易错类型12 化学反应速率与化学平衡（13大易错点）-2024年高考化学考试易错题（全国通用）

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易错点2 速率常数和速率方程
易错点3 稀有气体对反应速率的影响
易错点4 化学反应方向的判断
易错点5 化学平衡状态的判断
易错点6 惰性气体(不参加反应的气体)”对化学平衡的影响
易错点7 等效平衡分类及规律
易错点8 化学平衡常数的意义及影响因素
易错点9 化学平衡常数的两大应用
易错点10 分压平衡常数KP的计算
易错点11 平衡转化率的分析与判断
易错点12 基元反应和有效碰撞理论
易错点13 反应机理图像分析
易错点1 化学反应速率的表示和单位
【分析】
化学反应速率
（1）表示方法
通常用单位时间内反应物浓度的减少量或生成物浓度的增加量来表示。
（2）数学表达式及单位
v＝eq \f(Δc,Δt)，单位为ml·L－1·s－1或ml·L－1·min－1。
注意： = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①一般不用固体或纯液体物质表示化学反应速率。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②由v＝eq \f(Δc,Δt)计算得到的是一段时间内的平均速率，用不同物质表示时，其数值可能不同，但意义相同。
易错点2 速率常数和速率方程
【分析】
速率常数和速率方程
（1）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。在相同浓度的条件下，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＋bB===gG＋hH
则v＝k·ca(A)·cb(B)(其中k为速率常数)。
如：①SO2Cl2SO2＋Cl2 v＝k1·c(SO2Cl2)
②2NO22NO＋O2 v＝k2·c2(NO2)
③2H2＋2NON2＋2H2O v＝k3·c2(H2)·c2(NO)
（3）速率常数的影响因素
温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数。同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓度不影响速率常数。
易错点3 稀有气体对反应速率的影响
【分析】
稀有气体对反应速率的影响
①恒温恒压
②恒温恒容
易错点4 化学反应方向的判断
【分析】
1．熵和熵变的含义
(1)熵的含义
度量体系混乱程度的物理量，符号为S。熵值越大，体系混乱度越大。同一条件下，不同物质有不同的熵值，同一物质在不同状态下熵值也不同，一般规律是S(g)>S(l)>S(s)。
(2)熵变的含义
ΔS＝S(生成物)－S(反应物)。化学反应的ΔS越大，越有利于反应自发进行。
2．判断化学反应方向的判据
ΔG＝ΔH－TΔS
ΔG<0时，反应能自发进行；
ΔG＝0时，反应处于平衡状态；
ΔG>0时，反应不能自发进行。
易错点5 化学平衡状态的判断
【分析】
判断化学平衡状态的方法
易错点6 惰性气体(不参加反应的气体)”对化学平衡的影响
【分析】
易错点7 等效平衡分类及规律
【分析】
1．定义
在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，还是正、逆反应同时投料，达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数等)均相同。
2．等效平衡分类及规律
对于可逆反应aA(g)+bB(g) ⇌cC(g)+dD(g)
3．解题模板
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。
易错点8 化学平衡常数的意义及影响因素
【分析】
化学平衡常数的意义及影响因素
(1)意义：K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大，通常K＞105可认为反应彻底，K<10－5认为反应不能发生。
(2)影响因素：K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。
平衡常数表示可逆反应正向进行的程度，K值越大，反应进行的程度越大。
易错点9 化学平衡常数的两大应用
【分析】
化学平衡常数的两大应用
(1)判断化学反应进行的方向
对于可逆反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，在一定温度下的任意时刻，反应物与生成物浓度有如下关系：Qc＝eq \f(cc（C）·cd（D）,ca（A）·cb（B）)，称为浓度商。
(2)判断可逆反应的热效应
易错点10 分压平衡常数KP的计算
【分析】
分压平衡常数KP的计算
易错点11 平衡转化率的分析与判断
【分析】
平衡转化率的分析与判断方法
(1)反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)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)容器容积，气体反应物的转化率与化学计量数有关。
eq \a\vs4\al(同倍增大,c（A）和c（B）)eq \b\lc\{(\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＋b＜c＋d A、B的转化率减小))
(2)反应mA(g)nB(g)＋qC(g)的转化率分析
在T、V不变时，增加A的量，等效于压缩容器容积，A的转化率与化学计量数有关。
增大c(A)eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(m＝n＋q A的转化率不变,m＞n＋q A的转化率增大,m＜n＋q A的转化率减小))
易错点12 基元反应和有效碰撞理论
【分析】
1．基元反应
大多数化学反应往往经过多个反应步骤才能实现，每一步反应都被称为基元反应；先后进行的基元反应反映了反应历程，反应历程又称为反应机理。
2．有效碰撞
①基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。
②反应物分子的每一次碰撞并不是都能发生反应，能够发生化学反应的碰撞叫作有效碰撞。发生有效碰撞的两个条件是反应物分子能量足够和取向合适。
3．活化分子、活化能
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eq \a\vs4\al(E3)，反应热为E1－E2。
4．活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
易错点13 反应机理图像分析
【分析】
1．基元反应过渡状态理论
基元反应过渡状态理论认为，基元反应在从反应物到生成物的变化过程中要经历一个中间状态，这个状态称为过渡态。
AB＋C―→[A…B…C]―→A＋BC
反应物 过渡态 生成物
过渡态是处在反应过程中具有最高能量的一种分子构型，过渡态能量与反应物的平均能量的差值相当于活化能[活化能(能垒)越高，此步基元反应速率越慢]。例如，一溴甲烷与NaOH溶液反应的过程可以表示为CH3Br＋OH－―→[Br…CH3…OH]―→Br－＋CH3OH
2．活化能与反应机理
使用催化剂，可以改变活化能，改变反应机理，在反应机理中每一步反应的活化能不同，且均比总反应的活化能低，故一般使用催化剂可以降低反应活化能，加快反应速率，如图所示：
E1为总反应的活化能，E2、E3为使用催化剂反应机理中各步的活化能。
3．常见图像的解读
1．在某一化学反应A＋3B=2C＋D中，反应物A的浓度在20s内由1.0 ml/L变成0.2ml/L，则在这20 s内用C表示的平均反应速率为( )
(L·s) (L·s) (L·s) (L·s)
2．反应3Fe(s)＋4H2O(g)Fe3O4(s)＋4H2(g)在一容积可变的密闭容器中进行，下列条件的改变对其化学反应速率几乎无影响的是( )
A．保持容积不变，增加H2O(g)的物质的量
B．将容器的容积缩小一半
C．保持容积不变，充入Ar使压强增大
D．保持压强不变，充入Ar使容积增大
3．反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) ΔH>0，在一密闭容器中进行，则下列说法或结论中，能够成立的是( )
A．其他条件不变，仅将容器的体积缩小一半，v正减小而v逆增大
B．其他条件不变，升高温度，v正、v逆均增大且H2O(g)转化率增大
C．保持体积不变，充入少量He使体系压强增大，v正、v逆均增大
D．其他条件不变，适当增加C(s)的质量，v正增大而v逆减小
4．某温度下，在一容积固定的容器中，反应aA（g）+bB（g）hH（g）达到平衡后，A、B、H的物质的量分别为aml、bml和hml。已知a+b=2h，若保持温度不变，将三者的物质的量增大一倍，则下列判断正确的是
A. 平衡不移动 B. 混合气体的密度不变
C. B的体积分数减少 D. aml/L＜c（A）＜2aml/L
5．已知：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝＋74.9 kJ·ml－1，下列说法正确的是( )
A．该反应中熵变、焓变皆大于0
B．该反应是吸热反应，因此一定不能自发进行
C．碳酸盐分解反应中熵增加，但并不是任何条件下所有碳酸盐分解一定能自发进行
D．能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应
6．对可逆反应：2A(s)+3B(g)C(g)+2D(g) △H＜0，在一定条件下达到平衡，下列有关叙述正确的是
①增加A的量，平衡向正反应方向移动
②升高温度，平衡向逆反应方向移动，v正减小
③压缩体积使压强增大一倍，平衡不移动，v正、v逆均增大
④增大B的浓度，v正＞v逆
⑤加入催化剂，B的转化率提高
A. 只有③④ B. 只有②④ C. 只有③⑤ D. 只有①②⑤
7．下列说法正确的是
A. 反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)达平衡后，加入单质碳平衡必定向正反应方向移动
B. A2(g)＋3B2(g)2AB3(g)达平衡后，若保待容器压强不变，继续通入0.2ml A2和0.6ml B2，平衡向正反应方向移动，则A2的转化率一定变大
C. 2RO2(g)＋O2(g)2RO3(g) △H＝－197kJ·ml－1，升高温度，正反应速率减小
D. 在一定温度下，一定容积的密闭容器中发生反应：C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)，当混合气体的相对平均分子质量不再发生变化时，反应达到平衡
8．在某温度下，将1mlH2和1mlI2的气态混合物充入1L的密闭容器中，发生反应:H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0；5 min后达到平衡状态，测得c(H2)=0.9ml·L-1，则下列结论中，不能成立的是（ ）
A. 平衡时H2、I2的转化率相等
B. 从反应开始至平衡的过程中，v(HI)=0.04ml·L-1·min-1
C. 其他条件不变再向容器中充入少量H2，I2的转化率提高
D. 若将容器温度提高，其平衡常数K一定增大
9．T ℃时，在一固定容积的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g)C(s) ΔH<0，按照不同配比充入A、B，达到平衡时容器中A、B浓度变化如图中曲线(实线)所示，下列判断正确的是( )
A．T ℃时，该反应的平衡常数为4
B．c点没有达到平衡，此时反应向逆反应方向进行
C．若c点为平衡点，则此时容器内的温度高于T ℃
D．T ℃时，直线cd上的点均为平衡状态
10．已知反应：2NO(g)＋Br2(g)2NOBr(g) △H =－a kJ·ml－1 (a > 0)，其反应机理如下：①NO(g)＋Br2(g)NOBr2 (g)快②NO(g)＋NOBr2(g)2NOBr(g)慢,下列有关该反应的说法正确的是 ( )
A. 该反应的速率主要取决于①的快慢
B. NOBr2是该反应催化剂
C. 正反应的活化能比逆反应的活化能小a kJ·ml－1
D. 增大Br2 (g)浓度能增大单位体积内活化分子百分数，加快反应速率
11．硝酸盐污染已成为一个日益严重的环境问题。甲酸(HCOOH)在纳米级Pd表面分解为活性H2和CO2，再经下列历程实现NOeq \\al(－,3)的催化还原，进而减少污染。已知Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)表示Fe3O4中的二价铁和三价铁。下列说法错误的是( )
A．Fe3O4参与了该循环历程
B．HCOOH分解时，碳氢键和氧氢键发生了断裂
C．H2在反应历程中生成的H＋起到调节体系pH的作用
D．在整个历程中，1 ml H2可还原1 ml NOeq \\al(－,3)
12．甲酸常被用于橡胶、医药等工业。在一定条件下可分解生成CO和H2O。在有、无催化剂条件下的能量与反应历程的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A．途径一未使用催化剂，途径二比途径一甲酸平衡转化率高
B．ΔH1＝ΔH2<0，Ea1>Ea2
C．途径二H＋参与反应，通过改变反应途径加快反应速率
D．途径二反应的快慢由生成的速率决定
13．据文献报道，金红石Ti3＋L3表面催化氮气固定机理如图所示，下列叙述错误的是( )
A．催化剂可以提高固氮速率的原因是改变该反应的ΔH
B．该催化固氮总反应为3H2＋N2===2NH3
C．是反应中间体
D．整个催化过程中存在 N—Ti的断裂和生成
14．利用NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染，其中除去NO的主要反应如下：
4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(l) ΔH＜0
已知该反应速率v正＝k正·c4(NH3)·c6(NO)，v逆＝k逆·cx(N2)·cy(H2O) (k正、k逆分别是正、逆反应速率常数)，该反应的平衡常数K＝eq \f(k正,k逆)，则x＝________，y＝________。
15．2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)的反应历程如下：
反应Ⅰ：2NO(g)N2O2(g)(快) ΔH1<0
v1正＝k1正·c2(NO)，v1逆＝k1逆·c(N2O2)；
反应Ⅱ：N2O2(g)＋O2(g)2NO2(g)(慢) ΔH2<0
v2正＝k2正·c(N2O2)·c(O2)，v2逆＝k2逆·c2(NO2)。
(1)一定条件下，反应2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)达到平衡状态，平衡常数K＝__________(用含k1正、k1逆、k2正、k2逆的代数式表示)。反应Ⅰ的活化能EⅠ______(填“>”“<”或“＝”)反应Ⅱ的活化能EⅡ。
(2)已知反应速率常数k随温度的升高而增大，则升高温度后k2正增大的倍数__________k2逆增大的倍数(填“大于”“小于”或“等于”)。
16．乙烯、环氧乙烷是重要的化工原料，用途广泛。
实验测得2CH2==CH2(g)＋O2(g)2(g) ΔH<0中，v逆＝k逆·c2()，v正＝k正·
c2(CH2==CH2)·c(O2)(k正、k逆为速率常数，只与温度有关)。
(1)反应达到平衡后，仅降低温度，下列说法正确的是________(填字母)。
A．k正、k逆均增大，且k正增大的倍数更多
B．k正、k逆均减小，且k正减小的倍数更少
C．k正增大、k逆减小，平衡正向移动
D．k正、k逆均减小，且k逆减小的倍数更少
(2)若在1L的密闭容器中充入1 ml CH2==CH2(g)和1 ml O2(g)，在一定温度下只发生上述反应，经过10 min反应达到平衡，体系的压强变为原来的0.875倍，则0～10 min内v(O2)＝________，eq \f(k逆,k正)＝________。
17．甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示：
(1)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝________(用K1、K2表示)。
(2)反应③的ΔH________0(填“>”或“＜”)。
(3)500 ℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(ml·L－1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v正________v逆(填“＞”“＝”或“＜”)。
化学反应
mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
是否平衡
混合物体
系中各成
分的含量
①各物质的物质的量或物质的量分数一定
平衡
②各物质的质量或质量分数一定
平衡
③各气体的体积或体积分数一定
平衡
④总体积、总压强、总物质的量一定
不一定平衡
正、逆反应
速率之间
的关系
①单位时间内消耗了m ml A，同时也生成了m ml A
平衡
②单位时间内消耗了n ml B，同时也消耗了p ml C
平衡
③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q
不一定平衡
④单位时间内生成了n ml B，同时也消耗了q ml D
不一定平衡
压强
①其他条件一定、总压强一定，且m＋n≠p＋q
平衡
②其他条件一定、总压强一定，且m＋n＝p＋q
不一定平衡
混合气体
的平均相
对分子质量
①平均相对分子质量一定，且m＋n≠p＋q
平衡
②平均相对分子质量一定，且m＋n＝p＋q
不一定平衡
温度
任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时
平衡
气体的密度
密度一定
不一定平衡
颜色
反应体系内有色物质的颜色稳定不变
平衡
反应特点
a+b≠c+d
a+b=c+d
反应条件
等温等容
等温等压
等温等容
等温等压
起始投料
的条件
换算为化学方程式同一边物质，其“量”相同
换算为化学方程式同一边物质，其“量”比例相同
换算为化学方程式同一边物质，其“量”比例相同
平衡
特点
物质的量(n)
相同
成比例
成比例
成比例
百分含量(w%)
相同
相同
相同
相同
浓度
相同
相同
成比例
相同
Qc＜K
反应向正反应方向进行，v正＞v逆
Qc＝K
反应处于化学平衡状态，v正＝v逆
Qc＞K
反应向逆反应方向进行，v正＜v逆
图像
解读
(1)在无催化剂的情况下：E1为正反应的活化能；E2为逆反应的活化能；E1－E2为此反应的焓变(ΔH)。
(2)有催化剂时，总反应分成了两个反应步骤，反应①为吸热反应，产物为总反应的中间产物，反应②为放热反应，总反应为放热反应。
(3)催化剂的作用：降低E1、E2，但不影响ΔH，反应是放热反应还是吸热反应取决于起点(反应物)能量和终点(生成物)能量的相对大小
对于“环式”反应过程图像，位于“环上”的物质一般是催化剂或中间体，如⑤、⑥、⑦和⑧，“入环”的物质为反应物，如①和④，“出环”的物质为生成物，如②和③
化学反应
平衡常数
温度/℃
500
800
①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g)
K1
2.5
0.15
②H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g)
K2
1.0
2.50
③3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)
K3