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化学反应速率和化学平衡专题
一、化学反应速率
1.表示方法 2.数学表达式 3.单位mol·L-1·min-1、mol·L-1·s-1或mol/(L·min)、mol/(L·s)。
二、影响化学反应速率的因素
1.内因2.外因（外界条件）（1）浓度 （2）压强： （3）温度 （4）催化剂
三、化学平衡
1.可逆反应（1）概念：（2）表示：用“”表示，（3）特点：任一时刻反应物与生成物 存 在；任一组分的转化率 100%。2.化学平衡状态 （1）含义①所有反应物和生成物的 保持不变； ②正、逆反应速率 （不等于0）
（2）化学平衡状态的特征
①逆：研究对象必须是 反应。②动：化学平衡是 平衡，即反应达到平衡状
态时，正反应和逆反应都仍在继续进行。③等：正反应速率和逆反应速率 ,即同一物质
的消耗速率和生成速率相等。④定:在平衡体系中,各组成成分的含量保持 ，不随时间的改变而改变。⑤变：若改变影响平衡的条件，平衡会发生 ，然后达到新的平衡状态。
（3）平衡转化率
四、反应条件对化学平衡的影响
1.温度的影响 温度对化学平衡的影响，是通过改变平衡常数来实现的。
（1）升高温度对于吸热反应化学平衡向 移动； 对于放热反应化学平衡向 移动。
（2）降低温度化学平衡向 移动；对于放热反应化学平衡向 移动。
2.浓度的影响（1）反应物浓度增大或生成物浓度减小时，平衡 移动；
（2）反应物浓度减小或生成物浓度增大时，平衡 移动。
3.压强的影响
（1）Δvg=0,改变压强，化学平衡状态 。
（2）Δvg>0，增大压强，平衡 移动减小压强，平衡 移动。
（3）Δvg<0,增大压强，平衡 移动；减小压强，平衡 移动。
（Δvg表示气态产物系数之和与气态反应物系数之和的差）
考点一 化学反应速率及其影响因素
【例1】 一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的量随时间变化的曲线如图所示：1）从反应开始到10 s,用Z表示的反应速率为 。
X的物质的量浓度减少了 ，Y的转化率为 。
（2）该反应的化学方程式为 。
（3）10 s后的某一时刻（t1）改变了外界条 件，其速率随时间的变化图象如图所示：则下列说法符合该图象的是 。
A.t1时刻，增大了X的浓度
B.t1时刻，升高了体系温度
C.t1时刻，缩小了容器体积
D.t1时刻，使用了催化剂
1.对于化学反应速率,其考查点通常有三个方面：一是依据化学反应速率的定义进行有关计算，其模式是灵活运用“v=Δc/Δt”；二是同一化学反应的速率以不同物质的浓度变化表示时，各速率值之间的关系及化学方程式的确定，其模式为“mA+nB pC+q(D) v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)=m∶n∶p∶q三是考查外界条件对反应速率的影响，其模式是依原电池等因素对化学反应速率的影响进行分析判断。2.涉及外界条件对速率的影响时，影响最大的是催化剂；其次是温度，温度越高，速率越快；然后是浓度和压强。若是可逆反应，外界条件对v正和v逆的影响趋势是一样的。即若升温或增大压强（有气体参与体系），v正、v逆均加快；若增大反应物浓度，瞬时速率v逆不变，但最终v正和v逆均加快。
【即时巩固】（2009·宁夏理综，10）硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为：Na2S2O3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各组实验中最先出现浑浊的是 （ ）
实验
反应温
度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/(mol·L-1)
V/mL
c/(mol·L-1)
V/mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
考点二 化学平衡及其影响因素
【例2】 在2 L密闭容器中，800℃时反应2NO（g）+O2(g) 2NO2(g)体系中，n（NO）随时间的变化如表：
时间（s）
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.020
0.010
