2026年高考化学二轮复习（全国）重难08 平衡体系中曲线变化趋势分析及反应条件的选择（重难专练）（原卷版）

重难08平衡体系中曲线变化趋势分析及反应条件的选择

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一、反应速率、平衡图像题解题模型

二、解答化学反应速率图像题的方法思路

（1）看面：认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理相联系。

（2）看线：弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。

（3）看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如起点、终点、交点、折点、最高点、最低点。例

如，在浓度—时间图像中，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推

理判断。

（4）看变化趋势：在速率—时间图像上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变、大变和

小变。例如，升高温度，v(吸)大增，v(放)小增；增大反应物浓度，v(正)突变，v(逆)渐变。

三、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。

四、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。

五、解答复杂图像题应注意的几个要点

（1）复杂图像五看：一看面(坐标)，二看线(变化趋势)，三看点(起点、交点、终点)，四看辅助线，五看量

c(M)V

(数字计算)。如坐标表示的有c(M)、α(M)、lgc(M)、lg、pM、lg等，不同符号表示的意义不同。

c(N)V0

（2）pH：可以得出c(H＋)；通过比较溶质的物质的量浓度可判断是强电解质或弱电解质。

（3）交点：相交的两种物质的某量相等，常进行相互代换用于计算。

（4）pH＝7：常温下表示溶液显中性，此时，c(H＋)＝c(OH－)，在等式中常进行抵消。

（5）数据与浓度符号的转化：在坐标图中，标明了某种物质的量，一般要用标明的量进行分析。

（6）守恒：元素守恒，电荷守恒，质子守恒。

六、工业生产图像中转化率、产率变化分析思路

1.判断是否为平衡状态

（1）非平衡状态的转化率：侧重分析温度、压强、浓度对反应快慢，催化剂对反应快慢及选择性(主、副反

应)的影响；

（2）平衡转化率：侧重分析温度、压强、浓度对化学平衡的影响，有时也涉及温度、某物质对催化活性的

影响。

2．结合图像分析实际生产中反应的最佳条件

条件原则

非平衡状态，着重考虑外因对反应速率的影响导致反应物的转化率(或产品产

从化学反应速率分析

率)的变化

从化学平衡移动分析平衡后，着重考虑外因对平衡移动方向的影响

注意催化剂的活性受温度的影响，还要注意催化剂对主、副反应的选择性的

从催化剂的活性分析

影响

既要注意外界条件对反应速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛

综合分析

盾性，还要考虑设备要求

（建议用时：15分钟）

1．一定温度下，向一恒容密闭容器中充入等物质的量的X和Y气体，发生反应Xg+2YgZg。容

器内各气体的物质的量浓度c与反应时间t的关系如图所示。下列说法正确的是

A．0~t1时，X的物质的量分数逐渐减小

B．t1时，X和Y物质的量浓度之比为1:2

C．v正X=2v逆Y时，体系达到平衡状态

D．其他条件不变，t2时减小容器体积，再次平衡后Y的物质的量浓度可能变为d点

2．（2023·广东卷）催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应R(g)P(g)。反应历程(下图)中，M为中间产物。其它条件

相同时，下列说法不正确的是

A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行B．反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大

C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡D．使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大

3．（2023·海南卷）工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺：

C6H5CH2CH3(g)C6H5CHCH2(g)H2(g)。某条件下无催化剂存在时，该反应的正、逆反应速率v随时

间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是

A．曲线①表示的是逆反应的v-t关系B．t2时刻体系处于平衡状态

C．反应进行到t1时，QK(Q为浓度商)D．催化剂存在时，v1、v2都增大

4．（2024·山东卷）逆水气变换反应：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH>0。一定压力下，按CO2，H2

物质的量之比nCO2:nH2=1:1投料，T1，T2温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反

