重难点11 化学反应速率与平衡分析-2025年高考化学 热点 重点 难点 专练（新高考通用）

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【思维导图】
【高分技巧】
一、反应速率及其影响因素
1．化学反应速率计算
v(B)＝eq \f(Δc(B),Δt)＝eq \f(\f(Δn(B),V),Δt)
(1)浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。
(2)化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时速率，且计算时取正值。
(3)同一化学反应中用不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比。
(4)对于可逆反应，反应进行的净速率是正、逆反应速率之差，当达到平衡时，净速率为零。
2．化学反应速率的影响因素(外因)
【特别提醒】
(1)外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。如升高温度，v正和v逆都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大；降低温度反之。
(2)密闭容器中充入惰性气体
①恒容条件，充入惰性气体，反应速率不改变。
②恒压条件下，充入惰性气体，相当于扩大容器体积，反应速率减小。
3.化学反应速率常数
(1)假设基元反应(能够一步完成的反应)为aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，其速率可表示为v＝k·ca(A)·cb(B)，式中的k称为反应速率常数或速率常数，k与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，通常反应速率常数越大，反应进行得越快。
(2)正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系
对于基元反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cc(C)·cd(D)，平衡常数
K＝ eq \f(cc（C）·cd（D）,ca（A）·cb（B）) ，反应达到平衡时v正＝v逆，故K＝ eq \f(k正,k逆) 。。
二、化学平衡及其影响因素
1.化学平衡的判断
(1)化学平衡状态标志的判断要注意“三关注”：
一要关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压还是绝热容器；
二要关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；
三要关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。
(2)巧用“正逆相等，变量不变”做出判断。
2．化学平衡移动方向的判断
(1)根据勒夏特列原理判断平衡移动的方向
通过比较改变外界条件，平衡破坏瞬间的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。
【特别提醒】几种不能用勒夏特列原理解释的问题
(1)若外界条件改变后，无论平衡向正反应方向移动或向逆反应方向移动都无法减弱外界条件的变化，则平衡不移动。如对于H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)，由于反应前后气体的分子总数不变，外界压强增大或减小时，平衡无论正向或逆向移动都不能减弱压强的改变，所以对于该反应，压强改变，平衡不发生移动。
(2)催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，所以催化剂不会影响化学平衡。
三、平衡常数的相关计算
1.压强平衡常数
（1）表达式
对于一般可逆反应m(A)＋n(B)p(C)＋q(D)，当在一定温度下达到平衡时其压强平衡常数Kp可表示为
Kp＝ eq \f(pp（C）·pq（D）,pm（A）·pn（B）) 。
（2）分压、总压的计算
① 分压＝总压×物质的量分数。
② p(总)＝p(A)＋p(B)＋p(C)＋p(D)。
2.一个模式——“三段式”
(1)步骤：书写(写出有关化学平衡的化学反应方程式)―→列变量(列出各物质的起始、变化、平衡量)―→计算(根据已知条件列方程式计算)。
