专题2 化学反应速率与化学平衡（期末复习讲义）高二化学上学期苏教版（解析版）

1/3专题2化学反应速率与化学平衡（期末复习讲义）内容导航明·期末考情：把握考试趋势方向，精准备考理·核心要点：系统归纳知识脉络，构建体系破·重难题型：攻克典型疑难问题，突破瓶颈过·分层验收：阶梯式检测与评估，稳步提升考查重点命题角度化学反应速率的概念及表示方法化学反应速率的计算化学反应速率的大小比较化学反应速率的测定利用能够直接观察的某些性质测定利用科学仪器测量出的性质进行测定影响化学反应速率的因素浓度温度压强催化剂接触面积等活化能活化能的概念活化能的计算活化能与焓变的关系自发过程和自发反应自发反应的类型自发反应的判断化学反应进行方向的判据熵判据焓判据一般化学反应进行方向的判断工业生产的条件可逆反应可逆反应的条件可逆反应的判断化学平衡状态化学平衡状态的建立化学平衡状态的判断化学平衡常数化学平衡常数的计算化学平衡常数与外界条件的关系平衡转化率平衡转化率的计算外界条件对平衡转化率的影响化学平衡的移动化学平衡移动原理化学平衡移动的特征化学平衡移动的影响因素外界条件对化学平衡移动的影响等效平衡勒夏特列原理是否符合勒夏特列原理的判断应用勒夏特列原理解释平衡移动现象工业合成氨的条件浓度、温度、压强、催化剂的对合成氨的影响及条件选择化学平衡图像温度、浓度、压强、催化剂对平衡影响的图像分布系数图像对数图像要点01化学反应速率的概念及表示方法1．化学反应速率的定义化学反应速率是用来衡量__化学反应进行的快慢__程度的物理量。2．化学反应速率的表示方法通常用单位时间内反应物浓度的__减小__或生成物浓度的__增大__(均为正值)来表示。3．数学表达式及单位v＝__eq\f(Δc,Δt)__，单位为__mol·L－1·min－1__或__mol·L－1·s－1__等。4．化学反应速率与化学计量数的关系对于已知反应：mA(g)＋nB(g)=pC(g)＋qD(g)，在同一段时间内，用不同物质来表示该反应速率，当单位相同时，反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的__化学计量数__之比。即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝__m∶n∶p∶q__或eq\f(1,m)v(A)＝eq\f(1,n)v(B)＝eq\f(1,p)v(C)＝eq\f(1,q)v(D)。如在一个2L的容器中发生反应：3A(g)＋B(g)=2C(g)，加入2molA,1s后剩余1.4mol，则v(A)＝__0.3_mol·L－1·s－1__，v(B)＝__0.1_mol·L－1·s－1__，v(C)＝__0.2_mol·L－1·s－1__。5．化学反应速率计算的三种方法(1)定义式法：v(B)＝eq\f(ΔcB,Δt)＝eq\f(ΔnB,V·Δt)。(2)比例关系式：化学反应速率之比等于化学计量数之比，如mA(g)＋nB(g)=pC(g)中，v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p或eq\f(vA,m)＝eq\f(vB,n)＝eq\f(vC,p)。(这一公式最好用)(3)三段式法：化学反应中各物质浓度的计算模式——“三段式”①写出有关反应的化学方程式。②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。③根据已知条件列方程式计算。对于反应mA(g)＋nB(g)=pC(g)＋qD(g)，起始时A的浓度为amol·L－1，B的浓度为bmol·L－1，反应进行至t1s时，A消耗了xmol·L－1，则化学反应速率可计算如下：mA(g)＋nB(g)=pC(g)＋qD(g)起始/(mol·L－1)ab00转化/(mol·L－1)xeq\f(nx,m)eq\f(px,m)eq\f(qx,m)t1s时/(mol·L－1)a－xb－eq\f(nx,m)eq\f(px,m)eq\f(qx,m)则v(A)＝eq\f(x,t1)mol·L－1·s－1，v(B)＝eq\f(nx,mt1)mol·L－1·s－1，v(C)＝eq\f(px,mt1)mol·L－1·s－1，v(D)＝eq\f(qx,mt1)mol·L－1·s－1。6．化学反应速率大小的比较方法(1)归一法：将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一单位、同一种物质的反应速率，再进行速率的大小比较。如对于反应2SO2＋O22SO3，如果①v(SO2)＝2mol·L－1·min－1，②v(O2)＝3mol·L－1·min－1,③v(SO3)＝4mol·L－1·min－1，比较反应速率的大小，可以将三者表示的反应速率都转化为O2表示的反应速率再作比较。换算得出①v(O2)＝1mol·L－1·min－1，③v(O2)＝2mol·L－1·min－1，则反应速率的大小关系为②＞③＞①。(2)比值法：将各物质表示的反应速率转化成同一单位后，再除以对应各物质的化学计量数，然后对求出的数值进行大小排序，数值大的反应速率快。如反应mA(g)＋nB(g)=pC(g)＋qD(g)，若eq\f(vA,m)＞eq\f(vB,n)，则反应速率A＞B。归｜纳｜总｜结(1)化学反应速率一般指反应的平均反应速率而不是瞬时反应速率，且无论用反应物表示还是用生成物表示均取正值。(2)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。(3)不能用固体或纯液体物质来表示化学反应速率，因为固体和纯液体物质的浓度可视为常数。(4)计算反应速率时，若给出的是物质的量的变化值，不要忘记转化为物质的量浓度的变化值。要点02化学反应速率的测定1．测定原理根据化学反应速率表达式，实验中需要测定不同反应时刻反应物(或生成物)的浓度。2．测定方法（1）利用能够直接观察的某些性质测定，如通过测量释放出一定体积的气体的时间来测定反应速率，或测量一定时间内气体压强的变化来测定反应速率。（2）利用科学仪器测量出的性质进行测定，如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等。（3）在溶液中进行的反应，当反应物或生成物本身有比较明显的颜色时，常常利用颜色变化和浓度变化间的比例关系来测量反应速率。3.测量化学反应速率时，常采用的方法（1）对于有气体生成的反应：可测定相同时间内收集气体的体积或收集等量气体所用的时间。（2）对于有固体参加的反应，可测定一段时间内消耗固体质量的多少。（3）对于有酸碱参与的反应，可测定一段时间内溶液中氢离子或氢氧根离子浓度的变化。（4）对于有颜色变化的反应，可测定溶液变色所需时间。（5）对于有沉淀生成的反应，可测定溶液变浑浊所需的时间。要点03影响化学反应速率的因素1．内因(主要因素)：反应物本身的结构与__性质__，反应类型相同，但反应物不同，反应速率不同。如相同条件下，Na、Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系是__Na＞Mg＞Al__。2．外因(其他条件不变，只改变一个条件)。归｜纳｜总｜结(1)分析外界因素对化学反应速率的影响时3注意：①催化剂在化学反应过程中参与了反应，降低了正、逆反应的活化能，同等程度改变正、逆反应速率，但不会改变反应的限度和反应热。②升高温度正反应速率和逆反应速率都加快，但加快的程度不同；降低温度正反应速率和逆反应速率都减慢，但减慢的程度不同，吸热反应的反应速率总是受温度影响大。③对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，改变用量速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积增大将导致反应速率增大。(2)压强对反应速率的影响情况：压强只对有气体参与的化学反应速率有影响。①恒温时，压缩体积eq\o(→,\s\up7(引起))压强增大eq\o(→,\s\up7(引起))反应物浓度增大eq\o(→,\s\up7(引起))反应速率加快。②恒温时，对于恒容密闭容器。a．充入气体反应物eq\o(→,\s\up7(引起))气体反应物浓度增大(压强也增大)eq\o(→,\s\up7(引起))反应速率加快。b．充入“惰性”气体eq\o(→,\s\up7(引起))总压强增大→反应物浓度未改变→反应速率不变。③恒温恒压时。充入“惰性”气体eq\o(→,\s\up7(引起))体积增大eq\o(→,\s\up7(引起))气体反应物浓度减小eq\o(→,\s\up7(引起))反应速率减小。要点04活化能1.基元反应与反应历程概念示例基元反应大多数化学反应都是分几步完成的，其中的每一步反应称为基元反应2HIH2＋反应历程基元反应构成的反应序列称为反应历程（又称反应机理）反应2HIH2＋I2分两步：①2HIH2②2I·I简单反应反应物一步直接转化为反应产物，其总反应就是基元反应，这类反应又称为简单反应H＋＋OH－H2活化能基元反应过程需经历一个高能量的中间状态，此时形成一种旧键没有完全断裂、新键没有完全形成的过渡态，过渡态的能量与反应物的平均能量之差Ea称为基元反应的活化能Ea为正反应活化能，Ea'为逆反应活化能提醒同一反应，在不同条件下的反应历程也可能不同。2．活化分子、活化能、有效碰撞。①活化分子：能够发生__有效碰撞__的分子。②活化能(如下图)：图中E1为__活化能__，使用催化剂时的活化能为__E3__，反应热为__E1－E2__。③有效碰撞：活化分子之间能够引发__化学__反应的碰撞。3．活化分子、有效碰撞与反应速率的关系。归｜纳｜总｜结催化剂、活化能与化学反应速率的关系eq\x(\a\al(加入正,催化剂))→eq\x(\a\al(活化能,降低))→eq\x(\a\al(普通分子,变成活化,分子))→eq\x(\a\al(活化分,子百分,数增大))→eq\x(\a\al(单位时间,内有效碰,撞次数增,多))→eq\x(\a\al(反应速,率加快))催化剂在化学反应过程中参与了反应，降低了正、逆反应的活化能，同等程度改变正、逆反应速率，但不会改变反应的限度和反应热。要点05自发过程和自发反应自发过程含义在一定条件下，不用借助外力就可以自发进行的过程。特点能量角度：体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。混乱度角度：在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。自发反应定义在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自动进行的化学反应。自发反应的特征具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆反应在该条件下肯定不自发。体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态。体系趋向于从有序体系转变为无序体系。归｜纳｜总｜结(1)某些自发反应需在一定条件下才能自动进行，非自发反应具备了一定条件也能发生。要点06化学反应进行方向的判据判据内容注意事项焓判据放热反应过程中体系能量降低（ΔH＜0），有利于反应自发进行有些吸热反应也可以自发进行，故不能仅用反应焓变来判断反应能否自发进行熵判据熵增加（ΔS＞0）有利于反应自发进行有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行，故不能仅用反应熵变来判断反应能否自发进行吉布斯自由能判据（ΔG＝ΔH－TΔS）ΔG＜0，则反应能自发进行ΔG＞0，则反应不能自发进行；ΔG＝0，则反应处于平衡状态示例化学反应ΔH/（kJ·mol－1）ΔS/（J·mol－1·K－1）能否自发进行2KClO3（s）2KCl（s）＋3O2－78.03＋494.4ΔH＜0，ΔS＞0，任何温度下都能自发进行CO（g）C（s，石墨）＋12O＋110.5－89.4ΔH＞0，ΔS＜0，任何温度下都不能自发进行4Fe（OH）2（s）＋2H2O（l）＋O2（g）4Fe（OH）3－444.3－280.1ΔH＜0，ΔS＜0，低温下能自发进行CaCO3（s）CaO（s）＋CO2＋178.2＋169.6ΔH＞0，ΔS＞0，高温下能自发进行归｜纳｜总｜结（1）常见的熵增过程①同一种物质的不同状态：S(g)＞S(l)＞S(s)。②反应后气体物质的量增加的反应。（2）对于一个特定的气相反应，熵变的大小取决于反应前后的气体物质的化学计量数大小。要点07可逆反应定义在同一条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。特点二同a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行。一小反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。表示在方程式中用“”表示。归｜纳｜总｜结（1）平衡时，反应物与生成物同时存在，任一组分的转化率都小于100％。（2）能量转化可逆：若正反应是吸（放）热反应，则逆反应是放（吸）热反应。要点08化学平衡状态1.定义：在一定条件下的__可逆__反应中，反应物和生成物的__浓度__不再随时间的延长而发生变化，__正反应速率__和__逆反应速率__相等的状态。2.建立过程：在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。化学平衡的建立过程可用如下v－t图像表示。图像分析：反应开始时反应物浓度最大，v(正)最大，生成物浓度为0，v(逆)为↓反应进行时反应物浓度逐渐减小→v(正)。生成物浓度由零逐渐增大→v(逆)从零

↓达到平衡时v(正)v(逆)，反应混合物中各组分的浓度，即达到化学平衡状态。【答案】2.零逐渐减小逐渐增大=保持不变3.化学平衡特征【答案】3..正反应速率逆反应速率质量和浓度4.判断化学平衡状态的标志角度标志正、逆反应速率①用同一种物质表示的反应速率v正＝v逆时，反应达到平衡。②反应方程式[如aA（g）＋bB（g）⇌cC（g）＋dD（g）]中用不同物质表示的反应速率v正（A浓度（含量）①反应方程式中任意一种物质的浓度保持不变时，反应达到平衡。②反应方程式中各物质的质量分数（或气体体积分数、物质的量分数等）保持不变时，反应达到平衡平衡常数物质的浓度商（Qc）等于化学平衡常数（Kc）时，反应达到平衡归｜纳｜总｜结(1)可逆反应不等同于可逆过程，可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。(2)化学反应的平衡状态可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立。(3)化学反应达到平衡状态的正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等。(4)化学反应达平衡状态时，各组分的浓度、百分含量保持不变，但不一定相等。要点09化学平衡常数1．化学平衡常数(1)含义在一定__温度__下，当一个可逆反应达到__化学平衡__时，生成物__浓度幂之积__与反应物__浓度幂之积__的比值是一个常数，简称平衡常数，用符号__K__表示。化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。(2)表达式对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一定温度下达到平衡时，平衡常数的表达式：K＝__eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)__。①平衡常数表达式中，各物质的浓度均为平衡时的浓度。其书写形式与化学方程式的书写有关。②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。(3)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__。当K＞__105__时，可以认为反应进行得较完全。②K值越小，正反应进行的程度__越小__，反应物的转化率__越小__。当K＜__10－5__时，认为反应很难进行。(4)影响因素①内因：__反应物本身__的性质。②外因：只受__温度__影响，与__浓度__、__压强__、__催化剂__等外界因素无关。