(新高考)高考化学二轮复习纠错笔记专题06 化学反应速率和化学平衡（2份打包，含解析+原卷版，可预览）

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专题06 化学反应速率和化学平衡
易错点1 混淆化学反应速率的表示方法

1．将5.6g铁粉投入稀硫酸中，2min时铁粉完全溶解。下列有关反应速率的表示正确的是
A．v(Fe)＝0.5mol·L-1·min-1 B．v(H2SO4)＝0.25mol·L-1·min-1
C．v(FeSO4)＝0.5mol·L-1·min-1 D．v(H2)＝0.5mol·L-1·min-1

【错因分析】注意不同物质表示化学反应速率，需关注化学反应各物质间的比例关系，确定该物质是否存在浓度的变化，能否定量表达化学反应速率。
【试题解析】反应Fe＋H2SO4＝FeSO4＋H2↑中，溶液中溶质浓度发生变化的只有反应物硫酸和生成物硫酸亚铁，5.6gFe的物质的量＝＝0.1mol，则参加反应的H2SO4的物质的量=生成FeSO4的物质的量＝0.1mol，故v(H2SO4)＝v(FeSO4)＝＝0.5mol·L-1·min-1，C项正确。答案选C。
【参考答案】C


1．对化学反应速率表达式的理解

2．化学反应速率的计算方法
(1)利用基本公式：v==。
(2)利用速率之比=化学计量数之比=各物质浓度的变化量(Δc)之比=各物质物质的量的变化量(Δn)之比。
(3)“三段式”法计算模板
例如：反应　　　 mA＋nBpC
起始浓度/(mol/L) a b c
转化浓度/(mol/L) x
t时刻浓度/(mol/L) a−x b− c＋
计算中注意以下量的关系：
①对反应物：c(起始)−c(转化)=c(某时刻)；
②对生成物：c(起始)＋c(转化)=c(某时刻)。
注意：理解化学反应速率概念应注意的“三点”
（1） 平均速率和瞬时速率：中学化学中，通常所说的化学反应速率一般是指平均速率，即某段时间内的平均反应速率，而不是某时刻的瞬时速率。
（2）化学反应速率越快不等于化学反应现象越明显，如某些中和反应。
（3）同一反应中，同一时间段内用不同物质的物质的量浓度变化表示的反应速率，数值可能不同，但意义相同，其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比。

1．一定温度下，的H2O2溶液发生催化分解，不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况下)如表所示：

0
2
4
6
8
10
V(O2)/L
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列说法不正确的是(溶液体积变化忽略不计)
A．0～4min内的平均反应速率
B．6～10min内的平均反应速率
C．反应至6min时，
D．反应至6min时，分解了50％
【答案】C
【解析】H2O2分解的化学方程式为2H2O2＝O2↑＋H2O，0～4min内反应生成17.2L氧气，其物质的量为：0.768mol，消耗H2O2的物质的量为1.536mol，平均反应速率v(H2O2)＝＝0.0384mol·L-1·min-1，A项正确；随着反应的进行，H2O2的浓度减小，反应速率减慢，6～10min的平均反应速率，v(H2O2)＜0.0384mol·L-1·min-1，B正确；反应至6min时，c(H2O2)＝0.20mol·L-1，C项错误；反应至6min时，H2O2分解了＝50%，D项正确。答案选C。


易错点2 不理解外界条件对反应速率的影响实质

2．在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=−Q kJ· mol−1(Q>0)，某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是

A．图Ⅰ研究的是t0时刻增大O2的浓度对反应速率的影响
B．图Ⅱ研究的是t0时刻加入催化剂后对反应速率的影响
C．图Ⅲ研究的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化效率比乙高
D．图Ⅲ研究的是温度对化学平衡的影响，且乙的温度较低

