上篇 专题四 选择题突破四 3.化学反应速率、平衡图像分析-【创新教程】2027年高考化学大二轮专题增分方案学生用书

i Ga203(s)+NH3(g) ≌Ga202NH(s)+H20(g iiGa2O2NH(s)+NH3(g)Ga2ON2H2(s)+H2O(g) TS7 6 iiGa20N2H2(s)卡 ≌2GaN(s)+H0(g) -H2O(g)TS6 6.376.08 TS5 /2GaN(s) 4.34 +H20(g) 3.39 TS2 -H2O(g)TS4 2.13 3.30 2Ga2O3(s)TS1 TS3 +NHs(g)1.66 3.01 0.64 Ga2ON2H2(s) o +NH3(g-0.06 0.480.05' 0.70 -0.73 0.68 0.4 Ga202NH(s) →i 反应历程 下列说法错误的是 A.反应ⅰ是吸热过程 B.反应iⅱ中H2O(g)脱去步骤的活化能 为2.69eV C.反应包含2个基元反应 D.总反应的速控步包含在反应ⅱ中 变式集训典题 1.(催化剂与能量图)CH4超干重整CO2的催 化转化如图甲所示，相关反应的能量变化如 图乙所示： Ni Ni CH4、C0C0、H2、C0, Fe,04、Ca0、,C0和惰性气体 过程I H2O(g)"Fe、CaC0 八惰性气体 过程Ⅱ 能量 ,能量 过渡态 过渡态 E-33.9kh·mor E,=78.9kj·mo CO(g)+3H(g) CO.(g)+4H.(g)E=243.9kJ.mol E=240.1kJ·mol- CH (g)+H,O(g) CH.(g)+2H,O(g) 反应过程 反应过程 乙 下列说法不正确的是 A.过程I的热化学方程式为CH4(g)+CO2(g) =2C0(g)+2H2(g)△H=+247.4kJ ·mol-1 B.过程Ⅱ实现了含碳物质与含氢物质的 分离 选择题突破四 3.化学反 突破核心透视 1.平衡常数K与浓度商Q的关系 达到平衡状态，Q=K; 平衡正向移动，Q<K; 平衡逆向移动，Q>K。 上篇专题四热化学化学反应速率与平衡 C.过程Ⅱ中FeO4、CaO为催化剂，降低了 反应的△H D.CH4超干重整CO,的总反应为CH4十 3C0,催化剂4C0十2H,0 2.(催化剂、反应历程图|2025·河南卷)在催 化剂a或催化剂b作用下，丙烷发生脱氢反 应制备丙烯，总反应的化学方程式为 CH,CH,CH,(g)CHCH=CH2 (g)+ H2(g),反应进程中的相对能量变化如图所 示(*表示吸附态，℃H,CHCH2十2H→ CHCH一CH2(g)+H2(g)中部分进程已 省略)。 口一催化剂a △催化剂b CH,CH-CH,(g)+H,(g) 1 CHCH,CH,(g) 过渡态2 过菠态】 -1 *CH,CH,CH, ① -2 *CH,CHCH,+*H *CH,CHCH,+2*H ② 反应进程 下列说法正确的是 A.总反应是放热反应 B.两种不同催化剂作用下总反应的化学平 衡常数不同 C.和催化剂b相比，丙烷被催化剂a吸附得 到的吸附态更稳定 D.①转化为②的进程中，决速步骤为 ℃HCH,CH→"℃H CHCH+H C温馨提 学习至此，请完成配套专题精准强化13 应速率、平衡图像分析 2.平衡常数K与温度的关系 温度变化 可逆反应的△H K的变化 升温 增大 吸热反应，△H>0 降温 减小 升温 减小 放热反应，△H<0 降温 增大 化学 3.化学平衡与平衡转化率 (1)转化率和平衡转化率 转化率有未达到平衡的转化率和已达到平 衡的平衡转化率，在审题的时候一定要注 意转化率是否为平衡转化率。 (2)转化率与温度的关系 可逆反应的焓变△H 升高温度 ee2。。e4.20 未达到平衡的转化率增大 吸热反应，△H>0 已达到平衡的平衡转化率增大 未达到平衡的转化率增大 放热反应，△H<0 已达到平衡的平衡转化率减小 (3)增大反应物的浓度与平衡转化率的关系 (其中A、B、C均为气体) 平衡移 反应物 可逆反应 改变条件 备注 动方向 转化率 a(A)减小 A十B一C:增大A的浓度：正向移动 a(B)增大 A一B十C增大A的浓度：正向移动 :a(A)减小 反应物转化 率实际是考 2A—一B+C:增大A的浓度：正向移动：a(A)不变 虑压强的 3A一B十C增大A的浓度：正向移动a(A)增大 影响 (4)如果两气体物质的投料比按照化学计量数 比投料，那么无论是否达到化学平衡，两者 的转化率一直相等。 4.转化率、产率、物质的量分数-温度图像模型 以密闭容器中发生某反应ts,反应物的转 化率随温度的变化关系图像为例： 100反应物的转化% 150℃之后，有两种情况：①时反应处 于平衡状态，温度升高，平衡逆向移动， 150℃之前，温度越高反 反应物的转化率减小，反应为放热反应 应速率越大反应物的转，80 化率越大时反应未达 到平衡 化率或小，时反应可能未达到平衡 40 1001201401601807℃ 5.转化率、产率、物质的量分数-时间图像模型 解题宗旨：“先转先平数值大”原则和“定 议二”原则。 38 图甲中，T,温度下先达到 平衡，则T2>T,升高温 度，反应物转化率降低，平 t/min 衡逆向移动，则正反应为 甲 放热反应。同理，图乙中， >2,增大压强，反应物 P 转化率升高，平衡正向移 t/min 动，则正反应为气体分子 数减小的反应。图丙中， 平衡状态相同，但达到平 衡的时间不同，a表示使用 了催化剂或增大压强（反 t/min 应前后气体分子数相等的 可逆反应) 高考经典再研 1.(平衡转化率与温度图像|2026·湖南卷)可 用CO2氧化烷烃脱氢制取烯烃。向密闭容 器中通入C3Hg、CO2和He(体积比为1：1 :2),维持压强为p,kPa,发生反应： ③ (543,60) 60 ② ① 0- 200 400 00 800 T1℃ Cs H8(g)+CO2(g)- 催化剂 C H (g)+H2O (g)+CO(g)。 测得C3H。的平衡转化率与温度的关系如 图中曲线①所示。下列说法错误的是 A.该反应是吸热反应 B.512℃下，C02的平衡转化率为50%，则 该反应的K,=5 PokPa C.543℃下，体系中3n(C3H)=2n(C3H.) 时，表明反应已达平衡 D.若减小通入气体中He的占比，C3Hg的 平衡转化率与温度的关系可能是曲线② 2.(基元反应、速率常数|2026·河南卷)向一 恒容密闭容器中加入物质M,发生基元反 应：M(g)—N(g),N(g)Q(g),温度为 T、T2时，各组分的物质的量浓度c与时间 t的关系如图甲、图乙所示。温度为T,时， M的浓度随时间的变化关系为lnc=lnco kt,k为反应M(g)一N(g)的速率常数。 M 0.5c N 0.5 Q 图甲 图乙 下列说法正确的是 ( A.T >T B.温度为T1时，M反应一半需要的时间 为202 C.N的浓度达到最大值时，N的生成速率 等于消耗速率 D.加人某催化剂，仅使反应N(g)—Q(g) 的速率增大，则N的浓度最大值将增大 变式集训典题 1.(2025·山东卷)在恒容密闭容器中， Na2SiF(s)热解反应所得固相产物和气相 产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分 物质的量随温度的变化关系（实线部分）如 图所示。已知：T2温度时，Na2SiF。(s)完全 分解；体系中气相产物在T1、T3温度时的 分压分别为1、力3。下列说法错误的是 ( 39 上篇专题四热化学化学反应速率与平衡 2.0 0.0 T→增大 727 A.a线所示物种为固相产物 B.T1温度时，向容器中通人N2,气相产物 分压仍为1 C.p?小于T3温度时热解反应的平衡常 数K。 D.T1温度时、向容器中加入b线所示物 种，重新达平衡时逆反应速率增大 2.(正逆反应速率与外因的关系)已知反应 2HI(g)==H2(g)+I2(g)△H>0。在 716K时向密闭容器中充入一定量的HI气 体，平衡时气体混合物中HI的物质的量分 数a(HI)为78%。测得v正~a(HI)和逆 α(H2)的关系如图所示。 2 2.4 2.0正 目1.6 0.40 0.0 下列结论不正确的是 A.该反应的压强平衡常数K。约为0.02 B.增大体系压强，平衡不发生移动，平衡常数K。 不变 C.温度降低，℃：、v邀均减小，平衡向逆反应方向 移动 D.温度升高，反应重新达到平衡时，图中表 示平衡的点可能是A和D C温馨提 学习至此，请完成配套专题精准强化14碳原子结合形成σ键，且共用单子对偏向于C原子，则 Ni的化合价上升到十3价，B错误；C.该步骤是光催化 剂PC②与Ln一Ni(I)反应，生成PC①和Ln一Ni(O)。 在这个反应中，Ni的化合价从十1价下降到0价，Ln一 Ni(I)是氧化剂，则PC②→PC①是一个氧化过程，C正 确；D.根据反应历程，反应物为炔烃X和ArCl,产物为 M,条件为光、催化剂，总反应式为 Ar /+Ad橙化剂 光tBu D Bu 正确] 选择题突破四2能垒反应历程图分析 高考经典再研 1.D[A.通入HCl时，CI会与催化剂中的Cu+生成难溶 的CuCl,使催化剂活性位点减少，并非生成了CuCL2,A 错误；B.能垒为过渡态与前一中间体的自由能差值，恒 为正值，CN键初始氢化对应TS一1，能垒为一1.75eV 一（一3.57eV)=1.82eV,B错误；C.决速步骤为反应过 程中能垒最大的基元反应，经计算TS一1、TS一2、TS一3 对应的能垒分别为1.82eV、1.25eV、0.83eV,TS-1 所属基元反应为决速步骤，C错误；D.根据反应前后原 子守恒，①是CH,CNH'与OH反应得到的中间体，后 续生成CH CONH'+H,故物种①为CH COHNH·, D正确。] 2.D[观察历程图，反应1的反应物Ga2O3(s)+NH3(g) 的相对能量为0，经TS1、TS2、TS3完成反应，生成 Ga2O2NH(s)和H2O,此时的相对能量为0.05eV,因此 体系能量在反应中增加，则该反应为吸热过程，A正确； 反应iⅱ中因H2O(g)脱去步骤需要经过TS5,则活化能 为0.70eV与TS5的相对能量差，即3.39eV一0.70eV =2.69eV,B正确；反应i从Gaz ON2 H2(s)生成2GaN(s) 十H2O(g)经历过渡态TS6、TS7,说明该反应分两步进 行，包含2个基元反应（基元反应判断），C正确；整个反 应历程中，活化能最高的步骤是反应川中TS7对应的步 骤（活化能为3.07eV),所以总反应的速控步包含在反 应中，D错误。] 变式集训典题 1.C[结合图乙可知，①CH4(g)+H2O(g)一CO(g)+ 3H(g)△H1=+206.2k·mol1,②CO2(g)+4H2(g) —CH4(g)+2H2O(g)△H2=-165.0k·mol厂1，根 据盖斯定律，由①X2十②得到CH(g)十CO(g)=2CO(g)十 28 讲解册参考答案 2H2(g△H=2X△H1+△H2=+247.4kJ·mol-1,A 正确；过程Ⅱ的反应涉及CO+CO2十H2十FeO4十CaO →H2O+Fe+CaCO,、Fe+CaCO十惰性气体→惰性 气体+Fe3O4十CaO十CO,实现了含碳物质与含氢物质 的分离，B正确；过程Ⅱ中FeO,、CaO为催化剂，可以改 变反应速率，不能改变反应的△H,C错误；根据图甲中 物质的参与和生成情况，结合反应过程中的催化剂和中 间产物，总反应可表示为CH,十3C0,催化剂4C0+ 2H2O,D正确。] 2.C[A.由图可知，生成物能量高，总反应为吸热反应，A 错误；B.平衡常数只和温度有关，与催化剂无关，B错误； C.由图可知，丙烷被催化剂a吸附后能量更低，则被催 化剂a吸附后得到的吸附态更稳定，C正确；D.活化能 高的反应速率慢，是反应的决速步骤，故决速步骤为 CH,CHCH,→CH CHCH2+"H或CH,CHCH+H→ CH,CHCH2+2"H,D错误] 选择题突破四3化学反应速率、平衡图像分析 高考经典再研 1.B[A.温度升高，C3Hg平衡转化率升高，说明升温平衡 正向移动，正反应为吸热反应，A正确；B.设初始C3Hg、 CO2、He的物质的量分别为1mol、1mol、2mol,C02平 衡转化率为50%时，反应的C02为0.5mol,列出“三段 式” C(g)+C0,(g依化 →C3H(g)+HO(g)+CO(g) 起始(mol)1 1 0 0 0 转化(mol)0.50.5 0.5 0.50.5 平衡(mol)0.5 0.5 0.5 0.50.5 平衡时总物质的量为0.5mol十0.5mol十0.5mol十0.5mol 十0.5mol十2mol=4.5mol,压强平衡常数：K。= 10.5po p(CgH。)·p(H2O)·(CO) 4.5】 Po p(CaHa)·(CO2) 0)0】 9 ≠号p,B错误；C.543℃下CH。平衡转化率为60%， 平衡时n(CHg)=0.4mol,由方程式系数关系可知n (C3H6)=0.6mol,满足3n(C3H8)=2n(C3H6),故该关 系成立时反应达平衡，C正确；D.总压不变，减小He的 占比，反应体系各物质分压增大，该反应正反应为气体 分子数增大的反应，加压平衡逆向移动，C3Hg平衡转化 率降低，对应曲线②，D正确。] 3 化学 2.C[A.温度越高，反应速率越快，相同时间内反应物消 耗越快。对比两图可知：T2温度下M浓度下降更快，反 应速率更快，因此T2>T1,A错误；B.根据题目给出的 lnc=lnc一kt,可以将公式变形为：lnC=一kt,当M反 1 应一半时，c=co,代入得：h三 1 =-如，h合=-如， Co -1h2=-,i=是，B错误，C.N是中间产物，N浓度 增大时，N的生成速率大于消耗速率；N浓度达到最大 值后开始下降，此时的生成速率小于消耗速率，因此N 浓度最大时，生成速率等于消耗速率，C正确；D.催化剂 仅改变反应速率，不改变浓度变化的趋势：若仅增大N (g)→Q(g)的反应速率，N生成后消耗更快，会使N的 浓度最大值减小，D错误。] 变式集训典题 l.D[Na2SiFs(s)受热分解生成NaF和SiF,两种氟化 物，NaF为离子晶体，SiF:为分子晶体，熔点：NaF> SiF,,因此NaF为固相产物，SiF,为气相产物，则热解反 应的化学方程式为Na,SiF,(s)△2NaF(s)+SiR,(g), 根据曲线的变化趋势及变化比例，结合方程式可判断曲线 a、b、c分别为NaF(s)、SiF,(g)、Na2SiF(s)。由上述分析知， A正确；N2不与体系中任何物质反应，由于容器恒容，因此 SF的分压不变，仍为，B正确；该反应的平衡常数K。 =p(SiF4),由题图可知，温度越高，Na2SiF。分解程度越大， 平衡时p(SiF)越大，即K。越大，由于T2温度下Naz SiFo 已完全分解，因此升温至T3时，无法释放更多的SF,故p3 小于T3温度时热解反应的平衡常数K。,C正确；T温度 时，加入SF的瞬间其分压增大，平衡逆向移动，由K。 =p(SiF4)知，重新平衡后SiF4的分压仍为p1,SiF4的浓度 不变，故逆反应速率不变，D错误。] 2.D[平衡时气体混合物中HI的物质的量分数a(HI)为 78%,则a(H2)=a(L2)=11%,故HI的平衡分压为 0.78p意，H2、L2的平衡分压均为0.11p总，该反应的压强 平衡常数K。=p(H,):p)-0.11p)2 2(HI (0.78pg)≈0.02，A 项正确；2HI(g)一H2(g)十12(g)反应前后气体的体积 不变，故增大体系压强，平衡不发生移动，温度不变，平 衡常数K。不变，B项正确；正反应是吸热反应，温度降 低，0正、量均减小，平衡逆向移动，C项正确；正反应吸 热，升高温度，玉与v均增大，平衡正向移动，a(HI)减 小，a(H2)增大，反应重新达到平衡，V正~a(HI)和v~ α(H2)相对应的，点分别为A点和E点，D项错误。] 22 非选择题超热点突破二突破1 [例]解析：(1)根据盖斯定律，目标反应=反应I十反应 Ⅱ，因此△H3=△H1+△H2=(m+n)kJ·mol-1。(2)a 若反应生成了D,总消耗A的物质的量为n(C)+2n(D),总 消耗B的物质的量为n(C)十n(D),因此A v(B) 8智<2，a错送，b由图可如，在0120mn 内，135℃时，体系无D,说明只发生了反应I,C的净生 成速率等于B的消耗速率，b正确；c.观察图像，在 145℃（虚线）下，240~320min时各物质浓度曲线已呈 水平状态，说明反应已经达到平衡，净反应速率（平均速 率)为0；而在135℃（实线）下，240~320min时曲线仍 有微小变化，说明反应仍在向右进行，平均速率大于0。 因此在145℃时的平均速率小于其在135℃时的平均速 率，c正确；故选bc。(3)水是反应I、Ⅱ的生成物，移走 水使生成物浓度减小，两个反应的平衡均正向移动，因 此C和D的产率增大。(4)已知135℃平衡时c(B)= 0.50mlL,由表格8=0.90，得c(C)=0.90× 0.50=0.45molL1,又cD=0.11,因此c(D)=0.11 c(C) ×0.45≈0.05mol·L1(或可通过计算精确值)： 反应I: A+B=C+H2O 变化量mol/L0.50.50.50.5; 反应Ⅱ： A+C一D+H2O； 变化量mol/L0.050.050.050.05 平衡时c(D)=0.05mol·L;c(A)=(1.0-0.5- 0.05)mol·L-1=0.45mol·L-1,c(B)=1.0mol·L-1 -0.5mol·L-1=0.5mol·L1,c(H20)=(0.5+ 0.05)mol·L-1=0.55mol·L1,c(C)=0.5mol·L1 -0.05mol·L1=0.45mol·L-1;对于反应I,平衡常 数K(I)=9:0,代入得K(I)= 0.45×0.55=1.10。 0.45×0.50 (5)K1= c(C)c(H2O) c(B)1 0K:-8×9,温度升 高，侣0均增大，说明K1K均随温定升高而增 大，因光△H>0△H>0:升高相同温度，8的增大 倍数大子侣的增大倍数，这说明K,增大的倍金大于