文档内容
专题 06 化学反应速率与平衡
考点01 化学反应速率及其影响因素·····································································1
考点02 化学反应进行的方向与化学平衡状态·························································5
考点03 化学平衡常数·······················································································9
考点04 化学平衡的移动···················································································12
考点05 化学反应原理综合··············································································15
考点 01 化学反应速率及其影响因素
1．化学反应速率
化学反应速率与化学计量数的关系。对于已知反应 mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，其化学反应速率可用
不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于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．影响化学反应速率的因素
(1)内因
反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系
为：v(Mg)>v(Al)。
(2)外因(其他条件不变，只改变一个条件)3．理论解释——有效碰撞理论
(1)活化分子：能够发生有效碰撞的分子。
(2)活化能：如图
图中：E 为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E，E 为逆反应的活化能，反应热为E－E。
1 3 2 1 2
(3)有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。
活化分子、有效碰撞与反应速率的关系。
【典例1】甲烷水蒸气催化重整是制备高纯氢的方法之一，反应为CH
4
(g)+H
2
O(g)⇌CO(g)+3H
2
(g)。在不同
温度下，向a、b两个恒温恒容的密闭容器中均通入1.1mol CH (g)和1.1mol H O(g)，测得容器a中CO物质
4 2
的量、容器b中H 物质的量随时间的变化曲线如图所示(已知容器a、b的体积为2L)。下列说法正确的是
2
( )
A．该反应为放热反应
B．两容器达到平衡时，b容器中CO的体积分数大于a容器C．a容器前4min用CH 表示的平均反应速率为0.125mol/(L∙min)
4
D．a容器达到平衡后，再充入1.1mol CH (g)和1molCO(g)，此时v ＜v
4 正 逆
【答案】C
【解析】已知在a、b两个恒温、恒容的密闭容器中，充入相同量的甲烷和水，生成氢气的计量数是CO的
3倍，结合图像可知，b为H(g)的图像，其转化为CO(g)时，物质的量为0.6mol；a为CO(g)的图像，a达
2
到平衡所用的时间比b段，则a的温度高于b，升高温度，CO的物质的量增大，即平衡正向移动，故正反
应为吸热反应。分析可知，该反应为吸热反应，A说法错误；分析可知，b表示H(g)的图像，其转化为
2
CO(g)时，达到平衡时，物质的量为0.6mol，a容器中两容器达到平衡时，b容器中CO的体积分数小于a
容器，B说法错误；根据图像，a容器前4min CO的物质的量为1.0mol，用CH 表示的平均反应速率为
4
=0.125mol/(L∙min)，C说法正确；a容器达到平衡时，
再充入1.1mol CH (g)和1molCO(g)，K= ＞Q= ，平衡正向移动，v ＞v ，D说法错
4 c 正 逆
误；答案为C。
【变式1-1】（2022·湖南株洲市高三一模）利用现代传感技术探究压强对 2NO (g) NO(g)平衡移动的
2 2 4
影响。在恒定温度和标准压强条件下，往针筒中充入一定体积的 NO 气体后密封并保持活塞位置不变。
2
分别在 t、t 时迅速移动活塞后并保持活塞位置不变，测定针筒内气体压强变化如图所示。下列分析中不
1 2