0.008
0.007
0.007
0.007
（1）如图中表示NO2浓度变化曲线的是 （填序号）。
用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率v= 。
（2）能说明该反应已经达到平衡状态的是 (填字母序号)。
a.c(NO2)=2c(O2) b.容器内压强保持不变c.v逆（NO）=2v正（O2）d.容器内的密度保持不变
（3）为使该反应的反应速率增大，且平衡向正反应方向移动的是 (填字母序号)。
a.及时分离出NO2气体b.适当升高温度c.增大O2的浓度d.选择高效的催化剂
解答化学平衡问题的重要思维方法
1.三个“不要混同”
（1）不要将平衡的移动和速率的变化混同起来。例如：别以为平衡正向移动一定是v正加快，v逆减慢等。
（2）不要将平衡的移动和浓度的变化混同起来，例如：别以为平衡正向移动时，反应物浓度一定减少，生成物浓度一定增大等。
（3）不要将平衡的移动和反应物的转化率提高混同起来，例如：别以为平衡正向移动，反应物的
转化率一定提高。
2.可逆反应“不为零”原则
可逆性是化学平衡的前提，达到平衡时是反应物和生成物共存的状态，每种物质的物质的量不为
零。 一般可用极限分析法推断：假设反应不可逆，则最多生成产物多少，有无反应物剩余，余多少。
这样的极值点是不可能达到的，故可用于确定某些范围或在范围中选择合适的量。
【即时巩固】可逆反应A(g)+B C(g)+D达到平衡时，下列说法不正确的是（ ）
A.若增大A的浓度，平衡体系颜色加深，D不一定是具有颜色的气体
B.增大压强，平衡不移动，说明B、D必是气体
C.升高温度，C的百分含量减小，说明正反应是放热反应
D.若B是气体，增大A的浓度会使B的转化率增大
【即时巩固】对于2SO2+O2 2SO3 ΔH<0的反应，下列说法中正确的是 （ ）
A.当SO2和SO3的浓度相等时，反应达到化学平衡状态
B.当生成O2的速率与生成SO3的速率相等时，反应达到化学平衡状态
C.温度一定，若SO2、O2、SO3的起始浓度不同，反应达到平衡时，SO3的平衡浓度有可能相同
D.只有当外界条件改变，使v正>v逆，才能引起上述化学反应的平衡发生移动
考点三 化学反应速率和化学平衡图象
【例3】 向一体积不变的密闭容器中加入2 mol A、0.6 mol C和一定量的B三种气体。一定条件下发生反应，各物质浓度随时间变化如图一所示。图二为t2时刻后改变反应条件，平衡体系中反应速率随时间变化的情况，且四个阶段都各改变一种不同的条件。已知t3-t4阶段为使用催化剂；图一中 t0-t1阶段c(B)未画出。
下列说法不正确的是 A.此温度下该反应的化学方程式为2A(g)+B(g)2C(g)
B.t4-t5阶段改变的条件为减小压强
C.B的起始物质的量为1.0 mol
D.在相同条件下，若起始时容器中加入a mol A、
b mol B和c mol C，要达到t1时刻同样的平衡， a、b、c要满足的条件为a+2c/3=2.4和b+c/3=1.2
化学平衡图象的解题步骤
解图象题三步曲：“一看”、“二想”、“三判断”
（1）“一看”——看图象①看面：弄清纵、横坐标的含义。
②看线:弄清线的走向、变化趋势及线的陡与平。 ③看点：弄清曲线上点的含义，特别是一些特殊点，如与坐标轴的交点、曲线的交点、折点、最高点与最低点等。
④看量的变化：弄清是浓度变化、温度变化还是转化率的变化。
⑤看要不要作辅助线：如等温线、等压线等。
（2）“二想”——想规律 看完线后联想外界条件对化学反应速率和化学平衡的影响规律。
（3）“三判断” 通过对比分析，作出正确判断。
【即时巩固】已知：4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH=1 025 kJ/mol，该反应是一个可逆反应。若反应 物起始物质的量相同,下列关于该反应的示意图不正确的是

考点四 等效平衡的特点
【例4】（2009·北京理综，9）已知H2(g)+I2(g)2HI(g)；ΔH<0。有相同容积的定容密闭容器甲
和乙，甲中加入H2和I2各0.1 mol,乙中加入HI0.2 mol,相同温度下分别达到平衡。欲使甲中HI
的平衡浓度大于乙中HI的平衡浓度，应采取的措施是 （ ）
A.甲、乙提高相同温度 B.甲中加入0.1 mol He,乙不变
C.甲降低温度，乙不变 D.甲增加0.1 mol H2，乙增加0.1 mol I2
