专题十二化学反应速率与化学平衡（专讲）-冲刺2023年高考化学二轮复习核心考点逐项突破（原卷版）

专题十二化学反应速率与化学平衡考点一化学反应速率及其影响因素1．化学反应速率的计算v(B)＝eq\f(Δc（B）,Δt)＝eq\f(Δn（B）,V·Δt)。用上式进行某物质反应速率计算时需注意以下几点：(1)浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。(2)化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是即时速率，且计算时取正值。(3)同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比。(4)计算反应速率时，若给出的是物质的量的变化值，要转化为物质的量浓度的变化值(计算时一定要除以体积)，再进行计算。2．化学反应速率快慢的比较方法首先看用各物质表示的速率单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。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。具体方法有：(1)归一法：换算成用同一种物质表示的速率，一般换算成化学计量数小的物质。(2)比值法：用各物质表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数，然后再对求出的数值进行大小排序，数值大的反应速率快。如反应mA＋nB=pC＋qD，在不同情况下测得的反应速率为v(A)和v(B)，若eq\f(v（A）,m)＞eq\f(v（B）,n)，则反应速率v(A)＞v(B)。3．稀有气体对反应速率的影响(1)恒容：充入“惰性气体”eq\o(→,\s\up7(引起))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”eq\o(→,\s\up7(引起))体积增大eq\o(→,\s\up7(引起))物质浓度减小(活化分子浓度减小)eq\o(→,\s\up7(引起))反应速率减慢。4．纯液体、固体对化学反应速率的影响在化学反应中，纯液体和固态物质的浓度为常数，故不能用固态物质的变化来表示反应速率，但是固态反应物颗粒的大小是影响反应速率的条件之一，如煤粉由于表面积大，燃烧就比煤块快得多。【跟踪训练】1．（2022·浙江·模拟预测）一定温度下，利用测压法在刚性反应器中研究固体催化剂作用下的A的分解反应：。体系的总压强p随时间t的变化如表所示：t/'min0100150250420540580900p/kPa12.113.313.915.l17.1418.5819.06a下列说法正确的是A．100～250min，消耗A的平均速率为B．推测a一定为22.9C．适当升高体系温度，改用表面积更大的催化剂可加快反应速率D．其他条件不变，改用容积更小的刚性反应器，反应速率增大2．（2023·广东佛山·统考一模）向1L的恒容密闭容器中加入1molX和3molY，发生反应X(g)+3Y(g)2Z(g)，X的转化率随温度t的变化如图所示(不同温度下的转化率均为反应第10min数据)。下列说法正确的是A．a点的反应速率B．a、b、c点对应的大小关系为：C．c点时，每消耗的同时，消耗D．若将容器体积扩大为2倍，则c点对应温度下的增大3．（2023·河南郑州·统考一模）已知反应

，在716K时向密闭容器中充入一定量的HI气体，平衡时气体混合物中碘化氢的物质的量分数为78%。测得和的关系如图所示。下列结论不正确的是A．该反应的压力平衡常数约为0.02B．增大体系压强，平衡不发生移动，平衡常数不变C．温度降低，、均减小，平衡向逆反应方向移动D．温度升高，反应重新达到平衡时，图中表示平衡的点可能是A和D4．（2022·浙江·模拟预测）室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①、②，反应①的速率可表示为，反应②的速率可表示为(、为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如表，下列说法错误的是时间/min03060M0.5000.3000.200Z00.125xA．0~30min时间段内，Y的平均反应速率为B．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变，为3∶8C．分析计算可得D．反应①的活化能比反应②的活化能大考点二化学平衡及其影响因素1．判断反应达到平衡状态的方法(1)等——“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减少速率和生成速率相等。(2)定——“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的(即变量)，当其“不变”时反应就达到平衡状态；一个随反应的进行保持不变的量(即恒量)，不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据。(3)依Qc与K关系判断：若Qc＝K，反应处于平衡状态。2．平衡移动方向的判断(1)依勒夏特列原理判断。(2)根据图像中正逆反应速率相对大小判断：若v正>v逆，则平衡向正反应方向移动；反之向逆反应方向移动。(3)依变化过程中速率变化的性质判断：若平衡移动过程中，正反应速率增大(减小)，则平衡向逆(正)反应方向移动。(4)依浓度商(Qc)规则判断：若某温度下Qc＜K，反应向正反应方向进行；Qc＞K，反应向逆反应方向进行。【跟踪训练】1．（2022·上海·统考一模）某温度下，向密闭容器中充入等物质的量的和，发生反应。达到平衡后，下列说法正确的是A．增大压强，，平衡常数增大B．加入催化剂，平衡时的浓度增大C．恒温下，移走一定量的，变大，变小D．恒容下，充入一定量的，平衡时的体积分数一定降低2．（2022·上海·统考一模）一定温度下，某密闭容器中可逆反应达到平衡，下列操作能使变小的是A．恒压充入 B．恒容充入 C．恒容充入 D．恒容充入3．（2022·辽宁沈阳·辽宁实验中学校考模拟预测）N2H4、N2O4常用作火箭发射的推进剂。推进剂发生反应：。下列有关说法错误的是A．反应每生成0.3molN2，转移电子的数目为B．充有N2O4的密闭容器中存在：，增大容器体积，平衡正向移动，容器内气体颜色变浅C．碱性N2H4－空气燃料电池工作时，正极电极反应式为O2+4e+2H2O=4OHD．N2H4的电子式为4．（2022·浙江温州·统考模拟预测）T℃，反应，在密闭容器中达到平衡时的体积为100mL。已知密度：CaO(s)：、：。下列有关说法正确的是A．恒温、恒容，体系中再加入56g，平衡不移动B．恒温、恒压，体系中再加入100g，平衡不移动C．恒温，压缩容器体积，平衡后，反应速率加快D．恒温、恒压，体系中通入一定量，平衡正向移动，建立新的平衡状态5．（2022·上海宝山·上海市行知中学校考模拟预测）往某恒温密闭容器中加入，发生反应：，反应达到平衡后，时缩小容器体积，x随时间(t)变化的关系如图所示。x不可能是A． B． C． D．ρ(容器内气体密度)考点三化学反应速率及化学平衡的计算1．化学平衡常数(1)意义：化学平衡常数K表示反应进行的程度，K越大，反应进行的程度越大。K>105时，可以认为该反应已经进行完全。K的大小只与温度有关。(2)化学平衡常数表达式：对于可逆化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)在一定温度下达到化学平衡时，K＝eq\f(cp（C）·cq（D）,cm（A）·cn（B）)。另可用压强平衡常数表示：Kp＝eq\f(pp（C）·pq（D）,pm（A）·pn（B）)[p(C)为平衡时气体C的分压](3)依据化学方程式计算平衡常数①同一可逆反应中，K正·K逆＝1；②同一方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小n倍，则新平衡常数K′与原平衡常K间的关系是：K′＝Kn或K′＝eq\r(n,K)。③几个可逆反应方程式相加，得总方程式，则总反应的平衡常数等于分步反应平衡常数之积。2．转化率、产率及分压的计算反应物转化率＝eq\f(反应物的变化量,反应物的起始量)×100%产物的产率＝eq\f(生成物的实际产量,生成物的理论产量)×100%分压＝总压×物质的量分数【跟踪训练】1．（2022·四川成都·成都七中校考模拟预测）(s)与CO(g)主要发生如下反应。①

②

反应的还原产物与温度密切相关。其他条件一定，(s)和CO(g)反应达平衡时，CO(g)的体积分数随温度的变化关系如图所示。下列说法不正确的是A．反应的焓变为B．根据图象推测，应当小于0C．反应温度越高，主要还原产物中铁元素的价态越低D．温度高于1040℃时，(s)和CO(g)发生的主要反应的化学平衡常数2．（2022·河南洛阳·校联考模拟预测）某温度下，在3L的恒容密闭容器中，仅充入1molX(g)和2molY(g)，发生反应：X(g)+mY(g)3Z(g)

△H<0，当反应达到平衡时，测得X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%和10%。下列说法正确的是A．反应起始的总压强与反应达到平衡时的总压强之比为2：3B．该反应达到平衡后，若再充入0.3molX和0.3molZ，则此时的反应速率：v正>v逆C．该反应从起始至达到平衡的过程中，总是存在c(X)+c)Y)+c(Z)=1mol·L1D．反应达到平衡后，若仅升高温度，则该反应的平衡常数增大3．（2022·上海普陀·统考二模）某温度下，在①、②两个恒容密闭容器中发生反应：H2(g)＋CO2(g)⇌H2O(g)＋CO(g)，K=2.25。物质的起始浓度如下表：容器编号起始浓度(mol·L1)H2CO2H2OCO①0.10.100②0.20.10.20.1下列说法正确的是A．反应开始，②中反应逆向进行 B．平衡时，①中c(CO2)=0.04mol·L1C．①、②均达平衡时，各组分浓度相同 D．①中H2的平衡转化率为40%4．（2022·重庆九龙坡·重庆市育才中学校考模拟预测）25℃时，恒容密闭容器中只含有X，发生反应：，X的起始压强为，X分解的速率方程为：，其中k定温下为常数。生成的Y可快速建立平衡：，平衡常数。下列说法正确的是A．当X分解的速率时，W的压强为B．若升高温度，Z和W的物质的量之比为，则C．相同时间内，X的平均速率是Y的平均速率的2倍D．若缩小体积，则单位时间内X的转化率减小5．（2022·湖南长沙·长沙市明德中学校考二模）常压下羰基化法精炼镍的原理为：。230℃时，该反应的平衡常数。已知：的沸点为42.2℃，固体杂质不参与反应。第一阶段：将粗镍与反应转化成气态；第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230℃制得高纯镍。下列判断正确的是A．升高温度，该反应的平衡常数减小B．该反应达到平衡时，C．第一阶段，在30℃和50℃两者之间选择反应温度，选30℃D．第二阶段，分解率较低考点四化学反应速率及化学平衡的图像问题探讨1．化学反应速率、化学平衡图像题的解题思路(1)看图像：一看轴(即纵坐标与横坐标的意义)，二看点(即起点、拐点、交点、终点)，三看线(即线的走向和变化趋势)，四看辅助线(如等温线、等压线、平衡线等)，五看量的变化(如浓度变化、温度变化等)。(2)想规律：看清图像后联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。(3)作判断：通过对比分析，作出正确判断。2．几种特殊图像(1)对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如图8­7甲、乙，M点前，表示从反应物开始，v正＞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ΔH＜0。图8­7(2)对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如图8­7丙，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v正＞v逆；则L线的右下方(F点)，v正＜v逆。【跟踪训练】1．（2022秋·湖北·高二校联考期末）用活性炭还原NO2可防止空气污染，其反应原理为2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)。在恒温的密闭容器中加入1molNO2(g)和足量活性炭发生上述反应，测得平衡时NO2(g)和CO2(g)的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示(Kp为以分压表示的平衡常数，分压总压×物质的量分数)。下列说法不正确的是A．a、c两点的平衡常数：Kp(a)=Kp(c)B．移除部分活性炭可实现从b点到c点的移动C．图示的三个点中，b点NO2的转化率最低D．该温度下，c点的Kp=4MPa2．（2023秋·河南·高二校联考期末）一定温度下，向恒容密闭容器中充入一定量发生反应：，测得的物质的量与温度、时间的关系如图所示：下列叙述正确的是A．该反应的B．时温度下的正反应速率相等C．温度下，内的反应速率D．温度下反应达到平衡后，再向容器中充入少量甲醇气体，的平衡转化率不变3．（2023春·河南洛阳·高三孟津县第一高级中学校考开学考试）工业生产硫酸的一步重要反应是，如果该反应在容积不变的密闭容器中进行，下列各图表示当其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，其中结论正确的是A．图I表示催化剂对化学平衡的影响，且甲使用了催化剂B．图II表示平衡转化率与温度及压强的关系，可以判断C．图III表示时刻升高温度或增大压强对反应速率的影响D．图IV中三点体系对应的温度：4．（广东省新高考普通高中学科综合素养评价20222023学年高三下学期开学调研考试化学试题）工业上利用碳热还原制得BaS，进而生产各种含钡化合物。温度对反应后组分的影响如图。已知：碳热还原过程中可能发生下列反应。i.

ii.

iii.

下列关于碳热还原过程的说法中正确的是A．要想得到更多的BaS，温度应该越高越好B．对于反应，温度升高，CO的物质的量分数减小C．400℃后，C、的量减少是由的移动导致的D．根据原子守恒规律可知生成的和CO的物质的量之和始终等于投入C的物质的量5．（2022秋·湖南长沙·高二雅礼中学校考期末）已知HF分子在一定条件下会发生二聚反应：。经实验测得，不同压强下，体系的平均相对分子质量()随温度(T)的变化曲线如图所示，下列说法正确的是A．该反应的 B．气体的总压强：p(a)<p(b)=p(c)C．平衡常数：K(a)=K(b)<K(c) D．测定HF的相对分子质量要在低压、高温条件下更准确1．【2022年6月浙江卷】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：，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A．实验①，，B．实验②，时处于平衡状态，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2．【2022年北京卷】捕获和转化可减少排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以为载气，以恒定组成的混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到，在催化剂上有积碳。下列说法不正确的是A．反应①为；反应②为B．，比多，且生成速率不变，可能有副反应C．时刻，副反应生成的速率大于反应②生成速率D．之后，生成的速率为0，是因为反应②不再发生3．（2021.6·浙江真题）一定温度下：在的四氯化碳溶液()中发生分解反应：。在不同时刻测量放出的体积，换算成浓度如下表：06001200171022202820x1.400.960.660.480.350.240.12下列说法正确的是A．，生成的平均速率为B．反应时，放出的体积为(标准状况)C．反应达到平衡时，D．推测上表中的x为39304．【2022年河北卷】恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①；②。反应①的速率，反应②的速率，式中为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的曲线。下列说法错误的是A．随的减小，反应①、②的速率均降低B．体系中C．欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间D．温度低于时，总反应速率由反应②决定5．【2022年广东卷】恒容密闭容器中，在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是A．该反应的B．a为随温度的变化曲线C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动D．向平衡体系中加入，H2的平衡转化率增大6．【2022年江苏卷】乙醇水催化重整可获得。其主要反应为，，在、时，若仅考虑上述反应，平衡时和CO的选择性及的产率随温度的变化如图所示。CO的选择性，下列说法正确的是A．图中曲线①表示平衡时产率随温度的变化B．升高温度，平衡时CO的选择性增大C．一定温度下，增大可提高乙醇平衡转化率D．一定温度下，加入或选用高效催化剂，均能提高平衡时产率7．【2022年海南卷】某温度下，反应CH2=CH2(g)+H2O(g)CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是A．增大压强，，平衡常数增大B．加入催化剂，平衡时的浓度增大C．恒容下，充入一定量的，平衡向正反应方向移动D．恒容下，充入一定量的，的平衡转化率增大8．（2020·北京高考真题）一定温度下，反应I2(g)+H2(g)⇌2Hl(g)在密闭容器中达到平衡时，测得c(I2)=0.11mmol•L1，c(HI)=0.78mmol•L1。相同度温下，按下列4组初始浓度进行实验，反应逆向进行的是(注：1mmol•L1=103mol•L1)ABCDc(I2)/mmol•L11.000.220.440.11c(H2)/mmol•L11.000.220.440.44c(HI)/mmol•L11.001.564.001.561．（2023秋·湖南益阳·高三统考期末）作为一种重要的、清洁、可再生的能源载体，甲醇的制备和应用受到了广泛地关注。一种合成甲醇的方法为二氧化碳催化加氢制甲醇：。设表示阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是A．的电子式为：B．甲醇中含有碳氢键的数目为C．将与足量混合，充分反应后转移的电子数小于D．发展新的催化技术对提高的平衡转化率有重要意义2．（2023·北京朝阳·北京八十中校考模拟预测）NO在催化剂条件下可被H2还原为无害物质，反应为：2H2(g)+2NO(g)N2(g)+2H2O(g)，在密闭容器中按c(NO)∶c(H2)=1∶1充入，反应结果如图，下列说法正确的是A．若投料比不变，增大起始时c(NO)和c(H2)，可以提高NO平衡转化率B．其它条件不变，将水蒸气分离出来，可以增大反应速率和NO平衡转化率C．N点比M点的平衡常数大D．若不用催化剂，M点平衡转化率会降至O点3．（2023秋·天津南开·高三崇化中学校考期末）某化学研究小组探究外界条件对化学反应的速率和平衡的影响，图像如下，下列判断正确的是A．由图a可知，，该反应的逆反应为放热反应B．由图b可知，该反应C．图c是绝热条件下速率和时间的图像，由此说明该反应放热D．图d中，曲线a一定是加入