专题02 化学反应的方向、 限度和速率（期中知识清单）高二化学上学期沪科版

专题02 化学反应的方向、限度和速率 一、自发过程与自发反应的比较 自发过程 自发反应 含义 在一定条件下，不需借助外力就能自发进行的过程 在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应 特征 具有方向性，即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定不能自发进行 举例 高山流水，自由落体，冰雪融化 钢铁生锈 应用 (1)可被用来完成有用功。如H2燃烧可设计成原电池 (2)非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将水分解为H2和O2 关键牢记 ①热量是指因温度不同而在系统与环境之间交换或传递的能量，用符号Q表示。 ②除热以外，其他各种形式传递的能量都称为功， 用符号W表示。系统因体积变化所做的功称为体积功，除体积功以外，其他的功如电功、机械功、光能等都称为非体积功，或称其他功。 ③系统与环境可以根据需要来划分，有一定的人为性。 二、化学反应进行方向的判据 1.焓变与化学反应的方向 (1)放热反应过程中体系能量降低，因此具有自发进行的倾向，科学家提出用焓变(能量变化)来判断反应进行的方向，这就是焓判据(能量判据)。 (2)焓变与化学反应进行方向的关系 ①大多数放热反应是可以自发进行的。例如燃烧反应、中和反应等。 ②有些吸热反应也可以自发进行，如： 2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋109.8 kJ·mol－1。 (3)结论：反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一因素。 2.熵变与化学反应的方向 （1）熵的含义 自发过程的体系趋向于由有序转变为无序，体系的混乱度增大。体系的混乱度常用熵来描述，熵的概念是表示体系的混乱或无序程度的物理量，其符号为S。熵值越大，体系的混乱度越大。 （2）影响熵大小的因素 ①同一条件下，不同的物质熵值不同。 ②同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，如对同一种物质不同状态时熵值大小为S(g)>S(l)>S(s)。 ③物质的量越大，分子数越多，熵值越大。 （3）结论：熵变是影响反应自发进行的因素之一，但不是唯一因素。 3.自由能与化学反应的方向 (1)自由能 ΔG＝ΔH－TΔS。ΔG不仅与焓变和熵变有关，还与温度有关。ΔG单位：kJ·mol－1。T：开尔文温度，单位K。 (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。 ①当ΔG＜0时，反应能自发进行； ②当ΔG＝0时，反应处于平衡状态； ③当ΔG＞0时，反应不能自发进行。 类型 ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应的自发性 1 <0 >0 ΔG<0 一定能自发 2 >0 <0 ΔG>0 一定不能自发 3 <0 <0 ΔG的正负决定于温度 低温能自发 4 >0 >0 高温能自发 关键牢记 常见的熵增过程和熵增反应 (1)常见的熵增过程：固体的溶解，气体的扩散，水的汽化等。 (2)常见的熵增反应：产生气体的反应，气体物质的量增大的反应。 三、化学平衡状态 1.化学平衡状态的概念 在一定条件下的可逆反应体系中，当正、逆反应的速率相等时，反应物和生成物的浓度均保持不变，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”，这时的状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。 2.化学平衡状态的特征 化学平衡的特征可以概括为逆、等、动、定、变。 (1)逆：研究的对象是可逆反应。 (2)等：化学平衡的条件是v正和v逆相等。 (3)动：化学平衡是一种动态平衡，此时反应并未停止。 (4)定：当可逆反应达到平衡时，各组分的质量(或浓度)为一定值。 (5)变：若外界条件改变，平衡可能发生改变，并在新条件下建立新的平衡。 关键牢记 (1)可逆反应达到平衡状态后，反应并没有停止，而是反应在该条件下进行到最大限度。 (2)可逆反应达到平衡后，各组分的浓度保持不变，并不是各组分的浓度相等。 四、化学平衡常数 1.浓度商 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意时刻的称为浓度商，常用Q表示。 2.化学平衡常数 (1)表达式 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，平衡常数的表达式为K＝。 (2)注意事项 ①化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。 ②反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看作“1”而不代入公式。 ③化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，由于化学方程式的书写不同，平衡常数的表达式不同，如N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，K＝a则有：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，K′＝；N2＋H2NH3，K″＝。 (3)意义 K越大→平衡体系中生成物所占的比例越大→正反应进行的程度越大→反应进行得越完全→平衡时反应物的转化率越大；反之，K越小，该反应进行得越不完全，平衡时反应物的转化率就越小。一般来说，当K>105时，该反应就进行得基本完全了。 3.利用浓度商、化学平衡常数判断反应方向 Q＜K，反应向正反应方向进行； Q＝K，反应处于平衡状态； Q＞K，反应向逆反应方向进行。 4.化学平衡常数的应用 （1）考查化学平衡常数(K)的计算方法——三段式法 三段式法就是依据化学方程式列出各物质的起始量、变化量和平衡量，然后根据已知条件建立代数等式而进行解题的一种方法。这是解答化学平衡计算题的一种“万能方法”，只要已知起始量和转化率就可用平衡模式法解题。对于反应前后气体体积变化的反应，如果已知反应前气体的总物质的量与反应后气体的总物质的量的差值，也可用差量法解题。 （2）考查利用K值变化判断反应的热效应 其他条件不变时，若正反应是吸热反应，由于升高(或降低)温度时平衡向正(或逆)反应方向移动，K值增大(或减小)；若正反应是放热反应，由于升高(或降低)温度时平衡向逆(或正)反应方向移动，K值减小(或增加)；所以温度升高时平衡常数可能增大，也可能减小，但不会不变。 （3）考查可逆反应是否达到平衡状态及反应方向的判断 在温度一定的条件下，判断一个化学反应是否达到平衡的根据是：计算出来某一时刻该反应的浓度商Q，将其与平衡常数K进行比较，如果二者相等，则说明反应已达到平衡状态，否则该反应处于非平衡状态。如果反应中有固体或纯液体参加，则它们的浓度不列入平衡常数表达式中，一般步骤为设任一时刻的浓度商(即同样应用K的计算式，但为某一时刻的)为Q，若Q＝K，说明反应平衡；Q>K，说明反应向逆向进行；Q<K，说明反应向正向进行。 （4）考查利用K计算平衡浓度和反应物的转化率 依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度)，从而计算反应物的转化率。对于反应：aA＋bBcC＋dD，反应物A的转化率可以表示为α(A)＝×100%＝×100%＝×100%。 关键牢记 (1)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关，对于同一个化学反应，由于书写方式不同，各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数的表达式不同。K与化学计量数等倍扩大或缩小成幂指数关系。 (2)对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。 (3)若两反应的平衡常数分别为K1、K2，则： ①若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1·K2。 ②若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝。 (4)由于一个化学反应的某一平衡常数表达式与该反应化学方程式的一种表示形式相对应，因此不能笼统地说某一反应的平衡常数是多少。 五、化学平衡的移动 1.含义： 在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态后，如果改变反应条件，平衡状态被破坏，平衡体系的物质组成也会随着改变，直至达到新的平衡状态的过程。 2.实质：改变条件后 (1)v正≠v逆。 (2)各组分的百分含量发生改变。 3.图示 关键牢记 中文叙述燃烧热、中和热时可不带"负号"（如"CH4 的燃烧热为 891 kJ·mol-1"），但用 ΔH 表示时一定要带"负号"（ΔH＝－891 kJ·mol-1）。 六、影响化学平衡的因素 1.浓度对化学平衡的影响 在其他条件不变时 (1)增大反应物浓度，化学平衡向正反应方向移动。 (2)减小生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动。 (3)增大生成物浓度，化学平衡向逆反应方向移动。 (4)减小反应物浓度，化学平衡向逆反应方向移动。 2.压强对化学平衡的影响 在其他条件不变时增大压强，化学平衡向气体体积减小的方向移动，减小压强，化学平衡向气体体积增大的方向移动。反应后气体的总体积没有变化的可逆反应，增大或减小压强都不能使化学平衡发生移动。 3.温度对化学平衡的影响 在其他条件不变时，升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，降低温度会使化学平衡向放热反应方向移动。 4.催化剂对化学平衡的影响 使用催化剂，正、逆反应速率增大的倍数相同，化学平衡不移动。其图像如下： 5.勒夏特列原理 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。这就是勒夏特列原理。 