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文档简介
/专题08化学反应速率与平衡图表分析题型考情分析考向预测
1.物质含量(浓度)—时间图
2025年安徽卷:
以物质的量分数x随反应时间t变化的曲线图为载体,结合反应速率方程v=kx,综合考查速率常数、反应级数与图像变化的关系。其中隐含的化学平衡移动思想与催化剂对反应路径的选择性调控,体现了“变化观念与平衡思想”核心素养。
图像类型持续创新:以时间为横轴的图像仍为主流,同时以温度、投料比、压强为横轴的图像比例上升,多变量综合图像将成为区分度的重要体现。2.
核心素养深度融合:图像题将更加强化“证据推理与模型认知”,要求学生从图像中提取关键证据(起点、拐点、平台、斜率变化等),结合勒夏特列原理进行逻辑推理和论证。3.
真实情境引领命题:以资源循环利用、碳中和目标等工业生产为背景的图表题将持续升温,要求学生从“解题”转向“解决问题”,实现知识迁移与综合应用。4.
模块交叉与信息整合:图表将不再局限于速率与平衡的单一考查,而是与热化学、电化学、物质结构等模块深度融合,要求学生具备跨模块的信息整合与综合分析能力。2.转化率/产率—温度(压强)2025年山东卷:
以Na2SiF6(s)热解反应平衡体系中各组分物质的量随温度变化的实线图为载体,考查温度对化学平衡移动方向的影响规律及图像信息的提取能力。3.多平衡体系综合图像
2025年陕晋青宁卷(第17题):
以MgCO3/MgO循环捕集CO2为情境,整合热化学、化学平衡与反应速率,通过反应历程图判断慢反应步骤,结合平衡移动分析产物收率。试题以“碳捕集”这一真实科研情境为载体,考查多反应体系中平衡转化率、产物选择性与温度、压强等条件的关联。4.反应机理与历程图2025年全国甲卷/新课标卷:
以水微滴表面反应机理图、催化循环图为载体,考查催化机理、活化能与反应速率的关系,要求运用“结构决定性质”等思维方法进行证据推理。
5.速率方程与图像结合2025年湖南卷:
结合电化学-化学串联催化策略,考查反应历程中化学键变化与速率影响因素。通过反应进程图判断决速步,结合选择性曲线分析催化路径的调控机制,体现了反应动力学与图像分析的深度融合。5.
跨学科思维拓展:可能出现利用电阻、电导率等物理量表征反应进程的新型图像,拓展跨学科综合思维。6.工艺流程与平衡图像融合
2025年北京卷:
以乙烯、醋酸和氧气催化合成醋酸乙烯酯的过程示意图为载体,考查催化剂改变反应历程与速率常数的影响,突出“变化观念与平衡思想”核心素养。6.
计算与推理并重:平衡常数K、转化率、产率、选择性等多重目标的定量计算将与图像分析紧密结合,对学生数形结合能力提出更高要求。
7.多变量协同调控图像2025年黑吉辽蒙卷:
以连续流动反应器中体系pH—t振荡图像为载体,考查多步骤快速反应与慢速反应的耦合机制,要求学生从图像中识别振荡周期、振幅等信息,并结合反应方程式分析H+的催化作用,体现了非平衡态化学动力学与图像分析的前沿交叉。7.反应网络与动态系统:pH振荡图像等新型动态图像可能继续出现,考查学生从反应网络中识别反馈机制、判断速率控制步骤的能力。考点1反应速率图像【典例】(2026·安徽黄山·一模)室温下,某溶液初始时仅溶有M和N,同时发生以下两个反应:①M+N=X+Y;②M+N=X+Z。反应①的速率可表示为v1=k1cA.该反应中,kB.增加N的用量,反应①和②的速率均加快C.0~30min时间段内,X的平均反应速率约为0.0067mol⋅D.根据图像分析可知,30min时产物Y的物质的量为0.075mol【答案】C【解析】30min时,总消耗ΔcM=0.5−0.3=0.2mol/L,cZ=0.125mol/L,即反应②消耗M为0.125mol/L,反应①消耗M为0.2−0.125=0.075mol/L,相同时间内,反应②的反应速率大于反应①的反应速率,因此根据速率常数方程式,可得k2>k1,故A错误;由速率方程可知,反应速率只与cM有关,与cN无关,若增大N的用量,反应①和②速率不变,故B错误;X是两个反应的共同产物,0~30min内,共生成X的浓度变化量Δc(X)等于M浓度的消耗量,所以Δ(1)看产物定主副:独特产物(如Z)占比高则对应反应快,共性产物(如X)需用总量减独特量推算。(2)认方程判无关:速率方程中未出现的物质,改变其用量对反应速率无影响——这是最隐蔽的陷阱。(3)算浓度避两坑:等体积混合浓度减半;纵坐标是浓度非物质的量,无体积无法求算物质的量。(4)交点不等效平衡:两条速率曲线相交仅代表瞬时速率相等,平衡看的是浓度不再变化的平台区。1.(2026·安徽马鞍山·一模)N2O4和NO2存在平衡:N2O4(g)⇌2NO2(g) ΔH>0。T℃时,N2O4和NO2的消耗速率与其浓度的关系为v消(N2O4)=kac(N2O4)、v消(NO2)=kbc2A.曲线X表示N2O4消耗速率与其浓度的关系B.T℃时,该反应的平衡常数K=4C.升高温度,kaD.反应达到平衡时,v消(N2O4)∶v消(NO2)=1∶1【答案】B【解析】N2O4消耗速率为一级反应(v=kac),速率与浓度呈线性关系(直线);NO2消耗速率为二级反应(v=kbc2),速率与浓度呈二次函数关系(曲线)。图像中X为曲线,对应二级反应(NO2),故X表示NO2消耗速率,A错误;平衡时正逆反应速率相等,即此时2v消N2O4=v消NO2,可得2ka⋅cN2O4=2.(2026·辽宁·一模)测定可逆反应Fe2+实验Ⅰ:将0.2120mol⋅L−1 FeSO4实验Ⅱ:将一定量Ag粉与0.0500mol⋅L−1 测得两个实验Ag+t0123456实验Ⅰc0.02600.02300.02100.02020.02000.02000.0200实验Ⅱc00.02000.03400.04200.04700.05000.0500下列说法正确的是A.实验Ⅰ中,0~5min内平均反应速率vB.若向实验Ⅱ反应后的溶液加入Ag粉,上述反应向逆方向进行C.实验Ⅰ和实验Ⅱ都可以计算出KD.该反应K【答案】B【解析】实验Ⅰ中,0∼5min内,Δc(Ag+)=0.0260−0.0200=0.0060mol/L,由反应计量关系,Δc(Fe2+)=Δc(Ag+)=0.0060mol/L,平均速率v(Fe2+)=0.0060mol/L5min=0.0012mol⋅L−1⋅min−1,A错误;通过“三段式”计算(注意混合后溶液体积翻倍的稀释问题),实验Ⅰ达到平衡时cFe2+=0.1000mol⋅L−1,3.(2026·甘肃白银·一模)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:I:X(g)⇌Y(g) ΔII:Y(g)⇌Z(g) Δ测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列说法错误的:A.4s前,反应速率:反应I>反应Ⅱ;4s后,反应速率:反应I<反应ⅡB.0~4s内,I的平均反应速率vC.升高温度,I、Ⅱ的反应速率均增大,I、Ⅱ的反应物平衡转化率均减小D.28s后,保持温度不变,若向平衡体系中加入X,再次平衡后,c(Z)【答案】D【解析】4s前Y浓度逐渐增大,说明Y的生成速率(反应Ⅰ速率)大于Y的消耗速率(反应Ⅱ速率),即反应Ⅰ速率>反应Ⅱ速率;4s后Y浓度逐渐减小,说明Y的生成速率小于消耗速率,即反应Ⅰ速率<反应Ⅱ速率,A正确;根据物料守恒,4s时可得X初始总浓度c0=0.2+0.5+0.8=1.5mol/L,Δc(X)=(1.5−0.5)mol/L=1.0mol/L,vX=1.04mol/L⋅s=0.25mol/L⋅s,B正确;升高温度,所有反应的反应速率均增大;反应Ⅰ、Ⅱ均为放热反应,升高温度平衡均逆向移动,反应物平衡转化率均减小,C正确;考点2
物质含量(浓度)—时间图像【典例】(2026·四川成都·二模)恒温下,在体积恒为10 L的密闭容器中充入一定量Xg,发生反应:X→反应①Y其速率方程分别为v①=k①cX以及A.曲线乙表示nYB.0∼0.70 h内平均速率vC.随cXD.欲提高Y的产率,可降低温度并控制反应时间【答案】C【解析】根据反应X→反应①Y→反应②Z,初始只充入X,因此:X是反应物,物质的量一直减小,对应曲线丙;Y是中间产物,物质的量先增大后减小,对应曲线乙;Z是最终产物,物质的量一直增大,对应曲线甲。Y是中间产物,物质的量先增后减,对应曲线乙,A正确;0∼0.70h内,Δn(Z)=3.5mol,容器体积V=10L,平均速率v(Z)=Δc(Z)Δt=3.5mol10L0.70h=0.50mol·L−1⋅h−1
(1)
看趋势:曲线上升为生成物,下降为反应物;平行反应中生成物曲线“分道扬镳”处,斜率差异反映反应速率的相对快慢。
(2)
看特殊点:起点判断初始投料(t=0时只有A,x_A=1);平台判断达到平衡的时刻及各组分平衡含量;拐点可能对应条件改变(如催化剂介入)。
(3)
看斜率:0~t₁时间段内两生成物曲线几乎重合,说明平均反应速率相等;平台后曲线稳定,表示已达化学平衡状态。(4)
催化剂陷阱:催化剂不改变平衡常数和平衡组成,加入催化剂后速率常数可能同时增大,但比值不变,平衡时含量也不变。(5)
温度变化影响:若反应为放热反应,升温平衡逆向移动,反应物含量增大;若为吸热反应则相反。平行反应体系中还需考虑两个反应的热效应是否相同。1.(2026·北京房山·一模)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。下列说法不正确的是A.异山梨醇在0~3 h内平均反应速率为0.014 mol⋅B.加入催化剂能降低反应②的活化能C.该温度下的平衡常数:①<②D.反应③速率在5h后降为0【答案】C【解析】由图可知,在0~3h内异山梨醇的浓度变化量为0.042mol⋅kg-1,所以平均速率(异山梨醇)v=ΔcΔt=0.042mol/kg3h=0.014mol⋅2.(2026·山东临沂·一模)将1 mol H2和1 mol NO通入恒容密闭容器发生反应:2NO(g)+2H2(g)⇌N2(g)+2H2O(g)ΔH<0。T1,T2A.TB.T1温度下,容器容积减小一半,KC.T2温度下,平衡时H2D.T1,T2【答案】B【解析】温度越高,反应速率越快,达到平衡时间越短。由图可知T1更早达到平衡,故T1>T2;该反应ΔH<0,升温平衡逆向移动,平衡时N2的物质的量分数降低,与图像一致,A正确;该反应气体计量数变化Δn=1+2−2+2=−1,推导得Kp=Kx⋅总物质的量为2−n,T2平衡时n2−n=25%,解得n=0.4mol,H2转化量为0.8mol,转化率为0.81×100%=80%,C正确;由速率方程得vT1vT2=3.(2026·安徽安庆·二模)X、Y、R为碳原子数目相等的有机物。物质X广泛应用于医药、食品、化妆品等领域。在一定温度下,Y制备X的过程及相关物质的浓度随时间变化的关系如图所示,Y的初始浓度为0.10mol/kg,t3h后反应①:Y→R
K1
反应②:R→X
A.该反应不存在副产物B.该温度下的平衡常数:KC.0∼thD.0∼th内,加入合适催化剂可提高【答案】D【解析】首先确定三条曲线对应的物质:Y是反应物,初始浓度为0.10mol/kg,随时间浓度降低,对应曲线a;R是中间产物,浓度先升后降,对应虚线b;X是生成物,浓度持续升高,平衡后不变,对应曲线c。平衡后体系中仍存在R,R未完全转化为X,属于副产物,因此该反应存在副产物,A错误;由题图可知,t h时Y浓度已为0,说明①是不可逆反应,t3h后X的浓度不再变化,R浓度大于0,说明反应②是可逆反应,则该温度下的平衡常数K1>K2,B错误;t时刻X的浓度为0.045mol/kg,X初始浓度为0,因此平均速率v(X)=Δc考点3转化率/产率—温度(压强)图像【典例】(2026·北京·一模)CO2催化加氢合成CH3OH能实现碳的循环利用。一定压强下,1 Ⅰ:CO2g+3Ⅱ:CO2g+H反应相同时间,测得不同温度下CO2转化率和CH3OH选择性如下图实验值所示。图中平衡值表示在相同条件下达到平衡状态时CO注:[CH3OH选择性下列说法不正确的是A.该测定实验体系未达到化学平衡状态B.由图像可以分析出反应Ⅰ为放热反应,反应Ⅱ为吸热反应C.相同温度下,CH3D.260∼280℃,CO2【答案】D【解析】由图像可知,相同温度下,CO2转化率的实验值始终小于平衡值,说明反应未达到平衡状态,A正确;由图像可知,CH3OH选择性平衡值随温度升高而减小,说明反应Ⅰ的平衡随温度升高而逆向移动,根据勒夏特列原理,升高温度,平衡逆向移动,∆H1<0,反应Ⅰ为放热反应,升高温度会使CO2转化率降低,而图中CO2转化率平衡值随温度升高而增大,说明升高温度时,反应Ⅱ的平衡正向移动对CO2转化率的贡献大于反应Ⅰ的平衡逆向移动对CO2转化率的削弱,因此反应Ⅱ为吸热反应,∆H2>0,B正确;CH3OH选择性=nCH3OH生成nCO2消耗×100%,相同温度下实验值大于平衡值,说明相同时间内生成CH3OH的比例更高,即反应Ⅰ的速率大于反应Ⅱ的速率,C正确
(1)先拐先平数值大:在温度/压强为自变量的图像中,曲线先出现拐点(先达到平衡)对应的温度更高或压强更大。(2)
判断ΔH符号:升温时若转化率/产物含量增大,正反应吸热(ΔH>0);若减小,正反应放热(ΔH<0)。(3)
判断Δn符号:增压时若转化率/产物含量增大,正反应气体分子数减少(Δn<0);若减小,则Δn>0。(4)
等温线/等压线法:作垂直于横轴的线(等温线),比较不同压强下的转化率;或作平行于横轴的线(等压线),比较不同温度下的平衡点位置。(5)
平衡常数K与图像关系:对于吸热反应,温度越高K越大;对于放热反应,温度越高K越小。平衡时体系中各组分的分压或浓度须满足平衡常数表达式,可据此判断某点是否已达平衡。1.(2026·山东·模拟预测)乙炔加氢制备乙烯,主要发生如下两个反应:I.C2H2g+H2g⇌C2H4g
Δ已知:乙烯选择性=转化为乙烯的乙炔的物质的量A.反应活化能:I<IIB.175℃时,0∼tminC.其他条件不变,增大投料比nHD.210~240℃,乙炔转化率减小的原因可能是平衡向逆反应方向移动【答案】D【解析】由图可知,相同温度下,乙烯的选择性大于乙烷,说明反应I的速率大于反应II,则反应活化能为I<II,A正确;175°C时乙炔的转化率是80%,乙烯的选择性是85%,因此乙烷的选择性是15%,则0∼tmin内生成乙烷的物质的量是5mol×80%×15%=0.6mol,平均速率vC2H6=652.(2026·安徽池州·二模)汽车尾气中的NO和CO发生反应:2CO(g)+2NO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)。假设该反应速率方程为v=kc2(CO)·c2(NO)[设T1温度下速率常数为k1,T2温度下速率常数为k2],在2L恒容密闭容器中充入2molCO和2molNO,测得NO的转化率与温度、时间的关系如图所示。下列说法错误的是A.k1>k2B.平衡时反应速率的比值:vT1C.T1温度下,加入催化剂k1减小,则催化剂可能中毒D.T2温度下,改变初始投料比例,可使平衡时NO的转化率与T1时刻相同【答案】B【解析】由图可知,T1比T2更先达到平衡,则T1条件下反应速率更快,则T1>T2;T1温度下达到平衡时NO的转化率低于T2温度下平衡时,表示升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应。根据分析,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,故A正确;反应的速率方程为v=kc2(CO)·c2(NO),vT1vT2=k1c2CO1·c2NO1k2c2CO2·c2NO3.(2026·山东淄博·一模)将HCl(g)和O2(g)按不同投料比n(HCl)nO2=A.曲线a投料比nB.平衡常数:KC.使用高效催化剂可提高M点HCl的转化率D.HCl转化率P点大于N点,原因为P点温度高,反应速率快【答案】C【解析】a、c温度相同,c的HCl平衡转化率更高,说明c中n(HCl)n(O2)更小(O2相对更多),因此a的投料比为43,A错误;该反应ΔH<0,温度越高平衡常数越小;a、b投料比相同,a的平衡转化率更低,说明a温度更高,M点温度高于N点,故K考点4
多平衡体系综合图像【典例】(2026·湖南怀化·一模)MgCO3MgO循环在CO2捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用MgCO3与Ⅰ、MgCO3sⅡ、CO2gⅢ、CO2g100kPa下,在密闭容器中1molH2g和1molMgCO3s发生反应。达到平衡时,反应物(H2、MgCO3)的转化率和生成物(A.曲线c表示CH4B.点M温度下,反应Ⅱ的KC.