第二章 微点集训（三） 化学反应速率与化学平衡图像分析（课件PPT）-【满分思维·同步精炼】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册同步测试配套课件（人教版）

微点集训（三）　 化学反应速率与化学平衡图像分析 ｜思维点拨｜ 速率—时间图像题的考查角度 速率—时间图像题主要从两个角度进行考查： （1）判断改变的条件：要观察v正、v逆的变化趋势和“断点”，“一增一 不变”改变的条件往往是反应物或生成物的浓度，“同增同减，程度不同”改 变的条件往往是温度或压强，“同增同减，程度相同”改变的条件是加入催化 剂或气体体积不变的反应改变压强。 （2）判断平衡移动的方向：需要观察v正、v逆的相对大小，速率大的相对 位置在上，平衡向速率大的方向移动。 速率—时间图像 1. 已知：A（g）＋2B（g） 2C（g）　ΔH＜0，向一恒温恒容的密闭容器中 充入1 mol A和3 mol B发生反应，t1 min时达到平衡状态Ⅰ。在t2 min时改变某一 条件，t3 min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（　　） A. t2 min时改变的条件可能是减小容器容积 B. 平衡常数K一定有：K（Ⅱ）＝K（Ⅰ） C. 平衡时C的体积分数C％一定有：Ⅱ＜Ⅰ D. t2～t3 min时反应向正反应方向进行 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 √ 解析：若t2 min时改变的条件是减小容器容积，则正、逆反应速率都突然比 平衡Ⅰ时的大，故A错误；t2 min时改变某一条件，正反应速率逐渐增大，改变 的条件不可能是升高温度，温度不变则平衡常数不变，所以平衡常数K一定 有：K（Ⅱ）＝K（Ⅰ），故B正确；若t2 min时增大C的浓度，根据勒夏特列原 理，平衡逆向移动，但平衡时C的体积分数C％有：Ⅱ＞Ⅰ，故C错误；t2～t3 min时随反应的进行v'正增大，则反应向逆反应方向进行，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2. 某温度下，将2 mol H2和2 mol I2充入密闭的刚性容器中发生反应：H2（g） ＋I2（g） 2HI（g），该反应的v-t图像如图所示，t1时刻测定容器内HI的物 质的量为1 mol，t2时刻保持等温等容，抽走0.5 mol HI。下列有关叙述不正确 的是（　　） A. 该温度下2HI（g） H2（g）＋I2（g）的平衡常数K＝2.25 B. 反应过程中，可以利用气体的平均摩尔质量保持不变来判断是 否达到平衡 C. t2时刻，抽取HI的瞬间，v'（逆）在图像上的变化应该是c点 D. t2时刻，抽取HI后再次达到平衡后H2的百分含量不变 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析：设该刚性容器的容积为V L，则平衡时该体系中c（H2）＝c（I2） ＝ mol·L－1，c（HI）＝ mol·L－1，则2HI（g） H2（g）＋I2（g）的平衡 常数K＝ ＝2.25，A项正确；该反应的反应物和生成物都是气体，且反 应前后气体的化学计量数之和不变，则反应过程中气体的平均摩尔质量保持恒 定，不能利用气体的平均摩尔质量保持不变来判断是否达到平衡，B项错误；t2 时刻，抽取HI的瞬间，生成物浓度是原来的一半，则逆反应速率减小，v' （逆）在图像上的变化应该是c点，C项正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 t2时刻抽取HI相当于减少等量的H2和I2，设达到平衡时H2、I2、HI的物质的量分 别为n（H2）、n（I2）、n（HI），则根据题意有K＝ ，n（HI） ＝ ·n（H2），平衡后H2的百分含量为 ＝ ＝ ，温度不变，H2和I2初始投料量相同的情况下，平衡时H2的百分含量为常数，所以平衡后H2的百分含量不变，D项正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ｜思维点拨｜ 物质的量（浓度）—时间图像解决的问题 物质的量（浓度）—时间图像一般需要解决以下几类问题： （1）根据反应物和生成物及其变化量，确定反应方程式； （2）根据浓度变化量及消耗的时间计算速率； （3）转化率的计算； （4）根据曲线的趋势判断速率的相对大小； 物质的量（浓度）—时间图像 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 （5）是否为可逆反应； （6）判断线上的某个点是否为平衡状态； （7）根据浓度的变化，判断改变的条件。 