2023年高考化学题型(七)化学反应速率和化学平衡图像

命题视角一化学反应速率图像

理：核心知识

1.速率一时间图像

[反应机A（g）+〃B（g）/?C（g）+qD（g）,m-\-n>p+q,AH>0]

《（正）

（正）=/"（逆）

（（正）彳（逆）

>-_《（逆）

乙（逆）

（正）

0G

ti时增大反应物的浓度，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，而逆反应速率从

力开始逐渐增大；

/2时升高温度，对任何反应，升高温度，正反应和逆反应速率均增大；

/3时减小压强，容器容积增大，浓度变小，正反应速率和逆反应速率均减小；

t4时加催化剂，正反应速率和逆反应速率均增大且相等。

2.根据图表中数据和定义计算反应速率

°（A）=^m=搬，计算时一定要注意容器或溶液的体积，不能忽视容器或溶液的

ArVAr

体积%盲目地把△〃当作Ac代入公式进行计算，同时还要注意单位及规范书写

及根据要求注意有效数字的处理。

3.认识催化剂对反应速率影响的三大误区

实际上，催化剂不是不参加化学反应，而是在化

催化剂

学反应前后，催化剂的化学性质基本不变。正催

误区1不参加

化剂通过参加化学反应，降低反应的活化能，提

化学反应

高活化分子百分数，从而增大反应速率

催化剂都实际上，催化剂有正催化剂与负催化剂，正催化

误区2是加快化剂加快化学反应速率，负催化剂减慢化学反应速

学反应速率的率

催化剂的实际上，催化剂参与了化学反应，是第一反应物，

效率与催既然是反应物，催化剂的表面积、浓度大小必然

误区3

化剂的影响化学反应速率。比如用酵母催化剂做食品，

量无关酵母量大自然面就膨大的快。催化剂的用量是会

改变催化效率的

I练;应试能力

1.在一定条件下的2L密闭容器中，X、Y、C三种气体的物质的量随时间的变化

如图所示。下列说法一定不正确的是()

A.X、Y、C三种气体发生反应的化学方程式为：Y(g)+3X(g)2C(g)

B.0~15min,X的平均速率约为0.025mol-L'-min1

C.反应开始到25min,C的产率为25%

D.25min时改变的条件可能是降温

答案D

解析A.由图可知X、Y物质的量减少，X、Y是反应物，C物质的量增加，C

是生成物，X、Y、C在相同时间的变化量之比为3：1：2,所以反应方程式是

Y(g)+3X(g)2C(g),故A正确；B.0~15min,X消耗的物质的量为0.75mol,

体积为2L,平均速率约为°=0.025mol-L—i.mirTi,故B正确；C.0〜

25minX生成C的物质的量为0.5mol,C的理论产量为2mol,C的产率为25%,

故C正确；D.25min时，改变条件后三种气体反应速率都加快，不可能是降温，

故D错误。

2.(2022•抚顺模拟)25℃,H2O2分解反应的方程式为H2O2』==H2O⑴+102(g)，

H2O2分解反应的浓度与时间曲线如图所示，pA(二产,当观察的时间间隔

fAc(HO)^

lim----------9----2--

无限小，平均速率的极值即为化学反应在t时的瞬时速率，即JZ)=

d(H2O2)1八、1%且0・68—0.407士一

---瓦------,A点切线的斜率为---20-------=0.014mol-dm3-minI表示在弟20

min,当H2O2浓度为0.4moLdm_3时，瞬时速率为0.014moLdirT3.mirTi(斜率、

速率均取绝对值），则下列说法正确的是（）

(0.8

E

P0.68

.

o0.6

E0.5()

s

d0.4

Z0.33

H

)0.2

0.1

020406080«/min

A.反应到A、B、C三点时的瞬时速率C>B>A

B.由题意可知瞬时速率与平均反应速率无关

C.某点切线的斜率越大，瞬时反应速率越快

D.没有催化剂:F,H2O2就不会发生分解反应

答案C

解析A.由题中信息可知，瞬时速率与切线的斜率有关，切线的斜率越大瞬时速

率越大，由图知A、B、C斜率大小A>B>C,即瞬时速率A>B>C,故A错误;

B.瞬时速率即平均速率的极值，二者有必然的联系，故B错误；C.当观察的时间

间隔无限小，平均速率的极值即为化学反应在，时的瞬时速率，所以切线的斜率

越大瞬时速率越大，故C正确；D.催化剂只能改变化学反应的速率，不能改变化

学反应本身，氏。2本身可以发生分解反应，催化剂可增大速率，但不会影响反应

的发生、方向和限度，故D错误。

3.（2022.茂名二模）研究NO》之间的转化对大气污染控制具有重要意义，已知：

N2O4（g）2NO2（g）AH>0o如图所示，在恒容密闭容器中，反应温度为Ti时,

C（N2O4）和C（NO2）随/变化为曲线I、II,改变温度到T2,C（NO2）随/变化为曲线

HIo下列判断正确的是（）

0tx“s)

A.温度TI>T2

B.反应速率o(a)=o(b)

C.在Ti温度下，反应至力时达平衡状态

D.在Ti温度下，反应在0〜自内的平均速率为o(N2O4)=乎mol-L-'-s-1

答案D

解析A.反应温度Ti和72,以C(NC>2)随/变化曲线比较，n比ni后达平衡，所以

I

T2>T,故A错误；B.升高温度,反应速率加快,T2>T1,则反应速率o(a)>o(b),

故B错误；C.Ti温度下，反应至ti时C(NO2)=C(N2O4),ti之后C(NO2)、C(N2O4)

仍在变化，说明A时反应没有达到平衡状态，故C错误；D.Ti时，在0〜打内，

-1-11

AC(N204)=0.04mol-L-0.01mol-L=0.03mol-L-,则0〜白内0网2。4)=等

mol-L-1-s-1,故D正确。

命题视角二化学平衡图像

理「核心知识

1.化学平衡的两种典型图像

(1)转化率(或含量)—时间图像：

[A的转化率[A的转化率],A的转化率

1.01x107Pa/5()0-加催”号

\/200tt

6

//1.01x10Pa加催化剂

OiO1to

甲乙丙

图甲表示压强对反应物转化率的影响，对于反应后气体分子数减小的反应，压强

越大，反应物的转化率越大；

图乙表示温度对反应物转化率的影响，对于吸热反应，温度越高，反应物的转化

率越大；

图丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改

变反应物的转化率。

(2)恒压(温)线：

A的转化率C的产率

300t1.01x107Pa

200t：1.01x106Pa

loot1.01xKAPa

O压强O温度

分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线，即为等压线或等温线，然后分析另一

条件变化对该反应的影响。

2.陌生图像的关键点分析

⑴

ta(转化率)该反应为放热反应，低

于时，反应慢，还未

达到平衡，为平衡建立

过程，高于T.时，为平

TaT(温度)衡移动过程

⑵

3随温度升高，-lgK

3

减小，K增大，反应

2

2为吸热反应，AH>0

1

2530354045T/t

⑶对于反应A(g)+2B(g)C(g)：

但■越大，A(g)越多,

71(B)

a(A)越小

n(A)

”(B)

(4)

a(SO)/%

80.002

70.00

3号催化剂

60.00・1号催化剂

50.00最合适，其

2号催化剂与

40.00最适温度为

30.003号催化剂

20.00400t

10.00

0.00

300350400450500温度/(

［典例］在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应xA(g)+yB(g)zC(g),图1

表示200℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化关系，图2表示不同温度

下平衡时C的体积分数随起始〃(A)："(B)的变化关系，则下列结论正确的是()

平衡时C的体积分数

200t

100tt

an(A)：n(B)

图2

A.200℃时，反应从开始到平衡的平均速率o(B)=0.04mol-L-1-min-1

B.反应xA(g)+yB(g)zC(g)的AH>0,且。=2

C.若在图1所示的平衡状态下，再向体系中充入He,此时0(正)>0(逆)

D.200℃时，向容器中充入2molA和1molB,达到平衡时，A的体积分数大于

0.5

答案B

解析

(A、B、C的变化量之比为2：1：1

n/mol起始"(A)=

0.8mol

0.

A,n(B)=().4mol

0.\

细0.-平衡时A的体

0.积分数为()3

、f/min

析

LJ1•高温度C的百分含鼠增大

平衡时卜的体积分数生成物C

图厂一的百分含

较低温度下反应.

3"(A)：”(B)

原比例n(A)"(B)=

升高温度平按化学计量数

想物质的量变化2：1,在恒温恒容容器

衡向吸热(生之比投料，生成

原之比等于化学中按原比例(2molA和1

成C)方向移物的百分含量

理计量数之比molB)增加反应物的物

动最高

质的量等同于加压

得化学方程式为加压，平衡向正反应方

结2A(g)+向移动，A的体积分数AH>0〃=2

论B(g)C(g)减小，即小于0.5

I方法模型，

解答图像题的思维流程

即分析可逆反应方程式，观察物

质的状态、气态物质分子数的变

第看特点，化（正反应是气体分子数增大的

“反应，还是气体分子数减小的反

步

应）、反应热（正反应是放热反

应，还是吸热反应）等。

即识别图像类型、横坐标和纵坐

标的含义、线和点（起点、折点、

细析图_拐点等）的意义。利用“先拐先

“平数值大”的规律分析判断，即

曲线先出现拐点，先达到平衡,

其温度、压强越大。

第联想外界条件对化学反应速率、

三士三化学平衡移动的影响规律，特别

步

是影响因素的适用条件等。

图表与规律整合。逐项分析图

第表*重点看图表是否符合可逆反

四上士应的特点、外界条件对化学反应

步

速率和化学平衡移动的影响

规律。

练-应试能力

4.（2022•长沙长郡中学测试）已知：（HF）2（g）2HF（g）AH>0,平衡体系的总质

量现总）与总物质的量”（总）之比在不同温度下随压强的变化曲线如图所示。下列

说法正确的是（）

0压强

A.温度：TI<72

B.平衡常数：K(a)=K(b)<K(c)

C.反应速率：o(b)>o(a)

，.机(总).

D.当“(邙)=30g-moPi时,Z7(HF)：H[(HF)2]=1：2

答案C

解析由图像可知，b、c两点的压强相同，A温度下c点对应的平均摩尔质量大

于Ti温度下b点对应的平均摩尔质量，即Ti到及，平衡向逆反应方向移动，该

反应的正反应为吸热反应，则T2<T1,A项错误；由于温度T2<T1,该反应的正

反应为吸热反应，温度越高，平衡常数K值越大，所以平衡常数K(b)>K(a)=K(c),

B项错误；b点对应的温度Ti和压强分别大于a点对应的温度T2和压强，温度越

(廿)

高、压强越大，反应速率越快，所以反应速率o(b)>o(a),C项正确；当九(苗)

=30g-moP1,即平均相对分子质量为30时，设HF的物质的量为xmol,(HF)2

的物质的量为ymol,*」=30,得x：y=l：1,即n(HF)：n[(HF)2]=l：1,

D项错误。

5.(2022.临沂一模)在160℃、200℃条件下，分别向两个容积为2L的刚性容器中

充入2molCO和2molN2O(g),发生反应：CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g)

AH<0o实验测得两容器中CO或N2的物质的量随时间的变化关系如图所示。下

列说法正确的是()

A.当容器中混合气体的密度不随时间变化时，该反应达到平衡状态

1

B.ac段N2的平均反应速率为0.10mol-L-'-min-

C.逆反应速率：c>d>b

D.160℃时，该反应的平衡常数Kp=6

答案C

解析A.由方程式CO（g）+N2O（g）CO2（g）+N2（g）可知，所有物质都是气体，

气体的质量不变，容器容积不变，故当容器中混合气体的密度不随时间变化时，

不能说明该反应达到平衡状态，A错误；B.ac段N2的平均反应速率为既

=0.05mol-L-1-min-1,B错误；C.已知随着反应的进行，

，j.//\JL0min

N2的物质的量增大，CO的物质的量减小，故ac曲线表示N2的随时间的变化，

bd曲线表示CO随时间的变化，由图中可知ac先达到平衡，说明ac对应的温度

更高，故逆反应速率c>d,由d点生成物浓度高于b点，故逆反应速率d>b,故

逆反应速率：c>d>b,C正确；D.由C项分析可知，bd曲线对应温度为160℃,

由图中数据可知160℃时，d点达到平衡，平衡时CO的物质的量为0.5mol,故

三段分析为：

CO(g)+N2O(g)^^CO2(g)+N2(g)

起始量（mol）2200

转化量（mol）1.51.51.51.5

平衡量（mol）0.50.51.51.5

1.5L5

、、l、心十加,皿P（CO2）p（N2）7-P总x彳P总

该反应的平衡吊数”（N20）（co）=布―0.5=%D包快。

77P总*彳。总

II随堂训练

1.（2022.湘潭模拟）在一定条件下，取一定量的A和B在恒容密闭容器中发生反应:

aA（g）+0B（s）mM（g）+〃N（g）AH=QkJ-moF1,达到平衡时，M的浓度与温

度和容器容积的关系如图所示。下列有关判断一定正确的是（）

A.a>m-\-n

B.达到平衡后，增大B的量将会提高A的转化率

数

平衡常

F点的

小于

常数

平衡

点的

C.E

<0

D.Q

C

答案

,

的3倍

器中

L容

小于6

浓度

M的

容器中

下2L

温度

同一

时，在

到平衡

A.达

解析

B的

增大

后，

平衡

.达到

误；B

A错

有

以

所

移，

衡左

，平

压强

增大

说明

,

度升高

应随温

知，反

图像可

；C.由

错误

响，B

无影

转化率

A的

体，对

为固

量，B

所

点，

高于E

温度

所处

，R点

增大

常数

平衡

，所以

移动

正向

平衡

增大，

浓度

M的

时,

积不变

容器体

可知在

.由图

确；D

，C正

常数

的平衡

于R点