2025年高考化学备考教案（新教材）第七章 第5讲 化学反应速率与化学平衡的图像

第七章化学反应速率和化学平衡第5讲化学反应速率与化学平衡的图像目

录Contents01考点化学反应速率与化学平衡的图像02练习帮练透好题精准分层

课标要求核心考点五年考情1.知道化学反应是有方向的，知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义。了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。通过实验探究，了解浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响。化学反应速率与化学平衡的图像2023海南，T13；2023湖北，T19；2022全国甲，T28；2022全国乙，T28；2021湖南，T11；2021北京，T14；2021重庆，T17；

课标要求核心考点五年考情2.知道化学反应速率的表示方法，了解测定化学反应速率的简单方法。通过实验探究，了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。3.认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。知道催化剂可以改变反应历程，对调控化学反应速率具有重要意义化学反应速率与化学平衡的图像2021天津，T16；2021福建，T13；2021江苏，T18；2020全国Ⅰ，T28；2019北

京，T27核心素养对接变化观念与平衡思想：

能从反应图像中提取信息，建立物质、外界条件与化学反应方向、限度和速率的关系；能联系

v

－

t

图像中反应速率的变化与平衡移动关系分析平衡移动问题；能联系物质参数－时间/温度(压强)图像中多个量从多角度分析解决多个平衡移动问题

命题分析预测1.高考中常以图像、表格等为载体，主要考查反应速率的影响因素及相关计算、平衡常数的计算和应用等，考查考生提取信息、分析问题、解决问题的能力。2.来自于实际科学研究的反应历程或反应机理图像是2025年高考的命题热点，主要考查催化剂、活化能、反应热等。多平衡体系的图像题是近年高考的命题趋势，考生应予以重视考点化学反应速率与化学平衡的图像

1.

v

－

t

图(速率－时间图)

改变条件

c

(SO2)增

大

c

(O2)减小

c

(SO3)增大

c

(SO3)减小增大压强

v

－

t

图

平衡移

动方向[1]

⁠

⁠[2]

⁠

⁠[3]

⁠

⁠[4]

⁠

⁠[5]

⁠

⁠正反

应方向逆反应

方向

逆反应

方向正反应

方向正反应方

向改变条件减小压强升高温度降低温度使用催化剂

v

－

t

图

平衡移动方向[6]

⁠

⁠[7]

⁠

⁠[8]

⁠

⁠[9]

⁠逆反应方

向逆反应方

向正反应方

向不移动

浓度－时

间图

(

t

1时刻反应达到平衡)含量－时

间图

(m用催化剂，n不用催化剂)

含量－时

间图

(

T

2＞

T

1，正反应为吸热反应)

(

T

2＞

T

1，正反应为放热反应)

(

p

1＞

p

2，正反应为气体分子

数减小的反应)

(

p

1＞

p

2，正反应为气体分子数增大的

反应)3.

物质参数－温度(压强)图常规类型

3.

物质参数－温度(压强)图特殊类型

平衡点(拐点)前看反应速率——浓

度、压强、温度、催化剂影响反应速

率平衡点(拐点)后看平衡移动——浓

度、压强、温度影响平衡移动

曲线甲表示正反应为[10]

⁠反

应曲线乙表示正反应为[11]

⁠反

应放热吸热

命题点1

v

－

t

图(速率－时间图)

A.

曲线①表示的是逆反应的

v

－

t

关系B.

t

2时刻体系处于平衡状态C.

反应进行到

t

1时，

Q

＜

K

(

Q

为浓度商)D.

