化学反应速率与平衡图像分析（解析版）

题型04化学反应速率与平衡图像分析

喟3・常见题型解读

识图是化学反应速率和化学平衡的难点，试题中涉及的图像已不仅仅是速率与简单的化学平衡，研

究体系也已不是单纯的气相体系，往往根据实际工业生产，更多的是研究复杂液相反应体系，坐标参数

也不再局限于时间、温度、压强、速率、转化率、百分含量，而是有更多的变量，像物质的量之比、气

体分压或离子浓度的对数或负对数等，分析投料比、转化率、产率的变化。多变量图象题是高考考查的

1.物质的量（浓度）、速率——时间图像

（1）速率一时间如r42+3H22NH3AH<0,此类图像定性地揭示了v（正）、n（逆）随时

图像建匕1平衡后，加热对速率的影响间（含条件改变对速率的影响）而变化的规律，

如H体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，

反以及平衡移动的方向。

应逆

速

率

/Q逆：

O时间

⑵全程速率一如Zn与足量盐酸的反应，解释原因：段（v渐大），因为是放热反

时间图像反£2速率随时间的变化出现如应，随反应的进行，温度渐高，导致反应速率

图啼享况。的渐大；段（v渐小），则主要因为随反应的

V,

B进行，溶液中c（H+）渐小，导致反应速率渐小。

A

（3）物质的量（或例如，某温度时，在定容（V（1）由图像得出的信息是

浓度）一时间图L）容器中，X、Y、Z三种物质①X、丫是反应物，Z是产物；

像的物质的量随时间的变化曲线②打时反应达平衡，X、丫没有全部反应。

如［当所示。(2)根据图像可进行如下计算：

n/mol

①某物质的平均速率、转化率，如v(X)—"；/广

%V-L3

mol-Li-sIY的转化率一-3xl00%o

〃2

43②确定化学方程式中的化学计量数之比

X如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为⑶

O力］t213±4

一〃3):(您—〃3):几2。

2.含量(或转化率)一时间一温度(压强)图像

已知不同温度或压强下，反应物的转化率。(或百分含量)与时间的关系曲线，推断温度的高低

及反应的热效应或压强的大小及气体物质间的化学计量数的关系。［以aA(g)+6B(g)cC(g)中

反应物的转化率3为例说明］

(1)“先拐先平，分析反应由开始(起①若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所

数值大”原则

始物质相同时)达到平衡需时间短，如甲中72>71。

所用时间的长短可推知反②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所

应条件的变化。需时间短。如乙中pi>°2。

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。如图丙中a使用催化剂。

①图中甲，T2>TI，升高温度，aA降低，平衡逆移，正反应为放热反应。

⑵正确掌握图②图乙中，P1>P2,增大压强，aA升高，平衡正移，则正反应为气体体积缩小的

像中反应规律的反应。

判断方法：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。

当图像中有三个变量时，先确定一个量不变，再讨

解答速率平衡图1.定一议二

论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。

像两大方法

2.三步分析法一看反应速率是增大还是减小；

二看丫正、丫逆的相对大小；

三看化学平衡移动的方向。

3.恒温(压)图像分析

该类图像的纵坐标为物质的平衡浓度⑹或反应物的转化率(a),横坐标为温度(7)或压强3),常见类

型如下所示：

（或c）a

0T0p0T

图1图2

如图2所示曲线是其他条件不变时，某反应物的最大转化率(a)与温度(7)的关系曲线,图中标

出的1、2、3、4四个点,表示^正“逆的点是3,表示v正＜v逆的点是1,而2、4点表示y正=^逆。

4.有关化学反应速率和化学平衡的易错点

(1)无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，由于Ac是取浓度变化的绝对值，因此，其化学反

应速率都取正值，且是某一段时间内的平均速率。

(2)化学反应速率可用反应体系中一种反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种

物质表示，书写时应标明是什么物质的反应速率。

(3)在一定温度下，固体和纯液体物质，其单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，

因此它们的化学反应速率也被视为常数。由此可知，现在采用的表示化学反应速率的方法还有一定的局限

性。

(4)在同一反应中，用不同的物质表示同一时间的反应速率时，其数值可能不同，但这些数值所表达的

意义是相同的即都是表示同一反应的速率。各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学

方程式中的各化学计量数进行换算。

(5)一般来说在反应过程中都不是等速进行的，.因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平

均速率。

(6)由于固体和纯液体的浓度可视为常数，故改变其用量反应速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面

