第2讲 化学反应速率与化学平衡-【寒假自学课】2025年高二化学寒假提升精品讲义（人教版2019）

第2讲 化学反应速率与化学平衡 考点聚焦：复习要点+知识网络，有的放矢 重点专攻：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与 讲解，能力提升 提升专练：真题感知+提升专练，全面突破 考点1 化学反应速率 1．化学反应速率的表示方法 (1)化学反应速率是衡量化学反应快慢的物理量，通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。 (2)数学表达式：v＝。 Δc表示反应物或生成物物质的量浓度的变化(取绝对值)，常用单位mol·L－1。 Δt表示一定的时间间隔，常用单位s、min或h。 (3)常用单位：mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1。 用浓度变化表示化学反应速率只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。 2．平均速率与瞬时速率 根据求得的反应速率是在时间间隔Δt内化学反应的的平均速率。 若Δt非常小，则平均速率接近某一时刻的瞬时速率，瞬时速率也可以在物质的浓度随时间的变化曲线上通过数学方法求得。 3．化学反应速率与化学计量数的关系 对于化学反应：aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g) v(A)=，v(B)=，v(C)=，v(D)= 在同一化学反应中，选用不同物质表示化学反应速率，其数值可能相同也可能不相同，但表示的意义相同。 同一化学反应中，用不同反应物表示化学反应速率时，化学反应速率（v）之比=物质的量浓度变化（Δc）之比＝物质的量变化（Δn）之比＝化学计量数之比，即： v(A)：v(B)：v(C)：v(D)=a：b：c：d。 4．化学反应速率的测定 (1)测定原理：利用化学反应中任何一种与物质浓度有关的可观测量进行测定。 (2)测定方法 ①直接观察测定：如释放出气体的体积和体系的压强等。 ②科学仪器测定：如反应体系颜色的变化。在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可利用颜色变化和浓度变化间的比例关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 【特别提醒】 (1)对于有气体生成的反应，可测定相同时间内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗时间的多少。 (2)对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体质量的多少。 (3)对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中c(H＋)或c(OH－)的变化。 (4)对于有颜色变化或有沉淀生成的反应，可测定溶液变色或变浑浊所消耗时间的多少。 考点2 影响化学反应速率的因素 1．实验探究影响化学反应速率的因素 (1)实验原理 Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O 2H2O22H2O＋O2↑ (2)实验方案设计 影响因素 实验步骤 实验现象 实验结论 浓度 取两支大小相同的试管，分别加入5 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液，向其中一支试管加入5 mL 0.1mol/L H2SO4溶液，另一支试管加入5 mL 0.5mol/L H2SO4溶液，振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢 均出现浑浊，但后者出现浑浊更快 增大反应物浓度，化学反应速率增大 温度 取两支大小相同的试管，各加入5 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液和5mL 0.1mol/L H2SO4溶液，分别放入盛有热水和冷水的两个烧杯中。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢 混合后均出现浑浊，但70 ℃热水一组首先出现浑浊 升高温度，化学反应速率增大 催化剂 取两支大小相同的试管，分别加入2 mL 5% H2O2溶液，向其中一支试管(右图)滴加2滴1 mol/L FeCl3溶液。观察、比较两支试管中气泡出现的快慢 前者无明显现象，后者出现大量气泡 催化剂能加快化学反应速率 2．影响化学反应速率的因素 (1)主要因素：反应物的组成、结构和性质等因素。 不同的化学反应，具有不同的反应速率，因此，参加反应的物质的本身性质是决定化学反应速率的主要因素。如：形状大小相同的铁、铝分别与等浓度的盐酸反应生成氢气的速率：铁小于铝。 (2)外界条件对化学反应速率的影响规律 ①浓度对化学反应速率的影响 当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率。 ② 压强对化学反应速率的影响 对于气体反应，当其他条件不变时，增大压强，气体体积缩小，浓度增大，化学反应速率加快；减小压强，气体体积增大，浓度减小，化学反应速率减慢。 对有气体参加的反应，压强对化学反应速率的影响可简化理解如下： 压强改变→ ③ 温度对化学反应速率的影响 当其他条件不变时，升高温度，可以增大化学反应速率；降低温度，可以减小化学反应速率。 ④催化剂对化学反应速率的影响 当其他条件不变时，使用催化剂，化学反应速率增大。 ⑤其他因素对化学反应速率的影响 a．固体表面积：固体颗粒越小，其单位质量的表面积越大，与其他反应物的接触面积越大，化学反应速率越快。 b．反应物状态：一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触面积，有利于增大反应速率。 c．其它方法：光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨，均是行之有效的改变化学反应速率的方法(块状)。 【特别提醒】 (1)浓度对化学反应速率的影响只适用于气体或溶液的反应，对于纯固体或液体的反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量不会改变化学反应速率。 (2)固体物质的反应速率与接触面积有关，颗粒越细，表面积越大，反应速率就越快。块状固体可以通过研细来增大表面积，从而加快化学反应速率。 (3)对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变。 (4)随着化学反应的进行，反应物的浓度会逐渐减小，因此一般反应速率也会逐渐减小。 (5)实验测定，温度每升高10oC，化学反应速率通常增大到原来2～4倍。 考点3 活化能和碰撞理论 1．基元反应 大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中每一步反应都称为基元反应，先后进行的基元反应反映了化学反应的反应历程。 2．有效碰撞 (1)能发生化学反应的碰撞叫有效碰撞。 (2)发生有效碰撞的条件： ①具有足够的能量；②具有合适的取向。 (3)与反应速率的关系：碰撞的频率越高，反应速率越快。 3．活化能和活化分子 (1)活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是一定的。 (2)活化能：活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能。 4．反应物、生成物的能量与活化能的关系 E1：正反应的活化能 E2：活化分子变成生成物分子放出的能量，也可认为是逆反应的活化能 E1-E2：反应热，即ΔH= E1-E2 5．催化剂对反应速率的影响 (1)催化剂对反应速率的影响 催化剂是通过降低化学反应所需的活化能来增大化学反应速率的。有催化剂参与的反应，活化能(Ea1)较小，反应速率较大；没有催化剂参与的反应，活化能(Ea1')较大，反应速率较小。 使用催化剂同时降低了正反应和逆反应的活化能，但反应的ΔH不变。 (2)加入催化剂后的反应历程 如图所示：反应A+B→AB的活化能为Ea，加入催化剂K后，反应分两步进行： ①A+K→AK      活化能为Ea1(慢反应) ②AK+B→AB+K       活化能为Ea2(快反应) 总反应：A+BAB 活化能为Ea1 加入催化剂K后，两步反应的活化能Ea1和Ea2均小于原反应的活化能Ea，因此反应速率加快。 由于Ea1>Ea2，第1步反应是慢反应，是决定整个反应快慢的步骤，称为“决速步骤”，第1步反应越快，则整体反应速率就越快。因此对总反应来说，第一步反应的活化能Ea1就是在催化条件下总反应的活化能。 【特别提醒】 (1)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 (2)浓度、压强、温度、催化剂与活化分子的关系 　　影响 外因　　 单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率 分子总数 活化分子百分数 活化分子数 增大反应物浓度 增加 不变 增加 增加 加快 增大压强 增加 不变 增加 增加 加快 升高温度 不变 增加 增加 增加 加快 使用催化剂 不变 增加 增加 增加 加快 考点4 化学平衡状态 1．可逆反应 (1)概念：在相同条件下，既能向正反应方向进行，同时又能向逆反应方向进行的反应。 (2)特征： (1)同一条件下，正反应和逆反应同时发生、同时存在。 (2)反应不能进行到底，反应物不能实现完全转化。 (3)反应体系中，与化学反应有关的各种物质同存于同一反应体系。 (4)反应达到限度时，反应仍在进行，没有停止。 2．化学平衡状态 (1)化学平衡状态的概念 在一定条件下的可逆反应，当正、逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。 (2)化学平衡状态的特征 ①逆：研究对象为可逆反应 ②等：正、逆反应速率相等，即v正=v逆 ③动：化学平衡是动态平衡，即v正=v逆≠0 ④定：平衡混合物中，各组分的浓度保持一定 ⑤变：条件改变，化学平衡状态可能发生改变 【特别提醒】 (1)化学平衡状态是一定条件下的可逆反应进行到最大限度的结果。 (2)对于一个既定的可逆反应，如果其他条件一定，不论采取何种途径(反应是从反应物开始或从生成物开始)，最后都能建立化学平衡状态。 (3)化学平衡状态不会因时间变化而变化。 (4)可逆反应达到化学平衡状态的根本原因是v正=v逆，正是由于各物质的消耗速率与生成速率相等，才会有反应混合物中各组分的浓度保持不变。 考点5 化学平衡常数和平衡转化率 1．化学平衡常数 (1)概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数(简称平衡常数)，用符号K表示。 (2)化学平衡常数表达式：当在一定温度下达到化学平衡时，K＝。 (3)浓度商： ①对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意时刻的称为浓度商，常用Q表示，即Q＝。 ②Q与K的关系：当反应中有关物质的浓度商等于平衡常数时，表明反应达到限度，即达到化学平衡状态。 (4)化学平衡常数的意义 平衡常数的大小反映了化学反应进行的程度(也叫反应的限度)。 K越大，表示反应进行得越完全，平衡时反应物的转化率越大，当K＞105时，该反应就进行的基本完全了。K值越小，表示反应进行得越不完全，平衡时反应物的转化率越小。 2．化学平衡常数的影响因素 (1)内因：不同的化学反应及化学方程式的书写形式是决定化学平衡常数的主要因素。 (2)外因：在化学方程式一定的情况下，K只受温度影响。 3．平衡转化率(α) (1)概念：某一反应的平衡转化率α等于该物质在反应中的已转化量（如物质的量、物质的量浓度等）与该物质起始总量的比值。 (2)意义：反应的平衡转化率表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。 【特别提醒】 (1)化学平衡常数只是温度的函数，与浓度、压强、催化剂无关。 (2)K是一定温度下，某个化学平衡状态的定值，反应未达平衡，K无意义，所以计算化学平衡常数时，分子、分母中的浓度是指平衡浓度。 (3)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，其浓度可看作“1”而不代入公式。 (4) 化学平衡常数表达式书写注意事项 ①化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡时的浓度，且不出现固体或纯液体的浓度。 ②化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数都会相应改变。 若两反应的平衡常数分别为K1、K2 ①若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1·K2。 ②若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝。 考点6 影响化学平衡的因素 1．化学平衡的移动 (1)含义：当一个可逆反应达到平衡后，如果改变反应条件(如浓度、温度、压强等)，原来的平衡状态会被破坏，平衡体系的物质组成也会随着改变，直至达到新的平衡，这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫做化学平衡的移动。 (2)化学平衡移动的过程分析 (3)化学平衡移动方向的判断 ①当Q＝K时：可逆反应处于平衡状态，v正＝v逆； ②当Q＜K时：化学平衡向正反应方向移动，v正＞v逆； ③当Q＞K时：化学平衡向逆反应方向移动，v正＜v逆。 2．浓度对化学平衡的影响 (1)浓度对化学平衡移动的影响规律 当其他条件不变时： ①Q减小，则Q＜K，平衡向正反应方向移动 ②Q增大，则Q＞K，平衡向逆反应方向移动 (2)v－t图像分析浓度变化对化学平衡的影响 已知反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)，当反应达到平衡后，有关物质的浓度发生改变，其反应速率的变化曲线分别如下图所示： 改变条件 v正、v逆相对大小 平衡移动方向 ① 增大反应物A或B的浓度 v′正＞v′逆 向正反应方向移动 ② 减小生成物C的浓度 v′正＞v′逆 向正反应方向移动 ③ 增大生成物C的浓度 v′正＜v′逆 向逆反应方向移动 ④ 减小反应物A或B的浓度 v′正＜v′逆 向逆反应方向移动 (3)应用 在工业生产中，适当增大廉价的反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动，可提高价格较高的原料的转化率，从而降低生产成本。 【特别提醒】 1“浓度对化学平衡移动的影响”中的“浓度”是指与反应有关的气体或溶液中参加反应的离子的浓度。 2对于离子平衡体系，注意离子浓度的改变方式，排除不参与反应的离子的干扰。 3固体或纯液体的浓度是常数，改变固体或纯液体的量并不影响v正、v逆的大小，平衡不移动。 3．压强对化学平衡的影响 (1)压强对化学平衡的影响规律 在其他条件不变时： ①增大压强，化学平衡向气体体积缩小的方向移动。 ②减小压强，化学平衡向气体体积增大的方向移动。 ③对于反应前后气体分子数目不变的反应，改变压强平衡不移动。 (2)用v－t图像分析压强对化学平衡的影响 ①对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)　m＋n<p，当反应达到平衡后，其他条件不变，在t1时刻改变压强，图像如①、②所示： t1时刻，增大容器容积，压强减小，v正′、v逆′均减小，缩体方向的v逆′减小幅度更大，则v正′＞v逆′，平衡向正反应方向移动。 t1时刻，缩小容器容积，压强增大，v正′、v逆′均增大，缩体方向的v逆′增大幅度更大，则v逆′＞v正′，平衡向逆反应方向移动。 (2)对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)　m＋n＝p，当反应达到平衡后，其他条件不变，在t1时刻改变压强，图像如③所示。 t1时刻，若缩小容器容积，压强增大，v′正、v′逆均增大，且v′正＝v′逆，平衡不移动，如图中上线。 t1时刻，若增大容器容积，压强减小，v′正、v′逆均减小，且v′正＝v′逆，平衡不移动，如图中下线。 (3)充入“惰性”气体对化学平衡的影响 ①恒容时，通入“惰性”气体，总压强增大，平衡不移动； ②恒压时，通入“惰性”气体，体积增大，平衡向气体体积增大的方向移动。 ③对于反应前后气体体积相等的反应[如H2g＋I2g2HIg]，当向平衡体系中充入“惰性”气体时，则无论任何情况下平衡都不发生移动。 【特别提醒】 (1)压强对平衡移动的影响：只适用于有气体参与的反应。对于只涉及固体或液体的反应，压强的影响不予考虑。 (2)压强能否使化学平衡发生移动，要看压强改变是否使浓度发生改变，从而使v正′≠v逆′。 4．温度对化学平衡的影响 (1)温度对化学平衡的影响规律 ①任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热)，所以任意可逆反应的化学平衡状态都受温度的影响。 ②当其他条件不变时： 温度升高，平衡向吸热反应的方向移动； 温度降低，平衡向放热反应的方向移动。 (2)用v—t图像分析温度对化学平衡的影响 已知反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)　ΔH＜0，当反应达平衡后，若温度改变，其反应速率的变化曲线分别如图所示。 t1时刻，升高温度，v′正、v′逆均增大，但吸热反应方向的v′逆增大幅度大，则v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动。 t1时刻，降低温度，v′正、v′逆均减小，但吸热反应方向的v′逆减小幅度大。则v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动。 5．催化剂对化学平衡的影响 (1)催化剂对化学平衡的影响规律 当其他条件不变时：催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的组成，但是使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的时间。 (2)图像分析催化剂对化学平衡的影响 ①v—t图像 t1时刻，加入催化剂，v′正、v′逆同等倍数增大，则v′正＝v′逆，平衡不移动。 ②含量­t图像 如N2＋3H22NH3反应，NH3的体积分数如图所示： 其中m表示使用催化剂情况，n表示未使用催化剂情况。 6．勒夏特列原理 (1)勒夏特列原理 如果改变影响平衡的一个条件(如浓度、压强或温度)，则平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。也称化学平衡移动原理。 (2)适用范围 勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系，不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用该原理。此外，勒夏特列原理对所有的动态平衡(如溶解平衡、电离平衡、水解平衡等)都适用。 【特别提醒】对勒夏特列原理的理解 (1)勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。 (2)勒夏特列原理中的“减弱”不等于“消除”，更不是“扭转”，即平衡移动不能将外界影响完全消除，而只能减弱。 ①在已达平衡的可逆反应中，若增大某物质的浓度，其他条件不变，则平衡向减少该物质的浓度的方向移动，移动的结果是该物质的浓度比原平衡中的浓度大。 ②在已达平衡的可逆反应中，若增大平衡体系的压强，其他条件不变(温度不变)，则平衡向减小压强的方向(气体总体积减小的方向)移动，移动的结果是新平衡的压强比原平衡的压强大。 ③对已达平衡的可逆反应，若升高平衡体系的温度，其他条件不变，则平衡向消耗热量(吸热)的方向移动，移动的结果是新平衡的温度比原平衡的温度高。 (3)应用勒夏特列原理时应弄清是否真的改变了影响化学平衡的条件。如改变平衡体系中固体或纯液体的量、在恒温恒容条件下充入惰性气体等，并未改变影响化学平衡的条件。 (4)勒夏特列原理只能解决与平衡移动有关的问题。不涉及平衡移动的问题都不能用勒夏特列原理解释，常见的有： ①使用催化剂不能使化学平衡发生移动； ②反应前后气体体积不变的可逆反应，改变压强可以改变化学反应速率，但不能使化学平衡发生移动； ③发生的化学反应本身不是可逆反应； ④外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不完全一致的反应。 考点7 化学反应的方向 1．自发过程和自发反应 (1)含义： ①自发过程：在一定条件下，不用借助外力，就能自发进行的过程。如：高山流水，自由落体，冰雪融化。 ②自发反应：在给定条件下，可以自发地进行到显著程度的化学反应。如：钢铁生锈。 (2)特点： ①能量角度：体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。 ②混乱度角度：在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。 ③具有方向性：即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定不能自发进行。 2．化学反应自发进行方向的判断 (1)焓变与反应的方向的关系 ①多数放热反应是自发进行的。例如燃烧反应、中和反应等。 ②有些吸热反应也可以自发进行，如：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋109.8 kJ·mol－1。 因此只用焓判据判断反应是否自发进行不全面。 (1)熵变与化学反应进行方向的关系 ①许多熵增的反应是自发的(多是气体分子数目增多的反应)。 ②有些熵减的反应也可以自发进行。 因此只用熵判据判断反应是否自发不全面。 3．自由能与化学反应的方向 (1)自由能与焓变、熵变的关系 ΔG＝ΔH－TΔS。ΔG不仅与焓变和熵变有关，还与温度有关。 (2)反应方向与自由能的关系 化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。 ①当ΔG＜0时，反应能自发进行； ②当ΔG＝0时，反应处于平衡状态； ③当ΔG＞0时，反应不能自发进行。 【特别提醒】判断化学反应自发性的方法 焓变(ΔH) 熵变(ΔS) 反应在某状况下能否自发进行 ＜0 ＞0 能自发进行 ＞0 ＜0 不能自发进行 ＜0 ＜0 取决于温度，低温自发 ＞0 ＞0 取决于温度，高温自发 考点8 化学反应的调控 1．合成氨反应的特点 合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。 已知298 K时：ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·mol－1·K－1 (1)可逆性：反应为可逆反应 (2)体积变化：正反应是气体体积缩小的反应 (3)焓变：ΔH<0，熵变：ΔS<0 (4)自发性：常温(298 K)下，ΔH－TΔS<0，能自发进行 2．提高合成氨反应速率和平衡转化率的条件比较 原理分析：根据合成氨反应的特点，利用我们学过的影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析应如何选择反应条件，以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量。 条件 提高反应速率 提高平衡转化率 综合结果 压强 高压 高压 高压 温度 高温 低温 兼顾速率和平衡，且考虑催化剂活性 催化剂 使用 无影响 使用 浓度 增大反应物浓度 增大反应物浓度，降低生成物浓度 增大反应物浓度，且不断减少生成物浓度 3．工业合成氨的适宜条件 外部条件 工业合成氨的适宜条件 压强 10～30 MPa 温度 400～500 ℃ 催化剂 使用铁触媒作催化剂 浓度 液化氨并及时分离，补充原料气并循环利用[n(N2)∶n(H2)＝1∶2.8] 【特别提醒】选择化工生产适宜条件的分析角度 分析角度 原则要求 从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢 从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性 从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本 从实际生产能力分析 如设备承受高温、高压能力等 从催化剂的使用活性分析 注意催化剂的活性对温度的限制 强化点一 化学反应速率的计算 1．公式法 v＝＝ 2．利用化学计量数关系进行计算 在同一反应中，化学反应速率之比等于化学计量数之比，利用此规律进行计算。 对于一个化学反应：mA＋nB===pC＋qD，v(A)＝－，v(B)＝－，v(C)＝，v(D)＝，且有：＝＝＝。 3．“三段式”法 (1)求解化学反应速率计算题的一般步骤： a．写出有关反应的化学方程式； b．找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；转化量之比等于化学计量数之比； c．根据已知条件列方程计算。 (2)应用举例 mA(g) + nB(g) pC(g) 起始浓度（mol/L） a b c 转化浓度（mol/L） mx nx px 某时刻浓度（mol/L） a-mx b-nx c+px 再利用化学反应速率的定义求算 v(A)＝ mol·L－1·s－1；v(B)＝ mol·L－1·s－1；v(C)＝ mol·L－1·s－1。 (3)计算中注意以下量的关系： 对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)； 对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)； 转化率＝×100%。 【典例1】某温度下，在2 L密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：3A(g)＋bB(g)cC(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)。12 s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．前12 s内，A的平均反应速率为0.025 mol·L－1·s－1 B．12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率 C．化学计量数之比b∶c＝1∶2 D．12 s内，A和B反应放出的热量为0.2Q kJ 【答案】C 【解析】由图像分析可知，前12 s内A的浓度变化为Δc(A)＝0.2 mol·L－1－0.8 mol·L－1＝－0.6 mol·L－1，反应速率v(A)＝－＝＝0.05 mol·L－1·s－1，A错误；前12 s内B的浓度变化为Δc(B)＝0.3 mol·L－1－0.5 mol·L－1＝－0.2 mol·L－1，反应速率v(B)＝－＝＝ mol·L－1·s－1，依据题意v(C)＝＝＝＝ mol·L－1·s－1，速率之比等于化学计量数之比，则3∶b∶c＝0.05∶∶，b＝1，c＝2，b∶c＝1∶2，C项正确；由上述分析可知，该反应的化学方程式为3A(g)＋B(g)2C(g)，其中A、B化学计量数不同，12 s后达到平衡状态，A的消耗速率不等于B的生成速率，B错误；3 mol A完全反应放热Q kJ,12 s内A反应的物质的量为(0.8 mol·L－1－0.2 mol·L－1)×2 L＝1.2 mol，则1.2 mol A反应放出热量0.4Q kJ，D错误。 【解题技巧】 (1)如果题目中给出的是物质的量的变化量，在计算速率时应先除以体积，转化为浓度的变化量。 (2)浓度的变化量Δc＝c(某时刻)－c(初始) 所以一般Δc(反应物)为负值，Δc(生成物)为正值，而v是标量，只有正值，所以在计算反应速率时，v(反应物)＝－，v(生成物)＝。 强化点二 化学反应速率的比较 1．定性比较 通过明显的实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。如K与水反应比Na与水反应剧烈，则反应速率：K＞Na。 2．定量比较 对同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可能不同。比较时应统一单位。 (1)归一法 根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速率，最后依据数值大小进行比较。 (2)比值法 可通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。 【典例2】在不同条件下，分别测得反应2SO2＋O22SO3的化学反应速率，其中表示该反应进行得最快的是(　　) A．v(SO2)＝4 mol·L－1·min－1 B．v(O2)＝3 mol·L－1·min－1 C．v(SO2)＝0.1 mol·L－1·s－1 D．v(O2)＝0.1 mol·L－1·s－1 【答案】D 【解析】以SO2为标准，并将单位统一，A、B、C、D选项换算成以SO2为标准的反应速率后分别为A.v(SO2)＝4 mol·L－1·min－1；B.v(SO2)＝2v(O2)＝6 mol·L－1·min－1；C.v(SO2)＝0.1×60 mol·L－1·min－1＝6 mol·L－1·min－1；D.v(SO2)＝2v(O2)＝2×0.1×60 mol·L－1·min－1＝12 mol·L－1·min－1。 【解题技巧】比较化学反应速率大小要注意： (1)“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，转化为同一单位。 (2)“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率，或分别除以相应物质的化学计量数。 (3)“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 强化点三 影响化学反应速率的因素 【典例3】反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是(　　) ①增加C的量　②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变，充入N2使体系压强增大 ④保持压强不变，充入N2使容器体积变大 A．①④　　　　B．②③　　　　C．①③　　　　D．②④ 【答案】C 【解析】本题考查的是压强对反应速率的影响。①C为固体反应物，增加其用量，对反应速率几乎没有影响；②容器体积缩小一半，相当于压强增大一倍，浓度增大，反应速率增大；③体积不变，充入N2，体系总压强增大，但反应混合物的浓度并未改变，反应速率基本不变；④压强不变，充入N2，使容器的体积增大，总压强不变，但反应混合物的浓度变小，反应速率减小。 【解题技巧】 (1)解答压强对化学反应速率影响的关键——弄清“真”变还是“假”变 若体系的压强变化而使反应物或生成物的浓度发生变化即“真”变，否则是“假”变。如2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ①恒温恒容时： 充入气体反应物→反应物浓度增大→总压增大→反应速率增大。 充入不参与反应的气体(如He、N2等)→引起总压增大，各物质的浓度不变→反应速率不变。 ②恒温恒压时，充入不参与反应的气体如He、N2等→引起体积增大→各反应物浓度减少→反应速率减小。 (2)温度对反应速率的影响不受反应物聚集状态的限制，不论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能增大化学反应速率，故不能认为升高温度只会增大吸热反应的反应速率，如：木炭燃烧是放热反应，温度越高，燃烧越快。 强化点四 实验探究影响化学反应速率的因素 【典例4】某小组为研究浓度对反应速率的影响，设计如下实验。下列说法正确的是 A．反应的离子方程式为 B．通过观察产生气泡的快慢判断反应速率的大小 C．右侧试管先出现浑浊，说明反应物浓度越大，反应越快 D．若改为向右侧试管中滴加浓硫酸，也可得出同样结论 【答案】C 【解析】A．为强电解质，可拆，正确的离子方程式为：，A错误； B．应通过观察产生浑浊的快慢判断反应速率的大小，B错误； C．右侧反应物浓度大，右侧试管先出现浑浊，说明反应物浓度越大，反应越快，C正确； D．浓硫酸溶于水放热，温度升高，反应速率加快，无法得到上述结论，D错误； 故选C。 【解题技巧】控制变量探究实验题的思维流程 (1)确定变量：明确影响实验探究结构的因素可能有哪些，即变量。 (2)定多变一：根据实验目的确定需要控制的变量。在探究时，先确定其他因素不变，只变化一种因素，研究这种因素的影响结果，再确定另一种因素的影响结果。通过分析每种因素与所研究问题之间的关系，得出所有影响因素与探究问题之间的关系。 (3)数据有效：注意选择数据要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。 强化点五 催化剂与反应历程 【典例5】2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)  =-198kJ·mol-1，在V2O5存在时，该反应机理为： V2O5+SO2→2VO2+SO3(快) 4VO2+O2→2V2O5(慢) 下列说法正确的是 A．升高温度，逆反应速率增加，正反应速率降低 B．该反应逆反应的活化能大于198kJ·mol-1 C．VO2是该反应的催化剂 D．为提高反应速率，适当增加SO2浓度比适当增加O2浓度效果好 【答案】B 【解析】A．升高温度，逆反应和正反应速率都加快，故A错误； B．△H=正反应的活化能-逆反应的活化能=-198kJ/mol，所以逆反应的活化能大于198kJ/mol，故B正确； C．根据反应V2O5+SO2→2VO2+SO3(快)、4VO2+O2→2V2O5(慢)可知，V2O5是反应的催化剂，故C错误； D．慢反应为决速步反应，故适当增加O2浓度比适当增加SO2浓度效果好，故D错误。 答案选B。 【解题技巧】 (1)基元反应的活化能越大，反应速率越慢；基元反应的活化能越小，反应速率越快。 (2)化学反应的决速步骤是各个基元反应中活化能最大的步骤。 (3)各基元反应加合，得到总反应，根据盖斯定律，总反应的ΔH可以通过各个基元反应的ΔH加合得到。 强化点六 化学平衡状态的判断 1．用本质特征判断 判断依据：正反应速率与逆反应速率相等，即v正＝v逆。 (1)同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。 (2)不同的物质：速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。 2．用宏观特征判断 判断依据：反应混合物中各组成成分的浓度、含量保持不变。 (1)各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度均保持不变。 (2)各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变。 (3)反应物的转化率、产物的产率保持不变。 3．用“总压强、混合气体的密度、平均摩尔质量”判断平衡状态的注意事项 (1)恒温恒容条件下，用“总压强、平均摩尔质量”判断平衡状态时，要特别关注反应前后气体分子总数的变化，如： mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 压强 当m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 是 当m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 不一定 混合气体的 当m＋n≠p＋q时，一定 是 当m＋n＝p＋q时，一定 不一定 (2)恒温恒容条件下，用“混合气体的密度”判断平衡状态时，要特别关注反应前后是否有非气态物质参与反应，如 关注各物质的状态 是否平衡 密度 C(s)＋CO2(g)2CO(g)(ρ一定) 是 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(ρ一定) 不一定 H2(g)＋I2(g)2HI(g)(ρ一定) 不一定 【典例6】工业上制备甲烷的反应为，在恒温恒容的密闭容器中进行该反应，下列物理量不变时不能表明该反应达到平衡的是 A．混合气体的压强 B．和的转化率之比 C．混合气体的总物质的量 D．混合气体的平均摩尔质量 【答案】B 【解析】A．反应前后气体的物质的量发生改变，则压强发生改变，当压强不变时反应达到平衡，A正确： B．和的转化率之比与投料比有关，不能判定反应是否达到平衡，B错误； C．反应前后气体的物质的量不相等，当总物质的量不变时，能说明反应达到平衡，C正确； D．反应前后气体的质量不变，物质的量发生改变，当混合气体的平均摩尔质量不再变化说明反应达到平衡，D正确； 答案选B。 强化点七 化学平衡常数和平衡转化率的有关计算 1．计算模式 　　　　　　 aA(g) ＋ bB(g)cC(g)＋dD(g) c(初)(mol·L－1) x y 0 0 Δc(mol·L－1) am bm cm dm c(平)(mol·L－1) x-am y-bm cm dm 2．解题思路 (1)设未知数：具体题目要具体分析，一般设某物质的转化量或转化率为x。 (2)确定三个量：根据反应物、生成物及变化量三者之间的关系，代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按（1）中“模式”列表。 (3)解题设问题：明确了“始”、“变”、“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，求出题目答案。 【典例7】一定条件下，将NO和O2按比例充入反应容器，发生反应。温度、压强对平衡转化率的影响如图所示。下列分析正确的是 A．压强大小： B．温度升高，该反应的平衡常数增大 C．条件下，该反应的平衡常数一定为 D．条件下，的平衡转化率为 【答案】D 【解析】A．由方程式可知，该反应为气体分子数减小的反应，增大压强，平衡正向移动，NO转化率增大，因此，故A错误； B．由图可知，升高温度，NO转化率减小，平衡逆向移动，反应的平衡常数减小，故B错误； C．反应前后气体的化学计量数不相等，平衡常数与体积有关，由于体积未知、物质的浓度未知，不能计算平衡常数，故C错误； D．条件下，平衡时NO转化率为20%，NO和按物质的量之比2∶1充入反应容器，且按2∶1反应，二者转化率相等，即的平衡转化率为20%，故D正确； 故选D。 【解题技巧】 (1)变化量的比值一定等于化学方程式中的系数之比，但是达到平衡时各组分的量的比值不一定等于方程式中的系数之比。 (2)进行有关计算时，可用物质的量浓度，也可用物质的量。 强化点八 影响化学平衡的因素 【典例8】在某恒温恒容的密闭容器中发生反应：。时刻达到平衡后，在时刻改变某一条件，其反应速率随时间变化的图象如图所示。下列说法正确的是 A．内， B．恒温恒容时，容器内压强不变，表明该反应达到平衡状态 C．时刻改变的条件是向密闭容器中加入Z D．再次达到平衡时，平衡常数K减小 【答案】C 【解析】A．0~ t1内，v正逐渐增大，说明反应逆向进行，所以v正<v逆，故A项错误； B．该反应是气体分子数不变的反应，恒温恒容时，容器内压强不变，不能说明反应达到平衡状态，故B项错误； C．据题图可知t2时刻逆反应速率瞬间增大，平衡逆向移动，达到的新平衡速率比原平衡大，条件为恒温，说明新平衡时各物质浓度比原平衡大，容器容积不变，所以改变的条件可以是向密闭容器中加入Z，故C项正确； D．同一反应的平衡常数由温度决定，温度不变，平衡常数K不变，故D项错误； 答案选C。 【解题技巧】 (1)改变固体或纯液体的量，对化学平衡没有影响。 (2)当反应混合物中不存在气态物质时，压强的变化对平衡无影响。 (3)对于反应前后气体体积无变化的反应，如H2(g)＋I2(g)2HI(g)等，压强的变化对其平衡也无影响。但增大(或减小)压强会使各物质浓度增大(或减小)，混合气体的颜色变深(或浅)。 (4)改变浓度使化学平衡正向移动。反应物的转化率却不一定增大。2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，增大O2的浓度，平衡正移，SO2转化率增大，但O2的转化率降低。 【典例9】煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题。 已知CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表所示： 温度/℃ 400 500 830 1 000 平衡常数K 10 9 1 0.6 请回答下列问题： (1)上述反应的正反应是________反应(填“放热”或“吸热”)。 (2)某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：5c(CO2)·c(H2)＝3c(CO)·c(H2O)，此时的温度为________。 (3)830 ℃时，在恒容反应器中发生上述反应，按下表中的物质的量投入反应混合物，其中反应向正反应方向进行的有______(填字母)。 A B C D n(CO2)/mol 3 1 0 1 n(H2)/mol 2 1 0 1 n(CO)/mol 1 2 3 0.5 n(H2O)/mol 5 2 3 2 (4)在830 ℃时，在2 L的密闭容器中加入4 mol CO(g)和6 mol H2O(g)达到平衡时，CO的转化率是________。 【答案】(1)放热　(2)1 000 ℃　(3)BC　(4)60% 【解析】(1)由表格可知，升温，化学平衡常数减小，故正反应为放热反应。 (2)根据平衡常数的表达式知K＝0.6，平衡常数只与温度有关，温度一定，平衡常数为定值，所以此时对应的温度为1 000 ℃。 (3)830 ℃时，化学平衡常数为1，若n(CO2)·n(H2)<n(CO)·n(H2O)，则反应向正反应方向进行，符合此要求的是B、C。 (4)830 ℃时，化学平衡常数为1，设CO的转化浓度为x mol·L－1， 　　　　　 CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g) 起始浓度/mol·L－1 2 3 0  0 转化浓度/mol·L－1 x x x x 平衡浓度/mol·L－1 2－x 3－x x x 平衡常数K＝＝＝1，解得x＝1.2，则CO的转化率＝×100%＝60%。 【解题技巧】反应的热效应与K的关系 (1)升高温度：K值增大→正反应为吸热反应；K值减小→正反应为放热反应。 (2)降低温度：K值增大→正反应为放热反应；K值减小→正反应为吸热反应。 强化点九 化学反应速率和化学平衡的图像 1．速率—时间图像(v－t图像) (1)实例图像 Ⅰ．正反应速率突变，逆反应速率渐变，v′正＞v′逆，说明是增大了反应物的浓度，使正反应速率突变，且平衡正向移动。 Ⅱ．v正、v逆都是突然减小的，v′正＞v′逆，平衡正向移动，说明该反应的正反应可能是放热反应或气体总体积增大的反应，改变的条件是降低温度或减小压强。 Ⅲ．v正、v逆都是突然增大的，并且v正、v逆增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，可能是使用了催化剂，也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应增大压强(压缩体积)所致。 (2)解题思路 ①根据v′正、v′逆的相对大小，判断平衡移动方向； ②根据改变条件的那一时刻v′正、v′逆的变化，判断改变的哪种外界条件：若v′正或v′逆有一个在原平衡未变，则改变的是浓度；若两个都发生了“突变”，则改变的是温度或压强；若两个都发生了“突变”且仍然相等，则是加入催化剂或等体反应改变压强。 2．不同温度(或压强)下，百分含量(或转化率、浓度)—时间图像 (1)实例图像 Ⅰ．T2＞T1，温度升高，平衡逆向移动，正反应是放热反应。 Ⅱ．p2＞p1，压强增大，A(反应物)的转化率减小，说明正反应是气体总体积增大的反应。 Ⅲ．生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a＞b，故a可能使用了催化剂；若该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a也可能是增大了压强(压缩体积)。 (2)解题思路 ①“先拐先平数值大”。在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高如图Ⅰ中T2＞T1、压强较大如图Ⅱ中p2＞p1或使用了催化剂如图Ⅲ中a可能使用了催化剂。 ②正确掌握图像中反应规律的判断方法： 图Ⅰ中，T2＞T1，升高温度，生成物百分含量降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应。 图Ⅱ中，p2＞p1，增大压强，反应物的转化率降低，平衡逆向移动，则正反应为气体体积增大的反应。 图Ⅲ说明了条件改变对化学平衡不产生影响，a可能是加入了催化剂，或该反应是反应前后气体体积不变的反应，a是增大压强压缩体积。 3．百分含量(或转化率)—压强—温度图像 (1)实例分析 如图中确定压强为105 Pa或107 Pa，生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小，说明正反应是放热反应；再确定温度T不变，做横坐标的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现，压强增大，生成物C的百分含量增大，说明正反应是气体总体积减小的反应。 (2)解题思路 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，讨论纵坐标与曲线的关系，或者确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系，即“定一议二”。如上图中T1温度下，A→B压强增大，C%增大，平衡正向移动，则正反应是气体体积减小的反应；105 Pa时，A→C温度升高，C%减小，平衡逆向移动，则正反应是放热反应。 4．特殊图像 (1)对于反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)　ΔH＜0，反应物A的含量或生成物C的含量与温度的关系如图。 由于某一条件对平衡的影响只能向一个方向移动，所以最高点最低点及以后为平衡状态受条件的影响情况，前面为未达到平衡的情况。因此M点前，表示化学反应从反应开始到建立平衡的过程，则v正＞v逆，M点为平衡点，M点后为平衡受温度的影响情况。 (2)如图所示曲线是其他条件不变时，某反应物的平衡转化率与温度的关系曲线。 图像曲线上的点全为对应条件下的平衡点。图中标出的1、2、3、4四个点，表示v正＞v逆的是点3，表示v正＜v逆的是点1，而点2、4表示v正＝v逆。 【典例10】在催化条件下可以将还原为，反应原理为：  ，的平衡转化率随温度或压强的变化如图所示。下列说法错误的是 A．压强： B．反应速率： C．平衡常数： D．气体的颜色：b深，c浅 【答案】D 【解析】A．该反应是气体计量数减小的反应，压强增大，平衡正向移动，的平衡转化率增大，则，A正确； B．相同条件下，温度越高，反应速率越快，所以，B正确； C．该反应为放热反应，温度越高，平衡常数越小，所以，C正确； D．b点的温度低，平衡向正反应方向移动，的量减小，所以b点的颜色要浅一些，D错误； 故选D。 【典例11】一定温度下，向体积不等的恒容密闭容器中均充入气体，发生反应，反应时，测得的转化率与容器体积的关系如图所示。已知：是以物质的量分数表示的平衡常数。下列说法正确的是 A．点再充入一定量的X，X的转化率增大 B．逆反应速率： C．点对应容器中的平均速率为 D．b点时，该反应的平衡常数 【答案】D 【分析】容器体积越小反应物浓度越大，反应速度越快，所以a、b点容器中反应已达到平衡，d未达到平衡。 【解析】A．点反应已达到平衡，再充入一定量的X，容器体积不变，相当于增大压强平衡逆向移动， X的转化率减小，故A错误； B．由分析可知，容器越小反应速率越快，故B错误； C．点X的转化率为60%，即X的变化量为0.4mol，所以物质的变化量为0.4，则的平均速率为，故C错误； D．b点时，X的转化率为50%，则平衡时X、Y、Z的物质的量均为0.5mol，所以该反应的平衡常数 ，故D正确； 故选D。 真题感知 1．（2024高二·北京昌平）在密闭容器中发生反应：。已知内的物质的量由变为，下列叙述不正确的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A．已知内的物质的量由变为，则v(B)=1mol•L-1•min-1，v(A)=v(B)=×1mol•L-1•min-1=0.25mol•L-1•min-1，故A正确； B．v(B)=1mol•L-1•min-1，故B正确； C．v(C)=v(B)=×1mol•L-1•min-1=0.5mol•L-1•min-1，故C正确； D．速率之比等于其化学计量数之比，则v(B)：v(D)=4:2=2:1，故D错误； 故选D。 2．（2024高二·上海）常温下，下列反应产生气泡速率最快的是 A．块状大理石和0.1mol·L-1盐酸反应 B．块状大理石和0.5mol·L-1盐酸反应 C．粉末状大理石和0.1mol·L-1盐酸反应 D．粉末状大理石和0.5mol·L-1盐酸反应 【答案】D 【解析】常温下，碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳时，碳酸钙的表面积越大，反应生成氢气的速率越快，块状大理石的表面积小于粉末状，反应生成氢气的速率较慢；酸溶液中氢离子浓度越大，反应生成氢气的速率越快，则C、D选项中，D中盐酸溶液的氢离子浓度最大，反应生成氢气的速率最快； 故选D。 3．（2024高二·甘肃庆阳）如图表示反应 的正反应速率随时间的变化情况，则时改变的条件可能是 A．降低温度 B．增大压强 C．减小的浓度 D．加入催化剂 【答案】A 【解析】A．降低温度正反应速率降低，平衡正向移动，A正确； B．增大压强，正反应速率瞬间增大，不符合图像，B错误； C．减小的浓度，正反应速率瞬间不变，不符合图像，C错误； D．加入催化剂，正反应速率瞬间增大，不符合图像，D错误； 故选A。 4．（2024高二·重庆九龙坡）反应过程中能量变化如图所示(图中表示正反应的活化能，表示逆反应的活化能)，下列有关叙述错误的是 A．该反应为放热反应， B．有催化剂的两步反应中，第一步为该反应的决速步 C．使用催化剂可以降低反应的活化能，从而加快化学反应速率 D．若，则和反应放出的热量一定等于 【答案】D 【解析】A．由图可知，，为放热反应，则逆反应为吸热反应，其中逆反应的焓变△H=E2-E1，A正确； B．有催化剂的两步反应中，第二步活化能较小，为该反应的决速步，B正确； C．使用催化剂可以降低反应的活化能，从而加快化学反应速率，C正确； D．是可逆反应，放出的热量一定小于，D错误； 故选D。 5．（2024高二·北京海淀·）丙酮碘化反应为兴趣小组在20℃时研究了该反应的反应速。他们在反应开始前加入淀粉溶液，通过观察淀粉溶液褪色时间来度量反应速举的大小。实验数据如下表，其中①~④混合液总体积相同。 序号 c(丙酮) c(I2) c(H+) 褪色时间/s ① 2 0.002 0.5 40 ② 1 0.002 0.5 80 ③ 2 0.001 0.5 20 ④ 2 0.002 0.25 80 下列根据实验数据做出的推理不合理的是 A．实验①中，ν(I2)=5×10-5mol·L-1·s-1 B．由实验①②可知c(丙酮)越大，反应速率越快 C．由实验①③可知c(I2)越大，反应速率越慢 D．由实验①④可知，c(H+)越大，反应速率越快 【答案】C 【解析】A．实验①中，，A正确； B．实验①②变量为丙酮的浓度不同，由实验①②可知，c(丙酮)越大，褪色时间越短，反应速率越快，B正确； C．碘单质能使淀粉溶液变蓝色，实验①③变量为碘单质浓度，由实验①③可知c(I2)越大，褪色时间越长，但不能说明反应速率慢，C错误； D．实验①④变量为氢离子的浓度不同，由实验①④可知，c(H+)越大，褪色时间越短，反应速率越快，D正确； 故选C。 6．（2023-2024高二上·陕西渭南·期末）已知反应过程中的能量变化曲线如图所示，下列说法错误的是 A．升高温度，反应物之间的碰撞频率增大，反应速率增大 B．途径II与途径I相比，可能是加了催化剂 C．其他条件相同时，产生相同量时途径I放出热量多 D．途径II发生两步反应，第一步为吸热反应，且反应较快 【答案】C 【解析】A．升高温度，活化分子百分数增多，反应物之间的碰撞频率增大，反应速率增大，A正确； B．由图可知，途径II的活化能减小，可能加入了催化剂，B正确； C．催化剂只改变化学反应速率，不改变△H，其他条件相同时，产生相同体积氧气放出的热量：途径Ⅰ=途径Ⅱ，C错误； D．途径II发生两步反应，第一步为吸热反应，活化能较小，反应较快，D正确； 故选C。 7．（2024高二·浙江丽水）已知CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，在恒温恒压的容器中通入1molCO2和1molH2，下列不能说明反应达平衡状态的是 A．CO2与H2的物质的量之比不变 B．气体的平均相对分子质量不变 C．气体的密度不变 D．CO2的体积分数不变 【答案】D 【解析】A．CO2与H2的投料比与反应系数之比不相等，二者物质的量之比随反应而改变，当其不变说明反应达平衡，A不符合题意； B．反应体系气体总质量不变，气体物质的量发生改变，则气体的平均相对分子质量不变说明反应达平衡，B不符合题意； C．反应体系气体总质量不变，恒温恒压的容器的体积发生改变，气体的密度改变，气体的密度不变能说明反应达平衡，C不符合题意； D．起始容器中通入1molCO2和1molH2，CO2的体积分数为50%；设某时刻CO2反应了xmol，则CO2的体积分数为，CO2的体积分数随反应进行始终不变，当其不变不能说明反应达平衡，D符合题意； 故选D。 8．（2024高二·贵州毕节）下列说法不能用勒夏特列原理解释的是 A．对于，增大压强可使颜色变深 B．工业生产硫酸时，通入过量氧气提高二氧化硫的转化率 C．对于，升高温度，混合气体颜色变深 D．实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气 【答案】A 【解析】A．该反应气体分子数不变，而加压平衡并未移动，体系颜色加深是因为压缩体积使有色气体的浓度增大，不可以用勒夏特列原理解释，A符合题意； B．使用过量的氧气促进平衡正向移动，提高了二氧化硫的转化率，能用勒夏特列原理解释，B不符合题意； C．碘化氢分解生成氢气和碘蒸气的反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，碘蒸气的浓度增大混合气体颜色变深，则升高温度，混合气体颜色变深可用勒夏特列原理解释，C不符合题意； D．氯气与水反应生成盐酸和次氯酸的反应为可逆反应，增大溶液中的氯离子浓度，平衡向逆反应方向移动，氯气的溶解度减小，所以实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气能用勒夏特列原理解释，D不符合题意； 本题选A。 9．（2024高二·福建福州）下图表示某温度时，在密闭容器内进行可逆反应  的逆反应速率对应时间的坐标图，若在时刻达到平衡后，只改变某一个条件，再次达到平衡，下列说法正确的是 A．恒温恒容条件下向该平衡体系再充入一定量的，再次平衡对应的速率曲线为 B．增大压强，缩小容器容积，再次平衡对应的速率曲线为 C．恒温恒压条件下向该平衡体系中充入一定量的，再次平衡对应的速率曲线为 D．升高温度至，再次平衡后的小于温度下平衡时的 【答案】B 【解析】A．恒温恒容条件下向该平衡体系再充入一定量的，瞬间逆反应速率加快，平衡逆向移动，再次达到平衡，二氧化碳的浓度保持不变，与原平衡相比，逆反应速率不变，故对应的速率曲线为Y，A错误； B．增大压强，缩小容器容积，二氧化碳浓度增大，瞬间逆反应速率加快，平衡逆向移动，再次达到平衡，二氧化碳的浓度保持不变，与原平衡相比，逆反应速率不变，故对应的速率曲线为Y，B正确； C．恒温恒压条件下向该平衡体系中充入一定量的，二氧化碳浓度减小，平衡正向移动，再次平衡逆反应速率不变，没有对应的速率曲线，C错误； D．升高温度至，平衡正向移动，K=c(CO2)，K增大，再次平衡后的大于温度下平衡时的，D错误； 答案选B。 10．（2024高二·河南漯河）利用甲烷可减少污染，反应原理如下：。时，将与的混合气体置于恒容绝热的密闭容器中发生反应，正反应速率随时间变化的趋势如图所示。下列说法正确的是 A．正反应为放热反应且点时反应达到平衡状态 B．若，则产生的量一定是：段段 C．a、b、c、d四点对应的平衡常数大小： D．d点的正反应速率小于逆反应速率 【答案】C 【解析】A．由图可知，由a到c，反应物浓度减小，但反应速率逐渐增大，故正反应为放热反应，温度升高对反应速率的影响大于反应物浓度降低对反应速率的影响，反应达到平衡时，反应速率不变，c点速率仍在改变，故c点未达平衡状态，故A错误； B．随着反应进行，反应物浓度减小、生成物浓度增大，正反应为放热反应，逆反应为吸热反应，逆反应受温度影响更大，反应正向进行时升高温度，正逆反应速率均增大，但逆反应增大程度大于正反应增大程度，正逆反应速率的差值在减小，若Δt1=Δt2，则产生N2的量：ab段＞bc段，故B错误； C．反应一直没有达到平衡，反应正向进行时放热，a、b、c、d温度逐渐升高，升温左移、K值减小，则在a、b、c、d四点对应温度下达到平衡时的平衡常数大小：故Ka＞Kb＞Kc＞Kd，故C正确； D．d点反应未达到平衡，而反应是正向进行的，故d点的正反应速率大于逆反应速率，故D错误； 答案选C。 11．（2024高二·广东肇庆）光气是一种重要的有机中间体，其制备原理为。分别向体积均为的绝热恒容容器和恒温恒容容器中充入和发生反应，两容器的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．容器为绝热容器 B．平衡常数： C．正反应速率： D．容器中平衡时，的转化率为 【答案】C 【解析】A．由图可知容器I体系的压强先升高后降低，该反应气体分子数减少，则容器I为绝热容器，且该反应是放热反应，A项错误； B．容器I内温度高，平衡常数低，所以平衡常数：，B项错误； C．容器I的温度高，平衡逆向移动，反应物浓度增大，使正反应速率增大，C项正确； D．容器I中温度发生变化，无法通过压强变化表示转化率，D项错误； 故选C。 提升专练 1．实验室用如图所示装置测定化学反应速率，下列说法错误的是 A．实验中可用秒表进行计时 B．在锥形瓶中加入适量NaHSO4固体，则ʋ(H2)增大 C．可用一段时间内H2的浓度变化表示化学反应速率 D．为减小误差，可在锥形瓶和分液漏斗上口间连接一橡胶管保证液体能够顺利流下 【答案】C 【解析】A．该实验可用秒表计时，故A正确； B．在锥形瓶中加入适量NaHSO4固体，NaHSO4完全电离，增大了H+浓度，则ʋ(H2)增大，故B正确； C．反应产生氢气，推动活塞外移，体积在发生改变，不能用一段时间内H2的浓度变化表示化学反应速率，故C错误； D．为了防止气压过大液体不能够流下来，可在锥形瓶和分液漏斗上口间连接一橡胶管保证液体能够顺利流下，减少误差，故D正确； 故答案为：C。 2．某反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．过程a的反应速率比过程b快 B．过程b第一阶段反应的活化能为 C．该反应的反应热 D．该反应为吸热反应 【答案】B 【解析】A．据图可知过程b的活化能更小，所以过程b的反应速率更快，A错误； B．由图可知，过程b第一阶段反应的活化能为，B正确； C．根据图中信息，该反应的反应热无法计算，C错误； D．生成物的能量低于反应物能量，所以该反应为放热反应，D错误； 故选B。 3．是一种强温室气体，且易形成颗粒性污染物，研究的分解对环境保护有重要意义。碘蒸气的存在能大幅度提高的分解速率，反应历程如下： 第一步：(快反应) 第二步：(慢反应) 第三步：(快反应) 实验表明，含碘时的分解速率方程(k为速率常数)。下列表述正确的是 A．的存在改变了分解的焓变 B．第二步对总反应速率起决定作用 C．浓度与分解速率无关 D．第二步活化能比第三步小 【答案】B 【解析】A．根据该反应历程，含碘时的分解速率方程可知，与分解的速率有关，但不能改变分解的焓变，A错误； B．第二步为慢反应，对总反应速率起决定作用，B正确； C．根据含碘时的分解速率方程，浓度与分解的速率有关，C错误； D．第二步为慢反应，第三步为快反应，则第二步活化能比第三步大，D错误； 故选B。 4．已知化合物与在一定条件下反应生成化合物与，其反应历程如图所示，其中TS表示过渡态，I表示中间体。下列说法正确的是 A．TS2所在的基元反应中活化分子百分数最大 B．反应达到平衡状态后，升温使平衡逆向移动 C．使用催化剂只降低正反应的活化能，反应的焓变不变 D．该历程中的最大能垒(活化能) 【答案】B 【解析】A．TS2所在的基元反应活化能最大，故活化分子百分数最小，A错误； B．根据图示，产物能量比反应物能量低，即该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，B正确； C．使用催化剂，正、逆反应的活化能都降低，但反应的焓变不变，C错误； D．该历程中的最大能垒（活化能），D错误； 故选B。 5．甲异腈()在恒容密闭容器中发生异构化反应：，反应过程中甲异腈浓度随时间t的变化曲线如图所示(图中T为温度)。该反应的反应速率与的关系为(为速率常数，只受温度影响)，。下列说法错误的是 A． B．bf段的平均反应速率为 C． D．a点反应物的活化分子百分数大于点 【答案】C 【解析】A．T1时速率常数为k1，T2时速率常数为k2，，即，有3×k2×5×10-3=2×k1×15×10-3，解得，v(a)= k2×10×10-3，v(b)= k1×20×10-3，=1，即，故A正确； B．bf段甲异腈浓度变化=20×10-3mol/L-10×10-3mol/L=1.0×10-2mol/L，平均反应速率==，故B正确； C．由A向计算可知，k2大于k1，温度越大速率常数越大，说明T1＜T2，故C错误； D．a点的斜率大于f点，其它条件相同时，反应速率a点大，a点反应物的活化分子数多于f点，故D正确； 答案选C。 6．反应的反应机理为：①；②∙∙∙∙∙∙；③(快反应)，改变反应物浓度时，反应的瞬时速率如表所示： 0.038 0.060 1.5×10−5 0.076 0.060 3.0×10−5 0.076 0.030 1.5×10−5 下列说法正确的是 A．三步反应中，反应③的活化能最大 B．第②步的反应方程式为：+I−=2+I2 C．该反应的速率方程为： D．该反应速率常数k的值约为1.83 【答案】B 【解析】A．三步反应中，反应③为快反应，其活化能最小，A错误； B．根据盖斯定律，用总反应-①-③，整理可得第②步的反应方程式为：+I−=2+I2，B正确； C．由1、2两组数据可知：c()增大一倍，速率增大一倍；由2、3两组数据可知：c(I-)增大一倍，速率增大一倍，该反应的速率方程为v=kc()⋅c(I-)，C错误； D．将1组的数据代入速率方程式可得：v=k×0.038×0.06=1.5×10-5，解得k=6.58×10-3，D错误； 本题选B。 7．一定条件下，将等体积的NO2和SO2置于密闭容器中发生反应，下列不能说明反应达平衡状态的是 A． B．混合气体颜色保持不变 C．SO3和NO体积分数比保持不变 D．NO2的浓度保持不变 【答案】C 【分析】根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化，解题时要注意，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变化到定值时，说明可逆反应到达平衡状态。 【解析】A．，说明该反应达到平衡状态，故A不选； B．当体系的颜色不再发生改变时，二氧化氮的浓度不再发生变化，所以能说明达到平衡状态，故B不选； C．SO3和NO体积分数比一直保持不变，故该反应不一定达到平衡状态，故C选； D．当该反应达到平衡状态时，各物质的量浓度不变，NO2的浓度保持不变能说明达到平衡状态，故D不选； 故选C。 8．如图所示，关闭，向中各充入和，起始，在相同温度和催化剂的条件下，两容器中各自发生反应：；达到平衡时，，则下列说法正确的是 A．达到平衡时，A中压强比B中压强小 B．达到平衡时，A中Y的转化率为10% C．达到平衡后，向B中充入惰性气体，则B中平衡向正反应方向移动 D．打开K，一段时间后达到新平衡时，(连通管中气体体积不计) 【答案】D 【分析】依题意可知，A是恒压容器，B是恒容容器。VA从起始aL到平衡时0.9aL，说明达到平衡时，反应消耗的反应物Y，可列三段式：，A和B容器发生同样的反应，B中压强降低，导致平衡向逆反应方向移动。 【解析】A．达到平衡时，A中压强不变，B中压强减小，则A中压强比B中压强大，A错误； B．据分析，达到平衡时，A中Y的转化率为=30%，B错误； C．达到平衡后，向B中充入惰性气体，由于B是恒容容器，各反应物浓度不变，则B中平衡不移动，C错误； D．容器A和B在相同温度和催化剂的条件下，打开K，两容器可看作一个恒压容器，一段时间后达到新平衡时，容器B中的气体体积也要减少0.1aL，则(连通管中气体体积不计)，D正确； 故选D。 9．某同学为探究化学反应速率的影响因素拟设计如图实验方案，不能达成目的的是 A．探究反应物浓度对化学反应速率的影响 B．探究温度对化学反应速率的影响 C．探究催化剂对化学反应速率的影响 D．探究固体反应物表面积对化学反应速率的影响 【答案】C 【解析】A．该实验中只有一个变量：反应物浓度，增大反应物浓度加快反应速率，所以该设计能达到实验目的，故A项正确； B．该实验中只有一个变量：温度，升高温度加快反应速率，能达到实验目的，故B项正确； C．该实验中有两个变量：温度和催化剂，不能达到实验目的，故C项错误； D．碳酸钙与盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水，粉末状的碳酸钙增大反应接触面积，反应更加剧烈，能达到实验目的，D项正确； 答案选C。 10．已知相同条件下反应①  和反应②  的能量变化如图所示，下列说法错误的是 A． B．反应②逆反应的活化能为 C．降低压强有利于提高Y的平衡产率 D．达平衡的时间反应②小于反应① 【答案】D 【解析】A．根据图像可知，反应①的为正值，反应②的为负值，因此＞，故A正确； B．反应②的逆反应的活化能为，故B正确； C．降低压强，反应①的平衡向正反应方向移动，Y的平衡产率提高，故C正确； D．无法确定反应①和反应②的反应速率，因此无法确定达平衡的时间，故D错误。 答案选D 。 11．汽车排气系统中的三元催化剂能将尾气中的NO与CO转化为无污染气体，反应为。T℃，向2 L恒容密闭容器中通入2 mol NO和2 mol CO，一定条件下测得N2的物质的量随时间变化关系如表所示： t/min 0 0.35 0.7 0.8 0.8 下列说法错误的是 A． B．若，则0~5 min内 C．该温度下的化学平衡常数 D．若改为恒压密闭容器，达到化学平衡时， 【答案】B 【分析】利用三段式处理数据：，，据此回答。 【解析】A．由表中数据可知两个时间段的相等，而是逐渐减小，故，A正确； B．若，则0~5 min内，根据计量系数关系，故，B错误； C．根据分析可知，C正确； D．由于该反应正向为气体分子数减小的反应，若改为恒压，跟恒容相比，相当于加压，平衡正向移动，产率更高，所以达到化学平衡时，，D正确； 故选B。 12．工业上用和来合成氨的反应是放热反应，下列叙述可用勒夏特列原理来解释的是 A．合成氨时，原料气必须经过净化处理 B．高温比室温更有利于合成氨的反应 C．高压条件比常压条件更有利于合成氨的反应 D．使用铁触媒，使和混合气体有利于合成氨 【答案】C 【解析】A．合成氨时，原料气中的杂质可以使催化剂中毒，必须经过净化，催化剂不影响平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，A项错误； B．合成氨放热，温度升高，平衡逆向移动，所以500℃左右比室温不利于合成氨的反应，不能用勒夏特列原理解释，B项错误； C．增大压强平衡向正反应移动，原料利用率提高，氨气产率增大，高压比常压条件更有利于合成氨的反应，可以用勒夏特列原理解释，C项正确； D．催化剂只能加快反应速率，不影响平衡移动，所以不能用勒夏特列原理解释，D项错误； 故选C。 13．向一恒容密闭容器中，加入1molCH4和一定量的CO2，发生反应：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x[x=]随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．投料比：x1＞x2 B．正反应速率：va＞vb C．压强：pa＜pb D．投料比为x2时d点浓度商Q大于c点平衡常数K 【答案】C 【解析】A．其他条件一定时，增大n(CO2)，平衡正向移动，CH4的平衡转化率增大，即其他条件一定时，投料比x越小，CH4的平衡转化率越大，所以投料比：x1<x2，A错误； B．由图可知，温度：a<b，其他条件一定时，温度越高，反应速率越快，则正反应速率：va<vb，B错误； C．正反应是气体体积增大的反应，CH4的平衡转化率：a<b，则容器中混合气体的物质的量：a<b，由pV=nRT可知，压强：pa＜pb，C正确； D．d点时反应未达到平衡状态，平衡正向移动，反应物CH4、CO2浓度减小，CO、H2浓度增大，则d点浓度商Q小于c点平衡常数K，D错误； 故选C。 14．丙烯腈(C3H3N)是制备腈纶的单体。一种制备丙烯腈反应的热化学方程式为C3H6(g)+NH3(g)+O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g)  H<0，下列说法正确的是 A．该反应只有在低温下才能自发进行 B．该反应的平衡常数K= C．该反应每消耗1molC3H6，转移电子的物质的量为6mol D．其他条件相同，减压和升温均有利于提高丙烯腊的平衡产率 【答案】C 【解析】A．该反应H<0，并且气体分子数增加的反应，S>0，根据自由能公式为任意温度下均能自发进行，A错误； B．反应的平衡常数等于生成物浓度系数次方之积与反应物浓度系数次方之积的比值，该反应的平衡常数K=， B错误； C．氧元素由0价变为-2价，O2~4e-，该反应每消耗lmolC3H6，则消耗1.5molO2，转移电子的物质的量为6mol，C正确； D．反应为气体分子数增加的反应，减压平衡正向移动，丙烯腈产率提高，反应为放热反应，升温平衡逆向移动，丙烯腈产率降低，D错误。 15．完成下列问题 (1)在一个容积不变的密闭容器中发生反应：其平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示。请填写下列空白： t/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 ①该反应的平衡常数表达式为 ，该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。 ②若1200℃时，在某时刻反应混合物中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为：2mol⋅L-1、2mol⋅L-1、4mol⋅L-1、4mol⋅L-1，则此时上述反应的平衡移动方向为 (填“正反应方向”或“逆反应方向”或“不移动”)。 ③将2.0molCO2和3.0molH2通入容积为3L的恒容密闭容器中，在一定条件下发生反应，测得H2的平衡转化率与温度的关系如图所示。100℃时反应达到平衡所需的时间为5min，则反应从起始至5min内，用H2浓度的变化表示该反应的平均反应速率为 mol⋅L⁻¹⋅min⁻¹。 (2)火箭发射时常出现红棕色气体，原因为当温度升高时气体颜色变深。 ①现将1molN2O4充入一个恒压的密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是 。 a． b． c． ②若在相同温度下，上述反应改在容积为1L的恒容密闭容器中进行，平衡常数将 (填“增大”或“不变”或“减小”)。 【答案】(1) 吸热 逆反应方向 0.1 (2) AC 不变 【解析】（1）①平衡常数是指在一定温度下，一个可逆反应达到化学平衡时生成物度的系数次幂之积与反应物浓度的系数次幂之积的比值，由方程式可知，反应的平衡常数表达式为：；温度升高，平衡常数增大，说明平衡向正反应方向移动，则该反应为吸热反应； ②1200℃时，反应的浓度熵Qc=＝4＞K=2.6，则平衡逆反应方向移动； ③由图可知，此时氢气的转化率为50%，则平衡时，Δn(H2)=3mol×50%=1.5mol,用H2表示该反应的平均反应速率为v(H2)===0.1mol⋅L-1⋅min-1； （2）①a．在恒压容器中，反应为气体分子数增大的反应，气体体积增大，气体的总质量不变，气体密度减小，当气体密度不变时，说明反应达到平衡状态，故a正确； b．图像描述的均为正反应，不能说明正逆反应速率相等，也就不能说明反应达到平衡状态，故b错误； c．四氧化二氮的转化率不再改变，说明反应达到平衡状态，故c正确； 答案为ac； ②平衡常数受温度的影响，温度不变，平衡常数不变。 （2）①a．在恒压容器中，反应为气体分子数增大的反应，气体体积增大，气体的总质量不变，气体密度减小，当气体密度不变时，说明反应达到平衡状态，故a正确； b．图像描述的均为正反应，不能说明正逆反应速率相等，也就不能说明反应达到平衡状态，故b错误； c．四氧化二氮的转化率不再改变，说明反应达到平衡状态，故c正确； 答案为ac； ②平衡常数受温度的影响，温度不变，平衡常数不变。 16．甲醛在木材加工、医药等方面有重要用途。甲醇直接脱氢是工业上合成甲醛的新方法，制备过程涉及的主要反应如下： 反应Ⅰ：CH3OH(g)HCHO(g)＋H2(g)　ΔH1＝＋85.2 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CH3OH(g)＋O2(l)HCHO(g)＋H2O(g)　 ΔH2 反应Ⅲ：H2(g)＋O2(g)H2O(g)　ΔH3＝－241.8 kJ·mol－1 副反应： 反应Ⅳ：CH3OH(g)＋O2(g)CO(g)＋2H2O(g)　 ΔH4＝－393.0 kJ·mol－1 (1)计算反应Ⅱ的反应热ΔH2＝____________。 (2)750 K时，在恒容密闭容器中，发生反应CH3OH(g)HCHO(g)＋H2(g)，若起始压强为p0，达到平衡转化率为α，则平衡时的总压强p平＝____________(用含p0和α的式子表示)；当p0＝101 kPa，测得α＝50.0%，计算反应平衡常数Kp＝________ kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数，忽略其他反应)。 (3)Na2CO3是甲醇脱氢制甲醛的催化剂，有研究指出，催化反应的部分机理如下： 历程ⅰ：CH3OH―→·H＋·CH2OH 历程ⅱ：·CH2OH―→·H＋HCHO 历程ⅲ：·CH2OH―→3·H＋CO 历程ⅳ：·H＋·H―→H2 下图表示一定条件下温度对碳酸钠催化脱氢性能的影响，回答下列问题： ①从平衡角度解析550～650 ℃甲醇生成甲醛的转化率随温度升高的原因：________________________________________________________________。 ②反应历程ⅰ的活化能____(填“>”“<”或“＝”，下同)CH3OH(g)HCHO(g)＋H2(g)的活化能。 ③650～750 ℃，反应历程ⅱ的速率________反应历程ⅲ的速率。 (4)吹脱是处理甲醛废水的一种工艺，吹脱速率可用方程v＝0.042 3c(mg·L－1·h－1)表示(其中c为甲醛浓度)，下表为常温下甲醛的浓度随吹脱时间变化数据。 浓度/ (mg·L－1) 10 000 8 000 4 000 2 000 1 000 吹脱时间/h 0 7 23 39 55 则当甲醛浓度为2 000 mg·L－1时，其吹脱速率v＝______ mg·L－1·h－1。 答案：(1)－156.6 kJ·mol－1　(2)p0(1＋α)　50.5　(3)①甲醇脱氢反应为吸热反应，升高温度，有利于脱氢反应向正反应方向进行　②<　③<　(4)84.6 解析：(1)根据盖斯定律计算：反应Ⅱ的反应热ΔH2＝ΔH1＋ΔH3＝＋85.2 kJ·mol－1＋(－241.8 kJ·mol－1)＝－156.6 kJ·mol－1。 (2)若起始压强为p0，达到平衡时转化率为α， 　　　　　　CH3OH(g)HCHO(g)＋H2(g) 起始量/mol 1　　　　　　0　　　　　0 变化量/mol α　　　　　　α　　　　　α 平衡时/mol 1－α　　　 　α　　　　　α 压强之比等于物质的量之比，则p0∶p平＝1∶(1＋α)，p平＝p0(1＋α)；当p0＝101 kPa，测得α＝50.0%，反应平衡常数Kp＝＝ kPa＝50.5 kPa。(3)①从平衡角度可知，550～650 ℃甲醇生成甲醛的转化率随温度升高的原因是甲醇脱氢反应为吸热反应，升高温度，有利于脱氢反应向正反应方向进行。②由盖斯定律，历程ⅰ＋历程ⅱ＋历程ⅳ得CH3OH(g)HCHO(g)＋H2(g)，历程ⅰ、ⅱ吸收能量，历程ⅳ放出能量，总反应CH3OH(g)HCHO(g)＋H2(g)是吸热反应，故历程ⅰ的活化能小于总反应的活化能。③由图可知650～750 ℃，甲醇的转化率变大，但甲醛的选择性变小，反应历程ⅱ的速率小于反应历程ⅲ的速率。(4)当甲醛浓度为2 000 mg·L－1时，吹脱速率v＝0.042 3c mg·L－1·h－1＝0.042 3×2 000 mg·L－1·h－1＝84.6 mg·L－1·h－1。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！15 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第2讲 化学反应速率与化学平衡 考点聚焦：复习要点+知识网络，有的放矢 重点专攻：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 提升专练：真题感知+提升专练，全面突破 考点1 化学反应速率 1．化学反应速率的表示方法 (1)化学反应速率是衡量化学反应________的物理量，通常用单位时间内________________________或________________________来表示。 (2)数学表达式：v＝。 Δc表示________________________________________，常用单位________。 Δt表示________________，常用单位________________。 (3)常用单位：________________或________________。 用浓度变化表示化学反应速率只适用于________和溶液中的________，不适用于固体和纯液体。 2．平均速率与瞬时速率 根据求得的反应速率是在时间间隔Δt内化学反应的的________速率。 若Δt非常小，则平均速率接近某一时刻的瞬时速率，瞬时速率也可以在物质的浓度随时间的变化曲线上通过数学方法求得。 3．化学反应速率与化学计量数的关系 对于化学反应：aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g) v(A)=________，v(B)=________，v(C)=________，v(D)=________ 在同一化学反应中，选用不同物质表示化学反应速率，其数值可能相同也可能不相同，但表示的意义________。 同一化学反应中，用不同反应物表示化学反应速率时，化学反应速率（v）之比=物质的量浓度变化（Δc）之比＝物质的量变化（Δn）之比＝化学计量数之比，即： v(A)：v(B)：v(C)：v(D)=a：b：c：d。 4．化学反应速率的测定 (1)测定原理：利用化学反应中任何一种与物质浓度有关的__________进行测定。 (2)测定方法 ①直接观察测定：如释放出气体的________和体系的________等。 ②科学仪器测定：如反应体系颜色的变化。在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可利用颜色变化和________变化间的比例关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 【特别提醒】 (1)对于有气体生成的反应，可测定相同时间内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗时间的多少。 (2)对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体质量的多少。 (3)对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中c(H＋)或c(OH－)的变化。 (4)对于有颜色变化或有沉淀生成的反应，可测定溶液变色或变浑浊所消耗时间的多少。 考点2 影响化学反应速率的因素 1．实验探究影响化学反应速率的因素 (1)实验原理 Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O 2H2O22H2O＋O2↑ (2)实验方案设计 影响因素 实验步骤 实验现象 实验结论 浓度 取两支大小相同的试管，分别加入5 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液，向其中一支试管加入5 mL 0.1mol/L H2SO4溶液，另一支试管加入5 mL 0.5mol/L H2SO4溶液，振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢 温度 取两支大小相同的试管，各加入5 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液和5mL 0.1mol/L H2SO4溶液，分别放入盛有热水和冷水的两个烧杯中。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢 催化剂 取两支大小相同的试管，分别加入2 mL 5% H2O2溶液，向其中一支试管(右图)滴加2滴1 mol/L FeCl3溶液。观察、比较两支试管中气泡出现的快慢 2．影响化学反应速率的因素 (1)主要因素：反应物的________、________和________等因素。 不同的化学反应，具有不同的反应速率，因此，参加反应的物质的__________是决定化学反应速率的主要因素。如：形状大小相同的铁、铝分别与等浓度的盐酸反应生成氢气的速率：铁________铝。 (2)外界条件对化学反应速率的影响规律 ①浓度对化学反应速率的影响 当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以________化学反应速率；减小反应物的浓度，可以________化学反应速率。 ② 压强对化学反应速率的影响 对于气体反应，当其他条件不变时，增大压强，气体体积________，浓度________，化学反应速率________；减小压强，气体体积________，浓度________，化学反应速率________。 对有气体参加的反应，压强对化学反应速率的影响可简化理解如下： 压强改变→ ③ 温度对化学反应速率的影响 当其他条件不变时，升高温度，可以________化学反应速率；降低温度，可以________化学反应速率。 ④催化剂对化学反应速率的影响 当其他条件不变时，使用催化剂，化学反应速率________。 ⑤其他因素对化学反应速率的影响 a．固体表面积：固体颗粒越小，其单位质量的表面积________，与其他反应物的接触面积________，化学反应速率________。 b．反应物状态：一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能________反应物之间的接触面积，有利于________反应速率。 c．其它方法：光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨，均是行之有效的改变化学反应速率的方法(块状)。 【特别提醒】 (1)浓度对化学反应速率的影响只适用于气体或溶液的反应，对于纯固体或液体的反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量不会改变化学反应速率。 (2)固体物质的反应速率与接触面积有关，颗粒越细，表面积越大，反应速率就越快。块状固体可以通过研细来增大表面积，从而加快化学反应速率。 (3)对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变。 (4)随着化学反应的进行，反应物的浓度会逐渐减小，因此一般反应速率也会逐渐减小。 (5)实验测定，温度每升高10oC，化学反应速率通常增大到原来2～4倍。 考点3 活化能和碰撞理论 1．基元反应 大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中________反应都称为基元反应，先后进行的基元反应反映了化学反应的__________。 2．有效碰撞 (1)能发生___________的碰撞叫有效碰撞。 (2)发生有效碰撞的条件： ①具有________的能量；②具有________的取向。 (3)与反应速率的关系：碰撞的频率越高，反应速率________。 3．活化能和活化分子 (1)活化分子：能够发生________碰撞的分子。 对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的________是一定的。 (2)活化能：活化分子具有的__________与反应物分子具有的__________之差，叫做反应的活化能。 4．反应物、生成物的能量与活化能的关系 E1：________的活化能 E2：活化分子变成生成物分子________的能量，也可认为是________的活化能 E1-E2：反应热，即ΔH= ________ 5．催化剂对反应速率的影响 (1)催化剂对反应速率的影响 催化剂是通过________化学反应所需的活化能来增大化学反应速率的。有催化剂参与的反应，活化能(Ea1)________，反应速率________；没有催化剂参与的反应，活化能(Ea1')________，反应速率________。 使用催化剂同时________了正反应和逆反应的活化能，但反应的ΔH________。 (2)加入催化剂后的反应历程 如图所示：反应A+B→AB的活化能为Ea，加入催化剂K后，反应分两步进行： ①A+K→AK      活化能为________(______反应) ②AK+B→AB+K       活化能为________(______反应) 总反应：A+BAB 活化能为________ 加入催化剂K后，两步反应的活化能Ea1和Ea2均小于原反应的活化能Ea，因此反应速率________。 由于Ea1>Ea2，第1步反应是______反应，是决定整个反应________的步骤，称为“决速步骤”，第1步反应越快，则整体反应速率就________。因此对总反应来说，第一步反应的活化能Ea1就是在催化条件下________的活化能。 【特别提醒】 (1)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 (2)浓度、压强、温度、催化剂与活化分子的关系 　　影响 外因　　 单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率 分子总数 活化分子百分数 活化分子数 增大反应物浓度 增加 不变 增加 增加 加快 增大压强 增加 不变 增加 增加 加快 升高温度 不变 增加 增加 增加 加快 使用催化剂 不变 增加 增加 增加 加快 考点4 化学平衡状态 1．可逆反应 (1)概念：在相同条件下，既能向________方向进行，同时又能向________方向进行的反应。 (2)特征： (1)同一条件下，正反应和逆反应同时________、同时________。 (2)反应________进行到底，反应物________实现完全转化。 (3)反应体系中，与化学反应有关的各种物质_____________________。 (4)反应达到限度时，反应仍在________，没有________。 2．化学平衡状态 (1)化学平衡状态的概念 在一定条件下的可逆反应，当正、逆反应的速率________时，反应物和生成物的________均保持不变，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态我们称之为化学平衡状态，简称化学平衡。 (2)化学平衡状态的特征 ①逆：研究对象为________反应 ②等：正、逆反应________相等，即v正_____v逆 ③动：化学平衡是________平衡，即v正_____v逆_____0 ④定：平衡混合物中，各组分的浓度保持________ ⑤变：条件改变，化学平衡状态可能___________ 【特别提醒】 (1)化学平衡状态是一定条件下的可逆反应进行到最大限度的结果。 (2)对于一个既定的可逆反应，如果其他条件一定，不论采取何种途径(反应是从反应物开始或从生成物开始)，最后都能建立化学平衡状态。 (3)化学平衡状态不会因时间变化而变化。 (4)可逆反应达到化学平衡状态的根本原因是v正=v逆，正是由于各物质的消耗速率与生成速率相等，才会有反应混合物中各组分的浓度保持不变。 考点5 化学平衡常数和平衡转化率 1．化学平衡常数 (1)概念：在一定________下，当一个可逆反应达到___________时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数(简称平衡常数)，用符号K表示。 (2)化学平衡常数表达式：当在一定________下达到化学平衡时，K＝________________。 (3)浓度商： ①对于一般的可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意时刻的________________称为浓度商，常用Q表示，即Q＝________________。 ②Q与K的关系：当反应中有关物质的浓度商等于平衡常数时，表明反应达到________，即达到________________。 (4)化学平衡常数的意义 平衡常数的大小反映了化学反应进行的________(也叫反应的________)。 K越大，表示反应进行得________，平衡时反应物的转化率________，当K＞105时，该反应就进行的基本完全了。K值越小，表示反应进行得越不完全，平衡时反应物的转化率越小。 2．化学平衡常数的影响因素 (1)内因：不同的____________及化学方程式的___________是决定化学平衡常数的主要因素。 (2)外因：在化学方程式一定的情况下，K只受________影响。 3．平衡转化率(α) (1)概念：某一反应的平衡转化率α等于该物质在反应中的___________（如物质的量、物质的量浓度等）与该物质___________的比值。 (2)意义：反应的平衡转化率表示在一定________和一定___________下反应进行的限度。 【特别提醒】 (1)化学平衡常数只是温度的函数，与浓度、压强、催化剂无关。 (2)K是一定温度下，某个化学平衡状态的定值，反应未达平衡，K无意义，所以计算化学平衡常数时，分子、分母中的浓度是指平衡浓度。 (3)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，其浓度可看作“1”而不代入公式。 (4) 化学平衡常数表达式书写注意事项 ①化学平衡常数表达式中各物质的浓度必须是平衡时的浓度，且不出现固体或纯液体的浓度。 ②化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数都会相应改变。 若两反应的平衡常数分别为K1、K2 ①若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1·K2。 ②若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝。 考点6 影响化学平衡的因素 1．化学平衡的移动 (1)含义：当一个可逆反应达到平衡后，如果改变反应条件(如浓度、温度、压强等)，原来的平衡状态会被________，平衡体系的物质组成也会随着________，直至达到___________，这种由原有的平衡状态达到新的平衡状态的过程叫做化学平衡的移动。 (2)化学平衡移动的过程分析 (3)化学平衡移动方向的判断 ①当Q＝K时：可逆反应________________，v正______v逆； ②当Q＜K时：化学平衡________________，v正______v逆； ③当Q＞K时：化学平衡________________，v正______v逆。 2．浓度对化学平衡的影响 (1)浓度对化学平衡移动的影响规律 当其他条件不变时： ①Q________，则Q____K，平衡向________方向移动 ②Q________，则Q____K，平衡向________方向移动 (2)v－t图像分析浓度变化对化学平衡的影响 已知反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)，当反应达到平衡后，有关物质的浓度发生改变，其反应速率的变化曲线分别如下图所示： 改变条件 v正、v逆相对大小 平衡移动方向 ① v′正_____v′逆 ② v′正_____v′逆 ③ v′正_____v′逆 ④ v′正____v′逆 (3)应用 在工业生产中，适当增大廉价的反应物的浓度，使化学平衡向正反应方向移动，可提高价格较高的原料的转化率，从而降低生产成本。 【特别提醒】 1“浓度对化学平衡移动的影响”中的“浓度”是指与反应有关的气体或溶液中参加反应的离子的浓度。 2对于离子平衡体系，注意离子浓度的改变方式，排除不参与反应的离子的干扰。 3固体或纯液体的浓度是常数，改变固体或纯液体的量并不影响v正、v逆的大小，平衡不移动。 3．压强对化学平衡的影响 (1)压强对化学平衡的影响规律 在其他条件不变时： ①增大压强，化学平衡向________________的方向移动。 ②减小压强，化学平衡向________________的方向移动。 ③对于反应前后气体分子数目不变的反应，改变压强平衡______移动。 (2)用v－t图像分析压强对化学平衡的影响 ①对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)　m＋n<p，当反应达到平衡后，其他条件不变，在t1时刻改变压强，图像如①、②所示： t1时刻，增大容器容积，压强________，v正′、v逆′均________，缩体方向的v逆′减小幅度________，则v正′_____v逆′，平衡向________方向移动。 t1时刻，缩小容器容积，压强________，v正′、v逆′均________，缩体方向的v逆′增大幅度________，则v逆′______v正′，平衡向________方向移动。 (2)对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)　m＋n＝p，当反应达到平衡后，其他条件不变，在t1时刻改变压强，图像如③所示。 t1时刻，若缩小容器容积，压强________，v′正、v′逆均________，且v′正______v′逆，平衡______移动，如图中上线。 t1时刻，若增大容器容积，压强________，v′正、v′逆均________，且v′正______v′逆，平衡______移动，如图中下线。 (3)充入“惰性”气体对化学平衡的影响 ①恒容时，通入“惰性”气体，总压强________，平衡________移动； ②恒压时，通入“惰性”气体，体积________，平衡向________________的方向移动。 ③对于反应前后气体体积相等的反应[如H2g＋I2g2HIg]，当向平衡体系中充入“惰性”气体时，则无论任何情况下平衡都________移动。 【特别提醒】 (1)压强对平衡移动的影响：只适用于有气体参与的反应。对于只涉及固体或液体的反应，压强的影响不予考虑。 (2)压强能否使化学平衡发生移动，要看压强改变是否使浓度发生改变，从而使v正′≠v逆′。 4．温度对化学平衡的影响 (1)温度对化学平衡的影响规律 ①任何化学反应都伴随着能量的变化(放热或吸热)，所以任意可逆反应的化学平衡状态都受温度的影响。 ②当其他条件不变时： 温度升高，平衡向___________的方向移动； 温度降低，平衡向___________的方向移动。 (2)用v—t图像分析温度对化学平衡的影响 已知反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)　ΔH＜0，当反应达平衡后，若温度改变，其反应速率的变化曲线分别如图所示。 t1时刻，________温度，v′正、v′逆均________，但________反应方向的v′逆增大幅度大，则v′逆_____v′正，平衡向________方向移动。 t1时刻，________温度，v′正、v′逆均________，但________反应方向的v′逆减小幅度大。则v′正_____v′逆，平衡向________方向移动。 5．催化剂对化学平衡的影响 (1)催化剂对化学平衡的影响规律 当其他条件不变时：催化剂不能改变达到化学平衡状态时反应混合物的________，但是使用催化剂能改变反应达到化学平衡所需的________。 (2)图像分析催化剂对化学平衡的影响 ①v—t图像 t1时刻，加入催化剂，v′正、v′逆________________，则v′正_____v′逆，平衡________移动。 ②含量­t图像 如N2＋3H22NH3反应，NH3的体积分数如图所示： 其中m表示________催化剂情况，n表示________催化剂情况。 6．勒夏特列原理 (1)勒夏特列原理 如果改变影响平衡的一个条件(如________、________或________)，则平衡将向着________________的方向移动。也称化学平衡移动原理。 (2)适用范围 勒夏特列原理仅适用于______________的反应体系，不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用该原理。此外，勒夏特列原理对所有的动态平衡(如溶解平衡、电离平衡、水解平衡等)都适用。 【特别提醒】对勒夏特列原理的理解 (1)勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。 (2)勒夏特列原理中的“减弱”不等于“消除”，更不是“扭转”，即平衡移动不能将外界影响完全消除，而只能减弱。 ①在已达平衡的可逆反应中，若增大某物质的浓度，其他条件不变，则平衡向减少该物质的浓度的方向移动，移动的结果是该物质的浓度比原平衡中的浓度大。 ②在已达平衡的可逆反应中，若增大平衡体系的压强，其他条件不变(温度不变)，则平衡向减小压强的方向(气体总体积减小的方向)移动，移动的结果是新平衡的压强比原平衡的压强大。 ③对已达平衡的可逆反应，若升高平衡体系的温度，其他条件不变，则平衡向消耗热量(吸热)的方向移动，移动的结果是新平衡的温度比原平衡的温度高。 (3)应用勒夏特列原理时应弄清是否真的改变了影响化学平衡的条件。如改变平衡体系中固体或纯液体的量、在恒温恒容条件下充入惰性气体等，并未改变影响化学平衡的条件。 (4)勒夏特列原理只能解决与平衡移动有关的问题。不涉及平衡移动的问题都不能用勒夏特列原理解释，常见的有： ①使用催化剂不能使化学平衡发生移动； ②反应前后气体体积不变的可逆反应，改变压强可以改变化学反应速率，但不能使化学平衡发生移动； ③发生的化学反应本身不是可逆反应； ④外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不完全一致的反应。 考点7 化学反应的方向 1．自发过程和自发反应 (1)含义： ①自发过程：在一定条件下，不用借助________，就能__________的过程。如：高山流水，自由落体，冰雪融化。 ②自发反应：在给定条件下，可以自发地进行到__________的化学反应。如：钢铁生锈。 (2)特点： ①能量角度：体系趋向于从________状态转变为________状态(体系对外部做功或者释放热量)。 ②混乱度角度：在密闭条件下，体系有从________自发转变为________的倾向。 ③具有方向性：即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定________自发进行。 2．化学反应自发进行方向的判断 (1)焓变与反应的方向的关系 ①多数放热反应是________进行的。例如燃烧反应、中和反应等。 ②有些吸热反应也可以________进行，如：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋109.8 kJ·mol－1。 因此只用焓判据判断反应是否自发进行不全面。 (1)熵变与化学反应进行方向的关系 ①许多熵增的反应是________的(多是气体分子数目增多的反应)。 ②有些熵减的反应也可以________进行。 因此只用熵判据判断反应是否自发不全面。 3．自由能与化学反应的方向 (1)自由能与焓变、熵变的关系 ΔG＝ΔH－TΔS。ΔG不仅与________和________有关，还与________有关。 (2)反应方向与自由能的关系 化学反应总是向着自由能________的方向进行，直到体系___________。 ①当ΔG______0时，反应能自发进行； ②当ΔG______0时，反应处于平衡状态； ③当ΔG______0时，反应不能自发进行。 【特别提醒】判断化学反应自发性的方法 焓变(ΔH) 熵变(ΔS) 反应在某状况下能否自发进行 ＜0 ＞0 能自发进行 ＞0 ＜0 不能自发进行 ＜0 ＜0 取决于温度，低温自发 ＞0 ＞0 取决于温度，高温自发 考点8 化学反应的调控 1．合成氨反应的特点 合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。 已知298 K时：ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·mol－1·K－1 (1)可逆性：反应为________反应 (2)体积变化：正反应是气体体积________的反应 (3)焓变：ΔH______0，熵变：ΔS______0 (4)自发性：常温(298 K)下，ΔH－TΔS______0，______自发进行 2．提高合成氨反应速率和平衡转化率的条件比较 原理分析：根据合成氨反应的特点，利用我们学过的影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析应如何选择反应条件，以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量。 条件 提高反应速率 提高平衡转化率 综合结果 压强 高压 高压 温度 高温 低温 催化剂 使用 无影响 浓度 增大反应物浓度 增大反应物浓度，降低生成物浓度 3．工业合成氨的适宜条件 外部条件 工业合成氨的适宜条件 压强 10～30 MPa 温度 400～500 ℃ 催化剂 使用铁触媒作催化剂 浓度 液化氨并及时分离，补充原料气并循环利用[n(N2)∶n(H2)＝1∶2.8] 【特别提醒】选择化工生产适宜条件的分析角度 分析角度 原则要求 从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢 从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性 从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本 从实际生产能力分析 如设备承受高温、高压能力等 从催化剂的使用活性分析 注意催化剂的活性对温度的限制 强化点一 化学反应速率的计算 1．公式法 v＝＝ 2．利用化学计量数关系进行计算 在同一反应中，化学反应速率之比等于化学计量数之比，利用此规律进行计算。 对于一个化学反应：mA＋nB===pC＋qD，v(A)＝－，v(B)＝－，v(C)＝，v(D)＝，且有：＝＝＝。 3．“三段式”法 (1)求解化学反应速率计算题的一般步骤： a．写出有关反应的化学方程式； b．找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；转化量之比等于化学计量数之比； c．根据已知条件列方程计算。 (2)应用举例 mA(g) + nB(g) pC(g) 起始浓度（mol/L） a b c 转化浓度（mol/L） mx nx px 某时刻浓度（mol/L） a-mx b-nx c+px 再利用化学反应速率的定义求算 v(A)＝ mol·L－1·s－1；v(B)＝ mol·L－1·s－1；v(C)＝ mol·L－1·s－1。 (3)计算中注意以下量的关系： 对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)； 对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)； 转化率＝×100%。 【典例1】某温度下，在2 L密闭容器中投入一定量的A、B发生反应：3A(g)＋bB(g)cC(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)。12 s时反应达到平衡，生成C的物质的量为0.8 mol，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．前12 s内，A的平均反应速率为0.025 mol·L－1·s－1 B．12 s后，A的消耗速率等于B的生成速率 C．化学计量数之比b∶c＝1∶2 D．12 s内，A和B反应放出的热量为0.2Q kJ 【解题技巧】 (1)如果题目中给出的是物质的量的变化量，在计算速率时应先除以体积，转化为浓度的变化量。 (2)浓度的变化量Δc＝c(某时刻)－c(初始) 所以一般Δc(反应物)为负值，Δc(生成物)为正值，而v是标量，只有正值，所以在计算反应速率时，v(反应物)＝－，v(生成物)＝。 强化点二 化学反应速率的比较 1．定性比较 通过明显的实验现象，如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢、固体消失或气体充满所需时间的长短等来定性判断化学反应的快慢。如K与水反应比Na与水反应剧烈，则反应速率：K＞Na。 2．定量比较 对同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可能不同。比较时应统一单位。 (1)归一法 根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速率，最后依据数值大小进行比较。 (2)比值法 可通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。 【典例2】在不同条件下，分别测得反应2SO2＋O22SO3的化学反应速率，其中表示该反应进行得最快的是(　　) A．v(SO2)＝4 mol·L－1·min－1 B．v(O2)＝3 mol·L－1·min－1 C．v(SO2)＝0.1 mol·L－1·s－1 D．v(O2)＝0.1 mol·L－1·s－1 【解题技巧】比较化学反应速率大小要注意： (1)“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，转化为同一单位。 (2)“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率，或分别除以相应物质的化学计量数。 (3)“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 强化点三 影响化学反应速率的因素 【典例3】反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是(　　) ①增加C的量　②将容器的体积缩小一半 ③保持体积不变，充入N2使体系压强增大 ④保持压强不变，充入N2使容器体积变大 A．①④　　　　B．②③　　　　C．①③　　　　D．②④ 【解题技巧】 (1)解答压强对化学反应速率影响的关键——弄清“真”变还是“假”变 若体系的压强变化而使反应物或生成物的浓度发生变化即“真”变，否则是“假”变。如2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) ①恒温恒容时： 充入气体反应物→反应物浓度增大→总压增大→反应速率增大。 充入不参与反应的气体(如He、N2等)→引起总压增大，各物质的浓度不变→反应速率不变。 ②恒温恒压时，充入不参与反应的气体如He、N2等→引起体积增大→各反应物浓度减少→反应速率减小。 (2)温度对反应速率的影响不受反应物聚集状态的限制，不论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能增大化学反应速率，故不能认为升高温度只会增大吸热反应的反应速率，如：木炭燃烧是放热反应，温度越高，燃烧越快。 强化点四 实验探究影响化学反应速率的因素 【典例4】某小组为研究浓度对反应速率的影响，设计如下实验。下列说法正确的是 A．反应的离子方程式为 B．通过观察产生气泡的快慢判断反应速率的大小 C．右侧试管先出现浑浊，说明反应物浓度越大，反应越快 D．若改为向右侧试管中滴加浓硫酸，也可得出同样结论 【解题技巧】控制变量探究实验题的思维流程 (1)确定变量：明确影响实验探究结构的因素可能有哪些，即变量。 (2)定多变一：根据实验目的确定需要控制的变量。在探究时，先确定其他因素不变，只变化一种因素，研究这种因素的影响结果，再确定另一种因素的影响结果。通过分析每种因素与所研究问题之间的关系，得出所有影响因素与探究问题之间的关系。 (3)数据有效：注意选择数据要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。 强化点五 催化剂与反应历程 【典例5】2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)  =-198kJ·mol-1，在V2O5存在时，该反应机理为： V2O5+SO2→2VO2+SO3(快) 4VO2+O2→2V2O5(慢) 下列说法正确的是 A．升高温度，逆反应速率增加，正反应速率降低 B．该反应逆反应的活化能大于198kJ·mol-1 C．VO2是该反应的催化剂 D．为提高反应速率，适当增加SO2浓度比适当增加O2浓度效果好 【解题技巧】 (1)基元反应的活化能越大，反应速率越慢；基元反应的活化能越小，反应速率越快。 (2)化学反应的决速步骤是各个基元反应中活化能最大的步骤。 (3)各基元反应加合，得到总反应，根据盖斯定律，总反应的ΔH可以通过各个基元反应的ΔH加合得到。 强化点六 化学平衡状态的判断 1．用本质特征判断 判断依据：正反应速率与逆反应速率相等，即v正＝v逆。 (1)同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。 (2)不同的物质：速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。 2．用宏观特征判断 判断依据：反应混合物中各组成成分的浓度、含量保持不变。 (1)各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度均保持不变。 (2)各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变。 (3)反应物的转化率、产物的产率保持不变。 3．用“总压强、混合气体的密度、平均摩尔质量”判断平衡状态的注意事项 (1)恒温恒容条件下，用“总压强、平均摩尔质量”判断平衡状态时，要特别关注反应前后气体分子总数的变化，如： mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 压强 当m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 是 当m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 不一定 混合气体的 当m＋n≠p＋q时，一定 是 当m＋n＝p＋q时，一定 不一定 (2)恒温恒容条件下，用“混合气体的密度”判断平衡状态时，要特别关注反应前后是否有非气态物质参与反应，如 关注各物质的状态 是否平衡 密度 C(s)＋CO2(g)2CO(g)(ρ一定) 是 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(ρ一定) 不一定 H2(g)＋I2(g)2HI(g)(ρ一定) 不一定 【典例6】工业上制备甲烷的反应为，在恒温恒容的密闭容器中进行该反应，下列物理量不变时不能表明该反应达到平衡的是 A．混合气体的压强 B．和的转化率之比 C．混合气体的总物质的量 D．混合气体的平均摩尔质量 强化点七 化学平衡常数和平衡转化率的有关计算 1．计算模式 　　　　　　 aA(g) ＋ bB(g)cC(g)＋dD(g) c(初)(mol·L－1) x y 0 0 Δc(mol·L－1) am bm cm dm c(平)(mol·L－1) x-am y-bm cm dm 2．解题思路 (1)设未知数：具体题目要具体分析，一般设某物质的转化量或转化率为x。 (2)确定三个量：根据反应物、生成物及变化量三者之间的关系，代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按（1）中“模式”列表。 (3)解题设问题：明确了“始”、“变”、“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，求出题目答案。 【典例7】一定条件下，将NO和O2按比例充入反应容器，发生反应。温度、压强对平衡转化率的影响如图所示。下列分析正确的是 A．压强大小： B．温度升高，该反应的平衡常数增大 C．条件下，该反应的平衡常数一定为 D．条件下，的平衡转化率为 【解题技巧】 (1)变化量的比值一定等于化学方程式中的系数之比，但是达到平衡时各组分的量的比值不一定等于方程式中的系数之比。 (2)进行有关计算时，可用物质的量浓度，也可用物质的量。 强化点八 影响化学平衡的因素 【典例8】在某恒温恒容的密闭容器中发生反应：。时刻达到平衡后，在时刻改变某一条件，其反应速率随时间变化的图象如图所示。下列说法正确的是 A．内， B．恒温恒容时，容器内压强不变，表明该反应达到平衡状态 C．时刻改变的条件是向密闭容器中加入Z D．再次达到平衡时，平衡常数K减小 【解题技巧】 (1)改变固体或纯液体的量，对化学平衡没有影响。 (2)当反应混合物中不存在气态物质时，压强的变化对平衡无影响。 (3)对于反应前后气体体积无变化的反应，如H2(g)＋I2(g)2HI(g)等，压强的变化对其平衡也无影响。但增大(或减小)压强会使各物质浓度增大(或减小)，混合气体的颜色变深(或浅)。 (4)改变浓度使化学平衡正向移动。反应物的转化率却不一定增大。2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，增大O2的浓度，平衡正移，SO2转化率增大，但O2的转化率降低。 【典例9】煤化工中常需研究不同温度下的平衡常数、投料比及热值等问题。 已知CO(g)＋H2O(g)H2(g)＋CO2(g)的平衡常数随温度的变化如下表所示： 温度/℃ 400 500 830 1 000 平衡常数K 10 9 1 0.6 请回答下列问题： (1)上述反应的正反应是________反应(填“放热”或“吸热”)。 (2)某温度下，各物质的平衡浓度符合下式：5c(CO2)·c(H2)＝3c(CO)·c(H2O)，此时的温度为________。 (3)830 ℃时，在恒容反应器中发生上述反应，按下表中的物质的量投入反应混合物，其中反应向正反应方向进行的有______(填字母)。 A B C D n(CO2)/mol 3 1 0 1 n(H2)/mol 2 1 0 1 n(CO)/mol 1 2 3 0.5 n(H2O)/mol 5 2 3 2 (4)在830 ℃时，在2 L的密闭容器中加入4 mol CO(g)和6 mol H2O(g)达到平衡时，CO的转化率是________。 【解题技巧】反应的热效应与K的关系 (1)升高温度：K值增大→正反应为吸热反应；K值减小→正反应为放热反应。 (2)降低温度：K值增大→正反应为放热反应；K值减小→正反应为吸热反应。 强化点九 化学反应速率和化学平衡的图像 1．速率—时间图像(v－t图像) (1)实例图像 Ⅰ．正反应速率突变，逆反应速率渐变，v′正＞v′逆，说明是增大了反应物的浓度，使正反应速率突变，且平衡正向移动。 Ⅱ．v正、v逆都是突然减小的，v′正＞v′逆，平衡正向移动，说明该反应的正反应可能是放热反应或气体总体积增大的反应，改变的条件是降低温度或减小压强。 Ⅲ．v正、v逆都是突然增大的，并且v正、v逆增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，可能是使用了催化剂，也可能是对反应前后气体总体积不发生变化的反应增大压强(压缩体积)所致。 (2)解题思路 ①根据v′正、v′逆的相对大小，判断平衡移动方向； ②根据改变条件的那一时刻v′正、v′逆的变化，判断改变的哪种外界条件：若v′正或v′逆有一个在原平衡未变，则改变的是浓度；若两个都发生了“突变”，则改变的是温度或压强；若两个都发生了“突变”且仍然相等，则是加入催化剂或等体反应改变压强。 2．不同温度(或压强)下，百分含量(或转化率、浓度)—时间图像 (1)实例图像 Ⅰ．T2＞T1，温度升高，平衡逆向移动，正反应是放热反应。 Ⅱ．p2＞p1，压强增大，A(反应物)的转化率减小，说明正反应是气体总体积增大的反应。 Ⅲ．生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a＞b，故a可能使用了催化剂；若该反应是反应前后气体总体积不变的可逆反应，a也可能是增大了压强(压缩体积)。 (2)解题思路 ①“先拐先平数值大”。在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高如图Ⅰ中T2＞T1、压强较大如图Ⅱ中p2＞p1或使用了催化剂如图Ⅲ中a可能使用了催化剂。 ②正确掌握图像中反应规律的判断方法： 图Ⅰ中，T2＞T1，升高温度，生成物百分含量降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应。 图Ⅱ中，p2＞p1，增大压强，反应物的转化率降低，平衡逆向移动，则正反应为气体体积增大的反应。 图Ⅲ说明了条件改变对化学平衡不产生影响，a可能是加入了催化剂，或该反应是反应前后气体体积不变的反应，a是增大压强压缩体积。 3．百分含量(或转化率)—压强—温度图像 (1)实例分析 如图中确定压强为105 Pa或107 Pa，生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小，说明正反应是放热反应；再确定温度T不变，做横坐标的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现，压强增大，生成物C的百分含量增大，说明正反应是气体总体积减小的反应。 (2)解题思路 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，讨论纵坐标与曲线的关系，或者确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系，即“定一议二”。如上图中T1温度下，A→B压强增大，C%增大，平衡正向移动，则正反应是气体体积减小的反应；105 Pa时，A→C温度升高，C%减小，平衡逆向移动，则正反应是放热反应。 4．特殊图像 (1)对于反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)　ΔH＜0，反应物A的含量或生成物C的含量与温度的关系如图。 由于某一条件对平衡的影响只能向一个方向移动，所以最高点最低点及以后为平衡状态受条件的影响情况，前面为未达到平衡的情况。因此M点前，表示化学反应从反应开始到建立平衡的过程，则v正＞v逆，M点为平衡点，M点后为平衡受温度的影响情况。 (2)如图所示曲线是其他条件不变时，某反应物的平衡转化率与温度的关系曲线。 图像曲线上的点全为对应条件下的平衡点。图中标出的1、2、3、4四个点，表示v正＞v逆的是点3，表示v正＜v逆的是点1，而点2、4表示v正＝v逆。 【典例10】在催化条件下可以将还原为，反应原理为：  ，的平衡转化率随温度或压强的变化如图所示。下列说法错误的是 A．压强： B．反应速率： C．平衡常数： D．气体的颜色：b深，c浅 【典例11】一定温度下，向体积不等的恒容密闭容器中均充入气体，发生反应，反应时，测得的转化率与容器体积的关系如图所示。已知：是以物质的量分数表示的平衡常数。下列说法正确的是 A．点再充入一定量的X，X的转化率增大 B．逆反应速率： C．点对应容器中的平均速率为 D．b点时，该反应的平衡常数 真题感知 1．（2024高二·北京昌平）在密闭容器中发生反应：。已知内的物质的量由变为，下列叙述不正确的是 A． B． C． D． 2．（2024高二·上海）常温下，下列反应产生气泡速率最快的是 A．块状大理石和0.1mol·L-1盐酸反应 B．块状大理石和0.5mol·L-1盐酸反应 C．粉末状大理石和0.1mol·L-1盐酸反应 D．粉末状大理石和0.5mol·L-1盐酸反应 3．（2024高二·甘肃庆阳）如图表示反应 的正反应速率随时间的变化情况，则时改变的条件可能是 A．降低温度 B．增大压强 C．减小的浓度 D．加入催化剂 4．（2024高二·重庆九龙坡）反应过程中能量变化如图所示(图中表示正反应的活化能，表示逆反应的活化能)，下列有关叙述错误的是 A．该反应为放热反应， B．有催化剂的两步反应中，第一步为该反应的决速步 C．使用催化剂可以降低反应的活化能，从而加快化学反应速率 D．若，则和反应放出的热量一定等于 5．（2024高二·北京海淀·）丙酮碘化反应为兴趣小组在20℃时研究了该反应的反应速。他们在反应开始前加入淀粉溶液，通过观察淀粉溶液褪色时间来度量反应速举的大小。实验数据如下表，其中①~④混合液总体积相同。 序号 c(丙酮) c(I2) c(H+) 褪色时间/s ① 2 0.002 0.5 40 ② 1 0.002 0.5 80 ③ 2 0.001 0.5 20 ④ 2 0.002 0.25 80 下列根据实验数据做出的推理不合理的是 A．实验①中，ν(I2)=5×10-5mol·L-1·s-1 B．由实验①②可知c(丙酮)越大，反应速率越快 C．由实验①③可知c(I2)越大，反应速率越慢 D．由实验①④可知，c(H+)越大，反应速率越快 6．（2023-2024高二上·陕西渭南·期末）已知反应过程中的能量变化曲线如图所示，下列说法错误的是 A．升高温度，反应物之间的碰撞频率增大，反应速率增大 B．途径II与途径I相比，可能是加了催化剂 C．其他条件相同时，产生相同量时途径I放出热量多 D．途径II发生两步反应，第一步为吸热反应，且反应较快 7．（2024高二·浙江丽水）已知CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)，在恒温恒压的容器中通入1molCO2和1molH2，下列不能说明反应达平衡状态的是 A．CO2与H2的物质的量之比不变 B．气体的平均相对分子质量不变 C．气体的密度不变 D．CO2的体积分数不变 8．（2024高二·贵州毕节）下列说法不能用勒夏特列原理解释的是 A．对于，增大压强可使颜色变深 B．工业生产硫酸时，通入过量氧气提高二氧化硫的转化率 C．对于，升高温度，混合气体颜色变深 D．实验室常用排饱和食盐水的方法收集氯气 9．（2024高二·福建福州）下图表示某温度时，在密闭容器内进行可逆反应  的逆反应速率对应时间的坐标图，若在时刻达到平衡后，只改变某一个条件，再次达到平衡，下列说法正确的是 A．恒温恒容条件下向该平衡体系再充入一定量的，再次平衡对应的速率曲线为 B．增大压强，缩小容器容积，再次平衡对应的速率曲线为 C．恒温恒压条件下向该平衡体系中充入一定量的，再次平衡对应的速率曲线为 D．升高温度至，再次平衡后的小于温度下平衡时的 10．（2024高二·河南漯河）利用甲烷可减少污染，反应原理如下：。时，将与的混合气体置于恒容绝热的密闭容器中发生反应，正反应速率随时间变化的趋势如图所示。下列说法正确的是 A．正反应为放热反应且点时反应达到平衡状态 B．若，则产生的量一定是：段段 C．a、b、c、d四点对应的平衡常数大小： D．d点的正反应速率小于逆反应速率 11．（2024高二·广东肇庆）光气是一种重要的有机中间体，其制备原理为。分别向体积均为的绝热恒容容器和恒温恒容容器中充入和发生反应，两容器的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．容器为绝热容器 B．平衡常数： C．正反应速率： D．容器中平衡时，的转化率为 提升专练 1．实验室用如图所示装置测定化学反应速率，下列说法错误的是 A．实验中可用秒表进行计时 B．在锥形瓶中加入适量NaHSO4固体，则ʋ(H2)增大 C．可用一段时间内H2的浓度变化表示化学反应速率 D．为减小误差，可在锥形瓶和分液漏斗上口间连接一橡胶管保证液体能够顺利流下 2．某反应的能量变化如图所示，下列说法正确的是 A．过程a的反应速率比过程b快 B．过程b第一阶段反应的活化能为 C．该反应的反应热 D．该反应为吸热反应 3．是一种强温室气体，且易形成颗粒性污染物，研究的分解对环境保护有重要意义。碘蒸气的存在能大幅度提高的分解速率，反应历程如下： 第一步：(快反应) 第二步：(慢反应) 第三步：(快反应) 实验表明，含碘时的分解速率方程(k为速率常数)。下列表述正确的是 A．的存在改变了分解的焓变 B．第二步对总反应速率起决定作用 C．浓度与分解速率无关 D．第二步活化能比第三步小 4．已知化合物与在一定条件下反应生成化合物与，其反应历程如图所示，其中TS表示过渡态，I表示中间体。下列说法正确的是 A．TS2所在的基元反应中活化分子百分数最大 B．反应达到平衡状态后，升温使平衡逆向移动 C．使用催化剂只降低正反应的活化能，反应的焓变不变 D．该历程中的最大能垒(活化能) 5．甲异腈()在恒容密闭容器中发生异构化反应：，反应过程中甲异腈浓度随时间t的变化曲线如图所示(图中T为温度)。该反应的反应速率与的关系为(为速率常数，只受温度影响)，。下列说法错误的是 A． B．bf段的平均反应速率为 C． D．a点反应物的活化分子百分数大于点 6．反应的反应机理为：①；②∙∙∙∙∙∙；③(快反应)，改变反应物浓度时，反应的瞬时速率如表所示： 0.038 0.060 1.5×10−5 0.076 0.060 3.0×10−5 0.076 0.030 1.5×10−5 下列说法正确的是 A．三步反应中，反应③的活化能最大 B．第②步的反应方程式为：+I−=2+I2 C．该反应的速率方程为： D．该反应速率常数k的值约为1.83 7．一定条件下，将等体积的NO2和SO2置于密闭容器中发生反应，下列不能说明反应达平衡状态的是 A． B．混合气体颜色保持不变 C．SO3和NO体积分数比保持不变 D．NO2的浓度保持不变 8．如图所示，关闭，向中各充入和，起始，在相同温度和催化剂的条件下，两容器中各自发生反应：；达到平衡时，，则下列说法正确的是 A．达到平衡时，A中压强比B中压强小 B．达到平衡时，A中Y的转化率为10% C．达到平衡后，向B中充入惰性气体，则B中平衡向正反应方向移动 D．打开K，一段时间后达到新平衡时，(连通管中气体体积不计) 9．某同学为探究化学反应速率的影响因素拟设计如图实验方案，不能达成目的的是 A．探究反应物浓度对化学反应速率的影响 B．探究温度对化学反应速率的影响 C．探究催化剂对化学反应速率的影响 D．探究固体反应物表面积对化学反应速率的影响 10．已知相同条件下反应①  和反应②  的能量变化如图所示，下列说法错误的是 A． B．反应②逆反应的活化能为 C．降低压强有利于提高Y的平衡产率 D．达平衡的时间反应②小于反应① 11．汽车排气系统中的三元催化剂能将尾气中的NO与CO转化为无污染气体，反应为。T℃，向2 L恒容密闭容器中通入2 mol NO和2 mol CO，一定条件下测得N2的物质的量随时间变化关系如表所示： t/min 0 0.35 0.7 0.8 0.8 下列说法错误的是 A． B．若，则0~5 min内 C．该温度下的化学平衡常数 D．若改为恒压密闭容器，达到化学平衡时， 12．工业上用和来合成氨的反应是放热反应，下列叙述可用勒夏特列原理来解释的是 A．合成氨时，原料气必须经过净化处理 B．高温比室温更有利于合成氨的反应 C．高压条件比常压条件更有利于合成氨的反应 D．使用铁触媒，使和混合气体有利于合成氨 13．向一恒容密闭容器中，加入1molCH4和一定量的CO2，发生反应：CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x[x=]随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 A．投料比：x1＞x2 B．正反应速率：va＞vb C．压强：pa＜pb D．投料比为x2时d点浓度商Q大于c点平衡常数K 14．丙烯腈(C3H3N)是制备腈纶的单体。一种制备丙烯腈反应的热化学方程式为C3H6(g)+NH3(g)+O2(g)=C3H3N(g)+3H2O(g)  H<0，下列说法正确的是 A．该反应只有在低温下才能自发进行 B．该反应的平衡常数K= C．该反应每消耗1molC3H6，转移电子的物质的量为6mol D．其他条件相同，减压和升温均有利于提高丙烯腊的平衡产率 15．完成下列问题 (1)在一个容积不变的密闭容器中发生反应：其平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示。请填写下列空白： t/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 ①该反应的平衡常数表达式为 ，该反应为 反应(填“吸热”或“放热”)。 ②若1200℃时，在某时刻反应混合物中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为：2mol⋅L-1、2mol⋅L-1、4mol⋅L-1、4mol⋅L-1，则此时上述反应的平衡移动方向为 (填“正反应方向”或“逆反应方向”或“不移动”)。 ③将2.0molCO2和3.0molH2通入容积为3L的恒容密闭容器中，在一定条件下发生反应，测得H2的平衡转化率与温度的关系如图所示。100℃时反应达到平衡所需的时间为5min，则反应从起始至5min内，用H2浓度的变化表示该反应的平均反应速率为 mol⋅L⁻¹⋅min⁻¹。 (2)火箭发射时常出现红棕色气体，原因为当温度升高时气体颜色变深。 ①现将1molN2O4充入一个恒压的密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是 。 a． b． c． ②若在相同温度下，上述反应改在容积为1L的恒容密闭容器中进行，平衡常数将 (填“增大”或“不变”或“减小”)。 16．甲醛在木材加工、医药等方面有重要用途。甲醇直接脱氢是工业上合成甲醛的新方法，制备过程涉及的主要反应如下： 反应Ⅰ：CH3OH(g)HCHO(g)＋H2(g)　ΔH1＝＋85.2 kJ·mol－1 反应Ⅱ：CH3OH(g)＋O2(l)HCHO(g)＋H2O(g)　 ΔH2 反应Ⅲ：H2(g)＋O2(g)H2O(g)　ΔH3＝－241.8 kJ·mol－1 副反应： 反应Ⅳ：CH3OH(g)＋O2(g)CO(g)＋2H2O(g)　 ΔH4＝－393.0 kJ·mol－1 (1)计算反应Ⅱ的反应热ΔH2＝____________。 (2)750 K时，在恒容密闭容器中，发生反应CH3OH(g)HCHO(g)＋H2(g)，若起始压强为p0，达到平衡转化率为α，则平衡时的总压强p平＝____________(用含p0和α的式子表示)；当p0＝101 kPa，测得α＝50.0%，计算反应平衡常数Kp＝________ kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数，忽略其他反应)。 (3)Na2CO3是甲醇脱氢制甲醛的催化剂，有研究指出，催化反应的部分机理如下： 历程ⅰ：CH3OH―→·H＋·CH2OH 历程ⅱ：·CH2OH―→·H＋HCHO 历程ⅲ：·CH2OH―→3·H＋CO 历程ⅳ：·H＋·H―→H2 下图表示一定条件下温度对碳酸钠催化脱氢性能的影响，回答下列问题： ①从平衡角度解析550～650 ℃甲醇生成甲醛的转化率随温度升高的原因：________________________________________________________________。 ②反应历程ⅰ的活化能____(填“>”“<”或“＝”，下同)CH3OH(g)HCHO(g)＋H2(g)的活化能。 ③650～750 ℃，反应历程ⅱ的速率________反应历程ⅲ的速率。 (4)吹脱是处理甲醛废水的一种工艺，吹脱速率可用方程v＝0.042 3c(mg·L－1·h－1)表示(其中c为甲醛浓度)，下表为常温下甲醛的浓度随吹脱时间变化数据。 浓度/ (mg·L－1) 10 000 8 000 4 000 2 000 1 000 吹脱时间/h 0 7 23 39 55 则当甲醛浓度为2 000 mg·L－1时，其吹脱速率v＝______ mg·L－1·h－1。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！15 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$