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第2章化学反应的方向、限度和速率一、在温度、压强一定的条件下，化学反应方向的判据为：，反应能自发进行；，反应达到平衡状态；，反应不能自发进行。
二、化学平衡1．化学平衡常数（1）对于化学反应：aA＋bB cC＋dD，化学平衡常数K＝，浓度商Q＝。
（2）Q＞K，；Q＝K，；Q＜K，。
2．对于化学反应：aA＋bB cC＋dD，反应物A的平衡转化率α（A）＝。
3．反应条件对化学平衡的影响（温度、浓度、压强）三、化学反应速率1．化学反应速率v＝。
对于反应aA＋bB === dD＋eE：v＝＝＝＝2．影响因素（浓度、温度、催化剂）考点一：化学反应的方向1．已知反应3O2（g）===2O3（g）的ΔH<0,ΔS>0，下列对此反应的叙述正确的是（）A．该反应在任何情况下均能自发进行B．该反应在任何情况下均不能自发进行C．该反应在一定条件下能自发进行D．条件不足，无法判断考点二：化学平衡的移动1．对某一可逆反应来说，使用催化剂的作用是（）A．提高反应物的平衡转化率B．以同等程度改变正逆反应的速率C．改变平衡混合物的组成D．增大正反应速率，减小逆反应速率2．增大压强，对已达到平衡的反应3P（g）+ Q（g）2R（g）+ 2G（s）产生的影响是（）A．正反应速率增大，逆反应速率减小，平衡向正反应方向移动B．正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡向逆反应方向移动C．正、逆反应速率都不变，平衡不发生移动D．正逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动3．下列各反应达到平衡后，加压或降温都能使化学平衡向逆反应方向移动的是（）A．2NO2N2O4（正反应为放热反应）B．C（s）+ CO22CO（正反应为吸热反应）C．N2 + 3H22NH3（正反应为放热反应）D．H2S H2 + S（s）（正反应为吸热反应）4．在一定条件下，在体积可变的容器中建立以下平衡：2NO2（g）N2O4（g）（正反应为放热反应）保持其它条件不变，只改变下列中的一个条件时，混合气体的颜色肯定加深的是（）A．降低温度B．使用适当催化剂C．容器体积扩大至原来的2倍D．容器体积缩小至原来的1/2 5．可逆反应a X（g）+ b Y（g） c Z（g）在一定条件下达到化学平衡，c（Z）＝2 mol/L。
第四章化学反应的方向、限度与速率第1讲化学反应速率【课标要求】1.能进行化学反应速率的简单计算，能通过实验探究分析不同组分浓度改变对化学反应速率的影响，能用一定的理论模型说明外界条件改变对化学反应速率的影响。
2．能运用温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响规律解释生产、生活、实验室中的实际问题，能讨论化学反应条件的选择和优化。
【学科素养】1.变化观念与平衡思想：能认识化学反应速率是变化的，知道化学反应速率与外界条件有关，并遵循一定规律；能多角度、动态地分析化学反应速率，运用化学反应原理解决实际问题。
2．证据推理与模型认知：知道可以通过分析、推理等方法认识化学反应速率的本质特征及其相互关系，建立模型；能运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。
3．科学探究与创新意识：能发现和提出有关化学反应速率的有探究价值的问题；通过控制变量来探究影响化学反应速率的外界条件。
考点考题考点一：化学反应速率的意义与表示方法2021浙江6月选考第20题2021河北选择考第13题2021湖南选择考第16题2019全国Ⅰ卷第28题考点二：影响化学反应速率的因素2021湖南选择考第11题2021广东选择考第19题2020山东等级考第14题2020全国Ⅰ卷第28题2019全国卷Ⅱ第27题分析近五年高考试题，高考命题在本讲有以下规律：1．从考查题型和内容上看，高考命题以选择题和非选择题呈现，考查内容主要有以下两个方面：(1)考查一段时间内化学反应速率的计算、反应速率快慢判断、影响化学反应的因素等。