0.5

应的速率方程为v=kcH2cCO2，T1，T2温度时反应速率常数k分别为k1,k2。下列说法错误的是

A．k1>k2

vT1k1

B．T1,T2温度下达平衡时反应速率的比值：<

vT2k2

C．温度不变，仅改变体系初始压力，反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变

D．T2温度下，改变初始投料比例，可使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同

（建议用时：20分钟）

1．（2025·山东卷）在恒容密闭容器中，Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平

衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知：T2温度时，Na2SiF6(s)完全分解；

体系中气相产物在T1、T3温度时的分压分别为p1、p3。下列说法错误的是

A．a线所示物种为固相产物

B．T1温度时，向容器中通入N2，气相产物分压仍为p1

C．p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp

D．T1温度时、向容器中加入b线所示物种，重新达平衡时逆反应速率增大

2．（2025·广东佛山·一模）T℃时，真空密闭容器中加入足量R，发生反应R(s)2S(g)＋Q(g)，S的分压

随时间的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是

A．相对于曲线I，曲线II可能使用了催化剂

3

B．T℃时，该反应的分压平衡常数Kp=500(kPa)

C．Q的体积分数不变，不能说明反应达到平衡状态

D．T℃时，M点压缩容器体积，平衡逆向移动，新平衡时c(S)比原平衡大

3．(2025·高三上·山东烟台·期末)PCl3gCl2gPCl5g在低温下能自发进行。PCl3g和Cl2g按

不同进料比通入恒容密闭容器中，保持体系初始压强p0相同，测定不同温度下体系达平衡时的

p(ppp0，p为体系平衡压强)如图，已知Z点p180kPa。下列说法正确的是

A．T1T2T3

B．Cl2的平衡转化率：ZY

1

C．T3温度下，分压平衡常数Kp为0.03kPa

nPCl3

D．T1温度下，当进料比0.4时，体系平衡压强为215kPa

nCl2

4．（2023·湖南卷）向一恒容密闭容器中加入1molCH4和一定量的H2O，发生反应：

nCH

。的平衡转化率按不同投料比4随温度的变化曲线如

CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)CH4xx

nH2O

图所示。下列说法错误的是

A．x1x2

B．反应速率：vb正vc正

C．点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb=Kc

D．反应温度为T1，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态

5．（2026·石家庄高三上学期教学质量摸底）在碳中和目标推动下，全球CO2加氢制甲醇技术加速发展。

I．间接法制甲醇

先将CO2与过量H2反应获得含有CO和H2的混合气，再生产甲醇。相关反应如下：

反应ICO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H10

反应iiCO(g)2H2(g)CH3OH(g)H2

1

(1)相关键能如下表所示，则H2kJmol(用含字母的代数式表示)，反应ii自发进行的条件为

(填“高温”、“低温”或“任意温度”)。

化学键COHHCHCOOH

键能/kJmol1abcde

(2)恒压条件下，反应i结束后，先分离出混合气中的水蒸气，再进行甲醇合成，有利于提高CO和H2的平

衡转化率，解释其原因为。

II．直接法制甲醇

以CO2和H2为原料生产甲醇，发生反应iii，同时发生副反应i．

反应iiiCO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H30

(3)向2L恒容密闭容器中加入1molCO2和3molH2发生反应。平衡时，CO和CH3OH在含碳产物中的体积

分数及CO2的转化率随温度的变化如图所示。

①表示甲醇体积分数随温度变化的曲线为(填“m”或“n”)。

11

②270C时，反应经tmin达到平衡，则0~tmin内CH3OH的生成速率vCH3OHmolLmin，

生成H2O(g)的物质的量nH2Omol，反应iii的平衡常数Kiii(列出计算式即可)。

③150C~400C范围内，CO2的转化率先降低后升高的原因为。

6．（2025·广东卷）钛单质及其化合物在航空、航天、催化等领域应用广泛。

（1）基态Ti原子的价层电子排布式为。

（2）298K下，反应TiO2s2Cs2Cl2gTiCl4g2COg的ΔH0、ΔS0，则298K下该反应

(填“能”或“不能”)自发进行。

（3）以TiCl4为原料可制备TiCl3。将5.0molTiCl4与10.0molTi放入容积为V0L的恒容密闭容器中，反应体

系存在下列过程。

编号过程H

(a)TisTiCl4g2TiCl2sΔH1

(b)TiCl2sTiCl4g2TiCl3g200.1kJ/mol

(c)Tis3TiCl4g4TiCl3g132.4kJ/mol

(d)TiCl3gTiCl3sΔH2

①ΔH1kJ/mol。

②不同温度下，平衡时反应体系的组成如图。曲线Ⅰ对应的物质为。

③温度T0K下，nTiCl4gmol，反应(c)的平衡常数K(列出算式，无须化简)。

（4）钛基催化剂可以催化储氢物质肼N2H4的分解反应：

(e)N2H4N22H2

(f)3N2H4N24NH3

为研究某钛基催化剂对上述反应的影响，以肼的水溶液为原料(含N2H4的物质的量为n0)，进行实验，得到

n1/n0、n2/n0随时间t变化的曲线如图。其中，n1为H2与N2的物质的量之和；n2为剩余N2H4的物质的量。

n

e

设ne为0~t时间段内反应(e)消耗N2H4的物质的量，该时间段内，本体系中催化剂的选择性用100%

n0n2

表示。

①0~t0min内，N2H4的转化率为(用含y2的代数式表示)。

②0~t0min内，催化剂的选择性为(用含y1与y2的代数式表示，写出推导过程)。

7．(2025·湖北七州·二模)含碳化合物的回收是实现碳达峰、碳中和的有效途径。CO2催化加氢选择合成甲醇

的主要反应如下：

反应1：CO2g3H2gCH3OHgH2OgΔH10

反应2：CO2gH2gCOgH2OgΔH20

反应3：COg2H2gCH3OHgΔH3

回答下列问题：

（1）已知在25℃、101kPa下，由最稳定单质生成1mol某纯物质的焓变，称为该物质的标准摩尔生成焓。

下表为几种常见物质的标准摩尔生成焓。

物质CO2gH2gCH3OHgH2Og

标准摩尔生成焓/kJmol1393.50200.7241.8

1

则ΔH1kJmol。

（2）反应3在(填“较高”或“较低”)温度下能自发进行。

（3）对于上述反应体系，下列说法正确的是(填标号)。

a．其他条件相同，反应1分别在恒容和恒压条件下进行，后者CO2的平衡转化率更高

b．恒温恒容条件下，当容器内气体的压强不再改变，说明体系达到平衡状态

c．增加催化剂的表面积，可加快反应速率，提高CH3OH的平衡产率

d．其他条件相同，增大投料比nCO2/nH2，可提高CO2的平衡转化率

（4）在一体积固定的密闭容器中，按照nCO2:nH21:3投料，发生上述反应1和反应2，平衡时CO

和CH3OH在含碳产物中的物质的量分数及CO2的转化率随温度的变化如图1所示。

①150℃~250℃范围内，随着温度的升高，CO2的平衡转化率减小的原因是。

②270℃时，若容器起始压强为5MPa，则反应2的。Kp为(保留两位有效数字)。

E

（5）已知阿伦尼乌斯公式：lnkaC(k为速率常数，E为活化能，T为热力学温度，R和C为常数)。

RTa

1

从图2可知Ea(反应2)Ea(反应3)(填“>”或“<”)，对于反应2，ΔH2kJmol(用含

k正、k逆、T、R的代数式表示)。

（建议用时：20分钟）

1．（2025·北京卷）利用工业废气中的H2S制备焦亚硫酸钠(Na2S2O5)的一种流程示意图如下。

已知：

物质H2CO3H2SO3

-7-11-2-8

Ka25CKa1=4.510、Ka2=4.710Ka1=1.410Ka2=6.010

（1）制SO2

已知：

1

HS(g)+O(g)=S(s)+HO(g)ΔH=-221.2kJmol-1

2222

-1

S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH=-296.8kJmol

由H2S制SO2的热化学方程式为。

（2）制Na2S2O5

I．在多级串联反应釜中，Na2CO3悬浊液与持续通入的SO2进行如下反应：

ƒ

第一步：2Na2CO3+SO2+H2ONa2SO3+2NaHCO3

第二步：

ƒ

NaHCO3+SO2NaHSO3+CO2

ƒ

Na2SO3+SO2+H2O2NaHSO3

Ⅱ．当反应釜中溶液pH达到3.8~4.1时，形成的NaHSO3悬浊液转化为Na2S2O5固体。

①Ⅱ中生成Na2S2O5的化学方程式是。

②配碱槽中，母液和过量Na2CO3配制反应液，发生反应的化学方程式是。

③多次循环后，母液中逐渐增多的杂质离子是，需除去。

④尾气吸收器中，吸收的气体有。

-1

（3）理论研究Na2SO3、NaHCO3与SO2的反应。一定温度时，在1L浓度均为1molL的Na2SO3和NaHCO3

2--

的混合溶液中，随nSO2的增加，SO3和HCO3平衡转化率的变化如图。

①0~amol，与SO2优先反应的离子是。

-2-

②a~bmol，HCO3平衡转化率上升而SO3平衡转化率下降，结合方程式解释原因：。

2．（2025·河北卷）乙二醇(EG)是一种重要的基础化工原料，可通过石油化工和煤化工等工业路线合成。

（1）石油化工路线中，环氧乙烷(EO)水合工艺是一种成熟的乙二醇生产方法，环氧乙烷和水反应生成乙二

醇，伴随生成二乙二醇(DEG)的副反应。

主反应：EOaqH2OlEGaqΔH0

副反应：EOaqEGaqDEGaq

体系中环氧乙烷初始浓度为1.5molL1，恒温下反应30min，环氧乙烷完全转化，产物中

nEG:nDEG10:1。

11

①0~30min内，v总EOmolLmin。

②下列说法正确的是(填序号)。

a．主反应中，生成物总能量高于反应物总能量

b．0~30min内，v总EOv总EG

c．0~30min内，v主EG:v副DEG11:1

d．选择适当催化剂可提高乙二醇的最终产率

（2）煤化工路线中，利用合成气直接合成乙二醇，原子利用率可达100%，具有广阔的发展前景。反应如

下：2COg3H2gHOCH2CH2OHgΔH。按化学计量比进料，固定平衡转化率α，探究温度与压强

的关系。α分别为0.4、0.5和0.6时，温度与压强的关系如图：

①代表α0.6的曲线为(填“L1”“L2”或“L3”)；原因是。

②H0(填“>”“<”或“=”)。

xyYxzZ

③已知：反应aAgbBgyYgzZg，K，x为组分的物质的量分数。M、N两点

xxaAxbB

对应的体系，KxMKxN(填“>”“<”或“=”)，D点对应体系的Kx的值为。

pyYpzZ

④已知：反应aAgbBgyYgzZg，K，p为组分的分压。调整进料比为

ppaApbB

4

nCO:nH2m:3，系统压强维持p0MPa，使αH20.75，此时KpMPa(用含有m和p0的

代数式表示)。

3．（2026·沧州市盐山中学高三上学期11月期中）在哈尔滨第九届亚洲冬季运动会期间，我国自主研制

的醇氢汽车通过多项技术创新和环保实践，为赛事提供了低碳、绿色的出行保障。醇氢汽车是采用绿色甲

醇作为燃料的新能源汽车。

回答下列问题：

Ⅰ．利用CO2和H2在催化剂作用下合成甲醇。发生的主要反应如下：

1

反应ⅰ：CO2gH2gCOgH2O(gΔH141.5kJmol

反应ⅱ：CO2g3H2gCH3OHgH2OgΔH2

已知：物质的能量(在标准状况下，规定单质的能量为0，测得其他物质在生成时所放出或吸收的热量)如下

表所示。

物质CO2gH2gCH3OHH2Og

能量/(kJ·mol1