资源简介

(共40张PPT)
第8讲
速率平衡（图像）选择题
2024高考化学试题评析及教学启示
contents
目录
01
命题特点
01
02
03
经典重现
模型建构
04
教学启示
命题特点
研究命题特点，把握命题方向
01
课程标准
学业要求
一、课程标准与学业要求
试卷 题号 情境设置 考查内容
2022年北京卷 14 CO2的捕获和转化 根据图像书写化学方程式；副产物的判断；反应速率大小比较
2022年广东卷 13 BaSO4（s）+4H2（g）= BaS（s）+4H2O（g） 焓变；温度对反应体系中各物质的影响；惰性气体对平衡的影响；固体对化学平衡及平衡转化率的影响
2022年湖南卷 14 绝热与恒温体系中，压强随时间的变化 焓变；不同体系中总的物质的量大小比较；平衡常数的计算，反应速率的大小比较
2022年江苏卷 13 乙醇-水催化重整 产物的产率随温度的变化；温度对CO选择性的影响；投料比对平衡转化率的影响；加入CaO和使用催化剂对平衡的影响
2022年浙江6月卷 20 催化剂表面氨的分解 反应速率的计算；化学平衡状态的判断；催化剂表面积、反应物浓度对反应速率的影响
2022年广东卷 15 不同催化剂对同一个反应的影响 催化剂对反应的影响；反应速率的计算
二、近几年速率平衡（图像）选择题的考点统计(节选)
二、近几年速率平衡（图像）选择题的考点统计(节选)
试卷 题号 情境设置 考查内容
2023年北京卷 4 外界因素对平衡的影响 平衡移动原理
2023年浙江6月卷 14 1-苯基丙炔与HCl发生催化加成 焓变；活化能对反应速率的影响；平衡移动
2023年广东卷 15 可逆反应 基元反应；焓变；外因对化学平衡的影响；活化能对反应速率的影响
2023年辽宁卷 12 高锰酸钾与草酸反应 反应过程中的各物质的变化；催化剂的判断；方程式的书写
2023年湖南卷 13 甲烷制水煤气 控制变量分析温度、投料比对化学平衡及反应速率的影响；平衡常数；平衡的标志
二、近几年速率平衡（图像）选择题的考点统计(节选)
试卷 题号 情境设置 考查内容
2024年江苏卷 5 4个化学反应中的催化剂 活化能；催化剂的选择性；焓变
2024年山东卷 15 逆水气变换反应 速率方程、速率常数；外因对化学平衡的影响
2024年吉林卷 10 异山梨醇的制备 正、逆反应速率；平衡常数；平衡转化率
2024年湖南卷 14 CH3OH与CO反应制备CH3COOH 焓变；平衡常数；投料比对平衡的影响
2024年安徽卷 10 X(g) Y(g)(ΔH1<0)，Y(g) Z(g)(ΔH2<0) 反应进程中的能量变化；过渡态
2024年安徽卷 12 纳米铁去除水样中SeO42- 平均反应速率；外因对反应速率的影响；外因对化学平衡的影响
2024年浙江6月卷 11 二氧化碳氧化乙烷制备乙烯 活化能；平均反应速率；外因对化学平衡的影响
2024年甘肃卷 4 4个化学反应 反应速率
命题特点
全国卷少见，多见地方卷
测试宗旨
（核心素养）
呈现形式
多以“数形结合”图像呈现，
充分融合化学原理与数学能力，对学科思辨能力要求较高，试题在人才选拔中具有一定区分度。
试题情境
命题趋势
考查手段：年年在创新，数学应用越来越多；
高频考点：反应历程、速率常数、催化剂及反应条件的选择、
转化率、平衡常数计算等。
试卷结构：“速率、平衡类试题”多在难度相对较大的化学反应原理大题中综合考查，选择题是为试卷补全考点和题型。
宏观辨识与微观探析
变化观念与平衡思想
证据推理与模型认知
真实的实验或生产背景
三、命题特点
四、速率平衡专题知识点梳理
四、速率平衡专题知识点梳理
四、速率平衡专题知识点梳理
四、速率平衡专题知识点梳理
四、速率平衡专题知识点梳理
经典重现
重温经典，感悟高考
02
题型一、基本概念考查
【例1】（2024年甘肃卷4题）下列措施能降低化学反应速率的是
A. 催化氧化氨制备硝酸时加入铂 B. 中和滴定时，边滴边摇锥形瓶
C. 锌粉和盐酸反应时加水稀释 D. 石墨合成金刚石时增大压强
【答案】C
【解析】
A．催化剂可以改变化学反应速率，一般来说，催化剂可以用来加快化学反应速率，故催化氧化氨制备硝酸时加入铂可以加快化学反应速率，A项不符合题意；
B．中和滴定时，边滴边摇锥形瓶，可以让反应物快速接触，可以加快化学反应速率，B项不符合题意；
C．锌粉和盐酸反应时加水稀释会降低盐酸的浓度，会降低化学反应速率，C项符合题意；
D．石墨合成金刚石，该反应中没有气体参与，增大压强不会改变化学反应速率，D项不符合题意；
催化剂
振动
浓度
压强
题型一、基本概念考查
【例2】（2024年江苏卷5题）下列说法正确的是
A. 豆科植物固氮过程中，固氮酶能提高该反应的活化能
B. C2H4与O2反应中，Ag催化能提高生成CH3CHO的选择性
C. H2O2制O2反应中，MnO2能加快化学反应速率
D. SO2与O2反应中，V2O5能减小该反应的焓变
【答案】C
【解析】
A． 固氮酶是豆科植物固氮过程的催化剂，能降低该反应的活化能，A错误；
B．根据题意，催化剂有选择性，如C2H4与O2反应用Ag催化生成 (环氧乙烷)、用CuCl2/PdCl2催化生成CH3CHO，则判断Ag催化不能提高生成CH3CHO的选择性，B错误；
C． MnO2是H2O2制O2反应的催化剂，能加快化学反应速率，C正确；
D． V2O5是SO2与O2反应的催化剂，能加快反应速率，但不能改变该反应的焓变，D错误.
题型二、 c-t图像题
【例3】（2024年安徽卷12题）室温下，为探究纳米铁去除水样中SeO42-的影响因素，测得不同条件下SeO42-浓度随时间变化关系如下图。下列说法正确的是
A. 实验①中，0~2小时内平均反应速率v(SeO42-)=2.0mol·L-1·h-1
B. 实验③中，反应的离子方程式为：
2Fe+SeO42-+8H+=2Fe3++Se+4H2O
C. 其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率
D. 其他条件相同时，水样初始pH越小，SeO42-的去除效果越好
实验序号 水样体积/mL 纳米铁质量/mg 水样初始pH
① 50 8 6
② 50 2 6
③ 50 2 8
【解析】
实验①中，0~2小时内平均反应速率为：
A不正确；
【解析】
B. 实验③中水样初始pH=8，溶液显弱碱性，发生反应的离子方程式中不能用H+配电荷守恒，B不正确；
【解析】
D. 综合分析实验③和②可知，在相同时间内，实验②中SeO42-浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当减小初始pH，SeO42-的去除效果越好，但是当初始pH太小时，H+浓度太大，纳米铁与H+反应速率加快，会导致与SeO42-反应的纳米铁减少，因此，当初始pH越小时SeO42-的去除效果不一定越好，D不正确；
【解析】
C. 综合分析实验①和②可知，在相同时间内，实验①中SeO42-浓度的变化量大，因此，其他条件相同时，适当增加纳米铁质量可加快反应速率，C正确；
【答案】C
“越大越好，越小越好。”都是在一定范围内的“越大越好，越小越好。”
题型二、 c-t图像题
【例4】（2024年安徽卷10题）某温度下，在密闭容器中充入一定量的X(g)，发生下列反应：X(g) Y(g)(ΔH1<0)，Y(g) Z(g)(ΔH2<0)，测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是
A B C D
【解析】
【分析】由图可知，反应初期随着时间的推移X的浓度逐渐减小、Y和Z的浓度逐渐增大，后来随着时间的推移X和Y的浓度逐渐减小、Z的浓度继续逐渐增大，说明X(g) Y(g)的反应速率大于Y(g) Z(g)的反应速率，则反应X(g) Y(g)的活化能小于反应Y(g) Z(g)的活化能。
【解析】
A．X(g) Y(g)和Y(g) Z(g)的 H都小于0，而图像显示Y的能量高于X，即图像显示X(g) Y(g)为吸热反应，A项不符合题意；
B．图像显示X(g) Y(g)和Y(g) Z(g)的 H都小于0，且X(g) Y(g)的活化能小于Y(g) Z(g)的活化能，B项符合题意；
【解析】
C．图像显示X(g) Y(g)和Y(g) Z(g)的 H都小于0，但图像上X(g) Y(g)的活化能大于Y(g) Z(g)的活化能，C项不符合题意；
D．图像显示X(g) Y(g)和Y(g) Z(g)的 H都大于0，且X(g) Y(g)的活化能大于Y(g) Z(g)的活化能，D项不符合题意
【答案】B
【理论分析】
1.过渡态理论：反应物分子不只是通过简单碰撞直接形成生成物，而是必须经过一个具有高能量的活化络合物的过渡态，反应过程的能量最高点是过渡态，达到这个过渡态需要活化能。
【理论分析】
2.基元反应和非基元反应：
基元反应：指在反应中一步直接转化为产物的反应（只有一个过渡态）。基元反应的过渡态就是中间体。E1正反应活化能≤反应物的总键能；反应物总键能与物质总能量的大小相反，键能越大，物质的能量越低，越稳定。
非基元反应：指在反应中经历多步转化为产物的反应（有多个过渡态和中间产物）。
D
⑴如何寻找过渡态？
⑵如何寻找中间产物？
⑶该反应经历了几步？
反应经历2步
过渡态为反应的波峰
中间体为反应的波谷
由于有2个过渡态，
①反应物A+B→中间产物C；②中间产物C→生成物D
题型二、 c-t图像题
【例5】（2024年吉林卷10题）异山梨醇是一种由生物质制备的高附加值化学品，150℃时其制备过程及相关物质浓度随时间变化如图所示，15h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是
A. 3h时，反应②正、逆反应速率相等
B. 该温度下的平衡常数：①>②
C. 0~3h平均速率(异山梨醇) =0.014mol·kg-1·h-1
D. 反应②加入催化剂不改变其平衡转化率
【解析】
A．由图可知，3小时后异山梨醇浓度继续增大，15h后异山梨醇浓度才不再变化，所以3h时，反应②未达到平衡状态，即正、逆反应速率不相等，故A错误；
【解析】
D．催化剂只能改变化学反应速率，不能改变物质平衡转化率，所以反应②加入催化剂不改变其平衡转化率，故D正确；
【解析】
B．图像显示该温度下，15h后所有物质浓度都不再变化，且此时山梨醇转化完全，即反应充分，而1,4-失水山梨醇仍有剩余，即反应②正向进行程度小于反应①、反应限度小于反应①，所以该温度下的平衡常数：①>②，故B正确；
【解析】
C．由图可知，在0~3h内异山梨醇的浓度变化量为0.042mol/kg，所以
平均速率(异山梨醇)= ，故C正确；
【答案】A
题型三、信息辨析题
【例6】（2024年浙江卷11题）二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，
主要发生如下两个反应：
I．C2H6(g)+CO2(g) C2H4(g)+CO (g)+H2O(g) ΔH1>0
II．C2H6(g)+2CO2(g) 4CO (g)+3H2 (g) ΔH2>0
向容积为10L的密闭容器中投入2mol C2H6和3mol CO2，不同
温度下，测得5min时(反应均未平衡)的相关数据见下表，下
列说法不正确的是
反应活化能： I < II
B. 500℃时，0~5min反应I的平均速率为：v（C2H4）=2.88×10-3mol·L-1·min-1
C. 其他条件不变，平衡后及时移除H2O(g)，可提高乙烯的产率
D. 其他条件不变，增大投料比[n(C2H6)/ n(CO2)]投料，平衡后可提高乙烷转化率
温度(℃) 400 500 600
乙烷转化率(%) 2.2 9.0 17.8
乙烯选择性(%) 92.6 80.0 61.8
注：乙烯选择性
题型三、信息辨析题
【例6】（2024年浙江卷11题）二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，
主要发生如下两个反应：
I．C2H6(g)+CO2(g) C2H4(g)+CO (g)+H2O(g) ΔH1>0
II．C2H6(g)+2CO2(g) 4CO (g)+3H2 (g) ΔH2>0
向容积为10L的密闭容器中投入2mol C2H6和3mol CO2，不同
温度下，测得5min时(反应均未平衡)的相关数据见下表，下
列说法不正确的是
A. 反应活化能： I < II
【解析】
A．由表可知，相同温度下，乙烷在发生转化时，反应Ⅰ更易发生，则反应活化能：Ⅰ<Ⅱ，A正确；
温度(℃) 400 500 600
乙烷转化率(%) 2.2 9.0 17.8
乙烯选择性(%) 92.6 80.0 61.8
注：乙烯选择性
题型三、信息辨析题
【例6】（2024年浙江卷11题）二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，
主要发生如下两个反应：
I．C2H6(g)+CO2(g) C2H4(g)+CO (g)+H2O(g) ΔH1>0
II．C2H6(g)+2CO2(g) 4CO (g)+3H2 (g) ΔH2>0
向容积为10L的密闭容器中投入2mol C2H6和3mol CO2，不同
温度下，测得5min时(反应均未平衡)的相关数据见下表，下
列说法不正确的是
B. 500℃时，0~5min反应I的平均速率为：v（C2H4）=2.88×10-3mol·L-1·min-1
【解析】
B．由表可知，500℃时，乙烷的转化率为9.0%，转化的乙烷的总物质的量为2mol×9.0%=0.18mol，而此温度下乙烯的选择性为80%，则转化为乙烯的乙烷的物质的量为0.18mol×80%=0.144mol，根据方程
式可得，生成乙烯0.144mol，则0~5min反应I的平均速率为：
，B正确；
温度(℃) 400 500 600
乙烷转化率(%) 2.2 9.0 17.8
乙烯选择性(%) 92.6 80.0 61.8
注：乙烯选择性
题型三、信息辨析题
【例6】（2024年浙江卷11题）二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，
主要发生如下两个反应：
I．C2H6(g)+CO2(g) C2H4(g)+CO (g)+H2O(g) ΔH1>0
II．C2H6(g)+2CO2(g) 4CO (g)+3H2 (g) ΔH2>0
向容积为10L的密闭容器中投入2mol C2H6和3mol CO2，不同
温度下，测得5min时(反应均未平衡)的相关数据见下表，下
列说法不正确的是
C. 其他条件不变，平衡后及时移除H2O(g)，可提高乙烯的产率
【解析】
C．其他条件不变，平衡后及时移除H2O(g)，反应Ⅰ正向进行，可提高乙烯的产率，C正确；
温度(℃) 400 500 600
乙烷转化率(%) 2.2 9.0 17.8
乙烯选择性(%) 92.6 80.0 61.8
注：乙烯选择性
题型三、信息辨析题
【例6】（2024年浙江卷11题）二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，
主要发生如下两个反应：
I．C2H6(g)+CO2(g) C2H4(g)+CO (g)+H2O(g) ΔH1>0
II．C2H6(g)+2CO2(g) 4CO (g)+3H2 (g) ΔH2>0
向容积为10L的密闭容器中投入2mol C2H6和3mol CO2，不同
温度下，测得5min时(反应均未平衡)的相关数据见下表，下
列说法不正确的是
D. 其他条件不变，增大投料比[n(C2H6)/ n(CO2)]投料，平衡后可提高乙烷转化率
【解析】
D．其他条件不变，增大投料比[n(C2H6)/ n(CO2)]投料，平衡后CO2转化率提高，C2H6转化率降低，D错误；
温度(℃) 400 500 600
乙烷转化率(%) 2.2 9.0 17.8
乙烯选择性(%) 92.6 80.0 61.8
注：乙烯选择性
【答案】D
题型三、信息辨析题
【例7】（2024年湖南卷14题）恒压下，向某密闭容器中充入一定量的CH3OH (g)和CO(g)，发生如下反应：
主反应：CH3OH (g)+CO(g)= CH3COOH (g) ΔH1
副反应：CH3OH (g)+ CH3COOH (g)= CH3COOCH3 (g)+H2O (g) ΔH2
在不同温度下，反应达到平衡时，测得两种含碳产物的分布分数
随投料比x(物质的量之比)的变化关系如图所示，下列说法正确的是
A. 投料比x代表n(CH3OH)/n(CO)
B. 曲线c代表乙酸的分布分数
C. ΔH1<0，ΔH2>0
D. L、M、N三点的平衡常数：K(L)=K(M)>K(N)
【分析】题干明确指出，图中曲线表示的是测得两种含碳产物的分布分数即分别为δ(CH3COOH)、δ(CH3COOCH3)，若投料比x代表n(CH3OH)/n(CO)，x越大，可看作是CH3OH的量增多，则对于主、副反应可知生成的CH3COOCH3越多，CH3COOCH3分布分数越高，则曲线a或曲线b表示CH3COOCH3分布分数，曲线c或曲线d表示CH3COOH分布分数，据此分析可知AB均正确，可知如此假设错误，则可知投料比x代表n(CO)/n(CH3OH)，曲线a或曲线b表示δ(CH3COOH)，曲线c或曲线d表示δ(CH3COOCH3)，据此作答。
对于二选一的关键信息，先假设其中一个正确
【答案】D
题型三、信息辨析题
【详解】A．根据分析可知，投料比x代表n(CO)/n(CH3OH)，故A错误；
B．根据分析可知，曲线c表示CH3COOCH3分布分数，故B错误；
C．根据分析可知，曲线a或曲线b表示δ(CH3COOH)，当同一投料比时，观察图像可知T2时δ(CH3COOH)大于T1时δ(CH3COOH)，而T2>T1可知，温度越高则δ(CH3COOH)越大，说明温度升高主反应的平衡正向移动，ΔH1>0；曲线c或曲线d表示δ(CH3COOCH3)，当同一投料比时，观察可知T1时δ(CH3COOCH3)大于T2时δ(CH3COOCH3)，而T2>T1可知，温度越高则δ(CH3COOCH3)越小，说明温度升高副反应的平衡逆向移动，ΔH2<0，故C错误；
D．L、M、N三点对应副反应ΔH2<0，且TN>TM=TL，升高温度平衡逆向移动，K(L)=K(M)>K(N)，故D正确；
题型四、速率方程题
【例8】（2024年山东卷15题）（双选）逆水气变换反应：CO2(g) +H2 (g) CO (g)+H2O(g) ΔH>0。一定压力下，按CO2 ，H2物质的量之比n(CO2):n(H2)=1:1投料，T1，T2温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2)，T1，T2温度时反应速率常数k分别为k1，k2。下列说法错误的是
A. k1>k2
B. T1，T2温度下达平衡时反应速率的比值：
C. 温度不变，仅改变体系初始压力，反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变
D. T2温度下，改变初始投料比例，可使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同
【答案】CD
【解析】A．根据分析，T1比T2反应速率速率快，反应速率常数与温度有关，结合反应速率方程知k1＞k2，A项正确；
【解析】B．反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2)，则 ，
T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温度下平衡时，则 ，B项正确；
【解析】C．温度不变，仅改变体系初始压力，虽然平衡不移动，但反应物的浓度改变，反应速率改变，反应达到平衡的时间改变，反应物摩尔分数随时间的变化曲线变化，C项错误；
【解析】D．T2温度下，改变初始投料比，相当于改变某一反应物的浓度，达到平衡时H2和CO2的摩尔分数不可能相等，故不能使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同，D项错误.
1、速率方程知识归纳
对于反应H2O2 + 2HI = 2H2O + I2 ,在HI浓度一定时，H2O2浓度每增加一倍，反应速率就增加一倍；在H2O2浓度一定时，HI浓度每增加一倍，反应速率也增加一倍。
上述关系可表示为：v = k c(H2O2) c(HI)
题型四、速率方程题
式中比例系数k称为反应速率常数，它表示单位浓度下的化学反应速率，与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响。通常，反应速率常数越大，反应进行得越快。
必须指出的是，一个化学反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系式是实验测定的结果，不能随意根据反应的化学方程式直接写出。
例如：
一些化学反应的速率与参与反应的物质的浓度的关系
【小结——知识应用】
1、化学平衡常数
一定温度下,可逆反应:
达到平衡状态时,化学平衡常数
2、速率方程：
v正=k正·ca(A)·cb(B),
v逆=k逆·cg(G)·ch(H),
因平衡时v正=v逆,
则k正·ca(A)·cb(B)=k逆·cg(G)·ch(H),
K
=
cp(C).cq(D)
cm((B)
题型四、速率方程题
题型四、速率方程题
【例8】（2024年山东卷15题）逆水气变换反应：CO2(g) +H2 (g) CO (g)+H2O(g) ΔH>0。一定压力下，按CO2 ，H2物质的量之比n(CO2):n(H2)=1:1投料，T1，T2温度时反应物摩尔分数随时间变化关系如图所示。已知该反应的速率方程为v=kc0.5(H2)c(CO2)，T1，T2温度时反应速率常数k分别为k1，k2。下列说法错误的是
A. k1>k2
B. T1，T2温度下达平衡时反应速率的比值：
C. 温度不变，仅改变体系初始压力，反应物摩尔分数随时间的变化曲线不变
D. T2温度下，改变初始投料比例，可使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同
模型建构
构建思维模型，兼顾方法模型
03
一、思维模型
从微观层次
认识化学变化
键的
断裂与生成
物质变化
能量变化
宏观调控
化学变化思维模型
速率
与
平衡
测试
方向
(1)总反应式的书写、某一步反应式的书写;
(2)催化剂、中间产物的判断;
(3)成键数目和形成断裂化学键类型的分析;
(4)反应热的计算或比较;
(5)反应速率、转化率的比较;
(6)寻找“决速步骤”或最大活化能(“能垒”)。
测试宗旨（ 核心素养）：宏观辨识与微观探析
变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知。
二、方法模型
文字或
图像
分析
提取
信息
加工
信息
答案
获得解题关键信息
类比法
索引法
按照题干内容加工信息
教学启示
高考引领教学，教学衔接高考
04
高考引领教学，教学衔接高考
2.不放过教材上的细小知识点
3.经典题型讲到位
1.在平时教学中讲透
高考引领教学，教学衔接高考
3.经典题型讲到位
等效平衡原理和平衡移动原理例题：
1. 2NO2(g） N2O4(g）
2. 2NH3(g） N2(g）+3H2(g）
3. 2HI(g） H2(g） +I2(g）
提问：
向恒温恒容的密闭容器中加入2mol反应物，平衡后，再加入1mol反应物，请问：
（1）平衡向什么方向移动？
（2）新平衡与旧平衡相比，反应物的转化率是变大、变小还是不变？
答案：
1.（1）向正反应方向移动；（2）变大
2.（1）向正反应方向移动；（2）变小
3.（1）向正反应方向移动；（2）不变
THANKS

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