2025届高三化学一轮复习（10） 化学反应速率与化学平衡 易混易错专项复习

（10） 化学反应速率与化学平衡—2025高考化学一轮复习易混易错专项复习 一、反应速率的计算及影响因素 1、 化学反应速率计算的常用方法 （1） （2）三段式法 2、影响化学反应速率的因素 （1）催化剂：能大大改变速率，且正逆反应速率的改变程度相同 （2）浓度：反应物浓度越大，速率越大 （3）温度：体系温度越高，速率越大 （4）压强：有气体参与的反应压强越大，速率越大 （5）固体表面积：块状固体反应速率小于粉末状固体反应速率。 （6）溶剂的性质、光、超声波、磁场等 二、化学平衡 1、化学平衡状态的判断 反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 是否已达 平衡状态 混合物体 系中各组 分的含量 各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡 各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡 各气体的体积或体积分数一定 平衡 总压强、总体积、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆反 应速率的 关系　　 在单位时间内消耗n mol B，同时生成m mol A，即v正=v逆 平衡 在单位时间内消耗n mol B，同时生成p mol C，均指v正 不一定平衡 v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，v正不一定等于v逆 不一定平衡 在单位时间内生成了n mol B，同时消耗q mol D，均指v逆 不一定平衡 压强 压强不再变化，当m＋n≠p＋q时 平衡 压强不再变化，当m＋n＝p＋q时 不一定平衡 混合气体 的平均相 对分子质 量Mr Mr一定，当m＋n≠p＋q时 平衡 Mr一定，当m＋n＝p＋q时 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，在其他条件不变的情况下，体系的温度一定时 平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色不变，即有色物质的浓度不变 平衡 体系的 密度ρ 若m＋n＝p＋q，且ρ一定 不一定平衡 若m＋n≠p＋q，恒温恒压且ρ一定 平衡 混合体系 中各组分 的浓度　 各组分的浓度一定 平衡 各组分的浓度相等 不一定平衡 c(A)∶c(B)∶c(C)∶c(D)＝m∶n∶p∶q 不一定平衡 2、平衡移动 条件变化 速率变化 平衡移动方向 结果 增大c(反应物)或减小c(生成物) v(正)增大或v(逆)减小,v(正)>v(逆) 正反应方向 c(反应物)、c(生成物)均增大或c(反应物)、c(生成物)均减小 减小c(反应物)或增大c(生成物) v(正)减小或v(逆)增大,v(正)<v(逆) 逆反应方向 c(反应物)、 c(生成物)均减小或c(生成物)、c(反应物)均增大 增大压强 正、逆反应速率均增大,气体体积减小方向的反应速率增大的多 气体体积减小的方向 体系压强减小,但比原来大 减小压强 正、逆反应速率均减小,气体体积减小方向的反应速率减小的多 气体体积增大的方向 体系压强增大,但比原来小 升高温度 v(吸)、v(放)均增大,v(吸)>v(放) 吸热反 应方向 体系温度降低,但比原来高 降低温度 v(吸)、v(放)均减小,v(吸) <v(放) 放热反 应方向 体系温度升高,但比原来低 充入He(有气体参加的可逆反应) 体积不变时v(正)、v(逆)不变 不移动 各组分的浓度不变 压强不变时,v(正)、v(逆)均减小,相当于减小压强 气体体积增大的方向 与减小压强相同 三、化学平衡图像 1、解题步骤 2、化学平衡图像题的解答原则 (1)“定一议二”原则。 在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量，确定横坐标所表示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系。 (2)“先拐先平，数值大”原则。 在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高或表示的压强较大。 【典型例题】 1.向恒温恒容密闭容器中通入和，发生反应，反应达到平衡状态，测得平衡时体积分数为20％。下列说法正确的是( ) A.CO和的平衡转化率均为60％ B. C.混合气体的平均相对分子质量始终保持不变 D.若保持不变，可判断该反应已达到平衡状态 2.可以证明可逆反应，已达到平衡状态的是( ) ①一个键断裂的同时，有6个N-H键断裂； ②一个键断裂的同时，有3个H-H键断裂； ③其它条件不变时，混合气体平均相对分子量不再改变； ④恒温恒容时，体系压强不再改变； ⑤、、都不再改变； ⑥恒温恒容时，混合气体的密度不再改变； ⑦正反应速率，逆反应速率 A.全部 B.只有①②③④⑤ C.①③④⑤⑦ D.只有①②③⑤⑥⑦ 3.反应可用于制备纯硅。下列有关该反应的说法中正确的是( ) A.该反应 B.该反应的平衡常数 C.高温下该反应每生成1molSi需消耗 D.用E表示键能，该反应的 4.用溶液氧化废水中的还原性污染物M。为研究降解效果，设计如下对比实验探究外界条件对降解速率和效果的影响，实验测得M的浓度与时间关系如图所示： 实验编号 温度/℃ pH ① 25 1 ② 45 1 ③ 25 7 ④ 25 1 下列说法不正确的是( ) A.15min内，实验①中M的降解速率为 B.实验①②说明：其他条件相同，升高温度，M降解速率增大 C.实验①③说明：其他条件相同，pH越高，越不利于M的降解 D.实验③④说明：M的起始浓度越小，降解的速率越快 5.一定条件下在恒容密闭容器中发生反应，其正反应速率和逆反应速率随时间变化曲线如图所示。下列说法正确的是( ) A.时刻， B.时刻，反应达到最大限度 C.时刻，反应正向进行 D.时刻， 6.一定温度下，将和气体充入恒容密闭容器，发生反应，时达到平衡。在、时刻分别改变反应的一个条件，测得容器中气体的浓度随时间变化如图所示。下列说法错误的是( ) A.若，则 B.若时刻升高了温度，则该反应的 C.若时刻后向体系中再充入A、B、C各，则 D.保持温度不变，起始时向该容器中充入和，加入，则平衡时A的转化率小于50% 7.室温下，某溶液初始时仅溶有A，同时发生两个反应：①；②，反应①的速率可表示为，反应②的速率可表示为（、为速率常数），左图为温度时，该体系中A、B、C、D浓度随时间变化的曲线，右图为反应①和②的曲线，下列说法正确的是( ) A.表示D浓度随时间变化的曲线 B.时曲线表示的物质的化学反应速率为 C.温度时，反应①的活化能比反应②的活化能小 D.若左图的温度降低，时刻体系中值变大 8.某温度下，在恒容密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：，时生成C的物质的量为(过程如图所示)。下列说法中正确的是( ) A.时，用A表示反应的瞬时速率为 B. C.图中m点达到了反应进行的限度 D.时容器内的压强为起始压强的 9.将等物质的量的A、B混合于的密闭容器中发生反应：，经后测得D的浓度为，，以C表示的平均速率，下列说法正确的是( ) A.反应速率 B.该反应方程式中，x=1 C.时，A的转化率为60％ D.时，A的物质的量为 10.某课外兴趣小组利用硫代硫酸钠()与稀硫酸反应探究影响化学反应速率的因素[反应方程式为]，设计了如表系列实验。下列说法不正确的是( ) 实验序号 反应温度(℃) 稀硫酸 V/mL c/(mol/L) V/mL c/(mol/L) V/mL 1 20 10.0 0.10 10.0 0.50 0 2 40 0.10 10.0 0.50 3 20 0.10 4.0 0.50 A.设计该实验的基本原理为控制变量法 B.实验1和2可探究温度对反应速率的影响 C.若用实验1和3探究稀硫酸浓度对该反应速率的影响，则需， D.本实验可通过比较浑浊现象出现所需时间的长短来判断反应进行的快慢 11.重整反应： ；该反应可制备合成气(和CO)。向一密闭容器中充入一定量的和，实验测得平衡转化率随反应温度和压强的变化关系如图所示。下列说法错误的是( ) A. X表示温度 B. L代表的物理量大小关系： C. 平衡常数： D. 正反应速率： 12.利用浓度传感器、数据采集器和计算机等数字化实验设备，在相同条件下研究催化剂i、ii对反应的影响，起始时容器中通入，已知各物质浓度随反应时间的部分变化曲线如图所示： 下列说法错误的是( ) A.由图像可知，催化剂i的催化效果更好 B.曲线表示使用催化剂ii时，的浓度随时间的变化曲线 C.使用催化剂ii时，内，的平均反应速率为 D.无催化剂时，增大反应容器的体积，反应中正、逆反应的速率均减小 13.某温度下，在容积为的密闭容器中发生M、N两种气体间的转化，M、N物质的量随时间变化的曲线如图所示。分析图中数据，回答下列问题。 (1)该反应的化学方程式为 (2)的平均反应速率为_______；时，反应是否达平衡？_______(填“是”或“否”)； (3)时，正反应速率_______(填“>”，“<”或“=”)逆反应速率；该反应达到平衡时M的转化率为_______； (4)下列描述中能说明该反应已达平衡状态的是_______(填标号)； a.M的质量保持不变 b.混合气体的密度保持不变 c.混合气体的压强保持不变 d.单位时间内消耗同时生成 (5)若改变下列一个条件，推测该反应的速率发生的变化(填“增大”、“减小”或“不变”)： ①升高温度，化学反应速率_______； ②充入，化学反应速率_______； ③将容器的容积变为，化学反应速率_______。 14.我国合成氨联产甲醇经过近半个世纪的发展，从节能、环保、降耗等方面对联醇工艺实现了组合创新。合成氨联产甲醇工艺是在生产合成氨的同时，利用原料气中的CO、与进行反应，副产化工原料甲醇。 I.在铁触媒的催化下，在合成塔中每产生，放出92.2kJ热量。 (1)若起始时向密闭容器内充入和，达平衡后放出的热量为Q，则Q___________(填“>”、“<”或“=”)92.2kJ。 (2)合成氨反应的正反应速率和逆反应速率随时间变化的曲线如下图所示。下列有关说法错误的是___________。 A.时段，正反应速率一直大于逆反应速率 B.时刻，反应逆向进行 C.时段，正反应速率一直减小至快接近0 D.时刻，逆反应的速率达到最大 (3)下列关于合成氨反应的描述能说明该反应一定达到化学平衡的是___________。 A.、和的物质的量浓度之比为 B.的质量分数保持不变 C.混合气体的压强保持不变 D. (4)为了提高氨的产率和生产的效率，可以调控的反应条件是：___________、___________。(任写两条) II.利用原料气中的与一定条件下发生反应：，此反应为放热反应。在体积为1L的密闭容器中，充入和一定量的，测得和的浓度随时间变化如图所示。 (5)该化学方程式的系数___________；___________。 (6)达到反应限度后，的转化率为___________。() 15.在和条件下，将和充入含有催化剂的密闭容器中发生反应，用气体传感器测量各组分的浓度随时间的变化关系如下。 分析图中数据，回答下列问题： (1)反应开始至，用的浓度变化表示反应的平均速率：___________。 (2)保持其他条件不变，只改变一个反应条件时，生成的反应速率会如何变化？(在下表空格内填“增大”“减小”或“不变”)。 改变条件 升高温度 增大的浓度 增大容器体积 使用催化剂 恒容下充入 生成的速率 _______ _______ _______ _______ _______ (3)时，反应是否达到化学平衡？___________(填“是”或“否”)；时，正反应速率___________逆反应速率(填“大于”“小于”或“等于”)。 (4)是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行，下列有关说法错误的是___________。 A.加压可以增大反应速率，提高生产效率 B.使用催化剂，可以提高反应物的平衡转化率 C.增大反应物浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小 D.通过调控反应条件，可以提高该反应进行的程度 (5)化学平衡常数是指在一定温度下，可逆反应达平衡时，各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值，表达式为。时，反应的平衡常数为___________。 答案以及解析 1.答案：C 解析：A.CO的转化率为,的转化率为,故A错误；B.COS、的变化量都为,,故B错误；C.该反应物都为气体,气体的总质量不变,气体的总物质的量不变,故混合气体的平均相对分子质量始终保持不变，故C正确；D.由反应方程式可知,与量始终相同,与反应进行的程度无关,故不能作为平衡的标志,故D错误；故选：C。 2.答案：C 解析：①一个键断裂的同时，有6个N-H键断裂，满足计量数关系，表示正、逆反应速率相等，说明达到平衡状态，故①选；②一个键断裂的同时，有3个H-H键断裂，表示的都是正反应速率，无法判断平衡状态，故②不选；③该反应为气体物质的量减少的反应，气体总质量不变，则混合气体平均相对分子质量为变量，当混合气体的平均相对分子质量不再改变时，说明达到平衡状态，故③选；④保持其他条件不变时，体系压强不再改变，说明气体的物质的量不再改变，反应达到平衡状态，故④选；⑤、、都不再改变符合平衡特征，故⑤选；⑥恒温恒容时，混合气体总质量、容器的容积均为定值，则密度为定值，不能根据混合气体的密度判断平衡状态，故⑥不选；⑦正反应速率，逆反应速率，满足计量数关系，表示的是正逆反应速率相等，说明达到平衡状态，故⑦选； 3.答案：B 解析：为气体，且反应前气体的化学计量数之和小于反应后气体的化学计量数之和，因此该反应为熵增反应，即，故A错误；由化学平衡常数的表达式可知，该反应的平衡常数，故B正确；题给条件不是标准状况，因此不能直接用计算，故C错误；反应物的键能总和-生成物的键能总和，即，故D错误。 4.答案：D 解析：A.由图中数据，可知15min内，则，选项A正确； B.由图中曲线变化可看出实验②相对于实验①，M降解速率增大，由表中数据可知，其他条件相同，实验②的温度高，所以说明升高温度，M降解速率增大，选项B正确； C.由图中曲线变化可看出实验①相对于实验③，M降解速率增大，由表中数据可知，其他条件相同，实验③的pH高，所以说明pH越高，越不利于M的降解，选项C正确； D.根据表中信息可知，实验③④除了浓度不同，还有pH不同，无法判断是哪个条件影响M的降解速率，选项D错误； 故选D。 5.答案：C 解析：A.根据图示可知在时刻，，，A项错误； B.t3时刻，，反应正向进行，B项错误； C.t2时刻，，反应正向进行，未达到平衡状态，C项正确； D.t1时刻，，反应正向进行，，D项错误； 故正确答案为C。 6.答案：D 解析：D是固体，改变D量，对A的转化率没有影响。 7.答案：D 解析：A.由分析可知，代表C浓度随时间变化的曲线，故A错误； B.由分析可知，代表B浓度随时间变化的曲线，由图可知，2s内，B的平均速率为=，而不是2s时的速率，故B错误； C.反应的活化能越大，反应速率越小，由图2可知，温度时，反应①的反应速率慢于反应②，则反应①的活化大于反应②，故C错误； D.由图2可知，温度降低时，体系中反应①的速率降低幅度大于反应②，则图1的温度降低时，时刻体系中值变大，故D正确； 故选D。 8.答案：D 解析：A.时，用A表示反应的平均速率为，A错误； B.时消耗B的物质的量为，时生成C的物质的量为，则，B错误； C.m点A、B的浓度还在减小，没有达到反应限度，C错误； D.根据压强之比等于物质的量之比，时容器内的压强为起始压强的，D正确； 故选D。 9.答案：D 解析：A.根据题意得，则根据化学反应速率之比等于方程式中化学计量数之比可知，A错误； B.根据题意得，以C表示的平均速率，根据化学反应速率之比等于方程式中化学计量数之比可知x＝2，B错误； C.由D知A的转化率为，C错误； D.2min时，D的物质的量是0.5mol/L×2L=1mol，所以消耗A、B的物质的量分别是1.5mol、0.5mol，设A、B起始物质的量均为y，则剩余A、B的物质的量分别是y-1.5mol、y-0.5mol，根据，解得=3:5，解得y=3mol。所以2min时，A的物质的量为3mol-1.5mol=1.5mol，D正确； 故选D。 10.答案：C 解析：A.设计该实验的基本原理为在其他条件不变时，一个因素对反应速率的影响，即为控制变量法探究反应速率的影响因素，A正确 B.实验1、2温度不同，各物质浓度一致，所以可以探究温度对反应速率的影响，故B正确； C.实验1、3温度相同，若用实验1和3探究稀硫酸浓度对该反应速率的影响，则需，，故C错误； D.产生沉淀所需的时间可以体现反应的快慢，故D正确； 答案选C。 11.答案：C 解析：A.根据分析可知，X表示温度，同一压强下，升高温度，的平衡转化率升高，故A正确； B.同一温度下，增大压强，平衡逆向移动，的平衡转化率减小，压强越大则的平衡转化率越小，可知对应的压强关系为：，故B正确； C.平衡常数只与温度有关，升高温度，平衡正向移动，K值在增大，温度关系为，则，故C错误； D.温度越高，压强越大，反应速率越快，L3对应的曲线的压强最大，而c点对应的温度最高，由此可得正反应速率：，故D正确； 故答案选C。 12.答案：B 解析：由图可知，使用催化剂i时，反应速率最大，催化效果更好，A项正确；曲线表示使用催化剂i时，的浓度随时间的变化曲线，此时和的物质的量浓度变化量之比与化学计量数之比相同，B项错误；使用催化剂ii时，内，的平均反应速率为，C项正确；无催化剂时，增大反应容器的体积，反应中正、逆反应的速率均减小，D项正确。故选B。 13.答案：(1) (2)；否 (3)＝；75% (4)ac (5)增大；增大；减小 解析：（1）从图可知，M是不断减少的，N是不断增加的，所以M是反应物，N是生成物，6分钟时，M减少0.6 mol，N增加0.3 mol，则两者反应的物质的量比为2:1，反应一段时间后，M不再减少，N不再增加，此反应是可逆反应，故反应的化学方程式为。 （2）反应开始至2 min时，N增加了0.2mol，则。2min后，M还不断减少，N还不断增加，故2_min时反应未达到平衡状态； （3）8 min时，A、B都不再变化，反应达到平衡状态，此时。该反应达到平衡时M的转化率为=75%。 （4）a.M的质量保持不变，说明平衡，故选； b.恒容条件下，混合气体密度为定值，故混合气体的密度保持不变不能说明已经平衡，故不选； c.混合气体的压强为变量，故混合气体的压强保持不变说明已经平衡，故选； d.单位时间内消耗同时生成，不能说明反应已经平衡，故不选； 故选ac。 （5）①升高温度，化学反应速率增大； ②充入，反应物浓度增大，化学反应速率增大； ③将容器的容积变为，浓度减小，化学反应速率减小。 14.答案：(1) (2)BC (3)BCD (4)400~500℃(或高温)；10MPa~30MPa(或高压)、催化剂等； (5)3；1 (6)75% 解析：（1）该反应为可逆反应，和，反应不完全，达平衡后放出的热量小于92.2kJ。 （2）A.由图可知未平衡时，正反应速率一直在逆反应速率上方，故时段，正反应速率大于逆反应速率，故A正确； B.由图可知时刻，正反应速率大于逆反应速率，所以反应正向进行，故B错误； C.由图可知时段，正反应速率一直减小至与逆反应速率相等，并不会到0，故C错误； D.由图可知时刻，逆反应速率从0开始增大，反应处于平衡状态时，逆反应速率达到最大，故D正确； 故答案：BC。 （3）A.、和的物质的量浓度之比与化学平衡没有必然联系，故A错误。 B.的质量分数保持不变是平衡标志，故B正确。 C.合成氨反应是不等体积反应，随着反应正向进行，压强会逐渐减小，当混合气体的压强保持不变达到化学平衡，故C正确。 D.，符合正反应的速率和逆反应的速率之比等于化学计量数之比，故D正确； 答案选BCD。 （4）为了增大氨的产率和效率即为了提高反应进行的程度和化学反应速率进而调控反应条件，所以可以调控的反应条件是高压、高温、催化剂等。 （5）由图中信息分析可知，碳原子个数守恒知的减少量等于的增加量，故，由与中总氢原子个数等于中氢原子个数，可知氢原子个数守恒知。 （6）平衡时，二氧化碳物质的量浓度为，则的转化率为。 15.答案：(1) (2)增大；增大；减小；增大；不变； (3)否；等于； (4)BC (5)162 解析：（1）由各组分的浓度随时间的变化图数据，列三段式： 则反应开始至，用的浓度变化表示反应的平均速率为：。 （2）影响反应速率的因素有：温度、浓度、催化剂、压强、固体的表面积等，并且：温度越高，浓度越大，压强越大、使用催化剂均可以使反应速率加快。 升高温度，化学反应速率增大； 增大的浓度，可以使反应速率增大； 增大容器体积，会使浓度减小，反应速率减小； 使用催化剂，能使反应速率增大； 恒容下充入Ne，反应物和生成物浓度不变，反应速率不变； （3）由各组分的浓度随时间的变化图可知，20s时，反应没有达到化学平衡；70s时，反应达到化学平衡，正反应速率与逆反应速率相等。 （4）A.增加压强可以增大反应速率，提高生产效率，A正确； B.使用催化剂，只能加快反应的速，不能提高反应物的平衡转化率，B错误； C.增大反应物浓度，正逆反应速率都增大，C错误； D.可以通过调控反应条件，提高该反应进行的程度，D正确； 故选BC。 （5）由各组分的浓度随时间的变化图可知： 反应的平衡常数为：。 学科网（北京）股份有限公司 $$