文档内容
模板 03 化学反应速率与平衡图像分析
本节导航
识·题型解读 考情分析+命题预测/技巧解读
明 ·模板构建 答题模板 + 技巧点拨
技法01 速率-时间图像 技法02 含量/转化率-时间-压强/温度图像
技法03 转化率(或含量)—温度/压强图像 技法04 工业生产中的速率和平衡图像
通·模板运用 真题示例+模板答题+变式训练
练 ·模板演练 最新模拟、预测考向
化学反应速率和平衡图像题的呈现方式变得越来越新颖，如试题中涉及的图像已不仅仅是速率与简单
的化学平衡，研究体系也已不是单纯的气相体系，往往根据实际工业生产，更多的是研究复杂液相反
应体系，坐标参数也不再局限于时间、温度、压强、速率、转化率、百分含量，而是有更多的变量，
像物质的量之比、气体分压或离子浓度的对数或负对数等，分析投料比、转化率、产率的变化。多变
量图象题是高考考查的一个方向和趋势，它是指在一个图上存在多个变量的图象，此类题的特点是：
一方面信息量大，考查了读图能力；另一方面多变量的存在，考查了分析推理能力，在新课标高考中
受到命题者的青睐。
第一步：仔细审题 阅读题目获取对解题有价值的信息，排除无效信息，并作标记。
第二步：确定变量 明确横、纵轴代表的物理量，确定变量。
第三步：分析图像 分析不同类型的图像的变化趋势，选择不同的特殊点或添加辅助线。
①关注曲线的走向和变化趋势，分析变化的原因；
②关注起点、拐点、交叉点、平衡点、标有具体坐标的点、含量或转化率相
同的点、终点、按化学计量数投料点的含义；
③判断是否要作辅助线，如等温线、等压线、等时间线等。
第四步：综合判断 图表与原理整合，逐项分析图表，根据相关反应原理（特别是影响因素及使
用前提条件等）及题干信息进行分析判断。技法01 速率-时间图像
1．常见图像形式
(1)速率-时间图像
常见含“断点”的速率变化图像分析
图像
升高 降低 升高 降低
t 时刻 温度
1 正反应为放热反应 正反应为吸热的反应
所改变
增大 减小 增大 减小
的条件 压强
正反应为气体物质的量增大的反应 正反应为气体物质的量减小的反应
当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率—时间图像的曲线出现不
连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。
t 时刻改变的条件是使用催化剂或可能加压(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。
1
2．析图关键
①找平衡点：c（或n）保持不变的点。
②找出曲线变化的影响因素，若存在多种影响因素，根据曲线变化趋势确定哪种因素是主要因素。
技法02 含量/转化率-时间-压强/温度图像
1．常见图像形式
图Ⅰ．T 下先达到平衡，则T＞T，温度升高，生成物含量降低，平衡逆向移动，正反应是放热反应。
2 2 1
图Ⅱ．p 下先达到平衡，则p ＞p ，压强增大，反应物的转化率减小，说明正反应是反应前后分子数
2 2 1
增大的反应。
图Ⅲ．生成物的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a＞b，故a可能使用了催化剂；若
该反应是反应前后分子数相等的可逆反应，a也可能是增大压强(压缩体积)。
2．析图关键
1“先拐先平数值大”。在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡，先出现拐点的曲线表示
的温度较高、压强较大或使用了催化剂。2正确掌握图像中反应规律的判断方法。
技法03 转化率(或含量)—温度/压强图像
1．常见图像形式：
(1)恒压线图像
当压强相等（任意一条恒压线）时温度升高，A的转化率增大，平衡正向移动，这则正反应为吸热反
应。
当温度相等时，即作垂直于横轴的辅助线，与三条恒压线交于三点，这三点自下而上压强增大，A的
妆化率增大，平衡正向移动，则正反应为反应前后气体分子数减小的反应。
(2)恒温线图像
当温度相等(任意一条等温线)时，增大压强，A的转化率增大，说明增大压强平衡正向移动，即正反
应是气体体积减小的反应。
当压强相等时，在图3中作直线，与两条等温线交于两点，这两点自下而上为降低温度，A的转化率
增大，说明降低温度平衡正向移动，即正反应为放热反应。
(3)含量（转化率）—温度曲线
①对于反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g) ΔH＜0。
M点之前，温度越高，反应速率越大，反应物浓度减小或生成物浓度增大；M点时达到平衡状态；
M点之后，温度升高，反应物浓度增大或生成物浓度减小。发生变化的原因有：
a．反应放热，升温，平衡逆向移动；
b．温度升高，催化剂活性降低，反应速率减小，反应可能未达到平衡状态。
②平衡转化率-温度曲线
如图所示曲线是其他条件不变时，某反应物的平衡转化率与温度的关系曲线。图中标出的 1、2、3、4
四个点，表示v ＞v 的是点3，表示v ＜v 的是点1，而点2、4表示v ＝v 。
正 逆 正 逆 正 逆图像曲线上的点全为对应条件下的平衡点。
2．析图关键——关注曲线变化趋势，采取“定一议二”法。
在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量。确定横坐标所表示的量，讨论纵坐
标与曲线的关系，或者确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系，即“定一议二”。
技法04 工业生产中的速率和平衡图像
1．含量/转化率—投料比图像
以恒温恒容密闭容器中发生反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，在不同温度平衡时生成物C的体积分
数与投料比的关系为例：
曲线上的点均为不同温度下对应投料比下的平衡点，n(A)：n(B)=a时，平衡时C的体积分数最大。
一定条件下，用Fe O 、NiO或Cr O 作催化剂对燃煤烟气进行回收，使SO 转化生成S。催化剂不同，其
2 3 2 3 2
2．温度—选择性图像
以一定条件下，使用不同催化剂在相同时间内2SO +O 2SO ，SO 的转化率随反应温度的变化图像
2 2 3 2
为例。
340 ℃左右，催化剂的催化能力较大，二氧化硫的转化率也是较大，反应速率较快，所以选择 Fe O 作
2 3
催化剂，最适宜温度为340 ℃左右；a点以后，催化剂催化能力需要维持在一定的温度下，温度太高，催化
剂活性可能会降低。
类型01 时间图像
1．（2023·辽宁卷）一定条件下，酸性KMnO 溶液与HC O 发生反应，Mn(Ⅱ)起催化作用，过程中
4 2 2 4不同价态含Mn粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是
A．Mn(Ⅲ)不能氧化HC O
2 2 4
B．随着反应物浓度的减小，反应速率逐渐减小
C．该条件下，Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存
D．总反应为：2MnO -+5C O2-+16H+ = 2Mn2++10CO ↑+8H O
4 2 4 2 2
【答案】C
【第一步 确定变量】该图像纵坐标为不同价态Mn的浓度，横坐标为时间。
【第二步 分析图像】
【第三步 综合判断】
HC O 为弱酸，在离子方程式中应以化学式保留，总反应为2MnO -+5H C O+6H+=2Mn2+
2 2 4 4 2 2 4
+10CO ↑+8H O，D错误。
2 21．（2023·山东卷）一定条件下，化合物E和TFAA合成H的反应路径如下：
已知反应初始E的浓度为0.10mol∙L-1，TFAA的浓度为0.08mol∙L-1，部分物种的浓度随时间的变化关系
如图所示，忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是
A．t 时刻，体系中有E存在
1
B．t 时刻，体系中无F存在
2
C．E和TFAA反应生成F的活化能很小
D．反应达平衡后，TFAA的浓度为0.08mol∙L-1
2．（2024·黑吉辽卷）异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150℃时其制备过程及相关物
质浓度随时间变化如图所示，15h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是
A． 时，反应②正、逆反应速率相等
B．该温度下的平衡常数：①>②C． 平均速率(异山梨醇)
D．反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
类型02 压强/温度图像
2．（2023·湖南卷）向一恒容密闭容器中加入 和一定量的 ，发生反应：
。 的平衡转化率按不同投料比 随温度的变化曲线
如图所示。下列说法错误的是
A．xv
b正 c正
C．点a、b、c对应的平衡常数：Kp>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 时，在y点：v >v
4 正 逆
类型03 工业生产中的速率和平衡图像
3．（2024·湖南卷）恒压下，向某密闭容器中充入一定量的 和 ，发生如下反应：
主反应：
副反应：
在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布分数
随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示，下列
说法正确的是
A．投料比x代表
B．曲线c代表乙酸的分布分数
C． ，
D．L、M、N三点的平衡常数：K(L)=K(M)>K(N)
【答案】D【第一步 确定变量】该图像为在不同温度下两种含碳产物的分布分数随投料比x(物质的量之比)的变化曲
线。
【第二步 分析图像】
【第三步 综合判断】
L、M、N三点对应副反应ΔH<0，且T >T =T ，升高温度平衡逆向移动，K(L)=K(M)=K(N)，D正确。
2 N M L
1．（2022·江苏卷）乙醇-水催化重整可获得H。其主要反应为C HOH(g)+3H O(g)=2CO(g)+6H(g)
2 2 5 2 2 2
ΔH=173.3kJ·mol-1；CO(g)+H(g)=CO(g)+HO(g) ΔH=41.2kJ·mol-1。
2 2 2
在1.0×105Pa、n (C HOH)：n (H O)=1:3时，若仅考虑上述反应，平衡时CO 和CO的选择性及H
始 2 5 始 2 2 2
的产率随温度的变化如图所示。
CO的选择性 ，下列说法正确的是
A．图中曲线①表示平衡时H 产率随温度的变化
2B．升高温度，平衡时CO的选择性增大
C．一定温度下，增大 可提高乙醇平衡转化率
D．一定温度下，加入CaO(s)或选用高效催化剂，均能提高平衡时H 产率
2
2．（2024·江苏卷）二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为：
①
②
、 下，将一定比例 、 混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L、
1
L、L…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和 的体积分数如图所示。下列说法正确的是
2 3
A．L 处与L 处反应①的平衡常数K相等
4 5
B．反应②的焓变
C．L 处的 的体积分数大于L 处
6 5
D．混合气从起始到通过L 处，CO的生成速率小于 的生成速率
1
1．生产硫酸的主要反应：2SO (g)＋O(g) 2SO (g) ΔH＜0。图中L(L 、L)、X可分别代表压强或
2 2 3 1 2
温度。下列说法正确的是( )A．X代表压强
B．L＞L
1 2
C．A、B两点对应的平衡常数相同
D．一定温度下，当混合气中n(SO )∶n(O )∶n(SO )＝2∶1∶2时，反应一定达到平衡
2 2 3
2．一定条件下合成乙烯：6H(g)＋2CO(g) CH===CH (g)＋4HO(g)；已知温度对CO 的平衡转化
2 2 2 2 2 2
率和催化剂催化效率的影响如图，下列说法不正确的是( )
A．该反应的逆反应为吸热反应
B．平衡常数：K >K
M N
C．生成乙烯的速率：v(N)一定大于v(M)
D．当温度高于250 ℃，升高温度，催化剂的催化效率降低
3．一定条件下，用Fe O 、NiO或Cr O 作催化剂对燃煤烟气进行回收，使SO 转化生成S。催化剂不
2 3 2 3 2
同，其他条件相同(浓度、温度、压强)情况下，相同时间内SO 的转化率随反应温度的变化如图，下列说
2
法不正确的是( )
A．不考虑催化剂价格因素，选择Fe O 作催化剂可以节约能源
2 3
B．选择Fe O 作催化剂，最适宜温度为340 ℃左右
2 3
C．a点后SO 的转化率减小的原因可能是温度升高催化剂活性降低
2
D．其他条件相同的情况下，选择Cr O 作催化剂，SO 的平衡转化率最小
2 3 2
4．反应Si(s)＋3HCl(g) SiHCl (g)＋H(g) ΔH是工业上制备高纯硅的重要中间过程。一定压强下，
3 2
起始投入原料的值和温度与SiHCl 的平衡产率的变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
3A．该反应为放热反应，ΔH＜0
B．M、N点SiHCl 的分压：M＞N
3
C．的值越大SiHCl 平衡产率越高
3
D．M、N点的逆反应速率：v ＞v
M N
5．一定条件下，6H(g)＋2CO(g) C HOH(g)＋3HO(g)，CO 平衡转化率随温度变化如图所示，对
2 2 2 5 2 2
a、b、c三点对应情况的分析，合理的是( )
A．CO 物质的量分数：a>b
2
B．C HOH体积分数：aK>K
a c b
D．反应速率：v(CO)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，则400 K时该
2 2
反应的平衡常数数值约为1.7
7．恒压下，NO和O 在起始浓度一定的条件下发生反应，在相同时间内，测得不同温度下NO转化为
2NO 的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法不正确
2
的是( )
A．反应2NO(g)＋O(g) 2NO (g)的ΔH<0
2 2
B．图中X点所示条件下，由于测定时间较短，反应未达到平衡
C．从X→Y过程中，平衡逆向移动，O 的质量减少
2
D．380 ℃下，c (O )＝5.0×10－4 mol·L－1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K＝2 000
平衡 2
8．CO 经催化加氢可合成乙烯：2CO(g)＋6H(g) C H(g)＋4HO(g)。0.1 MPa时，按n(CO)∶n(H )
2 2 2 2 4 2 2 2
＝1∶3投料，测得不同温度下平衡时体系中各物质浓度的关系如图，下列叙述不正确的是( )
A．该反应的ΔH＜0
B．曲线b代表HO的浓度变化
2
C．N点和M点所处的状态c(H )不一样
2
D．其他条件不变，T ℃、0.2 MPa下反应达平衡时c(H )比M点大
1 2
9． 的回收和利用是实现“碳中和”的有效途径。在一恒容密闭反应器中充入体积之比为 的
和 ，发生反应：① ，②
。在相同时间内， 的转化率、 的选
择性[ 的选择性 ]与温度的关系如图所示。下列叙述错误的是A．温度高于 时，主要发生反应②
B．温度低于 时， 的选择性随温度升高而增大
C．平衡时，再充入 和 ，再次达到平衡时， 的物质的量增大
D． 下反应达到平衡时， 、 、 的浓度之比为
10．（2024·湖南永州·三模）室温下，在P和Q浓度相等的混合溶液中，同时发生反应①P＋Q=X＋Z
和反应②P＋Q=Y＋Z，反应①和②的速率方程分别是v=kc2(P)、v=kc2(P)(k 、k 为速率常数)。反应过程
1 1 2 2 1 2
中，Q、X的浓度随时间变化情况如图所示。下列说法错误的是
A．反应开始后，体系中X和Y的浓度之比保持不变
B．45min时Z的浓度为0.4mol·L-1
C．反应①的活化能比反应②的活化能大
D．如果反应能进行到底，反应结束时，有40%的P转化为Y
11．（2024·安徽合肥·三模）已知双环戊二烯解聚成环戊二烯的反应为 。
若将3 mol双环戊二烯通入2L恒容密闭容器中，测得 ℃和 ℃下n（双环戊二烯或环戊二烯）随时间的
变化如图所示， ℃时反应到a点恰好达到平衡。下列有关说法错误的是A． T>T
1 2
B． ℃时，0~2h内的平均反应速率：v(环戊二烯) mol⋅L ⋅h
C． ℃时，当容器内的气体压强为起始的1.5倍时：v(正) (逆)
D． ℃时，反应恰好达到平衡时：44.8 mol (环戊二烯) mol
12．（2024·北京师范大学附属中学三模）CH 和CO 联合重整能减少温室气体的排放。其主要反应为：
4 2
①
②
其他条件相同时，投料比 为 ，不同温度下反应的结果如图。
下列说法不正确的是
A．由图中信息无法判断反应①、②哪个先达到平衡
B． 始终低于1.0，与反应②有关
C．加压有利于增大CH 和CO 反应的速率但不利于提高二者的平衡转化率
4 2
D．若不考虑其他副反应，体系中存在：
13．（2024·河北保定·三模）一定条件下，在甲、乙两个恒容密闭容器(容器容积 )中投入等物质的量的X和Y，发生反应 ，达到平衡时，Q的物质的量浓度与温度
和容器容积的关系如图所示。下列说法正确的是
A．x＋y>p＋q B．c(P)：b>2a
C．压强：2p(b)
