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热点专项 化学反应速率和化学平衡的图像
目录
01 考情透视·目标导航............................................................................................................................
02 知识导图·思维引航............................................................................................................................
03 核心精讲·题型突破............................................................................................................................
题型一 化学反应速率与化学平衡图象....................................................................................
【真题研析】.......................................................................................................................................................
【核心精讲】.......................................................................................................................................................
1．物质的量(浓度)、速率——时间图像..........................................................................................................
2．含量(或转化率)—时间—温度(压强)图像....................................................................................................
3．恒温(压)图像分析...........................................................................................................................................
4．“四步法”妙解图表题.................................................................................................................................
【命题预测】.......................................................................................................................................................
考向1 化学反应速率图像...................................................................................................................................
考向2 化学平衡图像............................................................................................................................................
题型二 多重平衡的复杂图象..........................................................................................................................
【真题研析】.......................................................................................................................................................
【核心精讲】.......................................................................................................................................................
1．解答复杂图像题应注意的几个要点.............................................................................................................
2．结合图像分析实际生产中反应的最佳条件.................................................................................................
【命题预测】.......................................................................................................................................................
考点要求
考题统计
考情分析
化学反应
速率与化
学平衡图
2024· 海南卷，7，2 分；2024·安
徽卷，12，3 分；2024· 重庆卷，
14，3 分；2024·山东卷，15，4
速率与平衡比较抽象，为了使抽象问题直
观化与可视化，常借助于图象加深理解和
1
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象
