专题讲座（七）常考速率平衡图像题解题策略（练）-高考化学一轮复习

专题讲座（七）常考速率、平衡图像题解题策略

第一部分：高考真题感悟

1.（2021・北京•高考真题）丙烷经催化脱氧可制丙烯:C3H「CH6+H2。600℃,将一定浓度的CO2与固定

浓度的C3H8通过含催化剂的恒容反应器，经相同时间，流出的C3H6、CO和H2浓度随初始C02浓度的变

化关系如图。

已知：

①C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2OQ）AH=2220kJ/mol

@C3H6（g）+9/2O2（g）=3CO2（g）+3H2O（l）△H=2058kJ/mol

③H2（g）+l/26（g）=H2O（l）△H=286kJ/mol

下列说法不正确的是

A.C3H8（g）=C3H6（g）+H2（g）△H=+124kJ/mol

B.c（Hz）和c（C3H6）变化差异的原因：CO2+H2CO+H2O

C.其他条件不变，投料比C（C3%）/C（CO2）越大，C3HH转化率越大

D.若体系只有C3H6、CO、H2和H2O生成，则初始物质浓度co与流出物质浓度c之间一定存在：

3co（C3H8）+co（C02）=c（CO+c（C02）+3c（C3H8）+3c（C3H6）

【答案】C

下列说法正确的是

A.其他条件不变，升高温度，NHa的平衡转化率增大

B.其他条件不变，在175〜300℃范围，随温度的升高，出口处N2和氮氧化物的量均不断增大

C.催化氧化除去尾气中的N%应选择反应温度高于250°C

D.高效除去尾气中的NH3,需研发低温下N%转化率高和N2选择性高的催化剂

【答案】D

【解析】A.NH3与02作用分别生成N2、NO、N2O的反应均为放热反应，根据勒夏特列原理，升高温度,

平衡向逆反应方向进行，氨气的平衡转化率降低，故A错误；B.根据图像，在175〜300℃范围，随温度

的升高，N?的选择率降低，即产生氮气的量减少，故B错误：C.根据图像，温度高于250CN2的选择率

降低，且氨气的转化率变化并不大，浪费能源，根据图像，温度应略小于225C,此时氨气的转化率、氮气

的选择率较大，故C错误；D.氮气对环境无污染，氮的氧化物污染环境，因此高效除去尾气中的NHa,需

研发低温下NH3转化率高和N2选择性高的催化剂，故D正确；答案为D。

下列说法不尤砸的是

C.L时刻，副反应生成H2的速态大于反应②生成H?速率

D.t,之后，生成CO的速率为0,是因为反应②不再发生

【答案】C

A.图中曲线①表示平衡时H?产率随温度的变化

B.升高温度，平衡时CO的选择性增大

【答案】B

Ink

'\\反应②

反应仓R、.

"y/K"

乙

C.欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间

D.温度低于工时，总反应速率由反应②决定

【答案】AB

【解析】由图中的信息可知，浓度随时间变化逐渐减小的代表的是X,浓度随时间变化逐渐增大的代表的

是Z,浓度随时间变化先增大后减小的代表的是Y：由图乙中的信息可知，反应①的速率常数随温度升高增

大的幅度小于反应②的。A.由图甲中的信息可知，随c(X)的减小，c(Y)先增大后减小，c(Z)增大，因此，

反应①的速率随c(X)的减小而减个，而反应②的速率先增大后减小，A说法错误；B.根据体系中发生的反

应可知,在Y的浓度达到最大值之前，单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量，因此,v(X)=v(Y)+v(Z),

但是，在Y的浓度达到最大值之后，单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量，故八X)+u(Y)=v(Z),

B说法错误；C.升高温度可以可以加快反应①的速率，但是反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于

反应②的，且反应②的的速率随着Y的浓度的增大而增大，因此，欲提高Y的产率，需提高反应温度且控

制反应时间，C说法正确：D.由图乙信息可知，温度低于Ti时，k>k2,反应②为慢反应，因此，总反应

速率由反应②决定，D说法正确；综上所述，本题选AB。

第二部分：最新模拟精练

完卷时间：50分钟

一、选择题(每小题只有一个正确选项，共12*5分)

B.E点的平衡常数小于F点的平衡常数

C.达到平衡后，增大A的浓度将会提高B的转化率

【答案】C

【解析】A.由图可知，体积越大时M的浓度越小，比较E、F两点可知，体积增大3倍，M浓度减小不到

3倍，说明减小压强平衡正向移动，N为固体，则a+b<m,故A错误；B.平衡常数只与温度有关，由图可

知，E点温度等于F点，则E点的平衡常数等于F点的平衡常数，故B错误；C.达到平衡后，增大A的

浓度，反应向正向进行，B物质继续消耗，转化程度增大，则增大A的浓度将会提高B的转化率，故C

正确：D.由图可知，升高温度M的浓度增大，可知正反应为吸热反应，Q>0,故D错误：故答案选C。

2.(2022•江苏苏州•模拟预测)CO?催化加氢合成二甲醛是一种CO?转化方法，其过程中主要发生下列反

应：

反应I：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)A〃=+41.2kJmol

温度对CFhOH、CO的平衡产率影响如图所示。下列说法中，不正确的是

8)0

卷60

<

忙

40

20-

0，

200220240260280300

温度代

A.AH^O,AH2>0

B.增大压强有利于加快合成反应的速率

C.实际生产过程中，升高温度一定降低CH30H的产率

D.实际生产过程中，可以通过使用合适的催化剂提高CGOH的选择性

【答案】C

【解析】A.由题干图像信可知，升高温度CO的产率增大，即副反应正向移动，则AH?〉。，CH30H的产

率减小，即合成反应逆向移动，则AHV0,A正确；B.增大压强即压缩体积，反应物浓度增大，故有利于

加快合成反应的速率，B正确；C.实际生产过程中，往往保持一定流速通入气体反应物，故在反应未达到

平衡之前，温度越高反应速率越快，则CH30H的产率越大，升高一定温度时，反应达到平衡后再升高温度

平衡逆向移动，则CH30H的产率反而降低，故升高温度不一定降低CH30H的产率，C错误；D.实际生

产过程中，可以通过使用合适的催化剂提高CH30H的选择性，减少副反应的发生而提高原料的利用率和

CHQH的产率，D正确；故答案为：C„

_0.75c

a

X0.50

之0.35b

200300400

77匕

【答案】C

6.(2022•江苏泰州•模拟预测)CH4—CO2重整反应能够有效去除大气中CO2,是实现“碳中和”的重要途径

之一，发生的反应如下：

重整反应CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)AH

积炭反应I2CO(g)=CO2(g)+C(s)AHi=—172kJ-mol1

,

积炭反应IICH4(g)=C(s)+2H2(g)AH2=+75kJ-mol

丁

6

•

O叠

4005006(K>700800

温度/c

A.重整反应的反应热AH=247kJmoP

B.曲线B表示CH』平衡时物质的量随温度的变化

C.积炭会导致催化剂失活，降低CK的平衡转化率

D.低于600c时，降低温度有利于减少枳炭的量井去除CO2气体

【答案】B

【解析】重整反应的热化学方程式二01,对应的AH=AHnAHi=+247kJ-moP,所以重整反应和积炭反应均为

吸热反应，升高温度CHj参与的反应平衡均正向移动，所以CH,平衡时物质的量随温度升高而降低，积炭

反应I生成C(h,积炭反应n消耗CH.所以平衡时CFh物质的量小于CO2,所以曲线B表示CH4,曲线

A表示CO?,比均作为生成物，所以曲线D表示H2,则曲线C表示CO。综上，曲线A表示CO2，曲线B

表示CH4,曲线C表示CO,曲线D表示H?。A.根据盖斯定律，重整反应的热化学方程式;山，对应的

AH=AHnAHi=+247kJmol1,A错误；B.见分析，重整反应和积炭反应均为吸热反应，升高温度CK参与

的反应平衡均正向移动，所以CH4平衡时物质的量随温度升高而降低，B正确；C.催化剂失活会导致反应

速率降低，不会影响转化率，C错误；D.根据曲线C,低于6C(TC时，温度升高，CO增大，说明反应以

重整反应为主，消耗CCh,生成CO,而增多的CO会是积碳反应I正向移动，导致C增多，反之，降低温

度会导致减少积炭的量减少，同时CO2增多，不利于去除CO2气体，D错误；故选B。

7.(2022」海奉贤•二模)向恒容密闭容器中充入体枳比为I：3的CO2和Hz,发生反应2cO2(g)+6Hz(g)・'

4H2O(g)+CH2=CH2(g)o测得不同温度下CO2的平衡转化率及催化剂的催化效率如图所示。下列说法正确的

是

A.所以M点的平衡常数比N点的小

B.温度低于250℃时，乙烯的平衡产率随温度升高而增大

C.保持N点温度不变，向容器中再充入一定量的Hz,CO2的转化率可能会增大到50%

D.实际生产中应尽可能在较低的温度下进行，以提高CO2的转化率

【答案】C

【解析】A.随着温度升高，CO2的平衡转化率降低，说明该反应为放热反应，温度越高平衡常数越小，由

图可知，M点的平衡常数大于N点，A错误；B.由图可知，温度低于250℃,升高温度，CO?的平衡转

化率降低，乙烯的产率随温度升高而降低，B错误；C.N点平衡时二氧化碳的转化率小于50%,保持N点

温度不变，向容器中再充入一定量的H2,平衡正向移动，CCh的转化率可能会增大到50%,C正确；D.该

反应在较低的温度下进行，反应速率慢，同时催化剂的活性低，D错误；故选C。

8.（2022•江苏南通•模拟预测）CO2催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用与封存技术，该过程发生下列反

应：

,

反应I：CO2（g）+3H2（g）=CH3OH（g）+H2O（g）△H=58.6kJmol

反应II：CO2（g）+H2（g）=CO（g）+H20（g）△H=41.2kJmol,

90

学

H

O2270

HIMS

U

髭

4呜

&106

正

o

u30

210230250270290

l

A.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=99.8kJmol

B.曲线a表示CH3OH的选择性随温度的变化

C.图中所示270c时，对应CO2的转化率为21%

D.在210℃~250℃之间，CH30H的收率增大是由于CH30H的选择性增大导致

【答案】C

9.（2022・江苏•模拟预测）二氧亿碳催化加氢制甲醇是一种实现，碳中和”的有效方法。在CO?和H?催化制

甲醇反应体系中，主要发生的反应的热化学方程式为

左_

&.

7

专.

8

司.

051.

?44.

一.

3I2

工.

0-

£.

。

温度《

C.图中M点时，CO?的平衡转化率为25%,则H,的转化率为33.3%

【答案】C

10.（2022,江苏•启东中学模拟预测）某科研小组研究臭氧脱除SO2和NO工艺，反应原理及反应热、活化

能数据如下：

向容积一定的反应器中充入含LOmolNO、LOmolSCh的模拟烟气和2.0moK）3,改变温度，反应相同时间t

后体系中NO和SO2的转化率如图所示，下列说法错误的是

一

■P(100,85)

■

100NO

80■

60-

40-

20-5100.30)

-

-,■so2

■

06100200'300'400

温度0c

A.Q点一定为平衡状态点

B.相同温度下NO的转化率远高于SO2,主要原因是EM小于Ea2

C.300C后，SO2转化率接近于零且不再变化，主要原因是03分解

D.其他条件不变，扩大反应器的容积可以降低NO和SO2单位时间内的转化率

【答案】A

200220240M2H0MN)

nc

已知反应管内发生的反应为

1

反应1：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)AHI=49.5kJmol

1

反应2：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H20(g)AH2=41.2kJmol

下列说法正确的是

A.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的△H=90.7kJmoP

B.280c时，出口处CHQH的体积分数的实验值小于平衡值

C.220C〜240C时CO2的平衡转化率随温度升高而降低，原因是反应2转化的CO2随温度的升高而减少

D.220℃~280℃时，反应1的速率高于反应2的速率

【答案】D

【解析】由题给热化学方程式可知，反应I为放热反应，反应2为吸热反应，升高温度反应1逆向移动，

则CH30H的选择性随温度升高而减小。A.根据盖斯定律，反应I反应2得到CO(g)+2H2(g)=CH30H(g)

△/y=49.5kJmolMl.lkJmol,^O.VkJ-mol1,故A错误;B.由图可知,280c时，出口处CH30H的选择性实

验值等于CO2的转化率的平衡值，而CO2的转化率实验值又大于CH30H的选择性平衡值，出口处CH30H

的体积二起始CO2的体积'COz的转化率XCH.QH的选择性，所以CH30H的体积分数的实验值大于平衡值,

故B错误；C.反应1为放热反应，升高温度反应1逆向移动，CH.QH的选择性随温度升高而降低，则

22(TC~24(rC时，CO?的平衡转化率.随温度升高而降低，原因是反应I转化的C02随温度的升高而减少，故

C错误；D.根据B项分析，CH30H的体积分数的实验值大于平衡值，说明反应1的速率高于反应2的速

率，故D正确；答案选D。

80

75

7038

34

32

c

0

45

45678910时间小

卜.列说法正确的是

A.实验条件下，三个副反应的均小于0

B.空白实验时，若其他条件不变，升高温度，总碳转化率一定减小

C.相同条件下，SO?对催化剂的毒害作用大于H?S

【答案】D

二、主观题（共3小题，共40分）

向两个容积相同的密闭容器中按下表投料（M不参与反应），分别发生上述反应。

800900100011031200

温度/C

反应【反应II

起始投料COH2sN2CO2H2SN2

起始物质的量（mol）113113

图中虚线c、d表示两反应的平衡曲线。

（3咫0（填“〉”或理由是：

（4）下列结论正确的是（选填选项）。A.曲线d为反应I的平衡曲线

【答案】（每空2分）（1）30%

（4）ABC

14.（2022.浙江.模拟预测）（14分）CO在工业生产中具有重要作用。

B.合适的硅铝比为0.15

【答案】（每空2分）（1）①L②BD

③此反应为反应前后气体分子数不变的反应，其他条件不变，增加压强，化学反应速率变大，转化率增大,

所以相同温度下纵坐标较之前要大，但平衡不移动，平衡转化率是不变的，因此其他条件不变，增大压强（催

化剂不失活）情况下，NO2的转化率随温度变化如图所示：

（1）若向某恒温且恒容的密闭容器中加入等物质的量的NH3和CO2,发生上述反应。下列叙述不能说明反应

已经达到平衡状态的是______（填标号）。

A.断裂6moiNH键的同时断裂2moiOH键B.压强不再变化

C.混合气体的密度不再变化D.CO?的体积分数不再变化

③若点A时继续投入等物质的量的两种反应物，再次达到平衡时［温度不变）,C