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(共37张PPT)
第16讲
化学反应速率及图像
2025：基于主题教学的高考化学专题复习系列讲座
2025
2024全国甲卷-28题 原理综合题：结合图像分析一段时间内生成速率之比的计算
2024全国新课标卷-29题 半衰期计算：根据浓度与时间关系公式求算半衰期
2024山东卷-15题 速率方程：结合图像比较速率常数大小、不同温度下速率比值
2024湖北卷-17题 原理综合题：结合图像分析速率变化的特点及原因
2024黑吉辽卷-10题 结合图像分析：多重平衡体系正逆反应速率比较及平均速率的计算
2024浙江卷-11题 多重反应体系下平均速率的计算
2024浙江卷（6月）-15题 选择能加快反应速率的方法；结合投料比-生氢速率图像解释速率变化的原因。
2024浙江卷（1月）-19题 原理综合题：根据速率-浓度图像解释不同阶段速率变化原因
2024河北卷-17题 原理综合题：多重反应体系下，运用速率方程进行浓度的计算，判断竞争反应产物浓度之比的变化
2024安徽卷-12题 依据图表计算平均反应速率，速率的变化，目标离子的去除效果
2024江苏卷-13题 多重平衡体系，依据图像判断产物生成速率大小
2024年——化学反应速率及图像考向考点统计
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知识重构
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一、计算公式
任何化学反应的快慢都表现为有关物质的量随着时间变化的多少。因此，化学反应速率可以用单位时间、单位体积中反应物或生成物的物质的量变化来表示。如果反应体系的体积是恒定的，则化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。
v＝
c
t
一般而言，纯固体和纯液体不考虑该公式计算。
二、化学反应速率的影响因素
在一般情况下，当其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大；降低反应物浓度，化学反应速率减小。升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小。大量实验证明，温度每升高10 ℃，化学反应速率通常增大为原来的2~4倍。这表明温度对反应速率的影响非常显著。催化剂也可以改变化学反应速率。对于有气体参加的化学反应，改变压强同样可以改变化学反应速率。
对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是一定的，而单位体积内活化分子的数目与反应物分子的总数成正比，即与反应物的浓度成正比。当其他条件相同时，反应物浓度增大，单位体积内活化分子数增多，单位时间内有效碰撞的次数增加，化学反应速率增大。同理，可以解释反应物浓度降低会使化学反应速率减小。
二、化学反应速率的影响因素
当其他条件相同时，升高温度，反应物分子的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，从而增加了反应物分子中活化分子的百分数，使得单位时间内有效碰撞的次数增加，因而化学反应速率增大。同理，可以解释降低温度会使化学反应速率减小。
目前，科学家普遍认为，催化剂之所以能改变化学反应速率，是因为它能改变反应历程，改变反应的活化能。如图2-4所示，图中实线和虚线分别表示无催化剂和有催化剂的反应过程中，反应物及生成物的能量与活化能的关系。显然，有催化剂时每一次反应的活化能比无催化剂时反应的活化能降低了很多。这就使更多的反应物分子成为活化分子，增大了单位体积内反应物分子中活化分子的数目，从而增大了化学反应速率。
除了改变浓度、温度、压强及选用催化剂等，还有很多改变化学反应速率的方法。例如，通过光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等。总之，向反应体系输入能量，都有可能改变化学反应速率。
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CD
答案：D
A
随着投料比增大，NaBH4的水解转化率降低
3：2
速率不变至BaC2产率接近100%
容器中只有反应Ⅱ：BaO(s)+3C(s) BaC2(s)+CO(g)，反应条件恒温1823K、恒压，且该反应只有CO为气态，据 可知，CO的压强为定值，所以化学反应速率不变
答案：
答案：0.75
题型一 计算或比较——平均化学反应速率
＞ 在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大
＜
v(5～6)＞v(2～3)＝v(12～13)
答案：CD
题型二 计算或比较——净“瞬时”化学反应速率
大于
题型二 计算或比较——净“瞬时”化学反应速率
小于
tm时生成物浓度较低
题型三 速率方程——“瞬时”化学反应速率
k正/K
1.95×10 3
题型三 速率方程——“瞬时”化学反应速率
A、E
升高温度，k增大使v逐渐提高，但α降低使v逐渐下降。t＜tm时，k增大对v的提高大于α引起的降低；t＞tm后，k增大对v的提高小于α引起的降低。
答案：AD
II
T4
ΔH1＜0，温度升高，反应Ⅰ平衡逆移，c(N2O2)减小，浓度降低的影响大于温度对反应Ⅱ速率的影响
答案：D
答案：BC
答案：BC
答案：A
答案：AB
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模型构建1 基本模型
模型构建2 速率方程
模型构建3 解题模型
模型构建4 时间图
【温馨提示】时间图，一般都会出现一个变化过程，然后再不变。且呈现形式一般是在不同压强、温度、催化剂条件下的两条时间线，纵坐标可以是浓度、转化率、产率、物质的量分数等因变量。变化的原因是平衡或反应正在朝某个方向进行。在外因不多的情况下，都有“先拐先平数值大？”的规律。数值大指的是温度、压强高，加了催化剂。
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夯实基础——撬动新点
时间图——速率、移动
巧用速率方程
图表（给多组实验的数据—n、c）
图像（与综合大题类似）
计算化学反应速率
定性分析改变浓度或投料组成时，转化率、百分含量变化（等效平衡的考查）
净反应速率大小比较
外界条件的判断与选择
陌生信息的处理（比如匀速运动、温度升高却使最终速率减慢等）
催化剂与反应速率、平衡移动的关系
催化剂之外的外界因素与反应速率、平衡移动
化学平衡状态标志
碰撞理论
实验数据推论速率方程
抛物线图像分析速率还是移动问题
DG与DH、DS的自发关系第16讲-化学反应速率及图像
1．（2024届·吉林·三模）一定条件下，反应H2(g)+Br2(g)2HBr(g)的速率方程为v=kcα(H2)·cβ(Br2)·cγ(HBr)，某温度下，该反应在不同浓度下的反应速率如下：
c(H2)/mol·L 1 c(Br2)/mol·L 1 c(HBr)/mol·L 1 反应速率
0.1 0.1 2 v
0.1 0.4 2 8v
0.2 0.4 2 16v
0.4 0.1 4 2v
0.2 0.1 c 4v
根据表中的测定结果，下列结论错误的是
A．α的值为1
B．表中c的值为2
C．反应体系的三种物质中，Br2(g)的浓度对反应速率影响最大
D．在反应体系中保持其他物质浓度不变，增大HBr(g)浓度，会使反应速率降低
2．（2024·山东日照二模）体积均为2L的多个恒容密闭容器，分别充入1mol CO(g)和1mol (g)发生反应 ，在不同温度下反应50s，测得正、逆反应的平衡常数的自然对数(或)、体积分数与热力学温度的倒数关系如图所示，下列说法错误的是
A．曲线N表示的变化情况
B．0～50s，a点对应容器中的反应的平均速率
C．b点时一定处于平衡状态
D．c点时，
3．（2024届·安徽合肥·三模）已知双环戊二烯解聚成环戊二烯的反应为 。若将3 mol双环戊二烯通入2L恒容密闭容器中，测得℃和℃下n（双环戊二烯或环戊二烯）随时间的变化如图所示，℃时反应到a点恰好达到平衡。下列有关说法错误的是
A． T1>T2
B．℃时，0~2h内的平均反应速率：v(环戊二烯) mol L h
C．℃时，当容器内的气体压强为起始的1.5倍时：v(正)(逆)
D．℃时，反应恰好达到平衡时：44.8 mol(环戊二烯)mol
4．（2024·山西晋城·统考一模）氨是一种重要的化工产品。回答下列问题：
温度为T℃，压强恒定为pMPa，用Fe2O3处理NH3和HCN(起始时NH3的体积分数为58%)的混合气体，部分气体的体积分数随时间的变化如图，反应经30min达到平衡。
0~30min内用NH3的压强变化表示的反应速率v(NH3)= MPa·min-1。
5．（2024届·黑龙江·高三一模）2023年9月23日晚，在万众瞩目之下，杭州亚运会的“数字火炬手”与最后一棒火炬手齐心协力点燃了象征亚洲大团结的亚运主火炬，也点燃了中国能源多样化战略的新灯塔。这座主火炬塔历史性地采用了废碳再生的“绿色甲醇”作为燃料，实现了零排放的循环使用。
I．二氧化碳加氢制甲醇
“零碳”甲醇是利用焦炉气副产物和工业尾气中的合成，涉及以下反应：
①　
②　
③　
一定温度下，在恒容密闭反应器中，反应③达到平衡，下列措施中能使平衡体系中增大且加快化学反应速率的是___________(填字母)。
A．升高温度 B．充入，使体系压强增大
C．再充入 D．将从体系中分离出去
6．（2024·山东临沂二模）利用为原料合成的主要反应如下。
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题：
向压强恒为的密闭容器中通入反应混合气，在催化作用下只发生反应Ⅰ，测得时空收率(表示单位物质的量催化剂表面甲醇的平均生成速率)随温度的变化曲线如图所示。
①时空收率随温度升高先增大后减小的原因是 。
②时，的平均反应速率 。
③反应Ⅰ的速率方程可表示为，其中为速率常数，(单位：)为各物质的起始分压，分别为的反应级数。实验结果表明速率常数与反应级数均受温度影响，当反应温度由升高到，则 。
7．（2024届·河北承德·三模）甲醇是最为常见、应用场景最为广泛的基础化学品之一，甲醇与乙烯、丙烯和氨是用于生产所有其他化学品的四种关键基础化学品之一、回答下列问题：
(3)以起始投料比时发生反应，在不同条件下达到平衡。设体系中的平衡转化率为，在恒温℃时随压强p的变化以及在恒压kPa时随温度T的变化如图所示。
①图中对应的恒温℃的曲线是 (填“a”或“b”)，理由是 。
②在℃、kPa条件下，反应经过、10 min达到平衡。0~10 min内，的平均反应速率为 。(保留1位小数)
8．（2022·重庆·一模）汽车尾气中的NO和CO可在催化剂作用下生成无污染的气体而除去。在密闭容器中充入10 mol CO和8 mol NO发生反应 ，测得平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图。下列说法正确的是
A．温度：T2＜T1 B．反应速率：v(C)＜v(B)
C．CO的体积分数： D．平衡常数：K(A)＞K(G)
9．（2022·湖南·模拟预测）下面是某化学研究小组探究外界条件对化学反应速率和化学平衡影响的图像，其中图像和实验结论表达均正确的是
A．图①若，则a曲线一定使用了催化剂
B．图②是在一定条件下，随时间t的变化，正反应，M点正反应速率C．图③是在恒温恒容的密闭容器中，按不同投料比充入CO(g)和(g)进行反应，若平衡时CO(g)和(g)的转化率相等，则
D．图④中曲线表示一定压强下NO平衡转化率随温度的变化，A、B、C三点表示不同温度、压强下NO的平衡转化率，压强最小的是A点，化学平衡常数最小的是B点
10．（2022·浙江台州·二模）已知：
反应Ⅰ.
反应Ⅱ.
根据上述数据，下列推理不正确的是
A．无法比较反应Ⅰ和反应Ⅱ的反应速率的快慢
B．可比较等物质的量的1，3-丁二烯和2-丁炔总键能大小
C．可计算1，3-丁二烯和2-丁炔相互转化的热效应
D．可判断一个碳碳叁键的键能与两个碳碳双键的键能之和的大小
11．（2022·北京东城·一模）CH4联合H2O和CO2制取H2时，发生的主要反应如下：
①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1=+206kJ·mol-1
②CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H2=+247kJ·mol-1
将CH4、H2O和CO2按一定比例通入填充有催化剂的恒容反应器，在不同温度下，反应相同时间内(反应均未达到化学平衡状态)测得的值如图所示。
下列说法正确的是
A．由①②可知，CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=+41kJ·mol-1
B．反应条件不变，若反应足够长时间，①比②先达到化学平衡状态
C．其他条件不变时，升高温度，①的化学反应速率减小，②的化学反应速率增大
D．其他条件不变时，增大原料中H2O的浓度可以提高产物中的值
12．（2022·江苏江苏·二模）甲烷双重整制备合成气(CO和H2)包括了水蒸气重整(反应I)和二氧化碳重整(反应Ⅱ)两个反应。在p=3.2×106Pa下，向密闭容器中按n(CH4)：n(H2O)：n(CO2)=5：4：2通入混合气，发生反应：(Ea表示反应中基元反应的最大活化能)
反应I：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H1=206.2kJ·mol-1 Ea1=240.1kJ·mol-1
反应Ⅱ：CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H2=247.0kJ·mol-1 Ea2=577.6kJ·mol-1
副反应：CH4(g)=C(s)+2H2(g)
重整体系中，各气体的平衡体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A．曲线X表示CH4的平衡体积分数随温度的变化
B．适当增加水蒸气或CO2的用量均可减少碳的生成
C．在相同条件下，反应I的速率小于反应II的速率
D．CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=40.8kJ·mol-1
13．（2022·上海长宁·二模）研究 等大气污染气体的处理方法具有重要意义。
（5）NO氧化反应：分两步进行：
I．
II． (Q1、Q2都大于0)
在恒容的密闭容器中充入一定量的 和 气体，保持其它条件不变， 控制反应温度分别为 和 ，测得(NO)随(时间)的变化曲线如图，转化相同量的NO，在温度_______(填 “ ” 或 “ ”)下消耗的时间较长，试结合反应过程能量图分析其原因_______。
14．（2022·吉林延边·一模）碳排放问题是第26届联合国气候变化大会讨论的焦点。我国向国际社会承诺2030年“碳达峰”，2060年实现“碳中和”。为了实现这个目标，加强了对CO2转化的研究。下面是CO2转化为高附加值化学品的反应。相关反应的热化学方程式如下：
反应Ⅰ：CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g) △H1
反应Ⅱ：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=-90.0kJ·mol-1
反应Ⅲ：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3=-49.0kJ·mol-1
反应Ⅳ：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H4=-165.0kJ·mol-1
反应Ⅴ：2CO2g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) △H5=-122.7kJ·mol-1
回答下列问题：
（1）反应Ⅲ一般认为通过反应Ⅰ、Ⅱ来实现，则反应Ⅰ的△H1=____kJ·mol-1；已知：由实验测得反应Ⅰ的v正=k正c(CO2)·c(H2)，v逆=k逆·c(H2O)·c(CO)(k正、k逆为速率常数，与温度、催化剂有关)。若平衡后升高温度，则=____(填“增大”、“不变”或“减小”)。
15．（2022·青海西宁·一模）绿色能源是未来能源发展的重要方向，氢能是重要的绿色能源，利用生物乙醇来制取氢气的部分反应过程如图所示。
（1）已知：反应①：CH3CH2OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g) ΔH1=+173.5kJ·mol-1
反应②：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2kJ·mol-1
则反应Ⅰ的热化学方程式为____。
（4）研究表明，CO催化变换反应的速率方程为=k(-)式中，yCO、、、分别表示相应的物质的量分数，Kp为平衡常数，k为反应的速率常数，温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下，反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度升高时，CO催化变换反应的Kp___(填“增大”“减小”)。根据速率方程分析，T＞Tm时逐渐减小的原因是____。
16．（2022·陕西·西安中学模拟预测）氮及其化合物的利用是科学家们一直在探究的问题，它们在工农业生产和生命活动中起着重要的作用。
（4）某温度下，在一密闭容器中充入一定量NO(g)发生反应4NO(g) N2(g)+2NO2(g) ΔH<0，其正反应速率表达式为v正=k正·cn(NO)(k正为速率常数，只与温度有关)，测得反应速率和NO浓度的数据如表所示。
序号 c(NO)/(mol·L-1) v正/(mol·L-1·s-1)
① 0.10 4.00×10-9
② 0.20 6.40×10-8
③ 0.30 3.24×10-7
则k正=_______mol-3·L3·s-1；
17．（2022·山东青岛·一模）丁二烯是生产合成橡胶的主要原料。一定条件下，2，3-二甲基-1，3-丁二烯()与溴单质发生液相加成反应(1，2加成和1，4加成)，已知溶剂极性越大越容易发生1，4加成。现体系中同时存在如下反应：
①
②
③
由阿伦尼乌斯公式推知，同一反应在不同温度(T)下，反应速率常数(k)与活化能(Ea)的关系如下：(其中R为常数)。已知体系中两种产物可通过互相转化，反应历程及能量变化如下图所示：
（1）由反应历程及能量变化图示判断，m_______n(填“>”、“=”或“＜”)，_______。(用含不同活化能的式子表示)
（2）其他条件不变的情况下，升高反应温度，对反应_______(填①或②)的速率提高更有利，分析原因_______。
（3）由反应历程及能量变化图示判断，产物中_______(用系统命名法命名)含量更大，若要提高该产物在平衡体系中的物质的量分数，还可采取的措施是_______。
第16讲-化学反应速率及图像答案及解析
1.【答案】B
【分析】速率方程为v=kcα(H2)·cβ(Br2)·cγc(HBr)，将表中数据代入速率方程可得到①，②，③，④，由①②得到，②③得到，①④得到，对于⑤与①，将，，代入，解得c=1，据此分析解题。
【详解】A．根据分析，α的值为1，A正确；
B．根据分析，c的值为1，B错误；
C．由于v=kcα(H2)·cβ(Br2)·cγc(HBr)，，，，速率与H2(g)和Br2(g)的浓度成正比，与HBr(g)的浓度成反比，反应体系的三种物质中，Br2(g)的浓度对反应速率影响最大，C正确；
D．由于，增大HBr(g)的浓度，cγc(HBr)减小，在反应体系中保持其他物质浓度不变，增大HBr(g)浓度，会使反应速率降低，D正确；
答案选B。
2.【答案】BD
【分析】因为该反应是放热反应，所以升高温度，减小，增大，则曲线N表示的变化情况，曲线M表示的变化情况，则最后一条曲线代表体积分数与热力学温度的倒数关系。从c点到b点，温度升高，反应速率加快，体积分数增大，从b点到a点，温度升高，反应速率也加快，，但体积分数减小，说明b点时一定处于平衡状态，从b点到a点，平衡逆向移动，达到新的平衡。
【解析】A．根据分析知，曲线N表示的变化情况，A正确；
B．该反应是气体分子数不变的反应，a点体积分数是10%，则生成氢气，则CO也消耗了2mol,故，B错误；
C．根据分析知，b点时一定处于平衡状态，C正确；
D．c点时没有到达平衡，所以，D错误；
故选BD。
3.【答案】B
【详解】A．由图可知，℃时，双环戊二烯前1h减少1.8 mol，相当于环戊二烯增加3.6 mol，℃时，环戊二烯增加4 molmol，所以，A正确；
B．℃时，0~2h内的平均反应速率：v（环戊二烯）mol L h，B错误；
C．由a点可知，℃时，平衡时气体总物质的量为2×（3 mol-0.6 mol）+0.6 mol=5.4 mol，是初始3 mol的1.8倍，气体的压强为起始时的1.5倍时，反应正向进行，（正）（逆），C正确；
D．在℃时，反应达到平衡，消耗双环戊二烯的物质的量为（3-0.6）mol=2.4mol，此时生成环戊二烯的物质的量为2.4×2 mol=4.8 mol，因为T >T ，该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，则℃时n（环戊二烯）mol，假设双环戊二烯全部反应，则生成环戊二烯的物质的量为6 mol，但该反应为可逆反应，不能进行到底，因此n（环戊二烯）mol，D正确；
故选B。
4.【答案】0.019p
【解析】由图可知，起始时氨气的体积分数58%，分压为58%×pMPa=0.58pMPa，30min反应达到平衡时氨气的体积分数为1%，分压为1%×pMPa=0.01pMPa，则氨气反应速率为=0.019pMPa·min-1，故答案为：0.019p；
5.【答案】C
【解析】A．反应③正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，减小，故A错误；
B．充入，使体系压强增大，反应物浓度不变，反应速率不变，平衡不移动，不变，故B错误；
C．再充入，H2浓度增大，反应速率加快，平衡正向移动，增大，故C正确；
D．将从体系中分离出去，平衡正向移动，增大，但反应速率减慢，故D错误；
故选C；
6.【答案】温度较低时，反应速率较慢，反应未达到平衡，升高温度，反应速率加快，时空收率增大，当温度较高，反应速率较快，反应达到平衡，升高温度，平衡逆向移动，的转化率减小，时空收率减小 0.6 2：1
【解析】①时空收率随温度升高先增大后减小的原因是：温度较低时，反应速率较慢，反应未达到平衡，升高温度，反应速率加快，时空收率增大，当温度较高，反应速率较快，反应达到平衡，升高温度，平衡逆向移动，的转化率减小，时空收率减小；
②时，时空收率为0.2 [(mol·h-1)/mol]，0.2 [(mol·h-1)/mol]×1mol×3=0.6 [(mol·h-1)/mol]；
③在1molNiGa催化作用下只发生反应③CO2加H2制甲醇的速率方程可表示为=k pm(CO2) pn(H2)，其中k为速率常数，各物质起始分压的指数为各物质的反应级数，实验结果表明，速率常数与反应级数均受反应温度的影响。使用Ni5Ga3催化剂时，169℃和223℃起始条件下，CO2反应级数，H2反应级数，由图中信息可知，169℃下甲醇的空收率为0.1mol/(L h)，223℃下甲醇的空收率为0.2 mol/(L h)，即，又知向恒压(3.0MPa)密闭装置中通入反应物混合气(CO2和H2物质的量比1：2)，则CO2的起始分压为1.0MPa，H2的起始分压为2.0MPa，故，则速率常数之比═0.2：0.1=2：1。
7.【答案】a 恒温条件下，增大压强，平衡正向移动，增大 10.6(或10.4)
【详解】图中对应的恒温T=250℃的曲线是a，因为恒温条件下，增大压强，平衡正向移动，α(CO2)增大，故答案为①a、②恒温条件下，增大压强，平衡正向移动，α(CO2)增大。③在T=250℃、p=8×102kPa 条件下，反应经过 10min 达到平衡，由图可知，α(CO2)=30%，设起始时二氧化碳的物质的量为mol,则起始时氢气的物质的量为mol，列出三段式如下：
H2的起始分压为， ，H2的平均反应速率为，
8．【答案】C
【解析】A．该反应的正反应是气体体积减小的放热反应。在其它条件不变时，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致NO的含量增大。根据图示可知：在压强不变时，NO的体积分数：T2＞T1，所以温度：T2＞T1，A错误；B．在温度不变时，增大压强，化学反应速率增大。由于压强：C＞B，所以反应速率v(C)＞ v(B)，B错误；C．该反应中CO、NO都是反应物，二者反应转化的物质的量相同，因此若反应体系中NO的体积分数大，则其中的CO的体积分数也大，所以根据图示可知：，C正确；D．化学平衡常数只与温度有关，在其它条件不变时，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致化学平衡常数减小。根据选项A分析可知：温度T2＞T1，所以化学平衡常数：K(A)＜K(G)，D错误。
9．【答案】CD
【解析】A．图①若，则a曲线可能是使用了催化剂，也可能是增大压强，故A错误；B．图②，温度，升高温度，X的平衡浓度增大，说明平衡逆移，故正反应的，但是M点正反应速率=M点逆反应速率>W点逆反应速率>N点逆反应速率，故B错误；C．图③，当投料比等于化学计量数之比时，所有反应物的转化率相等，故C正确；D．图④中曲线表示一定压强下NO平衡转化率随温度的变化，A、B、C三点表示不同温度、压强下NO的平衡转化率，压强最小的是A点，化学平衡常数最小的是B点。由图可知，增大压强，平衡正移，NO的平衡转化率增大。升高温度，NO的平衡转化率减小，说明平衡逆移，K减小，故D正确。
10．【答案】D
【解析】A．反应速率受温度、浓度、压强、催化剂等影响，单纯从焓变无法比较反应Ⅰ和反应Ⅱ的反应速率的快慢，A正确；B．两者反应物相同，且均生成2分子氢气，反应焓变大于零为吸热反应，且反应Ⅱ焓变更大，则2-丁炔能量更高，焓变等于反应物总键能减去生成物总键能，故2-丁炔总键能更小，B正确；C．由盖斯定律，通过反应Ⅱ-Ⅰ，可计算1，3-丁二烯和2-丁炔相互转化的热效应，C正确；D．1，3-丁二烯和2-丁炔中所含碳碳单键的数目不同，故不可判断一个碳碳叁键的键能与两个碳碳双键的键能之和的大小，D错误。
11．【答案】D
【解析】由图可得，在不同温度下，反应相同时间内(反应均未达到化学平衡状态)测得的值，随温度升高而减小。A. ①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H1=+206kJ·mol-1，②CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H2=+247kJ·mol-1，由①-②可知，CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=206kJ·mol-1-247kJ·mol-1= -41kJ·mol-1，故A错误；B. 反应条件不变，若反应足够长时间，无法确定2个反应的速率，无法确定谁先达到化学平衡状态，故B错误；C. 其他条件不变时，升高温度，增大活化分子百分数，化学反应速率增大，①的化学反应速率增大，②的化学反应速率增大，故C错误；. 其他条件不变时，增大原料中H2O的浓度，①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)平衡正向移动，氢气增大的幅度大于CO，可以提高产物中的值，故D正确。
12．【答案】B
【解析】A．由题意可知，反应I、反应II为吸热反应，升高温度，平衡逆向移动，甲烷体积分数增大，而图中曲线X代表的气体体积分数随温度升高而降低，A错误；B．适当增加水蒸气或CO2的用量可促进反应I或反应II正向移动，甲烷含量减少，氢气含量增多，对于副反应来讲，反应物减少，生成物增多，平衡逆向移动，因此适当增加水蒸气或CO2的用量均可减少碳的生成，B正确；C．活化能越高，化学反应速率越慢，由题意可知，反应II的活化能大于反应I的活化能，因此在相同条件下，反应I的速率大于反应II的速率，C错误；D．依据盖斯定律，反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)可由反应I-反应II得到，因此焓变△H=△H1-△H2=206.2kJ·mol-1-247.0kJ·mol-1=-40.8kJ·mol-1，D错误。
13．【答案】（5） 该反应是放热反应，温度的升高使平衡逆向移动，减慢NO转化速率的影响大于升高温度对反应速率的影响，使转化相同量的NO时，消耗的时间较长
【解析】（5）如图所示，(NO)随(时间)的延长而减小，转化相同量的NO，可作一条平行于时间轴的辅助线，分别交两曲线与a、b两点，如图：，则可知在温度下消耗的时间较长；可能的原因是，该反应两步均是放出热量，总反应是放热反应，，温度的升高使平衡逆向移动，减慢NO转化速率的影响大于升高温度对反应速率的影响，使转化相同量的NO时，消耗的时间较长。
14．【答案】（1） +41.0或+41 减小
【解析】（1）根据盖斯定律Ⅲ-Ⅱ可得CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g) △H1=-49.0kJ·mol-1+90.0 kJ·mol-1=41 kJ·mol-1；反应Ⅰ属于吸热反应，升温平衡正向移动，k正＞k逆，则减小；
15．【答案】（1）CH3CH2OH(g)+H2O(g)=2CO(g)+4H2(g) = +255.9kJ/mol
（4） 减小 Kp减小对的降低大于k增大对的提高
【解析】（1）已知：反应①：CH3CH2OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g) ΔH1=+173.5kJ·mol-1反应②：CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2kJ·mol-1，则反应I为：CH3CH2OH(g)+H2O(g)=2CO(g)+4H2(g)可由①-2②得到，根据盖斯定律可知，=ΔH1-2ΔH2=(+173.5kJ·mol-1)-2×( -41.2kJ·mol-1)=+255.9kJ/mol，故答案为：CH3CH2OH(g)+H2O(g)=2CO(g)+4H2(g) = +255.9kJ/mol；（4）由反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2kJ·mol-1可知，则温度升高时，平衡逆向移动，故CO催化变换反应的Kp减小，根据速率方程分析，T＞Tm时，温度升高，k值增大，结合CO催化变换反应的速率方程为=k(-)，可知温度升高，k增大，Kp减小，由于Kp减小对的降低大于k增大对的提高，导致随温度升高而减小，故答案为：减小；Kp减小对的降低大于k增大对的提高。
16．【答案】（4） 4.00×10-5
【解析】（4）由表中数据可得：4.00×10-9=0.1 nk正，6.4×10-8=0.2 nk正，解得：n=4，k正=4.00×10-5。
17．【答案】（1） >
（2） ② 由题中阿伦尼乌斯公式可知，升高相同的温度，活化能越大，速率常数k增大的越多，，故升高温度，对1，4加成产物的生成速率提高更有利
（3） 2，3-二甲基-1，4-二溴-2-丁烯 在极性大的溶剂中进行反应
【解析】（1）由反应历程及能量变化图示可知，反应物总能量高于生成物总能量，则转化为是放热反应，反应②-①得到→，根据盖斯定律，＜0，则m＞n；转化为的，转化为的，这个过程中===；（2）由题中阿伦尼乌斯公式可知，升高相同的温度，活化能越大，速率常数k增大的越多，，故升高温度，对1，4加成产物的生成速率提高更有利，则其他条件不变的情况下，升高反应温度，对反应②的速率提高更有利；（3）由图可知，的能量低于，较稳定，反应生成的容易转化为，则反应达平衡后产物中含量更大，主链含有4个C原子，1、4号C原子上含有Br原子，2、3号C原子上含有甲基，2号C原子含有碳碳双键，则该物质的名称为2，3-二甲基-1，4-二溴-2-丁烯；有题目中信息可知，溶剂极性越大越容易发生1，4加成，故若要提高该产物在平衡体系中的物质的量分数，还可采取的措施是在极性大的溶剂中进行反应。第16讲-化学反应速率及图像
知识重构
1.计算公式
任何化学反应的快慢都表现为有关物质的量随着时间变化的多少。因此，化学反应速率可以用单位时间、单位体积中反应物或生成物的物质的量变化来表示。如果反应体系的体积是恒定的，则化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。
一般而言，纯固体和纯液体不考虑该公式计算。
2.化学反应速率的影响因素
在一般情况下，当其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大；降低反应物浓度，化学反应速率减小。升高温度，化学反应速率增大；降低温度，化学反应速率减小。大量实验证明，温度每升高10 ℃，化学反应速率通常增大为原来的2~4倍。这表明温度对反应速率的影响非常显著。催化剂也可以改变化学反应速率。对于有气体参加的化学反应，改变压强同样可以改变化学反应速率。
对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是一定的，而单位体积内活化分子的数目与反应物分子的总数成正比，即与反应物的浓度成正比。当其他条件相同时，反应物浓度增大，单位体积内活化分子数增多，单位时间内有效碰撞的次数增加，化学反应速率增大。同理，可以解释反应物浓度降低会使化学反应速率减小。
当其他条件相同时，升高温度，反应物分子的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，从而增加了反应物分子中活化分子的百分数，使得单位时间内有效碰撞的次数增加，因而化学反应速率增大。同理，可以解释降低温度会使化学反应速率减小。
目前，科学家普遍认为，催化剂之所以能改变化学反应速率，是因为它能改变反应历程，改变反应的活化能。如图2-4所示，图中实线和虚线分别表示无催化剂和有催化剂的反应过程中，反应物及生成物的能量与活化能的关系。显然，有催化剂时每一次反应的活化能比无催化剂时反应的活化能降低了很多。这就使更多的反应物分子成为活化分子，增大了单位体积内反应物分子中活化分子的数目，从而增大了化学反应速率。
除了改变浓度、温度、压强及选用催化剂等，还有很多改变化学反应速率的方法。例如，通过光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨等。总之，向反应体系输入能量，都有可能改变化学反应速率。
重温经典
1. （2024年山东卷第15题）逆水气变换反应：。一定压力下，按，物质的量之比投料，，温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为，，温度时反应速率常数k分别为。下列说法错误的是
A.
B. 温度下达平衡时反应速率的比值：
C. 温度不变，仅改变体系初始压力，反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变
D. 温度下，改变初始投料比例，可使平衡时各组分摩尔分数与温度时相同
【答案】CD
【解析】由图可知，T1比T2反应速率速率快，则T1＞T2；T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温度下平衡时；由于起始CO2与H2的物质的量之比为1∶1，则达到平衡时CO2和H2的摩尔分数相等。
A．根据分析，T1比T2反应速率速率快，反应速率常数与温度有关，结合反应速率方程知k1＞k2，A项正确；
B．反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2)，则，T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温度下平衡时，则，B项正确；
C．温度不变，仅改变体系初始压力，虽然平衡不移动，但反应物的浓度改变，反应速率改变，反应达到平衡的时间改变，反应物摩尔分数随时间的变化曲线变化，C项错误；
D．T2温度下，改变初始投料比，相当于改变某一反应物的浓度，达到平衡时H2和CO2的摩尔分数不可能相等，故不能使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同，D项错误；
答案选CD。
2．（2023河北卷12题）在恒温恒容密闭容器中充入一定量，发生如下反应：
反应②和③的速率方程分别为和，其中分别为反应②和③的速率常数，反应③的活化能大于反应②。测得的浓度随时间的变化如下表。
0 1 2 3 4 5
0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028
下列说法正确的是
A．内，X的平均反应速率为
B．若增大容器容积，平衡时Y的产率增大
C．若，平衡时
D．若升高温度，平衡时减小
【答案】D
【详解】A．由表知内 c(W)=0.16-0.08=0.08mol/L，生成 c(X)=2 c(W)=0.16mol/L，但一部分X转化为Z，造成 c(X)<0.16mol/L，则v(X)<，故A错误；
B．过程①是完全反应，过程②是可逆反应，若增大容器容积相当于减小压强，对反应平衡向气体体积增大的方向移动，即逆向移动，X的浓度增大，平衡时Y的产率减小，故B错误；
C．由速率之比等于系数比，平衡时v逆(X)=2v正(Z)，即，=，若，平衡时，故C错误；
D．反应③的活化能大于反应②， H=正反应活化能-逆反应活化能<0，则，该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则平衡时减小，故D正确；
故选D。
3. （2024.6浙江卷第19题）氢是清洁能源，硼氢化钠()是一种环境友好的固体储氢材料，其水解生氢反应方程式如下：(除非特别说明，本题中反应条件均为，)
请回答：
（1）该反应比较缓慢。忽略体积变化的影响，下列措施中可加快反应速率的是_______。
A. 升高溶液温度 B. 加入少量异丙胺
C. 加入少量固体硼酸 D. 增大体系压强
（2）为加速水解，某研究小组开发了一种水溶性催化剂，当该催化剂足量、浓度一定且活性不变时，测得反应开始时生氢速率v与投料比之间的关系，结果如图1所示。请解释ab段变化的原因_______。
【答案】（1）A
（2）随着投料比增大，NaBH4的水解转化率降低
【解析】
【小问1详解】
A．升高温度，活化分子数增多，有效碰撞几率增大，反应速率加快，A符合题意；
B．加入少量异丙胺，H2O的量减少，化学反应速率降低，B不符合题意；
C. 加入少量固体硼酸，H2O的量减少，化学反应速率降低，C不符合题意；
D．增大体系压强，忽略体积变化，则气体浓度不变，化学反应速率不变，D不符合题意；
答案选A。
【小问2详解】
随着投料比增大，NaBH4的水解转化率降低，因此生成氢气的速率不断减小。
4. （2024年全国甲卷第28题）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()的研究所获得的部分数据如下。回答下列问题：
少量可提高生成的选择性。时，分别在有和无的条件下，将和，通入密闭容器，溴代甲烷的物质的量(n)随时间(t)的变化关系见下图。
在之间，有和无时的生成速率之比_____。
【答案】 (或3：2)
【解析】 11~19s时，有I2的生成速率v==mmol·(L·s)-1，无I2的生成速率v==mmol·(L·s)-1。生成速率比==
5. （2024年新课标卷第29题）(四羰合镍，沸点43℃)可用于制备高纯镍，也是有机化合物羰基化反应的催化剂。回答下列问题：
对于同位素交换反应，20℃时反应物浓度随时间的变化关系为(k为反应速率常数)，则反应一半所需时间_______(用k表示)。
【答案】
【解析】由题给关系式可得，当反应一半时，即，，，则。
6. （2024年湖北卷第17题）用和焦炭为原料，经反应I、Ⅱ得到，再制备乙炔是我国科研人员提出的绿色环保新路线。
反应I：
反应Ⅱ：
回答下列问题：
恒压容器中，焦炭与的物质的量之比为，为载气。和下，产率随时间的关系曲线依实验数据拟合得到图2(不考虑接触面积的影响)。
下，反应速率的变化特点为_______，其原因是_______。
【答案】 速率不变至BaC2产率接近100% 原因：容器中只有反应Ⅱ：BaO(s)+3C(s) BaC2(s)+CO(g)，反应条件恒温1823K、恒压，且该反应只有CO为气态，据可知，CO的压强为定值，所以化学反应速率不变
【解析】图像显示，1823K时BaC2的产率随时间由0开始呈直线增加到接近100%，说明该反应速率为一个定值，即速率保持不变；1400K时碳酸钡已全部消耗，此时反应体系的含钡物种只有氧化钡，即只有反应Ⅱ：BaO(s)+3C(s) BaC2(s)+CO(g)，反应条件恒温1823K、恒压，且该反应只有CO为气态，据可知，CO的压强为定值，所以化学反应速率不变。
7．（2023山东20）一定条件下，水气变换反应的中间产物是。为探究该反应过程，研究水溶液在密封石英管中的分解反应：
Ⅰ．
Ⅱ．
研究发现，在反应Ⅰ、Ⅱ中，仅对反应Ⅰ有催加速作用；反应Ⅰ速率远大于反应Ⅱ，近似认为反应Ⅰ建立平衡后始终处于平衡状态。忽略水电离，其浓度视为常数。回答下列问题：
(1)一定条件下，反应Ⅰ、Ⅱ的焓变分别为、，则该条件下水气变换反应的焓变 (用含的代数式表示)。
(2)反应Ⅰ正反应速率方程为：，k为反应速率常数。温度下，电离平衡常数为，当平衡浓度为时，浓度为 ，此时反应Ⅰ的反应速率 (用含和k的代数式表示)。
【答案】
【详解】T1温度时，HCOOH建立电离平衡：
，c(HCOO－)＝c(H＋)，故c(H＋)＝。
。
8．（2023河北11）氮是自然界重要元素之一，研究氮及其化合物的性质以及氮的循环利用对解决环境和能源问题都具有重要意义。
(2)氢气催化还原作为一种高效环保的脱硝技术备受关注。高温下氢气还原反应的速率方程为为速率常数。在一定温度下改变体系中各物质浓度，测定结果如下表。
组号
1 0.10 0.10 r
2 0.10 0.20
3 0.20 0.10
4 0.05 0.30 ？
表中第4组的反应速率为 。(写出含r的表达式)
【答案】
【详解】实验1与实验2相比，，y=1，实验1与实验3相比，，x=2，代入实验3，，根据实验4计算，；
故答案为：0.75r；
9．（2012年课标卷I第28题）COCl2的分解反应为COCl2(g)==Cl2(g)＋CO(g) ΔH＝＋108 kJ·mol－1。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10 min到14 min的COCl2浓度变化曲线未示出)：
（1）比较第2 min反应温度T(2)与第8 min反应温度T(8)的高低：T(2)________T(8)(填“＜”“＞”或“＝”)。
（2）比较产物CO在2～3 min、5～6 min和12～13 min时平均反应速率[平均反应速率分别以v(2～3)、v(5～6)、v(12～13)表示]的大小 。
（3）比较反应物COCl2在5～6 min和15～16 min时平均反应速率的大小：v(5～6)_____v(15～16)(填“＜”“＞”或“＝”)，原因是____________________。
【答案】（1）＜ （2）v(5～6)＞v(2～3)＝v(12～13)
（3）＞ 在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大
【解析】（1）由于各阶段改变的条件各不一样，4 min时，平衡正向移动，该反应为吸热反应，说明升高温度，即T(2)＜T(8)；（2）v(2～3)＝v(12～13)＝0，故v(5～6)＞v(2～3)＝v(12～13)；（3）v(5～6)＞v(15～16)，在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大。
10．（2019年全国卷Ⅱ第28题）环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是_______（填标号）。
A．T1＞T2
B．a点的反应速率小于c点的反应速率
C．a点的正反应速率大于b点的逆反应速率
D．b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L－1
【答案】CD
【解析】（3）温度越高化学反应速率越快，单位时间内反应物浓度减少越多，故T1v(逆)，a点反应物浓度大于b点，故a点正反应速率大于b点，因此v(正a)>v(逆b)，C项正确；b点时环戊二烯浓度由1.5mol L 1减小到0.6mol L 1，减少了0.9mol L 1，因此生成二聚体0.45mol L 1， D项正确；
11．（2017年全国卷Ⅲ第28题）298 K时，将20 mL 3x mol·L 1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L 1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：AsO(aq)+I2(aq)+2OH (aq) = AsO(aq)+2I (aq)+ H2O(l)。溶液中c(AsO)与反应时间（t）的关系如图所示。
②tm时，v正_____ v逆（填“大于”“小于”或“等于”）。
③tm时v逆_____ tn时v逆（填“大于”“小于”或“等于”），理由是_____________。
【答案】大于 小于 tm时生成物浓度较低
【解析】m点时，反应的进行方向为正反应方向，则v正大于 v逆；生成物浓度：n大于m，故tm时v逆小于tn。
12．（2015年全国卷Ⅰ第28题）碘及其化合物在合成杀菌剂、药物等方面具有广泛用途。已知反应2HI(g)══H2(g) + I2(g)的 H=+11 kJ mol 1。
（4）Bodensteins研究了下列反应： 2HI(g)H2(g) + I2(g)
在716 K时，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：
t/min 0 20 40 60 80 120
x(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784
x(HI) 0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784
② 上述反应中，正反应速率为=x2(HI)，逆反应速率为=x(H2)x(I2)，其中、为速率常数，则为_________ (以K和表示)。若=0.0027 min 1，在t = 40 min时，=__________min 1。
③由上述实验数据计算得到v正~x(HI)和v逆~x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时，反应重新达到平衡，相应的点分别为________________(填字母)。
【答案】k正/K 1.95×10 3 A、E
【解析】由于平衡常数K＝k正/k逆，即k逆＝k正/K，正反应速率应用反应正向进行的数据进行计算，将x(HI)＝0.85代入速率方程，若=0.0027 min 1，在t = 40 min时，=1.95×10 3 min 1。升高温度，v正、v逆均变大，平衡正向移动，x(HI)变小，x(H2)变大，则符合条件的为A、E。
13．（2020年山东卷15题）7．硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO2的催化氧化；
SO2(g)＋O2(g)SO3(g)；ΔH＝－98　kJ·mol 1。回答下列问题：
（4）研究表明，SO2催化氧化的反应速率方程为：v＝k(－1)0.8(1－nα′) 式中，k为反应速率常数，随温度t升高而增大，α为SO2平衡转化率，α′为某时刻SO2转化率，n为常数。在α′＝0.90时，将一系列温度下的k、α值代入上述速率方程，得到v~t曲线，如图(c)所示。
曲线上v最大值所对的温度称为该a′下反应的最适宜温度tm。t【答案】升高温度，k增大使v逐渐提高，但α降低使v逐渐下降。t＜tm时，k增大对v的提高大于α引起的降低；t＞tm后，k增大对v的提高小于α引起的降低。
【解析】注意该速率的影响因素为双重变量，且有温度关系的递变方向不同，自然会出现极大值。升高温度，k增大使v逐渐提高，但α降低使v逐渐下降。t＜tm时，k增大对v的提高大于α引起的降低；t＞tm后，k增大对v的提高小于α引起的降低。
14．（2020年山东卷14题）1，3-丁二烯与HBr发生加成反应分两步：第一步H+进攻1，3—丁二烯生成碳正离子()；第二步Br-进攻碳正离子完成1，2—加成或1，4—加成。反应进程中的能量变化如下图所示。已知在0℃和40℃时，1，2—加成产物与1，4—加成产物的比例分别为70∶30和15∶85。下列说法正确的是
A．1，4—加成产物比1，2—加成产物稳定
B．与0℃相比，40℃时1，3—丁二烯的转化率增大
C．从0℃升至40℃，1，2—加成正反应速率增大，1，4—加成正反应速率减小
D．从0℃升至40℃，1，2—加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度
14．【答案】AD
【解析】1，4—加成产物的能量低于1，2—加成产物，故前者稳定，A项正确；B项，温度升高，反应速率加快，平衡逆向移动，B项错误；C项，升高温度，速率均加快，错误；D项，该反应为放热反应，升高温度，逆反应速率的增大程度大于正反应速率的增大程度，正确。
15．（2020年浙江卷1月第29题）研究NOx之间的转化具有重要意义。
（2）NO氧化反应：2NO(g)＋O2(g) = 2NO2(g)分两步进行，其反应过程能量变化示意图如图2。
Ⅰ．2NO(g) = N2O2(g)；ΔH1
Ⅱ．N2O2(g)＋O2(g) = 2NO2(g)；ΔH2
①决定NO氧化反应速率的步骤是__________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②在恒容的密闭容器中充入一定量的NO和O2气体，保持其它条件不变，控制反应温度分别为T3和T4(T4＞T3)，测得c(NO)随t(时间)的变化曲线如图3。转化相同量的NO，在温度__________(填“T3”或“T4”)下消耗的时间较长，试结合反应过程能量图(图2)分析其原因__________。
【答案】Ⅱ T4 ΔH1＜0，温度升高，反应Ⅰ平衡逆移，c(N2O2)减小，浓度降低的影响大于温度对反应Ⅱ速率的影响
【解析】Ⅱ的活化能大于Ⅰ的，故决定NO氧化反应速率的步骤是Ⅱ，由图示可知，T4的反应较慢，故消耗时间较长，原因为温度升高，反应Ⅰ平衡逆移，c(N2O2)减小，浓度降低的影响大于温度对反应Ⅱ速率的影响。
16．（2021年广东卷第14题）反应X ＝ 2Z经历两步：①X→Y；②Y→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A．a为c(X)随t的变化曲线
B．t1时，c(X)＝c(Y)＝c(Z)
C．t2时，Y的消耗速率大于生成速率
D．t3后，c(Z)＝2c0 － c(Y)
【答案】D
【解析】由题中信息可知，反应经历两步：①；②。因此，图中呈不断减小趋势的ａ线为X的浓度随时间的变化曲线，呈不断增加趋势的线为Z的浓度随时间的变化曲线，先增加后减小的线为Y的浓度随时间的变化曲线。【解析】A．X是唯一的反应物，随着反应的发生，其浓度不断减小，因此，由图可知，为随的变化曲线，A正确；B．由图可知，分别代表3种不同物质的曲线相交于时刻，因此，时，B正确；C．由图中信息可知，时刻以后，Y的浓度仍在不断减小，说明时刻反应两步仍在向正反应方向发生，而且反应①生成Y的速率小于反应②消耗Y的速率，即时的消耗速率大于生成速率，C正确；D．由图可知，时刻反应①完成，X完全转化为Y，若无反应②发生，则，由于反应②的发生，时刻Y浓度的变化量为，变化量之比等于化学计量数之比，所以Z的浓度的变化量为，这种关系在后仍成立， 因此，D不正确。
17．（2021年湖南卷第11题）已知：A(g) ＋ 2B(g) = 3C(g)；ΔH ＜ 0，向一恒温恒容的密闭容器中充入1 mol A和3 mol B发生反应，t1时达到平衡状态I，在t2时改变某一条件，t2时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是
A．容器内压强不变，表明反应达到平衡
B．t2时改变的条件：向容器中加入C
C．平衡时A的体积分数φ：φ(II) > φ(I)
D．平衡常数K：K(II) ＜ K(I)
【答案】BC
【解析】该反应是气体分子数不变的反应，随着反应的进行，气体的总物质的量不变，总压强不变，选项 A 错误；t２时，正反应速率先增大而后不变，说明平衡逆向移动，向容器中加入 C 符合速率变化情况，选项 B正确．由选项 B分析，设t２时加入3 mol C，相当于 加入１ mol A 和 2 mol B，则 状 态 Ⅱ 相 当 于 投 料 为 2 molA 和5 mol B，若是投料为2 mol A 和6 mol B，则与状态Ⅰ等效，即状态Ⅱ相当于减少了 B 的投料， 平衡 逆 向 移 动，A 的 体 积 分 数 变 大，故 φ(Ⅱ )＞ φ(Ⅰ)，选项 C 确．化学平衡常数只与温度有关，温 度不变，故K(Ⅱ)＝K(Ⅰ)，选项 D错误．答案为B、C。
18．（2022年湖南卷第14题）向体积均为1 L的两恒容容器中分别充入2 mol X和1 mol Y发生反应：2X(g)＋Y(g) = Z(g) H，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
A．H＞0
B．气体的总物质的量：na＜nc
C．a点平衡常数：K＞12
D．反应速率：va正＜vb正
【答案】BC
【解析】A．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＜0，故A错误；
B．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．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Y转化的物质的量浓度为xmol L 1，则列出三段式如下：，则有，计算得到x=0.75，那么化学平衡常数K=，而此时温度较高，压强又是原来的一般，说明物质的量要小于原来的一般，即正向进行，说明此时K＞12，故C正确；D．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Va正＞Vb正，故D错误。
19．（2021年河北卷第13题）室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：
①M ＋ N ＝ X ＋ Y； ②M ＋ N ＝ X ＋ Z，
反应①的速率可表示为v1＝k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2 ＝ k2c2(M)(k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图，下列说法错误的是
A．0～30 min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10 3 mol L 1 min 1
B．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变
C．如果反应能进行到底，反应结束时62.5 %的M转化为Z
D．反应①的活化能比反应②的活化能大
【答案】A
【解析】A．由图中数据可知，时，M、Z的浓度分别为0.300和0.125 ，则M的变化量为0.5-0.300 =0.200 ，其中转化为Y的变化量为0.200-0.125 =0.075 。因此，时间段内，Y的平均反应速率为 ，A说法不正确；B．由题中信息可知，反应①和反应②的速率之比为，Y和Z分别为反应①和反应②的产物，且两者与M的化学计量数相同（化学计量数均为1），因此反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比等于 ，由于k1、k2为速率常数，故该比值保持不变，B说法正确； C．结合A、B的分析可知因此反应开始后，在相同的时间内体系中Y和Z的浓度之比等于=，因此，如果反应能进行到底，反应结束时有 的M转化为Z，即的M转化为Z，C说法正确；D．由以上分析可知，在相同的时间内生成Z较多、生成Y较少，因此，反应①的化学反应速率较小，在同一体系中，活化能较小的化学反应速率较快，故反应①的活化能比反应②的活化能大，D说法正确。
20．（2022年河北卷第13题）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＝Y; ②Y＝Z。反应①的速率v1=k1c(X)，反应②的速率v2=k2c(Y)，式中k1、k2为速率常数。图a为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图 b 为反应①和②的lnk~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Y的产率需提高反应温度且控制反应时间
D．温度低于T1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。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；根据体系中发生的反应可知，在 Y 的浓度达到最大值之前，单位时间内 X 的减少量等于 Y 和 Z 的增加量，因此，v (X)= v (Y) +v(Z)，但是，在 Y 的浓度达到最大值之后，单位时间内 Z 的增加量等于 Y 和 X 的减少量，故 v (X) + v (Y) =v(Z)，B 错误；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 Y 的浓度的增大而增大，因此，欲提高 Y 的产率，需提高反应温度且控制反应时间，C 正确；由图乙信息可知，温度低于 T1 时，k1＞ k2，反应②为慢反应，因此，总反应速率由反应②决定，D 正确。
三、模型建构
模型构建1 基本模型
模型构建2 速率方程
模型构建3 解题模型
【温馨提示】时间图，一般都会出现一个变化过程，然后再不变。且呈现形式一般是在不同压强、温度、催化剂条件下的两条时间线，纵坐标可以是浓度、转化率、产率、物质的量分数等因变量。变化的原因是平衡或反应正在朝某个方向进行。在外因不多的情况下，都有“先拐先平数值大？”的规律。数值大指的是温度、压强高，加了催化剂。
四、名师导学
时间图——速率、移动
巧用速率方程

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