，是因为v正=v逆（动态平衡），反应并未停止，反应物和生成物仍在不断转化，只是转化量相等。 ②混淆“催化剂”与“温度/压强”的影响——加入催化剂，只会使曲线拐点提前（加快速率，缩短达到平衡的时间），但平台段（平衡转化率）不变；而温度、压强改变，会同时影响拐点早晚和平台段高低。 ③单一判断条件对转化率的影响——忽略“速率与平衡”的双重作用，如升温不一定使平衡转化率降低（吸热反应升温，平衡转化率增大），需结合反应热效应分析，不可盲目判断。 ④忽略“物质状态”对压强影响的限制——压强只影响有气体参与的反应，若反应物、生成物均为固体/液体，改变压强，曲线无任何变化（拐点、平台段均不变）。 ⑤误将“拐点”当作“反应开始时刻”——拐点是反应达到平衡的时刻，不是反应开始时刻，反应开始于原点（α=0），从原点到拐点为反应未平衡阶段。 5、数据图表（速率-条件表格） （1）识图 ①表格构成：分为表头和表格内容两部分，表头明确呈现“反应条件”和“对应反应速率”两类信息； ②关键识别点：a.条件栏（如浓度、温度、压强、催化剂等，明确单一条件或组合条件）；b.速率栏（对应条件下的反应速率数值，标注单位，如mol/(L·s)、mol/(L·min)）；c.控制变量标识（隐含在表格数据中，多组数据仅单一条件不同，其他条件均相同）； ③特征：表格通过多组对比数据，直观呈现“单一条件变化”与“反应速率变化”的对应关系，无曲线走势，重点关注数据差异和规律，是速率影响因素的定量/定性呈现。 （2）分析 遵循“控制变量法”（高一重点），排除无关变量干扰，聚焦单一条件对反应速率的影响，分两步解读： 第一步：分组对比，确定变量——将表格数据按“相同条件”分组，每组仅保留一个不同条件（如：组1和组2，温度、压强相同，仅反应物浓度不同），明确“自变量（改变的条件）”和“因变量（变化的速率）”。 第二步：分析关联，总结规律——对比同一组内的速率数据，判断条件变化与速率变化的关系： ①浓度：其他条件不变，反应物浓度增大，速率数值增大；浓度减小，速率数值减小（可定性判断，若数据成比例，可定量推断速率与浓度的正比关系）。 ②温度：其他条件不变，温度升高，速率数值显著增大；温度降低，速率数值显著减小（温度对速率的影响更明显，数值变化幅度大于浓度）。 ③压强：仅针对有气体参与的反应，其他条件不变，压强增大，速率数值增大；压强减小，速率数值减小（固体/液体反应，压强变化，速率数值基本不变）。 ④催化剂：其他条件不变，加入催化剂，速率数值突变增大（或减小）；未加催化剂与加入催化剂的组，速率差异明显，且催化剂不改变其他条件对速率的影响规律。 ⑤补充：若表格中出现多条件同时变化，需先调整数据（或排除此类组），确保每组仅单一变量，避免无法判断单一条件的影响（如：温度和浓度同时改变，无法确定是哪种条件导致速率变化）。 （3）应用 ①定性判断速率影响因素：通过表格数据对比，明确浓度、温度、压强、催化剂中，哪种（或哪些）条件会影响反应速率，以及影响的趋势（加快/减慢）。 ②定量推导速率与条件的关系：若数据成规律（如正比、倍数关系），可推导速率与条件的定量关联（如：速率与反应物浓度成正比，v∝c），为速率计算提供依据。 ③推测未知条件下的速率：根据表格总结的规律，预测未给出的条件对应的反应速率（如：已知浓度0.1mol/L时速率0.02mol/(L·min)，可推测浓度0.3mol/L时，速率约为0.06mol/(L·min)）。 ④优化反应条件：结合表格数据，选择“速率适宜、成本合理”的反应条件（如：实验室制取气体，无需过高浓度/温度，选择表格中速率适中的条件；工业生产，兼顾速率和成本，选择速率较快且条件易控制的组）。 ⑤验证反应原理：通过表格数据，验证“外界条件对速率的影响规律”（如：验证催化剂只改速率、不改平衡，可对比加催化剂与不加催化剂的组，若仅速率变化、其他条件对应速率规律不变，即可验证）。 （4）易错提醒 ①未用控制变量法分析，同时关注多个变化条件——如：两组数据中温度和浓度同时改变，直接对比速率，误判条件对速率的影响（正确做法：先分组，确保每组仅单一变量）。 ②忽略速率单位，导致数据对比错误——如：一组速率单位为mol/(L·s)，另一组为mol/(L·min)，未统一单位就对比数值，误判速率快慢（正确做法：先统一单位，再对比数值）。 ③混淆“压强对速率的影响范围”——忽略压强仅影响有气体参与的反应，若反应无气体，表格中压强变化对应的速率数据基本不变，不可误判“压强不影响速率”。 ④过度推导规律，忽略实验误差——表格数据可能存在轻微误差，若数据接近正比，可定性判断“速率随浓度增大而增大”，不可强行推导定量关系（如：数据略偏离倍数，不可说速率与浓度成正比）。 ⑤忽略“催化剂的选择性”——表格中若出现不同催化剂，不可默认“所有催化剂都能加快速率”，需结合数据判断（部分催化剂可能减慢速率，或对该反应无影响）。 题型01 考查v-t图像的基础解读与条件判断 【典例】某密闭容器中发生如下反应：X(g)+Y(g)2Z(g) △H＜0。如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是 A．t2时一定加入了催化剂 B．t3-t4平衡正向移动 C．t5时可能增大了压强 D．t6之后转化率最低 【变式】（24-25高一下·河北衡水·期末）氯酸钾和亚硫酸氢钾溶液能发生氧化还原反应。已知该反应的速率随的增大而加快。如图为用在单位时间内物质的量浓度变化表示该反应的图。下列说法错误的是 A．反应体系中的物质的量先增加后减小 B．图中阴影部分的面积表示时间段内的物质的量浓度的减少量 C．反应开始时速率增大，可能是增大所致 D．后期反应速率下降的主要原因是反应物浓度减小 题型02 考查浓度-时间图像的应用与计算 【典例】（24-25高一下·福建莆田·期中）为研究某溶液中溶质R的分解速率的影响因素，分别用三份不同初始浓度R溶液在不同温度下进行实验，随时间变化如图。下列说法错误的是 A．时，内，R的分解速率逐渐减小 B．对比和曲线，在同一时刻，能说明R分解速率随温度升高而增大 C．对比和曲线，在内，能说明R的分解平均速率随温度升高而增大 D．对比和曲线，在时，R的分解速率均为零 【变式】（24-25高一下·云南·期中）恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量、发生反应：，该反应经历两步：①；②。图为该体系中X、Y、Z的浓度（c）随时间（t）变化的曲线。下列说法正确的是 A．曲线表示随的变化 B．时刻，的消耗速率大于生成速率 C．随着的减少，反应①、②速率均减小 D．时刻， 题型03 考查转化率-时间图像的分析与推理 【典例】（24-25高一下·湖北宜昌·期中）不同条件下，用O2氧化1mol/LFeCl2溶液过程中所测的实验数据如图所示。下列分析或推测不合理的是 A．由①和③可知，温度越高，Fe2+氧化速率越快 B．由①和②可知，pH越大，Fe2+氧化速率越快 C．60℃ 、pH=2.5时，4h内Fe2+的平均消耗速率大于0.15mol·L-1·h-1 D．氧化过程的离子方程式为：4Fe2++ O2+4H+= 4Fe3++ 2H2O 【变式】（24-25高一下·辽宁·期中）在一个容积不变的2 L密闭容器中加入2 mol SO2、1 mol O2和合适的催化剂，发生反应 ，同时研究温度对SO2的平衡转化率和催化剂的催化效率的影响，如下图所示。 已知：的平衡转化率。下列说法正确的是 A．合成SO3的最佳条件是加催化剂，温度为250 ℃ B．450 ℃时，向容器中充入一定体积的氦气，则、均增大 C．450 ℃时，若5 min达到平衡，则 D．的生成速率：一定大于 题型04 考查速率-条件表格的数据分析 【典例】（24-25高一下·湖南·期末）在密闭容器中，控制不同温度，分别加入和发生反应(反应物和产物均为气态)。测得随时间变化的有关实验数据如下表。