6.2 化学反应的速率与限度（举一反三专项训练，黑吉辽蒙专用） 【上好课】 化学人教版必修第二册

6.2　化学反应的速率与限度 题型01 化学反应速率的含义 题型02 化学反应速率大小比较 题型03 化学反应速率的相关计算 题型04 化学反应速率的测定 题型05 影响化学反应速率的因素 题型06 化学反应速率图像分析方法 题型07 化学平衡状态的判断 题型08 化学反应条件的影响 题型09 化学平衡方向的判断 题型10 化学平衡的图像问题 题型01 化学反应速率的含义 一、化学反应速率 1、意义：化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量 2、表示方法：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(均取正值)来表示 3、表达式：v＝或v＝ 式中：Δc为浓度的变化量，一般以mol·L－1为单位；Δt为时间，一般以s或min为单位 如：某反应的反应物浓度在5 min内由6 mol/L变成了2 mol/L，则以该反应物浓度的变化表示的该反应在这段时间内的平均反应速率为 0.8_mol/(L·min) 4、单位：mol/(L·s)、mol/(L·min)、mol/(L·h) 5、适用范围：所有的化学反应 (主要是气体和溶液) 如：在一个体积为2 L的密闭容器中发生反应2SO2＋O22SO3，经过5 s后，测得SO3的物质的量为0.8 mol。填写下表： 有关反应物质 SO2 O2 SO3 物质的量浓度变化 0.4 mol·L－1 0.2 mol·L－1 0.4 mol·L－1 化学反应速率 0.08 mol·L－1·s－1 0.04 mol·L－1·s－1 0.08 mol·L－1·s－1 化学反应速率之比 2∶1∶2 【微点拨】 ①对于一个具体的化学反应，反应物和生成物的物质的量的变化是按化学方程式中化学计量数之比进行的，所以化学反应中各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比 对于反应aA＋bB===cC＋dD(A、B、C、D均不是固体或纯液体)： 则：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)＝a∶b∶c∶d ②在同一时间内的同一个化学反应里，虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同，但它们表示的意义相同，即一种物质的化学反应速率就代表了整个化学反应的反应速率 ③表示化学反应速率时，必须指明具体的物质，因为同一化学反应，用不同的物质表示的反应速率，其数值可能不同。如：化学反应N2＋3H22NH3，用H2表示该反应的反应速率时应写成v(H2) ④浓度是指物质的量浓度而不是物质的量或质量分数 ⑤化学反应速率与时间和浓度有关，无论是用反应物浓度的减少还是用生成物浓度的增加来表示，都取正值 ⑥化学反应速率有瞬时速率和平均速率之分。由于在中学里研究的是一段时间内的化学反应，因此化学反应速率是指平均反应速率 ⑦在一定温度下，对于固体和纯液体物质来说，其单位体积里的物质的量不会改变，即它们的物质的量浓度为常数，即Δc＝0(无意义)，所以不用固体或纯液体表示反应速率 【典例1】（24-25高二上·吉林·期中）反应4A(s)＋3B(g)⇌4C(g)＋D(g)，经2minB的浓度减少0.6mol·L－1，对此反应速率的正确表示是(　　) A．用A表示的反应速率是0.4mol·L－1·min－1 B．在这2min内用A和C表示的反应速率的值都是相同的 C．在2min末时的反应速率，用反应物B来表示是0.3mol·L－1·min－1 D．B、C的速率关系：4v(B)＝3v(C) 【答案】D 【详解】A．A物质是固体，没有浓度变化量，不能用浓度的变化表示反应速率，故A错误； B．A物质是固体，没有浓度变化量，不能用浓度的变化表示反应速率，故B错误； C．化学反应速率表示的是平均速率，不是即时速率，故C错误； D．速率之比等于化学计量数之比，故v(B)：v(C)=3：4，即4v(B)＝3v(C)，故D正确； 答案选D。 1．（25-26高二上·吉林长春·月考）下列表示可逆反应的化学反应速率，其中最快的是 A． B． C． D． 【答案】A 【详解】A．，直接表示A的速率，单位换算为6 mol/(L·min)； B．B为固体，其浓度恒定，无法用其表示反应速率，B无效； C．，根据反应式转换为A的速率为； D．，根据反应式转换为A的速率为； 比较各选项对应的：A为6 mol/(L·min)，C为3 mol/(L·min)，D为1 mol/(L·min)，故A选项对应速率最快； 故答案选A。 2．（21-22高一下·吉林长春·期中）下列关于化学反应速率的说法正确的是 A．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢 B．对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显 C．化学反应速率为是指时某物质的浓度为 D．当速率的单位是时，任何反应物或生成物均可以表示化学反应速率 【答案】A 【详解】A．化学反应速率正是用于衡量一段时间内化学反应进行快慢的物理量，A正确； B．反应速率有时不一定能察觉，如酸碱中和反应瞬间即能完成，但几乎没有明显现象发生，B错误； C．反应速率为0.8mol·(L·s)−1表示1s内某物质的浓度平均变化了0.8mol·L－1，而不是1s时的瞬时浓度，C错误； D．化学反应速率一般以某物质单位时间内的浓度变化量来表示，而固体或纯液体的浓度视为常数，不能表示化学反应速率，D错误； 答案选A。 3．（21-22高一下·吉林白山·月考）下列理解错误的是（   ） A．化学平衡是一个动态平衡 B．化学反应达到平衡时，正反应速率和逆反应速率相等，是对反应中不同物质而言 C．化学反应速率是研究化学反应进行快慢的问题，化学平衡是研究化学反应进行的限度问题 D．化学平衡研究的对象主要是可逆反应 【答案】B 【详解】A．化学反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，且不等于0，化学平衡是一个动态平衡，A项正确； B．化学反应达到平衡时，正反应速率和逆反应速率相等，是对反应中同一物质而言，不同物质之间的正逆反应速率可能相等，B项错误； C．化学反应速率体现化学反应进行的快慢，化学反应限度体现化学平衡，所以化学反应速率是研究化学反应进行快慢的问题，化学平衡是研究化学反应进行的限度问题，C项正确； D．化学平衡研究的对象主要是可逆反应，不适于不可逆反应，D项正确； 故选B。 题型02 化学反应速率大小比较 1．归一法：同一化学反应速率用不同物质表示时，数值可能不同，比较反应速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的转化，换算成_____、_____表示，再比较数值大小。 2．比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，比较与，若>，则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。 【注意】计算时看单位是否统一，若不统一，先换算成相同单位表示，其转化公式为1 mol·L－1·s－1＝60 mol·L－1·min－1。 【典例2】（24-25高一下·吉林·期中）反应：，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为： ①    ② ③    ④ 则此反应在不同条件下进行最快的是 A．②③ B．①③ C．②④ D．② 【答案】D 【详解】化学反应速率之比等于反应方程式中各物质的化学计量数之比，则，将各物质的化学反应速率以A的反应速率表示分别为：①，②，③，④；综上，反应速率的数值大小关系为②>③>④>①，反应②的速率最快；故答案选D。 4．（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期中）将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生下列反应：，经2min后测得D的浓度为0.5mol/L，，以C表示的平均速率，下列说法正确的是 A．反应速率 B．该反应方程式中， C．2min时，A的物质的量为1.5mol D．2min时，A的转化率为60% 【答案】C 【详解】A．由题意可知，2min时D的浓度为0.5mol/L，由方程式可知，B的反应速率为=0.125mol/(L·min)，故A错误； B．由题意可知，2min时D的浓度为0.5mol/L，C的反应速率为0.25 mol/(L·min)，由变化量之比等于化学计量数之比可得：0.5mol/L∶0.25mol/(L·min)×2min=x∶2，解得x=2，故B错误； C．设A、B的起始物质的量均为amol，由题意可知，2min时D的浓度为0.5mol/L，A、B的浓度之比为3：5，由方程式可得：(a-0.5×2×)∶(a-0.5×2×)=3∶5，解得a=3，则A的物质的量为(3-0.5×2×)mol=1.5mol，故C正确； D．2min时，A的转化率为×100%=50％，故D错误； 故选C。 5．（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末）在容积不变的密闭容器中，A与B反应生成C，其化学反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示，已知：，，则此反应可表示为 A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由同一化学反应，各物质的反应速率之比等于化学计量数之比可知，A与B反应生成C的化学计量数之比为v(A)：v(B)：v(C)=2：3：2，则反应的化学方程式为，故选B。 6．（23-24高二上·黑龙江大庆·期中）对于可逆反应，下列在不同条件下表示的反应速率中最快的是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】在单位相同的条件下，不同物质的反应速率与其计量数的比值越大，该反应速率越快，注意速率单位统一。 【详解】A． A是固体，不能用浓度变化表示其反应速率； B． ； C． ； D． ； 通过比较知，反应速率与其计量数的比值最大的是C； 故选C。 题型03 化学反应速率的相关计算 “三段式”法在化学反应速率计算中的应用 例：在一定条件下，向2 L密闭容器中充入2 mol N2和4 mol H2发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，10 min时测定生成NH3 1 mol，则用N2、H2、NH3表示的平均反应速率分别为多少？ N2(g)　＋　3H2(g)　　2NH3(g) 起始 2 mol 4 mol 0 转化 0.5 mol 1.5 mol 1 mol 末 1.5 mol 2.5 mol 1 mol 在“三段式”中，转化的部分是按照化学计量系数进行反应的 v(N2)＝＝0.025 mol/(L·min) v(H2)＝＝0.075 mol/(L·min) v(NH3)＝＝0.05 mol/(L·min) 1、反应的转化率(α)：指已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的物质的量之比 N2的转化率＝，H2的转化率＝ 2、生成物的产率：指生成物的实际值与理论值(按照方程式计算的出来的)的比值 NH3的产率＝ 3、反应结束时各物质的浓度 c(N2)＝，c(H2)＝，c(NH3)＝ 4、反应结束时各物质的百分含量(气体的体积分数、物质的量分数、质量分数) N2的体积分数＝ H2的体积分数＝ NH3的体积分数＝ 5、恒温时，两种容器 恒温恒容 恒温恒压 恒温、恒容时： 恒温、恒压时： 【典例3】（24-25高一下·辽宁大连·期中），在密闭容器中投入一定量A、B发生反应：。时反应达到平衡，生成C的物质的量为，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是 A．前内，A的平均反应速率为 B．前内，A和B反应放出的热量为 C．化学计量数之比 D．内，A的转化率为37.5% 【答案】B 【详解】A．由图知，前内，A的平均反应速率为，A正确 ； B．前12s内，A浓度变化0.6，A物质的量变化0.6mol/L×2L=1.2mol，根据，则12s内A和B反应放出的热量为，B错误； C．反应中各物质的浓度变化量之比等于化学计量数之比；12s内，A浓度变化0.6，B浓度变化0.2，C浓度变化，三者浓度变化比值为3∶1∶2，则b∶c=1∶2，C正确； D．内，A的转化率为，D正确； 故选B。 7．（22-23高一下·黑龙江·月考）在4L密闭容器中充入6mol A气体和5mol B气体，在一定条件下发生反应：，5分钟时，生成了1mol C，经测定，D的浓度为0.5，下列判断正确的是 A． B．5分钟时，A的浓度为1.50 C．B的转化率为10% D．5分钟时，在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的85% 【答案】C 【分析】 【详解】A．0.125x=0.5，，故A错误； B．5分钟时，A的浓度为1.125，故B错误； C．B的转化率为，故C正确； D．同温同体积，压强比等于物质的量之比，5分钟时，在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的，故D错误； 选C。 8．（2023高一下·辽宁·学业考试）某密闭容器中发生反应：。测得氨气的物质的量浓度在5min内由6mol/L变成了2mol/L，则该时间段内生成的平均反应速率为 A．4mol/(L•min) B．4mol/(L•s) C．