資源簡介

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2024年化學高考二輪復習
專題十一 化學反應速率和化學平衡
一、考綱解讀
考綱導向
1．化學反應速率
2．化學平衡
3．化學平衡常數及其相關計算
4．化學平衡的圖象
命題分析
化學反應速率與化學平衡是高考的重點內容，通常與理論綜合題結合，預計2024年高考以填空題的形式考查化學反應速率和化學平衡的相關計算，結合圖表、圖象、實驗等探究化學反應速率和化學平衡的影響因素及實驗設計能力。難度一般中檔偏上，在填空題中的情境多側重與生產實際的聯系。預計今后，高考對本專題的考查仍會以選擇題和綜合題為主，可能通過表格、圖象、數據的分析，進行化學反應速率計算的考查，以選擇題、填空題、圖象或圖表題形式考查化學反應速率和化學平衡的影響因素，考查平衡常數的表達式的書寫及有關計算；還結合外界條件對化學平衡的影響，考查化學平衡常數的影響因素及應用。側重考查考生分析問題能力，信息整合應用能力等，試題難度有逐漸加大的趨勢。
二、知識點梳理
網絡圖
重點拓展
高頻考點一 化學反應速率
1．對化學反應速率計算公式的剖析
v(B)＝＝
(1)濃度變化只適用于氣體和溶液中的溶質，不適用于固體和純液體。
(2)化學反應速率是某段時間內的平均反應速率，而不是瞬時速率，且計算時取正值。
(3)同一反應用不同的物質表示反應速率時，數值可能不同，但意義相同。同一化學反應中用不同物質表示的反應速率之比等于其化學計量數之比。
(4)對于可逆反應，反應進行的凈速率是正、逆反應速率之差，當達到平衡時，凈速率為零。
2．影響反應速率的因素
(1)內因
反應物本身的性質是主要因素，如相同條件下Mg、Al與稀鹽酸反應的速率大小關系為v(Mg)>v(Al)。
(2)外因(只改變一個條件，其他條件不變)
3．理論解釋——有效碰撞理論
(1)活化分子：能夠發生有效碰撞的分子。
(2)活化能：如圖
圖中：E1為正反應的活化能，使用催化劑時的活化能為E3，E2為逆反應的活化能，反應熱為E1－E2。
(3)有效碰撞：活化分子之間能夠引發化學反應的碰撞。
活化分子、有效碰撞與反應速率的關系。
4．分析有氣體參與的化學反應的反應速率
(1)恒溫時，壓縮體積壓強增大―→氣體反應物濃度增大反應速率增大。
(2)恒溫恒容時
①充入氣體反應物氣體反應物濃度增大(壓強也增大)反應速率增大。
②充入“惰性”氣體總壓強增大―→氣體反應物濃度未改變反應速率不變。
(3)恒溫恒壓時，充入“惰性”氣體體積增大氣體反應物濃度減小反應速率減小。
5．外界條件對可逆反應的正、逆反應速率的影響方向是一致的，但影響程度不一定相同。
(1)當增大反應物濃度時，v(正)瞬間增大，隨后逐漸減小；v(逆)瞬間不變，隨后逐漸增大；直至v(正)和v(逆)相等時達到平衡。
(2)增大壓強，氣體分子數減小方向的反應速率變化程度大。
(3)對于反應前后氣體分子數不變的反應，改變壓強可以同等程度地改變正、逆反應速率。
(4)升高溫度，v(正)和v(逆)都增大，但吸熱反應方向的反應速率增大的程度大。
(5)使用催化劑，能同等程度地改變正、逆反應速率。
6.化學反應速率計算的常見錯誤
(1)不注意容器的容積。
(2)漏寫單位或單位寫錯。
(3)忽略有效數字。
7.比較化學反應速率大小的注意事項
(1)看單位是否統一,若不統一,要換算成相同單位。
(2)比較不同時間段內的化學反應速率大小時,可先換算成用同一物質表示的反應速率,再比較數值的大小。
(3)比較化學反應速率與化學計量數的比值。例如,對于一般反應aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),比較不同時間段內的大小,若,則用A表示的反應速率比用B表示的大。要注意反應速率的單位要一致。
8．化學反應速率常數拓展
對于一個基元反應：αA＋βD===γG＋hH
其化學反應速率常數數學表達式為：v＝kcα(A)cβ(D)
上式中的k稱為反應速率常數又稱速率常數。
k的物理意義：在一定的條件下(溫度、催化劑)，反應物濃度為1 mol·L－1時的反應速率。k與反應物濃度無關。
(1)反應不同，k值不同。
(2)同一反應，溫度不同k值不同。
(3)同一反應，溫度一定時，有無催化劑k也是不同的。
不同反應有不同的速率常數，速率常數與反應溫度、反應介質(溶劑)、催化劑等有關，甚至會隨反應器的形狀、性質而異。與濃度無關，但受溫度、催化劑、固體表面性質等因素的影響。
高頻考點二 化學平衡
1．化學平衡狀態判斷的“兩類標志”及“一角度”
判斷化學反應是否達到化學平衡狀態，關鍵是看給定條件下能否推出“變量”達到“不變”。常用到的判斷標志有：
(1)絕對標志
(2)相對標志
①有氣體參加的反應，氣體的總壓強、總體積、總物質的量不變時，對于反應前后氣體分子數不變的反應來說，不一定達到平衡；對于反應前后氣體分子數不相等的反應來說，達到平衡；
②氣體的密度()、氣體的平均相對分子質量()不變時，要具體分析各表達式中的分子或分母變化情況，判斷是否平衡；
③如果平衡體系中的物質有顏色，則平衡體系的顏色不變時，達到平衡。
(3)一角度
從微觀的角度分析，如反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，下列各項均可說明該反應達到了平衡狀態：
2．化學平衡移動判斷的方法和規律
(1)通過比較化學平衡破壞瞬時的正、逆反應速率的相對大小來判斷平衡移動的方向。
①外界條件改變對化學平衡的影響
a．若外界條件改變，引起v正>v逆，則化學平衡向正反應方向(或向右)移動；
b．若外界條件改變，引起v正c．若外界條件改變，雖能引起v正和v逆變化，但變化后新的v′正和v′逆仍保持相等，則化學平衡沒有發生移動。
②常見外界條件的變化對正、逆反應速率的影響規律
a．增大反應物濃度的瞬間，v正變大，v逆不變；減小反應物濃度的瞬間，v正變小，v逆不變；增大生成物濃度的瞬間，v正不變，v逆變大；減小生成物濃度的瞬間，v正不變，v逆變小；
b．壓強的變化對氣體分子數較大的一邊反應速率影響較大；
c．溫度的變化對吸熱反應速率影響較大；
d．催化劑對正、逆反應速率影響相同。
(2)通過比較濃度商(Q)與平衡常數(K)的大小來判斷平衡移動的方向。
①若Q>K，平衡逆向移動；②若Q＝K，平衡不移動；③若Q(3)外界條件對平衡移動影響的規律——勒夏特列原理
①溫度的影響：升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動；降低溫度，化學平衡向放熱反應方向移動；
②濃度的影響：增大反應物濃度或減小生成物濃度，化學平衡向正反應方向移動；減小反應物濃度或增大生成物濃度，化學平衡向逆反應方向移動；
③壓強的影響：增大壓強會使平衡向著氣體體積減小的方向移動；減小壓強會使平衡向著氣體體積增大的方向移動。
3.化學反應方向
(1)判據
(2)一般規律：
①ΔH<0，ΔS>0的反應任何溫度下都能自發進行；
②ΔH>0，ΔS<0的反應任何溫度下都不能自發進行；
③ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大時，溫度對反應的方向起決定性作用。當ΔH<0，ΔS<0時低溫下反應能自發進行；當ΔH>0，ΔS>0時，高溫下反應能自發進行。
說明：對于一個特定的氣相反應，熵變的大小取決于反應前后的氣體物質的化學計量數大小。
高頻考點三 化學平衡常數及其相關計算
1．化學平衡常數的全面突破
(1)化學平衡常數的意義
①化學平衡常數可表示反應進行的程度。K越大，反應進行的程度越大，K>105時，可以認為該反應已經進行完全。雖然轉化率也能表示反應進行的程度，但轉化率不僅與溫度有關，而且與起始條件有關。
②K的大小只與溫度有關，與反應物或生成物的起始濃度的大小無關。
(2)化學平衡常數的兩個應用
①判斷反應進行的方向
若任意狀態下的生成物與反應物的濃度冪之積的比值為Qc，則Qc>K，反應向逆反應方向進行；
Qc＝K，反應處于平衡狀態；
Qc②判斷反應的熱效應
若升高溫度，K值增大，則正反應為吸熱反應；
若升高溫度，K值減小，則正反應為放熱反應。
(3)在使用化學平衡常數時應注意
①不要把反應體系中固體、純液體以及稀水溶液中水的濃度寫進平衡常數表達式中，但非水溶液中，若有水參加或生成，則此時水的濃度不可視為常數，應寫進平衡常數表達式中。
②同一化學反應，化學反應方程式寫法不同，其平衡常數表達式及數值亦不同。因此書寫平衡常數表達式及數值時，要與化學反應方程式相對應，否則就沒有意義。
2．等效平衡思想是解決化學平衡類試題最常用的思維方法
(1)恒溫、恒容條件下的等效平衡
對反應前后氣體分子數改變的可逆反應，改變起始加入量時，“一邊倒”(即通過可逆反應的化學計量數比換算成方程式同一半邊的物質的物質的量)后與原起始加入量相同，則為等效平衡，平衡時各物質的百分含量相同。
對反應前后氣體分子數不變的可逆反應，改變起始加入量時，“一邊倒”后，投料時各物質的物質的量之比與原起始加入量的比值相同，則為等效平衡，平衡時各物質百分含量相同。
(2)恒溫、恒壓條件下的等效平衡
如果反應在恒溫、恒壓下進行，改變起始加入量時，只要通過可逆反應的化學計量數比換算成反應物(或生成物)，各物質的物質的量之比與原起始加入量的比值相同，則為等效平衡，平衡時各物質的百分含量相同。
3、有關化學平衡的計算——三段式計算模式
1)分析三個量：起始量、變化量、平衡量。
2)明確三個關系
(1)對于同一反應物，起始量－變化量＝平衡量。
(2)對于同一生成物，起始量＋變化量＝平衡量。
(3)各轉化量之比等于各反應物的化學計量數之比。
3)計算方法：三段式法
化學平衡計算模式：對以下反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物質的量濃度分別為a mol/L、b mol/L，達到平衡后消耗A的物質的量濃度為mx mol/L。
　　　　　　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
起始量(mol/L) a b 0 0
變化量(mol/L) mx nx px qx
平衡量(mol/L) a－mx b－nx px qx
(1)平衡常數：K＝。
(2)轉化率＝×100%，如α(A)平＝×100%。
(3)百分含量：φ(A)＝×100%。
(4)平衡前后的壓強之比：
＝。
(5)平均摩爾質量：M＝ g/mol。
注意：有關化學平衡計算的注意事項
①注意反應物和生成物的濃度關系
反應物：c(平)＝c(始)－c(變)；
生成物：c(平)＝c(始)＋c(變)。
②利用ρ混＝和Mr＝計算時要注意m總應為氣體的總質量，V應為反應容器的體積，n總應為氣體的總物質的量。
③起始濃度、平衡濃度不一定符合化學計量數之比，但物質之間是按化學計量數之比反應和生成的，故各物質的濃度變化之比一定等于化學計量數之比，這是計算的關鍵。
④凡是氣體的壓強變化、密度變化均必須轉化為物質的量的變化或氣體的體積變化才能進行相關計算。
4）計算Kp的思路和方法
計算平衡常Kp的思路和方法與計算濃度平衡常數K完全相同，關鍵是由平衡時氣體的總物質的量和各氣體的物質的量確定各氣體的物質的量分數，再由總壓強和物質的量分數確定各氣體的分壓，最后由分壓計算Kp。計算壓強平衡常數Kp 的有效方法仍是列“三段式”和“分三步”。
列“三段式”——列出起飴量、轉化量、平衡量，一般應列物質的量。
“分三步”———第一步，得出各物質的平衡量；第二步，計算各氣體的體積分數（物質的量分數）和分壓；第三步，代入Kp的表達式中進行計算。
注：（1）計算中常需運用阿伏加德羅定律的推論——恒溫恒容條件下，壓強之比等于物質的量之比：p始：p平=n始：n平（比如平衡時比起始時壓強增大了20%，則平衡時氣體總物質的量變為起始時的1.2倍）；恒溫恒壓條件下，體積比等于物質的量之比：V始：V平=n始：n平；恒溫恒壓條件下，密案度比等于體積的反比、物質的量的反比：ρ始：ρ平=n平：n始（比如，平衡時氣體密度變為起始時的則平衡時混合氣體的平均摩爾質量是起始時混合氣體的物質的量是起始時混合氣體的。
（2）混合氣體的總壓等于相同溫度下各組分氣體的分壓之和。
高頻考點四 化學平衡的圖象
一、化學平衡圖象題的特點：
1.化學平衡圖象題，一是以時間為自變量（橫坐標）的圖象；二是以壓強或溫度為自變量（橫坐標）的圖象；三是以投料量或投料比為自變量（橫坐標）的圖象，變量（縱坐標）可以是①速率②某種物質的濃度、含量或物質的量③某反應物的轉化率④某生成物的產率。
