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专题突破(七) 化学反应速率和化学平衡图像的分析
化学反应速率和平衡的图像及分析是高考考查的重点，此类试题将抽象的理论知识图
像化，既能考查考生化学反应速率和平衡的相关知识，又能考查学生读图、识图，并应用知识
解决综合问题的能力，要求考生获取有关信息、识别有效证据、推测反应结果、归纳总结规律，
体现《中国高考评价体系》对于“学习掌握”“思维方法”等化学科核心素养的要求。
分析、解答化学反应速率和化学平衡图像题的思维流程如下：
1．化学反应速率图像及分析
(1)“渐变”类vt图像
图像 分析 结论
t 1 时 v正 ′突然增大， v逆 ′逐渐增大； v t 时其他条件不变，增大反应
1
′＞ ′，平衡向正反应方向移动 物的浓度
正 v逆
t 1 时 v正 ′突然减小， v逆 ′逐渐减小； v t 时其他条件不变，减小反应
1
′＞ ′，平衡向逆反应方向移动 物的浓度
逆 v正
t 1 时 v逆 ′突然增大， v正 ′逐渐增大； v t 时其他条件不变，增大生成
1
′＞ ′，平衡向逆反应方向移动 物的浓度
逆 v正
t 1 时 v逆 ′突然减小， v正 ′逐渐减小； v t 时其他条件不变，减小生成
1
′＞ ′，平衡向正反应方向移动 物的浓度
正 v逆(2)“断点”类vt图像
图像 分析 结论
t 时其他条件不变，增大反应体系的压强
t 1 时 v正 ′、 v逆 ′均突然增 且 1 m＋n＞p＋q(正反应为体积减小的反应)
大，且 ′＞ ′；平衡
v正 v逆
向正反应方向移动
t 时其他条件不变，升高温度且ΔH＞0(正
1
反应为吸热反应)
t 时其他条件不变，增大反应体系的压强
1
t 1 时 v正 ′、 v逆 ′均突然增 且m＋n＜p＋q(正反应为体积增大的反应)
大，且 ′＞ ′；平衡
v逆 v正 t 时其他条件不变，升高温度且ΔH＜0(正
1
向逆反应方向移动
反应为放热反应)
t 时其他条件不变，减小反应体系的压强
t 1 时 v正 ′、 v逆 ′均突然减 且 1 m＋n＜p＋q(正反应为体积增大的反应)
小，且 ′＞ ′；平衡
v正 v逆 t 时其他条件不变，降低温度且ΔH＜0(正
1
向正反应方向移动
反应为放热反应)
t 时其他条件不变，减小反应体系的压强
t 1 时 v逆 ′、 v正 ′均突然减 且 1 m＋n＞p＋q(正反应为体积减小的反应)
小，且 ′＞ ′；平衡
v逆 v正 t 时其他条件不变，降低温度且ΔH＞0(正
1
向逆反应方向移动
反应为吸热反应)
(3)“平台”类vt图像
图像 分析 结论
t 时其他条件不变使用催化剂
1
t 1 时 v正 ′、 v逆 ′均突然增大且 v t 时其他条件不变增大反应体系的
1
正
′＝
v逆
′，平衡不移动 压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体
体积无变化)
t 1 时 v正 ′、 v逆 ′均突然减小且 v t 1 时其他条件不变，减小反应体系的
压强且m＋n＝p＋q(反应前后气体
′＝ ′，平衡不移动
正 v逆 体积无变化)
2.化学平衡图像及分析
(1)浓度时间图像
例如，反应A(g)＋B(g)⇌AB(g)，充入一定量A(g)和B(g)，达到平衡过程如图所示：
(2)含量时间温度(压强)(C%指产物的质量分数，B%指某反应物的质量分数)(3)恒压(或恒温)线(α表示反应物的转化率，c表示反应物的平衡浓度)
图①，若则正反应为气体体积减小的反应，p>p>p，ΔH＜0；
1 2 3
图②，正反应为气体体积增大的反应，若T>T，则正反应为放热反应。
1 2
(4)几类特殊图像
①对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，M点前，表示从反应物开始， v正 >v逆 ；
M点为刚达到平衡点(如下图)；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH＜0。
②对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点(如下图)。
L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以，E点 v正 >v
逆
；则L线的右下方(F点)，
v正
＜
v逆
。
(2021· 山 东 日 照 一 模 ) 已 知 反 应 ： CH===CHCH(g) ＋
2 3
Cl(g)CH===CHCHCl(g)＋HCl(g)。在一定压强下，按ω＝向密闭容
2 2 2
器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数(φ)与温度(T)、ω的关系，图乙表示
反应的平衡常数K与温度T的关系。则下列说法正确的是( )
A．图甲中ω＞1
1
B．图乙中，线A表示正反应的平衡常数
C．在恒容容器中进行，压强不变时反应达到平衡状态
D．当温度为T、ω＝2时，Cl 的转化率为33.3%
1 2D [温度一定时，增大，平衡时丙烯的体积分数减小，故图甲中ω＜1，A项错误。由图
1
甲可知，一定时，升高温度，丙烯的体积分数增大，说明升高温度，平衡逆向移动，则该反应的
ΔH＜0；升高温度，平衡逆向移动，则平衡常数K减小，故图乙中线A代表逆反应的平衡常数，
B项错误。该反应前后气体计量数和相等，气体总物质的量不变，故恒容时气体压强始终不
变，不能根据压强判断是否达到平衡状态，C项错误。由图乙可知，T 时正、逆反应平衡常数
1
均为1，ω＝＝2，设n(Cl )＝2 mol，n(CH===CHCH)＝1 mol，平衡时转化的Cl 为x mol，容
2 2 3 2
器的容积为1 L，则有
CH===CHCH(g)＋Cl(g)CH===CHCHCl(g)＋HCl(g)
2 3 2 2 2
起始浓度
/mol·L－1 1 2 0 0
转化浓度
/mol·L－1 x x x x
平衡浓度
/mol·L－1 1－x 2－x x x
则T 时平衡常数K＝＝1，解得x＝ mol，故Cl 的转化率为×100%≈33.3%，D项正确。]
1 2
(2021·河北邢台调研)在一定温度下，向2 L恒容密闭容器中充入1 mol A，发生
2A(g) B(g)＋C(g)反应。反应过程中c(C)随时间变化的曲线如图所示，下列说法不正确的
是( )
A．反应在0～50 s的平均速率 v(C)＝1.6×10－3 mol·L－1·s－1
B．该温度下，反应的平衡常数K＝0.025 mol·L－1
C．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(B)＝0.09 mol·L－1，则该反应的ΔH＜0
D．反应达平衡后，再向容器中充入1 mol A，该温度下再达到平衡时，A的转化率不变B [0～50 s内c(C)增大0.08 mol·L－1，则有 v(C)＝＝1.6×10－3 mol·L－1·s－1，A项正确；
达到平衡时，c(C)＝0.10 mol·L－1，结合反应可知，平衡时A、B的平衡浓度分别为0.30 mol·L－
1、0.10 mol·L－1，则该温度下，反应的平衡常数K＝＝，B项错误；其他条件不变，升高温度，平
衡时c(B)＝0.09 mol·L－1＜0.10 mol·L－1，说明平衡逆向移动，则该反应的ΔH＜0，C项正确；
平衡后再充入1 mol A与保持n(A)不变，同时缩小容器容积是等效平衡，而缩小容积过程，由
于反应前后气体体积不变，所以平衡不移动，故A的转化率不变，D项正确。]
(2021·黑龙江哈尔滨三中检测)在密闭容器中进行反应：X(g)＋2Y(g) 2Z(g)
ΔH>0。下图能正确表示该反应有关物理量变化规律的是( )
C [该反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，正反应速率大于逆反应速率，正反应
速率在上方，与图像不符， A项错误；升高温度平衡正向移动，Z%增大，则200 ℃时Z%大，
与图像不符，B项错误；该反应为气体体积减小的吸热反应，增大压强、升高温度，平衡均正
向移动，X的转化率大，与图像一致，C项正确；催化剂对平衡移动无影响，可加快反应速率，
但平衡常数与温度有关，恒温条件K值不会随时间发生变化，与图像不符，D项错误。]1．(2021·河南豫南九校联考)有可逆反应：A(g)＋3B(g)2C(g) ΔH<0。
已知在t、t、t、t 时反应都达到平衡，如果t、t、t、t 时都只改变了一个反应条件，则下
1 3 5 7 2 4 6 8
列对t、t、t、t 时改变条件的判断正确的是( )
2 4 6 8
A．降低温度、增大压强、减小反应物浓度、使用催化剂
B．使用催化剂、增大压强、增大反应物浓度、升高温度
C．增大反应物浓度、使用催化剂、减小压强、升高温度
D．升高温度、减小压强、增大反应物浓度、使用催化剂
D [t
2
时刻， v(正)瞬间增大，t
3
时刻达到平衡时， v(正)大于t
1
～t
2
时刻平衡状态，降低温
度， v(正)减小，A错误；t
4
时刻， v(逆)瞬间减小，增大压强或使用催化剂， v(逆)瞬间增大，而减
小压强， v(逆)减小，故B、C均错误，D正确。]
2．(2021·湖南长郡联考)在容积为1 L的密闭容器中，充入1 mol CO 和3 mol H ，在500
2 2
℃时发生反应：CO(g)＋3H(g)CHOH(g)＋HO(g) ΔH＜0。CHOH的浓度随时间变化如
2 2 3 2 3
图所示，下列说法不正确的是( )
A．从反应开始到10 min时，H
2
的平均反应速率 v(H
2
)＝0.15 mol/(L·min)
B．从开始到25 min，CO 的转化率是70%
2
C．其他条件不变，将温度升到700 ℃，再次达平衡时平衡常数减小
D．从20 min到25 min达到新的平衡，可能是增大压强
D [0～10 min 内c(CH
3
OH)增大0.50 mol/L，则有 v(CH
3
OH)＝＝0.05 mol/(L·min)，根据反应速率与化学计量数的关系可得： v(H
2
)＝3v(CH
3
OH)＝0.15 mol/(L·min)，A项正确；0～25
min内c(CHOH)增大0.70 mol/L，反应生成0.70 mol CH OH，根据方程式可知，同时消耗
3 3
0.70 mol CO ，则CO 的转化率为×100%＝70%，B项正确；其他条件不变，升高温度，平衡逆
2 2
向移动，平衡常数减小，C项正确；由图可知，20～25 min内增大压强，平衡正向移动，
c(CHOH)应瞬间增大，而不是逐渐增大，D项错误。]
3
3．(2021·吉林长春调研)在一恒容的密闭容器中充入0.1 mol·L－1 CO、0.1 mol·L－1CH，
2 4
在一定条件下发生反应：CH(g)＋CO(g) 2CO(g)＋2H(g)，测得CH 平衡转化率与温度、
4 2 2 4
压强关系如图，下列有关说法不正确的是( )
A．上述反应的ΔH<0
B．压强：p>p>p>p
4 3 2 1
C．1 100 ℃时该反应的平衡常数约为1.64
D．压强为p 4 时，在y点： v正 >v逆
A [p、p、p、p 是四条等压线，由图像可知，压强一定时，温度越高，CH 的平衡转化率
1 2 3 4 4
越高，故正反应为吸热反应，ΔH>0，A项错误；该反应为气体分子数增加的反应，压强越高，
甲烷的平衡转化率越小，故压强p>p>p>p，B项正确；压强为p、温度为1 100 ℃时，甲烷的
4 3 2 1 4
平衡转化率为80.00%，故平衡时各物质的浓度分别为c(CH)＝0.02 mol·L－1，c(CO)＝0.02
4 2
mol·L－1，c(CO)＝0.16 mol·L－1，c(H )＝0.16 mol·L－1，即平衡常数K＝≈1.64，C项正确；压强
2
为p 4 时，y点未达到平衡，此时 v正 >v逆 ，D项正确。]
4．(2021·四川绵阳诊断)在恒容密闭容器中进行反应：2CO(g)＋6H(g)C HOH(g)＋
2 2 2 5
3HO(g) ΔH。在某压强下起始时按不同氢碳比投料(如图中曲线①②③)，测得CO 的平衡转
2 2
化率与温度的关系如图所示，下列有关说法正确的是( )A．该反应的ΔH>0
B．氢碳比：①<②<③
C．其他条件不变的情况下，增大容器的体积可提高CO 的转化率
2
D．若起始CO 的浓度为2 mol·L－1、H 为4 mol·L－1，在图中曲线③氢碳比条件下进行，
2 2
则400 K时该反应的平衡常数数值约为1.7
D [根据图像可知，在氢碳比相等的条件下，随着温度的升高，CO 的转化率降低，说明
2
升高温度，平衡向逆反应方向移动，因此正反应是放热反应，ΔH<0，A项错误；氢碳比越大，
CO 的转化率越高，根据图像可知，在温度相等的条件下，CO 的转化率：①>②>③，则氢碳
2 2
比：①>②>③，B项错误；正反应是气体体积减小的反应，因此其他条件不变的情况下，增大
容器的体积，压强减小，平衡向逆反应方向移动，可降低CO 的转化率，C项错误；根据图像
2
可知，400 K时曲线③中CO 的转化率是50%，这说明消耗CO 1 mol·L－1，则消耗氢气3
2 2
mol·L－1，生成乙醇和水蒸气分别是0.5 mol·L－1、1.5 mol·L－1，剩余CO 和氢气分别是1 mol·L
2
－1、1 mol·L－1，该温度下平衡常数K＝≈1.7，D项正确。]
5．(2021·安徽芜湖检测)将一定量氨基甲酸铵(NH COONH)加入密闭容器中，发生反应：
2 4
NH COONH(s)2NH (g)＋CO(g)。该反应的平衡常数的负对数(－lgK)值随温度(T)的变化
2 4 3 2
曲线如图所示，下列说法错误的是( )
A．C点对应状态的平衡常数K(C)＝10－3.638
B．该反应的ΔH>0
C．NH 的体积分数不变时，该反应一定达到平衡状态
3
D．30 ℃时，B点对应状态的 v(正)0，B项正确；
反应物是固体，生成物中NH 和CO 的物质的量之比为2∶1，则NH 的体积分数始终为，不
3 2 3
能判断是否达到平衡状态，C项错误；图中B点纵坐标小于30 ℃时－lgK的值，则此时
c(CO
2
)·c2(NH
3
)>K，反应逆向进行，故B点对应状态的 v(正)K，A项错误；
b c
T 温度下，a点NO 体积分数大于平衡值，若由a点达到平衡，应减小压强，使平衡逆向移动，
1 2 4
B项正确；T 温度下，d点处于平衡曲线下方，NO 体积分数小于平衡值，此时反应正向进行，
2 2 4
则有 v(正)>v(逆)，C项错误；从b点变为c点，体系的温度升高，只要增加N
2
O
4
的物质的量不
能达到要求，D项错误。]
5．(2020·天津滨海七校联考)可逆反应：mA(s)＋nB(g) eC(g)＋fD(g)，反应过程中，其
他条件不变时，C的百分含量(C%)与温度(T)、压强(P)的关系如图所示。下列叙述中正确的是( )
A．达平衡后，升高温度，则平衡常数K减小
B．达到平衡后，加入催化剂，C%增大
C．化学方程式中：n>e＋f
D．达到平衡后，增加A的量，B的转化率增大
A [根据“先拐先平，速率大”的规律，温度为T 时先达到平衡，则温度：TP；压强为P 时C%小于压强为P 时C%，说明压强增大，平衡逆向移动，则
2 1 2 1
有n