催化剂存在时，

v

1、

v

2都增大A123456[解析]反应开始时反应物浓度最大，正反应速率最大，生成物浓度为0，逆反应速

率为0，因此曲线①表示的是正反应的

v

－

t

关系，曲线②表示的是逆反应的

v

－t关

系，A项错误；由图像可知，

t

2时，正、逆反应速率相等，体系处于平衡状态，B项

正确；反应进行到

t

1时，正反应速率大于逆反应速率，说明此时反应正向进行，因

此

Q

＜

K

，C项正确；催化剂能同等程度地降低正、逆反应的活化能，加快化学反

应速率，使

v

1、

v

2都增大，D项正确。123456

在716K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数

x

(HI)与反应时间

t

的关系如

下表：

t

/min020406080120

x

(HI)10.910.850.8150.7950.784

x

(HI)00.600.730.7730.7800.784由上述实验数据计算得到

v

正~

x

(HI)和

v

逆~

x

(H2)的关系可用下图表示。当升高到某

一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为

(填字母)。A、E

123456[解析]升高温度前达到平衡时

x

(HI)＝0.784，由“三段式”法知

x

(H2)＝0.108。升

高温度，正、逆反应速率都增大，但平衡正向移动，HI的物质的量分数减小，H2的

物质的量分数增大，分析题图，反应重新达到平衡时，相应的点分别是A、E。123456思维引导123456命题点2

物质参数－时间图

(1)A点的逆反应速率

B点的正反应速率(填“＞”“＜”或“＝”)。＜

123456[解析]由题图可知，A点时反应未达平衡，在形成平衡的过程中，逆反应速率

增大，平衡时正、逆反应速率相等，则A点的逆反应速率小于B点的正反应速率。

123456(2)下列叙述中不能说明该反应达到平衡状态的是

(填字母，下同)。A.

体系压强不再变化B.

混合气体平均摩尔质量不再变化C.

NH3的消耗速率和CO2的消耗速率之比为2∶1D.

固体质量不再发生变化C

123456[解析]

该反应为气体分子数减小的反应，恒温恒容条件下，体系压强不再变化说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故A不符合题意；该反应的反应物均是气体，生成物均不是气体，且反应物不是按方程式比例投放，所以平衡前混合气体平均摩尔质量是变量，当混合气体平均摩尔质量不再变化说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故B不符合题意；NH3的消耗速率和CO2的消耗速率之比始终为2∶1，无法判断反应是否达到平衡状态，故C符合题意；固体质量不再发生变化说明正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故D不符合题意。123456(3)工业上合成尿素时，既能加快反应速率，又能提高平衡转化率的措施有

⁠。A.

升高温度B.

加入催化剂C.

将尿素及时分离出去D.

增大反应体系的压强(缩小容器体积)D

123456[解析]

该反应的正反应为放热反应，升高温度，反应速率加快，平衡向逆反应方向移动，平衡转化率减小，故A错误；加入催化剂，反应速率加快，化学平衡不移动，平衡转化率不变，故B错误；尿素是固体，将尿素及时分离出去，反应速率不变，化学平衡不移动，平衡转化率不变，故C错误；该反应为气体分子数减小的反应，增大反应体系的压强(缩小容器体积)，反应速率加快，平衡向正反应方向移动，平衡转化率增大，故D正确。123456

A.

a为

c

(X)随

t

的变化曲线B.

t

1时，

c

(X)＝

c

(Y)＝

c

(Z)C.

t

2时，Y的消耗速率大于生成速率D.

t

3后，

c

(Z)＝2

c

0－

c

(Y)D123456

结合上述分析可知a表示

c

(X)随

t

的变化曲线，A项正确；

t

1时图像中X、Y、Z的物

质的量浓度变化曲线相交一点，即物质的量浓度相等，B项正确；

t

2时Y的物质的量

浓度在减小，说明Y的消耗速率大于生成速率，C项正确；从图中可以看出

t

3后，X

的浓度为0，若X全部生成Z，则

c

(Z)＝2

c

0，但体系中存在一定量Y，由反应②可

知，体系中

c

(Z)＝2

c

0－2

c

(Y)，D项错误。123456命题点3

物质参数－温度(压强)图

它由两步反应组成：

ii.SO3(g)分解。

L

(

L

1、

L

2)、

X

可分别代表压强或温度。如图表示

L

一定时，ii中SO3(g)的平衡转化

率随

X

的变化关系。(1)

X

代表的物理量是

⁠。压强123456

123456(2)判断

L

1、

L

2的大小关系，并简述理由：

⁠

⁠

⁠。[解析]

该反应为吸热反应，若压强不变升高温度，则SO3的平衡转化率增大，所以

L

2＞

L

1。L

1＜

L

2，SO3(g)分解的热化学方程式

SO3的平衡转化率增大123456

反应前后化学键的变化相同，反应热Δ

H

近似相等123456[解析]图中两条线几乎平行，说明两条线的斜率近似相等，即两反应的Δ

H

基本相等。

A.

其他条件不变，升高温度，NH3的平衡转化率增大B.

其他条件不变，在175~300℃范围，随着温度的升高，出口处氮气、氮氧化物的

量均不断增大C.

催化氧化除去尾气中的NH3应选择反应温度高于250℃D.

高效除去尾气中的NH3，需研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂D123[解析]

A项，图示中NH3的转化率并不是平衡转化率，由“NH3与O2作用分别

生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应”，知升高温度，平衡逆向移动，NH3

的平衡转化率减小，错误；B项，由图像知，其他条件不变，在175~300℃范

围，随着温度的升高，NH3的转化率逐渐增大至几乎不变，N2的选择性逐渐减

小，则低温时，NH3的转化率为影响N2产量的主要因素，高温时，N2的选择性

为影响N2产量的主要因素，故出口处N2的量先增大后减小，错误；C项，温度

高于250℃时，N2的选择性减小较快，NH3更易转化成NO或N2O，仍会污染环

境，错误；D项，N2对环境无污染，由题图知，低温下，N2的选择性高，但低

温下反应速率慢，所以单位时间内NH3的转化率不高，故需要研发低温下NH3

转化率高且N2选择性高的催化剂，正确。1232.

[浙江高考]

在催化剂作用下，用乙醇制乙烯，乙醇转化率和乙烯选择性(生成乙烯

的物质的量与乙醇转化的物质的量的比值)随温度、乙醇进料量(单位：mL·min－1)的

关系如图所示(保持其他条件相同)。123在410~440℃温度范围内，下列说法不正确的是(

A

)A.

当乙醇进料量一定，随乙醇转化率增大，乙烯选择性升高B.

当乙醇进料量一定，随温度的升高，乙烯选择性不一定增大C.

当温度一定，随乙醇进料量增大，乙醇转化率减小D.

当温度一定，随乙醇进料量增大，乙烯选择性增大A123[解析]

分析题图可知，当乙醇进料量一定，随着乙醇转化率增大，乙烯的选择性

先增大后减小，A项错误；由乙烯选择性变化曲线可知，当乙醇进料量一定，随温

度的升高，乙烯的选择性先增大后减小，B项正确；由乙醇转化率变化曲线可知，

当温度一定时，乙醇的进料量增大，乙醇转化率减小，C项正确；由乙烯选择性变

化曲线可知，当温度一定时，乙醇的进料量增大，乙烯选择性增大，D项正确。1233.

[2021江苏]甲烷是重要的资源，通过下列过程可实现由甲烷到氢气的转化。(1)500℃时，CH4与H2O重整主要发生下列反应：

提高H2产率，提供热量

123(2)CH4与CO2重整的主要反应的热化学方程式为

657.1kJ·mol－1

[解析]

依据盖斯定律，由反应Ⅰ×3－反应Ⅱ×2可得目标反应，则目标反应的Δ

H

＝246.5kJ·mol－1×3－41.2kJ·mol－1×2＝657.1kJ·mol－1。123②1.01×105Pa下，将

n

起始(CO2)∶

n

起始(CH4)＝1∶1的混合气体置于密闭容器中，不

同温度下重整体系中CH4和CO2的平衡转化率如图1所示。800℃下CO2平衡转化率远

大于600℃下CO2平衡转化率，其原因是

⁠

⁠

⁠。反应Ⅰ、反应Ⅱ的Δ

H

＞0，高温下正反应

进行程度大，CO2反应的量多；反应Ⅲ的Δ

H

＜0，高温下正反应进行程度小，CO2

的生成量少图1123[解析]

从平衡移动角度分析，升高温度，反应Ⅰ、Ⅱ均正向移动，CO2的转化率提高，

反应Ⅲ逆向移动，生成CO2的量减小，所以三个反应综合考虑，CO2的平衡转化率在

高温下更大。123(3)利用铜－铈氧化物(

x

CuO·

y

CeO2，Ce是活泼金属)催化氧化可除去H2中少量CO，

催化氧化过程中Cu、Ce的化合价均发生变化，可能机理如图2所示。将

n

(CO)∶

n

(O2)∶

n

(H2)∶

n

(N2)＝1∶1∶49∶49的混合气体以一定流速通过装有

x

CuO·

y

CeO2

催化剂的反应器，CO的转化率随温度变化的曲线如图3所示。图2图3123①Ce基态原子核外电子排布式为[Xe]4f15d16s2，图2所示机理的步骤(i)中，元素Cu、

Ce化合价发生的变化为

⁠。Cu由＋2价变为＋1价，Ce由＋4价变为＋3价图2[解析]铜－铈氧化物(

x

CuO·

y

CeO2)中Cu为＋2价，Ce为＋4价，步骤(i)中，CO转化为CO2，碳元素化合价升高2，则铜－铈氧化物中Cu和Ce的化合价应降低，由Ce和Cu基态原子核外电子排布式可推知Cu由＋2价变为＋1价，Ce由＋4价变为＋3价。

123②当催化氧化温度超过150℃时，催化剂的催化活性下降，其可能原因是

⁠

⁠。温度升

高，Cu2＋(或Cu＋)被H2(或CO)还原为Cu

图3123

A.

该反应是吸热反应，升高温度，正反应速率增大，逆反应速

率减小B.

再加入少量CaO固体，平衡向逆反应方向移动C.

图示中

t

1min时改变的条件可能是减小

c

(CO)，同时增大

c

(SO2)D.

气体的平均相对分子量不变时，不能说明反应达到平衡。C123456789[解析]该反应为吸热反应，升高温度，正、逆反应速率均增大，A错误；固

体的加入不影响化学平衡的移动，B错误；

t

1min时，正反应速率减小，逆反

应速率增大，可能改变的条件是减小CO浓度同时增大SO2浓度，C正确；随着

反应进行，气体的平均相对分子质量不断增大，气体平均相对分子质量不变说

明反应达到平衡，D错误。1234567892.

[物质的量－时间图像][2024湘豫名校联考]聚乙炔可用于制造导电塑料，广泛用于

电子工业。工业上利用天然气制乙炔的化学反应原理如下：

在1L恒容密闭反应器中充入适量的CH4，发生上述反应，测得800℃时各含碳物质

的物质的量随时间的变化如图所示。下列叙述正确的是(

B

)A.

图中甲曲线代表甲烷、丙曲线代表乙烯B.

若70min时升温，乙曲线下移，甲曲线上移C.

0~40min内CH4平均反应速率为2.0mol·L－1·min－1D.

M点正反应速率小于逆反应速率B123456789

1234567893.

[浓度－时间图像][2024江西宜春丰城中学开学考]某化学小组欲测定酸性条件下

KClO3溶液与NaHSO3溶液反应的化学反应速率，所用的试剂为10mL0.1mol·L－

1KClO3溶液和10mL0.3mol·L－1NaHSO3溶液，所得

c

(Cl－)随时间变化的曲线如图所

示。下列说法正确的是(

C

)B.

该反应在0~4min的平均反应速率

v

(NaHSO3)＝2.5×10－3mol·L－1·min－1C.

在反应过程中，该反应的化学反应速率变化趋势为先增大后减小D.

起初反应很慢，一段时间后反应速率明显增大，一定是反应放热温度升高的结果C123456789

1234567894.

[物质参数－温度图像][2023南京六校调研]在压强、CO2和H2起始投料一定的条件

下，发生反应Ⅰ、Ⅱ：

123456789A.

曲线②表示CO2的平衡转化率B.

其他条件不变，升高温度，C2H2的含量减小C.

温度高于280℃时，曲线①随温度升高而升高，说明此时主要发生反应ⅡD.

同时提高CO2的平衡转化率和平衡时CH3OH的选择性，应选择在低温低压条件下

反应

C123456789[解析]

其他条件不变，升高温度，反应Ⅱ平衡正向移动，C2H2的含量增大，B项错误。123456789

123456789下列说法正确的是(

C

)CA.

反应Ⅰ的Δ

H

＝－133.2kJ·mol－1B.

曲线①表示CH3OH的物质的量分数随温度的变化123456789

123456789

B

该反应为放热反应，升高温度

平衡向逆反应方向移动，

K

正减小123456789(2)[2021山东]2－甲氧基－2－甲基丁烷(TAME)常用作汽油添加剂。在催化剂作用

下，可通过甲醇与烯烃的液相反应制得，体系中同时存在如下反应：反应Ⅰ：

＋CH3OH

Δ

H

1

A

TAME反应Ⅱ：

＋CH3OH

Δ

H

2

B

TAME反应Ⅲ：

Δ

H

3123456789

2－甲基－2－丁烯D

A.

＜－1B.

－1~0123456789C.

0~1D.

＞1

123456789

C图a

图bA.

随

c

(X)的减小，反应①、②的速率均降低B.

体系中

v

(X)＝

v

(Y)＋

v

(Z)C.

欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间D.

温度低于

T

1时，总反应速率由反应①决定123456789

123456789

1234567898.

[2023湖北武汉调研]甲醇制烯烃是一项非石油路线烯烃生产技术，可以减少我国

对石油进口的依赖度。(1)甲醇可通过煤的液化过程获得，该过程是

(填“物理”或“化学”)

变化。化学[解析]由煤制取甲醇有新物质生成，为化学变化。123456789(2)甲醇制烯烃的反应是不可逆反应，烯烃产物之间存在如下转化关系：

反应达平衡时，三种组分的物质的量分数

x

随温度

T

的变化关系如图1所示。①反应Ⅲ的Δ

H

3＝

kJ·mol－1。＋104

123456789

123456789②图1中曲线a代表的组分是

，700K后，曲线a下降的原因是