需要注意的是，平衡时速率和浓度都不变，但是正、逆反应速率是相同 的，而各物质的浓度却不一定相同。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 3. 一定条件下，在2 L密闭容器中加入等物质的量的FeO和CO，发生下列反 应：FeO（s）＋CO（g） Fe（s）＋CO2（g），在T1、T2温度下，物质的量 n随时间t变化的曲线如图所示。下列叙述正确的是（　　） A. 平衡前，随着反应的进行，容器内气体的平均相对分子 质量逐渐增大 B. 平衡时，增大压强，CO2的浓度不变 C. 该反应的ΔH＜0，T1、T2对应的平衡常数：K1＜K2＝3.0 D. t1时刻的改变可能是加入了催化剂，也可能是加入了氮气 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析：由题意和题图可知，T1温度下：FeO和CO的起始量均为 2.0 mol， 到达平衡的时间较短，到达平衡时消耗1 mol FeO和1 mol CO，生成1 mol CO2；T2温度下：FeO和CO的起始量均为2.0 mol，到达平衡的时间较长，到达 平衡时生成1.2 mol CO2。反应正向建立平衡，CO转化为CO2，容器内气体的 平均相对分子质量逐渐增大，A正确；反应前后气体系数之和相等，加压的方 式不确定，故CO2的浓度不确定，B错误； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 温度越高，反应速率越快，达到平衡所需时间越短，即T1＞T2，结合分析可知， 升高温度，二氧化碳平衡量减小，平衡逆向移动，则该反应的ΔH＜0，升温后 平衡逆向移动，平衡常数减小，则K1＜K2，由反应前n（FeO）＝n（CO）＝ 2 mol， T2温度下平衡时n（CO2）＝1.2 mol，n（CO）＝0.8 mol，则K2＝ ＝1.5，C错误；t1时刻二氧化碳物质的量瞬间增大，不可能是加入催化剂， 也不可能是加入氮气，可能是充入二氧化碳，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 4. （2026·福建泉州高二月考）某密闭容器中发生反应：①X（g）＋Y（g） M（g）＋Q（g）　K1；②X（g）＋Y（g） N（g）＋Q（g）　K2。其中反 应①的正反应速率v1（正）＝k1·c（X）·c（Y），反应②的正反应速率v2（正）＝ k2·c（X）·c（Y），k1、k2为速率常数。某温度下，体系中生成物浓度随时间 变化关系如图所示。下列说法错误的是（　　） A. 反应①的活化能小于反应② B. 6 s时，v1（正）＝v2（正） C. 10 s时反应①②均达到平衡状态 D. 该温度时： ＝ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析：由题图可知，初始生成M的速率大于N，则反应①的活化能小于 反应②，A正确；由题图可知，初始生成M的速率大于N，则k1＞k2，由于 v1（正）＝k1·c（X）·c（Y），v2（正）＝k2·c（X）·c（Y），6 s时，v1（正）＞ v2（正），B错误；10 s时，M、N、Q的浓度均不再改变，说明反应①②均 达到平衡状态，C正确；K1＝ ，K2＝ ， ＝ ，由题图可知，平衡时M、N的浓度分别为2 mol·L－1、5 mol·L－ 1， ＝ ＝ ，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ｜思维点拨｜ 根据“先拐先平数值大”分析图像 此类图像反映催化剂、温度以及压强对化学反应速率和化学平衡的影响， 根据“先拐先平数值大”的原则，可分析判断反应的吸放热或反应前后气体分 子数的变化情况。但需要注意，加催化剂或反应前后气体系数不变的反应改变 压强不会改变最终转化率或百分含量。 百分含量（转化率）—时间图像 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 5. 在某恒容的密闭容器中，可逆反应A（g）＋B（g） xC（g）（x为正整 数）具有如图所示的关系曲线。下列说法正确的是（　　） A. 温度：T1＜T2 B. 压强：p2＞p1 C. 正反应是吸热反应 D. x的值可能是3 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析：温度越高反应速率越快，则反应达到平衡的时间越短，结合曲线Ⅰ和 Ⅱ并根据“先拐先平数值大”知T1＞T2，故A错误；压强越大，反应速率越 快，则反应达到平衡的时间越短，结合曲线Ⅱ和Ⅲ并根据“先拐先平数值大” 知p1＜p2，故B正确；相同压强下，升高温度，C的百分含量减小，由曲线Ⅰ和Ⅱ 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，故C错误；相同 温度下，增大压强，C的百分含量增大，由曲线Ⅱ和Ⅲ说明增大压强平衡向正 反应方向移动，则x值小于2，为1，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ｜思维点拨｜ 选用“定一议二”法分析图像 此类图像在分析时，一般选用“定一议二”的方法，先分析纵轴与横轴的 变化关系，再作横轴的垂线，根据垂线与各曲线的交点情况，分析纵轴与另一 变量的变化关系。 转化率（百分含量）—压强（温度）图像 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 6. CO可用于合成甲醇，反应的化学方程式为CO（g）＋2H2（g） CH3OH （g）　ΔH＜0，在密闭容器中充入一定量的CO和H2，在不同温度和压强下， CO的平衡转化率α如图所示。下列说法正确的是（　　） A. 温度：T1＞T2 B. 增大体系压强，平衡向右移动，化学平衡常数K增大 C. vA＞vB D. A、B、C三点的平衡常数关系为KA＝KC＞KB √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析：根据题干所给热化学方程式判断，该反应为放热反应，温度升高， 平衡左移，CO的平衡转化率降低，故温度：T1＜T2，故A项错误；化学平衡常 数只与温度有关，故增大体系压强，平衡向右移动，但化学平衡常数K不变， 故B项错误；A点与B点相比，B点温度高、压强大，故vA＜vB，故C项错误； A、C两点为相同温度、不同压强下的平衡，故化学平衡常数相等，B点温度高 于A、C点，正反应放热，故温度升高，K减小，则三点的平衡常数关系为KA ＝KC＞KB，故D项正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 7. 在容积为b L的密闭容器中充入a mol CO和2a mol H2，在催化剂作用下合成 甲醇：CO（g）＋2H2（g） CH3OH（g）　ΔH，平衡时CO的转化率与温 度、压强的关系如图所示。下列说法错误的是（　　） A. ΔH＜0 B. p1＜p2 C. A、B两点对应的反应速率：vA＝vB D. 100 ℃时反应的平衡常数K＝ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析：同一压强下，温度升高，CO的平衡转化率下降，则平衡逆向移动，正反应为放热反应，ΔH＜0，A正确；同一温度下，压强增大，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，故p1＜p2，B正确；A、B点CO的平衡转化率相同，B点对应的温度高压强大，反应速率快，C错误；A点平衡时CO的平衡转化率为0.5，则平衡时 c（CO）＝ mol·L－1，c（H2）＝ mol·L－1，c（CH3OH）＝ mol·L－1，100 ℃时反应的平衡常数K＝ ＝ ＝ ，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 8. （2026·浙江杭州高二月考）Ni（CO）4可用于制备高纯镍，其一种制备反应 为Ni（s）＋4CO（g） Ni（CO）4（g）　ΔH。已知反应达平衡时，Ni （CO）4物质的量分数与温度、压强的关系如图所示（已知：Kx是用物质的量 分数代替平衡浓度计算的平衡常数）。下列说法错误的是（　　） A. M点对应温度下的Kx＝1 B. ΔH＜0 C. N点时，CO转化率约为94.1％ D. 压强：p1＜p2 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析：从题图可以看出，反应体系内Ni（CO）4物质的量分数随温度升高而 降低，高温不利于反应正向进行，因此该反应为放热反应。同时，根据反应方 程式可知，该反应是气体分子数量减少的反应，增大压强有助于反应正向进 行，据此解答。根据反应方程式可以写出平衡常数表达式为Kx＝ 。 图中M点对应的状态下，体系内Ni（CO）4的物质的量分数为50％，则CO的物 质的量分数为50％，此时Kx＝ ＝8，A错误；由分析可知，该反应为放热反 应，ΔH＜0，B正确；假设在N点对应的状态下，体系内气体总物质的量为1 mol，则其中包含0.8 mol Ni（CO）4和0.2 mol CO，可列三段式： 　　　　　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 　 Ni（s）＋4CO（g） Ni（CO）4（g） 起始量/mol　　　　 a＋0.2　　　 0 变化量/mol a 0.8 平衡量/mol 0.2 0.8 其中， ＝4，则a＝3.2，转化率＝ ×100％＝ ×100％ ≈94.1％，C正确；从图像可以看出，当温度相同时，p2曲线对应的Ni（CO）4 的物质的量分数大于p1，结合分析可知，p2＞p1，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 9. CO2捕获和转化可减少CO2排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完 成之后，以N2为载气，以恒定组成的N2、CH4混合气，以恒定流速通入反应 器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程 中始终未检测到CO2，在催化剂上有积碳。 新型化学平衡图像 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A. 反应①为CaO＋CO2 CaCO3；反应②为CaCO3＋CH4 CaO＋2CO ＋2H2 B. t1～t3 min，n（H2）比n（CO）多，且生成H2速率不变，可能发生副反应 CH4 C＋2H2 C. t2 min时，副反应生成H2的速率小于反应②生成H2的速率 D. t3 min之后，反应②的速率逐渐减小 下列说法不正确的是（　　） √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析：由题干图1所示信息可知，反应①为CaO＋CO2 CaCO3， 结合氧化还原反应配平可得反应②为CaCO3＋CH4 CaO＋2CO＋ 2H2，A正确；由题干图2信息可知，t1～t3 min，n（H2）比n（CO）多， 且生成H2速率不变，反应过程中始终未检测到CO2，在催化剂上有积碳， 故可能发生副反应CH4 C＋2H2，反应②与副反应中CH4和H2的系数 比均为1∶2，B正确； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 由以上分析的反应②化学方程式可知，H2和CO的反应速率相等，t2 min时 H2的反应速率未变，气体流速仍然为2 mmol·min－1，而CO的气体流速变 为1～2 mmol·min－1之间，故能够说明副反应生成H2的速率小于反应②生 成H2的速率，C正确；由题干图2信息可知，t3 min之后，CO的气体流速为 0，CH4的气体流速逐渐增大，最终恢复到1，说明反应②不再发生，而后 副反应逐渐停止，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10. （2026·重庆高二质检）工业上用S8与CH4为原料制备CS2，涉及的反 应如下： 反应Ⅰ：S8（g） 4S2（g）　ΔH1 反应Ⅱ：2S2（g）＋CH4（g） CS2（g）＋2H2S（g）　ΔH2 一定条件下，S8分解产生S2的体积分数 、CH4的平衡转化率 随温度的变化如图所示。下列说法错误的是（　　） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A. ΔH1＞0，ΔH2＜0 B. 保持恒温恒压，向反应容器内通入氦气，CH4的平衡 转化率减小 C. 工业上一般控制反应温度高于600 ℃，其原因是低 于600 ℃时，S2浓度较小，反应速率较慢 D. 某温度下若S8（g）完全分解为S2（g），在密闭容器 中投入1 mol S8（g）和2 mol CH4（g）反应，当CS2 （g）的体积分数为10％时，CH4的转化率为30％ √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 解析：由题图可知，升高温度，S2的体积分数增大，CH4的平衡转化率减小，说明反应Ⅰ的平衡向正反应方向移动，该反应为吸热反应，ΔH1＞0，反应Ⅱ平衡逆向移动，反应Ⅱ是放热反应，ΔH2＜0，故A正确；反应Ⅰ为气体体积增大的反应，反应Ⅱ为气体体积不变的反应，恒温恒压下充入氦气，导致容器的容 积增大，相当于减小压强，反应Ⅰ平衡向正反应方向移动，S2（g）浓度增大，促进反应Ⅱ平衡正向移动，甲烷的平衡转化率增大，故B错误；由题图可知，在600 ℃时甲烷平衡转化率高，低于600 ℃时，S2浓度明显偏小，使得反应Ⅱ的反应速率变慢，故C正确；在密闭容器中，n（S2）∶n（CH4）＝2∶1开始反 应，设CH4转化的物质的量为x mol，即 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 CS2的体积分数为10％，即×100％＝10％，解得x＝0.6，则CH4的转化率为30％，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 $