专题06化学反应速率和化学平衡——备战2021年高考化学纠错笔记（学生版）_05高考化学_新高考复习资料_2023年新高考资料_一轮复习_2023年新高考大一轮复习讲义

v 向正反应方向移动 正 逆 减小反应物的浓度 减小 不变 v ＜v 向逆反应方向移动 正 逆 浓度 增大生成物的浓度 不变 增大 v ＜v 向逆反应方向移动 正 逆 减小生成物的浓度 不变 减小 v >v 向正反应方向移动 正 逆 增大压强 增大 增大 v >v 向正反应方向移动 正 逆 m+n>p+q 减小压强 减小 减小 v ＜v 向逆反应方向移动 正 逆 压强（通 增大压强 增大 增大 v ＜v 向逆反应方向移动 过改变体 正 逆 m+nv 向正反应方向移动 正 逆 变化） 增大压强 增大 增大 v =v 平衡不移动 正 逆 m+n=p+q 减小压强 减小 减小 v =v 平衡不移动 正 逆 容积不变充入He 不变 不变 v =v 平衡不移动 正 逆 m+n＞p+q 减小 减小 v ＜v 向逆反应方向移动 正 逆 压强不变 m+n=p+q 减小 减小 v =v 平衡不移动 充入He 正 逆 m+n＜p+q 减小 减小 v ＞v 向正反应方向移动 正 逆 升高温度 增大 增大 v ＜v 向逆反应方向移动 正 逆 ΔH＜0 降低温度 减小 减小 v >v 向正反应方向移动 正 逆 温度 升高温度 增大 增大 v >v 向正反应方向移动 正 逆 ΔH>0 降低温度 减小 减小 v ＜v 向逆反应方向移动 正 逆 使用正催化剂 增大 增大 v =v 平衡不移动 正 逆 催化剂 使用负催化剂 减小 减小 v =v 平衡不移动 正 逆 浓度、压强和温度对平衡移动影响的几种特殊情况： (1)改变固体或纯液体的量，对平衡无影响。 (2)当反应混合物中不存在气态物质时，压强的改变对平衡无影响。 (3)对于反应前后气体体积无变化的反应，如H(g)+I (g) 2HI(g)，压强的改变对平衡无影响。但增大 2 2 （或减小）压强会使各物质的浓度增大（或减小），混合气体的颜色变深（或浅）。 (4)恒容时，同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响，增大（减小）浓度相当于 增大（减小）压强。 (5)在恒容容器中，当改变其中一种气态物质的浓度时，必然会引起压强的改变，在判断平衡移动的方向和 物质的转化率、体积分数变化时，应灵活分析浓度和压强对化学平衡的影响。 3．化学平衡图像的理解 （1）速率−时间图像 根据v−t图像，可以很快地判断出反应进行的方向，根据v 、v 的变化情况，可以推断出外界条件的改变 正 逆 情况。 以合成氨反应为例：N(g)＋3H(g) 2NH (g) ΔH<0。 2 2 3条件 c(N )增大 c(H )减小 c(NH )增大 2 2 3 v－t图像 平衡移动方向 正反应方向移动 逆反应方向移动 逆反应方向移动 条件 C(NH )减小 增大压强 减小压强 3 v－t图像 平衡移动方向 正反应方向移动 正反应方向移动 逆反应方向移动 条件 升高温度 降低温度 使用催化剂 v－t图像 平衡移动方向 逆反应方向移动 正反应方向移动 不移动 （2）其他常见的化学平衡图像 ①浓度−时间图 此类图像能说明平衡体系中各组分在反应过程中的浓度变化情况。如A+B AB的反应情况如图。 ②总反应速率−时间图像 Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间变化的曲线如图所示。ab段(v渐增)，因该反应为放热反应， 随反应的进行，温度增高，导致反应速率增大；bc段(v渐小)，主要原因是随反应的进行，溶液中c(H+)渐 小，导致反应速率减小。故分析时要抓住各阶段的反应特点，认真分析。③含量−时间−温度图像 ④含量−时间−压强图像 ⑤含量−时间−有无催化剂 4．化学平衡图像题解题技巧 （1）“定一议二”原则 在化学平衡图像中，了解纵轴、横轴和曲线所表示的三个量的意义。在确定横轴所表示的量后，讨 论纵轴与曲线的关系，或在确定纵轴所表示的量后，讨论横轴与曲线的关系。 比如：反应2A(g)+B(g) 2C(g)达到化学平衡时，A的平衡转化率与压强和温度的关系如图 1所示[A的平衡转化率（α），横轴为反应温度（T）]。 图1 定压看温度变化，升高温度曲线走势降低，说明A的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，正反应是 放热反应。 定温看压强变化，因为此反应是反应后气体体积减小的反应，压强增大，平衡向正反应方向移动，A的 转化率增大，故p>p。 2 1 （2）“先拐先平数值大”原则 对于同一化学反应在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡状态，先出现拐点的曲线表示的 温度较高（如图2所示，α表示反应物的转化率）或压强较大[如图3所示，φ（A）表示反应物A的体 积分数]。 