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重难点11 化学反应速率与平衡分析
考向
2025 考向预测
考向1 化学反应速率及影响因素
预计2025 年高考对本专题的考查仍会以选择题和综合题为
主,其中外界因素对平衡状态的影响、化学平衡常数、与
化学平衡和化学反应速率相关的计算是考查的重点。侧重
考查考生分析问题能力,信息整合应用能力等,试题难度
有逐渐加大的趋势。
考向2 化学平衡状态及影响因素
考向3 化学反应速率与平衡的图像分析
考向4 化学反应的方向
【思维导图】
【高
分技巧】
一.掌握化学反应速率的计算公式及影响因素
1.常用表示方法及计算
(1)表达式:v(A)==,单位时间内反应物浓度的减小量或生成物浓度的增加量(均取正值);
(2)单位:mol·L-1·s-1、mol·L-1·min-1、mol·L-1·h-1
(3)注意事项:
①浓度变化只适用于气体和液体中的溶质,不适用于固体和纯液体;
②v 指某段时间内的平均反应速率,而不是即时速率,且计算时取正值;
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③化学反应速率在一定条件下,也可以用其他物理量表示。如单位时间内气体体积变化、压强变化、颜色
变化、固体质量变化等。
(4)用不同物质的浓度变化表示同一化学反应的反应速率时,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。例如,对于反应mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m ∶ n ∶ p ∶ q 。
2.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)单位统一后,换算成同一物质表示的速率,再比较数值的大小。
(3)也可以直接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。
3.影响化学反应速率的因素
(1)内因(主要因素):反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定因素。如卤素单质与H2反应的速率
大小关系为F2>Cl2>Br2>I2,镁、铝、锌、铁与稀硫酸反应的速率大小关系为Mg>Al>Zn>Fe。
(2)外因(只改变一个条件,其他条件不变)
浓度
增大反应物浓度,反应速率加快,反之减慢。浓度对化学反应速率的影响的注意
事项:
(1)固体和纯液体的浓度可视为常数,改变其物质的量,对反应速率无影响,但
要注意水对溶液的稀释作用。
(2)若某物质的浓度变化改变了其性质,反应实质可能发生改变,要具体分析反
应速率的变化(如铁与稀硫酸反应,在一定浓度范围内反应速率与浓度有关,但常
温下铁遇浓硫酸钝化)。
(3)对于离子反应,只有实际参加反应的各离子浓度发生变化,才会引起化学反
应速率的改变。
压强
对于有气体参加的反应,增大压强,反应速率加快,反之减慢。压强对化学反应
速率的影响注意事项:
压强影响反应速率适用于有气体参加的化学反应,压强改变反应速率的实质是通
过改变物质浓度引起的,若压强的改变没有导致浓度发生变化,则反应速率不
变。
对于有气体参与的反应,有如下三种类型:
(1)恒温时
①体积减小→压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率增大。
②体积增大→压强减小→气体反应物浓度减小→反应速率减小。
(2)恒温恒容时
①充入气体反应物→总压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率增大。
②充入“惰性气体”→总压强增大→反应物浓度不变→反应速率不变。
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(3)恒温恒压时
充入“惰性气体”→体积增大→反应物浓度减小→反应速率减小。
温度
升高温度,反应速率加快,反之减慢。无论是吸热反应还是放热反应,升高温
度,反应速率均加快,但增大的倍数可能不同。
催化剂
使用催化剂,能改变化学反应速率,且正、逆反应速率的改变程度相同。催化剂
对反应速率的影响注意事项:
其他因素
反应物间的接触面积、光照、放射性辐射、超声波等。
4.基元反应和有效碰撞理论
(1)基元反应:大多数化学反应往往经历多个反应步骤才能实现,其中每一步反应都称为基元反应。
反应历程:基元反应反映了化学反应的历程,反应历程又称反应机理。
如:2HI===H2+I2实际上经过下列两步反应完成:
2HI→H
①
2+2I·
2I·→I
②
2
(2)有效碰撞
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。
②反应物分子的每一次碰撞并不是都能发生反应,能够发生化学反应的碰撞叫作有效碰撞。发生有效碰撞
的两个条件是反应物分子能量足够和取向合适。
(3)活化分子、活化能
①活化分子:能够发生有效碰撞的分子。
②活化能: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。
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图中:
E1为反应的活化能;
E2为活化分子变成生成物分子放出的能量;
E3为使用催化剂时反应的活化能;
反应热ΔH=E1-
E 2。
③有效碰撞:活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。
(4)从活化分子、有效碰撞角度分析外界条件对反应速率的影响
条件改变
单位体积内
有效碰撞次数
化学反应速率
分子总数
活化分子数
活化分子
百分数
增大反应
物浓度
增加
增加
不变
增加
增大
增大压强
增加
增加
不变
增加
增大
升高温度
不变
增加
增加
增加
增大
加催化剂
不变
增加
增加
增加
增大
二.掌握化学平衡状态及其移动影响因素
1.化学平衡状态的判断
(1)动态标志:v 正=v 逆≠0
①同一物质(两种表述):v 正=v 逆、断键数=成键数。
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。
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(2)“变量不变”:如果一个量是随反应进行而改变的(即变量),当其“不变”时反应就达到平衡状态。
A. 混合体系中各组分的物质的量、质量、物质的量浓度、百分含量(体积分数、质量分数)、转化率等会随
时间变化而变化,为变量,当其不随时间而改变时,反应达到平衡。
B. 绝热体系中温度为变量,当其不随时间而改变时,反应达到平衡。
C. M、ρ、p 总等,不一定为变量,要根据不同情况进行判断:
注:若有非气体物质参与反应,无论Δn(g)是否等于0,M、ρ 均为变量,若其恒定不变,则化学反应达到
平衡状态。
化学反应
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
是否平衡
混合物体系中各
成分的含量
①各物质的物质的量或物质的量分数一定
平衡
②各物质的质量或质量分数一定
平衡
③各气体的体积或体积分数一定
平衡
④总体积、总压强、总物质的量一定
不一定平衡
正、逆反应速率
之间的关系
①单位时间内消耗了m mol A,同时也生成了m mol A
平衡
②单位时间内消耗了n mol B,同时也消耗了p mol C
平衡
③v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q
不一定平衡
④单位时间内生成了n mol B,同时也消耗了q mol D
不一定平衡
压强
①其他条件一定、总压强一定,且m+n≠p+q
平衡
②其他条件一定、总压强一定,且m+n=p+q
不一定平衡
混合气体的平均
①平均相对分子质量一定,且m+n≠p+q
平衡
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相对分子质量
②平均相对分子质量一定,且m+n=p+q
不一定平衡
温度
任何化学反应都伴随着能量变化,当体系温度一定时
平衡
气体的密度
密度一定
不一定平衡
颜色
反应体系内有色物质的颜色稳定不变
平衡
2.影响化学平衡的因素
(1)若其他条件不变,改变下列条件对化学平衡的影响,结果如下:
改变的条件(其他条件不变)
化学平衡移动的方向
浓度
增大反应物浓度或减小生成物浓度
向正反应方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度
向逆反应方向移动
压强
(对有气体参加的反应)
反应前后气体体积改
变
增大压强
向气体分子总数减小的方向移动
减小压强
向气体分子总数增大的方向移动
反应前后气体体积不
变
改变压强
平衡移动
温度
升高温度
向吸热反应方向移动
降低温度
向放热反应方向移动
催化剂
同等程度改变v 正、v 逆,平衡不移动
(2)外界条件对化学平衡影响的图示分析
①浓度对化学平衡的影响
a.当反应体系中存在固体或纯液体物质时,可认为其“浓度”是恒定的,不随其量的增减而变化,故改
变这些固体或纯液体的量,对化学平衡没影响。
b.同等程度地改变反应气体混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响。
②压强对化学平衡的影响
对于反应:mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),若m+n>p+q,则图像对应图1、图2;若m+n=p+q,则
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图像对应图3、图4。
说明:
a.改变压强,相当于改变体积,也就相当于改变浓度。
b.若反应前后气体体积无变化,改变压强,能同时改变正、逆反应速率,v(正)=v(逆),平衡不移动。如
H2(g)+I2(g)
2HI(g)。
③温度对化学平衡的影响
在其他条件不变的情况下,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动;降低温度,化学平衡向放热反应方
向移动。
注意:
a.升高温度,不管是吸热还是放热方向,反应速率均增大,但吸热方向速率增大的倍数大于放热方向速率
增大的倍数,使v(吸热)>v(放热),故平衡向吸热方向移动。
b.只要是升高温度,新平衡状态的速率值一定大于原平衡状态的速率值;反之则小。
v-t 图像[以N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0 为例]如下。
④催化剂对化学平衡的影响
催化剂对化学平衡移动无影响。V-t 图像(以N2+3H2
2NH3为例)如下。
