2026《金版教程》高考复习方案化学经典版-高考题型专项突破 化学反应速率、化学平衡图像题

0第八单元化学反应速率与化学平衡高考题型专项突破

化学反应速率、化学平衡图像题真题精研02专项作业05目录CONTENTS题型突破03题型专练04考查方向01考查方向(1)命题特点：以选择题、非选择题为考查方式，对化学平衡状态的判断的考查逐渐减少，重点结合图像中曲线的变化规律考查温度、压强(物种分压变化)、投料比、催化剂等对化学平衡及转化率(或产率)的影响，结合数据考查平衡常数、转化率的计算，目的是考查考生提取信息并分析和解决问题的能力。(2)创新考法：考查平衡状态的判断时，从单反应向多反应过渡；考查平衡、转化率的影响因素时，创新考查多因素的共同影响或单因素对多反应的影响；考查计算时，侧重有惰性气体参与或多反应体系的复杂计算，创新考查压强平衡常数和物质的量分数平衡常数等，以新信息的形式呈现。真题精研例1

(2024·辽宁卷)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，15h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是(

)A．3h时，反应②正、逆反应速率相等B．该温度下的平衡常数：①>②C．0～3h平均速率v(异山梨醇)＝0.014mol·kg－1·h－1D．反应②加入催化剂不改变其平衡转化率例2

(2024·全国甲卷节选)甲烷转化为多碳化合物具有重要意义。一种将甲烷溴化再偶联为丙烯(C3H6)的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题：已知如下热化学方程式：CH4(g)＋Br2(g)===CH3Br(g)＋HBr(g)

ΔH＝－29kJ·mol－1(1)CH4与Br2反应生成CH3Br，部分CH3Br会进一步溴化。将8mmolCH4和8mmolBr2通入密闭容器，平衡时，n(CH4)、n(CH3Br)与温度的关系见图(假设反应后的含碳物质只有CH4、CH3Br和CH2Br2)。(ⅰ)图中CH3Br的曲线是________(填“a”或“b”)。(ⅱ)560℃时，CH4的转化率α＝________，n(HBr)＝________mmol。(ⅲ)560℃时，反应CH3Br(g)＋Br2(g)===CH2Br2(g)＋HBr(g)的平衡常数K＝_________。(2)少量I2可提高生成CH3Br的选择性。500℃时，分别在有I2和无I2的条件下，将8mmolCH4和8mmolBr2通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见图。a80%7.810.92(ⅱ)从图中找出I2提高了CH3Br选择性的证据：________________________________________________________________________。(ⅲ)研究表明，I2参与反应的可能机理如下：①I2(g)===·I(g)＋·I(g)②·I(g)＋CH2Br2(g)===IBr(g)＋·CH2Br(g)③·CH2Br(g)＋HBr(g)===CH3Br(g)＋·Br(g)④·Br(g)＋CH4(g)===HBr(g)＋·CH3(g)⑤·CH3(g)＋IBr(g)===CH3Br(g)＋·I(g)⑥·I(g)＋·I(g)===I2(g)根据上述机理，分析I2提高CH3Br选择性的原因：__________________________________________________________________。5s以后有I2催化的CH2Br2的含量逐渐降低，有I2催化的CH3Br的含量陡然上升I2的投入消耗了部分CH2Br2，使得消耗的CH2Br2发生反应生成了CH3Br题型突破1．解化学平衡图像题的思维流程2．通过图像获取有用信息(1)横坐标与纵坐标的含义①横坐标：通常是t、T、p(即时间、温度、压强)等。②纵坐标：通常是v、c、n、α、φ(即速率、物质的量浓度、物质的量、转化率、体积分数)等。(2)线的走向与斜率①线的走向，即随着横坐标自变量的增大，纵坐标因变量是变大、变小、还是不变。当纵坐标所表示的物理量，如速率、物质的量浓度、物质的量、转化率或体积分数等不随横坐标的变化而变化时，图像中出现一条直线，那么该反应就到达化学平衡状态。②斜率，是化学平衡图像曲线中一个重要的参数。斜率的应用，通常是对两条不同曲线的斜率进行比较，或者通过比较同一条曲线不同时刻的斜率变化来判断反应是改变了哪些外界条件。(3)观察化学平衡图像中的“重点”所谓的“重点”指的是化学平衡图像中的起点、拐点、终点、交点、突变点等，这些点往往隐藏着许多重要的信息，借助这些“重点”中的有效信息，能够快速地找到解题的思路，突破图像题的难点。(4)跟踪化学平衡图像中量的变化考虑纵坐标表示的物理量所发生的变化是由什么外界条件改变而引起的。要解决这个问题，我们经常要借助化学平衡移动理论。3．掌握三类常规图像的分析方法(1)“先拐先平”解答单一变量的平衡图像①“转化率－时间”图像以mA(g)＋nB(g)

