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文档简介

1/94第三辑TOC\o"1-1"\h\u26624反应历程与机理 3考情分析+高考预测+应试必备+真题回眸+名校预测+名师押题18516化学反应与能量 17考情分析+高考预测+应试必备+真题回眸+名校预测+名师押题12642化学反应速率与平衡 28考情分析+高考预测+应试必备+真题回眸+名校预测+名师押题20746化学平衡图像突破 40考情分析+高考预测+应试必备+真题回眸+名校预测+名师押题14024化学反应原理综合题 58考情分析+高考预测+应试必备+真题回眸+名校预测+名师押题考前10天反应历程与机理考情分析+高考预测+应试必备+真题回眸+名校预测+名师押题年份试卷考点2024安徽卷吸热反应、反应历程、过渡态2024河北卷反应路径及相对能量变化、速控步骤、反应产物2024北京卷反应过程中能量变化示意图、反应速率2024广东卷反应历程示意图2024甘肃卷反应过程的能量变化图、过渡态2023广东卷反应历程、化学平衡、反应速率、相关图像2023新课标卷反应历程、极性分子、氧化还原、相关图像2023江苏卷反应机理、平衡常数、电子转移、相关图像2023湖北卷反应历程、化合价、非极性键、相关图像2023浙江卷反应历程、转化率、热化学方程式、相关图像2022山东卷反应历程、电子转移、转化率、相关图像2022湖南卷反应历程、电子式、原子利用率、活化能、相关图像2022浙江卷反应机理、焓变、活化能与反应速率、相关图像2025年高考以反应历程图像(如能量反应进程图、反应历程能垒图等)为载体,考查学生对图像信息的提取和分析能力。学生需要从图像中获取反应物、生成物、中间产物、过渡态的能量信息,以及活化能的大小等,进而解决与反应热、反应速率、反应机理相关的问题。例如,根据能量反应进程图,分析某一反应在有无催化剂时的能量变化情况,以及不同反应步骤的活化能大小,判断反应的快慢顺序。重考查宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知等学科素养。题目可能取材于实际的科研成果,以陌生的反应体系为背景,考查学生运用所学的反应历程和反应机理知识解决实际问题的能力,体现化学学科的实用性和创新性。比如,给出某新型催化剂催化某一复杂反应的机理研究成果,让学生分析该反应的优点、催化剂的作用方式等。重点考查从宏观现象推测微观反应机理,理解化学反应中的能量变化和平衡移动与反应机理的关系,通过对实验现象和数据的分析推理,建立反应历程的模型。1.反应历程图像分析(1)基元反应与非基元反应例如,2HI=H2+I2的实际反应机理是分两步进行的,每一步都是一个基元反应:2HI→H2+2I·、2I·→I2,存在未成对电子的微粒称为自由基,反应活性高,寿命短。2HI=H2+I2称为非基元反应。(2)过渡态A+B—C→[A…B…C]→A—B+C①正反应活化能Ea正=b-a,逆反应活化能Ea逆=b-c,ΔH=Ea正-Ea逆。②过渡态[A…B…C]不稳定。(3)中间体处于能量最高点的状态是反应的过渡态,在多步反应中两个过渡态之间的是中间体,中间体很活泼,寿命很短,但是会比过渡态更稳定些。(4)催化机理能垒图①在催化机理能垒图中,有几个活化状态,就有几个基元反应。可以用图中每步基元反应前后的活性物质,写出相应的热化学方程式。注意:如果纵坐标相对能量的单位是电子伏特(eV),焓变应转化成每摩尔。②每步基元反应的快慢取决于能垒的大小,能垒越大,反应速率越小。③示例:在Rh催化下,甲酸分解制H2反应的过程如下图所示。其中带“*”的物种表示吸附在Rh表面,该反应过程中决定反应速率步骤的化学方程式为HCOOH*=HCOO*+H*;甲酸分解制H2的热化学方程式可表示为HCOOH(g)=CO2(g)+H2(g)__ΔH=-0.16NA__eV·mol-1(用NA表示阿伏加德罗常数的值)。2.催化循环机理图像分析(1)解答反应机理问题的四判断①催化剂判断:一般来说,催化剂在机理图中多是以完整的循环出现的。②反应物判断:通过一个箭头进入整个历程的物质是反应物。③中间体判断:转化历程中生成,随之又参与下一步反应,一般不脱离整个历程。④生成物判断:通过一个箭头最终脱离整个历程的物质一般是生成物。(2)示例:催化反应——环式历程分析方法3.基元反应与过渡态理论(1)基元反应、过渡态理论及活化能①基元反应:研究发现,大多数化学反应并不是经过简单碰撞就能完成,往往要经过多个反应步骤才能实现。每一步反应都称为基元反应。②过渡态理论:过渡态理论认为,反应物分子并不只是通过简单碰撞直接形成产物,而是必须经过一个形成活化配合物的过渡状态,并且达到这个过渡状态需要一定的活化能。这与爬山类似,山的最高点便是过渡态。(2)催化剂与活化能、反应热的关系①催化剂能降低反应所需活化能,但不影响焓变的大小。②在无催化剂的情况下,E1为正反应的活化能,E2为逆反应的活化能,即E1=E2+ΔH。4.能垒与决速步骤的关系(1)能垒:简单可以理解为从左往右进行中,向上爬坡最高的为能垒,而包含此能垒的反应我们称之为决速步骤,也称为慢反应。例如下图中,从第一个中间态到过渡态2的能量就是能垒,而HCOO+H=CO2+2H是在Rh作催化剂时该历程的决速步骤。(2)用不同催化剂催化化学反应,催化剂使能垒降低幅度越大,说明催化效果越好。(3)相同反应物同时发生多个竞争反应,其中能垒越小的反应,反应速率越大,产物占比越高。5.催化剂与化学反应的关系(1)化学反应中,反应分子原有的某些化学键,必须解离并形成新的化学键,这需要一定的活化能。在某些难以发生化学反应的体系中,加入有助于反应分子化学键重排的第三种物质(催化剂),可降低反应的活化能。催化剂能改变反应的途径、降低反应的活化能、加快反应速率,但不能改变反应热的符号与数值、不能改变平衡的移动方向。图甲虚线表示催化剂对反应的影响,图乙为催化反应历程示意图。(2)催化反应机理题的解题思路①通览全图,找准一“剂”三“物”一“剂”指催化剂催化剂在机理图中多数是以完整的循环出现的,以催化剂粒子为主体的多个物种一定在机理图中的主线上三“物”指反应物、生成物、中间物种(或中间体)反应物通过一个箭头进入整个历程的物质一般是反应物生成物通过一个箭头最终脱离整个历程的物质多是产物中间体通过一个箭头脱离整个历程,但又生成的是中间体,通过两个箭头进入整个历程的中间物质也是中间体,中间体有时在反应历程中用“[]”标出②逐项分析得答案根据第一步由题给情境信息,找出催化剂、反应物、生成物、中间体,再结合每一选项设计的问题逐项分析判断,选出正确答案。-典例1【2024·安徽卷】某温度下,在密闭容器中充入一定量的X(g),发生下列反应:X(g)⇌Y(g)ΔH1<0,Y(g)⇌Z(g)ΔH2<0,测得各气体浓度与反应时间的关系如下图所示。下列反应进程示意图符合题意的是()【答案】B【解析】由题图可知,生成Y的速率大于生成Z的速率,故第一步反应的活化能比第二步反应的活化能小,C、D项错误;结合ΔH1、ΔH2均小于0可知,两步反应均为放热反应,故反应物总能量高于生成物总能量,故能量:X>Y>Z,A项错误,B项正确。典例2【2024·甘肃卷】甲烷在某含Mo催化剂作用下部分反应的能量变化如下图所示,下列说法错误的是()A.E2=1.41eVB.步骤2逆向反应的ΔH=+0.29eVC.步骤1的反应比步骤2快D.该过程实现了甲烷的氧化【答案】C【解析】由能量变化图可知,E2=0.70eV-(-0.71eV)=1.41eV,A项正确;步骤2逆向反应的ΔH=-0.71eV-(-1.00eV)=+0.29eV,B项正确;步骤1的活化能E1=0.70eV,步骤2的活化能E3=-0.49eV-(-0.71eV)=0.22eV,步骤1的活化能大于步骤2的活化能,步骤1的反应比步骤2慢,C项错误;该过程中甲烷转化为甲醇,实现了甲烷的氧化,D项正确。典例3【2024·北京卷】可采用Deacon催化氧化法将工业副产物HCl制成Cl2,实现氯资源的再利用。反应的热化学方程式:4HCl(g)+O2(g)eq\o(=,\s\up7(CuO))2Cl2(g)+2H2O(g)ΔH=-114.4kJ·mol-1。下图所示为该法的一种催化机理。下列说法不正确的是()A.Y为反应物HCl,W为生成物H2OB.反应制得1molCl2,须投入2molCuOC.升高反应温度,HCl被O2氧化制Cl2的反应平衡常数减小D.图中转化涉及的反应中有两个属于氧化还原反应【答案】B【解析】首先结合题图及反应的热化学方程式知,Y、Z是反应物HCl和O2,X、W是生成物Cl2和H2O;然后根据原子守恒进行分析,CuO与Y反应生成Cu(OH)Cl,故Y为HCl,Z为O2;CuCl2分解生成X和CuCl,故X为Cl2,W为H2O。由上述分析知,A正确;CuO是催化剂,在反应前后的量不变,故反应制得1molCl2,不一定要投入2molCuO,B错误;该反应为放热反应,升高温度,平衡常数减小,C正确;分析图中各元素化合价知,有单质参与的两个反应均为氧化还原反应:2CuCl2=Cl2↑+2CuCl、4CuCl+O2=2Cu2OCl2,D正确。典例4【2024·贵州卷】AgCN与CH3CH2Br可发生取代反应,反应过程中CN-的C原子和N原子均可进攻CH3CH2Br,分别生成腈(CH3CH2CN)和异腈(CH3CH2NC)两种产物。通过量子化学计算得到的反应历程及能量变化如下图所示(TS为过渡态,Ⅰ、Ⅱ为后续物)。由图示信息,下列说法错误的是()A.从CH3CH2Br生成CH3CH2CN和CH3CH2NC的反应都是放热反应B.过渡态TS1是由CN-的C原子进攻CH3CH2Br的α­C而形成的C.Ⅰ中“N—Ag”之间的作用力比Ⅱ中“C—Ag”之间的作用力弱D.生成CH3CH2CN放热更多,低温时CH3CH2CN是主要产物【答案】D【解析】由题图可知,两个反应中反应物的总能量均大于生成物的总能量,均为放热反应,A正确;由题图可知,过渡态TS1最终产物为腈(CH3CH2CN),结合TS1的物质结构可知,过渡态TS1是由CN-的C原子进攻溴乙烷的α­C而形成的,B正确;Ⅰ中CH3CH2CNAgBr→CH3CH2CN+AgBr吸收的能量小于Ⅱ中CH3CH2NCAgBr→CH3CH2NC+AgBr吸收的能量,故Ⅰ中NAg之间的作用力比Ⅱ中CAg之间的作用力弱,C正确;两个反应都为放热反应,生成CH3CH2NC的活化能更低,故低温时,CH3CH2NC为主要产物,D错误。典例5【2024·广东卷】对反应S(g)T(g)(I为中间产物),相同条件下:①加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短;②提高反应温度,增大,减小。基于以上事实,可能的反应历程示意图(—为无催化剂,┈为有催化剂)为()【答案】A【解析】提高反应温度,增大,说明反应S(g)T(g)的平衡逆向移动,即该反应为放热反应,减小,说明S生成中间产物I的反应平衡正向移动,属于吸热反应,由此可排除C、D选项,加入催化剂,反应达到平衡所需时间大幅缩短,即反应的决速步骤的活化能下降,使得反应速率大幅加快,活化能大的步骤为决速步骤,符合条件的反应历程示意图为A,故A正确,故选A。【名校预测·第一题】(2025·山东泰安二模)利用丙烷制备丙烯的机理如图所示,下列说法正确的是A.M-H改变了丙烷制备丙烯的反应历程B.升高温度不利于提高丙烷转化率C.反应过程中碳的成键总数不变D.反应决速步涉及的变化过程为【名校预测·第二题】(2025·四川雅安二模)碳酸二甲酯是一种低毒、性能优良的有机合成中间体,科学家提出了新的合成方案(吸附在催化剂表面上的物种用*标注),反应机理如图所示。(能垒:反应物与过渡态之间的能量差)下列说法正确的是A.第2步的基元反应方程式为:B.使用催化剂可以提高反应速率和反应热C.反应进程中决速步骤的能垒为D.升高温度,合成碳酸二甲酯反应速率增加,平衡向逆反应方向移动【名校预测·第三题】(2025·浙江宁波一模)一定条件下丙烷发生氯代反应:,生成的1−氯丙烷和2−氯丙烷物质的量之比约为。反应进程中能量变化示意图如下,中间体为或。下列说法不正确的是A.中间体A为B.C-H键与Cl-Cl键键能之和大于H-Cl键键能C.常温下,丙烷氯代反应中上H原子比上H原子更容易被取代D.升高反应温度,生成1−氯丙烷的速率增大程度小于生成2−氯丙烷的速率增大程度【名校预测·第四题】(2025·北京丰台一模)乙酸甲酯在足量NaOH溶液中发生水解反应,部分反应历程可表示为:,能量变化如图所示。已知:为快速平衡。下列说法不正确的是A.反应IV是的决速步 B.反应结束后,溶液中存在C.反应过程中涉及键的断裂和形成 D.反应I与反应IV活化能的差值等于水解反应的焓变【名校预测·第五题】(2025·江西一模)在两种不同催化剂作用下,反应的历程如图所示。下列叙述正确的是A.不同催化剂作用下使该反应的焓变不同B.基元反应②和③的正反应C.其他条件相同,比更不稳定D.其他条件不变,升温能提高的平衡转化率【名校押题·第一题】(2025·陕西二模)我国研究人员研究了在催化剂X的作用下加氢形成乙醇的反应机理,反应过程中物质相对能量与反应进程关系如图(加“*”物质为吸附态)。下列说法正确的是A.的脱附过程为放热过程B.的过程中存在非极性键的断裂和形成C.为决速步骤D.若用代替反应,则产物为【名校押题·第二题】(2025·广东江门一模)丙烯与HCl一定条件下反应生成和的历程如图所示。下列说法错误的是A.丙烯与的反应的主要产物是B.合成的反应中,第一步为反应的决速步C.生成的焓变大于生成的焓变D.其他条件不变,反应相同时间,适当升高温度可提高加成产物中比例【名校押题·第三题】(2025·山西晋城二模)甲烷选择性氧化制备甲醇是一种原子利用率较高的方法。已知直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢;当分别与、反应,体系的能量随反应进程的变化如下图所示(两者历程相似,图中以示例)。下列说法错误的是A.若与反应,生成的氘代甲醇有2种B.分子中的碳原子与氧原子杂化方式相同C.为与反应的曲线,而为与反应的曲线D.一定温度下,加入选择性高的催化剂,不能改变的平衡常数【名校押题·第四题】(2025·河南郑州一模)在NO的催化下,丙烷(C3H8)催化氧化制丙烯(C3H6)的部分反应机理如图所示。下列说法正确的是A.含N分子参与的反应不一定有电子转移B.增大NO的量,C3H8的平衡转化率增大C.由•C3H7生成丙烯的历程有2种D.当存在反应NO+NO2+H2O=2HONO时,最终生成的水减少【名校押题·第五题】(2025·河北秦皇岛一模)我国科研团队研究发现使用双金属氧化物可形成氧空位,具有催化氧化性能,可实现加氢制甲醇。其反应机理如图所示,用“*”表示催化剂。下列说法正确的是A.增大压强和催化剂的表面积均能提高甲醇的平衡产率B.转化过程中涉及极性键和非极性键的断裂和形成C.氢化步骤的反应为D.每生成甲醇将有电子发生转移【名校预测·第一题】【答案】A【解析】由图可知M-H参与反应,且反应前后本身没有变化,是该反应的催化剂,催化剂改变了丙烷制备丙烯的反应历程,A正确;根据图示,由丙烷制备丙烯的反应为吸热反应,升高温度平衡正向移动,有利于提高丙烷转化率,B错误;丙烷中单键为12个,丙烯中单键为7个,双键1个,由丙烷制备丙烯过程中碳的成键总数减少,C错误:活化能大,反应速率慢的是决速步骤,反应决速步涉及的变化过程为,D错误;故选A。【名校预测·第二题】【答案】A【解析】根据图中反应历程可知,第2步基元反应为:,A正确;使用催化剂可以提高反应速率,但是反应热不会变化,B错误;反应进程中经过渡态的反应能垒最大,是决速步骤,其能垒为:,C错误;由图可以看出,产物总能量高于反应物总能量,即,所以升高温度,合成碳酸二甲酯反应速率增加,平衡向正反应方向移动,D错误;故选A。【名校预测·第三题】【答案】D【解析】生成产物甲所需活化能大,反应速率慢,产量少,则产物甲为1-氯丙烷,产物乙为2-氯丙烷。由分析可知,产物甲为1-氯丙烷,则中间体A为,A正确;由反应物到中间体的过程,断开的键有C-H和Cl-Cl键(吸收能量),形成的化学键有H-Cl键(释放能量),整个过程是吸热过程,即C-H键与Cl-Cl键键能之和大于H-Cl键键能,B正确;生成产物乙2-氯丙烷的活化能小,反应更容易发生,即丙烷氯代反应中上H原子比上H原子更容易被取代,C正确;生成1-氯丙烷的活化能大,温度对生成1-氯丙烷的速率影响更大,升高反应温度,生成1−氯丙烷的速率增大程度大于生成2−氯丙烷的速率增大程度,D错误;答案选D。