2026届高三化学二轮复习课件：板块Ⅲ　化学反应的热效应、速率与平衡　专题二　速率与平衡的影响因素、图像及归因分析(含解析）

这是一份2026届高三化学二轮复习课件：板块Ⅲ　化学反应的热效应、速率与平衡　专题二　速率与平衡的影响因素、图像及归因分析(含解析），共99页。PPT课件主要包含了CONTENTS，真题导航，高考必备，模拟突破，多坐标图像，答案C，BaO，m1m2m3，升高温度反应速率，nmp等内容，欢迎下载使用。
热点一　化学反应速率与平衡的影响因素
热点二　化学反应速率与平衡图像
专题突破练（八）速率与平衡的影响因素、 图像及归因分析
热点三　多平衡体系图像中的归因问题分析
1.(2025·甘肃卷)CO2加氢转化成甲烷,是综合利用CO2实现“碳中和”和“碳达峰”的重要方式。525 ℃、101 kPa下,CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)　ΔH=-185 kJ·ml-1。反应达到平衡时,能使平衡向正反应方向移动的是(　　)
A.减小体系压强B.升高温度C.增大H2浓度D.恒容下充入惰性气体
解析　该反应为气体分子数减小的反应,减小体系压强,平衡向气体分子数增大的方向移动,即平衡向逆反应方向移动,A错误;该反应为放热反应,升高温度,平衡向吸热反应方向移动,即平衡向逆反应方向移动,B错误;增大H2浓度,反应物浓度增大,平衡向正反应方向移动,C正确;恒容下充入惰性气体,各物质浓度不变,平衡不移动,D错误。
2.(2025·浙江1月选考)下列说法正确的是(　　)
3.(2024·浙江6月选考)二氧化碳氧化乙烷制备乙烯,主要发生如下两个反应:
A.反应活化能: Ⅰ < ⅡB.500 ℃时,0~5 min反应 Ⅰ 的平均速率为v(C2H4)=2.88×10-3 ml·L-1·min-1C.其他条件不变,平衡后及时移除H2O(g),可提高乙烯的产率D.其他条件不变,增大投料比[n(C2H6)/n(CO2)]投料,平衡后可提高乙烷转化率答案　D
高考热点:纵观近年高考试题,化学反应速率、化学平衡及其的影响因素的考查角度:(1)从宏观与微观相结合视角(实验探究或生活现象)注重真实情境下外界条件如温度、催化剂、压强等对反应速率和化学平衡的影响,能从宏观(如反应条件、反应现象等)角度进行描述或判断,同时能从微观角度进行分析和解释。
(2)定性与定量相结合视角①对化学反应快慢的描述或比较从定性进阶到定量,从粗略的估计进阶到精确的表示。在复杂情况(如多种因素同时发生变化)下,如果从定性角度无法判断或比较化学反应的快慢时,还可以从定量角度进行分析。②利用平衡常数K与Q的关系判断反应是否达到平衡及平衡移动的方向,是分析等温条件下平衡移动问题的基本思路,越来越受到重视。(3)速率、平衡双重因素影响下转化率变化的原因,反应达到平衡与未达到平衡时,反应速率、转化率与平衡移动的关系分析。
1.化学反应速率有关概念之间的关系
2.从反应速率方程定量分析化学反应速率影响因素
3.化学平衡移动方向的判断方法
(2)依据浓度商(Q)规则判断通过比较浓度商(Q)与平衡常数(K)的大小来判断平衡移动的方向。①若Q>K,平衡逆向移动;②若Q=K,平衡不移动;③若Qv2(正)B.0~6 s内,X的平均反应速率v(X)=0.5 ml·L-1·s-1C.若升高温度,4 s时容器中c(N)∶c(M)的比值减小D.反应①的活化能高于反应②
2.(2025·安徽合肥三模)SCl2可用作有机合成的氯化剂,在体积为V L的密闭容器中充入0.2 ml SCl2(g),发生反应:2SCl2(g) S2Cl2(g)+Cl2(g)。图中所示曲线分别表示反应在a min时和平衡时SCl2的转化率与温度的关系。下列说法正确的是(　　)
B.当容器中气体密度恒定不变时,反应达到平衡状态C.55 ℃时,向体积为0.5V L的容积中充入0.2 ml SCl2(g),a min时SCl2(g)的转化率大于50%D.82 ℃时,起始时在该密闭容器中充入SCl2、S2Cl2和Cl2各0.1 ml,此时v(逆)>v(正)
解析　升高温度,平衡时SCl2的转化率增大,故该反应为吸热反应,ΔH>0,A错误;该反应在恒容密闭容器中进行,且反应物和生成物均为气体,气体总质量不变,则密度恒定不变,所以当容器中气体密度恒定不变时,该反应不一定达到平衡状态,B错误;55 ℃时,在体积为V L的密闭容器中充入0.2 ml SCl2(g),a min时SCl2(g)的转化率等于50%,但反应未达到平衡,若体积缩小为0.5V L,气体浓度增大,反应速率加快,所以55 ℃时,向体积为0.5V L的容器中充入0.2 ml SCl2(g),a min时SCl2(g)的转化率大于50%,C正确;82 ℃时,SCl2(g)的转化率为90%,
3.(2025·河北石家庄阶段练)利用环戊二烯( )加氢制备环戊烯( ),按n(H2)∶ n(C5H6)=1∶1加入恒压密闭容器中,若仅发生如下反应:
实验测得环戊二烯转化率(曲线b)和环戊烯选择性(曲线a)随温度变化曲线如下(已知:选择性=转化为目标产物的反应物在总转化量中的占比)。
下列说法错误的是(　　)
1.(2024·山东卷)水煤气是H2的主要来源,研究CaO对C-H2O体系制H2的影响,涉及主要反应如下:
压力p下,C-H2O-CaO体系达平衡后,图示温度范围内C(s)已完全反应,CaCO3(s)在T1温度时完全分解。气相中CO、CO2和H2摩尔分数随温度的变化关系如图所示,则a线对应物种为　　　　(填化学式)。当温度高于T1时,随温度升高c线对应物种摩尔分数逐渐降低的原因是______________________________________________________________________________________________________。
当温度高于T1,CaCO3(s)已完全分解,
只发生反应 Ⅱ,温度升高,反应 Ⅱ 逆向移动,所以CO2的摩尔分数减小
解析　图示温度范围内C(s)已完全反应,则反应 Ⅰ 已经进行完全,反应 Ⅱ 和 Ⅲ 均为放热反应,从开始到T1,温度不断升高,反应 Ⅱ 和 Ⅲ 逆向移动,依据反应 Ⅱ,n(H2)减小,摩尔分数减小,n(CO)升高,摩尔分数增大,且二者摩尔分数变化斜率相同,所以a曲线代表H2的摩尔分数的变化,则c曲线代表CO2的摩尔分数随温度的变化,开始到T1,CO2的摩尔分数升高,说明在这段温度范围内,反应Ⅲ占主导,当温度高于T1,CaCO3(s)已完全分解,只发生反应 Ⅱ,所以CO2的摩尔分数减小。
2.(2024·湖北卷)用BaCO3和焦炭为原料,经反应 Ⅰ、Ⅱ 得到BaC2,再制备乙炔是我国科研人员提出的绿色环保新路线。
恒压容器中,焦炭与BaCO3的物质的量之比为4∶1,Ar为载气。1 400 K和1 823 K下,BaC2产率随时间的关系曲线依实验数据拟合得到如图(不考虑接触面积的影响)。
(1)初始温度为900 K,缓慢加热至1 400 K时,实验表明BaCO3已全部消耗,此时反应体系中含Ba物种为　　　　。 (2)1 823 K下,反应速率的变化特点为_____________________________________________________________________, 其原因是____________________________________________________________________。
t1~t2阶段净反应速率为正值且恒定不变,
t2后反应达到平衡,净反应速率恒为0
反应物均为固体,固体的浓度
为定值,不会随着消耗而发生改变
解析　(1)由题图可知,1 823 K下,BaC2产率随着时间的延长不断增加至接近100%,而1 400 K下,BaC2产率始终为0,说明反应 Ⅱ 在1 400 K以下没有发生,而BaCO3全部消耗,说明反应 Ⅰ 已完全进行,生成BaO,故此时体系中含Ba物种为BaO。(2)图的横坐标为时间,纵坐标为BaC2产率,则图像的斜率可代表反应速率,由图可知,1 823 K下,t1~t2阶段净反应速率不变,t2后反应达到平衡,净反应速率恒为0。该体系中的反应物均为固体,固体的浓度为定值,不会随着反应消耗而发生改变,因此出现上述特点。
高考热点:纵观近几年高考化学试题,涉及化学反应速率和化学平衡类的题目,往往结合图像来呈现。试题利用数形结合的三维曲线图,将影响化学反应速率和化学平衡的外界因素(如温度、浓度、压强等)融入其中,特别是化学探究图像中归因分析题更是考查重点。由于该题目新颖、难度大,部分学生难以找到答题突破口,导致得分率不高。解决此类题的关键是要抓住曲线中的关键点和曲线的变化趋势,运用速率和平衡理论解答图像中所反映出的具体问题。
(一)依据图像判断(评价)最佳反应条件确定适宜条件需要综合考虑如下几个方面