0.4mol/(L•min) D．0.4mol/(L•s) 【答案】C 【详解】0～5min内的浓度变化为，由计算氨气的速率为0.8mol/(L•min)，由化学方程式可知。故选C。 9．（22-23高一下·辽宁鞍山·期末）在一定温度下，将等物质的量的A和B两种气体混合于恒容密闭容器中，发生如下反应：．末该反应达平衡，生成，，C的平均反应速率是．下列判断正确的是 A． B．内B的反应速率为 C．A的转化率为60% D．混合气体的密度不变或平均相对分子质量不变，都可以表明该反应已达到平衡状态 【答案】A 【分析】已知C的平均反应速率是，，之比等于计量系数之比，故，利用三段式处理数据  ， a=2.4 ， 据分析答题。 【详解】A．据以上分析可知，A正确；                                                  B．，B错误； C．A的转化率为，C错误；    D．，气体质量是定值，容器体积恒定，因此混合气体的密度不变不能说明达到平衡状态，，气体质量是定值，但气体的物质的量是变量，平均相对分子质量不变，因此可以说明达到平衡状态，D错误； 故选A。 题型04 化学反应速率的测定 影响化学反应速率的因素 1．实验探究——外界条件对化学反应速率的影响 (1)温度对化学反应速率影响的探究 实验操作 实验现象 ①产生气泡速率最慢 ②产生气泡速率较快 ③产生气泡速率最快 实验结论 对于反应2H2O22H2O＋O2↑来说，温度升高，H2O2的分解速率_____ (2)浓度对化学反应速率影响的探究 实验操作 实验现象 装有12% H2O2溶液的试管中产生气泡的速率较快 实验结论 增大反应物浓度能使H2O2分解速率_____ (3)催化剂对化学反应速率影响的探究 实验操作 实验现象 ①有少量气泡出现 ②产生大量气泡 ③产生大量气泡 实验结论 MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率_____ 【典例4】（21-22高一下·黑龙江七台河·期中）在一定温度下，10 mL0.40 mol/LH2O2发生催化分解。不同时刻测定生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。 t/min 0 2 4 6 8 10 V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 下列叙述不正确的是(液体积积变化忽略不计) A．反应至6 min时，c(H2O2)=0.3 mol/L B．第6 min后平均反应速率逐渐减慢 C．0-6 min 的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×10-2 mol/(L·min) D．反应至6 min时，过氧化氢的分解率为50% 【答案】A 【详解】A．反应至6 min时，生成氧气，消耗H2O2，故反应至6 min时，，故A错误； B．反应物浓度越大反应速率越大，随着反应进行，H2O2的浓度逐渐减小，反应速率逐渐减小，即6min后浓度减小，反应速率逐渐减慢，故B正确； C．因为，0～6min产生的氧气的物质的量n(O2)=0.001mol，n(H2O2)=2n(O2)=0.002mol，，故C正确； D．因为，0～6min产生的氧气的物质的量n(O2)=0.001mol，n(H2O2)=2n(O2)=0.002mol，其分解率=，故D正确； 故答案为A。 10．（22-23高一下·吉林长春·期末）某实验小组用0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液和0.1 mol·L-1H2SO4溶液为反应物，探究外界条件对化学反应速率的影响，实验记录如下： 实验序号 温度/℃ H2SO4溶液体积/mL Na2S2O3溶液体积/mL H2O体积/mL 出现沉淀所需的时间/s Ⅰ 30 10 5 5 t1 Ⅱ 30 5 5 a t2 Ⅲ 60 10 5 5 t3 已知：①Na2S2O3 + H2SO4=Na2SO4 + SO2 + S↓+ H2O     ②实验结果：t2＞t1＞t3。 下列说法错误的是 A．a = 10 B．对比实验Ⅰ、Ⅲ可知，升高温度能加快该反应速率 C．除了用产生沉淀所需时间，还可以用产生气泡所需时间来记录和比较反应速率 D．进行实验Ⅰ、Ⅱ时，可依次向试管中加入H2SO4溶液、H2O、Na2S2O3溶液 【答案】C 【详解】A．实验Ⅰ、Ⅱ的温度相同，比较H2SO4溶液的浓度不同时，对反应速率产生的影响，则Na2S2O3溶液的浓度应相同，溶液的总体积应相同，从而得出a = 10，A正确； B．实验Ⅰ、Ⅲ中反应物的浓度都相同，实验结果：t1＞t3，对比实验Ⅰ、Ⅲ可知，升高温度能加快该反应速率，B正确； C．因为酸的浓度、温度都会影响SO2气体的溶解度，所以不能用产生气泡所需时间来记录和比较反应速率，C错误； D．因为H2SO4溶液的浓度不同，而Na2S2O3溶液的浓度相同，所以进行实验Ⅰ、Ⅱ时，可依次向试管中加入H2SO4溶液、H2O、Na2S2O3溶液，D正确； 故选C。 11．（22-23高一下·吉林长春·期中）下图是测定铁屑与稀硫酸反应速率的装置图(每次用相同体积的硫酸，忽略反应前后溶液体积变化)，结合已学知识分析下列相关说法中正确的是    A．将稀硫酸改为浓硫酸，反应速率明显加快 B．用一根导管将分液漏斗上端气体和锥形瓶内气体连通，操作更容易，结果更准确 C．反应结束后，应立即读数获得产生的体积 D．每次测得反应速率均先加快，后逐渐减慢，说明硫酸的浓度先增大，后减小 【答案】B 【详解】A．铁在浓硫酸中钝化，致密的氧化薄膜阻碍反应的继续进行，则将稀硫酸改为浓硫酸不能加快反应速率，故A错误； B．用导管将分液漏斗上端气体和锥形瓶内气体连通，可起到平衡气压，便于稀硫酸顺利滴下的目的，还可以避免将加入硫酸的体积当做生成氢气的体积，达到减小误差的作用，故B正确； C．反应结束后，应冷却到室温后再读数获得产生的氢气体积，否则会造成实验误差，故C错误； D．每次测得反应速率均先加快是因为该反应放热，放出的热量使反应温度升高，导致反应速率加快，后减慢是因为硫酸浓度减小，使得反应速率减小，故D错误； 故选B。 12．（21-22高一下·黑龙江大庆·期末）用下列装置及药品能达到实验目的的是 A B C D 熔化 制备 制备乙酸乙酯 测量的分解速率 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．高温时坩埚中二氧化硅与碳酸钠反应，应选铁坩埚，故A错误； B．Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮，图中固液反应装置可制备二氧化氮，故B正确； C．导管口在碳酸钠溶液的液面下，易发生倒吸，导管口应在液面上，故C错误； D．生成的氧气易从长颈漏斗逸出，不能测定反应速率，应改为分液漏斗，故D错误； 故选B。 题型05 影响化学反应速率的因素 影响化学反应速率的主要因素——内因 不同的化学反应，具有不同的反应速率，因此，参加反应的物质的本身性质是决定化学反应速率的主要因素 如：形状大小相同的铁、铝分别与等浓度的盐酸反应生成氢气的速率：铁小于铝 【对点训练1】 1、下列各组化学反应，反应速率最快的是(　　) 选项 反应物 反应物浓度 反应温度 A H2和F2 均为0.02mol·L－1 5℃ B H2和Br2 均为1mol·L－1 200℃ C H2和Cl2 均为1mol·L－1 100℃ D H2和N2 均为4mol·L－1 300℃ 二、影响化学反应速率的外界因素——外因 1、浓度对化学反应速率的影响 (1)实验探究——硫代硫酸钠与硫酸的反应 实验过程 取两支大小相同的试管，分别加入2 mL 和 1 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液，向盛有1 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液的试管中加入1 mL 蒸馏水，摇匀。再同时向上述两支试管中加入2 mL 0.1mol/L H2SO4溶液，振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢 化学方程式 Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O 实验编号 加入0.1mol/L Na2S2O3溶液的体积/mL 加入水的体积/mL 加入0.1mol/L H2SO4溶液的体积/mL 出现浑浊的快慢 1 2 0 2 2 1 1 2 实验结论 (2)影响规律：当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率 【微点拨】 ①浓度对化学反应速率的影响只适用于气体或溶液的反应，对于纯固体或液体的反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量不会改变化学反应速率 ②固体物质的反应速率与接触面积有关，颗粒越细，表面积越大，反应速率就越快。块状固体可以通过研细来增大表面积，从而加快化学反应速率 ③对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变 ④随着化学反应的进行，反应物的浓度会逐渐减小，因此一般反应速率也会逐渐减小 2、压强对化学反应速率的影响 (1)影响规律：对于气体反应，当其他条件不变时，增大压强，气体体积缩小，浓度增大，化学反应速率加快；减小压强，气体体积增大，浓度减小，化学反应速率减慢 (2)原因：对于气体来说，在一定温度下，一定质量的气体所占的体积与压强成反比 【微点拨】 ①压强对化学反应速率的影响只适用有气体参加的反应 ②压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响实现的，P增大→c浓度成比例增大，P减小→c浓度成比例减小 【对点训练3】 1、反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是(　　) A．增加C的量 B．将容器的体积缩小一半 C．保持体积不变，通入H2O(g) D．保持压强不变，充入N2使容器体积增大 2、在一定条件下的密闭容器中存在下列四个化学反应，增大容器的体积对化学反应速率没有影响的是(　　) A．2SO2＋O22SO3 B．CO＋H2O(g)CO2＋H2 C．CO2＋H2OH2CO3 D．Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3 3、温度对化学反应速率的影响 (1)实验探究——硫代硫酸钠与硫酸的反应 实验过程 取两支大小相同的试管，各加入2 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液，分别放入盛有冷水和热水的两个烧杯中。再同时向上述两支试管中加入2 mL 0.1mol/L H2SO4溶液，振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢 化学方程式 Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O 实验编号 加入0.1mol/L Na2S2O3溶液的体积/mL 加入0.1mol/L H2SO4溶液的体积/mL 水浴温度/℃ 出现浑浊的快慢 1 2 2 冷水 2 2 2 热水 实验结论 (2)影响规律：当其他条件不变时，升高温度，可以增大化学反应速率；降低温度，可以减小化学反应速率 4、催化剂对化学反应速率的影响 (1)实验探究 实验过程 向三支大小相同的试管中各加入2 mL 10%H2O2溶液，再向其中的两支试管中分别加入少量MnO2粉末和2滴1mol/LFeCl3溶液。观察、比较三支试管中气泡出现的快慢 化学方程式 2H2O22H2O＋O2↑ 实验操作 实验现象 ①有少量气泡出现；②产生大量气泡；③产生大量气泡 实验结论 MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率加快 (2)影响规律：当其他条件不变时，使用催化剂，化学反应速率增大 5、其他因素对化学反应速率的影响 (1)固体表面积：固体颗粒越小，其单位质量的表面积越大，与其他反应物的接触面积越大，化学反应速率越大。 (2)反应物状态：一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触面积，有利于增大反应速率。 (3)形成原电池：可以增大氧化还原反应的反应速率。 (4)其它方法：光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨，均是行之有效的改变化学反应速率的方法(块状) 三、“惰性”气体对化学反应速率的影响 1、惰性气体：化学反应速率中的“惰性气体”指的是不与反应物、生成物(体系中)任何成分发生化学反应的气体。如：向N2  +  3H22NH3充入CO2、He，其中CO2、He则称为惰性气体 2、惰性气体对化学反应速率的影响：以反应N2  +  3H22NH3为例 (1)恒温恒容时(T、V一定时) 恒温恒容 分析思路 充入惰性气体体系总压增大，但体积不变，即各物质的浓度不变，故反应速率不变 (1)恒温恒压时（T、P一定时） 恒温恒压 分析思路 充入惰性气体体积增大各反应物浓度减少反应速率减小 或充入惰性气体体系的分压减小，相当于减小压强，故反应速率减小 【微点拨】对于压强的改变，只有引起反应体系中反应物浓度变化，才对反应速率产生影响。改变压强，其实是改变了反应物的浓度 【典例5】（25-26高二上·黑龙江佳木斯·月考）某温度下，在3L的恒容密闭容器中投入一定量的A、B，发生反应：3A(g)+bB(g)cC(g)+2D(s)，12s时生成C的物质的量为1.2 mol。下列说法中正确的是 A．图中两曲线相交时，反应达到平衡状态 B．化学计量系数b：c=1：3 C．12 s时，B的转化率为40％，反应速率v(A)=0.05 mol·L-1·s-1 D．保持体积不变，充入He能减慢其反应速率 【答案】C 【详解】A．图中两曲线为A和B的浓度变化曲线，相交时仅表示二者浓度相等，但反应达到平衡状态的标志是各物质浓度不再变化（曲线水平），相交时浓度仍在变化，A错误； B．12 s时生成C的浓度Δc(C)=，由图像知，A的浓度变化Δc(A)=0.8 mol/L-0.2 mol/L=0.6 mol/L，B的浓度变化Δc(B)=0.5 mol/L-0.3 mol/L=0.2 mol/L。根据反应3A(g)+bB(g)⇌cC(g)+2D(s)，浓度变化比等于计量数之比：3:b:c=Δc(A):Δc(B):Δc(C)=0.6:0.2:0.4=3:1:2，故b=1，c=2，b:c=1:2，B错误； C．B的初始浓度为0.5 mol/L，Δc(B)=0.2 mol/L，转化率=×100%=40%；v(A)==0.05 mol·L-1·s-1，C正确； D．恒容条件下充入He，各反应物浓度不变，反应速率不变，D错误； 答案选C。 13．（25-26高二上·黑龙江佳木斯·月考）某温度下，在3L的恒容密闭容器中投入一定量的A、B，发生反应：3A(g)+bB(g)cC(g)+2D(s)，12s时生成C的物质的量为1.2 mol。下列说法中正确的是 A．图中两曲线相交时，反应达到平衡状态 B．化学计量系数b：c=1：3 C．12 s时，B的转化率为40％，反应速率v(A)=0.05 mol·L-1·s-1 D．保持体积不变，充入He能减慢其反应速率 【答案】C 【详解】A．图中两曲线为A和B的浓度变化曲线，相交时仅表示二者浓度相等，但反应达到平衡状态的标志是各物质浓度不再变化（曲线水平），相交时浓度仍在变化，A错误； B．12 s时生成C的浓度Δc(C)=，由图像知，A的浓度变化Δc(A)=0.8 mol/L-0.2 mol/L=0.6 mol/L，B的浓度变化Δc(B)=0.5 mol/L-0.3 mol/L=0.2 mol/L。根据反应3A(g)+bB(g)⇌cC(g)+2D(s)，浓度变化比等于计量数之比：3:b:c=Δc(A):Δc(B):Δc(C)=0.6:0.2:0.4=3:1:2，故b=1，c=2，b:c=1:2，B错误； C．B的初始浓度为0.5 mol/L，Δc(B)=0.2 mol/L，转化率=×100%=40%；v(A)==0.05 mol·L-1·s-1，C正确； D．恒容条件下充入He，各反应物浓度不变，反应速率不变，D错误； 答案选C。 14．（24-25高一下·黑龙江大庆·期末）利用和酸性溶液反应探究外界条件对反应速率的影响，设计方案如下： 序号 温度T／K 参加反应的物质 溶液颜色褪至无色时所需时间 溶液(含硫酸) 溶液 ① 293 4.0 0.02 6.0 0.1 0 6 ② 293 4.0 0.02 4.0 0.1 8 ③ 4.0 0.02 6.0 0.1 0 5 下列说法错误的是 A．实验①和②探究浓度对反应速率的影响，则 B．实验①和③探究温度对反应速率的影响，则 C．反应的离子方程式为 D．实验③的平均反应速率 【答案】D 【详解】A．实验①和②的温度、KMnO4浓度和体积相同，H2C2O4初始浓度相同但体积不同，通过加水（V₁=2.0mL）使总液体体积均为10.0mL，从而保证仅H2C2O4浓度不同，A正确； B．实验①和③的KMnO4、H2C2O4浓度和体积均相同，仅温度不同，实验③褪色时间更短，说明温度更高，故T1>293，B正确； C．酸性条件下，被还原为Mn2+，H2C2O4被氧化为CO2,，根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒，反应的离子方程式为：，C正确； D．实验③中，KMnO4物质的量为0.02mol/L×0.004L=0.00008mol，根据反应比例，H2C2O4消耗量为0.00008mol×=0.0002mol，总溶液体积为10.0mL，浓度变化为=0.02mol/L，平均反应速率，D错误； 故答案选D。 15．（22-23高一下·黑龙江齐齐哈尔·期中）向四个体积相同的密闭容器(甲、乙、丙、丁)中分别充入一定量的和，开始反应时，按反应速率由大到小排列顺序正确的是 甲：在时，和反应 乙：在时，用作催化剂，和反应 丙：在时，和反应 丁：在时，和反应 A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁 C．乙、甲、丁、丙 D．丁、丙、乙、甲 【答案】C 【详解】乙使用催化剂且温度与甲相同，浓度相同，反应速率乙＞甲；甲与丁温度相同但甲浓度更高，故甲＞丁；丁温度高于丙，浓度相同，故丁＞丙，故反应速率由大到小排列顺序是乙＞甲＞丁＞丙； 答案选C。 题型06 化学反应速率图像分析方法 化学反应速率图像分析核心方法 1. 先看轴：明确横/纵坐标（时间/温度/压强/速率/浓度/转化率） 2. 再看线：辨v正/v逆、曲线趋势（升/降）、斜率（速率快慢）、突变/渐变 3. 抓特殊点：交点（v正=v逆，平衡态）、拐点/突变点（温/压/催化剂改变）、平台（平衡） 4. 析变化：突变=温/压/催化剂，渐变=浓度；结合条件判断平衡移动方向 【典例6】（23-24高一下·黑龙江哈尔滨·期中）一定温度下在密闭容器中进行着某一反应，X气体、Y气体的物质的量随时间变化的曲线如图，下列叙述正确的是 A．反应的化学方程式为： B．时，物质Y的转化率为60% C．时，反应物的正反应速率大于逆反应速率 D．时，反应达到平衡 【答案】C 【详解】A．由图可知，物质的量减小的Y为反应的反应物，物质的量增大的X为生成物，Y和X的物质的量之比为(10-3)mol：(5.5-2)mol=2：1，t3min时，X、Y的物质的量不变说明反应达到平衡，该反应为可逆反应，则反应的化学方程式为2Y⇌X，故A错误； B．由图可知，t1min时，物质Y的物质的量为6mol，则Y的转化率为×100%=40%，故B错误； C．由图可知，t2min时，X、Y的物质的量相等，但反应未达到平衡，是平衡的形成过程，所以反应物的正反应速率大于逆反应速率，故C正确； D．同一化学反应用不同物质表达的反应速率与物质的化学计量数成正比，故2v正(X)=2v逆(Y)时，反应达到平衡，D错误； 故选C。 16．（25-26高二上·吉林长春·期中）一定温度下，向2 L恒容密闭容器中充入2 mol A(g)和2 mol B(g)，发生反应。，测得气体的物质的量浓度随时间的变化如图。下列说法错误的是 A． B．2 min时，改变的条件可能是向容器中通入惰性气体，使压强增大 C．0~2 min内， D．反应至3 min时，反应速率： 【答案】B 【详解】A．由反应方程式可知，Δc(A):Δc(B):Δc(D)=1:3:x。0~2 min内，A（曲线Ⅰ）浓度从1.0 mol/L降至0.9 mol/L，Δc(A)=0.1 mol/L；B（曲线Ⅲ）浓度从1.0 mol/L降至0.7 mol/L，Δc(B)=0.3 mol/L（符合1:3）；D（曲线Ⅱ）浓度从0升至0.1 mol/L，Δc(D)=0.1 mol/L。则Δc(D)=xΔc(A)，即0.1=x×0.1，解得x=1，A正确； B．2 min时，各物质浓度变化速率明显加快（曲线斜率增大），恒容时通入惰性气体，各反应物、生成物浓度不变，反应速率不变，与图像中速率加快矛盾，B错误； C．0~2 min内，B的Δc=0.3 mol/L，，C正确； D．3 min时，A、B浓度仍在降低，D浓度仍在升高，说明反应正向进行，v正>v逆，D正确； 故答案选：B。 17．（25-26高二上·黑龙江哈尔滨·月考）下列图像及对应的叙述错误的是 A．图1中的阴影部分代表反应物浓度实际减小的量 B．图2中所示反应的化学方程式可以表示为 C．图3表示足量锌分别与盐酸、硫酸反应产生氢气的体积随时间变化的图像 D．图4表示等质量的金刚石、石墨在氧气中完全燃烧时放出的热量不相等 【答案】C 【详解】A．图1为v-t图像，反应速率v=，阴影部分为v正与v逆曲线间的面积，代表从反应开始到平衡过程中净反应速率的积分，即反应物浓度实际减小的量，A正确； B．图2中，10 s达到平衡时，Δn(Z)=1.58 mol，Δn(X)=1.20 mol-0.41 mol=0.79 mol，Δn(Y)=1.00 mol-0.21 mol=0.79 mol，Δn(X):Δn(Y):Δn(Z)=0.79:0.79:1.58=1:1:2，化学方程式为X+Y⇌2Z，B正确； C．0.1 mol/L盐酸中c(H⁺)=0.1 mol/L，0.1 mol/L硫酸中c(H+)=0.2 mol/L，与足量Zn反应时，硫酸的反应速率更快，500 mL 0.1 mol/L盐酸中n(H⁺)=0.5 L×0.1 mol/L=0.05 mol，200 mL 0.1 mol/L硫酸中n(H+)=0.2L×0.1 mol/L×2=0.04 mol，与足量Zn反应时，盐酸产生H2更多，而图中曲线a的反应速率快且生成的气体多， C错误； D．图4中，1 mol金刚石与O2总能量高于1 mol石墨与O2总能量，燃烧生成相同CO2时，金刚石放热更多，因此等质量的金刚石、石墨在氧气中完全燃烧时放出的热量不相等，D正确； 故选C。 18．（24-25高一下·黑龙江哈尔滨·期中）利用臭氧可以实现烟气脱硝，反应在体积固定的密闭容器中进行，反应过程中测得的浓度随时间t的变化曲线如图所示。下列叙述错误的是 A．反应速率：段段 B．若向容器内充入一定体积的，化学反应速率加快 C．若向反应容器内充入一定的氦气使内部压强增大，可以加快反应速率 D．的化学反应速率 【答案】C 【详解】A．图像纵坐标为氧气的浓度，横坐标为时间，则图像的斜率可以反映反应速率的快慢；斜率：段段，故速率：段段，A正确； B．反应容器容积恒定，充入臭氧，则臭氧的浓度增加，反应速率增加，B正确； C．压强与反应速率无直接关系；反应容器容积恒定，充入氦气，参与反应各物质的物质的量浓度不变，反应速率不变，C错误； D．氧气浓度增加，由反应化学计量数可知，二氧化氮的浓度降低，则，D正确； 故答案为C。 题型07 化学平衡状态的判断 化学平衡状态的概念：在一定条件下，当反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态我们称为化学平衡状态，简称化学平衡 【微点拨】 ①化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的最大限度，即该反应进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率 ②对于可逆反应来说，当处于化学平衡状态时，转化率、产率达到了最大限度 3、化学平衡状态的特征 (1)逆：化学平衡状态研究的对象是可逆反应 (2)等：平衡时，同一物质的正、逆反应速率相等，即：v正＝v逆≠0(实质) (3)动：平衡时，反应仍在不断进行，是一种动态平衡 (4)定：平衡时，各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合气体的平均摩尔质量()、混合气体的密度(ρ)、压强(P)等所有物理量全部恒定 (5)变：外界条件改变时，平衡可能被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡，即发生化学平衡移动 【典例7】（25-26高二上·吉林延边·期末）将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭真空容器中(容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：。下列各项：①；②密闭容器中压强不变；③密闭容器中，混合气体平均相对分子质量不变；④密闭容器中混合气体的密度不变；⑤密闭容器中氨气的体积分数不变；⑥密闭容器中不变。能判断该反应已经达到化学平衡状态的是 A．②④⑥ B．①③④⑤ C．①④⑤ D．全部 【答案】A 【分析】该反应为固体分解反应：。化学平衡的判断依据是正逆反应速率相等或各量不再变化。 【详解】①平衡时应满足，不能判断达到化学平衡状态； ②反应是气体系数增大的反应，体积不变的容器中，压强不变时说明气体的物质的量不再变化，能判断达到化学平衡状态； ③NH3、CO2均为反应产物，则气体组成始终为n(NH3):n(CO2)=2:1，平均相对分子质量恒为26，与平衡无关，不判断达到化学平衡状态； ④气体质量随分解增加，容器体积不变，密度逐渐增大，密度不变能判断达到化学平衡状态； ⑤NH3、CO2均为反应产物，则气体组成始终为n(NH3):n(CO2)=2:1，气体摩尔分数始终为NH3占，CO2占，恒定不变，密闭容器中氨气的体积分数不变不能判断达到化学平衡状态； ⑥浓度，V不变，n(NH3)增大，则增大，密闭容器中不变能判断达到化学平衡状态； 综上，能判断平衡的是②④⑥，故选A。 19．（25-26高二上·内蒙古巴彦淖尔·期中）可逆反应：，在容积不变的密闭容器中进行，下列能说明该反应达到平衡状态的有 ①单位时间内生成的同时生成 ②容器内总压强不再变化 ③、NO、的物质的量浓度之比为 ④混合气体的密度不再改变 ⑤混合气体的颜色不再改变 ⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变 A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 【答案】B 【详解】①反应中单位时间内生成nmolO2，一定生成2nmolNO，都是描述正反应方向，不能判断反应是否达到平衡状态，故①不选； ②该反应的反应前后有气体体积差，反应过程中，混合气体的物质的量发生变化，容器内总压强不再变化能说明反应达到化学平衡状态，故②选； ③NO2、NO、O2的物质的量浓度之比为2：2：1，无法判断是否会变化，不一定是平衡状态，故③不选； ④无论反应是否达到平衡状态，混合气体的质量不变，容器的容积不变，混合气体的密度始终不变，密度不变不能说明反应达到平衡状态，故④不选； ⑤混合气体的颜色不再改变，说明NO2气体的浓度不变，能说明反应达到平衡状态，故⑤选； ⑥该反应反应前后有气体体积差，反应过程中，混合气体的物质的量一直变化，混合气体质量不变，所以混合气体的平均相对分子质量一直在变，当其不再变化时，说明反应达到平衡状态，故⑥选； 则符合题意的有②⑤⑥； 答案选B。 20．（23-24高一下·辽宁朝阳·月考）一定条件下的恒容密闭容器中，发生如下反应：，下列表述能够说明反应已达平衡状态的是 A． B．混合气体的密度不再发生变化 C． D．混合气体的颜色保持不变 【答案】D 【分析】根据化学平衡状态的特征解答，当反应达到平衡状态时，正逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，以及由此衍生的一些量也不发生变化； 【详解】A．各物质的物质的量浓度保持不变可确定平衡，与成比例无关，A错误； B．定容密闭容器中，混合气体的密度始终恒定不变，B错误； C．化学反应速率之比与计量数成正比，不能确定是平衡状态，C错误； D．混合气体的颜色不再变化，说明碘蒸气的浓度不变，D正确； 故选D。 21．（2023高一下·内蒙古·学业考试）在一定温度下，向固定容积的密闭容器中充入和发生可逆反应：。下列说法不正确的是 A．达到平衡时，正、逆反应速率均为零 B．达到平衡时，的物质的量浓度不再变化 C．达到平衡时，的物质的量不再改变 D．达到平衡时，不可能100%转化为 【答案】A 【详解】A．达到平衡时，正、逆反应速率相等，但不等于零，是动态平衡，A错误； B．达到平衡时，各组成成分浓度保持不变，故的物质的量浓度不再变化，B正确； C．达到平衡时，各组成成分浓度保持不变，故的物质的量不再改变，C正确； D．可逆反应特点为反应物不能完全转化为生成物，反应物转化率，故达到平衡时，不可能100%转化为，D正确； 答案选A。 题型08 化学反应条件的影响 1．化学反应条件控制的目的 (1)促进有利的化学反应：提高反应________；提高反应物的转化率，即原料的________。 (2)抑制有害的化学反应：________反应速率，控制________的发生，减少甚至消除___________的产生。 2、从压强、温度、催化剂等方面考虑合成氨的适宜条件 (1)压强 ①原理分析：压强越大越好 ②选用条件：目前，我国合成氨厂一般采用的压强为10～30 MPa ③合成氨时不采用更高压强的理由：压强越大，对材料的强度和设备的制造要求也越高，需要的动力也越大，这将会大大增加生产投资，并可能降低综合经济效益 (2)温度 ①原理分析：低温有利于提高原料的平衡转化率 ②选用条件：目前，在实际生产中一般采用的温度为400～500 ℃ ③不采用低温的理由：温度降低会使化学反应速率减小，达到平衡所需时间变长，这在工业生产中是很不经济的 ④升高温度能提高化学反应速率，但工业合成氨温度不能太高的理由是：合成氨反应为放热反应，升高温度，转化率降低；400～500_℃催化剂活性最大，升高温度，催化剂活性减弱(催化剂失活) 【微点拨】工业生产中，必须从反应限度和反应速率两个角度选择合成氨的适宜条件，既要考虑尽量增大反应物的转化率，充分利用原料，又要选择较快的反应速率，提高单位时间内的产量，同时还要考虑设备的要求和技术条件 (3)催化剂 ①原理分析：在高温、高压下，N2和H2的反应速率仍然很慢 ②选用条件：通常采用加入以铁为主体的多成分催化剂，又称铁触媒 ③选择催化剂的理由：改变反应历程，降低反应的活化能，使反应物在较低温度时能较快地进行反应 另外，为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过净化 (4)浓度 ①原理分析：在500 ℃和30 MPa时，平衡混合物中NH3的体积分数及平衡时N2和H2的转化率仍较低 ②采取的措施：采取迅速冷却的方法，使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去；应将NH3分离后的原料气循环使用，并及时补充N2和H2，使反应物保持一定的浓度 ③采取该措施的理由：分离出NH3以促使平衡向生成NH3的方向移动，此外原料气的循环使用并及时补充原料气，既提高了原料的利用率，又提高了反应速率，有利于合成氨反应 3、工业合成氨的适宜条件 外部条件 工业合成氨的适宜条件 压强 根据反应器可使用的钢材质量及综合指标来选择压强(10～30 MPa) 温度 适宜温度，400～500 ℃ 催化剂 使用铁触媒做催化剂 浓度 N2和H2的物质的量之比为1∶2.8的投料比，氨及时从混合气中分离出去，剩余气体循环使用；及时补充N2和H2 4、合成氨的工艺流程 【典例8】（25-26高二上·吉林长春·月考）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，下列关于工业合成氨条件选择的说法，正确的是 A．通过添加适度过量的来提高的转化率 B．高温能缩短反应达到平衡的时间，有利于提高氨的平衡产率 C．合成塔压强控制在，是对生产设备条件和经济成本综合考虑的结果 D．通过液化分离的方式不断移除产品，有利于增大反应平衡常数，促进反应正向进行 【答案】C 【详解】A．根据平衡移动原理，增加H2的浓度确实能提高N2的转化率，但工业生产需要综合考虑经济效益，通常将N2和H2的投料比控制在1∶3左右，并通过循环利用未反应的气体来提高原料的综合利用率，而非采用通入大量过量H2的方式，A错误； B．高温虽加快反应速率，但合成氨是放热反应，高温会降低氨的平衡产率，B错误； C．增大压强，既能加快反应速率、又能提高氨的平衡产率，但压强越大，对材料的强度和设备的制造要求就越高，需要的动力也越大，压强控制在10～30 MPa是对生产设备条件和经济成本综合考虑的结果，C正确； D．移除NH3可使平衡正向移动，但平衡常数仅与温度有关，反应的平衡常数不会改变，D错误； 答案选C。 22．（2020·辽宁沈阳·模拟预测）实验室用纯净N2和H2合成NH3（N2+3H22NH3）时，是先将分别制得的含水蒸气的N2和H2通过如图所示的装置。下面是对该装置作用的几种叙述①干燥气体②混合气体③观察气体的流速。正确的是 A．只有① B．只有①和② C．只有①和③ D．①②③ 【答案】D 【分析】根据浓硫酸的吸水性以及气体通过浓硫酸洗气瓶进行混合分析。 【详解】氮气中含有水蒸气，浓硫酸具有吸水性，能除去氮气中的水蒸气；氮气和氢气都通过浓硫酸再出来，可将两种气体混合，同时可通过两种气体冒出气泡的速度观察气体的流速， 答案选D。 【点睛】工业上合成氨是氮气和氢气在高温高压催化剂等条件下发生可逆反应制得氨气，混合通过硫酸可控制通入的混合气体的体积比，提高原料利用率。 23．（22-23高二上·黑龙江哈尔滨·月考）氨是制造化肥的重要原料，如图为工业合成氨的流程图。下列有关说法错误的是 A．工业上制氮气一般用分离液态空气法 B．步骤②、③、④、⑤均有利于提高反应物的平衡转化率 C．步骤①中“净化”N2、H2混合气体可以防止催化剂中毒 D．步骤③中温度选择500℃，主要是考虑催化剂的活性 【答案】B 【详解】A．由于空气中最主要的两种气体是氮气和氧气，利用空气中氮气的沸点比氧气的沸点低，先将空气加压降温变成液态，然后再加热，由于液氮的沸点（-196摄氏度）比氧气的沸点（-183摄氏度）低，氮气首先从液态空气中蒸发出来，留下的就是液态氧气，工业上制氮气一般用分离液态空气法，故A正确； B．步骤③中催化剂不改变化学平衡，反应物的平衡转化率不变，又合成氨的反应为放热反应，升温平衡逆向移动，反应物的平衡转化率减小，故B错误； C．为防止催化剂中毒，反应前的氮气和氢气混合气体需要除杂净化，故C正确； D．步骤③中温度选择500℃，主要是考虑催化剂的活性，故D正确； 答案选B。 【点睛】平衡转化率，指某一可逆化学反应达到化学平衡状态时，转化为目的产物的某种原料量占该种原料起始量的百分数，加入催化剂只能改变化学反应速率，不能改变平衡转化率。 24．（24-25高二上·黑龙江大庆·月考）有关合成氨工业的说法中，正确的是(　) A．从合成塔出来的混合气体，其中NH3只占15%，所以生产氨的工厂效率都很低 B．由于氨易液化，N2、H2在实际生产中是循环使用，所以总体来说氨的产率很高 C．合成氨工业的反应温度控制在500℃左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动 D．合成氨厂采用的压强是20～50 MPa，因为该压强下铁触媒的活性最大 【答案】B 【详解】A、从合成塔中出来的混合气体还要循环使用，连续化生产，这样生产氨的工厂效率并不低，故A错误； B、抽出液化氨气，合成氨平衡正向移动，提高原料转化率，且N2、H2循环使用，氨的生产率很高，故B正确； C、合成氨是放热反应，高温可以保证足够的速率，但不利于提高产率，低温才利于氨的生成，温度需要综合速率、反应物转化率和催化剂活性等因素共同决定，500 ℃只是保证催化活性最大，不是使化学平衡向正反应方向移动，故C错误； D、合成氨的反应是分子数减小的反应，高压有利于向正反应方向移动，且能提高反应速率，跟催化剂的活性无关，故D错误； 故选B。 题型09 化学平衡方向的判断 化学平衡状态的判断方法 可逆反应达到平衡状态时主要有以下两个特征：①v正＝v逆；②混合物中各组分的百分含量不变(除百分含量外其他在反应过程中变化的量，达到平衡后均不再发生变化，即“变化量”达“定量”)，以上两个特征可作为判断可逆反应达平衡的标志 1、直接标志 (1)正、逆反应速率相等 ①同种物质：v正＝v逆≠0，(同一种物质的生成速率等于消耗速率) ②不同种物质：＝ a.在化学方程式同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比 b.在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比 (2)各组分的浓度保持一定 ①各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度均保持不变 ②各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变 ③反应物的转化率、产物的产率保持不变 2、常见的判断依据：以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)为例 类型 判断依据 是否是平衡状态 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的分数一定 平衡 ②各物质的质量或各物质质量分数一定 平衡 ③各气体的体积或体积分数一定 平衡 ④总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆反应 速率的关系 ①在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA，即v(正)=v(逆) 平衡 ②在单位时间内消耗了n molB同时消耗了p molC，则v(正)=v(逆) 平衡 ③在单位时间内生成n molB，同时消耗了q molD，因均指v(逆) 不一定平衡 ④v(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 压强 ①m＋n≠p＋q时，总压强一定 (其他条件一定) 平衡 ②m＋n=p＋q时，总压强一定 (其他条件一定) 不一定平衡 混合气体平均相对分子质量 ①一定时，只有当m＋n≠p＋q时 平衡 ②一定时，但m＋n=p＋q时 不一定平衡 温度 任何反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色一定 平衡 体系的密度 恒温恒容时，密度一定 不一定平衡 恒温恒压时，若m＋n≠p＋q，则密度一定时 平衡 恒温恒压时，若m＋n==p＋q，则密度一定时 不一定平衡 【微点拨】 ①对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等则一定处于平衡状态 ②对绝热密闭容器，温度保持不变则一定处于平衡状态 ③若反应中有固体或液体，平均相对分子质量一定、密度一定则一定处于平衡状态 mA(s)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，若A为固体或液体，则 是否是平衡状态 混合气体的平均摩尔质量一定 平衡 混合气体的密度一定 平衡 【典例9】（25-26高二上·吉林延边·月考）一定温度下，在恒容密闭容器中充入1 mol草酸镁，发生反应：。下列叙述正确的是 A．当混合气体中CO体积分数不变时不一定达到平衡状态 B．平衡时充入0.1 molCO和达到新平衡时浓度大于原平衡 C．平衡时充入氩气，正反应速率大于逆反应速率 D．如果分离平衡向正反应方向移动，平衡常数增大 【答案】A 【详解】A．根据反应可知，CO、CO2体积比始终为1∶1，CO体积分数始终不变，混合气体中CO体积分数不变时不一定达到平衡状态，A正确； B．平衡时充入的CO和CO2物质的量相同，则达到新平衡时这两种气体的浓度也相同，只有产物有气体，温度不变，平衡常数不变，平衡时CO、CO2浓度等于原平衡，B错误； C．体积不变，充入氩气，CO、CO2浓度不变，平衡不移动，正、逆反应速率相等，C错误； D．平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，D错误； 故选A。 25．（24-25高二上·吉林长春·月考）在一定温度下的密闭容器中发生反应：平衡时测得A的浓度为。保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达平衡时，测得A的浓度为。下列有关判断错误的是 A． B．平衡向逆反应方向移动 C．B的转化率降低 D．C的体积分数减小 【答案】A 【分析】保持温度不变，将容器的体积扩大两倍，如平衡不移动，A的浓度为0.25mol/L，实际A的浓度变为0.3mol/L，说明平衡向生成A的方向移动，即向逆反应移动。 【详解】A．平衡向逆反应移动，减小压强平衡向气体物质的量增大的方向移动，即x+y＞z，A错误； B．由上述分析可知，平衡向逆反应移动，B正确； C．平衡向生成A的方向移动，即逆反应移动，B的转化率降低，C正确； D．平衡向逆反应移动，C的体积分数减小，D正确。 故选A。 26．（2010·广西柳州·三模）对于可逆反应，下列研究目的和示意图相符的是 A．研究压强对反应的影响 B．研究温度对反应的影响 C．研究平衡体系增加对反应的影响 D．研究催化剂对反应的影响 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．该反应中增大压强平衡向正反应方向移动，则氨气的体积分数增大，并且压强越大，化学反应速率越大，达到化学平衡的时间越少，与图像不符，故A错误； B．因该反应是放热反应，升高温度化学平衡向逆反应方向移动，则氮气的转化率降低，与图像中转化率增大不符，故B错误； C．反应平衡后，增大氮气的量，则这一瞬间正反应速率增大，逆反应速率不变，然后正反应速率不断减小，逆反应速率不断增大，直到达到新的平衡，与图像符合，故C正确； D．因催化剂对化学平衡无影响，但催化剂可加快化学反应速率，则有催化剂时达到化学平衡的时间少，与图像不符，故D错误； 故选C。 27．（23-24高二上·四川成都·期末）在密闭容器中发生反应aA(g)cC(g)＋dD(g)，反应达到平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.7倍，下列叙述正确的是 A．A的转化率增大 B．平衡向正反应方向移动 C．D的体积分数变大 D．a＜c＋d 【答案】D 【分析】假定平衡不移动，将气体体积压缩到原来的一半，D的浓度为原来的2倍，实际再次达到新平衡时，D的浓度为原来的1.7倍，说明压强增大，平衡向逆反应移动，即a<c+d。 【详解】A．根据分析，平衡向逆反应移动，A的转化率降低，A错误； B．根据分析，平衡逆向移动，B错误； C．根据分析，平衡逆向移动，D的体积分数减小，C错误； D．根据分析，a<c+d，D正确； 故选D。 题型10 化学平衡的图像问题 1、速率—时间图像(v­t图像) (1)解题方法：分清正反应、逆反应及二者的相对大小，分清“渐变”、“突变”和“平台”；正确判断化学平衡的移动方向；熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律 (2)常见的三种类型图像 ①“渐变”类v－t图像 图像 分析 结论 t1时v′正突然增大，v′逆逐渐增大；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，增大反应物的浓度 t1时v′正突然减小，v′逆逐渐减小；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，减小反应物的浓度 t1时v′逆突然增大，v′正逐渐增大；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，增大生成物的浓度 t1时v′逆突然减小，v′正逐渐减小；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，减小生成物的浓度 ②“断点”类v­t图像：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1 图像 分析 结论 t1时v′正、v′逆均突然增大，且v′正＞v′逆；平衡向正反应方向进行 t1时其他条件不变，增大反应体系的压强且m＋n＞p＋q(正反应为体积减小的反应) t1时其他条件不变，升高温度且Q＞0(吸热反应) t1时v′正、v′逆均突然增大，且v′逆＞v′正；平衡向逆反应方向进行 t1时其他条件不变，增大反应体系的压强且m＋n＜p＋q(正反应为体积增大的反应) t1时其他条件不变，升高温度且Q＜0(放热反应) t1时v′正、v′逆均突然减小，且v′正＞v′逆；平衡向正反应方向进行 t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m＋n＜p＋q(正反应为体积增大的反应) t1时其他条件不变，降低温度且Q＜0(放热反应) t1时v′逆、v′正均突然减小，且v′逆＞v′正；平衡向逆反应方向进行 t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m＋n＞p＋q(正反应为体积减小的反应) t1时其他条件不变，降低温度且Q＞0(吸热反应) ③“平台”类v­t图像 图像 分析 结论 t1时v′正、v′逆均突然增大且v′正＝v′逆，平衡不移动 t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应) 2、百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像 (1)解题方法 ①先拐先平数值大：在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高或压强较大 ②看斜率的绝对值：在化学平衡图像中，斜率的绝对值越大表示的温度较高或压强较大 T2曲线先拐或斜率大，表示T2>T1，从T2到T1，可以理解为降低温度生成物的百分含量增多，即是：降低温度平衡正向移动，因此正反应是放热反应 P1曲线先拐或斜率绝对值大，表示P1>P2，从P2到P1，可以理解为增大压强反应物的百分含量增多，即是：增大压强平衡逆向移动，因此逆反应是气体体积减小的反应，则正反应是气体体积增大的反应 (2)常见图像：以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)为例，其中C%指生成物的百分含量，B%指反应物的百分含量 T2____T1，ΔH___0 T2____T1，ΔH___0 T2____T1，ΔH___0 T2____T1，ΔH___0 P2__P1，m+n__p+q P2__P1，m+n__p+q P2__P1，m+n__p+q P2__P1，m+n__p+q a曲线__________ a曲线__________ 3、百分含量(或转化率)—压强—温度图像 (1)解题方法——“定一议二”：在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量，分析方法是确定其中一个变量，讨论另外两个变量之间的关系 定压强：当压强一定时(105 Pa或107 Pa)，生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小，说明升高温度平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应则为放热反应； 定温度：作横坐标的垂线，保持温度一定，与压强线出现两个交点，显然是压强越大，生成物C的百分含量增大，说明增大压强，平衡正向移动，正反应是气体总体积减小的反应 (2)常见图像：以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)为例，其中A%指反应物的百分含量 ①恒压线图像 m+n___p+q，ΔH___0 m+n___p+q，ΔH___0 ②恒温线图像 m+n___p+q，ΔH___0 m+n___p+q，ΔH___0 4、速率—温度(压强)图 (1)解题方法：曲线的意义是外界条件(温度、压强)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点是平衡状态，压强增大(或温度升高)后正反应速率增大得快，平衡正向移动 v－P图像：交点即为平衡状态，当温度升高，v正>v逆，表明平衡正向移动，正反应为吸热反应 v－T图像：交点即为平衡状态，当压强增大，v正>v逆，表明平衡正向移动，正反应为气体体积减小的反应 5、两种特殊图像 (1)百分含量—压强图像或百分含量温度图像 对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点，因此压强增大，A的百分含量增大，说明增大压强，平衡逆向移动，即：m+n＜p+q；L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以，E点v正>v逆；则L线的右下方(F点)，v正＜v逆；EF两点的反应速率：vE＜vF (2)凹凸型图像——全程百分含量—压强图像或全程百分含量温度图像 对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，M点前，表示从反应物开始，v正>v逆；M点为刚达到平衡点(如下图)；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH＜0 二、解答化学平衡图像题四步骤 1、分析已达平衡的可逆反应的特点 (1)反应物和生成物的物质状态 (2)反应前后气体的总物质的量是增大还是减小 (3)反应是吸热反应，还是放热反应 2、看图像 (1)一看面——即横坐标和纵坐标的意义 (2)二看线——即看线的走向、变化的趋势 (3)三看点——即看线是否通过原点，两条线的交点及线的原点、折点、交点、终点 (4)四看辅助线——即要不要作辅助线，如等温线、等压线、平衡线等) (5)五看量的变化——即如浓度的变化、温度的变化 3、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，将图像语言转化为文字语言，再与化学平衡条件比较 4、做判断：根据图像中表现的关系与所学规律想对比，作出符合题目要求的判断 【典例10】（25-26高二上·吉林延边·月考）下列关于各图像的解释或得出的结论错误的是 A．由甲图可知，反应在时刻可能改变了压强或使用了催化剂 B．由乙图可知，反应在m点可能达到了平衡状态 C．由丙图可知，A点：v(正)(逆) D．由丁图可知，交点A表示反应一定处于平衡状态，此时v(正)(逆) 【答案】D 【详解】A．改变条件后，正逆反应速率增大且相等，若对前后气体分子数相等的化学反应，可能是加压，对于其他可逆反应，也可能是加了催化剂，A正确； B．生成物的百分含量随温度的升高而增大，m为曲线的最高点，生成物的百分含量达到最大值，达到相应温度下的限度，即建立了相应温度下的平衡状态；继续升温生成物的百分含量减小，说明升温反应逆向移动，B正确； C．A点位于曲线上方，表示已超过该温度下的最大转化率，此时平衡会向逆反应方向移动，v(正)(逆)，C正确； D．A点时c(反应物)=c(生成物)，不一定达到平衡状态，D错误； 故选D。 28．（25-26高二上·辽宁锦州·月考）可逆反应，，，判断下列图像错误的是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．可逆反应，ΔH<0，温度越高，反应速率越快，且达到平衡需要的时间越短，另外升高温度，平衡逆向移动，A的转化率降低，图像吻合，A正确； B．可逆反应，ΔH<0，在恒压条件下，升高温度，平衡逆向移动，C的百分含量降低；在恒温条件下，增大压强，平衡正向移动，C的百分含量增大，图像吻合，B正确； C．可逆反应，ΔH<0，达到平衡后，升高温度，正、逆反应速率都加快，且v(逆)增大幅度大于v(正)，平衡逆向移动，图像吻合，C正确； D．可逆反应达到平衡后，增大压强，正、逆反应速率都加快，且v(正)增大幅度大于v(逆)，平衡正向移动，图像不吻合，D错误； 故选D。 29．（24-25高一下·吉林·期中）对于反应： ，下列有关化学反应速率和平衡的图像正确的是 A． B．    C． D． 【答案】A 【详解】A．升高温度，速率加快，正方向是放热反应，温度升高，平衡逆向移动，逆反应速率变化更大，A正确； B．根据先拐先平数据大，则p2压强大，反应为气体分子数不变的反应，升高压强，平衡不移动，C的平衡质量分数不变，B错误； C．相同条件下，温度升高，平衡逆向移动，B转化率降低，C错误； D．A是固体，加入A，速率不变，平衡不移动，D错误； 故选A。 30．（24-25高二上·辽宁抚顺·期末）关于可逆反应  ΔH<0，下列关于示意图的解释与图像相符的是 A．p2>p1 B．t1时刻改变的条件为升高温度 C．Y可表示平衡时CO(g)的质量分数 D．②表示加入了催化剂 A．A B．B C．C D．D 【答案】C 【详解】A．p1时先达到平衡状态，反应速率快，故p2<p1，加压平衡正向移动，CH3OH的体积分数增大，A不符合题意； B．升高温度，正、逆反应速率都要增大，图像上表现为不连续，该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，逆反应速率大于正反应速率，B不符合题意； C．该反应为放热反应，升温平衡逆向移动，平衡时CO(g)的质量分数增大，C符合题意； D．加入催化剂反应速率加快，①表示加入了催化剂，D不符合题意； 故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 6.2　化学反应的速率与限度 题型01 化学反应速率的含义 题型02 化学反应速率大小比较 题型03 化学反应速率的相关计算 题型04 化学反应速率的测定 题型05 影响化学反应速率的因素 题型06 化学反应速率图像分析方法 题型07 化学平衡状态的判断 题型08 化学反应条件的影响 题型09 化学平衡方向的判断 题型10 化学平衡的图像问题 题型01 化学反应速率的含义 一、化学反应速率 1、意义：化学反应速率是用来衡量化学反应过程进行快慢程度的物理量 2、表示方法：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(均取正值)来表示 3、表达式：v＝或v＝ 式中：Δc为浓度的变化量，一般以mol·L－1为单位；Δt为时间，一般以s或min为单位 如：某反应的反应物浓度在5 min内由6 mol/L变成了2 mol/L，则以该反应物浓度的变化表示的该反应在这段时间内的平均反应速率为 0.8_mol/(L·min) 4、单位：mol/(L·s)、mol/(L·min)、mol/(L·h) 5、适用范围：所有的化学反应 (主要是气体和溶液) 如：在一个体积为2 L的密闭容器中发生反应2SO2＋O22SO3，经过5 s后，测得SO3的物质的量为0.8 mol。填写下表： 有关反应物质 SO2 O2 SO3 物质的量浓度变化 0.4 mol·L－1 0.2 mol·L－1 0.4 mol·L－1 化学反应速率 0.08 mol·L－1·s－1 0.04 mol·L－1·s－1 0.08 mol·L－1·s－1 化学反应速率之比 2∶1∶2 【微点拨】 ①对于一个具体的化学反应，反应物和生成物的物质的量的变化是按化学方程式中化学计量数之比进行的，所以化学反应中各物质的反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比 对于反应aA＋bB===cC＋dD(A、B、C、D均不是固体或纯液体)： 则：v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝Δn(A)∶Δn(B)∶Δn(C)∶Δn(D)＝Δc(A)∶Δc(B)∶Δc(C)∶Δc(D)＝a∶b∶c∶d ②在同一时间内的同一个化学反应里，虽然用不同物质表示的化学反应速率不一定相同，但它们表示的意义相同，即一种物质的化学反应速率就代表了整个化学反应的反应速率 ③表示化学反应速率时，必须指明具体的物质，因为同一化学反应，用不同的物质表示的反应速率，其数值可能不同。如：化学反应N2＋3H22NH3，用H2表示该反应的反应速率时应写成v(H2) ④浓度是指物质的量浓度而不是物质的量或质量分数 ⑤化学反应速率与时间和浓度有关，无论是用反应物浓度的减少还是用生成物浓度的增加来表示，都取正值 ⑥化学反应速率有瞬时速率和平均速率之分。由于在中学里研究的是一段时间内的化学反应，因此化学反应速率是指平均反应速率 ⑦在一定温度下，对于固体和纯液体物质来说，其单位体积里的物质的量不会改变，即它们的物质的量浓度为常数，即Δc＝0(无意义)，所以不用固体或纯液体表示反应速率 【典例1】（24-25高二上·吉林·期中）反应4A(s)＋3B(g)⇌4C(g)＋D(g)，经2minB的浓度减少0.6mol·L－1，对此反应速率的正确表示是(　　) A．用A表示的反应速率是0.4mol·L－1·min－1 B．在这2min内用A和C表示的反应速率的值都是相同的 C．在2min末时的反应速率，用反应物B来表示是0.3mol·L－1·min－1 D．B、C的速率关系：4v(B)＝3v(C) 1．（25-26高二上·吉林长春·月考）下列表示可逆反应的化学反应速率，其中最快的是 A． B． C． D． 2．（21-22高一下·吉林长春·期中）下列关于化学反应速率的说法正确的是 A．根据化学反应速率的大小可以知道化学反应进行的快慢 B．对于任何化学反应来说，反应速率越快，反应现象就越明显 C．化学反应速率为是指时某物质的浓度为 D．当速率的单位是时，任何反应物或生成物均可以表示化学反应速率 3．（21-22高一下·吉林白山·月考）下列理解错误的是（   ） A．化学平衡是一个动态平衡 B．化学反应达到平衡时，正反应速率和逆反应速率相等，是对反应中不同物质而言 C．化学反应速率是研究化学反应进行快慢的问题，化学平衡是研究化学反应进行的限度问题 D．化学平衡研究的对象主要是可逆反应 题型02 化学反应速率大小比较 1．归一法：同一化学反应速率用不同物质表示时，数值可能不同，比较反应速率的快慢不能只看数值大小，还要进行一定的转化，换算成_____、_____表示，再比较数值大小。 2．比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值，如aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，比较与，若>，则说明用A表示的化学反应速率大于用B表示的化学反应速率。 【注意】计算时看单位是否统一，若不统一，先换算成相同单位表示，其转化公式为1 mol·L－1·s－1＝60 mol·L－1·min－1。 【典例2】（24-25高一下·吉林·期中）反应：，在不同条件下，用不同物质表示其反应速率，分别为： ①    ② ③    ④ 则此反应在不同条件下进行最快的是 A．②③ B．①③ C．②④ D．② 4．（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期中）将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中，发生下列反应：，经2min后测得D的浓度为0.5mol/L，，以C表示的平均速率，下列说法正确的是 A．反应速率 B．该反应方程式中， C．2min时，A的物质的量为1.5mol D．2min时，A的转化率为60% 5．（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末）在容积不变的密闭容器中，A与B反应生成C，其化学反应速率分别用v(A)、v(B)、v(C)表示，已知：，，则此反应可表示为 A． B． C． D． 6．（23-24高二上·黑龙江大庆·期中）对于可逆反应，下列在不同条件下表示的反应速率中最快的是 A． B． C． D． 题型03 化学反应速率的相关计算 “三段式”法在化学反应速率计算中的应用 例：在一定条件下，向2 L密闭容器中充入2 mol N2和4 mol H2发生反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，10 min时测定生成NH3 1 mol，则用N2、H2、NH3表示的平均反应速率分别为多少？ N2(g)　＋　3H2(g)　　2NH3(g) 起始 2 mol 4 mol 0 转化 0.5 mol 1.5 mol 1 mol 末 1.5 mol 2.5 mol 1 mol 在“三段式”中，转化的部分是按照化学计量系数进行反应的 v(N2)＝＝0.025 mol/(L·min) v(H2)＝＝0.075 mol/(L·min) v(NH3)＝＝0.05 mol/(L·min) 1、反应的转化率(α)：指已被转化的反应物的物质的量与其初始的物质的物质的量之比 N2的转化率＝，H2的转化率＝ 2、生成物的产率：指生成物的实际值与理论值(按照方程式计算的出来的)的比值 NH3的产率＝ 3、反应结束时各物质的浓度 c(N2)＝，c(H2)＝，c(NH3)＝ 4、反应结束时各物质的百分含量(气体的体积分数、物质的量分数、质量分数) N2的体积分数＝ H2的体积分数＝ NH3的体积分数＝ 5、恒温时，两种容器 恒温恒容 恒温恒压 恒温、恒容时： 恒温、恒压时： 【典例3】（24-25高一下·辽宁大连·期中），在密闭容器中投入一定量A、B发生反应：。时反应达到平衡，生成C的物质的量为，反应过程中A、B的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法错误的是 A．前内，A的平均反应速率为 B．前内，A和B反应放出的热量为 C．化学计量数之比 D．内，A的转化率为37.5% 7．（22-23高一下·黑龙江·月考）在4L密闭容器中充入6mol A气体和5mol B气体，在一定条件下发生反应：，5分钟时，生成了1mol C，经测定，D的浓度为0.5，下列判断正确的是 A． B．5分钟时，A的浓度为1.50 C．B的转化率为10% D．5分钟时，在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的85% 8．（2023高一下·辽宁·学业考试）某密闭容器中发生反应：。测得氨气的物质的量浓度在5min内由6mol/L变成了2mol/L，则该时间段内生成的平均反应速率为 A．4mol/(L•min) B．4mol/(L•s) C．0.4mol/(L•min) D．0.4mol/(L•s) 9．（22-23高一下·辽宁鞍山·期末）在一定温度下，将等物质的量的A和B两种气体混合于恒容密闭容器中，发生如下反应：．末该反应达平衡，生成，，C的平均反应速率是．下列判断正确的是 A． B．内B的反应速率为 C．A的转化率为60% D．混合气体的密度不变或平均相对分子质量不变，都可以表明该反应已达到平衡状态 题型04 化学反应速率的测定 影响化学反应速率的因素 1．实验探究——外界条件对化学反应速率的影响 (1)温度对化学反应速率影响的探究 实验操作 实验现象 ①产生气泡速率最慢 ②产生气泡速率较快 ③产生气泡速率最快 实验结论 对于反应2H2O22H2O＋O2↑来说，温度升高，H2O2的分解速率_____ (2)浓度对化学反应速率影响的探究 实验操作 实验现象 装有12% H2O2溶液的试管中产生气泡的速率较快 实验结论 增大反应物浓度能使H2O2分解速率_____ (3)催化剂对化学反应速率影响的探究 实验操作 实验现象 ①有少量气泡出现 ②产生大量气泡 ③产生大量气泡 实验结论 MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率_____ 【典例4】（21-22高一下·黑龙江七台河·期中）在一定温度下，10 mL0.40 mol/LH2O2发生催化分解。不同时刻测定生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。 t/min 0 2 4 6 8 10 V(O2)/mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 下列叙述不正确的是(液体积积变化忽略不计) A．反应至6 min时，c(H2O2)=0.3 mol/L B．第6 min后平均反应速率逐渐减慢 C．0-6 min 的平均反应速率：v(H2O2)≈3.3×10-2 mol/(L·min) D．反应至6 min时，过氧化氢的分解率为50% 10．（22-23高一下·吉林长春·期末）某实验小组用0.1 mol·L-1 Na2S2O3溶液和0.1 mol·L-1H2SO4溶液为反应物，探究外界条件对化学反应速率的影响，实验记录如下： 实验序号 温度/℃ H2SO4溶液体积/mL Na2S2O3溶液体积/mL H2O体积/mL 出现沉淀所需的时间/s Ⅰ 30 10 5 5 t1 Ⅱ 30 5 5 a t2 Ⅲ 60 10 5 5 t3 已知：①Na2S2O3 + H2SO4=Na2SO4 + SO2 + S↓+ H2O     ②实验结果：t2＞t1＞t3。 下列说法错误的是 A．a = 10 B．对比实验Ⅰ、Ⅲ可知，升高温度能加快该反应速率 C．除了用产生沉淀所需时间，还可以用产生气泡所需时间来记录和比较反应速率 D．进行实验Ⅰ、Ⅱ时，可依次向试管中加入H2SO4溶液、H2O、Na2S2O3溶液 11．（22-23高一下·吉林长春·期中）下图是测定铁屑与稀硫酸反应速率的装置图(每次用相同体积的硫酸，忽略反应前后溶液体积变化)，结合已学知识分析下列相关说法中正确的是    A．将稀硫酸改为浓硫酸，反应速率明显加快 B．用一根导管将分液漏斗上端气体和锥形瓶内气体连通，操作更容易，结果更准确 C．反应结束后，应立即读数获得产生的体积 D．每次测得反应速率均先加快，后逐渐减慢，说明硫酸的浓度先增大，后减小 12．（21-22高一下·黑龙江大庆·期末）用下列装置及药品能达到实验目的的是 A B C D 熔化 制备 制备乙酸乙酯 测量的分解速率 A．A B．B C．C D．D 题型05 影响化学反应速率的因素 影响化学反应速率的主要因素——内因 不同的化学反应，具有不同的反应速率，因此，参加反应的物质的本身性质是决定化学反应速率的主要因素 如：形状大小相同的铁、铝分别与等浓度的盐酸反应生成氢气的速率：铁小于铝 【对点训练1】 1、下列各组化学反应，反应速率最快的是(　　) 选项 反应物 反应物浓度 反应温度 A H2和F2 均为0.02mol·L－1 5℃ B H2和Br2 均为1mol·L－1 200℃ C H2和Cl2 均为1mol·L－1 100℃ D H2和N2 均为4mol·L－1 300℃ 二、影响化学反应速率的外界因素——外因 1、浓度对化学反应速率的影响 (1)实验探究——硫代硫酸钠与硫酸的反应 实验过程 取两支大小相同的试管，分别加入2 mL 和 1 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液，向盛有1 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液的试管中加入1 mL 蒸馏水，摇匀。再同时向上述两支试管中加入2 mL 0.1mol/L H2SO4溶液，振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢 化学方程式 Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O 实验编号 加入0.1mol/L Na2S2O3溶液的体积/mL 加入水的体积/mL 加入0.1mol/L H2SO4溶液的体积/mL 出现浑浊的快慢 1 2 0 2 2 1 1 2 实验结论 (2)影响规律：当其他条件不变时，增大反应物的浓度，可以增大化学反应速率；减小反应物的浓度，可以减小化学反应速率 【微点拨】 ①浓度对化学反应速率的影响只适用于气体或溶液的反应，对于纯固体或液体的反应物，一般情况下其浓度是常数，因此改变它们的量不会改变化学反应速率 ②固体物质的反应速率与接触面积有关，颗粒越细，表面积越大，反应速率就越快。块状固体可以通过研细来增大表面积，从而加快化学反应速率 ③对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变 ④随着化学反应的进行，反应物的浓度会逐渐减小，因此一般反应速率也会逐渐减小 2、压强对化学反应速率的影响 (1)影响规律：对于气体反应，当其他条件不变时，增大压强，气体体积缩小，浓度增大，化学反应速率加快；减小压强，气体体积增大，浓度减小，化学反应速率减慢 (2)原因：对于气体来说，在一定温度下，一定质量的气体所占的体积与压强成反比 【微点拨】 ①压强对化学反应速率的影响只适用有气体参加的反应 ②压强对于反应速率的影响是通过对浓度的影响实现的，P增大→c浓度成比例增大，P减小→c浓度成比例减小 【对点训练3】 1、反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是(　　) A．增加C的量 B．将容器的体积缩小一半 C．保持体积不变，通入H2O(g) D．保持压强不变，充入N2使容器体积增大 2、在一定条件下的密闭容器中存在下列四个化学反应，增大容器的体积对化学反应速率没有影响的是(　　) A．2SO2＋O22SO3 B．CO＋H2O(g)CO2＋H2 C．CO2＋H2OH2CO3 D．Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)3 3、温度对化学反应速率的影响 (1)实验探究——硫代硫酸钠与硫酸的反应 实验过程 取两支大小相同的试管，各加入2 mL 0.1mol/L Na2S2O3溶液，分别放入盛有冷水和热水的两个烧杯中。再同时向上述两支试管中加入2 mL 0.1mol/L H2SO4溶液，振荡。观察、比较两支试管中溶液出现浑浊的快慢 化学方程式 Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋S↓＋SO2↑＋H2O 实验编号 加入0.1mol/L Na2S2O3溶液的体积/mL 加入0.1mol/L H2SO4溶液的体积/mL 水浴温度/℃ 出现浑浊的快慢 1 2 2 冷水 2 2 2 热水 实验结论 (2)影响规律：当其他条件不变时，升高温度，可以增大化学反应速率；降低温度，可以减小化学反应速率 4、催化剂对化学反应速率的影响 (1)实验探究 实验过程 向三支大小相同的试管中各加入2 mL 10%H2O2溶液，再向其中的两支试管中分别加入少量MnO2粉末和2滴1mol/LFeCl3溶液。观察、比较三支试管中气泡出现的快慢 化学方程式 2H2O22H2O＋O2↑ 实验操作 实验现象 ①有少量气泡出现；②产生大量气泡；③产生大量气泡 实验结论 MnO2、FeCl3可以使H2O2分解的速率加快 (2)影响规律：当其他条件不变时，使用催化剂，化学反应速率增大 5、其他因素对化学反应速率的影响 (1)固体表面积：固体颗粒越小，其单位质量的表面积越大，与其他反应物的接触面积越大，化学反应速率越大。 (2)反应物状态：一般来说，配成溶液或反应物是气体，都能增大反应物之间的接触面积，有利于增大反应速率。 (3)形成原电池：可以增大氧化还原反应的反应速率。 (4)其它方法：光辐照、放射线辐照、超声波、电弧、强磁场、高速研磨，均是行之有效的改变化学反应速率的方法(块状) 三、“惰性”气体对化学反应速率的影响 1、惰性气体：化学反应速率中的“惰性气体”指的是不与反应物、生成物(体系中)任何成分发生化学反应的气体。如：向N2  +  3H22NH3充入CO2、He，其中CO2、He则称为惰性气体 2、惰性气体对化学反应速率的影响：以反应N2  +  3H22NH3为例 (1)恒温恒容时(T、V一定时) 恒温恒容 分析思路 充入惰性气体体系总压增大，但体积不变，即各物质的浓度不变，故反应速率不变 (1)恒温恒压时（T、P一定时） 恒温恒压 分析思路 充入惰性气体体积增大各反应物浓度减少反应速率减小 或充入惰性气体体系的分压减小，相当于减小压强，故反应速率减小 【微点拨】对于压强的改变，只有引起反应体系中反应物浓度变化，才对反应速率产生影响。改变压强，其实是改变了反应物的浓度 【典例5】（25-26高二上·黑龙江佳木斯·月考）某温度下，在3L的恒容密闭容器中投入一定量的A、B，发生反应：3A(g)+bB(g)cC(g)+2D(s)，12s时生成C的物质的量为1.2 mol。下列说法中正确的是 A．图中两曲线相交时，反应达到平衡状态 B．化学计量系数b：c=1：3 C．12 s时，B的转化率为40％，反应速率v(A)=0.05 mol·L-1·s-1 D．保持体积不变，充入He能减慢其反应速率 13．（25-26高二上·黑龙江佳木斯·月考）某温度下，在3L的恒容密闭容器中投入一定量的A、B，发生反应：3A(g)+bB(g)cC(g)+2D(s)，12s时生成C的物质的量为1.2 mol。下列说法中正确的是 A．图中两曲线相交时，反应达到平衡状态 B．化学计量系数b：c=1：3 C．12 s时，B的转化率为40％，反应速率v(A)=0.05 mol·L-1·s-1 D．保持体积不变，充入He能减慢其反应速率 14．（24-25高一下·黑龙江大庆·期末）利用和酸性溶液反应探究外界条件对反应速率的影响，设计方案如下： 序号 温度T／K 参加反应的物质 溶液颜色褪至无色时所需时间 溶液(含硫酸) 溶液 ① 293 4.0 0.02 6.0 0.1 0 6 ② 293 4.0 0.02 4.0 0.1 8 ③ 4.0 0.02 6.0 0.1 0 5 下列说法错误的是 A．实验①和②探究浓度对反应速率的影响，则 B．实验①和③探究温度对反应速率的影响，则 C．反应的离子方程式为 D．实验③的平均反应速率 15．（22-23高一下·黑龙江齐齐哈尔·期中）向四个体积相同的密闭容器(甲、乙、丙、丁)中分别充入一定量的和，开始反应时，按反应速率由大到小排列顺序正确的是 甲：在时，和反应 乙：在时，用作催化剂，和反应 丙：在时，和反应 丁：在时，和反应 A．甲、乙、丙、丁 B．乙、甲、丙、丁 C．乙、甲、丁、丙 D．丁、丙、乙、甲 题型06 化学反应速率图像分析方法 化学反应速率图像分析核心方法 1. 先看轴：明确横/纵坐标（时间/温度/压强/速率/浓度/转化率） 2. 再看线：辨v正/v逆、曲线趋势（升/降）、斜率（速率快慢）、突变/渐变 3. 抓特殊点：交点（v正=v逆，平衡态）、拐点/突变点（温/压/催化剂改变）、平台（平衡） 4. 析变化：突变=温/压/催化剂，渐变=浓度；结合条件判断平衡移动方向 【典例6】（23-24高一下·黑龙江哈尔滨·期中）一定温度下在密闭容器中进行着某一反应，X气体、Y气体的物质的量随时间变化的曲线如图，下列叙述正确的是 A．反应的化学方程式为： B．时，物质Y的转化率为60% C．时，反应物的正反应速率大于逆反应速率 D．时，反应达到平衡 16．（25-26高二上·吉林长春·期中）一定温度下，向2 L恒容密闭容器中充入2 mol A(g)和2 mol B(g)，发生反应。，测得气体的物质的量浓度随时间的变化如图。下列说法错误的是 A． B．2 min时，改变的条件可能是向容器中通入惰性气体，使压强增大 C．0~2 min内， D．反应至3 min时，反应速率： 17．（25-26高二上·黑龙江哈尔滨·月考）下列图像及对应的叙述错误的是 A．图1中的阴影部分代表反应物浓度实际减小的量 B．图2中所示反应的化学方程式可以表示为 C．图3表示足量锌分别与盐酸、硫酸反应产生氢气的体积随时间变化的图像 D．图4表示等质量的金刚石、石墨在氧气中完全燃烧时放出的热量不相等 18．（24-25高一下·黑龙江哈尔滨·期中）利用臭氧可以实现烟气脱硝，反应在体积固定的密闭容器中进行，反应过程中测得的浓度随时间t的变化曲线如图所示。下列叙述错误的是 A．反应速率：段段 B．若向容器内充入一定体积的，化学反应速率加快 C．若向反应容器内充入一定的氦气使内部压强增大，可以加快反应速率 D．的化学反应速率 题型07 化学平衡状态的判断 化学平衡状态的概念：在一定条件下，当反应进行到一定程度时，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变，即体系的组成不随时间而改变，这表明该反应中物质的转化达到了“限度”，这时的状态我们称为化学平衡状态，简称化学平衡 【微点拨】 ①化学平衡状态是可逆反应在一定条件下所能达到的或完成的最大限度，即该反应进行的限度。化学反应的限度决定了反应物在该条件下转化为生成物的最大转化率 ②对于可逆反应来说，当处于化学平衡状态时，转化率、产率达到了最大限度 3、化学平衡状态的特征 (1)逆：化学平衡状态研究的对象是可逆反应 (2)等：平衡时，同一物质的正、逆反应速率相等，即：v正＝v逆≠0(实质) (3)动：平衡时，反应仍在不断进行，是一种动态平衡 (4)定：平衡时，各物质的转化率(α)、百分含量(w%)、物质的量(n)、物质的质量(m)、物质的量浓度(c)、混合气体的平均摩尔质量()、混合气体的密度(ρ)、压强(P)等所有物理量全部恒定 (5)变：外界条件改变时，平衡可能被破坏，并在新的条件下建立新的化学平衡，即发生化学平衡移动 【典例7】（25-26高二上·吉林延边·期末）将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭真空容器中(容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：。下列各项：①；②密闭容器中压强不变；③密闭容器中，混合气体平均相对分子质量不变；④密闭容器中混合气体的密度不变；⑤密闭容器中氨气的体积分数不变；⑥密闭容器中不变。能判断该反应已经达到化学平衡状态的是 A．②④⑥ B．①③④⑤ C．①④⑤ D．全部 19．（25-26高二上·内蒙古巴彦淖尔·期中）可逆反应：，在容积不变的密闭容器中进行，下列能说明该反应达到平衡状态的有 ①单位时间内生成的同时生成 ②容器内总压强不再变化 ③、NO、的物质的量浓度之比为 ④混合气体的密度不再改变 ⑤混合气体的颜色不再改变 ⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变 A．2个 B．3个 C．4个 D．5个 20．（23-24高一下·辽宁朝阳·月考）一定条件下的恒容密闭容器中，发生如下反应：，下列表述能够说明反应已达平衡状态的是 A． B．混合气体的密度不再发生变化 C． D．混合气体的颜色保持不变 21．（2023高一下·内蒙古·学业考试）在一定温度下，向固定容积的密闭容器中充入和发生可逆反应：。下列说法不正确的是 A．达到平衡时，正、逆反应速率均为零 B．达到平衡时，的物质的量浓度不再变化 C．达到平衡时，的物质的量不再改变 D．达到平衡时，不可能100%转化为 题型08 化学反应条件的影响 1．化学反应条件控制的目的 (1)促进有利的化学反应：提高反应________；提高反应物的转化率，即原料的________。 (2)抑制有害的化学反应：________反应速率，控制________的发生，减少甚至消除___________的产生。 2、从压强、温度、催化剂等方面考虑合成氨的适宜条件 (1)压强 ①原理分析：压强越大越好 ②选用条件：目前，我国合成氨厂一般采用的压强为10～30 MPa ③合成氨时不采用更高压强的理由：压强越大，对材料的强度和设备的制造要求也越高，需要的动力也越大，这将会大大增加生产投资，并可能降低综合经济效益 (2)温度 ①原理分析：低温有利于提高原料的平衡转化率 ②选用条件：目前，在实际生产中一般采用的温度为400～500 ℃ ③不采用低温的理由：温度降低会使化学反应速率减小，达到平衡所需时间变长，这在工业生产中是很不经济的 ④升高温度能提高化学反应速率，但工业合成氨温度不能太高的理由是：合成氨反应为放热反应，升高温度，转化率降低；400～500_℃催化剂活性最大，升高温度，催化剂活性减弱(催化剂失活) 【微点拨】工业生产中，必须从反应限度和反应速率两个角度选择合成氨的适宜条件，既要考虑尽量增大反应物的转化率，充分利用原料，又要选择较快的反应速率，提高单位时间内的产量，同时还要考虑设备的要求和技术条件 (3)催化剂 ①原理分析：在高温、高压下，N2和H2的反应速率仍然很慢 ②选用条件：通常采用加入以铁为主体的多成分催化剂，又称铁触媒 ③选择催化剂的理由：改变反应历程，降低反应的活化能，使反应物在较低温度时能较快地进行反应 另外，为了防止混有的杂质使催化剂“中毒”，原料气必须经过净化 (4)浓度 ①原理分析：在500 ℃和30 MPa时，平衡混合物中NH3的体积分数及平衡时N2和H2的转化率仍较低 ②采取的措施：采取迅速冷却的方法，使气态氨变成液氨后及时从平衡混合物中分离出去；应将NH3分离后的原料气循环使用，并及时补充N2和H2，使反应物保持一定的浓度 ③采取该措施的理由：分离出NH3以促使平衡向生成NH3的方向移动，此外原料气的循环使用并及时补充原料气，既提高了原料的利用率，又提高了反应速率，有利于合成氨反应 3、工业合成氨的适宜条件 外部条件 工业合成氨的适宜条件 压强 根据反应器可使用的钢材质量及综合指标来选择压强(10～30 MPa) 温度 适宜温度，400～500 ℃ 催化剂 使用铁触媒做催化剂 浓度 N2和H2的物质的量之比为1∶2.8的投料比，氨及时从混合气中分离出去，剩余气体循环使用；及时补充N2和H2 4、合成氨的工艺流程 【典例8】（25-26高二上·吉林长春·月考）工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，下列关于工业合成氨条件选择的说法，正确的是 A．通过添加适度过量的来提高的转化率 B．高温能缩短反应达到平衡的时间，有利于提高氨的平衡产率 C．合成塔压强控制在，是对生产设备条件和经济成本综合考虑的结果 D．通过液化分离的方式不断移除产品，有利于增大反应平衡常数，促进反应正向进行 22．（2020·辽宁沈阳·模拟预测）实验室用纯净N2和H2合成NH3（N2+3H22NH3）时，是先将分别制得的含水蒸气的N2和H2通过如图所示的装置。下面是对该装置作用的几种叙述①干燥气体②混合气体③观察气体的流速。正确的是 A．只有① B．只有①和② C．只有①和③ D．①②③ 23．（22-23高二上·黑龙江哈尔滨·月考）氨是制造化肥的重要原料，如图为工业合成氨的流程图。下列有关说法错误的是 A．工业上制氮气一般用分离液态空气法 B．步骤②、③、④、⑤均有利于提高反应物的平衡转化率 C．步骤①中“净化”N2、H2混合气体可以防止催化剂中毒 D．步骤③中温度选择500℃，主要是考虑催化剂的活性 24．（24-25高二上·黑龙江大庆·月考）有关合成氨工业的说法中，正确的是(　) A．从合成塔出来的混合气体，其中NH3只占15%，所以生产氨的工厂效率都很低 B．由于氨易液化，N2、H2在实际生产中是循环使用，所以总体来说氨的产率很高 C．合成氨工业的反应温度控制在500℃左右，目的是使化学平衡向正反应方向移动 D．合成氨厂采用的压强是20～50 MPa，因为该压强下铁触媒的活性最大 题型09 化学平衡方向的判断 化学平衡状态的判断方法 可逆反应达到平衡状态时主要有以下两个特征：①v正＝v逆；②混合物中各组分的百分含量不变(除百分含量外其他在反应过程中变化的量，达到平衡后均不再发生变化，即“变化量”达“定量”)，以上两个特征可作为判断可逆反应达平衡的标志 1、直接标志 (1)正、逆反应速率相等 ①同种物质：v正＝v逆≠0，(同一种物质的生成速率等于消耗速率) ②不同种物质：＝ a.在化学方程式同一边的不同物质的生成速率与消耗速率之比等于化学计量数之比 b.在化学方程式两边的不同物质的生成(或消耗)速率之比等于化学计量数之比 (2)各组分的浓度保持一定 ①各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度均保持不变 ②各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变 ③反应物的转化率、产物的产率保持不变 2、常见的判断依据：以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)为例 类型 判断依据 是否是平衡状态 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的分数一定 平衡 ②各物质的质量或各物质质量分数一定 平衡 ③各气体的体积或体积分数一定 平衡 ④总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆反应 速率的关系 ①在单位时间内消耗了m molA同时生成m molA，即v(正)=v(逆) 平衡 ②在单位时间内消耗了n molB同时消耗了p molC，则v(正)=v(逆) 平衡 ③在单位时间内生成n molB，同时消耗了q molD，因均指v(逆) 不一定平衡 ④v(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 压强 ①m＋n≠p＋q时，总压强一定 (其他条件一定) 平衡 ②m＋n=p＋q时，总压强一定 (其他条件一定) 不一定平衡 混合气体平均相对分子质量 ①一定时，只有当m＋n≠p＋q时 平衡 ②一定时，但m＋n=p＋q时 不一定平衡 温度 任何反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时 平衡 颜色 反应体系内有色物质的颜色一定 平衡 体系的密度 恒温恒容时，密度一定 不一定平衡 恒温恒压时，若m＋n≠p＋q，则密度一定时 平衡 恒温恒压时，若m＋n==p＋q，则密度一定时 不一定平衡 【微点拨】 ①对同一物质而言，断裂化学键的物质的量与形成化学键的物质的量相等则一定处于平衡状态 ②对绝热密闭容器，温度保持不变则一定处于平衡状态 ③若反应中有固体或液体，平均相对分子质量一定、密度一定则一定处于平衡状态 mA(s)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，若A为固体或液体，则 是否是平衡状态 混合气体的平均摩尔质量一定 平衡 混合气体的密度一定 平衡 【典例9】（25-26高二上·吉林延边·月考）一定温度下，在恒容密闭容器中充入1 mol草酸镁，发生反应：。下列叙述正确的是 A．当混合气体中CO体积分数不变时不一定达到平衡状态 B．平衡时充入0.1 molCO和达到新平衡时浓度大于原平衡 C．平衡时充入氩气，正反应速率大于逆反应速率 D．如果分离平衡向正反应方向移动，平衡常数增大 25．（24-25高二上·吉林长春·月考）在一定温度下的密闭容器中发生反应：平衡时测得A的浓度为。保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再达平衡时，测得A的浓度为。下列有关判断错误的是 A． B．平衡向逆反应方向移动 C．B的转化率降低 D．C的体积分数减小 26．（2010·广西柳州·三模）对于可逆反应，下列研究目的和示意图相符的是 A．研究压强对反应的影响 B．研究温度对反应的影响 C．研究平衡体系增加对反应的影响 D．研究催化剂对反应的影响 A．A B．B C．C D．D 27．（23-24高二上·四川成都·期末）在密闭容器中发生反应aA(g)cC(g)＋dD(g)，反应达到平衡后，将气体体积压缩到原来的一半，当再次达到平衡时，D的浓度为原平衡的1.7倍，下列叙述正确的是 A．A的转化率增大 B．平衡向正反应方向移动 C．D的体积分数变大 D．a＜c＋d 题型10 化学平衡的图像问题 1、速率—时间图像(v­t图像) (1)解题方法：分清正反应、逆反应及二者的相对大小，分清“渐变”、“突变”和“平台”；正确判断化学平衡的移动方向；熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律 (2)常见的三种类型图像 ①“渐变”类v－t图像 图像 分析 结论 t1时v′正突然增大，v′逆逐渐增大；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，增大反应物的浓度 t1时v′正突然减小，v′逆逐渐减小；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，减小反应物的浓度 t1时v′逆突然增大，v′正逐渐增大；v′逆＞v′正，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，增大生成物的浓度 t1时v′逆突然减小，v′正逐渐减小；v′正＞v′逆，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，减小生成物的浓度 ②“断点”类v­t图像：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)　ΔH＝Q kJ·mol－1 图像 分析 结论 t1时v′正、v′逆均突然增大，且v′正＞v′逆；平衡向正反应方向进行 t1时其他条件不变，增大反应体系的压强且m＋n＞p＋q(正反应为体积减小的反应) t1时其他条件不变，升高温度且Q＞0(吸热反应) t1时v′正、v′逆均突然增大，且v′逆＞v′正；平衡向逆反应方向进行 t1时其他条件不变，增大反应体系的压强且m＋n＜p＋q(正反应为体积增大的反应) t1时其他条件不变，升高温度且Q＜0(放热反应) t1时v′正、v′逆均突然减小，且v′正＞v′逆；平衡向正反应方向进行 t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m＋n＜p＋q(正反应为体积增大的反应) t1时其他条件不变，降低温度且Q＜0(放热反应) t1时v′逆、v′正均突然减小，且v′逆＞v′正；平衡向逆反应方向进行 t1时其他条件不变，减小反应体系的压强且m＋n＞p＋q(正反应为体积减小的反应) t1时其他条件不变，降低温度且Q＞0(吸热反应) ③“平台”类v­t图像 图像 分析 结论 t1时v′正、v′逆均突然增大且v′正＝v′逆，平衡不移动 t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应) 2、百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像 (1)解题方法 ①先拐先平数值大：在化学平衡图像中，先出现拐点的反应则先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高或压强较大 ②看斜率的绝对值：在化学平衡图像中，斜率的绝对值越大表示的温度较高或压强较大 T2曲线先拐或斜率大，表示T2>T1，从T2到T1，可以理解为降低温度生成物的百分含量增多，即是：降低温度平衡正向移动，因此正反应是放热反应 P1曲线先拐或斜率绝对值大，表示P1>P2，从P2到P1，可以理解为增大压强反应物的百分含量增多，即是：增大压强平衡逆向移动，因此逆反应是气体体积减小的反应，则正反应是气体体积增大的反应 (2)常见图像：以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)为例，其中C%指生成物的百分含量，B%指反应物的百分含量 T2____T1，ΔH___0 T2____T1，ΔH___0 T2____T1，ΔH___0 T2____T1，ΔH___0 P2__P1，m+n__p+q P2__P1，m+n__p+q P2__P1，m+n__p+q P2__P1，m+n__p+q a曲线__________ a曲线__________ 3、百分含量(或转化率)—压强—温度图像 (1)解题方法——“定一议二”：在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个变量，分析方法是确定其中一个变量，讨论另外两个变量之间的关系 定压强：当压强一定时(105 Pa或107 Pa)，生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小，说明升高温度平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应则为放热反应； 定温度：作横坐标的垂线，保持温度一定，与压强线出现两个交点，显然是压强越大，生成物C的百分含量增大，说明增大压强，平衡正向移动，正反应是气体总体积减小的反应 (2)常见图像：以mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)为例，其中A%指反应物的百分含量 ①恒压线图像 m+n___p+q，ΔH___0 m+n___p+q，ΔH___0 ②恒温线图像 m+n___p+q，ΔH___0 m+n___p+q，ΔH___0 4、速率—温度(压强)图 (1)解题方法：曲线的意义是外界条件(温度、压强)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点是平衡状态，压强增大(或温度升高)后正反应速率增大得快，平衡正向移动 v－P图像：交点即为平衡状态，当温度升高，v正>v逆，表明平衡正向移动，正反应为吸热反应 v－T图像：交点即为平衡状态，当压强增大，v正>v逆，表明平衡正向移动，正反应为气体体积减小的反应 5、两种特殊图像 (1)百分含量—压强图像或百分含量温度图像 对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L线上所有的点都是平衡点，因此压强增大，A的百分含量增大，说明增大压强，平衡逆向移动，即：m+n＜p+q；L线的左上方(E点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以，E点v正>v逆；则L线的右下方(F点)，v正＜v逆；EF两点的反应速率：vE＜vF (2)凹凸型图像——全程百分含量—压强图像或全程百分含量温度图像 对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，M点前，表示从反应物开始，v正>v逆；M点为刚达到平衡点(如下图)；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡左移，故正反应ΔH＜0 二、解答化学平衡图像题四步骤 1、分析已达平衡的可逆反应的特点 (1)反应物和生成物的物质状态 (2)反应前后气体的总物质的量是增大还是减小 (3)反应是吸热反应，还是放热反应 2、看图像 (1)一看面——即横坐标和纵坐标的意义 (2)二看线——即看线的走向、变化的趋势 (3)三看点——即看线是否通过原点，两条线的交点及线的原点、折点、交点、终点 (4)四看辅助线——即要不要作辅助线，如等温线、等压线、平衡线等) (5)五看量的变化——即如浓度的变化、温度的变化 3、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，将图像语言转化为文字语言，再与化学平衡条件比较 4、做判断：根据图像中表现的关系与所学规律想对比，作出符合题目要求的判断 【典例10】（25-26高二上·吉林延边·月考）下列关于各图像的解释或得出的结论错误的是 A．由甲图可知，反应在时刻可能改变了压强或使用了催化剂 B．由乙图可知，反应在m点可能达到了平衡状态 C．由丙图可知，A点：v(正)(逆) D．由丁图可知，交点A表示反应一定处于平衡状态，此时v(正)(逆) 28．（25-26高二上·辽宁锦州·月考）可逆反应，，，判断下列图像错误的是 A． B． C． D． 29．（24-25高一下·吉林·期中）对于反应： ，下列有关化学反应速率和平衡的图像正确的是 A． B．    C． D． 30．（24-25高二上·辽宁抚顺·期末）关于可逆反应  ΔH<0，下列关于示意图的解释与图像相符的是 A．p2>p1 B．t1时刻改变的条件为升高温度 C．Y可表示平衡时CO(g)的质量分数 D．②表示加入了催化剂 A．A B．B C．C D．D / 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $