第二章 微点集训（三） 化学反应速率与化学平衡图像分析（Word）-【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教师用书（人教版）

微点集训（三）　化学反应速率与化学平衡图像分析　 速率—时间图像 ｜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。 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 解析：B　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。 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 解析：B　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；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。 物质的量（浓度）—时间图像 ｜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； （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。 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 解析：A　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；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。 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：＝ 解析：B　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。 百分含量（转化率）—时间图像 ｜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。 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 解析：B　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。 转化率（百分含量）—压强（温度）图像 ｜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。 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 解析：D　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。 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＝ 解析：C　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。 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 解析：A　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： 　　　　　　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。 新型化学平衡图像 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。 下列说法不正确的是（　　） A.反应①为CaO＋CO2CaCO3；反应②为CaCO3＋CH4CaO＋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CH4C＋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 解析：D　由题干图1所示信息可知，反应①为CaO＋CO2CaCO3，结合氧化还原反应配平可得反应②为CaCO3＋CH4CaO＋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CH4C＋2H2，反应②与副反应中CH4和H2的系数比均为1∶2，B正确；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。 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（　　） 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％ 解析：B　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 　　　　 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 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $