文档内容
2025届高三化学一轮专题复习讲义（11）
专题三 基本理论
3-4 化学平衡（一）（1课时，共2课时）
【复习目标】
1．了解化学反应速率的概念和定量表示方法，能正确计算平衡转化率(α)。
2．了解温度、浓度、压强和催化剂等对化学反应速率的影响，能用相关理论解释其一般规律。
3．掌握化学平衡状态的特征。
【重点突破】
1．化学反应速率的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
2．可逆反应是否达到平衡状态的判断方法。
【真题再现】
例1．（2023·湖南卷）向一恒容密闭容器中加入1molCH 和一定量的HO，发生反应：CH(g)
4 2 4
+H O(g) CO(g)+3H (g)。CH 的平衡转化率按不同投料比χ 随温度的变化曲线如图所示。下
2 2 4
列说法错误的是
A．x＜x
1 2
B．反应速率：v ＜v
b正 c正
C．点a、b、c对应的平衡常数：K＜K =K
a b c
D．反应温度为T，当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
1
解析：
结合图像分析可知，A项正确，B项错误；该反应为吸热反应，温度升高，平衡常数增大，结合图
像可知平衡常数K＜K =K，C项正确；该反应反应前后气体分子数不相等，恒温恒容时，容器内
a b c
压强不再发生变化，即达到平衡状态，D项正确。
答案：B
例2．（2023·江苏卷）金属硫化物(MS)催化反应CH(g)+2H S(g)===CS(g)+4H (g)，既可以除去天然
x y 4 2 2 2
气中的HS，又可以获得H。下列说法正确的是
2 2
A．该反应的△S＜0
B．该反应的平衡常数K=
C．题图所示的反应机理中，步骤Ⅰ可理解为HS中带部分负电
2
荷的S与催化剂中的M之间发生作用
D．该反应中每消耗1mol HS，转移电子的数目约为2×6.02×1023
2
解析：A项，左侧反应物气体计量数之和为3，右侧生成物气体计量数之和为5，△S＞0，错误；B项，
由方程形式知，K= ，错误；C项，由题图知，经过步骤Ⅰ后，HS中带部分负电荷的S与催化剂中
2
的M之间形成了作用力，正确；D项，由方程式知，消耗1mol HS同时生成2 mol H ，转移
2 2
4mole－，数目为4×6.02×1023，错误。
答案：C
例3．（2022·江苏卷）用尿素水解生成的NH 催化还原NO，是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应
3
为4NH (g)+O(g)+4NO(g) 4N(g)+6HO(g)，下列说法正确的是
3 2 2 2
A．上述反应△S＜0
B．上述反应平衡常数C．上述反应中消耗1mol NH ，转移电子的数目为2×6.02×1023
3
D．实际应用中，加入尿素的量越多，柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小
解析：A项，由方程式可知，该反应是一个气体分子数增大的反应，即熵增的反应，反应△S＞0，错误；
B项，由方程式可知，反应平衡常数 ，正确；C项，由方程式可知，反应
每消耗4mol氨气，反应转移12mol电子，则反应中消耗1mol氨气转移电子的数目为3mol×4×
×6.02×1023=3×6.02×1023，错误；D项，实际应用中，加入尿素的量越多，尿素水解生成的氨气过量，
柴油机车辆排放的氨气对空气污染程度增大，错误。
答案： B
例4．（2022·北京卷）CO捕获和转化可减少CO排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之
2 2
后，以N为载气，以恒定组成的N、CH混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组
2 2 4
分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到CO，在催化剂上有积碳。
2
下列说法不正确的是
A．反应①为CaO+CO===CaCO ；反应②为CaCO +CH=====CaO+2CO+2H
2 3 3 4 2
B．t～t，n(H )比n(CO)多，且生成H速率不变，可能有副反应CH=====C+2H
1 3 2 2 4 2
C．t时刻，副反应生成H的速率大于反应②生成H速率
2 2 2
D．t之后，生成CO的速率为0，是因为反应②不再发生
3
解析：A项，由题干图1所示信息可知，反应①为CaO+CO===CaCO ，结合氧化还原反应配平可得反应
2 3
②为CaCO +CH=====CaO+2CO+2H，正确；B项，由题干图2信息可知，t～t，n(H )比n(CO)多，
3 4 2 1 3 2
且生成H 速率不变，且反应过程中始终未检测到CO ，在催化剂上有积碳，故可能有副反应
2 2
CH=====C+2H，反应②和副反应中CH和H的系数比均为1︰2，B正确；C项，由题干反应②方
4 2 4 2
程式可知，H和CO的反应速率相等，而t时刻信息可知，H的反应速率未变，仍然为2mmol·min−1，
2 2 2
而CO变为1~2m mol·min−1之间，故能够说明副反应生成H的速率小于反应②生成H速率，错误；
2 2
D项，由题干图2信息可知，t之后，CO的速率为0，CH的速率逐渐增大，最终恢复到1，说明生成
3 4
CO的速率为0，是因为反应②不再发生，而后副反应逐渐停止反应，D正确。
答案：C
小结：主要考查影响化学反应速率的外界因素，培养学生阅读图形、提取信息的能力。
【知能整合】
1．化学反应速率计算的一般方法
（1）定义式法：找出各物质的起始量、某时刻量，求出转化量，利用定义式v＝＝来计算。
（2）用已知物质的反应速率，计算其他物质表示的反应速率——关系式法。
化学反应速率之比＝物质的量浓度变化之比＝物质的量变化之比＝化学计量数之比。
2．比较反应速率大小的常用方法：换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值的大小。
3．核心素养之“证据推理与模型认知”——速率常数概念模型
（1）假设基元反应(能够一步完成的反应）为aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g)， 其速率可表示为
v=kca(A)cb(B)，式中的k称为反应速率常数（或速率常数），它表示单位浓度下的化学反应速率，
与浓度无关，但受温度、催化剂等因素的影响，通常速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有
不同的速率常数。
（2）正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系：对于基元反应aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g)，
v =k ·ca(A)·cb(B)，v =k ·cc(C)·cd(D)，平衡常数K= = ，反应达到平衡时v =v ，故K=。
正 正 逆 逆 正 逆
4．外因对反应速率的影响5．判断化学平衡状态的两种方法
（1）动态标志：v ＝v ≠0：
正 逆
①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。
②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA＋bB===cC＋dD，＝时，反应
达到平衡状态。
（2）静态标志：各种“量”不变：
①各物质的质量、物质的量或浓度不变。
②各物质的百分含量（物质的量分数、质量分数等）不变。
③温度、压强（化学反应方程式两边气体体积不相等）或颜色（某组分有颜色）不变。
【体系再构】
【随堂反馈】
基础训练
1．X(g)＋3Y(g) 2Z(g) ΔH＝－akJ·mol-1。一定条件下，将1 molX和3 molY通入2L的恒容密闭容
器，反应10 min，测得Y的物质的量为2.4 mol。下列说法正确的是
A．10 min内，Y的平均反应速率为0.03 mol·L-1·s-1
B．10 min内，消耗0.2 molX，生成0.4 molZ
C．第10 min时，X的反应速率为0.01 mol·L-1·min-1
D．10 min内，X和Y反应放出的热量为a kJ
2．在1 L 恒温恒容的密闭容器中投入一定量NO，发生反应：
2 5
反应1：NO(g) == N O(g)+ 1/2O(g) 反应2：NO(g) 2NO (g)
2 5 2 4 2 2 4 2