pC(g)＋qD(g)

ΔH＝QkJ·mol－1为例ΔH<0m＋n>p＋qm＋n<p＋qm＋n＝p＋q②解题原则和方法“先拐先平，数值大”原则分析反应由开始(起始物质相同时)至达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。①若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短。如甲图500℃先达平衡；②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。如乙、丙、丁图1.01×107Pa先达平衡掌握图像中反应规律的判断方法①图甲中，升高温度，A的转化率降低，平衡逆向移动，则正反应为放热反应；②图乙中，增大压强，A的转化率升高，平衡正向移动，则正反应为气体体积减小的反应；③若纵坐标表示A的百分含量，则甲中正反应为吸热反应，乙中正反应为气体体积增大的反应

(2)“定一议二”解答多变量的平衡图像①“A的转化率(或C的含量)－温度－压强”四种图像以mA(g)＋nB(g)

pC(g)＋qD(g)

ΔH＝QkJ·mol－1为例m＋n>p＋q，ΔH>0m＋n<p＋q，ΔH<0m＋n>p＋q，ΔH<0m＋n<p＋q，ΔH>0②解答时应用“定一议二”原则通过分析相同温度下不同压强时，反应物A的转化率大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应方程式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。如图甲中任取一条温度曲线研究，压强增大，A的转化率增大，平衡正向移动，则正反应为气体体积减小的反应，图丙中任取横坐标一点作横坐标垂线，也能得出相同结论。通过分析相同压强下不同温度时，反应物A的转化率的大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应的热效应。如图丙中任取一条压强曲线研究，温度升高，A的转化率减小，平衡逆向移动，则正反应为放热反应，图乙中任取横坐标一点作垂线，也能得出相同结论。(3)“点－线－面”三维度分析特殊平衡图像①对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如图所示，M点前，表示从反应物开始，v正>v逆；M点为刚达到平衡点；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH<0。②如图，对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点。L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以，E点v正>v逆；则L线的右下方(F点)，v正<v逆。4．化工生产中的复杂图像分析除通过图像获取有用信息和对获取的信息进行加工处理外，还需注意以下4点：(1)曲线上的每个点是否都达到平衡往往需要通过曲线的升降趋势或斜率变化来判断，如果还未达到平衡则不能使用平衡移动原理，只有达到平衡以后的点才能应用平衡移动原理。如图中虚线表示单位时间内A的产率随温度的升高先增大后减小，先增大的原因是P点之前反应尚未达到平衡，随温度的升高，反应速率增大，故单位时间内A的产率增大。(2)催化剂的活性是否受温度的影响不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低于或高于这个温度活性都会下降。如图，250～300℃时，温度升高而B的生成速率降低的原因是温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低。当投料比一定时，温度越高，CO2的转化率越低，所以升温，平衡左移，正反应为放热反应。若温度不变，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，则提高了二氧化碳的转化率。(4)考虑副反应的干扰或影响往往试题会有一定的信息提示，尤其温度的改变影响较大。题型专练2．(2024·河北卷节选)氯气是一种重要的基础化工原料，广泛应用于含氯化工产品的生产。硫酰氯及1，4­二(氯甲基)苯等可通过氯化反应制备。硫酰氯常用作氯化剂和氯磺化剂，工业上制备原理如下：SO2(g)＋Cl2(g)SO2Cl2(g)ΔH＝－67.59kJ·mol－1(1)若正反应的活化能为E正kJ·mol－1，则逆反应的活化能E逆＝___________kJ·mol－1(用含E正的代数式表示)。(2)恒容密闭容器中按不同进料比充入SO2(g)和Cl2(g)，测定T1、T2、T3温度下体系达平衡时的Δp(Δp＝p0－p，p0为体系初始压强，p0＝240kPa，p为体系平衡压强)，结果如图。E正＋67.59上图中温度由高到低的顺序为__________，判断依据为_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。M点Cl2的转化率为________，T1温度下用分压表示的平衡常数Kp＝________(kPa)－1。该反应正反应放热，且气体分子数减小，反应正向进行时，容器内压强减小，从T3到T1平衡时Δp增大，说明反应正向进行程度逐渐增大，对应温度逐渐降低T3＞T2＞T175%0.03(3)下图曲线中能准确表示T1温度下Δp随进料比变化的是_____(填序号)。D解析：(1)根据ΔH＝正反应活化能－逆反应活化能可知，该反应的E逆＝E正kJ·mol－1－ΔH＝(E正＋67.59)kJ·mol－1。(3)由题图中M点可知，进料比为2时，Δp＝60kPa，结合“三段式”，以及T1时化学平衡常数可知，进料比为0.5时，Δp也为60kPa，曲线D上存在(0.5，60)。专项作业[建议用时：40分钟]一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)1.将1molM和2molN置于体积为2L的恒容密闭容器中，发生反应：M(s)＋2N(g)P(g)＋Q(g)