在550℃下达到平衡时,nD.500~600℃,随温度升高H2平衡转化率下降的原因可能为反应Ⅱ平衡逆向移动生成的H2【答案】C【解析】已知反应Ⅰ为吸热反应,反应Ⅱ为放热反应,反应Ⅲ为吸热反应;根据图像,温度升高,反应I正向移动,反应II逆向移动,则MgCO3的转化率逐渐升高,H2的转化率逐渐下降,在360℃以下不考虑反应Ⅲ,则CO2的选择性上升,CH4的选择性下降,且CO2、CH4的选择性之和为100%,所以曲线a表示MgCO3的转化率,曲线b表示CO2的选择性,曲线c表示CH4的选择性,A不符合题意;点M温度下,从图中可以看出,MgCO3的转化率为49%,则剩余的MgCO3为0.51mol,根据碳原子守恒,CH4和CO2的物质的量之和为0.49mol,又因为此时CO2的选择性和CH4的选择性相等,则CO2和CH4的物质的量均为0.245mol,根据氧原子守恒得出H2O的物质的量为0.49mol,根据氢原子守恒得出H2的物质的量为0.02mol,气体总的物质的量为0.02+0.245+0.245+0.49mol=1mol,pH2=0.021×100kPa,pCO2=pCH4=0.2451×100kPa,pH2O=0.491×100kPa,则反应Ⅱ的Kp=0.245×100kPa×(1)
识别反应网络:首先明确体系中包含几个反应、每个反应的热效应(ΔH符号)和气体分子数变化特征。多个反应之间存在串联、并联或耦合关系。(2)
温度变化的多重影响:吸热反应和放热反应对温度的响应方向相反。绝热反应器中,反应热效应会引起沿程温度变化,进而影响各反应的平衡常数。(3)
分析组分变化的驱动因素:某组分含量先增后减或先减后增,往往是两个竞争反应共同作用的结果。先增是因生成该组分的反应占主导,后减是因消耗该组分的反应随后占主导。(4)
判断决速步骤:反应历程图中能垒最高的步骤为决速步,其活化能大小决定了整体反应速率的快慢。(5)
产率与选择性:多平衡体系中,改变温度、压强、投料比可调控不同产物的选择性,需结合勒夏特列原理综合分析。1.(2026·江苏徐州·模拟预测)以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。在0.1MPa,反应物起始物质的量之比nH反应Ⅰ
CH反应Ⅱ
CH反应Ⅲ
CO(g)+平衡时各物质的物质的量分数随温度的变化如题图所示。下列有关说法正确的是A.增大nH2O(g)B.曲线X表示平衡时CH4C.830℃时,反应Ⅲ的化学平衡常数为KD.增大压强至1MPa能提高平衡时H2【答案】C【解析】增大n[H2O(g)]n[CH4(g)],即增加水蒸气的用量,根据勒夏特列原理,增加一种反应物,会提高另一种反应物(CH4)的转化率,但水蒸气自身的转化率降低,A错误;起始n[H2O(g)]n[CH4(g)]=2,即低温下反应程度很小,物质的量分数接近起始值:H2O起始物质的量分数为21+2≈67%,CH4起始物质的量分数为11+2≈33%。曲线X在低温下(200℃)物质的量分数接近70%,因此X代表H2O,Y代表CH4,B错误;反应Ⅲ:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2.(2026·重庆·一模)乙醇一水催化重整可获得H2反应I:C2H反应Ⅱ:CO2g在恒压1.0×105 Pa、按n始C2HCO的选择性=n生成COn下列说法错误的是A.图中曲线②表示平衡时H2B.60℃,若气体密度不变,说明体系已达平衡C.500℃、1.0×105 Pa条件下,HD.一定温度下,加入CaOs,能提高平衡时H【答案】C【解析】根据已知反应I:C2H5OHg+3H2Og=2CO2g+6H2g ,反应Ⅱ:CO2g+H2g=COg+H2Og ,反应I,Ⅱ均为吸热反应,升高温度均有利于平衡正向移动,但平衡时CO2和CO的选择性之和为100%,故平衡时CO2和CO的选择性的变化趋势相反,只有第二个反应生成CO,因此升温CO的选择性升高,故曲线③表示CO的选择性随温度的变化,曲线②表示平衡时H2的产率随温度的变化,曲线①表示CO2的选择性随温度的变化。由分析,曲线②表示平衡时H2的产率随温度的变化,A正确;反应I是气体分子数增大的反应,反应Ⅱ前后系数不变,随着反应进行,因为压强不变,气体的总质量不变,所以气体的密度会随着体积的增大而减小,当密度不变时,说明反应平衡,B正确;500℃、1.0×105 Pa条件下,H23.(2026·江苏·一模)DMFHCONCH32反应Ⅰ
CH32反应Ⅱ
