专题8 化学反应速率与反应平衡(课件PPT)-【零起点考大学】2026年高考化学高效备考方案

化学反应速率与化学平衡 08 考点1 化学反应速率 考点2 化学平衡 考点3 化学反应的方向 1 真题大数据 考点 核心知识 考频 年份与卷别 化学反应速率与化学平衡 化学反应速率 33次 2025：北京卷、山东卷、浙江1月卷、江苏卷、河北卷、广东卷、湖北卷、重庆卷、黑吉辽蒙卷、安徽卷、河南卷 2024：新课标卷、北京卷、山东卷、全国甲卷、海南卷、浙江1月卷、浙江6月卷、江苏卷、河北卷、广东卷、湖北卷、重庆卷、黑吉辽卷、江西卷、安徽卷、广西卷 化学反应速率与化学平衡 化学平衡 46次 2025：北京卷、山东卷、浙江1月卷、江苏卷、河北卷、广东卷、湖南卷、湖北卷、重庆卷、黑吉辽蒙卷、安徽卷、河南卷、云南卷、陕晋青宁卷 2024：湖南卷、新课标卷、全国甲卷、山东卷、海南卷、浙江1月卷、江苏卷、广东卷、福建卷、重庆卷、黑吉辽卷、江西卷、安徽卷、广西卷、贵州卷、甘肃卷 化学反应速率与化学平衡 化学反应的方向 11次 2025：北京卷、广东卷 2024：浙江6月卷、广东卷、湖北卷、黑吉辽卷、贵州卷 一、化学反应速率 1.定义 化学反应速率用单位时间内反应物或生成物的物质的量的变化来表示。如果反应体系的体积是恒定的，则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.表达式 v = ，其中Δc表示反应物浓度或生成物浓度的变化，Δt表示反应时间的变化，v表示反应速率（计算时取正值）。 考点1 化学反应速率 3 3.常用单位 mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1。 4.常用关系式 对于反应mA+nB pC+qD，不同物质表示的反应速率，存在如下关系：v（A）∶v（B）∶v（C）∶v（D）=m∶n∶p∶q。 考点1 化学反应速率 ★注意： 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，而不是某时刻的瞬时速率。 4 二、影响化学反应速率的因素 1.内因（主要因素） 反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定因素。 考点1 化学反应速率 2.外因 影响化学反应速率的外界因素有浓度、温度、压强、催化剂、稀有气体等。 5 （1）浓度：增大反应物(或生成物)浓度，正反应(或逆反应)速率增大，逆反应(或正反应)速率瞬时不变，随后增大。 （2）温度：升高温度，v正和v逆均增大，对于吸热反应，v正增大的程度大；对于放热反应，v逆增大的程度大。 （3）压强：对于气体反应来说，增大压强相当于增大反应物的浓度，反应速率加快，无气体参与和生成的反应，压强变化对反应速率无影响。 （4）催化剂：正催化剂能降低反应所需的活化能，同等程度地增大正、逆反应速率，缩短达到化学平衡的时间。 考点1 化学反应速率 6 (5)稀有气体 ①恒容：充入“惰性气体”→总压强增大→物质浓度不变(活化分子浓度不变)→反应速率不变。 ②恒压：充入“惰性气体”→体积增大，导致物质浓度减小(活化分子浓度减小)→反应速率减小。 ★注意 影响化学反应速率的其他外因： ①增大固体反应物的表面积（即粉碎成小粉末），反应速率加快。 ②形成原电池，一般能加快反应速率。 ③超声波、电磁波、光照等也能影响反应速率。 考点1 化学反应速率 7 3.有效碰撞理论 （1）有效碰撞：能够发生化学反应的碰撞。 （2）活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 （3）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。 图中，E1为正反应的活化能，E2为逆反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，ΔE为反应热，ΔE=E1-E2。 考点1 化学反应速率 8 （4）活化分子与反应速率之间的关系 增大反应物浓度 → 增大单位体积内 ← 增大气体压强 活化分子百分数 (压缩气体体积) ↓ 增大化学反应速率 ↑ 升高体系温度 → 增大活化分子百分数 ← 使用催化剂 考点1 化学反应速率 9 ★应考基础训练 1.下列说法正确的是（ ） A．增大反应物浓度，可增大活化分子的百分数，从而使有效碰撞次数增加 B．升高温度能使化学反应速率增大，主要原因是增大了活化分子的数目 C．有气体参加的化学反应，若增大压强(缩小容器体积)，可增大活化分子的百分数 D．催化剂能减小反应的活化能，但不能增大单位体积内活化分子的百分数 B 考点1 化学反应速率 10 2.关于反应2NO2(g) == N2O4(g)的化学反应速率的说法正确的是（ ） A.化学反应速率为6 mol·L-1·s-1时一定比化学反应速率为3.5 mol·L-1·s-1时大 B.不能根据气体颜色变化来确定该反应进行的快慢 C.恒温恒容条件下，充入N2，压强增大，但正、逆反应速率都不变 D.升温或加压(缩小容器体积)都能增大反应物活化分子百分数，从而加快化学反应速率 C 考点1 化学反应速率 11 考点2 化学平衡 一、可逆反应 同一条件下，既可向正反应方向进行，又可向逆反应方向进行的反应。在可逆反应中使用“ ”代替反应式中原来用的“===”。 注意： 可逆反应必须是同一条件下既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应。对于在不同条件下进行的反应物、生成物正好相反的反应，则不能认为是可逆反应。 12 考点2 化学平衡 二、化学平衡 1.化学反应限度 化学反应限度是指可逆反应在一定条件下所能达到的最大程度。 2.化学平衡 化学平衡是指可逆反应在反应条件保持不变的情况下，达到化学反应正、逆反应速率相等，反应物和生成物各组分浓度不再改变的状态。 3.化学平衡状态的特征 化学平衡状态的五大特征：逆、等、动、定、变。 13 考点2 化学平衡 ①逆：化学平衡研究的对象是可逆反应。 ②等：正反应速率等于逆反应速率，即v正 =v逆 。 ③动：化学平衡是动态平衡，即正、逆反应速率不为0。 ④定：达到化学平衡后，正、逆反应虽然时刻进行着，但由于v正 = v逆，所以各组分的含量将保持一定，不再发生改变。 ⑤变：当外界条件发生改变时，原平衡状态也随之发生改变，达到一个新的平衡状态。 14 考点2 化学平衡 4.化学平衡状态的标志和判断 标志 mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 平衡状况 混合物体系中各成分的含量 各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡 各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡 各气体的体积或体积分数一定 平衡 总体积、总压力、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆 反应速率的关系 在单位时间内消耗了m mol A，同时生成了m mol A 平衡 在单位时间内消耗了n mol B，同时消耗了p mol C 平衡 v(A):v(B):v(C):v(D)=m:n:p:q，v正不一定等于v逆 不一定平衡 在单位时间内生成了n mol B，同时消耗了q mol D 不一定平衡 15 考点2 化学平衡 标志 mA(g) + nB(g) pC(g) + qD(g) 平衡状况 压强 m+n p+q，总压力一定(其他条件一定) 平衡 m+n= p+q，总压力一定(其他条件一定) 不一定平衡 混合气体的平均相对分子质量 当m+n p+q 时， 一定 平衡 当m+n= p+q时， 一定 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量变化，在其他条件不变的情况下，体系温度一定 平衡 气体的密度 密度一定 不一定平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色不变，即有色物质的浓度不变 平衡 16 考点2 化学平衡 5.化学平衡移动的原理 当外界条件发生改变时，原平衡状态也随之发生改变。 当外界条件改变而使v正>v逆时，平衡向正反应方向移动, 当外界条件改变而使v正<v逆时，平衡向逆反应方向移动。 （1）勒夏特列原理：如果改变影响平衡的条件之一（如浓度、压强、温度等），平衡将向减弱这种改变的方向移动，这一规律叫做勒夏特列原理。 17 考点2 化学平衡 （2）外界条件对化学平衡的影响 改变条件 对反应速率 的影响 平衡移动的方向 注意事项 v正 v逆 结果 浓度 增大反应物浓度 增大 v正>v逆 正反应 方向 固体或纯液体的浓度是常数，改变固体或纯液体的量对化学平衡的移动没有影响。在溶液中进行的反应，如果稀释溶液，反应物与生成物的浓度均减小，但减小的程度不同，总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数增大的方向移动 增大生成物浓度 增大 v正<v逆 逆反应 方向 减小反应物浓度 减小 v正<v逆 逆反应 方向 减小生成物浓度 减小 v正>v逆 正反应 方向 18 考点2 化学平衡 改变 条件 对反应速率 的影响 平衡移动 的方向 注意事项 v正 v逆 结果 压强 增大 增大 v减>v增 气体体积减小的方向 无气体存在的反应、反应前后气体体积不变的反应，改变压强对平衡无影响 减小 减小 v减<v增 气体体积增大的方向 温度 升高 增大 v吸>v放 吸热反应方向 吸热反应速率增大的幅度大 降低 减小 v吸<v放 放热反应方向 吸热反应速率减小的幅度大 催化剂 正催化剂 增大 v正=v逆 不移动 可缩短达到平衡所需时间 负催化剂 减小 v正=v逆 可延长达到平衡所需时间 19 考点2 化学平衡 （3）通过图像分析影响化学平衡移动的因素 以反应2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g) ΔH <0为例：某温度下，在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后，改变外界条件。 ①加催化剂，平衡不移动，正反应速率与逆反应速度都增大： ②升高温度，平衡向逆反应方向移动，逆反应速率的增大幅度大于正反应的： v’正 v’逆 v正 v逆 v O t v正 v逆 v O t v’逆 v’正 20 考点2 化学平衡 ③增大反应容器体积，平衡向逆反应方向移动，正反应速率的减小幅度大于逆反应的： ④增大 O2或SO2的浓度，平衡向正反应方向移动，正反应速率应增大，逆反应速率随之增大： v正 v逆 v O t v’逆 v’正 v正 v逆 v O t v’正 v’逆 21 考点2 化学平衡 6.等效平衡 （1）概念 在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，在达到化学平衡状态时，任何相同组分的含量（体积分数、物质的量分数）均相同，这样的化学平衡互称等效平衡。 22 考点2 化学平衡 （2）类型 等效类型 ① ② ③ 条件 恒温、恒容 恒温、恒容 恒温、恒压 反应的特点 反应前后气体分子数不相等 反应前后气体 分子数相等 任何可逆反应 起始投料 换算为化学方程式同一边物质，其“量 ”相同 换算为化学方程式同一边物质，其“量”符合同一比例 换算为化学方程式同一边物质，其“量 ”符合同一比例 平衡条件 两平衡各物质质(ω%) 相同 相同 相同 两平衡各物质浓度(c) 相同 成比例 相同(气体) 两平衡各物质物质的量(n) 相同 成比例 成比例 23 考点2 化学平衡 二、化学平衡常数 1.化学平衡常数 化学平衡常数是用来表示反应进行程度的常数，其数值只与温度有关。 （1）平衡常数表达式：对于反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，其平衡常数： ①用浓度表示： ②用分压表示： 。其中p(C)、p(D)分别为C、D两气体的分压，气体的分压=气体总压×体积分数，气体体积之比=气体物质的量之比。 24 考点2 化学平衡 (2)平衡常数之间的关系： ①若反应1(平衡常数为K1)+反应2(平衡常数为K2)=反应3(平衡常数为K3)，则K3=K1·K2。 ②若反应1(平衡常数为K1)-反应2(平衡常数为K2)=反应3(平衡常数为K3)，则K3=K1/K2。 ③若两反应互为可逆反应，其平衡常数互为倒数关系。 25 考点2 化学平衡 (3)K与k正、k逆的关系推导： 已知：反应 mA(g)+nB(g) pC(g)，v正=k正·cm(A)·cn(B)，v逆=k逆·cp(C)，其中，k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数。当v正=v逆时，反应达到平衡，即k正·cm(A)·cn(B)=k逆·cp(C)，故 。 26 考点2 化学平衡 2.转化率 转化率的计算公式为： 三、化学反应速率和化学平衡图像 1.图像分析思路 （1）具体分析步骤： ①看图像 一看面，即坐标面，弄清纵、横两坐标各代表的是什么。 二看线，即变化曲线，弄清曲线的走向与变化趋势。 三看点，即各关键点，弄清起点、折点、交点、终点所表示的意义。 四看辅助线，即等温线、等压线、平衡线。 五看量的变化，如浓度变化、温度变化、压强变化、体积变化等。 27 考点2 化学平衡 ②作出判断 结合化学反应方程式的特点,将图像中表现出来的规律与所学规律对比,从而作出符合题目要求的判断。 （2）化学平衡图像的看图技巧： ①先拐先平：例如，在α-t图像上,先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该曲线对应的温度高、浓度大或压强大。 ②定一议二：当图像中有三个量时,先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。 ③三步分析法：一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。 28 考点2 化学平衡 2.几种常见图像的分析 以反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) ΔH=Q kJ/mol为例。 （1）百分含量(或转化率)-t-T(或p)图像： 这类图像中拐点代表达到平衡，拐点横坐标对应的，时间短，说明达到平衡的时间短，反应速率快。 ①右图中，T2 的拐点对应时间短，表明先达到平衡，T2 条件下反应速率快，则有T2> T1。由T1➝T2 升温，平衡时 A的转化率减小，推出平衡向逆反应方向移动，而升温应使平衡向吸热反应方向移动，说明逆反应是吸热反应，则正反应是放热反应，即Q<0。 29 考点2 化学平衡 ②右图中，p1的拐点对应时间短，表明先达到平衡，p1条件下反应速率快，则有p1>p2。由p2➝p1压强增大，平衡时 A的转化率增大，推出平衡向正反应方向移动，而加压应使平衡向气体分子数减小的方向移动，说明正反应是气体分子数减小的反应，即 m+n>p+q。 ③右图中，由b➝a，达到平衡的时间变短，反应速率变快，而平衡没有移动。有两种可能：一种是a使用了催化剂；另一种是m+n=p+q条件下，a增大了压强。 30 考点2 化学平衡 （2）v-p 图像 这类图像重点分析交点后的变化。 ①右图是正逆反应速率随温度升高的变化。两条线的交点是平衡状态，温度升高后，v逆 >v正，平衡向逆反应方向移动，说明逆反应是吸热反应，则正反应是放热反应，即Q＜0。 ②右图是正逆反应速率随压强增大的变化。两条线的交点是平衡状态，压强增大后，v正 >v逆，平衡向正反应方向移动，说明正反应是气体分子数减少的反应，即m+n>p+q。 31 考点2 化学平衡 ★应考基础训练 1.一定温度下，在2 L的恒容密闭容器中发生反应A(g)+2B(g) 3C(g)。反应过程中的部分数据如表所示： 下列说法正确的是（ ） A.0~5 min，用 A 表示的平均反应 速率为0.09 mol·L-1·min-1 B.该反应在10 min后才达到平衡 C.平衡状态时，c(C)=0.6 mol·L-1 D.物质B的平衡转化率为20% n(A) n(B) n(C) 0 2.0 2.4 0 5 0.9 10 1.6 15 1.6 C 32 考点2 化学平衡 2.(双选)CH4与CO2重整生成H2和CO的过程中主要发生下列反应： CH4(g)+CO2(g) 2H2(g)+2CO(g) ΔH=247.1 kJ·mol-1 H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) ΔH=41.2 kJ·mol-1 在恒压、反应物起始物质的量比n(CH4):n(CO2)=1:1条件下，CH4和CO2 的平衡转化率随温度变化的曲线如图所示。下列有关说法正确的是（ ） A.升高温度、增大压强均有利于提高 CH4的平衡转化率 B.曲线B表示CH4的平衡转化率随温度的变化 C.相同条件下，改用高效催化剂能使曲线 A和曲线B相重叠 D.恒压、800 K、n(CH4):n(CO2)=1:1条件下，反应至CH4转 化率达到X点的值，改变除温度外的特定条件继续反应， CH4转化率能达到 Y点的值 BD 33 考点3 化学反应的方向 一、自发反应 1.含义 在温度和压强一定的条件下，无需借助外力就能自发进行的反应称为自发反应。 2.特点 （1）体系趋向于高能状态转变为低能状态。 （2）在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性。 34 考点3 化学反应的方向 二、判断化学反应方向的依据 1.焓判据 放热过程中体系能量降低，∆H<0，具有自发进行的倾向。 2.熵判据 ①熵的大小：同种物质的熵值：气态>液态>固态。 ②熵判据：体系的混乱程度增加，即熵增，∆S>0，反应有自发进行的倾向。 3.复合判据——吉布斯自由能（∆G ） 根据ΔG=ΔH-TΔS判断： ΔG>0，反应不能自发进行；ΔG=0，反应达到化学平衡状态；∆G<0，反应能自发进行。 35 考点3 化学反应的方向 ★应考基础训练 1.下列说法不正确的是（ ） A．反应4Fe(OH)2(s)+2H2O(l)+O2(g)==4Fe(OH)3(s)常温下能自发进行，该反应的ΔH<0 B．反应H2S(g)+ZnO(s)==H2O(g)+ZnS(s)在一定条件下可自发进行，且ΔS<0，则ΔH>0 C．反应3C(s)+CaO(s)==CaC2(s)+CO(g)在常温下不能自发进行，说明该反应的ΔH>0 D. SiO2(s)+2C(s)==Si(s)+2CO(g)必须在高温下反应才能发生，则ΔH>0 B 36 考点3 化学反应的方向 2.合成氨反应中物质的能量与反应过程的关系如图所示。已知键能E(N≡N)= 946 kJ·mol-1、E(H—H)=436 kJ·mol-1。下列说法正确的是（ ） A.一定条件下，反应N2(g)+3H2(g)==2NH3(g)能自发进 行的原因是∆S>0 B.E(N—H)= 391 kJ·mol-1 C.合成氨使用催化剂是为了提高反应物的 平衡转化率 D.合成氨使用高温的目的是提高反应物的 平衡转化率，使用高压的目的是增大反应速率 B 37 $