2024-2025学年沪科版高一化学 第6章 化学反应速率和化学平衡（八大题型）原卷版

第6章化学反应速率和化学平衡常数

A题型01化学反应速率

A题型02外界条件对化学反应速率的影响

A题型03可逆反应及化学平衡

＞题型04化工生产

A题型05化学平衡的移动

■举一反三■

A题型01化学反应速率

。知识积累

牛奶变质

较慢较快

通过上图我们可以发现化学反应有快有慢，怎样表示化学反应的快慢呢？请完成

下列知识点:

1.表示

化学反应速率通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来

表示o

j3八jAc(A)

(1)计算公式：v(A)=------------o

A/

(2)常用单位：molL—Ls—i或mol，LT•min一1。

2.意义

化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢程度的物理量，同一化学反应用不同

的物质来表示化学反应速率时，其数值可能不同，但这些数值所表示的意义相同。

3.规律

对于同一反应，用不同的物质来表示反应速率，其比值一定等于化学方程式中相

应的化学计量数之比。

如对于反应：机A(g)+〃B(g)=^/?C(g)+qD(g),v(A):v(B)：v(C)：v(D)=/^也9。

【典例1】在反应2A+BU3c+4D中(各物质均为气体)，表示该反应速率最快的是

A.v(A)=O.Smol-L-1-s-1B.v(B)=0.3mol-L-1-s-1

C.v(C)=0.8mol-L-1,s-1D.v(D)=30mol-L-1-min-1

【变式1-1］反应：4A(g)+2B(g)=3C(g)+D(g),在不同条件下，化学反应速率最大的是

A.v(A)=0.2mol-L1-s1B.v(B)=6mol-L1,min1

C.v(C)=8mol-L-1-min-1D.v(D)=4mol-L-1-min-1

【变式1-2】关于化学反应速率的说法正确的是

A.化学反应速率可表示反应进行的程度

B.化学反应速率是指一定时间内，任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的

增加

C.对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显

D.根据反应速率的大小可知化学反应进行的相对快慢

【变式1-3】汽车尾气中NO生成过程的能量变化如图所示。

lmolN2(g)和lmolC)2(g)反应生成2

molNO(g)过程中的能量变化

发生的反应方程式为：N?+一定条件2N0

(l)lmolN2和完全反应生成N。会(填"吸收"或"放出")kJ能量。

(2)汽车尾气中含有CO、NO等有害气体，某新型催化剂能促使CO、NO发生如下反应

催化剂

2NO+2CO-2CO2+N2,将CO、NO转化为无毒气体。回答下列问题：

为了测定在该催化剂作用下的反应速率，在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO

浓度如表所示：

时间/S012345

c(NO)/mol-L-]1.00x10":4.50xIO-22.50x10-1.50x10-z1.00x51.00xIO-2

c(CO)/mol-L-13.60x10-3.05x10-2.85x10-2.75x10":2.70x10"22.70x10-

前2s内的平均反应速率v（cc）2）=

A题型02外界条件对化学反应速率的影响

。知识积累

1.实验探究温度、催化剂对化学反应速率的影响

（1）温度对化学反应速率影响的探究[探究P43]

息_冷^常养一热常

实验操作

LA=T（5七）氏二十温H才（40七）

试管中均为2~3mL相同浓度的滴有FeCl：,溶液的HQ,溶液

溶液中产生气泡速率的相对大小为热水〉常温

实验现象

〉冷水

实验结论其他条件不变时，温度越高，反应速率越大

注意控制变量

（2）催化剂对化学反应速率影响的探究

I

容液.no?粉末

L

O〕1

:

实验操作卜

-r

三£HO三一耳。2

02液22

三①溶液版溶液

①

②③

实验现象产生气泡的速率的相对大小为②〉①，③〉①

实验结论催化剂能加大H2O2分解的反应速率

2.外界条件对化学反应速率的影响

—其他条件不变时，升高温度，化学反应速

^1率增大；降低温度，化学反应速率减小

—I—其他条件不变时，使用催化剂能

催化剂一

-------加快化学反应速率

-----固体的表面积、反应物的状态、溶液的浓度

苴他_----------

等都可以影响化学反应的速率

气体的压强改变=引起浓度改变=速率改变

化学反应速率影响因素注意点

1.主要因素(内因)

不同的化学反应，具有不同的反应速率，因此，参加反应的物质的性质是决定化

学反应速率的主要因素。

2.外界因素(外因)

①温度：当其他条件不变时，升高温度，可以增大化学反应速率；降低温度，

可以减小化学反应速率。

②催化剂：当其他条件不变时，使用适当的催化剂通常能极大地加快化学反应

速率。

③浓度：当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减

小反应物的浓度，可以减小化学反应速率。

④压强：对于有气体参加的反应，当其他条件不变时，增大气体的压强，可以

增大化学反应速率；减小气体的压强，可以减小化学反应速率。

⑤固体表面积：固体颗粒越小，其单位质量的表面积越大，与其他反应物的接

触面积越大，化学反应速率越大。

⑥反应物状态：一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的

接触面积，有利于增大反应速率。

⑦形成原电池，可以增大氧化还原反应的反应速率。

【典例2】在4L密闭容器中充入6moiA气体和5moiB气体,在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g)

U2c(g)+xD(g),达到平衡时生成了2moiC,经测定D的浓度为0.5mol/L,下列判断正确的是

A.x=l

B.达到平衡时，在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的8.5倍

C.平衡时A的浓度为1.50mol/L

D.B的转化率为20%

【变式2-1］在硫酸工业中，通过下列反应使氧化为

SO2SO3：2SO2(g)+O2(g)^2SO3(g)AH=-

196.6kJ/moL下表列出了在不同温度和压强下，反应达到平衡时S5的转化率。下列说法

错误的是

平衡时so2的转化率/%

温度/久

0.10.51510

MPaMPaMPaMPaMPa

45097.598.999.299.699.7

55085.692.994.997.798.3

A.在实际生产中，从成本的角度考虑选择常压下进行反应

B.在实际生产中，选定的温度为400〜500°C,这与催化剂的活性无关

C.反应过程中通入过量的空气，以提高平衡时SO2的转化率

D.为避免污染环境和提高原料利用率，尾气中的SO?需回收处理

【变式2-2】我国将力争2060年前实现碳中和，C5的捕捉是减少碳排放的措施之一，一种

利用溶液捕捉回收的过程如图所示。下列说法正确的是

NaOHCO2

8

含)2

量

CO?含量

高

的NaOH溶液

低的空气

空

气的喷雾

NaHCO3

Na2cO3溶液%

900。€：的

过滤:反应妒

CaC)J

A.44gCC)2的体积是22.4L

B.0.1mol/LNaOH溶液中含有Na+数为6.02X1023

C.该流程可实现全部回收CO2

D.捕捉C5时NaOH溶液常喷成雾状，是为了增大接触面积，使反应更快，更充分

【变式2-3】下列日常生活中的做法，与控制反应速率无关的是

A.用煤粉代替煤球B.自制米酒控制温度

C.用冰箱冷藏食物D.奶茶中添加甜味剂

A题型03可逆反应及化学平衡

?而夜祺累

1.可逆反应的定义

⑴定义：在同一条件下正反应方向和逆反应方向均能进行的化学反应。

⑵特点

①正向反应和逆向反应同时进行。

②一定条件下，反应物不可能全部转化为生成物，即反应物的转化率不可能达

到100%。

（3）表示：书写可逆反应的化学方程式时不用“一”而用“一”。

2.化学平衡状态

（1）化学平衡的建立

（正）最大

反应开始时

（逆）=0

厂。（正）逐渐减小

反应过程中一

逆）逐渐增大

____________（反应物）与c（生成物）均不再改变

反应平衡时|一

V（正）=77（逆）

反

应

速

率

（2）化学平衡状态（简称化学平衡）

在一定条件下，可逆反应进行到一定程度时，正反应速率和逆反应速率相笠，反

应物和生成物的浓度丕理改变的状态。

【典例3】常温下，在2L密闭容器中加入一定量的M0S2、出、Na2c。3发生反应：MOS2（S）+4

H2（g）+2Na2CO3（s）#Mo（s）+2C0（g）+4H2O（g）+2Na2s（s）。能说明该反应达到平衡状态

的是

A.2V正(H2)=v逆(CO)B.容器内气体的密度不变

C.消耗4m0m2同时生成2moic0D.CO与H2O的物质的量浓度的比值不变

【变式3-1】一氧化碳与一氧化氮的反应可应用于汽车尾气的净化。一定条件下，在恒容密

闭容器中发生反应：2CO（g）+2NO（g）U2c02值）+2值）。达到化学平衡状态时，下列说法正确的

是

A.反应停止B.史的浓度保持不变C.C0完全转化D.C0与2的浓度相等

【变式3-2】在一定温度下的密闭容器中，不能说明可逆反应H2（g）+[2（g）U2Hl（g）已经达到

平衡状态的标志是

A.HI的生成速率与HI的分解速率相等

B.HI的生成速率与H2的生成速率之比是2：1

C.单位时间内一■个H—H键断裂的同时有两个H—I键断裂

D.单位时间里断裂2moiHI的同时生成lmolb

【变式3-3]在一定条件下的密闭容器中，发生可逆反应N2（g）+3H2（g）U2NH3（g）。下列情况下

不能说明该反应一定达到化学平衡的是

A.N国的质量分数保持不变B.%的含量保持不变

C.正反应和逆反应的速率相等D.电、力和1\1出的物质的量之比为1：3：2

A题型04化工生产

。知识积累

1.原料

硫铁矿（或硫磺）、空气、水。

2.反应原理

4FeS2+1102—®®-^-2Fe2O3+8S02

、催化剂、

2SO2+022s。3

S03+H20-H2s。4

3.主要设备

沸腾炉、接触室、合成塔

4.以硫铁矿为原料生产硫酸的流程

硫铁矿的破碎与配矿一焙烧一净化一二氧化硫的催化氧化一加水生成硫酸

令三种原料：硫铁矿（FeS2）、空气、水。

利用接触法制硫酸一般可以用硫黄、黄铁矿、石膏、有色金属冶炼厂的烟气（含一定量

的SO?）等。其中用硫黄作原料成本低、对环境污染少。但我国硫黄资源较少，主要用黄铁

矿（主要成分为FeS2）作生产硫酸的原料。

令三步骤、三反应：

（1）4FeS2+HO2—邈-2Fe2O3+8SO2（硫磺燃烧也可以）

（2）2SO2+C2、催化剂、2so3，

（3）SO3+H2O-H2s。4

令三设备：（1）沸腾炉（2）接触室（3）合成塔

令三原理：化学平衡原理、热交换原理、逆流吸收原理。

（1）增大反应物浓度、增大反应物间接触面积，能提高反应速率并使化学平衡向正反应方

向移动，以充分提高原料利用率。

（2）热交换原理：在接触室中生成的热量经过热交换器，传递给进入接触室的需要预热的

混合气体，为二氧化硫的接触氧化和三氧化硫的吸收创造了有利条件。

（3）逆流原理：液体由上向下流，气体由下向上升，两者在逆流过程中充分反应。

三原料三阶段三反应（均放热）三设备三净化

黄铁矿或

造气除尘

4FeS2+1102—例—2Fe2O3+8SO2沸腾炉

S

接触室

、催化剂、

空气接触氧化2S02+022s。3洗涤

（含热交换器）

98.3%浓硫三氧化硫

吸收塔干燥

SO3+H2O-H2SO4

酸吸收

接触法制硫酸的原理、过程及典型设备

接触法制硫酸示意图：

5.应用化学反应速率和化学平衡移动原理选择适宜条件

二氧化硫接触氧化的反应是一个气体总体积缩小的、放热的反应。

1、压强、温度对SO?的转化率的影响如表所示

压强、温度对so2的转化率的影响如表所示

条件选择：400-500℃,常压，催化剂

温度压强(MPa)

(℃)

0.10.5110

40099.299.699.7

50093.596.997.899.3

60085.889.596.4

不选择高压的原因：此温度下，增大压强对SO2转化率影响不大，但加压对设备要求高

温度在400-500C的原因：催化剂在此温度活性高；温度过低，反应速率慢；温度过高，平

衡逆向移动，SO2转化率低

6.不能用水吸收三氧化硫而用98.3%的浓硫酸，若用水或稀硫酸吸收，容易形成酸雾，

且吸收速度慢。

7.硫酸生产中的“三废”处理

硫酸厂的尾气必须进行处理，因为烟道气里含有大量的二氧化硫气体，如果不加利用而

排空会严重污染空气。

(1)尾气吸收

①用氨水吸收，再用H2s。4处理：SO2+2NH3+H2O^(NH4)2SO3

(NH4)2SO3+H2SO4^(NH4)2SO4+SO2t+H2O

②用Na2s。3溶液吸收：Na2sO3+SO2+H2O12NaHSC)3

③石灰石膏法：S02+Ca(OH)2-CaSO3+H20【典例4】对于硫酸工业中SO?的催

化氧化反应2so2+。2催华剂2s。3,下列说法错误的是

A.使用催化剂能加快化学反应速率B.增大压强对反应速率无影响

C.降低反应温度，化学反应速率减慢D.增大。2浓度，化学反应速率增大

【变式4-1】在硫酸工业生产中，SO3的吸收过程是在吸收塔(如图)中进行，吸收塔里还

装入了大量瓷环。下列有关说法错误的是

A.从①处通入的气体中含大量SO3,整个吸收操作采取逆流的形式

B.从②处喷下98.3%的硫酸，瓷环的作用是增大接触面积

C.从③处导出的气体只含有少量SO?，可直接排入大气

D.从④处流出的是可用水或稀硫酸稀释的浓硫酸

【变式4-2】在硫酸工业中，通过如下反应使SO2转化为S3：2SO2(g)+O2(g)^2SO3(g)△

H<0。下列说法不正确的是

A.使用合适的催化剂可加快该反应的反应速率和提高单位时间的产率

B.为提高效益，提高SO2的转化率，工业生产中选择在尽可能低的温度下进行

C.通入过量的空气可以提高S02的转化率

D.反应后尾气中的SO?必须回收

【变式4-3】在硫酸工业生产中，为了有利于SO?的转化，且能充分利用热能，采用了下图

的转化器。下列说法中，正确的是

A.a、b两处的混合气体成分含量相同，温度相同

B.a、b两处的混合气体成分含量相同，温度不同

C.c、d两处的混合气体成分含量相同，温度相同

D.c、d两处的混合气体成分含量相同，温度不同

A题型05化学平衡的移动

❖如■祺累

1.化学平衡移动的含义

对一个化学平衡状态改变条件时，原来的化学平衡将被破坏,并在新的条件下建

立新的化学平衡,即发生化学平衡移动。

2.影响化学平衡移动的因素

影响因素有温度、反应物浓度、压强等。

3.应用

在化工生产中，为了提高反应进行的程度而调控反应条件时，需要考虑控制反应

条件的成本和实际可能性，例如，合成氨的生产在温度较低时，氨的产率较高;

压强越大,氨的产率越高。但温度低，反应速率小，需要很长时间才能达到化学

平衡，生产成本高，工业上通常选择在40"下进行。而压强越大，对动

力和生产设备的要求也越高，合成氨厂随着生产规模和设备条件的不同，采用的

压强通常为10〜30MPa-

名师归纳》

1.化学平衡建立的速率图像

时间

2.化学平衡状态的特征概括为：逆、等、动、定、变，即:

军）一化学平衡研究的对象是可逆反应。

畲一达到化学平衡状态时，正反应速率和逆反应速率相等。

④一化学平衡是一种表面静止状态，反应并未停止，是一种

动态平衡。

阜）—达到化学平衡状态后，各组分浓度保持不变，不随时间

变化而变化。

⑥J—外界条件发生改变时，原平衡状态将被打破，再在新条

件下建立新的平衡状态。

【典例5】下列事实或现象能用勒夏特列原理解释的是

A.合成氨工业使用铁触媒能提高氨的产量

B.Fe（SCN）3溶液中加入铁粉后溶液红色变浅

C.升高温度或使用催化剂，反应物活化分子百分数增大

D.在硫酸工业中，SO2转化为SO3的反应，选用常压而不选用高压

【变式5-1］下列事实能用勒夏特列（平衡移动）原理解释的是

A.反应Fe3++3SCWUFe（SCN）3，平衡后加入铁粉溶液颜色变浅

B.硫酸工业中的重要反应2s。2+。2=2so3，工业上常加入V2O5做