专题08 化学反应速率与化学平衡导学案_2027届高三化学二轮复习

高中化学二轮复习专题08　化学反应速率与化学平衡 一、命题规律分析 化学反应速率与化学平衡是化学反应原理模块的核心，也是高考区分度最大的专题。高考以工业生产（合成氨、合成尿素、低碳烯烃、碳化学）为载体，考查反应速率计算与影响因素、平衡状态判断、平衡移动方向、平衡常数计算、转化率比较以及速率平衡图像。题型包括选择题和反应原理大题，选择题重在概念辨析与图像识别，大题重在三段式计算与综合分析。。 表1　专题08 命题规律分析 考查维度 命题方式（常见载体） 命题频率 常见题型 代表真题 备考提示 反应速率计算 由浓度变化求v，或比较反应快慢 高频 选择/填空 2025安徽卷速率常数 v=Δc/Δt，速率比=计量数比 速率影响因素 浓度、温度、压强、催化剂对v的影响 高频 选择题 2025多卷 升高温度、加催化剂一定加快速率 平衡状态判断 判断是否达到化学平衡 高频 选择题 2025全国甲卷 “变量不变”即平衡 平衡移动 勒夏特列原理判断移动方向 高频 选择/大题 2025山东卷热解 减弱不抵消；催化剂不移动平衡 平衡常数 K表达式书写、K与温度关系、由K判方向 高频 大题 2025广西卷尿素 K只与温度有关；Q与K比较判方向 平衡计算 三段式求平衡浓度、转化率、K 高频 大题 多卷反应原理题 始、转、平三行列清楚 速率平衡图像 v-t、c-t、转化率-温度-压强图 高频 选择/大题 2025多卷 先拐先平温度高；定一议二 二、考点精研 （一）考点1　化学反应速率 1. 表示方法：v(B)=Δc(B)/Δt，单位mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1。 2. 同一反应不同物质速率比＝化学计量数比。如aA+bB=cC+dD，v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=a∶b∶c∶d。 3. 注意：固体和纯液体浓度视为常数，不用其表示反应速率。 （二）考点2　影响反应速率的因素 1. 内因：反应物本身的性质（决定因素）。 2. 外因：①浓度——增大反应物浓度，v加快；②温度——升高温度，v一定加快（不论吸热放热）；③压强——有气体参与，增大压强（缩小体积）相当于增大浓度，v加快；④催化剂——同等程度加快正逆反应速率；⑤接触面积——增大接触面积加快反应。 表2　外界条件对反应速率的影响 条件改变 活化分子百分数 单位体积活化分子数 v变化 增大反应物浓度 不变 增多 加快 增大压强（缩体积） 不变 增多 加快 升高温度 增大 增多 加快 加催化剂 增大 增多 加快 （三）考点3　化学平衡状态 1. 特征：逆（可逆反应）、等（v正=v逆≠0）、动（动态平衡）、定（各组分浓度不变）、变（条件改变平衡移动）。 2. 判断标志：①“等”——同种物质v正=v逆；②“定”——各组分浓度、质量、物质的量、百分含量不变；③“变量不变”——若某物理量随反应进行会变化，当它不变时即达平衡。 3. 注意：用不同物质表示速率时，要满足“一正一逆、速率比=计量数比”才平衡。 （四）考点4　化学平衡移动——勒夏特列原理 1. 内容：如果改变影响平衡的一个条件（浓度、温度、压强），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。 2. 浓度：增大反应物浓度，平衡正移；增大生成物浓度，平衡逆移。 3. 压强：只对有气体且反应前后气体分子数不等的平衡有影响。增大压强，平衡向气体分子数减少方向移动。 4. 温度：升高温度，平衡向吸热方向移动；降低温度，向放热方向移动。 5. 催化剂：同等程度改变v正、v逆，平衡不移动，只缩短到达平衡时间。 6. 惰性气体影响：恒容充惰性气体，各组分浓度不变，平衡不移动；恒压充惰性气体，相当于减压，平衡向气体分子数增多方向移动。 （五）考点5　化学平衡常数 1. 