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專題十三： 化學反應速率及化學平衡
2024屆高三化學二輪復習專題
【新課程標準】
1.了解化學反應速率的概念和定量表示方法。能正確計算化學反應的轉化率(α)。2.了解反應活化能的概念，了解催化劑的重要作用。3.了解化學反應的可逆性及化學平衡的建立。4.掌握化學平衡的特征。了解化學平衡常數(K)的含義，能利用化學平衡常數進行相關計算。5.理解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對反應速率和化學平衡的影響，能用相關理論解釋其一般規律。6.了解化學反應速率和化學平衡的調控在生活、生產和科學研究領域中的重要作用。
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【命題熱點及近五年考頻考題】
2023年：湖南卷T13，山東卷T13，全國新課標卷T12，浙江6月卷T14，浙江1月卷T14，北京卷T3，遼寧卷T13
2022年：湖南卷T6，T12，T14;浙江卷T20;遼寧卷T12;河北卷T11;海南卷T8;江蘇卷T10，T13;廣東卷T13，T15;山東卷T10。
2021年：湖南T11；廣東T4；遼寧T11；浙江T5；海南T8；江蘇T14；北京T14；河北T13；浙江T18、T20。
2020年：全國II；江蘇T15。
2019年：江蘇T15；浙江T19、T22。
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【研磨典題】
【典例】（2023年·湖南卷）向一恒容密閉容器中加入1molCH4和一定量的H2O，發生反應：CH4(g)+ H2O(g) CO (g)+ 3H2(g)。CH4的平衡轉化率按不同投料比 隨溫度的變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A．x1＜x2
B．反應速率：v正b＜vc正
C．點a、b、c對應的平衡常數：
Ka＜Kb =Kc
D．反應溫度為T1,當容器內壓強不變時，
反應達到平衡狀態
B
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[解題策略]
一、讀題看圖像——一看面、二看線、三看點、四看趨勢
二、解題想規律——聯想平衡移動原理，分析改變條件對反應速率、化學平衡移動的影響
三、答題作判斷——利用原理、結合圖像，作出判斷。
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【答題要素】
1.化學反應速率的計算
2.外界條件對化學反應速率的影響
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3．化學平衡狀態的判斷(1)等——“正逆相等”①同一物質(兩種表述)：v(正)＝v(逆)、斷鍵數＝成鍵數。
②不同物質：--- ＝——
(2)定——“變量不變”：如果一個量是隨反應進行而改變的(即變量)，當其“不變”時反應就達到平衡狀態，即“變量”不變可說明達到平衡狀態。
①平衡體系中各物質的質量、物質的量、濃度及百分含量等保持不變。
②一定條件下的氣體密度、總壓強、氣體的平均相對分子質量不變等。
③有色體系的顏色保持不變。
V正 X
X的化學計量數
V逆 Y
Y的化學計量數
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4.分析化學平衡移動的一般思路
注意：“惰性氣體”對化學平衡的影響(1)恒溫恒容條件:原平衡體系 體系總壓強增大→體系中各組分的濃度不變→平衡不移動。
(2)恒溫恒壓條件：原平衡體系 容器容積增大，各反應氣體的分壓減小→體系中各組分的濃度同倍數減小(等效于減壓)。①氣體體積不變的反應：平衡不移動。②氣體體積可變的反應：平衡向氣體體積增大的方向移動。
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5.化學平衡移動的判斷方法
（1）依據勒夏特列原理判斷
通過比較平衡被破壞的瞬間的正、逆反應速率的相對大小來判斷平衡移動的方向。
①若外界條件改變，引起 ，則化學平衡向正反應方向移動；
②若外界條件改變，引起 ，則化學平衡向逆反應方向移動；
③若外界條件改變，雖能引起 和 變化，但變化后新的 和 仍保持相等，則化學平衡不發生移動。
（2）依據濃度商 判斷
通過比較濃度商 與平衡常數 的大小來判斷平衡移動的方向。
①若 ，平衡向逆反應方向移動。
②若 ，平衡不移動。
③若 ，平衡向正反應方向移動。
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6.化學平衡常數及其應用(1)對于同一可逆反應，正反應的平衡常數等于逆反應的平衡常數的倒數，即：K正＝1/K(逆)。若方程式中的化學計量數等倍擴大或縮小，盡管是同一反應，平衡常數也會發生改變。
(2)與反應熱的關系，一般情況下：
