备战高一高二高三高考化学抢分秘籍（新高考专用）通关08 化学反应速率及化学平衡（解析版）

通关08化学反应速率及化学平衡目录【高考预测】预测考向，总结常考点及应对的策略【技法必备】提供方法技巧，解决问题策略【误区点拨】点拨常见的易错点【抢分通关】分析命题热点，把握解题技巧，精选名校模拟题概率预测☆☆☆☆☆题型预测选择题、主观题☆☆☆☆☆考向预测化学反应速率与化学平衡的综合分析及应用以科技前沿或化学史话或生产环保为试题情景，考查速率、平衡有关的计算、图像图表。在考查方式上更加偏向与模块的融合，不再单一考查这章节的内容，体现了知识的衔接性。侧重考查学生的理解与辨析能力；从图像中提取有效信息的能力；结合反应原理进行分析判断、迁移应用的能力；化学定量计算能力。预测2024年高考在这一专题的考点还是化学反应机理、碰撞理论、催化剂、反应速率、平衡常数转化率、多重平衡的选择性，考查信息获取与加工能力、读图能力、计算能力、概念理解与迁移能力、理论分析与文字表述能力。考查变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、宏观辨识与微观探析的学科素养。技法1热化学方程式的书写及反应热计算技巧首先根据要求书写目标热化学方程式的反应物、生成物并配平，其次在反应物和生成物的后面括号内注明其状态，再次将目标热化学方程式与已有的热化学方程式比对(主要是反应物和生成物的位置、化学计量数)，最后根据盖斯定律进行适当运算得出目标热化学方程式的反应热ΔH，空一格写在热化学方程式右边即可。技法2解答化学平衡移动问题的步骤1.正确分析反应特点：包括反应物、生成物的状态、气体体积变化、反应的热效应。2.明确外界反应条件：恒温恒容、恒温恒压、反应温度是否变化、反应物配料比是否变化。3.结合图像或K与Q的关系、平衡移动原理等，判断平衡移动的方向或结果。(4)结合题意，运用“三段式”，分析计算、确定各物理量的变化。技法3化学平衡图像题解题技巧（1）“定一议二”原则在化学平衡图像中，了解纵轴、横轴和曲线所表示的三个量的意义。在确定横轴所表示的量后，讨论纵轴与曲线的关系，或在确定纵轴所表示的量后，讨论横轴与曲线的关系。比如：反应2A(g)+B(g)2C(g)达到化学平衡时，A的平衡转化率与压强和温度的关系如图1所示[A的平衡转化率（α），横轴为反应温度（T）]。图1定压看温度变化，升高温度曲线走势降低，说明A的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，正反应是放热反应。定温看压强变化，因为此反应是反应后气体体积减小的反应，压强增大，平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，故p2>p1。（2）“先拐先平数值大”原则对于同一化学反应在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡状态，先出现拐点的曲线表示的温度较高（如图2所示，α表示反应物的转化率）或压强较大[如图3所示，φ（A）表示反应物A的体积分数]。图2图3图2：T2>T1，正反应放热。图3：p1<p2，正反应为气体体积减小的反应。（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。（4）v－t图像中的“断点”和“接点”“断点”表示改变温度、压强、催化剂引起v正、v逆的变化。“接点”表示改变反应体系中某种物质浓度引起v正、v逆的变化。技法4化学平衡状态的快速判断法——“逆向相等，变量不变”1.“逆向相等”：反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经过换算后同一种物质的正反应速率和逆反应速率相等。特别注意：同一反应方向的反应速率不能判断反应是否达到平衡状态。2.“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个随反应的进行保持不变的量，不能作为是否是平衡状态的判断依据。技法5化学反应速率常数拓展1、概念：对于一个基元反应：αA＋βD=γG＋hH其化学反应速率常数数学表达式为：v＝kcα(A)cβ(D)上式中的k称为反应速率常数又称速率常数。2.k的物理意义：在一定的条件下(温度、催化剂)，反应物浓度为1mol·L－1时的反应速率。k与反应物浓度无关。(1)反应不同，k值不同。(2)同一反应，温度不同k值不同。(3)同一反应，温度一定时，有无催化剂k也是不同的。(4)不同反应有不同的速率常数，速率常数与反应温度、反应介质(溶剂)、催化剂等有关，甚至会随反应器的形状、性质而异。与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。3.速率常数与平衡常数的关系（1）两者的关系：对于基元反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cc(C)·cd(D)，平衡常数K＝eq\f(cc（C）·cd（D）,ca（A）·cb（B）)＝eq\f(k正·v逆,k逆·v正)，反应达到平衡时v正＝v逆，故K＝eq\f(k正,k逆)。（2）两者的区别：①反应速率常数通过量化化学反应速率，来表示反应的快慢；其影响因素包括温度和反应物性质等。②平衡常数属于平衡程度的标志，表示反应进行的最大限度；平衡常数只受温度的影响，而与反应物的浓度无关。一、走出误区——化学平衡图像解读(1)v－t图像解读①看改变条件的一瞬间(t1)，若v′正在v′逆上方，则平衡向正反应方向移动；反之，则平衡向逆反应方向移动。②若a、b重合为一点，则t1时刻改变的是某一物质的浓度。③若a、b不重合，则t1时刻可能是改变了温度或压强。④若v′正和v′逆改变程度相同，即v′正＝v′逆，平衡不移动，则t1时刻可能是使用了催化剂或是对反应前后气体分子数不变的反应改变压强。(2)物质的量(或浓度或转化率)与时间关系的图像解读①每条曲线在转折点以前表示该条件下此反应未达平衡状态，转折点后表示已达平衡状态。②先出现转折点的则先达到平衡。如图甲，压强为p1条件下先达平衡，可推知p1＞p2；图乙中，温度为T2条件下先达平衡，可推知T2＞T1。根据Y表示的意义，可推断反应前后气体的化学计量数之和的大小，或判断正反应是吸热反应还是放热反应。(3)等温(压)平衡曲线解读①纵坐标Y可表示物质的量、浓度、转化率以及物质的量分数等含义。②解题分析时，常需要作辅助线(对横坐标轴作垂线)，若横坐标表示温度(或压强)，则此辅助线为等温线(或等压线)。③如图丙所示，在曲线上的每个点(如B点)都达到平衡状态，若纵坐标表示反应物转化率，则有：A点是非平衡状态，若要达到平衡，需降低转化率，即平衡要向逆反应方向移动，此点v正＜v逆；C点是非平衡状态，若要达到平衡，需增大转化率，即平衡要向正反应方向移动，此点v正＞v逆；处于平衡状态或非平衡状态的各点的反应速率，其大小主要由温度决定，故有vC＞vB＞vA。(4)同一段时间内，不同温度下反应进程中某个量的图像解读如图是不同温度下经过一段时间，某反应物的转化率与温度的关系。①此图像表明该反应的正反应为放热反应。若正反应为吸热反应，则同一时间段内温度越高，平衡正向移动程度越大，反应物的转化率越大，曲线应一直为增函数，与图像不符。②T1～T2段，反应未达到平衡，随温度升高，反应速率加快，反应物转化率增大。③T2点表示反应达到平衡状态。④T2～T3段是随温度升高平衡向吸热反应方向移动的结果，T2～T3段曲线上的点均为平衡点。二、规避“2”个易失分点1.化学平衡状态判断“三关注”①关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器；②关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；③关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。2.不能作为“标志”的四种情况①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。②恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。③全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)H2(g)＋I2(g)。④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。三、易错易混提醒1.无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，由于Δc是取浓度变化的绝对值，因此，其化学反应速率都取正值，且是某一段时间内的平均速率。2.化学反应速率可用反应体系中一种反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示，书写时应标明是什么物质的反应速率。3.在一定温度下，固体和纯液体物质，其单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，因此它们的化学反应速率也被视为常数。由此可知，现在采用的表示化学反应速率的方法还有一定的局限性。4.在同一反应中，用不同的物质表示同一时间的反应速率时，其数值可能不同，但这些数值所表达的意义是相同的即都是表示同一反应的速率。各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算。5.一般来说在反应过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。6.由于固体和纯液体的浓度可视为常数，故改变其用量反应速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积增大将导致反应速率增大。7.压强对化学反应速率的影响是通过改变反应物浓度实现的，所以分析压强的改变对反应速率的影响时，要从反应物浓度是否发生改变的角度来分析。若改变总压强而各物质的浓度不改变，则反应速率不变，如恒容时通入稀有气体来增大压强，反应速率不变（因为浓度未改变）。8.改变温度，使用催化剂，反应速率一定发生变化，其他外界因素的改变，反应速率则不一定发生变化。9.其他条件一定，升高温度，不论正反应还是逆反应，不论放热反应还是吸热反应，反应速率都要增大，只不过正、逆反应速率增加的程度不同。10.在不同条件下进行的反应物和生成物相反的反应不是可逆反应。11.各物质的物质的量之比等于方程式的化学计量数之比时，不一定是平衡状态，因为此条件并不能说明各组分的物质的量不再变化了。12.化学平衡的建立与途径无关,既可以从正反应方向(投入反应物),也可以从逆反应方向(投入生成物)建立。13.某一可逆反应，在一定条件下达到了平衡，化学反应速率再改变时，平衡不一定发生移动，如反应前后气体体积不变的反应，增大压强或使用催化剂，速率发生变化，但平衡不移动。如果平衡发生了移动，则化学反应速率一定发生了改变。14.化学平衡向正反应方向移动，则反应物的转化率不一定增大，若有多种反应物的反应，当增大某一反应物的浓度，化学平衡向正反应方向移动，只会使别的反应物的转化率增大，但该物质的转化率反而减小。15.增加固体或纯液体的量，化学平衡不移动，因为当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对化学反应速率以及化学平衡均无影响，但要注意固体的表面积对化学反应速率的影响。16.化学平衡发生移动时，化学平衡常数不一定改变，只有温度改变，平衡常数才会改变。17.要记清楚最基本的速率时间图,如改变反应物或生成物的浓度导致速率变化时,正反应和逆反应速率中有一支与原平衡点相连。若同时改变反应物和生成物浓度(或改变压强、温度、使用催化剂)则与原平衡点相脱离。记住先到达平衡表示温度高,压强大。根据平衡图像分析可逆反应特点时,往往从最高点以后进行分析,也就是说研究的对象必须是已建立平衡的反应。18.改变浓度和压强不能改变活化分子百分数,但能改变单位体积活化分子数,故能改变反应速率。改变温度和使用催化剂均能改变活化分子百分数,使单位体积活化分子数改变,从而改变反应速率。19.勒夏特列原理只适用于判断“改变一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，不能简单地根据平衡移动原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据平衡移动原理进行判断。例如，N2(g)＋3H2(g)高温、高压催化剂2NH3(g)ΔH高温、高压催化剂20.正、逆反应的平衡常数互为倒数；若化学方程式中各物质的化学计量数都扩大或缩小至原来的n倍，则化学平衡常数变为原来的n次幂或eq\f(1,n)次幂；两方程式相加得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积。21.代入平衡常数表达式的是平衡浓度，而不是任意时刻的浓度，更不能将物质的量代入，反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可看做“l”而不代入公式。22.化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。23.起始浓度、平衡浓度不一定符合化学计量数之比，但物质之间是按化学计量数之比反应和生成的，故各物质的浓度变化之比一定等于化学计量数之比，这是计算的关键。24.反应能否自发进行需综合考虑焓变和熵变对反应的影响，复合判据ΔH－TΔS<0的反应不一定能够实际发生，只是指出了在该条件下化学反应自发进行的趋势，还要考虑化学反应的快慢问题。25.判断一个化学反应能否自发进行，若无任何外加条件，可以认为我们所学过的化学反应(电解反应除外)都是能够自发进行的。26．升高温度，不论吸热还是放热反应，也不论正反应速率还是逆反应速率都增大。27．向恒温恒容已达平衡的反应体系中，充入“惰性气体”(不参加反应的气体)，对平衡无影响。28．增大压强(缩小体积)，化学平衡向气体物质的量减小的方向移动，但v正、v逆均增大。29．平衡常数K只受温度影响，既与任何一种反应物或生成物的浓度变化无关，也与压强的改变无关。30．对于一个可逆反应，若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应。【热点一】化学反应速率、速率方程及速率常数1．（2024·河北·一模）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【答案】A【解析】A．由图可知，初始生成M的速率大于N，则，时两个反应均达到平衡状态，由于、，则正反应速率，A正确；B．①②反应中XQ的系数均为1，则内，X的平均反应速率，B错误；C．后M浓度减小，可能为Q浓度增大导致①逆向移动所致，不确定2个反应的吸热放热情况，不能确定升高温度，时容器中的比值变化情况，C错误；D．由图可知，初始生成M的速率大于N，则反应①的话化能小于反应②，D错误；故选A。2．（2024·安徽黄山·一模）室温下，某溶液初始时仅溶有A，同时发生两个反应：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），图1为温度时，该体系中A、B、C、D浓度随时间变化的曲线，图2为反应①和②的曲线，下列说法正确的是A．表示D浓度随时间变化的曲线B．时曲线表示的物质的化学反应速率为C．温度时，反应①的活化能比反应②的活化能小D．若图1的温度降低，时刻体系中值变大【答案】D【分析】由方程式可知，两个反应中A都是反应物、B都是生成物，则L2代表A浓度随时间变化的曲线、L1代表B浓度随时间变化的曲线；由图2可知，温度为T2时，速率常数k1＜k2，则图1中对应曲线L3代表D浓度随时间变化的曲线、L4代表C浓度随时间变化的曲线。【解析】A．由分析可知，L4代表C浓度随时间变化的曲线，故A错误；B．由分析可知，L1代表B浓度随时间变化的曲线，由图可知，2s时，B的浓度小于4mol/L，则2s内，B的平均速率为=，故B错误；C．反应的活化能越大，反应速率越小，由图2可知，T2温度时，反应①的反应速率慢于反应②，则反应①的活化大于反应②，故C错误；D．由图2可知，温度降低时，体系中反应①的速率降低幅度大于反应②，则图1的温度降低时，时刻体系中值变大，故D正确；故选D。3．（2024·吉林·模拟预测）金()表面发生分解反应：，其速率方程为，已知部分信息如下：①k为速率常数，只与催化剂、温度、固体接触面积有关，与浓度、压强无关；②化学上，将物质消耗一半所用时间称为半衰期。在某温度下，实验测得与时间变化的关系如下表所示：0204060801000.1000.0800.0600.0400.0200下列叙述正确的是A．升高温度，反应速率不变B．C．其他条件不变，若起始浓度为c，则半衰期为250cminD．当使用催化剂时，升高温度，反应10min时可能大于0.09【答案】D【分析】由表格数据可知，相同时间内，X2Y浓度变化值相等，说明温度一定时，反应速率与X2Y浓度无关。【解析】A．由题给信息可知，速率常数只与催化剂、温度、固体接触面积有关，由分析可知，反应速率与X2Y浓度无关，则升高温度，速率常数发生改变，反应速率会发生改变，故A错误；B．由分析可知，温度一定时，反应速率与X2Y浓度无关，则由可知，n=0，故B错误；C．由分析可知，温度一定时，反应速率与X2Y浓度无关，说明其他条件不变，X2Y的半衰期与起始浓度成正比，则X2Y起始浓度为cmol/L时，半衰期为=500cmin，故C错误；D．当使用催化剂时，升高温度，催化剂的活性减小，反应速率减小，反应10min时X2Y浓度减小量小于0.01mol/L，导致浓度大于0.09mol/L，故D正确；故选D。4．（2024·湖南·二模）室温下，某溶液中初始时仅溶有等物质的量的M和N，同时发生以下两个反应：①；②（产物均易溶）。反应①的速率，反应②的速率（、为速率常数）。反应体系中M和Z的浓度随时间变化如图。下列说法正确的是A．反应过程中，体系中Y和Z的浓度之比逐渐减小B．0～30min内，M的平均反应速率约为C．若反应能进行完全，则反应结束时37.5％的N转化为YD．反应的活化能：①②【答案】C【解析】A．由图可知，M的起始浓度为，反应①的速率，反应②的速率，、为速率常数，则同一反应体系中反应①、②的速率之比始终不变，所以Y、Z的浓度变化之比始终不变，A错误；B．①②，则体系中始终有，由图可知，30min时，M的平均反应速率为，B错误；C．30min时，，则，即反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比为，当反应能进行到底时，，则，，反应结束时N转化为Y的特化率为，C正确；D．30min时，，即、，反应的活化能越高，反应速率越慢，所以反应①的活化能小于反应②的活化能，D错误；故选C。5．（2024·广西·一模）某温度下，向恒容密闭容器中充入等物质的量浓度的X(g)和Y(g)，同时发生以下两个反应：①X(g)+Y(g)Z(g)+W(g)，②X(g)+Y(g)Z(g)+M(g)。反应①的速率可表示为v1=k1c2(X)，反应②的速率可表示为v2=k2c2(X)(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分X(g)、W(g)的物质的量浓度c随时间的变化情况如图所示。下列说法错误的是A．0~10min，Y(g)的平均反应速率为0.025mol•L-1•min-1B．体系中W和M的浓度之比保持不变，说明反应已平衡C．平衡时，反应②的平衡常数K=D．反应①的活化能比反应②的活化能更大【答案】B【解析】A．0~10min内，∆c(Y)=∆c(X)=(0.6-0.35)=0.25mol/L，因此Y(g)的平均反应速率为=0.025mol•L-1•min-1，故A正确；D．相同时间内，W和M的浓度之比等于两者的平均反应速率之比，因W和M分别是反应①和反应②的产物，故两者的浓度之比为定值，则其浓度为定值时保持不变，不能作为平衡的依据，故B错误；C．平衡时，c(Y)=c(X)=0.28mol/L，c(Z)=0.32mol/L，c(W)=0.15mol/L，∆c(X)=0.6-0.28=0.32mol/L，则c(M)=0.32-0.15=0.17mol/L，反应②的平衡常数K=，故C正确；D．在相同的时间内生成Z较多、生成Y较少，因此，反应①的化学反应速率较小，在同一体系中，活化能较小的化学反应速率较快，故反应①的活化能比反应②的活化能大，故D正确；故选B。【热点二】化学平衡常数的计算与应用1．（2024·安徽黄山·二模）由羟基丁酸生成丁内酯的反应如下：，在298K下，羟基丁酸水溶液的初始浓度为，随着反应的进行，测得丁内酯的浓度随时间变化的数据如下表所示。下列说法错误的是2150801001201602200.0240.0500.0710.0810.0900.1040.1160.132A．其他条件相同时，升高温度，化学反应速率加快B．在内，以丁内酯的浓度变化表示的反应速率为C．时羟基丁酸的转化率为D．298K时该反应的平衡常数【答案】C【解析】A．其他条件相同时，升高温度，化学反应速率加快，A正确；B．80～100min内用γ-丁内酯的浓度变化表示反应速率v(γ-丁内酯)=，B正确；C．反应至120min时，反应产生0.090mol/L的γ-丁内酯，则反应消耗γ-羟基丁酸的浓度为0.090mol/L，故γ-羟基丁酸转化率为50%，C错误；D．298K时，平衡时c(γ-丁内酯)=0.132mol/L，c(γ-羟基丁酸)=0.180-0.132=0.048mol/L，该反应的平衡常数K==2.75，D正确；故选C。2．（2024·甘肃张掖·模拟预测）在一定温度下，向1L的密闭容器中通入1mol和，发生反应：，起始时总压强为25.0MPa，点时总压强为17.0MPa，并且测得一定时间内的转化率随温度的变化如图所示，下列说法错误的是A．20min反应到达a点，在0~20min内的B．反应开始时，投入的的物质的量x=4C．240℃时，该反应的化学平衡常数D．a点和b点，温度对化学平衡的影响结果相反【答案】D【解析】A．由图可知，a点二氧化碳的转化率为40%，则0~20min内二氧化碳的反应速率为=0.02mol/(L·min)，故A正确；B．由图可知，b点反应达到平衡时二氧化碳的转化率为80%，由题意可建立如下三段式：由反应前后气体物质的量之比等于化学计量数之比可得：=，解得x=4，故B正确；C．由三段式数据可知，240℃平衡时，反应的平衡常数为=，故C正确；D．由图可知，a点反应未达到平衡的状态，升高温度，反应速率增大，反应继续向正反应方向进行，与温度对平衡的影响无关，故D错误；故选D。3．（2024·河北·模拟预测）汽车尾气净化反应2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)

ΔH=-746.8kJ/mol，ΔS=-197.5J/(mol·K)。为了探究其转化效率，某小组利用传感器测定一定温度下投入NO、CO的物质的量浓度与时间关系如图所示：下列说法正确的是A．上述正反应在较高温度下能自发进行B．b→c段反应速率v(NO)=0.1mol/(L·s)C．单位时间内消耗NO和消耗CO2浓度相等时达到平衡状态D．该温度下，上述反应的平衡常数K=500【答案】C【解析】A．根据反应可知ΔH<0，ΔS<0，当较低温度时满足，反应能自发进行，故A错误；B．由曲线与纵坐标交点可知，曲线abcde表示CO，曲线xyzw表示NO，则b→c段反应速率，故B错误；C．当单位时间内消耗NO和消耗CO2浓度相等时，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故C正确；D．曲线abcde表示CO，曲线xyzw表示NO，则该温度下，达到平衡时，，，，，上述反应的平衡常数，故D错误；故答案选C。4．（2024·湖南·一模）煤—天然气综合利用制甲醇项目中，原料气主要发生反应①和副反应②。主反应①：

副反应②：

的平衡转化率(X—CO2)，的选择性(S—CH3OH)随温度变化如下：已知：初始、，，下列说法正确的是A．、B．温度越低，压强越大，越有利于甲醇的合成C．T℃，若只发生①②，则的平衡转化率为24%D．T℃，反应②的(为用各气体分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)【答案】D【解析】A．由图看出，随着温度升高，的选择性(S-)逐渐降低，反应①向逆方向进行，因此正反应；同时，随着温度升高，前期的平衡转化率逐渐降低，此阶段体系发生的反应主要是反应①，后期的平衡转化率逐渐升高，此阶段体系发生的反应主要是反应②，因此，A错误；B．温度太低，反应不能正常进行，反应速率减小，不利于甲醇的合成，B错误；C．T℃时，根据的平衡转化率为30%，得出两个反应共消耗0.3mol，又因为的选择性为80%，可知0.3mol中有80%即0.24mol发生反应①转化为，根据反应方程式CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)，消耗氢气0.72mol，有0.06molCO2发生反应②，根据方程式CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)，消耗氢气0.06mol，共消耗0.78mol，转化率为，C错误；D．根据方程式，反应①消耗氢气0.72mol的同时，生成水和甲醇都是0.24mol，反应②氢气0.06mol的同时，生成水和一氧化碳都是0.06mol，此时，体系中剩余未反应的CO20.7mol，氢气剩余2.22mol，CO有0.06mol，H2O共有0.3mol，甲醇0.24mol，反应②的，D正确；本题选D。5．（2024·辽宁锦州·一模）已知可逆反应，和的消耗速率与其浓度存在如下关系：，（其中、是只与温度有关的常数），一定温度下，消耗速率与浓度的关系图像如图所示。下列说法正确的是A．曲线Y表示消耗速率与浓度的关系B．图中A点表示反应达到平衡状态C．缩小容器的容积，平衡向正反应方向移动，气体的颜色变浅D．若某温度时，则该温度下平衡常数【答案】D【解析】A．由速率方程可知，曲线X表示二氧化氮消耗速率与浓度关系、曲线Y表示四氧化二氮消耗速率与浓度关系，故A错误；B．由方程式可知，二氧化氮的消耗速率是四氧化二氮的消耗速率2倍时，反应达到平衡，由图可知，A点二氧化氮的消耗速率与四氧化二氮的消耗速率相等，则A点正反应速率大于逆反应速率，反应未达到平衡，故B错误；C．缩小容器的容积，NO2气体的浓度增大，气体的颜色变深，故C错误；D．=，则=2=2，平衡时，==2，若某温度时ka=kb，则该温度下反应的平衡常数K=，故D正确；故选D。【热点三】化学平衡的判断与平衡移动及最佳反应条件的选择1．已知工业合成氨是在，，催化剂作用下进行的，下列说法中符合工业合成氨生产实际的是A．作催化剂B．催化剂活性是选择该反应温度的重要原因C．将和液化D．由吸收塔吸收【答案】B【解析】A．合成氨的催化剂是铁触媒，A错误；B．反应温度决定反应速度和催化剂活性，催化剂可以极大加快反应速率，因此，催化剂活性是反应温度高低的重要决定因素，B正确；C．反应时仅需要将N2和H2持续通入即可，不需液化，C错误；D．生成的氨气因存在分子间氢键，在一定压强下及适当降温下，可以液化，然后移除反应体系，不需要吸收塔吸收，D错误；故选B。2．有关合成氨和接触法制硫酸中SO2催化氧化的生产过程，下列叙述正确的是A．都采用较高温度提高产率 B．都有原料的循环利用C．都采用较高压强提高速率 D．都按方程式的系数比投料【答案】B【解析】A．工业合成氨和制硫酸中SO2催化氧化的生产过程都选择了较高的温度，保证反应速率和催化剂的活性，A错误；B．工业合成氨和制硫酸中SO2催化氧化的生产过程都是可逆反应，反应物不会反应完全，所以需要原料循环利用，以提高原料的利用率，B正确；C．工业合成氨是高温、高压、催化剂作用下发生的反应，合成三氧化硫是催化剂加热反应,采用常压是因为常压下二氧化硫转化率已经较高，增大压强，二氧化硫转化率变化不大，故C错误；D．工业合成氨氮气和氢气按照1：2.8投料比，二氧化硫的催化氧化是氧气过量，不是按化学方程式中的系数比投料，D错误；故选B。3．工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯(HCOOCH3)：，在容积固定的密闭容器中，投入等物质的量CH3OH和CO，测得相同时间内CO的转化率随温度变化如图实线所示(图中虚线表示相同条件下CO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法不合理的是A．适当增大压强可增大甲醇的平衡转化率B．c点反应速率C．反应速率，平衡常数D．生产时反应温度控制在80~85℃为宜【答案】C【分析】从图像中可以看出，当CO的转化率达到最高点后，再升高温度，CO的转化率降低，则表明平衡逆向移动，从而得出正反应为放热反应。【解析】A．因为反应物气体分子数大于生成物气体分子数，所以适当增大压强可使平衡正向移动，从而增大甲醇的平衡转化率，A合理；B．c点时，CO的转化率小于该温度下的平衡转化率，则平衡正向移动，反应速率，B合理；C．因为e点时温度高于b点时温度，所以e点反应速率比b点快，即反应速率，但正反应为放热反应，温度越高，平衡常数越小，所以平衡常数，Ｃ不合理；D．80~85℃时，CO的转化率已经达到95.5%以上，且反应速率较快，所以生产时反应温度宜控制在80~85℃，D合理；故选C。4．（2024·海南·模拟预测）工业合成甲醇的反应为。反应相同时间，实验测得甲醇的产率与压强，温度的关系分别如图1，图2所示。下列叙述正确的是A．合成甲醇时压强越大越好 B．增大压强，正反应速率增大，逆反应速率减小C．合成甲醇的最佳温度为520K D．520K之前升高温度单位时间内甲醇的产率减小【答案】C【解析】A．虽然增大压强能加快反应速率、使平衡正向移动而提高甲醇的产率，但压强越大，对材料的强度和设备的制造要求也越高，需要的动力也越大，这将会大大增加生产投资，并可能降低综合经济效益，故合成甲醇时不是压强越大越好，A项错误；B．增大压强，正、逆反应速率都增大，B项错误；C．根据图2可知，520K时甲醇的产率最大，合成甲醇的最佳温度为520K，C项正确；D．图示曲线为反应相同时间，520K之前反应未达到平衡状态，升高温度，反应速率加快，单位时间内甲醇的产率增大，D项错误；答案选C。5．（2024·河北邯郸·一模）对于放热的可逆反应，某一给定转化率下，最大反应速率对应的温度称为最适宜温度。反应

在催化剂作用下原料的总转化率与最适宜温度(曲线Ⅰ)、原料的总平衡转化率与温度(曲线Ⅱ)的关系曲线示意图最合理的是A． B．C． D．【答案】C【解析】对于放热的可逆反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，该反应的最适宜温度为催化剂的催化活性最好时所对应的温度，在该温度下化学反应速率最大，SO2的转化率也最大；当温度高于最适宜温度后，催化剂的催化活性逐渐减小，催化剂对化学反应速率的影响超过了温度升高对化学反应速率的影响，因此化学反应速率逐渐减小，SO2的转化率也逐渐减小；由于该反应为放热反应，随着温度的升高，SO2的平衡转化率减小；由于反应混合物与催化剂层的接触时间较少，在实际的反应时间内反应还没有达到化学平衡状态，故在相应温度下SO2的转化率低于其平衡转化率。因此，反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的转化率与最适宜温度(曲线I)、平衡转化率与温度(曲线Ⅱ)的关系曲线示意图可表示如下：，故答案为：C。【热点四】化学平衡图像分析1．（2024·安徽·二模）汽车尾气的排放会对环境造成污染。利用高效催化剂处理汽车尾气中的NO与CO的反应为

。一定温度下，在1L恒容密闭容器中加入1molCO和1molNO发生上述反应，部分物质的体积分数()随时间(t)的变化如图所示。下列说法正确的是A．曲线Ⅱ表示的是随时间的变化B．min时，反应达到化学平衡状态C．增大压强，该平衡右移，平衡常数增大D．0～t4时间段内的平均反应速率为：【答案】D【解析】A．因为初始投料中n(CO)与n(NO)之比等于化学方程式中对应的化学计量数之比，反应至t4时达平衡，生成物的，其中一生成物为0.25，则另一生成物为0.5，按反应产物的比例可知，平衡时、，故曲线Ⅱ表示的是随时间的变化，A项错误；B．min时，而不是达平衡，min时，反应达到化学平衡状态，B项错误；C．增大压强，该平衡右移，平衡常数不变，C项错误；D．计算可得时间段内，，故，D项正确；答案选D。2．（2024·安徽·一模）一定条件下可合成乙烯：6H2(g)+2CO2(g)⇌CH2=CH2(g)+4H2O(g)已知温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示，下列说法正确的是A．温度不变，若增大压强，ν正>ν逆，平衡常数增大B．升高温度，平衡向逆反应方向移动，催化剂的催化效率降低C．温度不变，若恒压下向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动D．若投料比n(H2)：n(CO2)=3：1，则图中M点乙烯的体积分数为7.7%【答案】D【解析】A．平衡常数只与温度有关，温度不变，若增大压强，ν正>ν逆，平衡常数不变，故A错误；B．升高温度，CO2的平衡转化率降低，可知平衡向逆反应方向移动；根据图示，催化剂的催化效率先升高后降低，故B错误；C．温度不变，若恒压下向平衡体系中充入惰性气体，体积增大，相当于减压，