专题04 化学反应速率与平衡图像分析（重难点讲义）化学人教版选择性必修1

本高中化学讲义聚焦化学反应速率与平衡图像分析核心知识点，系统梳理单因素时间图像（n-t、c-t、v-t）、多因素时间图像（温度/压强下转化率-时间）、温度压强相关图像及特殊图像（平衡曲线、抛物线型）的分析方法，构建“找重点-看变化-想规律”思维模型，形成从基础到复杂的学习支架。 该资料以科学思维为核心，通过“先拐先平数值大”“定一议二”等方法培养证据推理与模型建构能力，结合新型催化反应等真实情境体现科学探究与实践。典例与对练题结合，课中辅助教师系统教学，课后帮助学生通过方法指导和题型训练查漏补缺，提升图像分析能力。

专题04 化学反应速率与平衡图像分析 重难目标 1.从变化的角度认识与时间相关的各类图像，分析时间变化时，各物理量变化的原因。 2.通过对常见图像的分析，构建分析时间图像的思维模型。 3.从变化的角度认识温度、压强、起始投料等相关的图像，分析曲线与平衡移动的关系。 4.通过对图像的分析，构建分析图像的思维模型。 考情分析 化学反应速率与平衡图像分析是高考必考题型，具有以下命题特点： 情境创新化： 以新型催化反应、可逆储能反应、环境治理反应等真实科研情境为载体，图像形式灵活多变，常出现双重坐标或三维变量隐含表达。 设问多维化： 选择题侧重单一图像快速判读与结论正误辨析；非选择题常设置系列图像组合，要求综合分析条件选择、平衡移动与速率调控之间的关系。 陷阱精细化： “先拐先平”判据误用，平衡点与拐点的混淆，以及催化剂对速率的影响误认为能使平衡移动等问题常导致失分。多变量图像中变量的主次关系判断亦为易错点。 一、单因素时间图像 1．坐标型图像分析思路 (1)找“重点”——起点、拐点、终点、交点、突变点等 借助“重点”中的有效信息，能够快速找到图像解题思路，突破图像分析难点。 (2)看变化——线的走向与斜率大小 ①线的走向：随着横坐标自变量的增大，纵坐标因变量是变大、变小或不变。例如，当纵坐标表示的物理量是速率、物质的量浓度、物质的量、转化率、体积分数时，图像中出现一条水平直线，则该反应达到化学平衡状态。 ②斜率大小：斜率是化学平衡图像曲线中一个重要的参数。图像中通常对比两条不同曲线的斜率，或者比较同一条曲线不同时刻的斜率变化来判断反应改变的外界条件。 (3)想规律——化学反应规律和化学平衡 结合影响化学反应速率的因素及勒夏特列原理，控制变量分析图像。 2．常见单因素时间图像分析 (1)反应过程中物质的量或浓度—时间图像 图像示例 方法指导 在2 L密闭容器中，某一反应有关物质A(g)、B(g)、C(g)的物质的量变化如图所示。 看坐标，定意义； 零起点，定投料； 线变化，定方向； 量变化，定计量。 注：n、c、v等变化量之比等于化学计量数之比 ①横坐标表示反应过程中时间的变化，纵坐标表示反应过程中物质的物质的量的变化； ②该反应的化学方程式是3A(g)＋B(g)2C(g)； ③在反应到达2 min时，正反应速率与逆反应速率之间的关系：相等； ④若用A物质的量浓度的变化表示反应达到平衡(2 min)时的正反应速率是0.15 mol·L－1·min－1 (2)条件改变时速率—时间图像 图像示例 方法指导 对于反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0，填写改变的条件及平衡移动的方向 看坐标，定意义； 零起点，定投料； 线变化，定条件； v高低，定移动。 注：改变浓度条件，图像一点保持连续；改变温度或压强，两点突变 ①t1时，增大反应物的浓度，平衡正向移动； ②t2时，降低温度，平衡正向移动； ③t3时，增大压强，平衡正向移动； ④t4时，使用催化剂，平衡不移动 (3)条件改变时物质的量或浓度—时间图像 条件改变 图像示例 方法指导 减压(容器体积扩大到原来的2倍) N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) 当容器体积扩大到原来的n倍，反应体系中气态各物质的浓度均变为原来浓度的倍，所有线都出现“断点” 升高温度 2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＝－56.9 kJ·mol－1 当反应体系中温度发生改变时，v－t中速率曲线出现“断点”，而恒容条件下c－t中所有线全部是连续的 降低温度 2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＝－56.9 kJ·mol－1 二、多因素时间图像 1．单一条件——转化率(α)或者百分含量等在不同温度或压强下随时间变化的图像 图像示例 方法指导 根据图像回答下列问题： 看拐点： 先拐→先平衡、速率快、条件高，即“先拐先平数值大”。 想原理： 温度高低→ΔH； 压强大小→气体化学计量数 (1)图Ⅰ表示T2>T1，正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动； (2)图Ⅱ表示p2>p1，压强增大，A的转化率减小，平衡逆向移动，说明正反应是气体总体积增大的反应； (3)图Ⅲ中生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a>b，故a可能使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a增大了压强(压缩体积) 2.多条件——转化率(α)或者百分含量等在不同温度或压强下随时间变化的图像 A(g)＋B(g)xC(g) 图像中有三个量时“定一议二”，利用控制变量法、结合“先拐先平数值大”原则分析化学平衡图像： T相同时比较p：p2 >p1，x＝1 p相同时比较T：T2 >T1，正反应吸热 三、温度(压强)的相关图像 1．恒温(恒压)图像 在恒温(恒压)图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量。确定横坐标所表示的量，讨论纵坐标与曲线的关系，或者确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系，即“定一议二”。 (1)反应aA(g)＋bB(g)cC(g)在不同温度下(T1<T2)，混合气体中C的含量(C%)与压强(p)的关系图像如图所示： ①选一等温线(如T1)，随着压强的增大，C%减小，化学平衡逆向移动，a＋b<c； ②作一等压线(如p3)，温度升高，C%增大，化学平衡正向移动，正反应是吸热反应。 (2)反应aA(g)＋bB(g)cC(g)在不同压强下，混合气体中C的含量(C%)与温度(T)的关系图像如图所示： ①选一等压线，随着温度的升高，C%减小，化学平衡逆向移动，ΔH <0； ②作一等温线(如T1)，随着压强的增大，C%增大，化学平衡正向移动，a＋b>c。 2．速率—压强(或温度)图像 (1)可逆反应mA(g)nB(g)＋pC(s)　ΔH＝Q kJ·mol－1，温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合下图中的两个图像： ①根据正、逆反应速率与温度的变化曲线，可判断反应的ΔH，则：Q <0； ②根据正、逆反应速率与压强的变化曲线，可判断反应前后气体体积的变化，则：m >n。 特别注意　图中交点是平衡点，分析温度、压强对化学平衡影响时，一般选择交点之后的曲线的变化来判断。 (2)某可逆反应中，温度的变化对正、逆反应速率的影响如图所示： 根据正、逆反应速率与温度的变化曲线，可判断该可逆反应的正反应为吸热反应。 四、几种特殊图像 1．平衡曲线 序号 图像示例 方法指导 (1) 对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点(如图)。 平衡曲线上的任意一点均为该条件下达到平衡的点，线外点均未达到平衡。若未达到平衡的点在该条件下达到平衡过程如图所示： 则：L线的左上方(E点)，A%大于此压强时平衡体系的A%，E点v正>v逆； L线的右下方(F点)，F点v正<v逆 (2) 如图所示曲线是其他条件不变时，某反应物的平衡转化率与温度的关系曲线如图所示： 若未达到平衡的点在该条件下达到平衡过程如图所示： 图中标出的1、2、3、4四个点，表示v正＞v逆的是点3，表示v正＜v逆的是点1，而点2、4表示v正＝v逆 2.拋物线型 (1)对于反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)　ΔH＜0。 ①M点前，表示化学反应从反应开始到建立平衡的过程，则v正＞v逆，M点为平衡点，M点后为平衡受温度或压强的影响情况。 ②方法技巧 拋物线型图像顶(最低)点前未达到平衡，从顶(最低)点向后分析平衡移动情况。 【特别提醒】曲线上的每个点是否都达到平衡，往往需要通过曲线的升降或斜率变化来判断，如果未到达平衡则不能使用平衡移动原理，考虑速率变化对纵坐标量的影响，到达平衡以后的点使用平衡移动原理分析。 (2)投料平衡曲线 ①反应物不止一种的可逆反应，如N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，改变反应物的投料比，当反应物按照n(N2)∶n(H2)＝1∶3投料时，NH3百分含量最大。 ②方法指导 a．投料平衡曲线上的点均为平衡点。 b．投料比等于化学计量数之比时，生成物的含量最大。 【特别提醒】横坐标也可能是一种反应物的起始物质的量。 五、实际生产中的陌生图像 1．催化效率(产物生成速率)—温度图像 不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低于或高于这个温度都会下降。 如以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率关系如图所示。则根据两条曲线可以判断涉及影响反应速率的两个因素：催化剂和温度。250～300 ℃时，温度升高而乙酸的生成速率减小的原因是温度超过250 ℃时，催化剂的催化效率降低。 2．投料比图像 可以根据定一议二的方法，根据相同投料比时温度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强下改变投料比时平衡移动的方向进行判断，确定反应的吸、放热或气体物质化学计量数和的相对大小。 如将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)。已知在压强为a MPa下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如图： 当投料比一定时，温度越高，CO2的转化率越低，所以升温，平衡左移，正反应为放热反应。若温度不变，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，则提高了二氧化碳的转化率。 3．多重平衡的复杂图像 同一体系中存在两个或多个竞争反应时的图像，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(一种反应物同时发生多个反应产生多种产物时，其中一种产物的量所占总产物的量的比例)。对于这类图像，除了分离成为单个图进行分析之外，还需要根据不同反应的特征(ΔH等)判断可能存在的副反应。 如下图所示是某密闭容器中同一体系中存在两个反应时的平衡转化率、产物选择性与温度的关系。 ①CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1<0；②CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g)　ΔH2>0 (1)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的平衡逆向移动，反应②的平衡正向移动，故CH3OH的平衡选择性降低。 (2)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的平衡逆向移动，反应②的平衡正向移动，说明升高温度时反应②对CO2平衡转化率的影响更大。 题型01 速率—时间图像 【典例1】工业制硫酸的重要步骤：2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)为放热反应。在固定容积的密闭容器中加入一定量的SO2和O2，在不增减物料的前提下，反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是() A．O～t1时间段，容器内的气体密度先减小后保持不变 B．t1时刻改变条件后，Q<K(Q为浓度商) C．t2时刻，改变的条件是增大压强 D.t2～t3的任意时刻，单位时间内消耗1 mol SO2，同时消耗1 mol SO3 【方法技巧】分清正反应速率、逆反应速率及二者的相对大小，分清“突变”和“渐变”；正确判断化学平衡的移动方向；熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律。 【对练1】在某一恒温容积可变的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g)⥫⥬2C(g)。反应速率随时间的变化如图所示。下列说法错误的是() A．t1～t2时，v正＝v逆 B．t2时刻改变的条件是向密闭容器中加入C C.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，A的体积分数：Ⅰ＝Ⅱ D.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数：KⅠ<KⅡ 【对练2】可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在一定条件下达到平衡状态。在t1时刻改变某一条件，化学反应速率与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A.维持温度、反应体系容积不变，t1时充入SO3(g) B.维持温度、压强不变，t1时充入SO3(g) C.维持反应体系容积不变，t1时升高反应体系温度 D.维持温度、反应体系容积不变，t1时充入一定量Ar 题型02 特殊图像 【典例2】在容积一定的密闭容器中，置入一定量的NO(g)和足量C(s)，发生反应：C(s)＋2NO(g)⥫⥬CO2(g)＋N2(g)，平衡状态时NO(g)的物质的量浓度与温度T的关系如图所示。则下列说法正确的是() A．该反应的ΔH>0 B．若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1<K2 C．在T2时，若反应体系处于状态D，则此时一定有v（正）<v（逆） D．在T3时，若混合气体的密度不再变化，则可以判断反应达到平衡状态 【对练1】如图所示曲线表示其他条件一定时，反应2NO(g)＋O2(g)⥫⥬2NO2(g)　ΔH<0中，NO的转化率与温度的关系曲线，图中标有a、b、c、d四点，其中表示未达到平衡状态，且v正>v逆的点是() A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 【对练2】在容积一定的密闭容器中，置入一定量的NO(g)和足量C(s)，发生反应C(s)+2NO(g)CO2(g)+ N2(g)，平衡状态时NO(g)的物质的量浓度与温度T的关系如图所示。则下列说法正确的是(　　) A.该反应的ΔH>0 B.若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1<K2 C.在T2时，若反应体系处于状态D，则此时一定有v(正)<v(逆) D.在T3时，若混合气体的密度不再变化，则可以判断反应达到平衡状态 题型03 转化率—时间—温度图像 【典例3】已知可逆反应：4NH3(g)＋5O2(g)⥫⥬4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 025 kJ·mol-1。若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是() 　　 　　 【方法技巧】解答“转化率—时间—温度(压强)”类图像的原则和方法 以mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)＋qD(g)为例 “先拐先平，数值大”原则 分析反应由开始(起始物质相同时)至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，反应达到平衡所需时间短。如图甲500 ℃时先达平衡。 ②若为压强变化引起，压强较大时，反应达到平衡所需时间短。如图乙、丙、丁1.01×107 Pa时先达到平衡 掌握图像中反应规律的判断方法 ①图甲中，升高温度，A的转化率降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应。 ②图乙中，增大压强，A的转化率升高，平衡正向移动，则正反应为气体体积减小的反应。 ③若纵坐标表示A的百分含量，则图甲中正反应为吸热反应，图乙中正反应为气体体积增大的反应 【对练1】已知某可逆反应mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)在密闭容器中进行，如图表示在不同反应时间(t)时，温度(T)和压强(p)与反应物B在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是() A．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放热反应 B．T1＞T2，p 1＜p2，m＋n＞p，吸热反应 C．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放热反应 D．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸热反应 【对练2】（25-26高二上·湖北黄冈·期末）利用催化技术处理汽车尾气的反应为2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)。在2L恒容密闭容器中充入2molCO和2molNO，测得NO的转化率与温度、时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是（ ） A．该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能 B．T2温度下，0-10min内用CO表示的平均反应速率v(CO)为0.08mol·L-1·min-1 C．T1温度下，反应的平衡常数K=1 D．T1温度下，向平衡后的容器内再加入2mol N2和2mol NO，此时v正>v逆 题型04 转化率—压强—温度图像 【典例4】在一恒容的密闭容器中充入0.1 mol·L-1 CO2、0.1 mol·L-1CH4，在一定条件下发生反应：CH4(g)＋CO2(g)⥫⥬2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4平衡转化率与温度、压强关系如图，下列有关说法不正确的是() A．上述反应的ΔH＜0 B．压强：p4＞p3＞p2＞p1 C．1 100 ℃时该反应的平衡常数约为1.64 D．压强为p4时，在y点：v正＞v逆 【方法技巧】解答“转化率—压强—温度”类图的原则——“定一议二” 以mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)＋qD(g)为例 通过分析相同温度下不同压强时 用反应物A的转化率大小来判断平衡移动的方向，从而确定化学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。如图甲中任取一条温度曲线研究，压强增大，A的转化率增大，平衡正向移动，正反应为气体体积减小的反应，图丙中任取横坐标一点作横坐标轴的垂直线，也能得出相同结论 通过分析相同压强下不同温度时 用反应物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。如图丙中任取一条压强曲线研究，温度升高，A的转化率减小，平衡逆向移动，正反应为放热反应，图乙中任取横坐标一点作横坐标轴的垂直线，也能得出相同结论 【对练1】已知制备光气COCl2的反应为CO(g)＋Cl2(g)⥫⥬COCl2(g)　ΔH<0，将等物质的量的CO(g)和Cl2(g)充入密闭容器中，平衡体系中，平衡混合物的平均摩尔质量M在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是() A．温度：T1<T2 B．平衡常数：Ka＝Kb<Kc C．Cl2的平衡转化率：c>b>a D．b点时，若M＝66 g·mol-1，则CO的平衡转化率为50% 【对练2】已知反应A(g)+2B(g)C(g)　ΔH<0。在体积可变的密闭容器中，按n(A)∶n(B)=1∶1充入反应物进行反应，A的平衡转化率与温度、压强关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A.温度:T1>T2>T3 B.平均摩尔质量:M(a)<M(c)，M(b)>M(d) C.a点的分压平衡常数Kp= kPa-2 D.d点:v正(A)=2v逆(B) 题型05 实际生产中的陌生图像 【典例5】一定条件下合成乙烯：6H2(g)＋2CO2(g)CH2===CH2(g)＋4H2O(g)。已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图。下列说法正确的是() A．Q点：v逆<v正 B．生成乙烯的速率：v(N)>v(M) C．X→Y，因平衡逆向移动，从而使催化剂的催化效率降低 D．若起始投料比n(H2)∶n(CO2)为5∶2时，M点乙烯的体积分数约为9.1% 【方法技巧】 (1)在多重平衡体系中，某物质的平衡浓度，是所有有关反应的平衡浓度，对各相关反应的平衡常数都满足。 (2)在计算某反应的平衡常数时，要善于选特殊点计算。只要温度不变，这个平衡常数值可以运用于平衡曲线上的任何一点，选取多曲线的交点，往往能简化计算。 【对练1】一定条件下，反应：6H2(g)＋2CO2(g)⥫⥬C2H5OH(g)＋3H2O(g)的数据如图所示。 下列说法正确的是() A．该反应的ΔH＞0 B．达平衡时，v正(H2)＝v逆(CO2) C．b点对应的平衡常数K值大于c点 D．a点对应的H2的平衡转化率为90% 【对练2】压强一定的条件下，将1 mol (COOCH3)2和4 mol H2按一定流速通过装有催化剂的反应管，利用(COOCH3)2催化加氢制乙二醇。主要发生如下反应： ⅰ.(COOCH3)2(g)＋2H2(g)⥫⥬CH3OOCCH2OH(g)＋CH3OH(g)　ΔH1>0 ⅱ.(COOCH3)2(g)＋4H2(g)⥫⥬HOCH2CH2OH(g)＋2CH3OH(g)　ΔH2>0 测得(COOCH3)2的转化率及 CH3OOCCH2OH、HOCH2CH2OH的选择性与温度的关系如图所示。已知：选择性定义为×100%。下列说法正确的是() A．曲线M表示(COOCH3)2的转化率随温度变化曲线 B．192～198 ℃范围内，CH3OOCCH2OH的选择性随温度升高而增大 C．保持其他条件不变，加快气体的流速可以提高(COOCH3)2的转化率 D.195 ℃时，生成CH3OH的物质的量为1.455 mol 1.（25-26高二上·河北沧州·期末）用氢气合成甲醇的反应为  ，在恒压条件下测得的平衡转化率与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。下列说法中错误的是 A．该反应在低温下可自发进行 B． C．A、B、C三点平衡常数大小关系： D．温度为压强为时，D点反应速率： 2.（25-26高一下·山东青岛·期末）一种合成乙烯的反应为，向恒容密闭容器中充入2 mol CO2和6 mol H2发生该反应，CO2的平衡转化率［］随温度的变化如图。下列说法正确的是 A．该反应为吸热反应 B．250℃，平衡时 C．250℃，容器内压强比 D．Y点的逆反应速率小于X点的正反应速率 3.（25-26高二上·福建泉州·期末）工业上用催化氧化法处理HCl废气：  ，将等物质的量的HCl和的混合气体分别以不同起始流速通入反应器中。在不同温度下(、)反应，测得HCl转化率曲线如图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。 已知：是用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数。下列说法错误的是 A．流速较大时，HCl未与催化剂充分接触导致转化率较低 B．平衡常数： C．a为平衡点，温度下该反应的平衡常数 D．增大，可提高HCl的转化率 4.（25-26高一下·四川内江·期中）一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列描述正确的是 A．反应的化学方程式为X(g)+Y(g)=2 Z(g) B．反应开始到10 s时停止 C．反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L-1·s-1 D．反应开始到10 s时，Y的转化率为79.0% 5.（25-26高二下·四川南充·期中）某温度下，在容积为2 L的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：，12 s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．前12 s内，A的平均反应速率为 B．12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率 C．化学计量数之比 D．平衡时容器内的压强为起始压强的 6.（25-26高二下·辽宁朝阳·期中）如图，恒温容器中，发生工业合成氨正向或逆向反应，(单侧投料)，有关说法正确的是 A．体系起始与平衡压强比为 B．时， C．时，正反应速率大于逆反应速率 D．曲线表示的物质的量随时间的变化曲线 7.（25-26高二下·江苏泰州·期中）Ti与反应制过程中的主要反应（忽略其他副反应）为： 反应Ⅰ       反应Ⅱ       反应Ⅲ       反应Ⅳ       向恒容密闭容器中投入与10.0 mol Ti，平衡时反应体系中各组分的物质的量随温度的变化如图所示。 下列说法正确的是 A． B．曲线Ⅰ对应的物质为 C．时，的平衡转化率为 D．升高温度、延长反应时间均有利于提高的平衡产率 8.（25-26高二下·吉林·期中）可作大型船舶的绿色燃料。工业上用制备的原理如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 分别在3、5下，将的混合气体置于密闭容器中，若仅考虑上述反应，不同温度下反应体系达到平衡时，转化率（）、产物选择性（S）的变化如图所示。 已知：S（或） 下列说法不正确的是 A．反应 B．350℃后，不同压强下接近相等的原因是制备过程以反应Ⅱ为主 C．250℃时，反应Ⅱ的平衡常数 D．250℃、5下，的混合气体在催化下反应一段时间达到P点的值，延长反应时间可能达到20% 9.（25-26高二下·河南许昌·期中）将1 mol 、2 mol 充入2 L恒容密闭容器中，在恒温或绝热条件下发生反应：   。测得的转化率随时间的变化如图所示。已知：，，其中、为正、逆反应速率常数(其大小只与温度和催化剂有关)。下列说法错误的是 A．曲线乙表示绝热条件下的转化率随时间的变化 B．   C．不能根据以上信息确定的值 D．曲线乙中，0～5 min内平均反应速率 10.（2026·重庆·二模）在两个体积分别为、的恒容密闭容器中均充入和，在不同温度下发生反应：，测得的平衡转化率随温度变化如图所示。下列说法正确的是 A．两容器体积关系为： B．与的总能量低于的能量 C．F点的体积分数大于 D．F点反应速率大于E点，原因是活化分子百分数更大 11.（25-26高二上·江苏南京·期末）和能发生如下反应： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   其他条件相同，投料比为时，或的平衡转化率与温度变化关系如图所示，下列说法正确的是 A．一定条件下，使用高效催化剂可以提高的平衡转化率 B．其他条件不变，550～600 ℃，升高温度更有利于反应Ⅰ正向进行 C．其他条件不变，增大压强，反应Ⅰ、Ⅱ平衡不移动，反应Ⅰ、Ⅱ的不变 D．其他条件不变，投料比为，高于1.0 12.（25-26高二下·四川成都·阶段检测）将HCl(g)和(g)按不同投料比或1，以不同流速通入反应器中，分别在360℃、400℃下发生反应：  。t min时，HCl流速与HCl转化率关系如图所示。较低流速下转化率可近似为平衡转化率；曲线a、b所示反应中投料比相同、温度不同，曲线a、c温度相同，投料比不同。下列说法正确的是 A．曲线c投料比 B．平衡常数：K(M)>K(N) C．使用高效催化剂一定可提高Q点HCl的转化率 D．HCl转化率P点大于N点，原因为P点温度高，反应速率快 13.（25-26高二下·江苏扬州·期中）向体积为2 L的恒容密闭容器中充入1.5 mol 、3 mol ，一定条件下仅发生反应：。反应体系中的平衡转化率与温度的关系如下图所示。下列说法正确的是 A．该反应的 B．500 K时，该反应的化学平衡常数为50 C．700 K时，其他条件不变，若使用高效催化剂，的平衡转化率可能会达到40% D．500 K时，若向容器中充入1 mol 、2 mol ，则达到平衡时，的转化率小于60% 14.（2026·湖南长沙·模拟预测）在恒容密闭容器中发生反应 。某压强下起始时按照不同氢碳比投料，测得的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A． B．a点起始充入，5min后达到平衡状态，则0~5min内， C．氢碳比：①＜②＜③ D．一定温度下，容器中的分压不再改变时，该反应已达到化学平衡状态 15.（2026·江苏·一模）DMF是良好的有机溶剂。二氧化碳加氢耦合DMA制DMF的主要反应(忽略其他副反应)为： 反应Ⅰ     反应Ⅱ     3MPa下，将(DMA)的混合气匀速通过装有催化剂的反应管，DMA的转化率、DMF或的选择性随温度变化如图所示。 DMF的选择性。 下列说法不正确的是 A．DMF的平衡选择性随温度升高而增大 B．300℃时，的转化率为3% C．其他条件不变，在240∼350℃范围，出口处DMF的量随温度升高而不断减小 D．高效合成DMF，需研发低温下DMA转化率高和DMF选择性高的催化剂 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题04 化学反应速率与平衡图像分析 重难目标 1.从变化的角度认识与时间相关的各类图像，分析时间变化时，各物理量变化的原因。 2.通过对常见图像的分析，构建分析时间图像的思维模型。 3.从变化的角度认识温度、压强、起始投料等相关的图像，分析曲线与平衡移动的关系。 4.通过对图像的分析，构建分析图像的思维模型。 考情分析 化学反应速率与平衡图像分析是高考必考题型，具有以下命题特点： 情境创新化： 以新型催化反应、可逆储能反应、环境治理反应等真实科研情境为载体，图像形式灵活多变，常出现双重坐标或三维变量隐含表达。 设问多维化： 选择题侧重单一图像快速判读与结论正误辨析；非选择题常设置系列图像组合，要求综合分析条件选择、平衡移动与速率调控之间的关系。 陷阱精细化： “先拐先平”判据误用，平衡点与拐点的混淆，以及催化剂对速率的影响误认为能使平衡移动等问题常导致失分。多变量图像中变量的主次关系判断亦为易错点。 一、单因素时间图像 1．坐标型图像分析思路 (1)找“重点”——起点、拐点、终点、交点、突变点等 借助“重点”中的有效信息，能够快速找到图像解题思路，突破图像分析难点。 (2)看变化——线的走向与斜率大小 ①线的走向：随着横坐标自变量的增大，纵坐标因变量是变大、变小或不变。例如，当纵坐标表示的物理量是速率、物质的量浓度、物质的量、转化率、体积分数时，图像中出现一条水平直线，则该反应达到化学平衡状态。 ②斜率大小：斜率是化学平衡图像曲线中一个重要的参数。图像中通常对比两条不同曲线的斜率，或者比较同一条曲线不同时刻的斜率变化来判断反应改变的外界条件。 (3)想规律——化学反应规律和化学平衡 结合影响化学反应速率的因素及勒夏特列原理，控制变量分析图像。 2．常见单因素时间图像分析 (1)反应过程中物质的量或浓度—时间图像 图像示例 方法指导 在2 L密闭容器中，某一反应有关物质A(g)、B(g)、C(g)的物质的量变化如图所示。 看坐标，定意义； 零起点，定投料； 线变化，定方向； 量变化，定计量。 注：n、c、v等变化量之比等于化学计量数之比 ①横坐标表示反应过程中时间的变化，纵坐标表示反应过程中物质的物质的量的变化； ②该反应的化学方程式是3A(g)＋B(g)2C(g)； ③在反应到达2 min时，正反应速率与逆反应速率之间的关系：相等； ④若用A物质的量浓度的变化表示反应达到平衡(2 min)时的正反应速率是0.15 mol·L－1·min－1 (2)条件改变时速率—时间图像 图像示例 方法指导 对于反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH<0，填写改变的条件及平衡移动的方向 看坐标，定意义； 零起点，定投料； 线变化，定条件； v高低，定移动。 注：改变浓度条件，图像一点保持连续；改变温度或压强，两点突变 ①t1时，增大反应物的浓度，平衡正向移动； ②t2时，降低温度，平衡正向移动； ③t3时，增大压强，平衡正向移动； ④t4时，使用催化剂，平衡不移动 (3)条件改变时物质的量或浓度—时间图像 条件改变 图像示例 方法指导 减压(容器体积扩大到原来的2倍) N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) 当容器体积扩大到原来的n倍，反应体系中气态各物质的浓度均变为原来浓度的倍，所有线都出现“断点” 升高温度 2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＝－56.9 kJ·mol－1 当反应体系中温度发生改变时，v－t中速率曲线出现“断点”，而恒容条件下c－t中所有线全部是连续的 降低温度 2NO2(g)N2O4(g)　ΔH＝－56.9 kJ·mol－1 二、多因素时间图像 1．单一条件——转化率(α)或者百分含量等在不同温度或压强下随时间变化的图像 图像示例 方法指导 根据图像回答下列问题： 看拐点： 先拐→先平衡、速率快、条件高，即“先拐先平数值大”。 想原理： 温度高低→ΔH； 压强大小→气体化学计量数 (1)图Ⅰ表示T2>T1，正反应是放热反应，温度升高，平衡逆向移动； (2)图Ⅱ表示p2>p1，压强增大，A的转化率减小，平衡逆向移动，说明正反应是气体总体积增大的反应； (3)图Ⅲ中生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a>b，故a可能使用了催化剂；也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a增大了压强(压缩体积) 2.多条件——转化率(α)或者百分含量等在不同温度或压强下随时间变化的图像 A(g)＋B(g)xC(g) 图像中有三个量时“定一议二”，利用控制变量法、结合“先拐先平数值大”原则分析化学平衡图像： T相同时比较p：p2 >p1，x＝1 p相同时比较T：T2 >T1，正反应吸热 三、温度(压强)的相关图像 1．恒温(恒压)图像 在恒温(恒压)图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量。确定横坐标所表示的量，讨论纵坐标与曲线的关系，或者确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系，即“定一议二”。 (1)反应aA(g)＋bB(g)cC(g)在不同温度下(T1<T2)，混合气体中C的含量(C%)与压强(p)的关系图像如图所示： ①选一等温线(如T1)，随着压强的增大，C%减小，化学平衡逆向移动，a＋b<c； ②作一等压线(如p3)，温度升高，C%增大，化学平衡正向移动，正反应是吸热反应。 (2)反应aA(g)＋bB(g)cC(g)在不同压强下，混合气体中C的含量(C%)与温度(T)的关系图像如图所示： ①选一等压线，随着温度的升高，C%减小，化学平衡逆向移动，ΔH <0； ②作一等温线(如T1)，随着压强的增大，C%增大，化学平衡正向移动，a＋b>c。 2．速率—压强(或温度)图像 (1)可逆反应mA(g)nB(g)＋pC(s)　ΔH＝Q kJ·mol－1，温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合下图中的两个图像： ①根据正、逆反应速率与温度的变化曲线，可判断反应的ΔH，则：Q <0； ②根据正、逆反应速率与压强的变化曲线，可判断反应前后气体体积的变化，则：m >n。 特别注意　图中交点是平衡点，分析温度、压强对化学平衡影响时，一般选择交点之后的曲线的变化来判断。 (2)某可逆反应中，温度的变化对正、逆反应速率的影响如图所示： 根据正、逆反应速率与温度的变化曲线，可判断该可逆反应的正反应为吸热反应。 四、几种特殊图像 1．平衡曲线 序号 图像示例 方法指导 (1) 对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点(如图)。 平衡曲线上的任意一点均为该条件下达到平衡的点，线外点均未达到平衡。若未达到平衡的点在该条件下达到平衡过程如图所示： 则：L线的左上方(E点)，A%大于此压强时平衡体系的A%，E点v正>v逆； L线的右下方(F点)，F点v正<v逆 (2) 如图所示曲线是其他条件不变时，某反应物的平衡转化率与温度的关系曲线如图所示： 若未达到平衡的点在该条件下达到平衡过程如图所示： 图中标出的1、2、3、4四个点，表示v正＞v逆的是点3，表示v正＜v逆的是点1，而点2、4表示v正＝v逆 2.拋物线型 (1)对于反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)　ΔH＜0。 ①M点前，表示化学反应从反应开始到建立平衡的过程，则v正＞v逆，M点为平衡点，M点后为平衡受温度或压强的影响情况。 ②方法技巧 拋物线型图像顶(最低)点前未达到平衡，从顶(最低)点向后分析平衡移动情况。 【特别提醒】曲线上的每个点是否都达到平衡，往往需要通过曲线的升降或斜率变化来判断，如果未到达平衡则不能使用平衡移动原理，考虑速率变化对纵坐标量的影响，到达平衡以后的点使用平衡移动原理分析。 (2)投料平衡曲线 ①反应物不止一种的可逆反应，如N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH<0，改变反应物的投料比，当反应物按照n(N2)∶n(H2)＝1∶3投料时，NH3百分含量最大。 ②方法指导 a．投料平衡曲线上的点均为平衡点。 b．投料比等于化学计量数之比时，生成物的含量最大。 【特别提醒】横坐标也可能是一种反应物的起始物质的量。 五、实际生产中的陌生图像 1．催化效率(产物生成速率)—温度图像 不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低于或高于这个温度都会下降。 如以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率关系如图所示。则根据两条曲线可以判断涉及影响反应速率的两个因素：催化剂和温度。250～300 ℃时，温度升高而乙酸的生成速率减小的原因是温度超过250 ℃时，催化剂的催化效率降低。 2．投料比图像 可以根据定一议二的方法，根据相同投料比时温度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强下改变投料比时平衡移动的方向进行判断，确定反应的吸、放热或气体物质化学计量数和的相对大小。 如将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)。已知在压强为a MPa下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如图： 当投料比一定时，温度越高，CO2的转化率越低，所以升温，平衡左移，正反应为放热反应。若温度不变，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，则提高了二氧化碳的转化率。 3．多重平衡的复杂图像 同一体系中存在两个或多个竞争反应时的图像，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(一种反应物同时发生多个反应产生多种产物时，其中一种产物的量所占总产物的量的比例)。对于这类图像，除了分离成为单个图进行分析之外，还需要根据不同反应的特征(ΔH等)判断可能存在的副反应。 如下图所示是某密闭容器中同一体系中存在两个反应时的平衡转化率、产物选择性与温度的关系。 ①CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1<0；②CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g)　ΔH2>0 (1)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的平衡逆向移动，反应②的平衡正向移动，故CH3OH的平衡选择性降低。 (2)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的平衡逆向移动，反应②的平衡正向移动，说明升高温度时反应②对CO2平衡转化率的影响更大。 题型01 速率—时间图像 【典例1】工业制硫酸的重要步骤：2SO2(g)＋O2(g)⥫⥬2SO3(g)为放热反应。在固定容积的密闭容器中加入一定量的SO2和O2，在不增减物料的前提下，反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．O～t1时间段，容器内的气体密度先减小后保持不变 B．t1时刻改变条件后，Q<K(Q为浓度商) C．t2时刻，改变的条件是增大压强 D.t2～t3的任意时刻，单位时间内消耗1 mol SO2，同时消耗1 mol SO3 【答案】D 【解析】ρ＝，根据质量守恒定律，容器内气体质量恒定，容器容积固定，即密度为定值，不随反应的进行发生变化，故A错误；t1时刻改变条件后，v逆＞v正，即平衡逆向移动，Q＞K，故B错误；t2时刻，正逆反应速率增大相同的量，平衡不发生移动，而反应为气体分子数减小的反应，增大压强平衡正向移动，不合题意，改变的条件应为加入催化剂(正催化剂)，故C错误；t2～t3正逆反应速率相同，已达到平衡状态，单位时间内消耗1 mol SO2，同时消耗1 mol SO3，证明其v正＝v逆，故D正确。 【方法技巧】分清正反应速率、逆反应速率及二者的相对大小，分清“突变”和“渐变”；正确判断化学平衡的移动方向；熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律。 【对练1】在某一恒温容积可变的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g)⥫⥬2C(g)。反应速率随时间的变化如图所示。下列说法错误的是(　　) A．t1～t2时，v正＝v逆 B．t2时刻改变的条件是向密闭容器中加入C C.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，A的体积分数：Ⅰ＝Ⅱ D.Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数：KⅠ<KⅡ 【答案】D 【解析】在t1～t2时间段内，v逆保持不变，说明达到平衡，v正＝v逆，A正确；t2时刻v逆突然增大，且达到平衡时v逆和t1～t2时间段内速率相等，由于是气体分子数不变的反应，说明改变的条件是向密闭容器中加入C，容器容积发生了变化，B正确；Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，由于反应前后气体分子数不变及平衡速率没有发生变化，说明A的体积分数：Ⅰ＝Ⅱ，C正确；平衡常数只与温度有关，根据题目中温度恒定，可知Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数：KⅠ＝KⅡ，D错误。 【对练2】可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)在一定条件下达到平衡状态。在t1时刻改变某一条件，化学反应速率与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A.维持温度、反应体系容积不变，t1时充入SO3(g) B.维持温度、压强不变，t1时充入SO3(g) C.维持反应体系容积不变，t1时升高反应体系温度 D.维持温度、反应体系容积不变，t1时充入一定量Ar 【答案】B 【解析】维持温度、反应体系容积不变，t1时充入SO3(g)，此时逆反应速率增大，正反应速率不变，故A错误；故选维持温度、压强不变，t1时充入SO3(g)，此时逆反应速率增大，而且反应体系容积增大导致正反应速率减小，故B正确；故选维持反应体系容积不变，t1时升高反应体系温度，正、逆反应速率都增大，故C错误；故选维持温度、反应体系容积不变，t1时充入一定量Ar，反应物和生成物浓度都不变，正、逆反应速率都不变，故D错误。 题型02 特殊图像 【典例2】在容积一定的密闭容器中，置入一定量的NO(g)和足量C(s)，发生反应：C(s)＋2NO(g)⥫⥬CO2(g)＋N2(g)，平衡状态时NO(g)的物质的量浓度与温度T的关系如图所示。则下列说法正确的是( ) A．该反应的ΔH>0 B．若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1<K2 C．在T2时，若反应体系处于状态D，则此时一定有v（正）<v（逆） D．在T3时，若混合气体的密度不再变化，则可以判断反应达到平衡状态 【答案】D 【解析】由图像可知，T1<T2，升高温度c平(NO)增大，平衡左移（吸热方向），所以ΔH<0，且K1>K2，A、B错误；T2时由D→B点需降低c平(NO)，即平衡向右移动，所以D点对应体系中，v（正）>v（逆），C错误；由于反应物C为固体，故容积不变时，反应后气体质量增大，混合气体的密度增大，当密度不再变化时，可以判断反应达到平衡状态，D正确。 【对练1】如图所示曲线表示其他条件一定时，反应2NO(g)＋O2(g)⥫⥬2NO2(g)　ΔH<0中，NO的转化率与温度的关系曲线，图中标有a、b、c、d四点，其中表示未达到平衡状态，且v正>v逆的点是( ) A．a点 B．b点 C．c点 D．d点 【答案】C 【解析】在图像中曲线上的任何一点都表示可逆反应处于平衡状态，在曲线上方的点，由于NO的转化率高于平衡时的转化率，因此逆反应速率大于正反应速率，反应逆向进行；在曲线下方的点，由于NO的转化率低于平衡时的转化率，因此逆反应速率小于正反应速率，反应正向进行。图中a、b、c、d四点中表示未达到平衡状态，且v正>v逆的点是c点。 【对练2】在容积一定的密闭容器中，置入一定量的NO(g)和足量C(s)，发生反应C(s)+2NO(g)CO2(g)+ N2(g)，平衡状态时NO(g)的物质的量浓度与温度T的关系如图所示。则下列说法正确的是(　　) A.该反应的ΔH>0 B.若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1<K2 C.在T2时，若反应体系处于状态D，则此时一定有v(正)<v(逆) D.在T3时，若混合气体的密度不再变化，则可以判断反应达到平衡状态 【答案】D 【解析】由图像可知，T1<T2，升高温度c平(NO)增大，平衡左移(吸热方向)，所以ΔH<0，且K1>K2，A、B错误；T2时由D→B点需降低c平(NO)，即平衡向右移动，所以D点对应体系中，v(正)>v(逆)，C错误；由于反应物C为固体，故容积不变时，反应后气体质量增大，混合气体的密度增大，当密度不再变化时，可以判断反应达到平衡状态，D正确。 题型03 转化率—时间—温度图像 【典例3】已知可逆反应：4NH3(g)＋5O2(g)⥫⥬4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH＝－1 025 kJ·mol-1。若反应物起始物质的量相同，下列关于该反应的示意图不正确的是(　　) 　　 　　 【答案】D 【解析】升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡时一氧化氮的含量小，且达到平衡时需要的时间短，故A正确，D错误；增大压强，平衡向逆反应方向移动，平衡时一氧化氮的含量小，且达到平衡时需要的时间短，故B正确；有无催化剂只影响到达平衡状态的时间，不影响平衡移动，故C正确。 【方法技巧】解答“转化率—时间—温度(压强)”类图像的原则和方法 以mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)＋qD(g)为例 “先拐先平，数值大”原则 分析反应由开始(起始物质相同时)至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，反应达到平衡所需时间短。如图甲500 ℃时先达平衡。 ②若为压强变化引起，压强较大时，反应达到平衡所需时间短。如图乙、丙、丁1.01×107 Pa时先达到平衡 掌握图像中反应规律的判断方法 ①图甲中，升高温度，A的转化率降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应。 ②图乙中，增大压强，A的转化率升高，平衡正向移动，则正反应为气体体积减小的反应。 ③若纵坐标表示A的百分含量，则图甲中正反应为吸热反应，图乙中正反应为气体体积增大的反应 【对练1】已知某可逆反应mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)在密闭容器中进行，如图表示在不同反应时间(t)时，温度(T)和压强(p)与反应物B在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是(　 　) A．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放热反应 B．T1＞T2，p 1＜p2，m＋n＞p，吸热反应 C．T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放热反应 D．T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸热反应 【答案】D 【解析】由题图可知，压强一定时，温度T1先达到平衡，故温度：T1＞T2，升高温度，B在混合气体中的体积分数减小，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应；温度一定时，压强p2先达到平衡，故压强：p1＜p2，增大压强，B在混合气体中的体积分数增大，说明平衡逆向移动，正反应为气体体积增大的反应，则m＋n＜p。 【对练2】（25-26高二上·湖北黄冈·期末）利用催化技术处理汽车尾气的反应为2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)。在2L恒容密闭容器中充入2molCO和2molNO，测得NO的转化率与温度、时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是（ ） A．该反应正反应的活化能大于逆反应的活化能 B．T2温度下，0-10min内用CO表示的平均反应速率v(CO)为0.08mol·L-1·min-1 C．T1温度下，反应的平衡常数K=1 D．T1温度下，向平衡后的容器内再加入2mol N2和2mol NO，此时v正>v逆 【答案】A 【分析】首先分析反应与图像信息，温度越高反应速率越快，越先达到平衡，因此，温度升高后，平衡转化率降低，说明升温平衡逆向移动，正反应为放热反应，初始时容器体积，充入和，初始浓度，据此分析： 【解析】，该反应，因此，即正反应活化能小于逆反应活化能，A错误；下，10min达到平衡时转化率为，，反应中，则，B正确；下转化率为，列三段式，平衡常数，C正确；加入和后，新浓度，，，，浓度商，反应正向进行，因此，D正确；答案选A。 题型04 转化率—压强—温度图像 【典例4】在一恒容的密闭容器中充入0.1 mol·L-1 CO2、0.1 mol·L-1CH4，在一定条件下发生反应：CH4(g)＋CO2(g)⥫⥬2CO(g)＋2H2(g)，测得CH4平衡转化率与温度、压强关系如图，下列有关说法不正确的是(　　) A．上述反应的ΔH＜0 B．压强：p4＞p3＞p2＞p1 C．1 100 ℃时该反应的平衡常数约为1.64 D．压强为p4时，在y点：v正＞v逆 【答案】A 【解析】p1、p2、p3、p4是四条等压线，由图像可知，压强一定时，温度越高，甲烷的平衡转化率越高，故正反应为吸热反应，ΔH＞0，A项错误；该反应为气体分子数增加的反应，压强越大，甲烷的平衡转化率越小，故压强：p4＞p3＞p2＞p1，B项正确；压强为p4、温度为1 100 ℃时，甲烷的平衡转化率为80.00%，故平衡时各物质的浓度分别为c(CH4)＝0.02 mol·L-1，c(CO2)＝0.02 mol·L-1，c(CO)＝0.16 mol·L-1，c(H2)＝0.16 mol·L-1，即平衡常数K＝≈1.64，C项正确；压强为p4时，y点未达到平衡，此时v正＞v逆，D项正确。 【方法技巧】解答“转化率—压强—温度”类图的原则——“定一议二” 以mA(g)＋nB(g)⥫⥬pC(g)＋qD(g)为例 通过分析相同温度下不同压强时 用反应物A的转化率大小来判断平衡移动的方向，从而确定化学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。如图甲中任取一条温度曲线研究，压强增大，A的转化率增大，平衡正向移动，正反应为气体体积减小的反应，图丙中任取横坐标一点作横坐标轴的垂直线，也能得出相同结论 通过分析相同压强下不同温度时 用反应物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。如图丙中任取一条压强曲线研究，温度升高，A的转化率减小，平衡逆向移动，正反应为放热反应，图乙中任取横坐标一点作横坐标轴的垂直线，也能得出相同结论 【对练1】已知制备光气COCl2的反应为CO(g)＋Cl2(g)⥫⥬COCl2(g)　ΔH<0，将等物质的量的CO(g)和Cl2(g)充入密闭容器中，平衡体系中，平衡混合物的平均摩尔质量M在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　) A．温度：T1<T2 B．平衡常数：Ka＝Kb<Kc C．Cl2的平衡转化率：c>b>a D．b点时，若M＝66 g·mol-1，则CO的平衡转化率为50% 【答案】D 【解析】CO(g)＋Cl2(g)⥫⥬COCl2(g)　ΔH<0，升高温度，平衡左移，n增大，M减小，T1>T2，A错误；a、c两点温度相同，平衡常数相同，Ka＝Kc，B错误；M越大，转化率越大，Cl2的平衡转化率：c>b＝a，C错误；CO与Cl2等物质的量混合，设起始时n(CO)＝n(Cl2)＝1 mol，设CO转化了x mol，则66＝，解得x＝0.5，D正确。 【对练2】已知反应A(g)+2B(g)C(g)　ΔH<0。在体积可变的密闭容器中，按n(A)∶n(B)=1∶1充入反应物进行反应，A的平衡转化率与温度、压强关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A.温度:T1>T2>T3 B.平均摩尔质量:M(a)<M(c)，M(b)>M(d) C.a点的分压平衡常数Kp= kPa-2 D.d点:v正(A)=2v逆(B) 【答案】C 【解析】该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，A的转化率降低，所以T1<T2<T3，A项错误；从图看a、b、c三点A的转化率越低，即正向程度减小，平均摩尔质量=，正向为n气总减小的反应，则越正向移动平均摩尔质量越大，即M(a)>M(c)。同一温度下，增大压强平衡正向移动，即压强越大平均摩尔质量越大，即M(b)>M(d)，B项错误；建立三段式 计算x(A)=、x(B)=、x(C)=，C项正确；d点平衡点2v正(A)=2v逆(A)=v逆(B)，D项错误。 题型05 实际生产中的陌生图像 【典例5】一定条件下合成乙烯：6H2(g)＋2CO2(g)CH2===CH2(g)＋4H2O(g)。已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图。下列说法正确的是(　　) A．Q点：v逆<v正 B．生成乙烯的速率：v(N)>v(M) C．X→Y，因平衡逆向移动，从而使催化剂的催化效率降低 D．若起始投料比n(H2)∶n(CO2)为5∶2时，M点乙烯的体积分数约为9.1% 【答案】D 【解析】根据图像可知，Q点二氧化碳的转化率高于平衡转化率，则反应向逆反应方向进行，所以v逆＞v正，A错误；化学反应速率随温度的升高而加快，但催化剂的催化效率降低，所以v(M)不一定小于v(N)，B错误；根据图像可知，催化剂的催化效率降低是温度升高引起的，C错误；已知起始投料比n(H2)∶n(CO2)为5∶2，设开始投料n(H2)为5 mol，则n(CO2)为2 mol，在M点平衡时二氧化碳的转化率为50%，则根据三段式可知 　　　6H2(g)＋2CO2(g)C2H4(g)＋4H2O(g) 始/mol 5 2 0 0 变/mol 3 1 0.5 2 平/mol 2 1 0.5 2 同温同压下体积分数等于物质的量分数，所以乙烯的体积分数等于×100%≈9.1%，D正确。 【方法技巧】 (1)在多重平衡体系中，某物质的平衡浓度，是所有有关反应的平衡浓度，对各相关反应的平衡常数都满足。 (2)在计算某反应的平衡常数时，要善于选特殊点计算。只要温度不变，这个平衡常数值可以运用于平衡曲线上的任何一点，选取多曲线的交点，往往能简化计算。 【对练1】一定条件下，反应：6H2(g)＋2CO2(g)⥫⥬C2H5OH(g)＋3H2O(g)的数据如图所示。 下列说法正确的是(　　) A．该反应的ΔH＞0 B．达平衡时，v正(H2)＝v逆(CO2) C．b点对应的平衡常数K值大于c点 D．a点对应的H2的平衡转化率为90% 【答案】D 【解析】升高温度，CO2的平衡转化率减小，平衡向左移动，正反应为放热反应，ΔH＜0，A错误；达平衡时，v正(H2)＝3v逆(CO2)，B错误；升温，平衡左移，b点温度高，其平衡常数小，C错误。 【对练2】压强一定的条件下，将1 mol (COOCH3)2和4 mol H2按一定流速通过装有催化剂的反应管，利用(COOCH3)2催化加氢制乙二醇。主要发生如下反应： ⅰ.(COOCH3)2(g)＋2H2(g)⥫⥬CH3OOCCH2OH(g)＋CH3OH(g)　ΔH1>0 ⅱ.(COOCH3)2(g)＋4H2(g)⥫⥬HOCH2CH2OH(g)＋2CH3OH(g)　ΔH2>0 测得(COOCH3)2的转化率及 CH3OOCCH2OH、HOCH2CH2OH的选择性与温度的关系如图所示。已知：选择性定义为×100%。下列说法正确的是(　　) A．曲线M表示(COOCH3)2的转化率随温度变化曲线 B．192～198 ℃范围内，CH3OOCCH2OH的选择性随温度升高而增大 C．保持其他条件不变，加快气体的流速可以提高(COOCH3)2的转化率 D.195 ℃时，生成CH3OH的物质的量为1.455 mol 【答案】D 【解析】根据题意，随着温度升高，反应ⅰ、ⅱ均正向移动，(COOCH3)2的转化率增大，故曲线M不代表(COOCH3)2的转化率随温度变化曲线，A错误；曲线R是HOCH2CH2OH的选择性，195 ℃时曲线M与曲线R相交，则曲线M是CH3OOCCH2OH的选择性，根据图像，192～198 ℃范围内，CH3OOCCH2OH的选择性随温度升高而减小，B错误；加快气体的流速时，气体来不及在催化剂表面反应，(COOCH3)2的转化率会降低，C错误；195 ℃时(COOCH3)2的转化率为97%，即转化的n[(COOCH3)2]＝0.97 mol，由图像知，195 ℃时，CH3OOCCH2OH和HOCH2CH2OH的选择性相等，则n(CH3OOCCH2OH)＝n(HOCH2CH2OH)＝0.485 mol，此时n(CH3OH)＝n(CH3OOCCH2OH)＋2n(HOCH2CH2OH)＝1.455 mol，D正确。 1.（25-26高二上·河北沧州·期末）用氢气合成甲醇的反应为  ，在恒压条件下测得的平衡转化率与温度(T)、压强(p)的关系如图所示。下列说法中错误的是 A．该反应在低温下可自发进行 B． C．A、B、C三点平衡常数大小关系： D．温度为压强为时，D点反应速率： 【答案】D 【分析】由图可知，压强不变时，温度越高，CO平衡转化率越小，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，则正反应是放热反应，，据此分析： 【解析】根据分析正反应是放热反应，且该反应是气体体积减小的反应，即，，时反应才能自发进行，该反应在低温条件下自发进行，A正确；温度不变压强增大，平衡应向气体分子数减小的方向即正反应方向移动，平衡转化率应该增大，故，B正确；化学平衡常数只与温度有关，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，值减小，所以A、B、C三点平衡常数、、的大小关系为，C正确；当体系压强和温度分别为、时，D点转化率低于平衡转化率，此时反应未达到平衡，应正向进行，，D错误；故选D。 2.（25-26高一下·山东青岛·期末）一种合成乙烯的反应为，向恒容密闭容器中充入2 mol CO2和6 mol H2发生该反应，CO2的平衡转化率［］随温度的变化如图。下列说法正确的是 A．该反应为吸热反应 B．250℃，平衡时 C．250℃，容器内压强比 D．Y点的逆反应速率小于X点的正反应速率 【答案】C 【解析】二氧化碳为反应物，升高温度，二氧化碳转化率下降，表明平衡逆向移动，则该反应为放热反应，A错误；如图所示，250℃时二氧化碳的转化率为40%，则消耗二氧化碳的物质的量为2 mol × 40% = 0.8 mol，据此列出三段式：，则平衡时乙烯的物质的量为0.4 mol，B错误；根据以上三段式可知，反应开始时气体总物质的量为8 mol，平衡时气体总物质的量为6.8 mol，则容器内压强比，C正确；升高温度，反应速率增加，则Y点的逆反应速率大于X点的正反应速率，D错误；故选C。 3.（25-26高二上·福建泉州·期末）工业上用催化氧化法处理HCl废气：  ，将等物质的量的HCl和的混合气体分别以不同起始流速通入反应器中。在不同温度下(、)反应，测得HCl转化率曲线如图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。 已知：是用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数。下列说法错误的是 A．流速较大时，HCl未与催化剂充分接触导致转化率较低 B．平衡常数： C．a为平衡点，温度下该反应的平衡常数 D．增大，可提高HCl的转化率 【答案】D 【分析】该反应，温度升高平衡逆向移动，HCl平衡转化率降低，相同流速下对应的HCl转化率高于，故，平衡常数随温度升高减小，故。流速越大，反应物与催化剂接触时间越短，反应未达平衡状态，HCl转化率越低。a点为温度下的平衡点，HCl平衡转化率为80%，设初始HCl、物质的量均为1mol，列三段式可计算得到各组分平衡物质的量，代入表达式计算可得。增大，相当于增大HCl的投料占比，HCl转化率降低，转化率升高。 【解析】流速较大时，HCl与催化剂接触时间短，反应未充分进行就流出反应器，导致转化率较低，A正确；该反应为放热反应，温度升高平衡常数减小，由相同流速下对应的HCl平衡转化率更高可知，故，B正确； C．设初始、物质的量均为1mol，a点HCl转化率为80%，则平衡时，，，总物质的量为，代入表达式得，C正确；增大，相当于提高HCl的投料比例，平衡正向移动，转化率升高，HCl转化率降低，D错误；故选D。 4.（25-26高一下·四川内江·期中）一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列描述正确的是 A．反应的化学方程式为X(g)+Y(g)=2 Z(g) B．反应开始到10 s时停止 C．反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L-1·s-1 D．反应开始到10 s时，Y的转化率为79.0% 【答案】D 【解析】由图可知，三者物质的量变化之比为，因此反应的化学方程式为，A错误；10 s时，X、Y、Z的物质的量不再变化，说明反应达到化学平衡状态，正逆反应仍在进行，并未停止，B错误；Z的平均反应速率，C错误；Y的转化率，D正确；故选D。 5.（25-26高二下·四川南充·期中）某温度下，在容积为2 L的密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：，12 s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．前12 s内，A的平均反应速率为 B．12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率 C．化学计量数之比 D．平衡时容器内的压强为起始压强的 【答案】D 【分析】根据题意和图像，首先计算各物质的浓度变化： 12  s时反应达平衡，此时生成 C 的浓度。 A 的浓度变化。 B 的浓度变化。 根据反应速率之比等于化学计量数之比，得3: b: c = 0.6: 0.2: 0.4 = 3: 1: 2，即 b = 1, c = 2。 【解析】前12 s内，A 的平均反应速率，A错误；12 s后反应处于平衡状态，正逆反应速率相等，A的消耗速率（正反应）与B的消耗速率（正反应）之比为3:1，因此A的消耗速率等于3倍的 B 的生成速率（逆反应），二者并不相等，B错误；由上述计算可知，化学计量数之比b: c = 1: 2，C错误；恒温恒容条件下，气体的压强之比等于其总物质的量（或总浓度）之比， 其中，； ； 故压强之比，D正确；故选D。 6.（25-26高二下·辽宁朝阳·期中）如图，恒温容器中，发生工业合成氨正向或逆向反应，(单侧投料)，有关说法正确的是 A．体系起始与平衡压强比为 B．时， C．时，正反应速率大于逆反应速率 D．曲线表示的物质的量随时间的变化曲线 【答案】A 【分析】由图可知，反应开始到平衡，，，，符合和系数比，即曲线A表示的物质的量随时间的变化曲线，曲线B表示的物质的量随时间的变化曲线，该反应为单侧投料。 【解析】恒温恒容下，压强之比等于总物质的量之比。起始总物质的量为（只有），反应开始到平衡，，列三段式：，可知平衡时气体总物质的量，因此起始压强:平衡压强，A正确；达到平衡，的平均反应速率，B错误；3 min时反应未达到平衡，仍向分解（合成氨的逆反应）方向进行，因此逆反应速率大于正反应速率，C错误；由分析可知，曲线A表示的物质的量随时间的变化曲线，D错误；故选A。 7.（25-26高二下·江苏泰州·期中）Ti与反应制过程中的主要反应（忽略其他副反应）为： 反应Ⅰ       反应Ⅱ       反应Ⅲ       反应Ⅳ       向恒容密闭容器中投入与10.0 mol Ti，平衡时反应体系中各组分的物质的量随温度的变化如图所示。 下列说法正确的是 A． B．曲线Ⅰ对应的物质为 C．时，的平衡转化率为 D．升高温度、延长反应时间均有利于提高的平衡产率 【答案】C 【解析】根据盖斯定律，反应Ⅲ=反应Ⅰ+2×反应Ⅱ，因此，代入数据：，A错误；反应Ⅱ、Ⅲ为吸热反应，升高温度平衡正向移动；反应Ⅳ：，气态物质凝华放热，升高温度平衡逆向移动；因此温度升高，物质的量越来越多，因此曲线Ⅱ对应；则曲线Ⅰ对应，B错误；时，，，；依据Ti原子守恒，，因此，的平衡转化率，C正确；平衡产率是反应达到平衡时的产率，延长反应时间不能改变平衡状态，因此不能提高平衡产率，D错误；故选C。 8.（25-26高二下·吉林·期中）可作大型船舶的绿色燃料。工业上用制备的原理如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 分别在3、5下，将的混合气体置于密闭容器中，若仅考虑上述反应，不同温度下反应体系达到平衡时，转化率（）、产物选择性（S）的变化如图所示。 已知：S（或） 下列说法不正确的是 A．反应 B．350℃后，不同压强下接近相等的原因是制备过程以反应Ⅱ为主 C．250℃时，反应Ⅱ的平衡常数 D．250℃、5下，的混合气体在催化下反应一段时间达到P点的值，延长反应时间可能达到20% 【答案】C 【解析】已知反应Ⅰ中产物为气态甲醇和气态水，ΔH1=−49.5 kJ/mol；若产物变为液态，甲醇和水液化会额外放出热量，放出总热量增大，ΔH更负，因此ΔH<−49.5 kJ/mol，A正确；反应Ⅰ是气体分子数减少的反应，压强改变会影响平衡转化率；反应Ⅱ是气体分子数不变的反应，压强改变不影响平衡移动。350℃后温度较高，放热的反应Ⅰ平衡逆向移动，吸热的反应Ⅱ平衡正向移动，此时反应体系以反应Ⅱ为主，因此压强对CO2转化率影响很小，不同压强下转化率接近相等，B正确；设起始n(CO2)=1 mol，n(H2)=3 mol，由图可知，250℃时，5 MPa下α(CO2)=20%，S(CH3​OH)=S(CO)=50%，则： 转化的CO2总物质的量：1 mol×20%=0.2 mol，生成n(CH3OH)=0.1 mol，n(CO)=0.1 mol。 结合反应计量关系，平衡时各物质：n(CO2)=0.8 mol，n(H2)=2.6 mol，n(CO)=0.1 mol，n(H2O)=0.2 mol。 反应Ⅱ平衡常数；，C错误；由图可知，250℃、5MPa下，P点转化率低于平衡转化率，说明反应未达到平衡，延长反应时间，反应继续正向进行，可以升高到20%，D正确；故选C。 9.（25-26高二下·河南许昌·期中）将1 mol 、2 mol 充入2 L恒容密闭容器中，在恒温或绝热条件下发生反应：   。测得的转化率随时间的变化如图所示。已知：，，其中、为正、逆反应速率常数(其大小只与温度和催化剂有关)。下列说法错误的是 A．曲线乙表示绝热条件下的转化率随时间的变化 B．   C．不能根据以上信息确定的值 D．曲线乙中，0～5 min内平均反应速率 【答案】C 【解析】曲线乙先达到平衡状态，则说明其反应温度高，反应速率快，曲线乙的平衡转化率小于曲线甲，说明该反应为放热反应，则曲线乙代表绝热条件，曲线甲代表恒温条件，A正确；，由图可知，在恒温条件（甲）下平衡转化率更高（约30%），而绝热条件（乙）由于温度升高导致平衡逆向移动，转化率降低，说明升温不利于正反应进行，即正反应为放热反应，因此ΔH＜0成立，B正确；曲线甲为恒温条件，恒温条件下平衡常数K不变，由图中曲线及数据可知，曲线甲达到平衡时，的转化率为30%，可以计算出平衡时各物质的浓度，进而求出该温度下的平衡常数，在化学平衡时，，即，据此可以推出，因为值可以被计算出来，所以的值可以确定，故C错误；曲线乙，0～5 min内平均反应速率 ，D正确；故选C。 10.（2026·重庆·二模）在两个体积分别为、的恒容密闭容器中均充入和，在不同温度下发生反应：，测得的平衡转化率随温度变化如图所示。下列说法正确的是 A．两容器体积关系为： B．与的总能量低于的能量 C．F点的体积分数大于 D．F点反应速率大于E点，原因是活化分子百分数更大 【答案】C 【分析】反应为，由图可知温度升高，M的平衡转化率降低，平衡逆向移动，正反应放热，故该正反应是气体分子数减少的放热反应。据此分析。 【解析】相同温度下，中M的平衡转化率更高，正反应是气体分子数减少，压强越大、体积越小，平衡越正向移动，M的平衡转化率越高，故，A错误；正反应放热，说明生成物的总能量低于反应物的总能量，并非低于的能量，B错误；E点（，M的平衡转化率60%），列三段式计算： ，平衡时总物质的量，P的体积分数， F点压强更大（更小），平衡正向移动，M的平衡转化率更高，生成P更多，总物质的量减少更多，因此P的体积分数大于，C正确；F点和E点温度相同（均为），活化分子百分数相同，F点反应速率更快是因为体积更小、反应物浓度更大，单位体积内活化分子数更多，D错误；故选C。 11.（25-26高二上·江苏南京·期末）和能发生如下反应： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   其他条件相同，投料比为时，或的平衡转化率与温度变化关系如图所示，下列说法正确的是 A．一定条件下，使用高效催化剂可以提高的平衡转化率 B．其他条件不变，550～600 ℃，升高温度更有利于反应Ⅰ正向进行 C．其他条件不变，增大压强，反应Ⅰ、Ⅱ平衡不移动，反应Ⅰ、Ⅱ的不变 D．其他条件不变，投料比为，高于1.0 【答案】B 【解析】催化剂可以提高化学反应速率，缩短达到平衡的时间，但不会改变平衡转化率，A错误；反应Ⅰ和Ⅱ均为吸热反应（），升高温度平衡均正向移动，且反应Ⅰ焓变更大（吸热更多），温度对其平衡移动的影响更显著。从图像可知：升高温度时，（反应Ⅰ的反应物）转化率增幅更大，且逐渐增大（反应Ⅰ生成，反应Ⅱ消耗生成，增大说明相对含量增加，证明升高温度更促进反应Ⅰ正向进行），B正确；反应Ⅰ是气体分子数增大的反应（左：气体，右：气体），增大压强，反应Ⅰ平衡会逆向移动；平衡常数只与温度有关，不变，但整体平衡发生移动，C错误；设反应Ⅰ消耗，反应Ⅱ消耗（，反应Ⅱ一定发生），则平衡时，，因此，比值一定小于，D错误；故选B。 12.（25-26高二下·四川成都·阶段检测）将HCl(g)和(g)按不同投料比或1，以不同流速通入反应器中，分别在360℃、400℃下发生反应：  。t min时，HCl流速与HCl转化率关系如图所示。较低流速下转化率可近似为平衡转化率；曲线a、b所示反应中投料比相同、温度不同，曲线a、c温度相同，投料比不同。下列说法正确的是 A．曲线c投料比 B．平衡常数：K(M)>K(N) C．使用高效催化剂一定可提高Q点HCl的转化率 D．HCl转化率P点大于N点，原因为P点温度高，反应速率快 【答案】B 【解析】曲线a、c温度相同，c的HCl平衡转化率更高，说明c中O2多，所以曲线c投料比应为，故A错误；该反应焓变小于0，温度越低平衡常数越大；a、b投料比相同，a的平衡转化率更高（较低流速下转化率可近似为平衡转化率），说明a温度更低，M点温度低于N点，故K(M)>K(N)，故B正确；Q点为近似平衡转化率，催化剂不改变平衡转化率，故C错误；P点转化率高于N点的主要原因是P点投料比更小，氧气相对含量更高，促进氯化氢转化，且P点流速更低，反应更接近平衡，并非温度高、速率快，故D错误；故选B。 13.（25-26高二下·江苏扬州·期中）向体积为2 L的恒容密闭容器中充入1.5 mol 、3 mol ，一定条件下仅发生反应：。反应体系中的平衡转化率与温度的关系如下图所示。下列说法正确的是 A．该反应的 B．500 K时，该反应的化学平衡常数为50 C．700 K时，其他条件不变，若使用高效催化剂，的平衡转化率可能会达到40% D．500 K时，若向容器中充入1 mol 、2 mol ，则达到平衡时，的转化率小于60% 【答案】D 【解析】温度升高，的平衡转化率降低，说明平衡逆向移动，该反应的，A错误；500 K时，的平衡转化率为60%，容器体积为2 L，列三段式：，该反应的化学平衡常数为，B错误；催化剂不影响平衡，平衡转化率不变，C错误；500 K时，若向容器中充入1 mol 、2 mol ，与题干中投料比例相同，投料物质的量减小，容器内压强减小，不利于反应的正向进行，则达到平衡时，的转化率小于60%，D正确；故选D。 14.（2026·湖南长沙·模拟预测）在恒容密闭容器中发生反应 。某压强下起始时按照不同氢碳比投料，测得的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是 A． B．a点起始充入，5min后达到平衡状态，则0~5min内， C．氢碳比：①＜②＜③ D．一定温度下，容器中的分压不再改变时，该反应已达到化学平衡状态 【答案】D 【解析】氢碳比相同时，升高温度，的平衡转化率减小，说明平衡逆向移动，，A错误；a点起始充入，5min后达到平衡状态，则0~5min内，，B错误；同一条件下氢碳比越大，的平衡转化率越高，故氢碳比：①>②>③，C错误；根据化学平衡状态的定义，当反应达到平衡时，各组分的浓度或分压保持不变。因此，当容器中的分压不再改变时，说明该反应已达到化学平衡状态，D正确；故选D。 15.（2026·江苏·一模）DMF是良好的有机溶剂。二氧化碳加氢耦合DMA制DMF的主要反应(忽略其他副反应)为： 反应Ⅰ     反应Ⅱ     3MPa下，将(DMA)的混合气匀速通过装有催化剂的反应管，DMA的转化率、DMF或的选择性随温度变化如图所示。 DMF的选择性。 下列说法不正确的是 A．DMF的平衡选择性随温度升高而增大 B．300℃时，的转化率为3% C．其他条件不变，在240∼350℃范围，出口处DMF的量随温度升高而不断减小 D．高效合成DMF，需研发低温下DMA转化率高和DMF选择性高的催化剂 【答案】C 【解析】反应Ⅱ为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，转化为DMF的量增加；反应Ⅰ为放热反应，升温使反应Ⅰ平衡逆向移动，生成量减少，因此，DMF的平衡选择性随温度升高而增大，A正确；初始投料比，是过量反应物；时DMA转化率为，根据反应Ⅰ，的消耗量等于DMA的消耗量，因此的转化率为：，B正确；由图像可知，时DMA转化率快速上升（反应Ⅰ正向进行，生成量大幅增加），同时DMF选择性维持高位，因此DMF的生成量随温度升高而增大；时DMA转化率下降，但DMF选择性下降，DMF生成量减小，C错误；降低温度，反应Ⅰ（放热）正向移动，DMA转化率升高，反应Ⅱ（吸热）逆向移动，DMF选择性降低，因此需研发能在低温下同时提高DMA转化率和DMF选择性的催化剂，实现高效合成，D正确；故选C。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $