高考化学二轮复习讲义+分层训练（全国通用）解密07 化学反应速率与化学平衡（讲义）（原卷版）

这是一份高考化学二轮复习讲义+分层训练（全国通用）解密07 化学反应速率与化学平衡（讲义）（原卷版），共110页。


【考纲导向】
1．了解化学反应速率的概念和表示方法。能正确计算反应物的转化率(α)。
2．了解活化能的概念和催化剂的重要作用。
3．了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。
4．掌握化学平衡的特征。了解化学平衡常数(K)的含义，并能进行相关计算。
5．理解外界条件对反应速率和化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。
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。
【命题分析】
化学反应速率与化学平衡是高考的必考内容，其中外界因素对平衡状态的影响、化学平衡常数、与化学平衡和化学反应速率相关的计算是考查的重点。试题对计算能力、语言组织表达能力、数形结合分析能力要求较高。难度以中等或中等偏难为主。预计2023年高考对本专题的考查仍会以综合题为主，侧重考查考生分析问题能力，信息整合应用能力等，试题难度有逐渐加大的趋势。

核心考点一 化学反应速率及其影响因素
一、化学反应速率及其影响因素
1．化学反应速率的计算
(1)根据图表中数据和定义计算：v(X)＝eq \f(X的浓度变化量ml·L－1,时间的变化量s或min或h)，即v(X)＝eq \f(|Δc|,Δt)＝eq \f(|Δn|,V·Δt)，计算时一定要注意容器或溶液的体积，不能忽视容器或溶液的体积V，盲目地把Δn当作Δc代入公式进行计算。
(2)根据化学方程式计算：对于反应“mA＋nBpC＋qD”，有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。
2．外界因素对化学反应速率的影响及规律
(1)当其他条件相同时，增大反应物浓度时，v正增大，v逆瞬间不变，随后也增大。
(2)压强对反应速率的影响(有气体参加的化学反应)
①恒温时，压缩体积→压强增大→反应物浓度增大→反应速率加快。
②恒温时，对于恒容密闭容器
a．充入气体反应物→总压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率加快。
b．充入“惰性”气体→总压强增大→气体反应物浓度未改变→反应速率不变。
③恒温恒压时
充入“惰性”气体→体积增大→气体反应物浓度减小→反应速率减小。
(3)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，v正和v逆都减小，但吸热反应方向的反应速率减小的程度大。
(4)使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。
3．化学反应速率常数及应用
(1)速率常数含义
速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 ml·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。
化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比，而速率常数是其比例常数，在恒温条件下，速率常数不随反应物浓度的变化而改变。因此，可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。
(2)速率方程
一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。
对于反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)
则v正＝k正ca(A)·cb(B)(其中k正为正反应的速率常数)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)(其中k逆为逆反应的速率常数)。
如反应2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，v正＝k正·c2(NO2)，v逆＝k逆·c2(NO)·c(O2)。
(3)速率常数与化学平衡常数之间的关系
一定温度下，可逆反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，达到平衡状态时，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)，
因平衡时v正＝v逆，则k正·ca(A)·cb(B)＝k逆·cg(G)·ch(H)，eq \f(k正,k逆)＝eq \f(cgG·chH,caA·cbB)＝K
4．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。
考法 结合速率图象考查速率计算及其影响因素(题型预测：选择题)
1．(2023·北京）捕获和转化可减少排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以为载气，以恒定组成的混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到，在催化剂上有积碳。
下列说法不正确的是
A．反应①为；反应②为
B．，比多，且生成速率不变，可能有副反应
C．时刻，副反应生成的速率大于反应②生成速率
D．之后，生成的速率为0，是因为反应②不再发生
分析外界因素对化学反应速率的影响时要注意以下几点
1．对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，改变用量速率不变。但固体颗粒的大小决定反应物接触面积的大小，会影响化学反应速率。
2．压强对速率的影响有以下几种情况：
(1)恒温时：增大压强eq \(――→,\s\up7(引起))体积缩小eq \(――→,\s\up7(引起))浓度增大eq \(――→,\s\up7(引起))化学反应速率加快。
(2)恒容时：
①充入气体反应物eq \(――→,\s\up7(引起))压强增大eq \(――→,\s\up7(引起))浓度增大eq \(――→,\s\up7(引起))速率加快。
②充入惰性气体eq \(――→,\s\up7(引起))总压强增大，但各气体物质的量浓度不变，反应速率不变。
(3)恒压时：压强不变充入惰性气体eq \(――→,\s\up7(引起))压强不变eq \(――→,\s\up7(引起))体积增大eq \(――→,\s\up7(引起))各物质浓度减小eq \(――→,\s\up7(引起))反应速率减慢。
3．温度改变对任何反应的速率都有影响。
4．加入催化剂可以同等程度的改变正逆化学反应速率。
变式1 化学反应速率的相关计算
1．(2023·全国·高三专题练习）反应(表示溶液)，将一定量的与混合形成溶液发生反应(忽略反应过程中的体积变化)，测得的物质的量数据如下表。下列说法正确的是
A．时，
B．时，溶液中剩余物质的量为
C．内，
D．时，
变式2 化学反应速率的大小比较
2．(2023·黑龙江·鹤岗一中高三阶段练习）已知反应在四种不同情况下的反应速率分别如下：
①v(A)=0.1 ml·L-1·min-1
②v(B)=0.15 ml·L-1·min-1
③
④v(D=0.1 ml·L-1·min-1
则该反应进行速率快慢顺序正确的是
A．①＞②＞③＞④B．②＞①=④＞③
C．③＞①＞②＞④D．④＞③＞①＞②
变式3 外界条件对化学反应速率的影响
3．(2023·吉林·延边二中高三阶段练习）2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g) ΔH=-198 kJ·ml-1，在V2O5存在时，该反应的机理为：V2O5＋SO2=2VO2＋SO3(快)，4VO2＋O2=2V2O5(慢)。下列说法中正确的是
A．反应速率主要取决于V2O5的质量B．VO2是该反应的催化剂
C．逆反应的活化能大于198 kJ·ml-1D．增大SO2的浓度可显著提高反应速率
变式4 控制变量法探究影响化学反应速率的因素
4．(2023·黑龙江·佳木斯一中高三期中）某小组探究反应速率的影响因素，有关实验数据如表所示：
下列说法不正确的是A．可通过相同时间内收集的体积大小来判断反应速率快慢
B．，
C．实验III中用酸性溶液的浓度变化表示的反应速率
D．向实验中加入适量固体会加快反应速率
变式5 化学反应速率的图象
5．(2023·新疆·疏附县第一中学高三期中）下列叙述及对应图示正确的是
A．图甲是某温度下c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.100ml•L-1的醋酸与醋酸钠混合溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO-)与pH的关系曲线，pH=3的溶液中：Ka<10-4.75
B．图乙是恒温密闭容器中发生CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)反应时，c(CO2)随反应时间变化的曲线，t1时刻改变的条件可能是缩小容器的体积
C．图丙是铁条与盐酸反应的反应速率随反应时间变化的曲线，t1时刻溶液的温度最高
D．图丁是在0.1ml•L-1Na2CO3溶液中加水稀释，随着加水量的增加，溶液中c(HCO)的变化曲线，则Na2CO3的水解程度A点大于B点
变式6 化学反应速率的综合分析
6．(2023·河北·沧州市一中高三阶段练习）反应CO(g)+NO2(g)=CO2(g)+NO(g)的速率方程可表示为v=k·cm(CO)·cn(NO2)，其中k为与温度有关的常数，实验测得反应在650K时的数据如下：
下列说法错误的是A．m=n=1B．650K时k=0.22L·ml-1·s-1
C．若x=0.50，则y=0.080D．z=3.52×10-3ml·L-1·s-1
1．(2023·全国·高三专题练习）反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在10 L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45 ml，则此反应的速率可表示为
A．υ(NH3)=0.01 ml∙L−1∙s−1B．υ(O2)=0.001 ml∙L−1∙s−1
C．υ(NO)=0.001 ml∙L−1∙s−1D．υ(H2O)=0.045 ml∙L−1∙s−1
2．(2023·上海市彭浦中学高三期中）T℃时在2 L密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。反应过程中X、Y、Z的物质的量变化如图1所示；若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，Y的体积分数与时间的关系如图2所示。则下列结论正确的是
A．反应进行的前3 min内，用X表示的反应速率v(X)=0.3 ml/(L·min)
B．容器中发生的反应可表示为3X(g)＋Y(g)2Z(g)
C．保持其他条件不变，升高温度，反应的化学平衡常数K减小
D．若改变反应条件，使反应进程如图3所示，则改变的条件是增大压强
3．(2023·江西·金溪一中高三阶段练习）我国科学家通过和合成淀粉，能够有效降低“碳排放”，其中的一步反应为 ，一定温度下，向固定容积为2L的密闭容器中充入和，20min后反应达到平衡，容器内压强变为原来的75%。下列有关说法正确的是
A．平衡时，
B．内用示的平均反应速率为
C．达到平衡后，再充入和，、的转化率均减小
D．达到平衡后，再充入和，平衡正向移动
4．(2023·黑龙江·牡丹江市第三高级中学高三阶段练习）在中，表示该反应最快的是
A．B．
C．D．
5．(2023·山东·高密三中高三阶段练习）一定温度下，利用下列装置进行实验，达不到实验目的的是
A．用甲装置测定化学反应速率
B．用乙装置检验分解产生的两种气体
C．用丙装置测定醋酸溶液的浓度
D．用丁装置测定酸碱中和反应的反应热
6．(2023·河北·藁城新冀明中学高三阶段练习）研究表明N2O与CO在Fe+作用下发生可逆反应的能量变化及反应历程。下列说法不正确的是
A．总反应为放热反应
B．反应①的速率比反应②的速率快
C．当有14 g N2生成时，转移1 ml e-
D．反应中Fe+是催化剂，FeO+是中间产物
7．(2023·江苏南京·高三期中）HCHO(g)与O2(g)在催化剂Ca₅(PO₄)₃(OH) (简写为HAP)表面催化生成CO2(g)和H2O(g)的历程示意图如下。已知该反应在较高温度下不能自发进行。下列说法不正确的是
A．ΔH=反应物的键能总和－生成物的键能总和
B．羟基磷灰石(HAP)的作用是降低反应的活化能，加快反应速率
C．HCHO与CO2分子中的中心原子的杂化轨道类型相同
D．反应HCHO(g)+O2(g)CO2(g)+H2O(g)的 ΔS<0
8．(2023·全国·高三专题练习）工业上用CO生产甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H＜0。下列图象不正确的是
A．B．
C．D．
9．(2023·重庆巴蜀中学高三阶段练习）羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在2L容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡： ，数据如下：
下列判断错误的是A．B．且
C．初始反应速率：实验3>实验2>实验1D．通入后，正反应速率逐渐增大
10．(2023·广东·蕉岭县蕉岭中学高三阶段练习）下列说法正确的是
①恒温时，增大压强，化学反应速率一定加快
②其他条件不变，温度越高化学反应速率越快
③使用催化剂可改变反应速率，从而改变该反应过程中吸收或放出的热量
④的反应速率一定比的反应速率大
⑤有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增加单位体积内活化分子数，从而使单位时间有效碰撞次数增多从而使反应速率增大
⑥若平衡正向移动，则平衡常数一定增大
⑦若化学平衡向逆反应方向移动，则正反应速率不一定减小
A．①②⑥B．②⑤⑦C．①②③⑤⑥D．②④⑤
11．(2023·全国·高三专题练习）某化学反应2AB＋D在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0，反应物A的浓度(ml·L-1)随反应时间(min)的变化情况如下表：
根据上述数据，完成下列填空：
(1)在实验1中，反应在10至20分钟时间内的平均速率为___________ml·L-1·min-1。
(2)在实验2中，A的初始浓度c2=___________ml·L-1。
(3)设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3___________v1，且c3___________1.0ml·L-1.(填“>”“=”或“<”)
(4)比较实验4和实验1，可推测该反应是___________反应(填“吸热”或“放热”)。理由是___________。
核心考点二 化学平衡及平衡移动
一、化学平衡状态及移动方向判断
1．化学平衡状态的判断
(1)等——“逆向相等”(三种表述)。
①同一物质(两种表述)：v正＝v逆、断键数＝成键数。
②不同物质：eq \f(v正X,X的化学计量数)＝eq \f(v逆Y,Y的化学计量数)
(2)定——“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的(即变量)，当其“不变”时反应就达到平衡状态，即“变量”不变―→平衡状态。
(3)浓度标志
反应混合物中各组分的浓度不变是平衡状态的宏观表现，可逆反应中各组分的物质的量、浓度、百分含量、气体的体积分数一定时，可逆反应达到平衡状态。
(4)混合气体的平均相对分子质量(eq \x\t(M))标志
①当反应物与生成物均为气体时：对于反应前后气体分子数不等的反应，eq \x\t(M)为定值可作为反应达到平衡状态的标志；对于反应前后气体分子数相等的反应，eq \x\t(M)为定值不能作为反应达到平衡状态的标志。
②若有非气体参与，无论反应前后气体的分子数是否相等，eq \x\t(M)为定值一定可作为反应达到平衡状态的标志。
(5)混合气体的密度(ρ)标志
①当反应物与生成物均为气体时：在恒容条件下，无论反应前后气体分子数是否相等，ρ为定值，不能作为反应达到平衡状态的标志；在恒压条件下，对于反应前后气体分子数相等的反应，ρ为定值，不能作为反应达到平衡状态的标志，对于反应前后气体分子数不等的反应，ρ为定值，可作为反应达到平衡状态的标志。
②当有非气体物质参与反应时：对于恒容体系，ρ为定值，可作为反应达到平衡状态的标志。
(6)混合气体的压强标志
因为恒容、恒温条件下，气体的物质的量n(g)越大则压强p就越大，则无论各成分是否均为气体，只需要考虑Δn(g)。对于Δn(g)＝0的反应，当p为定值时，不能作为反应达到平衡状态的标志；对于Δn(g)≠0的反应，当p为定值时，可作为反应达到平衡状态的标志。
(7)有色体系的颜色保持不变。
(8)依Qc与K关系判断：若Qc＝K，反应处于平衡状态。
2．平衡移动方向的判断
(1)依勒夏特列原理判断。
(2)根据图像中正、逆反应速率相对大小判断：若v正>v逆，则平衡向正反应方向移动；反之向逆反应方向移动。
(3)依变化过程中速率变化的性质判断：若平衡移动过程中，正反应速率逐渐增大(减小)，则平衡向逆(正)反应方向移动。
(4)依浓度商(Qc)规则判断：若某温度下QcK，反应向逆反应方向进行。
二、化学反应进行的方向
(1)判据
(2)一般规律：
①ΔH<0，ΔS>0的反应任何温度下都能自发进行；
②ΔH>0，ΔS<0的反应任何温度下都不能自发进行；
③ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大时，温度对反应的方向起决定性作用。当ΔH<0，ΔS<0时低温下反应能自发进行；当ΔH>0，ΔS>0时，高温下反应能自发进行。
说明：对于一个特定的气相反应，熵变的大小取决于反应前后的气体物质的化学计量数大小。
考法 比较反应熵变、焓变确实反应方向及化学平衡状态判断(题型预测：选择题)
1．(2023·江苏·徐州市第七中学高三阶段练习）在恒温恒压条件下，对于反应
下列有关说法正确的是
A．该反应的，
B．当气体密度不变时能说明该反应达到化学平衡状态
C．其他条件不变，向平衡后的容器中再加入少量达新平衡，与原平衡相比的值减小
D．使用高效催化剂能增大反应的平衡常数
1．可逆反应不等同于可逆过程，可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。
2．化学反应的平衡状态可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立。
3．化学反应达到平衡状态的正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等。
4．化学反应达平衡状态时，各组分的浓度、百分含量保持不变，但不一定相等。
5．判断化学平衡状态的方法——“正逆相等，变量不变”
eq \x(正逆相等)—eq \x(\a\al(速率必须是一个正反应速率，一个逆反应速率，且经过换算后,同一物质的减少速率和生成速率相等))
|
eq \x(变量不变)—eq \x(\a\al(如果一个量是随着反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；,一个随反应的进行保持不变的量，不能作为是否是平衡状态,的判断依据))
6．浓度对化学平衡的影响：谁增耗谁，谁减补谁。但不能将外加条件削减为0，此规律只适用于气态或溶液中的平衡混合物。对固体、纯液体来说，其浓度是常数，改变它们的量平衡不移动。
7．构建“过渡态”判断两个平衡状态的联系
(1)构建等温等容平衡思维模式：新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。
(2)构建等温等压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)：新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。
