第2章 化学反应速率与化学平衡 章末复习方案（学生用书）-【状元桥·优质课堂】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修第一册（人教版2019）

化学选择性必修1课堂学案 章末复习方案 全维梳理构建休系 表示方法：一兰 单位：mol·LI·s或mol·l.1·min 公式法 化学反应速率简单计算 “化学计量数之比”法 内因：反应物结构，性质（活化分子） 影响因素 浓度：c增大，p增大 压强：有气体参加的反应，p增大，增大 外因 温度：T升高，增大 催化剂：一一般加快反应速率 概念：可逆反应，条件一定，理=险，各组分浓度不变 特征：逆，动、等、定、变 化 原因：外界条件（浓度、压强、温度）改变，=唯→≠ 移动因果 结果：再次=4，各成分的含量又不变 反 化学平衡 方向：依据勒夏特列原理判断 速 表达式：对于mA(g)+B(g)一C(g)+Dg,K=C:D (A)·(B) 影响因素：只与温度有关，与反应物或生成物的浓度变化无关 化学平衡常数 化学平衡 判断可逆反应进行的程度 应用判断可逆反应进行的方向 求反应物的转化率 格判据：使体系能量降低的方向，就是反应容易进行的方向 嫡判据：使体系嫡增大的方向，就是反应容易进行的方向 化学反应进行的方问 △G<0,反应自发进行 复合判据（△G=△H一T△S)△G>0,反应不能自发进行 △G=0,反应达到平衡 温度：400一500℃ 压强：1030MPa 合成氮条件选择 催化剂：铁触煤 化学反应的调控 浓度：移去NH,补充N或H,循环 调控方法：综合考虑反应速率，化学平衡和经济效益 ·58· 第二章化学反应速率与化学平衡 体验高考素能提升 D答案见P 1.(2023·1月浙江卷)标准状态下，气态反应物 3.(2022·山东卷)在NO催化下，丙烷与氧气反 和生成物的相对能量与反应历程示意图如下 应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列 [已知O,(g)和C(g)的相对能量为0]，下列 说法错误的是 说法不正确的是 ) C.H,00H- OH 11.0 NO- VH.0 C.IL. +)+ C.H. 0+0+10 ----- 20.+(1 A.含N分子参与的反应一定有电子转移 2 B.由NO生成HONO的反应历程有2种 历程I 厅程T C.增大NO的量，CaH的平衡转化率不变 A.E6-E=E一E D.当主要发生包含②的历程时，最终生成的水 B.可计算CCI键能为2(E2-Ea)kJ·mol 减少 C.相同条件下，O的平衡转化率：历程>历 D.历程I、历程Ⅱ中速率最快的一步反应的热 素能提升 化学方程式为：C1O(g)十O(g)一O2(g)+ 反应机理问题的解题思路 CI(g)△H=(E-E)kJ·mol 2.(2023·6月浙江卷)一定条件下，1-苯基丙炔 一“剂” 催化剂在机理图中多数是以完整的粒 指 催 子镛环出现的，以催化剂粒子为主体 (PhC=CCH)可与HCI发生催化加成， 化剂 的多个物种一定在机理图中的主线上 反应如下： 0 反应 通过一个箭头进入整个历程的 产物T 反应I了Ph 物 物质是反应物 Ph一：■一II,+TTCl 反应Ⅲ 三“物” 生成 通过一个箭头最终脱离整个历 反成C CH CC-CCI 指反应 产物 物 程的物质一般多是生成物 Ph 物、生成 物、中间 通过一个箭头脱离整个历程，但 产物（或 CH. 又生成生成物的是中间体，通过 产物Π 中间体) 中间 两个箭头进入整个历程的中间 Ph 体 物质也是中间体，中间体有时在 反应历程中用“[门”标出 G=G3 产物I 4.(2022·广东卷)恒容密闭容器中，BaS)(s)十 01030507090 /min 4H(g)=BaS(s)十4HO(g)在不同温度下达 反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间 平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。下 的变化如图（已知：反应1、Ⅲ为放热反应），下 列说法正确的是 列说法不正确的是 A.反应焓变：反应I>反应Ⅱ B.反应活化能：反应I<反应Ⅱ 起始组成：4 mol TT I mol BaSo C.增加HCI浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物 I的比例 II. D.选择相对较短的反应时间，及时分离可获得 04 200 400600 800 高产率的产物I 1/℃ ·59· 化学选择性必修1课堂学案 A.该反应的△H<O 10 B.a为n(H,O)随温度的变化曲线 C.向平衡体系中充人惰性气体，平衡不移动 D.向平衡体系中加入BaSO,H的平衡转化 0 41 率增大 40 5.(2022·北京卷)C)2捕获和转化可减少C)2 20 排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应 ①完成之后，以N2为载气，以恒定组成的N2、 0100200300400500600700 CH混合气，以恒定流速通入反应器，单位时 T/Y 间流出气体各组分的物质的量随反应时间变 CO的选择性= 生(CO) n生酸(CO)+生成(COX 化如图2所示。反应过程中始终未检测到 100%,下列说法正确的是 CO2,在催化剂上有积碳。 A.图中曲线①表示平衡时H产率随温度的 CaCO CIL 变化 B.升高温度，平衡时CO的选择性增大 Cao C0、II 图1 C一定温度下，增大”“8可提高乙醉 平衡转化率 D.一定温度下，加入CO(s)或选用高效催化 -C0 剂，均能提高平衡时H2产率 H. 7.(2023·湖南卷)向一恒容密闭容器中加入 CH. 1olCH和一定量的HO,发生反应：CH(g)+ HO(g)一CO(g)+3H(g)。CH的平衡转 时间/min n(CH) 图2 化率按不同投料比xx一随温度的 下列说法不正确的是 变化曲线如图所示。下列说法错误的是() A.反应①为CaO十CO2CaCO:反应②为 CaCO+CH 催化剂Ca0+2C0+2H B.t1~a,n(H2)比n(CO)多，且生成H速率 不变，可能有副反应CH,催化剂C+2H C,t2时刻，副反应生成H的速率大于反应② 生成H速率 A.<x D.t之后，生成CO的速率为0，是因为反应② B.反应速率：正<正 不再发生 C.点a、b、c对应的平衡常数：K<K=K 6.(2022·江苏卷)乙醇-水催化重整可获得H。 D.反应温度为T,当容器内压强不变时，反应 其主要反应为C2HOH(g)+3HO(g) 2CO2(g)+6H(g)△H=173.3kJ·mol-1, 达到平衡状态 CO2(g)+H(g)一CO(g)+HO(g)△H= 8.(2021·湖南卷)（节选）氨气中氢含量高，是一 41.2k·mol1,在1.0×10Pa、m(CH.OH): 种优良的小分子储氢载体，且安全、易储运， n始(HO)=1:3时，若仅考虑上述反应，平衡 定温度下，可利用催化剂将NH分解为N和 时CO2和CO的选择性及H2的产率随温度的 H2,热化学方程式为2NH(g)=N(g)十 变化如图所示。 3H(g)△H=90.8kJ·mo11。某兴趣小组 ·60· 第二章化学反应速率与化学平衡 对该反应进行了实验探究。在一定温度和催 a.温度越高，反应速率越大 化剂的条件下，将0.1 nol NH通入3L的密闭 b.a=0.88的曲线代表平衡转化率 容器中进行反应（此时容器内总压为200kPa), cα越大，反应速率最大值对应温度越低 各物质的分压随时间的变化曲线如图所示。 d可根据不同α下的最大速率，选择最佳生产温度 (ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家 对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化 率关系如下图所示，催化性能最佳的是 0.8 (填标号)。 0.4 t/min (1)若保持容器体积不变，1时反应达到平衡， 4-V-K 40 h◆V-K-Cs 用H2的浓度变化表示0~t1时间内的反应速 。--K-Cc 率(H) mol·L'min1(用含t4 d--V-k-C8-GE 的代数式表示)。 300350400450500550 (2)2时将容器体积迅速缩小至原来的一半并 源度/℃ 保持不变，图中能正确表示压缩后N2分压变 (Ⅲ)设O2的平衡分压为p,SO,的平衡转化率 化趋势的曲线是 (用图中a、b、c、d表 为a,用含p和a的代数式表示上述催化氧 示)，理由是 化反应的Kr= (用平衡分压 代替平衡浓度计算)。 (3)在该温度下，反应的标准平衡常数K= (已知：分压=总压×该组分物质的 素能提升 量分数，对于反应dD(g)十eE(g)一gG(g)十 ()”·( 化学平衡图像题解题思维流程 hH (g),K 其中p= · 分折巴达 (1)反应物和生成物的物质状态： 平新的可 2)反应前后气体总物质的量是增大 100kPa,、p、p、年为各组分的平衡分压)。 ⅷ反应的 还是诚小； 特点 (3)反应是吸热反应还是放热反应 9.(2023·辽宁卷)（节选）接触法制硫酸的关键 反应为SO的催化氧化： 若面師飘坐标与猫坐标的意艾：量 看线（即线的走向和变化趋势）： S0g0+20g一s0®△H-8W.m 三看点即起点、拐点，交点、终点)日 有图像 四絨助线如等温线，等压线，平 (「)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最 衡线等： 佳生产温度，绘制相应转化率（α）下反应速率 行量的交化（如浓度交化、温顺 变化 (数值已略去)与温度的关系如下图所示，下列 说法正确的是 联想外界条件的政变对化学反应速 想规仲 率和化学平衡的影响况律 =0.88 根据怪像小所表现的关系与所学规 =0.90 做判断 律进行对比，锻出符合邀日委求的 判断 4-0.92 470 480490500 51n520 温度/： 友情提示完成第二章综合测评 ·61·知识点三 物浓度,使正反应的反应速率瞬间减小,由于生成物的浓度 1.(1)组成 结构 回性质(2)温度 压强 ③浓 没有变化,所以逆反应的反应速率瞬间不变,然后逐渐减小, 度 园催化剂 故减小反应物浓度,对正反应的反应速率影响更大,C项错 2.(1D)园反应条件 (2)圆设备条件 园安全操作 网经济成 误;加入催化剂,对正、逆反应的反应速率的影响程度相同,D 本 园化学反应速率 社会 化学平衡 圆环境保护 项错误。 效益 2. D 解G=△H-T·S--91.8kJ/mol-673 K$ 【自主测评】 [-198.11×10kJ/(mol·K)]-+41.5kJ/mol,但降低湿 (1X(2)x (3)X(4)/(5) 度,会减小化学反应速率,不能保证合成氢顺利进行,A项错 课堂·深度拓展 误;增压有利于合成氛平衡正向移动,理论上压强越大越好, 探究点一 但压强越大,对材料的强度和设备的制造要求就越高,需要 (1)在常压下S0。的转化率已经很高(97.5%),若采用高压,平 的动力也越大,会大大增加生产投资,因此实际工业中反应 衡能向右移动,但效果并不明显,且采用高压时会增大设备的 一般采用的压强为10MPa~30MPa,B项错误;反应平衡常 成本,得不偿失。 数只与温度有关,温度不变K值不变,C项错误;催化剂“中 (2)增大反应物O:的浓度,提高SO:的转化率 毒”是因吸附或沉积毒物而使催化剂活性降低或丧失的过 (3)①较高温度有利于加快反应速率,提高单位时间内SO。的 程,因此为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”,原料气必须 产率;②在此温度下催化剂的活性高;③温度更高时,不利于反 经过净化,D项正确。 应正向进行,且增加成本。 3.D 解析2NO.(g)-N。O(g)△H<0,则升高温度和降 [例题]解(1)由题图中能量变化可知,N:与H.具有的总能 低压强均有利于平衡逆向移动,使得NO。的含量增大,测定 量高于NH。具有的总能量,故该反应为放热反应,并且每 NO.的相对分子质量的误差最小,D项符合题意。 生成2molNH:放出(600-508)kJ-92kJ热量。(2)合成 4.A 黄铁矿粉碎和空气培烧生成二氧化疏,在接触室中 氢反应中,加入铁触媒后,由于改变了反应历程,使反应的 二氧化疏转化为三氧化疏,使用浓疏酸吸收得到浓疏酸。对 活化能降低,从而加快了反应速率,故曲线b代表加催化剂 矿石进行粉碎,增大原料间接触面积从而增大反应速率,但 后的能量变化曲线。(3)对于合成氮反应,当其他条件不变 是不能改变矿石的转化率,A项错误;二氧化碗和氧气生成 时,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡混合物中NH. 三氧化疏反应为可逆反应,故反应②中即使通入过量的氧 的体积分数降低。图像中,当压强不变时,曲线b对应的温 气,也不能将SO,全部转化成SO,B项正确;反应②为 催化烈25O.是气体分子数减小的反应,增大压 度下平衡混合物中NH 的体积分数大于曲线a对应的 2SO+O- NH:的体积分数,所以曲线b对应的温度低于曲线a对应 的温度。(4)①前2min内CH.的平均反应速率u(CH) 强有利于反应②的正向进行且增加压强反应速率加快,C项 正确;过量的氛水吸收,二氧化碗完全转化为亚碗酸根离子, 2min 化学方程式:2NH·HO+SO--(NH)。SO+HO 由表分析2~3min时,反应达到平衡状态,此时生成H:的浓 D项正确。 度为0.3mol·L,列式可得: 5.解(1)原料气N。和H:经过一定条件下的反应,生成的 CH.(g)+H.Og)-CO(g)+3H(g) NH.(X)冷却后从设备中分离出来,同时尾气中含有的 起始(mol·L-1) 0.2 0.3 0 0 N.(Y)和H。(Y)进行循环利用。(2)温度选择500C左右并 0.1 0.1 o~3mn转化(rml·L-1)0.1 0.3 _ 不是从化学平衡的影响中分析得出的,而是因为催化剂在此 0.1 2和3min时(ml·L) 0.1 0.3 温度时活性大,而且还可以适当提高化学反应速率;压强选 3~4min转化(ml·L)0.01 0.01 0.03 择20~50MPa是从化学平衡理论中分析得出的,压强越大. 0.19 0.11 4 min时(mol·L) 0.33 0.00 平衡向生成NH。的方向移动,但不能过大,因为压强过大, 所以x一0.11。②3min时,若充入水蒸气,平衡向右移动。 对设备、材料的要求高,投资大,这样就不经济。(3)合成氛 4min时,水蒸气浓度应大于0.2mol·L,A项错误;若升 的反应,压强增大,平衡向生成NH。的方向移动,c曲线符 高温度,平衡向右移动,反应物浓度均减小,生成物浓度均 合;温度升高,平衡向逆反应方向移动,NH。的百分含量降 增加,且变化量之比正好等于化学方程式的化学计量数之 低,a曲线符合。 比,该条件符合要求,B项正确;使用催化剂,平衡不移动,C 翻(1)NH。(2)BC(3)c a 项错误;充入H,平衡向左移动,反应物浓度均应大于 章末复习方案 2min时的浓度,D项错误。 答(1)放热 92(2)b 改变了反应的历程,降低了合成氛反 1.C 解对比两个历程可知,历程II中增加了催化剂,降低 应的活化能 (3)D(4)①0.11 0.05 ml·L·min ②B 了反应的活化能,加快了反应速率。催化剂能降低活化能, [变式]B 首先分析反应特点,正反应为气体分子数减小 但是不能改变反应的詹变,因此E一E一E.一E。,A项正 的放热反应;再分析题目要求,为了增加甲醇的产量,提高 确;已知Cl。(g)的相对能量为0,对比两个历程可知,Cl(g)的 生产效益,即生成甲醇的反应速率要快,且甲醇的平衡浓度 相对能量为(E-E)kJ·mol,则Cl-Cl键能为2(E- 也应尽可能大;最后,理论和实际相结合作出判断: E)k]·mol!,B项正确;催化剂不能改变反应的平衡转化 率,因此相同条件下,O.的平衡转化率:历程Il一历程I 反应速率分析 影响因素 化学平衡分析 综合选择 C.项错误;活化能越低,反应速率越快,由图像可知,历程lI中第 温度 高温 低温 适宜温度 二步反应的活化能最低,所以速率最快的一步反应的热化学方 程式为:CIOg)+O(g)O(g)+CI(g)AH=(E-E)k]· 压强 高压 高压 高压 mol,D项正确 催化剂 使用催化剂 无影响 使用催化剂 2.C 解翻设反应I、II、III的啥变分别为△H、AH、AH,由 盖斯定律可知,△H.一△H;十△H,因△H<0,△H 0,则 课末·随堂演练 AH△H,A项正确;短时间里反应I得到的产物比反应 1.B 合成氛反应的正反应是放热反应,升高温度,正、逆 II得到的产物多,说明反应I的速率比反应II的速率快,速 反应的反应速率都增大,但是升温对吸热反应的反应速率影 率越快,其活化能越小,则反应活化能:反应I反应II,B 响更大,所以对该反应来说,对逆反应的反应速率影响更大, 项正确;产物I和产物II存在可逆反应,则产物II和产物1 A项错误;合成氢反应的正反应是气体体积减小的反应,增 的比值即该可逆反应的平衡常数K,由于平衡常数只与温度 大压强,对正反应的反应速率影响更大,B项正确;减小反应 有关,所以增加HC浓度乎衡时产物lI和产物1的比例不 ·212· 变,C项错误;根据图中信息,选择相对较短的反应时间,及 根据同温同压下,混合气体的物质的量等于体积之比, 时分离可获得高产率的产物I,D项正确。 0.1 120+120+40,解得x=0. 02 mol,v(H)= 200. 3.D 根据反应机理的图示知,含N分子发生的反应有 0.1十2r=1 NO+·OOH-NO.+·OH.NO+NO+HO= 0. 02×3mol0. 02mol·L-)·min-。(2)1。时将客器体 2HONO.NO.+.C.H-CH.+HONO.HONO 3I.Xmin NO+·OH.含N分子NO.NO.、HONO中N元素的化合 积压缩到原来的一半,开始N。分压变为原来的2倍,随后由 价依次为十2价、十4价、十3价,上述反应中均有元素化合 于加压平衡逆向移动,N。分压比原来2倍要小,故b曲线符 价的升降,都为氧化还原反应,一定有电子转移,A项正确 合。(3)由图可知,平衡时,NH。、N、H。的分压分别为 根据图示:由NO生成HONO的反应历程有2种,B项正 0.4×(1.2)*-0.48。 120 kPa、40kPa、120kPa,反应的标准平衡常数K* 确;NO是催化剂,增大NO的量,C。H。的平衡转化率不变, C项正确;无论反应历程如何,在NO催化下丙炕与O.反应 (1.2) (1)0.02 (2)b 开始体积减半,N。分压变为原来的2 主要发生包含②的历程时,最终生成的水不变,D项错误。 倍,随后由于加压平衡逆向移动,N:分压比原来2倍要小 4.C 解从图示可以看出,平衡时升高温度,氢气的物质的 (3)0.48 量减少,则平衡正向移动,说明该反应的正反应是吸热反应 9.(i)根据不同转化率下的反应速率曲线可以看出,随着 即△H0,A项错误;结合化学方程式各物质是化学计量数 温度的升高反应速率先加快后减慢,a错误;从图中所给出 可知,图中以上至下四条曲线分别是H.O、BaS、H。、BaSO 的速率曲线可以看出,相回温度下,转化率越低反应速率越 的物质的量曲线,B项错误;容器体积固定,向容器中充入惰 快,但在转化率小于88%时的反应速率图像并没有给出,无 性气体,没有改变各物质的浓度,平衡不移动,C项正确; 法判断a一0.88的条件下是平衡转化率,b错误;从图像可以 BaSO.是固体,向平衡体系中加入BaSO,不能改变其浓度 看出随着转化率的增大,最大反应速率不断减小,最大反应 因此平衡不移动,氢气的转化率不变,D项错误。 速率出现的温度也逐渐降低,c正确;从图像可以看出随着转 5.C 由题干图1所示信息可知,反应①为CaO+CO 化率的增大,最大反应速率出现的温度也逐渐降低,这时可 CaCO.,结合氧化还原反应配平可得反应②为CaCO。十 以根据不同转化率选择合适的反应温度以减少能源的消耗, d正确;故选cd;(ii)为了提高催化剂的综合性能,科学家对 可知,t~t,n(H)比n(CO)多,且生成H:速率不变,且反 催化剂进行了改良,从图中可以看出标号为d的催化剂V-K 应过程中始终未检测到CO。,在催化剂上有积碳,故可能有 一Cs-Ce对SO。的转化率最好,产率最佳,故答案选d:(ii) 利用分压代替浓度计算平衡常数,反应的平衡常数K。 S0)(总) 的系数比均为1:2,B项正确;由题干反应②方程式可知, n(90):设 H:和C0的反应速率相等,而1:时刻信息可知,H:的反应 2。 p(SO)p(O) 速率未变,仍然为2mmol/min,而C0变为1~2mmol/min n(SO)·p(O) 之间,故能够说明副反应生成H:的速率小于反应②生成 S).初始量为mmol,则平衡时a(S0)-m-m·a.-m(1-a). H.速率,C项错误;由题干图2信息可知,t。之后,C0的速 率为0.CH.的速率逐渐增大,最终恢复到1,说明生成CO) n(SO)-n.a.K.= n(1-a。)·p(0)(1-)·p' 的速率为0,是因为反应②不再发生,而后副反应逐渐停止 反应,D项正确。 故答案为--a。 (1-),#。 6.B 解根据已知反应①C:H:OH(g)十3H。O(g)- 2CO(g)+6H(g)△H=173.3kJ·mol.反应②C0.(g)十 智翻cd d H.(g)CO(g)+H.O(g) AH-41.2kJ·mol,且反 (一g)·是 应①的热效应更大,温度升高的时候对反应①影响更大一 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 些,根据选择性的含义,升温时CO选择性增大,同时CO的 选择性减小,所以图中③代表CO的选择性,①代表C0。的 第一节 电离平衡 选择性,②代表H。的产率,以此解题。由分析可知②代表 H.的产率,A项错误;升高温度,平衡时CO的选择性增大, 课前·教材预案 知识点一 B项正确;一定温度下,增大”(C.HOH) ,可以认为开始时 1.或 ②能够导电 ③和 n(H.O) ④均不导电 2.> 剧烈 1 7缓慢 ⑧大 水蒸气物质的量不变,增大乙醇物质的量,乙醇的平衡转化 强 盐 3.全部电离 强酸 强碱 率降低,C项错误;加入CaO同时吸收CO。和水蒸气,无法 ④部分电离 判断乎衡如何移动,无法判断如何影响乎衡时产率H,D项 弱酸 弱碱 错误。 4.(1 (2)9CHCOOHCHCOO+H 7.B 一定条件下,增大水的浓度,能提高CH:的转化率, 0NH·H.ONH+OH 即x值越小,CH.的转化率越大,则x<x。,A项正确;b点 (3)HCO-H+HCO ②HCO-H+CO 和c点温度相同,CH;的起始物质的量都为1mol.b点x值 知识点二 小于c点,则b点加水多,反应物浓度大,则反应速率: 1.园最大 网减小 园增大 圈增大 不变 ⑧不变 v正,B项错误;由图像可知,X一定时,温度升高CH:的平衡 园不变 转化率增大,说明正反应为吸热反应,温度升高平衡正向移 2.相等 动,K增大;温度相同,K不变,则点a、b、c对应的平衡常数; 知识点三 K.K.一K。,C项正确;该反应为气体分子数增大的反应 1.③电离常数 弱酸 ③弱碱 反应进行时压强发生改变,所以温度一定时,当容器内压强 C(CHCOO)c(H) 不变时,反应达到平衡状态,D项正确。 c(CH.COOH) 8.(1)①设1.时达到平衡,转化的NH。的物质的量为2x, C(NH)(OH) 2NH.(g)-N:(g)+3H(g) c(NH·HO) 列出三段式:转化/mo! 起始/mol 0.1 。 0 2.(1)36易 ③相对强弱 (2)第一步 2 3. 【自主测评】 平衡/mol 0.1-2x 3x ( (2)× (3)× (4)X (5)(6)× ·213·