【错因分析】本题考查影响化学平衡的因素及图象，注意压强、浓度、催化剂对反应速率及平衡的影响，把握图中速率的关系及点、线、面的意义是解答关键。如果不明白外界因素对化学反应速率的影响，不能抓住影响反应速率的实质（是浓度变化引起的，还是加入催化剂引起的），将会错解。
【试题解析】在分析有关图像时应该注意：v−t图像要分清正逆反应，分清各因素(浓度、温度、压强、催化剂)对反应速率和平衡移动的影响；在转化率−时间图像或物质的百分含量−时间图像中，先出现拐点的曲线先达到平衡，代表温度高或压强大或使用合适的催化剂等。增大氧气的浓度，平衡破坏的瞬间逆反应速率应不变，图中条件变化应为增大压强，A项错误；图Ⅱ中正、逆反应速率同等程度的增大，化学平衡不移动，应为催化剂对反应速率的影响，B项正确催化剂能同等程度改变正逆反应速率，但平衡不移动，图中条件变化应为压强对平衡的影响，；C项错误；图像Ⅲ中乙首先到达平衡状态，则乙的温度高于甲中的温度，D项错误。答案选B。
【参考答案】B


外界条件对化学反应速率的影响
中学化学反应速率的实质是某段时间内的平均反应速率，在外界条件不变时，对于可逆反应，化学反应速率一般是由小变大，再变小，最终达到平衡状态。外界条件对化学反应速率及化学平衡的影响：
改变某物质的外界条件瞬间，以该物质为反应物方向的化学反应速率受到影响，没有受到影响的一方化学反应速率不变。
（1）增大反应物浓度，正反应速率增大，逆反应速率不变，正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动，达到新平衡；减小生成物浓度，逆反应速率减小，正反应速率不变，正反应速率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动，达到新平衡。
（2）增大压强，正、逆反应速率都增大，气体分子数多的一边的速率增大的程度较大；减压时，气体分子数多的一边的速率减小的程度较大。
（3）升温，吸热和放热反应的速率都增大，吸热反应速率增大的程度较大；降温，吸热反应速率减小的程度较大。
（4）使用催化剂时，同倍数、同时增大正、逆反应速率，正、逆反应速率始终相等。

2．中国首条“生态马路”在上海复兴路隧道建成，它运用了“光触媒”技术，在路面涂上一种光催化剂涂料，可将汽车尾气中45%的NO和CO转化成N2 和CO2。下列对此反应的叙述中正确的是
A．使用光催化剂不改变反应速率
B．该“光触媒”技术可以杜绝“光化学烟雾”的产生
C．升高温度能加快反应速率
D．改变压强对反应速率无影响
【答案】C
【解析】使用光催化剂改变反应速率可以加快化学反应速率，A项错误；“光触媒”可将45%的NO和CO转化为无毒无害的N2和CO2，故“光触媒”技术可以减少“光化学烟雾”，但不能杜绝，B项错误；升高温度能提高活化分子的百分数，故能加快反应速率，C项正确；该反应中的所有组分均为气体，故改变压强对反应速率有影响，D项错误；答案选C。

易错点3 对化学平衡状态的理解不透彻

3．在一个不传热的固定容积的密闭容器中，可逆反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，当m、n、p、q为任意整数时，下列说法一定能说明反应已达到平衡的是
①体系的压强不再改变 ②体系的温度不再改变 ③各组分的浓度不再改变
④各组分的质量分数不再改变 ⑤反应速率v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q
⑥单位时间内m mol A发生断键反应，同时p mol C也发生断键反应
A．③④⑤⑥ B．②③④⑥ C．①③④⑤ D．①③④⑥

【错因分析】反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，由此衍生出来的各种量不变。需要注意的是，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变量变为定值时，说明可逆反应达到平衡状态。若不清楚有可能存在m+n=p+q，体系压强始终不变，则易错选①，若不清楚反应速率之比始终存在v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，与是否达到平衡状态无关，易错选⑤。
【试题解析】本题考查了化学平衡状态的判断，注意把握化学平衡状态判断的角度，特别是正逆反应速率的关系，为易错点。①如果该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应，则体系的压强始终不变，所以不能根据压强判断反应是否达到平衡状态，故错误；②体系的温度不再改变，正逆反应速率相等，所以能据此判断该反应达到平衡状态，故正确；③各组分的物质的量浓度不再改变，该反应达到平衡状态，故正确；④当该反应达到平衡状态，各组分的质量分数不再改变，故正确；⑤当反应速率vA∶vB∶vC∶vD=m∶n∶p∶q，不能据此判断该反应是否达到平衡状态，故错误；⑥单位时间内m mol A断键反应等效于p mol C形成，同时p mol C也断键反应，故正确；故选B。
【参考答案】B


化学平衡状态的判断
达到化学平衡状态的标志：v正=v逆，平衡混合物中各组成成分的含量保持不变。“v正=v逆”是化学平衡的本质特征，即反应体系中同一物质的消耗速率和生成速率相等。各组分的含量不变，是指各组分的浓度、质量分数、体积分数(有气体参加的可逆反应)、反应物的转化率等均保持不变。
判断某一可逆反应是否达到平衡状态的“等价标志”：
（1）对于反应前后气体体积不等的反应，当恒温、恒容时，压强不变、气体的平均相对分子质量不变，或恒温、恒压时，体积不变、混合气体的密度不变，说明反应处于平衡状态。
（2）对于有颜色的物质参加的反应，体系颜色不变，说明反应处于平衡状态。
（3）对于吸热或放热反应，绝热体系的温度不变，说明反应处于平衡状态。
总的来说，可逆反应建立化学平衡时。某量在建立化学平衡的过程中发生变化（增大或减小），现在突然不再变化即可。
注意化学反应速率与化学平衡的区别和联系：
化学反应速率v是表示在一定条件下，某一化学反应进行的快慢程度的物理量，它不仅涉及化学反应的实际进行步骤，同时也与物质的微观状况有密切的联系。而化学平衡是指可逆反应进行的方向和限度的问题，只考虑物质的宏观状况就可以解决问题，与反应的实际步骤无关，只与反应的初始状态和最终状态有关。两者虽属于不同的范畴，但它们之间有联系：对于一个可逆反应，当v正=v逆时，即达到化学平衡；而当v正≠v逆时，就表示该可逆反应未达到平衡或原平衡被破坏。

3．已知N2 (g)＋3H2 (g)2NH3(g)，现向一密闭容器中充入1 mol N2和3 mol H2，在高温、高压和催化剂存在条件下发生反应。下列有关说法正确的是
A．最终可以生成2 mol NH3
B．单位时间内，若消耗了0.5 mol N2的同时，生成1 mol NH3，则反应达到平衡
C．反应达到化学平衡状态时，容器中N2、H2和NH3的物质的量之比为1：3：2
D．反应达到化学平衡状态时，N2、H2和NH3的物质的量浓度不再变化
【答案】D
【解析】该反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，所以1 mol N2和3 mol H2反应最终生成的NH3的物质的量小于2 mol，A项错误；单位时间内，消耗0.5 mol N2的同时，生成1 mol NH3，都是指反应正向进行，不能说明反应达到化学平衡状态时，B项错误；反应的外界条件不确定，反应物的转化率不确定，因此不能确定平衡时各物质的物质的量关系，C项错误；当达到化学平衡状态时，各物质的浓度不再改变，D项正确。答案选D。
易错点4 混淆平衡移动和转化率的关系

4．（双选）一定温度下，在三个容积均为2.0 L的恒容密闭容器中发生反应：2NO(g)＋2CO(g) )N2(g)＋2CO2(g)，各容器中起始物质的量浓度与反应温度如下表所示，反应过程中甲、丙容器中CO2的物质的量随间变化关系如下图所示。

容器
温度/℃
起始物质的量浓度/ mol·L−1
NO(g)
CO(g)
N2
CO2
甲
T1
0.10
0.10
0
0
乙
T1
0
0
0.10
0.20
丙
T2
0.10
0.10
0
0
下列说法正确的是
A．该反应的正反应为吸热反应
B．乙容器中反应达到平衡时，N2的转化率大于40%
C．达到平衡时，乙容器中的压强一定大于甲容器的2倍
D．丙容器中反应达到平衡后，再充入0.10 mol NO和0.10 mol CO2，此时v(正)＞v(逆)

【错因分析】对应本题B项的分析，是将所给的转化率40%这一数据直接代入，来看反应是否达到平衡，并进一步判断反应进行的方向，从而判断转化率与40%的大小关系，否则易漏选B项。
【试题解析】A.由题图可知，甲先达到化学平衡状态，所以T1>T2，升高温度，平衡时CO2的物质的量减小，说明反应逆向进行，故该正反应为放热反应，A项错误；B.T1℃时，甲容器中达到平衡状态时CO2的物质的量为0.1 mol，
2NO(g)+2CO(g) )N2(g)+2CO2(g)
起始量 0.1 0.1 0 0
转化量 0.05 0.05 0.025 0.05
平衡量 0.05 0.05 0.025 0.05
则平衡常数 则乙容器中N2(g)+2CO2(g) )2NO(g)+2CO(g)的平衡常数为0.1；当N2的转化率为40%，此时转化的N2为0.04 mol/L，依此算出其它物质的转化量：
N2(g)+2CO2(g) ) 2NO(g)+2CO(g)
起始量 0.10 0.20 0 0
转化量 0.04 0.08 0.08 0.08
剩余量 0.06 0.12 0.08 0.08
此时浓度商Qc=”“p+q
增大压强
增大
增大
v正>v逆
向正反应方向移动
减小压强
减小
减小
v正＜v逆
向逆反应方向移动
m+nv逆
向正反应方向移动
m+n=p+q
增大压强
增大
增大
v正=v逆
平衡不移动
减小压强
减小
减小
v正=v逆
平衡不移动
容积不变充入He
不变
不变
v正=v逆
平衡不移动
压强不变充入He
m+n＞p+q
减小
减小
v正＜v逆
向逆反应方向移动
m+n=p+q
减小
减小
v正=v逆
平衡不移动
m+n＜p+q
减小
减小
v正＞v逆
向正反应方向移动
温度
ΔH＜0
升高温度
增大
增大
v正＜v逆
向逆反应方向移动
降低温度
减小
减小
v正>v逆
向正反应方向移动
ΔH>0
升高温度
增大
增大
v正>v逆
向正反应方向移动
降低温度
减小
减小
v正＜v逆
向逆反应方向移动
催化剂
使用正催化剂
增大
增大
v正=v逆
平衡不移动
使用负催化剂
减小
减小
v正=v逆
平衡不移动
浓度、压强和温度对平衡移动影响的几种特殊情况：
(1)改变固体或纯液体的量，对平衡无影响。
(2)当反应混合物中不存在气态物质时，压强的改变对平衡无影响。
(3)对于反应前后气体体积无变化的反应，如H2(g)+I2(g)2HI(g)，压强的改变对平衡无影响。但增大（或减小）压强会使各物质的浓度增大（或减小），混合气体的颜色变深（或浅）。
(4)恒容时，同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响，增大（减小）浓度相当于增大（减小）压强。
(5)在恒容容器中，当改变其中一种气态物质的浓度时，必然会引起压强的改变，在判断平衡移动的方向和物质的转化率、体积分数变化时，应灵活分析浓度和压强对化学平衡的影响。
3．化学平衡图像的理解
（1）速率−时间图像
根据v−t图像，可以很快地判断出反应进行的方向，根据v正、v逆的变化情况，可以推断出外界条件的改变情况。
以合成氨反应为例：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔHp1。
（2）“先拐先平数值大”原则
对于同一化学反应在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡状态，先出现拐点的曲线表示的温度较高（如图2所示，α表示反应物的转化率）或压强较大[如图3所示，φ（A）表示反应物A的体积分数]。

图2 图3
图2：T2>T1，正反应放热。
图3：p1化学平衡常数，平衡逆向移动，C项错误；实验③加入少量ZnCl2固体，溶液变为粉红色，说明Zn2+与Cl−结合成更稳定的[ZnCl4]2−，导致溶液中c（Cl−）减小，平衡逆向移动，则由此说明稳定性：[ZnCl4]2−>[CoCl4]2−，D项正确。答案选D。
【点睛】本题有两个易错点：A项中[Co(H2O)6]2+中不仅有Co2+与H2O分子间的配位键，而且每个H2O分子中还有两个O—Hσ键；C项中H2O为溶剂，视为纯液体，加水稀释，溶液体积增大，相当于利用“对气体参与的反应，增大体积、减小压强，平衡向气体系数之和增大的方向移动”来理解。
5．[2019江苏]在恒压、NO和O2的起始浓度一定的条件下，催化反应相同时间，测得不同温度下NO转化为NO2的转化率如图中实线所示(图中虚线表示相同条件下NO的平衡转化率随温度的变化)。下列说法正确的是

A．反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的ΔH>0
B．图中X点所示条件下，延长反应时间能提高NO转化率
C．图中Y点所示条件下，增加O2的浓度不能提高NO转化率
D．380℃下，c起始(O2)=5.0×10−4 mol·L−1，NO平衡转化率为50%，则平衡常数K>2000
【答案】BD
【解析】随温度升高NO的转化率先升高后降低，说明温度较低时反应较慢，一段时间内并未达到平衡，分析温度较高时，已达到平衡时的NO转化率可知，温度越高NO转化率越低，说明温度升高平衡向逆方向移动，根据勒夏特列原理分析该反应为放热反应，∆H=2000，D项正确。答案选BD。
【名师点睛】解本题时需要注意：实线中在最高点之前反应没有达到平衡状态，主要讨论温度对化学反应速率的影响；最高点之后反应达到平衡状态，可以研究温度对化学平衡的影响。
6．[2018天津卷]室温下，向圆底烧瓶中加入1 molC2H5OH和含1molHBr的氢溴酸，溶液中发生反应；C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O，充分反应后达到平衡。已知常压下，C2H5Br和C2H5OH的沸点分别为38.4℃和78.5℃。下列有关叙述错误的是
A．加入NaOH，可增大乙醇的物质的量
B．增大HBr浓度，有利于生成C2H5Br
C．若反应物增大至2 mol，则两种反应物平衡转化率之比不变
D．若起始温度提高至60℃，可缩短反应达到平衡的时间
【答案】D
【解析】加入NaOH，中和HBr，平衡逆向移动，可增大乙醇的物质的量，A项正确；增大HBr浓度，平衡正向移动，有利于生成C2H5Br，B项正确；若反应物增大至2 mol，实际上就是将反应的浓度都增大至原来的2倍，比例不变（两次实验反应物的比例都是1:1，等于方程式中的系数比），这里有一个可以直接使用的结论：只要反应物的投料比等于系数比，达平衡时反应物的转化率一定是相等的。所以两种反应物的转化率一定是1:1，C项正确；若起始温度提高至60℃，考虑到HBr是挥发性酸，在此温度下会挥发出去，降低HBr的浓度减慢速率，增加了反应时间，D项错误。答案选D。
【名师点睛】本题中的反应是反应前后物质的量不变的反应，但是考虑到反应是在水溶液中进行的，而生成的溴乙烷是不溶于水的，即本题中的溴乙烷应该是没有浓度的，所以选项D中是不需要考虑温度升高将溴乙烷蒸出的影响的。
7．[2018江苏卷]（双选）一定温度下，在三个容积相同的恒容密闭容器中按不同方式投入反应物，发生反应2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)(正反应放热)，测得反应的相关数据如下：

下列说法正确的是
A．v1< v2，c2< 2c1
B．K1> K3，p2> 2p3
C．v1< v3，α1(SO2 ) >α3(SO2 )
D．c2> 2c3，α2(SO3 )+α3(SO2 )c
B．达到平衡时A2的转化率大小为：b>a>c
C．若T2>T1，则正反应是放热反应
D．达到平衡时，AB3的物质的量大小为：c>b>a
【答案】D
【解析】由图可知，B2起始相同时，T2对应的AB3的含量大，则若该正反应为吸热反应，则T2>T1，若该正反应为放热反应，则T2a，D项正确。答案选D。
13．用来表示可逆反应：2A(g)+B（g）3C（g） ΔH 0)
相关反应数据如下：
容器
容器类型
起始温度/
起始物质的量/ mol
平衡时H2物质的量/ mol
CO
H2O
CO2
H2
Ⅰ
恒温恒容
800
1.2
0.6
0
0
0.4
Ⅱ
恒温恒容
900
0.7
0.1
0.5
0.5

Ⅲ
绝热恒容
800
0
0
1.2
0.8

下列说法正确的是
A．容器Ⅰ中反应经10 min建立平衡，0～10 min内，平均反应速率v(CO)=0.04 mol·L−1·min−1
B．若向容器Ⅰ平衡体系中再加入CO、H2O、CO2、H2各0.1 mol，平衡将正向移动
C．达到平衡时，容器Ⅱ中反应吸收的热量小于0.1a kJ
D．达平衡时，容器Ⅲ中n(CO)