正确的是( )
A．t 时移动活塞，使容器体积增大
1
B．在 B、E 两点，对应的正反应速率：v(B)>v(E)
C．图中除 A、C、F 点外，其他点均为平衡状态
D．在 E，F，H 三点中，H 点的气体平均相对分子质量最大
【答案】C【解析】由图可知，t 时移动活塞，针筒内气体压强迅速减小，说明针筒的体积增大，故A正确；针筒内
1
气体压强越强越大，化学反应速率越大，由图可知，B点压强大于E点，则对应的正反应速率：
v(B)>v(E)，故B正确；由图可知，除 A、C、F 点外，G点也没有达到平衡，故C错误；由质量守恒定律
可知，E，F，H 三点中气体的质量相同，由图可知，t 时移动活塞，针筒内气体压强迅速增大，说明针
2
筒的体积减小，增大压强，平衡向正反应方向移动，混合气体的物质的量减小，则E，F，H 三点中，H
点的气体物质的量最小，平均相对分子质量最大，故D正确；故选C。
【变式1-2】HO 分解速率受多种因素影响。实验测得70℃时不同条件下HO 浓度随时间的变化如图所
2 2 2 2
示。下列说法正确的是( )
A．图甲表明，其他条件相同时，HO 浓度越小，其分解速率越快
2 2
B．图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，HO 分解速率越快
2 2
C．图丙表明，少量Mn 2+存在时，溶液碱性越强，HO 分解速率越快
2 2
D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2+对HO 分解速率的影响大
2 2
【答案】D
【解析】A项，浓度对反应速率的影响是浓度越大，反应速率越快，错误；B项，NaOH浓度越大，即pH
越大，HO 分解速率越快，错误；C项，由图，Mn2＋存在时，0.1 mol·L－1的NaOH时HO 的分解速率比1
2 2 2 2
mol·L－1的NaOH时快，错误；D项，由图可知，碱性条件下，Mn2＋存在时，HO 分解速率快，正确。
2 2
【变式1-3】在一密闭容器中充入1 mol H 和1 mol I ，压强为p(Pa)，并在一定温度下使其发生反应：H(g)
2 2 2
＋I(g) 2HI(g) ΔH<0，下列说法正确的是( )
2
A.保持容器容积不变，向其中加入1 mol H (g)，反应速率一定加快
2
B.保持容器容积不变，向其中加入1 mol N (N 不参加反应)，反应速率一定加快
2 2
C.保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol N (N 不参加反应)，反应速率一定加快
2 2
D.保持容器内气体压强不变，向其中加入1 mol H (g)和1 mol I (g) ，再次平衡时反应速率一定加快
2 2
【答案】A
【解析】增加反应物的浓度，反应速率加快，A项正确；加入氮气，因为容器体积不变，反应体系中各气
体的浓度不变，故反应速率不变，B项错误；保持压强不变，加入氮气，容器体积增大，反应体系中各气
体的浓度减小，反应速率减小，C项错误；保持压强不变，再次充入1 mol H (g)和1 mol I (g)，则容器容积
2 2
增大为原来的2倍，再次平衡反应体系中各气体的浓度不变，反应速率不变，D项错误。
【变式1-4】高温高压液态水具有接近常温下弱酸的c(H+)或弱碱的c(OH−)，油脂在其中能以较快的反应速
率水解。与常温常压水相比，下列说法不正确的是( )
A．高温高压液态水中，体系温度升高，油脂水解反应速率加快
B．高温高压液态水中，油脂与水的互溶能力增强，油脂水解反应速率加快
C．高温高压液态水中，c(H+)增大，可催化油脂水解反应，且产生的酸进一步催化水解D．高温高压液态水中的油脂水解，相当于常温下在体系中加入了相同c(H+)的酸或相同c(OH−)的碱的水解
【答案】D
【解析】A．对于任何化学反应，体系温度升高，均可加快反应速率，A项正确；B．由于高温高压液态水
中，c(H+)和c(OH−)增大，油脂水解向右移动的倾向变大，因而油脂与水的互溶能力增强，反应速率加快，
B项正确；C．油脂在酸性条件下水解，以H+做催化剂，加快水解速率，因而高温高压液态水中，c(H+)增
大，可催化油脂水解反应，且产生的酸进一步催化水解，C项正确；D．高温高压液态水中的油脂水解，
其水环境仍呈中性，因而不能理解成相当于常温下在体系中加入了相同c(H+)的酸或相同c(OH−)的碱的水
解，而是以体系升温、增加水和油脂的互溶以及提高水中H+浓度的方式，促进油脂的水解，D项不正确。
故选D。
考点 02 化学反应进行的方向与化学平衡状态
1．自发过程
(1)含义
在一定条件下，不需要借助外力作用就能自动进行的过程。
(2)特点
①体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量)。
②在密闭条件下，体系有从有序转变为无序的倾向性(无序体系更加稳定)。
2．化学反应方向
(1)判据
(2)一般规律：
①ΔH<0，ΔS>0的反应任何温度下都能自发进行；
②ΔH>0，ΔS<0的反应任何温度下都不能自发进行；
③ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大时，温度对反应的方向起决定性作用。当ΔH<0，ΔS<0时低温下反应
能自发进行；当ΔH>0，ΔS>0时，高温下反应能自发进行。
说明：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。
2．化学平衡状态的判断
(1)原则
“体系中一个变化的物理量到某一时刻不再变化”，这个物理量可作为平衡状态的“标志”。
(2)等速标志
v ＝v 是化学平衡状态的本质特征，对于等速标志的理解，要注意以下两个方面的内容：
正 逆①用同一种物质来表示反应速率时，该物质的生成速率与消耗速率相等。
②用不同种物质来表示反应速率时必须符合两方面：a.表示两个不同的方向；b.速率之比＝浓度的变化量之
比＝物质的量的变化量之比＝化学计量数之比。
(3)浓度标志
反应混合物中各组分的浓度不变是平衡状态的宏观表现，可逆反应中各组分的物质的量、浓度、百分含
量、气体的体积分数一定时，可逆反应达到平衡状态。
(4)混合气体的平均相对分子质量()标志
①当反应物与生成物均为气体时：对于反应前后气体分子数不等的反应，为定值可作为反应达到平衡状态
的标志；对于反应前后气体分子数相等的反应，为定值不能作为反应达到平衡状态的标志。
②若有非气体参与，无论反应前后气体的分子数是否相等，为定值一定可作为反应达到平衡状态的标志。
(5)混合气体的密度(ρ)标志
①当反应物与生成物均为气体时：在恒容条件下，无论反应前后气体分子数是否相等，ρ为定值，不能作
为反应达到平衡状态的标志；在恒压条件下，对于反应前后气体分子数相等的反应，ρ为定值，不能作为
反应达到平衡状态的标志，对于反应前后气体分子数不等的反应，ρ为定值，可作为反应达到平衡状态的
标志。
②当有非气体物质参与反应时：对于恒容体系，ρ为定值，可作为反应达到平衡状态的标志。
(6)混合气体的压强标志
因为恒容、恒温条件下，气体的物质的量n(g)越大则压强p就越大，则无论各成分是否均为气体，只需要
考虑Δn(g)。对于Δn(g)＝0的反应，当p为定值时，不能作为反应达到平衡状态的标志；对于Δn(g)≠0的反
应，当p为定值时，可作为反应达到平衡状态的标志。
【典例2】(2022•浙江省杭州地区及周边重点中学高三联考)恒温恒压下，下列过程一定不能自发进行的是(
)
A．2HO(l)＋O(g) 2HO(l)····························································································
2 2 2 2
························································································B．CaO(s)＋CO(g) CuCO(s)
2 3
C．2NO(g) 4NO (g)+O (g) ······························D．2Cl(g)+2H O(g) 4HCl(g)+O(g)
2 5 2 2 2 2 2
【答案】A
【解析】A项，随着反应的进行，气体的物质的量减少，△S<0，又△H>0，故不能自发进行，A正确；B
项，随着反应的进行，气体的物质的量减少，△S<0，又△H<0，故低温可自发进行，B错误；C项，随着
反应的进行，气体的物质的量增多，△S>0，又AH<0，故可自发进行，C错误；D项，随着反应的进行，
气体的物质的量减少，△S>0，又△H>0，故较高温可自发进行，D错误；故选A。
【变式2-1】反应 可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法正确的
是( )
A．该反应 、
B．该反应的平衡常数C．高温下反应每生成1 mol Si需消耗
D．用E表示键能，该反应