ΔH。反应过程中测得P的体积分数在不同温度下随时间的变化如图所示。下列说法正确的是(

)A．若X、Y两点的平衡常数分别为K1、K2，则K1<K2B．温度为T1时，N的平衡转化率为80%，平衡常数K＝4C．无论温度为T1还是T2，当容器中气体密度或压强不变时，反应达平衡状态D．降低温度、增大压强、及时分离出产物均有利于提高反应物的平衡转化率2．下列图示与对应的叙述相符的是(

)A．图甲表示镁条与盐酸反应的化学反应速率随反应时间变化的曲线，说明t1s溶液的温度最高B．图乙是恒温密闭容器中发生CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)反应时c(CO2)随反应时间变化的曲线，说明t1s改变的条件可能是缩小容器的体积C．图丙表示等量NO2在容积相同的恒容密闭容器中，不同温度下分别发生反应：2NO2(g)N2O4(g)，相同时间后测得NO2含量的曲线，则该反应的ΔH>0D．图丁表示密闭容器中CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)达到平衡时，CH4的转化率与压强、温度的变化关系曲线，说明p1>p2解析：镁条与盐酸的反应是放热反应，开始反应时温度升高，速率加快，随着反应进行，浓度逐渐降低，速率的影响以浓度为主，导致速率下降，但反应继续进行，温度继续升高，所以t1s时溶液的温度不是最高；由题图可知，达到平衡后，继续升温，二氧化氮的含量增加，说明升温反应逆向进行，则该反应的ΔH<0；根据反应方程式可得，在温度相同的情况下，增大压强，平衡逆向进行，甲烷的转化率减小，由图丁可知p2时甲烷的转化率低，压强大，即p1<p2。

3.在2L恒容密闭容器中充入2molX和1molY发生反应：2X(g)＋Y(g)3Z(g)，反应过程中持续升高温度，测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示。下列推断正确的是(

