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化学反响速率和平衡图象的分析本局部知识在高考中更多是以新情境下的曲线形式考查，考查学生的分析图象的能力，能从图象中找到曲线起点、趋势、拐点，能正确分析可逆反响的特征，从而比拟速率大小、判断平衡移动方向、计算特征点的物理量等。
考查化学平衡移动原理，考查宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想的学科素养。
命题角度1：速率－时间图象(v－t图象)【典例1】(2021·某某模拟)某温度下，2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) ΔH＜0已达到平衡，保持其他条件不变，只改变其中一个条件，v(正)、v(逆)的变化如下列图。
如下判断正确的答案是( )A．①图可能是加压引起的B．②图可能是恒压通O2引起的C．③图可能是升高温度引起的D．④图是移走局部SO3引起的【解析】选D。
增大压强，正逆反响速率都增大，但是正反响速率大于逆反响速率，平衡正向移动，故A错误；恒压条件下通入氧气，瞬间O2浓度增大，v(正)增大，SO3浓度减小，v(逆)减小，平衡正向移动，故B错误；升高温度正逆反响速率都增大，平衡逆向移动，改变条件时逆反响速率大于正反响速率，故C错误；减小三氧化硫浓度，改变条件瞬间，逆反响速率减小、正反响速率不变，正反响速率大于逆反响速率，平衡正向移动，故D正确。
命题角度2：百分含量(或转化率)－时间－温度(或压强)图象【典例2】(2021·某某模拟)可逆反响m A(s)＋n B(g)e C(g)＋f D(g)，反响过程中，当其他条件不变时，C的百分含量(C%)与温度(T)和压强(p)的关系如图。
如下表示正确的答案是( )A．到达平衡后，假如升温，如此K减小B．到达平衡后，参加催化剂C%增大C．化学方程式中n＞e＋fD．到达平衡后，假如增加A的量，B的转化率增大【以图析题·培养关键能力】【解析】选A。
T2达到平衡时间短，温度较高，而C%含量低，如此正反响方向放热，p2达到平衡时间短，压强较大，而C%含量低，如此n＜e＋f，催化剂不影响平衡移动，到达平衡后，假如升温，正反响是放热反响，所以K减小，故A正确；使用催化剂平衡不移动，C%不变，故B错误；p2达到平衡时间短，压强较大，而C%含量低，如此n＜e＋f，故C错误；到达平衡后，假如增加A的量，平衡不移动，所以B的转化率不变，故D错误。
控制变量探究影响反应速率的因素本部分知识在高考考查中更多是以表格形式呈现，考查学生分析数据的能力，能从表格数据中找到单一变量，从而联系影响反应速率的因素分析数据。
考查了化学反应速率及其影响因素，考查了宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知。
命题角度1：单一变量影响化学反应速率【典例1】(2018·北京高考节选)近年来，研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与存储。
(1)I－可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。
将ii补充完整。
i．SO2＋4I－＋4H＋===S↓＋2I2＋2H2Oii.I2＋2H2O＋________===________＋________＋2I－(2)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18 mL SO2饱和溶液加入到2 mL下列试剂中，密闭放置观察现象。
(已知：I2易溶解在KI溶液中)序号A B C D试剂组成0.4 mol·L－1KIa mol·L－1 KI0．2 mol·L－1H2SO40.2mol·L－1H2SO40.2 mol·L－1KI0．000 2 mol I2实验现象溶液变黄，一段时间后出现浑浊溶液变黄，出现浑浊较A快无明显现象溶液由棕褐色很快褪色，变成黄色，出现浑浊较A快①B是A的对比实验，则a＝________。
②比较A、B、C，可得出的结论是_____________________________________。
③实验表明，SO2的歧化反应速率D＞A。
结合i、ii反应速率解释原因：____________________________________________。
【解析】(1)反应ii中I2化合价降低，所以另一种反应物应为还原剂SO2，其化合价升，根据电荷守恒原则，在酸性条件下用H＋调整电荷守恒，故I2＋2H2O 高，生成物是SO2－4＋4H＋＋2I－。
第三讲化学平衡常数化学反响进展的方向考点一化学平衡常数的含义和应用(命题指数★★★★★)1．化学平衡常数：(1)含义：在一定温度下，当一个可逆反响达到化学平衡时，生成物浓度幂之积与反响物浓度幂之积的比值是一个常数，简称平衡常数，用符号K表示。