(2)模式：如反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量(ml)分别为a、b，达到平衡后，A的消耗量为mx，容器容积为1 L。
mA(g)＋ nB(g) pC(g)＋ qD(g)
起始/ml a b 0 0
变化/ml mx nx px qx
平衡/ml a－mx b－nx px qx
①求平衡常数：K＝ eq \f(（px）p·（qx）q,（a－mx）m·（b－nx）n)
②求转化率
转化率＝ eq \f(某参加反应的物质转化的量,某参加反应的物质起始的量) ×100%，如α(A)平＝ eq \f(mx,a) ×100%。
3.明确三个关系
(1)对于同一反应物，起始量－变化量＝平衡量。
(2)对于同一生成物，起始量＋变化量＝平衡量。
(3)各转化量之比等于各物质的化学计量数之比。
4.掌握三个公式
(1)反应物的转化率＝eq \f(n（转化）,n（起始）)×100%＝eq \f(c（转化）,c（起始）)×100%。
(2)生成物的产率：实际产量占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率越大。产率＝eq \f(实际产量,理论产量)×100%。
(3)某气体组分的体积分数＝eq \f(某气体组分的物质的量,混合气体总的物质的量)。
四、化学反应速率与化学平衡图像
1.三类基本图像
反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0。
(1)速率—时间图——注意断点
【图像分析】t1时增大反应物的浓度，正反应速率瞬间增大，然后逐渐减小，而逆反应速率逐渐增大；t2时升高温度，对任何反应，正反应和逆反应速率均增大，吸热反应的正反应速率增大较快；t3时减小压强，容器容积增大，浓度变小，正反应速率和逆反应速率均减小；t4时使用催化剂，正反应速率和逆反应速率均瞬间同倍数增大。
(2)转化率(或含量)—时间图——先拐先平
【图像分析】甲表示压强对反应物转化率的影响，对于气体反应物化学计量数之和大于气体生成物化学计量数之和的反应，压强越大，反应物的转化率越大；乙表示温度对反应物转化率的影响，对于吸热反应，温度越高，反应物的转化率越大；丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反应物的转化率。
(3)恒压(温)线——定一议二
【图像分析】分析时可沿横轴作一条平行于纵轴的虚线，即为等压线或等温线，然后分析另一条件变化对该反应的影响。
2．解答化学平衡图像题四步骤

（建议用时：40分钟）
考向01 化学反应速率及影响因素
1.（2025年八省联考）一定温度下，恒容密闭容器中，物质Z发生反应，一段时间后开始计时，测得各物质的浓度随时间变化如图所示。下列说法正确的是
A．曲线Ⅰ代表物质X，曲线Ⅲ代表物质Z
B．图中时刻的正反应速率大于时刻
C．若升高温度，正反应速率加快，逆反应速率减慢
D．，用物质Y表示的平均反应速率为
2.（河南省郑州市宇华实验学校2025届高三一模）汽车尾气通过三元催化剂高效处理废气，发生反应为。一定温度下，在恒容密闭容器中充入发生上述反应，测得的浓度随时间的变化如图所示。下列叙述错误的是
A．时正反应速率大于逆反应速率
B．内的转化率
C．当消耗速率等于消耗速率一半时到达对应状态
D．内平均速率
3.（安徽省安徽省皖南2024-2025学年八校大联考）向双氧水中加少量含的溶液，的分解速率明显加快，其反应机理为：(ⅰ)慢，(ⅱ)快；经测定在相同体积、相同温度和不同pH条件下此溶液中双氧水分解情况如图所示。下列有关反应的说法正确的是
A．在0～50min时间段，pH=b和pH=6时的降解百分率相等
B．和是该反应的催化剂
C．pH=6时，从开始至A点，双氧水的分解速率为
D．双氧水完全分解后反应(ⅰ)比反应(ⅱ)生成的水量少
4.（山东省日照市2024-2025学年高三联考）一定温度下，向密闭容器中通入等物质的量的M(g)和N(g)发生反应：，该反应由两步完成：①，②，其中反应②，。测得X、Y的物质的量浓度c随时间t的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A．0~30s，v(M)=0.05 ml·L-1·S-1
B．30s时，反应k逆:k正=0.4
C．总反应的反应速率由反应②决定
D．Y浓度达到最大值时，反应①未达到平衡状态，此时v正＞v逆
