2027步步高大一轮复习化学鲁科版第11章　第45讲　化学反应速率和化学平衡图像

化学反应速率和化学平衡图像第11章

第45讲

1.了解化学反应速率、化学平衡图像的常见类型。2.通过解答不同类型图像问题，初步建立解答化学反应速率、化学平衡相关图像问题的思维模型。复习目标课时精练类型一速率—时间图像类型二温度(压强)—浓度(含量)—时间图像内容索引类型三恒温(恒压)线速率—时间图像类型一图像

t1时刻所改变的条件温度升高降低升高降低正反应为

反应正反应为

反应压强增大减小增大减小正反应为气体物质的量____的反应正反应为气体物质的量____的反应1.含“断点”的速率—时间图像(1)放热吸热增大减小(2)t1时刻改变的条件可能是使用了

或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。催化剂图像分析结论

t1时v'正突然增大，v'逆逐渐增大；v'正>v'逆，平衡向正反应方向移动t1时其他条件不变，__________________

t1时v'正突然减小，v'逆逐渐减小；v'逆>v'正，平衡向逆反应方向移动t1时其他条件不变，__________________2.“渐变”类速率—时间图像增大反应物的浓度减小反应物的浓度图像分析结论

t1时v'逆突然增大，v'正逐渐增大；v'逆>v'正，平衡向逆反应方向移动t1时其他条件不变，__________________

t1时v'逆突然减小，v'正逐渐减小；v'正>v'逆，平衡向正反应方向移动t1时其他条件不变，__________________增大生成物的浓度减小生成物的浓度

D

瞬时升温后，正、逆反应速率突变增大，平衡正向移动，但水的浓度是恒定的，正反应速率不再变化，逆反应速率逐渐增大，所以建立新平衡的过程示意图为D。

根据图示可知，t0~t1、t2~t3、t3~t4、t5~t6时间段内，v正、v逆相等，反应处于平衡状态。2.在一密闭容器中发生反应：N2(g)+3H2(g)⥫⥬2NH3(g)

ΔH<0，达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示。回答下列问题：(1)处于平衡状态的时间段是

(填字母，下同)。

A.t0~t1 B.t1~t2C.t2~t3 D.t3~t4E.t4~t5 F.t5~t6ACDF

t1时，v正、v逆同时增大，且v逆增大的更快，平衡向逆反应方向移动，所以t1时改变的条件是升温；t3时，v正、v逆同时增大且增大程度相同，平衡不移动，所以t3时改变的条件是加催化剂；t4时，v正、v逆同时减小，且v正减小的更快，平衡向逆反应方向移动，所以t4时改变的条件是减小压强。(2)判断t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件。A.增大压强B.减小压强C.升高温度D.降低温度

E.加催化剂

F.充入氮气t1时刻：

；t3时刻：

；t4时刻：

。

CEB

根据图示知，t1~t2、t4~t5时间段内平衡均向逆反应方向移动，NH3的含量均比t0~t1时间段内的低，所以t0~t1时间段内NH3的百分含量最高。(3)依据(2)中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是

。

A.t0~t1 B.t2~t3C.t3~t4 D.t5~t6A(4)如果在t6时刻，从反应体系中分离出部分氨，t7时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反应速率的变化曲线。答案

t6时刻分离出部分NH3，v逆立刻减小，而v正逐渐减小，在t7时刻二者相等，反应重新达到平衡，据此可画出反应速率的变化曲线。返回温度(压强)—浓度(含量)—时间图像类型二1.识图技巧分析反应由开始(起始物质相同时)到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。(2)若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。(3)若为是否使用催化剂，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短。2.应用举例已知反应：mA(g)+nB(g)⥫⥬pC(g)+qD(g)。>吸热>放热>减小>增大[技法解读]“先拐先平，数值大”，即曲线先出现拐点的首先达到平衡，反应速率快，以此判断温度或压强的高低。再依据外界条件对平衡的影响分析判断反应的热效应及反应前后气体体积的变化。3.特殊图像对于化学反应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点恰好达到平衡；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

移，故ΔH

0。左<

√

2.(2024·海南，7)已知298K、101kPa时，CO2(g)+3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH=-49.5kJ·mol-1。该反应在密闭的刚性容器中分别于T1、T2温度下进行，CO2的初始浓度为0.4mol·L-1，c(CO2)-t关系如图所示。下列说法错误的是A.T1>T2B.T1下反应达到平衡时c(CH3OH)=0.15mol·L-1C.使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大D.使用催化剂2和催化剂3的反应历程相同√

由题干图像信息可知，平衡时CO2的浓度T1温度下比T2温度下的大，即T1到T2平衡正向移动，而结合题干方程式可知，该反应的正反应是一个放热反应，即降低温度平衡正向移动，即T1>T2，A正确；T1温度下达到平衡时CO2的浓度为0.25

mol·L-1，即CO2的浓度改变量为0.40

mol·L-1-0.25

mol·L-1=0.15

mol·L-1，则T1温度下反应达到平衡时c(CH3OH)=0.15

mol·L-1，B正确；在温度均为T1时，使用催化剂1达到平衡所需要的时间比使用催化剂2更长，即使用催化剂1时的反应速率比使用催化剂2的更慢，说明使用催化剂1的反应活化能比使用催化剂2的大，C正确；催化剂2和催化剂3达到平衡所需要的时间相同，但温度不同，反应速率不同，说明使用催化剂2和使用催化剂3的反应历程不相同，D错误。3.(2024·黑吉辽，10)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(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√

返回恒温(恒压)线类型三以mA(g)+nB(g)⥫⥬pC(g)+qD(g)

ΔH=QkJ·mol-1为例

m+n

p+q，ΔH

0

m+n

p+q，ΔH

0>><<以mA(g)+nB(g)⥫⥬pC(g)+qD(g)

ΔH=QkJ·mol-1为例

m+n

p+q，ΔH

0

m+n

p+q，ΔH

0><<>[技法解读]解答时应用“定一议二”原则，即把自变量(温度、压强)之一设为恒量，讨论另外两个变量的关系。(1)通过分析相同温度、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。(2)通过分析相同压强、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。1.(2025·山东，10)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p1C.p3小于T3温度时热解反应的平衡常数KpD.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√

Na2SiF6(s)受热分解生成NaF和SiF4两种氟化物，NaF为离子晶体，SiF4为分子晶体，熔点：NaF>SiF4，因此NaF为固相产物，SiF4为气相产物，则热解反应的化学方程式为Na2SiF6(s)

2NaF(s)+SiF4(g)，根据曲线的变化趋势及变化比例，结合方程式可判断曲线a、b、c分别为NaF(s)、SiF4(g)、Na2SiF6(s)，A正确；N2不与体系中任何物质反应，由于容器恒容，因此SiF4的分压不变，仍为p1，B正确；

该反应的平衡常数Kp=p(SiF4)，由题图可知，温度越高，Na2SiF6分解程度越大，平衡时p(SiF4)越大，即Kp越大，由于T2温度下Na2SiF6已完全分解，因此升温至T3时，无法释放更多的SiF4，故p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp，C正确；T1温度时，加入SiF4的瞬间，其分压增大，平衡逆向移动，由Kp=p(SiF4)知，重新平衡后SiF4的分压仍为p1，即SiF4的浓度不变，故逆反应速率不变，D错误。2.[2025·河南，17(5)(6)]CaCO3的热分解与NixPy催化的CH4重整结合，可生产高纯度合成气(H2+CO)，实现碳资源的二次利用。主要反应如下：反应Ⅰ：CaCO3(s)⥫⥬CaO(s)+CO2(g)

ΔH1=+178kJ·mol-1反应Ⅱ：CH4(g)+CO2(g)⥫⥬2H2(g)+2CO(g)

ΔH2=+247kJ·mol-1反应Ⅲ：H2(g)+CO2(g)⥫⥬H2O(g)+CO(g)

ΔH3=+41kJ·mol-1回答下列问题：(5)在温度分别为T1、T2和T3下，CH4的平衡转化率与压强的关系如图所示，反应温度最高的是

(填“T1”“T2”或“T3”)，原因是__________

。T1热反应，压强一定时，温度升高，平衡正向移动，CH4平衡转化率增大反应Ⅱ是吸

1.270%

3.在刚性容器中按n(CH3OH)∶n(CO2)=2∶1投料直接合成碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3，简称DMC，是一种应用前景广泛的新材料)：2CH3OH(g)+CO2(g)⥫⥬CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)。一定条件下，平衡时CO2的转化率如图所示。(1)若温度为T

℃、p1条件下，在1L密闭容器中通入0.1molCH3OH(g)和0.05molCO2(g)，5min达到A点平衡状态。则5min内CH3OH的平均反应速率为

，该条件下平衡常数K=

mol-1·L。达到平衡后，若再通入0.1molCH3OH(g)和0.1molH2O(g)，则此时v正

(填“>”“<”或“=”)v逆。

0.01mol·L-1·min-110>

(2)v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的顺序为

。v(C)>v(B)>v(A)

温度越高，反应速率越快。根据图像可知，C点对应温度最高，所以v(C)最快，通过反应2CH3OH(g)+CO2(g)⥫⥬CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)可知，该反应是气体体积减小的可逆反应，同一温度下，反应由A→B，增大压强，平衡正向移动，二氧化碳的转化率增大，因此p1<p2，B点对应的压强大，反应速率比A点快，因此v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的顺序为v(C)>v(B)>v(A)。返回精练高频考点提升关键能力课时精练对一对题号12345678答案DDDDDDBC题号910111213答案BDCBC答案123456789101112131415答案1234567891011121314.

15.(1)<

D

(2)①d

②BD1415A.由甲图可知，反应在t1时刻可能改变了压强或使用了催化剂B.由乙图可知，反应在m点可能达到了平衡状态C.由丙图可知，反应过程中v正>v逆的点是C点D.由丁图可知，交点A表示反应一定处于平衡状态，此时v正=v逆1.下列关于各图像的解释或得出的结论不正确的是12345678910111213答案√141512345678910111213答案

改变条件后，正、逆反应速率增大且相等，可能是加了催化剂；对反应前后气体分子数相等的化学反应，也可能是加压，故A不符合题意；已知生成物的百分含量随温度的升高而增大，m为曲线的最高点，生成物的百分含量达到最大值，即建立了相应温度下的平衡状态；继续升温生成物的百分含量减小，说明升温平衡向逆反应方向移动，故B不符合题意；141512345678910111213答案

曲线上B点表示在此温度下反应达到平衡时所能达到的最大转化率，A位于曲线以上，表示超过该点对应温度下的最大转化率，此时平衡会向逆反应方向移动，v逆>v正；C点位于曲线以下，表示未达到该点对应温度下的最大转化率

，此时平衡会向正反应方向移动，v正>v逆，故C不符合题意；A点时，c(反应物)=c(生成物)，反应不一定达到平衡状态，故D符合题意。1415

12345678910111213答案√141512345678910111213答案

H2(g)+CO2(g)⥫⥬HCOOH(g)的正反应吸热，升高温度平衡正向移动；增大反应物浓度，平衡正向移动；增大压强，平衡正向移动。根据图像，t2时刻反应速率加快，正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动。t1时刻，反应达到平衡时，列出三段式：

H2(g)+CO2(g)⥫⥬HCOOH(g)初始/mol

1

1

0变化/mol

α

α

αt1/mol

1-α

1-α

α141512345678910111213答案

14153.(2026·江西高三开学考试)一定温度下，向一密闭容器中充入1molCH4和足量CaCO3发生反应：CaCO3(s)+CH4(g)⥫⥬CaO(s)+2CO(g)+2H2(g)

ΔH>0，测得平衡时CH4、H2的物质的量与压强的关系如图所示。下列叙述正确的是A.上述正反应在较低温度下能自发进行B.曲线Ⅰ代表CH4的物质的量与压强的关系C.CH4消耗速率和CO消耗速率之比等于2∶1

时达到平衡状态D.M点气体产物总分压与气体反应物分压之比等于2√12345678910111213答案1415

正反应是吸热、熵增反应，在较高温度下能自发进行，A项错误；增大压强，平衡向左移动，n(CH4)增大，曲线Ⅱ代表CH4的物质的量与压强的关系，B项错误；CH4消耗速率与CO消耗速率之比为1∶2时达到平衡状态，C项错误；M点时p=2

MPa，平衡时n(CH4)=a

mol，n(H2)=n(CO)=a

mol，其他条件相同的情况下，压强之比等于物质的量之比，故M点气体产物总分压与气体反应物分压之比等于2a∶a=2，D项正确。12345678910111213答案1415

12345678910111213答案√141512345678910111213答案

该反应为气体体积增大的吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，气体的物质的量增大，反应前后气体的质量相等，则气体的平均相对分子质量减小，由图可知，T1条件下气体的平均相对分子质量小于T2条件下，则温度：T1>T2，故A错误；温度不变，平衡常数不变，则K(c)=K(a)；该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，则平衡常数的大小关系为K(b)>K(c)=K(a)，故B错误；141512345678910111213答案

