专题4 非选择题突破(2) 命题点3 化学反应速率、转化率、平衡常数的计算(课件PPT)-【精讲精练】2026年高考化学二轮专题辅导与训练

该高中化学高考复习课件聚焦“化学反应速率、转化率及平衡常数计算”核心考点，依据高考评价体系梳理公式法、比值法等计算方法，分析近5年真题中平衡常数（K/Kp）、转化率等考点权重，归纳非选择题中三段式计算、图表数据分析等常考题型，体现备考针对性。 课件以“核心整合+真题精讲+模拟演练”为特色，如2025年黑龙江卷结合图表分析DMO转化率，运用科学思维构建“三段式+分压计算”模型，培养学生证据推理能力。教师可通过真题变式训练把握命题趋势，帮助学生掌握平衡常数计算技巧，提升应试得分率。

非选择题突破(二) 命题点3　化学反应速率、转化率、 平衡常数的计算 专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 栏目导航 板块一　专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 1 栏目导航 核心整合 01 真题回放 02 模拟演练 03 栏目导航 板块一　专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 1 2 核 心 整 合 栏目导航 栏目导航 板块一　专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 1 栏目导航 板块一　专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 1 栏目导航 板块一　专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 1 栏目导航 板块一　专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 1 栏目导航 板块一　专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 1 栏目导航 板块一　专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 1 栏目导航 板块一　专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 1 栏目导航 板块一　专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 1 真 题 回 放 栏目导航 栏目导航 板块一　专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 1 栏目导航 板块一　专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 1 栏目导航 板块一　专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 1 栏目导航 板块一　专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 1 栏目导航 板块一　专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 1 栏目导航 板块一　专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 1 栏目导航 板块一　专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 1 栏目导航 板块一　专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 1 栏目导航 板块一　专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 1 栏目导航 板块一　专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 1 栏目导航 板块一　专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 1 栏目导航 板块一　专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 1 栏目导航 板块一　专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 1 栏目导航 板块一　专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 1 栏目导航 板块一　专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 1 栏目导航 板块一　专题四　化学反应与热能　化学反应速率与平衡 1 栏目导航 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1．(2025·黑吉辽内蒙古卷节选)用合成气(CO、H2)和O2制备的DMO合成乙二醇，发生如下3个均放热的连续反应，其中MG生成乙二醇的反应为可逆反应。 在2 MPa、Cu/SiO2催化、固定流速条件下，发生上述反应，初始氢酯比＝52.4，出口处检测到DMO的实际转化率及MG、乙二醇、乙醇的选择性随温度的变化曲线如图所示。 (1)已知曲线Ⅱ表示乙二醇的选择性，则曲线________(填图中标号，下同)表示DMO的转化率，曲线________表示MG的选择性。 (2)有利于提高A点DMO转化率的措施有______(填标号)。 A．降低温度 B．增大压强 C．减小初始氢酯比 D．延长原料与催化剂的接触时间 (3)483 K时，出口处的值为__________(精确至0.01)。 (4)A点反应MG(g)＋2H2(g)⥫⥬HOCH2CH2OH(g)＋CH3OH(g)的浓度商Qx＝________(用物质的量分数代替浓度计算，精确至0.001)。 解析　根据图示的曲线，随着反应的温度升高，Ⅰ曲线的变化趋势为上升后逐渐平衡，此时说明DMO的转化率区域恒定，故Ⅰ曲线为DMO的实际转化率曲线；又已知Ⅱ为乙二醇的选择性曲线，观察曲线Ⅱ和曲线Ⅳ可知，随着反应的进行MG逐渐转化为乙二醇，故曲线Ⅳ为MG的选择性曲线，因此曲线Ⅲ为乙醇的选择性曲线。 (1)根据上述分析，曲线Ⅰ为DMO的实际转化率曲线；曲线Ⅳ为MG的选择性曲线； (2)根据图示，降低温度，DMO的转化率降低，A不符合题意；增大压强，反应体系中的活化分子数增加，化学反应速率加快，DMO的转化率增大，B符合题意；减小初始的氢酯比导致体系中氢含量下降，DMO的转化率降低，C不符合题意；A点时DMO的转化率为80%，升高温度后转化率持续上升说明A点时反应未平衡，延长原料和催化剂的反应时间可以促进反应的继续进行，增大DMO的转化率，D符合题意； (3)483 K时，DMO的实际转化率为99%，设起始投入反应的DMO为100 mol，则出口处流出的乙醇的物质的量为100 mol×99%×2%＝1.98 mol，此时还有1 mol DMO未反应从出口流出，因此出口处＝＝1.98； (4)设初始时H2与DMO的投料分别为52.4 mol和1 mol，A点时DMO的实际转化率为80%，MG和乙二醇的选择性为50%，假设该反应分步进行，第一步发生DMO转化为MG，可写出如下关系： 　　　 　DMO(g)＋2H2(g)===MG(g)＋CH3OH(g) 起始(mol) 1　　 　52.4　　　 0　　　0 反应(mol) 0.8 1.6 0.8 0.8 终了(mol) 0.2 50.8 0.8 0.8 第二步反应，MG转化为乙二醇，可写出如下关系： MG(g)＋2H2(g)⥫⥬HOCH2CH2OH(g)＋CH3OH(g) 起始(mol) 0.8　 　50.8　　　0　　　　　　 0.8 反应(mol) 0.4 0.8 0.4 0.4 终了(mol) 0.4 50.0 0.4 1.2 这时，体系中DMO的物质的量为0.2 mol、MG的物质的量为0.4 mol、H2的物质的量为50.0 mol、CH3OH的物质的量为1.2 mol、乙二醇的物质的量为0.4 mol，体系中总物质的量为0.2＋0.4＋50.0＋1.2＋0.4＝52.2 mol。用物质的量分数代替浓度计算反应的浓度商Qx＝≈0.025。 答案　(1)Ⅰ　Ⅳ　(2)BD　(3)1.98　(4)0.025 2．(2025·陕晋宁青卷节选)MgCO3/MgO循环在CO2捕获及转化等方面具有重要应用。科研人员设计了利用MgCO3与H2反应生成CH4的路线，主要反应如下： Ⅰ.MgCO3(s)===MgO(s)＋CO2(g) ΔH1＝＋101 kJ·mol-1 Ⅱ.CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g)　ΔH2＝－166 kJ·mol-1 Ⅲ.CO2(g)＋H2(g)===H2O(g)＋CO(g) ΔH3＝＋41 kJ·mol-1 MgCO3(s)＋4H2(g)===MgO(s)＋2H2O(g)＋CH4(g)　 ΔH4＝－65 kJ·mol-1。 