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高考解密07 化学反应速率与化学平衡
考点热度 ★★★★★
考点1、考查化学反应速率及其影响因素和相关计算
1．（2022·浙江·统考高考真题）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
考点2、考查化学平衡及其影响因素和相关计算
2．（2022·辽宁·统考高考真题）某温度下，在 恒容密闭容器中 发生反应
，有关数据如下：
时间段/
产物Z的平均生成速率/
0～2 0.200～4 0.15
0～6 0.10
下列说法错误的是
A． 时，Z的浓度大于
B． 时，加入 ，此时
C． 时，Y的体积分数约为33.3%
D． 时，X的物质的量为
考点3、考查化学平衡常数及有关计算
3．（2022·湖南·高考真题）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：
考点4、考查图像、图表题的信息提取与应用
4．（2022·河北·高考真题）恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①
；② 。反应①的速率 ，反应②的速率 ，式中 为速率常数。图甲为该体
系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的 曲线。下列说法错误的是A．随 的减小，反应①、②的速率均降低
B．体系中
C．欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间
D．温度低于 时，总反应速率由反应②决定
1、对点核心素养
（1）变化观念与平衡思想：认识化学反应是有快慢和限度的,能多角度、动态地分析外因对化学反应速率
和化学平衡状态的影响,并运用化学平衡移动原理解决实际问题。
（2）证据推理与模型认知：通过对化学反应速率和化学平衡的深刻讨论,建立平衡思想,并能广泛应用于
一定条件下的可逆过程中,揭示平衡移动的本质与规律。
（3）科学探究与创新能力：通过探究外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响，能用相
关理论解释其一般规律并设计实验验证。
（4）科学态度与社会责任：能针对具体反应选择合适的条件,能对与化学有关的社会热点问题做出正确的
价值判断。
2、对点命题分析
本讲内容是高考的重点内容，通常与理论综合题结合，以填空题的形式考查化学反应速率和化学平衡
的简单计算，结合图表、图像、实验等探究化学反应速率和化学平衡的影响因素及实验设计能力。难度一
般中档偏上，在填空题中的情境多侧重与生产实际的联系。预计今后，可能通过表格、图象、数据的分析，
进行化学反应速率计算的考查，以选择题、填空题、图象或图表题形式考查化学反应速率和化学平衡的影
响因素，考查平衡常数的表达式的书写及有关计算；还结合外界条件对化学平衡的影响，考查化学平衡常
数的影响因素及应用。
核心考点一 化学反应速率及其影响因素
1．对化学反应速率计算公式的剖析
v(B)＝＝
(1)浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。
(2)化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率，且计算时取正值。
(3)同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。同一化学反应中用不同物质表
示的反应速率之比等于其化学计量数之比。
(4)对于可逆反应，反应进行的净速率是正、逆反应速率之差，当达到平衡时，净速率为零。2．影响反应速率的因素
(1)内因
反应物本身的性质是主要因素，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(只改变一个条件，其他条件不变)
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。
4．分析有气体参与的化学反应的反应速率
(1)恒温时，压缩体积――→压强增大―→气体反应物浓度增大――→反应速率增大。
(2)恒温恒容时
①充入气体反应物――→气体反应物浓度增大(压强也增大)――→反应速率增大。
②充入“惰性”气体――→总压强增大―→气体反应物浓度未改变――→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。
5．外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。
(1)当增大反应物浓度时，v(正)瞬间增大，随后逐渐减小；v(逆)瞬间不变，随后逐渐增大；直至v(正)和
v(逆)相等时达到平衡。
(2)增大压强，气体分子数减小方向的反应速率变化程度大。(3)对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率。
(4)升高温度，v(正)和v(逆)都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大。
(5)使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。
6.化学反应速率计算的常见错误
(1)不注意容器的容积。
(2)漏写单位或单位写错。
(3)忽略有效数字。
7.比较化学反应速率大小的注意事项
(1)看单位是否统一,若不统一,要换算成相同单位。
(2)比较不同时间段内的化学反应速率大小时,可先换算成用同一物质表示的反应速率,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。例如,对于一般反应aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g),比较不同时间
v(A) v(B) v(A) v(B)
段内 与 的大小,若 > ,则用A表示的反应速率比用B表示的大。要注意反应速
a b a b
率的单位要一致。
8．化学反应速率常数拓展
对于一个基元反应：αA＋βD===γG＋hH
其化学反应速率常数数学表达式为：v＝kcα(A)cβ(D)
上式中的k称为反应速率常数又称速率常数。
k的物理意义：在一定的条件下(温度、催化剂)，反应物浓度为1 mol·L－1时的反应速率。k与反应物浓度无
关。
(1)反应不同，k值不同。
(2)同一反应，温度不同k值不同。
(3)同一反应，温度一定时，有无催化剂k也是不同的。
不同反应有不同的速率常数，速率常数与反应温度、反应介质(溶剂)、催化剂等有关，甚至会随反应器的
形状、性质而异。与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。
核心考点二 化学平衡状态与化学反应进行的方向
1．化学平衡状态判断的“两类标志”及“一角度”
判断化学反应是否达到化学平衡状态，关键是看给定条件下能否推出“变量”达到“不变”。常用到的判
断标志有：
(1)绝对标志(2)相对标志
①有气体参加的反应，气体的总压强、总体积、总物质的量不变时，对于反应前后气体分子数不变的反应
来说，不一定达到平衡；对于反应前后气体分子数不相等的反应来说，达到平衡；
②气体的密度()、气体的平均相对分子质量()不变时，要具体分析各表达式中的分子或分母变化情况，判
断是否平衡；
③如果平衡体系中的物质有颜色，则平衡体系的颜色不变时，达到平衡。
(3)一角度
从微观的角度分析，如反应N(g)＋3H(g)2NH(g)，下列各项均可说明该反应达到了平衡状态：
2 2 3
2．化学平衡移动判断的方法和规律
(1)通过比较化学平衡破坏瞬时的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。
①外界条件改变对化学平衡的影响
a．若外界条件改变，引起v >v ，则化学平衡向正反应方向(或向右)移动；
正 逆
b．若外界条件改变，引起v K，平衡逆向移动；
②若Q＝K，平衡不移动；③若Q0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。
核心考点三 化学平衡常数及其影响因素和相关计算
1．化学平衡常数的全面突破
(1)化学平衡常数的意义
①化学平衡常数可表示反应进行的程度。K越大，反应进行的程度越大，K>105时，可以认为该反应已经进
行完全。虽然转化率也能表示反应进行的程度，但转化率不仅与温度有关，而且与起始条件有关。
②K的大小只与温度有关，与反应物或生成物的起始浓度的大小无关。
(2)化学平衡常数的两个应用
①判断反应进行的方向
若任意状态下的生成物与反应物的浓度幂之积的比值为Q，则Q>K，反应向逆反应方向进行；
c c
Q＝K，反应处于平衡状态；
c
Q0,m+n>p+q]
(1)速率曲线图:
(2)转化率曲线图:2）几种特殊的图像
(1)对于化学反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),如下图甲、乙,M点之前,表示从反应物开始,v(正)>v(逆);M
点为达到平衡;M点之后为平衡受温度的影响情况,即升温时A的百分含量增加、C的百分含量减少,平衡左
移,故正反应的ΔH<0。
(2)对于化学反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g),如上图丙,l曲线上所有的点都是平衡点。l曲线的左上方(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点时v(正)>v(逆);则l曲线的右下方(F
点)v(正)0)，反应体系中CO的平衡转化率α(CO)与温度、压强的关系如图所
示。下列说法错误的是
A．升高温度，平衡常数减小
B．
C．在不同温度、压强下进行该反应，α(CO)不可能相等
D．若 ，则合成气中
【变式训练1】（考查化学反应速率图象分析）（2022·浙江舟山·舟山中学校考模拟预测）半衰期为反
应物消耗一半所需的时间，某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化剂作用下发生聚合反应生成聚降冰片烯，
反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图所示，下列说法正确的是
A．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大
B．条件②，0～125min，降冰片烯反应的平均速率为
C．其他条件相同时，若将钛杂环丁烷催化剂制成蜂窝形状可提高该反应的平衡转化率D．其他条件相同时，将条件①中降冰片烯起始浓度增加为 ，则半衰期为250min
【变式训练2】（考查化学平衡图象分析）（2022·浙江·模拟预测）减少碳排放、控制温室气体排放的
增长已经成为可能。一种由二氧化碳和氢气合成乙醇的反应为
。选择合适的催化剂，相同时间内可以得出温度对合成乙
醇的影响情况如图所示(乙醇选择性 )。下列说法正确的是
A．该反应的
B．增大压强和升高温度都能提高 的平衡转化率
C．温度为 时，乙醇的产率为57.4%
D． 温度下，随温度升高，乙醇的产率降低
【变式训练3】（综合考查化学反应速率和化学平衡图象分析）（2022·上海嘉定·统考一模）T℃时在2
L密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。反应过程中X、Y、Z的物质的量变化如图1所示；若保持
其他条件不变，温度分别为T和T时，Y的体积分数与时间的关系如图2所示。则下列结论正确的是
1 2
A．反应进行的前3 min内，用X表示的反应速率v(X)=0.3 mol/(L·min)
B．容器中发生的反应可表示为3X(g)＋Y(g) 2Z(g)
C．保持其他条件不变，升高温度，反应的化学平衡常数K减小
D．若改变反应条件，使反应进程如图3所示，则改变的条件是增大压强