积增大将导致反应速率增大。

(7)压强对化学反应速率的影响是通过改变反应物浓度实现的，所以分析压强的改变对反应速率的影响

时，要从反应物浓度是否发生改变的角度来分析。若改变总压强而各物质的浓度不改变，则反应速率不变，

如恒容时通入稀有气体来增大压强，反应速率不变(因为浓度未改变)。

(8)改变温度，使用催化剂，反应速率一定发生变化，其他外界因素的改变，反应速率则不一定发生变

化。

(9)其他条件一定，升高温度，不论正反应还是逆反应，不论放热反应还是吸热反应，反应速率都要增

大，只不过正、逆反应速率增加的程度不同。

(10)在不同条件下进行的反应物和生成物相反的反应不是可逆反应。

(11).各物质的物质的量之比等于方程式的化学计量数之比时，不一定是平衡状态，因为此条件并不能说

明各组分的物质的量不再变化了。

(12)化学平衡的建立与途径无关，既可以从正反应方向(投入反应物),也可以从逆反应方向(投入生成物)

建立。

(13)某一可逆反应，在一定条件下达到了平衡，化学反应速率再改变时，平衡不一定发生移动，如反应

前后气体体积不变的反应，增大压强或使用催化剂，速率发生变化，但平衡不移动。如果平衡发生了移动，

则化学反应速率一定发生了改变。

(14)化学平衡向正反应方向移动，则反应物的转化率不一定增大，若有多种反应物的反应，当增大某

一反应物的浓度，化学平衡向正反应方向移动，只会使别的反应物的转化率增大，但该物质的转化率反而

减小。

(15)增加固体或纯液体的量，化学平衡不移动，因为当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或

液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对化学反应

速率以及化学平衡均无影响，但要注意固体的表面积对化学反应速率的影响。

(1)化学平衡发生移动时，化学平衡常数不一定改变，只有温度改变，平衡常数才会改变。

(1)要记清楚最基本的速率时间图，如改变反应物或生成物的浓度导致速率变化时，正反应和逆反应速率

中有一支与原平衡点相连。若同时改变反应物和生成物浓度(或改变压强、温度、使用催化剂)则与原平衡点

相脱离。记住先到达平衡表示温度高，压强大。根据平衡图像分析可逆反应特点时，往往从最高点以后进行分

析,也就是说研究的对象必须是已建立平衡的反应。

(1)改变浓度和压强不能改变活化分子百分数，但能改变单位体积活化分子数,故能改变反应速率。改变温

度和使用催化剂均能改变活化分子百分数，使单位体积活化分子数改变,从而改变反应速率。

(1)勒夏特列原理只适用于判断“改变一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条

件，不能简单地根据平衡移动原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致

时，才能根据平衡移动原理进行判断。例如，N2(g)+3H2(g)〜催化剂-2NH3(g)AH<0,同时加压、升

温，平衡移动的方向无法确定。若加压同时又降温，则平衡向正反应方向移动。

(20)正、逆反应的平衡常数互为倒数;若化学方程式中各物质的化学计量数都扩大或缩小至原来的〃倍，

则化学平衡常数变为原来的n次幕或1次幕；两方程式相加得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应

平衡常数的乘积。

(21)代入平衡常数表达式的是平衡浓度，而不是任意时刻的浓度，更不能将物质的量代入，反应物或生

成物中有固体和纯液体存在时，由于其浓度可看做“1”而不代入公式。

(22)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。

(23)起始浓度、平衡浓度不一定符合化学计量数之比，但物质之间是按化学计量数之比反应和生成的，

故各物质的浓度变化之比一定等于化学计量数之比，这是计算的关键。

(24)反应能否自发进行需综合考虑焰变和燧变对反应的影响，复合判据7AS<0的反应不一定能够

实际发生，只是指出了在该条件下化学反应自发进行的趋势，还要考虑化学反应的快慢问题。

(25)判断一个化学反应能否自发进行，若无任何外加条件，可以认为我们所学过的化学反应(电解反应

除外渚B是能够自发进行的。

4.反应速率、平衡图像题解题模型一“四步法”

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化(正反

第一步：

应是气体分子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反

把握反应特点。

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(平台、折线、拐点等)

第二步：

的关系。利用规律“先拐先平，数值大”判断，即曲线先出现拐点，先达到

识别图象类型。

平衡，其温度、压强越大。

第三步：联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件

联想平衡原理。

等。

第四步：图表与原理整合逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、

数形结合解答。

化学反应速率和化学平衡原理。

03

跟我学•解题思维剖析

1.(2023•湖南卷，13)向一恒容密闭容器中加入lmolCH4和一定量的HzO,发生反应：CH4(g)+H2O(g)

n（CHj、

二^CO(g)+3H?(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比xx=随温度的变化曲线如图所示。下列

n（H2O）>

说法错误的是()

X

A.

B.反应速率：ViEb<VC正

C.点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb=R

D.反应温度为E，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态

【答案】B

【解析】A项，一定条件下，增大水的浓度，能提高CH4的转化率，即x值越小，CH4的转化率越大，

则xi<X2,故A正确；B项，b点和c点温度相同，CH4的起始物质的量都为Imol,b点x值小于c点，则

b点加水多，反应物浓度大，则反应速率：v正b>vc正，故B错误；C项，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；D项，该反应为气体分子数增大的反应，反应进行时

压强发生改变，所以温度一定时，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态，故D正确；故选B。

2.(2022•湖南选择性考试，14改编)向体积均为1L的两恒容容器中分别充入2molX和hnolY发生反

应：2X(g)+Y(g)=^2Z(g)AH,其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化

曲线如图所示。下列说法正确的是()

C.a点平衡常数：K>12D.反应速率：VaJE<VbJ£

【答案】B

【解析】A项，甲容器在绝热条件下，随着反应的进行，压强先增大后减小，根据理想气体状态方程

PV=nRT可知，刚开始压强增大的原因是因为容器温度升高，则说明上述反应过程放热，即AH<0,故A

错误；B项，根据A项分析可知，上述密闭溶液中的反应为放热反应，图中a点和c点的压强相等，因甲

容器为绝热过程，乙容器为恒温过程，若两者气体物质的量相等，则甲容器压强大于乙容器压强，则说明

甲容器中气体的总物质的量此时相比乙容器在减小即气体总物质的量：na<nc,故B正确；C项，a点为平

衡点，此时容器的总压为p,假设在恒温恒容条件下进行，则气体的压强之比等于气体的物质的量(物质的

量浓度)之比，所以可设丫转化的物质的量浓度为xmol-Ll则列出三段式如下：

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

7210

Ac2xxx

2-2x1-xx

[(2-2x)+(l-x)+x]mol=^_,计算得到x=o.75,那么化学平衡常数K=

(2+l)mol2P

2：Z)〜12,又甲容器为绝热条件，等效为恒温条件下升温，平衡逆向移动，则平衡常数

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

减小即平衡常数K<12,故C错误；D项，根据图像可知，甲容器达到平衡的时间短，温度高，所以达到

平衡的速率相对乙容器的快，即匕3>%汨故D错误。故选B。

3.(2022•广东选择性考试，13改编)恒容密闭容器中，BaSC)4(s)+4H2(g)BaS(s)+4H2O(g)在不同

温度下达平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是()