分；2023•湖南卷，13，3 分；
2022•湖南选择性卷，14，3 分；
2022•广东选择性卷，15，3 分；
进行诠释。近年来化学反应速率和化学平
衡图象分析类试题常涉及题型有：含量-时
间-温度(压强)图象、恒温、恒压曲线等。
命题主要体现化学与生活、生产和科技的
联系。预计2025 年仍会延续以往的命题风
格，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。
多重平衡
的复杂图
象
2024·辽吉黑卷，10，3 分；2024·
湖南卷，14，3 分；2024·广西
卷，1，3 分；2024·江苏卷，13，
3 分；2023•江苏卷，13，3 分；
2022•江苏卷，13，3 分；
题型一 化学反应速率与平衡图象
1．(2024· 海南卷，7，2 分)已知298K，101kPa 时，CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g)
ΔH3=-49.5 kJ·mol−1。该反应在密闭的刚性容器中分别于T1、T2温度下进行，CO2的初始浓度为
，
c(CO2)-t 关系如图所示。下列说法错误的是( )
2
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A．T1＞T2
B．T1下反应达到平衡时c(CH3OH)=0.15mol·L-1
C．使用催化剂1 的反应活化能比催化剂2 的大
D．使用催化剂2 和催化剂3 的反应历程相同
2．(2024·安徽卷，12，3 分)室温下，为探究纳米铁去除水样中SeO4
2-的影响因素，测得不同条件下
SeO4
2-浓度随时间变化关系如下图。
实验序号
水样体积/ mL
纳米铁质量/ mg
水样初始pH
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v(SeO4
2-)=2.0 mol·L－1·h－1
B．实验③中，反应的离子方程式为：2Fe+SeO4
2-+8H+=2Fe3++Se+4H2O
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pH 越小，SeO4
2-的去除效果越好
3．(2024· 重庆卷，14，3 分)醋酸甲酯制乙醇的反应为：CH3COOCH3(g)＋2H2(g)
CH3CH2OH(g)
＋CH3OH(g)。三个
恒容密闭容器中分别加入
醋酸甲酯和
氢气，在不同温度下，反应t 分
钟时醋酸甲酯物质的量n 如图所示。下列说法正确的是( )
3
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A．该反应的ΔH＞0 B．容器甲中平均反应速率
C．容器乙中当前状态下反应速率v 正＜v 逆 D．容器丙中乙醇的体积分数为
4．(2024·山东卷，15，4 分) (双选)逆水气变换反应：CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH＞0。
一定压力下，按CO2，H2物质的量之比n(CO2)：n(H2)=1：1 投料，T1、T2温度时反应物摩尔分数随时间变
化关系如图所示。已知该反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2)，T1、T2温度时反应速率常数k 分别为k1、
k2。下列说法错误的是( )
A．k1＞k2
B．T1、T2温度下达平衡时反应速率的比值：
C．温度不变，仅改变体系初始压力，反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变
D．T2温度下，改变初始投料比例，可使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同
5．(2023•湖南卷，13，3 分)向一恒容密闭容器中加入1molCH4和一定量的H2O，发生反应：CH4(g)+
H2O(g)
CO (g)+ 3H2(g)。CH4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( )
4
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A．x1＜x2
B．反应速率：v 正b＜vc 正
C．点a、b、c 对应的平衡常数：Ka＜Kb =Kc
D．反应温度为
，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态
6．(2023•江苏卷，13，3 分)二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为
CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＝-164.7kJ·mol−1
CO2(g)＋H2(g)=CO(g)＋H2O(g) ΔH＝41.2kJ·mol−1
在密闭容器中，
、
时，CO2平衡转化率、在催化剂作用下
反应相同时间所测得的CO2实际转化率随温度的变化如题图所示。CH4的选择性可表示为
。下列说法正确的是( )
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A．反应2CO(g)＋2H2(g)=CO2(g)＋CH4(g)的焓变ΔH＝-205.9kJ·mol−1
B．CH4的平衡选择性随着温度的升高而增加
C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃
D．450℃时，提高
的值或增大压强，均能使
平衡转化率达到X 点的值
1．反应速率、平衡图像题解题模型
2．解答化学反应速率图像题的方法思路
(1)看面：认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理相联系。
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(2)看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。
(3)看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如起点、终点、交点、折点、最高点、最低点。
例如，在浓度—时间图像中，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行
推理判断。
(4)看变化趋势：在速率—时间图像上，要注意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。例如，升高温度，v(吸)大增，v(放)小增；增大反应物浓度，v(正)突变，v(逆)渐变。
1 ．物质的量
( 浓度
) 、速率——时间图像
(1) 速率— 时间
图像
如N2＋3H2
2NH3ΔH<0，
建立平衡后，加热对速率的影
响如图。
此类图像定性地揭示了v(正)、v(逆)随时
间(含条件改变对速率的影响)而变化的规律，
体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特
征，以及平衡移动的方向。
(2) 全程速率—
时间图像
如Zn 与足量盐酸的反
应，反应速率随时间的变化出
现如图情况。
解释原因：AB 段(v 渐大)，因为是放热
反应，随反应的进行，温度渐高，导致反应
速率的渐大；BC 段(v 渐小)，则主要因为随反
应的进行，溶液中c(H＋)渐小，导致反应速率
渐小。
(3)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)由图像得出的信息是
①X、Y 是反应物，Z 是产物；
②t3时反应达平衡，X、Y 没有全部反应。
(2)根据图像可进行如下计算：
①某物质的平均速率、转化率，如v(X)＝
mol·L－1·s－1，Y 的转化率＝×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。
2 ．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，推断温度的高低
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及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，温度较高时，反应达平衡所
需时间短，如甲中T2＞T1。
②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所
需时间短。如乙中p1＞p2。
③若为是否使用催化剂，使用适宜催化剂时，反应
达平衡所需时间短。如图丙中a 使用催化剂。
(2) 正确掌握图
像中反应规律的
判断方法：
①图中甲，T2＞T1，升高温度，αA降低，平衡逆移，正反应为放热反应。
②图乙中，p1＞p2，增大压强，αA升高，平衡正移，则正反应为气体体积缩小
的反应。
③若纵坐标表示A 的百分含量，则甲中正反应为吸热反应，乙中正反应为气体
体积增大的反应。
解答速率平衡图
像两大方法
(1)定一议二
当图像中有三个变量时，先确定一个量不变，再讨
论另外两个量的关系，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；
三看化学平衡移动的方向。
3 ．恒温
( 压
) 图像分析
该类图像的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α)，横坐标为温度(T)或压强(p)，常见类
型如下所示：
如图2 所示曲线是其他条件不变时，某反应物的最大转化率(α)与温度(T)的关系曲线，图中标
出的1、2、3、4 四个点，表示 v 正>v 逆的点是3，表示v 正<v 逆的点是1，而2、4 点表示v 正＝v 逆。
4 ．“四步法”妙解图表题
第一步：
把握反应特点。
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
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热反应，还是吸热反应)等。
第二步：
识别图象类型。
即识别图像类型，横坐标和纵坐标的含义、线和点(平台、折线、拐点等)的
关系。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。
第三步：
联想平衡原理。
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。
第四步：
数形结合解答。
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。
考向
1 化学
反应速率图像
1．T1温度下，向2L 的密闭容器中充入NO，在催化剂作用下发生反应：NO(g)
NO2(g)+X(g) (未
配平)，反应过程中部分数据如图所示，下列说法错误的是( )
A．X 可能为N2O
B．0～1min 用X 表示的反应速率为
C．
温度下，测得容器内气体颜色保持不变，表明反应达到化学平衡状态
D．增大NO 气体的浓度、升高反应体系的温度，均能提高反应速率
2．绿水青山是习总书记构建美丽中国的伟大构想，因此国家加大了对氮氧化物排放的控制力度。用
活性炭还原处理氮氧化物的有关反应为C(s)＋2NO(g)
N2(g)+CO2(g) ΔH＜0。向容积可变的密闭容
器中加入(足量的)活性炭和NO，在t2时刻改变某一条件，其反应的速率时间图象如下图所示。下列说法正
确的是( )
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A．给该反应升温，
减小，
增大
B．t2时刻改变的条件是向密闭容器中加NO
C．t1时刻的
大于t2时刻的
D．若气体的密度不变，不能说明该反应达到平衡
3．(2025·安徽省江准十校高三第二次联考)以物质的量之比为
向恒压密闭容器中充入X、Y，发生
反应X(g)+Y(g)
2Z(g) ΔH，相同时间内测得Z 的产率和Z 在不同温度下的平衡产率随温度的变化关
系如图所示。下列说法正确的是( )
A．据图像分析，该反应是吸热反应
B．Q 点是最高点，Q 点为平衡状态
C．M、N 点反应物分子的有效碰撞几率不同
D．从M 点到P 点，可通过加入催化剂或分离产物Z 而达到平衡点
4．[新考法](2025·黑龙江省龙东联盟高三联考)某温度下，在刚性密闭容器中充入一定量的T(g)，发生
反应：①T(g)
W(g)；②W(g)
P(g)。测得各气体浓度与反应时间的关系如下图所示。下列说法
错误的是( )
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A．Ⅱ曲线代表W 的浓度与时间的变化关系
B．反应①加入合适的催化剂可以改变单位时间内T 的转化率
C．反应②达到M 点时，正反应速率小于逆反应速率
D．0~6 min 内W 的平均化学反应速率为
5．[新题型](2025·河北省承德市高三联考)在相同条件下研究催化剂1、催化剂2 对反应
的影响，充入一定物质的量浓度的O2(g)进行反应，N2O5(g)、NO2(g)、O2(g)
中部分物质随时间变化曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A．M 代表N2O5，N 代表NO2
B．催化剂1 的催化效能低于催化剂2
C．0~4 min 内无催化剂条件下O2速率为0.5mol·L－1·min－1
D．上述反应为熵增加过程
6．含氮化合物在生活、生产、研究领域至关重要。我国学者在容积不变的刚性容器中按投料比＝1 发
生反应2H2(g)＋2NO(g)
N2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－664.1 kJ·mol－1，不同催化剂条件下，反应相同时
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间测得NO 转化率与温度的关系如图所示。且研究表明该反应v＝kcm(H2)·c2(NO)，其中k 为速率常数。下
列说法错误的是( )
A．当使用催化剂乙时，温度高于350 ℃ NO 转化率下降是由于反应放热，达到平衡后，升高温度使
平衡逆向移动
B．使用催化剂甲比使用催化剂乙正反应的活化能更低
C．对于反应2H2(g)＋2NO(g)
N2(g)＋2H2O(g)，其他条件不变，加压使平衡正向移动
D．T1 ℃的初始速率为v0，当H2转化率为60%时，反应速率为0.064v0，由此可知m＝1
7．甲异腈(CHNC)在恒容密闭容器中发生异构化反应： CH3NC(g) →CH3CN(g)，反应过程中甲异腈浓
度c 随时间t 的变化曲线如图所示(图中T 为温度)。该反应的反应速率v 与c 的关系为v=kc，k 为速率常数
(常温下为常数)，a 点和b 点反应速率相等，即v(a)=v(b)。下列说法错误的是( )
A．bf 段的平均反应速率为1.0 × 10 -4mol(L·min) B．a 点反应物的活化分子数多于d 点
C．T1>T2 D．3v(d)=2v(e)
8．在恒温恒容密闭容器中发生反应2H2(g)+2NO(g)
2H2O(g) +N2(g)，N2的瞬时生成速率
v=k·cm(H2)c2 (NO)。控制NO 起始浓度为0.5 mol/L，N2的瞬时生成速率和H2起始浓度的关系如图所示，下
列说法正确的是( )
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A．由题可知，该反应的速率常数k 为15
B．随着H2起始浓度增大，该反应平衡常数增大
C．达平衡后，H2和NO 的浓度均增加一倍，则NO 转化率减小
D．H2起始浓度0.2 mol/L，某时刻NO 的浓度为0.4 mol/L，则N2的瞬时生成速率为0.24 mol/L
考向
2
化学
平衡图像
9．(2025· 浙江省部分学校高三选考模拟)对于反应N2O4(g)
2NO2(g)，在温度一定时，平衡体系
中NO2的体积分数
随压强的变化情况如图所示。下列说法中，正确的是( )
A．A、D 两点对应状态的正反应速率大小关系：v(A)>v(D)
B．A、B、C、D、E 各点对应状态中，v(正)＜v(逆)的是E
C．维持p1不变，E→A 所需时间为t1，维持p2不变，D→C 所需时间为t2，则t1=t2
D．欲使C 状态沿平衡曲线到达A 状态，从理论上，可由p2无限缓慢降压至p1达成
10．甲酸(HCOOH)具有液氢储存材料和清洁制氢的巨大潜力，产生氢气的反应为：HCOOH(g)
CO2(g)＋H2(g)，在T℃时，向体积不等的恒容密闭容器中分别加入一定量的HCOOH(g)，反应相同时间，
测得各容器中甲酸的转化率与容器体积的关系如图所示，其中m、n 点反应达平衡。下列说法正确的是(
)
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A．m、p 两点中，甲酸的浓度：m＞p
B．V1：V2=1：10
C．n 点时再充入一定量HCOOH(g)，达平衡时甲酸的转化率升高
D．p 点时H2的体积分数约为
11．温度为T℃，向体积不等的恒容密闭容器中分别加入nmolC4H10气体，发生反应：C4H10(g)
C4H8(g)+H2(g)。经过相同的反应时间，测得各容器中C4H10的转化率与容器体积的关系如图所示：
下列说法正确的是( )
A．容器内的压强：pa：pb=7：9
B．由图可知，a、c 两点的逆反应速率：c>a
C．向b 点平衡体系中再充入一定量的C4H10气体，重新达到平衡时，C4H10的体积分数比原平衡小
D．V1：V2=1：12
12．[新题型](2025·浙江部分高中高三开学考试)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( )
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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，
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，v(乙醇)、v(CO)、v(CO2)的数值关系为
2v(乙醇)-v(CO)=v(CO2)
13．25 ℃时，向恒容容器中加入A 发生反应：①2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)；②2NO2(g)
N2O4(g)。反应体系中N2O5、NO2、O2的分压随时间t 的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A．曲线C 表示NO2的分压随时间的变化曲线
B．25 ℃时，反应②的压强平衡常数Kp＝ kPa－1
C．当O2、N2O4的分压相等时，反应②中的NO2转化率为12.5%
D．t1 min 后，保持温度和体积不变，再充入NO2(g)，则O2(g)的分压增大
14．已知反应：2X(1)
Y(1)，取等量X，分别在0℃和20℃下，测得其转化率随时间变化的关系
曲线(α-t)如图所示。下列说法正确的是( )
15
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A．曲线Ⅰ代表0℃下X 的α-t 曲线
B．反应进行到66min 时，Y 的物质的量为0.113mol
C．该反应ΔH＞0
D．加入催化剂，X 的平衡转化率升高
15．工业上利用硫(S8)与CH4为原料制备CS2。450℃以上，发生反应：S8(g)=4S2(g)；通常在600℃以
上发生反应II：2S2(g)+CH4(g)
CS2(g)+2H2S(g)，一定条件下，S8分解产生S2的体积分数、CH4与S2反
应中CH4的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法一定正确的是( )
A．反应II 的正反应为吸热反应
B．在恒温密闭容器中，反应相同时间，温度越低，CH4的转化率越大
C．发生反应II 温度不低于600℃的原因是：此温度CH4平衡转化率已很高；低于此温度，S2浓度小，
反应速率慢
D．某温度下若S8完全分解成S2，在密闭容器中，n(S2)∶n(CH4)=2∶1 开始反应，当CS2体积分数为10%
时，CH4转化率为43%
16．在体积可变的密闭容器中投入0.5molCO 和0.75molH2，不同条件下发生反应：CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g)。实验测得平衡时
CH3OH 的物质的量随温度、压强的变化如图所示。下列说法错
误的是( )
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A．M 点CO 的转化率为50%
B．平衡后再加入0.5molCO 和0.75molH2重新到达平衡，CO 的转化率增大
C．反应：CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g) ΔH＜0
D．506K 时，若混合气体的总物质的量不再改变，说明反应达到化学平衡状态
17．丁烷催化脱氢制备丁烯的主反应为C4H10(g)
C4H8(g)+H2(g) △H＞0，副反应为C4H10裂解生
成C1-C3 (表示碳原子数为1~3 的烷烃或烯烃)。将C4H10与H2的混合气体以定流速通过填充有催化剂的反应
器，C4H8的产率、C4H10的转化率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A．435℃时C4H8产率低的原因可能是此温度下催化剂活性较低，反应速率较慢
B．600℃以后，C4H8的产率下降原因可能是C4H10发生裂解反应生成C1-C3
C．图中表示C4H8产率的曲线中，A 点时主反应不一定达到平衡状态
D．提高丁烷脱氢制备丁烯转化率的研究方向为寻找低温时具有较高活性的催化剂
18．已知N2O4(g)
2NO2(g) ΔH＞0 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( )
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A．温度：T1＜T2 B．平衡常数：K(a)=K(b)＜K(c)
C．反应速率：va＜vb D．当
时，n(NO2)：n(N2O4)=2：1
19．某MOFs 多孔材料孔径大小和形状恰好将N2O4“固定”，能高选择性吸附NO2。废气中的NO2被
吸附后，经处理能全部转化为HNO3。原理示意图如下。
已知：2NO2(g)
N2O4(g)ΔH＜0。下列说法不正确的是( )
A．使用多孔材料不能改变2NO2(g)
N2O4(g)的焓变
B．使用多孔材料能促进2NO2(g)
N2O4(g)平衡正向移动
C．加入H2O 和O2，发生化学反应方程式为：2N2O4+O2+2H2O=4HNO3
D．温度升高会提高NO2的平衡转化率
20．(2023·江苏省高三第二次大联考)通过反应2CO2(g)＋6H2(g)
C2H4(g)+ 4H2O(g)可将CO2转化
为C2H4，在
，反应物起始物质的量之比n(CO2)： n(H2)=1：3 的条件下，不同温度下达到平衡时，
CO2、H2、C2H4、H2O 四种组分的物质的量分数如图所示。下列说法正确的是( )
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A．图中曲线b 表示平衡时C2H4的物质的量分数随温度的变化
B．440℃时H2的平衡转化率为60%
C．保持其他条件不变，在绝热密闭容器中发生上述反应，达到平衡时，C2H4的物质的量分数比在恒
温密闭容器中的高
D．保持其他条件不变，延长反应时间，可将平衡时CO2的物质的量分数从Y 点的值升至X 点的值
题型二 多重平衡的复杂图象
1．(2024·辽吉黑卷，10，3 分)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，15 h 后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是( )
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A．
时，反应②正、逆反应速率相等
B．该温度下的平衡常数：①>②
C．0~3h 平均速率(异山梨醇) 0.014mol·kg-l·h-l
D．反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
2．(2024·湖南卷，14，3 分)恒压下，向某密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)和CO(g，发生如下反应：
主反应：CH3OH(g)＋CO(g)=CH3COOH(g) ΔH1
副反应：CH3OH (g)＋CH3COOH(g)=CH3COOCH3(g)＋H2O(g) ΔH2
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．ΔH1＜0，ΔH2＞0
D． L、M、N 三点的平衡常数：K(L)=K(M)＞K(N)
3．(2024·广西卷，1，3 分)573K、高压条件下，一定量的苯甲腈在密闭容器中发生连续水解：
C6H5CN(苯甲腈) →C6H5CONH2 (苯甲酰胺)→C6H5COOH (苯甲酸)。如图为水解过程中上述三者(分别用
表示)的物质的量分数
随时间的变化曲线，其中
。下列
说法错误的是( )
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A．水解产物除了Y、Z 还有NH3
B．
点时
C．x(Z)在15min 前基本不变，15min 后明显增大，可能是水解产物对生成Z 的反应有催化作用
D．任意25min 时间段内存在v(X)= v(Y)+ v(Z)
4．(2024·江苏卷，13，3 分) 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：
①CO2(g)＋H2(g)= CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝41.2kJ·mol−1
②CO(g)＋2H2(g)= CH3OH(g) ΔH2
225℃、8×106Pa 下，将一定比例CO2、H2混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、
L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO 和CH3OH 的体积分数如图所示。下列说法正确的是( )
A．L4处与L5处反应①的平衡常数K 相等
B．反应②的焓变ΔH2＞0
C．L6处的H2O 的体积分数大于L5处
D．混合气从起始到通过L1处，CO 的生成速率小于CH3OH 的生成速率
5．(2022·广东，13)恒容密闭容器中，BaSO4(s)＋4H2(g)BaS(s)＋4H2O(g)在不同温度下达平衡时，
各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是( )
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A．该反应的ΔH<0
B．a 为n(H2O)随温度的变化曲线
C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动
D．向平衡体系中加入BaSO4，H2的平衡转化率增大
6．(2022·福建，10)氨氮是水体污染物的主要成分之一，工业上可用次氯酸盐作处理剂，有关反应可
表示为：
①2NH3＋3ClO－===N2↑＋3Cl－＋3H2O
②NH3＋4ClO－＋OH－===NO＋4Cl－＋2H2O
在一定条件下模拟处理氨氮废水：将1 L 0.006 mol·L－1的氨水分别和不同量的NaClO 混合，测得溶液
中氨去除率、总氮(氨氮和硝氮的总和)残余率与NaClO 投入量(用x 表示)的关系如下图所示。下列说法正确
的是( )
A．x1的数值为0.009
B．x>x1时，c(Cl－)＝4c(NO)
C．x>x1时，x 越大，生成N2的量越少
D．x＝x1时，c(Na＋)＋c(H＋)＋c(NH)＝c(Cl－)＋c(OH－)＋c(ClO－)
7．(2023·辽宁，18)硫酸工业在国民经济中占有重要地位。
(1)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO4·5H2O)取精华法”。借助现代仪器分析，该制
备过程中CuSO4·5H2O 分解的TG 曲线(热重)及DSC 曲线(反映体系热量变化情况，数值已省略)如图1 所示。
700 ℃左右有两个吸热峰，则此时分解生成的氧化物有SO2、__________和__________(填化学式)。
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(2)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下)，副产物为亚硝基硫酸，主要反应如下：
NO2＋SO2＋H2O===NO＋H2SO4
2NO＋O2===2NO2
ⅰ.上述过程中NO2的作用为__________。
ⅱ.为了适应化工生产的需求，铅室法最终被接触法所代替，其主要原因是_______
________________________________________________________________________(答出两点即可)。
(3)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化：SO2(g)＋O2(g)SO3(g) ΔH＝－98.9 kJ·mol－1
ⅰ.为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与
温度的关系如图2 所示，下列说法正确的是__________。
a．温度越高，反应速率越大
b．α＝0.88 的曲线代表平衡转化率
c．α 越大，反应速率最大值对应温度越低
d．可根据不同α 下的最大速率，选择最佳生产温度
ⅱ.为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如图
3 所示，催化性能最佳的是__________(填标号)。
ⅲ.设O2的平衡分压为p，SO2的平衡转化率为αe，用含p 和αe的代数式表示上述催化氧化反应的Kp＝
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__________(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
1 ．解答复杂图像题应注意的几个要点
(1)复杂图像五看：一看面(坐标)，二看线(变化趋势)，三看点(起点、交点、终点)，四看辅助线，五看
量(数字计算)。如坐标表示的有c(M)、α(M)、lg c(M)、lg 、pM、lg 等，不同符号表示的意
不同。
义
(2)pH：可以得出c(H＋)；通过比较溶质的物质的量浓度可判断是强电解质或弱电解质。
(3)交点：相交的两种物质的某量相等，常进行相互代换用于计算。
(4)pH＝7：常温下表示溶液显中性，此时，c(H＋)＝c(OH－)，在等式中常进行抵消。
(5)数据与浓度符号的转化：在坐标图中，标明了某种物质的量，一般要用标明的量进行分析。
(6)守恒：元素守恒，电荷守恒，质子守恒。
2. 结合图像分析实际生产中反应的最佳条件
条件
原则
从化学反应速率分析
非平衡状态，着重考虑外因对反应速率的影响导致反应物的转化率(或产品
产率)的变化
从化学平衡移动分析
平衡后，着重考虑外因对平衡移动方向的影响
从催化剂的活性分析
注意催化剂的活性受温度的影响，还要注意催化剂对主、副反应的选择性的
影响
综合分析
既要注意外界条件对反应速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛
盾性，还要考虑设备要求
【名师提醒】
(1)在多重平衡体系中，某物质的平衡浓度，是所有有关反应的平衡浓度，对各相关反应的平衡常数都
满足。
(2)在计算某反应的平衡常数时，要善于选特殊点计算。只要温度不变，这个平衡常数值可以运用于平
衡曲线上的任何一点，选取多曲线的交点，往往能简化计算。
1．(2025·浙江省嘉兴市高三基础测试)某温度下，在恒容密闭容器中充入一定量的X(g)。发生下列反
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应：反应I：X(g)
Y(g) ΔH1＜0；反应II：Y(g)
Z(g) ΔH2＜0，测得各气体浓度与反应时间的
关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A．活化能：Ea(I)＜Ea(II)
B．该温度下，0~4 s 内反应I 的平均速率v(X)=0.25 mol·L-1·s-1
C．升高温度，反应I、II 的速率均增大，平衡转化率均降低
D．其他条件不变，
时再投入一定量的X(g)，若体系内气体的平均摩尔质量不再变化，则反应达
到新平衡
2．[新考法](2025·河北省沧州市高三调研)脱除汽车尾气中的NO 和CO 包括以下两个反应：
I. 2NO(g)＋CO(g)
CO2(g)＋N2O(g) ΔH1＝-381.2kJ·mol−1
Ⅱ.N2O(g)＋CO(g)
CO2(g)＋N2(g) ΔH2＝-364.5kJ·mol−1
将恒定组成的NO 和CO 混合气通入不同温度的反应器，相同时间内检测物质浓度，结果如图所示。
下列说法正确的是( )
A．使用合适的催化剂，能提高NO 的平衡转化率
B．其他条件不变，增大体系的压强，NO 的平衡转化率减小
C．350~420℃范围内，温度升高，反应I 速率增大的幅度大于反应Ⅱ速率增大的幅度
D．450℃时，该时间段内NO 的脱除率约为
3．二甲醚(CH3OCH3)是一种极具发展潜力的有机化工产品和洁净燃料。CO2加氢制二甲醚的反应体系
中，主要发生反应的热化学方程式为
反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41.2 kJ·mol－1
反应Ⅱ：CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH＝－49.5 kJ·mol－1
反应Ⅲ：2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)＋H2O(g) ΔH＝－23.5 kJ·mol－1
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在2MPa，起始投料n(CO2)：n(H2)=1：3 时，CO2的平衡转化率及CO、CH3OCH3、CH3OH 的平衡体积
分数随温度变化如图所示。下列有关说法正确的是( )
A．反应2CO2(g)＋6H2(g)
CH3OCH3(g)＋3H2O(g)的ΔH＝－73.0 kJ·mol－1
B．图中X 表示CO
C．为提高二甲醚的产率，需要研发在低温区的高效催化剂
D．温度从553 K 上升至573 K 时，反应Ⅰ消耗的CO2少于反应Ⅱ生成的CO2
4．[新考法](2025·浙江省七彩阳光新高考研究联盟高三联考)工业上以纯度为98%左右的粗硅为原料制
备高纯硅的反应如下：①Si(s)＋3HCl(g)
SiHCl3(g)＋H2(g) ΔH1；②SiHCl3(g)＋H2(g)
Si(s)＋
3HCl(g) ΔH2
。当①、②反应体系的压强各为P1、P2时，分别改变进料比和反应温度，二者对SiHCl3产率和SiHCl3
的平衡转化率影响如图1、图2 所示。下列说法正确的是( )
A．ΔH2＞ΔH1＞0
B．反应①，增加HCl 浓度，反应速率加快，SiHCl3产率增大
C．反应①更适合在较低温度下进行
D．反应②，工业上选择反应温度1300℃更合适
5．(2025· 浙江省强基联盟高三联考)工业上制备BaS 涉及如下反应：
I.BaSO4(s)+4C(s)
4CO(g)+BaS(s) △H=+571.2kJ•mol-1
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II.BaSO4(s)+4CO(g)
4CO2(g)+BaS(s) △H=-118.8kJ•mol-1
将物质的量之比为1：3 的BaSO4和C 加入密闭容器发生反应，实验测得体系中生成物平衡物质的量
分数与温度的变化关系如图所示，下列说法错误的是( )
A．温度升高，反应物和生成物粒子的有效碰撞几率均增大
B．T1℃之后，CO2平衡物质的量分数改变由C(s)+CO2(g)
2CO(g)导致
C．增大起始BaSO4和C 的物质的量之比，可增大C 的平衡转化率
D．平衡后缩小容器容积，BaS 的平衡产率降低
6．(2025· 江浙皖高中发展共同体高三联考)以CO2、H2为原料合成CH3OH 涉及的主要反应如下：
Ⅰ．CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1＝-49.5kJ·mol−1
Ⅱ．CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g) ΔH2＝-90.4kJ·mol−1
Ⅲ．CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH3
不同压强下，按照
投料，实验测得CO2的平衡转化率和CH3OH 的平衡产率
随温度的变化关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A．图甲表示的是CH3OH 的平衡产率随温度的变化关系
B．同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH 的平衡产率，应选择高温、高压
C．图乙T1时，三条曲线几乎交于一点，原因可能是此时以反应Ⅲ为主
D．图乙p1下，温度高于T2，纵坐标随温度升高而上升的原因是ΔH3＞0，反应Ⅲ温度升高使纵坐标数
值上升的幅度超过反应Ⅰ温度升高使纵坐标数值下降的幅度
7．(2025· 浙江省杭州市浙南联盟高三联考)将气体H2S 和CH4按体积之比[V(H2S)：V(CH4)=2：1]导入
管式反应器(如图1)热解制H2，高于T℃下发生如下两个反应(反应过程用N2稀释)：
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Ⅰ：2H2S(g)
S2(g)＋2H2(g) K1
Ⅱ：CH4(g)＋S2(g)
CS2(g)＋2H2(g) K2
在常压下反应相同时间后，不同温度下测得气体H2、S2及CS2体积分数随温度的变化(如图2)。下列说
法错误的是( )
A．高于T℃，该体系总反应为： CH4(g)＋H2S(g)
CS2(g)＋4H2(g) K3=K1×K2
B．曲线b 表示S2(g)的体积分数随温度的变化
C．1000℃时，反应的活化能：反应Ⅰ＜反应Ⅱ
D．在1000℃、常压下，通入H2S(g)的体积分数保持不变，提高投料比[V(H2S)：V(CH4)]，H2S 的转化
率减小
8．焦炉煤气(主要成分：CH4、CO2、H2、CO)在炭催化下，使CH4与CO2重整生成H2和CO。其主要
反应为
反应Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g)===2CO(g)＋2H2(g) ΔH1＝＋247.1 kJ·mol－1
反应Ⅱ：H2(g)＋CO2(g)===CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41.2 kJ·mol－1
反应Ⅲ：C(s)＋CO2(g)===2CO(g) ΔH3＝＋172 kJ·mol－1
反应Ⅳ：C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH4＝＋131.29 kJ·mol－1
在1×105Pa 下、将焦炉煤气以一定流速通过装有炭催化剂的反应管，CH4、CO、H2的相对体积和CO2
的转化率随温度变化的曲线如图所示。
相对体积V(CH4)＝、相对体积V(CO 或H2)＝，下列说法不正确的是( )
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A．温度低于900 ℃时，反应Ⅰ基本不发生
B．850～900 ℃时，主要发生反应Ⅳ
C．增大焦炉煤气流速一定能提高CO 的相对体积
D．工业生产上需要研发低温下CH4转化率高的催化剂
9．在一定的温度和压强下，将按一定比例混合的CO2和H2通过装有催化剂的反应器可得到甲烷。已
知：
CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-165kJ·mol-1
CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41kJ·mol-1
催化剂的选择是CO2甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂作用下反应相同时间，测CO2转化率和生
成CH4选择性随温度变化的影响如图所示。
已知：CH4选择性=
×100%
下列有关说法正确的是( )
A．在260℃~320℃间，以Ni-CeO2为催化剂，升高温度CH4的产率不变
B．延长W 点的反应时间，一定能提高CO2的转化率
C．选择合适的催化剂，有利于提高CO2的转化率
D．高于320℃后，以Ni 为催化剂，随温度的升高CO2转化率上升的原因是平衡正向移动
10．甲醛中木材加工、医药等方面有重要用途。甲醇利用脱氢法可制备甲醛，主要反应为：CH3OH(g)
HCHO(g)+H2(g) ∆H=+85.2kJ∙mol-1。Na2CO3是甲醇脱氢制甲醛的催化剂，有研究指出，催化反应的
部分机理如下：
历程ⅰ：
历程ⅱ：
历程ⅲ：
历程ⅳ：
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如图所示为在体积2L 的恒容容器中，投入1molCH3OH，在碳酸钠催化剂作用下，经过5min 反应，测
得甲醇转化率与甲醛的选择性与温度的关系(甲醛的选择性：转化的CH3OH 中生成HCHO 的百分比)，下列
有关说法正确的是( )
A．600℃时，前5min 内生成甲醛的平均速率v(HCHO)=0.055mol·L-1·min-1
B．700℃时，反应历程ⅱ的速率小于反应历程ⅲ的速率
C．脱氢法制甲醛中，在高温高压条件下更有利于提高平衡产率
D．反应历程ⅰ的活化能大于CH3OH(g)
HCHO(g)+H2(g)的活化能
11．甲醇水蒸气重整制氢(SRM)是获取理想氢源的有效方法。重整过程发生的反应如下：
反应Ⅰ：CH3OH(g)＋H2O(g)
CO2(g)+ 3H2(g) ΔH1＝+49.4kJ·mol−1
反应Ⅱ：CH3OH(g)
CO(g)+ 2H2(g) ΔH1＝+92kJ·mol−1
在常压、催化剂下，向密闭容器中充入1molCH3OH 和1.2molH2O 混合气体，t 时刻测得CH3OH 转化
率及
、CO2的选择性随温度变化情况如图所示(曲线
为CO2的选择性)，下列说法正确的是( )
A．曲线为
的选择性
B．图中270℃时，容器中的H2(g)约为
C．选择300℃作为反应温度比较适宜
D．选用CO2选择性较高的催化剂有利于提高得CH3OH 的平衡转化率
12．(2025·四川省南充市高三期中，节选)氢气是一种清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域
的研究热点。乙醇—水催化重整可获得H2。
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(4)在
，
时，若仅考虑反应：
①C2H5OH(g)＋3H2O(g)
2CO2(g)＋6H2(g) ΔH1＝+173.3kJ·mol−1
②CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝+41.2kJ·mol−1
平衡时CO2和CO 的选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。
已知：
①CO 的选择性随温度升高而变大的原因为 。
②500℃时，C2H5OH 的转化率为 ，反应②的平衡常数Kp= 。(Kp为用分压代替
浓度的平衡常数，分压=总压×物质的量分数。)
③通过②的计算说明，合成选择在常压(
)下进行的原因为 。
13．(2025·湖南省长沙市高三模拟)深入研究含碳、氮元素物质的转化有着重要的实际意义。合成尿素：
如下图所示是合成尿素反应的机理及能量变化(单位：kJ·mol-l )，
表示过渡态，各物质均为气态。
(1)若E1=66.5 kJ·mol-l，E2=241.0kJ·mol-l，则总反应2NH3(g)＋CO2(g)
CO(NH2)2(g)＋H2O(g)
ΔH= kJ·mol-l。
Ⅱ.合成甲醇：
(2)利用CO2和H2合成甲醇：在催化剂
作用下可发生如下两个平行反应。
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反应I：CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1
反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH2
温度对CO2转化率及CH3OH 和CO 产率的影响如下图所示。
①由图判断合成CH3OH 最适宜的温度是 。
②由图可知，温度升高CH3OH 产率先升高后降低，降低的可能原因是 。
③下列措施有利于提高CO2转化为CH3OH 的平衡转化率的有 。
a．增大体系压强
b．提高CO2和H2的投料比
c．体积和投料比不变，提高反应物浓度
④反应I、Ⅱ的
(K 代表化学平衡常数)随
(温度的倒数)的变化如下图所示。据图判断，升高温度
时，反应CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g)的化学平衡常数将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
⑤上述反应体系在一定条件下建立平衡后，若将反应体系的体积压缩至原来的一半，重新达到平衡时
两反应所需时间tI tII(填“>”“<”或“=”)。
(3)利用CH4与O2在催化剂的作用下合成甲醇。
主反应：CH4(g)＋1/2O2(g)
CH3OH(g)
副反应：CH4(g)＋2O2(g)
CO2(g)＋2H2O(g)
在温度为T℃、压强为pkPa 条件下，向容器中充入2molCH4(g)、1molO2(g)和6molH2O(g)，充分反应
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达平衡时CH4的转化率为50%，产物的选择性[如甲醇的选择性
]如下图所示。
①求平衡时O2的物质的量为 。
②主反应的相对压力平衡常数
。(用含p 和
的计算式表示。
表达式写法：在浓度
平衡常数表达式中，用相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压除以
)
33
