第二章 化学反应的方向、限度和速率（考点串讲）-2024-2025学年高二化学上学期期中考点大串讲（沪科版2020选择性必修1）

化学反应的方向、限度和速率第二章考点串讲目录CONTENTS01020304化学反应的限度化学反应的方向化学反应的速率工业合成氨思

维

导

图化学反应的方向1考

点

梳

理一、自发过程和自发反应考点01化学反应的方向自发过程自发反应含义在一定条件下，

不用借助外力

，就能自发进行的过程。在给定的条件下，可以

自发

进行到显著程度的化学反应。特征具有

方向性

，即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定不能自发进行

。举例高山流水，自由落体，冰雪融化钢铁生锈应用可被用来完成有用功。如H2燃烧可设计成

原电池

。非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将水分解为

H2和O2

。考

点

梳

理思维方法考点01化学反应的方向①自发过程可以是物理过程，不一定是处自发反应，而自发反应一定是自发过程。②某些自发反应需要在一定条件下才能自发进行，非自发反应具备一定条件下也能自发进行。③一般地，如果一个过程是自发的，其逆过程在相同条件下就是非自发的。④自发反应和非自发反应是可能相互转化的，某一条件下的自发反应可能在另一条件下就是非自发反应，如2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)是常温下的自发反应，而在高温条件下其逆反应是自发反应。考

点

梳

理二、判断化学反应方向的复合判据考点01化学反应的方向

焓判据与熵判据都有一定的局限性，不能用单一判据来判断化学反应进行的方向。在焓判据与熵判据的基础上，用复合判据来判断反应进行的方向更为准确典

例

精

讲考点01化学反应的方向【典例01-1】【自发过程与自发反应】下列反应属于非自发反应的是A．钠与水反应 B．氢气在氧气中燃烧生成水C．水分解变成氢气和氧气 D．氨气和氯化氢相遇变成氯化铵C典

例

精

讲考点01化学反应的方向【典例01-2】【化学反应方向的判断】下列内容与结论相对应的是D举

一

反

三考点01化学反应的方向【演练01】研究化学反应进行的方向对于反应设计等具有重要意义，下列说法正确的是A．ΔH<0、ΔS>0的反应在温度低时不能自发进行B．在其他外界条件不变的情况下，汽车排气管中使用催化剂可以改变产生尾气的反应方向C．冰在室温下自动熔化成水是一个熵增的过程D．一定温度下，反应MgCl2（l）

Mg（l）+Cl2(g)的ΔH<0、ΔS>0C化学反应的限度2考

点

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理一、可逆反应考点02化学反应的限度1.定义：在同一条件下，能向正向进行，又能向逆向进行的反应。N2+3H22NH3催化剂高温高压2.特征：1）相同条件下；2）正、逆反应同时进行3）反应物、生成物同时存在三同一小

任一组分的转化率都小于100%。方程式而用“”连接，而不用“=”3.表示：考

点

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理二、化学平衡状态的特征考点02化学反应的限度动态平衡平衡时,各组分的浓度保持一定(表征)当外界条件改变,原平衡发生移动研究的对象是可逆反应逆v正＝v逆≠0(本质特征)等动定变考

点

梳

理三、化学平衡状态的判定考点02化学反应的限度a.同一物质的生成速率等于其消耗速率直接标志——“正逆反应速率相等”c.在化学方程式同一边的不同物质，一种物质的生成速率与另一种物质的消耗速率之比等于化学计量数之比b.在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等化学计量数之比a.各组分的浓度不随时间的改变而改变b.各组分的质量分数、物质的量分数、体积分数不随时间的改变而改变速率必须一个是正反应速率，一个是逆反应速率，且经过换算后同一物质的消耗速率和生成速率相等v正＝v逆>0各组分的浓度保持一定考

点

梳

理三、化学平衡状态的判定考点02化学反应的限度浓度(反应物\生成物)物质的量(反应物\生成物)质量(固体/液体)颜色(有色物质)转化率(α反)间接标志——“变量不变”随反应进行一定改变的量有______________________当这些量不再变化时，反应达平衡。考

点

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理思维方法考点02化学反应的限度φ(B)＝nBn总ρ＝m总VM＝m总n总看系数看状态恒压恒容→m总pV＝nRT体积分数/物质的量分数——平均相对分子质量——密度——考

点

梳

理四、化学平衡常数及其应用考点02化学反应的限度1.数学表达式：对于一般的可逆反应，mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，当在一定温度下达到平衡时，K＝特别提醒：①化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡状态下的浓度,不能用任一时刻的浓度值。②化学平衡常数不表示反应的快慢,即化学反应速率大,K值不一定大。③使用催化剂能改变化学反应速率,但不会改变平衡常数。考

点

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理四、化学平衡常数及其应用考点02化学反应的限度速率必须一个是正反应速率，一个是逆反应速率，且经过换算后同一物质的消耗速率和生成速率相等2.意义K值越大，该反应进行得越完全，平衡时反应物的转化率越大；反之，K值越小，该反应进行得越不完全，平衡时反应物的转化率越小。一般来说，当K＞105，该反应就进行的基本完全了。平衡常数是表明化学反应限度的一个特征值，通常只受温度影响。如果正反应为放热反应，温度升高，K值减小；如果正反应为吸热反应，温度升高，K值增大；3.影响因素考

点

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理四、化学平衡常数及其应用考点02化学反应的限度4.应用利用平衡常数判断可逆反应的热效应m

A(g)+n

B(g)p

C(g)+q

D(g)对于可逆反应：考

点

梳

理四、化学平衡常数及其应用考点02化学反应的限度速率必须一个是正反应速率，一个是逆反应速率，且经过换算后同一物质的消耗速率和生成速率相等利用平衡常数判断化学反应进行的方向m

A(g)+n

B(g)p

C(g)+q

D(g)对于可逆反应：＝Q任意时刻，反应中各物质的浓度幂之积的比值cp(C)•

cq(D)

cm(A)•

cn(B)浓度商达到化学平衡状态时浓度商等于该温度下的K同一温度下：是否平衡或平衡移动的方向，可用该时刻浓度商Q与K比较大小来判断Q＝K

，处于化学平衡状态Q

＜K

，向正反应方向进行Q

＞K

，向逆反应方向进行考

点

梳

理五、化学平衡的影响因素考点02化学反应的限度速率必须一个是正反应速率，一个是逆反应速率，且经过换算后同一物质的消耗速率和生成速率相等改变的外界条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度向逆反应方向移动压强(对有气体参加的反应)反应前后气体体积改变增大压强(减小容器的容积)向气体分子总数减小的方向移动减小压强(增大容器的容积)向气体分子总数增大的方向移动反应前后气体体积不变改变压强平衡不移动温度升高温度向吸热反应方向移动降低温度向放热反应方向移动催化剂同等程度地改变v正、v逆,平衡不移动考

点

梳

理五、化学平衡的影响因素考点02化学反应的限度勒夏特列原理及其应用1.内容：对于一个已经达到平衡的体系，如果改变影响化学平衡的一个条件(如浓度、温度、压强)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。注意：①“减弱”不等于“消除”更不是“扭转”。②若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向。2.适用范围：仅适用于已达到平衡的反应体系，不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用该原理。3.必须有平衡移动，且实际移动方向符合理论移动方向考

点

梳

理思维方法考点02化学反应的限度①催化剂不能使平衡移动，无法用勒夏特列原理解释。②等体反应改变压强，平衡不移动，无法用勒夏特列原理解释。③改变平衡体系中固体或纯液体的量，平衡不移动，无法用勒夏特列原理解释。④恒温恒容条件下充入惰性气体，平衡不移动，无法用勒夏特列原理解释。⑤非平衡状态，不能用勒夏特列原理解释。⑥勒夏特列原理可判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。典

例

精

讲考点02化学反应的限度【典例02-1】【化学平衡状态的判定】绝热、恒容的密闭容器中，发生可逆反应：

。下列各项中不能说明该反应已经达到化学平衡状态的是A．体系的压强不再改变B．断裂2molH-S的同时，也断裂1molH-HC．体系的温度不再改变D．D典

例

精

讲考点02化学反应的限度【典例02-2】【化学平衡常数的相关计算】向一恒容密闭容器中加入1molCH4和一定量的H2O，发生反应：

。CH4的平衡转化率按不同投料比[

]，随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是A．该反应的平衡常数表达式：B．投料比：C．点a、b、c对应的平衡常数：D．反应温度为T1，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态D典

例

精

讲考点02化学反应的限度【典例02-3】【化学平衡的影响因素】一定条件下，在体积为10L的密闭容器中充入1molX和1molY进行反应：

，后反应达到平衡，生成Z的物质的量为0.3mol。下列说法正确的是

A．若再充入1molY，Y的体积分数增大B．若平衡时，再投入稀有气体氦(不参与反应)，平衡正向移动C．X的平衡转化率为40％D．若升高温度，X的体积分数增大，则该反应的ΔH>0A典

例

精

讲考点02化学反应的限度【典例02-4】【化学平衡的综合计算】在2L恒容密闭容器中充入2molX和1molY发生反应2X(g)+Y(g)

3Z(g)△H<0，反应过程持续升高温度，测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示，下列推断正确的是A．升高温度，平衡常数增大B．W点X的正反应速率等于M点X的正反应速率C．Q点时，Y的转化率最大D．平衡时充入X，达到新平衡时X的转化率增大C举

一

反

三考点02化学反应的限度【演练01】已知

。一定温度下，在体积恒定的密闭容器中，加入1molX（g）与1molY（g），下列说法正确的是A．充分反应后，放出热量为akJB．当X的物质的量分数不再改变，表明该反应已达平衡C．当反应达到平衡状态时，X与W的物质的量浓度之比一定为1∶2D．若增大Y的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小B举

一

反

三考点02化学反应的限度【演练02】在一定条件下，在容积为2L的密闭容器中，将2molA气体和3molB气体相混合，发生如下反应：2A(g)+3B(g)⇌xC(g)+3D(g)，4s后该反应达到平衡时，生成2.4molD，并测得C的反应速率为0.1mol·L-1·s-1，下列有关叙述错误的是A．x=1

B．0~4s内，v(B)=0.3mol·L-1·s-1C．α(A)：α(B)=1：1

D．该反应的平衡常数为64D举

一

反

三考点02化学反应的限度【演练03】在恒温恒容的密闭容器中，充入1molA和3molB发生反应

，其正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是A．混合气体密度不再改变，表明反应达到平衡 B．t2时改变的条件为向容器中加入BC．t2~t3时段，平衡正向移动 D．反应平衡常数K(II)=K(I)D化学反应速率3考

点

梳

理一、化学反应速率的描述考点03化学反应速率概

念单位时间内，反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量。表达式Δc表示某物质浓度的变化，常用单位mol·L－1Δt表示时间变化，常用单位s、min或h考

点

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理思维误区考点03化学反应速率②反应方程式中各物质的化学计量数之比等于各物质的化学反应速率之比，等于变化的浓度之比，等于变化的物质的量之比。③固体或纯液体（不是溶液），其浓度可视为常数，因此一般不用固体或纯液体表示反应速率①速率的单位也可表示为mol/(L·s)或mol/(L·min)，但是必须要加括号考

点

梳

理二、化学反应速率的比较考点03化学反应速率归一法若单位不统一，则要换算成相同的单位；若为不同物质表示的反应速率，则要换算成同一物质来表示反应速率；再比较数值的大小。比值法比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率v(A)av(B)b>考

点

梳

理三、化学反应速率的计算考点03化学反应速率方法一：公式法v=△c△t对于一个化学反应，其v

可用任何一种物质的c随时间的变化来表示。mA+nB=pC+qDv(A)m=v(B)nv(C)p=v(D)q=v(A):

v(B):

v(C):

v(D)

＝m:n:p:q反应速率之比＝

化学计量数

之比考

点

梳

理三、化学反应速率的计算考点03化学反应速率方法二：三段式“三段式”计算一般步骤：2)写出各物质的起始量、变化量、某时刻量转化量之比Δc=化学计量数之比

转化率考

点

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理四、化学反应速率的测定考点03化学反应速率1.测定原理2.测定方法通过测量一定时间内释放出气体的体积或气体的压强变化或颜色的深浅、光的吸收、导电能力等。测定反应中不同时刻任一种化学物质的浓度及其相关的可观测量。考

点

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理四、化学反应速率的测定考点03化学反应速率3.化学反应快慢的描述（以实验室制备H2为例）定性描述

①测定收集一定体积的H2时所用的时间；

②测定一段时间内溶液中H＋浓度的变化；

③测定一段时间内锌粒质量的变化。

④测定一定时间内收集的H2的体积。定量描述①观察产生气泡的快、慢；②观察试管中剩余锌粒的质量的多、少；③用手触摸试管，感受试管外壁温度的高、低考

点

梳

理四、化学反应速率的测定考点03化学反应速率4.气体体积的测定（3）视线与量气管凹液面最低处相平（b）（2）调节量气管高度，使量气管与水准管两端液面相平（1）恢复到室温状态读数时注意：考

点

梳

理思维方法考点03化学反应速率影响因素物质结构与性质温

度浓

度固体表面积催化剂实验方法：控制变量法定

性定

量考

点

梳

理五、影响化学反应速率的因素考点03化学反应速率1．有效碰撞理论（1）基元反应：大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中每一步反应都称为基元反应。如2HI===H2＋I2的2个基元反应为2HI―→H2＋2I·、2I·―→I2。（2）反应机理：先后进行的基元反应反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反应机理。（3）基元反应发生的先决条件基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞，但是并不是每一次分子碰撞都能发生化学反应。（4）有效碰撞概念：能够发生化学反应的碰撞。条件：具有足够的能量；具有合适的取向。与反应速率的关系：有效碰撞的频率越高，则反应速率越快。考

点

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理五、影响化学反应速率的因素考点03化学反应速率（5）活化能和活化分子①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是一定的。②活化能：活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能。（6）反应物、生成物的能量与活化能的关系图考

点

梳

理五、影响化学反应速率的因素考点03化学反应速率2．基元反应发生经历的过程3．活化分子、有效碰撞与反应速率的关系考

点

梳

理五、影响化学反应速率的因素考点03化学反应速率4．催化剂对反应的影响①催化剂参与反应，降低反应的活化能，加快反应速率②催化剂不能改变反应热，可以降低反应所需的温度，减小反应的能耗③总反应的活化能大于催化反应过程中各分反应的活化能④催化剂具有选择性：相同反应物用不同催化剂生成物不同考

点

梳

理五、影响化学反应速率的因素考点03化学反应速率项目外界条件的改变活化能分子总数单位体积

内活化分子数活化分子百分数有效碰撞次数化学反应速率反应物浓度增大不变增加增加不变增加增大减小不变减少减少减少减小压强(有气体参加的反应)增大(减小容器的容积)不变不变增加不变增加增大减小(增大容器的容积)不变不变减少减少减小温度升高不变不变增加增加增加增大降低不变不变减少减少减少减小催化剂使用降低不变增加增加增加增大考

点

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理思维方法考点03化学反应速率浓度增大压强增大温度升高催化剂体积不变体积缩小分子能量增加降低反应所需的能量单位体积内分子总数增多，活化分子百分数不变单位体积内分子总数不变，活化分子百分数增大单位体积内活化分子数增多有效碰撞次数增多反应速率加大考

点

梳

理思维方法考点03化学反应速率E(能垒1)=E(过渡态)-E(吸附态)=[a-(-b)]eV=(a+b)eVΔH=E(生成物)-E(反应物)=(-d-0)eV=-deV反应历程中能垒最大的基元反应是决定反应速率快慢的决速步骤利用反应机理图像分析活化能(能垒)对化学反应速率的影响 典

例

精

讲考点03化学反应速率【典例03-1】【化学反应速率的比较】反应

在四种不同情况下的反应速率分别为①

；②

；③

；④

，该反应进行的快慢顺序为A．④>③=②>① B．①>②=③>④ C．①>②>③>④ D．④>③>②>①A典

例

精

讲考点03化学反应速率【典例03-2】【化学反应速率的计算】在1L的密闭容器中进行反应

，已知0~10min内A的物质的量由0.5mol减小到0.2mol，则用C的浓度变化表示的反应速率为A．0.01mol/（L·min）

B．0.06mol/（L·min）C．0.02mol/（L·min）

D．0.04mol/（L·min）B典

例

精

讲考点03化学反应速率【典例03-3】【化学反应速率的影响因素】某温度下，在体积一定的密闭容器中进行如下反应：2X(g)+Y(g)⇌Z(g)+W(s)

△H>0，下列叙述正确的是A．恒温，将容器的体积压缩，可增大单位体积内活化分子的百分数，有效碰撞几率提高B．加入少量W，逆反应速率增大C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小D．在容器中加入氩气，反应速率不变D举

一

反

三考点03化学反应速率【演练01】反应

，经2min后，B的浓度减少了0.6mol·L-1。对此反应速率的正确表示是A．用A表示的反应速率是0.4mol·L-1·min-1B．在2min末时的反应速率，用反应物B来表示是0.3mol·L-1·min-1C．分别用B、C、D表示反应的速率，其比值是3∶2∶1D．在这2min内用B和C表示的反应速率的值都是相同的D举

一

反

三考点03化学反应速率【演练02】某温度下，关于可逆反应mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)

ΔH＜0，下列说法正确的是A．其他条件不变，升高温度，活化能减小，活化分子百分数增加，速率增大B．其他条件不变，恒容条件下，通入稀有气体(不参加反应)，正、逆反应速率均增大C．其他条件不变，减小C(g)的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小D．其他条件不变，压缩体积增大压强，活化分子百分数不变，有效碰撞几率增加D工业合成氨4考

点

梳

理一、合成氨条件的选择考点04工业合成氨1.合成氨反应特点2.提高合成氨反应速率和平衡转化率的条件比较

提高化学反应速率提高平衡转化率综合结果压强高压高压高压温度高温低温兼顾化学反应速率和平衡转化率，且考虑催化剂活性，选取适宜温度催化剂使用无影响使用浓度增大反应物浓度增大反应物浓度，减小生成物浓度增大反应物浓度，且不断将生成物及时分离出来考

点

梳

理一、合成氨条件的选择考点04工业合成氨压强10MPa~30MPa。不采用更高压强的理由是压强越大，对设备的要求越高、需要的动力越大温度400~500℃。工业合成氨温度不能太高的理由：①合成氨反应为放热反应，升高温

度，平衡转化率降低；②500℃左右时催化剂(铁触媒)活性最大，温度过高，催化剂活性减弱催化剂使用铁触媒做催化剂，能够加快反应速率，缩短到达平衡的时间浓度N2和H2的物质的量之比为1∶2.8的投料比，氨及时从混合气中分离出去，提高原料的利用率3.工业合成氨的适宜条件及分析考

点

梳

理二、工业合成氨的生产流程考点04工业合成氨1.造气原料气中氮气来自空气，从空气中获得氮气通常有两种方法:一是将空气液化、蒸发，分离出氮气;二是将空气中的氧气跟碳作用生成二氧化碳，再除去二氧化碳，即得到氮气。而氢气则用水、煤、天然气、石油等为原料制得。如以天然气为原料制取氢气，反应可简单表示为:H2O+CH4

CO+3H2H2O+CO

CO2+H22.净化在制取原料气的过程中，常混有一些杂质气体，其中如H,S、CO等杂质会使合成氨所用的催化剂中毒，所以必须除去。考

点

梳

理二、工业合成氨的生产流程考点04工业合成氨3.合成净化后的原料气经过压缩机压缩至高压，加压后的H2、N2，需加热到催化剂的活性温度后才能进入氨合成塔中的催化区，在催化剂表面反应生成氨。从合成塔出来的混合气体中氨含量为10%~20%，需要将产品氨与未反应的H2、N2分离，将未反应的H2、N2作为循环气再返回合成塔。合成氨反应为放热反应，可通过热交换器有效利用此反应热来预热反应前的H2、N2，降低合成氨的成本。未来：研制在更低温度和压强下具有更高活性的催化剂。考

点

梳

理二、工业合成氨的生产流程考点04工业合成氨考

点

梳

理三、工业合成适宜条件的选择考点04工业合成氨1、选择化工生产适宜条件的分析角度条件原则从化学反应速率分析既不能过快，又不能太慢从化学反应限度分析既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性从原料的利用率分析增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本从实际生产能力分析如设备承受高温、高压能力等从催化剂的使用活性分析注意温度对催化剂的活性的限制考

点

梳

理三、工业合成适宜条件的选择考点04工业合成氨2、选择工业合成适宜条件的原则（1）温度①所选温度兼顾反应速率快，产品含量高。②尽可能选择催化剂的最大温度。（2）压强①所选压强对反应物转化率的影响变化幅度大。②压强不能无限大，防止增大设备成本和动力成本。（3）催化剂①选用催化效率高的催化剂。②催化剂对反应有选择性，同一反应物选用不同的催化剂，产物可能不同。③某些物质能够使催化剂中毒，失去活性。（4）浓度：原料尽可能循环利用①适当增大廉价物质的浓度，提高难获得原料的转化率。②必要时可以采用循环反应，以增大原料利用率。（5）反应热的综合利用：一般采用热交换器。（6）反应容器的选择：恒压容器有利于提高反应物的转化率。典

例

精

讲考点04工业合成氨【典例04-1】【合成氨适宜条件的选择】氨对发展农业有着重要意义，也是重要的化工原料。合成氨的生产流程示意如下。典

例

精

讲考点04工业合成氨下列说法不正确的是A．原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生B．合成氨一般选择400~500℃进行，主要是让铁触媒的活性最大，平衡转化率高C．热交换的目的是预热原料气，同时对合成的氨气进行降温利于液化分离D．新型锰系催化剂将合成氨的温度、压强分别降到了350℃、1MPa，显著降低合成氨的能耗B典

例

精

讲考点04工业合成氨【典例04-2】【工业合成氨的流程分析】工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖。工业合成氨生产示意图如图所示。（1）下列有关合成氨工业的说法正确的是___________。A．工业合成氨的反应是熵减小的放热反应，在低温或常温时可自发进行B．合成氨反应中，反应物的总键能小于产物的总键能C．合成氨厂一般采用的压强为

，因为该压强下铁触媒的活性最高D．N2的量越