(1)速率方面:反应速率尽可能大。(2)平衡方面:反应物的转化率尽可能大,产物的选择性尽可能高。(3)绿色环保方面:污染物尽可能的少产生或少排放。(4)升高温度或增大压强后,速率、转化率或产率增大不多的情况,综合考虑经济效益下,不再升高温度或增大压强。(5)从图中选择最适宜条件时,要首先弄清楚纵坐标的含义,明确图中曲线变化趋势的意义,选择适宜条件时,一般选择在曲线斜率的变化点处。
(二)工业生产图像中转化率(产率)变化趋势文字说题解答该类试题,应通过审题确定是否是平衡状态,再选择合适的理论进行推理分析1.非平衡状态的转化率问题:侧重分析温度、压强、浓度对反应快慢,催化剂对反应快慢及选择性(主副反应)的影响2.平衡转化率问题:侧重分析温度、压强、浓度对化学平衡的影响,有时也涉及温度、某物质对催化活性的影响平衡移动类文字说理解答题模板叙特点(反应特点或容器特点)→变条件→定方向→得结论(或结果)(1)温度:该反应正向为×××(放热或吸热)反应,其他条件不变,升高(或降低)温度,平衡×××(正向或逆向)移动,因此×××(得结论)。(2)压强:反应的正反应是气体分子数减小(或增大)的反应,当温度一定时,增大压强,平衡正向(或逆向)移动,因此×××(得结论)。
由图所示可知脱硫脱硝最佳条件是_______________________。
(1)图1中,温度高于290 ℃,CO2平衡总转化率随温度升高而上升的原因可能是_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)图2中,在240~300 ℃范围内,相同温度下,二甲醚的实际选择性高于其平衡值,从化学反应速率的角度解释原因:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
温度高于290 ℃,随着温度升高,CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)平衡向右移动的程度大于2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)平衡向左移动的程度,使CO2的平衡总转化率上升
CO2催化加氢直接合成二甲醚的反应活化能较低,而合成二甲醚时的副反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)活化能较高,所以二甲醚的实际选择性高于其平衡值
3.通过生物柴油副产物甘油制取H2正成为将其高值化利用的一个重要研究方向。生物甘油水蒸气重整制氢的主要反应原理如下(反应Ⅱ是水汽变换反应):
甘油水蒸气重整制氢时,其他条件不变,在不同水醇比m[m=n(H2O)∶n(C3H8O3)]时H2的平衡产率与温度的关系如图所示。
(1)水醇比从大到小的顺序是　　　　　　;在水醇比不变时H2的平衡产率随温度的升高先增大后又减小的主要原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)该工艺中CO、CO2与H2反应生成甲烷是主要副反应(均为放热反应),实际生产中为抑制CH4的生成,提高氢气的产率,可采取的措施有(不考虑压强的影响)_______________________________________________________(列举2条)。 
甘油的分解(反应Ⅰ)是吸热反应,升高温度
有利于H2生成,会使H2的净含量增加,约900 K左右达到极值,但升高温度,有利于水汽变换反应(反应Ⅱ)的逆向进行,会使H2的净含量减小
适当增大水醇比;适当升高温度;使用H2选择性高的催化剂
解析　(1)当C3H8O3(g)的物质的量固定,水的量越多,反应Ⅱ正向进行程度越大,氢气的产率越高,即水醇比越大,氢气产率越高,故水醇比的大小顺序为m1>m2>m3。(2)该工艺中CO、CO2与H2反应生成甲烷是主要副反应(均为放热反应),重整反应为吸热反应,所以可以升高温度,有利于发生重整反应生成氢气,还可以使用H2选择性高的催化剂、适当增大水醇比都有利于提高氢气的产率。
专题突破练(八)　速率与平衡的影响因素、图像及归因分析
1.以Cu-ZnO-Al2O3作催化剂发生反应2CH3CHO(g)+H2O(g) C2H5OH(g)+ CH3COOH(g)　ΔH②C.0~3 h平均速率v(异山梨醇)=0.014 ml·kg-1·h-1D.反应②加入催化剂不改变其平衡转化率答案　A
7.(2024·湖南卷)恒压下,向某密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)和CO(g),发生如下反应:
10.(2025·山东济南二模)CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与CH4制备CS2,在2 L恒容密闭容器中S8(s)受热分解成气态S2,并发生反应2S2(g)+CH4(g) CS2(g)+2H2S(g)　ΔH1,一定条件下,平衡时S2的体积分数、CH4的平衡转化率与温度的关系如图所示。
11.(2025·甘肃卷)乙炔加氢是除去乙烯中少量乙炔杂质、得到高纯度乙烯的重要方法。该过程包括以下两个主要反应:
反应1:C2H2(g)+H2(g)===C2H4(g) ΔH1=-175 kJ·ml-1(25 ℃,101 kPa)反应2:C2H2(g)+2H2(g)===C2H6(g) ΔH2=-312 kJ·ml-1(25 ℃,101 kPa)(1)25 ℃,101 kPa时,反应C2H4(g)+H2(g)===C2H6(g)　ΔH=　　　　 kJ·ml-1。 
解析　(1)根据盖斯定律可知,目标反应=反应2-反应1,故ΔH=ΔH2-ΔH1=-137 kJ·ml-1。
(2)一定条件下,使用某含C催化剂,在不同温度下测得乙炔转化率和产物选择性(指定产物的物质的量/转化的乙炔的物质的量)如图所示(反应均未达平衡)。
在60~220 ℃范围内,乙炔转化率随温度升高而增大的原因为__________________ _________________________________(任写一条),当温度由220 ℃升高至260 ℃。乙炔转化率减小的原因可能为________________________________。在120~240 ℃范围内,反应1和反应2乙炔的转化速率大小关系为v1　　　　v2(填“>”“v2。
12.(2025·山东泰安质检)探究CH3OH合成反应的化学平衡影响因素,有利于提高CH3OH的产率。CO2和H2在某种催化剂作用下可同时发生以下两个反应:
在压强为p,CO2、H2的起始投料比为1∶3的条件下,发生反应Ⅰ、Ⅱ。实验测得CO2的平衡转化率和平衡时CH3OH的选择性随温度的变化如图所示。
(1)有利于提高CH3OH的选择性的措施有　　　　(填字母)。 A.适当降温　B.适当升温　C.选择合适的催化剂(2)温度高于350 ℃时,体系中发生的反应以　　(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)为主,并说明理由:____________________________________________________________________________________________________________。(3)其中表示平衡时CH3OH的选择性的曲线是　　　　(填“a”或“b”)。 
升高温度时,反应Ⅰ平衡逆向移动,反应Ⅱ平衡正向移动,350 ℃后CO2平衡转化率上升,因此体系中发生的反应以反应Ⅱ为主
解析　(1)由反应Ⅰ可知生成CH3OH的反应为放热反应,根据勒夏特列原理,温度降低,有利于平衡正向移动,因此降温可以提高CH3OH的选择性;选择有利于反应Ⅰ进行的催化剂,可以让反应更大程度甚至只进行反应Ⅰ,有利于提高甲醇的选择性。(2)升高温度时,反应Ⅰ平衡逆向移动,反应Ⅱ平衡正向移动,350 ℃后CO2平衡转化率上升,因此体系中发生的反应以反应Ⅱ为主。(3)反应Ⅰ是生成CH3OH的反应,该反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动,CH3OH的选择性降低,因此b为平衡时CH3OH的选择性曲线,a为CO2的平衡转化率曲线。
13.(2025·西北工业大学附中模拟)工业上可采用乙苯( )气体催化脱氢法制取H2,同时生成苯乙烯( )气体。其他条件不变时,在不同催化剂(n、m、p)作用下,反应进行相同时间后,乙苯的转化率随反应温度的变化如图所示。相同温度下,三种催化剂(n、m、p)的催化活性由高到低的顺序为　　　　;b点乙苯的转化率高于a点的原因是_____________________________________________________________________。
a、b点都未达到平衡,b点温度高,
反应速率快,消耗的乙苯量多,因此转化率大