第18讲-证据推理:速率、平衡、转化率选择题(课件 学案 练习)2026届高中化学二轮专题复习

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第18讲-证据推理:速率、平衡、转化率选择题(课件 学案 练习)2026届高中化学二轮专题复习

资源简介

一、考向分析
1.2025年试题考点分布统计
卷别 呈现形式 试题 情境 2025年试题考点分布
速率 平衡 转化率
反应速率的计算 反应速率的比较 反应速率影响因素 活化能与反应速率 速率方程 平衡状态判断 平衡移动影响因素 平衡常数
安徽 图文结合 恒温恒压密闭容器中的反应 √ √ √ √ √ √ √14
海南 图文结合 恒温下,反应物A与Q按图示反应 √ √
黑吉辽蒙 图文结合 室温下,将AgCl置于NH4NO3溶液 √ √ 15
北京 图文 结合 钯(Pd)催化高效合成醋酸乙烯酯 √
山东 图文结合 恒容密闭容器中,Na2SiF6热解反应 √ √ 10
江西 文字叙述 一定压强下,乙烯水合反应 √ √
广西 图文结合 氨基喹啉衍生物(M)合成反应历程 √ √
广西 图文结合 浓度相等的HClO和ClO2-混合溶液 √ √
陕晋青宁 实验方案 不同浓度Na2S2O3加入H2SO4 √ √ 14
福建 文字 叙述 氯自由基,引发丙烷一氯代反应 √ √ 10
河北 图文 结合 氮化镓(GaN)是一种半导体材料 √ √ 14
河南 图文结合 催化剂作用下,丙烷脱氢制丙烯 √ √
四川 文字叙述 解释实验现象的离子方程式判断 √
北京 图文结合 研究三价铁配合物性质进行实验 √
河北 文字叙述 实验操作及现象能得出相应结论 √ √
江苏 图文结合 甘油水蒸气重整获得H2 √ √ 12 √
甘肃 文字 叙述 CO2加氢转化成甲烷 √ √ 14
四川 图文 结合 H2A是二元酸,MA是一种难溶盐 √ √ 15
云南 实验装置 下列装置或操作正确的是 √ √ 14
浙江1月 文字叙述 判断说法正误 √ √ 15
浙江6月 文字叙述 AgCl的溶解平衡 √ 15
新课标 图文结合 HF的水溶液中存在平衡 √ 7
湖北 图文结合 铜、乙腈水溶液含铜分布曲线 √ 14
湖南 图文结合 草酸广泛用于食品、药品等领域 √ 13
天津 图文结合 苹果酸常用于制造药物、糖果等 √ 12
重庆 图文结合 Cr(OH)3是两性氢氧化物 √ 14
说明:带“√+数字”标记的为水溶液中离子图像题+题号。
2.高考题中有关“速率+平衡+转化率选择题”考查特点
(1)不是简单的、孤立的考查基本概念,而是有一定综合性的考查。
(2)将考点融入真实情境,结合生产、实验、反应,给出“丰富”的信息。
(3)需要结合实验、历程、机理、图像、数据进行分析与推测、归纳与论证,才能做出正误的判断。
(4)侧重从题中已有“证据“+已有知识”体系“到得出”结论”的推理能力的考查。
3.2025年23套高考题中有关“速率+平衡+转化率选择题”考点占比
其中“水溶液中离子平衡图像题”“平衡常数的计算”“活化能与反应速率”分别在第11讲、第16讲和第19讲进行详细讲解。本讲主要针对速率、平衡、转化率选择题部分进行详细讲解。
4.课标分析
这部分内容在《普通高中化学课程标准》中呈现在“选择性必修二 主题2 化学反应的方向、限度和速率”一节中。将课程标准的2020年修订版与2025年修订版对比得到如下结果:
(1)内容要求——知道考什么——必备知识
2017年版2020年修订 2017年版2025年修订
2.1化学反应的方向与限度 知道化学反应是有方向的,知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。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。了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。通过实验探究,了解浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响。
2.2化学反应速率 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。通过实验探究,了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。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。
2.3化学反应的调控 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。知道催化剂可以改变反应历程,对调控化学反应速率具有重要意义。
2.4学生必做实验 探究影响化学平衡移动的因素。
二个版本没有变化。
(2)学业要求——知道如何考——关键能力
2017年版2020年修订 2017年版2025年修订
1.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,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。
2.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,能讨论化学反应条件的选择和优化。
3.能进行化学反应速率的简单计算,能通过实验探究分析不同组分浓度改变对化学反应速率的影响,能用一定的理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响。
4.能运用温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响规律解释生产、生活、实验室中的实际问题,能讨论化学反应条件的选择和优化。
5.针对典型案例,能从限度、速率等角度对化学反应和化工生产条件进行综合分析。 5.能举例说明反应调控在生产生活和科学研究中的重要作用。针对典型案例,能从化学反应限度、速率等角度对化学反应条件进行综合分析,从节能、环保、资源综合利用等多角度进行评价。
第5点有变化,备考时关注反应调控在生产生活和科学研究中的作用,从节能、环保、资源综合利用等多角度进行评价。
二、重温经典
1.化学反应速率
【例1】(2025陕晋青宁卷)10.下列实验方案不能得出相应结论的是( )
A B C D
结论:金属活动性顺序为Zn>Fe>Cu 结论:氧化性顺序为Cl2>Fe3+>I2 结论:甲基使苯环活化 结论:增大反应物浓度,该反应速率加快
【答案】C
【考向】D选项通过设计实验方案,探究浓度对反应速率的影响。
【解析】
A项,原电池中,较活泼的金属做负极,电子由负极经导线流向正极。Fe、Cu、稀硫酸原电池中,电子由活泼金属Fe流向Cu,Fe、Zn、硫酸原电池中,电子有Zn流向Fe,活泼性:Zn>Fe>Cu,A正确;
B项,FeCl3与淀粉KI溶液反应,溶液变蓝色,则氧化性:Fe3+>I2,新制氯水加入含KSCN的FeCl2溶液中,溶液变红色,生成了Fe3+,则氧化性:Cl2>Fe3+,故氧化性:Cl2>Fe3+>I2,B正确;
C项,酸性高锰酸钾分别滴入苯和甲苯中,甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明了苯环使甲基活化,C错误;
D项,不同浓度的Na2S2O3与相同浓度的稀硫酸反应,浓度大的Na2S2O3先出现浑浊,说明增大反应物浓度,反应速率加快,D正确;
本题答案选C。
【评析】
以实验方案的判断为载体,涉及浓度对化学反应速率影响的实验探究,考查用已有知识进行推理能力。
【例2】(2025北京卷)10.乙烯、醋酸和氧气在钯(Pd)催化下高效合成醋酸乙烯酯(CH2=CHOOCCH3)的过程示意图如下。
下列说法不正确的是( )
A.①中反应为4CH3COOH + O2 + 2Pd→2Pd(CH3COO)2 + 2H2O
B.②中生成CH2=CHOOCCH3的过程中,有σ键断裂与形成
C.生成CH2=CHOOCCH3总反应的原子利用率为100%
D.Pd催化剂通过参与反应改变反应历程,提高反应速率
【答案】C
【考向】D项考查催化剂对反应速率的影响。
【解析】
A项,由图可知,①中反应物为CH3COOH、O2、Pd,生成物为H2O和Pd(CH3COO)2,方程式为:4CH3COOH + O2 + 2Pd→2Pd(CH3COO)2 + 2H2O,A正确;
B项,②中由乙烯生成CH2=CHOOCCH3的过程中,乙烯中C-H断开,醋酸乙烯酯中有C-O生成,所以存在σ键断裂与形成,B正确;
C项,由示意图可知,总反应生成CH2=CHOOCCH3外,还有有H2O生成,原子利用率不是100%,C错误;
D项,由题干可知,Pd催化下高效合成醋酸乙烯酯,应提高了反应速率,D正确;答案选C。
【评析】
以实际生产工艺合成图为情境,涉及催化剂对反应速率影响,考查分析推断、信息获取能力。
【例3】(2025黑吉辽蒙卷)14.一定条件下,“BrO3--SO32--[Fe(CN)6]4--H+”4种原料按固定流速不断注入连续流动反应器中,体系pH-t振荡图像及涉及反应如下。其中AB段发生反应①~④,①②为快速反应。
① SO32-+H+HSO3-
② HSO3-+H+H2SO3
③ 3HSO3-+BrO3-3SO42-+Br-+3H+
④ H2SO3+BrO3-→
⑤ BrO3-+6H++6[Fe(CN)6]4-Br-+6[Fe(CN)6]3-+3H2O
下列说法错误的是( )
A.原料中c(H+)不影响振幅和周期
B.反应④:3H2SO3+BrO3-3SO42-+Br-+6H+
C.反应①~④中,H+对SO32-的氧化起催化作用
D.利用pH响应变色材料,可将pH振荡可视化
【答案】A
【考向】A、C选项考查间接浓度、催化剂对反应速率的影响,需要结合图像和反
应分析。
【解析】
A项,由图可知,振幅是纵坐标pH的最大值和最小值的差,周期是横纵标,可看作反应一个循环的时间。根据反应,反应①②⑤消耗H+,反应③生成H+,原料中c(H+)浓度大,反应速率增大,反应时间短,周期变小;原料中c(H+)浓度大,初始pH最大值减小,与最小值的差减小,振幅会减小,所以原料中H+浓度的改变会影响周期和振幅,A错误;
B项,由反应③可知,BrO3-可氧化HSO3-,所以反应④BrO3-同样氧化H2SO3,配平得反应的离子方程式为3H2SO3+BrO3-3SO42-+Br-+6H+,B正确;
C项,反应①~④中H+先消耗后生成,且①②为快反应,说明H+对SO32-的氧化起催化作用,C正确;
D项,不同pH响应变色材料呈现不同的颜色,从而实现pH振荡可视化,D正确;
本题答案选A。
【评析】
以连续流动反应器中pH-t振荡图像及相关反应为载体,涉及化学反应速率与浓度的关系,考查证据推理、分析与预测能力。
【例4】(2025海南卷)7.恒温下,反应物A与Q按图示计量关系,同时发生三个基元反应,分别生成产物B、C、D,反应速率v1>v2>v3。
下列说法正确的是( )
A.反应的活化能①>②>③
B.提高温度仅提高反应②中活化分子百分数
C.加入催化剂,使反应③的活化能变小,D的产量降低
D.总反应速率v总=v1+v2+v3
【答案】D
【考向】本题A、C、D项考查活化能与反应速率得关系、催化剂与活化能和速率的关系、总反应速率与分反应速率的关系。
【解析】
A项,基元反应活化能越大,反应速率越慢,已知反应速率v1>v2>v3,则活化能应为①<②<③,A错误;
B项,升高温度会使所有反应的活化分子百分数均提高,B错误;
C项,加入催化剂,降低反应③的活化能,会加快反应③的速率,使D的生成速率增大,但不影响D的产量,C错误;
D项,三个反应为平行反应,共同消耗反应物A和Q,总反应速率等于各反应速率之和,即v总=v1+v2+v3,D正确。
本题答案选D。
【评析】
以平行反应的速率图像为载体,涉及化学反应速率与活化能、催化剂的关系,考查分析推断能力。
【例5】(2025福建卷)5.在25℃、光照条件下,Cl2产生氯自由基,引发丙烷一氯代反应:
i.CH3CH2CH3(g)+Cl2(g)CH3CHClCH3(g)+HCl(g) ΔH1
ii.CH3CH2CH3(g)+Cl2(g)CH3CH2CH2Cl(g)+HCl(g) ΔH2
反应体系中产物n(2-氯丙烷):n(1-氯丙烷)=3:2。下列说法错误的是( )
A.活化能:反应i<反应ii
B.丙烷中的键能:-CH3的C-H>-CH2-的C-H
C.当丙烷消耗2 mol时上述反应体系的焓变为ΔH1 + ΔH2
D.相同条件下正丁烷与Cl2发生一氯代反应,产物n(2-氯丁烷):n(1-氯丁烷)>3:2
【答案】C
【考向】A项比较活化能。需要根据生成物的占比分析反应i和反应ii进行的程度,
推出反应速率的快慢,从而推断反应i和反应ii活化能的大小。
【解析】
反应i和反应ii为平行的竞争性自由基反应,产物选择性由反应的相对速率决定,而反应速率取决于反应活化能,其内在关系可表示为:参与反应的C-H键能越小→活化能越低→反应速率越快→产物越多。
A项,由题干可知:反应体系中产物n(2-氯丙烷):n(1-氯丙烷)=3:2,2-氯丙烷占比多,说明反应i的反应速率大于反应ii,反应的活化能越小,反应速率越快,故反应i的活化能小于反应ii,A正确;
B项,键能越小,越易断裂。生成2-氯丙烷断的是-CH2-中的C-H键,生成1-氯丙烷断的是-CH3中的C-H键,生成的2-氯丙烷多,反应生成2-氯丙烷多,说明丙烷中-CH2-中的C-H键能小于-CH3的C-H,B正确;
C项,可以根据反应的热化学方程式求体系的焓变。生成的n(2-氯丙烷):n(1-氯丙烷)=3:2,2-氯丙烷占,1-氯丙烷占,丙烷消耗2 mol时,反应i生成2× mol2-氯丙烷,反应ii生成2×mol1-氯丙烷,所以反应体系的焓变为1.2ΔH1 + 0.8ΔH2,C错误;
D项,正丁烷的结构为CH3CH2CH2CH3,与丙烷中-CH3一样多,但-CH2-比丙烷中多,在相同条件下,正丁烷与Cl2发生一氯代反应,在-CH2-上的产物与在-CH3上的产物比例高于3:2,D正确。
本题答案选C。
【评析】
以氯代反应机理及产物比例数据为载体,涉及化学反应速率与活化能的关系,考查信息获取与加工、证据推理与论证能力。
【例6】(2025广西卷)9.某种氨基喹啉衍生物(M)合成反应的可能历程如图2,Ea表示活化能(kJ·mol-1)。下列说法错误的是( )
A.L—CuI是反应的催化剂
B.步骤①发生了N—O键断裂
C.反应速率:历程Ⅱ>历程I
D.反应热:历程Ⅱ>历程I
【答案】D
【考向】C项考查反应速率比较。需要从循环图中找出决速步骤的活化能。
【解析】
A项,由图可知,L—CuI在反应历程中随反应物进入,随最终生成物出来,是反应的催化剂,A正确;
B项,由图可知,步骤①中转化为,发生了N—O键断裂,B正确;
C项,由图可知,历程I经反应①②两步,活化能分别为91.5 kJ·mol-1和112.8 kJ·mol-1,最大为112.8 kJ·mol-1;历程II经反应①③④三步,活化能分别为91.5 kJ·mol-1、82.3 kJ·mol-1和31.0 kJ·mol-1,最大为91.5 kJ·mol-1。活化能越小,反应速率越快,所以反应速率历程Ⅱ>历程I,C正确;
D项,由图可知,历程Ⅱ和历程I起始反应物和最终生成物相同,反应热相等,D错误。
本题答案选D。
【评析】
以反应历程图为情境,涉及化学反应速率与活化能的关系,考查证据推理、分析推断能力。
【例7】(2025河北卷)12.氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料,广泛应用于光电信息材料等领域,可利用反应Ga2O3(s)+2NH3(g)2GaN(s)+3H2O(g)制备。反应历程(TS代表过渡态)如下:
下列说法错误的是( )
A.反应ⅰ是吸热过程
B.反应ⅱ中H2O(g)脱去步骤的活化能为2.69 eV
C.反应ⅲ包含2个基元反应
D.总反应的速控步包含在反应ⅱ中
【答案】D
【考向】D项考查反应速率与活化能的关系。需借助能垒图计算活化能,活化能越大,反应速率越慢,是速控步。
【解析】
A项,观察历程图可知,反应ⅰ中Ga2O3(s)+2NH3(g) 的相对能量为0,经TS1、TS2、TS3完成反应,生成Ga2O2NH(s)和H2O,此时的相对能量为0.05eV,因此体系能量增加,所以反应ⅰ为吸热反应,A正确;
B项,反应ⅱ中因H2O(g)脱去步骤需要经过TS5,则活化能为3.39eV-0.70eV=2.69eV,B正确;
C项,反应ⅲ历程中存在两个过渡态TS6、TS7,说明包含2个基元反应,C正确;
D项,反应历程中活化能最大的步骤,反应速率最慢,为速控步。计算各历程中最大活化能,反应i中为TS2步骤,活化能为2.81eV,反应ⅱTS5步骤,活化能为2.69eV,反应iii中为TS7步,差值为3.07eV,所以活化能最高的步骤是反应ⅲ中的TS7对应得反应步骤,总反应的速控步应包含在反应ⅲ中,D错误。
本题答案选D。
【评析】
以制备氮化镓反应历程能垒图为情境,涉及化学反应速率与活化能的关系,考查图像分析、证据推理能力。
2.化学平衡
【例8】(2025云南卷)5.下列装置(省略部分夹持装置)或操作正确的是( )
A.制备NH3 B.配制100mL 1.00mol·L-1KCl溶液 C.探究Na与H2O反应 D.探究温度对化学平衡的影响
【答案】D
【考向】D选项考查温度对化学平衡移动的影响
【解析】
用NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物加热制取氨气,试管口要略向下倾斜,防
止生成的水倒流使试管炸裂,A错误;
B项,不能在容量瓶中直接溶解固体,B错误;
C项,金属钠与水反应剧烈,不能在试管中进行,应在烧杯中进行,C错误;
D项,NO2体系中存在NO2和N2O4的平衡关系2NO2(红棕色)N2O4(无色),ΔH<0,升高温度,平衡逆向移动,即热水中NO2较多,体系颜色深,而冷水中,平衡正向移动,体系中以N2O4为主,颜色较浅,所以可以通过观察气体的颜色深浅来探究温度对平衡的影响,D正确。
本题答案选D。
【评析】
以化学实验为载体,涉及温度对化学平衡影响的实验探究,考查基础实验操作的评价能力。
