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第七章
化学反应速率与化学平衡
第31讲　化学反应速率及影响因素
课标解读 1．知道化学反应速率的表示方法，了解测定化学反应速率的简单方法。
2．掌握温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。
3．知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。
考点二
考点一
考点一 化学反应速率的概念
及计算
1．化学反应速率
2 mol·L－1·min－1
化学计量数
m∶n∶p∶q
(2)实例：在一定温度下，如在一个2 L的密闭容器中发生反应：3A(g)＋B(g)===2C(g)，加入2 mol A，1 s后剩余1.4 mol，则v(A)＝_________________________，v(B)＝____________________________，v(C)＝_________________________。
注意：计算反应速率时，若给出的是物质的量的变化值，不要忘记转化为物质的量浓度的变化值。
0.3 mol·L－1·s－1
0.1 mol·L－1·s－1
0.2 mol·L－1·s－1
3．化学反应速率计算常用方法
(2)关系式法：同一反应中，用不同物质表示的化学反应速率之比＝物质的量浓度变化量(Δc)之比＝物质的量变化量(Δn)之比＝化学计量数之比。
(3)三段式法
①写出有关反应的化学方程式；
②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量；
③根据已知条件列方程式计算。
注意：(1)“三段式”中，物理量及单位要统一。
(2)量的关系：
反应物：c(起始)－c(转化)＝c(某时刻)；
生成物：c(起始)＋c(转化)＝c(某时刻)；
4．定量比较化学反应速率大小的两种方法
(1)归一法：先换算成同一物质、同一单位表示，再比较数值大小。
5．速率常数和速率方程
(1)速率常数(k)
速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 mol·L－1时的反应速率。在相同浓度的条件下，可用速率常数大小来比较化学反应速率。
(2)速率方程
①基元反应的化学反应速率与反应物的浓度相应幂次的乘积成正比，其方次即为各物质的化学计量数。
【正误辨析】
(1)化学反应速率为0.8 mol·L－1·s－1，是指1 s时某物质的浓度为0.8 mol·L－1。(　　)
[提示]　×　化学反应速率为平均速率，不能表示某时刻的物质的浓度。
(2)对于任何化学反应来说，都必须用单位时间内反应物或生成物浓度的变化量来表示化学反应速率。(　　)
[提示]　×　固体和纯液体的浓度变化视为0，不能用其浓度变化表示化学反应速率。
(3)通常情况下，化学反应速率的单位由时间单位和物质的量浓度单位决定。(　　)
[提示]　√　化学反应速率是指单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加，单位是mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1，单位由时间单位和物质的量浓度的单位决定。
(4)化学反应速率也可以用单位时间内生成某物质的物质的量多少来表示。(　　)
[提示]　√　化学反应速率是衡量化学反应进行快慢的物理量，也可以用单位时间内生成某物质的物质的量多少来表示。
(5)用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的平均速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比。(　　)
[提示]　√　用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的平均速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比。
(6)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越快。(　　)
[提示]　×　用不同物质的浓度变化表示同一时间内、同一反应的速率时，其数值之比等于反应方程式中对应物质的化学计量数之比，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，不能表示化学反应速率越快。
1．(2025·河南名校联考)将等物质的量的A、B混合于2 L的恒容密闭容器中，发生反应：3A(g)＋B(g)===xC(g)＋2D(g)，2 min后测得c(D)＝0.5 mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，以C表示的平均速率v(C)＝0.25 mol·L－1·min－1，下列说法正确的是(　　)
A．2 min时，A的物质的量为1.5 mol
B．2 min时，A的转化率为60%
C．反应速率v(B)＝0.25 mol·L－1·min－1
D．该反应方程式中，x＝1
微考点1　化学反应速率及其计算
[答案]　A
[解析]　由v(C)＝0.25 mol·L－1·min－1知，2 min内C的浓度变化量Δc(C)＝0.25 mol·L－1·min－1×2 min＝0.5 mol·L－1，设A、B初始浓度为a mol·L－1，结合题中数据，可列出“三段式”：
　　　　 3A(g)　＋　B(g)===xC(g)＋2D(g)
起始浓度(mol·L－1) a a 0 0
转化浓度(mol·L－1) 0.75 0.25 0.5 0.5
平衡浓度(mol·L－1) a－0.75 a－0.25 0.5 0.5
2．(2025·山东青岛模拟)一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z(均为气体)的物质的量随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．该反应的化学方程式为3X＋Y===2Z
B．0～2 min时间段内，用物质X表示的反
应速率为0.15 mol·L－1·min－1
C．反应物平衡时的转化率X∶Y＝3∶1
D．0～2 min时间段内，用物质Z表示的反
应速率为0.10 mol·L－1·min－1
[析题·图文诠释]　
[答案]　C
3．(2025·湖南长沙模拟)反应A(g)＋3B(g)===2C(g)＋3D(g)在四种不同情况下的反应速率如下，则反应速率由快到慢的顺序为(　　)
①v(A)＝0.01 mol·L－1·s－1
②v(B)＝0.06 mol·L－1·s－1
③v(C)＝2.4 mol·L－1·min－1
④v(D)＝3.5 mol·L－1·min－1
A．②>③>④>① B．④>②＝③>①
C．②＝③>④>① D．④>①>②>③
微考点2　化学反应速率的大小比较
[答案]　C
比较化学反应速率大小的思维模型
A．v(H2)＝0.01 mol·L－1·s－1
B．v(N2)＝0.3 mol·L－1·min－1
C．v(NH3)＝0.15 mol·L－1·min－1
D．v(H2)＝0.3 mol·L－1·min－1
[答案]　B
微考点3　速率常数和速率方程的应用
A．用CO的浓度变化表示曲线N在0～100 s内的反应速率为4×10－4 mol·L－1·s－1
B．曲线N表示B容器中N2O的转化率随时间的变化
C．Q点v(正)大于P点v(逆)
[答案]　C
由上述数据可得该温度下，c2＝________mol·L－1，该反应的逆反应速率常数k＝________L3·mol－3·min－1。
[答案]　0.2　1.0×104
7．(2025·山西长治模拟)一定温度下，在2 L
的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随
时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是
(　　)
A．反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L－1·s－1
B．反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L－1
C．反应到达10 s时，c(Y)＝0.105 mol·L－1·s－1
微考点4　根据化学反应速率图像确定方程式
[答案]　D
8．根据如图填空：
(1)反应物是________；生成物是________。
(2)在2 min内用A、B、C表示的化学反应速率分别为___________、________________、________________。
(3)该反应的化学方程式是__________________________________。
[答案]　(1)A、B　C
(2)3 mol·L－1·min－1　2 mol·L－1·min－1 3 mol·L－1·min－1
由图像确定化学方程式需要解决的问题
确定反应物和生成物(根据曲线的变化趋势)。
确定反应物和生成物的化学计量数(根据同一时间内浓度或物质的量的变化量)。
反应是否为可逆反应(反应最后浓度是否不随时间的变化而变化)。
1
2
3
考点二 影响化学反应速率的因素
1．影响化学反应速率的因素
(1)内因(主要因素) 内因包括组成、结构、性质等物质自身因素
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______________。
Mg>Al
(2)外因(次要因素) 一般情况下其他条件不变，只改变一个条件
[微点归纳]　(1)浓度对化学反应速率的影响的理解
①固体和纯液体对化学反应速率无影响，但要注意水(液态)对溶液的稀释作用。
②浓度的改变必须是真正参加反应离子的浓度，如酸碱中和反应影响速率的是H＋、OH－浓度。
(2)压强对反应速率的影响情况
压强只对有气体参与的化学反应速率有影响。
2．理论解释——有效碰撞理论
(1)4个基本概念：基元反应、活化分子、活化能、有效碰撞
①基元反应
大多数化学反应往往经过多个反应步骤才能实现，__________反应都被称为基元反应；先后进行的基元反应反映了反应历程，反应历程又称为反应机理。
基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生________。
②活化分子：能够发生____________的分子(具有足够高的能量)。
每一步
碰撞
有效碰撞
③活化能：如图所示
图中，E1为__________的活化能，E2为__________的活化能，反应热为____________。使用催化剂时，正反应的活化能为________。
④有效碰撞：活化分子之间能够引发____________的碰撞。
正反应
逆反应
E1－E2
E3
化学反应
(2)活化分子、有效碰撞与反应速率的关系
外界条件的改变，本质上是改变了活化分子的浓度，从而改变反应速率
[微点归纳]　分析外界因素对化学反应速率的影响时三注意
(1)催化剂在化学反应过程中参与了反应，降低了正、逆反应的活化能，同等程度改变正、逆反应速率，但不会改变反应的限度和反应热。
(2)升高温度正反应速率和逆反应速率都加快，但加快的程度不同；降低温度正反应速率和逆反应速率都减慢，但减慢的程度不同，吸热反应的反应速率总是受温度影响大。
(3)对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，改变用量速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积增大将导致反应速率增大。
【正误辨析】
(1)升高温度时，不论正反应是吸热还是放热，正、逆反应的速率都增大。(　　)
[提示]　√　升高温度时，增大了单位体积内活化分子百分数，不论正反应是吸热反应还是放热反应，正、逆反应速率都增大。
(2)对于反应：A＋B===C，改变容器容积，化学反应速率一定发生变化。(　　)
[提示]　×　若没有气体参加，则改变容器体积，化学反应速率不变。
(3)碳酸钙与盐酸反应过程中，再增加CaCO3固体，反应速率不变，但把CaCO3固体粉碎，可以加快反应速率。(　　)
[提示]　√　化学反应中，固体的浓度视为常数，固体质量的多少不影响反应速率，但反应物的接触面积越大其反应速率越大。
(4)增大反应物的浓度，能够增大活化分子百分数，所以反应速率增大。(　　)
[提示]　×　增大反应物的浓度，单位体积内活化分子数增多，反应速率增大，但活化分子百分数不变。
(5)使用合适的催化剂，能增大活化分子百分数，所以反应速率增大。(　　)
[提示]　√　使用合适的催化剂，降低反应的活化能，使部分不是活化分子的分子成为活化分子，增大活化分子百分数，所以反应速率增大。
(6)增大反应体系的压强，反应速率一定增大。(　　)
[提示]　×　在恒容情况下，在化学反应体系中加入不参与反应的气体，压强增大，而化学反应速率不变。
(7)对于一个特定的反应，在恒容或恒压容器中加入惰性气体，对反应速率的影响情况相同。(　　)
[提示]　×　恒容容器中加入无关气体，各物质浓度不变，反应速率不变；恒压容器中加入无关气体，因体积增大，各物质浓度减小，反应速率减小。
(8)对于反应2H2O2===2H2O＋O2↑，加入MnO2或降低温度都能加快O2的生成速率。(　　)
[提示]　×　加入MnO2能加快O2的生成速率，降低温度会减慢O2的生成速率。
(9)加热使反应速率增大的原因之一是活化分子百分数增大。(　　)
[提示]　√　加热可以使一部分能量较低的分子变成活化分子，从而增大了活化分子百分数。
(10)催化剂能降低反应所需的活化能，ΔH也会发生变化。(　　)
[提示]　×　催化剂能降低反应所需的活化能，但ΔH不会发生变化。
A．向容器中充入少量氦气，化学反应速率不变
B．加入少量R(s)，逆反应速率增大
C．升高温度，正反应速率增大，逆反应速率减小
D．压缩容器的容积，单位体积内活化分子的百分数增大，化学反应速率增大
微考点1　影响化学反应速率的因素
[答案]　A
[解析]　恒容密闭容器中进行反应，充入少量氦气，原反应混合物的浓度不变，化学反应速率不变，A正确；R是固体，加入少量R(s)，逆反应速率不变，B错误；升高温度，反应物和生成物中活化分子百分数均增加，故正、逆反应速率均增大，C错误；压缩容器的容积，原反应混合气体的浓度增大，单位体积内活化分子的数目增加，化学反应速率增大，但活化分子的百分数不变，D错误。
2．(2025·广东五校联考)采取下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是(　　)
A．N2和H2合成NH3时，不断分离出产物NH3
B．Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用浓硫酸
C．Na2SO4溶液与BaCl2溶液反应时，增大压强
D．大理石与盐酸反应制取CO2时，将块状大理石改为粉末状大理石
[答案]　D
[解析]　N2和H2合成NH3时，不断分离出NH3，生成物的浓度降低，且随着反应进行反应物浓度也降低，化学反应速率减小，A不符合题意；常温下Fe遇浓硫酸发生钝化，无法增大反应速率，B不符合题意；两者都是溶液，反应速率不受压强的影响，增大压强反应速率不变，C不符合题意；将块状大理石换成粉末状大理石，大理石与盐酸的接触面积增大，反应速率增大，D符合题意。
温度、催化剂对反应速率影响“三注意”
注意催化剂有正催化剂和负催化剂之分。正催化剂即通常所说的催化剂，负催化剂又称为抑制剂。催化剂只有在适宜的温度下催化活性才最高，反应速率才达到最大。催化剂能同时同等程度地改变正、逆反应速率。
注意温度对反应速率的影响具有一致性。升高温度，v正、v逆都增大，降低温度，v正、v逆都减小。
1
2
注意影响反应速率的主要因素与次要因素。在温度、浓度、催化剂等影响化学反应速率的因素中，催化剂为主要因素，其次是温度，最后是浓度。
3
3．(2025·北京海淀检测)某实验小组用0.1 mol/L Na2S2O3溶液和0.1 mol/L H2SO4溶液为反应物，探究外界条件对化学反应速率的影响，实验记录如下表。已知：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O。
微考点2　控制变量法探究影响化学反应速率的因素
实验 序号 温度/ ℃ Na2S2O3 溶液/mL H2SO4 溶液/mL H2O/ mL 出现沉淀
所需的时间/s
Ⅰ 0 5 5 10 12
Ⅱ 0 5 10 5 t1
实验 序号 温度/ ℃ Na2S2O3 溶液/mL H2SO4 溶液/mL H2O/ mL 出现沉淀
所需的时间/s
Ⅲ 0 5 7 a 10
Ⅳ 30 5 5 10 t2
下列说法正确的是(　　)
A．实验Ⅱ中10B．实验Ⅲ中a＝5
C．对比实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可得，温度相同时，增大反应物浓度，化学反应速率减小
D．可以预测实验Ⅳ：t2<12
[答案]　D
[解析]　实验Ⅱ硫酸的浓度大于实验Ⅲ，浓度越大反应速率越大，所以t1<10，A错误；根据控制变量法，为使Na2S2O3的浓度相等，需混合后溶液总体积相等，所以实验Ⅲ中a＝8，B错误；对比实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可得，温度相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大，C错误；温度越高反应速率越大，实验Ⅰ、Ⅳ对照，可以预测实验Ⅳ，t2<12，D正确。
4．(2025·广东广州检测)某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响，进行了如下实验：
[实验原理]2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O
[实验内容及记录]
实验编号 ① ② ③
实验温度/℃ 25 25 50
试管中所加试剂及其用量/mL 0.6 mol·L－1H2C2O4溶液 3.0 2.0 2.0
H2O V1 3.0 V2
实验编号 ① ② ③
试管中所加试剂及其用量/mL 3 mol·L－1稀硫酸 2.0 2.0 2.0
0.05 mol·L－1KMnO4溶液 3.0 3.0 3.0
溶液褪至无色所需时间/min 1.5 2.7 1.0
(1)请完成此实验设计，其中：V1＝________，V2＝________。
(2)实验①、②探究的是________对化学反应速率的影响，根据上表中的实验数据，可以得到的结论是________________________________ ___________________________________________________________。
(3)探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验________(填实验编号)。
(4)利用实验①中的数据，计算用KMnO4表示的化学反应速率为________________。
[答案]　(1)2.0　3.0
(2)浓度　其他条件不变时，增大(减小)反应物浓度，化学反应速率加快(减慢)
(3)②、③　(4)0.01 mol·L－1·min－1
[解析]　(1)实验①、②探究浓度对反应速率的影响，则其他条件应该是相同的，则V1＝2.0；实验②、③探究温度对反应速率的影响，则其他条件应该是相同的，则V2＝3.0。(2)根据表中数据可知实验①、②探究的是浓度对化学反应速率的影响，根据表中的实验数据，可以得到的结论是其他条件不变时，增大(减小)反应物浓度，化学反应速率加快(减慢)。(3)根据表中数据可知探究温度对化学反应速率的影响，应选择实验②、③。(4)草酸的物质的量为0.6 mol·L－1×0.003 L＝0.001 8 mol，高锰酸钾的物质的量为0.05 mol·L－1×0.003 L＝0.000 15 mol，草酸和高锰酸钾的物质的量之比为0.001 8 mol∶0.000 15 mol＝12∶1，显然草酸过
5．某同学设计如下实验方案探究影响锌与稀硫酸反应速率的因素，有关数据如表所示：
序号 纯锌 粉/g 2.0 mol·L－1 硫酸溶液/mL 温度/ ℃ 硫酸铜 固体/g 加入蒸馏
水/mL
Ⅰ 2.0 50.0 25 0 0
Ⅱ 2.0 40.0 25 0 10.0
Ⅲ 2.0 50.0 25 0.2 0
Ⅳ 2.0 50.0 25 4.0 0
(1)本实验待测数据可以是___________________________________ _______________________________________________________，实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究________________对锌与稀硫酸反应速率的影响。
(2)设计实验Ⅲ和实验Ⅳ的目的是___________________________，写出有关反应的离子方程式：__________________________________。
[答案]　(1)反应结束所需要的时间(或相同条件下产生等体积的氢气所需要的时间)　硫酸的浓度
(2)探究硫酸铜的质量对反应速率的影响　Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑
[解析]　实验Ⅰ和实验Ⅱ中，锌的质量和状态相同，硫酸的浓度不同，实验Ⅲ和实验Ⅳ中加入硫酸铜，Cu2＋的氧化性强于H＋，首先发生反应：Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，生成的铜附着在锌表面，在硫酸溶液中构成原电池，加快锌失电子。但是加入的硫酸铜过多，生成的铜会覆盖在锌表面，阻止锌与稀硫酸进一步反应，产生氢气的速率会减慢。(1)本实验待测数据可以是“反应结束所需要的时间”或“相同条件下产生等体积的氢气所需要的时间”，实验Ⅰ和实验Ⅱ可以探究硫酸的浓度对反应速率的影响。(2)实验Ⅲ和实验Ⅳ加入的硫酸铜的质量不同，可以探究加入硫酸铜的质量对反应速率的影响。
1．(2024·江西卷，9,3分)温度T下，向1 L真空刚性容器中加入1 mol (CH3)2CHOH，反应达到平衡时，c(Y)＝0.4 mol/L。下列说法正确的是(　　)
A．再充入1 mol X和1 mol Y，此时v正B．再充入1 mol X，平衡时，c(Y)＝0.8 mol/L
C．再充入1 mol N2，平衡向右移动
D．若温度升高，X的转化率增加，则上述反应ΔH<0
[答案]　A
A．3 h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．0～3 h平均速率v(异山梨
醇)＝0.014 mol·kg－1·h－1
D．反应②加入催化剂不改变
其平衡转化率
[答案]　A
2．(2024·黑、吉、辽卷，10,3分)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，15 h后异山梨醇浓度不再变化。下列说法错误的是(　　)
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
[答案]　C
4．(2023·河北卷，12,3分)在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g)，发生如下反应：
反应②和③的速率方程分别为v2＝k2c2(X)和v3＝k3c(Z)，其中k2、k3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W(g)的浓度随时间的变化如下表。
t/min 0 1 2 3 4 5
c(W)/(mol·L－1) 0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028
下列说法正确的是(　　)
A．0～2 min内，X的平均反应速率为0.080 mol·L－1·min－1
B．若增大容器容积，平衡时Y的产率增大
C．若k2＝k3，平衡时c(Z)＝c(X)
D．若升高温度，平衡时c(Z)减小
[答案]　D
[解析]　根据题表中数据计算可得，0～2 min内反应①中v(X)＝0.080 mol·L－1·min－1，但是X还参与了反应②和反应③，反应体系中X的平均反应速率并不等于其在反应①中的平均反应速率，A错误；该体系中Y只参与了反应①，最终体系达平衡时，反应①进行到底，W全部转化为X和Y，因此增大容器容积不影响Y的产率，B错误；X和Z之间的反应为可逆反应，达平衡时正、逆反应速率相等(v2＝v3)，若k2＝k3，则c(Z)＝c2(X)，C错误；反应③的活化能大于反应②，由此可知，反应②为放热反应，反应体系温度升高时，平衡逆向移动，达平衡时c(Z)减小，D正确。
6．(2022·福建卷，13节选)异丙醇(C3H8O)可由生物质转化得到，催化异丙醇脱水制取高值化学品丙烯(C3H6)的工业化技术已引起人们的关注，其主要反应如下：
反应时间/μs 0 4 8 12 t 20
H2O浓度/ppm 0 2 440 3 200 3 600 4 000 4 100
(1)4～8 μs内，v(C3H8O)＝________ppm·μs－1。
(2)t________16(填“>”“<”或“＝”)。
[答案]　(1)190　(2)>
1．化学反应速率计算的三种方法
3．三个反应速率的注意点
(1)所求反应速率为平均反应速率。
(2)不能用固体和纯液体表示。
(3)不同物质表示的反应速率值可能不同。
4．两种比较反应速率大小的方法
(1)归一法。(2)比值法。
5．增大化学反应速率的五个因素
(1)增大反应物浓度。
(2)增大气体反应物压强。
(3)升高温度。
(4)使用催化剂。
(5)增大固体反应物表面积。
6．“控制变量法”探究影响化学反应速率的因素的解题策略(共85张PPT)
第七章
化学反应速率与化学平衡
第32讲　化学平衡状态及平衡移动
课标解读 1．能运用浓度、压强、温度对化学平衡的影响规律，推测平衡移动方向及浓度、转化率等相关物理量的变化。
2．通过实验探究，了解浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响。
考点二
考点一
考点一 化学平衡状态及判断
1．可逆反应
2．化学平衡状态
(1)定义
一定条件下的可逆反应中，当正反应的速率与逆反应速率________时，反应物和生成物的浓度均保持________，即体系的组成不随时间而改变的状态。
(2)建立 正向开始、逆向开始、双向同时开始，均可建立平衡
相等
不变
(3)化学平衡特征
3．判断化学平衡状态的两种方法
　　　　　简单概括为“正逆相等，变量不变”
(1)动态标志：v(正)＝v(逆)≠0，先看正逆，后判相等。
①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。
(2)静态标志：各种“物理量”不变。“变量”不变，平衡出现，始终不变，不能判断。
常见的变量：
①各物质的质量、物质的量或浓度不变。
②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数等)不变。
③温度、转化率、压强(反应化学方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。
总之，若物理量由变量变成不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则不能作为平衡标志。
4．平衡转化率
[微点归纳]　(1)可逆反应不等同于可逆过程，可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。
(2)可逆反应体系中， 反应物不能全部转化为生成物，生成物也不能完全转化为反应物。
(3)化学反应的平衡状态可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立。
(4)化学反应达到平衡状态时正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等。
(5)化学反应达到平衡状态时，各组分的浓度、百分含量保持不变，但不一定相等。
【正误辨析】
(1)H2和O2点燃生成H2O与H2O电解生成H2和O2属于可逆反应。(　　)
[提示]　×　反应不是在同一条件下进行，不属于可逆反应。
(2)化学反应达到平衡后，反应物和生成物的浓度或百分含量相等。(　　)
[提示]　×　各物质的量保持不变，各反应物和生成物的浓度不再变化，不一定相等。
[提示]　×　SO3的生成速率与SO2的消耗速率都代表正反应速率，不能说明正反应速率与逆反应速率相等。
[提示]　√　只有二氧化氮有颜色，当气体颜色保持不变说明二氧化氮浓度不变，反应达到平衡状态。
[提示]　√　正反应为体积减小的反应，恒温恒容下，压强不再变化，说明反应已达到平衡状态。
[提示]　√　该反应为放热反应，绝热体系中，体系的温度为变量，当体系的温度保持不变时，表明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态。
(7)化学反应的限度就是一个可逆反应达到的平衡状态，可逆反应的转化率不能达到100%。(　　)
[提示]　√　可逆反应在一定条件下达到平衡状态时，就是该反应的限度，可逆反应不能进行完全，转化率低于100%。
[提示]　√　该反应为气体物质的量不变的反应，容器内颜色不变即为I2浓度不变，故反应达到平衡状态。
A．Z为0.3 mol·L－1 B．Y2为0.4 mol·L－1
C．X2为0.2 mol·L－1 D．Z为0.4 mol·L－1
[答案]　A
微考点1　可逆反应及特点
[解析]　当Z完全转化为X2、Y2时，X2、Y2分别为0.2 mol·L－1、0.4 mol·L－1；当0.1 mol·L－1 X2完全转化为Z时，Y2为0.2 mol·L－1，Z为0.4 mol·L－1，则0A．SO2为0.4 mol·L－1、O2为0.2 mol·L－1
B．SO2、SO3均为0.15 mol·L－1
C．SO3为0.25 mol·L－1
D．SO3为0.4 mol·L－1
[答案]　C
极值法确定浓度范围的方法
A．①②③ B．②④⑦
C．①⑥⑦ D．①②⑦
微考点2　化学平衡状态的多维判断
[析题·图文诠释]　
[答案]　A
[解析]　①该反应为气体体积增大的反应，压强为变量，当混合气体的压强不再变化时，表明正逆反应速率相等，达到平衡状态，故①正确；②A为固体，混合气体的密度为变量，当混合气体的密度不再变化时，表明达到平衡状态，故②正确；③该反应为气体体积增大的反应，混合气体的总物质的量为变量，当混合气体的总物质的量不变时，说明达到平衡状态，故③正确；④该反应中只有NH3、CO2为气体，且二者物质的量之比始终为2∶1，则混合气体的平均相对分子质量为定值，不能据此判断平衡状态，故④错误；⑤NH3、CO2均为无色气体，不能根
据混合气体的颜色判断平衡状态，故⑤错误；⑥该反应中各反应物或生成物的浓度之比始终等于化学计量数之比，无法判断是否达到平衡状态，故⑥错误；⑦该反应中只有NH3、CO2为气体，且二者物质的量之比始终为2∶1，则气体NH3、CO2的百分含量始终不变，不能据此判断平衡状态，故⑦错误。
[易错提醒]　规避化学平衡状态判断的两个易错点
(1)化学平衡状态判断“三关注”
关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压，还是绝热恒容容器；关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。
(2)不能作为化学平衡状态“标志”的四种情况：
①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
A．c1∶c2＝3∶1
B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3
C．X、Y的转化率不相等
D．c1的取值范围为0[答案]　D
[解析]　平衡浓度之比为1∶3，转化浓度之比亦为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，X、Y的转化率相同，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应速率，Z生成表示正反应速率且v生成(Y)∶v生成(Z)应为3∶2，B不正确；由可逆反应的特点可知0判断化学平衡状态的依据——“正逆相等，变量不变”
考点二 化学平衡的移动
1．化学平衡的移动
由原有的平衡状态达到新的____________的过程叫化学平衡移动。
2．化学平衡移动过程示意图
由上图可推知：
(1)化学反应条件改变，使正、逆反应速率不再相等，化学平衡才会发生移动。
(2)化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变。
平衡状态
3．化学平衡移动与化学反应速率的关系
(1)v正>v逆：平衡向______________移动。
(2)v正＝v逆：反应达到平衡状态，__________平衡移动。
(3)v正4．影响化学平衡的因素
若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响，结果如下：
改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向
浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向__________方向移动
减小反应物浓度或增大生成物浓度 向__________方向移动
正反应方向
不发生
逆反应方向
正反应
逆反应
改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向
压强(对有气体参加的反应) 反应前后气体体积改变 增大压强 向气体分子总数________的方向移动
减小压强 向气体分子总数________的方向移动
反应前后气体体积不变 改变压强 平衡______移动
温度 升高温度 向________反应方向移动
降低温度 向________反应方向移动
催化剂 同等程度改变v正、v逆，平衡不移动 减小
增大
不
吸热
放热
注意：“惰性气体”对化学平衡的影响：
5．勒夏特列原理
(1)勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个因素(如温度、压强及参加反应的物质的浓度)，平衡就向着能够________这种改变的方向移动。
(2)注意
①勒夏特列原理的适用对象是________过程。
②化学平衡移动的目的是“________”外界条件的改变，而不是“________”外界条件的改变，改变是不可逆转的。
减弱
可逆
减弱
抵消
[微点归纳]　理解勒夏特列原理的注意问题
(1)由“化学平衡”可知，勒夏特列原理的适用对象是可逆过程。适用于任何动态平衡(如溶解平衡、电离平衡等)，非平衡状态不能用此来分析。
(2)由“减弱”可知，只能减弱改变，而不能消除改变，更不能“扭转”外界条件的影响。
(3)勒夏特列原理可判断“改变影响平衡的一个条件”的平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。
【正误辨析】
(1)只要v正增大，平衡一定正向移动。(　　)
[提示]　×　不知v逆如何改变，且无法判断改变后v正与v逆的大小，无法判断平衡是否发生移动。
(2)化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变，但化学反应速率改变，化学平衡不一定发生移动。(　　)
[提示]　√　若化学反应速率改变后正、逆反应速率仍然相等，化学平衡不发生移动。
(3)升高温度，平衡向吸热反应方向移动，此时放热反应方向速率减小，吸热反应方向速率增大。(　　)
[提示]　×　升高温度，正、逆反应速率均增大，平衡向吸热反应方向移动。
[提示]　×　KCl对该反应无影响，平衡不移动，溶液颜色不变。
[提示]　×　压缩体积，体积变小，再达平衡时，NO2浓度变大，混合气体的颜色变深。
(6)化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大。(　　)
[提示]　√　增大反应物浓度可使平衡正向移动，加入的反应物的转化率减小，另一种反应物的转化率增大，则平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大。
(7)增大反应物的量，平衡一定会正向移动。(　　)
[提示]　×　若反应物是固体或纯液体，增大反应物的量，对化学平衡无影响。
(8)催化剂改变反应历程，既可以加快反应速率，也可以使平衡移动。(　　)
[提示]　×　催化剂只能加快反应速率，对化学平衡没有影响。
(9)对于有气体参与或生成的可逆反应，增大压强，化学平衡一定发生移动。(　　)
[提示]　×　对于反应前后气体物质的量不变的反应，增大压强，平衡不发生移动。
[提示]　×　因NH4HS是固体，不影响平衡移动。
A．升高温度
B．增大容器容积
C．恒温恒容通入1 mol SO2、0.5 mol O2、1 mol SO3混合气体
D．恒温恒容通入1 mol氩气
微考点1　外界条件对化学平衡的影响
[答案]　C
[解析]　升温平衡逆向移动，A错误；减小压强平衡逆向移动，B错误；恒温恒容通入1 mol SO2、0.5 mol O2、1 mol SO3相当于加压，使平衡正向移动，C正确；恒温恒容通“惰气”，平衡不移动，D错误。
A．使用催化剂，可以提高NO2的转化率
B．粉碎活性炭固体，正反应速率增大，平衡正向移动
C．降低压强，平衡逆向移动
D．恒压下，充入稀有气体，利于提高NO2的转化率
[答案]　D
[解析]　催化剂可以改变反应的速率，不会引起化学平衡移动，不会影响转化率，故A错误；粉碎活性炭固体，不影响化学平衡，故B错误；C为固体，正反应为气体分子数增加的反应，降低压强，平衡正向移动，故C错误；恒压下，充入稀有气体，该反应的容器体积增大，因而该反应平衡向正反应方向移动，有利于提高NO2的转化率，故D正确。
构建恒温恒容平衡思维模式
新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。
1
2
构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)
新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单
的叠加，压强不变，平衡不移动。
微考点2　化学平衡中物质转化率或气体体积分数的变化
[答案]　D
选项 改变条件 新平衡与原平衡比较
A 升高温度 X的转化率变小
B 增大压强 X的浓度变小
C 充入一定量Y Y的转化率增大
D 使用适当的催化剂 X的体积分数变小
[答案]　A
[解析]　升高温度，平衡逆向移动，X的转化率变小，A项正确；增大压强，平衡正向移动，但容器的容积减小，X的浓度变大，B项错误；充入一定量Y，X的转化率增大，而Y的转化率减小，C项错误；使用适当的催化剂，只能加快反应速率，不能改变平衡，X的体积分数不变，D项错误。
平衡转化率和气体体积分数的分析
条件的改变 反应物平衡转化率(α)及气体的体积分数(φ)的变化 恒容时只增加反应物A的量 α(A)减小，α(B)增大 同等倍数增大反应物A、B的量 恒温恒压条件下 α(A)和α(B)均不变
同等倍数增大反应物A、B的量 恒温恒容条件下 m＋n>p＋q α(A)和α(B)均增大
m＋nm＋n＝p＋q α(A)和α(B)均不变
5．(2025·山东济南检测)下列事实中，不能用勒夏特列原理解释的是(　　)
A．向双氧水中加入少量二氧化锰快速生成氧气
B．用浓氨水和氢氧化钠固体快速制取氨气
C．向新制氯水中加入适量硝酸银固体，氯水颜色变浅
D．可口可乐打开瓶盖后有大量气泡冒出
[答案]　A
微考点2　化学平衡移动原理及其应用
A．使用催化剂，能同时降低E1和E2
B．升高温度，v逆增大，v正减小
C．达到平衡后再通入A(g)，能增大A(g)的平衡转化率
D．若加压到一定程度平衡向左移动，可能是高压下A(g)转化成了液体
[答案]　B
[解析]　使用催化剂，能同时降低反应的正反应活化能和逆反应活化能，A正确；升高温度，v逆增大，v正也增大，B错误；反应在恒温恒容条件下进行，达到平衡后再通入A(g)，相当于增大体系的压强，压强增大，该平衡向气体系数和减小的方向移动，即向右移动，所以能增大A(g)的平衡转化率，C正确；若加压到一定程度平衡向左移动，可能是高压下A(g)转化成了液体，平衡向气体计量数减小的方向移动，说明左侧气体计量数变小，D正确。
7．(2022·山东等级考节选)利用γ-丁内酯(BL)制备1,4-丁二醇(BD)，反应过程中伴有生成四氢呋喃(THF)和1-丁醇(BuOH)的副反应，涉及反应如下：
微考点3　等效平衡
以5.0×10－3 mol BL或BD为初始原料，在493 K、3.0×103 kPa的高压H2氛围下，分别在恒压容器中进行反应。达平衡时，以BL为原料，体系向环境放热X kJ；以BD为原料，体系从环境吸热Y kJ。忽略副反应热效应，反应Ⅰ焓变ΔH(493 K,3.0×103 kPa)＝____________kJ·mol－1。
[答案]　－200(X＋Y)
[解析]　根据题意，结合已知信息，可知在同温同压下，以同物质的量的BL或BD为初始原料，达到平衡时的状态相同，两个平衡完全等效。可认为5.0×10－3 mol的BL为原料，达到平衡时放出X kJ热量，在此条件下继续反应直至完全转化为5.0×10－3 mol的BD会再放出Y kJ热量的能量，又因为反应Ⅰ为放热反应，则该反应的焓变ΔH＝－200(X＋Y)kJ·mol－1。
等效平衡的解题规律
等效类型 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
条件 恒温、恒容 恒温、恒容 恒温、恒压
反应的特点 任何可逆反应 反应前后气体分子数相等 任何可逆反应
起始投料 换算为化学方程式同一边物质，其“量”相同 换算为化学方程式同一边物质，其“量”符合同一比例(不同量) 换算为化学方程式同一边物质，其“量”符合同一比例
等效类型 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
平衡特点 质量分数(w%) 相同 相同 相同
浓度(c) 相同 不同 相同
物质的量(n) 相同 不同 不同或相同
1．(2024·浙江6月选考卷，11,3分)二氧化碳氧化乙烷制备乙烯，主要发生如下两个反应：
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
A．反应活化能：Ⅰ<Ⅱ
B．500 ℃时，0～5 min反应Ⅰ的平均速率为v(C2H4)＝2.88×10－3 mol·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
[答案]　D
2．(2024·浙江1月卷，14,3分)酯在NaOH溶液中发生水解反应，历程如下：
②RCOOCH2CH3水解相对速率与取代基R的关系如表：
取代基R CH3 ClCH2 Cl2CH
水解相对速率 1 290 7 200
下列说法不正确的是(　　)
A．步骤Ⅰ是OH－与酯中Cδ＋作用
B．步骤Ⅲ使Ⅰ和Ⅱ平衡正向移动，使酯在NaOH溶液中发生的水解反应不可逆
C．酯的水解速率：FCH2COOCH2CH3>ClCH2COOCH2CH3
3．(2023·北京卷，4,3分)下列事实能用平衡移动原理解释的是(　　)
A．H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解
B．密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体，受热后颜色加深
C．铁钉放入浓HNO3中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体
D．锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生
[答案]　B
4．(2022·福建选择考节选)异丙醇(C3H8O)可由生物质转化得到，催化异丙醇脱水制取高值化学品丙烯(C3H6)的工业化技术已引起人们的关注。其主要反应如下：
在恒温刚性密闭容器中，反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡的判据是________ (填字母)。
a．H2O(g)的分压不变 b．混合气体密度不变
c．n(C3H6)＝2n(C6H12) d．v正(H2O)＝v逆(C3H8O)
[答案]　ad
[解析]　H2O的分压不变，则C3H6的分压也不变，反应Ⅰ、Ⅱ各组分分压不变，反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡，a符合题意；反应物和生成物均为气体，混合气体的总质量不变，刚性密闭容器体积不变，则混合气体密度不变，是不变量，不能作为反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡的判据，b不符合题意；当n(C3H6)＝2n(C6H12)时，反应不一定达到平衡，不能作为反应Ⅰ、Ⅱ均达到平衡的判据，c不符合题意；v正(H2O)＝v逆(C3H8O)，说明正逆反应速率相等，反应Ⅰ达平衡，各组分分压不变，C3H6的分压不变，说明反应Ⅱ也达平衡，d符合题意。
1．化学平衡状态判断的两个根本依据
(1)v正＝v逆(实质)。
(2)各组分浓度或质量保持不变(现象)。
2．化学平衡状态的五个特征
逆、等、动、定、变。
3．影响化学平衡移动的三个外界因素
(1)浓度；(2)压强；(3)温度。
4．掌握一个原理
勒夏特列原理(化学平衡移动原理)。
5．明确两个解题技巧
(1)判断反应是否达到平衡的依据：应该变的不变了就平衡了(变量不变)。
(2)判断平衡移动的方向的依据：平衡向着减弱外界条件影响的方向移动。
6．掌握等效平衡的解题方法——极值思维法
混合气体体系中各成分含量 各物质的物质的量或物质的量分数一定 平衡
各物质的质量或质量分数一定 平衡
各气体的体积或体积分数一定 平衡
总体积、总压强、总物质的量一定 不一定平衡
压强 a＋b≠c＋d时，总压强不再变化(其他条件一定) 平衡
a＋b＝c＋d时，总压强不再变化(其他条件一定) 不一定平衡
温度 任何化学反应都伴随着能量变化，当绝热体系中的温度一定时(其他条件一定) 平衡
正逆反应速率关系 在单位时间内消耗了a mol A，同时生成了a mol A 平衡
在单位时间内消耗了b mol B，同时消耗了c mol C 平衡
v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝a∶b∶c∶d，v正不一定等于v逆 不一定平衡
在单位时间内生成了b mol B，同时消耗了d mol D，均指v逆 不一定平衡
8．影响化学平衡的特殊情况
(1)浓度对化学平衡的影响
谁增耗谁，谁减补谁，但不能将外加条件削减为0。此规律只适用于气态、溶液中的平衡混合物。对固体、纯液体来说，其浓度是常数，改变它们的量，平衡不移动。
(2)“惰性气体”对化学平衡的影响(共75张PPT)
第七章
化学反应速率与化学平衡
第33讲　化学平衡常数及转化率
课标解读 1．认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义。
2．能书写平衡常数表达式，能进行平衡常数、转化率的简单计算。
3．能利用平衡常数和浓度商的关系判断化学反应是否达到平衡及平衡移动的方向。
考点二
考点一
考点一 化学平衡常数及应用
1．定义
在一定________下，当一个可逆反应达到____________时，生成物_____________与反应物_____________的比值是一个常数，简称平衡常数，用符号______表示。化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。
温度
化学平衡
浓度幂之积
浓度幂之积
K
2．表达式
固体或液体纯净物浓度不变，不能写入平衡常数表达式
注意：(1)平衡常数表达式中，各物质的浓度均为平衡时的浓度。其书写形式与化学方程式的书写有关。
(2)意义：K值大小反映了化学反应进行的程度。
①K值越大，正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。当K≥105时，可以认为反应进行得较完全。
②K值越小，正反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。当K≤10－5时，认为反应很难进行。
3．影响因素
化学平衡常数K只受 影响，与反应物或生成物的浓度变化无关，与压强变化、是否使用催化剂等无关。在一定温度下，平衡常数保持不变。
温度
4．应用
(1)判断可逆反应进行的程度
K值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。
(2)判断反应是否达到平衡或反应进行的方向
(3)判断可逆反应的反应热
【正误辨析】
(1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度。(　　)
[提示]　×　平衡常数表达式中，必须是各物质的平衡浓度。
(2)增大反应物的浓度，平衡正向移动，化学平衡常数增大。(　　)
[提示]　×　平衡常数只与温度有关。
(3)对某一可逆反应，升高温度则化学平衡常数一定变大。(　　)
[提示]　×　正反应是吸热反应时，升高温度，化学平衡常数增大，若正反应是放热反应，升高温度，化学平衡常数减小。
(4)由化学平衡常数K可以推断一个可逆反应进行的程度。(　　)
[提示]　√　化学平衡常数K越大，正向进行的趋势越大，可以由化学平衡常数K推断一个可逆反应进行的程度。
(5)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动。(　　)
[提示]　×　平衡常数发生变化，化学平衡一定发生移动达到新的平衡。
(6)对可逆反应来说，正反应的化学平衡常数与逆反应的化学平衡常数一定不相等。(　　)
[提示]　×　对于一定温度下的同一个反应，其正反应和逆反应的化学平衡常数的乘积等于1，如果正反应的平衡常数为1，则逆反应的平衡常数也为1，两者相等。
(7)减小反应物的浓度，平衡逆向移动，化学平衡常数减小。(　　)
[提示]　×　K值只受温度影响，与物质的浓度、压强变化无关。
微考点1　化学平衡常数的影响因素及应用
[答案]　C
[答案]　D
[答案]　D
[方法规律]　平衡常数表达式与化学方程式的化学计量数的关系
4．(2025·山东实验中学检测)甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如表所示：
微考点2　化学平衡常数与平衡移动方向的判断
(1)根据表中信息推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝__________ (用K1、K2表示)。
(2)反应③的ΔH________(填“>”或“<”)0。
(3)500 ℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L－1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v(正)________(填“>”“＝”或“<”)v(逆)。
[答案]　(1)K1·K2　(2)<　(3)>
t/℃ 700 800 830 1 000 1 200
K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6
回答下列问题：
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K＝________________。
(2)该反应的正反应为________(填“吸热”或“放热”)反应。
(3)某温度下，各物质的平衡浓度符合关系式：3c(CO2)·c(H2)＝5c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为________。
(4)若830 ℃时，向容器中充入1 mol CO、5 mol H2O，反应达到平衡后，其化学平衡常数K_______(填“大于”“小于”或“等于”) 1.0。
(5)830 ℃时，容器中的反应已达到平衡。在其他条件不变的情况下，扩大容器的容积，平衡________________(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)移动。
(6)若1 200 ℃时，在某时刻反应体系中CO2、H2、CO、H2O的浓度分别为2 mol·L－1、2 mol·L－1、4 mol·L－1、4 mol·L－1，则此时上述反应________________(填“向正反应方向进行”“向逆反应方向进行”或“处于平衡状态”)。
化学平衡常数与化学方程式书写形式的关系
1 正、逆反应的平衡常数互为倒数，即K(正)·K(逆)＝1。
2 若化学方程式乘以某个系数n，则化学平衡常数变为原来的n次幂。
3 两方程式相加得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积，即K＝K1·K2。
考点二化学平衡常数及转化率
的计算
1．明确三个量的关系
(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)各物质的转化量之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。
2．掌握四个公式
3．掌握一种模式——“三段式”
【正误辨析】
(1)物质的转化率与平衡转化率不一定相等。(　　)
[提示]　√　物质的转化率包括非平衡态和平衡态时的转化率。
(2)生成物的理论产量是指可逆反应完全进行时的生成量。(　　)
[提示]　√　应在反应物完全反应时，依据化学方程式计算产物的生成量。
[提示]　×　一定条件下，当反应物按计量数之比建立平衡时，生成物的体积分数达到最大值，当增大一种反应物的浓度时，生成物的体积分数会减小。
(4)化学平衡正向移动，反应物的转化率增大。(　　)
[提示]　×　化学平衡正向移动，可能是增大某种反应物的浓度，该种反应物的转化率减小，另一种反应物的转化率增大。
A．此温度下该反应的平衡常数K等于1
B．A的平衡转化率为40%
C．x的值为2
D．A和B的平衡转化率相等
微考点1　化学平衡常数与转化率的计算
[答案]　C
2．(2022·浙江6月选考卷，29节选)主要成分为H2S的工业废气的回收利用有重要意义。
[答案]　8×108
3．(2025·山东潍坊检测)T1 ℃时，在刚性反应容器中投料比为1∶3的NO(g)与O2(g)发生反应，其中NO2(g)二聚为N2O4(g)的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强p随时间t的变化如下表所示。
t/min 0 40 80 160 260 700 800
p/kPa 32.8 30.7 29.9 29.4 29.2 28.8 28.8
[答案]　(1)0.1　(2)58.5　1.6
(1)平衡时pSO3-T的关系如下图所示。660
K时，该反应的平衡总压p总＝________kPa、
平衡常数Kp(Ⅰ)＝________(kPa)2。
(2)Kp(Ⅰ)随反应温度升高而________(填
“增大”“减小”或“不变”)。
微考点2　压强平衡常数的计算
若反应一直保持在p压强条件下进行，则M点的分压平衡常数Kp＝________(用含p的表达式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×体积分数)。
微考点3　转化率的计算
回答下列问题：
(1)欲提高A的平衡转化率，应采取的措施为____________________ _____________________________________________________________________________________________________________(答出两项措施)。
(2)由总压强p和起始压强p0计算，平衡时A的转化率为________。
[答案]　(1)升高温度；降低压强　(2)94.1%
[解析]　(2)压强之比等于气体的物质的量之比，依据三段式进行求解：
1．(2024·湖南卷，14,3分)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：
[答案]　D
A．x1B．反应速率：vb正C．点a、b、c对应的平衡常数：KaD．反应温度为T1，当容器内压强不变时，
反应达到平衡状态
[答案]　B
[解析]　在恒温恒容的化学平衡体系中，增大一种反应物的浓度会使另一种反应物的转化率升高，而自身的转化率降低。由题图知，在相同温度下投料比为x2的CH4平衡转化率更低，说明投料比：x13．(2023·全国甲卷，28,15分)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率高的方法。回答下列问题：
(1)已知下列反应的热化学方程式：
①3O2(g)===2O3(g)　K1　ΔH1＝285 kJ·mol－1
②2CH4(g)＋O2(g)===2CH3OH(l)　K2　ΔH2＝－329 kJ·mol－1
反应③CH4(g)＋O3(g)===CH3OH(l)＋O2(g)的ΔH3＝_________ kJ·mol－1，平衡常数K3＝________(用K1、K2表示)。
(2)电喷雾电离等方法得到的M＋(Fe＋、Co＋、Ni＋等)与O3反应可得MO＋。MO＋与CH4反应能高选择性地生成甲醇。分别在300 K和310 K下(其他反应条件相同)进行反应MO＋＋CH4===M＋＋CH3OH，结果如下图所示。图中300 K的曲线是________(填“a”或“b”)。300 K、60 s时MO＋的转化率为________(列出算式)。
(3)MO＋分别与CH4、CD4反应，体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似，图中以CH4示例)。
(ⅰ)步骤Ⅰ和Ⅱ中涉及氢原子成键变化的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(ⅱ)直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则MO＋与CD4反应的能量变化应为图中曲线________(填“c”或“d”)。
(ⅲ)MO＋与CH2D2反应，氘代甲醇的产量CH2DOD______CHD2OH (填“>”“＝”或“<”)。若MO＋与CHD3反应，生成的氘代甲醇有________种。
0.1，MO＋的剩余率为10－0.1，则其转化率为1－10－0.1[注意换算关系]。(3)(ⅰ)由题图可知步骤Ⅰ中形成了H—O键、M—C键，步骤Ⅱ中形成了C—O键，故涉及氢原子成键变化的是步骤Ⅰ。(ⅱ)由直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，可知替换后活化能变大，则MO＋与CD4反应的能量变化应为题图中曲线c。(ⅲ)由(ⅱ)问可知直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时，反应速率会变慢，则产量更低。生成产物CH2DOD需要形成O—D键，相较于生成CHD2OH中的O—H键活化能更高，反应速率更慢，则氘代甲醇的产量CH2DOD1．化学平衡常数的表达式及注意事项
(1)表达式
(2)三注意：①平衡常数表达式中的浓度必须为平衡浓度。②固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式。③化学平衡常数只受温度的影响，与反应物、生成物的浓度无关。
2．求解平衡常数的思维步骤
3．判断化学平衡常数之间关系的方法
(1)化学平衡常数与方程式书写形式的关系
①正、逆反应的平衡常数互为倒数。
(2)比较化学平衡常数大小关系的方法
①确定正反应是吸热反应还是放热反应。
②判断温度对平衡常数的影响，对吸热反应来说，升高温度，平衡常数增大；对放热反应，升高温度，平衡常数减小。
③温度相同，压强不同或初始量不同，同一个化学反应的平衡常数相等。
4．计算压强平衡常数(Kp)的思维流程
5．反应物种数对平衡转化率的影响(共69张PPT)
第七章
化学反应速率与化学平衡
第34讲　化学反应的方向与调控
课标解读 1．了解熵、熵变的含义，会用复合判据判断反应进行的方向。
2．认识化学反应速率和化学平衡的综合调控在生产、生活和科学研究中的重要作用。
考点二
考点一
考点一 化学反应进行的方向
1．自发过程与自发反应
(1)自发过程
在一定条件下，不用借助外力就可以自动进行的过程。
(2)自发反应
在给定的条件下，可以自发进行到显著程度的化学反应，称为自发反应。
2．化学反应方向的判据
(1)焓判据
放热反应过程中体系能量________，具有自发进行的倾向，因此可用________来判断反应进行的方向。
(2)熵判据
①熵
用来度量体系________程度的物理量。熵值越大，________程度越大。符号为S。
降低
焓变
混乱
混乱
②熵增原理
在与外界隔绝的体系中，自发过程将导致体系的熵________，即熵变(符号ΔS)______0。
③熵判据
体系有自发地向混乱度________(即________)的方向转变的倾向，因此可用________来判断反应进行的方向。
(3)复合判据
综合考虑________和________的复合判据，更适合所有的反应，只根据一个方面判断化学反应进行的方向是不全面的。
增大
>
增加
熵增
熵变
焓变
熵变
①判断依据：ΔG＝ΔH－TΔS。
②判断标准：ΔG<0时，反应______自发进行；
ΔG＝0时，反应处于________状态；
ΔG>0时，反应________自发进行。
例：金属锡的冶炼常用焦炭作还原剂：SnO2(s)＋2C(s)===Sn(s)＋2CO(g)，反应过程中能量的变化如图所示。则该反应的ΔH______(填“>”或“<”，下同)0、ΔS______0。
能
平衡
不能
>
>
【正误辨析】
(1)能自发进行的反应，反应速率一定很大。(　　)
[提示]　×　反应能否自发进行与反应速率无关，如缓慢氧化的反应速率很小。
(2)能自发进行的反应一定是放热反应，不能自发进行的反应一定是吸热反应。(　　)
[提示]　×　反应能否自发进行与反应的吸、放热无关。
(3)(NH4)2CO3在室温下就能自发地分解产生氨气是因为生成了易挥发的气体，使体系的熵增大。(　　)
[提示]　√　(NH4)2CO3自发分解，是因为生成CO2和NH3，使熵值增大。
(4)用焓判据或熵判据判断同一反应进行的方向其结果相同。(　　)
[提示]　×　用焓判据(ΔH)和熵判据(ΔS)的判断比较片面，用吉布斯自由能判断依据比较准确。
(5)低温更有利于2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)的自发进行。(　　)
[提示]　√　2NO(g)＋O2(g)===2NO2(g)该反应气体减小，所以熵减小，根据ΔG＝ΔH－TΔS<0自发，则ΔH<0，并且低温更有利于自发进行。
(6)已知反应：(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1，该反应中熵变、焓变皆大于0，在高温条件下可自发进行。(　　)
[提示]　√　该反应是熵变增大的反应，ΔS>0；反应是吸热反应，焓变大于0，ΔH>0，高温条件下ΔH－TΔS<0，可自发进行。
1．(2025·河北衡水检测)下列自发反应可用焓判据来解释的是(　　)
A．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g) ΔH＝＋56.7 kJ·mol－1
B．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g) ΔH＝＋74.9 kJ·mol－1
C．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
D．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g) ΔH＝＋178.2 kJ·mol－1
[答案]　C
[解析]　从焓变的角度分析，化学反应由高能状态向低能状态转化，使体系能量降低的趋势，表现为放热反应较易进行。
微考点1　 判据和熵判据与反应进行方向
2．可用焓变和熵变来判断化学反应进行的方向，下列都是能自发进行的化学反应，其中是吸热反应且反应后熵增的是(　　)
A．2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑
B．3Fe＋2O2===Fe3O4
C．(NH4)2CO3===NH4HCO3＋NH3↑
D．NaOH＋HCl===NaCl＋H2O
[答案]　C
[解析]　2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑是放热的，故A错误；3Fe＋2O2===Fe3O4是放热的，故B错误；(NH4)2CO3===NH4HCO3＋NH3↑，反应属于分解反应，是吸热反应，产物气体系数和大于反应物的，是熵增加的反应，故C正确；NaOH＋HCl===NaCl＋H2O是放热的，故D错误。
焓判据和熵判据与反应进行方向的思维方法
3．(2025·天津高三检测)下列过程一定不能自发进行的是(　　)
A．2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔH>0
B．2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔH<0
C．(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔH>0
D．2CO(g)===2C(s)＋O2(g)　ΔH>0
[析题·图文诠释]　
微考点2　自由能判据与反应进行方向
[答案]　D
[解析]　依据吉布斯自由能方程ΔG＝ΔH－TΔS，只要ΔG<0，反应就可能自发进行。2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)　ΔS>0，ΔH>0，则高温时，ΔG<0，A能自发进行；2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)　ΔS<0，ΔH<0，则低温时，ΔG<0，B能自发进行；(NH4)2CO3(s)===NH4HCO3(s)＋NH3(g)　ΔS>0，ΔH>0，则高温时，ΔG<0，C能自发进行；2CO(g)=== 2C(s)＋O2(g)　ΔS<0，ΔH>0，ΔG>0，D一定不能自发进行。
A．常温下，ΔH－TΔS>0，此反应不能自发进行
B．常温下，ΔH－TΔS<0，但CO和NO通常难以转化为N2和CO2
C．汽车尾气中含有较多的CO和NO，是因为该反应的活化能较高
D．要有效降低汽车尾气中的CO和NO含量，应该寻找高效廉价的催化剂
[答案]　A
5．下列内容与结论对应的是(　　)
选项 内容 结论
A H2O(g)变成H2O(l) 该过程的ΔS>0
B 硝酸铵溶于水可自发进行 该过程的ΔS<0
C 一个反应的ΔH>0、ΔS>0 该反应一定不能自发进行
D H2(g)＋F2(g)===2HF(g)　ΔH＝－271 kJ·mol－1　ΔS＝＋8 J·mol－1·K－1 该反应可自发进行
[答案]　D
[解析]　物质由气态变为液态，混乱度减小，即ΔS<0，故A错误；硝酸铵溶于水吸热，则ΔH>0，该过程可自发进行，则ΔG＝ΔH－TΔS<0，因此ΔS>0，故B错误；当ΔH>0、ΔS>0时，ΔG＝ΔH－TΔS<0时反应可自发进行，高温条件下ΔG<0，反应能自发进行，故C错误；反应H2(g)＋F2(g)===2HF(g)的ΔH<0、ΔS>0，则ΔG＝ΔH－TΔS<0，该反应一定可自发进行，故D正确。
考点二 化学反应的调控——工业合成氨
1．工业合成氨反应的适宜条件
(1)理论分析
②反应特点：合成氨反应是________反应，正反应是________反应，正反应是气体分子数________的反应。
③从反应速率和反应限度两个角度选择反应条件：
可逆
放热
减小
对合成氨反 应的影响　 影响因素 浓度 温度 压强 催化剂
增大合成氨 的反应速率 ________反应物浓度 ______温 ______压 使用
提高平衡混合物中氨的含量　　　 ________反应物浓度、________生成物浓度 ______温 ______压 无影响
增大
高
高
增大
减小
低
高
(2)实际工业合成氨反应的适宜条件
a．温度：400～500 ℃。
b．压强：10～30 MPa。
c．投料比：n(N2)∶n(H2)＝1∶2.8。
d．以铁触媒为催化剂。
e．采用循环操作提高原料利用率。
2．控制反应条件的基本措施
(1)控制化学反应速率的措施
通过改变反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)、固体的表面积以及使用催化剂等途径调控反应速率。
(2)提高转化率的措施
通过改变可逆反应体系的温度、溶液的浓度、气体的压强(或浓度)等改变可逆反应的限度，从而提高转化率。
3．化工生产适宜条件选择的一般原则
条件 原则
从化学反应速率分析 既不能过快，又不能太慢
从化学平衡移动分析 既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意对二者影响的矛盾性
从原料的利用率分析 增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本
从实际生产能力分析 如设备承受高温、高压能力等
从催化剂的使用活性分析 注意催化剂的活性受温度的限制
【正误辨析】
(1)工业合成氨的反应是熵增加的放热反应，在任何温度下都可自发进行。(　　)
[提示]　×　ΔH<0，ΔS<0，高温时ΔH－TΔS>0，使反应不能自发进行。
(2)在合成氨工业中，加压可以加快反应速率，但压强过高，氨的产率会降低。(　　)
[提示]　×　加压可以加快反应速率，提高氨的产率，但实际生产中，压强也不宜过高，需要考虑设备的承受能力和实际的转化率。
(3)在工业合成氨中，将氨气液化、分离并对原料气循环使用，有利于提高原料的利用率，能节约生产成本。(　　)
[提示]　√　将氨气液化、分离，将未反应的氮气和氢气循环利用，都有利于提高原料的利用率，能节约生产成本。
(4)升高温度，化学反应速率一定增大，但转化率不一定增大。(　　)
[提示]　√　升高温度，化学平衡向吸热反应方向移动，转化率可能增大，也可能减小。
(5)合成氨温度选择500 ℃左右，主要是从反应速率角度考虑。(　　)
[提示]　√　对合成氨反应，升高温度，转化率减小，选择500 ℃左右主要是催化剂(铁触媒)在500 ℃左右的活性最大。
A．该反应达到平衡时H2的转化率为40%
B．降低温度能使混合气体的密度增大
C．向该容器中充入N2，平衡正向移动
D．研发高效催化剂可大大提高NH3的产率
微考点1　工业合成氨原理分析
[答案]　C
2．氨既是一种重要的化工产品，又是一种重要的化工原料。如图为合成氨以及氨催化制硝酸的流程示意图。下列说法不正确的是(　　)
A．可以利用NH3易液化的性质分离出NH3
B．合成氨反应需要在低温下进行
C．对原料气压缩是为了提高原料气的转化率
D．吸收塔中通入A是为了提高原料的利用率
[答案]　B
[解析]　利用NH3易液化的性质分离出NH3，促进平衡正向进行，故A正确；低温有利于提高原料气的转化率，但不利于提高反应速率和催化剂发挥催化作用，因此合成氨不采用低温条件，故B错误；增大压强，促进平衡正向移动，可以提高原料气的转化率，故C正确；一氧化氮与氧气反应生成二氧化氮，二氧化氮、氧气和水反应生成硝酸，A为O2，吸收塔中通入A是为了提高原料的利用率，故D正确。
A．若该反应能自发进行，则ΔH>0
B．选用高效催化剂，可降低该反应的ΔH
C．其他条件不变，增大起始n(N2)∶n(H2)的比值，可提高H2的平衡转化率
D．提高体系的压强可增大反应的化学平衡常数
[答案]　C
[解析]　该反应为熵减小的反应，若该反应能自发进行，则ΔH<0，A项错误；催化剂不能改变反应的ΔH，B项错误；其他条件不变，增大起始n(N2)∶n(H2)的比值，即相当于氢气量不变时，增加氮气的用量，平衡正向移动，可提高H2的平衡转化率，C项正确；化学平衡常数只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，D项错误。
微考点2　化工生产条件的分析及选择
(1)该反应是________(填“吸热”或“放热”)反应；
[答案]　(1)放热
(2)催化剂的最适活性温度在400 ℃左右；投料比过低，CO的平衡转化率低，投料比太高，成本太大，而CO的平衡转化率提高不多
5．“丁烯裂解法”是一种重要的丙烯生产法，在生产过程中会有生成乙烯的副反应发生。反应如下：
(1)平衡体系中的C3H6(g)和C2H4(g)的质量比是工业生产C3H6(g)时选择反应条件的重要依据之一，从产物的纯度考虑，该数值越高越好，据图甲和图乙判断，反应条件应选择________(填字母)。
A．300 ℃、0.1 MPa B．700 ℃、0.1 MPa
C．300 ℃、0.5 MPa D．700 ℃、0.5 MPa
(2)有研究者结合图甲数据并综合考虑各种因素，认为450 ℃的反应温度比300 ℃或700 ℃更合适，从反应原理角度分析其理由可能是_________________________________________________________________________________________________________________________。
[答案]　(1)C
(2)300 ℃反应速率慢，700 ℃副反应的转化率大于丁烯转化成丙烯的转化率
[解析]　(1)由图甲可知，300 ℃时C2H4(g)的质量分数接近于0，而温度升高，C2H4(g)的质量分数增大，故选择300 ℃；由图乙可知，压强增大，C2H4(g)的质量分数减小，C3H6(g)的质量分数增大，故选0.5 MPa，因此控制反应条件为300 ℃、0.5 MPa。(2)温度越低，反应速率越慢，由图甲可知，300 ℃时反应速率慢；温度升高，C2H4(g)的质量分数增大，700 ℃的副反应的转化率大于丁烯转化成丙烯的转化率。而450 ℃时，C3H6(g)的质量分数达到最大值，且C2H4(g)的质量分数在10%左右，产物中C3H6(g)的含量较高，故450 ℃更合适。
1．(2022·浙江1月选考卷)AB型强电解质在水中的溶解(可视作特殊的化学反应)表示为AB(s)===An＋(aq)＋Bn－(aq)，其焓变和熵变分别为ΔH和ΔS。对于不同组成的AB型强电解质，下列说法正确的是(　　)
A．ΔH和ΔS均大于零
B．ΔH和ΔS均小于零
C．ΔH可能大于零或小于零，ΔS大于零
D．ΔH和ΔS均可能大于零或小于零
[答案]　D
[解析]　强电解质溶于水有的放热，如硫酸铜等；有的吸热，如NaHCO3等，故在水中溶解对应的ΔH可能大于零或小于零。体系越混乱，则熵越大。AB型强电解质固体溶于水，存在熵的变化，固体转化为离子，混乱度增加，但离子在水中存在水合过程，这样会引发水的混乱度的变化，让水分子会更加规则，即水的混乱度下降，故整个溶解过程的熵变ΔS取决于固体转化为离子的熵增与水合过程的熵减两个作用的相对大小关系。若是前者占主导，则整个溶解过程熵增，即ΔS>0，反之，熵减，即ΔS<0。综上所述，D项符合题意。
(2)(2021·浙江6月选考节选)含硫化合物是实验室和工业上的常用化学品。实验室可用铜与浓硫酸反应制备少量SO2：Cu(s)＋2H2SO4(l)=== CuSO4(s)＋SO2(g)＋2H2O(l)　ΔH＝－11.9 kJ·mol－1。判断该反应的自发性并说明理由________________________________________________　_________________________________________________________________________________________________________________________。
[解题关键点拆解]　(1)怎样判断氨气分解的温度？
提示：已知ΔH和ΔS，可以运用ΔG＝ΔH－TΔS<0求解反应自发进行的温度。
(2)怎样判断并说明制备SO2反应的自发性？
提示：该反应的ΔS>0，可以运用ΔG＝ΔH－TΔS是否小于0来判断反应的自发性。
[答案]　(1)CD
(2)任何温度下都能自发进行，是因为ΔH<0、ΔS>0
ΔH＝－92.4 kJ·mol－1　ΔS＝－200 J·K－1·mol－1。
回答下列问题：
(1)合成氨反应在常温下________(填“能”或“不能”)自发。
(2)________(填“高”或“低”，下同)温有利于提高反应速率，________温有利于提高平衡转化率，综合考虑催化剂(铁触媒)活性等因素，工业常采用400～500 ℃。
针对反应速率与平衡产率的矛盾，我国科学家提出了两种解决方案。
(3)方案二：M-LiH复合催化剂。
下列说法正确的是________(填字母)。
a．300 ℃时，复合催化剂比单一催化剂效率更高
b．同温同压下，复合催化剂有利于提高氨的平衡产率
c．温度越高，复合催化剂活性一定越高
(4)某合成氨速率方程为v＝kcα(N2)·cβ(H2)·cγ(NH3)，根据表中数据，γ＝________；
在合成氨过程中，需要不断分离出氨的原因为________(填字母)。
a．有利于平衡正向移动
b．防止催化剂中毒
c．提高正反应速率
[答案]　(1)能　(2)高　低　(3)a
(4)－1　a
[解析]　(1)对于合成氨反应，常温下，ΔG＝ΔH－TΔS＝－92.4 kJ·mol－1－298 K×(－0.2 kJ·K－1·mol－1)＝－32.8 kJ·mol－1<0，故合成氨反应在常温下能自发。(2)其他条件一定时，升高温度，可以提供更高的能量，使活化分子百分数增多，反应速率加快；合成氨反应是放热反应，要提高平衡转化率，即使反应平衡正向移动，应降低温度。(3)由题图可知，300 ℃时，复合催化剂催化时合成氨反应的反应速率比单一催化剂催化时大很多，说明300 ℃时复合催化剂比单一催化剂效率更高，a正确；同温同压下，复合催化剂能提高反应速率，但不能使平衡发生移
动，故不能提高氨的平衡产率，b错误；温度过高，复合催化剂可能会失去活性，催化效率反而降低，c错误。(4)将实验1、3中数据分别代入合成氨的速率方程可得：①q＝k·mα·nβ·pγ，③10q＝k·mα·nβ·(0.1p)γ，两式联立可得γ＝－1。合成氨过程中，不断分离出氨，即降低体系中c(NH3)，生成物浓度下降，平衡向正反应方向移动，但不会提高正反应速率，a正确，c错误；反应主产物即氨不能使催化剂中毒，b错误。
4．(1)(2022·湖南选考卷，17节选)已知，ΔG＝ΔH－TΔS，ΔG的值只决定于反应体系的始态和终态，忽略ΔH、ΔS随温度的变化。若ΔG<0，则该反应可以自发进行。根据如图判断：600 ℃时，下列反应不能自发进行的是________。
A．C(s)＋O2(g)===CO2(g)
B．2C(s)＋O2(g)===2CO(g)
C．TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋
O2(g)
D．TiO2(s)＋C(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋CO2(g)
(2)(2022·浙江1月选考卷，29节选)在C和O2的反应体系中：
反应①：C(s)＋O2(g)===CO2(g)
ΔH1＝－394 kJ·mol－1
反应②：2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
ΔH2＝－566 kJ·mol－1
反应③：2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH3
设ΔG＝ΔH－TΔS，反应①、②和③的ΔG随温度T的变化关系如图所示。图中对应于反应③的线条是________。
[答案]　(1)C　(2)a
[解析]　(1)由题图可知，600 ℃时C(s)＋O2(g)===CO2(g)的ΔG<0，反应自发进行，故A不符合题意；由题图可知，600 ℃时2C(s)＋O2(g) ===2CO(g)的ΔG<0，反应自发进行，故B不符合题意；由题图可知，600 ℃时TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)的ΔG>0，反应不能自发进行，故C符合题意；根据盖斯定律，TiO2(s)＋C(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋CO2(g)可由C(s)＋O2(g)===CO2(g)与TiO2(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(g)＋O2(g)相加得到，再根据题给图像中的数据可得，600 ℃时其ΔG<0，反应自发进行，故D不符合题意。(2)由已知方程式：(2×反应①－反应②)可得反应③，结合盖斯定律得ΔH3＝2ΔH1－ΔH2＝－222 kJ·mol－1，反应①前后气体分子数不变，升温ΔG不变，对应线条b，升温促进反应②平衡逆向移动，气体分子数增多，ΔG值增大，对应线条c，升温促进反应③平衡逆向移动，气体分子数减少，ΔG值减小，对应线条a。
5．(2023·辽宁选择考节选)硫酸工业在国民经济中占有重要地位。
(1)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下)，副产物为亚硝基硫酸，主要反应如下：
NO2＋SO2＋H2O===NO＋H2SO4
2NO＋O2===2NO2
(ⅰ)上述过程中NO2的作用为______________________________。
(ⅱ)为了适应化工生产的需求，铅室法最终被接触法所代替，其主要原因是______________________________________________________ (答出两点即可)。
(ⅰ)为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度，绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度的关系如下图所示，下列说法正确的是________。
a．温度越高，反应速率越大
b．α＝0.88的曲线代表平衡转化率
c．α越大，反应速率最大值对应温度越低
d．可根据不同α下的最大速率，选择最佳生产温度
(ⅱ)为提高钒催化剂的综合性能，我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下，温度和转化率关系如下图所示，催化性能最佳的是______ (填标号)。
[答案]　(1)(ⅰ)催化剂　(ⅱ)反应中有污染空气的NO和NO2放出，影响空气环境、NO2可以溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质、产率不高(答案合理即可)
(2)(ⅰ)cd　(ⅱ)d
[解析]　(1)(ⅰ)根据所给的反应方程式，NO2在反应过程中先消耗再生成，说明NO2在反应中起催化剂的作用。(ⅱ)铅室法在反应中有污染空气的NO和NO2放出，影响空气环境、同时作为催化剂的NO2可以溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质影响产品质量、产率不高(答案合理即可)。(2)(ⅰ)根据不同转化率下的反应速率曲线可以看出，随着温度的升
高反应速率先加快后减慢，a错误；从图中所给出的速率曲线可以看出，相同温度下，转化率越低反应速率越快，但在转化率小于88%时的反应速率图像并没有给出，无法判断α＝0.88的条件下是平衡转化率，b错误；从图像可以看出随着转化率的增大，最大反应速率不断减小，最大反应速率出现的温度也逐渐降低，c正确；从图像可以看出随着转化率的增大，最大反应速率出现的温度也逐渐降低，这时可以根据不同转化率选择合适的反应温度以减少能源的消耗，d正确。(ⅱ)为了提高催化剂的综合性能，科学家对催化剂进行了改良，从图中可以看出标号为d的催化剂V-K-Cs-Ce对SO2的转化率最好，产率最佳，故答案选d。
1．焓变、熵变和温度对化学反应进行方向的影响
2．化学反应的调控
基本要求
(1)符合设备条件、操作安全、经济成本低等；
(2)原料利用率高；
(3)反应快，产量高。
3．工业生产中化学反应条件的优化
　　　　 从经济效益和社会效益等方面考虑
(1)从化学反应速率分析
既不能过快，又不能过慢；反应过快可能会有安全隐患，而过慢又会影响效益。
(2)从化学平衡移动分析
既要注意外界条件对速率和平衡影响的一致性，又要注意二者影响的矛盾性，并结合生产实际进行考虑。
(3)从原料的利用率分析
增加易得廉价原料，提高难得高价原料的利用率，从而降低生产成本。
(4)从实际生产能力分析
如设备承受高温、高压能力等。
(5)从催化剂角度分析
注意催化剂的活性对温度的要求。
(6)注意物质和能量的循环利用(共96张PPT)
第七章
化学反应速率与化学平衡
第35讲　化学反应速率和平衡图像及分析
课标解读 1．系统掌握常见化学反应速率和平衡图像的分析方法。
2．加深外界条件对化学反应速率及化学平衡影响的理解。
考点二
考点一
考点一 化学反应速率图像
1．“渐变”类v－t图像及分析
图像 分析 结论
t1时v′(正)突然增大，v′(逆)逐渐增大；v′(正)>v′(逆)，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，增大反应物的浓度
图像 分析 结论
t1时v′(正)突然减小，v′(逆)逐渐减小；v′(逆)>v′(正)，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，减小反应物的浓度
t1时v′(逆)突然增大，v′(正)逐渐增大；v′(逆)>v′(正)，平衡向逆反应方向移动 t1时其他条件不变，增大生成物的浓度
图像 分析 结论
t1时v′(逆)突然减小，v′(正)逐渐减小；v′(正)>v′(逆)，平衡向正反应方向移动 t1时其他条件不变，减小生成物的浓度
解题原则：分清正反应、逆反应及二者的相对大小，分清“突变”和“渐变”；正确判断化学平衡的移动方向；熟记浓度、压强、温度、催化剂等对化学平衡移动的影响规律。
2．“断点”类v－t图像及分析
图像
t1时刻所改变的条件 温度 升高 降低
正反应为放热的反应 压强 增大 减小
正反应为气体物质的量增大的反应 图像
t1时刻所改变的条件 温度 升高 降低
正反应为吸热的反应 压强 增大 减小
正反应为气体物质的量减小的反应 3．“平台”类v－t图像及分析
图像 分析 结论
t1时v′(正)、v′(逆)均突然增大且v′(正)＝v′(逆)，平衡不移动 其他条件不变，t1时使用催化剂
其他条件不变，t1时增大反应体系的压强且反应前后气体体积无变化
t1时v′(正)、v′(逆)均突然减小且v′(正)＝v′(逆)，平衡不移动 其他条件不变，t1时减小反应体系的压强且反应前后气体体积无变化
4．反应进程类速率—时间图像分析
Zn与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。
原因：(1)AB段(v增大)_____________________________________。
(2)BC段(v减小)_________________________________。
反应放热，溶液温度逐渐升高，v增大
溶液中c(H＋)逐渐减小，v减小
[微点归纳]　速率图像分析的一般方法
(1)看清关键点：起点、终点和变化点。
(2)看清变化趋势。
(3)综合分析反应原理，如有的反应放热造成温度升高，反应速率加快；有的反应生成的金属与原金属形成原电池，反应速率加快；有的反应物浓度减小，反应速率减慢；有的反应生成物中有催化剂，反应速率加快；有的反应温度过高，造成催化剂失去活性，反应速率减慢等。
微考点1　速率—时间图像及分析
A．给该反应升温，v(正)减小，v(逆)增大
B．t2时刻改变的条件是向密闭容器中加NO
C．t1时刻的v(逆)大于t2时刻的v(正)
D．若气体的密度不变，不能说明该反应达到平衡
[答案]　B
[解析]　升高温度，任何反应的反应速率均增大，故给该反应升温，v(正)增大，v(逆)增大，A错误；由图像可知，压强一定条件下，t2时刻改变条件以后，逆反应速率突然减小，达到新平衡时，与原反应速率相同，故改变的条件是向密闭容器中加NO，B正确；由B项分析可知，t2时刻改变的条件是向密闭容器中加NO，正反应速率增大，逆反应速率减小，则t1时刻的v(逆)小于t2时刻的v(正)，C错误；由题干反应方程式可知，反应前后气体的物质的量保持不变，即恒温下容器的容积保持不变，反应正向气体质量增加，故若气体的密度不变，则气体质量不变，说明该反应达到平衡，D错误。
A．O～t2时，v正>v逆
B．t2时刻改变的条件是向密闭容器中加入C
C．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，A的体积分数：Ⅰ>Ⅱ
D．Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数：KⅠ[答案]　B
[解析]　在t1～t2时间段内，v逆保持不变，说明达到平衡，v正＝ v逆，故A不正确；t2时刻v逆突然增大，且达到平衡时v逆和t1～t2时间段内速率相等，说明改变的条件是向密闭容器中加入C，由于是气体分子数不变的反应，容器体积发生了变化，故平衡未发生移动，故B正确；Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，由于反应前后气体分子数不变及平衡速率没有发生变化，说明A的体积分数：Ⅰ＝Ⅱ，故C不正确；平衡常数只与温度有关，根据题目中温度恒定，可知Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时，平衡常数：KⅠ＝KⅡ，故D不正确。
[答案]　C
[解析]　分析时要注意改变条件瞬间v(正)、v(逆)的变化。增大O2的浓度，v(正)瞬间增大，v(逆)瞬间不变，A正确；增大压强，v(正)、v(逆)都瞬间增大，v(正)增大的倍数大于v(逆)，B正确；升高温度，v(正)、v(逆)都瞬间增大，速率曲线是不连续的，C错误；加入催化剂，v(正)、v(逆)同时同倍数增大，D正确。
分析速率—时间图像的思维流程
分析速率—时间图像的特点，看v(正)、v(逆)是否存在“断点”，看是否存在“平台”。
若存在“断点”，则改变的条件可能是温度或压强，v(正)、v(逆)增大，可能是升高温度或增大压强；若v(正)、v(逆)减小，可能是降低温度或减小压强。
若图像中无“断点”，曲线是“渐变”，即逐渐升高(或降低)，则改变的条件是增大浓度(或减小浓度)。
1
2
3
若存在“平台”，则改变的条件可能是使用催化剂，或改变压强(前后气体总体积不变的反应)。
4
4．(2025·河北张家口模拟)某实验探究小组研究
25 ℃时N2O5的分解反应：2N2O5(g)===4NO2(g)＋O2(g)。
该小组根据表格中的实验数据绘制c－t图像如图所示。
下列说法正确的是(　　)
微考点2　物质的量(或浓度)—时间图像及分析
t/min 0 1 2 3 4
c(N2O5)/(mol·L－1) 0.160 0.114 0.080 0.056 0.040
c(O2)/(mol·L－1) 0 0.023 0.040 0.052 0.060
A．曲线Ⅰ是N2O5的浓度变化曲线
B．曲线Ⅱ是O2的浓度变化曲线
C．在0～1 min、1～2 min两个时间段里，化学反应速率最快的是0～1 min
D．只增大容器体积，化学反应速率增大
[答案]　C
[解析]　曲线Ⅰ的初始浓度为0，是O2的浓度变化曲线，故A错误；曲线Ⅱ的初始浓度为0.160 mol·L－1，是N2O5的浓度变化曲线，故B错误；在0～1 min、1～2 min两个时间段里，氧气浓度的变化量分别是0.023 mol·L－1、0.04 mol·L－1－0.023 mol·L－1＝0.017 mol·L－1，化学反应速率最快的是0～1 min，故C正确；只增大容器体积，压强减小，化学反应速率减小，故D错误。
[答案]　A
A．若混合气体的压强不变，说明反应已达化学平衡状态
B．a、b、c、d四个点表示的反应体系中，表示化学反应处于平衡状态的只有b点
C．25～30 min内用X表示的平均化学反应速率是0.08 mol·L－1·min－1
D．反应进行至25 min时，曲线发生变化的原因是增加Y的浓度
[思路导引]　(1)分析体系及反应特点：①恒温恒容体系；②正反应是气体体积减小的放热反应。
[答案]　D
捕捉图像中的五个关键点
1
读图识图获取有用信息的技巧
2
考点二 化学平衡图像
1．浓度(转化率、百分含量)—时间图像及分析
C%指生成物的百分含量，B%指反应物的百分含量。
(a用催化剂，b不用)
(T2>T1，正反应为吸热反应)
(T2>T1，正反应为放热反应)
(p1>p2，正反应为体积减小的反应)
(p1>p2，正反应为体积增大的反应)
是“先拐先平，数值大”。即曲线先出现拐点的首先达到平衡，反应速率快，以此判断温度或压强的高低，再依据外界条件对平衡的影响分析判断反应的热效应及反应前后气体体积的变化。
2．转化率(或质量分数)与压强—温度图像
(1)恒压线图像
(2)恒温线图像
注意：表示两个外界条件同时变化时，反应物A的转化率变化情况，解决这类图像一般采用“定一议二”的方法，即把自变量(温度、压强)之一设为恒量，讨论另外两个变量的关系。
3．两类特殊图像
[微点归纳]　(1)特殊图像类型的解题步骤
①看清坐标所代表的意义，如反应时间、投料比值、催化剂的选择、转化率等。
②抓住图像中的关键点(最高点、最低点、拐点)，看清曲线的变化趋势。
③将特殊图像转化为常规图像。
④运用化学平衡知识进行解答。
(2)特殊图像题的分析角度
①曲线上的每个点是否都到达平衡
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。
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就会下降。
③不同的投料比对产率的影响
可以根据定一议二的方法，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化学计量数和的大小。
④考虑副反应的干扰或影响
试题往往会有一定的信息提示，有时候，根据信息推理某个条件的改变对某个反应的影响较大，尤其温度的改变影响较大。
微考点1　浓度(物质的量、转化率、百分含量)—时间图像及分析
A．在图像反应Ⅰ中，说明正反应为吸热反应
B．在图像反应Ⅰ中，若p1>p2，则此反应的ΔS>0
C．在图像反应Ⅱ中，说明该正反应为吸热反应
D．在图像反应Ⅲ中，若T1>T2，则该反应能自发进行
[答案]　D
[解析]　图像反应Ⅰ中任取一曲线，图中随着温度的升高反应物的平衡转化率减小，升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，A项错误；在图像反应Ⅰ的横坐标上任取一点，作横坐标的垂直线与两曲线相交，若p1>p2，增大压强反应物A的平衡转化率增大，增大压
强平衡向正反应方向移动，则a＋1>c，ΔS<0，B项错误；图像反应Ⅱ中T1先出现拐点，T1反应速率快，T1>T2，T1平衡时n(C)小于T2平衡时n(C)，升高温度平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，C项错误；图像反应Ⅲ增大压强平衡不移动，则a＋1＝c，若T1>T2，升高温度A的转化率减小，升高温度平衡向逆反应方向移动，则ΔH<0，该反应能自发进行，D项正确。
[答案]　C
[解析]　该反应为放热反应，平衡后升高温度，反应逆向移动，c(B)增大，故A错误；加压时正反应速率和逆反应速率都增大，故B错误；温度相同时，加压有利于反应正向进行，故w(C)增大，压强恒定时，升高温度，反应逆向进行，w(C)减小，故C正确；压强恒定时，升高温度，反应逆向进行，A的转化率减小，故D错误。
3．(2025·湖南长沙检测)在容积为V L的恒温密闭容器中模拟工业合成氨。充入N2和H2的总物质的量为1 mol，容器内各组分的物质的量分数与反应时间t的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)
[答案]　B
数，t2时刻及以后，NH3的物质的量分数增大，说明反应向正反应方向进行，则NH3的分解速率小于其生成速率，C正确；t3时刻，减小容积，压强增大，平衡正向移动，NH3的物质的量分数增大，H2的物质的量分数减小，D正确。
A．A、C两点的化学平衡常数：KA>KC
B．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
C．由状态B到状态A，可以用加热的方法
D．A、C两点气体的平均相对分子质量：A>C
[答案]　C
微考点2　恒压(或恒温)线图像及分析
[解析]　A、C两点对应的温度相同，平衡常数只受温度的影响，KA＝KC，A错误；A点到C点，压强增大，NO2(g)的浓度增大，虽然平衡逆向移动，最终二氧化氮的浓度比原浓度大，即C点气体颜色比A点深，B错误；A点到B点，NO2的体积分数减小，说明相同压强下，T2到T1，平衡逆向移动，T2>T1，即由状态B到状态A，可以用加热的方法，C正确；A点到C点，压强增大，平衡逆向移动，该反应的逆反应为气体相对分子质量增大的反应，即A点气体的平均相对分子质量小于C点气体的平均相对分子质量，D错误。
A．p1>p2
B．a点CO2的转化率为75%
C．a、b、c三点对应的化学反应速率v(a)
D．b→a过程，平衡向正反应方向移动
[思路点拨]　(1)析图像：①纵坐标是CH3OH体积分数，横坐标是温度(T)；②CH3OH%随温度升高而逐渐减小。
[答案]　C
A．甲表示绝热过程且ΔH>0
B．反应速率：va正>vb正
C．气体的总物质的量：naD．a点平衡常数：K>12
[答案]　A
[解析]　甲容器随着反应的进行，压强先增大后减小，反应正向气体的物质的量减小，则甲中刚开始压强增大的原因是因为容器温度升高，故甲是绝热条件，且说明上述反应过程为放热反应，即ΔH<0，A错误；甲是绝热容器，正反应放热，反应达到平衡状态时，甲容器的温度大于乙，升高温度平衡逆向移动，所以甲容器中反应物的浓度大于乙，甲中反应物浓度大、温度高，所以va正>vb正，B正确；正反应放热，a点的温度大于c点，图中a点和c点气体的压强、体积相等，根据pV＝nRT，naT始，此时容器
解答化学平衡图像类题的四个“步骤”
1
分析化学平衡图像的三种“技巧”
(1)先拐先平
在含量(转化率)—时间曲线中，先出现拐点的先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。
(2)定一议二
当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。
(3)三看法
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
微考点3　化学平衡复杂图像分析
下列说法错误的是(　　)
A．该反应的ΔH>0
B．由图可知，1 100 ℃时Al2O3几乎失去催化活性
C．不加催化剂时，温度越高，反应速率越大，达到平衡的时间越短
D．A点达到平衡时，若此时气体总压强为p，则平衡常数Kp＝0.25p
[答案]　D
[解析]　由题图可知，升高温度，H2S的平衡转化率增大，说明升高温度，平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，ΔH>0，A项正确；1 100 ℃时，有催化剂和无催化剂时H2S的转化率相等，表明Al2O3几乎失去催化活性，B项正确；不加催化剂时，温度越高，反应速率越大，达到平衡的时间越短，C项正确；A点达到平衡时，H2S的平衡转化率为50%，设加入的H2S的物质的量为x mol，列出三段式
8．已知CO2催化重整CH4的反应：
微考点4　平衡图像及多重平衡体系分析
A．ΔH1>0
B．若反应Ⅰ、Ⅲ消耗等量的CO2
时，转移电子数之比为3∶4
C．300～580 ℃，H2O的体积分数
不断增大，是由于反应Ⅲ生成H2O的量
大于反应Ⅱ消耗H2O的量
D．T ℃时，在容积为2 L容器中加
入2 mol CH4、2 mol CO2以及催化剂进
行重整反应，测得CO2的平衡转化率为
75%，则反应Ⅰ的平衡常数小于81
[答案]　C
[解析]　根据图示，随温度的升高，CH4和CO2的体积分数减小，说明升温，平衡正向移动，而升温平衡向吸热方向移动，正反应吸热，ΔH1>0，A正确；反应Ⅰ每消耗1 mol CO2，转移电子6 mol，反应Ⅲ每消耗1 mol CO2，转移电子8 mol，所以反应Ⅰ、Ⅲ消耗等量的CO2时，转移电子数之比为3∶4，B正确；反应Ⅲ是放热反应，升温时平衡逆向移动消耗H2O，反应Ⅱ是吸热反应，升温时平衡正向移动，生成H2O,300～580 ℃，H2O的体积分数不断增大，是由于反应Ⅲ消耗H2O的量小于反应Ⅱ生成H2O的量，C错误；T ℃时，在容积为2 L容器中加入
多重平衡规则
在多重平衡体系中，如果一个反应由另外两个或多个反应相加减而来，则该反应的平衡常数等于这两个或多个反应的平衡常数的乘积或商。
多重平衡问题的解题思路
1
2
1．(2024·新课标卷，29节选)(1)在总压分别为0.10、0.50、1.0、2.0 MPa下，Ni(s)和CO(g)反应达平衡时，
Ni(CO)4体积分数x与温度的关系如图所
示。反应Ni(s)＋4CO(g)===Ni(CO)4(g)的
ΔH________0(填“大于”或“小于”)。
从热力学角度考虑，___________有利于
Ni(CO)4的生成(写出两点)。p3、100 ℃时
CO的平衡转化率α＝________，该温度下
平衡常数Kp＝________(MPa)－3。
[解析]　(1)随着温度升高，平衡时Ni(CO)4的体积分数减小，说明温度升高平衡逆移，因此该反应的ΔH<0。该反应的正反应是气体总分子数减小的放热反应，因此降低温度和增大压强均有利于Ni(CO)4的生成。由上述分析知，温度相同时，增大压强平衡正向移动，对应的平衡体系中Ni(CO)4的体积分数增大，则压强：p4>p3>p2>p1，即p3对应的压强是1.0 MPa。由题图可知，p3、100 ℃条件下达到平衡时，CO和Ni(CO)4的物质的量分数分别为0.1、0.9，设初始投入的CO为4 mol，反应生成的Ni(CO)4为x mol，可得三段式：
　Ni(s)＋4CO(g)===Ni(CO)4(g)　n气总
n起始/mol 4 0 4
n转化/mol 4x x
n平衡/mol 4－4x x 4－3x
2．(2024·黑吉辽卷，18)为实现氯资源循环利用，工业上采用RuO2催化氧化法处理HCl废气：
将HCl和O2分别以不同起始流速通入反应器中，在360 ℃、400 ℃和440 ℃下反应，通过检测流出气成分绘制HCl转化率(α)曲线，如图所示(较低流速下转化率可近似为平衡转化率)。
回答下列问题：
(1)ΔS________0(填“>”或“<”)；T3＝________℃。
(2)结合以下信息，可知H2的燃烧热ΔH＝________kJ·mol－1。
H2O(l)===H2O(g)　ΔH2＝＋44.0 kJ·mol－1
H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)　ΔH3＝－184.6 kJ·mol－1
(3)下列措施可提高M点HCl转化率的是________(填序号)。
A．增大HCl的流速
B．将温度升高40 ℃
C．增大n(HCl)∶n(O2)
D．使用更高效的催化剂
(4)图中较高流速时，α(T3)小于α(T2)和α(T1)，原因是____________ ____________________________________________________________。
(5)设N点的转化率为平衡转化率，则该温度下反应的平衡常数K＝________ (用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算)。
[答案]　(1)<　360　(2)－285.8　(3)BD
(4)流速较高时，均未达到平衡，T3、T2、T1对应的反应温度分别为360 ℃、400 ℃、440 ℃，随着温度升高，反应速率加快，HCl转化率增大
(5)6
随着HCl流速的增大，HCl的转化率下降，A错误；M点对应的HCl流速较高，未达到平衡状态，升高温度，可加快反应速率，提高HCl的转化率，结合题图甲可知，HCl流速相同时，将温度升高40 ℃，即温度为400 ℃，此时HCl的转化率增大，B正确；由题图甲、乙可知，温度、HCl流速相同时，增大n(HCl)∶n(O2)，HCl转化率下降，C错误；使用更高效的催化剂，可加快反应速率，从而提高M点HCl的转化率，D正确。(4)流速较高时，反应未达到平衡，则影响转化率的主要因素是反应速率，而本题影响速率的因素是温度，故从温度的角度来分析。(5)代入
1 h内的气体流量，题图乙中n(HCl)∶n(O2)＝4∶4，则N点通入的HCl、O2物质的量均为0.10 mol，根据图乙数据可知，平衡时HCl转化率为80%，即HCl转化的物质的量为0.08 mol，可列出三段式：
3．(2023·浙江6月选考节选)水煤气变换反应是工业上的重要反应，可用于制氢。
(1)水煤气变换反应是放热的可逆反应，需在多个催化剂反应层间进行降温操作以“去除”反应过程中的余热(如图1所示)，保证反应在最适宜温度附近进行。
①在催化剂活性温度范围内，图2中b～c段对应降温操作的过程，实现该过程的一种操作方法是________。
A．按原水碳比通入冷的原料气
B．喷入冷水(蒸气)
C．通过热交换器换热
②若采用喷入冷水(蒸气)的方式降温，在图3中作出CO平衡转化率随温度变化的曲线。
(2)在催化剂活性温度范围内，水煤气变换反应的历程包含反应物分子在催化剂表面的吸附(快速)、反应及产物分子脱附等过程。随着温度升高，该反应的反应速率先增大后减小，其速率减小的原因是________　_________________________________________________________________________________________________________________________。
[答案]　(1)①AC　②见解析图
(2)温度过高时，不利于反应物分子在催化剂表面的吸附，从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低，反应速率减小，温度过高还会导致催化剂的活性降低，从而使化学反应速率减小
[解析]　(1)①按原水碳比通入冷的原料气，可以降低温度，同时化学反应速率稍减小，导致CO的转化率稍减小，与图中变化相符，A正确；喷入冷水(蒸气)，可以降低温度，但是同时水蒸气的浓度增大，会导致CO的转化率增大，与图中变化不符，B错误；通过热交换器换热，可以降低温度，且不改变投料比，同时化学反应速
率稍减小，导致CO的转化率稍减小，与图中变化
相符，C正确。②增大水蒸气的浓度，平衡正向移
动，则一氧化碳的平衡转化率增大，会高于原平衡
曲线，故图像如右图。
(2)反应物分子在催化剂表面的吸附是一个放热的快速过程，温度过高时，不利于反应物分子在催化剂表面的吸附，从而导致其反应物分子在催化剂表面的吸附量及浓度降低，反应速率减小，温度过高还会导致催化剂的活性降低，从而使化学反应速率减小。
1．速率平衡图像的解题步骤
2．特殊图像类型的解题步骤
(1)看清坐标所代表的意义，如反应时间、投料比值、催化剂的选择、转化率等；
(2)抓住图像中的关键点(常为最高点、最低点、拐点)、看清曲线的变化趋势；
(3)将特殊图像转化为常规图像；
(4)运用化学平衡知识进行解答。
3．特殊平衡图像题解题角度
(1)曲线上的每个点是否都到达平衡
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。
(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。
(3)不同的投料比对产率造成的影响
可以根据“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，确定反应热或反应前后气体体积的变化。

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