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专题05 化学反应速率与化学平衡图像
目录
一、
考情探究
2
1.高考真题考点分布..................................................................................................................................................2
2.命题规律及备考策略..............................................................................................................................................2
二、培优讲练........................................................................................................................................3
考点01 化学反应速率图像......................................................................................................................................3
考向01 考查速率-时间图像................................................................................................................................5
考向02 考查速率—压强(或温度)图像...............................................................................................................6
考向03 考查浓度或物质的的量-时间图像........................................................................................................6
考点02 化学平衡图像..................................................................................................................................................8
考向01 考查与转化率变化有关的图像分析...................................................................................................12
考向02 考查恒温线或恒压线图像的分析判断...............................................................................................13
考向03 考查与物质百分含量变化有关图像的分析.......................................................................................14
考向04 考查产物的物质的量与温度、压强的图像关系分析.......................................................................14
考向05 考查结合反应热图像与化学平衡的综合考查...................................................................................15
考向06 考查化学反应速率与化学平衡的综合应用.......................................................................................16
好题冲关..............................................................................................................................................19
基础过关...............................................................................................................................................................19
题型01 化学反应速率图像................................................................................................................................19
题型02 外界条件对化学平衡影响的图像.......................................................................................................23
题型03 考查与转化率变化有关的图像分析...................................................................................................26
题型04 考查与物质百分含量变化有关图像的分析.......................................................................................30
题型05 考查产物的物质的量与温度、压强的图像关系分析.......................................................................33
题型06 考查结合反应热图像与化学平衡的综合考查...................................................................................36
题型07 考查化学反应速率与化学平衡的综合应用.......................................................................................39
能力提升...................................................................................................................................................................43
真题感知...................................................................................................................................................................49
1
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1.高考真题考点分布
考点内容
考点分布
化学反应速率图
像
2024 安徽卷,2024 辽宁卷,2023 辽宁卷,2023 山东卷,2023 湖南卷
化学平衡图像
2025 广西卷,2025 江西卷,2025 四川卷,2025 云南卷,2025 江苏卷,2025 山东
卷,2025 甘肃卷,2025 陕晋青宁卷,2025 安徽卷,2025 黑吉辽蒙卷,2024 广西
卷,2024 重庆卷,2024 江西卷,2024 广东卷,2024 北京卷,2024 湖南卷,2024 甘
肃卷,2024 河北卷,2024 江苏卷,2024 山东卷,2024 吉林卷,2023 重庆卷,2023
海南卷,2023 江苏卷,2023 山东卷,2023 浙江卷,2023 湖南卷,2023 湖北卷,
2023 全国甲卷,2023 辽宁卷
2.命题规律及备考策略
【命题规律】
从命题题型和内容上看,识图是化学反应速率和化学平衡的难点,图像、数据信息是高考考查难点和区分
点,高考题以选择题和非选择题中均有呈现,其中化学平衡图象是化学反应原理综合题中的“常客”,往
往根据工业生产实际,通过信息给予多样化,并结合陌生图象,分析投料比、转化率、产率的变化,考查
接受、加工、同化新信息能力。
【备考策略】
1、能从图像认识化学反应速率和化学平衡是变化的,知道化学反应速率、化学平衡与外界条件有关,并
遵循一定规律;能多角度。动态地分析化学反应速率和化学平衡,运用化学反应原理解决实际问题。
2、建立图像与观点、结论和证据之间的逻辑关系,知道可以通过图像分析、推理等方法认识化学反应速
率和化学平衡的本质特征及其相互关系,建立模型。能运用模型解释化学反应速率和化学平衡的有关图像
曲线变化,揭示化学反应速率和化学平衡的本质和规律。
3、能通过图像发现和提出有关化学反应速率和化学平衡的有探究价值的问题;通过控制变量来探究影响
化学反应速率和化学平衡的外界条件。
【命题预测】
预计高考会延续以往的命题风格,以物质(或微粒)变化示意图、能量变化图象或化学平衡图象的形式呈
现,另选择有机反应、溶液中进行的反应考查化学平衡问题成为命题热点,注重考查从图象中获取有效信
息,分析解决化学平衡影响因素、平衡常数、转化率、产率等。尤其是化学平衡图象的绘制是考题特色,
应此起高度重视。
2
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考点01 化学反应速率图像
1、“渐变”类v-t 图像
图像
分析
结论
t1时v′正 增大,v′逆 增大;v′正
>v′逆,平衡向 方向移动
t1时其他条件不变,
反应物的浓度
t1时v′正 减小,v′逆 减小;v′逆
>v′正,平衡向 方向移动
t1时其他条件不变,
反应物的浓度
t1时v′逆 增大,v′正 增大;v′逆
>v′正,平衡向 方向移动
t1时其他条件不变,
生成物的浓度
t1时v′逆 减小,v′正 减小;v′正
>v′逆,平衡向正反应方向移动
t1时其他条件不变,
生成物的浓度
2、“断点”类v-t 图像
图像
t1时刻所
改变的条
件
温度
升高
降低
升高
降低
适合正反应为 的反应
适合正反应为 的反应
压强
增大
减小
增大
减小
适合正反应为气体物质的量
的反应
适合正反应为气体物质的量 的
反应
3、“平台”类vt 图像
图像
分析
结论
3
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t1时v′正、v′逆均 增大
且v′正 v′逆,平衡不移动
t1时其他条件不变使用催化剂
t1 时其他条件不变增大反应体系的
压强且m+n=p+q(反应前后气体
体积无变化)
t1 时v′ 正、v′ 逆均 减小
且v′正 v′逆,平衡不移动
t1 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
体体积无变化)
4、全程速率—时间图像
如Zn 与足量盐酸反应,反应速率随时间的变化情况如图所示:
解释原因:AB 段(v 渐大),因为该反应为 反应,随着反应的进行,温度逐渐 ,导致反应速率
逐渐 ;BC 段(v 渐小),主要是因为随着反应的进行,溶液中c(H+)逐渐 ,导致反应速率逐渐
。
5、物质的量(或浓度)—时间图像
例如,某温度时,在定容(V L)容器中,X、Y、Z 三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示:
(1)由图像得出的信息:
①X、Y 是反应物,Z 是产物;
②t3时反应达到平衡,X、Y 没有全部反应。
(2)根据图像可进行如下计算:
①某物质的平均反应速率、转化率
如v(X) = n1-n3
V ·t3
mol·L-1·s-1,Y 的转化率 = n2-n3
n2
×100%。
②确定化学方程式中的化学计量数之比
如X、Y、Z 三种物质的化学计量数之比为(n1-n3)∶(n2-n3)∶n2
6、速率—压强(或温度)图像
(1)对于速率~温度曲线,温度改变后,吸热反应速率变化大,放热反应速率变化小。即吸热 ,放
热 。以mA+nB
pC+qD;△H=Q为例
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(2)对于速率~压强曲线,压强改变后,气体体积之和 的一侧反应速率变化大,气体体积
之和 的一侧反应速率变化小。以mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g);△H=Q为例
【易错提醒】
这类图像中曲线的意义是外界条件(如温度、压强等)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中
交点是平衡状态,压强或温度增大,正反应速率增大得快,平衡正向移动。
考向01 考查速率-时间图像
【例1】(2024·广东梅州·一模)对于同一体系内存在竞争反应:①
,②
;测
得反应速率与时间t 关系如图,依据图像信息,下列说法不正确的是
A.反应①的反应限度大于反应②
B.加入催化剂定能有效降低反应活化能,加快反应速率
C.无催化剂时
后反应①达到平衡
D.加入催化剂,可有效提高C 的产率
【思维建模】
1、看起点:分清反应物和生成物,浓度减小的是反应物,浓度增大的是生成物,生成物多数以原点为起
点。
2、看变化趋势:分清正反应和逆反应,分清放热反应和吸热反应。升高温度时,△V 吸热>△V 放热。
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3、看终点:分清消耗浓度和增生浓度。反应物的消耗浓度与生成物的增生浓度之比等于反应方程式中各
物质的计量数之比。
4、对于时间—速度图象,看清曲线是连续的,还是跳跃的。分清“渐变”和“突变”、“大变”和“小
变”。比如增大反应物浓度V 正突变,V 逆渐变;升高温度,V 吸热大增,V 放热小增;使用催化剂,V 正
和V 逆同等程度突变。
考向02 考查速率—压强(或温度)图像
【例2】(2025·安徽芜湖·调研)可逆反应mA(g)
nB(g)+pC(s)
⇌
;△H=Q,温度和压强的变化对正、逆反应速
率的影响分别符合如图中的两个图像,以下叙述正确的是
A.m>n,Q<0
B.m>n+p,Q>0
C.m>n,Q>0
D.m<n+p,Q<0
【思维建模】
曲线的意义是外界条件(如温度、压强等)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。如图中交点A
是平衡状态,压强增大,正反应速率增大得快,平衡正向移动。
考向03 考查浓度或物质的的量-时间图像
【例3】(2025·河南·二模)恒温恒容条件下,向密闭容器中加入一定量X,发生反应①
、②
。反应①的速率
,反应②的速率
,式中
、
为速率常数。图甲为该体系中
X、Y、Z 浓度随时间变化的曲线,图乙为反应①和②的
关系曲线。下列说法错误的是
A.曲线Ⅱ表示
随时间的变化曲线
B.
内,
C.提高反应温度有利于提高Z 的产率
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D.当温度
时,总反应速率由反应②决定
【对点1】(2025·吉林·调研)试分析下列可逆反应 2A(g)+B(g)
2C(g)的反应速率随压强变化的曲线
正确的是
A.
B.
C.
D.
【对点2】(2025·安徽芜湖·一模)室温下,某溶液初始时仅溶有M 和N 且浓度相等,同时发生以下两个
反应:①
;②
,反应①的速率可表示为
,反应②的速率可表示为
(
为速率常数)。反应体系中组分M、Z 的浓度随时间变化情况如图,下列说法错误
的是
A.0~30min 时间段内,X 的平均反应速率为
B.反应开始后,体系中Y 和Z 的浓度之比保持不变
C.如果反应能进行到底,反应结束时37.5%的M 转化为Y
D.反应①的活化能比反应②的活化能大
【对点3】(2025·陕西汉中·调研)在容积不变的密闭容器中存在如下反应:2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g) ΔH=
-QkJ·mol−1(Q>0),某研究小组研究了其他条件不变时,改变某一条件对上述反应的影响,下列分析正确的
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是
A.图Ⅰ研究的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B.图Ⅱ研究的是t1时刻加入催化剂后对反应速率的影响
C.图Ⅲ研究的是催化剂对平衡的影响,且甲的催化效率比乙高
D.图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响,且乙的温度较低
考点02 化学平衡图像
1、含量(或转化率)-时间-温度(压强)图像
已知不同温度或压强下,反应物的转化率α(或百分含量)与时间的关系曲线,可推断温度的高低和反应的热
效应或压强的大小及气体物质间的化学计量数的关系。[以aA(g)+bB(g)
cC(g)中反应物的转化率αA为例
进行说明]
(1)“ 先拐
先平,数值
大”原则
分析反应由开始(起始
物质相同时)达到平衡
所用时间的长短可推
知反应条件的变化
①若为温度变化引起,当温度较高时,反应达到平衡所需时间
,如图甲中
②若为压强变化引起,当压强较大时,反应达到平衡所需时间
,如图乙中
③若为是否使用催化剂引起,当使用适宜的催化剂时,反应达到
平衡所需时间 ,如图丙中a 使用了
(2) 正确掌
握图像中反
应规律的判
断方法
①图甲中,T2>T1,升高温度,αA ,平衡 移动,正反应为 反应
②图乙中,p1>p2,增大压强,αA ,平衡 移动,则正反应为 的反应
③若纵坐标表示A 的百分含量,则图甲中正反应为吸热反应,图乙中正反应为气体体积
增大的反应
解答速率平
衡图像问题
的两大方法
①“定一议二”
当图像中有三个变量时,先确定其中一个变量不变,再讨论另外
两个变量的关系,有时还需要作辅助线
②“三步分析法”
一看反应速率是增大还是减小
二看v 正、v 逆的相对大小
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三看化学平衡移动的方向
2、含量 (或转化率)—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 移动,这则正反应为
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 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 移动,即正反
应是 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 移动,即正反应为 反应。
③含量(转化率)—温度曲线
a、对于反应aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g) ΔH<0。
M 点之前,温度越 ,反应速率越 ,反应物浓度 或生成物浓度 ;M 点时达到
;
M 点之后,温度 ,反应物浓度 或生成物浓度 。发生变化的原因有:反应放热,升
温,平衡 移动;温度升高,催化剂活性降低,反应速率 ,反应可能未达到平衡状态。
b、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 正>v 逆的是点3,表示v 正<v 逆的是点1,而点2、4 表示v 正=v 逆。
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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”。
3、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 。
一定条件下,用Fe2O3、NiO 或Cr2O3作催化剂对燃煤烟气进行回收,使SO2转化生成S。
(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2SO2+O2⇌2SO3,SO2的转化率随反应
温度的变化图像为例。
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Fe2O3作催化
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。
4、化学平衡图像分析
(1)思维建模
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(2)解题步骤
第一步:看特点。即分析可逆反应方程式,观察物质的状态、气态物质分子数的变化(正反应是气体分
子数增大的反应,还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应,还是吸热反应)等。
第二步:识图像。即识别图像类型,一看“面”(理清横坐标、纵坐标表示的含义);二看“线”(分析
曲线的走向和变化趋势,它与横坐标、纵坐标的关系);三看 “点”(重点分析特殊点——起点、拐
点、交点、终点的含义);四看是否要作辅助线(如等温线、等压线等),五看定量图像中有关量的多少
问题。
第三步:联想化学反应速率、化学平衡移动原理,特别是影响因素及使用前提条件等。利用规律“先拐先
平,数值大”判断,即曲线先出现拐点,先达到平衡,其温度、压强越大。
第四步:图表与原理整合。逐项分析图表,重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平
衡原理。
(3)解题技巧
①先拐先平:在含量—时间曲线中,先出现拐点的则先达到平衡,说明该曲线表示的温度较高或压强较
大。
②定一议二:在含量—T/p 曲线中,图像中有三个变量,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系
(因平衡移动原理只适用于“单因素”的改变)。即确定横坐标所示的量后,讨论纵坐标与曲线的关系或
确定纵坐标所示的量后(通常可画一垂线),讨论横坐标与曲线的关系。
③三步分析法:一看反应速率是增大还是减小;二看v(正)、v(逆)的相对大小;三看化学平衡移动的方
向。
【思维建模】
1、“先拐先平”与速率快慢的误区:在反应速率与化学平衡图像中,我们容易错误认为曲线先出现拐
点,则反应速率一定快,由此得出反应温度或压强、浓度一定大等错误观点。正确的分析应该是先出现拐
点,先平衡,即常说的“先拐先平”,但比较反应速率快慢时,应该依据曲线斜率的大小,斜率大,反应
速率快,如下面图像,尽管曲线b 先平衡,但其反应速率小于曲线a 对应的速率。
2、未达到平衡的曲线误认为是平衡时的曲线。如根据下面图像判断某反应正反应为放热反应还是吸热反
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应时,从o—a—b 阶段,误认为升高温度,生成物浓度增大,反应向正反应方向进行,所以该正反应为吸
热反应。该错误结论的得出原因在于o—a—b 阶段时,该反应并没有达到平衡状态,b 点为平衡时状态,
通过b—c 阶段可以得出,在平衡状态下,若升高温度,生成物浓度减少,平衡逆向移动,所以该反应的正
反应为放热反应。
3、图像中涉及定量问题时,应该注意相关“量”与反应原理的对应关系。如合成氨中,若H2 、 N2的浓度
按照3:1 置入反应装置中,尽管H2 、 N2的浓度不断减少,根据反应原理,二者减少量应该满足3:1 的关
系,显然下面图像中曲线的变化是错误的结论。
考向01 考查与转化率变化有关的图像分析
【例1】(2025·四川巴中·模拟预测)甲醇有“木醇”与“木精”之名,现代甲醇是直接在一氧化碳、二氧
化碳和氢的一个催化作用的工业过程中制造的。向2L 恒容密闭容器中充入
和
,在一定条
件下,发生反应
。在甲、乙两种不同催
化剂的作用下,反应时间均为
时,测得甲醇的物质的量分数随温度的变化如图所示。下列说法不正确
的是
A.
后甲醇的物质的量分数减小的原因是温度升高平衡逆向移动
B.相同温度下,催化剂效果更好的是甲
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C.
下,再充入
和
,达平衡后
的转化率增大
D.
和
下,平衡常数:
【思维建模】
“先拐先平数值大”。在化学平衡图像中,先出现拐点的反应则先达到平衡,先出现拐点的曲线表示的温
度较高(如图Ⅰ中T2>T1)、压强较大(如图Ⅱ中p2>p1)或使用了催化剂(如图Ⅲ中a 使用了催化剂)。
Ⅰ.表示T2>T1,正反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动。
Ⅱ.表示p2>p1,反应物A 的转化率减小,说明正反应是气体体积增大的反应,增大压强,平衡逆向移动。
Ⅲ.生成物C 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 使用了催化剂;也可能该反应
是反应前后气体体积不变的可逆反应,a 增大了压强(即压缩体积)。
考向02 考查恒温线或恒压线图像的分析判断
【例2】(2025·安徽马鞍山·二模)已知
,已知G 和H 的摩尔质量分别为X g/mol、
Y g/mol,平衡体系中气体的平均摩尔质量
在不同温度下随压强p 的变化曲线如图所示。下列说法正确
的是
A.反应速率:
B.平衡常数:
C.温度:
D.当
时,
【思维建模】
“定一议二”。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变量,分析方法是确定其中
一个变量,讨论另外两个变量之间的关系。如图Ⅰ中确定压强为105 Pa 或 107 Pa,则生成物C 的百分含量
随温度T 的升高而逐渐减小,说明正反应是放热反应;再确定温度T 不变,做横轴的垂线,与压强线出现
两个交点,分析生成物C 的百分含量随压强p 的变化可以发现,增大压强,生成物C 的百分含量增大,说
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明正反应是气体体积减小的反应。同理分析图Ⅱ。
考向03 考查与物质百分含量变化有关图像的分析
【例3】(2025·甘肃白银·模拟预测)将气体
和
按体积之比
通入管式反应
器(如图1)中热解制
,高于
下发生如下两个反应(反应过程中用
稀释):
I.
II.
在常压下反应相同时间后,不同温度下测得气体
及
的体积分数随温度的变化如图2。下列说法
正确的是
A.
时,活化能:反应I<反应II
B.曲线
表示
的体积分数随温度的变化关系
C.体系中通入
一定可以提高
的产量
D.低于
、常压下,通入
,平衡向右移动,
的体积分数增大
考向04 考查产物的物质的量与温度、压强的图像关系分析
【例4】(2025·河北衡水·三模)硫化氢不稳定,可以利用其高温分解制备硫黄和氢气,反应为
。在总压强为100 kPa 的恒压条件下,充入
的混合气,在不
同温度下反应相同时间,测得
的体积分数及
在不同温度下的平衡体积分数如图所示。下列说法错
误的是
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A.图中表示平衡状态的线为b
B.图中M 点正反应速率小于逆反应速率
C.某温度下,平衡时
的体积分数为20%,则此时Ar 的分压是20 kPa
D.随温度的升高,a、b 两条线逐渐靠近,可能是由于升高温度使反应速率增大,
的体积分数更接
近平衡状态
考向05 考查结合反应热图像与化学平衡的综合考查
【例5】(2025·陕西西安·三模)在一定的温度和压强下,将按一定比例混合的
和
通过装有催化剂
的反应器可得到甲烷。在两种不同催化剂作用下反应相同时间,测得
转化率和生成
选择性随温度
变化的影响如图所示。已知:
选择性
。反应Ⅰ:
。反应Ⅱ:
。
下列有关说法正确的是
A.
B.延长W 点的反应时间,能提高
的转化率
C.在
间,以
为催化剂,升高温度
的产率几乎不变
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D.高于320℃后,以Ni 为催化剂,随温度的升高
转化率上升的主要原因是反应Ⅱ平衡正向移动
考向06 考查化学反应速率与化学平衡的综合应用
【例6】(2025·广西·一模)硅烷法制备多晶硅的核心反应
。已
知
,
,
、
分别为正、逆反应速率常数且只与温度有
关,x 为各组分的物质的量分数。在一恒容密闭容器中加入一定量的
,不同温度下反应,测得反
应体系中
的物质的量分数随时间变化的关系如图所示,下列说法错误的是
A.当
时可判断该反应已达平衡
B.平衡后温度由
变为
,
增大的倍数小于
增大的倍数
C.平衡后恒温下再加入
,再达平衡时
不变
D.
温度下,平衡时
【对点1】(2025·陕西西安·模拟预测)CO2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1:1 的CO2和H2,发生反应:①
ΔH1=+31.2 kJ·mol-1,
②
ΔH2=+41.2 kJ·mol-1。在相同时间内,CO2的转化率、HCOOH 的选择
性[HCOOH 的选择性=
]与温度的关系如图所示。下列叙述错误的是
16
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A.温度高于673 K 时,主要发生反应②
B.温度等于673 K 时,参加反应①的H2的转化率是28.5%
C.平衡时,再充入0.1 mol CO2和0.1 mol H2,再次平衡,HCOOH 的物质的量增大
D.如果673 K 下反应达到平衡时,CO2、HCOOH、CO 的浓度之比为5:57:133
【对点2】(2025·黑龙江大庆·三模)在容积可变的密闭容器中,充入2nmolNO 和
发生反应
(不考虑
转化为
)。在不同压强、不同温度下达到平衡,测得NO 转化
率随温度的变化如图所示,下列说法错误的是
A.平衡常数:
B.压强大小关系:
C.
体积分数
:
D.物质的总能量:E(反应物)>E(生成物)
【对点3】(2025·重庆·三模)向某密闭容器投入2molNO 和
,可能发生反应:
I.
II.
保持压强恒定(100kPa),平衡时含氮物质体积分数(如
的体积分数为
)随温
度的变化如图。设反应
的标准平衡常数
(
)。下列说
法正确的是
17
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A.曲线a 代表NO
B.M 点时,反应I 的平衡常数
C.
时,扩大该容器的体积,重新平衡时体系的颜色加深
D.
时,若使平衡时
的体积分数达到
,可将压强增大至600kPa
【对点4】(2025·江苏南通·二模)CH4和CO2重整制氢体系中主要发生下列反应:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
在密闭容器中,
、n 始(CH4)=n 始(CO2)=1mol 时,若仅考虑上述反应,平衡时各气态物质的物质的
量随温度的变化如图所示。
下列说法不正确的是
A.曲线a 表示平衡时CO 的物质的量随温度的变化B.625℃,反应Ⅱ的平衡常数
C.500~600℃,随着温度升高,容器中积碳减少
D.1000℃下,增大压强,平衡体系中
不变
【对点5】(2025·山东淄博·调研)已知
,该反应
的
,
,
、
分别为正、逆反应速
率常数。在一定压强下,按
向密闭容器中投料,平衡时
的体积分数
18
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、
与温度T、w 的关系如图所示。下列说法中正确的是
A.
,曲线n 表示
随温度的变化
B.在
、
,
时,
C.一定温度下,该反应的
随催化剂的不同而发生改变
D.相同温度下,
平衡体系中
大于
的
【对点6】(2025·广东·模拟预测)
下,分别向恒为
的恒温密闭容器甲、恒为
的绝热密闭容器乙
中加入
和
,发生反应
,两容器中
的转化率随时间的
变化如图所示。下列说法正确的是
A.若
后加入催化剂,则曲线Ⅰ中
的平衡转化率会增大
B.曲线Ⅰ、Ⅱ对应反应的平衡常数:K(Ⅰ))>K(Ⅱ)
C.
点的
大于点的
D.
内,曲线Ⅱ中
的平均反应速率
19
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题型01 化学反应速率图像
1.(2025·宁夏银川·一模)研究表明,水在超临界状态下呈现许多特殊的性质。一定实验条件下,测得乙
醇的超临界水氧化结果如图甲、乙所示,其中X 为以碳元素计的物质的量分数,t 为反应时间。下列说法
错误的是
A.乙醇的超临界水氧化过程中,CO 是中间产物,CO2是最终产物
B.乙醇的超临界水氧化过程中经历两步反应,第一步速率较快,第二步较慢
C.随温度升高,XCO峰值出现的时间提前且峰值更高,说明乙醇的氧化速率比CO 氧化速率的增长幅度
更大
D.T=550℃条件下,3s~8s 区间乙醇的超临界水氧化过程中,速率关系为:2v(乙醇)=v(CO)=v(CO2)
2.(2025·河南南阳·模拟预测)庚醛(N)与亚硫酸氢钠(P)可发生加成反应生成
羟基磺酸钠(Q),正、逆反
应速率可以表示为
和
和
分别为正,逆反应的速率常数,
和
分
别为正,逆反应的活化能。
与
关系如图所示。下列说法正确的是
A.
<
B.升高温度,平衡正向移动
C.加入催化剂可以提高N 的平衡转化率D.达到平衡时
3.(2025·辽宁辽阳·调研)反应
经历两步:①X→Y;②Y→3Z。反应体系中X、Y、Z 的浓度c 随时间
t 的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
20
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A.
s 时,
B.a 为
随t 的变化曲线
C.
s 时,Y 的消耗速率大于生成速率
D.
s 后,
4.(2025·北京昌平·调研)在相同条件下研究催化剂I、II 对反应
的影响,各物质浓度c 随反应时间
t 的部分变化曲线如图,则下列说法不正确的是
A.催化剂I、II 相比,I 使反应活化能更低
B.使用催化剂I,反应时间为
时,X 的转化率为
C.a 曲线表示使用催化剂II 时X 的浓度随t 的变化
D.使用催化剂II 时,
内,
5.(2025·广东·模拟预测)常温下,A、B 初始浓度为2:1 的混合溶液中,同时发生两个反应:
①2A+B⇌2M+N,②2A+B⇌2M+Y,溶液中B、Y 的浓度随时间变化情况如图所示。下列说法错误的是
A.溶液中c(M)=c(N)+c(Y)
B.0~10min 内,A 的平均反应速率为0.04mol/(L·min)
C.18min 时,反应①与反应②中B 的转化率之比为2 3∶
D.反应①的活化能比反应②的活化能大
6.(2025·广西南宁·模拟预测)氢能是一种极具发展潜力的绿色能源,我国提出2060 年达“碳中和”目
标。
21
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(1)通过反应
将
转化为高附加值产品HCOOH,回答下列问题:
体系中涉及两个反应:
Ⅰ.主反应:
Ⅱ.副反应:
主反应的能量变化示意图如图所示,则
①
。
②
充入恒容密闭容器中反应,下列有利于提高HCOOH 平衡产率的措施有 。
(填字母序号)
A.升高反应温度 B.及时移出HCOOH
C.使用HCOOH 选择性高的催化剂 D.充入氮气
③
充入恒容恒温密闭容器中反应,起始压强为
,平衡时压强为pkPa,CO 与
HCOOH 的浓度相等,用各物质的平衡分压表示反应Ⅰ的平衡常数计算式
(用含
和
p 的代数式表示)。
(2)硼氢化钠
水解制氢:常温下,
水解过程缓慢,需加入催化剂提高其产氢速率。
在某催化剂表面制氢的微观过程如图所示。
①根据上图写出
水解制氢的离子方程式 。
②其他条件相同时,测得平均每克催化剂使用量下,
浓度对制氢速率的影响如图所示。【已知:浓
度较大时,
易以
形式结晶析出。】分析
质量分数超过10%后制氢速率下降的可能
原因 。
22
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(3)一定条件下,利用如图所示装置实现的电化学储氢(忽略其它有机物的反应)。该装置工作时,
向
极室移动(填“左”或“右”)。写出由苯(
)生成环己烷(
)的电极反应式: (有机物用
结构简式表示)。
题型02 外界条件对化学平衡影响的图像
1.(2025·浙江·一模)
的资源化利用有利于实现“碳中和”。
催化加氢制
的反应体系中,
发生的主要反应如下:
反应1:
反应2:
恒压下,将
的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,测得出口处
的转化
率及
和
的选择性
随温度的变化如图所示。
下列说法不正确的是
A.曲线③表示CO 的选择性
23
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B.
时出口处
的物质的量大于
时
C.反应1 正反应活化能小于逆反应活化能
D.
2.(2025·山东潍坊·模拟预测)硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂,工业上制备原理如下:
,该反应在低温下可自发进行。恒容密闭容器中按不同进料比充入
和
,测定
、
、
温度下体系达平衡时的
,
为体系初始压强,
为体系平衡压强),结果如图。下列说法错误的是
A.
B.
点
的转化率为
C.
时,若
,维持投料比不变,
点将向
点方向移动
D.
时,若
,
3.(2025·四川成都·三模)工业上可用“氨催化氧化法”生产NO,以氨气、氧气为原料,在Pt-Rh 合金催
化剂存在下生成NO 和副产物
的两个竞争反应化学方程式如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
现将
充入1L 恒容密闭容器中,在上述催化剂作用下发生反应,不同温度下反应相同时
间,有关物质的量关系变化曲线分别如图所示:
24
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已知:NO 选择性
下列说法不正确的是
A.400℃时,主要发生反应Ⅱ
B.由图分析工业上用氨催化氧化制备
,最佳温度约为840℃
C.520℃时,NO 的选择性约为33%
D.840℃时,存在某一时刻:
4.(2025·陕西西安·三模)络合平衡是广泛存在于自然界中的平衡之一,
之间存在络合
平衡:①
,平衡常数为
;②
,平衡常数
为
,且
大于
。298K 时,在水溶液中,
,
之间关系如图所示,其中X 代表
、
。下列叙述正确的是
A.由图可知
的数量级为
B.
直线代表
与
关系
C.c 点条件下,能生成
,不能生成
25
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D.
的平衡常数
为
5.(2025·河北·二模)工业上生产苯乙烯主要采用乙苯脱氢工艺:
。某条件下无催化剂存在时,在恒容容器中充入
,该反应的正、逆反应速率v 随时间t 的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.加入催化剂,
时可能达到平衡状态
B.曲线①表示的是逆反应的v-t 关系
C.
时间内,容器内气体的平均摩尔质量增大
D.
时,向容器中再充入
,反应再次达到平衡时
的转化率
增大
6.(2025·海南·模拟预测)硅被誉为“信息革命的催化剂”。工业上,常用锌热还原
(沸点:57.6
)
℃
制备硅晶体。发生的有关反应如下:
①
②
③
回答下列问题:
(1)
。反应③的正反应在 (填“较高”“较低”或“任何”)温度下能自发进行。
(2)在某温度下,向恒容密闭容器中充入足量
和
,发生上述反应,一段时间后达到平衡状态,
测得总压强和起始压强相等,此时体系中
为 。
(3)保持总压强不变,反应达到平衡时
的物质的量与初始
物质的量的比值
与温度、总压强的关
系如图所示。
26
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X 代表 (填“温度”或“压强”),判断依据是 。
、
、
由大到小的顺序为 。
(4)一定温度、
条件下,向体积可变的密闭容器中投入
和
,只发生反应①,
达到平衡时生成
。此温度下,该反应的平衡常数
(
为用分压表示的平衡常
数,分压=总压×物质的量分数)。
题型03 与转化率变化有关的图像分析
1.(2025·四川广安·模拟预测)在恒压密闭容器中,充入起始量一定的CO2和H2,发生下列反应:
反应I:
反应Ⅱ:
达平衡时,CO2转化率和CO 的选择性随温度的变化如图所示[CO 的选择性
],下列说法不正确
的是
A.曲线①表示的是CO 的选择性随温度的变化
B.升高温度,CH3OCH3的平衡产率降低
C.温度高于300℃时,主要发生反应Ⅱ
D.同时提高CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性,应选择在低温高压条件下反应
2.(2025·湖南益阳·一模)羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂,能防止某些害虫和真菌的危害。在容积不变的
密闭容器中,使CO 与
发生如下反应并达到平衡:
△H,在不同
温度下达到化学平衡时,
的转化率如图所示。下列说法正确的是
27
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A.平衡常数:
B.正反应速率:
C.若将容器体积缩小至原来的一半,
的转化率增大
D.反应温度为200℃时,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
3.(2025·重庆·三模)由
直接脱氢制
的反应为
。在密闭容器
中发生该反应,测得
的平衡转化率与温度和压强的关系如图所示,下列说法正确的是
A.X、Z 两点平衡常数:
B.该反应在任何条件下都能自发进行
C.X、Y 两点的化学反应速率:
D.
的平衡转化率:
4.(2025·河南驻马店·三模)乙醇
催化重整可获得
。使用Ni 基催化剂,主要发生的反应为:
Ⅰ:
Ⅱ:
Ⅲ:
Ⅳ
在
和
时,仅考虑上述反应,
的平衡转化率、
的产率
28
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和
比值随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A.曲线①表示
的产率,曲线②表示
的平衡转化率
B.乙醇
重整制氢的最佳温度条件为
C.在一定温度下,增大
,乙醇的平衡转化率减小
D.在
,选择高效催化剂或增大压强,都可提高
的平衡产率
5.(2025·湖南郴州·三模)催化剂的优劣决定了乙苯脱氢制取苯乙烯的经济性。在一定条件下的恒压密闭
容器中,
在某催化剂作用下发生反应
,测得乙苯的平衡转化率及生成
苯乙烯的选择性随温度变化如图所示。下列说法正确的是
A.曲线II 表示的是生成苯乙烯的选择性
B.c 点正反应速率小于逆反应速率
C.a 点时,向容器中再充入一定量
,乙苯的平衡转化率增大
D.实际生产中控制反应温度应高于
6.(2025·湖南郴州·三模)
还原
是实现“双碳”经济的有效途径之一。回答下列问题:
(1)一些物质在
时的燃烧热如表所示:
29
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物质
燃烧热
-890.3
-283
-285.8
则甲烷的催化重整反应
,有利于提高
平衡产率的条件是 (填标号)。
A.低温低压 B.低温高压 C.高温低压 D.高温高压
(2)甲烷的催化重整的正、逆反应速率方程为
、
,
、
符合阿伦尼乌斯公式
(
为活化能,
为温度,
、
为常数),实验测得
的实验数据
如图所示,则正反应的活化能
;升高温度,
的值 (填“增
大”“减小”或“不变”)。
(3)在恒温恒容密闭容器中,通入一定量的
、
发生催化重整反应。下列能说明该反应达到化学平衡
状态的是___________(填标号)。
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化
B.
C.
与
浓度的比值不再变化
D.容器内混合气体的密度不再变化
(4)当投料比
时,
的平衡转化率
与温度(T)、初始压强(p)的关系如图所示。
30
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①由图可知,压强
(填“>”“<”或“=”)3.4MPa。
②当温度为
、初始压强为
时,a 点的
(填“
”“<”或“
”)
。
③当温度为
、初始压强为
时,反应的平衡常数
(列出计算式即可)MPa2。
题型04 与物质百分含量变化有关图像的分析
1.(2025·江苏泰州·模拟预测)
与CO 在催化剂作用下可合成
。其主要反应有:
恒压下、
,若仅发生上述反应,平衡时含碳物质的物质的量分数随温度的变化
如图所示。
下列说法正确的是
A.曲线②代表
(g)
B.恒温恒压下,甲醇的平衡转化率小于CO 的平衡转化率
C.恒温恒压下,提高
的值,
的平衡转化率增大
D.300℃至600℃之间,平衡时
(g)的物质的量随温度升高先增大后减小
2.(2025·北京海淀·三模)二氧化碳与氢气催化合成乙烯具有重要的意义。将
和
按物质的量之比
加入密闭容器中,压强为0.1MPa,反应达到平衡状态时,各组分的物质的量分数(x)随温度T 的变化如
31
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下图所示。
已知:①
②
③
下列说法不正确的是
A.
与
合成
反应的热化学方程式:
B.图中b、d 分别表示
、
的变化曲线
C.
与
合成
反应的
D.570K、0.2MPa 反应达到平衡状态时,M 点可能表示
3.(2025·江苏·二模)CO2加氢转化为二甲醚(CH3OCH3)的反应过程如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
在3.0MPa 的恒压密闭容器中充入5.4molH2和2molCO2发生上述反应,CO2的平衡转化率、CH3OCH3和CO 生
成物的选择性随温度变化如题图所示。已知:生成物R 的选择性
下列说法不正确的是
32
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A.曲线b 表示CH3OCH3的选择性
B.升高温度,反应Ⅰ的平衡常数K 持续减小
C.350℃达到平衡时,容器内H2O 的物质的量小于1.7mol
D.高于280℃后,温度对反应Ⅱ的影响程度大于反应Ⅰ
4.(2025·湖南岳阳·二模)乙烯可由
和
制取:
。在
0.1MPa 下,反应起始
的条件下,不同温度下达到平衡时,
四种
组分的物质的量分数如图所示:
下列说法错误的是
A.该反应的
B.440K 时
的平衡转化率为50%
C.曲线b 表示
的物质的量分数随温度的变化
D.在440K 恒容条件下反应已达平衡时,继续通入与起始等比例的
和
,可以提高
和
的
平衡转化率
5.(2025·天津河东·二模)合成氨工业涉及固体燃料的气化,需要研究
与
之间的转化。现将一定
量的
与足量碳在体积可变的密闭容器中发生反应:
,测得压强、温度
对
的平衡组成的影响如图所示。下列说法正确的是
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A.该反应的平衡常数:
B.该反应的活化能:
(正)
(逆)
C.该反应在常温下,可以自发进行
D.平衡体系的压强:
题型05 产物的物质的量与温度、压强的图像关系分析
1.(2025·江西景德镇·三模)容积均为
的甲、乙两个刚性容器,其中甲为绝热容器,乙为恒温容器。相
同温度下,分别充入
发生反应
。甲容器中
的相关量随时间变化关系
如图所示。下列说法正确的是
A.
内,甲容器中
反应速率增大的原因是催化剂活性增强
B.
时甲容器中反应达到化学平衡状态
C.欲使甲、乙两容器中
的体积分数相等,可分离出部分乙容器中的
D.
2.(2025·广东·二模)对于反应X(g)
2Z(g)[Y(g)为中间产物]:①反应过程中各物质的浓度随时间变化如
图所示;②提高反应温度,
、
均增大。基于以上事实,可能的反应进程示意图为
34
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A.
B.
C.
D.
3.(2025·浙江金华·二模)二氧化碳加氢制甲醇过程中的主要反应如下(忽略其他副反应):
反应①:
kJ/mol
反应②:
kJ/mol
恒压下,按投料比
充入密闭容器中,达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度
变化的曲线如图所示(
为压强平衡常数:用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。下
列说法不正确的是
A.容器内混合气体的密度不再改变时已达平衡状态
B.图中X、Y 分别代表CO、
C.250℃时,反应②的平衡常数
D.若恒温恒容时,以
投料,
,平衡时
,
则反应①的
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4.(2025·山西运城·调研)肼(
)是一种重要的燃料。向恒容密闭容器内加入3 mol
,一定条件
下体系中存在以下平衡:
Ⅰ.
Ⅱ.
不同温度下达到平衡时,
均几乎完全分解,分解产物的物质的量如图。
下列说法不正确的是
A.
、
中心原子杂化类型相同
B.曲线a 对应的物质是
C.低于M 点对应温度时,以反应Ⅱ为主
D.N 点时,体系内
为3 4∶
5.(2025·河北沧州·模拟预测)在体积最大为25L 的密闭容器中,一定温度下,充入1mol 气体,保持体积
为10L 不变至反应达到平衡,3min 时只改变一个条件(温度或体积),5min 时反应再次达到平衡,A、
B、C 三种气体的物质的量变化如图所示。下列判断正确的是
A.该反应的化学方程式可表示为
B.3~5min 内,反应向正反应方向进行
C.3min 时改变的条件可能是增大体积
D.5min 反应达到平衡后,此时K=0.025
6.(2025·山东·一模)钛单质及其化合物在航空、航天、催化等领域应用广泛。
以
为原料可制备
。将
与
放入容积为
的恒容密闭容器中,反应体系
存在下列过程。
编号
过程
36
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(a)
(b)
(c)
(d)
(1)
。
(2)不同温度下,平衡时反应体系的组成如图。曲线Ⅱ对应的物质为 。
(3)温度
下,反应
的平衡常数
(列出算式,无须化简)。
(4)温度为
时,平衡体系中
的物质的量分别为
,如果将容器的容
积减半,再次达到平衡时,
的物质的量增加了p,则
的物质的量分别为 、
,容器中的总压强应该 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
题型06 结合反应热图像与化学平衡的综合考查
1.(2025·江苏南通·调研)在容积为2 L 的恒容密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g)⇌zC(g),图Ⅰ表示200 ℃
时容器中A、B、C 物质的量随时间的变化,图Ⅱ表示200 ℃和100 ℃下平衡时C 的体积分数随起始
n(A)∶n(B)的变化关系。则下列结论正确的是
A.200 ℃时,反应从开始到平衡的平均速率v(B)=0.02 mol·L-1·min-1
37
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B.图Ⅱ可知反应xA(g)+yB(g)⇌zC(g)的 ΔH<0,且a=2
C.若在图Ⅰ所示的平衡状态下,再向体系中充入He,重新达到平衡前v 正>v 逆
D.200 ℃时,向容器中充入2 mol A 和1 mol B,达到平衡时,A 的体积分数大于0.5
2.(2025·北京海淀·调研)工业上利用碳热还原BaSO4制得BaS,进而生产各种含钡化合物。温度对反应
后组分的影响如图。
已知:碳热还原BaSO4过程中可能发生下列反应。
i.BaSO4(s)+2C(s)=2CO2(g)+BaS(s) △H1
ii.BaSO4(s)+4C(s)=4CO(g)+BaS(s) △H2=+571.2kJ·mol-1
iii.BaSO4(s)+4CO(g)=4CO2(g)+BaS(s) △H3=-118.8kJ·mol-1
下列关于碳热还原BaSO4过程的说法正确的是
A.△H1=+113.1kJ·mol-1
B.400℃后,反应后组分的变化是由C(s)+CO2(g)
2CO(g)的移动导致的
C.温度升高,C(s)+CO2(g)
2CO(g)的平衡常数K 减小
D.反应过程中,生成的CO2和CO 的物质的量之和始终等于投入C 的物质的量
3.(2025·河北邯郸·调研)已知键能:H—H 键为
,Br—Br 键为
,H—Br 键为
。
一定温度下,反应
的反应历程与能量的关系如图所示。下列叙述正确
的是
A.该反应的正反应是放热反应
38
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B.
,加入催化剂时,
、
及
均减小
C.已知
,若反应
,则
D.升高温度,正逆反应速率均加快,且正反应速率加快的程度较大
4.(2025·江苏南京·模拟预测)臭氧层中O3分解过程如图所示,下列说法正确的是
A.催化反应①②均为放热反应
B.决定O3分解反应速率的是催化反应②
C.E1是催化反应①对应的正反应的活化能,(E2+E3)是催化反应②对应的逆反应的活化能
D.温度升高,总反应的正反应速率的增加幅度小于逆反应速率的增加幅度,且平衡常数增大
5.(2025·辽宁丹东·调研)1,3−丁二烯与 HBr 发生加成反应分两步:第一步H+进攻 1,3−丁二烯生成碳
正离子(
);第二步 Br-进攻碳正离子完成 1,2−加成或 1,4−加成。反应进程中的能量变化
如下图所示。已知在 0℃和 40℃时,1,2−加成产物与 1,4−加成产物的比例分别为 70:30 和 15:85。下列
说法错误的是
A.两步反应都为放热反应
B.在一定条件下,可以选择合适的催化剂提升 1,4−加成产物的产率
C.相同条件下,第二步反应 1,2−加成的反应速率比1,4−加成的反应速率快
D.可以通过控制温度提升 1,4−加成产物的产率
6.(2025·四川达州·模拟预测)氢气是理想的清洁和高能燃料。乙醇和水重整制氢主要发生的反应如下:
反应1:
;
反应2:
。
39
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回答下列问题:
(1)
,该反应在 (填“较高温
度”“较低温度”或“任意温度”)能自发进行。
(2)压强为100kPa 时,发生反应1、反应2,
的平衡产率与温度、起始投料比
的关系如
图所示(每条曲线上
的平衡产率相等)。
①b、c 两点
的平衡产率相等的原因是 。
②
的转化率:a 点 (填“>”“<”或“=”)c 点。
③其他条件不变,加入适量生石灰可以提高
的产率,其原因可能是 。
(3)T K 时,将
和
的混合气体投入恒容密闭容器中发生反应,初始压强为
50kPa,平衡时容器内压强为70kPa,
,平衡时
kPa,反应2 的平衡常数
(用平衡分压代表平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
题型07 化学反应速率与化学平衡的综合应用
1.(2025·河北·调研)某密闭容器中含有X 和Y,同时发生以下两个反应:①
;②
。反应①的正反应速率
,反应②的正反应速率
,其
中
为速率常数。某温度下,体系中生成物浓度
随时间
变化的曲线如图所示。下列说法正确的
是
40
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A.
时,正反应速率
B.
内,X 的平均反应速率
C.若升高温度,
时容器中
的比值减小
D.反应①的活化能大于反应②
2.(2025·广东·调研)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。下列说法不正确的是
A.平衡时
的浓度:
B.b、c 两点的正反应速率:
C.此反应在任意温度下都可自发进行
D.当容器内气体的平均相对分子质量不变时,反应达平衡状态
3.(2025·江苏南通·模拟预测)飞机在平流层飞行时,尾气中的NO 会破坏臭氧层。如何有效消除NO 成
为环保领域的重要课题。某研究小组用新型催化剂对CO、NO 催化转化进行研究,测得一段时间内NO 的
转化率、CO 剩余的百分率随温度变化情况如图所示。已知NO 可发生下列反应:
反应I:
反应Ⅱ:
下列叙述不正确的是
41
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A.
,
B.温度大于775K 时,催化剂活性降低
C.
时,控制温度875K 已可较好的去除NO
D.775K,
时,不考虑其他反应,该时刻
4.(2025·广东广州·调研)汽车尾气中NO 产生的反应为
。一定条件下,
等物质的量
和
在恒容密闭容器中反应,曲线a 表示该反应在温度T 下
随时间(t)的变化,曲线b
表示该反应在某一起始条件改变时
随时间(t)的变化。下列叙述不正确的是
A.温度T 下、0-40s 内
B.M 点
小于N 点
C.曲线b 对应的条件改变可能是充入氧气
D.若曲线b 对应的条件改变是升高温度,则
5.(2025·辽宁葫芦岛·模拟预测)在容积均为1L 的密闭容器M(500℃,恒温)、N(起始500℃,绝热)中分
别加入
、
和相同催化剂,发生反应:
。实验
测得M、N 容器中
的转化率随时间的变化关系如图。下列说法错误的是
42
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A.该反应的ΔH>0
B.500℃该反应的化学平衡常数K 约为0.022
C.M 容器中
的转化率随时间的变化关系是图中的曲线b
D.反应平衡后,向N 容器中再加入
、
,
的平衡转化率减小
6.(2025·山东济南·二模)研究
的转化具有重要的意义。
1.脱除汽车尾气中NO 和CO 包括以下两个反应:
反应ⅰ
反应ⅱ
将恒定组成的NO 和CO 混合气体通入固定体积的反应器内,在不同温度下反应相同时间,测得反应后体系
内各物质的浓度随温度的变化如下图1 所示。
(1)NO 和CO 的脱除应选择 (填“高温”或者“低温”)。
(2)图中标注的五个点中,处在表示
的浓度变化曲线上的点是 (填字母)。
(3)450℃时,该时间段内NO 的脱除率= %(保留2 位有效数字,NO 的脱除率
)。
Ⅱ.将
转化为HCOOH 等化学品,是实现“双碳”目标的途径之一。已知:
。
(4)T℃、100kPa 条件下,在恒压密闭容器中按体积比
通入
和
发生上述反应,
的平衡转化率
为25%,则
时该反应的平衡常数
(用分数表示)。
43
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(5)为提高效率,利用下图2 密闭装置,按一定比例通入
和
在溶液中反应制备HCOOH,保持
两种气体的压强不变,反应
的反应速率为v,反应机理包含下列三个基元反
应,各反应的活化能
。
;
;
①在催化剂足量条件下,下列说法正确的是 。
a.升高温度,反应速率一定增大
b.增大气体体系的压强,可提高
平衡转化率
c.增大
的分压,反应速率明显加快
②实验测得:298K,
下,反应速率v 随催化剂浓度c 的变化如图3 所示。
时,
v 随c 增大而增大;
时,v 不再显著增大,原因是 。
1.(2025·北京顺义·调研)某小组进行“反应物浓度对反应速率影响”实验研究。分别取
不同浓度的
葡萄糖溶液和
溶液于试管中,再依次向试管中滴加
酸性
溶液,通过色度计
监测溶液透光率随时间的变化关系。实验结果如图所示。
44
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已知:(1)溶液透光率与溶液中显色微粒的浓度成反比。
(2)酸性
溶液与
溶液反应时,某种历程可表示如图。
下列说法中不合理的是
A.从图1 可知,该实验条件下,葡萄糖溶液浓度越大,反应速率越大
B.理论上,
和
的反应中参与反应的
C.图2 中曲线甲反应速率加快的原因可能与反应生成有催化作用的物质有关
D.图2 中
溶液浓度不同时,数据呈现的原因是:随
浓度增大,反应历程中①、②、③、
④速率均减小
2.(2025·河北衡水·三模)利用乙醇进行水蒸气催化重整制氢可解决能源短缺问题,其反应如下。
.
Ⅰ
.
Ⅱ
.
Ⅲ
在650℃、100 kPa 条件下,乙醇的进料速率为100
;水醇(水与乙醇)的进料速率比与气体平衡
产量(
)的关系如图所示。当水醇进料比为7:1 时,下列说法错误的是
45
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A.图中a 线可能表示
的平衡产量
B.a 线表示
的平衡产量,则乙醇的平衡转化率为90%
C.反应Ⅲ的
D.温度高于650℃时,
的平衡产量略有下降是由于平衡逆向移动
3.(2025·河北衡水·三模)在密闭容器中加入足量的焦炭(沸点:4827℃)和1 mol
发生反应,生成
和硫蒸气(
)。反应在某温度达到平衡时,
和
的体积分数都等于40%。按相同投料方式发
生上述反应,相同时间内测得
与
的生成速率随温度变化的关系如图1 所示。其他条件相同时,在不
同催化剂作用下,
转化率与温度的关系如图2 所示。下列说法错误的是
A.当
和
的体积分数都等于40%时,
中
B.图2 中700℃时催化剂乙的活性比催化剂甲的高
C.A、B、C 三点对应的反应状态中,达到平衡状态的是C 点
D.反应达到平衡后用
作为吸收剂,可增大
的转化率
4.(2025·河北衡水·三模)甲醇是有机合成的重要原料。甲醇合成汽油添加剂甲基叔戊基醚(
,
简写为T)的反应如下,反应式中各物质分别为:甲醇(简写为M)、2-甲基-2-丁烯(简写为A)、2-甲
基-1-丁烯(简写为B)。
反应ⅰ:
。
46
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反应ⅱ:
反应ⅲ:
。
实验小组为验证浓度越大的磷铝酸浸渍催化剂对以上反应的催化活性越好,进行了三组实验,得到
随
时间()的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.
B.图中曲线表示的磷铝酸浓度为Ⅰ<
<
ⅡⅢ
C.降低温度,反应ⅰ的速率减小,反应ⅱ的速率增大
D.达到平衡后加入M,
不变
5.(2025·安徽六安·模拟预测)我国科学家团队打通了温和条件下草酸二甲酯【
】催化加氢制
乙二醇的技术难关,反应为
。如图所示,
在恒容密闭容器中,按起始浓度比1:4 充入草酸二甲酯和H2,发生上述反应,反应温度为
时,
和
随时间t 的变化分别为曲线I 和Ⅱ,反应温度为
时,
随时间t 的变化为
曲线Ⅲ。下列判断错误的是
A.上述反应达平衡后,升高温度,达新平衡时CH3OH 的浓度减小
B.a、b 两时刻生成乙二醇的速率:
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C.
温度下,平衡后再向该容器中充入0.1mol 草酸二甲酯和0.4mol 氢气,达新平衡时,H2的体积分
数增大
D.在
温度下,反应的平衡常数为
L2/mol2
6.(2025·青海西宁·二模)已知
温度下,
蒸汽在密封石英管中仅发生分解反应:I.
;II.
。体系中
、
、
的分压与反应时间的变化关系如图所示。下列有关说法错误的是
A.活化能:反应I<反应II
B.平衡常数:
C.
时,反应I:(正)
(逆)
D.使用催化剂不会改变平衡时体系各组分的分压
7.(2025·安徽·模拟预测)起始温度均为T℃,容积均为10L 的甲(绝热)、乙(恒温)密闭容器中,向甲、乙
中均加入1mol
(g)和4molCO(g),发生反应
,N2O 的转化率随时间的
变化关系如图所示。已知:
、
分别是正、逆反应速率常数,
,
。下列说法正确的是
A.此反应正反应活化能>逆反应活化能
B.反应速率:
C.容器甲,0~200 s 内,
D.升高温度,
增大,
减小
8.(2025·四川·一模)丙酸及其盐常作烘焙食品的防腐剂。工业上,常用羰基化法制备丙酸。其反应原理
为
。请回答下列问题:
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(1)已知:
为物质的标准摩尔生成焓(
),指在标准压力下,由最稳定的单质生成标准状态
下
物质的焓变。相关物质的标准摩尔生成焓如下表所示。
物质
计算上述反应的
,该正反应自发进行的条件是 (填“高温”“低温”或“任
意温度”)。
(2)上述反应的速率方程式为
,k 与温度(T)、催化剂有关,k 与T 关系为
,其中R 为常数,
为活化能。其他条件相同时,在
基催化剂、
基催化剂作用下,
与
的关系如图1。
这两种催化剂中,催化性能更好的是 (填“
”或“
”)基催化剂,理由是 。
(3)工业生产中,因为积炭导致催化剂失活时,可在原料气中添加适量
减少积炭,用化学方程式表示其
原理: 。
(4)工业上,还可用丙烷催化(
,等催化剂)氧化制备丙酸:
起始时向某密闭容器中投入
和
,发生上述反应,保持
的平衡转化率
(
)固定为
,温度、压强变化关系如图2。
49
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①
曲线代表
为 (填“
”“
”或“
”)。
②A、B、D、E 点中平衡常数K 最小的是 (填字母)。已知:用各组分的物质的量分数计算的平衡
常数叫做物质的量分数平衡常数(
)。C 点对应的
(结果用最简分数表示)。
9.(2025·陕西西安·调研)煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2,严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技
术可以把硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO 又会与CaSO4
发生化学反应,降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:
CaSO4(s)+CO(g) ⇌ CaO(s) + SO2(g) + CO2(g) ΔH1=+218.4kJ·mol-1(反应Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g) ⇌ CaS(s) + 4CO2(g) ΔH2= -175.6kJ·mol-1(反应Ⅱ)
请回答下列问题:
(1)假设某温度下,反应Ⅰ的速率(v1)大于反应Ⅱ的速率(v2),则下列反应过程能量变化示意图正确的是
。
(2)通过监测反应体系中气体浓度的变化可判断反应Ⅰ和Ⅱ是否同时发生,理由是 。
50
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(3)在温度、容积相同且不变的3 个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达
到平衡时的有关数据如图二(已知2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)
H=−196.6kJ·mol
△
-1)
A.2c1 c3 B.a+b 196.6 C.2p2 p3 D.α1+α3 1(填>,=,<)
(4) “亚硫酸盐法”吸收烟气中的SO2。室温条件下,将烟气通入氨水溶液中,测得溶液pH 与含硫组分
物质的量分数的变化关系如图三所示。
请写出a 点时n(HSO3
-):n(H2SO3)= ,b 点时溶液pH=7,则n(NH4
+):n(HSO3
-)= 。
(5)催化氧化法去除NO,一定条件下,用NH3消除NO 污染,其反应原理为4NH3+6NO
5N2+ 6H2O。
不同温度条件下,n(NH3):n(NO)的物质的量之比分别为4:l、3:l、1:3 时,得到NO 脱除率曲线如图四所
示:
①曲线c 对应NH3与NO 的物质的量之比是 。
② 曲线a 中NO 的起始浓度为6×10-4mg/m3,从A 点到B 点经过0.8s,该时间段内NO 的脱除速率为
mg/(m3·s)。
(6)已知Ksp(BaSO4)=1×10-10,Ksp(BaCO3)=2.5×10-9,向0.4mol/LNa2SO4的溶液中加入足量BaCO3粉末(忽略
体积变化),充分搅拌,发生反应SO (aq)+BaCO3 (s) ⇌ BaSO4 (s)+CO (aq) 静置后沉淀转化达到平
衡。此时溶液中的c(SO )= mol·L-1(小数点后两位).
1.(2025·广西·高考真题)常温下,浓度均为
的
和
混合溶液体系,存在竞争反
应:
I.
II.
初始
的条件下,含氯微粒的浓度随时间的变化曲线如图(忽略其他反应)。下列说法正确的是
51
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A.曲线②表示的微粒为
B.
内,
逐渐减小
C.
内,
D.体系中
时,反应I 达到平衡状态
2.(2025·江苏·高考真题)甘油
水蒸气重整获得
过程中的主要反应:
反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
条件下,
和
发生上述反应达平衡状态时,体系中
和
的
物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正确的是
A.
时,
的平衡转化率为20%
B.
反应达平衡状态时,
C.其他条件不变,在
范围,平衡时
的物质的量随温度升高而增大
D.其他条件不变,加压有利于增大平衡时
的物质的量
3.(2025·山东·高考真题)在恒容密闭容器中,
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:
温度时,
完全分解;体系中气相产物在
、
温度时的分压分别为
、
。下列说法错误的是
52
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A.a 线所示物种为固相产物
B.
温度时,向容器中通入
,气相产物分压仍为
C.
小于
温度时热解反应的平衡常数
D.
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
4.(2025·安徽·高考真题)恒温恒压密闭容器中,
时加入
,各组分物质的量分数x 随反应时间t
变化的曲线如图(反应速率
,k 为反应速率常数)。
下列说法错误的是
A.该条件下
B.
时间段,生成M 和N 的平均反应速率相等
C.若加入催化剂,
增大,
不变,则
和
均变大
D.若
和
均为放热反应,升高温度则
变大
5.(2024·安徽·高考真题)室温下,为探究纳米铁去除水样中
的影响因素,测得不同条件下
浓
度随时间变化关系如下图。
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实验序
号
水样体积/
纳米铁质量/
水样初始
①
50
8
6
②
50
2
6
③
50
2
8
下列说法正确的是
A.实验①中,0~2 小时内平均反应速率
B.实验③中,反应的离子方程式为:
C.其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可加快反应速率
D.其他条件相同时,水样初始
越小,
的去除效果越好
6.(2025·四川·高考真题)乙二醇是一种应用广泛的化工原料。以甲醛和合成气(
)为原料制备乙二
醇,反应按如下两步进行:
①
②
已知:
为物质生成焓,反应焓变
产物生成焓之和-反应物生成焓之和。相关物质的生成焓如下表
所示。
物质
0
回答下列问题:
(1)生成乙二醇的总反应③,其热化学方程式为 ,
0(填“>”“<”或“=”),反应在
(填“高温”或“低温”)自发进行。
(2)恒压时,合成气中
增大,
(羟基乙醛)单位时间产率降低,其原因是 。
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(3)反应中伴随副反应④:
。平衡常数与温度之间满足关系
常数,
反应②和④的
与
的关系如图所示,则
,(填“>”“<”或“=”);欲抑制甲醇的生成,应
适当 (填“升高”或“降低”)反应温度,理由是 。
(4)若反应在恒容密闭容器中进行,溶剂中甲醛初始浓度为
。
①反应
后,羟基乙醛、乙二醇、甲醇的产率分别为
,则甲醛的平均消耗速率
。
②溶剂中
和
浓度分别保持为
,羟基乙醛、乙二醇、甲醇的平衡产率
分别为
,生成乙二醇的平衡常数
(科学记数,保留小数点后2 位)。
7.(2025·陕晋青宁卷·高考真题)
/
循环在
捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设
计了利用
与
反应生成
的路线,主要反应如下:
I.
II.
III.
回答下列问题,
(1)计算
。
(2)提高
平衡产率的条件是_______。
A.高温高压
B.低温高压
C.高温低压
D.低温低压
(3)高温下
分解产生的
催化
与
反应生成
,部分历程如图,其中吸附在催化剂表面
的物种用*标注,所示步骤中最慢的基元反应是 (填序号),生成水的基元反应方程式为 。
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(4)
下,在密闭容器中
和
各
发生反应。反应物(
、
)的平衡转化率和生
成物(
、
)的选择性随温度变化关系如下图(反应III 在
以下不考虑)。
注:含碳生成物选择性
①表示
选择性的曲线是 (填字母)。
②点M 温度下,反应Ⅱ的
(列出计算式即可)。
③在
下达到平衡时,
。
,随温度升高
平衡转化率下降的原因可能
是 。
8.(2025·甘肃·高考真题)乙炔加氢是除去乙烯中少量乙炔杂质,得到高纯度乙烯的重要方法。该过程包
括以下两个主要反应:
反应1:
反应2:
(1)25℃,101kPa 时,反应
。
(2)一定条件下,使用某含Co 催化剂,在不同温度下测得乙炔转化率和产物选择性(指定产物的物质的量/转
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化的乙炔的物质的量)如图所示(反应均未达平衡)。
①在
范围内,乙炔转化率随温度升高而增大的原因为 (任写一条),当温度由220℃升高
至260℃,乙炔转化率减小的原因可能为 。
②在120~240℃范围内,反应1 和反应2 乙炔的转化速率大小关系为
(填“>”“<”或“=”),理由
为 。
(3)对于反应1,反应速率
与
浓度
的关系可用方程式
表示(k 为常数)。
时,保持其他条件不变,测定了不同浓度时的反应速率(如下表)。当
时,
。
实验组
一
二
(4)以Pd/W 或Pd 为催化剂,可在常温常压
下实现乙炔加氢,反应机理如下图所示(虚线为生
成乙烷的路径)。以 为催化剂时,乙烯的选择性更高,原因为 。(图中“*”表示吸附态;数
值为生成相应过渡态的活化能)
57