回答下列问题： 100 kPa下，在密闭容器中H2(g)和MgCO3(s)各1 mol 发生反应。反应物(H2、MgCO3)的平衡转化率和生成物(CH4、CO2)的选择性随温度变化关系如图甲、乙所示(反应Ⅲ在360 ℃以下不考虑)。 注：含碳生成物选择性＝×100%。 (1)表示CH4选择性的曲线是________(填序号)。 (2)点M温度下，反应Ⅱ的Kp＝________________________(kPa)-2(列出计算式即可)。 (3)在550 ℃下达到平衡时，n(CO)＝________mol。500～600 ℃，随温度升高H2平衡转化率下降的原因可能是______________________ ______________________________________________________。 解析　(1)360 ℃以下不考虑反应Ⅲ，根据选择性的定义，此时CH4与CO2的选择性相加为100%，结合点M附近区域放大图可知曲线b、c分别表示CH4或CO2的选择性；反应Ⅱ放热，随温度升高平衡逆向移动，即CH4的选择性降低，反应Ⅰ吸热，随温度升高平衡正向移动，CO2的选择性升高，所以曲线c表示CH4的选择性。 (2)曲线a表示MgCO3的平衡转化率，100 kPa下，H2和MgCO3的初始物质的量为1 mol，由图丙可知点M温度下，MgCO3的平衡转化率为49%，即Δn(MgCO3)＝1 mol×49%＝0.49 mol，且CH4与CO2的选择性均为50%，即n(CH4)＝n(CO2)＝0.49 mol×50%＝0.245 mol，列出三段式： 反应Ⅰ　　MgCO3(s)===MgO(s)＋CO2(g) n始/mol　　1　　　　　0　　 　0 n转/mol 0.49 0.49 0.49 n平/mol 0.51 0.49 0.49 反应Ⅱ　 CO2(g)＋4H2(g)===CH4(g)＋2H2O(g) n始/mol　 0.49　 　1　　　0　　 　0 n转/mol 0.245 0.98 0.245 0.49 n平/mol 0.245 0.02 0.245 0.49 此时反应体系的气体总物质的量为0.245 mol＋0.02 mol＋0.245 mol＋0.49 mol＝1 mol，n(H2)＝0.02 mol，n(H2O)＝0.49 mol，即反应Ⅱ的Kp＝＝(kPa)-2。 (3)由图甲可知550 ℃时，MgCO3的转化率为100%，CH4的选择性为10%，CO2的选择性为70%，根据选择性定义可得n(CH4)＝1 mol× 10%＝0.1 mol，n(CO2)＝1 mol×70%＝0.7 mol，结合C守恒，可得n(CO)＝1 mol－0.1 mol－0.7 mol＝0.2 mol; 500～600 ℃时，MgCO3的平衡转化率为100%，只存在反应Ⅱ、Ⅲ两个平衡，随温度升高，反应Ⅱ平衡逆向移动，使H2的转化率降低，反应Ⅲ平衡正向移动，使H2的转化率升高，而综合之下体系中H2的转化率降低，说明反应Ⅱ逆向移动对H2的影响大于反应Ⅲ正向移动对H2的影响。 答案　(1)c　(2) (3)0.2　反应Ⅱ逆向移动对H2的影响大于反应Ⅲ正向移动对H2的影响 3．(2024·贵州卷节选)973 K、100 kPa下，在某密闭容器中按n(C6H6)∶n(CH4)＝1∶5充入气体，发生反应C6H6(g)＋CH4(g)→C7H8(g)＋H2(g)，平衡时C6H6与C7H8的分压比为4∶1，则C6H6的平衡转化率为______________，平衡常数Kp＝______________________________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数，列出计算式即可)。 解析　设起始时C6H6的物质的量为1 mol，CH4的物质的量为 5 mol，参加反应C6H6的物质的量为x mol，则可建立如下三段式： 　　　　　C6H6(g)＋CH4(g)⥫⥬C7H8(g)＋H2(g) 起始量/mol 　1　　　 5　　　0　　　0 变化量/mol x x x x 平衡量/mol 1－x 5－x x x 依题意，＝，解得x＝0.2，平衡时，n(C6H6)＝0.8 mol，n(CH4)＝4.8 mol，n(C7H8)＝0.2 mol，n(H2)＝0.2 mol，则C6H6的平衡转化率为×100%＝20%，平衡常数Kp＝或。 答案　20% 或 4．(2024·广西卷节选)二氯亚砜(SOCl2)是重要的液态化工原料。回答下列问题： 密闭容器中，以活性炭为催化剂，由SCl2和O2制备SOCl2。反应如下： Ⅰ.SCl2(g)＋O2(g)===SO2Cl2(g) Ⅱ.SCl2(g)＋SO2Cl2(g)⥫⥬2SOCl2(g) (1)反应Ⅱ的lg K(K为平衡常数)随(T为温度)的变化如图，推断出该反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。 (2)466 K时，平衡体系内各组分的物质的量分数x(A)随的变化如图。 反应Ⅱ的平衡常数K1＝________(保留1位小数)。保持T和不变，增大SCl2平衡转化率的措施有___________________(任举一例)。 (3)改变T，使反应Ⅱ的平衡常数K2＝K1，导致图中的曲线变化，则x(SCl2)等于x(SOCl2)的新交点将出现在________(填“d”“e”“f”或“g”)处。 解析　(1)由图可知反应Ⅱ的lg K与成正比，则温度升高即减小随之lg K减小，那么K值减小，平衡逆向移动，反应Ⅱ为放热反应；(2)由图可知，＝2.0时，平衡体系物质的量分数x(SCl2)＝x(SO2Cl2)＝0.13，由于SCl2(g)＋O2(g)===SO2Cl2(g)为非可逆反应，故O2应完全转化，即平衡体系中不存在O2，则x(SOCl2)＝1－x(SCl2)－x(SO2Cl2)＝0.74，反应ⅡSCl2(g)＋SO2Cl2(g)⥫⥬2SOCl2(g)是气体体积不变的反应，则平衡常数可用物质的量分数代替计算，反应Ⅱ的平衡常数K1＝ ≈32.4；保持T和不变，减小生成物浓度或加入其他反应物均能使平衡正移，增大SCl2平衡转化率的措施有移走SOCl2或加入SO2Cl2；(3)反应Ⅱ为放热反应，改变T，使反应Ⅱ的平衡常数K2＝K1，其平衡常数减小，则为升高温度，反应Ⅱ逆向移动，使得SOCl2含量减小、SCl2增加，则图中x(SCl2)等于x(SOCl2)的新交点将会提前，出现在d处。 答案　(1)放热　(2)32.4　移走SOCl2或加入SO2Cl2　(3)d 1．T ℃时，向恒温密闭容器中充入CO2、H2的混合气体使起始压强为210 kPa，只发生反应CO2(g)＋2H2(g)⥫⥬HCHO(g)＋H2O(g)，达到平衡时混合气体的总压强随充入的变化曲线如图所示。 (1)a点和b点时的反应速率：v正(a)________v正(b)(填“>”“＝”或“<”)。 (2)在a点，若达到平衡状态所用时间为10 min，则用H2的压强变化表示该反应的平均反应速率为________kPa·min-1；T ℃时，该反应的平衡常数Kp＝________kPa-1。 解析　(1)达到平衡时混合气体的总压强随充入的变化曲线如题图，压强减小说明平衡正向移动，当＝2时平衡限度最大，当>2时，压强增大说明平衡逆向移动，故v正(a)>v正(b)； (2)根据已知，起始压强为210 kPa，a点＝2，CO2和H2的分压为210 kPa×＝70 kPa和210 kPa×＝140 kPa，设二氧化碳压强改变了x kPa，列三段式： 　　　　 CO2(g)＋2H2(g)⥫⥬HCHO(g)＋H2O(g) 起始(kPa) 70 　　140　　 　0　　 　0 转化(kPa) x 2x x x 平衡(kPa) 70－x 140－2x x x 容器体积不变，根据PV＝nRT，分压与物质的量成正比，则10 min时：70－x＋140－2x＋x＋x＝150，则x＝60，用H2的压强变化表示该反应的平均反应速率为＝12 kPa·min-1；平衡常数Kp＝＝＝0.9。 答案　(1)>　(2)12　0.9 2．乙醇是一种绿色能源，一种用CO和H2合成乙醇的反应原理如下： 主反应ⅰ.2CO(g)＋4H2(g)⥫⥬C2H5OH(g)＋H2O(g)　ΔH1＝－256.4 kJ·mol-1 副反应ⅱ.CO(g)＋H2O(g)⥫⥬H2(g)＋CO2(g)　ΔH2＝－41.4 kJ·mol-1 回答下列问题： (1)一定温度下，在某特定催化剂表面上只发生副反应ⅱ。已知：k正和k逆分别表示正、逆反应速率常数，且正反应速率v正＝k正·c0.5(CO)· c(H2O)。若K＝，则逆反应速率v逆＝_______________________，升高温度后k正和k逆的变化量Δk正________Δk逆(填“>”“＝”或“<”)。 (2)向密闭容器中加入0.2 mol CO(g)和0.4 mol H2(g)发生反应ⅰ、ⅱ。CO的平衡转化率分别随温度、压强变化关系如图，已知图中L、X可分别代表压强或温度。 ①X代表的物理量是________(填“温度”或“压强”)，原因为_______________________________________________________________________________________________________________________。 ②已知在A点条件下，上述反应达到平衡状态时CO2(g)的物质的量为0.02 mol，则H2的平衡转化率α＝____________；副反应ⅱ的平衡常数K＝____________。 解析　(1)根据化学平衡常数关系可知化学平衡常数K＝＝，得逆反应速率v逆＝k逆·c-0.5(CO)·c(H2)·c(CO2)；该反应为放热反应，温度升高逆反应速率增大量大于正反应速率增大量，所以升高温度后k正和k逆的变化量Δk正<Δk逆。 (2)①反应ⅰ和反应ⅱ均为放热反应，温度越高，CO的平衡转化率越低，反应ⅰ为反应前后气体化学计量数之和减小的反应，反应ⅱ为反应前后气体化学计量数之和不变的反应，所以压强越大，CO的平衡转化率越高，则X代表的物理量是温度，L代表的物理量是压强。②A点时CO的平衡转化率为50%，可列“三段式”： 主反应ⅰ. 2CO(g)＋4H2(g)⥫⥬C2H5OH(g)＋H2O(g) 起始量/mol 　0.2　　 0.4　　 　0　　 　　0 转化量/mol 0.08 0.16 0.04 0.04 平衡量/mol 0.12 0.24 0.04 0.04 副反应ⅱ. CO(g)＋H2O(g)⥫⥬H2(g)＋CO2(g) 起始量/mol 　 0.12　　0.04　　 0.24　 0 转化量/mol 0.02 0.02 0.02 0.02 平衡量/mol 0.1 0.02 0.26 0.02 最终体系中含有0.1 mol CO(g)、0.26 mol H2(g)、0.04 mol C2H5OH(g)，0.02 mol H2O(g)、0.02 mol CO2(g)，所以H2的平衡转化率α＝×100%＝35%；由于副反应ⅱ反应前后气体化学计量数均为1，则化学平衡常数K＝＝2.6。 答案　(1)k逆·c-0.5(CO)·c(H2)·c(CO2)　< (2)①温度　反应ⅰ和反应ⅱ均为放热反应，温度越高，CO的平衡转化率越低　②35%　2.6 3．在“碳达峰、碳中和”的背景下，CO2通过加氢转化制甲醇、乙醇等化学品的研究备受关注。回答下列问题： CO2加氢制甲醇 已知如下热化学方程式： 反应ⅰ：CO2(g)＋H2(g)⥫⥬CO(g)＋H2O(g)　ΔH1＝＋41.2 kJ·mol-1 反应ⅱ：CO(g)＋2H2(g)⥫⥬CH3OH(g) ΔH2＝－90.6 kJ·mol-1 反应ⅲ：CO2(g)＋3H2(g)⥫⥬CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH3＝－49.4 kJ·mol-1 一定条件下，发生上述反应ⅰ、ⅱ、ⅲ，达到平衡时CO2的平衡转化率和甲醇选择性随温度变化的关系如图所示。 已知：甲醇的选择性＝×100%。 (1)260 ℃时，H2的转化率α＝______________。反应ⅰ的平衡常数Kx＝____________(精确到小数点后3位，Kx是以物质的量分数代替平衡浓度计算的平衡常数)。 (2)从热力学角度分析，甲醇选择性随温度升高而降低的原因：____________________________________________________________________________________。 解析　(1)＝3，设n(CO2)＝1 mol、n(H2)＝3 mol，总压5 MPa，260 ℃时，CO2的平衡转化率为30%，甲醇的选择性为60%，则平衡时n(CO2)＝1 mol×70%＝0.7 mol，n(CH3OH)＝0.3 mol×60%＝0.18 mol，n(CO)＝1 mol×30%－0.18 mol＝0.12 mol，根据O原子守恒，n(H2O)＝2 mol－0.7 mol×2－0.18 mol－0.12 mol＝0.3 mol，根据H原子守恒n(H2)＝＝2.34 mol，H2的转化率 α＝×100%＝22%，气体总物质的量为3.64 mol，反应ⅰ的平衡常数Kx＝＝0.022；(2)从热力学角度分析，甲醇选择性随温度升高而降低的原因：由于反应ⅰ吸热，反应ⅱ、ⅲ放热，所以升高温度，反应ⅰ平衡正向移动，反应ⅱ、ⅲ平衡逆向移动，甲醇的选择性降低。 答案　(1)22%　0.022　(2)由于反应ⅰ吸热，反应ⅱ、ⅲ放热，所以升高温度，反应ⅰ平衡正向移动，反应ⅱ、ⅲ平衡逆向移动，甲醇的选择性降低 $