等效平衡规律
（1）对于恒温、恒容条件下，气体体积有变化的反应如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质，其物质的量与对应组分的起始加入量相同，则建立的化学平衡状态是等效的。
（2）对于恒温、恒容条件下气体体积不变的反应如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质，其物质的量之比与对应组分的起始加入量之比相同，则建立的化学平衡是等效的。
（3）对于恒温、恒压条件下的可逆反应（气体体积有变化的反应或气体体积不变的反应）
如果按方程式的化学计量关系转化为方程式同一半边的物质，其物质的量之比与对应组分的起始加入
量之比相同，则建立的化学平衡状态是等效的。注意 三种情况下的等效均指的是平衡混合物中各
组分的百分含量保持不变。实际上三种等效是有差别的，第（1）种情况是绝对等效（包括浓度、密
度、相对分子质量等都相等），而在第（2）、（3）种情况下，物质的量等存在倍数关系
【即时巩固】在恒温恒容条件下有下列反应：2A(g)+2B(g)C(g)+3D(g)。现分别从两条途径建立平衡:(Ⅰ)A和B的起始浓度均为2 mol/L;(Ⅱ)C和D的起始浓度分别为2 mol/L和6 mol/L。下列叙述正确的是（ ）
A.Ⅰ和Ⅱ两途径最终达到平衡时，体系内各气体的物质的量分别相同
B.达到平衡时，Ⅰ途径混合气体密度为Ⅱ途径混合气体密度的2倍
C.Ⅰ和Ⅱ两条途径最终达到平衡时，体系内各气体的体积分数分别相同
D.达到平衡时，Ⅰ途径的反应速率v(A)等于Ⅱ途径的反应速率v(B)
考点五 化学平衡的计算
【例5】 将等物质的量的F2和ClF混合，在密闭容
器中发生反应：F2(g)+ClF(g) ClF3(g) ΔH<0。下列叙述中，正确的是 （ ）
A.恒温恒容时，当ClF转化40%时，容器内的压强为初始时的0.8倍
B.若c(F2)∶c(ClF)∶c(ClF3)=1∶1∶1，则反应一定达到平衡状态
C.达到平衡后，若增大容器体积，则正反应速率减小，逆反应速率增大，平衡左移
D.平衡后再降低温度，保持恒容，达到新的平衡，则混合气体的平均摩尔质量增大
【即时巩固】X、Y、Z三种气体，取X和Y按1∶1的物质的量之比混合，放入密闭容器中发生如下反应：X+2Y2Z,达到平衡后，测得混合气体中反应物的总物质的量与生成物的总物质的量之比为3∶2，则Y的转化率最接近于 （ ）
A.33% B.40% C.50% D.65%
高考失分警示
1.同学们常将平衡与速率两个概念混淆，它们之间实际上没有必然的联系，平衡是热力学问题，而速率是动力学问题，不能混为一谈。
2.一个反应的反应热只是与反应方程式的化学计量数和外界的条件（温度、浓度、压强等）有关系。而与化学反应速率无关；同时应该注意:对于一个可逆反应来说，正反应与逆反应的反应热是不同的。
3.同学们在理解等效平衡时往往出现一种误解，认为等效平衡就是各种量都相同。其实等效平衡的含义是在一定条件（恒温恒容或恒温恒压）下，
只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后，任何相同组分的分数（体积、物质的量）均相等，这样的化学平衡互称为等效平衡。
在等效平衡中，还有一类特殊的平衡，不仅任何相同组分的分数（体积、物质的量）均相同，而且相同组分的物质的量均相同，这类等效平衡又互称为同一平衡。同一平衡是等效平衡的特例。
课堂检测
1.将一定量A、B装入容积为1 L的恒温密闭容器中，发生反应：2A(g)+bB(g) cC(g),1 min时达到平衡，C的浓度为x mol·L-1。若保持温度不变,将密闭容器的容积压缩为原来的1/2,重新达到平衡 后，C的浓度为2.5x mol·L-1,下列说法正确的是 ( )
A.化学计量数的关系：b温度和容器的容积不变，充入氦气（不参与反应），平衡不发生移动
2.若C+CO2 2CO（正反应为吸热反应），反应速率为v1;N2+3H2 2NH3(正反应为放热反应)，反应速率为v2。对于上述两个反应，当温度升高时，v1 和v2的变化情况为 A.同时增大 B.同时减小 C.v1增大，v2减小 D.v1减小，v2增大
3. 右图是温度和压强对X+Y2Z反应影响的示意图。图中横坐标表示温度，纵坐标表示平衡混合气体中Z的体积分数。下列叙述正确的是 （

