第2章 化学反应速率与化学平衡 章末整合提升(课件PPT)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册（人教版）

该高中化学课件聚焦“化学反应速率与化学平衡”，通过“变废为宝——硫和氮的氧化物处理”等实际问题导入，衔接速率计算、平衡状态判断等基础概念与工业反应条件分析、环保应用等进阶内容，搭建体系构建框架、主题探究问题链、真题解析的学习支架。 其亮点在于融合科学思维与科学探究，以NO转化速率计算、SO₂平衡转化率分析等实例，通过三段式模型、分压计算等方法培养学生证据推理能力，结合2025年各地高考题强化应用。学生能提升解决实际问题的能力，教师可借助系统资料高效开展复习教学。

章末整合提升 第二章　化学反应速率与化学平衡 1 目 录 CONTENTS 体系构建 主题探究 真题体验 2 体系构建 目 录 化学·选择性必修1 目 录 主题探究 目 录 5 变废为宝——硫和氮的氧化物的处理与利用 　　硫氧化物和氮氧化物是大气中常见的两类污染物，硫氧化物对环境的 主要影响是酸雨的形成，酸雨对植物、土壤和水生生物造成了严重的损 害，影响生态平衡。氮氧化物对环境的主要影响是大气污染和臭氧层破 坏。大量的氮氧化物排放会导致臭氧层的破坏。硫和氮的氧化物处理方法 主要包括吸收法、催化还原法和化学转化法。 化学·选择性必修1 目 录 问题1　NO是大气污染物之一，NO的转化技术对大气污染防治意义深远。 炽热的活性炭可以处理NO，发生的反应为C（s）＋2NO（g） CO2（g） ＋N2（g）　ΔH＝－574 kJ·mol－1。 （1）一定温度下，将足量的活性炭和一定量的NO加入一恒容密闭容器中 发生上述反应，0～2 min内，气体密度增大1.2 g·L－1，计算v（N2）。 提示：0.05 mol·L－1·min－1。设容器的体积为V L，起始时NO为2 mol，反 应生成N2为a mol，由题意可建立如下三段式： 化学·选择性必修1 目 录 ​ 由0～2 min内，气体密度增大1.2 g·L－1，可得， ＝1.2，解得a＝0.1V，则氮气的反应速率为 ＝0.05 mol·L－1·min－1。 化学·选择性必修1 目 录 （2）下列哪些标志能表示该反应达到平衡状态？ A. 容器内混合气体的密度保持不变 B. 容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变 C. NO和N2的消耗速率之比为1∶2 D. 容器内压强不再改变 化学·选择性必修1 目 录 提示：AB　反应前后气体的质量增大，在恒容密闭容器中混合气体的密度 增大，则容器内混合气体的密度保持不变说明正、逆反应速率相等，反应 已达到平衡，A正确；该反应为气体体积不变的反应，反应后气体的质量 增大，混合气体的平均相对分子质量增大，容器内混合气体的平均相对分 子质量保持不变，说明反应已达到平衡，B正确；NO和N2的消耗速率之比 为1∶2不能说明正、逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，C错 误；该反应为气体体积不变的反应，容器内压强始终不变，则容器内压强 不再改变不能说明正、逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，D 错误。 化学·选择性必修1 目 录 问题2　通过下列反应可从燃煤烟气中回收硫。2CO（g）＋SO2 （g） 2CO2（g） ＋ S（l）　ΔH＜0，在模拟回收硫的实验中，向 某恒容密闭容器通入2.8 mol CO和1 mol SO2，反应在不同条件下进行，反 应体系总压强随时间的变化如图所示： 化学·选择性必修1 目 录 （1）与实验a相比，实验c改变的实验条件可能是什么？ 提示：升高温度。a、c开始均通入2.8 mol CO和1 mol SO2，容器的容积相 同，而起始时c的压强大于a，物质的量与体积一定，压强与温度呈正比关 系，故c组改变的实验条件可能是升高温度。 化学·选择性必修1 目 录 （2）计算实验b中的平衡转化率α（SO2）。 提示：95％。 设消耗二氧化硫物质的量x mol， ​ ＝ ，解得x＝0.95， 实验b中的平衡转化率α（SO2）＝ ×100％＝95％。 化学·选择性必修1 目 录 问题3　利用高效催化剂处理汽车尾气中的NO的反应为2NO（g）＋2CO （g） N2（g）＋2CO2（g）。一定温度下，在容积为1 L的恒容密闭容器 中加入1 mol CO和1 mol NO发生上述反应，部分物质的体积分数φ随时间t 变化如图所示。 化学·选择性必修1 目 录 （1）曲线b表示物质N2的φ～t关系，比较逆反应速率v（t3）与v（t4）的 大小。 提示：v（t3）＜v（t4）。由图中曲线b可知，t3时反应未达到平衡，t4时 反应达到平衡，在反应达到平衡之前，生成物的浓度逐渐增大，即逆反应 速率逐渐增大，则t3时逆反应速率小于t4时逆反应速率。 化学·选择性必修1 目 录 （2）若起始压强为p0，计算该反应温度下的压强平衡常数Kp（分压＝物 质的量分数×总压，用含p0的式子表示）。 提示： 。由图可知，曲线b表示物质N2的φ～t关系，设反应生成N2为a mol，由题意可建立如下三段式： ​ 化学·选择性必修1 目 录 平衡时氮气的体积分数为0.25，可得： ＝0.25，解得a＝0.4，由平衡 前后气体的压强之比等于物质的量之比可知，反应后的压强为 ×p0 ＝0.8p0，则该反应温度下Kp＝ ＝ 。 化学·选择性必修1 目 录 真题体验 目 录 18 1. （2025·甘肃高考4题）CO2加氢转化成甲烷，是综合利用CO2实现“碳 中和”和“碳达峰”的重要方式。525 ℃，101 kPa下，CO2（g）＋4H2 （g） CH4（g）＋2H2O（g）　ΔH＝－185 kJ·mol－1。反应达到平衡 时，能使平衡向正反应方向移动的是（　　） A. 减小体系压强 B. 升高温度 C. 增大H2浓度 D. 恒容下充入惰性气体 √ 化学·选择性必修1 目 录 解析： 　该反应为气体分子数减小的反应，减小体系压强，平衡向气体 分子数增大的方向移动，即平衡向逆反应方向移动，A错误；该反应为放 热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，即平衡向逆反应方向移 动，B错误；增大H2浓度，反应物浓度增大，平衡向正反应方向移动，C正 确；恒容下充入惰性气体，反应体系中各物质浓度不变，平衡不移动，D 错误。 化学·选择性必修1 目 录 2. （2025·河南高考10题）在催化剂a或催化剂b作用下，丙烷发生脱氢反 应制备丙烯，总反应的化学方程式为CH3CH2CH3（g） CH3CH CH2 （g）＋H2（g），反应进程中的相对能量变化如图所示[*表示吸附态， *CH3CHCH2＋2*H CH3CH CH2（g）＋H2（g）中部分进程已省略]。 化学·选择性必修1 目 录 下列说法正确的是（　　） A. 总反应是放热反应 B. 两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同 C. 