2025年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)梳理第50講化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像分類突破

第50講化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像分類突破

［復(fù)習(xí)目標(biāo)］1.了解化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡圖像的常見類型。2.通過解答不同類型圖像問題，初步建立解

答化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡相關(guān)圖像問題的思維模型。

■整合必備知識(shí)

分析、解答化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡圖像題的三個(gè)步驟

第一步：看圖像

一看面——橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)代表的量（如縱坐標(biāo)是反應(yīng)物百分含量，還是反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率等），確定坐標(biāo)值與

化學(xué)量的正變與負(fù)變關(guān)系。

二看線——曲線的走向、變化趨勢（斜率大小、升與降、平與陡、漸變與突變、連續(xù)與斷變、轉(zhuǎn)折等），同時(shí)

對走勢有轉(zhuǎn)折變化的曲線，要分段進(jìn)行分析，找出各段曲線的變化趨勢及含義。例如，升高溫度，r吸增加

得多，。故增加得少；增大反應(yīng)物濃度，。正突變，。逆漸變。

三看點(diǎn)——起點(diǎn)（分清反應(yīng)物、生成物。濃度減小的是反應(yīng)物，濃度增大的是生成物，一般生成物多數(shù)以原

點(diǎn)為起點(diǎn)），終點(diǎn)（終點(diǎn)是否達(dá)到平衡），轉(zhuǎn)折點(diǎn)（轉(zhuǎn)折點(diǎn)前后影響的主要因素不同）等；此外還有頂點(diǎn)、拐點(diǎn)、

交叉點(diǎn)、平衡點(diǎn)等都要認(rèn)真分析。

四看輔助線——要不要作等溫線、等壓線，討論單變量。

五看量——一般標(biāo)出具體數(shù)值的量在解題中都會(huì)用到。

第二步：想規(guī)律

在看清圖的基礎(chǔ)上，根據(jù)坐標(biāo)工軸的變化，確定），軸的變化，結(jié)合外因?qū)瘜W(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的影響因

素分析變化的本質(zhì)原因。

第三步：作判斷

看條件（7,p，c）

找圖示變化一定移動(dòng)方向1

f同結(jié)果正確,不同則錯(cuò)。

原理找變化f定移動(dòng)方向2

■提升關(guān)鍵能力

一、反應(yīng)進(jìn)程類圖像（橫坐標(biāo)為時(shí)間。

1.在一密閉容器中發(fā)生反應(yīng)：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）AH<0,達(dá)到平衡后，只改變某一個(gè)條件時(shí)，反

應(yīng)速率與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示。

V

回答下列問題:

(1)處于平衡狀態(tài)的時(shí)間段是(填字母，下同)。

A.to?hB.力?及

C.?“D.△

E."?"F.4~/6

⑵判斷小，3、白時(shí)刻分別改變的一個(gè)條件。

A.增大壓強(qiáng)B.減小壓強(qiáng)

C.升高溫度D.降低溫度

E.加催化劑F.充入氮?dú)?/p>

人時(shí)刻;d時(shí)刻;打時(shí)刻。

(3)依據(jù)(2)中的結(jié)論，下列時(shí)間段中，筑的百分含量最高的是

A./0?B.，2?，3

C.D.4?4

(4)如果在“時(shí)刻，從反應(yīng)體系中分離出部分氨，。時(shí)刻反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，請?jiān)趫D中畫出反應(yīng)速率的變化

曲線。

(4)即/i%6。％ht

解析(1)根據(jù)圖示可知，為?「I、/2?/3、打?々、4?益時(shí)間段內(nèi)，r正、〃迂相等，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。

(2川時(shí)，。工.。記同時(shí)增大，且z”曾大的更快，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以人時(shí)改變的條件是升溫；h

時(shí)，0正、。遂同時(shí)增大且增大程度相同，平衡不移動(dòng)，所以門時(shí)改變的條件是加催化劑；白時(shí)，。正、。雄同時(shí)

減，卜，且。正減小的更快，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，所以久時(shí)改變的條件是減小壓強(qiáng)。

(3)根據(jù)圖示知，h?，2、?4時(shí)間段內(nèi)平衡均向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，則NH3的含量均比山?八時(shí)間段內(nèi)的低，

所以卜?h時(shí)間段內(nèi)NH3的百分含量最高。

(4兒時(shí)刻分離出部分NH3,。士立刻減小，而v正逐漸減小，在力時(shí)刻二者相等，反應(yīng)重新達(dá)到平衡，據(jù)此可

畫出反應(yīng)速率的變化曲線。

-方法指導(dǎo)-

在分析。一/圖像時(shí)，要特別注意反應(yīng)速率的變化，即。正、。正是都增大了還是都減小了(條件改變的瞬間，。

正、。士的起點(diǎn)與原平衡點(diǎn)不重合)，還是一個(gè)增大(或減小)而另一個(gè)不變(條件改變的瞬間，。正、。堵中不變的

那個(gè)，起點(diǎn)與原平衡點(diǎn)重合)。

2.己知：反應(yīng)為加A(g)+〃B(g)pC(g)+qD(g)。

(1)

正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。

(2)

P。正反應(yīng)為氣體體積增大的反應(yīng)。

(3)

圖中且使用催化劑；或者增大壓強(qiáng)，此時(shí)〃?+〃三p+夕。

e

3.現(xiàn)將?定量N2O4氣體充入恒容密閉容器中，控制反應(yīng)溫度為TiC[N2O4(g)2NO2(g)c(N2O4)

隨i(時(shí)間)變化曲線如圖，畫出0?/2時(shí)段，c(N02)隨/變化曲線。保持其他條件不變，改變反應(yīng)溫度為

>7),再次畫出0?上時(shí)段，｛NO?)隨/變化趨勢的曲線。

G().1()

I

q

?0.08

C

與。06

0.04

().02

().01

八

答案

解析根據(jù)反應(yīng)NMMg)2NO2(g),NO?的改變量是N2O4的兩倍,從N2O4的曲線可知其達(dá)到平衡時(shí)減

少了0.03mol.L'1,則NCh從。升高到平衡時(shí)的0.06mol-L-1,即可畫出曲線；該反應(yīng)A，>0,保持其他條

件不變，隨著溫度的升高，平衡正向移動(dòng)，且反應(yīng)速率增大，達(dá)到平衡的時(shí)間縮短，即可畫出曲線。

4.對于反應(yīng)2SiHCb(g)=SiH2Cb(g)+SiC14(g),采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，在323K和343K

時(shí)SiHC13的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示。

%

/

眸

^

非

0一

7工

1(X)2(X)3()040()

//min

(1)343K時(shí)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率a=%o平衡常數(shù)K_M3K=(保留2位小數(shù))。

(2)在343K下：要提高SiHCh轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是;要縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時(shí)間，可采取的

措施有、o

(3)比較a、b處反應(yīng)速率大小：必________爾填“大于”“小于”或“等于")。反應(yīng)速率正一。逆=

心匕町一標(biāo)如力5“5,八正、左逆分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)，工為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，計(jì)算a處的最=

(保留1位小數(shù))。

答案⑴220.02(2)及時(shí)移去產(chǎn)物改進(jìn)催化劑提高反應(yīng)物壓強(qiáng)(3)大于1.3

解析(1)溫度越高，反應(yīng)速率越快，達(dá)到平衡的時(shí)間越短，則a點(diǎn)所在曲線代表343K時(shí)SiHCh的轉(zhuǎn)化率

變化，b點(diǎn)所在曲線代表323K時(shí)SiHCh的轉(zhuǎn)化率變化。343K時(shí)反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率a=22%o設(shè)起始時(shí)

SiHCb(g)的濃度為1mol?L，則有

2SiHCl3(g)=SiH2C12(g)+SiC14(g)

起始/(molL')I00

轉(zhuǎn)化/(molL、)0.220.110.11

平衡/(molL」)0.780.110.11

則343K時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)右3><=??里*；，，4)=曝.0.02。

(3)溫度越高，反應(yīng)速率越快，a點(diǎn)溫度為343K,b點(diǎn)溫度為323K,故反應(yīng)速率：網(wǎng)>加。反應(yīng)速率正

一&'4=左正XsiHCM一女逆XsiHQzXsiCL則有。正=%FgHCi，0是=&逆XsiHc/siQ，343K下反應(yīng)達(dá)到平衡狀

3-14

態(tài)時(shí)9正=。4,即3XiHCh=%逆XsiHc/siCL，經(jīng)計(jì)算可得SiHC13、SiH2c12、SiC14的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為

0.78、0.11、0.11,則有欠正義0.782=女足義0.112,各二咨《處。。?。a處SiHCh的平衡轉(zhuǎn)化率a=20%,此時(shí)

k迂v./O

SiHCb、SiH2c卜、SiCL的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)分別為0.8、0.1、().1,則有"=——「_='；??3。

少逆lrYY1?1

“逆人SiH2cI?人iSCL

■方法指導(dǎo)

此類圖像一般縱坐標(biāo)表示物質(zhì)的量、濃度、百分含量、轉(zhuǎn)化率，橫坐標(biāo)表示反應(yīng)時(shí)間。解題的關(guān)鍵是找轉(zhuǎn)

折點(diǎn)。

(1)轉(zhuǎn)折點(diǎn)之前，用外因?qū)λ俾实挠绊懛治鰡栴}，用“先拐先平數(shù)值大”的規(guī)律判斷不同曲線耒示溫度或壓

強(qiáng)的大小。

(2)轉(zhuǎn)折點(diǎn)之后是平衡狀態(tài)或平衡移動(dòng)，解題時(shí)要抓住量的變化，找出平衡移動(dòng)的方向，利用化學(xué)平衡移動(dòng)

原理推理分析。

二、恒溫(恒壓)線

5.反應(yīng)：aA(g)+AB(g)cC(g)+血)(g)bH

A的轉(zhuǎn)化率C的百分含最

300七1.01x1()7Pa

j/i.oixnrPa

圖像

J/1OOtx1(戶Pa

°壓強(qiáng)0溫度

結(jié)論a+b>c+d,A/7>0A//>0

-1-1

6.在一恒容的密閉容器中充入0.1molLCO2、0.1mol-LCH4,在一定條件下發(fā)生反應(yīng)：CH4(g)+

CO2(g)2CO(g)+2H2(g),測得CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖，下列有關(guān)說法不正確的是

A.上述反應(yīng)的AHvO

B.壓強(qiáng)：

C.壓強(qiáng)為P4、溫度為1100℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)約為1.64

D.壓強(qiáng)為pa時(shí)，在y點(diǎn)：v正逆

答案A

解析由圖像可知，壓強(qiáng)一定時(shí)，溫度越高，CH4的平衡轉(zhuǎn)化率越高，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，AH>0,A項(xiàng)

錯(cuò)誤；該反應(yīng)為氣體分子總數(shù)增加的反應(yīng)，壓強(qiáng)越大，甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率越小，故壓強(qiáng)：〃4>P3>〃2>PI,B

項(xiàng)正確；壓強(qiáng)為網(wǎng)、溫度為11。0C時(shí)，甲烷的平衡轉(zhuǎn)化率為80.00%,故平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度分別為CCCH4)

=0.02mol-L-1,C(C0)=0.02molL-1,c(CO)=O.I6moIL_1,c(H)=0.16mol-L-1,平衡常數(shù)K=

22之u.管uzx％u.u，z

^1.64,C項(xiàng)正確；壓強(qiáng)為〃4時(shí)，)，點(diǎn)未達(dá)到平衡，此時(shí)。4。芝，D項(xiàng)正確。

■方法指導(dǎo)

此類圖像的縱坐標(biāo)為某物質(zhì)的平街濃度或轉(zhuǎn)化率，橫坐標(biāo)為溫度或壓強(qiáng)，解答此類問題，要關(guān)注曲線的變

化趨勢，有多個(gè)變量時(shí)，注意控制變量，即“定一議二

三、投料比一轉(zhuǎn)化率相關(guān)圖像

7.一定條件下，反應(yīng)：6H2(g)+2CO2(g)C2HQH(g)+3H2Chg)的數(shù)據(jù)如圖所示。

70

60

堂5()

34()

中3()I

M

F20

O10

U0

5(X)6(W)7(X)80()溫度/K

反應(yīng)物起始物質(zhì)的鼠之比：

曲線I：n(H2):n(CO2)=2

曲線II：n(H2):n(CO2)=15

下列說法正確的是()

A.該反應(yīng)的△〃>()

B.達(dá)平衡時(shí)，0E(H2)=D逆(CO2)

C.b點(diǎn)對應(yīng)的平衡常數(shù)K值大于c點(diǎn)

D.a點(diǎn)對應(yīng)的H2的平衡轉(zhuǎn)化率為90%

答案D

解析升高溫度，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率減小，平衡向左移動(dòng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，AHVO,A項(xiàng)錯(cuò)誤：達(dá)平衡

時(shí)，。工(%)=3〃式CO?),B項(xiàng)錯(cuò)誤：升溫，平衡左移，b點(diǎn)溫度高，其平衡常數(shù)小，。項(xiàng)錯(cuò)誤。

8.采用一種新型的催化劑(主要成分是Cu-Mn合金)，利用CO和H2制備二甲隧(DME)。

主反應(yīng)：2CO(g)+4H2(g)CH.QCH.Kg)+H2O(g)

副反應(yīng)：C0(g)+H20(g)CO2(g)+H2(g)

CO(g)4-2H2(g)CH30H(g)

測得反應(yīng)體系中各物質(zhì)的產(chǎn)率或轉(zhuǎn)化率與催化劑的關(guān)系如圖所示。

8()

6(如)

2(0)

則傕化劑中炭3約為時(shí)最有利于二甲醛的合成。

答案2.0

解析由圖可知當(dāng)催化劑中曙'約為2.0時(shí)，CO的轉(zhuǎn)化率最大，生成的二甲軸最多。

-方法指導(dǎo)--------------------------------------------------------------------------

(1)改變投料比相當(dāng)于增加一種反應(yīng)物的濃度，另一種反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率升高，而自身的轉(zhuǎn)化率降低。(2)當(dāng)按

化學(xué)反應(yīng)方程式的計(jì)量數(shù)之比投入反應(yīng)物，各組分的平衡轉(zhuǎn)化率相同，平衡時(shí)產(chǎn)物的體積分?jǐn)?shù)最大。

四、平衡常數(shù)K(愴K)與礙關(guān)系曲線

9.[2023?湖北,19(5)(6)]⑸C4oHMg)C40Hl8(g)+H(g)及C40Hll(g)C4(H()(g)+H-(g)反應(yīng)的InK(K為

平衡常數(shù))隨溫度倒數(shù)的關(guān)系如圖所示。已知本實(shí)驗(yàn)條件下，h】K=一器+c(R為理想氣體常數(shù)，。為截距)。

圖中兩條線幾乎平行，從結(jié)構(gòu)的角度分析其原因是o

(6)下列措施既能提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率，又能增大生成C4°HK)的反應(yīng)速率的是(填標(biāo)號(hào))。

a.升高溫度b.增大壓強(qiáng)c.加入催化劑

答案(5)在反應(yīng)過程中，斷裂和形成的化學(xué)鍵相同(6)a

解析(5)圖中兩條線幾乎平行，說明斜率幾乎相等，根據(jù)InK=—需+c(R為理想氣體常數(shù)，。為截距)可

知，斜率相等，則說明始變相等，因?yàn)樵诜磻?yīng)過程中，斷裂和形成的化學(xué)鍵相同。(6)由反應(yīng)歷程可知，該

反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，升溫，反應(yīng)正向進(jìn)行，提高了平衡轉(zhuǎn)化率，反應(yīng)速率也加快，a符合題意：該反應(yīng)為正向

體積增大的反應(yīng)，加壓，反應(yīng)逆向進(jìn)行，降低了平衡轉(zhuǎn)化率，b不符合題意；加入催化劑，平衡不移動(dòng)，不

能提高平衡轉(zhuǎn)化率，c不符合題意。

10.[2021?全國乙卷,28(3)]McMorris測定和計(jì)算了在136?180℃范圍內(nèi)下列反應(yīng)的平衡常數(shù)勺。

2NO(g)+2ICl(g)2NOCl(g)+I2(g)Kpl

2N0CI(g)2NO(g)+Cl2(g)Kvz

得到1gKp1?軻1g勺2?/勻?yàn)榫€性關(guān)系，如下圖所示:

①由圖可知，N0C1分解為NO和C12，反應(yīng)的A"______0(填"大于”或“小于”)。

②反應(yīng)2ICl(g)=C12(g)+l2(g)的K=(用Kpi、Kp2表示)；該反應(yīng)的―0(填“大于”或“小

于“)，寫出推理過程：o

答案①大于②Kp「Kp2大廠設(shè)了'>T,即，一由圖可知：愴Kp2(T')-lg^P2(r?|lgATpl(r)-lg

Kpi⑺l=lgKpi⑺TgKp](r),則：lg[Kp2(r>Kpi(7')]>?%⑺％⑺],即K(丁)>K⑺，因此該反應(yīng)正

反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即△〃大于0

解析①結(jié)合圖可知，溫度越高，昊小，lgKp2越大，即Kp2越大，說明升高溫度平衡2NOCl(g)2NO(g)

+Cb(g)正向移動(dòng)，則NOCI分解為NO和CL反應(yīng)的大于0°

五、多重平衡的復(fù)雜圖像

11.二甲醛(CH30cH3)是一種極只發(fā)展?jié)摿Φ蔫紮C(jī)化_1.產(chǎn)品和潔凈燃料。CO2加氫制二甲觸的反應(yīng)體系中，

主要發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為

-1

反應(yīng)【：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)AW=+41.2kJ-mol

反應(yīng)H：CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)AH=-49.5kJmoL

1

反應(yīng)HI：2cH30H(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)AH=-23.5kJ-moP

在2MPa,起始投料]爆=3時(shí)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率及CO、CH30cH3、CH30H的平衡體積分?jǐn)?shù)隨溫度變

化如圖所示。下列有關(guān)說法正確的是()

CO?

-?求

衣、

H

CH.O

、F

菜

3

全群

泥邀

量

暹斗

講6

0

573

553

533

513

493

473

453

/K

溫陵

ol

0kjm

=-73.

△〃

(g)的

H2O

(g)+3

CH3

CHQ

2(g)

)+6H

o2(g

應(yīng)2c

A.反

O

表示C

中X

B.圖

化劑

效催

的高

溫區(qū)

在低

研發(fā)

需要

,

產(chǎn)率

醛的

二甲

提高

C.為

CCh

成的

應(yīng)II生

于反

CCh少

耗的

I消

反應(yīng)

K時(shí)，

至573

上升

553K

度從

D.溫

C

答案

5

—49.

2X(