2025版高考化学一轮总复习真题演练第7章化学反应速率和化学平衡第26讲化学反应速率和平衡图像及分析

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分析近几年高考试题，化学平衡图形图像题重现率是100%，在对化学反应速率的计算、化学反应速率随外界条件的变化规律、平衡的建立和平衡的移动的考查都特别注重对图表、图像和数据进行综合分析的能力，今后高考仍将通过图像(或图表)的分析，考查化学反应速率的变化、化学平衡移动的方向以及转化率或含量的变化，注重化学平衡与化工生产、化学实验相结合进行综合考查。
真 题 演 练
1．(2022·河北卷，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～eq \f(1,T)曲线。下列说法正确的是( C )
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] 随c(X)的减小，c(Y)先增大后减小，c(Z)增大，故反应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；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，v(X)＝v(Y)＋v(Z)，但在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，且反应②的速率随着Y的浓度的增大而增大，欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间，C正确；由题图乙信息可知，温度低于T1时，k1>k2，反应②为慢反应，故总反应速率由反应②决定，D错误。
2．(2022浙江1月选考，19,2分)在恒温恒容条件下，发生反应A(s)＋2B(g)3X(g)，c(B)随时间的变化如图中曲线甲所示。下列说法不正确的是( C )
A．从a、c两点坐标可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率
B．从b点切线的斜率可求得该化学反应在反应开始时的瞬时速率
C．在不同时刻都存在关系：2v(B)＝3v(X)
D．维持温度、容积、反应物起始的量不变，向反应体系中加入催化剂，c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示
[解析] 由a、c两点坐标可得a到c的Δc(B)和Δt，可求得从a到c时间间隔内该化学反应的平均速率，A项正确；反应速率之比等于化学计量数之比，在不同时刻都存在关系：3v(B)＝2v(X)，C项错误；加入催化剂平衡不移动，平衡时c(B)不变，但反应速率加快，缩短了反应到达平衡的时间，故c(B)随时间变化关系如图中曲线乙所示，D项正确。
3．(2021·湖南卷，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1 ml A和3 ml 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。下列说法不正确的是( A )
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)
[解析] 该反应是气体分子数不变的可逆反应，在恒温恒容条件下，气体的压强始终保持不变，不能说明反应达到平衡状态，A错误；根据图像变化曲线可知，t2～t3过程中，t2时v′(正)瞬间不变，平衡过程中不断增大，则说明反应向逆反应方向移动，改变的条件为向容器中加入C，B正确；最初加入体系中的A和B的物质的量的比值为1∶3，当向体系中加入C时，平衡逆向移动，最终A和B各自物质的量增加的比例为1∶2，平衡时A的体积分数φ(Ⅱ)>φ(Ⅰ)，C正确；平衡常数K与温度有关，该反应在恒温条件下进行，故K保持不变，D正确。
本讲要点速记：
1．速率平衡图像的解题步骤
2．特殊图像类型的解题步骤
(1)看清坐标所代表的意义，如反应时间、投料比值、催化剂的选择、转化率等；
(2)抓住图像中的关键点(常为最高点、最低点、拐点)、看清曲线的变化趋势；
(3)将特殊图像转化为常规图像；
(4)运用化学平衡知识进行解答。
3．特殊平衡图像题解题角度
(1)曲线上的每个点是否都到达平衡
往往需要通过曲线的升降趋势或斜率变化来判断，如果还未达到平衡则不能使用平衡移动原理，只有达到平衡以后的点才能应用平衡移动原理。
(2)催化剂的活性是否受温度的影响
不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低于或高于这个温度都会下降。
(3)不同的投料比对产率造成的影响
可以根据“定一议二”的方法，根据相同投料比下温度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强下改变投料比时平衡移动的方向进行判断，确定反应热或反应前后气体体积的变化。