)A．Q点时，Y的转化率最大B．W点的正反应速率等于M点的正反应速率C．升高温度，平衡常数增大D．温度一定，平衡时充入Z，达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大4.(2025·云南三校高三联考)反应2NO2(g)N2O4(g)

ΔH＝－57kJ·mol－1，在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法错误的是(

)A．T1<T2B．X、Y两点的反应速率：X>YC．X、Z两点气体的颜色：X浅，Z深D．X、Z两点气体的平均相对分子质量：X>Z解析：升高温度，化学平衡逆向移动，NO2的体积分数增大，Y点NO2的体积分数小于X点，则T1<T2，A正确；由A项分析可知，X点的温度大于Y点的温度，温度越高，化学反应速率越快，所以X、Y两点的反应速率：X>Y，B正确；X、Z两点温度相同，但压强不同，NO2为红棕色气体，增大压强，平衡右移，但是气体的体积变小，浓度增大的影响较大，气体的颜色加深，则X、Z两点气体的颜色：X浅，Z深，C正确；X、Z两点都在等温线上，X点的压强小，增大压强，化学平衡正向移动，Z点时气体的总物质的量小，则平均相对分子质量变大，即X、Z两点气体的平均相对分子质量：X<Z，D错误。

回答下列问题：(1)ΔS____0(填“>”或“<”)；T3＝____℃。(2)结合以下信息，可知H2的燃烧热ΔH＝________kJ·mol－1。H2O(l)===H2O(g)

ΔH2＝＋44.0kJ·mol－1H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)

ΔH3＝－184.6kJ·mol－1(3)下列措施可提高M点HCl转化率的是________(填标号)。A．增大HCl的流速B．将温度升高40℃C．增大n(HCl)∶n(O2)D．使用更高效的催化剂＜360－285.8BD

(4)图中较高流速时，α(T3)小于α(T2)和α(T1)，原因是________________________________________________________________________________________________________。(5)设N点的转化率为平衡转化率，则该温度下反应的平衡常数K＝_______(用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算)。流速过快时，反应未达到平衡，未达平衡时，T3温度低于T2和T1，则反应速率低，故单位时间内氯化氢的转化率低6

(3)A项，增大HCl的流速，由图像可知，HCl的转化率在减小；B项，M对应温度为360℃，由图像可知，升高温度，HCl的转化率增大；C项，增大n(HCl)∶n(O2)，HCl的转化率减小；D项，使用更高效的催化剂，可以增加该温度下的反应速率，使单位时间内HCl的转化率增大。7．(2025·北京市海淀区高三期中)利用页岩气中丰富的丙烷制丙烯已成为化工原料丙烯的重要生产渠道。Ⅰ.丙烷直接脱氢法：C3H8(g)C3H6(g)＋H2(g)

ΔH1＝＋124kJ·mol－1总压分别为100kPa、10kPa时发生该反应，平衡体系中C3H8和C3H6的体积分数随温度、压强的变化如图。

(1)丙烷直接脱氢反应的化学平衡常数表达式为K＝________________。(2)总压由10kPa变为100kPa时，化学平衡常数_____(填“变大”“变小”或“不变”)。(3)图中曲线Ⅰ、Ⅲ表示C3H6的体积分数随温度的变化，判断依据是_________________________________________________________________________________。(4)图中表示100kPa时C3H8的体积分数随温度变化的曲线是____(填“Ⅱ”或“Ⅳ”)。不变丙烷直接脱氢反应为吸热反应，压强相同时，温度升高平衡正向移动，C3H6体积分数变大Ⅱ反应温度/℃465480495510C3H8的转化率/%5.512.117.328.4C3H6的产率/%4.79.512.818.5(5)表中C3H8的转化率随温度升高而上升的原因是_________________________________________(答出1点即可)。温度升高，丙烷氧化脱氢的反应速率加快降低温度升高，更有利于丙烷被氧化成其他产物的副反应发生8．(2025·长春市高三质量监测)(1)已知：CO(g)＋N2O(g)CO2(g)＋N2