2024届高三化学二轮复习专题13：化学反应速率与化学平衡(共40张PPT)

(共40张PPT)
专题十三： 化学反应速率及化学平衡
2024届高三化学二轮复习专题
【新课程标准】
1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。能正确计算化学反应的转化率(α)。2.了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用。3.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。4.掌握化学平衡的特征。了解化学平衡常数(K)的含义，能利用化学平衡常数进行相关计算。5.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。6.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
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【命题热点及近五年考频考题】
2023年：湖南卷T13，山东卷T13，全国新课标卷T12，浙江6月卷T14，浙江1月卷T14，北京卷T3，辽宁卷T13
2022年：湖南卷T6，T12，T14;浙江卷T20;辽宁卷T12;河北卷T11;海南卷T8;江苏卷T10，T13;广东卷T13，T15;山东卷T10。
2021年：湖南T11；广东T4；辽宁T11；浙江T5；海南T8；江苏T14；北京T14；河北T13；浙江T18、T20。
2020年：全国II；江苏T15。
2019年：江苏T15；浙江T19、T22。
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【研磨典题】
【典例】（2023年·湖南卷）向一恒容密闭容器中加入1molCH4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 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
B
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[解题策略]
一、读题看图像——一看面、二看线、三看点、四看趋势
二、解题想规律——联想平衡移动原理，分析改变条件对反应速率、化学平衡移动的影响
三、答题作判断——利用原理、结合图像，作出判断。
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【答题要素】
1.化学反应速率的计算
2.外界条件对化学反应速率的影响
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3．化学平衡状态的判断(1)等——“正逆相等”①同一物质(两种表述)：v(正)＝v(逆)、断键数＝成键数。
②不同物质：--- ＝——
(2)定——“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的(即变量)，当其“不变”时反应就达到平衡状态，即“变量”不变可说明达到平衡状态。
①平衡体系中各物质的质量、物质的量、浓度及百分含量等保持不变。
②一定条件下的气体密度、总压强、气体的平均相对分子质量不变等。
③有色体系的颜色保持不变。
V正 X
X的化学计量数
V逆 Y
Y的化学计量数
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4.分析化学平衡移动的一般思路
注意：“惰性气体”对化学平衡的影响(1)恒温恒容条件:原平衡体系 体系总压强增大→体系中各组分的浓度不变→平衡不移动。
(2)恒温恒压条件：原平衡体系 容器容积增大，各反应气体的分压减小→体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压)。①气体体积不变的反应：平衡不移动。②气体体积可变的反应：平衡向气体体积增大的方向移动。
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5.化学平衡移动的判断方法
（1）依据勒夏特列原理判断
通过比较平衡被破坏的瞬间的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。
①若外界条件改变，引起 ，则化学平衡向正反应方向移动；
②若外界条件改变，引起 ，则化学平衡向逆反应方向移动；
③若外界条件改变，虽能引起 和 变化，但变化后新的 和 仍保持相等，则化学平衡不发生移动。
（2）依据浓度商 判断
通过比较浓度商 与平衡常数 的大小来判断平衡移动的方向。
①若 ，平衡向逆反应方向移动。
②若 ，平衡不移动。
③若 ，平衡向正反应方向移动。
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6.化学平衡常数及其应用(1)对于同一可逆反应，正反应的平衡常数等于逆反应的平衡常数的倒数，即：K正＝1/K(逆)。若方程式中的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会发生改变。
(2)与反应热的关系，一般情况下：
(3)与物质状态的关系
由于固体或纯液体浓度视为一常数，所以在平衡常数表达式中不再写出。
①稀溶液中进行的反应，如有水参加反应，由于水的浓度视为常数而不必出现在表达式中；
②非水溶液中进行的反应，若有水参加或生成，则应出现在表达式中。
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化学平衡常数应用：
(1)利用K可以推测可逆反应进行的程度。K大说明反应进行的程度大，反应物的平衡转化率大；K小说明反应进行的程度小，反应物的平衡转化率小。(2)利用K可判断反应的热效应。若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。(3)借助平衡常数，可以判断一个化学反应是否达到化学平衡状态以及反应的方向（Q为浓度商）：①若Q＞K，平衡逆向移动；②若Q＝K，平衡不移动；③若Q＜K，平衡正向移动。
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7.判断平衡转化率变化的规律（1）若反应物有多种：aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，①在不改变其他条件时，只增加A的量，平衡向正反应方向移动，但是A的转化率减小，B的转化率增大。②若按原比例同倍数地增加A和B，平衡向正反应方向移动，但是反应物的转化率与气体物质的计量数有关：若a＋b＝c＋d，A、B的转化率都不变；若a＋b>c＋d，A、B的转化率都增大；若a＋bb＋c，A的转化率增大；
③若a2024届高三化学二轮专题复习
8.两种典型的图像
（1）转化率(或百分含量)与温度变化图像
[析图关键] 表示两个外界条件同时变化时，反应物 的转化率变化情况，解决这类图像一般采用“定一议二”的方法，即把自变量(温度、压强)之一设为恒量，讨论另外两个变量的关系。如：图1中，当压强相等(任意一条等压线)时，升高温度， 的转化率增大，说明升高温度平衡向正反应方向移动，即正反应为吸热反应。当温度相等时，在图1中作垂线，与三条等压线交于三点，这三点自下而上为增大压强， 的转化率增大，说明增大压强平衡向正反应方向移动，即正反应为气体体积减小的反应。
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（2）转化率(或百分含量)与压强变化图像
[析图关键] 图3中，当温度相等(任意一条等温线)时，增大压强， 的转化率增大，说明增大压强平衡正向移动，即正反应是气体体积减小的反应。当压强相等时，在图3中作垂线，与两条等温线交于两点，这两点自下而上为降低温度， 的转化率增大，说明降低温度平衡正向移动，即正反应为放热反应。
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【方法指导】解答化学平衡图像题四步骤
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【真题再练】
1、【2023年北京卷】下列事实能用平衡移动原理解释的是( )A．H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解.
B．密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体，受热后颜色加深.
C．铁钉放入浓HNO3中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体.
D．锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生
B
【解析】A．MnO2会催化 H2O2分解，与平衡移动无关，A项错误； B．NO2转化为N2O4 的反应是放热反应，升温平衡逆向移动， NO2浓度增大，混合气体颜色加深，B项正确；C．铁在浓硝酸中钝化，加热会使表面的氧化膜溶解，铁与浓硝酸反应生成大量红棕色气体，与平衡移动无关，C项错误；D．加入硫酸铜以后，锌置换出铜，构成原电池，从而使反应速率加快，与平衡移动无关，D项错误；故选B。
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2、（2023年·山东卷）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( )
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0.08mol L-1
AC
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3、（2023年·浙江6月卷）一定条件下，1-苯基丙炔(Ph—C≡C-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ⅡB．反应活化能：反应I<反应ⅡC．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
C
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4、（2023年·浙江1月卷）标准状态下，气态反应物和生成物的相对能量与反应历程示意图如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相对能量为0]，下列说法不正确的是 ( )
A．E6-E3=E5-E2 B．可计算Cl-Cl键能为2(E2-E3)kJ mol-1 C．相同条件下，O3的平衡转化率：历程II>历程ID．历程I、历程II中速率最快的一步反应的热化学方程式为：ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g) H=(E5-E4)kJ mol-1
C
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5、【2023年辽宁卷】某小组进行实验，向10ml蒸馏水中加入0.4gI2，充分振荡，溶液呈浅棕色，再加入0.2g锌粒，溶液颜色加深；最终紫黑色晶体消失，溶液褪色。已知 为棕色，下列关于颜色变化的解释错误的是（ ）
选项 颜色变化 解释
A 溶液呈浅棕色 I2在水中溶解度较小
B 溶液颜色加深 发生了反应：
C 紫黑色晶体消失 I2(aq)的消耗使溶解平衡
右移
D 溶液褪色 Zn与有色物质发生了置换反应
D
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6、（2022年湖南卷）．向体积均为1L的两恒容容器中分别充入2molX和1molY,发生反应：2X (g)+ Y(g) 2Z(g) ΔH，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A．ΔH＞0
B．气体的总物质的量：na＜ncC．a点平衡常数：K＞12
D．反应速率：Va正＜Vb正
B
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7．（2022年湖南卷）甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体。旧法合成的反应：(CH3)C=O+HCN→(CH3)C(OH)CN(CH3)C(OH)CN+CH3OH+H2SO4→CH2=C(CH3)COOCH3+NH4HSO4 新法合成的反应：CH3C≡CH+CH3OH CH2=C(CH3)COOCH3下列说法错误的是( ) (阿伏加德罗常数的值为NA)A．HCN的电子式为
B．新法没有副产物产生，原子利用率高C．1L0.05mol/L的NH4HSO4溶液中NH4+的微粒数小于0.05NAD．Pd的作用是降低反应的活化能，使活化分子数目增多，百分数不变
D
