2024届高三化学二轮复习 选择题突破8：化学反应速率与化学平衡（含解析）

选择题突破8化学反应速率与化学平衡

【真题回顾】

命题角度1化学反应速率与化学平衡的描述分析

1.（2022.海南卷）某温度下，反应CH2==CH2（g）+H2O（g）MCH3cH20H（g）在密闭容

器中达到平衡，下列说法正确的是（）

A.增大压强，vQv逆，平衡常数增大

B.加入催化剂，平衡时CH3cH20H（g）的浓度增大

C.恒容下，充入一定量的H2O（g）,平衡向正反应方向移动

D.恒容下，充入一定量的CH?===CH2（g）,CH2===CH2（g）的平衡转化率增大

2.（2022.浙江6月选考）恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解

反应：2NH3（g）=N2（g）+3H2（g）,测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时

间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是（）

C(NH3)/时间/min

编

(10—31noi.J7*)

020406080

号

去血积/面一一」；

①a2.402.001.601.200.80

②a1.200.800.1()x

③2a2.1()1.600.800.400.40

A.实验①，0〜20min,v（N2）=l.OOxlO5mol-L^min1

B.实验②，60min时处于平衡状态，/0.40

C.相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大

D.相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大

命题角度2化学反应速率与化学平衡的图像分析

3.（2023・湖南卷）向一恒容密闭容器中加入1molCH4和一定量的H2O,发生反应:

CH4（g）+H2O（g）^CO（g）+3H2（g）oCH4的平衡转化率按不同投料比

随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是（）

A.X1<X2

B.反应速率：VbiE<Vc正

C.点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb=Kc

D.反应温度为Ti,当容器内压强不变时，反应达到平衡状态

4.（2023•山东卷改编）一定条件下，化合物E和TFAA合成H的反应路径如下:

N/OOCCF,

F

+CF3CO,H

-CF：!CO2H

GHTFAA

已知反应初始E的浓度为0.10mol-L-1,TFAA的浓度为0.08mol-L-1,部分物种

的浓度随时间的变化关系如图所示，忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确

的是（）

7

T

C

E

'

AJi时刻，体系中无E存在

B12时刻，体系中无F存在

C.E和TFAA反应生成F的活化能很小

D.反应达平衡后，TFAA的浓度为0.08mol-L-1

命题角度3反应历程（机理）分析

5.（2023・湖南卷）N2H4是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应

用。我国科学家合成的某Ru(H)催化剂(用[L—RU—NH3]+表示)能高效电催化氧化

NH3合成N2H4,其反应机理如图所示。

+

阳4/2[L-RU-NH3]

2NH

2+2[L-RU-NH.,]2+

H2

N-RU-L

/2NH

L-Ru-N

H2\./'2NH；

+

+2[L-RU-NH2]

2[L-RU-NH2]

(M)二

下列说法错误的是()

A.Ru(n)被氧化至Ru(HI)后，配体NH3失去质子能力增强

B.M中Ru的化合价为+3

C.该过程有非极性键的形成

D.该过程的总反应式：4NH3—2e-==N2H4+2NHI

6.(2023•浙江1月选考)标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程

示意图如下[已知02(g)和02(g)的相对能量为0],下列说法不正确的是()

f相对能量/(kJ•moL)

耳卜——”：

E

2

E

3

E

4

E

5

E

6

A.E6一53=妨一及

B.可计算Cl—C1键能为2(E2—E3)kJ-moF1

C.相同条件下，03的平衡转化率：历程II＞历程I

D.历程I、历程n中速率最快的一步反应的热化学方程式为：C10(g)+

0(g)=02(g)+Cl(g)A//=(£，5­£4)kJ-mol-1

【考点剖析】

微点1化学反应速率、化学平衡及影响因素

【典题精练】

1.(2023•天津红桥区一模)二氧化碳催化加氢制甲醇的反应为3H2(g)+CO2(g)w

H2O(g)+CH3OH(g)AH<0o下列说法正确的是()

A.增大压强，平衡正向进行，该反应的平衡常数K增大

B.升高温度可使该反应的正反应速率增大，逆反应速率减小

C.温度越低越有利于该反应的进行，从而提高甲醇的生产效率

D.使用高效催化剂，可降低反应的活化能，增大活化分子百分数

2.(2023・沈阳质检)某温度下，恒容密闭容器内加入等物质的量的H2和12发生反应

H2(g)+l2(g)^2HI(g),v正=左正C(H2)C(I2),k为速率常数。反应一段时间后达到平衡。

下列说法错误的是()

A.若，<308K>=89%则该反应AH<0

k正(298K)

B.加入一定量HL混合气体颜色变深

C.加入一定量氧气，容器内压强增大，反应速率不变

D.加入等物质的量的H2和12,H2转化率不变

3.(2023•石家庄质检)T℃时，向体积恒定为2L的密闭容器中充入Q(s)发生反应:

Q(s)：M(g)+N(g)AH>0,K=0.0625o实验测得〃(Q)随时间⑺的变化关系如下表

所示：

“min020406080

n(Q)/mol1.000.800.650.550.50

下列叙述错误的是()

A.0〜20min内，用M(g)表示的平均反应速率v(M)=0.005mol-L^-min1

B.其他条件不变，升高温度，N(g)的生成速率和平衡产率均增大

C.其他条件不变，加入催化剂，80min时Q(s)的转化率不变

D.若起始时向该容器中加入2.00molQ(s),达到平衡时0.25mol-L-1<c(M)<0.5

mol-L1

【智能提升】

1.化学反应速率计算的两种方法

加(B)

……Ac(B)V-

⑴公式法…(B)=F^=F^

(2)比值法

同一化学反应，各物质的反应速率之比等于反应方程式中的化学计量数之比。对

,…小八(A)v(B)v(C)

于反应：机A(g)+〃B(g)="C(g)+qD(g)来说，则有一--=---=---=

v(D)

Q°

2.化学反应速率的影响因素

(1)内因----活化能

相同条件下，不同化学反应的速率不同，主要是内因一活化能大小不同，活化

能小的化学反应速率快，活化能大的化学反应速率慢。

⑵外因——浓度、压强、温度、催化剂、光照、接触面积等

①浓度(c)：增大(减小)反应物浓度一单位体积内活化分子数目增加(减少)，活化分

子百分数不变一有效碰撞频率提高(降低)一化学反应速率加快(减慢)；

②压强⑦)：对于气相反应来说，增大(减小)压强一相当于减小(增大)容器容积一相

当于增大(减小)反应物的浓度一化学反应速率加快(减慢)；

③温度(T)：升高(降低)温度一活化分子百分数增大(减小)一有效碰撞频率提高(降

低)一化学反应速率加快(减慢)；

④催化剂：使用催化剂一降低反应的活化能一活化分子百分数增大一有效碰撞频

率提高一化学反应速率加快。

3.“两方法”、“三关注”判断化学平衡状态

(1)“两方法”——逆向相等、变量不变。

①“逆向相等”：反应速率必须一个是正反应的速率，一个是逆反应的速率，且经

过换算后同一种物质的消耗速率和生成速率相等；

②“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；一个

随反应的进行保持不变的量，不能作为是否达到平衡状态的判断依据。

(2)“三关注”

①关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压还是绝热容器；

②关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；

③关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。

4.“三角度”判断化学平衡移动的方向

(1)通过比较平衡破坏瞬间的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。

①若外界条件改变，引起丫正>丫逆，则化学平衡向正反应方向移动；

②若外界条件改变，引起V正逆，则化学平衡向逆反应方向移动；

③若外界条件改变，虽能引起V正和V逆变化，但变化后新的M正和M逆仍保持相等，

则化学平衡不发生移动。

（2）通过比较浓度商（0）与平衡常数（㈤的大小来判断平衡移动的方向。

①若Q>K,平衡逆向移动；

②若Q=K,平衡不移动；

③若QCK,平衡正向移动。

（3）依据勒夏特列原理判断

如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度等），平衡就向能够减弱这种

改变的方向移动。

①当增大反应物的浓度时，平衡向正反应方向移动，反之向逆反应方向移动；

②当升高反应温度时，平衡向吸热反应方向移动，反之向放热反应方向移动；

③在有气体参加或生成的可逆反应中，当增大压强时，平衡总是向气体体积缩小

的方向移动，反之向气体体积增大的方向移动。

微点2化学反应速率与化学平衡图像

【典题精练】

4.（2023•广州测试）恒容密闭容器中，在硫⑸）与CH4为原料制备CS2,S8受热分解

成气态S2,S2发生反应2s2（g）+CH4（g）》CS2（g）+2H2s（g）AH。CH4的平衡转化

率、S2的体积分数随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是（）

温度/七

A.AH>0

B.温度升高，S8分解率增大，S2体积分数增大

C.向平衡体系中充入稀有气体，平衡向右移动

D.其他条件相同，S2体积分数越大，CH4的平衡转化率越小

5.(2023•佛山一模)向1L的恒容密闭容器中加入1molX和3moiY,发生反应X(g)

+3Y(g户2Z(g),X的转化率a随温度t的变化如图所示(不同温度下的转化率均为

反应第lOmin数据)。下列说法正确的是()

A.a点的反应速率v(Z)=0.03mol-L^min1

B.a、b、c点对应的v(Y)逆大小关系为：b>c>a

C.c点时，每消耗3molY的同时，消耗2molZ

D.若将容器体积扩大为2倍，则c点对应温度下的a(X)增大

6.(2023・大连双基测试)SC12可用作有机合成的氯化剂。在体积为2L的密闭容器

中充入1molSCb(g),发生反应：2SCb(g)MS2c12(g)+Cb(g),图中所示曲线分别

表示反应在10min时和平衡时SCh的转化率(a)与温度(7)的关系。下列说法正确

的是()

1

()8(

8

%

>7

u一6

)s

d5(4

3

4(5()6()8(

A.2SC12(g)wS2cl2(g)+C12(g)的AH<0

B.55℃,0〜lOmin,以S2cI2表示反应的平均速率为0.025moLLlmiiTi

C.当容器中混合气体的平均相对分子质量恒定不变时，反应达到平衡状态

D.82℃,若起始时在该密闭容器中充入SCI2、S2c12和C12各5moL则此时

V(逆)<v(正)

【智能提升】

1.利用图像惭点”判断影响反应速率的外界条件

可逆反应达到平衡后，若某一时刻改变外界条件，速率一时间图像的曲线可能会

出现“渐变”或“突变”。根据“断点”前后速率的大小变化，即可对外界条件的变化

情况作出判断。

平衡移动方向

图像速率变化分析条件变化判断

判断

V

M正突变，

1V，。逆V,逆渐变，增大反应物浓度平衡正向移动

小逆

且正>,逆

时MM

①降低温度（正反应

V

M正、M逆都突然减小,放热）；

&逆平衡正向移动

且M正>?'逆②减小压强（正反应

C时商

气体总体积增大）

①使用催化剂；

V‘正、V'逆都突然增大，

②增大压强（反应前平衡不移动

y卜逆且增大程度相同

后气体总体积不变）

C时M

2.两种典型的图像

（1）转化率（或百分含量）与温度变化图像

(

金

®

讴

)

<

［析图关键］表示两个外界条件同时变化时，反应物A的转化率变化情况，解决

这类图像一般采用“定一议二”的方法，即把自变量（温度、压强）之一设为恒量，

讨论另外两个变量的关系。如：图1中，当压强相等（任意一条等压线）时，升高

温度，A的转化率增大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，即正反应为吸热

反应。当温度相等时，在图1中作垂线，与三条等压线交于三点，这三点自下而

上为增大压强，A的转化率增大，说明增大压强平衡向正反应方向移动，即正反

应为气体体积减小的反应。

（2）转化率（或百分含量）与压强变化图像

(

£

囹

然

v)

［析图关键］图3中，当温度相等（任意一条等温线）时，增大压强，A的转化率增

大，说明增大压强平衡正向移动，即正反应是气体体积减小的反应。当压强相等

时，在图3中作垂线，与两条等温线交于两点，这两点自下而上为降低温度，A

的转化率增大，说明降低温度平衡正向移动，即正反应为放热反应。

参考答案

真题回顾

l.c［A.该反应是一个气体分子数减少的反应，增大压强可以加快化学反应速率,

正反应速率增大的幅度大于逆反应的，故VE>V逆，平衡向正反应方向移动，但

是因为温度不变，故平衡常数不变，A不正确；B.催化剂不影响化学平衡状态，

因此，加入催化剂不影响平衡时CH3cH20H(g)的浓度，B不正确；C.恒容下，

充入一定量的H20(g),H20(g)的浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正确；

D.恒容下，充入一定量的CH2===CH2(g),平衡向正反应方向移动，但是

CH2===CH2(g)的平衡转化率减小，D不正确。］

313

2.C［实验①中，0〜20min,v(N2)=|v(NH3)=|x(2.40x10^mol-L~-2.00xIO-

mol-Lmin=1.00x105mol-L'-minA正确；催化剂表面积大小只影响

反应速率，不影响平衡，则实验③达平衡时氨气浓度也为4.00x10-4moLL-i,而

恒温恒容条件下，实验②相对于实验③为减小压强，平衡正向移动，因此实验②

60min时处于平衡状态，x<0A,即/0.4,B正确；实验①、实验②中0〜20min、

20〜40min氨气浓度变化量相同，速率相同，实验①是实验②中氨气初始浓度的

两倍，相同条件下，增加氨气浓度，反应速率并没有增大，C错误；对比实验①

和实验③，氨气浓度相同，实验③中催化剂表面积是实验①中催化剂表面积的2

倍，实验③先达到平衡状态，实验③的反应速率大，D正确。］

3.B［A.一定条件下，增大水的浓度，能提高CH4的转化率，即x值越小，CH4

的转化率越大，则X1<X2,故A正确；B.b点和c点温度相同，CH4的起始物质的

量都为1mol,b点x值小于c点，则b点加水多，反应物浓度大，则反应速率：

他正>也正，故B错误；C.由图像可知，x一定时，温度升高CH4的平衡转化率增

大，说明正反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，K增大；温度相同，K不

变，则点a、b、c对应的平衡常数：Ka<Kb=Kc,故C正确；D.该反应为气体分

子数增大的反应，反应进行时压强发生改变，所以温度一定时，当容器内压强不

变时，反应达到平衡状态，故D正确。］

4.C［一定条件下，化合物E和TFAA合成H的反应路径中，共发生三个反应：

©E+TFAA->F②F->G③GMH+TFAA4之后的某时亥U，H为0.02moLL

-1,此时TFAA的浓度仍为0,则表明0.10mol-L_1E、起始时的0.08mol-L_1TFAA、

G分解生成的0.02mol-L-1TFAA全部参加反应，生成0.10molirF；在B时

亥！I，H为0.08mol-L-1,TFAA为0.06mol-L_1,G为0.01mo］L-i,则F为0.01mol-L

一1。A用时刻，H的浓度小于0.02mol-L'1,此时反应③生成TFAA的浓度小于

0.02mol-L-1,参加反应①的E的浓度小于0.1moLL-i,所以体系中有E存在，

A错误；B.由分析可知，念时亥U，H为0.08moLL-ITFAA为0.06mol1-IG

为0.01moLL-i,则F为0.01moLL-i,所以体系中有F存在，B不正确；C力之

后的某时刻，H为0.02mol-L-1,此时TFAA的浓度仍为0,表明此时E和TFAA

完全反应生成F,所以E和TFAA生成F的反应速率快，反应的活化能很小，C

正确；D.在B时刻，H为0.08mol-L-ITFAA为0.06mol1-IG为0.01mol］一

IF为0.01moLL-i,只有F、G全部转化为H和TFAA时，TFAA的浓度才能

为0.08mol，I而G^H+TFAA为可逆反应，所以反应达平衡后，TFAA的浓

度一定小于0.08moLL-i,D不正确。］

5.B［A.Ru(II)被氧化至Ru(HI)后，［L—Ru—NH3］2+中的RU带有更多的正电荷，

其与N原子成键后，Ru吸引电子的能力比Ru(II)强，这种作用使得配体NH3

中的N—H极性变强且更易断裂，因此其失去质子(H+)的能力增强,A说法正确；

B.Ru(II)中Ru的化合价为+2,当其变为Ru(HD后，Ru的化合价变为+3,Ru(III)

失去1个质子后，N原子有1对孤电子对，Ru的化合价不变；M为［L—Ru—NH2］

+,当［L—Ru—NH2］+变为M时，N原子的孤电子对拆为2个电子并转移给Rui

个电子，其中Ru的化合价变为+2,因此，B说法不正确；C.该过程M变为［L

—Ru—NH2—NHz—Ru—L］2+时，有N—N形成，N—N是非极性键，C说法正

确;D.从整个过程来看,4个NH3失去了2个电子后生成了1个N2H4和2个NH：,

Ru(II)是催化剂，因此，该过程的总反应式为4NH3—2e-=N2H4+2NHj,D说

法正确。］

6.C［对比两个历程可知，历程II中增加了催化剂，降低了反应的活化能，加快

了反应速率。A项，催化剂能降低活化能，但是不能改变反应的焰变，因此E6

—E3=ES—E2,A正确；B项，已知C12(g)的相对能量为0,对比两个历程可知，

Cl(g)的相对能量为此—E3)kJ.mo「，则Cl—Cl键能为2®—E3)kJ.mo「，B正

确；C项，催化剂不能改变反应的平衡转化率，因此相同条件下，03的平衡转

化率：历程n=历程i,c错误；D项，活化能越低，反应速率越快，由图像可

知，历程n中第二步反应的活化能最低，所以速率最快的一步反应的热化学方程

-1

式为：C10(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g)AH=(E5-E4)kJ-mol,D正确；故选Co]

考点剖析

微点1

典题精练

l.D[A.该反应的正反应是气体分子数减小的反应，因此增大压强，平衡向正向

进行，但平衡常数K不变，平衡常数K只与温度有关，A项错误；B.升高温度

可使该反应的正、逆反应速率均增大，B项错误；C.反应的正反应是放热反应，

在一定范围内，降低温度有利于平衡向正向移动，能提高甲醇的生产效率，温度

过低不利于反应的进行，C项错误；D.使用高效催化剂，可降低反应的活化能,

增大活化分子百分数，增加反应速率，D项正确。]

2.A1308K，=8.99,说明温度升高，左正增大，但不能说明该反应为放热反应，

k正(298K)

A项错误；加入一定量HL平衡逆向移动，c(b)增大，混合气体颜色变深，B项

正确；加入一定量氤气，容器内压强增大，但反应体系中各物质浓度不变，反应

速率不变，C项正确；加入等物质的量的H2和12,相当于增大压强，该反应前

后气体分子数不变，加压时平衡不移动，故H2转化率不变，D项正确。]

3.D[0~20min,Q的物质的量减少0.2mol,生成M的物质的量为0.2mol,v(M)

=0.2mol+2L+20min=0.005mol.L-i.miiTi,A项正确；该反应为吸热反应，其

他条件不变，升高温度平衡正向移动，N(g)的生成速率和平衡产率均增大，B项

正确；80min时，Q反应0.5mol,M的物质的量为0.5mol,N的物质的量为0.5

mol,c(M)=c(N)=0.5moR2L=0.25mol-LSQc=c(M)-c(N)=0.25x0.25=0.062

5=K,说明80min时反应达到平衡状态，由于催化剂不影响化学平衡，故其他

条件不变，加入催化剂，80min时Q(s)的转化率不变，C项正确；若起始时向该

容器中加入2.00molQ(s),设达平衡时c(M)=c(N)=xmol-L-i,则K=c(M>c(N)

=f=0.0625,解得x=0.25,故D项错误。]

微点2

典题精练

4.B［根据图示，升高温度，CH4的平衡转化率减小，说明平衡逆向移动，则正

反应为放热反应，AH<0,A项错误；S8(s)w4s2(g)为吸热反应，2s2(g)+CH4(g户

CS2(g)+2H2s(g)为放热反应，升高温度，S8(S)%S2(g)平衡正向移动，S8分解率增

大,2s2值)+€^4色)?252出)+21125值)平衡逆向移动，S2体积分数增大,B项正确；

向平衡体系中充入稀有气体，体系中各物质浓度不变，平衡不移动，C项错误；

其他条件相同，S2体积分数增大，相当于增大S2浓度，2s2(g)+CH4(g)》CS2(g)

+2H2s(g)平衡正向移动，CH4的平衡转化率增大，D项错误。］

5.C［A.由题干图像信息可知,a点X的转化率为3