关键牢记 （1）压强改变只影响有气体参加或生成且总体积发生变化的可逆反应，对于只涉及固体或纯液体的反应，压强的影响不予考虑。 （2）平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不是“消除”外界条件的影响，更不是“扭转”外界条件的影响。 （3）催化剂能够同等程度改变正、逆反应的速率，所以使用催化剂不能使平衡发生移动，但是可以改变达到平衡所需要的时间。工业生产往往使用催化剂，其目的是加快化学反应的速率，提高单位时间内的产量。 七、化学反应速率及其测定 1.化学反应速率 (1)概念及表达式 ①概念 化学反应速率可以用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示。通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增加来表示。 ②表达式 v＝，其中v表示反应速率，c表示各反应物或生成物浓度，Δc表示其浓度变化(取其绝对值)，t表示时间，Δt表示时间变化。 (2)单位 浓度常以 mol·L－1(或mol/L)为单位，时间常以s、min为单位，故化学反应速率的常用单位为mol/(L·s)、mol/(L·min)(或mol·L－1·s－1、mol·L－1·min－1)等。 (3)同一反应用不同物质表示的反应速率 ①表示方法 对于任意一个化学反应：mA＋nB===pC＋qD，用不同物质表示的化学反应速率分别为：v(A)＝、v(B)＝、v(C)＝、v(D)＝。 ②不同物质反应速率的关系 用不同物质表示同一化学反应在同一时间段内的反应速率时，化学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。 即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 2.化学反应速率的测定 (1)测定原理：利用化学反应中与某一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质进行测定。 (2)测定方法 ①利用能够直接观察的某些性质测定：如通过测量释放出一定体积气体的时间来测定反应速率，或通过测定一定时间内气体压强的变化来测定反应速率。 ②利用科学仪器测量：如在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的颜色时，可利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 关键牢记 (1)由公式v＝计算得到的化学反应速率，是某一时间段的平均速率而不是瞬时速率。 (2)不论是反应物还是生成物，其化学反应速率值都取正值。 (3)固体或纯液体(不是溶液)的物质的量浓度可视为不变的常数，因此，一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。 (4)同一化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率的数值可能不同，但它们表示的意义完全相同，因此，要在反应速率v后标明具体的物质。 八、外界因素对化学反应速率的影响 1.浓度 增大反应物的浓度，化学反应速率加快；减小反应物的浓度，化学反应速率减慢。 【易错提醒】①浓度对速率的影响适用于气体或溶液参与的反应，固体和纯液体的浓度视为常数。②对于离子反应，实际参加反应的离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变。 2.压强 增大压强，引起气体反应物浓度增大，化学反应速率加快；减小压强，引起气体反应物浓度减小，化学反应速率减慢。 【易错提醒】压强对速率的影响适用于有气体参与的反应，且通过浓度对反应速率的影响实现。 3.温度 升高温度，化学反应速率加快；降低温度，化学反应速率减慢。 【易错提醒】温度对反应速率的影响适用于除电化学反应外的绝大多数化学反应，如升高温度，不论吸热反应还是放热反应，不论正反应速率还是逆反应速率，均加快。 4.催化剂 催化剂同等程度的影响正、逆反应速率，正催化剂加快化学反应速率，逆催化剂减慢化学反应速率。 5.其他因素 接触面积、溶剂的性质、光、超声波、磁场、形成原电池等均能影响化学反应速率。 【易错提醒】实际生产生活中，影响一个化学反应速率的因素可能是多方面的。 关键牢记 (1)温度对反应速率的影响具有一致性，升高温度，v正、v逆都增大，降低温度，v正、v逆都减小。 (2)在温度、浓度、催化剂等影响反应速率的因素中，各因素对反应速率的影响程度不同，催化剂为主要因素，其次是温度，最后是浓度。 (3)探究外界因素对化学反应速率的思维模型“实验现象——影响规律——理论解释”，解决实际问题时注意运用证据推理思路和思维认知模型。 九、基元反应与反应历程 1.基元反应 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。如2HI===H2＋I2的两步基元反应为2HI―→H2＋2I·、2I·―→I2。 2.反应机理 先后进行的基元反应反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反应机理。 (1)基元反应的整个过程一般分为：始态→过渡态→终态(或中间体、中间产物)。 关键牢记 在催化循环反应体系中： 催化剂首先直接和原料反应，反应前后存在，反应过程中不存在，催化剂可循环再生，即“失而复得”；而中间体(中间产物)只在反应过程中出现。 十、活化能、碰撞理论 1.活化能与简单碰撞理论 (1)基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。我们把能够发生化学反应的碰撞叫做有效碰撞。发生有效碰撞的分子必须具有足够的能量，这种分子叫做活化分子。 (2)化学反应一般需要一个活化的过程，即能发生反应的分子，必须是先吸收能量后形成活化分子。 (3)活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能(Ea)。 (4)解释化学反应的过程 2.利用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响 活化能大小主要是由反应物自身的性质决定的(改变外界条件也可以改变反应的活化能，如加入催化剂)，即反应物自身的性质影响着化学反应所需的活化能，从而影响化学反应速率的大小。例如：活化能小→普通分子容易变成活化分子→活化分子百分数大→单位体积内活化分子数多→单位时间、单位体积内有效碰撞次数多→化学反应速率大(内因对化学反应速率的影响)。 关键牢记 活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 十一、工业合成氨 1.合成氨反应的特点 合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。已知298 K时：ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J· mol－1·K－1。 (1)自发性：常温(298 K)下，ΔH－TΔS<0，能自发进行。 (2)可逆性：反应为可逆反应。 (3)熵变：ΔS<0，正反应是气体体积缩小的反应。 (4)焓变：ΔH<0，正反应是放热反应。 2.原理分析 根据合成氨反应的特点，利用我们学过的影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析应如何选择反应条件，以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量，请填写下表。 条件 提高反应速率 提高平衡转化率 压强 增大压强 增大压强 温度 升高温度 降低温度 催化剂 使用 无影响 浓度 增大反应物浓度 增大反应物浓度，降低生成物浓度 3.数据分析 根据课本表2-2在不同温度和压强下(初始时N2和H2的体积比为1∶3)，平衡混合物中氨的含量实验数据分析，提高反应速率的条件是升高温度、增大压强；提高平衡混合物中氨的含量的条件是降低温度、增大压强。二者在温度这一措施上是不一致的。实验数据的分析与理论分析的结论是一致的。 十二、工业合成氨的适宜条件 1.合成氨反应条件的选择原则 工业生产中，必须从反应速率和反应限度两个角度选择合成氨的适宜条件。 (1)尽量增大反应物的转化率，充分利用原料。 (2)选择较快的化学反应速率，提高单位时间内的产量。 (3)考虑设备的要求和技术条件。 2.合成氨反应的适宜条件 (1)压强 ①适宜条件：10～30 MPa。 ②选择依据：压强越大，需要的动力越大，对材料的强度和设备的制造要求就越高。 (2)温度 ①适宜条件：400～500 ℃。 ②选择依据：该温度下催化剂的活性最大，反应速率比较快，氨的含量也相对较高。 (3)催化剂 适宜条件：以铁为主体的多成分催化剂(又称铁触媒)。 (4)浓度 ①适宜条件：N2和H2按物质的量之比1∶2.8混合，适时分离出氨气。 ②选择依据：适当提高N2的浓度，来提高H2的转化率。 (5)其他 兼顾环境保护和社会效益，为了提高原料的利用率，未反应的N2和H2循环使用并及时补充N2和H2。 3.合成氨的生产流程 关键牢记 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、高压的能力等 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 十三、化学反应速率与化学平衡图像分析 1.速率——时间图像 反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n＞p＋q，且ΔH＞0 (1)t1时增大反应物的浓度，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，而逆反应速率逐渐增大。 (2)t2时升高温度，正反应和逆反应速率均增大，吸热反应的反应速率增大得快。 (3)t3时减小压强，容器容积增大，浓度变小，正反应速率和逆反应速率均减小，正反应的反应速率减小得多。 (4)t4时使用催化剂，正反应速率和逆反应速率均瞬间增大但仍相等。 2.转化率(或含量)——时间图像 反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n＞p＋q，且ΔH＞0 甲　　　　　乙　　　　　丙 (1)图甲表示压强对反应物转化率的影响，对于气体反应物系数之和大于气体反应产物系数之和的反应，压强越大，反应物的转化率越大。 (2)图乙表示温度对反应物转化率的影响，对于吸热反应，温度越高，反应物的转化率越大。 (3)图丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应物的转化率。 3.恒压(温)线 反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n＞p＋q，且ΔH＞0 分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线，即为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影响。 4.特殊类型图像 (1)对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如图所示，M点前，表示从反应物开始，v(正)>v(逆)；M点为刚达到平衡点；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。 (2)对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如图所示，L线上所有的点都是平衡点。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)。 一、化学反应方向 易错1：某些自发反应需在一定条件下才能自动进行，非自发反应具备了一定条件也能发生。 易错2：对于一个特定的气相反应，熵变的大小取决于反应前后的气体物质的化学计量数大小。 易错3：物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，熵变为正值，是熵增加的过程。 易错4：气体体积增大的反应，熵变通常都是正值，是熵增加的反应；气体体积减小的反应，熵变通常都是负值，是熵减小的反应。 易错5：常见的熵增过程和熵增反应：(1)常见的熵增过程：固体的溶解，气体的扩散，水的汽化等。(2)常见的熵增反应：产生气体的反应，气体物质的量增大的反应 二、化学平衡常数 易错1：化学平衡常数K值的大小是可逆反应进行程度的标志，它能够表示可逆反应进行的程度。一个反应的K值越大，表明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应物的转化率也越大。可以说，化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。 易错2：化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。 易错3：反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，其浓度可看作“1”，而不计入平衡常数表达式中。如H2O(l)的浓度，固体物质的浓度均不写，但水蒸气浓度要写。 易错4：化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变，正、逆反应的平衡常数互为倒数；若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。 三、化学平衡状态及化学平衡移动 易错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。 易错2：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。 易错3：化学反应达到平衡状态的正、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。 易错4：化学反应达平衡状态时，各组分的浓度、百分含量保持不变，但不一定相等。 四、化学反应速率 易错1：化学反应速率一般指反应的平均反应速率而不是瞬时反应速率，且无论用反应物表示还是用生成物表示均取正值。 易错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。 易错3：不能用固体或纯液体物质来表示化学反应速率，因为固体和纯液体物质的浓度可视为常数。 易错4：计算反应速率时，若给出的是物质的量的变化值，不要忘记转化为物质的量浓度的变化值。 易错5：由于固体和纯液体的浓度可视为常数，故改变其用量反应速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积增大将导致反应速率增大。 易错6：改变温度、使用催化剂，反应速率一定发生变化，其他外界因素改变，反应速率是否发生变化要具体情况具体分析。 易错7：其他条件一定，升高温度，不论正反应还是逆反应，不论放热反应还是吸热反应，反应速率都要增大，只不过正、逆反应速率增加的程度不同。 五、工业合成氨 易错1：合成氨反应中，为了提高原料转化率，常采用将未能转化的N2、H2循环使用的措施。 易错2：温度升高k值增加，会加快反应速率；同时加入合适的催化剂能降低合成氨反应的活化能，使合成氨反应的速率提高。 易错3：合成氨反应的正反应是放热反应，升高温度，正、逆反应的反应速率都增大，但是温度对吸热反应的速率影响更大，所以对该反应来说，对逆反应速率影响更大。 易错4：合成氨的正反应是气体体积减小的反应，增大压强，对正反应的反应速率影响更大。 题型1：化学反应速率的计算及快慢比较 1．（26-27高二上·上海浦东新·阶段检测）在反应中，表示该反应速率最快的是 A． B． C． D． 【答案】A 【分析】根据同一反应中各物质的反应速率之比等于其化学计量数之比，将各选项统一换算为后比较。 【解析】A．换算后，； B．； C．换算后，； D．换算后，； 由此可知，A项表示的反应速率最快； 答案选A。 2．（2025·上海·高二阶段检测）已知合成氨反应：     在某温度下，将N2和H2按投料比1:2.8的比例充入容积为2L的恒容密闭容器中，5min后测得NH3的物质的量为0.4mol，则5min内N2的平均反应速率为___________，达到化学平衡后，则N2和H2的转化率之比是___________。 【答案】 0.02 mol·L-1·min-1 【解析】设在某温度下，N2的投料量为n mol，则H2的投料量为2.8n mol，由此可建立反应达5min时的三段式： 则5min内N2的平均反应速率为=0.02 mol·L-1·min-1； 设达平衡时参加反应N2的物质的量为x，则参加反应H2的物质的量为3x，N2的平衡转化率为，H2的平衡转化率为，所以N2和H2的转化率之比是=。 题型2：外界条件对化学反应速率的影响 3．（24-25高二上·上海·期中）下列有关化学反应速率的说法正确的是 A．为了提高与稀硫酸的反应速率，可以将稀硫酸改为浓硫酸 B．的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率减小 C．在容积可变的密闭容器中进行，增加的量反应速率增大 D．在转化为的反应中，保持容器体积不变，通入增大压强，反应速率加快 【答案】B 【解析】A．常温下遇浓硫酸会发生钝化，反应几乎停止，无法提高反应速率，A错误； B．盐酸与锌片反应的实质是与反应，加入氯化钠溶液会稀释溶液，减小，反应速率减小，B正确； C．是固体，其浓度视为常数，增加的量对反应速率无影响，C错误； D．容器体积不变时通入，虽然体系总压强增大，但参与反应的、、的浓度均不变，反应速率不变，D错误； 故选B。 4．（24-25高二上·上海·阶段检测）对绝大多数反应而言，下列条件一定能使反应速率加快的是 A．增加反应物的物质的量 B．升高温度 C．缩小反应容器的体积 D．加入V2O5催化剂 【答案】B 【解析】A．若反应物为固体时，增加反应物的物质的量，反应速率不变，A不符合题意； B．升高温度，活化分子的百分数增大，反应速率增大，B符合题意； C．若反应体系中无气体物质，缩小反应容器的体积，反应速率不变，C不符题意； D．V2O5催化剂可以催化二氧化硫和氧气的反应，但在其它反应中不一定作催化剂，反应速率不一定改变，D不符合题意； 故选B。 题型3：催化剂、活化能与化学反应速率的关系 5．（24-25高二上·上海·期末）是一种绿色氧化剂，在推动绿色生产中发挥着重要作用。已知在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如图所示。下列说法正确的是 A．分解属于吸热反应 B．加入催化剂，减小了反应的焓变 C．加入催化剂，可提高反应的活化能 D．反应物的焓高于生成物的焓 【答案】D 【解析】A．根据图象可知：反应物的总能量高于生成物的总能量，则分解属于放热反应，A错误； B．根据图象可知：有、无催化剂条件下反应物的总能量和生成物的总能量均相同，则加入催化剂，不能改变反应的焓变，B错误； C．催化剂通过改变活化能来改变反应速率，加入催化剂，可降低反应的活化能，C错误； D．该反应是放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，即反应物的焓高于生成物的焓，D正确； 故选D。 6．（24-25高二上·上海闵行·阶段检测）下列有关有效碰撞理论和活化能的认识，错误的是 A．增大反应物浓度，可以提高活化分子百分数，故提高反应速率 B．温度升高，活化分子百分数增加，增加单位时间有效碰撞的次数，故反应速率增大 C．选用适当的催化剂，降低活化能，活化分子百分数增加，增加单位时间有效碰撞的次数，故反应速率增大 D．和的反应活化能接近于零，反应几乎在瞬间完成 【答案】A 【解析】A．增大反应物浓度，活化分子百分数不变，可以提高单位体积内活化分子数目，故提高反应速率，A错误； B．温度升高，分子能量增加，活化分子百分数增加，增加单位时间有效碰撞的次数，故反应速率增大，B正确； C．选用适当的催化剂，可以降低活化能，增加活化分子百分数，增加单位时间有效碰撞的次数，故反应速率增大，C正确； D．和的反应活化能接近于零，反应速率很快，反应几乎在瞬间完成，D正确； 故选A。 题型4：化学平衡状态的判断 7．（25-26高二上·上海·期中）一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)+Z(g)，以下说明该反应达到化学平衡状态的是 A．混合气体的总物质的量不再变化 B．反应容器中Y的质量分数不变 C．X的分解速率与Y的消耗速率相等 D．单位时间内生成1molY的同时消耗2molX 【答案】B 【解析】A．