第二章 化学反应速率与化学平衡（培优复习讲义）化学人教版选择性必修1

第二章 化学反应速率与化学平衡 复习讲义 目 录 知识体系·深度建构：贯通知识内在脉络，夯实学科认知根基 归纳整合·深化提升：梳理重难关键要点，升华思维认知层级 高频考点·精准突破：透析高频命题规律，高效攻克关键题型 考点1 化学反应速率的表示方法和计算 考点2 影响化学反应速率的因素 考点3 活化能与化学反应历程 考点4 化学平衡状态的特征及判断 考点5 化学平衡常数及应用 考点6 影响化学平衡的因素 考点7 化学平衡移动方向和转化率的判断 考点8 化学反应的方向 考点9 化学平衡图像分析 考点10 化学平衡理论在工业生产中的应用 培优测评·素养进阶：实战演练查漏补缺，稳步进阶学科素养 知识 1 反应速率 1．化学反应速率与化学计量数的关系 对于化学反应：mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g) v(A)=_________，v(B)=_________，v(C)=_________，v(D)=_________ v(A)：v(B)：v(C)：v(D)＝__________________。 且有：__________________。 深化提升 (1)同一化学反应里，用不同物质表示的反应速率可能不同，但意义相同，故表示反应速率时必须指明具体的物质。 (2)固体或纯液体的浓度记为常数，△v＝0，因此不用固体或纯液体的浓度表示化学反应速率。 (3)化学反应速率是一段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率。 (4)用不同物质表示化学反应速率时，化学反应速率之比等于化学计量数之比。 2．化学反应速率的测定 (1)对于有气体生成的反应，可测定_________收集气体的多少或测定收集_________所耗时间的多少。 (2)对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体_________的多少。 (3)对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中__________的变化。 (4)对于有颜色变化或有沉淀生成的反应，可测定溶液变色或变浑浊___________的多少。 3．用“三段式”法计算化学反应速率 (1)求解化学反应速率计算题的一般步骤： a．写出有关反应的化学方程式； b．找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；转化量之比等于___________之比； c．根据已知条件列方程计算。 (2)计算中注意以下量的关系： 对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)； 对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)； 转化率＝×100%。 4．外界条件对化学反应速率的影响 (1)浓度对化学反应速率的影响只适用于___________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_______，反应速率就_______。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_________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_______，因此一般反应速率也会逐渐_______。 (5)温度对反应速率的影响不受反应物聚集状态的限制，不论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能________化学反应速率，故不能认为升高温度只会增大吸热反应的反应速率。 深化提升 对有气体参加的反应，充入“惰气”对化学反应速率的影响 ①恒温恒容，充入“惰气”[不参与反应的气体(如He、N2等)]→引起总压增大，各物质的浓度不变→反应速率不变。 ②恒温恒压时，充入“惰气”→引起体积增大→各反应物浓度减少→反应速率减小。 1．（25-26高一下·广东广州·期中）光催化分解水制氢是能源领域极具应用前景的新技术。在某催化剂作用下，生成氢气的浓度随时间变化的关系如下图所示，则小时内的平均生成速率约为 A． B． C． D． 2．（26-27高二上·海南省直辖县级单位·开学考试）已知：，下列表示反应速率最快的是 A． B． C． D． 3．（25-26高二上·广东深圳·阶段检测）下列说法正确的是 A．对于反应：，可以用单位时间内浓度的减小来表示其化学反应速率，而且用和表示的化学反应速率相同 B．对于反应：，可以在温度、体积一定时，测量单位时间内体系压强变化描述其反应速率 C．5%的溶液中加入二氧化锰粉末，分解速率迅速加快的原因是降低了反应的焓变，活化分子数增多，有效碰撞次数增多，反应速率加快 D．下列三支试管中，①20 ℃时，m g粉末状的锌与1 L 2溶液，②20℃时，m g粉末状的锌与1 L 3HCl溶液，③20℃时，m g粉末状的锌与1 L 4 溶液，生成的反应速率最快的是① 知识 2 活化能与化学反应历程 1．基元反应与化学反应历程 大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中_______反应都称为基元反应，先后进行的基元反应反映了化学反应的反应历程。 2．反应物、生成物的能量与活化能的关系 E1：_________的活化能 E2：活化分子变成生成物分子________的能量，也可认为是_________的活化能 E1-E2：反应热，即ΔH= _________ 3．用碰撞理论解释外界因素对化学反应速率的影响 　　影响 外因　　 单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率 分子总数 活化分子百分数 活化分子数 增大反应物浓度 增大压强 升高温度 使用催化剂 4．催化剂对反应速率的影响 如图所示：反应A+B→AB的活化能为Ea，加入催化剂K后，反应分两步进行： ①A+K→AK      活化能为______ ②AK+B→AB+K       活化能为______ 总反应：A+BAB 活化能为______ (1)加入催化剂K后，两步反应的活化能Ea1和Ea2均小于原反应的活化能Ea，因此反应速率________。 (2)由于Ea1>Ea2，第1步反应是______反应，是决定整个反应快慢的步骤，称为“_______步骤”。 (3)对总反应来说，第一步反应的活化能Ea1就是在催化条件下总反应的活化能。 1．（26-27高二上·河南南阳·阶段检测）已知　，在存在时，该反应机理为：①（快）；②（慢）。下列说法错误的是 A．该反应速率主要由第②步基元反应决定 B．为该过程的催化剂，为中间产物 C．的存在提高了该反应的反应速率 D．催化剂能降低反应的活化能，提高活化分子百分数 2．（25-26高二上·山东威海·期末）已知：  反应机理如图所示(反应I、Ⅱ中各物质化学式前的系数均为最简整数)。下列说法错误的是 A．是中间产物 B．通过参与反应，降低了反应的活化能 C．反应Ⅱ，每生成转移 D．   3．（25-26高二上·山西朔州·期末）在“钒掺杂MCM-41介孔分子筛”[简写为“”]作用下丙烷在一定条件下转化为的反应历程如图所示。 下列说法错误的是 A．过程Ⅰ是决速步骤，且稳定性：过渡态1>过渡态2 B．过程Ⅱ的反应热 C．过程Ⅲ实现了催化剂再生反应： D．总反应： 知识 3 化学平衡状态 1．可逆反应的特征 (1)可逆反应不等同于可逆过程，可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于_______变化。 (2)可逆反应体系中， 反应物_______全部转化为生成物，生成物也_______完全转化为反应物。 (3)可逆反应在一定条件下达到平衡状态时，就是该反应的限度，可逆反应不能进行完全，转化率低于100%。 深化拓展 用极值法确定可逆反应各物质浓度范围的方法 2．化学平衡状态 (1)化学反应的平衡状态可以从_________方向建立，也可以从_________方向建立。 (2)化学反应达到平衡状态时正、逆反应速率相等，是指同一物质的_______速率和_______速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等。 (3)化学反应达到平衡状态时，各组分的浓度、百分含量_________，但不一定相等。 3．化学平衡状态的特征及判断方法 (1)用本质特征判断 判断依据：正反应速率与逆反应速率相等，即v正＝v逆。 ①同一种物质：该物质的_________速率等于它的_________速率。 ②不同的物质：速率之比等于化学方程式中__________________之比，但必须是_______方向的速率。 (2)用宏观特征判断 判断依据：反应混合物中各组成成分的浓度、含量保持不变。 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_________。 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_________。 ③反应物的转化率、产物的产率_________。 (3)用“总压强、混合气体的密度、平均摩尔质量”判断平衡状态的注意事项 ①恒温恒容条件下，用“总压强、平均摩尔质量”判断平衡状态时，要特别关注反应前后气体分子总数的变化，如： mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 压强 当m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 当m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 混合气体的 当m＋n≠p＋q时，一定 当m＋n＝p＋q时，一定 ②恒温恒容条件下，用“混合气体的密度”判断平衡状态时，要特别关注反应前后是否有非气态物质参与反应，如 关注各物质的状态 是否平衡 密度 C(s)＋CO2(g)2CO(g)(ρ一定) N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(ρ一定) H2(g)＋I2(g)2HI(g)(ρ一定) 深化拓展 (1)判断化学平衡状态的依据——“正逆相等，变量不变” (2)不能作为判断化学平衡状态“标志”的几种情况 ①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 ②恒温恒容下的气体分子数不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化。 ③全是气体参加的气体分子数不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化。 ④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 1．（26-27高三上·北京朝阳·开学考试）已知：，ΔH＜0。向一定条件的密闭容器中充入和进行反应。下列分析不正确的是 A．反应一段时间后，存在于、、中 B．加热和使用催化剂均可提高反应物分子中活化分子百分数，使该反应速率加快 C．加压和降温都有利于提高的平衡转化率 D．设的初始浓度为，则平衡时，与各组分平衡浓度c之间存在： 2．（26-27高二上·河南焦作·开学考试）一定条件下，将NO2与SO2以体积比为1∶2置于密闭容器中发生反应：NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g) ΔH=-41.8 kJ·mol-1。下列能说明反应达到平衡状态的是 A．体系压强保持不变 B．混合气体颜色保持不变 C．SO3和NO的体积比保持不变 D．平均相对分子质量不变 3．（25-26高一下·安徽黄山·期中）下列说法正确的是 A．对于反应 A(g)+B(g)⇌C(g)+D(g)，压强不随时间改变，说明反应已达平衡状态 B．绝热体系中，对于反应 4HCl(g)+O2(g)⇌2Cl2(g)+2H2O(g)，该反应正反应放热，若反应体系的温度不变，说明该反应达到平衡状态 C．对于有气体参加的可逆反应，若气体的密度不随时间改变，说明该反应一定达到平衡状态 D．恒温恒容下进行的可逆反应：CO2+3H2⇌CH3OH+H2O，当 3v正(H2)=v逆(H2O)，反应达到平衡状态 知识 4 化学平衡常数及应用 1．化学平衡常数及影响因素 (1)平衡常数表达式中，各物质的浓度均为_______时的浓度。其书写形式与化学方程式的书写有关。 (2)意义：K值大小反映了化学反应进行的程度。 ①K值越大，正反应进行的程度越大，反应物的转化率_____。当K≥105时，可以认为反应进行得较完全。 ②K值越小，正反应进行的程度越小，反应物的转化率______。当K≤10－5时，认为反应很难进行。 (3)在化学方程式一定的情况下，K只受_______影响。 (4)化学平衡常数与化学方程式书写形式的关系 ①正、逆反应的化学平衡常数互为________。 ②若化学方程式中各物质的化学计量数都变成n倍或倍，则化学平衡常数变为原来的______或______。 ③两化学方程式相加得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应平衡常数的_________。 2．利用Q与K的关系判断反应是否达到平衡进行的方向 Q＜K，反应向______方向进行，v正_____v逆； Q＝K，反应处于______状态，v正_____v逆； Q＞K，反应向______方向进行，v正____v逆。 (3) ΔH与K的关系 ①ΔH<0，升高温度，K______；降低温度，K______。 ②ΔH>0，升高温度，K______；降低温度，K______。 深化延伸 化学平衡常数的计算 (1)常用的四个公式 公式 备注 反应物的转化率 ×100%＝×100% ①平衡量可以是物质的量、气体的体积； ②某组分的体积分数，也可以是物质的量分数 生成物的产率 ×100% 平衡时混合物组分的百分含量 ×100% 某组分的体积分数 ×100% (2)压强平衡常数 ①以aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)为例， Kp＝，其中，p(X)：X在平衡体系中物质的量分数(或体积分数)×总压强。 ②计算方法 a．根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度。 b．计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。 c．根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)。 d．根据平衡常数计算公式代入计算。 (3)平衡常数与速率常数的有关计算 对于基元反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cc(C)·cd(D)，平衡常数K＝＝，反应达到平衡时v正＝v逆，故K＝。 1．（26-27高二上·宁夏银川·阶段检测）已知： ①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1 K1 ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2 K2 ③TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g) ΔH3 K3 则反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH、K分别为 A．2ΔH1-2ΔH2+ΔH3 2K1-2K2+K3 B．2ΔH1-ΔH2+ΔH3 2K1-K2+K3 C．2ΔH1-2ΔH2+ΔH3 D．2ΔH1-ΔH2+ΔH3 2．（25-26高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测）一定条件下，反应的平衡常数为，在体积为的容器中充入、发生上述反应直至达到平衡，下列说法正确的是 A．该反应的平衡常数的表达式为： B．的平衡转化率为 C．若升高温度，反应物中活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增大 D．保持温度不变，将体系体积压缩，正、逆反应速率均加快而反应限度不变 3．（25-26高二上·贵州贵阳·阶段检测）在一个容积不变的密闭容器中发生反应：，其平衡常数和温度的关系如下表所示。下列说法不正确的是 t/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 A．该反应的平衡常数表达式为 B．K越大，说明平衡时反应物的转化率越大 C．在830℃时，向容器中充入1 mol CO、，保持温度不变，反应达到平衡后， D．若1200℃时，在某时刻反应混合物中、、CO、的浓度分别为2 mol/L、2 mol/L、4mol/L、4 mol/L，则此时上述反应向正反应方向进行 知识 5 影响化学平衡的因素 1．用Q与K的关系判断化学平衡移动方向 当Q＝K时：可逆反应__________________，v正______v逆； 当Q＜K时：化学平衡__________________，v正______v逆； 当Q＞K时：化学平衡__________________，v正______v逆。 2．外界因素对化学平衡的影响 (1)浓度： ①浓度指与____________的气体的浓度或溶液中____________的粒子的浓度。 ②改变纯固体或纯液体的量对平衡无影响。 (2)温度：任何化学反应都伴有能量的变化（放热或吸热），所以，改变温度一定会使化学平衡________。 (3)压强： ①无气体参与的化学反应，由于改变压强不能改变化学反应速率，所以改变压强不能使无气体物质存在的化学平衡发生移动。 ②对于反应前后气体分子数相等的可逆反应，改变压强后，正、逆反应速率同时、同等程度地改变，因此增大或减小压强______使其化学平衡发生移动。 ③“惰气”（不与原平衡体系中各物质反应的气体）对化学平衡的影响。 a．恒温、恒容条件下：原平衡体系体系总压强______―→体系中各组分的浓度______―→平衡_____移动 b．恒温、恒压条件下 原平衡体系容器容积______―→体系中各组分的浓度______ 对于反应前后分子数相等的反应―→平衡_____移动； 对于反应前后分子数不相等的反应―→平衡向__________________的方向移动。 ④催化剂：催化剂同等程度改变正逆反应速率，________平衡移动。 3．勒夏特列原理 (1)勒夏特列原理（化学平衡移动原理）：如果改变影响平衡的一个因素(如温度、压强及参加反应的物质的浓度)，平衡就向着能够______这种改变的方向移动。 (2)适用范围 ①勒夏特列原理仅适用于已达到______的反应体系，不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用该原理。此外，勒夏特列原理对所有的动态平衡(如溶解平衡、电离平衡和水解平衡等)都适用。 ②勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个因素”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个因素，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的因素对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。 1．（24-25高二上·山东济宁·阶段检测）下列平衡移动方向和现象判断正确的是 A．，加水，平衡逆向移动，溶液黄色变浅 B．，加入粉，平衡正向移动，溶液颜色变浅 C．，压缩容器体积，平衡不移动，气体颜色无变化 D．，升高温度，溶液由蓝绿色变为黄绿色 2．（24-25高二上·广东茂名·期末）某温度下，在一恒容密闭容器中进行可逆反应：  ，下列叙述正确的是 A．平衡后加入B，增大 B．平衡后降低温度，平衡正向移动 C．平衡后移走部分C，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．当容器中混合气体的压强不再变化时，反应达到平衡 3．（26-27高二上·河南信阳·阶段检测）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．合成氨工业中不断从反应混合物中液化分离出氨气 B．实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2 C．由NO2、N2O4组成的平衡体系加压后颜色变深 D．向氯水中加CaCO3后，溶液漂白性增强 知识 6 化学反应的方向与调控 1．熵值大小的判断 同一物质的熵值：S(g)_____S(l)______S(s)，同一条件下，不同物质的熵值______。 2．化学反应方向的判断 (1)自由能与焓变、熵变的关系 ΔG＝ΔH－TΔS。ΔG不仅与焓变和熵变有关，还与______有关。 (2)反应方向与自由能的关系 化学反应总是向着自由能______的方向进行，直到体系达到平衡。 当ΔG＜0时，反应______自发进行； 当ΔG＝0时，反应处于____________； 当ΔG＞0时，反应______自发进行。 深化拓展 (1)ΔG=ΔH-TΔS只能应用于温度、压强一定的条件下的化学反应，不能用于其他条件。 (2)过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。 (3)在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰的体系。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。如高温下石灰石分解，高温高压下石墨转化为金刚石，实现的先决条件是要向体系中输入能量，该过程本质仍然是非直发的。 (4)反应的自发性也受外界条件的影响。如常温下石灰石分解是非自发的，但在1273K时，这一反应是自发的。 2．选择化工生产适宜条件的分析角度 分析角度 原则要求 从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢 从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性 从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本 从实际生产能力分析 如设备承受高温、高压能力等 从催化剂的使用活性分析 注意催化剂的活性对温度的限制 3．工业生产中的速率和平衡图像 (1)含量/转化率—投料比图像 以恒温恒容密闭容器中发生反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，在不同温度平衡时生成物C的体积分数与投料比的关系为例： 曲线上的点均为不同温度下对应投料比下的平衡点，n(A)：n(B)=a时，平衡时C的体积分数最大。 ①改变投料比相当于增加一种反应物的浓度，另一种反应物的转化率升高，而自身的转化率降低。 ②当按化学反应方程式的计量数之比投入反应物，各组分的平衡转化率相同，平衡时产物的体积分数最大。 (2)温度—选择性图像 以一定条件下，使用不同催化剂在相同时间内2SO2+O22SO3，SO2的转化率随反应温度的变化图像为例。 340 ℃左右，催化剂的催化能力较大，二氧化硫的转化率也是较大，反应速率较快，所以选择Fe2O3作催化剂，最适宜温度为340 ℃左右；a点以后，催化剂催化能力需要维持在一定的温度下，温度太高，催化剂活性可能会降低。 1．（24-25高二上·贵州黔东南·期末）对反应  能自发进行的原因分析不正确的是 A．因为该反应符合离子反应发生的条件 B．因为盐酸的酸性强于碳酸 C．因为该反应的自由能变 D．因为该反应的熵变 2．（26-27高二上·河南周口·阶段检测）反应在高温下可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法不正确的是 A．该反应，高温条件有利于该反应自发进行 B．增加的量，平衡不移动 C．每生成，转移电子数为 D．恒温恒压条件下，充入惰性气体，平衡正向移动 3．（25-26高二上·江苏南通·阶段检测）乙酸蒸汽催化重整制氢过程中的主要反应有： 反应I：CH3COOH(g)+2H2O(g)=2CO2(g)+4H2(g)    ΔH=+131.5kJ·mol-1 反应Ⅱ：CH3COOH(g)=2CO(g)+2H2(g)    ΔH=+213.76kJ·mol-1 将一定比例的乙酸、水和N2的混合气体以一定流速通过装有催化剂M的反应管，乙酸转化率、氢酸比[]与温度的关系如图所示。若仅考虑上述反应，下列说法正确的是 A．用催化剂M催化重整制氢的最佳温度范围约为750～800℃ B．700℃时，反应管出口气的 C．600℃后，氢酸比下降的主要原因是温度升高，反应Ⅰ、Ⅱ正向进行程度均减小 D．该过程深入研究的方向之一是寻找对反应Ⅱ选择性更高的催化剂 知识 7 化学反应速率与化学平衡图像 1．速率-时间图像 (1)观察如图，分别找出甲、乙、丙t1时刻所改变的条件。 甲：__________________；乙：__________________；丙：__________________。 (2)当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率—时间图像的曲线出现不连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。 t1时刻改变的条件是____________或______(仅适用于________________________的反应)。 (3)常见含“断点”的速率变化图像分析 图像 t1时刻 所改变的条件 温度 正反应为______反应 正反应为______反应 压强 正反应为____________的反应 正反应为____________的反应 2．含量(或转化率)-时间-温度(压强)图像 已知不同温度或压强下，反应物的转化率α(或百分含量)与时间的关系曲线，可推断温度的高低和反应的热效应或压强的大小及气体物质间的化学计量数的关系。 以aA(g)+bB(g)cC(g)为例，C%指生成物的百分含量，B%指反应物的百分含量。 (a____________，b______) (T2_____T1，正反应为______反应) (p1____p2，正反应为_______________的反应) 析图关键：“先拐先平，数值大”。即曲线先出现拐点的首先达到平衡，反应速率快，以此判断温度或压强的高低，再依据外界条件对平衡的影响分析判断反应的热效应及反应前后气体体积的变化。 3．转化率(或质量分数)与压强—温度图像 (1)恒压线图像 a．当压强相等（任意一条恒压线）时温度升高，A的转化率______，平衡______移动，这则正反应为______反应。 b．当温度相等时，即作垂直于横轴的辅助线，与三条恒压线交于三点，这三点自下而上压强______，A的转化率______，平衡______移动，则正反应为________________________的反应。 (2)恒温线图像 a．当温度相等(任意一条等温线)时，增大压强，A的转化率______，说明增大压强平衡______移动，即正反应是__________________的反应。 b．当压强相等时，在图3中作直线，与两条等温线交于两点，这两点自下而上为______温度，A的转化率______，说明降低温度平衡______移动，即正反应为______反应。 (3)含量（转化率）—温度曲线 ①对于反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)　ΔH＜0。 M点之前，温度越高，反应速率越大，反应物浓度减小或生成物浓度增大；M点时达到______状态； M点之后，温度升高，反应物浓度增大或生成物浓度减小。发生变化的原因有： a．反应放热，升温，平衡______移动； b．温度升高，催化剂活性降低，反应速率减小，反应可能未达到平衡状态。 ②平衡转化率-温度曲线 如图所示曲线是其他条件不变时，某反应物的平衡转化率与温度的关系曲线。图中标出的1、2、3、4四个点，表示v正＞v逆的是______，表示v正＜v逆的是______，而______表示v正＝v逆。 图像曲线上的点全为对应条件下的平衡点。 1．（25-26高二上·广东深圳·阶段检测）下列图示与对应的叙述不相符合的是 甲 乙 丙 丁 A．图甲表示密闭容器中达到平衡时，的转化率与压强、温度的变化关系曲线，说明 B．图乙表示反应在恒温下起始物质的量相同时，平衡时的体积分数随起始物质的量变化的曲线，则达到平衡时的转化率大小为 C．图丙表示恒温密闭容器中发生反应时，随反应时间变化的曲线，时刻改变的条件可能是增大压强 D．图丁表示反应  在不同温度时，K随压强的变化关系，则 2．（25-26高二上·福建南平·期中）一定条件下，将和充入反应容器中，发生反应。其他条件相同时，测得NO的平衡转化率在不同压强下随温度变化的曲线如图所示。下列说法错误的是 A．该反应的平衡常数： B．反应达到平衡时，生成 C．曲线Ⅰ上任意一点均满足 D．保持其他条件不变，适当降低温度，该反应的平衡常数增大 3．（25-26高二上·山东济宁·期末）将1.0mol气态五氯化磷()充入容积可变的密闭容器中，发生反应：，在不同压强下，平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法错误的是 A． B． C．体系达到平衡点A所需时间为5min，则 D．若B点容器的体积为2L，则该温度下反应的平衡常数为 考点 1 化学反应速率的表示方法和计算 【进阶典例】（25-26高二上·云南丽江·期末）在一定条件下，容器内某反应中A、B的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列说法正确的是 A．0～t1 min内化学方程式为A2B B．0～t1 min内，A的反应速率是B的2倍 C．0～t2 min内，A、B的反应速率相等 D．0～t2 min内，用A表示的反应速率为 mol·L-1·min-1 解题要点 (1)化学反应速率的表示方法 ①化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。 ②同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。 ③固体或纯液体的浓度视为常数，不能用固体或纯液体的浓度变化计算化学反应速率。 (2)由图像确定化学方程式需要解决的问题 ①确定反应物和生成物(根据曲线的变化趋势)。 ②确定反应物和生成物的化学计量数(根据同一时间内浓度或物质的量的变化量)。 ③反应是否为可逆反应(反应最后浓度是否不随时间的变化而变化)。 (3)化学反应速率的比较 对同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可能不同。比较时应统一单位。 ①归一法：根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速率，最后依据数值大小进行比较。 ②比值法：可通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。 如aA(g)＋bB(g)===cC(g)，即比较与，若>，则用A表示时的反应速率比用B表示时大。 【培优突破1-1】将11.2g铁粉投入到盛有200mL3mol/L稀盐酸的烧杯中，5min时铁粉刚好完全溶解(溶解前后溶液体积变化忽略不计)，下列表示此反应的速率正确的是 A． B． C． D． 【培优突破1-2】如图安装好实验装置(装置气密性良好)，在锥形瓶内盛有6.5 g锌粒，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L－1的稀硫酸，将产生的H2收集在注射器中，10 s时恰好收集到标准状况下的H2 44.8 mL。下列说法不正确的是( ) A．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H＋表示10 s内该反应的速率为0.01 mol·L－1·s－1 B．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2＋表示10 s内该反应的速率为0.01 mol·L－1·s－1 C．用锌粒表示10 s内该反应的速率为0.013 g·s－1 D．用H2表示10 s内该反应的速率为0.000 2 mol·s－1 【培优突破1-3】（25-26高二上·广东揭阳·阶段检测）反应在四种不同情况下的反应速率分别为： ①     ②   ③     ④ 该反应进行的快慢顺序为( ) A． B． C． D． 考点 2 影响化学反应速率的因素 【进阶典例1】一定温度下，在刚性反应器中利用压力传感器研究固体催化剂作用下A的分解反应：。测得体系总压(p)随时间(t)的变化如下表所示： t/min 0 100 150 250 420 540 580 900 p/kPa 12.1 13.3 13.9 15.1 17.14 18.58 19.06 x 下列有关说法不正确的是 A．0~100 min，A的平均消耗速率为0.012 kPa/min B．其他条件不变，改用容积更小的刚性容器，反应速率增大 C．适当粉碎催化剂能提高该反应速率 D．由此推测 【进阶典例2】（25-26高二上·安徽安庆·期中）某化学小组为了研究溶液和酸性溶液反应过程中浓度对化学反应速率的影响，进行了如下实验(忽略溶液体积变化)，下列说法不正确的是： 实验编号 室温下，试管中所加试剂及其用量/mL 反应时间 溶液 溶液 稀硫酸 1 3.0 2.0 3.0 2.0 4.0 2 3.0 3.0 2.0 5.2 3 1.0 3.0 2.0 6.4 A．由实验1中数据计算，用的浓度变化表示的反应速率 B．再向试管1中加入少量固体，可探究生成的对该反应是否有催化作用 C． D．实验计时是从溶液混合开始，溶液颜色褪至无色结束 解题要点 (1)浓度对化学反应速率的影响 ①固体和纯液体对化学反应速率无影响，但要注意水(液态)对溶液的稀释作用。 ②浓度的改变必须是真正参加反应离子的浓度，如酸碱中和反应影响速率的是H＋、OH－浓度。 (2)压强对反应速率的影响情况 压强只对有气体参与的化学反应速率有影响。 ①恒温时，压缩体积压强增大反应物浓度增大反应速率加快。 ②恒温时，对于恒容密闭容器 a．充入气体反应物气体反应物浓度增大(压强也增大)反应速率加快。 b．充入“惰性”气体总压强增大―→反应物浓度未改变―→反应速率不变。 ③恒温恒压时 充入“惰性”气体体积增大气体反应物浓度减小反应速率减小。 (3)催化剂在化学反应过程中参与了反应，降低了正、逆反应的活化能，同等程度改变正、逆反应速率，但不会改变反应的限度和反应热。 (4)升高温度正反应速率和逆反应速率都加快，但加快的程度不同；降低温度正反应速率和逆反应速率都减慢，但减慢的程度不同，吸热反应的反应速率总是受温度影响大。 (5)对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，改变用量速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积增大将导致反应速率增大。 【培优突破2-1】二氧化钛在一定波长光的照射下，可有效降解甲醛、苯等有机物，效果持久，且自身对人体无害。某课题组研究了溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响，结果如图所示。下列判断正确的是   A．在0～20min之间，pH＝7时R的降解速率为0.07mol·L-1·min-1 B．R的起始浓度不同，无法判断溶液的酸碱性对R的降解速率的影响 C．二氧化钛对pH＝2的R溶液催化效率好 D．在0～50 min之间，R的降解百分率pH＝2大于pH＝7 【培优突破2-2】（26-27高二上·陕西西安·阶段检测）下列措施中，不能加快反应速率的是 A．过氧化氢分解时，加入适宜的催化剂 B．将块状大理石碾碎后与稀盐酸反应制备CO2 C．常温下，将稀硫酸换成浓硫酸与Fe反应制H2 D．恒温恒容密闭容器中发生反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，达到平衡后，保持其他条件不变，充入少量N2(g) 考点 3 活化能与化学反应历程 【进阶典例】（26-27高二上·广西南宁·阶段检测）CO与甲醇催化制备乙酸的反应历程及每分子甲醇转化为乙酸的能量变化关系如图(Ts为过渡态)。下列说法错误的是 A．该过程涉及极性键的断裂和形成 B．该反应有三个基元反应，反应ⅲ是决速步骤 C．该反应中，HI为催化剂，为中间产物 D．总反应的热化学方程式为   解题要点 (1)催化剂与化学反应 ①在无催化剂的情况下：E1为正反应的活化能；E2为逆反应的活化能；E1－E2为此反应的焓变(ΔH)。 ②有催化剂时，总反应分成了两个反应步骤(也可能为多个)，反应①为吸热反应，产物为总反应的中间产物，反应②为放热反应，总反应为放热反应。 ③催化剂的作用：降低E1、E2，但不影响ΔH，反应是放热反应还是吸热反应取决于起点(反应物)能量和终点(生成物)能量的相对大小 (2)能垒与决速步骤 能垒：简单可以理解为从左往右进行中，向上爬坡最高的为能垒，而包含此能垒的反应我们称之为决速步骤，也成为慢反应。 例如图中，从第一个中间态到过渡态2的能量就是能垒，而HCOO*+H*=CO2+2H*是在Rh做催化剂时该历程的决速步骤。 注意： ①能垒越大，反应速率越小，即多步反应中能垒最大的反应为决速反应。 ②用不同催化剂催化化学反应，催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化效果越好。 ③相同反应物同时发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。 【培优突破3-1】（25-26高二上·陕西汉中·期末）甲醇与CO催化制备乙酸的反应历程及每分子甲醇转化为乙酸的能量变化关系如下图。下列说法正确的是 A．总反应的原子利用率为 B．总反应为吸热反应 C．该历程的决速步骤为反应ii D．HI为总反应的催化剂，可降低反应的焓变 【培优突破3-2】（25-26高二上·湖北省直辖县级单位·期末）高效转化为的可能反应机理如图所示。下列说法错误的是 A．转化为的总反应为 B．过程①只有极性键的断裂和形成 C．MOF-253-Fe（Ⅱ）能降低反应的活化能，提高反应速率 D．INT-12转化为INT-13的过程发生了氧化还原反应 考点 4 化学平衡状态的特征及判断 【进阶典例】（24-25高二上·广东深圳·期末）在恒温恒容密闭容器中投入足量，发生反应：。下列有关叙述错误的是 A．增大质量，平衡不移动 B．CO体积分数不变时反应达到平衡状态 C．可用单位时间内质量净增量表示反应快慢 D．分离出部分，重新达到新平衡后浓度减小 解题要点 (1)v正＝v逆： 以容积不变的密闭容器中的反应N2+3H22NH3为例： 在一定条件下，若符合下列条件之一，则反应达到平衡状态。 ①同一物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率，如有m mol N2消耗同时生成m mol N2。 ②不同的物质：速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率，即必须是一个v正一个是v逆，且两者之比等于化学计量数之比，如有m mol N≡N键断裂就有3m mol H-H键生成。 (2)对于体系中的各组成成分： 以容积不变的密闭容器中的反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)为例： 在一定条件下，若符合下列条件之一，则反应一定达到平衡状态。 ①质量或质量分数不变。 ②物质的量、物质的量浓度、物质的量分数或体积分数不变。 (3)对于体系中的混合物 以反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)为例： ①若m＋n≠p＋q，恒温恒容下气体的总物质的量不变、总压强不变、平均相对分子质量不变和恒温恒压下气体的密度不变都可以说明反应达到了平衡状态。 ②若m＋n＝p＋q，不管是否达到平衡状态，气体总体积、总压强、总物质的量始终保持不变，从而平均摩尔质量(相对分子质量)、气体密度总是保持不变(r＝m/n，ρ＝m/V)，因此这五项都不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据。 (4)对于有固体或液体物质参与的反应，如aA(s)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)： A．气体质量不变，达到平衡状态； B．若b≠c＋d，则气体的总物质的量、气体的平均相对分子质量、总压强、气体的平均密度不变均说明已达到平衡状态； C．若b＝c＋d，则气体的总物质的量、总压强不变不能判断是否达到平衡状态，气体的平均相对分子质量、气体的平均密度不变能说明已达到平衡。 【培优突破4-1】（24-25高二上·浙江绍兴·期末）在一定容积的恒容密闭容器中，一定量的NO与足量的C发生反应：  ，在投料比不变时，测得平衡时与温度T的关系如图所示，下列说法正确的是 A．由图可知，Q>0 B．温度为T2时，若反应体系处于状态D，则此时 C．其他条件不变，容器内压强不再改变时，反应达到平衡状态 D．若状态B、C、D下体系的压强分别为、、，则 考点 5 化学平衡常数及应用 【进阶典例】（25-26高二上·新疆乌鲁木齐·期中）下列关于 的说法正确的是 A．上述反应的 B．上述反应的平衡常数 C．及时分离可加快反应达到平衡状态 D．上述反应中每生成1mol CO，转移电子的数目为2 解题要点 (1)有关化学平衡常数和转化率的计算步骤 ①巧设未知数：具体题目要具体分析、灵活设立，一般设某物质的转化量为x； ②确定三个量：根据化学计量数及变化量之间的关系，代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量和平衡量，并列出“三段式”； ③解题设问题：明确了“始”“变”“平”三个量的具体数值，再根据相应的关系求平衡时某成分的浓度、反应物的转化率等，求出题目答案。 (2)压强平衡常数(Kp)的计算流程 第一步：根据“三段式”法计算各气体的起始量、变化量、平衡量。 第二步：计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。 第三步：计算各气体物质的分压：p(某气体的分压)＝p(混合气体总压强)×该气体的体积分数(或物质的量分数)。 第四步：代入平衡常数表达式，计算Kp。 【培优突破5-1】（24-25高二上·陕西西安·期末）庚醛（N）与亚硫酸氢钠（P）可发生加成反应生成α-羟基磺酸钠（Q），正、逆反应速率方程分别为和，和分别为正、逆反应的速率常数，和分别为正、逆反应的活化能。ln k与关系如图所示，下列说法正确的是 A． B．达到平衡时 C．升高温度，平衡逆向移动 D．加催化剂可提高N的平衡转化率 【培优突破5-2】对反应（为中间产物），其他条件不变，改变某一条件后，平衡变化如表： 改变条件 平衡变化量 使用催化剂 反应达到平衡所需时间大幅缩短 升高温度 减小，减小 基于以上事实，下列分析正确的是 A．使用催化剂，可减小反应决速步骤的活化能，反应速率加快，提高反应平衡转化率 B．反应正反应活化能大于逆反应活化能 C．反应为吸热反应 D．其他条件不变，升高温度，反应的平衡常数增大 考点 6 影响化学平衡的因素 【进阶典例】（25-26高二上·四川成都·期末）下列说法正确的是 A．已知反应，向溶液中滴加NaOH溶液，溶液变成橙色 B．已知反应，一容积可变的密闭装置中装有和的混合气体，若改变外界某一条件后气体颜色加深，说明平衡一定发生了逆向移动 C．工业合成氨生产中不用常温而选择400℃～500℃的高温，符合勒夏特列原理 D．已知反应  ，取5 mL一定浓度的溶液，升高温度，溶液变为黄绿色 解题要点 (1)分析化学平衡移动的一般思路 (2)构建恒温恒容平衡思维模式 新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。 (3)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示) 新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。 (4)绝热体系的化学平衡分析方法 在绝热条件下，体系与外界不进行热交换，若反应放热，体系内温度升高，平衡向吸热反应方向移动；若反应吸热，体系内温度降低，平衡向放热反应方向移动。 【培优突破6-1】（25-26高一下·辽宁大连·期中）下列实验操作、现象与结论的对应关系正确的是 实验操作 现象 结论 A 向盛有与的恒压密闭容器中通入一定体积的 最终气体颜色变浅 化学平衡向减少的方向移动 B 相同温度下分别向两支试管中加入4 mL浓度均为的溶液，再分别加入和酸性高锰酸钾溶液 酸性高锰酸钾溶液褪色时间不同 浓度越大，化学反应速率越快 C 取溶液于试管中，加入溶液，充分反应后滴入5滴15% KSCN溶液 溶液变成红色 氧化的反应是可逆反应 D 向盛有某盐溶液的试管中滴加NaOH溶液并加热，将湿润红色石蕊试纸置于试管口 试纸变蓝 原溶液中有 【培优突破6-2】（24-25高二上·湖南岳阳·期末）一定条件下，二氧化氮和四氧化二氮之间存在下列平衡：，在测定二氧化氮的相对分子质量时，下列条件中，测定结果与真实值最接近的是 A．温度150℃、压强3.03×104Pa B．温度20℃、压强1.01×105Pa C．温度150℃、压强5.05×104Pa D．温度0℃、压强5.05×104Pa 考点 7 化学平衡移动方向和转化率的判断 【进阶典例】（25-26高二上·陕西西安·阶段检测）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0.50 mol/L。保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再次达平衡时，测得A的浓度为0.30 mol/L。下列有关判断正确的是 A． B．