第十一章 第44讲 化学反应速率和化学平衡常规图像【精讲精练】-2027届高三化学一轮复习讲义●专题突破（新高考通）

该高中化学高考复习讲义聚焦化学反应速率与化学平衡常规图像专题，涵盖速率—时间、温度/压强—浓度/含量—时间、恒温/恒压线、lg K-T图像四大类型，按“考向预测—考点梳理—方法指导—真题训练”流程，帮助学生构建图像分析框架，突破平衡移动判断与定量计算难点。 讲义以科学思维为核心，创新采用“先拐先平”“定一议二”等技法，结合2024-2025年山东、海南等地真题改编实例，通过分层限时训练提升学生图像解读与逻辑推理能力，为教师精准把控复习节奏、高效提升学生应考能力提供有力支持。

第十一章　化学反应速率与化学平衡 第44讲　化学反应速率和化学平衡常规图像 【高考考向预测】 化学反应速率与平衡常规图像包含速率时间、浓度压强温度转化率等各类曲线，依托图像变化趋势分析条件改变影响、平衡移动方向并计算速率与平衡常数；近三年是化学平衡模块高频必考题型，选择大题均有考查，区分度较强；预测2027 年依旧侧重多曲线综合识图分析，结合投料、温度压强变化研判平衡状态，联动平衡常数、转化率开展定量计算。 【考点突破●明方向】 类型一　速率—时间图像 1.含“断点”的速率—时间图像 (1) 图像 t1时刻所改变的条件 温度 升高 降低 升高 降低 正反应为放热反应 正反应为吸热反应 压强 增大 减小 增大 减小 正反应为气体物质的量增大的反应 正反应为气体物质的量减小的反应 (2) t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。 2.“渐变”类速率—时间图像 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 【考点突破●明方向】 1.[2025·重庆，17(3)]利用弛豫法可研究快速反应的速率常数(k，在一定温度下为常数)，其原理是通过微扰(如瞬时升温)使化学平衡发生偏离，观测体系微扰后从不平衡态趋向新平衡态所需的弛豫时间(τ)，从而获得k的信息。对于H2OH++OH-，若将纯水瞬时升温到25 ℃，测得τ=4.0×10-5s。 已知：25 ℃时，c(H2O)=55.6 mol·L-1，v(正)=k1c(H2O)，v(逆)=k2c(H+)c(OH-)，τ=(xc为H+的平衡浓度)。 下列能正确表示瞬时升温后反应建立新平衡的过程示意图为　　　　。  【答案】D 【解析】瞬时升温后，正、逆反应速率突变增大，平衡正向移动，但水的浓度是恒定的，正反应速率不再变化，逆反应速率逐渐增大，所以建立新平衡的过程示意图为D。 2.在一密闭容器中发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示。 回答下列问题： (1)处于平衡状态的时间段是　　　　　　(填字母，下同)。  A.t0~t1 B.t1~t2 C.t2~t3 D.t3~t4 E.t4~t5 F.t5~t6 (2)判断t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件。 A.增大压强　　B.减小压强　　C.升高温度 D.降低温度 E.加催化剂 F.充入氮气 t1时刻：　　　　；t3时刻：　　　　；t4时刻：　　　。  (3)依据(2)中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是　　　　　。  A.t0~t1 B.t2~t3 C.t3~t4 D.t5~t6 (4)如果在t6时刻，从反应体系中分离出部分氨，t7时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反应速率的变化曲线。 【答案】(1)ACDF　(2)C　E　B　(3)A (4) 【解析】(1)根据图示可知，t0~t1、t2~t3、t3~t4、t5~t6时间段内，v正、v逆相等，反应处于平衡状态。 (2)t1时，v正、v逆同时增大，且v逆增大的更快，平衡向逆反应方向移动，所以t1时改变的条件是升温；t3时，v正、v逆同时增大且增大程度相同，平衡不移动，所以t3时改变的条件是加催化剂；t4时，v正、v逆同时减小，且v正减小的更快，平衡向逆反应方向移动，所以t4时改变的条件是减小压强。 (3)根据图示知，t1~t2、t4~t5时间段内平衡均向逆反应方向移动，NH3的含量均比t0~t1时间段内的低，所以t0~t1时间段内NH3的百分含量最高。 (4)t6时刻分离出部分NH3，v逆立刻减小，而v正逐渐减小，在t7时刻二者相等，反应重新达到平衡，据此可画出反应速率的变化曲线。 类型二　温度(压强)—浓度(含量)—时间图像 1.识图技巧 分析反应由开始(起始物质相同时)到达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。 (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。 2.应用举例 已知反应：mA(g)+nB(g)⥫⥬pC(g)+qD(g)。 (a用催化剂，b不用催化剂) (T2>T1,正反应为吸热反应) (T2>T1,正反应为放热反应) (P1>P2,正反应为气体体积减小的反应) (P1>P2,正反应为气体体积增大的反应) [技法解读] “先拐先平，数值大”，即曲线先出现拐点的首先达到平衡，反应速率快，以此判断温度或压强的高低。再依据外界条件对平衡的影响分析判断反应的热效应及反应前后气体体积的变化。 3.特殊图像 对于化学反应mA(g)+nB(g)⥫⥬pC(g)+qD(g)，如图所示，M点前，表示从反应物开始，v正>v逆；M点恰好达到平衡；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故ΔH<0。 【考点突破●明方向】 1.(2024·山东，15改编)逆水气变换反应：CO2(g)+H2(g)⥫⥬CO(g)+H2O(g)　ΔH>0。一定压力下，按CO2、H2物质的量之比n(CO2)∶n(H2)=1∶1投料，T1、T2温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2)，T1、T2温度时反应速率常数k分别为k1、k2。下列说法正确的是(　　) A.k1<k2 B.T1、T2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不变 D.T2温度下，改变初始投料比例，可使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同 【答案】B 【解析】根据分析，T1比T2反应速率快，T1>T2，反应速率常数与温度有关，结合反应速率方程知k1>k2，A项错误；反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2)，则=，T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温度下平衡时，<1，则<，B项正确；温度不变，仅改变体系初始压力，虽然平衡不移动，但反应物的浓度改变，反应速率改变，反应达到平衡的时间改变，C项错误；T2温度下，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H2和CO2的摩尔分数不可能相等，D项错误。 2.(2024·海南，7)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，该反应的正反应是一个放热反应，即降低温度平衡正向移动，即T1>T2，A正确；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，则T1温度下反应达到平衡时c(CH3OH)=0.15 mol·L-1，B正确；在温度均为T1时，使用催化剂1达到平衡所需要的时间比使用催化剂2更长，即使用催化剂1时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；催化剂2和催化剂3达到平衡所需要的时间相同，但温度不同，反应速率不同，说明使用催化剂2和使用催化剂3的反应历程不相同，D错误。 3.(2024·黑吉辽，10)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，15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是(　　) A.3 h时，反应②正、逆反应速率相等 B.该温度下的平衡常数：①>② C.0~3 h平均速率(异山梨醇)=0.014 mol·kg-1·h-1 D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率 【答案】A 【解析】由图可知，3 h后异山梨醇浓度继续增大，所以3 h时，反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速率不相等，故A错误；图像显示该温度下，15 h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，所以该温度下的平衡常数：①>②，故B正确；在0~3 h内异山梨醇的浓度变化量为0.042 mol·kg-1，所以平均速率(异山梨醇)==0.014 mol·kg-1·h-1，故C正确；催化剂只能改变化学反应速率，不能改变物质平衡转化率，故D正确。 类型三　恒温(恒压)线 以mA(g)+nB(g)⥫⥬pC(g)+qD(g)　ΔH=Q kJ·mol-1为例 m+n>p+q，ΔH>0 m+n<p+q，ΔH<0 m+n>p+q，ΔH<0 m+n<p+q，ΔH>0 [技法解读] 解答时应用“定一议二”原则，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。 (1)通过分析相同温度、不同压强时反应物A的转化率大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。 (2)通过分析相同压强、不同温度时反应物A的转化率的大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。 【考点突破●明方向】 1.(2025·山东，10)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)，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，即SiF4的浓度不变，故逆反应速率不变，D错误。 2.[2025·河南，17(5)(6)]CaCO3的热分解与NixPy催化的CH4重整结合，可生产高纯度合成气(H2+CO)，实现碳资源的二次利用。主要反应如下： 反应Ⅰ：CaCO3(s)⥫⥬CaO(s)+CO2(g)　ΔH1=+178 kJ·mol-1 反应Ⅱ：CH4(g)+CO2(g)⥫⥬2H2(g)+2CO(g)　ΔH2=+247 kJ·mol-1 反应Ⅲ：H2(g)+CO2(g)⥫⥬H2O(g)+CO(g)　ΔH3=+41 kJ·mol-1 回答下列问题： (5)在温度分别为T1、T2和T3下，CH4的平衡转化率与压强的关系如图所示，反应温度最高的是　　(填“T1”“T2”或“T3”)，原因是 　　　 　　　　。  (6)一定温度、100 kPa下，向体系中加入1.0 mol CaCO3和1.0 mol CH4，假设此条件下其他副反应可忽略，恒压反应至平衡时，体系中CaCO3转化率为80%，CH4转化率为60%，CO物质的量为1.3 mol，反应Ⅲ的平衡常数Kp=　　　　(保留小数点后一位)，此时原位CO2利用率为　　　　　　　。已知：原位CO2利用率= ×100% 【答案】(5)T1　反应Ⅱ是吸热反应，压强一定时，温度升高，平衡正向移动，CH4平衡转化率增大　(6)1.2　70% 【解析】(6)CaCO3平衡转化率为80%，则反应Ⅰ生成的n(CO2)=0.8 mol，CH4平衡转化率为60%，则反应Ⅱ中CH4转化1 mol×60%=0.6 mol。则 平衡时CO的物质的量为1.3 mol，则反应Ⅲ生成0.1 mol CO，则 反应Ⅲ为气体分子数不变的反应，可用物质的量代替分压计算平衡常数，故反应Ⅲ的Kp===≈1.2，原位CO2利用率 =×100%=×100%=70%。 3.在刚性容器中按n(CH3OH)∶n(CO2)=2∶1投料直接合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3，简称DMC，是一种应用前景广泛的新材料)：2CH3OH(g)+CO2(g)⥫⥬CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)。一定条件下，平衡时CO2的转化率如图所示。 (1)若温度为T ℃、p1条件下，在1 L密闭容器中通入0.1 mol CH3OH(g)和0.05 mol CO2(g)，5 min达到A点平衡状态。则5 min内CH3OH的平均反应速率为　　　　　　　　　，该条件下平衡常数K=　　　　　。达到平衡后，若再通入0.1 mol CH3OH(g)和0.1 mol H2O(g)，则此时v正　　　　(填“>”“<”或“=”)v逆。  (2)v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的顺序为　　　　　　　。  【答案】(1)0.01 mol·L-1·min-1　10　>　(2)v(C)>v(B)>v(A) 【解析】(1)由图可知，在T ℃、p1条件下，二氧化碳的平衡转化率为0.5，列三段式： 2CH3OH(g)+CO2(g)⥫⥬CH3OCOOCH3(g)+H2O(g) 起始/(mol·L-1)　　　0.1　　　　0.05　　　　0　　　　　　0 转化/(mol·L-1)　　　 0.05　　　0.025　　　　0.025　　　　0.025 平衡/(mol·L-1)　　　0.05　　　0.025　　　　0.025　　　　0.025 5 min内v(CH3OH)==0.01 mol·L-1·min-1，K==10。达到平衡后，再通入0.1 mol CH3OH(g)和0.1 mol H2O(g)，则此时Q=≈5.6<K，平衡正向移动，即v正>v逆。(2)温度越高，反应速率越快。根据图像可知，C点对应温度最高，所以v(C)最快，通过反应2CH3OH(g)+CO2(g)⥫⥬CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)可知，该反应是气体体积减小的可逆反应，同一温度下，反应由A→B，增大压强，平衡正向移动，二氧化碳的转化率增大，因此p1<p2，B点对应的压强大，反应速率比A点快，因此v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的顺序为v(C)>v(B)>v(A)。 类型四　lg K(ln k)-T图像 化学平衡常数对数图像：将体系中的化学平衡常数取常用对数，即lg K，与体系的温度或温度的倒数等作出的图像称为化学平衡常数对数图像。 [图解]　范特霍夫方程：ln K=-+ 阿伦尼乌斯公式：k=A―→ln k=ln A- 【考点突破●明方向】 1.(2022·河北，13改编)恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①X⥫⥬Y；②Y⥫⥬Z。反应①的速率v1=k1c(X)，反应②的速率v2=k2c(Y)，式中k1、k2为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的ln k~曲线。下列说法正确的是(　　) A.随c(X)的减小，反应①、②的速率均降低 B.体系中v(X)=v(Y)+v(Z) C.欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间 D.温度低于T1时，总反应速率由反应①决定 【答案】C 【解析】由图甲中的信息可知，浓度随时间变化逐渐减小的曲线代表的是X，浓度随时间变化逐渐增大的曲线代表的是Z，浓度随时间变化先增大后减小的曲线代表的是Y；由图乙中的信息可知，反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的。