知识点11 化学反应速率和化学平衡-2026年高考化学二轮复习讲义（含答案）

这是一份知识点11 化学反应速率和化学平衡-2026年高考化学二轮复习讲义（含答案），共17页。学案主要包含了第一步 仔细审题，第二步 确定变量，第三步 分析图像，第四步 逐项判断等内容，欢迎下载使用。

化学反应速率和化学平衡题主要以图像形式呈现，要求能够根据题给图示，分析反应过程中物质、能量和微粒的变化的关系，能够利用变量控制的方法分析外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响，能够识别隐含的前提条件，能够理清复杂动态体系的变化过程。研究对象多为复杂动态体系，呈现方式主要是图像与表格的形式，每个选项涉及的考点多，主要包括速率和移动分析，速率、转化率和各类平衡常数等计算，物质的结构和性质等。
预计2026年命题会增大创设新情境的设置，增强图像的复杂性和陌生度，凸显试题的选拔功能。反应速率、转化率与各类平衡常数的计算；尤其是多平衡体系图像分析将是平衡题目的主打，图像中变量多信息量大，考查了读图能力和分析推理能力，是高考考查的一个方向和趋势。
流程建模
技法清单
技法01 速率常数、平衡常数及应用
1．化学反应速率常数
(1)速率方程
对于基元反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，则v正＝k正ca(A)·cb(B)(其中k正为正反应的速率常数)，v逆＝k逆cg(G)·ch(H)(其中k逆为逆反应的速率常数)。如：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g) v逆＝k逆·c2(NO)·c(O2)
温度越高，速率常数(k)越大。
(2)速率常数与平衡常数的关系
对于基元反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cc(C)·cd(D)，平衡常数K＝eq \f(ccC·cdD,caA·cbB)＝eq \f(k正·v逆,k逆·v正)，反应达到平衡时，v正＝v逆，故K＝eq \f(k正,k逆)。
2．化学平衡常数
(1)高考常考的4种化学平衡常数
以aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)为例
①浓度平衡常数(Kc)：Kc＝eq \f(ccC·cdD,caA·cbB)。
②压强平衡常数(Kp)：Kp＝eq \f(pcC·pdD,paA·pbB)。eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(分压pi＝p总×xi＝p总×\f(ni,n总)))
③物质的量分数平衡常数(Kx)：Kx＝eq \f(xcC·xdD,xaA·xbB)。
④标准平衡常数(Kθ)
对于反应dD(g)＋eE(g)gG(g)＋hH(g)，Kθ＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(pG,pθ)))g·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(pH,pθ)))h,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(pD,pθ)))d·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(pE,pθ)))e)，其中pθ＝100 kPa，pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压。
(2)平衡常数的应用
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的方向以及反应是否达到平衡
Q＜K，反应向正反应方向进行，v正>v逆；
Q＝K，反应处于平衡状态，v正=v逆；
Q＞K，反应向逆反应方向进行，v正K(Y)
【答案】D
【分析】2H2S(g)⇌S2(?)+2H2(g)，恒压时，温度升高，硫化氢的平衡转化率增大，即平衡正向移动，该反应为吸热反应；恒温时，已知P1v正(Y)，C正确；
D．Y点温度高于X点，该反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，平衡常数增大，因此K(Y)>K(X)，D错误；
故答案选D。
类型03 多反应体系图像
母题精讲 3．（2025·江苏卷）甘油水蒸气重整获得过程中的主要反应：
反应Ⅰ
反应Ⅱ
反应Ⅲ
条件下，和发生上述反应达平衡状态时，体系中和的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。下列说法正确的是
A．时，的平衡转化率为20%
B．反应达平衡状态时，
C．其他条件不变，在范围，平衡时的物质的量随温度升高而增大
D．其他条件不变，加压有利于增大平衡时的物质的量
思维解析【答案】A
【第一步 仔细审题】本题为多反应体系图像。其中反应Ⅰ 为吸热反应，反应Ⅱ和反应Ⅲ为放热反应；初始量为和。
【第二步 确定变量】体系中和的物质的量随温度变化的理论计算结果。
【第三步 分析图像】550℃时，曲线①物质的量是5ml，根据原子守恒，n(C)=3ml，则其不可能是含碳微粒，故曲线①表示H2，升高温度，反应Ⅰ平衡正移，反应Ⅱ平衡逆向移动，CO物质的量增大，则曲线③代表CO，温度升高，反应Ⅲ逆向移动，CH4物质的量降低，则曲线②代表CH4。
【第四步 逐项判断】
A．时，，，，根据C原子守恒，可得，根据O原子守恒，可得(也可利用H原子守恒计算，结果相同)，则，A正确；
B．时，，，则，B错误；
C．范围，随温度升高，反应Ⅱ、Ⅲ平衡均逆向移动，增大，说明反应Ⅲ逆向移动程度更大，则的物质的量减小，C错误；
D．增大压强，反应Ⅰ平衡逆向移动，反应Ⅱ平衡不移动，反应Ⅲ平衡正向移动，的物质的量减小，D错误。
变式应用
1．（2024·黑吉辽卷）异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是
A．时，反应②正、逆反应速率相等
B．该温度下的平衡常数：①>②
C．平均速率(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】A．由图可知，3小时后异山梨醇浓度继续增大，15h后异山梨醇浓度才不再变化，所以3h时，反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速率不相等，故A错误；
B．图像显示该温度下，15h后所有物质浓度都不再变化，且此时山梨醇转化完全，即反应充分，而1,4-失水山梨醇仍有剩余，即反应②正向进行程度小于反应①、反应限度小于反应①，所以该温度下的平衡常数：①>②，故B正确；
C．由图可知，在0~3h内异山梨醇的浓度变化量为0.042ml/kg，所以平均速率(异山梨醇)=，故C正确；
D．催化剂只能改变化学反应速率，不能改变物质平衡转化率，所以反应②加入催化剂不改变其平衡转化率，故D正确；
故答案为：A。
2．（2024·江苏卷）二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为：
①
②
、下，将一定比例、混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和的体积分数如图所示。下列说法正确的是
A．L4处与L5处反应①的平衡常数K相等
B．反应②的焓变
C．L6处的的体积分数大于L5处
D．混合气从起始到通过L1处，CO的生成速率小于的生成速率
【答案】C
【解析】L4处与L5处的温度不同，故反应①的平衡常数K不相等，A错误；由图像可知，L1-L3温度在升高，该装置为绝热装置，反应①为吸热反应，所以反应②为放热反应，ΔH2③
D．由①→④推断，若向①深黄色溶液中加入、淀粉溶液，溶液也无明显变化
【答案】D
【分析】的FeCl3溶液滴加数滴浓盐酸，生成更多的，溶液黄色加深；继续滴加1滴KSCN溶液，转化为，溶液变为红色；再加入NaF固体，转化为，溶液红色褪去，变为无色；再滴加KI溶液、淀粉溶液，无色溶液未见明显变化，说明I-未被氧化。
【详解】A．①中滴加数滴浓盐酸，试管溶液黄色加深，生成更多的，说明浓盐酸促进平衡正向移动，A正确；
B．由①到②，溶液变为红色，说明转化为，即生成并消耗，B正确；
C．②、③溶液中，均存在平衡，由于温度不变，故该反应的平衡常数不变，由于②、③溶液中含有的初始浓度相同，且②溶液为红色，③溶液为无色，故能说明：②>③，C正确；
D．类似C选项分析，由①→④推断，溶液中的是越来越小的，若向①深黄色溶液中加入、淀粉溶液，无法确定①中溶液中的的含量是否能够氧化I-，D错误；
故选D。
2．（2025·广西卷）常温下，浓度均为1×10−3 ml⋅L−1的HClO和ClO2−混合溶液体系，存在竞争反应：
I．HClO+2ClO2−+H+⇌2ClO2+Cl−+H2O
II．HClO+ClO2−⇌ClO3−+Cl−+H+
初始pH=2.5的条件下，含氯微粒的浓度随时间的变化曲线如图（忽略其他反应）。下列说法正确的是
A．曲线②表示的微粒为ClO3−
B．0~2.0 s内，cH+逐渐减小
C．0~2.0 s内，v(HClO)=2.9×10−4 ml⋅L−1⋅s−1
D．体系中v正(HClO):v逆ClO2=1:2时，反应I达到平衡状态
【答案】B
【详解】A．由反应I和II可知，生成物为ClO2、ClO3−、Cl-，根据氯元素守恒及2s时数据，得出c(ClO2)=0.64×10-3ml/L，c(Cl-)=0.42×10-3ml/L，c(ClO3−)=0.10×10-3ml/L，故曲线②为Cl-，ClO3−为曲线③，A错误；
B．反应I消耗H+（0.32×10-3ml/L），反应II生成H⁺(0.10×10-3ml/L)，总H⁺变化量Δc(H⁺)= -0.22×10-3ml/L0。
实验小组为验证浓度越大的磷铝酸浸渍催化剂对以上反应的催化活性越好，进行了三组实验，得到cT随时间（t）的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A．ΔH2Ⅱ>Ⅲ，说明反应速率Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ，故磷铝酸浓度Ⅰ>Ⅱ>Ⅲ，B错误；
C．降低温度，无论放热反应（反应ⅰ）还是吸热反应（反应ⅱ），活化分子百分数均减小，反应速率均减小，C错误；
D．反应ⅲ为A⇌B，平衡常数K3=c(B)c(A)，平衡常数只与温度有关，达到平衡后加入M，温度不变，K3不变，则c(A)c(B)=1K3也不变，D正确；
故选D。
8．（2025·辽宁大连·模拟预测）振荡反应是一个充满相互竞争的复杂反应体系。将一定浓度的四种溶液(①Na2SO3溶液；②稀H2SO4溶液；③K4[Fe(CN)6]溶液；④NaBrO3溶液)混合，混合后溶液的pH随时间的变化如图所示。已知：SO32−+H+⇌HSO3−在极短时间内达到平衡。下列说法错误的是
A．pH下降阶段：快速产生SO42−
B．pH上升阶段：NaBrO3作氧化剂
C．K4[Fe(CN)6]被氧化之后的产物可用来检验Fe3+
D．10 min前pH迅速下降是因为H+在反应过程中起到了催化作用
【答案】C
【详解】A．pH下降阶段H+浓度增大，可能是HSO3−被氧化为SO42−并释放H+，该过程会快速产生SO42−，A正确；
B．pH上升阶段H+浓度减小，可能是NaBrO3（BrO3−）作氧化剂被还原，反应消耗H+导致pH上升，B正确；
C．K4[Fe(CN)6]中Fe2+被氧化为Fe3+，产物为K3[Fe(CN)6]（铁氰化钾），其可检验Fe2+而非Fe3+，C错误；
D．10 min前pH迅速下降，说明H⁺的生成速率突然加快，这是自催化反应的特征，即反应产物H⁺对该反应有催化作用，D正确；
故答案为：C。
9．（2025·重庆·三模）SiHCl3是硅生产工艺的重要中间物，“SiCl4−Si−H2”的生产工艺备受关注，总反应方程式为：3SiCl4g+2H2g+Sis=4SiHCl3g ΔH K，该工艺源于对如下反应研究：
反应ⅰ：SiCl4g+H2g⇌SiHCl3g+HClg ΔH1>0 K1
反应ⅱ：Sis+3HClg⇌SiHCl3g+H2g ΔH20），升高温度，平衡正向移动，K1增大，pK₁=-lgK1减小，故pK1随温度升高而减小，对应曲线Y，A错误；
B．由盖斯定律可知，总反应=3×反应i+反应ii，平衡常数K=(K1)3·K2，B错误；
C．根据已知条件列出“三段式”
SiCl4g+H2g⇌SiHCl3g+HClg起始ml/L2200转化ml/Lxxxx平衡ml/L2-x2-xxx
反应i的K1=x22-x2，曲线Y在A℃时pK1=2，pK1=-lgK1=2，则K1=0.01，解得x≈0.18ml/L，v(H2)= 0.18ml/L5min≈0.036ml·L⁻¹·min⁻¹，C正确；
D．向反应容器中加入固体Si，不能影响平衡移动，故SiCl4的平衡转化率不变，D错误；
故选C。
10．（2025·吉林·二模）已知在恒容密闭容器中发生反应(方程式已配平)，在210℃和220℃时A的转化率随反应时间的变化关系如图所示，设A的起始浓度为。下列说法错误的是
A．220℃时反应的平衡常数ml/L
B．从反应体系中移出部分甲醇可以提高A的转化率
C．210℃时，0~200min内A的平均反应速率为ml/(L·min)
D．a、b两点用物质B表示的瞬时反应速率：b＜a
【答案】D
【详解】A．c点时A的转化率为99%，转化浓度为0.99d，根据，平衡时A浓度为0.01d，B浓度为0.99d，CH3OH浓度为0.99d，则220℃时反应的平衡常数ml/L，A正确；
B．甲醇为生成物，从反应体系中移出部分甲醇，减少生成物的浓度，平衡正向移动，可以提高A的转化率，B正确；
C．210℃、200min时A的转化率为68%，则A的转化浓度为0.68dml/L，0~200min内A的平均反应速率为ml/(L·min)，C正确；
D．a、b两点反应的转化率相等，b点对应的斜率大，对应的温度高，瞬时速率大，瞬时反应速率：b>a，D错误；
答案选D。
冲刺突破
11．（2025·天津河西·三模）在恒温、恒容的密闭容器中发生反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH= a kJ·ml-1(a>0)，实验测得三组数据如下：
下列说法错误的是
A．①达平衡后，的转化率为20%
B．达平衡后，的体积分数：①>②
C．③起始时反应速率：(正)(逆)
D．达到平衡时③中能量变化：
【答案】B
【分析】分析片段
【详解】A．由热化学方程式CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH= a kJ·ml-1(a>0)可知，消耗时可以释放出能量，而①中达到平衡时释放了能量，根据热化学方程式可知消耗的物质的量为，列三段式：，设容器体积为VL，该反应的平衡常数为，的平衡转化率为，A正确；
B．②的浓度熵为：，平衡将向右移动，设转化的CO为xml，列三段式：，由于恒温，K不变，设容器体积为VL，有，解得，平衡时，则①的体积分数为和②的体积分数为，则平衡时的体积分数：①=②，(或可以换个思路，①和②起始投虽然不同，但经过一边倒转化之后是互为等效平衡的，故平衡时的体积分数：①=②)，B错误；
C．③根据浓度熵，则平衡将向逆反应方向移动，则起始时反应速率：(正)(逆)，C正确；
D．根据C选项的判断，设③消耗的为xml，列三段式：，设容器体积为VL，由平衡常数，解得，根据热化学方程式当生成1ml或消耗1ml的能量变化量为akJ，则消耗0.5ml的能量变化量：，D正确；
故答案为：B。
12．（2025·北京海淀·二模）以CO、为原料合成涉及的主要反应如下。
①
②
反应时间等其他条件相同时，按充入原料气，不同温度下CO的转化率和产物选择性如下图。
已知：产物A的选择性
下列说法不正确的是
A．选择性提高可能是由温度对反应速率的影响导致的
B．根据温度升高时CO的转化率增大，可推断
C．相较于230℃，270℃时单位时间内能合成更多的
D．除反应②外，体系中还存在其他副反应
【答案】B
【分析】由图可知，随温度升高，选择性减小，故反应①为放热反应，据此分析；
【详解】A．反应②为放热反应，故选择性提高可能是由于温度升高达到催化剂适宜温度，提高了化学反应速率导致，A错误；
B．由分析可知，，B错误；
C．相较于230℃，270℃时温度高，化学反应速率增加，单位时间内能合成更多的，C正确；
D．和的选择性和在减少，而CO的转化率在增加，故除反应②外，体系中还存在其他副反应，D正确；
故选B。
13．（2025·湖南邵阳·二模）燃油汽车尾气中含有和等有毒气体，某研究小组用新型催化剂对、在不同条件下的催化转化进行研究，反应原理为： 。在密闭容器中充入和，平衡时的体积分数随温度、压强的变化关系如图。下列说法错误的是
A．点的平衡转化率约为57.1%
B．a点和点的反应速率可能相同
C．若在点扩大容器体积并加热，可能达到点状态
D．恒温恒容条件下，向b点平衡体系中再充入1ml和，重新达到平衡后，与点状态相比，NO的体积分数将减小
【答案】C
【详解】A．c点NO体积分数为25%，设转化的NO为aml：
则总的物质的量为(4-0.5a)ml，ml，则CO的平衡转化率为≈57.1%，故A正确；
B．该反应为气体体积减小的放热反应，压强相同时，温度越高，平衡时NO的体积分数越大，则T1＞T2，d点温度低但压强大，a点温度高但压强小，则d点的反应速率可能等于a点，故B正确：
C．由B分析可知，e点温度高于c，则e点加热不会达到c点，故C错误；
D．恒温恒压条件下，向b点平衡体系中再充入1ml NO和1ml CO，等效于对原平衡加压，重新达到平衡后，NO的体积分数减小，故D正确；
故选：C。
14．（2025·江西上饶·二模）随着汽车使用量增大，尾气污染已经受到人们的普遍关注。研究表明，一定条件下存在反应：。在相同温度下，向两个密闭刚性的甲、乙容器中都充入一定量的反应物，甲容器保持绝热（即与外界无热量交换），乙容器保持恒温，在相同的温度下同时开始反应，测得有关数据如表所示，下列说法正确的是
A．甲、乙两容器达到平衡时，平衡常数：
B．平衡后，往容器甲中再充入2ml CO和2ml NO，平衡时
C．平衡后，往容器乙再充入1ml CO和1ml ，NO的转化率增加
D．其他条件不变，若将乙容器改为恒温恒压，则5s时的浓度小于0.25ml/L
【答案】C
【详解】A．甲为绝热容器，5s时甲容器氮气浓度高说明反应为放热反应，随反应进行温度升高K减小，甲的平衡常数小于乙的，A错误；
B．该反应为放热反应，甲为绝热容器，未平衡前甲容器氮气的浓度应大于乙容器的，但10s时甲乙容器氮气浓度相等，说明甲已达到平衡，平衡时氮气浓度为0.5ml/L，则平衡时一氧化氮浓度为1ml/L，再按起始投料加反应物，反应放热，平衡时一氧化氮浓度小于2ml/L，B错误；
C．乙为恒温容器，该反应为气体体积减小的反应，平衡后按化学计量系数增加投料的同时压强增大平衡正移，一氧化氮转化率增大，C正确；
D．该反应为气体体积减小的反应，其他条件不变，若将乙容器改为恒温恒压，等效于加压，则5s时氮气的浓度大于0.25ml/L，D错误；
故答案选C。
15．（2025·江西景德镇·二模）一定温度下，在三个体积的恒容密闭容器中发生反应2X(g) Y(g) +Z(g)。相关数据见下表，下列说法正确的是
A．时，该反应的平衡常数
B．
C．向容器III再充入和，此时
D．若，则该反应
【答案】C
【分析】根据反应式，容器I中初始有2mlX，平衡时有0.4mlX、0.8mlY和0.8mlZ，容器II中有5mlX，平衡时有(5-2z)mlX、zmlY和zmlZ，容器I和容器II的温度相同，则两者平衡常数相同，即：，解得z=2ml；容器III中初始有5mlX，平衡时有3mlX、1mlY和1mlZ，则。
【详解】A．据分析，，故A错误；
B．据分析，z=2，故B错误；
C．向容器III再充入和，此时，反应逆向进行，v正220℃
【答案】D
【详解】A．为吸热反应，升高温度平衡正向移动，为放热反应，升高温度平衡逆向移动，当温度高于280℃时，随着温度升高，平衡向右移动的程度大于平衡向左移动的程度，导致CO2的平衡总转化率上升，A错误；
B．240℃-300℃，实际总转化率小于平衡总转化率，说明反应未达到平衡，实际总转化率升高的原因是：温度升高，主反应和副反应反应速率均加快，不能说明温度对主反应的影响大于副反应，B错误；
C．240℃-300℃范围内，二甲醚实际选择性降低的原因是：升高温度，主反应和副反应速率均增大，但是副反应的增大程度大于主反应，不能说明副反应速率>主反应速率，C错误；
D．由图可知，260℃时实际总转化率大于220℃，260℃时实际选择性小于220℃，但260℃时实际总转化率与实际选择性的乘积大于220℃，产生二甲醚的物质的量：260℃>220℃，D正确；
故选D。
21．（2025·山东淄博·三模）向体积均为1 L的两个刚性容器中各充入4mlHBr(g)和1mlO2(g)，分别在绝热和恒温条件下发生反应，测得压强变化ΔP(ΔP=P0-Px，P0为起始压强，Px为某时刻压强)随时间变化关系如图所示。
下列说法正确的是
A．L1表示绝热条件下ΔP随时间变化关系
B．ΔH>0
C．HBr的转化率：
D．b点对应的平衡常数
【答案】D
【详解】A．恒温恒容条件下，容器中气体的压强与气体的物质的量成正比，根据方程式知，反应前后气体的物质的量之和减小，则压强减小，在绝热条件下进行，随着反应的进行，容器内压强先增大后减小，说明开始时温度对压强的影响大于气体的物质的量，则L2表示绝热条件下ΔP随时间变化关系，A错误；
B．恒温恒容条件下，容器中气体的压强与气体的物质的量成正比，根据方程式知，反应前后气体的物质的量之和减小，则压强减小，，在图中以ac所在线表示；在绝热条件下进行，随着反应的进行，容器内压强先增大后减小，说明开始时温度对压强的影响大于气体的物质的量，说明该反应为放热反应，，B错误；
C．b点温度高于c点，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，所以HBr的转化率：，C错误；
D．在恒温恒容条件下，气体压强之比等于总物质的量之比，根据三段式：，根据a点时数据有：，解得x=0.75，此时浓度商，a、b点总压强相等，容器体积相等，b点温度较高，故b点气体的物质的量小于a点，正反应是气体分子数减小的反应，说明b点HBr的转化率大于a点，即b点平衡常数K大于a点Qc，D正确；
故选D。
22．（2025·辽宁沈阳·三模）温度，在恒容密闭反应器中进行高压液态+氢萘催化脱氢实验，反应Ⅰ：；反应Ⅱ：；，测得和的产率和(以物质的量分数计)随时间的变化关系如图所示，下列说法中错误的是
A．由图可知：反应活化能
B．温度对Ⅱ反应限度影响大
C．改变催化剂可调控两种有机生成物比例
D．时，共产生
【答案】B
【详解】A．由图可知，相同时间内（反应Ⅱ产物产率）大于（反应Ⅰ产物产率），说明反应Ⅱ的反应速率比反应Ⅰ快，一般情况下，反应速率越快，反应的活化能越低，所以反应活化能Ⅱ