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2027届高考化学第一轮复习
第四章 化学反应速率与化学平衡
第3讲 反应的方向与调控
第2课时 化学反应速率和平衡图像分析
类型一　速率—时间图像
1.一定条件下，在密闭容器中发生如下反应：2SO2(g)+O2(g)　　2SO3(g)　ΔH=-198 kJ·mol-1。若在t0时刻只增大压强(缩小容器的体积)，请在图中作出v正、v逆的变化图像。
2.(2021·湖南，11改编)已知：A(g)+2B(g)　　3C(g)　ΔH<0，向一恒温恒容的密闭容器中充入一定量的A和B发生反应，t1时达到平衡状态Ⅰ，在t2时改变某一条件，t3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。t2时改变的条件：　　　　　　　　。
向容器中加入C
整合必备知识
3.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~t2
C.t2~t3 D.t3~t4
E.t4~t5 F.t5~t6
ACDF
(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　　。
C
E
B
(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~t3 C.t3~t4 D.t5~t6
A
(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。
P197左上【方法指导】在分析v-t图像时，要特别注意反应速率的变化，即v正、v逆是都增大了还是都减小了(条件改变的瞬间，v正、v逆的起点与原平衡点不重合)，还是一个增大(或减小)而另一个不变(条件改变的瞬间，v正、v逆中不变的那个起点与原平衡点重合)。
类型二　反应进程中浓度(转化率)变化图像
4.已知：反应为mA(g)+nB(g)　　pC(g)+qD(g)。
(1)
(1)T1 T2，正反应为　　　反应。
<
放热
(2)
(2) p1 p2，正反应为气体体积　　　的反应。
(3)
<
增大
图中 使用催化剂；或者增大压强，此时m+n p+q。
a
=
(3)
整合必备知识
5.在773 K时，分别将2.00 mol N2和6.00 mol H2充入一个固定容积为1 L的密闭容器中发生反应生成NH3，气体混合物中c(N2)、c(H2)、c(NH3)与反应时间(t)的关系如图所示。
(1)下列能说明反应达到平衡状态的是____
(填字母，下同)。
a.v正(N2)=3v逆(H2) b.体系压强不变
c.气体平均相对分子质量不变 d.气体密度不变
bc
(2)在此温度下，若起始充入4.00 mol N2和12.00 mol H2，则反应刚达到平衡时，表示c(H2)-t的曲线上相应的点为　　。
B
P179右侧【方法指导】此类图像一般纵坐标表示物质的量、浓度、百分含量、转化率，横坐标表示反应时间。解题的关键是找转折点。
(1)转折点之前，用外因对速率的影响分析问题，用“先拐先平数值大”的规律判断不同曲线表示温度或压强的大小。
(2)转折点之后是平衡状态或平衡移动，解题时要抓住量的变化，找出平衡移动的方向，利用化学平衡移动原理推理分析。
AE
△n=0的反应
KC=Kx=KP
难度：0.257
温度对平衡与速率的影响
图像
结论 a+b c+d，ΔH 0 a+b c+d，ΔH 0
类型三　恒温(恒压)线 6.反应：aA(g)+bB(g)　cC(g)+dD(g)　ΔH
>
>
>
>
7.在一恒容的密闭容器中充入0.1 mol·L-1 CO2、0.1 mol·L-1 CH4，在一定条件下发生反应：CH4(g)+CO2(g)　　2CO(g)+2H2(g)，测得CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图，下列有关说法不正确的是
A.上述反应的ΔH<0
B.压强：p4>p3>p2>p1
C.压强为p4、温度为1 100 ℃时
该反应的平衡常数约为1.64
D.压强为p4时，在y点：v正>v逆
√
甲烷的平衡转化率为80.00%，故平衡时各物质的浓度分别为c(CH4)=0.02 mol·L-1，c(CO2)=0.02 mol·L-1，c(CO)=0.16 mol·L-1，c(H2)=0.16 mol·L-1，平衡常数K=≈1.64
8.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)：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1 L密闭容器中开始通入0.1 mol·L-1 CH3OH(g)和0.05 mol·L-1 CO2(g)，5 min达到A点平衡状态。则5 min内CH3OH的平均反应速率为　　　　 　，该条件下平衡常数K=
　 　。达到平衡后，若再通入0.1 mol·L-1 CH3OH(g)和0.1 mol·L-1 H2O(g)，则此时v正　　(填“>”“<”或“=”)v逆。
0.01 mol·L-1·min-1
10
>
(2)v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的顺序为　 　　　 　。
v(C)>v(B)>v(A)
P198【方法指导】此类图像的纵坐标为某物质的平衡浓度或转化率，横坐标为温度或压强。解答此类问题，要关注曲线的变化趋势，有多个变量时，注意控制变量，即“定一议二”。
类型四　速率常数k、平衡常数K与关系曲线P198
9.(2022·河北，13改编)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ln k~曲线。下列说法正确的是
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①决定
√
【解析】由图甲可知，浓度随时间变化逐渐减小的曲线代表的是X，浓度随时间变化逐渐增大的曲线代表的是Z，浓度随时间变化先增大后减小的曲线代表的是Y；由图乙可知，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的速率随着Y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错误。
示。已知本实验条件下，ln K=-+c(R为理想气体常数，c为截距)。图中两条线几乎平行，从结构的角度分析其原因是_________________________________
　　　 。
在反应过程中，断裂和形成的化学
键相同
(6)下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成C40H10的反应速率的是　　(填标号)。 a.升高温度　　b.增大压强　　c.加入催化剂
a
提升关键能力
放热反应
吸热反应
10.[2023·湖北，19(5)(6)](5)H19(g)　　C40H18(g)+H·(g)及H11(g)
　　C40H10(g)+H·(g)反应的ln K(K为平衡常数)随温度倒数的关系如图所
11.[2021·全国乙卷，28(3)]McMorris测定和计算了在136~180 ℃范围内下列反应的平衡常数Kp。
2NO(g)+2ICl(g)　　2NOCl(g)+I2(g)　Kp1
2NOCl(g)　　2NO(g)+Cl2(g)　Kp2
得到lg Kp1~和lg Kp2~均为线性关系，如
右图所示：
①由图可知,NOCl分解为NO和Cl2,反应的ΔH　　0(填“大于”或“小”)。
大于
②反应2ICl(g)===Cl2(g)+I2(g)的K=_________
(用Kp1、Kp2表示)；该反应的ΔH　 　0(填“大于”或“小于”)， 写出推理过程：
____________________________________________________________________________
Kp1·Kp2
大于
设T'>T，即<，由图可知：lg Kp2(T')-lg Kp2(T)>|lg Kp1(T')-lg Kp1(T)|=lg Kp1(T)-lg Kp1(T')，则：lg[Kp2(T')·Kp1(T')]>lg[Kp2(T)·Kp1(T)]，即K(T')>K(T)，因此该反应正反应为吸热反应，即ΔH大于0
___________________________________
_____________________________________。
类型五　多平衡体系图像的分析方法
解题模型
提升关键能力
双纵坐标、双横坐标
立体三维图像等
12.(2025·佛山高三模拟)CO2催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用与封存技术，该过程发生下列反应：
反应Ⅰ：CO2(g)+3H2(g)===CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH=-58.6 kJ·mol-1
反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g)===CO(g)+H2O(g)　ΔH=+41.2 kJ·mol-1
0.5 MPa下，将n(H2)∶n(CO2)=3的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器，测得CO2的转化率、CH3OH或CO的选择性[×100%]以及CH3OH
的收率(CO2的转化率×CH3OH的选择性)随温
度的变化如图所示。下列说法正确的是
A.CO(g)+2H2(g)===CH3OH(g)　ΔH=+99.8 kJ·mol-1
B.曲线a表示CH3OH的选择性随温度的变化
C.图中所示270 ℃时，对应CO2的转化率为21%
D.在210~250 ℃之间，CH3OH的收率增大
是由于CH3OH的选择性增大导致
√
13.在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，除主反应(反应Ⅰ)外，还会发生副反应(反应Ⅱ)。
反应Ⅰ：CO2(g)+4H2(g) CH4(g) +2H2O(g)KⅠ
反应Ⅱ：CO2(g)+H2(g) CO(g) +H2O(g)KⅡ
一定压强下，向某容积可变的密闭容器中通入
CO2和H2 的混合气体(其中CO2和H2的物质的量之比为1∶4)，在某催化剂的作用下同时发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，测得CO2的转化率、CH4的选择性、CO的选择性随反应温度的变化情况如图所示。
已知：CH4或CO的选择性指反应生成CH4或CO时所消耗的CO2的物质的量占参与反应的CO2总物质的量的百分比。下列说法正确的是
A.相同温度下，反应2CO(g)+2H2(g) CO2(g) +CH4(g)的平衡常数K=
B.温度升高，反应Ⅰ的平衡常数KⅠ和反应Ⅱ的平衡常数KⅡ都增大
C.通过控制反应温度、调节压强等措施可提高CH4的选择性
D.500 ℃时，反应达到平衡后，增大压强，体系中CO和CH4的体积分数
均减小
√
双横坐标
2025年广东卷第19题节选

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