【高考二轮复习】2023年高考化学精讲+精练+小测（全国通用）——专题09 化学反应速率与化学平衡（讲）（原卷版+解析版）

这是一份【高考二轮复习】2023年高考化学精讲+精练+小测（全国通用）——专题09 化学反应速率与化学平衡（讲）（原卷版+解析版），文件包含专题09化学反应速率与化学平衡讲教师版docx、专题09化学反应速率与化学平衡讲学生版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共61页， 欢迎下载使用。
专题09 化学反应速率与化学平衡

考纲
1．了解化学反应速率的概念、化学反应速率的定量表示方法；
2．了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重要作用；
3．了解化学反应的可逆性，能用焓变和熵变说明常见简单化学反应的方向；
4．了解化学平衡建立的过程。理解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算；
5．理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响，认识其一般规律；
6．了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。
考情预测
化学反应速率与化学平衡是高中化学重要理论主干知识,试题难度一般较大,特别是原理综合题型,将多个知识点组合在一起,客观上增加了思维容量。化学反应速率一般考查形式如下：一是考查化学反应速率图像问题；二是考查化学反应速率的影响因素；三是在填空题中综合考查。化学反应进行的方向和限度一般考查形式有：一是在选择题中某个选项考查可逆反应焓变和熵变的大小；二是考查化学平衡状态的判断；三是与化学平衡相结合考查化学平衡常数的应用等。化学平衡的移动考查形式固定，一般是以图像或者表格的形式为载体，考查平衡移动、化学平衡的计算、等效平衡、平衡图像等知识点等，综合性强，难度大，为选择题中的压轴题型。在填空题中也会结合工农业生产考查平衡状态的判断、平衡图像、化学平衡常数等。
核心素养
变化观念与平衡思想 证据推理与模型认知 



高频考点一 化学反应速率及影响因素
1．化学反应速率

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)，其化学反应速率可用不同的反应物或生成物来表示，当单位相同时，化学反应速率的数值之比等于方程式中各物质的化学计量数之比，即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。
2．影响化学反应速率的因素
(1)内因
反应物本身的性质是影响化学反应速率的主要因素。如相同条件下Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系为：v(Mg)>v(Al)。
(2)外因(其他条件不变，只改变一个条件)

3．理论解释——有效碰撞理论
(1)活化分子：能够发生有效碰撞的分子。
(2)活化能：如图

图中：E1为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3，E2为逆反应的活化能，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。
活化分子、有效碰撞与反应速率的关系。

【典例剖析】
【例1】(2022•辽宁省选择性考试)某温度下，在恒容密闭容器中发生反应2X(s)Y(g)+2Z(g)，有关数据如下：
时间段/ min
产物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
下列说法错误的是( )
A．1 min时，Z的浓度大于
B．2 min时，加入，此时
C．3 min时，Y的体积分数约为33.3%
D．5 min时，X的物质的量为
【答案】B
【解析】A项，反应开始一段时间，随着时间的延长，反应物浓度逐渐减小，产物Z的平均生成速率逐渐减小，则0~1 min内Z的平均生成速率大于0~2 min内的，故1 min时，Z的浓度大于0.20 mol·L-1，A正确；B项，4 min时生成的Z的物质的量为，6min时生成的Z的物质的量为，故反应在4min时已达到平衡，设达到平衡时生了，列三段式：

根据，得，则Y的平衡浓度为0.3 mol·L-1，Z的平衡浓度为0.6 mol·L-1，平衡常数，2min时Y的浓度为0.2 mol·L-1，Z的浓度为0.4 mol·L-1，加入后Z的浓度变为0.6 mol·L-1，，反应正向进行，故，B错误；C项，反应生成的Y与Z的物质的量之比恒等于1∶2，反应体系中只有Y和Z为气体，相同条件下，体积之比等于物质的量之比，，故Y的体积分数始终约为33.3%，C正确；D项，由B项分析可知5 min时反应处于平衡状态，此时生成Z为0.6 mol，则X的转化量为0.6 mol，初始X的物质的量为2 mol，剩余X的物质的量为1.4 mol，D正确；故选B。
【例2】(2022•河北省选择性考试)恒温恒容条件下，向密闭容器中加入一定量X，发生反应的方程式为①XY；②YZ。反应①的速率，反应②的速率，式中为速率常数。图甲为该体系中X、Y、Z浓度随时间变化的曲线，图乙为反应①和②的曲线。下列说法错误的是( )

A．随的减小，反应①、②的速率均降低
B．体系中
C．欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间
D．温度低于T1时，总反应速率由反应②决定
【答案】AB
【解析】由图中的信息可知，浓度随时间变化逐渐减小的代表的是X，浓度随时间变化逐渐增大的代表的是Z，浓度随时间变化先增大后减小的代表的是Y；由图乙中的信息可知，反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的。A项，由图甲中的信息可知，随c(X)的减小，c(Y) 先增大后减小，c(Z)增大，因此，反应①的速率随c(X)的减小而减小，而反应②的速率先增大后减小，A错误；B项，根据体系中发生的反应可知，在Y的浓度达到最大值之前，单位时间内X的减少量等于Y和Z的增加量，因此，v (X)= v (Y) +v(Z)，但是，在Y的浓度达到最大值之后，单位时间内Z的增加量等于Y和X的减少量，故v (X) + v (Y) = v(Z)，B错误；C项，升高温度可以可以加快反应①的速率，但是反应①的速率常数随温度升高增大的幅度小于反应②的，且反应②的的速率随着Y的浓度的增大而增大，因此，欲提高Y的产率，需提高反应温度且控制反应时间，C正确；D项，由图乙信息可知，温度低于T时，k1＞k2，反应②为慢反应，因此，总反应速率由反应②决定，D正确；故选AB。
【变式探究】
1．(2021•浙江6月选考)一定温度下：在N2O5 的四氯化碳溶液(100mL)中发生分解反应：2N2O54NO2 +O2。在不同时刻测量放出的O2体积，换算成N2O5浓度如下表：

0
600
1200
1710
2220
2820
x

1.40
0.96
0.66
0.48
0.35
0.24
0.12
下列说法正确的是( )
A．600~1200 s，生成NO2的平均速率为5.0×10-4 mol·L－1·s－1
B．反应2220 s时，放出的O2体积为11.8L(标准状况)
C．反应达到平衡时，v正(N2O5)=2v逆(NO2)
D．推测上表中的x为3930
2．(2022•浙江省丽水市缙云中学等三校高三联考模拟)为探究H2O2对H2O2分解是否有催化作用，分别取10mL30% H2O2 (约10 mol·L-1)于四支试管中，控制其它条件相同，进行实验获得如下表数据(氧气为标准状况下的体积)：
实验编号
所加药品
控制温度/℃
生成氧气体积/(mL)
第1个2min
第2个2min
第3个2min
①
2mL0.5 mol·L-1 CuSO4
20
4.8
5.7
6.8
②
30
12.8
16.7
20.2
③
40
89.6
63.0
28.0
④
2molH2O
40
2.0
3.2
4.3
下列有关说法不正确的是( )
A．由以上实验数据可得Cu2+对H2O2分解一定有催化作用
B．温度低于40℃时，CuSO4对H2O2分解催化效率随温度升高而降低
C．实验③第1个2min H2O2的平均反应速率约为0.8
D．由实验④可得H2O2分解为放热反应
3．(2021•河北选择性考试)室温下，某溶液初始时仅溶有M和N且浓度相等，同时发生以下两个反应：①M+N=X+Y；②M+N=X+Z，反应①的速率可表示为v1=k1c2(M)，反应②的速率可表示为v2=k2c2(M) (k1、k2为速率常数)。反应体系中组分M、Z的浓度随时间变化情况如图，下列说法错误的是

A．0～30min时间段内，Y的平均反应速率为6.67×10-8mol•L-1•min-1
B．反应开始后，体系中Y和Z的浓度之比保持不变
C．如果反应能进行到底，反应结束时62.5%的M转化为Z
D．反应①的活化能比反应②的活化能大
4．(2021•辽宁选择性考试)某温度下，降冰片烯在钛杂环丁烷催化下聚合，反应物浓度与催化剂浓度及时间关系如图。已知反应物消耗一半所需的时间称为半衰期，下列说法错误的是( )

A．其他条件相同时，催化剂浓度越大，反应速率越大
B．其他条件相同时，降冰片烯浓度越大，反应速率越大
C．条件①，反应速率为0.012 mol·L－1·min－1
D．条件②，降冰片烯起始浓度为3.0 mol·L－1时，半衰期为62.5 min
5．(2023·陕西省长安一中高三期中)恒温恒容的密闭容器中，在某催化剂表面上发生氨的分解2NH3(g)N2(g)+3H2(g)。测得不同起始浓度和催化剂表面积下氨浓度随时间的变化，如下表所示，下列说法不正确的是( )
编号

0
20
40
60
80
①
a
2.40
2.00
1.60
1.20
0.80
②
a
1.20
0.80
0.40
x

③
2a
2.40
1.60
0.80
0.40
0.40
A．实验①，，v(N2)=1.0×10-5 mol·L－1·min－1
B．实验②，时处于平衡状态，x0，ΔS0、ΔS＞0，则温度升高反应能自发进行
D．相同温度和压强下，一种给定的物质，其、均为定值
2．(2022·河北省百师联盟高三第一轮复习联考)制水煤气的反应为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH>0，现将一定量的原料充入一个容积不变的真空密闭容器中，在恒定温度下使其发生反应，不能说明该反应达到化学平衡状态的是. ( )
A．CO与H2的物质的量之比不变 B．H2的体积分数不再发生变化
C．混合气体压强保持不变 D．混合气体的密度不变
3．(2021•浙江6月选考)相同温度和压强下，关于物质熵的大小比较，合理的是( )
A．1molCH4(g)＜1molH2(g) B．1molH2O(g)＜2molH2O(g)
C．1molH2O(s)＞1molH2O(l) D．1molC(s，金刚石)＞1molC(s，石黑)
4．(2020•江苏卷)反应可用于纯硅的制备。下列有关该反应的说法正确的是( )
A．该反应 、
B．该反应的平衡常数
C．高温下反应每生成1 mol Si需消耗
D．用E表示键能，该反应
5．(2022•浙江省丽水市缙云中学等三校高三联考模拟)在体积为2L的恒容绝热密闭容器中投入1molA和1molB，发生反应A(s)＋B(g)C(g) ΔH＜0，2min后达到平衡，此时容器内有0.3molC。下列说法不正确的是( )
A．若容器内混合气体压强不变，则反应达到平衡状态
B．单位时间内n(B)消耗= n(C)生成
生成时，则反应达到平衡状态
C．若开始时在该容器中投入1molA和2molB，则平衡时B的转化率小于30%
D．若将容器的体积压缩到原来的一半，正逆反应速率都增大

焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响
ΔH
ΔS
ΔH－TΔS
反应情况
－
＋
永远是负值
在任何温度下过程均自发进行
＋
－
永远是正值
在任何温度下过程均非自发进行
＋
＋
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
高频考点三 化学平衡常数
1．化学平衡常数
(1)概念：
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，用符号K表示。
(2)表达式：对于反应mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，K＝。
实例：
化学方程式
平衡常数
关系式
N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)
K1＝
K2＝
(或K1)
K3＝
N2(g)＋H2(g) NH3(g)
K2＝
2NH3(g) N2(g)＋3H2(g)
K3＝
(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。
②K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关，吸热反应，升高温度，K增大，放热反应，升高温度，K减小。
2．平衡转化率
对于上例反应中A(g)的平衡转化率可表示为：
α(A)＝×100%{c0(A)代表A的初始浓度，c平(A)代表A的平衡浓度}。
【典例剖析】
【例1】(2020·三明市普通高中期末质量检测)常温常压下，O3溶于水产生的游离氧原子[O]有很强的杀菌消毒能力，发生的反应如下：
反应①：O3O2+[O] ΔH>0 平衡常数为K1
反应②：[O]+O32O2 ΔHα3(SO2 ) D．c2> 2c3，α2(SO3 )+α3(SO2 )