8．焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响
变式1 化学反应的自发进行
1．(2023·浙江·高三专题练习）在低温条件下，下列过程能自发进行的是
A．Na→Na ++e-B．H2O(g)→H2O(l)
C．NH4Cl→NH3↑+HCl↑D．Cu+H2SO4→CuSO4+H2↑
变式2 化学反应进行的方向
2．(2023·广东·东莞市万江中学高三阶段练习）下列有关化学反应方向及其判据的说法中错误的是
A．1ml在不同状态时的嫡值：
B．反应 能否自发进行与温度有关
C．分解和HClO分解均是自发过程，故这两个反应的和的变化相同
D．常温下，反应能自发进行，则该反应的
变式3 化学平衡状态的判断
3．(2023·黑龙江·哈尔滨三中高三期中）将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡。能判断该反应已经达到化学平衡的是
①
②密闭容器中氨气的物质的量浓度不变
③密闭容器中混合气体的密度不变
④混合气体的平均相对分子质量不变
⑤密闭容器混合气体的总物质的量不变
⑥形成6ml N-H键同时消耗44g
A．②③⑤⑥B．①②⑤⑥C．①③⑤⑥D．全部
1．(2023·全国·高三专题练习）向容积为2L的密闭容器中充入2mlX气体和1m1Y气体，在一定条件下发生如下反应：2X(g)+Y(g)3R(g)；经2s后达到平衡，测得R气体的浓度为0.6ml/L。下列说法中错误的是
A．用物质Y表示该反应在2s内的平均反应速率为0.1ml/(L·s)
B．平衡时物质X与Y的转化率相等
C．0～2s时间段内，v正>v逆
D．4mlX(g)和2mlY(g)在密闭容器中反应可得得到6mlR(g)
2．(2023·安徽·高三阶段练习）一定温度下，向一个体积可变的密闭容器中充入气体，发生反应：。下列能说明该反应达到平衡状态的是
A．容器的体积不再发生变化B．气体的平均相对分子质量不再变化
C．气体的颜色不再发生变化D．的分解速率为的生成速率的2倍
3．(2023·江西·南昌二中高三阶段练习）我国科学家王亮在CO2合成燃料CH4的催化剂选择方面取得了重大突破，其反应原理如下：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H=-165.0kJ·ml-1 ，在恒容密闭容器中通入1 ml CO2与4 ml H2，下列情形能表示该反应达到平衡状态的是
A．容器内混合气体的平均摩尔质量不再改变B．容器内气体的密度不再改变
C．的值保持不变D．v正(CO2)=4逆v(H2)
4．(2023·上海市育才中学高三期中）和存在平衡：。下列说法正确的是
A．1ml平衡混合气体中含1mlN原子
B．恒容时，温度升高，则平衡逆向移动，正反应速率减小
C．若要测定的相对分子质量，应采用“高温低压”条件
D．恒温时，缩小容器体积，气体颜色变深，这是平衡正向移动导致的
5．(2023·上海市宜川中学高三期中）氯气溶于水达到平衡后，若只改变某一条件，下列叙述正确的是
A．通入少量SO2，溶液漂白性增强
B．加入少量NaHCO3固体，c(ClO-)减小
C．加入少量水，水的电离平衡向逆方向移动
D．加入NaOH固体至恰好完全反应，一定有c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(HClO)
6．(2023·北京·101中学高三阶段练习）下列实验方案能达实验目的的是
A．图1探究温度对平衡的影响
B．图2探究浓度对化学平衡的影响
C．图3探究浓度对化学反应速率的影响
D．图4探究碳酸、醋酸苯酚的酸性强弱
7．（2023·重庆·高三阶段练习）某实验小组将足量置于温度为T℃、体积为V的密闭容器中，发生反应，测出总压p随时间的变化如下图中A曲线所示。下列有关说法正确的是
A．在T℃时，该反应压强平衡常数为
B．若在时刻减小体积为，则容器内压强变化为曲线B
C．若减少适量，平衡向逆反应方向移动
D．若充入少量，发生反应，T℃达平衡时，与原平衡相比，的分压减小，的分压增大
8．(2023·广东·蕉岭县蕉岭中学高三阶段练习）下列事实能用勒夏特列原理来解释的是
A．、、HI平衡混合气体加压后颜色加深
B．左右的温度比室温更有利于合成氨反应
C．实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气
D．被氧化为，往往需要使用催化剂
9．(2023·黑龙江·哈尔滨三中高三期中）向一容积固定的容器中充入2ml (g)发生反应： 。达到平衡后，保持温度不变，继续向该容器中充入1ml (g)则达到新平衡时(g)的体积分数率将
A．变大B．变小C．不变D．无法判断
10．(2023·上海市吴淞中学高三阶段练习）某温度下，反应2A(g)⇌B(g)-Q(Q>0)在密闭容器中达到平衡，平衡后，若改变某一条件，足够时间后反应再次达到平衡状态，此时，下列叙述正确的是
A．若其他条件不变，升高温度，则aB．若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则a>b
C．若保持温度、容积不变，充入少量B气体，则aD．若保持温度、压强不变，充入B气体，则a=b
11．(2023·全国·高三专题练习）某温度下，在密闭容器中发生如下反应：，若开始时充入2ml C气体，达到平衡时，混合气体的压强比起始时增大了10％；若开始时只充入2ml A和1ml B的混合气体，达到平衡时A的转化率为
A．20％B．40％C．60％D．80％
12．(2023·浙江省杭州学军中学高三阶段练习）下列说法正确的是
A．非自发反应在任何情况下都不会发生
B．，可放大量的热，故可把该反应设计成原电池，把化学能转化为电能
C．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小
D．常温下，反应不能自发进行，则该反应的
13．(2023·全国·高三专题练习）已知“凡气体分子总数增加的反应都是熵增大的反应”。下列反应在任何温度下都不自发进行的是
A．2O3(g)=3O2(g) △H＜0
B．2CO(g)=2C(s)+O2(g) △H>0
C．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g ) △H＜0
D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H>0
核心考点三 化学平衡常数及转化率的计算
一、化学平衡常数与转化率的计算
1．化学平衡常数表达式的书写
(1)不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液中水的浓度写进平衡常数表达式。如：
CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g) K＝c(CO2)
Cr2Oeq \\al(2－,7)(aq)＋H2O(l)2CrOeq \\al(2－,4)(aq)＋2H＋(aq) K＝eq \f(c2CrO\\al(2－,4)·c2H＋,cCr2O\\al(2－,7))
但在非水溶液中，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。如：
C2H5OH＋CH3COOHeq \(,\s\up7(浓H2SO4),\s\d5(△))CH3COOC2H5＋H2O K＝eq \f(cCH3COOC2H5·cH2O,cC2H5OH·cCH3COOH)
C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) K＝eq \f(cCO·cH2,cH2O)
(2)同一化学反应，化学反应方程式写法不同，其平衡常数表达式及数值亦不同。如：
N2O4(g)2NO2(g) K＝eq \f(c2NO2,cN2O4)
eq \f(1,2)N2O4(g)NO2(g) K′＝eq \f(cNO2,c\f(1,2)N2O4)＝eq \r(K)
(3)有气体参与的反应，用平衡分压(总压乘以各自的物质的量分数)表示平衡常数。
如：2A(g)＋B(s)C(g)。若达到平衡时，n(A)＝n1、n(C)＝n2密闭体系的压强为p，则Kp＝eq \f(p·\f(n2,n1＋n2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(p·\f(n1,n1＋n2)))2)＝eq \f(n2n1＋n2,pn\\al(2,1))。
2．化学平衡常数(K)的应用
(1)K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越大；反之，就越不完全，转化率就越小。
(2)若用任意状态的浓度幂之积的比值(称为浓度商，用Q表示)与K比较，可判断可逆反应是否达到平衡状态和反应进行的方向。即对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，Q＝eq \f(cpC·cqD,cmA·cnB)。
(3)利用K可判断反应的热效应。
若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；
若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。
3．化学平衡常数与转化率的计算
(1)牢记一个万能模式(“三段式”法)
如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a ml·L－1、b ml·L－1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx ml·L－1。
mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
起始/(ml·L－1) a b 0 0
变化/(ml·L－1) mx nx px qx
平衡/(ml·L－1) a－mx b－nx px qx
K＝eq \f(pxp·qxq,a－mxm·b－nxn)
(2)掌握三个百分数
①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(指生成物)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(产物实际产量,理论产量)×100%
③平衡混合物某组分的百分含量＝eq \f(某组分平衡量,平衡总量)×100%
考法 化学平衡常数概念的理解及其运用(题型预测：选择题)
1．(2023·江苏省如东高级中学高三开学考试）对于反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)，下列说法正确的是
A．上述反应的平衡常数表达式K=
B．增大起始反应物中，可以提高NH3的转化率
C．4mlNH3与足量氧气充分反应后，转移电子的数目等于20×6.02×1023
D．研发更高效的催化剂，可以缩短达到平衡所需的时间及提高NH3的平衡转化率
1．不同反应化学平衡常数的关系
(1)同一化学反应，化学反应方程式写法不同，其平衡常数表达式及数值亦不同。如：
因此书写平衡常数表达式及数值时，要与化学反应方程式相对应，否则意义就不明确。
(2)不同的化学反应，可利用已知反应，找到不同反应化学平衡常数(K)之间的关系。
Ⅰ.若两反应之和等于第三个反应，即反应①(平衡常数K1)＋反应②(K2)＝反应③(K3)
则K3＝K1·K2
如：①C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) K1
②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) K2
①＋②得反应C(s)＋2H2O(g)CO2(g)＋2H2(g) K3
则K3＝K1·K2
Ⅱ.若两反应之差等于第三个反应，即反应④(平衡常数K4)－反应⑤(K5)＝反应⑥(K6)
则K6＝eq \f(K4,K5)
(3)对于气体反应，写平衡常数关系式时，除可以用平衡时的物质的量浓度表示外，也可以用平衡时各气体的分压来表示，例如：
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
Kp＝eq \f(p2NH3,pN2·p3H2)
[注意] p(NH3)、p(N2)、p(H2)分别为NH3、N2、H2的平衡分压，某气体平衡分压＝平衡时总压×该气体的物质的量分数。
2．化学平衡计算的一般方法——“三段式法”
对于反应：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V L。
mA(g) ＋ n(B)(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
建立等式求解：
(1)K＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(px,V )))p·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(qx,V)))q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a－mx,V)))m·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(b－nx,V)))n)
(2)c(A)平＝eq \f(a－mx,V) ml·L－1
(3)α(A)平＝eq \f(mx,a)×100%
α(A)∶α(B)＝eq \f(mx,a)∶eq \f(nx,b)＝eq \f(mb,na)
(4)φ(A)＝eq \f(a－mx,a＋b＋p＋q－m－nx)×100%
(5)eq \f(p平,p始)＝eq \f(a＋b＋p＋q－m－nx,a＋b)
(6)eq \x\t(ρ)(混)＝eq \f(a·MA＋b·MB,V) g·L－1
变式1 化学平衡常数的表达式
1．(2023·江苏·海门中学高三阶段练习）用活性炭与NO2反应：为2C(s)+2NO2(g)⇌2CO2(g)+N2(g) 来消除氮氧化物产生的空气污染。下列说法正确的是
A．该反应只在高温条件下能自发进行
B．该反应平衡常数的表达式为
C．该反应中消耗1mlNO2，转移电子的数目为
D．该反应到达平衡后，升高温度，正反应速率减慢，逆反应速率加快
变式2 利用化学平衡常数判断反应进行的方向
2．(2023·河南·确山县第二高级中学高三期中）已知：2Fe3+(aq)+2I-(aq)2Fe2+(aq)+I2(aq)，向试管中滴加1mL0.1ml/LKI溶液与5mL0.1ml/LFeCl3溶液，反应达到平衡时，下列说法错误的是
A．该反应平衡常数K=
B．加入FeSO4固体，平衡逆向移动
C．加入苯，振荡，平衡正向移动
D．经苯两次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN，溶液呈红色，则该化学反应存在限度
变式3 化学平衡常数的运用
3．(2023·四川省内江市第六中学高三开学考试）也是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。可溶于水，在水中易分解，产生的为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生反应如下：
反应①，平衡常数为；
反应②，平衡常数为；
总反应：，平衡常数为K。
下列叙述正确的是
A．升高温度，K增大B．
C．适当升温可提高消毒效率D．压强增大，减小
变式4 有关化学平衡“三段式”计算
4．(2023·全国·高三专题练习）目前，大规模和低成本制取氢能实质上都是通过烃重整实现的，该过程主要是甲烷水蒸气重整，甲烷水蒸气重整得到的CO2和H2，也可用来制备甲醇，反应方程式CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H＜0，某温度下，将1mlCO2和1mlH2充入体积不变的2L密闭容器中，初始总压为8MPa，发生上述反应，测得不同时刻反应后与反应前的压强关系如表：
用CO2表示前2h的平均反应速率v(CO2)=_____ml/(L•h)。
1．(2023·江西·南昌十中高三阶段练习）在恒容密闭容器中，由CO合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，在其他条件不变的情况下，研究温度对反应的影响，实验结果如图所示，下列说法正确的是
A．CO合成甲醇的反应为吸热反应
B．平衡常数K=
C．该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
D．处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时增大
2．(2023·江苏南京·高三期中）一定温度下，在2个容积均为1 L的密闭容器中，充入一定量的反应物，发生反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2 (g) ΔH＜0，相关反应数据如下表所示：
下列说法正确的是A．10 s时，容器Ⅰ中的反应处于平衡状态
B．10 s时，容器Ⅰ中的化学反应速率v(CO2)=0.005ml·L-1·s-1
C．化学平衡常数：KⅡ>KⅠ
D．若起始时，向容器Ⅱ中充入0.08 ml NO、0.1 ml CO、0.04 ml N2和0.1 ml CO2，反应将向逆反应方向进行
3．(2023·重庆市万州第二高级中学高三阶段练习）排放到空气中会引起酸雨等环境问题，严重危害人类健康。的水溶液中存在下列平衡：
已知：、、为各步反应的平衡常数，且[表示的平衡压强]。下列说法正确的是
A．由图平衡可知溶液和溶液都可以水解，溶液一定呈碱性
B．氨水也可吸收，防止大气污染，同时通入能进一步提高去除率
C．当的平衡压强为p时，测得，则溶液
D．用的溶液吸收0.2ml的，则溶液中存在关系式：
4．(2023·北京师大附中高三阶段练习）相同温度下，分别在起始体积均为1L的两个密闭容器中发生反应： 。实验测得反应的有关数据如下表。
下列叙述正确的是A．
B．反应的平衡常数K：①＜②
C．①中：从开始至10min内的平均反应速率
D．②中：的平衡转化率小于10%
5．(2023·广东·高三阶段练习）某温度下，在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡：
反应I：
反应II：
如图是部分组分浓度随时间变化曲线，平衡时M、N浓度相等。该温度下，下列说法不正确的是
A．初始浓度：
B．活化能一定有：反应I>反应II
C．反应I的平衡常数：
D．平衡时的转化率：
6．(2023·陕西·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
A．实验①，，
B．实验②，时处于平衡状态，x<0.4
C．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大
D．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大
7．(2023·湖北孝感·高三阶段练习）甲基叔丁基醚(MTBE)是一种性能优良的高辛烷值汽油添加剂和抗爆剂，工业上用异丁烯(IB)与甲醇在催化剂作用下合成MTBE：CH3OH(g)+IB(g)MTBE(g)。向恒温恒容容器中按物质的量之比为1：1充入甲醇和异丁烯，在温度分别为368K与398K时异丁烯的转化率随时间的变化如图示。下列说法错误的是
A．反应MTBE(g)CH3OH(g)+IB(g)的△H＞0
B．A、M、B三点中，逆反应速率最大的点是A
C．398K时，设容器内起始总压为p0Pa，则Kp=Pa-1
D．若容器内起始总压为p0Pa，则M点时用分压变化表示的v(IB)=0.01Pa•min-1
8．(2023·北京·高三专题练习）一定温度下，向密闭容器中分别加入足量活性炭和，发生反应：，在相同时间内测得各容器中的转化率与容器体积的关系如图所示 ()。下列说法正确的是
A．bc曲线上反应均达到平衡状态
B．容器内的压强：
C．a、c两点时气体的颜色相同
D．该温度下，a、b、c三点时反应的平衡常数：
9．(2023·上海市杨浦高级中学高三阶段练习）氮、碳氧化物的无害化处理是研究的热点。一定条件下发生如下反应：
Ⅰ.
Ⅱ.
