1、考情深度解读 专题6 化学反应速率与化学平衡 化学反应速率与化学平衡知识是化学学科中最能理论联系实际的知识之一，一直是高考命题的热点和重点。本部分高考主要要求如下：1化学反应速率的表达及简单计算，各种外界因素对化学反应速率的影响。2化学平衡状态的特征与判断。3平衡移动原因分析及平衡移动后结果的判断。4化学平衡的简单计算。考情深度解读 5化学反应速率与化学平衡的图像题分析。6化学平衡中的等效平衡问题。化学平衡与科学研究、工农业生产实际、环境保护、日常生活等密切联系，预计这方面的考查在今后高考中会有所加强；化学图像题是一类综合考查学生分析问题与解决问题能力的题型，应加以重视。专题6 化学反应速率与
2、化学平衡 专题6 化学反应速率与化学平衡 主干知识整合重点热点探究课标新题借鉴专题六 主干知识整合 专题六 一、用活化分子理论分析影响化学反应速率的内因与外因 子中化学键断裂成为原子，原子再重新组合形成新的化学键而结合成生成物的分子。同样条件下，反应物分子中化学键越牢固，断裂就越难，其化学反应速率就越小，反之就越大。化学反应过程中的化学键断裂是靠反应物分子间发生有效碰撞，能够发生有效碰撞的分子叫活化分子。反应物中活化分子所占比率越大，单位时间内的有效碰撞次数越多，反应进行得就越快。增加反应物浓度、升高温度、增大压强和使用催化剂都能增加单位时间内反应物分子间的有效碰撞次数，因而都能增大化学反应速
3、率，可归纳如下：主干知识整合 专题六 二、化学平衡的移动 1勒夏特列原理：如果改变影响化学平衡的一个条件（如浓度、压强、温度等），平衡就会向着能够减弱这种改变的方向移动。其中包含：影响平衡的因素主要考查浓度、压强、温度三种；原理的适用范围是只有一个 主干知识整合 专题六 条件的改变，当多项条件同时发生变化时，情况往往比较复杂；平衡移动的结果只能减弱（不可能抵消）外界条件的变化。2平衡移动与反应过程中转化率的变化 一般来讲，平衡向正反应方向移动时，反应物的转化率会增大，但值得注意的是我们不能认为所有反应物的转化率都一定增大。例如合成氨反应中，增大N2的浓度，N2的转化率将降低，而H2的转化率会提
4、高，但平衡向合成氨的方向移动。3一定条件下的平衡体系，条件改变后可能发生平衡移动，即：主干知识整合 专题六 主干知识整合 专题六 三、化学反应速率、化学平衡的综合联系 探究点一 化学反应速率与化学平衡状态的判断 重点热点探究 在一定条件下的可逆反应里，正反应和逆反应速率相等时，反应混合物中各组分的浓度将不再随时间的变化而变化，我们称之为建立了化学平衡状态。这里有两点需要说明：1化学平衡的建立与反应的途径无关；2化学平衡的特征 v正=v逆，即某一瞬间，某一组分生成速率等于消耗速率。“变”：当外界条件改变时，平衡会发生移动，并逐步建立新的平衡。专题六 例 对于可逆反应4NH3(g)+5O2(g)4
5、NO(g)+6H2O(g)，下列叙述正确的是 （）A当4v正(O2)=5v逆(NO)时，反应一定处于化学平衡状态 B若单位时间内生成x mol NO的同时，消耗x mol NH3，则反应达到平衡状态 C达到化学平衡状态时，若增加容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大 D化学反应速率关系是：2v正(NH3)=3v正(H2O)专题六 探究点一 化学反应速率与化学平衡状态的判断 重点热点探究 重点热点探究 专题六 解析 化学平衡的移动的根源是因为外界条件的变化引起了反应速率的变化，所以分析化学平衡问题总是离不开对反应速率的分析。化学平衡状态的标志是反应体系中的各种物质的浓度不再随时间的变化而变化
6、，即通常所说的正反应速率与逆反应速率相等，但值得注意的是反应速率的大小与所选择的对象有关，只有选定的对象为同一对象时，v正=v逆，反应才一定处于化学平衡状态，由于v正(O2)=5/4v正(NO)，A表示的即为v正(NO)=v逆(NO)，所以A正确；B显然错误;C中正、逆反应速率应该都增大;D应该是3v正(NH3)=2v正(H2O).探究点一 化学反应速率与化学平衡状态的判断 可逆反应xA(g)+yB(g)zC(g)平衡状态判断十大标志:1A的消耗速率=A的生成速率。v（A）消耗（生成）v（C）消耗（生成）=xz，v（A）消耗v（B）生成=xy 2单位时间内生成z mol C的同时，生成x mo
7、l A和y mol B。3A、B、C的物质的量不再改变。4A、B、C的浓度不再改变。5A、B、C的百分含量（物质的量分数、体积分专题六 规律技巧提炼 探究点一 化学反应速率与化学平衡状态的判断 重点热点探究 重点热点探究 专题六 规律技巧提炼 探究点一 化学反应速率与化学平衡状态的判断 数、质量分数）不再改变。6A的转化率已达最大且保持不变。7恒温恒压、绝热的情况下，体系内温度不再改变。8若某一物质有颜色，颜色稳定不变。9x+yz时，体系总压强、体系总体积或总物质的量保持不变。（x+y=z时不能判定）10 x+yz时，混合气体的平均相对分子质量保持不变。（x+y=z时不能判定）变式题 2006
8、年广东 合成氨工业对国民经济和社会发展具有重要的意义。对于密闭容器中的反应：N2(g)+3H2(g)2NH3(g),673 K，30 MPa下n(NH3)和n(H2)随时间变化的关系如下图所示。下列叙述正确的是 （）A点a的正反应速率比点b的小 B点 c处反应达到平衡专题六 D 探究点一 化学反应速率与化学平衡状态的判断 重点热点探究 重点热点探究 专题六 探究点一 化学反应速率与化学平衡状态的判断 C点d(t1时刻)和点e(t2时刻)处n(N2)不一样 D其他条件不变，773 K下反应至t1时刻，n(H2)比上图中d点的值大 解析 从图中可以看出，a、b、c均为平衡建立过程中的点，d、e为平
9、衡状态，因此，a、b、c各点均为正反应速率大于逆反应速率，在达到平衡之前，正反应速率逐渐变小而逆反应速率逐渐变大，故A、B、C均错误；合成氨反应是一个正向放热的反应，升高温度平衡将向逆反应方向移动，D可以理解为在t1时刻升温，由于平衡向逆反应方向移动，所以H2的物质的量将增加，即D正确。重点热点探究 化学反应速率与化学平衡图像问题的思路一般都是“理论联系实际”，即图像所反映的实际情况与理论推测情况的吻合。分析方法常有：1三步分析法：一看速率是增大还是减小；二看v正、v逆的相对大小；三看化学平衡的移动方向（平衡始终向着速率较大的反应方向移动）。2四要点分析法：看曲线的起点；看曲线的变化趋势；看曲
10、线的折点（又称拐点）；看曲线的终点。3先拐后平法：在转化率时间曲线中，先出现拐点的先达到平衡状态（代表着对应的温度或压强较大）。4定一议二法：当图像中有三个变量时，可以先确定一个量不变，再讨论其他两个量的变化关系，得出相应的结论。专题六 探究点二 化学反应速率与化学平衡中的图像分析 专题六 例2 2006年江苏卷第16题变式题 某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如下变化规律（图中p表示压强，表示温度，表示物质的量）：探究点二 化学反应速率与化学平衡中的图像分析 重点热点探究 重点热点探究 专题六 根据以上规律判断下列结论中正确的是 （）A反应：0，p2p1
11、B反应：0，12 C反应：0，21；或0，12 D反应：0，21 解析 仔细观察图像是获取必要信息的前提，观察过程中要关注横、纵坐标的含义，分析曲线的走向，研究曲线的起点、拐点、平台及终点的含义，用化学视角去思考图像中所包含的信息并转化成相应的化学含义。对于反应I，从图中可以看出升温平衡向逆反应方向移动，即反应的H0，A错误；对于反应，从图中可以看出T1T2，且由T1降温至T2，C的物质的量增加，即降温 探究点二 化学反应速率与化学平衡中的图像分析 重点热点探究 专题六 平衡向正反应方向移动，所以H0，B错误；对于反应，根据平衡移动原理，增加B的量，平衡将向正反应方向移动，但由于C的平衡体积分
12、数等于平衡时C的物质的量与气体总物质的量的比值，所以不论反应的H是否大于0，都会出现图中所示的单曲线，但在其他条件不变的情况下，改变温度，即由T1变至T2,C的平衡体积分数增大，说明平衡向正反应方向移动，所以反应是否为放热反应取决于T1和T2的相对大小，即21时，0，12时，0，C完全正确；对于反应，显然压强的改变不能使平衡发生移动，也就是反应是一个气体物质的量变化为0的反应，但反应是否放热，从图中无法读出，D错误。探究点二 化学反应速率与化学平衡中的图像分析 1化学平衡中常出现的图像（如下图所示）有三种：速率与时间变化关系图（如图A、B、C）；温度、压强与某种反应物转化率的关系图（如图D）；
13、温度、压强改变与达到平衡所需时间长短关系图（如图E、F）。重点热点探究 专题六 规律技巧提炼 探究点二 化学反应速率与化学平衡中的图像分析 2解答化学反应速率、化学平衡图像题的方法及思路为“一看、二想、三判断”。所谓“一看”是指以下内容：看面：即横坐标、纵坐标所代表的量；看线：即线的斜率大小、平与陡的含义、函数的增减性等；看点：即起点、终点、拐点、交叉点等；看要不要辅助线：如等温线、等压线等；看量：即定量图像中有关量的多少。所谓“二想”是指联想外界条件变化对反应速率的影响。“三判断”是指认准某些关键数据在解题中的特定作用，全面准确地从图中找出直接或隐含的相关知识。重点热点探究 专题六 规律技巧
14、提炼 探究点二 化学反应速率与化学平衡中的图像分析 专题六 在一定条件下（通常是指恒温恒容或恒温恒压条件），对同一可逆反应而言，起始时加入的物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量相同，这样的平衡称之为等效平衡。1对于恒温、恒容条件下的体积可变反应，如：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)2 mol 1 mol 0 mol 0 mol 0 mol 2 mol 0.5 mol 0.25 mol 1.5 mol 探究点三 等效平衡的含义与分类 重点热点探究 专题六 以上三种配比，按照化学方程式的化学计量数均转化为反应物时都为2 mol SO2、1 mol O2,所以三者所建立的
15、平衡状态完全相同。2对于恒温、恒压条件下的可逆反应或恒温、恒容条件下的气体体积不变的可逆反应，如：H2(g)+I2(g)2HI(g)1 mol 1 mol 0 mol 2 mol 2 mol 0 mol 0.5 mol 0.5 mol 1.5 mol 探究点三 等效平衡的含义与分类 重点热点探究 专题六 以上三种配比,按照化学方程式的计量系数均转化为反应物时H2与I2的物质的量之比均为11,所以三者所建立的平衡状态是等效的.以上两种情况下所达等效平衡状态其等效程度是有区别的，“1”中所达等效平衡状态中，反应混合物中各组分的浓度、物质的量、质量分数（或气体的体积分数）、平均相对分子质量等均与原平
16、衡状态完全相同，类似于几何学中的“全等图形”，我们常称之为“完全等效”；而“2”中所达等效平衡状态中，反应混合物中各组分的百分含量相同，但各组分的物质的量与原平衡状态只有比例关系相同，类似于几何学中的“相似图形”，我们常称之为“比例等效”。探究点三 等效平衡的含义与分类 重点热点探究 例3 在一个固定体积的密闭容器中加入2 mol A、1 mol B发生反应：2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)，达到平衡时生成C的物质的量浓度为W molL-1。若维持容器的体积和温度不变，按下列配比作为起始物质，达到平衡后,C的物质的量浓度仍为W molL-1的是 （）4 mol A+2 mol B 2
17、mol A+1 mol B+3 mol C+1 mol D 3 mol C+1 mol D 1 mol A+0.5 mol B+1.5 mol C+0.5 mol D 3 mol A+1 mol B 专题六 探究点三 等效平衡的含义与分类 重点热点探究 A.B.C.D.专题六 探究点三 等效平衡的含义与分类 解析 本题所指的等效平衡为“完全等效”，所以转化后的对应物质的量应完全相同。在恒温、恒容的条件下，反应：2A(g)+B(g)3C(g)+D(g)为体积可变的反应，达到平衡时C的物质的量浓度均为W molL-1，即与原平衡为完全等效平衡。根据化学方程式中各物质的化学计量数,采用极限转化的方法
18、,可知加入2 mol A+1 mol B与加入3 mol C+1 mol D或加入1 mol A+0.5 mol B+1.5 mol C+0.5 mol D本质是一样，即所达平衡状态完全等效。重点热点探究 等效平衡及其判定 1对于一般的可逆反应，在恒温恒容条件下，只改变起始时加入物质的物质的量，如通过可逆反应的化学计量数比换算成另一半边的物质的物质的量与原平衡相同，则两平衡等效。2在恒温恒容情况下，对于反应前后气体分子数不变的可逆反应，只要反应物（或生成物）的物质的量的比例与原平衡相同，则两平衡等效。3在恒温恒压下，改变起始时加入物质的物质的量，只要按化学方程式中化学计量数比换算成另一半边的物
19、质的物质的量之比与原平衡相同，则达平衡后与原平衡等效。重点热点探究 专题六 规律技巧提炼 探究点三 等效平衡的含义与分类 专题六 启迪 通过本题及以下的变式练习，可以加深同学们对等效平衡理论的理解：变式一：例3中各选项，达到平衡后C的浓度大于W molL-1的是 ；变式二：例3中，将可逆反应中的A(g)改为A(s)，则达到平衡后C的浓度仍为W molL-1的是：；3中，若起始时加入a mol A、b mol B、c mol C、d mol D，要使平衡后C的物质的量浓度仍为W molL-1，则a、b、c、d之间应满足的关系是 。探究点三 等效平衡的含义与分类 答案 a+2d=2、b+=1、且c
20、d=313c重点热点探究 专题六 200年上海卷第25题变式题（1）在一体积为10 L的容器中，通入一定量的CO和H2O，在850 时发生如下反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)；H0 CO和H2O浓度变化如下图，则04 min的平均反应速率v(CO)=molL-1min-1，起始时H2O(g)的物质的量浓度为 ；课标新题借鉴 专题六 课标新题借鉴 专题六 （2）t（高于850）时，在相同容器中发生上述反应，容器内各物质的浓度变化如上表。表中3 min4 min之间反应处于 状态；c1数值 0.08 molL-1（填“”“”或“=”）。反应在4 min5 min间，平衡向逆方
21、向移动，可能的原因是 （单选），表中5 min6 min之间数值发生变化，可能的原因是 （单选）。a.增加水蒸气 b.降低温度 c.使用催化剂 d.增加氢气浓度课标新题借鉴 专题六 答案（1）0.03 0.30 molL-1 （2）平衡 d a 解析（1）根据化学反应速率的定义,04 min的平 均反应速率v(CO)=0.03 molL-1min-1（注意题给图形中纵轴是物质的量，不是物质的量浓 度）；根据反应速率与对应物质的计量系数之间的关系，可以看出v(H2O)=0.03 molL-1min-1,图中可以看出850 时H2O(g)的平衡物质的量为1.80 mol，即H2O(g)的平衡浓度为
22、0.18 molL-1，由此可以计算出H2O的起始物质的量浓度为0.30 molL-1；(2.000.80)mol/10L4 min课标新题借鉴 专题六 解析（2）由表中数据不难看出两个结论，其一是 t时的起始加料量与850时的完全相同;其二是3min 4min之间反应处于平衡状态。由于题给反应是一个正向放热的反应，所以，升高温度平衡将向逆反应方向移动，而t时的起始加料量与850时完全相同,由此可知,t时反应达到平衡状态后，CO的平衡浓度C1将大于850时CO的平衡浓度0.08molL-1；分析5min这一时刻时各物质的物质的量浓度，可以发现，CO的消耗量等于H2O的消耗量等于CO2的生成量，
23、即 课标新题借鉴 专题六 4min5min这一时间断内平衡向逆反应方向移动不是通过减少反应物的量或增加CO2的量来达到目的的，同时题中明确温度恒为t，压强变化不能引起此反应的平衡移动，所以只有一种可能性，即增加了H2的浓度（或增加H2的量）；5min6min这一时间段内，CO的物质的量浓度减小，而H2O和CO2的物质的量浓度均增加，且CO的物质的量浓度的减少值等于CO2的物质的量浓度的增加值，说明在这一时间段没有增加或减少CO和CO2的物质的量，应该是增加了H2O(g)的量的缘故。课标新题借鉴 课标新题借鉴 【点评】将图表分析与理论相联系是化学平衡有关问题的重点和难点，仔细观察图像和表格数据是从中获取信息的前提，解题时应该用化学视角去分析思考图表信息，将图表信息转化成化学含义并与理论和实际相对比。专题六