第4讲 化学平衡图像分析-【划重点】2026-2027学年高二化学上学期期中期末复习精细讲义（人教版）

第3讲 化学平衡图像分析 考点1：速率(或物质的量或浓度)-时间图像 1.分析、解答化学平衡图像的三个步骤 第一步：看图像 一看面——横坐标、纵坐标代表的量(如纵坐标是反应物百分含量，还是反应物的转化率等)，确定坐标值与化学量的正变与负变关系。 二看线——曲线的走向、变化趋势(斜率大小、升与降、平与陡、渐变与突变、连续与断变、转折等)，同时对走势有转折变化的曲线，要分段进行分析，找出各段曲线的变化趋势及含义。例如，升高温度，v吸增加得多，v放增加得少；增大反应物浓度，v正突变，v逆渐变。 三看点——起点(分清反应物、生成物。浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点)，终点(终点是否达到平衡)，转折点(转折点前后影响的主要因素不同)等；此外还有顶点、拐点、交叉点、平衡点等都要认真分析。 四看辅助线——作等温线、等压线，讨论单变量。 五看量——一般标出具体数值的量在解题中都会用到。 第二步：想规律 在看清图的基础上，根据坐标x轴的变化，确定y轴的变化，结合外因对化学反应速率、化学平衡的影响因素分析变化的本质原因。 第三步：作判断 看条件(T，p，c)→同结果正确，不同则错。 2.速率-时间图像 （1）常见含“断点”的速率－时间图像分析 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）“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 （3）加催化剂 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)。 3.全程速率—时间图像 Zn与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。 原因：(1)AB段(v增大)，反应放热，溶液温度逐渐升高，v增大。 (2)BC段(v减小)，溶液中c(H＋)逐渐减小，v减小。 4.物质的量(或浓度)—时间图像 例如：某温度时，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 （1）由图像得出的信息 ①X、Y是反应物，Z是生成物。 ②t3 s时反应达到平衡状态，X、Y并没有全部反应，该反应是可逆反应。 ③0～t3 s时间段：Δn(X)＝n1－n3mol，Δn(Y)＝n2－n3mol，Δn(Z)＝n2mol。 （2）根据图像可进行如下计算 ①某物质的平均速率、转化率，如v(X)＝ mol·L－1·s－1；Y的转化率＝×100%。 ②确定化学方程式中的化学计量数之比，X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。 【典例1】（26-27高二上·河南濮阳·阶段检测）25 ℃时，在含有Pb2＋、Sn2＋的某溶液中，加入过量金属锡(Sn)，发生反应：Sn(s)＋Pb2＋(aq)⇌Sn2＋(aq)＋Pb(s)，体系中c(Pb2＋)和c(Sn2＋)变化关系如图所示。 下列判断正确的是 A．25 ℃时，该反应的平衡常数K=2.2 B．往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后，c(Pb2＋)变小 C．往平衡体系中加入金属铅后，c(Pb2＋)增大 D．升高温度，平衡体系中c(Pb2＋)增大，说明该反应ΔH >0 【答案】A 【详解】A．平衡时，，该反应平衡常数，A正确； B．加入少量固体后，溶液中增大，平衡逆向移动，变大，B错误； C．金属铅是固体，固体浓度视为常数，加入后平衡不移动，不变，C错误； D．升高温度，增大，说明平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应，D错误； 故选A。 【典例2】（24-25高三上·内蒙古阿拉善·阶段检测）已知：A(g)+2B(g)⇌3C(g)  ΔH＜0，向一恒温、恒容的密闭容器中充入1mol A和3mol B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。下列说法错误的是 A．t1时刻的体系压强等于初始压强 B．t1～t2之间，若缩小容器体积，图像可达到Ⅰ´ C．t2时改变的条件是向容器中加入反应物A D．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数：K(Ⅰ)=K(Ⅱ) 【答案】C 【详解】A．反应前后化学计量数不变，因此压强不变，A正确； B．若缩小容器体积，反应速率均增大，但平衡不移动，图像可达到Ⅰ'，B正确； C．若加入反应物A，正反应速率应该是瞬间增大，从图中分析，t2时改变的条件，正反应速率增大，图象呈连续变化并无突变，故改变的条件是向容器中加入生成物C，C错误； D．温度不变，平衡常数不变，所以K(Ⅰ)=K(Ⅱ)，D正确； 故答案选C。 【典例3】（多选）（24-25高三上·山东青岛·期中）在恒容密闭容器中通入 发生反应  ，的反应速率随时间的变化如图所示。下列说法错误的是 [已知时反应达到平衡，时改变某单一条件（浓度、温度或催化剂等）]。 A．由0到，的浓度不断增大 B．时，可能升高温度 C．由到，容器内混合气体的相对平均分子量不发生变化 D．时，可能再向容器中通入了，且达到新平衡，的转化率增大 【答案】BD 【分析】容器中起初只有氨气，图中从0到，逆反应速率由0逐渐增大，说明正反应不断生成氢气和氮气；时正、逆反应速率相等，体系达到平衡。由到，各物质的量保持不变；时速率发生突变，随后体系建立新平衡。 【详解】A．从0到，逆反应速率由0逐渐增大，表明正反应持续生成，其浓度不断增大，A正确； B．正反应为吸热反应，升高温度会使正、逆反应速率均瞬时增大，且正反应速率增大得更多；平衡正向移动，氨气浓度降低，正反应速率逐渐减小，B错误； C．由到体系处于平衡状态，混合气体的总质量和总物质的量均不变，所以相对平均分子量不变，C正确； D．恒容条件下再通入，相当于增大体系压强，该反应是气体分子数增大的反应，增大压强平衡逆向移动，最终的转化率会减小，而非增大，D错误； 故选BD。 【典例4】（25-26高二上·江西抚州·阶段检测）Ⅰ、密闭容器中发生如下反应：  。根据图像，回答下列问题。 (1)下列时刻所改变的外界条件分别是：：______________________________；：______________________________。 (2)物质A的体积分数最大的时间段是____________。 (3)反应速率最大的时间段是____________。 (4)、、时间段的平衡常数、、的关系为____________。 Ⅱ．已知：  。请回答下列有关问题： 在容积为的容器中，通入一定量的，100℃时，体系中各物质的浓度随时间变化如下表： 时间/s 0 20 40 60 80 0.10 0.07 0.045 0.04 0.04 0 0.06 0.11 0.12 0.12 (5)在该温度下，的平衡常数____________。 (6)改变条件重新达到平衡时，要使的值变小，可采取的措施有______（填字母）。 A．升高温度    B．缩小体积    C．使用合适的催化剂 【答案】(1) 升高温度 加入催化剂 (2) (3) (4) (5)0.36 (6)B 【分析】对速率—时间图，应先比较条件改变瞬间正、逆反应速率的变化，再根据随后二者的大小判断平衡移动方向。图中时逆反应速率的突增幅度大于正反应速率，随后平衡逆向移动；正反应放热，升高温度会使平衡逆向移动。时正、逆反应速率同时增大且仍相等，说明使用了催化剂，平衡不移动。阶段逆反应速率大于正反应速率，平衡再次逆向移动，直至重新达到平衡。平衡常数只随温度改变，催化剂以及浓度或体积改变均不改变平衡常数。 【详解】（1）在时，逆反应速率的增大幅度更大，平衡向吸热的逆反应方向移动，故改变的条件是升高温度。在时，正、逆反应速率同时增大且仍相等，平衡组成不变，故改变的条件是加入催化剂； （2）物质A是反应物。和内平衡均向逆反应方向移动，A的体积分数逐渐增大；在达到新的平衡后保持不变，故最大时间段为； （3）图中内正、逆反应速率相等且其数值处于全图最高水平，因此该时间段反应速率最大； （4）正反应为放热反应，时升高温度使平衡常数减小，所以。时加入催化剂，时由体积改变引起速率差，温度不变，故。综上，； （5）由表中与的数据相同可知体系已达到平衡，此时，，故； （6）正反应吸热，升高温度使平衡向正反应方向移动，增大；缩小体积时，平衡向气体物质的量较小的逆反应方向移动，该比值减小；催化剂不改变平衡组成，该比值不变。只有缩小体积符合要求，故选B。 考点2：百分含量(或转化率)-温度（或压强）-时间图像 已知不同温度或压强下，反应物的转化率α(或百分含量)与时间的关系曲线，可推断温度的高低、反应的热效应、压强的大小及气体物质间的化学计量数的关系。 （1）[以aA(g)+bB(g)cC(g)中反应物的转化率αA为例进行说明] (1)“先拐先平，数值大”原则 分析反应由开始(起始物质相同时)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，当温度较高时，反应达到平衡所需时间短，如图甲中T2>T1 ②若为压强变化引起，当压强较大时，反应达到平衡所需时间短，如图乙中p1>p2 ③若是使用催化剂引起时，反应达到平衡所需时间短，如图丙中a使用了催化剂 (2)正确掌握图像中反应规律的判断方法 ①图甲中，T2>T1，升高温度，αA降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应 ②图乙中，p1>p2，增大压强，αA升高，平衡正向移动，则正反应为气体体积缩小的反应 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 解答速率平衡图像问题的两大方法 ①“定一议二” 当图像中有三个变量时，先确定其中一个变量不变，再讨论另外两个变量的关系，有时还需要作辅助线 ②“三步分析法” 一看反应速率是增大还是减小 二看v正、v逆的相对大小 三看化学平衡移动的方向 （2）应用举例(C%指产物的质量分数，B%指某反应物的质量分数) 加催化剂类 温度类 压强类 【典例5】（25-26高二上·河南漯河·阶段检测）可逆反应，反应过程中其它条件不变时C的百分含量C%与温度(T)和压强(P)的关系如图所示，下列叙述中正确的是 A．达到平衡后，使用催化剂，C%将增大 B．达到平衡后，若升高温度、化学平衡向逆反应方向移动 C．方程式中 D．达到平衡后，增加A的量有利于化学平衡向正反应方向移动 【答案】B 【详解】A．催化剂只能同等程度改变正、逆反应速率，不会使化学平衡发生移动，C%保持不变，A错误； B．根据温度-时间图像的“先拐先平，温度高”原则，可知，温度越高平衡时C%越小，说明升高温度化学平衡向逆反应方向移动，B正确； C．根据压强-时间图像的“先拐先平，压强大”原则，可知，压强越大平衡时C%越小，说明增大压强平衡向逆反应方向移动，逆反应为气体总物质的量减小的方向，故，C错误； D．A为固体，固体的浓度视为常数，增加A的量不会改变反应物浓度，平衡不移动，D错误； 故选B。 【典例6】（25-26高二上·湖北宜昌·阶段检测）在2L密闭容器中加入足量Cu和2molNO2，发生反应：。不同温度下，NO2的转化率与时间的关系如图1所示；反应速率与时间的关系如图2所示(该条件下，NO2不发生反应生成N2O4)。下列说法错误的是 A．该反应的ΔH＜0 B．v正：a点＜b点 C．T2温度下，反应的平衡常数K=10 D．图2中，时改变的条件是再充入一定量的N2 【答案】D 【详解】A．温度越高反应速率越快，达到平衡所需时间越短，故；温度升高的平衡转化率降低，说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，，A正确； B．b点对应温度高于a点对应温度，温度越高反应速率越快，故：a点＜b点，B正确； C．温度下，初始，转化率为80%，故平衡时，，平衡常数，C正确； D．若时充入，瞬间反应物浓度不变，正反应速率应与原平衡速率相等，但图中时刻正逆反应速率均大于原平衡速率，符合升高温度的变化特征，故改变条件不是充入，D错误； 故选D。 【典例7】（24-25高二上·新疆昌吉·期末）在密闭容器中进行反应：，下列有关说法错误的是 A．依据图I可判断，且反应物是一种气体 B．在图Ⅱ中，虚线可表示使用了催化剂时的变化情况 C．依据图Ⅲ可判断逆反应为放热反应 D．如果反应物B为气体，由图Ⅳ中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化，可推正反应为放热反应 【答案】C 【详解】A．图I中先达到平衡，故；压强越大的百分含量越高，说明增大压强平衡正向移动，反应前气体计量数之和大于反应后，故为气体，A正确； B．催化剂可加快反应速率，不改变平衡状态，的平衡转化率不变，与图Ⅱ虚线变化一致，B正确； C．图Ⅲ中升高温度时，平衡逆向移动，说明逆反应为吸热反应，C错误； D．若为气体，反应前后气体总质量不变，升高温度平均相对分子质量减小，说明气体总物质的量增大，平衡逆向移动，故正反应为放热反应，D正确； 故选C。 【典例8】（24-25高二上·江苏无锡·期末）在容积均固定为1 L的密闭容器M（起始500℃，恒温）、N（起始500℃，绝热）中分别加入1 mol 、4 mol CO，发生反应。M、N容器中的平衡转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是 A．该反应的 B．M容器中的转化率随时间的变化关系是图中的曲线b C．500℃该反应的平衡常数K为 D．平衡后，向N容器中再加入1 mol 和4 mol CO，则最终的平衡转化率与原平衡时的相等 【答案】D 【分析】图中曲线a比曲线b更快达到平衡，但平衡转化率较低。绝热容器中反应引起的温度变化会同时影响反应速率和平衡移动；恒温容器的平衡转化率可用于计算500℃时的平衡常数。 【详解】A．曲线a比曲线b先达到平衡，但平衡转化率较低，说明绝热容器N中反应放热使温度升高。升温会加快反应速率，并使放热反应的平衡逆向移动，因此，A正确； B．绝热容器N中反应放热使温度升高，反应速率增大而平衡转化率降低，对应曲线a；恒温容器M对应曲线b，B正确； C．M容器恒温在500℃，对应曲线b，平衡转化率为25%。容积为1 L，按反应式的化学计量关系，平衡浓度为，。代入平衡常数表达式，得到，C正确； D．平衡后再次按原始投料比加入反应物，反应商减小，平衡正向移动。N容器绝热，正向反应放热使温度改变，平衡常数K随温度改变，不能按恒温体系比例放大推得转化率不变，D错误； 故选D。 考点3：含量 (或转化率)—温度（或压强）图像 1．常见图像形式 转化率—温度图像 当压强相等（任意一条恒压线）时温度升高，A的转化率增大，平衡正向移动，这则正反应为吸热反应。 当温度相等时，即作垂直于横轴的辅助线，与三条恒压线交于三点，这三点自下而上压强增大，A的转化率增大，平衡正向移动，则正反应为反应前后气体分子数减小的反应。 转化率—压强图像 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，即正反应是气体体积减小的反应。 当压强相等时，在图中作直线，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。 2.含量（转化率）—温度曲线 ①对于反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)　ΔH＜0。 M点之前，温度越高，反应速率越大，反应物浓度减小或生成物浓度增大；M点时达到平衡状态； M点之后，温度升高，反应物浓度增大或生成物浓度减小。发生变化的原因有： a．反应放热，升温，平衡逆向移动； b．温度升高，催化剂活性降低，反应速率减小，反应可能未达到平衡状态。 ②平衡转化率-温度曲线 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。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。 图像曲线上的点全为对应条件下的平衡点。 3.析图关键——关注曲线变化趋势，采取“定一议二”法。 在化学平衡图像中，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”。 【典例9】（24-25高二上·河南焦作·期末）向容积为1L的密闭容器中加入适量催化剂、2molX和3molY，发生反应：  ΔH，平衡时和反应10min时Y的转化率随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A．曲线Ⅱ为平衡时Y的转化率随温度的变化曲线 B．该反应的ΔH ＞0 C．b点的正反应速率大于逆反应速率，延长反应时间，最终可以达到d点 D．该反应中催化剂在约300℃时活性最佳 【答案】A 【详解】A．相同温度下，反应未达平衡时Y的转化率低于平衡转化率，因此曲线Ⅰ为平衡时Y的转化率变化曲线，曲线Ⅱ为反应10min时的转化率变化曲线，A错误； B．曲线Ⅰ（平衡转化率）随温度升高而增大，说明升高温度平衡正向移动，正反应为吸热反应，，B正确； C．b点对应温度下，10min时Y的转化率低于该温度下的平衡转化率，说明反应未达平衡，正反应速率大于逆反应速率，延长反应时间可达到平衡状态（对应d点），C正确； D．曲线Ⅱ为反应10min的转化率曲线，300℃时转化率最高，说明该温度下反应速率最快，催化剂活性最佳，D正确； 故选A。 【典例10】（24-25高二上·湖北十堰·期末）氢气是重要的化学试剂、化工原料和有广阔发展前景的新能源。往某密闭容器中充入，发生的反应为，体系中CO的平衡体积分数与温度和压强的关系如图所示，下列说法错误的是 A．压强： B．平衡常数： C．混合气体中碳元素的质量： D．该反应的反应物的能量总和大于生成物的能量总和 【答案】D 【详解】A．该反应正反应为气体计量数增大的反应，同温下压强越大平衡逆向移动，CO平衡体积分数越小，则压强：，A正确； B．压强相同时，温度升高，CO平衡体积分数增大，即平衡正向移动，说明正反应为吸热反应，，平衡常数只与温度有关，温度越高吸热反应平衡常数越大，a、b、c三点温度满足，则平衡常数：，B正确； C．反应在密闭容器中进行，碳元素质量守恒，故混合气体中碳元素的质量，C正确； D．正反应为吸热反应，，生成物总能量大于反应物总能量，即反应物的能量总和小于生成物的能量总和，D错误； 故选D。 【典例11】（24-25高二上·山西运城·期末）某密闭容器中充入1 mol CO和发生反应：，平衡时测得混合气体中的物质的量分数与温度(T)、压强(p)之间的关系如图所示。下列说法正确的是 A．a点和b点对应的温度 B．a点CO的物质的量分数为40% C．恒温恒容时，混合气体的密度不随时间变化而变化说明反应达到化学平衡状态 D．若达平衡后，再充入1 mol CO和的转化率可能增大 【答案】D 【分析】该反应的正反应放热，且气体总物质的量减小。升高温度，平衡逆向移动；增大压强，平衡正向移动。 【详解】A．a、b两点对应的压强相同，且a点甲醇的平衡物质的量分数较大。正反应放热，同压下温度越低越有利于甲醇生成，因此正确的温度关系为，A错误； B．图中40%表示a点甲醇的物质的量分数。初始CO与氢气的物质的量之比为1∶2，反应消耗二者的物质的量之比也为1∶2，故平衡时剩余CO与氢气的物质的量之比仍为1∶2。剩余反应物共占60%，CO占其中的三分之一，所以a点CO的物质的量分数为20%，B错误； C．恒温恒容时，密闭容器内混合气体的总质量和体积均始终不变，因此混合气体的密度在反应过程中始终不变，不能据此判断反应是否达到化学平衡状态，C错误； D．在恒温恒容这一允许的情况下，再充入的两种反应物使总投料加倍且配比不变。可先在两倍于原容积的容器中放入两份原平衡体系，此时CO的转化率与原来相同；再恒温压缩至原容积，增大压强使平衡正向移动，CO被进一步消耗。由于转化率以全部投入的CO为基准，所以CO的转化率增大，D正确； 故选D。 【典例12】（24-25高二上·山东泰安·期末）硫化氢为易燃危化品。油气开采、石油化工、煤化工等行业废气中常含有一定浓度的。 (1)工业上可以通过硫化氢分解制得和硫蒸气。在某密闭容器中充入气体，发生反应：，气体的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。 在和压强为的条件下，n点的与中较大的是______；图中m、n点对应温度下的平衡常数：______(填“>”、“=”或“<”)。 (2)采用甲烷去除硫化氢反应，反应原理是：。 已知：ⅰ． ⅱ． 则总反应的______。 (3)压强恒定条件下，进料比分别为a、b、c，总反应中的平衡转化率随温度变化情况如图所示，则a、b、c由大到小的顺序为______；的平衡转化率随温度升高而增大的原因是_________。 (4)在、反应条件下，将物质的量分数之比为的、、混合气进行甲烷去除硫化氢反应。平衡时混合气中分压与的分压相同，的平衡转化率为______%(保留小数点后一位)，平衡常数______(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。 【答案】(1) < (2) (3) 该反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动 (4) 【详解】（1）975℃、条件下，n点的转化率低于该温度压强下的平衡转化率，说明反应未达平衡，会向正反应方向进行使转化率增大，因此。   该反应中，相同压强时，温度升高时平衡转化率上升，说明正反应为吸热反应，温度越高平衡常数越大；m点温度低于n点温度，因此。 （2）根据盖斯定律，将反应ⅰ减去反应ⅱ即可得到目标总反应：。 （3）温度、压强恒定时，进料比越大，相当于的量占比越低，浓度相对越高，越能促进转化，的平衡转化率就越高。图中相同温度下转化率，因此进料比大小为。   由(2)可知总反应，属于吸热反应，根据勒夏特列原理，温度升高平衡向吸热的正反应方向移动，因此的平衡转化率随温度升高而增大。 （4）设初始时、、的物质的量分别为3mol、3mol、2mol，设平衡时生成的物质的量为，列三段式：，已知平衡时分压与分压相同，同温同压下分压之比等于物质的量之比，因此，即，解得。 则平衡转化率为。 平衡时总物质的量为，总压为100kPa，各物质分压： ，， ，，则平衡常数。 考点4：化工生产中的复杂图像分析 除通过图像获取有用信息和对获取的信息进行加工处理外，还需注意以下4点： (1)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趋势或斜率变化来判断，如果还未达到平衡则不能使用平衡移动原理，只有达到平衡以后的点才能应用平衡移动原理。 如图中虚线表示单位时间内A的产率随温度的升高先增大后减小，先增大的原因是P点之前反应尚未达到平衡，随温度的升高，反应速率增大，故单位时间内A的产率增大。 (2)催化剂的活性是否受温度的影响 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。 如图，250～300 ℃时，温度升高而B的生成速率降低的原因是温度超过250 ℃时，催化剂的催化效率降低。 (3)不同的投料比对产率也会造成影响 可以采用定一议二的方法，根据相同投料比下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化学计量数之和的大小。 如图，对于反应2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)。 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。 (4)考虑副反应的干扰或影响 往往试题会有一定的信息提示，尤其温度的改变影响较大。 【典例13】（25-26高二上·江苏苏州·期中）与作用同时发生如下反应：，，，三个反应均为放热反应。工业尾气中可通过催化氧化为除去。将一定比例、和的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，的选择性()、的转化率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是 A．时，完全被催化氧化，转移 B．工业催化氧化去除，应选择的适宜温度在以上 C．在范围，随温度升高，出口处氮氧化物物质的量增大 D．高效除去尾气中的，需研发低温下转化率高和选择性高的催化剂 【答案】B 【分析】选择性 三个反应：，化合价从，1 mol失去3 mol。 ，化合价从，1 mol失去5 mol 。 ，化合价从，1 mol失去4 mol 。 【详解】A．250℃时存在副反应生成、，这两类产物对应的失电子数大于3 mol；只有完全生成时，1 mol转移3 mol。 体系同时发生多个反应，因此总转移电子 ，A正确； B．工业目标为除去，且氧化产物优先为（避免生成有毒氮氧化物）。 由图可知，温度高于250℃时选择性持续下降，更多转化为、，产生污染物。因此适宜温度不应高于 250℃，B错误； C．225∼300℃，温度升高，选择性不断降低，说明更多转向生成、；同时转化率维持高位，因此出口氮氧化物总量增大，C正确； D．低温条件下，现有曲线体现：温度低时选择性更高；当前低温下转化率不足。想要高效除，需要研发低温催化剂，同时实现高转化率、高选择性，减少氮氧化物副产物，D正确； 故选B。 【典例14】（25-26高二上·福建厦门·期中）空间站内搭载萨巴蒂尔装置将转化为，再通过电解水装置回收氧元素，其系统原理如图： 萨巴蒂尔装置内发生的反应为 反应Ⅰ：     反应Ⅱ：     (1)已知反应Ⅲ：     ①则___________，___________(用和表示)。 ②其他条件不变时，压缩平衡体系体积，重新达到平衡后，下列说法正确的是___________。 A．反应Ⅰ的化学平衡常数变小     B．变大 C．物质的量分数增大           D．的转化率增大 (2)在“高温反应器”中以为催化剂，一段时间内不同温度转化率如图。已知反应Ⅰ的速率方程：，。 ①250℃前，CO2实际转化率随温度变化不大的主要原因是___________。 ②时，达到平衡，K与、的关系为___________。 ③时，K___________(填“>”“<”或“=”)。 ④达到平衡后，升高温度，增大的倍数___________增大的倍数(填“>”“<”或“=”)。 (3)在“低温反应器”中达平衡时，各组分物质的量分数随温度变化如图。已知原料气中含有及。 ①物质的量分数随温度变化的曲线为___________(填标号)。 ②300～500℃，CO2物质的量分数随温度升高而上升的原因是___________。 (4)从平衡与速率角度分析，萨巴蒂尔装置采用高温和低温反应器串联的优点是___________。 【答案】(1) -329.2kJ·mol-1 CD (2) 低于250℃时，催化剂活性比较低，反应速率比较慢，反应的量比较少 > < (3) a 300～500℃，主要发生反应Ⅰ，温度升高，平衡逆向移动，CO2的物质的量增多 (4)高温时，主要发生反应Ⅰ，CH4的选择性高且反应速率大，低温时，平衡正向移动，生成的H2O增多 【详解】（1）① 根据盖斯定律，反应Ⅰ = 2×反应Ⅱ - 反应Ⅲ，因此 。同理，化学平衡常数 。 ② A、B．压缩体积即增大压强，平衡常数和反应热均只与温度有关，故A、B错误； C、D．加压使平衡向气体分子数减小的方向移动，即反应Ⅰ正向移动，物质的量分数增大，转化率增大，故C、D正确； 故选CD。 （2）① 250℃前，温度较低，催化剂活性未完全激发，反应速率慢，反应未达到平衡，因此转化率变化不大。 ② 达到平衡时，正逆反应速率相等，即 ，代入速率方程得 ，变形可得平衡常数 。 ③ 300℃时，由图可知实际转化率低于平衡转化率，说明反应未达到平衡且正向进行，此时浓度商 ，即 。 ④ 反应Ⅰ为放热反应，升高温度平衡逆向移动，说明逆反应速率增大的倍数大于正反应速率增大的倍数，即 增大的倍数 < 增大的倍数。 （3）① 低温下主要发生反应Ⅰ，原料中 ，若完全反应，生成 和 的物质的量之比为 ，因此平衡时 的物质的量分数最高（趋近于 ），对应曲线a。 ② 300～500℃时，主要发生放热的反应Ⅰ，升高温度，平衡逆向移动， 的物质的量增多，其物质的量分数随之上升。 （4）高温反应器反应速率快，能快速消耗大部分原料；低温反应器有利于平衡正向移动，能提高反应物的转化率（或产物的产率）。 【典例15】（24-25高二上·山东济南·期末）甲烷和二氧化碳重整制合成气是实现“双碳目标”的途径之一，涉及反应有： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． 回答下列问题: (1)=______。 (2)在恒温恒容条件下，若只发生反应Ⅰ，下列能说明反应Ⅰ已达到平衡状态的是______(填标号)。 A．混合气体的压强不再改变 B．混合气体的密度不再改变 C．混合气体的平均相对分子质量不再改变 D．反应速率 (3)在一定条件下，向体积为1 L的恒容密闭容器中通入10 mol 和10 mol 发生上述反应，达到平衡时，容器中为6 mol、为2 mol，此时的浓度为______，反应Ⅱ的平衡常数=______。 (4)常压下，将等物质的量的和以一定流速通入装有催化剂的反应管，实验测得原料气的转化率和的流出量随温度变化关系如图所示。 ①曲线______(填“a”或“b”)表示的转化率随温度变化曲线； ②温度低于873 K时，的流出量随温度升高而增大的原因可能是__________________； ③温度高于1400 K时，曲线a、b交于一点的原因可能是______(填标号)。 A．