2020年高考化学提升突破专题十二 数形结合破解速率、平衡图像(带答案解析)

专题7化学平衡图像正确解答【考向分析】化学平衡是中学化学重要基础理论之一，在生活、工业生产中都有涉及，在高中化学中占有重要地位。

化学平衡是中学化学所涉及的沉淀溶解平衡、电离平衡、等知识的核心，对很多知识的学习起着指导作用。

化学平衡是高考历年来必考点之一，对于平衡图像的考察特别能体现理科素养，因此平衡图像提成为高考青睐的题型之一。

图像和图表分析能力是高中化学重点考查的能力之一，从近几年的高考试题看，化学反应速率、化学平衡的图像和图表题属于高频考点，要求能够分析图像、图表，结合化学平衡移动原理答题。

反应速率与化学平衡图像题有如下几种类型：分析外界条件对反应速率及化学平衡的影响、由图像判断反应特征(确定反应中各物质的化学计量数、判断热效应或气体物质化学计量数的变化关系)、由反应和图像判断图像中坐标或曲线的物理意义、由反应和图像判断符合图像变化的外界条件、由反应判断图像正误等。

【考点归纳】1.速率—温度(压强)图象：对于N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，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，温度升高后逆反应速率增大得快，平衡逆向移动；压强增大后正反应速率增大得快，平衡正向移动。

2.百分含量(或转化率)—时间—温度(压强)图象：已知不同温度或压强下，反应物的转化率α(或百分含量)与时间的关系曲线，推断温度的高低及反应的热效应或压强的大小及气体物质间的化学计量数的关系。

以A(g)＋B(g) C(g)中反应物的转化率αA为例，分析反应由开始(起始物质相同时)达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。

①若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短。

如甲中T2>T1。

②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。

如乙中p1>p2。

③若为是否使用催化剂，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短。

2020届高三化学二轮备考（选择题突破）：——化学平衡图像【考点透析】1．化学平衡图像题的解题流程2．化学平衡图像的三种类型对于反应m A(g)＋n B(g)(1)速率—时间图p C(g)＋q D(g)，m＋n＞p＋q，且ΔH＞0。

t时增大反应物的浓度，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，而逆反应速1率逐渐增大；t时升高温度，对任何反应，正反应和逆反应速率均增大，吸热反2应的正反应速率增大较快；t时减小压强，正反应速率和逆反应速率均减小；t34时使用催化剂，正反应速率和逆反应速率均瞬间增大。

(2)转化率(或含量)—时间图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。

(3)恒压(温)线分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线，即为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影响。

3．化学平衡图像常考的三种方式(1)依据图像判断平衡的移动方向[示例1]向密闭容器中充入一定量的S(l)和H O(g)，发生反应：S(l)＋22H O(g)2H(g)＋SO(g)ΔH＝－45.4kJ·mol－1。

H O(g)的平衡转化22222率与温度(T)和压强(p)的关系如图所示。

①压强：p________(填“>”“<”或“＝”)p，理由为12________________________________________________。

②N、P两点的平衡常数：K(N)________(填“>”“<”或“＝”)K(P)。

[图像分析]①正反应为气体分子数增多的反应，所以增大压强平衡向逆反应方向移动，水的转化率会下降，由图可知，同温度时，p的转化率比p小，21所以p<p。

2020高高高高高考高高—— 高高高高高高高高高高高高高30高高一、单选题（本大题共26小题，共52分）1.以CO2和NH3为原料可合成尿素[CO(NH2)2]，反应为：2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g)。

达到平衡时，NH3的转化率α随温度变化的情况如下图。

下列说法不正确的是()A. 该反应的△H<0B. 若y为压强，则y1>y2C. 若y表示反应起始时的水碳比c(n H2On CO2)，则y1>y2D. 在恒温恒容(2L)的容器和绝热恒容(2L)容器中，分别加入2molNH3(g)和1molCO2(g)，达到平衡时，恒温恒容体系中氨气的转化率大于绝热恒容体系中氨气的转化率2.有Ⅰ～Ⅳ四个容积均为0.5L的恒容密闭容器，在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中按不同投料比(Z)充入HCl和O2(如下表)，加入催化剂发生反应：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH，HCl的平衡转化率(α)与Z和温度(T)的关系如图所示。

下列说法正确的是()容器起始时T/℃n(HCl)/mol ZⅠ3000.25aⅡ3000.25bⅢ3000.254A. ΔH<0，a>4>bB. 300℃时该反应的平衡常数的值为640C. 容器Ⅲ某时刻处在R点，则R点的v正<v逆，压强：p(R)>p(Q)D. 若起始时，在容器Ⅳ中充入0.25molCl2和0.25molH2O(g)，300℃达平衡时容器中c(HCl)=0.2mol⋅L−13.已知反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)ΔH<0，向某体积恒定的密闭容器中按体积比2∶1充入SO2和O2，在一定条件下发生反应。

如图是某物理量(Y)随时间(t)变化的示意图(图中T表示温度)，Y可以是()A. O2的体积分数B. 混合气体的密度C. 密闭容器内的压强D. SO2的转化率4.肼(N2H4)和氧气的反应情况受温度影响．某同学设计方案探究温度对产物影响的结果如图所示．下列说法不正确．．．的是()A. 温度较低时，肼和氧气主要发生的反应N2H4+O2=N2+2H2OB. 900℃时，能发生N2+O2=2NOC. 900℃时，N2的产率与NO的产率之和可能小于1D. 该探究方案是将一定量的肼和氧气、在密闭容器中进行不断升温实验5.X、Y、Z三种气态物质在298K下发生反应，其变化符合下列各图．下列说法一定正确的是()A. 该反应热化学方程式为X(g)+3Y(g)⇌2Z(g)，△H=−(E2−E1)B. 若图Ⅲ中甲表示压强，乙表示Z的含量，其变化符合图Ⅲ中的曲线C. 若容器容积为10L，t1=10s，则前10s内的平均反应速率为v(Y)=0.006mol⋅L−1s−1D. 若该体系在373K下反应，则达到平衡所需时间小于t1，且达到平衡时c(X)>0.3mol/L6.向甲、乙两个容积均为1L的恒容容器中，分别充入2molA、2molB和1molA、1molB.相同温度下，发生反应：A(g)+B(g)⇌xC(g)△H<0.测得两容器中c(A)随时间t 的变化如图所示．下列说法不正确的是()A. x不可能等于2B. 甲、乙两容器中反应达平衡时，平衡常数K(甲)=K(乙)C. 将乙容器升温可使甲、乙容器内各物质的体积分数相同D. 若向甲容器中再充入2molA、2molB，则平衡时甲容器中0.78mol/L<c(A)<1.56mol/L7.在中性、室温下，催化剂FeQ或FeCuQ作用H2O2解离产生的⋅OH来降解浓度为C0的苯酚，降解率D%[D%=(C0C t)/C0]随H2O2浓度、反应时间的关系如图所示(保持其他条件相同)。

化学反应速率和平衡图象的分析1.化学反应速率平衡图象的基本类型(1)速率-时间图象此类图象定性揭示了v(正)、v(逆)随时间(含条件改变对化学反应速率的影响)变化规律,体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征,以及平衡移动方向等。

反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH<0的速率如图所示。

(2)浓度-时间图象(c-t图象)此类图象能说明各平衡体系组分(或某一成分)的物质的量浓度在反应过程中的变化情况。

此类图象中各物质曲线的折点(达平衡)时刻相同,各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的化学计量数关系。

如图所示:(3)速率—条件图象(v -T或v -p图象)正、逆反应速率随温度或压强的变化曲线,增大、减小方向一致,但倍数不同。

用于判断反应的ΔH或气体体积关系。

如图所示:(4)恒压(温)曲线该类图象的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α),横坐标为温度(T)或压强(p),常见类型有如下图所示的两种情况:(5)量—时间—温度(压强)图象在化学平衡图象中,先出现拐点的反应则先达到平衡,先出现拐点的曲线表示的温度较高(压强较大)。

Ⅰ.表示T2>T1,正反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动。

Ⅱ.表示p2>p1,压强增大,A的转化率减小,平衡逆向移动。

说明正反应是气体总体积增大的反应。

Ⅲ.生成物C的百分含量不变,说明平衡不发生移动,但反应速率a>b,故a可能使用了催化剂;也可能该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应,a增大了压强(压缩体积)。

2.解题方法——“三看两原则”3.思维建模——解题四步骤【典例】(2019·全国卷Ⅱ改编)环戊二烯容易发生聚合生成二聚体,该反应为可逆反应。

不同温度下,溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示,下列说法正确的是( )①T1>T2②a点的反应速率小于c点的反应速率③a点的正反应速率大于b点的逆反应速率④b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L-1A.①②B.②④C.①③D.③④【思维建模】解答速率平衡图象的思维流程一般为【解析】选D。

2020届高三化学总复习热点专题突破04化学反应速率、化学平衡图像”类型与突破一、利用图像断点”探究外因对反应速率的影响【要点归纳】一1•当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率一时间图像的曲线出现不连续的情况，根据出现断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。

如图：t i时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强（仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应）。

2•常见含断点”的速率变化图像分析.【例1】对于反应2S6(g) + 02(g) 2S6(g) A H v 0已达平衡，如果其他条件不变时，分别改变下列条件，对化学反应速率和化学平衡产生影响，下列条件与图像不相符的是(0〜t仁v正二v逆；t i时改变条件，t2时重新建立平衡)( )【答案】C【解析】分析时要注意改变条件瞬间v正、v逆的变化。

增加02的浓度，v正增大，V逆瞬间不变，A正确；增大压强，v 正＞v逆都增大，v正增大的倍数大于v 逆, B 正确；升高温度，v正、v逆都瞬间增大，C错误；加入催化剂，v正、v逆同时同倍数增大，D正确。

【变式1】对于反应：X(g) + Y(g) 2Z(g) A H v 0的反应，某一时刻改变外界条件，其速率随时间的变化图像如图所示。

则下列说法符合该图像的是()A.t i时刻，增大了X的浓度B.t i时刻，升高了体系温度C.t i时刻，降低了体系温度D.t i时刻，使用了催化剂【答案】D【解析】由图像可知，外界条件同等程度地增大了该反应的正、逆反应速率增大X的浓度、升高(或降低)体系温度均不会同等程度地改变正、逆反应速率,D-加人催化刑A、B、C错误；使用催化剂可同等程度地改变正、逆反应速率，D正确。

【变式2】在一密闭容器中发生反应2+ 3出2NH3 A H V 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。

IIIIiIi•IIIIIIIiI回答下列问题:A.t o 〜t lB.t l 〜t2C.t2 〜t3(1)处于平衡状态的时间段是(填字母，下同)。

新高考选择题突破(十二) 化学反应速率与平衡图像1. (2023·河北衡水中学模拟)一定温度下，向四个容积不等的恒容密闭容器中分别通入2 mol NOCl(g)，发生反应2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)。

t min后，四个容器中NOCl的转化率如图所示。

下列叙述正确的是( D )A．V1∶V2＝27∶10B．b、d两点的压强相等C．c点对应容器中，v正＝v逆D．t～(t＋2)min内，a点的净反应速率小于d点【解析】根据已知条件列出V1时“三段式”2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g)起始(mol) 2 0 0转化(mol) 1 1 0.5平衡(mol) 1 1 0.5平衡常数K＝c(Cl2)c 2(NO)c2(NOCl)＝0.5V1×⎝⎛⎭⎪⎫1V12⎝⎛⎭⎪⎫1V12＝0.5V1；V2时“三段式”2NOCl(g)2NO(g)＋Cl2(g) 起始(mol) 2 0 0 转化(mol) 1.2 1.2 0.6 平衡(mol) 0.8 1.2 0.6平衡常数K ＝c (Cl 2)c 2(NO )c 2(NOCl )＝0.6V 2×⎝ ⎛⎭⎪⎫1.2V 22⎝ ⎛⎭⎪⎫0.8V 22＝2720V 2，温度不变，平衡常数不变，则2720V 2＝0.5V 1，V 1∶V 2＝10∶27，故A 错误；b 、d 两点NOCl 的转化率相等，则t min 后气体总物质的量相等，由于V 4>V 2，则b 点的压强大于d 点，故B 错误；c 点NOCl 的转化率最高，但不能确认t min 后转化率是否会再升高，不能说明该点是平衡点，故C 错误；体积越大反应速率越小，a 点体积小于d 点，t min 后a 点的转化率小于d 点，说明a 点达到平衡状态，t ～(t ＋2)min 内，a 点的净反应速率为0小于d 点，故D 正确；故选D 。

2. (2023·湖南永州三模)T ℃，2NO 2(g)N 2O 4(g) ΔH ＜0，该反应正、逆反应速率与浓度的关系为v 正＝k 正c 2(NO 2)，v 逆＝k 逆c (N 2O 4)(k 正、k 逆为速率常数)。

考点化学平衡图像1．（2019江苏）在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，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)。

下列说法正确的是A．反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH>0B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率D．380℃下，c起始(O2)=5.0×10−4 mol·L−1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K>2000【答案】BD【解析】A.随温度升高NO的转化率先升高后降低，说明温度较低时反应较慢，一段时间内并未达到平衡，分析温度较高时，已达到平衡时的NO转化率可知，温度越高NO转化率越低，说明温度升高平衡向逆方向移动，根据勒夏特列原理分析该反应为放热反应，∆H<0，故A错误；B.根据上述分析，X点时，反应还未到达平衡状态，反应正向进行，所以延长反应时间能提高NO的转化率，故B正确；C.Y点，反应已经达到平衡状态，此时增加O2的浓度，使得正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动，可以提高NO的转化率，故C错误；D.设NO起始浓度为amol/L，NO的转化率为50%，则平衡时NO、O2和NO2的浓度分别为0.5amol/L、(5×10-4-0.25a)mol/L、0.5amol/L，根据平衡常数表达式K=2222242c(NO)0.5)c(NO)c(O)0.5)(5100.5)aa a-=⋅⨯⨯-((>41510-⨯=2000，故D正确；故选BD。

1．（2018江苏）根据下列图示所得出的结论不正确的是A. 图甲是CO(g)+H 2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数与反应温度的关系曲线，说明该反应的ΔH<0B. 图乙是室温下H2O2催化分解放出氧气的反应中c(H2O2 )随反应时间变化的曲线，说明随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小C. 图丙是室温下用0.1000 mol·L−1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L−1某一元酸HX的滴定曲线，说明HX是一元强酸D. 图丁是室温下用Na2SO4除去溶液中Ba2+达到沉淀溶解平衡时，溶液中c(Ba2+)与c(SO42−)的关系曲线，说明溶液中c(SO42− )越大c(Ba2+ )越小【答案】C【解析】A项，升高温度，lgK减小，平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，该反应的ΔH0，A项正确；B项，根据图像，随着时间的推移，c（H 2O2）变化趋于平缓，随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小，B项正确；C项，根据图像，没有滴入NaOH溶液时，0.1000mol/LHX溶液的pH1，HX为一元弱酸，C项错误；D项，根据图像可见横坐标越小，纵坐标越大，-lgc（SO 42-）越小，-lgc （Ba2+）越大，说明c（SO42-）越大c（Ba2+）越小，D项正确；答案选C。

专题12 数形结合破解速率、平衡图像——建立变化观念与模型认知“速率、平衡图像题”属于化学坐标图形题，目的在于考查学生运用数学工具的能力、对数据和图形分析识别的能力及灵活运用所学化学知识、化学规律解决问题的能力，主要考查学生对题目所给信息进行有效获取、分析与处理数据的能力。

这种素养能力立意的综合试题要求我们：认识化学变化是有条件、有多样性和复杂性的观念，学会分析化学反应速率的主要影响因素，能根据反应速率理论和化学平衡原理，从图像中挖掘出对解题有用的信息，抓住图像中的特殊点可以准确有效地解读图像，找出规律。

我们在学习过程中，需要通过开展概括关联、比较说明、推论预测、设计论证等活动，发展认识化学反应的基本角度，引导学生体会理论模型建构的过程。

促使学生形成从限度、速率、能耗等多角度综合调控化学反应的基本思路，发展学生“绿色化学”的观念和辩证思维的能力。

1．【2019•新课标Ⅱ】环戊二烯（）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。

环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。

不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是__________（填标号）。

A．T1＞T2B．a点的反应速率小于c点的反应速率C．a点的正反应速率大于b点的逆反应速率D．b点时二聚体的浓度为0.45 mol·L−1【答案】CD【解析】A．温度越高化学反应速率越快，单位时间内反应物浓度减少越多，则T1<T2，故A错误；B．温度越高化学反应速率越快，因此a点反应速率大于c点反应速率，故B错误；C．a点、b点反应一直在正向进行，故v（正）>v(逆)，a点反应物浓度大于b点，故a点正反应速率大于b点，故C正确；D．b点时环戊二烯浓度由1.5mol/L减小到0.6mol/L，减少了0.9mol/L，因此生成二聚体0.45mol/L，故D正确。

【素养解读】本题通过不熟悉共轭二烯的二聚反应这一陌生情境，考查温度对可逆反应速率的影响规律、化学平衡的建立、平均反应速率的计算等，这是新课程倡导的基于真实情境、实际问题、学科主干知识指向学科核心素养的典型命题模式，有利于考查学生发展变化观念和模型认知素养的水平。

2020 年高三化学二轮专题要点打破：——化学反响速率和化学均衡的图像剖析【知识梳理】1．化学均衡图像题“五看”一看面——即横坐标、纵坐标代表的量。

二看线——即线的斜率大小、平与陡的含义、函数的增减性。

三看点——即起点、终点、转折点、交错点等。

四看协助线——等温线、等压线等。

五看量——浓度等的改变量。

2．化学均衡图像题的剖析方法及技巧(1) 三步剖析法：一看反响速率是增大仍是减小；二看v 正、v 逆的相对大小；三看化学均衡挪动的方向。

(2)四因素剖析法：看曲线的起点，看曲线的变化趋向，看曲线的转折点，看曲线的终点。

(3)“定一议二”原则：图像中有三个量时，先确立一个量不变，再议论另外两个量的关系。

(4)“先拐先平，数值大”原则：在化学均衡图像中，先出现拐点的曲线所表示的反响先达到均衡状态；先出现拐点的曲线所代表的反响温度较高或压强较大。

3．化学均衡图像题的解答步骤【提高训练】1.(2019 ·全国卷Ⅰ节选 ) 水煤气变换 [CO(g) ＋ H2 O(g)===CO2(g) ＋H2(g)H<0] 是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢以及合成气加工等工业领域中。

回答以下问题：(1)Shibata 曾做过以下实验：①使纯 H2迟缓地经过处于 721 ℃下的过度氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被复原为金属钴Co(s) ，均衡后气体中H2的物质的量分数为 0.0250 。

②在同一温度下用CO 复原 CoO(s)，均衡后气体中CO 的物质的量分数为0.0192 。

依据上述实验结果判断，复原 CoO(s)为 Co(s) 的偏向是 CO________2H( 填“大于”或“小于” ) 。

(2)721 ℃时，在密闭容器中将等物质的量的 CO(g)和 HO(g) 混淆，采纳适2当的催化剂进行反响，则均衡时系统中 H2的物质的量分数为 ________( 填标号 ) 。

A．＜ 0.25B．0.25C．0.25 ～0.50D．0.50E．＞ 0.50(4)Shoichi 研究了 467℃、 489 ℃时水煤气变换中2CO和 H 分压随时间变化关系 ( 以以下图所示 ) ，催化剂为氧化铁，实验初始时系统中的pH2O和 p CO相等、pCO2和 pH2相等。

2020届高考化学专题突破 化学反应速率与化学平衡（含答案）1. 思考并回答下列问题：（1）将4 mol A 气体和2 mol B 气体在2 L 的容器中混合，并在一定条件下发生如下反应： 2A(g)＋B(g)ƒ2C(g)，若经2 s 后测得C 的浓度为0.6 mol·L －1，现有下列几种说法：①用物质A 表示反应的平均速率为0.3 mol·L －1·s －1 ②用物质B 表示反应的平均速率为0.6 mol·L －1·s －1 ③2 s 时物质A 的转化率为70% ④2 s 时物质B 的浓度为0.7 mol·L －1 其中正确的是 （ ）A ．①③B ．①④C ．②③D ．③④（2）若①②中用A 、B 表示反应的平均速率分别为0.3 mol·L －1·s －1、0.6 mol·L －1·s －1，哪种物质表示的反应速率更快？（3）若物质A 的转化率经过计算为30%，那么，物质B 的转化率为多少？你能迅速得出答案吗？ 【答案】（1）B（2）B （3）30%，能迅速得出答案，因为通入和消耗的A 、B 的物质的量之比均为2∶1，则A 、B 转化率相等。

【解析】（1）本题是考查用不同反应物或产物表示反应的平均速率的方法和反应中转化率、物质浓度的计算等知识点，所以考查内容的知识量较大。

v (C)＝0.6 mol·L －12 s＝0.3 mol·L －1·s －1①v (A)＝v (C)＝0.3 mol·L －1·s －1②v (B)＝12v (C)＝0.3 mol·L －1·s －1×12＝0.15 mol·L －1·s －1③参加反应的A 的物质的量为：0.3 mol·L －1·s －1×2 s×2 L ＝1.2 molA 的转化率为：1.2 mol4 mol ×100%＝30%④2s 时B 的浓度为：1 mol·L －1－0.15 mol·L －1·s －1×2 s ＝0.7 mol·L －1（2）把v (B)转化为v (A)可得，v (A)＝2v (B)＝2×0.6 mol·L －1·s －1＝1.2 mol·L －1·s －1，所以，用物质B 表示的该反应的速率更快。