起始组成：4mol112

1molBaSOq

a

200400600800

77℃

A.该反应的AHVO

B.a为n(H2。)随温度的变化曲线

C.向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动

D.向平衡体系中加入BaSCU,氏的平衡转化率增大

【答案】C

【解析】A项，从图示可以看出，平衡时升高温度，氢气的物质的量减少，则平衡正向移动，说明该

反应的正反应是吸热反应，即AH>0,故A错误；B项，从图示可以看出，在恒容密闭容器中，随着温度

升高氢气的平衡时的物质的量减少，则平衡随着温度升高正向移动，水蒸气的物质的量增加，而a曲线表

示的是物质的量不随温度变化而变化，故B错误；C项，容器体积固定，向容器中充入惰性气体，没有改

变各物质的浓度，平衡不移动，故C正确；D项，BaSCU是固体，向平衡体系中加入BaSCU,不能改变其

浓度，因此平衡不移动，氢气的转化率不变，故D错误；故选C。

4.(2022•江苏卷，13)乙醇-水催化重整可获得H2。其主要反应为

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时,若仅考虑上述反应，平衡时CCh和CO的选择性及

H2的产率随温度的变化如图所示。

100

%

/

楙80

世

管60

taf40

出20

0

0100200300400500600700

T/℃

n生成(C。)

co的选择性=x100%,下列说法正确的是()

n生成(C02)+n生成(C°)

A.图中曲线①表示平衡时H2产率随温度的变化

B.升高温度，平衡时CO的选择性增大

增大n宝(C"?H可sO提H)高乙醇平衡转化率

C.一■定温度下,

D.一■定温度下,加入CaCKs)或选用高效催化剂，均能提高平衡时压产率

【答案】D

1

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

1

CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)AH2=41.2kJ-mor,且反应①的热效应更大，故温度升高的时候对反应①影

响更大一些，即CO2选择性增大，同时co的选择性减小，根据co的选择性的定义可知③代表co2的选

择性，①代表CO的选择性，②代表H2的产率。A项，由分析可知②代表H2的产率，A错误；B项，由分

析可知升高温度，平衡时CO的选择性减小，B错误；C项，两种物质参加反应增大一种物质的浓度，会降

低该物质的平衡转化率，C错误；D项，加入CaO(s)与水反应放热，对反应①影响较大，可以增大H2产率，

或者选用对反应①影响较大的高效催化剂，也可以增大H2产率，D正确；故选D。

5.(2022•河北省选择性考试，11)恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X,发生反应的方程式为

①X二^Y；②丫=^Z。反应①的速率%=&c(X),反应②的速率v广k2c(Y),式中(、k?为速率常数。

图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的Ink〜(曲线。下列说法错误的是()

A.随c(X)的减小，反应①、②的速率均降低

B.体系中v(X)=v(Y)+v(Z)

C.欲提高丫的产率，需提高反应温度且控制反应时间

D.温度低于Ti时，总反应速率由反应②决定

【答案】AB

【解析】由图中的信息可知，浓度随时间变化逐渐减小的代表的是X,浓度随时间变化逐渐增大的代表

的是Z,浓度随时间变化先增大后减小的代表的是Y；由图乙中的信息可知，反应①的速率常数随温度升高

增大的幅度小于反应②的。A项，由图甲中的信息可知，随c(X)的减小，c(Y)先增大后减小，c(Z)增大，

因此，反应①的速率随c(X)的减小而减小，而反应②的速率先增大后减小，A错误；B项，根据体系中发

生的反应可知，在丫的浓度达到最大值之前，单位时间内X的减少量等于丫和Z的增加量，因此，v(X)=v

(Y)+v(Z),但是，在丫的浓度达到最大值之后，单位时间内Z的增加量等于丫和X的减少量，故”X)+v

(Y)=v(Z),B错误；C项，升高温度可以可以加快反应①的速率，但是反应①的速率常数随温度升高增大

的幅度小于反应②的，且反应②的的速率随着丫的浓度的增大而增大，因此，欲提高丫的产率，需提高反

应温度且控制反应时间，C正确；D项，由图乙信息可知，温度低于T时，ki>k2,反应②为慢反应，因此，

总反应速率由反应②决定，D正确；故选AB。

r你来练•模型迁移演练

I.一定温度下，X、Y、Z三种气体在某恒容密闭容器中发生反应，其中气体的物质的量变化曲线如图

所示。下列说法正确的是()

A.Q点丫的正反应速率和逆反应速率相等

B.从开始到达到平衡时用X表示的平均反应速率是O2mol-L-'-min1

C.该反应的化学方程式可表示为：3X(g)+Z(g)2丫(g)

D.达到平衡后，再充入氨气，反应速率增大

【答案】C

【解析】A项，Q点没有到平衡，丫的正反应速率和逆反应速率不相等，A错误；B项，从开始到达到

平衡时X的物质的量改变量为6-3=3mol,没有说明容器的体积，不能用X表示的平均反应速率，B错误；

C项，从开始到平衡，X、Z的物质的量减少，减少量分别为6-3=3mol,2-1-lmol,为反应物，丫的物质的

量增加为生成物，增加量为2-0=2mol,故方程式为3X(g)+Z(g)2丫(g),C正确；D项，到平衡后，

充入氨气，各物质的浓度不变，反应速率不变，D错误；故选C。

2.「温度下，向2L的密闭容器中充入NO,在催化剂作用下发生反应：NO(g)NCh(g)+X(g)(未

配平)，反应过程中部分数据如图所示，下列说法错误的是()

A.X可能为N2O

2

B.0〜lmin用X表示的反应速率为1moi・minT

c.温度下，测得容器内气体颜色保持不变，表明反应达到化学平衡状态

D.增大NO气体的浓度、升高反应体系的温度，均能提高反应速率

【答案】B

【解析】A项，若X为N2O,则3NO(g)NC)2(g)+N2O(g),N2O、NO的变化量比为1：3,与图像

相符，故A正确；B项，由图像可知，NO、NOx的变化量比为3：1,根据得失电子守恒，反应方程式为

3NO(g)NO2(g)+N2O(g),X是N2O,0〜Imin内生成ImolNzO,用N2O表示的反应速率为"『=

2Lxlmin

O.SmolL'-min1,故B错误；C项，Ti温度下，测得容器内气体颜色保持不变，则表明各成分的浓度不再

变化、反应达到化学平衡状态，故C正确；D项，反应物浓度越大、反应温度越高、反应速率越快，则增

大NO气体的浓度、升高反应体系的温度，均能提高反应速率，故D正确；故选B。

3.下列有关的说法中，其中正确的是

A.在氯酸钾加热分解的反应中，当其他条件相同时，在有催化剂时(a)和无催化剂时(b)的速率〜时间

图像可用图一表示

B.若在恒压容器中发生反应：2NH3(g)N2(g)+3H2(g),达到平衡后再充入适量He,其反应速率〜

时间图像可用图二表示

C.2NO2(g)N2O4(g),在加热升温的条件下平衡向逆反应方向移动的主要原因是该反应为放热反

应，加热温度升高时导致正反应速率减慢、而逆反应速率加快

D.对于可逆反应C(s)+HzCXl)=CO(g)+H2(g),当其他条件相同时，若增加单质碳(C)的量可使平

衡一定正向移动

【答案】B

【解析】A项，加入催化剂，反应速率增大，a的反应速率应大于b的反应速率，与图像不符合，故A

错误；B项，该反应是一个气体体积增大的反应，在恒压容器中加入He,为保持恒压条件增大体积，使压

强减小，故正逆反应速率均减小，平衡向正反应方向移动，与图像符合，故B正确；C项，升高温度时正、

逆反应速率均加快，由于逆反应速率增大的倍数大于正反应速率增大的倍数，即。逆,。正，则平衡逆向移动，

故C错误；D项，碳是固体，增加单质碳(C)的量不影响平衡，故D错误；故选B。

1VO.

4.接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化：SO(g)+1O2(g)-SO(g),起始的物质

2Z工3

的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时，在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下，SCh平衡转化率a随温度

的变化如图所示。下列有关说法不正确的是（）

A.该反应AHCO

B.pi=0.5MPa；p3=5MPa

C.在5.0MPa、550℃时的a=97.5%

D.500℃时，pi时比p?对应的转化率高，反应速率快

【答案】B

【解析】根据勒夏特列原理结合图像可知，温度升高，二氧化硫转化率下降，平衡逆向移动，说明反

应为放热反应，该反应AHVO。A项，温度升高，二氧化硫转化率下降，平衡逆向移动，说明反应为放热反

应，该反应AHCO,A正确；B项，反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，二氧化硫转

化率升高，故pi=5Mpa、p2=2.5Mpa、p3=O.5MPa,B错误；C项，由图像可知，在5.0MPa、550C时的a=97.5%,

C正确；D项，压强越大反应速率越快，500℃时，pi比p2压强大，反应速率快，D正确。故选B。

5.（2023•江苏省南京市高三学情调研）将金红石（TiCh）转化为TiCL是生产金属钛的关键步骤。在

1.0xl05Pa,将TiCh、C、CL以物质的量比1：2：2进行反应，平衡体系中主要物质的物质的量分数（x）随温

度变化理论计算结果如图所示。

3

二

*

'

二

七

玉

昼

下列说法不正确的是（）

A.200〜1600℃反应达到平衡时，TiCh的转化率均已接近100%

B.将400℃时的平衡体系加热至800℃,平衡C(s)+CO2(g)2co(g)向正反应方向移动

C.1000℃时，测得某时刻尤(TiC14)=0.2.其他条件不变，延长反应时间能使x(TiC14)超过该温度下平衡时

的x(TiCl4)

D.实际生产时反应温度选择900℃而不选择200℃,其主要原因是：900℃比200C时化学反应速率更

快，生产效益更高

【答案】C

【解析】在L0xl()5Pa,将TiCh、C、Cb以物质的量比1：2：2进行反应，反应为TiC)2+2C+2cb邈

TiCl4+2CO„A项，三者完全反应时，生成TiCL、CO的物质的量之比为1:2,止匕时Tid的物质的量分数约

为33.3%,结合图像可知，200〜1600℃反应达到平衡时，TiCL的物质的量分数约为33.3%,则TiCh转化率

均已接近100%,A正确；B项，结合图像可知，将400C时的平衡体系加热至800℃,二氧化碳含量减小、

一氧化碳含量增加，则平衡C(s)+CO2(g)=^2CO(g)向正反应方向移动，B正确；C项，延长时间不能改

变平衡时物质的转化率和产率，C错误；D项，温度越高反应速率越快，单位时间产率越高，实际生产时反

应温度选择900℃而不选择200℃,其主要原因是：900℃比200℃时化学反应速率更快，生产效益更高，D

正确；故选C。

6.(2024.山东烟台高三统考期中)接触法制硫酸的关键反应为SO2的催化氧化：2SO2(g)+O2(g)

2s03(g)。为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率(a)下反应速率(数值已略去)

与温度的关系如图所示，下列说法正确的是()

反

应

速a=0.88

率

a=0.90

I\a=0.92

.।.i.、

470480490500510520

温度/℃

A.温度越高，反应速率越大

B.a=0.92的曲线可能代表平衡转化率

C.a越大，反应速率最大值对应温度越高

D.X、Y、Z三点比较，X点对应的温度是最佳生产温度

【答案】B

【解析】A项，根据不同转化率下的反应速率曲线可以看出，随着温度的升高反应速率先加快后减慢,

A错误；B项，从图中所给出的速率曲线可以看出，相同温度下，转化率越高反应速率越慢，a=0.92时速

率较慢，该曲线可能代表平衡转化率，B正确；C项，从图像可以看出随着转化率的增大，最大反应速率不

断减小，最大反应速率出现的温度也逐渐降低，C错误；D项，从图像可以看出随着转化率的增大，最大反

应速率出现的温度也逐渐降低，这时可以根据不同转化率选择合适的反应温度以减少能源的消耗，则X点

对应的温度不一定是最佳生产温度，D错误；故选B。

7.(2024•江西景德镇高三第一次质量检测联考)工业上一种处理硫化氢的反应为：CH4(g)+2H2S(g)

7<CH4)

=^CS2(g)+4H2(g),压强恒定条件下，进料比［］分别为a、b、c,反应中H2s的平衡转化率随温

H(H2S)

度变化情况如图所示，下列说法正确的是()

&赛

埠

运

g十

s

f

温度/℃

A.上述反应中所有分子皆为非极性分子

B.该反应在任意温度下都可自发进行

C.当气体的总质量不再变化时，反应达到平衡状态

D.a>b>c

【答案】D

【解析】A项，H2s的分子构型为V形，正负电荷中心不重合，是极性分子，故A错误；B项，如图

可知，随着温度升高，H2s的平衡转化率增大，所以该反应为吸热反应，AH>0,该反应为气体分数增大的

反应，AS>0,当AG=AH-TAS<0才自发进行，所以该反应低温下不能自发进行，故B错误；C项，该反

应的反应物和生成物均为气体，气体的总质量一直不变，不能以此判断平衡状态，故C错误；D项，如图

可知，在相同温度下，a、b、c平衡时H2s的平衡转化率增大为a>b>c,所以进料比a>b>c,故D正确；

故选D。

8.(2024•广东湛江高三毕业班调研考试)我国科学家团队打通了温和条件下草酸二甲酯【(COOCH3)2】

催化加氢制乙二醇的技术难关，反应为(COOCH3)2(g)+4H2(g)HOCH2cH20H(g)+2cH30H(g)AHO

如图所示，在恒容密闭容器中，反应温度为T1时，c(HOCH2cH2OH)和c(H2)随时间t的变化分别为曲线I

和H,反应温度为T2时，c(H2)随时间t的变化为曲线III。下列判断正确的是()

A.AH>0

B.a、b两时刻生成乙二醇的速率：v(a)=v(b)

C.在T2温度下，反应在o〜t2内的平均速率为伏HOCH2cH2OH)=*@moLL」-s」

D.其他条件相同，在Ti温度下，起始时向该容器中充入一定量的氮气，则反应达到平衡的时间小于

ti

【答案】C

【解析】A项，反应温度为Ti和T?,以c(H2)随时间t的变化为曲线比较，H比］II先达到平衡，所以

TI>T2,温度升高，C(H2)增大，平衡逆向移动，反应放热，A错误；B项，升高温度，反应速率加快，TI>T2,

1

则反应速率v(a)>v(b),B错误；C项,T2时，在0~t2内,△c(H2)=0.05moLL,则

11

t7(HOCH2CH2OH)=^molL-s,c正确；D项，向恒容容器中充入氮气，不影响反应物浓度，不影响

反应速率，D错误；故选C。

9.(2024•河南省六市重点中学高三调研考试)在体积均为2L的恒温恒容密闭容器1、2中，同时充入1

molCb(g)和1molPCb(g),初始反应温度不同的条件下发生反应：PCl3(g)+Cl2(g)PCl5(g)o下列叙述

错误的是()

o

E

/

(

u

d

w

时间/min

A.平衡时压强：容器1＞容器2B.初始反应温度：容器1＞容器2

1

C.容器1中。〜3min内v(PCb)=0.2molL'minD.容器2中达到平衡时PC15产率为80%

【答案】C

【解析】A项，由图可知容器1中，3min、5minPCk(g)的物质的量相等，说明反应3min时已达到平衡

状态，而容器2中，4min时反应达到平衡状态，平衡时，容器1中生成的PCb(g)少于容器2,则结合反应

可知，最终容器1中气体的总量大于容器2,而气体的物质的量之比等于体系内压强之比，则压强：容器

1＞容器2,故A正确；B项，由图可知容器1中反应在3min达到平衡状态，可知容器1中反应速率较快,

0.6mol

则温度：容器1＞容器2,故B正确；C项，容器1中0〜3mii^v(PC15)=-^_nimoLLlminr,再根

3min

据速率之比等于化学计量数之比，可得v(PCh)=v(PC15)=0.1mol.L-i.mirTI故C错误；D项，1molCb(g)

和1molPCb(g)充分反应，理论上生成ImolPC15,而容器2平衡时生成0.8molPCI5,容器2中达到平衡时

PC15产率为80%,故D正确；故选C。

10.(2024.河南省部分名校高三联考)丙烯在催化剂上选择性还原NO的反应为

o

C3H6(g)+9NO(g)-N2(g)+3CO2(g)+3H2O(g)0在三个2L的恒容密闭容器中分别加入0.5molC3H6

和4.5molNO发生上述反应，实验测得三个容器中n(NO)随时间(t)的变化如图所示。下列说法错误的是()

A.500℃条件下，曲线a所在的容器中使用了合适的催化剂

B.500℃条件下，20min时达到平衡，则该容器中0~20min内用N2表示的平均反应速率为

0.05mol-L-'-min-1

C.正反应速率：v(M)>v(N)

D.800℃条件下，混合气体的起始压强与平衡压强之比为90：91

【答案】B

【解析】A项，500C条件下，曲线a反应速率加快，n(NO)物质的量不变，平衡不移动，所在的容器

中使用了合适的催化剂，A正确；B项，500℃条件下，20min时达到平衡，则该容器中0~20min内用NO表

(4.5-2)mol

示的反应速率为加0)=2L=o0625mRLT-mim1,用2表示的平均反应速率为

20min

0.03nSmol-L1-min1,B错误；C项，M点温度较高，反应物浓度较大，反应速率快，C正确；D项，根

据三段式：

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正确；故选B。

11.(2024•河南省南阳、洛阳等2地二十所名校高三联考)一定条件下向10L的恒容密闭容器中通入

2moicCh,6molH2,在催化剂存在下发生反应：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AH,经过lOmin

时测得CO2的转化率与温度(T)的关系如图所示。下列分析中正确的是()

77K

A.a点处对应体系中：丫正=丫逆

B.与b点对应的反应，前lOmin内v(H2)=0.03molLlniirri

C.该反应的AHX)

D.当容器中气体密度保持不变时，表明该反应达到平衡状态

【答案】B

【解析】未平衡：温度越高，反应速率越快，相同时间内转化率越大，故b点前未达平衡；b点及以后

二氧化碳转化率随温度升高而降低，则是平衡状态。A项，a点后二氧化碳转化率仍可升高，说明反应处于

正向进行状态，则v正〉v逆，故A错误；B项，b点二氧化碳转化率达50%,即lOmin二氧化碳消耗Imol,

氢气消耗3mol,则以耳)=要生也=0.03mol-L，minT,故B正确；C项，b点后，随温度的升高，二

lOmin

氧化碳转化率下降，说明平衡逆向移动，逆反应向为吸热反应，则AHVO,故C错误；D项，恒容条件下，

混合气体总体积始终保持不变，各物质均为气体，则反应前后混合气体总质量不变，根据可知，混合

气体密度始终保持不变，不能说明反应达平衡状态，故D错误；故选B。

12.SCb可用作有机合成的氯化剂。在体积为2L的密闭容器中充入0.2molSCb,发生反应：2SC12(g)

二^S2c卜(g)+C12(g),图中所示曲线分别表示反应在lOmin时和平衡时SC12的转化率(a)与温度(T)的关

系。下列说法正确的是()

%

(/

oe

rs

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

B.55℃,从0~10min,以S2cL表示反应的平均速率为O.OOZSmoLULmiN

C.当容器中混合气体的平均相对分子质量恒定不变时，反应达到平衡状态

D.82℃,若起始时在该密闭容器中充入SCb、S2cL和CL各O.lmol,则此时v（逆）>v（正）

【答案】B

【解析】A项，由图可知，升高温度，SCL的平衡转化率增大，则正反应为吸热反应，AH>0；且正反

应可自发进行，说明AH-TASCO,贝i|AS>0,A项错误；B项，55℃,从0~10min,以S2cb表示反应的平

均速率为05nl°：：50%义,=o.0025mol•min」,B项正确；C项，反应过程中气体的总质量不变，该反应

zLxlOimn2

为气体分子数不变的反应，则该反应中混合气体的总物质的量不变，混合气体的摩尔质量始终不变，则平

均相对分子质量恒定不变，故当容器中混合气体的平均相对分子质量恒定不变时，不能说明反应达到平衡

状态，c项错误；D项，82℃下，反应达平衡时，SC12的转化率为90%,则达平衡时，c（SC12）=0.2molx（l-90%）

2L

0^molx90%x—0.045x0.045

=0.01moVL,c（S2C12）=c（Cl2）=2=0.045mol/L,该反应的平衡常数K=―西了一=20.25,若