温度高于1400 K时，只发生反应Ⅰ B．温度高于1400 K时，反应Ⅱ和反应Ⅲ的反应速率相等 C．温度高于1400 K时，有利于催化剂提高原料气的平衡转化率 【答案】(1)+205.9 (2)AC (3) 2 1 (4) b 温度低于873K时，随温度升高，反应Ⅱ正向进行的程度大于反应Ⅲ AB 【详解】（1）根据盖斯定律，将反应Ⅰ减去反应Ⅱ可得反应Ⅲ，则。 （2）A．该反应是气体分子数增大的反应，恒温恒容下，混合气体的压强随反应进行而增大，当压强不再改变时，说明达到平衡状态，A正确； B．根据质量守恒定律，混合气体的总质量不变，容器体积不变，因此混合气体的密度始终不变，不能说明达到平衡状态，B错误； C．混合气体的总质量不变，但总物质的量随反应进行而增大，因此平均相对分子质量随反应进行而减小，当其不再改变时，说明达到平衡状态，C正确； D．反应速率之比等于化学计量数之比在反应过程中的任何时刻都成立，没有指明正逆反应速率的关系，不能说明达到平衡状态，D错误； 故选AC。 （3）向体积为V L的恒容密闭容器中通入甲烷和二氧化碳各10 mol，体系中n(C)=20 mol、n(O)=20 mol、n(H)=40 mol，设平衡时n(CO)=x mol、n(CH4)=y mol、n(H2O)=z mol，根据C、H、O元素守恒可得到等式：6+x+y=20、2×2+4y+2z=40、2×6+x+z=20，解得x=6 mol、y=8 mol、z=2 mol，体系恒容1 L，则此时得到H2O(g)的浓度为2 mol/L，反应II的平衡常数。 （4）①由图可知曲线a的转化率大于曲线b的转化率，温度低于873 K时，水蒸气的流出量随温度升高而增大，说明水蒸气的生成量大于消耗量，对比反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，可知CO2的消耗量大于CH4，则CO2的转化率大于CH4，所以曲线a表示CO2的转化率随温度变化曲线，曲线b表示CH4的转化率随温度变化曲线； ②由①中分析可知温度低于873 K时，水蒸气的流出量随温度升高而增大的原因是反应Ⅱ正向进行的程度大于反应Ⅲ正向进行的程度； ③温度高于1400 K时，曲线a、b交于一点，说明和的转化率相等，由于两者起始物质的量相等，转化率相等意味着两者消耗量相等，也说明两者反应速率相等，结合图像可知此时的流出量几乎为0，说明反应Ⅱ几乎不发生或其影响可忽略，体系中只发生反应Ⅰ，故选AB。 命题点1：速率(或物质的量或浓度)-时间图像 【针对练习1】（25-26高二上·福建福州·期末）数形结合是研究化学反应速率及化学平衡的重要手段，从如图所示图像得出的结论正确的是 A．图甲：v(A)=0.4 mol·L-1·s-1 B．图乙：t1时刻改变的条件可能是加入催化剂或压缩体积加压 C．图丙：ΔH <0 D．图丁：m+n<p 【答案】B 【详解】A．图甲仅给出A的物质的量变化量，未告知容器体积，无法计算以浓度变化表示的A的反应速率，A错误； B．图乙对应反应为反应前后气体分子数相等的反应，若时刻后、平衡不移动，加入催化剂可同等程度增大正逆反应速率、平衡不移动，压缩体积加压时正逆反应速率也同等程度增大、平衡不移动，因此时刻改变的条件可能是加入催化剂或压缩体积加压，B正确； C．升高温度时，正反应速率增大程度大于逆反应速率，平衡正向移动，说明正反应为吸热反应，，C错误； D．根据“先拐先平数值大”，同温下，压强越大C%越高，说明增大压强平衡正向移动，正反应为气体分子数减小的反应，故，D错误； 故选B。 【针对练习2】（2026·广西·高考真题）常温下，反应物和在溶液中发生如下平行—连续反应： Ⅰ．    Ⅱ． 初始浓度、。、、的浓度随时间的变化曲线如图。下列说法错误的是 A．内， B．内，A和的曲线有交点 C．点时，反应Ⅰ的等于反应Ⅱ的 D．不变时， 【答案】C 【分析】已知反应：Ⅰ. ，Ⅱ. 。初始浓度：，。观察图像，在时，各物质浓度分别为：，，。根据反应方程式，我们可以找出各物质的变化量关系：反应Ⅰ中，每生成和，消耗和。反应Ⅱ中，每生成和，消耗和。设反应Ⅰ生成D的浓度为，反应Ⅱ生成的D的浓度为 。则体系中D的总浓度。体系中E的浓度。故反应Ⅱ生成的D的浓度。反应Ⅰ生成的D的浓度。同时反应Ⅰ生成的C的浓度为。反应Ⅱ消耗了部分C来生成E，消耗C的浓度等于生成的E的浓度，即，据此解答； 【详解】A．由上述分析可知，反应Ⅰ中消耗的B的浓度等于反应Ⅰ生成的D的浓度，即。因此内，B的平均反应速率为，A正确； B．A 在反应Ⅰ和反应Ⅱ中均被消耗。时，A的总消耗量 = 反应Ⅰ消耗的A + 反应Ⅱ消耗的A = 。此时A的剩余浓度。而此时C的浓度。可见在时，。在反应初始阶段，，，即。随着反应进行，A的浓度不断减小，C的浓度先增大后减小，既然初始时，而在时，且两者的浓度变化是连续的，那么在此时间段内，A和 C的浓度曲线必然存在一个交点，B正确； C．a点对应的时间为之前，此时C的浓度达到最大值。当C的浓度达到最大时C的生成速率等于其消耗速率。C的生成来自反应Ⅰ，C的消耗来自反应Ⅱ。即，对应到反应速率上，即：反应Ⅰ生成C的速率 = 反应Ⅱ消耗C的速率。由于反应Ⅰ中C的生成速率即为反应Ⅰ的正反应速率，而反应Ⅱ消耗C的速率是反应Ⅱ的正反应速率减去反应Ⅱ的逆反应生成C的速率。严格来说，C的净变化速率为0时：，即。选项中仅说a点时等于，这只有在时才成立，但题目并未给出此条件，C错误； D．当体系中某物质的浓度不再改变时，说明整个反应体系达到了化学平衡状态。在平衡状态下，对于任意一种物质，其生成速率等于消耗速率。因此当不变时，体系处于平衡状态，A的生成速率必然等于A的消耗速率，D正确； 故选C。 【针对练习3】（25-26高二上·黑龙江绥化·期中）研究之间的转化对大气污染控制具有重要意义，已知：  。如下图所示，在恒容密闭容器中，反应温度为时，和随t变化为曲线Ⅰ、Ⅱ，改变温度到，随t变化为曲线Ⅲ。 回答下列问题： (1)比较反应速率的大小：___________(填“>”“=”或“<”)。 (2)在温度下，反应的平衡常数___________。 (3)在一定条件下发生上述反应，其他条件不变，只改变一个条件，反应过程中速率随时间的变化如下图所示。时刻改变的条件是___________。 (4)下列结论能说明该反应已经达到化学平衡状态的是___________(填序号)。 ①烧瓶内气体的质量不再变化    ②烧瓶内气体的颜色不再加深 ③        ④烧瓶内气体的压强不再变化 ⑤混合气体密度保持不变       ⑥的浓度与的浓度相等 【答案】(1)> (2)0.36 (3)降低温度 (4)②④ 【分析】在恒容密闭容器中，反应于下进行。图中曲线Ⅱ对应，随时间增大并在处达到平台；曲线Ⅰ对应，减小并在处达到平台。曲线斜率的绝对值表示相应浓度的变化快慢，平台值是该温度下的平衡浓度。 【详解】（1）由图可见，曲线在 a 处比在 b 处更陡，即 a 处曲线斜率的绝对值更大，因此； （2）由图中下的平台值可得、，故； （3）在时，正、逆反应速率均瞬间减小，说明温度降低。该反应的正反应为吸热反应，降温后逆反应速率大于正反应速率，平衡向逆反应方向移动，这与图中随后两速率在较低水平重新相等相符； （4）①密闭容器内气体总质量在反应过程中始终不变，不能据此判断平衡； ②为红棕色气体，颜色不再加深说明其浓度不再变化，可以判断达到平衡； ③按化学计量数，在平衡时以各物质浓度变化表示的正、逆速率应满足，题给关系不成立，不能判断平衡； ④恒温恒容条件下，反应前后气体总物质的量改变，压强不再变化说明组成不再变化，可以判断达到平衡； ⑤密闭恒容容器中气体总质量和体积均不变，密度始终不变，不能判断平衡； ⑥两种物质浓度相等只是某一组成关系，不能说明正、逆反应速率相等； 因此能说明达到平衡的是②④。 命题点2：百分含量(或转化率)-温度（或压强）-时间图像 【针对练习4】（24-25高二上·广东广州·期中）可逆反应进行过程中，当其他条件不变时，的体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列叙述正确的是 A．达到平衡后，加入催化剂，的体积分数增大 B．该反应正向为放热反应 C．化学方程式中， D．达到平衡后，减小Z的量，平衡向正反应方向移动，新平衡与原平衡相比，Z浓度增大 【答案】B 【详解】A．催化剂能同等程度地增大正、逆反应速率，缩短达到平衡所需的时间，但不改变平衡状态，因此平衡时的体积分数不变，A错误； B．温度图中，对应曲线先达到平衡，说明；升高温度后平衡时减小，平衡向逆反应方向移动，因此正反应为放热反应，B正确； C．压强图中，对应曲线先达到平衡，说明；增大压强后平衡时减小，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应方向是气体物质的量减小的方向，故，C错误； D．达到平衡后减小的量，平衡向正反应方向移动，只能部分抵消这一变化；新平衡时的浓度仍小于原平衡浓度，D错误； 故选B。 【针对练习5】（24-25高二上·陕西西安·期中）三氯化硅（）是制备硅烷、多晶硅的重要原料。向容积为2 Ｌ的恒容密闭容器中仅充入2 、分别在温度为、条件下发生反应  ，反应体系中的物质的量分数随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是 A．容器内气体的压强： B．由图可知，，平衡常数： C．下，反应自开始至100 min时， D．下，若起始时向该容器中充入0.8 、0.2 、1 ，反应将向正反应方向进行 【答案】D 【分析】该反应是气体分子总数不变的反应（2 mol反应物生成2 mol生成物），恒容条件下，若温度不变，体系总压强始终等于初始压强。温度越高反应速率越快，达到平衡用时越短，因此先平衡的曲线对应更高温度，即，据此作答。 【详解】A．该反应为气体分子数不变的反应，平衡时体系总物质的量均为，恒容条件下压强与温度成正比，由图可知，a点温度高于b点，故压强，A错误； B．温度升高时，平衡状态下的物质的量分数从50%降到40%，说明升温平衡正向移动，平衡常数随温度升高而增大，即，B错误； C．K下，100 min时，的物质的量分数为50%，总物质的量恒为2 mol，则平衡时，，，因容器体积为2 L，，C错误； D． 先计算下的平衡常数：平衡时物质的量分数为40%，则平衡时，，平衡常数。 起始充入指定物质时，浓度商Q，向正反应方向进行，D正确； 故选D。 【针对练习6】（多选）（24-25高三上·山东日照·期末）实验室中己醇和乙酸甲酯按物质的量之比投料进行化学反应： 已知：，。 、为速率常数，为各组分的物质的量分数。测得不同温度下乙酸甲酯转化率（）随时间（t）的变化关系如图所示。下列说法错误的是 A．该醇解反应的 B．值最大的曲线是① C．使用催化剂可以使和增大相同倍数 D．P、Q、M、N四点中，最大的是P点，最大的是N点 【答案】AD 【分析】根据“先拐先平”，可知温度①>②>③；升高温度乙酸甲酯的平衡转化率增大。 【详解】A．升高温度乙酸甲酯的平衡转化率增大，则乙酸甲酯醇解反应吸热， ，故A错误； B．，，平衡时，即=，，，乙酸甲酯醇解反应吸热，温度越高，平衡常数越大，①的平衡常数最大，所以值最大的曲线是①，故B正确； C．催化剂能加快反应速率，但平衡不移动，可知使用催化剂可以使和增大相同倍数，故C正确； D．P、Q、M、N四点中，P、M点温度最高，p点反应物浓度最大、M点生成物浓度最大，所以最大的是p点，最大的是M点，故D错误； 选AD。 命题点3：含量 (或转化率)—温度（或压强）图像 【针对练习7】（24-25高二上·辽宁丹东·期末）、和起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa不同压强下发生反应：，的平衡转化率α随温度的变化如图所示。下列说法错误的是 A．压强大小顺序为 B．恒压条件下，增加初始用量，α减小 C．该反应在常温常压下进行最有利于提高效益 D．其他条件不变，若将、初始用量调整为，则α减小 【答案】C 【详解】A．该反应的正反应为气体分子数减小的反应，相同温度下增大压强，平衡正向移动，平衡转化率增大，即相同温度下压强越大，平衡转化率越高，由图可知相同温度下，故压强，A正确； B．恒压条件下增加初始用量，容器体积增大，反应物浓度降低，相当于减小压强，平衡逆向移动，减小，B正确； C．常温下反应速率极慢，且该反应所需催化剂活性在常温下较低，虽然平衡转化率较高，但单位时间产量低，不利于提高生产效益，C错误； D．初始、物质的量之比原为，调整为后相对用量减少，的平衡转化率减小，D正确； 故选C。 【针对练习8】（24-25高二上·四川资阳·期末）在密闭反应器中充入和发生反应，测得体系内的平衡转化率与温度、压强关系如图所示。下列叙述正确的是 A． B．点对应的正反应速率： C．a、c、e点对应的平衡常数： D．点的体积分数约为 【答案】C 【详解】A．反应，为放热反应，压强相同时，温度升高平衡逆向移动，转化率降低，由图可知，相同压强下对应的转化率更高，所以，A错误； B．压强相同时，d点温度高于b点，温度越高反应速率越快，所以，B错误； C．正反应是放热反应，平衡常数随温度的升高而减小，故，C正确； D．在密闭反应器中充入1 mol和2.6 mol反应，由图可知，f点的转化率为60%，所以转化的物质的量为0.6 mol，列三段式：，相同条件下，的体积分数等于其物质的量分数=，D错误； 故选C。 【针对练习9】（24-25高二上·山西太原·期末）在密闭容器中充入一定量的NO2，发生反应  ΔH<0，在温度为T1、T2下，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是 A．温度：T1>T2 B．A、C两点气体的颜色：A浅，C深 C．A、B两点NO2的转化率：A>B D．A、C两点气体的平均相对分子质量：A>C 【答案】B 【详解】A．该反应，为放热反应，升高温度平衡逆向移动，体积分数增大；压强相同时，对应体积分数更大，故，A错误； B．A、C温度相同，C点压强更大，容器体积更小，尽管加压平衡正向移动，但根据勒夏特列原理，平衡移动只能减弱浓度增大的趋势，最终C点浓度大于A点，故A浅C深，B正确； C．A、B压强相同，A点温度更高，平衡逆向移动程度更大，转化率更低，故转化率，C错误； D．气体总质量不变，平均相对分子质量，C点压强大，平衡正向移动，气体总物质的量更小，故平均相对分子质量，D错误； 故选B。 命题点4：化工生产中的复杂图像分析 【针对练习10】（25-26高二上·安徽合肥·阶段检测）CO2催化加氢合成二甲醚是一种转化的方法，其过程主要发生下列反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 在恒压、和的起始量一定的条件下，的平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图所示。其中：的选择性 下列说法正确的是 A．曲线a代表平衡转化率随温度的变化 B．恒压下，同一体系中发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡后再充入惰性气体，反应Ⅰ平衡不移动 C．温度高于300℃时，反应Ⅰ正向移动的程度低于反应Ⅱ逆向移动的程度 D．若反应I的正反应活化能为a kJ∙mol-1，则逆反应活化能为(a-41.2) kJ∙mol-1 【答案】D 【分析】反应I吸热，反应Ⅱ放热，其它条件相同，升高温度，反应I平衡正向移动，反应Ⅱ平衡逆向移动，CH3OCH3(g)选择性降低，则曲线a表示CH3OCH3的选择性随温度的变化，曲线b表示CO2平衡转化率随温度的变化。 【详解】A．由分析可知，曲线a表示CH3OCH3的选择性随温度的变化，A错误； B．反应Ⅰ是气体体积不变的反应，反应Ⅱ是气体体积减小的反应，恒压条件下发生反应Ⅰ和Ⅱ，平衡后再充入惰性气体，容器体积增大，相当于减小压强，反应Ⅱ平衡逆向移动，CO2和H2的体积分数增大，使反应Ⅰ平衡正向移动，B错误； C．反应I吸热，反应Ⅱ放热，温度高于300℃时，CO2平衡转化率增大，说明温度升高使反应I的正向移动程度大于反应Ⅱ逆向移动的程度，C错误； D．反应I的焓变△H=正反应的活化能-逆反应的活化能，故逆反应的活化能=正反应的活化能-△H=(a-41.2) kJ∙mol-1，D正确； 故选D。 【针对练习11】（25-26高二上·内蒙古包头·期中）I、氮的氧化物是大气污染物之一，用一氧化碳还原氮氧化物，可防止空气污染。回答下列问题： 已知：①   ②   ③   (1)CO还原NO反应：在________，该反应在________下能自发进行(填“高温”、“低温”或“任意温度”)。 (2)其他条件相同时，使用两种不同催化剂，反应相同的时间，CO的转化率随温度变化的影响如图： ①工业生产中应选择的温度和催化剂分别是________、________。 ②图中温度高于320℃时，CO转化率减小的原因可能是________。 Ⅱ、工业上用和制备的原理如下： ①    ②    (3)其他条件相同时，测得不同压强下，的平衡转化率随温度变化关系如图所示。 ①、、由小到大顺序为________。时，发生的反应以________(填“反应①”或“反应②”)为主。 (4)其他条件相同时，转化率或选择性(生成的物质的量与转化的物质的量的比值)随温度的变化关系如图所示。220℃时，的产率为________。工业生产中制备的温度为200～280℃，原因是__________________。 【答案】(1) 低温 (2) 320℃ 催化剂2 升温使催化剂活性降低或升温平衡逆向移动 (3) 反应② (4) 4.3% 温度过低转化率较小，温度过高选择性较小或者在200～280℃时，转化率较大，选择性较高 【详解】（1）将方程式2×②-①-③得方程式2CO(g)+2NO(g)=2CO2(g)+N2(g)，根据盖斯定律可知，ΔH=[2×(-393.5)+221-181]kJ/mol=-747kJ/mol，即该反应是一个焓减熵减的反应，故在低温下能自发进行，故答案为：-747；低温； （2）①由题干图示信息可知，相同温度下催化剂2作催化剂CO的转化率均高于催化剂1作催化剂，且320℃时，催化剂2作催化剂时，CO的转化率最大，故工业生产中应选择的温度和催化剂分别是320℃、催化剂2，故答案为：320℃；催化剂2； ②由于该反应是一个放热反应，则温度高于320℃时，CO转化率减小的原因可能是升温使催化剂活性降低，也可能是温度升高平衡逆向移动，故答案为：升温使催化剂活性降低(或温度升高平衡逆向移动)。 （3）根据方程式可知，压强越大，CO2的平衡转化率越大，故P1＞P2＞P3；由图像可知，三条曲线随温度升高归于一条，证明压强对平衡无影响，只有反应②为化学计量数不变的反应，压强对平衡无影响，故以反应②为主，故答案为：P3＜P2＜P1；反应②； （4）观察题干图可知，220℃时，设投入CO2的物质的量为x mol，CO2转化率为10%，则转化CO2的物质的量为0.1x mol，生成CH3OH的量为43%×0.1x mol=0.043x mol，理论上若x mol CO2完全反应会生成x mol CH3OH，实际上生成0.043x mol CH3OH，则CH3OH的产率是×100%=4.3%，观察题干图可得出，温度过低CO2转化率较小，温度过高CH3OH选择性较小，或者在200～280℃时，CO2转化率较大，CH3OH选择性较高，故答案为：4.3%；温度过低CO2转化率较小，温度过高CH3OH选择性较小(或者在200～280℃时，CO2转化率较大，CH3OH选择性较高)。 【针对练习12】（24-25高二上·浙江绍兴·期末）我国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。将CO2转化利用，生产高能燃料和高附加值化学品，有利于实现碳资源的有效循环。 Ⅰ.工业用H2和CO2在一定条件下合成乙烯，反应原理如下：    已知：         (1)______，该反应自发进行的条件是____________。 (2)在容积为V的恒容密闭容器中充入体积比为3：1的H2和CO2，不同温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示，下列说法正确的是______。 A．当容器内气体平均相对分子质量不变时，说明反应达到平衡状态 B．平衡常数：，达到平衡所需时间： C．保持其它条件不变，只将容器体积缩小为，达到平衡时，比原平衡小 D．选择在较低温度下具有较高催化效率的催化剂有利于提高生产效率 Ⅱ.CO2也可用于催化加氢制甲醇，反应为： 主反应：   副反应：   在恒温密闭容器中，维持压强和投料比不变，将CO2和H2按一定流速通过反应器，CO2转化率和甲醇选择性[]随温度变化关系如下图所示： (3)从温度和压强两个条件看，有利于提高平衡时甲醇选择性的生产条件是____________。 (4)不考虑催化剂活性影响，分析235℃后图中两条曲线下降的原因__________________。 (5)在压强为P的恒温恒压密闭容器中，加入1 mol CO2和3 mol H2反应并达到平衡状态，CO2平衡转化率为20%，甲醇的选择性为50%，则主反应在该温度下的平衡常数______。(列出计算式，用平衡压强代替平衡浓度，某气体的平衡压强=总压×该气体的物质的量分数) 【答案】(1) －127.2 低温 (2)AD (3)高压，低温 (4)235℃后反应达到平衡状态，主反应放热，副反应吸热。升温使主反应平衡逆向移动程度大于副反应平衡正向移动程度，因而使CO2转化率和甲醇选择性下降 (5) 【详解】（1）已知：② ③ ④ 根据盖斯定律，6×③ - ② + 4×④即得到目标反应 。 该反应为气体分子数减少的反应，，且，根据，低温下，反应可自发进行。 （2）A．反应前后气体总质量不变，气体总物质的量减小，气体平均相对分子质量为总质量与总物质的量的比值，当平均相对分子质量不变时，总物质的量不变，说明反应达到平衡状态，A正确； B．该反应为放热反应，温度升高平衡常数减小，温度，；P点温度最低且催化效率最低，反应速率最慢，达到平衡时间最长；M点催化效率最高，反应速率最快，达到平衡时间最短；N点温度高于M点但催化效率低于M点，反应速率慢于M点，达到平衡时间长于M点，达到平衡所需时间，B错误； C．容器体积缩小为，压强增大，平衡正向移动，的物质的量减小，但体积减小的影响大于平衡移动的影响，达到平衡时比原平衡大，C错误； D．较低温度下反应的平衡转化率更高，选择在较低温度下具有较高催化效率的催化剂，可加快反应速率，缩短达到平衡的时间，有利于提高生产效率，D正确； 故选 AD。 （3）主反应为气体分子数减少的放热反应，增大压强平衡正向移动，甲醇生成量增加，选择性提高；降低温度平衡正向移动，甲醇生成量增加，选择性提高，有利于提高甲醇选择性的生产条件为高压，低温。 （4）235℃前反应未达到平衡状态，温度升高反应速率加快，转化率随温度升高而升高。235℃后反应达到平衡状态，主反应，为放热反应，升温平衡逆向移动；副反应，为吸热反应，升温平衡正向移动。升温使主反应平衡逆向移动程度大于副反应平衡正向移动程度，转化率和甲醇选择性均下降。 （5）加入和，平衡转化率为20%，消耗的的物质的量为。甲醇的选择性为50%，生成的的物质的量为。 主反应消耗、，生成和；副反应消耗、，生成和。 平衡时各组分的物质的量：，，，，，总物质的量为。 各组分的平衡分压：，，，。 代入主反应的平衡常数表达式： 。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3讲 化学平衡图像分析 考点1：速率(或物质的量或浓度)-时间图像 1.分析、解答化学平衡图像的三个步骤 第一步：看图像 一看面——横坐标、纵坐标代表的量(如纵坐标是反应物百分含量，还是反应物的转化率等)，确定坐标值与化学量的正变与负变关系。 二看线——曲线的走向、变化趋势(斜率大小、升与降、平与陡、渐变与突变、连续与断变、转折等)，同时对走势有转折变化的曲线，要分段进行分析，找出各段曲线的变化趋势及含义。例如，升高温度，v吸增加得多，v放增加得少；增大反应物浓度，v正突变，v逆渐变。 三看点——起点(分清反应物、生成物。浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点)，终点(终点是否达到平衡)，转折点(转折点前后影响的主要因素不同)等；此外还有顶点、拐点、交叉点、平衡点等都要认真分析。 四看辅助线——作等温线、等压线，讨论单变量。 五看量——一般标出具体数值的量在解题中都会用到。 第二步：想规律 在看清图的基础上，根据坐标x轴的变化，确定y轴的变化，结合外因对化学反应速率、化学平衡的影响因素分析变化的本质原因。 第三步：作判断 看条件(T，p，c)→同结果正确，不同则错。 2.速率-时间图像 （1）常见含“断点”的速率－时间图像分析 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 反应 正反应为 反应 压强 增大 减小 增大 减小 正反应为气体物质的量 的反应 正反应为气体物质的量 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， 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， 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， 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， 生成物的浓度 （3）加催化剂 t1时刻改变的条件可能是使用了 或 压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。 3.全程速率—时间图像 Zn与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。 原因：(1)AB段(v增大)，反应放热，溶液温度逐渐 ，v 。 (2)BC段(v减小)，溶液中c(H＋)逐渐 ，v 。 4.物质的量(或浓度)—时间图像 例如：某温度时，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 （1）由图像得出的信息 ① 、 是反应物， 是生成物。 ②t3 s时反应达到 状态，X、Y并没有全部反应，该反应是 反应。 ③0～t3 s时间段：Δn(X)＝ mol，Δn(Y)＝ mol，Δn(Z)＝ mol。 （2）根据图像可进行如下计算 ①某物质的平均速率、转化率，如v(X)＝ mol·L－1·s－1；Y的转化率＝×100%。 ②确定化学方程式中的化学计量数之比，X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为 。 【典例1】（26-27高二上·河南濮阳·阶段检测）25 ℃时，在含有Pb2＋、Sn2＋的某溶液中，加入过量金属锡(Sn)，发生反应：Sn(s)＋Pb2＋(aq)⇌Sn2＋(aq)＋Pb(s)，体系中c(Pb2＋)和c(Sn2＋)变化关系如图所示。 下列判断正确的是 A．25 ℃时，该反应的平衡常数K=2.2 B．往平衡体系中加入少量Sn(NO3)2固体后，c(Pb2＋)变小 C．往平衡体系中加入金属铅后，c(Pb2＋)增大 D．升高温度，平衡体系中c(Pb2＋)增大，说明该反应ΔH >0 【典例2】（24-25高三上·内蒙古阿拉善·阶段检测）已知：A(g)+2B(g)⇌3C(g)  ΔH＜0，向一恒温、恒容的密闭容器中充入1mol A和3mol B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。下列说法错误的是 A．t1时刻的体系压强等于初始压强 B．t1～t2之间，若缩小容器体积，图像可达到Ⅰ´ C．t2时改变的条件是向容器中加入反应物A D．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数：K(Ⅰ)=K(Ⅱ) 【典例3】（多选）（24-25高三上·山东青岛·期中）在恒容密闭容器中通入 发生反应  ，的反应速率随时间的变化如图所示。下列说法错误的是 [已知时反应达到平衡，时改变某单一条件（浓度、温度或催化剂等）]。 A．由0到，的浓度不断增大 B．时，可能升高温度 C．由到，容器内混合气体的相对平均分子量不发生变化 D．时，可能再向容器中通入了，且达到新平衡，的转化率增大 【典例4】（25-26高二上·江西抚州·阶段检测）Ⅰ、密闭容器中发生如下反应：  。根据图像，回答下列问题。 (1)下列时刻所改变的外界条件分别是：：______________________________；：______________________________。 (2)物质A的体积分数最大的时间段是____________。 (3)反应速率最大的时间段是____________。 (4)、、时间段的平衡常数、、的关系为____________。 Ⅱ．已知：  。请回答下列有关问题： 在容积为的容器中，通入一定量的，100℃时，体系中各物质的浓度随时间变化如下表： 时间/s 0 20 40 60 80 0.10 0.07 0.045 0.04 0.04 0 0.06 0.11 0.12 0.12 (5)在该温度下，的平衡常数____________。 (6)改变条件重新达到平衡时，要使的值变小，可采取的措施有______（填字母）。 A．升高温度    B．缩小体积    C．使用合适的催化剂 考点2：百分含量(或转化率)-温度（或压强）-时间图像 已知不同温度或压强下，反应物的转化率α(或百分含量)与时间的关系曲线，可推断温度的高低、反应的热效应、压强的大小及气体物质间的化学计量数的关系。 （1）[以aA(g)+bB(g)cC(g)中反应物的转化率αA为例进行说明] (1)“先拐先平，数值大”原则 分析反应由开始(起始物质相同时)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，当温度较高时，反应达到平衡所需时间短，如图甲中T2 T1 ②若为压强变化引起，当压强较大时，反应达到平衡所需时间短，如图乙中p1 p2 ③若是使用催化剂引起时，反应达到平衡所需时间 ，如图丙中a使用了催化剂 (2)正确掌握图像中反应规律的判断方法 ①图甲中，T2>T1，升高温度，αA降低，平衡逆向移动，正反应为 反应 ②图乙中，p1>p2，增大压强，αA升高，平衡正向移动，则正反应为气体体积 的反应 ③若纵坐标表示A的百分含量，则图甲中正反应为 反应，图乙中正反应为气体体积 的反应 解答速率平衡图像问题的两大方法 ①“定一议二” 当图像中有三个变量时，先确定其中一个变量不变，再讨论另外两个变量的关系，有时还需要作辅助线 ②“三步分析法” 一看反应速率是增大还是减小 二看v正、v逆的相对大小 三看化学平衡移动的方向 （2）应用举例(C%指产物的质量分数，B%指某反应物的质量分数) 加催化剂类 温度类 压强类 【典例5】（25-26高二上·河南漯河·阶段检测）可逆反应，反应过程中其它条件不变时C的百分含量C%与温度(T)和压强(P)的关系如图所示，下列叙述中正确的是 A．达到平衡后，使用催化剂，C%将增大 B．达到平衡后，若升高温度、化学平衡向逆反应方向移动 C．方程式中 D．达到平衡后，增加A的量有利于化学平衡向正反应方向移动 【典例6】（25-26高二上·湖北宜昌·阶段检测）在2L密闭容器中加入足量Cu和2molNO2，发生反应：。不同温度下，NO2的转化率与时间的关系如图1所示；反应速率与时间的关系如图2所示(该条件下，NO2不发生反应生成N2O4)。下列说法错误的是 A．该反应的ΔH＜0 B．v正：a点＜b点 C．T2温度下，反应的平衡常数K=10 D．图2中，时改变的条件是再充入一定量的N2 【典例7】（24-25高二上·新疆昌吉·期末）在密闭容器中进行反应：，下列有关说法错误的是 A．依据图I可判断，且反应物是一种气体 B．在图Ⅱ中，虚线可表示使用了催化剂时的变化情况 C．依据图Ⅲ可判断逆反应为放热反应 D．如果反应物B为气体，由图Ⅳ中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化，可推正反应为放热反应 【典例8】（24-25高二上·江苏无锡·期末）在容积均固定为1 L的密闭容器M（起始500℃，恒温）、N（起始500℃，绝热）中分别加入1 mol 、4 mol CO，发生反应。M、N容器中的平衡转化率随时间的变化关系如图所示。下列说法不正确的是 A．该反应的 B．M容器中的转化率随时间的变化关系是图中的曲线b C．500℃该反应的平衡常数K为 D．平衡后，向N容器中再加入1 mol 和4 mol CO，则最终的平衡转化率与原平衡时的相等 考点3：含量 (或转化率)—温度（或压强）图像 1．常见图像形式 转化率—温度图像 当压强相等（任意一条恒压线）时温度升高，A的转化率增大，平衡 移动，这则正反应为 反应。 当温度相等时，即作垂直于横轴的辅助线，与三条恒压线交于三点，这三点自下而上压强增大，A的转化率增大，平衡 移动，则正反应为反应前后气体分子数 的反应。 转化率—压强图像 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 移动，即正反应是气体体积 的反应。 当压强相等时，在图中作直线，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 移动，即正反应为 反应。 2.含量（转化率）—温度曲线 ①对于反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)　ΔH＜0。 M点之前，温度越高，反应速率越大，反应物浓度减小或生成物浓度增大；M点时达到平衡状态； M点之后，温度升高，反应物浓度增大或生成物浓度减小。发生变化的原因有： a．反应放热，升温，平衡逆向移动； b．温度升高，催化剂活性降低，反应速率减小，反应可能未达到平衡状态。 ②平衡转化率-温度曲线 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。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。 图像曲线上的点全为对应条件下的平衡点。 3.析图关键——关注曲线变化趋势，采取“定一议二”法。 在化学平衡图像中，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”。 【典例9】（24-25高二上·河南焦作·期末）向容积为1L的密闭容器中加入适量催化剂、2molX和3molY，发生反应：  ΔH，平衡时和反应10min时Y的转化率随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A．曲线Ⅱ为平衡时Y的转化率随温度的变化曲线 B．该反应的ΔH ＞0 C．b点的正反应速率大于逆反应速率，延长反应时间，最终可以达到d点 D．该反应中催化剂在约300℃时活性最佳 【典例10】（24-25高二上·湖北十堰·期末）氢气是重要的化学试剂、化工原料和有广阔发展前景的新能源。往某密闭容器中充入，发生的反应为，体系中CO的平衡体积分数与温度和压强的关系如图所示，下列说法错误的是 A．压强： B．平衡常数： C．混合气体中碳元素的质量： D．该反应的反应物的能量总和大于生成物的能量总和 【典例11】（24-25高二上·山西运城·期末）某密闭容器中充入1 mol CO和发生反应：，平衡时测得混合气体中的物质的量分数与温度(T)、压强(p)之间的关系如图所示。下列说法正确的是 A．a点和b点对应的温度 B．a点CO的物质的量分数为40% C．恒温恒容时，混合气体的密度不随时间变化而变化说明反应达到化学平衡状态 D．若达平衡后，再充入1 mol CO和的转化率可能增大 【典例12】（24-25高二上·山东泰安·期末）硫化氢为易燃危化品。油气开采、石油化工、煤化工等行业废气中常含有一定浓度的。 (1)工业上可以通过硫化氢分解制得和硫蒸气。在某密闭容器中充入气体，发生反应：，气体的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。 在和压强为的条件下，n点的与中较大的是______；图中m、n点对应温度下的平衡常数：______(填“>”、“=”或“<”)。 (2)采用甲烷去除硫化氢反应，反应原理是：。 已知：ⅰ． ⅱ． 则总反应的______。 (3)压强恒定条件下，进料比分别为a、b、c，总反应中的平衡转化率随温度变化情况如图所示，则a、b、c由大到小的顺序为______；的平衡转化率随温度升高而增大的原因是_________。 (4)在、反应条件下，将物质的量分数之比为的、、混合气进行甲烷去除硫化氢反应。平衡时混合气中分压与的分压相同，的平衡转化率为______%(保留小数点后一位)，平衡常数______(以分压表示，分压=总压×物质的量分数)。 考点4：化工生产中的复杂图像分析 除通过图像获取有用信息和对获取的信息进行加工处理外，还需注意以下4点： (1)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趋势或斜率变化来判断，如果还未达到平衡则不能使用平衡移动原理，只有达到平衡以后的点才能应用平衡移动原理。 如图中虚线表示单位时间内A的产率随温度的升高先增大后减小，先增大的原因是P点之前反应尚未达到平衡，随温度的升高，反应速率增大，故单位时间内A的产率增大。 (2)催化剂的活性是否受温度的影响 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。 如图，250～300 ℃时，温度升高而B的生成速率降低的原因是温度超过250 ℃时，催化剂的催化效率降低。 (3)不同的投料比对产率也会造成影响 可以采用定一议二的方法，根据相同投料比下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化学计量数之和的大小。 如图，对于反应2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)。 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。 (4)考虑副反应的干扰或影响 往往试题会有一定的信息提示，尤其温度的改变影响较大。 【典例13】（25-26高二上·江苏苏州·期中）与作用同时发生如下反应：，，，三个反应均为放热反应。工业尾气中可通过催化氧化为除去。将一定比例、和的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管，的选择性()、的转化率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是 A．时，完全被催化氧化，转移 B．工业催化氧化去除，应选择的适宜温度在以上 C．在范围，随温度升高，出口处氮氧化物物质的量增大 D．高效除去尾气中的，需研发低温下转化率高和选择性高的催化剂 【典例14】（25-26高二上·福建厦门·期中）空间站内搭载萨巴蒂尔装置将转化为，再通过电解水装置回收氧元素，其系统原理如图： 萨巴蒂尔装置内发生的反应为 反应Ⅰ：     反应Ⅱ：     (1)已知反应Ⅲ：     ①则___________，___________(用和表示)。 ②其他条件不变时，压缩平衡体系体积，重新达到平衡后，下列说法正确的是___________。 A．反应Ⅰ的化学平衡常数变小     B．变大 C．物质的量分数增大           D．的转化率增大 (2)在“高温反应器”中以为催化剂，一段时间内不同温度转化率如图。已知反应Ⅰ的速率方程：，。 ①250℃前，CO2实际转化率随温度变化不大的主要原因是___________。 ②时，达到平衡，K与、的关系为___________。 ③时，K___________(填“>”“<”或“=”)。 ④达到平衡后，升高温度，增大的倍数___________增大的倍数(填“>”“<”或“=”)。 (3)在“低温反应器”中达平衡时，各组分物质的量分数随温度变化如图。已知原料气中含有及。 ①物质的量分数随温度变化的曲线为___________(填标号)。 ②300～500℃，CO2物质的量分数随温度升高而上升的原因是___________。 (4)从平衡与速率角度分析，萨巴蒂尔装置采用高温和低温反应器串联的优点是___________。 【典例15】（24-25高二上·山东济南·期末）甲烷和二氧化碳重整制合成气是实现“双碳目标”的途径之一，涉及反应有： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． 回答下列问题: (1)=______。 (2)在恒温恒容条件下，若只发生反应Ⅰ，下列能说明反应Ⅰ已达到平衡状态的是______(填标号)。 A．混合气体的压强不再改变 B．混合气体的密度不再改变 C．混合气体的平均相对分子质量不再改变 D．反应速率 (3)在一定条件下，向体积为1 L的恒容密闭容器中通入10 mol 和10 mol 发生上述反应，达到平衡时，容器中为6 mol、为2 mol，此时的浓度为______，反应Ⅱ的平衡常数=______。 (4)常压下，将等物质的量的和以一定流速通入装有催化剂的反应管，实验测得原料气的转化率和的流出量随温度变化关系如图所示。 ①曲线______(填“a”或“b”)表示的转化率随温度变化曲线； ②温度低于873 K时，的流出量随温度升高而增大的原因可能是__________________； ③温度高于1400 K时，曲线a、b交于一点的原因可能是______(填标号)。 A．温度高于1400 K时，只发生反应Ⅰ B．温度高于1400 K时，反应Ⅱ和反应Ⅲ的反应速率相等 C．温度高于1400 K时，有利于催化剂提高原料气的平衡转化率 命题点1：速率(或物质的量或浓度)-时间图像 【针对练习1】（25-26高二上·福建福州·期末）数形结合是研究化学反应速率及化学平衡的重要手段，从如图所示图像得出的结论正确的是 A．图甲：v(A)=0.4 mol·L-1·s-1 B．图乙：t1时刻改变的条件可能是加入催化剂或压缩体积加压 C．图丙：ΔH <0 D．图丁：m+n<p 【针对练习2】（2026·广西·高考真题）常温下，反应物和在溶液中发生如下平行—连续反应： Ⅰ．    Ⅱ． 初始浓度、。、、的浓度随时间的变化曲线如图。下列说法错误的是 A．内， B．内，A和的曲线有交点 C．点时，反应Ⅰ的等于反应Ⅱ的 D．不变时， 【针对练习3】（25-26高二上·黑龙江绥化·期中）研究之间的转化对大气污染控制具有重要意义，已知：  。如下图所示，在恒容密闭容器中，反应温度为时，和随t变化为曲线Ⅰ、Ⅱ，改变温度到，随t变化为曲线Ⅲ。 回答下列问题： (1)比较反应速率的大小：___________(填“>”“=”或“<”)。 (2)在温度下，反应的平衡常数___________。 (3)在一定条件下发生上述反应，其他条件不变，只改变一个条件，反应过程中速率随时间的变化如下图所示。时刻改变的条件是___________。 (4)下列结论能说明该反应已经达到化学平衡状态的是___________(填序号)。 ①烧瓶内气体的质量不再变化    ②烧瓶内气体的颜色不再加深 ③        ④烧瓶内气体的压强不再变化 ⑤混合气体密度保持不变       ⑥的浓度与的浓度相等 命题点2：百分含量(或转化率)-温度（或压强）-时间图像 【针对练习4】（24-25高二上·广东广州·期中）可逆反应进行过程中，当其他条件不变时，的体积分数与温度、压强的关系如图所示。下列叙述正确的是 A．达到平衡后，加入催化剂，的体积分数增大 B．该反应正向为放热反应 C．化学方程式中， D．达到平衡后，减小Z的量，平衡向正反应方向移动，新平衡与原平衡相比，Z浓度增大 【针对练习5】（24-25高二上·陕西西安·期中）三氯化硅（）是制备硅烷、多晶硅的重要原料。向容积为2 Ｌ的恒容密闭容器中仅充入2 、分别在温度为、条件下发生反应  ，反应体系中的物质的量分数随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是 A．容器内气体的压强： B．由图可知，，平衡常数： C．下，反应自开始至100 min时， D．下，若起始时向该容器中充入0.8 、0.2 、1 ，反应将向正反应方向进行 【针对练习6】（多选）（24-25高三上·山东日照·期末）实验室中己醇和乙酸甲酯按物质的量之比投料进行化学反应： 已知：，。 、为速率常数，为各组分的物质的量分数。测得不同温度下乙酸甲酯转化率（）随时间（t）的变化关系如图所示。下列说法错误的是 A．该醇解反应的 B．值最大的曲线是① C．使用催化剂可以使和增大相同倍数 D．P、Q、M、N四点中，最大的是P点，最大的是N点 命题点3：含量 (或转化率)—温度（或压强）图像 【针对练习7】（24-25高二上·辽宁丹东·期末）、和起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5 MPa、2.5 MPa和5.0 MPa不同压强下发生反应：，的平衡转化率α随温度的变化如图所示。下列说法错误的是 A．压强大小顺序为 B．恒压条件下，增加初始用量，α减小 C．该反应在常温常压下进行最有利于提高效益 D．其他条件不变，若将、初始用量调整为，则α减小 【针对练习8】（24-25高二上·四川资阳·期末）在密闭反应器中充入和发生反应，测得体系内的平衡转化率与温度、压强关系如图所示。下列叙述正确的是 A． B．点对应的正反应速率： C．a、c、e点对应的平衡常数： D．点的体积分数约为 【针对练习9】（24-25高二上·山西太原·期末）在密闭容器中充入一定量的NO2，发生反应  ΔH<0，在温度为T1、T2下，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是 A．温度：T1>T2 B．A、C两点气体的颜色：A浅，C深 C．A、B两点NO2的转化率：A>B D．A、C两点气体的平均相对分子质量：A>C 命题点4：化工生产中的复杂图像分析 【针对练习10】（25-26高二上·安徽合肥·阶段检测）CO2催化加氢合成二甲醚是一种转化的方法，其过程主要发生下列反应： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 在恒压、和的起始量一定的条件下，的平衡转化率和平衡时的选择性随温度的变化如图所示。其中：的选择性 下列说法正确的是 A．曲线a代表平衡转化率随温度的变化 B．恒压下，同一体系中发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡后再充入惰性气体，反应Ⅰ平衡不移动 C．温度高于300℃时，反应Ⅰ正向移动的程度低于反应Ⅱ逆向移动的程度 D．若反应I的正反应活化能为a kJ∙mol-1，则逆反应活化能为(a-41.2) kJ∙mol-1 【针对练习11】（25-26高二上·内蒙古包头·期中）I、氮的氧化物是大气污染物之一，用一氧化碳还原氮氧化物，可防止空气污染。回答下列问题： 已知：①   ②   ③   (1)CO还原NO反应：在________，该反应在________下能自发进行(填“高温”、“低温”或“任意温度”)。 (2)其他条件相同时，使用两种不同催化剂，反应相同的时间，CO的转化率随温度变化的影响如图： ①工业生产中应选择的温度和催化剂分别是________、________。 ②图中温度高于320℃时，CO转化率减小的原因可能是________。 Ⅱ、工业上用和制备的原理如下： ①    ②    (3)其他条件相同时，测得不同压强下，的平衡转化率随温度变化关系如图所示。 ①、、由小到大顺序为________。时，发生的反应以________(填“反应①”或“反应②”)为主。 (4)其他条件相同时，转化率或选择性(生成的物质的量与转化的物质的量的比值)随温度的变化关系如图所示。220℃时，的产率为________。工业生产中制备的温度为200～280℃，原因是__________________。 【针对练习12】（24-25高二上·浙江绍兴·期末）我国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。将CO2转化利用，生产高能燃料和高附加值化学品，有利于实现碳资源的有效循环。 Ⅰ.工业用H2和CO2在一定条件下合成乙烯，反应原理如下：    已知：         (1)______，该反应自发进行的条件是____________。 (2)在容积为V的恒容密闭容器中充入体积比为3：1的H2和CO2，不同温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示，下列说法正确的是______。 A．当容器内气体平均相对分子质量不变时，说明反应达到平衡状态 B．平衡常数：，达到平衡所需时间： C．保持其它条件不变，只将容器体积缩小为，达到平衡时，比原平衡小 D．选择在较低温度下具有较高催化效率的催化剂有利于提高生产效率 Ⅱ.CO2也可用于催化加氢制甲醇，反应为： 主反应：   副反应：   在恒温密闭容器中，维持压强和投料比不变，将CO2和H2按一定流速通过反应器，CO2转化率和甲醇选择性[]随温度变化关系如下图所示： (3)从温度和压强两个条件看，有利于提高平衡时甲醇选择性的生产条件是____________。 (4)不考虑催化剂活性影响，分析235℃后图中两条曲线下降的原因__________________。 (5)在压强为P的恒温恒压密闭容器中，加入1 mol CO2和3 mol H2反应并达到平衡状态，CO2平衡转化率为20%，甲醇的选择性为50%，则主反应在该温度下的平衡常数______。(列出计算式，用平衡压强代替平衡浓度，某气体的平衡压强=总压×该气体的物质的量分数) 学科网（北京）股份有限公司 $