(2)表达式：对于一般的可逆反响m A(g)＋n B(g)⇌p C(g)＋q D(g)平衡常数的表达式为K＝c p〔C〕·c q〔D〕c〔A〕·〔B〕。
(3)化学平衡常数的意义①化学平衡常数值的大小是可逆反响进展程度的标志，它能够表示可逆反响进展的完全程度。
可以说，化学平衡常数是一定温度下一个反响本身固有的内在性质的定量表现。
②K值越大，说明反响进展的程度越完全，反响物转化率越大；反之，反响进展的程度就越不完全，转化率就越小。
一般来说，当K＞105时，该反响就进展得根本完全了。
③对只有固体、水参加或生成的反响来说，固体和纯液体的浓度视为“1〞。
④K只受温度影响，与反响物或生成物的浓度无关。
2．化学平衡常数的应用：(1)判断反响进展的程度(2)计算转化率依据起始浓度(或平衡浓度)和平衡常数可以计算平衡浓度(或起始浓度)，从而计算反响物的转化率。
利用“三段式〞法，可以计算化学平衡常数，与利用化学平衡常数计算投料量、转化率等。
(3)判断反响的热效应(4)判断化学反响进展的方向 对于可逆反响m A(g)＋n B(g)p C(g)＋q D(g)在任意状态下，生成物的浓度和反响物的浓度之间的关系用Q c (浓度商)＝c p 〔C 〕·c q 〔D 〕c m 〔A 〕·〔B 〕表示，如此：当Q c ＝K 时，v 正＝v 逆，反响处于平衡状态； 当Q c <K 时，v 正＞v 逆，反响向正反响方向进展； 当Q c >K 时，v 正＜v 逆，反响向逆反响方向进展。
1．判断如下说法是否正确，正确的打“√〞，错误的打“×〞。
等效平衡本局部知识在高考中更多是以填空题形式考查，考查学生分析数据的能力，能从数据中找到容器特征、可逆反响特征，能正确分析投料量关系，从而比拟浓度、转化率、热量、百分含量等物理量的相对大小等。
考查了化学平衡原理，考查了宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想的学科素养。
命题角度1：等温等容条件下的等效平衡【典例1】(2018·某某高考，改编)一定温度下，在三个容积一样的恒容密闭容器中按不同方式投入反响物，发生反响：2SO 2(g)＋O2(g)2SO3(g)(正反响放热)，测得反响的相关数据如下：容器1 容器2 容器3反响温度T/K 700 700 800反响物投入量2 mol SO2、1 mol O24 molSO32 mol SO2、1 mol O2平衡v正(SO2)/mol·L－1·s－1v1v2v3平衡c(SO3)/mol·L－1c1c2c3平衡体系总压强p/Pap1p2p3物质的平衡α1(SO2) α2(SO3) α3(SO2)转化率α平衡常数K K1K2K3如下说法正确的答案是( )A．v1<v2，c2<2c1B．K1>K3，p2>2p3C．v1>v3，α1(SO2)<α3(SO2)D．c2>2c3，α2(SO3)＋α3(SO2)<1【解析】选D。
A项，容器2中投入量相当于容器1中投入量的2倍，平衡时，容器2中SO2的速率大，容器2相当于2个容器1加压，平衡正向移动，如此平衡时SO3的量比容器1中2倍还大，错误；B项，平衡常数仅与温度有关，容器3中温度高，而该反响为放热反响，升温平衡逆向移动，平衡常数减小，即K1>K3，容器2中投入量相当于容器3的两倍，两个容器3加压时，平衡正向移动，压强减小，即p2<2p3，并且容器3中温度高于容器2，如此两倍容器3中的压强更大，错误；C项，容器1和3中起始投入量相等，但是容器3中温度高，如此反响速率快，即v3>v1，升高温度，平衡逆向移动，SO2的转化率减小，即α1(SO2)>α3(SO2)，错误；D项，容器2相当于2个容器3加压且降温，平衡会正向移动，容器2平衡时c(SO3)的量比容器3平衡时c(SO3)的量2倍还要多，假如容器2中投入2 mol SO3且两容器的温度相等，如此两容器为完全等效，故有α2(SO3)＋α3(SO2)＝1，对于容器2而言，相当于2个容器3加压且降温，使得反响向生成SO3的方向进展，如此α2(SO3)减小，又因为容器2中温度低，也会使得反响向SO3方向进展，即α2(SO3)减小，所以α2(SO3)＋α3(SO2)<1，正确。
化学反应速率常数和分压平衡常数(K p )本部分知识在高考中更多是以新情景下的主观题形式考查，考查学生的分析新信息和图象的能力，能理解速率计算公式和速率常数，会计算气体分压和分压平衡常数。
考查了化学平衡移动原理、与速率、平衡常数有关的计算，考查了宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想的学科素养。
命题角度1：化学反应速率常数【典例1】(2020·全国Ⅱ卷节选)天然气的主要成分为CH 4，一般还含有C 2H 6等烃类，是重要的燃料和化工原料。
高温下，甲烷生成乙烷的反应如下：2CH 4――→高温C 2H 6＋H 2。
反应在初期阶段的速率方程为r ＝k ×c CH 4，其中k 为反应速率常数。
①设反应开始时的反应速率为r 1，甲烷的转化率为α时的反应速率为r 2，则r 2＝________r 1。
②对于处于初期阶段的该反应，下列说法正确的是__________。
A ．增加甲烷浓度，r 增大 B ．增加H 2浓度，r 增大 C ．乙烷的生成速率逐渐增大 D ．降低反应温度，k 减小【解析】①设开始甲烷的浓度为1 mol·L －1，由速率方程r ＝k ×c CH 4，则r 1＝k ，甲烷的转化率为α时甲烷的浓度为(1－α) mol·L －1，则r 2＝(1－α)k ＝(1－α)r 1。
②由速率方程知甲烷浓度越大，r 越大，与H 2浓度无关，A 正确，B 错误；随反应进行甲烷浓度减小，r 减小，乙烷的生成速率逐渐减小，C 错误；降低反应温度，反应速率减小即k 减小，D 正确。
答案：①(1－α) ②AD 命题角度2：分压平衡常数【典例2】(2020·全国Ⅰ卷节选)硫酸是一种重要的基本化工产品，接触法制硫酸生产中的关键工序是SO 2的催化氧化：SO 2(g)＋12O 2(g)――→钒催化剂SO 3(g)ΔH ＝－98 kJ·mol －1。
将组成(物质的量分数)为2m %SO 2(g)、m %O 2(g)和q %N 2(g)的气体通入反应器，在温度t 、压强p 条件下进行反应。
平衡时，若SO 2转化率为α，则SO 3压强为________，平衡常数K p ＝________________ (以分压表示，分压＝总压×物质的量分数)。
【解析】假设原气体的物质的量为100 mol ，则SO 2、O 2和N 2的物质的量分别为2m mol 、m mol和q mol ，2m ＋m ＋q ＝3m ＋q ＝100，SO 2的平衡转化率为α，则有下列关系： SO 2＋ 12 O 2SO 3 起始量(mol) 2m m 0 变化量(mol) 2m αm α2m α平衡量(mol) 2m (1－α) m (1－α) 2m α平衡时气体的总物质的量为n (总)＝2m (1－α) mol ＋m (1－α) mol ＋2m α mol ＋q mol ，则SO 3的物质的量分数为n （SO 3）n （总）×100%＝2m α mol2m （1－α） mol ＋m （1－α） mol ＋2m α mol ＋q mol×100%＝2m α100－m α ×100%。
该反应在恒压容器中进行，因此，SO 3的分压p (SO 3)＝2m αp100－m α，p (SO 2)＝2m （1－α）p 100－m α ，p (O 2)＝m （1－α）p 100－m α ，在该条件下，SO 2(g)＋12O 2(g)SO 3(g)的K p ＝p （SO 3）p （SO 2）×p 0.5（O 2）＝2m αp 100－m α2m （1－α）p 100－m α×[m （1－α）p 100－m α]0.5＝α（1－α）1.5（mp100－m α）0.5。
答案：2mαp100－mαα（1－α）1.5（mp100－m α）0.51．速率常数： (1)含义。
速率常数(k )是指在给定温度下，反应物浓度皆为1 mol·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速率大小。
(2)速率方程。
一定温度下，基元反应的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：a A ＋b B===g G ＋h H则v ＝kc a(A)·c b(B)(其中k 为速率常数)。
如①SO 2Cl 2SO 2＋Cl 2 v ＝k 1c (SO 2Cl 2) ②2NO 22NO ＋O 2 v ＝k 2c 2(NO 2)③2H2＋2NO N2＋2H2O v＝k3c2(H2)·c2(NO)(3)影响因素。
温度对化学反应速率的影响是显著的，速率常数是温度的函数。
2．分压平衡常数(K p)：(1)含义。
气相反应达平衡时，气态生成物分压幂之积与气态反应物分压幂之积的比值是一个常数，称为分压平衡常数。
(分压＝总压×物质的量分数)(2)计算方法。
如反应a A(g)＋b B(g)c C(g)＋d D(g)，p(A)＝n（A）n（总）×p(总)，K p＝p c（C）·p d（D）p a（A）·p b（B）。
以恒压(大气压为p0)容器中进行的反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)为例，若起始投料为N2 1 mol、H2 3 mol，转化率为50%，列出“三段式”如下：N2(g) ＋3H2(g)2NH3(g)起始 1 mol 3 mol 0转化 0.5 mol 1.5 mol 1 mol平衡 0.5 mol 1.5 mol 1 mol，则K p＝p2（NH3）p（N2）·p3（H2）＝（13p0）2（16p0）·（12p0）3＝489p2。
1．Bodensteins研究了下列反应：2HI(g)H2(g)＋I2(g)，在716 K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：t/min 0 20 40 60 80 120x(HI) 1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784x(HI) 0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784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＝0.002 7 min－1，在t＝40 min 时，v正＝____________min－1。
【解析】平衡时，v正＝v逆，即k正x2(HI)＝k 逆x (H 2)·x (I 2)，则k 正k 逆 ＝x （H 2）x （I 2）x 2（HI ） ＝K ，k 逆＝k 正K。
v 正＝k 正x 2(HI)＝0.002 7 min －1×0.852＝1.95×10－3min －1。
答案：k 正K1.95×10－32．(速率常数)顺1，2二甲基环丙烷和反1，2二甲基环丙烷可发生如下转化：该反应的速率方程可表示为v (正)＝k (正)c (顺)和v (逆)＝k (逆)c (反)，k (正)和k (逆)在一定温度时为常数，分别称作正，逆反应速率常数。
回答下列问题：已知：t 1温度下，k (正)＝0.006 s －1，k (逆)＝0.00 2s －1，该温度下反应的平衡常数值K 1＝________；该反应的活化能E a (正)小于E a (逆)，则ΔH ________0(填“小于”“等于”或“大于”)。
【解析】化学平衡状态时正逆反应速率相等，即v (正)＝v (逆)，则0.006c (顺)＝0.002c (反)，K 1＝c (反)/c (顺)＝0.006÷0.002＝3；该反应的活化能E a (正)＜E a (逆)，说明断键吸收的能量小于成键放出的能量，即该反应为放热反应，ΔH 小于零。
答案：3 小于3．(分压平衡常数)(2018·全国卷Ⅰ节选)采用N 2O 5为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广泛应用。
回答下列问题：F ．Daniels 等曾利用测压法在刚性反应器中研究了25 ℃时N 2O 5(g)分解反应： 2N 2O 5(g)―→4NO 2(g)＋O 2(g)2N 2O 4(g)其中NO 2二聚为N 2O 4的反应可以迅速达到平衡。
体系的总压强p 随时间t 的变化如下表所示(t ＝∞时，N 2O 5(g)完全分解)：t /min 0 40 80 160 260 1 300 1 700 ∞ p /kPa35.840.342.545.949.261.262.363.1①已知：2N 2O 5(g)===2N 2O 4(g)＋O 2(g)ΔH 1＝－4.4 kJ·mo l －12NO 2(g)===N 2O 4(g) ΔH 2＝－55.3 kJ·mol －1则反应N 2O 5(g)===2NO 2(g)＋12 O 2(g)的ΔH ＝__________kJ·mol －1。
②研究表明，N 2O 5(g)分解的反应速率v ＝2×10－3×p N 2O 5(kPa·min －1)。
t ＝62 min 时，测得体系中p O 2＝2.9 kPa ，则此时的p N 2O 5＝______ kPa ，v ＝____ kPa·min －1。
③若提高反应温度至35 ℃，则N 2O 5(g)完全分解后体系压强p ∞(35 ℃)______ 63.1 kPa(填“大于”“等于”或“小于”)，原因是___________________________________。
④25 ℃时N 2O 4(g)2NO 2(g)反应的平衡常数K p ＝______ kPa(K p 为以分压表示的平衡常数，计算结果保留1位小数)。
【解析】①已知2N 2O 5(g)===2N 2O 4(g)＋O 2(g)ΔH 1＝－4.4 kJ·mol －1、2NO 2(g)===N 2O 4(g) ΔH 2＝－55.3 kJ·mol －1，根据盖斯定律可知反应N 2O 5(g)===2NO 2(g)＋12 O 2(g)的ΔH ＝12 ΔH 1－ΔH 2＝[12 ×(－4.4)－(－55.3)]kJ·mol －1＝(－2.2＋55.3)kJ·mol －1＝＋53.1 kJ·mol －1。
②根据2N 2O 5(g)===4NO 2(g)＋O 2(g)反应，初始时只是加入了N 2O 5，同温同体积的情况下，压强之比等于物质的量之比，故可以将压强看成物质的量。