(3)與物質狀態的關系
由于固體或純液體濃度視為一常數，所以在平衡常數表達式中不再寫出。
①稀溶液中進行的反應，如有水參加反應，由于水的濃度視為常數而不必出現在表達式中；
②非水溶液中進行的反應，若有水參加或生成，則應出現在表達式中。
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化學平衡常數應用：
(1)利用K可以推測可逆反應進行的程度。K大說明反應進行的程度大，反應物的平衡轉化率大；K小說明反應進行的程度小，反應物的平衡轉化率小。(2)利用K可判斷反應的熱效應。若升高溫度，K值增大，則正反應為吸熱反應；若升高溫度，K值減小，則正反應為放熱反應。(3)借助平衡常數，可以判斷一個化學反應是否達到化學平衡狀態以及反應的方向（Q為濃度商）：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。
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7.判斷平衡轉化率變化的規律（1）若反應物有多種：aA(g)＋bB(g) cC(g)＋dD(g)，①在不改變其他條件時，只增加A的量，平衡向正反應方向移動，但是A的轉化率減小，B的轉化率增大。②若按原比例同倍數地增加A和B，平衡向正反應方向移動，但是反應物的轉化率與氣體物質的計量數有關：若a＋b＝c＋d，A、B的轉化率都不變；若a＋b>c＋d，A、B的轉化率都增大；若a＋bb＋c，A的轉化率增大；
③若a2024屆高三化學二輪專題復習
8.兩種典型的圖像
（1）轉化率(或百分含量)與溫度變化圖像
[析圖關鍵] 表示兩個外界條件同時變化時，反應物 的轉化率變化情況，解決這類圖像一般采用“定一議二”的方法，即把自變量(溫度、壓強)之一設為恒量，討論另外兩個變量的關系。如：圖1中，當壓強相等(任意一條等壓線)時，升高溫度， 的轉化率增大，說明升高溫度平衡向正反應方向移動，即正反應為吸熱反應。當溫度相等時，在圖1中作垂線，與三條等壓線交于三點，這三點自下而上為增大壓強， 的轉化率增大，說明增大壓強平衡向正反應方向移動，即正反應為氣體體積減小的反應。
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（2）轉化率(或百分含量)與壓強變化圖像
[析圖關鍵] 圖3中，當溫度相等(任意一條等溫線)時，增大壓強， 的轉化率增大，說明增大壓強平衡正向移動，即正反應是氣體體積減小的反應。當壓強相等時，在圖3中作垂線，與兩條等溫線交于兩點，這兩點自下而上為降低溫度， 的轉化率增大，說明降低溫度平衡正向移動，即正反應為放熱反應。
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【方法指導】解答化學平衡圖像題四步驟
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【真題再練】
1、【2023年北京卷】下列事實能用平衡移動原理解釋的是( )A．H2O2溶液中加入少量MnO2固體，促進H2O2分解.
B．密閉燒瓶內的NO2和N2O4的混合氣體，受熱后顏色加深.
C．鐵釘放入濃HNO3中，待不再變化后，加熱能產生大量紅棕色氣體.
D．鋅片與稀H2SO4反應過程中，加入少量CuSO4固體，促進H2的產生
B
【解析】A．MnO2會催化 H2O2分解，與平衡移動無關，A項錯誤； B．NO2轉化為N2O4 的反應是放熱反應，升溫平衡逆向移動， NO2濃度增大，混合氣體顏色加深，B項正確；C．鐵在濃硝酸中鈍化，加熱會使表面的氧化膜溶解，鐵與濃硝酸反應生成大量紅棕色氣體，與平衡移動無關，C項錯誤；D．加入硫酸銅以后，鋅置換出銅，構成原電池，從而使反應速率加快，與平衡移動無關，D項錯誤；故選B。
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2、（2023年·山東卷）一定條件下，化合物E和TFAA合成H的反應路徑如下：
已知反應初始E的濃度為0.10mol L-1，TFAA的濃度為0.08mol L-1，部分物種的濃度隨時間的變化關系如圖所示，忽略反應過程中的體積變化。下列說法正確的是( )
A．t1時刻，體系中有E存在B．t2時刻，體系中無F存在C．E和TFAA反應生成F的活化能很小D．反應達平衡后，TFAA的濃度為0.08mol L-1
AC
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3、（2023年·浙江6月卷）一定條件下，1-苯基丙炔(Ph—C≡C-CH3)可與HCl發生催化加成，反應如下：
反應過程中該炔烴及反應產物的占比隨時間的變化如圖(已知：反應I、Ⅲ為放熱反應)，下列說法不正確的是( )A．反應焓變：反應I>反應ⅡB．反應活化能：反應I<反應ⅡC．增加HCl濃度可增加平衡時產物Ⅱ和產物I的比例
D．選擇相對較短的反應時間，及時分離可獲得高產率的產物I
C
