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第60讲　化学反应速率与化学平衡的常见图像
复习要求　1.了解化学反应速率、化学平衡图像的常见类型；2.通过解答不同类型图像问题，初步建立解答化学反应速率、化学平衡相关图像问题的思维模型。
类型一　瞬时速率—时间图像
【知识梳理】
1.瞬时速率图像
(1)浓度改变(无断点)
(2)温度、压强改变(有断点)
(3)加催化剂或等体积反应的改变压强
2.全程速率—时间图像(ΔH<0)
原因解释:AB段(v增大)，因为反应放热，随反应的进行，温度逐渐升高，反应速率逐渐增大；BC段(v减小)，因为随反应的进行，反应物浓度减小，反应速率减小。
3.速率—温度或压强图像
曲线的意义是外界条件(如温度、压强等)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点是平衡状态，压强增大或温度升高，正反应速率增大的快，平衡正向移动。
【知能通关】
1.(2025·重庆卷节选)利用弛豫法可研究快速反应的速率常数(k，在一定温度下为常数)，其原理是通过微扰(如瞬时升温)使化学平衡发生偏离，观测体系微扰后从不平衡态趋向新平衡态所需的弛豫时间(τ)，从而获得k的信息。对于H2OH＋＋OH－，若将纯水瞬时升温到25 ℃，测得τ＝4.0×10－5s。
下列能正确表示瞬时升温后反应建立新平衡的过程示意图为____________。
答案　D
解析　瞬时升温后，正、逆反应速率瞬间增大，平衡正向移动，故瞬时v(正)>v(逆)，建立新平衡的过程中，逆反应速率增大，但水的浓度是恒定的，故正反应速率不变，则建立新平衡的过程示意图为D。
2.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
(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________。
(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
(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。
答案　(1)ACDF　(2)C　E　B　(3)A
(4)
解析　(1)根据图示可知，t0~t1、t2~t3、t3~t4、t5~t6时间段内，v正、v逆相等，反应处于平衡状态。(2)t1时，v正、v逆同时增大，且v逆增大的更多，平衡向逆反应方向移动，所以t1时改变的条件是升温。t3时，v正、v逆同时增大且增大程度相同，平衡不移动，所以t3时改变的条件是加催化剂。t4时，v正、v逆同时减小，且v正减小的更快，平衡向逆反应方向移动，所以t4时改变的条件是减小压强。(3)根据图示知，t1~t2、t4~t5时间段内平衡均向逆反应方向移动，则NH3的含量均比t0~t1时间段内的低，所以t0~t1时间段内NH3的百分含量最高。(4)t6时刻分离出部分NH3，v逆立刻减小，而v正逐渐减小，在t7时刻二者相等，反应重新达到平衡，据此可画出反应速率的变化曲线。
类型二　含量(浓度)—时间—温度(压强)图像
【知识梳理】
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。
(3)图示:(C%指产物的质量分数，B%指某反应物的质量分数)
【知能通关】
1.已知某可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)在密闭容器中进行，如图表示在不同反应时间(t)时，温度(T)和压强(p)与反应物B在混合气体中的体积分数[φ(B)]的关系曲线，由曲线分析，下列判断正确的是(　　)
A.T1p2，m＋n>p，放热反应
B.T1>T2，p1p，吸热反应
C.T1p2，m＋nD.T1>T2，p1答案　D
解析　由图可知，压强一定时，温度T1先达到平衡，故温度:T1>T2，升高温度，B在混合气体中的体积分数减小，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应；温度一定时，压强p2先达到平衡，故压强:p12.(2024·海南卷)已知298 K、101 kPa时，CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH3＝－49.5 kJ·mol－1。该反应在密闭的刚性容器中分别于T1、T2温度下进行，CO2的初始浓度为0.4 mol·L－1，c(CO2)－t关系如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.T1>T2
B.T1下反应达到平衡时c(CH3OH)＝0.15 mol·L－1
C.使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大
D.使用催化剂2和催化剂3的反应历程相同
答案　D
解析　A项，由题干图像信息可知，平衡时CO2的浓度T1温度下比T2温度下的大，即T1到平衡正向移动，而结合题干方程式可知，该反应正反应是一个放热反应，即降低温度平衡正向移动，故T1>T2，A正确；B项，由题干图像信息可知，T1温度下达到平衡时CO2的浓度为0.25 mol·L－1，即CO2的浓度改变量为0.40 mol·L－1－0.25 mol·L－1＝0.15 mol·L－1，结合变化量之比等于化学计量系数之比可知，T1下反应达到平衡时c(CH3OH)＝0.15 mol·L－1，B正确；C项，由题干图像信息可知，在温度均为T1时，使用催化剂1达到平衡所需要的时间比催化剂2更长，即使用催化剂1时的反应速率比使用催化剂2的更慢，说明使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大，C正确；D项，由题干信息可知，催化剂2和催化剂3分别在不同温度下达到平衡所需要的时间不同，说明使用催化剂2和催化剂3的反应历程不相同，D错误。
3.(2024·黑吉辽卷)异山梨醇是一种由生物制备的高附加值化学品；150 ℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是(　　)
A.3 h时，反应②正、逆反应速率相等
B.该温度下的平衡常数:①>②
C.0~3 h平均速率v(异山梨醇)＝0.014 mol·kg－1·h－1
D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
答案　A
解析　3 h时异山梨醇的浓度仍在增大，1，4－失水山梨醇的浓度仍在减小，说明此刻反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速率不相等，A错误；由题图可知，3 h时山梨醇的浓度已为0，副产物的浓度不变，说明反应①、③均是不可逆反应，15 h后异山梨醇的浓度不再变化，1，4－失水山梨醇的浓度大于0，说明反应②是可逆反应，则该温度下的平衡常数:①>②，B正确；0~3 h内平均速率v(异山梨醇)＝＝0.014 mol·kg－1·h－1，C正确；反应②使用催化剂能加快反应速率，缩短达到化学平衡状态的时间，但是催化剂对化学平衡移动无影响，故加入催化剂不改变其平衡转化率，D正确。
