2023版高三一輪總復(fù)習(xí)化學(xué)（魯科版）：第六章化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率教學(xué)設(shè)計(jì)

DILIUZHANG

(SB化學(xué)反應(yīng)的方向、限度與速率

第31講化學(xué)反應(yīng)速率及影響因素(基

礎(chǔ)課)

爭復(fù)習(xí)目標(biāo)

L了解化學(xué)反應(yīng)速率的概念和定量表示方法。

2.了解反應(yīng)活化能的概念，了解催化劑的重要作用以及催化反應(yīng)機(jī)理。

3.理解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對反應(yīng)速率的影響，能用相

關(guān)理論解釋一般規(guī)律。

知識點(diǎn)一化學(xué)反應(yīng)速率的相關(guān)計(jì)算

死管知?諛

1.化學(xué)反應(yīng)速率的含義

(1)表示方法

通常用單位時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的減小或生成物濃度的增加(均取正值)來表

(2)定義式：單位為moHLFg-i等。

2.化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)式前系數(shù)的關(guān)系

對于一個具體的化學(xué)反應(yīng)，用不同的反應(yīng)物或反應(yīng)產(chǎn)物表示的化學(xué)反應(yīng)速

率的數(shù)值往往不同,用各物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率的數(shù)值之比等于化學(xué)方程式

中各物質(zhì)化學(xué)式前的系數(shù)之比。

如在反應(yīng)aA(g)+力B(g)=^cC(g)+JD(g)中，存在v(A)：P(B):"C):P(D)

u(A)u(B)D(C)o(D)

3.化學(xué)反應(yīng)速率的有關(guān)注意事項(xiàng)

(1)化學(xué)反應(yīng)速率是一段時間內(nèi)的平均速率,且無論用反應(yīng)物還是用生成物

表示均取正值。

⑵在一定溫度下，固體和純液體物質(zhì)的濃度是常數(shù)，不能用其濃度變化表

示速率。

(3)同一化學(xué)反應(yīng)在相同條件下，用不同物質(zhì)表示的化學(xué)反應(yīng)速率，其數(shù)值

可能不同，但意義相同。

(4)化學(xué)反應(yīng)速率在不同的時間間隔內(nèi)一般不相等。

(5)化學(xué)反應(yīng)速率也可以通過觀察或檢測氣體的體積、體系的壓強(qiáng)、顏色的

深淺、光的吸收、導(dǎo)電能力等。

訓(xùn)練黑飛M________________________________________________

.題點(diǎn)?化學(xué)反應(yīng)速率的基本計(jì)算與判斷

1.判一判(正確的打，錯誤的打“X”)。

(1)化學(xué)反應(yīng)速率是指一定時間內(nèi)反應(yīng)物濃度的變化。()

(2)甲、乙兩容器中分別充入2molNO?和4moiNO2,5分鐘后兩者各反應(yīng)

掉NO21mol和2mol,則說明二者反應(yīng)速率之比為1：2。()

(3)對于C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)反應(yīng)，在一定的時間內(nèi)P(H2O)=1

mol/(L-s),可知y(C)=lmol/(L?s)。()

(4)對于2sO2(g)+。29)=2s。3值)，^(S02)=1mol/(L?s)與v(O2)=0.5

mol/(L?s)表示的反應(yīng)速率前者快。()

［答案1(1)X(2)X⑶X(4)X

2.(2021?長治模擬)一定溫度下，在2L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體

的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示。下列描述正確的是()

A.反應(yīng)開始到10s時，用Z表示的反應(yīng)速率為0.158mol?L1?s「

B.反應(yīng)開始到10s時，X的物質(zhì)的量濃度減少了0?79mol?L」

C.反應(yīng)到達(dá)10s時，c(Y)=0.105mol-L-,-s-,

D.反應(yīng)的化學(xué)方程式為X(g)+Y(g)=2Z(g)

D［由圖可知，由0?10s,〃(X)由1.20mol減少至40.41mol,〃(Y)由1.00mol

減少至寸0.21mol,〃(Z)由0增加至41.58mol,故v(Z)=1.58molv2LvlOs=0.079

niol-L-,-s-,,A項(xiàng)錯誤；反應(yīng)開始到10s時，X的物質(zhì)的量濃度減少

1.20mol-0.41mol々3p,0.21mol

-------------------------=0.395mobL*,B項(xiàng)錯誤；10s時c(Y)=—----=0.105

mol-L-1,單位有誤，C項(xiàng)錯誤；相同時間內(nèi)X、Y、Z的物質(zhì)的量的變化值之比

為0.79mol：0.79mol：1.58mol=l：1：2,故反應(yīng)的化學(xué)方程式為X(g)+

Y(g)02Z(g),D項(xiàng)正確。］

催化劑

3.反應(yīng)4co(g)+2NO2(g)=N2(g)+4CO2(g)在不同條件下的化學(xué)反應(yīng)

速率如下：

①o(CO)=L5mobL-Lmm",

②O(NC>2)=0.7mobL",*min_|

③磯N2)=0.4mobL-,*min_,

④o(CC)2)=l.l

-,-,

@P(N02)=0.01molLs

上述5種情況反應(yīng)的速率由大到小的順序?yàn)閛

［解析］利用各物質(zhì)的反應(yīng)速率值與相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比確定大小，比值

越大，反應(yīng)越快。

［答案］③〉①，②幻通

怪頁后歸納I

化學(xué)反應(yīng)快慢比較的兩種方法

(1)統(tǒng)一物質(zhì)法：統(tǒng)一單位，統(tǒng)一物質(zhì)，反應(yīng)速率值越大反應(yīng)越快。

(2)比值法：先統(tǒng)一單位，然后計(jì)算各物質(zhì)反應(yīng)速率值與相應(yīng)化學(xué)計(jì)量數(shù)之

比的值，比值大者反應(yīng)快(此法易掌握)。

題點(diǎn)?化學(xué)反應(yīng)速率的測定

4.如圖安裝好實(shí)驗(yàn)裝置(裝置氣密性良好)，在錐形瓶內(nèi)盛有6.5g鋅粒(Zn

的相對原子質(zhì)量為65),通過分液漏斗加入40mL2.5mol?Lr的稀硫酸，將產(chǎn)生

的H2收集在注射器中，10s時恰好收集到標(biāo)準(zhǔn)狀況下的H244.8mLo

回答下列問題:

(1)根據(jù)裝置圖，還缺少的實(shí)驗(yàn)用品為O

⑵用H+表示10s內(nèi)該反應(yīng)的反應(yīng)速率為o

⑶用％表示10s內(nèi)該反應(yīng)的反應(yīng)速率為mobs-,o

(4)用鋅粒表示10s內(nèi)該反應(yīng)的反應(yīng)速率為g-s-'o

⑸用H+或H2表示的化學(xué)反應(yīng)速率比實(shí)際偏大，其原因是什么，怎樣改正。

+2+

［解析］Zn+2H=Zn+H2t

65g2mol1mol22.4L

10sHt:0.13g0.004mol0.002mol0.0448L

0.004mol

O(H+)=0：；L=o.oimol*L-,*s-1;用H2表示10s內(nèi)該反應(yīng)的反應(yīng)速率

0.0448L

22.4L?mo「013&

為7X~=0.0002mobs-1;用鋅粒表示10s內(nèi)該反應(yīng)的反應(yīng)速率為左

JLUo13

=0.013g*s-,o

［答案］⑴秒表(2)0.01niol-L-,-s-1(3)0.0002(4)0.013⑸由于滴入

的稀硫酸占體積，造成進(jìn)入注射器內(nèi)的氣體體積偏大，Hz的體積偏大；可以把

分液漏斗換成恒壓滴液漏斗

.題點(diǎn)?“三段式”突破反應(yīng)速率的綜合計(jì)算

I思維模型I

“三段式”求算加X)、〃模板

根據(jù)已知條件列方程式計(jì)算。

例如，反應(yīng)機(jī)A(g)+〃B(g)K±pC(g)

①fo濃度ab0

②轉(zhuǎn)化濃度”詈詈

③人濃度a—xb-籌除

唳)=/。皿=懸，。?=懸，

a(A)=^X100%o

5.NH3和純凈的O2在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng)：

4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)

現(xiàn)向一容積不變的2L密閉容器中充入4molNH3和3molO2Amin后，測

得生成的HzO(g)占混合氣體體積的40%o

請回答：

(1)用。2、H2O表示的反應(yīng)速率分別為、。

(2)NH3的轉(zhuǎn)化率為o

(3)4min后N2的濃度為。

［解析］設(shè)4min時，生成6xmolH2O(g)

4NH3(g)+3O2(g)^2N2(g)+6H2O(g)〃(總)

43007

/mol

變化量

4x3x2x6x

/mol

4min量

4—4x3-3x2x6x7+x

/mol

據(jù)題意，則有方三=0.4解得：x=0.5o

(1)則4min內(nèi)H2O的變化濃度為

AC(H2O)='*°=1.5mol-L-1,

/YJ

1.5mol*L-1——

O(H2O)=14min—=0.375mol?L'-min1,

O(C>2)=%(H2O)=0.1875mobL-,*min-,o

4X0.5

(2)?(NH3)=^—X100%=50%。

2X0.5_

(3)C(N2)=~\~mol*L1=0.5mobL'o

［答案］(1)0.1875mol-L-^min"10.375molL-,min-1(2)50%(3)0.5

mol,L-1

6.工業(yè)制硫酸的過程中，SOMg)轉(zhuǎn)化為SOj(g)是關(guān)鍵的一步，550C時,

在1L的恒溫容器中，反應(yīng)過程中部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表：

反應(yīng)時間/minSO2（g）/molO2（g）/molSO3（g）/mol

0420

51.5

102

151

若在起始時總壓為pokPa,反應(yīng)速率若用單位時間內(nèi)分壓的變化表示，而

氣態(tài)物質(zhì)分壓=總壓X氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)，則10min內(nèi)SOMg)的反應(yīng)速

率P(SO2)=kPa*min-,o

［解析］2sO2（g）+O2（g）=2SOKg）

〃（起始）/mol420

An/mol22

2

pio=半X（2+1+2）='）

421521

因此：pS02=dXpo=^p（）,pS02=^poX-=^p0o

-I

“SO2）=10minkPa,mino

［答案］益o

知識點(diǎn)二化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素

1?主要因素(內(nèi)因)

反應(yīng)物的組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)決定反應(yīng)速率。

2.活化能與反應(yīng)歷程

(1)反應(yīng)歷程及反應(yīng)機(jī)理

2HI^H2+l2的反應(yīng)分下列兩步：

2HI―>H2+2I-21?—>12

其中每一步反應(yīng)都稱為基元反應(yīng)。上述兩步基元反應(yīng)反映了2HI.W+L

的反應(yīng)歷程，又稱反應(yīng)機(jī)理。

(2)有效碰撞

①定義：能夠發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞叫做有效碰撞。

②條件：反應(yīng)物分子必須具有一定的能量和碰撞時有合適的取向。

(3)活化分子：發(fā)生有效碰撞的分子必須具有足夠的能量，這種分子叫做活

化分子。

(4)活化能

①定義：活化分子具有的平均能量與反應(yīng)物分子具有的平均能量之差,叫

做反應(yīng)的活化能?；罨茉叫。磻?yīng)速率越大。

②化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物、生成物的能量與活化能的關(guān)系示意圖

|JI(一表示反應(yīng)的活化能

\E?表示活化分子變成生成物分子放出的能量

反應(yīng)物I反應(yīng)熱71￡|-氏表示反應(yīng)熱

生成物--------

0反應(yīng)過程

3.影響化學(xué)反應(yīng)速率的外界因素及理論解釋

(1)濃度：其他條件相同，反應(yīng)物濃度增大，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)域，

單位時間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)增加，化學(xué)反應(yīng)速率增大。

(2)溫度：其他條件相同時，升高溫度，增加了反應(yīng)物分子中活化分子的百

分?jǐn)?shù),單位時間內(nèi)有效碰撞的次數(shù)增加，化學(xué)反應(yīng)速率增大。

(3)壓強(qiáng)：其他條件相同時，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)物濃度增大,化學(xué)反應(yīng)速率增

大。

(4)催化劑

①催化劑改變反應(yīng)歷程、降低反應(yīng)活化能示意圖

'催化劑參與化學(xué)反應(yīng)，改變反應(yīng)歷程

J催化劑降低反應(yīng)活化能

、催化劑不改變反應(yīng)的焙變

②使用催化劑，活化能降低，活化分子百分?jǐn)?shù)一增加，單位體積內(nèi)活化分子

數(shù)增多,反應(yīng)速率增大。

(5)其他：通過光輻照、放射線輻照、超聲波、電弧、強(qiáng)磁場、高速研磨等,

向反應(yīng)體系輸入能量，都有可能改變化學(xué)反應(yīng)速率。

-■訓(xùn)藤

.題點(diǎn)。化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素

1.判一判(正確的打“J”,錯誤的打“X”)。

(1)溫度、濃度和壓強(qiáng)是決定化學(xué)反應(yīng)速率的主要因素。()

(2)升高溫度和增大壓強(qiáng)，化學(xué)反應(yīng)速率一定增大。()

(3)對于反應(yīng)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),增加C(s)的量,可以加快反應(yīng)。

()

(4)Zn與稀H2s04反應(yīng)時，向酸中加幾滴C11SO4溶液可以加快反應(yīng)，加入

醋酸鈉溶液可以減緩反應(yīng)。()

(5)Mg、Al在相同條件下分別與0.lmol?Lr鹽酸反應(yīng)，其反應(yīng)速率相同。

()

(6)0.1molL-1鹽酸和0.1mol?L，硝酸與形狀和大小相同的大理石反應(yīng)，其

反應(yīng)速率相同。()

［答案］(1)X(2)X(3)X(4)V(5)X⑹J

2.(2021?武漢模擬)一定量的鐵粉和水蒸氣在一個容積可變的密閉容器中進(jìn)

高溫

行反應(yīng)：3Fe(s)+4H2O(g)=Fe3O4(s)+4H2(g)o下列條件能使該反應(yīng)的化學(xué)

反應(yīng)速率增大的是()

A.增加Fe的質(zhì)量

B.保持體積不變，充入N2,使體系壓強(qiáng)增大

C.將容器的體積縮小一半

D.保持壓強(qiáng)不變，充入Nz,使容器的體積增大

C［A項(xiàng)，增加固體Fe的質(zhì)量不影響反應(yīng)速率，錯誤；B項(xiàng)，HzO(g)的濃

度沒改變，反應(yīng)速率不變，錯誤；D項(xiàng)，H2()(g)的濃度減小，反應(yīng)速率變小，

錯誤。］

I題后歸納I

壓強(qiáng)改變對反應(yīng)速率的影響

⑴恒溫時，壓縮體積隨壓強(qiáng)增大陋反應(yīng)物濃度增大膽反應(yīng)速率加

快。

（2）恒溫恒容：充入“惰性氣體”隨總壓強(qiáng)增大，但各物質(zhì)的濃度不變（活

化分子濃度不變），反應(yīng)速率不變。

（3）恒溫恒壓：充入“惰性氣體”總運(yùn)體積增大陋各反應(yīng)物濃度減?。ɑ?/p>

化分子濃度減?。?里反應(yīng)速率減慢。

有效碰撞與活化能

3.（2021?洛陽模擬）在化學(xué)反應(yīng)中，能引發(fā)化學(xué)反應(yīng)的分子之間的碰撞稱之

為有效碰撞，能夠發(fā)生有效碰撞的分子稱為活化分子，使普通分子變成活化分

子所需提供的最低能量叫活化能，其單位用kJ-moF'表示。下列說法不正確的

是（）

能最/

b=?b

。o

HI

圖甲圖乙

A.圖甲中曲線n可以表示催化劑降低了反應(yīng)的活化能

B.圖乙中HI分子發(fā)生了有效碰撞

C.鹽酸和氫氧化鈉溶液的反應(yīng)活化能接近于零

D.增大反應(yīng)物濃度，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，有效碰撞幾率增加

B［催化劑降低反應(yīng)所需的活化能，則曲線n使用催化劑，故A正確；只

有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的碰撞才是有效碰撞，由圖乙可知碰撞后沒有生成新分子，即

沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，此碰撞不是有效碰撞，故B錯誤；酸和堿反應(yīng)不需要外界

做功的條件下就能發(fā)生，說明它們已經(jīng)處于活躍狀態(tài)，因此活化能接近于零，

故C正確；增大反應(yīng)物濃度，單位體積內(nèi)活化分子數(shù)增多，有效碰撞幾率增加，

故D正確。］

4.N2分子在催化劑的作用下發(fā)生的一系列轉(zhuǎn)化如圖所示。下列敘述正確的

是（）

催化劑n催化劑b

A.》在反應(yīng)過程中作催化劑

B.催化劑a表面發(fā)生了分解反應(yīng)和化合反應(yīng)

C.催化劑a、b增大了該歷程中的最大能壘(活化能)

催化劑b

D.催化劑b表面發(fā)生的反應(yīng)為4NH3+5O2==^=4NO+6H2O

D[A項(xiàng)，NH3為中間產(chǎn)物，不是催化劑，錯誤；B項(xiàng)，催化劑a表面發(fā)生

了N2、H2合成NH3的化合反應(yīng)，錯誤；C項(xiàng)，催化劑降低了反應(yīng)的活化能，錯

誤。]

5.某溫度下，在容積一定的密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng)：2X(g)+Y(g)=Z(g)

+W(s)AH>0?下列敘述正確的是()

A.向容器中充入氧氣，反應(yīng)速率不變

B.加入少量W,逆反應(yīng)速率增大

C.升高溫度，正反應(yīng)速率增大，逆反應(yīng)速率減小

D.將容器的容積壓縮，可增大單位體積內(nèi)活化分子的百分?jǐn)?shù)，有效碰撞次

數(shù)增大

A[A項(xiàng)，恒容通“情性氣體”，反應(yīng)物濃度沒有改變，速率不變，正確；

B項(xiàng)，W為固體，加入W,速率不改變，錯誤；C項(xiàng)，升高溫度，u正、均增

大，錯誤；D項(xiàng)，改變壓強(qiáng)，活化分子百分?jǐn)?shù)不變，錯誤。]

wi?II?AN?IlMuI—....................................................................................................

“變量控制法”分析速率影響

L微點(diǎn)精講

VAVJ..............................??????.................................................................................................................

1.變量控制

科學(xué)研究中，對于多因素(多變量)的問題，常常采用只改變其中的某一個因

素(變量)，控制其他因素不變的研究方法，使多因素問題變成幾個單因素問題。

如在探究不同溫度對反應(yīng)速率的影響時，控制濃度、壓強(qiáng)、催化劑等因素相同。

2.“變量控制法〃探究反應(yīng)速率影響因素的步驟

I知曉變質(zhì)|一除度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑、固體&面積等

分析是什么外界因素對速率的彭響時:

確定變量I—均需控制其他因索不變.再進(jìn)行實(shí)驗(yàn).確

定出變址和定定

探究時?先確定其他不變因素?只變化一

種因素?看這種因素和探究的問題存在

——怎樣的關(guān)系，得出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，依次

完成探究

…,…II解答時選擇數(shù)據(jù)（或設(shè)件實(shí)驗(yàn)）要:有效.

數(shù)據(jù)有效—

且變狀統(tǒng)二則無送做出正確判斷

3.解法示例

探究溫度、催化劑對反應(yīng)：2H2（）2=2H2O+O2t的影響，可以確定催化劑

（是否加入Mn（）2）和溫度（加熱、常溫）作為可變量，其他的則控制為不變量。

探究對象的反應(yīng)

2H2O2=2H2O+O2t

控制的可變量催化劑溫度

控制的不變量濃度、溫度等濃度、催化劑等

取相同量的5%%。2溶液

取相同量的5%HZO2溶液

于兩支規(guī)格相同的試管中，

于兩支規(guī)格相同的試管中，

實(shí)驗(yàn)方案向其中一支試管中加入少

給其中一支試管加熱，另一

量MnCh,另一支不加，在

支不加熱，觀察

常溫下觀察

?學(xué)以致用

LULUUIiJ_f...........................................................................................................................

1.（2021?福州模擬）向四個體積相同的密閉容器中分別充入一定量的SO?和

02,開始反應(yīng)時，反應(yīng)速率最大的是（）

選項(xiàng)溫度催化劑

SO2o2

A500r10mol5mol無

℃

B50010mol5molV2O5

C450七8mol5mol無

D500"C8mol5molV2O5

［答案］B

2.（1）某同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案探究影響鋅與稀硫酸反應(yīng)速率的因素，有關(guān)

數(shù)據(jù)如下表所示:

純鋅2.0mol*L-1溫度硫酸銅加入蒸

序號

粉俯硫酸溶液/mL/℃固體/g儲水/mL

I2.050.02500

n2.040.025010.0

m2.050.0250.20

IV2.050.0254.00

①本實(shí)驗(yàn)待測數(shù)據(jù)可以是

實(shí)驗(yàn)I和實(shí)驗(yàn)n可以探究對鋅與稀硫酸反應(yīng)速率的影響。

②實(shí)驗(yàn)ni和實(shí)驗(yàn)iv的目的是__________________________________

［解析］（1）實(shí)驗(yàn)I和實(shí)驗(yàn)n中，鋅的質(zhì)量和狀態(tài)相同，硫酸的濃度不同，實(shí)

驗(yàn)ID和實(shí)驗(yàn)W中加入硫酸銅，CM+的氧化性強(qiáng)于首先發(fā)生反應(yīng)Zn+Cu2+

=Zn2++Cu,生成的銅附著在鋅表面，在稀硫酸溶液中構(gòu)成原電池，加快鋅失

電子。但是加入的硫酸銅過多，生成的銅會覆蓋在鋅表面，阻止鋅與稀硫酸進(jìn)

一步反應(yīng)，產(chǎn)生氫%的速率會減慢。①本實(shí)驗(yàn)待測數(shù)據(jù)可以是“反應(yīng)結(jié)束所需

要的時間”或“相同條件下產(chǎn)生等體積的氫%所需要的時間”，實(shí)驗(yàn)I和實(shí)驗(yàn)

II可以探究硫酸的濃度對反應(yīng)速率的影響。②實(shí)驗(yàn)in和實(shí)驗(yàn)w加入的硫酸銅的

質(zhì)量不同，可以探究加入硫酸銅的質(zhì)量與反應(yīng)速率的關(guān)系。

（2）實(shí)驗(yàn)的目的是探究K2s2。8溶液的濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響，故應(yīng)保證

每組實(shí)驗(yàn)中其他物質(zhì)的濃度相等，即溶液的總體積相等（即為20.0niL）,從而可

知匕=2.0。

［答案］(1)①反應(yīng)結(jié)束所需要的時間(或相同條件下產(chǎn)生等體積的氫氣所需

要的時間)硫酸濃度②探究加入硫酸銅的質(zhì)量對反應(yīng)速率的影響

(2)2.0保證反應(yīng)物K2s2。8濃度的改變，而其他物質(zhì)的濃度不變

真題驗(yàn)收?新題預(yù)測湍微三|

真題?驗(yàn)收

L(2021?浙江6月選考，Tzo)一定溫度下，在N2O5的四氯化碳溶液(100mL)

中發(fā)生分解反應(yīng)：2N2O5-4NO2+O2O在不同時刻測量放出的O2體積，換算

成N2O5濃度如下表：

t/s06001200171022202820X

C(N2O5)/

1.400.960.660.480.350.240.12

(mobL-1)

下列說法正確的是()

A.600?1200s,生成NO2的平均速率為5.0乂10-4mol?Lr?sr

B.反應(yīng)2220s時，放出的02體積為1L8L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)

C.反應(yīng)達(dá)到平衡時，v正(N2()5)=2D逆(NO2)

D.推測上表中的x為3930

D［600-1200s,N2O5的變化量為(0.96-0.66)iiiolLr=0.3molL-i,在

此時間段內(nèi)NO2的變化量為其2倍，即0.6mol?Lr,因此，生成NO2的平均速

率為。'L?=1.0X10-3mol?L-i?sr,A說法不正確；由表中數(shù)據(jù)可知，反應(yīng)

2220s時,N2O5的變化量為(l.40-0.35)mol?Lr=l.05mol?L-i,其物質(zhì)的量的

變化量為L05moi?L「X0.lL=0.105mul,O2的變化量是其;，即0.0525mol,

因此，放出的Ch在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為0.0525molX22.4L?mor=L176L,B

說法不正確；反應(yīng)達(dá)到平衡時，正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，用不同物質(zhì)表示

該反應(yīng)的速率時，其數(shù)值之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比，2V正(N2()5)=O逆(NO*C

說法不正確；分析表中數(shù)據(jù)可知，該反應(yīng)經(jīng)過1U0s(600?1710,1710?2820)

-1

后N2O5的濃度會變?yōu)樵瓉淼?，因此,N2O5的濃度由0.24mol-L變?yōu)?.12mol-L

r時，可以推測表中的X為(2820+1110)=3930,D說法正確。］

2.(2021?廣東選擇性考試，TM)反應(yīng)X=2Z經(jīng)歷兩步：①X-Y；②

Y-2Z。反應(yīng)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.。為c(X)隨f的變化曲線

B..時,c(X)=c(Y)=c(Z)

C.a時，Y的消耗速率大于生成速率

D.打后，c(Z)=2c0—c(Y)

D［由題圖知，〃起始濃度最大，在整個反應(yīng)過程中濃度一直減小，所以Q

代表c(X)隨，的變化曲線，A說法正確；八時，三條曲線相交，三種物質(zhì)的濃度

相等，B說法正確；結(jié)合題給反應(yīng)判斷，先增加后減小的是c(Y)隨f變化的曲線,

一直增大的是。(Z)隨，變化的曲線，在時，c(Y)在減小，說明Y的消耗速率大于

生成速率，C說法正確；由題圖知，右后，X反應(yīng)完全，X轉(zhuǎn)化為Y的濃度為

co,Y的剩余濃度為c［Y),則生成Z的消耗量為co-c(Y),生成Z的量為c(Z)

=2co—2c(Y),D說法錯誤。］

3.(2020?全國II卷，T28節(jié)選)天然氣的主要成分為CH4,一般還含有C2H6

等點(diǎn)類，是重要的燃料和化工原料。

高溫下，甲烷生成乙烷的反應(yīng)如下：

高溫,

2CH4——-C2H6+H20

反應(yīng)在初期階段的速率方程為r=kXcCH4t其中k為反應(yīng)速率常數(shù)。

(1)設(shè)反應(yīng)開始時的反應(yīng)速率為n,甲烷的轉(zhuǎn)化率為a時的反應(yīng)速率為9

則r2=no

(2)對于處于初期階段的該反應(yīng)，下列說法正確的是_______(選填字母)。

A.增加甲烷濃度，，增大

B.增加H2濃度，7?增大

C.乙烷的生成速率逐漸增大

D.降低反應(yīng)溫度，k減小

［解析］⑴反應(yīng)初始時可認(rèn)為cCH4=lmol?L」則根據(jù)初期階段的速率方

-1

程可知〃=力，當(dāng)CH』的轉(zhuǎn)化率為a時，cCH4=(l-a)mol-L,則此時功=(1

-a)rio(2)由，=MXcCH4可知，CH4的濃度越大，反應(yīng)速率，越大，A項(xiàng)正確；

增加H2濃度，CH4的濃度減小或不變，則，減小或不變，B項(xiàng)錯誤；隨著反應(yīng)

的進(jìn)行，CM的濃度逐漸減小，則反應(yīng)速率逐漸減小，C項(xiàng)錯誤；降低溫度，該

反應(yīng)進(jìn)行非常緩慢甚至停止，即％也隨著減小，D項(xiàng)正確。

［答案］(1)(1一“)(2)AD

新題?預(yù)測

己知在催化劑錯(Rh)表面用催化還原NO的詳細(xì)反應(yīng)機(jī)理如表［表中下標(biāo)

“(s)”表示吸附態(tài)組分］所示，其他條件一定時，決定％催化還原NO反應(yīng)速率

的基元反應(yīng)為,基元反應(yīng)Hi+Rhls)+

Rh（s）—>H（s）+H⑹A”=kJmoE^

基元反應(yīng)活化能￡a/（kJ?moir）

H2+Rh（s）+Rh（s）―⑸+H（s）12.6

NO+Rh（s）—*NO⑸0

NO⑸+Rh⑸一>N^+Ocs）97.5

N⑸+N（s）—?Nt+Rh⑸+Rh（s）120.9

H（s）+O（s）-OH（S）+Rh（s）83.7

OH（?+As）-WO⑸+Rh（s）33.5

H2O⑸-H2O+Rh（s）45.0

>

H（S）+H（S）—H2+Rh（s）+Rh（s）77.8

NO（S）--NO+Rh（s）108.9

OH⑸+Rh（s）-H（s）+O⑸37.7

［解析］決定反應(yīng)速率的基元反應(yīng)活化能最大，由表中數(shù)據(jù)可確定。反應(yīng)的

A"=AE=E正一E逆=U2?6-77?8）kJ?mo「i=-65.2kJ-moF^

［答案］N（s）+N（s）-N2+Rh（s）+Rh（s）-65.2

第32講化學(xué)平衡狀態(tài)和化學(xué)平衡常數(shù)

(基礎(chǔ)課)

務(wù)復(fù)習(xí)目標(biāo)

i.了解可逆反應(yīng)的特點(diǎn)和化學(xué)平衡的建立與特征。

2.會判斷化學(xué)平衡狀態(tài)。

3.了解化學(xué)平衡的含義和影響因素。

4.掌握化學(xué)平衡常數(shù)的基本計(jì)算。

知識點(diǎn)一可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡狀態(tài)

梳理

1.可逆反應(yīng)

相同條件下.既能向正反應(yīng)方向進(jìn)行.同時

定義

又能向逆反應(yīng)方向進(jìn)行的反應(yīng)。

①三同:a.相同條件下；b.正、逆反應(yīng)皿

進(jìn)行;c.反應(yīng)物與生成物同時存在。

②一?。喝我唤M分的轉(zhuǎn)化率都小于

特點(diǎn)

100%(填“等于”或“小于”)。

③表示：化學(xué)反應(yīng)力程式中川“三“連

接。

2.化學(xué)平衡

⑴建立（以N2+3H202NH3為例）

①濃度一時間圖:

正向建立：圖(a)

I出

NS

o時間

(a)

逆向建立：圖(b)

(b)

②E圖：

a.平衡建立過程

在一定條件下，把某一可逆反應(yīng)的反應(yīng)物加入固定容積的密閉容器中。反

應(yīng)過程如下：

反應(yīng)反應(yīng)物濃度最大?紅最大.生成物濃

開始時一度為0?a為0

反應(yīng)物濃度逐漸減小--%.逐漸減

反應(yīng)

一生；生成物濃度逐漸增大一AU-逐漸

進(jìn)行中

增大一王＞。逆

達(dá)到0正二0逆?反應(yīng)混合物中各組分的濃

平衡時一度保持不變

V

一，圖：；若開始加入生成物，從逆反應(yīng)建立平衡，

b.0》”:化學(xué)工平衡

則V一，圖為秀信衡。因此，化學(xué)平衡狀態(tài)的建立可以從正反應(yīng)方向建立，

0I

也可以從逆反應(yīng)方向建立，還可以從正、逆兩反應(yīng)方向同時建立，即平衡建立

與反應(yīng)途徑無關(guān)。

(2)含義：一定條件下的可逆反應(yīng)體系中，當(dāng)正、逆反應(yīng)速率相等時,反應(yīng)

物和生成物濃度均保持不變,即體系的組成不隨時間而改變，表明反應(yīng)中物質(zhì)

的轉(zhuǎn)化達(dá)到了“限度”,這種狀態(tài)稱之為化學(xué)平衡狀態(tài)。

⑶特征:

審一研究對象為可逆反應(yīng)

@—化學(xué)平衡是?種鰭平衡,

@―“正=一

(g)—反應(yīng)物和生成物的邈保持不變,各組分的含

僦保持恒定

($)——條件改變，平衡狀態(tài)可能發(fā)生改變,重新建立

新平衡

訓(xùn)練翅如___________________

.題點(diǎn)?可逆反應(yīng)的判斷與特點(diǎn)

1.判一判(正確的打“J”,錯誤的打“x”)。

藉2%。為可逆反應(yīng)。

(1)2H2+O2)

(2)將1molCL通入足量水中，轉(zhuǎn)移電子為1mol。()

(3)2molSO2和2molO2在一定條件下的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+

O2(g)^2SO3(g),平衡時O2的物質(zhì)的量為1moL()

(4)2molNO與足量O2完全反應(yīng)生成NO22molo()

⑸將SO2與1802混合在一定條件下反應(yīng)，平衡時SO2、O2、SO3中均含,8Oo

()

［答案］⑴X(2)X(3)X(4)X(5)V

2.在一個密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2s0相)+OMg)12sOKg),反應(yīng)過程中某

-1

一時刻測得SO2>O2、SO3的濃度分別為0?2mol-L-\0.2molf\0.2mol-L,

當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時，不可能出現(xiàn)的數(shù)據(jù)是()

1

A.C(SO3)=0.4mol-L-

B.0.1mobL-1<c(O2)<0.3mobL-1

-1

C.0<C(S03)<0.4mol-L

-1

D.C(SO2)+C(SO3)=0.4mol-L

A［C(SO3)=0.4mol?Lr時，c(S()2)=0mol?L「，不合理，A錯誤，根據(jù)

極值轉(zhuǎn)化法和守恒法，B、C、D正確。］

I方法技巧I

極值轉(zhuǎn)化法確定范圍的思維模板

正向進(jìn)行完全=>反應(yīng)物最小值,生成物最大值、=范

逆向進(jìn)行完全-反應(yīng)物最大值.生成物最小值’圍

說明：可逆反應(yīng)的平衡物理量一定在最大值和最小值之間，但起始物理量

可以為最大值或最小值。

題點(diǎn)?

3.一定條件下，在密閉恒容的容器中，發(fā)生反應(yīng)：3SiCRg)+2N2(g)+

6H2(g)=Si3N4(s)+12HCl(g)AH<0,不能表示該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是()

A.0逆(N2)=3v正(H2)

B.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變

C.若容器絕熱，溫度不變

D.容器中的壓強(qiáng)不變

A［當(dāng)0逆網(wǎng)2)=$正(H2)時表明反應(yīng)達(dá)到平衡，A項(xiàng)符合題意。］

4.(2021?莆田模擬)一定溫度下，反應(yīng)NzOMg)-2N(h(g)的焙變?yōu)锳M現(xiàn)

將1molN2O4充入一恒壓密閉容器中，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)達(dá)到平衡

狀態(tài)的是()

A///(kJ-mor')

A.①②B.②④

C.③④D.①④

D［因反應(yīng)容器保持恒壓，所以容器體積隨反應(yīng)進(jìn)行而不斷變化，結(jié)合"七

可知，氣體密度不再變化，說明容器體積不再變化，即氣體的物質(zhì)的量不

再變化，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，①符合題意；無論是否平衡，反應(yīng)的A"都不變，

②不符合題意；反應(yīng)開始時，加入ImolNzCh,隨著反應(yīng)的進(jìn)行，N2O4的濃度

逐漸變小，故彩正逐漸變小，直至達(dá)到平衡狀態(tài)，③不符合題意；N2O4的轉(zhuǎn)化率

不再變化，說明N2O4的濃度不再變化，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，④符合題意，故選

Do］

5.在一個體積固定的真空密閉容器中充入等物質(zhì)的量產(chǎn)氣的體積分?jǐn)?shù)

的CO2和NH3,在恒定溫度下使其發(fā)生反應(yīng)2NH3(g)+卜

COMg)一CO(NH2)2(s)+H2O(g)并達(dá)到平衡，混合氣體中

o時間

氨氣的體積分?jǐn)?shù)隨時間的變化如圖所示：

⑴A點(diǎn)的”(CO。(填“v”或“=”明點(diǎn)0逆((：02)。

(2)A點(diǎn)的。正(CO。(填“v”或“=")B點(diǎn)的d鼠HzO),原因

(3)B點(diǎn)。正(CO2)與P逆(NH3)的定量關(guān)系式為o

(4)A點(diǎn)v逆(CO2)與B點(diǎn)o正(8力的大小關(guān)系為o

(5)當(dāng)〃(NH3)與"(CO"的比值不變時，反應(yīng)是否到達(dá)平衡？o

［答案1(1)>(2)>由圖像知，A點(diǎn)未達(dá)平衡，B點(diǎn)已達(dá)平衡，A點(diǎn)彩正

(CO2)>B點(diǎn)v正(CO2)=B點(diǎn)v逆(CO2)=B點(diǎn)v逆(BLO),故A點(diǎn)，正(C6)>B點(diǎn)

u逆(H2O)(3)vjE(CO2)=p12(NH3)(4)A點(diǎn)。逆(C()2)vB點(diǎn)。正(CO2)(5)是

I思維模型I

化學(xué)平衡狀態(tài)判定思路

第一步：審題干

①一審“反應(yīng)條件”:恒溫恒容或恒溫恒壓，

②二審“反應(yīng)特點(diǎn)”：等體積反應(yīng)或非等體積反應(yīng)或是否有固、液體參與

等。

第二步：審標(biāo)志

①一審“正逆相等”：反應(yīng)速率必須一個是正反應(yīng)的速率，一個是逆反應(yīng)

的速率，且經(jīng)過換算后同一種物質(zhì)的減少速率和生成速率相等。

②二審“變量不變”：如果一個量是隨反應(yīng)進(jìn)行而改變的，當(dāng)其不變時為

平衡狀態(tài)；一個隨反應(yīng)的進(jìn)行而保持不變的量，不能作為是否達(dá)到平衡狀態(tài)的

判斷依據(jù)。

知識點(diǎn)二化學(xué)平衡常數(shù)

梳理

1.化學(xué)平衡常數(shù)

⑴表達(dá)式

對于反應(yīng)aA(g)+bB(g)=xC(g)+JD(g)

①濃度商。=湍湍，其中的濃度為任一時刻濃度。

②平衡常數(shù)爪=黑黑舞其中的濃度為平衡時濃度。

(2)實(shí)例

①C12(g)+H2(XD=HClO(aq)+H+(aq)+C「(aq)

紂(HCIO)p平(n+)?。平&r)

K=cMCL)°

@C(s)+H2O(g)-CO(g)+H2(g)

c平(CO)?C平(H2)

K~。平(H2O)°

③CO「(aq)+H2。⑴=HCOIaq)+OHT(aq)

￡平(HCORK卒(PHI

￡￥￡COF)°

@CaCO3(s)^CaO(s)+CO2(g)K=cy(CQ2)o

(3)平衡常數(shù)的有關(guān)換算

①對于N2(g)+3H2(g)=2NHKg)Ki

2NHKg)=N2(g)+3H2(g)K2

NHKg)TN2(g)+，2(g)R

一-、，、,、r…%(NH3)C(N)-4(H)

KI、KI.&的表達(dá)式分別為尚=5>2)?碑012)'昭=￥昂2(N%)2'&=

C1(N2)-cf(HJ

—一;K與a的關(guān)系為K=十,二與二的關(guān)系為長2=陷。

￡12

②已知：H2(g)+S(s)^H2S(g)Ki

S(s)+O2(g)^-SO2(g)K2

則在該溫度下反應(yīng)H2(g)+SO2(g)D2(g)+H2s(g)的平衡常數(shù)K為,用

“Ki、Kin表示)。

(@@@)固體或液體純物質(zhì)不列入濃度商和平衡常數(shù)表達(dá)式。

(4)意義：平衡常數(shù)越大，化學(xué)反應(yīng)程度或限度越大，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率越大。

一般地說，當(dāng)平衡常數(shù)數(shù)值大于逆逸此時就認(rèn)為反應(yīng)完全，當(dāng)平衡常數(shù)數(shù)值

小于小一S(或10」時認(rèn)為反應(yīng)很難進(jìn)行。

(5)平衡常數(shù)的影響因素

對于確定的化學(xué)反應(yīng)，平衡常數(shù)K只與溫度有關(guān)，與濃度、壓強(qiáng)無關(guān)。

①對于吸熱反應(yīng)，升高溫度，Q值增大。

②對于放熱反應(yīng)，升高溫度，K值減小。

2.平衡常數(shù)的三大應(yīng)用

⑴判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向

Q<K反應(yīng)向亞反應(yīng)方|可進(jìn)行，0正之少逆

Q=K反應(yīng)處于化學(xué)平衡狀態(tài)，o正逆

Q>K反應(yīng)向逆反應(yīng)方1可進(jìn)行，D正逆

(2)判斷可逆反應(yīng)的熱效應(yīng)

———、值增大——<￡反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

值減小——-正反應(yīng)為越熱反應(yīng)

廠」值增大——?正反應(yīng)為放熱反應(yīng)

值減小-----<卜反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

(3)判斷反應(yīng)程度：K越大，轉(zhuǎn)化率越大，反應(yīng)程度越大，反之也成立。

［示例］在一定溫度下,1L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng):C(s)+H2O(g)==CO(g)

+H2(g),平衡時測得C、H2O>CO、H2的物質(zhì)的量都為(Mmol。

(1)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=molL-,o

(2)若升高平衡體系的溫度，該反應(yīng)的平衡常數(shù)會增大，則該反應(yīng)的

\H0(填或)。

(3)該溫度下，再充入0」molH2()(g),平衡向方向移動，該反應(yīng)的

平衡常數(shù)K'=molfo

(4)該溫度下，加壓，平衡向方向移動，H2O的轉(zhuǎn)化率如何變化？

平衡常數(shù)如何變化？

［答案］(1)0.1(2)>(3)正反應(yīng)0.1(4)逆反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率減小，平

衡常數(shù)不變

訓(xùn)練堂三二

題點(diǎn)?化學(xué)平衡常數(shù)及其應(yīng)用

1.某溫度下氣體反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)，平衡常數(shù)『調(diào)二漏，恒容

時，若溫度適當(dāng)降低，F(xiàn)的濃度增大。下列說法中正確的是()

A.該反應(yīng)的方程式為A(g)+2B(g)=2E(g)+F(g)

B.該反應(yīng)的焙變AHvO

C.升高溫度，平衡常數(shù)增大

D.增大c(E),平衡常數(shù)減小

［答案］C

2.甲醇是重要的化學(xué)工業(yè)基礎(chǔ)原料和清潔液體燃料。工業(yè)上可利用CO或

CO2來生產(chǎn)燃料甲醇。已知制備甲醇的有關(guān)化學(xué)反應(yīng)以及在不同溫度下的化學(xué)

反應(yīng)平衡常數(shù)如下表所示：

平衡溫度/C

化學(xué)反應(yīng)

常數(shù)500800

①2H2(g)+CO(g)一CH30H(g)Ki2.50.15

②H2(g)+CO(g)—HO(g)+CO(g)

22K21.02.50

③3H2(g)+CO2(g)=CH30H(g)+H2O(g)感

⑴據(jù)反應(yīng)①、②與③可推導(dǎo)出所、批與R之間的關(guān)系，則K3=(用

K、&表示)。

(2)反應(yīng)③的AH0(填或“v”)。

(3)500C時測得反應(yīng)③在某時刻%值)、CO2(g)>CH30H值)、出。值)的濃

度(mol?Lr)分別為0.8、O.K0.3、0.15,則此時。正。逆(填“>”

或)o

［解析］(1)反應(yīng)③可通過反應(yīng)①、②加和得到，故KJ=K?K2。

(2)500C時K3=2.5moC2-L2X1.0=2.5moE2-L2800C時爪3=0.15mol-2!?

X2.50<2.5moF2L2,故升溫,K減小，平衡左移，Ai7<0o

0.3X035

22

(3,G=O.83XO.1mo「2?L2=o.88mol-2?L2V2.5mor-L,反應(yīng)正向移動，v

正>&遂。

［答案］(l)KrK2(2)<(3)>

I題后反思I

化學(xué)平衡常數(shù)是指某一具體反應(yīng)的平衡常數(shù)，若反應(yīng)方向改變，則平衡常

數(shù)改變；若化學(xué)方程式中各物質(zhì)的化學(xué)計(jì)量數(shù)等倍擴(kuò)大或縮小，盡管是同一反

應(yīng)，平衡常數(shù)也會改變。

.題點(diǎn)?“三段式”突破K、a的計(jì)算

【典例】H2s與CO2在高溫下發(fā)生反應(yīng)：H2S(g)+CO2(g)-COS(g)+

H2O(g)o在610K時，將O.lOmolCCh與0.40molH2s充入2.5L的空鋼瓶中，

反應(yīng)平衡后水的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.02o

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