【答案】B
【解析】A项，SiCl 、H、HCl为气体，且反应前气体系数之和小于反应后气体系数之和，因此该反应为
4 2
熵增，即△S>0，故A错误；B项，根据化学平衡常数的定义，该反应的平衡常数K= ，
故B正确；C项，题中说的是高温，不是标准状况下，因此不能直接用22．4L·mol－1计算，故C错误；D
项，△H=反应物键能总和－生成物键能总和，即△H=4E(Si－Cl)＋2E(H－H)－4E(H－Cl) －2E(Si－Si)，
故D错误；故选B。
【变式2-2】(2022•浙江省余姚市慈溪市高三适应性测试)相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，不
合理的是( )
A．31g白磷(s)＜ 31g红磷(s) B．1 molH(g) ＜ 2 molH(g)
2 2
C．1mol HO(s)＜ 1molH O(l) D．1molH S(g) ＞ 1molH O(g)
2 2 2 2
【答案】A
【解析】A项，在隔绝空气条件下,白磷加热到260℃时会转化为红磷；红磷加热到416℃时就升华,其蒸气
冷却后变成白磷，说明红磷能自发的转化成白磷，所以白磷的熵要大于红磷，故A错误；B项，气态分子
数越多，熵值越大，故B正确；C项，一般情况下，相同的物质的量的固体状态的熵值最小，液体其次，
气体的熵值最大，故C正确；D项，硫化氢和水蒸气的物质的量相同，而且都是气态，原子数相同，但硫
化氢的摩尔质量大，所以硫化氢的熵值要大于水蒸气的，故D正确；故选A。
【变式2-3】(2022·湖北省部分学校高三质量检测)反应进行的方向是化学反应原理的三个重要组成部分之
一、下列说法中正确的是( )
A． ， 的反应一定可以自发进行
B．根据反应的自发性可以预测该反应发生的快慢
C．可逆反应正向进行时，正反应具有自发性， 一定小于零
D．常温下，反应C(s)+ CO (g) 2CO(g)不能自发进行，该反应的ΔH＞0
2
【答案】D
【解析】A项，ΔG＜0，反应自发进行，由ΔG =ΔH -TΔS可知，若ΔH＞0，ΔS＞0，则在低温下ΔG可能
大于0，反应非自发，A项错误；B项，反应的自发性只能判断反应的方向，不能确定反应的快慢，B项错
误；C项，可逆反应正向进行时，由ΔG =ΔH -TΔS可知，若ΔH＞0，ΔS＞0且高温条件下正反应具有自发
性，C项错误；D项，ΔH -TΔS＞0，反应非自发进行，反应ΔS＞0，满足ΔH -TΔS＞0，则ΔH＞0，D项正
确；故选D。
考点 03 化学平衡常数
1．化学平衡常数
(1)概念：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常
数，用符号K表示。
(2)表达式：对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，K＝。
实例：
化学方程式 平衡常数 关系式
N(g)＋3H(g) 2NH (g) K ＝ K ＝
2 2 3 1 2
N(g)＋H(g) NH (g) K ＝ (或K )
2 2 3 2 1
2NH (g) N(g)＋3H(g) K ＝ K ＝
3 2 2 3 3
(3)意义：
①K值越大，正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。
②K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关，吸热反应，升高温度，K增大，放热反应，升高
温度，K减小。
2．平衡转化率
对于上例反应中A(g)的平衡转化率可表示为：
α(A)＝×100%{c(A)代表A的初始浓度，c (A)代表A的平衡浓度}。
0 平
【典例3】CH 与CO 重整生成H 和CO的过程中主要发生下列反应
4 2 2
在恒压、反应物起始物质的量比 条件下，CH 和CO 的平衡转化率随温度变化的
4 2
曲线如图所示。下列有关说法正确的是 （ ）
A. 升高温度、增大压强均有利于提高CH 的平衡转化率
4
B. 曲线B表示CH 的平衡转化率随温度的变化
4
C. 相同条件下，改用高效催化剂能使曲线A和曲线B相重叠
D. 恒压、800K、n(CH)：n(CO)=1:1条件下，反应至CH 转化率达到X点的值，改变除温度外的特定条
4 2 4
件继续反应，CH 转化率能达到Y点的值
4
【答案】BD
【解析】甲烷和二氧化碳反应是吸热反应，升高温度，平衡向吸热反应即正向移动，甲烷转化率增大，甲烷和二氧化碳反应是体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，甲烷转化率减小，故A错误；根据两个
反应得到总反应为CH(g)＋2CO(g)===H(g)＋3CO(g) ＋HO (g)，加入的CH 与CO 物质的量相等，CO
4 2 2 2 4 2 2
消耗量大于CH，因此CO 的转化率大于CH，因此曲线B表示CH 的平衡转化率随温度变化，故B正
4 2 4 4
确；使用高效催化剂，只能提高反应速率，但不能改变平衡转化率，故C错误；800K时甲烷的转化率为X
点，可以通过改变二氧化碳的量来提高甲烷的转化率达到Y点的值，故D正确。综上所述，答案为BD。
【变式3-1】（2022·福建漳州市高三一模）温度为T 时，在容积为10 L的恒容密闭容器充入一定量的M
1
(g)和N (g)，发生反应 。反应过程中的部分数据如表所示，下列
说法正确的是（ ）
t/min 0 5 10
n(M)/ mol 6.0 4.0
n(N)/ mol 3.0 1.0
A．T 时该反应的化学平衡常数为0.64，则T＞T
2 1 2
B．0-5 min内，用M表示的平均反应速率为0.4 mol∙L-1∙min-1
C．该反应在第8 min时v ＞v
逆 正
D．当M、N的转化率之比保持不变时，可判断该反应达到平衡状态
【答案】A
【解析】根据表格信息，可列三段式： ，再结合
10min时的数据可知温度为T 时，反应在5min时已达到平衡，在该温度下的平衡常数为：
1
，由此解答。该反应为吸热反应，升高温度，平衡正向进行，平衡常
数增大，已知T 时该反应的化学平衡常数为0.8，T 时该反应的化学平衡常数为0.64，故T＞T，A正
1 2 1 2
确；根据三段式可知，0-5 min内，用M表示的平均反应速率为
，B错误；根据分析可知，反应在5min时达到平衡状态，故在第8 min时v ＝v ，C错误；根据反应方
逆 正
程式M、N的化学计量数之比可知，二者的转化率之比始终保持不变，是个定值，故D错误；答案选A。
【变式3-2】（2022·河北石家庄高三模拟）在 恒容密闭容器中充入气体 和 ，发生反应
，所得实验数据如表所示。下列说法正确的是 ( )
实验编号 温度/℃ 起始 起始 平衡
① 300② 500
③ 500
A．上述反应的
B． 时测得①中 ，则 内
C．500℃时，该反应的平衡常数
D．实验③中反应达到平衡时， 的转化率小于20％
【答案】D
【解析】由实验①和实验②中数据可知，升高温度，平衡时C的物质的量减少，说明平衡逆向移动，则正
反应为放热反应， ，选项A错误；D是固体，故不能用D的浓度变化来表示反应速率，选项B错
误；
500℃时，由实验②可知反应 达到平衡状态时，c(C)=
=0.04mol/L，c(A)= =0.16mol/L，c(B)= =0.01mol/L，K=
，选项C错误；实验②与实验③的温度相同，容器的容积相同，而实验③反应物的用量
恰好是实验②的一半，即相当于减压，减压使平衡向气体分子数增大的方向移动，所以实验③中反应达到
平衡后，反应物的转化率小于实验②(实验②中的平衡转化率为20％)，选项D正确。答案选D。
考点 04 化学平衡的移动
1．化学平衡的移动
平衡移动就是由一个“平衡状态→不平衡状态→新平衡状态”的过程。一定条件下的平衡体系，条件改变
后，平衡可能发生移动，如下所示：
2．化学平衡移动与化学反应速率的关系
v >v ，平衡向正反应方向移动；
正 逆
v ＝v ，反应达到平衡状态，不发生平衡移动 ；
正 逆
v t 后，v逐渐下降。
m m m
原因是__________________________。
【答案】 (1)2V
2
O
5
(s)+ 2SO
2
(g)⇌ 2VOSO
4
(s)+ V
2
O
4
(s) ∆H= -351 kJ∙mol-1
(2)0.975 该反应气体分子数减少，增大压强，α提高。所以，该反应在550℃、压强为5.0MPa＞2.5MPa
＝p 的，所以p=5.0MPa 反应物（N 和O）的起始浓度（组成）、温度、压强
２ 1 2 2
（3）
（4） 升高温度，k增大使v逐渐提高，但α降低使v逐渐下降。当t＜t ，k增大对v的提高大于α引起的
m
降低；当t＞t ，k增大对v的提高小于α引起的降低
m
【解析】根据盖斯定律，用已知的热化学方程式通过一定的数学运算，可以求出目标反应的反应热；根据
压强对化学平衡的影响，分析图中数据找到所需要的数据；根据恒压条件下总压不变，求出各组分的分
压，进一步可以求出平衡常数；根据题中所给的速率公式，分析温度对速率常数及二氧化硫的转化率的影
响，进一步分析对速率的影响。
(1)由题中信息可知：
①SO
2
(g)+ O
2
(g)⇌SO
3
(g) ∆H= -98kJ∙mol-1
②V
2
O
4
(s)+ SO
3
(g)⇌V
2
O
5
(s)+ SO
2
(g) ∆H
2
= -24kJ∙mol-1
③V
2
O
4
(s)+ 2SO
3
(g)⇌2VOSO
4
(s) ∆H
1
= -399kJ∙mol-1
根据盖斯定律可知，③-②2得2V
2
O
5
(s)+ 2SO
2
(g)⇌ 2VOSO
4
(s)+ V
2
O
4
(s)，则∆H= ∆H
1
-2∆H
2
=( -399kJ∙mol-1)-(
-24kJ∙mol-1)2= -351kJ∙mol-1，所以该反应的热化学方程式为：2V
2
O
5
(s)+ 2SO
2
(g)⇌ 2VOSO
4
(s)+ V
2
O
4
(s)
∆H= -351 kJ∙mol-1；
(2) SO
2
(g)+ O
2
(g)⇌SO
3
(g)，该反应是一个气体分子数减少的放热反应，故增大压强可以使化学平衡向正
反应方向移动。因此，在相同温度下，压强越大，SO 的平衡转化率越大，所以，该反应在550℃、压强为
2
5.0MPa条件下，SO 的平衡转化率一定高于相同温度下、压强为2.5MPa的，因此，p=5.0MPa，由图中数
2 1
据可知，α=0.975。影响α的因素就是影响化学平衡移动的因素，主要有反应物（N 和O）的浓度、温
2 2
度、压强等。
(3)假设原气体的物质的量为100mol，则SO 、O 和N 的物质的量分别为2m mol、m mol和q mol，
2 2 2
2m+m+q=3m+q=100，SO 的平衡转化率为α，则有下列关系：
2平衡时气体的总物质的量为n(总)= 2m(1-α)+m(1-α)+2mαmol+q mol，则SO 的物质的量分数为
3
。该反应在恒
压容器中进行，因此，SO 的分压p(SO )= ，p(SO )= ，p(O )= ，在该
3 3 2 2
条件下，SO
2
(g)+ O
2
(g)⇌2SO
3
(g) 的K
p
=
。
(4) 由于该反应是放热反应，温度升高后α降低。由题中信息可知，v= ，升高温度，
k增大使v逐渐提高，但α降低使v逐渐下降。当t＜t ，k增大对v的提高大于α引起的降低；当t＞t ，k
m m
增大对v的提高小于α引起的降低。
【变式5-1】天然气的主要成分为CH，一般还含有C H 等烃类，是重要的燃料和化工原料。
4 2 6
(1)乙烷在一定条件可发生如下反应：C H(g)= C H(g)+H(g) ΔH，相关物质的燃烧热数据如下表所示：
2 6 2 4 2
物质 C H(g) C H(g) H(g)
2 6 2 4 2
燃烧热ΔH/( kJ·mol−1) -1560 -1411 -286
①ΔH=_________kJ·mol−1。
②提高该反应平衡转化率的方法有_________、_________。
③容器中通入等物质的量的乙烷和氢气，在等压下(p)发生上述反应，乙烷的平衡转化率为α。反应的平衡
常数K =_________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。
p
(2)高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH C H+H 。反应在初期阶段的速率方程为：r=k×
4 2 6 2
，其中k为反应速率常数。
①设反应开始时的反应速率为r，甲烷的转化率为α时的反应速率为r，则r=_____ r。
1 2 2 1
②对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是_________。
A．增加甲烷浓度，r增大 B．增加H 浓度，r增大
2
C．乙烷的生成速率逐渐增大 D．降低反应温度，k减小(3)CH 和CO 都是比较稳定的分子，科学家利用电化学装置实现两种分子的耦合转化，其原理如下图所
4 2
示：
①阴极上的反应式为_________。
②若生成的乙烯和乙烷的体积比为2∶1，则消耗的CH 和CO 体积比为_________。
4 2
【答案】 (1) ①137 ②升高温度 减小压强(增大体积) ③
（2）①1－α ② AD (3) ①CO+2e−=CO+O2− ② 6∶5
2
【解析】
(1)①由表中燃烧热数值可知：
