1化学反应速率与化学平衡图像目录真题·命题感知进阶·强化演练考向01化学反应速率图象考向02与投料比有关的图像考向03与生成物有关的选择性图像考向04与转化率有关的选择性图像拔高·模拟预测真题·命题感知1.(2026·河南·高考真题)向一恒容密闭容器中加入物质M,发生基元反应:M(g)=N(g),N(g)=Q(g),温度为T1、T2时,各组分的物质的量浓度c与时间t的关系如图1、图2所示。温度为T1时,M的浓度随时间的变化关系为lnc=lnc0-kt,k为反应M(g)=N(g)的速率常数。下列说法正确的是A.T1>T2B.温度为T1时,M反应一半需要的时间为2ln2kC.N的浓度达到最大值时,N的生成速率等于消耗速率D.加入某催化剂,仅使反应N(g)=Q(g)的速率增大,则N的浓度最大值将增大命题情境本题以连续基元反应M→N→Q为模型体系,通过不同温度下浓度-时间图像,考查反应速率、中间产物及催化剂选择性的综合判断。基元反应是化学反应的最基本步骤,是理解复杂反应机理的基石。在真实化学体系中,从简单的臭氧分解(O3→O2+O)到复杂的燃烧链式反应,均由多个基元反应串联而成。本题通过理想化的连续反应模型,引导学生建立“反应速率决定中间产物浓度峰值”的动态平衡思维,这正是理解催化反应机理、大气化学反应过程的基础素养。解题方法解答连续反应题的核心是速率比较法:温度越高,曲线斜率越陡,相同时间反应物消耗越多,由此可快速比较T₁2与T₂大小。对于中间产物N的浓度变化,抓住“峰值即拐点”这一关键:峰值前v生成>v消耗,峰值后v生成<v消耗,峰值处v生成=v消耗。对于速率常数k的应用,牢记一级反应半衰期公式。催化剂选择性问题用“催化剂不改变化学平衡组成”的结论直接判断:若仅加快N→Q,N消耗更快,峰值降低。2.(2026·山东·高考真题)研究甲、乙两种催化剂对下列反应的催化作用及产物选择性的影响。反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)ΔH1反应Ⅱ:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2恒压条件下,CO2,H2,N2按体积比1∶4∶5投料,分别使用甲或乙作催化剂,在200°C下反应固定时间后测定CO2的实验转化率;不改变其他条件,每间隔50°C重复上述实验。CO2的实验转化率和理论平衡转化率随温度的变化如图所示。已知:甲催化时,CH4选择性在400°C为100%;甲、乙分别催化时,CO选择性在750°C均达100%。下列说法正确的是A.ΔH1>0,ΔH2<0B.200~400°C范围内,使用甲催化时,CH4选择性随温度升高而增大C.500~800°C范围内,相同温度下,无论使用甲还是乙催化,产物选择性相同D.其他条件不变,仅减小N2投料量,CO选择性达100%时的温度仍为750°C命题情境本题以二氧化碳加氢制甲烷和CO的竞争反应为背景,真实反映了“双碳”目标下CO2资源化利用的前沿研究。CO2催化加氢既可生成甲烷(天然气替代品),也可生成CO(费托合成原料),如何通过催化剂和温度调控产物选择性是能源化工领域的热点问题。题目设计恒压投料、两种催化剂对比、理论平衡转化率与实际转化率对照,全面考查多重反应平衡体系的分析能力,体现了化学原理在碳中和重大需求中的应用价值。解题方法多重反应体系的核心分析策略:分温区处理。低温区理论平衡转化率随温度升高而下降→主导反应放热;...
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