【名校预测·第四题】【答案】D【解析】反应的活化能越高,反应速率越慢,由图可知,反应Ⅰ、IV的活化能较高,因此反应的决速步骤为反应Ⅰ、IV,A正确;反应I为加成反应,而与为快速平衡,反应II的成键和断键方式为或,后者能生成18OH-,因此反应结束后,溶液中存在18OH-,B正确;反应过程中涉及π键(C=O键)的断裂和形成,C正确;该总反应对应反应物的总能量高于生成物总能量,总反应为放热反应,因此和CH3O-的总能量与和OH-的总能量之差等于图示总反应的焓变,并非水解焓变(水解生成羧酸盐、醇),D错误;故选D。【名校预测·第五题】【答案】C【解析】不同催化剂不改变反应的焓变,只改变反应速率,A错误;根据图像可知,基元反应②和③的正反应均是放热反应,B错误;比能量更低,比更稳定,C正确;总反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,X的平衡转化率降低,D错误;故选C。【名校押题·第一题】【答案】D【解析】的脱附过程为吸热过程,A错误;的过程中不存在非极性键的断裂和形成,B错误;能垒最大的步骤,活化能越大,为决步骤,故决速步骤为,C错误;若用代替反应,羧基中的H在第一步基元反应脱去,而甲基上H未有变化,故产物为,D正确;故选D。【名校押题·第二题】【答案】C【解析】丙烯与的反应中,生成的活化能小于生成的活化能,活化能小的反应速率快,产物多,丙烯与的反应的主要产物是,A正确;由图可知合成的反应中,第一步活化能大,反应速率慢,为决速步,B正确;由图可知,生成和的反应都是放热反应,焓变为负值,生成放热多,焓变小,C错误;其他条件不变,适当升高温度,活化能大的反应的速率常数变化的大,速率增加的更快,相同时间内可以提高加成产物中CH3CH2CH2Cl的比例,D正确;故选C。【名校押题·第三题】【答案】C【解析】根据反应机理可知,若与反应,生成的氘代甲醇可能为或,共2种,A正确;分子中的碳原子与氧原子价电子对数都是4,杂化方式均为,B正确;直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢,说明正反应活化能会增大,则与反应的能量变化应为图中曲线,为与反应的曲线,C错误;催化剂能加快反应速率,不能使平衡移动,不能改变反应的平衡常数,故D正确;故选C。【名校押题·第四题】【答案】C【解析】根据反应机理的图示知,含N分子发生的反应有、、,因此NO是催化剂。根据分析可知,含N分子参与的反应一定有电子转移,A不符合题意;NO是催化剂,增大NO的量,平衡不移动,不会改变的平衡转化率,B不符合题意;根据反应机理,由生成丙烯的历程有2种,即图中左上角和右下角的历程,C符合题意;无论是否存在反应,总反应都是丙烷和氧气生成丙烯和水,最终生成的水不变,D不符合题意;故选C。【名校押题·第五题】【答案】C【解析】该转化实现二氧化碳与氢气反应生成甲醇和水,反应方程式为:。加压平衡正移,能提高甲醇的平衡产率,增大催化剂的表面积不能使平衡移动,能提高单位时间甲醇的产量,无法提高产率,A错误;由方程式可知,整个过程涉及极性键、非极性键的断裂,非极性键的形成,无非极性键的形成,B错误;根据机理图可知,氢化步骤反应为,C正确;由反应方程式可知,每生成,氢元素化合价由0价升高到+1价,转移,则每生成甲醇将有电子发生转移,D错误;故选C。考前9天化学反应与能量考情分析+高考预测+应试必备+真题回眸+名校预测+名师押题年份试卷考点2024重庆卷键能的计算2024海南卷燃烧热2023江苏卷热化学方程式、盖斯定律2023北京卷盖斯定律、反应热2023海南卷热化学方程式、火箭推进剂2022湖南卷吸热反应、能量变化图像2022浙江卷反应热大小比较、能量变化图像2022浙江卷键能、反应热的计算2025年高考以新能源开发、环境保护、工业生产等实际问题为背景,考查化学反应与能量的相关知识。结合碳中和背景,考查CO2催化加氢制甲醇等反应的热化学方程式书写、反应热计算以及能量转化效率等问题。将化学反应与能量的知识与其他化学知识板块进行综合考查,如与化学平衡、电解质溶液、氧化还原反应等相结合。注重考查宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知等化学学科核心素养。要求考生能从宏观现象(如反应过程中的热量变化、物质状态变化等)推测微观层面的能量变化和化学键的断裂与形成;理解化学反应中能量变化与物质变化的关系,以及能量变化对化学平衡的影响;通过对实验数据、图像等证据的分析,建立能量变化的模型,如利用反应热数据建立热化学方程式模型,解释和预测化学反应中的能量变化现象。1.从两个角度理解反应热能量示意图图像分析微观宏观a表示断裂旧化学键吸收的能量;b表示形成新化学键放出的能量;c表示反应热a表示反应物形成活化分子吸收的能量(正反应的活化能);b表示活化分子形成生成物释放的能量(逆反应的活化能);c表示反应热ΔH的计算ΔH=H(生成物)-H(反应物)ΔH=E(反应物总键能)-E(生成物总键能)2.热化学方程式书写与判断的注意事项(1)注意ΔH的符号和单位:吸热反应的ΔH为“+”,放热反应的ΔH为“-”;ΔH的单位为kJ·mol-1。(2)注意测定条件:绝大多数反应的反应热是在25℃、101kPa下测定的,此时可不注明温度和压强。(3)注意热化学方程式中的化学计量数:热化学方程式中的化学计量数可以是整数,也可以是分数。(4)注意物质的聚集状态:气体用“g”,液体用“l”,固体用“s”,溶液用“aq”。热化学方程式中不用“↑”和“↓”。(5)注意ΔH的数值与符号:如果化学计量数加倍,则ΔH也要加倍。逆反应的反应热与正反应的反应热数值相等,但符号相反。(6)对于具有同素异形体的物质,除了要注明聚集状态外,还要注明物质的名称。例如:S(单斜,s)=S(正交,s)ΔH=-0.33kJ·mol-1。3.反应热(ΔH)的大小比较对于放热反应来说,ΔH=-QkJ·mol-1,虽然“-”仅表示放热的意思,但在比较大小时要将其看成真正意义上的“负号”,即放热越多,ΔH反而越小。如:(1)同一反应,生成物状态不同时,例如A(g)+B(g)=C(g)ΔH1<0,A(g)+B(g)=C(l)ΔH2<0,因为C(g)=C(l)ΔH3<0,则ΔH3=ΔH2-ΔH1,所以ΔH2<ΔH1。(2)同一反应,反应物状态不同时,例如S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH1<0,S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2<0,,ΔH2+ΔH3=ΔH1,则ΔH3=ΔH1-ΔH2,又ΔH3<0,所以ΔH1<ΔH2。4.根据盖斯定律计算ΔH的方法典例1【2024·重庆卷】二氧化碳甲烷重整是CO2资源化利用的重要研究方向,涉及的主要热化学方程式有:①②③已知键能为,键能为,键能为,则中的碳氧键键能(单位:)为A. B. C. D.【答案】B【解析】据盖斯定律反应①+②-③可得反应:,该反应,根据反应物键能和-生成物键能和可得:4c+2b-3a-中的碳氧键键能=,中的碳氧键键能=(),故B正确。典例2【2024·海南卷】已知时,,的临界温度(能够液化的最高温度)为,下列说法错误的是A.氢气燃烧热B.题述条件下和,在燃料电池中完全反应,电功+放热量C.氢能利用的关键技术在于安全储存与运输D.不同电极材料电解水所需电压不同,产生消耗的电功相同【答案】D【解析】氢气燃烧热为1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,则由热化学方程式可知,氢气燃烧热,故A正确;由题意可知,氢氧燃料电池中化学能转化为热能和电能,由能量守恒定律可知,和,在燃料电池中完全反应,电功+放热量,故B正确;氢气是易燃易爆的气体,难于安全储存与运输,所以氢能利用的关键技术在于安全储存与运输,故C正确;不同电极材料电解水所需电压不同,说明所需的电流不同,所以产生2g氢气所需时间不同,消耗的电功不同,故D错误。典例3【2023·江苏卷】二氧化碳加氢制甲烷过程中的主要反应为

在密闭容器中,、时,平衡转化率、在催化剂作用下反应相同时间所测得的实际转化率随温度的变化如题图所示。的选择性可表示为。下列说法正确的是

A.反应的焓变B.的平衡选择性随着温度的升高而增加C.用该催化剂催化二氧化碳反应的最佳温度范围约为480~530℃D.450℃时,提高的值或增大压强,均能使平衡转化率达到X点的值【答案】D【解析】由盖斯定律可知反应的焓变,A错误;为放热反应,升高温度平衡逆向移动,的含量降低,故的平衡选择性随着温度的升高而降低,B错误;由图可知温度范围约为350~400℃时二氧化碳实际转化率最高,为最佳温度范围,C错误;450℃时,提高的值可提高二氧化碳的平衡转化率,增大压强反应I平衡正向移动,可提高二氧化碳的平衡转化率,均能使平衡转化率达到X点的值,D正确。故选D。典例4【2023·海南卷】各相关物质的燃烧热数据如下表。下列热化学方程式正确的是物质A.B.C.D.【答案】D【解析】1mol纯物质完全燃烧生成指定的物质放出的热量称为燃烧热。H2O应该为液态,A错误;,B错误;氢气的燃烧热为285.8kJ/mol,则,C错误;,D正确;故选D。典例5【2022·浙江卷】标准状态下,下列物质气态时的相对能量如下表:物质(g)OHHOHOOH2O2H2O2H2O能量/249218391000-136-242可根据计算出中氧氧单键的键能为。下列说法不正确的是A.的键能为B.的键能大于中氧氧单键的键能的两倍C.解离氧氧单键所需能量:D.【答案】C【解析】根据表格中的数据可知,H2的键能为218×2=436,A正确;由表格中的数据可知O2的键能为:249×2=498,由题中信息可知H2O2中氧氧单键的键能为,则O2的键能大于H2O2中氧氧单键的键能的两倍,B正确;由表格中的数据可知HOO=HO+O,解离其中氧氧单键需要的能量为249+39-10=278,H2O2中氧氧单键的键能为,C错误;由表中的数据可知的,D正确;故选C。【名校预测·第一题】(2025·浙江绍兴二模)下列说法正确的是A.已知HF气体溶于水放热,则的B.已知

,则C.恒温恒容容器中发生反应,百分含量不再发生变化,说明反应达到平衡状态D.

,升高温度,平衡逆移,说明温度升高对活化能大的反应影响程度更大【名校预测·第二题】(2025·重庆二模)卤化铵的能量关系如图所示,下列说法正确的是A.B.精确条件下,的比的大C.相同条件下,的比的小D.【名校预测·第三题】(2025·河北沧州二模)下列关于热化学反应的描述中正确的是A.稀硫酸和反应的热化学方程式:B.的燃烧热,则反应的C.铁粉与硫粉需要加热才能发生反应,则此反应是吸热反应D.已知则该反应高温下为自发过程,低温下为非自发过程【名校预测·第四题】(2025·天津一模)下列关于反应过程中能量变化的说法正确的是A.如图表示的反应为吸热反应B.能量变化如图所示,则C.化学反应过程中一定有化学键的变化,这是反应过程中能量变化的本质原因D.活化能越大代表化学反应需要吸收或放出的能量越大【名校预测·第五题】(2025·云南昆明一模)根据伯恩哈勃循环图,部分反应的如下表所示,K的第一电离能是数值+89+121.5-349-717-436.5A. B.C. D.【名校押题·第一题】(2025·重庆一模)碳(C)与氧气反应的焓变如图所示,已知键能为akJ/mol,键能为bkJ/mol,则中碳氧键键能(单位:kJ/mol)为A. B. C. D.【名校押题·第二题】(2025·陕西西安一模)已知肼N2H4的部分化学键的键能如表所示。则反应的△H为化学键O2中的化学键键能kJ∙mol-1391193497463946A. B. C. D.【名校押题·第三题】(2025·浙江杭州一模)已知断开1molCl2(g)中的化学键需要吸收242.7kJ的能量。根据反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的能量变化示意图,下列说法不正确的是A.H2(g)和Cl2(g)反应形成2molHCl(g)释放184.4kJ的能量B.1molHCl(g)反应形成H2(g)和Cl2(g)吸收92.2kJ的能量C.断裂化学键所需的能量:1molHCl(l)大于断裂1molHCl(g)D.断开1molH2(g)中的化学键需要吸收436.4kJ的能量【名校押题·第四题】(2025·北京海淀一模)二氧化碳与氢气催化合成乙烯具有重要的意义。将和按物质的量之比加入VL的密闭容器中,压强为0.1MPa,反应达到平衡状态时,各组分的物质的量分数x随温度T的变化如下图所示。已知:下列说法不正确的是A.与合成反应的热化学方程式:

B.图中b、d分别表示的变化曲线C.570K、0.2MPa反应达到平衡状态时,M点显示的可能是的物质的量分数D.与合成反应的【名校押题·第五题】(2025·重庆一模)甲醇的用途非常广泛。科学家通过合成甲醇的反应为:

。已知:

若合成甲醇的反应中正反应的活化能为,逆反应的活化能为,则一定等于A. B.C. D.【名校预测·第一题】【答案】D【解析】已知HF气体溶于水放热,说明HF溶解过程放热(ΔH<0),但HF是弱酸,电离过程需要克服H-F键的强键能,因此电离过程吸热,则的ΔH>0,A错误;已知

,因为该反应前后气体分子数不变,所以该反应的熵变,而不是ΔS<0,B错误;恒温恒容容器中发生反应,该反应是固体分解生成气体的可逆反应,反应体系中的物质的量之比始终为2∶1,即百分含量始终不变,则百分含量不再发生变化,不能说明反应达到平衡状态,C错误;ΔH<0,正反应为放热反应,则逆反应的活化能大于正反应的活化能,升高温度,平衡逆移,说明温度升高对活化能大的反应影响程度更大,D正确;故选D。【名校预测·第二题】【答案】B【解析】卤化铵的分解为吸热反应,则对应的为化学键断裂过程,断裂化学键吸收热量,则,A错误;的键能大于,故的大于的,B正确;为与反应,与无关,C错误;途径6与途径1、2、3、4、5之和的起点和终点相同,结合盖斯定律可知,D错误;故选B。【名校预测·第三题】【答案】D【解析】稀硫酸和反应生成H2O和BaSO4沉淀,其反应热不等于中和热,A错误;燃烧热是1mol纯物质完全燃烧生成指定产物放出的热量,CO(g)的燃烧热,则表示CO燃烧热的热化学方程式为CO(g)+O2(g)=CO2(g),B错误;需要加热才能进行的化学反应不一定是吸热反应,如铝热反应,需要加热,但属于放热反应,铁粉与硫粉需要加热才能发生反应,但该反应位放热反应,C错误;反应的ΔH>0,且为气体体积增大的反应,ΔS>0,根据ΔG=ΔH–TΔS<0时,反应能够自发进行,高温时ΔG<0,反应自发,低温时ΔG>0,非自发,D正确;故选D。【名校预测·第四题】【答案】C【解析】反应物能量高于生成物能量,反应为放热反应,A错误;ΔH=生成物能量-反应物能量,,B错误;断键需要吸热,成键需要放热,化学反应过程中一定有化学键的变化,这是反应过程中能量变化的本质原因,C正确;放出或吸收的能量与反应物能量和生成物的能量有关,与活化能大小无关,D错误;故选C。【名校预测·第五题】【答案】B【解析】根据盖斯定律:++++=,解得=;故选B;【名校押题·第一题】【答案】B【解析】由图可知,反应的焓变为,反应的焓变等于反应物键能总和减去生成物键能总和,设中碳氧键键能为xkJ/mol,则,x=;故选B。【名校押题·第二题】【答案】B【解析】反应的△H=4E(N-H)+E(N-N)+E(O2)-E(N≡N)-4E(O-H)=(4×391+193+497-946-4×463)kJ∙mol-1=-544kJ∙mol-1,故选B。【名校押题·第三题】【答案】C【解析】由图可知H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)△H=679.1kJ/mol-863.5kJ/mol═-184.4kJ/mol,即H2(g)和Cl2(g)反应形成2molHCl(g)释放184.4kJ的能量,A正确;由选项A可知H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)△H=-184.4kJ/mol,则2HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)△H═+184.4kJ/mol,即HCl(g)═H2(g)+Cl2(g)△H=+92.2kJ•mol-1,即1molHCl(g)反应形成H2(g)和Cl2(g)吸收92.2kJ的能量,B正确;相同的化学键键能不随着状态改变而改变,即断裂化学键所需的能量:1molHCl(l)等于断裂1molHCl(g),C错误;由图象可知,断开1mol Cl2(g)和1molH2(g)中的化学键需要吸收697.1kJ的能量,结合题干已知断开1molCl2(g)中的化学键需要吸收242.7kJ的能量,所以断开1mol H2(g)中的化学键需要吸收(697.1-242.7)kJ=436.4kJ的能量,D正确;故选C。【名校押题·第四题】【答案】D【分析】已知:①;②;③;由盖斯定律可知,①×6-②-4×③可得,将和按物质的量之比1:3加入VL的密闭容器中,发生反应,升高温度,平衡逆向移动,H2和CO2的物质的量增大,由系数关系可知,曲线a表示H2的物质的量分数随温度变化,曲线b表示CO2的物质的量分数随温度变化,曲线c表示H2O(g)的物质的量分数随温度变化,曲线d表示的物质的量分数随温度变化。【解析】已知:①;②;③;由盖斯定律可知,①×6-②-4×③可得,A正确;由分析可知,图中b、d分别表示、的变化曲线,B正确;曲线d表示的物质的量分数随温度变化,是气体体积减小的反应,增大压强,平衡正向移动,的物质的量分数增大,则570K、0.2MPa反应达到平衡状态时,M点显示的可能是的物质的量分数,C正确;由A可知,反应是放热反应,升高温度K值减小,则,D错误;故选D。【名校押题·第五题】【答案】B【解析】反应I

,反应Ⅱ

,根据盖斯定律,反应可以由反应Ⅰ×3-反应Ⅱ得到,则ΔH1=3ΔH2-ΔH3=(3a-b)kJ·mol-1,ΔH1=E正-E逆=(3a-b)kJ·mol-1,则;故选B。考前8天化学反应速率与平衡考情分析+高考预测+应试必备+真题回眸+名校预测+名师押题年份试卷考点2024辽宁卷反应速率、平衡常数、转化率2024山东卷平衡常数、反应速率常数、2024安徽卷反应速率、反应速率的影响因素2024河北卷形成配离子达平衡时的对数图像2024甘肃卷反应速率的影响因素2024湖南卷平衡常数、分布分数2024浙江卷反应速率、平衡的影响因素2024重庆卷反应速率、吸热反应与放热反应、平衡状态的判断2024江西卷平衡移动的影响因素、吸热反应、浓度商2023江苏卷转化率-温度图像、温度和压强对平衡移动的影响、平衡转化率2023海南卷V-t图像、平衡状态、催化剂对平衡移动的影响2023湖南卷转化率-温度图像、反应速率、平衡常数、平衡状态2023北京卷平衡移动原理的应用2023重庆卷物质体积分数-温度图像、平衡常数、温度对平衡移动的影响2022广东卷浓度-时间图像、反应速率、催化剂的影响2022海南卷平衡常数的影响因素、转化率、浓度对平衡移动的影响2022湖南卷压强-时间图像、反应速率、平衡常数、2022江苏卷产率-温度图像、转化率、产率2022河北卷图像、速率常数、反应速率、产率2025年高考以实际生产生活中的化学反应为情境,如工业合成氨、硫酸工业、石油化工等,考查化学反应速率与平衡的知识。要求考生能够将所学知识应用到实际问题中,分析如何通过控制反应条件来提高生产效率、降低成本、减少污染等。通过实验探究的形式,考查考生对化学反应速率和平衡影响因素的理解和实验设计能力。例如,设计实验探究浓度、温度、催化剂等对反应速率的影响,或者通过实验数据的分析,得出化学平衡移动的规律。同时,可能会要求考生根据实验目的和原理,选择合适的实验仪器和药品,设计实验步骤,并对实验结果进行分析和评价。1.单一反应体系中化学反应速率的影响因素恒容充入“惰性气体”总压增大→参与反应的物质浓度不变(活化分子浓度不变)→反应速率不变恒压充入“惰性气体”体积增大→参与反应的物质浓度减小(活化分子浓度减小)→反应速率减小(1)“惰性气体”对反应速率的影响(2)纯液体、固体对化学反应速率的影响在化学反应中,纯液体和固体的浓度为常数,故不能用纯液体和固体的浓度变化来表示反应速率,但是固态反应物颗粒的大小是影响反应速率的条件之一,如煤粉由于表面积大,燃烧速率就比煤块快得多。(3)外界条件对正、逆反应速率的影响方向是一致的,但影响程度不一定相同。增大反应物浓度瞬间v正增大,v逆不变,随后v正逐渐减小,v逆逐渐增大,直至平衡增大体系压强v正和v逆都增大,气体分子数减小方向的反应速率变化程度更大(若反应前后气体分子数不变,则v正和v逆改变程度相同)升高体系温度v正和v逆都增大,但吸热反应方向的反应速率增大的程度更大使用催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率2.化学平衡状态的判断(1)等——“逆向相等”(三种表述)①同一物质(两种表述):v正=v逆、断键数=成键数。②不同物质:eq\f(v正(X),X的化学计量数)=eq\f(v逆(Y),Y的化学计量数)。(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→平衡状态。①平衡体系中各物质的质量、物质的量、浓度和物质的量分数等保持不变。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等不变。③有色体系的颜色保持不变。(3)依据Q与K的关系判断若Q=K,反应处于平衡状态。3.平衡移动方向的判断(1)依据勒夏特列原理判断(2)根据图像中正、逆反应速率相对大小判断若v正>v逆,则平衡向正反应方向移动;反之向逆反应方向移动。(3)依据变化过程中速率变化的性质判断若平衡移动过程中,正反应速率增大的程度小于(大于)逆反应速率增大的程度,则平衡向逆(正)反应方向移动。(4)依据浓度商(Q)规则判断若某温度下Q<K,反应向正反应方向进行;Q>K,反应向逆反应方向进行。4.化学平衡常数(1)表达式:对于反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),K=eq\f(cp(C)·cq(D),cm(A)·cn(B))。实例:化学方程式平衡常数关系式N2(g)+3H2(g)2NH3(g)K1=eq\f(c2(NH3),c(N2)·c3(H2))K2=eq\r(K1)K3=eq\f(1,K1)eq\f(1,2)N2(g)+eq\f(3,2)H2(g)NH3(g)2NH3(g)N2(g)+3H2(g)K3=eq\f(c(N2)·c3(H2),c2(NH3))(2)意义①K值越大,正反应进行的程度越大,反应物的转化率越大。②K只受温度影响,与反应物或生成物的浓度变化无关,吸热反应,升高温度,K增大,放热反应,升高温度,K减小。5.外界因素对化学平衡移动的影响浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度,化学平衡向正反应方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度,化学平衡向逆反应方向移动压强增大压强(减小容器的容积),化学平衡向气体体积缩小的方向移动减小压强(增大容器的容积),化学平衡向气体体积增大的方向移动温度升高温度化学平衡向吸热反应方向移动降低温度化学平衡向放热反应方向移动6.化学平衡与平衡转化率(1)转化率与平衡转化率转化率分为未达到平衡的转化率和已达到平衡的平衡转化率。在审题时一定要注意转化率是否为平衡转化率。(2)增大反应物的浓度与平衡转化率的关系(其中A、B、C均为气体)可逆反应改变条件平衡移动方向反应物转化率备注A+BC增大A的浓度正向移动α(A)减小α(B)增大反应物转化率实际是考虑压强的影响AB+Cα(A)减小2AB+Cα(A)不变 3AB+Cα(A)增大 (3)如果两气体物质的投料比按照化学计量数投料,那么无论是否达到化学平衡,二者的转化率始终相等。典例1【2024·浙江卷】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>0Ⅱ.C2H6(g)+2CO2(g)⇌4CO(g)+3H2(g)ΔH2>0向容积为10L的密闭容器中投入2molC2H6和3molCO2,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/℃400500600乙烷转化率/%2.29.017.8乙烯选择性/%92.680.061.8注:乙烯选择性=eq\f(转化为乙烯的乙烷的物质的量,转化的乙烷的总物质的量)×100%A.反应活化能:Ⅰ<ⅡB.500℃时,0~5min反应Ⅰ的平均速率为v(C2H4)=2.88×10-3mol·L-1·min-1C.其他条件不变,平衡后及时移除H2O(g),可提高乙烯产率D.其他条件不变,增大投料比[n(C2H6)/n(CO2)]投料,平衡后可提高乙烷转化率【答案】D【解析】由题表可知,相同温度下,乙烷在发生转化时,反应Ⅰ更易发生,故反应活化能:Ⅰ<Ⅱ,A正确;由题表可知,500℃时,乙烷转化率为9.0%,可得转化的乙烷的总物质的量为2mol×9.0%=0.18mol,而此温度下乙烯选择性为80%,转化为乙烯的乙烷的物质的量为0.18mol×80%=0.144mol,根据化学方程式可得,生成乙烯的物质的量为0.144mol,0~5min反应Ⅰ的平均速率v(C2H4)=eq\f(\f(0.144mol,10L),5min)=2.88×10-3mol·L-1·min-1,B正确;其他条件不变,平衡后及时移除H2O(g),反应Ⅰ的平衡正向移动,可提高乙烯产率,C正确;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。典例2【2024·安徽卷】室温下,为探究纳米铁去除水样中SeOeq\o\al(2-,4)的影响因素,测得不同条件下SeOeq\o\al(2-,4)浓度随时间变化关系如下图。下列说法正确的是()实验序号水样体积/mL纳米铁质量/mg水样初始pH①5086②5026③5028A.实验①中,0~2小时内平均反应速率v(SeOeq\o\al(2-,4))=2.0mol·L-1·h-1B.实验③中,反应的离子方程式为2Fe+SeOeq\o\al(2-,4)+8H+=2Fe3++Se+4H2OC.其他条件相同时,适当增加纳米铁质量可增大反应速率D.其他条件相同时,水样初始pH越小,SeOeq\o\al(2-,4)的去除效果越好【答案】C【解析】实验①中,0~2小时内平均反应速率v(SeOeq\o\al(2-,4))=eq\f((5.0-1.0)×10-5mol·L-1,2h)=2.0×10-5mol·L-1·h-1,A项错误;实验③中水样初始pH=8,溶液呈弱碱性,结合氧化还原反应规律可得离子方程式为2Fe+SeOeq\o\al(2-,4)+4H2O=2Fe(OH)3+Se+2OH-,B项错误;由实验①②可知,其他条件相同时,适当增加纳米铁质量,反应速率增大,C项正确;由实验②③可知,其他条件相同时,适当减小水样初始pH,SeOeq\o\al(2-,4)的去除效果更好,但若水样初始pH太小,则与H+反应的纳米铁的量增多,从而影响SeOeq\o\al(2-,4)的去除效果,D项错误。典例3【2024·甘肃卷】下列措施能降低化学反应速率是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【答案】C【解析】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;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;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,C项符合题意;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,D项不符合题意;故选C。典例4【2023·河北卷】在恒温恒容密闭容器中充入一定量W(g),发生如下反应。反应②和③的速率方程分别为v2=k2c2(X)和v3=k3c(Z),其中k2、k3分别为反应②和③的速率常数,反应③的活化能大于反应②。测得W(g)的浓度随时间的变化如下表。t/min012345c(W)/(mol·L-1)0.1600.1130.0800.0560.0400.028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-1B.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】由表知0~2min内Δc(W)=(0.160-0.080)mol·L-1=0.080mol·L-1,Δc(X)=2Δc(W)=0.160mol·L-1,但一部分X转化为Z,造成Δc(X)<0.160mol·L-1,则v(X)<0.080mol·L-1·min-1,故A错误;平衡时v逆=v正,即v3=v2,k3c(Z)=k2c2(X),若k2=k3,平衡时c(Z)=c2(X),故C错误;反应③的活化能大于反应②,ΔH=正反应活化能-逆反应活化能<0,则4X(g)2Z(g)ΔH<0,升高温度,平衡逆向移动,则平衡时c(Z)减小,故D正确。【名校预测·第一题】(2025·浙江嘉兴·三模)已知甲烷分解反应。其正反应速率方程为,逆反应速率方程为(和为速率常数,只受温度影响),1000℃达平衡时,。下列说法不正确的是A.为提高化学反应速率,应选择适合高温条件的催化剂B.其他条件不变,降温再次达到平衡时,可能存在C.恒温恒压下通入气体,平衡正向移动,减小D.根据该反应可推测,合成氨工业用熟铁作衬里代替钢铁是避免高压下氢气与碳反应【名校预测·第二题】(2025·北京东城一模)一定温度下,向两个固定体积的密闭容器中分别充入等量和等量,发生反应

,测得有关数据如下。容器容器体积平衡时的物质的量达平衡所用时间达平衡过程中的能量变化①2L1.2mol10min放热0.6akJ②4L1.6mol放热下列叙述不正确的是A.①中内, B.C. D.【名校预测·第三题】(2025·辽宁丹东一模)对于反应),△H<0.下列说法正确的是A.该反应△S<0B.使用催化剂能降低反应的焓变C.其他条件不变,增可提高NH3的平衡转化率D.1molN-H断裂的同时有1molO-H断裂说明反应到达该条件下的平衡状态【名校预测·第四题】(2025·湖南一模)某温度下,在1L恒容密闭容器中2.0molX发生反应,有关数据如下:时间段/min产物Z的平均生成速率/0~20.200~40.150~60.10下列说法正确的是A.1min时,Z的浓度等于B.2min时,加入0.20molZ,此时C.3min时,Y的体积分数约为66.7%D.5min时,X的物质的量为1.4mol【名校预测·第五题】(2025·河北衡水中学一模)恒温恒容密闭容器中,在某催化剂表面上发生氨分解反应,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,下列说法正确的是序号时间表面积020406080①2.402.001.601.200.80②1.200.800.40③2.401.600.800.400.40A.相同条件下,增加氨气浓度或增大催化剂的表面积,反应速率增大B.实验①,,C.实验②,时处于平衡状态,且D.实验③,当混合气体密度保持不变时,反应达到平衡状态【名校押题·第一题】(2025·辽宁一模)晶体由与构成。在密闭容器中,将溶于惰性溶剂,发生反应:(已知均溶于该溶剂),测得的物质的量随时间变化如下。下列说法错误的是0123450.10000.07000.03500.02500.0175A.晶体为离子晶体B.中原子的杂化方式为C.溶液颜色不再发生变化可判断该反应达到限度D.根据表中数据推测:,生成的平均速率为【名校押题·第二题】(2025·河南商丘一模)在恒温恒容密闭容器中加入足量CaCO3和焦炭,发生反应①,同时充入一定量H2,在催化剂M的作用下也发生反应②,反应如下:①;②下列有关说法正确的是A.其他条件不变,若升高温度,反应②的速率一定加快B.随着反应进行,容器内的压强可能先增大后减小C.当混合气体的密度不再改变,说明反应①达到平衡,反应②未达到平衡D.体系平衡后,再充入一定量CO,达到新平衡时,CO分压比原平衡时大【名校押题·第三题】(2025·福建一模)2molA与2molB混合于2L的密闭容器中,发生如下反应:2A(g)+3B(g)2C(g)+zD(g)。若2s后,A的转化率为50%,测得v(D)=0.25mol•L﹣1•s﹣1,下列推断正确的是A.v(A)=v(C)=0.75mol•L﹣1•s﹣1B.z=3C.B的转化率为25%D.C的体积分数为28.6%【名校押题·第四题】(2025·四川达州二模)在一定温度下,将和充入容积为的恒容密闭容器中发生反应:。5min后反应达到平衡,测得容器内的浓度减少了,则下列叙述正确的是A.当体系中气体的密度不变时,无法判断反应是否达到平衡B.平衡时A、B的转化率均为40%C.初始时的压强与平衡时的压强比为D.达到平衡时,若再充入1molB和1molD,平衡将向正反应方向移动【名校押题·第五题】(2025·河南二模)一定温度下,向1L真空刚性容器中加入,发生反应:

,反应达到平衡时,。下列叙述正确的是A.若升高温度,的平衡转化率增大,则上述反应B.再充入(不反应),平衡正向移动C.再充入,达到新平衡时,D.再充入和,此时【名校预测·第一题】【答案】B【解析】温度升高可以提升化学反应速率,催化剂可以提高化学反应速率,但催化剂对温度有要求,故选择适合高温条件的催化剂,提高化学反应速率,A正确;1000℃达平衡时,,其他条件不变,降温再次达到平衡时,可能存在,反应为吸热反应,温度降低,K值减小,B错误;恒温恒压下通入气体,增加容积减小,相当于减压,平衡正向移动,C正确;根据该反应可推测,合成氨工业用熟铁(含碳量低于钢铁)作衬里代替钢铁是避免高压下氢气与碳反应,产生杂质,D正确;故选B。【名校预测·第二题】【答案】C【解析】①中内,,A项正确;对比容器①、②,其他条件相同,增大容器②的体积,各物质的浓度降低,反应速率降低,达平衡所用时间增大,故,B项正确;对比容器①、②,其他条件相同,增大容器②的体积,压强减小,平衡向气体体积增大的方向移动,而容器②平衡时z的物质的量增大,即平衡正移,正向为气体体积增大的方向,,C项错误;根据热化学方程式可知,生成时放热akJ,而容器①生成1.2molZ时放热0.6akJ,则,解得,D项正确;故选C。【名校预测·第三题】【答案】D【解析】由反应方程式可知,反应后气体分子数增加,熵值增大,故A错误;使用催化剂可以降低反应所需的活化能,加快反应速率,但反应物和生成物的总能量不变,反应焓变不变,故B错误;其他条件不变,增大平衡正向移动,NH3的平衡转化率减小,故C错误;1molN-H断裂的同时有1molO-H断裂,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,故D正确;故选D。【名校预测·第四题】【答案】D【解析】4min时生成的Z的物质的量为,6min时生成的Z的物质的量为,故反应在4min时已达到平衡,设达到平衡时生了,列三段式:根据,得,则Y的平衡浓度为,Z的平衡浓度为,平衡常数。反应开始一段时间,随着时间的延长,产物Z的平均生成速率逐渐减小,则内Z的平均生成速率大于内的,故1min时,Z的浓度大于,A错误2min时Y的浓度为,Z的浓度为,加入后Z的浓度变为,,反应正向进行,故,B错误;反应生成的Y与Z的物质的量之比恒等于1∶2,反应体系中只有Y和Z为气体,相同条件下,体积之比等于物质的量之比,,故Y的体积分数始终约为33.3%,C错误;由B项分析可知5min时反应处于平衡状态,此时生成Z为,则X的转化量为,初始X的物质的量为,剩余X的物质的量为,D正确;故选D。【名校预测·第五题】【答案】B【解析】实验①、实验②中0~20min、20min~40min氨气浓度变化量都是4.00×10-4mol/L,实验②中60min时反应达到平衡状态,实验①和实验②催化剂表面积相同,实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的两倍,实验①60min时反应未达到平衡状态,相同条件下,增加氨气浓度,反应速率并没有增大,A错误;实验①中v(NH3)==2.00×10-5mol-1•L-1•min-1,则v(N2)=v(NH3)=1.00×10-5mol-1•L-1•min-1,B正确;催化剂表面积大小只影响反应速率,不影响平衡,实验③中氨气初始浓度与实验①中一样,实验③达到平衡时氨气气浓度为4.00×10-4mol/L,则实验①达平衡时氨气浓度也为4.00×10-4mol/L,而恒温恒容条件下,实验②相对于实验①为减小压强,平衡正向移动,因此实验②60min时处于平衡状态,x<0.2,C错误;实验③,恒温恒容密闭容器中,当混合气体质量不变,密度保持恒定,不能说明反应达到平衡状态,D错误;故选B。【名校押题·第一题】【答案】D【解析】根据题干描述“晶体由与构成”,所以晶体为离子晶体,A正确;中,中心原子N价层电子对数为2,孤电子对数为0,故中心原子为杂化,B正确;根据题干描述“溶于该溶剂”,当溶液颜色不变时,即浓度不再发生变化,该反应达到限度,C正确;观察表格数据发现的量减少一半所需时间是定值,故时,为,生成的平均速率应为,D错误;故选D。【名校押题·第二题】【答案】B【解析】升高温度,催化剂M的活性可能降低,反应②的速率有可能变慢,A项错误;反应①是气体体积增大的反应,反应②是气体体积减小的反应,随着反应进行,容器内的压强可能先增大后减小,B项正确;混合气体的密度,容器的体积V不变,反应①中有固体参与反应,m为变量,不再改变时,说明反应①达到平衡,此时CO含量不变,因此反应②也达到平衡,C项错误;新平衡时,由于反应①平衡常数不变,CO分压不变,D项错误;故选B。【名校押题·第三题】【答案】D【解析】若2s后,A的转化率为50%,参加反应的A为2mol×50%=1mol,测得v(D)=0.25mol•L﹣1•s﹣1,生成D为0.25mol•L﹣1•s﹣1×2L×2s=1mol,则,解得z=2,列三段式有:;速率之比等于化学计量数之比,v(A)=v(C)=v(D)=0.25mol•L﹣1•s﹣1,故A错误;由上述计算可知,z=2,故B错误;B的转化率为×100%=75%,故C错误;2s后,n(A)=1mol,n(B)=0.5mol,n(C)=n(D)=1mol,则C的体积分数为×100%=28.6%,故D正确;故选D。【名校押题·第四题】【答案】B【解析】容器体积始终不变,而反应中气体的质量为变量,则混合气体的密度不变,说明反应已达平衡,A错误;5min后反应达到平衡,测得容器内的浓度减少了,则反应B为2L×=0.8mol,由方程式反应AB分别为0.4mol、0.8mol,则平衡时A、B的转化率分别为、,B正确;

结合B分析,反应后ABD分别为0.6mol、1.2mol、0.8mol,总的物质的量为2.6mol,则初始时的压强与平衡时的压强比为(1mol+2mol):2.6mol=15:13,C错误;结合C分析,反应的,若再充入1molB和1molD,平衡将向正反应方向移动,则反应逆向进行,D错误;故选B。【名校押题·第五题】【答案】D【解析】由题可知,平衡时c()、c()分别为0.6mol/L、0.4mol/L,则平衡常数K=。升高温度,平衡转化率增大,说明平衡正向移动,正反应是吸热反应,A错误;不参与反应,充入,、、浓度没有变化,则平衡不移动,B错误;保持温度不变,如果此操作下平衡不移动,因投入量加倍,则产物量加倍,此时浓度商Qc=,说明此操作下相对初始只加入1mol来说,平衡逆向移动,即达到新平衡时,C错误;此时浓度商,平衡正向移动,即,D正确;故选D。考前7天化学平衡图像突破考情分析+高考预测+应试必备+真题回眸+名校预测+名师押题年份试卷考点2024辽宁卷正、逆反应速率、平衡常数、平均速率、催化剂2024山东卷反应速率的比值、反应物摩尔分数变化曲线、各组分摩尔分数2024安徽卷反应速率、离子方程式、影响反应速率的因素2024河北卷与的关系图像2024江苏卷平衡常数、吸热反应、体积分数的计算、反应速率大小比较2024湖南卷投料比、分布分数、吸热反应、平衡常数2024重庆卷反应速率的计算、反应速率大小比较、体积分数的计算2024海南卷活化能比较、反应历程判断、温度高低判断、平衡时浓度计算2023江苏卷转化率-温度图像2023海南卷速率-时间图像2023湖南卷转化率-温度图像2023重庆卷物质体积分数-温度图像2022广东卷浓度-时间图像2022湖南卷压强-时间图像2022江苏卷产率-温度图像2022河北卷化学图像2023江苏卷转化率-温度图像2023海南卷速率-时间图像2025年高考以以科技前沿、化学史话、生产环保等为试题情境为载体,考查考生提取信息、分析问题和解决问题的能力。考生需要能够从图像和图表中获取关键信息,如反应的起始状态、平衡状态、反应的热效应、化学计量数关系等,并运用相关知识进行推理和计算。1.信息获取与加工能力:要求考生能够从复杂的图像中准确提取有效信息,包括曲线的变化趋势、特殊点的坐标、不同曲线之间的关系等,并能对信息进行整理、分析和归纳。2.分析判断与推理能力:根据图像信息和所学的化学反应速率与平衡原理,分析判断反应的热效应、气体体积变化、化学计量数关系等,以及不同条件下平衡的移动方向和原因,培养逻辑推理能力。3.定量计算与数据处理能力:结合图像中的数据,如转化率、浓度变化等,进行化学反应速率、平衡常数、物质的量等相关计算,考查化学定量计算能力。4.知识迁移与应用能力:将图像分析的方法和原理应用到新的情境或陌生的化学反应中,解决实际问题,考查知识的迁移和灵活运用能力。1.速率时间图像反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),m+n>p+q,且ΔH>0①t1时增大反应物的浓度,正反应速率瞬间增大,然后逐渐减小,而逆反应速率逐渐增大;②t2时升高温度,正反应和逆反应速率均增大,吸热反应的正反应速率增大得多;③t3时减小压强,容器容积增大,浓度变小,正反应速率和逆反应速率均减小,正反应的反应速率减小得多;④t4时使用催化剂,正反应速率和逆反应速率均瞬间增大但仍相等。2.转化率(或含量)时间图像反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),m+n>p+q,且ΔH>0①图甲表示压强对反应物转化率的影响,对于气体反应物化学计量数之和大于气体生成物化学计量数之和的反应,压强越大,反应物的转化率越大;②图乙表示温度对反应物转化率的影响,对于吸热反应,温度越高,反应物的转化率越大;③图丙表示催化剂对反应物转化率的影响,催化剂只能改变化学反应速率,不能改变反应物的转化率。3.恒压(温)线反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),m+n>p+q,且ΔH>0分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线,即等压线或等温线,然后分析另一条件变化对该反应的影响。4.总反应速率时间图像Zn与足量盐酸反应,反应速率随时间变化的曲线如图所示。ab段(v逐渐增大),因该反应为放热反应,随反应的进行,温度升高,导致反应速率增大;bc段(v减小),主要原因是随反应的进行,溶液中c(H+)减小,导致反应速率减小。故分析时要抓住各阶段的反应特点,认真分析。5.特殊类型图像①对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如图所示,M点前,表示从反应开始,v正>v逆;M点为刚达到平衡点;M点后为平衡受温度的影响情况,即升温,A的百分含量增加或C的百分含量减少,平衡左移,故正反应ΔH<0。②对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),如图所示,L线上所有的点都是平衡点。L线的上方(E点),A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量,所以E点v正>v逆;则L线的下方(F点),v正<v逆。③如图所示的曲线是在其他条件不变时,某反应物的最大转化率与温度的关系曲线,图中标出的1、2、3、4四个点,表示v正>v逆的点是3,表示v正<v逆的点是1,而2、4点表示v正=v逆。6.速率、平衡综合图像温度为T时,对于密闭容器中的反应:A(g)+B(g)C(s)+xD(g)ΔH>0A、B、D物质的量浓度随时间的变化如图所示:据此图可以分析出x的大小,某一段时间内的反应速率v(A)、v(B)或v(D),可以求出该温度下反应的平衡常数,可以分析出15min时的条件变化等。7.反应速率、化学平衡图像题解题步骤典例1【2024·山东卷】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下图所示。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>k2B.T1、T2温度下达平衡时反应速率的比值:eq\f(v(T1),v(T2))<eq\f(k1,k2)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T1温度时相同【答案】CD【解析】反应吸热,升高温度,平衡正向移动,平衡时反应物的摩尔分数较小,结合图像可知T1>T2,速率常数k与温度正相关,所以k1>k2,A正确;反应达平衡时,结合速率方程有eq\f(v(T1),v(T2))=eq\f(k1ceq\o\al(0.5,1)(H2)c1(CO2),k2ceq\o\al(0.5,2)(H2)c2(CO2)),由题图可知,平衡时T1温度下反应物的浓度较小,所以eq\f(ceq\o\al(0.5,1)(H2)c1(CO2),ceq\o\al(0.5,2)(H2)c2(CO2))<1,可得eq\f(k1ceq\o\al(0.5,1)(H2)c1(CO2),k2ceq\o\al(0.5,2)(H2)c2(CO2))<eq\f(k1,k2),即eq\f(v(T1),v(T2))<eq\f(k1,k2),B正确;温度不变,平衡常数不变,仅改变体系初始压力,由于该反应为气体分子数不变的反应,所以平衡不移动,平衡时反应物的摩尔分数不变,但是改变压强,反应速率改变,反应物的摩尔分数随时间的变化曲线随之改变,C错误;CO2和H2的物质的量投料比为1∶1时,平衡时CO2与H2的摩尔分数相等,但改变初始投料比,相当于改变某一反应物的浓度,达到平衡时CO2与H2的摩尔分数不再相等,故不能使平衡时各组分摩尔分数与T1温度时相同,D错误。典例2【2024·湖南卷】恒压下,向某密闭容器中充入一定量的CH3OH(g)和CO(g),发生如下反应:主反应:CH3OH(g)+CO(g)=CH3COOH(g)ΔH1副反应:CH3OH(g)+CH3COOH(g)=CH3COOCH3(g)+H2O(g)ΔH2在不同温度下,反应达到平衡时,测得两种含碳产物的分布分数δ[δ(CH3COOH)=eq\f(n(CH3COOH),n(CH3COOH)+n(CH3COOCH3))]随投料比x(物质的量之比)的变化关系如下图所示。下列说法正确的是()A.投料比x代表eq

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