整理与提升
一、体系构建
二、真题导向
考向一 化学反应历程
例1 (2022·湖南，12改编)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是吸热反应
B．平衡时P的产率：Ⅱ>Ⅰ
C．生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ
D．进程Ⅳ中，Z没有催化作用
例2 (2022·山东，10)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
考向二 化学反应速率、化学平衡的综合分析与计算
例3 (2023·河北，6)在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g)，发生如下反应：反应②和③的速率方程分别为v2＝k2c2(X)和v3＝k3c(Z)，其中k2、k3分别为反应②和③的速率常数，反应③的活化能大于反应②，测得W(g)的浓度随时间变化如下表：
t/min 0 1 2 3 4 5
c(W)/ (mol·L－1) 0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028
下列说法正确的是( )
A．0～2 min内，X的平均反应速率为0.080 mol·L－1·min－1
B．若增大容器容积，平衡时Y的产率增大
C．若k2＝k3，平衡时c(Z)＝c(X)
D．若升高温度，平衡时c(Z)减小
例4 (2022·广东，13)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<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
例5 (2022·河北，13改编)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①XY；②YZ。反应①的速率v1＝k1c(X)，反应②的速率v2＝k2c(Y)，式中k1、k2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ln k～曲线。下列说法错误的是( )
A．随c(X)的减小，反应①的速率降低
B．体系中v(X)＝v(Y)＋v(Z)
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
例6 [2023·全国乙卷，28(3)(4)](3)将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：2FeSO4(s) Fe2O3(s)＋SO2(g)＋SO3(g)(Ⅰ)。平衡时－T的关系如下图所示。660 K时，该反应的平衡总压p总＝____________kPa、平衡常数Kp(Ⅰ)＝____________(kPa)2。Kp(Ⅰ)随反应温度升高而__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3(g) 2SO2(g)＋O2(g)(Ⅱ)，平衡时＝____________(用表示)。在929 K时，p总＝84.6 kPa、＝35.7 kPa，则＝__________kPa，Kp(Ⅱ)＝__________kPa(列出计算式)。
例7 [2023·新课标卷，29(4)](4)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为＝0.75、＝0.25，另一种为＝0.675、＝0.225、xAr＝0.10。(物质i的摩尔分数：xi＝)
①图中压强由小到大的顺序为________________，判断的依据是________________。
②进料组成中含有惰性气体Ar的图是________________。
③图3中，当p2＝20 MPa、＝0.20时，氮气的转化率α＝________________。该温度时，反应N2(g)＋H2(g) NH3(g)的平衡常数Kp＝____________(MPa)－1(化为最简式)。
整理与提升
二、
例1 D
例2 D
例3 D [A错误，由于W生成的X要再生成Z被消耗，而消耗量无法计算，故X的反应速率也无法计算；C错误，平衡时，v2＝v3(v正＝v逆)，即k2c2(X)＝k3c(Z)，若k2＝k3，则c(Z)＝c2(X)；D正确，4X(g)??2Z(g) ΔH＝正反应的活化能－逆反应的活化能，即反应②的活化能－反应③的活化能，ΔH＜0，升高温度，平衡逆向移动，c(Z)减小。]
例4 C [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，故A错误；由A项分析知随着温度升高平衡正向移动，水蒸气的物质的量增加，而a曲线表示的物质的物质的量不随温度变化而变化，故B错误；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，故C正确；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，氢气的平衡转化率不变，故D错误。]
例5 B [由图甲中的信息可知，浓度随时间变化逐渐减小的代表的是X，浓度随时间变化逐渐增大的代表的是Z，浓度随时间变化先增大后减小的代表的是Y；由图乙中的信息可知，反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的。根据体系中发生的反应可知，在Y的浓度达到最大值之前，单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量，因此，v(X)＝v(Y)＋v(Z)，但是，在Y的浓度达到最大值之后，单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量，故v(X)＋v(Y)＝v(Z)，B错误；升高温度可以加快反应①的速率，但是反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的，且反应②的速率随着Y的浓度的增大而增大，因此，欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间，C正确；由图乙信息可知，温度低于T1时，k1＞k2，反应②为慢反应，因此，总反应速率由反应②决定，D正确。]
例6 (3)3.0 2.25 增大 (4) 46.26
答案 (4)①p1＜p2＜p3 合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大 ②图4 ③33.33%
解析 (4)①合成氨的反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。由图中信息可知，在相同温度下，反应达平衡时氨的摩尔分数p1＜p2＜p3，因此，图中压强由小到大的顺序为p1＜p2＜p3。②该反应为气体分子数减少的反应，在相同温度和相同压强下，惰性气体Ar不利于合成氨，进料组成中含有惰性气体Ar的图是图4。③图3中，进料组成为＝0.75、＝0.25，两者物质的量之比为3∶1。假设进料中氢气和氮气的物质的量分别为3 mol和1 mol，达到平衡时氮气的变化量为x mol，则有：
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
始/mol 1 3 0
变/mol x 3x 2x
平/mol 1－x 3－3x 2x
当p2＝20 MPa、＝0.20时，＝＝0.20，解得x＝，则氮气的转化率α＝≈33.33%，平衡时N2、H2、NH3的物质的量分别为 mol、2 mol、 mol，其物质的量分数分别为、、，则该温度下K＝＝(MPa)－2，因此，该温度时反应N2(g)＋H2(g)??NH3(g)的平衡常数Kp＝＝＝(MPa)－1。(共36张PPT)
整理与提升
专题2
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一、体系构建
二、真题导向
内容索引
体系构建
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一
一
体系构建
化学反应速率与化学平衡
化学反应速率
表示方法：v＝
单位：mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1
简单计算
公式法
化学计量数之比法
影响因素
内因：反应物结构、性质(活化分子)
外因
浓度：c增大，v增大
压强：有气体参加的反应，p增大，v增大
温度：T升高，v增大
催化剂：一般加快反应速率
化学反应速率与化学平衡
化学反应的方向
焓判据：使体系能量降低的方向，就是反应容易进行的方向熵判据：使体系熵增大的方向，就是反应容易进行的方向
复合判据(综合考虑ΔH、ΔS，ΔH－TΔS＜0时反应可自发进行)
化学平衡
概念：可逆反应、条件一定，v正＝v逆，各组分浓度不变
特征：逆、动、等、定、变
原因：外界条件(浓度、压强、温度)改变，v正＝v逆
―→v正≠v逆
结果：再次v正＝v逆，各组分的含量又不变
方向：依据勒夏特列原理判断
移动因果
化学反应速率与化学平衡
化学平衡
化学平衡常数
表达式：对于aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，
K＝
影响因素：只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关
应用
判断可逆反应进行的程度
判断可逆反应进行的方向
求反应物的转化率
返回
真题导向
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二
考向一 化学反应历程
例1 (2022·湖南，12改编)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是吸热反应
B.平衡时P的产率：Ⅱ>Ⅰ
C.生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ
D.进程Ⅳ中，Z没有催化作用
二
真题导向
√
由图可知，进程Ⅰ中S的总能量大
于产物P的总能量，因此进程Ⅰ是
放热反应，A不正确；
进程Ⅱ中使用了催化剂X，但是催化剂不能改变平衡产率，因此两个进程平衡时P的产率相同，B不正确；
进程Ⅲ中由S·Y转化为P·Y的活化
能高于进程Ⅱ中由S·X转化为P·X
的活化能，由于这两步反应分别
是两个进程的决速步骤，因此生成P的速率：Ⅲ<Ⅱ，C不正确；
由图可知，进程Ⅳ中S吸附到Z表面生成S·Z，然后S·Z转化为产物P·Z，由于P·Z没有转化为P＋Z，因此，Z没有催化作用，D正确。
例2 (2022·山东，10)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
√
根据反应机理图知，含N分子发生的反应
有NO＋·OOH===NO2＋·OH、NO＋NO2
＋H2O===2HONO、NO2＋·C3H7===
C3H6＋HONO、HONO===NO＋·OH，含N分子NO、NO2、HONO中N元素的化合价依次为＋2价、＋4价、＋3价，上述反应中均有元素化合价的升降，都为氧化还原反应，一定有电子转移，A项正确；
根据图示，由NO生成HONO的反应历程
有2种，B项正确；
NO是催化剂，增大NO的量，C3H8的平
衡转化率不变，C项正确；
无论反应历程如何，在NO催化下丙烷与O2反应制备丙烯的总反应都为2C3H8＋O2 2C3H6＋2H2O，当主要发生包含②的历程时，最终生成的水不变，D项错误。
考向二 化学反应速率、化学平衡的综合分析与计算
例3 (2023·河北，6)在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g)，发生如下反应：反应②和③的速率方程分别为v2＝k2c2(X)和v3＝k3c(Z)，其中k2、k3分别为反应②和③的速率常数，反应③的
活化能大于反应②，测得W(g)的浓度随时间变
化如下表：
t/min 0 1 2 3 4 5
c(W)/(mol·L－1) 0.160 0.113 0.080 0.056 0.040 0.028
下列说法正确的是
A.0～2 min内，X的平均反应速率为0.080 mol·L－1·min－1
B.若增大容器容积，平衡时Y的产率增大
C.若k2＝k3，平衡时c(Z)＝c(X)
D.若升高温度，平衡时c(Z)减小
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
√
A错误，由于W生成的X要再生成Z被消耗，而
消耗量无法计算，故X的反应速率也无法计算；
C错误，平衡时，v2＝v3(v正＝v逆)，即k2c2(X)＝k3c(Z)，若k2＝k3，则c(Z)＝c2(X)；
D正确，4X(g) 2Z(g) ΔH＝正反应的活化能－逆反应的活化能，即反应②的活化能－反应③的活化能，ΔH＜0，升高温度，平衡逆向移动，c(Z)减小。
例4 (2022·广东，13)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<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
√
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，故A错误；
由A项分析知随着温度升高平衡正向移动，水蒸气的
物质的量增加，而a曲线表示的物质的物质的量不随温度变化而变化，故B错误；
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，故C正确；
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，氢气的平衡转化率不
变，故D错误。
例5 (2022·河北，13改编)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v1＝k1c(X)，反应②的速率v2＝k2c(Y)，式中k1、k2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ln k～
曲线。下列说法错误的是
A.随c(X)的减小，反应①的速率降低
B.体系中v(X)＝v(Y)＋v(Z)
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
√
由图甲中的信息可知，浓度随时间变化逐渐
减小的代表的是X，浓度随时间变化逐渐增
大的代表的是Z，浓度随时间变化先增大后
减小的代表的是Y；由图乙中的信息可知，反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的。根据体系中发生的反应可知，在Y的浓度达到最大值之前，单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量，因此，v(X)＝v(Y)＋v(Z)，但是，在Y的浓度达到最大值之后，单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量，故v(X)＋v(Y)＝v(Z)，B错误；
升高温度可以加快反应①的速率，但是反应
①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反
应②的，且反应②的速率随着Y的浓度的增
大而增大，因此，欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间，C正确；
由图乙信息可知，温度低于T1时，k1＞k2，反应②为慢反应，因此，总反应速率由反应②决定，D正确。
例6 [2023·全国乙卷，28(3)(4)](3)将FeSO4置入抽空的刚性容器中，升高温度发生分解反应：2FeSO4(s) Fe2O3(s)＋SO2(g)＋SO3(g)(Ⅰ)。平衡时 －T的关系如下图所示。660 K时，该反应的平衡总压p总＝____kPa、平衡常数Kp(Ⅰ)＝_____(kPa)2。Kp(Ⅰ)
随反应温度升高而_____(填“增大”“减小”或
“不变”)。
3.0
2.25
增大
660 K时， ＝1.5 kPa，则 ＝1.5 kPa，因此，该反应的平衡总压p总＝3.0 kPa、平衡常数Kp(Ⅰ)＝ ＝1.5 kPa×1.5 kPa＝2.25(kPa)2。由图中信息可知， 随着温度升高而增大，因此，Kp(Ⅰ)随反应温度升高而增大。
(4)提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3(g) 2SO2(g)＋O2(g)(Ⅱ)，
平衡时 ＝_________(用 表示)。在929 K时，p总＝84.6 kPa、
＝35.7 kPa，则 ＝__________kPa，Kp(Ⅱ)＝____________kPa
(列出计算式)。
46.26
提高温度，上述容器中进一步发生反应2SO3(g) 2SO2(g)＋O2(g)(Ⅱ)，在同温同压下，不同气体的物质的量之比等于其分压之比，由于仅发生反应(Ⅰ)时 ，则平衡时 ，得
。在929 K时，p总＝84.6 kPa、 ＝
35.7 kPa，则 、 ，
联立方程组消去 ，可得 ＝4p总，
代入相关数据可求出 ＝46.26 kPa，则 ＝84.6 kPa－35.7 kPa－46.26 kPa＝2.64 kPa，
例7 [2023·新课标卷，29(4)](4)在不同压强下，以两种不同组成进料，反应达平衡时氨的摩尔分数与温度的计算结果如下图所示。其中一种进料组成为 ＝0.75、 ＝0.25，另一种为 ＝0.675、 ＝0.225、xAr＝0.10。(物质i的摩尔分数：xi＝ )
①图中压强由小到大的顺序为________________，判断的依据是______________________________________________________________________。
p1＜p2＜p3
合成氨的反应为气体分子数减少的反应，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大
合成氨的反应中，压强越大越有利于氨的合成，因此，压强越大平衡时氨的摩尔分数越大。由图中信息可知，在相同温度下，反应达平衡时氨的摩尔分数p1＜p2＜p3，因此，图中压强由小到大的顺序为p1＜p2＜p3。
②进料组成中含有惰性气体Ar的图是______。
图4
该反应为气体分子数减少的反应，在相同温度和相同压强下，惰性气体Ar不利于合成氨，进料组成中含有惰性气体Ar的图是图4。
③图3中，当p2＝20 MPa、 ＝0.20时，氮气的转化率α＝_______。该温度时，反应
NH3(g)的平衡常数Kp＝_______(MPa)－1(化为最
简式)。
33.33%
图3中，进料组成为 ＝0.75、 ＝0.25，两者物质的量之比为3∶1。假设进料中氢气和氮气的物质的量分别为3 mol和1 mol，达到平衡时氮气的变化量为x mol，则有：
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
始/mol 1 3 0
变/mol x 3x 2x
平/mol 1－x 3－3x 2x
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