下列说法不正确的是 组别 温度 时间/ 0 10 20 40 50 ① 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 ② 0.50 0.30 0.18 a 0.15 A． B． C．温度下，内的反应速率为 D．温度下，平衡时的体积分数为 【变式】氨气可有效消除NO2的污染，相关反应为8NH3+6NO27N2+12H2O，在1 L恒容密闭容器中，控制不同温度，分别加入0.50 mol NH3和1.2 mol NO2，测得n(NH3)随时间变化的有关实验数据如下表。 温度 n(NH3)/mol 时间/min 0 10 20 40 50 T1 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 T2 0.50 0.30 0.20 … 0.18 下列说法正确的是(   ) A．T1温度下，0-20 min内，NO2的降解速率为0.0125 mol•L-1•min-1 B．实验条件为T1＜T2，且该反应为放热反应 C．40 min时，表格中T2对应的数据为0.20 D．0~10 min内，T1温度下NH3的降解速率大于T2温度下的 题型05 考查综合图像（图表）分析与应用 【典例】（24-25高一下·湖北·月考）某课外实验小组利用压强传感器、数据采集器和计算机等数字化实验设备，探究镁与不同浓度的盐酸的反应速率，两组实验所用试剂如下： 序号 镁条的质量/ 盐酸 物质的量浓度/() 体积/ 1 0.01 1.0 2 2 0.01 0.5 2    实验结果如图所示。结合图表分析，下列说法错误的是 A．曲线的斜率可以表征反应速率 B．两个实验中盐酸均过量，镁条不足，理论上若时间足够长，最终反应生成的气体的量应该相同 C．若改变镁条的质量，两条曲线的斜率都变大 D．保持其他条件不变，将盐酸换成同浓度的稀硫酸，单位时间内压强变化值将增大 【变式】（24-25高一下·全国·月考）等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测定反应过程中产生氢气体积V的数据，根据数据绘制得如图，则曲线a、b、c、d所对应的实验组别，有关说法错误的是 实验组别 c(HCl)/mol·L-1 温度/℃ 形状(Fe) Ⅰ 2.0 30 块状 Ⅱ 2.5 30 块状 Ⅲ 2.5 50 粉末状 Ⅳ 2.5 50 块状 A．曲线a对应的实验组别为Ⅰ B．对比实验Ⅰ、Ⅱ说明浓度对化学反应速率的影响 C．对比实验Ⅱ、Ⅳ说明温度对化学反应速率的影响 D．曲线a、b、c、d对应的实验组别分别为Ⅲ、Ⅳ、Ⅱ、Ⅰ 【巩固训练】 1．（25-26高一下·山东·月考）将锌粒投入一定浓度的稀硫酸中，实际反应速率和时间的关系与下图最接近的是 A． B． C． D． 2．（25-26高一上·湖南邵阳·月考）催化氧化反应是工业上生产硫酸的关键步骤。某次实验中，向容积为5L的恒温密闭容器中通入和，反应过程中部分物质的物质的量随反应时间变化的关系如图所示，下列说法正确的是 A．工业上常用水做吸收剂吸收制备硫酸 B．2min时的反应速率 C．2min时， D．反应达到平衡时，的转化率为，则 3．（24-25高一下·北京通州·期末）工业合成氨是人类科学技术的重大突破。将2molN2和4molH2充入容积为1L的恒容密闭容器中，在高温、高压、催化剂条件下模拟工业合成氨，部分物质的物质的量随时间变化的曲线如下图所示。下列说法不正确的是 A．该反应的化学反应方程式为 B．该反应条件下N2的转化率可达到50% C．反应在6min时达到化学平衡状态 D．反应开始至10min，H2的平均反应速率为0.3mol/(L·min) 4．（24-25高一下·湖北武汉·期末）异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15h后异山梨醇浓度不再变化。 下列说法错误的是 A．