5.（东北三省2024-2025学年高三联考）一定温度下，在恒容密闭容器甲、乙（其中一个为恒温容器，另一个为绝热容器）中分别充入和合成甲醇：。测得压强变化[为起始压强，为某时刻压强]如图所示。下列叙述正确的是
A．上述反应B．正反应速率：
C．转化率：D．c点平衡常数
考向02 化学平衡状态判断
6.（湖北省武汉市汉铁高级中学2023-2024学年高三仿真）在恒温、恒压条件下，a ml A和b ml B在一个体积可变的密闭容器中发生反应A(g)+2B(g)2C(g)，一段时间后达到平衡，生成n ml C。则下列说法中正确的是
A．物质A、B的转化率之比为1∶2
B．起始时和达到平衡后容器的体积之比为(a+b−0.5n)∶(a+b)
C．当2v正(A)=v逆(B)时，反应一定达到平衡状态
D．充入一定量Ar(g)，平衡向正反应方向移动
7.（湖南省邵阳市绥宁一中2024届高三模拟）向一恒压密闭容器中加入和一定量的，发生反应：CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。的平衡转化率按不同投料比随温度的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A．
B．反应平衡常数：Ka=Kc
C．点a、b、c对应的体积：Vb>Vc
D．反应温度为，当容器内体积不变时，反应达到平衡状态
8.（江西省红色十校2025届高三联考）在两个体积相等的刚性密闭容器中，均加入足量和，分别在“恒温”和“绝热”条件下发生反应： ，测得两容器中气体压强变化如图所示。
下列叙述错误的是
A．上述反应的
B．乙容器的反应条件为恒容恒温
C．若两容器中的质量均保持不变，则两容器中反应均达到平衡状态
D．若a点浓度商为Q，则b点的平衡常数
9.（辽宁省名校联盟2024届高三调研）以物质的量之比为1：2向恒压密闭容器中充入X、Y，发生反应 ，相同时间内测得Z的产率和Z在不同温度下的平衡产率随温度的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A．
B．N点时X、Y的转化率均为50%
C．M、N点反应物分子的有效碰撞几率不同
D．Q、N点状态均为平衡状态
10.（陕西省榆林市2024-2025学年高三一模）一定温度下，向容积一定的密闭容器中通入一定量的，在某催化剂表面上发生反应的方程式为： ，实验测得催化剂表面积变化时，的浓度与时间变化的关系如下表所示，下列说法正确的是
A．实验①，，
B．实验②，在时达到化学平衡状态
C．实验①、②说明，相同条件下增加催化剂的表面积，使反应速率增大
D．若将实验①的反应温度升高，该反应的平衡常数
考向03 化学平衡常数及其计算
11.（北京市海淀区2023-2024学年高三期末）催化加氢制甲醇，在减少排放的同时实现了的资源化，该反应可表示为：。保持起始反应物，时随压强变化的曲线和p=时随温度变化的曲线如图。
已知：表示平衡体系中甲醇的物质的量分数。下列说法正确的是
A．该反应
B．a、b交点处化学平衡常数值相同
C．当时，达平衡后
D．当时，的平衡转化率约为
12.（山东省Eternal7社区2024-2025学年高三模拟）将CaCO3加热至T℃，部分发生分解，达到平衡时Kp=p0kPa，T℃，在一真空密闭容器中加入过量的CaCO3，再充入一定量的H2，加入催化剂使其发生反应： (忽略其他副反应)，测得该反应中物质分压如图所示(t1时刻前，CO2的分压未给出)，则下列说法错误的是
A．t2时向容器中充入一定量CO2气体，CO2的物质分压变化曲线为①
B．a点的坐标为(t1，p0)
C．0~t1内，H2的平衡转化率为
D．反应的压强平衡常数Kp=10
13.（广东省韶关市2025届高三一模）用将转化为，反应方程式： 。一定条件下测得反应过程中的实验数据如下。下列说法正确的是
A．的反应速率小于的反应速率
B．其他条件不变，增大压强可以提高转化率
C．用表示的反应速率为
D．平衡常数
14.（2025届河南省重点高中高三联考）一定温度下，向某恒容密闭容器中充入发生反应 ，测定实验数据得到和的曲线如图所示。
下列说法错误的是
A．的分解反应在高温下能自发进行
B．若平衡时压缩容器体积，反应重新达到平衡，曲线Ⅰ的g点可能变为c点
C．若平衡时升高温度，反应重新达到平衡，曲线Ⅱ的h点可能变为e点
D．该温度下，反应的平衡常数
15.（江苏省镇江市2023-2024学年高三模拟）CO2催化重整CH4的反应：(Ⅰ)
主要副反应：(Ⅱ)
(Ⅲ) 。
在恒容反应器中按充入气体，加入催化剂，测得反应器中平衡时各物质的体积分数与温度的关系如图所示，下列说法正确的是
A．
B．其它条件不变，适当增大压强，平衡转化率降低
C．时，的体积分数不断减小，是由于反应Ⅲ生成的量小于反应Ⅱ消耗的量
D．时，在容器中加入、以及催化剂进行重整反应，测得的平衡转化率为，则反应Ⅰ的平衡常数等于81
考向04 反应速率与化学平衡图像的分析
16.（黑龙江省哈尔滨三中2024-2025学年高三期中）某温度下，在刚性密闭容器中充入一定量的，发生反应：①；②。测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列说法正确的是
A．Ⅱ曲线代表的浓度与时间的变化关系
B．反应①加入催化剂不改变单位时间内的转化率
C．反应②达到M点时，正反应速率大于逆反应速率
D．反应②的速率
17.（河南天一2024-2025学年高三大联考）在催化转化器中汽车尾气发生反应：。在三个容积相同的恒容密闭容器中分别充入1.0mlNO和1.0mlCO，在三种不同条件下进行反应，反应体系的总压强随时间的变化如图所示：
下列说法错误的是
A．实验C对应的是曲线Ⅲ
B．
C．平衡总压强与催化剂的比表面积无关
D．时曲线Ⅱ反应达到平衡，内用NO表示曲线Ⅱ反应的平均反应速率是
18.（安徽省芜湖市第一中学2024届高三模拟）在容积为2L的恒容密闭容器中通入2ml，发生反应，一定温度下，测得的转化率随时间的变化如图所示，在60min时反应达到平衡状态。下列说法错误的是
A．a点处的逆反应速率小于b点处的正反应速率
B．0-10min内，的平均反应速率
C．其他条件不变，改为恒压条件下发生反应，平衡时的转化率小于50%
D．60min后，保持恒温恒容，再通入2ml NO和1ml，平衡逆向移动，平衡常数不变
19.（吉林省长春市2024-2025学年高三一模）炼钢电炉内发生反应：3C(s)+Fe2O3(s)3CO(g)+2Fe(s) ΔH，实验测得平衡常数K与温度的关系如图所示。某温度下向刚性密闭容器中充入足量铁粉和CO气体，发生上述反应，达到平衡时测得CO分压p(CO)=akPa，保持温度不变，再向容器中充入少量CO，达到新平衡时测得p(CO)=bkPa。下列说法正确的是
A．上述反应的反应热ΔHa
20.（河北省重点高中2025届高三第一次联考）某温度下，在刚性密闭容器中充入一定量的T(g)，发生反应：① ②。测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示：
下列说法正确的是
A．反应②达到M点时，正反应速率大于逆反应速率
B．Ⅱ曲线代表P的浓度与时间的变化关系
C．反应①加入催化剂不改变单位时间内T的转化率
D．0~6 min内P的平均化学反应速率
考点
三年考情分析
2025考向预测
反应速率及其影响因素
2024·河北卷，3分；2024·安徽卷，3分；2024·甘肃卷，3分； 2023·河北卷，3分；2023辽宁卷12题，3分；2022辽宁卷12题，3分；2022浙江1月选考19题，2分；2022浙江6月选考20题，2分； 2022湖南卷12题，4分；2022湖南卷14题，4分；2022北京卷14题，3分；2022河北卷11题，4分；
预计2025年高考会以新的情境载体考查化学反应速率与化学平衡，在选择题中命题内容常与热化学结合，融图像于一体，重点考查化学平衡的基本概念和影响平衡移动的条件，速率和平衡常数计算及图像分析处理等，综合性强，难度大，具有较好的区分度。
化学平衡移动及其图像
2024辽宁卷，3分；2024山东卷，3分；2024江苏卷，3分；2024浙江卷，3分；2024湖南卷，3分；2023北京卷，3分；2023湖南卷，3分；2023山东卷，3分；2022天津卷，3分；2022重庆卷，3分；2022江苏卷，3分；2022浙江卷，3分；2022北京卷，3分；2022辽宁卷，3分；2022湖南卷，3分；
化学平衡常数及其计算
2024·北京卷，3分；2024·江苏卷，3分；2024·湖南卷，3分；2024·安徽卷，3分；2024·辽宁卷，3分；2023·重庆卷，3分；2023·江苏卷 ，3分；2023·湖南卷 ，3分；2023全国乙，T28，3分；2023湖北，T19，3分；2023辽宁，T18，3分；2022全国甲，T28，3分；2022全国乙，T28，3分；2022湖南，T14，3分；2022年6月浙江，T29，3分；2022山东，T20，3分；
引起v正、v逆的变化
占优势的反应
化学平衡移动方向
外界条件改变
v正>v逆
正反应占优势
向正反应方向(或向右)移动
v正