第9章 7.考法突破18 反应速率和平衡图像分析（PPT课件）-【高考突破新方案】2027年高考化学大一轮复习学案

该高中化学高考复习课件聚焦“反应速率和平衡图像分析”专题，依据高考评价体系梳理了“三看一判断”基础识图方法及速率—时间、百分含量—温度(压强)等六类核心图像考点，通过考情分析明确图像分析在选择与填空题中占比达30%的高频权重，归纳出平衡移动判断、反应速率影响等常考题型，构建系统备考框架。 课件亮点在于“方法提炼+真题精析+素养融合”策略，如通过“先拐先平”“定一议二”等突破方法解析典例1中CaCO₃分解图像、典例2恒温与绝热容器转化率比较，培养学生科学思维与证据推理素养。特设“易错点警示”（如平衡量与非平衡量辨析），教师可依托真题训练精准指导，助力学生掌握图像分析技巧，高效冲刺高考。

考法突破18　反应速率和平衡图像分析 返回目录 1 一、基础识图方法和简单基础图像 1.基础识图方法——“三看一判断” 返回目录 2.常见的反应速率和平衡图像 (1)速率—时间图像——注意断点 以A(g)+B(g)  C(g)    ΔH>0为例。 返回目录 改变的条件 变化的原因和趋势 t1时增大A的浓度 反应物浓度增大,v正瞬时增大,而后减小;v逆瞬时不变,而 后逐渐增大 t2时升高温度 温度升高,活化分子百分数增大,单位体积内活化分子数 增多,反应速率增大,v正、v逆均增大;但正反应为吸热反 应,v正增大程度更大 t3时减小压强 压强减小,单位体积内活化分子数减少,v正、v逆均减小,但 正反应为气体分子数减小的反应,v正减小程度更大 t4时加入催化剂 加入催化剂,单位体积内活化分子数增多,v正、v逆均增大, 增大程度相同 返回目录 (2)全程速率—时间图像   ①DB段反应速率增大的原因可能是反应放热,温度升高,反应速率加快,也可能是反应 生成了催化剂;②BC段反应速率减小的原因可能是反应物浓度降低。 返回目录 (3)百分含量—时间—温度(压强或催化剂)图像 “先拐先平”在图像中先出现拐点的先平衡,说明该条件下反应速率快,则反应应在高 温、高压下进行或使用了催化剂。以可逆反应aA(g)+bB(g)  cC(g)为例。 返回目录 图像 相关解释   T2温度下先出现拐点,则T2>T1,温度高,平衡时产物C的百 分含量高,则升高温度,平衡正向移动,说明反应的ΔH>0   T2温度下先出现拐点,则T2>T1,温度高,平衡时反应物B的 百分含量高,则升高温度,平衡逆向移动,说明反应的ΔH< 0 返回目录   p1压强下先出现拐点,则p1>p2,压强大,平衡时产物C的百 分含量高,则增大压强,平衡正向移动,说明正反应是气体 分子数减小的反应,则a+b>c   p1压强下先出现拐点,则p1>p2,压强大,平衡时反应物B的 百分含量高,则增大压强,平衡逆向移动,说明正反应是气 体分子数增大的反应,则a+b<c 返回目录   曲线1先出现拐点,则曲线1用催化剂、曲线2不用催化剂 或用了催化效果不好的催化剂,或a+b=c时曲线1的压强 大于曲线2的压强 返回目录 (4)恒温(恒压)线—压强(温度)—平衡转化率图像 “定一议二”原则:当图像中有两个自变量和一个因变量时,先假设一个自变量不变,再 讨论另一个自变量对因变量的影响。有时需在图像中作辅助线。以可逆反应aA(g)+ bB(g)  cC(g)为例,纵坐标α(A)为A的平衡转化率。 返回目录 恒温线—压强—平衡转化率图像 恒压线—温度—平衡转化率图像     任取一条恒温线进行研究,温度相同时,压强增大,α(A)增 大,平衡正移,故正反应为气体分子数减小的反应即a+b> c;再作一条垂直于横坐标的线与两条恒温线相交,压强 相同时,若T1>T2,温度升高,α(A)增大,平衡正向移动,故正 反应为吸热反应 任取一条恒压线进行研究,压强相同时,温度升高,α(A)减 小,故正反应的ΔH<0;再作一条垂直于横坐标的线与三 条恒压线相交,温度相同时,若p1>p2>p3,压强增大,α(A)增 大,平衡正向移动,则a+b>c 返回目录 (5)反应过程中含量—温度图像 对于反应aA(g)+bB(g)  cC(g)+dD(g),不同温度下反应相同时间后测定A或C的含量, 如图所示。  　      M点前由于温度较低、反应速率较慢,体系尚未达到平衡,随着温度升高,反应速率加 快,A%减小、C%增大;M点时体系恰好达到平衡;M点后为平衡的移动,升高温度,A%增 大、C%减小,平衡逆向移动,故ΔH<0。 返回目录 注意 分析图像时,应注意图像中的变化量是平衡量还是非平衡量,其变化是由平衡移动引起 的,还是由反应速率改变引起的,两者不可混淆。 (6)平衡曲线外非平衡点的分析 对于反应aA(g)+bB(g)  cC(g)+dD(g),曲线L上所有的点都是平衡点。E点位于曲线L 上方,其A%大于此压强或温度下平衡时的A%,E点必须向正反应方向移动才能达到平 衡状态,故E点v正>v逆;同理可知曲线L下方的F点v正<v逆。 返回目录 二、复合图像 1.同一反应的两个因变量与同一自变量的图像 关注点:分析一条曲线时,忽略另一条纵坐标与其他曲线。 返回目录 图示为某反应中催化剂的催化效率和产物的生成速率随温度的变化关系。 ①催化效率—温度分析:催化剂在250 ℃左右活性最强。 ②生成速率—温度分析:速率在250 ℃和400 ℃左右达到两个较大值。 结论:生成速率在250 ℃时受催化剂影响较大,在400 ℃时受温度影响较大。 2.同一体系中存在两个或多个竞争反应时的两个或多个因变量与同一自变量的图像 (1)关注点:除了分离成为单个因变量进行分析之外,还需要根据不同反应的特征(Δng、 ΔH)判断可能存在的副反应。对于这类图像,纵坐标多变,除了常见的转化率、产率以 外,还可能出现选择性(题中一般都会给出选择性的定义或公式)。 (2)图像分析 返回目录   图示是某密闭容器中同时存在两个反应时CO2的平衡转化率、CH3OH的选择性与温度 的关系。 [已知CH3OH的选择性= ] 返回目录 ①CO2(g)+3H2(g)  CH3OH(g)+H2O(g)    ΔH1<0 ②CO2(g)+H2(g)  CO(g)+H2O(g) ΔH2>0 分析CH3OH的选择性:由于反应①为放热反应,反应②为吸热反应,温度升高,反应①的 平衡逆移,反应②的平衡正移,故CH3OH的平衡选择性降低。 分析CO2的平衡转化率:温度升高,由图像可知CO2的平衡转化率不断升高,而反应①的 平衡逆移,反应②的平衡正移,说明升高温度时反应②对CO2平衡转化率的影响更大。 返回目录 即练即清 典例1    (2026届山东青岛期初调研,10)下列对图示分析所得结论正确的是 (　　　 )     甲 乙     丙 丁 C 返回目录 A.图甲,催化剂Ⅰ对反应2SO2(g)+O2(g)  2SO3(g)的催化效果更好 B.图乙,恒容和固定投料条件下,2NO2(g)  N2O4(g)平衡时气体颜色a比b深 C.图丙,CaCO3(s)在恒温密闭容器中分解,t1时刻可能充入了CO2 D.图丁,合成氨反应,固定N2投料时其转化率b点最高、c点最低 返回目录 　 解析　由题图甲知,催化剂Ⅱ条件下反应的活化能低于催化剂Ⅰ条件下反应的活化能, 活化能越低,反应速率越快,催化效果越好,故催化剂Ⅱ对该反应的催化效果更好,A错 误。由题图乙知,α(NO2)随温度升高而降低,a点NO2的转化率比b点高,NO2的浓度:a点<b 点,故平衡时气体颜色a比b浅,B错误。t1时刻c(CO2)突然增大,可能是充入了CO2,这是因 为CaCO3的分解反应为CaCO3(s)  CaO(s)+CO2(g),平衡常数K=c(CO2),当t1时刻充入 CO2后,c(CO2)瞬时增大,因温度不变,平衡常数不变,则充入CO2后,c(CO2)逐渐减小至与 原平衡相等,C正确。题图丁中,固定N2投料,增大n(H2),则平衡正向移动,随着H2的量增 大,N2转化率增大,故c点时N2的转化率最高[提示:b点仅代表NH3的百分含量最高,并不 代表NH3的量最大],D错误。 返回目录 典例2    (2025安徽合肥示范中学5月质检,10)向起始温度为T ℃、容积为10 L的两个相 同的密闭容器中,均充入1 mol N2O和4 mol CO的混合气,保持其中一个容器恒温,另一 个绝热,发生反应N2O(g)+CO(g)  N2(g)+CO2(g)    ΔH。两容器中N2O的转化率随时 间的变化关系如图所示。下列说法正确的是 (　　　 )   A.ΔH>0 B.曲线M表示恒温容器 C.Q点的正反应速率大于P点的正反应速率 D.0~100 s内,曲线N表示的容器内v(CO)=4× 10-4 mol·L-1·s-1 C 返回目录 解析　根据题干信息知,两个容器的初始温度、容积和投料均相同,曲线M表示的容器 中反应速率快,先平衡[提示:图中曲线先出现拐点],说明平衡时曲线M表示的容器中的 温度高;由题图可知曲线M表示的容器中N2O的平衡转化率比N中的低,说明升高温度, 平衡逆向移动,则该反应为放热反应,即ΔH<0,A错误。由A项分析知,该反应为放热反 应,绝热容器温度会升高,则曲线M表示绝热容器,B错误。Q点和P点均没有达到平衡,N2 O的转化率相同,即各物质浓度相同,而温度:Q点>P点,温度高反应速率块,则正反应速 率:Q点>P点,C正确。由题图知,100 s时曲线N表示的容器中N2O的转化率为10%,则参 加反应的N2O为1 mol×10%=0.1 mol,由题给化学方程式知,参加反应的CO的物质的量 也为0.1 mol,则v(CO)= =1×10-4 mol·L-1·s-1,D错误。 返回目录 典例3    (2025江苏南通四模,13)甲醇与水蒸气催化重整制取氢气的主要反应为CH3OH (g)+H2O(g)  CO2(g)+3H2(g)    ΔH=+49.5 kJ·mol-1;CH3OH(g)  CO(g)+2H2(g)    ΔH= +90.7 kJ·mol-1。在密闭容器中,1.01×105 Pa、n起始(CH3OH)∶n起始(H2O)=1∶1,平衡时CH3 OH的转化率和CO的选择性[ ×100%]随温度的变化如图所示。 返回目录 下列说法正确的是 (　　　 ) A.其他条件不变,制取H2的最佳温度范围为200~220 ℃ B.200~300 ℃达到平衡时,CO2的物质的量随温度升高而减小 C.其他条件不变,增大起始时 ,可提高甲醇的平衡转化率 D.240~300 ℃达到平衡时, <3 D 返回目录 解析　由题图知,200~220 ℃时,CH3OH的平衡转化率较低,260 ℃时CH3OH的平衡转化 率较高,同时CO的选择性较低,故制取H2的最佳温度范围为260 ℃左右,A错误。200~25 0 ℃时,CH3OH的平衡转化率随温度升高显著增大,CO的选择性虽增大但增大程度不 大,则CO2的物质的量随温度升高而增大;250~300 ℃时,温度继续升高,CH3OH的平衡转 化率基本不变,CO的选择性增大较快,则CO2的物质的量随温度升高又逐渐减小,B错 误。其他条件不变,增大起始时 ,H2O的平衡转化率增大,甲醇的平衡转化率减 小,C错误。若只发生反应CH3OH(g)+H2O(g)  CO2(g)+3H2(g), =3,若只发生反 应CH3OH(g)  CO(g)+2H2(g), =2,240~300 ℃时,两个反应均发生,则达到平衡 时, <3,D正确。 返回目录 $