2022届新高考化学冲刺精准复习化学反应速率与化学平衡

2022届新高考化学冲刺精准复习

化学反应速率与化学平衡

核心素养变化观念与平衡思想

本专题主要结合实际生产命题，以定性、定量相结合的方

式综合考查化学反应速率和化学平衡，包括化学反应速率的

计算、影响化学平衡的因素及规律、平衡状态的判断、平衡

常数和转化率的计算，同时渗透对计算能力、数形结合能力、

考情预测语言组织能力等的考查。考查学生对信息的提取、应用能力。

预计2022年高考中，考查点主要有速率、平衡的影响；

平衡状态的判断；速率、平衡的相关计算等。特别是一些陌

生图像的分析，以及涉及速率、平衡的实验探究更应该加以

关注。

考法1、化学反应速率的计算及影响因素

1、数学表达式及单位

Ar,

y=屈，单位为mol-L'min1或mol-L'-sL

2、注意事项

(1)化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率，且无论用反应物

还是用生成物表示均取正值。

(2)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，

但表示的意义相同。

(3)不能用固体或纯液体表示化学反应速率，因为固体或纯液体的浓度视为常数。

3、影响化学反应速率的因素

(1)内因：反应物本身的性质

(2)外因：

增大反应物浓度，反应速率加快,反之减慢.

对于有气体参加的反应，增大乐强，反应

速率加快,反之减慢。

温度）一升高温度，反应速率加快，反之减慢

《赢沁一使用催化剂,能改变化学反应速率，且正、

7逆反应速率的改变程度幽.

反应物间的接触面积、光辎射、放射线箍射、

超声波等。

［注意】气体反应体系中充入惰性气体（不参加反应）时对反应速率的影响

（1）恒温恒容：充入“惰性气体”一总压增大一物质浓度不变（活化分子浓度

不变）一反应速率不变。

（2）恒温恒压：充入“惰性气体”一体积增大-物质浓度减小（活化分子浓度

减小）—反应速率减小。

4、有效碰撞理论

（1）活化分子：能够发生有效碰撞的分子。

（2）活化能：如图

反应过程

图中：Ei为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为田，反应热为⑸一及。

（注：艮为逆反应的活化能）

（3）有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。

（4）活化分子、有效碰撞与反应速率的关系

增大气体压强］

增大反应单位体积内分子总数增加，活化分

物的浓度(子数增加，活化分于仃分数不变

■_______—-

［碰撞几率社)=>(反应速率增大

吸收能量降低活化能

升高反应单位体积内分子总数不变，活化网使用催化剂:

体系的温度分子百分数增加,活化分子数增加

考法2、化学平衡状态及化学平衡移动

1、化学平衡状态的特征

z@—研究对象是可逆反应

®—化学平衡是一种动态平衡

化

学

平

衡

\③―正反应速率=逆反应速率*0

征

特

反应物和生成物的物质的俄

Y或浓度保持不变

L($)—条件改变，平衡状态可能改变.

7新条件下建立新的平衡状态

2、化学平衡状态判断的“两标志”

(1)本质标志：%E=V逆加。对于某一可逆反应来说，正反应消耗掉某反应物的速

率等于逆反应生成该反应物的速率。

(2)等价标志

是否已达

反应mA(g)+nB(g)-pC(g)+qD(g)

平衡状态

各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定平衡

混合物体

各物质的质量或各物质的质量分数一定平衡

系中各组

各气体的体积或体积分数一定平衡

分的含量

总压强、总体积、总物质的量一定不一定平衡

在单位时间内消耗nmolB,同时生成mmolA,

正、逆反平衡

BPv正二丫逆

应速率的

在单位时间内消耗nmolB,同时生成pmolC,

关系不一定平衡

均指v.

v(A):v(B)：v(C)：v(D)=m：n：p：q,v正不一

不一定平衡

定等于v逆

在单位时间内生成了nmolB,同时消耗qmolD,

不一定平衡

均指v逆

压强不再变化，当m+n#p+q时平衡

压强

压强不再变化，当m+n=p+q时不一定平衡

混合气体Mr一定，当m+n彳p+q时平衡

的平均相

对分子质Mr一定，当m+n=p+q时不一定平衡

量Mr

任何化学反应都伴随着能量变化，在其他条件不

温度平衡

变的情况下，体系的温度一定时

反应体系内有色物质的颜色不变，即有色物质的

颜色平衡

浓度不变

体系的若m+n=p+q,且p一定不一定平衡

密度p若m+nWp+q,恒温恒压且p—定平衡

混合体系各组分的浓度一定平衡

中各组分各组分的浓度相等不一定平衡

的浓度c(A)：c(B)：c(C)*c(D)=m:n：p：q不一定平衡

3、化学平衡移动与化学反应速率的关系

（1）v（正）＞v（逆）：平衡向正反应方向移动。

（2）v（正）=v（逆）：反应达到平衡状态，平衡不发生移动。

⑶火正）＜v（逆）：平衡向逆反应方向移动。

4、外界因素对化学平衡的影响

名\一增大反应物浓度或减小生成物浓度,平衡正向移动;

减小反应物浓度或增大生成物浓度，平.衡逆向移动

±对于反应前后气体分子数不等的反应，增大压强，平衡

(城)一向气体分子数逋小的方向移动；减小压强，平衡向气体

yy分子数幽的万向移动。若反应前后气体分子数相等.

改变压强平衡丕移动

僦\_升高温度，平衡向吸热反应方向移动;

降低温度，平衡句放热反应方向移动；

、傕化现一加入催化剂，不能使平衡发生移动

5、勒夏特列原理

如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强、以及参加反应的化学物

质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。

改变的条件减弱条件改变平衡移动的方向

升温阻止体系温度升高向吸热反应方向移动

加压阻止气体分子数增多向气体分子数减小的方向移动

增大反应物浓度阻止反应物浓度增大向正反应方向移动

6、等效平衡判断“四步曲”

第一步一看：观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数)，判断反应是反应前

后气体体积不变的可逆反应还是反应前后气体体积改变的可逆反应；

第二步一挖：挖掘反应条件，是恒温恒容还是恒温恒压，注意密闭容器不等于

恒容容器；

第三步一倒：采用一边倒法，将起始物质按可逆反应化学计量数之比转化成同一

边的物质；

第四步一联：联系等效平衡判断依据，结合题目条件判断是否达到等效平衡。

考法3、化学反应速率与化学平衡图像分析

1、速率一时间图像

反应加A(g)+〃B(g)s=tpC(g)+qD(g),〃z+〃>p+q,且△”〉()

V

0力增大c(A)»2升高温度力减小压强之加催化剂》

(l)n时增大反应物的浓度，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，而逆反应速

率逐渐增大；

(2)/2时升高温度，正反应和逆反应速率均增大，吸热反应的反应速率增大得快;

(3)/3时减小压强，容器容积增大，浓度变小，正反应速率和逆反应速率均减小,

正反应的反应速率减小得多；

(4)/4时使用催化剂，正反应速率和逆反应速率均瞬间增大但仍相等。

2.转化率(或含量)一时间图像

反应加A(g)+“B(g);=tpC(g)+qD(g),机+”>〃+<7,且A”>0

(1)图甲表示压强对反应物转化率的影响，对于气体反应物化学计量数之和大于

气体生成物化学计量数之和的反应，压强越大，反应物的转化率越大；

(2)图乙表示温度对反应物转化率的影响，对于吸热反应，温度越高，反应物的

转化率越大；

(3)图丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不

能改变反应物的转化率。

3.恒压(温)线(。表示反应物的转化率，c表示反应物的平衡浓度)

图①，若P1〉P2〉P3,则正反应为气体体积减小的反应，AHvO;

图②，若T1>T2,则正反应为放热反应。

分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线，即为等压线或等温线，然后分析

另一条件变化对该反应的影响。

4.特殊类型图像

(1)对于化学反应mA(g)+〃B(g)=pC(g)+qD(g),如图所示，M点前，表示从

反应物开始，外〉v逆；M点为刚达到平衡点；M点后为平衡受温度的影响情况，

即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应AHVO。

(2)对于化学反应机A(g)+〃B(g)；=spC(g)+qD(g),如图所示，L线上所有的点都

是平衡点。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点灯>丫逆；则L线的右下方(F点)，

(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。

OP

5、解题步骤

6、化学平衡图像题的解答原则

（1）“定一议二”原则。

在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量，确定横坐

标所表示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所表示的量，讨论横坐

标与曲线的关系。

（2）“先拐先平，数值大”原则。

在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的

温度较高或表示的压强较大。

考法4、化学平衡常数、转化率的相关计算

1、平衡常数表达式

对于反应mA（g）+〃B（g）npC（g）+qD（g）,K=需9黑（固体和纯液体

的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中）。

2、平衡常数常见应用

（1）判断、比较可逆反应进行的程度

一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应：

K值正反应进行的程度平衡时生成物浓度平衡时反应物浓度反应物转化率

越大越大越大越小越高

越小越小越小越大越低

（2）判断正在进行的可逆反应是否达到平衡或反应进行的方向

Qc<K：反应向正反应方向进行，。正>。逆

■Qc—K：反应处于化学平衡状态，0正=0逆

,Qc>K：反应向逆反应方向进行，。正<0逆

（3）判断可逆反应的热效应

_7K值增大f正反应为型反应

升图加度LK值减小-正反应为姐反应

,.「》K值增大正反应为型反应

I中7i低T温度工长值减小一正反应为吸於反应

【注意】

（1）K的大小只与温度有关，与反应物或生成物的起始浓度的大小无关。

（2）代入平衡常数表达式的是平衡浓度，而不是任意时刻的浓度，更不能将物质

的量代入。

（3）同一化学反应，可以用不同的化学方程式表示，每个化学方程式都有自己的

平衡常数表达式及相应的平衡常数。因此，要注意使用与化学方程式相对应的平

衡常数。

3、转化率的分析与判断

反应aA（g）+/?B（g）、、cC（g）+6/D（g）的转化率分析

①若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，达到平衡后，它们的转化

率相等。

②若只增加A的量，平衡正向移动，B的转化率提高，A的转化率降低。

③若按原比例同倍数地增加（或降低）A、B的浓度，等效于压缩（或扩大）容器体

积，气体反应物的转化率与其化学计量数有关。

।—>1II/.、r、

（a+b—c+dA、B的转化率不变

a+b>c+dA、B的转化率增大

[a+b<c+dA、B的转化率减小

考法5、化学反应进行的方向

1、化学反应方向的判据

△HvO的反应.有自发①同种物质的嫡值：S(g)>S6>S(s)

进行倾向.但②AS>0的反应，有自发进行的倾向，

的反应，有些也能自发ASV0的反应，有些也能自发进行,

进行，故该判据不全面故该判据也不全面

,令、

(免判据(△，))(燧判据(AS))

复合判据(AG=A”-TAS)

0

■

A“_7AS»0,同非自融行

A“_TAS=O,处于平衡状态

AH-7AS工0,反应自她行

2、复合判据应用规律

A//<0ASA”>0

AS>0ASX)

所有温度下反应高温下反应

都能自发进行能自发进行

AH<0°\H>0AH

AS<0AS<0

低温下反应所有温度下反应

能自发进行都不能自发进行

真题赏析1：(2021•广东卷，14)反应X=2Z经历两步：①X—Y；②Y—2Z。

反应体系中X、Y、Z的浓度。随时间『的变化曲线如图4所示。下列说法不正

确的是()

1(

P/

)E

；

A.a为c(X)随t的变化曲线BJ时，c(X)=c(Y)=c(Z)

C.4时，Y的消耗速率大于生成速率D.G后，c(Z)=2c0-c(Y)

答案：D

解析:

选项正误原因

反应X=2Z经历两步：①X—Y,②Y—2Z,随着不断反应，

AqX的浓度逐渐减小，Y的浓度先增加而后减小，Z的浓度逐

渐增大，可判断曲线。表示c(X)随t的变化情况

a时，X、Y、Z的物质的量浓度交于一点，即三者的物质的

Bq

量浓度相等

2时，Y的物质的量浓度在减小，即Y的消耗速率大于生成

Cq

速率

4后，X完全反应，若完全生成Z,则c(Z)=2c、o,但体系中存

DX

在一定量Y,由②反应可知，体系中c(Z)=2co-2c(Y)

真题赏析2：(2021•广东卷，19节选)我国力争于2030年前做到碳达峰，2060

年前实现碳中和。CH4与CO?重整是CO?利用的研究热点之一。该重整反应体系

主要涉及以下反应:

a)CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)

△“2

b)CO2(g)+H2(g)UCO(g)+H2O(g)

△%

c)CH4(g)^C(s)+2H2(g)

d)2co(g)=CC)2(g)+C(s)△“4

△%

e)CO(g)+H2(g)UH2O(g)+C(s)

(1)根据盖斯定律，反应a的△"产(写出一个代数式即可)。

(2)上述反应体系在一定条件下建立平衡后，下列说法正确的有

A.增大CO?与CH’的浓度，反应a、b、c的正反应速率都增加

B.移去部分C(s),反应c、d、e的平衡均向右移动

C.加入反应a的催化剂，可提高CH4的平衡转化率

D.降低反应温度，反应a~e的正、逆反应速率都减小

（3）一定条件下，CH,分解形成碳的反应历程如图所示。该历程分步

进行，其中，第步的正反应活化能最大。

（4）设KJ,为相对压力平衡常数，其表达式写法：在浓度平衡常数表达式中，用

相对分压代替浓度。气体的相对分压等于其分压（单位为kPa）除以

为（〃o=lOOkPa）。反应a、c、e的ln《随素（温度的倒数）的变化如图所示。

②反应C的相对压力平衡常数表达式为库=O

③在图8中A点对应温度下、原料组成为〃（82）：，«凡）=1:1、初始总压为1001^

的恒容密闭容器中进行反应，体系达到平衡时心的分压为40kPa,计算CH,的平

衡转化率，写出计算过程。

答案：（1）迅+阻一凶$或必一"（2分）

（2）AD（2分）

⑶4（1分）；4（1分）

"(%)、2

①ac(2分)；②I，。J(3分)；③迎嘉产-％(2分)

〃(CHJ

A)

解析：(1)根据题中所给出的热化学方程式和盖斯定律可知，a=b+c-e=c-d,则

有反应a的AW,=\H2+AW3-A//5=A/73-AW4。

(2)反应a、b、c中CO?与CHJ匀为反应物，增大反应物浓度，可增加反应a、

b、c的正反应速率，A项正确；C(s)为固体，移去部分C(s),对化学平衡无

影响，B项错误；催化剂只能改变反应速率，不影响化学平衡的移动，不能提高

C%的平衡转化率，C项错误；对于所有反应来说降低反应温度，正、逆反应速

率均减小，D项正确。

(3)结合题图1可知，反应过程中能量变化出现了4个峰，即吸收了4次活化

能，经历了4步反应，从左往右看4次吸收活化能过程中，第4次对应的峰最高,

即第4步正反应的活化能最大。

(4)①对于正反应为吸热的反应来说，升高温度，反应平衡应正向移动，导致相

增大，即吸热反应的相随温度的升高而增大，结合题图2可知，反应a、c均为

吸热反应。②根据题中所给出的相对压力平衡常数与，结合反应c,可表示出c

反应的《二总。

Po

f〃(旦)]

③结合题图2可知，A点对应的反应c的lnK；,=O,即与=1P。，代入数

P(CHJ

Po

据解得,p(CH4)=16kPa;根据初始总压为lOOkPa,且"(CO?)："(CH)=1:1可知,

初始时P(CH4)=50kPa,故平衡时CH4的转化率=迎黑处1x100%=68%。

50kPa

真题赏析3:(2021•湖南卷，11)已知：A(g)+2B(g)=3C(g)AW<0,向一恒温

恒容的密闭容器中充入ImolA和3molB发生反应，6时达到平衡状态I,在4时

改变某一条件，G时重新达到平衡状态H,正反应速率随时间的变化如图所示。

下列说法正确的是()

A.容器内压强不变，表明反应达到平衡B4时改变的条件：向容器中加入C

C.平衡时A的体积分数小秋U)>以I)D.平衡常数K:K(II)<K⑴

答案：BC

解析：

选项正误原因

该反应为等体积反应，所以反应过程中压强不会发生变化，则压

AX

强不变，不能说明反应达到平衡状态

在「2时，正反应速率瞬时不变，然后逐渐增大，则不可能是温度、

B7压强和催化剂引起的，应为增大了生