重难点09 化学反应速率与平衡分析-2025年高考化学【热点·重点·难点】专练（天津专用）

重难点09 化学反应速率与平衡分析 考点 五年考情分析 2025考向预测 1.反应速率及影响因素 2.化学平衡及其移动 3.化学平衡常数及计算 4.反应速率和平衡图像 2024·天津卷； 2023·天津卷； 2022·天津卷； 2021·天津卷； 2020·天津卷； 预计2025年高考会以新的情境载体考查化学反应速率与化学平衡，在选择题中命题内容常与热化学结合，融图像于一体，重点考查化学平衡的基本概念和影响平衡移动的条件，速率和平衡常数计算及图像分析处理等，综合性强，难度大，具有较好的区分度。 【思维导图】 【高分技巧】 一、反应速率及其影响因素 1．化学反应速率计算 v(B)＝＝ (1)浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。 (2)化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率，且计算时取正值。 (3)同一化学反应中用不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比。 (4)对于可逆反应，反应进行的净速率是正、逆反应速率之差，当达到平衡时，净速率为零。 2．化学反应速率的影响因素(外因) 【特别提醒】 (1)外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。如升高温度，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；降低温度反之。 (2)密闭容器中充入惰性气体 ①恒容条件，充入惰性气体，反应速率不改变。 ②恒压条件下，充入惰性气体，相当于扩大容器体积，反应速率减小。 3.化学反应速率常数 (1)假设基元反应(能够一步完成的反应)为aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，其速率可表示为v＝k·ca(A)·cb(B)，式中的k称为反应速率常数或速率常数，k与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，通常反应速率常数越大，反应进行得越快。 (2)正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系 对于基元反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cc(C)·cd(D)，平衡常数 K＝，反应达到平衡时v正＝v逆，故K＝。。 二、化学平衡及其影响因素 1.化学平衡的判断 (1)化学平衡状态标志的判断要注意“三关注”： 一要关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压还是绝热容器； 二要关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应； 三要关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。 (2)巧用“正逆相等，变量不变”做出判断。 2．化学平衡移动方向的判断 (1)根据勒夏特列原理判断平衡移动的方向 通过比较改变外界条件，平衡破坏瞬间的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。 引起v正、v逆的变化 占优势的反应 化学平衡移动方向 外界条件改变 v正>v逆 正反应占优势 向正反应方向(或向右)移动 v正<v逆 逆反应占优势 向逆反应方向(或向左)移动 v正＝v逆 双向进行程度相等 化学平衡不移动 【特别提醒】几种不能用勒夏特列原理解释的问题 (1)若外界条件改变后，无论平衡向正反应方向移动或向逆反应方向移动都无法减弱外界条件的变化，则平衡不移动。如对于H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)，由于反应前后气体的分子总数不变，外界压强增大或减小时，平衡无论正向或逆向移动都不能减弱压强的改变，所以对于该反应，压强改变，平衡不发生移动。 (2)催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，所以催化剂不会影响化学平衡。 三、平衡常数的相关计算 1.压强平衡常数 （1）表达式 对于一般可逆反应m(A)＋n(B)p(C)＋q(D)，当在一定温度下达到平衡时其压强平衡常数Kp可表示为 Kp＝。 （2）分压、总压的计算 ① 分压＝总压×物质的量分数。 ② p(总)＝p(A)＋p(B)＋p(C)＋p(D)。 2.一个模式——“三段式” (1)步骤：书写(写出有关化学平衡的化学反应方程式)―→列变量(列出各物质的起始、变化、平衡量)―→计算(根据已知条件列方程式计算)。 (2)模式：如反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx，容器容积为1 L。 　　　mA(g)＋ nB(g) pC(g)＋ qD(g) 起始/mol a b 0 0 变化/mol mx nx px qx 平衡/mol a－mx b－nx px qx ①求平衡常数：K＝ ②求转化率 转化率＝×100%，如α(A)平＝×100%。 3.明确三个关系 (1)对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。 (2)对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。 (3)各转化量之比等于各物质的化学计量数之比。 4.掌握三个公式 (1)反应物的转化率＝×100%＝×100%。 (2)生成物的产率：实际产量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＝×100%。 (3)某气体组分的体积分数＝。 四、化学反应速率与化学平衡图像 1.三类基本图像 反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0。 (1)速率—时间图——注意断点 【图像分析】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，容器容积增大，浓度变小，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同倍数增大。 (2)转化率(或含量)—时间图——先拐先平 【图像分析】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，不能改变反应物的转化率。 (3)恒压(温)线——定一议二 【图像分析】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。 2．解答化学平衡图像题四步骤 （建议用时：40分钟） 1.（2022年天津卷）向恒温恒容密闭容器中通入2mol 和1mol ，反应达到平衡后，再通入一定量，达到新平衡时，下列有关判断错误的是 A．的平衡浓度增大 B．反应平衡常数增大 C．正向反应速率增大 D．的转化总量增大 【答案】B 【解析】A．平衡后，再通入一定量，平衡正向移动，的平衡浓度增大，A正确； B．平衡常数是与温度有关的常数，温度不变，平衡常数不变，B错误； C．通入一定量，反应物浓度增大，正向反应速率增大，C正确； D．通入一定量，促进二氧化硫的转化，的转化总量增大，D正确；故选B。 2.（2022年天津卷）向恒温恒容密闭容器中通入2 mol 和1 mol ，反应：达到平衡后，再通入一定量，达到新的平衡时，下列有关判断不正确的是 A．的平衡转化率增大 B．的平衡浓度增大 C．反应平衡常数不变 D．正向反应速率增大 【答案】A 【解析】A．平衡后，再通入一定量，平衡正向移动，但是的平衡转化率减小，A错误； B．平衡后，再通入一定量，平衡正向移动，的平衡浓度增大，B正确； C．平衡常数是与温度有关的常数，温度不变，平衡常数不变，C正确； D．再通入一定量，反应物浓度增大，正向反应速率增大，D正确；故选A。 3.（天津市第四十七中学2024-2025学年高三月考）某温度下，在恒容密闭容器中加入和，发生反应，后达到平衡状态。下列说法正确的是 A．化学反应速率之比 B．再加入和，达到新平衡后，X的转化率减小 C．降低温度，若减小，则 D．若平衡时的体积分数为，则内， 【答案】B 【解析】A．对于该可逆反应，X为固体，其浓度不变，一般不用固体物质浓度变化表示反应速率，A错误； B．根据等效平衡，再加入1molX(s)和3molY(g)，即相当于将2L恒容容器压缩为1L，压强增大平衡逆向移动，故X的转化率下降，B正确； C．降低温度，平衡向放热方向进行，若c(Z)减小，则平衡逆向移动，正反应为吸热反应，即，C错误； D．设达到平衡时，参与反应n(Y)=3x mol，则平衡时n(Z)= n(M)=2x mol，恒温恒容下，Z的体积分数即混合气体中物质的量分数，故混合气体总物质的量为，则，解得x=mol，故，D错误；故选B。 4．（天津市部分区2024-2025学年高三期中）在催化剂作用下，向容积为1 L的容器中加入1 molX和3 mol Y，发生反应：，平衡时和反应10 min时X的转化率a(X)%随温度的变化分别如曲线Ⅰ、Ⅱ所示。下列说法错误的是 A．该反应是吸热反应 B．200℃时，前10 min的平均反应速率 C．反应的平衡常数 D．bc段变化可能是催化剂在温度高于400℃时活性降低导致 【答案】C 【解析】A．根据图示可知：升高温度，平衡时X的转化率a(X)%增大，说明升高温度，平衡正向移动，正反应方向是吸热反应，A正确； B．在反应开始时n(X)=1 mol，在200℃反应10 min时X的转化率是20%，△n(X)=1 mol×20%=0.20 mol，用X表示的化学反应速率v(X)==0.02 mol/(L·min)，B正确； C．由于反应物Y、生成物Z是固体，其浓度不变，不能出现在表达式中，因此该反应的化学平衡常数表达式为，C错误； D．该反应正反应是吸热反应，升高温度，化学平衡向吸热的正反应方向移动，理论上X的转化率应该随温度的升高而增大，但图示bc段X的转化率降低，可能是催化剂在温度高于400℃时活性降低，化学反应速率减慢，所以同一时间10 min时不同温度X的转化率a(X)%随温度升高降低，D正确；故选C。 5.（天津市弘毅中学2023-2024学年高三上学期期中）二氧化硫催化氧化反应为：  ，下列措施既能加快反应速率又能提高平衡转化率的是 A．升高温度 B．增大压强 C．分离出 D．使用催化剂 【答案】B 【解析】A．升高温度，反应速率加快，但该反应是放热反应，升温平衡逆向移动，平衡转化率降低，故A不符合题意； B．增大压强，反应速率加快，该反应正反应方向是气体分子总数减少的反应，加压平衡正向移动，平衡转化率增大，故B符合题意； C．分离出SO3，平衡尽管正向移动，平衡转化率增大，但c(SO3)减小，反应速率减慢，故C不符合题意； D．使用催化剂只能加快反应速率，不会使平衡移动，平衡转化率不变，故D不符合题意；故选B。 6.（天津市河西区2023-2024学年高三期末）模拟汽车尾气在催化剂作用下的反应。在的密闭容器中通入CO和NO，在内变化。下列说法正确的是 A．内 B．催化剂可提高CO的平衡转化率 C．达到平衡状态时， D．体系中四种气体的浓度相等时即达到平衡状态 【答案】A 【解析】A．根据化学反应速率公式，求得，A正确； B．催化剂能改变化学反应速率，不影响化学平衡的移动，不能提高CO的平衡转化率，B错误； C．达到平衡状态时，，但不确定数值，C错误； D．体系中四种气体的浓度不变时即达到平衡状态，浓度不一定相等，D错误；故选A。 7.（天津市实验中学2024届高三模拟）在恒容密闭容器中通入并发生反应：，温度、下的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示，下列叙述正确的是 A．点的正反应速率小于点的逆反应速率 B．下，在时间内， C．点时再加入一定量，平衡后的转化率减小 D．该反应进行到点放出的热量小于进行到点放出的热量 【答案】D 【解析】A．根据图象可知，温度为T1时反应首先达到平衡状态，温度高反应速率快，到达平衡的时间少，则温度是T1＞T2，M点温度高于N点温度，且N点反应没有达到平衡状态，此时反应向正反应方向进行，即N点的逆反应速率小于N点的正反应速率，因此M点的正反应速率大于N点的逆反应速率，A错误； B．T2下，在0～t1时间内X的浓度减少了(a－b)mol/L，则根据方程式可知Y的浓度增加了，反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示，所以Y表示的反应速率为，B错误； C．由于反应前后均是一种物质，因此M点时再加入一定量的X，则相当于是增大压强，正反应是体积减小的可逆反应，因此平衡向正反应方向移动，所以X的转化率增大，C错误； D．根据图象可知W点消耗的X的物质的量大于M点消耗X的物质的量，因此根据热化学方程式可知W点放出的热量多，D正确； 故选D。 8.（天津市第一中学2023-2024学年高三月考）体积均为1L的两个恒容密闭容器I、Ⅱ中，均充入2mol和2mol，发生反应：  ，相对容器Ⅱ，容器I只改变一个外界条件，测得N2的物质的量与时间关系如图所示。下列叙述正确的是 A．容器I改变的条件可能是使用了催化剂 B．相对容器Ⅱ，容器I改变的条件可能是加压或者升温 C．容器Ⅱ中NO的平衡转化率为80% D．容器Ⅱ中0~10min内， 【答案】C 【解析】A．从图中信息不能确定该反应是吸热反应，但容器Ⅱ比容器Ⅰ中N2的物质的量不等，所以容器Ⅰ改变的条件不可能是使用了催化剂，A错误； B．相对容器Ⅱ，若容器Ⅰ改变的条件是升温，平衡移动的方向未知，不能肯定容器Ⅰ中N2的物质的量比容器Ⅱ中小，加压，则平衡正向移动，N2的物质的量应比容器Ⅱ大，B错误； C．容器Ⅱ中，平衡时N2的物质的量为0.8mol，则参加反应NO的物质的量为1.6mol，NO的平衡转化率为×100%=80%，C正确； D．容器Ⅱ中0～10min内，N2的物质的量为0.5mol，则参加反应NO的物质的量为1mol，(NO)==0.1mol⋅L-1⋅min-1，D错误；故选C。 9.（天津市九十六中学2023-2024学年高三月考）一定温度下，在2L的恒容密闭容器中发生反应，反应过程中的部分数据如下表所示： n/mol t/min n（A） n（B） n（C） 0 2.0 2.4 0 5 0.9 10 1.6 15 1.6 下列说法正确的是 A．0～5min用A表示的平均反应速率为0.9 B．该反应达到平衡后，升高温度，平衡常数增大 C．平衡状态时， D．物质B的平衡转化率为20% 【答案】C 【分析】由表格数据可知，10min时，A的物质的量为1.6mol，由方程式可知，B的物质的量为2.4mol—(2.0mol—1.6mol)×2=1.6mol，15min时B的物质的量也为1.6mol，说明10min时反应处于平衡。 【解析】A．由表格数据可知，5min时，C的物质的量为0.9mol，由方程式可知，0～5min内A的反应速率为=0.3 mol/(L·min)，故A错误； B．未明确该反应是放热反应还是吸热反应，所以该反应达到平衡后，升高温度，无法确定平衡常数是减小还是增大，故B错误； C．由分析可知，10min时反应达到平衡，则由方程式可知，平衡时C的浓度为=0.6mol/L，故C正确； D．由分析可知，10min时反应达到平衡，则由方程式可知，物质B的平衡转化率为×100%≈33.3%，故错误；故选C。 10.（2024届河北省张家口市高三一模）从烟道废气中回收硫的原理之一：  ，在恒压密闭容器中，平衡时SO2的转化率与起始充入的和温度（T）的关系如图所示。下列说法中正确的是 A．正反应的活化能 B．CO的转化率：M>N C．正反应速率：M>Q D．该反应的化学平衡常数表达式： 【答案】B 【分析】由题干图示信息可知，当相同时，该反应正反应是一个放热反应，则升高温度，平衡逆向移动，则SO2的平衡转化率减小，可知T1＜T2，据此分析解题。 【解析】A．根据=-37kJ/mol，则由于不知道Ea逆的数值，故无法确定正反应的活化能的大小，A错误； B．由题可知，N点到M点，温度降低平衡正向移动，CO的转化率增大，N点到M点增大，CO的转化率增大，故M、N点的转化率：M>N，B正确； C．已知M点对应的温度T1＜Q点对应的温度T2，温度越高反应速率越快，故正反应速率：M＜Q，C错误； D．已知S为液体，故该反应的化学平衡常数表达式：，D错误；故选B。 11.（天津市武清区杨村第一中学2023-2024学年高三质量检测）恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：，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 编号 时间/min c(NH3)/(10-3mol/L) 表面积/cm2 0 20 40 60 80 ① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80 ② a 1.20 0.80 0.40 x ③ 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40 A．相同条件下，增加的浓度，反应速率增大 B．实验①，， C．实验②，时处于平衡状态， D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大 【答案】A 【解析】A．实验①、实验②中0～20min、20min～40min 氨气浓度变化量都是4.00×10-4mol/L，实验②中60min时反应达到平衡状态，实验①和实验②催化剂表面积相同，实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的两倍，实验①60min时反应未达到平衡状态，相同条件下，增加氨气浓度，反应速率并没有增大，故A错误； B．实验①中v(NH3)==2.00×10-5mol-1•L-1•min-1，则v(N2)=v(NH3)=1.00×10-5mol-1•L-1•min-1，故B正确； C．催化剂表面积大小只影响反应速率，不影响平衡，实验③中氨气初始浓度与实验①中一样，实验③达到平衡时氨气气浓度为4.00×10-4mol/L，则实验①达平衡时氨气浓度也为4.00×10-4mol/L，而恒温恒容条件下，实验②相对于实验①为减小压强，平衡正向移动，因此实验②60min时处于平衡状态，x＜0.2，故C正确； D．结合①②③的数据，催化剂表面积越大，反应速率越快，则相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大，故D正确；故选A。 12.（天津市静海区第一中学2023-2024学年高三月考）下列有关说法正确的是 A．化学平衡发生移动，平衡常数必发生变化 B．加入催化剂，单位体积内反应物分子中活化分子百分数不变 C．恒温下，向密闭容器中加入NH2COONH4固体，反应NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)达平衡后，缩小容器的容积，再达平衡时，CO2的浓度不变 D．恒温恒容容器中，N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达平衡后，改变条件使平衡正向移动，再达平衡时NH3的体积分数一定增大 【答案】C 【解析】A．改变浓度、压强时，平衡移动，平衡常数不变；只有改变温度，平衡常数才发生改变，故A错误； B．加入催化剂，活化能降低，单位体积内反应物分子中活化分子百分数增大，故B错误； C．反应NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)达平衡后，缩小容器的容积，平衡逆向移动，由于只有生成物为气体，则K=c2(NH3)·c(CO2)，温度不变，则K不变，则再达平衡时，CO2的浓度不变，C正确； D．恒温恒容容器中，N2(g)+3H2(g)2NH3(g)达平衡后，再通入氮气，平衡正向移动，再达平衡时NH3的体积分数可能降低，故D错误；故选C。 13.（天津市南开区2023-2024学年高三期末）温度为时，向容积为的密闭容器甲、乙中分别充入一定量的和，发生反应：数据如下表所示。 容器 甲 乙 反应物 起始时物质的量 1.2 0.6 2.4 1.2 平衡时物质的量 0.8 0.2 下列说法不正确的是 A．时，反应的平衡常数 B．平衡时，乙中的浓度是甲中的2倍 C．乙容器中，平衡时的转化率约为 D．甲容器中，平衡时反应放出的热量为 【答案】C 【解析】A．同一温度下平衡常数不变，，列出甲中三段式，该温度下反应的平衡常数为，，A正确； B．乙中加入反应物的物质的量是甲中的2倍，，该反应为气体体积不变的反应，增大压强不影响化学平衡，则甲、乙达到平衡时反应转化率相等，则，，则平衡时，乙中的浓度是甲中的2倍，B正确； C．甲、乙达到平衡时反应转化率相等，则，解得，乙容器中，平衡时的转化率约为，C错误； D．甲容器中平衡时消耗的，消耗1mol一氧化碳释放41kJ的热量，则消耗0.4mol一氧化碳释放的热量为，D正确；故选C。 14.（天津市滨海新区田家炳中学2023-2024学年高三月考）在三个体积均为2.0L的恒容密闭容器中，反应分别在一定温度下达到化学平衡状态。下列说法正确的是 容器 温度/K 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol n(A) n(B) n(C) n(C) Ⅰ 977 1 1 0 0.4 Ⅱ 977 1 2 0 x Ⅲ 1250 1 1 0 y A．977K时，该反应平衡常数K=0.25 B．达到平衡时，可以向容器Ⅰ中增加A的量来增大B的转化率 C．达到平衡时，若y＞0.4，则该反应∆H＜0 D．达到平衡时，容器Ⅱ中B的转化率比容器Ⅰ中的小 【答案】D 【分析】体积均为2.0L的恒容密闭容器中，反应达平衡，可建立如下三段式： 。 【解析】A．977K时，该反应平衡常数K==0.1，A不正确； B．A呈固态，达到平衡时，向容器Ⅰ中增加A的量，平衡不发生移动，B的转化率不变，B不正确； C．达到平衡时，若y＞0.4，表明升高温度，平衡正向移动，则该反应∆H＞0，C不正确； D．容器B相当于容器A中又加入1molB，即相当于容器A加压，使体积变为原来的二分之一，平衡逆向移动，达到平衡时，容器Ⅱ中B的转化率比容器Ⅰ中的小，D正确；故选D。 15.（天津市滨海新区田家炳中学2023-2024学年高三月考）下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是 A．压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体，颜色变深 B．浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体 C．往FeCl3溶液中滴加少量KSCN溶液，溶液呈红色，再加入铁粉，溶液红色变浅 D．将盛有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的密闭容器置于冷水中，混合气体的颜色变浅 【答案】A 【解析】A．压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体，由于反应前后气体的分子数相等，平衡不发生移动，但压缩后碘蒸气的浓度增大，颜色变深，A符合题意； B．氢氧化钠固体溶于水后放热，同时使溶液中c(OH-)增大，使浓氨水中一水合氨的电离平衡逆向移动，从而产生较多的刺激性气味的气体，B不符合题意； C．往FeCl3溶液中滴加少量KSCN溶液，溶液呈红色，再加入铁粉，与溶液中的Fe3+发生反应，减少反应物中Fe3+浓度，使化学平衡逆向移动，溶液红色变浅，C不符合题意； D．将盛有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的密闭容器置于冷水中，平衡向生成N2O4的方向移动，混合气体的颜色变浅，D不符合题意；故选A。 16.（天津市九校2024届高三下学期联合模拟考）工业上一种制反应为  。某小组分别在体积相等的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在同温T℃下发生反应，该反应过程中的能量变化数据如下表所示： 容器编号 起始时各物质的物质的量/mol 达到平衡的时间/min 达到平衡时体系能量的变化 CO ① 1 4 0 0 放出热量：20.5kJ ② 2 8 0 0 放出热量：QkJ 下列有关叙述不正确的是 A．容器中反应的平均速率①<②是因为二者的活化能不同 B．该制反应在此条件下可自发进行 C．容器②中CO的平衡转化率应等于50% D．容器②中反应达到平衡状态时Q=41 【答案】A 【解析】A．两容器体积相等，温度相同，容器②中投料更多，反应物的浓度更大，反应速率更快，所以容器②中反应的平均速率大于容器①，与活化能没有关系，A错误； B．反应前后体积不变，正反应放热，依据ΔG＝ΔH－TΔS＜0可知该制H2反应在此条件下可自发进行，B正确； C．平衡时容器①中放热20.5kJ，消耗CO的物质的量是20.5kJ÷41kJ/mol＝0.5mol，CO的平衡转化率为50%，该反应前后气体系数之和相等，压强不影响平衡，两容器的投料比相同，所以达到等效平衡，CO的转化率相同，均为50%，C正确； D．该反应前后气体系数之和相等，压强不影响平衡，两容器的投料比相同，所以达到等效平衡，CO的转化率相同，均为50%，则容器②放出的热量为2mol×50%×41kJ/mol＝41kJ，D正确；故选A。 17.（天津市河西区2023-2024学年高三期末）向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率随温度、不同投料比的变化曲线如下图所示。下列说法正确的是 A．投料比： B．该反应为放热反应 C．正反应速率： D．点a、b、c对应的平衡常数： 【答案】A 【分析】由图可知，投料比x相同时，随温度升高，CH4的平衡转化率增大，说明该反应为吸热反应；n(H2O)越大，投料比越小，温度相同时，CH4的平衡转化率越大，则； 【解析】A．由分析可知，投料比：，A正确； B．由分析可知，该反应为吸热反应，B错误； C．恒容密闭容器中a、c甲烷起始物质的量及转化率相等，c点温度高、反应速率快，则正反应速率：，C错误；   D．该反应为吸热反应，温度升高，平衡正向移动，化学平衡常数增大，且平衡常数只与温度有关，因此，D错误；故选A。 18.（天津市部分区2023-2024学年高三期末）一定条件下，向容积均为的两个恒温密闭容器中通入一定量的一氧化碳和水蒸气，发生反应：  ，达平衡后获得数据如下表。下列说法错误的是 容器编号 起始时各物质的物质的量/mol 达到平衡的时间/min 达到平衡时体系能量的变化 CO ① 1 4 0 0 放出热量 ② 2 8 0 0 放出热量 A．①中反应达平衡时，CO的转化率为80％ B．平衡时：①＝② C．达到平衡的时间：①＞② D．反应②中， 【答案】B 【解析】A．，说明消耗1molCO，反应放出41kJ热量，容器①达到平衡时放出32.8kJ热量，则消耗CO物质的量为mol=0.8mol，CO的转化率为×100%=80%，A正确； B．反应前后气体体积不变，反应①②是等效平衡，则容器②消耗CO物质的量为1.6mol，平衡时：c(CO)②==0.2mol/L，c(CO)①==0.1mol/L，即平衡时：②>①，B错误； C．反应①②是等效平衡，容器②中反应物浓度大，反应速率快，达到平衡所需时间短，达到平衡的时间：①＞②，C正确； D．反应前后气体体积不变，反应①②是等效平衡，则容器②消耗CO物质的量为1.6mol，放出的热量Q=1.6mol×41kJ/mol=65.6kJ，D正确；故选B。 19.（天津市南开中学2024届高三模拟）室温下，向圆底烧瓶中加入1.5mol 和含1mol HBr的氢溴酸，溶液中发生反应：，充分反应后达到平衡。已知常压下，和的沸点分别为38.4℃和78.5℃。下列有关叙述正确的是 A．加入NaOH，可减小乙醇的物质的量 B．增大HBr浓度，有利于生成 C．若反应物均增加至2mol，则两种反应物平衡转化率之比不变 D．若起始温度提高至60℃，一定可以缩短反应达到平衡的时间 【答案】B 【解析】A．加入NaOH，消耗HBr，导致平衡逆向移动，所以乙醇的量增加，故A错误； B．增大HBr浓度，平衡正向移动，有利于生成，故B正确； C．若反应物均增加至2mol，则两种反应物平衡转化率之比会变化，故C错误； D．升高温度，乙醇和溴化氢会挥发，不利于生成溴乙烷，不一定可以缩短反应达到平衡的时间，故D错误；故选B。 20.（天津市九校2024届高三联考）已知：  ，向一恒温恒容的密闭容器中充入和发生反应，时达到平衡状态Ⅰ，在时改变某一条件，时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如下图所示。下列说法正确的是 A．容器内压强不变，表明反应达到平衡 B．平衡时A的体积分数：(Ⅰ)>(Ⅱ) C．时改变的条件：向容器中加入C D．平衡常数K：K(Ⅱ)<K(Ⅰ) 【答案】C 【解析】A. 可知反应前后气体系数和相等，任何时刻容器内压强不变，因此压强不变不能作为反应达到平衡的标志，A错误； B．正反应是气体体积不变化的反应，增大C的浓度达到的平衡与原平衡是等效平衡，即平衡时A的体积分数：(Ⅰ)=(Ⅱ)，B错误； C．t2时改变的条件瞬间正反应速率不变，即v-t图象中无“断点”，然后正反应速率逐渐增大直到达到新的平衡，则t2时改变的条件：向容器中充入C，C正确； D．该反应在恒温恒容的密闭容器中进行，温度不变，平衡常数K不变，K(Ⅱ)=K(Ⅰ)，D错误；故选C。 21.（天津市南开区2023-2024学年高三一模）已知反应  ，将和按一定比例通入恒温恒压的密闭容器中，反应相同时间后，的体积分数随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．b点 B．逆反应速率： C．平衡常数值： D．反应在a、c、d点均达到平衡状态 【答案】C 【解析】A．正反应放热，降低温度平衡正向移动，b对应温度下氨气的平衡百分含量大于c点，则b点反应没有达到平衡状态，反应正向进行，，故A错误； B．a点温度低、氨气的浓度小，d点温度高、氨气的浓度大，所以逆反应速率：，故B错误； C．正反应放热，温度越高，平衡常数越小，平衡常数值：，故C正确； D．正反应放热，降低温度平衡正向移动，a对应温度下氨气的平衡百分含量大于c点，所以反应在a点未达到平衡状态，故D错误；故选C。 22.（天津市第七中学2023-2024学年高三月考）某温度下发生反应：3H2(g)+N2(g)⇌2NH3(g)  ΔH=-92.4kJ/mol，N2的转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示，下列说法中正确的是 A．将1molN2、3molH2置于1L密闭容器中发生反应，放出的热量为92.4kJ B．平衡状态由A变到B时，平衡常数KA<KB C．上述反应在达到平衡后，增大压强，H2的转化率增大 D．合成氨工业中常采用400~500℃的高温以提高原料的转化率 【答案】C 【解析】A．因为是可逆反应，所以不可能生成2mol氨气，因此放出的热量小于92.4kJ，A错误； B．平衡常数只与温度有关系，所以平衡状态由A变到B时，平衡常数不变，B错误； C．根据图象可知，增大压强氮气的转化率增大，平衡向正反应方向移动，氢气转化率提高，C正确； D．升高温度，平衡向逆反应方向移动，合成氨工业中常采用400~500℃的高温，是因为催化剂在该温度下催化效率高，D错误；故选C。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$ 重难点09 化学反应速率与平衡分析 考点 五年考情分析 2025考向预测 1.反应速率及影响因素 2.化学平衡及其移动 3.化学平衡常数及计算 4.反应速率和平衡图像 2024·天津卷； 2023·天津卷； 2022·天津卷； 2021·天津卷； 2020·天津卷； 预计2025年高考会以新的情境载体考查化学反应速率与化学平衡，在选择题中命题内容常与热化学结合，融图像于一体，重点考查化学平衡的基本概念和影响平衡移动的条件，速率和平衡常数计算及图像分析处理等，综合性强，难度大，具有较好的区分度。 【思维导图】 【高分技巧】 一、反应速率及其影响因素 1．化学反应速率计算 v(B)＝＝ (1)浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。 (2)化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率，且计算时取正值。 (3)同一化学反应中用不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比。 (4)对于可逆反应，反应进行的净速率是正、逆反应速率之差，当达到平衡时，净速率为零。 2．化学反应速率的影响因素(外因) 【特别提醒】 (1)外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。如升高温度，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；降低温度反之。 (2)密闭容器中充入惰性气体 ①恒容条件，充入惰性气体，反应速率不改变。 ②恒压条件下，充入惰性气体，相当于扩大容器体积，反应速率减小。 3.化学反应速率常数 (1)假设基元反应(能够一步完成的反应)为aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，其速率可表示为v＝k·ca(A)·cb(B)，式中的k称为反应速率常数或速率常数，k与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，通常反应速率常数越大，反应进行得越快。 (2)正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系 对于基元反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cc(C)·cd(D)，平衡常数 K＝，反应达到平衡时v正＝v逆，故K＝。。 二、化学平衡及其影响因素 1.化学平衡的判断 (1)化学平衡状态标志的判断要注意“三关注”： 一要关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压还是绝热容器； 二要关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应； 三要关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。 (2)巧用“正逆相等，变量不变”做出判断。 2．化学平衡移动方向的判断 (1)根据勒夏特列原理判断平衡移动的方向 通过比较改变外界条件，平衡破坏瞬间的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。 引起v正、v逆的变化 占优势的反应 化学平衡移动方向 外界条件改变 v正>v逆 正反应占优势 向正反应方向(或向右)移动 v正<v逆 逆反应占优势 向逆反应方向(或向左)移动 v正＝v逆 双向进行程度相等 化学平衡不移动 【特别提醒】几种不能用勒夏特列原理解释的问题 (1)若外界条件改变后，无论平衡向正反应方向移动或向逆反应方向移动都无法减弱外界条件的变化，则平衡不移动。如对于H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)，由于反应前后气体的分子总数不变，外界压强增大或减小时，平衡无论正向或逆向移动都不能减弱压强的改变，所以对于该反应，压强改变，平衡不发生移动。 (2)催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，所以催化剂不会影响化学平衡。 三、平衡常数的相关计算 1.压强平衡常数 （1）表达式 对于一般可逆反应m(A)＋n(B)p(C)＋q(D)，当在一定温度下达到平衡时其压强平衡常数Kp可表示为 Kp＝。 （2）分压、总压的计算 ① 分压＝总压×物质的量分数。 ② p(总)＝p(A)＋p(B)＋p(C)＋p(D)。 2.一个模式——“三段式” (1)步骤：书写(写出有关化学平衡的化学反应方程式)―→列变量(列出各物质的起始、变化、平衡量)―→计算(根据已知条件列方程式计算)。 (2)模式：如反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(mol)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx，容器容积为1 L。 　　　mA(g)＋ nB(g) pC(g)＋ qD(g) 起始/mol a b 0 0 变化/mol mx nx px qx 平衡/mol a－mx b－nx px qx ①求平衡常数：K＝ ②求转化率 转化率＝×100%，如α(A)平＝×100%。 3.明确三个关系 (1)对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。 (2)对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。 (3)各转化量之比等于各物质的化学计量数之比。 4.掌握三个公式 (1)反应物的转化率＝×100%＝×100%。 (2)生成物的产率：实际产量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＝×100%。 (3)某气体组分的体积分数＝。 四、化学反应速率与化学平衡图像 1.三类基本图像 反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0。 (1)速率—时间图——注意断点 【图像分析】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，容器容积增大，浓度变小，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同倍数增大。 (2)转化率(或含量)—时间图——先拐先平 【图像分析】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，不能改变反应物的转化率。 (3)恒压(温)线——定一议二 【图像分析】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。 2．解答化学平衡图像题四步骤 （建议用时：40分钟） 1.（2022年天津卷）向恒温恒容密闭容器中通入2mol 和1mol ，反应达到平衡后，再通入一定量，达到新平衡时，下列有关判断错误的是 A．的平衡浓度增大 B．反应平衡常数增大 C．正向反应速率增大 D．的转化总量增大 2.（2022年天津卷）向恒温恒容密闭容器中通入2 mol 和1 mol ，反应：达到平衡后，再通入一定量，达到新的平衡时，下列有关判断不正确的是 A．的平衡转化率增大 B．的平衡浓度增大 C．反应平衡常数不变 D．正向反应速率增大 3.（天津市第四十七中学2024-2025学年高三月考）某温度下，在恒容密闭容器中加入和，发生反应，后达到平衡状态。下列说法正确的是 A．化学反应速率之比 B．再加入和，达到新平衡后，X的转化率减小 C．降低温度，若减小，则 D．若平衡时的体积分数为，则内， 4．（天津市部分区2024-2025学年高三期中）在催化剂作用下，向容积为1 L的容器中加入1 molX和3 mol Y，发生反应：，平衡时和反应10 min时X的转化率a(X)%随温度的变化分别如曲线Ⅰ、Ⅱ所示。下列说法错误的是 A．该反应是吸热反应 B．200℃时，前10 min的平均反应速率 C．反应的平衡常数 D．bc段变化可能是催化剂在温度高于400℃时活性降低导致 5.（天津市弘毅中学2023-2024学年高三上学期期中）二氧化硫催化氧化反应为：  ，下列措施既能加快反应速率又能提高平衡转化率的是 A．升高温度 B．增大压强 C．分离出 D．使用催化剂 6.（天津市河西区2023-2024学年高三期末）模拟汽车尾气在催化剂作用下的反应。在的密闭容器中通入CO和NO，在内变化。下列说法正确的是 A．内 B．催化剂可提高CO的平衡转化率 C．达到平衡状态时， D．体系中四种气体的浓度相等时即达到平衡状态 7.（天津市实验中学2024届高三模拟）在恒容密闭容器中通入并发生反应：，温度、下的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示，下列叙述正确的是 A．点的正反应速率小于点的逆反应速率 B．下，在时间内， C．点时再加入一定量，平衡后的转化率减小 D．该反应进行到点放出的热量小于进行到点放出的热量 8.（天津市第一中学2023-2024学年高三月考）体积均为1L的两个恒容密闭容器I、Ⅱ中，均充入2mol和2mol，发生反应：  ，相对容器Ⅱ，容器I只改变一个外界条件，测得N2的物质的量与时间关系如图所示。下列叙述正确的是 A．容器I改变的条件可能是使用了催化剂 B．相对容器Ⅱ，容器I改变的条件可能是加压或者升温 C．容器Ⅱ中NO的平衡转化率为80% D．容器Ⅱ中0~10min内， 9.（天津市九十六中学2023-2024学年高三月考）一定温度下，在2L的恒容密闭容器中发生反应，反应过程中的部分数据如下表所示： n/mol t/min n（A） n（B） n（C） 0 2.0 2.4 0 5 0.9 10 1.6 15 1.6 下列说法正确的是 A．0～5min用A表示的平均反应速率为0.9 B．该反应达到平衡后，升高温度，平衡常数增大 C．平衡状态时， D．物质B的平衡转化率为20% 10.（2024届河北省张家口市高三一模）从烟道废气中回收硫的原理之一：  ，在恒压密闭容器中，平衡时SO2的转化率与起始充入的和温度（T）的关系如图所示。下列说法中正确的是 A．正反应的活化能 B．CO的转化率：M>N C．正反应速率：M>Q D．该反应的化学平衡常数表达式： 11.（天津市武清区杨村第一中学2023-2024学年高三质量检测）恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：，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 编号 时间/min c(NH3)/(10-3mol/L) 表面积/cm2 0 20 40 60 80 ① a 2.40 2.00 1.60 1.20 0.80 ② a 1.20 0.80 0.40 x ③ 2.40 1.60 0.80 0.40 0.40 A．相同条件下，增加的浓度，反应速率增大 B．实验①，， C．实验②，时处于平衡状态， D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大 12.（天津市静海区第一中学2023-2024学年高三月考）下列有关说法正确的是 A．化学平衡发生移动，平衡常数必发生变化 B．加入催化剂，单位体积内反应物分子中活化分子百分数不变 C．恒温下，向密闭容器中加入NH2COONH4固体，反应NH2COONH4(s) 2NH3(g)+CO2(g)达平衡后，缩小容器的容积，再达平衡时，CO2的浓度不变 D．恒温恒容容器中，N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达平衡后，改变条件使平衡正向移动，再达平衡时NH3的体积分数一定增大 13.（天津市南开区2023-2024学年高三期末）温度为时，向容积为的密闭容器甲、乙中分别充入一定量的和，发生反应：数据如下表所示。 容器 甲 乙 反应物 起始时物质的量 1.2 0.6 2.4 1.2 平衡时物质的量 0.8 0.2 下列说法不正确的是 A．时，反应的平衡常数 B．平衡时，乙中的浓度是甲中的2倍 C．乙容器中，平衡时的转化率约为 D．甲容器中，平衡时反应放出的热量为 14.（天津市滨海新区田家炳中学2023-2024学年高三月考）在三个体积均为2.0L的恒容密闭容器中，反应分别在一定温度下达到化学平衡状态。下列说法正确的是 容器 温度/K 起始时物质的量/mol 平衡时物质的量/mol n(A) n(B) n(C) n(C) Ⅰ 977 1 1 0 0.4 Ⅱ 977 1 2 0 x Ⅲ 1250 1 1 0 y A．977K时，该反应平衡常数K=0.25 B．达到平衡时，可以向容器Ⅰ中增加A的量来增大B的转化率 C．达到平衡时，若y＞0.4，则该反应∆H＜0 D．达到平衡时，容器Ⅱ中B的转化率比容器Ⅰ中的小 15.（天津市滨海新区田家炳中学2023-2024学年高三月考）下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是 A．压缩氢气与碘蒸气反应的平衡混合气体，颜色变深 B．浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体 C．往FeCl3溶液中滴加少量KSCN溶液，溶液呈红色，再加入铁粉，溶液红色变浅 D．将盛有二氧化氮和四氧化二氮混合气体的密闭容器置于冷水中，混合气体的颜色变浅 16.（天津市九校2024届高三下学期联合模拟考）工业上一种制反应为  。某小组分别在体积相等的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物，使其在同温T℃下发生反应，该反应过程中的能量变化数据如下表所示： 容器编号 起始时各物质的物质的量/mol 达到平衡的时间/min 达到平衡时体系能量的变化 CO ① 1 4 0 0 放出热量：20.5kJ ② 2 8 0 0 放出热量：QkJ 下列有关叙述不正确的是 A．容器中反应的平均速率①<②是因为二者的活化能不同 B．该制反应在此条件下可自发进行 C．容器②中CO的平衡转化率应等于50% D．容器②中反应达到平衡状态时Q=41 17.（天津市河西区2023-2024学年高三期末）向一恒容密闭容器中加入和一定量的，发生反应：。的平衡转化率随温度、不同投料比的变化曲线如下图所示。下列说法正确的是 A．投料比： B．该反应为放热反应 C．正反应速率： D．点a、b、c对应的平衡常数： 18.（天津市部分区2023-2024学年高三期末）一定条件下，向容积均为的两个恒温密闭容器中通入一定量的一氧化碳和水蒸气，发生反应：  ，达平衡后获得数据如下表。下列说法错误的是 容器编号 起始时各物质的物质的量/mol 达到平衡的时间/min 达到平衡时体系能量的变化 CO ① 1 4 0 0 放出热量 ② 2 8 0 0 放出热量 A．①中反应达平衡时，CO的转化率为80％ B．平衡时：①＝② C．达到平衡的时间：①＞② D．反应②中， 19.（天津市南开中学2024届高三模拟）室温下，向圆底烧瓶中加入1.5mol 和含1mol HBr的氢溴酸，溶液中发生反应：，充分反应后达到平衡。已知常压下，和的沸点分别为38.4℃和78.5℃。下列有关叙述正确的是 A．加入NaOH，可减小乙醇的物质的量 B．增大HBr浓度，有利于生成 C．若反应物均增加至2mol，则两种反应物平衡转化率之比不变 D．若起始温度提高至60℃，一定可以缩短反应达到平衡的时间 20.（天津市九校2024届高三联考）已知：  ，向一恒温恒容的密闭容器中充入和发生反应，时达到平衡状态Ⅰ，在时改变某一条件，时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如下图所示。下列说法正确的是 A．容器内压强不变，表明反应达到平衡 B．平衡时A的体积分数：(Ⅰ)>(Ⅱ) C．时改变的条件：向容器中加入C D．平衡常数K：K(Ⅱ)<K(Ⅰ) 21.（天津市南开区2023-2024学年高三一模）已知反应  ，将和按一定比例通入恒温恒压的密闭容器中，反应相同时间后，的体积分数随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是 A．b点 B．逆反应速率： C．平衡常数值： D．反应在a、c、d点均达到平衡状态 22.（天津市第七中学2023-2024学年高三月考）某温度下发生反应：3H2(g)+N2(g)⇌2NH3(g)  ΔH=-92.4kJ/mol，N2的转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示，下列说法中正确的是 A．将1molN2、3molH2置于1L密闭容器中发生反应，放出的热量为92.4kJ B．平衡状态由A变到B时，平衡常数KA<KB C．上述反应在达到平衡后，增大压强，H2的转化率增大 D．合成氨工业中常采用400~500℃的高温以提高原料的转化率 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$