该反应前后气体总分子数相等，混合气体的总物质的量始终为定值，因此总物质的量不再变化不能说明反应达到平衡，A不符合题意； B．反应容器中Y的质量分数不变，说明Y的物质的量不再随时间改变，各组分含量保持恒定，反应达到平衡状态，B符合题意； C．X的分解速率为正反应速率，Y的消耗速率为逆反应速率，平衡时二者速率比应等于化学计量数比2:1，速率相等时正逆反应速率不相等，未达到平衡，C不符合题意； D．生成Y和消耗X均为正反应方向的变化，二者始终满足化学计量数关系，无法说明正逆反应速率相等，不能判断反应达到平衡，D不符合题意； 故选B。 8．（24-25高二下·上海·期中）在一个恒温恒容的密闭容器中进行合成氨反应，下列证据能判断反应已达平衡状态的是 A． B．气体密度不再变化 C．每消耗就同时消耗 D．混合气体的平均摩尔质量不再变化 【答案】D 【解析】A．3v(H2)逆 = v(N₂)正时正逆反应速率不相等，反应未达到平衡状态，A错误； B．气体密度=，反应前后总质量守恒，容器体积恒定，因此密度始终不变，无法判断是否达到平衡，B错误； C．消耗1mol N2（正反应）对应生成2mol NH3，而此时消耗1mol NH3（逆反应），说明反应未达平衡，C错误； D．平均摩尔质量=，总质量不变，但总物质的量随反应减少（4mol→2mol），当总物质的量不再变化时，平均摩尔质量也不再变化，说明反应达平衡，D正确； 故选D。 题型5：外界条件对化学平衡的影响 9．（25-26高二上·上海嘉定·阶段检测）在容积不变的密闭容器中发生反应；  ，830℃时反应的平衡常数是1.0，下列说法正确的是 A．容器内的压强不变时，说明反应达到平衡状态 B．830℃时，充入0.1 mol CO和0.3 mol 保持温度不变，CO平衡转化率为75% C．若平衡时移走，正反应速率加快，平衡正向移动 D．900℃时，某时刻、、CO和的浓度均为，此时反应向正向进行 【答案】B 【解析】A．该反应前后气体总物质的量相等，容积固定时容器内压强始终不随反应进程发生变化，因此压强不变无法说明反应达到平衡状态，A错误； B．设平衡时CO转化的物质的量为，则平衡时，，，平衡常数，解得，CO平衡转化率为，B正确； C．平衡时移走，产物浓度降低，平衡正向移动，但移走瞬间反应物浓度不变，正反应速率瞬间不变，随后逐渐减小，正反应速率加快的说法错误，C错误； D．反应，升高温度平衡逆向移动，900℃时平衡常数，此时浓度商，反应向逆反应方向进行，D错误； 故选B。 10．（24-25高二上·上海·期中）可以判断化学平衡一定发生移动的是 A．增大压强 B．加入催化剂 C．化学平衡常数发生改变 D．正、逆反应速率的改变 【答案】C 【解析】A．对于反应前后气体总物质的量不变的可逆反应，增大压强时正、逆反应速率同等程度增大，平衡不移动，A错误； B．加入催化剂会同等程度改变正、逆反应速率，仅改变反应达到平衡的时间，平衡不移动，B错误； C．化学平衡常数仅与温度有关，若发生改变说明反应温度一定改变，任何化学反应都伴随能量变化，温度改变平衡一定发生移动，C正确； D．若正、逆反应速率是同等程度的改变，平衡不移动，D错误； 故选C。 题型6：化学平衡原理在化工生产中的应用 11．（24-25高二上·上海·期中）下列关于合成氨工艺的理解，正确的是 A．当温度、压强一定时，在原料气中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率 B．增大体系的压强能增大活化分子的百分数，从而加快反应速率 C．合成氨反应选择在高温条件下进行是为了使平衡向正反应方向移动 D．原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生 【答案】D 【解析】A．温度、压强一定时添加惰性气体，容器体积增大，反应物、生成物分压均减小，合成氨反应正反应为气体分子数减小的反应，平衡逆向移动，平衡转化率降低，A错误； B．增大压强只能增大单位体积内活化分子数目，活化分子百分数不变，因此加快反应速率的原因不是增大活化分子百分数，B错误； C．合成氨反应正反应为放热反应，高温条件下平衡向逆反应方向移动，选择高温是为了加快反应速率、使催化剂达到最佳活性温度，C错误； D．原料气中的杂质会导致合成氨所用的催化剂中毒，部分杂质还可能引发爆炸等安全事故，因此原料气须经过净化处理，D正确； 故选D。 12．（24-25高二上·上海·期中）下列叙述中，不能用勒夏特列原理解释的是 A．由和组成的平衡体系，加压后颜色加深 B．工业合成氨在高压的条件下进行 C．工业生产硫酸的过程中使用过量的氧气，以提高二氧化硫的转化率 D．实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气 【答案】A 【解析】A．加压时体积缩小，浓度瞬间增大导致颜色加深，即使平衡不移动该现象也会发生，不能用勒夏特列原理解释，A错误； B．合成氨反应为，正反应气体分子数减小，高压使平衡正向移动，提高产率，能用勒夏特列原理解释，B正确； C．硫酸生产中存在反应，过量使平衡正向移动，提高转化率，能用勒夏特列原理解释，C正确； D．与水存在平衡，饱和食盐水中浓度大，平衡逆向移动，降低溶解度，能用勒夏特列原理解释，D正确； 故选A。 题型7：化学平衡常数的应用 13．（25-26高二上·上海嘉定·期中）下列说法正确的是 A．平衡常数改变，平衡一定移动 B．平衡常数不变，平衡一定不移动 C．浓度改变，说明平衡一定移动了 D．反应速率改变，说明平衡一定移动了 【答案】A 【解析】A．平衡常数仅与温度有关，平衡常数改变说明温度发生改变，温度变化一定会使平衡发生移动，A正确； B．平衡常数不变仅说明温度不变，若改变压强、浓度等其他条件，平衡仍可能发生移动，例如恒温下增大合成氨反应的压强，平衡正向移动但平衡常数不变，B错误； C．浓度改变平衡不一定移动，例如反应，压缩容器体积时各物质浓度均增大，但反应前后气体分子数相等，平衡不移动，C错误； D．反应速率改变平衡不一定移动，例如加入催化剂，正、逆反应速率同等程度增大，平衡不发生移动，D错误； 故选A。 14．（25-26高二上·上海·阶段检测）在固定容积密闭容器中，进行如下反应 ΔH＜0 (条件省略)，其平衡常数K与温度T的关系如下表： T/K 298 398 498 平衡常数K 4.1×105 (1)写出该反应的平衡常数表达式___________。 (2)判断___________。 A．>  　　　B．=  　　C．< (3)下列反应能说明该反应达到平衡状态的是___________。 A．混合气体密度保持不变 B．容器内压强保持不变 C．、的转化率相等 D． 【答案】(1) (2)> (3)B 【解析】（1）根据平衡常数的定义可知，平衡常数的表达式为； （2）该反应的ΔH＜0，温度升高，K值减小，故K1> K2； （3）A．混合气体密度，混合气体总质量是定值，容器体积恒定，故混合气体的密度始终是一个定值，其保持不变不能判定平衡，A错误 B．恒温恒容条件下，容器内压强与容器内气体的物质的量成正比，随着反应的进行，容器内气体的物质的量不断较小，当容器内压强保持不变时，说明反应达到平衡状态，B正确； C．如果起始投料时，、的投入量按照化学计量数之比，即1:3投料，则、的转化率始终相等，因此无法用来判定平衡状态，C错误；     D． 满足的关系，才能说明反应到达平衡状态，D错误； 故答案选B。 题型8：化学反应方向的判断 15．（25-26高二上·上海嘉定·期中）已知  ，下列关于该反应自发情况的说法正确的是 A．低温能自发 B．高温能自发 C．任意温度都能自发 D．任意温度都不能自发 【答案】A 【解析】该反应，反应后气体总物质的量减少，混乱度降低，故，根据吉布斯自由能公式，低温时较小，可满足，反应能自发，A正确； 故选A。 16．（23-24高二上·上海·期中）工业合成氨的反应为，关于合成氨反应的ΔH和ΔS的说法正确的是 A．ΔH＜0，ΔS＜0 B．ΔH＜0，ΔS >0 C．ΔH >0，ΔS＜0 D．ΔH >0，ΔS >0 【答案】A 【解析】合成氨反应为放热反应，故；该反应为气体分子数减小的反应，体系混乱度减小，故，故选A。 题型9：化学反应速率与化学平衡图像 17．（25-26高二上·上海普陀·期中）已知某可逆反应在密闭容器中进行，下图表示在反应物起始浓度不变时，不同时间、温度、压强与生成物的百分含量的关系曲线。 （1）对于图中的温度和压强说法正确的是__________。 A．； B．； C．； D．； （2）对于该反应说法正确的是__________。 A．； B．； C．； D．； （3）比较图中、、三点的平衡常数大小，正确的是__________。 A． B． C． D． （4）比较图中、、三点反应物的转化率的大小，正确的是__________。 A． B． C． D． 【答案】（1）B （2）D （3）D （4）A 【解析】（1）压强均为p2时，比较温度不同，即比较曲线T1、p2与曲线T2、p2，根据先出现拐点，先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度高，则T1＞T2；同理，温度均为T1，比较压强不同，即比较曲线T1、p1与曲线T1、p2，根据先出现拐点，先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的压强高，则p1＜p2，故选B； （2）因为T1＞T2，由图知温度越高，B%越低，说明升温平衡向逆反应进行，升高温度，平衡向吸热方向移动，故正反应为放热反应，即ΔH<0；已知p1＜p2，由图知压强越大，B%越高，说明加压平衡向正反应进行，增大压强，平衡向体积减小的方向移动，所以m+n<p；故选D； （3）平衡常数只与温度有关，、两点温度相同，则平衡常数相等，点温度高于点，该反应ΔH<0，升高温度平衡向逆反应进行，平衡常数减小，则，故选D； （4）生成物的百分含量越大，说明反应物的转化率越大，即，故选A。 18．（24-25高二下·上海·期末）在容积一定的密闭容器中，可逆反应：A2(g)+B2(g)C(g) 符合下列图Ⅰ所示关系。由此推断，对图Ⅱ的说法正确的是 A．P3<P4，Y轴表示A2的转化率 B．P3<P4，Y轴表示A2的浓度 C．P3>P4，Y轴表示混合气体的密度 D．P3>P4，Y轴表示混合气体的平均摩尔质量 【答案】D 【分析】由图Ⅰ可知，温度为T1时，根据到达平衡的时间可知P2＜P1，且压强越大，C的含量越高，则平衡向正反应方向移动；压强为P2时，根据到达平衡的时间可知T1＜T2，且温度越高，C的含量越低，说明平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应。 【解析】A．P3＜P4，在温度相同条件下，增大压强平衡向正反应移动，A2的转化率增大，同时升高温度平衡向逆反应移动，A2的转化率降低，图象与实际不符，故A错误； B．P3＜P4，在温度相同条件下，增大压强平衡向正反应移动，A2的浓度降低，同时升高温度平衡向逆反应移动，A2的浓度增大，图象与实际不符，故B错误； C．P3＞P4，在温度相同条件下，增大压强平衡向正反应移动，但混合气体的质量不变，容器的体积不变，密度不变，升高温度平衡向逆反应移动，但混合气体的质量不变，容器的体积不变，密度不变，图象与实际不相符，故C错误； D．P3＞P4，在相同温度下增大压强平衡向正反应方向移动，混合气体的总质量不变，总的物质的量减小，混合气的平均摩尔质量增大，升高温度，平衡向逆反应方向移动，混合气体总的物质的量增大，混合气的平均摩尔质量减小，图象与实际相符，故D正确。 答案选D。 技巧1：化学反应速率大小的比较方法 由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应的快慢不能只看数值的大小，而要进行一定的转化。 (1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。 (2)换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。 (3)比较化学反应速率与化学计量数的比值，即对于一般反应aA＋bB===cC＋dD，比较与，若＞，则A表示的反应速率比B的大。 技巧2：平衡转化率的分析与判断方法 (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的转化率提高，A的转化率降低。 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。 同倍增大c(A)和c(B) (2)反应mA(g)nB(g)＋qC(g)的转化率分析 在T、V不变时，增加A的量，等效于压缩容器体积，A的转化率与化学计量数有关。 增大c(A) 技巧3：化学反应速率与化学平衡图像解题技巧 (1)先拐先平 在含量(转化率)—时间曲线中，先出现拐点的先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。 (2)定一议二 当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。 (3)三步分析法 一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。 技巧4：催化剂、活化能与化学反应速率的关系 →→→→→ 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。 技巧5：有关化学反应速率的图像分析方法 （1）认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理挂钩。 （2）看清起点，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。 （3）抓住变化趋势，分清正、逆反应，吸、放热反应。升高温度时，v(吸)＞v(放)，在速率－时间图上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变，大变和小变。例如，升高温度，v(吸)大增，v(放)小增；增大反应物浓度，v(正)突变，v(逆)渐变。 技巧6：判断化学平衡状态的方法——“正逆相等，变量不变” — | — 技巧7：构建“过渡态”判断两个平衡状态的联系 (1)构建等温等容平衡思维模式：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。 (2)构建等温等压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)：新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。 技巧8：解答化学平衡移动题目的思维模型 技巧9：化学平衡的计算方法——“三段式法” 化学平衡的计算模式可采取“三段式”的方式，依题意，列出化学方程式，并计算。“三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时要注意清楚有条理地列出起始量、转化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位统一。 (1)计算步骤： —写出有关化学平衡的化学方程式。 　| —标示出各物质的起始量、转化量、平衡量。 　| — (2)具体方法： 可按下列模式进行计算：如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L－1、b mol·L－1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L－1。 技巧10：化学平衡常数计算“四要求” 有关K的计算要明确题目要求，一般有四种情况： ①写出K的表达式——只要求写出化学平衡常数的表达式。 ②写出K的计算式——只要求写出K的计算式而不要求计算结果。 ③列式计算K——写出K的计算式(计算过程)并求出最后计算结果。 ④求K的数值——只要直接给出K的计算结果即可。 另外，还要注意看计算时是否要求带单位，若无特别要求，一般不用带单位。 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始/(mol·L－1) a b 0 0 变化/(mol·L－1) mx nx px qx 平衡/(mol·L－1) a－mx b－nx px qx 相关计算： ①平衡常数：K＝。 ②A的平衡转化率：α平(A)＝×100%。 ③A的物质的量分数： w(A)＝×100%。 ④混合气体的密度：ρ混＝。 ⑤混合气体的平均相对分子质量：＝。 　　　　　　 学科网（北京）股份有限公5 / 5 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 $ 专题02 化学反应的方向、限度和速率 一、自发过程与自发反应的比较 自发过程 自发反应 含义 在一定条件下， 就能自发进行的过程 在给定的条件下，可以 进行到显著程度的化学反应 特征 具有 ，即过程的某个方向在一定条件下自发进行，而该过程逆方向在该条件下肯定 举例 高山流水，自由落体，冰雪融化 钢铁生锈 应用 (1)可被用来完成有用功。如H2燃烧可设计成原电池 (2)非自发过程要想发生，必须对它做功。如通电将水分解为H2和O2 关键牢记 ①热量是指因温度不同而在系统与环境之间交换或传递的能量，用符号Q表示。 ②除热以外，其他各种形式传递的能量都称为功， 用符号W表示。系统因体积变化所做的功称为体积功，除体积功以外，其他的功如电功、机械功、光能等都称为非体积功，或称其他功。 ③系统与环境可以根据需要来划分，有一定的人为性。 二、化学反应进行方向的判据 1.焓变与化学反应的方向 (1)放热反应过程中体系能量 ，因此具有 进行的倾向，科学家提出用焓变(能量变化)来判断反应进行的方向，这就是焓判据(能量判据)。 (2)焓变与化学反应进行方向的关系 ①大多数放热反应是可以自发进行的。例如燃烧反应、中和反应等。 ②有些吸热反应也可以自发进行，如： 2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋109.8 kJ·mol－1。 (3)结论：反应的焓变是制约化学反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一因素。 2.熵变与化学反应的方向 （1）熵的含义 自发过程的体系趋向于由 转变为 ，体系的混乱度 。体系的混乱度常用熵来描述，熵的概念是表示体系的 程度的物理量，其符号为S。熵值越大，体系的 越大。 （2）影响熵大小的因素 ①同一条件下，不同的物质熵值 。 ②同一物质的熵与其聚集状态及外界条件有关，如对同一种物质不同状态时熵值大小为S(g) S(l) S(s)。 ③物质的量越大，分子数越多，熵值越 。 （3）结论：熵变是影响反应自发进行的因素之一，但不是唯一因素。 3.自由能与化学反应的方向 (1)自由能 ΔG＝ 。ΔG不仅与焓变和熵变有关，还与温度有关。ΔG单位：kJ·mol－1。T：开尔文温度，单位K。 (2)反应方向与自由能的关系 化学反应总是向着 的方向进行，直到体系 。 2 当ΔG＜0时，反应 自发进行； ②当ΔG＝0时，反应处于 ； ③当ΔG＞0时，反应 自发进行。 类型 ΔH ΔS ΔH－TΔS 反应的自发性 1 <0 >0 ΔG<0 一定能自发 2 >0 <0 ΔG>0 一定不能自发 3 <0 <0 ΔG的正负决定于温度 低温能自发 4 >0 >0 高温能自发 关键牢记 常见的熵增过程和熵增反应 (1)常见的熵增过程：固体的溶解，气体的扩散，水的汽化等。 (2)常见的熵增反应：产生气体的反应，气体物质的量增大的反应。 三、化学平衡状态 1.化学平衡状态的概念 在一定条件下的可逆反应体系中，当正、逆反应的速率 时，反应物和生成物的浓度均 ，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”，这时的状态称为化学平衡状态，简称化学平衡。 2.化学平衡状态的特征 化学平衡的特征可以概括为逆、等、动、定、变。 (1)逆：研究的对象是 反应。 (2)等：化学平衡的条件是v正和v逆 。 (3)动：化学平衡是一种动态平衡，此时反应并未停止。 (4)定：当可逆反应达到平衡时，各组分的质量(或浓度)为一 。 (5)变：若外界条件改变，平衡可能发生 ，并在新条件下建立新的平衡。 关键牢记 (1)可逆反应达到平衡状态后，反应并没有停止，而是反应在该条件下进行到最大限度。 (2)可逆反应达到平衡后，各组分的浓度保持不变，并不是各组分的浓度相等。 四、化学平衡常数 1.浓度商 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在任意时刻的 称为浓度商，常用 表示。 2.化学平衡常数 (1)表达式 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，平衡常数的表达式为K＝。 (2)注意事项 ①化学平衡常数只与 有关，与反应物或生成物的浓度无关。 ②反应物或生成物中有固体或纯液体存在时，由于其浓度可看作“1”而不代入公式。 ③化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数，由于化学方程式的书写不同，平衡常数的表达式不同，如N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，K＝a则有：2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)，K′＝；N2＋H2NH3，K″＝。 (3)意义 K越大→平衡体系中生成物所占的比例 →正反应进行的程度 →反应进行得越 →平衡时反应物的转化率 ；反之，K越小，该反应进行得越不完全，平衡时反应物的转化率就越小。一般来说，当K>105时，该反应就进行得基本完全了。 3.利用浓度商、化学平衡常数判断反应方向 Q＜K，反应向 反应方向进行； Q＝K，反应处于 状态； Q＞K，反应向 反应方向进行。 4.化学平衡常数的应用 （1）考查化学平衡常数(K)的计算方法——三段式法 三段式法就是依据化学方程式列出各物质的起始量、变化量和平衡量，然后根据已知条件建立代数等式而进行解题的一种方法。这是解答化学平衡计算题的一种“万能方法”，只要已知起始量和转化率就可用平衡模式法解题。对于反应前后气体体积变化的反应，如果已知反应前气体的总物质的量与反应后气体的总物质的量的差值，也可用差量法解题。 （2）考查利用K值变化判断反应的 其他条件不变时，若正反应是吸热反应，由于升高(或降低)温度时平衡向正(或逆)反应方向移动，K值增大(或减小)；若正反应是放热反应，由于升高(或降低)温度时平衡向逆(或正)反应方向移动，K值减小(或增加)；所以温度升高时平衡常数可能增大，也可能减小，但不会不变。 （3）考查可逆反应是否达到 状态及反应 的判断 在温度一定的条件下，判断一个化学反应是否达到平衡的根据是：计算出来某一时刻该反应的浓度商Q，将其与平衡常数K进行比较，如果二者相等，则说明反应已达到平衡状态，否则该反应处于非平衡状态。如果反应中有固体或纯液体参加，则它们的浓度不列入平衡常数表达式中，一般步骤为设任一时刻的浓度商(即同样应用K的计算式，但为某一时刻的)为Q，若Q＝K，说明反应平衡；Q>K，说明反应向逆向进行；Q<K，说明反应向正向进行。 （4）考查利用K计算 和反应物的 依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度)，从而计算反应物的转化率。对于反应：aA＋bBcC＋dD，反应物A的转化率可以表示为α(A)＝×100%＝×100%＝×100%。 关键牢记 (1)化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关，对于同一个化学反应，由于书写方式不同，各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数的表达式不同。K与化学计量数等倍扩大或缩小成幂指数关系。 (2)对于给定的化学反应，正、逆反应的平衡常数互为倒数。 (3)若两反应的平衡常数分别为K1、K2，则： ①若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1·K2。 ②若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝。 (4)由于一个化学反应的某一平衡常数表达式与该反应化学方程式的一种表示形式相对应，因此不能笼统地说某一反应的平衡常数是多少。 五、化学平衡的移动 1.含义： 在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态后，如果改变反应条件，平衡状态被破坏，平衡体系的物质组成也会随着改变，直至达到 的过程。 2.实质：改变条件后 (1)v正 v逆。 (2)各组分的百分含量发生改变。 3.图示 关键牢记 中文叙述燃烧热、中和热时可不带"负号"（如"CH4 的燃烧热为 891 kJ·mol-1"），但用 ΔH 表示时一定要带"负号"（ΔH＝－891 kJ·mol-1）。 六、影响化学平衡的因素 1.浓度对化学平衡的影响 在其他条件不变时 (1)增大反应物浓度，化学平衡向 方向移动。 (2)减小生成物浓度，化学平衡向 方向移动。 (3)增大生成物浓度，化学平衡向 方向移动。 (4)减小反应物浓度，化学平衡向 方向移动。 2.压强对化学平衡的影响 在其他条件不变时增大压强，化学平衡向 的方向移动，减小压强，化学平衡向 的方向移动。反应后气体的总体积没有变化的可逆反应，增大或减小压强都不能使化学平衡发生移动。 3.温度对化学平衡的影响 在其他条件不变时，升高温度，化学平衡向 方向移动，降低温度会使化学平衡向 方向移动。 4.催化剂对化学平衡的影响 使用催化剂，正、逆反应速率增大的倍数 ，化学平衡 移动。其图像如下： 5.勒夏特列原理 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。这就是勒夏特列原理。 关键牢记 （1）压强改变只影响有气体参加或生成且总体积发生变化的可逆反应，对于只涉及固体或纯液体的反应，压强的影响不予考虑。 （2）平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不是“消除”外界条件的影响，更不是“扭转”外界条件的影响。 （3）催化剂能够同等程度改变正、逆反应的速率，所以使用催化剂不能使平衡发生移动，但是可以改变达到平衡所需要的时间。工业生产往往使用催化剂，其目的是加快化学反应的速率，提高单位时间内的产量。 七、化学反应速率及其测定 1.化学反应速率 (1)概念及表达式 ①概念 化学反应速率可以用单位时间内反应物或生成物的浓度变化来表示。通常用单位时间内 的减小或 的增加来表示。 ②表达式 v＝，其中v表示反应速率，c表示各反应物或生成物浓度，Δc表示其浓度变化(取其绝对值)，t表示时间，Δt表示时间变化。 (2)单位 浓度常以 mol·L－1(或mol/L)为单位，时间常以s、min为单位，故化学反应速率的常用单位为 )(或 )等。 (3)同一反应用不同物质表示的反应速率 ①表示方法 对于任意一个化学反应：mA＋nB===pC＋qD，用不同物质表示的化学反应速率分别为：v(A)＝、v(B)＝、v(C)＝、v(D)＝。 ②不同物质反应速率的关系 用不同物质表示同一化学反应在同一时间段内的反应速率时， 之比等于化学方程式中各物质的 之比。 即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 2.化学反应速率的测定 (1)测定原理：利用化学反应中与某一种化学物质的浓度(或质量)相关的性质进行测定。 (2)测定方法 ①利用能够直接观察的某些性质测定：如通过测量释放出一定 的时间来测定反应速率，或通过测定一定时间内 的变化来测定反应速率。 ②利用科学仪器测量：如在溶液中，当反应物或生成物本身有较明显的 时，可利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 关键牢记 (1)由公式v＝计算得到的化学反应速率，是某一时间段的平均速率而不是瞬时速率。 (2)不论是反应物还是生成物，其化学反应速率值都取正值。 (3)固体或纯液体(不是溶液)的物质的量浓度可视为不变的常数，因此，一般不用固体或纯液体表示化学反应速率。 (4)同一化学反应中，用不同物质表示的化学反应速率的数值可能不同，但它们表示的意义完全相同，因此，要在反应速率v后标明具体的物质。 八、外界因素对化学反应速率的影响 1.浓度 增大反应物的浓度，化学反应速率 ；减小反应物的浓度，化学反应速率 。 【易错提醒】①浓度对速率的影响适用于气体或溶液参与的反应，固体和纯液体的浓度视为常数。②对于离子反应，实际参加反应的离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变。 2.压强 增大压强，引起气体反应物浓度 ，化学反应速率 ；减小压强，引起气体反应物浓度 ，化学反应速率 。 【易错提醒】压强对速率的影响适用于有气体参与的反应，且通过浓度对反应速率的影响实现。 3.温度 升高温度，化学反应速率 ；降低温度，化学反应速率 。 【易错提醒】温度对反应速率的影响适用于除电化学反应外的绝大多数化学反应，如升高温度，不论吸热反应还是放热反应，不论正反应速率还是逆反应速率，均加快。 4.催化剂 催化剂同等程度的影响正、逆反应速率，正催化剂 化学反应速率，逆催化剂 化学反应速率。 5.其他因素 接触面积、溶剂的性质、光、超声波、磁场、形成原电池等均能影响化学反应速率。 【易错提醒】实际生产生活中，影响一个化学反应速率的因素可能是多方面的。 关键牢记 (1)温度对反应速率的影响具有一致性，升高温度，v正、v逆都增大，降低温度，v正、v逆都减小。 (2)在温度、浓度、催化剂等影响反应速率的因素中，各因素对反应速率的影响程度不同，催化剂为主要因素，其次是温度，最后是浓度。 (3)探究外界因素对化学反应速率的思维模型“实验现象——影响规律——理论解释”，解决实际问题时注意运用证据推理思路和思维认知模型。 九、基元反应与反应历程 1.基元反应 大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中 都称为基元反应。如2HI===H2＋I2的两步基元反应为2HI―→H2＋2I·、2I·―→I2。 2.反应机理 先后进行的 反映了化学反应的反应历程，反应历程又称 。 (1)基元反应的整个过程一般分为：始态→过渡态→终态(或中间体、中间产物)。 关键牢记 在催化循环反应体系中： 催化剂首先直接和原料反应，反应前后存在，反应过程中不存在，催化剂可循环再生，即“失而复得”；而中间体(中间产物)只在反应过程中出现。 十、活化能、碰撞理论 1.活化能与简单碰撞理论 (1)基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞。我们把能够发生化学反应的碰撞叫做 。发生有效碰撞的分子必须具有足够的能量，这种分子叫做 。 (2)化学反应一般需要一个活化的过程，即能发生反应的分子，必须是先 能量后形成活化分子。 (3)活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能(Ea)。 (4)解释化学反应的过程 2.利用碰撞理论解释外界条件对化学反应速率的影响 活化能大小主要是由 的性质决定的(改变外界条件也可以改变反应的活化能，如加入催化剂)，即反应物自身的性质影响着化学反应所需的活化能，从而影响化学反应速率的大小。例如：活化能小→普通分子容易变成活化分子→活化分子百分数大→单位体积内活化分子数多→单位时间、单位体积内有效碰撞次数多→化学反应速率大(内因对化学反应速率的影响)。 关键牢记 活化分子、有效碰撞与反应速率的关系 十一、工业合成氨 1.合成氨反应的特点 合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。已知298 K时：ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J· mol－1·K－1。 (1)自发性：常温(298 K)下，ΔH－TΔS 0， 自发进行。 (2)可逆性：反应为 反应。 (3)熵变：ΔS 0，正反应是气体体积 的反应。 (4)焓变：ΔH 0，正反应是 反应。 2.原理分析 根据合成氨反应的特点，利用我们学过的影响反应速率的因素和勒夏特列原理分析应如何选择反应条件，以增大合成氨的反应速率、提高平衡混合物中氨的含量，请填写下表。 条件 提高反应速率 提高平衡转化率 压强 温度 催化剂 浓度 反应物浓度 反应物浓度， 生成物浓度 3.数据分析 根据课本表2-2在不同温度和压强下(初始时N2和H2的体积比为1∶3)，平衡混合物中氨的含量实验数据分析，提高反应速率的条件是 温度、 压强；提高平衡混合物中氨的含量的条件是 温度、 压强。二者在 这一措施上是不一致的。实验数据的分析与理论分析的结论是一致的。 十二、工业合成氨的适宜条件 1.合成氨反应条件的选择原则 工业生产中，必须从 和 两个角度选择合成氨的适宜条件。 (1)尽量增大反应物的 ，充分利用原料。 (2)选择较快的 ，提高单位时间内的产量。 (3)考虑设备的要求和技术条件。 2.合成氨反应的适宜条件 (1)压强 ①适宜条件： 。 ②选择依据：压强越大，需要的动力越大，对材料的强度和设备的制造要求就越高。 (2)温度 ①适宜条件： 。 ②选择依据：该温度下催化剂的活性 ，反应速率比较快，氨的含量也相对较高。 (3)催化剂 适宜条件：以铁为主体的多成分催化剂(又称铁触媒)。 (4)浓度 ①适宜条件：N2和H2按物质的量之比1∶2.8混合，适时分离出 。 ②选择依据：适当提高 的浓度，来提高H2的转化率。 (5)其他 兼顾环境保护和社会效益，为了提高原料的 ，未反应的N2和H2循环使用并及时补充N2和H2。 3.合成氨的生产流程 关键牢记 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、高压的能力等 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 十三、化学反应速率与化学平衡图像分析 1.速率——时间图像 反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n＞p＋q，且ΔH＞0 (1)t1时增大反应物的浓度，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，而逆反应速率逐渐增大。 (2)t2时升高温度，正反应和逆反应速率均增大，吸热反应的反应速率增大得快。 (3)t3时减小压强，容器容积增大，浓度变小，正反应速率和逆反应速率均减小，正反应的反应速率减小得多。 (4)t4时使用催化剂，正反应速率和逆反应速率均瞬间增大但仍相等。 2.转化率(或含量)——时间图像 反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n＞p＋q，且ΔH＞0 甲　　　　　乙　　　　　丙 (1)图甲表示压强对反应物转化率的影响，对于气体反应物系数之和大于气体反应产物系数之和的反应，压强越大，反应物的转化率越大。 (2)图乙表示温度对反应物转化率的影响，对于吸热反应，温度越高，反应物的转化率越大。 (3)图丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应物的转化率。 3.恒压(温)线 反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n＞p＋q，且ΔH＞0 分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线，即为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影响。 4.特殊类型图像 (1)对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如图所示，M点前，表示从反应物开始，v(正)>v(逆)；M点为刚达到平衡点；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。 (2)对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如图所示，L线上所有的点都是平衡点。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)。 一、化学反应方向 易错1：某些自发反应需在一定条件下才能自动进行，非自发反应具备了一定条件也能发生。 易错2：对于一个特定的气相反应，熵变的大小取决于反应前后的气体物质的化学计量数大小。 易错3：物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，熵变为正值，是熵增加的过程。 易错4：气体体积增大的反应，熵变通常都是正值，是熵增加的反应；气体体积减小的反应，熵变通常都是负值，是熵减小的反应。 易错5：常见的熵增过程和熵增反应：(1)常见的熵增过程：固体的溶解，气体的扩散，水的汽化等。(2)常见的熵增反应：产生气体的反应，气体物质的量增大的反应 二、化学平衡常数 易错1：化学平衡常数K值的大小是可逆反应进行程度的标志，它能够表示可逆反应进行的程度。一个反应的K值越大，表明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应物的转化率也越大。可以说，化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。 易错2：化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。 易错3：反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，其浓度可看作“1”，而不计入平衡常数表达式中。如H2O(l)的浓度，固体物质的浓度均不写，但水蒸气浓度要写。 易错4：化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变，正、逆反应的平衡常数互为倒数；若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。 三、化学平衡状态及化学平衡移动 易错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。 易错2：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。 易错3：化学反应达到平衡状态的正、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。 易错4：化学反应达平衡状态时，各组分的浓度、百分含量保持不变，但不一定相等。 四、化学反应速率 易错1：化学反应速率一般指反应的平均反应速率而不是瞬时反应速率，且无论用反应物表示还是用生成物表示均取正值。 易错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。 易错3：不能用固体或纯液体物质来表示化学反应速率，因为固体和纯液体物质的浓度可视为常数。 易错4：计算反应速率时，若给出的是物质的量的变化值，不要忘记转化为物质的量浓度的变化值。 易错5：由于固体和纯液体的浓度可视为常数，故改变其用量反应速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积增大将导致反应速率增大。 易错6：改变温度、使用催化剂，反应速率一定发生变化，其他外界因素改变，反应速率是否发生变化要具体情况具体分析。 易错7：其他条件一定，升高温度，不论正反应还是逆反应，不论放热反应还是吸热反应，反应速率都要增大，只不过正、逆反应速率增加的程度不同。 五、工业合成氨 易错1：合成氨反应中，为了提高原料转化率，常采用将未能转化的N2、H2循环使用的措施。 易错2：温度升高k值增加，会加快反应速率；同时加入合适的催化剂能降低合成氨反应的活化能，使合成氨反应的速率提高。 易错3：合成氨反应的正反应是放热反应，升高温度，正、逆反应的反应速率都增大，但是温度对吸热反应的速率影响更大，所以对该反应来说，对逆反应速率影响更大。 易错4：合成氨的正反应是气体体积减小的反应，增大压强，对正反应的反应速率影响更大。 题型1：化学反应速率的计算及快慢比较 1．（26-27高二上·上海浦东新·阶段检测）在反应中，表示该反应速率最快的是 A． B． C． D． 2．（2025·上海·高二阶段检测）已知合成氨反应：     在某温度下，将N2和H2按投料比1:2.8的比例充入容积为2L的恒容密闭容器中，5min后测得NH3的物质的量为0.4mol，则5min内N2的平均反应速率为___________，达到化学平衡后，则N2和H2的转化率之比是___________。 题型2：外界条件对化学反应速率的影响 3．（24-25高二上·上海·期中）下列有关化学反应速率的说法正确的是 A．为了提高与稀硫酸的反应速率，可以将稀硫酸改为浓硫酸 B．的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率减小 C．在容积可变的密闭容器中进行，增加的量反应速率增大 D．在转化为的反应中，保持容器体积不变，通入增大压强，反应速率加快 4．（24-25高二上·上海·阶段检测）对绝大多数反应而言，下列条件一定能使反应速率加快的是 A．增加反应物的物质的量 B．升高温度 C．缩小反应容器的体积 D．加入V2O5催化剂 题型3：催化剂、活化能与化学反应速率的关系 5．（24-25高二上·上海·期末）是一种绿色氧化剂，在推动绿色生产中发挥着重要作用。