即在一定温度下，平衡常数保持不变。(5)平衡常数的应用①判断、比较可逆反应进行的程度一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应：K值正反应进行的程度平衡时生成物浓度平衡时反应物浓度反应物转化率越大__越大____越大____越小____越高__越小__越小____越小____越大____越低__②判断正在进行的可逆反应的方向以及反应是否达到平衡对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，若浓度商Qc＝eq\f(cpC·cqD,cmA·cnB)，则将浓度商和平衡常数作比较可得可逆反应所处的状态。③判断可逆反应的反应热 2.化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数也会改变。 已知两反应的平衡常数分别为K1、K2。 ①若两反应互为逆反应，则K1•K2＝1。 ②若两反应的反应物和生成物相同，反应1的系数是反应2的n倍，则K1＝Keq\o\al(n,2)。 ③若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1•K2。 ④若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝eq\f(K1,K2)。 归｜纳｜总｜结使用化学平衡常数应注意的问题(1)化学平衡常数K值的大小是可逆反应进行程度的标志，它能够表示可逆反应进行的程度。一个反应的K值越大，表明平衡时生成物的浓度越大，反应物的浓度越小，反应物的转化率也越大。可以说，化学平衡常数是在一定温度下一个反应本身固有的内在性质的定量体现。(2)化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。(3)反应物或生成物中有固体和纯液体存在时，其浓度可看作“1”，而不计入平衡常数表达式中。如H2O(l)的浓度，固体物质的浓度均不写，但水蒸气浓度要写。(4)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若反应方向改变，则平衡常数改变，正、逆反应的平衡常数互为倒数；若化学方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小，尽管是同一反应，平衡常数也会改变。要点10平衡转化率1.定义 某一反应物的平衡转化率α等于该物质在反应中已转化的量(如物质的量、物质的量浓度等)与该物质起始总量的比值。 2.表达式 平衡转化率α＝eq\f(该反应物的起始总量－该反应物的平衡量,该反应物的起始总量)×100% 对于反应aA＋bBcC＋dD，反应物A的平衡转化率为α(A)＝eq\f(c0(A)－c(A),c0(A))×100%，式中c0(A)和c(A)分别表示A的初始浓度和A的平衡浓度。 3.意义 反应的平衡转化率能表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。归｜纳｜总｜结平衡转化率的几点注意事项(1)在同一条件下，平衡转化率是最大的转化率。(2)产率＝eq\f(实际产量,理论产量)×100%，“产率”不一定是平衡状态下的。(3)催化剂可以提高产率，但是不能提高平衡转化率。(4)平衡时混合物组分的百分含量＝eq\f(某组分的平衡量,平衡时各物质的总量)×100%要点11化学平衡的移动1．化学平衡移动的过程2．化学平衡移动与化学反应速率的关系化学平衡发生移动的根本原因是外界条件的改变造成了v正≠v逆，其具体情况如下：(1)v正__＞__v逆，平衡向正反应方向移动。(2)v正__＝__v逆，平衡不移动。(3)v正__＜__v逆，平衡向逆反应方向移动。归｜纳｜总｜结①化学反应速率改变，平衡不一定发生移动。②化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变(v正≠v逆)。要点12化学平衡移动的影响因素改变的条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向浓度增大反应物浓度或减小生成物浓度向方向移动减小反应物浓度或增大生成物浓度向方向移动压强(对有气体参加的反应)反应前后气体体积改变增大压强向气体分子总数的方向移动减小压强向气体分子总数的方向移动反应前后气体体积不变改变压强平衡移动温度升高温度向反应方向移动降低温度向反应方向移动催化剂同等程度改变v(正)、v(逆),平衡不移动【答案】正反应逆反应减小增大不吸热放热归｜纳｜总｜结“稀有气体”对化学平衡的影响：①恒温、恒容条件：原平衡体系eq\o(→,\s\up7(充入稀有气体))总压强增大→体系中各组分的浓度不变→v正、v逆不变→平衡不移动。②恒温、恒压条件：原平衡体系eq\o(→,\s\up7(充入稀有气体))容器容积增大，各反应气体的分压减小→体系内各气体浓度同等程度减小(等同减压)eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(体积不变的反应),\s\do5()))平衡不移动eq\a\vs4\al(\o(→,\s\up7(体积变化的反应),\s\do5()))平衡向气体体积增大的方向移动要点13勒夏特列原理1.内容：如果改变影响平衡的条件之一(如温度、压强，以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。2.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。归｜纳｜总｜结①“减弱这种改变”——升温平衡向着吸热反应方向移动；增大反应物浓度平衡向反应物浓度减小的方向移动；增大压强平衡向气体物质的量减小的方向移动。②化学平衡移动的结果只是减弱了外界条件的改变，而不能完全抵消外界条件的改变，更不能超过外界条件的变化。要点14工业合成氨的条件1.合成氨反应进行的方向N2（g）＋3H2（g）⇌2NH3（g），已知在298K时，ΔH＝－92.2kJ·mol－1，ΔS＝－198.2J·mol－1·K－1，ΔG＝－33.14kJ·mol－1（保留两位小数），该反应能正向自发进行。2.合成氨反应限度增大压强、降低温度有利于化学平衡向生成NH3的方向移动。N2和H2的物质的量之比为1∶3（理论投料比）时，平衡转化率最高。3.合成氨反应的速率在特定条件下，合成氨反应的速率与参与反应的物质浓度的关系式为4.工业合成氨适宜条件的选择催化剂温度压强采用铁触媒为催化剂（填催化剂名称），该催化剂在500℃左右时活性最大采用400～500℃，原因是使催化剂的活性较高采用10MPa～30MPa。压强越大，对材料的强度和设备的制造要求越高，需要的动力越大，会大大增加生产投资，降低综合经济效益归｜纳｜总｜结N2的吸附分解所需活化能最高，是控制总反应速率的关键步骤。工业生产时适当提高N2的比例，即按n（N2）∶n（H2）＝1∶2.8投料，并及时分离出NH3，促使平衡正向移动。要点15化学平衡图像1．常见化学平衡的图像类型(1)浓度—时间图像浓度—时间图像可以直观地反映每一时刻的浓度变化。因此可用于列三段式或求解反应方程式中的化学计量数之比(化学计量数之比＝浓度变化量之比)。(2)速率—时间图像此类图像定性揭示了v(正)、v(逆)随时间(含条件改变对化学反应速率的影响)变化规律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动方向等。(3)转化率(或含量)—时间关系图该类图像主要看斜率的大小，斜率的大小反映速率的大小，可理解为“先拐先平数值大”，即图像先拐弯的先达到平衡，对应的温度或压强大。(4)恒压(温)线(5)几种特殊的图像①对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)ΔH＜0，M点前，表示反应未达到平衡，则v正＞v逆；M点为平衡点；M点后为平衡受温度的影响情况。②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。注意：该类图像在求解时，一定要先固定一个变量再探究物理量随另一变量的变化规律。(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。2．化学平衡图像解读(1)v－t图像解读①看改变条件的一瞬间(t1)，若v′正在v′逆上方，则平衡向正反应方向移动；反之，则平衡向逆反应方向移动。②若a、b重合为一点，则t1时刻改变的是某一物质的浓度。③若a、b不重合，则t1时刻可能是改变了温度或压强。④若v′正和v′逆改变程度相同，即v′正＝v′逆，平衡不移动，则t1时刻可能是使用了催化剂或是对反应前后气体分子数不变的反应改变压强。(2)物质的量(或浓度或转化率)与时间关系的图像解读①每条曲线在转折点以前表示该条件下此反应未达平衡状态，转折点后表示已达平衡状态。②先出现转折点的则先达到平衡。如图甲，压强为p1条件下先达平衡，可推知p1＞p2；图乙中，温度为T2条件下先达平衡，可推知T2＞T1。根据Y表示的意义，可推断反应前后气体的化学计量数之和的大小，或判断正反应是吸热反应还是放热反应。(3)等温(压)平衡曲线解读①纵坐标Y可表示物质的量、浓度、转化率以及物质的量分数等含义。②解题分析时，常需要作辅助线(对横坐标轴作垂线)，若横坐标表示温度(或压强)，则此辅助线为等温线(或等压线)。③如图丙所示，在曲线上的每个点(如B点)都达到平衡状态，若纵坐标表示反应物转化率，则有：A点是非平衡状态，若要达到平衡，需降低转化率，即平衡要向逆反应方向移动，此点v正＜v逆；C点是非平衡状态，若要达到平衡，需增大转化率，即平衡要向正反应方向移动，此点v正＞v逆；处于平衡状态或非平衡状态的各点的反应速率，其大小主要由温度决定，故有vC＞vB＞vA。(4)同一段时间内，不同温度下反应进程中某个量的图像解读如图是不同温度下经过一段时间，某反应物的转化率与温度的关系。①此图像表明该反应的正反应为放热反应。若正反应为吸热反应，则同一时间段内温度越高，平衡正向移动程度越大，反应物的转化率越大，曲线应一直为增函数，与图像不符。②T1～T2段，反应未达到平衡，随温度升高，反应速率加快，反应物转化率增大。③T2点表示反应达到平衡状态。④T2～T3段是随温度升高平衡向吸热反应方向移动的结果，T2～T3段曲线上的点均为平衡点。归｜纳｜总｜结化学平衡图像题的解题技巧(1)先拐先平。在含量(转化率)—时间曲线中，先出现拐点的先达到平衡，说明该曲线表示的反应速率大，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。(2)定一议二。当图像中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。(3)三步分析法。一看反应速率是增大还是减小；二看v(正)、v(逆)的相对大小；三看化学平衡移动的方向。题型01化学反应速率的大小比较与计算【典例1】对于可逆反应，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是A． B．C． D．【答案】B【解析】在不同条件下，用不同物质表示的化学反应速率数值的大小不能表示反应速率的快慢，需用同一物质表示化学反应速率，且注意单位一致，将选项中反应速率均转化成用物质A表示的速率。A．；B．，根据化学计量系数比，；C．，根据化学计量系数比，；D．，根据化学计量系数比，；数值最大的是表示的反应速率最快，故选B。方｜法｜点｜拨比较化学反应速率大小的方法(1)基准法：①看单位是否统一，若不统一，换算成相同的单位②换算成同一物质表示的反应速率，再比较数值的大小(2)比值法：比较化学反应速率与化学计量数的比值，即对于一般反应mA(g)＋nB(g)=pC(g)＋qD(g)，比较eq\f(vA,m)与eq\f(vB,n)，若eq\f(vA,m)＞eq\f(vB,n)，则A表示的反应速率比B大【变式1-1】分别取100mL的两种一元酸HX和HY的溶液，加入足量的镁粉，充分反应后，收集到的体积分别为和。下列说法错误的是A．相同条件下，B．若开始时，则HX一定是强酸C．若开始时，则酸性HX>HYD．向反应后的溶液中加入足量氢氧化钠溶液，生成的沉淀质量相等【答案】B【解析】A．两种一元酸浓度和体积相同，物质的量相等，足量Mg反应时，无论强弱酸，均被完全消耗，相同条件下产生的H2体积相等，故，A正确；B．初始反应速率快（）仅说明HX的初始浓度更高，可能是强酸或解离度（电离程度）更高的弱酸（如HX的大于HY），无法直接断定HX为强酸，B错误；C．初始速率快表明HX的浓度更高，等物质的量浓度的两种酸，酸性强弱由解离能力（电离程度）决定，因此HX的酸性强于HY（无论是否为强酸），C正确；D．两反应中体积相等，生成的物质的量相同，加入足量NaOH后生成的沉淀质量相等，D正确；故答案选B。【变式1-2】一定温度下，在密闭容器中，A、B、C三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是A．时反应停止B．a点时，C．反应的化学方程式为：D．反应开始到，【答案】C【解析】A．5min时，反应达到动态平衡，不是反应停止，A错误；B．a点时，A和B的物质的量相等，物质的量的变化量不相等，则，B错误；C．由图可知，，，，参加反应的各物质的化学计量数之比等于其变化的量之比，则反应的化学方程式为：，C正确；D．反应开始到5min，，，D错误；故答案选C。题型02速率常数及速率方程【典例2】某化学学习小组为探究的反应速率(v)与反应物浓度(c)的关系，在20℃条件下进行实验，所得的数据如下：实验编号相关数据①②③④⑤/mol·L-10.0010.0010.0010.0020.001/mol·L-10.100.200.200.100.40/mol·L-10.0080.0080.0040.0080.008v/mol·L-1·s-1已知，该反应的速率方程为(k为速率常数)。下列说法错误的是A．速率方程中B．速率方程中C．实验⑤中，D．等浓度的、、，对反应速率的影响小【答案】D【解析】A．通过比较实验①和④，浓度加倍时速率翻倍，确定m=1；比较实验①和②，Br-浓度加倍时速率翻倍，确定n=1，因此m=n=1，A正确；B．比较实验②和③，H+浓度减半时速率变为原来的，说明速率与c2(H+)成正比，故p=2，B正确；C．根据速率方程，结合m=n=1，p=2，代入实验①数据计算出k=3.75，则实验⑤中，C正确；D．由上述分析可知，m=n=1，p=2，则等浓度的、、，对反应速率的影响大，D错误；故答案选D。方｜法｜点｜拨正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系对于基元反应aA（g）＋bB（g）⇌cC（g）＋dD（g），假设v正＝k正·ca（A）·cb（B），v逆＝k逆·cc（C）·cd（D），平衡常数K＝cc（C）·cd（D）ca（A【变式2-1】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【答案】B【解析】A．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；B．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；C．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；D．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。【变式2-2】为减少对环境造成的㬌响，发电厂试图将废气中的进行合理利用，以获得重要工业产品。研究发现与合成的反应机理如下：①快；②快；③慢。反应②的速率方程，、、是速率常数。下列说法错误的是A．反应②的平衡常数B．反应①和②的活化能均大于反应③的活化能C．要提高合成的速率，关链是提高反应③的速率D．使用合适的催化剂不能增大平衡时的体积分数【答案】B【解析】A．反应②存在，，平衡时正逆反应速率相等，则K=，A正确；B．活化能越小，反应速率越快，则反应①和②的活化能小于反应③的活化能，B错误；C．慢反应决定整个反应速率，要提高合成COCl2的速率，关键是提高反应③的速率，C正确；D．催化剂不影响平衡移动，则选择合适的催化剂能加快该反应的速率，而平衡不移动则COC12的体积分数不变，D正确；故选B。题型03反应历程中的活化能与反应速率【典例3】N(CH3)3(三甲胺)是重要的化工原料。在铜催化剂条件下，可将(CH3)2NCHO(简称DMF)转化为N(CH3)3。计算机模拟单个DMF分子在铜催化剂表面的反应历程如图所示(*表示物质吸附在铜催化剂上)。下列说法错误的是A．铜催化剂参与化学反应B．1molDMF完全转化为三甲胺，会释放出1.02eV的能量C．升高温度，可以加快反应速率，但DMF的平衡转化率减小D．该反应历程图中的最大能垒(活化能)为1.19eV【答案】B【解析】A．催化剂通过参与反应形成中间产物，如吸附态物质*而降低反应的活化能，从而加快化学反应速率，根据图示可知铜催化剂参与化学反应，A正确；B．反应历程图模拟的是单个DMF分子的能量变化，1molDMF完全转化释放的能量应为单个分子能量变化1.02eV与阿伏加德罗常数的乘积，即为1.02NAeV，而非直接为1.02eV，B错误；C．由图可知反应物为0.0eV，产物的能量为-1.02eV，故反应物的能量高于产物的能量，发生反应时会放出多余的能量，因此该反应为放热反应。升高温度能够加快反应速率，但使化学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致反应物DMF平衡转化率减小，C正确；D．能垒为过渡态与对应基元反应反应物的能量差。图中从中间态N(CH3)3+OH*+H*到产物的过渡态能量差最大，计算可得最大能垒(活化能)为：-1.02eV-(-2.21eV)=1.19eV，即最大能垒为1.19eV，D正确；故合理选项是B。方｜法｜点｜拨反应历程题常见考向如下：【变式3-1】合成氨反应历程和能量变化如图所示(*R表示微粒处于吸附状态)。下列说法错误的是A．决定总反应反应历程为*N＋3*H=*NH3B．反应历程中的最低能垒(活化能)为90C．升高温度，该反应历程中基元反应的速率加快D．N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

=—92【答案】B【解析】A．反应的活化能越大，反应速率越慢，总反应速率取决于慢反应，由图可知，过渡态II的活化能最大，则决定总反应反应历程为*N＋3*H=*NH3，故A正确；B．由图可知，反应历程中的最低能垒(90+34)kJ/mol=124kJ/mol，故B错误；C．升高温度，反应物的能量增大，活化分子和活化分子百分数增大，有效碰撞的次数增大，反应历程中基元反应的速率加快，故C正确；D．由图可知，合成氨反应的反应热△H=(100+308)kJ/mol—500kJ/mol=—92kJ/mol，反应的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)

=—92，故D正确；故选B。【变式3-2】乙炔在表面选择加氢的反应机理如图，其中吸附在表面上的物种用*标注。下列叙述错误的是A．上述乙炔加氢的反应为放热反应B．过程能量升高C．反应历程中的活化能最大D．总反应方程式：【答案】B【解析】A．反应物的总能量大于生成物的总能量，为放热反应，故A不选；B．乙炔气体吸附在表面能量降低，故B选；C．的活化能为85最大，故C不选；D．乙炔和氢气是反应物，生成物只有乙烯，其总反应为，故D不选；故选：B。题型04影响化学反应速率的因素【典例4】在生产、生活或者实验室实验中，下列措施不是用来调控化学反应速率的是A．洗衣粉中添加酶 B．用粗锌粒和稀硫酸反应制取氢气C．鲜肉放在冰箱中冷藏 D．合成氨时增大比【答案】D【解析】A．酶作为催化剂，洗衣粉中添加酶能加快去污反应的速率，属于调控反应速率，A不符合题意；B．粗锌含有杂质，形成微电池效应，加快反应速率，B不符合题意；C．低温降低鲜肉腐败相关反应的速率，属于调控反应速率，C不符合题意；D．合成氨时增大n(N2):n(H2)比，主要目的是通过增大N2浓度，使平衡右移以提高H2转化率和NH3产率，而非直接调控反应速率，D符合题意；故选D。易｜错｜提｜醒由于固体和纯液体的浓度可视为常数，故改变其用量反应速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积增大将导致反应速率增大。改变温度、使用催化剂，反应速率一定发生变化，其他外界因素改变，反应速率是否发生变化要具体情况具体分析。其他条件一定，升高温度，不论正反应还是逆反应，不论放热反应还是吸热反应，反应速率都要增大，只不过正、逆反应速率增加的程度不同。【变式4-1】下列说法正确的是A．活化分子间的碰撞都是有效碰撞，活化分子具有的能量叫做活化能B．可逆反应都有一定的限度，限度越大，反应速率越快C．升高温度，可以提高单位体积内活化分子百分数，从而提高反应速率D．对于有气体参与的反应，增大压强可以提高单位体积内活化分子数，加快反应速率【答案】C【解析】A．活化分子间的碰撞需要适当取向才能成为有效碰撞，并非所有活化分子碰撞都有效，A错误；B．可逆反应的限度（平衡常数）与反应速率无直接关系，B错误；C．升高温度会使更多分子成为活化分子，导致活化分子百分数增加，单位时间内有效碰撞次数增大，反应速率增大，C正确；D．对于有气体参与的反应，通过缩小体积使体系压强增大，则单位体积内活化分子数增加，单位时间内有效碰撞次数增大，反应速率增大，若是在恒容条件下充入与反应无关的气体来增大体系总压强，反应物浓度不变，反应速率不变，D错误；故选C。【变式4-2】采取下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是A．铁与稀硫酸反应制取时，用浓硫酸代替稀硫酸B．NaOH溶液和稀硫酸反应时，增大反应体系的压强C．Na与水反应时，增加水的用量D．大理石与盐酸反应制取时，将块状大理石改为粉末状大理石【答案】D【解析】A．浓硫酸有强氧化性，无法与铁反应生成H2，A错误；B．NaOH与稀硫酸反应为溶液中的离子反应，增大压强不影响该反应速率，B错误；C．水为纯液体，增加用量不改变浓度，反应速率不变，C错误；D．将块状大理石改为粉末，增大固液接触面积，反应速率加快，D正确；答案选D。题型05化学反应速率图像分析【典例5】在相同条件下研究催化剂I、Ⅱ对反应X→2Y的影响，各物质浓度c随反应时间t的部分变化曲线如图，则下列说法正确的是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，0～2min内，【答案】D【解析】A．由图可知，无催化剂时，随反应进行，生成物浓度也在增加，说明反应也在进行，A错误；B．由图可知，催化剂I比催化剂Ⅱ催化效果好，说明催化剂I使反应活化能更低，反应更快，则Ⅱ使反应活化能更高，B错误；C．由图可知，使用催化剂Ⅱ时，在0~2min内Y的浓度变化了2.0mol/L，而a曲线表示的X的浓度变化了2.0mol/L，二者变化量之比不等于化学计量数之比，所以a曲线不表示使用催化剂Ⅱ时X浓度随时间t的变化，C错误；D．使用催化剂Ⅰ时，在0~2min内，Y的浓度变化了4.0mol/L，则，由速率之比等于化学计量系数比，v(X)=v(Y)=×，D正确；故答案选D。方｜法｜点｜拨有关化学反应速率的图像分析方法（1）认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与有关的原理挂钩。（2）看清起点，分清反应物、生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点。（3）抓住变化趋势，分清正、逆反应，吸、放热反应。升高温度时，v(吸)＞v(放)，在速率－时间图上，要注意看清曲线是连续的还是跳跃的，分清渐变和突变，大变和小变。例如，升高温度，v(吸)大增，v(放)小增；增大反应物浓度，v(正)突变，v(逆)渐变。【变式5-1】在酶浓度和其他反应条件不变的情况下，反应速率(v)与底物(即反应物)浓度的关系如图所示。1902年HenriV。提出了酶一底物中间复合物学说，反应机理：首先由酶(E)与底物[S]生成酶—底物中间复合物(ES)，然后ES分解生成产物(P)和游离的酶(E)，即。图中称为米氏常数。下列有关说法错误的是A．的值等于反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度B．酶可以提高单位时间的底物转化率C．当底物浓度大时，增加酶浓度可以提高反应的速率D．反应的决速步是【答案】D【解析】A．所对应的反应速率为，则表示反应速率为最大反应速率一半时的底物浓度，A正确；B．催化剂降低反应活化能，提高底物转化率，酶是催化剂，则酶可以提高单位时间的底物转化率，B正确；C．底物和酶为1：1反应，因此当底物浓度大时，需要酶的浓度也很大才可以保持较大反应速率，C正确；D．反应的决速步是正反应：，D错误；故答案为D。【变式5-2】可逆反应，，，判断下列图像错误的是A． B．C． D．【答案】D【解析】A．可逆反应，ΔH<0，温度越高，反应速率越快，且达到平衡需要的时间越短，另外升高温度，平衡逆向移动，A的转化率降低，图像吻合，A正确；B．可逆反应，ΔH<0，在恒压条件下，升高温度，平衡逆向移动，C的百分含量降低；在恒温条件下，增大压强，平衡正向移动，C的百分含量增大，图像吻合，B正确；C．可逆反应，ΔH<0，达到平衡后，升高温度，正、逆反应速率都加快，且v(逆)增大幅度大于v(正)，平衡逆向移动，图像吻合，C正确；D．可逆反应达到平衡后，增大压强，正、逆反应速率都加快，且v(正)增大幅度大于v(逆)，平衡正向移动，图像不吻合，D错误；故选D。题型06控制变量法的应用【典例6】在硫酸工业中，通过下列反应使氧化为：

。下表列出了恒容刚性容器中，在不同温度和压强下，反应达到平衡时的转化率。下列说法错误的是温度/℃平衡时的转化率/%0.1MPa0.5MPa1MPa5MPa10MPa45097.598.999.299.699.750085.692.994.997.798.3A．为了增大的转化率，可以控制与的投料比大于2B．在到达平衡时充入He增大压强，不能增大转化率C．该反应的正反应方向是放热反应D．在实际生产中，选定的温度为400~500℃，主要原因是考虑催化剂的活性最佳【答案】A【解析】A．增加一种反应物的浓度，可以提高另一种反应物的转化率，故控制二氧化硫和氧气的投料比小于2可以增大二氧化硫的转化率，A符合题意；B．容器为恒容刚性容器，充入与反应无关的气体，反应相关的气体的浓度不变，转化率不变，B不符合题意；C．由表知：相同压强时，温度高时二氧化硫的转化率小，则升温平衡左移，该反应的正反应方向是放热反应，C不符合题意；D．结合选项C可知，高温不利于三氧化硫生成，在实际生产中，考虑到综合经济效益，选定的温度为400~500℃，主要原因是考虑催化剂的活性最佳，D不符合题意；故选A。【变式6-1】恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表而上发生的分解反应：，测得不同起始浓度和催化剂表面积下浓度随时间的变化如下表所示。下列说法错误的是编号时间/min表面积/020406080①a2.402.001.601.200.80②a1.200.800.40x③2a2.401.600.800.400.40A．相同条件下，增加的浓度，反应速率增大B．实验③，C．实验②，时处于平衡状态，D．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大【答案】A【解析】A．由编号①②数据可知，在催化剂表面积相等的情况下，实验①的浓度是实验②的两倍，但反应20min后的消耗量都是0.4mol/L，说明增加的浓度，反应速率不变，故A错误；B．实验③，过程中，，故B正确；C．实验③中反应达到平衡时的浓度为0.4mol/L，而催化剂表面积的变化不会改变平衡状态，则实验②中反应达到平衡时的浓度为0.2mol/L，由因为实验②中的浓度是实验③的一半，等效于减小压强，平衡正向移动，的浓度减小，则实验②，时处于平衡状态，，故C正确；D．由编号②③数据可知，增大催化剂的表面积，消耗相同所用时间减小，反应速率增大，故D正确；故选A。【变式6-2】室温下按如图所示的装置进行实验(实验过程中反应体系温度保持不变)，5s内消耗锌0.01mol。下列说法正确的是A．可用长颈漏斗替换分液漏斗B．5s内：C．5s内：D．若药品足量，再消耗0.65gZn的时间超过5s【答案】D【解析】A．若用长颈漏斗替换分液漏斗，不方便控制反应进程，不能替换，故A错误；B．锌为纯固体，密度为定值，不能用单位时间内浓度的变化量来表示反应速率，故B错误；C．未知溶液体积，不能计算硫酸的反应速率，故C错误；D．随着反应进行，硫酸浓度变稀，反应时间变长，则再消耗0.65gZn的时间超过5s，故D正确；故选：D。题型07自发过程和自发反应【典例7】下列说法不正确的是A．一个反应能否自发进行，与焓变和熵变的共同影响有关B．若某一反应，，则该反应在任何温度下都不能自发进行C．在常温下能自发进行，则该反应D．反应，一定能自发进行【答案】C【解析】A．反应的自发性由焓变（ΔH）和熵变（ΔS）共同决定，A正确；B．当ΔH>0且ΔS<0时，ΔG=ΔH−TΔS始终大于0，反应在任何温度下均不自发，B正确；C．反应2NO(g)+2CO(g)→N2(g)+2CO2(g)的气体物质的量减少（4→3），ΔS<0。常温下自发（ΔG<0）需ΔH<0，C错误；D．ΔH<0且ΔS>0时，ΔG=ΔH−TΔS在任何温度下均小于0，反应一定能自发，D正确；故选C。【变式7-1】下列对化学反应预测正确的是选项化学反应方程式已知条件预测A它是非自发反应B能自发反应可能大于0C任何温度都能自发进行D常温下自发进行A．A B．B C．C D．D【答案】B【解析】A．反应生成气体，熵增（ΔS>0），ΔH>0时高温下可能自发，因此“非自发反应”的预测不全面，A错误；B．反应气体分子数增加（ΔS>0），若ΔH>0，高温下可能满足ΔG<0，因此ΔH可能大于0，B正确；C．ΔH>0且ΔS>0时，仅在高温下自发，而预测“任何温度”错误，C错误；D．反应气体减少（ΔS<0），常温自发需ΔH<0，预测ΔH>0矛盾，D错误；故选B。【变式7-2】下列说法中，正确的是A．室温下，冰自动熔化成水及水自动挥发成水蒸气均是熵增的过程B．的反应均是自发进行的反应C．活化分子发生的碰撞均是有效碰撞D．能够自发进行的反应均是熵增的过程【答案】A【解析】A．冰熔化（固态→液态）和水挥发（液态→气态）均为分子混乱度增加的过程，熵值增大，属于熵增过程，A正确；B．ΔH＜0（放热）仅是判断反应自发性的因素之一，还需结合熵变（ΔS）和温度（T），例如：ΔS＜0的反应高温可能不自发，B错误；C．活化分子碰撞需满足能量和合适取向才能成为有效碰撞，仅活化分子碰撞不一定是有效的，C错误；D．自发反应可能由ΔH主导（如放热且熵减的低温反应），并非一定熵增，例如水结冰（熵减）在低温下自发，D错误；故答案选A。题型08化学反应进行方向的判据【典例8】氮化硼(BN)是重要的无机材料，可通过下面两个反应制得：反应Ⅰ：

反应Ⅱ：已知反应Ⅰ常温下自发，反应Ⅱ常温下非自发。下列说法正确的是A．常温下反应Ⅰ的，化学反应速率较快B．无法判断反应Ⅱ是吸热反应还是放热反应C．可寻找性能优良的催化剂使反应Ⅱ在常温下自发D．若用反应Ⅱ制备时需要在密闭的耐高温容器中进行【答案】D【解析】A．仅说明反应具有自发性，不能说明反应速率的快慢，反应速率由活化能决定，与无关，A错误B．反应Ⅱ为气体分子数增大的反应，，常温下非自发，说明，可判断反应Ⅱ是吸热反应，B错误；C．催化剂能改变反应速率，不影响及，无法改变反应自发性，C错误；D．反应Ⅱ为气体分子数增大的反应，，常温下非自发，说明，高温可以使自发进行，故需要在密闭的耐高温容器中进行，D正确；故选D。解｜题｜模｜板焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响ΔHΔSΔH－TΔS反应情况－＋负值在任何温度下，过程均自发进行＋－正值在任何温度下，过程均不能自发进行＋＋低温为正高温为负低温时非自发，高温时自发－－低温为负高温为正低温时自发，高温时非自发【变式8-1】工业生产过程中发生反应：。下列说法正确的是A．该反应的B．其他条件不变，升高温度，的平衡转化率减小C．该反应在高温下能自发进行D．使用催化剂能降低该反应的焓变，提高反应速率【答案】B【解析】A．该反应属于气体体积减小的反应，ΔS<0，A错误；B．反应放热，升温使平衡逆向移动，SO2转化率减小，B正确；C．该反应属于气体体积减小的反应，ΔS<0，反应要能自发进行，ΔH-TΔS<0，因此该反应在低温条件下能自发进行，C错误；D．催化剂降低活化能，加快速率，但不改变焓变，D错误；故选B。【变式8-2】

为治理汽车尾气污染的反应之一、某一温度下，其化学平衡常数。下列说法正确的是A．升温可使该反应的正反应速率减小，逆反应速率增大B．高温、高压有利于平衡正向移动C．此温度下，因K值较大，故化学反应速率较快D．该反应在低温条件下可自发进行【答案】D【解析】A．升温通常加快化学反应速率，所以升温会使正、逆反应速率均增大，A错误；B．该反应为放热反应（ΔH<0）且气体分子数减少（体积减小），升温平衡逆向移动，所以高温不利于平衡正向移动，高压有利于平衡正向移动，因此高温高压下平衡移动方向不确定，B错误；C．平衡常数K值反映反应进行的程度，与反应速率无关，C错误；D．该反应，（气体分子数减少），根据，低温时ΔG<0，反应可自发进行，D正确；故答案选D。题型09可逆反应【典例9】在一密闭容器中进行反应：。已知反应过程中某一时刻A、B、C的浓度分别为、、。当反应达到平衡时，可能存在的数据是A．A为、B为 B．C为、B为C．A、C均为 D．为【答案】D【分析】根据可逆反应不能反应完全，利用极值假设法得到A的浓度范围为0~，B的浓度范围为0~0.2mol⋅L−1，C的浓度范围为0~0.4mol⋅L−1，且范围两边不能取等；【解析】A．A为0.4mol/L、B为0.2mol/L对应反应逆向进行到底的情况，此时C应为0，但可逆反应无法完全进行到底，A错误；B．C为0.25mol/L时，若B为0.05mol/L，需满足反应正向进行时B减少0.05mol/L，此时C应增加0.10mol/L至0.30mol/L，但选项B中C为0.25mol/L，不符合化学计量关系，B错误；C．A和C均为0.15mol/L时，无论反应正向或逆向进行，均无法通过化学计量关系推导出此结果（正向反应A应减少，C应增加；逆向反应A应增加，C应减少），C错误；D．C为0.3mol/L在正向极限范围内（最大为0.4mol/L），且符合反应比例（A减少0.1mol/L，B减少0.05mol/L，C增加0.1mol/L），D正确；故选D。方｜法｜点｜拨采用极端假设，界定浓度范围假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。假设反应正向进行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)起始浓度/(mol·L－1)0.10.30.2改变浓度/(mol·L－1)0.10.10.2终态浓度/(mol·L－1)00.20.4设反应逆向进行到底：X2(g)＋Y2(g)2Z(g)起始浓度/(mol·L－1)0.10.30.2改变浓度/(mol·L－1)0.10.10.2终态浓度/(mol·L－1)0.20.40平衡体系中各物质的浓度范围为c(X2)∈(0,0.2)，c(Y2)∈(0.2,0.4)，c(Z)∈(0,0.4)。【变式9-1】下列实验操作及现象能得出相应结论的是选项实验操作及现象结论A向盛有和的恒压密闭容器中通入一定体积氦气，最终气体颜色变浅化学平衡向增多的方向移动B以为指示剂，用标准溶液滴定溶液中的，先出现白色沉淀，后出现砖红色沉淀C用盐酸标准液滴定待测NaOH溶液的中和滴定实验，通常不选石蕊试液作指示剂石蕊指示剂变色范围与滴定终点突变范围不一致D取溶液，加入溶液，用萃取分液，下层呈现紫红色，再向水层中滴入KSCN溶液，溶液变成红色证明与发生的反应为可逆反应A．A B．B C．C D．D【答案】D【解析】A．恒压条件下通入氦气，容器体积增大（相当于减压，平衡向气体分子数增大的方向移动），NO2和N2O4的浓度均降低（体系颜色变浅），即平衡向NO2增加的方向移动，A错误；B．不同类型物质，溶解度与Ksp的关系不同；不能通过直接比较沉淀的先后来判断Ksp大小，B错误；C．石蕊变色范围为pH：5~8（跨度达3个单位），对应氢离子浓度变化1000倍，无法精准匹配滴定终点附近的pH突变，其变色过程为红→紫→蓝的渐变，人眼难以准确判断终点颜色，C错误；D．反应原理为：，依据题目信息，三价铁少量，但反应完成后，仍然检测到三价铁剩余，则证明该反应为可逆反应，D正确；故答案选D。【变式9-2】下列有关化学反应速率和限度的说法中不正确的是A．实验室通过分解H2O2制备O2，加入MnO2后，反应速率明显加快B．实验室用碳酸钙和盐酸反应制取CO2时，用碳酸钙粉末比块状碳酸钙反应要快C．在2SO2+O22SO3反应中，SO2不能100%转化为SO3D．在金属钠与足量水的反应中，增加水的量使反应速率增大【答案】D【解析】A．MnO2作为催化剂，能加快H2O2分解的速率，A正确；B．粉末状碳酸钙表面积更大，与盐酸接触更充分，反应速率更快，B正确；C．可逆反应无法完全进行到底，SO2的转化率不可能达到100%，C正确；D．水是纯液体，增加其量不会改变浓度，反应速率不变，D错误；故选D。题型10化学平衡状态【典例10】一定温度下，在2L的密闭容器中发生反应：xA(g)+B(g)2C(g)

ΔH<0，A、C的物质的量随时间变化的关系如图。下列有关说法正确的是A．x=1B．反应进行到1min时，反应体系达到化学平衡状态C．2min后，A的正反应速率一定等于C的逆反应速率D．2min后，容器中A与B的物质的量之比一定为2∶1【答案】C【解析】A．在化学反应中化学计量数之比等于物质的量的变化量之比，由图示可知0~2min内；，则，则x=2，A错误；B．化学平衡状态时各组分的物质的量保持不变，所以反应进行到1min时，反应体系未达到化学平衡状态，反应进行到2分钟时，达到平衡状态，B错误；C．根据反应速率之比等于化学计量系数之比，2min后保持平衡状态，A的正反应速率一定等于C的逆反应速率，C正确；D．容器中A与B的物质的量之比取决于起始时加入A、B的量，所以平衡时A与B的物质的量之比不一定等于化学计量系数之比，D错误；故选C。解｜题｜模｜板化学平衡状态的判断以反应mA（g）＋nB（g）⇌pC（g）＋qD（g）为例进行说明：可能的情况举例是否达到平衡混合气体的平均相对分子质量（Mr当m＋n≠p＋q时，Mr是当m＋n＝p＋q时，Mr不一定温度绝热体系内温度不变是气体密度（ρ）反应物与生成物均为气体的反应恒容体系，ρ一定不一定恒压体系，当m＋n＝p＋q时，ρ一定不一定恒压体系，当m＋n≠p＋q时，ρ一定是其他如体系（反应前后物质的颜色有改变）颜色不再变化是【变式10-1】恒温条件下，在容积为刚性容器中投入一定量，发生反应：。12s时反应达到平衡，生成的物质的量为，反应过程中的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是A．方程式中B．前12s内，A的平均反应速率为C．12s后，A的消耗速率等于B的生成速率D．单位时间内生成的同时，生成，则反应达到平衡状态【答案】D【解析】A．前12s内，A的浓度变化量为，A反应的物质的量为，生成C的物质的量为，故A、C的系数比为，故c=2，B的浓度变化量为，故A、B的系数比为，故，故A错误；B．前12s内，A的浓度变化量为，A的平均反应速率为，故B错误；C．前12s内，A的浓度变化量为，B的浓度变化量为，故A、B的系数比为，故b=1，12s后反应达到平衡状态，A的消耗速率与B的生成速率比为3：1，故C错误；D．前12s内，A的浓度变化量为，A反应的物质的量为，生成C的物质的量为，故A、C的系数比为，单位时间内生成的同时，生成，正逆反应速率相等，化学反应达到平衡状态，故D正确；故选：D。【变式10-2】对可逆反应，下列叙述正确的是A．达到化学平衡时，若增大容器容积，则正反应速率减小，逆反应速率增大B．若单位时间内生成的同时，消耗，则反应达到平衡状态C．达到化学平衡时，D．化学反应速率关系：【答案】C【解析】A．增大容器容积时，气体浓度均降低，正、逆反应速率均减小，A错误；B．根据反应系数，可知生成NO与消耗NH3的物质的量始终相等，故无法判断是否平衡，B错误；C．平衡时正逆反应速率相等，根据反应系数关系，4v正(O2)=5v逆(NO)成立，C正确；D．速率关系应为3v(NH3)=2v(H2O)，而非选项中的2v(NH3)=3v(H2O)，D错误；故答案选C。题型11平衡转化率【典例11】某科研小组根据反应来探究起始反应物的碳氮比对污染物去除率的影响。T℃时，向体积为的恒容密闭容器中充入总物质的量为的和混合气体，并加入一定量的固体催化剂进行反应，实验测得平衡体系中气体组分的转化率和氮气的体积分数的变化如图所示。下列说法不正确的是A．转化率1表示NOB．A点时C．改变起始反应物的碳氮比，该反应的平衡常数变大D．其他条件不变时，初始加入4molNO和4molCO，到达平衡后，氮气的体积分数大于25%【答案】C【分析】反应，碳氮比增大（CO增多），促进NO的转化，NO转化率升高，转化率1的曲线为NO；转化率2的曲线为CO，据此分析。【解析】A．碳氮比增大（CO增多），促进NO的转化，NO转化率升高，转化率1的曲线为NO，A不符合题意；B．按化学计量系数投入反应物NO与CO时，NO与CO的转化率相同，故有，A点时，B不符合题意；C．反应的平衡常数仅与温度有关，改变起始碳氮比（温度不变），不变，C符合题意；D．实验总物质的量为4mol，A点氮气的体积分数为25%；初始加入4molNO和4molCO（总物质的量增大），相当于增大压强，平衡正向移动，氮气的体积分数大于25%，D不符合题意；故选C。方｜法｜点｜拨平衡转化率的分析与计算(1)计算公式：反应物的转化率＝eq\f(n（转化）,n（起始）)×100%＝eq\f(c（转化）,c（起始）)×100%。(2)转化率的分析：(ⅰ)以反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)为例。①若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，达到平衡后，A、B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由温度或压强引起的化学平衡正向移动，反应物的转化率增大。④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。同倍增大c(A)和c(B)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(a＋b＝c＋dA、B的转化率不变,a＋b>c＋dA、B的转化率增大,a＋b<c＋dA、B的转化率减小))(ⅱ)以反应mA(g)nB(g)＋qC(g)为例。在T、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。增大c(A)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(m＝n＋qA的转化率不变,m>n＋qA的转化率增大,m<n＋qA的转化率减小))【变式11-1】一定条件下将和按物质的量之比充入恒容密闭容器中，发生反应：。在不同压强下分别测得的平衡转化率随温度变化的曲线如图，下列说法正确的是A．由图可知，该反应，且B．向容器中继续充入NO，平衡正向移动，NO的平衡转化率减小C．时，该反应的化学平衡常数的数值为D．、条件下，的平衡转化率为【答案】B【解析】A．由图可知，升高温度，NO平衡转化率降低，平衡逆向移动，则该反应为放热反应，；该反应正反应气体体积减小，增大压强平衡正向移动，NO转化率增大，相同温度下p2对应的转化率高于p1，则，A错误；B．向容器中继续充入NO，NO浓度增大，平衡正向移动，NO转化量增多，但NO总量增加更多，NO平衡转化率反而减小，B正确；C．该反应是气体分子数减小的反应，反应前后气体的化学计量数不相等，平衡常数与体积有关，由于容器体积、物质的初始浓度未知，不能计算平衡常数，C错误；D．由于NO与O2的起始物质的量之比等于其化学计量数之比，所以在该条件下两种反应物的转化率相等；由图可知，400℃、p1时NO的转化率为40%，则O2的转化率也为40%，D错误；故答案选B。【变式11-2】某温度下，对于反应

的平衡转化率()与体系总压强(P)的关系如图所示，下列说法正确的是A．将2.0mol氮气、6.0mol氢气，置于1L密闭容器中发生反应，放出的热量为B．保持压强不变，通入惰性气体，平衡逆向移动C．其他条件不变，起始充入的越多，的平衡转化率越大D．平衡状态由A变到B时，平衡常数【答案】B【解析】A．若在1L密闭容器中投料2.0 mol N2与6.0molH2，实际只能达到化学平衡而不能百分之百转化，故放出热量应小于，A错误；

B．在保持压强不变的情况下通入惰性气体Ar，会使容器体积增大，各气体分压减小，平衡向增大气体总物质的量的方向移动，即逆向移动，B正确；C．其他条件不变，起始充入的越多，的平衡转化率越低，C错误；D．平衡常数只受温度的影响，同温下改变压强不会改变平衡常数，故K(A)=K(B)，D错误；故答案选B。题型12判断化学平衡状态的标志【典例12】反应：

，若在恒压绝热容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是A．容器内的压强不再变化B．容器内的温度不再变化C．D．容器内、、的物质的量之比为【答案】B【解析】A．容器处于恒压条件，压强始终不变，无法判断是否平衡，A不符合题意；B．反应放热，绝热条件下温度随反应而变化，温度不变说明正反应和逆反应以相等的速率持续进行，达到平衡，B符合题意；C．速率关系未区分正逆方向，无论是否平衡，同一方向的速率比始终为3:1，C不符合题意；D．物质的量之比为1:3:1可能为某一瞬时状态，不能说明平衡，D不符合题意；故选B。方｜法｜点｜拨“两审”“两标志”突破化学平衡状态的判断(1)“两审”一审题干条件恒温恒容或恒温恒压二审反应特点全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应有固体或液体参与的等体积反应还是非等体积反应(2)“两标志”。①动态标志：逆向相等v正＝v逆≠0一个表示正反应速率，一个表示逆反应速率不同物质表示的速率(或变化的物质的量、浓度)(一个正反应方向，一个逆反应方向)之比等于化学计量数之比；同物质的生成速率等于其消耗速率②静态标志：变量不变(这是关键)题目提供的量(如某物质的质量、浓度、百分含量，n总(气体)、压强、气体密度、气体平均相对分子质量)如果是随着反应的进行而改变的量，该量为“变量”，否则为“定量”。当“变量”不再变化时，证明可逆反应达到平衡，但“定量”无法证明【变式12-1】恒温、恒容条件下，反应达到化学平衡状态的判据是A． B．混合气体的密度不再改变C．混合气体的压强不再改变 D．【答案】C【解析】A．v(N2)=2v(NH3)不能表示正逆反应速率相等，不能作为平衡判据，故A错误。B．恒温恒容下，气体总质量守恒、体积不变，混合气体密度始终不变，与反应是否平衡无关，不能作为平衡判据，故B错误；C．恒温恒容下，气体压强与总物质的量成正比，反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)导致总物质的量减少，压强不再改变说明总物质的量恒定，反应达到平衡，故C正确；D．平衡时各物质浓度由平衡常数决定，c(H2):c(NH3)=3:2仅为计量系数比，实际浓度比不一定为此值，不能作为平衡判据，故D错误；故答案为C。【变式12-2】羟基氮化硼可高效催化乙烷氧化脱氢制乙烯，其反应为

。若在2L恒容绝热密闭容器中通入2mol和2mol发生上述反应，下列不能说明该反应达到平衡的是A．每消耗1mol，同时断裂4mol键 B．混合气体密度保持不变C．体系温度保持不变 D．混合气体平均摩尔质量保持不变【答案】B【解析】A．每消耗1molO2（正反应方向），对应生成2molH2O，需断裂4molH-O键（逆反应方向，H2O分解），说明正逆反应速率相等，能说明平衡，故A不选；B．混合气体密度ρ=m/V，容器恒容（V不变），反应物、生成物均为气体，总质量m始终不变，因此任何时候密度是定值，不能说明平衡，故B选；C．反应ΔH<0（放热），绝热容器中体系温度会随反应进行变化；当温度保持不变时，能说明平衡，故C不选；D．混合气体平均摩尔质量M=m/n，总质量m不变，该反应是气体分子数增大的反应，平均摩尔质量会随反应进行变化，因此当平均摩尔质量保持不变时，能说明平衡，故D不选；故选B。题型13化学