2026年高考化学终极冲刺:专题08 化学反应速率与平衡图表分析(抢分专练)(原卷版)_第1页
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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(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∶12.(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K3.(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)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

(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02.(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,T23.(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

(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2.(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3.(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(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H22.(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H3.(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1.(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2.(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1molH4.(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5505.(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,n7.(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nCO8.(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∘C9.(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②10.(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CH11.(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,c12.(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∼t13.(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nCH14.(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)+12O

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