第七章 第35讲 化学反应速率和平衡图像及分析-【衡中学案】2026年高考化学一轮总复习学案

a.温度越高，反应速率越大 2.化学反应的调控 b.α=0.88的曲线代表平衡转化率 基本要求 c.α越大，反应速率最大值对应温度越低 (1)符合设备条件、操作安全、经济成本低等； d.可根据不同αx下的最大速率，选择最佳生产温度 (2)原料利用率高； (ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家 (3)反应快，产量高。 对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化 3.工业生产中化学反应条件的优化 率关系如下图所示，催化性能最佳的是 、·,从经济效益和社会效益等方面考虑 (填标号)。 (1)从化学反应速率分析 既不能过快，又不能过慢：反应过快可能会有安全 隐患，而过慢又会影响效益。 (2)从化学平衡移动分析 60 a--V-K 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性， 40 b--V-K-Cs 又要注意二者影响的矛盾性，并结合生产实际进行 c-o-V-K-Ce 20 考虑。 d--V-K-Cs-Ce (3)从原料的利用率分析 300350400 450 500550 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率， 温度/℃ 从而降低生产成本。 ?本讲要点速记： (4)从实际生产能力分析 1.焓变、熵变和温度对化学反应进行方向的影响 如设备承受高温、高压能力等。 △S (5)从催化剂角度分析 △H<0AS>0 △H>0△S>0 注意催化剂的活性对温度的要求。 所有温度下反应都能 自发进行 高温下反应能自发进行 (6)注意物质和能量的循环利用 -- 所有温度下反应都不 温馨提示：复习至此，请完成练案[34 低温下反应能自发进行 能自发进行 △H<0 △S<0 △H>0△S<0 第35讲 化学反应速率和平衡图像及分析 轮总复习 1.系统掌握常见化学反应速率和平衡图像的分析方法。 课标解读 2.加深外界条件对化学反应速率及化学平衡影响的理解。 223 考点一 化学反应速率图像 必备知识·梳理夯实 t时v'(逆)突然 1.“渐变”类v-t图像及分析 人'（逆） 增大，'（正）逐渐 5时其他条件 (正) o'(正) 增大；'（逆）> 不变，增大生 图像 分析 结论 逆)片 v'(正)，平衡向逆 成物的浓度 t时'（正）突然 反应方向移动 、'(正) (正) 增大，'（逆）逐渐 t,时其他条件 v'(逆) 增大；'（正）> 不变，增大反 t1时v'(逆)突然 逆) '(逆)，平衡向正 应物的浓度 减小，'（正）逐渐（时其他条件 (正)H 反应方向移动 '正) 减小；'（正）> 不变，减小生 逆)V逆) '(逆)，平衡向正 成物的浓度 t,时'（正）突然 反应方向移动 (正) 减小，'（逆）逐渐t时其他条件 解题原则：分清正反应、逆反应及二者的相对大 '(逆) 减小；'（逆）> 不变，减小反 小，分清“突变”和“渐变”；正确判断化学平衡的移动 (逆（正） '(正)，平衡向逆 应物的浓度 方向；熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动 反应方向移动 的影响规律。 2.“断点”类v-t图像及分析 [微点归纳]速率图像分析的一般方法 (1)看清关键点：起点、终，点和变化点。 (正) v'(逆) (正) (2)看清变化趋势。 图像 '(正) '(正) (3)综合分析反应原理，如有的反应放热造成温 /(逆 逆)逆) 0 度升高，反应速率加快；有的反应生成的金属与原金属 形成原电池，反应速率加快；有的反应物浓度减小，反 温 升高 降低 t,时刻 应速率减慢；有的反应生成物中有催化剂，反应速率加 度 正反应为放热的反应 所改变 快；有的反应温度过高，造成催化剂失去活性，反应速 的条件 压 增大 减小 率减慢等。 强 正反应为气体物质的量增大的反应 考点突破·能力提升 (正)人（正） (正) 微考点1速率一时间图像及分析 图像 (逆） >'(逆) 1.(2025·北京海淀检测)绿水青山是习总书记构建 a(逆 逆正) 0 美丽中国的伟大构想，因此国家加大了对氮氧化物 温 升高 降低 排放的控制力度。用活性炭还原处理氮氧化物的有 t时刻 度 关反应为C(s)+2N0(g)CO2(g)+N2(g) 正反应为吸热的反应 所改变 △H<0。向容积可变的密闭容器中加入（足量的）活 224 的条件 压 增大 减小 性炭和N0,在2时刻改变某一条件，其反应的速 强 正反应为气体物质的量减小的反应 22 率一时间图像如图所示。下列说法正确的是 3.“平台”类v-t图像及分析 年 图像 分析 结论 创 其他条件不变，t 正 计 t,时'（正） 时使用催化剂 (逆) :v'(正)='（逆）】 (正) '(逆)均突然 其他条件不变，t 反应时间t 中学案 增大且'（正） (逆) 时增大反应体系 A.给该反应升温，（正）减小，（逆）增大 ='(逆)，平 的压强且反应前 衡不移动 B.2时刻改变的条件是向密闭容器中加NO 后气体体积无 变化 C.t,时刻的v(逆)大于t2时刻的v(正) D.若气体的密度不变，不能说明该反应达到平衡 t时'（正）、 其他条件不变， 2.(2025·山东青岛检测)在某一恒温容积可变的密 (正) v'(逆)均突然 时减小反应 闭容器中发生反应：A(g)+B(g)=2C(g)。反应 u(逆) '(正)='（逆）减小且'（正） 体系的压强且 速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是 =（逆)，平 反应前后气体 () 衡不移动 体积无变化 4.反应进程类速率一时间图像分析 Z与足量盐酸的反应，化 学反应速率随时间的变化出现 如图所示情况。 