平衡向正反应方向移动 C．B的转化率升高 D．C的体积分数减小 解题要点 化学平衡移动方向和转化率的判断 (1)反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的转化率分析 ①若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，达到平衡后，它们的转化率相等。 ②若只增加A的量，平衡正向移动，B的转化率增大，A的转化率减小。 ③若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度，等效于压缩(或扩大)容器体积，气体反应物的转化率与化学计量数有关。 同倍数增大c(A)和c(B) (2)只有一种气体反应物的化学平衡移动方向和转化率分析(恒温恒容，A、B、C均为气体) 可逆反应 改变条件 平衡移动方向 反应物转化率 AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α(A)减小 2AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α(A)不变 3AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α(A)增大 【培优突破7-1】（25-26高二上·河北·阶段检测）在一定条件下的密闭容器中，发生反应，平衡时测得的浓度为，保持温度不变，将容器的容积压缩至原来的一半，再次达到平衡时，测得的浓度为。下列有关判断正确的是 A． B．混合气体的平均摩尔质量减小 C．压缩容器的容积，的平衡转化率减小 D．压缩容器的容积，该反应平衡向逆反应方向移动 【培优突破7-2】（25-26高二上·广东汕头·期末）向某密闭容器中充入一定量的和，在催化剂作用下发生反应：，测得的转化率与温度的关系如图所示，其中两条曲线分别表示反应到时的转化率以及的平衡转化率。下列说法不正确的是 A．曲线I表示反应到2s时CO的平衡转化率 B．反应温度为时，后，容器中的物质的量仍在增加 C．在反应温度低于时，延长反应时间能缩小图中阴影部分的面积 D．若时，测得容器中和的浓度相等，则的转化率为 考点 8 化学反应的方向 【进阶典例】（25-26高二上·湖南长沙·期末）对于化学反应能否自发，下列有关说法正确的是 A．一定条件下，使用催化剂可以使非自发反应变成自发反应 B．反应SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)用于纯硅的制备，该反应△H<0、△S<0 C．一个反应自发进行的可能性越大，则该反应的反应速率越快 D．已知2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)　ΔH=−78kJ·mol−1　ΔS=+494J·mol−1·K−1，则此反应在任何温度下都能自发进行 解题要点 判断化学反应自发性的方法 焓变(ΔH) 熵变(ΔS) 反应在某状况下能否自发进行 ＜0 ＞0 能自发进行 ＞0 ＜0 不能自发进行 ＜0 ＜0 取决于温度，低温自发 ＞0 ＞0 取决于温度，高温自发 【培优突破8-1】（24-25高二上·河南郑州·期末）目前，煤在我国仍然是第一能源，煤的气化是实现煤综合利用的有效方式。煤的气化过程主要反应为：。 已知：①部分物质的摩尔燃烧焓如下表（298 K，101 kPa）： 物质 化学式 石墨 C（s） 氢气 一氧化碳 CO（g） ②298 K，101 kPa下，。 下列说法不正确的是 A． B．煤的气化为熵增加的过程 C．煤的气化反应在较低温度情况下易自发进行 D．完全燃烧生成放出的热量为241.8 kJ 考点 9 化学平衡图像分析 【进阶典例】（25-26高二上·四川成都·期末）实验室模拟工业固氮，在压强为p MPa的恒压容器中充入和，反应混合物中的物质的量分数随温度的变化曲线如图所示，其中一条是经过一定时间反应后的曲线，另一条是平衡时的曲线。下列说法错误的是 A．曲线是平衡时的曲线 B．图中a点时，转化率<转化率 C．图中b点时， D．从图可知，反应的 解题要点 分析化学反应速率和化学平衡图像的步骤 第一步：看图像 一看面——横坐标、纵坐标代表的量(如纵坐标是反应物百分含量，还是反应物的转化率等)，确定坐标值与化学量的正变与负变关系。 二看线——曲线的走向、变化趋势(斜率大小、升与降、平与陡、渐变与突变、连续与断变、转折等)，同时对走势有转折变化的曲线，要分段进行分析，找出各段曲线的变化趋势及含义。例如，升高温度，v吸增加得多，v放增加得少；增大反应物浓度，v正突变，v逆渐变。 三看点——起点(分清反应物、生成物。浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点)，终点(终点是否达到平衡)，转折点(转折点前后影响的主要因素不同)等；此外还有顶点、拐点、交叉点、平衡点等都要认真分析。 四看辅助线——要不要作等温线、等压线，讨论单变量。 五看量——一般标出具体数值的量在解题中都会用到。 第二步：想规律 在看清图的基础上，根据坐标x轴的变化，确定y轴的变化，结合外因对化学反应速率、化学平衡的影响因素分析变化的本质原因。 第三步：作判断 看条件(T，p，c) →同结果正确，不同则错。 【培优突破9-1】（25-26高二上·安徽阜阳·期末）制备二甲胺的化学反应为，下列对相关图像作出的判断正确的是 A．升高温度，平衡常数增大 B．表示压强对化学平衡的影响，且乙的压强较大 C．的转化率： D．：Y点点，Y点： 【培优突破9-2】（24-25高二上·重庆·阶段检测）接触法制硫酸最关键的步骤是的催化氧化，反应方程式为：。在三个2 L恒容密闭容器中分别加入和，在不同温度下，反应t分钟时物质的量n如图所示。下列说法不正确的是 A．t分钟时逆反应速率甲＜丙 B．t分钟内容器甲中平均反应速率 C．t分钟时三个容器中肯定达到平衡状态的有2个 D．容器丙中的体积分数约为30.8% 考点 10 化学平衡理论在工业生产中的应用 【进阶典例】（25-26高二下·江苏南京·期末）二氧化碳加氢制甲醇涉及的反应可表示为： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   在密闭容器中，下，时，平衡时和占含碳产物的物质的量百分数及平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．，的平衡转化率始终高于 B．一定温度下，加入生石灰或选用高效催化剂，能提高平衡时产率 C．，温度升高使I中平衡转化率下降幅度大于Ⅱ中平衡转化率增加幅度 D．时反应Ⅱ的平衡常数约为0.15 解题要点 化工生产中的速率和平衡图像分析策略 除通过图像获取有用信息和对获取的信息进行加工处理外，还需注意以下4点： (1)曲线上的每个点是否都达到平衡 往往需要通过曲线的升降趋势或斜率变化来判断，如果还未达到平衡则不能使用平衡移动原理，只有达到平衡以后的点才能应用平衡移动原理。 (2)催化剂的活性是否受温度的影响 不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低于或高于这个温度都会下降。 (3)不同的投料比对产率也会造成影响 可以采用定一议二的方法，根据相同投料比下温度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强下改变投料比时平衡移动的方向进行判断，确定反应的吸放热或化学计量数之和的大小。 (4)考虑副反应的干扰或影响 往往试题会有一定的信息提示，尤其温度的改变影响较大。 【培优突破10-1】（25-26高二上·辽宁鞍山·期中）二氧化碳的综合利用不仅可以缓解温室效应，还可以解决能源短缺问题。催化氢化还原可合成燃料甲醇。向一恒容密闭容器中按和物质的量之比为1∶3投料，在催化剂的作用下合成甲醇，涉及的主要反应如下： 反应①：   反应②：   测得的平衡转化率、和的选择性[转化的中生成或的百分比，如的选择性]随温度的变化情况如图所示： 下列说法正确的是 A．曲线代表的平衡转化率，曲线代表的选择性 B．反应达到平衡后，缩小容器容积，反应②不移动 C．同时提高的选择性和的平衡转化率的措施是使用更高效的催化剂 D．当和的选择性相等时，反应②的平衡常数为 【培优突破10-2】（25-26高二上·山东临沂·期中）地康法制备氯气的原理是在、催化下发生化学反应  。回答下列问题： (1)一定温度下，向恒容密闭容器中充入一定量和，发生上述反应。各物质的物质的量与时间变化关系如图所示。 ①代表的物质是___________(填化学式)。 ②正反应速率：a________b(填“>”“<”或“=”)。 ③内的平均反应速率________；Q点时的转化率为______%(保留三位有效数字)。 (2)刚性容器中，当投料比的比值分别为1、4、7时，的平衡转化率随温度变化的关系如图所示。 ①曲线___________(填“a”“b”或“c”)表示投料比的比值为7。 ②___________(填“>”“<”或“=”)，原因是___________。 1．（25-26高二上·云南·期中）图1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)，下列说法正确的是 A．将铁屑换为等质量的铁片，反应速率不变 B．将稀硫酸改为浓硫酸，反应速率明显加快 C．图2是测得反应速率与时间的关系图，AB段变化的原因是开始时硫酸的浓度比较大 D．若第一次测得，第二次测得，则第二次速率大 2．（24-25高二上·广西来宾·期末）在水溶液中，物质容易发生二聚反应：。不同温度下，溶于水所得溶液中的浓度与时间的关系如下图。下列说法错误的是 A． B．其他条件不变时，a点增大R的浓度，单位体积内活化分子数增多 C．c点时，的浓度为 D．的时间内，平均反应速率 3．（25-26高二上·河南洛阳·期末）室温下，为探究纳米铁去除水样中的影响因素，测得不同条件下浓度随时间变化关系如图所示。 实验序号 水样体积/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH ① 50 8 6 ② 50 2 6 ③ 50 2 8 下列说法正确的是 A．实验①中，0～2小时内平均反应速率 B．其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率 C．其他条件相同时，水样初始pH越小，的去除效果越好 D．实验③中，反应的离子方程式为 4．（24-25高二上·广东深圳·期末）在的催化下，苯分子中的氢被卤素原子()取代，这一反应的能量变化如图所示：下列说法正确的是 A．该反应的 B．由Ⅲ到Ⅳ为该反应的决速步 C．的作用为降低反应的焓变 D．总反应为 5．（26-27高二上·天津河西·开学考试）一定条件下，容器内发生反应：，其反应过程的能量变化如图所示。 下列说法错误的是 A．该反应的决速步骤为 B．该反应的焓变 C．图示过程中有2个基元反应 D．压缩容器体积压强增大，反应的活化能不变 6．（25-26高二上·福建宁德·期中）在下，某反应达到平衡，平衡常数。恒容时，温度升高，NO浓度减小。下列说法正确的是 A．该反应的焓变为正值 B．升高温度，反应速率减小 C．恒温恒容下，增大压强，NO浓度一定减小 D．该反应的化学方程式为 7．（25-26高二上·贵州贵阳·阶段检测）一定条件下，反应的平衡常数为0.5，在体积为2 L的容器中充入0.5 mol CO(g)、0.1 mol (g)和一定量FeO(s)发生上述反应直至达到平衡，下列说法正确的是 A．该反应的平衡常数的表达式为： B．保持温度不变，将体系体积扩大，正、逆反应速率均减慢而反应限度不变 C．CO的平衡转化率为40% D．达到平衡时再充入CO(g)和(g)各0.4 mol，平衡正向移动 8．（25-26高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测）在容积恒为1L的密闭容器中通入一定量N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g) ∆H>0.假设温度不变，体系中各组分浓度随时间(t)的变化如下表。下列说法错误的是 t/s 0 20 40 60 80 c(N2O4)/(mol/L) 0.100 0.062 0.048 0.040 0.040 c(NO2)/(mol/L) 0 0.076 0.104 0.120 0.120 A．该温度下的平衡转化率为60% B．0~40s，N2O4的平均反应速率为0.078mol/(L·min) C．80s时，再充入N2O4、NO2各0.12mol，平衡逆向移动 D．若压缩容器，达到新平衡后，混合气颜色比原平衡时深 9．（24-25高二上·广东汕头·期末）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。下列反应是日前大规模制取氢气的方法之一。，关于该反应下列说法错误的是 A．的质量分数不变时，反应达到了平衡状态 B．增大和的投料比，可以提高的转化率 C．降温，平衡正向移动，所以生产过程中温度越低越好 D．投入可以提高氢气的体积分数 10．（25-26高二上·湖南岳阳·期末）羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂，能防止某些害虫和真菌的危害。在容积不变的密闭容器中，使与发生如下反应并达到平衡：  ，在不同温度下达到化学平衡时，的转化率如图所示。下列说法正确的是 A．平衡常数： B．b点的正反应速率大于逆反应速率 C．混合气体的密度不再改变，该反应达到平衡 D．若将容器体积缩小至原来的一半，的转化率增大 11．（24-25高二上·河南焦作·期末）向容积为1L的密闭容器中加入适量催化剂、2molX和3molY，发生反应：  ΔH，平衡时和反应10min时Y的转化率随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A．曲线Ⅱ为平衡时Y的转化率随温度的变化曲线 B．该反应的ΔH ＞0 C．b点的正反应速率大于逆反应速率，延长反应时间，最终可以达到d点 D．该反应中催化剂在约300℃时活性最佳 12．（25-26高二上·吉林松原·期中）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： ① K1 ② K2 (1)反应的ΔH=_______ kJ⋅mol-1 ， K=_______(用 K1、 K2表示) (2)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，下列说法中不能表明反应达到平衡状态的是_____________ (填标号)。 a．H2O(g)的浓度不变                 b．CO和CO2的物质的量相等 c．气体密度不变                   d．气体总压强不变     e．容器内气体平均相对分子质量不再变化 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： ③ ④ ⑤ (3)恒温恒容条件下，可提高CH4转化率的措施有_________________(填标号)。 a．增加原料中CH4的量 b．通入Ar气 c．增加原料中CO2的量 III．制甲醇所需要的H2，可用下列反应制取：，ΔH < 0。某温度下发生该反应，若起始时向1 L恒容容器中充入1 mol CO和1 mol H2O，5 min达到平衡时，CO的转化率为60%，试回答下列问题： (4)该温度下，反应达平衡，用H2表示0～5 min内该反应的平均反应速率为______________，初始压强为p，该反应的压强平衡常数Kp = ____________。 (5)反应达平衡后，若再次向容器中充入0.8 mol H2和0.8 mol CO，则此时该反应的ν(正)______ν(逆)(填“>”“<”或“=”)。 13．（25-26高二上·山东枣庄·阶段检测）二甲醚(DME)是一种重要的清洁燃料，可替代氟利昂作制冷剂，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用合成气合成二甲醚，其部分原理如下，回答下列问题： ①     ②     (1)的平衡常数K=__________(用、表示)。 (2)将合成气以通入1 L的反应器中，一定条件下发生反应：  ，其中CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示，回答下列问题： ①图中压强由大到小的关系__________(用、、表示)。 ②图中a、b、c三点的化学平衡常数为、、，从大到小的顺序为____________________。 ③若b点起始时，则平衡时__________50%(填“>”“<”或“=”)。 ④下列措施中能够同时满足增大正反应速率和提高CO转化率的是__________(填字母)。 A．使用高效催化剂　　　　　　　　　　　　　　B．降低反应温度 C．再充入2 mol CO与4 mol 　　　　　　　　　 D．不断将二甲醚从体系混合物中分离出来 1．反应分两步：①，②。恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，测得Y的浓度随时间变化曲线如下图。下列说法错误的是 A．时， B．时， C．若加入催化剂甲(仅催化反应①)，达到最大值的时间提前 D．若加入催化剂乙(仅催化反应②)，最大值会上升 2．某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是 A．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大 B．其它条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大 C．条件①，反应速率为 D．条件③，降冰片烯起始浓度为时，半衰期为62.5min 3．（25-26高二上·福建三明·期末）实验室制取N2的一种原理为，反应的速率方程为。设计实验探究一定温度下浓度对反应速率的影响，实验结果如表。(已知：酸性HCl>HNO2>CH3COOH) 实验 编号 溶液体积(V/mL) 收集1 mL N2 所需时间/s NaNO2溶液 NH4Cl溶液 醋酸 水 1 2.0 2.0 V1 4.0 328 2 4.0 2.0 2.0 2.0 t 3 4.0 1.0 2.0 3.0 41 下列说法正确的是 A． B． C． D．可用等浓度的盐酸代替醋酸 4．（25-26高三上·河南三门峡·期末）CO2甲烷化是“负碳排放”的重要方向，在镍基催化剂上，CO2与H2反应生成CH4的两种机理如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“*”表示。下列说法错误的是 A．Ni@SiXNS—C2H5OH机理涉及反应： B．Ni@SiXNS—C2H5OH机理中，1mol CO2反应时，生成2mol H2O C．两种机理均涉及非极性键的断裂和极性键的形成 D．镍基催化剂可提高反应物中活化分子百分数 5．（25-26高二上·山东青岛·阶段检测）反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如图所示： 下列有关四种不同反应进程的说法正确的是 A．进程Ⅰ是吸热反应 B．生成P的速率：Ⅲ>Ⅰ C．平衡时P产率：Ⅱ=Ⅰ D．进程Ⅳ中，Z起催化作用 6．（25-26高二上·陕西西安·阶段检测）二氧化碳加氢可用于合成甲醇，其反应为，该反应分两步进行，反应过程中能量变化示意图如图1所示。图2表示反应中某个物理量随温度和压强的变化关系，下列说法正确的是 A．若Y表示H2的平衡转化率，则p1> p2> p3 B．Y可能为CO2(g)的体积分数 C．若Y表示H2O(g)的体积分数，则单位体积内活化分子数：a<b<c D．总反应的决速步为 7．（24-25高二上·山东济宁·阶段检测）研究发现，大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，往往经过多个反应步骤才能实现。碘钟反应是一种化学振荡反应，其体现了化学动力学的原理。某小组同学在室温下对某“碘钟实验”的原理进行探究。 资料：该“碘钟实验”反应分A、B两步进行： 反应A： 反应B： (1)该“碘钟实验”的总反应是_____________________。 (2)为证明反应A、B的存在，进行实验Ⅰ。 a．向K2S2O8溶液中加入试剂X的水溶液，溶液变为蓝色 b．再向得到的蓝色溶液中加入试剂Y溶液，溶液的蓝色褪去 试剂X是_________，试剂Y是_________。 (3)已知A反应的速率方程为：，式中k为常数。为确定m、n值进行实验Ⅱ(溶液浓度均为0.01mol/L)。 实验 序号 试剂体积V/mL 显色时间t/s K2S2O8溶液 KI溶液 水 Na2S2O3溶液 淀粉溶液 ① 10 10 0 4 1 27.0 ② 5 10 5 4 1 54.0 ③ 2.5 10 V1 4 1 108.0 ④ 10 5 5 4 1 54.0 ①表中V1=_____。    ②通过数据计算得知：n=_____。 (4)为探究其他因素对该“碘钟实验”的影响，进行实验Ⅲ(溶液浓度均为0.01mol/L)。 试剂体积V/mL K2S2O8溶液 KI溶液 水 Na2S2O3溶液 淀粉溶液 5 5 3 11 1 实验过程中，溶液颜色始终无明显变化。试结合该“碘钟实验”总反应方程式及反应A与反应B速率的相对快慢关系，解释实验Ⅲ未产生颜色变化的原因：________________________________。 8．（24-25高二上·山东济宁·阶段检测）Ⅰ.含碳化合物的合成与转化具有重要的研究价值。 (1)热力学规定，在标准压强和指定温度下，由元素最稳定的单质生成化合物时的反应热称为该化合物的标准摩尔生成焓。常温下，、的标准摩尔生成焓分别为、，则表示标准摩尔生成焓的热化学方程式为___________________。 (2)CO2催化加氢可以制HCOOH、等，在减少CO2排放的同时可生产出高附加值的化学品。涉及的反应有： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： ①请根据以上信息计算：反应Ⅲ的=_______，______(用含、的代数式表示)。 ②不同催化剂作用下，加氢制CH3OH反应的(k为速率常数)随温度的关系如图所示。已知，其中为活化能，C为截距。 催化效果较好的催化剂为____________。 Ⅱ.氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以下反应是目前大规模制取氢气的重要方法之一： 。 (3)欲提高CO的平衡转化率，理论上可以采取的措施为_______。 A．增大压强 B．升高温度 C．加入催化剂 D．通入过量水蒸气 (4)830℃时，该反应的平衡常数K=1，在容积为1L的密闭容器中，将2mol CO与2mol混合加热到830℃。反应达平衡时CO的转化率为_______。 (5)下图表示不同温度条件下，CO平衡转化率随着的变化趋势。判断、和的大小关系：_______。说明理由_________________________。 9．甲烷和二氧化碳重整制合成气是实现“双碳目标”的途径之一，涉及反应有： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． 回答下列问题: (1)=______。 (2)在恒温恒容条件下，若只发生反应Ⅰ，下列能说明反应Ⅰ已达到平衡状态的是______(填标号)。 A．混合气体的压强不再改变 B．混合气体的密度不再改变 C．混合气体的平均相对分子质量不再改变 D．反应速率 (3)在一定条件下，向体积为1 L的恒容密闭容器中通入10 mol 和10 mol 发生上述反应，达到平衡时，容器中为6 mol、为2 mol，此时的浓度为__________，反应Ⅱ的平衡常数=____________。 (4)常压下，将等物质的量的和以一定流速通入装有催化剂的反应管，实验测得原料气的转化率和的流出量随温度变化关系如图所示。 ①曲线______(填“a”或“b”)表示的转化率随温度变化曲线； ②温度低于873 K时，的流出量随温度升高而增大的原因可能是__________________； ③温度高于1400 K时，曲线a、b交于一点的原因可能是______(填标号)。 A．温度高于1400 K时，只发生反应Ⅰ B．温度高于1400 K时，反应Ⅱ和反应Ⅲ的反应速率相等 C．温度高于1400 K时，有利于催化剂提高原料气的平衡转化率 1 / 10 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 化学反应速率与化学平衡 复习讲义 目 录 知识体系·深度建构：贯通知识内在脉络，夯实学科认知根基 归纳整合·深化提升：梳理重难关键要点，升华思维认知层级 高频考点·精准突破：透析高频命题规律，高效攻克关键题型 考点1 化学反应速率的表示方法和计算 考点2 影响化学反应速率的因素 考点3 活化能与化学反应历程 考点4 化学平衡状态的特征及判断 考点5 化学平衡常数及应用 考点6 影响化学平衡的因素 考点7 化学平衡移动方向和转化率的判断 考点8 化学反应的方向 考点9 化学平衡图像分析 考点10 化学平衡理论在工业生产中的应用 培优测评·素养进阶：实战演练查漏补缺，稳步进阶学科素养 知识 1 反应速率 1．化学反应速率与化学计量数的关系 对于化学反应：mA(g)+nB(g)===pC(g)+qD(g) v(A)=，v(B)=，v(C)=，v(D)= v(A)：v(B)：v(C)：v(D)＝m：n：p：q。 且有：＝＝＝。 深化提升 (1)同一化学反应里，用不同物质表示的反应速率可能不同，但意义相同，故表示反应速率时必须指明具体的物质。 (2)固体或纯液体的浓度记为常数，△v＝0，因此不用固体或纯液体的浓度表示化学反应速率。 (3)化学反应速率是一段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率。 (4)用不同物质表示化学反应速率时，化学反应速率之比等于化学计量数之比。 2．化学反应速率的测定 (1)对于有气体生成的反应，可测定相同时间内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗时间的多少。 (2)对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体质量的多少。 (3)对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中c(H＋)或c(OH－)的变化。 (4)对于有颜色变化或有沉淀生成的反应，可测定溶液变色或变浑浊所消耗时间的多少。 3．用“三段式”法计算化学反应速率 (1)求解化学反应速率计算题的一般步骤： a．写出有关反应的化学方程式； b．找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；转化量之比等于化学计量数之比； c．根据已知条件列方程计算。 (2)计算中注意以下量的关系： 对反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)； 对生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)； 转化率＝×100%。 4．外界条件对化学反应速率的影响 (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。 (5)温度对反应速率的影响不受反应物聚集状态的限制，不论是吸热反应还是放热反应，升高温度都能增大化学反应速率，故不能认为升高温度只会增大吸热反应的反应速率。 深化提升 对有气体参加的反应，充入“惰气”对化学反应速率的影响 ①恒温恒容，充入“惰气”[不参与反应的气体(如He、N2等)]→引起总压增大，各物质的浓度不变→反应速率不变。 ②恒温恒压时，充入“惰气”→引起体积增大→各反应物浓度减少→反应速率减小。 1．（25-26高一下·广东广州·期中）光催化分解水制氢是能源领域极具应用前景的新技术。在某催化剂作用下，生成氢气的浓度随时间变化的关系如下图所示，则小时内的平均生成速率约为 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】从图中读取数据：0时刻浓度为0，2小时对应的浓度约为，时间间隔，根据化学反应平均速率的定义：；代入计算得： 。 【解析】A．经计算0~2小时内的平均生成速率为，与该选项数值不符，A错误； B．是2小时末的浓度，不是平均反应速率，B错误； C．由分析可知，，C正确； D．和计算结果数量级差距极大，D错误； 故选C。 2．（26-27高二上·海南省直辖县级单位·开学考试）已知：，下列表示反应速率最快的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】同一反应用不同物质的速率表示时，应先统一时间单位，再分别除以相应物质的化学计量数。 A项对应的反应速率为； B项对应的反应速率为； C项对应的反应速率为； D项对应的反应速率为； 比较可得，因此C项表示的反应速率最快。 故选C。 3．（25-26高二上·广东深圳·阶段检测）下列说法正确的是 A．对于反应：，可以用单位时间内浓度的减小来表示其化学反应速率，而且用和表示的化学反应速率相同 B．对于反应：，可以在温度、体积一定时，测量单位时间内体系压强变化描述其反应速率 C．5%的溶液中加入二氧化锰粉末，分解速率迅速加快的原因是降低了反应的焓变，活化分子数增多，有效碰撞次数增多，反应速率加快 D．下列三支试管中，①20 ℃时，m g粉末状的锌与1 L 2溶液，②20℃时，m g粉末状的锌与1 L 3HCl溶液，③20℃时，m g粉末状的锌与1 L 4 溶液，生成的反应速率最快的是① 【答案】D 【解析】A．是生成物，应用单位时间内其浓度的增大表示反应速率；且水溶液中是溶剂，浓度基本不变，不能用来表示反应速率，A错误； B．该反应前后气体计量数之和相等，温度、体积一定时体系压强始终不变，无法通过压强变化描述反应速率，B错误； C．二氧化锰是反应的催化剂，作用是降低反应的活化能，催化剂不改变反应的焓变，C错误； D．为强氧化性酸，与锌反应不生成，相同温度下，①中浓度为，大于②中浓度，故①生成的反应速率最快，D正确； 故选D。 知识 2 活化能与化学反应历程 1．基元反应与化学反应历程 大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中每一步反应都称为基元反应，先后进行的基元反应反映了化学反应的反应历程。 2．反应物、生成物的能量与活化能的关系 E1：正反应的活化能 E2：活化分子变成生成物分子放出的能量，也可认为是逆反应的活化能 E1-E2：反应热，即ΔH= E1-E2 3．用碰撞理论解释外界因素对化学反应速率的影响 　　影响 外因　　 单位体积内 有效碰撞次数 化学反应速率 分子总数 活化分子百分数 活化分子数 增大反应物浓度 增加 不变 增加 增加 加快 增大压强 增加 不变 增加 增加 加快 升高温度 不变 增加 增加 增加 加快 使用催化剂 不变 增加 增加 增加 加快 4．催化剂对反应速率的影响 如图所示：反应A+B→AB的活化能为Ea，加入催化剂K后，反应分两步进行： ①A+K→AK      活化能为Ea1 ②AK+B→AB+K       活化能为Ea2 总反应：A+BAB 活化能为Ea1 (1)加入催化剂K后，两步反应的活化能Ea1和Ea2均小于原反应的活化能Ea，因此反应速率加快。 (2)由于Ea1>Ea2，第1步反应是慢反应，是决定整个反应快慢的步骤，称为“决速步骤”。 (3)对总反应来说，第一步反应的活化能Ea1就是在催化条件下总反应的活化能。 1．（26-27高二上·河南南阳·阶段检测）已知　，在存在时，该反应机理为：①（快）；②（慢）。下列说法错误的是 A．该反应速率主要由第②步基元反应决定 B．为该过程的催化剂，为中间产物 C．的存在提高了该反应的反应速率 D．催化剂能降低反应的活化能，提高活化分子百分数 【答案】B 【解析】A．反应速率由慢反应步骤决定，第②步为慢基元反应，所以该反应速率主要由第②步决定，A正确； B．反应初始加入，反应①消耗生成，反应②消耗重新生成，所以是反应的催化剂，是反应的中间产物，B错误； C．是该反应的催化剂，可降低反应活化能，提高反应速率，C正确； D．催化剂能降低反应的活化能，使更多普通分子变为活化分子，提高活化分子百分数，D正确； 故选B。 2．（25-26高二上·山东威海·期末）已知：  反应机理如图所示(反应I、Ⅱ中各物质化学式前的系数均为最简整数)。下列说法错误的是 A．是中间产物 B．通过参与反应，降低了反应的活化能 C．反应Ⅱ，每生成转移 D．   【答案】C 【解析】A．在反应I中生成，反应Ⅱ中被消耗，属于反应的中间产物，A正确； B．是总反应的催化剂，催化剂通过参与反应改变反应历程，降低了反应的活化能，B正确； C．的物质的量为，反应Ⅱ的离子方程式为：，转化为O2，O的化合价由-1升高到0，生成1mol O2转移，故生成转移，C错误； D．根据盖斯定律，总反应的，因此，D正确。 3．（25-26高二上·山西朔州·期末）在“钒掺杂MCM-41介孔分子筛”[简写为“”]作用下丙烷在一定条件下转化为的反应历程如图所示。 下列说法错误的是 A．过程Ⅰ是决速步骤，且稳定性：过渡态1>过渡态2 B．过程Ⅱ的反应热 C．过程Ⅲ实现了催化剂再生反应： D．总反应： 【答案】B 【分析】图中起始状态、过程Ⅰ结束、过程Ⅱ结束和过程Ⅲ结束时体系的相对能量依次为、、和。判断各步活化能时，应比较该步过渡态与该步起始状态的能量；计算各步反应热时，应比较该步终态与起始状态的能量。确定总反应时，根据整个过程的起始状态和最终状态，消去反应前后相同的催化剂。 【解析】A．过程Ⅰ从相对能量为的状态达到过渡态1，其活化能为；过程Ⅱ从相对能量为的状态达到过渡态2，其活化能为，过程Ⅲ在图示历程中未出现能垒。过程Ⅰ的活化能最大，反应最慢，是决速步骤。过渡态1的相对能量低于过渡态2，能量越低越稳定，因此过渡态1比过渡态2稳定，A正确； B．过程Ⅱ起始状态和终态的相对能量分别为和，反应热等于终态与起始状态的能量差，因此。选项中的是过程Ⅱ的活化能，B错误； C．过程Ⅲ中，与反应，生成和，催化剂恢复为起始时的形式，实现再生，反应为，C正确； D．图中起始状态与最终状态含有相同种类、相同数量的催化剂，消去催化剂后，每消耗1 mol丙烷和0.5 mol氧气，生成1 mol丙烯和1 mol水蒸气。总反应热为，因此总反应为，D正确； 故选B。 知识 3 化学平衡状态 1．可逆反应的特征 (1)可逆反应不等同于可逆过程，可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。 (2)可逆反应体系中， 反应物不能全部转化为生成物，生成物也不能完全转化为反应物。 (3)可逆反应在一定条件下达到平衡状态时，就是该反应的限度，可逆反应不能进行完全，转化率低于100%。 深化拓展 用极值法确定可逆反应各物质浓度范围的方法 2．化学平衡状态 (1)化学反应的平衡状态可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立。 (2)化学反应达到平衡状态时正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等。 (3)化学反应达到平衡状态时，各组分的浓度、百分含量保持不变，但不一定相等。 3．化学平衡状态的特征及判断方法 (1)用本质特征判断 判断依据：正反应速率与逆反应速率相等，即v正＝v逆。 ①同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。 ②不同的物质：速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。 (2)用宏观特征判断 判断依据：反应混合物中各组成成分的浓度、含量保持不变。 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。 (3)用“总压强、混合气体的密度、平均摩尔质量”判断平衡状态的注意事项 ①恒温恒容条件下，用“总压强、平均摩尔质量”判断平衡状态时，要特别关注反应前后气体分子总数的变化，如： mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 压强 当m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 是 当m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 不一定 混合气体的 当m＋n≠p＋q时，一定 是 当m＋n＝p＋q时，一定 不一定 ②恒温恒容条件下，用“混合气体的密度”判断平衡状态时，要特别关注反应前后是否有非气态物质参与反应，如 关注各物质的状态 是否平衡 密度 C(s)＋CO2(g)2CO(g)(ρ一定) 是 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(ρ一定) 不一定 H2(g)＋I2(g)2HI(g)(ρ一定) 不一定 深化拓展 (1)判断化学平衡状态的依据——“正逆相等，变量不变” (2)不能作为判断化学平衡状态“标志”的几种情况 ①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 ②恒温恒容下的气体分子数不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化。 ③全是气体参加的气体分子数不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化。 ④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 1．（26-27高三上·北京朝阳·开学考试）已知：，ΔH＜0。向一定条件的密闭容器中充入和进行反应。下列分析不正确的是 A．反应一段时间后，存在于、、中 B．加热和使用催化剂均可提高反应物分子中活化分子百分数，使该反应速率加快 C．加压和降温都有利于提高的平衡转化率 D．设的初始浓度为，则平衡时，与各组分平衡浓度c之间存在： 【答案】D 【解析】A．该反应为可逆反应，正反应使进入，逆反应又可使标记氧进入；同时体系中仍有含标记氧的，因此三种物质中均可存在标记氧，A正确； B．加热能升高反应物分子能量，催化剂能降低反应活化能，二者均能提高活化分子百分数，加快反应速率，B正确； C．正反应的气体总物质的量减小，加压使平衡向正反应方向移动；正反应放热，降温也使平衡向正反应方向移动，故两种措施均可提高的平衡转化率，C正确； D．根据原子守恒，初始时总浓度为，平衡时、中的均来自初始的，并非每个含的都含3个、每个含的都含2个，式子系数错误，D错误； 故选D。 2．（26-27高二上·河南焦作·开学考试）一定条件下，将NO2与SO2以体积比为1∶2置于密闭容器中发生反应：NO2(g)＋SO2(g) SO3(g)＋NO(g) ΔH=-41.8 kJ·mol-1。下列能说明反应达到平衡状态的是 A．体系压强保持不变 B．混合气体颜色保持不变 C．SO3和NO的体积比保持不变 D．平均相对分子质量不变 【答案】B 【解析】A．由于该反应为反应前后气体体积不变的反应，体系的压强始终保持不变，不能说明反应已达平衡，A不符合题意； B．混合气体颜色保持不变，则浓度不变，反应已达平衡，B符合题意； C．SO3与NO的体积比始终为1∶1，不能说明反应已达平衡，C不符合题意； D．气体总质量和总物质的量均不变，平均相对分子质量为不变量，D不符合题意； 故选B。 3．（25-26高一下·安徽黄山·期中）下列说法正确的是 A．对于反应 A(g)+B(g)⇌C(g)+D(g)，压强不随时间改变，说明反应已达平衡状态 B．绝热体系中，对于反应 4HCl(g)+O2(g)⇌2Cl2(g)+2H2O(g)，该反应正反应放热，若反应体系的温度不变，说明该反应达到平衡状态 C．对于有气体参加的可逆反应，若气体的密度不随时间改变，说明该反应一定达到平衡状态 D．恒温恒容下进行的可逆反应：CO2+3H2⇌CH3OH+H2O，当 3v正(H2)=v逆(H2O)，反应达到平衡状态 【答案】B 【解析】A．该反应前后气体总化学计量数相等，气体总物质的量始终不变，压强为定值，压强不随时间改变不能说明反应已达平衡状态，A错误； B．绝热体系与外界无热量交换，该反应正反应放热，未达到平衡时体系温度会随反应进行发生变化，温度不变说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，B正确； C．若可逆反应中反应物和生成物均为气体，且在恒温恒容条件下进行，气体总质量和容器体积均恒定，密度始终不变，因此密度不变不能说明反应一定达到平衡状态，C错误； D．反应达到平衡时，正逆反应速率之比等于对应物质的化学计量数之比，应有，题给关系式下正逆反应速率不相等，反应未达到平衡状态，D错误； 答案选B。 知识 4 化学平衡常数及应用 1．化学平衡常数及影响因素 (1)平衡常数表达式中，各物质的浓度均为平衡时的浓度。其书写形式与化学方程式的书写有关。 (2)意义：K值大小反映了化学反应进行的程度。 ①K值越大，正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。当K≥105时，可以认为反应进行得较完全。 ②K值越小，正反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。当K≤10－5时，认为反应很难进行。 (3)在化学方程式一定的情况下，K只受温度影响。 (4)化学平衡常数与化学方程式书写形式的关系 ①正、逆反应的化学平衡常数互为倒数。 ②若化学方程式中各物质的化学计量数都变成n倍或倍，则化学平衡常数变为原来的n次幂或次幂。 ③两化学方程式相加得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积。 2．利用Q与K的关系判断反应是否达到平衡进行的方向 Q＜K，反应向正反应方向进行，v正>v逆； Q＝K，反应处于平衡状态，v正=v逆； Q＞K，反应向逆反应方向进行，v正<v逆。 (3) ΔH与K的关系 ①ΔH<0，升高温度，K减小；降低温度，K增大。 ②ΔH>0，升高温度，K增大；降低温度，K减小。 深化延伸 化学平衡常数的计算 (1)常用的四个公式 公式 备注 反应物的转化率 ×100%＝×100% ①平衡量可以是物质的量、气体的体积； ②某组分的体积分数，也可以是物质的量分数 生成物的产率 ×100% 平衡时混合物组分的百分含量 ×100% 某组分的体积分数 ×100% (2)压强平衡常数 ①以aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)为例， Kp＝，其中，p(X)：X在平衡体系中物质的量分数(或体积分数)×总压强。 ②计算方法 a．根据“三段式”法计算平衡体系中各物质的物质的量或物质的量浓度。 b．计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。 c．根据分压计算公式求出各气体物质的分压，某气体的分压＝气体总压强×该气体的体积分数(或物质的量分数)。 d．根据平衡常数计算公式代入计算。 (3)平衡常数与速率常数的有关计算 对于基元反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cc(C)·cd(D)，平衡常数K＝＝，反应达到平衡时v正＝v逆，故K＝。 1．（26-27高二上·宁夏银川·阶段检测）已知： ①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1 K1 ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2 K2 ③TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g) ΔH3 K3 则反应TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH、K分别为 A．2ΔH1-2ΔH2+ΔH3 2K1-2K2+K3 B．2ΔH1-ΔH2+ΔH3 2K1-K2+K3 C．2ΔH1-2ΔH2+ΔH3 D．2ΔH1-ΔH2+ΔH3 【答案】D 【解析】根据盖斯定律，目标反应可由2×反应①-反应②+反应③得到，故；平衡常数，故选D。 2．（25-26高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测）一定条件下，反应的平衡常数为，在体积为的容器中充入、发生上述反应直至达到平衡，下列说法正确的是 A．该反应的平衡常数的表达式为： B．的平衡转化率为 C．若升高温度，反应物中活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增大 D．保持温度不变，将体系体积压缩，正、逆反应速率均加快而反应限度不变 【答案】D 【解析】A．平衡常数表达式中固体物质浓度视为常数，不列入表达式，该反应平衡常数应为，A错误； B．设平衡时转化的物质的量为，容器恒容且反应前后气体分子数不变，则有浓度比等于物质的量之比，故，解得，平衡转化率为，B错误； C．升高温度会使普通分子获得能量变为活化分子，活化分子百分数增大，单位体积内活化分子数也增大，C错误； D．体积压缩时，气体浓度增大，正、逆反应速率均加快；该反应前后气体分子数相等，压强改变平衡不移动，反应限度不变，D正确； 故选D。 3．（25-26高二上·贵州贵阳·阶段检测）在一个容积不变的密闭容器中发生反应：，其平衡常数和温度的关系如下表所示。下列说法不正确的是 t/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 A．该反应的平衡常数表达式为 B．K越大，说明平衡时反应物的转化率越大 C．在830℃时，向容器中充入1 mol CO、，保持温度不变，反应达到平衡后， D．若1200℃时，在某时刻反应混合物中、、CO、的浓度分别为2 mol/L、2 mol/L、4mol/L、4 mol/L，则此时上述反应向正反应方向进行 【答案】D 【解析】A．平衡常数为生成物浓度幂的乘积与反应物浓度幂的乘积的比值，该反应中所有物质均为气体，故平衡常数表达式为，A正确； B．平衡常数反映反应进行的限度，越大说明平衡正向进行的程度越大，反应物的转化率越大，B正确； C．平衡常数仅与温度有关，温度不变时不变，830℃时该反应平衡常数为1.0，故反应达到平衡后，C正确； D．1200℃时，该时刻浓度商，此时反应向逆反应方向进行，D错误； 故选D。 知识 5 影响化学平衡的因素 1．用Q与K的关系判断化学平衡移动方向 当Q＝K时：可逆反应处于平衡状态，v正＝v逆； 当Q＜K时：化学平衡向正反应方向移动，v正＞v逆； 当Q＞K时：化学平衡向逆反应方向移动，v正＜v逆。 2．外界因素对化学平衡的影响 (1)浓度： ①浓度指与反应有关的气体的浓度或溶液中实际参加反应的粒子的浓度。 ②改变纯固体或纯液体的量对平衡无影响。 (2)温度：任何化学反应都伴有能量的变化（放热或吸热），所以，改变温度一定会使化学平衡发生移动。 (3)压强： ①无气体参与的化学反应，由于改变压强不能改变化学反应速率，所以改变压强不能使无气体物质存在的化学平衡发生移动。 ②对于反应前后气体分子数相等的可逆反应，改变压强后，正、逆反应速率同时、同等程度地改变，因此增大或减小压强不能使其化学平衡发生移动。 ③“惰气”（不与原平衡体系中各物质反应的气体）对化学平衡的影响。 a．恒温、恒容条件下：原平衡体系体系总压强增大―→体系中各组分的浓度不变―→平衡不移动 b．恒温、恒压条件下 原平衡体系容器容积增大―→体系中各组分的浓度减小 对于反应前后分子数相等的反应―→平衡不移动； 对于反应前后分子数不相等的反应―→平衡向气体分子数增大的方向移动。 ④催化剂：催化剂同等程度改变正逆反应速率，不影响平衡移动。 3．勒夏特列原理 (1)勒夏特列原理（化学平衡移动原理）：如果改变影响平衡的一个因素(如温度、压强及参加反应的物质的浓度)，平衡就向着能够减弱这种改变的方向移动。 (2)适用范围 ①勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系，不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用该原理。此外，勒夏特列原理对所有的动态平衡(如溶解平衡、电离平衡和水解平衡等)都适用。 ②勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个因素”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个因素，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的因素对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。 1．（24-25高二上·山东济宁·阶段检测）下列平衡移动方向和现象判断正确的是 A．，加水，平衡逆向移动，溶液黄色变浅 B．，加入粉，平衡正向移动，溶液颜色变浅 C．，压缩容器体积，平衡不移动，气体颜色无变化 D．，升高温度，溶液由蓝绿色变为黄绿色 【答案】D 【解析】A．对于该反应，加水稀释时平衡向离子总物质的量增大的方向（正向）移动，因稀释后离子浓度降低，导致溶液黄色变浅，A错误； B．加入的粉会与发生反应，使浓度减小，平衡逆向移动，溶液颜色变浅，B错误； C．该反应前后气体分子数相等，压缩容器体积平衡不移动，但体积减小使浓度增大，气体颜色加深，C错误； D．该反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，蓝色的浓度减小而黄色的浓度增大，溶液由蓝绿色变为黄绿色，D正确； 故选D。 2．（24-25高二上·广东茂名·期末）某温度下，在一恒容密闭容器中进行可逆反应：  ，下列叙述正确的是 A．平衡后加入B，增大 B．平衡后降低温度，平衡正向移动 C．平衡后移走部分C，正反应速率增大，逆反应速率减小 D．当容器中混合气体的压强不再变化时，反应达到平衡 【答案】D 【解析】A．焓变仅与反应方程式的计量数对应，与反应物投入量无关，平衡后加入B，不变，A错误； B．该反应，为吸热反应，降低温度平衡向放热的逆向移动，B错误； C．平衡后移走部分C的瞬间，反应物浓度未发生变化，生成物浓度减小，因此正反应速率瞬间不变，逆反应速率减小，C错误； D．该反应为反应前后气体分子数减小的反应，恒容条件下混合气体压强与气体总物质的量成正比，当压强不再变化时，说明气体总物质的量不变，反应达到平衡，D正确； 故选D。 3．（26-27高二上·河南信阳·阶段检测）下列事实不能用勒夏特列原理解释的是 A．合成氨工业中不断从反应混合物中液化分离出氨气 B．实验室中常用排饱和食盐水的方法收集Cl2 C．由NO2、N2O4组成的平衡体系加压后颜色变深 D．向氯水中加CaCO3后，溶液漂白性增强 【答案】C 【解析】A．合成氨反应为：，不断从反应混合物中液化分离出氨气，可以使生成物浓度减小，有利于平衡向正反应方向移动，提高氨气的产率，则合成氨工业中不断从反应混合物中液化分离出氨气能用勒夏特列原理解释，A不符合题意； B．氯气与水的反应为：，饱和食盐水中氯离子浓度大，有利于平衡向逆反应方向移动，降低氯气的溶解度，达到收集氯气的实验目的，则实验室中常用排饱和食盐水的方法收集氯气能用勒夏特列原理解释，B不符合题意； C．二氧化氮转化为四氧化二氮的反应为：，该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡向正反应方向移动，气体的颜色先变深后变浅，因此由二氧化氮、四氧化二氮组成的平衡体系加压后颜色变深不能用勒夏特列原理解释，C符合题意； D．氯水中存在如下平衡：，向氯水中加入碳酸钙，碳酸钙与溶液中的氢离子反应使氢离子浓度浓度减小，平衡向正反应方向移动，使得溶液中次氯酸的浓度增大，漂白性增强，所以向氯水中加碳酸钙后，溶液漂白性增强能用勒夏特列原理解释，D不符合题意； 故选C。 知识 6 化学反应的方向与调控 1．熵值大小的判断 同一物质的熵值：S(g)＞S(l)＞S(s)，同一条件下，不同物质的熵值不同。 2．化学反应方向的判断 (1)自由能与焓变、熵变的关系 ΔG＝ΔH－TΔS。ΔG不仅与焓变和熵变有关，还与温度有关。 (2)反应方向与自由能的关系 化学反应总是向着自由能减小的方向进行，直到体系达到平衡。 当ΔG＜0时，反应能自发进行； 当ΔG＝0时，反应处于平衡状态； 当ΔG＞0时，反应不能自发进行。 深化拓展 (1)ΔG=ΔH-TΔS只能应用于温度、压强一定的条件下的化学反应，不能用于其他条件。 (2)过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。 (3)在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰的体系。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。如高温下石灰石分解，高温高压下石墨转化为金刚石，实现的先决条件是要向体系中输入能量，该过程本质仍然是非直发的。 (4)反应的自发性也受外界条件的影响。如常温下石灰石分解是非自发的，但在1273K时，这一反应是自发的。 2．选择化工生产适宜条件的分析角度 分析角度 原则要求 从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢 从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性 从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本 从实际生产能力分析 如设备承受高温、高压能力等 从催化剂的使用活性分析 注意催化剂的活性对温度的限制 3．工业生产中的速率和平衡图像 (1)含量/转化率—投料比图像 以恒温恒容密闭容器中发生反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，在不同温度平衡时生成物C的体积分数与投料比的关系为例： 曲线上的点均为不同温度下对应投料比下的平衡点，n(A)：n(B)=a时，平衡时C的体积分数最大。 ①改变投料比相当于增加一种反应物的浓度，另一种反应物的转化率升高，而自身的转化率降低。 ②当按化学反应方程式的计量数之比投入反应物，各组分的平衡转化率相同，平衡时产物的体积分数最大。 (2)温度—选择性图像 以一定条件下，使用不同催化剂在相同时间内2SO2+O22SO3，SO2的转化率随反应温度的变化图像为例。 340 ℃左右，催化剂的催化能力较大，二氧化硫的转化率也是较大，反应速率较快，所以选择Fe2O3作催化剂，最适宜温度为340 ℃左右；a点以后，催化剂催化能力需要维持在一定的温度下，温度太高，催化剂活性可能会降低。 1．（24-25高二上·贵州黔东南·期末）对反应  能自发进行的原因分析不正确的是 A．因为该反应符合离子反应发生的条件 B．因为盐酸的酸性强于碳酸 C．因为该反应的自由能变 D．因为该反应的熵变 【答案】C 【解析】A．该反应生成气体和弱电解质，符合离子反应发生的条件，故A正确； B．该反应属于强酸制弱酸的反应，盐酸酸性强于碳酸，反应可以发生，故B正确； C．恒温恒压下反应能自发进行的判断依据是，而非，故C错误； D．反应前无气体，反应后生成气体，体系混乱度增大，故，故D正确； 选C。 2．（26-27高二上·河南周口·阶段检测）反应在高温下可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法不正确的是 A．该反应，高温条件有利于该反应自发进行 B．增加的量，平衡不移动 C．每生成，转移电子数为 D．恒温恒压条件下，充入惰性气体，平衡正向移动 【答案】C 【解析】A．该反应为吸热反应，；反应后气体总物质的量增大，，根据，高温时，反应可自发进行，A正确； B．为固体，浓度视为常数，增加其量不会改变平衡体系中各物质浓度，平衡不移动，B正确； C．中为价，生成时元素得到电子，转移电子数为，不是，C错误； D．恒温恒压下充入惰性气体，容器体积增大，相当于减小体系压强，平衡向气体分子数增大的方向（正向）移动，D正确； 故选C。 3．（25-26高二上·江苏南通·阶段检测）乙酸蒸汽催化重整制氢过程中的主要反应有： 反应I：CH3COOH(g)+2H2O(g)=2CO2(g)+4H2(g)    ΔH=+131.5kJ·mol-1 反应Ⅱ：CH3COOH(g)=2CO(g)+2H2(g)    ΔH=+213.76kJ·mol-1 将一定比例的乙酸、水和N2的混合气体以一定流速通过装有催化剂M的反应管，乙酸转化率、氢酸比[]与温度的关系如图所示。若仅考虑上述反应，下列说法正确的是 A．用催化剂M催化重整制氢的最佳温度范围约为750～800℃ B．700℃时，反应管出口气的 C．600℃后，氢酸比下降的主要原因是温度升高，反应Ⅰ、Ⅱ正向进行程度均减小 D．该过程深入研究的方向之一是寻找对反应Ⅱ选择性更高的催化剂 【答案】B 【解析】A．该催化剂催化重整反应中乙酸的转化率越大，氢酸比越大时，反应最佳，则最佳温度约为600℃，A错误； B．700℃时，设CO和的物质的量分别为xmol和ymol，则氢酸比为，解得，B正确； C．反应Ⅰ、Ⅱ均为吸热反应，升高温度，反应Ⅰ、Ⅱ均向正反应方向移动；600℃后乙酸转化率几乎不变，所以氢酸比下降的原因是：温度升高反应Ⅱ的选择性提高，C错误； D．反应I中1 mol乙酸可以生成4 mol氢气，反应Ⅱ中1 mol乙酸生成2 mol氢气，反应Ⅰ更有利于氢气的生成，则该过程深入研究的方向之一是寻找对反应Ⅰ具有选择性更高的催化剂，D错误； 故选B。 知识 7 化学反应速率与化学平衡图像 1．速率-时间图像 (1)观察如图，分别找出甲、乙、丙t1时刻所改变的条件。 甲：增大反应物的浓度；乙：减小反应物浓度；丙：增大生成物浓度。 (2)当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率—时间图像的曲线出现不连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。 t1时刻改变的条件是使用催化剂或加压(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。 (3)常见含“断点”的速率变化图像分析 图像 t1时刻 所改变的条件 温度 升高 降低 升高 降低 正反应为放热反应 正反应为吸热反应 压强 增大 减小 增大 减小 正反应为气体物质的量增大的反应 正反应为气体物质的量减小的反应 2．含量(或转化率)-时间-温度(压强)图像 已知不同温度或压强下，反应物的转化率α(或百分含量)与时间的关系曲线，可推断温度的高低和反应的热效应或压强的大小及气体物质间的化学计量数的关系。 以aA(g)+bB(g)cC(g)为例，C%指生成物的百分含量，B%指反应物的百分含量。 (a用催化剂，b不用) (T2>T1，正反应为吸热反应) (p1>p2，正反应为气体分子数减小的反应) 析图关键：“先拐先平，数值大”。即曲线先出现拐点的首先达到平衡，反应速率快，以此判断温度或压强的高低，再依据外界条件对平衡的影响分析判断反应的热效应及反应前后气体体积的变化。 3．转化率(或质量分数)与压强—温度图像 (1)恒压线图像 a．当压强相等（任意一条恒压线）时温度升高，A的转化率增大，平衡正向移动，这则正反应为吸热反应。 b．当温度相等时，即作垂直于横轴的辅助线，与三条恒压线交于三点，这三点自下而上压强增大，A的转化率增大，平衡正向移动，则正反应为反应前后气体分子数减小的反应。 (2)恒温线图像 a．当温度相等(任意一条等温线)时，增大压强，A的转化率增大，说明增大压强平衡正向移动，即正反应是气体分子数减小的反应。 b．当压强相等时，在图3中作直线，与两条等温线交于两点，这两点自下而上为降低温度，A的转化率增大，说明降低温度平衡正向移动，即正反应为放热反应。 (3)含量（转化率）—温度曲线 ①对于反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)　ΔH＜0。 M点之前，温度越高，反应速率越大，反应物浓度减小或生成物浓度增大；M点时达到平衡状态； M点之后，温度升高，反应物浓度增大或生成物浓度减小。发生变化的原因有： a．反应放热，升温，平衡逆向移动； b．温度升高，催化剂活性降低，反应速率减小，反应可能未达到平衡状态。 ②平衡转化率-温度曲线 如图所示曲线是其他条件不变时，某反应物的平衡转化率与温度的关系曲线。图中标出的1、2、3、4四个点，表示v正＞v逆的是点3，表示v正＜v逆的是点1，而点2、4表示v正＝v逆。 图像曲线上的点全为对应条件下的平衡点。 1．（25-26高二上·广东深圳·阶段检测）下列图示与对应的叙述不相符合的是 甲 乙 丙 丁 A．图甲表示密闭容器中达到平衡时，的转化率与压强、温度的变化关系曲线，说明 B．图乙表示反应在恒温下起始物质的量相同时，平衡时的体积分数随起始物质的量变化的曲线，则达到平衡时的转化率大小为 C．图丙表示恒温密闭容器中发生反应时，随反应时间变化的曲线，时刻改变的条件可能是增大压强 D．图丁表示反应  在不同温度时，K随压强的变化关系，则 【答案】B 【解析】A．该反应正反应为气体分子数增大的反应，温度相同时，压强越大，平衡逆向移动，转化率越低；同温度下对应的转化率更高，故，A不符合题意； B．起始物质的量相同，增大的起始物质的量，平衡正向移动，的转化率增大，故转化率大小为，与选项中不符，B符合题意； C．该反应平衡常数，恒温下不变，故平衡时为定值；时刻增大压强，瞬间容器体积减小，突然增大，随后平衡逆向移动，减小，最终回到原平衡浓度，与图像一致，C不符合题意； D．该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小；只与温度有关，与压强无关，图中对应的更大，故，D不符合题意； 故选B。 2．（25-26高二上·福建南平·期中）一定条件下，将和充入反应容器中，发生反应。其他条件相同时，测得NO的平衡转化率在不同压强下随温度变化的曲线如图所示。下列说法错误的是 A．该反应的平衡常数： B．反应达到平衡时，生成 C．曲线Ⅰ上任意一点均满足 D．保持其他条件不变，适当降低温度，该反应的平衡常数增大 【答案】B 【分析】反应方程式为，该反应气体分子数减少。图像是平衡转化率随温度变化曲线，压强、，温度升高，平衡转化率下降，说明正反应放热；压强越大平衡正向移动，平衡转化率越高，所以，曲线上所有点都是平衡状态。 【解析】A．、两点温度相同。平衡常数只与温度有关，温度相等，则，A正确； B．投料，，二者恰好为化学计量数之比，但该反应是可逆反应，反应物不能完全转化，因此生成的物质的量小于，B错误； C．曲线Ⅰ是的平衡转化率曲线，曲线上任意一点都处于化学平衡状态，平衡时同一物质正逆反应速率相等，满足，C正确； D．随温度升高，平衡转化率降低，升温平衡逆向移动，说明正反应为放热反应。降低温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，D正确； 故选B。 3．（25-26高二上·山东济宁·期末）将1.0mol气态五氯化磷()充入容积可变的密闭容器中，发生反应：，在不同压强下，平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法错误的是 A． B． C．体系达到平衡点A所需时间为5min，则 D．若B点容器的体积为2L，则该温度下反应的平衡常数为 【答案】C 【解析】A．由图可知，温度升高，的平衡转化率增大，平衡正向移动，则正反应吸热，，A正确； B．该反应为气体分子数增加，压强越大，平衡向左移动，的平衡转化率减小；由图可知，同一温度下，，故，B正确； C．由题目可得，该密闭容器容积可变，体积未知，则无法计算，从而无法计算，C错误； D．由图可知，在B点时，此时容器中，，则此时，D正确； 故选C。 考点 1 化学反应速率的表示方法和计算 【进阶典例】（25-26高二上·云南丽江·期末）在一定条件下，容器内某反应中A、B的物质的量随时间变化的曲线如图所示，下列说法正确的是 A．0～t1 min内化学方程式为A2B B．0～t1 min内，A的反应速率是B的2倍 C．0～t2 min内，A、B的反应速率相等 D．0～t2 min内，用A表示的反应速率为 mol·L-1·min-1 【答案】B 【解析】A．内，A的物质的量减少了，B的物质的量增加了，因此A为反应物，B为生成物，化学方程式为，A错误； B．内，A的物质的量减少了，B的物质的量增加了，因此A的反应速率是B的2倍，B正确； C．内，A的物质的量减少了，B的物质的量增加了，因此两者的反应速率不相等，C错误； D．因题中只给出了A、B物质的量的变化，没有给出体积的数值，无法求浓度变化量，因此用A表示的反应速率无法算出，D错误； 故选B。 解题要点 (1)化学反应速率的表示方法 ①化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。 ②同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。 ③固体或纯液体的浓度视为常数，不能用固体或纯液体的浓度变化计算化学反应速率。 (2)由图像确定化学方程式需要解决的问题 ①确定反应物和生成物(根据曲线的变化趋势)。 ②确定反应物和生成物的化学计量数(根据同一时间内浓度或物质的量的变化量)。 ③反应是否为可逆反应(反应最后浓度是否不随时间的变化而变化)。 (3)化学反应速率的比较 对同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可能不同。比较时应统一单位。 ①归一法：根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速率，最后依据数值大小进行比较。 ②比值法：可通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。 如aA(g)＋bB(g)===cC(g)，即比较与，若>，则用A表示时的反应速率比用B表示时大。 【培优突破1-1】将11.2g铁粉投入到盛有200mL3mol/L稀盐酸的烧杯中，5min时铁粉刚好完全溶解(溶解前后溶液体积变化忽略不计)，下列表示此反应的速率正确的是 A． B． C． D． 【答案】C 【分析】Fe的物质的量为=0.2mol，由可知，参加反应的HCl的物质的量为0.4mol，生成FeCl2、H2的物质的量都是0.2mol。 【解析】A．Fe为纯固体，不能用其浓度变化量表示化学反应速率，A错误； B．，B错误； C．在同一反应中，不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比，则，C正确。 D．由B中可知，==0.0067mol∙L-1∙s-1，D错误； 故选C。 【培优突破1-2】如图安装好实验装置(装置气密性良好)，在锥形瓶内盛有6.5 g锌粒，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L－1的稀硫酸，将产生的H2收集在注射器中，10 s时恰好收集到标准状况下的H2 44.8 mL。下列说法不正确的是( ) A．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H＋表示10 s内该反应的速率为0.01 mol·L－1·s－1 B．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2＋表示10 s内该反应的速率为0.01 mol·L－1·s－1 C．用锌粒表示10 s内该反应的速率为0.013 g·s－1 D．用H2表示10 s内该反应的速率为0.000 2 mol·s－1 答案 B 解析 Zn　　＋　　2H＋===　Zn2＋　＋　H2↑ 65 g 2 mol 1 mol 22.4 L 0.13 g 0.004 mol 0.002 mol 0.044 8 L v(H＋)＝＝0.01 mol·L－1·s－1，A正确；v(Zn2＋)＝v(H＋)＝0.005 mol·L－1·s－1，B错误；用锌粒表示10 s内该反应的速率为＝0.013 g·s－1，C正确；用H2表示10 s内该反应的速率为＝0.000 2 mol·s－1，D正确。 【培优突破1-3】（25-26高二上·广东揭阳·阶段检测）反应在四种不同情况下的反应速率分别为： ①     ②   ③     ④ 该反应进行的快慢顺序为( ) A． B． C． D． 【答案】A 【解析】①，； ②； ③； ④； 故反应速率④>③>②>① ，故选A。 考点 2 影响化学反应速率的因素 【进阶典例1】一定温度下，在刚性反应器中利用压力传感器研究固体催化剂作用下A的分解反应：。测得体系总压(p)随时间(t)的变化如下表所示： t/min 0 100 150 250 420 540 580 900 p/kPa 12.1 13.3 13.9 15.1 17.14 18.58 19.06 x 下列有关说法不正确的是 A．0~100 min，A的平均消耗速率为0.012 kPa/min B．其他条件不变，改用容积更小的刚性容器，反应速率增大 C．适当粉碎催化剂能提高该反应速率 D．由此推测 【答案】B 【解析】A．0~100 min 体系总压变化∆p=13.3kPa-12.1kPa=1.2kPa，根据反应式，每消耗2份A，体系总气体物质的量增加2份，故消耗A的分压等于总压变化量，0~100min，A的平均消耗速率为=0.012kPa/min，A项正确； B．由表中数据可计算不同阶段A的平均消耗速率均为0.012kPa/min，说明反应速率与反应物浓度（体系压强）无关，改用容积更小的刚性容器，反应速率不变，B项错误； C．粉碎催化剂可增大催化剂与反应物的接触面积，能有效提高反应速率，C项正确； D．若反应保持现有速率进行，900 min时总压为19.06kPa+0.012kPa/min×(900-580)min=22.9kPa，若900 min前反应已达平衡，总压不再变化，故x≤22.9，D项正确； 选B。 【进阶典例2】（25-26高二上·安徽安庆·期中）某化学小组为了研究溶液和酸性溶液反应过程中浓度对化学反应速率的影响，进行了如下实验(忽略溶液体积变化)，下列说法不正确的是： 实验编号 室温下，试管中所加试剂及其用量/mL 反应时间 溶液 溶液 稀硫酸 1 3.0 2.0 3.0 2.0 4.0 2 3.0 3.0 2.0 5.2 3 1.0 3.0 2.0 6.4 A．由实验1中数据计算，用的浓度变化表示的反应速率 B．再向试管1中加入少量固体，可探究生成的对该反应是否有催化作用 C． D．实验计时是从溶液混合开始，溶液颜色褪至无色结束 【答案】A 【解析】A．实验1中溶液总体积为，初始浓度为，完全反应时反应速率，与选项数值不符，A错误； B．实验1其他条件不变，加入少量，若反应速率加快，可证明生成的对反应有催化作用，B正确； C．探究浓度对反应速率的影响需控制除浓度外其他变量相同，溶液总体积固定为，故，C正确； D．酸性溶液为紫色，随着反应的发生，溶液颜色逐渐变浅，完全反应时，变为无色，D正确； 故选A。 解题要点 (1)浓度对化学反应速率的影响 ①固体和纯液体对化学反应速率无影响，但要注意水(液态)对溶液的稀释作用。 ②浓度的改变必须是真正参加反应离子的浓度，如酸碱中和反应影响速率的是H＋、OH－浓度。 (2)压强对反应速率的影响情况 压强只对有气体参与的化学反应速率有影响。 ①恒温时，压缩体积压强增大反应物浓度增大反应速率加快。 ②恒温时，对于恒容密闭容器 a．充入气体反应物气体反应物浓度增大(压强也增大)反应速率加快。 b．充入“惰性”气体总压强增大―→反应物浓度未改变―→反应速率不变。 ③恒温恒压时 充入“惰性”气体体积增大气体反应物浓度减小反应速率减小。 (3)催化剂在化学反应过程中参与了反应，降低了正、逆反应的活化能，同等程度改变正、逆反应速率，但不会改变反应的限度和反应热。 (4)升高温度正反应速率和逆反应速率都加快，但加快的程度不同；降低温度正反应速率和逆反应速率都减慢，但减慢的程度不同，吸热反应的反应速率总是受温度影响大。 (5)对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，改变用量速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积增大将导致反应速率增大。 【培优突破2-1】二氧化钛在一定波长光的照射下，可有效降解甲醛、苯等有机物，效果持久，且自身对人体无害。某课题组研究了溶液的酸碱性对TiO2光催化染料R降解反应的影响，结果如图所示。下列判断正确的是   A．在0～20min之间，pH＝7时R的降解速率为0.07mol·L-1·min-1 B．R的起始浓度不同，无法判断溶液的酸碱性对R的降解速率的影响 C．二氧化钛对pH＝2的R溶液催化效率好 D．在0～50 min之间，R的降解百分率pH＝2大于pH＝7 【答案】C 【解析】A．在0～20min之间，pH＝7时R的降解速率==7×10-6mol·L-1·min-1，A错误； B．根据图中曲线可知，曲线的斜率表示反应速率，起始浓度不同分解速率不同，pH不同分解速率也不同，故R的起始浓度和溶液的pH均影响R的降解速率，但R的起始浓度不同，可以判断溶液的酸碱性对R的降解速率的影响，通过分析斜率的大小来判断，B错误； C．通过图象可知，pH＝2时，二氧化钛对R溶液催化时间迅速缩短，效率好，C正确； D．在0～50 min之间，R的降解初始量pH＝7大于pH＝2，平衡时浓度接近0，则降解百分率 pH＝7等于pH＝2，D错误； 答案为C。 【培优突破2-2】（26-27高二上·陕西西安·阶段检测）下列措施中，不能加快反应速率的是 A．过氧化氢分解时，加入适宜的催化剂 B．将块状大理石碾碎后与稀盐酸反应制备CO2 C．常温下，将稀硫酸换成浓硫酸与Fe反应制H2 D．恒温恒容密闭容器中发生反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)，达到平衡后，保持其他条件不变，充入少量N2(g) 【答案】C 【解析】A．适宜的催化剂可降低反应活化能，加快的分解速率，A不符合题意； B．将块状大理石碾碎可增大反应物接触面积，加快制备的反应速率，B不符合题意； C．常温下浓硫酸遇发生钝化，且反应不生成，无法加快制的反应速率，C符合题意； D．恒温恒容条件下充入少量，反应物浓度增大，反应速率加快，D不符合题意； 故选C。 考点 3 活化能与化学反应历程 【进阶典例】（26-27高二上·广西南宁·阶段检测）CO与甲醇催化制备乙酸的反应历程及每分子甲醇转化为乙酸的能量变化关系如图(Ts为过渡态)。下列说法错误的是 A．该过程涉及极性键的断裂和形成 B．该反应有三个基元反应，反应ⅲ是决速步骤 C．该反应中，HI为催化剂，为中间产物 D．总反应的热化学方程式为   【答案】D 【解析】A．反应过程中存在、等极性键的断裂，也存在、等极性键的形成，该过程涉及极性键的断裂和形成，A正确； B．能量图中存在3个过渡态，对应3个基元反应；反应ⅲ的活化能最大，反应速率最慢，是决速步骤，B正确； C．先参与反应被消耗，最终又生成，属于催化剂；在反应中生成后又被消耗，属于中间产物，C正确； D．热化学方程式中的单位应为，图中是单分子反应的能量变化，不是每摩尔反应的焓变，D错误； 故选D。 解题要点 (1)催化剂与化学反应 ①在无催化剂的情况下：E1为正反应的活化能；E2为逆反应的活化能；E1－E2为此反应的焓变(ΔH)。 ②有催化剂时，总反应分成了两个反应步骤(也可能为多个)，反应①为吸热反应，产物为总反应的中间产物，反应②为放热反应，总反应为放热反应。 ③催化剂的作用：降低E1、E2，但不影响ΔH，反应是放热反应还是吸热反应取决于起点(反应物)能量和终点(生成物)能量的相对大小 (2)能垒与决速步骤 能垒：简单可以理解为从左往右进行中，向上爬坡最高的为能垒，而包含此能垒的反应我们称之为决速步骤，也成为慢反应。 例如图中，从第一个中间态到过渡态2的能量就是能垒，而HCOO*+H*=CO2+2H*是在Rh做催化剂时该历程的决速步骤。 注意： ①能垒越大，反应速率越小，即多步反应中能垒最大的反应为决速反应。 ②用不同催化剂催化化学反应，催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化效果越好。 ③相同反应物同时发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。 【培优突破3-1】（25-26高二上·陕西汉中·期末）甲醇与CO催化制备乙酸的反应历程及每分子甲醇转化为乙酸的能量变化关系如下图。下列说法正确的是 A．总反应的原子利用率为 B．总反应为吸热反应 C．该历程的决速步骤为反应ii D．HI为总反应的催化剂，可降低反应的焓变 【答案】A 【解析】A．根据反应物和生成物可知，总反应为，反应物中所有原子全部转化为目标产物乙酸，无副产物，原子利用率为，A正确； B．由能量变化图可知，反应物总能量高于生成物总能量，总反应为放热反应，B错误； C．多步反应的决速步骤为活化能最大的步骤，经计算反应ⅰ活化能为，反应ⅱ活化能为，反应ⅲ活化能为，故决速步骤为反应ⅲ，C错误； D．先参与反应后又生成，为总反应的催化剂，催化剂可降低反应的活化能，但催化剂不改变反应的焓变，D错误； 故选A。 【培优突破3-2】（25-26高二上·湖北省直辖县级单位·期末）高效转化为的可能反应机理如图所示。下列说法错误的是 A．转化为的总反应为 B．过程①只有极性键的断裂和形成 C．MOF-253-Fe（Ⅱ）能降低反应的活化能，提高反应速率 D．INT-12转化为INT-13的过程发生了氧化还原反应 【答案】B 【解析】A．根据反应机理，反应物为和，产物仅为，配平可得总反应为，A正确； B．过程①中反应物包含，断裂中的非极性键，因此并非只有极性键的断裂和形成，B错误； C．是该反应的催化剂，催化剂可降低反应活化能，提高反应速率，C正确； D．转化为的过程中，、等元素化合价发生变化，属于氧化还原反应，D正确； 故答案选B。 考点 4 化学平衡状态的特征及判断 【进阶典例】（24-25高二上·广东深圳·期末）在恒温恒容密闭容器中投入足量，发生反应：。下列有关叙述错误的是 A．增大质量，平衡不移动 B．CO体积分数不变时反应达到平衡状态 C．可用单位时间内质量净增量表示反应快慢 D．分离出部分，重新达到新平衡后浓度减小 【答案】B 【解析】A．固体浓度视为常数，增大的质量，其浓度不发生变化，平衡不移动，A正确； B．该反应从纯固体开始反应，生成的与的物质的量之比恒为，无论反应是否达到平衡，的体积分数始终为，因此体积分数不变不能判断反应达到平衡状态，B错误； C．为反应生成物，单位时间内的质量净增量越大，说明反应正向进行的速率越快，可用来表示反应快慢，C正确； D．反应的平衡常数，温度不变则不变；分离出部分后平衡正向移动，重新达到平衡时浓度比原平衡大，因此浓度比原平衡小，D正确； 故选B。 解题要点 (1)v正＝v逆： 以容积不变的密闭容器中的反应N2+3H22NH3为例： 在一定条件下，若符合下列条件之一，则反应达到平衡状态。 ①同一物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率，如有m mol N2消耗同时生成m mol N2。 ②不同的物质：速率之比等于化学方程式中的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率，即必须是一个v正一个是v逆，且两者之比等于化学计量数之比，如有m mol N≡N键断裂就有3m mol H-H键生成。 (2)对于体系中的各组成成分： 以容积不变的密闭容器中的反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)为例： 在一定条件下，若符合下列条件之一，则反应一定达到平衡状态。 ①质量或质量分数不变。 ②物质的量、物质的量浓度、物质的量分数或体积分数不变。 (3)对于体系中的混合物 以反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)为例： ①若m＋n≠p＋q，恒温恒容下气体的总物质的量不变、总压强不变、平均相对分子质量不变和恒温恒压下气体的密度不变都可以说明反应达到了平衡状态。 ②若m＋n＝p＋q，不管是否达到平衡状态，气体总体积、总压强、总物质的量始终保持不变，从而平均摩尔质量(相对分子质量)、气体密度总是保持不变(r＝m/n，ρ＝m/V)，因此这五项都不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据。 (4)对于有固体或液体物质参与的反应，如aA(s)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)： A．气体质量不变，达到平衡状态； B．若b≠c＋d，则气体的总物质的量、气体的平均相对分子质量、总压强、气体的平均密度不变均说明已达到平衡状态； C．若b＝c＋d，则气体的总物质的量、总压强不变不能判断是否达到平衡状态，气体的平均相对分子质量、气体的平均密度不变能说明已达到平衡。 【培优突破4-1】（24-25高二上·浙江绍兴·期末）在一定容积的恒容密闭容器中，一定量的NO与足量的C发生反应：  ，在投料比不变时，测得平衡时与温度T的关系如图所示，下列说法正确的是 A．由图可知，Q>0 B．温度为T2时，若反应体系处于状态D，则此时 C．其他条件不变，容器内压强不再改变时，反应达到平衡状态 D．若状态B、C、D下体系的压强分别为、、，则 【答案】B 【解析】A．温度升高，平衡时的浓度增大，说明平衡逆向移动，正反应为放热反应，即，A错误； B．温度为时，平衡状态对应浓度为点浓度，点浓度高于平衡浓度，反应正向进行，故，B正确； C．该反应前后气体总物质的量不变，恒容条件下压强始终不变，压强不变无法说明反应达到平衡，C错误； D．反应体系中气体总物质的量始终不变，恒容下压强与温度成正比，温度，故，D错误； 故选B。 考点 5 化学平衡常数及应用 【进阶典例】（25-26高二上·新疆乌鲁木齐·期中）下列关于 的说法正确的是 A．上述反应的 B．上述反应的平衡常数 C．及时分离可加快反应达到平衡状态 D．上述反应中每生成1mol CO，转移电子的数目为2 【答案】D 【解析】A．该反应正反应气体总物质的量由2mol变为3mol，气体分子数增大，故，A错误； B．固体、纯液体不写入平衡常数表达式中，给出的平衡常数表达式缺少，正确表达式为，B错误； C．及时分离会降低生成物浓度，反应速率减慢，会延长达到平衡的时间，不能加快反应达到平衡状态，C错误； D．反应中C元素由0价升高为+2价进入到中，每生成1mol 时转移2mol电子，则转移电子数目为，D正确； 故选D。 解题要点 (1)有关化学平衡常数和转化率的计算步骤 ①巧设未知数：具体题目要具体分析、灵活设立，一般设某物质的转化量为x； ②确定三个量：根据化学计量数及变化量之间的关系，代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量和平衡量，并列出“三段式”； ③解题设问题：明确了“始”“变”“平”三个量的具体数值，再根据相应的关系求平衡时某成分的浓度、反应物的转化率等，求出题目答案。 (2)压强平衡常数(Kp)的计算流程 第一步：根据“三段式”法计算各气体的起始量、变化量、平衡量。 第二步：计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。 第三步：计算各气体物质的分压：p(某气体的分压)＝p(混合气体总压强)×该气体的体积分数(或物质的量分数)。 第四步：代入平衡常数表达式，计算Kp。 【培优突破5-1】 （24-25高二上·陕西西安·期末）庚醛（N）与亚硫酸氢钠（P）可发生加成反应生成α-羟基磺酸钠（Q），正、逆反应速率方程分别为和，和分别为正、逆反应的速率常数，和分别为正、逆反应的活化能。ln k与关系如图所示，下列说法正确的是 A． B．达到平衡时 C．升高温度，平衡逆向移动 D．加催化剂可提高N的平衡转化率 【答案】C 【分析】阿伦尼乌斯方程为。在ln k与的关系图像中，斜率为。图中逆反应对应直线的斜率绝对值大于正反应对应直线的斜率绝对值，所以。对同一可逆反应，，故正反应为放热反应。 【解析】A．由分析可知，正反应的活化能小于逆反应的活化能，A错误； B．达到平衡时，正、逆反应速率相等，即。整理得，原关系将反应物和生成物的浓度项颠倒，B错误； C．由分析可知，正反应为放热反应，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，C正确； D．催化剂能加快正、逆反应速率，缩短达到平衡所需的时间，但不改变平衡常数和平衡组成，不能提高N的平衡转化率，D错误； 故选C。 【培优突破5-2】对反应（为中间产物），其他条件不变，改变某一条件后，平衡变化如表： 改变条件 平衡变化量 使用催化剂 反应达到平衡所需时间大幅缩短 升高温度 减小，减小 基于以上事实，下列分析正确的是 A．使用催化剂，可减小反应决速步骤的活化能，反应速率加快，提高反应平衡转化率 B．反应正反应活化能大于逆反应活化能 C．反应为吸热反应 D．其他条件不变，升高温度，反应的平衡常数增大 【答案】D 【分析】升高温度后，平衡时减小，即总反应的平衡常数增大，所以反应的正反应为吸热反应。平衡时也减小，说明反应的正反应同样吸热；但两个吸热反应的焓变大小未知，不能据此确定反应的热效应。 【解析】A．催化剂可提供活化能较低的反应途径，使反应更快达到平衡，但不改变平衡常数和平衡组成，不能提高平衡转化率，A错误； B．正逆反应活化能的差值等于焓变是针对基元反应的，总反应不存在“正反应活化能”和“逆反应活化能”的直接定义，因此表述不成立，B错误； C．总反应与反应的正反应均吸热，而；两者大小未知，差值的正负不能确定，所以不能判断该步为吸热反应，C错误； D．升高温度后平衡时减小，因此增大，D正确； 故选D。 考点 6 影响化学平衡的因素 【进阶典例】（25-26高二上·四川成都·期末）下列说法正确的是 A．已知反应，向溶液中滴加NaOH溶液，溶液变成橙色 B．已知反应，一容积可变的密闭装置中装有和的混合气体，若改变外界某一条件后气体颜色加深，说明平衡一定发生了逆向移动 C．工业合成氨生产中不用常温而选择400℃～500℃的高温，符合勒夏特列原理 D．已知反应  ，取5 mL一定浓度的溶液，升高温度，溶液变为黄绿色 【答案】D 【解析】A．滴加溶液时，与反应使浓度降低，平衡正向移动，黄色的浓度增大，溶液变黄而非橙色，A错误； B．若压缩容器容积，浓度瞬间增大，气体颜色加深，而该反应气体分子数减小，压缩容积时平衡正向移动，因此颜色加深不一定是平衡逆向移动，B错误； C．工业合成氨反应为放热反应，低温才有利于平衡正向移动，选择400℃~500℃是为了保证催化剂活性、提高反应速率，不符合勒夏特列原理，C错误； D．该反应，为吸热反应，升高温度平衡正向移动，蓝色的转化为黄色的，二者混合后溶液呈黄绿色，D正确； 故答案为D。 解题要点 (1)分析化学平衡移动的一般思路 (2)构建恒温恒容平衡思维模式 新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。 (3)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示) 新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。 (4)绝热体系的化学平衡分析方法 在绝热条件下，体系与外界不进行热交换，若反应放热，体系内温度升高，平衡向吸热反应方向移动；若反应吸热，体系内温度降低，平衡向放热反应方向移动。 【培优突破6-1】（25-26高一下·辽宁大连·期中）下列实验操作、现象与结论的对应关系正确的是 实验操作 现象 结论 A 向盛有与的恒压密闭容器中通入一定体积的 最终气体颜色变浅 化学平衡向减少的方向移动 B 相同温度下分别向两支试管中加入4 mL浓度均为的溶液，再分别加入和酸性高锰酸钾溶液 酸性高锰酸钾溶液褪色时间不同 浓度越大，化学反应速率越快 C 取溶液于试管中，加入溶液，充分反应后滴入5滴15% KSCN溶液 溶液变成红色 氧化的反应是可逆反应 D 向盛有某盐溶液的试管中滴加NaOH溶液并加热，将湿润红色石蕊试纸置于试管口 试纸变蓝 原溶液中有 【答案】D 【解析】A．恒压条件下通入，容器体积增大，浓度首先因稀释降低，同时压强减小，平衡向生成的方向移动，最终颜色变浅是稀释的影响大于平衡移动的影响，结论错误，A不符合题意； B．酸性条件下和的反应方程式为：，根据反应的计量比，两组中的物质的量为，物质的量为，酸性高锰酸钾溶液物质的量为，草酸过量，可以完全反应，但是两组中，高锰酸钾浓度不同，两者初始颜色不同，褪色时间不同，B不符合题意； C．实验中过量，反应后仍有剩余的，滴加溶液必然变红，无法证明反应为可逆反应，C不符合题意； D．与共热反应生成，使湿润红色石蕊试纸变蓝，操作、现象与结论均对应正确，D符合题意； 故选D。 【培优突破6-2】（24-25高二上·湖南岳阳·期末）一定条件下，二氧化氮和四氧化二氮之间存在下列平衡：，在测定二氧化氮的相对分子质量时，下列条件中，测定结果与真实值最接近的是 A．温度150℃、压强3.03×104Pa B．温度20℃、压强1.01×105Pa C．温度150℃、压强5.05×104Pa D．温度0℃、压强5.05×104Pa 【答案】A 【解析】A．该反应正反应为气体分子数减小的放热反应，150℃为高温，利于平衡向逆反应方向移动，为低压，也利于平衡逆移，体系中含量最低，测定结果最接近相对分子质量的真实值，A正确； B．20℃温度较低，压强较高，均使平衡向正反应方向移动，含量高，测定误差大，B错误； C．150℃的高温条件符合要求，但压强高于A选项的压强，平衡逆移程度小于A，含量更高，误差更大，C错误； D．0℃温度很低，利于平衡向正反应方向移动，含量高，测定误差大，D错误； 故选A。 考点 7 化学平衡移动方向和转化率的判断 【进阶典例】（25-26高二上·陕西西安·阶段检测）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0.50 mol/L。保持温度不变，将容器的容积扩大到原来的两倍，再次达平衡时，测得A的浓度为0.30 mol/L。下列有关判断正确的是 A． B．平衡向正反应方向移动 C．B的转化率升高 D．C的体积分数减小 【答案】D 【解析】A．容器容积扩大到原来的两倍相当于减压，若平衡不移动，A的浓度应为0.25 mol/L，实际达平衡时A浓度为0.30 mol/L，说明平衡逆向移动，减压平衡向气体总物质的量增大的方向移动，故，A错误； B．由上述分析可知，平衡逆向移动，并非向正反应方向移动，B错误； C．平衡逆向移动，反应物B的消耗量减少，故B的转化率降低，C错误； D．平衡逆向移动，生成物C的物质的量减小，混合气体总物质的量增大，故C的体积分数减小，D正确； 故选D。 解题要点 化学平衡移动方向和转化率的判断 (1)反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的转化率分析 ①若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，达到平衡后，它们的转化率相等。 ②若只增加A的量，平衡正向移动，B的转化率增大，A的转化率减小。 ③若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度，等效于压缩(或扩大)容器体积，气体反应物的转化率与化学计量数有关。 同倍数增大c(A)和c(B) (2)只有一种气体反应物的化学平衡移动方向和转化率分析(恒温恒容，A、B、C均为气体) 可逆反应 改变条件 平衡移动方向 反应物转化率 AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α(A)减小 2AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α(A)不变 3AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α(A)增大 【培优突破7-1】（25-26高二上·河北·阶段检测）在一定条件下的密闭容器中，发生反应，平衡时测得的浓度为，保持温度不变，将容器的容积压缩至原来的一半，再次达到平衡时，测得的浓度为。下列有关判断正确的是 A． B．混合气体的平均摩尔质量减小 C．压缩容器的容积，的平衡转化率减小 D．压缩容器的容积，该反应平衡向逆反应方向移动 【答案】A 【解析】A．对于反应，将容器容积压缩至原来的一半，若平衡不移动，的浓度应为，实际新平衡时浓度为，说明压强增大后平衡正向移动，根据勒夏特列原理，增大压强平衡向气体分子数减少的方向移动，因此气体计量数满足，由于为正整数，故，A正确； B．混合气体的平均摩尔质量，平衡正向移动时，固体转化为气体，混合气体总质量增大，同时气体总物质的量因而减小，因此平均摩尔质量增大，B错误； C．压缩容器容积后，平衡正向移动，的转化量增加，因此的平衡转化率增大，C错误； D．压缩容器容积后，的实际浓度小于平衡不移动时的浓度，说明平衡向正反应方向移动，D错误； 故选A。 【培优突破7-2】（25-26高二上·广东汕头·期末）向某密闭容器中充入一定量的和，在催化剂作用下发生反应：，测得的转化率与温度的关系如图所示，其中两条曲线分别表示反应到时的转化率以及的平衡转化率。下列说法不正确的是 A．曲线I表示反应到2s时CO的平衡转化率 B．反应温度为时，后，容器中的物质的量仍在增加 C．在反应温度低于时，延长反应时间能缩小图中阴影部分的面积 D．若时，测得容器中和的浓度相等，则的转化率为 【答案】B 【解析】A．平衡转化率应大于或等于2s时的转化率，故曲线Ⅰ表示平衡转化率，曲线Ⅱ表示反应到2s时的转化率，A正确； B．根据图像，当温度高于，2s时反应达到平衡状态，容器中的物质的量不再增加，B错误； C．温度低于时，2s时反应未达到平衡，延长反应时间，CO转化率升高，逐渐接近平衡转化率，两条曲线的差值减小，阴影面积缩小，C正确； D．设2s时生成的物质的量为，根据反应计量关系，转化的为；已知此时和浓度相等，因此剩余物质的量为，初始总物质的量为，的转化率为，D正确； 故选B。 考点 8 化学反应的方向 【进阶典例】（25-26高二上·湖南长沙·期末）对于化学反应能否自发，下列有关说法正确的是 A．一定条件下，使用催化剂可以使非自发反应变成自发反应 B．反应SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g)用于纯硅的制备，该反应△H<0、△S<0 C．一个反应自发进行的可能性越大，则该反应的反应速率越快 D．已知2KClO3(s)=2KCl(s)+3O2(g)　ΔH=−78kJ·mol−1　ΔS=+494J·mol−1·K−1，则此反应在任何温度下都能自发进行 【答案】D 【解析】A．催化剂仅降低反应的活化能，不改变，无法改变反应的自发性，不能使非自发反应变为自发反应，A错误； B．该反应生成物中气体总物质的量大于反应物，，B错误； C．反应自发进行的可能性属于热力学范畴，反应速率属于动力学范畴，二者无必然联系，C错误； D．该反应，，根据（热力学温度），任意温度下均满足，反应可自发进行，D正确； 故选D。 解题要点 判断化学反应自发性的方法 焓变(ΔH) 熵变(ΔS) 反应在某状况下能否自发进行 ＜0 ＞0 能自发进行 ＞0 ＜0 不能自发进行 ＜0 ＜0 取决于温度，低温自发 ＞0 ＞0 取决于温度，高温自发 【培优突破8-1】（24-25高二上·河南郑州·期末）目前，煤在我国仍然是第一能源，煤的气化是实现煤综合利用的有效方式。煤的气化过程主要反应为：。 已知：①部分物质的摩尔燃烧焓如下表（298 K，101 kPa）： 物质 化学式 石墨 C（s） 氢气 一氧化碳 CO（g） ②298 K，101 kPa下，。 下列说法不正确的是 A． B．煤的气化为熵增加的过程 C．煤的气化反应在较低温度情况下易自发进行 D．完全燃烧生成放出的热量为241.8 kJ 【答案】C 【解析】A．根据摩尔燃烧焓可知，①石墨燃烧的热化学方程式为；②氢气燃烧的热化学方程式为；③一氧化碳燃烧的热化学方程式为液态水；④液态水汽化：；根据盖斯定律可知，反应可由反应①-反应②-反应③+反应④得到，则，A正确； B．反应前气体总物质的量为，反应后气体总物质的量为，体系混乱度增大，为熵增加过程，B正确； C．该反应、，反应自发需要满足，只有高温下才能满足条件，较低温度下反应不能自发进行，C错误； D．完全燃烧生成放出热量，变为吸收热量，故生成放出热量为，D正确； 故选C。 考点 9 化学平衡图像分析 【进阶典例】（25-26高二上·四川成都·期末）实验室模拟工业固氮，在压强为p MPa的恒压容器中充入和，反应混合物中的物质的量分数随温度的变化曲线如图所示，其中一条是经过一定时间反应后的曲线，另一条是平衡时的曲线。下列说法错误的是 A．曲线是平衡时的曲线 B．图中a点时，转化率<转化率 C．图中b点时， D．从图可知，反应的 【答案】B 【分析】合成氨反应为，温度升高平衡逆向移动，平衡时的物质的量分数随温度升高而减小，因此曲线I为平衡时的曲线，曲线II为反应一定时间后的曲线。 【解析】A．平衡时温度升高，合成氨反应逆向移动，的物质的量分数减小，与曲线I的变化趋势一致，因此曲线I是平衡时的曲线，A正确； B．初始投料，与反应的反应物计量数之比相等，因此任意时刻和的转化率均相等，B错误； C．475℃时平衡状态的物质的量分数为50%，b点的物质的量分数为25%，小于平衡值，反应正向进行，因此，C正确； D．温度升高平衡时的物质的量分数减小，说明平衡逆向移动，正反应为放热反应，，D正确； 故选B。 解题要点 分析化学反应速率和化学平衡图像的步骤 第一步：看图像 一看面——横坐标、纵坐标代表的量(如纵坐标是反应物百分含量，还是反应物的转化率等)，确定坐标值与化学量的正变与负变关系。 二看线——曲线的走向、变化趋势(斜率大小、升与降、平与陡、渐变与突变、连续与断变、转折等)，同时对走势有转折变化的曲线，要分段进行分析，找出各段曲线的变化趋势及含义。例如，升高温度，v吸增加得多，v放增加得少；增大反应物浓度，v正突变，v逆渐变。 三看点——起点(分清反应物、生成物。浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点)，终点(终点是否达到平衡)，转折点(转折点前后影响的主要因素不同)等；此外还有顶点、拐点、交叉点、平衡点等都要认真分析。 四看辅助线——要不要作等温线、等压线，讨论单变量。 五看量——一般标出具体数值的量在解题中都会用到。 第二步：想规律 在看清图的基础上，根据坐标x轴的变化，确定y轴的变化，结合外因对化学反应速率、化学平衡的影响因素分析变化的本质原因。 第三步：作判断 看条件(T，p，c) →同结果正确，不同则错。 【培优突破9-1】（25-26高二上·安徽阜阳·期末）制备二甲胺的化学反应为，下列对相关图像作出的判断正确的是 A．升高温度，平衡常数增大 B．表示压强对化学平衡的影响，且乙的压强较大 C．的转化率： D．：Y点点，Y点： 【答案】D 【解析】A．由能量变化图可知反应物总能量高于生成物总能量，正反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，A错误； B．该反应前后气体总物质的量不变，压强改变不影响平衡移动，平衡时的转化率应相等，与图像不符，B错误； C．增大起始的物质的量，的平衡转化率增大，故的转化率，C错误； D．Y点温度高于X点，温度越高反应速率越快，故：Y点>X点；Y点体积分数小于同温度下的平衡体积分数，反应需逆向进行达到平衡，故Y点，D正确； 故答案选D。 【培优突破9-2】（24-25高二上·重庆·阶段检测）接触法制硫酸最关键的步骤是的催化氧化，反应方程式为：。在三个2 L恒容密闭容器中分别加入和，在不同温度下，反应t分钟时物质的量n如图所示。下列说法不正确的是 A．t分钟时逆反应速率甲＜丙 B．t分钟内容器甲中平均反应速率 C．t分钟时三个容器中肯定达到平衡状态的有2个 D．容器丙中的体积分数约为30.8% 【答案】C 【解析】A．丙的温度高于甲，丙的正反应速率大于甲，t分钟时， 丙消耗更多的反应物，生成更多的，生成物浓度更大，因此，逆反应速率甲<丙，A正确； B．甲容器：，，由同一化学反应中，不同物质表示的化学反应速率之比等于化学计量数之比：，B正确； C．的催化氧化是放热反应，，假设甲已达平衡，由于乙的温度高于甲，温度升高，平衡逆向移动，那么容器甲中的物质的量应该小于乙，不符合实际情况，假设乙已达平衡，由于丙的温度高于乙，温度升高，平衡逆向移动，容器乙中的物质的量应该小于丙，符合实际情况，但也有可能是t分钟时，在乙到丙某个温度达到平衡状态，温度升高，平衡逆向移动，造成乙中的物质的量应该小于丙，因此，达到平衡状态的可以是1个或2个，C错误； D．根据上述分析，丙已达到平衡状态，列三段式得： 平衡时，总的物质的量为： 气体在同一容器中，且温度相同，的体积分数等于物质的量分数为：，D正确 故答案选C。 考点 10 化学平衡理论在工业生产中的应用 【进阶典例】（25-26高二下·江苏南京·期末）二氧化碳加氢制甲醇涉及的反应可表示为： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   在密闭容器中，下，时，平衡时和占含碳产物的物质的量百分数及平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A．，的平衡转化率始终高于 B．一定温度下，加入生石灰或选用高效催化剂，能提高平衡时产率 C．，温度升高使I中平衡转化率下降幅度大于Ⅱ中平衡转化率增加幅度 D．时反应Ⅱ的平衡常数约为0.15 【答案】C 【解析】A．起始投料，只发生反应I时，由于反应Ⅰ中和的化学计量数之比为1：3，所以和的转化率相同；发生反应II时，由于反应Ⅱ中和的化学计量数之比为1：1，所以的平衡转化率小于的转化率，所以当I、II都发生时，的平衡转化率小于的转化率，所以的平衡转化率始终低于，A错误； B．催化剂不影响平衡状态，不能提高平衡时的产率，B错误； C．反应，升温平衡逆向移动，使转化率降低；反应，升温平衡正向移动，使转化率升高。从图像可知，，总转化率随温度升高而下降，说明反应中转化率的下降幅度大于反应中转化率的增加幅度，C正确； D．根据题意设起始量n(CO2)=1mol，n(H2)=3mol，平衡时反应I生成CH3OH物质的量为 xmol，反应II中生成CO 的物质的量为y mol，时，转化率为，和各占含碳产物的，因此，计算平衡时各物质的物质的量： ，，，。 反应是气体分子数不变的反应，平衡常数，D错误； 故答案选C。 解题要点 化工生产中的速率和平衡图像分析策略 除通过图像获取有用信息和对获取的信息进行加工处理外，还需注意以下4点： (1)曲线上的每个点是否都达到平衡 往往需要通过曲线的升降趋势或斜率变化来判断，如果还未达到平衡则不能使用平衡移动原理，只有达到平衡以后的点才能应用平衡移动原理。 (2)催化剂的活性是否受温度的影响 不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低于或高于这个温度都会下降。 (3)不同的投料比对产率也会造成影响 可以采用定一议二的方法，根据相同投料比下温度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强下改变投料比时平衡移动的方向进行判断，确定反应的吸放热或化学计量数之和的大小。 (4)考虑副反应的干扰或影响 往往试题会有一定的信息提示，尤其温度的改变影响较大。 【培优突破10-1】（25-26高二上·辽宁鞍山·期中）二氧化碳的综合利用不仅可以缓解温室效应，还可以解决能源短缺问题。催化氢化还原可合成燃料甲醇。向一恒容密闭容器中按和物质的量之比为1∶3投料，在催化剂的作用下合成甲醇，涉及的主要反应如下： 反应①：   反应②：   测得的平衡转化率、和的选择性[转化的中生成或的百分比，如的选择性]随温度的变化情况如图所示： 下列说法正确的是 A．曲线代表的平衡转化率，曲线代表的选择性 B．反应达到平衡后，缩小容器容积，反应②不移动 C．同时提高的选择性和的平衡转化率的措施是使用更高效的催化剂 D．当和的选择性相等时，反应②的平衡常数为 【答案】D 【分析】和的选择性之和为100%，因此曲线 b、c 分别代表和的选择性，曲线 a 代表的平衡转化率。 【解析】A．反应①是放热反应、反应②是吸热反应，因此温度升高，反应①向左移动、反应②向右移动，的选择性升高、的选择性降低，所以曲线 b 代表的选择性、曲线 c 代表的选择性，A错误； B．反应①为气体分子数减小的反应，达到平衡后，缩小容器容积，平衡向右移动，使反应①平衡体系中各物质的物质的量浓度改变，反应②也会随之移动，B错误； C．催化剂不影响化学平衡，因此不会提高的平衡转化率，C错误； D．和按物质的量之比为1：3投料，设总物质的量为a mol，当和的选择性相等时，即均为50%，由题图可知，此时的平衡转化率为 25%，平衡时二氧化碳的物质的量为，反应①和反应②中二氧化碳的转化率均为，则平衡时，氢气的物质的量为 ，水蒸气的物质的量为，一氧化碳的物质的量为，设容器容积为，则反应② 的平衡常数为，D正确； 故选D。 【培优突破10-2】（25-26高二上·山东临沂·期中）地康法制备氯气的原理是在、催化下发生化学反应  。回答下列问题： (1)一定温度下，向恒容密闭容器中充入一定量和，发生上述反应。各物质的物质的量与时间变化关系如图所示。 ①代表的物质是___________(填化学式)。 ②正反应速率：a________b(填“>”“<”或“=”)。 ③内的平均反应速率________；Q点时的转化率为______%(保留三位有效数字)。 (2)刚性容器中，当投料比的比值分别为1、4、7时，的平衡转化率随温度变化的关系如图所示。 ①曲线___________(填“a”“b”或“c”)表示投料比的比值为7。 ②___________(填“>”“<”或“=”)，原因是___________。 【答案】(1) HCl > 0.07 16.7 (2)c > 该反应为放热反应，升高温度，平衡常数减小 【解析】（1）①随时间进行，L1、L3的物质的量减小，为反应物，，两者的物质的量变化量分别为0.4 mol、1.6 mol，速率之比等于化学计量数之比，，故L1代表的物质是O2，L3代表的物质是HCl； ②反应开始后，反应物浓度逐渐降低，正反应速率随时间推移而减小，故正反应速率a>b； ③由图可知，内HCl的物质的量变化量为2.8 mol，，；曲线L2代表Cl2（或H2O），设Q点时O2的物质的量变化量为x mol，可列出三段式：，Q点时HCl的物质的量与Cl2（或H2O）的物质的量相同，则4-4x=2x，x=，故的转化率为：； （2）①温度相同时，投料比的比值减小，相当于增大O2的浓度，HCl的平衡转化率增大，故曲线c表示投料比的比值为7； ②由图可知，温度升高，HCl的平衡转化率降低，平衡逆向移动，故反应为放热反应，平衡常数只受温度影响，升高温度，平衡常数减小，故>。 1．（25-26高二上·云南·期中）图1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)，下列说法正确的是 A．将铁屑换为等质量的铁片，反应速率不变 B．将稀硫酸改为浓硫酸，反应速率明显加快 C．图2是测得反应速率与时间的关系图，AB段变化的原因是开始时硫酸的浓度比较大 D．若第一次测得，第二次测得，则第二次速率大 【答案】D 【解析】A．将铁屑换为等质量的铁片，铁的表面积变小，反应速率变慢，A错误； B．常温下铁遇浓硫酸发生钝化，表面生成致密氧化物薄膜，阻碍反应进一步进行，反应速率减慢，B错误； C．硫酸与铁反应放热，因此AB段因温度升高而反应速率加快，BC段下降是因为酸的浓度降低，C错误； D．根据反应的化学方程式，Fe2+的速率等于H2的速率，而第二次的速率，第二次速率大，D正确。 故选D。 2．（24-25高二上·广西来宾·期末）在水溶液中，物质容易发生二聚反应：。不同温度下，溶于水所得溶液中的浓度与时间的关系如下图。下列说法错误的是 A． B．其他条件不变时，a点增大R的浓度，单位体积内活化分子数增多 C．c点时，的浓度为 D．的时间内，平均反应速率 【答案】D 【解析】A．温度越高，反应速率越快，相同时间内R的浓度下降幅度更大，从图中可见T2条件下R的浓度减小比T1更快，因此温度，A正确； B．根据碰撞理论，其他条件不变时增大反应物R的浓度，单位体积内的总分子数增多，活化分子百分数不变，因此单位体积内活化分子总数同步增多，B正确； C．的起始浓度为，平衡浓度为，则转化浓度为，转化浓度之比等于方程式的化学计量数之比，故为，C正确； D．D中的时间内，在条件下反应均已达平衡，平衡时由于的转化浓度为0，则平均反应速率，故，D错误； 故选D。 3．（25-26高二上·河南洛阳·期末）室温下，为探究纳米铁去除水样中的影响因素，测得不同条件下浓度随时间变化关系如图所示。 实验序号 水样体积/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH ① 50 8 6 ② 50 2 6 ③ 50 2 8 下列说法正确的是 A．实验①中，0～2小时内平均反应速率 B．其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率 C．其他条件相同时，水样初始pH越小，的去除效果越好 D．实验③中，反应的离子方程式为 【答案】B 【解析】A．由图可知，实验①0∼2 h内，，平均速率，A错误； B．对比实验①和②，水样体积、初始均相同，只有纳米铁质量不同，①纳米铁质量更大，从图中可知①的反应速率更快（相同时间 ​浓度下降更多），因此可得出：其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可增大接触面积，加快反应速率，B正确； C．对比实验②和③，仅能得出在pH为6-8的范围内，pH越小，去除效果越好，但无法推广至所有pH范围，C错误； D．实验③初始，为碱性环境，反应的离子方程式中不能大量存在，离子方程式为，D错误； 故答案为：B。 4．（24-25高二上·广东深圳·期末）在的催化下，苯分子中的氢被卤素原子()取代，这一反应的能量变化如图所示：下列说法正确的是 A．该反应的 B．由Ⅲ到Ⅳ为该反应的决速步 C．的作用为降低反应的焓变 D．总反应为 【答案】D 【解析】A．由图可知，反应物总能量高于生成物总能量，反应为放热反应，，A错误； B．反应的决速步为历程中活化能最大的步骤，该反应中为最大活化能，对应Ⅱ到过渡态的步骤为决速步，不是Ⅲ到Ⅳ的步骤，B错误； C．是该反应的催化剂，作用为降低反应的活化能，催化剂不改变反应的焓变，C错误； D．由反应的反应物和最终生成物可知，总反应为苯与在催化下生成和，与选项反应式一致，D正确； 故选D。 5．（26-27高二上·天津河西·开学考试）一定条件下，容器内发生反应：，其反应过程的能量变化如图所示。 下列说法错误的是 A．该反应的决速步骤为 B．该反应的焓变 C．图示过程中有2个基元反应 D．压缩容器体积压强增大，反应的活化能不变 【答案】B 【解析】A．第二步正反应活化能大于第一步，反应速率由活化能最高的步骤决定，故该反应的决速步骤为，A正确； B．第一步反应焓变，第一步活化能，为第一步逆反应活化能，数值大于0，故；第二步反应焓变；总反应焓变，不等于，B错误； C．每个过渡态对应一个基元反应，图示过程有2个过渡态，故有2个基元反应，C正确； D．压缩容器体积增大压强，仅改变单位体积内活化分子数目，不改变反应物与过渡态的能量差，反应的活化能不变，D正确； 故选B。 6．（25-26高二上·福建宁德·期中）在下，某反应达到平衡，平衡常数。恒容时，温度升高，NO浓度减小。下列说法正确的是 A．该反应的焓变为正值 B．升高温度，反应速率减小 C．恒温恒容下，增大压强，NO浓度一定减小 D．该反应的化学方程式为 【答案】D 【解析】A．恒容时，温度升高导致NO浓度减小，说明平衡逆向移动，逆反应为吸热，故正反应放热，ΔH为负值，A错误； B．升高温度会增大正、逆反应速率，而非减小，B错误； C．反应前后气体物质的量相等，增大压强（如恒容下加入惰性气体）不会改变平衡，NO浓度不变；若压缩体积，各物质浓度等比例增大，但NO浓度不会减小，C错误； D．平衡常数是生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积，该表达式对应反应式，D正确； 故选D。 7．（25-26高二上·贵州贵阳·阶段检测）一定条件下，反应的平衡常数为0.5，在体积为2 L的容器中充入0.5 mol CO(g)、0.1 mol (g)和一定量FeO(s)发生上述反应直至达到平衡，下列说法正确的是 A．该反应的平衡常数的表达式为： B．保持温度不变，将体系体积扩大，正、逆反应速率均减慢而反应限度不变 C．CO的平衡转化率为40% D．达到平衡时再充入CO(g)和(g)各0.4 mol，平衡正向移动 【答案】B 【解析】A．平衡常数表达式中固体浓度不参与，正确表达式为，A错误； B．体积扩大时，气体浓度降低，正、逆反应速率均减慢，但反应前后气体物质的量相等，平衡不移动，反应限度不变，B正确； C．设CO转化量为，平衡时，解得，转化率为，C错误； D．充入CO和后，，Q>K，平衡逆向移动，D错误； 故答案选B。 8．（25-26高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测）在容积恒为1L的密闭容器中通入一定量N2O4，发生反应N2O4(g)2NO2(g) ∆H>0.假设温度不变，体系中各组分浓度随时间(t)的变化如下表。下列说法错误的是 t/s 0 20 40 60 80 c(N2O4)/(mol/L) 0.100 0.062 0.048 0.040 0.040 c(NO2)/(mol/L) 0 0.076 0.104 0.120 0.120 A．该温度下的平衡转化率为60% B．0~40s，N2O4的平均反应速率为0.078mol/(L·min) C．80s时，再充入N2O4、NO2各0.12mol，平衡逆向移动 D．若压缩容器，达到新平衡后，混合气颜色比原平衡时深 【答案】C 【解析】A．初始浓度为，平衡时浓度为，转化率为，A正确； B．0~40s，的浓度变化量为，根据，，B正确； C．该温度下平衡常数，充入气体后，，浓度商，平衡不移动，C错误； D．压缩容器体积，浓度瞬间增大，虽然平衡逆向移动，但勒夏特列原理只能减弱浓度增大的趋势，最终浓度仍大于原平衡，混合气颜色比原平衡深，D正确； 故选C。 9．（24-25高二上·广东汕头·期末）氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。下列反应是日前大规模制取氢气的方法之一。，关于该反应下列说法错误的是 A．的质量分数不变时，反应达到了平衡状态 B．增大和的投料比，可以提高的转化率 C．降温，平衡正向移动，所以生产过程中温度越低越好 D．投入可以提高氢气的体积分数 【答案】C 【解析】A．反应达到平衡状态的特征是各组分的含量保持不变，CO2的质量分数不变时说明正逆反应速率相等，反应达到平衡，A正确； B．增大H2O和CO的投料比，相当于增大H2O的浓度，平衡正向移动，可使更多CO参与反应，提高CO的转化率，B正确； C．该反应为放热反应，降温平衡正向移动，但温度过低会大幅降低反应速率，导致单位时间内产率过低，工业生产需同时兼顾平衡转化率和反应速率，并非温度越低越好，C错误； D．投入CaO后，CaO可与CO2反应，降低CO2浓度使平衡正向移动，生成更多H2，同时CO2被吸收，因此H2的体积分数提高，D正确； 故选C。 10．（25-26高二上·湖南岳阳·期末）羰基硫(COS)是一种粮食熏蒸剂，能防止某些害虫和真菌的危害。在容积不变的密闭容器中，使与发生如下反应并达到平衡：  ，在不同温度下达到化学平衡时，的转化率如图所示。下列说法正确的是 A．平衡常数： B．b点的正反应速率大于逆反应速率 C．混合气体的密度不再改变，该反应达到平衡 D．若将容器体积缩小至原来的一半，的转化率增大 【答案】B 【解析】A．平衡常数仅与温度有关，升高温度平衡逆向移动，平衡常数减小，a点温度低于c点，故，A错误； B．b点对应温度下的转化率低于平衡转化率，反应正向进行，正反应速率大于逆反应速率，B正确； C．反应前后气体总质量不变，容器容积恒定，混合气体的密度始终不变，密度不再改变无法说明反应达到平衡，C错误； D．该反应为反应前后气体分子数不变的反应，将容器体积缩小至原来的一半，压强增大，平衡不移动，的转化率不变，D错误； 故选 B。 11．（24-25高二上·河南焦作·期末）向容积为1L的密闭容器中加入适量催化剂、2molX和3molY，发生反应：  ΔH，平衡时和反应10min时Y的转化率随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 A．曲线Ⅱ为平衡时Y的转化率随温度的变化曲线 B．该反应的ΔH ＞0 C．b点的正反应速率大于逆反应速率，延长反应时间，最终可以达到d点 D．该反应中催化剂在约300℃时活性最佳 【答案】A 【解析】A．相同温度下，反应未达平衡时Y的转化率低于平衡转化率，因此曲线Ⅰ为平衡时Y的转化率变化曲线，曲线Ⅱ为反应10min时的转化率变化曲线，A错误； B．曲线Ⅰ（平衡转化率）随温度升高而增大，说明升高温度平衡正向移动，正反应为吸热反应，，B正确； C．b点对应温度下，10min时Y的转化率低于该温度下的平衡转化率，说明反应未达平衡，正反应速率大于逆反应速率，延长反应时间可达到平衡状态（对应d点），C正确； D．曲线Ⅱ为反应10min的转化率曲线，300℃时转化率最高，说明该温度下反应速率最快，催化剂活性最佳，D正确； 故选A。 12．（25-26高二上·吉林松原·期中）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： ① K1 ② K2 (1)反应的ΔH=_______ kJ⋅mol-1 ， K=_______(用 K1、 K2表示) (2)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，下列说法中不能表明反应达到平衡状态的是_____________ (填标号)。 a．H2O(g)的浓度不变                 b．CO和CO2的物质的量相等 c．气体密度不变                   d．气体总压强不变     e．容器内气体平均相对分子质量不再变化 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： ③ ④ ⑤ (3)恒温恒容条件下，可提高CH4转化率的措施有_________________(填标号)。 a．增加原料中CH4的量 b．通入Ar气 c．增加原料中CO2的量 III．制甲醇所需要的H2，可用下列反应制取：，ΔH < 0。某温度下发生该反应，若起始时向1 L恒容容器中充入1 mol CO和1 mol H2O，5 min达到平衡时，CO的转化率为60%，试回答下列问题： (4)该温度下，反应达平衡，用H2表示0～5 min内该反应的平均反应速率为______________，初始压强为p，该反应的压强平衡常数Kp = ____________。 (5)反应达平衡后，若再次向容器中充入0.8 mol H2和0.8 mol CO，则此时该反应的ν(正)______ν(逆)(填“>”“<”或“=”)。 【答案】(1)-41.2 (2)bc (3)c (4)0.12 mol·L-1·min-1 2.25（或） (5)> 【解析】（1）由盖斯定律，反应②减去反应①即得所求反应。ΔH = ΔH2 - ΔH1 = -14.9 kJ·mol-1 - 26.3 kJ·mol-1 = -41.2 kJ·mol-1；平衡常数为反应②的平衡常数除以反应①的平衡常数。 （2）反应进行时，H2O(g)的浓度会改变，故其浓度不变可表明达到平衡；CO和CO2的物质的量相等只表示某一时刻二者数量相等，不能表明达到平衡。恒容密闭容器内气体总质量和体积均不变，气体密度始终不变，不能表明达到平衡。两个分解反应均使气体总物质的量增大，故总压强不再变化可表明达到平衡；总质量不变时，平均相对分子质量不再变化也可表明达到平衡。因此选bc。 （3）恒温恒容下，通入Ar气不改变各反应物的浓度，平衡不移动；增加CH4的量虽使相关平衡向正反应方向移动，但新增的CH4不能按原比例完全转化，其转化率降低；增加CO2的量使反应③向正反应方向移动，可提高CH4的转化率。因此选c。 （4）平衡时消耗CO的物质的量为1 mol×60% = 0.6 mol，生成H2的物质的量为0.6 mol，故平均反应速率为0.6 mol÷1 L÷5 min = 0.12 mol·L-1·min-1。该反应前后气体总物质的量不变，平衡时CO、H2O、H2、CO2的分压依次为0.2p、0.2p、0.3p、0.3p，所以。 （5）加料瞬间各物质的量分别为n(H2) = 1.4 mol、n(CO) = 1.2 mol、n(H2O) = 0.4 mol、n(CO2) = 0.6 mol。容器体积和温度不变，各分压的共同换算因子在反应商中约去，故，反应向正反应方向进行，因此ν（正）>ν（逆）。 13．（25-26高二上·山东枣庄·阶段检测）二甲醚(DME)是一种重要的清洁燃料，可替代氟利昂作制冷剂，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用合成气合成二甲醚，其部分原理如下，回答下列问题： ①     ②     (1)的平衡常数K=__________(用、表示)。 (2)将合成气以通入1 L的反应器中，一定条件下发生反应：  ，其中CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示，回答下列问题： ①图中压强由大到小的关系__________(用、、表示)。 ②图中a、b、c三点的化学平衡常数为、、，从大到小的顺序为____________________。 ③若b点起始时，则平衡时__________50%(填“>”“<”或“=”)。 ④下列措施中能够同时满足增大正反应速率和提高CO转化率的是__________(填字母)。 A．使用高效催化剂　　　　　　　　　　　　　　B．降低反应温度 C．再充入2 mol CO与4 mol 　　　　　　　　　 D．不断将二甲醚从体系混合物中分离出来 【答案】(1) (2) > C 【解析】（1）目标反应=2①+②，故平衡常数K=； （2）①该反应正向气体分子数减小，恒温条件下，加压平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，故； ②由图可知，升高温度，CO的平衡转化率降低，该反应为放热反应，平衡常数只与温度有关，a、b点温度相同，平衡常数相等，c点温度高，平衡常数小，故； ③若b点起始时，相当于增大H2的浓度，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，故平衡时>50%； ④A．使用高效催化剂可以加快反应速率，但不影响平衡转化率，A不符合题意； B．降低反应温度反应速率减小，该反应为放热反应，降温平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，B不符合题意； C．再充入2 mol CO与4 mol ，反应物浓度增大，反应速率增大，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，C符合题意； D．不断将二甲醚从体系混合物中分离出来，平衡正向移动，CO的平衡转化率增大，但生成物浓度减小，反应速率减小，D不符合题意； 故选C。 1．反应分两步：①，②。恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，测得Y的浓度随时间变化曲线如下图。下列说法错误的是 A．时， B．时， C．若加入催化剂甲(仅催化反应①)，达到最大值的时间提前 D．若加入催化剂乙(仅催化反应②)，最大值会上升 【答案】D 【解析】A．时，，A正确； B．时，，B正确； C．加入催化剂甲加快反应速率，达到最大值的时间提前，C正确； D．催化剂不影响化学平衡移动，加入催化剂乙，最大值不会变化，D错误； 故选D。 2．某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是 A．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大 B．其它条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大 C．条件①，反应速率为 D．条件③，降冰片烯起始浓度为时，半衰期为62.5min 【答案】A 【解析】A．对比催化剂浓度相同的曲线①和③，①的降冰片烯起始浓度为③的2倍，反应总时长也为③的2倍，计算得二者反应速率相等，说明反应速率与降冰片烯浓度无关，A错误； B．对比降冰片烯起始浓度相同的曲线①和②，②的催化剂浓度更大，反应总时长更短，反应速率更大，说明其他条件相同时催化剂浓度越大反应速率越大，B正确； C．条件①下反应速率为，C正确； D．条件③下降冰片烯起始浓度为，反应速率恒定，消耗一半浓度所需的半衰期为总反应时间的一半，即，D正确； 故选A。 3．（25-26高二上·福建三明·期末）实验室制取N2的一种原理为，反应的速率方程为。设计实验探究一定温度下浓度对反应速率的影响，实验结果如表。(已知：酸性HCl>HNO2>CH3COOH) 实验 编号 溶液体积(V/mL) 收集1 mL N2 所需时间/s NaNO2溶液 NH4Cl溶液 醋酸 水 1 2.0 2.0 V1 4.0 328 2 4.0 2.0 2.0 2.0 t 3 4.0 1.0 2.0 3.0 41 下列说法正确的是 A． B． C． D．可用等浓度的盐酸代替醋酸 【答案】B 【解析】A．根据控制变量法，各组实验溶液总体积应相等。实验2和3的总体积均为10.0mL，则实验1的总体积也为10.0 mL，即2.0+2.0+V1+4.0=10.0，解得V1=2.0，A错误； B．速率方程：，对比实验2和3：相同，实验2是实验3的2倍，速率比，收集相同体积的气体时间与速率呈反比：，即，B正确； C．对比实验1和2：相同，实验2是实验1的2倍，时间比。再结合实验1和2的速率关系，，可得，C错误； D．已知：酸性HCl>HNO2>CH3COOH)，若用盐酸代替醋酸，盐酸会与NaNO2反应生成不稳定的HNO2，HNO2分解产生气体干扰实验，D错误； 故选B。 4．（25-26高三上·河南三门峡·期末）CO2甲烷化是“负碳排放”的重要方向，在镍基催化剂上，CO2与H2反应生成CH4的两种机理如图所示，其中吸附在催化剂表面的物种用“*”表示。下列说法错误的是 A．Ni@SiXNS—C2H5OH机理涉及反应： B．Ni@SiXNS—C2H5OH机理中，1mol CO2反应时，生成2mol H2O C．两种机理均涉及非极性键的断裂和极性键的形成 D．镍基催化剂可提高反应物中活化分子百分数 【答案】B 【解析】A．由机理图可知，吸附态与反应生成，对应反应为，A正确； B．该机理存在次要反应：部分分解生成和，此路径下反应仅生成，只有全部转化为时才生成，因此反应时生成的物质的量小于，B错误； C．两种机理的反应物均含，涉及非极性键的断裂，反应过程中均有、等极性键的形成，C正确； D．镍基催化剂可降低反应活化能，提高反应物中活化分子百分数，D正确； 故选B。 5．（25-26高二上·山东青岛·阶段检测）反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如图所示： 下列有关四种不同反应进程的说法正确的是 A．进程Ⅰ是吸热反应 B．生成P的速率：Ⅲ>Ⅰ C．平衡时P产率：Ⅱ=Ⅰ D．进程Ⅳ中，Z起催化作用 【答案】C 【解析】A．进程Ⅰ中反应物的总能量高于产物的总能量，为放热反应，A错误； B．反应速率由决速步活化能决定，活化能越小反应速率越快，进程Ⅲ的决速步活化能大于进程Ⅰ的决速步活化能，故生成的速率：Ⅲ＜Ⅰ，B错误； C．进程Ⅱ中为催化剂，催化剂只改变化学反应速率，不改变平衡状态，其他条件相同时，平衡时的产率：Ⅱ=Ⅰ，C正确； D．进程Ⅳ的最终产物为，参与反应后没有被释放，属于反应物，不起催化作用，D错误； 故选C。 6．（25-26高二上·陕西西安·阶段检测）二氧化碳加氢可用于合成甲醇，其反应为，该反应分两步进行，反应过程中能量变化示意图如图1所示。图2表示反应中某个物理量随温度和压强的变化关系，下列说法正确的是 A．若Y表示H2的平衡转化率，则p1> p2> p3 B．Y可能为CO2(g)的体积分数 C．若Y表示H2O(g)的体积分数，则单位体积内活化分子数：a<b<c D．总反应的决速步为 【答案】A 【解析】A．若Y表示H2的平衡转化率，该正反应是气体体积减小的反应，相同温度下，增大压强平衡正向移动，即压强越大，H2的平衡转化率越大，则p1>p2>p3，A正确； B．根据图1可知，反应物的总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应，在其他条件相同下，升高温度平衡逆向移动，n(CO2)增大，CO2体积分数随着温度升高而增大，则Y不可能为CO2(g)的体积分数，B错误； C．若Y表示H2O(g)的体积分数，该正反应是气体体积减小的反应，H2O(g)的体积分数越大，说明正反应进行的程度越大，压强越大，故p1>p2>p3，温度不变，增大压强，单位体积内活化分子数增多，则单位体积内活化分子数：a>b>c，C错误； D．正反应的活化能越大反应速率越慢，最慢的一步是整个反应的决速步骤，则总反应的决速步为，D错误； 故选A。 7．（24-25高二上·山东济宁·阶段检测）研究发现，大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成的，往往经过多个反应步骤才能实现。碘钟反应是一种化学振荡反应，其体现了化学动力学的原理。某小组同学在室温下对某“碘钟实验”的原理进行探究。 资料：该“碘钟实验”反应分A、B两步进行： 反应A： 反应B： (1)该“碘钟实验”的总反应是_____________________。 (2)为证明反应A、B的存在，进行实验Ⅰ。 a．向K2S2O8溶液中加入试剂X的水溶液，溶液变为蓝色 b．再向得到的蓝色溶液中加入试剂Y溶液，溶液的蓝色褪去 试剂X是_________，试剂Y是_________。 (3)已知A反应的速率方程为：，式中k为常数。为确定m、n值进行实验Ⅱ(溶液浓度均为0.01mol/L)。 实验 序号 试剂体积V/mL 显色时间t/s K2S2O8溶液 KI溶液 水 Na2S2O3溶液 淀粉溶液 ① 10 10 0 4 1 27.0 ② 5 10 5 4 1 54.0 ③ 2.5 10 V1 4 1 108.0 ④ 10 5 5 4 1 54.0 ①表中V1=_____。    ②通过数据计算得知：n=_____。 (4)为探究其他因素对该“碘钟实验”的影响，进行实验Ⅲ(溶液浓度均为0.01mol/L)。 试剂体积V/mL K2S2O8溶液 KI溶液 水 Na2S2O3溶液 淀粉溶液 5 5 3 11 1 实验过程中，溶液颜色始终无明显变化。试结合该“碘钟实验”总反应方程式及反应A与反应B速率的相对快慢关系，解释实验Ⅲ未产生颜色变化的原因：________________________________。 【答案】(1) (2)淀粉碘化钾 (3)7.5 1 (4)由于，，所以未出现溶液变蓝的现象 【分析】该实验利用控制变量法对碘钟实验的过程进行研究，研究了浓度对显色时间的影响，由此解答； 【解析】（1）将反应A和反应B相加，消去相同物质得到总反应为； （2）a步骤中和发生反应A生成，观察到溶液变成蓝色，因此试剂X为淀粉-溶液；b步骤中加入试剂Y和生成的发生反应B将其消耗，因此试剂Y为； （3）①实验过程中需要保证各组溶液的总体积一致，避免浓度之外的体积因素干扰实验结果，实验①中溶液总体积为，实验③的溶液总体积也为，可求出； ②对比实验①和实验②，浓度不变，实验②中浓度是实验①的，显色时间是实验①的2倍，说明反应速率是实验①的，代入速率方程式可知，，；对比实验①和实验④，浓度不变，实验④中浓度是实验①的，显色时间是实验①的2倍，说明反应速率是实验①的，代入速率方程式可知，，； （4）实验Ⅲ中的体积大于实验Ⅱ中，的浓度较大，，体系中过量，并且反应A生成的速率慢，反应B消耗的速率快，生成的会被瞬间完全消耗，无法积累出使淀粉显色的，因此溶液始终无明显颜色变化。 8．（24-25高二上·山东济宁·阶段检测）Ⅰ.含碳化合物的合成与转化具有重要的研究价值。 (1)热力学规定，在标准压强和指定温度下，由元素最稳定的单质生成化合物时的反应热称为该化合物的标准摩尔生成焓。常温下，、的标准摩尔生成焓分别为、，则表示标准摩尔生成焓的热化学方程式为___________________。 (2)CO2催化加氢可以制HCOOH、等，在减少CO2排放的同时可生产出高附加值的化学品。涉及的反应有： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： 反应Ⅲ： ①请根据以上信息计算：反应Ⅲ的=_______，______(用含、的代数式表示)。 ②不同催化剂作用下，加氢制CH3OH反应的(k为速率常数)随温度的关系如图所示。已知，其中为活化能，C为截距。 催化效果较好的催化剂为____________。 Ⅱ.氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以下反应是目前大规模制取氢气的重要方法之一： 。 (3)欲提高CO的平衡转化率，理论上可以采取的措施为_______。 A．增大压强 B．升高温度 C．加入催化剂 D．通入过量水蒸气 (4)830℃时，该反应的平衡常数K=1，在容积为1L的密闭容器中，将2mol CO与2mol混合加热到830℃。反应达平衡时CO的转化率为_______。 (5)下图表示不同温度条件下，CO平衡转化率随着的变化趋势。判断、和的大小关系：_______。说明理由_________________________。 【答案】(1)   (2)-137 (3)D (4)50% (5) 该反应为放热反应，在相同时，温度越低，CO的转化率越大 【解析】（1）根据标准摩尔生成焓的定义，其为由元素最稳定的单质生成化合物时的反应热。常温下碳的最稳定单质是石墨，氧的最稳定单质是，生成物为，故表示标准摩尔生成焓的热化学方程式为：。 （2）根据盖斯定律，将“反应Ⅰ - 反应Ⅱ”即可得到反应Ⅲ，因此反应Ⅲ的焓变。根据多重平衡规则，由于 反应Ⅲ = 反应Ⅰ - 反应Ⅱ，则反应Ⅲ的平衡常数。 催化剂的催化效果越好，反应的活化能越小，在相同温度下反应速率常数越大，的值越大。由图1可知，在相同横坐标（即相同温度）下，曲线对应的最大，故其催化效果最好。 （3）A．该反应是反应前后气体分子数不变的放热反应。增大压强，平衡不移动，转化率不变，A不符合题意； B．升高温度，平衡逆向移动，转化率降低，B不符合题意； C．加入催化剂，平衡不移动，转化率不变，C不符合题意； D．通入过量水蒸气，增大反应物浓度，平衡正向移动，能提高的平衡转化率，D符合题意； 故选D。 （4）容器容积为，设反应达平衡时转化了。根据平衡常数表达式 ，解得。则的转化率为 。 （5）该反应的正反应为放热反应（）。在投料比相同时，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，导致的平衡转化率降低。观察图2可知，在相同的下，的平衡转化率大小关系为，因此温度的大小关系必然为。 9．甲烷和二氧化碳重整制合成气是实现“双碳目标”的途径之一，涉及反应有： Ⅰ． Ⅱ． Ⅲ． 回答下列问题: (1)=______。 (2)在恒温恒容条件下，若只发生反应Ⅰ，下列能说明反应Ⅰ已达到平衡状态的是______(填标号)。 A．混合气体的压强不再改变 B．混合气体的密度不再改变 C．混合气体的平均相对分子质量不再改变 D．反应速率 (3)在一定条件下，向体积为1 L的恒容密闭容器中通入10 mol 和10 mol 发生上述反应，达到平衡时，容器中为6 mol、为2 mol，此时的浓度为__________，反应Ⅱ的平衡常数=____________。 (4)常压下，将等物质的量的和以一定流速通入装有催化剂的反应管，实验测得原料气的转化率和的流出量随温度变化关系如图所示。 ①曲线______(填“a”或“b”)表示的转化率随温度变化曲线； ②温度低于873 K时，的流出量随温度升高而增大的原因可能是__________________； ③温度高于1400 K时，曲线a、b交于一点的原因可能是______(填标号)。 A．温度高于1400 K时，只发生反应Ⅰ B．温度高于1400 K时，反应Ⅱ和反应Ⅲ的反应速率相等 C．温度高于1400 K时，有利于催化剂提高原料气的平衡转化率 【答案】(1)+205.9 (2)AC (3)2 1 (4)b 温度低于873K时，随温度升高，反应Ⅱ正向进行的程度大于反应Ⅲ AB 【解析】（1）根据盖斯定律，将反应Ⅰ减去反应Ⅱ可得反应Ⅲ，则。 （2）A．该反应是气体分子数增大的反应，恒温恒容下，混合气体的压强随反应进行而增大，当压强不再改变时，说明达到平衡状态，A正确； B．根据质量守恒定律，混合气体的总质量不变，容器体积不变，因此混合气体的密度始终不变，不能说明达到平衡状态，B错误； C．混合气体的总质量不变，但总物质的量随反应进行而增大，因此平均相对分子质量随反应进行而减小，当其不再改变时，说明达到平衡状态，C正确； D．反应速率之比等于化学计量数之比在反应过程中的任何时刻都成立，没有指明正逆反应速率的关系，不能说明达到平衡状态，D错误； 故选AC。 （3）向体积为V L的恒容密闭容器中通入甲烷和二氧化碳各10 mol，体系中n(C)=20 mol、n(O)=20 mol、n(H)=40 mol，设平衡时n(CO)=x mol、n(CH4)=y mol、n(H2O)=z mol，根据C、H、O元素守恒可得到等式：6+x+y=20、2×2+4y+2z=40、2×6+x+z=20，解得x=6 mol、y=8 mol、z=2 mol，体系恒容1 L，则此时得到H2O(g)的浓度为2 mol/L，反应II的平衡常数。 （4）①由图可知曲线a的转化率大于曲线b的转化率，温度低于873 K时，水蒸气的流出量随温度升高而增大，说明水蒸气的生成量大于消耗量，对比反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，可知CO2的消耗量大于CH4，则CO2的转化率大于CH4，所以曲线a表示CO2的转化率随温度变化曲线，曲线b表示CH4的转化率随温度变化曲线； ②由①中分析可知温度低于873 K时，水蒸气的流出量随温度升高而增大的原因是反应Ⅱ正向进行的程度大于反应Ⅲ正向进行的程度； ③温度高于1400 K时，曲线a、b交于一点，说明和的转化率相等，由于两者起始物质的量相等，转化率相等意味着两者消耗量相等，也说明两者反应速率相等，结合图像可知此时的流出量几乎为0，说明反应Ⅱ几乎不发生或其影响可忽略，体系中只发生反应Ⅰ，故选AB。 1 / 10 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $