高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí)講練測(新高考專用)專題09化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡(講)原卷版+解析

專題09化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡課標解讀內(nèi)容化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)進行的方向化學(xué)平衡的相關(guān)計算解讀1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念和定量表示方法2.了解反應(yīng)活化能的概念，了解催化劑的重要作用3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對反應(yīng)速率的影響，能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律1.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性及化學(xué)平衡的建立2.掌握化學(xué)平衡的特征3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對化學(xué)平衡的影響,能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律4.了解化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用1.能正確計算化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率(α)2.了解化學(xué)平衡常數(shù)(K)的含義，能利用化學(xué)平衡常數(shù)進行相關(guān)計算考情分析本專題主要結(jié)合實際生產(chǎn)命題,以定性、定量相結(jié)合的方式綜合考查化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡，包括化學(xué)反應(yīng)速率的計算、影響化學(xué)平衡的因素及規(guī)律、平衡狀態(tài)的判斷、平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計算，同時滲透對計算能力、數(shù)形結(jié)合能力、語言組織能力等的考查?？疾閷W(xué)生對信息的提取、應(yīng)用能力。備考策略本專題涉及化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的相關(guān)計算及化學(xué)平衡移動的影響因素，主要考查學(xué)生運用圖表、圖形分析和解決化學(xué)問題的能力。高頻考點一化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響因素1．特殊條件的改變對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響(1)純液體和固體濃度視為常數(shù)，它們的量的改變不會影響化學(xué)反應(yīng)速率和平衡移動。但固體顆粒的大小導(dǎo)致接觸面積的大小發(fā)生變化，故影響反應(yīng)速率。但仍不影響平衡移動。(2)對于有固、液參加的反應(yīng)，改變壓強不會影響其反應(yīng)速率和平衡移動。(3)使用催化劑催化的化學(xué)反應(yīng)，由于催化劑只有在適宜的溫度下活性最大，反應(yīng)速率才能達到最大，故在許多工業(yè)生產(chǎn)中溫度的選擇還需考慮催化劑的活性溫度范圍。但催化劑的改變不影響平衡移動。(4)“惰氣”對反應(yīng)速率和平衡的影響。①恒溫恒容，充入“惰氣”，不改變反應(yīng)速率和平衡移動。②恒溫恒壓，充入“惰氣”體積增大(相當(dāng)于壓強減小)，v正、v逆均減小，平衡向氣體分子數(shù)增多的方向移動。2．突破化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷標志(1)等——“正逆相等”(三種表述)。①同一物質(zhì)(兩種表述)：v正＝v逆、斷鍵數(shù)＝成鍵數(shù)。②不同物質(zhì)：eq\f(v正X,X的化學(xué)計量數(shù))＝eq\f(v逆Y,Y的化學(xué)計量數(shù))(2)定——“變量不變”：如果一個量是隨反應(yīng)進行而改變的(即變量)，當(dāng)其“不變”時反應(yīng)就達到平衡狀態(tài)，即“變量”不變可說明達到平衡狀態(tài)。(3)依Q(濃度商)與K關(guān)系判斷：若Q＝K，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。3．平衡移動方向判斷兩方法(1)根據(jù)v正與v逆的相對大?、偃敉饨鐥l件改變，引起v正>v逆，此時正反應(yīng)占優(yōu)勢，則化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向(或向右)移動；②若外界條件改變，引起v正<v逆，此時逆反應(yīng)占優(yōu)勢，則化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向(或向左)移動；③若外界條件改變，雖能引起v正和v逆變化，但變化后新的v正′和v逆′仍保持相等，則化學(xué)平衡沒有發(fā)生移動。(2)依據(jù)濃度商(Q)規(guī)則判斷通過比較濃度商(Q)與平衡常數(shù)(K)的大小來判斷平衡移動的方向。①若Q>K，平衡逆向移動；②若Q＝K，平衡不移動；③若Q<K，平衡正向移動。4．三種等效平衡(1)恒溫恒容，對于非等體反應(yīng)，極端轉(zhuǎn)化各物質(zhì)的量相等，平衡相同(c平、n平、v、%均相同)。(2)恒溫恒壓，任何氣體反應(yīng)，極端轉(zhuǎn)化，各物質(zhì)的量之比相同，平衡等效(c平、v、%均相同，但n平成比例)。(3)恒溫恒容，對于等體反應(yīng)，極端轉(zhuǎn)化各物質(zhì)的量之比相同，平衡等效(c%相同，c平、n平成比例，v不同)。高頻考點二化學(xué)反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率和平衡常數(shù)的有關(guān)計算1．化學(xué)反應(yīng)速率的計算(1)公式法：v(B)＝eq\f(ΔcB,Δt)＝eq\f(\f(ΔnB,V),Δt)。(2)比值法：同一化學(xué)反應(yīng)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比。對于反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)=pC(g)＋qD(g)來說，則有eq\f(vA,m)＝eq\f(vB,n)＝eq\f(vC,p)＝eq\f(vD,q)。2．化學(xué)平衡常數(shù)的換算(1)同一可逆反應(yīng)中，K正·K逆＝1；(2)同一方程式中的化學(xué)計量數(shù)等倍擴大或縮小n倍，則新平衡常數(shù)K′與原平衡常數(shù)K間的關(guān)系是K′＝Kn或K′＝eq\r(n,K)。(3)幾個可逆反應(yīng)方程式相加，得總方程式，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步反應(yīng)平衡常數(shù)之積。3．三段式突破反應(yīng)速率與平衡的有關(guān)計算mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始/(mol·L－1)ab00變化/(mol·L－1)mxnxpxqx平衡/(mol·L－1)a－mxb－nxpxqx(1)v(A)＝eq\f(mx,Δt)。(2)α(A)＝eq\f(mx,a)×100%。(3)K＝eq\f(pxp·qxq,a－mxm·b－nxn)(4)生成物的產(chǎn)率：實際產(chǎn)量占理論產(chǎn)量的百分數(shù)。一般來說，轉(zhuǎn)化率越高，原料利用率越高，產(chǎn)率越高。產(chǎn)率＝eq\f(產(chǎn)物實際質(zhì)量,理論產(chǎn)量)×100%。(5)混合物中某組分的百分含量＝eq\f(平衡量,平衡總量)×100%。高頻考點三常見的化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡圖像分析1．速率—時間圖像反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0(1)t1時增大反應(yīng)物的濃度，正反應(yīng)速率瞬間增大，然后逐漸減小，而逆反應(yīng)速率逐漸增大；(2)t2時升高溫度，正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率均增大，吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速率增大得快；(3)t3時減小壓強，容器容積增大，濃度變小，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均減小，正反應(yīng)的反應(yīng)速率減小得多；(4)t4時使用催化劑，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均瞬間增大但仍相等。2.轉(zhuǎn)化率(或含量)—時間圖像反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0(1)圖甲表示壓強對反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響，對于氣體反應(yīng)物化學(xué)計量數(shù)之和大于氣體生成物化學(xué)計量數(shù)之和的反應(yīng)，壓強越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；(2)圖乙表示溫度對反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響，對于吸熱反應(yīng)，溫度越高，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；(3)圖丙表示催化劑對反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響，催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不能改變反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。3．恒壓(溫)線反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0分析時可沿橫軸作一條平行于縱軸的虛線，即為等壓線或等溫線，然后分析另一條件變化對該反應(yīng)的影響。4．特殊類型圖像(1)對于化學(xué)反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如圖所示，M點前，表示從反應(yīng)物開始，v正＞v逆；M點為剛達到平衡點；M點后為平衡受溫度的影響情況，即升溫，A的百分含量增加或C的百分含量減少，平衡左移，故正反應(yīng)ΔH＜0。(2)對于化學(xué)反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如圖所示，L線上所有的點都是平衡點。L線的左上方(E點)，A的百分含量大于此壓強時平衡體系的A的百分含量，所以E點v正＞v逆；則L線的右下方(F點)，v正＜v逆。5．速率、平衡圖像題的分析方法(1)認清坐標系，弄清縱、橫坐標所代表的意義，并與有關(guān)原理相結(jié)合。(2)看清起點，分清反應(yīng)物、生成物，濃度減小的是反應(yīng)物，濃度增大的是生成物，一般生成物多數(shù)以原點為起點。(3)看清曲線的變化趨勢，注意漸變和突變，分清正、逆反應(yīng)曲線，從而判斷反應(yīng)特點。(4)注意終點。例如，在濃度—時間圖像上，一定要看清終點時反應(yīng)物的消耗量、生成物的增加量，并結(jié)合有關(guān)原理進行推理判斷。(5)圖像中先拐先平數(shù)值大。例如，在轉(zhuǎn)化率—時間圖像上，先出現(xiàn)拐點的曲線先達到平衡，此時逆向推理可得該曲線對應(yīng)的溫度高、濃度大或壓強大。(6)定一議二原則。當(dāng)圖像中有三個量時，先確定一個量不變再討論另外兩個量的關(guān)系。高頻考點四速率與平衡圖像在生產(chǎn)中的綜合應(yīng)用1．圖像分析(1)?eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(\o(\s\up(該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，低于,T0時，應(yīng)慢，還未達到平衡，,為平衡建立過程，高于T0時，,為平衡移動過程))))(2)?eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(\o(\s\up(隨溫度升高，－lgK減小，K增,大，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)ΔH>0))))(3)對于A(g)＋2B(g)C(g)?eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(nA,nB)越大，Ag越多，αA越小))(4)?eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(\o(\s\up(3號催化劑最合適，,其最適溫度為400℃))))2．圖像題的一般分析思路(1)一審題：審明各物質(zhì)的狀態(tài)(有無固體、液體)，明確氣體分子數(shù)的變化(變大、變小、不變)，正反應(yīng)是吸熱還是放熱。(2)二析圖像(3)三想方法規(guī)律①三步分析法：一看反應(yīng)速率是增大還是減?。欢磛(正)、v(逆)的相對大??；三看化學(xué)平衡移動的方向。②先拐先平數(shù)值大：在含量(轉(zhuǎn)化率)－時間曲線中，先出現(xiàn)拐點的反應(yīng)則先達到平衡，說明該曲線反應(yīng)速率快，表示溫度較高、有催化劑、壓強較大等。③定一議二：當(dāng)圖像中有三個量時，先確定一個量不變，再討論另外兩個量的關(guān)系，有時還需要作輔助線。④想規(guī)律做判斷：聯(lián)想化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡移動規(guī)律，將圖表與原理結(jié)合，對照得出結(jié)論。高頻考點五分壓平衡常數(shù)(Kp)與速率常數(shù)(k正、k逆)1．Kp的兩種計算模板(1)平衡總壓為pN2＋3H22NH3n(平)abcp(分壓)eq\f(a,a＋b＋c)p0eq\f(b,a＋b＋c)p0eq\f(c,a＋b＋c)p0Kp＝eq\f(\f(c,a＋b＋c)p02,\f(a,a＋b＋c)p0\f(b,a＋b＋c)p03)。(2)剛性容器起始壓強為p0，平衡轉(zhuǎn)化率為α2NO2N2O4p(始)p00Δpp0αeq\f(1,2)p0αp(平)p0－p0αeq\f(1,2)p0αKp＝eq\f(\f(1,2)p0α,p0－p0α2)。2．Kp與k正、k逆的關(guān)系以2NO2N2O4為例eq\b\lc\\rc\](\a\vs4\al\co1(v正＝k正p2NO2,v逆＝k逆pN2O4))eq\o(→,\s\up10(平衡時),\s\do12(v正＝v逆))k正p2(NO2)＝k逆p(N2O4)→eq\f(k正,k逆)＝eq\f(pN2O4,p2NO2)＝Kp?！绢}型突破】題型一化學(xué)反應(yīng)速率與影響因素例1．（2022·廣東卷）在相同條件下研究催化劑I、Ⅱ?qū)Ψ磻?yīng)的影響，各物質(zhì)濃度c隨反應(yīng)時間t的部分變化曲線如圖，則A.無催化劑時，反應(yīng)不能進行B.與催化劑Ⅰ相比，Ⅱ使反應(yīng)活化能更低C.a曲線表示使用催化劑Ⅱ時X的濃度隨t的變化D.使用催化劑Ⅰ時，內(nèi)，【變式探究】(2022·河北卷)恒溫恒容條件下，向密閉容器中加入一定量X，發(fā)生反應(yīng)的方程式為①；②。反應(yīng)①的速率，反應(yīng)②的速率，式中為速率常數(shù)。圖甲為該體系中X、Y、Z濃度隨時間變化的曲線，圖乙為反應(yīng)①和②的曲線。下列說法錯誤的是A.隨的減小，反應(yīng)①、②的速率均降低B.體系中C.欲提高Y的產(chǎn)率，需提高反應(yīng)溫度且控制反應(yīng)時間D.溫度低于時，總反應(yīng)速率由反應(yīng)②決定【變式探究】（2022·浙江卷）在恒溫恒容條件下，發(fā)生反應(yīng)A(s)+2B(g)3X(g)，c(B)隨時間的變化如圖中曲線甲所示。下列說法不正確的是A.從a、c兩點坐標可求得從a到c時間間隔內(nèi)該化學(xué)反應(yīng)的平均速率B.從b點切線的斜率可求得該化學(xué)反應(yīng)在反應(yīng)開始時的瞬時速率C.不同時刻都存在關(guān)系：2v(B)=3v(X)D.維持溫度、容積、反應(yīng)物起始的量不變，向反應(yīng)體系中加入催化劑，c(B)隨時間變化關(guān)系如圖中曲線乙所示題型二化學(xué)平衡常數(shù)例2．（2022·海南卷）某溫度下，反應(yīng)在密閉容器中達到平衡，下列說法正確的是A.增大壓強，，平衡常數(shù)增大B.加入催化劑，平衡時的濃度增大C.恒容下，充入一定量，平衡向正反應(yīng)方向移動D.恒容下，充入一定量的，的平衡轉(zhuǎn)化率增大【變式探究】（2022·江蘇卷）用尿素水解生成的催化還原，是柴油機車輛尾氣凈化的主要方法。反應(yīng)為，下列說法正確的是A.上述反應(yīng)B.上述反應(yīng)平衡常數(shù)C.上述反應(yīng)中消耗，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為D.實際應(yīng)用中，加入尿素的量越多，柴油機車輛排放的尾氣對空氣污染程度越小題型三化學(xué)平衡轉(zhuǎn)化率例3.（2022·江蘇卷）乙醇-水催化重整可獲得。其主要反應(yīng)為，，在、時，若僅考慮上述反應(yīng)，平衡時和CO的選擇性及的產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示。CO的選擇性，下列說法正確的是A.圖中曲線①表示平衡時產(chǎn)率隨溫度的變化B.升高溫度，平衡時CO的選擇性增大C.一定溫度下，增大可提高乙醇平衡轉(zhuǎn)化率D.一定溫度下，加入或選用高效催化劑，均能提高平衡時產(chǎn)率【變式探究】（2021·海南卷）制備水煤氣的反應(yīng)，下列說法正確的是A．該反應(yīng)B．升高溫度，反應(yīng)速率增大C．恒溫下，增大總壓，H2O(g)的平衡轉(zhuǎn)化率不變D．恒溫恒壓下，加入催化劑，平衡常數(shù)增大題型四化學(xué)圖像圖表綜合分析例4.（2022·湖南卷）反應(yīng)物(S)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物(P或P·Z)的能量與反應(yīng)進程的關(guān)系如下圖所示：

下列有關(guān)四種不同反應(yīng)進程的說法正確的是A.進程Ⅰ是放熱反應(yīng) B.平衡時P的產(chǎn)率：Ⅱ>ⅠC.生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ D.進程Ⅳ中，Z沒有催化作用【變式探究】（2022·湖南卷）向體積均為1L的兩恒容容器中分別充入和發(fā)生反應(yīng)：，其中甲為絕熱過程，乙為恒溫過程，兩反應(yīng)體系的壓強隨時間的變化曲線如圖所示。下列說法正確的是A. B.氣體的總物質(zhì)的量：C.a點平衡常數(shù)： D.反應(yīng)速率：【變式探究】（2022·浙江卷）恒溫恒容的密閉容器中，在某催化劑表面上發(fā)生氨的分解反應(yīng)：，測得不同起始濃度和催化劑表面積下氨濃度隨時間的變化，如下表所示，下列說法不正確的是A.實驗①，，B.實驗②，時處于平衡狀態(tài)，C.相同條件下，增加氨氣的濃度，反應(yīng)速率增大D.相同條件下，增加催化劑的表面積，反應(yīng)速率增大專題09化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡課標解讀內(nèi)容化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)平衡化學(xué)反應(yīng)進行的方向化學(xué)平衡的相關(guān)計算解讀1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念和定量表示方法2.了解反應(yīng)活化能的概念，了解催化劑的重要作用3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對反應(yīng)速率的影響，能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律1.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性及化學(xué)平衡的建立2.掌握化學(xué)平衡的特征3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對化學(xué)平衡的影響,能用相關(guān)理論解釋其一般規(guī)律4.了解化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用1.能正確計算化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率(α)2.了解化學(xué)平衡常數(shù)(K)的含義，能利用化學(xué)平衡常數(shù)進行相關(guān)計算考情分析本專題主要結(jié)合實際生產(chǎn)命題,以定性、定量相結(jié)合的方式綜合考查化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡，包括化學(xué)反應(yīng)速率的計算、影響化學(xué)平衡的因素及規(guī)律、平衡狀態(tài)的判斷、平衡常數(shù)和轉(zhuǎn)化率的計算，同時滲透對計算能力、數(shù)形結(jié)合能力、語言組織能力等的考查?？疾閷W(xué)生對信息的提取、應(yīng)用能力。備考策略本專題涉及化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡的相關(guān)計算及化學(xué)平衡移動的影響因素，主要考查學(xué)生運用圖表、圖形分析和解決化學(xué)問題的能力。高頻考點一化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響因素1．特殊條件的改變對化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響(1)純液體和固體濃度視為常數(shù)，它們的量的改變不會影響化學(xué)反應(yīng)速率和平衡移動。但固體顆粒的大小導(dǎo)致接觸面積的大小發(fā)生變化，故影響反應(yīng)速率。但仍不影響平衡移動。(2)對于有固、液參加的反應(yīng)，改變壓強不會影響其反應(yīng)速率和平衡移動。(3)使用催化劑催化的化學(xué)反應(yīng)，由于催化劑只有在適宜的溫度下活性最大，反應(yīng)速率才能達到最大，故在許多工業(yè)生產(chǎn)中溫度的選擇還需考慮催化劑的活性溫度范圍。但催化劑的改變不影響平衡移動。(4)“惰氣”對反應(yīng)速率和平衡的影響。①恒溫恒容，充入“惰氣”，不改變反應(yīng)速率和平衡移動。②恒溫恒壓，充入“惰氣”體積增大(相當(dāng)于壓強減小)，v正、v逆均減小，平衡向氣體分子數(shù)增多的方向移動。2．突破化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷標志(1)等——“正逆相等”(三種表述)。①同一物質(zhì)(兩種表述)：v正＝v逆、斷鍵數(shù)＝成鍵數(shù)。②不同物質(zhì)：eq\f(v正X,X的化學(xué)計量數(shù))＝eq\f(v逆Y,Y的化學(xué)計量數(shù))(2)定——“變量不變”：如果一個量是隨反應(yīng)進行而改變的(即變量)，當(dāng)其“不變”時反應(yīng)就達到平衡狀態(tài)，即“變量”不變可說明達到平衡狀態(tài)。(3)依Q(濃度商)與K關(guān)系判斷：若Q＝K，反應(yīng)處于平衡狀態(tài)。3．平衡移動方向判斷兩方法(1)根據(jù)v正與v逆的相對大小①若外界條件改變，引起v正>v逆，此時正反應(yīng)占優(yōu)勢，則化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向(或向右)移動；②若外界條件改變，引起v正<v逆，此時逆反應(yīng)占優(yōu)勢，則化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向(或向左)移動；③若外界條件改變，雖能引起v正和v逆變化，但變化后新的v正′和v逆′仍保持相等，則化學(xué)平衡沒有發(fā)生移動。(2)依據(jù)濃度商(Q)規(guī)則判斷通過比較濃度商(Q)與平衡常數(shù)(K)的大小來判斷平衡移動的方向。①若Q>K，平衡逆向移動；②若Q＝K，平衡不移動；③若Q<K，平衡正向移動。4．三種等效平衡(1)恒溫恒容，對于非等體反應(yīng)，極端轉(zhuǎn)化各物質(zhì)的量相等，平衡相同(c平、n平、v、%均相同)。(2)恒溫恒壓，任何氣體反應(yīng)，極端轉(zhuǎn)化，各物質(zhì)的量之比相同，平衡等效(c平、v、%均相同，但n平成比例)。(3)恒溫恒容，對于等體反應(yīng)，極端轉(zhuǎn)化各物質(zhì)的量之比相同，平衡等效(c%相同，c平、n平成比例，v不同)。高頻考點二化學(xué)反應(yīng)速率、轉(zhuǎn)化率和平衡常數(shù)的有關(guān)計算1．化學(xué)反應(yīng)速率的計算(1)公式法：v(B)＝eq\f(ΔcB,Δt)＝eq\f(\f(ΔnB,V),Δt)。(2)比值法：同一化學(xué)反應(yīng)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于方程式中的化學(xué)計量數(shù)之比。對于反應(yīng)：mA(g)＋nB(g)=pC(g)＋qD(g)來說，則有eq\f(vA,m)＝eq\f(vB,n)＝eq\f(vC,p)＝eq\f(vD,q)。2．化學(xué)平衡常數(shù)的換算(1)同一可逆反應(yīng)中，K正·K逆＝1；(2)同一方程式中的化學(xué)計量數(shù)等倍擴大或縮小n倍，則新平衡常數(shù)K′與原平衡常數(shù)K間的關(guān)系是K′＝Kn或K′＝eq\r(n,K)。(3)幾個可逆反應(yīng)方程式相加，得總方程式，則總反應(yīng)的平衡常數(shù)等于分步反應(yīng)平衡常數(shù)之積。3．三段式突破反應(yīng)速率與平衡的有關(guān)計算mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)起始/(mol·L－1)ab00變化/(mol·L－1)mxnxpxqx平衡/(mol·L－1)a－mxb－nxpxqx(1)v(A)＝eq\f(mx,Δt)。(2)α(A)＝eq\f(mx,a)×100%。(3)K＝eq\f(pxp·qxq,a－mxm·b－nxn)(4)生成物的產(chǎn)率：實際產(chǎn)量占理論產(chǎn)量的百分數(shù)。一般來說，轉(zhuǎn)化率越高，原料利用率越高，產(chǎn)率越高。產(chǎn)率＝eq\f(產(chǎn)物實際質(zhì)量,理論產(chǎn)量)×100%。(5)混合物中某組分的百分含量＝eq\f(平衡量,平衡總量)×100%。高頻考點三常見的化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡圖像分析1．速率—時間圖像反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0(1)t1時增大反應(yīng)物的濃度，正反應(yīng)速率瞬間增大，然后逐漸減小，而逆反應(yīng)速率逐漸增大；(2)t2時升高溫度，正反應(yīng)和逆反應(yīng)速率均增大，吸熱反應(yīng)的反應(yīng)速率增大得快；(3)t3時減小壓強，容器容積增大，濃度變小，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均減小，正反應(yīng)的反應(yīng)速率減小得多；(4)t4時使用催化劑，正反應(yīng)速率和逆反應(yīng)速率均瞬間增大但仍相等。2.轉(zhuǎn)化率(或含量)—時間圖像反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0(1)圖甲表示壓強對反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響，對于氣體反應(yīng)物化學(xué)計量數(shù)之和大于氣體生成物化學(xué)計量數(shù)之和的反應(yīng)，壓強越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；(2)圖乙表示溫度對反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響，對于吸熱反應(yīng)，溫度越高，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大；(3)圖丙表示催化劑對反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的影響，催化劑只能改變化學(xué)反應(yīng)速率，不能改變反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率。3．恒壓(溫)線反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0分析時可沿橫軸作一條平行于縱軸的虛線，即為等壓線或等溫線，然后分析另一條件變化對該反應(yīng)的影響。4．特殊類型圖像(1)對于化學(xué)反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如圖所示，M點前，表示從反應(yīng)物開始，v正＞v逆；M點為剛達到平衡點；M點后為平衡受溫度的影響情況，即升溫，A的百分含量增加或C的百分含量減少，平衡左移，故正反應(yīng)ΔH＜0。(2)對于化學(xué)反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如圖所示，L線上所有的點都是平衡點。L線的左上方(E點)，A的百分含量大于此壓強時平衡體系的A的百分含量，所以E點v正＞v逆；則L線的右下方(F點)，v正＜v逆。5．速率、平衡圖像題的分析方法(1)認清坐標系，弄清縱、橫坐標所代表的意義，并與有關(guān)原理相結(jié)合。(2)看清起點，分清反應(yīng)物、生成物，濃度減小的是反應(yīng)物，濃度增大的是生成物，一般生成物多數(shù)以原點為起點。(3)看清曲線的變化趨勢，注意漸變和突變，分清正、逆反應(yīng)曲線，從而判斷反應(yīng)特點。(4)注意終點。例如，在濃度—時間圖像上，一定要看清終點時反應(yīng)物的消耗量、生成物的增加量，并結(jié)合有關(guān)原理進行推理判斷。(5)圖像中先拐先平數(shù)值大。例如，在轉(zhuǎn)化率—時間圖像上，先出現(xiàn)拐點的曲線先達到平衡，此時逆向推理可得該曲線對應(yīng)的溫度高、濃度大或壓強大。(6)定一議二原則。當(dāng)圖像中有三個量時，先確定一個量不變再討論另外兩個量的關(guān)系。高頻考點四速率與平衡圖像在生產(chǎn)中的綜合應(yīng)用1．圖像分析(1)?eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(\o(\s\up(該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，低于,T0時，應(yīng)慢，還未達到平衡，,為平衡建立過程，高于T0時，,為平衡移動過程))))(2)?eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(\o(\s\up(隨溫度升高，－lgK減小，K增,大，反應(yīng)為吸熱反應(yīng)ΔH>0))))(3)對于A(g)＋2B(g)C(g)?eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(nA,nB)越大，Ag越多，αA越小))(4)?eq\b\lc\|\rc\(\a\vs4\al\co1(\o(\s\up(3號催化劑最合適，,其最適溫度為400℃))))2．圖像題的一般分析思路(1)一審題：審明各物質(zhì)的狀態(tài)(有無固體、液體)，明確氣體分子數(shù)的變化(變大、變小、不變)，正反應(yīng)是吸熱還是放熱。(2)二析圖像(3)三想方法規(guī)律①三步分析法：一看反應(yīng)速率是增大還是減小；二看v(正)、v(逆)的相對大?。蝗椿瘜W(xué)平衡移動的方向。②先拐先平數(shù)值大：在含量(轉(zhuǎn)化率)－時間曲線中，先出現(xiàn)拐點的反應(yīng)則先達到平衡，說明該曲線反應(yīng)速率快，表示溫度較高、有催化劑、壓強較大等。③定一議二：當(dāng)圖像中有三個量時，先確定一個量不變，再討論另外兩個量的關(guān)系，有時還需要作輔助線。④想規(guī)律做判斷：聯(lián)想化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡移動規(guī)律，將圖表與原理結(jié)合，對照得出結(jié)論。高頻考點五分壓平衡常數(shù)(Kp)與速率常數(shù)(k正、k逆)1．Kp的兩種計算模板(1)平衡總壓為pN2＋3H22NH3n(平)abcp(分壓)eq\f(a,a＋b＋c)p0eq\f(b,a＋b＋c)p0eq\f(c,a＋b＋c)p0Kp＝eq\f(\f(c,a＋b＋c)p02,\f(a,a＋b＋c)p0\f(b,a＋b＋c)p03)。(2)剛性容器起始壓強為p0，平衡轉(zhuǎn)化率為α2NO2N2O4p(始)p00Δpp0αeq\f(1,2)p0αp(平)p0－p0αeq\f(1,2)p0αKp＝eq\f(\f(1,2)p0α,p0－p0α2)。2．Kp與k正、k逆的關(guān)系以2NO2N2O4為例eq\b\lc\\rc\](\a\vs4\al\co1(v正＝k正p2NO2,v逆＝k逆pN2O4))eq\o(→,\s\up10(平衡時),\s\do12(v正＝v逆))k正p2(NO2)＝k逆p(N2O4)→eq\f(k正,k逆)＝eq\f(pN2O4,p2NO2)＝Kp?！绢}型突破】題型一化學(xué)反應(yīng)速率與影響因素例1．（2022·廣東卷）在相同條件下研究催化劑I、Ⅱ?qū)Ψ磻?yīng)的影響，各物質(zhì)濃度c隨反應(yīng)時間t的部分變化曲線如圖，則A.無催化劑時，反應(yīng)不能進行B.與催化劑Ⅰ相比，Ⅱ使反應(yīng)活化能更低C.a曲線表示使用催化劑Ⅱ時X的濃度隨t的變化D.使用催化劑Ⅰ時，內(nèi)，【答案】D【解析】由圖可知，無催化劑時，隨反應(yīng)進行，生成物濃度也在增加，說明反應(yīng)也在進行，故A錯誤；由圖可知，催化劑I比催化劑II催化效果好，說明催化劑I使反應(yīng)活化能更低，反應(yīng)更快，故B錯誤；由圖可知，使用催化劑II時，在0~2min內(nèi)Y的濃度變化了2.0mol/L，而a曲線表示的X的濃度變化了2.0mol/L，二者變化量之比不等于化學(xué)計量數(shù)之比，所以a曲線不表示使用催化劑II時X濃度隨時間t的變化，故C錯誤；使用催化劑I時，在0~2min內(nèi)，Y的濃度變化了4.0mol/L，則v(Y)=eq\f(Δc,Δt)===2.0，v(X)=(Y)=2.0=1.0，故D正確；答案選D?！咀兪教骄俊?2022·河北卷)恒溫恒容條件下，向密閉容器中加入一定量X，發(fā)生反應(yīng)的方程式為①；②。反應(yīng)①的速率，反應(yīng)②的速率，式中為速率常數(shù)。圖甲為該體系中X、Y、Z濃度隨時間變化的曲線，圖乙為反應(yīng)①和②的曲線。下列說法錯誤的是A.隨的減小，反應(yīng)①、②的速率均降低B.體系中C.欲提高Y的產(chǎn)率，需提高反應(yīng)溫度且控制反應(yīng)時間D.溫度低于時，總反應(yīng)速率由反應(yīng)②決定【答案】AB【解析】由圖中的信息可知，濃度隨時間變化逐漸減小的代表的是X，濃度隨時間變化逐漸增大的代表的是Z，濃度隨時間變化先增大后減小的代表的是Y；由圖乙中的信息可知，反應(yīng)①的速率常數(shù)隨溫度升高增大的幅度小于反應(yīng)②的。由圖甲中的信息可知，隨c(X)的減小，c(Y)先增大后減小，c(Z)增大，因此，反應(yīng)①的速率隨c(X)的減小而減小，而反應(yīng)②的速率先增大后減小，A說法錯誤；根據(jù)體系中發(fā)生的反應(yīng)可知，在Y的濃度達到最大值之前，單位時間內(nèi)X的減少量等于Y和Z的增加量，因此，v(X)=v(Y)+v(Z)，但是，在Y的濃度達到最大值之后，單位時間內(nèi)Z的增加量等于Y和X的減少量，故v(X)+v(Y)=v(Z)，B說法錯誤；升高溫度可以可以加快反應(yīng)①的速率，但是反應(yīng)①的速率常數(shù)隨溫度升高增大的幅度小于反應(yīng)②的，且反應(yīng)②的的速率隨著Y的濃度的增大而增大，因此，欲提高Y的產(chǎn)率，需提高反應(yīng)溫度且控制反應(yīng)時間，C說法正確；由圖乙信息可知，溫度低于T時，k1＞k2，反應(yīng)②為慢反應(yīng)，因此，總反應(yīng)速率由反應(yīng)②決定，D說法正確；綜上所述，本題選AB【變式探究】（2022·浙江卷）在恒溫恒容條件下，發(fā)生反應(yīng)A(s)+2B(g)3X(g)，c(B)隨時間的變化如圖中曲線甲所示。下列說法不正確的是A.從a、c兩點坐標可求得從a到c時間間隔內(nèi)該化學(xué)反應(yīng)的平均速率B.從b點切線的斜率可求得該化學(xué)反應(yīng)在反應(yīng)開始時的瞬時速率C.不同時刻都存在關(guān)系：2v(B)=3v(X)D.維持溫度、容積、反應(yīng)物起始的量不變，向反應(yīng)體系中加入催化劑，c(B)隨時間變化關(guān)系如圖中曲線乙所示【答案】C【解析】圖像中可以得到單位時間內(nèi)的濃度變化，反應(yīng)速率是單位時間內(nèi)物質(zhì)的濃度變化計算得到，從a、c兩點坐標可求得從a到c時間間隔內(nèi)該化學(xué)反應(yīng)的平均速率，選項A正確；b點處的切線的斜率是此時刻物質(zhì)濃度除以此時刻時間，為反應(yīng)物B的瞬時速率，選項B正確；化學(xué)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計量數(shù)之比分析，3v(B)=2v(X)，選項C不正確；維持溫度、容積不變，向反應(yīng)體系中加入催化劑，平衡不移動，反應(yīng)速率增大，達到新的平衡狀態(tài)，平衡狀態(tài)與原來的平衡狀態(tài)相同，選項D錯誤；故選C。題型二化學(xué)平衡常數(shù)例2．（2022·海南卷）某溫度下，反應(yīng)在密閉容器中達到平衡，下列說法正確的是A.增大壓強，，平衡常數(shù)增大B.加入催化劑，平衡時的濃度增大C.恒容下，充入一定量，平衡向正反應(yīng)方向移動D.恒容下，充入一定量的，的平衡轉(zhuǎn)化率增大【答案】C【解析】該反應(yīng)是一個氣體分子數(shù)減少的反應(yīng)，增大壓強可以加快化學(xué)反應(yīng)速率，正反應(yīng)速率增大的幅度大于逆反應(yīng)的，故v正>v逆，平衡向正反應(yīng)方向移動，但是因為溫度不變，故平衡常數(shù)不變，A不正確；催化劑不影響化學(xué)平衡狀態(tài)，因此，加入催化劑不影響平衡時CH3CH2OH(g)的濃度，B不正確；恒容下，充入一定量的H2O(g)，H2O(g)的濃度增大，平衡向正反應(yīng)方向移動，C正確；恒容下，充入一定量的CH2=CH2(g)，平衡向正反應(yīng)方向移動，但是CH2=CH2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率減小，D不正確；綜上所述，本題選C。【變式探究】（2022·江蘇卷）用尿素水解生成的催化還原，是柴油機車輛尾氣凈化的主要方法。反應(yīng)為，下列說法正確的是A.上述反應(yīng)B.上述反應(yīng)平衡常數(shù)C.上述反應(yīng)中消耗，轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為D.實際應(yīng)用中，加入尿素的量越多，柴油機車輛排放的尾氣對空氣污染程度越小【答案】B【解析】由方程式可知，該反應(yīng)是一個氣體分子數(shù)增大的反應(yīng)，即熵增的反應(yīng)，反應(yīng)△S＞0，故A錯誤；由方程式可知，反應(yīng)平衡常數(shù)，故B正確；由方程式可知，反應(yīng)每消耗4mol氨氣，反應(yīng)轉(zhuǎn)移12mol電子，則反應(yīng)中消耗1mol氨氣轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為3mol×4××6.02×1023=3×6.02×1023，故C錯誤；實際應(yīng)用中，加入尿素的量越多，尿素水解生成的氨氣過量，柴油機車輛排放的氨氣對空氣污染程度增大，故D錯誤；故選B。題型三化學(xué)平衡轉(zhuǎn)化率例3.（2022·江蘇卷）乙醇-水催化重整可獲得。其主要反應(yīng)為，，在、時，若僅考慮上述反應(yīng)，平衡時和CO的選擇性及的產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示。CO的選擇性，下列說法正確的是A.圖中曲線①表示平衡時產(chǎn)率隨溫度的變化B.升高溫度，平衡時CO的選擇性增大C.一定溫度下，增大可提高乙醇平衡轉(zhuǎn)化率D.一定溫度下，加入或選用高效催化劑，均能提高平衡時產(chǎn)率【答案】D【解析】根據(jù)已知反應(yīng)①，反應(yīng)②，且反應(yīng)①的熱效應(yīng)更大，故溫度升高的時候?qū)Ψ磻?yīng)①影響更大一些，即CO2選擇性增大，同時CO的選擇性減小，根據(jù)CO的選擇性的定義可知③代表CO2的選擇性，①代表CO的選擇性，②代表H2的產(chǎn)率，以此解題。由分析可知②代表H2的產(chǎn)率，A錯誤；由分析可知升高溫度，平衡時CO的選擇性減小，B錯誤；兩種物質(zhì)參加反應(yīng)增大一種物質(zhì)的濃度，會降低該物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率，C錯誤；加入與水反應(yīng)放熱，對反應(yīng)①影響較大，可以增大產(chǎn)率，或者選用對反應(yīng)①影響較大的高效催化劑，也可以增大產(chǎn)率，D正確；故選D?！咀兪教骄俊浚?021·海南卷）制備水煤氣的反應(yīng)，下列說法正確的是A．該反應(yīng)B．升高溫度，反應(yīng)速率增大C．恒溫下，增大總壓，H2O(g)的平衡轉(zhuǎn)化率不變D．恒溫恒壓下，加入催化劑，平衡常數(shù)增大【答案】B【解析】該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng)，所以△S＞0，A錯誤；升高溫度，物質(zhì)的內(nèi)能增加，分子運動速率加快，有效碰撞次數(shù)增加，因此化學(xué)反應(yīng)速率增大，B正確；恒溫下，增大總壓，化學(xué)平衡向氣體體積減小的逆反應(yīng)方向移動，使H2O(g)的平衡轉(zhuǎn)化率減小，C錯誤；恒溫恒壓下，加入催化劑，化學(xué)平衡不移動，因此化學(xué)平衡常數(shù)不變，D錯誤；故選B。題型四化學(xué)圖像圖表綜合分析例4.（2022·湖南卷）反應(yīng)物(S)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物(P或P·Z)的能量與反應(yīng)進程的關(guān)系如下圖所示：

下列有關(guān)四種不同反應(yīng)進程的說法正確的是A.進程Ⅰ是放熱反應(yīng) B.平衡時P的產(chǎn)率：Ⅱ>ⅠC.生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ D.進程Ⅳ中，Z沒有催化作用【答案】AD【解析】由圖中信息可知，進程Ⅰ中S的總能量大于產(chǎn)物P的總能量，因此進程I是放熱反應(yīng)，A說法正確；進程Ⅱ中使用了催化劑X，但是催