【例9】(2025甘肃卷)4.CO2加氢转化成甲烷,是综合利用CO2实现“碳中和”和“碳达峰”的重要方式。525℃,101kPa下,CO2(g) + 4H2(g)CH4(g) + 2H2O(g) ΔH=-185kJ·mol-1。反应达到平衡时,能使平衡向正反应方向移动的是( )
A.减小体系压强
B.升高温度
C.增大H2浓度
D.恒容下充入惰性气体
【答案】C
【考向】考查改变外界条件对平衡移动的影响。
【解析】
A项,该反应正反应方向是气体分子总数减小的反应(5→3),减小压强平衡逆向移动,A不符合题意;
B项,该反应是放热反应,升温平衡向吸热方向移动,即逆向移动,B不符合题意;
C项,增大H2浓度会提高反应物浓度,平衡向正反应方向移动,C符合题意;
D项,恒容充入惰性气体不改变各物质浓度,平衡不移动,D不符合题意;
本题答案选C。
【评析】
以实现“碳中和”的一种反应为情境,涉及温度、浓度、压强对平衡移动的影响,考查分析推断能力。
【例10】(2025浙江1月卷)11.下列说法正确的是( )
A.常温常压下H2(g)和O2(g)混合无明显现象,则反应2H2(g)+O2(g)2H2O(l)在该条件下不自发
B.3H2(g)+N2(g)2NH3(g) ΔH<0,升高温度,平衡逆移,则反应的平衡常数减小
C.CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g) ΔH<0,则正反应的活化能大于逆反应的活化能
D.Na(s)+Cl2(g)NaCl(s) ΔH<0,Na+(g)+Cl-(g)NaCl(s) ΔH<0,则
Na(s)+Cl2(g)Na+(g)+Cl-(g) ΔH<0
【答案】B
【考向】B项考查温度对平衡移动以及平衡常数的影响。
【解析】
A项,根据复合判据ΔG=ΔH-TΔS,该反应ΔH<0、ΔS<0,温度较低时ΔG<0,故低温能自发进行,A错误;
B项,该反应为放热反应,升高温度,平衡逆移,平衡常数减小,B正确;
C项,该反应为放热反应,即Ea正-Ea逆<0,Ea正D项,由盖斯定律可知,第一个反应减去第二个反应可得第三个反应,但不知道前两个反应ΔH的相对大小,无法确定第三个反应ΔH的正负,D错误。
本题答案选B。
【评析】
本题结合反应原理判断说法的正误,涉及温度对平衡移动、平衡常数的影响,考查用已有知识推断能力。
【例11】(2025河北卷)13.下列实验操作及现象能得出相应结论的是( )
选项 实验操作及现象 结论
A 向盛有NO2与N2O4的恒压密闭容器中通入一定体积的N2,最终气体颜色变浅 化学平衡向NO2减少的方向移动
B 以K2CrO4为指示剂,用标准AgNO3溶液滴定溶液中的Cl-,先出现白色沉淀,后出现砖红色沉淀 Ksp(AgCl)C 向盛有2 mLFeCl3溶液的试管中加入过量铁粉,充分反应后静置,滴加KSCN溶液无明显变化;静置,取上层清液滴加几滴氯水,溶液变红 Fe2+具有还原性
D 向盛有2mL饱和Na2SO4溶液的试管中滴加鸡蛋清溶液,振荡,有沉淀析出;加蒸馏水稀释,再振荡,沉淀溶解 蛋白质沉淀后活性改变
【答案】C
【考向】本题A选项考查改变条件对平衡移动的影响。
【解析】
A项,体系中存在NO2和N2O4转化的平衡,恒压条件下通入N2,容器容积增大,NO2和N2O4的浓度均降低,气体颜色变浅,但分压减小,平衡向逆向NO2增加的方向移动,A错误;
B项,AgCl和Ag2CrO4的类型不同,二者的Ksp、表达式不同,无法根据沉淀出现的先后顺序判断两者大小关系,B错误;
C项,FeCl3溶液中加入过量铁粉,静置后滴加KSCN溶液无明显变化,说明Fe3+全部被Fe还原为Fe2+,溶液中铁元素以Fe2+形式存在,滴加几滴氯水后,溶液变红,说明Fe2+被氧化为Fe3+,证明Fe2+具有还原性,C正确;
D项,饱和Na SO4使蛋白质盐析,加水后沉淀溶解,说明未破坏蛋白质活性,D错误。
本题答案选C。
【评析】
以实验现象推导结论为载体,涉及恒压充气体对平衡移动的影响,考查实验分析和推理能力。
【例12】(2025江西卷)12.一定压强下,乙烯水合反应为:C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)。已知:ΔH(J/mol)=-34585-26.4T
ΔG(J/mol)=-34585+26.4T·InT+45.19T
气体均视为理想气体,下列说法正确的是( )
A.反应的活化能:E正>E逆
B.恒温恒容充入N2,平衡向左移动
C.ΔS随温度升高而降低
D.平衡后,升高温度,Δv正>Δv逆
【答案】C
【考向】本题B项、D项考查浓度、温度对平衡移送及速率的影响。
【解析】
A 项,可借助ΔH判断反应的 E正 和 E逆大小关系。ΔH = E正 - E逆,题目中ΔH = -34585 -26.4T,T为正值,所以ΔH为负值,说明E正 < E逆,A错误;
B项,恒温恒容充入N2,总压增大但各反应物分压不变,平衡不移动,B错误;
C项,将已知表达式代入ΔG = ΔH - TΔS,得ΔS = -71.59 -26.4lnT,温度T升高时lnT增大,lnT越大,ΔS 越小,所以ΔS随温度升高而减小,C正确;
D项,该反应的ΔH<0,为放热反应,升温平衡向逆向移动,即逆反应速率增加更多,所以Δv逆 > Δv正,D错误。
本题答案选C。
【评析】以乙烯水合反应的数据为载体,涉及压强、温度对平衡移动的影响,考查证据推理、分析推断能力。
【例13】(2025北京卷)12.为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
已知:[FeCl4]-为黄色、[Fe(SCN)]2+为红色、[FeF6]3-为无色。
下列说法不正确的是( )
A.①中浓盐酸促进平衡Fe3+ + 4Cl-[FeCl4]-正向移动
B.由①到②,[Fe(SCN)]2+生成并消耗[FeCl4]-
C.②、③对比,说明c(Fe3+):②>③
D.由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入KI、淀粉溶液,溶液也无明显变化
【答案】D
【考向】本题A项考查浓度对平衡移动的影响。
【解析】
A 项,①中滴加数滴浓盐酸,试管溶液黄色加深,[FeCl4]-为黄色,说明随c(Cl-)增大,生成更多的[FeCl4]-,所以浓盐酸促进Fe3+ + 4Cl-[FeCl4]-平衡正向移动,A正确;
B项,由①到②,向实验①所得溶液中滴加1滴KSCN溶液,溶液变为红色,说明Fe3+ + SCN-[Fe(SCN)]2+平衡正向移动,溶液中c(Fe3+)减小,使得Fe3+ + 4Cl-[FeCl4]-平衡逆向移动,部分[FeCl4]-转化为[Fe(SCN)]2+,即生成[Fe(SCN)]2+并消耗[FeCl4]-,B正确;
C项,实验③是向溶液②所得溶液中加入NaF固体,溶液红色褪去,变为无色,说明Fe3+与F-结合生成[FeF6]3-,溶液中c(Fe3+)减小,使得①②平衡均逆向移动,说明F-配位能力大于SCN-,使得③中c(Fe3+)变小,所以c(Fe3+):②>③,C正确;
D项,实验④是向实验③所得溶液中滴加KI溶液、淀粉溶液,未见明显变化,说明溶液中c(Fe3+)很小,不足以将I-氧化。所以由①→④,溶液中的c(Fe3+)是越来越小的。而①中c(Fe3+)较大,若加入KI、淀粉溶液,Fe3+将I-氧化为I2,溶液为蓝色,D错误。
本题答案选D。
【评析】以三价铁配合物性质实验探究为情境,涉及浓度对平衡的影响、平衡的移动,考查实验探究与分析推理能力。
【例14】(2025四川卷)15.H2A是一种二元酸,MA是一种难溶盐。图中曲线分别表示室温下:
(i)0.10 mol·L-1的H2A溶液中,各物种的lg[c/(mol·L-1)]与pH的关系;
(ⅱ)含MA(s)的0.10 mol·L-1Na2A溶液中,lg[c(M2+)/(mol·L-1)]与pH的关系。
下列说法正确的是( )
A.曲线④表示lg[c(M2+)/(mol·L-1)]与pH关系
B.(ⅰ)中pH=2.00时,=10-1.46
C.pKsp(MA)=5.60
D.(ⅱ)中增加MA(s),平衡后溶液中H2A、HA-、A2-浓度之和增大
【答案】B
【考向】考查弱酸及其盐的溶液中各物种的对数浓度与pH的关系,涉及曲线的识别、平衡常数的计算、平衡移动、离子浓度的比较以及溶度积常数的应用等内容,需要理解弱酸的电离平衡、盐类水解以及溶度积常数的相关知识,并能运用其进行相关计算和判断。
【解析】
先看图像,横坐标表示pH,纵坐标表示各物种的浓度对数。
再看曲线的趋势,随pH增大,曲线①逐渐增大,②先增大后减小,③逐渐减小,后平缓,④逐渐减小。
H2A是一种二元酸,溶液存在分步电离平衡,H2AH++HA-,HA-H++A2-,随着pH增大,c(H2A)逐渐减小,c(HA-)先增大后减小,c(A2-)逐渐增大;含MA(s)的Na2A溶液中存在A2-水解平衡和MA(s)溶解平衡,A2- +H2OHA-+OH-,MA(s)M2+(aq)+A2-(aq),随着pH增大,A2- +H2OHA-+OH-逆移,c(A2-)逐渐增大,导致MA(s)M2+(aq)+A2-(aq)逆移,c(M2+)逐渐减小,但由于平衡移动的程度不大,因此c(M2+)变化不大;据此可得曲线①表示lg[c(A2-)/(mol·L-1)]与pH的关系,曲线②表示lg[c(HA-)/(mol·L-1)]与pH的关系,曲线③表示lg[c(M2+)/(mol·L-1)]与pH的关系,曲线④表示lg[c(H2A)/(mol·L-1)]与pH的关系。
A 项,根据分析,曲线④表示lg[c(H2A)/(mol·L-1)]与pH的关系,A错误;
B项,可以借助图像中的交点求解。A2-与H2A的曲线有交点,当pH=2.73时,二者相等。再根据H2A电离平衡常数寻找关系,Ka1(H2A)·Ka2(H2A) = ×=,当二者相等时,Ka1(H2A)·Ka2(H2A)=c2(H+)=10-5.46, 等式变换得到= ,当(ⅰ)中pH=2.00时,==10-1.46 , 当(ⅰ)中pH=2.00时,===10-1.46 ,B正确;
C项,根据MA的Ksp表达式Ksp(MA)=c(M2+)·c(A2-) ,求出c(M2+)和c(A2-) 浓度即可,借助图中已知坐标点,当pH=2.73时,c(A2-)=10-2.49mol·L-1,c(M2+)=10-4.30mol·L-1,则Ksp(MA)=c(M2+)·c(A2-) =10-4.30×10-2.49=10-6.79,因此pKsp(MA)=-lg10-6.79=6.79,C错误;
D项,(ⅱ)中增加MA(s),MA(s)M2+(aq)+A2-(aq)平衡不移动,c(A2-) 不变,则c(H2A)、c(HA-)均不变,因此平衡后溶液中H2A、HA-、A2-浓度之和不变,D错误。
本题答案选B。
【评析】
以二元弱酸及其盐溶液为情境,涉及平衡移动、平衡常数及其应用,考查理解与辨析、分析与推测能力。
3.综合题
【例15】(2025河南卷)10.在催化剂a或催化剂b作用下,丙烷发生脱氢反应制备丙烯,总反应的化学方程式为CH3CH2CH3(g)CH3CH=CH2(g)+H2(g),反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态,*CH3CHCH2+2*H→CH3CH=CH2(g)+H2(g) 中部分进程已省略)。
下列说法正确的是( )
A.总反应是放热反应
B.两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同
C.和催化剂b相比,丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定
D.①转化为②的进程中,决速步骤为*CH3CH2CH3→*CH3CHCH3+*H
【答案】C
【考向】本题给出丙烷脱氢反应进程相对能量变化图,涉及反应热效应、平衡常数影响因素、催化剂作用、活化能、反应决速步骤等内容,需要理解反应原理并判断说法正误。
【解析】
A项,由图可知,生成物总的相对能量高于反应物,总反应为吸热反应,A错误;
B项,平衡常数只和温度有关,与催化剂无关,两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数相同,B错误;
C项,能量越低越稳定。由图可知,丙烷被催化剂a吸附后能量更低,则被催化剂a吸附后得到的吸附态更稳定, C正确;
D项,活化能大,反应速率慢,是反应的决速步骤,由图像看出,①转化为②的进程中*CH3CHCH3→*CH3CHCH2+*H或*CH3CHCH3+*H→*CH3CHCH2+2*H的活化能最大,为决速步骤,D错误。
本题答案选C。
【评析】
以丙烷催化脱氢制丙烯为情境,涉及活化能与反应速率、催化剂与平衡常数,考查理解辨析、分析推断能力。
【例16】(2025山东卷)10.在恒容密闭容器中,Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知:T2温度时,Na2SiF6(s)完全分解;体系中气相产物在T1、T3温度时的分压分别为p1、p3。
下列说法错误的是( )
A.a线所示物种为固相产物
B.T1温度时,向容器中通入N2,气相产物分压仍为p1
C.p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp
D.T1温度时、向容器中加入b线所示物种,重新达平衡时逆反应速率增大
【答案】D
【考向】本题结合图像综合考查产物判断、不同温度下平衡常数比较、加入物质后逆反应速率变化等知识。
【解析】
Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物,则其分解产物为NaF(s)和SiF4(g),其分解的化学方程式为Na2SiF6(s)2NaF(s)+SiF4(g),根据图数据分析可知,a线代表NaF(s),b线代表SiF4(g),c线代表Na2SiF6(s)。由各线的走势可知,随温度升高,化学平衡正向移动,该反应为吸热反应。
A项,a线所示物种为NaF(s),NaF(s)为固相产物,A正确;
B项,T1温度时,向容器中通入N2,N2不与体系中任何物质反应,由于恒容密闭容器的体积不变,所以气相产物SiF4(g)的分压不变,仍为p1,B正确;
C项,该反应的平衡常数Kp=p(SiF4),由于在T2温度时Na2SiF6已经完全分解,升温至T3时,无法释放更多的SiF4,p3等于T2温度时的平衡常数Kp2,升高温度,Kp增大,所以p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp,C正确;
D项,b线所示物种为SiF4(g),T1温度时向容器中加入SiF4(g),瞬间其分压增大,平衡逆向移动,温度不变,Kp=p(SiF4),重新达平衡后,Kp不变,SiF4的分压仍为p1,故逆反应速率不变,D错误。
本题答案选D。
【评析】
以恒压密闭反应为情境,涉及平衡特征、速率方程、平均速率、平衡移动,考查理解与辨析、分析与推断能力。
【例17】(2025安徽卷)11.恒温恒压密闭容器中,t=0时加入A(g),各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图(反应速率v=kx,k为反应速率常数)。
下列说法错误的是( )
A.该条件下 =
B.0~t1时间段,生成M和N的平均反应速率相等
C.若加入催化剂,k1增大,k2不变,则x1和xM,平衡均变大
D.若A(g)→M(g)和A(g)→N(g)均为放热反应,升高温度则xA,平衡变大
【答案】C
【考向】本题考查恒温恒压密闭容器中反应的平衡状态判断、平均反应速率的比较、催化剂对反应速率和平衡的影响以及温度对平衡移动的影响等知识。
【解析】
A项,对于已知反应,分别记为反应①M(g)A(g),反应②A(g)N(g),根据已知的反应速率方程,反应达平衡时,正、逆反应速率相等,平衡时反应①存在k-1xM,平衡=k1xA,平衡 ,反应②存在k-2xN,平衡=k2xA,平衡,由==,A正确;
B项,由图可知,0~t1时间段,生成M和N的物质的量相同,生成M和N的平均反应速率相等,B正确;
C项,催化剂不影响平衡移动,xM,平衡不变,C错误;
D项,若A(g)→M(g)和A(g)→N(g)均为放热反应,升高温度,两个反应均逆向移动,A的物质的量分数变大,即xA,平衡变大,D正确。
本题答案选C。
【评析】
以恒压密闭反应为情境,涉及平衡特征、平衡常数、平均速率、平衡移动,考查理解与辨析、分析与推测能力。
【例18】(2025广西卷)13.常温下,浓度均为1×10-3 mol·L-1的HClO和ClO2-混合溶液体系,存在竞争反应
I.HClO+2ClO2-+H+2ClO2+Cl-+H2O
Ⅱ.HClO+ClO2-ClO3-+Cl-+H+
初始pH=2.5的条件下,含氯微粒的浓度随时间的变化曲线如图(忽略其他反应)。
下列说法正确的是( )
A.曲线②表示的微粒为ClO3-
B.0~2.0 s内,c(H+)逐渐减小
C.0~2.0 s内,v(HClO)=2.9×104 mol·L-1·s-1
D.体系中v正(HClO):v逆(ClO2)=1:2时,反应I达到平衡状态
【答案】B
【考向】本题结合图像综合考查速率和平衡知识。
【解析】
由反应I和II可知,HClO、ClO2-为含氯反应物,ClO2、ClO3-、Cl-为含氯生成物,图像上给出表示HClO、ClO2-的曲线,需确定曲线①②③对应的微粒。因为两个反应方程式都生成Cl-,所以c(ClO2)<2c(Cl-),结合2s时的数据,0.64小于0.42的2倍,所以曲线①为ClO2,曲线②为Cl-,曲线③为ClO3-。根据生成物的浓度,可知,反应Ⅰ中生成物的量大于反应Ⅱ中生成物的量,所以反应Ⅰ进行的程度大,为快反应,反应Ⅱ为慢反应。
A项,由分析可知曲线②为Cl-,ClO3-为曲线③,A错误;
B项,根据反应方程式,反应I消耗H+等于ClO2的一半,反应II生成H 等于ClO3-,根据2s时浓度可知,c(ClO2)=0.64×10-3mol·L-1,c(Cl-)=0.42×10-3mol·L-1,c(ClO3-)=0.10×10-3mol·L-1,消耗H+等于0.32×10-3mol·L-1,生成H 等于0.10×10-3mol·L-1,反应Ⅰ消耗的H+大于反应Ⅱ生成的H+,所以H 浓度逐渐减小,B正确;
C项,由反应方程式可知,两个反应均存在HClO:Cl-=1:1,0~2s内HClO浓度变化Δc(HClO)=Δc(Cl-)=0.42×10-3mol·L-1,v===2.1×10-4mol·L-1·s-1,C错误;
D项,混合溶液体系中存在两个反应,v正(HClO)为两反应消耗HClO的总速率,v逆(ClO2)仅为反应I的逆速率,平衡时应满足反应I的v正I(HClO):v逆(ClO2)=1:2,而非总v正(HClO),D错误.
本题答案选B。
【评析】
以HClO和ClO2-混合体系为载体,涉及速率计算、平衡状态判断、图像分析,考查理解与辨析、分析与推测能力。
【例19】(2025江苏卷)13.甘油(C3H8O3)水蒸气重整获得H2过程中的主要反应:
反应Ⅰ :C3H8O3(g)3CO(g)+4H2(g) ΔH>0
反应ⅠI :CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH<0
反应Ⅲ :CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH<0
1.0×105Pa条件下,1 mol C3H8O3和9 mol H2O发生上述反应达平衡状态时,体系中CO、H2、H2O和CH4的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。
下列说法正确的是( )
A.550℃时,H2O的平衡转化率为20%
B.550℃反应达平衡状态时,n(CO2):n(CO)=11:25
C.其他条件不变,在400~550℃范围,平衡时H2O的物质的量随温度升高而增大
D.其他条件不变,加压有利于增大H2平衡时的物质的量
【答案】A
【分析】
550℃时,曲线①物质的量是5mol,根据原子守恒,n(C)=3mol,则其不可能是含碳微粒,故曲线①表示H2,升高温度,反应Ⅰ平衡正移,反应Ⅱ平衡逆向移动,CO物质的量增大,则曲线③代表CO,温度升高,反应Ⅲ逆向移动,CH4物质的量降低,则曲线②代表CH4。
【解析】
A项,550℃时,平衡时,n(H2)=5.0mol,n(CO2)=2.2mol,n(CO)=n(CH4)=0.4mol,根据C原子守恒,平衡时C3H8O3中C的物质的量为n(C)-n(CO2)-n(CO)-n(CH4)=3-2.2-0.4-0.4=0,所以平衡时体系中无C3H8O3剩余;平衡时H2O中O的物质的量为3n(C3H8O3)+n(H2O)-2n(CO2)-n(CO)=3×1+1×9-2×2.2-1×0.4=7.2 mol,所以平衡时体系中剩余H2O的物质的量为7.2 mol,参与反应的H2O物质的量为1.8 mol,平衡时H2O的转化率为=20%,A正确;
B项,550℃时,n(CO2)=2.2mol,n(CO)=0.4mol,则n(CO2):n(CO)=2.2:0.4=11:2
,B错误;
C项,400~550℃范围,随温度升高,反应Ⅱ、Ⅲ平衡均逆向移动,n(CO2)增大,说明反应Ⅲ逆向移动程度更大,则H2O的物质的量减小,C错误;
D项,增大压强,反应Ⅰ平衡逆向移动,反应Ⅱ平衡不移动,反应Ⅲ平衡正向移动,H2的物质的量减小,D错误。
本题答案选A。
【评析】
以甘油水蒸气重整制H2为情境,涉及平衡移动、平衡状态判断、转化率,考查理解与辨析、分析与推断能力。
【例20】(2024黑吉辽卷)10.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
【答案】A
【解析】
A项,由图可知,3h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,A错误;
B项,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①正向进行程度大于反应②,所以该温度下的平衡常数:①>②,B正确;
C项,由图可知,在0~3h内异山梨醇的浓度变化量为0.042mol·kg-1,所以v(异山梨醇)= = ,C正确;
D项,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,D正确。
本题答案选A。
【评析】
以异山梨醇制备为情境,涉及速率比较和计算、平衡常数、转化率、平衡移动,考查理解辨析、分析推断能力。
【例21】(2024山东卷)15.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温度T1时相同
【答案】CD
【解析】
A项,由图可知,T1温度下达平衡所用时间短,所以T1比T2反应速率速率快,即T1>T2;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正确;
B项,由图可知,T1温度下达到平衡时反应物的摩尔分数低于T2温度;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,即c(H2)1C项,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错误;
D项,由于起始CO2与H2的物质的量之比为1:1,二者按1:1反应,则达到平衡时CO2和H2的摩尔分数相等。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,平衡时各组分摩尔分数与T1温度时不同,D错误。
本题答案选CD。
【评析】
以逆水气变换反应为情境,涉及反应速率、速率方程、速率常数、平衡移动,考查理解辨析、分析推断能力。
【例22】(2023河北卷)12.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 =k2 c2(X)和v3=k3 c(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.0~2min内,X的平均反应速率为0.080mol·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】
反应①为W分解为X和Y的反应,是非可逆反应,反应②和反应③互为逆反应。A项,根据题表中数据计算可得,0~2min内v(W)=0.040mol·L-1·min-1,若只发生反应①,v(X)=2v(W),但一部分X转化为Z,则v(X)<0.080mol·L-1·min-1,A错误;
B项,该体系中Y只参与了反应①,且反应①进行到底,为非可逆反应,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;
C项,X和Z之间的反应为可逆反应4X(g)2Z(g),达平衡时正、逆反应速率相等,v2 =v3,k2 c2(X)=k3 c(Z),若k2=k3,则c2(X)=c(Z),C错误;
D项,可根据已知活化能判断反应的ΔH,ΔH=正反应活化能-逆反应活化能,反应③的活化能大于反应②,对于反应4X(g)2Z(g),ΔH<0,该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,则平衡时c(Z)减小,D正确。
本题答案选D。
【评析】
以W分解反应及产物分解为情境,涉及速率方程、速率计算、产率、平衡移动,考查理解辨析、分析推断能力。
三、知识重构(首行缩进2个汉字,五号,黑体)
主干知识
1.化学反应速率
(1)表示方法
①平均速率:用单位时间内反应物浓度的减少或者生成物浓度的增加来表示。
常用公式:v=
单位:mol·L-1·s-1或mol·L-1·h-1 等
求算:公式法、三段式法
②瞬时速率:若时间间隔Δt非常小,平均速率接近某一时刻的瞬时速率。
求算:可以根据浓度--时间曲线上某一时刻的斜率的绝对值求得该时刻的瞬时速率。
注意:
i.平均反应速率为正值,既可以用反应物表示,也可以用生成物表示。
ii.常用公式主要针对溶液或气体,不表示固体或纯液体的反应速率。
iii.也可以用单位时间内气体压强或体积、固体的质量等的变化表示反应速率。
iv.同一反应,不同物质的平均速率之比等于其化学计量数之比。
v.同一反应,用不同物质表示的速率可能数值不同,但意义相同。
(2)影响因素
①内因:反应物自身的性质。
②外因:浓度、温度、压强(有气体参加的反应)、催化剂、接触面积等。
注意:
i.一般改变固体或纯液体的用量,反应速率不变。
ii.有催化剂参加的反应,升高温度,催化剂可能失活,反应速率减慢。
iii.恒温恒容容器通无关气体,压强增大,分压不变,浓度不变,速率不变。
iv.恒温恒压容器通无关气体,体积变大,分压减小,浓度减小,速率减慢。
v.加入固体物质,有可能改变接触面积,反应速率可能加快。
vi.探究影响反应速率因素的实验题目,注意控制变量。
(3)速率方程
①速率方程:利用反应物浓度或分压计算化学反应的反应速率的方程。
②基元反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),速率方程表示为:
v正=k正ca(A)·cb(B); v逆=k逆cc(C)·cd(D)
平衡常数K=
③复杂反应不能只根据反应式写出其反应速率方程,而必须根据实验测定的结果,
推导出反应机理,写出速率方程。
实验测得CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)的速率方程:v=kc2(NO2),k为速率常数。
注意:
i.k正、k逆、k为速率常数,随温度升高而增大。
ii.速率常数k受温度影响,与浓度无关。
iii.一般复杂反应的速率方程在题中给出来。
(4)碰撞理论
①有效碰撞:能够发生反应的碰撞称为有效碰撞。
条件:分子具有足够的能量;分子在碰撞时具有合适的取向。
②活化分子:能量较高、有可能发生有效碰撞的分子。
③活化能:活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差。
注意:
i.E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能。
ii.ΔH=E1-E2。
iii.活化能越大,活化分子占比越小,反应速率越慢。
(5)过渡态理论
①过渡态:旧键没有完全断裂、新键没有完全形成的中间状态,过渡态能量较高。
②活化能:过渡态的平均能量与反应物分子的平均能量之差。
E活化能=E过渡态-E反应物
注意:
i.Ea正反应的活化能,Ea’逆反应的活化能。
ii.活化能越大,反应速率越慢。
(6)基元反应
①基元反应:大多数化学反应都是分几步完成的,其中的每一步反应称为基元反应。
②反应历程:基元反应构成的反应序列称为反应历程(又称反应机理)。
③总反应:基元反应的总和称为总反应。
由几个基元反应组成的总反应也称复杂反应。
例:H2(g)+I2(g)===2HI(g),它的反应历程有如下两步基元反应:
①I2===I·+I·(快)
②H2+2I·===2HI(慢) →慢反应是整个反应的决速步骤,该步活化能大。
(7)催化剂
①催化机理:参加反应,改变反应历程,降低反应的活化能,使活化分子百分数增多,从而加快反应速率。
②特征:有选择性;在特定条件下才能体现出它的活性,可能失去活性或发生催化剂中毒。
注意:
i.催化剂能改变:改变反应历程;降低活化能;
缩短达到平衡的时间;
同等程度加快正逆反应速率;
提高单位时间内的转化率。
ii.催化剂不能改变:不改变反应热或者焓变;不使平衡移动;
不改变反应限度;不改变平衡常数;不改变平衡转化率。
iii.反应进程中相对能量变化图:*表示微粒在催化剂表面吸附,TS表示过渡态。
2.化学平衡
(1)化学平衡状态
①概念:在一定条件下的可逆反应中,当反应进行到一定程度时,正反应速率和逆
反应速率相等,反应物的浓度和生成物的浓度保持不变的状态。
②特征:逆、等、动、定、变。
③判断:v正=v逆≠0,体系中各组分的浓度保持不变。
注意:
i.物质的量或质量、物质的量分数或质量分数、气体的体积或体积分数、颜色等不
变,说明达平衡。
ii.密度、压强、平均相对分子质量不变,不一定达平衡。
iii.思路:变量不变达平衡。
iv.从成键或断键数目角度判断时,满足正向和逆向描述,且符合化学计量数之比。
(2)化学平衡的移动
①概念:一个可逆反应,达到化学平衡状态以后,若改变反应条件(如温度、压强、
浓度等),使正、逆反应的速率不相等,化学平衡发生移动。最终在新的条件下,
会建立新的化学平衡,这个过程称为化学平衡的移动。
②移动的原因:改变外界条件,破坏原有平衡,使v正≠v逆。
③恒温恒容充入无关气体,体系中各组分浓度不变,速率不变,平衡不移动。
④恒温恒压充入无关气体,体系分压减小,v正、v逆均减小,平衡向气体分子数
大的方向移动。
(3)化学平衡常数
①概念:在一定温度下,对可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),无论反应物的
起始浓度如何,达到化学平衡状态后,将各物质的物质的量浓度代入以下表达式,
得到的结果为一个定值,这个定值称为该反应的平衡常数。
②表达式:K=
③意义:K越大,表示反应进行的程度越大,反应越完全。
④影响因素:温度。
⑤应用:某时刻,QcK,反应向逆
向移动。
注意:
i在确定的化学反应中,K只受温度影响;两反应相加,K相乘;两反应相减,K
相除。
ii.固体、纯液体、水溶液中水的浓度可视为定值,一般不列入K表达式中。
iii.随温度升高K增大,该反应的ΔH>0;随温度升高K减小,该反应的ΔH<0。
(4)平衡转化率
①概念:某一反应物的平衡转化率α等于该物质在反应中已转化的量(如物质的量、
物质的量浓度等)与该物质起始总量的比值。
②表达式:α= ×100%
③意义:表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。
④应用:已知起始浓度和转化率,可计算该温度下的平衡常数。
注意:
i.平衡转化率越大,表示反应进行的程度越大,反应越完全。
ii.若已知起始浓度和平衡常数,可求转化率。
iii.影响因素:浓度、温度、压强。
以aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g)为例
【浓度】
i.增大其中一种反应物浓度,可提高另一种反应物的转化率,其本身转化率降低。
ii.减小生成物浓度,可以提高反应物的转化率。
iii.若按化学计量数之比投料,各反应物转化率相等。
【温度】
i.若正反应放热,降温能提高平衡转化率。
ii.若正反应吸热,升温能提高平衡转化率。
【压强】
i.若a+b>c+d,增大压强,平衡右移,能提高各反应物平衡转化率。
ii.若a+b注意:催化剂对平衡转化率无影响。
四、模型建构
解题思路
1 速率、平衡文字叙述题
2 速率、平衡实验探究题
3 速率、平衡反应历程题——循环图
4 速率、平衡反应历程题——能垒图
5 速率、平衡、转化率综合图像题
6.备考建议
从高考真题的角度对知识体系进行方法提炼,对解题思路进行方法引导,以基础知识的夯实为支撑点,以关键能力的培养为再生点,以思维品质的提升为落脚点,建构知识网络体系,进而构建解题模型,提高分析问题和解决问题的能力。(共59张PPT)
新高考化学二轮重点专题30讲2026版
第18讲-证据推理
速率、平衡、转化率选择题
contents
目录
01
考向分析
01
02
03
知识重构
重温经典
04
模型建构
考向分析
PART 01
01
卷别 呈现形式 试题情境 2025年试题考点分布
化学反应速率 化学平衡 转化率
反应速率的计算 反应速率的比较 反应速率的影响因素 活化能与反应速率 速率方程 平衡状态判断 平衡移动影响因素 平衡 常数 平衡转化率
安徽 图文结合 恒温恒压密闭容器中的反应 √ √ √ √ √ √ √14
海南 图文结合 恒温下,反应物A与Q按图示反应 √ √ √
黑吉辽蒙 图文结合 室温下,将AgCl置于NH4NO3溶液 √ √15
北京 图文 结合 钯(Pd)催化高效合成醋酸乙烯酯 √
山东 图文结合 恒容密闭容器中,Na2SiF6热解反应 √ √10
江西 文字叙述 一定压强下,乙烯水合反应 √ √
广西 图文结合 氨基喹啉衍生物(M)合成反应历程 √ √
广西 图文结合 浓度相等的HClO和ClO2-混合溶液 √ √
陕晋青宁 实验方案 不同浓度Na2S2O3加入H2SO4 √ √14
福建 文字 叙述 氯自由基,引发丙烷一氯代反应 √ √10
河北 图文 结合 氮化镓(GaN)是一种半导体材料 √ √14
河南 图文结合 催化剂作用下,丙烷脱氢制丙烯 √ √
考点统计
卷别 呈现形式 试题情境 2025年试题考点分布
化学反应速率 化学平衡 转化率
反应速率的计算 反应速率的比较 反应速率的影响因素 活化能与反应速率 速率方程 平衡状态判断 平衡移动影响因素 平衡 常数 平衡转化率
四川 文字叙述 解释实验现象的离子方程式判断 √
北京 图文结合 研究三价铁配合物性质进行实验 √
河北 文字叙述 实验操作及现象能得出相应结论 √ √
江苏 图文结合 甘油水蒸气重整获得H2 √ √12 √
甘肃 文字 叙述 CO2加氢转化成甲烷 √ √14
四川 图文 结合 H2A是二元酸,MA是一种难溶盐 √ √15
云南 实验装置 下列装置或操作正确的是 √ √14
浙江1月 文字叙述 判断说法正误 √ √15
浙江6月 文字叙述 AgCl的溶解平衡 √15
新课标 图文结合 HF的水溶液中存在平衡 √7
湖北 图文结合 铜、乙腈水溶液含铜分布曲线 √14
湖南 图文结合 草酸广泛用于食品、药品等领域 √13
考点统计
说明:带“√+数字”标记的为水溶液中离子图像题+题号。
考向分析
高考题中有关“速率+平衡+转化率选择题”考查特点
将考点融入真实情境,结合生产、实验实际,
给出“丰富”的信息
侧重从题中已有“证据“+已有知识”体系“到得出”结论”的推理能力的考查。
需要结合实验、历程、机理、图像、
数据进行分析与推测、归纳与论证
不是简单的、孤立的考查基本概念,而是有一定综合性

16


19


11

考向分析
2025年23套高考题中有关“速率+平衡+转化率选择题”考点占比
反应速率的计算、比较
影响反应速率的因素
活化能与反应速率
影响平衡移动的因素
平衡状态的判断
平衡常数的计算
转化率
速率+平衡综合
水溶液中离子平衡图像题
普通高中化学课程标准对比:选择性必修二 主题2 化学反应的方向、限度和速率
2017年版2020年修订 2017年版2025年修订
内容要 求
2.1化学反应的方向与限度
知道化学反应是有方向的,知道化学反应的方向与反应的焓变和熵变有关。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。了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。通过实验探究,了解浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响。
2.2化学反应速率
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。通过实验探究,了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。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。
2.3化学反应的调控
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。知道催化剂可以改变反应历程,对调控化学反应速率具有重要意义。
2.4学生必做实验
探究影响化学平衡移动的因素。
无变化
课标分析
2017年版2020年修订 2017年版2025年修订
学业 要 求
1.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,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。
2.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,能讨论化学反应条件的选择和优化。
3.能进行化学反应速率的简单计算,能通过实验探究分析不同组分浓度改变对化学反应速率的影响,能用一定的理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响。
4.能运用温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响规律解释生产、生活、实验室中的实际问题,能讨论化学反应条件的选择和优化。
5.针对典型案例,能从限度、速率等角度对化学
反应和化工生产条件进行综合分析。
5.能举例说明反应调控在生产生活和科学研究中
的重要作用。针对典型案例,能从化学反应限度、
速率等角度对化学反应条件进行综合分析,从节
能、环保、资源综合利用等多角度进行评价。
有变化
普通高中化学课程标准对比:选择性必修二 主题2 化学反应的方向、限度和速率
课标分析
重温经典
PART 02
02
【例1】(2025陕晋青宁卷)10.下列实验方案不能得出相应结论的是( )
1化学反应速率
【重温经典,感悟高考】
影响因素——浓度
以实验方案的判断为载体,涉及浓度对化学反应速率影响的实验探究,考查用已有知识进行推理能力
A B C D
结论:金属活动性顺序为Zn>Fe>Cu 结论:氧化性顺序为Cl2>Fe3+>I2 结论:甲基使苯环活化 结论:增大反应物浓度,该反应速率加快
C
同体积不同浓度的Na2S2O3,与同体积相同浓度的H2SO4反应,浓度大的先出现浑浊。
甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯环使甲基活化。
由溶液颜色变化,可判断氧化性:Fe3+>I2;Cl2>Fe3+。
由电子的流向,可判断活泼性:Zn>Fe>Cu。
下列说法不正确的是( )
A.①中反应为 4CH3COOH + O2 + 2Pd→2Pd(CH3COO)2 + 2H2O
B.②中生成CH2=CHOOCCH3的过程中,有σ键断裂与形成
C.生成CH2=CHOOCCH3总反应的原子利用率为100%
D.Pd催化剂通过参与反应改变反应历程,提高反应速率
【例2】(2025北京卷)10.乙烯、醋酸和氧气在钯(Pd)催化下高效合成醋酸乙烯酯(CH2=CHOOCCH3)的过程示意图如下。
C
题干信息可知,Pd催化剂能加快反应速率
总反应中还有H2O生成
反应物
生成物
反应②中有C-H断裂和C-O键形成
由图找出①中反应物和生成物,配平
1化学反应速率
【重温经典,感悟高考】
影响因素——催化剂
以实际生产工艺合成图为情境,涉及催化剂对反应速率影响,考查分析推断、信息获取能力
下列说法错误的是( )
A.原料中c(H+)不影响振幅和周期
B.反应④:3H2SO3+BrO3- 3SO42-+Br-+6H+
C.反应①~④中,H+对SO32-的氧化起催化作用
D.利用pH响应变色材料,可将pH振荡可视化
【例3】(2025黑吉辽蒙卷)14.一定条件下,“BrO3--SO32--[Fe(CN)6]4--H+”4种原料按固定流速不断注入连续流动反应器中,体系pH-t振荡图像及涉及反应如下。其中AB段发生反应①~④,①②为快速反应。
A
① SO32-+H+ HSO3-
② HSO3-+H+ H2SO3
③ 3HSO3-+BrO3- 3SO42-+Br-+3H+
④ H2SO3+BrO3-→
⑤ BrO3-+6H++6[Fe(CN)6]4- Br-+6[Fe(CN)6]3-+3H2O
AB段
BC段
1化学反应速率
【重温经典,感悟高考】
影响因素——浓度、催化剂
若c(H+)浓度越大,反应速率越快,周期越小
①②为快速反应,H+对SO32-氧化起催化作用
由③可知,BrO3-能同样氧化H2SO3,配平即可
以pH-t图像及相关反应为载体,涉及化学反应速率与浓度的关系,考查图像分析、证据推理能力
快反应
不同pH可使pH响应变色材料呈现不同颜色
3 3SO42-+Br-+6H+
A.反应的活化能①>②>③
B.提高温度仅提高反应②中活化分子百分数
C.加入催化剂,使反应③的活化能变小,D的产量降低
D.总反应速率v总=v1+v2+v3
【例4】(2025海南卷)7.恒温下,反应物A与Q按图示计量关系,同时发生三个基元反应,分别生成产物B、C、D,反应速率v1>v2>v3。
D
活化能越大,反应速率越慢,反应的活化能①<②<③
升高温度会提高所有反应中活化分子百分数
催加入化剂,加反应速率,不影响产量
总反应速率=各反应速率之和
1化学反应速率
速率比较——活化能、催化剂
【重温经典,感悟高考】
以平行反应的速率图像为载体,涉及化学反应速率与活化能、催化剂的关系,考查分析推断能力
下列说法正确的是( )
A.活化能:反应i<反应ii
B.丙烷中的键能:-CH3的C-H>-CH2-的C-H
C.当丙烷消耗2 mol时上述反应体系的焓变为ΔH1 + ΔH2
D.相同条件下正丁烷与Cl2发生一氯代反应,产物n(2-氯丁烷):n(1-氯丁烷)>3:2
【例5】(2025福建卷)5.在25℃、光照条件下,Cl2产生氯自由基,引发丙烷一氯代反应:
i.CH3CH2CH3(g)+Cl2(g) CH3CHClCH3(g)+HCl(g) ΔH1
ii.CH3CH2CH3(g)+Cl2(g) CH3CH2CH2Cl(g)+HCl(g) ΔH2
反应体系中产物n(2-氯丙烷):n(1-氯丙烷)=3:2。下列说法错误的是( )
键能越小越易断
C
占比多,反应速率快,活化能小
活化能越小,反应速率越快
占比少,反应速率慢,活化能大
2× ΔH1 +2× ΔH2 = 1.2ΔH1 + 0.8ΔH2
CH3CH2CH2CH3→CH3CHClCH2CH3
CH3CH2CH2CH3→CH3CH2CH2CH2Cl
1化学反应速率
速率比较——活化能(未知)
【重温经典,感悟高考】
以氯代反应机理及产物比例数据为载体,涉及化学反应速率与活化能的关系,考查证据推理能力
(更多)
平行的竞争性自由基反应:参与反应的C-H键能越小→活化能越低→反应速率越快→产物越多
A.L-CuI是反应的催化剂
B.步骤①发生了N-O键断裂
C.反应速率:历程Ⅱ > 历程I
D.反应热:历程Ⅱ > 历程I
【例6】(2025广西卷)9.某种氨基喹啉衍生物(M)合成反应的可能历程如图2,Ea表示活化能(kJ·mol-1)。
D
生成物
① ②
①③④
1化学反应速率
速率比较——活化能(已知)
【重温经典,感悟高考】
L-CuI随反应物进入,随最终生成物出来
历程Ⅰ和历程Ⅱ起始反应物相同,最终生成物相同,反应热相同
历程Ⅰ最大活化能112.8kJ·mol-1,历程Ⅱ最大活化能91.5kJ·mol-1
由图中可知步骤①发生了N-O键断裂
以反应历程图为情境,涉及化学反应速率与活化能的关系,考查证据推理、分析推断能力
下列说法错误的是( )
下列说法错误的是( )
A.反应ⅰ是吸热过程
B.反应ⅱ中脱去H2O(g)步骤的活化能为2.69eV
C.反应ⅲ包含2个基元反应
D.总反应的速控步包含在反应ⅱ中
D
【例7】(2025河北卷)12.氮化镓(GaN)是一种重要的半导体材料,广泛应用于光电信息材料等领域,可利用反应Ga2O3(s)+2NH3(g) 2GaN(s)+3H2O(g)制备。反应历程(TS代表过渡态)如下:
反应i相对能量从0→0.05eV,能量增加,为吸热过程
反应ii脱H2O(g)经TS5,活化能为2.69eV
反应iii经TS6、TS7两个过渡态,包含两个基元反应
活化能大,反应速率慢,为速控步,反应iiiTS7对应步骤活化能最大
6.37-3.30=3.07eV
活化能:“上坡”
3.39-0.70=2.69eV
2.13-(-0.68)=2.81eV
速控步
1化学反应速率
以制备氮化镓反应历程能垒图为情境,涉及化学反应速率与活化能的关系,考查图像分析、证据推理能力
速率比较——活化能(已知)
【重温经典,感悟高考】
A.制备NH3 B.配制100 mL1.00mol·L-1KCl溶液 C.探究Na与H2O反应 D.探究温度对化学平衡的影响
【例8】(2025云南卷)5.下列装置(省略部分夹持装置)或操作正确的是( )
D
应用镊子取金属钠,反应剧烈,应尽量在烧杯中进行
不能直接再容量瓶中溶解KCl固体
加热固体,试管口应略向下倾斜
ΔH<0,可以通过观察气体的颜色深浅探究温度对平衡的影响。
2NO2(红棕色) N2O4(无色)
影响平衡移动的因素——温度
【重温经典,感悟高考】
2化学平衡
以化学实验为载体,涉及温度对化学平衡影响的实验探究,考查基础实验操作的评价能力
A.减小体系压强
B.升高温度
C.增大H2浓度
D.恒容下充入惰性气体
该反应正反应方向是气体分子总数减小的反应(5→3),减小压强平衡逆向移动
C
该反应正反应方向是放热反应,升温平衡向吸热方向移动,即逆向移动
增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动
恒容充入惰性气体,体系中各物质的浓度不变,平衡不移动
2化学平衡
以实现“碳中和”的一种反应为情境,涉及温度、浓度、压强对平衡移动的影响,考查分析推断能力
影响平衡移动的因素——浓度、温度、压强
【重温经典,感悟高考】
【例9】(2025甘肃卷)4.CO2加氢转化成甲烷,是综合利用CO2实现“碳中和”和“碳达峰”的重要方式。525℃,101kPa下,CO2(g) + 4H2(g) === CH4(g) + 2H2O(g) ΔH=-185kJ·mol-1。反应达到平衡时,能使平衡向正反应方向移动的是( )
A.常温常压下H2(g)和O2(g)混合无明显现象,则反应2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)在该条件下不自发
B.3H2(g)+N2(g) 2NH3(g) ΔH<0,升高温度,平衡逆移,则反应的平衡常数减小
C.CO(g)+H2(g) C(s)+H2O(g) ΔH<0,则正反应的活化能大于逆反应的活化能
D. Na(s)+ Cl2(g)===NaCl(s) ΔH<0, Na+(g)+Cl-(g)===NaCl(s) ΔH<0,则
Na(s)+ Cl2(g)===Na+(g)+Cl-(g) ΔH<0
【例10】(2025浙江1月卷)11.下列说法正确的是( )
B
A项,ΔG=ΔH-TΔS,该反应ΔH<0,ΔS<0,低温时ΔG<0,低温可自发进行。
B项,该反应ΔH<0,升高温度,平衡逆向移动,平衡常数减小。
C项,该反应ΔH<0,即Ea正-Ea逆<0,Ea正D项,根据盖斯定律,③=①-②,ΔH=ΔH1-ΔH2,不知ΔH1和ΔH2相对大小,无法判断反应③的ΔH。



影响平衡移动因素+平衡常数
【重温经典,感悟高考】
2化学平衡
结合反应原理判断说法的正误,涉及温度对平衡移动、平衡常数的影响,考查用已有知识推断能力
【例11】(2025河北卷)13.下列实验操作及现象能得出相应结论的是( )
C
选项 实验操作及现象 结论
A 向盛有NO2与N2O4的恒压密闭容器中通入一定体积的N2,最终气体颜色变浅 化学平衡向NO2减少的方向移动
B 以K2CrO4为指示剂,用标准AgNO3溶液滴定溶液中的Cl-,先出现白色沉淀,后出现砖红色沉淀 Ksp(AgCl)C 向盛有2 mLFeCl3溶液的试管中加入过量铁粉,充分反应后静置,滴加KSCN溶液无明显变化;静置,取上层清液滴加几滴氯水,溶液变红 Fe2+具有还原性
D 向盛有2 mL饱和Na2SO4溶液的试管中滴加鸡蛋清溶液,振荡,有沉淀析出;加蒸馏水稀释,再振荡,沉淀溶解 蛋白质沉淀后活性改变
恒压充入N2,体系中物质浓度减小,颜色变浅,但分压减小,平衡逆动
2NO2(g) N2O4(g)
Fe3+被Fe还原为Fe2+,滴加氯水后Fe2+被氧化为Fe3+
饱和Na SO4使蛋白质盐析,加水后沉淀溶解,不改变蛋白质活性
AgCl和Ag2CrO4类型不同,无法据此比较Ksp
影响因素——充入气体
以实验现象推导结论为载体,涉及恒压充气体对平衡移动的影响,考查实验操作及现象的分析推断能力
【重温经典,感悟高考】
2化学平衡
A.反应的活化能:E正>E逆
B.恒温恒容充入N2,平衡向左移动
C.ΔS随温度升高而降低
D.平衡后,升高温度,Δv正>Δv逆
【例12】(2025江西卷)12.一定压强下,乙烯水合反应为:C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)
已知:ΔH(J/mol)=-34585-26.4T
ΔG(J/mol)=-34585+26.4T·InT+45.19T
气体均视为理想气体,下列说法正确的是( )
C
由ΔH计算式可知,ΔH<0,ΔH=E正-E逆<0,E正恒温恒容充入N2,体系中各物质浓度不变,平衡不移动
ΔG=ΔH-TΔS,得ΔS=-71.59-26.4InT,ΔS随温度升高减小
ΔH<0,升温,平衡向逆向移动,Δv逆>Δv正
以乙烯水合反应的数据为载体,涉及压强、温度对平衡移动的影响,考查证据推理、分析推断能力
影响平衡移动的因素——浓度、温度
【重温经典,感悟高考】
2化学平衡
已知:[FeCl4]-为黄色、[Fe(SCN)]2+为红色、[FeF6]3-为无色。
下列说法不正确的是( )
A.①中浓盐酸促进平衡Fe3+ + 4Cl- [FeCl4]- 正向移动
B.由①到②,[Fe(SCN)]2+生成并消耗[FeCl4]-
C.②、③对比,说明c(Fe3+):②>③
D.由①→④推断,若向①深黄色溶液中加入KI、淀粉溶液,溶液也无明显变化
【例13】(2025北京卷)12.为研究三价铁配合物性质进行如下实验(忽略溶液体积变化)。
D
滴加浓盐酸,增大Cl-浓度,平衡正向移动
[FeCl4]-
[Fe(SCN)]2+
[FeF6]3-
反应②使溶液中c(Fe3+)减小,反应①平衡逆向移动
F-配位能力更强,③中c(Fe3+)小于②
Fe3+
Cl-
SCN-
F-
I-
I-未被③中
Fe3+氧化
溶液变为蓝色
影响因素+平衡的移动
【重温经典,感悟高考】
以三价铁配合物性质实验探究为情境,涉及浓度对平衡移动的影响,考查实验探究与分析推理能力
2化学平衡
①Fe3+ + 4Cl- [FeCl4]-
②Fe3+ + SCN- [Fe(SCN)]2+
③Fe3+ + 6F- [FeF6]3-
【例14】(2025四川卷)15.H2A是一种二元酸,MA是一种难溶盐。图中曲线分别表示室温下:
(i)0.10 mol·L-1的H2A溶液中,各物种的lg[c/(mol·L-1)]与pH的关系;
(ⅱ)含MA(s)的0.10 mol·L-1Na2A溶液中,lg[c(M2+)/(mol·L-1)]与pH的关系。
下列说法正确的是( )
A.曲线④表示lg[c(M2+)/(mol·L-1)]与pH关系
B.(ⅰ)中pH=2.00时, =10-1.46
B
H2A H++HA-
HA- H++A2-
A2- +H2O HA-+OH-
MA(s) M2+(aq)+A2-(aq)
②先增后减
随pH增大
①增大
③减小
④逐渐减小
HA-
A2-
M2+
H2A
曲线④表示lg[c(H2A)/(mol·L-1)]与pH关系
B项,
交点:c(A2-)=c(H2A)
平衡移动+平衡常数
【重温经典,感悟高考】
2化学平衡
pH=2
下列说法正确的是( )
C.pKsp(MA)=5.60
D.(ⅱ)中增加MA(s),平衡后溶液中H2A、HA-、A2-浓度之和增大
【例14】(2025四川卷)15.H2A是一种二元酸,MA是一种难溶盐。图中曲线分别表示室温下:
(i)0.10 mol·L-1的H2A溶液中,各物种的lg[c/(mol·L-1)]与pH的关系;
(ⅱ)含MA(s)的0.10 mol·L-1Na2A溶液中,lg[c(M2+)/(mol·L-1)]与pH的关系。
B
H2A H++HA-
HA- H++A2-
A2- +H2O HA-+OH-
MA(s) M2+(aq)+A2-(aq)
②先增后减
随pH增大
①增大
③减小
④减小
HA-
A2-
M2+
H2A
(ⅱ)中MA已达饱和,增加MA(s),平衡不移动
C项, Ksp(MA)=c(M2+)·c(A2-) ,
找坐标点
Ka2
平衡移动+平衡常数
【重温经典,感悟高考】
2化学平衡
以二元弱酸及其盐溶液为情境,涉及平衡移动、平衡常数及其应用,考查理解与辨析、分析与推测能力
pH=2.73时,c(M2+)=10-4.30mol·L-1,c(A2-) =10-2.49mol·L-1,
Ksp(MA)= 10-4.30 ×10-2.49= 10-6.79,pKsp(MA)=-lg10-6.79=6.79。
下列说法正确的是( )
A.总反应是放热反应
B.两种不同催化剂作用下总反应的化学平衡常数不同
C.和催化剂b相比,丙烷被催化剂a吸附得到的吸附态更稳定
D.①转化为②的进程中,决速步骤为*CH3CH2CH3→*CH3CHCH3+*H
C
【例15】(2025河南卷)10.在催化剂a或催化剂b作用下,丙烷发生脱氢反应制备丙烯,总反应的化学方程式为CH3CH2CH3(g) CH3CH=CH2(g)+H2(g),反应进程中的相对能量变化如图所示(*表示吸附态,*CH3CHCH2+2*H→CH3CH=CH2(g)+H2(g) 中部分进程已省略)。
生成物总的相对能量高于反应物,总反应为吸热反应
平衡常数只与温度有关,与催化剂无关
能量越低越稳定
活化能大,反应速率慢,为决速步
*CH3CHCH3+*H→*CH3CHCH2+2*H
速率+平衡
【重温经典,感悟高考】
3综合题目
以丙烷催化脱氢制丙烯为情境,涉及活化能与反应速率、催化剂与平衡常数,考查理解辨析、分析推断能力
活化
能越大,反应速率越慢
【例16】(2025山东卷)10.在恒容密闭容器中,Na2SiF6(s)热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知:T2温度时,Na2SiF6(s)完全分解;体系中气相产物在T1、T3温度时的分压分别为p1、p3。
下列说法错误的是( )
A.a线所示物种为固相产物
B.T1温度时,向容器中通入N2,气相产物分压仍为p1
C.p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp
D.T1温度时、向容器中加入b线所示物种,重新达平衡时逆反应速率增大
D
根据热解反应可知a线表示NaF(s)
Kp=p平(SiF4)
恒容恒温,Kp不变,气相产物分压不变,仍为p1
T2时完全分解,该反应为吸热反应,升高温度,Kp增大,Kp>p3
T2时完全分解,p3=p2=Kp2
NaF(s)
SiF4(g)
Na2SiF6(s)
温度不变,Kp不变,Kp=p平(SiF4),重新达平衡时,分压不变,反应速率不变
速率+平衡
【重温经典,感悟高考】
3综合题目
以恒压密闭反应为情境,涉及平衡特征、平衡常数、平均速率、平衡移动,考查理解与辨析、分析与推断能力
加入SiF4(g)
Na2SiF6(s) 2NaF(s)+SiF4(g)

ΔH>0
下列说法错误的是( )
A.该条件下
B.0~t1时间段,生成M和N的平均反应速率相等
C.若加入催化剂,k1增大,k2不变,则x1和xM,平衡均变大
D.若A(g)→M(g)和A(g)→N(g)均为放热反应,升高温度则xA,平衡变大
【例17】(2025安徽卷)11.恒温恒压密闭容器中,t=0时加入A(g),各组分物质的量分数x随反应时间t变化的曲线如图(反应速率v=kx,k为反应速率常数)。
C
k-1xM,平衡=k1xA,平衡
反应达平衡时,正、逆反应速率相等
k-1
k1
M(g) A(g)

k2
k-2
A(g) N(g)

由图像可知,0~t1时间段,M和N的物质的量变化量相同
催化剂不影响平衡移动,xM,平衡不变
升高温度,平衡向吸热反应方向移动
速率+平衡
【重温经典,感悟高考】
以恒压密闭反应为情境,涉及平衡特征、速率方程、平均速率、平衡移动,考查理解与辨析、分析与推断能力
3综合题目
k-2xN,平衡=k2xA,平衡
【例18】(2025广西卷)13.常温下,浓度均为1×10-3 mol·L-1的HClO和ClO2-混合溶液体系,存在竞争反应
I.HClO+2ClO2-+H+ 2ClO2+Cl-+H2O
Ⅱ.HClO+ClO2- ClO3-+Cl-+H+
初始pH=2.5的条件下,含氯微粒的浓度随
时间的变化曲线如图(忽略其他反应)。
下列说法正确的是( )
A.曲线②表示的微粒为ClO3-
B.0~2.0 s内,c(H+)逐渐减小
C.0~2.0 s内,v(HClO)=2.9×104 mol·L-1·s-1
D.体系中v正(HClO):v逆(ClO2)=1:2时,
反应I达到平衡状态
B
曲线②表示的微粒为Cl-
反应Ⅰ消耗的H+等于ClO2的一半,反应Ⅱ生成的H+等于ClO3-
混合溶液体系中存在两个反应,v正(HClO)应是两个反应消耗HClO的总反应速率,反应Ⅰ中v正,Ⅰ(HClO):v逆(ClO2)=1:2,反应I达到平衡状态。
ClO2
Cl-
ClO3-
c(Cl-)=0.42×10-3 mol·L-1
c(ClO3- )=0.10×10-3 mol·L-1


速率+平衡
【重温经典,感悟高考】
3综合题目
以HClO和ClO2-混合体系为载体,涉及速率计算、平衡状态判断、图像分析,考查理解与辨析、分析与推测能力
c(ClO2 )<2c(Cl-)
两个反应均存在HClO:Cl-=1:1,
v(HClO)= = = 2.1×10-4 mol·L-1·s-1
Δc(HClO)=Δc(Cl-)
c(ClO2 )=0.64×10-3 mol·L-1
2s时:
A项,根据C原子守恒:平衡时C3H8O3中C的物质的量为n(C)-n(CO2)-n(CO)-n(CH4)=3-2.2-0.4-0.4=0,所以平衡时体系中无C3H8O3剩余。
【例19】(2025江苏卷)13.甘油(C3H8O3)水蒸气重整获得H2过程中的主要反应:
反应Ⅰ :C3H8O3(g) 3CO(g)+4H2(g) ΔH>0
反应ⅠI :CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH<0
反应Ⅲ :CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) ΔH<0
1.0×105Pa条件下,1 mol C3H8O3和9 mol H2O发生
上述反应达平衡状态时,体系中CO、H2、H2O和CH4
的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。
550℃,平衡时:
n(H2)=5.0mol
n(CO)=n(CH4)
=0.4 mol
n(CO2)=2.2mol
H2
CO
CH4
下列说法正确的是( )
A.550℃时,H2O的平衡转化率为20%
B.550℃反应达平衡状态时,n(CO2):n(CO)=11:25
A
n(CO2):n(CO)=2.2:0.4=11:2
速率+平衡+转化率
【重温经典,感悟高考】
3综合题目
随温度升高
根据O原子守恒:平衡时H2O中O的物质的量为3n(C3H8O3)+n(H2O)-2n(CO2)-n(CO)=3×1+1×9-2×2.2-1×0.4=7.2 mol,所以平衡时体系中剩余H2O的物质的量为7.2 mol,参与反应的H2O物质的量为1.8 mol。
平衡时H2O的转化率为 ×100%=20%
【例19】(2025江苏卷)13.甘油(C3H8O3)水蒸气重整获得H2过程中的主要反应:
反应Ⅰ :C3H8O3(g) 3CO(g)+4H2(g) ΔH>0
反应ⅠI :CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH<0
反应Ⅲ :CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) ΔH<0
1.0×105Pa条件下,1 mol C3H8O3和9 mol H2O发生
上述反应达平衡状态时,体系中CO、H2、H2O和CH4
的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。
550℃,平衡时:
n(H2)=5.0mol
n(CO)=n(CH4)
=0.4 mol
n(CO2)=2.2mol
H2
CO
CH4
下列说法正确的是( )
C.其他条件不变,在400~550℃范围,平衡时H2O的物质的量随温度升高而增大
D.其他条件不变,加压有利于增大H2平衡时的物质的量
A
速率+平衡+转化率
【重温经典,感悟高考】
3综合题目
随温度升高
C项,400~550℃范围,随温度升高,反应Ⅱ、Ⅲ平衡均逆向移动,反应Ⅱ消耗CO2,生成H2O,反应Ⅲ消耗H2O生成CO2,由图像可知,CO2的物质的量增加,所以反应Ⅲ逆向移动程度大,H2O的物质的量随温度升高减小。
D项,加压,反应Ⅰ逆向移动,H2的物质的量减小;反应Ⅱ不动;反应Ⅲ正向移动,H2的物质的量减小。
以甘油水蒸气重整制H2为情境,涉及平衡移动、平衡状态判断、转化率,考查理解与辨析、分析与推断能力
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
【例20】(2024黑吉辽卷)10.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。
A
速率+平衡+转化率
【重温经典,感悟高考】
3综合题目
以异山梨醇制备为情境,涉及速率比较和计算、平衡常数、转化率、平衡移动,考查理解辨析、分析推断能力
达平衡
未平衡
未达平衡,正、逆反应速率不相等
催化剂不改变转化率
1,4-失水山梨醇有剩余
山梨醇早已无剩余
反应①正向进行程度大于反应②,平衡常数①>②
v(异山梨醇) =
=0.014mol kg-1 h-1
下列说法错误的是( )
异山梨醇
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:
【例21】(2024山东卷)15.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。
速率+平衡+速率方程
【重温经典,感悟高考】
3综合题目
反应速率常数与温度有关,随温度升高增大,
由横坐标→T1温度下反应先达平衡,T1>T2
由纵坐标→平衡时T1温度比T2温度反应物摩尔分数小
c(H2)1T1>T2,k1>k2
c(CO2)1下列说法错误的是( )
【例21】(2024山东卷)15.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。
CD
速率+平衡+速率方程
【重温经典,感悟高考】
3综合题目
以逆水气变换反应为情境,涉及反应速率、速率方程、速率常数、平衡移动,考查理解辨析、分析推断能力
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温度T1时相同
仅改变初始压力,反应物浓度改变,反应速率改变,达平衡时间改变,曲线改变
初始投料比改变,平衡时二者物质的量之比不为1:1,平衡时各组分摩尔分数与T1温度时不同
由横坐标→T1温度下反应先达平衡,T1>T2
由纵坐标→平衡时T1温度比T2温度反应物摩尔分数小
起始n(CO2):n(H2)=1:1,二者按1:1反应,
平衡时n(CO2)平:n(H2)平=1:1,二者摩尔分数相同
下列说法正确的是( )
A.0~2 min内,X的平均反应速率为0.080mol·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
【例22】(2023河北卷)12.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 =k2 c2(X)和v3=k3 c(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。
D
速率+平衡+速率方程
【重温经典,感悟高考】
3综合题目
以W分解反应为情境,涉及速率方程、速率计算、产率、平衡移动,考查理解辨析、分析推断能力
部分X转化为Z,v(X)<0.080mol·L-1·min-1
ΔH=正反应活化能-逆反应活化能,反应③活化能大于反应②,
反应①为非可逆反应,增大容积不影响Y的产率
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
可逆反应
非可逆反应
平衡时,正、逆反应速率相等,v2=v3,k2 c2(X)=k3 c(Z),k2=k3,c2(X)=c(Z)
4X(g) 2Z(g)


ΔH<0
反应②ΔH<0
知识重构
PART 03
03
知识重构,梳理脉络
速率、平衡、转化率
化学动力学
化学热力学
化学反应速率
化学反应方向与限度
影响因素
化学平衡状态
ΔH、ΔS
碰撞理论
平衡常数
预测一定条件下反应限度,调控化学工艺过程,提高化工生产效益等
平衡移动
过渡态理论
主干知识
速率方程
转化率
1 化学反应速率
知识重构,梳理脉络
单位:mol·L-1·s-1或mol·L-1·h-1 等。
注:①平均反应速率为正值,既可以用反应物表示,也可以用生成物表示。
②常用公式主要针对溶液或气体,不表示固体或纯液体的反应速率。
③也可以用单位时间内气体压强或体积、固体的质量等的变化表示反应速率。
④同一反应,不同物质的平均速率之比等于其化学计量数之比。
⑤同一反应,用不同物质表示的速率可能数值不同,但意义相同。
常用公式:=
②瞬时速率:若时间间隔Δt非常小,平均速率接近某一时刻的瞬时速率。
求算:可以根据浓度--时间曲线上某一时刻的斜率的绝对值求得该时刻的瞬时速率。
(1)表示方法
①平均速率:用单位时间内反应物浓度的减少或者生成物浓度的增加来表示。
求算:公式法、三段式法。
1 化学反应速率
知识重构,梳理脉络
注:①一般改变固体或纯液体的用量,反应速率不变。
②有催化剂参加的反应,升高温度,催化剂可能失活,反应速率减慢。
③恒温恒容容器通无关气体,压强增大,分压不变,浓度不变,速率不变。
④恒温恒压容器通无关气体,体积变大,分压减小,浓度减小,速率减慢。
⑤加入固体物质,有可能改变接触面积,反应速率可能加快。
⑥探究影响反应速率因素的实验题目,注意控制变量。
(2)影响因素
②外因:浓度、温度、压强(有气体参加的反应)、催化剂、接触面积等。
①内因:反应物自身的性质。
1 化学反应速率
(3)速率方程
知识重构,梳理脉络
注:①k正、k逆、k均为速率常数,随温度升高而增大。
②速率常数k受温度影响,与浓度无关。
③一般复杂反应的速率方程在题中给出来。
v正=k正ca(A)·cb(B); v逆=k逆cc(C)·cd(D)
②基元反应 aA(g)+ bB(g) cC(g) + dD(g),速率方程表示为:
平衡常数:K=
③复杂反应不能只根据反应式写出其反应速率方程,而必须根据实验测定的结果,
推导出反应机理,写出速率方程。
实验测得CO(g)+NO2(g)=CO2(g)+NO(g)的速率方程:v=kc2(NO2),k为速率常数。
①速率方程:利用反应物浓度或分压计算化学反应的反应速率的方程。
活化分子
注:①E1表示正反应的活化能,E2表示逆反应的活化能。
1 化学反应速率
(4)碰撞理论
知识重构,梳理脉络
②ΔH=E1-E2。
①有效碰撞:能够发生反应的碰撞称为有效碰撞。
②活化分子:能量较高、有可能发生有效碰撞的分子。
条件:分子具有足够的能量;分子在碰撞时具有合适的取向。
③活化能:活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差。
③活化能越大,活化分子占比越小,反应速率越慢。
1 化学反应速率
(5)过渡态理论
知识重构,梳理脉络
①过渡态:旧键没有完全断裂、新键没有完全形成的中间状态,过渡态能量较高。
E活化能=E过渡态-E反应物
②活化能:过渡态的平均能量与反应物分子的平均能量之差。
注:①Ea正反应的活化能,Ea’逆反应的活化能。
②活化能越大,反应速率越慢。
1 化学反应速率
(6)基元反应
知识重构,梳理脉络
例:H2(g)+I2(g)===2HI(g),它的反应历程有如下两步基元反应:
①I2===I·+I·(快)
②H2+2I·===2HI(慢)
①基元反应:大多数化学反应都是分几步完成的,其中的每一步反应称为基元反应。
③总反应:基元反应的总和称为总反应。由几个基元反应组成的总反应也称复杂反应。
②反应历程:基元反应构成的反应序列称为反应历程(又称反应机理)。
→慢反应是整个反应的决速步骤,该步活化能大。
①催化机理:参加反应,改变反应历程,降低反应的活化能,使活化分子百分数增多,从
而加快反应速率。
1 化学反应速率
(7)催化剂
知识重构,梳理脉络
②特征:有选择性;在特定条件下才能体现出它的活性,可能失去活性或发生催化剂中毒。
注:①催化剂能改变:改变反应历程; 降低活化能;
缩短达到平衡的时间;同等程度加快正逆反应速率;
提高单位时间内的转化率。
②催化剂不能改变:不改变反应热或者焓变;
不使平衡移动;不改变反应限度;不改变平衡常数;
不改变平衡转化率。
1 化学反应速率
(7)催化剂
知识重构,梳理脉络
③反应进程中相对能量变化图:
注:①一上一下一基元。
④能垒大,活化能大,决速步。
*表示微粒在催化剂表面吸附,TS表示过渡态。
②过渡态前后即该步基元反应的
反应物和生成物。
③E(能垒)=E(过渡态)-E(吸附态)。
⑤注意脱附步不是基元反应。
脱附
2 化学平衡
(1)化学平衡状态
知识重构,梳理脉络
注:①物质的量或质量、物质的量分数或质量分数、气体的体积或体积分数、颜色等不变,
说明达平衡。
②密度、压强、平均相对分子质量不变,不一定达平衡。
①概念:在一定条件下的可逆反应中,当反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速
率相等,反应物的浓度和生成物的浓度保持不变的状态。
②特征:逆、等、动、定、变。
③思路:变量不变达平衡。
③判断:v正=v逆≠0,体系中各组分的浓度保持不变。
④从成键或断键数目角度判断时,满足正向和逆向描述,且符合化学计量数之比。
①概念:一个可逆反应,达到化学平衡状态以后,若改变反应条件(如温度、压强、浓度
等),使正、逆反应的速率不相等,化学平衡发生移动。最终在新的条件下,会建
立新的化学平衡,这个过程称为化学平衡的移动。
2 化学平衡
(2)化学平衡的移动
知识重构,梳理脉络
注:①催化剂同等程度的改变v正、v逆,平衡不移动。
②改变固体或纯液体的量,一般平衡不移动。
③恒温恒容充入无关气体,体系中各组分浓度不变,速率不变,平衡不移动。
③影响因素:浓度、温度、压强。
④恒温恒压充入无关气体,体系分压减小,v正、v逆均减小,平衡向气体分子数大的方向移动。
④移动方向的判断:勒夏特列原理。
②移动的原因:改变外界条件,破坏原有平衡,使v正≠v逆。
2 化学平衡
(3)化学平衡常数
知识重构,梳理脉络
注:①在确定的化学反应中,K只受温度影响;两反应相加,K相乘;两反应相减,K相除。
②固体、纯液体、水溶液中水的浓度可视为定值,一般不列入K表达式中。
③随温度升高K增大,该反应的ΔH>0;随温度升高K减小,该反应的ΔH<0。
④影响因素:温度。
①概念:在一定温度下,对可逆反应aA(g) + bB(g) cC(g) + dD(g),无论反应物的起始浓
度如何,达到化学平衡状态后,将各物质的物质的量浓度代入以下表达式,得到
的结果为一 个定值,这个定值称为该反应的平衡常数。
②表达式:
⑤应用:某时刻,QcK,反应向逆向移动。
③意义:K越大,表示反应进行的程度越大,反应越完全。
①概念:某一反应物的平衡转化率α等于该物质在反应中已转化的量(如物质的量、物质
的量浓度等)与该物质起始总量的比值。
2 化学平衡
(4)平衡转化率
知识重构,梳理脉络
注:①平衡转化率越大,表示反应进行的程度越大,反应越完全。
②若已知起始浓度和平衡常数,可求转化率。
③意义:表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。
②表达式:
④应用:已知起始浓度和转化率,可计算该温度下的平衡常数。
③三段式、原子守恒法是常用的计算转化率的方法。


⑤影响因素:浓度、温度、压强。
2 化学平衡
(4)平衡转化率
知识重构,梳理脉络
①增大其中一种反应物浓度,可提高另一种反应物的转化率,其本身转化率降低。
②减小生成物浓度,可以提高反应物的转化率。
③若按化学计量数之比投料,各反应物转化率相等。
以aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)为例
①若正反应放热,降温能提高平衡转化率。
②若正反应吸热,升温能提高平衡转化率。


①若a+b>c+d,增大压强,平衡右移,能提高各反应物平衡转化率。
②若a+b压强
注意:催化剂对平衡转化率无影响。
模型建构
PART 04
04
模型建构
细审题,提信息
看问题,明考向
想原理,推结论
解题思路
辩正误,得答案
提取解题关键信息
结合图像和文字
理解与辨析、分析与推测
模型建构
1 速率、平衡文字叙述题
仔细审题,从所给情境获取信息,或观察所给反应方程式的特点,关注各物质状态及其化学计量数;关注容器特点,是恒温恒容还是恒温恒压等等。
方法模型
结合勒夏特列原理或规律,分析各选项所述情况,推断该选项是否正确。
根据分析对该选项做出判断,综合分析后得出本题答案。
明确研究对象
逻辑推理与论证
做出判断
思维模型
模型建构
2 速率、平衡实验探究题
仔细审题,明确实验目的,了解实验方案、实验内容。
方法模型
思维模型
分析实验装置图,观察所给试剂的浓度、体积等,注意“控制变量”这一条件,判断是否能够完成相应的实验探究。
结合外界条件改变对化学反应速率、化学平衡移动的影响规律,或比较Ksp相对大小的原理,根据实验内容,推断该选项是否正确。
仔细分析题中给出的结论,是否与自己得出的结果一致,若能得出一致的结果,该选项正确,否则错误。
明确实验目的
分析装置和试剂
逻辑推理与论证
得出结论
模型建构
3 速率、平衡反应历程题——循环图
仔细审题,辨识图示所代表的反应历程,关注图中是否给出每一历程不同步骤的活化能。
方法模型
图中作为反应物进入反应体系,做产物离开反应体系的为催化剂;在反应体系中产生,又在反应体系中被消耗的为中间体;等等。
分析每一历程反应,其中活化能大的步骤为决速步;反应热与始态和终态有关;催化剂只改变反应的活化能,但不改变反应热,也不改变转化率。
细审题,观全图
分析图像
思维模型
根据分析对该选项做出判断,综合分析后得出本题答案。
得出结论
逻辑推理与论证
模型建构
4 速率、平衡反应历程题——能垒图
仔细审题,结合题中信息,辨识图示所代表的不同催化剂的反应历程,关注图中起点反应物与终点生成物相对能量,可判断该反应的吸、放热情况。
方法模型
仔细观察变化趋势,分析每一段反应,利用纵坐标数据可求各阶段活化能,判断决速步骤;分析最后一步是否为脱附步;等等。
图中“一上一下”表示一个基元反应;不同阶段最高点与最低点之差为活化能;活化能大的步骤为决速步;催化剂不改变反应热,也不改变转化率。
细审题,观全图
分析图像
思维模型
根据分析对该选项做出判断,综合分析后得出本题答案。
得出结论
逻辑推理与论证
模型建构
5 速率、平衡、转化率综合图像题
仔细审题,结合题中信息,观察图像,明确横坐标、纵坐标的含义,看清每条曲线的含义及变化趋势,找到有用的特殊点(起点、坐标点、交点)。
方法模型
带着选项问题,根据图像中曲线的变化趋势、已知的坐标点等信息,根据三段式或原子守恒等方法确定曲线代表的变化量,等等。
根据速率、平衡原理或规律进行推理判断;根据对数法则、函数关系等求速率、平衡常数、转化率等;根据多重反应中产物多少判断反应快慢等等。
细审题,析图像
信息提取与加工
思维模型
根据分析对该选项做出判断,综合分析后得出本题答案。
得出结论
逻辑推理与论证
备考建议
研习高考真题,构建解题模型
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蕴含
必备知识
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应用模型
感谢您的观看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
2.(2024年上海卷10)(双选)已知:Ca2++2HCO3-CaCO3+H2CO3
①HCO3-H++CO32- ②Ca2++CO32-CaCO3 ③HCO3-+H+H2CO3
以下能判断总反应达到平衡状态的是
A.钙离子浓度保持不变 B.保持不变
C.v正(Ca2+)=v逆(CaCO3) D.v正(H2CO3)=v逆(HCO3-)=2:1
3.(2025广东卷12题)CuCl微溶于水,但在Cl-浓度较高的溶液中因形成[CuCl2]-和[CuCl3]2-而溶解。将适量CuCl完全溶于盐酸,得到含[CuCl2]-和[CuCl3]2-的溶液,下列叙述正确的是
A.加水稀释,[CuCl3]2-浓度一定下降
B.向溶液中加入少量NaCl固体,[CuCl2]-浓度一定上升
C.H[CuCl2]的电离方程式为:H[CuCl2]=H++Cu++2Cl-
D.体系中,c(Cu+)+c(H+)=c(Cl-)+c([CuCl2]-)+c([CuCl3]2-)+c(OH-)
4.(2024浙江6月卷16题)为探究化学平衡移动的影响因素,设计方案并进行实验,观察到相关现象。其中方案设计和结论都正确的是
选项 影响 因素 方案设计 现象 结论
A 浓度 向1 mL0.1 mol·L-1K2CrO4溶液中加入1 mL0.1 mol·L-1 HBr溶液 黄色溶液变橙色 增大反应物浓度,平衡向正反应方向移动
B 压强 向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100 mL HI气体,分解达到平衡后再充入100 mLAr 气体颜色不变 对于反应前气体总体积不变的可逆反应,改变压强平衡不移动
C 温度 将封装有NO2和N2O4混合气体的烧瓶浸泡在热水中 气体颜色变深 升高温度,平衡向吸热反应方向移动
D 催化剂 向1 mL乙酸乙酯中加入1 mL0.3 mol·L-1H2SO4溶液,水浴加热 上层液体逐渐减少 使用合适的催化剂可使平衡向正反应方向移动
5.(2025安徽卷10题)下列实验操作能达到实验目的的是
选项 实验操作 实验目的
A 将铁制镀件与铜片分别接直流电源的正、负极,平行浸入CuSO4溶液中 在铁制镀件表面镀铜
B 向粗盐水中先后加入过量Na2CO3溶液、NaOH溶液和BaCl2溶液 粗盐提纯中,去除Ca2+、Mg2+和SO42-杂质离子
C 向2 mL0.1 mol·L-1K2Cr2O7 溶液中滴加5滴6 mol·L-1NaOH溶液,再滴加5滴6 mol·L-1H2SO4溶液 探究c(H+)对如下平衡的影响: Cr2O72-+H2O2CrO42-+2H+ (橙色) (黄色)
D 将有机物M溶于乙醇,加入金属钠 探究M中是否含有羟基
6.恒容密闭容器中充入X,在催化剂作用下发生反应:2X(g)2Y(g)+Z(g),起始压强为p kPa,反应时间为t s,测得的转化率随温度的变化如图中实线所示虚线表示平衡转化率。下列说法正确的是
A.该反应的ΔH<0
B. 催化剂可降低该反应的焓变,提高平衡转化率
C. 增大起始压强,X的平衡转化率增大
D. 800℃时,0~t s内化学反应速率
7.在两种不同催化剂作用下,X(g)→Y(g)的反应历程如图所示,P1、P2为反应中间产物。下列叙述错误的是 ( )
A. 每一种历程都包含个基元反应
B. 催化剂作用下,基元反应是控速反应
C. 其他条件相同,升温使的平衡转化率减小
D. 其他条件相同,P1浓度小于P2
8.(2022广东卷13题)恒容密闭容器中,BaSO4(s)+4H2(g)BaS(s)+4H2(g)在不同温度下达平衡时,各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的ΔH<0
B. a为n(H2O)随温度的变化曲线
C.向平衡体系中充入惰性气体,平衡不移动
D.向平衡体系中加入BaSO4,H2的平衡转化率增大
9..(2022广东卷15题)在相同条件下研究催化剂I、Ⅱ对反应X→2Y的影响,各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图,则
A.无催化剂时,反应不能进行
B.与催化剂Ⅰ相比,Ⅱ使反应活化能更低
C.a曲线表示使用催化剂Ⅱ时X的浓度随t的变化
D.使用催化剂Ⅰ时,0~2 min内,v(X)=1.0 mol·L-1·min-1
10.(2024年海南7题)已知298K,101kPa时,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.5kJ·mol-1。。该反应在密闭的刚性容器中分别于T1、T2温度下进行,CO2的初始浓度为0.4 mol·L-1,c(CO2)-t关系如图所示。下列说法错误的是
A. T1>T2
B.T1下反应达到平衡时c(CH3OH)=0.15 mol·L-1
C.使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大
D.使用催化剂2和催化剂3的反应历程相同
11.(2024年安徽卷12题)室温下,为探究纳米铁去除水样中SeO的影响因素,测
得不同条件下SeO浓度随时间变化关系如图。
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
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(SeO)=2.0 mol·L-1·h-1
B.实验③中,反应的离子方程式为:2Fe+SeO+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,SeO的去除效果越好
12.(2023年辽宁卷12题)一定条件下,酸性KMnO4溶液与H2C2O4发生反应,Mn(Ⅱ)起催化作用,过程中不同价态含Mn粒子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是
A.Mn(Ⅲ)不能氧化H2C2O4
B.随着反应物浓度的减小,反应速率逐渐减小
C.该条件下,Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存
D.总反应为:2MnO+5C2O+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
13.(2023年浙江卷6月14题)一定条件下,苯基丙炔(Ph-CC-CH3)可与HCl发生催化加成,反应如下:
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图(已知:反应I、Ⅲ为放热反应),下列说法不正确的是
A.反应焓变:反应I>反应Ⅱ
B.反应活化能:反应I<反应Ⅱ
C.增加HCl浓度可增加平衡时产物Ⅱ和产物I的比例
D.选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物Ⅰ
14.(2023年山东卷14题)一定条件下,化合物E和TFAA合成H的反应路径如下:
已知反应初始E的浓度为0.10mol L-1,TFAA的浓度为0.08mol L-1,部分物种的浓度随时间的变化关系如图所示,忽略反应过程中的体积变化。下列说法正确的是(双选)
A.t1时刻,体系中有E存在
B.t2时刻,体系中无F存在
C.E和TFAA反应生成F的活化能很小
D.反应达平衡后,TFAA的浓度为0.08 mol L-1
15.(2024年江苏卷13题)二氧化碳加氢制甲醇的过程中的主要反应(忽略其他副反应)为:①CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH1=41.2 kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2
225℃、8×106Pa下,将一定比例CO2、H2混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3…位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和CH3OH的体积分数如图所示。下列说法正确的是
A.L4处与L5处反应①的平衡常数K相等
B.反应②的焓变ΔH2>0
C.L6处的H2O的体积分数大于L5处
D.混合气从起始到通过L1处,CO的生成速率小于CH3OH的生成速率
16.(2024年浙江6月卷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2 molC2H6和3 molCO2,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
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
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)= 2.88×10-3mol·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
17.(2023年湖南卷13题)向一恒容密闭容器中加入1 molCH4和一定量的H2O,发生
反应:CH4(g)+ H2O(g)CO (g)+ 3H2(g)。CH4的平衡转化率按不同投料比x[x=]
随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.x1<x2
B.反应速率:v正b<vc正
C.点a、b、c对应的平衡常数:Ka<Kb =Kc
D.反应温度为T1,当容器内压强不变时,反应达到平衡状态
18.(2025·北京海淀·三模)苯与液溴反应生成溴苯,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是
A.FeBr3可作该反应的催化剂
B.总反应的ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3<0
C.过程②的活化能最大,决定总反应速率的大小
D.为证明该反应为取代反应,可将反应后的气体直接通入AgNO3溶液
19.(2025·甘肃金昌·三模)乙酸制氢过程发生的反应为Ⅰ.CH3COOH(g)2CO(g)+2H2(g);Ⅱ.CH3COOH(g)CH4(g)+CO2(g),能量变化如图所示。某温度下,在管式反应器中发生上述反应,物料在一端连续加入,在管中反应后从另一端流出,下列相关说法错误的是
A.反应Ⅰ是吸热反应,反应Ⅱ是放热反应
B.反应Ⅱ的活化能小,反应速率大
C.使用催化剂不能提高H2的产率
D.适当升高温度可提高H2的产率
20.(2025·湖南邵阳·二模)燃油汽车尾气中含有NO和CO等有毒气体,某研究小组用新型催化剂对NO、CO在不同条件下的催化转化进行研究,反应原理为:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) ΔH<0 。在密闭容器中充入2 molNO和2 molCO,平衡时NO的体积分数随温度、压强的变化关系如图。下列说法错误的是
A.c点CO的平衡转化率约为57.1%
B.a点和d点的反应速率可能相同
C.若在e点扩大容器体积并加热,可能达到e点状态
D.恒温恒容条件下,向b点平衡体系中再充入1 molNO和1 molCO,重新达到平衡后,与点状态相比,NO的体积分数将减小
21.(2025·湖南邵阳·三模)在恒容密闭容器中发生反应:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l) ΔH ,测得CO2的平衡转化率与起始投料比[η=,η分别为1:1、2:1、3:1]、温度关系如图所示。下列说法错误的是
A.ΔH<0
B.曲线代表的投料比为1:1
C.若T1℃下,测得M点对应的总压强为P0KPa,则NH3分压KPa
D.保持T1℃不变,向N点反应体系中再加入0.2 molNH3和0.1 molCO2,平衡后CO2转化率小于y
22.(2025·河南·三模)温度为T1时,在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应:M(g)+N(g)Q(g) ΔH<0。正、逆反应速率可以表示为v1=k1c(M)·c(N)和v-1=k-1c(Q),k1和k-1分别为正、逆反应的速率常数,仅受温度影响。下列说法错误的是
容器 编号 起始浓度/(mol·L-1) 平衡浓度/(mol·L-1)
c(M) c(N) c(Q) c(Q)
① 1.0 1.0 0 0.5
② 1.0 1.0 1.0
③ 0 0.5 1.0
A.达平衡时,容器①与容器②中逆反应速率之比为1:2
B.开始时,容器②中正反应速率大于逆反应速率
C.达平衡时,容器③中比容器①中的大
D.当温度改变为T2时,若k1=k-1,则T2>T1
23.(2025·江苏连云港·一模)使用CH3COOCH3与H2反应制C2H5OH过程中的主要反应为
反应I:CH3COOCH3(g)+2H2(g)C2H5OH(g)+CH3OH(g) ΔH1=1004 kJ·mol-1
反应II:CH3COOCH3(g)+H2(g) CH3CHO(g)+CH3OH(g) ΔH2=1044 kJ·mol-1
反应III:CH3COOCH3(g)+C2H5OH(g)CH3COOCH2CH3(g)+CH3OH(g) ΔH3= 1160 kJ·mol-1
在催化剂作用下,在1.0×105 Pa、n起始(CH3COOCH3)∶n起始(H2)=1∶2时,若仅考虑上述反应,反应相同时间,CH3COOCH3转化率、C2H5OH和CH3COOCH2CH3的选择性随温度的变化如图所示。[C2H5OH的选择性=×100%]。下列说法正确的是
A.反应CH3CHO(g)+H2(g)=C2H5OH(g)的焓变ΔH = 40 kJ·mol-1
B.185℃时,若起始n(CH3COOCH3)为1mol,则反应后体系中C2H5OH为0.04 mol
C.温度在165℃~205℃之间,反应后的体系中存在CH3CHO
D.温度在225℃~235℃之间,C2H5OH的选择性保持不变,说明反应I达到了平衡
24.(2025·北京昌平·二模)催化加氢直接合成二甲醚过程中有以下2个反应:
反应Ⅰ:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=-122.54 kJ·mol-1
反应Ⅱ(副反应):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2kJ·mol-1
其他条件相同时,反应温度对CO2平衡总转化率及反应2.5小时的CO2实际总转化率影响如图1所示;反应温度对二甲醚的平衡选择性及反应2.5小时的二甲醚实际选择性影响如图2所示。
资料:CH3OCH3的选择性=×100%
下列说法正确的是
A.280℃后,CO2平衡总转化率升高的原因是:温度升高,反应速率加快
B.240℃-300℃,CO2实际总转化率升高的原因是:温度升高,反应速率加快,且温度对主反应的影响大于副反应
C.240℃-300℃,二甲醚实际选择性降低的原因是:副反应速率>主反应速率
D.由图可知:该条件下投入等物质的量CO2时,产生二甲醚的物质的量:260℃>220℃
第18讲-证据推理:速率、平衡、转化率选择题答案及解析
1.【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;
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。
本题答案选C。
2.【答案】AB
【解析】A.钙离子浓度保持不变,说明此时v正=v逆,反应达到平衡,A符合题意;
B.反应①中K=,即=,K只与温度有关,保持不变,
即c(H+)保持不变,说明此时v正=v逆,反应达到平衡,B符合题意;
C.CaCO3为固体,其浓度为常数,一般不用固体来表示化学反应速率,C不符合题意;
D.不同物质表示正逆反应速率,且之比不等于化学计量数之比,说明正反应速率不等于逆反应速率,反应未达到平衡状态,D不符合题。
本题答案为AB。
3.【答案】A
【解析】A.加水稀释,溶液体积变大,[CuCl3]2-浓度一定下降,A正确;B.加入NaCl会增加Cl 浓度,可能促使[CuCl2]-转化为[CuCl3]2-,[CuCl2]-浓度不一定上升,B错误;C.H[CuCl2]应电离为H+和[CuCl2]-,而非分解为Cu+和Cl-,电离方程式错误,C错误;D.电荷守恒未考虑[CuCl3]2-的电荷数,电荷守恒应为c(Cu+)+c(H+)=c(Cl-)+c([CuCl2]-)+2c([CuCl3]2-)+c(OH-),D错误。
本题答案选A。
4.【答案】C
【解析】A,2CrO42-(黄色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O ,向1mL0.1mol·L-1K2CrO4溶液中加入1mL0.1mol·L-1 HBr溶液,H+浓度增大,平衡正向移动,实验现象应为溶液橙色加深,A错误;
B,反应2HIH2+I2为反应前后气体总体积不变的可逆反应,向恒温恒容密闭玻璃容器中充入100 mLHI气体,分解达到平衡后再充入100mLAr,平衡不发生移动,气体颜色不变,应得到的结论是:对于反应前后气体总体积不变的可逆反应,恒温恒容时,改变压强平衡不移动,B错误;
C,反应2NO2N2O4为放热反应,升高温度,气体颜色变深,说明平衡逆向移动,即向吸热反应方向移动,C正确;
D,催化剂只会改变化学反应速率,不影响平衡移动,D错误。
本题答案选C。
5.【答案】C
【解析】A.铁作为镀件应接电源负极,若将铁接正极会导致其放电而溶解,A错误;
B.粗盐提纯时,BaCl2应在Na2CO3之前加入,以便除去过量Ba2+,B错误;
C.通过加NaOH降低H+浓度使溶液变黄,再加H2SO4提高H+浓度恢复橙色,验证浓度对平衡的影响,C正确;
D.乙醇本身含羟基,也可与金属钠反应,会干扰M中羟基的检测,D错误;
本题答案选C。
6.【答案】D
【解析】A.根据图像可知,虚线表示平衡转化率,随温度升高,的转化率增大,根据勒夏特列原理,该反应正反应为吸热反应,即,A错误;
B.给定的反应中,焓变只与始终态有关,催化剂可以改变活化能,不能改变焓变,催化剂对平衡移动无影响,B错误;
C.该反应为气体物质的量增大反应,增大起始压强,平衡逆向进行,的平衡转化率降低,C错误;
D.该时间段内,用表示变化的压强为,则的变化压强为,根据化学反应速率的定义, ,D正确;
本题答案选。
7.【答案】D
【解析】催化剂下,基元反应为和,催化剂下,基元反应为和,每一种历程都包含个基元反应,A正确;
B,催化剂作用下,能垒,基元反应为控速反应,B正确;
C,总反应是放热反应,升温,平衡向逆反应方向移动,平衡转化率降低,C正确;
D,生成较快,消耗较慢;生成较慢,消耗较快,故其他条件相同,浓度大于,D错误;
本题答案选D。
8.【答案】C
【解析】
【详解】A.从图示可以看出,平衡时升高温度,氢气的物质的量减少,则平衡正向移动,说明该反应的正反应是吸热反应,即ΔH>0,A错误;
B.从图示可以看出,在恒容密闭容器中,随着温度升高氢气的平衡时的物质的量减少,则平衡随着温度升高正向移动,水蒸气的物质的量增加,而a曲线表示的是物质的量不随温度变化而变化,B错误;
C.容器体积固定,向容器中充入惰性气体,没有改变各物质的浓度,平衡不移动,C正确;
D.BaSO4是固体,向平衡体系中加入BaSO4,不能改变其浓度,因此平衡不移动,氢气的转化率不变,D错误;
本题答案选C。
9.【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,无催化剂时,随反应进行,生成物浓度也在增加,说明反应也在进行,A错误;
B.由图可知,催化剂I比催化剂II催化效果好,说明催化剂I使反应活化能更低,反应更快,B错误;
C.由图可知,使用催化剂II时,在0~2min 内Y的浓度变化了2.0mol/L,而a曲线表示的X的浓度变化了2.0mol/L,二者变化量之比不等于化学计量数之比,所以a曲线不表示使用催化剂II时X浓度随时间t的变化,C错误;
D.使用催化剂I时,在0~2min 内,Y的浓度变化了4.0mol/L,则v(Y) = = =2.0 mol·L-1·min-1, v(X) = v(Y) = ×2.0 mol·L-1·min-1=1.0 mol·L-1·min-1,D正确;
本题答案选D。
10.【答案】D
【解析】A.平衡时CO2的浓度T1温度下比T2温度下的大,即T1到T2平衡正向移动,而结合题干方程式可知,该反应正反应是一个放热反应,即降低温度平衡才是正向移动,即T1>T2,A正确;
B.T1温度下达到平衡时CO2的浓度为0.25 mol·L-1,即CO2的浓度改变量为:0.40 mol·L-1-0.25 mol·L-1=0.15 mol·L-1,结合变化量之比等于化学计量系数之比可知,T1下反应达到平衡时c(CH3OH)=0.15 mol·L-1,B正确;
C.在温度均为T1时,使用催化剂1达到平衡所需要的时间比催化剂2更长即催化剂1时的反应速率比催化剂2的更慢,说明使用催化剂1的反应活化能比催化剂2的大,C正确;
D.催化剂2和催化剂3分别在不同温度下达到平衡所需要的时间是相同的,但温度不同,反应速率也不同,说明催化剂2和催化剂3的反应历程不相同,才能保证在不同温度下达到相同的平衡时间,D错误。
11.【答案】C
【解析】A. 实验①中,0~2小时内平均反应速率v(SeO42-)= =2.0×10-3 mol·L-1·h-1,A错误;
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错误;
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;
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错误。
本题答案选C。
12.【答案】C
【解析】开始一段时间(大约13 min前)随着时间的推移Mn(Ⅶ)浓度减小直至为0,Mn(Ⅲ)浓度增大直至达到最大值,结合图像,此时间段主要生成Mn(Ⅲ),同时先生成少量Mn(Ⅳ)后Mn(Ⅳ)被消耗;后来(大约13 min后)随着时间的推移Mn(Ⅲ)浓度减少,Mn(Ⅱ)的浓度增大;据此作答。
A.由图像可知,随着时间的推移Mn(Ⅲ)的浓度先增大后减小,说明开始反应生成Mn(Ⅲ),后Mn(Ⅲ)被消耗生成Mn(Ⅱ),Mn(Ⅲ)能氧化H2C2O4,A错误;
B.随着反应物浓度的减小,到大约13 min时开始生成Mn(Ⅱ),Mn(Ⅱ)对反应起催化作用,13 min后反应速率会增大,B错误;
C.由图像可知,Mn(Ⅶ)的浓度为0后才开始生成Mn(Ⅱ),该条件下Mn(Ⅱ)和Mn(Ⅶ)不能大量共存,C正确;
D.H2C2O4为弱酸,在离子方程式中应以化学式保留,总反应为2MnO+5H2C2O4+6H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O,D错误。
本题答案选C。
13.【答案】C
【解析】A.反应I、Ⅲ为放热反应,相同物质的量的反应物,反应I放出的热量小于反应Ⅱ放出的热量,反应放出的热量越多,其焓变越小,因此反应焓变:反应I>反应Ⅱ,A正确;
B.短时间里反应I得到的产物比反应Ⅱ得到的产物多,说明反应I的速率比反应Ⅱ的速率快,速率越快,其活化能越小,则反应活化能:反应I<反应Ⅱ,B正确;
C.增加HCl浓度,平衡正向移动,但平衡时产物Ⅱ和产物I的比例可能降低,C错误;
D.根据图中信息,选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物Ⅰ,D正确。
本题答案选C。
14.【答案】AC
【分析】一定条件下,化合物E和TFAA合成H的反应路径中,共发生三个反应:
①E+TFAA→F ②F→G ③GH+TFAA
t1之后的某时刻,H为0.02 mol L-1,此时TFAA的浓度仍为0,则表明0.10mol L-1E、起始时的0.08mol L-1TFAA、G分解生成的0.02 mol L-1 TFAA全部参加反应,生成0.10mol L-1F;在t2时刻,H为0.08mol L-1,TFAA为0.06mol L-1,G为0.01 mol L-1,则F为0.01 mol L-1。
【解析】A.t1时刻,H的浓度小于0.02 mol L-1,此时反应③生成F的浓度小于0.02 mol L-1,参加反应①的H的浓度小于0.1 mol L-1,则参加反应E的浓度小于0.1 mol L-1,所以体系中有E存在,A正确;
B.由分析可知,t2时刻,H为0.08mol L-1,TFAA为0.06mol L-1,G为0.01 mol L-1,则F为0.01 mol L-1,所以体系中有F存在,B错误;
C.t1之后的某时刻,H为0.02 mol L-1,此时TFAA的浓度仍为0,表明此时E和TFAA完全反应生成F,所以E和TFAA生成F的反应速率快,反应的活化能很小,C正确;
D.在t2时刻,H为0.08mol L-1,TFAA为0.06mol L-1,G为0.01 mol L-1,F为0.01 mol L-1,只有F、G全部转化为H和TFAA时,TFAA的浓度才能为0.08mol L-1,而GH+TFAA为可逆反应,所以反应达平衡后,TFAA的浓度一定小于0.08mol L-1,D错误;
本题答案为AC。
15.【答案】C
【解析】A.L4处与L5处的温度不同,故反应①的平衡常数K不相等,A错误;
B.由图像可知,L1-L3温度在升高,该装置为绝热装置,反应①为吸热反应,所以反应②为放热反应,ΔH2<0,B错误;
C.从L5到L6,甲醇的体积分数逐渐增加,说明反应②在向右进行,反应②消耗 CO,而 CO 体积分数没有明显变化,说明反应①也在向右进行,反应①为气体分子数不变的反应,其向右进行时,n(H2O) 增大,反应②为气体分子数减小的反应,且没有H2O的消耗与生成,故 n总减小而n(H O)增加,即H2O的体积分数会增大,故L6处的 H2O的体积分数大于L5处,C正确;
D.L1处CO 的体积分数大于 CH3OH,说明生成的 CO 的物质的量大于CH3OH,两者反应时间相同,说明CO的生成速率大于 CH3OH的生成速率,D错误;
本题答案选C。
16.【答案】D
【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;
B,由表可知,500℃时,乙烷的转化率为9.0%,可得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,生成乙烯的物质的量为0.144mol,则0~5 min反应I的平均速率为:v(C2H4)= =2.88×10-3mol·L-1·min-1,B正确;
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;
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。
本题答案选D。
17.【答案】B
【解析】A,一定条件下,增大水的浓度,能提高CH4的转化率,即x值越小,CH4的
转化率越大,则x1<x2,A正确;
B项,b点和c点温度相同,CH4的起始物质的量都为1mol,b点x值小于c点,则b
点加水多,反应物浓度大,则反应速率:v正b>vc正,B错误;
C,由图像可知,x一定时,温度升高CH4的平衡转化率增大,说明正反应为吸热反应,
温度升高平衡正向移动,K增大;温度相同,K不变,则点a、b、c对应的平衡常数:
Ka<Kb =Kc,C正确;
D,该反应为气体分子数增大的反应,反应进行时压强发生改变,所以温度一定时,当
容器内压强不变时,反应达到平衡状态,故D正确;
本题答案选B。
18.【答案】D
【详解】A.苯与液溴反应时,FeBr3能降低反应的活化能,加快反应速率,可作该反应的催化剂,A正确;
B.由能量变化示意图可知,反应物总能量高于生成物总能量,反应为放热反应,总反应的ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3<0,B正确;
C.在多步反应中,活化能最大的步骤决定总反应速率,过程②的活化能最大,所以决定总反应速率的大小,C正确;
D.液溴具有挥发性,反应后的气体中含有Br2,Br2也能与AgNO3溶液反应生成浅黄色沉淀,干扰HBr的检验,不能将反应后的气体直接通入AgNO3溶液证明该反应为取代反应,D错误;
故答案选D。
19.【答案】C
【详解】A.由图可知,反应Ⅰ是吸热反应,反应Ⅱ是放热反应,A正确;
B.反应Ⅱ的活化能小,因此其反应速率大,B正确;
C.由题意可知,物质是在反应器中流动的,因此在所给条件下不一定能达到平衡,如果未达到平衡,则选择有利于反应Ⅰ的催化剂可增大反应Ⅰ的速率,提高H2的产率,C错误;
D.反应Ⅰ的活化能大,反应速率受温度的影响更大,温度升高,反应Ⅰ的速率增大的更快,H2的产率越高,D正确。
本题答案选C。
20.【答案】C
【详解】A.c点NO体积分数为25%,设转化的NO为a mol:
2NO(g) + 2CO(g) N2(g) + 2CO2(g)
起始(mol) 2 2 0 0
变化(mol) a a 0.5 a a
平衡(mol) 2-a 2-a 0.5a a
则总的物质的量为(4-0.5a) mol,×100%=25%,a= mol,则CO的平衡转化率为×100%≈57.1%,A正确;
B.该反应为气体体积减小的放热反应,压强相同时,温度越高,平衡时NO的体积分数越大,则T1>T2,d点温度低但压强大,a点温度高但压强小,则d点的反应速率可能等于a点,B正确:
C.由B分析可知,e点温度高于c,则e点加热不会达到c点,C错误;
D.恒温恒压条件下,向b点平衡体系中再充入1mol NO和1mol CO,等效于对原平衡加压,重新达到平衡后,NO的体积分数减小,D正确;
本题答案选C。
21.【答案】D
【分析】二氧化碳浓度不变时增大氨气的浓度,平衡正向移动二氧化碳转化率增大,则a、b、c分别代表的投料比为1:1、2:1、3:1,据此解答:
【详解】A.同一投料比下,升高温度,CO2转化率减小,平衡逆向移动,正反应放热,ΔH<0,A正确;
B.据分析,曲线a代表的投料比为1:1,B正确;
C.曲线c投料比为3:1,假设NH3和CO2初始物质的量分别为3mol和1mol,平衡时CO2转化率为x,则平衡时NH3的物质的量为(3-2x)mol,CO2的物质的量为(1-x)mol,T1℃下,M点总压强为P0KPa,因此NH3分压KPa=KPa,C正确;
D.N点初始投料比为2:1,假设NH3和CO2初始物质的量分别为2mol和1mol,可计算,向N点反应体系中再加入0.2 molNH3和0.1 molCO2,则,平衡不动,平衡后CO2转化率等于y,D错误;
本题答案选D。
22.【答案】A
【详解】A.根据①中数据可知T1时,平衡常数为=2,②中相当于起始量M和N均是2mol,在①的基础上增大压强,平衡正向进行,平衡时Q的浓度大于1.0 mol·L-1,所以达平衡时,根据v-1=k-1c(Q)可知容器①与容器②中逆反应速率之比小于1:2,A错误;
B.开始时,容器②中浓度商为1<2,所以正反应速率大于逆反应速率,B正确;
C.③中若=1,则此时浓度商为=1,反应没有达到平衡状态,反应向正反应方向进行,所以达平衡时,容器③中比容器①中的大,C正确;
D.当温度改变为T2时,若k1=k-1,则此时平衡常数为1<2,正反应放热,因此T2>T1,D正确;
本题答案选A。
23.【答案】B
【详解】A.根据盖斯定律,反应I减去反应II得:CH3CHO(g)+H2(g)=C2H5OH(g)的焓变ΔH =ΔH1-ΔH2=1004 kJ·mol-1-1044 kJ·mol-1=-40 kJ·mol-1,A错误;
B.185℃时,若起始n(CH3COOCH3)为1mol,则CH3COOCH3反应了1mol×20%=0.2 mol,n(转化为C2H5OH的CH3COOCH3)=n(转化的CH3COOCH3)×20%=0.2 mol×20%=0.04 mol,则反应后体系中C2H5OH为0.04 mol,B正确;
C.温度在165℃~205℃之间,C2H5OH和CH3COOCH2CH3的选择性之和为100%,则反应后的体系中不存在CH3CHO,C错误;
D.温度在225℃~235℃之间,C2H5OH的选择性保持不变,但是CH3COOCH3转化率增大,根据C2H5OH的选择性=×100%,则n(转化为C2H5OH的CH3COOCH3)增大,即反应I没有达到平衡,D错误;
本题答案选B。
24.【答案】D
【详解】A.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)为吸热反应,升高温度平衡正向移动,2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)为放热反应,升高温度平衡逆向移动,当温度高于280℃时,随着温度升高,CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)平衡向右移动的程度大于2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)平衡向左移动的程度,导致CO2的平衡总转化率上升,A错误;
B.240℃-300℃,CO2实际总转化率小于平衡总转化率,说明反应未达到平衡,CO2实际总转化率升高的原因是:温度升高,主反应和副反应反应速率均加快,不能说明温度对主反应的影响大于副反应,B错误;
C.240℃-300℃范围内,二甲醚实际选择性降低的原因是:升高温度,主反应和副反应速率均增大,但是副反应的增大程度大于主反应,不能说明副反应速率>主反应速率,C错误;
D.由图可知,260℃时CO2实际总转化率大于220℃,260℃时CO2实际选择性小于220℃,但260℃时CO2实际总转化率与CO2实际选择性的乘积大于220℃,产生二甲醚的物质的量:260℃>220℃,D正确;
故本题答案选D。

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