①C H(g)+ O(g)=2CO (g) +3H O(l) ∆H= -1560kJ∙mol-1；②C H(g)+3O(g)=2CO (g) +2H O(l) ∆H=
2 6 2 2 2 1 2 4 2 2 2 2
-1411kJ∙mol-1；③H(g)+ O(g)=HO(l) ∆H= -286kJ∙mol-1；根据盖斯定律可知，①-②-③得C H(g)
2 2 2 3 2 6
=C H(g) + H(g)，则∆H= ∆H-∆H-∆H=( -1560kJ∙mol-1)-( -1411kJ∙mol-1)- ( -286kJ∙mol-1)=137kJ∙mol-1，故答案
2 4 2 1 2 3
为137；
②反应C H(g) C H(g) + H(g)为气体体积增大的吸热反应，升高温度、减小压强平衡都向正反应方向
2 6 2 4 2
移动，故提高该反应平衡转化率的方法有升高温度、减小压强（增大体积）；
③设起始时加入的乙烷和氢气各为1mol，列出三段式，
C H(g) C H(g) + H(g)
2 6 2 4 2
起始（mol） 1 0 1
转化（mol） α α α
平衡（mol） 1-α α 1+α
平衡时，C H、C H 和H 平衡分压分别为 p、 p和 p，则反应的平衡常数为K=
2 6 2 4 2 p
；
(2) ①根据r=k× ，若r= kc，甲烷转化率为α时，甲烷的浓度为c(1-α)，则r= kc(1-α)，所以r=(1-
1 2 2
α)r；
1②增大反应物浓度反应速率增大，故A说法正确；由速率方程可知，初期阶段的反应速率与氢气浓度无
关，故B说法错误；反应物甲烷的浓度逐渐减小，结合速率方程可知，乙烷的生成速率逐渐减小，故C说
法错误；化学反应速率与温度有关，温度降低，反应速率常数减小，故D正确。答案选AD。
(3) ①由图可知，CO 在阴极得电子发生还原反应，电极反应为CO+2e-=CO+O2-；②令生成乙烯和乙烷分
2 2
别为2体积和1体积，根据阿伏加德罗定律，同温同压下，气体体积比等于物质的量之比，再根据得失电
子守恒，得到发生的总反应为：6CH+5CO =2C H+ C H+5H O+5CO，即消耗CH 和CO 的体积比为6:5。
4 2 2 4 2 6 2 4 2
1．（2022·广东卷）恒容密闭容器中， 在不同温度下达平衡时，
各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是
A．该反应的
B．a为 随温度的变化曲线
C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动
D．向平衡体系中加入 ，H 的平衡转化率增大
2
【答案】C
【解析】A．从图示可以看出，平衡时升高温度，氢气的物质的量减少，则平衡正向移动，说明该反应的
正反应是吸热反应，即ΔH＞0，故A错误；
B．从图示可以看出，在恒容密闭容器中，随着温度升高氢气的平衡时的物质的量减少，则平衡随着温度
升高正向移动，水蒸气的物质的量增加，而a曲线表示的是物质的量不随温度变化而变化，故B错误；
C．容器体积固定，向容器中充入惰性气体，没有改变各物质的浓度，平衡不移动，故C正确；
D．BaSO 是固体，向平衡体系中加入BaSO，不能改变其浓度，因此平衡不移动，氢气的转化率不变，故
4 4
D错误；
故选C。
2．（2022·广东卷）在相同条件下研究催化剂I、Ⅱ对反应 的影响，各物质浓度c随反应时间t的
部分变化曲线如图，则A．无催化剂时，反应不能进行
B．与催化剂Ⅰ相比，Ⅱ使反应活化能更低
C．a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化
D．使用催化剂Ⅰ时， 内，
【答案】D
【解析】A．由图可知，无催化剂时，随反应进行，生成物浓度也在增加，说明反应也在进行，故A错
误；
B．由图可知，催化剂I比催化剂II催化效果好，说明催化剂I使反应活化能更低，反应更快，故B错误；
C．由图可知，使用催化剂II时，在0~2min 内Y的浓度变化了2.0mol/L，而a曲线表示的X的浓度变化
了2.0mol/L，二者变化量之比不等于化学计量数之比，所以a曲线不表示使用催化剂II时X浓度随时间t
的变化，故C错误；
D．使用催化剂I时，在0~2min 内，Y的浓度变化了4.0mol/L，则 (Y) = = =2.0
， (X) = (Y) = 2.0 =1.0 ，故D正确；
答案选D。
3．（2022·浙江卷）恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：
