资源简介

中小学教育资源及组卷应用平台
2024年化学高考二轮复习
专题十一 化学反应速率和化学平衡
一、考纲解读
考纲导向
1．化学反应速率
2．化学平衡
3．化学平衡常数及其相关计算
4．化学平衡的图象
命题分析
化学反应速率与化学平衡是高考的重点内容，通常与理论综合题结合，预计2024年高考以填空题的形式考查化学反应速率和化学平衡的相关计算，结合图表、图象、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，高考对本专题的考查仍会以选择题和综合题为主，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。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。
二、知识点梳理
网络图
重点拓展
高频考点一 化学反应速率
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：E1为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，E2为逆反应的活化能，反应热为E1－E2。
(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),比较不同时间段内的大小,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。
高频考点二 化学平衡
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N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，下列各项均可说明该反应达到了平衡状态：
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正>v逆，则化学平衡向正反应方向(或向右)移动；
b．若外界条件改变，引起v正c．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常见外界条件的变化对正、逆反应速率的影响规律
a．增大反应物浓度的瞬间，v正变大，v逆不变；减小反应物浓度的瞬间，v正变小，v逆不变；增大生成物浓度的瞬间，v正不变，v逆变大；减小生成物浓度的瞬间，v正不变，v逆变小；
b．压强的变化对气体分子数较大的一边反应速率影响较大；
c．温度的变化对吸热反应速率影响较大；
d．催化剂对正、逆反应速率影响相同。
(2)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(3)外界条件对平衡移动影响的规律——勒夏特列原理
①温度的影响：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；
②浓度的影响：增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，化学平衡向逆反应方向移动；
③压强的影响：增大压强会使平衡向着气体体积减小的方向移动；减小压强会使平衡向着气体体积增大的方向移动。
3.化学反应方向
(1)判据
(2)一般规律：
①ΔH<0，ΔS>0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。
高频考点三 化学平衡常数及其相关计算
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Qc，则Qc>K，反应向逆反应方向进行；
Qc＝K，反应处于平衡状态；
Qc②判断反应的热效应
若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；
若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。
(3)在使用化学平衡常数时应注意
①不要把反应体系中固体、纯液体以及稀水溶液中水的浓度写进平衡常数表达式中，但非水溶液中，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。
②同一化学反应，化学反应方程式写法不同，其平衡常数表达式及数值亦不同。因此书写平衡常数表达式及数值时，要与化学反应方程式相对应，否则就没有意义。
2．等效平衡思想是解决化学平衡类试题最常用的思维方法
(1)恒温、恒容条件下的等效平衡
对反应前后气体分子数改变的可逆反应，改变起始加入量时，“一边倒”(即通过可逆反应的化学计量数比换算成方程式同一半边的物质的物质的量)后与原起始加入量相同，则为等效平衡，平衡时各物质的百分含量相同。
对反应前后气体分子数不变的可逆反应，改变起始加入量时，“一边倒”后，投料时各物质的物质的量之比与原起始加入量的比值相同，则为等效平衡，平衡时各物质百分含量相同。
(2)恒温、恒压条件下的等效平衡
如果反应在恒温、恒压下进行，改变起始加入量时，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成反应物(或生成物)，各物质的物质的量之比与原起始加入量的比值相同，则为等效平衡，平衡时各物质的百分含量相同。
3、有关化学平衡的计算——三段式计算模式
1)分析三个量：起始量、变化量、平衡量。
2)明确三个关系
(1)对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。
(2)对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。
(3)各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。
3)计算方法：三段式法
化学平衡计算模式：对以下反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol/L、b mol/L，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol/L。
　　　　　　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
起始量(mol/L) a b 0 0
变化量(mol/L) mx nx px qx
平衡量(mol/L) a－mx b－nx px qx
(1)平衡常数：K＝。
(2)转化率＝×100%，如α(A)平＝×100%。
(3)百分含量：φ(A)＝×100%。
(4)平衡前后的压强之比：
＝。
(5)平均摩尔质量：M＝ g/mol。
注意：有关化学平衡计算的注意事项
①注意反应物和生成物的浓度关系
反应物：c(平)＝c(始)－c(变)；
生成物：c(平)＝c(始)＋c(变)。
②利用ρ混＝和Mr＝计算时要注意m总应为气体的总质量，V应为反应容器的体积，n总应为气体的总物质的量。
③起始浓度、平衡浓度不一定符合化学计量数之比，但物质之间是按化学计量数之比反应和生成的，故各物质的浓度变化之比一定等于化学计量数之比，这是计算的关键。
④凡是气体的压强变化、密度变化均必须转化为物质的量的变化或气体的体积变化才能进行相关计算。
4）计算Kp的思路和方法
计算平衡常Kp的思路和方法与计算浓度平衡常数K完全相同，关键是由平衡时气体的总物质的量和各气体的物质的量确定各气体的物质的量分数，再由总压强和物质的量分数确定各气体的分压，最后由分压计算Kp。计算压强平衡常数Kp 的有效方法仍是列“三段式”和“分三步”。
列“三段式”——列出起饴量、转化量、平衡量，一般应列物质的量。
“分三步”———第一步，得出各物质的平衡量；第二步，计算各气体的体积分数（物质的量分数）和分压；第三步，代入Kp的表达式中进行计算。
注：（1）计算中常需运用阿伏加德罗定律的推论——恒温恒容条件下，压强之比等于物质的量之比：p始：p平=n始：n平（比如平衡时比起始时压强增大了20%，则平衡时气体总物质的量变为起始时的1.2倍）；恒温恒压条件下，体积比等于物质的量之比：V始：V平=n始：n平；恒温恒压条件下，密案度比等于体积的反比、物质的量的反比：ρ始：ρ平=n平：n始（比如，平衡时气体密度变为起始时的则平衡时混合气体的平均摩尔质量是起始时混合气体的物质的量是起始时混合气体的。
（2）混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和。
高频考点四 化学平衡的图象
一、化学平衡图象题的特点：
1.化学平衡图象题，一是以时间为自变量（横坐标）的图象；二是以压强或温度为自变量（横坐标）的图象；三是以投料量或投料比为自变量（横坐标）的图象，变量（纵坐标）可以是①速率②某种物质的浓度、含量或物质的量③某反应物的转化率④某生成物的产率。
2.从知识载体角度看，其一判断化学平衡特征；其二应用勒夏特列原理分析平衡移动过程；其三逆向思维根据图象判断可逆反应的有关特征；其四综合运用速率与平衡知识进行有关计算。
二、化学平衡图象的种类
1、经典图象的分类
(1)化学反应速率图象[反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)　ΔH>0]
反应速率 时间(v t)图象中，在平衡后的某时刻t1改变某一条件后，v(正)与v(逆)的变化有两种情况：
①v(正)、v(逆)同时突变
②v(正)、v(逆)之一渐变
(2)化学平衡图象[反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q　ΔH>0]
①速率 时间图象：
t1时增大反应物的浓度，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，而逆反应速率从t1开始逐渐增大；t2时升高温度，对任何反应，升高温度，正反应和逆反应速率均增大；t3时减小压强，容器容积增大，浓度变小，正反应速率和逆反应速率均减小；t4时加催化剂，正反应速率和逆反应速率均增大。
②转化率(或含量) 时间图象：
已知不同温度或压强下，反应物的转化率α(或百分含量)与时间的关系曲线，推断温度的高低及反应的热效应或压强的大小及气体物质间的化学计量数的关系。[以反应aA(g)＋bB(g)cC(g)中反应物的转化率αA为例说明]
图甲表示压强对反应物转化率的影响，对于反应后气体体积减小的反应，压强越大，反应物的转化率越大；图乙表示温度对反应物转化率的影响，对于吸热反应，温度越高，反应物的转化率越大；图丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应物的转化率。
解答这类图象题时应注意以下两点：
1)“先拐先平，数值大”原则
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。
a.若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短，如甲中T2＞T1。
b.若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短，如乙中p1＞p2。
c.若是使用催化剂引起，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短，如丙中a使用催化剂。
2)正确掌握图象中反应规律的判断方法
a.图甲中，T2＞T1，升高温度，αA降低，平衡逆移，则正反应为放热反应。
b.图乙中，p1＞p2，增大压强，αA升高，平衡正移，则正反应为气体体积缩小的反应。
c.若纵坐标表示A的百分含量，则甲中正反应为吸热反应，乙中正反应为气体体积增大的反应。
③恒压(温)线：
已知不同温度下的转化率－压强图象或不同压强下的转化率－温度图象，推断反应的热效应或反应前后气体物质间化学计量数的关系。[以反应aA(g)＋bB(g)cC(g)中反应物的转化率αA为例说明]
分析时可沿横轴做一条平行于纵轴的虚线，即为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影响。
解答这类图象题时应遵循的原理——“定一议二”原则：
1)可通过分析相同温度下不同压强时反应物A的转化率变化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。如甲中任取一条温度曲线研究，压强增大，αA增大，平衡正移，正反应为气体体积　减小　的反应；乙中任取横坐标一点作横坐标垂直线，也能得出结论。
2)可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。如利用上述分析方法，在甲中作垂直线，乙中任取一曲线，即能分析出正反应为　放　热反应。
④速率－压强(或温度)图象
特点：曲线的意义是外界条件(温度、压强)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点是平衡状态，压强增大(或温度升高)后正反应速率增大得快，平衡正向移动。
（3）“点－线－面”三维度分析几种特殊图象
1)对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，M点前，表示化学反应从反应物开始，则v正＞v逆；M点为刚达到的平衡点。M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增大(C%减小)，平衡逆向移动，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。
左上方(E点)，A%大于此压强时平衡体系中的A%，E点必须向正反应方向移动才能达到平衡状态，所以E点v正＞v逆；则右下方(F点)v正＜v逆。
2、创新型图象：
新型图象往往根据实际工业生产，结合图象，分析投料比、转化率、产率的变化。此类题目信息量较大，能充分考查学生读图、提取信息、解决问题的能力，在新课标高考中受到命题者的青睐。因为涉及到工业生产问题。一般纵轴为产率(转化率)，横轴为影响平衡速率的外界因素如温度、压强、投料比等单一因素，或多因素组合，考查实际工业生产中适宜条件的选择。解题时除通过图象获取有用信息和对获取的信息进行加工处理外，还要注意以下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）不同的投料比会对产率造成影响
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)。
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。
三、思维建模：
四、化学平衡图象题解答步骤
第一步，看反应，找特点：即分析可逆反应化学方程式，观察物质的状态、气态物质分子数的变化(正反应是气体分子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应，还是吸热反应)等。
第二步，析图象，得信息：即识别图象类型，横坐标和纵坐标的含义、线和点(平台、折线、拐点等)的关系。利用规律“先拐先平，数值大”判断，即曲线先出现拐点，先达到平衡，其温度、压强越大。
第三步：理信息，找思路：联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件等。
第四步：巧整合，得解答：图表与原理整合，逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡原理。
三、高频考点突破
高频考点一 化学反应速率
典例精析
1．氨基甲酸铵()主要用作磷化铝中间体，也用于医药。在T℃时，将足量的固体置于恒温恒容容器中，存在如下化学平衡：，经t min达到平衡状态，平衡时体系的总浓度为。下列叙述正确的是（ ）
A．当混合气体的平均摩尔质量不变时，说明反应达到平衡状态
B．T℃时，向平衡体系中加入适量，增大
C．在0~t min时间段内，平均反应速率
D．向平衡体系中充入适量的，逆反应速率增大
答案：D
解析：A．该反应为固体生成气体的反应，且最开始只有固体反应物，生成物混合气体的平均摩尔质量是不变的，不能以此来判断平衡状态，故A错误；B．加入为固体，平衡不移动，不改变任何物质的浓度，故B错误；C．反应进行过程中，c(NH3)：c(CO2)恒为2：1，经t min达到平衡状态，平衡时体系的总浓度为，则c(CO2)= ，平均反应速率，故C错误；D．加入，导致生成物浓度增大，平衡逆移，逆反应速率增大，故D正确；故答案选D。
2.(2024·河南省普高联考高三测评)某研究性学习小组探究影响反应速率的因素及反应速率的大小，测得的实验数据如表所示(忽略溶液体积变化)，下列说法错误的是( )
组号 反应温度/℃ 参加反应的物质
Na2S2O3 H2SO4 H2O
V/mL c/(mol/L) V/mL c/(mol/L) V/mL
① 10 2 0.1 1 0.4 3
② 30 2 0.1 2 0.2 2
③ 30 1 0.2 2 0.1 3
④ 30 1 0.1 2 0.1 3
A．实验①②探究温度对反应速率的影响
B．实验②④探究Na2S2O3浓度对反应速率的影响
C．四组实验中实验②的反应速率最大
D．实验③完全反应需要tmin，平均反应速率v(Na2S2O3)=mol/(L min)
答案：B
解析：A项，实验①②除温度不同外，各反应物浓度相同，能探究温度对反应速率的影响，故A正确；B项，实验②④温度相同，硫酸浓度不相同，Na2S2O3浓度不相同，不可以探究Na2S2O3浓度对反应速率的影响，故B错误；C项，四组实验中实验②温度较高，水所占体积最少，反应物浓度最高，速率最大，故C正确；D项，实验③中，，完全反应需要tmin，平均反应速率v(Na2S2O3)=mol/(L min)，故D正确；故选B。
3．某温度时，两个恒容密闭容器中仅发生反应，。
实验测得：，，、为化学反应速率常数，只受温度影响。
容器编号 起始浓度() 平衡浓度()
I 0.6 0 0 0.2
Ⅱ 0.6 0.1 0
下列说法不正确的是（ ）
A．I中的平衡转化率约为66.7%
B．升高温度，该反应的化学平衡常数增大
C．Ⅱ中达到平衡状态时，
D．该反应的化学平衡常数可表示为
答案：C
解析：A．平衡时c(O2)=0.2mol/L，根据方程式，c(NO2)=2△c(O2)=0.4mol/L，所以Ⅰ中NO2的平衡转化率约为×100%=66.7%，A正确；B．反应为吸热反应，升高温度有利于反应正向进行，所以升高温度，该反应的化学平衡常数增大，B正确；C．温度不变，平衡常数不变，所以KⅡ=KⅠ，Ⅱ中起始时比Ⅰ中多加了一部分NO，因此反应一旦进行，c(NO)＞2c(O2)，若Ⅱ中平衡时c(O2)为0.2mol/L，则c(NO)必然大于Ⅰ中的平衡时的c(NO)，二者平衡常数不一致，所以反应Ⅱ的正向反应程度稍小一些，所以Ⅱ中达到平衡状态时，c(O2)＜0.2 mol/L，C错误；D．反应达到平衡时，正=逆，则k正c2(NO2 )=k逆c2(NO) c(O2 )，则K==，D正确；故答案为：C。
变式训练
4．在2L恒容密闭容器中加入一定量A和B，发生反应。100℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化关系如图一所示。不同温度下平衡时C的体积分数与A、B起始时的投料比的变化关系如图二所示。则下列结论正确的是（ ）
A．100℃时前5min平均化学反应速率
B．100℃时达平衡的体系中充入少量C(g)，达新平衡前v(逆)>v(正)
C．
D．某温度下平衡时B的转化率随起始的增大而先增大后减小
答案：B
解析：A．100℃时前5min平均化学反应速率，A错误；B．C(g)为生成物，加入C(g)后，逆反应速率增大，平衡逆向移动，达新平衡前v(逆)>v(正)，B正确；C．如图得出信息，温度越高，C的体积分数越小，平衡逆向移动，逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，所以：，C错误；D．起始浓度A越大，越大，B的转化率越大，所以温度一定时，B的转化率随起始的增大而增大，D错误；故选B。
5．(2024·河北邢台五岳高三联考)三氯乙烯(C2HCl3)是某市地下水中有机污染物的主要成分，研究显示，在该地下水中加入H2O2可将其中的三氯乙烯除去，发生的反应如下：3H2O2+ C2HCl3 =2H2O+2CO2↑+3HCl。常温下，在某密闭容器中进行上述反应，测得c(H2O2)随时间的变化如表所示：
时间/min 0 2 4 6 8 …
/(mol·L-1) 1.20 0.90 0.70 0.60 0.55 …
已知：在反应体系中加入Fe2+，可提高反应速率。下列说法错误的是( )
A．Fe2+为该反应的催化剂 B．反应过程中可能产生O2
C．H2O2与CO2的空间结构相同 D．0~4 min内，v(H2O2)=0.125 mol·L-1·min-1
答案：C
解析：A项，由题干信息可知，在反应体系中加入Fe2+，可提高反应速率，故Fe2+为该反应的催化剂，A正确；B项，已知H2O2可以氧化Fe2+为Fe3+，而Fe3+可以催化H2O2分解为O2，故反应过程中可能产生O2，B正确；C项，已知H2O2中O周围的价层电子对数为4，有2对孤电子对，即每个O与周围的H和O形成V形结构，整体呈现报夹或者书页结构，而CO2中心原子C周围的价层电子对数为2，故CO2为直线形结构，即H2O2与CO2的空间结构不相同，C错误；D项，由题干表格数据可知，0~4 min内，=0.125 mol·L-1·min-1，D正确；故选C。
6．一定温度下，在恒容反应器中发生反应，化学反应速率(k为化学反应速率常数，其数值与温度有关)。实验测得该温度下反应物浓度与化学反应速率的关系如表所示：
0.01 0.02 0.02 0.01
0.01 0.01 0.015 0.015
x
根据表中的测定结果，下列结论不正确的是（ ）
A．表中x的值为
B．化学反应速率
C．升高温度，各物质浓度不变，化学反应速率不变
D．催化剂影响k的大小
答案：C
解析：将表格中相应数据代入方程式，，解得；，解得，；
解析：A．后将第四列数据带入计算可得，故A正确；B．、 、；所以，胡B正确；C．升高温度时，各物质的浓度不变，但k增大，反应速率加快，故C错误；D．催化剂改变反应速率，加入催化剂，各物质浓度不变，故催化剂可能对k影响较大，故D正确；选C。
高频考点二 化学平衡
典例精析
1．我国科学家研制钯催化剂高效选择性实现苯乙炔与氢气反应制备苯乙烯：（g，苯乙炔）（g，苯乙烯）。在恒温恒容条件下发生该反应，下列不能说明该反应达到平衡状态的是（ ）
A．混合气体密度不随时间变化 B．混合气体平均摩尔质量不随时间变化
C．混合气体总压强不随时间变化 D．氢气消耗速率等于苯乙烯消耗速率
答案：A
解析：A．，在恒温恒容条件下，气体总质量不变，混合气体密度始终不变，不能表明该反应达到平衡，A错误；B．，反应前后，气体总质量不变，气体总物质的量减小，气体的平均摩尔质量在反应过程中发生改变，当平均摩尔质量不变时即达到平衡状态，B正确；C．气体总压强与总物质的量成正比例，反应过程中气体总物质的量是变化的，当气体总物质的量不变时说明反应达到平衡，C正确；D．氢气的消耗速率为正反应速率，苯乙烯的消耗速率为逆反应速率，当氢气的的消耗速率等于苯乙烯的消耗速率，即正反应速率等于逆反应速率时，反应达到平衡状态，D正确；故选A。
2． “绿水青山就是金山银山”，研究、CO等大气污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。已知反应，该反应达到平衡后，为同时提高反应速率和NO的转化率，可采取的措施是（ ）
A．缩小容器的体积 B．改用高效催化剂
C．增加NO的浓度 D．升高温度
答案：A
解析：A．反应是气体体积减小的反应，缩小容器的体积，压强增大，各反应物和生成物浓度都增大，平衡正向移动，同时提高反应速率和NO的转化率，故A选；B．改用高效催化剂可以提高反应速率，但不能改变NO的转化率，故B不选；C．增加NO的浓度可以提高反应速率，但NO的转化率减小，故C不选；D．反应是放热反应，升高温度，反应速率增大，但平衡逆向移动，NO的转化率减小，故D不选；故选A。
3．氮化硼(BN)是重要的无机材料，可通过下面两种反应制得：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
已知反应Ⅰ常温下自发，反应Ⅱ常温下不自发，、、熔点分别约为、、，下列说法正确的是（ ）
A．常温下反应Ⅰ的，因此速率快
B．反应Ⅰ的，
C．性能优良的催化剂可使反应Ⅱ在常温下自发进行
D．由各物质熔点可推测在实际生产中反应Ⅰ所需的温度高于反应Ⅱ
答案：D
解析：A．常温下反应Ⅰ的，说明反应可以自发进行，但不能判断反应速率的快慢，A错误；B．反应Ⅰ是化合反应所以，B错误；C．反应Ⅱ在常温下不能自发进行，催化剂不能使不能自发的反应变为自发的反应，C错误；D．反应Ⅰ：，反应Ⅱ：，、、熔点分别约为、、，由各物质熔点可推测在实际生产中反应Ⅰ所需的温度高于反应Ⅱ，D正确；故选D。
变式训练
4．某温度下，在1L恒容密闭容器中2.0molX发生反应，有关数据如下：
时间段/min 产物Z的平均生成速率/mol·L-1·min-1
0-2 0.20
0-4 0.15
0-6 0.10
下列说法错误的是（ ）
A．1min时，Z的浓度大于0.20mol·L-1
B．3min时，Y的体积分数约为33.3%
C．5min时，v正(Z)>v逆(Z)
D．体系压强不变时，反应达到平衡状态
答案：C
解析：A．假设前1min，Z的反应速率为0.20mol/(L·min)，此时c(Z)=0.20mol/(L·min)×1min=0.20mol/L，随着反应进行，正反应速率降低，因此前1min内，生成Z的反应速率大于0.20mol/(L·min)，即c(Z)＞0.20mol/L，故A说法正确；B．X为固体，Y、Z为生成物，且均为气体，Y、Z物质的量之比始终为1∶2，即Y的体积分数始终为或66.7%，故B说法正确；C．第4min时，Z的物质的量浓度为0.15mol/(L·min)×4min=0.60mol/L，第6min时，Z的物质的量浓度为0.10mol/(L·min)×6min=0.60mol/L，说明4min至6min反应达到平衡，即v正(Z)= v逆(Z)，故C说法错误；D．X为固体，Y、Z为气体，该反应为气体物质的量增大的反应，相同条件下，气体压强与气体物质的量成正比，因此当体系压强不变，说明反应达到平衡，故D说法正确；答案为C。
5．利用CH4能消除有害气体NO，其反应原理为，一定温度下，该反应在密闭容器中达到平衡状态。下列说法正确的是（ ）
A．加入催化剂，活化分子百分数不变
B．恒容下，再通入适量CH4，CH4的平衡转化率减小
C．适当增大压强，化学平衡常数增大
D．升高温度，逆反应速率增大，正反应速率减小
答案：B
解析：A．加入催化剂，可以改变反应所需要的活化能，使得部分普通分子转化为活化分子或者活化分子转化为普通分子，故活化分子百分数发生改变，A错误；B．恒容下，再通入适量CH4，则CH4浓度增大，化学平衡正向移动，NO的转化率增大，而CH4的平衡转化率减小，B正确；C．化学平衡常数仅仅是温度的函数，温度不变化学平衡常数不变，即适当增大压强，化学平衡常数不变，C错误；D．由题干信息可知，该反应正反应是一个放热反应，升高温度，逆反应速率增大，正反应速率增大，逆反应速率增大的幅度大于正反应速率增大的幅度，导致化学平衡逆向移动，D错误；故答案为：B。
6．氧元素是在自然界中分布最广的元素，氧气在生产生活中有广泛的应用。1 mol O2随温度升高时的熵(S)的变化示意图如图，下列说法不正确的是（ ）
A．由图可知，1 mol O2(g)的熵值不是定值
B．物质的熵值与物质的组成、状态、温度等因素有关
C．熵值由的过程：O2由液态转化为气态
D．相同温度和压强下，O4(g)、O3(g)、O2(g)的熵值依次减小
答案：D
解析：A．由图可知，1 mol O2(g)的熵值随温度的升高而增大，可见1 mol O2(g)不是定值，A正确；B．其他条件相同时，混合物的熵值大于纯净物；当物质的组成和物质的量相同时，熵值大小关系为：气态＞液态＞固体，当物质的组成、物质的量和状态相同时，温度越高，熵值越大，即物质的熵值与物质的组成、状态、温度等因素有关，B正确；C．同一种物质，其熵值大小关系为：气态＞液态＞固体，图象中出现的熵值由59 J/(K·mol)mol→6759 J/(K·mol)mol、94J/(K·mol)mol→170J/(K·mol)的两个突变，是氧气状态的改变导致的，其中熵值由59 94J/(K·mol)mol→170J/(K·mol)是氧气由液态变为气态，C正确；D．在同温同压下，物质的熵值的大小和其物质的量成正比，而由于三者的物质的量大小关系未知，故其熵值大小无法比较，D错误；故合理选项是D。
高频考点三 化学平衡常数及其相关计算
典例精析
1．（2024·陕西商洛·校联考一模）氢能是清洁能源之一，工业制取氢气涉及的重要反应之一是：
已知：①
②
③
下列叙述正确的是（ ）
A．的燃烧热为
B．
C．12gC(s)不完全燃烧全部生成CO(g)时放出热量为221kJ
D．平衡常数表达式为
答案：B
解析：A．氢气燃烧热指定的产物为液态水，热化学方程式 中生成的为气态水，不能根据此热化学方程式计算的燃烧热，A错误；B．a. ，b. ，c. ，根据盖斯定律，得目标反应， ，B正确；C．12gC(s)的物质的量为1mol，根据热化学方程式： ，不完全燃烧生成时放出的热量为，C错误；D．水蒸气浓度应写入平衡常数表达式，平衡常数表达式为，D错误；故选B。
2．某温度下，在1L恒容密闭容器中投入10molX，发生反应，有关数据如表所示，下列说法正确的是（ ）
时间段/s 产物Z的平均生成速率
0~10 0.4
0~20 0.3
0~30 0.2
A．5s时，Y的浓度为
B．20s时，体系中存在
C．25s时，X的转化率为30%
D．30s时，再加入2molX，达平衡时，X的体积分数变小
答案：C
解析：A．由题给数据可知，0~10s时，，按平均速率计算，5s时Y的浓度是，但化学反应速率是前10s的平均值，瞬时反应速率随着反应进行会逐渐降低，所以前5s时Y的平均生成速率大于，5s时Y的浓度大于，A错误；B．根据表中数据，20s时，30s时，可判断20s时，反应已达到平衡，，B错误；C．20s时，反应已达到平衡，，，C正确；D．恒温恒容再投入X，相当于增大压强，该反应反应后气体分子数增大，增大压强平衡逆向移动，再达到平衡后X的体积分数变大，D错误；故选C。
变式训练
3．在容积一定的密闭容器中，置入一定量的一氧化氮和足量碳发生化学反应：，平行时与温度的关系如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．在时，若反应体系处于状态D，则此时反应速率：
B．若该反应在、时的平衡常数分别为、，则
C．该反应的
D．若状态B、C、D的压强分别为、、，则
答案：A
解析：A．T2°C时反应进行到状态D，c(NO)高于平衡浓度，化学反应向正反应进行，则一定有v正>v逆，A正确；B．由图可知，温度越高平衡时c(NO)越大，说明升高温度平衡向逆反应方向移动，所以升温化学平衡常数减小，K1>K2，B错误；C．根据B选项分析知，升高温度平衡向逆反应方向移动，由于升高温度化学平衡向吸热反应方向移动，所以正反应为放热反应，即<0，C错误；D．该反应是反应前后气体体积相等的反应，在同一温度下的气体压强相同，达到平衡状态时，压强和温度成正比例关系，则p(C)>p(D)=p(B)，D错误；故选A。
4．T ℃时，在体积为2 L的恒温恒容密闭容器中充入4 mol CO和4 mol ，发生反应，测得和的物质的量随时间的变化如图所示。该反应的正、逆反应速率分别可表示为，，、分别为正、逆反应速率常数，只受温度影响。下列说法正确的是（ ）
A．从反应开始至达到平衡时，以表示的平均反应速率为
B．该反应在A、B两点的正反应速率之比为
C．当容器中混合气体的密度不随时间变化时，该反应达到平衡状态
D．T ℃时，该反应的平衡常数为
答案：B
解析：A．根据化学反应速率的表达式，v(CO2)==0.02mol/(L·min)，故A错误；B．A点，CO和CO2物质的量相等，均为2mol，N2O的物质的量仍为2mol，此时v正=k正×1×1，B点达到平衡，n(CO)=n(N2O)=0.8mol，此时v正=k正×0.4×0.4，vA∶vB=25∶4，故B正确；C．组分都是气体，因此气体总质量保持不变，容器为恒容，容器的体积不变，根据密度的定义，混合气体的密度在任何时刻均不变，因此不能说明反应达到平衡，故C错误；D．达到平衡时，，n(CO)=n(N2O)=0.8mol，，n(CO2)=n(N2)=3.2mol，该温度下的平衡常数K==16，故D错误；答案为B。
高频考点四 化学平衡的图象
典例精析
1． CO2催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用与封存技术，该过程主要发生下列反应：
反应①：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=－49.5kJ mol－1
反应②：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJ mol－1
在0.5MPa条件下，将n(CO2)∶n(H2)为1∶3的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器，实验测得CO2的转化率、CH3OH的选择性[×100%]与温度的关系如图所示。下列有关说法不正确的是（ ）
A．图中曲线①表示CH3OH的选择性随温度的变化
B．一定温度下，增大起始n(CO2)∶n(H2)的比值，可提高H2的平衡转化率
C．升高温度时，CO的选择性升高
D．一定温度下，选用高效催化剂可提高CH3OH的平衡产率
答案：D
解析：A．反应①为放热反应，升高温度后平衡逆向移动，CH3OH的选择性降低；反应②为吸热反应，平衡正向移动生成CO，CH3OH的选择性也降低，所以升高温度之后，CH3OH的总的选择性降低，曲线①表示CH3OH的选择性随温度的变化，A正确；B．一定温度下，增大n(CO2)∶n(H2)的比值，平衡正向移动，氢气的转化率提高，B正确；C．升高温度，反应反应②为吸热反应，平衡正向移动生成CO，CO的选择性升高，C正确；D．选用催化剂只能改变反应应速率，不能改变转化率，D错误；故选D。
变式训练
2.已知催化加氢合成乙醇的反应原理为。设为起始时的投料比，即。的平衡转化率与压强、温度和投料比的关系如图所示，下列有关说法错误的是（ ）
A．图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为
B．图2中投料比由大到小的顺序为
C．若图1中投料比，a点时乙醇的分压为
D．若图2中投料比，随着温度的升高，该平衡体系中的百分含量逐渐减小
答案：D
解析：A．由图2可知该反应为放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向移动，二氧化碳的平衡转化率减小，由图1可知，相同压强时，温度的二氧化碳转化率最大，的二氧化碳转化率最小，则反应温度由大到小的顺序为，A项正确；B．投料比越大，氢气浓度越大，增大氢气的浓度，平衡向正反应方向移动，二氧化碳的转化率增大，由图可知，投料比为的二氧化碳转化率最大，的二氧化碳转化率最小，则投料比由大到小的顺序为，B项正确；C．图1中a点时转化率为，总压强为，设起始的物质的量为，可得三段式：，，则，C项正确；D．若投料比，即，设起始时，平衡时变化量为，则可得三段式：，平衡体系中的百分含量，故温度升高，平衡体系中的百分含量不变，D项错误；故选：D。
四、考场演练
1．（2023·重庆·高考真题）逆水煤气变换体系中存在以下两个反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
在恒容条件下，按投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．反应Ⅰ的，反应Ⅱ的
B．点反应Ⅰ的平衡常数
C．点的压强是的3倍
D．若按投料，则曲线之间交点位置不变
答案：C
解析：A．随着温度的升高，甲烷含量减小、一氧化碳含量增大，则说明随着温度升高，反应Ⅱ逆向移动、反应Ⅰ正向移动，则反应Ⅱ为放热反应焓变小于零、反应Ⅰ为吸热反应焓变大于零，A错误；
B．点没有甲烷产物，且二氧化碳、一氧化碳含量相等，投料，则此时反应Ⅰ平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量相等，反应Ⅰ的平衡常数，B错误；
C．点一氧化碳、甲烷物质的量相等，结合反应方程式的系数可知，生成水的总的物质的量为甲烷的3倍，结合阿伏加德罗定律可知，的压强是的3倍，C正确；
D．反应Ⅰ为气体分子数不变的反应、反应Ⅱ为气体分子数减小的反应；若按投料，相当于增加氢气的投料，会使得甲烷含量增大，导致甲烷、一氧化碳曲线之间交点位置发生改变，D错误；
故选C。
2．（2023·江苏·高考真题）二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为


在密闭容器中，、时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如题图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是（ ）
A．反应的焓变
B．的平衡选择性随着温度的升高而增加
C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃
D．450℃时，提高的值或增大压强，均能使平衡转化率达到X点的值
答案：D
解析：A．由盖斯定律可知反应的焓变，A错误；
B．为放热反应，升高温度平衡逆向移动，的含量降低，故的平衡选择性随着温度的升高而降低，B错误；
C．由图可知温度范围约为350~400℃时二氧化碳实际转化率最高，为最佳温度范围，C错误；
D．450℃时，提高的值可提高二氧化碳的平衡转化率，增大压强反应I平衡正向移动，可提高二氧化碳的平衡转化率，均能使平衡转化率达到X点的值，D正确。
故选D。
3．（2023·广东·高考真题）催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程(下图)中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是（ ）
A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行 B．反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大
C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡 D．使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大
答案：C
解析：A．由图可知两种催化剂均出现四个波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行，A正确；
B．由图可知该反应是放热反应，所以达平衡时，升高温度平衡向左移动，R的浓度增大，B正确；
C．由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ时反应速率更快，反应体系更快达到平衡，C错误；
D．由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快，后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较慢，所以使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大，D正确；
故选C。
4．（2024·湖南益阳·三模）工业上常用和为原料合成甲醇，过程中发生如下反应：。在温度下，向刚性容器中充入和一定物质的量的，随着充入的物质的量的不同，平衡时容器中的体积分数变化曲线如图所示。下列说法错误的是（ ）
A． B．
C．平衡常数 D．该反应在高温高压条件下自发进行
答案：D
解析：A．投料比符合方程式中的气体系数比时，达到平衡时产物的体积分数最大，所以a=3，A正确；
B．由题可知该反应是放热反应，升高温度高反应会逆向移动，所以，B正确；
C．平衡常数受温度影响，M、N点温度相同，平衡常数相等，C正确；
D．该反应，，所以该反应在低温条件下自发进行，与压强无关，D错误；
故选D。
5．（2024·江西宜春·模拟预测）在恒温恒容密闭容器中发生反应，的瞬时生成速率。控制起始浓度为0.5，的瞬时生成速率和起始浓度的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．由题可知，该反应的速率常数k为37.5
B．随着起始浓度增大，该反应平衡常数增大
C．达平衡后，若将和的浓度均增加一倍，则转化率增大
D．起始浓度0.2，某时刻的浓度为0.4，则的瞬时生成速率为0.48
答案：C
解析：A． NO起始浓度为0.5 mol/L，由图象可知，N2的瞬时生成速率与H2起始浓度呈直线关系，则m=1，将数据(0.4，1.5)代入，该反应的速率常数，A错误；
B．反应一定，平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，B错误；
C． 达平衡后，和的浓度均增加一倍，新平衡与原平衡相比，相当于加压，平衡正向移动，则NO转化率增大，C正确；
D．由可知，NO起始浓度为0.5 mol/L，某时刻NO的浓度为0.4 mol/L，变化量为0.1 mol/L，则该时刻H2的浓度为0.2mol/L-0.1mol/L =0.1mol/L，N2的瞬时生成速率为，D错误；
故选C。
6．（2023·河北·高考真题）在恒温恒容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的活化能大于反应②。测得的浓度随时间的变化如下表。
0 1 2 3 4 5
0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028
下列说法正确的是（ ）
A．内，X的平均反应速率为
B．若增大容器容积，平衡时Y的产率增大
C．若，平衡时
D．若升高温度，平衡时减小
答案：D
解析：A．由表知内 c(W)=0.16-0.08=0.08mol/L，生成 c(X)=2 c(W)=0.16mol/L，但一部分X转化为Z，造成 c(X)<0.16mol/L，则v(X)<，故A错误；
B．过程①是完全反应，过程②是可逆反应，若增大容器容积相当于减小压强，对反应平衡向气体体积增大的方向移动，即逆向移动，X的浓度增大，平衡时Y的产率减小，故B错误；
C．由速率之比等于系数比，平衡时2v逆(X)=v正(Z)，即，2=，若，平衡时，故C错误；
D．反应③的活化能大于反应②， H=正反应活化能-逆反应活化能<0，则，该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则平衡时减小，故D正确；
故选D。
7．（2024·江苏徐州·模拟预测）催化加氢过程中主要发生下列反应：
反应：
反应：
向恒压的容器中充入1mol 和3mol ，若仅考虑上述反应，平衡时和CO的选择性及的转化率随温度的变化如图中实线所示。
下列说法正确的是（ ）
A．
B．平衡时的转化率随温度的变化可用图中虚线④表示
C．反应状态达A点时，只有使用对反应催化活性更高的催化剂才能提高的选择性
D．反应状态达B点时，容器中为1/32mol
答案：D
解析：反应Ⅱ为放热反应，温度升高，平衡往逆向移动，的选择性下降，则CO的选择性上升，CO的选择性对应曲线①，的选择性对应曲线②，的平衡转化率对应曲线③。据此作答。
A．随着温度升高，的选择性下降，CO的选择性上升，300℃前，CO2的平衡转化率下降，则以反应Ⅱ为主，300℃后，CO2的平衡转化率上升，则以反应I为主，说明反应I为吸热反应，A错误；
B．向恒压的容器中充入1mol 和3mol ，投料比恰好与反应Ⅱ中的系数比相等，所以，300℃前，转化率应该是相同的，故应该与CO2的平衡转化率重叠，B错误；
C．反应状态达A点时，想提高的选择性，应使平衡向生成更多的方向移动，温度不能改变，只能改变压强或者反应物浓度，若增大H2的浓度，反应I也会正向移动，那么的选择性不一定会被提高；若增大压强，反应I不会移动，反应Ⅱ往正向移动，生成更多的，可以提高的选择性；同时也可以通过改变催化剂来控制反应Ⅱ，使用对反应Ⅱ催化活性更高的催化剂也能提高的选择性，C错误；
D．反应状态达B点时，CO2的平衡转化率25%、的选择性也是25%，根据，则25%=，，D正确；
故选D。
8．（2023·海南·高考真题）工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺：。某条件下无催化剂存在时，该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．曲线①表示的是逆反应的关系
B．时刻体系处于平衡状态
C．反应进行到时，(为浓度商)
D．催化剂存在时，、都增大
答案：BD
解析：A．反应为乙苯制备苯乙烯的过程，开始反应物浓度最大，生成物浓度为0，所以曲线①表示的是正反应的关系，曲线表示的是逆反应的关系，故A错误；
B．t2时，正逆反应速率相等，体系处于平衡状态，故B正确；
C．反应进行到时，反应正向进行，故Q＜K，故C错误；
D．催化剂能降低反应的活化能，使反应的、都增大，故D正确；
故选BD。
9．（2023·河北·高考真题）氮是自然界重要元素之一，研究氮及其化合物的性质以及氮的循环利用对解决环境和能源问题都具有重要意义。
已知：物质中的化学键断裂时所需能量如下表。
物质
能量/ 945 498 631
回答下列问题：
(1)恒温下，将空气(和的体积分数分别为0.78和0.21，其余为惰性组分)置于容积为的恒容密闭容器中，假设体系中只存在如下两个反应：
i
ii
① 。
②以下操作可以降低上述平衡体系中浓度的有 (填标号)。
A．缩小体积 B．升高温度 C．移除 D．降低浓度
③若上述平衡体系中，则c(O2)= mol/L，K1= (写出含a、b、V的计算式)。
(2)氢气催化还原作为一种高效环保的脱硝技术备受关注。高温下氢气还原反应的速率方程为为速率常数。在一定温度下改变体系中各物质浓度，测定结果如下表。
组号
1 0.10 0.10 r
2 0.10 0.20
3 0.20 0.10
4 0.05 0.30 ？
表中第4组的反应速率为 。(写出含r的表达式)
(3)①以空气中的氮气为原料电解合成氨时，在 (填“阴”或“阳”)极上发生反应，产生。
②氨燃料电池和氢燃料电池产生相同电量时，理论上消耗和的质量比为，则在碱性介质中氨燃料电池负极的电极反应式为 。
③我国科学家研究了水溶液中三种催化剂(a、b、c)上电还原为(图1)和电还原为(图2)反应历程中的能量变化，则三种催化剂对电还原为的催化活性由强到弱的顺序为 (用字母a、b、c排序)。
答案：(1) 181 CD
(2)
(3) 阴 bac
解析：（1）①ΔH1=反应物总键能-生成物总键能=；
②A．缩小体积，所有物质浓度均增大，A不符合题意；
B．升高温度，平衡向着吸热方向进行，反应i为吸热反应，则升温平衡正向进行，NO浓度增大，B不符合题意；
C．移除NO2，平衡ii向正向进行，NO浓度降低，C符合题意；
D．降低N2浓度，平衡逆向进行，消耗NO，NO浓度降低，D符合题意；
故答案为：CD；
③根据三段式
，；
（2）实验1与实验2相比，，y=1，实验1与实验3相比，，x=2，代入实验3，，根据实验4计算，；
（3）①N2生成NH3，化合价降低，得电子，发生还原反应，则N2在阴极反应；
②燃料电池中，氨气作负极发生氧化反应，生成N2，生成1个N2转移6个电子，在碱性下发生，；
③催化剂通过降低反应活化能提高反应速度，则催化活性由强到弱的顺序为b＞a＞c；
故答案为：bac。
10．（2023·江苏·高考真题）实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备，其实验过程可表示为
(1)在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入气体，生成，反应为，其平衡常数K与、、、的代数关系式为 ；下列实验操作一定能提高氧化镁浆料吸收效率的有 (填序号)。
A．水浴加热氧化镁浆料
B．加快搅拌速率
C．降低通入气体的速率
D．通过多孔球泡向氧化镁浆料中通
(2)在催化剂作用下被氧化为。已知的溶解度为0.57g(20℃)，氧化溶液中的离子方程式为 ；在其他条件相同时，以负载钴的分子筛为催化剂，浆料中被氧化的速率随pH的变化如题图甲所示。在pH=6~8范围内，pH增大，浆料中的氧化速率增大，其主要原因是 。
(3)制取晶体。在如题图乙所示的实验装置中，搅拌下，使一定量的浆料与溶液充分反应。浆料与溶液的加料方式是 ；补充完整制取晶体的实验方案：向含有少量、的溶液中， 。(已知：、在时完全转化为氢氧化物沉淀；室温下从饱和溶液中结晶出，在150~170℃下干燥得到，实验中需要使用MgO粉末)
答案：(1) BD
(2) pH增大，抑制的水解，反应物的浓度增大，故可加快氧化速率
(3) 用滴液漏斗向盛有MgSO3浆料的三颈烧瓶中缓慢滴加硫酸溶液 分批加入少量氧化镁粉末，搅拌，直至用pH试纸测得pH≥5，过滤；将滤液蒸发浓缩、降温至室温结晶，过滤，所得晶体在150~170℃干燥。
解析：本实验的目的是为了制取，首先在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入气体，生成，然后使一定量的浆料与溶液充分反应生成硫酸镁，在硫酸镁的溶液中加入氧化镁调节溶液的pH除去三价铁和三价铝，将滤液蒸发浓缩、降温至室温结晶，过滤，所得晶体在150~170℃干燥即可得到；
（1）已知下列反应：
① K
②
③
④
⑤
⑥
根据盖斯定律，①=②-③+④+⑤-⑥，故K=；
A．加热可加快反应速率，但温度升高，SO2在水中溶解度降低，且会导致H2SO3受热分解，不一定能提高吸收SO2效率，A错误；
B．加快搅拌速率，可以使反应物充分接触，提高吸收SO2效率，B正确；
C．降低通入SO2气体的速率，SO2可与MgO浆料充分接触，但会降低反应速率，不一定能提高吸收SO2效率，C错误；
D．多孔球泡可以让SO2与MgO浆料充分接触，能提高吸收SO2效率，D正确；
故选BD。
（2）根据题意，O2氧化溶液中的，被氧化为，1molO2氧化2mol，故氧化溶液中的离子方程式为：；
pH增大，抑制的水解，反应物的浓度增大，故可加快氧化速率；
（3）在进行含固体物质的反应物与液体反应的实验时，应将含固体物质的反应物放在三颈瓶中，通过滴液漏斗滴加液体，H2SO4溶液的滴加速率要慢，以免H2SO4过量；
根据题意，首先需要调节pH≥5以除去Fe3+、Al3+杂质，需要用到的试剂为MgO粉末，操作细节为分批加入少量MgO粉末，以免pH过高，不断搅拌进行反应直至检测到pH≥5，然后过滤除去氢氧化铁、氢氧化铝沉淀；接着需要从溶液中得到，根据题目信息，室温下结晶只能得到，因此需要在150~170℃下干燥得到，操作细节为将滤液蒸发浓缩、降温至室温结晶，过滤，所得晶体在150~170℃干燥。
11．（2024·山东·二模）丙醛工业上主要用于制合成纤维、橡胶促进剂和防老剂等。在铑催化剂作用下与常用乙烯羰基化合成丙醛，涉及的反应如下：
主反应Ⅰ：C2H4(g)+H2(g)+CO(g)CH3CH2CHO(g) ΔH1
副反应Ⅱ：C2H4(g)+H2(g)CH3CH3(g) ΔH2
已知：在一定条件下一氧化碳能与铑催化剂结合生成羰基铑络合物；丙醛选择性：x(CH3CH2CHO)=×100%。
回答下列问题：
(1)反应Ⅰ、Ⅱ以气体分压表示的平衡常数Kp与温度T变化关系如图所示。
据图判断，CH3CH3(g)+CO(g)CH3CH2CHO(g) ΔH 0(填“>”、“<”或“=”)，的数值范围是 (填标号)。
A．<-1 B．-1～0 C．0～1 D．>1
(2)在T1℃、压强为150kPa条件下，在密闭反应器中，按照投料n(C2H4)：n(CO)：n(H2)=1：1∶1，发生上述反应，经tmin反应达到平衡，测得p(C2H4)=p(C2H6)=20kPa，则CH3CH2CHO(g)的选择性为 %(保留小数点后一位)，v(CO)= kPa/min(用含t的代数式表示)，反应Ⅰ的逆反应的Kp= 。
(3)在恒压密闭容器中，在一定温度和铙催化剂作用下，发生上述反应，反应相同时间时，测得C2H4的转化率(α)和丙醛选择性随变化关系如图所示。
①曲线a表示 (填“C2H4的转化率”或“丙醛选择性”)；
②当小于1时，曲线b随的降低而降低的可能原因是 。
答案：(1)＜ D
(2)
(3) 丙醛选择性 当小于1时，氢气浓度减小，氢气和乙烯催化加氢生成的程度减小，转化率降低
解析：（1）根据平衡常数与温度变化关系曲线可知，温度升高，平衡常数减小，说明反应I和反应II放热，，且，则，根据盖斯定律，反应I－反应II得：；
（2）设物质的量均为1mol，初始气体总物质的量为3mol，初始总压强为150kPa，平衡时p(C2H4)=p(C2H6)=20kPa，设平衡时，，平衡时气体总的物质的量为(3a+1)mol，则，a=，平衡时气体总的物质的量为mol，CH3CH2CHO(g)的选择性：，初始气体总物质的量为3mol，初始总压强为150kPa，CO分压为50kPa，平衡时CO分压为40kPa，反应速率：；平衡时各物质分压为p(C2H4)=p(C2H6)=p(H2)= 20kPa，n(CO)=40pkPa，n(CH3CH2CHO)=50pkPa，反应Ⅰ的逆反应；
（3）根据反应I、II方程式，氢气比例增大，反应Ⅰ、Ⅱ中的转化率均增大，所以曲线b表示的转化率，曲线a表示丙醛选择性；当小于1时，氢气浓度减小，氢气和乙烯催化加氢生成的程度减小，转化率降低。
12．（2023·广东·高考真题）配合物广泛存在于自然界，且在生产和生活中都发挥着重要作用。
(1)某有机物能与形成橙红色的配离子，该配离子可被氧化成淡蓝色的配离子。
①基态的电子轨道表示式为 。
②完成反应的离子方程式：
(2)某研究小组对(1)中②的反应进行了研究。
用浓度分别为的溶液进行了三组实验，得到随时间t的变化曲线如图。
①时，在内，的平均消耗速率= 。
②下列有关说法中，正确的有 。
A．平衡后加水稀释，增大
B．平衡转化率：
C．三组实验中，反应速率都随反应进程一直减小
D．体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间：
(3)R的衍生物L可用于分离稀土。溶液中某稀土离子(用M表示)与L存在平衡：


研究组配制了L起始浓度与L起始浓度比不同的系列溶液，反应平衡后测定其核磁共振氢谱。配体L上的某个特征H在三个物种中的化学位移不同，该特征H对应吸收峰的相对峰面积S(体系中所有特征H的总峰面积计为1)如下表。
0 1.00 0 0
a x 0.64
b 0.40 0.60
【注】核磁共振氢谱中相对峰面积S之比等于吸收峰对应H的原子数目之比；“”表示未检测到。
①时， 。
②时，平衡浓度比 。
(4)研究组用吸收光谱法研究了(3)中M与L反应体系。当时，测得平衡时各物种随的变化曲线如图。时，计算M的平衡转化率 (写出计算过程，结果保留两位有效数字)。
答案：(1) HNO2
(2) AB
(3) 0.36 3：4或0.75
(4)98%
解析：（1）①基态的电子轨道表示式为 ；
②根据原子守恒可知离子方程式中需要增加HNO2。
（2）①浓度分别为的溶液，反应物浓度增加，反应速率增大，据此可知三者对应的曲线分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ；时，在内，观察图象可知的平均消耗速率为；
②A．对于反应HNO2，加水稀释，平衡往粒子数增加的方向移动，含量增加，含量减小，增大，A正确；
B．浓度增加，转化率增加，故，B正确；
C．观察图象可知，三组实验反应速率都是前期速率增加，后期速率减小，C错误；
D．硝酸浓度越高，反应速率越快，体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间越短，故，D错误；
故选AB。
（3）①时，，且=0.64，得x=0.36；
②相比于含有两个配体，则与的浓度比应为相对峰面积S的一半与的相对峰面积S之比，即。
（4）；，由L守恒可知，则；则M的转化率为。
13．（2024·贵州·模拟预测）为了实现“碳中和”，的综合利用成为科学家研究的热点。
(1)将催化加氢制取，通过下列步骤实现，反应过程中能量变化如图1所示。
。
(2)在的绝热密闭容器中，按充入和，在催化剂作用下合成甲醇。下列说法中说明主反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A．的转化率保持不变 B．混合气体的密度保持不变
C．断裂键同时形成键 D．容器内混合气体温度保持不变
(3)在密闭容器中通入和的混合气体，制取甲醇过程中，存在竞争反应：
．；
． 。
在不同压强下，当按进料，反应达到平衡时，测得甲醇的物质的量分数与温度的关系如图2所示物质ⅰ的物质的量分数：)
①图2中压强由小到大的顺序为 ，判断的依据是 。
②图2中，当、发生上述反应，反应达到平衡时，，则在内用的分压变化表示的速率 ，此时反应I中的转化率为 (保留小数点后1位)。
③在压强为时，发生上述反应并达到平衡状态，平衡转化率为，，该温度下反应的平衡常数 (保留1位有效数字，用各组分的分压代替浓度计算平衡常数，气体分压=总压×物质的量分数)。
答案：(1)-49
(2)AD
(3) p1解析：（1）根据示意图可知，1molCO2(g)与3molH2(g)的总能量比1molCH3OH(g)与1molH2O(g)的总能量高49kJ，故 -49；
（2）A．CO2的转化率保持不变，可以说明反应达到平衡，故A选；
B．容器是恒容容器，反应体系都是气体，故混合气体的密度始终不变，不能说明达到平衡，故B不选；
C．断裂键同时形成键都描述的正反应方向，不能说明达到平衡，故C不选；
D．容器是绝热容器，故混合气体的温度不变，说明单位时间内吸收的热量等于放出的热量，即正逆反应速率相等，能说明达到平衡，故D选；
答案为AD；
（3）①反应I是气体体积缩小的反应，反应II是气体体积不变的反应，增大压强，反应I平衡向右移动，反应II平衡不移动，则会增大，所以图2中压强从小到大的顺序是：p1②当，反应达到平衡时，，则平衡时p(CH3OH)= =1，用的分压变化表示的速率=0.05；由于，设投料n(CO2)=1mol，n(H2)=3mol，起始时总物质的量为4mol，压强为10MPa，则每1mol气体对应压强为2.5MPa，由于容器是恒容容器，平衡时每1mol气体对应的压强也是2.5MPa，平衡时p(CH3OH)=1，则n(CH3OH)=1mol=0.4mol，说明反应I消耗的CO2为0.4mol，反应I中的转化率为=40.0%；
③根据已知数据，设投料n(CO2)=1mol，n(H2)=3mol，反应ICO2转化了xmol，反应IICO2转化了ymol，列出下列算式：
CO2转化了，有x+y=，，有，根据两个方程解得x=，y=，则平衡时n(H2)=，n(CO)=，n(H2O)=，根据，其物质的量为，可以得知p(CO2)=，p(H2)=10MPa，p(CO)=2MPa， p(H2O)=4MPa，则反应Kp===0.4。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
2024年化学高考二轮复习
专题十一 化学反应速率和化学平衡
一、考纲解读
考纲导向
1．化学反应速率
2．化学平衡
3．化学平衡常数及其相关计算
4．化学平衡的图象
命题分析
化学反应速率与化学平衡是高考的重点内容，通常与理论综合题结合，预计2024年高考以填空题的形式考查化学反应速率和化学平衡的相关计算，结合图表、图象、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，高考对本专题的考查仍会以选择题和综合题为主，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。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。
二、知识点梳理
网络图
重点拓展
高频考点一 化学反应速率
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：E1为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，E2为逆反应的活化能，反应热为E1－E2。
(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),比较不同时间段内的大小,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。
高频考点二 化学平衡
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N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，下列各项均可说明该反应达到了平衡状态：
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正>v逆，则化学平衡向正反应方向(或向右)移动；
b．若外界条件改变，引起v正c．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常见外界条件的变化对正、逆反应速率的影响规律
a．增大反应物浓度的瞬间，v正变大，v逆不变；减小反应物浓度的瞬间，v正变小，v逆不变；增大生成物浓度的瞬间，v正不变，v逆变大；减小生成物浓度的瞬间，v正不变，v逆变小；
b．压强的变化对气体分子数较大的一边反应速率影响较大；
c．温度的变化对吸热反应速率影响较大；
d．催化剂对正、逆反应速率影响相同。
(2)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(3)外界条件对平衡移动影响的规律——勒夏特列原理
①温度的影响：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；
②浓度的影响：增大反应物浓度或减小生成物浓度，化学平衡向正反应方向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，化学平衡向逆反应方向移动；
③压强的影响：增大压强会使平衡向着气体体积减小的方向移动；减小压强会使平衡向着气体体积增大的方向移动。
3.化学反应方向
(1)判据
(2)一般规律：
①ΔH<0，ΔS>0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。
高频考点三 化学平衡常数及其相关计算
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Qc，则Qc>K，反应向逆反应方向进行；
Qc＝K，反应处于平衡状态；
Qc②判断反应的热效应
若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；
若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。
(3)在使用化学平衡常数时应注意
①不要把反应体系中固体、纯液体以及稀水溶液中水的浓度写进平衡常数表达式中，但非水溶液中，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。
②同一化学反应，化学反应方程式写法不同，其平衡常数表达式及数值亦不同。因此书写平衡常数表达式及数值时，要与化学反应方程式相对应，否则就没有意义。
2．等效平衡思想是解决化学平衡类试题最常用的思维方法
(1)恒温、恒容条件下的等效平衡
对反应前后气体分子数改变的可逆反应，改变起始加入量时，“一边倒”(即通过可逆反应的化学计量数比换算成方程式同一半边的物质的物质的量)后与原起始加入量相同，则为等效平衡，平衡时各物质的百分含量相同。
对反应前后气体分子数不变的可逆反应，改变起始加入量时，“一边倒”后，投料时各物质的物质的量之比与原起始加入量的比值相同，则为等效平衡，平衡时各物质百分含量相同。
(2)恒温、恒压条件下的等效平衡
如果反应在恒温、恒压下进行，改变起始加入量时，只要通过可逆反应的化学计量数比换算成反应物(或生成物)，各物质的物质的量之比与原起始加入量的比值相同，则为等效平衡，平衡时各物质的百分含量相同。
3、有关化学平衡的计算——三段式计算模式
1)分析三个量：起始量、变化量、平衡量。
2)明确三个关系
(1)对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。
(2)对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。
(3)各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。
3)计算方法：三段式法
化学平衡计算模式：对以下反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a mol/L、b mol/L，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx mol/L。
　　　　　　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
起始量(mol/L) a b 0 0
变化量(mol/L) mx nx px qx
平衡量(mol/L) a－mx b－nx px qx
(1)平衡常数：K＝。
(2)转化率＝×100%，如α(A)平＝×100%。
(3)百分含量：φ(A)＝×100%。
(4)平衡前后的压强之比：
＝。
(5)平均摩尔质量：M＝ g/mol。
注意：有关化学平衡计算的注意事项
①注意反应物和生成物的浓度关系
反应物：c(平)＝c(始)－c(变)；
生成物：c(平)＝c(始)＋c(变)。
②利用ρ混＝和Mr＝计算时要注意m总应为气体的总质量，V应为反应容器的体积，n总应为气体的总物质的量。
③起始浓度、平衡浓度不一定符合化学计量数之比，但物质之间是按化学计量数之比反应和生成的，故各物质的浓度变化之比一定等于化学计量数之比，这是计算的关键。
④凡是气体的压强变化、密度变化均必须转化为物质的量的变化或气体的体积变化才能进行相关计算。
4）计算Kp的思路和方法
计算平衡常Kp的思路和方法与计算浓度平衡常数K完全相同，关键是由平衡时气体的总物质的量和各气体的物质的量确定各气体的物质的量分数，再由总压强和物质的量分数确定各气体的分压，最后由分压计算Kp。计算压强平衡常数Kp 的有效方法仍是列“三段式”和“分三步”。
列“三段式”——列出起饴量、转化量、平衡量，一般应列物质的量。
“分三步”———第一步，得出各物质的平衡量；第二步，计算各气体的体积分数（物质的量分数）和分压；第三步，代入Kp的表达式中进行计算。
注：（1）计算中常需运用阿伏加德罗定律的推论——恒温恒容条件下，压强之比等于物质的量之比：p始：p平=n始：n平（比如平衡时比起始时压强增大了20%，则平衡时气体总物质的量变为起始时的1.2倍）；恒温恒压条件下，体积比等于物质的量之比：V始：V平=n始：n平；恒温恒压条件下，密案度比等于体积的反比、物质的量的反比：ρ始：ρ平=n平：n始（比如，平衡时气体密度变为起始时的则平衡时混合气体的平均摩尔质量是起始时混合气体的物质的量是起始时混合气体的。
（2）混合气体的总压等于相同温度下各组分气体的分压之和。
高频考点四 化学平衡的图象
一、化学平衡图象题的特点：
1.化学平衡图象题，一是以时间为自变量（横坐标）的图象；二是以压强或温度为自变量（横坐标）的图象；三是以投料量或投料比为自变量（横坐标）的图象，变量（纵坐标）可以是①速率②某种物质的浓度、含量或物质的量③某反应物的转化率④某生成物的产率。
2.从知识载体角度看，其一判断化学平衡特征；其二应用勒夏特列原理分析平衡移动过程；其三逆向思维根据图象判断可逆反应的有关特征；其四综合运用速率与平衡知识进行有关计算。二、化学平衡图象的种类
1、经典图象的分类
(1)化学反应速率图象[反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)　ΔH>0]
反应速率 时间(v t)图象中，在平衡后的某时刻t1改变某一条件后，v(正)与v(逆)的变化有两种情况：
①v(正)、v(逆)同时突变
②v(正)、v(逆)之一渐变
(2)化学平衡图象[反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q　ΔH>0]
①速率 时间图象：
t1时增大反应物的浓度，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，而逆反应速率从t1开始逐渐增大；t2时升高温度，对任何反应，升高温度，正反应和逆反应速率均增大；t3时减小压强，容器容积增大，浓度变小，正反应速率和逆反应速率均减小；t4时加催化剂，正反应速率和逆反应速率均增大。
②转化率(或含量) 时间图象：
已知不同温度或压强下，反应物的转化率α(或百分含量)与时间的关系曲线，推断温度的高低及反应的热效应或压强的大小及气体物质间的化学计量数的关系。[以反应aA(g)＋bB(g)cC(g)中反应物的转化率αA为例说明]
图甲表示压强对反应物转化率的影响，对于反应后气体体积减小的反应，压强越大，反应物的转化率越大；图乙表示温度对反应物转化率的影响，对于吸热反应，温度越高，反应物的转化率越大；图丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应物的转化率。
解答这类图象题时应注意以下两点：
1)“先拐先平，数值大”原则
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。
a.若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短，如甲中T2＞T1。
b.若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短，如乙中p1＞p2。
c.若是使用催化剂引起，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短，如丙中a使用催化剂。
2)正确掌握图象中反应规律的判断方法
a.图甲中，T2＞T1，升高温度，αA降低，平衡逆移，则正反应为放热反应。
b.图乙中，p1＞p2，增大压强，αA升高，平衡正移，则正反应为气体体积缩小的反应。
c.若纵坐标表示A的百分含量，则甲中正反应为吸热反应，乙中正反应为气体体积增大的反应。
③恒压(温)线：
已知不同温度下的转化率－压强图象或不同压强下的转化率－温度图象，推断反应的热效应或反应前后气体物质间化学计量数的关系。[以反应aA(g)＋bB(g)cC(g)中反应物的转化率αA为例说明]
分析时可沿横轴做一条平行于纵轴的虚线，即为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影响。
解答这类图象题时应遵循的原理——“定一议二”原则：
1)可通过分析相同温度下不同压强时反应物A的转化率变化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。如甲中任取一条温度曲线研究，压强增大，αA增大，平衡正移，正反应为气体体积　减小　的反应；乙中任取横坐标一点作横坐标垂直线，也能得出结论。
2)可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。如利用上述分析方法，在甲中作垂直线，乙中任取一曲线，即能分析出正反应为　放　热反应。
④速率－压强(或温度)图象
特点：曲线的意义是外界条件(温度、压强)对正、逆反应速率影响的变化趋势及变化幅度。图中交点是平衡状态，压强增大(或温度升高)后正反应速率增大得快，平衡正向移动。
（3）“点－线－面”三维度分析几种特殊图象
1)对于化学反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，M点前，表示化学反应从反应物开始，则v正＞v逆；M点为刚达到的平衡点。M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增大(C%减小)，平衡逆向移动，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。
左上方(E点)，A%大于此压强时平衡体系中的A%，E点必须向正反应方向移动才能达到平衡状态，所以E点v正＞v逆；则右下方(F点)v正＜v逆。
2、创新型图象：
新型图象往往根据实际工业生产，结合图象，分析投料比、转化率、产率的变化。此类题目信息量较大，能充分考查学生读图、提取信息、解决问题的能力，在新课标高考中受到命题者的青睐。因为涉及到工业生产问题。一般纵轴为产率(转化率)，横轴为影响平衡速率的外界因素如温度、压强、投料比等单一因素，或多因素组合，考查实际工业生产中适宜条件的选择。解题时除通过图象获取有用信息和对获取的信息进行加工处理外，还要注意以下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）不同的投料比会对产率造成影响
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)。
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。
三、思维建模：
四、化学平衡图象题解答步骤
第一步，看反应，找特点：即分析可逆反应化学方程式，观察物质的状态、气态物质分子数的变化(正反应是气体分子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应，还是吸热反应)等。
第二步，析图象，得信息：即识别图象类型，横坐标和纵坐标的含义、线和点(平台、折线、拐点等)的关系。利用规律“先拐先平，数值大”判断，即曲线先出现拐点，先达到平衡，其温度、压强越大。
第三步：理信息，找思路：联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件等。
第四步：巧整合，得解答：图表与原理整合，逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡原理。
三、高频考点突破
高频考点一 化学反应速率
典例精析
1．氨基甲酸铵()主要用作磷化铝中间体，也用于医药。在T℃时，将足量的固体置于恒温恒容容器中，存在如下化学平衡：，经t min达到平衡状态，平衡时体系的总浓度为。下列叙述正确的是（ ）
A．当混合气体的平均摩尔质量不变时，说明反应达到平衡状态
B．T℃时，向平衡体系中加入适量，增大
C．在0~t min时间段内，平均反应速率
D．向平衡体系中充入适量的，逆反应速率增大
2.(2024·河南省普高联考高三测评)某研究性学习小组探究影响反应速率的因素及反应速率的大小，测得的实验数据如表所示(忽略溶液体积变化)，下列说法错误的是( )
组号 反应温度/℃ 参加反应的物质
Na2S2O3 H2SO4 H2O
V/mL c/(mol/L) V/mL c/(mol/L) V/mL
① 10 2 0.1 1 0.4 3
② 30 2 0.1 2 0.2 2
③ 30 1 0.2 2 0.1 3
④ 30 1 0.1 2 0.1 3
A．实验①②探究温度对反应速率的影响
B．实验②④探究Na2S2O3浓度对反应速率的影响
C．四组实验中实验②的反应速率最大
D．实验③完全反应需要tmin，平均反应速率v(Na2S2O3)=mol/(L min)
3．某温度时，两个恒容密闭容器中仅发生反应，。
实验测得：，，、为化学反应速率常数，只受温度影响。
容器编号 起始浓度() 平衡浓度()
I 0.6 0 0 0.2
Ⅱ 0.6 0.1 0
下列说法不正确的是（ ）
A．I中的平衡转化率约为66.7%
B．升高温度，该反应的化学平衡常数增大
C．Ⅱ中达到平衡状态时，
D．该反应的化学平衡常数可表示为
变式训练
4．在2L恒容密闭容器中加入一定量A和B，发生反应。100℃时容器中A、B、C物质的量随时间的变化关系如图一所示。不同温度下平衡时C的体积分数与A、B起始时的投料比的变化关系如图二所示。则下列结论正确的是（ ）
A．100℃时前5min平均化学反应速率
B．100℃时达平衡的体系中充入少量C(g)，达新平衡前v(逆)>v(正)
C．
D．某温度下平衡时B的转化率随起始的增大而先增大后减小
5．(2024·河北邢台五岳高三联考)三氯乙烯(C2HCl3)是某市地下水中有机污染物的主要成分，研究显示，在该地下水中加入H2O2可将其中的三氯乙烯除去，发生的反应如下：3H2O2+ C2HCl3 =2H2O+2CO2↑+3HCl。常温下，在某密闭容器中进行上述反应，测得c(H2O2)随时间的变化如表所示：
时间/min 0 2 4 6 8 …
/(mol·L-1) 1.20 0.90 0.70 0.60 0.55 …
已知：在反应体系中加入Fe2+，可提高反应速率。下列说法错误的是( )
A．Fe2+为该反应的催化剂 B．反应过程中可能产生O2
C．H2O2与CO2的空间结构相同 D．0~4 min内，v(H2O2)=0.125 mol·L-1·min-1
6．一定温度下，在恒容反应器中发生反应，化学反应速率(k为化学反应速率常数，其数值与温度有关)。实验测得该温度下反应物浓度与化学反应速率的关系如表所示：
0.01 0.02 0.02 0.01
0.01 0.01 0.015 0.015
x
根据表中的测定结果，下列结论不正确的是（ ）
A．表中x的值为
B．化学反应速率
C．升高温度，各物质浓度不变，化学反应速率不变
D．催化剂影响k的大小
高频考点二 化学平衡
典例精析
1．我国科学家研制钯催化剂高效选择性实现苯乙炔与氢气反应制备苯乙烯：（g，苯乙炔）（g，苯乙烯）。在恒温恒容条件下发生该反应，下列不能说明该反应达到平衡状态的是（ ）
A．混合气体密度不随时间变化 B．混合气体平均摩尔质量不随时间变化
C．混合气体总压强不随时间变化 D．氢气消耗速率等于苯乙烯消耗速率
2． “绿水青山就是金山银山”，研究、CO等大气污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。已知反应，该反应达到平衡后，为同时提高反应速率和NO的转化率，可采取的措施是（ ）
A．缩小容器的体积 B．改用高效催化剂
C．增加NO的浓度 D．升高温度
3．氮化硼(BN)是重要的无机材料，可通过下面两种反应制得：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
已知反应Ⅰ常温下自发，反应Ⅱ常温下不自发，、、熔点分别约为、、，下列说法正确的是（ ）
A．常温下反应Ⅰ的，因此速率快
B．反应Ⅰ的，
C．性能优良的催化剂可使反应Ⅱ在常温下自发进行
D．由各物质熔点可推测在实际生产中反应Ⅰ所需的温度高于反应Ⅱ
变式训练
4．某温度下，在1L恒容密闭容器中2.0molX发生反应，有关数据如下：
时间段/min 产物Z的平均生成速率/mol·L-1·min-1
0-2 0.20
0-4 0.15
0-6 0.10
下列说法错误的是（ ）
A．1min时，Z的浓度大于0.20mol·L-1
B．3min时，Y的体积分数约为33.3%
C．5min时，v正(Z)>v逆(Z)
D．体系压强不变时，反应达到平衡状态
5．利用CH4能消除有害气体NO，其反应原理为，一定温度下，该反应在密闭容器中达到平衡状态。下列说法正确的是（ ）
A．加入催化剂，活化分子百分数不变
B．恒容下，再通入适量CH4，CH4的平衡转化率减小
C．适当增大压强，化学平衡常数增大
D．升高温度，逆反应速率增大，正反应速率减小
6．氧元素是在自然界中分布最广的元素，氧气在生产生活中有广泛的应用。1 mol O2随温度升高时的熵(S)的变化示意图如图，下列说法不正确的是（ ）
A．由图可知，1 mol O2(g)的熵值不是定值
B．物质的熵值与物质的组成、状态、温度等因素有关
C．熵值由的过程：O2由液态转化为气态
D．相同温度和压强下，O4(g)、O3(g)、O2(g)的熵值依次减小
高频考点三 化学平衡常数及其相关计算
典例精析
1．（2024·陕西商洛·校联考一模）氢能是清洁能源之一，工业制取氢气涉及的重要反应之一是：
已知：①
②
③
下列叙述正确的是（ ）
A．的燃烧热为
B．
C．12gC(s)不完全燃烧全部生成CO(g)时放出热量为221kJ
D．平衡常数表达式为
2．某温度下，在1L恒容密闭容器中投入10molX，发生反应，有关数据如表所示，下列说法正确的是（ ）
时间段/s 产物Z的平均生成速率
0~10 0.4
0~20 0.3
0~30 0.2
A．5s时，Y的浓度为
B．20s时，体系中存在
C．25s时，X的转化率为30%
D．30s时，再加入2molX，达平衡时，X的体积分数变小
变式训练
3．在容积一定的密闭容器中，置入一定量的一氧化氮和足量碳发生化学反应：，平行时与温度的关系如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．在时，若反应体系处于状态D，则此时反应速率：
B．若该反应在、时的平衡常数分别为、，则
C．该反应的
D．若状态B、C、D的压强分别为、、，则
4．T ℃时，在体积为2 L的恒温恒容密闭容器中充入4 mol CO和4 mol ，发生反应，测得和的物质的量随时间的变化如图所示。该反应的正、逆反应速率分别可表示为，，、分别为正、逆反应速率常数，只受温度影响。下列说法正确的是（ ）
A．从反应开始至达到平衡时，以表示的平均反应速率为
B．该反应在A、B两点的正反应速率之比为
C．当容器中混合气体的密度不随时间变化时，该反应达到平衡状态
D．T ℃时，该反应的平衡常数为
高频考点四 化学平衡的图象
典例精析
1． CO2催化加氢合成甲醇是重要的碳捕获利用与封存技术，该过程主要发生下列反应：
反应①：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=－49.5kJ mol－1
反应②：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJ mol－1
在0.5MPa条件下，将n(CO2)∶n(H2)为1∶3的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应器，实验测得CO2的转化率、CH3OH的选择性[×100%]与温度的关系如图所示。下列有关说法不正确的是（ ）
A．图中曲线①表示CH3OH的选择性随温度的变化
B．一定温度下，增大起始n(CO2)∶n(H2)的比值，可提高H2的平衡转化率
C．升高温度时，CO的选择性升高
D．一定温度下，选用高效催化剂可提高CH3OH的平衡产率
变式训练
2.已知催化加氢合成乙醇的反应原理为。设为起始时的投料比，即。的平衡转化率与压强、温度和投料比的关系如图所示，下列有关说法错误的是（ ）
A．图1中投料比相同，温度从高到低的顺序为
B．图2中投料比由大到小的顺序为
C．若图1中投料比，a点时乙醇的分压为
D．若图2中投料比，随着温度的升高，该平衡体系中的百分含量逐渐减小
四、考场演练
1．（2023·重庆·高考真题）逆水煤气变换体系中存在以下两个反应：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
在恒容条件下，按投料比进行反应，平衡时含碳物质体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．反应Ⅰ的，反应Ⅱ的
B．点反应Ⅰ的平衡常数
C．点的压强是的3倍
D．若按投料，则曲线之间交点位置不变
2．（2023·江苏·高考真题）二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为


在密闭容器中，、时，平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如题图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是（ ）
A．反应的焓变
B．的平衡选择性随着温度的升高而增加
C．用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃
D．450℃时，提高的值或增大压强，均能使平衡转化率达到X点的值
3．（2023·广东·高考真题）催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程(下图)中，M为中间产物。其它条件相同时，下列说法不正确的是（ ）
A．使用Ⅰ和Ⅱ，反应历程都分4步进行 B．反应达平衡时，升高温度，R的浓度增大
C．使用Ⅱ时，反应体系更快达到平衡 D．使用Ⅰ时，反应过程中M所能达到的最高浓度更大
4．（2024·湖南益阳·三模）工业上常用和为原料合成甲醇，过程中发生如下反应：。在温度下，向刚性容器中充入和一定物质的量的，随着充入的物质的量的不同，平衡时容器中的体积分数变化曲线如图所示。下列说法错误的是（ ）
A． B．
C．平衡常数 D．该反应在高温高压条件下自发进行
5．（2024·江西宜春·模拟预测）在恒温恒容密闭容器中发生反应，的瞬时生成速率。控制起始浓度为0.5，的瞬时生成速率和起始浓度的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．由题可知，该反应的速率常数k为37.5
B．随着起始浓度增大，该反应平衡常数增大
C．达平衡后，若将和的浓度均增加一倍，则转化率增大
D．起始浓度0.2，某时刻的浓度为0.4，则的瞬时生成速率为0.48
6．（2023·河北·高考真题）在恒温恒容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的活化能大于反应②。测得的浓度随时间的变化如下表。
0 1 2 3 4 5
0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028
下列说法正确的是（ ）
A．内，X的平均反应速率为
B．若增大容器容积，平衡时Y的产率增大
C．若，平衡时
D．若升高温度，平衡时减小
7．（2024·江苏徐州·模拟预测）催化加氢过程中主要发生下列反应：
反应：
反应：
向恒压的容器中充入1mol 和3mol ，若仅考虑上述反应，平衡时和CO的选择性及的转化率随温度的变化如图中实线所示。
下列说法正确的是（ ）
A．
B．平衡时的转化率随温度的变化可用图中虚线④表示
C．反应状态达A点时，只有使用对反应催化活性更高的催化剂才能提高的选择性
D．反应状态达B点时，容器中为1/32mol
8．（2023·海南·高考真题）工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺：。某条件下无催化剂存在时，该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．曲线①表示的是逆反应的关系
B．时刻体系处于平衡状态
C．反应进行到时，(为浓度商)
D．催化剂存在时，、都增大
9．（2023·河北·高考真题）氮是自然界重要元素之一，研究氮及其化合物的性质以及氮的循环利用对解决环境和能源问题都具有重要意义。
已知：物质中的化学键断裂时所需能量如下表。
物质
能量/ 945 498 631
回答下列问题：
(1)恒温下，将空气(和的体积分数分别为0.78和0.21，其余为惰性组分)置于容积为的恒容密闭容器中，假设体系中只存在如下两个反应：
i
ii
① 。
②以下操作可以降低上述平衡体系中浓度的有 (填标号)。
A．缩小体积 B．升高温度 C．移除 D．降低浓度
③若上述平衡体系中，则c(O2)= mol/L，K1= (写出含a、b、V的计算式)。
(2)氢气催化还原作为一种高效环保的脱硝技术备受关注。高温下氢气还原反应的速率方程为为速率常数。在一定温度下改变体系中各物质浓度，测定结果如下表。
组号
1 0.10 0.10 r
2 0.10 0.20
3 0.20 0.10
4 0.05 0.30 ？
表中第4组的反应速率为 。(写出含r的表达式)
(3)①以空气中的氮气为原料电解合成氨时，在 (填“阴”或“阳”)极上发生反应，产生。
②氨燃料电池和氢燃料电池产生相同电量时，理论上消耗和的质量比为，则在碱性介质中氨燃料电池负极的电极反应式为 。
③我国科学家研究了水溶液中三种催化剂(a、b、c)上电还原为(图1)和电还原为(图2)反应历程中的能量变化，则三种催化剂对电还原为的催化活性由强到弱的顺序为 (用字母a、b、c排序)。
10．（2023·江苏·高考真题）实验室模拟“镁法工业烟气脱硫”并制备，其实验过程可表示为
(1)在搅拌下向氧化镁浆料中匀速缓慢通入气体，生成，反应为，其平衡常数K与、、、的代数关系式为 ；下列实验操作一定能提高氧化镁浆料吸收效率的有 (填序号)。
A．水浴加热氧化镁浆料
B．加快搅拌速率
C．降低通入气体的速率
D．通过多孔球泡向氧化镁浆料中通
(2)在催化剂作用下被氧化为。已知的溶解度为0.57g(20℃)，氧化溶液中的离子方程式为 ；在其他条件相同时，以负载钴的分子筛为催化剂，浆料中被氧化的速率随pH的变化如题图甲所示。在pH=6~8范围内，pH增大，浆料中的氧化速率增大，其主要原因是 。
(3)制取晶体。在如题图乙所示的实验装置中，搅拌下，使一定量的浆料与溶液充分反应。浆料与溶液的加料方式是 ；补充完整制取晶体的实验方案：向含有少量、的溶液中， 。(已知：、在时完全转化为氢氧化物沉淀；室温下从饱和溶液中结晶出，在150~170℃下干燥得到，实验中需要使用MgO粉末)
11．（2024·山东·二模）丙醛工业上主要用于制合成纤维、橡胶促进剂和防老剂等。在铑催化剂作用下与常用乙烯羰基化合成丙醛，涉及的反应如下：
主反应Ⅰ：C2H4(g)+H2(g)+CO(g)CH3CH2CHO(g) ΔH1
副反应Ⅱ：C2H4(g)+H2(g)CH3CH3(g) ΔH2
已知：在一定条件下一氧化碳能与铑催化剂结合生成羰基铑络合物；丙醛选择性：x(CH3CH2CHO)=×100%。
回答下列问题：
(1)反应Ⅰ、Ⅱ以气体分压表示的平衡常数Kp与温度T变化关系如图所示。
据图判断，CH3CH3(g)+CO(g)CH3CH2CHO(g) ΔH 0(填“>”、“<”或“=”)，的数值范围是 (填标号)。
A．<-1 B．-1～0 C．0～1 D．>1
(2)在T1℃、压强为150kPa条件下，在密闭反应器中，按照投料n(C2H4)：n(CO)：n(H2)=1：1∶1，发生上述反应，经tmin反应达到平衡，测得p(C2H4)=p(C2H6)=20kPa，则CH3CH2CHO(g)的选择性为 %(保留小数点后一位)，v(CO)= kPa/min(用含t的代数式表示)，反应Ⅰ的逆反应的Kp= 。
(3)在恒压密闭容器中，在一定温度和铙催化剂作用下，发生上述反应，反应相同时间时，测得C2H4的转化率(α)和丙醛选择性随变化关系如图所示。
①曲线a表示 (填“C2H4的转化率”或“丙醛选择性”)；
②当小于1时，曲线b随的降低而降低的可能原因是 。
12．（2023·广东·高考真题）配合物广泛存在于自然界，且在生产和生活中都发挥着重要作用。
(1)某有机物能与形成橙红色的配离子，该配离子可被氧化成淡蓝色的配离子。
①基态的电子轨道表示式为 。
②完成反应的离子方程式：
(2)某研究小组对(1)中②的反应进行了研究。
用浓度分别为的溶液进行了三组实验，得到随时间t的变化曲线如图。
①时，在内，的平均消耗速率= 。
②下列有关说法中，正确的有 。
A．平衡后加水稀释，增大
B．平衡转化率：
C．三组实验中，反应速率都随反应进程一直减小
D．体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间：
(3)R的衍生物L可用于分离稀土。溶液中某稀土离子(用M表示)与L存在平衡：


研究组配制了L起始浓度与L起始浓度比不同的系列溶液，反应平衡后测定其核磁共振氢谱。配体L上的某个特征H在三个物种中的化学位移不同，该特征H对应吸收峰的相对峰面积S(体系中所有特征H的总峰面积计为1)如下表。
0 1.00 0 0
a x 0.64
b 0.40 0.60
【注】核磁共振氢谱中相对峰面积S之比等于吸收峰对应H的原子数目之比；“”表示未检测到。
①时， 。
②时，平衡浓度比 。
(4)研究组用吸收光谱法研究了(3)中M与L反应体系。当时，测得平衡时各物种随的变化曲线如图。时，计算M的平衡转化率 (写出计算过程，结果保留两位有效数字)。
13．（2024·贵州·模拟预测）为了实现“碳中和”，的综合利用成为科学家研究的热点。
(1)将催化加氢制取，通过下列步骤实现，反应过程中能量变化如图1所示。
。
(2)在的绝热密闭容器中，按充入和，在催化剂作用下合成甲醇。下列说法中说明主反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A．的转化率保持不变 B．混合气体的密度保持不变
C．断裂键同时形成键 D．容器内混合气体温度保持不变
(3)在密闭容器中通入和的混合气体，制取甲醇过程中，存在竞争反应：
．；
． 。
在不同压强下，当按进料，反应达到平衡时，测得甲醇的物质的量分数与温度的关系如图2所示物质ⅰ的物质的量分数：)
①图2中压强由小到大的顺序为 ，判断的依据是 。
②图2中，当、发生上述反应，反应达到平衡时，，则在内用的分压变化表示的速率 ，此时反应I中的转化率为 (保留小数点后1位)。
③在压强为时，发生上述反应并达到平衡状态，平衡转化率为，，该温度下反应的平衡常数 (保留1位有效数字，用各组分的分压代替浓度计算平衡常数，气体分压=总压×物质的量分数)。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)

展开更多......

收起↑