类型三　转化率(含量)—温度—压强图像
【知识梳理】
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”。
反应:aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)　ΔH
图像
结论 a＋b>c＋d，ΔH>0 a＋b>c＋d，ΔH>0
【知能通关】
1.(2025·山东卷)在恒容密闭容器中，Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知:T2温度时，Na2SiF6(s)完全分解；体系中气相产物在T1、T3温度时的分压分别为p1、p3。下列说法错误的是(　　)
A.a线所示物种为固相产物
B.T1温度时，向容器中通入N2，气相产物分压仍为p1
C.p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp
D.T1温度时，向容器中加入b线所示物种，重新达平衡时逆反应速率增大
答案　D
解析　Na2SiF6(s)受热分解生成NaF和SiF4两种氟化物，NaF为离子晶体，SiF4为分子晶体，熔点:NaF>SiF4，因此NaF为固相产物，SiF4为气相产物，则热解反应的化学方程式为Na2SiF6(s)2NaF(s)＋SiF4(g)，根据曲线的变化趋势及变化比例，结合方程式可判断曲线a、b、c分别为NaF(s)、SiF4(g)、Na2SiF6(s)。由上述分析知，A正确；N2不与体系中任何物质反应，由于容器恒容，因此SiF4的分压不变，仍为p1，B正确；该反应的平衡常数Kp＝p(SiF4)，由题图可知，温度越高，Na2SiF6分解程度越大，平衡时p(SiF4)越大，即Kp越大，由于T2温度下Na2SiF6已完全分解，因此升温至T3时，无法释放更多的SiF4，故p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp，C正确；T1温度时，加入SiF4的瞬间其分压增大，平衡逆向移动，由Kp＝p(SiF4)知，重新平衡后SiF4的分压仍为p1，SiF4的浓度不变，故逆反应速率不变，D错误。
2.(2025·河南卷)CaCO3的热分解与NixPy催化的CH4重整结合，可生产高纯度合成气(H2＋CO)，实现碳资源的二次利用。主要反应如下:
反应Ⅰ:CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)　ΔH1＝＋178 kJ·mol－1
反应Ⅱ:CH4(g)＋CO2(g)2H2(g)＋2CO(g)　ΔH2＝＋247 kJ·mol－1
反应Ⅲ:H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)　ΔH3＝＋41 kJ·mol－1
回答下列问题:
(1)在温度分别为T1、T2和T3下，CH4的平衡转化率与压强的关系如图所示，反应温度最高的是________(填“T1”“T2”或“T3”)，原因是_________________________________。
(2)一定温度、100 kPa下，向体系中加入1.0 mol CaCO3和1.0 mol CH4，假设此条件下其他副反应可忽略，恒压反应至平衡时，体系中CaCO3转化率为80%，CH4转化率为60%，CO物质的量为1.3 mol，反应Ⅲ的平衡常数Kp＝____________(保留小数点后一位)，此时原位CO2利用率为________。
已知:原位CO2利用率＝×100%
答案　(1)T1　反应Ⅱ是吸热反应，压强一定时，温度越高，CH4平衡转化率越大
(2)1.2　70%
解析　(1)反应Ⅱ是吸热反应，其他条件一定时，温度升高，平衡正向移动，CH4平衡转化率增大，由图2可知，相同压强下，T1对应的CH4平衡转化率最高，故T1温度最高。(2)CaCO3平衡转化率为80%，则反应Ⅰ生成的n(CO2)＝0.8 mol，CH4平衡转化率为60%，则反应Ⅱ中CH4转化1 mol×60%＝0.6 mol。列关系式:
平衡时CO的物质的量为1.3 mol，则反应Ⅲ生成0.1 mol CO，列关系式:
反应Ⅲ为气体分子数不变的反应，可用物质的量代替分压计算平衡常数，故反应Ⅲ的Kp＝≈1.2，原位CO2利用率＝×100%＝×100%＝70%。
3.(2023·新课标卷节选)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为＝0.75、＝0.25，另一种为＝0.675、＝0.225、xAr＝0.10。(物质i的摩尔分数:xi＝)
(1)图中压强由小到大的顺序为________，判断的依据是________________。
(2)进料组成中含有惰性气体Ar的图是________。
(3)图1中，当p2＝20 MPa、＝0.20时，氮气的转化率α＝________。该温度时，反应N2(g)＋H2(g)NH3(g)的平衡常数Kp＝________(MPa)－1(化为最简式)。
答案　(1)p1解析　(1)合成氨的反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强越大，平衡时氨的摩尔分数越大。由图中信息可知，在相同温度下，反应达平衡时氨的摩尔分数p1当p2＝20 MPa、＝0.20时，＝0.20，解之得x＝，则氮气的转化率α＝×100%≈33.33%；平衡时N2、H2、NH3的物质的量分别为 mol、2 mol、 mol，其物质的量分数分别为，则该温度下K'p＝(MPa)－2，因此该温度时，反应N2(g)＋H2(g)NH3(g)的平衡常数Kp＝(MPa)－1。
类型四　三类特殊图像
【知识梳理】
1.对于化学反应mA(g)＋nB(g)p(C)＋qD(g)，M点前，表示化学反应从反应物开始，v正>v逆；M点为刚达到平衡的点(如下图)；M点后为平衡受温度的影响情况，即升高温度，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡逆向移动，故正反应的ΔH<0。
2.对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点(如图)。L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以，E点v正>v逆；则L线的右下方(F点)，v正3.曲线的意义是外界条件(如温度、压强等)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点A是平衡状态，压强增大，正反应速率增大得快，平衡正向移动。
【知能通关】
1.(2024·重庆卷)醋酸甲酯制乙醇的反应为CH3COOCH3(g)＋2H2(g)CH3CH2OH(g)＋CH3OH(g)。三个10 L恒容密闭容器中分别加入1 mol醋酸甲酯和9.8 mol氢气，在不同温度下，反应t分钟时醋酸甲酯物质的量n如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.该反应的ΔH>0
B.容器甲中平均反应速率v(H2)＝ mol·L－1·min－1
C.容器乙中当前状态下反应速率v正D.容器丙中乙醇的体积分数为8%
答案　D
解析　A项，温度越高反应速率越快，比较乙丙可知，丙反应升高温度，醋酸甲酯量增大，则反应逆向进行，正反应为放热反应，ΔH<0，A错误；B项，容器甲中平均反应速率v(H2)＝2v(CH3COOCH3)＝mol·L－1·min－1＝ mol·L－1·min－1，B错误；C项，温度越高反应速率越快，比较乙丙可知，丙达到平衡状态，但不确定乙是否平衡，不能确定正逆反应速率相对大小，C错误；D项，对丙而言:
容器丙中乙醇的体积分数为×100%＝8%，D正确。
2.(2026·济南济北中学段测)在容积一定的密闭容器中，置入一定量的NO(g)和足量C(s)，发生反应C(s)＋2NO(g)CO2(g)＋N2(g)，平衡状态时NO(g)的物质的量浓度与温度T的关系如图所示。则下列说法正确的是(　　)
A.该反应的ΔH>0
B.若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1C.在T2时，若反应体系处于状态D，则此时一定有v(正)D.在T3时，若混合气体的密度不再变化，则可以判断反应达到平衡状态
答案　D
解析　由题给图像可知，T1K2，A、B错误；T2时由D→B点需降低c平(NO)，即平衡向右移动，所以D点对应体系中，v(正)>v(逆)，C错误；由于反应物C为固体，故容积不变时，反应后气体质量增大，混合气体的密度增大，当密度不再变化时，可以判断反应达到平衡状态，D正确。
3.(2022·河北卷改编)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①XY；②YZ。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)的关系不一定成立
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　A
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正确；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正确。
我的收获
知识建构 感悟笔记
1.方法规律:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　 2.盲点误区:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　
分层训练　提升考能
基础落实
1.绿水青山是习总书记构建美丽中国的伟大构想，因此国家加大了对氮氧化物排放的控制力度。用活性炭还原处理氮氧化物的有关反应为C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)　ΔH<0。向容积可变的密闭容器中加入(足量的)活性炭和NO，在t2时刻改变某一条件，其反应的速率—时间图像如下图所示。下列说法正确的是(　　)
A.给该反应升温，v正减小，v逆增大
B.t2时刻改变的条件是向密闭容器中加NO
C.t1时刻的v逆大于t2时刻的v正
D.若气体的密度不变，不能说明该反应达到平衡
答案　B
解析　A项，升高温度，任何反应的反应速率均增大，故给该反应升温，v正增大，v逆增大，A错误；B项，由图像可知，压强一定条件下，t2时刻改变条件以后，逆反应速率突然减小，达到新平衡时，与原反应速率相同，故改变的条件是向密闭容器中加NO，B正确；C项，由B项分析可知，t2时刻改变的条件是向密闭容器中加NO，正反应速率增大，逆反应速率减小，则t1时刻的v逆小于t2时刻的v正，C错误；D项，由题干反应方程式可知，反应前后气体的物质的量保持不变，即恒温下容器的体积保持不变，反应正向气体质量增加，故若气体的密度不变，则气体质量不变，说明该反应达到平衡，D错误。
2.下列关于各图像的解释或得出的结论不正确的是(　　)
A.由甲图可知，反应在t1时刻可能改变了压强或使用了催化剂
B.由乙图可知，反应在m点可能达到了平衡状态
C.由丙图可知，反应过程中v正>v逆的点是C点
D.由丁图可知，交点A表示反应一定处于平衡状态，此时v正＝v逆
答案　D
解析　A项，改变条件后，正逆反应速率增大且相等，可能是加了催化剂；对前后气体分子数相等的化学反应，也可能是加压，故A不符合题意；B项，已知生成物的百分含量随温度的升高而增大，m为曲线的最高点，生成物的百分含量达到最大值，即建立了相应温度下的平衡状态；继续升温生成物的百分含量减小，说明升温反应向相反方向移动，故B不符合题意；C项，曲线上B点表示在此温度下反应达到平衡时所能达到的最大转化率，A位于曲线以上，表示超过该温度下的最大转化率，此时平衡会向逆反应方向移动，v逆>v正；C点位于曲线以下，表示未达到该温度下的最大转化率 ，此时平衡会向正反应方向移动，v正>v逆，故C不符合题意；D项，A点时c(反应物)＝c(生成物)，不一定达到平衡状态，故D符合题意。
3.在其他条件不变时，只改变某一条件，化学反应aA(g)＋B(g)cC(g)的平衡的变化图像如图所示，(图中p表示压强，T表示温度，n表示物质的量，α表示平衡转化率)。据此分析下列说法正确的是(　　)
A.在图像反应Ⅰ中，说明正反应为吸热反应
B.在图像反应Ⅰ中，若p1>p2，则此反应的ΔS>0
C.在图像反应Ⅱ中，说明该正反应为吸热反应
D.在图像反应Ⅲ中，若T1>T2，则该反应能自发进行
答案　D
解析　A项，图像反应Ⅰ中任取一曲线，随着温度的升高反应物的平衡转化率减小，升高温度，平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，错误；B项，在图像反应Ⅰ的横坐标上任取一点，作横坐标的垂直线与两曲线相交，若p1>p2，增大压强，反应物的平衡转化率增大，反应Ⅰ为气体体积减小的反应，则a＋1>c，ΔS<0，错误；C项，图像反应Ⅱ中T1先出现拐点，T1反应速率快，T1>T2，T1平衡时n(C)小于T2平衡时n(C)，升高温度平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，错误；D项，图像反应Ⅲ增大压强平衡不移动，则a＋1＝c，若T1>T2，升高温度A的转化率减小，升高温度平衡向逆反应方向移动，则ΔH<0，该反应能自发进行，正确。
4.(2025·安徽亳州统考一模)研究表明，用可控Cu/Cu2O界面材料也可催化CO2还原合成甲醇:CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH<0。将6.0 mol CO2和8.0 mol H2充入体积为2 L的恒温恒容密闭容器中发生该反应，测得起始压强为35 MPa，H2的物质的量随时间的变化如图中实线所示。下列说法正确的是(　　)
A.1~4 min(实线)内，v(CO2)约为0.62 mol·L－1·min－1
B.该条件下的实线对应的Kp为0.02
C.要变成虚线，可能的条件是升高温度或加入催化剂
D.当气体的平均摩尔质量或密度一定时，化学反应达平衡状态
答案　B
解析　1~4 min(实线)内，氢气物质的量改变量为3.7 mol，二氧化碳改变量约为1.23 mol，则v(CO2)＝＝0.205 mol·L－1·min－1，故A错误；该条件下的实线对应平衡时氢气物质的量为2 mol，则
则平衡时的总压强为×35 MPa＝25 MPa，Kp＝＝0.02，故B正确；该反应是放热反应，要变成虚线，达到平衡所需时间缩短，说明反应速率加快，氢气物质的量增多，说明平衡逆向移动，则可能的条件是升高温度，但不能是加入催化剂，加入催化剂，平衡时氢气的物质的量不变，故C错误；该反应是气体体积减小的反应，气体质量不变，当气体的平均摩尔质量一定，则达到化学平衡；气体质量不变，容器体积不变，密度始终不变，因此当密度一定时，不能说明达到化学平衡状态，故D错误。
5.(2025·湖南衡阳三模)TiO2＋水解反应为TiO2＋＋(x＋1)H2OTiO2·xH2O↓＋2H＋。常温下，一定量TiOSO4溶于水溶液中c(H＋)与时间关系如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.t2 min时，正反应速率大于逆反应速率
B.其他条件不变，t3 min时水解反应仍在进行
C.其他条件不变，通入NH3，TiO2＋平衡水解率增大
D.t2~t3 min内，TiO2＋水解平均速率v(TiO2＋)＝ mol·L－1·min－1
答案　D
解析　A项，t2 min时，反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率，A正确；B项，t3 min时，反应达到平衡状态，正、逆反应仍在进行，只是速率相等，B正确；C项，其他条件不变，通入NH3中和氢离子，促进平衡正向移动，TiO2＋平衡水解率增大，C正确；D项，由反应式可知c(H＋)＝2c(TiO2＋)，t2~t3 min内，TiO2＋水解平均速率v(TiO2＋)＝ mol·L－1·min－1，D错误。
6.(2025·陕晋青宁高三下学期天一大联考)乙烷催化裂解制备乙烯和氢气的反应为C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)　ΔH，工业上在裂解过程中可以实现边反应边分离出生成的氢气。在不同温度下，一定量的C2H6(g)在恒容密闭容器中发生上述反应。当H2的移出率α＝80%时[α＝×100%]，乙烷的平衡转化率与温度的关系如图所示(假设温度对催化剂的活性无影响)。
下列说法错误的是(　　)
A.X点的逆反应速率小于Y点的正反应速率
B.在X点，与不分离H2相比，分离H2时化学平衡常数增大
C.Y点平衡体系中C2H4(g)的体积百分含量约为76%
D.该反应加入催化剂能增大活化分子百分数
答案　B
解析　A项，X、Y均为平衡点，正、逆反应速率均相等，X点的温度低，故X点的逆反应速率小于Y点的正反应速率，故A正确；B项，化学平衡常数只与温度有关，在X点，与不分离H2相比，分离H2时乙烷的平衡转化率增大，但化学平衡常数不变，故B错误；C项，假设C2H6(g)的起始投料为1 mol，则Y点平衡体系中C2H6(g)为0.1 mol、C2H4(g)为0.9 mol、H2(g)为0.9 mol×(1－80%)＝0.18 mol，平衡体系中C2H4(g)的体积百分含量约为76%，故C正确；D项，加入催化剂能降低反应活化能，增大活化分子百分数，故D正确。
7.(2025·江西高三一模)已知恒容密闭容器中发生反应:Al2Cl6(g)2AlCl3(g)　ΔH>0，平衡体系中气体的平均相对分子质量(M)在不同温度下随压强的变化曲线如图所示，下列叙述正确的是(　　)
A.温度:T2>T1
B.平衡常数:K(c)>K(a)>K(b)
C.反应速率:v(a)>v(b)
D.当M为200.25时，Al2Cl6的转化率约为33%
答案　D
解析　该反应为气体体积增大的吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，气体的物质的量增大，反应前后气体的质量相等，则气体的平均相对分子质量减小，由图可知，T1条件下气体的平均相对分子质量小于T2条件下气体的平均相对分子质量，则温度:T1>T2，故A错误；温度不变，平衡常数不变，该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，则平衡常数的大小关系为K(b)>K(c)＝K(a)，故B错误；温度越高，反应速率越快，压强越大，反应速率越快，由图可知，b点压强大于a点，反应温度高于a点，则b点反应速率大于a点，故C错误；设起始时Al2Cl6的物质的量为1 mol，平衡时氯化铝的物质的量为2a mol，由气体的平均相对分子质量为200.25可得:267×(1－a)＋133.5×2a＝ 200.25×(1＋a)，解得a≈0.33，则Al2Cl6的转化率为×100%＝33%，故D正确。
8.将4 mol H2和2 mol CO通入1 L的反应器中，一定条件下发生反应:2CO(g)＋4H2(g)CH3OCH3(g) ＋H2O(g)　ΔH，其中CO的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图所示，下列说法正确的是(　　)
A.ΔH>0
B.p1C.X点和Y点对应的化学平衡常数K(X)D.在p2和316 ℃时，若将6 mol H2和2 mol CO通入容器中，则平衡时CO的平衡转化率大于50%
答案　D
解析　由图可知，压强一定时，温度越高，CO的平衡转化率越低，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，即ΔH<0，故A错误；正反应为气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡向正反应方向移动，CO的平衡转化率增大，故压强:p1>p2，故B错误；X点和Y点对应的温度相同，则化学平衡常数K(X)＝K(Y)，故C错误；在p2和316 ℃时，若将6 mol H2和2 mol CO通入容器中，相当于在原平衡的基础上增大氢气的浓度，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，故CO的平衡转化率应大于50%，故D正确。
9.(2026·山西晋中模拟)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。
(2)v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的顺序为________________。
答案　(1)0.01 mol·L－1·min－1　10　>
(2)v(C)>v(B)>v(A)
解析　(1)由图可知，在T ℃、p1条件下，二氧化碳的平衡转化率为0.5，列三段式:
5 min内v(CH3OH)＝＝0.01 mol·L－1·min－1，K＝＝10。达到平衡后，再通入0.1 mol·L－1 CH3OH(g)和0.1 mol·L－1 H2O(g)，则此时Q＝≈5.6v逆。(2)温度越高，反应速率越快。根据图像可知，C点对应温度最高，所以v(C)最快。该反应是气体体积减小的可逆反应，同一温度下，增大压强，平衡正向移动，二氧化碳的转化率增大，因此p1v(B)>v(A)。
能力提升
10.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
答案　A