14155.某温度下，向恒温、恒压容器中充入3molH2和1molCO2，在催化剂作用下发生反应：3H2(g)+CO2(g)⥫⥬CH3OH(g)+H2O(g)

ΔH<0，平衡时体系中H2、CO2和H2O的物质的量分数(x)与平衡总压的关系如图所示。下列说法不正确的是A.曲线a可表示x(H2O)随压强的变化情况B.其他条件不变，及时分离出水蒸气，有

利于平衡正向移动，但平衡常数不变C.Q点CO2的转化率为75%D.若起始压强为1×106Pa，将容器改为恒

容容器，平衡时：x(a)>x1√12345678910111213答案141512345678910111213答案

随着平衡总压的增大，平衡正向移动，产物的物质的量分数增大，则曲线a可表示x(H2O)随压强的变化情况，A正确；其他条件不变，及时分离出水蒸气，有利于平衡正向移动，温度不变，平衡常数不变，B正确；141512345678910111213答案

141512345678910111213答案

恒压时起始压强为106

Pa，平衡时x(a)=x1；该反应为气体体积减小的反应，若将容器改为恒容容器，则随着反应进行，压强减小，平衡逆向移动，水的含量减小，即平衡时x(a)<x1，D错误。1415

12345678910111213答案√141512345678910111213答案

141512345678910111213答案

升高温度，反应Ⅰ、Ⅱ的速率均增大，反应Ⅰ和反应Ⅱ均为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，X、Y平衡转化率均降低，C正确；由图可知，28

s时，X、Y、Z的浓度不再变化，说明反应达到平衡，再投入一定量的X(g)，反应Ⅰ、Ⅱ均正向进行，反应Ⅰ、Ⅱ均为气体分子数不变的反应，气体总物质的量和总质量都是定值，故混合气体的平均摩尔质量是定值，若体系内气体的平均摩尔质量不再变化，不能说明反应达到平衡，D错误。1415

√12345678910111213答案141512345678910111213答案

141512345678910111213答案

14158.(2025·安徽江淮十校高三第二次联考)以物质的量之比为1∶2向恒压密闭容器中充入X、Y发生反应：X(g)+Y(g)⥫⥬2Z(g)

ΔH，相同时间内测得Z的产率和Z在不同温度下的平衡产率随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是A.据图像分析，该反应是吸热反应B.Q点是最高点，Q点为平衡状态C.M、N点反应物分子的有效碰撞几率不同D.从M点到P点，可通过加入催化剂或分离

产物Z而达到平衡点√12345678910111213答案141512345678910111213答案

根据图像中Z在不同温度下的平衡产率随温度的变化关系可知，随着温度升高，平衡产率逐渐降低，说明升温平衡逆向移动，得到ΔH<0，该反应是放热反应，A错误；据图像可知，Q点Z的产率小于平衡产率，未达到平衡，B错误；M、N点温度不同，所以反应物分子的有效碰撞几率不同，C正确；图中M点未达到平衡是由于温度低导致速率低而反应时间不够，可通过加入催化剂或延长反应时间使其达到平衡，但分离Z会使正、逆反应速率降低，相同反应时间内生成的Z更少，达不到目的，D错误。14159.(2025·山东临沂模拟)向体积均为1L的两恒容容器中分别充入1molCH4(g)和2molH2S(g)发生反应：CH4(g)+2H2S(g)⥫⥬CS2(g)+4H2(g)，其中一个为绝热过程，另一个为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是A.L1为恒容恒温过程B.气体的总物质的量：na=ncC.逆反应速率：v(b)>v(c)D.c点平衡常数：K<16mol2·L-2√12345678910111213答案141512345678910111213答案

该反应正向气体分子数增多，恒温恒容过程中，随反应进行压强增大，所以L1为恒容恒温过程，L2为恒容绝热过程，由绝热过程，随反应进行压强先减小可知该反应是吸热反应，A正确；a点和c点压强相等，温度：Ta>Tc(L2绝热且反应吸热，温度降低)，根据pV=nRT(V相同)，T越大，n越小，所以气体总物质的量：na<nc，B错误；b点温度高于c点(L1恒温，L2绝热降温)，温度越高反应速率越快，所以逆反应速率：v(b)>v(c)，C正确；141512345678910111213答案

141512345678910111213答案

141510.2NO2(g)⥫⥬N2O4(g)

ΔH<0，v正(NO2)=k1·c2(NO2)，v逆(N2O4)=k2·c(N2O4)，其中k1、k2为速率常数，T0时，k1=k2，将一定量的NO2充入注射器中，改变活塞位置，气体透光率随时间的变化如图所示(气体颜色越深，透光率越低)，下列说法错误的是A.d点v正(NO2)<v逆(NO2)B.T0时，K=0.5mol-1·LC.T1时，k2=0.6k1，则T1<T0D.保持容积不变，再充入一定量NO2气体，

NO2的平衡转化率不变12345678910111213答案√141512345678910111213答案

141512345678910111213答案

141511.已知反应：CH2==CHCH3(g)+Cl2(g)⥫⥬CH2==CHCH2Cl(g)+HCl(g)。在一定压强下，按不同投料比w

向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时，丙烯的体积分数(φ)与温度T、w的关系，图乙表示正、逆反应的平衡常数与温度的关系。则下列说法正确的是A.图甲中：w2<1B.图乙中，A线表示正反应的平衡常数C.温度为T1K，w=1时，平衡时，丙烯

的体积分数(φ)为25%D.若在恒容绝热的装置中进行上述反应，容器内压强始终保持不变12345678910111213答案√141512345678910111213答案

增大氯气的量，平衡正向移动，丙烯的体积分数减小，则图甲中：w2>1，A错误；由图甲可知，升高温度，丙烯的体积分数增大，则正反应为放热反应，升高温度，正反应的平衡常数K减小，图乙中B表示正反应的平衡常数，B错误；141512345678910111213答案

141512345678910111213答案

若在恒容绝热装置中进行上述反应，正反应为放热反应，反应体系的温度升高，气体的物质的量不变，由pV=nRT，则压强增大，D错误。1415

12345678910111213答案√1415

一定条件下，增大H2O(g)的浓度，能提高CH4的转化率，即x值越小，CH4的转化率越大，则x1<x2，故A正确；b点和c点温度相同，CH4的起始物质的量都为1

mol，b点x值小于c点，则b点H2O(g)多，反应物浓度大，则反应速率：vb正>vc正，故B错误；由图像可知，x一定时，温度升高，CH4的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，K增大，温度相同，K不变，则点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb=Kc，故C正确；该反应为气体分子数增大的反应，反应未平衡时压强发生改变，所以一定温度下，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态，故D正确。12345678910111213答案141513.(2023·重庆，14)逆水煤气变换体系中存在以下两个反应：反应Ⅰ：CO2(g)+H2(g)⥫⥬CO(g)+H2O(g)反应Ⅱ：CO2(g)+4H2(g)⥫⥬CH4(g)+2H2O(g)在恒容条件下，按V(CO2)∶V(H2)=1∶1投料进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是A.反应Ⅰ的ΔH<0，反应Ⅱ的ΔH>0B.M点反应Ⅰ的平衡常数K<1C.N点H2O的压强是CH4的3倍D.若按V(CO2)∶V(H2)=1∶2投料，则曲线之间交点位置不变12345678910111213答案√141512345678910111213答案

141512345678910111213答案

N点一氧化碳、甲烷的物质的量相等，结合反应Ⅰ、Ⅱ方程式的系数可知，生成水的总的物质的量为甲烷的3倍，结合阿伏加德罗定律推论可知，H2O的压强是CH4的3倍，C正确；反应Ⅰ为气体分子数不变的反应，反应Ⅱ为气体分子数减小的反应，若按V(CO2)∶V(H2)=1∶2投料，相当于增加氢气的投料，会使得平衡时甲烷含量增大，导致甲烷、一氧化碳、二氧化碳曲线之间交点位置发生改变，D错误。1415ΔH，向某密闭容器中充入5molCO2、nmolH2进行上述反应，测得在不同温度、压强下CO2的平衡转化率如图所示(X、Y表示温度或压强)：①ΔH

(填“>”或“<”，下同)0；Y1

Y2。14.(2025·张家口模拟)二氧化碳加氢还原制甲烷、乙烯等有机物可实现二氧化碳循环再利用，有利于“碳中和”目标的实现。回答下列问题：(1)CO