届高考化学二轮复习专题6化学反应速率与化学平衡学案Word格式文档下载.docx
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①平衡体系中各物质的质量、浓度、百分含量等保持不变。
②反应物消耗量达到最大值或生成物的量达到最大值（常用于图像分析中）。
③不同物质在相同时间内代表反应方向相反的量（如物质的量、物质的量浓度、气体体积）的变化值之比等于化学计量数之比。
（3）特殊的标志
①对反应前后气体分子数目不同的可逆反应来说，当体系的总物质的量、总压强（恒温恒容时）、平均相对分子质量不变。
②有色体系的颜色保持不变。
（4）依Q与K关系判断：
若Q＝K，反应处于平衡状态。
2．化学平衡移动的判断方法
（1）依据勒夏特列原理判断
通过比较平衡破坏瞬时的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。
①若外界条件改变，引起v正＞v逆，则化学平衡向正反应方向（或向右）移动；
②若外界条件改变，引起v正＜v逆，则化学平衡向逆反应方向（或向左）移动；
③若外界条件改变，虽能引起v正和v逆变化，但变化后新的v正′和v逆′仍保持相等，则化学平衡没有发生移动。
（2）依据浓度商（Q）规则判断
通过比较浓度商（Q）与平衡常数（K）的大小来判断平衡移动的方向。
①若Q＞K，平衡逆向移动；
②若Q＝K，平衡不移动；
③若Q＜K，平衡正向移动。
三、平衡常数、转化率的判断
1．化学平衡计算中常用公式
对于可逆反应：
aA（g）＋bB（g）
cC（g）＋dD（g）在一定温度下达到化学平衡时，其计算的表达式为
（1）化学平衡常数K＝
（式中的浓度是指平衡状态的浓度）
Kp＝
其中p（C）、p（D）分别为C、D两气体的分压，气体的分压＝气体总压×
体积分数
（2）转化率计算公式
转化率（α）＝
×
100%
（3）平衡常数的关系
①反应1（平衡常数为K1）＋反应2（平衡常数为K2）＝反应3（平衡常数为K3），则K3＝K1·
K2。
②若两反应互为可逆反应，其平衡常数互为倒数关系。
③若反应系数扩大2倍，其平衡常数为原来的2次方。
2．化学平衡常数的应用
（1）平衡常数的应用
①判断反应可能进行的程度；
②判断化学反应是否达到平衡状态及平衡移动的方向；
③计算反应物的转化率或产物的产率等。
（2）注意事项
①化学平衡常数K只是温度的函数，温度不变，K不变，即改变浓度、压强等引起平衡移动，K不变。
②可逆反应中反应物及生成物为固态或纯液态时，则该物质不计入平衡常数表达式中。
四、化学反应速率与化学平衡图像的综合判断
1．理解化学反应速率与化学平衡的5种常见图像
（1）浓度（或物质的量）—时间图像
描述可逆反应到达平衡的过程，如：
反应A（g）＋B（g）
AB（g）的浓度—时间图像如图所示。
（2）体积分数—温度图像
描述平衡进程，如：
在容积相同的不同密闭容器内，分别充入相同量的N2和H2，在不同温度下，任其发生反应N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g），在某一时刻，测定NH3的体积分数，如图所示，A、B未到达平衡；
C点最大，恰好到达平衡；
D、E体积分数变小，是升温平衡逆向移动的结果。
可推知该反应为放热反应。
（3）速率—时间图像
描述平衡移动的本质，如：
N2（g）＋3H2（g）
2NH3（g）ΔH＝－92.4kJ·
mol－1，在一定条件下达到化学平衡，现升高温度使平衡发生移动，正、逆反应速率（v）变化图像如图所示。
（4）物质的量（或浓度、转化率、含量）—时间—温度（或压强）图像
描述温度（或压强）对平衡移动的影响，如：
放热反应2X（g）＋Y（g）
2Z（g），在不同温度（T1和T2）及压强（p1和p2）下，产物Z的物质的量n（Z）与反应时间t的关系如图所示，则：
T1＞T2，p1＞p2。
（5）恒压（或恒温）线
描述反应在不同压强或温度下，平衡移动与反应特征的关系，如：
mA（g）＋nB（g）
xC（g）＋yD（g），A的转化率RA与p、T的关系如图所示，则该反应的正反应吸热，m＋n＞x＋y。
2．速率、平衡图像题的解题模板
1．H2S与CO2在高温下发生反应：
H2S（g）+CO2（g）
COS（g）+H2O（g）。
在610K时，将0.10molCO2与0.40molH2S充入2.5L的空钢瓶中，反应平衡后水的物质的量分数为0.02。
①H2S的平衡转化率
=_______%，反应平衡常数K=________。
②在620K重复试验，平衡后水的物质的量分数为0.03，H2S的转化率
_____
，该反应的
H_____0。
（填“>
”“<
”或“=”）
③向反应器中再分别充入下列气体，能使H2S转化率增大的是________（填标号）
A．H2SB．CO2C．COSD．N2
【解题思路】本题综合考查化学反应原理知识，侧重热化学方程式书写和化学平衡的考查，题目难度不大，由已知几个热化学反应方程式求未知热化学方程式，要注意运用盖斯定律；
化学平衡有关计算，如求化学平衡常数和平衡转化率等，要注意三段式的运用。
设反应的H2S物质的量为x，由题意列三段式得：
因为反应平衡后水的物质的量分数为0.02，所以
=0.02，解得x=0.01；
①H2S的平衡转化率α1＝0.01÷
0.40×
100%=2.5%；
反应平衡常数K＝
=
≈2.849×
10-3（或2.8×
10−3或2.85×
10−3）。
②由已知，升温，水的物质的量分数增大，所以升温时平衡正向移动，故α2＞α1，ΔH＞0。
③A项，再充入H2S，平衡正向移动，使CO2转化率增大，根据化学平衡移动原理，H2S的转化率减小，故A错误；
B项，再充入CO2，平衡正向移动，在不改变H2S初始量的前提下，使H2S转化率增大，故B正确；
C项，再充入COS，平衡逆向移动，使H2S的转化率减小，故C错误；
D项，再充入N2，与该反应无关，平衡不移动，H2S的转化率不变，故D错误。
综上选B。
【答案】2.52.8×
10–3>
>
B
2．（2018江苏卷改编）在3个体积均为1L的恒容密闭容器中发生反应：
SO2（g）＋2NO（g）
2NO2（g）＋S（s）。
改变容器I的反应温度，平衡时c（NO2）与温度的关系如下图所示。
下列说法正确的是（）
A．该反应的ΔH<
B．T1时，该反应的平衡常数为1/16
C．容器Ⅰ与容器Ⅱ均在T1时达到平衡，总压强之比小于1∶2
D．若T2<
T1，达到平衡时，容器Ⅲ中NO的体积分数大于40%
【解题思路】本题考查了化学平衡的影响元素和平衡的移动以及等效平衡的原理的应用。
根据三段式法得到平衡时各种物质的浓度以求得平衡常数K。
本题的难点为D，要注意将反应物尽可能的转化为生成物，在根据等效平衡的思想分析判断。
A．根据图像，升高温度，c（NO2）减小，说明平衡逆向移动，因此正反应为放热反应，ΔH<
0，故A正确；
B．T1时，平衡是c（NO2）=0.2mol/L，SO2（g）＋2NO（g）
2NO2（g）＋S（s）
起始（mol/L）0.50.600
反应（mol/L）0.10.20.2
平衡（mol/L）0.40.40.2
该反应的平衡常数K=
，故B错误；
C．T1时，容器I平衡时气体的物质的量为0.4+0.4+0.2=1.0mol，容器Ⅱ中Qc=
=0.5＜
，说明反应正向移动，气体的物质的量小于0.5+1+0.5=2.0mol，因此达到平衡，总压强之比大于1∶2，故C错误；
D.根据上述分析，T1时，平衡时容器I中NO的体积分数为
100%=40%；
容器I相当于起始时加入0.5mol二氧化硫和0.6mol二氧化氮，容器Ⅲ相当于起始时加入1.0mol二氧化硫和1.2mol一氧化氮，容器Ⅲ相当于容器I缩小体积的结果，根据方程式，增大压强，平衡正向移动，一氧化氮的物质的量减少，因此平衡时容器Ⅲ中NO的体积分数小于40%，若T2<
T1，降低温度，平衡正向移动，一氧化氮的物质的量更少，故D错误；
故选A。
【答案】A
3．H2O2分解速率受多种因素影响。
实验测得70℃时不同条件下H2O2浓度随时间的变化如图所示。
A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快
B．图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快
C．图丙表明，少量Mn2＋存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快
D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2＋对H2O2分解速率的影响大
【解题思路】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，H2O2分解速率越快，错误；
C项，由图可知，Mn2＋存在时，0.1mol·
L−1NaOH中H2O2的分解速率比1mol·
L−1NaOH中H2O2的分解速率快，错误；
D项，由图可知，碱性条件下，Mn2+存在时，对H2O2分解速率影响大，正确。
【答案】D
4．（2018山东潍坊模拟）已知：
2CH3COCH3
（1）
CH3COCH2COH（CH3）2
（1）。
取等量CH3COCH3分别在0℃和20℃下反应，测得其转化率（α）随时间（t）变化的关系曲线如图所示。
A．曲线Ⅱ表示20℃时的转化反应
B．升高温度能提高反应物的平衡转化率
C．在a点时，曲线Ⅰ和Ⅱ表示反应的化学平衡常数相等
D．化学反应速率的大小顺序为：
d>
b>
c
【解题思路】曲线的斜率反映了化学反应速率，斜率越大说明反应速率越快。
先达到平衡，说明反应速率快，温度高。
注意化学平衡常数与温度有关。
A．曲线Ⅰ比曲线Ⅱ变化快，说明曲线Ⅰ的温度高，故A错误；
B．曲线Ⅰ比曲线Ⅱ的温度高，但是转化率低，说明升温平衡逆向移动，转化率降低，故B错误；
C．曲线Ⅰ和曲线Ⅱ对应的温度不同，化学平衡常数只与温度有关，所以曲线Ⅰ和Ⅱ表示反应的化学平衡常数不相等，故C错误；
D．反应开始反应物的浓度最大，随着反应物的浓度减小速率也逐渐减小，所以d处速率大于b处，因为曲线Ⅰ的温度高所以，b处速率大于c处，故D正确；
本题选D。
5．（2018山西大同理综）在恒温、恒容条件下发生下列反应：
2X2O5（g）
4XO2（g）+O2（g）ΔH>
0，T温度下的部分实验数据为：
t/s
50
100
150
c（X2O5）mol/L
4.00
2.50
2.00
下列说法错误的是（）
A．T温度下的平衡数为K=64（mol/L）3，100s时转化率为50%
B．50s内X2O5分解速率为0.03mol·
（L·
s）−1
C．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若T1>
T2，则Kl>
K2
D．若只将恒容改为恒压，其它条件都不变，则平衡时X2O5的转化率和平衡常数都不变
【解题思路】三段式得到平衡时各组分的浓度，利用K=
、转化率（α）＝
100%计算。
结合勒夏特列原理来作答。
A．由表中数据可知，100s时处于平衡状态，平衡时c（X2O5）=2mol/L，则：
2X2O5（g）===4XO2（g）+O2（g）
起始浓度（mol/L）：
4
0
变化浓度（mol/L）：
2
4
1
平衡浓度（mol/L）：
1
T温度下平衡常数K=
=64（mol/L）3，100s时转化率为
100%=50%，故A正确；
B．50s内X2O5浓度变化量为（4-2.5）mol/L=1.5mol/L，50s内X2O5分解速率=
=0.03mol/（L·
s），故B正确；
C．T1温度下的平衡常数为K1，T2温度下的平衡常数为K2，若温度T1＞T2，正反应为吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡常数增大，则K1＞K2，故C正确；
D．恒容条件下，随反应进行容器内压强增大，若只将恒容改为恒压，其它条件都不变，等效为在原平衡基础上减小压强，平衡正向移动，平衡时X2O5的转化率增大，平衡常数只受温度影响，温度不变，平衡常数不变，故D错误；
故选D。
6．（2018浙江招生考）合成氨工艺（流程如图所示）是人工固氮最重要的途径。
2018年是合成氨工业先驱哈伯（P·
Haber）获得诺贝尔奖100周年。
N2和H2生成NH3的反应为：
1/2N2（g）+3/2H2（g）
NH3（g）ΔH（298K）=-46.2kJ·
mol−1，在Fe催化剂作用下的反应历程为（*表示吸附态）
化学吸附：
N2（g）→2N*；
H2（g）→2H*；
表面反应：
N*+H*
NH*；
NH*+H*
NH2*；
NH2*+H*
NH3*
脱附：
NH3（g）
其中，N2的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。
请回答：
（1）利于提高合成氨平衡产率的条件有__________。
A．低温 B．高温 C．低压 D．高压 E．催化剂
（2）标准平衡常数KΘ=
，其中PΘ为标准压强（1×
105Pa），PNH3、PN2和PH2为各组分的平衡分压，如PNH3=P·
xNH3，p为平衡总压，xNH3为平衡系统中NH3的物质的量分数。
①N2和H2起始物质的量之比为1∶3，反应在恒定温度和标准压强下进行，NH3的平衡产率为w，则KΘ=_____________（用含w的最简式表示）
②下图中可以示意标准平衡常数KΘ随温度T变化趋势的是_______。
（3）实际生产中，常用工艺条件，Fe作催化剂，控制温度773K，压强3.0×
105Pa，原料中N2和H2物质的量之比为1∶2.8。
①分析说明原料气中N2过量的理由________________________。
②关于合成氨工艺的下列理解，正确的是_______。
A．合成氨反应在不同温度下的ΔH和ΔS都小于零
B．控制温度（773K）远高于室温，是为了保证尽可能的平衡转化率和快的反应速率
C．当温度、压强一定时，在原料气（N2和H2比例不变）中添加少量惰性气体，有利于提高平衡转化率
D．基于NH3有较强的分子间作用力可将其液化，不断将液氨移去，利于反应正向进行
E．分离空气可得N2，通过天然气和水蒸气转化可得H2，原料气须经过净化处理，以防止催化剂中毒和安全事故发生。
【解题思路】勒夏特列原理的应用。
注意InKΘ与温度不成正比。
（1）由勒夏特列原理可知，根据反应
N2（g）＋
H2（g）
NH3（g）ΔH（298K）＝－46.2kJ/mol，为了提高合成氨平衡产率，即平衡正向移动，低温和高压符合条件，答案选AD；
（2）①
起始量：
130
转化量：
3
2
平衡量：
1-
3-3
x（NH3）%=
；
x（N2）%=
x（H2）%=
，化简得
②反应
NH3（g）ΔH（298K）＝－46.2kJ/mol为放热反应，温度T升高，平衡向逆反应方向移动，KΘ减小，InKΘ也减小，InKΘ与温度不成正比，故答案选A；
（3）①由反应
NH3（g）可知，加过量氮气，有利于平衡正向移动，提高H2的转化率以及氨气的产率，同时根据题干“N2的吸附分解反应活化能高、速率慢，决定了合成氨的整体反应速率。
”可知，N2在Fe催化剂上的吸附是决速步骤，适度过量有利于提高整体反应速率。
②易知A选项正确；
控制温度远高于室温是为了保证催化剂的活性，提高反应速率，并非为了保证尽可能高的平衡转化率和快的反应速率，B错误；
恒压条件充入少量惰性气体，相当于减压，平衡逆向移动，不利于提高平衡转化率，C错误；
不断将氨气液化，生成物浓度降低，有利于平衡正向移动，D正确，当选；
通过天然气和水蒸气转化制得的H2，由于含有CH4，CO等易燃易爆气体，容易出现安全隐患，此外CH4，CO可能会与催化剂反应，造成催化剂活性降低，所以必须经过净化处理，E正确。
答案选ADE；
【答案】
（1）AD
（2）
A
（3）原料气中N2相对易得，适度过量有利于提高H2的转化率；
N2在Fe催化剂上的吸附是决速步骤，适度过量有利于提高整体反应速率。
（4）ADE
1．在1.0L恒容密闭容器中投入1molCO2和2.75molH2发生反应CO2（g）＋3H2（g）
CH3OH（g）＋H2O（g），实验测得不同温度及压强下，平衡时甲醇的物质的量如图所示。
A．该反应的正反应为吸热反应
B．压强大小关系为p1＜p2＜p3
C．M点对应平衡常数K的值约为1.04×
10－2
D．在p2及512K时，图中N点v正＜v逆
【解题思路】压强不变时，升高温度，平衡时甲醇的物质的量减小，平衡逆向移动，说明该反应的正反应为放热反应，A项错误；
温度不变时，增大压强，平衡正向移动，平衡时甲醇的物质的量增大，则p3＜p2＜p1，B项错误；
M点时，n（CH3OH）＝0.25mol，据此计算出各物质的平衡浓度分别为c（CO2）＝0.75mol·
L−1
，c（H2）＝2mol·
L−1，c（CH3OH）＝c（H2O）＝0.25mol·
L−1，K＝
≈1.04×
10−2，C项正确；
在p2及512K时，图中N点甲醇的物质的量比平衡时的物质的量小，反应正向移动才能达到平衡，此时v逆＜v正，D项错误。
【答案】C
2．（2018陕西西安长安五中月考）在容积为2.0L的密闭容器内，物质D在T℃时发生反应，其反应物和生成物的物质的量随时间t的变化关系如图，下列叙述不正确的是（）
A．从反应开始到第一次达到平衡时，A物质的平均反应速率为0.0667mol/（L·
min）
B．该反应的化学方程式为2D（s）
2A（g）+B（g），该反应的平衡常数表达式为K=c（A）2·
c（B）
C．已知：
反应的∆H>
0，则第5分钟时图象呈现上述变化的原因可能是升高体系的温度
D．若在第7分钟时增加D的物质的量，则表示A的物质的量变化正确的是a曲线
【解题思路】擅于结合图象作答。
从图像中三种物质的物质的量的变化量之比等于化学反应计量数之比，可以得到反应方程式2D（s）
2A（g）+B（g）。
注意增加固体的质量不会影响化学平衡的移动。
A．根据v=∆c/∆t计算得A物质的平均反应速率为0.4/（2×
3）=0.0667mol/（L·
min），A正确；
B．根据图在第一次达到平衡时A的物质的量增加了0.4mol，B的物质的量增加了0.2mol，所以A、B为生成物，D的物质的量减少了0.4mol/L，所以D为反应物，D、A、B的变化量之比为0.4∶0.4∶0.2=2∶2∶1，反应中各物质计量数之比等于物质的浓度的变化量之比，化学方程式为2D（s）
c（B），故B正确；
C．第5分钟时A、B的物质的量在原来的基础上增加，而D的物质的量在原来的基础上减小，说明平衡正向移动，因为反应的∆H>
0，所以此时是升高温度，故C正确；
D．因为D是固体，量的改变不影响化学平衡，所以A的物质的量不变，故D错误；
综上所述，本题选D。
3．（2018湖北襄阳四中联考）光气（COCl2）在塑料、制革、制药等工业中有许多用途。
工业上常利用废气CO2通过反应：
C（s）+CO2（g）
2CO（g）ΔH>
0，制取合成光气的原料气CO。
在体积可变的恒压（p总）密闭容器中充入1molCO2与足量的碳发生上述反应，在平衡时体系中气体体积分数与温度的关系如图所示：
（1）T℃时，在容器中若充入稀有气体，平衡______移动（填“正向”“逆向”或“不”，下同）；
若充入等体积的CO2和CO，平衡________移动。
（2）CO体积分数为40%时，CO2的转化率为_______。
（3）已知：
气体分压（p分）=气体总压×
体积分数。
800℃时用平衡分压代替平衡浓度表示平衡常数Kp=_____
_（用含p总的代数式表示）。
【解题思路】本题难度不大，主要熟记化学平衡常数的计算公式，三段式法的运用。
（1）该反应正向为气体分子数增大的反应，恒温恒压时充入稀有气体，对该反应来说相当于减压，v（正）>
v（逆），平衡正向移动；
T℃时，反应达到平衡时CO2、CO的体积分数相同，即浓度相等，恒压条件下充入等体积的CO2和CO，各物质的浓度都不变，故平衡不移动；
（2）设CO2的转化率为a，由已知列三段式得：
化学反应方程式：
C（s）+CO2（g）
2CO（g）
起始物质的量/mol10
转化物质的量mola2a
平衡物质的量/mol1-a2a
根据题意列关系式：
100%=40%，解得：
a=25%；
（3）用平衡浓度表示该反应化学平衡常数表达式为K=
，所以若用平衡分压代替平衡浓度表示平衡常数的表达式为Kp=
，由图可得，800℃时CO体积分数为86%，分压为86%×
p总，CO2体积分数为14%，分压为14%×
p总，所以Kp=
=5.28p总。
（1）正向不
（2）25%
（3）5.28p总
4．丙烯腈（CH2=CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用“丙烯氨氧化法”生产，主要副产物有丙烯醛（CH2=CHCHO）和乙腈CH3CN等，回答下列问题：
（1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈（C3H3N）和副产物丙烯醛（C3H4O）的热化学方程式如下：
①C3H6（g）+NH3（g）+3/2O2（g）===C
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