2020高考化学二轮考前复习练习：10专题十化学反应速率和化学平衡（Word版含解析）

最新考纲： 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(α)。 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。 　化学反应速率、化学平衡及其影响因素和相关图像探析 【专题知识整合】 1．正确理解化学反应速率的影响因素 (1)“惰性气体”对反应速率的影响 ①恒容：充入“惰性气体”总压增大―→参与反应的物质浓度不变(活化分子浓度不变)―→ 反应速率不变。 ②恒压：充入“惰性气体”体积增大―→参与反应的物质浓度减小(活化分子浓度减小)―→ 反应速率减小。 (2)纯液体、固体对化学反应速率的影响 在化学反应中，纯液体和固态物质的浓度为常数，故不能用纯液体和固态物质的浓度变 化来表示反应速率，但是固态反应物颗粒的大小是影响反应速率的条件之一，如煤粉由于表 面积大，燃烧就比煤块快得多。 (3)外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。 ①当增大反应物浓度时，瞬间 v 正增大，v 逆不变，随后 v 正逐渐减小，v 逆逐渐增大直至 平衡。 ②增大压强，v 正和 v 逆都增大，气体分子数减小方向的反应速率变化程度大。 ③对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率。 ④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。 ⑤使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。2．突破化学平衡状态的判断标志 (1)化学平衡标志的判断要注意“三关注”：一要关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压 还是绝热容器；二要关注反应特点，是等体积反应还是非等体积反应；三要关注特殊情况， 是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。 如在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变化时：a.混合气体的压强；b.混 合气体的密度；c.混合气体的总物质的量；d.混合气体的平均相对分子质量；e.混合气体的颜 色；f.各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比；g.某种气体的百分含量。 ①能说明 2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是 acdg(填字母，下同)。 ②能说明 I2(g)＋H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是 eg。 ③能说明 2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是 acdeg。 ④能说明 C(s)＋CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是 abcdg。 ⑤能说明 A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)达到平衡状态的是 bdg。 ⑥能说明 NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是 abc。 ⑦能说明 5CO(g)＋I2O5(s)5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是 bdg。 (2)化学平衡标志的判断还要注意“一个角度”，即从微观角度分析判断。 如反应 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，下列各项能说明该反应达到平衡状态的是①②③④(填 序号)。 ①断裂 1 mol N≡N 键的同时生成 1 mol N≡N 键； ②断裂 1 mol N≡N 键的同时生成 3 mol H—H 键； ③断裂 1 mol N≡N 键的同时断裂 6 mol N—H 键； ④生成 1 mol N≡N 键的同时生成 6 mol N—H 键。 3．掌握化学平衡移动的判断方法 (1)依据勒夏特列原理判断 通过比较平衡破坏瞬时的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。 ①若外界条件改变，引起 v 正＞v 逆，则化学平衡向正反应方向(或向右)移动； ②若外界条件改变，引起 v 正＜v 逆，则化学平衡向逆反应方向(或向左)移动； ③若外界条件改变，虽能引起 v 正和 v 逆变化，但变化后新的 v 正′和 v 逆′仍保持相等，则 化学平衡没有发生移动。 (2)依据浓度商(Qc)规则判断 通过比较浓度商(Qc)与平衡常数(K)的大小来判断平衡移动的方向。 ①若 Qc＞K，平衡逆向移动； ②若 Qc＝K，平衡不移动； ③若 Qc＜K，平衡正向移动。 4．正确理解不能用勒夏特列原理解释的问题(1)若外界条件改变后，无论平衡向正反应方向移动还是向逆反应方向移动都无法减弱外 界条件的变化，则平衡不移动。如对于 H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)，由于反应前后气体的分子总 数不变，外界压强增大或减小时，平衡无论正向移动还是逆向移动都不能减弱压强的改变。 所以对于该反应，压强改变，平衡不发生移动。 (2)催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，所以催化剂不会影响化学平衡。 【高考真题再现】 角度一　化学反应速率的影响因素 1．[2019·高考全国卷Ⅱ，T27(3)]环戊二烯( )容易发生聚合生成二聚体，该反应为可 逆反应。不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是 ________(填标号)。 A．