和催化剂b相比，丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定 D. ①转化为②的进程中，决速步骤为*CH3CH2CH3*CH3CHCH3＋*H √ 化学·选择性必修1 目 录 解析： 　 化学·选择性必修1 目 录 化学平衡常数只与温度有关，而与其他条件无关，因此两种不同催化剂作 用下总反应的化学平衡常数相同，B错误；反应的决速步骤为活化能最大 的步骤，即反应进行最慢的步骤，由图像可以看出，在①转化为②的进程 中，*CH3CHCH3＋*H*CH3CHCH2＋2*H的活化能最大，因此①转化为 ②的进程中，决速步骤为*CH3CHCH3＋*H*CH3CHCH2＋2*H（或写为 *CH3CHCH3*CH3CHCH2＋*H），D错误。 化学·选择性必修1 目 录 3. （2025·浙江1月选考11题）下列说法正确的是（　　） A. 常温常压下H2（g）和O2（g）混合无明显现象，则反应2H2（g）＋O2 （g） 2H2O（l）在该条件下不自发 B. 3H2（g）＋N2（g） 2NH3（g）　ΔH＜0，升高温度，平衡逆移，则 反应的平衡常数减小 C. CO（g）＋H2（g） C（s）＋H2O（g）　ΔH＜0，则正反应的活化能 大于逆反应的活化能 D. Na（s）＋ Cl2（g） NaCl（s）　ΔH＜0，Na＋（g）＋Cl－（g） NaCl（s）　ΔH＜0，则Na（s）＋ Cl2（g） Na＋（g）＋Cl－ （g）　ΔH＜0 √ 化学·选择性必修1 目 录 解析： 工业合成氨为放热反应，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，B 项正确；该反应的ΔS＜0，ΔH＜0，根据ΔG＝ΔH－TΔS＜0时反应自发 进行可知，该反应在低温条件下能自发进行，无明显现象说明在常温常压 下该反应的反应速率极慢，A项错误；对于放热反应，正反应的活化能比 逆反应的活化能小，C项错误；由盖斯定律可知，第一个反应－第二个反 应可得第三个反应，但不知道前两个反应ΔH的相对大小，故无法确定第 三个反应ΔH的正负，D项错误。 化学·选择性必修1 目 录 4. （2025·山东高考10题）在恒容密闭容器中， Na2SiF6（s）热解反应所得固相产物和气相产 物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质 的量随温度的变化关系（实线部分）如图所示。 已知：T2温度时，Na2SiF6（s）完全分解；体 系中气相产物在T1、T3温度时的分压分别为 p1、p3。下列说法错误的是（　　） A. a线所示物种为固相产物 B. T1温度时，向容器中通入N2，气相产物分压仍为p1 C. p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp D. T1温度时，向容器中加入b线所示物种，重新达平衡时逆反应速率增大 √ 化学·选择性必修1 目 录 解析： 　Na2SiF6（s）受热分解生成NaF和SiF4两种氟化物，NaF为离子 晶体，SiF4为分子晶体，熔点：NaF＞SiF4，因此NaF为固相产物，SiF4为 气相产物，则热解反应的化学方程式为Na2SiF6（s） 2NaF（s）＋SiF4 （g），根据曲线的变化趋势及变化比例，结合方程式可判断曲线a、b、c 分别为NaF（s）、SiF4（g）、Na2SiF6（s）。由上述分析知，A正确；N2 不与体系中任何物质反应，由于容器恒容，因此SiF4的分压不变，仍为 p1，B正确；该反应的平衡常数Kp＝p（SiF4），由题图可知，温度越高， Na2SiF6分解程度越大，平衡时p（SiF4）越大，即Kp越大，由于T2温度下 Na2SiF6已完全分解，因此升温至T3时，无法释放更多的SiF4，故p3小于T3 温度时热解反应的平衡常数Kp，C正确；T1温度时，加入SiF4的瞬间，其分压增大，平衡逆向移动，由Kp＝p（SiF4）知，重新平衡后SiF4的分压仍为p1，SiF4的浓度不变，故逆反应速率不变，D错误。 化学·选择性必修1 目 录 5. （2025·云南高考17题）我国科学家研发出一种乙醇（沸点78.5 ℃）绿色制氢新途径，并实现高附加值乙酸（沸点118 ℃）的生产， 主要反应为： Ⅰ.C2H5OH（g）＋H2O（g） 2H2（g）＋CH3COOH（g）　ΔH1　Kp1 Ⅱ.C2H5OH（g） CH3CHO（g）＋H2（g）　ΔH2＝＋68.7 kJ·mol－1 回答下列问题： （1）乙醇可由秸秆生产，主要过程为 秸秆 纤维素 乙醇 解析： 纤维素水解得到葡萄糖，葡萄糖发酵产生CO2和乙醇。 葡萄糖　 化学·选择性必修1 目 录 ②一定温度下，下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的 是 （填字母）。 A. 容器内的压强不再变化 B. 混合气体的密度不再变化 C. CH3COOH的体积分数不再变化 D. 单位时间内生成1 mol H2O，同时消耗2 mol H2 （2）对于反应Ⅰ： ①已知CH3CHO（g）＋H2O（g） H2（g）＋CH3COOH（g）　ΔH＝ －24.3 kJ·mol－1，则ΔH1＝ kJ·mol－1。 ＋44.4　 AC　 化学·选择性必修1 目 录 ③反应后从混合气体分离得到H2，最适宜的方法为 ⁠ ⁠。 解析： ①反应Ⅰ－反应Ⅱ得到“已知反应”，根据盖斯定律ΔH1＝ΔH ＋ΔH2＝－24.3 kJ·mol－1＋68.7 kJ·mol－1＝＋44.4 kJ·mol－1。②恒温恒容 下发生C2H5OH（g）＋H2O（g） 2H2（g）＋CH3COOH（g）；A项， 该反应是气体总物质的量增大的反应，容器内的压强不再变化，说明气体 总物质的量不再改变，说明反应达到平衡状态；B项，体积自始至终不 变，气体总质量自始至终不变，则气体密度不是变量，混合气体的密度不 再变化，不能说明反应是否达到平衡状态；C项，CH3COOH的体积分数不 再变化，说明其物质的量不再改变，反应已达平衡； 降温冷凝后收集气 体　 化学·选择性必修1 目 录 D项，单位时间内生成1 mol H2O，同时消耗2 mol H2均是逆反应速率，不 能说明反应是否达到平衡状态。③可利用混合体系中各物质的沸点差异分 离出氢气，最适宜的方法为降温冷凝后收集气体。 化学·选择性必修1 目 录 （3）恒压100 kPa下，向密闭容器中按n（H2O）∶n（C2H5OH）＝9∶1 投料，产氢速率和产物的选择性随温度变化关系如图1，关键步骤中间体 的能量变化如图2。[比如：乙酸选择性＝ ×100％] 化学·选择性必修1 目 录 ①由图1可知，反应Ⅰ最适宜的温度为270 ℃，原因为 ⁠ ⁠。 ②由图中信息可知，乙酸可能是 （填“产物1”“产物2”或 “产物3”）。 ③270 ℃时，若该密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时乙醇的转化率为90 ％，乙酸的选择性为80％，则p（CH3COOH）∶p（C2H5OH） ＝ ，平衡常数Kp1＝ kPa（列出计算式即可；用 平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数）。 乙酸选择性最大且 反应速率较快 产物1　 36∶5　 　 化学·选择性必修1 目 录 解析： ①由图1可知，反应Ⅰ最适宜的温度为270 ℃，原因为乙酸选择 性最大且反应速率较快；②由图2可知关键步骤中生成产物1的最大能垒为 0.58 eV，生成产物2的最大能垒为0.66 eV，生成产物3的最大能垒为0.81 eV，图1中乙酸的选择性最大，说明相同条件下生成乙酸的反应速率最 大，则乙酸可能是产物1；③设投料n（H2O）＝9 mol，n（乙醇）＝1 mol，密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ，平衡时乙醇的转化率为90％，乙酸的 选择性为80％，则平衡时生成的乙酸的物质的量＝90％×80％×1 mol＝ 0.72 mol，n平（乙醇）＝1 mol×10％＝0.1 mol，恒温恒压下，压强比＝ 物质的量之比，故p（CH3COOH）∶p（C2H5OH）＝0.72∶0.1＝ 36∶5；列三段式 化学·选择性必修1 目 录 C2H5OH（g）＋H2O（g） 2H2（g）＋CH3COOH（g） 　Δn/mol 　 0.72 0.72 1.44 　0.72 　　　 C2H5OH（g） H2（g）＋CH3CHO（g） Δn/mol 　0.18 0.18 　0.18 则平衡时乙醇、H2O（g）、氢气、乙酸、乙醛的物质的量分别为0.1 mol、8.28 mol、1.62 mol、0.72 mol、0.18 mol，气体总物质的量为0.1 mol＋8.28 mol＋1.62 mol＋0.72 mol＋0.18 mol＝10.9 mol，则Kp1＝ ＝ kPa＝ kPa。 化学·选择性必修1 目 录 6. （2025·安徽高考17题节选）Ⅰ.通过甲酸分解可获得超高纯度的CO。甲 酸有两种可能的分解反应： ①HCOOH（g） CO（g）＋H2O（g） ΔH1＝＋26.3 kJ·mol－1 ②HCOOH（g） CO2（g）＋H2（g） ΔH2＝－14.9 kJ·mol－1 （1）一定温度下，向恒容密闭容器中通入一定量的HCOOH（g），发生 上述两个分解反应，下列说法中能表明反应达到平衡状态的是 （填 标号）。 a.气体密度不变 b.气体总压强不变 c.H2O（g）的浓度不变 d.CO和CO2的物质的量相等 bc　 化学·选择性必修1 目 录 Ⅱ.甲烷和二氧化碳重整是制取合成气（CO和H2）的重要方法，主要反 应有： ③CH4（g）＋CO2（g） 2CO（g）＋2H2（g） ④CO2（g）＋H2（g） CO（g）＋H2O（g） ⑤CH4（g）＋H2O（g） CO（g）＋3H2（g） 解析： 该反应中反应物、生成物均为气体，气体总质量不变，容器 恒容，则气体密度始终不变，故a错误；反应①和②反应前后气体分子数均 不相等，气体总压强为变量，则气体总压强不变可以说明反应达到平衡状 态，故b正确；H2O（g）的浓度不变，则反应体系中各物质浓度均不变， 可以说明反应达到平衡状态，故c正确；CO和CO2的物质的量相等，不能 说明各物质浓度不变，不能说明反应达到平衡状态，故d错误。 化学·选择性必修1 目 录 （2）恒温恒压密闭容器中，投入不同物质的量之比的CH4/CO2/Ar混合气，投料组成与CH4和CO2的平衡转化率之间的关系如图。 ⅰ.投料组成中Ar含量下降，平衡体系中 n（CO）∶n（H2）的值将 ⁠ （填 “增大”“减小”或“不变”）。 增大 ⅱ.若平衡时Ar的分压为p kPa，根据a、b两点计算反应⑤的平衡常数Kp ＝ （kPa）2（用含p的代数式表示，Kp是用分压代替浓度计算的 平衡常数，分压＝总压×物质的量分数）。 p2　 化学·选择性必修1 目 录 解析： ⅰ.由题图知，随着投料组成中Ar含量下降，CO2的平衡转化率大于 CH4的平衡转化率，说明反应④正向进行程度大于反应⑤正向进行程度， 故平衡体系中n（CO）∶n（H2）的值将增大。ⅱ.根据a、b两点起始时 CH4/CO2/Ar的物质的量之比为40/40/20，平衡时CO2的转化率为30％，CH4 的转化率为20％，设起始时CH4、CO2、Ar的物质的量分别为2 mol、2 mol、1 mol，反应③中CH4转化a mol，则反应⑤中CH4转化（2×20％－ a）mol，反应④中CO2转化（2×30％－a）mol，列关系式如下： 化学·选择性必修1 目 录 ④CO2（g）＋H2（g） CO（g）＋H2O（g） 转化量/mol 0.6－a 0.6－a 0.6－a 0.6－a ⑤CH4（g）＋H2O（g） CO（g）＋3H2（g）　　 转化量/mol 0.4－a 0.4－a 0.4－a 3（0.4－a） 平衡时n（CH4）＝1.6 mol，n（CO2）＝1.4 mol，n（CO）＝2a mol＋ （0.6－a）mol＋（0.4－a）mol＝1 mol，n（H2）＝2a mol＋3（0.4－ a）mol－（0.6－a）mol＝0.6 mol，n（H2O）＝（0.6－a）mol－（0.4 －a）mol＝0.2 mol。 ③CH4（g）＋CO2（g） 2CO（g）＋2H2（g） 转化量/mol a a 2a 2a 化学·选择性必修1 目 录 恒压密闭容器中，气体的分压之比等于物质的量之比，平衡时Ar的分压为 p kPa，则p（CH4）＝1.6p kPa，p（H2O）＝0.2p kPa，p（CO）＝p kPa，p（H2）＝0.6p kPa，故反应⑤的Kp＝ ＝ ＝ （kPa）2。 化学·选择性必修1 目 录 7. （2025·陕晋青宁17题节选）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 化学·选择性必修1 目 录 Ⅲ.CO2（g）＋H2（g） H2O（g）＋CO（g）　ΔH3＝＋41 kJ·mol－1 100 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（反应Ⅲ在360 ℃以下不考虑）。 化学·选择性必修1 目 录 （1）表示CH4选择性的曲线是 （填字母）。 解析： 360 ℃以下，曲线b、c对应的数值之和约为1，则其代表选择 性曲线，反应Ⅰ为吸热反应，升高温度，平衡正向移动，MgCO3的平衡转化 率增大，则曲线a为MgCO3的平衡转化率曲线。反应Ⅱ为放热反应，升高温 度，平衡逆向移动，CH4的选择性降低，且反应Ⅲ在360 ℃以下不考虑，则 曲线c为CH4的选择性曲线。 c　 化学·选择性必修1 目 录 （2）点M温度下，反应Ⅱ的Kp＝ （kPa）－2（列出计算式即可）。 解析： 点M温度下，MgCO3的平衡转化率为49.0％、CH4的选择性为 50％（反应Ⅲ在360 ℃以下不考虑），则MgCO3转化0.49 mol，反应Ⅰ生成 0.49 mol CO2，故可看作反应Ⅱ中起始时CO2为0.49 mol、H2为1 mol，达平 衡时CH4为0.245 mol，列三段式： 平衡时气体的总物质的量为0.245 mol＋0.02 mol＋0.245 mol＋0.49 mol＝ 1 mol，平衡时气体的总压强为100 kPa。故反应Ⅱ的Kp＝ ＝ （kPa）－2。 　 化学·选择性必修1 目 录 起始量/mol 0.49 1 0 0 转化量/mol 0.245 0.98 0.245 0.49 平衡量/mol 0.245 0.02 0.245 0.49 CO2（g） ＋ 4H2（g） CH4（g） ＋ 2H2O（g） 化学·选择性必修1 目 录 （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： 由题图可知，在550 ℃下达到平衡时，MgCO3的平衡转化率为 100％，CH4的选择性为10％，CO2的选择性为70％，则根据C原子守恒和 选择性的定义，CO的选择性为20％，故CO的物质的量为1 mol×20％＝ 0.2 mol。500～600 ℃，反应Ⅰ已反应完全，随温度升高，H2平衡转化率下 降的原因可能是升高温度，反应Ⅱ平衡逆向移动的程度大于反应Ⅲ平衡正 向移动的程度。 0.2　 反应Ⅱ平衡逆向移动的程度大 于反应Ⅲ平衡正向移动的程度 化学·选择性必修1 目 录 $