专题十六化学反十六化学反应速率与化学平衡速率与化学平衡专题十六化学反应速率与化学平衡考情精解读A.考点帮知识全通关目录CONTENTS考点1化学反应速率考点2化学平衡考点3化学平衡常数与转化率考纲要求命题规律命题分析预测知识体系构建方法1化学反应速率的计算与大小比较方法2影响化学反应速率的因素方法3化学平衡状态的判断方法4化学平衡的移动方法5平衡转化率的判断方法6“三段式”法解答有关化学平衡常数的计算方法7等效平衡微课12化学平衡图像题的解题方法B.方法帮素养大提升C.考法帮考向全扫描考向1有关化学反应速率的图像题考向2“三段式”法计算化学平衡常数考向3化学反应速率与化学平衡理论在工业生产中的应用考情精解读考纲要求命题规律命题分析预测知识体系构建1.了解化学反应速率的概念和定量表示方法。能正确计算化学反应的转化率()。2.了解反应活化能的概念,了解催化剂的重要作用。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,能利用化学平衡常数进行相关计算。5.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响,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考纲要求命题规律核心考点考题取样考向必究化学反应速率2015新课标全国卷,T28(4)结合图像考查温度升高时对化学反应速率变化情况的分析(考向1)2015新课标全国卷,T28(4)化学反应速率的计算(考向1)2016全国卷,T27(2) 离子浓度对化学反应速率的影响(方法2)化学平衡2017全国,T28(4)化学平衡状态的判断(方法3)2016全国卷,T27(4)化学平衡移动原理(方法4)2016全国卷,T27结合化工生产实际考查化学反应速率和化学平衡的应用(考向3)命题规律核心考点考题取样考向必究化学平衡常数与转化率2017全国卷,T27(3);2017全国卷,T28(3);2017全国卷,T28(4);2016全国卷,T27(3)转化率的影响因素、计算和大小比较;平衡常数的判断、计算(考向2)（续表）考情分析考情分析高考主要考查对化学反应速率的理解、化学反应速率的相关计算、外界条件对化学平衡的影响、平衡常数的表达及计算、化学反应速率和化学平衡的综合计算及图像问题,延续选择题或非选择题的形式,分值为415分。命命题预测预计在今后的高考中,会将化学平衡移动原理与化工生产、生活实际相结合,考查化学反应速率和化学平衡移动在社会生产、生活、科学等领域的应用,考生应予以重视命题分析预测知识体系构建A.考点帮知识全通关考点1化学反应速率考点2化学平衡考点3化学平衡常数与转化率考点1化学反应速率（重点）指明是用反应体系中的哪种物质作依据。(2)同一化学反应中,各物质表示的化学反应速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比,也等于各物质的浓度变化量之比。化学专题十六化学反应速率与化学平衡1.化学反应速率通常是指在某一段时间内的平均反应速率,而不是某一时刻的瞬时反应速率。2.c是指反应过程中物质的消耗浓度或生成浓度,可根据反应方程式或比例计算。3.固体或纯液体(不是溶液),其浓度保持不变(可视为常数),因此不用固体或纯液体的浓度变化表示反应速率。特别提醒化学专题十六化学反应速率与化学平衡考点2化学平衡（重点） 1.可逆反可逆反应在相同条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应方向进行的化学反应,称为可逆反应。在可逆反应中使用“”。可逆反应必须是同一条件下既能向正反应方向进行又能向逆反应方向进行的反应,对于在不同反应条件下进行的反应物、生成物正好相反的反应则不能认为是可逆反应。可逆反可逆反应的特点的特点1.正反应和逆反应发生的条件相同。2.在可逆反应体系中,反应不能进行彻底,与化学反应有关的各种物质同时存在,即反应物不能全部转化为生成物,生成物也不能全部转化为反应物。3.能量转化可逆。若正反应是吸(或放)热反应,则逆反应是放(或吸)热反应。4.对于可逆反应,可以通过改变反应条件,使之向着人们需要的反应方向最大限度地进行。规律总结化学专题十六化学反应速率与化学平衡2.化学平衡状化学平衡状态一定条件下的可逆反应,当反应进行到一定程度时,正反应速率和逆反应速率相等,反应物的浓度和生成物的浓度不再改变,我们称之为“化学平衡状态”,简称化学平衡。化学专题十六化学反应速率与化学平衡3.化学平衡状化学平衡状态的特征的特征化学专题十六化学反应速率与化学平衡4.化学平衡的移化学平衡的移动 (1)化学平衡的移动定义达到平衡状态的反应体系,条件改变,引起平衡状态被破坏的过程。