完成下列填空：
(1)反应Ⅰ平衡常数的表达式K=_______。
(2)某温度下，反应Ⅰ的，该温度下，测得容器中、、的浓度分别为、、，此时，反应Ⅰ是否处于平衡状态？若不是，预测反应的方向。_______
(3)甲为10L的恒温容器。盛有和1ml CO，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，5min时，测得CO转化率为60％，，则_______ml；0～5min，的平均反应速率_______。
(4)乙为10L的绝热容器。向其中充入和1ml CO，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，乙中反应达到平衡的时间_______甲；此时乙中比甲中_______(以上两空选填“>”“＜”或“=”)，理由是：_______。
(5)不同压强的密闭容器中，分别充入和1ml CO，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，测得的平衡转化率与温度的关系如图所示。
P1、P2、P3由小到大的顺序为_______；温度高于T0℃时，容器内发生的主要反应为_______(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅰ和Ⅱ”)。
核心考点四 突破速率与平衡图象的“三种题型”
一、化学反应速率与化学平衡图像
1．化学反应速率与化学平衡图像分析方法
分析图像时，一看面(即看清横坐标和纵坐标所代表的含义)；二看线(即看线的走向和变化趋势)；三看点(即看线是否通过原点，两条线的交点或线的拐点)；四看有没有作辅助线(如等温线、等压线)；五看定量图像中有关数据。在分析时要联系可逆反应的特点，即外界因素对化学反应速率和化学平衡的影响规律以及化学平衡常数、转化率等计算公式。
2．化学反应速率图像
以反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) ΔH>0为例：反应速率－时间(v－t)图像中，在平衡后的某时刻t1改变某一条件后，v(正)与v(逆)的变化有两种情况：
(1)v(正)、v(逆)同时突变
(2)v(正)、v(逆)之一渐变
3．化学平衡图像的三种类型
对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0。
(1)速率—时间图
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，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增大。
(2)转化率(或含量)—时间图
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，不能改变平衡时反应物的转化率。
(3)恒压(温)线
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。
考法 分析外界条件对化学平衡的影响(题型预测：选择题)
1．(2023·山西吕梁·高三阶段练习）下列图示与对应的叙述相符的是
A．图一表示反应在一定温度下达到平衡时B的转化率与压强变化的关系，x点的反应速率比y点的快
B．图二表示反应的速率一时间图象，在时刻改变的条件可，能是加入催化剂或增大压强
C．图三表示反应中A的百分含量与温度(T)的变化情况，则该反应的
D．图四所示图中的阴影部分面积的含义是()
1．化学平衡图像题的解题流程
2．等效平衡判断“四步曲”
eq \x(第一步，看)：观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数)，判断反应是反应前后气体体积不变的可逆反应还是反应前后气体体积改变的可逆反应；
eq \x(第二步，挖)：挖掘反应条件，是恒温恒容还是恒温恒压，注意密闭容器不等于恒容容器；
eq \x(第三步，倒)：采用一边倒法，将起始物质按可逆反应化学计量数之比转化成同一边的物质；
eq \x(第四步，联)：联系等效平衡判断依据，结合题目条件判断是否达到等效平衡。
变式1 判断化学平衡移动的结果
1．(2023·黑龙江·宾县第一中学高三阶段练习）对于可逆反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH<0，下列研究目的和示意图相符的是
A．AB．BC．CD．D
变式2 化学平衡移动的方向
2．(2023·全国·高三专题练习）向1L的密闭容器中加入1mlX、0.3mlZ和一定量的Y三种气体。一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间的变化如图甲所示。图乙为t2时刻后改变反应条件，平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件。下列说法不正确的是
A．Y的起始物质的量为0.5ml
B．该反应的化学方程式为2X(g)+Y(g)3Z(g) ΔH<0
C．若t0=0，t1=10s，则t0～t1阶段的平均反应速率为v(Z)=0.03ml·L-1·s-1
D．反应物X的转化率t6点比t3点高
变式3 外界条件对化学平衡的影响
3．(2023·福建·高三期末）下列有关可逆反应2A(g)+B(g)⇌2C(g) △H<0的图象正确的是
A．B．
C．D．
变式4 化学平衡移动的综合分析
4．(2023·全国·高三专题练习）（1）可逆反应：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g) ΔH=Q。根据如图回答：
①p1___p2；②a+b___c+d；③T1___T2；④ΔH___0。
（2）可逆反应：2A(g)+B(g)2C(g) ΔH=Q，平衡时C的百分含量、B的转化率与温度、压强的关系满足如图，根据图象回答：
①p1___p2；②ΔH___0。③图中标出的1、2、3、4四个点表示(正)>(逆)的点是___。
（3）某密闭容器中发生如下反应：X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH<0。如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。
①t2、t3、t5时刻改变的条件依次是___、___、___。
②Z的百分含量最低的时间是___。
（4）将物质的量均为3.00ml的物质A、B混合于5L容器中，发生如下反应：3A+B2C。在反应过程中C的物质的量分数随温度变化如图所示：
①T0对应的反应速率(正)___(填“>”、“<”或“=”)(逆)。
②此反应的正反应为___(填“吸”或“放”)热反应。
（5）在一容积为2L的恒容密闭容器内加入0.4mlA和0.6mlB，一定条件下发生反应2A(g)+B(g)2C(g)，反应中C的物质的量浓度变化情况如图。
在第5min时，将容器的体积缩小一半后，若在第8min达到新的平衡时A的总转化率为75%，请在图中画出第5min到新平衡时C的物质的量浓度的变化曲线___。
变式5 化学平衡图象
5．(2023·广东·蕉岭县蕉岭中学高三阶段练习）下列图示与对应的叙述相符的是
A．图一表示反应：mA(s)+nB(g)pC(g) △H>0，在一定温度下，平衡时B的百分含量(B%)随压强变化的关系如图所示，X点的正反应速率小于逆反应速率
B．图二是可逆反应：A(g)+B(s)C(s)+D(g) △H>0的速率时间图象，在t1时刻改变条件一定是加入催化剂
C．图三表示对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，A的百分含量与温度(T)的变化情况，则该反应的△H<0
D．图四所示图中的阴影部分面积的含义是(v正-v逆)
变式6 “等效平衡”理论的应用
6．(2023·湖南·永顺县第一中学高三期中）向体积均为0.5L的三个恒容密闭容器中分别按题表加入X和Y，一定条件下发生反应：3X(g)+Y(g)2Z(g) △H＜0，448K时该反应的化学平衡常数K=1，反应体系中各物质的物质的量相关数据如表：
下列说法不正确的是A．容器1中，10min内X的平均反应速率：v(X)=0.075ml·L-1·min-1
B．容器1中，10min时反应已达到化学平衡状态
C．容器2中，T＞448、平衡常数K2＜K1
D．容器3中，反应达到化学平衡状态时，X的转化率大于25%
1．(2023·全国·高三专题练习）某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应A(g)＋xB(g)2C(g)，达到平衡后，在不同的时间段内反应物的浓度随时间的变化如图甲所示，正逆反应速率随时间的变化如图乙所示，下列说法中正确的是
A．30～40min间该反应使用了催化剂
B．化学方程式中的x=1，正反应为吸热反应
C．30min时降低温度，40min时升高温度
D．前8minA的平均反应速率为0.08ml·L-1·min-1
2．(2023·黑龙江·尚志市尚志中学高三期中）乙烯气相直接水合反应制备乙醇：C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图[起始时，n(H2O)=n(C2H4)=1ml，容器体积为1L。下列分析不正确的是
A．该反应是放热反应
B．图中压强的大小关系为p1C．达到平衡状态a、b所需要的时间：b>a
D．a、b点对应气体的平均摩尔质量：a=b
3．(2023·广东·蕉岭县蕉岭中学高三阶段练习）反应mX(g)nY(g)＋pZ(g) ΔH，在不同温度下的平衡体系中，物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A．该反应的ΔH<0
B．m>n＋p
C．A、C两点化学平衡常数：KAD．B、C两点的反应速率v(B)4．(2023·上海·复旦附中高三期中）已知：，向一恒温恒容的密闭容器中充入A和B发生反应，时达到平衡状态Ⅰ，在时改变某一条件，时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A．容器内压强不变，不能表明反应达到平衡
B．时改变的条件：向容器中加入C
C．平衡时A的体积分数：
D．平衡常数K：
5．(2023·河南宋基信阳实验中学高三阶段练习）反应 ，在不同温度下的平衡体系中物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A．该反应的B．
C．B、C两点化学平衡常数：D．A、C两点的反应速率：
6．(2023·全国·高三专题练习）SO2、NOx是主要的大气污染物。某研究小组采用微生物法同时脱硫脱硝(细菌生存的最佳温度为30～45℃，pH为6.5～8.5)，研究结果表明pH对脱硫、脱硝效果的影响如图1所示。该小组采用催化反应法研究时，发现NH3和NO在Ag2O催化剂表面反应时，相同时间条件下，NO生成N2的转化率随温度的变化关系如图2所示。下列说法错误的是
A．从图1中可以看出，采用微生物治理法时应选择的最佳pH是8
B．图1中pH过大时，细菌活性迅速降低，脱硝效率明显下降
C．图2中，在温度为420～580K时，有氧条件下NO生成N2的转化率明显高于无氧条件的原因可能是：NO与O2反应生成NO2，NO2更易与NH3反应
D．图2中，在有氧条件下，温度580K之后NO生成N2的转化率降低是因为Ag2O催化剂活性下降
7．(2023·广东广州·高三期中）科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法：，测得不同温度下主要产物的质量分数如图所示。下列推测不合理的是
A．反应温度不宜超过300℃
B．减小体系压强，有利于提高乙醇平衡转化率
C．乙醛是反应历程中的催化剂
D．提高催化剂的活性和选择性，减少乙醚、乙烯等副产物是本工艺的关键措施
8．(2023·河北·高三期中）臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g)，若反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断不正确的是
A．0～3s内，反应速率为v(NO2)=0.2ml•L-1•s-1
B．降低温度，平衡常数增大
C．t1时的改变一定是加入了催化剂，平衡不移动
D．t1时刻，该反应达平衡状态
9．(2023·全国·高三专题练习）CO2是一种主要温室气体，研究CO2的利用对促进低碳社会构建具有重要的意义。
(1)一定条件下，某恒容密闭容器中充入一定量CO2(g)和足量H2(g)，同时发生两个反应：I．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) II．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)反应I的速率可表示为vI=k1c3(CO2)，反应II的速率可表示为vII=kIIc3(CO2)(kI、kII为速率常数)。反应体系中组分CO2(g)、CO(g)的浓度随时间变化情况如图甲。
①0～15s时间段内，CH3OH的平均反应速率为___________ml·L-1·s-1(保留两位有效数字)。
②如果反应能够进行到底，反应结束时，___________％的CO2转化为CO。
③活化能较大的反应为___________(填“I”或“II”)。
(2)CO2还可以转化为甲醚。一定温度下，在恒容密闭容器中通入CH3OCH3，发生反应CH3OCH3(g)CO(g)+CH4(g)+H2(g)，测得容器中初始压强为42kPa，时间t和反应速率v(CH3OCH3)与CH3OCH3分压P(CH3OCH3)的关系如图乙。
①t=500s时，CH3OCH3的转化率α=___________。
②若反应速率满足v(CH3OCH3)=kPn(CH3OCH3)，则k=___________s-1，500s时v(CH3OCH3)=___ kPa．s-1。
③达到平衡时，测得体系的总压强P总=112kPa，则该反应的平衡常数Kp=___________。
【考点拓展】速率与平衡知识在新题型中的创新应用
拓展一 引入反应速率方程
1．(2023·北京青桐鸣文化发展有限公司高三阶段练习）反应“”的速率方程可表示，其中k为与温度有关的常数，常温下，实验测得反应的数据如下：
下列说法错误的是A．m=1；n=3B．
C．若，则D．升高温度、k增大
拓展二 化工生产中适宜条件的选择和控制2．(2023·江苏·模拟预测）甲醇水蒸气重整制氢(SRM)是获取理想氢源的有效方法。重整过程发生的反应如下：
反应Ⅰ：CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)；ΔH1=+49.4kJ·ml-1
反应Ⅱ：CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)；ΔH2=+92kJ·ml-1
在常压、催化剂下，向密闭容器中充入1mlCH3OH和1.2mlH2O混合气体，t时刻测得CH3OH转化率及CO、CO2的选择性随温度变化情况如图所示。下列说法正确的是
A．选择300℃作为反应温度比较适宜
B．工业生产中一般选用负压(低于大气压)条件下制氢
C．选用CO2选择性较高的催化剂有利于提高CH3OH的平衡转化率
D．270℃时，容器中的H2(g)约为2.744ml
拓展三 与有机化学相结合
3．(2023·北京·牛栏山一中高三期中）异丁醇催化脱水制备异丁烯主要涉及以下2个反应。研究一定压强下不同含水量的异丁醇在恒压反应器中的脱水反应，得到了异丁烯的平衡产率随温度的变化结果如图。
①
②(二聚异丁烯)
下列说法不正确的是
A．其他条件不变时，在催化剂的活性温度内，升高温度有利于异丁烯的制备
B．高于190℃时，温度对异丁烯的平衡产率影响不大的原因是、
C．190℃时，增大(异丁醇)，不利于反应①的进行
D．若只有异丁烯、水和二聚异丁烯生成，则初始物质浓度与流出物质浓度c之间存在：(异丁醇)=c(异丁烯)+2c(二聚异丁烯)+c(异丁醇)
拓展四 运用化学反应原理处理污染物
4．(2023·河北·高三阶段练习）无害化处理的一种方法为，在一定容积的密闭容器中发生此反应，的转化率如图所示，若起始浓度为1ml/L，下列说法错误的是
A．升高温度，有利于提高的转化率
B．a、c两点中，N2的物质的量浓度相等
C．反应在230℃、恒压容器中进行，达平衡时，的转化率大于98%
D．若b点反应达到平衡状态，的体积分数为20%
0
1
2
4
3
1.5
0.6
0.6
实验编号
温度/℃
催化剂用量/g
酸性溶液
溶液
溶液褪色平均时间/min
体积/mL
浓度/
体积/mL
浓度/
I
25
0.5
4
0.1
6
0.2
12.7
II
80
0.5
4
0.1
6
0.2
a
Ⅲ
25
0.5
4
0.01
6
0.2
4.0
IV
25
0
4
0.01
6
0.2
b
实验编号
c(CO)/(ml·L-1)
c(NO2)/(ml·L-1)
v/(ml·L-1·s-1)
①
0.025
0.040
2.2×10-4
②
0.050
0.040
4.4×10-4
③
0.025
0.120
6.6×10-4
④
x
y
8.8×10-4
⑤
0.100
0.160
z
实验
温度
起始时
平衡时
平衡常数
1
0.200
0.200
0
0
2
0.200
0.200
0
0
3
0.400
0.400
0
0
实验序号
0
10
20
30
40
50
60
1
800℃
1.0
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
2
800℃
c2
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
3
800℃
c3
0.92
0.75
0.63
0.60
0.60
0.60
4
820℃
1.0
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20
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
Q反应向正反应方向进行
Q＝K
反应达到平衡状态
Q>K
反应向逆反应方向进行
N2O4(g)2NO2(g)
K＝eq \f(c2NO2,cN2O4)
eq \f(1,2)N2O4(g)NO2(g)
K′＝eq \f(cNO2,c\f(1,2)N2O4)＝ eq \r(K)
2NO2(g)N2O4(g)
K″＝eq \f(cN2O4,c2NO2)＝eq \f(1,K)
时间/h
1
2
3
4
5
0.92
0.85
0.79
0.75
0.75
容器编号
温度
起始时物质的量/ml
10 s时物质的量/ml
NO
CO
N2
Ⅰ
T1℃
0.2
0.2
0.05
Ⅱ
T2℃(T2>T1)
0.2
0.2
0.05
容器
反应条件
起始物质的量/ml
达到平衡所用时间/min
达平衡过程中的能量变化
①
恒容
1
3
0
10
放热
②
恒压
1
3
0
t
放热
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
B
C
D
研究压强对反应的影响(p2>p1)
研究温度对反应的影响
研究平衡体系增加N2对反应的影响
研究催化剂对反应的影响
容器
温度/K
起始时物质的量/ml
10min时物质的量/ml
n(X)
n(Y)
n(Z)
1
448
1.5
0.5
0.25
2
T
1.5
0.5
0.28
3
448
1.5
1
a
实验编号
①
②
③
④
⑤
解密07 化学反应速率与化学平衡
考点热度 ★★★★★
【考纲导向】
1．了解化学反应速率的概念和表示方法。能正确计算反应物的转化率(α)。
2．了解活化能的概念和催化剂的重要作用。
3．了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。
4．掌握化学平衡的特征。了解化学平衡常数(K)的含义，并能进行相关计算。
5．理解外界条件对反应速率和化学平衡的影响，能用相关理论解释其一般规律。
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。
【命题分析】
化学反应速率与化学平衡是高考的必考内容，其中外界因素对平衡状态的影响、化学平衡常数、与化学平衡和化学反应速率相关的计算是考查的重点。试题对计算能力、语言组织表达能力、数形结合分析能力要求较高。难度以中等或中等偏难为主。预计2023年高考对本专题的考查仍会以综合题为主，侧重考查考生分析问题能力，信息整合应用能力等，试题难度有逐渐加大的趋势。

核心考点一 化学反应速率及其影响因素
一、化学反应速率及其影响因素
1．化学反应速率的计算
(1)根据图表中数据和定义计算：v(X)＝eq \f(X的浓度变化量ml·L－1,时间的变化量s或min或h)，即v(X)＝eq \f(|Δc|,Δt)＝eq \f(|Δn|,V·Δt)，计算时一定要注意容器或溶液的体积，不能忽视容器或溶液的体积V，盲目地把Δn当作Δc代入公式进行计算。
(2)根据化学方程式计算：对于反应“mA＋nBpC＋qD”，有v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。
2．外界因素对化学反应速率的影响及规律
(1)当其他条件相同时，增大反应物浓度时，v正增大，v逆瞬间不变，随后也增大。
(2)压强对反应速率的影响(有气体参加的化学反应)
①恒温时，压缩体积→压强增大→反应物浓度增大→反应速率加快。
②恒温时，对于恒容密闭容器
a．充入气体反应物→总压强增大→气体反应物浓度增大→反应速率加快。
b．充入“惰性”气体→总压强增大→气体反应物浓度未改变→反应速率不变。
③恒温恒压时
充入“惰性”气体→体积增大→气体反应物浓度减小→反应速率减小。
(3)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，v正和v逆都减小，但吸热反应方向的反应速率减小的程度大。
(4)使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。
3．化学反应速率常数及应用
(1)速率常数含义
速率常数(k)是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 ml·L－1时的反应速率。在相同的浓度条件下，可用速率常数大小来比较化学反应的反应速率。
化学反应速率与反应物浓度(或浓度的次方)成正比，而速率常数是其比例常数，在恒温条件下，速率常数不随反应物浓度的变化而改变。因此，可以应用速率方程求出该温度下任意浓度时的反应速率。
(2)速率方程
一定温度下，化学反应速率与反应物浓度以其计量数为指数的幂的乘积成正比。
对于反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)
则v正＝k正ca(A)·cb(B)(其中k正为正反应的速率常数)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)(其中k逆为逆反应的速率常数)。
如反应2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)，v正＝k正·c2(NO2)，v逆＝k逆·c2(NO)·c(O2)。
(3)速率常数与化学平衡常数之间的关系
一定温度下，可逆反应：aA(g)＋bB(g)gG(g)＋hH(g)，达到平衡状态时，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cg(G)·ch(H)，
因平衡时v正＝v逆，则k正·ca(A)·cb(B)＝k逆·cg(G)·ch(H)，eq \f(k正,k逆)＝eq \f(cgG·chH,caA·cbB)＝K
4．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。
考法 结合速率图象考查速率计算及其影响因素(题型预测：选择题)
1．(2023·北京）捕获和转化可减少排放并实现资源利用，原理如图1所示。反应①完成之后，以为载气，以恒定组成的混合气，以恒定流速通入反应器，单位时间流出气体各组分的物质的量随反应时间变化如图2所示。反应过程中始终未检测到，在催化剂上有积碳。
下列说法不正确的是
A．反应①为；反应②为
B．，比多，且生成速率不变，可能有副反应
C．时刻，副反应生成的速率大于反应②生成速率
D．之后，生成的速率为0，是因为反应②不再发生
【答案】C
【解析】A．由题干图1所示信息可知，反应①为，结合氧化还原反应配平可得反应②为，A正确；
B．由题干图2信息可知，，比多，且生成速率不变，且反应过程中始终未检测到，在催化剂上有积碳，故可能有副反应，反应②和副反应中CH4和H2的系数比均为1：2，B正确；
C．由题干反应②方程式可知，H2和CO的反应速率相等，时刻可知，H2的流速为2mml/min，而CO流速v(范围1D．由题干图2信息可知，之后，CO的速率为0，CH4的速率逐渐增大，最终恢复到1，说明生成的速率为0，是因为反应②不再发生，而后副反应逐渐停止反应，D正确；
故答案为：C。
分析外界因素对化学反应速率的影响时要注意以下几点
1．对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，改变用量速率不变。但固体颗粒的大小决定反应物接触面积的大小，会影响化学反应速率。
2．压强对速率的影响有以下几种情况：
(1)恒温时：增大压强eq \(――→,\s\up7(引起))体积缩小eq \(――→,\s\up7(引起))浓度增大eq \(――→,\s\up7(引起))化学反应速率加快。
(2)恒容时：
①充入气体反应物eq \(――→,\s\up7(引起))压强增大eq \(――→,\s\up7(引起))浓度增大eq \(――→,\s\up7(引起))速率加快。
②充入惰性气体eq \(――→,\s\up7(引起))总压强增大，但各气体物质的量浓度不变，反应速率不变。
(3)恒压时：压强不变充入惰性气体eq \(――→,\s\up7(引起))压强不变eq \(――→,\s\up7(引起))体积增大eq \(――→,\s\up7(引起))各物质浓度减小eq \(――→,\s\up7(引起))反应速率减慢。
3．温度改变对任何反应的速率都有影响。
4．加入催化剂可以同等程度的改变正逆化学反应速率。
变式1 化学反应速率的相关计算
1．(2023·全国·高三专题练习）反应(表示溶液)，将一定量的与混合形成溶液发生反应(忽略反应过程中的体积变化)，测得的物质的量数据如下表。下列说法正确的是
A．时，
B．时，溶液中剩余物质的量为
C．内，
D．时，
【答案】C
【解析】A．反应速率为平均速率，不是瞬时速率，无法计算时的，A错误；
B．初始铁离子的物质的量未知，时，溶液中剩余的物质的量未知，B错误；
C．初始的物质的量为3ml，时，的物质的量为0.6ml，的物质的量变化量为3ml-0.6ml=2.4ml，物质的量的变化量之比等于化学计量数之比，则的物质的量变化量为0.8ml，，C正确；
D．初始铁离子的物质的量未知，时，未知，D错误；
答案选C。
变式2 化学反应速率的大小比较
2．(2023·黑龙江·鹤岗一中高三阶段练习）已知反应在四种不同情况下的反应速率分别如下：
①v(A)=0.1 ml·L-1·min-1
②v(B)=0.15 ml·L-1·min-1
③
④v(D=0.1 ml·L-1·min-1
则该反应进行速率快慢顺序正确的是
A．①＞②＞③＞④B．②＞①=④＞③
C．③＞①＞②＞④D．④＞③＞①＞②
【答案】C
【解析】在单位相同的条件下，将不同物质的反应速率除以其计量数，得到的数值越大说明该反应速率越大，①v(A)=0.1 ml·L-1·min-1，②v(B)=ml·L-1·min-1，③，④v(D=ml·L-1·min-1，反应速率：③＞①＞②＞④，故选C。
变式3 外界条件对化学反应速率的影响
3．(2023·吉林·延边二中高三阶段练习）2SO2(g)＋O2(g)⇌2SO3(g) ΔH=-198 kJ·ml-1，在V2O5存在时，该反应的机理为：V2O5＋SO2=2VO2＋SO3(快)，4VO2＋O2=2V2O5(慢)。下列说法中正确的是
A．反应速率主要取决于V2O5的质量B．VO2是该反应的催化剂
C．逆反应的活化能大于198 kJ·ml-1D．增大SO2的浓度可显著提高反应速率
【答案】C
【解析】A．由反应机理可得，V2O5是该反应的催化剂，反应速率与催化剂V2O5的质量有一定关系，但主要取决于催化剂V2O5的表面积，故A错误；
B．由反应机理可得，V2O5是该反应的催化剂，VO2是该反应的中间产物，V2O5一开始就有，到最后反应完还有，根据催化剂特点可知，V2O5是该反应的催化剂，故B错误；
C．△H=正反应的活化能-逆反应的活化能=-198kJ/ml，所以逆反应的活化能大于198kJ/ml，故C正确；
D．使用催化剂可以显著提高反应速率，增大SO2的浓度可以提高反应速率(不是显著提高)，故D错误；
故选C。
变式4 控制变量法探究影响化学反应速率的因素
4．(2023·黑龙江·佳木斯一中高三期中）某小组探究反应速率的影响因素，有关实验数据如表所示：
下列说法不正确的是A．可通过相同时间内收集的体积大小来判断反应速率快慢
B．，
C．实验III中用酸性溶液的浓度变化表示的反应速率
D．向实验中加入适量固体会加快反应速率
【答案】D
【解析】A．相同时间内收集的体积越大，反应速率越快，可通过相同时间内收集的体积大小来判断反应速率快慢，故A正确；
B．温度越高，反应速率越快，反应II的温度大于反应I，反应II速率快，所以，反应IV未使用催化剂，反应速率比 Ⅲ慢，所以，故B正确；
C．实验III中用酸性溶液的浓度变化表示的反应速率，故C正确；
D．根据反应的离子方程式，的浓度对反应速率无影响，可知向实验中加入适量固体，反应速率不变，故D错误；
选D。
变式5 化学反应速率的图象
5．(2023·新疆·疏附县第一中学高三期中）下列叙述及对应图示正确的是
A．图甲是某温度下c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.100ml•L-1的醋酸与醋酸钠混合溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO-)与pH的关系曲线，pH=3的溶液中：Ka<10-4.75
B．图乙是恒温密闭容器中发生CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)反应时，c(CO2)随反应时间变化的曲线，t1时刻改变的条件可能是缩小容器的体积
C．图丙是铁条与盐酸反应的反应速率随反应时间变化的曲线，t1时刻溶液的温度最高
D．图丁是在0.1ml•L-1Na2CO3溶液中加水稀释，随着加水量的增加，溶液中c(HCO)的变化曲线，则Na2CO3的水解程度A点大于B点
【答案】B
【解析】A．根据图象中交点的坐标可知，CH3COOH的电离常数Ka=10-4.75，pH=3时电离常数不变，故A错误；
B．由图可知，t1时刻c(CO2)突然变大，一段时间后，浓度与改变前相同，则t1时刻改变的条件可能是缩小容器的体积，故B正确；
C．铁条与盐酸的反应是放热反应，随反应的进行，温度越来越高，故C错误；
D．Na2CO3溶液中加水稀释，越稀越水解，随着加水量的增加，Na2CO3的水解程度越来越大，A点小于B点，故D错误；
故选B。
变式6 化学反应速率的综合分析
6．(2023·河北·沧州市一中高三阶段练习）反应CO(g)+NO2(g)=CO2(g)+NO(g)的速率方程可表示为v=k·cm(CO)·cn(NO2)，其中k为与温度有关的常数，实验测得反应在650K时的数据如下：
下列说法错误的是A．m=n=1B．650K时k=0.22L·ml-1·s-1
C．若x=0.50，则y=0.080D．z=3.52×10-3ml·L-1·s-1
【答案】C
【解析】A．由实验数据①②可知，c(NO2)不变，c(CO)扩大1倍，反应速率扩大为原来的=2倍，则m=1，由实验数据①③可知，c(CO)不变，c(NO2)扩大3倍，反应速率扩大为原来的=3倍，则n=1，故A正确；
B．根据数据①可知，650K时，k的值为= L·ml-1·s-1=0.22 L·ml-1·s-1，故B正确；
C．若650K时，若x=0.50，即初始浓度c(CO)= 0.50 ml·L-1，此时反应速率v=k·c(CO)·c(NO2)= 8.8×10-4 ml·L-1·s-1，则c(NO2)== ml·L-1=0.0080 ml·L-1，即y=0.0080，故C错误；
D．根据数据⑤可知，650K时，初始浓度c(CO)= 0.100 ml·L-1，c(NO2)=0.160 ml·L-1，此时反应速率v=k·c(CO)·c(NO2)= 0.22L·ml-1·s-10.100ml·L-10.160 ml·L-1=3.52×10-3ml·L-1·s-1，即z=3.52×10-3ml·L-1·s-1，故D正确；
答案选C。
1．(2023·全国·高三专题练习）反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在10 L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45 ml，则此反应的速率可表示为
A．υ(NH3)=0.01 ml∙L−1∙s−1B．υ(O2)=0.001 ml∙L−1∙s−1
C．υ(NO)=0.001 ml∙L−1∙s−1D．υ(H2O)=0.045 ml∙L−1∙s−1
【答案】C
【解析】反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)在10 L密闭容器中进行，半分钟后，水蒸气的物质的量增加了0.45 ml，根据改变量之比等于计量系数之比得到氨气、氧气、水的改变量分别为0.3ml、0.375ml、0.3ml。
A．NH3的反应速率，故A不符合题意；
B．O2的反应速率故B不符合题意；
C．NO的反应速率故C符合题意；
D．H2O的反应速率故D不符合题意。
综上所述，答案为C。
2．(2023·上海市彭浦中学高三期中）T℃时在2 L密闭容器中使X(g)与Y(g)发生反应生成Z(g)。反应过程中X、Y、Z的物质的量变化如图1所示；若保持其他条件不变，温度分别为T1和T2时，Y的体积分数与时间的关系如图2所示。则下列结论正确的是
A．反应进行的前3 min内，用X表示的反应速率v(X)=0.3 ml/(L·min)
B．容器中发生的反应可表示为3X(g)＋Y(g)2Z(g)
C．保持其他条件不变，升高温度，反应的化学平衡常数K减小
D．若改变反应条件，使反应进程如图3所示，则改变的条件是增大压强
【答案】B
【解析】A．根据图1所示可知反应进行的前3 min内，X的浓度减小了△c(X)=2.0 ml/L-1.4 ml/L=0.6 ml/L，则用X表示的化学反应速率v(X)=，A错误；
B．根据图示可知：在反应过程中X、Y浓度减小，Z浓度增加，反应进行到3 min时三种物质都存在，且它们的浓度不再发生变化，说明该反应是可逆反应，其中X、Y是反应物，Z是生成物，在前3 min内X、Y、Z三种物质的浓度变化分别是0.6 ml/L、0.2 ml/L、0.4 ml/L，三种物质的变化变化的比为3：1：2，故反应方程式可表示为3X(g)+Y(g)2Z(g)，B正确；
C．在其它条件不变时，温度升高，化学反应速率加快，达到平衡所需时间缩短。根据图2可知温度：T2＞T1。升高温度，Y的体积分数减少，说明升高温度，化学平衡正向移动，导致反应的化学平衡常数K增大，C错误；
D．若改变反应条件，使反应进程如图3所示，反应达到平衡所需时间缩短，但各种物质的含量不变，说明化学平衡不移动。由于反应3X(g)+Y(g)2Z(g)是反应前后气体体积改变的反应，则改变的条件应该是使用了催化剂，而不可能是增大体系的压强，D错误；
故合理选项是B。
3．(2023·江西·金溪一中高三阶段练习）我国科学家通过和合成淀粉，能够有效降低“碳排放”，其中的一步反应为 ，一定温度下，向固定容积为2L的密闭容器中充入和，20min后反应达到平衡，容器内压强变为原来的75%。下列有关说法正确的是
A．平衡时，
B．内用示的平均反应速率为
C．达到平衡后，再充入和，、的转化率均减小
D．达到平衡后，再充入和，平衡正向移动
【答案】D
【解析】根据三段式计算：
由题意可得，则，V=2L， 。
A．平衡时，A错误
B．内用表示的平均反应速率为，B错误；
C． 恒温恒容条件下，达到平衡后，再充入和，相当于增大压强，平衡正向移动，的转化率均增大，C错误；
D．达到平衡后，再充入和，此时，则平衡正向移动，D正确；
故答案选D。
4．(2023·黑龙江·牡丹江市第三高级中学高三阶段练习）在中，表示该反应最快的是
A．B．
C．D．
【答案】C
【解析】同一化学反应，用不同物质表示的速率比等于系数比。
A．
B．；
C．
D．
表示该反应最快的是，故选C。
5．(2023·山东·高密三中高三阶段练习）一定温度下，利用下列装置进行实验，达不到实验目的的是
A．用甲装置测定化学反应速率
B．用乙装置检验分解产生的两种气体
C．用丙装置测定醋酸溶液的浓度
D．用丁装置测定酸碱中和反应的反应热
【答案】D
【解析】A． 可以通过测定一定时间内产生氢气的量或者生成一定量氢气所用的时间来测定反应速率，故A正确；
B． 五氧化二磷吸收氨气，通过蓝色石蕊试纸变红检验氯化氢，碱石灰吸收氯化氢，通过湿润的酚酞试纸变红检验氨气，故可用乙装置检验分解产生的两种气体，故B正确；
C． 氢氧化钠与醋酸恰好反应生成醋酸钠，溶液显碱性，指示剂选择酚酞，故可用丙装置测定醋酸溶液的浓度，故C正确；
D． 丁装置缺少环形玻璃搅拌棒，不能测定酸碱中和反应的反应热，故D错误；
故选D。
6．(2023·河北·藁城新冀明中学高三阶段练习）研究表明N2O与CO在Fe+作用下发生可逆反应的能量变化及反应历程。下列说法不正确的是
A．总反应为放热反应
B．反应①的速率比反应②的速率快
C．当有14 g N2生成时，转移1 ml e-
D．反应中Fe+是催化剂，FeO+是中间产物
【答案】B
【解析】A．根据图示反应物总能量大于生成物总能量，则该反应为放热反应，A正确；
B．反应②活化能较低，反应较快，而反应①活化能较大，反应较慢，反应①的速率比反应②的速率慢，B错误；
C．反应中N元素化合价由+1价降低为0价；当有l4 g N2生成时，n(N2)=，则转移电子的物质的量为l ml e-，C正确；
D．Fe+在第一个反应为反应物，第二个反应为生成物Fe+是催化剂，FeO+在第一个反应中是生成物、在第二个反应中是反应物，为中间产物，D正确；
故合理选项是B。
7．(2023·江苏南京·高三期中）HCHO(g)与O2(g)在催化剂Ca₅(PO₄)₃(OH) (简写为HAP)表面催化生成CO2(g)和H2O(g)的历程示意图如下。已知该反应在较高温度下不能自发进行。下列说法不正确的是
A．ΔH=反应物的键能总和－生成物的键能总和
B．羟基磷灰石(HAP)的作用是降低反应的活化能，加快反应速率
C．HCHO与CO2分子中的中心原子的杂化轨道类型相同
D．反应HCHO(g)+O2(g)CO2(g)+H2O(g)的 ΔS<0
【答案】C
【解析】A．反应的反应热△H =反应物的键能总和一生成物的键能总和，A正确；
B．由题意可知，羟基磷灰石(HAP)是甲醛催化氧化的催化剂，可以降低反应的活化能，加快反应速率，B正确；
C．HCHO中C原子的σ键数为3，中心原子C上无孤电子对，杂化方式为sp2杂化，CO2分子中C原子的σ键数为2，无孤电子对，C原子的杂化方式为sp杂化，两者杂化方式不同，C错误；
D．由图可知，反应HCHO(g)+O2(g)CO2(g)+H2O(g)的△H0，则ΔS <0，D正确；
故答案选C。
8．(2023·全国·高三专题练习）工业上用CO生产甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H＜0。下列图象不正确的是
A．B．
C．D．
【答案】D
【解析】A．升高温度，化学反应速率加快，v正、v逆都增大，由于该反应的正反应是放热反应，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，说明 v正＞v逆，A正确；
B．在其它条件不变时，增大，化学平衡正向移动，H2的平衡转化率增大，B正确；
C．在其它条件不变时，增大压强，物质的浓度增大，反应速率加快，达到平衡所需时间缩短，先达到平衡。由于该反应的正反应是气体体积减小的反应，则增大压强，化学平衡正向移动，CH3OH的平衡含量会增大，C正确；
D．该反应的正反应是放热反应，在其它条件不变时，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致CH3OH的平衡产率降低，不会出现先增大后减小现象，D错误；
故合理选项是D。
9．(2023·重庆巴蜀中学高三阶段练习）羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在2L容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡： ，数据如下：
下列判断错误的是A．B．且
C．初始反应速率：实验3>实验2>实验1D．通入后，正反应速率逐渐增大
【答案】D
【解析】T1温度下，物质转化关系为，则，解得，则，达到平衡时，T1下的COS浓度小于T2，说明T1→T2平衡正向移动，该反应正向为吸热反应，升高温度，平衡将正向移动，因此。
A．实验2中温度下达到平衡时，，则，，故A项正确；
B．该反应为气体等体积反应，增大压强平衡不移动，则达到平衡时，，平衡常数只受温度影响，因此，故B项正确；
C．升高温度，化学反应速率增大，则，增大压强，化学反应速率增大，则，即，故C项正确；
D．通入CO后，瞬间增大，正反应速率瞬间增大，平衡正向移动，随时间推移，减小，正反应速率逐渐减小，故D项错误；
综上所述，错误的是D项。
10．(2023·广东·蕉岭县蕉岭中学高三阶段练习）下列说法正确的是
①恒温时，增大压强，化学反应速率一定加快
②其他条件不变，温度越高化学反应速率越快
③使用催化剂可改变反应速率，从而改变该反应过程中吸收或放出的热量
④的反应速率一定比的反应速率大
⑤有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增加单位体积内活化分子数，从而使单位时间有效碰撞次数增多从而使反应速率增大
⑥若平衡正向移动，则平衡常数一定增大
⑦若化学平衡向逆反应方向移动，则正反应速率不一定减小
A．①②⑥B．②⑤⑦C．①②③⑤⑥D．②④⑤
【答案】B
【解析】①恒温时，增大压强，化学反应速率不一定加快，如恒温恒容下充入与反应无关的气体，容器压强增大，但反应体系的各物质的浓度不变，反应速率不变，错误；
②其他条件不变，温度越高，反应物的能量增大，活化分子百分数增大，单位体积内的活化分子数增大，单位时间单位体积的有效碰撞次数增多，则化学反应速率越快，正确；
③催化剂能改变反应所需要的活化能，则使用催化剂可改变反应速率，但不能改变反应的始态和终态，故不能改变该反应过程中吸收或放出的热量，错误；
④根据同一反应同一时间段内的反应速率之比等于其化学计量数之比可知，的反应速率不一定比的反应速率大，比较反应快慢需转化为同一物质相同单位来进行比较，错误；
⑤有气体参加的化学反应，若增大压强(即缩小反应容器的体积)，可增加单位体积内分子数，而活化分子百分数不变，故增加单位体积内可活化分子数，从而使单位时间有效碰撞次数增多，从而使反应速率增大，正确；
⑥平衡常数仅仅是温度的函数，即温度不变，即使平衡正向移动，则平衡常数也不改变，错误；
⑦若化学平衡向逆反应方向移动，只能说明改变条件后逆反应速率大于正反应速率，可以是逆反应速率比正反应速率增大的幅度更大，也可以是逆反应速率比正反应速率减小的幅度更大，故则正反应速率不一定减小，正确；
综上所述②⑤⑦正确，故答案为：B。
11．(2023·全国·高三专题练习）某化学反应2AB＋D在四种不同条件下进行，B、D起始浓度为0，反应物A的浓度(ml·L-1)随反应时间(min)的变化情况如下表：
根据上述数据，完成下列填空：
(1)在实验1中，反应在10至20分钟时间内的平均速率为___________ml·L-1·min-1。
(2)在实验2中，A的初始浓度c2=___________ml·L-1。
(3)设实验3的反应速率为v3，实验1的反应速率为v1，则v3___________v1，且c3___________1.0ml·L-1.(填“>”“=”或“<”)
(4)比较实验4和实验1，可推测该反应是___________反应(填“吸热”或“放热”)。理由是___________。
【答案】(1)0.013
(2)1.0
(3) > >
(4) 吸热 由实验1至实验4升高温度，平衡右移，加热平衡向吸热反应方向移动
【解析】(1)在实验1中，反应在10至20min时间内的平均速率为v==0.013ml·L-1·min-1。
(2)反应经20minA的浓度不再改变，说明达到平衡，较其他实验达到平衡时间最短，故使用了合适的催化剂，起始浓度c2=1.0ml·L-1。
(3)在实验1中，反应在10至20min时间内平均速率为v=0.013ml·L-1·min-1，在实验3中，反应在10至20min时间内平均速率为v==0.017ml·L-1·min-1，故v3>v1，实验1的起始浓度为1.0ml·L-1，由平衡时浓度可知，实验3的起始浓度大于1.0ml·L-1。
(4)比较实验4和实验1可知，平衡时实验4反应物A的浓度小，由实验1至实验4升高温度，平衡右移，升高温度平衡向吸热反应方向移动。
核心考点二 化学平衡及平衡移动
一、化学平衡状态及移动方向判断
1．化学平衡状态的判断
(1)等——“逆向相等”(三种表述)。
①同一物质(两种表述)：v正＝v逆、断键数＝成键数。
②不同物质：eq \f(v正X,X的化学计量数)＝eq \f(v逆Y,Y的化学计量数)
(2)定——“变量不变”：如果一个量是随反应进行而改变的(即变量)，当其“不变”时反应就达到平衡状态，即“变量”不变―→平衡状态。
(3)浓度标志
反应混合物中各组分的浓度不变是平衡状态的宏观表现，可逆反应中各组分的物质的量、浓度、百分含量、气体的体积分数一定时，可逆反应达到平衡状态。
(4)混合气体的平均相对分子质量(eq \x\t(M))标志
①当反应物与生成物均为气体时：对于反应前后气体分子数不等的反应，eq \x\t(M)为定值可作为反应达到平衡状态的标志；对于反应前后气体分子数相等的反应，eq \x\t(M)为定值不能作为反应达到平衡状态的标志。
②若有非气体参与，无论反应前后气体的分子数是否相等，eq \x\t(M)为定值一定可作为反应达到平衡状态的标志。
(5)混合气体的密度(ρ)标志
①当反应物与生成物均为气体时：在恒容条件下，无论反应前后气体分子数是否相等，ρ为定值，不能作为反应达到平衡状态的标志；在恒压条件下，对于反应前后气体分子数相等的反应，ρ为定值，不能作为反应达到平衡状态的标志，对于反应前后气体分子数不等的反应，ρ为定值，可作为反应达到平衡状态的标志。
②当有非气体物质参与反应时：对于恒容体系，ρ为定值，可作为反应达到平衡状态的标志。
(6)混合气体的压强标志
因为恒容、恒温条件下，气体的物质的量n(g)越大则压强p就越大，则无论各成分是否均为气体，只需要考虑Δn(g)。对于Δn(g)＝0的反应，当p为定值时，不能作为反应达到平衡状态的标志；对于Δn(g)≠0的反应，当p为定值时，可作为反应达到平衡状态的标志。
(7)有色体系的颜色保持不变。
(8)依Qc与K关系判断：若Qc＝K，反应处于平衡状态。
2．平衡移动方向的判断
(1)依勒夏特列原理判断。
(2)根据图像中正、逆反应速率相对大小判断：若v正>v逆，则平衡向正反应方向移动；反之向逆反应方向移动。
(3)依变化过程中速率变化的性质判断：若平衡移动过程中，正反应速率逐渐增大(减小)，则平衡向逆(正)反应方向移动。
(4)依浓度商(Qc)规则判断：若某温度下QcK，反应向逆反应方向进行。
二、化学反应进行的方向
(1)判据
(2)一般规律：
①ΔH<0，ΔS>0的反应任何温度下都能自发进行；
②ΔH>0，ΔS<0的反应任何温度下都不能自发进行；
③ΔH和ΔS的作用相反，且相差不大时，温度对反应的方向起决定性作用。当ΔH<0，ΔS<0时低温下反应能自发进行；当ΔH>0，ΔS>0时，高温下反应能自发进行。
说明：对于一个特定的气相反应，熵变的大小取决于反应前后的气体物质的化学计量数大小。
考法 比较反应熵变、焓变确实反应方向及化学平衡状态判断(题型预测：选择题)
1．(2023·江苏·徐州市第七中学高三阶段练习）在恒温恒压条件下，对于反应
下列有关说法正确的是
A．该反应的，
B．当气体密度不变时能说明该反应达到化学平衡状态
C．其他条件不变，向平衡后的容器中再加入少量达新平衡，与原平衡相比的值减小
D．使用高效催化剂能增大反应的平衡常数
【答案】B
【解析】A．该反应为吸热反应，＞0，正向气体系数增大，＞0，A错误；
B．根据可知，气体总质量不变，恒温恒压下体积增大，密度减小，当密度不变时能说明该反应达到化学平衡状态，B正确；
C．恒温恒压，加入后体积增大，各物质浓度比不变，平衡不移动，故原平衡相比的值不变，C错误；
D．平衡常数只受温度影响，故使用高效催化剂不能改变平衡常数，D错误；
故答案选B。
1．可逆反应不等同于可逆过程，可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化。
2．化学反应的平衡状态可以从正反应方向建立，也可以从逆反应方向建立。
3．化学反应达到平衡状态的正、逆反应速率相等，是指同一物质的消耗速率和生成速率相等，若用不同物质表示时，反应速率不一定相等。
4．化学反应达平衡状态时，各组分的浓度、百分含量保持不变，但不一定相等。
5．判断化学平衡状态的方法——“正逆相等，变量不变”
eq \x(正逆相等)—eq \x(\a\al(速率必须是一个正反应速率，一个逆反应速率，且经过换算后,同一物质的减少速率和生成速率相等))
|
eq \x(变量不变)—eq \x(\a\al(如果一个量是随着反应进行而改变的，当不变时为平衡状态；,一个随反应的进行保持不变的量，不能作为是否是平衡状态,的判断依据))
6．浓度对化学平衡的影响：谁增耗谁，谁减补谁。但不能将外加条件削减为0，此规律只适用于气态或溶液中的平衡混合物。对固体、纯液体来说，其浓度是常数，改变它们的量平衡不移动。
7．构建“过渡态”判断两个平衡状态的联系
(1)构建等温等容平衡思维模式：新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。
(2)构建等温等压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)：新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。
8．焓变、熵变和温度对化学反应方向的影响
变式1 化学反应的自发进行
1．(2023·浙江·高三专题练习）在低温条件下，下列过程能自发进行的是
A．Na→Na ++e-B．H2O(g)→H2O(l)
C．NH4Cl→NH3↑+HCl↑D．Cu+H2SO4→CuSO4+H2↑
【答案】B
【解析】A．钠原子失去电子形成钠离子是一个吸收能量的过程，在低温条件下不能自发进行，A项错误；
B．气态水转化为液态水是一个熵减的放热过程，转化中△H＜0、△S>0，低温下，△H-T△S恒小于0，能自发进行，B项正确；
C．氯化铵分解的反应是一个熵增的吸热反应，反应中△H>0、△S>0，低温下，△H-T△S大于0，不能自发进行，C项错误；
D．铜是不活泼金属，不能与稀硫酸反应，则在低温条件下不能自发进行，D项错误；
答案选B。
变式2 化学反应进行的方向
2．(2023·广东·东莞市万江中学高三阶段练习）下列有关化学反应方向及其判据的说法中错误的是
A．1ml在不同状态时的嫡值：
B．反应 能否自发进行与温度有关
C．分解和HClO分解均是自发过程，故这两个反应的和的变化相同
D．常温下，反应能自发进行，则该反应的
【答案】C
【解析】A．物质聚集状态不同熵值不同，气体S＞液体S＞固体S，1ml H2O在不同状态时的熵值：，故A正确；
B．△H＞0，△S＞0，能否自发进行，△H−T△S＜0与温度有关，故B正确；
C．反应自发只能说明△H−T△S＜0，不能说明和的变化相同，故C错误；
D．反应物有4ml固体、2ml液态物质、1ml气体物质，生成物只有固体，△S＜0，若能自发进行，△H−T△S＜0，则△H必须小于0，故D正确；
故答案选C。
变式3 化学平衡状态的判断
3．(2023·黑龙江·哈尔滨三中高三期中）将一定量纯净的氨基甲酸铵固体置于密闭真空容器中(假设容器体积不变，固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡。能判断该反应已经达到化学平衡的是
①
②密闭容器中氨气的物质的量浓度不变
③密闭容器中混合气体的密度不变
④混合气体的平均相对分子质量不变
⑤密闭容器混合气体的总物质的量不变
⑥形成6ml N-H键同时消耗44g
A．②③⑤⑥B．①②⑤⑥C．①③⑤⑥D．全部
【答案】A
【解析】①2v正(NH3)=v逆(CO2)时正逆反应速率不相等，反应没有达到平衡状态；
②起始时氨气的物质的量浓度为0，随着氨基甲酸铵的分解，氨气浓度逐渐增大，当氨气浓度不再改变时，反应达到平衡状态；
③密度是混合气体的质量和容器容积的比值，在反应过程中容积始终是不变的，但是气体的质量是变化的，所以当密闭容器中混合气体的密度不变时，反应达到平衡状态；
④由于体系中只有两种气体，且氨气和二氧化碳的物质的量之比始终满足2:1，密闭容器中混合气体的平均相对分子质量始终不变，所以当密闭容器中混合气体的平均相对分子质量不变时，不能说明反应达到平衡状态；
⑤正反应气体的分子数增大，当密闭容器混合气体的总物质的量不变时，反应达到平衡状态；
⑥氨气和二氧化碳同为生成物，形成N-H键即正向进行，断裂C=O键为逆向进行，描述的是正逆两个方向，反应达到平衡状态；
故达到平衡状态的：②③⑤⑥；
故答案为：A。
1．(2023·全国·高三专题练习）向容积为2L的密闭容器中充入2mlX气体和1m1Y气体，在一定条件下发生如下反应：2X(g)+Y(g)3R(g)；经2s后达到平衡，测得R气体的浓度为0.6ml/L。下列说法中错误的是
A．用物质Y表示该反应在2s内的平均反应速率为0.1ml/(L·s)
B．平衡时物质X与Y的转化率相等
C．0～2s时间段内，v正>v逆
D．4mlX(g)和2mlY(g)在密闭容器中反应可得得到6mlR(g)
【答案】D
【解析】A．达到平衡时生成R的浓度为0.6ml/L，消耗Y的浓度为=0.2ml/L，用Y表示的反应速率v(Y)= =0.1ml/(L·s)，故A说法正确；
B．根据A选项分析，Y的转化率为=40%，达到平衡时，X变化的物质的量浓度为0.2ml/L×2=0.4ml/L，则X的转化率为=40%，它们转化率相等，故B说法正确；
C．在0～2s时间内，是从反应物到生成物建立平衡的过程， v正＞v逆，故C说法正确；
D．反应2X(g)+Y(g)3R(g)属于可逆反应，所加的反应物不可能完全转化为生成物，生成R(g)的物质的量小于6ml，故D说法错误；
答案为D。
2．(2023·安徽·高三阶段练习）一定温度下，向一个体积可变的密闭容器中充入气体，发生反应：。下列能说明该反应达到平衡状态的是
A．容器的体积不再发生变化B．气体的平均相对分子质量不再变化
C．气体的颜色不再发生变化D．的分解速率为的生成速率的2倍
【答案】C
【解析】A．是反应前后气体的物质的量不变的反应，气体的物质的量不变，则容器体积不变，无法判断反应是否达到平衡状态，故A错误；
B．容器中的气体质量不变，反应前后气体的物质的量不变，故气体的平均相对分子质最不变，无法判断是否达到平衡状态，故B错误；
C．该反应只有有颜色，气体的颜色不再发生变化说明浓度不再改变，说明该反应达到平衡状态，故C正确；
D．的分解速率和的生成速率都是正反应速率，不能作为反应达到平衡状态的判断标准，故D错误；
故答案为C。
3．(2023·江西·南昌二中高三阶段练习）我国科学家王亮在CO2合成燃料CH4的催化剂选择方面取得了重大突破，其反应原理如下：CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H=-165.0kJ·ml-1 ，在恒容密闭容器中通入1 ml CO2与4 ml H2，下列情形能表示该反应达到平衡状态的是
A．容器内混合气体的平均摩尔质量不再改变B．容器内气体的密度不再改变
C．的值保持不变D．v正(CO2)=4逆v(H2)
【答案】A
【解析】A．混合气体的平均相对分子质量M= m/n，气体质量不变，但是气体的总物质的量随反应进行而改变，所以M会发生改变，当M不变时，反应达到平衡，A正确；
B．容器体积和气体质量始终不变，则混合气体的密度始终不变，因此不能说明反应已达平衡，B错误；
C．在恒容密闭容器中通入1 ml CO2与4 ml H2，两者的投料比为系数比，则为定值，不能说明反应已达平衡，C错误；
D．v正(CO2)=4逆v(H2)，此时正逆反应速率不相等，反应不平衡，D错误；
故选A。
4．(2023·上海市育才中学高三期中）和存在平衡：。下列说法正确的是
A．1ml平衡混合气体中含1mlN原子
B．恒容时，温度升高，则平衡逆向移动，正反应速率减小
C．若要测定的相对分子质量，应采用“高温低压”条件
D．恒温时，缩小容器体积，气体颜色变深，这是平衡正向移动导致的
【答案】C
【解析】A．若1ml气体均为，则含N原子1ml，若1ml气体均为，则含N原子2ml，因平衡混合气体中含和，所以N原子在1ml~2ml之间，故A错误；
B．该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，正逆反应速率增大，故B错误；
C．若要测定的相对分子质量，要生成更多的，平衡逆向移动，该反应为分子数减少的反应，采用高温低压，故C正确；
D．恒温时，缩小容器体积，气体颜色变深，是因为浓度增大，压缩体积相当于增大压强，平衡正向移动，二氧化氮浓度减小，颜色变浅，故D错误；
故选A。
5．(2023·上海市宜川中学高三期中）氯气溶于水达到平衡后，若只改变某一条件，下列叙述正确的是
A．通入少量SO2，溶液漂白性增强
B．加入少量NaHCO3固体，c(ClO-)减小
C．加入少量水，水的电离平衡向逆方向移动
D．加入NaOH固体至恰好完全反应，一定有c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(HClO)
【答案】D
【解析】A．通入少量SO2，SO2会将HClO还原，降低漂白性，A错误；
B．加入少量NaHCO3固体，消耗HCl，平衡正向移动，HClO增多，c(ClO-)增大，B错误；
C．HCl和HClO的电离均抑制水的电离，酸性越强抑制作用越强，加入少量水，溶液的酸性减弱，水的电离程度增大，即水的电离平衡正向移动，C错误；
D．加入NaOH固体至恰好完全反应时溶质为等物质的量的NaCl和NaClO，根据物料守恒可知c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(HClO)，D正确；
综上所述答案为D。
6．(2023·北京·101中学高三阶段练习）下列实验方案能达实验目的的是
A．图1探究温度对平衡的影响
B．图2探究浓度对化学平衡的影响
C．图3探究浓度对化学反应速率的影响
D．图4探究碳酸、醋酸苯酚的酸性强弱
【答案】A
【解析】A．将二氧化氮和四氧化二氮混合气体放在热水和冰水中，热水中颜色变深，冰水中颜色变浅，主要探究温度对化学平衡的影响，能达到实验目的，A正确；
B．右侧试管再加入硫氰化钾溶液，根据可知，左侧试管中KSCN不足，右侧试管中加入草酸溶液后，反应继续进行，溶液颜色加深，因此不能探究浓度对平衡的影响，B错误；
C．两个试管中高锰酸钾均过量，颜色变化不明显，C错误；
D．醋酸易挥发，醋酸与碳酸钙、苯酚钠均反应，则图中装置不能得到碳酸、苯酚的酸性强弱，D错误；
故选A。
7．（2023·重庆·高三阶段练习）某实验小组将足量置于温度为T℃、体积为V的密闭容器中，发生反应，测出总压p随时间的变化如下图中A曲线所示。下列有关说法正确的是
A．在T℃时，该反应压强平衡常数为
B．若在时刻减小体积为，则容器内压强变化为曲线B
C．若减少适量，平衡向逆反应方向移动
D．若充入少量，发生反应，T℃达平衡时，与原平衡相比，的分压减小，的分压增大
【答案】D
【解析】A．反应达到平衡时，容器内总压为p0，因此平衡时物质分压为，，则在T℃时，该反应压强平衡常数，故A项错误；
B．若在时刻减小体积为，则压强瞬间增大至2p0，平衡将逆向移动，设达到新平衡时总压为p1，则，，根据温度不变，反应压强平衡常数不变可知p1=p0，故B项错误；
C．若减少适量，由于为固体，平衡不移动，故C项错误；
D．若充入少量，NO2和O2将会被消耗，分解生成NO2和O2的物质的量之比为2：1，生成HNO3所消耗NO2和O2的物质的量之比为4：1，因此反应达到平衡时，NO2的分压将减小，而根据温度不变时，平衡常数不变可知，O2的平衡分压将增大，故D项正确；
综上所述，正确的是D项。
8．(2023·广东·蕉岭县蕉岭中学高三阶段练习）下列事实能用勒夏特列原理来解释的是
A．、、HI平衡混合气体加压后颜色加深
B．左右的温度比室温更有利于合成氨反应
C．实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气
D．被氧化为，往往需要使用催化剂
【答案】C
【解析】A．H2+I2⇌2HI的平衡中，增大压强，浓度增加，颜色加深，平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，故A错误；
B．合成氨的正反应是放热反应，升高温度平衡逆向移动，但500℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应，不能用平衡移动原理解释，故B错误；
C．实验室可用排饱和食盐水的方法收集氯气，氯气和水的反应是可逆反应，饱和氯化钠溶液中氯离子浓度大，化学平衡逆向进行，减小氯气溶解度，能用勒沙特列原理解释，故C正确；
D．加入催化剂有利于加快二氧化硫生成三氧化硫的反应速率，但是不会引起平衡平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，故D错误；
故选C。
9．(2023·黑龙江·哈尔滨三中高三期中）向一容积固定的容器中充入2ml (g)发生反应： 。达到平衡后，保持温度不变，继续向该容器中充入1ml (g)则达到新平衡时(g)的体积分数率将
A．变大B．变小C．不变D．无法判断
【答案】A
【解析】向一容积固定的容器中充入2mlSO3(g)发生反应：2SO3(g) ⇌ 2SO2(g)+O2(g) ΔH＞0，达到平衡后，保持温度不变，继续向该容器中充入1mlSO3(g)，恒容条件下相对于原平衡，等效于加压过程，平衡向左移动，则达到新平衡时SO3(g)的体积分数将变大；
故答案为：A。
10．(2023·上海市吴淞中学高三阶段练习）某温度下，反应2A(g)⇌B(g)-Q(Q>0)在密闭容器中达到平衡，平衡后，若改变某一条件，足够时间后反应再次达到平衡状态，此时，下列叙述正确的是
A．若其他条件不变，升高温度，则aB．若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则a>b
C．若保持温度、容积不变，充入少量B气体，则aD．若保持温度、压强不变，充入B气体，则a=b
【答案】D
【解析】A．若其他条件不变，升高温度，平衡正向移动，减小，则bB．若保持温度、压强不变，充入惰性气体，则平衡逆向移动，增大，aC．若保持温度、容积不变，充入少量B气体，则平衡正向移动，但根据勒夏特列原理可知减小，bD．若保持温度、压强不变，充入B气体，则前后为等效平衡，平衡后a=b，D正确；
选D。
11．(2023·全国·高三专题练习）某温度下，在密闭容器中发生如下反应：，若开始时充入2ml C气体，达到平衡时，混合气体的压强比起始时增大了10％；若开始时只充入2ml A和1ml B的混合气体，达到平衡时A的转化率为
A．20％B．40％C．60％D．80％
【答案】D
【解析】在相同温度下，按化学计量数转化到一边，根据方程式，可以知道，2ml A和1ml B完全转化，可得n(C)=2ml，故从C开始进行反应，达相同平衡状态，需要C的物质的量为2ml，对应成分的物质的量相同，说明两平衡是等效平衡。
若开始时充入2ml C气体，达到平衡时，混合气体的压强比起始时增大了10％，设生成A的物质的量为x，
压强之比等于物质的量之比，x+0.5x+2-x=2+210%，x=0.4ml；
若开始时只充入2ml A和1ml B的混合气体，达到平衡时消耗A的物质的量=2ml-0.4ml=1.6ml，达到平衡时A的转化率=100%=80%；故选D。
12．(2023·浙江省杭州学军中学高三阶段练习）下列说法正确的是
A．非自发反应在任何情况下都不会发生
B．，可放大量的热，故可把该反应设计成原电池，把化学能转化为电能
C．自发反应的熵一定增大，非自发反应的熵一定减小
D．常温下，反应不能自发进行，则该反应的
【答案】D
【解析】A．碳酸钙的分解在室温下不能自发进行，但在高温下可以自发进行，故A错误；
B．原电池必须是自发的氧化还原，不是氧化还原，故B错误；
C．氢氧化亚铁的氧化反应为熵减过程，但该反应为自发反应，故C错误；
D．该反应为熵增反应，若不能自发进行，则该反应必为吸热反应，即，故D正确；
故答案为D。
13．(2023·全国·高三专题练习）已知“凡气体分子总数增加的反应都是熵增大的反应”。下列反应在任何温度下都不自发进行的是
A．2O3(g)=3O2(g) △H＜0
B．2CO(g)=2C(s)+O2(g) △H>0
C．N2(g)+3H2(g)=2NH3(g ) △H＜0
D．CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g) △H>0
【答案】B
【解析】A．该反应ΔH<0，ΔS>0，任何温度下都能自发进行，选项A不符合；
B．该反应ΔH>0，ΔS<0，任何温度都不能自发进行，选项B符合；
C．该反应ΔH<0，ΔS<0，低温条件下能自发进行，选项C不符合；
D．该反应ΔH>0，ΔS>0，高温条件下能自发进行，选项D不符合；
答案选B。
核心考点三 化学平衡常数及转化率的计算
一、化学平衡常数与转化率的计算
1．化学平衡常数表达式的书写
(1)不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液中水的浓度写进平衡常数表达式。如：
CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g) K＝c(CO2)
Cr2Oeq \\al(2－,7)(aq)＋H2O(l)2CrOeq \\al(2－,4)(aq)＋2H＋(aq) K＝eq \f(c2CrO\\al(2－,4)·c2H＋,cCr2O\\al(2－,7))
但在非水溶液中，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。如：
C2H5OH＋CH3COOHeq \(,\s\up7(浓H2SO4),\s\d5(△))CH3COOC2H5＋H2O K＝eq \f(cCH3COOC2H5·cH2O,cC2H5OH·cCH3COOH)
C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) K＝eq \f(cCO·cH2,cH2O)
(2)同一化学反应，化学反应方程式写法不同，其平衡常数表达式及数值亦不同。如：
N2O4(g)2NO2(g) K＝eq \f(c2NO2,cN2O4)
eq \f(1,2)N2O4(g)NO2(g) K′＝eq \f(cNO2,c\f(1,2)N2O4)＝eq \r(K)
(3)有气体参与的反应，用平衡分压(总压乘以各自的物质的量分数)表示平衡常数。
如：2A(g)＋B(s)C(g)。若达到平衡时，n(A)＝n1、n(C)＝n2密闭体系的压强为p，则Kp＝eq \f(p·\f(n2,n1＋n2),\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(p·\f(n1,n1＋n2)))2)＝eq \f(n2n1＋n2,pn\\al(2,1))。
2．化学平衡常数(K)的应用
(1)K值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，正向反应进行的程度越大，即该反应进行得越完全，反应物转化率越大；反之，就越不完全，转化率就越小。
(2)若用任意状态的浓度幂之积的比值(称为浓度商，用Q表示)与K比较，可判断可逆反应是否达到平衡状态和反应进行的方向。即对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，Q＝eq \f(cpC·cqD,cmA·cnB)。
(3)利用K可判断反应的热效应。
若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；
若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。
3．化学平衡常数与转化率的计算
(1)牢记一个万能模式(“三段式”法)
如mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，令A、B起始物质的量浓度分别为a ml·L－1、b ml·L－1，达到平衡后消耗A的物质的量浓度为mx ml·L－1。
mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)
起始/(ml·L－1) a b 0 0
变化/(ml·L－1) mx nx px qx
平衡/(ml·L－1) a－mx b－nx px qx
K＝eq \f(pxp·qxq,a－mxm·b－nxn)
(2)掌握三个百分数
①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(指生成物)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(产物实际产量,理论产量)×100%
③平衡混合物某组分的百分含量＝eq \f(某组分平衡量,平衡总量)×100%
考法 化学平衡常数概念的理解及其运用(题型预测：选择题)
1．(2023·江苏省如东高级中学高三开学考试）对于反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)，下列说法正确的是
A．上述反应的平衡常数表达式K=
B．增大起始反应物中，可以提高NH3的转化率
C．4mlNH3与足量氧气充分反应后，转移电子的数目等于20×6.02×1023
D．研发更高效的催化剂，可以缩短达到平衡所需的时间及提高NH3的平衡转化率
【答案】B
【解析】A．化学平衡常数表达式是用平衡时生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积，故A错误；
B．增大氧气的浓度，可以使平衡正向移动，从而增大氨气的转化率，所以增大起始反应物中，可以提高氨的转化率，故B正确；
C．该反应是可逆反应，氧气即使是足量的，也不可能使氨完全反应，所以转移的电子数小于20×6.02×1023，故C错误；
D．催化剂只能加快反应速率，缩短到达平衡所需时间，不能提高反应物的转化率，故D错误；
故选B。
1．不同反应化学平衡常数的关系
(1)同一化学反应，化学反应方程式写法不同，其平衡常数表达式及数值亦不同。如：
因此书写平衡常数表达式及数值时，要与化学反应方程式相对应，否则意义就不明确。
(2)不同的化学反应，可利用已知反应，找到不同反应化学平衡常数(K)之间的关系。
Ⅰ.若两反应之和等于第三个反应，即反应①(平衡常数K1)＋反应②(K2)＝反应③(K3)
则K3＝K1·K2
如：①C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) K1
②CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) K2
①＋②得反应C(s)＋2H2O(g)CO2(g)＋2H2(g) K3
则K3＝K1·K2
Ⅱ.若两反应之差等于第三个反应，即反应④(平衡常数K4)－反应⑤(K5)＝反应⑥(K6)
则K6＝eq \f(K4,K5)
(3)对于气体反应，写平衡常数关系式时，除可以用平衡时的物质的量浓度表示外，也可以用平衡时各气体的分压来表示，例如：
N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)
Kp＝eq \f(p2NH3,pN2·p3H2)
[注意] p(NH3)、p(N2)、p(H2)分别为NH3、N2、H2的平衡分压，某气体平衡分压＝平衡时总压×该气体的物质的量分数。
2．化学平衡计算的一般方法——“三段式法”
对于反应：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V L。
mA(g) ＋ n(B)(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
建立等式求解：
(1)K＝eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(px,V )))p·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(qx,V)))q,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(a－mx,V)))m·\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(b－nx,V)))n)
(2)c(A)平＝eq \f(a－mx,V) ml·L－1
(3)α(A)平＝eq \f(mx,a)×100%
α(A)∶α(B)＝eq \f(mx,a)∶eq \f(nx,b)＝eq \f(mb,na)
(4)φ(A)＝eq \f(a－mx,a＋b＋p＋q－m－nx)×100%
(5)eq \f(p平,p始)＝eq \f(a＋b＋p＋q－m－nx,a＋b)
(6)eq \x\t(ρ)(混)＝eq \f(a·MA＋b·MB,V) g·L－1
变式1 化学平衡常数的表达式
1．(2023·江苏·海门中学高三阶段练习）用活性炭与NO2反应：为2C(s)+2NO2(g)⇌2CO2(g)+N2(g) 来消除氮氧化物产生的空气污染。下列说法正确的是
A．该反应只在高温条件下能自发进行
B．该反应平衡常数的表达式为
C．该反应中消耗1mlNO2，转移电子的数目为
D．该反应到达平衡后，升高温度，正反应速率减慢，逆反应速率加快
【答案】C
【解析】A．该反应，，<0可以自发，根据反分析可知该反应在低温条件下能自发进行，故A错误；
B．反应平衡常数是产物系数次幂乘积除以反应物系数次幂乘积，但是纯固体和纯液体不写入平衡常数，该反应平衡常数的表达式为，故B错误；
C．该反应若2mlNO2完全反应时转移8ml电子，该反应中消耗1mlNO2，转移电子的数目为，故C正确；
D．升高温度，正反应速率和逆反应速率都加快，平衡逆向移动，逆反应速率加快的多，故D错误；
故答案为C
变式2 利用化学平衡常数判断反应进行的方向
2．(2023·河南·确山县第二高级中学高三期中）已知：2Fe3+(aq)+2I-(aq)2Fe2+(aq)+I2(aq)，向试管中滴加1mL0.1ml/LKI溶液与5mL0.1ml/LFeCl3溶液，反应达到平衡时，下列说法错误的是
A．该反应平衡常数K=
B．加入FeSO4固体，平衡逆向移动
C．加入苯，振荡，平衡正向移动
D．经苯两次萃取分离后，在水溶液中加入KSCN，溶液呈红色，则该化学反应存在限度
【答案】A
【解析】A．K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，则平衡常数的表达式为K=，故Ａ错误；
B．加入FeSO4固体，溶液中c(Fe2+)增大，平衡逆向移动，故B正确；
C．单质碘易溶于有机溶剂苯中，向平衡体系中加入苯之后萃取单质碘，使平衡正向移动，故C正确；
D．经苯2次萃取分离后，促进平衡正向移动，在水溶液中加入KSCN，溶液仍呈红色，证明溶液中含有Fe3+，进而证明该化学反应存在限度，故D正确；
故答案选A。
变式3 化学平衡常数的运用
3．(2023·四川省内江市第六中学高三开学考试）也是一种很好的消毒剂，具有高效、洁净、方便、经济等优点。可溶于水，在水中易分解，产生的为游离氧原子，有很强的杀菌消毒能力。常温常压下发生反应如下：
反应①，平衡常数为；
反应②，平衡常数为；
总反应：，平衡常数为K。
下列叙述正确的是
A．升高温度，K增大B．
C．适当升温可提高消毒效率D．压强增大，减小
【答案】C
【解析】A．由总反应： 可知，正反应为放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小，A项错误；
B．由，B项错误；
C．适当升温，反应①的平衡正向移动，生成，反应②的平衡逆向移动，的量增多，则可提高消毒效率，C项正确；
D．平衡常数只受温度的影响，温度不变，平衡常数不变，D项错误；
答案选C。
变式4 有关化学平衡“三段式”计算
4．(2023·全国·高三专题练习）目前，大规模和低成本制取氢能实质上都是通过烃重整实现的，该过程主要是甲烷水蒸气重整，甲烷水蒸气重整得到的CO2和H2，也可用来制备甲醇，反应方程式CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ∆H＜0，某温度下，将1mlCO2和1mlH2充入体积不变的2L密闭容器中，初始总压为8MPa，发生上述反应，测得不同时刻反应后与反应前的压强关系如表：
用CO2表示前2h的平均反应速率v(CO2)=_____ml/(L•h)。
【答案】0.0375
【解析】某温度下，将1mlCO2和1mlH2充入体积不变的2L密闭容器中，初始总压为8MPa.
①设前2h时，参加反应CO2的物质的量为x，则可建立如下三段式：，x=0.15ml，用CO2表示前2h的平均反应速率v(CO2)==0.0375ml/(L·h)。
1．(2023·江西·南昌十中高三阶段练习）在恒容密闭容器中，由CO合成甲醇：CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)，在其他条件不变的情况下，研究温度对反应的影响，实验结果如图所示，下列说法正确的是
A．CO合成甲醇的反应为吸热反应
B．平衡常数K=
C．该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
D．处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时增大
【答案】D
【解析】温度升高，化学反应速率加快，达到平衡所需时间缩短，根据先达到平衡时间长短判断反应温度的高低，然后分析温度对化学平衡移动的影响，结合化学平衡常数的含义，比较不同温度下平衡常数的大小。
A．由图可知：在T2温度下达到平衡所需时间比T1下较短，反应速率较快，说明温度：T2＞T1。温度升高，平衡时甲醇的物质的量越小，说明升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，所以合成甲醇的反应为放热反应，A错误；
B．化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比，则可逆反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)的化学平衡常数表达式K= ，B错误；
C．升高温度化学平衡向吸热的逆反应方向移动，导致化学平衡常数减小，温度：T2＞T1，所以化学平衡常数：K1＞K2，即化学平衡常数在T1时比T2时的大，C错误；
D．由图可知，处于A点的反应体系从T1变到T2，温度升高，化学平衡向逆反应方向移动，导致氢气的物质的量增大，甲醇的物质的量减小，故增大，D正确；
故合理选项是D。
2．(2023·江苏南京·高三期中）一定温度下，在2个容积均为1 L的密闭容器中，充入一定量的反应物，发生反应：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2 (g) ΔH＜0，相关反应数据如下表所示：
下列说法正确的是A．10 s时，容器Ⅰ中的反应处于平衡状态
B．10 s时，容器Ⅰ中的化学反应速率v(CO2)=0.005ml·L-1·s-1
C．化学平衡常数：KⅡ>KⅠ
D．若起始时，向容器Ⅱ中充入0.08 ml NO、0.1 ml CO、0.04 ml N2和0.1 ml CO2，反应将向逆反应方向进行
【答案】D
【解析】由表中数据可知，T2>T1容器II中反应速率快，10s两容器中氮气的物质的量相同，说明II中氮气的量已经保持不变，容器II中反应达到平衡状态，则容器I中的反应没有达到平衡状态。
A．根据分析，10 s时，容器Ⅰ中的反应还未达到平衡状态，故A错误；
B．10s时，容器Ⅰ中的化学反应速率，故B错误；
C．升高温度，平衡逆向移动，平衡常数K减小，所以化学平衡常数：KⅡD． 容器Ⅱ达到平衡状态，可列出三段式，则，若起始时，向容器Ⅱ中充入0.08mlNO、0.1mlCO、0.04ml和0.1ml，，则反应将向逆反应方向进行，故D正确；
故选D。
3．(2023·重庆市万州第二高级中学高三阶段练习）排放到空气中会引起酸雨等环境问题，严重危害人类健康。的水溶液中存在下列平衡：
已知：、、为各步反应的平衡常数，且[表示的平衡压强]。下列说法正确的是
A．由图平衡可知溶液和溶液都可以水解，溶液一定呈碱性
B．氨水也可吸收，防止大气污染，同时通入能进一步提高去除率
C．当的平衡压强为p时，测得，则溶液
D．用的溶液吸收0.2ml的，则溶液中存在关系式：
【答案】D
【解析】A．由如图平衡可知，亚硫酸电离是可逆的，Na2SO3、NaHSO3均为强碱弱酸盐，Na2SO3溶液和NaHSO3溶液中均存在水解平衡，但亚硫酸氢根离子的水解弱于电离，NaHSO3溶液显酸性，选项A错误；
B．氨水也可吸收SO2，生成亚硫酸氢铵或亚硫酸铵或二者混合物，防止大气污染，同时通入O2能将生成的亚硫酸氢铵或亚硫酸铵氧化为硫酸氢铵或硫酸铵，但等量的氨能吸收的二氧化硫的量在通入O2前后相同，不能提高SO2去除率，选项B错误；
C．当SO2的平衡压强为p时，测得c() =a ml/L，K1=，K2=，K3=，则K1K2K3===，则溶液c(H+) =ml/L，选项C错误；
D．n(NaOH) =0.3 ml，n(SO2) =0.2 ml，两者反应恰好形成等物质的量浓度的Na2SO3和NaHSO3混合溶液，根据电荷守恒:①c(Na+) +c(H+) =c(OH-) +2c() +c()，物料守恒:②2c(Na+) =3c(SO2·xH2O) + 3c() +3c() ，②2-①3(即消去)得溶液中存在关系式:c(Na+) =3c(H+) + 3c() + 6c(SO2·xH2O) -3c(OH-)，选项D正确；
答案选D。
4．(2023·北京师大附中高三阶段练习）相同温度下，分别在起始体积均为1L的两个密闭容器中发生反应： 。实验测得反应的有关数据如下表。
下列叙述正确的是A．
B．反应的平衡常数K：①＜②
C．①中：从开始至10min内的平均反应速率
D．②中：的平衡转化率小于10%
【答案】A
【解析】A．由题给数据可知，恒容容器①达到平衡时反应放出热量0.1akJ，该反应为气体体积减小的反应，恒压容器相比于恒容容器，相当于是增大压强，增大压强，平衡向正反应方向移动，X2的平衡转化率会增大，恒压容器②中放出的热量大于0.1akJ，即b>0.1a，故A正确；
B．平衡常数是温度函数，只与温度有关，温度不变，平衡常数不变，故B错误；
C．由题给数据可知，容器①达到平衡时反应放出热量0.1akJ，则反应消耗X2的物质的量为=0.1ml，从开始至10min内的平均反应速率v(X2)＝=0.01ml/(L·min)，故C错误；
D．由题给数据可知，恒容容器①达到平衡时消耗X2的物质的量为0.1ml，X2的平衡转化率为=10%，该反应为气体体积减小的反应，恒压容器相比于恒容容器，相当于是增大压强，增大压强，平衡向正反应方向移动，X2的平衡转化率会增大，恒压容器②中X2的平衡转化率应大于10%，故D错误；
故选A。
5．(2023·广东·高三阶段练习）某温度下，在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡：
反应I：
反应II：
如图是部分组分浓度随时间变化曲线，平衡时M、N浓度相等。该温度下，下列说法不正确的是
A．初始浓度：
B．活化能一定有：反应I>反应II
C．反应I的平衡常数：
D．平衡时的转化率：
【答案】B
【解析】A．由反应II：M(g)+N(g)Q(g)可知，反应过程中M、N的转化量始终相等，又平衡时M、N浓度相等，则有初始浓度：，A正确；
B．放热反应的活化能不一定比吸热反应的活化能大，且不同反应的反应活化能无法比较，则活化能不一定有：反应I>反应II，B错误；
C．结合题干图像信息可知，平衡时X的浓度为c0、Y的浓度为0.5c0、Z的浓度为1.5c0，故反应I的平衡常数：，C正确；
D．结合题干图像信息可知，起始X的浓度为2c0，平衡时X的浓度为c0、平衡时的转化率：，D正确；
故答案为：B。
6．(2023·陕西·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
A．实验①，，
B．实验②，时处于平衡状态，x<0.4
C．相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大
D．相同条件下，增加氨气的浓度，反应速率增大
【答案】D
【解析】A．实验①中，0~20min，氨气浓度变化量为，，反应速率之比等于化学计量数之比，，A正确；
B．催化剂表面积大小只影响反应速率，不影响平衡，实验③中氨气初始浓度与实验①中一样，实验③达到平衡时氨气浓度为，则实验①达平衡时氨气浓度也为，而恒温恒容条件下，实验②相对于实验①为减小压强，平衡正向移动，因此实验②60min时处于平衡状态，x<0.4，B正确；
C．对比实验①和实验③，氨气浓度相同，实验③中催化剂表面积是实验①中催化剂表面积的2倍，实验③先达到平衡状态，实验③的反应速率大，说明相同条件下，增加催化剂的表面积，反应速率增大， C正确；
D．实验①、实验②中0~20min、20min~40min氨气浓度变化量都是，实验②中60min时反应达到平衡状态，实验①和实验②催化剂表面积相同，实验①中氨气初始浓度是实验②中氨气初始浓度的两倍，实验①60min时反应未达到平衡状态，相同条件下，增加氨气浓度，反应速率并没有增大，D错误；
故选D。
7．(2023·湖北孝感·高三阶段练习）甲基叔丁基醚(MTBE)是一种性能优良的高辛烷值汽油添加剂和抗爆剂，工业上用异丁烯(IB)与甲醇在催化剂作用下合成MTBE：CH3OH(g)+IB(g)MTBE(g)。向恒温恒容容器中按物质的量之比为1：1充入甲醇和异丁烯，在温度分别为368K与398K时异丁烯的转化率随时间的变化如图示。下列说法错误的是
A．反应MTBE(g)CH3OH(g)+IB(g)的△H＞0
B．A、M、B三点中，逆反应速率最大的点是A
C．398K时，设容器内起始总压为p0Pa，则Kp=Pa-1
D．若容器内起始总压为p0Pa，则M点时用分压变化表示的v(IB)=0.01Pa•min-1
【答案】D
【解析】A．从图中可以看出，L1温度下先达到平衡，说明L1温度高，温度越高，平衡时异丁烯的转化率越低，说明合成MTBE的反应是放热反应，则MTBE的分解反应是吸热反应，△H＞0，故A正确；
B．A、M、B三点中，B点温度低，反应速率小，A和M相比，A点更接近平衡，则生成物的浓度大，逆反应速率大，所以逆反应速率最大的点是A，故B正确；
C．398K时，容器内起始总压为p0Pa，向恒温恒容容器中按物质的量之比为1：1充入甲醇和异丁烯，则甲醇和异丁烯的分压均为0.5 p0Pa，平衡转化率为80%，则转化的甲醇和异丁烯的分压均为0.5p0Pa×80%=0.4 p0Pa，生成的MTBE也为0.4 p0Pa，平衡时甲醇和异丁烯的分压均为0.5 p0Pa -0.4 p0Pa =0.1 p0Pa，MTBE为0.4 p0Pa，则KP= Pa-1，故C正确；
D．容器内起始总压为p0Pa，则异丁烯的分压为0.5 p0Pa，转化率为60%，则转化异丁烯为0.5 p0Pa×60%=0.3 p0Pa，则M点时用分压变化表示的v(IB)= =0.005P0Pa•min-1，故D错误；
故选D。
8．(2023·北京·高三专题练习）一定温度下，向密闭容器中分别加入足量活性炭和，发生反应：，在相同时间内测得各容器中的转化率与容器体积的关系如图所示 ()。下列说法正确的是
A．bc曲线上反应均达到平衡状态
B．容器内的压强：
C．a、c两点时气体的颜色相同
D．该温度下，a、b、c三点时反应的平衡常数：
【答案】B
【解析】图中b点NO2的转化率最高，则温度为T℃时，b点恰好达到平衡状态，由于ab曲线上对应容器的体积逐渐增大，NO2的起始浓度逐渐减小，但浓度均大于b点，NO2的浓度越大，反应速率越大，达到平衡的时间越短，所以ab曲线上反应均达到平衡状态；反应正向是气体体积增大的反应，随着容器体积的增大，NO2的转化率逐渐增大，b点达到最大；b点以后，随着容器体积的增大，NO2的起始浓度减小，反应速率减慢，达到平衡的时间延长，所以bc曲线上（不包括b点）反应均未达到平衡状态，由于NO2的起始浓度低，则反应正向进行。
A． 通过以上分析知，c点没有达到平衡状态，故A错误；
B． a点时反应达到平衡，NO2的转化率为40%，则
b点时反应达到平衡，NO2的转化率为80%，则
由以上三段式可知，a点时容器内气体的物质的量为2.4ml，b点时容器内气体的物质的量为2.8ml，又V1＜V2，则Pa:Pb＞2.4:2.8=6:7，故B正确；
C． a、c两点时体积不同，气体的颜色不相同，故C错误；
D． 温度相同，平衡常数不变，该温度下，a、b、c三点时反应的平衡常数：，故D错误；
故选B。
9．(2023·上海市杨浦高级中学高三阶段练习）氮、碳氧化物的无害化处理是研究的热点。一定条件下发生如下反应：
Ⅰ.
Ⅱ.
完成下列填空：
(1)反应Ⅰ平衡常数的表达式K=_______。
(2)某温度下，反应Ⅰ的，该温度下，测得容器中、、的浓度分别为、、，此时，反应Ⅰ是否处于平衡状态？若不是，预测反应的方向。_______
(3)甲为10L的恒温容器。盛有和1ml CO，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，5min时，测得CO转化率为60％，，则_______ml；0～5min，的平均反应速率_______。
(4)乙为10L的绝热容器。向其中充入和1ml CO，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，乙中反应达到平衡的时间_______甲；此时乙中比甲中_______(以上两空选填“>”“＜”或“=”)，理由是：_______。
(5)不同压强的密闭容器中，分别充入和1ml CO，发生反应Ⅰ和反应Ⅱ，测得的平衡转化率与温度的关系如图所示。
P1、P2、P3由小到大的顺序为_______；温度高于T0℃时，容器内发生的主要反应为_______(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅰ和Ⅱ”)。
【答案】(1)
(2)反应I没有达到平衡状态，因为此时浓度商Qc=0.25>K，生成物偏多，反应向逆反应方向进行
(3) 0.2 2×10-3
(4) < > 反应I和反应II的正反应均为放热反应，乙容器由于处于绝热环境，随着反应的进行乙容器温度高于甲容器，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，所以乙容器平衡较甲容器平衡，乙向逆向吸热方向进行程度大，乙容器中N2O的浓度比甲容器中的大，即乙>甲
(5) P1【解析】（1）根据化学平衡常数的定义式可得反应的平衡常数表达式为K=；
（2）此时体系内的浓度商Qc=，0.25>0.16，反应I未达到平衡状态，生成物偏多，反应向逆反应方向进行；
（3）设反应I中N2O减少2xml，反应I的各物质末态量作为反应II对应物质的起始量，CO在反应II中的转化率为60%为已知量，则可列出：，， 解得x=0.1，则n(N2O)=0.4-2×0.1=0.2ml；5min内v(O2)=；
（4）反应I和反应II的正反应均为放热反应，在乙容器中由于处于绝热环境，随着反应的进行乙容器温度高于甲容器，反应速率乙比甲快，达到平衡时间乙比甲用时少，即乙<甲；升高温度，平衡向吸热反应方向移动，因为乙容器温度高于甲容器，所以乙容器平衡较甲容器平衡，乙向逆向吸热方向进行程度大，乙容器中N2O的浓度比甲容器中的大，即乙>甲；
（5）反应I是正反应气体体积增大的反应，当温度一定时，增大压强，反应I平衡向逆反应气体体积减小方向移动，N2O的转化率降低，因此三者压强由小到大的关系是P1核心考点四 突破速率与平衡图象的“三种题型”
一、化学反应速率与化学平衡图像
1．化学反应速率与化学平衡图像分析方法
分析图像时，一看面(即看清横坐标和纵坐标所代表的含义)；二看线(即看线的走向和变化趋势)；三看点(即看线是否通过原点，两条线的交点或线的拐点)；四看有没有作辅助线(如等温线、等压线)；五看定量图像中有关数据。在分析时要联系可逆反应的特点，即外界因素对化学反应速率和化学平衡的影响规律以及化学平衡常数、转化率等计算公式。
2．化学反应速率图像
以反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) ΔH>0为例：反应速率－时间(v－t)图像中，在平衡后的某时刻t1改变某一条件后，v(正)与v(逆)的变化有两种情况：
(1)v(正)、v(逆)同时突变
(2)v(正)、v(逆)之一渐变
3．化学平衡图像的三种类型
对于反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0。
(1)速率—时间图
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，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增大。
(2)转化率(或含量)—时间图
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，不能改变平衡时反应物的转化率。
(3)恒压(温)线
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。
考法 分析外界条件对化学平衡的影响(题型预测：选择题)
1．(2023·山西吕梁·高三阶段练习）下列图示与对应的叙述相符的是
A．图一表示反应在一定温度下达到平衡时B的转化率与压强变化的关系，x点的反应速率比y点的快
B．图二表示反应的速率一时间图象，在时刻改变的条件可，能是加入催化剂或增大压强
C．图三表示反应中A的百分含量与温度(T)的变化情况，则该反应的
D．图四所示图中的阴影部分面积的含义是()
【答案】B
【解析】A．由图一可知，x点的压强比y点的小，所以x点的反应速率比y点的慢，A错误；
B．由图二可知，在时刻正、逆反应速率都增大且增大的程度相同，所以改变的条件可能是加入催化剂或增大压强，B正确；
C．由图三可知，在M点之前，反应未达平衡，在M点之后，随着温度的不断升高，A的百分含量不断增大，则平衡逆向移动，所以该反应的，C错误；
D．图四表示速率-时间关系曲线，图中的阴影部分面积的含义是，D错误。
答案选B。
1．化学平衡图像题的解题流程
2．等效平衡判断“四步曲”
eq \x(第一步，看)：观察可逆反应特点(物质状态、气体分子数)，判断反应是反应前后气体体积不变的可逆反应还是反应前后气体体积改变的可逆反应；
eq \x(第二步，挖)：挖掘反应条件，是恒温恒容还是恒温恒压，注意密闭容器不等于恒容容器；
eq \x(第三步，倒)：采用一边倒法，将起始物质按可逆反应化学计量数之比转化成同一边的物质；
eq \x(第四步，联)：联系等效平衡判断依据，结合题目条件判断是否达到等效平衡。
变式1 判断化学平衡移动的结果
1．(2023·黑龙江·宾县第一中学高三阶段练习）对于可逆反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) ΔH<0，下列研究目的和示意图相符的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】C
【解析】A．该反应为气体分子数减小的反应，增大压强平衡向正反应方向移动，则氨气的体积分数增大，并且压强越大，化学反应速率越大，达到化学平衡的时间越少，与图象不符，A错误；
B．因该反应是放热反应，升高温度化学平衡向逆反应反应移动，则氮气的转化率降低，与图象中转化率增大不符，B错误；
C．反应平衡后，增大氮气的量，平衡正向进行，这一瞬间正反应速率增大，逆反应速率不变，然后正反应速率在不断减小，逆反应速率不断增大，直到新的平衡，与图象符合，C正确；
D．催化剂改变反应速率，合成氨反应中使用催化剂可加快反应速率，达到平衡所需时间减小，与图象不符，D错误；
故选C。
变式2 化学平衡移动的方向
2．(2023·全国·高三专题练习）向1L的密闭容器中加入1mlX、0.3mlZ和一定量的Y三种气体。一定条件下发生反应，各物质的浓度随时间的变化如图甲所示。图乙为t2时刻后改变反应条件，平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件。下列说法不正确的是
A．Y的起始物质的量为0.5ml
B．该反应的化学方程式为2X(g)+Y(g)3Z(g) ΔH<0
C．若t0=0，t1=10s，则t0～t1阶段的平均反应速率为v(Z)=0.03ml·L-1·s-1
D．反应物X的转化率t6点比t3点高
【答案】B
【解析】A．t4～t5阶段反应速率降低，但平衡不移动，说明t4时刻改变的条件为减小压强，即反应前后气体化学计量数之和相等，X的浓度减小，为反应物，变化为(1-0.8)ml·L-1=0.2ml·L-1，Z的浓度增大，为生成物，变化为(0.6-0.3)ml·L-1=0.3ml·L-1，则X和Z的化学计量数之比为2：3，则Y的化学计量数为1，Y的浓度变化为0.2ml·L-1×=0.1ml·L-1，Y为反应物，因此起始时Y的物质的量为(0.1+0.4)ml·L-1×1L=0.5ml，A项正确；
B．根据选项A的分析，反应的化学方程式为2X(g)+Y(g)3Z(g)，根据图乙，t5时刻改变的条件应为温度，正、逆反应速率均升高，因此应是升高温度，因v正>v逆反应向正反应方向进行，说明正反应是吸热反应，即ΔH>0，B项错误；
C．根据化学反应速率表达式可知，v(Z)= =0.03ml·L-1·s-1，C项正确；
D．t5～t6阶段，平衡向正反应方向移动，X的转化率升高，而t3～t5阶段，平衡不移动，所以X的转化率为t6点比t3点高，D项正确；
故答案选B。
变式3 外界条件对化学平衡的影响
3．(2023·福建·高三期末）下列有关可逆反应2A(g)+B(g)⇌2C(g) △H<0的图象正确的是
A．B．
C．D．
【答案】A
【解析】A．温度越高，反应速率越快，越早达到平衡，升高温度，平衡逆向移动，C的质量分数减小，A正确；
B．升高温度，正逆反应速率均增大，化学平衡逆向移动，故逆反应速率大于正反应速率，最终重新达到相等，再次平衡，B错误；
C．增大压强，正逆反应速率均增大，化学平衡正向移动，故正反应速率大于逆反应速率，最终重新达到相等，再次平衡，C错误；
D．温度相同时，增大压强，平衡正向移动，A的转化率增大，压强相同时，升高温度，平衡逆向移动，A的转化率减小，D错误；
故答案为：A。
变式4 化学平衡移动的综合分析
4．(2023·全国·高三专题练习）（1）可逆反应：aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g) ΔH=Q。根据如图回答：
①p1___p2；②a+b___c+d；③T1___T2；④ΔH___0。
（2）可逆反应：2A(g)+B(g)2C(g) ΔH=Q，平衡时C的百分含量、B的转化率与温度、压强的关系满足如图，根据图象回答：
①p1___p2；②ΔH___0。③图中标出的1、2、3、4四个点表示(正)>(逆)的点是___。
（3）某密闭容器中发生如下反应：X(g)+3Y(g)2Z(g) ΔH<0。如图表示该反应的速率(v)随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。
①t2、t3、t5时刻改变的条件依次是___、___、___。
②Z的百分含量最低的时间是___。
（4）将物质的量均为3.00ml的物质A、B混合于5L容器中，发生如下反应：3A+B2C。在反应过程中C的物质的量分数随温度变化如图所示：
①T0对应的反应速率(正)___(填“>”、“<”或“=”)(逆)。
②此反应的正反应为___(填“吸”或“放”)热反应。
（5）在一容积为2L的恒容密闭容器内加入0.4mlA和0.6mlB，一定条件下发生反应2A(g)+B(g)2C(g)，反应中C的物质的量浓度变化情况如图。
在第5min时，将容器的体积缩小一半后，若在第8min达到新的平衡时A的总转化率为75%，请在图中画出第5min到新平衡时C的物质的量浓度的变化曲线___。
【答案】 （1） < < > >
（2） < < 3
（3） 使用催化剂 减小压强 升高温度 t6
（4） = 放
（5）
【解析】本题考查有关化学平衡图象的分析，利用平衡图象结合勒夏特列原理进行解题，关键是看懂图象表示的含义（纵坐标、横坐标和拐点），以及有关平衡的相关计算。
(1) ①从左图可知，p2条件下先达到平衡，说明反应速率大，故p2压强大，②从作图可知，压强越大，A的转化率越小，平衡逆向移动，即增大压强，平衡逆向移动，故a+b；>；
(2)①根据反应可知，增大压强，平衡正向移动，C的百分含量增大，从左图可知所以p1v(正)，3与之相反，故答案为：<；<；3；
(3)①t2时刻，(正)与(逆)同等倍数的增大，平衡不移动，因而改变的条件应该是使用了催化剂，t3时刻，(正)与(逆)同时减小，且(逆)> (正)，平衡逆向移动，结合反应可知改变的条件是减小压强，t5时刻，(正)与(逆)同时增大，且(逆)> (正)，平衡逆向移动，结合反应可知改变的条件是升高温度，②根据平衡移动的方向可知，t2时刻平衡不移动，Z的百分含量不变；t3平衡逆向移动，Z的百分含量减小，t5平衡逆向移动，Z的百分含量进一步减小，故Z的百分含量最低的时间段应该是t6，故答案为：3；使用催化剂；减小压强；升高温度；t6；
(4)①从题干图象可知，T0点C%最大，说明此时反应达到平衡，此时(正)=(逆)；②分析图象可知从T0往后，升高温度，C%减小，平衡逆向移动，正反应是放热反应，故答案为：=；放热；
(5)从图象可知，第5min时，将容器的体积缩小一半后，c(C)立即变为原来的2倍，即变为0.2ml·L-1，然后因为压强增大，平衡正向移动，c(C)继续增大。由图可知，5min达平衡时，A转化了0.2ml，A总共转化0.4ml×75%=0.3ml，故5~8minA转化了0.1ml，
第8min达到新的平衡时，c(C)=0.3ml·L-1，故答案为：
变式5 化学平衡图象
5．(2023·广东·蕉岭县蕉岭中学高三阶段练习）下列图示与对应的叙述相符的是
A．图一表示反应：mA(s)+nB(g)pC(g) △H>0，在一定温度下，平衡时B的百分含量(B%)随压强变化的关系如图所示，X点的正反应速率小于逆反应速率
B．图二是可逆反应：A(g)+B(s)C(s)+D(g) △H>0的速率时间图象，在t1时刻改变条件一定是加入催化剂
C．图三表示对于化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)，A的百分含量与温度(T)的变化情况，则该反应的△H<0
D．图四所示图中的阴影部分面积的含义是(v正-v逆)
【答案】C
【解析】A．由图可知，x点尚未平衡，此压强下B的百分含量比X点时的要大，则体系处于从正反应建立平衡的过程中，则X点的正反应速率大于逆反应速率，故A错误；
B．该反应是气体体积不变的反应，由图可知，t1时刻条件改变时，正、逆反应速率增大，但依然相等，说明平衡不移动，则改变的条件可能是催化剂，也可能是增大压强，故B错误；
C．由图可知，M点时A的百分含量最低，说明M点反应达到平衡，M点前为平衡的形成过程，M点后为平衡移动过程，由M点后，温度升高，A的百分含量增大可知，平衡向逆反应方向移动，该反应为放热反应，ΔH＜0，故C正确；
D．图中的阴影部分面积表示反应物浓度和生成物浓度的改变值的差值，即是(v正-v逆)t，故D错误；
故选C。
变式6 “等效平衡”理论的应用
6．(2023·湖南·永顺县第一中学高三期中）向体积均为0.5L的三个恒容密闭容器中分别按题表加入X和Y，一定条件下发生反应：3X(g)+Y(g)2Z(g) △H＜0，448K时该反应的化学平衡常数K=1，反应体系中各物质的物质的量相关数据如表：
下列说法不正确的是A．容器1中，10min内X的平均反应速率：v(X)=0.075ml·L-1·min-1
B．容器1中，10min时反应已达到化学平衡状态
C．容器2中，T＞448、平衡常数K2＜K1
D．容器3中，反应达到化学平衡状态时，X的转化率大于25%
【答案】B
【解析】A．，，A正确；
B．，由表中得出10分钟时Z物质浓度0.5ml/L，所以x=0.25ml/L，10分钟时，X物质的浓度为3-3x=2.25ml/L，Y物质的浓度为1-x=0.75ml/L，，因K=1，所以QC．因为1中10分钟时Z物质的浓度小于2中10分钟时Z物质的浓度，说明2的速率慢，温度低，即T＜448K，该反应为吸热反应，降温平衡逆向移动，平衡常数K减小，所以K2D．由上分析得出1中10分钟时X的转化率为，3为相同温度下充入的Y为2ml/L，相当于又充入了1ml/L的Y物质，增加Y提高了X的转化率，所以3中达到化学平衡状态时X转化率大于25%，D正确；
故答案为：B。
1．(2023·全国·高三专题练习）某密闭容器中充入等物质的量的A和B，一定温度下发生反应A(g)＋xB(g)2C(g)，达到平衡后，在不同的时间段内反应物的浓度随时间的变化如图甲所示，正逆反应速率随时间的变化如图乙所示，下列说法中正确的是
A．30～40min间该反应使用了催化剂
B．化学方程式中的x=1，正反应为吸热反应
C．30min时降低温度，40min时升高温度
D．前8minA的平均反应速率为0.08ml·L-1·min-1
【答案】D
【解析】A．若使用催化剂，则化学反应速率加快，A项错误；
B．由甲图象可知，A、B的浓度变化相同，故A、B的化学计量数相同，都为1；由乙图象可知，30min时改变的条件为减小压强，40min时改变的条件为升高温度，且升高温度平衡向逆反应方向移动，则正反应为放热反应，B项错误；
C．30min时改变的条件为减小压强，40min时改变的条件为升高温度，C项错误；
D．前8minA的平均反应速率为 =0.08ml·L-1·min-1，D项正确；
故选D。
2．(2023·黑龙江·尚志市尚志中学高三期中）乙烯气相直接水合反应制备乙醇：C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如图[起始时，n(H2O)=n(C2H4)=1ml，容器体积为1L。下列分析不正确的是
A．该反应是放热反应
B．图中压强的大小关系为p1C．达到平衡状态a、b所需要的时间：b>a
D．a、b点对应气体的平均摩尔质量：a=b
【答案】C
【解析】A．由图可知，压强相同的情况下，随着温度的升高，乙烯平衡转化率下降，说明温度升高，化学平衡逆向移动，反应为放热反应，A正确；
B．该反应正反应为气体体积减小的反应，增大压强，化学平衡正向移动，乙烯的平衡转化率增大，则p3>p2>p1，B正确；
C．b点压强大，温度高，a点压强小，温度低，则达到平衡状态的时间a>b，C错误；
D．a、b两点乙烯的平衡转化率相同，则说明平衡时a、b两点乙烯、水和乙醇的物质的量均相同，则a、b两点对应气体的平均摩尔质量a=b，D正确；
故答案选C。
3．(2023·广东·蕉岭县蕉岭中学高三阶段练习）反应mX(g)nY(g)＋pZ(g) ΔH，在不同温度下的平衡体系中，物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A．该反应的ΔH<0
B．m>n＋p
C．A、C两点化学平衡常数：KAD．B、C两点的反应速率v(B)【答案】D
【解析】由图示可知：在压强不变时，升高温度Y的体积分数增大，说明升高温度化学平衡正向移动，该反应正反应为吸热反应；在温度不变时，增大压强Y的体积分数减小，说明该反应正反应为气体体积增大的反应，则化学方程式计量数关系为：m＜n+p；
A．在压强不变时，升高温度Y的体积分数增大，说明升高温度化学平衡正向移动，则该反应的正反应为吸热反应，ΔH＞0， A错误；
B．结合图示可知，在温度不变时，增大压强，Y的体积分数减小，说明化学平衡逆向移动，逆反应为气体体积减小的分压，则该反应为气体体积增大的反应，则m＜n+p，B错误；
C．A、C在同一等温线上，二者的温度相同，应用平衡常数K只受温度的影响，则化学平衡常数：KA=KC，C错误；
D．C比B点温度更高、压强更大，则反应速率更快，故v(B)故选D。
4．(2023·上海·复旦附中高三期中）已知：，向一恒温恒容的密闭容器中充入A和B发生反应，时达到平衡状态Ⅰ，在时改变某一条件，时重新达到平衡状态Ⅱ，正反应速率随时间的变化如图所示。下列说法错误的是
A．容器内压强不变，不能表明反应达到平衡
B．时改变的条件：向容器中加入C
C．平衡时A的体积分数：
D．平衡常数K：
【答案】C
【解析】A．容器内发生的反应为A(g)+2B(g)3C(g)，该反应是气体分子数不变的可逆反应，所以在恒温恒容条件下，气体的压强始终保持不变，则容器内压强不变，不能说明反应达到平衡状态，A正确；
B．根据图像变化曲线可知，t2时正反应速率瞬间不变，平衡过程中不断增大，则说明反应向逆反应方向移动，且不是“突变”图像，属于“渐变”过程，所以排除温度与催化剂等影响因素，改变的条件只能为：向容器中加入C，B正确；
C．容器内发生的反应为A(g)+2B(g)3C(g)，该反应是气体分子数不变的可逆反应，结合选项B可知，平衡Ⅱ是平衡Ⅰ向容器中加入C后所致，则平衡Ⅱ等效于平衡Ⅰ缩小体积增压所致，而该反应增压平衡不移动，故因此平衡时B的体积分数，C错误；
D．平衡常数K与温度有关，因该反应在恒温条件下进行，所以K保持不变，，D正确；
故选C。
5．(2023·河南宋基信阳实验中学高三阶段练习）反应 ，在不同温度下的平衡体系中物质Y的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A．该反应的B．
C．B、C两点化学平衡常数：D．A、C两点的反应速率：
【答案】C
【解析】A．由图可知温度升高，Y的体积分数增大，说明平衡正向移动，则正向为吸热反应，故A正确；
B．由图可知，增大压强，Y的体积分数减小，说明平衡逆向移动，则m＜n+p，故B正确；
C．对吸热反应来说，温度升高，K增大，KB＜KC，故C错误；
D．A、C温度相同，C点压强大，则C点的速率大于A点，故D正确；
故选：C。
6．(2023·全国·高三专题练习）SO2、NOx是主要的大气污染物。某研究小组采用微生物法同时脱硫脱硝(细菌生存的最佳温度为30～45℃，pH为6.5～8.5)，研究结果表明pH对脱硫、脱硝效果的影响如图1所示。该小组采用催化反应法研究时，发现NH3和NO在Ag2O催化剂表面反应时，相同时间条件下，NO生成N2的转化率随温度的变化关系如图2所示。下列说法错误的是
A．从图1中可以看出，采用微生物治理法时应选择的最佳pH是8
B．图1中pH过大时，细菌活性迅速降低，脱硝效率明显下降
C．图2中，在温度为420～580K时，有氧条件下NO生成N2的转化率明显高于无氧条件的原因可能是：NO与O2反应生成NO2，NO2更易与NH3反应
D．图2中，在有氧条件下，温度580K之后NO生成N2的转化率降低是因为Ag2O催化剂活性下降
【答案】A
【解析】A．由图1可知采用微生物治理法时，应选择的最佳pH约为7.5，故A错误；
B．由图象可知，pH过大时，超过细菌生存的最佳pH环境，细菌的活性减弱，则脱硝效率明显下降，与细菌活性迅速降低有关，故B正确；
C．在温度为420∼580K时，有氧条件下NO与O2反应生成NO2，NO2氧化性更强，更易与NH3反应，NO生成N2转化率明显高于无氧条件，故C正确；
D．在有氧条件下，温度580K之后Ag2O催化剂活性下降， NO生成N2的转化率降低，故D正确；
答案选A。
7．(2023·广东广州·高三期中）科学家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法：，测得不同温度下主要产物的质量分数如图所示。下列推测不合理的是
A．反应温度不宜超过300℃
B．减小体系压强，有利于提高乙醇平衡转化率
C．乙醛是反应历程中的催化剂
D．提高催化剂的活性和选择性，减少乙醚、乙烯等副产物是本工艺的关键措施
【答案】C
【解析】A．根据图示，反应温度超过300℃，乙酸乙酯的物质的量分数降低，所以反应温度不宜超过300℃，故A正确；
B．正反应气体系数和增大，减小体系压强，平衡正向移动，乙醇平衡转化率增大，故B正确；
C．乙醛是反应副产物，故C错误；
D．提高催化剂的活性和选择性，可以通过乙酸乙酯的产率，可以减少乙醚、乙烯等副产物，故D正确；
选C。
8．(2023·河北·高三期中）臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g)，若反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断不正确的是
A．0～3s内，反应速率为v(NO2)=0.2ml•L-1•s-1
B．降低温度，平衡常数增大
C．t1时的改变一定是加入了催化剂，平衡不移动
D．t1时刻，该反应达平衡状态
【答案】BC
【解析】A．根据图像可得出NO2表示的化学反应速率=0.2 ml·L－1·s－1，A正确；
B．由图可知，反应物总能量高于生成物总能量，正反应为放热反应，降低温度平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，B正确；
C．t1时刻，改变条件，反应速率加快，平衡不移动，该反应前后气体的物质的量减小，不能是增大压强，只能是使用催化剂，但催化剂不影响平衡的移动，C正确；
D．反应达到平衡，各物质浓度不再随时间延长而改变，t1时刻后，物质的浓度改变，该反应没有达到平衡状态，D错误；
答案选D。
9．(2023·全国·高三专题练习）CO2是一种主要温室气体，研究CO2的利用对促进低碳社会构建具有重要的意义。
(1)一定条件下，某恒容密闭容器中充入一定量CO2(g)和足量H2(g)，同时发生两个反应：I．CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) II．CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)反应I的速率可表示为vI=k1c3(CO2)，反应II的速率可表示为vII=kIIc3(CO2)(kI、kII为速率常数)。反应体系中组分CO2(g)、CO(g)的浓度随时间变化情况如图甲。
①0～15s时间段内，CH3OH的平均反应速率为___________ml·L-1·s-1(保留两位有效数字)。
②如果反应能够进行到底，反应结束时，___________％的CO2转化为CO。
③活化能较大的反应为___________(填“I”或“II”)。
(2)CO2还可以转化为甲醚。一定温度下，在恒容密闭容器中通入CH3OCH3，发生反应CH3OCH3(g)CO(g)+CH4(g)+H2(g)，测得容器中初始压强为42kPa，时间t和反应速率v(CH3OCH3)与CH3OCH3分压P(CH3OCH3)的关系如图乙。
①t=500s时，CH3OCH3的转化率α=___________。
②若反应速率满足v(CH3OCH3)=kPn(CH3OCH3)，则k=___________s-1，500s时v(CH3OCH3)=___ kPa．s-1。
③达到平衡时，测得体系的总压强P总=112kPa，则该反应的平衡常数Kp=___________。
【答案】(1) 0.0017 87.5 Ⅰ
(2) 20% 3×10-4 1.008×10－2 6125
【解析】（1）①由图甲可知0～15s时间段内一氧化碳浓度改变值为0.175 ml·L-1，根据反应II可知该反应消耗的二氧化碳为0.175 ml·L-1，则反应I消耗的二氧化碳为(0.5-0.3)-0.175=0.025 ml·L-1，则0～15s时间段内CH3OH浓度改变值为：0.025 ml·L-1，其速率=；
②由题中信息可知，反应I和反应II的速率之比为，由于kI、kII为速率常数，故该比值保持不变，在相同时间内CH3OH和CO的速率之比等于反应I和反应II的速率之比，也等于相同时间内CH3OH和CO的浓度变化之比，即，因此，如果反应能进行到底，反应结束时有的CO2转化为CO；
③通过分析②可以发现一氧化碳所占的比例更大一些，即反应II速率快，则反应I速率慢，活化能大；
（2）①t=500 s时，CH3OCH3分压P(CH3OCH3)=33.6KPa，测得容器内初始压强为42 KPa，=；
②速率满足v(CH3OCH3)=kPn(CH3OCH3)，；500s时v(CH3OCH3)= 3×10-4×33.6 KPa=1.008×10－2；
③达到平衡时，测得体系的总压强P总=112kPa，结合三段式计算，设甲醚物质的量为1ml，反应消耗甲醚物质的量为x，
压强之比等于气体物质的量之比，，，气体总量=1+2x=，。
【考点拓展】速率与平衡知识在新题型中的创新应用
拓展一 引入反应速率方程
1．(2023·北京青桐鸣文化发展有限公司高三阶段练习）反应“”的速率方程可表示，其中k为与温度有关的常数，常温下，实验测得反应的数据如下：
下列说法错误的是A．m=1；n=3B．
C．若，则D．升高温度、k增大
【答案】A
【解析】A．对比实验①和②数据，可知，对比实验②和⑤数据，可知，故A错误；
B．将实验①数据带入速率方程，计算可得，故B正确；
C．当且时，，与表中数据相符，故C正确；
D．升高温度，k增大，故D正确。
综上所述，答案为A。
拓展二 化工生产中适宜条件的选择和控制
2．(2023·江苏·模拟预测）甲醇水蒸气重整制氢(SRM)是获取理想氢源的有效方法。重整过程发生的反应如下：
反应Ⅰ：CH3OH(g)+H2O(g)CO2(g)+3H2(g)；ΔH1=+49.4kJ·ml-1
反应Ⅱ：CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)；ΔH2=+92kJ·ml-1
在常压、催化剂下，向密闭容器中充入1mlCH3OH和1.2mlH2O混合气体，t时刻测得CH3OH转化率及CO、CO2的选择性随温度变化情况如图所示。下列说法正确的是
A．选择300℃作为反应温度比较适宜
B．工业生产中一般选用负压(低于大气压)条件下制氢
C．选用CO2选择性较高的催化剂有利于提高CH3OH的平衡转化率
D．270℃时，容器中的H2(g)约为2.744ml
【答案】D
【解析】A．由图象可知CH3OH的转化率在高于260℃时较高，但在300℃时，CO的选择性最高，而CO2的选择性低，所以300℃不是反应适宜的温度，最好在260℃时，A错误；
B．根据反应方程式可知，减小压强会降低反应速率，不适合工业生产，B错误；
C．催化剂能够加快反应速率，但不能改变反应物的平衡转化率，C错误；
D．由图示知，270℃时，CH3OH的转化率为98%，CO2、CO选择性分别为80%、20%，则反应I生成的H2物质的量n1=1 ml×98%×80%×3=2.352 ml，反应Ⅱ生成的H2物质的量n2=1 ml×98%×20%×2=0.392 ml，故此时共产生H2为2.744 ml，D正确；
故答案选D。
拓展三 与有机化学相结合
3．(2023·北京·牛栏山一中高三期中）异丁醇催化脱水制备异丁烯主要涉及以下2个反应。研究一定压强下不同含水量的异丁醇在恒压反应器中的脱水反应，得到了异丁烯的平衡产率随温度的变化结果如图。
①
②(二聚异丁烯)
下列说法不正确的是
A．其他条件不变时，在催化剂的活性温度内，升高温度有利于异丁烯的制备
B．高于190℃时，温度对异丁烯的平衡产率影响不大的原因是、
C．190℃时，增大(异丁醇)，不利于反应①的进行
D．若只有异丁烯、水和二聚异丁烯生成，则初始物质浓度与流出物质浓度c之间存在：(异丁醇)=c(异丁烯)+2c(二聚异丁烯)+c(异丁醇)
【答案】C
【解析】A．其他条件不变时，在催化剂的活性温度内，升高温度可以加快化学反应速率，同时反应①吸热，反应②放热，升高温度使反应①正向移动，使反应②逆向移动，都有利于异丁烯的制备，A正确；
B．化学平衡常数反映反应进行的程度，当温度高于190℃时，K1>104、K2<0.1，由于K1远远大于K2，反应①几乎彻底进行，所以温度对异丁烯的平衡产率影响不大，B正确；
C．190℃时，增大n(H2O):n(异丁醇)，由图知异丁烯的平衡产率在增加，即生成的异丁烯在增加，所以不利于反应②的进行，C错误；
D．由于反应①和②都是可逆反应，反应物不可能完全转化为生成物，所以根据碳原子守恒初始物质浓度c0与流出物质浓度c之间存在：c0(异丁醇)=c(异丁烯)+2c(二聚异丁烯)+ c(未反应的异丁醇)，D正确；
故选C。
拓展四 运用化学反应原理处理污染物
4．(2023·河北·高三阶段练习）无害化处理的一种方法为，在一定容积的密闭容器中发生此反应，的转化率如图所示，若起始浓度为1ml/L，下列说法错误的是
A．升高温度，有利于提高的转化率
B．a、c两点中，N2的物质的量浓度相等
C．反应在230℃、恒压容器中进行，达平衡时，的转化率大于98%
D．若b点反应达到平衡状态，的体积分数为20%
【答案】D
【解析】A．从图像知，升高温度N2O的平衡转化率增大，说明升高温度，平衡正向移动，有利于提高N2O的转化率，A正确；
B．a、c两点的转化率相等都为67%，则两点N2O的物质的量相等，容器体积不变，因此a、c两点N2O的物质的量浓度相等，B正确；
C．正向反应为体积增大的反应，在230℃、恒压容器中进行反应，达平衡时容器体积大于同温下恒容时的体积，等效于在恒容条件下反应达平衡后再减压，平衡正向移动，N2O的转化率大于98%，C正确；
D．在 230℃ 条件下，b点转化率为98%，列三段式：
，
则O2的体积分数为 ，D错误；
故选D。
0
1
2
4
3
1.5
0.6
0.6
实验编号
温度/℃
催化剂用量/g
酸性溶液
溶液
溶液褪色平均时间/min
体积/mL
浓度/
体积/mL
浓度/
I
25
0.5
4
0.1
6
0.2
12.7
II
80
0.5
4
0.1
6
0.2
a
Ⅲ
25
0.5
4
0.01
6
0.2
4.0
IV
25
0
4
0.01
6
0.2
b
实验编号
c(CO)/(ml·L-1)
c(NO2)/(ml·L-1)
v/(ml·L-1·s-1)
①
0.025
0.040
2.2×10-4
②
0.050
0.040
4.4×10-4
③
0.025
0.120
6.6×10-4
④
x
y
8.8×10-4
⑤
0.100
0.160
z
实验
温度
起始时
平衡时
平衡常数
1
0.200
0.200
0
0
2
0.200
0.200
0
0
3
0.400
0.400
0
0
实验序号
0
10
20
30
40
50
60
1
800℃
1.0
0.80
0.67
0.57
0.50
0.50
0.50
2
800℃
c2
0.60
0.50
0.50
0.50
0.50
0.50
3
800℃
c3
0.92
0.75
0.63
0.60
0.60
0.60
4
820℃
1.0
0.40
0.25
0.20
0.20
0.20
0.20
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
Q反应向正反应方向进行
Q＝K
反应达到平衡状态
Q>K
反应向逆反应方向进行
N2O4(g)2NO2(g)
K＝eq \f(c2NO2,cN2O4)
eq \f(1,2)N2O4(g)NO2(g)
K′＝eq \f(cNO2,c\f(1,2)N2O4)＝ eq \r(K)
2NO2(g)N2O4(g)
K″＝eq \f(cN2O4,c2NO2)＝eq \f(1,K)
时间/h
1
2
3
4
5
0.92
0.85
0.79
0.75
0.75
容器编号
温度
起始时物质的量/ml
10 s时物质的量/ml
NO
CO
N2
Ⅰ
T1℃
0.2
0.2
0.05
Ⅱ
T2℃(T2>T1)
0.2
0.2
0.05
容器
反应条件
起始物质的量/ml
达到平衡所用时间/min
达平衡过程中的能量变化
①
恒容
1
3
0
10
放热
②
恒压
1
3
0
t
放热
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
B
C
D
研究压强对反应的影响(p2>p1)
研究温度对反应的影响
研究平衡体系增加N2对反应的影响
研究催化剂对反应的影响
容器
温度/K
起始时物质的量/ml
10min时物质的量/ml
n(X)
n(Y)
n(Z)
1
448
1.5
0.5
0.25
2
T
1.5
0.5
0.28
3
448
1.5
1
a
实验编号
①
②
③
④
⑤