专项突破5 化学反应速率和平衡的图像分析-【学霸黑白题】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）

心专项突破5 化学反应速率和平 1.一定条件下的密闭容器中，发生反应 2(g)+H2(g)一2HⅢ(g),L2(g)和HⅢ(g) 的物质的量浓度变化如图，下列说法正确 的是 ↑c/mol·L-) 0 t3 t/min A.0~t,时间段的平均速率v(L2)=2v(HⅢ) B.平衡时：n(L2):n(H2):n(Ⅲ)=1：1：1 C.t1~t2时间段内，生成HⅡ的物质的量为 0.8 mol D.t1时刻时，L(g)的正反应速率大于逆反 应速率 2.（2024·广东深圳高一期末)向一个绝热恒 容密闭容器中充入1molX和1molY,发生 反应：X(g)+Y(g)=一2Z(g),测得该可逆 反应的正反应速率和逆反应速率随时间(t) 变化的曲线如图所示（已知：绝热密闭容器 的反应体系和外界环境无热交换)。下列说 法不正确的是 反应速率 M A.曲线M代表正反应速率随时间变化的 曲线 B.反应在t2时刻达到化学平衡状态 C.该反应为放热反应 D.t时Z的浓度大于t2时Z的浓度 3.(2023·湖南株洲高一期末)在一定温度下， 在密闭容器中投入X(g)和Y(g),发生反应 10黑白题化学|必修第二册·RJ 衡的图像分析 题 生成Z(g)。测得各物质浓度与时间的关系 如图所示（提示：净反应速率等于正、逆反应 速率之差)。下列说法错误的是 ( ) 0.8 cl(mol·L-) 0.5 4 02 10 t/min A.a点：正反应速率小于逆反应速率 B.b点：净反应速率等于零 C.上述可逆反应中X、Y、Z的化学计量数之 比为3：1：2 D.该可逆反应在该反应条件下达到最大限 度时，Y的平衡转化率为40% 4.可逆反应X(g)+3Y(g)=→2Z(g)在反应过 程中的反应速率(v)与时间(t)的关系曲线 如图所示，下列叙述错误的是 A.t2~t3时，Z的物质的 量不再变化 B.t2时，v(X):v(Z)= 1:2 C.t2时，反应未达到限度 D.反应物按n(X):n(Y)=1:3投料，X 与Y的转化率相等 5.在容积为2L的恒温密闭容器中，充入一定量 的反应物发生化学反应，各物质(B为固体，其 余物质均为气体)的含量随时间的变化如图所 示，下列有关说法错误的是 ( n/mol 2.5 2.4 2.1 A 1.4 B 1.2 0.8 0 0.6 0.4 t/min A.该反应的化学方程式为4A(g)+5B(s) 6C(g)+4D(g) B.反应达到平衡状态时混合气体的压强与 起始时的压强之比为37：25 C.若反应条件不改变，则在2~3min发生 该变化的原因可能为生成的产物充当了 反应的催化剂 D.2正（A)=3v逆(C)时，反应达到平衡状态 6.(2024·江西南昌高一月考)在体积为2L 的密闭容器中充入0.2 mol SCl2(g),发生反 应：2SCl,(g)=一S2Cl2(g)+Cl,(g),图中所 示曲线分别表示反应在l0min时和平衡 时SCl,的转化率（α）与温度(T)的关系。 回答下列问题： 100 90 Y 70 (84.90 50h KX(55,50 40 ◆ 30H 405060708090 TIC (1)X点对应状态下，前10min内用S2Cl2(g) 表示的化学反应速率为 mol·L1·min',延长反应时间，SCl2(g)的 转化率将 (填“增大”“减小”或“不 变”，下同)，反应过程中，混合气体平均摩 尔质量 (2)X点与Y点对应状态下，SCL,(g)的消耗 速率更快的是 (填“X点”或“Y 点”)；温度高于84℃时，两条曲线开始重 合的原因为 (3)SCL,(g)通入水中发生剧烈反应，生成淡 黄色沉淀和有刺激性气味的气体，该反应的 化学方程式为 7.(2023·山西朔州高一月考)利用L20,可消 除C0污染，其反应为I20(s)+5C0(g) 5C02(g)+L(s),不同温度下，向装有足 量I,0,固体的2L恒容密闭容器中通入 2molC0,测得C0气体的体积分数p(C0) 随时间t的变化曲线如图所示。 ↑p(CO) a(2.0.68) 0.50 0.40 T 0 t/min 回答下列问题： (1)在T,温度下，要缩短反应达到平衡的时 间，可采取的措施有 （写出两点)。 (2)从反应开始至a点时的平均反应速率 v(C0)= ;T2温度下，C0的平 衡转化率是 (3)由图像可知：T, T2(填“>”“<” 或“=”)，判断的理由是 (4)一定温度下，在2L密闭容器中，X、Y、Z 三种气态物质的物质的量随时间变化的曲 线如图所示： 个物质的量/mol 1.58------- 1.20 1.00 0.41 0.21 0 10 李时间/ ①达到平衡状态时Z的浓度为 mol·L1,该反应的化学方程式是 ②该反应达到平衡状态的标志是 (填 字母)。 A.混合气体的总质量保持不变 B.X、Z的反应速率比为1：2 C.容器内混合气体的压强保持不变 D.容器内各气体的浓度不再改变 进阶突破·专项练113Cn[A1Cl4]+3e一3Cn+3A1CI:和电子守恒可知，石墨电极质量减 少0.3mol×169g·mol-1=50.7g,D错误。 6.C解析：由题图可知，放电时，锌为原电池负极，碱性条件下失去电 子发生氧化反应生成四羟基合锌酸根离子，电极反应式为Z-2e+ 40H一[Z(0H)4]2,右侧电极为正极，酸性条件下硝酸根离子 在正极得电子转化为铵根离子，电极反应式为N0,+8e+10H 一NH+3H20,H20在双极膜解离成H*和OH,H*通过阳离子交 换膜进人b室，OH通过阴离子交换膜进入a室。根据分析，A错 误；负极的电极反应式为Zn-2e+40H一[Zn(0H)4]2,每转移 0.2mol电子，负极减少0.1 mol Zn,即6.5g,B错误；根据分析，放电 时，总反应为60H+7H20+N03+4Zm一4[Zn(0H)4]2+NH, C正确：根据负极的电极反应式：Zn-2e+40H=[Zn(0H)4]2,a 室每消耗4 mol OH的同时有2 mol OH~通过阴离子交换膜进人a 室，放电一段时间后，OH浓度下降，所以pH会减小，D错误。 7.D解析：正极电极反应式为H202+2e=20H,每消耗3mol H202,转移的电子为6mol,A正确；电极b采用Mn02作正极，H202 发生还原反应，得到电子被还原生成OH,负极发生氧化反应生成 B02,电极反应式为BH4+80H-8e一B02+6H20,该电池总反应 方程式为NaBH4+4H202一NaB02+6H20,B正确：负极发生氧化 反应生成B02,电极反应式为BH4+80H-8e=B02+6H20,C正 确；原电池工作时，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，则Na从 a极区移向b极区，D错误。 8.D解析：根据电池反应式可知，放电时，Na作负极，电极反应式 为Na-e一Na,碳纳米管为正极，正极上二氧化碳得电子和钠离 子反应生成碳酸钠和C,电极反应式为3C02+4Na++4e 2N2C03+C。放电时钠箔为负极，多壁碳纳米管为正极，而阳离子 向正极移动，则钠离子向多壁碳纳米管电极移动，A正确；由分析可 知，B正确；高氯酸钠-四甘醇二甲醚的特点是不与金属钠反应，而且 是强电解质，导电性好，难挥发，C正确；若生成的Na2CO3和C全部 沉积在电极表面，负极上钠失电子生成钠离子进入电解质，负极反应 式为Na-e=Na,当转移0.1mole时，负极质量减少为 0.1mol×23g·mol1=2.3名，正极增加的质量为碳酸钠和C的质 量，正极增加质量为01mC×2×106g·ml1+01m×1× 4 4 12g·mol1=5.3g+0.3g=5.6g,则正、负极质量差为5.6g+2.3g= 7.9g,D错误。 专项突破4控制变量法探究影响 化学反应速率的因素 1.C解析：实验1需要先将硫酸溶液加热至40℃，再加入硫代硫酸钠 溶液，C错误。 2.D解析：由曲线②和③可知，在相同温度、相同时间内，pH=1.5时的 Fe2+的氧化率高于pH=2.5时的Fe2+的氧化率，即pH越小，Fe2+的氧 化率越高，Fe2+的氧化速率越快，D错误。 3.B解析：实验①②③溶液中通入S0,都立即产生大量红棕色物质， 说明产生红棕色物质的反应速率快些，5h后溶液中加人铁氰化钾溶 液都产生蓝色沉淀，说明S0,与Fe3+的氧化还原反应速率慢些，A错 误：①与②的区别在阴离子的种类不同（一个是N0?、一个是CI), 5h后，①中溶液变为浅黄色，加人铁氰化钾溶液，产生蓝色沉淀， ②中溶液几乎无色，加入铁氰化钾溶液，产生大量蓝色沉淀，说明阴 离子种类对S0,与Fe3+氧化还原反应的速率有影响，但无法证明 是NO3抑制反应进行，B正确；铁氰化钾溶液用于检验F2+,+4价硫 也可与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，现象为紫红色褪去， C错误：5h后③比①黄色更深，③和①的区别是③加入了1滴浓硝 酸，也有可能是H浓度的增大诚慢了SO2与Fe3+反应的速率， D错误。 4.A解析：综合分析实验①和②可知，在相同时间内，实验①中S0 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，A正确；综合分析实验②和③可知，在相同时间内，实验 ②中S0?浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当减小水样 初始pH,SeO的去除效果越好，但是当水样初始pH太小时，H浓 必修第二册·RJ 度太大，纳米铁与H反应速率加快，会导致与S0子反应的纳米铁 减少，因此，当水样初始pH越小时，SO?的去除效果不一定越好， B错误；实验①中，0~2小时内平均反应速率v(S0)= (5.0×10-3-1.0×10-3)mol·L-1 =2.0×10-3mol·L1·h1,C错误； 2h 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 不能用H*配电荷守恒，D错误。 5.(1)5温度(2)C10,+3HS0,=C1+3S02+3H*(3)0.0075 (4)反应生成的C1使反应速率加快(5)反应生成的H或S0子使 反应速率加快(6)反应物的浓度降低使反应速率减小 解析：(1)由图可知，实验1和实验2变量为NaHS03溶液的浓度，则 需要保持溶液总体积不变，则a=5;实验1和实验3变量为温度，则 可探究温度对化学反应速率的影响。（3)该反应在0~4mi的化学 反应速率(Cr)=4e=0.01mol·L =0.0025mol·L-1·min1,由 △ 4 min 速率之比等于系数比，v(NaHS03)=3v(C-)=0.0075mol·L1· min1。(4)方案2加入少量NaCl固体，增大氯离子浓度，所以方案2 中的假设为反应生成的C1使反应速率加快。(5)两个方案分别探 究了温度和氯离子对反应速率的影响，根据反应过程中存在的离子， 则还可以提出的假设是反应生成的H或SO?使反应速率加 快。(6)随着化学反应的进行，体系中反应物浓度降低，导致反应速 率减慢。 专项突破5化学反应速率和 平衡的图像分析 1.D 2.D解析：反应达到平衡之前，正反应速率大于逆反应速率，曲线M 代表正反应速率随时间变化的曲线，A正确：反应在t2时刻，正、逆反 应速率相等，达到化学平衡状态，B正确：在绝热恒容密闭容器内，随 着反应的进行，正反应速率增大，可知容器内温度升高，该反应为放 热反应，C正确；随着反应的进行，生成物浓度增大，1时Z的浓度小 于t2时Z的浓度，D错误。 3.A解析：a点未达到平衡，正反应速率大于逆反应速率，A错误：b点 达到化学平衡，正、逆反应速率相等，净反应速率等于0，B正确：根据 速率之比等于化学计量数之比可知，X、Y、Z的化学计量数之比为 0.6:0.2:0.4=3:1:2,C正确：达到化学平衡时Y的浓度变化量 为0.2mol·L1,Y的转化率为40%，D正确。 4.C解析：2~t3时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，Z的物 质的量不再变化，A正确；任意时刻，化学反应速率之比等于化学计 量数之比，由方程式可知，v(X):v(Z)=1:2,故t2时，v(X): (Z)=1:2,B正确；2时开始，正、逆反应速率相等，达到了化学平 衡状态，即反应达到限度，C错误；反应物按n(X):n(Y)=1:3投 料，X与Y速率之比等于化学计量数之比为1：3，故随着反应的进 行（反应的时间相同），X与Y的转化率相等，D正确。 5.D解析：由题图可知，平衡后各物质含量均不为0，故反应为可逆反 应，反应中A、B、C、D改变的物质的量之比等于系数之比，即 △n(A):△n(B):△n(C):△n(D)=0.8mol:1.0mol:1.2mol: 0.8mol=4:5:6:4,则该反应的化学方程式为4A(g)+5B(s) 6C(g)+4D(g),A正确；反应前后气体的总的物质的量之比为 2.5mol:3.7mol,则反应达到平衡状态时混合气体的压强与起始时 的压强之比为37：25，B正确；由题图可知，2~3min内反应的速率 加快，若反应条件不改变，则在2~3min发生该变化的原因可能为生 成的产物充当了反应的催化剂，加快了化学反应速率，C正确：结 合A项所得化学方程式可知，2正(A)=3逆(C)时，即正(A): 逆(C)=3:2,不等于系数之比，不能成为平衡判断依据，故反应没 有达到化学平衡状态，D错误。 6.(1)0.0025增大不变(2)Y点温度较低时，反应速率较慢， 10min内无法达到平衡状态，温度高于84℃时，随着温度升高，反应 速率逐渐加快，10min可以达到平衡状态，故两条曲线开始重合 (3)2SCl2+2H20=S02+4HC1+S↓ 解析：(1)X点对应状态下，SCL2的转化率为50%，转化的SCl2为 黑白题52 0.2mol×50%=0.1mol,由化学方程式2SCl2(g)==S2Cl2(g)+ Cl2(g)可知，生成的S2Cl2为0.05mol,则10min内用S2Cl2(g)表示 的化学反应速率为，i0n=0025m:上：：由图可 知，X点还没有达到最大转化率，则延长反应时间SCL2(g)的转化率 将增大，反应过程中，混合气体的质量、物质的量及平均摩尔质量均 保持不变。(2)由题图可知，X点与Y点对应状态下，Y点温度较高， 则$Cl2(g)的消耗速率更快的是Y点。温度高于84℃时，两条曲线 开始重合的原因为温度较低时，反应速率较慢，10min内无法达到平 衡状态，但温度高于84℃时，随着温度升高，反应速率逐渐加快 10min可以达到平衡状态，故两条曲线开始重合。(3)sCl2(g)通人 水中发生剧烈反应，生成淡黄色沉淀S和有刺激性气味的气体，该气 体为二氧化硫气体，该反应中只有$元素的化合价既升高又降低，故 另一产物为HCI。 7.（1)添加催化剂、增大反应物压强（浓度）等(2)0.16mol·L1·min1 50%(或0.5)(3)<由图像可知，其他条件相同时，T2温度下反应 先达到平衡状态，温度越高，化学反应速率越快，反应先达到平衡状 态(4)①0.79X(g)+Y(g)2Z(g)(或X+Y2Z)②D 解析：(1)在T1温度下，要缩短反应达到平衡的时间，即要增加反应 速率，可添加催化剂、增大反应物压强（浓度）。(2)由图可知，a点坐 标为(2,0.68)，即p(C0)=0.68,由题意可知，反应过程中气体总的物质的 量不变，所以反应的C0的物质的量为2L×(1mol·L-1 0.68ml-L=0.64m0l,(c0)=0-64ml=0.16mal.L1. 2L×2min min-1;T2温度下，平衡时p(C0)=0.5,且反应I205(s)+5C0(g)一 5C02(g)+L2(s)前后气体体积分数不变，所以C0的平均转化率是 50%。(3)由图像可知，其他条件相同时，T2温度下反应先达到平衡 状态，温度越高，化学反应速率越快，反应先达到平衡状态。 (4)①由图像可以看出，反应中X、Y的物质的量减小，Z的物质的量 增多，则X、Y为反应物，Z为生成物，改变的物质的量之比等于系数 之比，即△n(X):△n(Y):△n(Z)=0.79mol:0.79mol:1.58mol= 1：1:2,则反应的化学方程式为X(g)+Y(g)-一2Z(g),该反应在 2L密闭容器中进行，所以达到平衡状态时乙的浓度为158m四 2L 0.79mol·L-1:②X、Y、Z为三种气态物质，且该反应在2L密闭容器 中进行，所以总质量保持不变不能说明反应达到平衡状态，A错误； 反应的化学方程式为X(g)+Y(g)一2Z(g),反应速率与化学计量 数成正比，所以X、Z的反应速率比为1：2不能说明反应达到平衡状 态，B错误；反应的化学方程式为X(g)+Y(g)一2Z(g),反应前后 气体体积不变，容器内混合气体的压强保持不变，不能说明反应达到 平衡状态，C错误；容器内各气体的浓度不再改变说明反应达到平衡 状态，D正确。 专项突破6常见有机物的同分异 构体的书写与判断 1.B2.C 3.B解析：环己烷的一氯代物只有1种，A错误；戊烷有3种同分异构 体，分别是正戊烷、异戊烷、新戊烷，B正确；CF,C2为四面体结构，二 者为同种物质，C错误；淀粉和纤维素的通式均为(C6H1005)m,都属 于高分子化合物，但由于值不同，两者不互为同分异构体，D错误。 4.D解析：C,H2的同分异构体共有：CH,CH,CH2CH2CH3、 CH,CH2CH（CH3)2和C（CH3)4共3种，A错误； CH CH-CH-CH CH3CH一CH2CH3和CH3CH2 的分子式和结构均相 同，是同一种物质，不互为同分异构体，B错误：碳原子数小于10的 烷烃中，一氯代物不存在同分异构体的烃有CH4、CH,CH,、 C(CH3)4和(CH3)3CC(CH3)3共4种，C错误；C3H6Cl2能表示 4种沸点不同的物质即4种同分异构体：CHCl2CH2CH3、 CH3CCl2CH3、CH2 CICHCICH3和CH2ClCH2CH2Cl,D正确。 5.C解析：该分子为对称结构，则该烃的二氯代物同分异构体有 2种，A错误：充分燃烧等质量的不同烃，烃的含氢量越高，耗氧量越 专项练参考答案 多，充分燃烧等质量的M和甲烷，甲烷消耗氧气的物质的量为 G2,消耗氧气物质的量为得×6，则甲烷消耗氧气多，B错误：M 中有4个不饱和度，1个碳碳三键为2个不饱和度，则其同分异构为 CH=C一C=C一CH3或CH=C一CH2一C=CH,C正确；分子中含2 个C=C键，可被酸性高锰酸钾氧化，D错误。 6.D解析：二环[1,1,0]丁烷(< >)与环丁烯( 和甲基环 丙烯（八、 )等互为同分异构体，A错误；二环[1,1,0]丁烷分 子中含有饱和碳原子，所有原子不可能在同一平面上，B错误；二环 [1,1,0]丁烷与甲烷的结构不相似，分子通式不同，故二环[1,1,0] 丁烷和甲烷不互为同系物，C错误；二环[1,1,0]丁烷的一溴代物有 Br 两种(Br 和 .Br >形成的二溴代物 有三种 (Br 形成的二溴代物有一种 Br ),共四种，D正确。 7.A解析：甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应生成一氯甲烷、二 氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳，四种有机物都没有同分异构体，A正 确；丙烯不是对称结构，与水发生加成反应，羟基有两种不同的位置， 可以生成1-丙醇或2-丙醇，存在同分异构体，B错误：异戊二烯与等 物质的量的B,发生加成反应时可以发生1、2-加成或3、4-加成或 1、4-加成，所以生成的产物有同分异构体，C错误；丙醇与乙酸发生 酯化反应生成乙酸丙酯，酯基有不同的位置，存在同分异构体， D错误。 8.C解析：正丁烷的二氯代物有6种、异丁烷的二氯代物有3种，分子 式为C4H1o的有机物的二氯取代物共有6+3=9种，C错误。 9.C解析：C,H2存在同分异构体，不能表示纯净物，A错误： CH,(CH2)3CH3、CH,CH(CH3)CH,CH3、C(CH3)4分子式相同，结 构不同，是同分异构体，物理性质不同，化学性质相似，B错误：甲 CH,(CH2)3CH中有三种不同化学环境的氢原子，其一氯代物 有3种，乙CH,CH(CH3)CH2CH3中有4种不同化学环境的氢原子， 其一氯代物有4种，丙C(CH3)4中只有一种化学环境的氢原子，其 一氯代物有1种，乙的一氯代物数目最多，C正确；丙C(CH3)4中只 有一种化学环境的氢原子，其二氯代物有两种结构：取代同一碳上的 两个氢原子和取代不同碳上的两个氢原子，即CHC2C(CH)3、 (CH2CI)2C(CH3)2,丙有两种不同沸点的二氯代物，D错误。 10.B解析：符合条件的取代基组合有2种，分别是一CH0和 一CH2CH3,一CH2CH0和一CH3,苯的二取代有邻、间、对3种同分 异构体，故符合条件的R的同分异构体共6种，故选B。 11.C解析：C,H。的同分异构体中属于烯烃只有5种（不考虑立体异 构)，包括：人V人、八人、人√、丫、八Y,C错误。 12.D解析：分子式为C5Ho02的有机物，如果属于羧酸类的物质应 该为C4H,一C00H,一C4H,的同分异构体有4种，分别是： CH3CH2CH2CH2-,CH3 )2CHCH2-,CH3CH2CH CH3 )- (CH3)3C一，所以羧酸类的同分异构体有4种；如果属于酯类物质： 则化学式为R,C00R2,若R1为H一，R2为一C4H,,有4种同分异构 体，若R1为CH3一，R2为一C3H2,有2种同分异构体，分别为 CH,CH2CH2一，CH3CH(CH3)一，若R1为一C2H5,R2为一C2H5, 一C2H只有1种结构，若R1为一C3H,R2为CH3一，则有2种同分 异构体，R1为一C4H。,R2为H一，此结构为羧酸，不符合题意，所以 该有机物属于酯类的同分异构体=4+2+1+2=9种，故选D。 13.B解析：C4Hg中属于烯烃的同分异构体有：CH2=CHCH2CH3、 CH,CH=CHCH3、CH2=C(CH3)2,共3种，A错误；分子式为 黑白题53