高考化学二轮专题复习 化学反应的速率与化学平衡精品教考案含13真题及名校质检题.docx

高考化学二轮专题复习 化学反应的速率与化学平衡精品教考案含13真题及名校质检题.docx

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高考化学二轮专题复习化学反应的速率与化学平衡精品教考案含13真题及名校质检题

2019-2020年高考化学二轮专题复习化学反应的速率与化学平衡精品教考案（含13真题及名校质检题）

【考情分析】

一、考纲要求

1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。

2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。

3.了解化学反应的可逆性。

4.了解化学平衡建立的过程。

理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。

5.理解外界条件（浓度、温度、压强、催化剂等）对反应速率和化学平衡的影响，认识其一般规律。

6.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。

二、命题趋向

化学反应速率和化学平衡部分内容与旧大纲相比，增加了“了解催化剂的作用”等要求，并且引入了“平衡常数的含义和相关计算”等新增考点，删除了“理解勒夏特列原理的含义”的要求，在知识点要求的表述上也有一些变化，主要是更加强调这部分知识在生产、生活和科学研究领域的重要作用。

化学反应速率和化学平衡知识一直是高考化学中考查的热点内容，化学平衡问题也比较容易设计出综合性强、难度大的试题。

在复习中一是要注意对基础知识的理解，特别是要理解好化学平衡的含义；二是要注意在做题时总结解题的基本规律，同时也要提高利用这些原理分析生产、生活和科学研究领域中具体问题的能力。

复习时要在掌握各个知识点的基础上，学会运用平衡的观点理解知识点之间的联系，建立知识网络体系，提高运用知识解决问题的能力。

需要提醒考生注意的是近几年高考化学试题中均涉及到了有关平衡常数的计算和应用问题，预计在xx年高考中还会有这种题型。

【知识归纳】

（一）化学反应速率

1．表示方法：

用单位时间里反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。

v=△c/△t

2．单位：

mol/（L·s）；mol/（L·min）；mmol/（L·s）。

3．相互关系：

4NH3+5O24NO+6H2O（g）

v（NH3）:

v（O2）:

v（NO）:

v（H2O）=4:

5:

4:

6

（二）影响化学反应速率的因素

1．内因：

反应物本身的性质。

2．外因：

浓度、压强、温度、催化剂等。

（三）化学平衡

1．概念：

在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应的速率相等，反应混合物中各组成成分的含量保持不变的状态叫化学平衡状态。

2．特点：

“等”——处于密闭体系的可逆反应，化学平衡状态建立的条件是正反应速率和逆反应速率相等。

即v（正）=v（逆）≠O。

这是可逆反应达到平衡状态的重要标志。

“定”——当一定条件下可逆反应一旦达平衡（可逆反应进行到最大的程度）状态时，在平衡体系的混合物中，各组成成分的含量（即反应物与生成物的物质的量，物质的量浓度，质量分数，体积分数等）保持一定而不变（即不随时间的改变而改变）。

这是判断体系是否处于化学平衡状态的重要依据。

“动”——指定化学反应已达化学平衡状态时，反应并没有停止，实际上正反应与逆反应始终在进行，且正反应速率等于逆反应速率，所以化学平衡状态是动态平衡状态。

“变”——任何化学平衡状态均是暂时的、相对的、有条件的（与浓度、压强、温度等有关）。

而与达平衡的过程无关（化学平衡状态既可从正反应方向开始达平衡，也可以从逆反应方向开始达平衡）。

当外界条件变化时，原来的化学平衡即被打破，在新的条件不再改变时，在新的条件下建立起新的化学平衡。

新平衡时正、逆反应速率，各组成成分的含量均与原平衡不同。

3．化学平衡常数

（1）化学平衡常数的数学表达式：

在一定条件下，可逆反应：

aA+bB=cC+dD达到化学平衡时，

（2）化学平衡常数表示的意义：

平衡常数数值的大小可以反映可逆反应进行的程度大小，K值越大，反应进行越完全，反应物转化率越高，反之则越低。

（3）影响因素：

K只是温度的函数，如果正反应为吸热反应，温度升高，K值增大；如果正反应为放热反应，温度升高，K值减小。

（四）平衡移动原理

如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。

它是浓度、压强和温度等外界条件对平衡移动影响的概括和总结，只适用于已经达到平衡状态的可逆反应，未处于平衡状态的体系不能用此原理分析，但它也适用于其他动态平衡体系，如溶解平衡、电离平衡和水解平衡等。

催化剂能够同等程度地增加正反应速率和逆反应速率，因此它对化学平衡的移动没有影响。

（五）有关化学平衡的基本计算

（1）物质浓度的变化关系

反应物：

平衡浓度＝起始浓度－转化浓度

生成物：

平衡浓度＝起始浓度+转化浓度

其中，各物质的转化浓度之比等于它们在化学方程式中物质的计量数之比。

（2）反应的转化率（α）：

α＝

×100％

（3）在密闭容器中有气体参加的可逆反应，在计算时经常用到阿伏加德罗定律的两个推论：

恒温、恒容时：

；恒温、恒压时：

n1/n2=V1/V2

（4）计算模式

浓度（或物质的量）aA（g）+bB（g）cC（g）+dD（g）

起始mn00

转化axbxcxdx

平衡m-axn-bxcxdx

α（A）=（ax/m）×100％

ω（C）＝×100％

（3）化学平衡计算的关键是准确掌握相关的基本概念及它们相互之间的关系。

化学平衡的计算步骤，通常是先写出有关的化学方程式，列出反应起始时或平衡时有关物质的浓度或物质的量，然后再通过相关的转换，分别求出其他物质的浓度或物质的量和转化率。

概括为：

建立解题模式、确立平衡状态方程。

说明：

①反应起始时，反应物和生成物可能同时存在；

②由于起始浓度是人为控制的，故不同的物质起始浓度不一定是化学计量数比，若反应物起始浓度呈现计量数比，则隐含反应物转化率相等，且平衡时反应物的浓度成计量数比的条件。

③起始浓度，平衡浓度不一定呈现计量数比，但物质之间是按计量数反应和生成的，故各物质的浓度变化一定成计量数比，这是计算的关键。

（六）几个应注意的问题

1．等效平衡：

在两种不同的初始状态下，同一个可逆反应在一定条件（定温、定容或定温、定压）下分别达到平衡时，各组成成分的物质的量（或体积）分数相等的状态。

在恒温恒容条件下，建立等效平衡的一般条件是：

反应物投料量相当；在恒温恒压条件下，建立等效平衡的条件是：

相同反应物的投料比相等。

2．平衡移动的思维基点

（1）“先同后变”，进行判断时，可设置相同的平衡状态（参照标准），再根据题设条件观察变化的趋势；

（2）“不为零原则”，对于可逆反应而言，无论使用任何外部条件，都不可能使其平衡体系中的任何物质浓度变化到零。

3．速率平衡图象题的解题策略

首先要看清楚横轴和纵轴意义（特别是纵轴。

表示转化率和表示反应物的百分含量情况就完全相反）以及曲线本身属等温线还是等压线（当有多余曲线及两个以上条件时，要注意“定一议二”）；然后找出曲线上的特殊点，并理解其含义（如“先拐先平”）；再根据纵轴随横轴的变化情况，判定曲线正确走势，以淘汰错误的选项。

具体情况如下：

（1）对于化学反应速率的有关图象问题，可按以下的方法进行分析：

①认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理挂钩。

②看清起点，分清反应物、生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物一般生成物多数以原点为起点。

③抓住变化趋势，分清正、逆反应，吸、放热反应。

升高温度时，v（吸）>v（放），在速率-时间图上，要注意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。

例如，升高温度，v（吸）大增，v（放）小增，增大反应物浓度，v（正）突变，v（逆）渐变。

④注意终点。

例如在浓度-时间图上，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合有关原理进行推理判断。

（2）对于化学平衡的有关图象问题，可按以下的方法进行分析：

①认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与勒沙特列原理挂钩。

②紧扣可逆反应的特征，搞清正反应方向是吸热还是放热，体积增大还是减小、不变，有无固体、纯液体物质参加或生成等。

③看清速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥。

④看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势。

⑤先拐先平。

例如，在转化率-时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该变化的温度高、浓度大、压强高。

⑥定一议二。

当图象中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。

【考点例析】

例1．把下列四种X溶液分别加入盛有10mL2mol·L-1盐酸的烧杯中，均加水稀释到50mL，此时，X和盐酸缓慢地进行反应，其中反应最快的是（）

A．10℃20mL3moL·L-1的X溶液B．20℃30mL2moL·L-1的X溶液

C．20℃10mL4moL·L-1的X溶液D．10℃10mL2moL·L-1的X溶液

解析：

化学反应速率随浓度的增大而加快，随浓度的降低而减慢。

当在其他条件相同的情况下，温度高化学反应速率快，温度低化学反应速率慢。

对本题，要比较反应速率的大小，在其他条件不变的情况下，比较速率大小，先比较浓度的大小。

此时，浓度必须是混合后的浓度，由于混合后各烧杯中盐酸浓度相等，所以只要求出X的浓度是最大者反应最快，然后比较温度的高低。

因反应后溶液体积为50mL，所以X的物质的量最大者即为浓度最大。

通过观察可知，混合后，A、B选项中X的浓度最大，但是二者温度不同，A项中10℃，B项中20℃，故选项B中化学反应的速率最大。

答案：

B

例2．反应E+F==G在温度T1下进行，反应M+N==K在温度T2下进行，已知T1＞T2，且E和F的浓度均大于M和N的浓度（其他条件均相同），则两者的反应速率（）

A．前者大B．后者大C．一样大D．无法判断

解析：

在比较反应速率时，应主要比较反应物的性质，即内因。

例如H2与F2的反应和H2与I2的反应，即使后者浓度大且温度高，反应速率也应是前者快，这是由F2和I2的化学性质的活泼程度（或其氧化能力）决定的。

所以本题应为无法判断。

答案：

D

例3．一定温度下，某一密闭恒容的容器内可逆反应：

A（s）+3B（g）2C（g）达到平衡状态的标志是（）

A．C的生成速率与C的分解速率相等B．容器内混合气体的密度不随时间而变化

C．单位时间内生成nmolA，同时生成3nmolBD．A、B、C的分子数之比为1:

3:

2

解析：

选项A中，C的生成速率与分解速率分别就是该反应中C的正、逆反应速率，由于相等，说明该反应已达到化学平衡；容器中气体的总质量不变，容器的容积不变，无论是否达到平衡，混合气体的密度不会改变，因此B中所述不是化学平衡状态；对于该可逆反应，不论是否平衡，只要生成nmolA的同时必然生成3nmolB，它们仅表明了该反应的逆反应速率，因此选项C不能判断是否达到化学平衡状态；而选项D并不能说明反应混合物中A、B、C浓度不变，也无法判断该反应是否达到化学平衡状态。

答案：

A

例4．将4molA气体和2molB气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应：

2A（s）+B（g）2C（g），若2s后测得C的浓度为0.6mol/L，现有下列几种说法，其中正确的是（）

①用物质A表示的反应速率的平均速率为0.3mol/（L·s）②用B表示的反应的平均速率为0.6mol/（L·s）③2s时物质A的转化率为70%④2s时物质B的浓度为0.7mol/L

A．①③B．①④C．②③D．③④

解析：

解题时先利用所给条件列出反应式：

2A（s）+B（g）2C（g）

起始浓度mol/L210

变化浓度mol/L0.60.30.6

2s后浓度mol/L2-0.61-0.30.6

根据化学反应速率的定义：

（A）==0.3mol/（L·s），（B）==0.15mol/（L·s）

依据转化率的定义：

A的转化率=×100%=×100%=30%

而2s时B的浓度为0.7mol/Ｌ

答案：

B

例4.用氮化硅（Si3N4）陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。

工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：

3SiCl4（g）＋2N2（g）＋6H2（g）Si3N4（s）＋12HCl（g）＋Q（Q＞0）

完成下列填空：

（1）在一定温度下进行上述反应，若反应容器的容积为2L，3min后达到平衡，测得固体的质量增加了2.80g，则H2的平均反应速率___mol／（L·min）；该反应的平衡常数表达式K=_____

（2）上述反应达到平衡后，下列说法正确的是_。

a．其他条件不变，压强增大，平衡常数K减小

b．其他条件不变，温度升高，平衡常数K减小

c．其他条件不变，增大Si3N4物质的量平衡向左移动

d．其他条件不变，增大HCl物质的量平衡向左移动

（3）一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是__。

a．3v逆（N2）=v正（H2）b．v正（HCl）=4v正（SiCl4）

c．混合气体密度保持不变d．c（N2）：

c（H2）：

c（HCl）=1：

3：

6

（4）若平衡时H2和HCl的物质的量之比为，保持其它条件不变，降低温度后达到新的平衡时，H2和HCl的物质的量之比___（填“＞”、“=”或“＜”）。

解析：

本题考查化学反应速率与化学平衡，意在考查考生的思维能力和分析、推理能力。

（31）由方程式可知固体（Si3N2）质量增加2.80g时，消耗n（H2）=2.80g/140g·mol－1×6=0.12mol，故v（H2）=0.12mol/（2L·3min）=0.02mol/（L·min）；利用反应方程式可直接写出反应的平衡常数表达式。

（32）因反为放热反应，故反应达到平衡后，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，b正确；温度不变，加压或改变反应物的浓度等，平衡常数不变，a错误；其它条件不变，增加固体Si3N2，平衡不移动，d正确。

（33）利用化学反应速率之比等于化学方程式计量系数比，可知a项叙述表示v（正）=V（逆），表示达到平衡状态；b项均表示正反应，无论反是否处于平衡状态，都成立；d项表示浓度关系，与是否达到化学平衡无关；混合气体密度不变，说明容器中气体质量不变，说明此时已达到化学平衡，c项表示达到化学平衡状态。

（34）降低温度，化学平衡向正向移动，变小

答案：

0.02、；32.bd33.ac；34.＜

例5．已知A（g）＋B（g）C（g）＋D（g）反应的平衡常数和温度的关系如下：

|温度/℃

700

900

830

1000

1200

平衡常数

1.7

1.1

1.0

0.6

0.4

回答下列问题：

（1）该反应的平衡常数表达式K=，H0（填“＜”“＞”“=”）；

（2）830℃时，向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B，如反应初始6s内A的平均反应速率v（A）=0．003mol·L－1·s－1。

，则6s时c（A）=mol·L－1，C的物质的量为mol；若反应经一段时间后，达到平衡时A的转化率为，如果这时向该密闭容器中再充入1mol氩气，平衡时A的转化率为；

（3）判断该反应是否达到平衡的依据为（填正确选项前的字母）：

a．压强不随时间改变b.气体的密度不随时间改变

c.c（A）不随时问改变d.单位时间里生成c和D的物质的量相等

（4）1200℃时反应C（g）＋D（g）A（g）＋B（g）的平衡常数的值为。

解析：

（1）因平衡常随温度的升高而降低，因而H＜0；

（2）c（A，起）=0.20mol/5L=0.04mol/L，由v（A）可得△c（A）=0.018mol/L，c（A，末）=c（A，起）-△c（A）=0.022mol/L；或直接写“三段式”可得计算所需数据；因体积没变，加入的氩气不引起各物质浓度变化，因而转化率不变；（3）a、b、d本来就是不会随反应变化的量，不能作为平衡的标志。

（4）方程式颠倒，平衡常数为倒数关系，K=1/0.4=2.5。

答案：

（1）＜

（2）0.0220.0980%80%（3）c（4）2.5

【专题训练】

一、选择题

1．（xx·山东卷·12）对于反应CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g）　ΔH<0，在其他条件不变的情况下（　　）

A．加入催化剂，改变了反应的途径，反应的ΔH也随之改变

B．改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变

C．升高温度，反应速率加快，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

解析：

分析题给化学反应的特点，包括反应前后化学计量数的关系、ΔH的正负等，再结合化学平衡原理及原电池知识分析热量的变化。

A项，加入催化剂，改变了反应物和生成物的活化能，从而改变反应的途径，但反应的ΔH只与反应物、生成物的总能量有关，并不发生改变。

B项，该反应前后气体的总物质的量不变，改变压强，平衡不发生移动，因此反应放出的热量不变。

C项，升高温度，反应速率加快，平衡逆向移动，反应放出的热量减少。

D项，原电池反应中，化学能主要转化为电能，因此反应放出的热量将减少。

答案：

B

点拨：

知识：

外界条件（如温度、压强、催化剂等）对化学平衡的影响及反应过程中热量的变化；原电池反应的实质。

试题难度：

中等。

2．（xx·全国大纲·7）反应X（g）＋Y（g）2Z（g）　ΔH<0，达到平衡时，下列说法正确的是（　　）

A．减小容器体积，平衡向右移动

B．加入催化剂，Z的产率增大

C．增大c（X），X的转化率增大

D．降低温度，Y的转化率增大

解析：

根据该反应的特点结合平衡移动原理逐项分析。

A．该反应为反应前后气体物质的量不变的反应，平衡不受压强影响，减小容器体积，平衡不移动。

B.催化剂不能使平衡移动，不改变产物的产率。

C.增大c（X），平衡正向移动，Y的转化率增大，X本身的转化率反而减小。

D.该反应的正反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，Y的转化率增大。

答案：

D

点拨：

知识：

化学平衡的影响因素、转化率问题。

能力：

运用所学知识分析和解决化学平衡问题的能力。

试题难度：

中等。

3．（xx·江苏卷·15）一定条件下存在反应：

CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），其正反应放热。

现有三个相同的2L恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ，在I中充入1molCO和1molH2O，在Ⅱ中充入1molCO2和1molH2，在Ⅲ中充入2molCO和2molH2O,700℃条件下开始反应。

达到平衡时，下列说法正确的是（　　）

A．容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同

B．容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同

C．容器Ⅰ中CO的物质的量比容器Ⅱ中的多

D．容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1

解析：

分析题给化学方程式的特点，应用化学平衡移动原理分析、解决问题。

容器Ⅰ中反应正向进行，放出热量，容器Ⅱ中反应逆向进行，吸收热量，两个容器中反应温度不同，则Ⅰ、Ⅱ中正反应速率不相同，A错。

容器Ⅲ中加入反应物的量比容器Ⅰ中多，由于该反应为放热反应，Ⅲ中放出热量比Ⅰ多，Ⅲ中反应正向进行的程度比Ⅰ小，因此容器Ⅲ中反应的化学平衡常数比Ⅰ小，B错。

Ⅰ中反应正向进行，放出热量，Ⅱ中反应逆向进行，吸收热量，由于容器均为绝热容器，Ⅰ和Ⅱ中反应进行的程度均较小，则C、D均正确。

答案：

CD

点拨：

知识：

化学平衡及移动分析。

能力：

考查考生的综合分析能力、逻辑推理能力。

试题难度：

较大。

4．（xx·哈尔滨市质检·12）某温度下，向2L恒容密闭容器中充入1.0molA和1.0molB，反应A（g）＋B（g）C（g），经过一段时间后达到平衡。

反应过程中测定的部分数据如表，下列说法正确的是

t/s

0

5

15

25

35

n（A）/mol

1.0

0.85

0.81

0.80

0.80

A.反应在前5s的平均速率v（A）＝0.17mol·L－1·s－1

B．保持其他条件不变，升高温度，平衡时c（A）＝0.41mol·L－1，则反应的ΔH>0

C．相同温度下，起始时向容器中充入2.0molC，达到平衡时，C的转化率大于80%

D．相同温度下，起始时向容器中充入0.20molA、0.20molB和1.0molC，反应达到平衡前v（正）

解析：

A项，v（A）＝

＝

mol/（L·s）＝0.015mol/（L·s）；B项，由表格中数据可知平衡时c（A）＝

mol/L＝0.4mol/L，升温A浓度增大，故平衡向逆反应方向移动，ΔH＜0；C项，若加入2molC，假设平衡与题中平衡等效，则C转化率为80%，相当于A、B各加2mol，与原平衡比相当于加压，平衡向正反应方向移动，故C的转化率降低；D项，题中平衡时体系中含有0.8molA、0.8molB、0.2molC，故选项体系中反应逆向进行，逆反应速率大。

答案：

D

点拨：

本题考查化学平衡，考查考生对化学平衡的掌握情况。

难度中等。

5．（xx·高考名校联考信息化卷）在一定条件下的恒容密闭容器中发生反应：

CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g），图1表示反应过程中能量的变化，图2表示反应过程中物质浓度的变化。

下列有关说法正确的是（　　）

A．该反应的焓变和熵变：

ΔH＞0，ΔS＜0

B．温度降低，该反应的平衡常数K增大

C．升高温度，n（CH3OH）/n（CO2）增大

D．从反应开始到平衡，用氢气表示的平均反应速率为2.25mol/（L·min）

解析：

该反应是放热反应，ΔH＜0；气体的物质的量减少，ΔS＜0，A错。

温度降低，平衡正向移动、平衡常数增大，B正确。

升高温度，平衡逆向移动，n（CH3OH）/n（CO2）减小，C错。

从反应开始到平衡，v（CO2）＝

＝0.075mol/（L·min），v（H2）＝3v（CO2）＝0.225mol/（L·min），D错。

答案：

B

点拨：

本题考查化学反应中的能量变化、化学平衡理论，意在考查考生的图像分析能力及综合运用相关知识解决化学问题的能力。

6．（xx·高考名校联考信息优化卷）在某恒容密闭容器中进行如下可逆反应：

2M（g）＋N（g）W（？

）＋4Q（g）　ΔH＜0，起始投料只有M和N。

下列示意图正确且能表示该可逆反应达到平衡状态的是（　　）

解析：

A项，W的状态不确定，若W为固态或液态，气体密度应逐渐变小至不变，图像错误；若W为气态，则气体密度始终不变，图像错误。

B项，无论W是不是气体，容器内压强都应增大至不变；C项，反应热只与具体反应中各物质的化学计量数有关，与是否达到平衡无关；D项，无论W是不是气体，产物的气体分子数都逐渐增大，当气体分子数不变时，表明达到平衡状态，D项正确。

答案：

D

点拨：

本题考查化学平衡状态的判断，意在考查考生对化学平衡理论的掌握情况及图像分析能力。

7．（xx·高考名校联考信息优化卷）在一个密闭绝热容器（W）中，进行如下两个可逆反应：

①A（g）＋2B（g）3C（g）＋D（s）ΔH1>0，②xM（g）＋N（g）3Q（g）　ΔH2。

反应①中各物质与反应②中各物质均不发生反应。

在某容器里只进行反应②，M的转化率与温度、压强的关系如图所示。

下列对W容器中进行的反应推断合理的是（　　）

A．反应①一定是自发反应，反应②一定是非自发反应

B．若容器内温度保持不变，则v正（B）v逆（C）＝23

C．若恒压条件下，充入N，则C的