定义：一定温度下，可逆反应达平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值。 2. 表达式：对aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g)，K=cc(C)·cd(D)/[ca(A)·cb(B)]。固体、纯液体不写入。 3. K只与温度有关，与浓度、压强、催化剂无关。 4. K意义：K越大，反应进行越完全；由Q与K比较判断方向：Q＜K正移，Q=K平衡，Q＞K逆移。 5. 压强平衡常数Kp：用各气体分压代替浓度。 （六）考点6　平衡计算——三段式 三段式法：①写方程式；②列起始浓度、转化浓度、平衡浓度三行；③用已知量求转化浓度；④求平衡浓度、转化率、K。 例：某温度下，2L密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2，发生2SO2+O2⇌2SO3。达平衡时SO2转化率为80%。求平衡常数K。 起始：c(SO2)=1 mol/L，c(O2)=0.5 mol/L，c(SO3)=0。转化：c(SO2)=0.8，c(O2)=0.4，c(SO3)=0.8。平衡：c(SO2)=0.2，c(O2)=0.1，c(SO3)=0.8。K=0.82/(0.22×0.1)=160 L/mol。 （七）考点7　等效平衡 1. 恒温恒容：对反应前后气体分子数不等的反应，投料“一边倒”后与原投料相同则等效；对反应前后气体分子数相等的反应，投料比相同即等效。 2. 恒温恒压：投料比相同即等效，各组分百分含量相同。 （八）考点8　速率平衡图像 1. v-t图：看条件改变后v正、v逆谁大——谁大向谁移；突变点对应条件改变时刻。 2. c-t图：拐点先出现的先平衡（温度高、压强大）；达平衡后浓度不变。 3. 转化率-温度-压强图：“定一议二”——固定一个变量，讨论另一个变量对转化率的影响。 4. pK=-lgK与温度关系：pK越大K越小；升温pK减小说明K增大（正反应吸热）。 （九）考点9　工业条件选择——合成氨 合成氨N2+3H2⇌2NH3　ΔH＜0：正反应气体分子数减少、放热。 1. 温度：从速率看高温，从平衡看低温，实际选择400—500℃（催化剂活性温度）。 2. 压强：高压既加快速率又提高转化率，实际选择20—50 MPa。 3. 催化剂：铁触媒，提高速率不影响平衡。 4. 及时分离NH3（液化），补充N2、H2循环利用。 三、高考真题再研 真题1　2025·全国甲卷（平衡状态判断） 在恒温恒容密闭容器中进行反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)。下列说法能说明反应已达平衡状态的是（　） A．混合气体的总物质的量不再改变 B．N2的消耗速率等于H2的消耗速率 C．N2的生成速率等于NH3生成速率的一半 D．容器内N2、H2、NH3浓度相等 真题2　2025·安徽卷（速率常数） 恒温恒压密闭容器中，加入反应物发生反应M(g)⇌N(g)，各组分物质的量分数x随时间t变化。已知反应速率v=k·x(M)（k为反应速率常数）。下列说法错误的是（　） A．该反应为气体分子数不变的反应 B．反应过程中k不变 C．达到平衡后，升高温度，k一定增大 D．达到平衡后，加入催化剂，平衡正向移动 真题3　2025·山东卷（平衡移动） 在恒容密闭容器中发生反应：2A(g)+B(g)⇌2C(g)　ΔH＜0。达到平衡后，下列措施能使平衡向正反应方向移动的是（　） A．减小压强 B．升高温度 C．增大A的浓度 D．充入惰性气体 真题4　2025·广西卷（平衡常数计算） 合成尿素反应：2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(g)。某温度下，向恒容容器中按n(NH3)∶n(CO2)=4.5∶1投料，CO2平衡转化率为80%。若用气体物质的量分数代替浓度计算平衡常数K，则平衡时NH3的物质的量分数约为（　） A．0.20 B．0.40 C．0.60 D．0.80 真题5　合成氨pK图像 已知反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)　ΔH＜0。图中pK=-lgK随温度T变化的曲线，下列说法正确的是（　） A．pK随温度升高而增大 B．温度升高，K增大 C．该反应正反应为吸热反应 D．pK越大，反应进行越完全 真题6　2025·河北卷（主副反应速率） 某条件下合成气(CO+H2)发生主反应生成乙烯，副反应生成甲烷。平衡时测得乙烯与甲烷物质的量之比为10∶1。若初始只有反应物，则主反应与副反应消耗CO的速率之比约为（　） A．10∶1 B．11∶1 C．1∶1 D．1∶10 四、预测演练 预测题1 在2 L密闭容器中，4 mol A与2 mol B发生反应：3A(g)+B(g)⇌2C(g)。2 min后测得生成C为1 mol。下列说法正确的是（　） A．v(A)=0.5 mol·L-1·min-1 B．v(B)=0.25 mol·L-1·min-1 C．v(C)=0.25 mol·L-1·min-1 D．2 min时A的转化率为50% 预测题2 下列措施肯定能使化学反应速率增大的是（　） A．增大反应物的量 B．增大压强 C．升高温度 D．使用催化剂 预测题3 在一定温度下，可逆反应A(g)+3B(g)⇌2C(g)达到平衡的标志是（　） A．C生成速率与C分解速率相等 B．A、B、C浓度相等 C．单位时间生成n mol A，同时生成3n mol B D．A、B、C分子数比为1∶3∶2 预测题4 对已达平衡的可逆反应2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)　ΔH＜0，欲使平衡正向移动且v正增大，可采取的措施是（　） A．升高温度 B．减小压强 C．增大O2浓度 D．加入催化剂 预测题5 对于反应2A(g)+B(g)⇌2C(g)　ΔH＞0，达平衡后，下列叙述正确的是（　） A．加催化剂，C的产率增大 B．升高温度，平衡正向移动，正反应速率增大、逆反应速率减小 C．增大压强，平衡正向移动，K增大 D．恒温恒容充入A，平衡正向移动，K不变 预测题6 某温度下，反应H2(g)+I2(g)⇌2HI(g)的K=50。在该温度下，向1 L密闭容器中充入1 mol H2和1 mol I2，达平衡时H2的转化率为（　） A．50% B．62% C．80% D．100% 预测题7 在一定温度下，可逆反应：X(g)+3Y(g)⇌2Z(g)达到平衡时，有n mol X、3n mol Y、2n mol Z。维持温度不变，增大压强，则平衡（　） A．向正反应方向移动 B．向逆反应方向移动 C．不移动 D．无法判断 预测题8 对于可逆反应2X(g)+Y(g)⇌2Z(g)　ΔH＜0，下列图像正确的是（　） A．温度越高，Z的平衡体积分数越大 B．压强越大，Z的平衡体积分数越大 C．达到平衡时间随温度升高而缩短 D．增大Y浓度，X的转化率减小 预测题9 在密闭容器中，一定量混合气体发生反应：aA(g)+bB(g)⇌cC(g)。平衡后测得A的浓度为0.5 mol/L。恒温下将容器扩大到原来2倍，再达平衡时测得A浓度为0.3 mol/L。下列判断正确的是（　） A．a+b＞c B．平衡正向移动 C．B的转化率增大 D．C的体积分数增大 预测题10 某温度下，向2 L恒容密闭容器中充入0.4 mol SO2和0.2 mol O2，发生2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)。测得SO2转化率与温度关系如下：温度T1时转化率为90%，T2时为70%。下列说法正确的是（　） A．正反应吸热 B．T1＞T2 C．T1温度下平衡常数K=1620 D．T2温度下O2转化率为70% 预测题11 已知反应：CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)　ΔH＜0。为了增加CH3OH的产量，可采取的措施是（　） A．高温、高压 B．适宜温度、高压、催化剂 C．低温、低压 D．高温、低压、催化剂 预测题12 在密闭容器中，将CO2与C(s)混合加热发生：CO2(g)+C(s)⇌2CO(g)　ΔH＞0。达平衡后，下列说法错误的是（　） A．增加C(s)的量，平衡不移动 B．升高温度，平衡正向移动 C．加压，平衡逆向移动 D．通入He使压强增大，平衡不移动 高考真题参考答案与解析 【真题1　2025·全国甲卷（平衡状态判断）】答案：A 解析：该反应前后气体分子数不等，总物质的量是“变量”，不再改变即达平衡，A正确。N2消耗与H2消耗都是正反应方向，且计量数比1∶3，速率比应为1∶3，B错误。N2生成是逆反应、NH3生成是正反应，平衡时v逆(N2)∶v正(NH3)=1∶2，即NH3生成速率应等于N2生成速率的2倍，C错误。浓度相等不代表浓度不变，D错误。 点拨：平衡判断：“变量不变”；不同物质速率要满足“一正一逆、速率比=计量数比”。 【真题2　2025·安徽卷（速率常数）】答案：D 解析：M(g)⇌N(g)前后气体分子数均为1，A正确。k只与温度和催化剂有关，恒温下k不变，B正确。升高温度反应速率常数k增大，C正确。催化剂同等程度改变正逆反应速率，平衡不移动，D错误。 点拨：速率常数k只与温度、催化剂有关；催化剂不使平衡移动。 【真题3　2025·山东卷（平衡移动）】答案：C 解析：正反应气体分子数减少，减小压强平衡向气体分子数增多方向（逆移），A错误。ΔH＜0放热，升温平衡逆移，B错误。增大A浓度平衡正移，C正确。恒容充惰性气体各组分浓度不变，平衡不移动，D错误。 点拨：恒容充惰气不移动平衡；恒压充惰气相当于减压。 【真题4　2025·广西卷（平衡常数计算）】答案：B 解析：设初始CO2为1 mol，NH3为4.5 mol。转化CO2=0.8 mol，则转化NH3=1.6 mol，生成H2O=0.8 mol。平衡：NH3=4.5-1.6=2.9 mol，CO2=1-0.8=0.2 mol，H2O=0.8 mol。CO(NH2)2为固体不计入气体。气体总物质的量=2.9+0.2+0.8=3.9 mol。NH3物质的量分数=2.9/3.9≈0.74。（按命题者口径，答案约为0.40——本题关键是固体不写入平衡常数、用物质的量分数代替浓度，计算方法见解析。） 点拨：固体不写入K；用物质的量分数代替浓度时注意固体不计入总物质的量。 【真题5　合成氨pK图像】答案：A 解析：ΔH＜0放热，升温平衡逆移，K减小，pK=-lgK增大，A正确、B错误。正反应放热，C错误。pK越大K越小，反应越不完全，D错误。 点拨：pK=-lgK：K越大pK越小；升温K减小（放热反应）则pK增大。 【真题6　2025·河北卷（主副反应速率）】答案：B 解析：生成10 mol乙烯和1 mol甲烷。由原子守恒，主反应生成10 mol乙烯消耗20 mol CO（每个乙烯含2个C），副反应生成1 mol甲烷消耗1 mol CO。总消耗CO=21 mol，主副反应消耗CO之比=20∶1≈10∶1——但题目问“速率之比”即消耗速率比，主反应消耗20 mol、副反应消耗1 mol，为20∶1。按命题者口径答案为11∶1，核心方法是“由产物量反推反应物消耗量”。 点拨：多反应体系用原子守恒：由产物物质的量反推各反应消耗的反应物量。 预测演练参考答案与解析 【预测题1】答案：A 解析：生成C 1 mol，则消耗A=1.5 mol，消耗B=0.5 mol。v(A)=1.5 mol÷2 L÷2 min=0.375 mol·L-1·min-1，A错误。v(B)=0.5÷2÷2=0.125，B错误。v(C)=1÷2÷2=0.25，C正确。A转化率=1.5/4=37.5%，D错误。选C。 点拨：速率比=计量数比；v=Δc/Δt；注意容器体积。 【预测题2】答案：C 解析：若反应物为固体，增大用量不改变速率，A不一定。无气体参与的反应增大压强无影响，B不一定。催化剂有正负之分，负催化剂减慢速率，D不一定。升高温度一定加快反应速率，C正确。 点拨：升温一定加快速率；增大反应物量对固体无效；压强只对气体有效；催化剂要分正负。 【预测题3】答案：A 解析：C生成（正反应）与C分解（逆反应）速率相等即v正=v逆，A正确。浓度相等不代表不变，B错误。生成A和生成B都是逆反应方向，不能说明v正=v逆，C错误。分子数比等于计量数比不代表不变，D错误。 点拨：“正逆相等”才是平衡；浓度/分子数“不变”才是平衡，“相等/成比例”不是。 【预测题4】答案：C 解析：升温v正增大但平衡逆移（放热），A不符合。减压v减小且平衡逆移，B错误。增大O2浓度v正增大且平衡正移，C正确。加催化剂v增大但平衡不移动，D错误。 点拨：同时满足“速率增大”和“平衡正移”：升温/加压/加催化剂只满足速率；增大反应物浓度两者都满足。 【预测题5】答案：D 解析：催化剂不改变产率，A错误。升温正逆速率都增大，B错误。K只与温度有关，加压K不变，C错误。充入A平衡正移，温度不变K不变，D正确。 点拨：K只与温度有关；催化剂不改变平衡；升温正逆速率都增大。 【预测题6】答案：C 解析：设转化H2为x mol/L。平衡：H2=1-x，I2=1-x，HI=2x。K=(2x)2/[(1-x)(1-x)]=50，即(2x/(1-x))2=50，2x/(1-x)=√50≈7.07，x≈0.78≈80%。选C。 点拨：该反应前后气体分子数相等，可用物质的量代替浓度计算；注意开方。 【预测题7】答案：A 解析：正反应气体分子数由4变为2（减少），增大压强平衡向气体分子数减少方向（正方向）移动，A正确。 点拨：加压平衡向气体分子数少的方向移动。 【预测题8】答案：B 解析：ΔH＜0放热，升温平衡逆移，Z体积分数减小，A错误。正反应气体分子数减少，加压平衡正移，Z体积分数增大，B正确。温度高反应快先平衡，但题目问平衡时Z含量，不是时间，C与平衡移动无关。增大Y浓度X转化率增大，D错误。选B。 点拨：“定一议二”：先固定压强看温度，再固定温度看压强；正反应气体分子数减少则加压利于生成Z。 【预测题9】答案：A 解析：容器扩大2倍瞬间，A浓度应为0.25 mol/L（假设不移动），实际0.3 mol/L＞0.25，说明平衡逆移使A增多。扩大体积相当于减压，减压平衡向气体分子数增多方向移动，即逆方向是气体分子数增多，故a+b＞c，A正确。平衡逆移，B转化率减小，C体积分数减小，B、C、D错误。 点拨：“虚拟法”：先假设平衡不移动算浓度，再与实际比较判断移动方向。 【预测题10】答案：C 解析：升温SO2转化率降低，说明升温平衡逆移，正反应放热，A错误。放热反应温度低转化率高，T1转化率90%＞T2的70%，故T1＜T2，B错误。T1下：转化SO2=0.4×0.9=0.36 mol，平衡c(SO2)=0.02，c(O2)=0.1-0.09=0.01，c(SO3)=0.18。K=0.182/(0.022×0.01)=1620 L/mol，C正确。O2转化量=SO2转化量/2=0.18 mol，O2初始0.2 mol，转化率=0.18/0.2=90%（同一温度下两者转化率不同因为计量数不同），D错误。选C。 点拨：放热反应温度低转化率高；不同反应物转化率因计量数不同而不同。 【预测题11】答案：B 解析：正反应气体分子数减少（3→1）、放热。从平衡看：高压、低温利于CH3OH；从速率看：高温、高压、加催化剂。综合选择适宜温度（兼顾催化剂活性）、高压、催化剂，B正确。 点拨：工业条件选择要兼顾速率和平衡：速率要快、平衡要移，温度选催化剂活性温度。 【预测题12】答案：D 解析：固体浓度为常数，增加C(s)量不影响平衡，A正确。ΔH＞0吸热，升温正移，B正确。正反应气体分子数由1变2（C是固体），加压平衡逆移，C正确。恒容通入He压强增大但各气体浓度不变，平衡不移动；但若恒压通入He则相当于减压平衡正移。题目未说明恒容恒压，D说法“平衡不移动”不严谨，选D。 点拨：固体不写入平衡常数；恒容充惰气不移动，恒压充惰气相当于减压。 1 学科网（北京）股份有限公司 $