2021屆高三化學(xué)二輪復(fù)習(xí)專題七 化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡（解析版）

專題七化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡

考情分析備考定向

備考要點說明核心價值引領(lǐng)

1.了解化學(xué)反應(yīng)速率的概

念和定量表示方法。能正

確計算化學(xué)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率

(a)o

2.了解反應(yīng)活化能的概念，

了解催化劑的重要作用。

3.了解化學(xué)反應(yīng)的可逆性

及化學(xué)平衡的建立。2020年6月10日，在江蘇省科學(xué)技術(shù)獎勵大會上,鐘秦教授科研團(tuán)隊的《高效燃

煤燃?xì)鉄煔饷撓醮呋瘎┤芷陉P(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用》獲得2019年江蘇省科學(xué)技

4.掌握化學(xué)平衡的特征。了

術(shù)獎一等獎，帆基脫精催化劑在220℃至5500C高溫高效穩(wěn)定運(yùn)行，解決了催化劑生

解化學(xué)平衡常數(shù)(K)的含產(chǎn)、運(yùn)行診斷、再生與回收等關(guān)鍵技術(shù)問題。催化劑能夠改變反應(yīng)歷程，降低反應(yīng)的

義，能利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)活化能，故催化劑能夠極大程度地加快化學(xué)反應(yīng)速率?？茖W(xué)家一直致力于研究發(fā)現(xiàn)高

行相關(guān)計算。效催化劑，那么催化劑增大化學(xué)反應(yīng)速率的機(jī)理是什么?催化劑能不能提高反應(yīng)物的

轉(zhuǎn)化率?能否改變反應(yīng)的焙變?帶著這些問題我們來深入研究化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡

5.理解外界條件(濃度、溫

的影響因素以及化學(xué)反應(yīng)條件的選擇。

度、壓強(qiáng)、催化劑等)對化

學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的

影響,能用相關(guān)理論解釋其

一般規(guī)律。

6.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。

高頻考點能力突破

考點一外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響

真題示例

第1頁共46頁

(2019浙江4月選考)高溫高壓液態(tài)水具有接近常溫下弱酸的c(H+)或弱堿的c(OH),油脂

在其中能以較快的反應(yīng)速率水解。與常溫常壓水相比，下列說法不正確的是()

A.高溫高壓液態(tài)水中,體系溫度升高，油脂水解反應(yīng)速率加快

B.高溫高壓液態(tài)水中，油脂與水的互溶能力增強(qiáng)，油脂水解反應(yīng)速率加快

C.高溫高壓液態(tài)水中,CQT)增大，可催化油脂水解反應(yīng),且產(chǎn)生的酸進(jìn)一步催化水解

D.高溫高壓液態(tài)水中的油脂水解,相當(dāng)于常溫下在體系中加入了相同c(H+)的酸或相同c(OH)

的堿的水解

必備知識

L化學(xué)反應(yīng)速率的計算

An(B)

(1)公式法:丫6)=誓=

①濃度變化只適用于氣體和溶液中的溶質(zhì)，不適用于固體和純液體。

②化學(xué)反應(yīng)速率是某段時間內(nèi)的平均反應(yīng)速率，而不是瞬時速率，且計算時取正值。

③同一反應(yīng)用不同的物質(zhì)表示反應(yīng)速率時，數(shù)值可能不同,但意義相同。同一化學(xué)反應(yīng)中

用不同物質(zhì)表示的反應(yīng)速率之比等于其化學(xué)計量數(shù)之比。

(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各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之

比。如對于反應(yīng):《7A(g)+"B(g)^=pC(g)+qD(g),存在關(guān)系=與=

2.氣體反應(yīng)體系中充入惰性氣體(或無關(guān)氣體)時，對反應(yīng)速率的影響

(1)恒容:充入“惰性氣體”強(qiáng)總壓強(qiáng)增大一物質(zhì)濃度不變(活化分子濃度不變)姆反

應(yīng)速率不變。

(2)恒壓:充入“惰性氣體”巡體積增大建物質(zhì)濃度減小(活化分子濃度減小)建反應(yīng)

速率減慢。

應(yīng)考訓(xùn)練

考向1化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素

第2頁共46頁

1.（2019北京石景山高三統(tǒng)練）資料顯示，自催化作用是指反應(yīng)產(chǎn)物之一使該反應(yīng)速率加快的

作用。用稀硫酸酸化的KMnCU進(jìn)行下列三組實驗，一段時間后溶液均褪色（0.01m"L“可以

記做0.01M）。

實驗①實驗②實驗③

MnSO“固體1鹽酸

a

1mL0.01M的KMnO4溶液和1mL

0.1M的H2c2O4溶液混合1mL0.01M的KMnO4溶液和1mL1mL0.01M的KMnO4溶液和1mL

0.1M的H2c溶液混合0.1M的H2c溶液混合

褪色比實驗①褪色快比實驗①褪色快

下列說法不正確的是（）

A.實驗①中發(fā)生氧化還原反應(yīng),H2c2O4是還原劑，產(chǎn)物MnSO4能起自催化作用

B.實驗②褪色比①快,是因為MnSC）4的催化作用加快了反應(yīng)速率

C.實驗③褪色比①快,是因為Cr的催化作用加快了反應(yīng)速率

D.若用1mL0.2M的H2c2O4溶液做實驗①，推測比原實驗①褪色快

考向2化學(xué)反應(yīng)速率的計算

2.（2020山東濟(jì)南一模）丙酮的碘代反應(yīng)CH3COCH3+I2—"CH3COCH2I+HI的速率方程為

IZ'（CH3coeth）。""）,其半衰期（當(dāng)剩余反應(yīng)物恰好是起始的一半時所需的時間）為0.7/鼠

改變反應(yīng)物濃度時，反應(yīng)的瞬時速率如表所示。

v/(10-3

c(I2)/(moIL'

,)mol-1,'-m

/(mol-L'1)

in")

0.250.0501.4

0.500.0502.8

第3頁共46頁

1.000.0505.6

0.500.10()2.8

下列說法不正確的是()

A.速率方程中的〃?=1、"=0

B.該反應(yīng)的速率常數(shù)上2.8x10-3min->

C.增大12的濃度，反應(yīng)的瞬時速率不變

D.在過量的12存在時，反應(yīng)掉87.5%的CH3COCH3所需的時間是375min

考向3“控制變量”思想在探究影響化學(xué)反應(yīng)速率因素中的應(yīng)用

3.銘是廣泛存在于環(huán)境中的金屬元素，在水體中主要以三價和六價倍的化合物為主，其中六價

銘對人有害。通常含六價鍋的酸性工業(yè)廢水的處理流程為：

H+,光照，草酸溶液,OH-

CrO1①轉(zhuǎn)化"50：②還原一"Cr"③沉淀"Cr(OH)31

為進(jìn)一步研究初始pH和草酸的濃度對第②步反應(yīng)速率的影響,某學(xué)習(xí)小組設(shè)計對比實驗如

下表：

實蒸鐳水

初廢水樣品草酸溶液

驗的

始

的體積的體積

?編"TV體積

pH/mL/mL

號/mL

甲4601030

乙5X1030

丙5y5z

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,

^(Cr2O?-)/(mol-r)

f/min

(1)實驗設(shè)計表中z=

(2)實驗甲中Of時間段反應(yīng)速率v(Cr3+)=.moLLlmin"(用含字母的代數(shù)式表示)。

(3)常溫下，第③步反應(yīng)生成的Cr(OH)3在溶液中存在以下平衡:Cr(OH)3(s)—

CJ+(aq)+3OH(aq),其溶度積Kp[Cr(OH)3]=lxl(y32,要使反應(yīng)后溶液中皿產(chǎn))不高于底

moLL」,溶液的pH應(yīng)調(diào)至。

考點二化學(xué)平衡及其影響因素化學(xué)平衡常數(shù)及有

關(guān)計算

真題示例

1.(2020天津化學(xué))已知[0(比0)6產(chǎn)呈粉紅色,[CoCL產(chǎn)呈藍(lán)色,[ZnCk產(chǎn)為無色?，F(xiàn)將Co。2溶

于水,加入濃鹽酸后，溶液由粉紅色變?yōu)樗{(lán)色，存在以下平衡：

。(出0)6產(chǎn)+4(：「1[(：0。4廣+6比0\H

用該溶液做實驗，溶液的顏色變化如下:

，①置于冰水浴中，，

|藍(lán)色溶液卜金包3位.②加水稀釋---------粉紅色溶液

③加少一ZnClz固體

以下結(jié)論和解釋正確的是()

A.等物質(zhì)的量的[Co(H2O)6產(chǎn)和[CoCL/中c鍵數(shù)之比為3:2

B.由實驗①可推知△”<()

C.實驗②是由于。(比0)增大，導(dǎo)致平衡逆向移動

D.由實驗③可知配離子的穩(wěn)定性:[ZnC14/>[CoCLF

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2.（2019海南化學(xué)）反應(yīng)C2HMg）一C2H4（g）+H2（g）

△H>0,在一定條件下于密閉容器中達(dá)到平衡。下列各項措施中，不能提高乙烷平衡轉(zhuǎn)化率的是

（）

A.增大容器容積B.升高反應(yīng)溫度

C.分離出部分氫氣D.等容下通入惰性氣體

3.（2019浙江4月選考）下列說法正確的是（）

A.H2（g）+k（g）i2HI（g）,其他條件不變，縮小反應(yīng)容器體積，正逆反應(yīng)速率不變

B.C（s）+H2O（g）=H2（g）+CO（g）,碳的質(zhì)量不再改變說明反應(yīng)已達(dá)平衡

C.若壓強(qiáng)不再隨時間變化能說明反應(yīng)2A（?）+B（g）=2C（?）已達(dá)平衡，則A、C不能同時是氣

體

D.lmol匹和3mol比反應(yīng)達(dá)到平衡時周轉(zhuǎn)化率為10%,放出熱量Qi；在相同溫度和壓強(qiáng)下，

當(dāng)2molNH3分解為N2和H2的轉(zhuǎn)化率為10%時，吸收熱量0,。2不等于Qi

4.（2018天津理綜）室溫下，向圓底燒瓶中加入1molC2H50H和含1molHBr的氫溟酸,溶液中

發(fā)生反應(yīng):C2HsOH+HBr-C2HsBr+EO,充分反應(yīng)后達(dá)到平衡。已知常壓下,C2H§Br和

C2H50H的沸點分別為38.4℃和78.5°C。下列有關(guān)敘述錯誤的是（）

A.加入NaOH,可增大乙醇的物質(zhì)的量

B.增大HBr濃度，有利于生成C2H5Br

C.若反應(yīng)物均增大至2mol,則兩種反應(yīng)物平衡轉(zhuǎn)化率之比不變

D.若起始溫度提高至60°C，可縮短反應(yīng)達(dá)到平衡的時間

5.（2020全國II）天然氣的主要成分為CW,一般還含有QH6等燒類，是重要的燃料和化工原料。

⑴乙烷在一定條件可發(fā)生如下反應(yīng):C2H6（g）一C2H￡g）+H2（g）AHi,相關(guān)物質(zhì)的燃燒熱數(shù)據(jù)

如下表所示：

物質(zhì)

C2H6(g)CHq)

燃燒熱

-1560-1411-286

AH/(kJmor')

①曲=_______kJ-mol-1o

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②提高該反應(yīng)平衡轉(zhuǎn)化率的方法有、。

③容器中通入等物質(zhì)的量的乙烷和氫氣，在等壓下⑺)發(fā)生上述反應(yīng)，乙烷的平衡轉(zhuǎn)化率為a。

反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓x物質(zhì)的量分

數(shù))。

(2)高溫下，甲烷生成乙烷的反應(yīng)如下:2CHa邈C2H6+氏。反應(yīng)在初期階段的速率方程

為:片AXCCH,,其中％為反應(yīng)速率常數(shù)。

①設(shè)反應(yīng)開始時的反應(yīng)速率為打，甲烷的轉(zhuǎn)化率為a時的反應(yīng)速率為j則/2=n

②對于處于初期階段的該反應(yīng)，下列說法正確的是o

A.增加甲烷濃度，增大

B.增加H2濃度,r增大

C.乙烷的生成速率逐漸增大

D.降低反應(yīng)溫度，/減小

(3)CH＜和CO?都是比較穩(wěn)定的分子，科學(xué)家利用電化學(xué)裝置實現(xiàn)兩種分子的耦合轉(zhuǎn)化,其原理

如下圖所示：

①陰極上的反應(yīng)式為。

②若生成的乙烯和乙烷的體積比為2：1,則消耗的CH4和CO2體積比為。

6.(2020山東化學(xué))探究CH30H合成反應(yīng)化學(xué)平衡的影響因素，有利于提高CH30H的產(chǎn)率。

以CO?、氏為原料合成CH30H涉及的主要反應(yīng)如下：

I.CO2(g)+3H2(g)^CH3OH(g)+H2O(g)

△Hi=49.5kJ-mof'

1

II.CO(g)+2H2(g)=CH30H(g)AW2=-90.4kJ-mol-

in.CO2(g)+H2(g)—CO(g)+H2O(g)AH3

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回答下列問題:

⑴A43=kJ-mor1o

(2)一定條件下，向體積為VL的恒容密閉容器中通入1molCO?和3molH?發(fā)生上述反應(yīng)，達(dá)

到平衡時溶器中CH30H(g)為amol,CO為bmol,此時H?。。的濃度為mol-L'(ffl

含a、b、V的代數(shù)式表示，下同)，反應(yīng)HI的平衡常數(shù)為。

(3)不同壓強(qiáng)下，按照n(CO2)：n(H2)=l：3投料，實驗測定C02的平衡轉(zhuǎn)化率和CH3OH的平衡

產(chǎn)率隨溫度的變化關(guān)系如下圖所示。

"(CO?)初始-n(C02)平衡

已知:CO,的平衡轉(zhuǎn)化率=?-------------xlOO%

哪°2)初始

MCH3。")平衡

CHOH的平衡產(chǎn)率=.■xlOO%

3哪02)初始

其中縱坐標(biāo)表示C02平衡轉(zhuǎn)化率的是圖(填“甲”或"乙”)；壓強(qiáng)力、P2、P3由大到小的

順序為；圖乙中。溫度時，三條曲線幾乎交于一點的原因

是■>

(4)為同時提高C02的平衡轉(zhuǎn)化率和CH30H的平衡產(chǎn)率,應(yīng)選擇的反應(yīng)條件為(填標(biāo)

