題型04化學反應速率與平衡圖像分析

喟3?常見題型解讀

識圖是化學反應速率和化學平衡的難點，試題中涉及的圖像已不僅僅是速率與簡單的化學平衡，研

究體系也已不是單純的氣相體系，往往根據實際工業生產，更多的是研究復雜液相反應體系，坐標參數

也不再局限于時間、溫度、壓強、速率、轉化率、百分含量，而是有更多的變量，像物質的量之比、氣

體分壓或離子濃度的對數或負對數等，分析投料比、轉化率、產率的變化。多變量圖象題是高考考查的

1.物質的量（濃度）、速率——時間圖像

（1）速率一時間如r42+3H22NH3AH<0,此類圖像定性地揭示了v（正）、n（逆）隨時

圖像建匕1平衡后，加熱對速率的影響間（含條件改變對速率的影響）而變化的規律，

如H體現了平衡的“動、等、定、變”的基本特征，

反以及平衡移動的方向。

應逆

速

率

/Q逆：

O時間

⑵全程速率一如Zn與足量鹽酸的反應，解釋原因：段（v漸大），因為是放熱反

時間圖像反￡2速率隨時間的變化出現如應，隨反應的進行，溫度漸高，導致反應速率

圖啼享況。的漸大；段（v漸小），則主要因為隨反應的

V,

B進行，溶液中c（H+）漸小，導致反應速率漸小。

A

（3）物質的量（或例如，某溫度時，在定容（V（1）由圖像得出的信息是

濃度）一時間圖L）容器中，X、Y、Z三種物質①X、丫是反應物，Z是產物；

像的物質的量隨時間的變化曲線②打時反應達平衡，X、丫沒有全部反應。

如［當所示。(2)根據圖像可進行如下計算：

n/mol

①某物質的平均速率、轉化率，如v(X)—"；/廣

%V-L3

mol-Li-sIY的轉化率一-3xl00%o

〃2

43②確定化學方程式中的化學計量數之比

X如X、Y、Z三種物質的化學計量數之比為⑶

O力］t213±4

一〃3):(您—〃3):幾2。

2.含量(或轉化率)一時間一溫度(壓強)圖像

已知不同溫度或壓強下，反應物的轉化率。(或百分含量)與時間的關系曲線，推斷溫度的高低

及反應的熱效應或壓強的大小及氣體物質間的化學計量數的關系。［以aA(g)+6B(g)cC(g)中

反應物的轉化率3為例說明］

(1)“先拐先平，分析反應由開始(起①若為溫度變化引起，溫度較高時，反應達平衡所

數值大”原則

始物質相同時)達到平衡需時間短，如甲中72>71。

所用時間的長短可推知反②若為壓強變化引起，壓強較大時，反應達平衡所

應條件的變化。需時間短。如乙中pi>°2。

③若為是否使用催化劑，使用適宜催化劑時，反應

達平衡所需時間短。如圖丙中a使用催化劑。

①圖中甲，T2>TI，升高溫度，aA降低，平衡逆移，正反應為放熱反應。

⑵正確掌握圖②圖乙中，P1>P2,增大壓強，aA升高，平衡正移，則正反應為氣體體積縮小的

像中反應規律的反應。

判斷方法：③若縱坐標表示A的百分含量，則甲中正反應為吸熱反應，乙中正反應為氣體

體積增大的反應。

當圖像中有三個變量時，先確定一個量不變，再討

解答速率平衡圖1.定一議二

論另外兩個量的關系，有時還需要作輔助線。

像兩大方法

2.三步分析法一看反應速率是增大還是減小；

二看丫正、丫逆的相對大小；

三看化學平衡移動的方向。

3.恒溫(壓)圖像分析

該類圖像的縱坐標為物質的平衡濃度⑹或反應物的轉化率(a),橫坐標為溫度(7)或壓強3),常見類

型如下所示：

（或c）a

0T0p0T

圖1圖2

如圖2所示曲線是其他條件不變時，某反應物的最大轉化率(a)與溫度(7)的關系曲線,圖中標

出的1、2、3、4四個點,表示^正“逆的點是3,表示v正＜v逆的點是1,而2、4點表示y正=^逆。

4.有關化學反應速率和化學平衡的易錯點

(1)無論是用某一反應物表示還是用某一生成物表示，由于Ac是取濃度變化的絕對值，因此，其化學反

應速率都取正值，且是某一段時間內的平均速率。

(2)化學反應速率可用反應體系中一種反應物或生成物濃度的變化來表示，一般是以最容易測定的一種

物質表示，書寫時應標明是什么物質的反應速率。

(3)在一定溫度下，固體和純液體物質，其單位體積里的物質的量保持不變，即物質的量濃度為常數，

因此它們的化學反應速率也被視為常數。由此可知，現在采用的表示化學反應速率的方法還有一定的局限

性。

(4)在同一反應中，用不同的物質表示同一時間的反應速率時，其數值可能不同，但這些數值所表達的

意義是相同的即都是表示同一反應的速率。各物質表示的反應速率的數值有相互關系，彼此可以根據化學

