專題十二化學反應速率與化學平衡

考點一化學反應速率及其影響因素

1.化學反應速率的計算

Ac(B)(B)

尸r

WBV-A/

用上式進行某物質反應速率計算時需注意以下幾點:

(1)濃度變化只適用于氣體和溶液中的溶質，不適用于固體和純液體。

(2)化學反應速率是某段時間內的平均反應速率，而不是即時速率，且計算時取正值。

(3)同--反應用不同的物質表示反應速率時，數值可能不同，但意義相同。不同物質表示的反應速率之

比等于其化學計量數之比。

(4)計算反應速率時，若給出的是物質的量的變化值，要轉化為物質的量濃度的變化值(計算時一定要除

以體積),再進行計算。

2.化學反應速率快慢的比較方法

首先看用各物質表示的速率直■位是否統(tǒng)一，若不統(tǒng)一，換算成相同的單位。由于同一化學反應的反應

速率用不同物質表示時數值可能不同，所以比較反應的快慢不能只看數值的大小，而要進行一定的轉化。

具體方法有：

(1)歸一法：換算成用同一種物質表示的速率，一般換算成化學計量數小的物質。

(2)比值法：用各物質表示的反應速率除以對應各物質的化學計量數，然后再對求出的數值進行大小排

序，數值大的反應速率快。如反應加A+〃B=pC+2,在不同情況下測得的反應速率為WA)和v(B),若

上答->上答-,則反應速率NA)>v(B)。

3.稀有氣體對反應速率的影響

(1)恒容：充入“惰性氣體”且幺總壓增大一物質濃度不變(活化分子濃度不變)，反應速率不變。

(2)恒壓：充入，，惰性氣體”一匕體積增大一物質濃度減小(活化分子濃度減小反應速率減慢。

4.純液體、固體對化學反應速率的影響

在化學反應中，純液體和固態(tài)物質的濃度為常數，故不能月固態(tài)物質的變化來表示反應速率，但是固

態(tài)反應物顆粒的大小是影響反應速率的條件之:如煤粉由于表面積大，燃燒就比煤塊快得多。

【跟蹤訓練】I.(2022.浙江.模擬預測)一定溫度下，利用測壓法在剛性反應器中研究固體催化劑作用下

的A的分解反應：A(g).B(g)+2C(g)。體系的總壓強p隨時間i的變化如表所示:

t/'min0100150250420540580900

p/kPa12.113.313.915.117.1418.5819.06a

下列說法TF確的是A.10()?250min.消耗A的平均速率為0.012kPa.min”

B.推測a一定為22.9

C.適當升高體系溫度，改用表面積更大的催化劑可加快反應速率

D.其他條件不變，改用容積更小的剛性反應器，反應速率增大

2.(2023?廣東佛山?統(tǒng)考一模)向1L的恒容密閉容器中加入ImolX和3moiY,發(fā)生反應X(g)+3Y(g).2Z(g),

X的轉化率。隨溫度t的變化如圖所示(不同溫度下的轉化率均為反應第lOmin數據)。下列說法正確的是

%

/

(

x

)

u

A.a點的反應速率u(Z)=0.03mol.L，min"'

B.a、b、c點對應的"Y)逆大小關系為：b>c>a

C.c點時，每消耗3moiY的同時，消耗2molZ

D.若將容器體積擴大為2倍，貝!c點對應溫度下的a(X)增大

3.(2023?河南鄭州?統(tǒng)考一模)已知反應2Hl(g)=H2(g)+k(g)AH>0,在716K時向密閉容器中充入

一定量的HI氣體，平衡時氣體混合物中碘化氫的物質的量分數/(HI)為78%o測得h-x(HI)和曝?x(Hj

的關系如圖所示。

下列結論不?正?確?的是

A.該反應的壓力平衡常數勺約為0.02

B.增大體系壓強，平衡不發(fā)生移動，平衡常數勺不變

C.溫度降低，匕-也均減小，平衡向逆反應方向移動

D.溫度升高，反應重新達到平衡時，圖中表示平衡的點可能是A和D

4.（2022.浙江?模擬預測）室溫下，某溶液初始時僅溶有M和N且濃度相等，同時發(fā)生以下兩個反應：①

M+N=X+Y、②M+N=X+Z,反應①的速率可表示為匕={C2（M）,反應②的速率可表示為匕=&2c］（M）（匕、

心為速率常數）。反應體系中組分M、Z的濃度隨時間變化情況如表，下列說法錯誤的是

時間/min

03060

c/(molL-1)

M0.5000.3000.200

Z00.125X

A.0~30min時間段內，Y的平均反應速率為0.0025mol?min"

B.反應開始后，體系中Y和Z的濃度之比保持不變，為3：8

C.分析計算可得x=0.1875

D.反應①的活化能比反應②的活化能大

考點二化學平衡及其影響因素

1.判斷反應達到平衡狀態(tài)的方法

（］）等一“逆向相等”：反應速率必須一個是正反應的速率，一個是逆反應的速率，且經過換算后同一種物

質的減少速率和生成速率相等。

（2）定——“變量小變”：如果一個量是隨反應進行而改變的（即變量），當其“小變時反應就達到平衡狀態(tài)；一

個隨反應的進行保持不變的量（即恒量），不能作為判斷反應是否達到平衡狀態(tài)的依據。

（3）依Qc與K關系判斷：若Qc=K,反應處于平衡狀態(tài)。

2.平衡移動方向的判斷

（1）依勒夏特列原理判斷。

⑵根據圖像中正逆反應速率相對大小判斷：若v正”逆，則平衡向正反應方向移動；反之向逆反應方向移動。

(3)依變化過程中速率變化的性質判斷：若平衡移動過程中，正反應速率增大(減小)，則平衡向逆(正)反應方

向移動。

(4)依濃度商(QJ規(guī)則判斷：若某溫度下QCVK,反應向正反應方向進行：Q〉K,反應向逆反應方向進行。

【跟蹤訓練】I.(2022.上海.統(tǒng)考一模)某溫度下，向密閉容器中充入等物質的量的C%=CH2和HQ(g),

發(fā)生反應CH2=CH2(g)+HQ(g)NCHCH20H(g)。達到平衡后，下列說法正確的是

A.增大壓強，VQV理，平衡常數增大

B.加入催化劑，平衡時CH3cH20H(g)的濃度增大

C.恒溫下，移走一定量的CH^CHKg),v正變大，v逆變小

D.恒容下，充入i定量的Hq(g),平衡時CH'CH20H(g)的體積分數一定降低

2.(2022?上海?統(tǒng)考一模)一定溫度下，某密閉容器中可逆反應ZNOzUMO,達到平衡，下列操作能使

圈變小的是

A.恒壓充入N?B.恒容充入N?C.恒容充入NO?D.恒容充入NQ4

3.(2022?遼寧沈陽?遼寧實驗中學?？寄M預測)N2H4、N2O4常用作火箭發(fā)射的推進劑。推進劑發(fā)生反應：

2N2H4(1)+N2O4(1)=3N2(g)+4H2O(g)。下列有關說法錯誤的是

A.反應每生成0.3molN2,轉移電子的數目為0.8X6.02X1023

B.充有N2O4的密閉容器中存在：N2O4(g)^2NO2(g),增大容器體積，平衡正向移動，容器內氣體顏色

變淺

C.堿性N2H4—空氣燃料電池工作時，正極電極反應式為O?+4e-+2H2。=401十

HH

,N刑的電子式為加：市寸1

4.(2022?浙江溫州.統(tǒng)考模擬預測)T℃,反應CaCO"s)CaO(s)+CO2(g),在密閉容器中達到平衡時

3

的體積為100mL。已知密度：CaO(s)：3.35gcm\CaCO3(s)；2.93g-cm-o下列有關說法正確的是

A.恒溫、恒容，體系中再加入56gCaO(s),平衡不移動

B.恒溫、恒壓，體系中再加入lOOgCaCO/s),平衡不移動

C.恒溫，壓縮容器體積，平衡后，反應速率加快

D.恒溫、恒壓，體系中通入一定量N0平衡正向移動，建立新的平衡狀態(tài)

5.(2022”:海寶山?上海市行知中學?？寄M預測)往某恒溫密閉容器中加入CaCO.i,發(fā)生反應:

CaCO"s)=CaO(s)+CO2(g),反應達到平衡后，y時縮小容器體積，x隨時間⑴變化的關系如圖所示。x

不可能是

A.v逆B.c(CO2)C.M氣體D.p(容器內氣體密度)

考點三化學反應速率及化學平衡的計算

1.化學平衡常數

(1)意義：化學平衡常數K表示反應進行的程度，K越大，反應進行的程度越大。心＞1。5時-，可以認為

該反應已經進行完全。K的大小只與溫度有關。

(2)化學平衡常數表達式：對于可逆化學反應/〃A(g)+〃B(g)/￡(g)+qD(g)在一定溫度下達到化學平衡時,

rP(C)d(D)

K=/(A)Q(B)。另可用壓強平衡常數表示：

Kp$鼠)*;心為平衡時氣體C的分壓］

(3)依據化學方程式計算平衡常數

①同一可逆反應中，KEK逆=1；

②同一方程式中的化學計量數等倍擴大或縮小〃倍，則新平衡常數K與原平衡常K間的關系是：K'=

③幾個可逆反應方程式相加，得總方程式，則總反應的平衡常數等于分步反應平衡常數之積。

2.轉化率、產率及分壓的計算

反應物的變化量

反應物轉化率=XI()0%

反應物的起始量

生成物的實際產量

產物的產率=xl00%

生成物的理論產量

分壓=總壓X物質的量分數

【跟蹤訓練】1.(2022?四川成都?成都七中?？寄M預測)FeQ,G)與CO(g)主要發(fā)生如下反應。

1

①FeQ4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)=+I9.3kJ-mol

②電O,(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g)AH2

反應的還原產物與溫度密切相關。其他條件一定，F(xiàn)eQ，s)和CO(g)反應達平衡時，CO(g)的體積分數隨溫

度的變化關系如圖所示。下列說法不正確的是

%

.

就

會

左

姓

后

O

U

A.反應FeO(s)+CO(g)uFe(s)+CC)2(g)的燧變?yōu)?

B.根據圖象推測，AH］應當小于0

C.反應溫度越高，F(xiàn)eQ,主要還原產物中鐵元素的價態(tài)越低

D.溫度高于1040C時，F(xiàn)eQNs)和CO(g)發(fā)生的主要反應的化學平衡常數K>4

2.(2022?河南洛陽?校聯(lián)考模擬預測)某溫度卜，在3L的恒容密閉容器中，僅充入ImolX(g)和2moiY(g),

發(fā)生反應：X(g)+mY(g)3Z(g)AH<0,當反應達到平衡時，測得X、Y、Z的體積分數分別為30%、

60%和10%o下列說法正確的是

A.反應起始的總壓強與反應達到平衡時的總壓強之比為2：3

B.該反應達到平衡后，若再充入0.3molX和0.3molZ,則此時的反應速率：vQv逆

C.該反應從起始至達到平衡的過程中，總是存在c(X)+c)Y)+c(Z)=lmol-L"

D.反應達到平衡后，若僅升高溫度，則該反應的平衡常數增大

3.(2022?上海普陀?統(tǒng)考二模)某溫度下，在①、②兩個恒容密閉容器中發(fā)生反應：H2(g)+CO2(g)#H2O(g)

+CO(g),K=2.25o物質的起始濃度如卜.表：

起始濃度(molL」)

容器編號

H2CO2H2OCO

0.10.：00

②0.20.：0.20.1

卜.列說法正確的是

A.反應開始，②中反應逆向進行B.平衡時，①中c(CC)2)=0.04molL/

C.①、②均達平衡時，各組分濃度相同D.①中H?的平衡轉化率為40%

4.(2022?重慶九龍坡?重慶市育才中學校考模擬預測)25℃時，恒容密閉容器中只含有X,發(fā)生反應：

X(g)=1Y(g)+Z(g),X的起始壓強為llxl()5pa,X分解的速率方程為：v=kpx,其中k定溫下為常數。生

成的Y可快速建立平衡：Y(g).W(g)AH=akJ/mol,平衡常數Kp=10。下列說法正確的是

A.當X分解的速率v=gv(起帆時，W的壓強為2.5xl04pa

B.若升高溫度，Z和W的物質的量之比為11:4,則aNO

C.相同時間內，X的平均速率是Y的平均速率的2倍

D.若縮小體積，則單位時間內X的轉化率減小

5.(2022?湖南長沙?長沙市明德中學?？级?常壓下默基化法精煉銀的原理為：

Ni(s)+4CO(g)-Ni(CO)4(g)。230c時,該反應的平衡常數K=2xl(T〃已知：Ni(CO)4的沸點為42.2C,

固體雜質不參與反應。

第一階段：將粗鍥與CO反應轉化成氣態(tài)Ni(CO)「

第二階段：將第一階段反應后的氣體分離出來，加熱至230℃制得高純鍥。

下列判斷正確的是

A.升高溫度，該反應的平衡常數減小

B.該反應達到平衡時，v生成［Ni(CO)J=4V牛成(CO)

C.第一階段，在30C和50℃兩者之間選擇反應溫度，選30c

D.第二階段，Ni(CO),分解率較低

考點四化學反應速率及化學平衡的圖像問題探討

1.化學反應速率、化學平衡圖像題的解題思路

(1)看圖像:一看軸(即縱坐標與橫坐標的意義),二看點(即起點、拐點、交點、終點),三看線(即線的走

向和變化趨勢)，四看輔助線(如等溫線、等壓線、平衡線等)，五看量的變化(如濃度變化、溫度變化等)。

(2)想規(guī)律：看清圖像后聯(lián)想外界條件對化學反應速率和化學平衡的影響規(guī)律。

(3)作判斷：通過對比分析，作出正確判斷。

2.幾種特殊圖像

⑴對于化學反應〃?A(g)+〃B(g)pC(g)+qD(g),如圖8-7甲、乙,M點前,表示從反應物開始,ViE>Vis；

M點為剛達到平衡點；M點后為平衡受溫度的影響情況，即升溫，A的百分含量增加或C的百分含量減少,

平衡左移，故正反應

圖8-7

(2)對于化學反應〃?A(g)+〃B(g)pC(g)+qD(g),如圖8-7丙，L線上所有的點都是平衡點。L線的左上方

(E點)，A的百分含量大于此壓強時平衡體系的A的百分含量，所以，E點y正〉u逆：則L線的右下方(F點)，

v正<丫逆。

【跟蹤訓練】I.(2022秋?湖北?富二校聯(lián)考期末)用活性炭還原NO2可防止空氣污染，其反應原理為

2C(s)+2NO2(g).?N2(g)+2CO2(g).在恒溫的密閉容器中加入1molNCh(g)和足量活性炭發(fā)生上述反應，測得

平衡時NCHg)和CCh(g)的物質的量濃度與平衡總壓的關系如圖所示(即為以分壓表示的平衡常數，分壓=總

壓x物質的最分數)。下列說法不正確的是

A.a、c兩點的平衡常數：%(a尸K〃(c)

B.移除部分活性炭可實現(xiàn)從b點到c點的移動

C.圖示的三個點中，b點NO2的轉化率最低

D.該溫度下，c點的(=4MPa

2.(2023秋?河南?高二校聯(lián)考期末)一定溫度下，向2L恒容密閉容器中充入一定量CHQH發(fā)生反應:

2CH3OH(g).CH3GCH3(g)4-H2O(g)AH,測得CHQH的物質的量與溫度、時間的關系如圖所示；

A.該反應的AH>0

B.lOmin時I、T?溫度下的正反應速率相等

C.E溫度下，。?lOmin內的反應速率v(CH3OCHj=0.(MmolCminT

D.1溫度下反應達到平衡后，再向容器中充入少量甲醇氣體，CHQH的平衡轉化率不變

3.(2023春?河南洛陽?高三孟津縣第一高級中學?？奸_學考試)工業(yè)生產硫酸的一步重要反應是

2SO;(g)4-O2(g).2SOx(g)AH<0,如果該反應在容積不變的密閉容器中進行，下列各圖表示當其他條件不

變時，改變某一條件對上述反應的影響，其中結論正確的是

A.圖I表示催化劑對化學平衡的影響，且甲使用了催化劑

B.圖H表示SO?平衡轉化率與溫度及壓強的關系，可以判斷T/T?

C.圖III表示t0時刻升高溫度或增大壓強對反應速率的影響

D.圖IV中A、B、C三點體系對應的溫度：T(C)>T(B)>T(A)

4.(廣東省新高考普通高中學科綜合素養(yǎng)評價2022-2023學年高三下學期開學調研考試化學試題)工業(yè)上

利用碳熱還原BaSO^^^BaS,進而生產各種含鋼化合物。溫度對反應后組分的影響如圖。

已知：碳熱還原BaSOj過程中可能發(fā)生下列反應。

i.BaSO4(s)+2C(s)=2CO2(g)+BaS(s)AH,

ii.BaSO4(s)+4C(s)=4CO(g)+BciS(s)=+571.2kJ.mol

1

iii.BaSO4(s)+4CO(g)=4CO,(g)+BaS(s)bH、=-118.8kJmor

下列關于碳熱還原BaSO,過程的說法中正確的是

A.要想得到更多的BaS,溫度應該越高越好

B.對于反應C（s）+CC>2（g）V2co（g）,溫度升高，CO的物質的量分數減小

C.400c后，C、CO?的量減少是由C（s）+CC）2（g）=28（g）的移動導致的

D.根據原子守恒規(guī)律可知生成的CO?和CO的物質的量之和始終等于投入C的物質的量

5.（2022秋?湖南長沙?高二雅禮中學校考期末）已知HF分子在一定條件下會發(fā)生二聚反應：

2HF（g）?（HF）2（g）。經實驗測得，不同壓強下，體系的平均相對分子質量（M='矩）隨溫度（T）的變化曲

77K

A.該反應的AH>0B.氣體的總壓強;p(a)<p(b)=p(c)

C.平衡常數：K(a)=K(b)<K(c)D.測定HF的相對分子質顯要在低壓、高溫條件下更準確

1.【2022年6月浙江卷】恒溫恒容的密閉容器中，在某催化劑表面上發(fā)生氨的分解反應：

2NH,(g)=N,(g)+3H,(g),測得不同起始濃度和催化劑表面積下氨濃度隨時間的變化，如下表所示,

催化劑

下列說法不事現(xiàn)的是

間/min

c(NH3)/(l(T，mol?LT)\\

編號020406080

'''''''---

?a2.402.001.601.200.80

②a1.200.800.40X

③la2.401.600.800.400.40

:l1

A.實驗①，0?20min,v(N2)=1.00xl0'molEmin

B.實驗②，60min時處于平衡狀態(tài)，XHO.40

C.相同條件下，增加氨氣的濃度，反應速率增大

D.相同條件下，增加催化劑的表面積，反應速率增大

2.【2022年北京卷】CO?捕獲和轉化可減少CO,排放并實現(xiàn)資源利用，原理如圖1所示。反應①完成之后，

以N?為載氣，以恒定組成的N?、CH’混合氣，以恒定流速通入反應器，單位時間流出氣體各組分的物質的

量演反應時間變化如圖2所示。反應過程中始終未檢測到CO-在催化劑上有積碳。

ffil

下列說法不無硬的是

A,反應①為CaO+CO,=CaCO；；反應②為CaCOi+C也整型CaO+2co+2H,

催化劑

B.1〃3，n(H?)比n(CO)多，且生成H?速率不變，可能有副反應c%^=C+2H?

C.t?時刻，副反應生成H2的速率大于反應②生成H,速率

D.t3之后，生成CO的速率為0,是因為反應②不再發(fā)生

3.(20216浙江真題)一定溫度下：在N2O5的四氯化碳溶液(HX)mL)中發(fā)生分解反應：2N2O54NO;+O2o

在不同時刻測量放出的5體積，換算成N^Os濃度如下表：

t/s06001200171022202820X

l

c(N2Os)/(mol-L)1.400.960.660.480.350.240.12

下列說法正確的是

A.600~1200s,生成NO2的平均速率為5.0乂10)]101七%7

B.反應2220s時，放出的O；體積為1L8L(標準狀況)

C.反應達到平衡時，v正電。5)=2丫逆(電)

D.推測上表中的x為3930

4.[2022年河北卷】恒溫恒容條件下，向密閉容器中加入一定量X,發(fā)生反應的方程式為①X=Y；②Y=Z。

反應①的速率%=k|C(X),反應②的速率V?=k?c(Y),式中K、卜為速率常數。圖甲為該體系中X、Y、

Z濃度隨時間變化的曲線，圖乙為反應①和②的lnk~*曲線。下列說法錯誤的是

B.體系中v(X)=v(Y)+v(Z)

C.欲提窗Y的產率，需提高反應溫度且控制反應時間

D.溫度低于T1時，總反應速率由反應②決定

5.【2022年廣東卷】恒容密閉容器中，BaSO4(s)+4H2(g).母63)+4也01)在不同溫度下達平衡時,

各組分的物質的量(n)如圖所示。下列說法正確的是

400600800

77℃

A.該反應的兇＜°

B.a為〃(％O)隨溫度的變化曲線

C,向平衡體系中充入惰性氣體，平衡不移動

D.向平衡體系中加入BaSO』，氏的平衡轉化率增大

6.【2022年江蘇卷】乙醇-水催化重整可獲得H?。其主要反應為

11

C2H5OH(g)+3H2Og=2CO2(g)+6H,(g)AH=173.3kJ-moi,CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)AH=41.2kJmor,在

1.0xl05Pasn始(C2H5()H):n始他0)=1:3時,若僅考慮上述反應,平衡時CO?和CO的選擇性及H2的產率隨

溫度的變化如圖所示。

01/dY11111

0100200300400500600700

n生成(C0)

x100%

的選擇性11生成(，)生成

CO°2+n(C°),下列說法正確的是

A.圖中曲線①表示平衡時產率隨溫度的變化

B.升高溫度，平衡時CO的選擇性增大

C.一定溫度下，增大/「八、,可提高乙醇平衡轉化率

n(HQ)

D.一定溫度下，加入CaO⑸或選用高效催化劑，均能提高平衡時H?產率

7.【2022年海南卷】某溫度下，反應CH2=CH2(g)+H2O(g).CH3cH20H(g)在密閉容器中達到平衡，下列

說法正確的是

A.增大壓強，入X逆，平衡常數增大

B.加入催化劑，平衡時CHCH20H(g)的濃度增大

C.恒容下，充入一定量的HQ(g),平衡向正反應方向移動

D.恒容下，充入一定量的。片也色)，CHz=CH式g)的平衡轉化率增大

8.(2020.北京高考真題)一定溫度下，反應h(g)+H2(g)=2Hl(g)在密閉容器中達到平衡時，測得

c(l2)=0.11mmol?L-i,c(HI)=0.78mmol?L"。相同度溫下,按下列4組初始濃度進行實驗，反應逆向進行

的是(注：ImmobL^lO^mobL'1)

ABCD

c(l2)/mmoleL-11.000.220.440.11

c(H2)/mmol*L-,1.000.220.440.44

c(HI)/mmoleL'11.001.564.001.56

I.(2023秋?湖南益陽?高三統(tǒng)考期末)作為一種重要的、清潔、可再生的能源載體，甲醇的制備和應用受

到了廣泛地關注。一種合成甲醉的方法為二氧化碳催化加氫制甲醇：

CO2(g)+3H2(g)^?CHQH(g)+&O(g)△H=-49.0kJ/mol。設N,、表示阿伏加德羅常數的值，下列說法

錯誤的是

A.co2的電子式為：：6：：C：：6：

B.64g甲醇中含有碳氫鍵的數目為6L

C.將6gH2與足量C0?混合，充分反應后轉移的電子數小于6$

D.發(fā)展新的催化技術對提高H2的平衡轉化率有重要意義

2.(2023?北京朝陽?北京八十中?？寄M預測)NO在催化劑條件下可被Hz還原為無害物質，反應為：

2H;(g)+2NO(g).-N2(g)+2H2O(g),在密閉容器中按c(NO)：c(H?=l:1充入,反應結果如圖,下列說法正

確的是

7o

6o

5o

4o

3O

O200400600

溫度/℃

A.若投料比不變，增大起始時c[NO)和或比)，可以提高NO平衡轉化率

B.其它條件不變，將水蒸氣分離出來，可以增大反應速率和NO平衡轉化率

C.N點比M點的平衡常數大

D.若不用催化劑，M點平衡轉化率會降至O點

3.(2023秋?天津南開?高三崇化中學?？计谀?某化學研究小紅探究外界條件對化學反應

mA(g)+nB(g).，pC(g)的速率和平衡的影響,圖像如下，下列判斷正確的是

A.由圖a可知，T,>T2,該反應的逆反應為放熱反應

B.由圖b可知，該反應m十nvp

C.圖c是絕熱條件下速率和時間的圖像，由此說明該反應放熱

D.圖d中，曲線a一定是加入了催化劑

4.(2023秋?上海浦東新?高三統(tǒng)考期末)一定溫度下，在甲、乙、丙、丁四個恒容密閉容器中投入SO?和

進行反應：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),其起始物質的量及SO?的平衡轉化率如下表所示.下列判斷正確的

是

容器編號甲乙丙T

容器體積/L2221

n(SO2)/mol0.400.800.800.40

起始物質的最

n(O2)/mol0.240.240.480.24

S°2的平衡轉化率/%80

a2%

A.起始反應速率：丙,乙＞甲二丁B.該溫度下平衡常數K=400

C.SO2的平衡轉化率:?|＞?2=?3D.容器中SO3的物質的量濃度：丙=?。技?/p>

5.（2022秋.北京石景山.高三統(tǒng)考期末）甲烷催化氧化為合成氣的主反應為:

催化劑fn(HJ)

2cH4(g)+O、(g)=----=2CO(g)+4H,(g)AH<0oCH』轉化率、H,選擇性/口：匕、和CO選擇性

lkn(H2)+n(H2O)J

n(CO)

隨溫度變化如圖所示。下列說法不正確的是

n(CO)+n(CO,)???

S

S

0

A.800C時，副反應①CH,+2OLCOz+ZHq進行程度很小

B.對比圖中H?和CO的選擇性，推測可能存在副反應②CH4+H2OUCO+3H2

C.CH,轉化率隨溫度升高而增大，可以用勒夏特列原理解釋

D.增大壓強使容器容積減小，可使單位體積內活化分了?數增多，化學反應速率增大

6.（2023秋?湖南長沙?高三統(tǒng)考期末）一定溫度和壓強下，在詼個容積均為IL的密閉容器中，充入一定量

的A和B,發(fā)生反應：2A+2B—C+2D。相關反應數據如下表所示(已知在Rkpa、［C下，A、B、C、

D都是氣態(tài))

容器編號壓強溫度起始物質的量/mol10s時物質的量/mol

ABC

1P]kpar,c0.20.20.05

IIP]kpaT2C(T2>T.)0.20.20.05

IIIP,kpa(P2>PjT,C0.20.20.05

下列說法正確的是A.該反應的AH〉。

B.在容器【II中，A、B中至少有一種呈非氣態(tài)

C.10s時，容器II中的反應一定處于平衡狀態(tài)

D.若起始時，向容器n中充入().()8molA、O.lmolBs().04molC和O.lmolD,反應將向正反應方向進行

7.(2023秋?河南駐馬店?高三河南省上蔡第一高級中學統(tǒng)考期末)TC時，含等濃度的AgNO,與Fe(N€)J2

的混合溶液中發(fā)生反應Fe2+(aq)+AH(aq)-Fe3+(aq)+Ag(s)<0,八時刻，改變某一外界條件繼續(xù)

反應至4(〃=M)時刻，溶液中c(Ag+)和《Fe")隨時間的變化關系如圖所示。下列說法正確的是

已知：rc時，該反應的化學平衡常數K=L

A.若4時刻未改變外界條件，則此時該反應處于平衡狀態(tài)

B.若『2時刻反應達到平衡，則八時刻改變的條件可能為升溫

C.若始終保持溫度不變，則平均反應速率：（。表示Ofs內Ft?*的平均反應速率，斗:表示。?Gs

內Fe2+的平均反應速率）

0Q4

-1

D.0-r2s內Ag+的平均反應速率為匚-molL-'-s

專題十二化學反應速率與化學平衡

考點一化學反應速率及其影響因素

1.化學反應速率的計算

Ac(B)A/z(B)

WB)=_Xi-=V-A；°

用上式進行某物質反應速率計算時需注意以下幾點：

(1)濃度變化只適用于氣體和溶液中的溶質，不適用于固體和純液體。

(2)化學反應速率是某段時間內的平均反應速率，而不是即時速率，且計算時取正值。

(3)同一反應用不同的物質表示反應速率時，數值可能不同，但意義相同。不同物質表

示的反應速率之比等于其化學計量數之比。

(4)計算反應速率時，若給出的是物質的量的變化值，要轉化為物質的量濃度的變化直(計

算時一定要除以體積)，再進行計算。

2.化學反應速率快慢的比較方法

首先看用各物質表示的速率單位是否統(tǒng)一，若不統(tǒng)一，換算成相同的單位。由于同一化

學反應的反應速率用不同物質表示時數值可能不同，所以比較反應的快慢不能只看數值的大

小，而要進行一定的轉化，具體方法有：

(1)歸一法：換算成用同一種物質表示的速率，一般換算成化學計量數小的物質。

(2)比值法：用各物質表示的反應速率除以對應各物質的化學計量數，然后再對求出的

數值進行大小排序,數值大的反應速率快.如反應機A+〃R==〃C+/7D,在不同情況下測得

的反應速率為n(A)和MB),若v則反應速率WA)>v(B)。

3.稀有氣體對反應速率的影響

(I)恒容：充入“惰性氣體二總壓增大一物質濃度不變(活化分子濃度不變)，反應速

率不變。

(2)恒壓：充入“惰性氣體”且幺體積增大一^物質濃度減小(活化分子濃度減小)上喧>

反應速率減慢。

4.純液體、固體對化學反應速率的影響

在化學反應中，純液體和固態(tài)物質的濃度為常數，故不能用固態(tài)物質的變化來表示反應

速率，但是固態(tài)反應物顆粒的大小是影響反應速率的條件之一，如煤粉由于表面積大，燃燒

就比煤塊快得多。

【跟蹤訓練】1.(2022?浙江?模擬預測)一定溫度下，利用測壓法在剛性反應器中研究固體

催化劑作用下的A的分解反應：A(g)B(g)+2C(g)o體系的總壓強p隨時間t的變化如

表所示:

t/'min0100150250420540580900

p/kPa12.113.313.915.117.1418.5819.06a

下列說法正確的是A.100?250min,消耗A的平均速率為O.O12kPa?mi/

B.推測a一定為22.9

C.適當升高體系溫度，改用表面積更大的催化劑可加快反應速率

D.其他條件不變，改用容積更小的剛性反應器，反應速率增大

【答案】C

【詳解】A.本題考查化學平衡與化學速率。由反應方程式可知反應前后A的消耗量是/工體

的變化量的方，故100~250min,消耗A的平均速率為

'包」x(15.1-13.3)kPa1

2X2X(250-l00)min=0.006kPaminA錯誤;

B.可能在580min或者580?900min之間的某時刻已經達到平衡，故a應小于等于22.9,B

錯誤；

C.適當升高體系溫度，改用表面積更大的催化劑可加快化學反應速率，C正確；

D.由表中數據可知隨著體系壓強的增大，反應速率沒有發(fā)生變化，故該反應的反應速率不

受體系壓強大小的影響，D錯誤；

故選D。

2.(2023.廣東佛山.統(tǒng)考一模)向1L的恒容密閉容器中加入ImolX和3moiY,發(fā)生反應

X(g)+3Y(g)-2Z(g),X的轉化率。隨溫度【的變化如圖所示(不同溫度下的轉化率均為反應

第lOmin數據)。下列說法正確的是

A.a點的反應速率AZ)=0.03molI71-min-1

B.a、b、c點對應的“Y)逆大小關系為：b>c>a

C.c點時，每消耗3moiY的同時，消耗2mo憶

D.若將容器體積擴大為2倍，則c點對應溫度下的a(X)增大

【答案】C

【詳解】A.由題干圖像信息可知，a點X的轉化率為30%,故a點X的反應速率為：

WX戶臀W=oo3molL-Lmin-l根據反應速率之比等于化學計量系數之比，故a點的

反應速率u(Z)=2u(X)=2x0.03mol-LT1min-,=0.06molL'min1,A錯誤；

B.由題干圖像信息可知，a、b兩點l()min時未達到平衡，而c點l()min時達到平衡，溫度

越高正、逆反應速率越快，故a、b>c點對應的t?(Y)逆大小關系為：c>b>a,B錯誤；

C.由題干圖像信息可知，c點時反應達到化學平衡，故有每消耗3moiY的同時消耗2mclZ即

正、逆反應速率相等，C正確；

D.由反應方程式可知X(g)+3Y(g).、2Z(g)正反應是一個氣體體積減小的方向，若將容器體

積擴大為2倍，即減小容器壓強，平衡逆向移動，則c點對應溫度下的a(X)減小，D錯誤；

故答案為：

3.(2023?河南鄭州?統(tǒng)考一模)己知反應2Hl(g)=H/g)+l2(g)AH>0,在716K時向

密閉容器中充入一定量的HI氣體，平衡時氣體混合物中碘化氫的物質的量分數x(HI)為

78%。測得%~x(HI)和％~M也)的關系如圖所示。

下列結論不可砸的是

A.該反應的壓力平衡常數勺約為0.02

B.增大體系壓強，平衡不發(fā)生移動，平衡常數勺不變

C.溫度降低，入、也均減小，平衡向逆反應方向移動

D.溫度升高，反應重新達到平衡時，圖中表示平衡的點可能是A和D

【答案】D

【詳解】A.平衡時氣體混合物中碘化氫的物質的量分數1(HI)為78%,則MHj=Ml2)=U%，

故HI的平衡分壓為：0.7即總，%、12的平衡分壓為：O.llp總，該反應的壓力平衡常數勺

p(H)p(I)_0.11p^?&

22約為0.02,A正確:

p(HI)(0.78p總產

B.由反應方程式2Hl(g)「H2(g)+U(g)可知，反應前后氣體的體積不變,故增大體系壓

強，平衡不發(fā)生移動，平衡常數僅僅是溫度的函數，溫度不變，平衡常數勺不變，B正確;

C.由題干可知，該反應正反應是一個吸熱反應，故溫度降低，*、也均減小，平衡向逆

反應方向移動，C正確：

D.該反應是吸熱反應，升高到某一溫度時，反應速率加快，平衡向正向向移動，x(H1)

減小，x(H2)增大,當升高到某一溫度時，反應重新達到平衡,V正?x(HI)和V逆?X(H2)

相對應的點可能分別為A、E,D錯誤；

故答案為：Do

4.(2022.浙江.模擬預測)室溫下，某溶液初始時僅溶芍M和N且濃度相等，同時發(fā)生以

下兩個反應：①M+N=X+Y、②M+N=X+Z,反應①的速率可表示為匕=Ke?(M),反應

②的速率可表示為%=&d(M)(L、心為速率常數)。反應體系中組分M、Z的濃度隨時間

變化情況如表，下列說法錯誤的是

時間/min

03060

c/(molL-1)

M0.5000.3000.200

Z00.125X

A.0~30min時間段內，Y的平均反應速率為0.0025molL，min」

B.反應開始后，體系中Y和Z的濃度之比保持不變，為3：8

C.分析計算可得x=0.1875

D.反應①的活化能比反應②的活化能大

【答案】B

【詳解】A.由表中數據可知，30min時,M、Z的濃度分別為0.300molL?和0.125mol?匚?,

則M濃度的變化量為OSmolLi-0.300moiL"-0.200moi?□，結合兩化學方程式可知Y

濃度的變化量為0.200molL-0125moiI?=0.075molL7i,則0~30min時間段內，Y的平

均反應速率為?L：=O0025mol?I??min”,故A正確：

30min

B.由題中信息可知，反應①和反應②的速率之比為｝,Y和Z分別為反應①和反應②的

產物，且兩者與M的化學計量數相同(化學計量數均為I),因此室溫下反應開始后，體系中

Y和Z的濃度之比等于3,為定值，結合30min口、J數據可知，二者濃度比為竺盟吧匕=2,

k,0.125molL7'5

故B錯誤；

k3S

C.結合A、B的分析可知)=三，因此，反應過程中有?的M轉化為Z,

x=(0.500-0.200)X-=0.1875,故C正確；

8

D.由以上分析可知，在相同的時間內生成Z較多、生成Y較少，因此，反應①的化學反

應速率較小，在同一體系中，活化能較小的化學反應速率較快，故反應①的活化能比反應②

的活化能大，故D正確；

故選

考點二化學平衡及其影響因素

1.判斷反應達到平衡狀態(tài)的方法

⑴等——“逆向相等”：反應速率必須一個是正反應的速率，一個是逆反應的速率，且經過

換算后同一種物質的減少速率和生成速率相等。

(2)定——“變量不變”：如果一個量是隨反應進行而改變的(即變量)，當其"不變''時反應就達

到平衡狀態(tài)；一個隨反應的進行保持不變的量(即恒量)，不能作為判斷反應是否達到平衡狀

態(tài)的依據。

⑶依Qc與K關系判斷：若Qc=K,反應處于平衡狀態(tài)。

2.平衡移動方向的判斷

⑴依勒夏特列原理判斷。

(2)根據圖像中正逆反應速率相對大小判斷：若v正〉v逆，則平衡向正反應方向移動；反之向

逆反應方向移動。

(3)依變化過程中速率變化的性質判斷：若平衡移動過程中，正反應速率增大(減小)，則平衡

向逆(正)反應方向移動。

(4)依濃度商(ft)規(guī)則判斷：若某溫度下Qc<K,反應向正反應方向進行；QC>K,反應向逆

反應方向進行。

【跟蹤訓練】1.(2022?上海?統(tǒng)考一模)某溫度下，向密閉容器中充入等物質的量的CH2=CH?

和H?O(g),發(fā)生反應CH：=CH2(g)+H2O(g).CH?H9H(g)。達到平衡后，下列說法正

確的是

A.增大壓強，v正X逆，平衡常數增大

B.加入催化劑，平衡時CH￡HqH(g)的濃度增大

C.恒溫下，移走一定量的CH2=CH?(g),V正變大，V迪變小

D.恒容下，充入一定量的Hq(g),平衡時CH3cH20H(g)的體積分數一定降低

【答案】D

【詳解】A.增大壓強，平衡正向移動，v正X逆，平衡常數只與溫度有關，溫度不變，平衡

常數不變，A錯誤；

B.加入催化劑，不改變平衡狀態(tài)，平衡時CHCH20H(g)的濃度不變，B錯誤；

C.恒溫下，移走一定量的CH?=CH?(g),v正立即變小，v逆瞬時不變，隨后變小，平衡逆

向移動，C錯誤；

D.充入等物質的量的cu-cn?和iiq(g),按照化學計量系數比投料,達到平衡時

CHCHqH(g)的體積分數最大，再充入一定量的H?o(g),達到新平衡時CH3cH20H(g)的

體積分數一定降低，D正確；

故選D。

2.(2022?上海?統(tǒng)考一模)一定溫度下，某密閉容器中可逆反應2NO?.?$0,達到平衡，

下列操作能使[N同,0.亍1變小的是

A.恒壓充入N?B.恒容充入N?C.恒容充入NO?D.恒容充入

【答案】A

【詳解】A.恒壓充入N?,容器體積變大，總壓強不變，反應體系分壓減小，平衡逆向移

動，[NO],變小，A符合；

B.恒容充入N-總壓強變大，容器體積不變，反應物的濃度不變，平衡不移動，愣，不

變，B不符合；

C.方程式左端只有NO2,恒容充入NO?等同于加壓，N0Z轉化率增大，窄和變大，C

不符合；

[N,O.l

D.方程式右端只有Nq,,恒容充入Nq,等同于加壓，NO?轉化率增大，也才變大，D

不符合；

故選A。

3.(2022.遼寧沈陽?遼寧實驗中學校考模擬預測)N2H八N2O4常用作火箭發(fā)射的推進劑。

1

推進劑發(fā)生反應：2N2H4(l)+N2O4()=3N2(g)+4H2O(g)o下列有關說法錯誤的是

A.反應每生成0.3molN?,轉移電子的數目為0.8x6.02x1()23

B.充有N2O4的密閉容器中存在：N2O4(g)2NO2(g),增大容器體積，平衡正向移動，

容器內氣體顏色變淺

C.堿性N2H4—空氣燃料電池工作時，止極電極反應式為O?+4e-+2H2O=4OH

HH

D.N2H4的電子式為

【答案】D

【詳解】A.在該反應中N元素由反應前N2H4中的-2價變?yōu)榉磻驨z中的0價，化合價升

高2x2x2=8價；N元素由反應前N2O4中的+4價變?yōu)榉磻驨z中的0價，化合價降低2x4=8

價，反應中每產生3個N2轉移8個電子，則當反應每生成0.3molN2,轉移電子的數目為

0.8x6.02xlO23,A正確；

B.在密閉容器中存在可逆反應：N2O4(S)--2NO2(g),增大容器體積，c(N02)減小，化

學平衡正向移動，使c(NO2)增大，但平衡移動使《NO2)增大的影響小于容器體積擴大使

《NO2)減小的影響，因此容器內氣體顏色變淺，B正