微考点03 化学反应速率与化学平衡图像（核心考点精讲精练）-2025年高考化学一轮复习讲练专题（新高考通用）

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TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc22782" PAGEREF _Tc22782 \h 1
\l "_Tc16374" 1.高考真题考点分布 PAGEREF _Tc16374 \h 1
\l "_Tc28592" 2.命题规律及备考策略 PAGEREF _Tc28592 \h 1
\l "_Tc22351" PAGEREF _Tc22351 \h 2
\l "_Tc3582" 考法01 反应速率图像 PAGEREF _Tc3582 \h 2
\l "_Tc27516" 考法02 化学平衡图像 PAGEREF _Tc27516 \h 9
\l "_Tc12243" 考法03 工业生产中速率与平衡图像 PAGEREF _Tc12243 \h 14
\l "_Tc26630" PAGEREF _Tc26630 \h 17
1.高考真题考点分布
2.命题规律及备考策略
【命题规律】
高频考点从近几年全国高考试题来看，反应速率图像与平衡移动图像综合考查仍是高考命题的热点。
【备考策略】解答化学反应速率与化学平衡图像题的三个步骤
第一步：看图像
一看面——横坐标、纵坐标代表的量(如纵坐标是反应物百分含量，还是反应物的转化率等)，确定坐标值与化学量的正变与负变关系。
二看线——曲线的走向、变化趋势(斜率大小、升与降、平与陡、渐变与突变、连续与断变、转折等)，同时对走势有转折变化的曲线，要分段进行分析，找出各段曲线的变化趋势及含义。例如，升高温度，v吸增加得多，v放增加得少；增大反应物浓度，v正突变，v逆渐变。
三看点——起点(分清反应物、生成物。浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点)，终点(终点是否达到平衡)，转折点(转折点前后影响的主要因素不同)等；此外还有顶点、拐点、交叉点、平衡点等都要认真分析。
四看辅助线——要不要作等温线、等压线，讨论单变量。
五看量——一般标出具体数值的量在解题中都会用到。
第二步：想规律
在看清图的基础上，根据坐标x轴的变化，确定y轴的变化，结合外因对化学反应速率、化学平衡的影响因素分析变化的本质原因。
第三步：作判断
看条件(T，p，c)eq \b\lc\{\rc\}(\a\vs4\al\c1(找图示变化→定移动方向1,原理找变化→定移动方向2))→同结果正确，不同则错。
【命题预测】
预计2025年高考会以新的图像、新的真实情境等为载体，主要涉及反应速率的影响因素及相关计算、平衡常数的计算和应用等知识，重点考查考生提取信息、分析问题、解决问题的能力，题目难度一般较大。
考法01 反应速率图像
1.速率—时间图像(v­t图像)：
由图像变化分析外界条件对其影响，已知反应为mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) ΔH=Q kJ·ml-1。
(1)“渐变”类v­t图像
(2)“断点”类v­t图像
(3)“平台”类v­t图像
2.物质的量(或浓度)—时间图像
例如，某温度时，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)由图像得出的信息
①X、Y是反应物，Z是产物。
②t3 s时反应达到平衡状态，X、Y并没有全部反应，该反应是可逆反应。
③0～t3 s时间段：Δn(X)＝n1－n3 ml，Δn(Y)＝n2－n3 ml，Δn(Z)＝n2 ml。
(2)根据图像可进行如下计算
①某物质的平均速率、转化率，如
v(X)＝eq \f(n1－n3,V·t3) ml·L－1·s－1；
Y的转化率＝eq \f(n2－n3,n2)×100%。
②确定化学方程式中的化学计量数之比，如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。
3.含量—时间—温度(压强)(C%指产物的质量分数，B%指某反应物的质量分数)

【方法技巧】“先拐先平，数值大”。即曲线先出现拐点的首先达到平衡，反应速率快，以此判断温度或压强的高低。再依据外界条件对平衡的影响分析判断反应的热效应及反应前后气体体积的变化。
4.恒压(或恒温)线(α表示反应物的转化率，c表示反应物的平衡浓度)
图①，若p1>p2>p3，则正反应为气体体积减小的反应，ΔH＜0；
图②，若T1>T2，则正反应为放热反应。
【方法技巧】“定一议二”。即把自变量(温度、压强)之一设为恒量，讨论另外两个变量的关系
5.几种特殊图像
(1)对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，M点前，表示从反应物开始，v正>v逆；M点为刚达到平衡点(如下图)；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应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(如下图)。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＜
v逆。
考向01 考查速率—时间图像
【例1】（2024·辽宁抚顺·模拟）向绝热恒容密闭容器中通入SO2和NO2，一定条件下使反应SO2(g)＋NO2(g)SO3(g)＋NO(g)达到平衡，正反应速率随时间变化的示意图如下所示。由图可得出的正确结论是( )
A.反应在c点达到平衡状态
B.反应物浓度：a点小于b点
C.反应物的总能量低于生成物的总能量
D.Δt1＝Δt2时，SO2的转化率：a～b段小于b～c段
【答案】D
【解析】A项，化学平衡状态的标志是各物质的浓度不再改变，其实质是正反应速率等于逆反应速率，c点对应的正反应速率显然还在改变，一定未达平衡，错误；B项，a到b时正反应速率增加，反应物浓度随时间不断减小，错误；C项，从a到c正反应速率增大，之后正反应速率减小，说明反应刚开始时温度升高对正反应速率的影响大于浓度减小对正反应速率的影响，说明该反应为放热反应，即反应物的总能量高于生成物的总能量，错误；D项，随着反应的进行，正反应速率越快，消耗的二氧化硫就越多，SO2的转化率将逐渐增大，正确。
考向02 考查物质的量(或浓度)—时间图像
【例2】（2024·河南洛阳·模拟）100 ℃时，向某恒容密闭容器加入1.6 ml·L－1的Q后会发生如下反应：2Q(g)M(g)。其中M的物质的量浓度随时间的变化如图所示：
下列说法错误的是( )
A.从反应开始到刚达到平衡的时间段内，v(Q)＝0.02 ml·L－1·s－1
B.a、b两时刻生成Q的速率：v(a)v(bc)＝0
D.其他条件相同，起始时将0.2 ml·L－1氦气与Q混合，则反应达到平衡所需时间少于60 s
【答案】D
【解析】根据分析，从反应开始到刚达到平衡的时间段内，v(Q)＝eq \f(Δc,t)＝eq \f(1.2 ml·L－1,60 s)＝0.02 ml·L－1·s－1，故A正确；Q为反应物，初始时浓度最大，消耗速率最大，生成速率最小，随着反应的进行，Q的浓度逐渐减小，消耗速率逐渐减慢，生成速率逐渐增大，则a、b两时刻生成Q的速率：v(a)v(bc)＝0，故C正确；其他条件相同，向某恒容密闭容器中通入0.2 ml·L－1氦气与Q混合，容器体积不变，Q、M的浓度不变，与原平衡体系等效，则反应达到平衡所需时间等于60 s，故D错误。
考向03 考查浓度(转化率、百分含量)—时间图像
【例3】（2024·湖北孝感·模拟）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下(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，图中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，增大压强平衡向正反应方向移动，则a＋1>c，ΔST2，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ΔHK2。
【对点3】（2024·广东中山·模拟）SO2的催化氧化是硫酸工业中的重要反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔHL1
C.Ka＝Kb
D.若c点的温度或压强分别为L2、X1，则c点v(SO2)正>v(SO2)逆
【答案】D
【解析】A.X如为压强，增大压强，平衡正向移动，转化率增大，正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，转化率减小，则X表示温度，故A错误；B.该反应为气体体积减小的反应，增大压强平衡正向移动，转化率增大，L表示压强，应该L1>L2，故B错误；C.X表示温度，则a、b点温度不同，则平衡常数不同，故C错误；D.c点反应未达到平衡状态，平衡正向移动，则c点v(SO2)正>v(SO2)逆，故D正确。
考法02 化学平衡图像
对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，m+n>p+q，且ΔH>0。
1.转化率-时间图像
【方法技巧】甲表示压强对反应物转化率的影响，对于气体反应物化学计量数之和大于气体生成物化学计量数之和的反应，压强越大，反应物的转化率越大；乙表示温度对反应物转化率的影响，对于吸热反应，温度越高，反应物的转化率越大；丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变平衡时反应物的转化率。
2.转化率(或质量分数)与（压强或温度）图像
（1）恒压线图像

（2）恒温线图像
【方法技巧】图3中，当温度相等(任意一条等温线)时，增大压强，A的转化率增大，说明增大压强平衡正向移动，即正反应是气体体积减小的反应。当压强相等时，在图3中作直线，与两条等温线交于两点，这两点自下而上为降低温度，A的转化率增大，说明降低温度平衡正向移动，即正反应为放热反应。
3.化学平衡中的其他图像
（1）对于化学反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，M点前，表示从反应物开始，v正 >v逆；M点为刚达到平衡点；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔHv逆；同理L线的右下方(F点)满足v正p2>p1
C．1 100 ℃时该反应的平衡常数约为1.64
压强为p4时，在y点：v正>v逆
【答案】A
【解析】p1、p2、p3、p4是四条等压线，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；该反应为气体分子数增加的反应，压强越高，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 ml·L－1，c(CO2)＝0.02 ml·L－1，c(CO)＝0.16 ml·L－1，c(H2)＝0.16 ml·L－1，即平衡常数K＝ eq \f(0.162×0.162,0.02×0.02) ≈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。
【对点1】（2024·重庆·三模）工业制氢，反应Ⅰ： ，
反应Ⅱ： 。
维持T℃、560kPa不变，向容积可变的密闭容器中投入10ml 和10ml ，、CO的转化率随时间的变化分别对应如图甲、乙曲线。下列说法错误的是
A．开始时，的分压
B．50min后反应到达平衡，平均反应速率可表达为为2.24kPa/min
C．保持温度不变，若增大压强，的转化率变化曲线将是丙
D．保持压强不变，若降低温度，CO的转化率变化曲线将是戊
【答案】C
【解析】A．开始时，总压强为560kPa ，的分压，故A正确；
B．50min后反应到达平衡，根据图中甲曲线为的转化率随时间的变化，可得此时甲烷转化率为40%，，故B正确；
C．保持温度不变，为反应前后气体计量数不变的反应，因此若增大压强，平衡不移动，为反应气体计量数增大的反应，若增大压强，平衡逆向移动，转化率降低，且压强增大会导致反应速率加快，达到平衡的时间减少，因此的转化率变化曲线将是丁，故C错误；
D．保持压强不变，为放热反应，若降低温度，平衡正向移动，CO的转化率增大，为吸热反应，若降低温度，平衡逆向移动，CO的转化率增大，降低温度会导致速率减慢，达到平衡的时间增加，因此CO的转化率变化曲线将是戊，故D正确；
故答案选C。
【对点2】（2024·江苏无锡·模拟）恒压下，NO和O2在起始浓度一定的条件下发生反应，在相同时间内，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法不正确的是( )
A．反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的ΔH③，B错误；正反应是气体体积减小的反应，因此其他条件不变的情况下，缩小容器的体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，可提高CO2的转化率，C错误；根据图像可知，400 K时曲线③中CO2的转化率是50%，这说明消耗CO2 1 ml·L－1，则消耗氢气3 ml·L－1，生成乙醇和水蒸气分别是0.5 ml·L－1、1.5 ml·L－1，剩余CO2和氢气分别是1 ml·L－1、1 ml·L－1，该温度下平衡常数K＝ eq \f(0.5×1.53,12×16) ≈1.7，D正确。
【思维建模】
(1)改变投料比相当于增加一种反应物的浓度，另一种反应物的转化率升高，而自身的转化率降低。
(2)当按化学反应方程式的计量数之比投入反应物，各组分的平衡转化率相同，平衡时产物的体积分数最大。
【对点1】（2024·山西忻州·模拟） 在催化剂作用下，用乙醇制乙烯，乙醇转化率和乙烯选择性（生成乙烯的物质的量与乙醇转化的物质的量的比值）随温度、乙醇进料量（单位：mL·min－1）的关系如图所示（保持其他条件相同）。

在410～440 ℃温度范围内，下列说法不正确的是（ ）
A.当乙醇进料量一定，随乙醇转化率增大，乙烯选择性升高
B.当乙醇进料量一定，随温度的升高，乙烯选择性不一定增大
C.当温度一定，随乙醇进料量增大，乙醇转化率减小
D.当温度一定，随乙醇进料量增大，乙烯选择性增大
【答案】A
【解析】分析题图可知，当乙醇进料量一定，随着乙醇转化率增大，乙烯的选择性先增大后减小，A项错误；由乙烯选择性变化曲线可知，当乙醇进料量一定，随温度的升高，乙烯的选择性先增大后减小，B项正确；由乙醇转化率变化曲线可知，当温度一定时，乙醇的进料量增大，乙醇转化率减小，C项正确；由乙烯选择性变化曲线可知，当温度一定时，乙醇的进料量增大，乙烯选择性增大，D项正确。
【对点2】（2024·黑龙江鸡西·模拟） 反应Si(s)＋3HCl(g)SiHCl3(g)＋H2(g) ΔH是工业上制备高纯硅的重要中间过程。一定压强下，起始投入原料 eq \f(n（HCl）,n（Si）) 的值和温度与SiHCl3的平衡产率的变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A．该反应为放热反应，ΔH＜0
B．M、N点SiHCl3的分压：M＞N
C． eq \f(n（HCl）,n（Si）) 的值越大SiHCl3平衡产率越高
D．M、N点的逆反应速率：vM＞vN
【答案】C
【解析】温度升高，SiHCl3的平衡产率减小，ΔH＜0，A项正确；对应气体压强之比等于物质的量之比，由题图可知，M、N点SiHCl3的平衡产率M＞N，所以M、N点SiHCl3的分压：M＞N，B项正确；由题图可知， eq \f(n（HCl）,n（Si）) 的值增大至7时，SiHCl3的平衡产率降低至接近于0，C项错误；M点温度较高，SiHCl3浓度较大，逆反应速率vM＞vN，D项正确。
1．（2024·河北衡水·模拟预测）储氢合金M的吸放氢反应式为：xH2(g)+2M(s) 2M-Hx(s)，现将100gM置于恒容容器中，通入氢气并维持容器内压强恒定，在不同温度下M的最大吸氢量与氢气压强的关系如图所示，下列说法错误的是
A．压强越小，温度对最大吸氢量的影响越大
B．若到达P点的时间为3min，则吸氢速率v=0.35g/min
C．在相同条件下，若氢气中含有氩气，则最大吸氢量减小
D．若到达N点所用时间小于P点，则吸氢速率v(N)