由图甲中的信息可知，随c(X)的减小，c(Y)先增大后减小，c(Z)增大，因此，反应①的速率随c(X)的减小而减小，而反应②的速率先增大后减小，A错误；根据体系中发生的反应可知，在Y的浓度达到最大值之前，单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量，因此，v(X)=v(Y)+v(Z)，但是，在Y的浓度达到最大值之后，单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量，故v(X)+v(Y)=v(Z)，B错误；升高温度可以加快反应①的速率，但是反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的，且反应②的速率随着Y的浓度的增大而增大，因此，欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间，C正确；由图乙信息可知，温度低于T1时，k1>k2，反应②为慢反应，因此，总反应速率由反应②决定，D错误。 2.(2025·烟台高三期中)某实验室测定并计算了在136~180 ℃范围内下列反应的平衡常数Kp： ①2NO(g)+2ICl(g)⥫⥬2NOCl(g)+I2(g)　Kp1 ②2NOCl(g)⥫⥬2NO(g)+Cl2(g)　Kp2 得到lg Kp1~和lg Kp2~均为线性关系，如图所示，回答下列问题： (1)反应Cl2(g)+I2(g)⥫⥬2ICl(g)的反应物的键能总和　　　(填“大于”或“小于”)生成物的键能总和；180 ℃时，该反应的平衡常数Kp=　　　。  (2)t ℃时在某一特制的恒容密闭容器中加入过量氯铂酸钡(BaPtCl6)，抽真空后，用一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)。此时容器的初始压强为10.0 kPa，反应达到平衡时，测得I2的平衡转化率为30%。已知BaPtCl6固体加热时分解为BaCl2(s)、Pt(s)和Cl2(g)，t ℃时平衡常数Kp=1.0 kPa2。 ①氯铂酸钡固体受热分解时的化学方程式为　　　 　　　　。  ②平衡时容器中总压强为　　　kPa，t　　　180(填“>”或“<”)。  ③平衡后，保持温度不变缩小容器体积，Cl2(g)+I2(g)⥫⥬2ICl(g)平衡　　　(填“正向”“逆向”或“不”)移动，重新达到平衡，p(I2)　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。  【答案】(1)小于　103.8　(2)①BaPtCl6BaCl2+Pt+2Cl2↑　②14　>　③逆向　增大 【解析】(1)该反应=-(反应①+反应②)，则该反应的平衡常数Kp=×，根据图示可知，lg Kp2对应曲线斜率的绝对值更大，lg Kp=-lg Kp1-lg Kp2，增大一定量，lg Kp2减小的量大于lg Kp1增大的量，即Δlg Kp=-Δlg Kp1-Δlg Kp2>0，说明lg Kp随增大而增大，即升高温度Kp减小，该反应为放热反应，反应物总键能小于生成物总键能；根据图中数据可知，180 ℃时lg Kp1=-1.2，lg Kp2=-2.6，则lg Kp=-lg Kp1-lg Kp2=3.8，Kp=103.8。(2)①加热条件下BaPtCl6分解生成BaCl2、Pt和Cl2，该反应存在平衡常数，则为可逆反应，化学方程式为BaPtCl6BaCl2+Pt+2Cl2↑。②已知t ℃时反应BaPtCl6BaCl2+Pt+2Cl2↑的平衡常数为1.0 kPa2，说明平衡时Cl2的压强为1 kPa，初始时压强为10 kPa，则一开始I2的压强为10 kPa，I2的平衡转化率为30%，则转化的I2为3 kPa，生成ICl压强为6 kPa，剩余I2压强为7 kPa，则此时总压强为(6+7+1)kPa=14 kPa。t ℃时反应Cl2(g)+I2(g)⥫⥬2ICl(g)的平衡常数Kp=≈5.1<103.8，而反应Cl2(g)+I2(g)⥫⥬2ICl(g)为放热反应，升高温度化学平衡逆向移动，平衡常数减小，说明t>180。③保持温度不变缩小体积，反应BaPtCl6BaCl2+Pt+2Cl2↑的化学平衡逆向移动，氯气浓度减小，导致Cl2(g)+I2(g)⥫⥬2ICl(g)的化学平衡逆向移动，重新达到平衡后，p(I2)增大。 【限时训练】 （40分钟） (1~10题，每小题5分，11~13题，每小题8分) 1.下列关于各图像的解释或得出的结论不正确的是(　　) A.由甲图可知，反应在t1时刻可能改变了压强或使用了催化剂 B.由乙图可知，反应在m点可能达到了平衡状态 C.由丙图可知，反应过程中v正>v逆的点是C点 D.由丁图可知，交点A表示反应一定处于平衡状态，此时v正=v逆 【答案】D 【解析】改变条件后，正逆反应速率增大且相等，可能是加了催化剂；对反应前后气体分子数相等的化学反应，也可能是加压，故A不符合题意；已知生成物的百分含量随温度的升高而增大，m为曲线的最高点，生成物的百分含量达到最大值，即建立了相应温度下的平衡状态；继续升温生成物的百分含量减小，说明升温平衡向逆反应方向移动，故B不符合题意；曲线上B点表示在此温度下反应达到平衡时所能达到的最大转化率，A位于曲线以上，表示超过该点对应温度下的最大转化率，此时平衡会向逆反应方向移动，v逆>v正；C点位于曲线以下，表示未达到该点对应温度下的最大转化率 ，此时平衡会向正反应方向移动，v正>v逆，故C不符合题意；A点时，c(反应物)=c(生成物)，反应不一定达到平衡状态，故D符合题意。 2.(2025·湖南岳阳模拟预测)CO2和H2合成甲酸(HCOOH)的反应为H2(g)+CO2(g)⥫⥬HCOOH(g)　ΔH>0。一定温度下，向1 L恒容密闭容器中充入1 mol H2(g)和1 mol CO2(g)进行上述反应，测得v正(CO2)随反应时间(t)的变化如图所示，t1 min时，HCOOH的产率为α，t2 min时仅改变一个条件。下列说法正确的是(　　) A.O~t1 min内，v(CO2)=(1-α) mol·L-1·min-1 B.平衡常数：KⅠ≥KⅡ C.t2 min时，改变的条件可能是使用了催化剂 D.混合气体的平均相对分子质量：可能小于 【答案】D 【解析】H2(g)+CO2(g)⥫⥬HCOOH(g)的正反应吸热，升高温度平衡正向移动；增大反应物浓度，平衡正向移动；增大压强，平衡正向移动。根据图像，t2时刻反应速率加快，正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动。t1时刻，反应达到平衡时，列出三段式： 　　　　　　H2(g)+CO2(g)⥫⥬HCOOH(g) 初始/mol　　　1　　1　　　　　0 变化/mol　　　α　　α　　　　　α t1/mol　　　　1-α　　1-α　　　　α O~t1 min内，v(CO2)== mol·L-1·min-1，A错误；由分析可知，t2时刻，可能改变的条件是升高温度、增大反应物浓度、增大压强，若是升高温度，平衡常数增大，此时KⅠ<KⅡ，若是改变浓度或压强，平衡常数不变，此时KⅠ=KⅡ，所以KⅠ≤KⅡ，B错误；使用催化剂平衡不移动，t2时刻，改变的条件不可能是使用催化剂，C错误；t2时刻，改变的条件使得平衡正向移动，混合气体总物质的量减小，混合气体的总质量不变，根据=，则混合气体的平均相对分子质量增大，即：<，D正确。 3.(2026·江西高三开学考试)一定温度下，向一密闭容器中充入1 mol CH4和足量CaCO3发生反应：CaCO3(s)+CH4(g)⥫⥬CaO(s)+2CO(g)+2H2(g)　ΔH>0，测得平衡时CH4、H2的物质的量与压强的关系如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.上述正反应在较低温度下能自发进行 B.曲线Ⅰ代表CH4的物质的量与压强的关系 C.CH4消耗速率和CO消耗速率之比等于2∶1时达到平衡状态 D.M点气体产物总分压与气体反应物分压之比等于2 【答案】D 【解析】正反应是吸热、熵增反应，在较高温度下能自发进行，A项错误；增大压强，平衡向左移动，n(CH4)增大，曲线Ⅱ代表CH4的物质的量与压强的关系，B项错误；CH4消耗速率与CO消耗速率之比为1∶2时达到平衡状态，C项错误；M点时p=2 MPa，平衡时n(CH4)=a mol，n(H2)=n(CO)=a mol，其他条件相同的情况下，压强之比等于物质的量之比，故M点气体产物总分压与气体反应物分压之比等于2a∶a=2，D项正确。 4.已知恒容密闭容器中发生反应：Al2Cl6(g)⥫⥬2AlCl3(g)　ΔH>0，平衡体系中气体的平均相对分子质量()在不同温度下随压强的变化曲线如图所示，下列叙述正确的是(　　) A.温度：T2>T1 B.平衡常数：K(c)>K(a)>K(b) C.反应速率：v(a)>v(b) D.当为200.25时，Al2Cl6的转化率约为33% 【答案】D 【解析】该反应为气体体积增大的吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，气体的物质的量增大，反应前后气体的质量相等，则气体的平均相对分子质量减小，由图可知，T1条件下气体的平均相对分子质量小于T2条件下，则温度：T1>T2，故A错误；温度不变，平衡常数不变，则K(c)=K(a)；该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，则平衡常数的大小关系为K(b)>K(c)=K(a)，故B错误；温度越高、压强越大，反应速率越快，由图可知，b点温度、压强均大于a点，则b点反应速率大于a点，故C错误；设起始时Al2Cl6的物质的量为1 mol，平衡时氯化铝的物质的量为2a mol，由气体的平均相对分子质量为200.25可得267×(1-a)+133.5×2a=200.25×(1+a)，解得a≈0.33，则Al2Cl6的转化率为×100%=33%，故D正确。 5.某温度下，向恒温、恒压容器中充入3 mol H2和1 mol CO2，在催化剂作用下发生反应：3H2(g)+CO2(g)⥫⥬CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH<0，平衡时体系中H2、CO2和H2O的物质的量分数(x)与平衡总压的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.曲线a可表示x(H2O)随压强的变化情况 B.其他条件不变，及时分离出水蒸气，有利于平衡正向移动，但平衡常数不变 C.Q点CO2的转化率为75% D.若起始压强为1×106 Pa，将容器改为恒容容器，平衡时：x(a)>x1 【答案】D 【解析】随着平衡总压的增大，平衡正向移动，产物的物质的量分数增大，则曲线a可表示x(H2O)随压强的变化情况，A正确；其他条件不变，及时分离出水蒸气，有利于平衡正向移动，温度不变，平衡常数不变，B正确；曲线b表示H2(g)的物质的量分数随压强的变化，曲线c表示CO2(g)的物质的量分数随压强的变化，假设Q点时，转化的CO2的物质的量是a mol，列三段式： 　　　　　　3H2(g)+CO2(g)⥫⥬CH3OH(g)+H2O(g) 起始/mol　　　3　　　1　　　　0　　　　0 转化/mol　　　3a　　　a　　　a　　　　　a 平衡/mol　　　3-3a　　1-a　　a　　　　　a Q点平衡时H2O(g)、H2(g) 物质的量分数相等，即3-3a=a，a=0.75，则Q点CO2的转化率为×100%=75%，C正确；恒压时起始压强为106 Pa，平衡时x(a)=x1；该反应为气体体积减小的反应，若将容器改为恒容容器，则随着反应进行，压强减小，平衡逆向移动，水的含量减小，即平衡时x(a)<x1，D错误。 6.(2025·嘉兴模拟)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。下列说法不正确的是(　　) A.活化能：Ea(Ⅰ)<Ea(Ⅱ) B.该温度下，0~4 s内反应Ⅰ的平均速率v=0.25 mol·L-1·s-1 C.升高温度，反应Ⅰ、Ⅱ的速率均增大，平衡转化率均降低 D.其他条件不变，28 s时再投入一定量的X(g)，若体系内气体的平均摩尔质量不再变化，则反应达到新平衡 【答案】D 【解析】反应过程中Y的浓度先增大后减小，说明反应刚开始时反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ，则活化能：Ea(Ⅰ)<Ea(Ⅱ)，A正确；该温度下，0~4 s内Z的增大量为0.2 mol·L-1，Y的增大量为0.8 mol·L-1，由方程式化学计量数关系可知，Y的总生成量为0.2 mol·L-1+0.8 mol·L-1=1 mol·L-1，则X的消耗量为1 mol·L-1，0~4 s内反应Ⅰ的平均速率v==0.25 mol·L-1·s-1，B正确；升高温度，反应Ⅰ、Ⅱ的速率均增大，反应Ⅰ和反应Ⅱ均为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，X、Y平衡转化率均降低，C正确；由图可知，28 s时，X、Y、Z的浓度不再变化，说明反应达到平衡，再投入一定量的X(g)，反应Ⅰ、Ⅱ均正向进行，反应Ⅰ、Ⅱ均为气体分子数不变的反应，气体总物质的量和总质量都是定值，故混合气体的平均摩尔质量是定值，若体系内气体的平均摩尔质量不再变化，不能说明反应达到平衡，D错误。 7.(2025·广西一模)硅烷法制备多晶硅的核心反应：2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)　ΔH>0。已知v正=k正·x2(SiHCl3)，v逆=k逆·x(SiH2Cl2)·x(SiCl4)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，x为各组分的物质的量分数。在一恒容密闭容器中加入一定量的SiHCl3(g)，不同温度下反应，测得反应体系中SiHCl3(g)的物质的量分数随时间变化的关系如图所示，下列说法错误的是(　　) A.当v正(SiHCl3)=2v逆(SiH2Cl2)时可判断该反应已达平衡 B.平衡后温度由T1变为T2，k正增大的倍数小于k逆增大的倍数 C.平衡后恒温下再加入SiHCl3(g)，再达平衡时x(SiHCl3)不变 D.T1温度下达平衡时，= 【答案】B 【解析】v正=k正·x2(SiHCl3)、v逆=k逆·x(SiH2Cl2)·x(SiCl4)，反应的平衡常数K==，由图分析知，T2>T1，反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，K增大，则温度由T1升至T2，k正增大的倍数大于k逆增大的倍数，故B错误；平衡后在恒温、恒容条件下再充入1 mol SiHCl3(g)，相当于增大压强，而2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)反应前后气体体积不变，所以平衡不移动，x(SiHCl3)不变，故C正确；假设初始SiHCl3物质的量为1 mol，则T1温度下，平衡时SiHCl3物质的量为0.8 mol，转化的SiHCl3物质的量为0.2 mol，则生成的SiH2Cl2、SiCl4物质的量各为0.1 mol，根据平衡时v正=v逆，===，故D正确。 8.(2025·安徽江淮十校高三第二次联考)以物质的量之比为1∶2向恒压密闭容器中充入X、Y发生反应：X(g)+Y(g)⥫⥬2Z(g)　ΔH，相同时间内测得Z的产率和Z在不同温度下的平衡产率随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A.据图像分析，该反应是吸热反应 B.Q点是最高点，Q点为平衡状态 C.M、N点反应物分子的有效碰撞几率不同 D.从M点到P点，可通过加入催化剂或分离产物Z而达到平衡点 【答案】C 【解析】根据图像中Z在不同温度下的平衡产率随温度的变化关系可知，随着温度升高，平衡产率逐渐降低，说明升温平衡逆向移动，得到ΔH<0，该反应是放热反应，A错误；据图像可知，Q点Z的产率小于平衡产率，未达到平衡，B错误；M、N点温度不同，所以反应物分子的有效碰撞几率不同，C正确；图中M点未达到平衡是由于温度低导致速率低而反应时间不够，可通过加入催化剂或延长反应时间使其达到平衡，但分离Z会使正、逆反应速率降低，相同反应时间内生成的Z更少，达不到目的，D错误。 9.(2025·山东临沂二模)向体积均为1 L的两恒容容器中分别充入1 mol CH4(g)和2 mol H2S(g)发生反应：CH4(g)+2H2S(g)⥫⥬CS2(g)+4H2(g)，其中一个为绝热过程，另一个为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是(　　) A.L1为恒容恒温过程 B.气体的总物质的量：na=nc C.