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(3)勒夏特列原理
①内容: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。本原理也称为化学平衡移动原理。
②适用范围:适用于任何动态平衡(如溶解平衡、电离平衡等),非平衡状态不能用此来分析。
③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.“惰性气体”对化学平衡的影响
(1)恒温恒容条件
原平衡体系――――――――→体系总压强增大 →体系中各组分的浓度不变 →平衡不移动。
(2)恒温恒压条件
4.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)容器容积,气体反应物的转化率与
化学计量数有关。
(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,等效于压缩容器容积,A 的转化率与化学计量数有关。
增大c(A)
三.熟练化学平衡常数(Kc、Kp)、速率常数及相关计算
1.化学平衡常数的含义及应用
(1)对于一般的可逆反应mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
①浓度商:在任意时刻的,通常用Q 表示。
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②化学平衡常数: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:K=,固体和纯液体的浓度视为常数,通常不计入平衡常数表达式
中。
(2)意义及影响因素
K 值只受温度的影响,与物质的浓度、压强等的变化无关。
影响因素
内因
反应物本身的性质
外因
温度升高
ΔH<0,K 值减小
ΔH>0,K 值增大
提醒:
①K 只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关。
②K 值的大小只能预示某可逆反应向某方向进行的最大限度,不能预示反应达到平衡所需要的时
间。
③当K>105时,可以认为反应进行完全。
(3)应用
①根据浓度商与平衡常数的大小关系,可以判断化学平衡移动的方向:
当Q<K 时,反应向正反应方向进行,直至达到新的平衡状态;
当Q=K 时,反应处于平衡状态;
当Q>K 时,反应向逆反应方向进行,直至达到新的平衡状态。
②判断可逆反应的反应热
(4)化学平衡常数和转化率的有关计算
“三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙”。解题时,要注意准确地列出起始量、变化量、
平衡量,按题目要求进行计算,同时还要注意单位的统一。
对以下反应:mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),令A、B 起始物质的量(mol)分别为a、b,达到平衡后,A
的消耗量为mx mol,容器容积为V L。
mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g)
起始/mol a b 0 0
变化/mol mx nx px qx
平衡/mol a-mx b-nx px qx
①平衡常数:K=。
A
②
的平衡浓度:c(A)= mol·L-1。
A
③
的转化率:α(A)=×100%,α(A)∶α(B)=∶=。
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(转化率=×100%=×100%)
A
④
的体积分数:φ(A)=×100%。
(某组分的体积分数=×100%)
⑤平衡混合物中某组分的百分含量=×100%。
⑥平衡压强与起始压强之比:=。
⑦混合气体的平均密度:ρ 混= g·L-1。
⑧混合气体的平均摩尔质量:M= g·mol-1。
⑨生成物的产率:实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲,转化率越大,原料利用率越高,
产率越大。
产率=×100%。
2.压强平衡常数(Kp)
(1)对于一般可逆反应mA+nB
pC+qD,当在一定温度下达到平衡时,其压强平衡常数Kp=,其中
p(A)、p(B)、p(C)、p(D)表示反应物和生成物的分压,平衡分压计算方法如下:
某气体的分压=总压p(总)×该气体的物质的量分数(或体积分数)。
p(总)=p(A)+p(B)+p(C)+p(D);
(2)两种Kp的计算模板:
①平衡总压为p0
N2(g) + 3H2(g)
2NH3(g)
n(平) a b c
p(分压) p0 p0 p0
Kp=
②刚性容器起始压强为p0,平衡转化率为α。
2NO2(g)
N2O4(g)
p(始) p0 0
Δp p0α p0α
p(平) p0-p0α p0α
Kp=
3.速率常数与平衡常数的计算
(1)速率常数含义
速率常数(k)是指在给一定温度下,反应物浓度皆为1 mol·L-1时的反应速率。在相同的浓度条件下,可用
速率常数大小来比较化学反应的反应速率。
化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比,而速率常数是其比例常数,在恒温条件下,速率常数
不随反应物浓度的变化而改变。因此,可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。
(2)速率方程
一定温度下,化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。
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对于基元反应(能够一步完成的反应):aA+bB===gG+hH,则v=kca(A)·cb(B)(其中k 为速率常数)。如
SO
①
2Cl2
SO2+Cl2 v=k1c(SO2Cl2)
2NO
②
2
2NO+O2 v=k2c2(NO2)
2H
③
2+2NO
N2+2H2O v=k3c2(H2)·c2(NO)
(3)速率常数的影响因素
温度对化学反应速率的影响是显著的,速率常数是温度的函数,通常反应速率常数越大,反应进行的越
快。同一反应,温度不同,速率常数将有不同的值,但浓度不影响速率常数。
(4)相同温度下,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)
gG(g)+hH(g)
v(正)=k 正·ca(A)·cb(B);
v(逆)=k 逆·cg(G)·ch(H)
平衡常数K==
反应达平衡时,v 正=v 逆,故K=。
四.牢固掌握化学反应速率与平衡的图像分析
1.瞬时速率—时间图像
(1)当可逆反应达到一种平衡后,若某一时刻外界条件发生改变,都可能使速率—时间图像的曲线出现
不连续的情况,根据出现“断点”前后的速率大小,即可对外界条件的变化情况作出判断。如图:
t1时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强(仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应)。
(2)常见含“断点”的速率-时间图像分析
图像
t1时刻
所改变
的条件
温
度
升高
降低
升高
降低
正反应为放热反应
正反应为吸热反应
压
强
增大
减小
增大
减小
正反应为气体物质的量增大的反应
正反应为气体物质的量减小的反应
(3)“渐变”类速率-时间图像
图像
分析
结论
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t1时v′正突然增大,v′逆逐渐增
大;v′正>v′逆,平衡向正反应
方向移动
t1时其他条件不变,增
大反应物的浓度
t1时v′正突然减小,v′逆逐渐减
小;v′逆>v′正,平衡向逆反应
方向移动
t1时其他条件不变,减
小反应物的浓度
t1时v′逆突然增大,v′正逐渐增
大;v′逆>v′正,平衡向逆反应
方向移动
t1时其他条件不变,增
大生成物的浓度
t1时v′逆突然减小,v′正逐渐减
小;v′正>v′逆,平衡向正反应
方向移动
t1时其他条件不变,减
小生成物的浓度
2.全程速率—时间图像
例如:Zn 与足量盐酸的反应,化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。
原因:
(1)AB 段(v 增大),反应放热,溶液温度逐渐升高,v 增大。
(2)BC 段(v 减小),溶液中c(H+)逐渐减小,v 减小。
3.物质的量(或浓度)—时间图像
例如:某温度时,在定容(V L)容器中,X、Y、Z 三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。
(1)由图像得出的信息
X
①、Y 是反应物,Z 是生成物。
②t3 s 时反应达到平衡状态,X、Y 并没有全部反应,该反应是可逆反应。
0
③~t3 s 时间段:Δn(X)=n1-n3mol,Δn(Y)=n2-n3mol,Δn(Z)=n2mol。
(2)根据图像可进行如下计算
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①某物质的平均速率、转化率,如v(X)= mol·L-1·s-1;Y 的转化率=×100%。
②确定化学方程式中的化学计量数之比,X、Y、Z 三种物质的化学计量数之比为(n1-n3) (∶n2-n3)∶n2。
4.含量—时间—温度(压强)图像
(1)识图技巧
分析反应由开始(起始物质相同时)达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。
①若为温度变化引起,温度较高时,反应达平衡所需时间短。
②若为压强变化引起,压强较大时,反应达平衡所需时间短。
③若为是否使用催化剂,使用适宜催化剂时,反应达平衡所需时间短。
(2)应用举例
C%指生成物的质量分数,B%指反应物的质量分数。
【技法解读】
“先拐先平,数值大”,即曲线先出现拐点的首先达到平衡,反应速率快,以此判断温度或压强的高低。
再依据外界条件对平衡的影响分析判断反应的热效应及反应前后气体体积的变化。
5.“A 的转化率(或C 的含量)-温度-压强”四种图像
以mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g) ΔH=Q kJ·mol-1为例
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m+n>p+q,ΔH>0
m+n<p+q,ΔH<0
m+n>p+q,ΔH<0
m+n<p+q,ΔH>0
【技法解读】
解答时应用“定一议二”原则,即把自变量(温度、压强)之一设为恒量,讨论另外两个变量的关系。
通过分析相同温度下不同压强时,反应物A 的转化率大小来判断平衡移动的方向,从而确定反应方程式中
反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。如图甲中任取一条温度曲线研究,压强增大,A 的转
化率增大,平衡正向移动,则正反应为气体体积减小的反应,图丙中任取横坐标一点作横坐标垂线,也能
得出相同结论。
通过分析相同压强下不同温度时,反应物A 的转化率的大小来判断平衡移动的方向,从而确定反应的热效
应。如图丙中任取一条压强曲线研究,温度升高,A 的转化率减小,平衡逆向移动,则正反应为放热反
应,图乙中任取横坐标一点作垂线,也能得出相同结论。
6.“点-线-面”三维度分析特殊平衡图像
(1)对于化学反应:mA(g)+nB(g)
pC(g)+qD(g),如图所示:M 点前,表示从反应开始,v 正>v 逆;
M 点恰好达到平衡;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),L 线上所有的点都是平衡点(如图)。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 点满足v 正>v 逆;同理,L 线的右下
方(F 点)满足v 正<v 逆。
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7.化工生产中的复杂图像分析
除通过图像获取有用信息和对获取的信息进行加工处理外,还需注意以下4 点:
(1)曲线上的每个点是否都达到平衡
往往需要通过曲线的升降趋势或斜率变化来判断,如果还未达到平衡则不能使用平衡移动原理,只有达到
平衡以后的点才能应用平衡移动原理。
如图中虚线表示单位时间内A 的产率随温度的升高先增大后减小,先增大的原因是P 点之前反应尚未达到
平衡,随温度的升高,反应速率增大,故单位时间内A 的产率增大。
(2)催化剂的活性是否受温度的影响
不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说,催化剂的活性在一定温度下最高,低于或
高于这个温度都会下降。
如图,250~300 ℃时,温度升高而B 的生成速率降低的原因是温度超过250 ℃时,催化剂的催化效率降
低。
(3)不同的投料比对产率也会造成影响
可以采用定一议二的方法,根据相同投料比下温度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强下改变投
料比时平衡移动的方向进行判断,确定反应的吸放热或系数和的大小。
如图,对于反应2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g)。
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当投料比一定时,温度越高,CO2的转化率越低,所以升温,平衡左移,正反应为放热反应。若温度不
变,提高投料比[n(H2)/n(CO2)],则提高了二氧化碳的转化率。
(4)考虑副反应的干扰或影响
往往试题会有一定的信息提示,尤其温度的改变影响较大。
(建议用时:40 分钟)
考向
01
化学反应速率及影响因素
1.(2025·辽宁大连·期中)下列实验装置(部分夹持装置已略去)能达到对应实验目的是
A.实验室制取少量氨气
B.制备无水
C.探究
的浓度对氢气生成速率的影响
D.探究浓度对反应速率的影响
2.(2025·哈尔滨三中·期中)某温度下,在刚性密闭容器中充入一定量的
,发生反应:①
;②
。测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是
16
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A.Ⅱ曲线代表
的浓度与时间的变化关系
B.反应①加入催化剂不改变单位时间内
的转化率
C.反应②达到M 点时,正反应速率大于逆反应速率
D.
反应②的速率
3.(2025·哈尔滨三中·月考)足量锌和稀硫酸反应,为了加快反应速率又不影响产生氢气的总量,可采用
的措施是
A.加硝酸钠固体
B.加醋酸钠固体
C.加硫酸铜固体
D.通入HCl 气体
4.(2025·辽宁大连·期中)研究一个化学反应时需要关注该反应的快慢与历程、趋势与限度,下列说法正
确的是
A.活化分子间的碰撞一定能发生化学反应
B.加入适宜的催化剂能增大活化分子的百分数
C.化学平衡正向移动,反应物的平衡转化率一定增大
D.反应
在低温条件可能自发进行
5.(2025·大连育明高级中学·期中)下列有关说法正确的是
A.足量1mol/L 的盐酸与一定量的Zn 粉反应,若加入适量的硫酸铜溶液,既能加快反应速率,又不影响
生成的体积
B.其他条件不变,温度越高,活化分子百分数增加,反应速率加快
C.游轮底部定期更换锌块是利用电解原理防止游轮底部腐蚀
D.使用催化剂降低反应活化能,从而改变反应过程中吸收或放出的热量
考向
02
化学平衡状态及影响因素
6.(2025·辽宁省实验中学·期末)在恒温恒容的密闭容器中充入一定量
,发生如下反应:
反应②和③的速率方程分别为
和
,其中
分别为反应②和③的速率常数,反应
③的活化能远大于反应②,测得
随时间的变化如下表:
17
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0
1
2
3
4
5
0.160
0.113
0.080
0.056
0.040
0.028
下列说法错误的是
A.
内,
的平均反应速率为
B.若
,平衡时
C.其他条件不变,若升高温度,平衡时
减小
D.其他条件不变,若增大
的用量,平衡时
的转化率减小
7.(2025·辽宁大连育明高级中学·期中)已知2SO2(g)+O2(g)
2SO3(g)
H=-197kJ/mol
△
。向同温、同体积
的三个密闭容器中分别充入气体:(甲)2molSO2和1molO2;(乙)1molSO2和0.5molO2;(丙)2molSO3.恒温、
恒容条件下反应达平衡时,下列关系一定正确的是
A.容器内压强p:p 甲=p 丙>2p 乙
B.反应放出或吸收热量的数值Q:Q 甲=Q 丙>2Q 乙
C.反应物的转化率α:α 乙+α 丙>1
D.SO3的质量m:m 甲=m 丙>2m 乙
8.(2025·辽宁名校联盟·联考)已知:
,该反应在任何温度下均可以自发进行,
830℃时,向一个2L 的密闭容器中加入
,10s 达到平衡状态,测得平衡常数为
。下列
说法错误的是
A.
,
B.混合气体的平均摩尔质量不变不能作为该反应达到平衡的标志
C.10s 后再向容器中通入
和
,再次达到平衡时,
D.850℃时,该反应的平衡常数小于
9.(2025·东北师大附中·三模)一定温度下,分别将两种亚硫酸氢盐加热分解,达平衡时的压强分别为
、
。
i.
ii.
在该温度下,将一定质量的
与
加入某密闭容器中,平衡时三种固体均存在。下列说法不
正确的是
A.反应i 的平衡常数
B.平衡时,容器内
的分压为
18
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C.若恒温、恒容,通入少量
,再次平衡时体系的总压强保持不变
D.若恒温、恒压,通入少量
,再次平衡时容器内
的物质的量不变
10.(2025·黑龙江省实验中学·月考)氢能是公认的清洁能源,蓝氢是通过化石燃料制氢,同时配合碳捕
捉和碳封存技术。一种制备蓝氢的原理是CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)。向体积为1L 的恒容密闭容器
中充入1mol CH4(g)和2mol CO2(g),在一定条件下发生上述反应,测得
的物质的量与时间的关系如表所
示。下列叙述正确的是
t/min
0
5
10
15
20
25
n (H2)/mol
0
0.5
0.75
0.85
0.9
0.9
A.0~10min,
B.当2v(CO)(逆)=v(CO2)(正)时,反应达到平衡状态
C.上述反应中,
的平衡转化率等于
的平衡转化率
D.其他条件不变,若加入高效催化剂,则
的转化率达到45%时所用时间小于20min
11.(2025·辽宁沈阳·期中)以甲醇为原料实现甲苯甲基化是制备二甲苯的重要方法,常用分子筛为催化
剂,反应得到二甲苯三种异构体的混合物,其主要物质变化如图所示(体系中各物质均为气态,三个反应均
为放热反应)。
已知二甲苯三种异构体的平衡选择性(S=
)。
下列说法错误的是
反应
平衡常数
K1
K2
K3
A.
的平衡常数
B.随着温度升高,甲苯的平衡转化率变小
C.保持温度不变增大体系压强,间二甲苯平衡选择性变大
D.改变催化剂的种类,可以改变二甲苯三种异构体的选择性
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考向
03
化学反应速率与平衡的图像分析
12.(2025·辽宁点石联考·期末)
与
合成甲醇的反应为
。
在恒压密闭容器中,测得平衡体系中
的体积分数与温度、投料比[用
表示]的关系如图所
示。已知该反应的速率方程为
,300℃、400℃时反应速率常数分别为
、
。下列说
法错误的是
A.该反应的
B.M 点和N 点反应速率的比值:
C.加入合适催化剂有利于提高单位时间内
的产量
D.M 点
的平衡转化率为80%
13.(2025·大连育明高级中学·期中)CO2和H2合成甲烷是CO2资源化利用的重要方法。主要反应如下:
i.CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)
H
△
1=+41kJ/mol
ii.CO(g)+3H2(g)
CH4(g)+H2O(g)
H
△
2=-246kJ/mol
恒容条件下,按起始投料
=4,压强为100kPa 进行反应,平衡时各组分的物质的量分数随温度的变
化如图所示。下列说法正确的是
A.升高温度,CO 的生成速率加快,CH4的生成速率减慢
B.600~800℃范围内,反应ii 占主导
C.M 点对应的温度下,CO 浓度近似为0,此时体系的总压强为68kPa
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D.200℃时,按起始投料
=5,CH4物质的量分数曲线上移
14.(2025·辽宁·联考)制备
的反应为
。保持总压强不
变,向反应器中充入一定量
和
,测得
平衡转化率与投料比
[
](温度不
变)、温度倒数(
)的关系如图所示。下列叙述错误的是
A.正反应在较低温度下能自发进行
B.曲线①代表
平衡转化率与投料比的关系
C.气体平均摩尔质量不变时,反应达到平衡
D.若投料比为2、
K 下,
平衡转化率为40%,则此时
的体积分数约为53%
15.(2025·辽宁精准教学·月考)脂肪酸甲酯作为生物柴油的原料,具有易存储、价格低廉、加工简单方
便等优点,其制备过程涉及以下两个反应。恒温制备过程中,部分物质相关浓度随时间变化如图所示。下
列说法正确的是
①
②
A.该温度下平衡常数:①>②
B.A 点反应②正、逆反应速率相等
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C.反应①活化能大于反应②
D.反应②加入催化剂会改变其平衡转化率
16.(2025·东北三省联考·12 月)一定温度下,在
恒容密闭容器甲、乙(其中一个为恒温容器,另一个
为绝热容器)中分别充入
和
合成甲醇:
。测得压强变化
[
为起始压强,
为某时刻压强]如图所示。下列叙述正确的是
A.上述反应
B.正反应速率:
C.
转化率:
D.c 点平衡常数
17.(2025·哈尔滨三中·期中)下列叙述与图示不符的是
A.对于达到平衡状态的反应:
,图①表示在
时刻充入了一定量的
,平
衡逆向移动
B.由图②可知,
、
,满足反应
C.图③表示的化学方程式为
D.对于反应
图④
轴可以表示
的百分含量
18.(2025·黑龙江龙东联盟·联考)向一恒容密闭容器中充入1molCH4和一定量的H2O,发生反应:
;
的平衡转化率按不同投料比
随温度变化曲线如
下图所示。下列说法正确的
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A.该反应的正反应放热
B.投料比x:
C.a、c 两点的平衡常数:
D.b、c 两点反应开始时的正反应速率:
考向
04
化学反应的方向
19.(2025·上海三林中学·期中)下列说法正确的是
A.焓变或熵变均可以单独作为反应自发性的判据
B.能自发进行的反应一定能迅速发生
C.ΔH<0、ΔS<0 的反应在低温时能自发进行
D.两种物质反应,无论何种状态反应,ΔH 均不变
20.(2025·吉林市·一模)下列关于能量的说法或表示方法正确的是
A.催化剂能有效降低反应的活化能,但不影响反应热
B.已知2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-565.2kJ·mol-1,则CO 的燃烧热为565.2 kJ·mol-1
C.H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1,则相同条件下含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH
的氢氧化钠溶液混合后放出57.3 kJ 的热量
D.某吸热反应在一定温度时能自发进行,因此该反应是熵减反应
21.(2025·浙江强基联盟·联考)甲烷甲醇碘甲烷热化学循环如图(图中物质均为气态)所示。下列说法不正
确的是
A.反应①的
B.①②③均发生氧化还原反应
C.反应③在高温下能自发进行,则其
,
D.上述热化学循环实现了水的分解
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