高考化学二轮复习讲义+分层训练（全国通用）解密07 化学反应速率与化学平衡（讲义）（原卷版）

这是一份高考化学二轮复习讲义+分层训练（全国通用）解密07 化学反应速率与化学平衡（讲义）（原卷版），共110页。

【考纲导向】
1．了解化学反应速率的概念和表示方法。能正确计算反应物的转化率(α)。
2．了解活化能的概念和催化剂的重要作用。
3．了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。
4．掌握化学平衡的特征。了解化学平衡常数(K)的含义，并能进行相关计算。
5．理解外界条件对反应速率和化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。
6．了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
【命题分析】
化学反应速率与化学平衡是高考的必考内容，其中外界因素对平衡状态的影响、化学平衡常数、与化学平衡和化学反应速率相关的计算是考查的重点。试题对计算能力、语言组织表达能力、数形结合分析能力要求较高。难度以中等或中等偏难为主。预计2023年高考对本专题的考查仍会以综合题为主，侧重考查考生分析问题能力，信息整合应用能力等，试题难度有逐渐加大的趋势。

核心考点一 化学反应速率及其影响因素
一、化学反应速率及其影响因素
1．化学反应速率的计算
(1)根据图表中数据和定义计算：v(X)＝eq \f(X的浓度变化量ml·L－1,时间的变化量s或min或h)，即v(X)＝eq \f(|Δc|,Δt)＝eq \f(|Δn|,V·Δt)，计算时一定要注意容器或溶液的体积，不能忽视容器或溶液的体积V，盲目地把Δn当作Δc代入公式进行计算。
(2)根据化学方程式计算：对于反应“mA＋nBpC＋qD”，有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。
2．外界因素对化学反应速率的影响及规律
(1)当其他条件相同时，增大反应物浓度时，v正增大，v逆瞬间不变，随后也增大。
(2)压强对反应速率的影响(有气体参加的化学反应)
①恒温时，压缩体积→压强增大→反应物浓度增大→反应速率加快。
②恒温时，对于恒容密闭容器
a．充入气体反应物→总压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率加快。
b．充入“惰性”气体→总压强增大→气体反应物浓度未改变→反应速率不变。
③恒温恒压时
充入“惰性”气体→体积增大→气体反应物浓度减小→反应速率减小。
(3)升高温度，v正和v逆都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大；降低温度，v正和v逆都减小，但吸热反应方向的反应速率减小的程度大。
(4)使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。
3．化学反应速率常数及应用
(1)速率常数含义
速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 ml·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。
化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比，而速率常数是其比例常数，在恒温条件下，速率常数不随反应物浓度的变化而改变。因此，可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。
(2)速率方程
一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。
对于反应：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)。
如反应2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，v正＝k正·c2(NO2)，v逆＝k逆·c2(NO)·c(O2)。
(3)速率常数与化学平衡常数之间的关系
一定温度下，可逆反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，达到平衡状态时，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)，
因平衡时v正＝v逆，则k正·ca(A)·cb(B)＝k逆·cg(G)·ch(H)，eq \f(k正,k逆)＝eq \f(cgG·chH,caA·cbB)＝K
4．理论解释——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，E2为逆反应的活化能，反应热为E1－E2。
(3)有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。
活化分子、有效碰撞与反应速率的关系。
考法 结合速率图象考查速率计算及其影响因素(题型预测：选择题)
1．(2023·北京）捕获和转化可减少排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以为载气，以恒定组成的混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到，在催化剂上有积碳。
下列说法不正确的是
A．反应①为；反应②为
B．，比多，且生成速率不变，可能有副反应
C．时刻，副反应生成的速率大于反应②生成速率
D．之后，生成的速率为0，是因为反应②不再发生
分析外界因素对化学反应速率的影响时要注意以下几点
1．对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，改变用量速率不变。但固体颗粒的大小决定反应物接触面积的大小，会影响化学反应速率。
2．压强对速率的影响有以下几种情况：
(1)恒温时：增大压强eq \(――→,\s\up7(引起))体积缩小eq \(――→,\s\up7(引起))浓度增大eq \(――→,\s\up7(引起))化学反应速率加快。
(2)恒容时：
①充入气体反应物eq \(――→,\s\up7(引起))压强增大eq \(――→,\s\up7(引起))浓度增大eq \(――→,\s\up7(引起))速率加快。
②充入惰性气体eq \(――→,\s\up7(引起))总压强增大，但各气体物质的量浓度不变，反应速率不变。
(3)恒压时：压强不变充入惰性气体eq \(――→,\s\up7(引起))压强不变eq \(――→,\s\up7(引起))体积增大eq \(――→,\s\up7(引起))各物质浓度减小eq \(――→,\s\up7(引起))反应速率减慢。
3．温度改变对任何反应的速率都有影响。
4．加入催化剂可以同等程度的改变正逆化学反应速率。
变式1 化学反应速率的相关计算
1．(2023·全国·高三专题练习）反应(表示溶液)，将一定量的与混合形成溶液发生反应(忽略反应过程中的体积变化)，测得的物质的量数据如下表。下列说法正确的是
A．时，
B．时，溶液中剩余物质的量为
C．内，
D．时，
变式2 化学反应速率的大小比较
2．(2023·黑龙江·鹤岗一中高三阶段练习）已知反应在四种不同情况下的反应速率分别如下：
①v(A)=0.1 ml·L-1·min-1
②v(B)=0.15 ml·L-1·min-1
③
④v(D=0.1 ml·L-1·min-1
则该反应进行速率快慢顺序正确的是
A．①＞②＞③＞④B．②＞①=④＞③
C．③＞①＞②＞④D．④＞③＞①＞②
变式3 外界条件对化学反应速率的影响
3．(2023·吉林·延边二中高三阶段练习）2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g) ΔH=-198 kJ·ml-1，在V2O5存在时，该反应的机理为：V2O5＋SO2=2VO2＋SO3(快)，4VO2＋O2=2V2O5(慢)。下列说法中正确的是
A．反应速率主要取决于V2O5的质量B．VO2是该反应的催化剂
C．逆反应的活化能大于198 kJ·ml-1D．增大SO2的浓度可显著提高反应速率
变式4 控制变量法探究影响化学反应速率的因素
4．(2023·黑龙江·佳木斯一中高三期中）某小组探究反应速率的影响因素，有关实验数据如表所示：
下列说法不正确的是A．可通过相同时间内收集的体积大小来判断反应速率快慢
B．，
C．实验III中用酸性溶液的浓度变化表示的反应速率
D．向实验中加入适量固体会加快反应速率
变式5 化学反应速率的图象
5．(2023·新疆·疏附县第一中学高三期中）下列叙述及对应图示正确的是
A．图甲是某温度下c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.100ml•L-1的醋酸与醋酸钠混合溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO-)与pH的关系曲线，pH=3的溶液中：Ka实验1D．通入后，正反应速率逐渐增大
10．(2023·广东·蕉岭县蕉岭中学高三阶段练习）下列说法正确的是
①恒温时，增大压强，化学反应速率一定加快
②其他条件不变，温度越高化学反应速率越快
③使用催化剂可改变反应速率，从而改变该反应过程中吸收或放出的热量
④的反应速率一定比的反应速率大
⑤有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增加单位体积内活化分子数，从而使单位时间有效碰撞次数增多从而使反应速率增大
⑥若平衡正向移动，则平衡常数一定增大
⑦若化学平衡向逆反应方向移动，则正反应速率不一定减小
A．①②⑥B．②⑤⑦C．①②③⑤⑥D．②④⑤
11．(2023·全国·高三专题练习）某化学反应2AB＋D在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0，反应物A的浓度(ml·L-1)随反应时间(min)的变化情况如下表：
根据上述数据，完成下列填空：
(1)在实验1中，反应在10至20分钟时间内的平均速率为___________ml·L-1·min-1。
(2)在实验2中，A的初始浓度c2=___________ml·L-1。
(3)设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3___________v1，且c3___________1.0ml·L-1.(填“>”“=”或“v逆，则平衡向正反应方向移动；反之向逆反应方向移动。
(3)依变化过程中速率变化的性质判断：若平衡移动过程中，正反应速率逐渐增大(减小)，则平衡向逆(正)反应方向移动。
(4)依浓度商(Qc)规则判断：若某温度下QcK，反应向逆反应方向进行。
二、化学反应进行的方向
(1)判据
(2)一般规律：
①ΔH0的反应任何温度下都能自发进行；
②ΔH>0，ΔSv逆
D．4mlX(g)和2mlY(g)在密闭容器中反应可得得到6mlR(g)
2．(2023·安徽·高三阶段练习）一定温度下，向一个体积可变的密闭容器中充入气体，发生反应：。下列能说明该反应达到平衡状态的是
A．容器的体积不再发生变化B．气体的平均相对分子质量不再变化
C．气体的颜色不再发生变化D．的分解速率为的生成速率的2倍
3．(2023·江西·南昌二中高三阶段练习）我国科学家王亮在CO2合成燃料CH4的催化剂选择方面取得了重大突破，其反应原理如下：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H=-165.0kJ·ml-1 ，在恒容密闭容器中通入1 ml CO2与4 ml H2，下列情形能表示该反应达到平衡状态的是
A．容器内混合气体的平均摩尔质量不再改变B．容器内气体的密度不再改变
C．的值保持不变D．v正(CO2)=4逆v(H2)
4．(2023·上海市育才中学高三期中）和存在平衡：。下列说法正确的是
A．1ml平衡混合气体中含1mlN原子
B．恒容时，温度升高，则平衡逆向移动，正反应速率减小
C．若要测定的相对分子质量，应采用“高温低压”条件
D．恒温时，缩小容器体积，气体颜色变深，这是平衡正向移动导致的
5．(2023·上海市宜川中学高三期中）氯气溶于水达到平衡后，若只改变某一条件，下列叙述正确的是
A．通入少量SO2，溶液漂白性增强
B．加入少量NaHCO3固体，c(ClO-)减小
C．加入少量水，水的电离平衡向逆方向移动
D．加入NaOH固体至恰好完全反应，一定有c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(HClO)
6．(2023·北京·101中学高三阶段练习）下列实验方案能达实验目的的是
A．图1探究温度对平衡的影响
B．图2探究浓度对化学平衡的影响
C．图3探究浓度对化学反应速率的影响
D．图4探究碳酸、醋酸苯酚的酸性强弱
7．（2023·重庆·高三阶段练习）某实验小组将足量置于温度为T℃、体积为V的密闭容器中，发生反应，测出总压p随时间的变化如下图中A曲线所示。下列有关说法正确的是
A．在T℃时，该反应压强平衡常数为
B．若在时刻减小体积为，则容器内压强变化为曲线B
C．若减少适量，平衡向逆反应方向移动
D．若充入少量，发生反应，T℃达平衡时，与原平衡相比，的分压减小，的分压增大
8．(2023·广东·蕉岭县蕉岭中学高三阶段练习）下列事实能用勒夏特列原理来解释的是
A．、、HI平衡混合气体加压后颜色加深
B．左右的温度比室温更有利于合成氨反应
C．实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气
D．被氧化为，往往需要使用催化剂
9．(2023·黑龙江·哈尔滨三中高三期中）向一容积固定的容器中充入2ml (g)发生反应： 。达到平衡后，保持温度不变，继续向该容器中充入1ml (g)则达到新平衡时(g)的体积分数率将
A．变大B．变小C．不变D．无法判断
10．(2023·上海市吴淞中学高三阶段练习）某温度下，反应2A(g)⇌B(g)-Q(Q>0)在密闭容器中达到平衡，平衡后，若改变某一条件，足够时间后反应再次达到平衡状态，此时，下列叙述正确的是
A．若其他条件不变，升高温度，则ab
C．若保持温度、容积不变，充入少量B气体，则a0
C．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g ) △H＜0
D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H>0
核心考点三 化学平衡常数及转化率的计算
一、化学平衡常数与转化率的计算
1．化学平衡常数表达式的书写
(1)不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液中水的浓度写进平衡常数表达式。如：
CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g) K＝c(CO2)
Cr2Oeq \\al(2－,7)(aq)＋H2O(l)2CrOeq \\al(2－,4)(aq)＋2H＋(aq) K＝eq \f(c2CrO\\al(2－,4)·c2H＋,cCr2O\\al(2－,7))
但在非水溶液中，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。如：
C2H5OH＋CH3COOHeq \(,\s\up7(浓H2SO4),\s\d5(△))CH3COOC2H5＋H2O K＝eq \f(cCH3COOC2H5·cH2O,cC2H5OH·cCH3COOH)
C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) K＝eq \f(cCO·cH2,cH2O)
(2)同一化学反应，化学反应方程式写法不同，其平衡常数表达式及数值亦不同。如：
N2O4(g)2NO2(g) K＝eq \f(c2NO2,cN2O4)
eq \f(1,2)N2O4(g)NO2(g) K′＝eq \f(cNO2,c\f(1,2)N2O4)＝eq \r(K)
(3)有气体参与的反应，用平衡分压(总压乘以各自的物质的量分数)表示平衡常数。
如：2A(g)＋B(s)C(g)。若达到平衡时，n(A)＝n1、n(C)＝n2密闭体系的压强为p，则Kp＝eq \f(p·\f(n2,n1＋n2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(p·\f(n1,n1＋n2)))2)＝eq \f(n2n1＋n2,pn\\al(2,1))。
2．化学平衡常数(K)的应用
(1)K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越大；反之，就越不完全，转化率就越小。
(2)若用任意状态的浓度幂之积的比值(称为浓度商，用Q表示)与K比较，可判断可逆反应是否达到平衡状态和反应进行的方向。即对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，Q＝eq \f(cpC·cqD,cmA·cnB)。
(3)利用K可判断反应的热效应。
若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；
若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。
3．化学平衡常数与转化率的计算
(1)牢记一个万能模式(“三段式”法)
如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a ml·L－1、b ml·L－1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx ml·L－1。
mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
起始/(ml·L－1) a b 0 0
变化/(ml·L－1) mx nx px qx
平衡/(ml·L－1) a－mx b－nx px qx
K＝eq \f(pxp·qxq,a－mxm·b－nxn)
(2)掌握三个百分数
①转化率＝eq \f(n转化,n起始)×100%＝eq \f(c转化,c起始)×100%
②生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。
产率＝eq \f(产物实际产量,理论产量)×100%
③平衡混合物某组分的百分含量＝eq \f(某组分平衡量,平衡总量)×100%
考法 化学平衡常数概念的理解及其运用(题型预测：选择题)
1．(2023·江苏省如东高级中学高三开学考试）对于反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)，下列说法正确的是
A．上述反应的平衡常数表达式K=
B．增大起始反应物中，可以提高NH3的转化率
C．4mlNH3与足量氧气充分反应后，转移电子的数目等于20×6.02×1023
D．研发更高效的催化剂，可以缩短达到平衡所需的时间及提高NH3的平衡转化率
1．不同反应化学平衡常数的关系
(1)同一化学反应，化学反应方程式写法不同，其平衡常数表达式及数值亦不同。如：
因此书写平衡常数表达式及数值时，要与化学反应方程式相对应，否则意义就不明确。
(2)不同的化学反应，可利用已知反应，找到不同反应化学平衡常数(K)之间的关系。
Ⅰ.若两反应之和等于第三个反应，即反应①(平衡常数K1)＋反应②(K2)＝反应③(K3)
则K3＝K1·K2
如：①C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) K1
②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) K2
①＋②得反应C(s)＋2H2O(g)CO2(g)＋2H2(g) K3
则K3＝K1·K2
Ⅱ.若两反应之差等于第三个反应，即反应④(平衡常数K4)－反应⑤(K5)＝反应⑥(K6)
则K6＝eq \f(K4,K5)
(3)对于气体反应，写平衡常数关系式时，除可以用平衡时的物质的量浓度表示外，也可以用平衡时各气体的分压来表示，例如：
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
Kp＝eq \f(p2NH3,pN2·p3H2)
[注意] p(NH3)、p(N2)、p(H2)分别为NH3、N2、H2的平衡分压，某气体平衡分压＝平衡时总压×该气体的物质的量分数。
2．化学平衡计算的一般方法——“三段式法”
对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(ml)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx，容器容积为V L。
mA(g) ＋ n(B)(g)pC(g)＋qD(g)
起始(ml) a b 0 0
变化(ml) mx nx px qx
平衡(ml) a－mx b－nx px qx
建立等式求解：
(1)K＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(px,V )))p·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(qx,V)))q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a－mx,V)))m·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(b－nx,V)))n)
(2)c(A)平＝eq \f(a－mx,V) ml·L－1
(3)α(A)平＝eq \f(mx,a)×100%
α(A)∶α(B)＝eq \f(mx,a)∶eq \f(nx,b)＝eq \f(mb,na)
(4)φ(A)＝eq \f(a－mx,a＋b＋p＋q－m－nx)×100%
(5)eq \f(p平,p始)＝eq \f(a＋b＋p＋q－m－nx,a＋b)
(6)eq \x\t(ρ)(混)＝eq \f(a·MA＋b·MB,V) g·L－1
变式1 化学平衡常数的表达式
1．(2023·江苏·海门中学高三阶段练习）用活性炭与NO2反应：为2C(s)+2NO2(g)⇌2CO2(g)+N2(g) 来消除氮氧化物产生的空气污染。下列说法正确的是
A．该反应只在高温条件下能自发进行
B．该反应平衡常数的表达式为
C．该反应中消耗1mlNO2，转移电子的数目为
D．该反应到达平衡后，升高温度，正反应速率减慢，逆反应速率加快
变式2 利用化学平衡常数判断反应进行的方向
2．(2023·河南·确山县第二高级中学高三期中）已知：2Fe3+(aq)+2I-(aq)2Fe2+(aq)+I2(aq)，向试管中滴加1mL0.1ml/LKI溶液与5mL0.1ml/LFeCl3溶液，反应达到平衡时，下列说法错误的是
A．该反应平衡常数K=
B．加入FeSO4固体，平衡逆向移动
C．加入苯，振荡，平衡正向移动
D．经苯两次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN，溶液呈红色，则该化学反应存在限度
变式3 化学平衡常数的运用
3．(2023·四川省内江市第六中学高三开学考试）也是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。可溶于水，在水中易分解，产生的为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生反应如下：
反应①，平衡常数为；
反应②，平衡常数为；
总反应：，平衡常数为K。
下列叙述正确的是
A．升高温度，K增大B．
C．适当升温可提高消毒效率D．压强增大，减小
变式4 有关化学平衡“三段式”计算
4．(2023·全国·高三专题练习）目前，大规模和低成本制取氢能实质上都是通过烃重整实现的，该过程主要是甲烷水蒸气重整，甲烷水蒸气重整得到的CO2和H2，也可用来制备甲醇，反应方程式CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H＜0，某温度下，将1mlCO2和1mlH2充入体积不变的2L密闭容器中，初始总压为8MPa，发生上述反应，测得不同时刻反应后与反应前的压强关系如表：
用CO2表示前2h的平均反应速率v(CO2)=_____ml/(L•h)。
1．(2023·江西·南昌十中高三阶段练习）在恒容密闭容器中，由CO合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，在其他条件不变的情况下，研究温度对反应的影响，实验结果如图所示，下列说法正确的是
A．CO合成甲醇的反应为吸热反应
B．平衡常数K=
C．该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
D．处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时增大
2．(2023·江苏南京·高三期中）一定温度下，在2个容积均为1 L的密闭容器中，充入一定量的反应物，发生反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2 (g) ΔH＜0，相关反应数据如下表所示：
下列说法正确的是A．10 s时，容器Ⅰ中的反应处于平衡状态
B．10 s时，容器Ⅰ中的化学反应速率v(CO2)=0.005ml·L-1·s-1
C．化学平衡常数：KⅡ>KⅠ
D．若起始时，向容器Ⅱ中充入0.08 ml NO、0.1 ml CO、0.04 ml N2和0.1 ml CO2，反应将向逆反应方向进行
3．(2023·重庆市万州第二高级中学高三阶段练习）排放到空气中会引起酸雨等环境问题，严重危害人类健康。的水溶液中存在下列平衡：
已知：、、为各步反应的平衡常数，且[表示的平衡压强]。下列说法正确的是
A．由图平衡可知溶液和溶液都可以水解，溶液一定呈碱性
B．氨水也可吸收，防止大气污染，同时通入能进一步提高去除率
C．当的平衡压强为p时，测得，则溶液
D．用的溶液吸收0.2ml的，则溶液中存在关系式：
4．(2023·北京师大附中高三阶段练习）相同温度下，分别在起始体积均为1L的两个密闭容器中发生反应： 。实验测得反应的有关数据如下表。
下列叙述正确的是A．
B．反应的平衡常数K：①＜②
C．①中：从开始至10min内的平均反应速率
D．②中：的平衡转化率小于10%
5．(2023·广东·高三阶段练习）某温度下，在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡：
反应I：
反应II：
如图是部分组分浓度随时间变化曲线，平衡时M、N浓度相等。该温度下，下列说法不正确的是
A．初始浓度：
B．活化能一定有：反应I>反应II
C．反应I的平衡常数：
D．平衡时的转化率：
6．(2023·陕西·长安一中高三期中）恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解2NH3(g)N2(g)+3H2(g)。测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是
A．实验①，，
B．实验②，时处于平衡状态，x”“＜”或“=”)，理由是：_______。
(5)不同压强的密闭容器中，分别充入和1ml CO，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，测得的平衡转化率与温度的关系如图所示。
P1、P2、P3由小到大的顺序为_______；温度高于T0℃时，容器内发生的主要反应为_______(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅰ和Ⅱ”)。
核心考点四 突破速率与平衡图象的“三种题型”
一、化学反应速率与化学平衡图像
1．化学反应速率与化学平衡图像分析方法
分析图像时，一看面(即看清横坐标和纵坐标所代表的含义)；二看线(即看线的走向和变化趋势)；三看点(即看线是否通过原点，两条线的交点或线的拐点)；四看有没有作辅助线(如等温线、等压线)；五看定量图像中有关数据。在分析时要联系可逆反应的特点，即外界因素对化学反应速率和化学平衡的影响规律以及化学平衡常数、转化率等计算公式。
2．化学反应速率图像
以反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) ΔH>0为例：反应速率－时间(v－t)图像中，在平衡后的某时刻t1改变某一条件后，v(正)与v(逆)的变化有两种情况：
(1)v(正)、v(逆)同时突变
(2)v(正)、v(逆)之一渐变
3．化学平衡图像的三种类型
对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0。
(1)速率—时间图
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；t2时升高温度，对任何反应，正反应和逆反应速率均增大，吸热反应的正反应速率增大较快；t3时减小压强，正反应速率和逆反应速率均减小；t4时使用催化剂，正反应速率和逆反应速率均瞬间增大。
(2)转化率(或含量)—时间图
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；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；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，不能改变平衡时反应物的转化率。
(3)恒压(温)线
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。
考法 分析外界条件对化学平衡的影响(题型预测：选择题)
1．(2023·山西吕梁·高三阶段练习）下列图示与对应的叙述相符的是
A．图一表示反应在一定温度下达到平衡时B的转化率与压强变化的关系，x点的反应速率比y点的快
B．图二表示反应的速率一时间图象，在时刻改变的条件可，能是加入催化剂或增大压强
C．图三表示反应中A的百分含量与温度(T)的变化情况，则该反应的
D．图四所示图中的阴影部分面积的含义是()
1．化学平衡图像题的解题流程
2．等效平衡判断“四步曲”
eq \x(第一步，看)：观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数)，判断反应是反应前后气体体积不变的可逆反应还是反应前后气体体积改变的可逆反应；
eq \x(第二步，挖)：挖掘反应条件，是恒温恒容还是恒温恒压，注意密闭容器不等于恒容容器；
eq \x(第三步，倒)：采用一边倒法，将起始物质按可逆反应化学计量数之比转化成同一边的物质；
eq \x(第四步，联)：联系等效平衡判断依据，结合题目条件判断是否达到等效平衡。
变式1 判断化学平衡移动的结果
1．(2023·黑龙江·宾县第一中学高三阶段练习）对于可逆反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH0、△S>0，低温下，△H-T△S大于0，不能自发进行，C项错误；
D．铜是不活泼金属，不能与稀硫酸反应，则在低温条件下不能自发进行，D项错误；
答案选B。
变式2 化学反应进行的方向
2．(2023·广东·东莞市万江中学高三阶段练习）下列有关化学反应方向及其判据的说法中错误的是
A．1ml在不同状态时的嫡值：
B．反应 能否自发进行与温度有关
C．分解和HClO分解均是自发过程，故这两个反应的和的变化相同
D．常温下，反应能自发进行，则该反应的
【答案】C
【解析】A．物质聚集状态不同熵值不同，气体S＞液体S＞固体S，1ml H2O在不同状态时的熵值：，故A正确；
B．△H＞0，△S＞0，能否自发进行，△H−T△S＜0与温度有关，故B正确；
C．反应自发只能说明△H−T△S＜0，不能说明和的变化相同，故C错误；
D．反应物有4ml固体、2ml液态物质、1ml气体物质，生成物只有固体，△S＜0，若能自发进行，△H−T△S＜0，则△H必须小于0，故D正确；
故答案选C。
变式3 化学平衡状态的判断
3．(2023·黑龙江·哈尔滨三中高三期中）将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡。能判断该反应已经达到化学平衡的是
①
②密闭容器中氨气的物质的量浓度不变
③密闭容器中混合气体的密度不变
④混合气体的平均相对分子质量不变
⑤密闭容器混合气体的总物质的量不变
⑥形成6ml N-H键同时消耗44g
A．②③⑤⑥B．①②⑤⑥C．①③⑤⑥D．全部
【答案】A
【解析】①2v正(NH3)=v逆(CO2)时正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态；
②起始时氨气的物质的量浓度为0，随着氨基甲酸铵的分解，氨气浓度逐渐增大，当氨气浓度不再改变时，反应达到平衡状态；
③密度是混合气体的质量和容器容积的比值，在反应过程中容积始终是不变的，但是气体的质量是变化的，所以当密闭容器中混合气体的密度不变时，反应达到平衡状态；
④由于体系中只有两种气体，且氨气和二氧化碳的物质的量之比始终满足2:1，密闭容器中混合气体的平均相对分子质量始终不变，所以当密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变时，不能说明反应达到平衡状态；
⑤正反应气体的分子数增大，当密闭容器混合气体的总物质的量不变时，反应达到平衡状态；
⑥氨气和二氧化碳同为生成物，形成N-H键即正向进行，断裂C=O键为逆向进行，描述的是正逆两个方向，反应达到平衡状态；
故达到平衡状态的：②③⑤⑥；
故答案为：A。
1．(2023·全国·高三专题练习）向容积为2L的密闭容器中充入2mlX气体和1m1Y气体，在一定条件下发生如下反应：2X(g)+Y(g)3R(g)；经2s后达到平衡，测得R气体的浓度为0.6ml/L。下列说法中错误的是
A．用物质Y表示该反应在2s内的平均反应速率为0.1ml/(L·s)
B．平衡时物质X与Y的转化率相等
C．0～2s时间段内，v正>v逆
D．4mlX(g)和2mlY(g)在密闭容器中反应可得得到6mlR(g)
【答案】D
【解析】A．达到平衡时生成R的浓度为0.6ml/L，消耗Y的浓度为=0.2ml/L，用Y表示的反应速率v(Y)= =0.1ml/(L·s)，故A说法正确；
B．根据A选项分析，Y的转化率为=40%，达到平衡时，X变化的物质的量浓度为0.2ml/L×2=0.4ml/L，则X的转化率为=40%，它们转化率相等，故B说法正确；
C．在0～2s时间内，是从反应物到生成物建立平衡的过程， v正＞v逆，故C说法正确；
D．反应2X(g)+Y(g)3R(g)属于可逆反应，所加的反应物不可能完全转化为生成物，生成R(g)的物质的量小于6ml，故D说法错误；
答案为D。
2．(2023·安徽·高三阶段练习）一定温度下，向一个体积可变的密闭容器中充入气体，发生反应：。下列能说明该反应达到平衡状态的是
A．容器的体积不再发生变化B．气体的平均相对分子质量不再变化
C．气体的颜色不再发生变化D．的分解速率为的生成速率的2倍
【答案】C
【解析】A．是反应前后气体的物质的量不变的反应，气体的物质的量不变，则容器体积不变，无法判断反应是否达到平衡状态，故A错误；
B．容器中的气体质量不变，反应前后气体的物质的量不变，故气体的平均相对分子质最不变，无法判断是否达到平衡状态，故B错误；
C．该反应只有有颜色，气体的颜色不再发生变化说明浓度不再改变，说明该反应达到平衡状态，故C正确；
D．的分解速率和的生成速率都是正反应速率，不能作为反应达到平衡状态的判断标准，故D错误；
故答案为C。
3．(2023·江西·南昌二中高三阶段练习）我国科学家王亮在CO2合成燃料CH4的催化剂选择方面取得了重大突破，其反应原理如下：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H=-165.0kJ·ml-1 ，在恒容密闭容器中通入1 ml CO2与4 ml H2，下列情形能表示该反应达到平衡状态的是
A．容器内混合气体的平均摩尔质量不再改变B．容器内气体的密度不再改变
C．的值保持不变D．v正(CO2)=4逆v(H2)
【答案】A
【解析】A．混合气体的平均相对分子质量M= m/n，气体质量不变，但是气体的总物质的量随反应进行而改变，所以M会发生改变，当M不变时，反应达到平衡，A正确；
B．容器体积和气体质量始终不变，则混合气体的密度始终不变，因此不能说明反应已达平衡，B错误；
C．在恒容密闭容器中通入1 ml CO2与4 ml H2，两者的投料比为系数比，则为定值，不能说明反应已达平衡，C错误；
D．v正(CO2)=4逆v(H2)，此时正逆反应速率不相等，反应不平衡，D错误；
故选A。
4．(2023·上海市育才中学高三期中）和存在平衡：。下列说法正确的是
A．1ml平衡混合气体中含1mlN原子
B．恒容时，温度升高，则平衡逆向移动，正反应速率减小
C．若要测定的相对分子质量，应采用“高温低压”条件
D．恒温时，缩小容器体积，气体颜色变深，这是平衡正向移动导致的
【答案】C
【解析】A．若1ml气体均为，则含N原子1ml，若1ml气体均为，则含N原子2ml，因平衡混合气体中含和，所以N原子在1ml~2ml之间，故A错误；
B．该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，正逆反应速率增大，故B错误；
C．若要测定的相对分子质量，要生成更多的，平衡逆向移动，该反应为分子数减少的反应，采用高温低压，故C正确；
D．恒温时，缩小容器体积，气体颜色变深，是因为浓度增大，压缩体积相当于增大压强，平衡正向移动，二氧化氮浓度减小，颜色变浅，故D错误；
故选A。
5．(2023·上海市宜川中学高三期中）氯气溶于水达到平衡后，若只改变某一条件，下列叙述正确的是
A．通入少量SO2，溶液漂白性增强
B．加入少量NaHCO3固体，c(ClO-)减小
C．加入少量水，水的电离平衡向逆方向移动
D．加入NaOH固体至恰好完全反应，一定有c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(HClO)
【答案】D
【解析】A．通入少量SO2，SO2会将HClO还原，降低漂白性，A错误；
B．加入少量NaHCO3固体，消耗HCl，平衡正向移动，HClO增多，c(ClO-)增大，B错误；
C．HCl和HClO的电离均抑制水的电离，酸性越强抑制作用越强，加入少量水，溶液的酸性减弱，水的电离程度增大，即水的电离平衡正向移动，C错误；
D．加入NaOH固体至恰好完全反应时溶质为等物质的量的NaCl和NaClO，根据物料守恒可知c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(HClO)，D正确；
综上所述答案为D。
6．(2023·北京·101中学高三阶段练习）下列实验方案能达实验目的的是
A．图1探究温度对平衡的影响
B．图2探究浓度对化学平衡的影响
C．图3探究浓度对化学反应速率的影响
D．图4探究碳酸、醋酸苯酚的酸性强弱
【答案】A
【解析】A．将二氧化氮和四氧化二氮混合气体放在热水和冰水中，热水中颜色变深，冰水中颜色变浅，主要探究温度对化学平衡的影响，能达到实验目的，A正确；
B．右侧试管再加入硫氰化钾溶液，根据可知，左侧试管中KSCN不足，右侧试管中加入草酸溶液后，反应继续进行，溶液颜色加深，因此不能探究浓度对平衡的影响，B错误；
C．两个试管中高锰酸钾均过量，颜色变化不明显，C错误；
D．醋酸易挥发，醋酸与碳酸钙、苯酚钠均反应，则图中装置不能得到碳酸、苯酚的酸性强弱，D错误；
故选A。
7．（2023·重庆·高三阶段练习）某实验小组将足量置于温度为T℃、体积为V的密闭容器中，发生反应，测出总压p随时间的变化如下图中A曲线所示。下列有关说法正确的是
A．在T℃时，该反应压强平衡常数为
B．若在时刻减小体积为，则容器内压强变化为曲线B
C．若减少适量，平衡向逆反应方向移动
D．若充入少量，发生反应，T℃达平衡时，与原平衡相比，的分压减小，的分压增大
【答案】D
【解析】A．反应达到平衡时，容器内总压为p0，因此平衡时物质分压为，，则在T℃时，该反应压强平衡常数，故A项错误；
B．若在时刻减小体积为，则压强瞬间增大至2p0，平衡将逆向移动，设达到新平衡时总压为p1，则，，根据温度不变，反应压强平衡常数不变可知p1=p0，故B项错误；
C．若减少适量，由于为固体，平衡不移动，故C项错误；
D．若充入少量，NO2和O2将会被消耗，分解生成NO2和O2的物质的量之比为2：1，生成HNO3所消耗NO2和O2的物质的量之比为4：1，因此反应达到平衡时，NO2的分压将减小，而根据温度不变时，平衡常数不变可知，O2的平衡分压将增大，故D项正确；
综上所述，正确的是D项。
8．(2023·广东·蕉岭县蕉岭中学高三阶段练习）下列事实能用勒夏特列原理来解释的是
A．、、HI平衡混合气体加压后颜色加深
B．左右的温度比室温更有利于合成氨反应
C．实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气
D．被氧化为，往往需要使用催化剂
【答案】C
【解析】A．H2+I2⇌2HI的平衡中，增大压强，浓度增加，颜色加深，平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，故A错误；
B．合成氨的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，但500℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应，不能用平衡移动原理解释，故B错误；
C．实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气，氯气和水的反应是可逆反应，饱和氯化钠溶液中氯离子浓度大，化学平衡逆向进行，减小氯气溶解度，能用勒沙特列原理解释，故C正确；
D．加入催化剂有利于加快二氧化硫生成三氧化硫的反应速率，但是不会引起平衡平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，故D错误；
故选C。
9．(2023·黑龙江·哈尔滨三中高三期中）向一容积固定的容器中充入2ml (g)发生反应： 。达到平衡后，保持温度不变，继续向该容器中充入1ml (g)则达到新平衡时(g)的体积分数率将
A．变大B．变小C．不变D．无法判断
【答案】A
【解析】向一容积固定的容器中充入2mlSO3(g)发生反应：2SO3(g) ⇌ 2SO2(g)+O2(g) ΔH＞0，达到平衡后，保持温度不变，继续向该容器中充入1mlSO3(g)，恒容条件下相对于原平衡，等效于加压过程，平衡向左移动，则达到新平衡时SO3(g)的体积分数将变大；
故答案为：A。
10．(2023·上海市吴淞中学高三阶段练习）某温度下，反应2A(g)⇌B(g)-Q(Q>0)在密闭容器中达到平衡，平衡后，若改变某一条件，足够时间后反应再次达到平衡状态，此时，下列叙述正确的是
A．若其他条件不变，升高温度，则ab
C．若保持温度、容积不变，充入少量B气体，则a反应II
C．反应I的平衡常数：
D．平衡时的转化率：
【答案】B
【解析】A．由反应II：M(g)+N(g)Q(g)可知，反应过程中M、N的转化量始终相等，又平衡时M、N浓度相等，则有初始浓度：，A正确；
B．放热反应的活化能不一定比吸热反应的活化能大，且不同反应的反应活化能无法比较，则活化能不一定有：反应I>反应II，B错误；
C．结合题干图像信息可知，平衡时X的浓度为c0、Y的浓度为0.5c0、Z的浓度为1.5c0，故反应I的平衡常数：，C正确；
D．结合题干图像信息可知，起始X的浓度为2c0，平衡时X的浓度为c0、平衡时的转化率：，D正确；
故答案为：B。
6．(2023·陕西·长安一中高三期中）恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解2NH3(g)N2(g)+3H2(g)。测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是
A．实验①，，
B．实验②，时处于平衡状态，xK，生成物偏多，反应向逆反应方向进行
(3) 0.2 2×10-3
(4) < > 反应I和反应II的正反应均为放热反应，乙容器由于处于绝热环境，随着反应的进行乙容器温度高于甲容器，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，所以乙容器平衡较甲容器平衡，乙向逆向吸热方向进行程度大，乙容器中N2O的浓度比甲容器中的大，即乙>甲
(5) P10。
(1)速率—时间图
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；t2时升高温度，对任何反应，正反应和逆反应速率均增大，吸热反应的正反应速率增大较快；t3时减小压强，正反应速率和逆反应速率均减小；t4时使用催化剂，正反应速率和逆反应速率均瞬间增大。
(2)转化率(或含量)—时间图
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；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；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，不能改变平衡时反应物的转化率。
(3)恒压(温)线
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。
考法 分析外界条件对化学平衡的影响(题型预测：选择题)
1．(2023·山西吕梁·高三阶段练习）下列图示与对应的叙述相符的是
A．图一表示反应在一定温度下达到平衡时B的转化率与压强变化的关系，x点的反应速率比y点的快
B．图二表示反应的速率一时间图象，在时刻改变的条件可，能是加入催化剂或增大压强
C．图三表示反应中A的百分含量与温度(T)的变化情况，则该反应的
D．图四所示图中的阴影部分面积的含义是()
【答案】B
【解析】A．由图一可知，x点的压强比y点的小，所以x点的反应速率比y点的慢，A错误；
B．由图二可知，在时刻正、逆反应速率都增大且增大的程度相同，所以改变的条件可能是加入催化剂或增大压强，B正确；
C．由图三可知，在M点之前，反应未达平衡，在M点之后，随着温度的不断升高，A的百分含量不断增大，则平衡逆向移动，所以该反应的，C错误；
D．图四表示速率-时间关系曲线，图中的阴影部分面积的含义是，D错误。
答案选B。
1．化学平衡图像题的解题流程
2．等效平衡判断“四步曲”
eq \x(第一步，看)：观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数)，判断反应是反应前后气体体积不变的可逆反应还是反应前后气体体积改变的可逆反应；
eq \x(第二步，挖)：挖掘反应条件，是恒温恒容还是恒温恒压，注意密闭容器不等于恒容容器；
eq \x(第三步，倒)：采用一边倒法，将起始物质按可逆反应化学计量数之比转化成同一边的物质；
eq \x(第四步，联)：联系等效平衡判断依据，结合题目条件判断是否达到等效平衡。
变式1 判断化学平衡移动的结果
1．(2023·黑龙江·宾县第一中学高三阶段练习）对于可逆反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH0，B项错误；
C．根据化学反应速率表达式可知，v(Z)= =0.03ml·L-1·s-1，C项正确；
D．t5～t6阶段，平衡向正反应方向移动，X的转化率升高，而t3～t5阶段，平衡不移动，所以X的转化率为t6点比t3点高，D项正确；
故答案选B。
变式3 外界条件对化学平衡的影响
3．(2023·福建·高三期末）下列有关可逆反应2A(g)+B(g)⇌2C(g) △H(逆)的点是___。
（3）某密闭容器中发生如下反应：X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH”、“ >
（2） < < 3
（3） 使用催化剂 减小压强 升高温度 t6
（4） = 放
（5）
【解析】本题考查有关化学平衡图象的分析，利用平衡图象结合勒夏特列原理进行解题，关键是看懂图象表示的含义（纵坐标、横坐标和拐点），以及有关平衡的相关计算。
(1) ①从左图可知，p2条件下先达到平衡，说明反应速率大，故p2压强大，②从作图可知，压强越大，A的转化率越小，平衡逆向移动，即增大压强，平衡逆向移动，故a+b0的速率时间图象，在t1时刻改变条件一定是加入催化剂
C．图三表示对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，A的百分含量与温度(T)的变化情况，则该反应的△H