备战2023年高考化学母题题源解密专题10 化学反应速率与化学平衡(解析版)

专题10 化学反应速率与化学平衡

【母题来源】2022年湖南卷

【母题题文】（双选）向体积均为1L的两恒容容器中分别充入2mol X和1mol Y发生反应：2X(g)+Y(g)Z(g) ΔH，其中甲为绝热过程，乙为恒温过程，两反应体系的压强随时间的变化曲线如图所示。下列说法正确的是

A．ΔH>0 B．气体的总物质的量：acn

C．a点平衡常数：K>12 D．反应速率：abv

【答案】BC

【试题解析】

A．甲容器在绝热条件下，随着反应的进行，压强先增大后减小，根据理想气体状态方程PV=nRT可知，刚开始压强增大的原因是因为容器温度升高，则说明上述反应过程放热，即H＜0，故A错误；

B．根据A项分析可知，上述密闭溶液中的反应为放热反应，图中a点和c点的压强相等，因甲容器为绝热过程，乙容器为恒温过程，若两者气体物质的量相等，则甲容器压强大于乙容器压强，则说明甲容器中气体的总物质的量此时相比乙容器在减小即气体总物质的量：na＜nc，故B正确；

C．a点为平衡点，此时容器的总压为p，根据理想气体状态方程PV=nRT可知，在恒容条件下进行，气体的物质的量之比等于PT整体之比，根据A项分析可知，绝热条件下，反应到平衡状态放热，所以Ta＞T始，压强：Pa=12P始，则na＜12n始，可设Y转化的物质的量浓度为xmol∙L−1，则列出三段式如下：02X(g)+Y(g)Z(g)2102xxx22x1xxccc平，则有[(22x)(1x)x]mol＜13mol2，计算得到x＞0.75，那么化学平衡常数K=2c(Z)c(X)c(Y)＞20.75120.50.25，故C正确；

D．根据图像可知，甲容器达到平衡的时间短，温度高，所以达到平衡的速率相对乙容器的快，即Va正＞Vb正，故D错误。

综上所述，答案为BC。 【母题来源】2022年广东卷

【母题题文】恒容密闭容器中，422BaSOs4HgBaSs4HOg在不同温度下达平衡时，各组分的物质的量(n)如图所示。下列说法正确的是

A．该反应的Δ0H

B．a为2HOn随温度的变化曲线

C．向平衡体系中充入惰性气体，平衡不移动

D．向平衡体系中加入4BaSO，H2的平衡转化率增大

【答案】C

【试题解析】

A．从图示可以看出，平衡时升高温度，氢气的物质的量减少，则平衡正向移动，说明该反应的正反应是吸热反应，即ΔH＞0，故A错误；

B．从图示可以看出，在恒容密闭容器中，随着温度升高氢气的平衡时的物质的量减少，则平衡随着温度升高正向移动，水蒸气的物质的量增加，而a曲线表示的是物质的量不随温度变化而变化，故B错误；

C．容器体积固定，向容器中充入惰性气体，没有改变各物质的浓度，平衡不移动，故C正确；

D．BaSO4是固体，向平衡体系中加入BaSO4，不能改变其浓度，因此平衡不移动，氢气的转化率不变，故D错误；

故选C。

【命题意图】

本题主要考查了化学平衡状态的建立及其途径、影响化学化学平衡的因素、有关化学平衡的计算等等。考查学生对化学平衡转化率相关原理的理解和掌握程度，也考查了学生对图表信息的获取、分析和加工能力。该题意在引导学生重视化学平衡等基本原理的理解和应用，关注信息获取、加工和处理能力的提高。明确影响反应速率的因素和影响平衡移动的因素是解题关键，会利用“三段式”法进行化学计算，培养学生分析化学平衡图象的能力。

【命题方向】 化学反应速率与化学平衡是每年高考的必考内容。化学反应速率是化学平衡移动的基础变量。化学反应速率的计算和外界条件对化学反应速率的影响，常结合化学平衡的应用进行综合考查，有时在选择题和填空题中单独考查，应注意理论联系实际，灵活分析。高考对化学平衡状态的考查，往往通过化学平衡的特征及化学平衡常数的计算和理解进行。化学平衡常数是新出现的高考热点，必须理解透彻。另外还要重点关注化学平衡的现象和实质。高考围绕勒夏特列原理的理解，通过实验、判断、图像、计算等形成对化学平衡移动进行综合考查，是化学反应速率和化学(平衡)状态的综合应用体现，平时加强针对性强化训练，注重规律和方法技能的总结，提高解题能力。

【得分要点】

1.化学平衡移动方向的判断。

浓度、压强影响化学平衡的几种特殊情况：

(1)当反应混合物中存在与其他物质不相混溶的固体或纯液体物质时，由于其“浓度”是恒定的，不随其量的增减而变化，故改变这些固体或液体的量，对平衡基本无影响。

(2)由于压强的变化对非气态物质的浓度基本无影响，因此，当反应混合物中不存在气态物质时，压强的变化不能使无气态物质存在的化学平衡发生移动。

(3)气体减压或增压与溶液稀释或浓缩的化学平衡移动规律相似。

(4)对于反应前后气体分子数无变化的反应，如H2(g)+I2(g) 2HI(g)，压强的变化对其平衡无影响。这是因为在这种情况下，压强的变化对正、逆反应速率的影响程度是等同的，故平衡不移动。

(5)同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度，应视为压强对平衡的影响，如某合成氨平衡体系中，c(N2)=0.1 mol·L−1、c(H2)=0.3 mol·L−1、c(NH3)=0.2 mol·L−1，当浓度同时增大一倍时，即让c(N2)=0.2 mol·L−1、c(H2)=0.6 mol·L−1、c(NH3)=0.4 mol·L−1，此时相当于压强增大一倍，平衡向生成NH3的方向移动。

(6)“惰性气体”对化学平衡的影响：

①恒温、恒容条件：原平衡体系体系总压强增大体系中各组分的浓度不变平衡不移动。 ②恒温、恒压条件：原平衡体系容器容积增大，各反应气体的分压减小体系中各组分的浓度同倍数减小(等效于减压)，平衡向气体体积增大的方向移动。

注意：

(1)压强影响的实质是浓度的影响，所以只有当这些“改变”造成浓度改变时，平衡才有可能移动。(2)化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是“消灭”外界条件的改变，改变是不可逆转的。新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。如：

①增大反应物A的浓度，平衡右移，A的浓度在增大的基础上减小，但达到新平衡时，A的浓度一定比原平衡大。

②若将体系温度从50 ℃升高到80 ℃，则化学平衡向吸热反应方向移动，达到新的平衡状态时50 ℃

③若对体系N2(g)+3H2(g)2NH3(g)加压，例如从30 MPa加压到60 MPa，化学平衡向气体分子数减小的方向移动，达到新的平衡时30 MPa

(4)我们在分析化学平衡移动对颜色、压强、浓度等变化时，有时我们可以给自己建一个平台，“假设平衡不移动”，然后在此平台的基础上进行分析、比较就容易得到正确答案。

2.化学平衡图象分析。

(1)图象类型

①浓度—时间图：此类图象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反应情况如图1所示，解该类图象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速率—时间图：如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图2所示的情况，解释原因：AB段(v渐增)，因反应为放热反应，随着反应的进行，温度渐高，导致反应速率增大；BC段(v渐小)，则主要原因是随反应的进行，溶液中c(H+)逐渐减小，导致反应速率减小。故分析时要抓住各阶段的主要矛盾，认真分析。

③含量—时间—温度(压强)图：常见形式有如下几种。(C%指生成物的质量分数；B%指某反应物的质量分数) ④恒压(温)线(如图3所示)：该类图的纵坐标为物质的平衡浓度(c)或反应物的转化率(α)，横坐标为温度(T)或压强(p)，常见类型如下所示：

⑤其他：如图4所示曲线是其他条件不变时，某反应物的最大转化率(α)与温度(T)的关系曲线，图中标出的1、2、3、4四个点，表示v正>v逆的点是3，表示v正

(2)具体步骤

化学平衡图象题的解题步骤：有关化学平衡、化学反应速率的图表题一直是高考关注的热点，在审题时，一般采用“看特点，识图象，想原理，巧整合”四步法。

第一步：看特点。即分析可逆反应化学方程式，观察物质的状态、气态物质分子数的变化(正反应是气体分子数增大的反应，还是气体分子数减小的反应)、反应热(正反应是放热反应，还是吸热反应)等。

第二步：识图象。即识别图象类型，横坐标和纵坐标的含义、线和点(平台、折线、拐点等)的关系。利用规律“先拐先平，数值大”判断，即曲线先出现拐点，先达到平衡，其温度、压强越大。

第三步：想原理。联想化学反应速率、化学平衡移动原理，特别是影响因素及使用前提条件等。

第四步：巧整合。图表与原理整合。逐项分析图表，重点看图表是否符合可逆反应的特点、化学反应速率和化学平衡原理。即：。

(3)解题技巧

①紧扣特征，弄清可逆反应的正反应是吸热还是放热，体积增大、减小还是不变，有无固体、纯液体物质参与反应等。

②先拐先平，在含量(转化率)—时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线反应速率快，表示温度较高、有催化剂、压强较大等。

③定一议二，当图象中有三个量时，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系，有时还需要作辅助线。

④三步分析法，一看反应速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡移动的方向。

1．（2022·江苏泰州·模拟预测）SO2转化为SO3的反应为2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) △H=-197.7kJ·mol-1，对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，下列说法正确的是

A．升高温度，能增加SO2的反应速率和转化率

B．使用催化剂，能改变反应路径并降低反应活化能

C．工业上不采用高压条件，是因为加压会降低SO2的平衡转化率

D．单位时间内生成2molSO2、同时消耗2moSO3，则反应处于平衡状态

【答案】B

【解析】A．该反应为放热反应，升高温度平衡逆向移动，SO2的转化率会减小，A错误；

B．催化剂可以降低反应的路径，降低反应的活化能，B正确；

C．增大压强有利于加快化学反应速率和提高SO2的转化率，不采用高压的原因是常压下转化率已经很大，增大压强对设备要求高，经济效益低，所以C错误；

D．单位时间内生成2molSO2、同时消耗2moSO3，两者描述的都是正反应方向，无法判断平衡，D错误；

故选B。

2．（2022·北京·北师大实验中学三模）在一定条件下，利用CO2合成CH3OH的反应如下：CO2(g) +

3H2(g)CH3OH(g) + H2O(g) △H1，研究发现，反应过程中会有副反应：CO2(g) + H2(g) CO(g)+

H2O(g) △H2，温度对CH3OH、CO的平衡产率影响如图所示。下列说法中，不正确的是

A．△H1＜0，△H2＞0

B．增大压强有利于加快合成反应的速率

C．实际生产过程中，升高温度一定降低CH3OH的产率