(2)结合化学平衡，考查对反应速率方程、速率常数的理解及计算。
2．从命题思路上看，侧重以化工生产或新信息为背景，与反应热或化学平衡相结合，考查反应速率的计算、比较及影响因素。
(1)选择题结合化学平衡图像、图表考查化学反应速率的简单计算、外界条件对化学反应速率的影响、化学反应速率与化学平衡的综合应用，结合反应历程，考查决速步、活化能等相关知识。
化学反应速率1、化学反应速率v= = 。
2、对于反应a A（g）＋b B（g）c C(g)＋d D（g），速率v= = = = ，但通常用单位时间内某种物质浓度的变化来表示该化学反应的速率。
3、影响一个化学反应速率的根本因素是反应物本身的性质，但外界条件的改变也会对速率产生不同程度的影响。
4、温度：升温反应速率加快（v（正）、v（逆））（改变了k）。
压强：加压对于气体反应反应速率加快（v（正）、v（逆））。
浓度：增大反应物浓度，正反应速率比原速率加快，逆反应速率逐渐加快。
催化剂：同等程度加快正逆反应速率（改变了k，降低了Ea）。
固体：颗粒越小，相同质量时表面积越大，反应速率越快。
5、压强改变时，只有与反应相关的物质浓度发生变化，速率才会变化。
6、比较外界条件对反应速率的影响时要找准参照点。
必须保证只有唯一条件发生变化时，才能说明该条件对速率的影响。
（唯一变量、对照实验）化学平衡状态(g)+3H2(g) 2NH3(g)（固定体积容器），下列说法可作平衡标志：1. 对于合成氨反应：Nv（正）= v（逆）①3v（N2）正= v（H2）逆2v（H2）正= 3v（NH3）逆②生成1mol N2的同时生成2mol NH3③生成1mol N2的同时有3mol H2参加反应④断开1mol N≡N的同时断开6mol N-H某“变量”保持不变⑤N2（或H2或NH3）的物质的量（或质量或浓度或体积分数或质量分数）不在变化⑥N2、H2、NH3的物质的量（或质量或浓度）不在变化⑦混合气体的总物质的量不再变化⑧混合体系的压强不再变化⑨混合气体的平均相对分子质量不再变化⑩绝热情况下体系温度不再变化对于2NO2N2O4（固定体积容器）混合体系颜色不再变化O (g) CO(g)＋H2 (g) （固定体积容器）对于C(s)＋H混合气体的质量（或密度）不再变化（g）+I2（g）2HI（g）（固定体积容器），下列说法不能用作平衡标志：2. 对于H①混合气体的总物质的量不再变化②混合体系的压强不再变化③混合气体的平均相对分子质量不再变化④混合气体的质量（或密度）不再变化3. 任何情况下：某物质的浓度是 xx mol/L或某与某的浓度比是x∶y 不能做平衡标志。
化学反应的方向、限度和速率（一）
1.在恒温下的密闭容器中,有可逆反应:2NO 2N2O4,下列不能说明反应达到了平衡状态的是( C )
A.N2O4生成速率与N2O4分解速率相等时
B.混合气体平均相对分子质量保持不变时
C.NO2的分子数与N2O4分子数比为2∶1时
D.体系颜色不再发生改变时
解析:v 正(N2O4)=v逆(N2O4)说明反应达到了平衡,故A能说明;由=, m 总为定值,n总为变量,当n总一定时,反应达平衡,即此时不再变化,B 能说明反应达平衡;NO2有颜色,反应达平衡时其浓度不再变化,体系的颜色不再变化,故D能说明反应达平衡。
2.在一恒温、恒容的密闭容器中发生反应A(s)+2B(g)C(g)+D(g),当下列物理量不再变化时,能够表明该反应已达平衡状态的是
( B )
A.混合气体的压强
B.混合气体的平均相对分子质量
C.A的物质的量浓度
D.气体的总物质的量
解析:因反应前后气体分子数不变,故无论反应是否平衡,混合气体的压强和气体的总物质的量都不改变;A为固态,其物质的量浓度为常数;若反应正向移动,混合气体的质量增加,则混合气体的平均相对分
子质量变大,反之变小,故混合气体的平均相对分子质量不变时表明反应达到平衡状态。
(g) ΔH =+746.8 kJ/mol,
3. 利用反应:2NO(g)+2CO(g)2CO
可净化汽车尾气,如果要同时提高该反应的速率和NO的转化率,采取的措施是 ( B )
A.降低温度
B.增大压强同时加催化剂
C.升高温度同时充入N2
D.及时将CO2和N2从反应体系中移走
解析:降低温度,反应速率减慢,且平衡左移,NO转化率降低,A错;由平衡移动原理知,增大压强平衡右移,NO转化率增大,反应速率加快,加催化剂反应速率也加快,B选项正确;升高温度平衡右移,但是同时充入N2平衡左移,无法确定最终平衡向哪个方向移动;及时将CO2和N2从反应体系中移走,平衡右移,NO的转化率增大,但是反应的速率
减小。
4.在一密闭容器中发生如下反应aX(g)+bY(g)cZ(g) ΔH>0,下列
说法中正确的是( B )
A.升高温度,正反应速率增大,逆反应速率减小,平衡向正反应方向
移动
B.若通入稀有气体使容器体积增大,平衡不移动,则a+b=c
C.若容器中气体的密度不再改变,则反应一定达到平衡
D.保持容器的体积不变,增加X的量,平衡向正反应方向移动,X的转化率增大
解析:升高温度,v正、v逆均增大,平衡正向移动,A错;若容器的体积不变,则密度始终是一个定值,C错;当增加X的量,平衡正向移动,但X 的转化率减小,故D错。
5. 一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回
收:SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l)
ΔH<0若反应在恒容的密闭容器中进行,下列有关说法正确的是
( D )
A.平衡前,随着反应的进行,容器内压强始终不变
B.平衡时,其他条件不变,分离出硫,正反应速率加快
C.平衡时,其他条件不变,升高温度可提高SO2的转化率
D.其他条件不变,使用不同催化剂,该反应的平衡常数不变
解析:因该反应是气体体积缩小的反应,故随着反应的进行,容器内压强逐渐变小,A错误;平衡时分离出硫,因其为液态,量的变化不影响反应速率,B错误;正反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,SO2转化率降低,C错误;因平衡常数只与温度有关,使用催化剂平衡常数不变,D正确。
6.为了探索外界条件对反应aX(g)+bY(g)cZ(g)的影响。
以X和Y
物质的量比为a∶b开始反应,通过实验得到不同条件下达到平衡时Z 的物质的量分数,实验结果如图所示。
以下判断正确的是( C )
A.ΔH>0,a+b>c
B.ΔH>0,a+b<c
C.ΔH<0,a+b>c
D.ΔH<0,a+b<c
解析:由图像可知随压强增大,Z的物质的量分数增大,即增大压强平衡右移,所以a+b>c,又因升高温度Z的物质的量分数减小,即升高温度平衡逆向移动,所以ΔH<0。
7.Ⅰ.在一定条件下,xA+yB zC,达到平衡,试填写下列空白:
(1)已知C是气体,且x+y=z,加压时平衡如果发生移动,则平衡必向方向移动。
(2)若B、C是气体,其他条件不变时增加A的用量,平衡不移动,则A 的状态为。
Ⅱ.已知NO 2和N2O4可以相互转化:2NO2(g)N2O4(g) ΔH<0。
现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一体积为2 L的恒温密闭玻璃容器中,反应物浓度随时间变化关系如下图。
(1)图中共有两条曲线X和Y,其中曲线表示NO2浓度随时间的变化;a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点
是。
下列不能说明该反应已达到平衡状态的是。
A.容器内混合气体的压强不随时间变化而改变
B.容器内混合气体的密度不随时间变化而改变
C.容器内混合气体的颜色不随时间变化而改变
D.容器内混合气体的平均分子量不随时间变化而改变
(2)①前10 min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)=
mol/(L·min)。
②0～15 min,反应2NO 2(g)N2O4(g)的平衡常数K(b)= 。
(3)反应25 min时,若只改变了某一个条件,使曲线发生如上图所示的变化,该条件可能是
(用文字表达);其平衡常数K(d) K(b)(填“>”、“=”或“<”)。
(4)若要达到使NO2(g)的百分含量与d点相同的化学平衡状态,在
25 min时还可以采取的措施是。
A.加入催化剂
B.缩小容器体积
C.升高温度
D.加入一定量的N2O4
解析:Ⅰ.(1)因产物C是气体,且x+y=z,加压时若平衡移动,气体的系数只能是“左<右”,即A、B至少有一种为非气体,所以平衡必逆向移动。
(2)因B、C为气体,若增加A的用量,平衡不移动,则A为固体或纯液体,因固体或纯液体的浓度是个常数。
Ⅱ.(1)由图像看出10 min内,X曲线上物质的变化量为0.4 mol/L,Y 曲线上物质的变化量为0.2 mol/L,所以曲线X表示NO2浓度随时间的变化;平衡状态时,各物质浓度不再变化,所以b、d两点处于平衡状态;容器内混合气体的密度任何时间都不变化,所以不能作为平衡状态的标志。
(2)①前 10 min内,v(NO2)=(0.6 mol/L-0.2 mol/L)/
10 min=0.04 mol/(L·min);②K(b)=c(N2O4)/c2(NO2)==
L/mol;(3)从图上看,在25 min时,只增大了c(NO2),所以平衡常数不会改变。
(4)因该反应只有一种反应物和一种生成物,所以在温度相同容器体积固定时,平衡常数一定,只加入N2O4或只加入NO2或压缩容器,都与NO2(g)在d点的质量分数相同,所以选B、D。
答案:Ⅰ.(1)逆反应(或向左) (2)固体或纯液体
Ⅱ.(1)X b和d B
(2)①0.04 ② L/mol
(3)增大NO2的浓度= (4)BD
8.如图表示某温度时,反应N 2O4(g)2NO2(g)在前110 s内的反应进行情况,请根据图像回答下列问题。
(1)该可逆反应达到平衡的时间段为。
(2)反应进行到70 s时,改变的条件可能是 (填字母,下同),反应进行到90 s时,改变的条件可能是。
A.加入催化剂
B.扩大容器体积
C.升高温度
D.增大N2O4的浓度
(3)90 s后若维持容器的体积不变平衡移动的方向为(填“正反应方向”、“逆反应方向”或“不移动”),此时N2O4的转化率(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)请在图中画出反应物N2O4在0～70 s的浓度变化曲线。
解析:(1)由图像可知反应达到平衡的时间段为60～70 s、80～90 s 和100～110 s。
(2)反应进行到70 s时改变某一条件,可以看出NO2的浓度迅速从0.120 mol·L-1减小到0.060 mol·L-1,N2O4的浓度从0.040 mol·L-1减小到0.020 mol·L-1,两者的浓度都减小到原来的1/2,说明改变的条件为增大容器的体积为原来的2倍或减小压强为原来的1/2;90 s 时突然改变某一条件可以看出NO2的浓度瞬间没有改变,但是N2O4的浓度瞬间增大,说明改变的条件是增大了N2O4的浓度。
(3)根据(2)可知,90 s后平衡向正反应方向移动;增大N2O4的浓度,在恒容容器中相当于增大压强,则N2O4的转化率减小。
(4)从图像可知,NO2为生成物,N2O4为反应物。
60 s达到平衡时NO2的浓度增大了0.120 mol·L-1,说明N2O4反应过程中浓度减少了
0.060 mol·L-1,因为在70 s时N2O4的浓度为0.040 mol·L-1,所以N2O4的起始浓度为0.040 mol·L-1+0.060 mol·L-1=0.100 mol·L-1。
答案:(1)60～70 s、80～90 s、100～110 s
(2)B D
(3)正反应方向减小
(4)。
