难点3 化学反应速率与化学平衡图表分析-2021年高考化学专练【热点·重点·难点】(解析版）

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难点 3 化学反应速率与化学平衡图表分析

【命题规律】

本专题考点为高考必考点。主要考查影响反应速率和化学平衡的因素分析以及根据图表信息进行相关

计算。考查的核心素养以证据推理和模型、变化观念和平衡思想构建为主。

【备考建议】

2021 年高考备考应帮助学生构建图表分析的模型，然后再依托必备知识结合解题模型解题。

【限时检测】（建议用时：30 分钟）

1．【2020 江苏卷】CH4与CO2重整生成 H2和CO 的过程中主要发生下列反应

在恒压、反应物起始物质的量比条件下，CH4和CO2的平衡转化率随温度变化

的曲线如图所示。下列有关说法正确的是

A．升高温度、增大压强均有利于提高 CH4的平衡转化率

B．曲线 B表示 CH4的平衡转化率随温度的变化

C．相同条件下，改用高效催化剂能使曲线 A和曲线 B相重叠

D．恒压、800K、n(CH4)：n(CO2)=1:1 条件下，反应至 CH4转化率达到 X点的值，改变除温度外的特定

条件继续反应，CH4转化率能达到 Y点的值

【答案】BD

【解析】

A．甲烷和二氧化碳反应是吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应即正向移动，甲烷转化率增大，甲烷和

二氧化碳反应是体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，甲烷转化率减小，故 A错误；

B．根据两个反应得到总反应为 CH4(g)＋2CO2(g) H2(g)＋3CO(g) ＋H2O (g)，加入的 CH4与CO2物质的

量相等，CO2消耗量大于 CH4，因此 CO2的转化率大于 CH4，因此曲线 B表示 CH4的平衡转化率随温度变

化，故 B正确；

C．使用高效催化剂，只能提高反应速率，但不能改变平衡转化率，故 C错误；

D．800K 时甲烷的转化率为 X点，可以通过改变二氧化碳的量来提高甲烷的转化率达到 Y点的值，故 D

正确。

综上所述，答案为 BD。

2．【2020 新课标Ⅲ】二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用 CO2的热点研究领域。回答下列问题：

（2）理论计算表明，原料初始组成 n(CO2)∶n(H2)=1∶3，在体系压强为 0.1MPa，反应达到平衡时，四

种组分的物质的量分数 x随温度 T的变化如图所示。

图中，表示 C2H4、CO2变化的曲线分别是 ______ 、______ 。CO2催化加氢合成 C2H4反应的

ΔH______0(填“大于”或“小于”)。

（3）根据图中点 A(440K，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数 Kp=_________(MPa)−3(列出计算式。以

分压表示，分压=总压×物质的量分数)。

【答案】（2）d c 小于

（3）或等

【详解】

（2）由题中信息可知，两反应物的初始投料之比等于化学计量数之比；由图中曲线的起点坐标可知，c和

a所表示的物质的物质的量分数之比为 1:3、d和b表示的物质的物质的量分数之比为 1:4，则结合化学计量

数之比可以判断，表示乙烯变化的曲线是 d，表示二氧化碳变化曲线的是 c。由图中曲线的变化趋势可知，

升高温度，乙烯的物质的量分数减小，则化学平衡向逆反应方向移动，则该反应为放热反应，∆H小于 0。

（3）原料初始组成 n(CO2)∶n(H2)=1∶3，在体系压强为 0.1Mpa 建立平衡。由 A点坐标可知，该温度下，

氢气和水的物质的量分数均为 0.39，则乙烯的物质的量分数为水的四分之一，即，二氧化碳的物质

的量分数为氢气的三分之一，即，因此，该温度下反应的平衡常数

(MPa)-3= (MPa)-3。

3．【河南省信阳市 2021 届高三上学期第二次教学质量检测】CO 常用于工业冶炼金属。在不同温度下 CO

还原四种金属氧化物达平衡后气体中 lg 与温度（t）的关系曲线如右图。下列说法正确的是（）

A．通过增高反应炉的高度，延长矿石和CO 接触的时间，能减少尾气中 CO 的含量

B．CO 不适宜用于工业冶炼金属 Cr

C．CO 还原PbO2的反应△H>0

D．工业冶炼金属 Cu 时，高温有利于提高 CO 的转化率

【答案】B

【详解】

A、增高炉的高度，增大 CO 与铁矿石的接触，不能影响平衡移动，CO 的利用率不变，选项 A错误；

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