现有下列情况：①混合气体的密度保持不变；②气体压强保持不变；③ 保持不变；④气
体的平均摩尔质量保持不变； ⑤O 的物质的量保持不变；⑥v (N O)︰v (NO )=1︰2。
2 正 2 4 逆 2
能表明反应2一定达到平衡状态的是
A．②③④⑥ B．①②③⑥ C．①③⑤⑥ D．②③④⑤
3．已知反应2NO(g)＋2H(g) N(g)＋2HO(g) ΔH＝－752 kJ/mol的反应机理如下：
2 2 2
①2NO(g) NO(g) (快)
2 2
②N O(g)＋H(g) NO(g)＋HO(g) (慢)
2 2 2 2 2
③NO(g)＋H(g) N(g)＋HO(g) (快)
2 2 2 2
下列有关说法错误的是
A．①的逆反应速率大于②的正反应速率
B．②中NO 与H 的碰撞仅部分有效
2 2 2
C．NO 和NO是该反应的催化剂
2 2 2
D．总反应中逆反应的活化能比正反应的活化能大
4．Ni可活化C H 放出CH，其反应历程如图所示。下列关于活化历程的说法错误的是
2 6 4A．涉及非极性键的断裂和生成
B．Ni—H键的形成有利于氢原子的迁移
C．总反应为：Ni＋C H―→NiCH＋CH
2 6 2 4
D．决速步骤：中间体2―→中间体3
拓展训练
5．一定量的CO 与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)＋CO(g) 2CO(g)。平衡时，
2 2
体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：
已知：气体分压(p )＝气体总压(p )×体积分数。下列说法正确的是
分 总
A．550℃时，若充入惰性气体，v ，v 均减小，平衡不移动
正 逆
B．650℃时，反应达平衡后CO 的转化率为25.0%
2
C．T℃时，若充入等体积的CO 和CO，平衡向逆反应方向移动
2
D．925℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数K ＝24.0p
p 总
6．利用液化石油气中的丙烷脱氢可制取丙烯：C H(g) C H(g)+H(g)ΔH。向起始体积为2L的恒
3 8 3 6 2
压密闭容器中充入1mol丙烷，在不同温度、压强下测得平衡时反应体系中丙烷与丙烯的物质的
量分数如图所示（已知p 为0.1MPa）。下列说法错误的是
1
A．反应的ΔH>0
B．压强p＜0.1MPa
2
C．升高温度有利于丙烯的生成
D．556℃压强p 时，容器中通入
1
1.2molC H、0.8molC H、0.6molH，此时v(正)＞v(逆)
3 8 3 6 2
7．丙烷脱氢是制备丙烯的一种常见方法，如图是某催化剂催化该过程的能量变化，“*”表示吸附在催
化剂表面的物种。下列有关说法不正确的是
A．1 mol丙烷中的总键能小于1 mol丙烯及1 mol氢气的总键
能之和
B．在该条件下，所得丙烯中还含有其他有机物
C．该过程中未发生碳碳键的断裂
D．相同条件下在该催化剂表面，*CHCHCH 比*CHCH== CH
3 2 3 3 2
脱氢更容易
8．将3%NO、6%NH 、21%O 和70%N 的混合气体（N 为平衡气）以一定流速通过装有Cu基催化剂
3 2 2 2
的反应器，NO去除率随反应温度的变化曲线如图所示。（1）在150～225 ℃范围内，NO去除率随温度的升高而迅速上升的原因是_____________。
（2）燃煤烟气中伴有一定浓度的HCl气体，它会造成NO去除率下降，其原因可能是_______。
【随堂反馈】答案
1．B 2．A 3．C 4．A 5．B 6．D 7．A
8．（1）随着温度的升高，催化剂的活性增大，且与温度升高共同作用，使NO的去除反应速率迅速上
升。
（2）烟气中的HCl与NH 反应生成NH Cl，使得还原剂NH 的量减少，NH Cl固体覆盖在Cu基催
3 4 3 4
化剂表面，使催化剂失去活性。
【课后作业】
1．一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，进行如下可逆反应：A(s)＋2B(g) C(g)＋D(g)，下列叙
述能表明该反应已达到平衡状态的是
①混合气体的密度不再变化时
②容器内气体的压强不再变化时
③混合气体的总物质的量不再变化时
④B的物质的量浓度不再变化时
⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
⑥当v (B)＝2v (C)
正 逆
A．①④⑤⑥ B．②③⑥ C．②④⑤⑥ D．只有④
2．对于反应CO(g)＋2H(g) CHOH(g) ΔH＝－kJ·mol-1，下列说法不正确的是
2 3
A．反应的平衡常数可表示为K＝
B．反应活化能：E ”、“<”或“=”）。
逆 2 1
6．工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破，目前已有三位科学家因其获得诺贝尔奖，其反应为：
N(g)+3H (g) 2NH(g) △H= -92.4 kJ·mol-1 △S= -200J·K-1·mol-1，回答下列问题：
2 2 3
（1）合成氨反应在常温下___________（填“能”或“不能”）自发。
（2）___________温（填“高”或“低”，下同）有利于提高反应速率，___________温有利于提高
平衡转化率，综合考虑催化剂（铁触媒）活性等因素，工业常采用400～500℃。
针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了一种解决方案。
（3）方案二：M—LiH复合催化剂。
下列说法正确的是___________。
a． 时，复合催化剂比单一催化剂效率更高
b．同温同压下，复合催化剂有利于提高氨的平衡产率
c．温度越高，复合催化剂活性一定越高
（4）某合成氨速率方程为： ，根据表中数据， ___________；
实验
1 m n p q
2 n p
3 m n
4 m p
在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为___________。
a．有利于平衡正向移动 b．防止催化剂中毒 c．提高正反应速率
7．MnO 是一种两性氧化物，用软锰矿（主要成分为MnO ，含少量铁的氧化物）和BaS可制备高纯
2 2
MnCO 。
3
（1）软锰矿粉与BaS溶液反应生成难溶的MnO、S和Ba(OH) 。保持BaS投料量不变，随MnO 与
2 2
BaS投料比增大，软锰矿还原率和Ba(OH) 的产率的变化如图1所示。当 >3.5时，
2
Ba(OH) 产率减小的原因是___________________________________________。
2图1 图2
（2）搅拌时间对Ba(OH) 产率的影响如图2所示，延长搅拌时间，Ba(OH) 产率提高，原因是
2 2
____________________________________。
8．甲烷是一种重要的化工原料，常用于制H 和CO。甲烷裂解制氢的反应为CH(g)===C(s)＋2H(g)
2 4 2
ΔH＝＋75 kJ·mol-1，Ni和活性炭均可作该反应催化剂。CH 在催化剂孔道表面反应，若孔道堵
4
塞会导致催化剂失活。
（1）向反应系统中通入水蒸气可有效减少催化剂失活，其原因是：___________________。
（2）在相同气体流量条件下，不同催化剂和进料比 对甲烷转化率的影响如图1所示。使
用活性炭催化剂，且其他条件相同时，随着进料比的增大，甲烷的转化率逐渐增大的原因是
_________________________________________________。
图1 图2
（3）使用Ni催化剂，且其他条件相同时，随时间增加，温度对Ni催化剂催化效果的影响如图2
所示。使用催化剂的最佳温度为________，650 ℃条件下，1000 s后，氢气的体积分数快速下
降的原因是_____________________________________________________。
【课后作业】答案
1．A 2．D 3．C 4．B
5．（1）0.0875mol·L-1·s-1
（2）8
（3） >
6．（1）能 （2）高 低 （3）a （4） -1 a
7．（1）过量的MnO 消耗了产生的Ba(OH)
2 2
（2）充分搅拌能增大固液接触面积，并不断移去表面上的固体产物，加快反应速率，提高Ba(OH)
2
产率
8．（1）水蒸气与碳反应生成CO（或CO)与氢气，减少固体碳对孔道的堵塞
2
（2）进入反应的甲烷含量越低，甲烷分子与催化剂接触的概率越大，转化率越高
（3）600 ℃ 温度升高反应速率加快，催化剂内积碳量增加，催化剂快速失活