方程式中的各化學計量數進行換算。

(5)一般來說在反應過程中都不是等速進行的，.因此某一時間內的反應速率實際上是這一段時間內的平

均速率。

(6)由于固體和純液體的濃度可視為常數，故改變其用量反應速率不變。但當固體顆粒變小時，其表面

積增大將導致反應速率增大。

(7)壓強對化學反應速率的影響是通過改變反應物濃度實現的，所以分析壓強的改變對反應速率的影響

時，要從反應物濃度是否發生改變的角度來分析。若改變總壓強而各物質的濃度不改變，則反應速率不變，

如恒容時通入稀有氣體來增大壓強，反應速率不變(因為濃度未改變)。

(8)改變溫度，使用催化劑，反應速率一定發生變化，其他外界因素的改變，反應速率則不一定發生變

化。

(9)其他條件一定，升高溫度，不論正反應還是逆反應，不論放熱反應還是吸熱反應，反應速率都要增

大，只不過正、逆反應速率增加的程度不同。

(10)在不同條件下進行的反應物和生成物相反的反應不是可逆反應。

(11).各物質的物質的量之比等于方程式的化學計量數之比時，不一定是平衡狀態，因為此條件并不能說

明各組分的物質的量不再變化了。

(12)化學平衡的建立與途徑無關，既可以從正反應方向(投入反應物),也可以從逆反應方向(投入生成物)

建立。

(13)某一可逆反應，在一定條件下達到了平衡，化學反應速率再改變時，平衡不一定發生移動，如反應

前后氣體體積不變的反應，增大壓強或使用催化劑，速率發生變化，但平衡不移動。如果平衡發生了移動，

則化學反應速率一定發生了改變。

(14)化學平衡向正反應方向移動，則反應物的轉化率不一定增大，若有多種反應物的反應，當增大某

一反應物的濃度，化學平衡向正反應方向移動，只會使別的反應物的轉化率增大，但該物質的轉化率反而

減小。

(15)增加固體或純液體的量，化學平衡不移動，因為當反應混合物中存在與其他物質不相混溶的固體或

液體物質時，由于其“濃度”是恒定的，不隨其量的增減而變化，故改變這些固體或液體的量，對化學反應

速率以及化學平衡均無影響，但要注意固體的表面積對化學反應速率的影響。

(1)化學平衡發生移動時，化學平衡常數不一定改變，只有溫度改變，平衡常數才會改變。

(1)要記清楚最基本的速率時間圖，如改變反應物或生成物的濃度導致速率變化時，正反應和逆反應速率

中有一支與原平衡點相連。若同時改變反應物和生成物濃度(或改變壓強、溫度、使用催化劑)則與原平衡點

相脫離。記住先到達平衡表示溫度高，壓強大。根據平衡圖像分析可逆反應特點時，往往從最高點以后進行分

析,也就是說研究的對象必須是已建立平衡的反應。

(1)改變濃度和壓強不能改變活化分子百分數，但能改變單位體積活化分子數,故能改變反應速率。改變溫

度和使用催化劑均能改變活化分子百分數，使單位體積活化分子數改變,從而改變反應速率。

(1)勒夏特列原理只適用于判斷“改變一個條件”時平衡移動的方向。若同時改變影響平衡移動的幾個條

件，不能簡單地根據平衡移動原理來判斷平衡移動的方向，只有在改變的條件對平衡移動的方向影響一致

時，才能根據平衡移動原理進行判斷。例如，N2(g)+3H2(g)?催化劑-2NH3(g)AH<0,同時加壓、升

溫，平衡移動的方向無法確定。若加壓同時又降溫，則平衡向正反應方向移動。

(20)正、逆反應的平衡常數互為倒數;若化學方程式中各物質的化學計量數都擴大或縮小至原來的〃倍，

則化學平衡常數變為原來的n次幕或1次幕；兩方程式相加得到新的化學方程式，其化學平衡常數是兩反應

平衡常數的乘積。

(21)代入平衡常數表達式的是平衡濃度，而不是任意時刻的濃度，更不能將物質的量代入，反應物或生

成物中有固體和純液體存在時，由于其濃度可看做“1”而不代入公式。

(22)化學平衡常數只與溫度有關，與反應物或生成物的濃度無關。

(23)起始濃度、平衡濃度不一定符合化學計量數之比，但物質之間是按化學計量數之比反應和生成的，

故各物質的濃度變化之比一定等于化學計量數之比，這是計算的關鍵。

(24)反應能否自發進行需綜合考慮焰變和燧變對反應的影響，復合判據7AS<0的反應不一定能夠

實際發生，只是指出了在該條件下化學反應自發進行的趨勢，還要考慮化學反應的快慢問題。

(25)判斷一個化學反應能否自發進行，若無任何外加條件，可以認為我們所學過的化學反應(電解反應

除外渚B是能夠自發進行的。

4.反應速率、平衡圖像題解題模型一“四步法”