2.從知識載體角度看，其一判斷化學平衡特征；其二應用勒夏特列原理分析平衡移動過程；其三逆向思維根據圖象判斷可逆反應的有關特征；其四綜合運用速率與平衡知識進行有關計算。
二、化學平衡圖象的種類
1、經典圖象的分類
(1)化學反應速率圖象[反應mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)　ΔH>0]
反應速率 時間(v t)圖象中，在平衡后的某時刻t1改變某一條件后，v(正)與v(逆)的變化有兩種情況：
①v(正)、v(逆)同時突變
②v(正)、v(逆)之一漸變
(2)化學平衡圖象[反應mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q　ΔH>0]
①速率 時間圖象：
t1時增大反應物的濃度，正反應速率瞬間增大，然后逐漸減小，而逆反應速率從t1開始逐漸增大；t2時升高溫度，對任何反應，升高溫度，正反應和逆反應速率均增大；t3時減小壓強，容器容積增大，濃度變小，正反應速率和逆反應速率均減小；t4時加催化劑，正反應速率和逆反應速率均增大。
②轉化率(或含量) 時間圖象：
已知不同溫度或壓強下，反應物的轉化率α(或百分含量)與時間的關系曲線，推斷溫度的高低及反應的熱效應或壓強的大小及氣體物質間的化學計量數的關系。[以反應aA(g)＋bB(g)cC(g)中反應物的轉化率αA為例說明]
圖甲表示壓強對反應物轉化率的影響，對于反應后氣體體積減小的反應，壓強越大，反應物的轉化率越大；圖乙表示溫度對反應物轉化率的影響，對于吸熱反應，溫度越高，反應物的轉化率越大；圖丙表示催化劑對反應物轉化率的影響，催化劑只能改變化學反應速率，不能改變反應物的轉化率。
解答這類圖象題時應注意以下兩點：
1)“先拐先平，數值大”原則
分析反應由開始(起始物質相同時)達到平衡所用時間的長短可推知反應條件的變化。
a.若為溫度變化引起，溫度較高時，反應達平衡所需時間短，如甲中T2＞T1。
b.若為壓強變化引起，壓強較大時，反應達平衡所需時間短，如乙中p1＞p2。
c.若是使用催化劑引起，使用適宜催化劑時，反應達平衡所需時間短，如丙中a使用催化劑。
2)正確掌握圖象中反應規律的判斷方法
a.圖甲中，T2＞T1，升高溫度，αA降低，平衡逆移，則正反應為放熱反應。
b.圖乙中，p1＞p2，增大壓強，αA升高，平衡正移，則正反應為氣體體積縮小的反應。
c.若縱坐標表示A的百分含量，則甲中正反應為吸熱反應，乙中正反應為氣體體積增大的反應。
③恒壓(溫)線：
已知不同溫度下的轉化率－壓強圖象或不同壓強下的轉化率－溫度圖象，推斷反應的熱效應或反應前后氣體物質間化學計量數的關系。[以反應aA(g)＋bB(g)cC(g)中反應物的轉化率αA為例說明]
分析時可沿橫軸做一條平行于縱軸的虛線，即為等壓線或等溫線，然后分析另一條件變化對該反應的影響。
解答這類圖象題時應遵循的原理——“定一議二”原則：
1)可通過分析相同溫度下不同壓強時反應物A的轉化率變化來判斷平衡移動的方向，從而確定反應方程式中反應物與產物氣體物質間的化學計量數的大小關系。如甲中任取一條溫度曲線研究，壓強增大，αA增大，平衡正移，正反應為氣體體積　減小　的反應；乙中任取橫坐標一點作橫坐標垂直線，也能得出結論。
2)可通過分析相同壓強下不同溫度時反應物A的轉化率的大小來判斷平衡移動的方向，從而確定反應的熱效應。如利用上述分析方法，在甲中作垂直線，乙中任取一曲線，即能分析出正反應為　放　熱反應。
④速率－壓強(或溫度)圖象
特點：曲線的意義是外界條件(溫度、壓強)對正、逆反應速率影響的變化趨勢及變化幅度。圖中交點是平衡狀態，壓強增大(或溫度升高)后正反應速率增大得快，平衡正向移動。
（3）“點－線－面”三維度分析幾種特殊圖象
1)對于化學反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，M點前，表示化學反應從反應物開始，則v正＞v逆；M點為剛達到的平衡點。M點后為平衡受溫度的影響情況，即升溫，A%增大(C%減小)，平衡逆向移動，ΔH＜0。
2)對于化學反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L線上所有的點都是平衡點。
左上方(E點)，A%大于此壓強時平衡體系中的A%，E點必須向正反應方向移動才能達到平衡狀態，所以E點v正＞v逆；則右下方(F點)v正＜v逆。
2、創新型圖象：
新型圖象往往根據實際工業生產，結合圖象，分析投料比、轉化率、產率的變化。此類題目信息量較大，能充分考查學生讀圖、提取信息、解決問題的能力，在新課標高考中受到命題者的青睞。因為涉及到工業生產問題。一般縱軸為產率(轉化率)，橫軸為影響平衡速率的外界因素如溫度、壓強、投料比等單一因素，或多因素組合，考查實際工業生產中適宜條件的選擇。解題時除通過圖象獲取有用信息和對獲取的信息進行加工處理外，還要注意以下4點：
（1）曲線上的每個點是否都達到平衡
往往需要通過曲線的升降趨勢或斜率變化來判斷，如果還未達到平衡則不能使用平衡移動原理，只有達到平衡以后的點才能應用平衡移動原理。
如圖中虛線表示單位時間內A的產率隨溫度的升高先增大后減小，先增大的原因是P點之前反應尚未達到平衡，隨溫度的升高，反應速率增大，故單位時間內A的產率增大。
（2）催化劑的活性是否受溫度的影響
不同的催化劑因選擇性不同受溫度的影響也會不同。一般來說，催化劑的活性在一定溫度下最高，低于或高于這個溫度都會下降。
如圖，250～300 ℃時，溫度升高而B的生成速率降低的原因是溫度超過250 ℃時，催化劑的催化效率降低。
（3）不同的投料比會對產率造成影響
可以采用定一議二的方法，根據相同投料比下溫度或壓強的改變對產率的影響或相同溫度或壓強下改變投料比時平衡移動的方向進行判斷，確定反應的吸放熱或系數和的大小。
如圖，對于反應2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)。
當投料比一定時，溫度越高，CO2的轉化率越低，所以升溫，平衡左移，正反應為放熱反應。若溫度不變，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，則提高了二氧化碳的轉化率。
（4）考慮副反應的干擾或影響
往往試題會有一定的信息提示，尤其溫度的改變影響較大。
三、思維建模：
四、化學平衡圖象題解答步驟
第一步，看反應，找特點：即分析可逆反應化學方程式，觀察物質的狀態、氣態物質分子數的變化(正反應是氣體分子數增大的反應，還是氣體分子數減小的反應)、反應熱(正反應是放熱反應，還是吸熱反應)等。
第二步，析圖象，得信息：即識別圖象類型，橫坐標和縱坐標的含義、線和點(平臺、折線、拐點等)的關系。利用規律“先拐先平，數值大”判斷，即曲線先出現拐點，先達到平衡，其溫度、壓強越大。
第三步：理信息，找思路：聯想化學反應速率、化學平衡移動原理，特別是影響因素及使用前提條件等。
第四步：巧整合，得解答：圖表與原理整合，逐項分析圖表，重點看圖表是否符合可逆反應的特點、化學反應速率和化學平衡原理。
三、高頻考點突破
高頻考點一 化學反應速率
典例精析
1．氨基甲酸銨()主要用作磷化鋁中間體，也用于醫藥。在T℃時，將足量的固體置于恒溫恒容容器中，存在如下化學平衡：，經t min達到平衡狀態，平衡時體系的總濃度為。下列敘述正確的是（ ）
A．當混合氣體的平均摩爾質量不變時，說明反應達到平衡狀態
B．T℃時，向平衡體系中加入適量，增大
C．在0~t min時間段內，平均反應速率
D．向平衡體系中充入適量的，逆反應速率增大
答案：D
解析：A．該反應為固體生成氣體的反應，且最開始只有固體反應物，生成物混合氣體的平均摩爾質量是不變的，不能以此來判斷平衡狀態，故A錯誤；B．加入為固體，平衡不移動，不改變任何物質的濃度，故B錯誤；C．反應進行過程中，c(NH3)：c(CO2)恒為2：1，經t min達到平衡狀態，平衡時體系的總濃度為，則c(CO2)= ，平均反應速率，故C錯誤；D．加入，導致生成物濃度增大，平衡逆移，逆反應速率增大，故D正確；故答案選D。
2.(2024·河南省普高聯考高三測評)某研究性學習小組探究影響反應速率的因素及反應速率的大小，測得的實驗數據如表所示(忽略溶液體積變化)，下列說法錯誤的是( )
組號 反應溫度/℃ 參加反應的物質
Na2S2O3 H2SO4 H2O
V/mL c/(mol/L) V/mL c/(mol/L) V/mL
① 10 2 0.1 1 0.4 3
② 30 2 0.1 2 0.2 2
③ 30 1 0.2 2 0.1 3
④ 30 1 0.1 2 0.1 3
A．實驗①②探究溫度對反應速率的影響
B．實驗②④探究Na2S2O3濃度對反應速率的影響
C．四組實驗中實驗②的反應速率最大
D．實驗③完全反應需要tmin，平均反應速率v(Na2S2O3)=mol/(L min)
答案：B
解析：A項，實驗①②除溫度不同外，各反應物濃度相同，能探究溫度對反應速率的影響，故A正確；B項，實驗②④溫度相同，硫酸濃度不相同，Na2S2O3濃度不相同，不可以探究Na2S2O3濃度對反應速率的影響，故B錯誤；C項，四組實驗中實驗②溫度較高，水所占體積最少，反應物濃度最高，速率最大，故C正確；D項，實驗③中，，完全反應需要tmin，平均反應速率v(Na2S2O3)=mol/(L min)，故D正確；故選B。
3．某溫度時，兩個恒容密閉容器中僅發生反應，。
實驗測得：，，、為化學反應速率常數，只受溫度影響。
容器編號 起始濃度() 平衡濃度()
I 0.6 0 0 0.2
Ⅱ 0.6 0.1 0
下列說法不正確的是（ ）
A．I中的平衡轉化率約為66.7%
B．升高溫度，該反應的化學平衡常數增大
C．Ⅱ中達到平衡狀態時，
D．該反應的化學平衡常數可表示為
答案：C
解析：A．平衡時c(O2)=0.2mol/L，根據方程式，c(NO2)=2△c(O2)=0.4mol/L，所以Ⅰ中NO2的平衡轉化率約為×100%=66.7%，A正確；B．反應為吸熱反應，升高溫度有利于反應正向進行，所以升高溫度，該反應的化學平衡常數增大，B正確；C．溫度不變，平衡常數不變，所以KⅡ=KⅠ，Ⅱ中起始時比Ⅰ中多加了一部分NO，因此反應一旦進行，c(NO)＞2c(O2)，若Ⅱ中平衡時c(O2)為0.2mol/L，則c(NO)必然大于Ⅰ中的平衡時的c(NO)，二者平衡常數不一致，所以反應Ⅱ的正向反應程度稍小一些，所以Ⅱ中達到平衡狀態時，c(O2)＜0.2 mol/L，C錯誤；D．反應達到平衡時，正=逆，則k正c2(NO2 )=k逆c2(NO) c(O2 )，則K==，D正確；故答案為：C。
變式訓練
4．在2L恒容密閉容器中加入一定量A和B，發生反應。100℃時容器中A、B、C物質的量隨時間的變化關系如圖一所示。不同溫度下平衡時C的體積分數與A、B起始時的投料比的變化關系如圖二所示。則下列結論正確的是（ ）
A．100℃時前5min平均化學反應速率
B．100℃時達平衡的體系中充入少量C(g)，達新平衡前v(逆)>v(正)
C．
D．某溫度下平衡時B的轉化率隨起始的增大而先增大后減小
答案：B
解析：A．100℃時前5min平均化學反應速率，A錯誤；B．C(g)為生成物，加入C(g)后，逆反應速率增大，平衡逆向移動，達新平衡前v(逆)>v(正)，B正確；C．如圖得出信息，溫度越高，C的體積分數越小，平衡逆向移動，逆反應為吸熱反應，正反應為放熱反應，所以：，C錯誤；D．起始濃度A越大，越大，B的轉化率越大，所以溫度一定時，B的轉化率隨起始的增大而增大，D錯誤；故選B。
5．(2024·河北邢臺五岳高三聯考)三氯乙烯(C2HCl3)是某市地下水中有機污染物的主要成分，研究顯示，在該地下水中加入H2O2可將其中的三氯乙烯除去，發生的反應如下：3H2O2+ C2HCl3 =2H2O+2CO2↑+3HCl。常溫下，在某密閉容器中進行上述反應，測得c(H2O2)隨時間的變化如表所示：
時間/min 0 2 4 6 8 …
/(mol·L-1) 1.20 0.90 0.70 0.60 0.55 …
已知：在反應體系中加入Fe2+，可提高反應速率。下列說法錯誤的是( )
A．Fe2+為該反應的催化劑 B．反應過程中可能產生O2
C．H2O2與CO2的空間結構相同 D．0~4 min內，v(H2O2)=0.125 mol·L-1·min-1
答案：C
解析：A項，由題干信息可知，在反應體系中加入Fe2+，可提高反應速率，故Fe2+為該反應的催化劑，A正確；B項，已知H2O2可以氧化Fe2+為Fe3+，而Fe3+可以催化H2O2分解為O2，故反應過程中可能產生O2，B正確；C項，已知H2O2中O周圍的價層電子對數為4，有2對孤電子對，即每個O與周圍的H和O形成V形結構，整體呈現報夾或者書頁結構，而CO2中心原子C周圍的價層電子對數為2，故CO2為直線形結構，即H2O2與CO2的空間結構不相同，C錯誤；D項，由題干表格數據可知，0~4 min內，=0.125 mol·L-1·min-1，D正確；故選C。
6．一定溫度下，在恒容反應器中發生反應，化學反應速率(k為化學反應速率常數，其數值與溫度有關)。實驗測得該溫度下反應物濃度與化學反應速率的關系如表所示：
0.01 0.02 0.02 0.01
0.01 0.01 0.015 0.015
x
根據表中的測定結果，下列結論不正確的是（ ）
A．表中x的值為
B．化學反應速率
C．升高溫度，各物質濃度不變，化學反應速率不變
D．催化劑影響k的大小
答案：C
解析：將表格中相應數據代入方程式，，解得；，解得，；
解析：A．后將第四列數據帶入計算可得，故A正確；B．、 、；所以，胡B正確；C．升高溫度時，各物質的濃度不變，但k增大，反應速率加快，故C錯誤；D．催化劑改變反應速率，加入催化劑，各物質濃度不變，故催化劑可能對k影響較大，故D正確；選C。
高頻考點二 化學平衡
典例精析
1．我國科學家研制鈀催化劑高效選擇性實現苯乙炔與氫氣反應制備苯乙烯：（g，苯乙炔）（g，苯乙烯）。在恒溫恒容條件下發生該反應，下列不能說明該反應達到平衡狀態的是（ ）
A．混合氣體密度不隨時間變化 B．混合氣體平均摩爾質量不隨時間變化
C．混合氣體總壓強不隨時間變化 D．氫氣消耗速率等于苯乙烯消耗速率
答案：A
解析：A．，在恒溫恒容條件下，氣體總質量不變，混合氣體密度始終不變，不能表明該反應達到平衡，A錯誤；B．，反應前后，氣體總質量不變，氣體總物質的量減小，氣體的平均摩爾質量在反應過程中發生改變，當平均摩爾質量不變時即達到平衡狀態，B正確；C．氣體總壓強與總物質的量成正比例，反應過程中氣體總物質的量是變化的，當氣體總物質的量不變時說明反應達到平衡，C正確；D．氫氣的消耗速率為正反應速率，苯乙烯的消耗速率為逆反應速率，當氫氣的的消耗速率等于苯乙烯的消耗速率，即正反應速率等于逆反應速率時，反應達到平衡狀態，D正確；故選A。
2． “綠水青山就是金山銀山”，研究、CO等大氣污染物的處理對建設美麗中國具有重要意義。已知反應，該反應達到平衡后，為同時提高反應速率和NO的轉化率，可采取的措施是（ ）
A．縮小容器的體積 B．改用高效催化劑
C．增加NO的濃度 D．升高溫度
答案：A
解析：A．反應是氣體體積減小的反應，縮小容器的體積，壓強增大，各反應物和生成物濃度都增大，平衡正向移動，同時提高反應速率和NO的轉化率，故A選；B．改用高效催化劑可以提高反應速率，但不能改變NO的轉化率，故B不選；C．增加NO的濃度可以提高反應速率，但NO的轉化率減小，故C不選；D．反應是放熱反應，升高溫度，反應速率增大，但平衡逆向移動，NO的轉化率減小，故D不選；故選A。
3．氮化硼(BN)是重要的無機材料，可通過下面兩種反應制得：
反應Ⅰ：
反應Ⅱ：
已知反應Ⅰ常溫下自發，反應Ⅱ常溫下不自發，、、熔點分別約為、、，下列說法正確的是（ ）
A．常溫下反應Ⅰ的，因此速率快
B．反應Ⅰ的，
C．性能優良的催化劑可使反應Ⅱ在常溫下自發進行
D．由各物質熔點可推測在實際生產中反應Ⅰ所需的溫度高于反應Ⅱ
答案：D
解析：A．常溫下反應Ⅰ的，說明反應可以自發進行，但不能判斷反應速率的快慢，A錯誤；B．反應Ⅰ是化合反應所以，B錯誤；C．反應Ⅱ在常溫下不能自發進行，催化劑不能使不能自發的反應變為自發的反應，C錯誤；D．反應Ⅰ：，反應Ⅱ：，、、熔點分別約為、、，由各物質熔點可推測在實際生產中反應Ⅰ所需的溫度高于反應Ⅱ，D正確；故選D。
變式訓練
4．某溫度下，在1L恒容密閉容器中2.0molX發生反應，有關數據如下：
時間段/min 產物Z的平均生成速率/mol·L-1·min-1
0-2 0.20
0-4 0.15
0-6 0.10
下列說法錯誤的是（ ）
A．1min時，Z的濃度大于0.20mol·L-1
B．3min時，Y的體積分數約為33.3%
C．5min時，v正(Z)>v逆(Z)
D．體系壓強不變時，反應達到平衡狀態
答案：C
解析：A．假設前1min，Z的反應速率為0.20mol/(L·min)，此時c(Z)=0.20mol/(L·min)×1min=0.20mol/L，隨著反應進行，正反應速率降低，因此前1min內，生成Z的反應速率大于0.20mol/(L·min)，即c(Z)＞0.20mol/L，故A說法正確；B．X為固體，Y、Z為生成物，且均為氣體，Y、Z物質的量之比始終為1∶2，即Y的體積分數始終為或66.7%，故B說法正確；C．第4min時，Z的物質的量濃度為0.15mol/(L·min)×4min=0.60mol/L，第6min時，Z的物質的量濃度為0.10mol/(L·min)×6min=0.60mol/L，說明4min至6min反應達到平衡，即v正(Z)= v逆(Z)，故C說法錯誤；D．X為固體，Y、Z為氣體，該反應為氣體物質的量增大的反應，相同條件下，氣體壓強與氣體物質的量成正比，因此當體系壓強不變，說明反應達到平衡，故D說法正確；答案為C。
5．利用CH4能消除有害氣體NO，其反應原理為，一定溫度下，該反應在密閉容器中達到平衡狀態。下列說法正確的是（ ）
A．加入催化劑，活化分子百分數不變
B．恒容下，再通入適量CH4，CH4的平衡轉化率減小
C．適當增大壓強，化學平衡常數增大
D．升高溫度，逆反應速率增大，正反應速率減小
答案：B
解析：A．加入催化劑，可以改變反應所需要的活化能，使得部分普通分子轉化為活化分子或者活化分子轉化為普通分子，故活化分子百分數發生改變，A錯誤；B．恒容下，再通入適量CH4，則CH4濃度增大，化學平衡正向移動，NO的轉化率增大，而CH4的平衡轉化率減小，B正確；C．化學平衡常數僅僅是溫度的函數，溫度不變化學平衡常數不變，即適當增大壓強，化學平衡常數不變，C錯誤；D．由題干信息可知，該反應正反應是一個放熱反應，升高溫度，逆反應速率增大，正反應速率增大，逆反應速率增大的幅度大于正反應速率增大的幅度，導致化學平衡逆向移動，D錯誤；故答案為：B。
6．氧元素是在自然界中分布最廣的元素，氧氣在生產生活中有廣泛的應用。1 mol O2隨溫度升高時的熵(S)的變化示意圖如圖，下列說法不正確的是（ ）
A．由圖可知，1 mol O2(g)的熵值不是定值
B．物質的熵值與物質的組成、狀態、溫度等因素有關
C．熵值由的過程：O2由液態轉化為氣態
D．相同溫度和壓強下，O4(g)、O3(g)、O2(g)的熵值依次減小
答案：D
解析：A．由圖可知，1 mol O2(g)的熵值隨溫度的升高而增大，可見1 mol O2(g)不是定值，A正確；B．其他條件相同時，混合物的熵值大于純凈物；當物質的組成和物質的量相同時，熵值大小關系為：氣態＞液態＞固體，當物質的組成、物質的量和狀態相同時，溫度越高，熵值越大，即物質的熵值與物質的組成、狀態、溫度等因素有關，B正確；C．同一種物質，其熵值大小關系為：氣態＞液態＞固體，圖象中出現的熵值由59 J/(K·mol)mol→6759 J/(K·mol)mol、94J/(K·mol)mol→170J/(K·mol)的兩個突變，是氧氣狀態的改變導致的，其中熵值由59 94J/(K·mol)mol→170J/(K·mol)是氧氣由液態變為氣態，C正確；D．在同溫同壓下，物質的熵值的大小和其物質的量成正比，而由于三者的物質的量大小關系未知，故其熵值大小無法比較，D錯誤；故合理選項是D。
高頻考點三 化學平衡常數及其相關計算
典例精析
1．（2024·陜西商洛·校聯考一模）氫能是清潔能源之一，工業制取氫氣涉及的重要反應之一是：
已知：①
②
③
下列敘述正確的是（ ）
A．的燃燒熱為
B．
C．12gC(s)不完全燃燒全部生成CO(g)時放出熱量為221kJ
D．平衡常數表達式為
答案：B
解析：A．氫氣燃燒熱指定的產物為液態水，熱化學方程式 中生成的為氣態水，不能根據此熱化學方程式計算的燃燒熱，A錯誤；B．a. ，b. ，c. ，根據蓋斯定律，得目標反應， ，B正確；C．12gC(s)的物質的量為1mol，根據熱化學方程式： ，不完全燃燒生成時放出的熱量為，C錯誤；D．水蒸氣濃度應寫入平衡常數表達式，平衡常數表達式為，D錯誤；故選B。
2．某溫度下，在1L恒容密閉容器中投入10molX，發生反應，有關數據如表所示，下列說法正確的是（ ）
時間段/s 產物Z的平均生成速率
0~10 0.4
0~20 0.3
0~30 0.2
A．5s時，Y的濃度為
B．20s時，體系中存在
C．25s時，X的轉化率為30%
D．30s時，再加入2molX，達平衡時，X的體積分數變小
答案：C
解析：A．由題給數據可知，0~10s時，，按平均速率計算，5s時Y的濃度是，但化學反應速率是前10s的平均值，瞬時反應速率隨著反應進行會逐漸降低，所以前5s時Y的平均生成速率大于，5s時Y的濃度大于，A錯誤；B．根據表中數據，20s時，30s時，可判斷20s時，反應已達到平衡，，B錯誤；C．20s時，反應已達到平衡，，，C正確；D．恒溫恒容再投入X，相當于增大壓強，該反應反應后氣體分子數增大，增大壓強平衡逆向移動，再達到平衡后X的體積分數變大，D錯誤；故選C。
變式訓練
3．在容積一定的密閉容器中，置入一定量的一氧化氮和足量碳發生化學反應：，平行時與溫度的關系如圖所示，則下列說法正確的是（ ）
A．在時，若反應體系處于狀態D，則此時反應速率：
B．若該反應在、時的平衡常數分別為、，則
C．該反應的
D．若狀態B、C、D的壓強分別為、、，則
答案：A
解析：A．T2°C時反應進行到狀態D，c(NO)高于平衡濃度，化學反應向正反應進行，則一定有v正>v逆，A正確；B．由圖可知，溫度越高平衡時c(NO)越大，說明升高溫度平衡向逆反應方向移動，所以升溫化學平衡常數減小，K1>K2，B錯誤；C．根據B選項分析知，升高溫度平衡向逆反應方向移動，由于升高溫度化學平衡向吸熱反應方向移動，所以正反應為放熱反應，即<0，C錯誤；D．該反應是反應前后氣體體積相等的反應，在同一溫度下的氣體壓強相同，達到平衡狀態時，壓強和溫度成正比例關系，則p(C)>p(D)=p(B)，D錯誤；故選A。
4．T ℃時，在體積為2 L的恒溫恒容密閉容器中充入4 mol CO和4 mol ，發生反應，測得和的物質的量隨時間的變化如圖所示。該反應的正、逆反應速率分別可表示為，，、分別為正、逆反應速率常數，只受溫度影響。下列說法正確的是（ ）
A．從反應開始至達到平衡時，以表示的平均反應速率為
B．該反應在A、B兩點的正反應速率之比為
C．當容器中混合氣體的密度不隨時間變化時，該反應達到平衡狀態
D．T ℃時，該反應的平衡常數為
答案：B
解析：A．根據化學反應速率的表達式，v(CO2)==0.02mol/(L·min)，故A錯誤；B．A點，CO和CO2物質的量相等，均為2mol，N2O的物質的量仍為2mol，此時v正=k正×1×1，B點達到平衡，n(CO)=n(N2O)=0.8mol，此時v正=k正×0.4×0.4，vA∶vB=25∶4，故B正確；C．組分都是氣體，因此氣體總質量保持不變，容器為恒容，容器的體積不變，根據密度的定義，混合氣體的密度在任何時刻均不變，因此不能說明反應達到平衡，故C錯誤；D．達到平衡時，，n(CO)=n(N2O)=0.8mol，，n(CO2)=n(N2)=3.2mol，該溫度下的平衡常數K==16，故D錯誤；答案為B。
高頻考點四 化學平衡的圖象
典例精析
1． CO2催化加氫合成甲醇是重要的碳捕獲利用與封存技術，該過程主要發生下列反應：
反應①：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=－49.5kJ mol－1
反應②：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJ mol－1
在0.5MPa條件下，將n(CO2)∶n(H2)為1∶3的混合氣體以一定流速通過裝有催化劑的反應器，實驗測得CO2的轉化率、CH3OH的選擇性[×100%]與溫度的關系如圖所示。下列有關說法不正確的是（ ）
A．圖中曲線①表示CH3OH的選擇性隨溫度的變化
B．一定溫度下，增大起始n(CO2)∶n(H2)的比值，可提高H2的平衡轉化率
