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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
【答案】D
【解析】A 项，由题干图像信息可知，平衡时CO2的浓度T1温度下比T2温度下的大，即T1到T2平衡
正向移动，而结合题干方程式可知，该反应正反应是一个放热反应，即降低温度平衡才是正向移动，即T1
＞T2，A 正确；B 项，由题干图像信息可知，T1温度下达到平衡时CO2的浓度为0.25mol/L，即CO2的浓度
改变量为：0.40mol/L-0.25mol/L=0.15mol，结合变化量之比等于化学计量系数之比可知，T1下反应达到平
衡时c(CH3OH)=0.15mol·L-1，B 正确；C 项，由题干图像信息可知，在温度均为T1时，使用催化剂1 达到
平衡所需要的时间比催化剂2 更长即催化剂1 时的反应速率比催化剂2 的更慢，说明使用催化剂1 的反应
活化能比催化剂2 的大，C 正确；D 项，由题干信息可知，催化剂2 和催化剂3 分别在不同温度下达到平
衡所需要的时间不同，说明使用催化剂2 和催化剂3 的反应历程不相同，D 错误；故选D。
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
3
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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
【答案】C
【解析】A 项，实验①中，0~2 小时内平均反应速率
，A 不正确；B 项，实验③中水样初始
pH =8，溶液显弱碱性，发生反应的离子方程式中不能用H+配电荷守恒，B 不正确；C 项，综合分析实验
①和②可知，在相同时间内，实验①中SeO4
2-浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当增加纳米铁
质量可加快反应速率，C 正确；D 项，综合分析实验③和②可知，在相同时间内，实验②中SeO4
2-浓度的
变化量大，因此，其他条件相同时，适当减小初始pH，SeO4
2-的去除效果越好，但是当初始pH 太小时，
H+浓度太大，纳米铁与H+反应速率加快，会导致与SeO4
2-反应的纳米铁减少，因此，当初始pH 越小时
SeO4
2-的去除效果不一定越好，D 不正确；故选C。
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( )
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
【答案】D
【解析】温度越高反应速率越快，比较乙丙可知，丙反应升高温度，醋酸甲酯量增大，则反应逆向进
4
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行，正反应为放热反应，焓变小于0。A 项，该反应的ΔH＜0，A 错误；B 项，容器甲中平均反应速率
，B 错误；C 项，温度越高反应速
率越快，比较乙丙可知，丙达到平衡状态，但不确定乙是否平衡，不能确定正逆反应速率相对大小，C 错
误；D 项，对丙而言：
容器丙中乙醇的体积分数为
，D 正确；故选D。
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
【答案】CD
【解析】由图可知，T1比T2反应速率速率快，则T1＞T2；T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于
T2温度下平衡时；由于起始CO2与H2的物质的量之比为1∶1，则达到平衡时CO2和H2的摩尔分数相等。A
项，T1比T2反应速率速率快，反应速率常数与温度有关，结合反应速率方程知k1＞k2，A 项正确；B 项，
5
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反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2)，则
，T1温度下达到平衡时反应物的摩尔
分数低于T2温度下平衡时，则
，B 项正确；C 项，温度不变，仅改变体系初始压力，虽然平衡
不移动，但反应物的浓度改变，反应速率改变，反应达到平衡的时间改变，反应物摩尔分数随时间的变化
曲线变化，C 项错误；D 项，T2温度下，改变初始投料比，相当于改变某一反应物的浓度，达到平衡时H2
和CO2的摩尔分数不可能相等，故不能使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同，D 项错误；故选CD。
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( )
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
【答案】B
【解析】A 项，一定条件下，增大水的浓度，能提高CH4的转化率，即x 值越小，CH4的转化率越大，
则x1＜x2，故A 正确；B 项，b 点和c 点温度相同，CH4的起始物质的量都为1mol，b 点x 值小于c 点，则
b 点加水多，反应物浓度大，则反应速率：v 正b＞vc 正，故B 错误；C 项，由图像可知，x 一定时，温度升
高CH4的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，K 增大；温度相同，K 不变，
则点a、b、c 对应的平衡常数：Ka＜Kb =Kc，故C 正确；D 项，该反应为气体分子数增大的反应，反应进
行时压强发生改变，所以温度一定时，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态，故D 正确；故选B。
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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( )
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
【答案】D
【解析】A 项，由盖斯定律可知反应2CO(g) ＋2H2(g)=CO2(g) ＋CH4(g) 的焓变
，A 错误；B 项，CO2(g)＋4H2(g)=CH4(g)＋
2H2O(g)为放热反应，升高温度平衡逆向移动，CH4的含量降低，故CH4的平衡选择性随着温度的升高而降
低，B 错误；C 项，由图可知温度范围约为450~550℃时二氧化碳实际转化率趋近于平衡转化率，此时为
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最适温度，温度继续增加，催化剂活性下降，C 错误；D 项，450℃时，提高
的值可提高二氧
化碳的平衡转化率，增大压强反应I 平衡正向移动，可提高二氧化碳的平衡转化率，均能使CO2平衡转化
率达到X 点的值，D 正确。 故选D。
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。
(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。
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(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
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
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。
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像中反应规律的
判断方法：
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
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( )
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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
【答案】B
【解析】A 项，若X 为N2O，则3NO(g)
NO2(g)+N2O(g)，N2O、NO 的变化量比为1：3，与图像
相符，故A 正确；B 项，由图像可知，NO、NOx的变化量比为3：1，根据得失电子守恒，反应方程式为
3NO(g)
NO2(g)+N2O(g)，X 是N2O，
内生成1molN2O，用N2O 表示的反应速率为
，故B 错误；C 项，T1温度下，测得容器内气体颜色保持不变，则表明各成分
的浓度不再变化、反应达到化学平衡状态，故C 正确；D 项，反应物浓度越大、反应温度越高、反应速率
越快，则增大NO 气体的浓度、升高反应体系的温度，均能提高反应速率，故D 正确；故选B。
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
【答案】B
【解析】A 项，升高温度，任何反应的反应速率均增大，故给该反应升温，
增大，
增大，A 错
误；B 项，由图像可知，压强一定条件下，t2时刻改变条件以后，逆反应速率突然减小，达到新平衡时，
与原反应速率相同，故改变的条件是向密闭容器中加NO，B 正确；C 项，由B 项分析可知，t2 时刻改变的
条件是向密闭容器中加NO，正反应速率增大，逆反应速率减小，则t1时刻的
小于t2时刻的
，C 错误；
D 项，由题干反应方程式可知，反应前后气体的物质的量保持不变，即恒温下容器的体积保持不变，反应
正向气体质量增加，故若气体的密度不变，则气体质量不变，说明该反应达到平衡，D 错误；故选B。
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
【答案】C
【解析】A 项，根据图像中Z 在不同温度下的平衡产率随温度的变化关系可知，随着温度升高，平衡
产率逐渐降低，说明升温平衡逆向移动，得到ΔH＜0，该反应是放热反应，A 错误；B 项，据图像可知，
Q 点Z 的产率小于平衡产率，未达到平衡，B 错误；C 项，M、N 点产率相同，但温度不同，所以反应物
分子的有效碰撞几率不同，C 正确；D 项，图中M 点未达到平衡是由于温度低导致速率低而反应时间不够，
12
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可通过加入催化剂或延长时间使其达到平衡，但分离Z 会使反应速率降低，达不到目的，D 错误；故选
C。
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( )
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
【答案】C
【解析】A 项，初始时，充入一定量的T(g)，随着反应进行，T 逐渐减少，曲线Ⅲ代表T；W 转化为
P，W 减少的同时P 增加，则曲线Ⅰ代表P，曲线Ⅱ代表W。A 项，Ⅱ曲线代表W 的浓度与时间的变化关
系，故A 正确；B 项，反应①加入合适的催化剂，反应①速率加快，可以改变单位时间内T 的转化率，故
B 正确；C 项，反应②达到M 点时，W 浓度减小，P 浓度增加，则反应正向进行，正反应速率大于逆反应
速率，故C 错误；D 项，0~6 min 内W 的平均化学反应速率为
，故D 正确；
故选C。
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( )
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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
【答案】C
【解析】A 项，利用M、N 曲线相同时间段平均速率之比等于化学计量数之比可知，速率之比为1：
2，N 曲线代表NO2，A 正确；B 项，由图像可知，在相同条件下，催化剂2 速率较快，即活化能较小，催
化效率较高，B 正确；C 项，由图知，0~4 min 内无催化剂条件下，
，O2速率是NO2速率的
，则
，C 错误；D 项，由反应可知，该反应是分子数增加的
反应，故该反应的ΔS＞0，D 正确； 故选C。
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
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( )
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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
【答案】A
【解析】当使用催化剂乙时，温度低于350 ℃时，催化剂的活性随温度升高逐渐增强，反应速率加快，
NO 转化率也增大，温度高于350 ℃时，催化剂活性降低甚至失去活性，反应速率下降，导致NO 转化率
下降，A 错误；单位时间内，使用催化剂甲比使用催化剂乙反应速率快，NO 转化率高，则使用催化剂甲
比使用催化剂乙正反应的活化能更低，B 正确；设初始一氧化氮和氢气的物质的量均为1 mol，容器体积为
1 L，则初始一氧化氮和氢气的浓度均为1 mol·L－1，v0＝k×1m×12＝k，当H2转化率为60%时，c(H2)＝0.4
mol·L－1，c(NO)＝0.4 mol·L－1，此时的反应速率为0.064v0，则有0.064v0＝k×0.4m×0.42＝v0×0.4m×0.42，解得
m＝1，D 正确。
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)
【答案】C
【解析】设T1时，速率常数为k1，T2时，速率常数为R2，v(a)=v(b)，
，
15
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。A 项，由题干信息可知，
，A 正确；B 项，ad
两点相比较，a 点的浓度比d 的浓度大，且其他的条件相同，故a 点反应物的活化分子数多于d 点，B 正确；
C 项，由以上可知，k2=2k1，v=kc，浓度相同的时候，v2>v1，温度越高，速率越大，故T2>T1，C 错误；D
项，
，
，k2=2k1，可得3v(d)=2v(e)，D 正确；故选
C。
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( )
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
【答案】A
【解析】A 项，NO 起始浓度为0.5 mol/L，由图像可知，N2的瞬时生成速率与H2起始浓度呈直线关系，
则m=1，将数据(0.2，0.75)代入v=k·c(H2)c2 (NO)，该反应的速率常数
，A
项正确；B 项，反应一定，平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，B 项错误；C 项，达平衡
后，H2和NO 的浓度均增加一倍，新平衡与原平衡相比，相当于加压，平衡正向移动，则NO 转化率增大，
C 项错误；D 项，由2H2(g)+2NO(g)
2H2O(g) +N2(g)可知，NO 起始浓度为0.5 mol/L，某时刻NO 的浓
度为0.4 mol/L，变化量为0.1 mol/L，则时刻H2的浓度为0.2mol/L-0.1mol/L =0.1mol/L，N2的瞬时生成速率
为
，单位错误，D 项错误；故选A。
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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
【答案】D
【解析】A. 增大压强，反应速率增大，D 点压强大于A 点压强，所以v(A)<v(D)，A 错误；B 项，处
于曲线上的状态为平衡状态，E 点NO2的物质的量少于平衡状态时的物质的量，反应应向生成NO2的方向
移动，此时v(正)>v(逆)，D 点NO2的物质的量多于平衡状态时的物质的量，反应向逆反应方向移动，此时
v(正)<v(逆)，B 错误；C 项，压强越大，反应速率越快，达到平衡状态时用的时间越少，压强p2>p1，故t1>
t2，C 错误；D 项，p2无限缓慢降压至p1，压强减小，平衡向气体分子数增多的方向移动，故平衡正向移动，
NO2的体积分数逐渐增加，D 正确；故选D。
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(
)
A．m、p 两点中，甲酸的浓度：m＞p
17
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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
【答案】A
【解析】A 项，m、p 两点甲酸的转化率相等，p 点容器体积更大，所以甲酸浓度：m＞p，故A 正确；
B 项，在T℃时，假设充入HCOOH(g)的物质的量为1mol，m 点甲酸的转化率为40%，n 点甲酸的转化率
为80%，由于温度一样，所以平衡常数K 相等，则存在K=
，V1：V2=1：12，故B 错误；
C 项，n 点反应达平衡，再充入一定量HCOOH(g)，平衡正向移动，但是甲酸的转化率降低，故C 错误；D
项，在T℃时，假设充入HCOOH(g)的物质的量为1mol，m 点反应达平衡，甲酸的转化率为40%，则平衡
时H2的体积分数为
，p 点体积大于m 点，平衡正向移动，还未达到平衡，此时H2的体积
分数应该大于
，故D 错误；故选A。
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
【答案】C
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【解析】A 项，a 点时NO2的转化率为40%，a 点反应三段式为：
n=0.6n+0.4n+0.4n=1.4n，同理b 点时NO2的转化率为80%，此时n=0.2n+0.8n+0.8n=1.8n，由pV=nRT
可知，PaV1=1.4nRT，PbV2=1.8nRT，：Pa：Pb=7 V2：9 V1，由于V2＞V1，所以容器内的压强：Pa：Pb＞7：
9，故A 错误；B 项，图中a 点、c 点NO2的转化率相同，但a 点容器体积小于c 点容器体积，则对应的生
成物浓度：a>c，则逆反应速率：a>c，B 错误；C 项，恒温恒容下，向b 点平衡体系中再充入一定量的
C4H10气体，对于只有一个反应物的平衡而言相当于增大压强，由反应：C4H10(g)
C4H8(g)+H2(g)，正
反应方向为气体分子数增大，则平衡逆向移动，C4H10的量增多，但加入的C4H10气体不能完全转化，则重
新达到平衡时，C4H10的体积分数比原平衡小，C 正确；D 项，由于b 点C4H10的转化率比a 点大，a 点至b
点可看作在恒温恒压下，通过增大体积来减压使平衡正向移动，C4H10的转化率增大，由A 选项可知
na=1.4n，nb=1.8n，由pV=nRT 可知V1：V2= na：nb=1.4：1.8=7：9，D 错误；故选：C。
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( )
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)
【答案】D
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【解析】A 项，观察x-t 图像可知，CO 先增加后减少，CO2一直在增加，说明CO 为中间产物，CO2为
最终产物，故A 正确；B 项，乙醇氧化为CO 的反应速率较第二步反应速率快，否则看不到中间产物CO
的生成，故B 正确；C 项，随着温度的升高乙醇的氧化速率和一氧化碳氧化速率均增大，但CO 是中间产
物，为乙醇不完全氧化的结果，CO 峰值出现的时间提前，且峰值更高，说明乙醇氧化为CO 速率必须加快，
且大于CO 的氧化为CO2的速率，故C 正确；D 项，T=550℃件下，3s-8s 区间乙醇的超临界水氧化过程中，
乙醇和CO 的量都在减少，CO2在增多，设C2H5OH 消耗速率为x，CO2生成速率为y，
3-8s 区间，CO 宏观“净速率”在减小，即消耗量比生成量多故
，v(CO)=v(CO2)-2v(乙
醇)，所以2v(乙醇)+v(CO)=v(CO2)，v(乙醇)、v(CO)、v(CO2)数值关系为2v(乙醇)+v(CO)=v(CO2)，故D 错误；
故选D。
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
【答案】B
【解析】起始时刻N2O5分压为40 kPa，发生反应①完全转化为二氧化氮和氧气，氧气分压为20 kPa，
二氧化氮发生反应②部分转化为四氧化二氮，平衡时二氧化氮分压为16 kPa，A、B、C 分别为N2O5、
NO2、O2的分压随时间t 的变化曲线，A 错误；
2NO2(g)
N2O4(g)
起始分压/kPa 80 0
变化分压/kPa 64 32
平衡分压/kPa 16 32
Kp＝＝＝ kPa－1，B 正确；某时刻O2、N2O4的分压相等为20 kPa 时：
2NO2(g)
N2O4(g)
起始分压/kPa 80 0
20
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变化分压/kPa 40 20
平衡分压/kPa 40 20
二氧化氮的转化率为50%，C 错误；t1 min 后，保持温度和体积不变，再充入NO2(g)引起②化学平衡
发生移动，由勒夏特列原理知体系中总的物质的量依然增大，O2(g)的物质的量不变，氧气分压减小，D 错
误。
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( )
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
【答案】A
【解析】A 项，据图可知，平衡前反应相同时间，曲线Ⅰ所示条件下转化率更小，即反应速率更慢，
温度越低反应速率越小，所以曲线Ⅰ代表0℃下X 的α-t 曲线，A 正确；B 项，据图可知反应进行到66min
时，X 的转化率为0.113，但初始投料未知，所以无法计算此时Y 的物质的量，B 错误；C 项，曲线Ⅱ所示
温度更高，但平衡时X 的转化率低，说明升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，ΔH＜0，C 错误；
D 项，催化剂可以加快反应速率，但不能改变平衡转化率，D 错误；故选A。
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( )
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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%
【答案】C
【解析】A 项，由图可知，随温度升高，甲烷的转化率降低，故反应II 的正反应为放热反应。A 项错
误；B 项，由图可知，CH4的平衡转化率随着温度的升高逐渐降低，S2浓度随着温度升高而增大，故温度
越低，S2浓度越小，反应速率越慢。在反应相同时间里，温度越低，反应速率越慢，CH4的转化率不一定
越大，B 项错误；C 项，由图可知，在600℃时甲烷平衡转化率高达99%，低于600℃时，S2浓度明显偏小，
使得反应II 的反应速率变慢。C 项正确；D 项，在密闭容器中，n(S2)∶n(CH4)=2∶1 开始反应，设CH4的起始
物质的量为a，转化的物质的量为x，即：
CS2的体积分数为10%，即
，解得x=0.3a，则CH4的转化率为
30%。D 项错误；故选C。
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
【答案】B
【解析】A 项，由图像可知M 点的三段式为：
则M 点CO 的转化率为50%，A 正确；B 项，容器体积可变，再加入0.5molCO 和0.75molH2平衡不移
动，CO 的转化率不变，B 错误；C 项，反应温度升高，CH3OH 的物质的量减小，平衡逆向移动，故CO(g)
＋2H2(g)
CH3OH(g) ΔH＜0，C 正确；D 项，该反应中所有反应物和产物都是气体，故气体总物
质的量不变，可证明反应达到平衡，D 项正确。故选B。
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( )
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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
【答案】D
【解析】A 项，题干图示为将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，故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，A 正确；B 项，根据主反应C4H10(g)
C4H8(g)+H2(g) △H＞0 可知升高温度，平衡正向移动，
C4H8的产率增大，图中可知600℃以后C4H8的产率下降，C1-C3的产率增大，故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，B 正确；C 项，由B 项分析可知，图中表示C4H8产率的曲线
中，A 点后丁烯的产率下降并不一定是平衡移动的结果，故A 点时主反应不一定达到平衡状态，C 正确；
D 项，由于主反应C4H10(g)
C4H8(g)+H2(g) △H＞0 升高温度，平衡正向移动，丁烯的产率增大，且
温度高时，将发生副反应，故提高丁烷脱氢制备丁烯转化率的研究方向为寻找高温时具有较高活性和对主
反应具有良好选择性的催化剂，D 错误；故选D。
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
【答案】C
【解析】反应物和生成物均为气体，总质量不变，平衡正向移动时气体的物质的量增大，则M 减小，
逆向移动时M 增大，该反应为气体物质的量增大的吸热反应，所以升高温度、减小压强可以使平衡正向移
动，M 减小；降低温度、增大压强可以使平衡逆向移动，M 增大。A 项，相同条件下，升高温度M 减小，
降低温度M 增大，所以可判断出T2＜T1，故A 错误；B 项，a 点和c 点是在同一温度下的平衡常数，所以
K(a)=K(c)，故B 错误；C 项，温度越高反应速率越快，压强越大反应速率越快，根据前面分析可知T2＜
T1，图中b 点压强大于a 点，所以va＜vb，故C 正确；D 项，设n(NO2)：n(N2O4)=x：y，则有
，所以x：y=1：1，故D 错误；故选C。
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( )
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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
【答案】D
【解析】A 项，焓变是由物质本身决定的，使用多孔材料不能改变2NO2(g)
N2O4(g)的焓变，故
A 正确；B 项，多孔材料“固定”N2O4，导致N2O4的浓度减小，则促进2NO2(g)
N2O4(g)平衡正向
移动，故B 正确；C 项，根据图知，转化为HNO3的反应中，H2O、N2O4、O2为反应物，HNO3为生成物，
反应方程式为2N2O4+O2+2H2O=4HNO3，故C 正确；D 项，根据“2NO2(g)
N2O4(g)ΔH＜0”知，该反
应的正反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NO2的平衡转化率减小，故D 错误；故选D。
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( )
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
【答案】B
【解析】由反应物二氧化碳的物质的量分数与温度变化曲线可知，曲线a 表示氢气的物质的量分数随
温度变化，由化学方程式可知，曲线b 表示水蒸气的物质的量分数随温度变化，曲线c 表示乙烯的物质的
量分数随温度变化。A 项，曲线b 表示水蒸气的物质的量分数随温度变化，故A 错误；B 项，设起始氢气
的物质的量为3mol，平衡时转化率为a%，由440℃平衡时氢气和水蒸气的物质的量分数相等可得：3—
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3×a%=
，解得a=60，故B 正确；C 项，由图可知，升高温度，二氧化碳的物质的量分数增大说明
平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，则保持其他条件不变，在绝热密闭容器中发生上述反应，反
应放出的热量使反应温度升高，平衡向逆反应方向移动，达到平衡时，生成物乙烯的物质的量分数比在恒
温密闭容器中的低，故C 错误；D 项，一定温度下反应达到平衡时，二氧化碳的物质的量分数不变，则温
度不变，延长反应时间，二氧化碳的的物质的量分数不变，不可能Y 点的值升至X 点的值，故D 错误；故
选B。
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( )
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
【答案】A
【解析】A 项，由图可知，3 小时后异山梨醇浓度继续增大，15 h 后异山梨醇浓度才不再变化，所以
3 h 时，反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速率不相等，A 错误；B 项，图像显示该温度下，15 h 后
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所有物质浓度都不再变化，且此时山梨醇转化完全，即反应充分，而1，4-失水山梨醇仍有剩余，即反应
②正向进行程度小于反应①、反应限度小于反应①，所以该温度下的平衡常数：①>②，B 正确；C 项，由
图可知，在0~3h 内异山梨醇的浓度变化量为0.042mol/kg ，所以平均速率( 异山梨醇)=
，C 正确；D 项，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变物质平衡
转化率，所以反应②加入催化剂不改变其平衡转化率，D 正确；故选A。
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)
【答案】D
【解析】题干明确指出，图中曲线表示的是测得两种含碳产物的分布分数即分别为δ(CH3COOH)、
δ(CH3COOCH3)，若投料比x 代表
，x 越大，可看作是CH3OH 的量增多，则对于主、副反应
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可知生成的CH3COOCH3越多，CH3COOCH3分布分数越高，则曲线a 或曲线b 表示CH3COOCH3分布分数，
曲线c 或曲线d 表示CH3COOH 分布分数，据此分析可知AB 均正确，可知如此假设错误，则可知投料比x
代表
，曲线a 或曲线b 表示δ(CH3COOH)，曲线c 或曲线d 表示δ(CH3COOCH3)。A 项，投料
比x 代表
，故A 错误；B 项，曲线c 表示CH3COOCH3分布分数，故B 错误；C 项，曲线a 或
曲线b 表示δ(CH3COOH)，当同一投料比时，观察图像可知T2时δ(CH3COOH)大于T1时δ(CH3COOCH3)，
而T2＞T1可知，温度越高则δ(CH3COOH)越大，说明温度升高主反应的平衡正向移动，ΔH1＞0；曲线c 或
曲线d 表示δ(CH3COOCH3)，当同一投料比时，观察可知T1时δ(CH3COOCH3)大于T2时δ(CH3COOCH3)，
而T2＞T1可知，温度越高则δ(CH3COOCH3)越小，说明温度升高副反应的平衡逆向移动，ΔH2＜0，故C 错
误；D 项，L、M、N 三点对应副反应ΔH2＜0，且TN＞TM=TL，升高温度平衡逆向移动，K(L)=K(M)＞
K(N)，故D 正确；故选D。
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( )
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)
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【答案】D
【解析】A 项，苯甲腈在溶液中发生连续水解：C6H5CN+H2O
C6H5CONH2，C6H5CONH2+H2O
C6H5COOH+NH3，有NH3生成，A 正确；B 项，a 点之前x(Y)逐渐增大，
；a 点
之后，x(Y)逐渐减小
，a 点是Y 物质的最大值，则生成和消耗的速率相等。即
，B 正确；C 项，x(Z)在15min 前基本不变，15min 后明显增大，在没有另加物质、没
有改变反应条件的情况下，可能是水解产物对生成Z 的反应有催化作用，C 正确；D 项，根据图像所示，
反应的前期应该有v(X)= v(Y)+ v(Z)，a 点之后，由于v(X)明显减小，v(Z)显著增大，三者的速率关系不再
满足v(X)= v(Y)+ v(Z)，D 错误；故选D。
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
【答案】C
【解析】A 项，L4处与L5处的温度不同，故反应①的平衡常数K 不相等，A 错误；B 项，由图像可知，
L1-L3温度在升高，该装置为绝热装置，反应①为吸热反应，所以反应②为放热反应，ΔH2<0，B 错误；C
项，从L5到L6，甲醇的体积分数逐渐增加，说明反应②在向右进行，反应②消耗 CO，而 CO 体积分数
没有明显变化，说明反应①也在向右进行，反应①为气体分子数不变的反应，其向右进行时，n(H2O) 增
大，反应②为气体分子数减小的反应，且没有H2O 的消耗与生成，故 n 总减小而n(H₂O)增加，即H2O 的
体积分数会增大，故L6处的 H2O 的体积分数大于L5处，C 正确；D 项，L1处CO 的体积分数大于
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CH3OH，说明生成的 CO 的物质的量大于CH3OH，两者反应时间相同，说明CO 的生成速率大于 CH3OH
的生成速率，D 错误；故选C。
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( )
