重难点11 化学反应速率与化学平衡-2024年高考化学专练（新高考专用）原卷版

重难点11化学反应速率与化学平衡

►命题趋势►解题策略A真题回眸A限时检测

考向一化学反应速率及影响因素

考向二化学平衡及影响因素

化学反应速率与化学平衡

考向三“图像型"亿学反应速率与平衡综合分析

考向四“表格型"化学反应速率与平衡综合分析

命题趋势

化学反应速率与化学平衡是高考的必考内容，一直是高考命题的重点和热点，题型大多以生产、生活、

环境或科技素材为载体进行设置，还可能将电化学、电解质溶液知识等融于其中。主要考查点有：

①结合图像(或速率方程式)计算化学反应速率或分析反应速率变化的原因；

②结合化学平衡图像，考查化学平衡常数(或压强平衡常数)和平衡转化率的计算、化学平衡移动的原因

分析等。

预计2024年高考对本专题的考查仍会以选择题和综合题为主，其中外界因素对平衡状态的影响、化学

平衡常数、与化学平衡和化学反应速率相关的计算是考查的重点。侧重考查考生分析问题能力，信息整合

应用能力等，试题难度有逐渐加大的趋势。

f解题策略

【策略1】掌握化学反应速率的计算公式及影响因素

1.常用表示方法及计算

(1)表达式：,单位时间内反应物浓度的减小量或生成物浓度的增加量(均取

正值)；

(2)单位：mol-L'-sLmolLLminImol-L'h1

(3)注意事项：

①浓度变化只适用于气体和液体中的溶质，不适用于固体和纯液体；

②u指某段时间内的平均反应速率，而不是即时速率，且计算时取正值；

③化学反应速率在一定条件不，也可以用其他物理量表示。如单位时间内气体体积变化、压强变化、

颜色变化、固体质量变化等。

(4)用不同物质的浓度变化表示同一化学反应的反应速率时，反应速率之比等于化学方程式中各物质的化

学计量数之比。例如,对于反应mA(g)+〃B(g)，―1pC(g)+gD(g),即n(A)：v(B)：v(C):MD)=/:

2.化学反应速率大小的比较方法

由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应的快慢不能只看数值的

大小，而要进行一定的转化。

(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位。

(2)单位统一后，换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。

(3)也可以直接比较化学反应速率与化学计量数的比值。

即对于一般反应4A+g=cC+r/D,比较一2与匚售2-,若匕啖>上岩-，则A表示的反应速

率比B的大。

3.影响化学反应速率的因素

(1)内因(主要因素)：反应物本身的性质是影响化学反应速率的决定因素。如卤素单质与H?反应的速率大

小关系为F2>Cb>Br2>l2，镁、铝、锌、铁与稀硫酸反应的速率大小关系为Mg>Al>Zn>Fe。

(2)外因(只改变一个条件，其他条件不变)

增大反应物浓度，反应速率加快，反之减慢。浓度对化学反应速率的影响的注意事

项：

(1)固体和纯液体的浓度可视为常数，改变其物质的量，对反应速率无影响，但要注

意水对溶液的稀释作用。

浓度(2)若某物质的浓度变化改变了其性质，反应实质可能发生改变，要具体分析反应速

率的变化(如铁与稀硫酸反应，在一定浓度范围内反应速率与浓度有关，但常温下铁

遇浓硫酸钝化)。

(3)对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速

率的改变。

对于有气体参加的反应，增大压强，反应速率加快，反之减慢。压强对化学反应速

率的影响注意事项：

压强影响反应速率适用于有气体参加的化学反应，压强改变反应速率的实质是通过

改变物质浓度引起的，若压强的改变没有导致浓度发生变化，则反应速率不变。

对于有气体参与的反应，有如下三种类型：

(1)恒温时

压强①体积减小一压强增大T气体反应物浓度增大T反应速率增大。

②体积增大一压强减小-气体反应物浓度减小T反应速率减小。

(2)恒温恒容时

①充入气体反应物一总压强增大一气体反应物浓度增大一反应速率增大。

②充入“惰性气体”T总压强增大一反应物浓度不变T反应速率不变。

(3)恒温恒压时

充入“惰性气体”T体积增大一反应物浓度减小一反应速率减小。

升高温度，反应速率加快，反之减慢。无论是吸热反应还是放热反应，升高温度，

温度

反应速率均加快，但增大的倍数可能不同。

使用催化剂，能改变化学反应速率，且正、逆反应速率的改变程度相同。催化剂对

催化剂

反应速率的影峋注意事项：

其他因素反应物间的接触面积、光照、放射性辐射、超声波等。

4.基元反应和有效碰撞理论

（1）基元反应：大多数化学反应往往经历多个反应步骤才能实现，其中每一步反应都称为基元反应。

反应历程：基元反应反映了亿学反应的历程，反应历程又称反应机理。

如：2Hl=比+12实际上经过下列两步反应完成：

①2HI.H2+2I.

②21一L

（2）有效碰撞

①基元反应发生的先决条件是反应物的分子必须发生碰撞.

②反应物分子的每一次碰撞并不是都能发生反应，能够发生化学反应的碰撞叫作有效碰撞。发生有效

碰撞的两个条件是反应物分子能量足够和取向合适。

（3）活化分子、活化能

①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。

②活化能：活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差。

图中：

E\为反应的活化能;

为活化分子变成生成物分子放出的能量;

E,为使用催化剂时反应的活化能;

反应热kH=E\-E?。

③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。

（4）从活化分子、有效碰撞角度分析外界条件对反应速率的影响

单位体积内

条件改变有效碰撞次数化学反应速率

分子总数活化分子数活化分子

相对分子质量②平均相对分子质量一定，且〃?+〃=p+q不一定平衡

温度任何化学反应都伴随着能量变化，当体系温度一定时平衡

气体的密度密度一定不一定平衡

颜色反应体系内有色物质的颜色稳定不变平衡

2.影响化学平衡的因素

（1）若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响，结果如下:

改变的条件（其他条件不变）化学平衡移动的方向

增大反应物浓度或减小生成物浓度向正反应方向移动

浓度

减小反应物浓度或增大生成物浓度向逆反应方向移动

增大压强向气体分子总数减小的方向移动

压强反应前后气体体积改变

减小压强向气体分子总数增大的方向移动

（对有气体参加的反应）

反应前后气体体积不变改变压强平衡不移动

升高温度向吸热反应方向移动

温度

降低温度向放热反应方向移动

催化剂同等程度改变1，正、U1S，平衡不移动

（2）外界条件对化学平衡影响的图示分析

①浓度对化学平衡的影响

a.当反应体系中存在固体或纯液体物质时:可认为其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改

变这些固体或纯液体的量，对化学平衡没影响。

b.同等程度地改变反应气体混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响。

②压强对化学平衡的影响

对于反应：mA（g）+〃B（g）^^pC（g）+qD（g）,若心p+g,则图像对应图1、图2；若tn+〃=p+q,

则图像对应图3、图4。

说明：

a.改变压强，相当于改变体枳，也就相当于改变浓度。

b.若反应前后气体体积无变化，改变压强，能同时改变正、逆反应速率，可正）=v（逆），平衡不移动。

如H2（g）+l2（g）=2HI（g）。

③温度对化学平衡的影响

在其他条件不变的情况卜，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。

注意：

a.升高温度，不管是吸热还是放热方向，反应速率均增大，但吸热方向速率增大的倍数大于放热方向速

率增大的倍数，使W吸热)>1，(放热)，故平衡向吸热方向移动。

b.只要是升高温度，新平衡状态的速率值一定大于原平衡状态的速率值：反之则小。

vt图像[以N2(g)+3H2(g)==2NHKg)△，<()为例]如下。

④催化剂对化学平衡的影响

催化剂对化学平衡移动无影响。V/图像(以N2+3H2=2NH3为例)如下。

(3)勒夏特列原理

①内容：如果改变影响平衡的个因素(如温度、压强及参加反应的物质的浓度)，平衡就向着能够减弱

这种改变的方向移动。本原理也称为化学平衡移动原理。

②适用范围：适用于任何动态平衡(如溶解平衡、电离平衡等)，非平衡状态不能用此来分析。

③平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不是“消除”外界条件的影响，更不是“扭转”外界条件的

影响。

3.“惰性气体”对化学平衡的影响

(1)恒温恒容条件

原平衡体系充入惰性气体，体系总压强增大一体系中各组分的浓度不变-平衡不移动。

(2)恒温恒压条件

4.平衡转化率的分析与判断方法

(1)反应〃A(g)+/制g)==cC(g)+JD(g)的转化率分析

①若反应物起始物质的量之匕等于化学计量数之比，达到平衡后，它们的转化率相等。

②若只增加A的量，平衡正向移动，B的转化率提高，A的转化率降低。

③若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度，等效于压缩(或扩大)容器容积，气体反应物的转化

率与化学计量数有关。

—…IA、B的转化率不变

同倍增大…$八，皿一

,\a+b>c+dA、B的转化率增大

c(A)和c(B)

J+力Vc+dA、B的转化率减小

⑵反应机A(g)r~1〃B(g)+qC[g)的转化率分析

在八V不变时，增加A的量，等效于压缩容器容积，A的转化率与化学计量数有关。

m=n-\-qA的转化率不变

增大c(A)<A的转化率增大

m<n+qA的转化率减小

【策略3】熟练化学平衡常数(Kc、Kp)、速率常数及相关计算

1.化学平衡常数的含义及应用

(1)对于一般的可逆反应wA(g)+nB(g)U>C(g)+9D(g)

cprc)(D)

①浓度商：在任意时刻的4].'：'通常用。表示。

②化学平衡常数：在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度骞之积与反应物浓度

幕之积的比值是一个常数，用符号K表示：K=；;m,固体和纯液体的浓度视为常数，通常不

计入平衡常数表达式中。

(2)意义及影响因素

K值只受温度的影响，与物质的浓度、压强等的变化无关。

内因反应物本身的性质

影响因素△H<Q,K值减小

外因温度升高

△，>0,K值增大

提醒：

①K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。

②K值的大小只能预示某可逆反应向某方向进行的最大限度，不能预示反应达到平衡所需要的时间。

③当KA105时，可以认为反应进行完全。

(3)应用

①根据浓度商与平衡常数的大小关系，可以判断化学平衡移动的方向:

当Q<K时，反应向正反应方向进行，直至达到新的平衡状态；

当Q=K时，反应处于平衡状态；

当Q>K时，反应向逆反应方向进行，直至达到新的平衡状态。

②判断可逆反应的反应热

值增大・・正反应为吸热反应

i升高温度4

「K值谶小・,正反应为放热反应

♦1।r*K值增大-

♦正反应为放热反应

降低温度1

—K值谶小•正反应为吸热反应

(4)化学平衡常数和转化率的有关计算

“三段式法”是有效解答化学平衡计算题的“万能钥匙解题时，要注意准确地列出起始量、变化量、平

衡量，按题目要求进行计算，同时还要注意单位的统-O

对以下反应：〃?A(g)+〃B(g)，〃C(g)+qD(g),令A、B起始物质的量(mol)分别为〃、b,达到平衡后,

A的消耗量为"amol,容器容积为VL。

〃?A(g)+〃B(g)-pC(g)+qD(g)

起始/mola/?00

变化/molnixnxpxqx

平衡/mola-mxb-nxpxqx

①平衡常数：K=^%f("—尔,vyx%一〃x,vy)

-,

②A的平衡浓度：c(A)=%竺molLo

③A的转化率：a(A)=詈xl()O%,«(A):砥)=詈:詈=譬＞

(转化率鬻＞100%=个篙xlOO%)

n(起始)c(起始)

(I-f]jx

④A的体积分数：^(A)=,,,------「x[0()%。

ka-rbt-\-r(.p-rq—m—n)x

口小3个知△皿某组分的物质的量.

(某组分的体积分数-混合气体总的物质的量xmlOno%/)

某组分的平衡量

⑤平衡混合物中某组分的百分含量=平衡时源薪总俨00%。

⑥平衡压强与起始压强之比：改=f+"「〃)

p始a-vb

a-M(A)+6M(B)

⑦混合气体的平均密度：p没=yg-L'>

_—丁口—(A)+b-M(B)

⑧混合气体的平均摩小质里：M="+〃+(p+q_〃L〃)”由。1。

⑨生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高,

产率越大。

实际产量

产率=理论产量x100%。

2.压强平衡常数(6)

(I)对于一般可逆反应〃?A+〃BO〃C+c/D,当在一定温度下达到平衡时，其压强平衡常数&=

々，其中P(A)、〃(B)、〃(C)、p(D)表示反应物和生成物的分压，平衡分压计算方法如下：

某气体的分压=总压p(总)X该气体的物质的量分数(或体积分数)。

p(总)=p(A)+p(B)+p(C)+p(D)；

(2)两种距的计算模板：

①平衡总压为po

N2(g)+3H邈)-2NH3(g)

〃(平)abc

〃(分压)不**)哥不7°才不7°

2

②刚性容器起始压强为外，平衡转化率为a。

2NO2(g)--N2O4(g)

p(始)/A)0

poa%(：a

P(平)po—poa

1

2poa

KL(po-poa)2

3.速率常数与平衡常数的计算

(1)速率常数含义

速率常数伏)是指在给一定温度下，反应物浓度皆为1m。卜L'时的反应速率。在相同的浓度条件下，可

用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。

化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比，而速率常数是其比例常数，在恒温条件下，速率常

数不随反应物浓度的变化而改变。因此，可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。

(2)速率方程

一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计最数为指数的幕的乘积成正比。

对丁基元反应(能够步完成的反应)：”A+〃B—+贝Ii/=h〃(A)・/(B)(其中A为速率常数)。如

①SO2c12SO2+CI2v=^ic(SO2Cl2)

2

②2NCh2NO+O2V=/：2C(NO2)

22

③2H2+2NON2+2H2OV=^C(H2)-C(NO)

(3)速率常数的影响因素

温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数，通常反应速率常数越大，反应进行的

越快。同一反应，温度不同，速率常数将有不同的值，但浓度不影响速率常数。

(4)相同温度下，正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系

:i

对于基元反应：4A(g)+/?B(gj^<?G(g)+/zH(g)

M正)=%正d(A)i(B)；

M逆)=&电第G)•既H)

上曲frZ(G)•一(H)逆

平衡吊数K-/(A)",⑻

反应达平衡时，V正=卜逆，故K=3。

k逆

【策略4】牢固掌握化学反应速率与平衡的图像分析

1.瞬时速率一时间图像

（1）当可逆反应达到一种平衡后，若某一时刻外界条件发生改变，都可能使速率一时间图像的曲线出现不

连续的情况，根据出现“断点”前后的速率大小，即可对外界条件的变化情况作出判断。如图：

n时刻改变的条件可能是使用了催化剂或增大压强（仅适用于反应前后气体物质的量不变的反应）。

（2）常见含“断点”的速率一时间图像分析

图像

温升高降低升高

h时刻

度正反应为放热反应正反应为吸热反应

所改变

压增大减小增大减小

的条件

强正反应为气体物质的量增大的反应正反应为气体物质的量减小的反应

（3）“渐变”类速率一时间图像

图像分析结论

Z1时1%突然增大，/能逐渐增大；

^4力时其他条件不变，增

优E＞y逆，平衡向正反应方向移

大反应物的浓度

动

01八7

h时/正突然减小，/逆逐渐减小；

h时其他条件不变,减

47/“逆＞"正,平衡向逆反应方向移

小反应物的浓度

一动

10。t

VA时/电突然增大，1%逐渐增大：

八时其他条件不变，增

必8＞优E,平衡向逆反应方向移

大生成物的浓度

G逆1动

0nt

h时突然减小，/正逐渐减小；

八时其他条件不变，减

必＞以，平衡向正反应方向移

小生成物的浓度

动

16一K逆7

2.全程速率一时间图像

例如：Zn与足量盐酸的反应，化学反应速率随时间的变化出现如图所示情况。

原因：

（1）AB段。，增大），反应放热，溶液温度逐渐升高，u增大。

（2）BC段（丫减小），溶液中c（H,）逐渐减小，u减小。

3.物质的量（或浓度）-时间图像

例如：某温度时，在定容（VL）容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。

（1）由图像得出的信息

①X、Y是反应物，Z是生成物。

②/3S时反应达到平衡状态，X、Y并没有全部反应，该反应是可逆反应。

③0〜“s时间段：△〃（X）=〃]—〃3moL△〃（Y）=〃2—〃3mol,An（Z）=/?2molo

（2）根据图像可进行如下计算

①某物质的平均速率、转化率，如WX）=4百里molL-1-s-'；Y的转化率=紧与＜100%。

②确定化学方程式中的化学计量数之比，X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为⑺一%）：g—〃3）:必

4.含量一时间一温度（压强）图像

（1）识图技巧

分析反应由开始（起始物质相同时）达到平衡所用时间的长短可推知反应条件的变化。

①若为温度变化引起，温度较高时，反应达平衡所需时间短。

②若为压强变化引起，压强较大时，反应达平衡所需时间短。

③若为是否使用催化剂，使用适宜催化剂时，反应达平衡所需时间短。

（2）应用举例

C%指生成物的质量分数，B%指反应物的质量分数。

【技法解读】

“先拐先平，数值大”，即曲线先出现拐点的首先达到平衡，反应速率快，以此判断温度或压强的高低。

再依据外界条件对平衡的影响分析判断反应的热效应及反应前后气体体积的变化。

5.“A的转化率(或C的含量)一温度一压强”四种图像

以〃?A(g)+〃B(g)---pC(g)4-qD(g)AH=QkJmol」为例

A的转化率的转化率

300霓

/7200t\X.

二i(x)r

300℃

00压藏

甲乙

△//>()，〃+〃<〃+q,△”<()

A的转化率A的转化率

1.01x105Pa

6

\XLO1x107Pa11.01x10Pa

x1()7Pa

\106Pa

\J.O1x10'Pa

0温加°温度

1T

丙

，力+〃>p+q,△”<()〃?+〃<p+q,A7/>0

【技法解读】

解答时应用“定一议二”原则，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。

通过分析相同温度下不同压强时，反应物A的转化率大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应方程

式中反应物与产物气体物质间的化学计量数的大小关系。如图甲中任取一条温度曲线研究，压强增大，A

的转化率增大，平衡正向移动，则正反应为气体体枳减小的反应，图丙中任取横坐标一点作横坐标垂线，

也能得出相同结论。

通过分析相同压强下不同温度时，反应物A的转化率的大小来判断平衡移动的方向，从而确定反应的

热效应。如图丙中任取一条压强曲线研究，温度升高，A的转化率减小，平衡逆向移动，则正反应为放热

反应，图乙中任取横坐标一点作垂线，也能得出相同结论。

6.“点一线一面”三维度分析特殊平衡图像

(1)对于化学反应：mA(g)+〃B(g)n^pC(g)+gD(g),如图所示:M点前,表示从反应开始，yQv逆；M

点恰好达到平衡；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AHCO。

(2)对于化学反应：机A(g)+〃B(g)DipC(g)+qD(g),L线.上所有的点都是平衡点(如图)。L线的左上方

(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点满足y正“逆；同理，L线的右下

方(F点)满足v正Vv逆。

A%

7.化工生产中的复杂图像分析

除通过图像获取有用信息和对获取的信息进行加工处理外，还需注意以下4点：

<1）曲线上的每个点是否都达到平衡

往往需要通过曲线的升降趋势或斜率变化来判断，如果还未达到平衡则不能使川平衡移动原理，只有

达到平衡以后的点才能应用平衡移动原理。

如图中虚线表示单位时间内A的产率随温度的升高先增大后减小，先增大的原因是P点之前反应尚未

达到平衡，随温度的升高，反应速率增大，故单位时间内A的产率增大。

A

的

产

率

\

%

T/K

（2）催化剂的活性是否受温度的影响

不同的催化剂因选择性不同受温度的影响也会不同。一般来说，催化剂的活性在一定温度下最高，低

于或高于这个温度都会下降。

4o2

催00

化00B

剂

的

的

2生

催o1

成

化

速

效

率

率

\O

%1

2(X)300

反应温度/t

如图，250〜300C时，温度升高而B的生成速率降低的原因是温度超过250°C时，催化剂的催化效率

降低。

（3）不同的投料比对产率也会造成影响

可以采用定一议二的方法，根据相同投料比卜.温度或压强的改变对产率的影响或相同温度或压强卜.改

变投料比时平衡移动的方向进行判断，确定反应的吸放热或系数和的大小。

如图，对于反应2cCh(g)+6H2(g)=CH30cH3(g)+3H2O(g)。

投料比

当投料比一定时，温度越高，C02的转化率越低，所以升温，平衡左移，正反应为放热反应。若温度

不变，提高投料比［〃(H2)/〃(CO2)］，则提高了二氧化碳的转化率。

(4)考虑副反应的干扰或影响

往往试题会有一定的信息提示，尤其温度的改变影响较大。

真题回眸

考向一化学反应速率及影响因素

下列说法错误的是

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

t/s06001200171022202820X

1.400.960.660.480.350.240.12

下列说法正确的是

D.推测上表中的x为3930

考向二化学平衡及影响因素

A.SO3的平衡浓度增大B.反应平衡常数增大

C.正向反应速率增大D.SO2的转化总量增大

5.(2022.海南.统考高考真题)某温度下，反应CH2=CH2(g)+HQ(g).PH3cH20H(g)在密闭容器中达到平

衡，下列说法正确的是

D.加入一定量新气，平衡不移动

考向三“图像型”化学反应速率与平衡综合分析

D.反应温度为当容器内压强不变时，反应达到平衡状态

A.图中曲线①表示平衡时H?产率随温度的变化

B.升高温度，平衡时CO的选择性增大

(

1

/

O

E

WCo

0

八，3

〃s

考向四“表格型”化学反应速率与平衡综合分析

012345

0.1600.1130.0800.0560.0400.028

下列说法正确的是

B.若增大容器容积，平衡时Y的产率增大

限时检测

(建议用时：40分钟)

实验编号

相关数晓、^①②③④⑤

().0080.0080.0040.0080.008

().0010.001().0010.0020.001

0.100.200.200.100.40

V|

下列结论正确的是

A.反应体系的三种物质中，H+(aq)的浓度对反应速率影响最大

B.速率常数k的数值为0.03

C.a、b、c的值分别为1、5、6

2.(2023•浙江•校联考一模)某恒容密闭容器中，只改变温度(T)或压强(p),水蒸气百分含量随时间的变化

趋势符合下图所示的反应是

A.该反应在低温条件下能自发进行

B.当氧气的物质的量浓度不变时，反应达到了平衡状态

C.在1030C时加入催化剂，平衡时(p(O2)>21%

D.985c达到平衡状态后，充入纯氧，再次达到平衡后，9(02)=10