【知识精讲】专题9：化学反应速率与化学平衡

1、PAGE31专题九化学反应速率与化学平衡考向一化学反应速率考纲要求1了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。2了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。3理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率的影响，认识其一般规律。4了解化学反应速率在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。命题规律任何化学反应都涉及到快慢的问题，特别是化工生产中和实验室制备物质时，都要认真考虑反应进行的快慢及改变的方法如何，所以每年的高考都会出现本部分的题目。对于化学反应速率，其考查点通常有三个方面：依据化学反应速率的定义进行有关计算，其模式是灵活运用“ct”；是同一化学反应的速率以不同物质的浓度

2、变化表示时，各速率值之间的关系及化学方程式的确定；是考查外界条件对反应速率的影响，其模式是依据浓度、温度、压强、催化剂、接触面积以及形成原电池等因素对化学反应速率的影响进行分析判断。【例1】【2022年高考北京卷】下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是（）A抗氧化剂B调味剂C着色剂D增稠剂【答案】A【考点定位】本题主要是考查食品添加剂的有关判断【名师点晴】化学是一门实用性很强的学科，在日常生活及工农业生产和科学技术中应用十分广泛。食品添加剂关互我们每个人的健康，了解食品添加剂是每个人应该掌握的基本常识，只有掌握一定的化学知识，才会使我们的生活质量得以提升，也才会更安全、更健康。了解抗氧

3、化剂、调味剂、着色剂、增稠剂的含义是解答的关键，注意相关知识的积累。【例2】【2022上海化学】对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是（）A升高温度，对正反应的反应速率影响更大B增大压强，对正反应的反应速率影响更大C减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大D加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大【答案】B一、化学反应速率1表示方法：用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。v=c/t2单位：mol/Ls；mol/Lmin；mmol/Ls。3特点同一化学反应用不同物质浓度的改变量表示速率，数值可能不同，但表示意义相同。因此，在表示化学反应速率时，必须注明是以哪种物质作标准的。

4、对于任一化学反应：aAbB=cCdD可用A、B、C、D表示其速率，则有A:B:C:D=a:b:c:d，即化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的系数之比（还可等于其学其浓度变化之比或物质的量变化之比）。【特别提醒】一般来说，化学反应速率随反应的进行而逐渐减慢。因此，某一段时间内的反应速率，实际是一段时间内的平均速率，而不是指瞬时速率。固体或纯液体（不是溶液），其浓度可视为常数，因此不用固体或纯液体表示化学反应速率。4化学反应速率大小的比较由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应的快慢不能只看数值的大小，而要进行一定的转化。看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。

5、换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。比较化学反应速率与化学计量数的比值，即对于一般反应aAbB=cCdD，比较eqfvA,a与eqfvB,b，若eqfvA,aeqfvB,b，则A表示的反应速率比B的大。二、影响化学反应速率的因素1内因：反应物的性质是反应速率大小的决定因素。2外因：浓度、压强、温度、催化剂等。（1）浓度：其它条件不变时，增大反应物浓度，化学反应速率加快。（2）温度：其它条件不变时，升高温度，化学反应速率加快。一般来说，温度每升高10，反应速率增大为原来的24倍。（3）压强：其它条件不变时，增大压强，对于有气体物质参加的化学反应，反应速率加快。（4）催化剂：使用正催化剂，

6、能加快反应速率。未特别指明时，均指正催化剂。【总结】影响外因单位体积内有效碰撞次数化学反应速率分子总数活化分子数活化分子百分数增大反应物浓度增加增加不变增加加快增大压强增加增加不变增加加快升高温度不变增加增大增加加快使用催化剂不变增加增大增加加快【注意】气体反应体系中充入惰性气体不参与反应时对反应速率的影响（1）恒容：充入“惰性气体”总压增大物质浓度不变活化分子浓度不变反应速率不变。（2）恒压：充入“惰性气体”体积增大物质浓度减小活化分子浓度减小反应速率减小。【例1】【2022届浙江省名校协作体高三上学期联考】在2L的恒容容器中,充入1molA和3molB，并在一定条件下发生如下反应：A（s）

7、3B（g）2C（g），若经3s后测得C的浓度为L1，下列选项说法正确的组合是（）用A表示的反应速率为L1s1用B表示的反应速率为L1s13s时生成C的物质的量为3s时B的浓度为L1ABCD【答案】B考点：考查化学反应速率的计算【趁热打铁】【百强校2022届哈师大附中12月月考】一定条件下，向2L密闭容器中加入2molN2和10molH2，发生反应N23H22NH3，2min时测得剩余N2为1mol，下列化学反应速率表示不正确的是（）AvN2=LminBvH2=LminCvNH3=1mol/LminDvNH3=Lmin【答案】C考点：考查化学反应速率的计算。【例2】【2022届河北省沧州一中高三

8、上学期周测】下列有关化学反应速率的说法不正确的是（）A化学反应达到最大限度时，正逆反应速率也达到最大且相等B催化剂能降低化学反应的活化能，加快反应速率，提高生产效率C用锌和稀硫酸反应制取H2时，滴加几滴硫酸铜溶液能加快反应速率D用铁片和稀硫酸反应制H2比用98%的浓硫酸产生H2的速率快【答案】A【解析】试题分析：A反应达到最大限度时，正逆反应速率相等但不是最大，A错误；B催化剂虽然不影响平衡的移动，但缩短了达到平衡的时间，提高了生产效率，B正确；C能构成铜锌原电池，锌作负极，加快反应速率；D浓硫酸使铁钝化，不产生H2。故选A。考点：考查化学反应速率的影响因素【趁热打铁】【2022届山东省枣庄三

9、中高三上10月学情调查】一定量的盐酸跟过量的铁粉反应时，为了减缓反应速率，且不影响生成氢气的总量，可向盐酸中加入适量的（）ANaHSO4固体BNa2SO4溶液CCuSO4固体DNaCl固体【答案】B【解析】试题分析：Fe与盐酸反应的实质为Fe2HFe2H2，为了减缓反应速度，且不影响生成氢气的总量，则可减小氢离子的浓度，但不改变氢离子的物质的量，则A、加入NaHSO4固体，硫酸氢钠电离出氢离子，考点：考查影响化学反应速率的因素1解释化学反应速率快慢的链条思维：活化能活化分子有效碰撞化学反应速率。2对于化学反应速率的有关图象问题，可按以下的方法进行分析：=1*GB3认清坐标系，搞清纵、横坐标所代

10、表的意义，并与有关的原理挂钩。=2*GB3看清起点，分清反应物、生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物一般生成物多数以原点为起点。=3*GB3抓住变化趋势，分清正、逆反应，吸、放热反应。升高温度时，v吸v放，在速率-时间图上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变，大变和小变。例如，升高温度，v吸大增，v放小增，增大反应物浓度，v正突变，v逆渐变。=4*GB3注意终点。例如在浓度-时间图上，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断。【例】在一定条件下,对于A2g3B2g2AB3g反应来说,以下化学反应速率的表示中,化学反应速率最快的是（）Av

11、A2=30molL-1min-1BvA2=L-1s-1CvAB3=L-1s-1DvB2=L-1s-【答案】B考点：考查化学反应速率的快慢比较。误区警示：1化学反应速率计算的常见错误1不注意容器的容积。2漏写单位或单位写错。3忽略有效数字。2比较化学反应速率大小的注意事项1看单位是否统一，若不统一，换算成相同单位。2比较不同时间段内的化学反应速率大小时，可先换算成同一物质表示的反应速率，再比较数值大小。3比较化学反应速率与化学计量数的比值。例如，对于一般反应aAgbBgcCgdDg，比较不同时间段内eqfvA,a与eqfvB,b的大小，若eqfvA,aeqfvB,b，则用A表示的反应速率比用B表

12、示的大。考向二化学平衡（1）考纲要求1了解化学反应的可逆性。能用焓变和熵变说明常见简单化学反应的方向。2理解化学平衡和化学平衡常数的含义，能用化学平衡常数进行简单计算。3理解浓度、温度、压强、催化剂等对化学平衡影响的一般规律。4认识化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。（2）命题规律化学平衡知识一直是高考化学中考查的热点内容，化学平衡问题也比较容易设计出综合性强、难度大的试题。在复习中一是要注意对基础知识的理解，特别是要理解好化学平衡的含义；二是要注意在做题时总结解题的基本规律，同时也要提高利用这些原理分析生产、生活和科学研究领域中具体问题的能力。复习时要在掌握各个知识点的基础

13、上，学会运用平衡的观点理解知识点之间的联系，建立知识网络体系，提高运用知识解决问题的能力。需要提醒考生注意的是近几年高考化学试题中均涉及到了有关平衡常数的计算和应用问题，预计在2022年高考中还会有这种题型。【例1】【2022年高考四川卷】一定条件下，CH4与H2Og发生反应：CH4gH2OgCOg3H2g，设起始=Z，在恒压下，平衡时CH4的体积分数与Z和T（温度）的关系如图所示。下列说法正确的是（）A该反应的焓变H0B图中Z的大小为a3bC图中X点对应的平衡混合物中=3D温度不变时，图中X点对应的平衡在加压后CH4减小【答案】A【例2】【2022年高考江苏卷】一定温度下，在3个体积均为1.

14、0 L的恒容密闭容器中反应2H2gCOgCH3OHg达到平衡。下列说法正确的是（）A该反应的正反应放热B达到平衡时，容器中反应物转化率比容器中的大C达到平衡时，容器中cH2大于容器中cH2的两倍D达到平衡时，容器中的正反应速率比容器中的大【答案】AD【考点定位】本题主要是考查化学反应速率和化学平衡的有关判断与计算以及外界条件对反应速率和平衡状态的影响【名师点晴】高考考纲明确要求：理解外界条件浓度、温度、压强、催化剂等对化学反应速率和化学平衡的影响。理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。化学反应速率这一部分主要考查化学反应速率的概念及表示方法、影响化学反应速率的影响因素、化

15、学反应速率的大小比较和化学反应速率的有关图像。化学平衡是重要的化学基本理论，是中学化学的重点和难点，也是考查学生能力的重要载体，是高考历久不衰的热点。化学平衡是包含溶解平衡、电离平衡、水解平衡等的一个平衡理论体系，而化学平衡则是这一体系的核心，是分析其他平衡移动的基础。化学平衡常数则是新课标地区的高考命题热点，并且试题的综合性强、能力要求高。解答时注意利用好放大缩小思想：该方法适用于起始投入物质的物质的量之间存在一定的倍数关系。它指的是将反应容器的体积扩大一定的倍数，使起始物质的浓度相同，则在一定条件下，可建立相同的平衡态。然后在此基础上进行压缩，使其还原为原来的浓度。分析在压缩过程中，平衡如

16、何移动，再依据勒夏特列原理，分析相关量的变化情况。一、化学平衡1概念：在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组成成分的含量保持不变的状态叫化学平衡状态。2特点：“等”处于密闭体系的可逆反应，化学平衡状态建立的条件是正反应速率和逆反应速率相等。即v正=v逆O。这是可逆反应达到平衡状态的重要标志。“定”当一定条件下可逆反应一旦达平衡可逆反应进行到最大的程度状态时，在平衡体系的混合物中，各组成成分的含量即反应物与生成物的物质的量，物质的量浓度，质量分数，体积分数等保持一定而不变即不随时间的改变而改变。这是判断体系是否处于化学平衡状态的重要依据。“动”指定化学反应已达化学平

17、衡状态时，反应并没有停止，实际上正反应与逆反应始终在进行，且正反应速率等于逆反应速率，所以化学平衡状态是动态平衡状态。“变”任何化学平衡状态均是暂时的、相对的、有条件的与浓度、压强、温度等有关。而与达平衡的过程无关化学平衡状态既可从正反应方向开始达平衡，也可以从逆反应方向开始达平衡。当外界条件变化时，原来的化学平衡即被打破，在新的条件不再改变时，在新的条件下建立起新的化学平衡。新平衡时正、逆反应速率，各组成成分的含量均与原平衡不同。3化学平衡常数（1）化学平衡常数的数学表达式：在一定条件下，可逆反应：aAbB=cCdD达到化学平衡时，（2）化学平衡常数表示的意义：平衡常数数值的大小可以反映可逆

18、反应进行的程度大小，K值越大，反应进行越完全，反应物转化率越高，反之则越低。（3）影响因素：K只是温度的函数，如果正反应为吸热反应，温度升高，K值增大；如果正反应为放热反应，温度升高，K值减小。二、化学平衡移动1概念可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件如温度、压强、浓度等发生了变化，平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变，从而在一段时间后达到新的平衡状态。这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程，叫做化学平衡的移动。2过程3平衡移动方向与反应速率的关系v正v逆,平衡向正反应方向移动。v正=v逆，平衡不移动。v正v逆正向移动减小反应物的浓度v正、v逆均减小，且v逆v正逆向移动任一平衡体系增大生成物的

19、浓度v正、v逆均增大，且v逆v正逆向移动减小生成物的浓度v正、v逆均减小，且v正v逆正向移动正反应方向为气体体积增大的放热反应增大压强或升高温度v正、v逆均增大，且v逆v正逆向移动减小压强或降低温度v正、v逆均减小，且v正v逆正向移动任意平衡或反应前后气体化学计量数和相等的平衡正催化剂或增大压强v正、v逆同等倍数增大平衡不移动负催化剂或减小压强v正、v逆同等倍数减小三、有关化学平衡的基本计算1物质浓度的变化关系反应物：平衡浓度起始浓度转化浓度生成物：平衡浓度起始浓度转化浓度其中，各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中物质的计量数之比。2反应的转化率：1003在密闭容器中有气体参加的可逆反应

20、，在计算时经常用到阿伏加德罗定律的两个推论：恒温、恒容时：；恒温、恒压时：n1/n2=V1/V24计算模式浓度或物质的量aAgbBgcCgdDg起始mn00转化abcd平衡m-an-bcdA=（a/m）100C1005化学平衡计算的关键是准确掌握相关的基本概念及它们相互之间的关系。化学平衡的计算步骤，通常是先写出有关的化学方程式，列出反应起始时或平衡时有关物质的浓度或物质的量，然后再通过相关的转换，分别求出其他物质的浓度或物质的量和转化率。概括为：建立解题模式、确立平衡状态方程。说明：反应起始时，反应物和生成物可能同时存在；由于起始浓度是人为控制的，故不同的物质起始浓度不一定是化学计量数比，若

21、反应物起始浓度呈现计量数比，则隐含反应物转化率相等，且平衡时反应物的浓度成计量数比的条件。起始浓度，平衡浓度不一定呈现计量数比，但物质之间是按计量数反应和生成的，故各物质的浓度变化一定成计量数比，这是计算的关键。【例1】【百强校2022届静海一中期末】一定条件下，在密闭容器里进行如下可逆反应：S2Cl2橙黄色液体Cl2气2SCl2鲜红色液体H=mol-1。下列说法正确的是（）A增大压强，平衡常数将增大B达到平衡时，单位时间里消耗nmolS2Cl2的同时也生成nmolCl2C达到平衡时，若升高温度，氯气的百分含量减小D加入氯气，平衡向正反应方向移动，氯气的转化率一定升高【答案】B考点：考查化学平

22、衡状态的判断，影响平衡移动的因素【趁热打铁】【百强校2022届武邑中学期末】在体积不变的绝热密闭容器中，2molSO2与1molO2在催化剂作用下发生反应：2SO2gO2g2SO3gH=-QJ/molQ0。当气体的物质的量减少时反应达到平衡下列叙述错误的是（）A增大氧气浓度，平衡正向移动，平衡常数不变B降低温度，正反应速率比逆反应速率减小的程度小C平衡时SO2气体的转化率为50%D该条件下反应放出的热量【答案】A考点：考查化学平移动的影响的知识。【例2】【百强校2022届台州中学上学期第三次统考】在容积不变的密闭容器中进行反应：2SO2gO2g2SO3gH0。下列各图表示当其他条件不变时，改变

23、某一条件对上述反应的影响，其中分析正确的是（）A图I表示温度对化学平衡的影响，且甲的温度较高B图表示t0时刻使用催化剂对反应速率的影响C图表示t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响D图中a、b、c三点中只有b点已经达到化学平衡状态【答案】B【解析】试题分析：A、图中乙到达平衡时间较短，乙的温度较高，正反应放热，升高温度，平衡向逆反应方向移动，SO3的转化率减小，乙的温度较高，、故A错误；B、图在t0时刻正逆反应速率都增大，但仍相等，平衡不发生移动，应是加入催化剂的原因，B正确；C、增大反应物的浓度瞬间，正反速率增大，逆反应速率不变，之后逐渐增大，图改变条件瞬间，正、逆速率都增大，正反应速率增大

24、较大，平衡向正反应移动，应是增大压强的原因，C错误；D、曲线表示平衡常数与温度的关系，曲线上各点都是平衡点，D错误，答案选B。考点：本题主要是考查外界条件对化学反应速率、化学平衡的影响等【趁热打铁】【百强校2022届衡水中学上学期七调考试】雾霾天气肆虐给人类健康带来了严重影响。燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一。（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NOg2CO2CO2gN2gHa2，Bb1t2D右图中阴影部分面积更大E左图中阴影部分面积更大若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是_（填代号）。（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环

25、境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NO可以消除氮氧化物的污染。已知：CH4g2NO2gN2gCO2g2H2OgH=-867J/mol2NO2gN2O4gH=molH2Og=H2OlH=mol写出CH4催化还原N2O4g生成N2和H2Ol的热化学方程式：_。（3）CH4和H2Og在催化剂表面发生反应CH4H2OCO3H2，,该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表：该反应是_反应（填“吸热”或“放热”）。T时，向1L密闭容器中投入lmolCH4和lmolH2Og，平衡时cCH4=L，该温度下反应CH4H2OCO3H2的平衡常数K=_。【答案】（1）BC（2分）；BD（2分）；（2）CH4gN2O4g=N2g2H2OlCO2gH=mol（2分）；（3）吸热（2分）；（2分）；考点：考查图像方法在化学反应速率、化学平衡的应用、化学平衡状态的判断、化学平衡常数的计算和变化规律1对于化学平衡的有关图象问题，可按以下的方法进行分析：=1*GB3认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与勒沙特列原理挂钩。=2*GB3紧扣可逆反应的特征，搞清正反应方向是吸热还是放热，体积增大还是减小、不变，有无固体、纯液体物质参加或生成等。=3*GB3看清速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥。=4*GB3看清起点、拐点、终点，看清曲线