高考化学考点必练考点13化学反应速率和化学平衡.docx

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高考化学考点必练考点13化学反应速率和化学平衡

考点13化学反应速率和化学平衡

【知识讲解】

一、化学反应速率

1.化学反应速率

⑴化学反应速率是平均速率，而不是瞬时速率。

⑵无论浓度的变化是增加还是减少，一般都取正值，所以化学反应速率一般为正值。

⑶由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的，因此对于有纯液体或纯固体参加的反应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率。

其化学反应速率与其表面积大小有关，而与其物质的量的多少无关。

通常是通过增大该物质的表面积来加快反应速率。

⑷对于同一个反应来说，用不同的物质来表示该反应的速率时，其数值不同，但每种物质都可以用来表示该反应的快慢。

因此，表示化学反应速率时，必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。

⑸对于在一个容器中的一般反应aA+bB==cC+dD来说有：

VA：

VB：

VC：

VD===△CA：

△CB：

△CC：

△CD===△nA：

△nB：

△nC：

△nD====a：

b：

c：

d

2.化学反应速率大小的比较方法

⑴看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。

⑵比较反应速率大小时，不仅需看反应速率数值

的大小，且要结合化学方程式中物质的化学计量

数及单位,化归到同一物质，再进行比较。

⑶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.化学反应速率的计算方法

（1）概念法：

（2）化学计量数法：

一般是先用概念法计算出一种物质的反应速率，再用化学计量数法算出其他物质的化学反应速率。

4.影响化学反应的因素

⑴浓度对化学反应速率的影响：

①一个反应的速率主要取决于反应物的浓度，与产物的浓度关系不大。

②物质为固体或纯液体时，浓度为常数，改变固

体或纯液体的量，不改变浓度，不影响化学反应速。

Ⅲ⑼.】XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX若参加反应的物质为固体、液体或溶液，由于

⑵压强对化学反应速率的影响

①压强的变化对它们的浓度几乎无影响，可以认为反应速率不变。

②改变压强的涵义，一般是指：

气体物质的量不变，改变容器的容积。

比如像

a.N2+3H2

2NH3，反应物为气体的反应，缩小体积，压强增大，反应物气体的浓度增大，反应速率加快。

如果增大体积，压强减小，反应物气体的浓度减小，反应速率减小。

b.气体的容器容积不变，充入不相关的气体。

比如像N2+3H2

2NH3的反应，充入Ne，

压强增大，但各反应物的浓度没有变化，反应速率不变。

如果充入Ne，压强不变，必然是容器的容积增大，而气体容积的增大，一定引起反应物浓度的减小，所以化学反应速率减小。

③像化学反应：

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑生成物中有气体，反应物中没有气体，增大压强，速率不增大；减小压强，速率也不减小。

⑶温度对化学反应速率的影响

不管是吸热反应还是放热反应，只要是升高温度一定加快反应速率，降低温度一定减慢反应速率。

⑷催化剂对化学反应速率的影

对可逆反应来说使用催化剂，可同时加快正逆反应速率

二、化学平衡

化学平衡状态的判断方法

1．直接判断法

（1）v正＝v逆>0（即同一物质的消耗速率与生成速率相等）。

（2）各物质的浓度保持不变。

2．间接判断法

（1）各物质的百分含量保持不变。

（2）各物质的物质的量不随时间的改变而改变。

（3）各气体的体积不随时间的改变而改变。

例如：

我们以密闭容器中的反应mA（g）＋nB（g）

pC（g）＋qD（g）为例来说明：

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质量分数一定

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在单位时间内消耗了mmolA，同时也生成了mmolA，

即v（正）＝v（逆）

平衡

②在单位时间内消耗了nmolB，同时也消耗了pmolC，

即v（正）＝v（逆）

平衡

③v（Ａ）:

v（B）:

v（C）:

v（D）＝m:

n:

p:

q，

v（正）不一定等于v（逆）

不一定平衡

④在单位时间内生成了nmolB，同时也消耗了qmolD，

即叙述的都是v（逆）

不一定平衡

压强

①其它条件一定、总压强一定，且m+n≠p+q

平衡

②其它条件一定、总压强一定，且m+n＝p+q

不一定平衡

混合气体的平均相对

分子质量

①平均相对分子质量一定，且m+n≠p+q

平衡

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

三、化学平衡图像

图像题解题方法

（1）分析反应速度图像：

①看起点：

分清反应物和生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，生成物多数以原点为起点。

②看变化趋势：

分清正反应和逆反应，分清放热反应和吸热反应。

升高温度时，△V吸热＞△V放热。

③看终点：

分清消耗浓度和增生浓度。

反应物的消耗浓度与生成物的增生浓度之比等于反应方程式中各物质的计量数之比。

④对于时间——速度图像，看清曲线是连续的，还是跳跃的。

分清“渐变”和“突变”、“大变”和“小变”。

增大反应物浓度V正突变，V逆渐变。

升高温度，V吸热大增，V放热小增。

（2）化学平衡图像问题的解答方法：

①三步分析法：

一看反应速率是增大还是减小；二看△V正、△V逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。

②四要素分析法：

看曲线的起点；看曲线的变化趋势；看曲线的转折点；看曲线的终点。

③先拐先平：

对于可逆反应mA（g）+nB（g）

pC（g）+qD（g），在转化率——时间曲线中，先出现拐点的曲线先达到平衡。

它所代表的温度高、压强大。

这时如果转化率也较高，则反应中m+n>p+q。

若转化率降低，则表示m+n

④定一议二：

图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系。

强调：

不管是速率图像还是平衡图像，都要搞清纵、横坐标的含义，都要与化学原理相联系，特别是与平衡移动原理相联系。

【典例剖析】

典例1（2017天津）常压下羰基化法精炼镍的原理为：

Ni（s）+4CO（g）

Ni（CO）4（g）。

230℃时，该反应的平衡常数K=2×10﹣5．已知：

Ni（CO）4的沸点为42.2℃，固体杂质不参与反应。

第一阶段：

将粗镍与CO反应转化成气态Ni（CO）4；

第二阶段：

将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至230℃制得高纯镍。

下列判断正确的是

A．增加c（CO），平衡向正向移动，反应的平衡常数增大

B．第一阶段，在30℃和50℃两者之间选择反应温度，选50℃

C．第二阶段，Ni（CO）4分解率较低

D．该反应达到平衡时，v生成[Ni（CO）4]=4v生成（CO）

【答案】B

典例2（2017江苏）温度为T1时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应：

2NO2（g）

2NO（g）+O2（g）（正反应吸热）。

实验测得：

v正=v（NO2）消耗=k正c2（NO2），v逆=v（NO）消耗=2v（O2）消耗=k逆c2（NO）•c（O2），k正、k逆为速率常数，受温度影响。

下列说法正确的是

容器编号

物质的起始浓度（mol•L—1）

物质的平衡浓度（mol•L—1）

c（NO2）

c（NO）

c（O2）

c（O2）

Ⅰ

0.6

0

0

0.2

Ⅱ

0.3

0.5

0.2

Ⅲ

0

0.5

0.35

A．达平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为4：

5

B．达平衡时，容器Ⅱ中c（O2）/c（NO2）比容器Ⅰ中的大

C．达平衡时，容器Ⅲ中NO的体积分数小于50%

D．当温度改变为T2时，若k正=k逆，则T2＞T1

【答案】CD

【解析】A．I中的反应:

2NO2（g）

2NO（g）+O2（g）

开始（mol/L）0.600

反应（mol/L）0.40.40.2

平衡（mol/L）0.20.40.2

化学平衡常数K=0.42×0.2/0.22=0.8

容器体积为1L，则平衡时I中气体总物质的量=1L×（0.2+0.4+0.2）mol/L=0.8mol。

恒容恒温时气体压强之比等于其物质的量之比，如果平衡时I、II中压强之比为4：

5，则II中平衡时气体总物质的量为1mol，II中开始时浓度商=0.52×0.2/0.32=5/9＜0.8，则平衡正向移动，平衡正向移动导致混合气体总物质的量之和增大，所以达平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比小于4：

5，故A错误；

B．如果II中平衡时c（NO2）=c（O2），设参加反应的c（NO2）=xmol/L，则0.3﹣x=0.2+0.5x，x=1/15，平衡时c（NO2）=c（O2）=7/30mol/L，c（NO）=0.5mol/L+1/15mol/L=17/30mol/L，II中（17/30）2（7/30）/（7/30）2≈1.3＞0.8，说明II中平衡时应该存在c（NO2）＞c（O2）.容器I中c（O2）/c（NO2=1，所以达平衡时，容器Ⅱ中c（O2）/c（NO2）小于1，则比容器Ⅰ中的小，故B错误；

【对点练习】

1．（2018届天津市耀华中学高三上学期第二次月考）下列有关叙述正确的是

A.将CO2通入BaCl2溶液中至饱和，无沉淀产生；再通入SO2,产生沉淀

B.常温下，反应4Fe（OH）2（s）+2H2O（l）+O2（g）=4FeOH）3（s）能自发进行，则△H<0

C.NH4Al（SO4）2溶液中加入少量氢氧化钠溶液:

 NH4++OH-=NH3·H2O

D.在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解；再加入Cu（NO3）2固体，铜粉仍不溶解

【答案】B

【解析】亚硫酸酸性小于盐酸，BaCl2溶液中通入SO2，无沉淀产生，故A错误；该反应

，常温下能自发进行，根据

，则△H<0，故B正确；NH4Al（SO4）2溶液中加入少量氢氧化钠溶液:

 Al3++3OH-=Al（OH）3↓，故C错误；铜与硝酸反应生成硝酸铜，在稀硫酸中加入铜粉，铜粉不溶解；再加入Cu（NO3）2固体，铜粉溶解，故D错误。

2．（2018届天津市第一中学高三上学期第二次月考）在四个恒容密闭容器中按左下表相应量充入气体，发生2N2O（g）

2N2（g）+O2（g），容器I、II、III中N2O平衡转化率如右下图所示，下列说法正确的是（）

容器

容积/L

起始物质的量/L

N2O

N2

O2

I

V1

0.1

0

0

II

1.0

0.1

0

0

III

V2

0.1

0

0

IV

1.0

0.06

0.06

0.04

A.该反应的正反应放热

B.相同温度下反应时，平均反应速率：

v（I）>v（Ⅲ）

C.图中A、B、C三点处容器内总压强：

P（I）A

D.容器IV在470℃进行反应时，起始速率：

v（N2O）正2O）逆

【答案】C

3．（2018届黑龙江省牡丹江市第一高级中学高三上学期期中考试）已知反应X（g）＋Y（g）

nZ（g）　ΔH＞0，将X和Y以一定比例混合通入密闭容器中进行反应，各物质的浓度随时间的变化如图所示。

下列说法不正确的是（　　）

A.10min时，曲线发生变化的原因是升高温度

B.10min时，曲线发生变化的原因是增大压强

C.反应方程式中n＝1

D.0～5min内，用X表示的反应速率为v（X）＝0.08mol·L－1·min－1

【答案】A

4．（2018届黑龙江省牡丹江市第一高级中学高三上学期期中考试）某温度下，在甲、乙、丙、丁四个恒容密闭容器中投入H2和I2，发生反应：

H2（g）+I2（g）

2HI（g）。

反应体系中各物质浓度的有关数据如下。

容器

起始浓度

平衡浓度

c（H2）/mol·L-1

c（I2）/mol·L-1

c（HI）/mol·L-1

甲

0.01

0.01

0.004

乙

0.01

0.02

a

丙

0.02

0.01

b

丁

0.02

0.02

——

下列判断正确的是

A.平衡时，H2的转化率：

丁>甲

B.平衡时，乙中H2的转化率等于20%

C.HI的平衡浓度：

a=b>0.004

D.丙中条件下，该反应的平衡常数K=4

【答案】C

【解析】A、恒温恒容，丁与甲相比，各物质浓度增大一倍，为等效平衡，转化率相同，选项A错误；B、甲容器中氢气的转化率为：

×100%=20%，乙中增大碘的浓度，氢气的转化率增大，大于20%，选项B错误；C、对比甲容器，乙容器中增大碘的浓度，平衡正向移动，碘化氢的浓度增大，丙容器中氢气的浓度增大，平衡正向移动，碘化氢的浓度增大，且两者转化率相同，故：

HI的平衡浓度：

a=b>0.004，选项C正确；D、平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，故可以根据甲容器计算丙中条件下的平衡常数。

H2（g）+I2（g）

2HI（g）

起始浓度（mol/L）0.010.010

改变浓度（mol/L）0.0020.0020.004

平衡浓度（mol/L）0.0080.0080.004

K=

=0.25，选项D错误。

答案选C。

5．（2018届湖北省荆州市高三第一次质量检查）如图所示，与对应的叙述相符的是

A.图甲表示反应:

4CO（g）+2NO2（g）==N2（g）+4CO2（g）ΔH<0,在其他条件不变的情况下,改变起始物CO的物质的量对此反应平衡的影响,则有T1

B.图乙表示某条件对2A（g）+B（g）==3C（g）的影响,乙一定使用了催化剂

C.图丙表示的某可逆反应是吸热反应,该图表明催化剂能同时改变正逆反应的活化能

D.图丁表示等量NO2在容积相同的恒容密闭容器中,不同温度下分别发生反应:

2NO2（g）

N2O4（g）,相同时间后测得NO2含量的曲线,则该反应的ΔH>0

【答案】C

【解析】A、根据图像，b点N2%最大，说明反应达到平衡，当CO物质的量不变时，T2时N2%大，正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向进行，N2%降低，因此是T2

6．（2018届湖北省荆州市高三第一次质量检查）在体积为V的密闭容器中发生可逆反应3A（?

）+B（?

）==2C（g）,下列说法正确的是

A.若A为气态,则气体的的平均密度不再变化时反应达到平衡状态

B.升高温度,C的体积分数增大,则该正反应放热

C.达到平衡后,向容器中加入B,正反应速率一定加快

D.达到平衡后,若将容器的容积压缩为原来的一半,C的浓度变为原来的1.8倍,则A一定为非气态

【答案】D

7．（2018届江西省南昌县莲塘一中高三11月质量检测）CO （g） +H2O （g） 

H2 （g） +CO2 （g） △H<0，在其他条件不变的情况下（）

A.升高温度，反应速率加快，反应放出的热量不变

B.加入催化剂，改变了反应的途径，反应的△H 也随之改变

C.改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变

D.若在原电池中进行，反应放出的热量不变

【答案】C

【解析】A、升温反应速率加快，平衡逆向移动，所以放出的热量减少，A错误。

B、催化剂只改变反应的途径，加快或减慢反应的速率，不影响反应的焓变，焓变只与反应物和生成物的能量的差值有关，B错误。

C、该反应前后气体的体积不发生变化，改变压强，平衡不发生移动，放出的热量也不变，C正确。

D、原电池是将化学能转化为电能的装置，该反应若在原电池中进行，化学能主要转化为电能，只有少量转化为热能，放出的热量减少，D错误。

正确答案为C。

8．（2018届四川省德阳市高三三校联合测试）一定温度下，向10mL0.40mol·L－1H2O2溶液中加入适量FeCl3溶液，不同时刻测得生成O2的体积（已折算为标准状况）如下表所示：

t/min

0

2

4

6

V（O2）/mL

0

9.9

17.2

22.4

资料显示，反应分两步进行：

①2Fe3+＋H2O2==2Fe2+＋O2↑＋2H+，②H2O2＋2Fe2+＋2H+==2H2O＋2Fe3+。

反应过程中能量变化如下图所示。

下列说法错误的是

A.Fe3+的作用是增大过氧化氢的分解速率

B.反应①是吸热反应、反应②是放热反应

C.反应2H2O2（aq）==2H2O（l）＋O2（g）的ΔH＝E1－E2＜0

D.0～6min的平均反应速率：

v（H2O2）＝3.33×10－2mol·L－1·min－1

【答案】C

9．（2018届黑龙江省哈尔滨市第三中学高三第三次验收考试）可逆反应A（g）+B（g）

2C（g）,反应过程中混合物中C的百分含量与温度关系如下图所示下列说法正确的是

A.正反应速率:

 v（T3）>v（T4）>v（T2）B.化学平衡常数:

 K（T4）>K（T3）

C.由T1向T2变化时,V正>v逆D.该可逆反应的正反应为吸热反应

【答案】C

【解析】A.升温反应速率增大，所以正反应速率v（T4）>v（T3）>v（T2），故A错误；B.T3时反应达到平衡状态，升温平衡左移，所以化学平衡常数：

K（T4）v逆，故C正确；D.升温平衡左移，所以该可逆反应的正反应为放热反应，故D错误。

故选C。

10．（2018届安徽省A10联盟高三11月联考）一定量CO2与足量C在体积可变的恒压密闭容器中发生反应：

C（s）+CO2（g）

2CO（g），平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：

下列说法不正确的是

A.550℃时，v逆小于925℃时v逆

B.650℃时，反应达平衡后，CO2的转化率为25%

C.由图中数据分析可得，该反应为放热反应

D.T℃时，若向平衡体系内充入惰性气体，化学平衡将向正反应方向移动

【答案】C

【解析】A.升温反应速率增大，所以550℃时，v逆小于925℃时v逆，故A正确；B.650℃时，反应达平衡后，CO2、CO的体积分数分别是60%、40%，CO2的转化率为20/（20+60）=25%，故B正确；C.由图中数据分析可得，CO的体积分数随着温度升高而增大，说明升温平衡右移，该反应为吸热反应，故C不正确；D.T℃时，若向平衡体系内充入惰性气体，相当于减压，化学平衡将向正反应方向移动，故D正确。

故选C。

11．（2018届湖南省怀化市高三上学期期中博览联考）一定温度下，在2L固定容积的密闭容器中发生反应：

2N2O5（g）

4NO2（g）+O2（g）△H>0，反应物和部分生成物的物质的量随反应时间变化的曲线如图所示，则下列叙述正确的是

A.曲线b表示NO2的物质的量随反应时间的变化

B.10s时，正反应速率小于逆反应速率

C.20s时，正反应速率等于逆反应速率

D.0-20s内平均反应速率v（N2O5）=0.1mol·L-1·s-1

【答案】C

12．（2018届内蒙古赤峰二中高三上学期第三次月考）体积比为2∶3的N2和H2的混合气体，在一定条件下发生反应。

达到平衡时，容器内压强为反应开始时的4/5，则N2的转化率为（　　）

A.50%B.37.5%C.25%D.12.5%

【答案】C

【解析】假设氮气为2mol，氢气为3mo，则根据反应：

N2+3H2

2NH3计算

N2+3H2

2NH3

起始物质的量230

改变的物质的量x3x2x

平衡时物质的量2-x3-3x2x

根据题中信息有压强比等于物质的量比，有（2-x+3-3x+2x）/（2+3）=4/5解x=0.5mol，则氮气的转化率=0.5/2=25%。

故答案为C。

13．（2018届黑龙江省哈尔滨市第三中学高三第三次验收考试）在一定温度下，将H2和I2（g）各0.16mol充入10L恒容密闭容器中，发生反应H2（g）+I2（g）

2HI（g）△H<0，一段时间后达到平衡，反应过程中测定的数据如下:

t/min

2

4

7

9

N（I2）/mol

0.12

0.11

0.10

0.10

下列说法不正确的是

A.反应前4min的平均速率v（HI）=2.5×10-3mol/（L•min）

B.当体系压强不再改变时可以判断反应达到平衡状态

C.该温度下此反应的书衡常数K=1.44

D.再充入0.05molH2、0.05molI2（g）和0.06molHI,平衡不移动

【答案】B

14．（2018届山西省吕梁市高三上学期第一次阶段性测试）已知NO和O2转化为NO2的反应机理如下：

①2NO（g）

N2O2（g）（快）△H1<0平衡常数K1

②N2O2（g）+O2（g）

2NO2（g）（慢）△H2<0平衡常数K2

下列说法正确的是（）

A.2NO（g）+O2（g）

2NO2（g）的△H=-（△H1+△H2）

B.2NO（g）+O2（g）

2NO2（g）的平衡常数K=K1/K2

C.反应②的速率大小决定2NO（g）+O2（g）

2NO2（g）的反应速率

D.反应过程中的能量变化可用图a表示

【答案】C

【解析】A.根据盖斯定律分析，①+②即可得到反应，2NO（g）+O2（g）

2NO