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4、（2023年·浙江1月卷）標準狀態下，氣態反應物和生成物的相對能量與反應歷程示意圖如下[已知O2(g)和Cl2(g)的相對能量為0]，下列說法不正確的是 ( )
A．E6-E3=E5-E2 B．可計算Cl-Cl鍵能為2(E2-E3)kJ mol-1 C．相同條件下，O3的平衡轉化率：歷程II>歷程ID．歷程I、歷程II中速率最快的一步反應的熱化學方程式為：ClO(g)+O(g)=O2(g)+Cl(g) H=(E5-E4)kJ mol-1
C
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5、【2023年遼寧卷】某小組進行實驗，向10ml蒸餾水中加入0.4gI2，充分振蕩，溶液呈淺棕色，再加入0.2g鋅粒，溶液顏色加深；最終紫黑色晶體消失，溶液褪色。已知 為棕色，下列關于顏色變化的解釋錯誤的是（ ）
選項 顏色變化 解釋
A 溶液呈淺棕色 I2在水中溶解度較小
B 溶液顏色加深 發生了反應：
C 紫黑色晶體消失 I2(aq)的消耗使溶解平衡
右移
D 溶液褪色 Zn與有色物質發生了置換反應
D
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6、（2022年湖南卷）．向體積均為1L的兩恒容容器中分別充入2molX和1molY,發生反應：2X (g)+ Y(g) 2Z(g) ΔH，其中甲為絕熱過程，乙為恒溫過程，兩反應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．ΔH＞0
B．氣體的總物質的量：na＜ncC．a點平衡常數：K＞12
D．反應速率：Va正＜Vb正
B
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7．（2022年湖南卷）甲基丙烯酸甲酯是合成有機玻璃的單體。舊法合成的反應：(CH3)C=O+HCN→(CH3)C(OH)CN(CH3)C(OH)CN+CH3OH+H2SO4→CH2=C(CH3)COOCH3+NH4HSO4 新法合成的反應：CH3C≡CH+CH3OH CH2=C(CH3)COOCH3下列說法錯誤的是( ) (阿伏加德羅常數的值為NA)A．HCN的電子式為
B．新法沒有副產物產生，原子利用率高C．1L0.05mol/L的NH4HSO4溶液中NH4+的微粒數小于0.05NAD．Pd的作用是降低反應的活化能，使活化分子數目增多，百分數不變
D
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8．（2022年湖南卷）反應物(S)轉化為產物(P或P·Z)的能量與反應進程的關系如下圖所示：
下列有關四種不同反應進程的說法正確的是( )A．進程Ⅰ是放熱反應
B．平衡時P的產率：Ⅱ>ⅠC．生成P的速率：Ⅲ>Ⅱ
D．進程Ⅳ中，Z沒有催化作用
AD
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9．（2022年山東卷）在NO催化下，丙烷與氧氣反應制備丙烯的部分反應機理如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A．含N分子參與的反應一定有電子轉移B．由NO生成HONO的反應歷程有2種C．增大NO的量，C3H8的平衡轉化率不變D．當主要發生包含②的歷程時，最終生成的水減少
D
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10．（2022年廣東卷）恒容密閉容器中，BaSO4(s)＋4H2(g) BaS(s)＋4H2O(g)在不同溫度下達平衡時，各組分的物質的量(n)如圖所示。下列說法正確的是( )
A．該反應的ΔH＜0B．a為n(H2O)隨溫度的變化曲線C．向平衡體系中充入惰性氣體，平衡不移動D．向平衡體系中加入BaSO4，H2的平衡轉化率增大
C
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11．（2022年廣東卷）在相同條件下研究催化劑I、Ⅱ對反應 的影響，各物質濃度c隨反應時間t的部分變化曲線如圖，則( )
A．無催化劑時，反應不能進行B．與催化劑Ⅰ相比，Ⅱ使反應活化能更低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，0~2 min內，v(X)=1.0 mol·L－1·min－1
D
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12.（2022年江蘇卷）用尿素水解生成的NH3催化還原NO,是柴油機車輛尾氣凈化的主要方法。反應為4NH3(g)+O2(g)+4NO(g) 4N2(g)+6H2O(g),下列說法正確的是 (　　)
A.上述反應ΔS<0B.上述反應平衡常數K=
C.上述反應中消耗1 mol NH3,轉移電子的數目為2×6.02×1023D.實際應用中,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
B
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13.（2022年江蘇卷）乙醇—水催化重整可獲得H2。其主要反應為C2H5OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g) ΔH=+173.3 kJ·mol-1
CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2 kJ·mol-1在1.0×105 Pa、n始(C2H5OH)∶n始(H2O)=1∶3時,若僅考慮上述反應,平衡時CO2和CO的選擇性及H2的產率隨溫度的變化如圖所示。CO的選擇性= ×100%
下列說法正確的是 (　　)
A.圖中曲線①表示平衡時H2產率隨溫度的變化B.升高溫度,平衡時CO的選擇性增大C.一定溫度下,增大 可提高乙醇平衡轉化率D.一定溫度下,加入CaO(s)或選用高效催化劑,均能提高平衡時H2產率
D
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14．（2022年海南卷）某溫度下，反應CH2=CH2(g)+H2O(g)
CH3CH2OH(g)在密閉容器中達到平衡，下列說法正確的是( )A．增大壓強，v正> v逆，平衡常數增大B．加入催化劑，平衡時CH3CH2OH(g)的濃度增大C．恒容下，充入一定量的H2O(g)，平衡向正反應方向移動D．恒容下，充入一定量的CH2=CH2(g)，CH2=CH2(g)的平衡轉化率增大
15．（2022年遼寧卷）某溫度下，在1L恒容密閉容器中2.0molX發生反應2X(s) Y(g)+2Z(g)，有關數據如下：
時間段/ min 產物Z的平均生成速率/ mol·L－1·min－1
0～2 0.20
0～4 0.15
0～6 0.10
下列說法錯誤的是( )A．1 min時，Z的濃度大于0.20mol/L
B．2 min時，加入0.20molZ，此時
C．3 min時，Y的體積分數約為33.3%D．5 min時，X的物質的量為1.4mol
C
B
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16．（2022年河北卷）恒溫恒容條件下，向密閉容器中加入一定量X，發生反應的方程式為①X Y；②Y Z。反應①的速率 ，反應②的速率 ，式中 為速率常數。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①和②的 曲線。下列說法錯誤的是( )
A．隨C(X)的減小，反應①、②的速率均降低B．體系中
C．欲提高Y的產率，需提高反應溫度且控制反應時間D．溫度低于T1時，總反應速率由反應②決定
AB
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17．（2022年浙江卷）恒溫恒容的密閉容器中，在某催化劑表面上發生氨的分解反應：2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)，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①，0~20min，v(N2)=1.00× 10-5mol/(L·min) B．實驗②，60min時處于平衡狀態，X≠0.40
C．相同條件下，增加氨氣的濃度，反應速率增大D．相同條件下，增加催化劑的表面積，反應速率增大
C
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18.(2021湖南.不定項)已知：A(g)+2B(g) 3C(g) △H<0 ，向一恒溫恒容的密閉容器中充入1molA和3molB發生反應，t1時達到平衡狀態I，在t2時改變某一條件，t3時重新達到平衡狀態Ⅱ，正反應速率隨時間的變化如圖所示。下列說法正確的是（ ）
A.容器內壓強不變，表明反應達到平衡
B.t2時改變的條件：向容器中加入C
C.平衡時A的體積分數φ：
D.平衡常數K：K Ⅱ
BC
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19．(2021廣東)反應X===2Z經歷兩步：①X→Y；②Y→2Z。反應體系中X、Y、Z的濃度c隨時間t的變化曲線如圖所示。下列說法不正確的是( )
A．a為c(X)隨t的變化曲線
B．t1時，c(X)＝c(Y)＝c(Z)
C．t2時，Y的消耗速率大于生成速率
D．t3后，c(Z)＝2c0－c(Y)
20.(2021遼寧)某溫度下，在恒容密閉容器中加入一定量X，發生反應2X(s) Y(s)+Z(g)，一段時間后達到平衡。下列說法錯誤的是（ ）
A．升高溫度，若c(Z)增大，則△H>0
B．加入一定量Z，達新平衡后m(Y)減小
C．加入等物質的量的Y和Z，達新平衡后c(Z)增大
D．加入一定量氬氣，平衡不移動
D
C
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21.(2021浙江)取50 mL過氧化氫水溶液，在少量I－存在下分解：2H2O2===2H2O＋O2↑。在一定溫度下，測得O2的放出量，轉換成H2O2濃度(c)如下表：下列說法不正確的是( )
A．反應20 min時，測得O2體積為224 mL(標準狀況)
B．20～40 min，消耗H2O2的平均速率為0．010 mol/(L·min)
C．第30 min時的反應速率小于第50 min時的反應速率
D．H2O2分解酶或Fe2O3代替I－也可以催化H2O2分解
22.(2021海南)制備水煤氣的反應C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g) △H>0,下列說法正確的是（ ）
A. 該反應△S<0 B. 升高溫度，反應速率增大
C. 恒溫下，增大總壓，H2O(g)的平衡轉化率不變
D. 恒溫恒壓下，加入催化劑，平衡常數增大
t/min 0 20 40 60 80
c/(mol·L－1) 0.80 0.40 0.20 0.10 0.050
C
B
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1. 室溫下，某溶液初始時僅溶有 和 且濃度相等，同時發生以下兩個反應：① ；② 。反應①的速率可表示為 ，反應②的速率可表示為 ( 、 為速率常數)。反應體系中組分 、 的濃度隨時間變化情況如圖。下列說法錯誤的是( )
A. 時間段內， 的平均反應速率為
B. 反應開始后，體系中 和 的濃度之比保持不變
C. 如果反應能進行到底，反應結束時 的 轉化為
D. 反應①的活化能比反應②的活化能大
A
【預測押題】
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2. 已知 ，反應歷程分兩步：
快反應：① , ,
慢反應：② ，
,
下列說法正確的是( )
A. 是該反應的催化劑
B. 溫度升高 正、 均減小， 、 均增大
C. 反應②中 與 的碰撞僅部分有效
D. 反應①正反應的活化能大于逆反應的活化能
C
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3．一定溫度下向容器中加入A發生反應如下：①A→B，②A→C，③B C。反應體系中A、B、C的濃度隨時間t的變化曲線如圖所示。下列說法錯誤的是( )
A.反應①的活化能大于反應②
B．該溫度下，反應③的平衡常數大于1
C．t1時，B的消耗速率大于生成速率 D．t2時，c(C)=c0-c(B)
4．研究反應2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H<0對實現“碳中和”有重要意義。在密閉容器中充入1molCO2與3molH2，發生反應上述反應并達平衡，測得平衡體系中各種物質的體積分數隨溫度變化如圖所示。下列說法中正確的是( )
A．表示CH3CH2OH組分的曲線是Ⅳ
B．圖中曲線交點a對應的H2轉化率為60%C．圖中曲線交點ab對應反應平衡常數Ka>Kb
D. 若使用催化劑，則b點向上移動
A
A
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5．根據下列圖示所得出的結論錯誤的是（ ）
A．圖甲是恒溫密閉容器中發生CaCO3(s) CaO(s)+CO2(g)反應時，c(CO2)隨反應時間變化曲線，t1時刻改變的條件可能是縮小容器的體積B．圖乙是密閉容器中發生aA(g)+bB(g) cC(g)反應，C的平衡物質的量與溫度的關系，則該反應焓變 H＜0C．圖丙是恒溫密閉容器中發生N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)反應，達到平衡時NH3的體積分數隨N2的起始物質的量的變化曲線，則H2的轉化率：b＞a＞cD．圖丁是HI(g)分解反應能量與反應進程關系曲線，a、b中I2的狀態分別為氣態、固態
C
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6. 電鍍廢液中 可通過下列反應轉化成鉻黃 :
，達到平衡。下列說法正確的是( )
A. 移走 ， 的轉化率升高
B. 加入少量 固體，自然沉降后，溶液顏色變深
C. 加入 固體，平衡逆向移動
D. 降低溫度，該反應的平衡常數 增大
D
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7. 在二氧化碳加氫制甲烷的反應體系中，主要發生反應的熱化學方程式為
反應Ⅰ：
反應Ⅱ：
反應Ⅲ：
向恒壓、密閉容器中通入 和 ，平衡時 、 、 的物質的量隨溫度的變化如圖所示。下列說法正確的是( )
A. 反應Ⅰ的平衡常數可表示
B. 圖中曲線 表示 的物質的量隨溫度的變化
C. 提高 轉化為 的轉化率，需要研發在低溫區高效的催化劑
D. 的
C
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