C．升高溫度時，CO的選擇性升高
D．一定溫度下，選用高效催化劑可提高CH3OH的平衡產率
答案：D
解析：A．反應①為放熱反應，升高溫度后平衡逆向移動，CH3OH的選擇性降低；反應②為吸熱反應，平衡正向移動生成CO，CH3OH的選擇性也降低，所以升高溫度之后，CH3OH的總的選擇性降低，曲線①表示CH3OH的選擇性隨溫度的變化，A正確；B．一定溫度下，增大n(CO2)∶n(H2)的比值，平衡正向移動，氫氣的轉化率提高，B正確；C．升高溫度，反應反應②為吸熱反應，平衡正向移動生成CO，CO的選擇性升高，C正確；D．選用催化劑只能改變反應應速率，不能改變轉化率，D錯誤；故選D。
變式訓練
2.已知催化加氫合成乙醇的反應原理為。設為起始時的投料比，即。的平衡轉化率與壓強、溫度和投料比的關系如圖所示，下列有關說法錯誤的是（ ）
A．圖1中投料比相同，溫度從高到低的順序為
B．圖2中投料比由大到小的順序為
C．若圖1中投料比，a點時乙醇的分壓為
D．若圖2中投料比，隨著溫度的升高，該平衡體系中的百分含量逐漸減小
答案：D
解析：A．由圖2可知該反應為放熱反應，升高溫度，平衡向逆反應方向移動，二氧化碳的平衡轉化率減小，由圖1可知，相同壓強時，溫度的二氧化碳轉化率最大，的二氧化碳轉化率最小，則反應溫度由大到小的順序為，A項正確；B．投料比越大，氫氣濃度越大，增大氫氣的濃度，平衡向正反應方向移動，二氧化碳的轉化率增大，由圖可知，投料比為的二氧化碳轉化率最大，的二氧化碳轉化率最小，則投料比由大到小的順序為，B項正確；C．圖1中a點時轉化率為，總壓強為，設起始的物質的量為，可得三段式：，，則，C項正確；D．若投料比，即，設起始時，平衡時變化量為，則可得三段式：，平衡體系中的百分含量，故溫度升高，平衡體系中的百分含量不變，D項錯誤；故選：D。
四、考場演練
1．（2023·重慶·高考真題）逆水煤氣變換體系中存在以下兩個反應：
反應Ⅰ：
反應Ⅱ：
在恒容條件下，按投料比進行反應，平衡時含碳物質體積分數隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是（ ）
A．反應Ⅰ的，反應Ⅱ的
B．點反應Ⅰ的平衡常數
C．點的壓強是的3倍
D．若按投料，則曲線之間交點位置不變
答案：C
解析：A．隨著溫度的升高，甲烷含量減小、一氧化碳含量增大，則說明隨著溫度升高，反應Ⅱ逆向移動、反應Ⅰ正向移動，則反應Ⅱ為放熱反應焓變小于零、反應Ⅰ為吸熱反應焓變大于零，A錯誤；
B．點沒有甲烷產物，且二氧化碳、一氧化碳含量相等，投料，則此時反應Ⅰ平衡時二氧化碳、氫氣、一氧化碳、水的物質的量相等，反應Ⅰ的平衡常數，B錯誤；
C．點一氧化碳、甲烷物質的量相等，結合反應方程式的系數可知，生成水的總的物質的量為甲烷的3倍，結合阿伏加德羅定律可知，的壓強是的3倍，C正確；
D．反應Ⅰ為氣體分子數不變的反應、反應Ⅱ為氣體分子數減小的反應；若按投料，相當于增加氫氣的投料，會使得甲烷含量增大，導致甲烷、一氧化碳曲線之間交點位置發生改變，D錯誤；
故選C。
2．（2023·江蘇·高考真題）二氧化碳加氫制甲烷過程中的主要反應為


在密閉容器中，、時，平衡轉化率、在催化劑作用下反應相同時間所測得的實際轉化率隨溫度的變化如題圖所示。的選擇性可表示為。下列說法正確的是（ ）
A．反應的焓變
B．的平衡選擇性隨著溫度的升高而增加
C．用該催化劑催化二氧化碳反應的最佳溫度范圍約為480~530℃
D．450℃時，提高的值或增大壓強，均能使平衡轉化率達到X點的值
答案：D
解析：A．由蓋斯定律可知反應的焓變，A錯誤；
B．為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動，的含量降低，故的平衡選擇性隨著溫度的升高而降低，B錯誤；
C．由圖可知溫度范圍約為350~400℃時二氧化碳實際轉化率最高，為最佳溫度范圍，C錯誤；
D．450℃時，提高的值可提高二氧化碳的平衡轉化率，增大壓強反應I平衡正向移動，可提高二氧化碳的平衡轉化率，均能使平衡轉化率達到X點的值，D正確。
故選D。
3．（2023·廣東·高考真題）催化劑Ⅰ和Ⅱ均能催化反應。反應歷程(下圖)中，M為中間產物。其它條件相同時，下列說法不正確的是（ ）
A．使用Ⅰ和Ⅱ，反應歷程都分4步進行 B．反應達平衡時，升高溫度，R的濃度增大
C．使用Ⅱ時，反應體系更快達到平衡 D．使用Ⅰ時，反應過程中M所能達到的最高濃度更大
答案：C
解析：A．由圖可知兩種催化劑均出現四個波峰，所以使用Ⅰ和Ⅱ，反應歷程都分4步進行，A正確；
B．由圖可知該反應是放熱反應，所以達平衡時，升高溫度平衡向左移動，R的濃度增大，B正確；
C．由圖可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能，所以使用Ⅰ時反應速率更快，反應體系更快達到平衡，C錯誤；
D．由圖可知在前兩個歷程中使用Ⅰ活化能較低反應速率較快，后兩個歷程中使用Ⅰ活化能較高反應速率較慢，所以使用Ⅰ時，反應過程中M所能達到的最高濃度更大，D正確；
故選C。
4．（2024·湖南益陽·三模）工業上常用和為原料合成甲醇，過程中發生如下反應：。在溫度下，向剛性容器中充入和一定物質的量的，隨著充入的物質的量的不同，平衡時容器中的體積分數變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是（ ）
A． B．
C．平衡常數 D．該反應在高溫高壓條件下自發進行
答案：D
解析：A．投料比符合方程式中的氣體系數比時，達到平衡時產物的體積分數最大，所以a=3，A正確；
B．由題可知該反應是放熱反應，升高溫度高反應會逆向移動，所以，B正確；
C．平衡常數受溫度影響，M、N點溫度相同，平衡常數相等，C正確；
D．該反應，，所以該反應在低溫條件下自發進行，與壓強無關，D錯誤；
故選D。
5．（2024·江西宜春·模擬預測）在恒溫恒容密閉容器中發生反應，的瞬時生成速率。控制起始濃度為0.5，的瞬時生成速率和起始濃度的關系如圖所示，下列說法正確的是（ ）
A．由題可知，該反應的速率常數k為37.5
B．隨著起始濃度增大，該反應平衡常數增大
C．達平衡后，若將和的濃度均增加一倍，則轉化率增大
D．起始濃度0.2，某時刻的濃度為0.4，則的瞬時生成速率為0.48
答案：C
解析：A． NO起始濃度為0.5 mol/L，由圖象可知，N2的瞬時生成速率與H2起始濃度呈直線關系，則m=1，將數據(0.4，1.5)代入，該反應的速率常數，A錯誤；
B．反應一定，平衡常數只與溫度有關，溫度不變，平衡常數不變，B錯誤；
C． 達平衡后，和的濃度均增加一倍，新平衡與原平衡相比，相當于加壓，平衡正向移動，則NO轉化率增大，C正確；
D．由可知，NO起始濃度為0.5 mol/L，某時刻NO的濃度為0.4 mol/L，變化量為0.1 mol/L，則該時刻H2的濃度為0.2mol/L-0.1mol/L =0.1mol/L，N2的瞬時生成速率為，D錯誤；
故選C。
6．（2023·河北·高考真題）在恒溫恒容密閉容器中充入一定量，發生如下反應：
反應②和③的速率方程分別為和，其中分別為反應②和③的速率常數，反應③的活化能大于反應②。測得的濃度隨時間的變化如下表。
0 1 2 3 4 5
0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028
下列說法正確的是（ ）
A．內，X的平均反應速率為
B．若增大容器容積，平衡時Y的產率增大
C．若，平衡時
D．若升高溫度，平衡時減小
答案：D
解析：A．由表知內 c(W)=0.16-0.08=0.08mol/L，生成 c(X)=2 c(W)=0.16mol/L，但一部分X轉化為Z，造成 c(X)<0.16mol/L，則v(X)<，故A錯誤；
B．過程①是完全反應，過程②是可逆反應，若增大容器容積相當于減小壓強，對反應平衡向氣體體積增大的方向移動，即逆向移動，X的濃度增大，平衡時Y的產率減小，故B錯誤；
C．由速率之比等于系數比，平衡時2v逆(X)=v正(Z)，即，2=，若，平衡時，故C錯誤；
D．反應③的活化能大于反應②， H=正反應活化能-逆反應活化能<0，則，該反應是放熱反應，升高溫度，平衡逆向移動，則平衡時減小，故D正確；
故選D。
7．（2024·江蘇徐州·模擬預測）催化加氫過程中主要發生下列反應：
反應：
反應：
向恒壓的容器中充入1mol 和3mol ，若僅考慮上述反應，平衡時和CO的選擇性及的轉化率隨溫度的變化如圖中實線所示。
下列說法正確的是（ ）
A．
B．平衡時的轉化率隨溫度的變化可用圖中虛線④表示
C．反應狀態達A點時，只有使用對反應催化活性更高的催化劑才能提高的選擇性
D．反應狀態達B點時，容器中為1/32mol
答案：D
解析：反應Ⅱ為放熱反應，溫度升高，平衡往逆向移動，的選擇性下降，則CO的選擇性上升，CO的選擇性對應曲線①，的選擇性對應曲線②，的平衡轉化率對應曲線③。據此作答。
A．隨著溫度升高，的選擇性下降，CO的選擇性上升，300℃前，CO2的平衡轉化率下降，則以反應Ⅱ為主，300℃后，CO2的平衡轉化率上升，則以反應I為主，說明反應I為吸熱反應，A錯誤；
B．向恒壓的容器中充入1mol 和3mol ，投料比恰好與反應Ⅱ中的系數比相等，所以，300℃前，轉化率應該是相同的，故應該與CO2的平衡轉化率重疊，B錯誤；
C．反應狀態達A點時，想提高的選擇性，應使平衡向生成更多的方向移動，溫度不能改變，只能改變壓強或者反應物濃度，若增大H2的濃度，反應I也會正向移動，那么的選擇性不一定會被提高；若增大壓強，反應I不會移動，反應Ⅱ往正向移動，生成更多的，可以提高的選擇性；同時也可以通過改變催化劑來控制反應Ⅱ，使用對反應Ⅱ催化活性更高的催化劑也能提高的選擇性，C錯誤；
D．反應狀態達B點時，CO2的平衡轉化率25%、的選擇性也是25%，根據，則25%=，，D正確；
故選D。
8．（2023·海南·高考真題）工業上苯乙烯的生產主要采用乙苯脫氫工藝：。某條件下無催化劑存在時，該反應的正、逆反應速率v隨時間t的變化關系如圖所示。下列說法正確的是（ ）
A．曲線①表示的是逆反應的關系
B．時刻體系處于平衡狀態
C．反應進行到時，(為濃度商)
D．催化劑存在時，、都增大
答案：BD
解析：A．反應為乙苯制備苯乙烯的過程，開始反應物濃度最大，生成物濃度為0，所以曲線①表示的是正反應的關系，曲線表示的是逆反應的關系，故A錯誤；
B．t2時，正逆反應速率相等，體系處于平衡狀態，故B正確；
C．反應進行到時，反應正向進行，故Q＜K，故C錯誤；
D．催化劑能降低反應的活化能，使反應的、都增大，故D正確；
故選BD。
9．（2023·河北·高考真題）氮是自然界重要元素之一，研究氮及其化合物的性質以及氮的循環利用對解決環境和能源問題都具有重要意義。
已知：物質中的化學鍵斷裂時所需能量如下表。
物質
能量/ 945 498 631
回答下列問題：
(1)恒溫下，將空氣(和的體積分數分別為0.78和0.21，其余為惰性組分)置于容積為的恒容密閉容器中，假設體系中只存在如下兩個反應：
i
ii
① 。
②以下操作可以降低上述平衡體系中濃度的有 (填標號)。
A．縮小體積 B．升高溫度 C．移除 D．降低濃度
③若上述平衡體系中，則c(O2)= mol/L，K1= (寫出含a、b、V的計算式)。
(2)氫氣催化還原作為一種高效環保的脫硝技術備受關注。高溫下氫氣還原反應的速率方程為為速率常數。在一定溫度下改變體系中各物質濃度，測定結果如下表。
組號
1 0.10 0.10 r
2 0.10 0.20
3 0.20 0.10
4 0.05 0.30 ？
表中第4組的反應速率為 。(寫出含r的表達式)
(3)①以空氣中的氮氣為原料電解合成氨時，在 (填“陰”或“陽”)極上發生反應，產生。
②氨燃料電池和氫燃料電池產生相同電量時，理論上消耗和的質量比為，則在堿性介質中氨燃料電池負極的電極反應式為 。
③我國科學家研究了水溶液中三種催化劑(a、b、c)上電還原為(圖1)和電還原為(圖2)反應歷程中的能量變化，則三種催化劑對電還原為的催化活性由強到弱的順序為 (用字母a、b、c排序)。
答案：(1) 181 CD
(2)
(3) 陰 bac
解析：（1）①ΔH1=反應物總鍵能-生成物總鍵能=；
②A．縮小體積，所有物質濃度均增大，A不符合題意；
B．升高溫度，平衡向著吸熱方向進行，反應i為吸熱反應，則升溫平衡正向進行，NO濃度增大，B不符合題意；
C．移除NO2，平衡ii向正向進行，NO濃度降低，C符合題意；
D．降低N2濃度，平衡逆向進行，消耗NO，NO濃度降低，D符合題意；
故答案為：CD；
③根據三段式
，；
（2）實驗1與實驗2相比，，y=1，實驗1與實驗3相比，，x=2，代入實驗3，，根據實驗4計算，；
（3）①N2生成NH3，化合價降低，得電子，發生還原反應，則N2在陰極反應；
②燃料電池中，氨氣作負極發生氧化反應，生成N2，生成1個N2轉移6個電子，在堿性下發生，；
③催化劑通過降低反應活化能提高反應速度，則催化活性由強到弱的順序為b＞a＞c；
故答案為：bac。
10．（2023·江蘇·高考真題）實驗室模擬“鎂法工業煙氣脫硫”并制備，其實驗過程可表示為
(1)在攪拌下向氧化鎂漿料中勻速緩慢通入氣體，生成，反應為，其平衡常數K與、、、的代數關系式為 ；下列實驗操作一定能提高氧化鎂漿料吸收效率的有 (填序號)。
A．水浴加熱氧化鎂漿料
B．加快攪拌速率
C．降低通入氣體的速率
D．通過多孔球泡向氧化鎂漿料中通
(2)在催化劑作用下被氧化為。已知的溶解度為0.57g(20℃)，氧化溶液中的離子方程式為 ；在其他條件相同時，以負載鈷的分子篩為催化劑，漿料中被氧化的速率隨pH的變化如題圖甲所示。在pH=6~8范圍內，pH增大，漿料中的氧化速率增大，其主要原因是 。
(3)制取晶體。在如題圖乙所示的實驗裝置中，攪拌下，使一定量的漿料與溶液充分反應。漿料與溶液的加料方式是 ；補充完整制取晶體的實驗方案：向含有少量、的溶液中， 。(已知：、在時完全轉化為氫氧化物沉淀；室溫下從飽和溶液中結晶出，在150~170℃下干燥得到，實驗中需要使用MgO粉末)
答案：(1) BD
(2) pH增大，抑制的水解，反應物的濃度增大，故可加快氧化速率
(3) 用滴液漏斗向盛有MgSO3漿料的三頸燒瓶中緩慢滴加硫酸溶液 分批加入少量氧化鎂粉末，攪拌，直至用pH試紙測得pH≥5，過濾；將濾液蒸發濃縮、降溫至室溫結晶，過濾，所得晶體在150~170℃干燥。
解析：本實驗的目的是為了制取，首先在攪拌下向氧化鎂漿料中勻速緩慢通入氣體，生成，然后使一定量的漿料與溶液充分反應生成硫酸鎂，在硫酸鎂的溶液中加入氧化鎂調節溶液的pH除去三價鐵和三價鋁，將濾液蒸發濃縮、降溫至室溫結晶，過濾，所得晶體在150~170℃干燥即可得到；
（1）已知下列反應：
① K
②
③
④
⑤
⑥
根據蓋斯定律，①=②-③+④+⑤-⑥，故K=；
A．加熱可加快反應速率，但溫度升高，SO2在水中溶解度降低，且會導致H2SO3受熱分解，不一定能提高吸收SO2效率，A錯誤；
B．加快攪拌速率，可以使反應物充分接觸，提高吸收SO2效率，B正確；
C．降低通入SO2氣體的速率，SO2可與MgO漿料充分接觸，但會降低反應速率，不一定能提高吸收SO2效率，C錯誤；
D．多孔球泡可以讓SO2與MgO漿料充分接觸，能提高吸收SO2效率，D正確；
故選BD。
（2）根據題意，O2氧化溶液中的，被氧化為，1molO2氧化2mol，故氧化溶液中的離子方程式為：；
pH增大，抑制的水解，反應物的濃度增大，故可加快氧化速率；
（3）在進行含固體物質的反應物與液體反應的實驗時，應將含固體物質的反應物放在三頸瓶中，通過滴液漏斗滴加液體，H2SO4溶液的滴加速率要慢，以免H2SO4過量；
根據題意，首先需要調節pH≥5以除去Fe3+、Al3+雜質，需要用到的試劑為MgO粉末，操作細節為分批加入少量MgO粉末，以免pH過高，不斷攪拌進行反應直至檢測到pH≥5，然后過濾除去氫氧化鐵、氫氧化鋁沉淀；接著需要從溶液中得到，根據題目信息，室溫下結晶只能得到，因此需要在150~170℃下干燥得到，操作細節為將濾液蒸發濃縮、降溫至室溫結晶，過濾，所得晶體在150~170℃干燥。
11．（2024·山東·二模）丙醛工業上主要用于制合成纖維、橡膠促進劑和防老劑等。在銠催化劑作用下與常用乙烯羰基化合成丙醛，涉及的反應如下：
主反應Ⅰ：C2H4(g)+H2(g)+CO(g)CH3CH2CHO(g) ΔH1
副反應Ⅱ：C2H4(g)+H2(g)CH3CH3(g) ΔH2
已知：在一定條件下一氧化碳能與銠催化劑結合生成羰基銠絡合物；丙醛選擇性：x(CH3CH2CHO)=×100%。
回答下列問題：
(1)反應Ⅰ、Ⅱ以氣體分壓表示的平衡常數Kp與溫度T變化關系如圖所示。
據圖判斷，CH3CH3(g)+CO(g)CH3CH2CHO(g) ΔH 0(填“>”、“<”或“=”)，的數值范圍是 (填標號)。
A．<-1 B．-1～0 C．0～1 D．>1
(2)在T1℃、壓強為150kPa條件下，在密閉反應器中，按照投料n(C2H4)：n(CO)：n(H2)=1：1∶1，發生上述反應，經tmin反應達到平衡，測得p(C2H4)=p(C2H6)=20kPa，則CH3CH2CHO(g)的選擇性為 %(保留小數點后一位)，v(CO)= kPa/min(用含t的代數式表示)，反應Ⅰ的逆反應的Kp= 。
(3)在恒壓密閉容器中，在一定溫度和鐃催化劑作用下，發生上述反應，反應相同時間時，測得C2H4的轉化率(α)和丙醛選擇性隨變化關系如圖所示。
①曲線a表示 (填“C2H4的轉化率”或“丙醛選擇性”)；
②當小于1時，曲線b隨的降低而降低的可能原因是 。
答案：(1)＜ D
(2)
(3) 丙醛選擇性 當小于1時，氫氣濃度減小，氫氣和乙烯催化加氫生成的程度減小，轉化率降低
解析：（1）根據平衡常數與溫度變化關系曲線可知，溫度升高，平衡常數減小，說明反應I和反應II放熱，，且，則，根據蓋斯定律，反應I－反應II得：；
（2）設物質的量均為1mol，初始氣體總物質的量為3mol，初始總壓強為150kPa，平衡時p(C2H4)=p(C2H6)=20kPa，設平衡時，，平衡時氣體總的物質的量為(3a+1)mol，則，a=，平衡時氣體總的物質的量為mol，CH3CH2CHO(g)的選擇性：，初始氣體總物質的量為3mol，初始總壓強為150kPa，CO分壓為50kPa，平衡時CO分壓為40kPa，反應速率：；平衡時各物質分壓為p(C2H4)=p(C2H6)=p(H2)= 20kPa，n(CO)=40pkPa，n(CH3CH2CHO)=50pkPa，反應Ⅰ的逆反應；
（3）根據反應I、II方程式，氫氣比例增大，反應Ⅰ、Ⅱ中的轉化率均增大，所以曲線b表示的轉化率，曲線a表示丙醛選擇性；當小于1時，氫氣濃度減小，氫氣和乙烯催化加氫生成的程度減小，轉化率降低。
12．（2023·廣東·高考真題）配合物廣泛存在于自然界，且在生產和生活中都發揮著重要作用。
(1)某有機物能與形成橙紅色的配離子，該配離子可被氧化成淡藍色的配離子。
①基態的電子軌道表示式為 。
②完成反應的離子方程式：
(2)某研究小組對(1)中②的反應進行了研究。
用濃度分別為的溶液進行了三組實驗，得到隨時間t的變化曲線如圖。
①時，在內，的平均消耗速率= 。
②下列有關說法中，正確的有 。
A．平衡后加水稀釋，增大
B．平衡轉化率：
C．三組實驗中，反應速率都隨反應進程一直減小
D．體系由橙紅色轉變為淡藍色所需時間：
(3)R的衍生物L可用于分離稀土。溶液中某稀土離子(用M表示)與L存在平衡：


研究組配制了L起始濃度與L起始濃度比不同的系列溶液，反應平衡后測定其核磁共振氫譜。配體L上的某個特征H在三個物種中的化學位移不同，該特征H對應吸收峰的相對峰面積S(體系中所有特征H的總峰面積計為1)如下表。
0 1.00 0 0
a x 0.64
b 0.40 0.60
【注】核磁共振氫譜中相對峰面積S之比等于吸收峰對應H的原子數目之比；“”表示未檢測到。
①時， 。
②時，平衡濃度比 。
(4)研究組用吸收光譜法研究了(3)中M與L反應體系。當時，測得平衡時各物種隨的變化曲線如圖。時，計算M的平衡轉化率 (寫出計算過程，結果保留兩位有效數字)。
答案：(1) HNO2
(2) AB
(3) 0.36 3：4或0.75
(4)98%
解析：（1）①基態的電子軌道表示式為 ；
②根據原子守恒可知離子方程式中需要增加HNO2。
（2）①濃度分別為的溶液，反應物濃度增加，反應速率增大，據此可知三者對應的曲線分別為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ；時，在內，觀察圖象可知的平均消耗速率為；
②A．對于反應HNO2，加水稀釋，平衡往粒子數增加的方向移動，含量增加，含量減小，增大，A正確；
B．濃度增加，轉化率增加，故，B正確；
C．觀察圖象可知，三組實驗反應速率都是前期速率增加，后期速率減小，C錯誤；
D．硝酸濃度越高，反應速率越快，體系由橙紅色轉變為淡藍色所需時間越短，故，D錯誤；
故選AB。
（3）①時，，且=0.64，得x=0.36；
②相比于含有兩個配體，則與的濃度比應為相對峰面積S的一半與的相對峰面積S之比，即。
（4）；，由L守恒可知，則；則M的轉化率為。
13．（2024·貴州·模擬預測）為了實現“碳中和”，的綜合利用成為科學家研究的熱點。
(1)將催化加氫制取，通過下列步驟實現，反應過程中能量變化如圖1所示。
。
(2)在的絕熱密閉容器中，按充入和，在催化劑作用下合成甲醇。下列說法中說明主反應達到平衡狀態的是___________(填字母)。
A．的轉化率保持不變 B．混合氣體的密度保持不變
C．斷裂鍵同時形成鍵 D．容器內混合氣體溫度保持不變
(3)在密閉容器中通入和的混合氣體，制取甲醇過程中，存在競爭反應：
．；
． 。
在不同壓強下，當按進料，反應達到平衡時，測得甲醇的物質的量分數與溫度的關系如圖2所示物質ⅰ的物質的量分數：)
①圖2中壓強由小到大的順序為 ，判斷的依據是 。
②圖2中，當、發生上述反應，反應達到平衡時，，則在內用的分壓變化表示的速率 ，此時反應I中的轉化率為 (保留小數點后1位)。
③在壓強為時，發生上述反應并達到平衡狀態，平衡轉化率為，，該溫度下反應的平衡常數 (保留1位有效數字，用各組分的分壓代替濃度計算平衡常數，氣體分壓=總壓×物質的量分數)。
答案：(1)-49
(2)AD
(3) p1解析：（1）根據示意圖可知，1molCO2(g)與3molH2(g)的總能量比1molCH3OH(g)與1molH2O(g)的總能量高49kJ，故 -49；
（2）A．CO2的轉化率保持不變，可以說明反應達到平衡，故A選；
B．容器是恒容容器，反應體系都是氣體，故混合氣體的密度始終不變，不能說明達到平衡，故B不選；
C．斷裂鍵同時形成鍵都描述的正反應方向，不能說明達到平衡，故C不選；
D．容器是絕熱容器，故混合氣體的溫度不變，說明單位時間內吸收的熱量等于放出的熱量，即正逆反應速率相等，能說明達到平衡，故D選；
答案為AD；
（3）①反應I是氣體體積縮小的反應，反應II是氣體體積不變的反應，增大壓強，反應I平衡向右移動，反應II平衡不移動，則會增大，所以圖2中壓強從小到大的順序是：p1②當，反應達到平衡時，，則平衡時p(CH3OH)= =1，用的分壓變化表示的速率=0.05；由于，設投料n(CO2)=1mol，n(H2)=3mol，起始時總物質的量為4mol，壓強為10MPa，則每1mol氣體對應壓強為2.5MPa，由于容器是恒容容器，平衡時每1mol氣體對應的壓強也是2.5MPa，平衡時p(CH3OH)=1，則n(CH3OH)=1mol=0.4mol，說明反應I消耗的CO2為0.4mol，反應I中的轉化率為=40.0%；
③根據已知數據，設投料n(CO2)=1mol，n(H2)=3mol，反應ICO2轉化了xmol，反應IICO2轉化了ymol，列出下列算式：
CO2轉化了，有x+y=，，有，根據兩個方程解得x=，y=，則平衡時n(H2)=，n(CO)=，n(H2O)=，根據，其物質的量為，可以得知p(CO2)=，p(H2)=10MPa，p(CO)=2MPa， p(H2O)=4MPa，則反應Kp===0.4。
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2024年化學高考二輪復習
專題十一 化學反應速率和化學平衡
一、考綱解讀
考綱導向
1．化學反應速率
2．化學平衡
3．化學平衡常數及其相關計算
4．化學平衡的圖象
命題分析
化學反應速率與化學平衡是高考的重點內容，通常與理論綜合題結合，預計2024年高考以填空題的形式考查化學反應速率和化學平衡的相關計算，結合圖表、圖象、實驗等探究化學反應速率和化學平衡的影響因素及實驗設計能力。難度一般中檔偏上，在填空題中的情境多側重與生產實際的聯系。預計今后，高考對本專題的考查仍會以選擇題和綜合題為主，可能通過表格、圖象、數據的分析，進行化學反應速率計算的考查，以選擇題、填空題、圖象或圖表題形式考查化學反應速率和化學平衡的影響因素，考查平衡常數的表達式的書寫及有關計算；還結合外界條件對化學平衡的影響，考查化學平衡常數的影響因素及應用。側重考查考生分析問題能力，信息整合應用能力等，試題難度有逐漸加大的趨勢。
二、知識點梳理
網絡圖
重點拓展
高頻考點一 化學反應速率
1．對化學反應速率計算公式的剖析
v(B)＝＝
(1)濃度變化只適用于氣體和溶液中的溶質，不適用于固體和純液體。
(2)化學反應速率是某段時間內的平均反應速率，而不是瞬時速率，且計算時取正值。
(3)同一反應用不同的物質表示反應速率時，數值可能不同，但意義相同。同一化學反應中用不同物質表示的反應速率之比等于其化學計量數之比。
(4)對于可逆反應，反應進行的凈速率是正、逆反應速率之差，當達到平衡時，凈速率為零。
2．影響反應速率的因素
(1)內因
反應物本身的性質是主要因素，如相同條件下Mg、Al與稀鹽酸反應的速率大小關系為v(Mg)>v(Al)。
(2)外因(只改變一個條件，其他條件不變)
3．理論解釋——有效碰撞理論
(1)活化分子：能夠發生有效碰撞的分子。
(2)活化能：如圖
圖中：E1為正反應的活化能，使用催化劑時的活化能為E3，E2為逆反應的活化能，反應熱為E1－E2。
(3)有效碰撞：活化分子之間能夠引發化學反應的碰撞。
活化分子、有效碰撞與反應速率的關系。
4．分析有氣體參與的化學反應的反應速率
(1)恒溫時，壓縮體積壓強增大―→氣體反應物濃度增大反應速率增大。
(2)恒溫恒容時
①充入氣體反應物氣體反應物濃度增大(壓強也增大)反應速率增大。
②充入“惰性”氣體總壓強增大―→氣體反應物濃度未改變反應速率不變。
(3)恒溫恒壓時，充入“惰性”氣體體積增大氣體反應物濃度減小反應速率減小。
5．外界條件對可逆反應的正、逆反應速率的影響方向是一致的，但影響程度不一定相同。
(1)當增大反應物濃度時，v(正)瞬間增大，隨后逐漸減小；v(逆)瞬間不變，隨后逐漸增大；直至v(正)和v(逆)相等時達到平衡。
(2)增大壓強，氣體分子數減小方向的反應速率變化程度大。
(3)對于反應前后氣體分子數不變的反應，改變壓強可以同等程度地改變正、逆反應速率。
(4)升高溫度，v(正)和v(逆)都增大，但吸熱反應方向的反應速率增大的程度大。
(5)使用催化劑，能同等程度地改變正、逆反應速率。
6.化學反應速率計算的常見錯誤
(1)不注意容器的容積。
(2)漏寫單位或單位寫錯。
(3)忽略有效數字。
7.比較化學反應速率大小的注意事項
(1)看單位是否統一,若不統一,要換算成相同單位。
(2)比較不同時間段內的化學反應速率大小時,可先換算成用同一物質表示的反應速率,再比較數值的大小。
(3)比較化學反應速率與化學計量數的比值。例如,對于一般反應aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g),比較不同時間段內的大小,若,則用A表示的反應速率比用B表示的大。要注意反應速率的單位要一致。
8．化學反應速率常數拓展
對于一個基元反應：αA＋βD===γG＋hH
其化學反應速率常數數學表達式為：v＝kcα(A)cβ(D)
上式中的k稱為反應速率常數又稱速率常數。
k的物理意義：在一定的條件下(溫度、催化劑)，反應物濃度為1 mol·L－1時的反應速率。k與反應物濃度無關。
(1)反應不同，k值不同。
(2)同一反應，溫度不同k值不同。
(3)同一反應，溫度一定時，有無催化劑k也是不同的。
不同反應有不同的速率常數，速率常數與反應溫度、反應介質(溶劑)、催化劑等有關，甚至會隨反應器的形狀、性質而異。與濃度無關，但受溫度、催化劑、固體表面性質等因素的影響。
高頻考點二 化學平衡
1．化學平衡狀態判斷的“兩類標志”及“一角度”
判斷化學反應是否達到化學平衡狀態，關鍵是看給定條件下能否推出“變量”達到“不變”。常用到的判斷標志有：
(1)絕對標志
(2)相對標志
①有氣體參加的反應，氣體的總壓強、總體積、總物質的量不變時，對于反應前后氣體分子數不變的反應來說，不一定達到平衡；對于反應前后氣體分子數不相等的反應來說，達到平衡；
②氣體的密度()、氣體的平均相對分子質量()不變時，要具體分析各表達式中的分子或分母變化情況，判斷是否平衡；
③如果平衡體系中的物質有顏色，則平衡體系的顏色不變時，達到平衡。
(3)一角度
從微觀的角度分析，如反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，下列各項均可說明該反應達到了平衡狀態：
2．化學平衡移動判斷的方法和規律
(1)通過比較化學平衡破壞瞬時的正、逆反應速率的相對大小來判斷平衡移動的方向。
①外界條件改變對化學平衡的影響
a．若外界條件改變，引起v正>v逆，則化學平衡向正反應方向(或向右)移動；
b．若外界條件改變，引起v正c．若外界條件改變，雖能引起v正和v逆變化，但變化后新的v′正和v′逆仍保持相等，則化學平衡沒有發生移動。
②常見外界條件的變化對正、逆反應速率的影響規律
a．增大反應物濃度的瞬間，v正變大，v逆不變；減小反應物濃度的瞬間，v正變小，v逆不變；增大生成物濃度的瞬間，v正不變，v逆變大；減小生成物濃度的瞬間，v正不變，v逆變小；
b．壓強的變化對氣體分子數較大的一邊反應速率影響較大；
c．溫度的變化對吸熱反應速率影響較大；
d．催化劑對正、逆反應速率影響相同。
(2)通過比較濃度商(Q)與平衡常數(K)的大小來判斷平衡移動的方向。
①若Q>K，平衡逆向移動；②若Q＝K，平衡不移動；③若Q(3)外界條件對平衡移動影響的規律——勒夏特列原理
①溫度的影響：升高溫度，化學平衡向吸熱反應方向移動；降低溫度，化學平衡向放熱反應方向移動；
②濃度的影響：增大反應物濃度或減小生成物濃度，化學平衡向正反應方向移動；減小反應物濃度或增大生成物濃度，化學平衡向逆反應方向移動；
③壓強的影響：增大壓強會使平衡向著氣體體積減小的方向移動；減小壓強會使平衡向著氣體體積增大的方向移動。
3.化學反應方向
(1)判據
(2)一般規律：
①ΔH<0，ΔS>0的反應任何溫度下都能自發進行；
②ΔH>0，ΔS<0的反應任何溫度下都不能自發進行；
③ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大時，溫度對反應的方向起決定性作用。當ΔH<0，ΔS<0時低溫下反應能自發進行；當ΔH>0，ΔS>0時，高溫下反應能自發進行。
說明：對于一個特定的氣相反應，熵變的大小取決于反應前后的氣體物質的化學計量數大小。
高頻考點三 化學平衡常數及其相關計算
1．化學平衡常數的全面突破
(1)化學平衡常數的意義
①化學平衡常數可表示反應進行的程度。K越大，反應進行的程度越大，K>105時，可以認為該反應已經進行完全。雖然轉化率也能表示反應進行的程度，但轉化率不僅與溫度有關，而且與起始條件有關。
②K的大小只與溫度有關，與反應物或生成物的起始濃度的大小無關。
(2)化學平衡常數的兩個應用
①判斷反應進行的方向
若任意狀態下的生成物與反應物的濃度冪之積的比值為Qc，則Qc>K，反應向逆反應方向進行；
Qc＝K，反應處于平衡狀態；
Qc②判斷反應的熱效應
若升高溫度，K值增大，則正反應為吸熱反應；
若升高溫度，K值減小，則正反應為放熱反應。
(3)在使用化學平衡常數時應注意
①不要把反應體系中固體、純液體以及稀水溶液中水的濃度寫進平衡常數表達式中，但非水溶液中，若有水參加或生成，則此時水的濃度不可視為常數，應寫進平衡常數表達式中。
②同一化學反應，化學反應方程式寫法不同，其平衡常數表達式及數值亦不同。因此書寫平衡常數表達式及數值時，要與化學反應方程式相對應，否則就沒有意義。
2．等效平衡思想是解決化學平衡類試題最常用的思維方法
(1)恒溫、恒容條件下的等效平衡
對反應前后氣體分子數改變的可逆反應，改變起始加入量時，“一邊倒”(即通過可逆反應的化學計量數比換算成方程式同一半邊的物質的物質的量)后與原起始加入量相同，則為等效平衡，平衡時各物質的百分含量相同。
對反應前后氣體分子數不變的可逆反應，改變起始加入量時，“一邊倒”后，投料時各物質的物質的量之比與原起始加入量的比值相同，則為等效平衡，平衡時各物質百分含量相同。
(2)恒溫、恒壓條件下的等效平衡
如果反應在恒溫、恒壓下進行，改變起始加入量時，只要通過可逆反應的化學計量數比換算成反應物(或生成物)，各物質的物質的量之比與原起始加入量的比值相同，則為等效平衡，平衡時各物質的百分含量相同。
3、有關化學平衡的計算——三段式計算模式
1)分析三個量：起始量、變化量、平衡量。
2)明確三個關系
(1)對于同一反應物，起始量－變化量＝平衡量。
(2)對于同一生成物，起始量＋變化量＝平衡量。
(3)各轉化量之比等于各反應物的化學計量數之比。
3)計算方法：三段式法
化學平衡計算模式：對以下反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物質的量濃度分別為a mol/L、b mol/L，達到平衡后消耗A的物質的量濃度為mx mol/L。
　　　　　　mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
起始量(mol/L) a b 0 0
變化量(mol/L) mx nx px qx
平衡量(mol/L) a－mx b－nx px qx
(1)平衡常數：K＝。
(2)轉化率＝×100%，如α(A)平＝×100%。
(3)百分含量：φ(A)＝×100%。
(4)平衡前后的壓強之比：
＝。
(5)平均摩爾質量：M＝ g/mol。
注意：有關化學平衡計算的注意事項
①注意反應物和生成物的濃度關系
反應物：c(平)＝c(始)－c(變)；
生成物：c(平)＝c(始)＋c(變)。
②利用ρ混＝和Mr＝計算時要注意m總應為氣體的總質量，V應為反應容器的體積，n總應為氣體的總物質的量。
③起始濃度、平衡濃度不一定符合化學計量數之比，但物質之間是按化學計量數之比反應和生成的，故各物質的濃度變化之比一定等于化學計量數之比，這是計算的關鍵。
④凡是氣體的壓強變化、密度變化均必須轉化為物質的量的變化或氣體的體積變化才能進行相關計算。
4）計算Kp的思路和方法
計算平衡常Kp的思路和方法與計算濃度平衡常數K完全相同，關鍵是由平衡時氣體的總物質的量和各氣體的物質的量確定各氣體的物質的量分數，再由總壓強和物質的量分數確定各氣體的分壓，最后由分壓計算Kp。計算壓強平衡常數Kp 的有效方法仍是列“三段式”和“分三步”。
列“三段式”——列出起飴量、轉化量、平衡量，一般應列物質的量。
“分三步”———第一步，得出各物質的平衡量；第二步，計算各氣體的體積分數（物質的量分數）和分壓；第三步，代入Kp的表達式中進行計算。
注：（1）計算中常需運用阿伏加德羅定律的推論——恒溫恒容條件下，壓強之比等于物質的量之比：p始：p平=n始：n平（比如平衡時比起始時壓強增大了20%，則平衡時氣體總物質的量變為起始時的1.2倍）；恒溫恒壓條件下，體積比等于物質的量之比：V始：V平=n始：n平；恒溫恒壓條件下，密案度比等于體積的反比、物質的量的反比：ρ始：ρ平=n平：n始（比如，平衡時氣體密度變為起始時的則平衡時混合氣體的平均摩爾質量是起始時混合氣體的物質的量是起始時混合氣體的。
（2）混合氣體的總壓等于相同溫度下各組分氣體的分壓之和。
高頻考點四 化學平衡的圖象
一、化學平衡圖象題的特點：
1.化學平衡圖象題，一是以時間為自變量（橫坐標）的圖象；二是以壓強或溫度為自變量（橫坐標）的圖象；三是以投料量或投料比為自變量（橫坐標）的圖象，變量（縱坐標）可以是①速率②某種物質的濃度、含量或物質的量③某反應物的轉化率④某生成物的產率。
2.從知識載體角度看，其一判斷化學平衡特征；其二應用勒夏特列原理分析平衡移動過程；其三逆向思維根據圖象判斷可逆反應的有關特征；其四綜合運用速率與平衡知識進行有關計算。二、化學平衡圖象的種類
1、經典圖象的分類
(1)化學反應速率圖象[反應mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)　ΔH>0]
反應速率 時間(v t)圖象中，在平衡后的某時刻t1改變某一條件后，v(正)與v(逆)的變化有兩種情況：
①v(正)、v(逆)同時突變
②v(正)、v(逆)之一漸變
(2)化學平衡圖象[反應mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q　ΔH>0]
①速率 時間圖象：
t1時增大反應物的濃度，正反應速率瞬間增大，然后逐漸減小，而逆反應速率從t1開始逐漸增大；t2時升高溫度，對任何反應，升高溫度，正反應和逆反應速率均增大；t3時減小壓強，容器容積增大，濃度變小，正反應速率和逆反應速率均減小；t4時加催化劑，正反應速率和逆反應速率均增大。
②轉化率(或含量) 時間圖象：
已知不同溫度或壓強下，反應物的轉化率α(或百分含量)與時間的關系曲線，推斷溫度的高低及反應的熱效應或壓強的大小及氣體物質間的化學計量數的關系。[以反應aA(g)＋bB(g)cC(g)中反應物的轉化率αA為例說明]
圖甲表示壓強對反應物轉化率的影響，對于反應后氣體體積減小的反應，壓強越大，反應物的轉化率越大；圖乙表示溫度對反應物轉化率的影響，對于吸熱反應，溫度越高，反應物的轉化率越大；圖丙表示催化劑對反應物轉化率的影響，催化劑只能改變化學反應速率，不能改變反應物的轉化率。
解答這類圖象題時應注意以下兩點：
1)“先拐先平，數值大”原則
分析反應由開始(起始物質相同時)達到平衡所用時間的長短可推知反應條件的變化。
a.若為溫度變化引起，溫度較高時，反應達平衡所需時間短，如甲中T2＞T1。
b.若為壓強變化引起，壓強較大時，反應達平衡所需時間短，如乙中p1＞p2。
c.若是使用催化劑引起，使用適宜催化劑時，反應達平衡所需時間短，如丙中a使用催化劑。
2)正確掌握圖象中反應規律的判斷方法
a.圖甲中，T2＞T1，升高溫度，αA降低，平衡逆移，則正反應為放熱反應。
b.圖乙中，p1＞p2，增大壓強，αA升高，平衡正移，則正反應為氣體體積縮小的反應。
c.若縱坐標表示A的百分含量，則甲中正反應為吸熱反應，乙中正反應為氣體體積增大的反應。
③恒壓(溫)線：
已知不同溫度下的轉化率－壓強圖象或不同壓強下的轉化率－溫度圖象，推斷反應的熱效應或反應前后氣體物質間化學計量數的關系。[以反應aA(g)＋bB(g)cC(g)中反應物的轉化率αA為例說明]
分析時可沿橫軸做一條平行于縱軸的虛線，即為等壓線或等溫線，然后分析另一條件變化對該反應的影響。
解答這類圖象題時應遵循的原理——“定一議二”原則：
1)可通過分析相同溫度下不同壓強時反應物A的轉化率變化來判斷平衡移動的方向，從而確定反應方程式中反應物與產物氣體物質間的化學計量數的大小關系。如甲中任取一條溫度曲線研究，壓強增大，αA增大，平衡正移，正反應為氣體體積　減小　的反應；乙中任取橫坐標一點作橫坐標垂直線，也能得出結論。
2)可通過分析相同壓強下不同溫度時反應物A的轉化率的大小來判斷平衡移動的方向，從而確定反應的熱效應。如利用上述分析方法，在甲中作垂直線，乙中任取一曲線，即能分析出正反應為　放　熱反應。
④速率－壓強(或溫度)圖象
特點：曲線的意義是外界條件(溫度、壓強)對正、逆反應速率影響的變化趨勢及變化幅度。圖中交點是平衡狀態，壓強增大(或溫度升高)后正反應速率增大得快，平衡正向移動。
（3）“點－線－面”三維度分析幾種特殊圖象
1)對于化學反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，M點前，表示化學反應從反應物開始，則v正＞v逆；M點為剛達到的平衡點。M點后為平衡受溫度的影響情況，即升溫，A%增大(C%減小)，平衡逆向移動，ΔH＜0。
2)對于化學反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，L線上所有的點都是平衡點。
左上方(E點)，A%大于此壓強時平衡體系中的A%，E點必須向正反應方向移動才能達到平衡狀態，所以E點v正＞v逆；則右下方(F點)v正＜v逆。
2、創新型圖象：
新型圖象往往根據實際工業生產，結合圖象，分析投料比、轉化率、產率的變化。此類題目信息量較大，能充分考查學生讀圖、提取信息、解決問題的能力，在新課標高考中受到命題者的青睞。因為涉及到工業生產問題。一般縱軸為產率(轉化率)，橫軸為影響平衡速率的外界因素如溫度、壓強、投料比等單一因素，或多因素組合，考查實際工業生產中適宜條件的選擇。解題時除通過圖象獲取有用信息和對獲取的信息進行加工處理外，還要注意以下4點：
（1）曲線上的每個點是否都達到平衡
往往需要通過曲線的升降趨勢或斜率變化來判斷，如果還未達到平衡則不能使用平衡移動原理，只有達到平衡以后的點才能應用平衡移動原理。
如圖中虛線表示單位時間內A的產率隨溫度的升高先增大后減小，先增大的原因是P點之前反應尚未達到平衡，隨溫度的升高，反應速率增大，故單位時間內A的產率增大。
（2）催化劑的活性是否受溫度的影響
不同的催化劑因選擇性不同受溫度的影響也會不同。一般來說，催化劑的活性在一定溫度下最高，低于或高于這個溫度都會下降。
如圖，250～300 ℃時，溫度升高而B的生成速率降低的原因是溫度超過250 ℃時，催化劑的催化效率降低。
（3）不同的投料比會對產率造成影響
可以采用定一議二的方法，根據相同投料比下溫度或壓強的改變對產率的影響或相同溫度或壓強下改變投料比時平衡移動的方向進行判斷，確定反應的吸放熱或系數和的大小。
如圖，對于反應2CO2(g)＋6H2(g)CH3OCH3(g)＋3H2O(g)。
當投料比一定時，溫度越高，CO2的轉化率越低，所以升溫，平衡左移，正反應為放熱反應。若溫度不變，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，則提高了二氧化碳的轉化率。
（4）考慮副反應的干擾或影響
往往試題會有一定的信息提示，尤其溫度的改變影響較大。
三、思維建模：
四、化學平衡圖象題解答步驟
第一步，看反應，找特點：即分析可逆反應化學方程式，觀察物質的狀態、氣態物質分子數的變化(正反應是氣體分子數增大的反應，還是氣體分子數減小的反應)、反應熱(正反應是放熱反應，還是吸熱反應)等。
第二步，析圖象，得信息：即識別圖象類型，橫坐標和縱坐標的含義、線和點(平臺、折線、拐點等)的關系。利用規律“先拐先平，數值大”判斷，即曲線先出現拐點，先達到平衡，其溫度、壓強越大。
第三步：理信息，找思路：聯想化學反應速率、化學平衡移動原理，特別是影響因素及使用前提條件等。
第四步：巧整合，得解答：圖表與原理整合，逐項分析圖表，重點看圖表是否符合可逆反應的特點、化學反應速率和化學平衡原理。
三、高頻考點突破
高頻考點一 化學反應速率
典例精析
1．氨基甲酸銨()主要用作磷化鋁中間體，也用于醫藥。在T℃時，將足量的固體置于恒溫恒容容器中，存在如下化學平衡：，經t min達到平衡狀態，平衡時體系的總濃度為。下列敘述正確的是（ ）
A．當混合氣體的平均摩爾質量不變時，說明反應達到平衡狀態
B．T℃時，向平衡體系中加入適量，增大
C．在0~t min時間段內，平均反應速率
D．向平衡體系中充入適量的，逆反應速率增大
2.(2024·河南省普高聯考高三測評)某研究性學習小組探究影響反應速率的因素及反應速率的大小，測得的實驗數據如表所示(忽略溶液體積變化)，下列說法錯誤的是( )
組號 反應溫度/℃ 參加反應的物質
Na2S2O3 H2SO4 H2O
V/mL c/(mol/L) V/mL c/(mol/L) V/mL
① 10 2 0.1 1 0.4 3
② 30 2 0.1 2 0.2 2
③ 30 1 0.2 2 0.1 3
④ 30 1 0.1 2 0.1 3
A．實驗①②探究溫度對反應速率的影響
B．實驗②④探究Na2S2O3濃度對反應速率的影響
C．四組實驗中實驗②的反應速率最大
D．實驗③完全反應需要tmin，平均反應速率v(Na2S2O3)=mol/(L min)
3．某溫度時，兩個恒容密閉容器中僅發生反應，。
實驗測得：，，、為化學反應速率常數，只受溫度影響。
容器編號 起始濃度() 平衡濃度()
I 0.6 0 0 0.2
Ⅱ 0.6 0.1 0
下列說法不正確的是（ ）
A．I中的平衡轉化率約為66.7%
B．升高溫度，該反應的化學平衡常數增大
C．Ⅱ中達到平衡狀態時，
D．該反應的化學平衡常數可表示為
變式訓練
4．在2L恒容密閉容器中加入一定量A和B，發生反應。100℃時容器中A、B、C物質的量隨時間的變化關系如圖一所示。不同溫度下平衡時C的體積分數與A、B起始時的投料比的變化關系如圖二所示。則下列結論正確的是（ ）
A．100℃時前5min平均化學反應速率
B．100℃時達平衡的體系中充入少量C(g)，達新平衡前v(逆)>v(正)
C．
D．某溫度下平衡時B的轉化率隨起始的增大而先增大后減小
5．(2024·河北邢臺五岳高三聯考)三氯乙烯(C2HCl3)是某市地下水中有機污染物的主要成分，研究顯示，在該地下水中加入H2O2可將其中的三氯乙烯除去，發生的反應如下：3H2O2+ C2HCl3 =2H2O+2CO2↑+3HCl。常溫下，在某密閉容器中進行上述反應，測得c(H2O2)隨時間的變化如表所示：
時間/min 0 2 4 6 8 …
/(mol·L-1) 1.20 0.90 0.70 0.60 0.55 …
已知：在反應體系中加入Fe2+，可提高反應速率。下列說法錯誤的是( )
A．Fe2+為該反應的催化劑 B．反應過程中可能產生O2
C．H2O2與CO2的空間結構相同 D．0~4 min內，v(H2O2)=0.125 mol·L-1·min-1
6．一定溫度下，在恒容反應器中發生反應，化學反應速率(k為化學反應速率常數，其數值與溫度有關)。實驗測得該溫度下反應物濃度與化學反應速率的關系如表所示：
0.01 0.02 0.02 0.01
0.01 0.01 0.015 0.015
x
根據表中的測定結果，下列結論不正確的是（ ）
A．表中x的值為
B．化學反應速率
C．升高溫度，各物質濃度不變，化學反應速率不變
D．催化劑影響k的大小
高頻考點二 化學平衡
典例精析
1．我國科學家研制鈀催化劑高效選擇性實現苯乙炔與氫氣反應制備苯乙烯：（g，苯乙炔）（g，苯乙烯）。在恒溫恒容條件下發生該反應，下列不能說明該反應達到平衡狀態的是（ ）
A．混合氣體密度不隨時間變化 B．混合氣體平均摩爾質量不隨時間變化
C．混合氣體總壓強不隨時間變化 D．氫氣消耗速率等于苯乙烯消耗速率
2． “綠水青山就是金山銀山”，研究、CO等大氣污染物的處理對建設美麗中國具有重要意義。已知反應，該反應達到平衡后，為同時提高反應速率和NO的轉化率，可采取的措施是（ ）
A．縮小容器的體積 B．改用高效催化劑
C．增加NO的濃度 D．升高溫度
3．氮化硼(BN)是重要的無機材料，可通過下面兩種反應制得：
反應Ⅰ：
反應Ⅱ：
已知反應Ⅰ常溫下自發，反應Ⅱ常溫下不自發，、、熔點分別約為、、，下列說法正確的是（ ）
A．常溫下反應Ⅰ的，因此速率快
B．反應Ⅰ的，
C．性能優良的催化劑可使反應Ⅱ在常溫下自發進行
D．由各物質熔點可推測在實際生產中反應Ⅰ所需的溫度高于反應Ⅱ
變式訓練
4．某溫度下，在1L恒容密閉容器中2.0molX發生反應，有關數據如下：
時間段/min 產物Z的平均生成速率/mol·L-1·min-1
0-2 0.20
0-4 0.15
0-6 0.10
下列說法錯誤的是（ ）
A．1min時，Z的濃度大于0.20mol·L-1
B．3min時，Y的體積分數約為33.3%
C．5min時，v正(Z)>v逆(Z)
D．體系壓強不變時，反應達到平衡狀態
5．利用CH4能消除有害氣體NO，其反應原理為，一定溫度下，該反應在密閉容器中達到平衡狀態。下列說法正確的是（ ）
A．加入催化劑，活化分子百分數不變
B．恒容下，再通入適量CH4，CH4的平衡轉化率減小
C．適當增大壓強，化學平衡常數增大
D．升高溫度，逆反應速率增大，正反應速率減小
6．氧元素是在自然界中分布最廣的元素，氧氣在生產生活中有廣泛的應用。1 mol O2隨溫度升高時的熵(S)的變化示意圖如圖，下列說法不正確的是（ ）
A．由圖可知，1 mol O2(g)的熵值不是定值
B．物質的熵值與物質的組成、狀態、溫度等因素有關
C．熵值由的過程：O2由液態轉化為氣態
D．相同溫度和壓強下，O4(g)、O3(g)、O2(g)的熵值依次減小
高頻考點三 化學平衡常數及其相關計算
典例精析
1．（2024·陜西商洛·校聯考一模）氫能是清潔能源之一，工業制取氫氣涉及的重要反應之一是：
已知：①
②
③
下列敘述正確的是（ ）
A．的燃燒熱為
B．
C．12gC(s)不完全燃燒全部生成CO(g)時放出熱量為221kJ
D．平衡常數表達式為
2．某溫度下，在1L恒容密閉容器中投入10molX，發生反應，有關數據如表所示，下列說法正確的是（ ）
時間段/s 產物Z的平均生成速率
0~10 0.4
0~20 0.3
0~30 0.2
A．5s時，Y的濃度為
B．20s時，體系中存在
C．25s時，X的轉化率為30%
D．30s時，再加入2molX，達平衡時，X的體積分數變小
變式訓練
3．在容積一定的密閉容器中，置入一定量的一氧化氮和足量碳發生化學反應：，平行時與溫度的關系如圖所示，則下列說法正確的是（ ）
A．在時，若反應體系處于狀態D，則此時反應速率：
B．若該反應在、時的平衡常數分別為、，則
C．該反應的
D．若狀態B、C、D的壓強分別為、、，則
4．T ℃時，在體積為2 L的恒溫恒容密閉容器中充入4 mol CO和4 mol ，發生反應，測得和的物質的量隨時間的變化如圖所示。該反應的正、逆反應速率分別可表示為，，、分別為正、逆反應速率常數，只受溫度影響。下列說法正確的是（ ）
A．從反應開始至達到平衡時，以表示的平均反應速率為
B．該反應在A、B兩點的正反應速率之比為
C．當容器中混合氣體的密度不隨時間變化時，該反應達到平衡狀態
D．T ℃時，該反應的平衡常數為
高頻考點四 化學平衡的圖象
典例精析
1． CO2催化加氫合成甲醇是重要的碳捕獲利用與封存技術，該過程主要發生下列反應：
反應①：CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=－49.5kJ mol－1
反應②：CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJ mol－1
在0.5MPa條件下，將n(CO2)∶n(H2)為1∶3的混合氣體以一定流速通過裝有催化劑的反應器，實驗測得CO2的轉化率、CH3OH的選擇性[×100%]與溫度的關系如圖所示。下列有關說法不正確的是（ ）
A．圖中曲線①表示CH3OH的選擇性隨溫度的變化
B．一定溫度下，增大起始n(CO2)∶n(H2)的比值，可提高H2的平衡轉化率
C．升高溫度時，CO的選擇性升高
D．一定溫度下，選用高效催化劑可提高CH3OH的平衡產率
變式訓練
2.已知催化加氫合成乙醇的反應原理為。設為起始時的投料比，即。的平衡轉化率與壓強、溫度和投料比的關系如圖所示，下列有關說法錯誤的是（ ）
A．圖1中投料比相同，溫度從高到低的順序為
B．圖2中投料比由大到小的順序為
C．若圖1中投料比，a點時乙醇的分壓為
D．若圖2中投料比，隨著溫度的升高，該平衡體系中的百分含量逐漸減小
四、考場演練
1．（2023·重慶·高考真題）逆水煤氣變換體系中存在以下兩個反應：
反應Ⅰ：
反應Ⅱ：
在恒容條件下，按投料比進行反應，平衡時含碳物質體積分數隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是（ ）
A．反應Ⅰ的，反應Ⅱ的
B．點反應Ⅰ的平衡常數
C．點的壓強是的3倍
D．若按投料，則曲線之間交點位置不變
2．（2023·江蘇·高考真題）二氧化碳加氫制甲烷過程中的主要反應為


在密閉容器中，、時，平衡轉化率、在催化劑作用下反應相同時間所測得的實際轉化率隨溫度的變化如題圖所示。的選擇性可表示為。下列說法正確的是（ ）
A．反應的焓變
B．的平衡選擇性隨著溫度的升高而增加
C．用該催化劑催化二氧化碳反應的最佳溫度范圍約為480~530℃
D．450℃時，提高的值或增大壓強，均能使平衡轉化率達到X點的值
3．（2023·廣東·高考真題）催化劑Ⅰ和Ⅱ均能催化反應。反應歷程(下圖)中，M為中間產物。其它條件相同時，下列說法不正確的是（ ）
A．使用Ⅰ和Ⅱ，反應歷程都分4步進行 B．反應達平衡時，升高溫度，R的濃度增大
C．使用Ⅱ時，反應體系更快達到平衡 D．使用Ⅰ時，反應過程中M所能達到的最高濃度更大
4．（2024·湖南益陽·三模）工業上常用和為原料合成甲醇，過程中發生如下反應：。在溫度下，向剛性容器中充入和一定物質的量的，隨著充入的物質的量的不同，平衡時容器中的體積分數變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是（ ）
A． B．
C．平衡常數 D．該反應在高溫高壓條件下自發進行
5．（2024·江西宜春·模擬預測）在恒溫恒容密閉容器中發生反應，的瞬時生成速率。控制起始濃度為0.5，的瞬時生成速率和起始濃度的關系如圖所示，下列說法正確的是（ ）
A．由題可知，該反應的速率常數k為37.5
B．隨著起始濃度增大，該反應平衡常數增大
C．達平衡后，若將和的濃度均增加一倍，則轉化率增大
D．起始濃度0.2，某時刻的濃度為0.4，則的瞬時生成速率為0.48
6．（2023·河北·高考真題）在恒溫恒容密閉容器中充入一定量，發生如下反應：
反應②和③的速率方程分別為和，其中分別為反應②和③的速率常數，反應③的活化能大于反應②。測得的濃度隨時間的變化如下表。
0 1 2 3 4 5
0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028
下列說法正確的是（ ）
A．內，X的平均反應速率為
B．若增大容器容積，平衡時Y的產率增大
C．若，平衡時
D．若升高溫度，平衡時減小
7．（2024·江蘇徐州·模擬預測）催化加氫過程中主要發生下列反應：
反應：
反應：
向恒壓的容器中充入1mol 和3mol ，若僅考慮上述反應，平衡時和CO的選擇性及的轉化率隨溫度的變化如圖中實線所示。
下列說法正確的是（ ）
A．
B．平衡時的轉化率隨溫度的變化可用圖中虛線④表示
C．反應狀態達A點時，只有使用對反應催化活性更高的催化劑才能提高的選擇性
D．反應狀態達B點時，容器中為1/32mol
8．（2023·海南·高考真題）工業上苯乙烯的生產主要采用乙苯脫氫工藝：。某條件下無催化劑存在時，該反應的正、逆反應速率v隨時間t的變化關系如圖所示。下列說法正確的是（ ）
A．曲線①表示的是逆反應的關系
B．時刻體系處于平衡狀態
C．反應進行到時，(為濃度商)
D．催化劑存在時，、都增大
9．（2023·河北·高考真題）氮是自然界重要元素之一，研究氮及其化合物的性質以及氮的循環利用對解決環境和能源問題都具有重要意義。
已知：物質中的化學鍵斷裂時所需能量如下表。
物質
能量/ 945 498 631
回答下列問題：
(1)恒溫下，將空氣(和的體積分數分別為0.78和0.21，其余為惰性組分)置于容積為的恒容密閉容器中，假設體系中只存在如下兩個反應：
i
ii
① 。
②以下操作可以降低上述平衡體系中濃度的有 (填標號)。
A．縮小體積 B．升高溫度 C．移除 D．降低濃度
③若上述平衡體系中，則c(O2)= mol/L，K1= (寫出含a、b、V的計算式)。
(2)氫氣催化還原作為一種高效環保的脫硝技術備受關注。高溫下氫氣還原反應的速率方程為為速率常數。在一定溫度下改變體系中各物質濃度，測定結果如下表。
組號
1 0.10 0.10 r
2 0.10 0.20
3 0.20 0.10
4 0.05 0.30 ？
表中第4組的反應速率為 。(寫出含r的表達式)
(3)①以空氣中的氮氣為原料電解合成氨時，在 (填“陰”或“陽”)極上發生反應，產生。
②氨燃料電池和氫燃料電池產生相同電量時，理論上消耗和的質量比為，則在堿性介質中氨燃料電池負極的電極反應式為 。
③我國科學家研究了水溶液中三種催化劑(a、b、c)上電還原為(圖1)和電還原為(圖2)反應歷程中的能量變化，則三種催化劑對電還原為的催化活性由強到弱的順序為 (用字母a、b、c排序)。
10．（2023·江蘇·高考真題）實驗室模擬“鎂法工業煙氣脫硫”并制備，其實驗過程可表示為
(1)在攪拌下向氧化鎂漿料中勻速緩慢通入氣體，生成，反應為，其平衡常數K與、、、的代數關系式為 ；下列實驗操作一定能提高氧化鎂漿料吸收效率的有 (填序號)。
A．水浴加熱氧化鎂漿料
B．加快攪拌速率
C．降低通入氣體的速率
D．通過多孔球泡向氧化鎂漿料中通
(2)在催化劑作用下被氧化為。已知的溶解度為0.57g(20℃)，氧化溶液中的離子方程式為 ；在其他條件相同時，以負載鈷的分子篩為催化劑，漿料中被氧化的速率隨pH的變化如題圖甲所示。在pH=6~8范圍內，pH增大，漿料中的氧化速率增大，其主要原因是 。
(3)制取晶體。在如題圖乙所示的實驗裝置中，攪拌下，使一定量的漿料與溶液充分反應。漿料與溶液的加料方式是 ；補充完整制取晶體的實驗方案：向含有少量、的溶液中， 。(已知：、在時完全轉化為氫氧化物沉淀；室溫下從飽和溶液中結晶出，在150~170℃下干燥得到，實驗中需要使用MgO粉末)
11．（2024·山東·二模）丙醛工業上主要用于制合成纖維、橡膠促進劑和防老劑等。在銠催化劑作用下與常用乙烯羰基化合成丙醛，涉及的反應如下：
主反應Ⅰ：C2H4(g)+H2(g)+CO(g)CH3CH2CHO(g) ΔH1
副反應Ⅱ：C2H4(g)+H2(g)CH3CH3(g) ΔH2
已知：在一定條件下一氧化碳能與銠催化劑結合生成羰基銠絡合物；丙醛選擇性：x(CH3CH2CHO)=×100%。
回答下列問題：
(1)反應Ⅰ、Ⅱ以氣體分壓表示的平衡常數Kp與溫度T變化關系如圖所示。
據圖判斷，CH3CH3(g)+CO(g)CH3CH2CHO(g) ΔH 0(填“>”、“<”或“=”)，的數值范圍是 (填標號)。
A．<-1 B．-1～0 C．0～1 D．>1
(2)在T1℃、壓強為150kPa條件下，在密閉反應器中，按照投料n(C2H4)：n(CO)：n(H2)=1：1∶1，發生上述反應，經tmin反應達到平衡，測得p(C2H4)=p(C2H6)=20kPa，則CH3CH2CHO(g)的選擇性為 %(保留小數點后一位)，v(CO)= kPa/min(用含t的代數式表示)，反應Ⅰ的逆反應的Kp= 。
(3)在恒壓密閉容器中，在一定溫度和鐃催化劑作用下，發生上述反應，反應相同時間時，測得C2H4的轉化率(α)和丙醛選擇性隨變化關系如圖所示。
①曲線a表示 (填“C2H4的轉化率”或“丙醛選擇性”)；
②當小于1時，曲線b隨的降低而降低的可能原因是 。
12．（2023·廣東·高考真題）配合物廣泛存在于自然界，且在生產和生活中都發揮著重要作用。
(1)某有機物能與形成橙紅色的配離子，該配離子可被氧化成淡藍色的配離子。
①基態的電子軌道表示式為 。
②完成反應的離子方程式：
(2)某研究小組對(1)中②的反應進行了研究。
用濃度分別為的溶液進行了三組實驗，得到隨時間t的變化曲線如圖。
①時，在內，的平均消耗速率= 。
②下列有關說法中，正確的有 。
A．平衡后加水稀釋，增大
B．平衡轉化率：
C．三組實驗中，反應速率都隨反應進程一直減小
D．體系由橙紅色轉變為淡藍色所需時間：
(3)R的衍生物L可用于分離稀土。溶液中某稀土離子(用M表示)與L存在平衡：


研究組配制了L起始濃度與L起始濃度比不同的系列溶液，反應平衡后測定其核磁共振氫譜。配體L上的某個特征H在三個物種中的化學位移不同，該特征H對應吸收峰的相對峰面積S(體系中所有特征H的總峰面積計為1)如下表。
0 1.00 0 0
a x 0.64
b 0.40 0.60
【注】核磁共振氫譜中相對峰面積S之比等于吸收峰對應H的原子數目之比；“”表示未檢測到。
①時， 。
②時，平衡濃度比 。
(4)研究組用吸收光譜法研究了(3)中M與L反應體系。當時，測得平衡時各物種隨的變化曲線如圖。時，計算M的平衡轉化率 (寫出計算過程，結果保留兩位有效數字)。
13．（2024·貴州·模擬預測）為了實現“碳中和”，的綜合利用成為科學家研究的熱點。
(1)將催化加氫制取，通過下列步驟實現，反應過程中能量變化如圖1所示。
。
(2)在的絕熱密閉容器中，按充入和，在催化劑作用下合成甲醇。下列說法中說明主反應達到平衡狀態的是___________(填字母)。
A．的轉化率保持不變 B．混合氣體的密度保持不變
C．斷裂鍵同時形成鍵 D．容器內混合氣體溫度保持不變
(3)在密閉容器中通入和的混合氣體，制取甲醇過程中，存在競爭反應：
．；
． 。
在不同壓強下，當按進料，反應達到平衡時，測得甲醇的物質的量分數與溫度的關系如圖2所示物質ⅰ的物質的量分數：)
①圖2中壓強由小到大的順序為 ，判斷的依據是 。
②圖2中，當、發生上述反應，反應達到平衡時，，則在內用的分壓變化表示的速率 ，此時反應I中的轉化率為 (保留小數點后1位)。
③在壓強為時，發生上述反應并達到平衡狀態，平衡轉化率為，，該溫度下反應的平衡常數 (保留1位有效數字，用各組分的分壓代替濃度計算平衡常數，氣體分壓=總壓×物質的量分數)。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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