2 专题3 化学反应速率与化学平衡图像分析-【重难点手册】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册（人教版）

专题3化学反应速率 1.速率时间(v-t)图像 (1)“渐变”类——浓度对化学反应速率的 影响（如图） 图1 图2 说明：“渐变”类v-t图像一般是改变物质 的浓度所致，平衡向改变条件后速率更大的方 向移动。 (2)“断点”类一—温度、压强、催化剂对化 学反应速率的影响 ①如图，根据出现“断点”前后的速率同等 程度增大（或减小），判断t1时刻改变的条件可 能是使用催化剂或改变压强（改变压强仅适用 于反应前后气体物质的量不变的反应)。 Ux-V ②根据出现“断点”前后的速率不同程度 增大（或减小）判断温度或压强变化和平衡移 动方向。 图像 t 升高 降低 升高 降低 t1时度 正反应为放热反应 正反应为吸热反应 刻改 变的 增大 减小 增大 减小 条件 强 正反应为气体物质正反应为气体物质 的量增大的反应 的量减小的反应 例①已知：A(g)+2B(g)=3C(g)△H< 0,向一恒温恒容的密闭容器中充入1molA和 第二章化学反应速率与化学平衡 与化学平衡图像分析 3molB发生反应，t1时达到平衡状态I,在t2 时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ， 正反应速率随时间的变化如图所示。下列说 法正确的是( )。 ě0 t2 t3 t/min A.容器内压强不变，表明反应达到平衡 B.t2时改变的条件：向容器中加入C C.平衡时A的体积分数p:p(Ⅱ)<p(I) D.平衡常数K:K(Ⅱ)<K(I) 解析该反应为反应前后气体分子数不变的反 应，随着反应的进行，气体的总物质的量始终不变，总 压强始终不变，A错误；设t2时向容器中加入3mol C,正反应速率逐渐增大，达到新的平衡后保持不变， 变化情况与图像相符，B正确；t2时改变的条件是加 入C,若C全部转化为反应物，与起始投料比不相等， 相当于减少了B的投料，则平衡时A的体积分数： p(Ⅱ)>p(I),C错误；平衡常数只与温度有关，温度 不变，平衡常数不变，即K(Ⅱ)=K(I),D错误。 答案B 2.量（转化率、含量）-时间-条件（温度、压 强)图像 熟悉如图1~4所示“转化率-时间”四种图 像隐含的反应特点[以mA(g)十nB(g)一 pC(g)+gD(g)△H为例] 部◆ 解 200℃ 1.01×10Pa /500℃ 1.01×10Pa 时间 时间 图1 图 p一定时，△H<0 T一定时，m+n>+g 73 重难点手册高中化学选择性必修1化学反应原理 1.01×10°Pa 1.01×10Pa 1.01×10Pe 1.01×10Pa 时间 时间 图3 图4 T一定时，m+n<+g T一定时，m+n=+g [注意]纵坐标也可以是某组分的含量。 例2利用I2O,可消除CO污染，其反应 为2O5(s)+5C0(g)-=5C02(g)+12(s)。不 同温度下，向装有足量I2O5固体的2L恒容密 闭容器中通入2 mol CO,测得CO2气体体积 分数p(CO2)随时间t的变化曲线如图所示。 下列说法不正确的是( )。 80.80 T 0.30 00.5 t/min A.T1时，前0.5min内平均反应速率 o(C0)=0.6mol·L1·min1 B.温度T1>T2,b点和d点的化学平衡 常数：Kb>Ka C.若d点时仅缩小容器容积，CO2的体积 分数和浓度均保持不变 D.反应达到平衡状态时容器内气体密度 不再变化 解析温度越高，化学反应速率越大，反应达到平 衡所需时间越短，可得T2<T1;依据化学平衡移动原 理，温度越高，达到平衡时CO2体积分数越小，说明升 温平衡逆向移动，正向是放热反应。T1时，前0.5min 内平均反应速率v(C0)=u(C0,)=2Lx0,5min .2mol×30% 0.6mol·L1·min1,A正确；温度越高，平衡常数 越小，故b点和d点的化学平衡常数：Kb>Ka,B正 确；若d点时仅缩小容器容积，CO2的体积分数保持 不变，但浓度增大，C错误；反应达到平衡状态时，气 体的总质量、容器的容积保持不变，容器内气体密度 不再变化，D正确。 答案C 74 RJ 3.转化率（或质量分数）与压强-温度图像 (1)恒压线图像 罩做 国出 1x 10'Pa 1×10Pa 1x 10'Pa 之超 1×10Pa 1×10°Pa 1×10Pe T/K 图1 图2TR 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 平衡正向移动，即正反应为吸热反应。当温度 相等时，在图中作垂直于横坐标的直线，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，说明增大压强平衡正向 移动，即正反应为气体分子数减小的反应。 (2)恒温线图像 晕解什 500℃ 600℃ 600℃ 500℃ p 图3 图4 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，即正反应是气体分子数减小的 反应。当压强相等时，在图中作垂直于横坐标 的直线，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 例③一定条件下，CH4（g)与H2O(g)发 生反应CH(g)+HO(g)=CO(g)十3H2(g)。 设起始《C=乙，在恒压条件下，平衡时 n(H2O) CH4的体积分数p(CH4)与Z和T(温度)的 关系如图所示，下列说法正确的是()。 T/℃ A.该反应的焓变△H>0 B.a>3>b C.图中X点对应的平衡混合物中 n(H2O) =3 n(CH) D.温度不变，增大X点对应的平衡体系的 压强后，p(CH4)减小 解析由题图可知，Z一定时，温度越高，平衡时 CH4的体积分数越小，表明正反应是吸热反应，△H> 0,A正确；CH4的物质的量在一定的情况下，Z增大， H2O(g)的物质的量增大，平衡正向移动，CH4的转化 率增大，平衡时CH4的体积分数减小，则b>3>a,B 错误；反应起始时”H,O) n(CH) =3,但H2O(g)和CH4(g) 按物质的量之比为1：1反应，平衡混合物中”(H,0) n(CH) 一定不为3，C错误；温度不变，压强增大，平衡逆向移 动，p(CH4)增大，D错误。 答案A 4.化学平衡中的其他图像 (1)对于化学反应mA(g)十nB(g)一 pC(g)十qD(g),如图1、图2所示，M点前，表 示从反应开始，v正>v逆；M点为刚达到平衡 点；M点后为平衡受温度影响的情况，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△H<0。 图1 图2 (2)对于化学反应：mA(g)十nB(g)一 pC(g)+qD(g),如图3所示，1 E· L线上所有的点都是平衡点。 L线的上方(E点)，A的百分 含量大于此压强时平衡体系中 图3 A的百分含量，所以E点满足v正>V逆；同理L 线的下方(F点)满足V正<v逆。 例④(2024·江苏选择考)二氧化碳加氢 ,第二章化学反应速率与化学平衡 制甲醇过程中的主要反应（忽略其他副反应）为 ①CO2(g)十H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H1=+41.2kJ·mol-1 ②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H2 225℃、8×105Pa下，将一定比例C02、 H2混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应 管。装置及L1、L2、L3…位点处（相邻位点 距离相同)的气体温度、CO和CH3OH的体积 分数如图所示。下列说法正确的是( )。 CO2、H2 混合气 绝热反应管 (容器内与外界没有热量交换) 285 ·CHOH 4 CO 265 年3/ 鹦 2 245 1 225 L,L,LL,LL。L,LgL 位点 A.L4处与L5处反应①的平衡常数K相等 B.反应②的焓变△H2>0 C.L6处的H2O的体积分数大于Ls处 D.混合气从起始到通过L1处，CO的生 成速率小于CH3OH的生成速率 解析图中白圈标记的曲线代表气体温度，L4处 与L5处的温度不同，故反应①的平衡常数K不相 等，A错误；由图像可知，L1~L?温度升高，该装置为 绝热反应管，反应①为吸热反应，所以反应②为放热 反应，△H2<0,B错误；从L5到L6,CHOH的体积 分数逐渐增加，说明反应②在向右进行，反应②消耗 CO,而CO的体积分数没有明显变化，说明反应①也 在向右进行，反应①为气体分子数不变的反应，其向 右进行时，n(H2O)增大，反应②为气体分子数减小的 反应，且没有H2O的消耗与生成，故n(总)减小而 n(H2O)增加，即H2O的体积分数会增大，则L6处的 H2O的体积分数大于L5处，C正确；L1处CO的体 积分数大于CHOH,说明生成的CO的物质的量大 于CHOH,两者反应时间相同，说明CO的生成速率 大于CHOH的生成速率，D错误。 答案C 75