微考點化學反應速率與化學平衡圖像

目錄

考情探究1

1.高考真題考點分布...................................................................1

2.命題規律及備考策略.................................................................1

_2

考法01反應速率圖像...................................................................2

考法02化學平衡圖像...................................................................9

考法03工業生產中速率與平衡圖像.....................................................14

3L-

考情探究

1.高考真題考點分布

考點內容考點分布

2024?遼寧卷，3分；2024?安徽卷，3分；2023遼寧卷12題，3分；2023山東卷14

化學反應速率圖像題，4分；2022浙江1月選考19題，2分；2022湖南卷14題，4分；2022廣東卷

15題，4分；2022河北卷11題，4分；

2024?湖南卷，3分；2024?遼寧卷，3分；2023?重慶卷，3分；2023湖南卷13題，4

化學平衡圖像分；2023浙江6月選考14題，3分；2022江蘇卷13題，3分；2022廣東卷13

題，4分；

2.命題規律及備考策略

【命題規律】

高頻考點從近幾年全國高考試題來看，反應速率圖像與平衡移動圖像綜合考查仍是高考命題的熱點。

【備考策略】解答化學反應速率與化學平衡圖像題的三個步驟

第一步：看圖像

一看面----橫坐標、縱坐標代表的量（如縱坐標是反應物百分含量，還是反應物的轉化率等），確定坐標值與

化學量的正變與負變關系。

二看線——曲線的走向、變化趨勢（斜率大小、升與降、平與陡、漸變與突變、連續與斷變、轉折等），同時

對走勢有轉折變化的曲線，要分段進行分析，找出各段曲線的變化趨勢及含義。例如，升高溫度，V吸增加

得多，丫故增加得少；增大反應物濃度，V正突變，V迷漸變。

三看點起點(分清反應物、生成物。濃度減小的是反應物，濃度增大的是生成物，一般生成物多數以原

點為起點)，終點(終點是否達到平衡)，轉折點(轉折點前后影響的主要因素不同)等；此外還有頂點、拐點、

交叉點、平衡點等都要認真分析。

四看輔助線——要不要作等溫線、等壓線，討論單變量。

五看量——一般標出具體數值的量在解題中都會用到。

第二步：想規律

在看清圖的基礎上，根據坐標無軸的變化，確定y軸的變化，結合外因對化學反應速率、化學平衡的影響因

素分析變化的本質原因。

第三步：作判斷

[找圖示變化一定移動方向1]

看條件P，臉理找變化一定移動方向卜同結果正確,不同則錯。

【命題預測】

預計2025年高考會以新的圖像、新的真實情境等為載體，主要涉及反應速率的影響因素及相關計算、平

衡常數的計算和應用等知識，重點考查考生提取信息、分析問題、解決問題的能力，題目難度一般較大。

~隨

考法01反應速率圖像

1.速率一時間圖像(v-t圖像):

1

由圖像變化分析外界條件對其影響，已知反應為mA(g)+nB(g)=pC(g)+qD(g)AH=QkJ-molo

(1)“漸變”類v-t圖像

圖像分析結論

tl時v'正突然增大，V,逆逐漸增大；V'IE>V'逆，平tl時其他條件不變，增大反應物的濃

4%

Q逆衡向正反應方向移動度

01“t

tl時V*突然減小,V，逆逐漸減小；V‘逆〉V'正,平tl時其他條件不變，減小反應物的濃

Q逆一衡向逆反應方向移動度

o1“t

]tl時V，逆突然增大，V，正逐漸增大；V，ffi>V，fe平tl時其他條件不變，增大生成物的濃

Q逆衡向逆反應方向移動度

o4t

tl時V，逆突然減小，V*逐漸減小;V'IE>V'逆,平tl時其他條件不變，減小生成物的濃

Q逆

逆一衡向正反應方向移動度

O1

（2）“斷點”類v-t圖像

圖像分析結論

Vti時其他條件不變，增大反應體系的壓強且m+n>p+

tl時V*、V，逆均突然增大,

參q（正反應為體積減小的反應）

且Va>M逆；平衡向正反應

&;一

方向進行

0htti時其他條件不變，升高溫度且Q>0（吸熱反應）

Vti時其他條件不變，增大反應體系的壓強且m+n<p+

tl時憂正、V，逆均突然增大，

q（正反應為體積增大的反應）

且V，逆〉『正；平衡向逆反應

八逆，e

方向進行

0ttti時其他條件不變，升高溫度且Q<0（放熱反應）

ti時其他條件不變，減小反應體系的壓強且m+n<p+

]tl時/正、V，逆均突然減小,

Z正q（正反應為體積增大的反應）

'今且V，正〉V，逆；平衡向正反應

臣逆

0hI方向進行

口時其他條件不變，降低溫度且Q<0（放熱反應）

ti時其他條件不變，減小反應體系的壓強且m+n>p+

tl時V'逆、V&均突然減小,

.正

,,q（正反應為體積減小的反應）

H逆JIva>vrn；平衡向逆反應

t方向進行

]ti時其他條件不變，降低溫度且Q>0（吸熱反應）

（3）“平臺"類v-t圖像

圖像分析結論

tl時其他條件不變使用催化劑

w正二w逆tl時V—、M逆均突然增大且

ti時其他條件不變增大反應體系的壓強且m+n=p+q（反應

5正=v，逆,平衡不移動

0h1前后氣體體積無變化）

ti時b正、5逆均突然減小且ti時其他條件不變，減小反應體系的壓強且m+n=p+q（反

或二〃逆

v&=v，逆,平衡不移動應前后氣體體積無變化）

0>

hi

2.物質的量（或濃度）一時間圖像

例如，某溫度時，在定容（VL）容器中，X、Y、Z三種物質的物質的量隨時間的變化曲線如圖所示。

"1

n>

°。12%3。t/S

⑴由圖像得出的信息

①X、Y是反應物，Z是產物。

②行s時反應達到平衡狀態，X、Y并沒有全部反應，該反應是可逆反應。

③0?行s時間段：A〃（X）=〃i一〃3moL△九（丫）=〃2—幾3mobA〃（Z）=zmoL

⑵根據圖像可進行如下計算

①某物質的平均速率、轉化率，如

〃1一〃3--1

v（X）=i77-niol-L-sI

V,r3

Y的轉化率=-----xl00%o

"2

②確定化學方程式中的化學計量數之比，如X、Y、Z三種物質的化學計量數之比為（為一“3）：（"2—

3.含量一時間一溫度（壓強）（C%指產物的質量分數，B%指某反應物的質量分數）

（a用催化劑,6不用催化劑）（72＞儲，正反應為吸熱反應）

TB%

OtOt

（72＞「，正反應為放熱反應）C正反應為氣體

體積減小的反應）

P-2￡1

P1-P2

以邛2,正反應為氣體體積增大的反應）

【方法技巧】“先拐先平，數值大”。即曲線先出現拐點的首先達到平衡，反應速率快，以此判斷溫度或壓

強的高低。再依據外界條件對平衡的影響分析判斷反應的熱效應及反應前后氣體體積的變化。

4,恒壓（或恒溫）線（a表示反應物的轉化率，c表示反應物的平衡濃度）

圖①，若01邛2邛3，則正反應為氣體體積減小的反應，^H<Q;

圖②，若石，則正反應為放熱反應。

【方法技巧】“定一議二”。即把自變量(溫度、壓強)之一設為恒量，討論另外兩個變量的關系

5.幾種特殊圖像

⑴對于化學反應，，zA(g)+wB(g)=pC(g)+qD(g),M點前，表示從反應物開始，VJE>V?；M點為剛達到平

衡點(如下圖)；M點后為平衡受溫度的影響情況，即升溫，A的百分含量增加或C的百分含量減少，平衡

左移，故正反應A8<0。

(2)對于化學反應機A(g)+wB(g)=pC(g)+qD(g),L線上所有的點都是平衡點(如下圖)。L線的左上方(E

點)，A的百分含量大于此壓強時平衡體系的A的百分含量，所以，E點v正“逆；則L線的右下方(F點),

v正〈

典例引領

----------1|<

考向01考查速率一時間圖像

【例1】(2024?遼寧撫順?模擬)向絕熱恒容密閉容器中通入SO2和NO2,一定條件下使反應SO2(g)+

NO2(g)=SO3(g)+NO(g)達到平衡，正反應速率隨時間變化的示意圖如下所示。由圖可得出的正確結論是

()

A.反應在c點達到平衡狀態

B.反應物濃度：a點小于b點

C.反應物的總能量低于生成物的總能量

D.Ati=A/2時，SO2的轉化率：a?b段小于b?c段

【答案】D

【解析】A項，化學平衡狀態的標志是各物質的濃度不再改變，其實質是正反應速率等于逆反應速率，c點

對應的正反應速率顯然還在改變，一定未達平衡，錯誤；B項，a到b時正反應速率增加，反應物濃度隨時

間不斷減小，錯誤；C項，從a到c正反應速率增大，之后正反應速率減小，說明反應剛開始時溫度升高對

正反應速率的影響大于濃度減小對正反應速率的影響，說明該反應為放熱反應，即反應物的總能量高于生成

物的總能量，錯誤；D項，隨著反應的進行，正反應速率越快，消耗的二氧化硫就越多，S02的轉化率將逐

漸增大，正確。

考向02考查物質的量(或濃度)一時間圖像

【例2】(2024.河南洛陽.模擬)100℃時，向某恒容密閉容器加入1.6mol.L-1的Q后會發生如下反應：

2Q(g)=M(g)。其中M的物質的量濃度隨時間的變化如圖所示：

下列說法錯誤的是()

A.從反應開始到剛達到平衡的時間段內，v(Q)=0.02mol-L-1-s-1

B.a、b兩時刻生成Q的速率:v(a)<v(b)

C.用Q濃度變化值表示的ab、be兩個時間段內的反應速率：v(ab)>v(bc)=O

D.其他條件相同，起始時將0.2mol-L-1氯氣與Q混合，則反應達到平衡所需時間少于60s

【答案】D

【解析】根據分析，從反應開始到剛達到平衡的時間段內，v(Q)=y=L2^'L'=0.02mol-L-'-s-1,故A

正確；Q為反應物，初始時濃度最大，消耗速率最大，生成速率最小，隨著反應的進行，Q的濃度逐漸減小，

消耗速率逐漸減慢，生成速率逐漸增大，則a、b兩時刻生成Q的速率：v(a)<v(b),故B正確；ab段M的

濃度變化量為(0.6—0.3)molL-1=0.3mol-L1,則Q的物質的量濃度變化量為M的兩倍，為0.3mol-L-1x2

=0.6mol-L-1,反應時間為60s—20s=40s,v(ab)=°，6^L-=0.015mol-L-1^-1,be段反應達到平衡狀

態，M、Q的物質的量濃度變化量為0,則v(bc)=O,則用Q濃度變化值表示的ab、be兩個時間段內的反應

速率：v(ab)>v(bc)=O,故C正確；其他條件相同，向某恒容密閉容器中通入0.2moLLr氨氣與Q混合，容

器體積不變，Q、M的濃度不變，與原平衡體系等效，則反應達到平衡所需時間等于60s,故D錯誤。

考向03考查濃度(轉化率、百分含量)一時間圖像

【例3】(2024?湖北孝感?模擬)在其他條件不變時，只改變某一條件，化學反應aA(g)+B(g)=cC(g)的平

衡的變化圖像如下(圖中P表示壓強，T表示溫度，〃表示物質的量，a表示平衡轉化率)，據此分析下列說

法正確的是（）

A.在圖像反應I中，說明正反應為吸熱反應

B.在圖像反應I中，若pi.,則此反應的AS>0

C.在圖像反應II中，說明該正反應為吸熱反應

D.在圖像反應HI中，若口>丁2,則該反應能自發進行

【答案】D

【解析】A項，圖像反應I中任取一曲線，圖中隨著溫度的升高反應物的平衡轉化率減小，升高溫度平衡向

逆反應方向移動，則正反應為放熱反應，錯誤；B項，在圖像反應I的橫坐標上任取一點，作橫坐標的垂直

線與兩曲線相交，若P1>P2,增大壓強反應物的平衡轉化率增大，增大壓強平衡向正反應方向移動，則。+

l>c,AS<0,錯誤；C項，圖像反應H中「先出現拐點，Ti反應速率快，—Ti平衡時”（C）小于72平衡

時mo,升高溫度平衡向逆反應方向移動，正反應為放熱反應，錯誤；D項，圖像反應ni增大壓強平衡不移

動，則a+l=c,若TI>T2，升高溫度A的轉化率減小，升高溫度平衡向逆反應方向移動，則AH<0,該反

應能自發進行，正確。

對點提升

---------------II<1

【對點1］（2024?山東濟南?模擬）在一密閉容器中發生反應N2（g）+3H2（g）=2NH3（g）AH<0,達到平衡

后，只改變某一個條件時，反應速率與反應時間的關系如圖所示。

%412%.4/5%17

回答下列問題：

（1）處于平衡狀態的時間段是（填字母，下同）。

Alo?flB.fl?打Cl2?勾DI3?久E.r4~?5Fl5?4

⑵判斷人、t3、a時刻分別改變的一個條件。

A.增大壓強B.減小壓強C.升高溫度D.降低溫度E.加催化劑F.充入氮氣

fi時刻;勾時刻;以時刻o

（3）依據（2）中的結論，下列時間段中，氨的百分含量最高的是o

Alo?介Bl2~，3C./3~/4DI5?友

（4）如果在“時刻，從反應體系中分離出部分氨，力時刻反應達到平衡狀態，請在圖中畫出反應速率的變化

曲線。

【答案】(l)ACDF(2)CEB(3)A

【解析】⑴根據圖示可知，tO?A、t[~t3、?以、“?“時間段內，丫正、V逆相等，反應處于平衡狀態。(2)Z1

時，V正、V逆同時增大，且V逆增大得更快，平衡向逆反應方向移動，所以“時改變的條件是升溫。打時，V

正、V逆同時增大且增大量相同，平衡不移動，所以B時改變的條件是加催化劑。以時，V正、V逆同時減小，但

平衡向逆反應方向移動，所以以時改變的條件是減小壓強。(3)根據圖示知，hf以?f5時間段內平衡均向

逆反應方向移動，NH3的含量均比to?h時間段的低，所以如?。時間段內NH3的百分含量最高。(4)/6時亥IJ

分離出部分NH3,V逆立刻減小，而V正逐漸減小，在力時刻二者相等，反應重新達到平衡，據此可畫出反應

速率的變化曲線。

【對點2】(2024?安徽銅陵?模擬)向一容積不變的密閉容器中充入一定量A和B,發生如下反應：xA(g)+

2B(s)=yC(g)AH<0o在一定條件下，容器中A、C的物質的量濃度隨時間變化的曲線如圖所示。請回答

下列問題：

⑴用A的濃度變化表示該反應在0?10min內的平均反應速率v(A)=。

(2)根據圖示可確定x：y=o

(3)0-10min容器內壓強(填“變大”“不變”或“變小”)。

(4)推測第10min引起曲線變化的反應條件可能是(填編號，下同)；第16min引起曲線變化的反

應條件可能是。

①減壓②增大A的濃度③增大C的量④升溫⑤降溫⑥加催化劑

(5)若平衡I的平衡常數為K,平衡II平衡常數為&,則Ki於(填“>”"=”或

【答案】(l)0.02moLL-LmiiTi(2)1：2(3)變大⑷④⑥④(5)>

,,(0.45—0.25)molL1，…口皿以一心

【解析】(1)0?10min內v(A)=-----------而而-------=0.02mol-L'min1(2)根據圖像可知，。?10min

內A的物質的量濃度減少量為0.2mol-L_1,C的物質的量濃度增加量為0.4mol-L_1,尤、y之比等于A、C

的濃度的變化量之比，故X：y=0.2molL-1:0.4mol-L-1=l：2。(3)該反應是氣體分子數增大的反應，而容

器容積不變，因此。?lOmin容器內壓強變大。(4)根據圖像可知，10min時改變條件后，A、C的濃度瞬時

不變且隨后反應速率加快，故改變的條件可能是升溫或加入催化劑；12~16min,反應處于平衡狀態，16min

時改變條件后，A、C的濃度瞬時不變，且隨后A的濃度逐漸增大，C的濃度逐漸減小，說明平衡逆向移動，

故改變的條件可能是升溫。(5)升高溫度，平衡逆向移動，平衡常數減小。由于16min時升高溫度，則匕>出。

【對點3](2024?廣東中山?模擬)SCh的催化氧化是硫酸工業中的重要反應：2SO2(g)+O2(g)—2SO3(g)

AH<0,圖中工(必、L2)、X可分別代表壓強或溫度。下列說法正確的是()

拗

冠

超

詳

O

S

A.X代表壓強

BZ2>L1

C.Ka=Kb

D.若c點的溫度或壓強分別為乙2、X1,則c點v(SO2)iE>v(SO2)?

【答案】D

【解析】A.X如為壓強，增大壓強，平衡正向移動，轉化率增大，正反應為放熱反應，升高溫度平衡逆向移

動，轉化率減小，則X表示溫度，故A錯誤；B.該反應為氣體體積減小的反應，增大壓強平衡正向移動，

轉化率增大，L表示壓強，應該〃>無，故B錯誤；C.X表示溫度，則.、6點溫度不同，則平衡常數不同,

故C錯誤；D.c點反應未達到平衡狀態，平衡正向移動，則c點v(SO2)正>v(SC>2)逆，故D正確。

考法02化學平衡圖像

對于反應《?A(g)+"B(g)=pC(g)+4D(g),m+n>p+q,且AH>0。

1.轉化率-時間圖像

【方法技巧】甲表示壓強對反應物轉化率的影響，對于氣體反應物化學計量數之和大于氣體生成物化學計

量數之和的反應，壓強越大，反應物的轉化率越大；乙表示溫度對反應物轉化率的影響，對于吸熱反應，

溫度越高，反應物的轉化率越大；丙表示催化劑對反應物轉化率的影響，催化劑只能改變化學反應速率，

不能改變平衡時反應物的轉化率。

2.轉化率(或質量分數)與(壓強或溫度)圖像

(1)恒壓線圖像

K

T/I

圖2

C2)恒溫線圖像

<

3，

S窗

(600七

彝

總

以

。

V)

圖3

【方法技巧】圖3中，當溫度相等(任意一條等溫線)時，增大壓強，A的轉化率增大，說明增大壓強平衡正

向移動，即正反應是氣體體積減小的反應。當壓強相等時，在圖3中作直線，與兩條等溫線交于兩點，這兩

點自下而上為降低溫度，A的轉化率增大，說明降低溫度平衡正向移動，即正反應為放熱反應。

3.化學平衡中的其他圖像

(1)對于化學反應：，"A(g)+”B(g)=pC(g)+qD(g),M點前，表示從反應物開始，。正>v?；M點為剛達

到平衡點；〃點后為平衡受溫度的影響情況，即升溫，A的百分含量增加或C的百分含量減少，平衡左移，

故正反應A//<0?

(2)對于化學反應：加A(g)+wB(g)=pC(g)+qD(g),L線上所有的點都是平衡點。乙線的左上方(E點)，A

的百分含量大于此壓強時平衡體系中A的百分含量，所以E點滿足。正逆；同理工線的右下方團點)滿足

V正<0逆。

典例引領

----------II<1

考向01考查轉化率(或含量卜時間圖像

【例1】(2024?福建龍巖?模擬)含氮化合物是化工、能源、環保等領域的研究熱點。合成尿素［CO(NH2)

2］的反應為2NH3(g)+CO2(g)=七0(1)+CO(NH2)2(s)A//=-134kJ/molo向恒容密閉容器

中按物質的量之比4：1充入NH3和CCh，保持溫度不變，測得CO2的轉化率隨時間的變化情況如圖所

/K0

（1）A點的逆反應速率B點的正反應速率（填或“=”）。

（2）下列敘述中不能說明該反應達到平衡狀態的是（填字母，下同）。

A.體系壓強不再變化

B.混合氣體平均摩爾質量不再變化

C.NH3的消耗速率和C02的消耗速率之比為2：1

D.固體質量不再發生變化

（3）工業上合成尿素時，既能加快反應速率，又能提高平衡轉化率的措施有。

A.升高溫度

B.加入催化劑

C.將尿素及時分離出去

D.增大反應體系的壓強（縮小容器體積）

【答案】（1）<（2）C（3）D

【解析】（1）由題圖可知，A點時反應未達平衡，在形成平衡的過程中，逆反應速率增大，平衡時正、

逆反應速率相等，則A點的逆反應速率小于B點的正反應速率。（2）該反應為氣體分子數減小的反應，

恒溫恒容條件下，體系壓強不再變化說明正、逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，故A不符合題意；該

反應的反應物均是氣體，生成物均不是氣體，且反應物不是按方程式比例投放，所以平衡前混合氣體平均

摩爾質量是變量，當混合氣體平均摩爾質量不再變化說明正、逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，故B

不符合題意；NH3的消耗速率和CCh的消耗速率之比始終為2：1,無法判斷反應是否達到平衡狀態，故C

符合題意；固體質量不再發生變化說明正、逆反應速率相等，反應達到平衡狀態，故D不符合題意。

（3）該反應的正反應為放熱反應，升高溫度，反應速率加快，平衡向逆反應方向移動，平衡轉化率減

小，故A錯誤；加入催化劑，反應速率加快，化學平衡不移動，平衡轉化率不變，故B錯誤；尿素是固

體，將尿素及時分離出去，反應速率不變，化學平衡不移動，平衡轉化率不變，故C錯誤；該反應為氣體

分子數減小的反應，增大反應體系的壓強（縮小容器體積），反應速率加快，平衡向正反應方向移動，平

衡轉化率增大，故D正確。

【思維建模】解答化學平衡圖像題四步驟

,、:①反應物和生成物的物質狀態；

何+②反應前后氣體的總物質的量是增大還是減小；

:③反應是吸熱反應，還是放熱反應

一看面(即縱坐標與橫坐標的意義)；

二看線(即線的走向和變化趨勢)；

三看點(即起點、折點、交點、終點)；

四看輔助線(如等溫線、等壓線、平衡線等)：

五看量的變化(如濃度變化、溫度變化等)

聯想外界條件的改變對化學反應速率和化學

平衡的影響規律

根據圖像中所表現的關系與所學規律相對比,

作出符合題目要求的判斷

考向02考查轉化率與(壓強或溫度)圖像

-1

【例2】(2024?浙江溫州?模擬)在一恒容的密閉容器中充入0.1molL-iCCh、0.1mol-LCH4,在一定條件

下發生反應：CH4(g)+CO2(g)-2C0(g)+2H2(g),測得CH4平衡轉化率與溫度、壓強關系如圖，下列有關

說法不正確的是()

CH,平衡轉化率/%

50°500750100012501500175077%：

A.上述反應的△“<()

B.壓強：p0P3>p?pi

C.1100℃時該反應的平衡常數約為1.64

D.壓強為°4時，在y點：v正〉v逆

【答案】A

【解析】Pl、P2、P3、P4是四條等壓線，由圖像可知，壓強一定時，溫度越高，CH4的平衡轉化率越高，故

正反應為吸熱反應，A//>0,A項錯誤；該反應為氣體分子數增加的反應，壓強越高，甲烷的平衡轉化率越

小，故壓強j94>P3>°2>Pl，B項正確；壓強為04、溫度為1100℃時，甲烷的平衡轉化率為80.00%,故平衡

1

時各物質的濃度分別為c(CH4)=0.02molL-i,c(C02)=0.02mol-L,c(CO)=0.16mol-Lc(H2)=0.16

mol-L^1,即平衡常數舞2旬.64,C項正確；壓強為時，y點未達到平衡，止匕時v正”逆，D

U.UNKU.UZ

項正確。

對點提升

------------II<1

【對點1](2024.重慶.三模)工業制氫，反應I：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)AH=+206kJ/mol,

反應II：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)AH=T1.3kJ/mol。

維持T℃、560kPa不變，向容積可變的密閉容器中投入lOmolCH4(g)fflOmolH2O(g),CH4、CO的

轉化率隨時間的變化分別對應如圖甲、乙曲線。下列說法錯誤的是

轉化率/%

時間/min

A.開始時，CH4的分壓p(CH4)=280kPa

B.50min后反應到達平衡，平均反應速率可表達為v(CHj為2.24kPa/min

C.保持溫度不變，若增大壓強，CH4的轉化率變化曲線將是丙

D.保持壓強不變，若降低溫度，CO的轉化率變化曲線將是戊

【答案】C

【解析】A.開始時，總壓強為560kPa,CH,的分壓p(CH4)=560kPax1^=280kPa,故A正確；

B.50min后反應到達平衡，根據圖中甲曲線為CH4的轉化率隨時間的變化，可得此時甲烷轉化率為

280kPax4故正確；

40%,V(CH4)-0^=2.24kPa/min,B

50min

c.保持溫度不變，CO+H2OCO2+H2為反應前后氣體計量數不變的反應，因此若增大壓強，平衡不移

動，CH4+H2OCO+3H2為反應氣體計量數增大的反應，若增大壓強，平衡逆向移動，CH4轉化率降低，

且壓強增大會導致反應速率加快，達到平衡的時間減少，因此CH,的轉化率變化曲線將是丁，故C錯誤；

D.保持壓強不變，CO+HzOnCOz+H?為放熱反應，若降低溫度，平衡正向移動，CO的轉化率增大，

<3凡+凡。=(：。+3凡為吸熱反應，若降低溫度，平衡逆向移動，CO的轉化率增大，降低溫度會導致速率

減慢，達到平衡的時間增加，因此CO的轉化率變化曲線將是戊，故D正確；

故答案選Co

【對點2】(2024?江蘇無錫?模擬)恒壓下，NO和02在起始濃度一定的條件下發生反應，在相同時間內，

測得不同溫度下NO轉化為NO2的轉化率如圖中實線所示(圖中虛線表示相同條件下NO的平衡轉化率隨溫

度的變化)。下列說法不正確的是()

武

、

3爵

部

O

N

A.反應2N0(g)+02(g)=2NO2(g)的AH<0

B.圖中X點所示條件下，由于測定時間較短，反應未達到平衡

C.從X—Y過程中，平衡逆向移動，Ch的質量減少

D.380℃下，cTW(02)=5.0X10-4mol-L_1,NO平衡轉化率為50%,則平衡常數K=2000

【答案】C

【解析】依據圖中虛線，NO的平衡轉化率隨溫度升高而下降，說明升高溫度，平衡向逆反應方向移動，則

該反應是放熱反應，AH<0,故A正確；點X在虛線下面，說明反應未達到化學平衡，故B正確；從X-Y

過程中，NO轉化率下降，說明平衡向逆反應方向移動，02的質量應該增大，故C錯誤；

2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)

起始(mol1—1)Xy0

轉化(moLL-i)0.5x0.25x0.5x

平衡(moLL-i)0.5x5.0xl0-40.5x

22

c(NO2)(0.5x)

八一c2(NO).c(O2)(0.5x)2X5,0X10-4—4以u正吸。

考法03工業生產中速率與平衡圖像

1.化工生產適宜條件選擇的一般原則

條件原則

從化學反應速率分析既不能過快，又不能過慢

既要注意外界條件對速率和平衡影響的一致性，又要注意對二者影響的

從化學平衡移動分析

矛盾性

從原料利用率分析增加廉價易得原料，提高高價難得原料的利用率，從而降低生產成本

從實際生產能力分析如設備承受高溫、高壓能力等

從催化劑的使用活性分析注意催化劑的活性對溫度的限制

2.平衡類問題需考慮的幾個方面

(1)原料的來源、除雜，尤其考慮雜質對平衡的影響。

(2)原料的循環利用。

(3)產物的污染處理。

(4)產物的酸堿性對反應的影響。

(5)參加反應的物質的壓強對平衡造成的影響。

(6)改變外界條件對多平衡體系的影響。

典例引領

-----IK

考向01考查轉化率一選擇性圖像

【例1】(2024.湖南婁底.模擬)NH3與。2作用分別生成N2、NO、N2O的反應均為放熱反應。工業尾氣

中的NH3可通過催化氧化為N2除去。將一定比例NH3、。2和N2的混合氣體以一定流速通過裝有催化劑的

反應管，NH3的轉化率、N2的選擇性［2"生成X100%］與溫度的關系如圖所示。下列說法正確的是

"總轉化(NH3)

()

A.其他條件不變，升高溫度，NH3的平衡轉化率增大

B.其他條件不變，在175?300℃范圍，隨著溫度的升高，出口處氮氣、氮氧化物的量均不斷增大

C.催化氧化除去尾氣中的NH3應選擇反應溫度高于250℃

D.高效除去尾氣中的NH3,需研發低溫下NH3轉化率高和用選擇性高的催化劑

【答案】D

【解析】A項，圖示中N%的轉化率并不是平衡轉化率，由“NH3與。2作用分別生成N2、NO,N2O的反

應均為放熱反應“，知升高溫度，平衡逆向移動，NH3的平衡轉化率減小，錯誤；B項，由圖像知，其他條

件不變，在175?300℃范圍，隨著溫度的升高，NH3的轉化率逐漸增大至幾乎不變，用的選擇性逐漸減

小，則低溫時，N%的轉化率為影響N2產量的主要因素，高溫時，用的選擇性為影響N2產量的主要因

素，故出口處N2的量先增大后減小，錯誤；C項，溫度高于250℃時，用的選擇性減小較快，N%更易

轉化成NO或N2O,仍會污染環境，錯誤；D項，氏對環境無污染，由題圖知，低溫下，N2的選擇性高，

但低溫下反應速率慢，所以單位時間內NH3的轉化率不高，故需要研發低溫下NH3轉化率高且N2選擇性

高的催化劑，正確。

考向02考查轉化率一投料比圖像

【例2】(2024.河北廊坊?模擬)在恒容密閉容器中進行反應：2CO2(g)+6H2(g)-C2H5OH(g)+3H2O(g)

A/fo在某壓強下起始時按不同氫碳比勺譬「投料(如圖中曲線①②③)，測得CCh的平衡轉化率與溫度

的關系如圖所示，下列有關說法正確的是()

A.該反應的AH〉。

B.氫碳比：①<②〈③

C.其他條件不變的情況下，增大容器的體積可提高CCh的轉化率

D.若起始CCh的濃度為2moi.IT-H2為4moiI在圖中曲線③氫碳比條件下進行，則400K時該反

應的平衡常數數值約為1.7

【答案】D

【解析】根據圖像可知，在氫碳比相等的條件下，隨著溫度的升高，CO2的轉化率降低，說明升高溫度，

平衡向逆反應方向移動，因此正反應是放熱反應，NH<0,A錯誤；氫碳比越大，CO2的轉化率越高，根據

圖像可知，在溫度相等的條件下，CO2的轉化率：①>②>③，則氫碳比：①，②>③，B錯誤；正反應是氣

體體積減小的反應，因此其他條件不變的情況下，縮小容器的體積，壓強增大，平衡向正反應方向移動，

可提高C02的轉化率，C錯誤；根據圖像可知，400K時曲線③中CO2的轉化率是50%,這說明消耗CO?

1mol-L1,則消耗氫氣3moi生成乙醇和水蒸氣分別是0.5moLL—11.5moLL-L剩余CO2和氫氣分

n5x153

別是ImolLl1mol.L-1,該溫度下平衡常數K=寫#句.7,D正確。

1X1

【思維建模】

（1）改變投料比相當于增加一種反應物的濃度，另一種反應物的轉化率升高，而自身的轉化率降低。

（2）當按化學反應方程式的計量數之比投入反應物，各組分的平衡轉化率相同，平衡時產物的體積分數最

大。

對點提升

----------IIO

【對點1】（2024?山西忻州?模擬）在催化劑作用下，用乙醇制乙烯，乙醇轉化率和乙烯選擇性（生成乙烯

的物質的量與乙醇轉化的物質的量的比值）隨溫度、乙醇進料量（單位：mLmin1）的關系如圖所示（保

持其他條件相同）。

在410?440℃溫度范圍內，下列說法不正確的是（）

A.當乙醇進料量一定，隨乙醇轉化率增大，乙烯選擇性升高

B.當乙醇進料量一定，隨溫度的升高，乙烯選擇性不一定增大

C.當溫度一定，隨乙醇進料量增大，乙醇轉化率減小

D.當溫度一定，隨乙醇進料量增大，乙烯選擇性增大

【答案】A

【解析】分析題圖可知，當乙醇進料量一定，隨著乙醇轉化率增大，乙烯的選擇性先增大后減小，A項錯

誤；由乙烯選擇性變化曲線可知，當乙醇進料量一定，隨溫度的升高，乙烯的選擇性先增大后減小，B項

正確；由乙醇轉化率變化曲線可知，當溫度一定時，乙醇的進料量增大，乙醇轉化率減小，C項正確；由

乙烯選擇性變化曲線可知，當溫度一定時，乙醇的進料量增大，乙烯選擇性增大，D項正確。

【對點2】（2024?黑龍江雞西?模擬）反應Si（s）+3HCl（g）=SiHCb（g）+H2（g）AH是工業上制備高純硅的

重要中間過程。一定壓強下，起始投入原吟野的值和溫度與SiHCb的平衡產率的變化關系如圖所

%

、

爵

忙

邀

中

E

U

H

I

S

A.該反應為放熱反應，AH<0

B.M、N點SiHCb的分壓：M>N

C.的值越大SiHCb平衡產率越高

”n(C吸Si；

D.M、N點的逆反應速率：VM>VN

【答案】C

【解析】溫度升高，SiHCb的平衡產率減小，AHVO,A項正確；對應氣體壓強之比等于物質的量之比，由

題圖可知，M、N點SiHCb的平衡產率M>N,所以M、N點SiHCb的分壓：M>N,B項正確；由題圖可

知，的值增大至7時，SiHCb的平衡產率降低至接近于0,C項錯誤；M點溫度較高，SiHCb濃

"n聯(Si)一

度較大，逆反應速率VM>VN，D項正確。

好題沖關

基礎過關

-----------IIV

1.(2024?河北衡水?模擬預測)儲氫合金M的吸放氫反應式為：xH2(g)+2M(s).-2M-Hx(s),現將lOOgM

置于恒容容器中，通入氫氣并維持容器內壓強恒定，在不同溫度下M的最大吸氫量與氫氣壓強的關系如圖

所示，下列說法錯誤的是

壓強/MPa

A.壓強越小，溫度對最大吸氫量的影響越大

B.若到達P點的時間為3min,則吸氫速率v=0.35g/min

C.在相同條件下，若氫氣中含有氤氣，則最大吸氫量減小

D.若到達N點所用時間小于P點，則吸氫速率v(N)<v(P)

【答案】D

【解析】A.由圖可知，壓強越小，溫度對最大吸氫量的影響越大，故A正確；

B.由圖可知，到達P點的時間為3min時，M的最大吸氫量為1.05g,則反應速率為^^=0.35g/min,故

3min

B正確；

C.恒壓條件下若氫氣中含有氨氣，相當于氫氣的分壓減小，該反應是氣體體積減小的反應，平衡向逆反

應方向移動，吸氫量減小，故C正確；

D.由圖可知，壓強相同時，N點反應溫度高于P點，溫度越高，反應速率越快，則N點反應速率小于P

點，故D錯誤；

故選D。

2.(2024.重慶.二模)研究發現燃煤脫硫過程中生成的CaSO/s)與CO(g)在密閉體系中將發生如下反應：

1

I.CaSO4(s)+4CO(g).?CaS(s)+4CO2(g)--175.6kJ.mor

II.CaSO4(s)+CO(g)?CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)AH?=+218.4kJ-moP

已知圖為反應I和反應n的平衡常數(K)與溫度(T)的變化關系。現維持溫度為工，往某2L剛性密閉反應

器中投入足量的CaSO/s)和ImolCO(g),經f小時反應體系達到平衡，此時體系壓強為原來的1.4倍。下

列說法正確的是

■y]04/K-1

A.若用生石灰固硫的反應為4CaO(s)+4SC)2(g)3CaSO4(s)+CaS(s)AH3,則必3>2]

B.提高反應體系的溫度能降低反應體系中SO。的生成量

C.反應體系中CO的消耗速率為v(co)=幺mol-L—?仁

\7lit

D.m=lg2

【答案】D

【解析】A.根據蓋斯定律I-4H可得4CaO(s)+4SC)2(g).-3CaSO4(s)+CaS(s)

11

AH3=AH1-4AH2=(-175.6kJ-mor)-4(+218.4kJ-moF)=-1049.2kJ-mor',AH3<AH1,A錯誤；

B.二氧化硫在反應II中生成，反應H是吸熱反應，升高溫度，反應正向進行，會增大二氧化硫的生成

量，B錯誤；

C.設反應I中消耗CO的物質的量為xmol,則生成CO2的物質的量為xmol,設反應II中消耗CO的物

質的量為ymol,則生成SO2、CO2都為ymol,相同條件下，氣體壓強之比等于其物質的量之比，因此有

*+2丫+尸一丫=￥，解得y=o.4,在T1溫度下，由圖可知反應I的平衡常數

4

xmol+0.4mol^Ypmol+0.4mol

2L了，解得x=*

C

1mol-xmol-0.4molu(CO)=----------2L--------=--

、)thlit

錯誤;

^Ypmol+0.4mol

x04mol

C(C°2)C(S°2)=----------2L-------------2L=2,由圖可知m=lg2,D正確;

D.反應n的平衡常數K=

c(CO)

1mol-mol-0.4mol

11__________

2L

故選D。

3.(2024?浙江衢州?模擬預測)通過反應I：4HCl(g)+O2(g)=2Cb(g)+2H2O(g)可將有機氯化工業的副產品

n(HCl)

HC1轉化為Cb.在0.2MPa、反應物起始物質的量比f■丁=2條件下，不同溫度時HC1平衡轉化率如圖所

n(O2)

M

唧

避

W

O

H

1

反應HI：CuO(s)+2HCl(g)=CuC12(s)+H2O(g)AH=-120.0kJ-mor

下列說法正確的是

A.反應I的