图2 图3 图2：T>T，正反应放热。 2 1 图3：p0 2 2 B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率 C．图中Y点所示条件下，增加O的浓度不能提高NO转化率 2 D．380℃下，c (O )=5.0×10−4 mol·L−1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K>2000 起始 2 6．[2018天津卷]室温下，向圆底烧瓶中加入1 molC HOH和含1molHBr的氢溴酸，溶液中发生反应； 2 5 C HOH+HBr C HBr+H O，充分反应后达到平衡。已知常压下，C HBr和C HOH的沸点分别为 2 5 2 5 2 2 5 2 5 38.4℃和78.5℃。下列有关叙述错误的是A．加入NaOH，可增大乙醇的物质的量 B．增大HBr浓度，有利于生成C HBr 2 5 C．若反应物增大至2 mol，则两种反应物平衡转化率之比不变 D．若起始温度提高至60℃，可缩短反应达到平衡的时间 7．[2018江苏卷]（双选）一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反 应2SO (g)+ O (g) 2SO (g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下： 2 2 3 下列说法正确的是 A．v< v，c< 2c 1 2 2 1 B．K > K ，p> 2p 1 3 2 3 C．v< v，α(SO ) >α (SO ) 1 3 1 2 3 2 D．c> 2c，α(SO )+α(SO )<1 2 3 2 3 3 2 8．某研究性学习小组利用HC O 溶液和酸性KMnO 溶液的反应探究“外界条件的改变对化学反应速率的 2 2 4 4 影响”，进行了如下实验。下列说法错误的是 有关物质 实验 溶液颜色褪 实验 温 酸性KMnO 溶液 HC O 溶液 HO 至无色所用 序号 4 2 2 4 2 度/K 时间/s V/mL c/mol·L－1 V/mL c/mol·L－1 V/mL ① 293 2 0.02 4 0.1 0 t 1 ② 293 2 0.02 3 0.1 1 8 ③ 313 2 0.02 3 0.1 1 t 2 A．实验①②探究的是浓度对反应速率的影响 B．实验①③探究的是温度对反应速率的影响 C．t<8 2 D．计算可得实验②中v(KMnO)≈8.3×10-4mol•L-1•s-1(忽略溶液体积变化) 4 9．HI在一定条件下可发生反应 2HI(g) H (g)+I(g) ΔH，在2L恒容密闭容器中，充入一定量的 2 2HI(g)，反应物的物质的量 n（ mol）随时间t（min）变化的数据如下： 根据表中数据，下列说法正确的是 A．实验 1中，反应在 0至 10min内，v(HI)=0.02 mol·L−1 ·min−1 B．800℃时，该反应的平衡常数K=0.25 C．根据实验 1和实验2可说明：反应物浓度越大，反应速率越快 D．ΔH<0 10．X不同条件下能分别转化为Y或Z，转化过程的能量变化如图所示。下列说法正确的是 A．反应X→Y为放热反应 B．加入催化剂曲线a变为曲线b C．反应2X(g)=Z(g)吸收的热量为(E -E ) 2 1 D．升高温度可以提高反应物分子的能量，从而使化学反应速率加快 11．在一定温度下，容器内某一反应中M、N的物质的量随反应时间变化的曲线如图，下列表述正确的是 A．反应的化学方程式：2MN B．t 时，正、逆反应速率相等，达到平衡 2 C．t 时，正反应速率大于逆反应速率 3 D．t 时N的浓度是M浓度的2倍 112．某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对A(g)＋3B (g)2AB (g)化学平衡状态的影响， 2 2 3 得到如下图所示的变化规律(图中T表示温度，n表示物质的量)，根据图示得出的判断结论正确的是 A．反应速率a>b>c B．达到平衡时A 的转化率大小为：b>a>c 2 C．若T>T，则正反应是放热反应 2 1 D．达到平衡时，AB 的物质的量大小为：c>b>a 3 13．用来表示可逆反应：2A(g)+B（g）3C（g） ΔH <0的正确图象是图中的 A． B． C． D． 14．（双选）在三个容积均为2 L的密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应： CO(g)+HO(g) CO(g)+H(g) ΔH=−a kJ· mol−1(a>0) 2 2 2 相关反应数据如下： 起始物质的量/ mol 容器 容器类型 起始温度/ 平衡时H 物质的量/ mol 2 CO HO CO H 2 2 2 Ⅰ 恒温恒容 800 1.2 0.6 0 0 0.4 Ⅱ 恒温恒容 900 0.7 0.1 0.5 0.5 Ⅲ 绝热恒容 800 0 0 1.2 0.8 下列说法正确的是 A．容器Ⅰ中反应经10 min建立平衡，0～10 min内，平均反应速率v(CO)=0.04 mol·L−1·min−1B．若向容器Ⅰ平衡体系中再加入CO、HO、CO、H 各0.1 mol，平衡将正向移动 2 2 2 C．达到平衡时，容器Ⅱ中反应吸收的热量小于0.1a kJ D．达平衡时，容器Ⅲ中n(CO)<0.48 mol 15．[2020年新课标Ⅲ]二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO 的热点研究领域。回答下列问题： 2 (1)CO 催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n(C H)∶n(H O)=__________。当反应达到 2 2 4 2 平衡时，若增大压强，则n(C H)___________(填“变大”“变小”或“不变”)。 2 4 (2)理论计算表明，原料初始组成n(CO)∶n(H )=1∶3，在体系压强为0.1MPa，反应达到平衡时，四种组分 2 2 的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。 图中，表示C H、CO 变化的曲线分别是______、______。CO 催化加氢合成C H 反应的ΔH______0(填 2 4 2 2 2 4 “大于”或“小于”)。 (3)根据图中点A(440K，0.39)，计算该温度时反应的平衡常数K =_________(MPa)−3(列出计算式。以分压表 p 示，分压=总压×物质的量分数)。 (4)二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C H、C H、C H 等低碳烃。一定温度和压强条 3 6 3 8 4 8 件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当___________________。 16．[2019新课标Ⅰ]水煤气变换[CO(g)+H O(g)=CO(g)+H(g)]是重要的化工过程，主要用于合成氨、制氢 2 2 2 以及合成气加工等工业领域中。回答下列问题： （1）Shibata曾做过下列实验：①使纯H 缓慢地通过处于721 ℃下的过量氧化钴CoO(s)，氧化钴部分被 2 还原为金属钴Co(s)，平衡后气体中H的物质的量分数为0.0250。 2 ②在同一温度下用CO还原CoO(s)，平衡后气体中CO的物质的量分数为0.0192。 根据上述实验结果判断，还原CoO(s)为Co(s)的倾向是CO_________H （填“大于”或“小于”）。 2 （2）721 ℃时，在密闭容器中将等物质的量的CO(g)和HO(g)混合，采用适当的催化剂进行反应，则平 2 衡时体系中H的物质的量分数为_________（填标号）。 2 A．＜0.25 B．0.25 C．0.25~0.50 D．0.50 E．＞0.50（3）我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了在金催化剂表面上水煤气变换的反应历程，如图所 示，其中吸附在金催化剂表面上的物种用❉标注。 可知水煤气变换的ΔH________0（填“大于”“等于”或“小于”），该历程中最大能垒（活化 能）E =_________eV，写出该步骤的化学方程式_______________________。 正 （4）Shoichi研究了467 ℃、489 ℃时水煤气变换中CO和H 分压随时间变化关系（如下图所示），催化 2 剂为氧化铁，实验初始时体系中的 和 相等、 和 相等。 计算曲线a的反应在30~90 min内的平均速率 (a)=___________kPa·min−1。467 ℃时 和 随时 间变化关系的曲线分别是___________、___________。489 ℃时 和 随时间变化关系的曲 线分别是___________、___________。 17．[2019新课标Ⅲ节选]近年来，随着聚酯工业的快速发展，氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速 增长。因此，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。回答下列问题： （1）Deacon发明的直接氧化法为：4HCl(g)+O (g)=2Cl (g)+2HO(g)。下图为刚性容器中，进料浓度比 2 2 2c(HCl) ∶c(O )分别等于1∶1、4∶1、7∶1时HCl平衡转化率随温度变化的关系： 2 可知反应平衡常数K（300℃）____________K（400℃）（填“大于”或“小于”）。设HCl初 始浓度为c ，根据进料浓度比c(HCl)∶c(O )=1∶1的数据计算K（400℃）=____________（列出 0 2 计算式）。按化学计量比进料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比 c(HCl)∶c(O )过低、过高的不利影响分别是____________。 2 （2）Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行： CuCl (s)=CuCl(s)+ Cl(g) ΔH=83 kJ·mol-1 2 2 1 CuCl(s)+ O(g)=CuO(s)+ Cl(g) ΔH=-20 kJ·mol-1 2 2 2 CuO(s)+2HCl(g)=CuCl (s)+HO(g) ΔH=-121 kJ·mol-1 2 2 3 则4HCl(g)+O (g)=2Cl (g)+2HO(g)的ΔH=_________ kJ·mol-1。 2 2 2 （3）在一定温度的条件下，进一步提高HCl的转化率的方法是______________。（写出2种） 18．已知反应Fe(s)+CO (g) FeO(s)+CO(g) △H=akJ/mol ，测得在不同温度下，反应的平衡常数K随温 2 度的变化如下： 温度/℃ 500 700 900 K (1)若500℃时进行该反应，CO 起始浓度为2mol/L，CO的平衡浓度为__________。 2 (2)反应中的a__________（填“大于”“小于”或“等于”）0。 (3)700℃反应达到平衡，要使该平衡正向移动，其他条件不变时，可以采取的措施有__________（填序 号）。 A．缩小反应器体积B．通入CO 2 C．升高温度到900℃ D．使用合适的催化剂 (4)下列图像符合反应的是__________（填序号）。(图中v是速率、ψ为混合物中CO含量，T为温度且T 1 ＞T) 2 19．某研究小组在实验室探究氨基甲酸铵(NH COONH)分解反应平衡常数的测定。将一定量纯净的氨基甲 2 4 酸铵固体置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达 到分解平衡：NH COONH(s)＝2NH (g)＋CO(g),实验测得不同温度下的平衡数据列于下表： 2 4 3 2 温度/℃ 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 平衡总压强/kPa 5.7 8.3 12.0 17.1 24.0 平衡气体总浓度/mol·L－1 2.4×10－3 3.4×10－3 4.8×10－3 6.8×10－3 9.4×10－3 (1)可以判断该分解反应已经达到平衡的是________(填字母序号)。 A．2v(NH )＝v(CO) 3 2 B．密闭容器中总压强不变 C．密闭容器中混合气体的密度不变 D．密闭容器中氨气的体积分数不变 (2)根据表中数据，列式计算25.0 ℃时的分解平衡常数：__________。 (3)取一定量的氨基甲酸铵固体放在一个带活塞的密闭真空容器中，在25.0 ℃下达到分解平衡。若在恒温下 压缩容器体积，氨基甲酸铵固体的质量将________(填“增加”“减少”或“不变”)。 (4)氨基甲酸铵分解反应的焓变ΔH____0(填“＞”“＝”或“＜”，下同)，熵变ΔS____0。 20．氮的化合物在化肥、医药、炸药、材料等领域中有着极其重要用途。 （1）羟氨能与溴化银悬浊液反应：2NH OH+2AgBr=N ↑+2Ag+2HBr+2H O，羟氨的电子式为________； 2 2 2 反应中烃氨表现________性。 （2）已知：a.N (g)+3H(g)=2NH (g) ΔH=−92.2kJ/ mol 2 2 3 b.H (g)+Cl (g)=2HCl(g) ΔH=−184.6kJ/ mol 2 2c.2NH (g)+3Cl (g)=N(g)+6HCl(g) ΔH 3 2 2 3 ①ΔH=________。 3 ②反应c在常温下能快速进行的原因为________。 （3）容积均为1L的甲、乙两个容器，其中甲为绝热容器，乙为恒温容器．相同温度下，分别充入 0.2 mol的NO ，发生反应：2NO (g) NO(g) ΔH<0，甲中NO 的相关量随时间变化如下图 2 2 2 4 2 所示。 ①0~3s内，甲容器中NO 的反应速率增大的原因是________． 2 ②甲达平衡时，温度若为T ℃，此温度下的平衡常数K=________． c ③平衡时，K ________K (填“>”、“<”或“=”，下同)，P ________P 甲 乙 甲 乙 （4）化学工作者对NO与H 的反应进行研究，提出下列3步机理：(k为速率常数) 2 第一步2NO=N O 快反应，平衡时：v =k ·c2(NO)=v =k ·c(N O) 2 2 正 正 逆 逆 2 2 第二步NO+H ==N O+HO 慢反应 2 2 2 2 2 第三步NO+H=N +H O 快反应 2 2 2 2 其中可近似认为第二步反应不影响第一步平衡，下列说法正确的是_____。(填字母标号) A．v(第一步逆反应)