A.上述可逆反应的正反应为放热反应
B.X、Y、Z均为气态
C.X和Y中只有一种为气态，Z为气态
D.上述反应的逆反应的ΔH＞0
4.一定条件下，合成氨反应达到平衡时，测得混合气体中氨气的体积分数为20.0%，与反应前的体积相比，反应后体积缩小的百分率是（ ）
A.16.7% B.20.0% C.80.0% D.83.3%
5.T℃时，有甲、乙两个密闭容器,甲容器的体积为1 L，乙容器的体积为2 L，分别向甲、乙两容
器中加入6 mol A和3 mol B，发生反应如下： 3A(g)+bB(g) 3C(g)+2D(g) ΔH<0;4 min后
甲容器内的反应恰好达到平衡，A的浓度为2.4 mol·L-1，B的浓度为1.8 mol·L-1；t min后乙
容器内的反应达到平衡,B的浓度为0.8 mol·L-1。 根据题给的信息回答下列问题：
（1）甲容器中反应的平均速率 (B)= ,化学方程式中化学计量数b= 。
（2）乙容器中反应达到平衡所需时间t (填“大于”、“小于”或“等于”）4 min，原因是 。（3）T ℃时,在另一个体积与乙相同的丙容器中，为了使达到平衡时B的浓度仍然为0.8 mol·L-1，起始时，向丙容器中加入C、D的物质的量分别为3 mol、2 mol，则还需加入A、B的物质的量分别
是 、 。
（4）若要使甲、乙容器中B的平衡浓度相等，可以采取的措施是 。
A.保持温度不变，增大甲容器的体积至2 LB.保持容器体积不变，使甲容器降低温度
C.保持容器压强和温度都不变，向甲中加入一定量的A气体
D.保持容器压强和温度都不变，向甲中加入一定量的B气体
课后练习
1.(2009·广东，15)取五等份NO2 ，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生反应： 2NO2g) N2O4(g) ΔH＜0
反应相同时间后，分别测定体系中NO2的百分含
量（NO2%），并作出其随反应温度（T）变化
的关系图。下列示意图中，可能与实验结果相符
的是 ( )
2.(2009·全国理综Ⅰ，13)下图表示反应X（g）4Y(g)+Z(g) ΔH<0，在某温度时X的浓度随时
间变化的曲线：下列有关该反应的描述正确的是 （ ）
A.第6 min后，反应就终止了
B.X的平衡转化率为85%
C.若升高温度，X的平衡转化率将大于85%
D.若降低温度，v正和v逆将以同样倍数减小
3.恒温下，反应aX(g) bY(g)+cZ(g)达到平衡， 把容器体积压缩至原来的1/2，且达到新平衡 时，X的物质的量浓度从0.1 mol/L增大到0.19 mol/L,下列判断正确的是 （ ）
A.a>b+c B.a向正反应方向移动
C.正、逆反应速率都减小，平衡向逆反应方向移动
D.正、逆反应速率都增大，平衡向正反应方向移动
5.在一真空密闭容器中盛有1 mol PCl5，加热到200℃，发生反应：PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)，反应达到平衡时，PCl5在混合气体中的体积分数为m%，若在相同的温度和相同的容器中，起始时加入2 mol PCl5，反应达到平衡时，PCl5在混合气体中的体积分数为n%，则m和n的关系正确的是
（ ）A.m>n B.m无法比较
6.已知NO2和N2O4可以相互转化：2NO2(g) N2O4(g) ΔH=-24.2 kJ/mol。在恒温条件下，将一
定量NO2和N2O4的混合气体通入一容积为2 L的密闭容器中，反应物浓度随时间变化关系如下图。下列说法正确的是 （ ）
A.前10 min内用v(NO2)表示的化学反应速率为0.02 mol/(L·min)
B. a 、b、c、d四个点中，a、c两点的v正≠v逆
C.反应进行到10 min时放出的热量为9.68 kJ
D.25 min时，导致平衡移动的原因是将密闭容器的体积缩小为1 L
7.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，T 表示温度，n表示物质的量）：

根据以上规律判断，下列结论正确的是 （ ）
A.反应Ⅰ:ΔH>0,p2>p1 B.反应Ⅱ:ΔH<0,T1>T2
C.反应Ⅲ:ΔH>0,T2>T1或ΔH<0,T2T1

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