第44讲 化学反应速率与化学平衡图像
【复习目标】 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
1.“渐变”类速率－时间图像
图像 分析 结论
t1时v'正突然增大，v'逆逐渐增大；v'正＞v'逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，增大反应物的浓度
t1时v'正突然减小，v'逆逐渐减小；v'逆＞v'正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，减小反应物的浓度
t1时v'逆突然增大，v'正逐渐增大；v'逆＞v'正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，增大生成物的浓度
t1时v'逆突然减小，v'正逐渐减小；v'正＞v'逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，减小生成物的浓度
2.“断点”类速率－时间图像
图像
t1时 刻所改变的条件 温 度 升高 降低 升高 降低
正反应为放热反应 正反应为吸热反应
压 强 增大 减小 增大 减小
正反应为气体物质的量增大的反应 正反应为气体物质的量减小的反应
3.特殊“断点”速率－时间图像
t1时刻改变的条件是使用催化剂或加压(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。
4.反应进程类速率－时间图像
Zn与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。
原因：(1)AB段反应放热，溶液温度逐渐升高，v增大；(2)BC段溶液中c(H＋)逐渐减小，v减小。
在一密闭容器中发生反应N2(g)＋3H2(g)
学生用书 第242页
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)根据题图可知，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逆增大得更多，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，但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)根据题图可知，t1～t2、t4～t5时间段内平衡均向逆反应方向移动，NH3的含量均比t0～t1时间段的低，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 反应进程折线图
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)
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.T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放热反应
B.T1＞T2，p1＜p2，m＋n＞p，吸热反应
C.T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放热反应
D.T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸热反应
答案：D
解析：由题图可知，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：p1＜p2，增大压强，B在混合气体中的体积分数增大，说明平衡逆向移动，正反应为气体体积增大的反应，则m＋n＜p。
2.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：
学生用书 第243页
(1)0～10 min容器内压强 (填“变大”“不变”或“变小”)。
(2)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
(3)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)变大 (2)④⑥ ④ (3)＞
解析：(1)10 min时A的浓度减少0.45 mol·L－1－0.25 mol·L－1＝0.20 mol·L－1，C的浓度增加0.40 mol·L－1，则A与C的浓度变化之比是1∶2，故x∶y＝1∶2；B是固体，则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。(2)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；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。(3)升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，则K1＞K2。
类型三 恒压(或恒温)线
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
1.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：由题图可知，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CH4的转化率小于平衡时的转化率，反应要正向进行，此时v正＞v逆，D项正确。
2.(2023·新课标卷节选)在不同压强下，合成氨反应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图1、2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。
答案：(1)p1＜p2＜p3 合成氨的反应为气体分子数减小的反应，增大压强，其平衡正向移动，温度相同时，压强越大，平衡时氨的摩尔分数越大 (2)图2 (3)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，当温度相同时，压强越大，平衡时氨的摩尔分数越大。由题图中信息可知，在相同温度下，反应达平衡时氨的摩尔分数p1＜p2＜p3，因此，题图中压强由小到大的顺序为p1＜p2＜p3。(2)对比图1和图2中的信息可知，在相同温度和相同压强下，图2中平衡时氨的摩尔分数较小。在恒压下充入惰性气体Ar，反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分压也减小，化学平衡要向着气体分子数增大的方向移动，因此，充入惰性气体Ar不利于合成氨，进料组成中含有惰性气体Ar的图是图2。(3)图1中，进料组成为＝0.75、＝0.25两者物质的量之比为3∶1。假设进料中氢气和氮气的物质的量分别为3 mol和1 mol，达到平衡时氮气的物质的量变化量为x，则有：
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
始(mol) 1 3 0
变(mol) x 3x 2x
平(mol) 1－x 3－3x 2x
当p2＝20 MPa、＝0.20时，＝＝0.20，解之得x＝，则氮气的转化率α＝≈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＝＝(MPa)－2，因此，该温度时，反应N2(g)＋H2(g) NH3(g)的平衡常数Kp＝＝ (MPa)－1。
学生用书 第244页
类型四 三类特殊图像
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＜v逆。
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。
1.(2024·济南济北中学检测)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K1＜K2
C.在T2时，若反应体系处于状态D，则此时一定有v正＜v逆
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，T1＜T2，升高温度c平(NO)增大，平衡左移(吸热方向)，所以ΔH＜0，且K1＞K2，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。
2.工业上，常采用氧化还原方法处理尾气中的CO、NO。氧化法：沥青混凝土可作为反应2CO(g)＋O2(g) 2CO2(g)的催化剂。下图表示在相同的恒容密闭容器、相同起始浓度、相同反应时间段下，使用同质量的不同沥青混凝土(α型、β型)催化时，CO的转化率与温度的关系。
(1)在a、b、c、d四点中，未达到平衡状态的是 。
(2)已知c点时容器中O2浓度为0.04 mol·L－1，则50 ℃时，在α型沥青混凝土中CO转化反应的平衡常数K＝ (用含x的代数式表示)。
(3)下列关于上图的说法正确的是 (填字母)。
A.CO转化反应的平衡常数：K(a)＜K(c)
B.在均未达到平衡状态时，同温下β型沥青混凝土中CO转化速率比α型要大
C.b点时CO与O2分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最高
D.e点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性
答案：(1)a (2) (3)BD
解析：(1)CO和O2的反应是放热反应，当达到平衡后升高温度，CO的转化率降低，所以，b、c、d点表示平衡状态，a点对应的状态不是平衡状态。(2)令CO起始浓度为a mol·L－1，列三段式：
2CO(g)＋O2(g) 2CO2(g)
起始浓度(mol·L－1) a 0
转化浓度(mol·L－1) ax ax
平衡浓度(mol·L－1) a(1－x) 0.04 ax
K＝＝。(3)CO和O2的反应是放热反应，达到平衡后，温度升高，平衡向左移动，平衡常数K减小，A项错误；观察题给图像知，β型催化剂作用下CO的转化速率大于α型催化剂，B项正确；有效碰撞几率与反应速率有关，温度越高，反应速率越大，有效碰撞几率越高，故在题给图像中e点有效碰撞几率最高，C项错误；催化剂需要一定活性温度，转化率出现突变，可能是因温度高而使催化剂失去活性，D项正确。
学生用书 第245页
1.(2024·黑吉辽卷)异山梨醇是一种由生物质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(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。
2.(2024·江苏卷)二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为
①CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝＋41.2 kJ·mol－1
②CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
225 ℃、8×106 Pa下，将一定比例CO2、H2混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和CH3OH的体积分数如图所示。下列说法正确的是( )
A.L4处与L5处反应①的平衡常数K相等
B.反应②的焓变ΔH2＞0
C.L6处的H2O的体积分数大于L5处
D.混合气从起始到通过L1处，CO的生成速率小于CH3OH的生成速率
答案：C
解析：图中白圈标记的曲线代表气体温度，L4处与L5处对应的温度不同，平衡常数只与温度有关，故L4处与L5处的平衡常数不同，A错误；由图可知，随着气体在绝热反应管中前进，气体温度不断升高，说明有热量放出，而反应①ΔH1＞0，故反应②ΔH2＜0，B错误；从L5到L6，甲醇的体积分数逐渐增加，说明反应②在向右进行，反应②消耗CO，而CO体积分数没有明显变化，说明反应①也在向右进行，反应①为气体分子数不变的反应，其向右进行时，n(H2O)增大，反应②为气体分子数减小的反应，且没有H2O的消耗与生成，故n总减小而n(H2O)增加，即H2O的体积分数会增大，故L6处的H2O的体积分数大于L5处，C正确；L1处，CO的体积分数大于CH3OH，说明生成的CO的物质的量大于CH3OH，两者反应时间相同，说明CO的生成速率大于CH3OH的生成速率，D错误。
3.(2024·江苏卷节选)氢能是理想清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。
(1)一定条件下，将氮气和氢气按n(N2)∶n(H2)＝1∶3混合匀速通入合成塔，发生反应N2＋3H22NH3。海绵状的α-Fe作催化剂，多孔Al2O3作为α-Fe的“骨架”和气体吸附剂。
Al2O3含量与α-Fe表面积、出口处氨含量关系如图所示。Al2O3含量大于2％，出口处氨含量下降的原因是 。
(2)反应H2＋HCHCOO－＋H2O可用于储氢。密闭容器中，其他条件不变，向含有催化剂的0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液中通入H2，HCOO－产率随温度变化如图所示。温度高于70 ℃，HCOO－产率下降的可能原因是 。
答案：(1)多孔Al2O3可作为气体吸附剂，含量过多会吸附生成的NH3；Al2O3含量大于2％时，α-Fe表面积减小，反应速率减小，产生NH3减少
(2)NaHCO3受热分解，导致HCOO－产率下降
解析：(1)氧化铝含量大于2％，出口处氨含量下降，说明多孔氧化铝含量过多会吸附反应生成的氨气，由题图可知，氧化铝含量大于2％时，催化剂α-Fe表面积减小，催化性能降低，导致反应速率减小，使得出口处氨含量下降；(2)碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，温度高于70 ℃，碳酸氢钠受热分解，导致HCOO－产率下降。
学生用书 第246页
类型一 转化率－投料比图像
(2024·湖南卷)恒压下，向某密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)和CO(g)，发生如下反应：
主反应：CH3OH(g)＋CO(g)CH3COOH(g) ΔH1
副反应：CH3OH(g)＋CH3COOH(g)CH3COOCH3(g)＋H2O(g) ΔH2
在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布分数δ［δ(CH3COOH)＝］随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示，下列说法正确的是( )
A.投料比x代表
B.曲线c代表乙酸的分布分数
C.ΔH1＜0，ΔH2＞0
D.L、M、N三点的平衡常数：K(L)＝K(M)＞K(N)
答案：D
解析：题图中曲线表示的是两种含碳产物的分布分数即分别为δ(CH3COOH)、δ(CH3COOCH3)，若投料比x代表，x越大，可看作是CH3OH的量增多，则对于主、副反应可知生成的CH3COOCH3越多，CH3COOCH3分布分数越高，则曲线a或曲线b表示CH3COOCH3分布分数，曲线c或曲线d表示CH3COOH分布分数，据此分析可知A、B均正确，可知如此假设错误，则可知投料比x代表，曲线a或曲线b表示δ(CH3COOH)，曲线c或曲线d表示δ(CH3COOCH3)。投料比x代表，故A错误；曲线c表示CH3COOCH3的分布分数，故B错误；曲线a或曲线b表示δ(CH3COOH)，当同一投料比时，观察图像可知T2时δ(CH3COOH)大于T1时δ(CH3COOH)，而T2＞T1可知，温度越高则δ(CH3COOH)越大，说明温度升高主反应的平衡正向移动，ΔH1＞0；曲线c或曲线d表示δ(CH3COOCH3)，当同一投料比时，观察可知T1时δ(CH3COOCH3)大于T2时δ(CH3COOCH3)，而T2＞T1可知，温度越高则δ(CH3COOCH3)越小，说明温度升高副反应的平衡逆向移动，ΔH2＜0，故C错误；L、M、N三点对应副反应ΔH2＜0，且TN＞TM＝TL，升高温度平衡逆向移动，K(L)＝K(M)＞K(N)，故D正确。
投料比与转化率之间的关系 以N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)为例，当N2与H2的投料比为1∶3(系数比)时，N2与H2的平衡转化率相等，且平衡时NH3的体积分数最大；增大N2与H2的投料比，则α(H2)增大，α(N2)减小；减小N2与H2的投料比，则α(H2)减小，α(N2)增大。
1.(2024·山东卷)逆水气变换反应：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH＞0。一定压力下，按CO2、H2物质的量之比n(CO2)∶n(H2)＝1∶1投料，T1、T2温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为v＝kc0.5(H2)c(CO2)，T1、T2温度时反应速率常数k分别为k1、k2。下列说法错误的是( )
A.k1＞k2
B.T1、T2温度下达平衡时反应速率的比值：＜
C.温度不变，仅改变体系初始压力，反应物摩尔分数随时间的变化曲线发生变化
D.T2温度下，改变初始投料比例，可使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同
答案：D
解析：由题图可知，T1比T2反应速率快，则T1＞T2；T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温度下平衡时反应物的摩尔分数；由于起始CO2与H2的物质的量之比为1∶1，则达到平衡时CO2和H2的摩尔分数相等。T1比T2反应速率快，反应速率常数与温度有关，结合反应速率方程知k1＞k2，A项正确；反应的速率方程为v＝kc0.5(H2)c(CO2)，则＝，T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温度下平衡时反应物的摩尔分数，则＜，B项正确；温度不变，仅改变体系初始压力，虽然平衡不移动，但反应物的浓度改变，反应速率改变，反应达到平衡的时间改变，反应物摩尔分数随时间的变化曲线发生变化，C项正确；T2温度下，改变初始投料比，相当于改变某一反应物的浓度，达到平衡时H2和CO2的摩尔分数不可能相等，故不能使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同，D项错误。
2.在保持体系总压为105 Pa的条件下进行反应：SO2(g)＋O2(g) SO3(g)，原料气中SO2和O2的物质的量之比m[m＝]不同时，SO2的平衡转化率与温度(T)的关系如图所示：
学生用书 第247页
(1)图中m1、m2、m3的大小顺序为 。
反应的化学平衡常数Kp表达式为
(用平衡分压代替平衡浓度表示)。
(2)图中A点原料气的成分：n(SO2)＝10 mol，n(O2)＝24.4 mol，n(N2)＝70 mol，达平衡时SO2的分压p(SO2)为 Pa(分压＝总压×物质的量分数)。
答案：(1)m1＞m2＞m3 Kp＝ (2)1 200
解析：(1)在同温同压下，增加二氧化硫的量，会使原料气中SO2和O2的物质的量之比m变大，m越大，SO2的平衡转化率越小。
(2)A点二氧化硫的平衡转化率为88％，可列三段式：
SO2(g) ＋ O2(g) SO3(g)
起始/mol 10 24.4 0
变化/mol 10×88％ ×10×88％ 10×88％
平衡/mol 10×12％ 24.4－5×88％ 10×88％
平衡时，混合气体总物质的量为[10×12％＋(24.4－5×88％)＋10×88％＋70] mol＝100 mol。达平衡时SO2的分压p(SO2)＝×105 Pa＝1 200 Pa。
类型二 平衡常数－温度－选择性图像
乙醇－水催化重整可获得H2。其主要反应为C2H5OH(g)＋3H2O(g)2CO2(g)＋6H2(g) ΔH＝＋173.3 kJ·mol－1，CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41.2 kJ·mol－1，在1.0×105 Pa、n始(C2H5OH)∶n始(H2O)＝1∶3时，若仅考虑上述反应，平衡时CO2和CO的选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。
CO的选择性＝×100％，下列说法正确的是( )
A.图中曲线①表示平衡时H2产率随温度的变化
B.升高温度，平衡时CO的选择性增大
C.一定温度下，增大可提高乙醇平衡转化率
D.一定温度下，选用高效催化剂能提高平衡时H2产率
答案：B
解析：根据CO的选择性的定义可知，CO和CO2选择性之和为100％，二者变化趋势应该相反，故曲线②表示平衡时H2产率随温度的变化；约300 ℃后H2平衡产率随温度升高而减小，故此时CO选择性应增大，则曲线①代表平衡时CO2的选择性随温度的变化，曲线③代表平衡时CO的选择性随温度的变化，曲线②代表平衡时H2的产率随温度的变化，A错误、B正确；两种物质参加反应增大一种物质的浓度，会降低该物质的平衡转化率，C错误；选用高效催化剂不会增大H2平衡产率，D正确。
1.CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2资源化利用的方法，其过程中主要发生如下两个反应：
反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH1
反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g) ΔH2＝－122.5 kJ·mol－1
在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。
已知：
CH3OCH3的选择性＝×100％
下列说法不正确的是( )
A.反应2CO(g)＋4H2(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)的焓变为ΔH2－2ΔH1
B.根据图像推测ΔH1＞0
C.其他条件不变时，温度越高，CO2主要还原产物中碳元素的价态越低
D.其他条件不变时，增大体系压强可以提高A点CH3OCH3的选择性
答案：C
解析：由盖斯定律可知，反应2CO(g)＋4H2(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)可由Ⅱ－2×Ⅰ得到，其焓变为ΔH2－2ΔH1，A正确；反应Ⅱ为放热反应，升高温度平衡逆向移动，由题图可知随着温度的升高，二氧化碳的平衡转化率下降速率小于二甲醚的选择性下降速率，且高于300 ℃时二氧化碳的平衡转化率升高，说明反应Ⅰ的平衡正向移动，正反应为吸热反应，ΔH1＞0，B正确；由选项B分析可知，其他条件不变时，温度越高，反应Ⅰ占据主导地位，CO2主要还原产物为CO，CO中碳元素的价态较高，C错误；反应Ⅰ为气体分子数不变的反应，反应Ⅱ为气体分子数减小的反应，其他条件不变时，增大体系压强，导致反应Ⅱ平衡正向移动，可以提高A点CH3OCH3的选择性，D正确。