即分析可逆反應方程式，觀察物質的狀態、氣態物質分子數的變化(正反

第一步：

應是氣體分子數增大的反應，還是氣體分子數減小的反應)、反應熱(正反

把握反應特點。

應是放熱反應，還是吸熱反應)等。

即識別圖像類型，橫坐標和縱坐標的含義、線和點(平臺、折線、拐點等)

第二步：

的關系。利用規律“先拐先平，數值大”判斷，即曲線先出現拐點，先達到

識別圖象類型。

平衡，其溫度、壓強越大。

第三步：聯想化學反應速率、化學平衡移動原理，特別是影響因素及使用前提條件

聯想平衡原理。

等。

第四步：圖表與原理整合逐項分析圖表，重點看圖表是否符合可逆反應的特點、

數形結合解答。

化學反應速率和化學平衡原理。

03

跟我學?解題思維剖析

1.(2023?湖南卷，13)向一恒容密閉容器中加入lmolCH4和一定量的HzO,發生反應：CH4(g)+H2O(g)

n（CHj、

二^CO(g)+3H?(g)。CH4的平衡轉化率按不同投料比xx=隨溫度的變化曲線如圖所示。下列

n（H2O）>

說法錯誤的是()

X

A.

B.反應速率：ViEb<VC正

C.點a、b、c對應的平衡常數：Ka<Kb=R

D.反應溫度為E，當容器內壓強不變時，反應達到平衡狀態

【答案】B

【解析】A項，一定條件下，增大水的濃度，能提高CH4的轉化率，即x值越小，CH4的轉化率越大，

則xi<X2,故A正確；B項，b點和c點溫度相同，CH4的起始物質的量都為Imol,b點x值小于c點，則

b點加水多，反應物濃度大，則反應速率：v正b>vc正，故B錯誤；C項，由圖像可知，x一定時，溫度升高

CH4的平衡轉化率增大，說明正反應為吸熱反應，溫度升高平衡正向移動，K增大；溫度相同，K不變，則

點a、b、c對應的平衡常數：Ka<Kb=KC,故C正確；D項，該反應為氣體分子數增大的反應，反應進行時

壓強發生改變，所以溫度一定時，當容器內壓強不變時，反應達到平衡狀態，故D正確；故選B。

2.(2022?湖南選擇性考試，14改編)向體積均為1L的兩恒容容器中分別充入2molX和hnolY發生反

應：2X(g)+Y(g)=^2Z(g)AH,其中甲為絕熱過程，乙為恒溫過程，兩反應體系的壓強隨時間的變化

曲線如圖所示。下列說法正確的是()

C.a點平衡常數：K>12D.反應速率：VaJE<VbJ￡

【答案】B

【解析】A項，甲容器在絕熱條件下，隨著反應的進行，壓強先增大后減小，根據理想氣體狀態方程

PV=nRT可知，剛開始壓強增大的原因是因為容器溫度升高，則說明上述反應過程放熱，即AH<0,故A

錯誤；B項，根據A項分析可知，上述密閉溶液中的反應為放熱反應，圖中a點和c點的壓強相等，因甲

容器為絕熱過程，乙容器為恒溫過程，若兩者氣體物質的量相等，則甲容器壓強大于乙容器壓強，則說明

甲容器中氣體的總物質的量此時相比乙容器在減小即氣體總物質的量：na<nc,故B正確；C項，a點為平

衡點，此時容器的總壓為p,假設在恒溫恒容條件下進行，則氣體的壓強之比等于氣體的物質的量(物質的

量濃度)之比，所以可設丫轉化的物質的量濃度為xmol-Ll則列出三段式如下：

2X(g)-Y(g)=^Z(g)

7210

Ac2xxx

2-2x1-xx

[(2-2x)+(l-x)+x]mol=^_,計算得到x=o.75,那么化學平衡常數K=

(2+l)mol2P

2：Z)?12,又甲容器為絕熱條件，等效為恒溫條件下升溫，平衡逆向移動，則平衡常數

c(X)-c(Y)0.5x0.25

減小即平衡常數K<12,故C錯誤；D項，根據圖像可知，甲容器達到平衡的時間短，溫度高，所以達到

平衡的速率相對乙容器的快，即匕3>%汨故D錯誤。故選B。

3.(2022?廣東選擇性考試，13改編)恒容密閉容器中，BaSC)4(s)+4H2(g)BaS(s)+4H2O(g)在不同

溫度下達平衡時，各組分的物質的量(n)如圖所示。下列說法正確的是()

起始組成：4mol112

1molBaSOq

a

200400600800

77℃

A.該反應的AHVO

B.a為n(H2。)隨溫度的變化曲線

C.向平衡體系中充入惰性氣體，平衡不移動

D.向平衡體系中加入BaSCU,氏的平衡轉化率增大

【答案】C

【解析】A項，從圖示可以看出，平衡時升高溫度，氫氣的物質的量減少，則平衡正向移動，說明該

反應的正反應是吸熱反應，即AH>0,故A錯誤；B項，從圖示可以看出，在恒容密閉容器中，隨著溫度

升高氫氣的平衡時的物質的量減少，則平衡隨著溫度升高正向移動，水蒸氣的物質的量增加，而a曲線表

示的是物質的量不隨溫度變化而變化，故B錯誤；C項，容器體積固定，向容器中充入惰性氣體，沒有改

變各物質的濃度，平衡不移動，故C正確；D項，BaSCU是固體，向平衡體系中加入BaSCU,不能改變其

濃度，因此平衡不移動，氫氣的轉化率不變，故D錯誤；故選C。

4.(2022?江蘇卷，13)乙醇-水催化重整可獲得H2。其主要反應為

C2H5OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g)AH2=173.3kJ-mo「

1

CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)AH2=41.2kJ-mor

在1.0xl()5pa、n始(C2H5OH)：nte(H2O)=l：3時,若僅考慮上述反應，平衡時CCh和CO的選擇性及

H2的產率隨溫度的變化如圖所示。

100

%

/

楙80

世

管60

taf40

出20

0

0100200300400500600700

T/℃

n生成(C。)

co的選擇性=x100%,下列說法正確的是()

n生成(C02)+n生成(C°)

A.圖中曲線①表示平衡時H2產率隨溫度的變化

B.升高溫度，平衡時CO的選擇性增大

增大n寶(C"?H可sO提H)高乙醇平衡轉化率

C.一■定溫度下,

D.一■定溫度下,加入CaCKs)或選用高效催化劑，均能提高平衡時壓產率

【答案】D

1

【解析】根據已知反應①C2H50H(g)+3H2O(g)=2CC)2(g)+6H2(g)AH2=173.3kJ-mor,反應②

1

CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)AH2=41.2kJ-mor,且反應①的熱效應更大，故溫度升高的時候對反應①影

響更大一些，即CO2選擇性增大，同時co的選擇性減小，根據co的選擇性的定義可知③代表co2的選

擇性，①代表CO的選擇性，②代表H2的產率。A項，由分析可知②代表H2的產率，A錯誤；B項，由分

析可知升高溫度，平衡時CO的選擇性減小，B錯誤；C項，兩種物質參加反應增大一種物質的濃度，會降

低該物質的平衡轉化率，C錯誤；D項，加入CaO(s)與水反應放熱，對反應①影響較大，可以增大H2產率，

或者選用對反應①影響較大的高效催化劑，也可以增大H2產率，D正確；故選D。

5.(2022?河北省選擇性考試，11)恒溫恒容條件下，向密閉容器中加入一定量X,發生反應的方程式為

①X二^Y；②丫=^Z。反應①的速率%=&c(X),反應②的速率v廣k2c(Y),式中(、k?為速率常數。

圖甲為該體系中X、Y、Z濃度隨時間變化的曲線，圖乙為反應①和②的Ink?(曲線。下列說法錯誤的是()

A.隨c(X)的減小，反應①、②的速率均降低

B.體系中v(X)=v(Y)+v(Z)

C.欲提高丫的產率，需提高反應溫度且控制反應時間

D.溫度低于Ti時，總反應速率由反應②決定

【答案】AB

【解析】由圖中的信息可知，濃度隨時間變化逐漸減小的代表的是X,濃度隨時間變化逐漸增大的代表

的是Z,濃度隨時間變化先增大后減小的代表的是Y；由圖乙中的信息可知，反應①的速率常數隨溫度升高

增大的幅度小于反應②的。A項，由圖甲中的信息可知，隨c(X)的減小，c(Y)先增大后減小，c(Z)增大，

因此，反應①的速率隨c(X)的減小而減小，而反應②的速率先增大后減小，A錯誤；B項，根據體系中發

生的反應可知，在丫的濃度達到最大值之前，單位時間內X的減少量等于丫和Z的增加量，因此，v(X)=v

(Y)+v(Z),但是，在丫的濃度達到最大值之后，單位時間內Z的增加量等于丫和X的減少量，故”X)+v

(Y)=v(Z),B錯誤；C項，升高溫度可以可以加快反應①的速率，但是反應①的速率常數隨溫度升高增大

的幅度小于反應②的，且反應②的的速率隨著丫的濃度的增大而增大，因此，欲提高丫的產率，需提高反

應溫度且控制反應時間，C正確；D項，由圖乙信息可知，溫度低于T時，ki>k2,反應②為慢反應，因此，

總反應速率由反應②決定，D正確；故選AB。

r你來練?模型遷移演練

I.一定溫度下，X、Y、Z三種氣體在某恒容密閉容器中發生反應，其中氣體的物質的量變化曲線如圖

所示。下列說法正確的是()

A.Q點丫的正反應速率和逆反應速率相等

B.從開始到達到平衡時用X表示的平均反應速率是O2mol-L-'-min1

C.該反應的化學方程式可表示為：3X(g)+Z(g)2丫(g)

D.達到平衡后，再充入氨氣，反應速率增大

【答案】C

【解析】A項，Q點沒有到平衡，丫的正反應速率和逆反應速率不相等，A錯誤；B項，從開始到達到

平衡時X的物質的量改變量為6-3=3mol,沒有說明容器的體積，不能用X表示的平均反應速率，B錯誤；

C項，從開始到平衡，X、Z的物質的量減少，減少量分別為6-3=3mol,2-1-lmol,為反應物，丫的物質的

量增加為生成物，增加量為2-0=2mol,故方程式為3X(g)+Z(g)2丫(g),C正確；D項，到平衡后，

充入氨氣，各物質的濃度不變，反應速率不變，D錯誤；故選C。

2.「溫度下，向2L的密閉容器中充入NO,在催化劑作用下發生反應：NO(g)NCh(g)+X(g)(未

配平)，反應過程中部分數據如圖所示，下列說法錯誤的是()

A.X可能為N2O

2

B.0?lmin用X表示的反應速率為1moi?minT

c.溫度下，測得容器內氣體顏色保持不變，表明反應達到化學平衡狀態

D.增大NO氣體的濃度、升高反應體系的溫度，均能提高反應速率

【答案】B

【解析】A項，若X為N2O,則3NO(g)NC)2(g)+N2O(g),N2O、NO的變化量比為1：3,與圖像

相符，故A正確；B項，由圖像可知，NO、NOx的變化量比為3：1,根據得失電子守恒，反應方程式為

3NO(g)NO2(g)+N2O(g),X是N2O,0?Imin內生成ImolNzO,用N2O表示的反應速率為"『=

2Lxlmin

O.SmolL'-min1,故B錯誤；C項，Ti溫度下，測得容器內氣體顏色保持不變，則表明各成分的濃度不再

變化、反應達到化學平衡狀態，故C正確；D項，反應物濃度越大、反應溫度越高、反應速率越快，則增

大NO氣體的濃度、升高反應體系的溫度，均能提高反應速率，故D正確；故選B。

3.下列有關的說法中，其中正確的是

A.在氯酸鉀加熱分解的反應中，當其他條件相同時，在有催化劑時(a)和無催化劑時(b)的速率?時間

圖像可用圖一表示

B.若在恒壓容器中發生反應：2NH3(g)N2(g)+3H2(g),達到平衡后再充入適量He,其反應速率?

時間圖像可用圖二表示

C.2NO2(g)N2O4(g),在加熱升溫的條件下平衡向逆反應方向移動的主要原因是該反應為放熱反

應，加熱溫度升高時導致正反應速率減慢、而逆反應速率加快

D.對于可逆反應C(s)+HzCXl)=CO(g)+H2(g),當其他條件相同時，若增加單質碳(C)的量可使平

衡一定正向移動

【答案】B

【解析】A項，加入催化劑，反應速率增大，a的反應速率應大于b的反應速率，與圖像不符合，故A

錯誤；B項，該反應是一個氣體體積增大的反應，在恒壓容器中加入He,為保持恒壓條件增大體積，使壓

強減小，故正逆反應速率均減小，平衡向正反應方向移動，與圖像符合，故B正確；C項，升高溫度時正、

逆反應速率均加快，由于逆反應速率增大的倍數大于正反應速率增大的倍數，即。逆,。正，則平衡逆向移動，

故C錯誤；D項，碳是固體，增加單質碳(C)的量不影響平衡，故D錯誤；故選B。

1VO.

4.接觸法制硫酸生產中的關鍵工序是SO2的催化氧化：SO(g)+1O2(g)-SO(g),起始的物質

2Z工3

的量分數分別為7.5%、10.5%和82%時，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa壓強下，SCh平衡轉化率a隨溫度

的變化如圖所示。下列有關說法不正確的是（）

A.該反應AHCO

B.pi=0.5MPa；p3=5MPa

C.在5.0MPa、550℃時的a=97.5%

D.500℃時，pi時比p?對應的轉化率高，反應速率快

【答案】B

【解析】根據勒夏特列原理結合圖像可知，溫度升高，二氧化硫轉化率下降，平衡逆向移動，說明反

應為放熱反應，該反應AHVO。A項，溫度升高，二氧化硫轉化率下降，平衡逆向移動，說明反應為放熱反

應，該反應AHCO,A正確；B項，反應為氣體分子數減小的反應，增大壓強，平衡正向移動，二氧化硫轉

化率升高，故pi=5Mpa、p2=2.5Mpa、p3=O.5MPa,B錯誤；C項，由圖像可知，在5.0MPa、550C時的a=97.5%,

C正確；D項，壓強越大反應速率越快，500℃時，pi比p2壓強大，反應速率快，D正確。故選B。

5.（2023?江蘇省南京市高三學情調研）將金紅石（TiCh）轉化為TiCL是生產金屬鈦的關鍵步驟。在

1.0xl05Pa,將TiCh、C、CL以物質的量比1：2：2進行反應，平衡體系中主要物質的物質的量分數（x）隨溫

度變化理論計算結果如圖所示。

3

二

*

'

二

七

玉

晝

下列說法不正確的是（）

A.200?1600℃反應達到平衡時，TiCh的轉化率均已接近100%

B.將400℃時的平衡體系加熱至800℃,平衡C(s)+CO2(g)2co(g)向正反應方向移動

C.1000℃時，測得某時刻尤(TiC14)=0.2.其他條件不變，延長反應時間能使x(TiC14)超過該溫度下平衡時

的x(TiCl4)

D.實際生產時反應溫度選擇900℃而不選擇200℃,其主要原因是：900℃比200C時化學反應速率更

快，生產效益更高

【答案】C

【解析】在L0xl()5Pa,將TiCh、C、Cb以物質的量比1：2：2進行反應，反應為TiC)2+2C+2cb邈

TiCl4+2CO?A項，三者完全反應時，生成TiCL、CO的物質的量之比為1:2,止匕時Tid的物質的量分數約

為33.3%,結合圖像可知，200?1600℃反應達到平衡時，TiCL的物質的量分數約為33.3%,則TiCh轉化率

均已接近100%,A正確；B項，結合圖像可知，將400C時的平衡體系加熱至800℃,二氧化碳含量減小、

一氧化碳含量增加，則平衡C(s)+CO2(g)=^2CO(g)向正反應方向移動，B正確；C項，延長時間不能改

變平衡時物質的轉化率和產率，C錯誤；D項，溫度越高反應速率越快，單位時間產率越高，實際生產時反

應溫度選擇900℃而不選擇200℃,其主要原因是：900℃比200℃時化學反應速率更快，生產效益更高，D

正確；故選C。

6.(2024.山東煙臺高三統考期中)接觸法制硫酸的關鍵反應為SO2的催化氧化：2SO2(g)+O2(g)

2s03(g)。為尋求固定投料比下不同反應階段的最佳生產溫度，繪制相應轉化率(a)下反應速率(數值已略去)

與溫度的關系如圖所示，下列說法正確的是()

反

應

速a=0.88

率

a=0.90

I\a=0.92

.?.i.、

470480490500510520

溫度/℃

A.溫度越高，反應速率越大

B.a=0.92的曲線可能代表平衡轉化率

C.a越大，反應速率最大值對應溫度越高

D.X、Y、Z三點比較，X點對應的溫度是最佳生產溫度

【答案】B

【解析】A項，根據不同轉化率下的反應速率曲線可以看出，隨著溫度的升高反應速率先加快后減慢,

A錯誤；B項，從圖中所給出的速率曲線可以看出，相同溫度下，轉化率越高反應速率越慢，a=0.92時速

率較慢，該曲線可能代表平衡轉化率，B正確；C項，從圖像可以看出隨著轉化率的增大，最大反應速率不

斷減小，最大反應速率出現的溫度也逐漸降低，C錯誤；D項，從圖像可以看出隨著轉化率的增大，最大反

應速率出現的溫度也逐漸降低，這時可以根據不同轉化率選擇合適的反應溫度以減少能源的消耗，則X點

對應的溫度不一定是最佳生產溫度，D錯誤；故選B。

7.(2024?江西景德鎮高三第一次質量檢測聯考)工業上一種處理硫化氫的反應為：CH4(g)+2H2S(g)

7<CH4)

=^CS2(g)+4H2(g),壓強恒定條件下，進料比［］分別為a、b、c,反應中H2s的平衡轉化率隨溫

H(H2S)

度變化情況如圖所示，下列說法正確的是()

&賽

埠

運

g十

s

f

溫度/℃

A.上述反應中所有分子皆為非極性分子

B.該反應在任意溫度下都可自發進行

C.當氣體的總質量不再變化時，反應達到平衡狀態

D.a>b>c

【答案】D

【解析】A項，H2s的分子構型為V形，正負電荷中心不重合，是極性分子，故A錯誤；B項，如圖

可知，隨著溫度升高，H2s的平衡轉化率增大，所以該反應為吸熱反應，AH>0,該反應為氣體分數增大的

反應，AS>0,當AG=AH-TAS<0才自發進行，所以該反應低溫下不能自發進行，故B錯誤；C項，該反

應的反應物和生成物均為氣體，氣體的總質量一直不變，不能以此判斷平衡狀態，故C錯誤；D項，如圖

可知，在相同溫度下，a、b、c平衡時H2s的平衡轉化率增大為a>b>c,所以進料比a>b>c,故D正確；

故選D。

8.(2024?廣東湛江高三畢業班調研考試)我國科學家團隊打通了溫和條件下草酸二甲酯【(COOCH3)2】

催化加氫制乙二醇的技術難關，反應為(COOCH3)2(g)+4H2(g)HOCH2cH20H(g)+2cH30H(g)AHO

如圖所示，在恒容密閉容器中，反應溫度為T1時，c(HOCH2cH2OH)和c(H2)隨時間t的變化分別為曲線I

和H,反應溫度為T2時，c(H2)隨時間t的變化為曲線III。下列判斷正確的是()

A.AH>0

B.a、b兩時刻生成乙二醇的速率：v(a)=v(b)

C.在T2溫度下，反應在o?t2內的平均速率為伏HOCH2cH2OH)=*@moLL」-s」

D.其他條件相同，在Ti溫度下，起始時向該容器中充入一定量的氮氣，則反應達到平衡的時間小于

ti

【答案】C

【解析】A項，反應溫度為Ti和T?,以c(H2)隨時間t的變化為曲線比較，H比］II先達到平衡，所以

TI>T2,溫度升高，C(H2)增大，平衡逆向移動，反應放熱，A錯誤；B項，升高溫度，反應速率加快，TI>T2,

1

則反應速率v(a)>v(b),B錯誤；C項,T2時，在0~t2內,△c(H2)=0.05moLL,則

11

t7(HOCH2CH2OH)=^molL-s,c正確；D項，向恒容容器中充入氮氣，不影響反應物濃度，不影響

反應速率，D錯誤；故選C。

9.(2024?河南省六市重點中學高三調研考試)在體積均為2L的恒溫恒容密閉容器1、2中，同時充入1

molCb(g)和1molPCb(g),初始反應溫度不同的條件下發生反應：PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)o下列敘述

錯誤的是()

o

E

/

(

u

d

w

時間/min

A.平衡時壓強：容器1＞容器2B.初始反應溫度：容器1＞容器2

1

C.容器1中。?3min內v(PCb)=0.2molL'minD.容器2中達到平衡時PC15產率為80%

【答案】C

【解析】A項，由圖可知容器1中，3min、5minPCk(g)的物質的量相等，說明反應3min時已達到平衡

狀態，而容器2中，4min時反應達到平衡狀態，平衡時，容器1中生成的PCb(g)少于容器2,則結合反應

可知，最終容器1中氣體的總量大于容器2,而氣體的物質的量之比等于體系內壓強之比，則壓強：容器

1＞容器2,故A正確；B項，由圖可知容器1中反應在3min達到平衡狀態，可知容器1中反應速率較快,

0.6mol

則溫度：容器1＞容器2,故B正確；C項，容器1中0?3mii^v(PC15)=-^_nimoLLlminr,再根

3min

據速率之比等于化學計量數之比，可得v(PCh)=v(PC15)=0.1mol.L-i.mirTI故C錯誤；D項，1molCb(g)

和1molPCb(g)充分反應，理論上生成ImolPC15,而容器2平衡時生成0.8molPCI5,容器2中達到平衡時

PC15產率為80%,故D正確；故選C。

10.(2024.河南省部分名校高三聯考)丙烯在催化劑上選擇性還原NO的反應為

o

C3H6(g)+9NO(g)-N2(g)+3CO2(g)+3H2O(g)0在三個2L的恒容密閉容器中分別加入0.5molC3H6

和4.5molNO發生上述反應，實驗測得三個容器中n(NO)隨時間(t)的變化如圖所示。下列說法錯誤的是()

A.500℃條件下，曲線a所在的容器中使用了合適的催化劑

B.500℃條件下，20min時達到平衡，則該容器中0~20min內用N2表示的平均反應速率為

0.05mol-L-'-min-1

C.正反應速率：v(M)>v(N)

D.800℃條件下，混合氣體的起始壓強與平衡壓強之比為90：91

【答案】B

【解析】A項，500C條件下，曲線a反應速率加快，n(NO)物質的量不變，平衡不移動，所在的容器

中使用了合適的催化劑，A正確；B項，500℃條件下，20min時達到平衡，則該容器中0~20min內用NO表

(4.5-2)mol

示的反應速率為加0)=2L=o0625mRLT-mim1,用2表示的平均反應速率為

20min

0.03nSmol-L1-min1,B錯誤；C項，M點溫度較高，反應物濃度較大，反應速率快，C正確；D項，根

據三段式：

C3H6(g)+9NO(g)B4.5N2(g)+3CO2(g)+3H2O(g)

no0.54.5000

1111

An

91233

1111

n平0.5--35——

9233

Po：P平二no：n平=90：91,D正確；故選B。

11.(2024?河南省南陽、洛陽等2地二十所名校高三聯考)一定條件下向10L的恒容密閉容器中通入

2moicCh,6molH2,在催化劑存在下發生反應：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AH,經過lOmin

時測得CO2的轉化率與溫度(T)的關系如圖所示。下列分析中正確的是()

77K

A.a點處對應體系中：丫正=丫逆

B.與b點對應的反應，前lOmin內v(H2)=0.03molLlniirri

C.該反應的AHX)

D.當容器中氣體密度保持不變時，表明該反應達到平衡狀態

【答案】B

【解析】未平衡：溫度越高，反應速率越快，相同時間內轉化率越大，故b點前未達平衡；b點及以后

二氧化碳轉化率隨溫度升高而降低，則是平衡狀態。A項，a點后二氧化碳轉化率仍可升高，說明反應處于

正向進行狀態，則v正〉v逆，故A錯誤；B項，b點二氧化碳轉化率達50%,即lOmin二氧化碳消耗Imol,

氫氣消耗3mol,則以耳)=要生也=0.03mol-L，minT,故B正確；C項，b點后，隨溫度的升高，二

lOmin

氧化碳轉化率下降，說明平衡逆向移動，逆反應向為吸熱反應，則AHVO,故C錯誤；D項，恒容條件下，

混合氣體總體積始終保持不變，各物質均為氣體，則反應前后混合氣體總質量不變，根據可知，混合

氣體密度始終保持不變，不能說明反應達平衡狀態，故D錯誤；故選B。

12.SCb可用作有機合成的氯化劑。在體積為2L的密閉容器中充入0.2molSCb,發生反應：2SC12(g)

二^S2c卜(g)+C12(g),圖中所示曲線分別表示反應在lOmin時和平衡時SC12的轉化率(a)與溫度(T)的關

系。下列說法正確的是()

%

(/

oe

rs

A.2SCL(g)S2cL(g)+Cb(g)的AHX)、AS<0AH>0>AS<0

B.55℃,從0~10min,以S2cL表示反應的平均速率為O.OOZSmoLULmiN

C.當容器中混合氣體的平均相對分子質量恒定不變時，反應達到平衡狀態

D.82℃,若起始時在該密閉容器中充入SCb、S2cL和CL各O.lmol,則此時v（逆）>v（正）

【答案】B

【解析】A項，由圖可知，升高溫度，SCL的平衡轉化率增大，則正反應為吸熱反應，AH>0；且正反

應可自發進行，說明AH-TASCO,貝i|AS>0,A項錯誤；B項，55℃,從0~10min,以S2cb表示反應的平

均速率為05nl°：：50%義,=o.0025mol?min」,B項正確；C項，反應過程中氣體的總質量不變，該反應

zLxlOimn2

為氣體分子數不變的反應，則該反應中混合氣體的總物質的量不變，混合氣體的摩爾質量始終不變，則平

均相對分子質量恒定不變，故當容器中混合氣體的平均相對分子質量恒定不變時，不能說明反應達到平衡

狀態，c項錯誤；D項，82℃下，反應達平衡時，SC12的轉化率為90%,則達平衡時，c（SC12）=0.2molx（l-90%）

2L

0^molx90%x—0.045x0.045

=0.01moVL,c（S2C12）=c（Cl2）=2=0.045mol/L,該反應的平衡常數K=―西了一=20.25,若