T1＞T2 B．a 点的反应速率小于 c 点的反应速率 C．a 点的正反应速率大于 b 点的逆反应速率 D．b 点时二聚体的浓度为 0.45 mol·L－1 解析：由相同时间内，环戊二烯浓度减小量越大，反应速率越快可知，T1E 点 c．反应适宜温度：480～520 ℃ 解析：a 项，同一点比较正、逆反应速率看反应进行方向，B 点反应正向进行，所以 v正>v 逆，正确；b 项，不同点比较正、逆反应速率看反应条件，A 点温度低于 E 点温度，所以 v 正： A 点p＋q，且 ΔH>0 (1)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； (2)t2 时升高温度，正反应和逆反应速率均增大，吸热反应的反应速率增大得快； (3)t3 时减小压强，容器容积增大，浓度变小，正反应速率和逆反应速率均减小，正反应 的反应速率减小得多； (4)t4 时使用催化剂，正反应速率和逆反应速率均瞬间增大但仍相等。 2. 转化率(或含量)—时间图像 反应 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且 ΔH>0(1)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； (2)图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； (3)图丙表示催化剂对反应物转化率的影响，催化剂只能改变化学反应速率，不能改变反 应物的转化率。 3．恒压(温)线 反应 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且 ΔH>0 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。 4．特殊类型图像 (1)对于化学反应 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如图所示，M 点前，表示从反应物开始， v 正＞v 逆；M 点为刚达到平衡点；M 点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A 的百分含量 增加或 C 的百分含量减少，平衡左移，故正反应 ΔH＜0。 (2)对于化学反应 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如图所示，L 线上所有的点都是平衡点。 L 线的左上方(E 点)，A 的百分含量大于此压强时平衡体系的 A 的百分含量，所以 E 点 v正＞v 逆；则 L 线的右下方(F 点)，v 正＜v 逆。 5．速率、平衡图像题的分析方法 (1)认清坐标系，弄清纵、横坐标所代表的意义，并与有关原理相结合。 (2)看清起点，分清反应物、生成物，浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点。 (3)看清曲线的变化趋势，注意渐变和突变，分清正、逆反应曲线，从而判断反应特点。 (4)注意终点。例如，在浓度—时间图像上，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物 的增加量，并结合有关原理进行推理判断。 (5)图像中先拐先平数值大。例如，在转化率—时间图像上，先出现拐点的曲线先达到平 衡，此时逆向推理可得该曲线对应的温度高、浓度大或压强大。 (6)定一议二原则。当图像中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。 【题组模拟演练】 题组一　化学反应速率的影响因素及应用 1．Ⅰ.已知：反应 aA(g)＋bB(g)cC(g)，某温度下，在 2 L 的密闭容器中投入一定量的 A、B，两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。 (1) 经 测 定 前 4 s 内 v(C) ＝ 0.05 mol·L － 1 · s － 1 ， 则 该 反 应 的 化 学 方 程 式 为 ________________________________________________________________________。 (2)请在图中将生成物 C 的物质的量浓度随时间的变化曲线绘制出来。 (3)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三 个容器中的反应速率分别为 甲：v(A)＝0.3 mol·L－1·s－1， 乙：v(B)＝0.12 mol·L－1·s－1， 丙：v(C)＝9.6 mol·L－1·min－1， 则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为__________________。 Ⅱ.密闭容器中发生如下反应：A(g)＋3B(g)2C(g)　ΔH v(B) b ，则用 A 表示的反应速率比用 B 表示的反应速率大。 3．在分析影响化学反应速率的因素时，要理清主次关系。 题组二　利用图像、Q 与 K 的关系判断化学平衡状态 2．汽车尾气净化的主要原理为 2NO(g)＋2CO(g)催化剂 2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＜0。若该反 应在绝热、恒容的密闭容器中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到 t1 时刻达到平衡 状态的是________(填编号)。 解析：①达到平衡时，v 正应保持不变。②由于该反应是放热反应，又是绝热容器，体系 温度升高，平衡左移，K 减小。③w(NO)逐渐减小，达到平衡时保持不变。④因正反应放热， 容器绝热，故反应开始后体系温度升高，达到平衡状态时，体系温度不再发生变化。⑤ΔH 是 一个定值，不能用于判断可逆反应是否达到平衡状态。 答案：②③④ 3．一定温度下，将 2 mol NO、1 mol CO 充入 1 L 固定容积的密闭容器中发生反应：2NO(g) ＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH