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第05 讲 化学反应速率与化学平衡图像
目录
01 课标达标练
题型01 化学反应速率型图像
题型02 化学平衡型图像
题型03 化工生产中的图像
02 核心突破练
03 真题溯源练
01 化学反应速率型图像
1．在一恒容密闭容器中，加入X、Y 和合适的催化剂，发生反应：
，在不同
温度下，反应开始时，Z 的生成速率的变化如图所示。下列说法正确的是
A．可用体系的压强作为化学平衡状态的标志
B．
时，催化剂的活性最高，化学反应速率最快
C．
和
时
的平衡转化率都比
时高
D．实际工业生产中，容器的温度宜控制在
左右
2．如图，向1 L 恒容密闭容器中充入2 mol NO 和1 mol
，发生反应
kJ/mol，下列说法正确的是
1
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A．
，
B．200℃时，0~10min 内
C．12 分钟时，200℃和T℃下该反应化学平衡常数恰好相等
D．若起始时向容器中充入4 mol NO 和2 mol
，则200℃平衡后，NO 的物质的量小于3.7 mol
3．向2L 恒容密闭容器中充入一定量
和
，在一定条件下发生反应且氧化产物只有一种，测得
、
的物质的量与时间的关系如图所示。下列叙述正确的是
A．该条件下发生的反应为
B．向该容器中再充入惰性气体，能提高反应速率
C．0~2min 内
的平均反应速率
D．其他条件不变，再充入
，能提高反应物活化分子百分数
4．一定温度下，在2L 的密闭容器中发生如下反应：
，
、
的物质的量随时间变
化的关系如图1，达平衡后在
、
、
、
时都只改变了一种条件，逆反应速率随时间变化的关系如图
2。下列有关说法正确的是
2
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A．
，反应开始2min 内，
B．若
时改变的条件是降温，平衡正向移动，则该反应为放热反应
C．
时间段
的浓度一定未发生变化
D．若平衡后只增加0.3mol 的
，则达到新平衡后，
的体积分数增大。
02 化学平衡型图像
5．氮化镓(GaN)是一种直接能隙的半导体，是一种用途广泛的新材料。工业上利用Ga 与
高温条件下
合成。反应方程式为
。如图，恒温恒容密闭体系内进行
上述反应，下列说法正确的是
A．图Ⅰ可以表示催化剂对平衡的影响
B．图Ⅱ可以表示压强对平衡时
体积分数的影响
C．图Ⅲ可以表示镓的质量对平衡常数的影响
D．图Ⅳ中纵坐标可以为体系内混合气体的密度
6．下列叙述与图对应的是
A．对于达到平衡状态的反应，图1 国表示在to时刻充入了反应物，平衡逆向移动
B．由图②可知，p2>p1、T1>T2，满足反应：2A(g)+B(g)=2C(g) ΔH >0
C．对于反应2X(g)+3Y(g)=3Z(g) ΔH <0，图④y 轴可以表示Z 的百分含量
D．图3 表示的反应方程式为：2A=B+3C
7．某容器中只发生反应：aX(g)+bY(g)
cZ(g)
⇌
。由下列图像得出的结论不正确的是
3
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A．相同温度下，分别向体积不等的A、B 两个恒容密闭容器中均通入1molX 和1molY，tmin 后X 的转化
率如图甲所示。若B 中反应达到平衡状态，则A 中一定达到平衡状态
B．恒容密闭容器中通入一定量的X 和Y，反应相同时间，X 的转化率随温度变化如图乙所示。则该反应
的△H<0
C．其他条件相同，改变起始时X 的物质的量，平衡时Z 的体积分数变化如图丙所示。则平衡时Y 的转化
率：C<A<B
D．其他条件相同，反应速率与压强的关系如图丁所示。则a+b<c
8．可逆反映aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g) ∆H＝Q，反应过程中，当其他条件不变时，混合物中B 物质的百
分含量与压强(p)的关系如图所示，分析正确的选项是
A．p1＞p2
B．a＋b＞c＋d
C．a＋b＝c＋d
D．Q＞0
9．T℃时，向容积为2L 的刚性容器中充入1molCO2和一定量的H2发生反应：CO2(g)+2H2(g)
HCHO(g)
+H20(g)，达到平衡时，HCHO 的分压(分压=总压×物质的量分数)与起始
的关系如图所示。已知：
初始加入2molH2时，容器内气体的总压强为1.2pkPa。下列说法正确的是
A．a 点时反应的平衡常数Kp=
kPa-1
B．d 点：v 正<v 逆
4
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C．10min 时反应到达c 点，则0~10min 用CO2表示的平均反应速率为0.05mol/(L·min)
D．c 点时，再加入CO2(g)和H2O(g)，使二者分压均增大0.1pkPa，平衡正向移动
10．工业上利用反应
制取氢气。向两个容积为
的密闭容器中
加入
和
各
，分别在不同温度和催化剂下进行反应，保持其他初始实验条件不变，经
测得两容器中
转化率如图所示。下列说法正确的是
A．A 点和B 点均为反应的平衡状态
B．催化剂2 比催化剂1 的催化效率高
C．C 点时，
反应的平均速率
D．温度为
时，该反应平衡常数
11．在恒压密闭容器中投入8mol
(g)、11.7mol
(g)和18.8mol
(g)、发生反应
。测得压强在0.1MPa 和0.5MPa 下，
平衡转化率随温度的变化如图所示。
下列分析不正确的是
A．
为0.5MPa，
为0.1MPa
B．M 对应的容器体积为V L，则525℃时K=0.1V
C．体系的状态由N 转为M 时，吸收19.6kJ 热量
D．转化率M 小于N 的原因是，压强对体系的影响大于温度的影响
12．某课题组为探究汽车尾气转化为氮气的最佳反应条件，向体积为
的刚性容器中按
充入
5
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和
，发生反应：
。已知正、逆反应速率可以表达为
，
(
，
表示速率常数)，测得
的平衡转化率与温
度、压强的关系如图所示。下列说法正确的是
A．该反应为吸热反应
B．压强的大小关系：
C．
、
、
三点的化学平衡常数：
D．
，若向该容器中充入
和
发生上述反应，
点的
03 化工生产中的图像
13．合成氨反应达平衡状态后，改变某一条件，下列图像与条件变化一致的是
A．升高温度
B．增大N2浓度
C，加入催化剂
D．改变压强
A．A
B．B
C．C
D．D
14．以CO、
为原料合成
涉及的主要反应如下。
①
②
反应时间等其他条件相同时，按
充入原料气，不同温度下CO 的转化率和产物选择性如
下图。
6
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已知：产物A 的选择性
下列说法不正确的是
A．
选择性提高可能是由温度对反应速率的影响导致的
B．根据温度升高时CO 的转化率增大，可推断
C．相较于230℃，270℃时单位时间内能合成更多的
D．除反应②外，体系中还存在其他副反应
15．二氧化碳加氢制甲醇可以实现温室气体资源化利用，过程中的主要反应为
密闭容器中，反应物起始物质的量比
时，在不同条件下(①温度为250℃下压强变化，②压强为
下温度变化)达到平衡时
物质的量分数变化如图所示。下列有关说法正确的是
A．反应
的焓变
B．在250℃、
条件下，平衡时甲醇的物质的量分数为0.10
7
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C．当甲醇的物质的量分数为0.03 时，
的平衡转化率为11.3％
D．提高
转化为
的平衡转化率，需要研发在高温区的高效催化剂
16．二氧化碳的开发利用是化学家和化学工作者一直关注的热门话题，试回答：
（1）在
恒容密闭容器中投入
和
发生反应
，实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醇的物质的量变化如图所示。
①该反应的正反应为 反应，
从大到小的关系排序为 。
M
②
点对应的平衡常数
，在
及
时，图中N 点
(填“>”“<”或
“=”)。
（2）二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用
的热点研究领域，化学方程式为
。理论计算表明，原料初始组成
，在体系
压强为
，反应达到平衡，四种组分的物质的量分数x 随温度T 的变化如图所示。回答下列问题：
①图中，表示
变化的曲线分别是 。
催化加氢合成
反应的
0(填“大于”或“小于”)。
②根据图中点
，计算该温度时反应的平衡常数
(列出计算式。以分
压表示，分压=总压×物质的量分数)。
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1．（23-24 高二上·贵州六盘水·期末）根据相应的图像分析，下列说法正确的是
甲
乙
丙
丁
A．甲中，C 物质一定是气体
B．乙中，若
，则
C．丙中，
D．丁中，
2．在恒温恒容密闭容器中发生反应
，
的瞬时生成速率
。控制
起始浓度为0.5
，
的瞬时生成速率和
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37.5
B．随着
起始浓度增大，该反应平衡常数增大
C．达平衡后，若将
和
的浓度均增加一倍，则
转化率增大
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D．
起始浓度0.2
，某时刻
的浓度为0.4
，则
的瞬时生成速率为0.48
3．乙烯气相直接水合反应制备乙醇：
。乙烯的平衡转化率随温度、压强
的变化关系如图【起始时，
，容器体积为2L】。下列分析正确的是
A．乙烯气相直接水合反应的
B．图中压强的大小关系为
C．图中a 点对应的平衡常数
D．达到平衡状态a、b 所需要的时间：
4．
催化加氢制甲醇主要反应：
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
压强分别为
、
时，将
的混合气体置于密闭容器中反应，不同温度下体系中
或
的平衡选择性如图所示。(
(或
)的平衡选择性
)
下列说法正确的是
A．曲线①、②表示的是
平衡选择性
B．曲线①、②表示的压强：
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C．随温度升高，
的平衡转化率受压强影响减小
D．相同温度下，压强分别为
、
时，反应Ⅰ的平衡常数
5．在容积为1L 的密闭容器中，以Ag-ZSM 为催化剂，相同时间测得0.1mol NO 转化为
的转化率随温度
变化如图所示[有CO 时反应为
；无CO 时反应为
](忽略温度对催化剂活性的影响)。下列说法正确的是
A．X 点若更换高效催化剂NO 转化率不变
B．Y 点再通入CO、
各0.01mol，此时
C．反应
的△H>0
D．达平衡后，其他条件不变，使
，NO 转化率增大
6．为探究阴离子种类对溶液中光催化
还原
生成
还原效率的影响，在
时测得不同
阴离子条件下
的浓度随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A．该条件下，对还原效率的影响程度：
B．实验①中
与
可能发生氧化还原反应从而降低了还原效率
C．
内，
还原
的反应速率：①<
<
②③
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D．实验③中
内用
表示的平均反应速率为
7．（2025·厦门四模）工业上催化氧化HCl 制Cl2可实现氯资源循环使用。一种铜基双组分催化技术示意图
如下。
已知：Ⅰ．氯化反应：
Ⅱ．氧化反应：
（1）Ⅲ．总反应：
＝
（2）为提高氯化氢转化率，反应Ⅰ应选择 （选填“高温”或“低温”，下同），反应Ⅱ应选择
。
（3）刚性容器中，进料浓度比
分别等于1，2，4 时HCl 平衡转化率随温度变化如图1。
①曲线A 对应的进料浓度比
＝ ，理由是 。
②T℃达到平衡时，体系总压强为p kPa，反应Ⅲ的Kp＝ （kPa）－1。（列出计算式）
（4）设计实验研究不同载体含铜催化剂的催化能力。催化剂工作一段时间后，温度对HCl 转化率的影响
如图2。
420℃
①
时，反应Ⅲ的活化能由大到小的顺序为 。（用“a”“b”“c”表示）
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②为使催化剂具有低温活性和高温稳定性，应选择的催化剂载体为 （填“Beta”、“ZSM－5”或
“Y”）。
（5）测定反应Ⅲ的转化率：将反应后的气体通入过量KI 溶液，定容至250mL。取20.00mL 样品溶液，调
节pH 后，利用碘量法测定I2含量，平均消耗c1mol·L－1Na2S2O3，溶液V1mL；另取20.00mL 样品溶液，用
中和滴定法测定HCl 含量，平均消耗c2mol·L－1NaOH 溶液V2mL。已知：
。
①若不考虑O2的影响，反应Ⅲ转化率为 。（列计算式即可）
②若考虑O2的影响，则测得转化率 。（填“偏大”“偏小”或“不变”）
1．（2025·山东卷）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
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
2．（2024·山东卷）逆水气变换反应：
。一定压力下，按
，
物质的量之比
投料，
，
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
，
，
温度时反应速率常数k 分别为
。下列说法错误的是
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A．
B．
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．
温度下，改变初始投料比例，可使平衡时各组分摩尔分数与
温度时相同
3．（2023·海南卷）工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺：
。某条件下无催化剂存在时，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．曲线①表示的是逆反应的
关系
B．
时刻体系处于平衡状态
C．反应进行到
时，
(
为浓度商)
D．催化剂存在时，
、
都增大
4．（2023·重庆卷）逆水煤气变换体系中存在以下两个反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
在恒容条件下，按
投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所
示。下列说法正确的是
14
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A．反应Ⅰ的
，反应Ⅱ的
B．
点反应Ⅰ的平衡常数
C．
点
的压强是
的3 倍
D．若按
投料，则曲线之间交点位置不变
5．（2024·安徽卷）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。
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．（2023·福建卷）探究甲醇对丙烷制丙烯的影响。丙烷制烯烃过程主要发生的反应有
ⅰ．
15
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ⅱ．
ⅲ．
已知：
为用气体分压表示的平衡常数，分压=物质的量分数×总压。在
下，丙烷单独进
料时，平衡体系中各组分的体积分数
见下表。
物质
丙烯
乙烯
甲
烷
丙烷
氢气
体积分数(%)
21
23.7
55.2
0.1
0
（1）比较反应自发进行（∆G=∆H-T∆S＜0）的最低温度，反应 ⅰ 反应 ⅱ（填“＞”或
“＜”）。
（2）①在该温度下，Kp2远大于 Kp1，但φ（C3H6)和φ（C2H4)相差不大，说明反应 ⅲ 的正向进行有
利于反应 ⅰ 的 反应和反应 ⅱ 的 反应（填“正向”或“逆向”）。
②从初始投料到达到平衡，反应 ⅰ、ⅱ、ⅲ 的丙烷消耗的平均速率从大到小的顺序为：
。
③平衡体系中检测不到
，可认为存在反应：
，下列相关说法正
确的是 (填标号)。
a．
b．
c．使用催化剂，可提高丙烯的平衡产率
d．平衡后再通入少量丙烷，可提高丙烯的体积分数
④由表中数据推算：丙烯选择性
(列出计算式)。
（3）丙烷甲醇共进料时，还发生反应：
ⅳ．
在
下，平衡体系中各组分体积分数与进料比的关系如图所示。
①进料比n(丙烷)
(甲醇)
时，体系总反应：
②随着甲醇投料增加，平衡体系中丙烯的体积分数降低的原因是 。
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