CH333MPa下,将n始(DMA):n始DMF的选择性=n下列说法不正确的是A.DMF的平衡选择性随温度升高而增大B.300℃时,CO2C.其他条件不变,在240∼350℃范围,出口处DMF的量随温度升高而不断减小D.高效合成DMF,需研发低温下DMA转化率高和DMF选择性高的催化剂【答案】C【解析】反应Ⅱ为吸热反应,温度升高,平衡正向移动,(CH3)3N转化为DMF的量增加;反应Ⅰ为放热反应,升温使反应Ⅰ平衡逆向移动,(CH3)3N生成量减少,因此,DMF的平衡选择性随温度升高而增大,A正确;初始投料比n始DMA:n始CO2:n始H2=0.2:1:3,CO1.(2026·山东菏泽·一模)密闭容器中,以活性炭为催化剂由SCl2和O2制备SOCl2,涉及反应:I.SCl2(g)+O2A.曲线②表示SO2B.当nSCl2C.温度不变,缩小容器体积,曲线①与②的新交点出现在d处D.改变温度使反应Ⅱ的平衡常数增大,曲线①与②的新交点将出现在c处【答案】B【解析】先整理反应:反应I(不可逆):SCl2(g)+O2(g)=SO2Cl2(g)反应Ⅱ(可逆):SCl2(g)+SO2Cl2(g)⇌2SOCl2(g),反应前后气体分子数不变,平衡不受压强影响。分析各物质对应的曲线:横坐标为曲线②是SOCl2,SO2Cl2对应曲线③,A错误;当n(SCl2)n(O2)=2.0时,曲线①(SCl2)和曲线③(SO2Cl2)相交于(2.0,0.13),即x(SCl2)=x(SO2C2.(2026·山东东营·一模)CO2甲烷化反应合成替代天然气,是其循环利用的重要路径之一,主要反应有:ⅰ.CO2(g)+4ⅱ.CO2(g)+ⅲ.CO2(g)+20.1MPa下,投料比nCOA.a线表示CH4的物质的量分数 C.600℃加压,重新达平衡后c2H2cCH【答案】C【解析】升温后,反应ⅱ平衡正向移动,CO物质的量持续增大,则d表示CO,反应ⅰ、ⅲ平衡逆向移动,CH4持续减小,则a表示CH4,当800℃以后,图像显示无CH4,说明此时不会发生反应ⅰ,投料比nCO2:nH2=1:3,对于反应ⅱ、ⅲ,H2过量,剩余H2的量大于CO2,则b代表H2,c代表CO2。a线表示CH4的物质的量分数,A正确;200℃时,CO基本为0,说明反应ⅱ基本不发生,此时CH4占74.7%,说明此时主要发生反应ⅰ,B正确;反应ⅰ-反应ⅲ,得到Cs+2H2g⇌CH4g,则c2H2cCH3.(25-26高三下·湖南长沙·开学考试)煤焦与水蒸气的反应是煤气化过程中的主要反应,具体反应是C(s)+H2O(g)⇌CO(g)+H2(g)。向700K、2L恒容密闭容器中加入1molC(s)和A.M点时,体系已达平衡状态B.700K时,该反应的平衡常数KC.0→t1min内,用D.N点时,向容器中同时充入1molH2O和1molH【答案】D【解析】M点气体密度ρ=0.033g/cm3,容器容积2L,气体总质量=0.033g/cm3×2000cm3=66g,初始气体质量为3molH2O的质量,为54g,气体质量增加12g,说明M点时1molC完全反应,M点体系未达平衡状态,A项错误;N点气体密度ρ=0.064g/cm3,容器容积1L,气体总质量=0.064g/cm3×1000cm3=64g,初始气体质量为54g,气体质量增加10g,则消耗56molC、消耗56molH2O,平衡时c(H2O)=136mol/L,c(CO)=564.(25-26高三上·北京顺义·期末)CO2催化氧化丙烷脱氢制丙烯时,主要发生反应i,同时发生反应iii.Cii.Ciii.C已知:丙烯的选择性=n丙烯的产率=n下列说法不正确的是A.C3H8的转化率:500∘C<550B.600∘C时,C.反应进行至t时刻时C3HD.综合考虑转化率与选择性,合成时最佳温度可选择550【答案】C【解析】由左图可知,相同时间下丙烷转化率:500∘C<550∘C,三个反应均为吸热反应,温度越低,越不利于丙烷中C−H键断裂,反应程度更小,转化率更低,A正确;反应ⅲ会生成固体碳(积碳),高温更利于反应ⅲ进行,积碳会覆盖催化剂活性中心,降低催化剂活性,因此600∘C时丙烷转化率随时间增加显著下降,B正确;t时刻,由图可知:丙烷转化率500℃=600℃大约为38%;丙烯选择性500∘C(≈94%)>600∘C(≈87%),根据产率公式,可得丙烯产率:600∘C<500∘C,C错误;5.(2026·湖南长沙·二模)形成配合物可增大难溶物的溶解度。某研究小组通过实验测定了AgCl在NaA(A为M或N,且M−和Na.已知:①Ksp②AgA2−⇌b.向NaA溶液中加入足量AgCl固体,发生反应:AgCls+2A−aq⇌AgA2−下列说法正确的是A.KB.加入足量AgCl固体的NaM溶液中,cC.AgCl在0.84mol/LNaM溶液中的溶解度(用物质的量浓度表示)约为0.42mol/LD.结合图像,可知NaM体系中AgM2−的稳定性小于NaN体系中【答案】C【解析】由图可知,当pCl=1时,lgcAgM2−c2M−=12,lgcAgN2−c2N−=−2,由cCl−=10−1mol/L,求出cAg+=KspAgClcCl−=1.6×10−9mol/L。由AgA2−⇌Ag++2A−可知,KM=c2M−⋅cAg+cAgM2−5.(2026·吉林长春·模拟预测)已知:2Xg第一步:2X第二步:A在固定容积的容器中充入一定量X和Y发生上述反应,相同时间内测得体系中部分物质的物质的量(n)随温度(T)的变化如图所示。已知:在图示温度范围内,反应的焓变和熵变几乎不变。下列说法中错误的是A.EB.加入合适的催化剂,可将第一步反应变成决速步骤C.加入催化剂后重复上述实验,所得图像的变化趋势一定发生变化D.达到平衡后,若其他条件不变,再充入Z,n【答案】D【解析】由图像可知,第一步反应的反应速率更快,所以Ea1<Ea2,升高温度后nA增加,nZ减小,说明温度升高到一定程度,两个反应均逆向移动,且第二个反应逆向移动的程度更大,故ΔH2<ΔH17.(2026·湖南常德·一模)甲烷经干催化重整可转化为更具有经济效益的产品。催化重整过程中存在的主反应:CH4g涉及的副反应:ⅰ.H2gⅱ.CH4g主反应的ΔG(ΔG=Δ下列说法错误的是A.主反应的活化能:EB.曲线Ⅱ为平衡常数K随反应温度变化的图像C.假设ΔH不随温度变化,则T2时主反应的ΔD.适当增大nCO【答案】C【解析】主反应的ΔH=+247.02kJ⋅mol−1,为吸热反应,吸热反应中,正反应活化能(E正)大于逆反应活化能(E逆),A正确;主反应ΔH>0,升高温度,平衡正向移动,平衡常数K增大,图中曲线II随温度升高数值上升,符合K的变化趋势,B正确;T2时ΔG=0,根据ΔG=ΔH−TΔS=0,可得ΔS=ΔHT,ΔH=+247.02kJ⋅mol−1,T单位为K(开尔文),则ΔS=247.028.(2026·内蒙古乌兰察布·二模)若向某恒温恒容(体积为2 L)的密闭容器中充入2 molNH3和1 molCOA.催化剂①比催化剂②的催化效率高B.由图可判断A点已达平衡状态C.温度为T1时,该反应平衡常数D.T2∘C【答案】D【解析】根据图像,温度为T1时,催化剂①比催化剂②的催化效率高;温度为T2∘C时,催化剂②比催化剂①的催化效率高,故A错误;催化剂只改变反应速率,不改变平衡状态,相同温度下,若反应达到平衡,即达到最大限度,尿素的物质的量应为最大,由图可知,T2∘C下催化剂②尿素物质的量小于催化剂③,说明A点未达到平衡,故B错误;温度为T1时,B点尿素的物质的量小于催化剂③,可知B没有达到平衡;根据B点坐标,尿素的物质的量为0.5mol,CO2 g+ 2NH3 g9.(2026·湖北十堰·二模)一定温度下向容器中加入n0 molM发生反应如下:①M=P,②M=Q,③P⇌Q。反应体系中M、P、Q的浓度随时间A.t2时,B.该温度下,反应③的平衡常数等于1C.t1时,PD.反应①的活化能大于反应②【答案】A【解析】体系中没有M剩余,故nP+nQ=nM起始=n0,故A正确;根据图像,平衡时,Q的物质的量大于选A。10.(2026·黑龙江辽宁·二模)甲烷与溴单质反应生成CH3Br,部分CH3Br会进一步溴化生成CH2Br2。少量I2(催化剂可提高生成CH3Br的选择性。500℃时,分别在有I2A.11~19秒之间,有I2时B.I2的作用之一是使CH2C.无I2时,CH4与Br2D.I2可以提高CH【答案】B【解析】甲烷与溴单质发生反应:CH4+Br2=CH3Br+HBr(主反应),生成的CH3Br会进一步溴化:CH3Br+Br2=CH2Br2+HBr(副反应)。少量I2作为催化剂,可提高CH3Br的选择性(即让更多CH4转化为CH3Br,减少副产物CH2Br2的生成)。500∘C、恒容密闭容器中,初始投入8molCH4和8molBr2,分别在有I2和无I2的条件下得到CH3Br、CH2Br2的物质的量随时间变化的曲线。