號)。

A.低溫、高壓B.高溫、低壓

C.低溫、低壓D.局溫、身壓

7.(2019全國m節(jié)選)近年來，隨著聚酯工業(yè)的快速發(fā)展，氯氣的需求量和氯化氫的產(chǎn)出量也隨

之迅速增長。因此，將氯化氫轉(zhuǎn)化為氯氣的技術(shù)成為科學(xué)研究的熱點?；卮鹣铝袉栴}：

(l)Deacon發(fā)明的直接氧化法為4HCl(g)+O2(g)-2Cl2(g)+2H2O(g)?下圖為剛性容器中，進(jìn)料

濃度比c(HCl):c(02)分別等于1：1、4：1、7：1時HC1平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系：

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可知反應(yīng)平衡常數(shù)K(300℃)K(400℃)(填“大于”或"小于”)。設(shè)HC1初始濃度為

3,根據(jù)進(jìn)料濃度比c(HCl)：以。2)=1：1的數(shù)據(jù)計算K(40()℃)=(列出計算

式)。按化學(xué)計量數(shù)比進(jìn)料可以保持反應(yīng)物高轉(zhuǎn)化率,同時降低產(chǎn)物分離的能耗。進(jìn)料濃度比

式HC1)：。(。2)過低、過高的不利影響分別

是。

(2)在一定溫度的條件下，進(jìn)一步提高HC1的轉(zhuǎn)化率的方法

是。(寫出2種)

8.(2018全國m)三氯氫硅(SiHCb)是制備硅烷、多晶硅的重要原料?；卮鹣铝袉栴}：

(l)SiHCb在常溫常壓下為易揮發(fā)的無色透明液體，遇潮氣時發(fā)煙生成(HSiO)?。等，寫出該反

應(yīng)的化學(xué)方程式o

(2)SiHCb在催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)：

2SiHCl3(g)=SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)

AW,=48kJmof1

3SiH2a2(g)---SiH4(g)+2SiHCl3(g)

△%=-30kJ-mol-1

則反應(yīng)4SiHCb(g)-SiH￡g)+3SiC14(g)的△”為kJmol'o

(3)對于反應(yīng)2SiHCb(g)=SiH2cl2(g)+SiCl?(g),采用大孔弱堿性陰離子交換樹脂催化劑，在

323K和343K時SiHCh的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示。

①343K時反應(yīng)的平衡轉(zhuǎn)化率a=%。平衡常數(shù)K343L(保留2位小

數(shù))。

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②在343K下:要提高SiHCb轉(zhuǎn)化率，可采取的措施是;要縮短反應(yīng)達(dá)到

平衡的時間，可采取的措施有、。

③比較a、b處反應(yīng)速率大小:%比（填“大于”“小于”或“等于"）。反應(yīng)速率v=ViE-va

=MEX&HCI3??火逆XsiH2c卜為明火4A迪分別為正、逆向反應(yīng)速率常數(shù)X為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，計算a

處的上=__________（保留1位小數(shù)）。

D逆

必備知識

1.化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志

（1）絕對標(biāo)志。

—同一物質(zhì)①（正）=D（逆）

VjrCX）

——不同物質(zhì)：------------

X的化學(xué)計量數(shù)

〃逆（Y）

Y的化學(xué)計量數(shù)

—各組分的濃度不變

—各組分的物質(zhì)的量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）不變

現(xiàn)象上H—無熱交換時體系溫度不變

—各氣體組分的體積分?jǐn)?shù)不變

一反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不變

（2）相對標(biāo)志。

①有氣體參加的反應(yīng)，氣體的總壓強(qiáng)、總體積、總物質(zhì)的量不變時，如果是等體積反應(yīng)時,

不一定達(dá)到平衡;如果是不等體積反應(yīng)時，一定達(dá)到平衡。

②氣體的密度（翟黑鬻）、氣體的平均相對分子質(zhì)量（溫磊黑）不變時,要具體分

析各表達(dá)式中的分子或分母的變化情況，判斷是否平衡。

③如果反應(yīng)體系中的物質(zhì)有顏色，則反應(yīng)體系的顏色不變時，一定達(dá)到平衡。

2.“惰性氣體（與反應(yīng)無關(guān)的氣體廣對化學(xué)平衡的影響

（1）恒溫恒容時:充入惰性氣體，體系的總壓強(qiáng)增大，但各反應(yīng)成分的濃度不變，即各反應(yīng)氣

體的分壓不變，平衡不移動。

（2）恒溫恒壓時:充入惰性氣體，容器容積增大，各反應(yīng)氣體的濃度降低，相當(dāng)于減壓，化學(xué)平

衡向著氣體體積增大的方向移動。

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3.分析化學(xué)平衡移動的一般思路

速率不變（如容器容積不變

時充人不參與反應(yīng)的氣體）

改變程度相同N使用催化劑）

〔

速.。（正）R（逆）.氣體體積不變的

率反應(yīng)改變壓強(qiáng)

「<

3

變。（正）＞嘰逆）

［（濃度變化h-

〕微變程度不相冏^平衡正向移動

。（正）#?（逆）,移

貝正）＜嘰逆）

鈔J

?溫度變化P

1平衡艙向移動

4.化學(xué)平衡計算的基本模式——“三段式”

根據(jù)反應(yīng)進(jìn)行（或平衡移動）的方向，設(shè)出某反應(yīng)物消耗的量，然后列式求解。

例如：m\+/B-—pC+qD

起始量：ab00

變化量：mxnxPXqx

平衡量：a-mxb-nxPXqx

其中:①各物質(zhì)的變化量之比等于化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之比。

②這里人可指物質(zhì)的量、濃度、氣體體積等.

③弄清起始量、平衡量、平衡轉(zhuǎn)化率三者之間的互換關(guān)系。

④在計算平衡常數(shù)時，要注意反應(yīng)物或生成物的狀態(tài)。

注意:（1）反應(yīng)起始時，反應(yīng)物和生成物可能同時存在。

（2）由于起始濃度是人為控制的，故不同的物質(zhì)起始濃度比不一定等于化學(xué)計量數(shù)之比。

若反應(yīng)物起始濃度之比等于化學(xué)計量數(shù)之比，則隱含著各反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率相等，且平衡時各反應(yīng)

物的濃度之比等于化學(xué)計量數(shù)之比。

（3）起始濃度之比、平衡濃度之比不一定等于化學(xué)計量數(shù)之比，但物質(zhì)之間是按化學(xué)計量

數(shù)之比反應(yīng)和生成的，故各物質(zhì)的濃度變化之比一定等于化學(xué)計量數(shù)之比，這是計算的關(guān)鍵。

應(yīng)考訓(xùn)練

考向1化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷

1.（2019黑龍江哈爾濱第六中學(xué)高三期中）在一定溫度下的恒壓容器中，進(jìn)行可逆反應(yīng)

A（g）+B（g）^^C（g）+2D（g）。下列能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是（）

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①反應(yīng)混合物的密度不再改變②混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再改變③C和D的物

質(zhì)的量之比為1:2④體系壓強(qiáng)不再改變⑤C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再改變

@v（A）：v（C）=l：1

A.只有①②④⑤B.只有①②⑤

C.只有②⑤⑥D(zhuǎn).①②③④⑤⑥

考向2外界條件對化學(xué)平衡的影響

2.（2020江西名師聯(lián)盟一模）關(guān)于一定條件下達(dá)到化學(xué)平衡的反應(yīng)H2（g）+k（g）=2HI（g）

△”<0,下列說法正確的是（）

A.恒溫恒容時充入H2M正）增大，平衡右移

B.恒溫恒容時充入He,v（正）增大，平衡右移

C.縮小容器體積使壓強(qiáng)增大M正）、v（逆）不變，平衡不移動

D.升高溫度小（正）減小M逆）增大，平衡左移

考向3化學(xué)平衡常數(shù)的計算與應(yīng)用

3.（2020山東德州一模）已知反應(yīng):CH?—CHCH3（g）+Cb（g）iCH2rHeH2cl（g）+HCl（g）。在

ng

一定壓強(qiáng)下，按3=n（CHzYHCH。向密閉容器中充入氯氣與丙烯。圖甲表示平衡時，丙烯體

積分?jǐn)?shù)"）與溫度（7）、”的關(guān)系，圖乙表示反應(yīng)的平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系。則下列說法正

確的是（）

A,圖甲中31>1

B.圖乙中，曲線A表示正反應(yīng)的平衡常數(shù)

C.在恒容容器中進(jìn)行反應(yīng)，壓強(qiáng)不變時反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

D.當(dāng)溫度為「、s=2時,CI2的轉(zhuǎn)化率約為33.3%

考點三化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡的有關(guān)圖像

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真題示例

1.（2019江蘇化學(xué)）在恒壓、NO和02的起始濃度一定的條件下，催化反應(yīng)相同時間，測得不同

溫度下NO轉(zhuǎn)化為NO2的轉(zhuǎn)化率如下圖中實線所示（圖中虛線表示相同條件下NO的平衡轉(zhuǎn)

化率隨溫度的變化）。下列說法正確的是（）

A.反應(yīng)2NO（g）+O2（g）-2NC）2（g）的A//>0

B.圖中X點所示條件下，延長反應(yīng)時間能提高NO轉(zhuǎn)化率

C.圖中Y點所示條件下，增加02的濃度不能提高NO轉(zhuǎn)化率

D.380℃下,c起始（02）=5.0x10"moI-L-\NO平衡轉(zhuǎn)化率為50%,則平衡常數(shù)K>2000

2.（2019全國H節(jié)選）環(huán)戊二烯（◎）是重要的有機(jī)化工原料，廣泛用于農(nóng)藥、橡膠、塑料等生

產(chǎn)?；卮鹣铝袉栴}：

⑴某溫度下，等物質(zhì)的量的碘和環(huán)戊烯（◎）在剛性容器內(nèi)發(fā)生反應(yīng)O（g）+l2（g）=蘇

（g）+2HI（g）

△”>0,起始總壓為105Pa,平衡時總壓增加了20%,環(huán)戊烯的轉(zhuǎn)化率為，該反應(yīng)的平

衡常數(shù)&=Pa。達(dá)到平衡后,欲增加環(huán)戊烯的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取的措施有

（填標(biāo)號）。

A.通入惰性氣體B.提高溫度

C.增加環(huán)戊烯濃度D.增加碘濃度

（2）環(huán)戊二烯容易發(fā)生聚合生成二聚體，該反應(yīng)為可逆反應(yīng)。不同溫度下,溶液中環(huán)戊二烯濃度

與反應(yīng)時間的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是（填標(biāo)號）。

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1

(

-1

LI

二.6

。1.4

巨.2

、O

超.0

愛O.8

建O.64

”.

剪O2

旨O

.0O6

.5.5

反應(yīng)時間/h

\.T\>T2

B.a點的反應(yīng)速率小于c點的反應(yīng)速率

C.a點的正反應(yīng)速率大于b點的逆反應(yīng)速率

D.b點時二聚體的濃度為0.45mol.L-1

3.(2020全國III)二氧化碳催化加氫合成乙烯是綜合利用CO?的熱點研究領(lǐng)域?；卮鹣铝袉栴}:

(1)CC)2催化加氫生成乙烯和水的反應(yīng)中,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比”(C2H4)：n(H2O)=0

當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，若增大壓強(qiáng)，則”(C2H。(填“變大”“變小”或“不變”)。

(2)理論計算表明，原料初始組成“(CO?)：〃㈤2)=1:3,在體系壓強(qiáng)為0.1MPa,反應(yīng)達(dá)到平衡時,

四種組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x隨溫度T的變化如圖所示。

圖中，表示C2H4、CO2變化的曲線分別是、。CO?催化加氫合成C2H4反應(yīng)

的(填“大于”或“小于”)0。

(3)根據(jù)圖中點A(440K,0.39),計算該溫度時反應(yīng)的平衡常數(shù)勺=

(MPa)%列出計算式。以分壓表示，分壓=總壓x物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

(4)二氧化碳催化加氫合成乙烯反應(yīng)往往伴隨副反應(yīng)，生成C3H6、C3H8、C4H8等低碳燒。一定

溫度和壓強(qiáng)條件下，為了提高反應(yīng)速率和乙烯選擇性，應(yīng)當(dāng)。

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4.(2020天津化學(xué))利用太陽能光解水,制備的H2用于還原CO2合成有機(jī)物，可實現(xiàn)資源的再利

用。回答下列問題：

I.半導(dǎo)體光催化劑浸入水或電解質(zhì)溶液中，光照時可在其表面得到產(chǎn)物

(1)圖I為該催化劑在水中發(fā)生光催化反應(yīng)的原理示意圖。光解水能量轉(zhuǎn)化形式

為，

(2)若將該催化劑置于Na2so3溶液中，產(chǎn)物之一為SO〉另一產(chǎn)物為。若將該催化

劑置于AgNCh溶液中，產(chǎn)物之一為。2,寫出生成另一產(chǎn)物的離子反應(yīng)

式:。

圖1

/%

升A有分子篩膜

幺45.無分子篩膜

避25

￡-

200220240

溫度/℃

圖2

II.用H2還原CO2可以在一定條件下合成CH30H(不考慮副反應(yīng))

CO2(g)+3H2(g)—CH3OH(g)+H2O(g)AH<0

(3)某溫度下，恒容密閉容器中,CO2和H,的起始濃度分別為〃mol-L-1和3“moll」,反應(yīng)平衡

時,CH30H的產(chǎn)率為6,該溫度下反應(yīng)平衡常數(shù)的值為。

(4)恒壓下,CO2和％的起始物質(zhì)的量比為1:3時,該反應(yīng)在無分子篩膜時甲醇的平衡產(chǎn)率和

有分子篩膜時甲醇的產(chǎn)率隨溫度的變化如圖2所示，其中分子篩膜能選擇性分離出H20?

①甲醇平衡產(chǎn)率隨溫度升高而降低的原因為。

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②P點甲醇產(chǎn)率高于T點的原因為o

③根據(jù)圖2,在此條件下采用該分子篩膜時的最佳反應(yīng)溫度為r?

IIL調(diào)節(jié)溶液pH可實現(xiàn)工業(yè)廢氣C02的捕獲和釋放

(5)C01的空間構(gòu)型為0已知25℃碳酸電離常數(shù)為K“i、a2,當(dāng)溶液pH=12

時,c(H2co3)：C(HC03)：c(C0：-)=l：:o

5.(2018全國II)CH4-CC>2催化重整不僅可以得到合成氣(CO和氏),還對溫室氣體的減排具有

重要意義?；卮鹣铝袉栴}：

⑴CH4-CO2催化重整反應(yīng)為:CHKg)+CO2(g)——2co(g)+2H2(g)。

已知：

=1

C(s)+2H2(g)^CH4(g)AH=-75kJmol_

1

C(s)+O2(g)=CO2(g)△”=-394kJ-mol-

CXs)+^02(g)—C0(g)A/7=-lllkJ-mol-1

該催化重整反應(yīng)的△〃=kJ.moH,有利于提高C&平衡轉(zhuǎn)化率的條件是

(填標(biāo)號)。

A.高溫低壓B.低溫高壓

C.高溫高壓D.低溫低壓

某溫度下，在體積為2L的容器中加入2molCH4.1molC02以及催化劑進(jìn)行重整反應(yīng)，達(dá)到

22

平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率是50%,其平衡常數(shù)為mol-L-?

(2)反應(yīng)中催化劑活性會因積碳反應(yīng)而降低，同時存在的消碳反應(yīng)則使積碳量減少，相關(guān)數(shù)據(jù)

如下表：

積碳反應(yīng)消碳反應(yīng)

C()(g)+C(s)

CH4(g)=—2

C(s)+2H2(g)—2(X)(g)

AW/(kJmor')75172

活化能/3391

催化

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(kJ-nior1齊IJX

)

催化

4372

劑Y

500550600650700

溫度/P

①由上表判斷，催化劑XY(填“優(yōu)于”或“劣于”)，理由是o

在反應(yīng)進(jìn)料氣組成、壓強(qiáng)及反應(yīng)時間相同的情況下，某催化劑表面的積碳量隨溫度的變化關(guān)

系如圖所示，升高溫度時，下列關(guān)于積碳反應(yīng)、消碳反應(yīng)的平衡常數(shù)(不和速率?的敘述正確的

是(填標(biāo)號)。

A.K機(jī)、K泊均增加

B.v稅減小、v消增加

C.K機(jī)減小、C酒增加

D.i，濟(jì)增加的倍數(shù)比v秋增加的倍數(shù)大

②在一定溫度下，測得某催化劑上沉積碳的生成速率方程為產(chǎn)也為速率

v=kp(CH4"p(CO2)

常數(shù))，在p(CH_?)一定時，不同p(CC)2)下積碳量隨時間的變化趨勢如下圖所示，則用《。2)、

〃b(CC>2)、Pc(CC)2)從大到小的順序為__________________。

掣J6

J2

1°

副

。8

勤

Q4

0481216

反應(yīng)時間/min

必備知識

1.常見基本圖像[以反應(yīng)，"A(g)+〃B(g)一pC(g)+qD(g)為例，已知該反應(yīng)\H>^m+n>p+q]

(1)速率曲線圖:

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⑵轉(zhuǎn)化率曲線圖:

丁(PrP)

2.幾種特殊的圖像

(1)對于化學(xué)反應(yīng)"zAO+aBOu^pClgHqDlg),如下圖甲、乙,M點之前，表示從反應(yīng)物開

始M正)”(逆);M點為達(dá)到平衡;M點之后為平衡受溫度的影響情況，即升溫時A的百分含量

增加、C的百分含量減少，平衡左移，故正反應(yīng)的AHO。

A%f

甲

(2)對于化學(xué)反應(yīng)/"A(g)+“B(g)=pC(g)+qD(g),如上圖丙，/曲線上所有的點都是平衡點。

/曲線的左上方(E點)A的百分含量大于此壓強(qiáng)時平衡體系的A的百分含量，所以E點時

u(正)>□(逆);則I曲線的右下方(F點)W正)<v(逆)。

3.速率、平衡圖像題的分析方法

(1)認(rèn)清坐標(biāo)系，弄清縱、橫坐標(biāo)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。

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(4)注意終點。例如，在濃度一時間圖像上，一定要看清平衡時反應(yīng)物的消耗量、生成物的

增加量，并結(jié)合有關(guān)原理進(jìn)行推理判斷。

(5)圖像中先拐先平數(shù)值大。例如，在轉(zhuǎn)化率一時間圖像上，先出現(xiàn)拐點的曲線先達(dá)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(qiáng)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。

應(yīng)考訓(xùn)練

考向1利用圖像綜合考查反應(yīng)速率和化學(xué)平衡

1.(2020上海四區(qū)二模)工業(yè)上用CO生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng):

CO(g)+2H2(g)-CH30H(g)o

(1)寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=_.

⑵圖1是反應(yīng)時CO(g)和CHQH(g)的濃度隨時間的變化情況。從反應(yīng)開始到平衡，用CO濃

度變化表示的平均反應(yīng)速率v(CO)=o

(3)圖2表示該反應(yīng)進(jìn)行過程中能量的變化。曲線a表示不使用催化劑時反應(yīng)的能量變化，曲

線b表示使用催化劑后的能量變化。該反應(yīng)是(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)，反應(yīng)的熱

化學(xué)方程式是o

(4)適宜的催化劑能(選填序號)。

a.改變反應(yīng)的熱效應(yīng)b.降低生產(chǎn)能耗

c.加快反應(yīng)速率d.提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率

(5)恒容條件下，下列措施中能使哼怒也增大的有(選填序號)。

a.升高溫度b.使用催化劑

c.再充入2molH2

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考向2通過生產(chǎn)數(shù)據(jù)綜合考查反應(yīng)速率和化學(xué)平衡

2.（2020北京西城高三一模）頁巖氣中含有較多的乙烷，可將其轉(zhuǎn)化為更有工業(yè)生產(chǎn)價值的乙

烯。

（1）二氧化碳氧化乙烷制乙烯。

將C2H6和CO2按物質(zhì)的量之比為1：1通入反應(yīng)器中，發(fā)生如下反應(yīng)：

i.C2H6（g）一C2H4（g）+H2（g）AM=+136.4kJ-mol"

:1

ii.CO2（g）+H2（g）=—1COCgJ+HzOCg）A//2=+41.2kJmol'

iii.C2H6（g）+CO2（g）-C2H4（g）+CO（g）+H2O（g）

△%

①用AHi、AH2計算A“3=kJ-mol'o

②反應(yīng)iv：C2H6（g）=2c（s）+3H2（g）為積碳反應(yīng),生成的碳附著在催化劑表面，降低催化劑的活

性,適當(dāng)通入過量CO?可以有效緩解積碳,結(jié)合方程式解釋其原

因:。

③二氧化碳氧化乙烷制乙烯的研究熱點之一是選擇催化劑,相同反應(yīng)時間，不同溫度、不同催

化劑的數(shù)據(jù)如下表（均未達(dá)到平衡狀態(tài)）：

實轉(zhuǎn)化率選擇性

驗/%

催化/%

r/℃

劑

編

八CO一H-CO

a2

I650鉆鹽19.037.617.678.1

1165032.123.()77.310.4

III60()銘鹽21.212.479.79.3

IV55012.08.685.25.4

【注】C2H4的選擇性:轉(zhuǎn)化的乙烷中生成乙烯的百分比。

CO選擇性:轉(zhuǎn)化的CC>2中生成co的百分比。

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對比實驗I和II,該反應(yīng)應(yīng)該選擇的催化劑為，理由是。實驗條件下,

格鹽作催化劑時,隨溫度升高,C2H6的轉(zhuǎn)化率升高，但C2H4的選擇性降低，原因

是■>

(2)利用質(zhì)子傳導(dǎo)型固體氧化物電解池將乙烷轉(zhuǎn)化為乙烯,示意圖如下:

①電極a與電源的極相連。

②電極b的電極反應(yīng)式是

熱點專攻(七)

化學(xué)反應(yīng)原理綜合題解題策略

一'題型分析

本題型一般取材于能源、環(huán)境保護(hù)、化工生產(chǎn)等情景，題目圍繞一個主題，將熱化學(xué)、化

學(xué)反應(yīng)速率、電化學(xué)及三大平衡知識融合在一起進(jìn)行考查,每個小題相對獨(dú)立;題目中結(jié)合圖

像、表格、數(shù)據(jù)、裝置等信息，考查考生的閱讀、讀圖、分析歸納能力，試題的難度較大。考

點主要涉及蓋斯定律與熱化學(xué)方程式、化學(xué)反應(yīng)速率的計算及其影響因素的分析、平衡常數(shù)

的計算及其影響因素的分析、化學(xué)平衡移動及其影響因素的分析、電極反應(yīng)式的書寫及相關(guān)

計算等。另外速率常數(shù)的理解與應(yīng)用也是近幾年高考考查的重點內(nèi)容之一,應(yīng)給予關(guān)注。

二'重難考向剖析

考向1化學(xué)圖表、圖像等信息的提取和加工

【例1】(2019全國I)水煤氣變換［CO(g)+H2O(g)一CO2(g)+H2(g)］是重要的化工過程,

主要用于合成氨、制氫以及合成氣加工等工業(yè)領(lǐng)域中?；卮鹣铝袉栴}：

(l)Shibata曾做過下列實驗:①使純氏緩慢地通過處于721℃下的過量氧化鉆CoO(s),

氧化鉆部分被還原為金屬鉆Co(s),平衡后氣體中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.0250。

②在同一溫度下用CO還原CoO(s),平衡后氣體中CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.0192。

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根據(jù)上述實驗結(jié)果判斷，還原CoO(s)為Co(s)的傾向是COH?(填“大于”或“小

于”)。

(2)721℃時，在密閉容器中將等物質(zhì)的量的CO(g)和HzCXg)混合，采用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┻M(jìn)行

反應(yīng)，則平衡時體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為(填標(biāo)號)。

A.<0.25B.0.25C.0.25-0.50

D.0.50E.>0.50

(3)我國學(xué)者結(jié)合實驗與計算機(jī)模擬結(jié)果，研究了在金催化劑表面上水煤氣變換的反應(yīng)歷

程，如圖所示，其中吸附在金催化劑表面上的物種用*標(biāo)注。

相

對

能

量

(eV)

過

@0過@***G

)O)OHOo

渡

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0XO±OM

+X+H

態(tài)

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