3h时，反应②正、逆反应速率相等 B．0～3h平均速率（异山梨醇）为0.014 C．该温度下反应进行程度：①＞② D．反应②加入催化剂改变了反应历程 5．（24-25高一下·安徽·期末）工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺，反应式为。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图所示。下列说法正确的是 A．曲线①表示的是逆反应速率与时间的关系 B．恒温恒容，充入氮气体系压强增大，所以反应速率会加快 C．恒温恒容，混合气体的平均相对分子质量：时刻大于时刻 D．恒温恒容，该反应达平衡后若再通入氢气，则逆反应速率加快，正反应速率减慢 6．（24-25高一下·甘肃白银·期末）在一恒温恒容密闭容器中发生X、Y两种气体的转化反应，X、Y的物质的量随时间变化的曲线如图所示。该反应的化学方程式为 A． B． C． D． 7．（24-25高一下·贵州遵义·期末）常温常压下，一份浓度为的溶液(含有少量催化剂)，它在分解产生和的过程中浓度变化如图所示： 下列说法错误的是 A．反应未达平衡前，可以增大单位时间内的产量 B．20~40min内，的平均化学反应速率为 C．增大压强，可有效加快的分解速率 D．的瞬时反应速率与的浓度呈正相关 8．（24-25高一下·云南昭通·期中）二甲醚()是一种新型能源，由在催化剂作用下制备二甲醚的反应原理为，正反应为放热反应。下列说法正确的是 A．正反应过程的能量变化可用如图表示 B．断开反应物中化学键吸收的能量大于形成生成物中化学键放出的能量 C．保持体积不变，及时分离出可以提高反应速率 D．使用催化剂是为了增大反应速率，提高生产效率 9．（24-25高一下·海南海口·期中）某同学用足量的锌粉分别与100mL0.1mol/L和50mL0.2mol/L的盐酸反应，同温同压下放出气体的体积随反应时间的变化如图所示，忽略反应过程中溶液的体积变化。下列叙述错误的是 A．两个反应所得H2的体积相同 B．曲线I表示0.2mol·L-1的盐酸与足量锌粉反应 C．若向曲线I、II对应的盐酸中均加少量NaCl固体，t1和t2均不变，V不变 D．用0.1mol/LH2SO4溶液代替实验中的0.1mol/L盐酸溶液，对应速率不变 10．（24-25高一下·天津南开·期中）向某容积固定的密闭容器中加入0.3mol A、0.1mol C和一定量（未知）的B三种气体，一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如下图所示。已知在反应过程中混合气体的平均相对分子质量没有变化。请回答下列问题： （1）密闭容器的容积是 L。 （2）若，则阶段以C物质浓度变化表示的反应速率为 。 （3）写出反应的化学方程式： 。 （4）B的起始物质的量是 。 （5）判断该反应达平衡状态的依据是 （填字母）。 a．时，正、逆反应速率均为零 b．混合气体的密度不再变化 c． d．时，，并保持不变 【强化训练】 1．（24-25高一下·北京丰台·期末）25℃时，在恒容密闭容器中发生反应：A(g)⇌2B(g)，反应过程中各气体浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是 A．曲线甲表示B浓度随时间的变化 B．a、b两点的正反应速率：va>vb C．c点反应达到平衡 D．0~60s，v(B)=0.001mol·L-1·s-1 2．（24-25高一下·浙江杭州·期中）在空气中久置的铝片与硫酸反应产生氢气的速率与反应时间可用如图所示，下列推论错误的是 A．段不产生氢气的原因可能是表面氧化铝与硫酸反应 B．段产生氢气的速率增加较快的主要原因之一是温度升高 C．时之后将收集不到氢气 D．时，产生氢气的速率降低主要是因为溶液中降低 3．（24-25高一下·安徽·期末）反应经历两步：①。反应体系中X、Y、Z的物质的量(n)随时间(t)的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．曲线c为n(Z)随t的变化曲线 B．时刻前，反应①的速率小于反应② C．时间段： D．时， 4．（24-25高一下·吉林长春·期末）已知某条件下反应的速率方程为， 在钨表面分解的实验数据如表所示。 0 20 40 60 80 100 0.100 0.080 0.060 a 0.020 0 已知：①k为速率常数，只与温度、催化剂有关，与浓度无关。 ②时，反应为0级反应，时，反应为1级反应，以此类推。n可以为整数，也可以为分数。 ③浓度消耗一半所用的时间叫半衰期。 下列说法正确的是 A．表格中 B．该反应为2级反应 C．该反应速率与的浓度有关，可能因为催化剂表面吸附的已达到饱和 D．保持其他条件不变，若起始浓度为，则半衰期为 5．（24-25高一下·黑龙江哈尔滨·期末）在2L恒容密闭容器中发生反应：  。反应进行到不同时间测得各物质的物质的量如下表： 时间 0 2.0 2.0 0.0 5 1.2 1.2 1.6 10 0.8 0.8 2.4 15 0.8 0.8 2.4 下列说法错误的是 A．5min时，Y的转化率为 B．10min时，反应达到平衡状态 C．平衡时，X的正反应速率等于Z的逆反应速率 D．内，用Z表示的平均反应速率为 6．（24-25高一下·河南信阳·期末）医疗上，紧急情况常用H2O2和KMnO4反应提供氧气。常温下，在密闭容器中加入双氧水和酸性KMnO4溶液的混合液共100mL，发生反应：，测得O2的体积（标准状况）与时间关系如图所示（忽略体积变化，即反应后溶液体积仍为100mL）。下列叙述正确的是 A．相同时间内的平均速率之比为5：2 B．10~20s内的平均速率 C．c→d段时间内反应速率最快 D．d点时，则起始加入 7．（24-25高一下·安徽合肥·期末）已知的速率方程为（k为速率常数，只与温度、催化剂有关）。实验测得，在催化剂表面反应的变化数据如下，下列说法错误的是 t/min 0 10 20 30 40 50 60 70 0.100 0.080 0.040 0.020 0 已知：半衰期是指当剩余反应物恰好是起始的一半时所需的时间 A． B． C．相同条件下，增大的浓度，能加快反应速率 D．相同条件下，若起始浓度为，则半衰期为 8．（24-25高一下·广东广州·期中）一定温度下，在体积为2L的恒容密闭容器中，某一反应中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列表述中正确的是 A．反应的化学方程式为 B．t后X的转化率不变，改变外界条件也不能增大X转化率 C．若t=4，则0~4min内X的平均化学反应速率为 D．在t1时刻充入气体He使容器内压强增大，加快了反应速率 9．（24-25高一下·贵州·期中）某课外兴趣小组用浓度均为的溶液和稀硫酸探究影响化学反应速率的因素，设计实验方案如下表。下列说法不正确的是 实验编号 反应温度/℃ 液体体积/mL Na2S2O3 稀硫酸 H2O ① 25 10 20 0 ② 25 V 20 5 ③ 50 10 20 0 A．该实验的化学方程式为 B．该实验可通过产生浑浊的时间或单位时间内产生气体的体积判断反应的快慢 C．实验①和③是探究温度对反应速率的影响，③的反应速率更快 D．实验①和②是探究溶液浓度对反应速率的影响，V=10 10．（25-26高一下·山东·月考）加入0.1 mol的粉末于50 mL过氧化氢的溶液中（密度为），一定条件下放出气体的体积和时间的关系如图所示，完成下列问题： （1）实验时放出气体的总体积为 。 （2）反应放出一半气体所需要的时间为 。 （3）反应放出气体所需要的时间为 。 （4）A、B、C、D四点化学反应速率快慢的顺序为 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $