专题九 化学反应速率与化学平衡（讲义）——高考化学二轮复习讲练测合集

这是一份专题九 化学反应速率与化学平衡（讲义）——高考化学二轮复习讲练测合集，共22页。试卷主要包含了化学反应速率的计算及影响因素，有效碰撞理论，勒夏特列原理，等效平衡判断“四步曲”等内容，欢迎下载使用。

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
v＝eq \f(Δc,Δt)，单位为ml·L－1·min－1或ml·L－1·s－1。
注意事项
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。
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。
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：
【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
恒温恒容：充入“惰性气体”→总压增大→物质浓度不变(活化分子浓度
不变)→反应速率不变。
恒温恒压：充入“惰性气体”→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
图中：E1为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，反应热为E1－E2。(注：E2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
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
化学平衡状态判断的“两标志”
(1)本质标志：v正＝v逆≠0。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

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。
(3) v(正)p＋q，且ΔH>0
(1)t1 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)t2 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)t3 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)t4 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)—时间图像
反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>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（α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，ΔHT2，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)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，如图所示，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。
(2)对于化学反应mA(g)＋nB(g) pC(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v正＞v逆；则L线的右下方(F点)，v正＜v逆。
(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。
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，K＝eq \f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B))(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：

（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
（3）判断可逆反应的热效应

【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。
同倍增大c(A)和c(B)
eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(a＋b＝c＋d A、B的转化率不变,a＋b>c＋d A、B的转化率增大,a＋b②
C.0~3 h平均速率v（异山梨醇）
D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
答案：A
解析：3 h时异山梨醇的浓度仍在增大，1，4-失水山梨醇的浓度仍在减小，说明此刻反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速率不相等，A错误；由题图可知，3 h时山梨醇的浓度已为0，副产物的浓度不变，说明反应①、③均是不可逆反应，15 h后异山梨醇的浓度不再变化，1，4-失水山梨醇的浓度大于0，说明反应②是可逆反应，则该温度下的平衡常数：①>②，B正确；0~3 h内平均速率v（异山梨醇），C正确；反应②使用催化剂能加快反应速率，缩短达到化学平衡状态的时间，但是催化剂对化学平衡移动无影响，故加入催化剂不改变其平衡转化率，D正确。
真题赏析2：【2024·安徽卷】室温下，为探究纳米铁去除水样中的影响因索，测得不同条件下浓度随时间变化关系如下图。
下列说法正确的是( )
A.实验①中，0~2小时内平均反应速率
B.实验③中，反应的离子方程式为：
C.其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率
D.其他条件相同时，水样初始越小，的去除效果越好
答案：C
解析：实验①中，0~2小时内平均反应速率，A错误；实验③中水样初始，溶液呈弱碱性，结合氧化还原反应规律可得离子方程式为，B错误；由实验①、②可知，其他条件相同时，适当增加纳米铁质量，反应速率加快，C正确；由实验②、③可知，其他条件相同时，适当减小水样初始pH，的去除效果更好，但若水样初始pH太小，与反应的纳米铁的量增多，从而影响的去除效果，D错误。
真题赏析3：【2023·湖南卷】向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.
B.反应速率：
C.点a、b、c对应的平衡常数：
D.反应温度为，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态
答案：B
解析：图像分析
结合图像分析可知，A正确，B错误；该反应为吸热反应，温度升高，平衡常数增大，结合图像可知平衡常数，C正确；该反应反应前后气体分子数不相等，恒温恒容时，容器内压强不再发生变化，即达到平衡状态，D正确。
1.根据相应的图像，下列相关说法正确的是( )
A. 图甲所示，时改变的条件一定是加入了正催化剂
B. 图乙所示，若，则a>b
C. 图丙所示，平衡时C的百分含量比低
D. 图丁所示，该反应中C一定是气体
2.密闭容器中发生反应，在温度为、时，平衡体系中的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.A、C两点的反应速率：A>C
B.A、C两点气体的颜色：A浅，C深
C.由状态A到状态B，可以用加热的方法
D.A、C两点气体的平均相对分子质量：A>C
3.已知反应的平衡常数与温度的关系如表所示。830℃时，向一个2L的密闭容器中充入和，反应初始4s内。下列说法正确的是( )
A.4s时容器内
B.达平衡时，X的转化率为80%
C.反应达平衡后，升高温度，平衡正向移动
D.1200℃时反应的平衡常数K＝0.4
4.向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.
B.反应速率：
C.点a、b、c对应的平衡常数：
D.反应温度为，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态
5.探究反应速率的影响因素，有关实验数据如下表所示：
下列说法不正确的是( )
A.a6.7
B.可通过比较收集相同体积CO2所消耗的时间来判断反应速率快慢
C.用表示该反应速率，v（实验1）约为
D.用表示该反应速率，v（实验3）>v（实验1）
6.在某一容积为2L的密闭容器中，A、B、C、D四种气体发生可逆反应，其物质的量n（ml）随时间t（min）的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.0~2min，A的化学反应速率
B.2min时，图像发生改变的原因只可能是增大压强
C.增加气体D的浓度，A的化学反应速率减小
D.其他条件不变，3min时体系的压强不再发生变化
答案以及解析
1.答案：D
解析：图甲所示，当a+b=c时，时改变的条件可能是增大压强(缩小体积)，也可能是加入了催化剂，故A错误；
若，增大压强时G的体积分数增大，可知增大压强平衡逆向移动，则，故B错误；
T2后升高温度，A%增大、C%减小，可知升高温度平衡逆向移动，正反应为放热反应，则平衡时C的百分含量T1比T2高，故C错误；
加压时正逆反应速率均增大，且正反应速率大于逆反应速率，平衡正向移动，该反应为气体总物质的量减小的反应，则A、B、C为气体，D为固体或液体，故D正确；故选D。
2.答案：B
解析：A.压强越大，反应速率越大，由图可知，A、C两点的反应温度相同，C点压强大于A点，则C点反应速率大于A点，故A错误；
B.该反应为气体体积增大的反应，增大压强，各物质的浓度均增大，平衡向逆反应方向移动，但达到新平衡时，压强越大的点颜色越深，则C点的颜色深，A点的颜色浅，故B正确；
C.是吸热反应，升高温度，化学平衡正向移动，的体积分数增大，由图象可知，A点的体积分数大，则，由状态A到状态B，可以用降温的方法，故C错误；
D.由图可知，A、C两点的反应温度相同，C点压强大于A点，该反应为气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，气体物质的量减小，在气体质量不变的条件下，气体的平均相对分子质量增大，则C点气体的平均相对分子质量大于A点，故D错误；
故选B。
3.答案：B
解析：，则，4s内Y的减少量为，4s时容器内，A错误；
830℃达平衡时，平衡常数为1，应有，设有的X参与反应，则消耗Y为，生成Q和R分别都为，，，转化率为80%，B正确；
反应达平衡后，升高温度，平衡常数减小，平衡逆向移动，C错误；
1200℃时反应的平衡常数K＝=2.5，D错误。
4.答案：B
解析：A.一定条件下，增大水的浓度，能提高的转化率，即x值越小，的转化率越大，则，故A正确；
B.b点和c点温度相同，的起始物质的量都为1ml，b点x值小于c点，则b点加水多，反应物浓度大，平衡正向移动，甲烷的转化率增大，生成物的浓度增大，则在相同温度下反应速率：，故B错误；
C.由图像可知，x一定时，温度升高的平衡转化率增大，说明正反应为吸热反应，温度升高平衡正向移动，K增大；温度相同，K不变，则点a、b、c对应的平衡常数：，故C正确；
D.该反应为气体分子数增大的反应，反应进行时压强发生改变，所以温度一定时，当容器内压强不变时，反应达到平衡状态，故D正确；
答案选B。
5.答案：D
解析：A.温度越高，反应速率越快，催化剂可以加快反应速率，所以a6.7，A正确；
B.判断反应速率的快慢，可以通过单位时间内生成的产物的量的多少来判断，所以可通过比较收集相同体积所消耗的时间来判断反应速率快慢，B正确；
C.根据和之间的变化关系：，即消耗的物质的量为：，，C正确；
D.实验1和3比较，只有高锰酸钾的浓度不同，且实验1中浓度较大，所以速率v（实验3）