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8．（2022年湖南卷）反应物(S)转化为产物(P或P·Z)的能量与反应进程的关系如下图所示：
下列有关四种不同反应进程的说法正确的是( )A．进程Ⅰ是放热反应
B．平衡时P的产率：Ⅱ>ⅠC．生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ
D．进程Ⅳ中，Z没有催化作用
AD
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9．（2022年山东卷）在NO催化下，丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是( )
A．含N分子参与的反应一定有电子转移B．由NO生成HONO的反应历程有2种C．增大NO的量，C3H8的平衡转化率不变D．当主要发生包含②的历程时，最终生成的水减少
D
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10．（2022年广东卷）恒容密闭容器中，BaSO4(s)＋4H2(g) BaS(s)＋4H2O(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＜0B．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
C
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11．（2022年广东卷）在相同条件下研究催化剂I、Ⅱ对反应 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
D
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12.（2022年江苏卷）用尿素水解生成的NH3催化还原NO,是柴油机车辆尾气净化的主要方法。反应为4NH3(g)+O2(g)+4NO(g) 4N2(g)+6H2O(g),下列说法正确的是 (　　)
A.上述反应ΔS<0B.上述反应平衡常数K=
C.上述反应中消耗1 mol NH3,转移电子的数目为2×6.02×1023D.实际应用中,加入尿素的量越多,柴油机车辆排放的尾气对空气污染程度越小
B
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13.（2022年江苏卷）乙醇—水催化重整可获得H2。其主要反应为C2H5OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g) ΔH=+173.3 kJ·mol-1
CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2 kJ·mol-1在1.0×105 Pa、n始(C2H5OH)∶n始(H2O)=1∶3时,若仅考虑上述反应,平衡时CO2和CO的选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。CO的选择性= ×100%
下列说法正确的是 (　　)
A.图中曲线①表示平衡时H2产率随温度的变化B.升高温度,平衡时CO的选择性增大C.一定温度下,增大 可提高乙醇平衡转化率D.一定温度下,加入CaO(s)或选用高效催化剂,均能提高平衡时H2产率
D
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14．（2022年海南卷）某温度下，反应CH2=CH2(g)+H2O(g)
CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡，下列说法正确的是( )A．增大压强，v正> v逆，平衡常数增大B．加入催化剂，平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大C．恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反应方向移动D．恒容下，充入一定量的CH2=CH2(g)，CH2=CH2(g)的平衡转化率增大
15．（2022年辽宁卷）某温度下，在1L恒容密闭容器中2.0molX发生反应2X(s) Y(g)+2Z(g)，有关数据如下：
时间段/ min 产物Z的平均生成速率/ mol·L－1·min－1
0～2 0.20
0～4 0.15
0～6 0.10
下列说法错误的是( )A．1 min时，Z的浓度大于0.20mol/L
B．2 min时，加入0.20molZ，此时
C．3 min时，Y的体积分数约为33.3%D．5 min时，X的物质的量为1.4mol
C
B
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16．（2022年河北卷）恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①X Y；②Y Z。反应①的速率 ，反应②的速率 ，式中 为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的 曲线。下列说法错误的是( )
A．随C(X)的减小，反应①、②的速率均降低B．体系中
C．欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间D．温度低于T1时，总反应速率由反应②决定
AB
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17．（2022年浙江卷）恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解反应：2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)，测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是( )
A．实验①，0~20min，v(N2)=1.00× 10-5mol/(L·min) B．实验②，60min时处于平衡状态，X≠0.40
C．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大
C
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18.(2021湖南.不定项)已知：A(g)+2B(g) 3C(g) △H<0 ，向一恒温恒容的密闭容器中充入1molA和3molB发生反应，t1时达到平衡状态I，在t2时改变某一条件，t3时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.容器内压强不变，表明反应达到平衡
B.t2时改变的条件：向容器中加入C
C.平衡时A的体积分数φ：
D.平衡常数K：K Ⅱ
BC
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19．(2021广东)反应X===2Z经历两步：①X→Y；②Y→2Z。反应体系中X、Y、Z的浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A．a为c(X)随t的变化曲线
B．t1时，c(X)＝c(Y)＝c(Z)
C．t2时，Y的消耗速率大于生成速率
D．t3后，c(Z)＝2c0－c(Y)
20.(2021辽宁)某温度下，在恒容密闭容器中加入一定量X，发生反应2X(s) Y(s)+Z(g)，一段时间后达到平衡。下列说法错误的是（ ）
A．升高温度，若c(Z)增大，则△H>0
B．加入一定量Z，达新平衡后m(Y)减小
C．加入等物质的量的Y和Z，达新平衡后c(Z)增大
D．加入一定量氩气，平衡不移动
D
C
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21.(2021浙江)取50 mL过氧化氢水溶液，在少量I－存在下分解：2H2O2===2H2O＋O2↑。在一定温度下，测得O2的放出量，转换成H2O2浓度(c)如下表：下列说法不正确的是( )
A．反应20 min时，测得O2体积为224 mL(标准状况)
B．20～40 min，消耗H2O2的平均速率为0．010 mol/(L·min)
C．第30 min时的反应速率小于第50 min时的反应速率
D．H2O2分解酶或Fe2O3代替I－也可以催化H2O2分解
22.(2021海南)制备水煤气的反应C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g) △H>0,下列说法正确的是（ ）
A. 该反应△S<0 B. 升高温度，反应速率增大
C. 恒温下，增大总压，H2O(g)的平衡转化率不变
D. 恒温恒压下，加入催化剂，平衡常数增大
t/min 0 20 40 60 80
c/(mol·L－1) 0.80 0.40 0.20 0.10 0.050
C
B
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1. 室温下，某溶液初始时仅溶有 和 且浓度相等，同时发生以下两个反应：① ；② 。反应①的速率可表示为 ，反应②的速率可表示为 ( 、 为速率常数)。反应体系中组分 、 的浓度随时间变化情况如图。下列说法错误的是( )
A. 时间段内， 的平均反应速率为
B. 反应开始后，体系中 和 的浓度之比保持不变
C. 如果反应能进行到底，反应结束时 的 转化为
D. 反应①的活化能比反应②的活化能大
A
【预测押题】
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2. 已知 ，反应历程分两步：
快反应：① , ,
慢反应：② ，
,
下列说法正确的是( )
A. 是该反应的催化剂
B. 温度升高 正、 均减小， 、 均增大
C. 反应②中 与 的碰撞仅部分有效
D. 反应①正反应的活化能大于逆反应的活化能
C
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3．一定温度下向容器中加入A发生反应如下：①A→B，②A→C，③B C。反应体系中A、B、C的浓度随时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.反应①的活化能大于反应②
B．该温度下，反应③的平衡常数大于1
C．t1时，B的消耗速率大于生成速率 D．t2时，c(C)=c0-c(B)
4．研究反应2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H<0对实现“碳中和”有重要意义。在密闭容器中充入1molCO2与3molH2，发生反应上述反应并达平衡，测得平衡体系中各种物质的体积分数随温度变化如图所示。下列说法中正确的是( )
A．表示CH3CH2OH组分的曲线是Ⅳ
B．图中曲线交点a对应的H2转化率为60%C．图中曲线交点ab对应反应平衡常数Ka>Kb
D. 若使用催化剂，则b点向上移动
A
A
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5．根据下列图示所得出的结论错误的是（ ）
A．图甲是恒温密闭容器中发生CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)反应时，c(CO2)随反应时间变化曲线，t1时刻改变的条件可能是缩小容器的体积B．图乙是密闭容器中发生aA(g)+bB(g) cC(g)反应，C的平衡物质的量与温度的关系，则该反应焓变 H＜0C．图丙是恒温密闭容器中发生N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)反应，达到平衡时NH3的体积分数随N2的起始物质的量的变化曲线，则H2的转化率：b＞a＞cD．图丁是HI(g)分解反应能量与反应进程关系曲线，a、b中I2的状态分别为气态、固态
C
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6. 电镀废液中 可通过下列反应转化成铬黄 :
，达到平衡。下列说法正确的是( )
A. 移走 ， 的转化率升高
B. 加入少量 固体，自然沉降后，溶液颜色变深
C. 加入 固体，平衡逆向移动
D. 降低温度，该反应的平衡常数 增大
D
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7. 在二氧化碳加氢制甲烷的反应体系中，主要发生反应的热化学方程式为
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
向恒压、密闭容器中通入 和 ，平衡时 、 、 的物质的量随温度的变化如图所示。下列说法正确的是( )
A. 反应Ⅰ的平衡常数可表示
B. 图中曲线 表示 的物质的量随温度的变化
C. 提高 转化为 的转化率，需要研发在低温区高效的催化剂
D. 的
C
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