逆反应速率：v(b)>v(c) D.c点平衡常数：K<16 【答案】B 【解析】该反应正向气体分子数增多，恒温恒容过程中，随反应进行压强增大，所以L1为恒容恒温过程，L2为恒容绝热过程，由绝热过程，随反应进行压强先减小可知该反应是吸热反应，A正确；a点和c点压强相等，温度：Ta>Tc(L2绝热且反应吸热，温度降低)，根据pV=nRT(V相同)，T越大，n越小，所以气体总物质的量：na<nc，B错误；b点温度高于c点(L1恒温，L2绝热降温)，温度越高反应速率越快，所以逆反应速率：v(b)>v(c) ，C正确；恒温恒容过程中平衡时b点压强为起始的倍，根据阿伏加德罗定律的推论：=，可得平衡时气体总物质的量为(1+2)× mol=4 mol，通过三段式计算： 　　　　　　　CH4(g)+2H2S(g)⥫⥬CS2(g)+4H2(g) 起始量/mol　　　1　　　2　　　　0　　　0 变化量/mol　　　x　　　2x　　　　x　　　4x 平衡量/mol　　　1-x　　2-2x　　　x　　　4x 平衡时，(1-x)+(2-2x)+x+4x=4，解得x =0.5，平衡常数K===16，c点是绝热恒容过程的平衡点，温度低，反应正向进行程度小，所以平衡常数K<16 ，D正确。 10.2NO2(g) ⥫⥬N2O4(g)　ΔH<0，v正(NO2)=k1·c2(NO2)，v逆(N2O4)=k2·c(N2O4)，其中k1、k2为速率常数，T0时，k1=k2，将一定量的NO2充入注射器中，改变活塞位置，气体透光率随时间的变化如图所示(气体颜色越深，透光率越低)，下列说法错误的是(　　) A.d点v正(NO2)<v逆(NO2) B.T0时，K=0.5 C.T1时，k2=0.6k1，则T1<T0 D.保持容积不变，再充入一定量NO2气体，NO2的平衡转化率不变 【答案】D 【解析】由图可知，d点后透光率减小，说明二氧化氮浓度增大，平衡向逆反应方向移动，则二氧化氮的正反应速率小于其逆反应速率，故A正确；由反应达到平衡时，正、逆反应速率相等可得k1·c2(NO2)=2k2·c(N2O4)，即==K，T0时，k1=k2，则反应的平衡常数K==0.5，故B正确；该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，T1时，k2=0.6k1，反应的平衡常数K'==>K=0.5，则温度T1小于T0，故C正确；保持容积不变，再充入一定量二氧化氮气体相当于增大压强，平衡向正反应方向移动，二氧化氮的转化率增大，故D错误。 11.已知反应：CH2==CHCH3(g)+Cl2(g)⥫⥬CH2==CHCH2Cl(g)+HCl(g)。在一定压强下，按不同投料比w向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数(φ)与温度T、w的关系，图乙表示正、逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法正确的是(　　) A.图甲中：w2<1 B.图乙中，A线表示正反应的平衡常数 C.温度为T1 K，w=1时，平衡时，丙烯的体积分数(φ)为25% D.若在恒容绝热的装置中进行上述反应，容器内压强始终保持不变 【答案】C 【解析】增大氯气的量，平衡正向移动，丙烯的体积分数减小，则图甲中：w2>1，A错误；由图甲可知，升高温度，丙烯的体积分数增大，则正反应为放热反应，升高温度，正反应的平衡常数K减小，图乙中B表示正反应的平衡常数，B错误；当温度为T1 K，w=1时，由图乙知，平衡常数K=1，设初始时投入丙烯的物质的量为1 mol，由三段式： CH2==CHCH3(g)+Cl2(g)⥫⥬CH2==CHCH2Cl(g)+HCl(g) 起始/mol　　　　　　　1　　　1　　　　　　　0　　　　0 转化/mol　　　　　　　x　　　x　　　　　　　x　　　　x 平衡/mol　　　　　　　1-x　　1-x　　　　　　x　　　　x 得=1，解得x=，平衡时，丙烯的体积分数(φ)为×100%=25%，C正确；若在恒容绝热装置中进行上述反应，正反应为放热反应，反应体系的温度升高，气体的物质的量不变，由pV=nRT，则压强增大，D错误。 12.(2023·湖南，13)向一恒容密闭容器中加入1 mol CH4和一定量的H2O，发生反应：CH4(g)+H2O(g)⥫⥬CO(g)+3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x[x=]随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是(　　) A.x1<x2 B.反应速率：vb正<vc正 C.点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb=Kc D.反应温度为T1，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态 【答案】B 【解析】一定条件下，增大H2O(g)的浓度，能提高CH4的转化率，即x值越小，CH4的转化率越大，则x1<x2，故A正确；b点和c点温度相同，CH4的起始物质的量都为1 mol，b点x值小于c点，则b点H2O(g)多，反应物浓度大，则反应速率：vb正>vc正，故B错误；由图像可知，x一定时，温度升高，CH4的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，K增大，温度相同，K不变，则点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb=Kc，故C正确；该反应为气体分子数增大的反应，反应未平衡时压强发生改变，所以一定温度下，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态，故D正确。 13.(2023·重庆，14)逆水煤气变换体系中存在以下两个反应： 反应 Ⅰ：CO2(g)+H2(g)⥫⥬CO(g)+H2O(g) 反应 Ⅱ：CO2(g)+4H2(g)⥫⥬CH4(g)+2H2O(g) 在恒容条件下，按V(CO2)∶V(H2)=1∶1投料进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A.反应 Ⅰ 的ΔH<0，反应 Ⅱ 的ΔH>0 B.M点反应 Ⅰ 的平衡常数K<1 C.N点H2O的压强是CH4的3倍 D.若按V(CO2)∶V(H2)=1∶2投料，则曲线之间交点位置不变 【答案】C 【解析】随着温度的升高，平衡时甲烷含量减小、一氧化碳含量增大，说明随着温度升高，反应 Ⅱ 逆向进行、反应 Ⅰ 正向进行，则反应 Ⅱ 为放热反应，ΔH<0，反应 Ⅰ 为吸热反应，ΔH>0，A错误；M点没有产物甲烷，且二氧化碳、一氧化碳含量相等，投料比V(CO2)∶V(H2)=1∶1，则此时反应 Ⅰ 平衡时，二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量相等，反应 Ⅰ 的平衡常数K==1，B错误；N点一氧化碳、甲烷的物质的量相等，结合反应Ⅰ、Ⅱ方程式的系数可知，生成水的总的物质的量为甲烷的3倍，结合阿伏加德罗定律推论可知，H2O的压强是CH4的3倍，C正确；反应 Ⅰ 为气体分子数不变的反应，反应 Ⅱ 为气体分子数减小的反应，若按V(CO2)∶V(H2)=1∶2投料，相当于增加氢气的投料，会使得平衡时甲烷含量增大，导致甲烷、一氧化碳、二氧化碳曲线之间交点位置发生改变，D错误。 14.(14分)(2025·张家口模拟)二氧化碳加氢还原制甲烷、乙烯等有机物可实现二氧化碳循环再利用，有利于“碳中和”目标的实现。回答下列问题： (1)CO2催化加氢也可得到乙烯：2CO2(g)+6H2(g)⥫⥬C2H4(g)+4H2O(g)　ΔH，向某密闭容器中充入5 mol CO2、n mol H2进行上述反应，测得在不同温度、压强下CO2的平衡转化率如图所示(X、Y表示温度或压强)： ①ΔH　　　(填“>”或“<”，下同)0；Y1　　　Y2。  ②当n=　　 　时，CO2、H2的转化率始终相同；a点对应的反应体系中，总压强恒为28 kPa，当两种反应物转化率相同时，反应开始至达到平衡时所用时间为5 min，则0~5 min内的平均反应速率v(CO2)=　　　　　 kPa·min-1，对应的压强平衡常数Kp=　　　　　　　　 kPa-3(列出计算式即可)。  (2)已知CO2(g)+H2(g)⥫⥬HCOOH(g)　ΔH<0是基元反应，v正=k正c(CO2)·c(H2)，v逆=k逆c(HCOOH)，其中k正、k逆为速率常数。温度为T K时，该反应的平衡常数K=2，则此温度下，k正　　　　　(填“>”“<”或“=”，下同)2k逆；若升高温度，k正、k逆的变化量分别为Δk正、Δk逆，则Δk正　　　　　2Δk逆。  【答案】(1)①<　<　②15　1　(答案合理即可)　(2)=　< 【解析】(1)①该反应是一个气体分子数减少的反应，压强增大，有利于平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，故X不可能表示压强，即X表示温度；温度升高，CO2的平衡转化率降低，故正反应是放热反应，ΔH<0；Y表示压强，故Y1<Y2。②当投料比与反应物的化学计量数之比相同时，反应物转化率始终相等，即n=5×=15；28 kPa恒压下，根据a点CO2转化率为80%，列三段式： 2CO2(g)+6H2(g)⥫⥬C2H4(g)+4H2O(g) 起始/mol　　　5　　　15　　　　0　　　0 转化/mol　　　4　　　12　　　　2　　　8 平衡/mol　　　1　　　3　　　　2　　　8 平衡时混合气体的总物质的量为14 mol，p(CO2)=×28 kPa=2 kPa，同理，p(H2)=6 kPa、p(C2H4)=4 kPa、p(H2O)=16 kPa，反应起始时混合气体中p(CO2)=7 kPa，则v(CO2)==1 kPa·min-1，Kp= kPa-3。(2)平衡时，v正=v逆，即k正c(CO2)·c(H2)=k逆c(HCOOH)，==K=2，k正=2k逆；反应放热，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，故Δk正<2Δk逆。 15.(12分)(1)丙醛工业上主要用于制合成纤维、橡胶促进剂和防老剂等。在铑催化剂作用下常用乙烯羰基化合成丙醛，涉及的反应如下： 主反应Ⅰ：C2H4(g)+H2(g)+CO(g)⥫⥬CH3CH2CHO(g)　ΔH1 副反应Ⅱ：C2H4(g)+H2(g)⥫⥬CH3CH3(g)　ΔH2 反应Ⅰ、Ⅱ以气体分压表示的平衡常数Kp与温度T的变化关系如图所示。 据图判断，CH3CH3(g)+CO(g)⥫⥬CH3CH2CHO(g)　ΔH3　　　(填“>”“<”或“=”)0，的数值范围是 　　　　　(填字母，下同)。  A.<-1 B.-1~0 C.0~1 D.>1 (2)已知反应CO2(g)+H2(g)⥫⥬CO(g)+H2O(g)　ΔH>0的速率方程为v正=k正p(CO2)·p(H2)，v逆=k逆p(CO)·p(H2O)，其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数。 ①如图所示(lg k表示速率常数的对数，表示温度的倒数)a、b、c、d四条斜线中有两条分别表示lg k正、lg k逆随的变化关系曲线，其中能表示lg k正随变化关系的是斜线　　　　　。  ②下列措施能使速率常数k减小的是　　　　　。  A.减小压强 B.减小温度 C.减小CO2的浓度 D.更换成负催化剂 【答案】(1)<　D　(2)①d　②BD 【解析】(1)根据平衡常数与温度变化关系曲线可知，温度升高，平衡常数减小，说明反应Ⅰ和反应Ⅱ均放热，ΔH1<0，ΔH2<0，且ΔH1<ΔH2，则>1，根据盖斯定律，反应Ⅰ-反应Ⅱ得CH3CH3(g)+CO(g)⥫⥬CH3CH2CHO(g)　ΔH3<0。(2)①反应为吸热反应，随温度的升高，正、逆反应速率都增大，k正、k逆都增大，平衡正向移动，k正增大的倍数大于k逆增大的倍数，故能表示lg k正随变化关系的是斜线d。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第十一章　化学反应速率与化学平衡 第44讲　化学反应速率和化学平衡常规图像 【高考考向预测】 化学反应速率与平衡常规图像包含速率时间、浓度压强温度转化率等各类曲线，依托图像变化趋势分析条件改变影响、平衡移动方向并计算速率与平衡常数；近三年是化学平衡模块高频必考题型，选择大题均有考查，区分度较强；预测2027 年依旧侧重多曲线综合识图分析，结合投料、温度压强变化研判平衡状态，联动平衡常数、转化率开展定量计算。 【考点突破●明方向】 类型一　速率—时间图像 1.含“断点”的速率—时间图像 (1) 图像 t1时刻所改变的条件 温度 升高 降低 升高 降低 正反应为放热反应 正反应为吸热反应 压强 增大 减小 增大 减小 正反应为气体物质的量增大的反应 正反应为气体物质的量减小的反应 (2) t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。 2.“渐变”类速率—时间图像 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 【考点突破●明方向】 1.[2025·重庆，17(3)]利用弛豫法可研究快速反应的速率常数(k，在一定温度下为常数)，其原理是通过微扰(如瞬时升温)使化学平衡发生偏离，观测体系微扰后从不平衡态趋向新平衡态所需的弛豫时间(τ)，从而获得k的信息。对于H2OH++OH-，若将纯水瞬时升温到25 ℃，测得τ=4.0×10-5s。 已知：25 ℃时，c(H2O)=55.6 mol·L-1，v(正)=k1c(H2O)，v(逆)=k2c(H+)c(OH-)，τ=(xc为H+的平衡浓度)。 下列能正确表示瞬时升温后反应建立新平衡的过程示意图为　　　　。  2.在一密闭容器中发生反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示。 回答下列问题： (1)处于平衡状态的时间段是　　　　　　(填字母，下同)。  A.t0~t1 B.t1~t2 C.t2~t3 D.t3~t4 E.t4~t5 F.t5~t6 (2)判断t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件。 A.增大压强　　B.减小压强　　C.升高温度 D.降低温度 E.加催化剂 F.充入氮气 t1时刻：　　　　；t3时刻：　　　　；t4时刻：　　　。  (3)依据(2)中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是　　　　　。  A.t0~t1 B.t2~t3 C.t3~t4 D.t5~t6 (4)如果在t6时刻，从反应体系中分离出部分氨，t7时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反应速率的变化曲线。 类型二　温度(压强)—浓度(含量)—时间图像 1.识图技巧 分析反应由开始(起始物质相同时)到达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。 (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。 2.应用举例 已知反应：mA(g)+nB(g)⥫⥬pC(g)+qD(g)。 (a用催化剂，b不用催化剂) (T2>T1,正反应为吸热反应) (T2>T1,正反应为放热反应) (P1>P2,正反应为气体体积减小的反应) (P1>P2,正反应为气体体积增大的反应) [技法解读] “先拐先平，数值大”，即曲线先出现拐点的首先达到平衡，反应速率快，以此判断温度或压强的高低。再依据外界条件对平衡的影响分析判断反应的热效应及反应前后气体体积的变化。 3.特殊图像 对于化学反应mA(g)+nB(g)⥫⥬pC(g)+qD(g)，如图所示，M点前，表示从反应物开始，v正>v逆；M点恰好达到平衡；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故ΔH<0。 【考点突破●明方向】 1.(2024·山东，15改编)逆水气变换反应：CO2(g)+H2(g)⥫⥬CO(g)+H2O(g)　ΔH>0。一定压力下，按CO2、H2物质的量之比n(CO2)∶n(H2)=1∶1投料，T1、T2温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2)，T1、T2温度时反应速率常数k分别为k1、k2。下列说法正确的是(　　) A.k1<k2 B.T1、T2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不变 D.T2温度下，改变初始投料比例，可使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同 2.(2024·海南，7)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 3.(2024·黑吉辽，10)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，15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是(　　) A.3 h时，反应②正、逆反应速率相等 B.该温度下的平衡常数：①>② C.0~3 h平均速率(异山梨醇)=0.014 mol·kg-1·h-1 D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率 类型三　恒温(恒压)线 以mA(g)+nB(g)⥫⥬pC(g)+qD(g)　ΔH=Q kJ·mol-1为例 m+n>p+q，ΔH>0 m+n<p+q，ΔH<0 m+n>p+q，ΔH<0 m+n<p+q，ΔH>0 [技法解读] 解答时应用“定一议二”原则，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。 (1)通过分析相同温度、不同压强时反应物A的转化率大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。 (2)通过分析相同压强、不同温度时反应物A的转化率的大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。 【考点突破●明方向】 1.(2025·山东，10)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 2.[2025·河南，17(5)(6)]CaCO3的热分解与NixPy催化的CH4重整结合，可生产高纯度合成气(H2+CO)，实现碳资源的二次利用。主要反应如下： 反应Ⅰ：CaCO3(s)⥫⥬CaO(s)+CO2(g)　ΔH1=+178 kJ·mol-1 反应Ⅱ：CH4(g)+CO2(g)⥫⥬2H2(g)+2CO(g)　ΔH2=+247 kJ·mol-1 反应Ⅲ：H2(g)+CO2(g)⥫⥬H2O(g)+CO(g)　ΔH3=+41 kJ·mol-1 回答下列问题： (5)在温度分别为T1、T2和T3下，CH4的平衡转化率与压强的关系如图所示，反应温度最高的是　　(填“T1”“T2”或“T3”)，原因是 　　　 　　　　。  (6)一定温度、100 kPa下，向体系中加入1.0 mol CaCO3和1.0 mol CH4，假设此条件下其他副反应可忽略，恒压反应至平衡时，体系中CaCO3转化率为80%，CH4转化率为60%，CO物质的量为1.3 mol，反应Ⅲ的平衡常数Kp=　　　　(保留小数点后一位)，此时原位CO2利用率为　　　　　　　。已知：原位CO2利用率= ×100% 3.在刚性容器中按n(CH3OH)∶n(CO2)=2∶1投料直接合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3，简称DMC，是一种应用前景广泛的新材料)：2CH3OH(g)+CO2(g)⥫⥬CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)。一定条件下，平衡时CO2的转化率如图所示。 (1)若温度为T ℃、p1条件下，在1 L密闭容器中通入0.1 mol CH3OH(g)和0.05 mol CO2(g)，5 min达到A点平衡状态。则5 min内CH3OH的平均反应速率为　　　　　　　　　，该条件下平衡常数K=　　　　　。达到平衡后，若再通入0.1 mol CH3OH(g)和0.1 mol H2O(g)，则此时v正　　　　(填“>”“<”或“=”)v逆。  (2)v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的顺序为　　　　　　　。  类型四　lg K(ln k)-T图像 化学平衡常数对数图像：将体系中的化学平衡常数取常用对数，即lg K，与体系的温度或温度的倒数等作出的图像称为化学平衡常数对数图像。 [图解]　范特霍夫方程：ln K=-+ 阿伦尼乌斯公式：k=A―→ln k=ln A- 【考点突破●明方向】 1.(2022·河北，13改编)恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①X⥫⥬Y；②Y⥫⥬Z。反应①的速率v1=k1c(X)，反应②的速率v2=k2c(Y)，式中k1、k2为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的ln k~曲线。下列说法正确的是(　　) A.随c(X)的减小，反应①、②的速率均降低 B.体系中v(X)=v(Y)+v(Z) C.欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间 D.温度低于T1时，总反应速率由反应①决定 2.(2025·烟台高三期中)某实验室测定并计算了在136~180 ℃范围内下列反应的平衡常数Kp： ①2NO(g)+2ICl(g)⥫⥬2NOCl(g)+I2(g)　Kp1 ②2NOCl(g)⥫⥬2NO(g)+Cl2(g)　Kp2 得到lg Kp1~和lg Kp2~均为线性关系，如图所示，回答下列问题： (1)反应Cl2(g)+I2(g)⥫⥬2ICl(g)的反应物的键能总和　　　(填“大于”或“小于”)生成物的键能总和；180 ℃时，该反应的平衡常数Kp=　　　。  (2)t ℃时在某一特制的恒容密闭容器中加入过量氯铂酸钡(BaPtCl6)，抽真空后，用一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭)。此时容器的初始压强为10.0 kPa，反应达到平衡时，测得I2的平衡转化率为30%。已知BaPtCl6固体加热时分解为BaCl2(s)、Pt(s)和Cl2(g)，t ℃时平衡常数Kp=1.0 kPa2。 ①氯铂酸钡固体受热分解时的化学方程式为　　　 　　　　。  ②平衡时容器中总压强为　　　kPa，t　　　180(填“>”或“<”)。  ③平衡后，保持温度不变缩小容器体积，Cl2(g)+I2(g)⥫⥬2ICl(g)平衡　　　(填“正向”“逆向”或“不”)移动，重新达到平衡，p(I2)　　　(填“增大”“减小”或“不变”)。  【限时训练】 （40分钟） (1~10题，每小题5分，11~13题，每小题8分) 1.下列关于各图像的解释或得出的结论不正确的是(　　) A.由甲图可知，反应在t1时刻可能改变了压强或使用了催化剂 B.由乙图可知，反应在m点可能达到了平衡状态 C.由丙图可知，反应过程中v正>v逆的点是C点 D.由丁图可知，交点A表示反应一定处于平衡状态，此时v正=v逆 2.(2025·湖南岳阳模拟预测)CO2和H2合成甲酸(HCOOH)的反应为H2(g)+CO2(g)⥫⥬HCOOH(g)　ΔH>0。一定温度下，向1 L恒容密闭容器中充入1 mol H2(g)和1 mol CO2(g)进行上述反应，测得v正(CO2)随反应时间(t)的变化如图所示，t1 min时，HCOOH的产率为α，t2 min时仅改变一个条件。下列说法正确的是(　　) A.O~t1 min内，v(CO2)=(1-α) mol·L-1·min-1 B.平衡常数：KⅠ≥KⅡ C.t2 min时，改变的条件可能是使用了催化剂 D.混合气体的平均相对分子质量：可能小于 3.(2026·江西高三开学考试)一定温度下，向一密闭容器中充入1 mol CH4和足量CaCO3发生反应：CaCO3(s)+CH4(g)⥫⥬CaO(s)+2CO(g)+2H2(g)　ΔH>0，测得平衡时CH4、H2的物质的量与压强的关系如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.上述正反应在较低温度下能自发进行 B.曲线Ⅰ代表CH4的物质的量与压强的关系 C.CH4消耗速率和CO消耗速率之比等于2∶1时达到平衡状态 D.M点气体产物总分压与气体反应物分压之比等于2 4.已知恒容密闭容器中发生反应：Al2Cl6(g)⥫⥬2AlCl3(g)　ΔH>0，平衡体系中气体的平均相对分子质量()在不同温度下随压强的变化曲线如图所示，下列叙述正确的是(　　) A.温度：T2>T1 B.平衡常数：K(c)>K(a)>K(b) C.反应速率：v(a)>v(b) D.当为200.25时，Al2Cl6的转化率约为33% 5.某温度下，向恒温、恒压容器中充入3 mol H2和1 mol CO2，在催化剂作用下发生反应：3H2(g)+CO2(g)⥫⥬CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH<0，平衡时体系中H2、CO2和H2O的物质的量分数(x)与平衡总压的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　) A.曲线a可表示x(H2O)随压强的变化情况 B.其他条件不变，及时分离出水蒸气，有利于平衡正向移动，但平衡常数不变 C.Q点CO2的转化率为75% D.若起始压强为1×106 Pa，将容器改为恒容容器，平衡时：x(a)>x1 6.(2025·嘉兴模拟)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。下列说法不正确的是(　　) A.活化能：Ea(Ⅰ)<Ea(Ⅱ) B.该温度下，0~4 s内反应Ⅰ的平均速率v=0.25 mol·L-1·s-1 C.升高温度，反应Ⅰ、Ⅱ的速率均增大，平衡转化率均降低 D.其他条件不变，28 s时再投入一定量的X(g)，若体系内气体的平均摩尔质量不再变化，则反应达到新平衡 7.(2025·广西一模)硅烷法制备多晶硅的核心反应：2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)　ΔH>0。已知v正=k正·x2(SiHCl3)，v逆=k逆·x(SiH2Cl2)·x(SiCl4)，k正、k逆分别为正、逆反应速率常数，x为各组分的物质的量分数。在一恒容密闭容器中加入一定量的SiHCl3(g)，不同温度下反应，测得反应体系中SiHCl3(g)的物质的量分数随时间变化的关系如图所示，下列说法错误的是(　　) A.当v正(SiHCl3)=2v逆(SiH2Cl2)时可判断该反应已达平衡 B.平衡后温度由T1变为T2，k正增大的倍数小于k逆增大的倍数 C.平衡后恒温下再加入SiHCl3(g)，再达平衡时x(SiHCl3)不变 D.T1温度下达平衡时，= 8.(2025·安徽江淮十校高三第二次联考)以物质的量之比为1∶2向恒压密闭容器中充入X、Y发生反应：X(g)+Y(g)⥫⥬2Z(g)　ΔH，相同时间内测得Z的产率和Z在不同温度下的平衡产率随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A.据图像分析，该反应是吸热反应 B.Q点是最高点，Q点为平衡状态 C.M、N点反应物分子的有效碰撞几率不同 D.从M点到P点，可通过加入催化剂或分离产物Z而达到平衡点 9.(2025·山东临沂二模)向体积均为1 L的两恒容容器中分别充入1 mol CH4(g)和2 mol H2S(g)发生反应：CH4(g)+2H2S(g)⥫⥬CS2(g)+4H2(g)，其中一个为绝热过程，另一个为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是(　　) A.L1为恒容恒温过程 B.气体的总物质的量：na=nc C.逆反应速率：v(b)>v(c) D.c点平衡常数：K<16 10.2NO2(g) ⥫⥬N2O4(g)　ΔH<0，v正(NO2)=k1·c2(NO2)，v逆(N2O4)=k2·c(N2O4)，其中k1、k2为速率常数，T0时，k1=k2，将一定量的NO2充入注射器中，改变活塞位置，气体透光率随时间的变化如图所示(气体颜色越深，透光率越低)，下列说法错误的是(　　) A.d点v正(NO2)<v逆(NO2) B.T0时，K=0.5 C.T1时，k2=0.6k1，则T1<T0 D.保持容积不变，再充入一定量NO2气体，NO2的平衡转化率不变 11.已知反应：CH2==CHCH3(g)+Cl2(g)⥫⥬CH2==CHCH2Cl(g)+HCl(g)。在一定压强下，按不同投料比w向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数(φ)与温度T、w的关系，图乙表示正、逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法正确的是(　　) A.图甲中：w2<1 B.图乙中，A线表示正反应的平衡常数 C.温度为T1 K，w=1时，平衡时，丙烯的体积分数(φ)为25% D.若在恒容绝热的装置中进行上述反应，容器内压强始终保持不变 12.(2023·湖南，13)向一恒容密闭容器中加入1 mol CH4和一定量的H2O，发生反应：CH4(g)+H2O(g)⥫⥬CO(g)+3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x[x=]随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是(　　) A.x1<x2 B.反应速率：vb正<vc正 C.点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb=Kc D.反应温度为T1，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态 13.(2023·重庆，14)逆水煤气变换体系中存在以下两个反应： 反应 Ⅰ：CO2(g)+H2(g)⥫⥬CO(g)+H2O(g) 反应 Ⅱ：CO2(g)+4H2(g)⥫⥬CH4(g)+2H2O(g) 在恒容条件下，按V(CO2)∶V(H2)=1∶1投料进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A.反应 Ⅰ 的ΔH<0，反应 Ⅱ 的ΔH>0 B.M点反应 Ⅰ 的平衡常数K<1 C.N点H2O的压强是CH4的3倍 D.若按V(CO2)∶V(H2)=1∶2投料，则曲线之间交点位置不变 14.(14分)(2025·张家口模拟)二氧化碳加氢还原制甲烷、乙烯等有机物可实现二氧化碳循环再利用，有利于“碳中和”目标的实现。回答下列问题： (1)CO2催化加氢也可得到乙烯：2CO2(g)+6H2(g)⥫⥬C2H4(g)+4H2O(g)　ΔH，向某密闭容器中充入5 mol CO2、n mol H2进行上述反应，测得在不同温度、压强下CO2的平衡转化率如图所示(X、Y表示温度或压强)： ①ΔH　　　(填“>”或“<”，下同)0；Y1　　　Y2。  ②当n=　　 　时，CO2、H2的转化率始终相同；a点对应的反应体系中，总压强恒为28 kPa，当两种反应物转化率相同时，反应开始至达到平衡时所用时间为5 min，则0~5 min内的平均反应速率v(CO2)=　　　　　 kPa·min-1，对应的压强平衡常数Kp=　　　　　　　　 kPa-3(列出计算式即可)。  (2)已知CO2(g)+H2(g)⥫⥬HCOOH(g)　ΔH<0是基元反应，v正=k正c(CO2)·c(H2)，v逆=k逆c(HCOOH)，其中k正、k逆为速率常数。温度为T K时，该反应的平衡常数K=2，则此温度下，k正　　　　　(填“>”“<”或“=”，下同)2k逆；若升高温度，k正、k逆的变化量分别为Δk正、Δk逆，则Δk正　　　　　2Δk逆。  15.(12分)(1)丙醛工业上主要用于制合成纤维、橡胶促进剂和防老剂等。在铑催化剂作用下常用乙烯羰基化合成丙醛，涉及的反应如下： 主反应Ⅰ：C2H4(g)+H2(g)+CO(g)⥫⥬CH3CH2CHO(g)　ΔH1 副反应Ⅱ：C2H4(g)+H2(g)⥫⥬CH3CH3(g)　ΔH2 反应Ⅰ、Ⅱ以气体分压表示的平衡常数Kp与温度T的变化关系如图所示。 据图判断，CH3CH3(g)+CO(g)⥫⥬CH3CH2CHO(g)　ΔH3　　　(填“>”“<”或“=”)0，的数值范围是 　　　　　(填字母，下同)。  A.<-1 B.-1~0 C.0~1 D.>1 (2)已知反应CO2(g)+H2(g)⥫⥬CO(g)+H2O(g)　ΔH>0的速率方程为v正=k正p(CO2)·p(H2)，v逆=k逆p(CO)·p(H2O)，其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数。 ①如图所示(lg k表示速率常数的对数，表示温度的倒数)a、b、c、d四条斜线中有两条分别表示lg k正、lg k逆随的变化关系曲线，其中能表示lg k正随变化关系的是斜线　　　　　。  ②下列措施能使速率常数k减小的是　　　　　。  A.减小压强 B.减小温度 C.减小CO2的浓度 D.更换成负催化剂 学科网（北京）股份有限公司 $