已知在催化剂作用下分解速率加快，其能量随反应进程的变化如图所示。下列说法正确的是 A．分解属于吸热反应 B．加入催化剂，减小了反应的焓变 C．加入催化剂，可提高反应的活化能 D．反应物的焓高于生成物的焓 6．（24-25高二上·上海闵行·阶段检测）下列有关有效碰撞理论和活化能的认识，错误的是 A．增大反应物浓度，可以提高活化分子百分数，故提高反应速率 B．温度升高，活化分子百分数增加，增加单位时间有效碰撞的次数，故反应速率增大 C．选用适当的催化剂，降低活化能，活化分子百分数增加，增加单位时间有效碰撞的次数，故反应速率增大 D．和的反应活化能接近于零，反应几乎在瞬间完成 题型4：化学平衡状态的判断 7．（25-26高二上·上海·期中）一定温度下在一容积不变的密闭容器中发生可逆反应2X(g)Y(g)+Z(g)，以下说明该反应达到化学平衡状态的是 A．混合气体的总物质的量不再变化 B．反应容器中Y的质量分数不变 C．X的分解速率与Y的消耗速率相等 D．单位时间内生成1molY的同时消耗2molX 8．（24-25高二下·上海·期中）在一个恒温恒容的密闭容器中进行合成氨反应，下列证据能判断反应已达平衡状态的是 A． B．气体密度不再变化 C．每消耗就同时消耗 D．混合气体的平均摩尔质量不再变化 题型5：外界条件对化学平衡的影响 9．（25-26高二上·上海嘉定·阶段检测）在容积不变的密闭容器中发生反应；  ，830℃时反应的平衡常数是1.0，下列说法正确的是 A．容器内的压强不变时，说明反应达到平衡状态 B．830℃时，充入0.1 mol CO和0.3 mol 保持温度不变，CO平衡转化率为75% C．若平衡时移走，正反应速率加快，平衡正向移动 D．900℃时，某时刻、、CO和的浓度均为，此时反应向正向进行 10．（24-25高二上·上海·期中）可以判断化学平衡一定发生移动的是 A．增大压强 B．加入催化剂 C．化学平衡常数发生改变 D．正、逆反应速率的改变 题型6：化学平衡原理在化工生产中的应用 11．（24-25高二上·上海·期中）下列关于合成氨工艺的理解，正确的是 A．当温度、压强一定时，在原料气中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率 B．增大体系的压强能增大活化分子的百分数，从而加快反应速率 C．合成氨反应选择在高温条件下进行是为了使平衡向正反应方向移动 D．原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生 12．（24-25高二上·上海·期中）下列叙述中，不能用勒夏特列原理解释的是 A．由和组成的平衡体系，加压后颜色加深 B．工业合成氨在高压的条件下进行 C．工业生产硫酸的过程中使用过量的氧气，以提高二氧化硫的转化率 D．实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气 题型7：化学平衡常数的应用 13．（25-26高二上·上海嘉定·期中）下列说法正确的是 A．平衡常数改变，平衡一定移动 B．平衡常数不变，平衡一定不移动 C．浓度改变，说明平衡一定移动了 D．反应速率改变，说明平衡一定移动了 14．（25-26高二上·上海·阶段检测）在固定容积密闭容器中，进行如下反应 ΔH＜0 (条件省略)，其平衡常数K与温度T的关系如下表： T/K 298 398 498 平衡常数K 4.1×105 (1)写出该反应的平衡常数表达式___________。 (2)判断___________。 A．>  　　　B．=  　　C．< (3)下列反应能说明该反应达到平衡状态的是___________。 A．混合气体密度保持不变 B．容器内压强保持不变 C．、的转化率相等 D． 题型8：化学反应方向的判断 15．（25-26高二上·上海嘉定·期中）已知  ，下列关于该反应自发情况的说法正确的是 A．低温能自发 B．高温能自发 C．任意温度都能自发 D．任意温度都不能自发 16．（23-24高二上·上海·期中）工业合成氨的反应为，关于合成氨反应的ΔH和ΔS的说法正确的是 A．ΔH＜0，ΔS＜0 B．ΔH＜0，ΔS >0 C．ΔH >0，ΔS＜0 D．ΔH >0，ΔS >0 题型9：化学反应速率与化学平衡图像 17．（25-26高二上·上海普陀·期中）已知某可逆反应在密闭容器中进行，下图表示在反应物起始浓度不变时，不同时间、温度、压强与生成物的百分含量的关系曲线。 （1）对于图中的温度和压强说法正确的是__________。 A．； B．； C．； D．； （2）对于该反应说法正确的是__________。 A．； B．； C．； D．； （3）比较图中、、三点的平衡常数大小，正确的是__________。 A． B． C． D． （4）比较图中、、三点反应物的转化率的大小，正确的是__________。 A． B． C． D． 18．（24-25高二下·上海·期末）在容积一定的密闭容器中，可逆反应：A2(g)+B2(g)C(g) 符合下列图Ⅰ所示关系。由此推断，对图Ⅱ的说法正确的是 A．P3<P4，Y轴表示A2的转化率 B．P3<P4，Y轴表示A2的浓度 C．P3>P4，Y轴表示混合气体的密度 D．P3>P4，Y轴表示混合气体的平均摩尔质量 技巧1：化学反应速率大小的比较方法 由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应的快慢不能只看数值的大小，而要进行一定的转化。 (1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。 (2)换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。 (3)比较化学反应速率与化学计量数的比值，即对于一般反应aA＋bB===cC＋dD，比较与，若＞，则A表示的反应速率比B的大。 技巧2：平衡转化率的分析与判断方法 (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的转化率提高，A的转化率降低。 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。 同倍增大c(A)和c(B) (2)反应mA(g)nB(g)＋qC(g)的转化率分析 在T、V不变时，增加A的量，等效于压缩容器体积，A的转化率与化学计量数有关。 增大c(A) 技巧3：化学反应速率与化学平衡图像解题技巧 (1)先拐先平 在含量(转化率)—时间曲线中，先出现拐点的先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。 (2)定一议二 当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。 (3)三步分析法 一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。 技巧4：催化剂、活化能与化学反应速率的关系 →→→→→ 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。 技巧5：有关化学反应速率的图像分析方法 （1）认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理挂钩。 （2）看清起点，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。 （3）抓住变化趋势，分清正、逆反应，吸、放热反应。升高温度时，v(吸)＞v(放)，在速率－时间图上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变，大变和小变。例如，升高温度，v(吸)大增，v(放)小增；增大反应物浓度，v(正)突变，v(逆)渐变。 技巧6：判断化学平衡状态的方法——“正逆相等，变量不变” — | — 技巧7：构建“过渡态”判断两个平衡状态的联系 (1)构建等温等容平衡思维模式：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。 (2)构建等温等压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)：新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。 技巧8：解答化学平衡移动题目的思维模型 技巧9：化学平衡的计算方法——“三段式法” 化学平衡的计算模式可采取“三段式”的方式，依题意，列出化学方程式，并计算。“三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时要注意清楚有条理地列出起始量、转化量、平衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位统一。 (1)计算步骤： —写出有关化学平衡的化学方程式。 　| —标示出各物质的起始量、转化量、平衡量。 　| — (2)具体方法： 可按下列模式进行计算：如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol·L－1、b mol·L－1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol·L－1。 技巧10：化学平衡常数计算“四要求” 有关K的计算要明确题目要求，一般有四种情况： ①写出K的表达式——只要求写出化学平衡常数的表达式。 ②写出K的计算式——只要求写出K的计算式而不要求计算结果。 ③列式计算K——写出K的计算式(计算过程)并求出最后计算结果。 ④求K的数值——只要直接给出K的计算结果即可。 另外，还要注意看计算时是否要求带单位，若无特别要求，一般不用带单位。 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 起始/(mol·L－1) a b 0 0 变化/(mol·L－1) mx nx px qx 平衡/(mol·L－1) a－mx b－nx px qx 相关计算： ①平衡常数：K＝。 ②A的平衡转化率：α平(A)＝×100%。 ③A的物质的量分数： w(A)＝×100%。 ④混合气体的密度：ρ混＝。 ⑤混合气体的平均相对分子质量：＝。 　　　　　　 学科网（北京）股份有限公5 / 5 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 $