2026届高三化学一轮复习 第25讲 化学反应速率与化学平衡

第25讲　 化学反应速率与化学平衡 (2022·广东卷)在相同条件下研究催化剂Ⅰ、Ⅱ对反应X→2Y的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则使用催化剂Ⅰ时，0～2 min内， v(X)＝_________________。 1.0 mol·L－1·min－1 【真题导入】 (2022·浙江6月)关于反应Cl2(g)＋H2O(l)⇌HClO(aq)＋H＋(aq)＋Cl－(aq) ΔH<0，达到平衡后，下列说法不正确的是(　　) D 【真题导入】 2024全国甲卷-28题 原理综合题：结合图像分析一段时间内生成速率之比的计算  2024全国新课标卷 半衰期计算：根据浓度与时间关系公式求算半衰期 2024山东卷-15题 速率方程：结合图像比较速率常数大小、不同温度下速率比值 2024湖北卷-17题 原理综合题：结合图像分析速率变化的特点及原因 2024浙江卷-11题 多重反应体系下平均速率的计算 2024安徽卷-12题 依据图表计算平均反应速率，速率的变化，目标离子的去除效果 2024全国甲卷-28题 原理综合题：结合图像分析，多重平衡体系物质转化率的计算 2024全国新课标卷 原理综合题：结合图像，进行转化率的计算 2024黑吉辽卷-10题 结合多重平衡体系浓度-时间关系图分析速率、平衡常数、催化剂对平衡转化率的影响。 2024黑吉辽卷-18题 结合图像分析题干反应物转化率的方法 2024浙江卷（1月） 多重平衡体系物质平衡转化率的计算 2024河北卷-17题 原理综合题：结合图像，进行转化率的计算 2024年——化学反应速率与化学平衡考点统计 【考点统计】 1、化学反应速率 (1)概念：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)表示方法及单位 v＝ ，单位为mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1。 在aA(g)＋bB(g)⇌cC(g)＋dD(g)中，存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝____________。 a∶b∶c∶d 【考点梳理】 考点1 化学反应速率 ★不能用固体或纯液体来表示化学反应速率，因为固体或纯液体的浓度视为常数。 ★化学反应速率一般指平均速率而不是瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。 ★同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的化学反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。 2、化学反应中各物质浓度的计算模型——“三段式” (1)写出有关反应的化学方程式。 (2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 例如：反应　　　 mA　　 ＋　　nB　 ⇌　pC a b c x a－x　 　 　b－　 c＋ (3)根据已知条件列式计算。 【考点梳理】 3、影响化学反应速率的因素 (1)内因：反应物本身的性质是主要因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为__________。 (2)外因(只改变一个条件，其他条件不变) Mg>Al 【考点梳理】 ★压强对化学反应速率的影响 一定温度下，反应H2(g)＋Cl2(g)= 2HCl(g)在密闭容器中进行，分析下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“无影响”)。 (1)缩小体积增大压强：________； (2)恒容充入氢气：________； (3)恒容充入氮气：________； (4)恒压充入氮气：________。 增大 增大 无影响 减小 【疑难突破】 ★压强影响反应速率适用于有气体参加的化学反应，同时压强改变反应速率是通过改变物质浓度引起的。 ★外界条件对化学反应速率影响的两个易错点 1．增加或减少反应物的量并不一定能改变反应速率，如固体和纯液体在反应中可视为浓度不变，故增加其量并不能加快反应速率。 2．不论是吸热反应还是放热反应，温度对反应速率的影响具有一致性。 升高温度，正、逆反应速率都增大，但增大的倍数不同； 降低温度，正、逆反应速率都减小，不会出现v正增大，同时v逆减小的情况。 3、控制变量思想：控制变量——定多变一 【疑难突破】 4、有效碰撞理论 (1)活化分子、活化能与有效碰撞 ①活化分子：能够发生有效碰撞的分子(必须具有足够的能量)。 【考点梳理】 ②活化能：如图 E1表示反应的________，使用催化剂时的活化能为____， 反应热为________(注：E2表示活化分子变成生成物分子放出的能量)。 ③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。 活化能 E3 E1－E2 活化分子的碰撞不一定都是有效碰撞。 吸收能量 合适取向 活化能 (2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 条件改变 单位体积内 有效碰撞次数 反应 速率 分子总数 活化分子数 活化分子百分数 增大反应物浓度 增加 增加 不变 增加 增大 增大压强 增加 增加 不变 增加 增大 升高温度 不变 增加 增加 增加 增大 加催化剂 不变 增加 增加 增加 增大 【考点梳理】 1、化学平衡状态 (1)概念：一定条件下的可逆反应中，当正反应速率和逆反应速率相等时，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的状态。 (2)化学平衡的建立 【考点梳理】 考点2 化学平衡 (3)化学平衡的特征 【考点梳理】 (4)判断平衡状态的方法 ★v正＝v逆 ★“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的，当其不变时为平衡状态； 一个随反应进行保持不变的量，不能作为判断是否平衡的依据。 同种物质：消耗速率=生成速率； 不同物质：速率之比=化学计量数之比，但必须同时有正、逆反应； 【考点梳理】 以mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)为例，判断下列情况是否处于平衡状态？ 【考点梳理】 以mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)为例，判断下列情况是否处于平衡状态？ 【考点梳理】 以mA(g)＋nB(g)⇌pC(g)＋qD(g)为例，判断下列情况是否处于平衡状态？ 【考点梳理】 2、化学平衡移动 【考点梳理】 (1)勒夏特列原理 如果改变影响化学平衡的条件之一(如T、P、C等)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。化学平衡移动只能“减弱”外界条件的改变，而不能“抵消”外界条件的改变。 (2)外界条件对化学平衡移动的影响 在一定条件下，aA(g)＋bB(g)⇌mC(g)　ΔH<0达到了平衡状态，若其他条件不变， 改变下列条件对化学平衡影响如下： 条件的改变(其他条件不变) 化学平衡的移动 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向____反应方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向____反应方向移动 压强(对有气体存在的反应) 反应前后 气体分子数改变 增大压强 向气体体积____ 的方向移动 减小压强 向气体体积____ 的方向移动 反应前后 气体分子数不变 改变压强 平衡____移动 正 逆 减小 增大 不 【考点梳理】 温度 升高温度 向____ 反应方向移动 降低温度 向____ 反应方向移动 催化剂 同等程度地改变v正、v逆，平衡不移动 吸热 放热 ★两类特殊情况对化学平衡的影响 (1)改变固体或纯液体的量，对化学平衡没影响。 (2)“惰性气体”对化学平衡的影响。 ①恒温、恒容 【疑难突破】 ―→ ②恒温、 恒压 体系总压强增大―→各组分的浓度不变―→平衡不移动。 在恒容密闭容器中，以反应aA(g)＋bB(g)⇌cC(g)＋dD(g)为例： 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的转化率增大，A的转化率减小。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)容器体积，气体反应物的转化率与化学计量数有关。具体如下： 【考点梳理】 3、转化率分析 (1)含义：一定条件下的同一可逆反应，只要起始组分的量相当，无论经过何种途径，达到平衡后，任何相同组分的百分含量（体积分数、物质的量分数、质量分数等）均相同，这样的化学平衡互称为等效平衡。 【考点梳理】 4、等效平衡 (2)等效平衡的解法 — 极值转换法（一边倒） 无论平衡从哪个方向建立，在判断时都可根据题给条件和反应计量系数把生成物全部推算为反应物或把反应物全部推算成生成物再与原平衡加入的物质的量相比较，若物质的量“相当”，则为等效平衡。 ★“虚拟路径”法判断化学平衡的移动 ①构建恒温恒容平衡思维模式新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。 ②构建恒温恒压平衡思维模式 (以气体物质的量增加的反应为例，见图示)新平衡状态可以认为是两个原平衡状态 简单的叠加，压强不变，平衡不移动。 【考点梳理】 (3)等效平衡的判断方法 ★在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆反应mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+ qD(g)，起始时加入物质的物质的量不同，达平衡时的状态规律如下表： 条件 等效条件 结果 恒温恒容 (△n(g)≠0) 投料一边倒量相同 （等量等效） 两次平衡时 各组分百分量、n、c均相同 恒温恒容 (△n(g)=0) 投料一边倒等比例 （等比等效） 两次平衡时 各组分百分量相同，n、c同比例变化 恒温恒压 投料一边倒等比例 （等比等效） 两次平衡时 各组分百分量、c相同，n同比例变化 【模型建构】 1、(2022·海南卷)某温度下，反应CH2= CH2(g)＋H2O(g)⇌CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是(　　) A．增大压强，v正>v逆，平衡常数增大 B．加入催化剂，平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大 C. 恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动 D．恒容下，充入一定量的CH2= CH2(g)，CH2= CH2(g)的平衡转化率增大 C 【典例分析】 2、(2022·浙江6月)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：2NH3(g)⇌N2(g)＋3H2(g)，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(　　) C A.实验①，0～20 min，v(N2)＝1.00×10－5 mol·L－1·min－1 B.实验②，60 min时处于平衡状态，x≠0.40 C.相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大 D.相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大 【典例分析】 3、(2021·辽宁卷)某温度下，降冰片烯 在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化 剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半 所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是(　　) A．其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大 B．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大 C．条件①，反应速率为0.012 mol·L－1·min－1 D．条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为62.5 min B 【典例分析】 4、(全国卷Ⅲ)298 K时，将20 mL 3x mol·L－1 Na3AsO3、20 mL 3x mol·L－1 I2和20 mL NaOH溶液混合，发生反应：(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)⇌(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)。溶液中)与反应时间(t)的关系如图所示。 【典例分析】 ①下列可判断反应达到平衡的是________(填字母)。 a．溶液的pH不再变化 b．v(I－)＝ 不再变化 d．c(I－)＝y mol·L－1 ②tm时，v正________v逆(填“大于”“小于”或“等于”)。 ③tm时v逆________tn时v逆(填“大于”“小于”“等于”)，理由是_________________。 ac　 大于 小于 tm时生成物浓度较低 5、(2023·浙江6月)水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。 水煤气变换反应：CO(g)＋H2O(g)⇌CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝－41.2 kJ·mol－1。在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是________________________________________________________。 温度过高时，不利于反应物分子在催化剂表面的吸附，从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低，反应速率减小；温度过高还会导致催化剂的活性降低，从而使化学反应速率减小 【典例分析】 A.升高温度，氯水中的c(HClO)减小 B.氯水中加入少量醋酸钠固体，上述平衡正向移动，c(HClO)增大 C.取氯水稀释，eq \f(c（Cl－）,c（HClO）)增大 D.取两份氯水，分别滴加AgNO3溶液和淀粉KI溶液，若前者有白色沉淀，后 者溶液变蓝色，可以证明上述反应存在限度 类型 判断依据 平衡状态 混合物体系 中各成分的 含量 ①各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡 ②各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡 ③各气体的体积或体积分数一定 平衡 温度不再变化 绝热容器 平衡 颜色不再变化 说明有色物质浓度一定 平衡 类型 判断依据 平衡状态 正、逆反应 速率的关系 ①在单位时间内消耗了m mol A，同时生成m mol A 平衡 ②在单位时间内消耗了n mol B，同时生成p mol C 不一定 ③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q 不一定 ④在单位时间内消耗n mol B，同时消耗q mol D 平衡 恒温恒容时，压强不再变化 ①m＋n≠p＋q 平衡 ②m＋n＝p＋q 不一定 eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(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)) $$