化学平衡移动的过程化学专题十六化学反应速率与化学平衡(2)影响化学平衡移动的因素温度:在其他条件不变的情况下,升高温度,化学平衡向吸热反应方向移动;降低温度,化学平衡向放热反应方向移动。浓度:在其他条件不变的情况下,增大反应物浓度或减小生成物浓度,化学平衡向正反应方向移动;减小反应物浓度或增大生成物浓度,化学平衡向逆反应方向移动。压强:对于反应前后总体积发生变化的化学反应,在其他条件不变的情况下,增大压强,化学平衡向气体体积减小的方向移动;减小压强,化学平衡向气体体积增大的方向移动。化学专题十六化学反应速率与化学平衡注意因压强的影响实质是对浓度的影响,所以只有当压强“改变”能造成浓度改变时,化学平衡才可能移动。催化剂:由于催化剂能同时同等程度地增大或减小正反应速率和逆反应速率,故其对化学平衡的移动无影响。催化剂可以缩短达到平衡所需的时间。化学专题十六化学反应速率与化学平衡疑难辨析化学平衡移化学平衡移动的根本原因的根本原因改变条件化学专题十六化学反应速率与化学平衡(3)勒夏特列原理在密闭体系中,如果改变影响化学平衡的一个条件(如温度、压强或浓度等),平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。注意“减弱”不等于“消除”,更不是“扭转”,即平衡移动不能将外界影响完全消除,而只能减弱。化学专题十六化学反应速率与化学平衡考点3化学平衡常数与转化率（难点）特别提醒化学专题十六化学反应速率与化学平衡化学专题十六化学反应速率与化学平衡(3)应用判断反应进行的限度K值大,说明反应进行的程度大,反应物的转化率高。K值小,说明反应进行的程度小,反应物的转化率低。K 105反应程度很难进行反应可逆反应可接近完全化学专题十六化学反应速率与化学平衡利用平衡常数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。化学专题十六化学反应速率与化学平衡化学专题十六化学反应速率与化学平衡误区警示1.同一个反应中,反应物可有多种,但不同反应物的转化率可能不同。2.对于一个确定的化学反应,温度一定,平衡常数一定。 3.化学反化学反应进行的方向行的方向(1)自发过程含义在一定条件下,不需要借助外力就可以自动进行的过程。特点a.体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或释放热量);b.在密闭条件下,体系有从有序自发转变为无序的倾向(无序体系更加稳定)。化学专题十六化学反应速率与化学平衡(2)化学反应方向的判据焓判据放热反应过程中体系能量降低,HS(l)S(s)。c.熵判据:体系的混乱度增加,S0,反应有自发进行的倾向。但有些熵减的过程也能自发进行,故只用熵变来判断反应进行的方向也不全面。化学专题十六化学反应速率与化学平衡复合判据自由能变化判据在温度、压强一定的条件下,化学反应进行的方向是反应的焓变和熵变共同影响的结果,因此,把焓判据和熵判据结合起来组成的复合判据即自由能变化G,更适合对所有过程进行判断。G=H-TS(T为开尔文温度),G的正、负决定着反应的自发与否。G0,则反应不能自发进行。化学专题十六化学反应速率与化学平衡化学专题十六化学反应速率与化学平衡B.方法帮素养大提升方法1化学反应速率的计算与大小比较方法2影响化学反应速率的因素方法3化学平衡状态的判断方法4化学平衡的移动方法5平衡转化率的判断方法6“三段式”法解答有关化学平衡常数的计算方法7等效平衡微课12化学平衡图像题的解题方法方法1化学反应速率的计算与大小比较方法解读：化学专题十六化学反应速率与化学平衡注意以上浓度也可用物质的量替代,且第一段是加料的量,其数值与化学方程式中的化学计量数没有关系。化学专题十六化学反应速率与化学平衡示例1 2014北京理综,12,6分一定温度下,10mL0.40mol/LH2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。t/min0246810V(O2)/mL0.09.917.2 22.4 26.5 29.9下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)A.06min的平均反应速率:v(H2O2)3.310-2mol/(Lmin)B.610min的平均反应速率:v(H2O2)v逆向正反应方向移动减小反应物的浓度减小不变v正v逆向逆反应方向移动增大生成物的浓度不变增大v正v逆向正反应方向移动化学专题十六化学反应速率与化学平衡条件改变的时刻v正的变化v逆的变化v正与v逆的比较平衡移动方向压强(通过改变体积使压强变化)m+np+q增大压强增大增大v正v逆向正反应方向移动减小压强减小减小v正v逆向逆反应方向移动m+np+q增大压强增大增大v正v逆向正反应方向移动（续表）化学专题十六化学反应速率与化学平衡条件改变的时刻v正的变化v逆的变化v正与v逆的比较平衡移动方向压强(通过改变体积使压强变化)m+n=p+q增大压强增大增大v正=v逆平衡不移动减小压强减小减小v正=v逆平衡不移动容积不变充入稀有气体不变不变v正=v逆平衡不移动（续表）化学专题十六化学反应速率与化学平衡条件改变的时刻v正的变化v逆的变化v正与v逆的比较平衡移动方向压强不变充入稀有气体m+np+q减小减小v正v逆向逆反应方向移动m+n=p+q减小减小v正=v逆平衡不移动m+nv逆向正反应方向移动（续表）化学专题十六化学反应速率与化学平衡条件改变的时刻v正的变化v逆的变化v正与v逆的比较平衡移动方向温度H0升高温度增大增大v正v逆向正反应方向移动H0升高温度增大增大v正v逆向正反应方向移动降低温度减小减小v正v逆向逆反应方向移动化学专题十六化学反应速率与化学平衡（续表）条件改变的时刻v正的变化v逆的变化v正与v逆的比较平衡移动方向催化剂使用正催化剂增大增大v正=v逆平衡不移动使用负催化剂减小减小v正=v逆平衡不移动化学专题十六化学反应速率与化学平衡（续表）2.浓度、度、压强强和温度和温度对平衡移平衡移动影响的几种特殊情况影响的几种特殊情况(1)改变固体或纯液体的量,对平衡无影响。(2)当反应混合物中不存在气态物质时,压强的改变一般对平衡无影响。(3)对于反应前后气体体积无变化的反应,如H2(g)+I2(g)2HI(g),压强的改变对平衡无影响。但增大(或减小)压强会使各物质的浓度增大(或减小),混合气体的颜色变深(或变浅)。(4)恒容时,同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时,应视为压强的影响,增大(减小)浓度相当于增大(减小)压强。(5)在恒容容器中,当改变其中一种气态物质的浓度时,必然会引起压强的改化学专题十六化学反应速率与化学平衡变,在判断平衡移动的方向、物质的转化率和体积分数变化时,应灵活分析浓度和压强对化学平衡的影响。若用表示物质的转化率,表示气体的体积分数,则:对于A(g)+B(g)C(g)类反应,达到平衡后,保持温度、容积不变,加入一定量的A,则平衡向正反应方向移动,(B)增大而(A)减小,(B)减小而(A)增大。对于aA(g)bB(g)或aA(g)bB(g)+cC(g)类反应,达到平衡后,保持温度、容积不变,加入一定量的A,平衡移动的方向、A的转化率变化,可分以下三种情况进行分析:化学专题十六化学反应速率与化学平衡化学专题十六化学反应速率与化学平衡示例6在密闭容器中,发生反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)H0,下列有关说法正确的是A.恒温恒容条件下,充入少量H2,平衡向正反应方向移动,逆反应速率会一直减小B.恒温恒容条件下,充入少量He,压强增大,平衡正向移动C.其他条件不变时,升高温度,平衡向逆反应方向移动,正反应速率减小D.使用催化剂可大大提高生产效率化学专题十六化学反应速率与化学平衡解析恒温恒容条件下,充入少量H2,增大了反应物的浓度,在这一时刻正反应速率变大,逆反应速率不变,随后正反应速率会不断减小,而逆反应速率不断增大,直至两者相等,建立新的平衡状态,A错误;恒温恒容条件下,充入少量稀有气体He,体系内总压强虽然增大,但反应体系中各物质的浓度未变,所以平衡不移动,B错误;升高温度,正逆反应速率均增大,C错误;催化剂能提高化学反应速率,加快反应进行,也就是提高了生产效率,D正确。答案D化学专题十六化学反应速率与化学平衡若将外界条件对反应速率的影响等同于对平衡移动的影响,则会导致错选。外界条件的改变可能会使正、逆反应速率都发生变化或只有一方发生变化,而平衡移动的方向由v正和v逆的相对大小决定,条件改变时平衡有可能不发生移动。突破攻略化学专题十六化学反应速率与化学平衡示例7压强对化学平衡移动的影响2018西安第一中学上学期质量检测将E和F加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:E(g)+F(s)2G(g)。忽略固体体积,平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如表所示:压强/MPa体积分数/%温度/1.02.03.081054.0ab915c75.0d1000ef83.0化学专题十六化学反应速率与化学平衡b0K(1000)K(810)上述中正确的有A.4个B.3个C.2个D.1个化学专题十六化学反应速率与化学平衡答案A解析同温下,增大压强,平衡逆向移动,平衡时G的体积分数变小,故可知54.0ab,因75.0a,故升温平衡正向移动,从而可知f75.0,所以正确;在915、2.0MPa下,设E的起始物质的量为amol,转化率为x,则平衡时G的物质的量为2axmol,由题意得2ax/(a-ax+2ax)100%=75.0%,解得x=0.6,正确;该反应是气体体积增大的反应,因此为熵增反应,正确;结合前面分析知升温平衡正向移动,则平衡常数增大,正确。化学专题十六化学反应速率与化学平衡方法5平衡转化率的判断方法解读：判断反应物转化率的变化时,不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来,要视具体情况而定。常见有以下几种情形:反应类型条件的改变反应物转化率的变化有多种反应物的可逆反应:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)恒容时只增加反应物A的用量反应物A的转化率减小,反应物B的转化率增大同等倍数地增大反应物A、B的量恒温恒压条件下反应物转化率不变恒温恒容条件下m+np+q反应物A和B的转化率均增大m+nn+p反应物A的转化率增大mn+p反应物A的转化率减小m=n+p反应物A的转化率不变化学专题十六化学反应速率与化学平衡（续表）示例8反应X(g)+Y(g)2Z(g)H0.060化学专题十六化学反应速率与化学平衡解析实验中05min内v(N)=v(M)=1.010-3mol/(Lmin),A项错误;实验中平衡时X、Y、M、N的浓度分别为0.002mol/L、0.032mol/L、0.008mol/L和0.008mol/L,求得K=1.0,B项错误;实验中,平衡时X、Y、M、N的物质的量分别为(单位为mol,略去)0.20-a、0.30-a、a和a,则根据化学平衡常数K=1.0可求得a=0.120,则X的转化率为60%,C项正确;根据实验和,可求出700和800的平衡常数,从而可确定该反应为放热反应,该反应前后气体体积不发生改变,故保持温度不变,将实验中容器容积扩大一倍(相当于向10L容器中充入X、Y的物质的量分别为0.10mol、0.15mol,设为实验化学专题十六化学反应速率与化学平衡),平衡不移动,X的转化率不变,实验到为升温过程,升温平衡逆向移动,X的转化率降低(小于60%),则b0.060,D项错误。答案 C化学专题十六化学反应速率与化学平衡方法7等效平衡方法解读：1.等效平衡的概念等效平衡的概念在相同条件下(恒温、恒容或恒温、恒压),同一可逆反应体系,不管是从正反应方向开始,还是从逆反应方向开始,只要按化学方程式中各物质的化学计量数之比投入反应物或生成物,在达到化学平衡状态时,任何相同组分的百分含量(体积分数、物质的量分数等)均相同,这样的化学平衡互称为等效平衡。2.等效平衡与等同平衡的异同等效平衡与等同平衡的异同条件等效条件结果恒温恒容:反应前后气体体积不相等的可逆反应,aA(g)+bB(g) cC(g)n(g)0投料换算成相同物质表示的物质的量相同回归定值两次平衡时各组分百分含量、n、c均相同完全相同等同平衡恒温恒容:反应前后气体体积相等的可逆反应,aA(g)+bB(g) cC(g)n(g)=0投料换算成相同物质表示的物质的量等比例回归定比两次平衡时各组分百分含量相同,n、c同比例变化等效平衡化学专题十六化学反应速率与化学平衡条件等效条件结果恒温恒压:所有有气体参加的可逆反应投料换算成相同物质表示的物质的量等比例回归定比两次平衡时各组分百分含量相同、c相同,n同比例变化等效平衡化学专题十六化学反应速率与化学平衡（续表）示例10 2017江苏,15,4分双选温度为T1时,在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应:2NO2(g)2NO(g)+O2(g)(正反应吸热)。实验测得:v正=v(NO2)消耗=k正c2(NO2),v逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k逆c2(NO)c(O2),k正、k逆为速率常数,受温度影响。下列说法正确的是容器编号物质的起始浓度(molL-1)物质的平衡浓度(molL-1)c(NO2)c(NO)c(O2)c(O2)0.6000.20.30.50.200.50.35化学专题十六化学反应速率与化学平衡化学专题十六化学反应速率与化学平衡化学专题十六化学反应速率与化学平衡化学专题十六化学反应速率与化学平衡微课12化学平衡图像题的解题方法微点解读1.化学平衡化学平衡图像像(1)浓度-时间图:此类图像能说明平衡体系中各组分在反应过程中的浓度变化情况。如A+BAB的反应情况如图1所示,解该类图像题要注意各物质曲线出现折点(达到平衡)的时刻相同,各物质浓度变化的内在联系及比例符合化学方程式中的化学计量数关系。(2)全程速率-时间图:如Zn与足量盐酸的反应,反应速率随时间变化的曲线如图2所示。AB段(v增大),因该反应为放热反应,随反应的进行,温度增高,导致反应速率增大;BC段(v减小),主要原因是随反应的进行,溶液中c(H+)减小,导致反应速率减小。故分析时要抓住各阶段的反应特点,认真分析。(3)速率-时间图:逐一改变各项条件,正逆反应速率随时间的变化情况与平衡移动方向的关系见下表以合成氨反应为例:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)Hp1。(2)“先拐先平数值大”原则对于同一化学反应在化学平衡图像中,先出现拐点的反应先达到平衡状态,先出现拐点的曲线表示的温度较高(如图10所示,表示反应物的转化率)或压强较大如图11所示,(A)表示反应物A的体积分数。化学专题十六化学反应速率与化学平衡图10图11图10:T2T1,正反应放热。图11:p10在716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:考向1有关化学反应速率的图像题t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784(1)根据上述实验结果,该反应的平衡常数K的计算式为。(2)上述反应中,正反应速率为v正=k正x2(HI),逆反应速率为v逆=k逆x(H2)x(I2),其中k正、k逆为速率常数,则k逆为(以K和k正表示)。若k正=0.0027min-1,在t=40min时,v正=min-1。(3)由上述实验数据计算得到v正x(HI)和v逆x(H2)的关系可用下图表示。当升高到某一温度时,反应重新达到平衡,相应的点分别为(填字母)。化学专题十六化学反应速率与化学平衡思思维导引引反应前后气体分子数不变的可逆反应升温时,v正、v逆均增大,纵坐标值均增大,平衡向吸热的正反应方向移动,x(HI)减小,x(H2)增大化学专题十六化学反应速率与化学平衡化学专题十六化学反应速率与化学平衡化学专题十六化学反应速率与化学平衡示例示例122017全国卷,28(3),8分H2S与CO2在高温下发生反应:H2S(g)+CO2(g)COS(g)+H2O(g)。在610K时,将0.10molCO2与0.40molH2S充入2.5L的空钢瓶中,反应平衡后水的物质的量分数为0.02。H2S的平衡转化率1=%,反应平衡常数K=。在620K重复实验,平衡后水的物质的量分数为0.03,H2S的转化率21,该反应的H0。(填“”“B化学专题十六化学反应速率与化学平衡考向3化学反应速率与化学平衡理论在工业生产中的应用有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是。(2)图(a)为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线,最高产率对应的温度为460。低于460时,丙烯腈的产率(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡产率,判断理由是;高于460时,丙烯腈产率降低的可能原因是(双选,填标号)。A.催化剂活性降低B.平衡常数变大C.副反应增多D.反应活化能增大化学专题十六化学反应速率与化学平衡(3)丙烯腈和丙烯醛的产率与n(氨)/n(丙烯)的关系如图(b)所示。由图可知,最佳n(氨)/n(丙烯)约为,理由是。进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为。化学专题十六化学反应速率与化学平衡思思维导引引化学专题十六化学反应速率与化学平衡解解 析析 (1)因为两个反应均为放出热量较大的反应,产物的能量较低所以热力学趋势大;反应为气体体积增大的放热反应,所以降低温度、降低压强有利于提高丙烯腈的平衡产率;提高丙烯腈反应选择性的关键因素是催化剂。(2)生成丙烯腈的反应为放热反应,故平衡转化率随温度升高而降低,反应的开始阶段,反应尚未达到平衡,低 于 460是建立化学平衡的过程,故温度低于460时,丙烯腈的产率不是对应温度下的平衡产率;高 于 460时,丙烯腈产率降低。温度过高,催化剂活性降低,A项正确;该反应为放热反应,升高温度,平衡常数减小 ,B项错误 ;副反应与生成丙烯腈的反应为竞争反应,故副反应增多,产率降低,C项正确;升高温度可以提高活化分子的百分数 ,但不能化学专题十六化学反应速率与化学平衡答案答案(1)两个反应均为放热量大的反应降低温度、降低压强催化剂(2)不是该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低AC(3)1.0该比例下丙烯腈产率最高,而副产物丙烯醛产率最低17.51化学专题十六化学反应速率与化学平衡