，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下
列说法不正确的是
A．实验①， ，
B．实验②， 时处于平衡状态，
C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大
【答案】C
【解析】A．实验①中，0~20min，氨气浓度变化量为2.40 10-3mol/L-2.00 10-3mol/L=4.00 10-4mol/L，
v(NH )= =2.00 10-5mol/(L·min)，反应速率之比等于化学计量数之比，v(N )= v(NH )=1.00
3 2 3
10-5mol/(L·min)，A正确；
B．催化剂表面积大小只影响反应速率，不影响平衡，实验③中氨气初始浓度与实验①中一样，实验③达
到平衡时氨气浓度为4.00 10-4mol/L，则实验①达平衡时氨气浓度也为4.00 10-4mol/L，而恒温恒容条件
下，实验②相对于实验①为减小压强，平衡正向移动，因此实验②60min时处于平衡状态，x<0.4，即
x≠0.4，B正确；
C．实验①、实验②中0~20min、20min~40min氨气浓度变化量都是4.00 10-4mol/L，实验②中60min时反
应达到平衡状态，实验①和实验②催化剂表面积相同，实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的
两倍，实验①60min时反应未达到平衡状态，相同条件下，增加氨气浓度，反应速率并没有增大，C错
误；
D．对比实验①和实验③，氨气浓度相同，实验③中催化剂表面积是实验①中催化剂表面积的2倍，实验
③先达到平衡状态，实验③的反应速率大，说明相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大，D正
确；
答案选C。
4．（2022·浙江卷）关于反应 ，达到平衡后，下列说
法不正确的是
A．升高温度，氯水中的 减小
B．氯水中加入少量醋酸钠固体，上述平衡正向移动， 增大
C．取氯水稀释， 增大
D．取两份氯水，分别滴加 溶液和淀粉KI溶液，若前者有白色沉淀，后者溶液变蓝色，可以证明上
述反应存在限度
【答案】D
【解析】A．HClO受热易分解，升高温度，HClO分解，平衡正向移动，c(HClO)减小，A正确；
B．氯水中加入少量醋酸钠固体，醋酸根离子和氢离子结合生成醋酸分子，氢离子浓度减小，平衡正向移
动，c(HClO)增大，B正确；
C．氯水稀释，平衡正向移动，而c(HClO)和c(Cl-)均减小，但HClO本身也存在电离平衡HClO⇌H+
+ClO-，稀释促进了HClO的电离，使c(HClO)减少更多，因此 增大，C正确；
D．氯水中加硝酸银产生白色沉淀，证明溶液中有氯离子，氯水中加淀粉碘化钾溶液，溶液变蓝，证明生
成了碘单质，溶液中有强氧化性的物质，而氯气和次氯酸都有强氧化性，不能证明反应物和生成物共存，
即不能证明上述反应存在限度，D错误；答案选D。
5．（2022·湖南卷）向体积均为1L的两恒容容器中分别充入 和 发生反应：
，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所
示。下列说法正确的是
A． B．气体的总物质的量：
C．a点平衡常数： D．反应速率：
【答案】B
【解析】A．甲容器在绝热条件下，随着反应的进行，压强先增大后减小，根据理想气体状态方程
PV=nRT可知，刚开始压强增大的原因是因为容器温度升高，则说明上述反应过程放热，即 ＜0，故A
错误；
B．根据A项分析可知，上述密闭溶液中的反应为放热反应，图中a点和c点的压强相等，因甲容器为绝
热过程，乙容器为恒温过程，若两者气体物质的量相等，则甲容器压强大于乙容器压强，则说明甲容器中
气体的总物质的量此时相比乙容器在减小即气体总物质的量：n＜n，故B正确；
a c
C．a点为平衡点，此时容器的总压为p，假设在恒温恒容条件下进行，则气体的压强之比等于气体的物质
的量（物质的量浓度）之比，所以可设Y转化的物质的量浓度为xmol∙L−1，则列出三段式如下：
，则有 ，计算得到x=0.75，那么化学平衡常数
K= ，又甲容器为绝热条件，等效为恒温条件下升温，平衡逆向移动，则平衡
常数减小即平衡常数K＜12，故C错误；
D．根据图像可知，甲容器达到平衡的时间短，温度高，所以达到平衡的速率相对乙容器的快，即V ＞V
a正 b
，故D错误。
正
综上所述，答案为B。