反应速率的计算公式为v=ΔcΔt=ΔnV⋅Δt,其中V为容器体积。11~19s之间,Δt=8s,有I2时CH3Br的物质的量变化11.(25-26高三下·河北衡水·质检)向Al2SO43溶液中通入HF气体,发生反应:A.t1时,B.t1∼C.t3时,增大cD.t3时,加水稀释,c【答案】D【解析】t1时c(H+)仍在增大,说明反应正向进行,v正>v逆,A错误;t1~t2时间内,v(H+)=c2−c1t2−t1mol⋅L−1⋅s−1,反应速率之比等于化学计量数之比,v(Al3+):v(H+)=1:6,故v(Al3+)=c2−c16(t12.(2026·广西南宁·二模)利用甲醇分解制取烯烃,涉及如下反应:①2CH3OHg=C2H4g+2H2Og、②已知:650K下,反应tmin后达到平衡,此时2xC2A.反应③的ΔB.曲线a表示H2C.向平衡体系中通入N2g,再次平衡后,D.650K、pkPa下,0∼t【答案】C【解析】由图像可知:升高温度,C2H4物质的量分数增大,C3H6物质的量分数减小,说明反应③3C2H4(g)⇌2C3H6(g)平衡逆向移动。根据勒夏特列原理,升温平衡向吸热方向移动,因此逆反应吸热,正反应放热,ΔH<0,A正确;不管反应如何进行,1molCH3OH完全反应一定生成1molH2O,因此平衡时n(H2O)=0.8mol,恒等于初始CH3OH的物质的量,其物质的量远大于烯烃,物质的量分数始终最高;升温时反应③平衡左移,气体总物质的量增大,水的物质的量不变,因此水的物质的量分数随温度升高降低,与图中最上方曲线(对应a)变化一致,B正确;恒压容器中通入N2,容器体积增大,各物质浓度被稀释。结合反应③平衡左移,通过Kp推导可证明:C13.(2026·辽宁抚顺·模拟预测)甲烷溴化反应是甲烷制备丙烯的基础反应。在密闭容器中通入8 mol CH4、8 mol Br2,500℃下,分别在有I2和无I①CH②CH③3下列说法错误的是A.有I2B.I2催化时,生成CHC.8~14s,有I2、无I2时,CHD.增大平衡体系的压强,体系中nCH【答案】A【解析】I2为催化剂,温度不变,平衡常数不变,A错误;由8s后,有I2存在时,CH3Brg含量逐渐增大,而CH2Br2g逐渐减少,说明有I2存在时,生成CH3Brg的选择性增大,B正确;8~14s,无I2时,14.(2026·山东·模拟预测)将HCl和O2分别以不同的起始流速通入一定体积的反应器中,发生反应:2HCl(g)+12O2A.T1>T2C.若通气1h,则N点氯气的物质的量为0.092mol D.加入高效催化剂或升温可提高M点转化率【答案】C【解析】P点以后,流速较高,反应未达平衡状态。温度越高,反应速率越快,单位时间内氯化氢的转化率越高。在P点后,同一流速下,T1温度下的氯化氢的转化率最大;T3温度下的氯化氢的转化率最小,说明温度:T1>T2>T3,A正确;根据题给信息,较低流速下转化率近似为平衡转化率,在较低流速时,T3转化率最大,T1转化率最小,温度T1>T2>T3,则此反应是放热反应,因此ΔH<0,B正确;N点HCl流速0.16mol/h,1h通入HCl的物质的量为n(HCl)=0.16mol/h×1h=0.16mol,α=70%,反应的HCl的物质的量为n(HCl)消耗=0.16mol×70%=0.112mol,根据反应转化关系可知反应生成Cl2的物质的量为n(Cl2)=12n(HCl)15.(2026·山东青岛·一模)我国科研团队开发出甲醇在Ag催化下脱氢制甲醛的反应为:①CH3OHg⇌HCHOg+H2g;②A.该温度下HCHOg⇌COg+HB.通过适当减少反应时间,可以增加甲醛的产率C.其他条件不变,增大容器体积,重新达到平衡时,甲醛的产率增加D.该温度下平衡时甲醇的分压为0.016kPa【答案】C【解析】平衡时由图可知:p(HCHO)=80kPa,p(CO)=60kPa;根据反应①CH3OH(g)⇌HCHO(g)+H2(g),生成80kPa的HCHO,则生成80kPa的H2。根据反应②CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g),生成60kPa的CO,则生成2×60=120kPa的H2。因此,平衡时总的p(H
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