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
【答案】C
【解析】从图示可以看出，平衡时升高温度，氢气的物质的量减少，则平衡正向移动，说明该反应的
正反应是吸热反应，即ΔH＞0，故A 错误；由A 项分析知随着温度升高平衡正向移动，水蒸气的物质的量
增加，而a 曲线表示的物质的物质的量几乎不随温度变化而变化，故B 错误；容器体积固定，向容器中充
入惰性气体，没有改变各物质的浓度，平衡不移动，故C 正确；BaSO4 是固体，向平衡体系中加入
BaSO4，不能改变其浓度，因此平衡不移动，氢气的平衡转化率不变，故D 错误。
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
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D．x＝x1时，c(Na＋)＋c(H＋)＋c(NH)＝c(Cl－)＋c(OH－)＋c(ClO－)
【答案】C
【解析】x1 时，氨的去除率为100%、总氮残余率为5%，n(NH3)＝0.006 mol·L－1×1 L＝0.006 mol，
95%的氨气参与反应①，5%的氨气参与反应②，反应①消耗n1(ClO－)＝×3＝0.008 55 mol，反应②消耗
n2(ClO－)＝4×0.006 mol×5%＝0.001 2 mol，x1＝0.008 55 mol＋0.001 2 mol＝0.009 75 mol，A 错误；x>x1时，
反应①也生成氯离子，所以c(Cl－)>4c(NO)，B 错误；x>x1时，氨去除率不变，x 越大，总氮残余率越大，
说明生成的硝酸根离子越多，生成N2的量越少，C 正确；x＝x1时，氨的去除率为100%，溶液中没有NH
和ClO－，含有Na＋、H＋、NO、Cl－和OH－，根据电荷守恒得c(Na＋)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)＋c(NO)，D
错误。
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)。
(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
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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＝
__________(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
【答案】(1)CuO SO3
(2)ⅰ.催化剂 ⅱ.铅室法制得的产品中存在亚硝基硫酸杂质，生产过程中需使用有毒的氮氧化物
(3)ⅰ.cd ⅱ.d ⅲ.
【解析】(1)由图可知，起始时有2.5 mg CuSO4·5H2O，其物质的量是0.01 mmol，所含结晶水的质量为
0.9 mg，则固体质量剩余1.6 mg 时所得固体为CuSO4，加热过程中Cu 元素的质量不变，则固体质量剩余
0.8 mg 时所得的固体是CuO，结合题图DSC 曲线有两个吸热峰可知，700 ℃发生的反应为CuSO4→CuO＋
SO3、SO3→SO2＋O2，则生成的氧化物除SO2外，还有CuO、SO3。(3)ⅰ.根据不同转化率下的反应速率曲
线可以看出，随着温度的升高反应速率先加快后减慢，a 错误；随着转化率的增大，最大反应速率不断减
小，最大反应速率出现的温度也逐渐降低，c 正确。ⅲ.利用平衡分压代替平衡浓度计算平衡常数，反应的
平衡常数Kp＝
＝
＝
；设SO2初始量为m，则平
衡时n(SO2)＝m－m·αe＝m(1－αe)，n(SO3)＝m·αe，Kp＝
＝
。
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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
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
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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
【答案】D
【解析】A 项，反应过程中Y 的浓度先增大后减小，说明反应刚开始时反应I 的速率大于反应II，则
活化能：Ea(I)＜Ea(II)，A 正确；B 项，由图可知，该温度下，0~4s 内Z 的增大量为0.2mol/L，Y 的增大量
为0.8mol/L，由方程式系数关系可知，Y 的总生成量为0.2mol+0.8mol=1mol，则X 的消耗量为1mol，0~4s
内反应I 的平均速率
，B 正确；C 项，升高温度，反应I、II 的速率均增大，
反应I 和反应II 均为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，X、Y 平衡转化率均降低，C 正确；D 项，由图
可知，28 s 时X、Y、Z 的浓度不再变化，说明反应达到平衡，再投入一定量的X(g)，反应I、II 均正向移
动，气体总体积和总质量都是定值，混合气体的平衡摩尔质量是定值，若体系内气体的平均摩尔质量不再
变化，不能说明反应达到平衡，D 错误；故选D。
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。
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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
【答案】D
【解析】A 项，催化剂不能改变化学反应限度，因此使用催化剂不能提高NO 的平衡转化率，A 错误；
B 项，反应I 的反应前后气体体积减小，反应Ⅱ的反应前后气体体积不变，增大压强对反应Ⅱ的平衡无影
响，使反应I 的平衡正向移动，因此增大压强，NO 的平衡转化率增大，B 错误；C 项，从图中可知，
350~420℃范围内升高温度，CO2和N2的浓度增大，而N2O 的浓度减小，说明此时升高温度，以反应Ⅱ为
主，则反应I 速率增大的幅度小于反应Ⅱ速率增大的幅度，C 错误；D 项，450℃时，NO 的初始浓度是
，转化为N2的NO 浓度为
，故该时间段内NO 的脱除率为
，
D 正确；故选D。
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
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
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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
【答案】C
【解析】由盖斯定律知：反应Ⅱ×2＋Ⅲ得反应：2CO2(g)＋6H2(g)
CH3OCH3(g)＋3H2O(g) ΔH＝
2×(－49.5 kJ·mol－1)＋(－23.5 kJ·mol－1)＝－122.5 kJ·mol－1，A 错误；升高温度，反应Ⅰ正向进行，则CO
的平衡体积分数应增大，故Y 表示CO，B 错误；由图可知，温度从553 K 上升至573 K 时，反应Ⅰ消耗的
CO2大于反应Ⅱ生成的CO2，D 错误。
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
【答案】C
【解析】A 项，由图1 可知，随温度升高，SiHCl3的产率下降，ΔH1＜0，图2 可知，随温度升高，
SiHCl3的平衡转化率增大，ΔH2＞0，因此ΔH2＞0＞ΔH1，A 错误；B 项，由图1 可知，反应①，增加HCl
浓度，反应速率加快，SiHCl3产率减小，B 错误；C 项，反应①Si(s)＋3HCl(g)
SiHCl3(g)＋H2(g)，
ΔH1＜0，ΔS1＜0，根据ΔG=ΔH-TΔS，反应①更适合在较低温度下进行，C 正确；D 项，由图2 可知，
1300℃与1100℃曲线很接近，工业上选择反应温度还要考虑效能与成本的关系，故选择1100℃更合适，D
错误；故选C。
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
【答案】C
【解析】A 项，温度升高，反应物和生成物粒子的有效碰撞几率均增大，A 正确；B 项，T1℃之后，
BaS 的物质的量分数不再改变，CO2平衡物质的量分数随温度升高而减小、CO 平衡物质的量分数随温度升
高而增大，改变的原因由C(s)+CO2(g)
2CO(g)导致，B 正确；C 项，固体的物质的量不影响平衡，C
错误；D 项，平衡后缩小容器容积，反应Ⅰ平衡逆向移动，导致反应Ⅱ平衡逆向移动，BaS 的平衡产率降
低，D 正确；故选C。
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
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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
【答案】B
【解析】A 项，甲醇的合成反应是放热反应，温度升高，甲醇的平衡产率降低，因此图甲表示的是
CH3OH 的平衡产率随温度的变化关系，A 正确；B 项，甲醇的合成反应是放热反应，又是气体体积减小的
反应，为了同时提高CO2的平衡转化率和CH3OH 的平衡产率，应选择低温、高压的反应条件，B 错误；C
项，根据盖斯定律，反应Ⅰ减去反应Ⅱ得到反应Ⅲ，因此
，因此反应Ⅲ是吸热反应，而反应Ⅰ、
Ⅱ是放热反应，温度到一定值时，此时反应以反应Ⅲ为主，而且反应Ⅲ是气体体积不变的反应，改变压强
平衡不移动，二氧化碳转化率不变，三条压强曲线交于一点，C 正确；D 项，反应Ⅰ、Ⅱ是放热反应，反
应Ⅲ是吸热反应，图乙p1下，温度高于T2，反应以反应Ⅲ为主，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，D 正确；故选
B。
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)：
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
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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
【答案】D
【解析】由图可知，温度低于T℃，没有生成CS2，则只发生反应Ⅰ而没有发生反应Ⅱ，结合反应
2H2S(g)
S2(g)＋2H2(g)中物质的量的关系，a、b 曲线分别为H2、S2；温度高于T℃，同时发生反应Ⅱ，
消耗S2同时生成CS2，S2的含量减小b 曲线下降。A 项，高于T℃，由盖斯定律，Ⅰ+Ⅱ得总反应：CH4(g)
＋H2S(g)
CS2(g)＋4H2(g)，则K3=K1×K2，A 正确； B 项，Ⅰ生成S2(g)，随着反应Ⅱ进行，S2(g)的量
又减小，结合图示，曲线b 表示S2(g)的体积分数随温度的变化，B 正确；C 项，由图可知，1000℃时，只
发生反应Ⅰ而没有发生反应Ⅱ，则说明反应的活化能：反应Ⅰ＜反应Ⅱ，C 正确； D 项，1000℃时，
只发生反应Ⅰ而没有发生反应Ⅱ，即CH4不反应，而H2S 的体积分数保持不变，则反应I 中H2S 转化率相
同，D 错误；故选D。
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( )
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
【答案】C
【解析】从图中可以看出，温度低于900 ℃时，CH4的相对体积基本上是100%，所以反应Ⅰ基本不
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发生，所以工业生产上需要研发低温下CH4转化率高的催化剂，A、D 正确；850～900 ℃时，H2、CO 的
相对体积都增大，且增大的幅度相近，而CH4的相对体积变化不大，所以主要发生反应Ⅳ，B 正确；从图
中可以看出，4 个反应均为生成CO 的反应，且都为吸热反应，所以若想提高CO 的相对体积，应选择升高
温度，与增大焦炉煤气的流速无关，C 不正确。
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
【答案】C
【解析】A 项，在260℃~320℃间，升高温度CH4的选择性基本不变，但CO2的转化率在上升，所以
CH4的产率上升，A 错误；B 项，W 点可能是平衡点，延长时间不一定能提高CO2的转化率，B 错误；C 项，
由图可知，使用不同的催化剂，CO2的转化率不同，C 正确；D 项，图示对应的时间内以Ni 为催化剂，明
显低于相同温度下Ni-CeO2为催化剂的转化率，一定未达平衡，高于320℃后，随温度的升高CO2转化率
上升的原因是催化剂活性增大，反应速率加快，D 错误。故选C。
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：
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历程ⅰ：
历程ⅱ：
历程ⅲ：
历程ⅳ：
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
【答案】B
【解析】A 项，由图可知，600℃时甲醇转化率为55%、甲醛的选择性为60%，则前5min 内生成甲醛
的平均速率v(HCHO)=
=0.033 mol·L-1·min-1，故A 错误；B 项，由图可知，600℃后，甲
醇的转化率增大、甲醛的选择性降低，说明历程ⅲ的反应程度大，相同时间内反应历程ⅱ的速率小于反应
历程ⅲ的速率，故B 正确；C 项，该反应为气体体积增大的吸热反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，
甲醛的产率降低，故C 错误；D 项，使用催化剂，降低反应的活化能，则使用碳酸钠做反应催化剂的反应
历程ⅰ的活化能小于CH3OH(g)
HCHO(g)+H2(g)的活化能，故D 错误；故选B。
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
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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
【答案】B
【解析】A 项，从图中可知，270℃时，CO2的选择性为80%，则CO 的选择性为20%，故曲线c 为
CO 的选择性，A 错误；B 项，从图中可知，270℃时，甲醇的转化率为98%，CO、CO2的选择性分别为
20%和80%，由反应可知容器中H2(g)约为1mol×98%×(20%×2+80%×3)=2.744mol，B 正确；C 项，从图中
可知260℃时甲醇转化率已经很大，且二氧化碳的选择性较大，故选择260℃作为反应温度比较适宜，C 错
误；D 项，催化剂无法改变CH3OH 的平衡转化率，D 错误；故选B。
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。
(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。
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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 。
【答案】(4) ①升高温度，对反应②影响较大，使反应②正向进行程度较大，故CO 的选择性增大
②96% 0.225 或
③常压时C2H5OH 的转化率已经很高，再降低压强，转化率升高不明显，但速率降低
【解析】(4)①温度升高，反应①，反应②均正向进行但对反应②影响较大，使反应②正向进行程度较
大，使得CO 的选择性增大；②根据
，假设
，
，设生成CO 为
、反应①生成的氢气为a mol，则列出如下式子：
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由选择性图可知，当温度为500℃时，氢气的产率为80%，反应前n(H)=6mol+2×3mol=12mol，CO2、
CO 选择性均为50%，故列式
，解得，
，C2H5OH 平衡转化率=
；由上计算可得，
、
、
、
、
，
，反应②的
平衡常数
；③常压时C2H5OH
的转化率达到96%，已经很高，降低压强，转化率升高不明显，但速率降低。
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)
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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。
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“=”)。
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(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
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
)
【答案】(1)-87
(2) 250℃ 反应I 的正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，CH3OH 产率降低；或温度升高，
催化剂的活性下降，CH3OH 产率降低 ac 减小 =
(3)0.35mol
【解析】(1)由图可知，反应③的焓变为E1- E2=66.5 kJ·mol-l-241.0kJ·mol-l=-174.5 kJ·mol-l，反应①②的
总焓变为+85.7 kJ·mol-l，则总反应2NH3(g)＋CO2(g)
CO(NH2)2(g)＋H2O(g) ΔH=(-174.5kJ·mol-l)+(+85.7
kJ·mol-l)=87kJ·mol-l。(2)①由图可以看出，250℃时CH3OH 的产率最高，所以合成CH3OH 最适宜的温度是
250℃。②由图可知，温度升高CH3OH 产率先升高后降低，升高表明反应可能还未达平衡，降低表明平衡
逆向移动，也可能是催化剂的活性发生改变造成的，所以降低的可能原因是反应Ⅰ的正反应为放热反应，
升高温度平衡逆向移动，CH3OH 产率降低；或温度升高，催化剂的活性下降，CH3OH 产率降低。③a 项，
反应I 中，由于反应物的气体分子数大于生成物的气体分子数，所以增大体系压强，平衡正向移动，CO2
转化为CH3OH 的平衡转化率增大，a 符合题意；b 项，提高CO2和H2的投料比，虽然平衡正向移动，但
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CO2的转化率降低，b 不符合题意；c 项，体积和投料比不变，提高反应物浓度，则相当于增大压强，平衡
正向移动，CO2转化为CH3OH 的平衡转化率增大，c 符合题意；故选ac。④由反应反应I：CO2(g)＋3H2(g)
CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1；反应Ⅱ：CO2(g)＋H2(g)
CO(g)＋H2O(g) ΔH2；利用盖斯定律，由
I—Ⅱ可得热化学方程式为CO(g)＋2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1-ΔH2。结合图分析，反应I 的
随着
增
大而增大，说明降低温度，平衡正向移动，则反应I 为放热反应，ΔH1＜0；反应Ⅱ的
随着
增大而减
小，说明降低温度，平衡逆向移动，则反应Ⅱ为吸热反应，ΔH2＞0，所以ΔH1-ΔH2ΔH1-ΔH2＜0，升温平衡
逆向移动，平衡常数减小。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，两个反应在一个体系中进行，故两个反应重新达到平衡的时间相同。(3)①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)，充分反应达平衡时CH4 的转化率为
50%，则参加反应的CH4 的物质的量为1mol，其中转化为CO2 的CH4 为
，转化为
CH3OH 的CH4为1mol-0.1mol=0.9mol。由此可建立如下三段式：
平衡时O2的物质的量为
。(或用差量法确定平衡时总物质的量)；②平衡
时压强为p，CH3OH 的相对分压为
，CH4的相对分压为
，O2的相对分压为
，所以主反
应的相对压力平衡常数
。
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