原因：(1)AB段(v增大) 时间 A.0~b2时，V正>v逆 B.t2时刻改变的条件是向密闭容器中加入C (2)BC段(v减小》 C.I、Ⅱ两过程达到平衡时，A的体积分数：I>Ⅱ D.I、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数：K,<K 3.(2025·广东广州检测)对于反应2S02(g)+02(g) C.在0~1min、1~2min两个时间段里，化学反应速 一2S0,(g)△H<0已达到平衡，如果其他条件 率最快的是0~1min 不变时，分别改变下列条件，对化学反应速率和化学 D.只增大容器体积，化学反应速率增大 平衡产生影响，下列条件与图像不相符的是[0~：5.(2024·七省适应性测试安徽化学)稀土被称为新 v(正)=（逆）；，时改变条件，2时重新建立平衡] 材料的宝库。稀土中的镧系离子可用离子交换法分 离，其反应可表示为Ln3+(aq)+3RSO3H(s)一 (RSO3)3Ln(s)+3H*(aq)。某温度时，c(H+)随时 (IE 间变化关系如图所示。下列说法正确的是() (逆) {(逆 A.增大氧气的浓度 B.增大压强 正) 训逆 (道 0t1t2 (正) A.1时的正反应速率大于，时的逆反应速率 B.(,~t2时间段的平均反应速率为v(Ln3+)= C.升高温度 D.加入催化剂 3(c2-c1) b2-t1 mol·L1·s 归纳拓展： C.3时增大c(H+),该平衡左移，平衡常数减小 分析速率一时间图像的思维流程 D.3时离子交换反应停止 口分析速率一时间图像的特点，看（正）、v(逆)6.(2025·广东广州检测)已知X(g)和Y(g)可以相 互转化：2X(g)一Y(g)△H<0。现将一定量 高 是否存在“断点”，看是否存在“平台”。 ☑若存在“断点”，则改变的条件可能是温度或压 X(g)和Y(g)的混合气体通入容积为1L的恒温密 强，（正）、v(逆)增大，可能是升高温度或增大压强；若 闭容器中，反应物及生成物的浓度随时间变化的关 总 (正)、u(逆)减小，可能是降低温度或减小压强。 系如图所示。下列说法不正确的是 ③若图像中无“断点”，曲线是“渐变”，即逐渐升高 (或降低)，则改变的条件是增大浓度（或减小浓度）。 1.2 学 1.0 ④若存在“平台”，则改变的条件可能是使用催化 0.8 0.6 225 剂，或改变压强（前后气体总体积不变的反应）。 0.4 微考点2物质的量（或浓度）一时间图像及分析 0.2 4.(2025·河北张家口模拟)某实↑ 0510152025303540 验探究小组研究25℃时N20 t/min 的分解反应：2N20(g)一号 A.若混合气体的压强不变，说明反应已达化学平衡 4N02(g)+02(g)。该小组根 状态 据表格中的实验数据绘制c-t B.a、b、c、d四个点表示的反应体系中，表示化学反 图像如图所示。下列说法正确 t/min 应处于平衡状态的只有b点 的是 C.25~30min内用X表示的平均化学反应速率是 0.08mol.L1·min1 t/min 0 1 2 3 4 D.反应进行至25min时，曲线发生变化的原因是增 c(N203)/ 0.1600.114 0.0800.056 0.040 加Y的浓度 mol·L-1) [思路导引](1)分析体系及反应特点：①恒温 c(02)/ 恒容体系；②正反应是气体体积减小的放热反应。 0 0.023 0.0400.052 0.060 (mol·L-1) (2)分析图像：横坐标是时间，纵坐标是浓度推出 A.曲线I是N2O,的浓度变化曲线 图中曲线的斜率表示反应速率的大小；25min时c(Y) B.曲线Ⅱ是O2的浓度变化曲线 逐渐增大，c(X)瞬间增大推测外界条件的变化。 归纳拓展： ☑读图识图获取有用信息的技巧 口捕捉图像中的五个关键点 横坐标 外界条件变化 轴 终点 纵坐标 反应体系变化 拐点 vc、n、a、p等 交点 起点 始态 (点 特殊点 中间态（突变点、拐点等） 终点 终态 突变点 (线 趋势 化学反应的连续变化过程 0起点 曲线的相互关系 t、T、p等 (面 图像的基本意义 若点二 化学平衡图像 出备知识·梳理奈实 2.转化率（或质量分数）与压强一温度图像 (1)恒压线图像 1.浓度（转化率、百分含量）一时间图像及分析 C%指生成物的百分含量，B%指反应物的百分 1x10 Pa 1x105 Pa 含量。 1×10Pa 1x105 Pa ￥ 1×10°Pa 1×10Pa 0 T/K T/K 图1 图2 226 (2)恒温线图像 NPG年度 (a用催化剂，b不用) 500℃ 600℃ 600℃ 500℃ 新设计 图3 图4 (T,>T,正反应为吸热反应) 注意：表示两个外界条件同时变化时，反应物A的 中学案 转化率变化情况，解决这类图像一般采用“定一议二” 的方法，即把自变量（温度、压强）之一设为恒量，讨论 另外两个变量的关系。 3.两类特殊图像 (T3>T,正反应为放热反应) (1)对于化学反应mA(g)+nB(g）)一pC(g)+ qD(g),M点前，表示从反应开始，v(正)>（逆）；M点 为刚达到平衡点；M点后为平衡受温度的影响情况，即 升高温度，A%增加或C%减少，平衡逆向移动，则有 △H<0 (P1>P2,正反应为体积减小的反应) (2)对于化学反应mA(g)+↑ (P1>P2,正反应为体积增大的反应) nB(g)pC(g)+D(g),L线上所有 L 是“先拐先平，数值大”。即曲线先出现拐点的首 的点都是平衡点。L线的上方(E点)， 先达到平衡，反应速率快，以此判断温度或压强的高 A%大于此压强时平衡体系中A%,则0 低，再依据外界条件对平衡的影响分析判断反应的热 E点满足（正）>（逆）；同理L线的下方(F点)满足 效应及反应前后气体体积的变化。 u(正)<u(逆)。 [微点归纳](1)特殊图像类型的解题步骤 2.对于可逆反应：2A(g)+B(g)一2C(g)△H<0, ①看清坐标所代表的意义，如反应时间、投料比 下列各图中正确的是 () 值、催化剂的选择、转化率等。 ↑cB ②抓住图像中的关键点（最高点、最低点、拐点）， 100℃ (正 看清曲线的变化趋势。 ③将特殊图像转化为常规图像。 500℃ (逆 ④运用化学平衡知识进行解答。 (2)特殊图像题的分析角度 A B ①曲线上的每个点是否都到达平衡 ↑wC 个A的转化率 往往需要通过曲线的升降趋势或斜率变化来判 1 MPa 100℃/ 断。如果还未达到平衡则不能使用平衡移动原理，只 10℃ 有达到平衡以后的，点才能应用平衡移动原理。 0.1 MPa ②催化剂的活性是否受温度的影响 不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不 0 同，一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低于3，(2025，湖南长沙检测)在容积为VL的恒温密闭容 或高于这个温度就会下降。 器中模拟工业合成氨。充入N2和H2的总物质的量 ③不同的投料比对产率的影响 为1mol,容器内各组分的物质的量分数与反应时间 可以根据定一议二的方法，根据相同投料比下温 t的关系如图所示。下列说法不正确的是() 度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强下改 变投料比时平衡移动的方向进行判断，确定反应的吸 50% 放热或化学计量数和的大小。 ④考虑副反应的干扰或影响 薯 试题往往会有一定的信息提示，有时候，根据信息 . //min 推理某个条件的改变对某个反应的影响较大，尤其温 A.a表示N2的物质的量分数 轮总复习 度的改变影响较大。 B.min,(H )=2 mol.L.min 考点突破·能力提升 华 C.t2min时，NH的分解速率小于其生成速率 微考点1浓度（物质的量、转化率、百分含量） 227 D.t,min时，改变的条件可能为减小容器容积 时间图像及分析 微考点2恒压（或恒温）线图像及分析 1.(2025·河北衡水检测)在其他条件不变时，只改变 某一条件，化学反应aA(g)+B(g)cC(g)的平 4.(2025·湖北武汉检测)反应N20,(g)一2N02(g) 衡的变化图像如下（图中p表示压强，T表示温度，n △H=+57kJ·mol,在温度为T、T2时，平衡体 表示物质的量，α表示平衡转化率)，据此分析下列 系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下 说法正确的是 列说法正确的是 () B 反应时间 三 T 反应I 反应Ⅱ 反应而 压强 A.在图像反应I中，说明正反应为吸热反应 B.在图像反应I中，若P1>P2,则此反应的△S>0 A.A、C两点的化学平衡常数：K,>K C.在图像反应Ⅱ中，说明该正反应为吸热反应 B.A、C两点气体的颜色：A深，C浅 D.在图像反应Ⅲ中，若T>T,则该反应能自发 C.由状态B到状态A,可以用加热的方法 进行 D.A、C两点气体的平均相对分子质量：A>C 5.(2025·山东威海模拟)以C02和H2为原料制造更 归纳拓展： 高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方 ☐解答化学平衡图像类题的四个“步骤” 向。向2L容器中充入1molC02和3molH2,发生 分析已达 ①反应物和生成物的物质状态 反应C02(g)+3H2(g)=CH0H(g）+H20(g), 平衡的可 ②反应前后气体的总物质的量是增大还是 递反应的 减小： 测得反应在不同温度和压强下，平衡混合物中 特点 ③反应是吸热反应，还是放热反应 CH,OH体积分数如图所示。下列说法错误的是 看面（即纵坐标与横坐标的意义）： 二看线（即线的走向和变化趋势）： ( 看图像 三看点（即起点、折点、交点、终点）： 四看辅助线（如等温线、等压线、平衡线等）： 五看量的变化（如浓度变化、温度变化等） 想规律 联想外界条件的改变对化学反应速率和化 学平衡的影响规律 根据图像中所表现的关系与所学规律相对 做判断 比，做出符合题目要求的判断 A.P>P2 ☑分析化学平衡图像的三种“技巧” B.a点C02的转化率为75% (1)先拐先平 C.a、b、c三点对应的化学反应速率v(a)<v(c)< 在含量（转化率）一时间曲线中，先出现拐点的先 v(b) 达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有 D.b→a过程，平衡向正反应方向移动 催化剂、压强较大等。 228 (2)定一议二 [思路点拨](1)析图像：①纵坐标是CH,OH体 当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论 2b26 积分数，横坐标是温度(T);②CHOH%随温度升高而 另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。 年 逐渐减小。 (3)三看法 度 创 (2)想规律：升高温度，CH,0H%推测平衡递向移 一看反应速率是增大还是减小；二看（正）、 新 (逆)的相对大小；三看化学平衡移动的方向。 计 动推测反应的△H<0推测b一a过程平衡移动方向。 微考点3 化学平衡复杂图像分析 衡 正向是气体总体积减小的反应推测增大压强，平 7.H2S分解反应2H2S(g)一2H2(g)+S2(g)在无催 化剂及AL,0,催化下，恒容密闭容器中只充入H,S, 学 衡正向移动推测。 pP2的大小。 在反应器中不同温度下反应，每间隔相同时间测定 6.(2025·黑龙江齐齐哈尔十校联考)向容积均为1L 一次HS的转化率，其转化率与温度的关系如图 所示： 的两恒容容器中分别充入2molX(g)和1molY(g) 70 发生反应：2X(g)+Y(g)、一Z(g)△H,其中一个 60- 为恒温过程，一个为绝热过程，两反应体系的压强随 50 时间的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 40- 30 平衡 压强 Al,03 无催化剂 10 600 700 800900100011001200 温度/℃ 下列说法错误的是 时间 A.该反应的△H>0 A.甲表示绝热过程且△H>0 B.由图可知，1100℃时Al20,几乎失去催化活性 C.不加催化剂时，温度越高，反应速率越大，达到平 B.反应速率：v正>v证 衡的时间越短 C.气体的总物质的量：n。<n。 D.A点达到平衡时，若此时气体总压强为P,则平衡 D.a点平衡常数：K>12 常数K。=0.25p 微考点4平衡图像及多重平衡体系分析 1.0- 8.已知C02催化重整CH4的反应： 0.8 P (I)CH4(g）+C02(g)→2C0(g)+2H2(g) 0.7 △H 0.6 p.c 主要副反应：（Ⅱ）H2(g)+C02(g)一C0(g)+ 0.5 0.4 H20(g)△H2>0 0.3 (Ⅲ)4H2(g)+C02(g)=CH4(g)+2H20(g) 0.2 △H3<0 0.1 在恒容反应器中CH4和CO2按物质的量之比1：1 0.0 5060708090100110120130 充人气体，加入催化剂，测得反应器中平衡时各物质 t/℃ 的体积分数与温度的关系如图所示。下列说法错误 (2)对于同位素交换反应Ni(C60)4+C80一→ 的是 ( Ni(C60),C180+C60,20℃时反应物浓度随时间 60 的变化关系为c,[Ni(C6O)4]=c[Ni(C6O)4]e- % CO (k为反应速率常数)，则Ni(C60)4反应一半所 CH H 需时间女= (用k表示)》 C02 2.(2024·黑吉辽卷，18)为实现氯资源循环利用，工业 20 上采用RuO,催化氧化法处理HCl废气： 2HC(g)+20,(g)一C,(g)+l,0(g）△H= -57.2kJ·mol-1△SK 异后导好月房员见层云 将HC1和O2分别以不同起始流速通入反应器中，在 温度/℃ 360℃、400℃和440℃下反应，通过检测流出气成 A.△H1>0 分绘制HC1转化率（α）曲线，如图所示（较低流速下 B.若反应I、Ⅲ消耗等量的C02时，转移电子数之 转化率可近似为平衡转化率)。 比为3：4 C.300~580℃，H,0的体积分数不断增大，是由于 90 反应Ⅲ生成H,0的量大于反应Ⅱ消耗H,0的量 00-00 总 服最■ D.T℃时，在容积为2L容器中加入2 mol CH4、2 mol CO2以及催化剂进行重整反应，测得C02的 平衡转化率为75%，则反应I的平衡常数小于81 HC):n02)=43 华 归纳拓展： 10.17.61) 018 0.14 0.10 0.06 229 ①多重平衡规则 HC流速mol·h) 在多重平衡体系中，如果一个反应由另外两个或 印 多个反应相加减而来，则该反应的平衡常数等于这两 90 ★★ 个或多个反应的平衡常数的乘积或商。 000-0-00 ☑多重平衡问题的解题思路 N0.10.80 连续型 进行流程分析或利用“三段式”， T 找准反应的消耗量 0-T 判断多重 HCl):(O,)=:4 T 平衡类型 分清主反应和副反应，运用“三 竞争型引段式或元素守恒计算相关量 0.18 0.14 0.10 0.06 HCl流速/mol·h 聚焦高专·真题演练 乙 1.(2024·新课标卷，29节选)(1)在总压分别为0.10 回答下列问题： 0.50、1.0、2.0MPa下，Ni(s)和C0(g)反应达平衡 (1)△S 0(填“>”或“<”)；T 时，N(CO)4体积分数x与温度的关系如图所示。 ℃。 反应Ni(s)+4C0(g)=Ni(C0)4(g)的△H (2)结合以下信息，可知H2的燃烧热△H= 0(填“大于”或“小于”)。从热力学角度考虑， k·mol-。 有利于Ni(CO)4的生成（写出两点）。P、 H20(1)=H20(g)△H2=+44.0kJ·mol- 100℃时C0的平衡转化率a= ,该温度下 H2(g)+CL2(g)=2HC1(g)△H3=-184.6 平衡常数K。= (MPa)-3。 kJ·mol- (3)下列措施可提高M点HCl转化率的是 本讲要点速记： (填序号)。 1.速率平衡图像的解题步骤 A.增大HCl的流速 即分析可逆反应方程式，观察物质的状 B.将温度升高40℃ 第 态、气态物质分子数的变化（正反应是 C.增大n(HCl):n(O,) 看特点 气体分子数增大的反应，还是气体分子 D.使用更高效的催化剂 数减小的反应)、反应热（正反应是放热 (4)图中较高流速时，α(T3)小于a(T2)和α(T), 反应，还是吸热反应)等 原因是 一看面（纵、横坐标的意义） (5)设N点的转化率为平衡转化率，则该温度下反 第 二看线（线的走向和变化趋势） 识图像 应的平衡常数K= (用平衡物质的量分 三看点（起点、拐点、终，点） 数代替平衡浓度计算)。 炎 四看辅助线（如等温线、等压线、平衡线） 3.(2023·浙江6月选考节选)水煤 五看量的变化（如浓度变化、温度变化） 气变换反应是工业上的重要反应， 催化剂 第 联想外界条件对化学反应速率、化学平 可用于制氢。 翅反应层 想规律 三 衡移动的影响规律，特别是影响因素的 水煤气变换反应：C0(g)+H,0(g) 降温 步 适应条件等 =C02(g)+H2(g) △H= 签催化剂 -41.2kJ·mol-l 图表与规划整合。逐项分析图表，重点看 翅反应层 第 (1)水煤气变换反应是放热的可逆 原料气 图表是否符合可逆反应的特点、外界条 230 四 巧整合 反应，需在多个催化剂反应层 图1 件对化学反应速率和化学平衡移动的影 步 间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热 响规律 (如图1所示)，保证反应在最适宜温度附近 2.特殊图像类型的解题步骤 年 进行。 (1)看清坐标所代表的意义，如反应时间、投料比 值、催化剂的选择、转化率等； (2)抓住图像中的关键，点（常为最高点、最低，点 计 平衡 平衡 拐点)、看清曲线的变化趋势； 曲线 曲线 (3)将特殊图像转化为常规图像； 中学案 最适宜温度曲线 最适宜温度曲线 (4)运用化学平衡知识进行解答。 图2 图3 3.特殊平衡图像题解题角度 ①在催化剂活性温度范围内，图2中b~c段对 (1)曲线上的每个点是否都到达平衡 应降温操作的过程，实现该过程的一种操作方 往往需要通过曲线的升降趋势或斜率变化来判 法是 断，如果还未达到平衡则不能使用平衡移动原理，只有 A.按原水碳比通入冷的原料气 达到平衡以后的点才能应用平衡移动原理 B.喷入冷水（蒸气） (2)催化剂的活性是否受温度的影响 C.通过热交换器换热 不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不 ②若采用喷入冷水（蒸气）的方式降温，在图3 同。一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低于 中作出C0平衡转化率随温度变化的曲线。 或高于这个温度都会下降。 (2)在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的 (3)不同的投料比对产率造成的影响 历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附（快 可以根据“定一议二”的方法，根据相同投料比下 速)、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升 温度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强下 高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减 改变投料比时平衡移动的方向进行判断，确定反应热 小的原因是 或反应前后气体体积的变化。 温馨提示：复习至此，请完成练案[35子会更加规则，即水的混乱度下降，故整个溶解过程的熵变△$取决于固 第35讲 体转化为离子的熵增与水合过程的熵减两个作用的相对大小关系。若 化学反应速率和平衡图像及分析 是前者占主导，则整个溶解过程熵增，即△S>0,反之，熵减，即△S<0。 考点一 综上所述，D项符合题意。 2.(1)CD 必备知识·梳理夯实 (2)任何温度下都能自发进行，是因为△H<0、△S>0 4.(1)反应放热，溶液温度逐渐升高，增大 [解析](1)AG=△H-T△S<0时，正反应能自发进行，其中△H= (2)溶液中c(H+)逐渐减小，减小 +90.8M:ml,As=198.9J·m1·K,别7> △H 考点突破·能力提升 90.8×103J.mol-1 微考点1 198.9:m,K一456.5K=183.35℃，选项C.D正猜。(2)实验1， 升高温度，任何反应的反应速率均增大，故给该反应升温，（正）增 室用铜与浓硫酸反应制备少量S02的反应为Cu(s)+2H2S04(I) 大，（逆）增大，A错误；由图像可知，压强一定条件下，2时刻改变条件 CuS04(s)+S02(g)+2H20(1)△H=-11.9kJ·mol-1,由于该反应 以后，逆反应速率突然减小，达到新平衡时，与原反应速率相同，故改变 △H<0、△S>0,则△G=△H-TAS<0始终成立，说明该反应在任何温度 的条件是向密闭容器中加NO,B正确：由B项分析可知，2时刻改变的 下都能自发进行。 条件是向密闭容器中加N0,正反应速率增大，逆反应速率减小，则1时 3.(1)能(2)高低(3)a(4)-1a 刻的（逆）小于2时刻的v(正)，C错误；由题干反应方程式可知，反应 [解析](1)对于合成氨反应，常温下，△G=△H-T△S=-92.4kJ· 前后气体的物质的量保持不变，即恒温下容器的容积保持不变，反应正 mdl-1-298K×(-0.2kJ·K-1·mol-1)=-32.8kJ·mol-1<0,故合 向气体质量增加，故若气体的密度不变，则气体质量不变，说明该反应达 成氨反应在常温下能自发。(2)其他条件一定时，升高温度，可以提供更 到平衡，D错误 高的能量，使活化分子百分数增多，反应速率加快；合成氨反应是放热反 2.B在4~2时间段内，逆保持不变，说明达到平衡，=道，故A不正 应，要提高平衡转化率，即使反应平衡正向移动，应降低温度。(3)由题 确；2时刻运突然增大，且达到平衡时速和1~2时间段内速率相等， 图可知，300℃时，复合催化剂催化时合成氨反应的反应速率比单一催 说明改变的条件是向密闭容器中加人C,由于是气体分子数不变的反 化剂催化时大很多，说明300℃时复合催化剂比单一催化剂效率更高，a 应，容器体积发生了变化，故平衡未发生移动，故B正确；I、Ⅱ两过程达 正确：同温同压下，复合催化剂能提高反应速率，但不能使平衡发生移 到平衡时，由于反应前后气体分子数不变及平衡速率设有发生变化，说 动，故不能提高氨的平衡产率，b错误；温度过高，复合催化剂可能会失 明A的体积分数：I=Ⅱ，故C不正确；平衡常数只与温度有关，根据题 去活性，催化效率反而降低，c错误。(4)将实验1、3中数据分别代入合 目中温度恒定，可知I、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数：K1=K1,故D 成氨的速率方程可得：①g=k·m··p',③10g=k·m·nB· 不正确 (0.1p)y,两式联立可得y=-1。合成氨过程中，不断分离出氨，即降低3.C分析时要注意改变条件瞬间（正）、（逆）的变化。增大02的浓度， 体系中(NH3),生成物浓度下降，平衡向正反应方向移动，但不会提高 (正)瞬间增大，（逆）瞬间不变，A正确；增大压强，（正）、（逆）都瞬间 正反应速率，a正确，c错误：反应主产物即氨不能使催化剂中毒，b错误 增大，（正）增大的倍数大于（逆），B正确：升高温度，（正）、（逆）都 4.(1)C(2)a 瞬间增大，速率曲线是不连续的，C错误；加入催化剂，（正）、（逆）同时 [解析](1)由题图可知，600℃时C(s)+02(g)C02(g)的△G< 同倍数增大，D正确。 0,反应自发进行，故A不符合题意；由题图可知，600℃时2C(s)+ 微考点2 O2(g)一一2C0(g)的△G<0,反应自发进行，故B不符合题意：由题图可 4.C曲线I的初始浓度为0，是O2的浓度变化曲线，故A错误；曲线Ⅱ的 知，600℃时Ti02(s)+2CL2(g)-TCL4(g)+02(g)的△G>0,反应不 初始浓度为0.160mol·L-1,是N20的浓度变化曲线，故B错误；在0 能自发进行，故C符合题意；根据盖斯定律，Ti02(s)+C(s)+2C2(g ~1min、1~2min两个时间段里，氧气浓度的变化量分别是0.023mol· -TiCl4(g)+C02(g)可由C(s)+02(g)—C02(g)与Ti02(s)+ L-10.04mol,L-1-0.023mdl·L-1=0.017md·L-1,化学反应速率 2Cl2(g)一一TCl4(g)+02(g)相加得到，再根据题给图像中的数据可 最快的是0~1mi,故C正确；只增大容器体积，压强减小，化学反应速 得，600℃时其△G<0,反应自发进行，故D不符合题意。(2)由已知方 率减小，故D错误。 程式：(2×反应①-反应②)可得反应③，结合盖斯定律得△H3=2△H 5.A随着反应的进行，反应物浓度逐渐下降，生成物浓度逐渐上升，直到 -△H2=-222kJ·mol-1,反应①前后气体分子数不变，升温△G不变 达到平衡，即正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，直到正、逆反 对应线条b,升温促进反应②平衡逆向移动，气体分子数增多，△G值增 应速率相等，反应达到平衡之前正反应速率始终大于逆反应速率，A正 大，对应线条©，升温促进反应③平衡逆向移动，气体分子数减少，△G值 确：化学反应速率之比等于化学计量数之比，即()=32-m c2-c1 减小，对应线条a。 5.(1)(i)催化剂（ⅱ）反应中有污染空气的N0和NO2放出，影响空气 ·L1·s1,B错误；温度不变，平衡常数不变，C错误；时反应达到平 环境、N02可以溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质、产率不高（答案合理 衡，此时的平衡是一种动态平衡，反应并未停止，D错误。 即可)(2)(i)cd(ii)d 6.D正反应是气体分子数减小的反应，当压强不再发生变化时，可以说明 [解析](1)（ⅰ）根据所给的反应方程式，NO2在反应过程中先消耗再 反应已经达到平衡状态，A正确；根据题图可知，只有b点表示的反应体 生成，说明NO2在反应中起催化剂的作用。（ⅱ）铅室法在反应中有污 系中，各物质的浓度不再发生变化，只有b点表示反应处于平衡状态，B 染空气的NO和NO2放出，影响空气环境、同时作为催化剂的NO2可以 正确：25~30min内X的浓度变化量是0.4mol·L1,用X表示化学反 溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质影响产品质量、产率不高（答案合理 应的平均速率为0.4ml.L -=0.08mol·L-1·min-1,C正确：由题图 即可)。(2)()根据不同转化率下的反应速率曲线可以看出，随着温 5 min 度的升高反应速率先加快后减慢，错误；从图中所给出的速率曲线可以 可知，反应进行至25min时，曲线发生变化的原因是X物质的浓度增大， 看出，相同温度下，转化率越低反应速率越快，但在转化率小于88%时的 D错误。 反应速率图像并没有给出，无法判断α=0.88的条件下是平衡转化率，b 考点二 错误；从图像可以看出随着转化率的增大，最大反应速率不断减小，最大 反应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化率的 考点突破·能力提升 增大，最大反应速率出现的温度也逐渐降低，这时可以根据不同转化率微考点1 选择合适的反应温度以减少能源的消耗，d正确。（ⅱ）为了提高催化剂：1.D图像反应I中任取一曲线，图中随着温度的升高反应物的平衡转化 的综合性能，科学家对催化剂进行了改良，从图中可以看出标号为d的 率减小，升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，A项错 催化剂V-K-Cs-Ce对S02的转化率最好，产率最佳，敌答案选d。 误；在图像反应I的横坐标上任取一点，作横坐标的垂直线与两曲线相 572 交，若P1>P2,增大压强反应物A的平衡转化率增大，增大压强平衡向正质的量浓度为xmol·L-1,则列出三段式如下： 反应方向移动，则a+1>c,△S<0,B项错误；图像反应Ⅱ中T1先出现拐 2X(g)+Y(g)、=Z(g) 点，T1反应速率快，T1>T2,T1平衡时n(C)小于T2平衡时n(C),升高 起始浓度/(mol·L-1)2 1 0 温度平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，C项错误：图像反应Ⅲ 转化浓度/(mol·L-1)2x 增大压强平衡不移动，则a+1=c,若T1>T2,升高温度A的转化率减 平衡浓度/(mol·L1)2-2x1-xx 小，升高温度平衡向逆反应方向移动，则△H<0,该反应能自发进行，D 项正确。 1Lx[(2-2)+(1-)+mlL<分x3md,>0.75,化学平 2.C该反应为放热反应，平衡后升高温度，反应逆向移动，c(B)增大，故A c(Z) 0.75 错误；加压时正反应速率和逆反应速率都增大，故B错误：温度相同时， 衡常数K=2X9:(Y7>0.5x0.25=12,D正确。 加压有利于反应正向进行，故心(C)增大，压强恒定时，升高温度，反应逆微考点3 向进行，w(C)减小，故C正确；压强恒定时，升高温度，反应逆向进行，A7.D由题图可知，升高温度，H,S的平衡转化率增大，说明升高温度，平衡 的转化率减小，故D错误。 向正反应方向移动，正反应为吸热反应，△H>0,A项正确；1100℃时，有 3.B开始时N2和H2各占50%，总物质的量是1mol,则N2和H2各为 催化剂和无催化剂时H2S的转化率相等，表明A山203几乎失去催化活 0.5mol,列三段式： 性，B项正确；不加催化剂时，温度越高，反应速率越大，达到平衡的时间 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)》 越短，C项正确；A点达到平衡时，H,S的平衡转化率为50%，设加人的 起始量/mol0.50.5 0 H2S的物质的量为xmol,列出三段式 转化量/molx 3x 2x 2H2S(g)2H2(g)+S2(g) 某时刻量/mol0.5-x0.5-3x2x 起始/molx 0 0 某时刻，总物质的量为n(总)=(0.5-x)mol+(0.5-3x)mol+2xmdl 转化/mol0.5x 0.5x0.25x （1-2x)ml,某时刻的物质的量分数为02)四×1 ×100%= 平衡/mol0.5x 0.5x 0.25x (1-2x)ml 达平衡时总物质的量为1.25xmol, (1-2x)ml×100%=50%,故N,的物质的量分数一直保持不变 10.5x 0.25 p2(H2)·p(S2) 1.25x 1.25 (50%),则a代表N2的物质的量分数，随反应进行减小的是c表示的 K。 p2(HS) =0.2p,D项错误。 0.5x H2的物质的量分数，b表示NH的物质的量分数，A正确；1时H2、NH (1.25 的物质的量分数相等，即(0.5-3x)mol」 2x mol (1-2x)mol (1-2x)a,解得x=0.1,则微考点4 3x mol 8.C根据图示，随温度的升高，CH4和CO2的体积分数减小，说明升温， 0之mn,a),l·mmB错误b代表N 平衡正向移动，而升温平衡向吸热方向移动，正反应吸热，△H1>0,A正 确；反应I每消耗1molC02,转移电子6mol,反应Ⅲ每消耗1molC02, 的物质的量分数，2时刻及以后，NH3的物质的量分数增大，说明反应向 转移电子8ol,所以反应I、Ⅲ消耗等量的C02时，转移电子数之比为 正反应方向进行，则NH3的分解速率小于其生成速率，C正确；时刻， 3:4,B正确；反应Ⅲ是放热反应，升温时平衡逆向移动消耗H20,反应 减小容积，压强增大，平衡正向移动，H3的物质的量分数增大，H2的物 Ⅱ是吸热反应，升温时平衡正向移动，生成H20,300~580℃，H20的体 质的量分数减小，D正确 积分数不断增大，是由于反应Ⅲ消耗H20的量小于反应Ⅱ生成H20的 微考点2 量，C错误：T℃时，在容积为2L容器中加人2 mol CH4、2molC02以及 4.CA、C两点对应的温度相同，平衡常数只受温度的影响，KA=Kc,A错 催化剂进行重整反应，测得C02的平衡转化率为75%，则C02转化的浓 误；A点到C点，压强增大，NO2(g)的浓度增大，虽然平衡逆向移动，最 终二氧化氨的浓度比原浓度大，即C点气体颜色比A点深，B错误；A点 度为2，m0×75%=0.75m0l·L1,列三段式得 2L 到B点，NO2的体积分数减小，说明相同压强下，T2到T,平衡逆向移 CH4(g)+C02(g)2C0(g)+2H2(g) 动，T,>T,即由状态B到状态A,可以用加热的方法，C正确；A点到C 起始量/ 0 点，压强增大，平衡逆向移动，该反应的逆反应为气体相对分子质量增大 0 (mol·L-1) 的反应，即A点气体的平均相对分子质量小于C点气体的平均相对分子 转化量/ 质量，D错误。 0.75 0.75 1.5 (mol·L-1) 1.5 5.C在其他条件不变的情况下，增大压强，平衡正向移动，CH3OH的体积 平衡量/ 0.25 0.25 1.5 1.5 分数增大，则P1>P2,A正确；设a点C02的转化量为xmol,氢气的转化 （mol·L-1) 量为3xmol,甲醇的生成量为xmol,水的生成量为xmol,则 c2(C0)·c2(H2) 若不考虑副反应，则反应I的平衡常数K= (1-x+3-3x++x)ma×100%=30%,解得x=0.75,则C02的转化 x mol c(CH4)·c(c02) 1.52×1.52 率为75%，B正确：随着温度的升高，甲醇的体积分数减小，平衡向逆反 0.25×0.25=81,但由于副反应Ⅲ中，消耗的氢气的量比消耗的二氧化 应方向移动，正反应为放热反应，压强越大，反应速率越快，则x(a)< 碳的量多得多，故反应I的平衡常数小于81，D正确 v(b)<(c),C错误：b→a过程，是温度降低的过程，则平衡向正反应方 聚焦高考·真题演练 向移动，D正确。 6.A甲容器随若反应的进行，压强先增大后减小，反应正向气体的物质的1.()小于降低温度、增大压强97.3%900(2)2 量减小，则甲中刚开始压强增大的原因是因为容器温度升高，故甲是绝 [解析](1)随着温度升高，平衡时N(CO)4的体积分数减小，说明温 热条件，且说明上述反应过程为放热反应，即△H<0,A错误；甲是绝热 度升高平衡逆移，因此该反应的△H<0。该反应的正反应是气体总分子 容器，正反应放热，反应达到平衡状态时，甲容器的温度大于乙，升高温 数减小的放热反应，因此降低温度和增大压强均有利于N(CO)4的生 度平衡逆向移动，所以甲容器中反应物的浓度大于乙，甲中反应物浓度 成。由上述分析知，温度相同时，增大压强平衡正向移动，对应的平衡体 大、温度高，所以正>正，B正确；正反应放热，a点的温度大于c点，图 系中Ni(C0)4的体积分数增大，则压强：P4>P3>P2>P1,即P3对应的压 中a点和c点气体的压强、体积相等，根据pV=nRT,na<ne,C正确；a点 为平衡点，正反应放热，则T,>T始，此时容器的总压强为p,压强：P,= 强是1.0MPa。由题图可知，P3、100℃条件下达到平衡时，C0和 Ni(C0)4的物质的量分数分别为0.1、0.9，设初始投入的C0为4mol,反 2P始，根据pV=nRT,可知几，<2n始，设甲容器中平衡时Y转化的物 应生成的Ni(CO)4为xmol,可得三段式： 573- Ni(s)+4C0(g)Ni(C0)4(g）n气s 温度，且不改变投料比，同时化学反应速率稍减小，导致C0的转化率稍 n起始/mol 0 4 减小，与图中变化相符，C正确。②增大水蒸气的浓度，平衡正向移动， n转化/mol 4x 则一氧化碳的平衡转化率增大，会高于原平衡曲线，故图像如下图。(2) n平衡/mol 4-4x 4-3x 反应物分子在催化剂表面的吸附是一个放热的快速过程，温度过高时， 根据阿伏加德罗定律，其他条件相同时，气体的体积分数即为其物质的 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 量分数，因此有，产5=0,9，解得x治因此达到平商时0(C0)=4 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。 4×9 mol ×的mLc0的平衡转化率a4厂x0%97.3%。气体的 分压=总压强×该气体的物质的量分数，则该温度下的压强平衡常数 平衡曲线 K-BLNi(CO).]0.9xp 0.9×1.0MPa p(C0) (0.1×Ps=(0.1×1.0MPa=9000(MPa)-3 最适宜温度曲线 (2)由题给关系式可得ea=S[Ni(C60)4] 7元 co[Ni(CO)4] 当Ni(C60)4反应一半 第八章 水溶液中的离子反应与平衡衡 威0.62电 第36讲弱电解质的电离平衡 =n2 考点一 2.(1)<360(2)-285.8(3)BD (4)流速较高时，均未达到平衡，T3、T2、T1对应的反应温度分别为 必备知识·梳理夯实 360℃，400℃、440℃，随着温度升高，反应速率加快，HC1转化率增大 1.(1)减小增大相等 (5)6 (2)=≠最大0> [解析](1)该反应为气体分子总数减少的反应，即熵减的反应，则△S 2.(1)结构与性质 <0该反应为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，HC1平衡转化率降 (2)电离的增大吸热电离的增大形成分子的减小电离的 低，根据信息“较低流速下转化率可近似为平衡转化率”，结合图像可知， 增大向右增大增大增大向右诚小减小增大向右 低流速时，T3、T2、T1对应的HC转化率依次降低，则T3、T2、T对应的 增大增大减小向左减小增大减小向左增大减小 反应温度依次升高，分别为360℃、400℃，440℃。(2)H2燃烧的热化 减小向右减小增大增大向右减小。增大增大 【正误辨析】 学方程式为，(g）+702(g)一H,0(I)△H,根据盖斯定律，△H= :(1)×加水稀释促进弱电解质的电离，自由移动的离子数目增多 △H+△H,-△H2=(-57.2kJ·mol1)+(-184.6k·mol-)-(2)V氢氟酸为一元弱酸，盐酸为一元强酸。pH相同时，氢氟酸浓度大 (+44.0kJ·mol-1)=-285.8kJ·mol-1。(3)根据题图甲可知，T3温 于盐酸，则中和等体积等浓度的NOH溶液，盐酸消耗的体积多 度对应的曲线中，随着HCl流速的增大，HC的转化率下降，A错误；M(3)V加水会使醋酸溶液的酸性减弱，c(H+)减小，加入CHaCOONa晶 点对应的HCI流速较高，未达到平衡状态，升高温度，可加快反应速率， 体会使醋酸的电离平衡逆向进行，c(H+)减小。 提高H的转化率，结合题图甲可知，HC1流速相同时，将温度升高(4)×碳酸是二元弱酸，应分步电离。 40℃，即温度为400℃，此时HCI的转化率增大，B正确；由题图甲、乙可 (5)×导电能力取决于带电离子的浓度大小及所带电荷的多少，与强弱 知，温度、HCI流速相同时，增大n(HCl):n(O2),HCl转化率下降，C错 电解质无直接关系。例如硫酸钡是强电解质，它的溶液导电能力却比 误；使用更高效的催化剂，可加快反应速率，从而提高M点HCI的转化 不上醋酸溶液，因为它溶解度小，离子浓度小。 率，D正确。(4)流速较高时，反应未达到平衡，则影响转化率的主要因考点突破·能力提升 素是反应速率，而本题影响速率的因素是温度，故从温度的角度来分析。： 微考点1 (5)代入1h内的气体流量，题图乙中n(HCl):n(02)=4:4,则N点通 1.C加水促进电离，但氢离子浓度减小，A项错误；通入过量S0,气体发 入的HCl、O2物质的量均为0.10mol,根据图乙数据可知，平衡时HC1转 生反应：2H2S+S02一3S↓+2H20,当S02过量时溶液显酸性，而且 化率为80%，即HC1转化的物质的量为0.08mol,可列出三段式： 酸性比HS强，p减小，B项错误；滴加新制氯水，发生反应：C2+H2S 2l0(g)+202(g)=0,(g)+l,0(g) 一一2HC1+S↓，平衡向左移动，溶液pH减小，C项正确；加入少量硫酸 铜固体，发生反应：H2S+Cm2+一CuS↓+2H*,H+浓度增大，D项 n起给/mol0.10 0.10 0 0 错误。 n特化/mol0.08 0.02 0.040.04 2.D醋酸的电离是吸热过程，升高温度，平衡正向移动，电离程度增大，A n平衡/mol0.02 0.08 0.04 0.04 正确：加人CaCO3粉末与H反应放出CO2,溶液中c(H)减小，平衡正 平衡时气体总物质的量n=(0.02+0.08+0.04+0.04)mol= 向移动，B正确；加人少量CH3 COONa固体，溶液中c(CHCO0-)增大， 0.18ml,则销质的量分数x(HC=号4(0，)=号，(C,)=x(,0) 平衡逆向移动，C正确；滴加少量0.1mol·L1HCl溶液，c(H)增大， 2 =子将数据代入平衡常数表达式得人= 9×9 平商递向移动.(060)减小e(CHc0)拾大放8COO =6 ()() 减小，D错误。 3.D由图像可知0.1mol·L-1的MOH溶液的pH=13,说明MOH完全电 3.(1)①AC②见解析图 离，为强电解质，同理判断ROH为弱电解质，所以前者的碱性大于后者， (2)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 A正确：ROH为弱电解质，溶液越稀越易电离，所以电离程度b点大于 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 点，B正确；当两溶液无限稀释下去，相当于纯水，所以二者氢氧根离子 还会导致催化剂的活性降低，从而使化学反应速率减小 浓度相等，C正确：当g六 =2时，MOH溶液的pH=11,ROH溶液的H [解析](1)①按原水碳比通入冷的原料气，可以降低温度，同时化学 =10,MOH不存在电离平衡，ROH存在电离平衡，升高温度平衡右移， 反应速率稍减小，导致CO的转化率稍减小，与图中变化相符，A正确；喷 入冷水（蒸气），可以降低温度，但是同时水蒸气的浓度增大，会导致C0 c(M*)无影有c(R*)增大，所以波小，D错误。 的转化率增大，与图中变化不符，B错误；通过热交换器换热，可以降低 574