解析　由图像可知，压强一定时，温度越高，CH4的平衡转化率越高，故正反应为吸热反应，ΔH>0，A项错误；该反应为气体分子总数增加的反应，压强越大，甲烷的平衡转化率越小，故压强:p4>p3>p2>p1，B项正确；压强为p4、温度为1 100 ℃时，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，C项正确；压强为p4时，y点未达到平衡，此时v正>v逆，D项正确。
11.(2025·辽宁省名校联盟高三联合考试)一定条件下热解制取H2:2H2S(g)＋CH4(g)CS2(g)＋4H2(g)。已知其他条件不变时，温度对H2S的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图所示。下列说法一定错误的是(　　)
A.平衡常数:K(Y)B.达到平衡所需时间:t(X)>t(Y)
C.总能量:E生成物>E反应物
D.单位时间的转化率:α(Z)>α(Y)
答案　D
解析　由图可知，升高温度，H2S的平衡转化率增大，说明反应2H2S(g)＋CH4(g)CS2(g)＋4H2(g)吸热，总能量:E生成物>E反应物。A项，温度越高，平衡常数越大，温度:Z>Y，平衡常数:K(Y)t(Y)，B正确；C项，正反应吸热，总能量:E生成物>E反应物，C正确；D项，Z点和Y点温度差别不大，但Z点的催化效率远低于Y点，说明Y的反应速率大于Z点的反应速率，则单位时间H2S的转化率:α(Z)<α(Y)，D错误。
12.向一容积不变的密闭容器中充入一定量A和B，发生如下反应:xA(g)＋2B(s)yC(g)　ΔH<0。在一定条件下，容器中A、C的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题:
(1)用A的浓度变化表示该反应在0~10 min内的平均反应速率v(A)＝________。
(2)根据图像可确定x∶y＝________。
(3)0~10 min容器内压强________(填“变大”“不变”或“变小”)。
(4)推测第10 min引起曲线变化的反应条件可能是________(填序号，下同)；第16 min引起曲线变化的反应条件可能是________。
①减压　②增大A的浓度　③增大C的量　④升温　⑤降温　⑥加催化剂
(5)若平衡 Ⅰ 的平衡常数为K1，平衡 Ⅱ 的平衡常数为K2，则K1________(填“>”“＝”或“<”)K2。
答案　(1)0.02 mol·L－1·min－1　(2)1∶2
(3)变大　(4)④⑥　④　(5)>
解析　(1)0~10 min内v(A)＝
＝0.02 mol·L－1·min－1。(2)根据图像可知，0~10 min内A的物质的量浓度减少量为0.20 mol·L－1，C的物质的量浓度增加量为0.40 mol·L－1，x、y之比等于A、C的物质的量浓度变化量之比，故x∶y＝0.20 mol·L－1∶0.40 mol·L－1＝1∶2。(3)该反应是气体分子数增大的反应，而容器容积不变，因此0~10 min容器内压强变大。(4)根据图像可知，10 min时改变条件后，A、C的浓度瞬时不变且随后反应速率加快，故改变的条件可能是升温或加入催化剂；12~16 min，反应处于平衡状态，16 min时改变条件后，A、C的浓度瞬时不变，且随后A的浓度逐渐增大，C的浓度逐渐减小，说明平衡逆向移动，故改变的条件可能是升温。(5)升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，由于16 min时升高温度，则K1>K2。
13.(1)丙醛工业上主要用于制合成纤维、橡胶促进剂和防老剂等。在铑催化剂作用下常用乙烯羰基化合成丙醛，涉及的反应如下:
主反应Ⅰ:C2H4(g)＋H2(g)＋CO(g)CH3CH2CHO(g)　ΔH1
副反应Ⅱ:C2H4(g)＋H2(g)CH3CH3(g)　ΔH2
反应Ⅰ、Ⅱ以气体分压表示的平衡常数Kp与温度T的变化关系如图所示。
据图判断，CH3CH3(g)＋CO(g)CH3CH2CHO(g)　ΔH3________(填“>”“<”或“＝”)0，的数值范围是________(填字母，下同)。
A.<－1 B.－1~0
C.0~1 D.>1
(2)已知反应:CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)　ΔH>0的速率方程为v正＝k正p(CO2)·p(H2)，v逆＝k逆p(CO)·p(H2O)，其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数。
①如图所示(lg k表示速率常数的对数，表示温度的倒数)a、b、c、d四条斜线中有两条分别表示lg k正、lg k逆随的变化关系曲线，其中能表示lg k正随变化关系的是斜线________。
②下列措施能使速率常数k减小的是________。
A.减小压强 B.减小温度
C.减小CO2的浓度 D.更换成负催化剂
答案　(1)<　D　(2)①d　②BD
解析　(1)根据平衡常数与温度变化关系曲线可知，温度升高，平衡常数减小，说明反应Ⅰ和反应Ⅱ均放热，ΔH1<0，ΔH2<0，且ΔH1<ΔH2，则>1。根据盖斯定律，反应Ⅰ－反应Ⅱ得:CH3CH3(g)＋CO(g)CH3CH2CHO(g)　ΔH3<0。(2)①反应为吸热反应，随温度的升高，正、逆反应速率都增大，k正、k逆都增大，随温度的升高平衡正向移动，k正增大的倍数大于k逆增大的倍数，故能表示lg k正随变化关系的是斜线d。(共83张PPT)
大单元五　化学反应原理
第二单元　化学反应速率与化学平衡
第60讲　化学反应速率与化学平衡的常见图像
1.了解化学反应速率、化学平衡图像的常见类型；2.通过解答不同类型图像问题，初步建立解答化学反应速率、化学平衡相关图像问题的思维模型。
复习要求
类型一　瞬时速率—时间图像
类型二　含量(浓度)—时间—温度(压强)图像
目
录
CONTENTS
分层训练　提升考能
类型三　转化率(含量)—温度—压强图像
类型四　三类特殊图像
类型一
瞬时速率—时间图像
知识梳理
知能通关
1.瞬时速率图像
(1)浓度改变(无断点)
增大
正向
减小
减小
(2)温度、压强改变(有断点)
吸热
减小
(3)加催化剂或等体积反应的改变压强
加催化剂
加压
减压
2.全程速率—时间图像(ΔH<0)
原因解释:AB段(v增大)，因为反应放热，随反应的进行，温度逐渐升高，反应速率逐渐增大；BC段(v减小)，因为随反应的进行，反应物浓度减小，反应速率减小。
3.速率—温度或压强图像
曲线的意义是外界条件(如温度、压强等)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点是平衡状态，压强增大或温度升高，正反应速率增大的快，平衡正向移动。
下列能正确表示瞬时升温后反应建立新平衡的过程示意图为____________。
D
解析　瞬时升温后，正、逆反应速率瞬间增大，平衡正向移动，故瞬时v(正)>v(逆)，建立新平衡的过程中，逆反应速率增大，但水的浓度是恒定的，故正反应速率不变，则建立新平衡的过程示意图为D。
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
解析　(1)根据图示可知，t0~t1、t2~t3、t3~t4、t5~t6时间段内，v正、v逆相等，反应处于平衡状态。
(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________。
(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
C
E
B
A
解析　(2)t1时，v正、v逆同时增大，且v逆增大的更多，平衡向逆反应方向移动，所以t1时改变的条件是升温。t3时，v正、v逆同时增大且增大程度相同，平衡不移动，所以t3时改变的条件是加催化剂。t4时，v正、v逆同时减小，且v正减小的更快，平衡向逆反应方向移动，所以t4时改变的条件是减小压强。(3)根据图示知，t1~t2、t4~t5时间段内平衡均向逆反应方向移动，则NH3的含量均比t0~t1时间段内的低，所以t0~t1时间段内NH3的百分含量最高。
(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。
解析　(4)t6时刻分离出部分NH3，v逆立刻减小，而v正逐渐减小，在t7时刻二者相等，反应重新达到平衡，据此可画出反应速率的变化曲线。
类型二
含量(浓度)—时间—温度(压强)图像
知识梳理
知能通关
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。
(3)图示:(C%指产物的质量分数，B%指某反应物的质量分数)
A.T1p2，m+n>p，放热反应
B.T1>T2，p1p，吸热反应
C.T1p2，m+nD.T1>T2，p1D
解析　由图可知，压强一定时，温度T1先达到平衡，故温度:T1>T2，升高温度，B在混合气体中的体积分数减小，说明平衡正向移动，正反应为吸热反应；温度一定时，压强p2先达到平衡，故压强:p1A.T1>T2
B.T1下反应达到平衡时c(CH3OH)＝0.15 mol·L-1
C.使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大
D.使用催化剂2和催化剂3的反应历程相同
D
解析　A项，由题干图像信息可知，平衡时CO2的浓度T1温度下比T2温度下的大，即T1到平衡正向移动，而结合题干方程式可知，该反应正反应是一个放热反应，即降低温度平衡正向移动，故T1>T2，A正确；B项，由题干图像信息可知，T1温度下达到平衡时CO2的浓度为0.25 mol·L-1，即CO2的浓度改变量为0.40 mol·L-1-0.25 mol·L-1＝0.15 mol·L-1，结合变化量之比等于化学计量系数之比可知，T1下反应达到平衡时c(CH3OH)＝0.15 mol·L-1，B正确；C项，由题干图像信息可知，在温度均为T1时，使用催化剂1达到平衡所需要的时间比催化剂2更长，即使用催化剂1时的反应速率比使用催化剂2的更慢，说明使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大，C正确；D项，由题干信息可知，催化剂2和催化剂3分别在不同温度下达到平衡所需要的时间不同，说明使用催化剂2和催化剂3的反应历程不相同，D错误。
3.(2024·黑吉辽卷)异山梨醇是一种由生物制备的高附加值化学品；150 ℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是(　　)
A.3 h时，反应②正、逆反应速率相等
B.该温度下的平衡常数:①>②
C.0~3 h平均速率v(异山梨醇)＝0.014 mol·kg-1·h-1
D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
A
解析　3 h时异山梨醇的浓度仍在增大，1，4-失水山梨醇的浓度仍在减小，说明此刻反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速率不相等，A错误；由题图可知，3 h时山梨醇的浓度已为0，副产物的浓度不变，说明反应①、③均是不可逆反应，15 h后异山梨醇的浓度不再变化，1，4-失水山梨醇的浓度大于0，说明反应②是可逆反应，则该温度下的平衡常数:①>②，B正确；0~3 h内平均速率v(异山梨醇)＝＝0.014 mol·kg-1·h-1，C正确；反应②使用催化剂能加快反应速率，缩短达到化学平衡状态的时间，但是催化剂对化学平衡移动无影响，故加入催化剂不改变其平衡转化率，D正确。
类型三
转化率(含量)—温度—压强图像
知识梳理
知能通关
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”。
>
图像
结论 a+b___c+d，ΔH___0 a+b___c+d，ΔH___0
>
>
>
1.(2025·山东卷)在恒容密闭容器中，Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知:T2温度时，Na2SiF6(s)完全分解；体系中气相产物在T1、T3温度时的分压分别为p1、p3。下列说法错误的是(　　)
A.a线所示物种为固相产物
B.T1温度时，向容器中通入N2，气相产物分
压仍为p1
C.p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp
D.T1温度时，向容器中加入b线所示物种，重新达平衡时逆反应速率增大
D
2.(2025·河南卷)CaCO3的热分解与NixPy催化的CH4重整结合，可生产高纯度合成气(H2+CO)，实现碳资源的二次利用。主要反应如下:
回答下列问题:
(1)在温度分别为T1、T2和T3下，CH4的平衡转化率与压强的关系如图所示，反应温度最高的是________(填“T1”“T2”或“T3”)，原因是
T1
反应Ⅱ是吸热反应，压强一定时，温度越高，CH4平衡转化率越大
________________________________________________________________。
(2)一定温度、100 kPa下，向体系中加入1.0 mol CaCO3和1.0 mol CH4，假设此条件下其他副反应可忽略，恒压反应至平衡时，体系中CaCO3转化率为80%，CH4转化率为60%，CO物质的量为1.3 mol，反应Ⅲ的平衡常数Kp＝____________(保留小数点后一位)，此时原位CO2利用率为________。
1.2
70%
解析　(1)反应Ⅱ是吸热反应，其他条件一定时，温度升高，平衡正向移动，CH4平衡转化率增大，由图2可知，相同压强下，T1对应的CH4平衡转化率最高，故T1温度最高。(2)CaCO3平衡转化率为80%，则反应Ⅰ生成的n(CO2)＝0.8 mol，CH4平衡转化率为60%，则反应Ⅱ中CH4转化1 mol×60%＝0.6 mol。列关系式:
平衡时CO的物质的量为1.3 mol，则反应Ⅲ生成0.1 mol CO，列关系式:
(1)图中压强由小到大的顺序为________，判断的依据是____________________ _____________________________________________________________________。
(2)进料组成中含有惰性气体Ar的图是________。
p1合成氨的反应为气体
分子数减少的反应，温度相同时，压强越大，平衡时氨的摩尔分数越大
图2
33.33%
　
解析　(1)合成氨的反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强越大，平衡时氨的摩尔分数越大。由图中信息可知，在相同温度下，反应达平衡时氨的摩尔分数p1类型四
三类特殊图像
知识梳理
知能通关
3.曲线的意义是外界条件(如温度、压强等)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点A是平衡状态，压强增大，正反应速率增大得快，平衡正向移动。
A.该反应的ΔH>0
B.容器甲中平均反应速率v(H2)＝ mol·L-1·min-1
C.容器乙中当前状态下反应速率v正D.容器丙中乙醇的体积分数为8%
D
解析　A项，温度越高反应速率越快，比较乙丙可知，丙反应升高温度，醋酸甲酯量增大，则反应逆向进行，正反应为放热反应，ΔH<0，A错误；B项，容器甲中平均反应速率v(H2)＝2v(CH3COOCH3)＝mol·L-1·min-1＝ mol·L-1·min-1，B错误；C项，温度越高反应速率越快，比较乙丙可知，丙达到平衡状态，但不确定乙是否平衡，不能确定正逆反应速率相对大小，C错误；D项，对丙而言:
容器丙中乙醇的体积分数为×100%＝8%，D正确。
A.该反应的ΔH>0
B.若该反应在T1、T2时的平衡常数分别为K1、K2，则K1C.在T2时，若反应体系处于状态D，则此时一定有v(正)D.在T3时，若混合气体的密度不再变化，则可以判断反应达到平衡状态
D
解析　由题给图像可知，T1K2，A、B错误；T2时由D→B点需降低c平(NO)，即平衡向右移动，所以D点对应体系中，v(正)>v(逆)，C错误；由于反应物C为固体，故容积不变时，反应后气体质量增大，混合气体的密度增大，当密度不再变化时，可以判断反应达到平衡状态，D正确。
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)的关系不一定成立
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
A
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正确；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正确。
分层训练 提升考能
A.给该反应升温，v正减小，v逆增大
B.t2时刻改变的条件是向密闭容器中加NO
C.t1时刻的v逆大于t2时刻的v正
D.若气体的密度不变，不能说明该反应达到平衡
B
解析　A项，升高温度，任何反应的反应速率均增大，故给该反应升温，v正增大，v逆增大，A错误；B项，由图像可知，压强一定条件下，t2时刻改变条件以后，逆反应速率突然减小，达到新平衡时，与原反应速率相同，故改变的条件是向密闭容器中加NO，B正确；C项，由B项分析可知，t2时刻改变的条件是向密闭容器中加NO，正反应速率增大，逆反应速率减小，则t1时刻的v逆小于t2时刻的v正，C错误；D项，由题干反应方程式可知，反应前后气体的物质的量保持不变，即恒温下容器的体积保持不变，反应正向气体质量增加，故若气体的密度不变，则气体质量不变，说明该反应达到平衡，D错误。
2.下列关于各图像的解释或得出的结论不正确的是(　　)
D
A.由甲图可知，反应在t1时刻可能改变了压强或使用了催化剂
B.由乙图可知，反应在m点可能达到了平衡状态
C.由丙图可知，反应过程中v正>v逆的点是C点
D.由丁图可知，交点A表示反应一定处于平衡状态，此时v正＝v逆
解析　A项，改变条件后，正逆反应速率增大且相等，可能是加了催化剂；对前后气体分子数相等的化学反应，也可能是加压，故A不符合题意；B项，已知生成物的百分含量随温度的升高而增大，m为曲线的最高点，生成物的百分含量达到最大值，即建立了相应温度下的平衡状态；继续升温生成物的百分含量减小，说明升温反应向相反方向移动，故B不符合题意；C项，曲线上B点表示在此温度下反应达到平衡时所能达到的最大转化率，A位于曲线以上，表示超过该温度下的最大转化率，此时平衡会向逆反应方向移动，v逆>v正；C点位于曲线以下，表示未达到该温度下的最大转化率 ，此时平衡会向正反应方向移动，v正>v逆，故C不符合题意；D项，A点时c(反应物)＝c(生成物)，不一定达到平衡状态，故D符合题意。
A.在图像反应Ⅰ中，说明正反应
为吸热反应
B.在图像反应Ⅰ中，若p1>p2，则
此反应的ΔS>0
C.在图像反应Ⅱ中，说明该正反应为吸热反应
D.在图像反应Ⅲ中，若T1>T2，则该反应能自发进行
D
解析　A项，图像反应Ⅰ中任取一曲线，随着温度的升高反应物的平衡转化率减小，升高温度，平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，错误；B项，在图像反应Ⅰ的横坐标上任取一点，作横坐标的垂直线与两曲线相交，若p1>p2，增大压强，反应物的平衡转化率增大，反应Ⅰ为气体体积减小的反应，则a+1>c，ΔS<0，错误；C项，图像反应Ⅱ中T1先出现拐点，T1反应速率快，T1>T2，T1平衡时n(C)小于T2平衡时n(C)，升高温度平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，错误；D项，图像反应Ⅲ增大压强平衡不移动，则a+1＝c，若T1>T2，升高温度A的转化率减小，升高温度平衡向逆反应方向移动，则ΔH<0，该反应能自发进行，正确。
A.1~4 min(实线)内，v(CO2)约为0.62 mol·L-1·min-1
B.该条件下的实线对应的Kp为0.02
C.要变成虚线，可能的条件是升高温度或加入催化剂
D.当气体的平均摩尔质量或密度一定时，化学反应达平衡状态
B
解析　1~4 min(实线)内，氢气物质的量改变量为3.7 mol，二氧化碳改变量约为1.23 mol，则v(CO2)＝＝0.205 mol·L-1·min-1，故A错误；该条件下的实线对应平衡时氢气物质的量为2 mol，则
则平衡时的总压强为×35 MPa＝25 MPa，Kp＝＝0.02，故B正确；该反应是放热反应，要变成虚线，达到平衡所需时间缩短，说明反应速率加快，氢气物质的量增多，说明平衡逆向移动，则可能的条件是升高温度，但不能是加入催化剂，加入催化剂，平衡时氢气的物质的量不变，故C错误；该反应是气体体积减小的反应，气体质量不变，当气体的平均摩尔质量一定，则达到化学平衡；气体质量不变，容器体积不变，密度始终不变，因此当密度一定时，不能说明达到化学平衡状态，故D错误。
A.t2 min时，正反应速率大于逆反应速率
B.其他条件不变，t3 min时水解反应仍在进行
C.其他条件不变，通入NH3，TiO2+平衡水解率增大
D.t2~t3 min内，TiO2+水解平均速率v(TiO2+)＝ mol·L-1·min-1
D
解析　A项，t2 min时，反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率，A正确；B项，t3 min时，反应达到平衡状态，正、逆反应仍在进行，只是速率相等，B正确；C项，其他条件不变，通入NH3中和氢离子，促进平衡正向移动，TiO2+平衡水解率增大，C正确；D项，由反应式可知c(H+)＝2c(TiO2+)，t2~t3 min内，TiO2+水解平均速率v(TiO2+)＝ mol·L-1·min-1，D错误。
下列说法错误的是(　　)
A.X点的逆反应速率小于Y点的正反应速率
B.在X点，与不分离H2相比，分离H2时化学平衡常数增大
C.Y点平衡体系中C2H4(g)的体积百分含量约为76%
D.该反应加入催化剂能增大活化分子百分数
B
解析　A项，X、Y均为平衡点，正、逆反应速率均相等，X点的温度低，故X点的逆反应速率小于Y点的正反应速率，故A正确；B项，化学平衡常数只与温度有关，在X点，与不分离H2相比，分离H2时乙烷的平衡转化率增大，但化学平衡常数不变，故B错误；C项，假设C2H6(g)的起始投料为1 mol，则Y点平衡体系中C2H6(g)为0.1 mol、C2H4(g)为0.9 mol、H2(g)为0.9 mol×(1-80%)＝0.18 mol，平衡体系中C2H4(g)的体积百分含量约为76%，故C正确；D项，加入催化剂能降低反应活化能，增大活化分子百分数，故D正确。
A.温度:T2>T1
B.平衡常数:K(c)>K(a)>K(b)
C.反应速率:v(a)>v(b)
D.当M为200.25时，Al2Cl6的转化率约为33%
D
解析　该反应为气体体积增大的吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，气体的物质的量增大，反应前后气体的质量相等，则气体的平均相对分子质量减小，由图可知，T1条件下气体的平均相对分子质量小于T2条件下气体的平均相对分子质量，则温度:T1>T2，故A错误；温度不变，平衡常数不变，该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，则平衡常数的大小关系为K(b)>K(c)＝K(a)，故B错误；温度越高，反应速率越快，压强越大，反应速率越快，由图可知，b点压强大于a点，反应温度高于a点，则b点反应速率大于a点，故C错误；设起始时Al2Cl6的物质的量为1 mol，平衡时氯化铝的物质的量为2a mol，由气体的平均相对分子质量为200.25可得:267×(1-a)+133.5×2a＝ 200.25×(1+a)，解得a≈0.33，则Al2Cl6的转化率为×100%＝33%，故D正确。
A.ΔH>0
B.p1C.X点和Y点对应的化学平衡常数K(X)D.在p2和316 ℃时，若将6 mol H2和2 mol CO通入容器中，则平衡时CO的平衡转化率大于50%
D
解析　由图可知，压强一定时，温度越高，CO的平衡转化率越低，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，即ΔH<0，故A错误；正反应为气体体积减小的反应，温度一定时，增大压强，平衡向正反应方向移动，CO的平衡转化率增大，故压强:p1>p2，故B错误；X点和Y点对应的温度相同，则化学平衡常数K(X)＝K(Y)，故C错误；在p2和316 ℃时，若将6 mol H2和2 mol CO通入容器中，相当于在原平衡的基础上增大氢气的浓度，平衡向正反应方向移动，CO的转化率增大，故CO的平衡转化率应大于50%，故D正确。
(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
(2)v(A)、v(B)、v(C)由快到慢的顺序为________________。
10
>
v(C)>v(B)>v(A)
解析　(1)由图可知，在T ℃、p1条件下，二氧化碳的平衡转化率为0.5，列三段式:
5 min内v(CH3OH)＝＝0.01 mol·L-1·min-1，K＝＝10。达到平衡后，再通入0.1 mol·L-1 CH3OH(g)和0.1 mol·L-1 H2O(g)，则此时Q＝≈5.6v逆。(2)温度越高，反应速率越快。根据图像可知，C点对应温度最高，所以v(C)最快。该反应是气体体积减小的可逆反应，同一温度下，增大压强，平衡正向移动，二氧化碳的转化率增大，因此p1v(B)>v(A)。
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
A
解析　由图像可知，压强一定时，温度越高，CH4的平衡转化率越高，故正反应为吸热反应，ΔH>0，A项错误；该反应为气体分子总数增加的反应，压强越大，甲烷的平衡转化率越小，故压强:p4>p3>p2>p1，B项正确；压强为p4、温度为1 100 ℃时，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，C项正确；压强为p4时，y点未达到平衡，此时v正>v逆，D项正确。
A.平衡常数:K(Y)B.达到平衡所需时间:t(X)>t(Y)
C.总能量:E生成物>E反应物
D.单位时间的转化率:α(Z)>α(Y)
D
(1)用A的浓度变化表示该反应在0~10 min内的平均反应速率v(A)＝_____________。
(2)根据图像可确定x∶y＝________。
(3)0~10 min容器内压强________(填“变大”“不变”或“变小”)。
(4)推测第10 min引起曲线变化的反应条件可能是________(填序号，下同)；第16 min引起曲线变化的反应条件可能是________。
①减压　②增大A的浓度　③增大C的量　④升温　⑤降温　⑥加催化剂
(5)若平衡 Ⅰ 的平衡常数为K1，平衡 Ⅱ 的平衡常数为K2，则K1________(填“>”“＝”或“<”)K2。
0.02 mol·L-1·min-1
1∶2
变大
④⑥
④
>
解析　(1)0~10 min内v(A)＝＝0.02 mol·L-1·min-1。(2)根据图像可知，0~10 min内A的物质的量浓度减少量为0.20 mol·L-1，C的物质的量浓度增加量为0.40 mol·L-1，x、y之比等于A、C的物质的量浓度变化量之比，故x∶y＝0.20 mol·L-1∶0.40 mol·L-1＝1∶2。(3)该反应是气体分子数增大的反应，而容器容积不变，因此0~10 min容器内压强变大。(4)根据图像可知，10 min时改变条件后，A、C的浓度瞬时不变且随后反应速率加快，故改变的条件可能是升温或加入催化剂；12~16 min，反应处于平衡状态，16 min时改变条件后，A、C的浓度瞬时不变，且随后A的浓度逐渐增大，C的浓度逐渐减小，说明平衡逆向移动，故改变的条件可能是升温。(5)升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，由于16 min时升高温度，则K1>K2。
13.(1)丙醛工业上主要用于制合成纤维、橡胶促进剂和防老剂等。在铑催化剂作用下常用乙烯羰基化合成丙醛，涉及的反应如下:
反应Ⅰ、Ⅱ以气体分压表示的平衡常数Kp与温度T的变化关系如图所示。
<
D
①如图所示(lg k表示速率常数的对数，表示温度的倒数)a、b、c、d四条斜线中有两条分别表示lg k正、lg k逆随的变化关系曲线，其中能表示lg k正随变化关系的是斜线______。
②下列措施能使速率常数k减小的是________。
A.减小压强 B.减小温度
C.减小CO2的浓度 D.更换成负催化剂
d
BD
解析　(2)①反应为吸热反应，随温度的升高，正、逆反应速率都增大，k正、k逆都增大，随温度的升高平衡正向移动，k正增大的倍数大于k逆增大的倍数，故能表示lg k正随变化关系的是斜线d。
Thanks！
本
讲
内
容
结
束

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