学生用书 第248页
2.丙烯是制造一次性医用口罩的重要原料。丙烷催化脱氢法是工业生产丙烯的重要途径，丙烷催化脱氢技术主要分为氧化脱氢和直接脱氢两种。回答下列问题：
(1)丙烷催化氧化脱氢法制备丙烯的主要反应如下：
2C3H8(g)＋O2(g)2C3H6(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－236 kJ·mol－1(ⅰ)
反应过程中消耗的C3H8和 生成的C3H6 的物质的量随温度的变化关系见下表。
反应温度/℃ n(消耗)或n(生成)/mol 535 550 575
C3H8 6 13 33
C3H6 4 8 17
分析表中数据得到丙烯的选择性随温度的升高而 (填“不变”“升高”或“降低”)；出现此结果的原因除生成乙烯等副产物外还可能是 。
(C3H6的选择性＝×100％)
(2)丙烷催化直接脱氢反应：
C3H8(g) C3H6(g)＋H2(g) ΔH2＝＋124.3 kJ·mol －1(ⅱ)
副反应：
C3H8 (g) C2H4 (g)＋CH4(g) ΔH3(ⅲ)
①反应ⅱ的平衡常数、产物丙烯选择性、副产物乙烯选择性与温度关系如图所示，分析工业生产中采用的温度为650 ℃左右的原因是 。
②温度为670 ℃时，若在1 L的容器中投入8 mol C3H8，充分反应后，平衡混合气体中有2 mol CH4和一定量C3H8、C3H6、H2、C2H4，计算该条件下C3H6的选择性为 ％。
③欲使丙烯的产率提高，下列措施可行的是 (填字母)。
a.恒压条件下向原料气中掺杂水蒸气
b.增大氢气与丙烷的投料比
c.选择对脱氢反应更好选择性的催化剂
d.增大压强
答案：(1)降低 升高温度，反应ⅰ的化学平衡逆向移动
(2)①温度控制在650 ℃，丙烯选择性高，反应速率快，平衡常数较大 ②50 ③ac
解析：(1)根据题给表格数据可知各温度下C3H6的选择性分别为、、，＞＞，所以随温度升高丙烯的选择性降低；反应ⅰ为放热反应，升高温度，反应ⅰ的化学平衡逆向移动，也会导致丙烯的选择性下降；(2)①据题图可知，温度控制在650 ℃，丙烯选择性高，且此时温度较高，反应速率快，而且该温度条件下平衡常数较大；②平衡混合气体中有2 mol CH4，则根据反应ⅲ可知平衡时该反应消耗的n1(C3H8)＝2 mol；设平衡时C3H6的物质的量为x，根据反应ⅱ可知平衡时n(H2)＝x，反应ⅱ消耗的n2(C3H8)＝x，则平衡时容器中n(C3H8)＝(8－2－x) mol，据题图可知该温度下反应ⅱ的lg＝0，所以K＝1，容器体积为1 L，则有＝1，解得x＝2 mol，C3H6的选择性＝×100％＝×100％＝50％；③恒压条件下向原料气中掺杂水蒸气，则反应物和生成物的分压减小，该反应的正反应为气体体积增大的反应，减小压强平衡正向移动，可以提高丙烯的产率，故a正确；氢气为产物，增大氢气的量会使平衡逆向移动，丙烯的产率降低，故b错误；选择对脱氢反应更好选择性的催化剂，增大丙烯的选择性，提高产率，故c正确；该反应的正反应为气体体积增大的反应，增大压强会使平衡逆向移动，降低产率，故d错误。
类型三 选择最佳反应条件
(2023·湖北卷节选)纳米碗C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，C40H10可以由C40H20分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。
C40H20(g)C40H18(g)＋H2(g)的反应机理和能量变化如下：
下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成C40H10的反应速率的是 (填字母)。
a.升高温度 b.增大压强 c.加入催化剂
答案：a
解析：由反应历程可知，该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，提高了平衡转化率，反应速率也加快，a符合题意；由化学方程式可知，该反应为气体分子数增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，降低了平衡转化率，b不符合题意；加入催化剂，平衡不移动，不能提高平衡转化率，c不符合题意。
学生用书 第249页
1.(2023·浙江1月选考节选)“碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一，CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：
Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g) ΔH1＝＋247 kJ·mol－1，K1
Ⅱ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41 kJ·mol－1，K2
CH4还原能力(R)可衡量CO2转化效率，R＝(同一时段内CO2与CH4的物质的量变化量之比)。催化剂X可提高R值，一时段内CH4转化率、R值随温度变化如下表：
温度/℃ 480 500 520 550
CH4转化率/％ 7.9 11.5 20.2 34.8
R 2.6 2.4 2.1 1.8
下列说法不正确的是 (填字母)。
A.R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率
B.温度越低，含氢产物中H2O占比越高
C.温度升高，CH4转化率增加，CO2转化率降低，R值减小
D.改变催化剂提高CH4转化率，R值不一定增大
答案：C
解析：反应Ⅰ中CH4和CO2的变化量相同，R值提高说明催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率，A项正确；由题表可知，温度越低，R值越大，说明参与反应Ⅱ的CO2越多，生成的H2O越多，B项正确；温度升高，反应Ⅰ、Ⅱ平衡均正向移动，CH4、CO2转化率均增大，C项错误；由题表中数据可知，改变催化剂提高CH4转化率，R值不一定增大，D项正确。
2.(1)汽车尾气是雾霾形成的原因之一。研究氮氧化物的处理方法可有效减少雾霾的形成，可采用氧化还原法脱硝：
4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g) ΔH＜0
根据下图判断提高脱硝效率的最佳条件是 ；氨氮比一定时，在400 ℃时，脱硝效率最大，其可能的原因是 。
(2)丙烷氧化脱氢法制备丙烯的主要反应如下：
C3H8(g)＋O2(g) C3H6(g)＋H2O(g) ΔH2＝－118 kJ·mol －1
在催化剂作用下，C3H8氧化脱氢除生成C3H6外，还生成CO、CO2等物质。C3H8的转化率和C3H6的产率随温度变化关系如图所示。
①575 ℃时，C3H6的选择性为 (C3H6的选择性＝×100％)。
②基于本研究结果，能提高C3H6选择性的措施是 。
答案：(1)氨氮物质的量之比为1，温度为400 ℃ 在400 ℃时催化剂的活性最好，催化效率最高，同时400 ℃温度较高，反应速率较快
(2)①51.5％ ②选择相对较低的温度
解析：(2)①根据题图，575 ℃时，C3H8的转化率为33％，C3H6的产率为17％，假设参加反应的C3H8为100 mol，生成的C3H6为17 mol，C3H6的选择性＝×100％≈51.5％。②根据图像，535 ℃时，C3H6的选择性＝×100％≈66.7％，550 ℃时，C3H6的选择性＝×100％≈61.5％，575 ℃时，C3H6的选择性＝×100％≈51.5％，故选择相对较低的温度能够提高C3H6选择性。
课时测评44 化学反应速率与化学平衡图像
(时间：45分钟 满分：60分)
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
选择题1－8题，每小题5分，共40分。
1.可逆反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)在一定条件下达到平衡状态。在t1时刻改变某一条件，化学反应速率与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.维持温度、反应体系容积不变，t1时充入SO3(g)
B.维持温度、压强不变，t1时充入SO3(g)
C.维持反应体系容积不变，t1时升高反应体系温度
D.维持温度、反应体系容积不变，t1时充入一定量Ar
答案：B
解析：维持温度、反应体系容积不变，t1时充入SO3(g)，此时逆反应速率增大，正反应速率不变，故A错误；维持温度、压强不变，t1时充入SO3(g)，此时逆反应速率增大，而且反应体系容积增大导致反应物浓度降低，正反应速率减小，故B正确；维持反应体系容积不变，t1时升高反应体系温度，正、逆反应速率都增大，故C错误；维持温度、反应体系容积不变，t1时充入一定量Ar，反应物和生成物浓度都不变，正、逆反应速率都不变，故D错误。
2.某化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)＋nB(g) pC(g)的速率和平衡的影响，下列判断正确的是( )
A.由图a可知，T1＞T2，该反应的逆反应为吸热反应
B.由图b可知，ΔH＞0
C.图c是绝热条件下速率和时间的图像，由此说明反应吸热
D.图d中，曲线a一定使用了催化剂
答案：A
解析：根据图像中“先拐先平数值大”可知温度：T1＞T2，升高温度，C在反应混合物中的体积分数降低，说明升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，则逆反应为吸热反应，A正确；在刚开始反应阶段，升高温度，化学反应速率加快，反应产生的C增多，C的体积分数增大，当反应达到平衡时C的体积分数达到最大值，后来随温度的升高，C的体积分数降低，说明升高温度，平衡逆向移动，导致C的体积分数降低，则该反应正反应是放热反应，ΔH＜0，B错误；该反应若为吸热反应，由于反应过程中反应物浓度减小，且温度降低，则反应速率在开始时就应该逐渐减小，而图像中开始时反应速率直接增大，说明该反应为放热反应，C错误；图d中a、b的平衡状态相同，但反应速率不同。若m＋n＝p，增大压强，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短，但化学平衡不移动，故曲线a也可能为增大压强，D错误。
3.在某密闭容器中，可逆反应：A(g)＋B(g) xC(g)符合图Ⅰ所示关系，φ(C)表示C气体在混合气体中的体积分数。由此判断，下列关于图Ⅱ的说法不正确的是( )
A.p3＞p4，y轴表示A的转化率
B.p3＞p4，y轴表示B的转化率
C.p3＞p4，y轴表示B的质量分数
D.p3＞p4，y轴表示混合气体的平均相对分子质量
答案：C
解析：本题考查温度、压强对化学平衡的影响及图像分析。由图Ⅰ可知，压强为p2时，温度为T1时先达到平衡状态，则温度：T1＞T2；温度为T1时的φ(C)低于T2，说明升高温度，平衡逆向移动，该反应的ΔH＜0；温度为T1，压强为p2时先达到平衡状态，则压强：p1＜p2；压强为p2时的φ(C)高于p1，说明增大压强，平衡正向移动，即该反应的正反应是气体总分子数减小的反应，故x＜2。若p3＞p4，温度相同时，由p3→p4，减小压强，平衡逆向移动，A、B的转化率降低；压强相同时，升高温度，平衡逆向移动，A、B的转化率降低，与图像符合，A、B正确；若p3＞p4，相同温度时，由 p3→p4，减小压强，平衡逆向移动，B的质量分数增大，与图像不符合，C错误；若p3＞p4，相同温度时，由p3→p4，减小压强，平衡逆向移动，气体的总质量不变，但其总物质的量增大，则混合气体的平均相对分子质量减小，压强不变时，升高温度，平衡逆向移动，气体总物质的量增大，则混合气体的平均相对分子质量减小，与图像符合，D正确。
4.在容积不变的密闭容器中存在如下反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是( )
A.图Ⅰ中t1时刻是增大O2或SO2的浓度对反应速率的影响
B.图Ⅱ中t1时刻可能是增大体系压强对反应速率的影响
C.图Ⅲ是研究压强对化学平衡的影响图像，且甲的压强较低
D.图Ⅲ研究的是温度对平衡的影响，且甲的温度比乙低
答案：D
解析：图Ⅰ中t1时刻正、逆反应速率同时增大，仅增大反应物浓度无法实现，A错误；由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，故增大压强平衡正向移动，正反应速率和逆反应速率均增大，但是正反应速率增大的更快，B错误；由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，故增大压强，平衡正向移动，SO2的转化率增大，C错误；由于该反应的正反应为放热反应，故升高温度，平衡逆向移动，SO2的转化率减小，图Ⅲ研究的是温度对平衡的影响，且甲的温度比乙低，D正确。
5.如图是温度和压强对反应X＋Y 2Z影响的示意图。图中纵坐标表示平衡时混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是( )
A.X、Y、Z均为气态
B.恒容时，混合气体的密度可作为此反应是否达到化学平衡状态的判断依据
C.升高温度时v正增大，v逆减小，平衡向右移动
D.使用催化剂Z的体积分数提高
答案：B
解析：由题图可知，在温度不变时增大压强，Z的体积分数减小，即平衡逆向移动，所以X、Y中至多有一种是气体，A错误；因反应物中有非气体物质存在，所以恒容时只要平衡发生移动，混合气体的质量就会发生变化，则密度必然改变，所以混合气体的密度可作为此反应是否达到化学平衡状态的判断依据，B正确；升高温度，v正、v逆都增大，C错误；催化剂对平衡移动无影响，不能提高Z的体积分数，D错误。
6.在一定条件下，H2S能发生分解反应：2H2S(g) S2(g)＋2H2(g)，利用该反应可制备氢气和硫黄。在2 L恒容密闭容器中充入0.1 mol H2S，不同温度下H2S的转化率与时间的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应的正反应为放热反应
B.温度升高，混合气体的平均摩尔质量增大
C.950 ℃时，1.25 s内，反应的平均速率v(H2)＝0.008 mol·L－1·s－1
D.根据P点坐标可求出950 ℃时反应的平衡常数为3.125×10－4
答案：C
解析：由题图可知，升高温度，H2S的转化率增大，说明升高温度，平衡正向移动，则该反应的正反应为吸热反应，A错误；升高温度，平衡正向移动，混合气体的总物质的量增大，由于气体总质量不变，则混合气体的平均摩尔质量减小，B错误；950 ℃时，1.25 s内α(H2S)＝20％，则有v(H2S)＝＝0.008 mol·L－1·s－1，那么v(H2)＝v(H2S)＝0.008 mol·L－1·s－1，C正确；由题图可知，P点后α(H2S)逐渐增大，说明P点未达到平衡状态，此时c(H2S)＝＝0.04 mol·L－1，c(H2)＝0.008 mol·L－1·s－1×1.25 s＝0.01 mol·L－1，c(S2)＝c(H2)＝0.005 mol·L－1，浓度商Q＝＝3.125×10－4，故950 ℃时反应的平衡常数大于3.125×10－4，D错误。
7.用CO和H2合成CH3OH的化学方程式为CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH＜0，按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示，下列说法正确的是( )
A.温度：T1＞T2＞T3
B.正反应速率：v(a)＞v(c)，v(b)＞v(d)
C.平衡常数：K(a)＞K(c)，K(b)＝K(d)
D.平均摩尔质量：M(a)＜M(c)，M(b)＜M(d)
答案：C
解析：A项，该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，CO的转化率降低，所以温度：T1＜T2＜T3，错误；B项，a点温度比c点低，所以速率小，b点压强比d点大，所以速率大，错误；C项，升温平衡逆向移动，平衡常数变小，温度不变，平衡常数不变，所以平衡常数：K(a)＞K(c)，K(b)＝K(d)，正确；D项，温度升高，平衡逆向移动，气体总质量不变，但总物质的量增大，平均摩尔质量：M(a)＞M(c)，b的压强大于d，增大压强，平衡向正反应方向移动，平均摩尔质量增大，所以有M(b)＞M(d)，错误。
8.生产硫酸的主要反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＜0。图中L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。下列说法正确的是( )
A.X代表压强
B.L1＞L2
C.A、B两点对应的平衡常数相同
D.一定温度下，当混合气中n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)＝2∶1∶2时，反应一定达到平衡
答案：B
解析：若X代表压强，则L代表温度，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，SO2的平衡转化率增大，与图像不符合，A错误；结合A项分析推知，X代表温度，L代表压强，温度相同时，增大压强，平衡正向移动，SO2的平衡转化率增大，则压强：L1＞L2，B正确；A、B两点的温度不同，平衡常数不同，C错误；温度一定，达到平衡状态时，n(SO2)、n(O2)和n(SO3)均保持不变，但其比值不一定等于对应的化学计量数之比，D错误。
9.(10分)已知反应：CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＜0。
(1)在一定条件下，反应体系中CO2的平衡转化率α(CO2)与L和X的关系如图所示，L和X表示温度或压强。
①X表示的物理量是 。
②L1 L2(填“＜”或“＞”)，判断理由是 。
(2)向1 L恒容密闭容器中加入4.0 mol H2(g)、1.0 mol CO2(g)，控制条件(温度为T1)使之发生上述反应，测得容器内气体的压强随时间的变化如图所示。
①4 min时CO2的转化率为 。
②T1温度下该反应的化学平衡常数为 。
答案：(1)①温度 ②＞ 该反应的正反应为气体分子数减小的反应，其他条件一定时，增大压强，平衡右移，CO2的平衡转化率升高
(2)①75％ ②6.75
解析：(1)①根据反应 CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＜0 可知，其他条件一定时，升温，CO2的平衡转化率降低；其他条件一定时，加压，CO2的平衡转化率升高，则X表示的物理量是温度。②L表示压强，结合题图及分析，可知L1＞L2。(2)①由题图可知，4 min时反应体系处于平衡状态，此时压强为0.7p0，设发生反应的CO2为x mol，列出三段式：
CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)
始/mol 1.0 4.0 0 0
转/mol x 4x x 2x
平/mol 1.0－x 4.0－4x x 2x
根据恒温恒容条件下，气体压强之比等于物质的量之比得出＝，解得x＝0.75，则CO2的转化率为×100％＝75％。②平衡常数K＝＝
＝6.75。
10.(10分)乙基环己烷(C8H16)脱氢制苯乙炔(C8H6)的热化学方程式如下：
①C8H16(l) C8H10(l)＋3H2(g) ΔH1＞0
②C8H10(l) C8H6(l)＋2H2(g) ΔH2＝a kJ·mol－1
③C8H6(l)＋5H2(g) C8H16(l) ΔH3＝b kJ·mol－1
(1)不同压强和温度下乙基环己烷的平衡转化率如图1所示。
①在相同压强下升高温度，未达到新平衡前，v正 v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
②研究表明，既升高温度又增大压强，C8H16(l)的平衡转化率也升高，理由可能是
。
(2)T ℃向恒容密闭反应器中充入1.00 mol C8H16(l)进行催化脱氢，测得C8H10(l)和C8H6(l)的产率x1和x2(以物质的量分数计)随时间的变化关系如图2所示。
①在8 h时，反应体系内氢气的物质的量为 mol(忽略其他副反应)，C8H16(l)的转化率是 。
②x1显著低于x2的原因是 。
答案：(1)①大于 ②升高温度时平衡正向移动的程度大于加压时平衡逆向移动的程度(叙述合理即可)
(2)①1.951 40.1％ ②C8H10(l)转化为C8H6(l)的活化能小，反应速率很快，生成的C8H10(l)大部分转化为C8H6(l)
解析：(1)①结合题图1知，在压强相同时，升高温度，未达到新平衡之前，平衡始终正向移动，则v正＞v逆。②由题意知，既升高温度又增大压强，平衡也能正向移动，结合反应①为气体体积增大的吸热反应可知，这可能是因为升高温度时平衡正向移动的程度大于加压时平衡逆向移动的程度。(2)①结合题图2可知，在8 h时测得C8H10(l)和C8H6(l)的产率分别为x1＝0.027和x2＝0.374，设反应的C8H16(l)和C8H10(l)的物质的量分别为n1和n2，则
C8H16(l) C8H10(l)＋3H2(g)
n1 n1 3n1
C8H10(l) C8H6(l)＋2H2(g)
n2 n2 2n2
则＝0.027，＝0.374，解得n1＝0.401 mol，n2＝0.374 mol，则生成的H2为3n1＋2n2＝3×0.401 mol＋2×0.374 mol＝1.951 mol。C8H16(l)的转化率为×100％＝40.1％。②结合题中反应①和反应②可知，反应②的活化能小，反应速率快，生成的C8H10(l)大部分转化为C8H6(l)，因此x1显著低于x2。
学生用书 第250页(共109张PPT)
第44讲 化学反应速率与化学平衡
图像
第九章 化学反应速率与化学平衡
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。
复习目标
类型一 瞬时速率－时间图像
类型二 反应进程折线图
内容索引
重点强化
课时测评
类型三 恒压(或恒温)线
类型四 三类特殊图像
类型一
瞬时速率－时间图像
1.“渐变”类速率－时间图像
必备知识 整合
图像 分析 结论
t1时v'正突然增大，v'逆逐渐增大；v'正＞v'逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，__________________
t1时v'正突然减小，v'逆逐渐减小；v'逆＞v'正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，__________________
增大反应物的浓度
减小反应物的浓度
图像 分析 结论
t1时v'逆突然增大，v'正逐渐增大；v'逆＞v'正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，__________________
t1时v'逆突然减小，v'正逐渐减小；v'正＞v'逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，__________________
增大生成物的浓度
减小生成物的浓度
2.“断点”类速率－时间图像
图像
t1时刻所改变的条件 温 度 升高 降低 升高 降低
正反应为______反应 正反应为______反应 压 强 增大 减小 增大 减小
正反应为气体物质的量______的反应 正反应为气体物质的量______的反应 放热
吸热
增大
减小
3.特殊“断点”速率－时间图像
t1时刻改变的条件是____________或加压(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。
使用催化剂
4.反应进程类速率－时间图像
Zn与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。
原因：(1)AB段反应放热，溶液温度逐渐升高，v增大；(2)BC段溶液中c(H＋)逐渐减小，v减小。
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：
关键能力 提升
(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
根据题图可知，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 。
C
E
B
t1时，v正、v逆同时增大，且v逆增大得更多，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，但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)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
A
根据题图可知，t1～t2、t4～t5时间段内平衡均向逆反应方向移动，NH3的含量均比t0～t1时间段的低，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。
答案：
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。
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类型二
反应进程折线图
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)
必备知识 整合
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.T1＜T2，p1＞p2，m＋n＞p，放热反应
B.T1＞T2，p1＜p2，m＋n＞p，吸热反应
C.T1＜T2，p1＞p2，m＋n＜p，放热反应
D.T1＞T2，p1＜p2，m＋n＜p，吸热反应
关键能力 提升
√
由题图可知，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：p1＜p2，增大压强，B在混合气体中的体积分数增大，说明平衡逆向移动，正反应为气体体积增大的反应，则m＋n＜p。
2.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)0～10 min容器内压强________(填“变大”
“不变”或“变小”)。
变大
10 min时A的浓度减少0.45 mol·L－1－0.25 mol·L－1＝0.20 mol·L－1，C的浓度增加0.40 mol·L－1，则A与C的浓度变化之比是1∶2，故x∶y＝1∶2；B是固体，则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。
(2)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
④⑥
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；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。
(3)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。
＞
升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，则K1＞K2。
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类型三
恒压(或恒温)线
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
必备知识 整合
＞
＞
＞
＞
1.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
关键能力 提升
√
由题图可知，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CH4的转化率小于平衡时的转化率，反应要正向进行，此时v正＞v逆，D项正确。
2.(2023·新课标卷节选)在不同压强下，合成氨反应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图1、2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__________
______________________________________________________________________________________________________。
p1＜p2＜p3
合成氨的反应为气体分子数减小的反应，增大压强，其平衡正向移动，温度相同时，压强越大，平衡时氨的摩尔分数越大
合成氨的反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，当温度相同时，压强越大，平衡时氨的摩尔分数越大。由题图中信息可知，在相同温度下，反应达平衡时氨的摩尔分数p1＜p2＜p3，因此，题图中压强由小到大的顺序为p1＜p2＜p3。
(2)进料组成中含有惰性气体Ar的图是 。
图2
对比图1和图2中的信息可知，在相同温度和相同压强下，图2中平衡时氨的摩尔分数较小。在恒压下充入惰性气体Ar，反应混合物中各组分的浓度减小，各组分的分压也减小，化学平衡要向着气体分子数增大的方向移动，因此，充入惰性气体Ar不利于合成氨，进料组成中含有惰性气体Ar的图是图2。
(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。
图1中，进料组成为＝0.75、＝0.25两者物质的量之比为3∶1。假设进料中氢气和氮气的物质的量分别为3 mol和1 mol，达到平衡时氮气的物质的量变化量为x，则有：
33.33％
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
始(mol) 1 3 0
变(mol) x 3x 2x
平(mol) 1－x 3－3x 2x
当p2＝20 MPa、＝0.20时，＝＝0.20，
解之得x＝，则氮气的转化率α＝≈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＝＝(MPa)－2，因此，该温度时，反应N2(g)＋H2(g) NH3(g)的平衡常数Kp＝＝ (MPa)－1。
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类型四
三类特殊图像
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。
必备知识 整合
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＜v逆。
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。
1.(2024·济南济北中学检测)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K1＜K2
C.在T2时，若反应体系处于状态D，
则此时一定有v正＜v逆
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
关键能力 提升
√
由题给图像可知，T1＜T2，升高温度c平(NO)增大，
平衡左移(吸热方向)，所以ΔH＜0，且K1＞K2，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。
2.工业上，常采用氧化还原方法处理尾气中的CO、NO。氧化法：沥青混凝土可作为反应2CO(g)＋O2(g) 2CO2(g)的催化剂。下图表示在相同的恒容密闭容器、相同起始浓度、相同反应时间段下，使用同质量的不同沥青混凝土(α型、β型)催化时，CO的转化率与温度的关系。
(1)在a、b、c、d四点中，未达到平衡状态的是 。
a
CO和O2的反应是放热反应，当达到平衡后升高温度，CO的转化率降低，所以，b、c、d点表示平衡状态，a点对应的状态不是平衡状态。
(2)已知c点时容器中O2浓度为0.04 mol·L－1，则
50 ℃时，在α型沥青混凝土中CO转化反应的平
衡常数K＝ (用含x的代数式表示)。
令CO起始浓度为a mol·L－1，列三段式：
2CO(g)＋O2(g) 2CO2(g)
起始浓度(mol·L－1) a 0
转化浓度(mol·L－1) ax ax
平衡浓度(mol·L－1) a(1－x) 0.04 ax
K＝＝。
(3)下列关于上图的说法正确的是 (填字母)。
A.CO转化反应的平衡常数：K(a)＜K(c)
B.在均未达到平衡状态时，同温下β型沥青混凝土中CO转化速率比α型
要大
C.b点时CO与O2分子之间发生有效碰撞的几率在整个实验过程中最高
D.e点转化率出现突变的原因可能是温度升高后催化剂失去活性
BD
CO和O2的反应是放热反应，达到平衡后，温度升高，平衡向左移动，平衡常数K减小，A项错误；观察题给图像知，β型催化剂作用下CO的转化速率大于α型催化剂，B项正确；有效碰撞几率与反应速率有关，温度越高，反应速率越大，有效碰撞几率越高，故在题给图像中e点有效碰撞几率最高，C项错误；催化剂需要一定活性温度，转化率出现突变，可能是因温度高而使催化剂失去活性，D项正确。
1.(2024·黑吉辽卷)异山梨醇是一种由生物质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(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
高考真题 感悟
√
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。
2.(2024·江苏卷)二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为
①CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH1＝＋41.2 kJ·mol－1
②CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
225 ℃、8×106 Pa下，将一定比例CO2、H2混合气匀速
通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位
点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和CH3OH的
体积分数如图所示。下列说法正确的是
A.L4处与L5处反应①的平衡常数K相等
B.反应②的焓变ΔH2＞0
C.L6处的H2O的体积分数大于L5处
D.混合气从起始到通过L1处，CO的生成
速率小于CH3OH的生成速率
√
图中白圈标记的曲线代表气体温度，L4处与L5处对应的温度不同，平衡常数只与温度有关，故L4处与L5处的平衡常数不同，A错误；由图可知，随着气体在绝热反应管中前进，气体温度不断升高，说明有热量放出，而反应①ΔH1＞0，故反应②ΔH2＜0，B错误；从L5到L6，甲醇的体积分数逐渐增加，说明反应②在向右进行，反应②消耗CO，而CO体积分数没有明显变化，说明反应①也在向右进行，反应①为气体
分子数不变的反应，其向右进行时，n(H2O)增大，反应②为气体分子数减小的反应，且没有H2O的消耗与生成，故n总减小而n(H2O)增加，即H2O的体积分数会增大，故L6处的H2O的体积分数大于L5处，C正确；L1处，CO的体积分数大于CH3OH，说明生成的CO的物质的量大于CH3OH，两者反应时间相同，说明CO的生成速率大于CH3OH的生成速率，D错误。
3.(2024·江苏卷节选)氢能是理想清洁能源，氢能产业链由制氢、储氢和用氢组成。
(1)一定条件下，将氮气和氢气按n(N2)∶n(H2)＝1∶3混合匀速通入合成塔，发生反
应N2＋3H22NH3。海绵状的α-Fe作催化剂，多孔Al2O3作为α-Fe的“骨架”和气体吸附剂。
Al2O3含量与α-Fe表面积、出口处氨含量关系如图所示。Al2O3含量大于2％，出口处氨含量下降的原因是____________________________________________________
______________________________________________________________________。
多孔Al2O3可作为气体吸附剂，含量过多会吸附生成的NH3；Al2O3含量大于2％时，α-Fe表面积减小，反应速率减小，产生NH3减少
氧化铝含量大于2％，出口处氨含量下降，说明多孔氧化铝含量过多会吸附反应生成的氨气，由题图可知，氧化铝含量大于2％时，催化剂α-Fe表面积减小，催化性能降低，导致反应速率减小，使得出口处氨含量下降；
(2)反应H2＋HCHCOO－＋H2O可用于储氢。密闭容器中，其他条件不变，向含有催化剂的0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液中通入H2，HCOO－产率随温度变化如图所示。温度高于70 ℃，HCOO－产率下降的可能原因是 。
NaHCO3受热分解，导致HCOO－产率下降
碳酸氢钠受热易分解生成碳酸钠、二氧化碳和水，温度高于70 ℃，碳酸氢钠受热分解，导致HCOO－产率下降。
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重点强化18
实际工业生产中图像问题分类突破
3
重点精讲
典例
类型一 转化率－投料比图像
(2024·湖南卷)恒压下，向某密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)和CO(g)，发生如下反应：
主反应：CH3OH(g)＋CO(g)CH3COOH(g) ΔH1
副反应：CH3OH(g)＋CH3COOH(g)CH3COOCH3(g)＋H2O(g) ΔH2
在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布分数δ［δ(CH3COOH)＝］随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示，下列说法正确的是
A.投料比x代表
B.曲线c代表乙酸的分布分数
C.ΔH1＜0，ΔH2＞0
D.L、M、N三点的平衡常数：K(L)＝K(M)＞K(N)
√
题图中曲线表示的是两种含碳产物的分布分数
即分别为δ(CH3COOH)、δ(CH3COOCH3)，若
投料比x代表，x越大，可看作是CH3OH
的量增多，则对于主、副反应可知生成的CH3COOCH3越多，CH3COOCH3分布分数越高，则曲线a或曲线b表示CH3COOCH3分布分数，曲线c或曲线d表示CH3COOH分布分数，据此分析可知A、B均正确，可知如此假设错误，则可知投料比x代表，曲线a或曲线b表示δ(CH3COOH)，曲线c或曲线d表示δ(CH3COOCH3)。投料比x代表，故A错误；曲线c表示CH3COOCH3的分布分数，故B错
误；曲线a或曲线b表示δ(CH3COOH)，当同一投
料比时，观察图像可知T2时δ(CH3COOH)大于T1
时δ(CH3COOH)，而T2＞T1可知，温度越高则δ
(CH3COOH)越大，说明温度升高主反应的平衡正
向移动，ΔH1＞0；曲线c或曲线d表示δ(CH3COOCH3)，当同一投料比时，观察可知T1时δ(CH3COOCH3)大于T2时δ(CH3COOCH3)，而T2＞T1可知，温度越高则δ(CH3COOCH3)越小，说明温度升高副反应的平衡逆向移动，ΔH2＜0，故C错误；L、M、N三点对应副反应ΔH2＜0，且TN＞TM＝TL，升高温度平衡逆向移动，K(L)＝K(M)＞K(N)，故D
正确。
投料比与转化率之间的关系
以N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)为例，当N2与H2的投料比为1∶3(系数比)时，N2与H2的平衡转化率相等，且平衡时NH3的体积分数最大；增大N2与H2的投料比，则α(H2)增大，α(N2)减小；减小N2与H2的投料比，则α(H2)减小，α(N2)
增大。
思维建模
1.(2024·山东卷)逆水气变换反应：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH＞0。一定压力下，按CO2、H2物质的量之比n(CO2)∶n(H2)＝1∶1投料，T1、T2温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为v＝kc0.5(H2)c(CO2)，T1、T2温度时反应速率常数k分别为k1、k2。下列说法错误的是
A.k1＞k2
B.T1、T2温度下达平衡时反应速率的比值：＜
C.温度不变，仅改变体系初始压力，反应物摩尔分数
随时间的变化曲线发生变化
D.T2温度下，改变初始投料比例，可使平衡时各组分
摩尔分数与T1温度时相同
3
强化训练
√
由题图可知，T1比T2反应速率快，则T1＞T2；
T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2
温度下平衡时反应物的摩尔分数；由于起始CO2
与H2的物质的量之比为1∶1，则达到平衡时CO2
和H2的摩尔分数相等。T1比T2反应速率快，反应速率常数与温度有关，结合反应速率方程知k1＞k2，A项正确；反应的速率方程为v＝kc0.5(H2)c(CO2)，则＝，T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温度下平衡时反应物的摩尔分数，则＜， B
项正确；温度不变，仅改变体系初始压力，虽
然平衡不移动，但反应物的浓度改变，反应速
率改变，反应达到平衡的时间改变，反应物摩
尔分数随时间的变化曲线发生变化，C项正确；
T2温度下，改变初始投料比，相当于改变某一反应物的浓度，达到平衡时H2和CO2的摩尔分数不可能相等，故不能使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同，D项错误。
2.在保持体系总压为105 Pa的条件下进行反应：SO2(g)＋O2(g)
SO3(g)，原料气中SO2和O2的物质的量之比m[m＝]不同时，SO2的平衡转化率与温度(T)的关系如图所示：
(1)图中m1、m2、m3的大小顺序为________________。
反应的化学平衡常数Kp表达式为___________________
(用平衡分压代替平衡浓度表示)。
m1＞m2＞m3
Kp＝
在同温同压下，增加二氧化硫的量，会使原料气中SO2和O2的物质的量之比m变大，m越大，SO2的平衡转化率越小。
(2)图中A点原料气的成分：n(SO2)＝10 mol，n(O2)＝24.4 mol，n(N2)＝70 mol，达平衡时SO2的分压p(SO2)为 Pa(分压＝总压×物质的量
分数)。
1200
A点二氧化硫的平衡转化率为88％，可列三段式：
SO2(g) ＋ O2(g) SO3(g)
起始/mol 10 24.4 0
变化/mol 10×88％ ×10×88％ 10×88％
平衡/mol 10×12％ 24.4－5×88％ 10×88％
平衡时，混合气体总物质的量为[10×12％＋(24.4－5×88％)＋10×88％＋70] mol＝100 mol。达平衡时SO2的分压p(SO2)＝×105 Pa＝1200 Pa。
3
重点精讲
典例
类型二 平衡常数－温度－选择性图像
乙醇－水催化重整可获得H2。其主要反应为C2H5OH(g)＋3H2O(g)
2CO2(g)＋6H2(g) ΔH＝＋173.3 kJ·mol－1，CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) ΔH＝＋41.2 kJ·mol－1，在1.0×105 Pa、n始(C2H5OH)∶n始(H2O)＝1∶3时，若仅考虑上述反应，平衡时CO2和CO的选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。
CO的选择性＝×100％，下列说法正确的是
A.图中曲线①表示平衡时H2产率随温度的变化
B.升高温度，平衡时CO的选择性增大
C.一定温度下，增大可提高乙醇平衡转化率
D.一定温度下，选用高效催化剂能提高平衡时H2产率
√
根据CO的选择性的定义可知，CO和CO2选择性之
和为100％，二者变化趋势应该相反，故曲线②表
示平衡时H2产率随温度的变化；约300 ℃后H2平衡
产率随温度升高而减小，故此时CO选择性应增大，
则曲线①代表平衡时CO2的选择性随温度的变化，
曲线③代表平衡时CO的选择性随温度的变化，曲线②代表平衡时H2的产率随温度的变化，A错误、B正确；两种物质参加反应增大一种物质的浓度，会降低该物质的平衡转化率，C错误；选用高效催化剂不会增大H2平衡产率，D正确。
√
3
强化训练
1.CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2资源化利用的方法，其过程中主要发生如下两个反应：
反应Ⅰ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH1
反应Ⅱ：2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g) ΔH2＝－122.5 kJ·mol－1
在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下，CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示。
已知：
CH3OCH3的选择性＝×100％
下列说法不正确的是
A.反应2CO(g)＋4H2(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)的焓变为ΔH2－2ΔH1
B.根据图像推测ΔH1＞0
C.其他条件不变时，温度越高，CO2主要还原产物中碳元素的价态越低
D.其他条件不变时，增大体系压强可以提高A点CH3OCH3的选择性
由盖斯定律可知，反应2CO(g)＋4H2(g)
CH3OCH3(g)＋H2O(g)可由Ⅱ－2×Ⅰ得到，其
焓变为ΔH2－2ΔH1，A正确；反应Ⅱ为放热反
应，升高温度平衡逆向移动，由题图可知随
着温度的升高，二氧化碳的平衡转化率下降速率小于二甲醚的选择性下降速率，且高于300 ℃时二氧化碳的平衡转化率升高，说明反应Ⅰ的平衡正向移动，正反应为吸热反应，ΔH1＞0，B正确；由选项B分析可知，其他条件不变时，温度越高，反应Ⅰ占据主导地位，CO2主要还原产物为CO，CO中碳元素的价态较高，C错误；反应Ⅰ为气体分子数不变的反应，反应Ⅱ为气体分子数减小的反应，其他条件不变时，增大体系压强，导致反应Ⅱ平衡正向移动，可以提高A点CH3OCH3的选择性，D正确。
2.丙烯是制造一次性医用口罩的重要原料。丙烷催化脱氢法是工业生产丙烯的重要途径，丙烷催化脱氢技术主要分为氧化脱氢和直接脱氢两种。回答下列问题：
(1)丙烷催化氧化脱氢法制备丙烯的主要反应如下：
2C3H8(g)＋O2(g)2C3H6(g)＋2H2O(g) ΔH1＝－236 kJ·mol－1(ⅰ)
反应过程中消耗的C3H8和 生成的C3H6 的物质的量随温度的变化关系见
下表。
反应温度/℃ n(消耗)或n(生成)/mol 535 550 575
C3H8 6 13 33
C3H6 4 8 17
分析表中数据得到丙烯的选择性随温度的升高而 (填“不变”“升高”或“降低”)；出现此结果的原因除生成乙烯等副产物外还可能是 。(C3H6的选择性＝×100％)
降低
升高温度，反应ⅰ的化学平衡逆向移动
反应温度/℃ n(消耗)或n(生成)/mol 535 550 575
C3H8 6 13 33
C3H6 4 8 17
根据题给表格数据可知各温度下C3H6的选择性分别为、、，＞＞，所以随温度升高丙烯的选择性降低；反应ⅰ为放热反应，升高温度，反应ⅰ的化学平衡逆向移动，也会导致丙烯的选择性下降；
反应温度/℃ n(消耗)或n(生成)/mol 535 550 575
C3H8 6 13 33
C3H6 4 8 17
(2)丙烷催化直接脱氢反应：
C3H8(g) C3H6(g)＋H2(g) ΔH2＝＋124.3 kJ·mol －1(ⅱ)
副反应：
C3H8 (g) C2H4 (g)＋CH4(g) ΔH3(ⅲ)
①反应ⅱ的平衡常数、产物丙烯选择性、副产物乙烯选择性与温度关系如图所示，分析工业生产中采用的温度为650 ℃左右的原因是_____________
。
据题图可知，温度控制在650 ℃，丙烯选择性高，且此时温度较高，反应速率快，而且该温度条件下平衡常数较大；
温度控制在650 ℃，丙烯选择性高，反应速率快，平衡常数较大
②温度为670 ℃时，若在1 L的容器中投入8 mol C3H8，充分反应后，平衡混合气体中有2 mol CH4和一定量C3H8、C3H6、H2、C2H4，计算该条件下C3H6的选择性为 ％。
50
平衡混合气体中有2 mol CH4，则根据反应ⅲ可知
平衡时该反应消耗的n1(C3H8)＝2 mol；设平衡时
C3H6的物质的量为x，根据反应ⅱ可知平衡时n(H2)
＝x，反应ⅱ消耗的n2(C3H8)＝x，则平衡时容器中
n(C3H8)＝(8－2－x) mol，据题图可知该温度下反应ⅱ的lg＝0，所以K＝1，容器体积为1 L，则有＝1，解得x＝2 mol，C3H6的选择性＝×100％＝×100％＝50％；
③欲使丙烯的产率提高，下列措施可行的是 (填字母)。
a.恒压条件下向原料气中掺杂水蒸气
b.增大氢气与丙烷的投料比
c.选择对脱氢反应更好选择性的催化剂
d.增大压强
ac
恒压条件下向原料气中掺杂水蒸气，则反应物和生成物的分压减小，该反应的正反应为气体体积增大的反应，减小压强平衡正向移动，可以提高丙烯的产率，故a正确；氢气为产物，增大氢气的量会使平衡逆向移动，丙烯的产率降低，故b错误；选择对脱氢反应更好选择性的催化剂，增大丙烯的选择性，提高产率，故c正确；该反应的正反应为气体体积增大的反应，增大压强会使平衡逆向移动，降低产率，故d错误。
3
重点精讲
典例
类型三 选择最佳反应条件
(2023·湖北卷节选)纳米碗C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，C40H10可以由C40H20分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。
C40H20(g) C40H18(g)＋H2(g)的反应机理和能量变化如下：
下列措施既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生
成C40H10的反应速率的是 (填字母)。
a.升高温度
b.增大压强
c.加入催化剂
a
由反应历程可知，该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，提高了平衡转化率，反应速率也加快，a符合题意；由化学方程式可知，该反应为气体分子数增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，降低了平衡转化率，b不符合题意；加入催化剂，平衡不移动，不能提高平衡转化率，c不符合题意。
1.(2023·浙江1月选考节选)“碳达峰·碳中和”是我国社会发展重大战略之一，CH4还原CO2是实现“双碳”经济的有效途径之一，相关的主要反应有：
Ⅰ：CH4(g)＋CO2(g) 2CO(g)＋2H2(g) ΔH1＝＋247 kJ·mol－1，K1
Ⅱ：CO2(g)＋H2(g) CO(g)＋H2O(g) ΔH2＝＋41 kJ·mol－1，K2
CH4还原能力(R)可衡量CO2转化效率，R＝(同一时段内CO2与CH4的物质的量变化量之比)。催化剂X可提高R值，一时段内CH4转化率、R值随温度变化如下表：
下列说法不正确的是 (填字母)。
A.R值提高是由于催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率
B.温度越低，含氢产物中H2O占比越高
C.温度升高，CH4转化率增加，CO2转化率降低，R值减小
D.改变催化剂提高CH4转化率，R值不一定增大
3
强化训练
温度/℃ 480 500 520 550
CH4转化率/％ 7.9 11.5 20.2 34.8
R 2.6 2.4 2.1 1.8
√
反应Ⅰ中CH4和CO2的变化量相同，R值提高说明催化剂X选择性地提高反应Ⅱ的速率，A项正确；由题表可知，温度越低，R值越大，说明参与反应Ⅱ的CO2越多，生成的H2O越多，B项正确；温度升高，反应Ⅰ、Ⅱ平衡均正向移动，CH4、CO2转化率均增大，C项错误；由题表中数据可知，改变催化剂提高CH4转化率，R值不一定增大，D项正确。
.
温度/℃ 480 500 520 550
CH4转化率/％ 7.9 11.5 20.2 34.8
R 2.6 2.4 2.1 1.8
2.(1)汽车尾气是雾霾形成的原因之一。研究氮氧化物的处理方法可有效减少雾霾的形成，可采用氧化还原法脱硝：
4NO(g)＋4NH3(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g) ΔH＜0
根据下图判断提高脱硝效率的最佳条件是____________________________
_______；氨氮比一定时，在400 ℃时，脱硝效率最大，其可能的原因是_____________________________________________________________________________。
氨氮物质的量之比为1，温度为
400 ℃
在400 ℃时催化剂的活性最好，催化效率最高，同时400 ℃温度较高，反应速率较快
(2)丙烷氧化脱氢法制备丙烯的主要反应如下：
C3H8(g)＋O2(g) C3H6(g)＋H2O(g) ΔH2＝－118 kJ·mol －1
在催化剂作用下，C3H8氧化脱氢除生成C3H6外，还生成CO、CO2等物质。C3H8的转化率和C3H6的产率随温度变化关系如图所示。
①575 ℃时，C3H6的选择性为 (C3H6的选择性＝×100％)。
51.5％
根据题图，575 ℃时，C3H8的转化率为33％，C3H6的产率为17％，假设参加反应的C3H8为100 mol，生成的C3H6为17 mol，C3H6的选择性＝×100％≈51.5％。
②基于本研究结果，能提高C3H6选择性的措施是 。
选择相对较低的温度
根据图像，535 ℃时，C3H6的选择性＝×100％≈66.7％，550 ℃时，C3H6的选择性＝×100％≈61.5％，575 ℃时，C3H6的选择性＝×100％≈51.5％，故选择相对较低的温度能够提高C3H6选择性。
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课 时 测 评
1.可逆反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g)在一定条件下达到平衡状态。在t1时刻改变某一条件，化学反应速率与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是
A.维持温度、反应体系容积不变，t1时充入SO3(g)
B.维持温度、压强不变，t1时充入SO3(g)
C.维持反应体系容积不变，t1时升高反应体系温度
D.维持温度、反应体系容积不变，t1时充入一定量Ar
√
维持温度、反应体系容积不变，t1时充入SO3(g)，此
时逆反应速率增大，正反应速率不变，故A错误；维
持温度、压强不变，t1时充入SO3(g)，此时逆反应速率
增大，而且反应体系容积增大导致反应物浓度降低，
正反应速率减小，故B正确；维持反应体系容积不变，t1时升高反应体系温度，正、逆反应速率都增大，故C错误；维持温度、反应体系容积不变，t1时充入一定量Ar，反应物和生成物浓度都不变，正、逆反应速率都不变，故D错误。
2.某化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)＋nB(g) pC(g)的速率和平衡的影响，下列判断正确的是
A.由图a可知，T1＞T2，该反应的逆反应为吸热反应
B.由图b可知，ΔH＞0
C.图c是绝热条件下速率和时间的图像，由此说明反应吸热
D.图d中，曲线a一定使用了催化剂
√
根据图像中“先拐先平数值大”可知温度：T1＞T2，升高温度，C在反应混合物中的体积分数降低，说明升高温度，化学平衡向逆反应方向移动，则逆反应为吸热反应，A正确；在刚开始反应阶段，升高温度，化学反应速率加快，反应产生的C增多，C的体积分数增大，当反应达到平衡时C的体积分数达到最大值，后来随温度的升高，C的体积分数降低，说明升高温度，平衡逆向移动，导致C的体积分数降低，则该反
应正反应是放热反应，ΔH＜0，B错误；该反应若为吸热反应，由于反应过程中反应物浓度减小，且温度降低，则反应速率在开始时就应该逐渐减小，而图像中开始时反应速率直接增大，说明该反应为放热反应，C错误；图d中a、b的平衡状态相同，但反应速率不同。若m＋n＝p，增大压强，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短，但化学平衡不移动，故曲线a也可能为增大压强，D错误。
3.在某密闭容器中，可逆反应：A(g)＋B(g) xC(g)符合图Ⅰ所示关系，φ(C)表示C气体在混合气体中的体积分数。由此判断，下列关于图Ⅱ的说法不正确的是
A.p3＞p4，y轴表示A的转化率
B.p3＞p4，y轴表示B的转化率
C.p3＞p4，y轴表示B的质量分数
D.p3＞p4，y轴表示混合气体的平均相对分子质量
√
本题考查温度、压强对化学平衡的影响及图像分析。由图Ⅰ可知，压强为p2时，温度为T1时先达到平衡状态，则温度：T1＞T2；温度为T1时的φ(C)低于T2，说明升高温度，平衡逆向移动，该反应的ΔH＜0；温度为T1，压强为p2时先达到平衡状态，则压强：p1＜p2；压强为p2时的φ(C)高于p1，说明增大压强，平衡正向移动，即该反应的正反应是气体总分子数减小的反应，故x＜2。若p3＞p4，温度相同时，由p3→p4，减小压强，平衡逆向移动，A、B的转化率降低；压强相同时，升高温度，
平衡逆向移动，A、B的转化率降低，与图像符合，A、B正确；若p3＞p4，相同温度时，由 p3→p4，减小压强，平衡逆向移动，B的质量分数增大，与图像不符合，C错误；若p3＞p4，相同温度时，由p3→p4，减小压强，平衡逆向移动，气体的总质量不变，但其总物质的量增大，则混合气体的平均相对分子质量减小，压强不变时，升高温度，平衡逆向移动，气体总物质的量增大，则混合气体的平均相对分子质量减小，与图像符合，D正确。
4.在容积不变的密闭容器中存在如下反应2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是
A.图Ⅰ中t1时刻是增大O2或SO2的浓度对反应速率的影响
B.图Ⅱ中t1时刻可能是增大体系压强对反应速率的影响
C.图Ⅲ是研究压强对化学平衡的影响图像，且甲的压强较低
D.图Ⅲ研究的是温度对平衡的影响，且甲的温度比乙低
√
图Ⅰ中t1时刻正、逆反应速率同时增大，仅增大反应物浓度无法实现，A错误；由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，故增大压强平衡正向移动，正反应速率和逆反应速率均增大，但是正反应速率增大的更快，B错误；由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，故增大压强，平衡正向移动，SO2的转化率增大，C错误；由于该反应的正反应为放热反应，故升高温度，平衡逆向移动，SO2的转化率减小，图Ⅲ研究的是温度对平衡的影响，且甲的温度比乙低，D正确。
5.如图是温度和压强对反应X＋Y 2Z影响的示意图。图中纵坐标表示平衡时混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是
A.X、Y、Z均为气态
B.恒容时，混合气体的密度可作为此反应是否达到化学平衡状态的判断
依据
C.升高温度时v正增大，v逆减小，平衡向右移动
D.使用催化剂Z的体积分数提高
√
由题图可知，在温度不变时增大压强，Z的体积分
数减小，即平衡逆向移动，所以X、Y中至多有一
种是气体，A错误；因反应物中有非气体物质存在，
所以恒容时只要平衡发生移动，混合气体的质量就会
发生变化，则密度必然改变，所以混合气体的密度可作为此反应是否达到化学平衡状态的判断依据，B正确；升高温度，v正、v逆都增大，C错误；催化剂对平衡移动无影响，不能提高Z的体积分数，D错误。
6.在一定条件下，H2S能发生分解反应：2H2S(g) S2(g)＋2H2(g)，利用该反应可制备氢气和硫黄。在2 L恒容密闭容器中充入0.1 mol H2S，不同温度下H2S的转化率与时间的关系如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的正反应为放热反应
B.温度升高，混合气体的平均摩尔质量增大
C.950 ℃时，1.25 s内，反应的平均速率v(H2)＝0.008 mol·L－1·s－1
D.根据P点坐标可求出950 ℃时反应的平衡常数为3.125×10－4
√
由题图可知，升高温度，H2S的转化率增大，说
明升高温度，平衡正向移动，则该反应的正反应
为吸热反应，A错误；升高温度，平衡正向移动，
混合气体的总物质的量增大，由于气体总质量不
变，则混合气体的平均摩尔质量减小，B错误；950 ℃时，1.25 s内α(H2S)＝20％，则有v(H2S)＝＝0.008 mol·L－1·s－1，那么v(H2)＝v(H2S)＝0.008 mol·L－1·s－1，C正确；由题图可知，P点后
α(H2S)逐渐增大，说明P点未达到平衡状态，此时
c(H2S)＝＝0.04mol·L－1，c(H2)＝0.008
mol·L－1·s－1×1.25 s＝0.01mol·L－1，c(S2)＝c(H2)
＝0.005 mol·L－1，浓度商Q＝＝3.125×10－4，故950 ℃时反应的平衡常数大于3.125×10－4，D错误。
7.用CO和H2合成CH3OH的化学方程式为CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g) ΔH＜0，按照相同的物质的量投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示，下列说法正确的是
A.温度：T1＞T2＞T3
B.正反应速率：v(a)＞v(c)，v(b)＞v(d)
C.平衡常数：K(a)＞K(c)，K(b)＝K(d)
D.平均摩尔质量：M(a)＜M(c)，M(b)＜M(d)
√
A项，该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移
动，CO的转化率降低，所以温度：T1＜T2＜T3，错
误；B项，a点温度比c点低，所以速率小，b点压强
比d点大，所以速率大，错误；C项，升温平衡逆向
移动，平衡常数变小，温度不变，平衡常数不变，所以平衡常数：K(a)＞K(c)，K(b)＝K(d)，正确；D项，温度升高，平衡逆向移动，气体总质量不变，但总物质的量增大，平均摩尔质量：M(a)＞M(c)，b的压强大于d，增大压强，平衡向正反应方向移动，平均摩尔质量增大，所以有M(b)＞M(d)，错误。
8.生产硫酸的主要反应：2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ΔH＜0。图中L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。下列说法正确的是
A.X代表压强
B.L1＞L2
C.A、B两点对应的平衡常数相同
D.一定温度下，当混合气中n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)＝2∶1∶2时，反应一定达到平衡
√
若X代表压强，则L代表温度，温度相同时，增
大压强，平衡正向移动，SO2的平衡转化率增大，
与图像不符合，A错误；结合A项分析推知，X代
表温度，L代表压强，温度相同时，增大压强，平
衡正向移动，SO2的平衡转化率增大，则压强：L1＞L2，B正确；A、B两点的温度不同，平衡常数不同，C错误；温度一定，达到平衡状态时，n(SO2)、n(O2)和n(SO3)均保持不变，但其比值不一定等于对应的化学计量数之比，D错误。
9.(10分)已知反应：CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＜0。
(1)在一定条件下，反应体系中CO2的平衡转化率α(CO2)
与L和X的关系如图所示，L和X表示温度或压强。
①X表示的物理量是 。
温度
根据反应 CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g) ΔH＜0 可知，其他条件一定时，升温，CO2的平衡转化率降低；其他条件一定时，加压，CO2的平衡转化率升高，则X表示的物理量是温度。
②L1_____L2(填“＜”或“＞”)，判断理由是________________________
____________________________________________________________________________。
＞
该反应的正反应为气体分子数减小的反应，其他条件一定时，增大压强，平衡右移，CO2的平衡转化率升高
L表示压强，结合题图及分析，可知L1＞L2。
(2)向1 L恒容密闭容器中加入4.0 mol H2(g)、1.0 mol CO2(g)，控制条件(温度为T1)使之发生上述反应，测得容器内气体的压强随时间的变化如图
所示。
①4 min时CO2的转化率为 。
75％
由题图可知，4 min时反应体系处于平衡状态，此时压强为0.7p0，设发生反应的CO2为x mol，列出三段式：
CO2(g)＋4H2(g) CH4(g)＋2H2O(g)
始/mol 1.0 4.0 0 0
转/mol x 4x x 2x
平/mol 1.0－x 4.0－4x x 2x
根据恒温恒容条件下，气体压强之比等于物质的量之比得出＝，解得x＝0.75，则CO2的转化率为×100％＝75％。
②T1温度下该反应的化学平衡常数为 。
平衡常数K＝＝＝6.75。
6.75
10.(10分)乙基环己烷(C8H16)脱氢制苯乙炔(C8H6)的热化学方程式如下：
①C8H16(l) C8H10(l)＋3H2(g) ΔH1＞0
②C8H10(l) C8H6(l)＋2H2(g) ΔH2＝a kJ·mol－1
③C8H6(l)＋5H2(g) C8H16(l) ΔH3＝b kJ·mol－1
(1)不同压强和温度下乙基环己烷的平衡转化率如图1所示。
①在相同压强下升高温度，未达到新平衡前，v正 v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
大于
结合题图1知，在压强相同时，升高温度，未达到新平衡之前，平衡始终正向移动，则v正＞v逆。
②研究表明，既升高温度又增大压强，C8H16(l)的平衡转化率也升高，理由可能是________________________________________________________
_________________。
升高温度时平衡正向移动的程度大于加压时平衡逆向移动的程度(叙述合理即可)
由题意知，既升高温度又增大压强，平衡也能正向移动，结合反应①为气体体积增大的吸热反应可知，这可能是因为升高温度时平衡正向移动的程度大于加压时平衡逆向移动的程度。
(2)T ℃向恒容密闭反应器中充入1.00 mol C8H16(l)进行催化脱氢，测得C8H10(l)和C8H6(l)的产率x1和x2(以物质的量分数计)随时间的变化关系如图2所示。
①在8 h时，反应体系内氢气的物质的量为 mol(忽略其他副反应)，C8H16(l)的转化率是 。
1.951
40.1％
结合题图2可知，在8 h时测得C8H10(l)和C8H6(l)的
产率分别为x1＝0.027和x2＝0.374，设反应的
C8H16(l)和C8H10(l)的物质的量分别为n1和n2，则
C8H16(l) C8H10(l)＋3H2(g)
n1 n1 3n1
C8H10(l) C8H6(l)＋2H2(g)
n2 n2 2n2
则＝0.027，＝0.374，解得n1＝0.401 mol，n2＝0.374 mol，则生成的H2为3n1＋2n2＝3×0.401 mol＋2×0.374 mol＝1.951 mol。C8H16(l)的转化率为×100％＝40.1％。
②x1显著低于x2的原因是___________________________________________
_____________________________________。
C8H10(l)转化为C8H6(l)的活化能小，反应速率很快，生成的C8H10(l)大部分转化为C8H6(l)
结合题中反应①和反应②可知，反应②的活化能小，反应速率快，生成的C8H10(l)大部分转化为C8H6(l)，因此x1显著低于x2。
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