知道化學反應速率的表示方法，了解化學反應速率測定的簡單方法。知道化學反應是有歷程的，認識基元反應活化能對化學反應速率的影響。
知道化學反應是有方向的，知道化學反應的方向與反應的焓變和熵變有關(guān)。
掌握化學平衡的特征。了解化學平衡常數(shù)(K)的含義，能利用化學平衡常數(shù)進行相關(guān)計算。
通過實驗探究，了解外界條件(濃度、溫度、壓強、催化劑等)對化學反應速率和化學平衡的影響。
了解化學反應速率和化學平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學研究領(lǐng)域中的重要作用。
　化學反應速率、化學平衡及其影響因素和相關(guān)圖像探析

1．正確理解化學反應速率的影響因素
(1)“惰性氣體”對反應速率的影響
①恒容：充入“惰性氣體”總壓增大―→參與反應的物質(zhì)濃度不變(活化分子濃度不變)―→反應速率不變。
②恒壓：充入“惰性氣體”體積增大―→參與反應的物質(zhì)濃度減小(活化分子濃度減小)―→反應速率減小。
(2)純液體、固體對化學反應速率的影響
在化學反應中，純液體和固態(tài)物質(zhì)的濃度為常數(shù)，故不能用純液體和固態(tài)物質(zhì)的濃度變化來表示反應速率，但是固態(tài)反應物顆粒的大小是影響反應速率的條件之一，如煤粉由于表面積大，燃燒就比煤塊快得多。
(3)外界條件對可逆反應的正、逆反應速率的影響方向是一致的，但影響程度不一定相同。
①當增大反應物濃度時，瞬間v正增大，v逆不變，隨后v正逐漸減小，v逆逐漸增大直至平衡。
②增大壓強，v正和v逆都增大，氣體分子數(shù)減小方向的反應速率變化程度大。
③對于反應前后氣體分子數(shù)不變的反應，改變壓強可以同等程度地改變正、逆反應速率。
④升高溫度，v正和v逆都增大，但吸熱反應方向的反應速率增大的程度大。
⑤使用催化劑，能同等程度地改變正、逆反應速率。
2．突破化學平衡狀態(tài)的判斷標志
(1)化學平衡標志的判斷要注意“三關(guān)注”：一要關(guān)注反應條件，是恒溫恒容、恒溫恒壓還是絕熱容器；二要關(guān)注反應特點，是等體積反應還是非等體積反應；三要關(guān)注特殊情況，是否有固體參加或生成，或固體的分解反應。
如在一定溫度下的恒容容器中，當下列物理量不再發(fā)生變化時：a.混合氣體的壓強；b.混合氣體的密度；c.混合氣體的總物質(zhì)的量；d.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量；e.混合氣體的顏色；f.各反應物或生成物的濃度之比等于化學計量數(shù)之比；g.某種氣體的百分含量。
①能說明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)達到平衡狀態(tài)的是acdg(填字母，下同)。
②能說明I2(g)＋H2(g)2HI(g)達到平衡狀態(tài)的是eg。
③能說明2NO2(g)N2O4(g)達到平衡狀態(tài)的是acdeg?！?br /> ④能說明C(s)＋CO2(g)2CO(g)達到平衡狀態(tài)的是abcdg。
⑤能說明A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)達到平衡狀態(tài)的是bdg。
⑥能說明NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)達到平衡狀態(tài)的是abc。
⑦能說明5CO(g)＋I2O5(s)5CO2(g)＋I2(s)達到平衡狀態(tài)的是bdg。
(2)化學平衡標志的判斷還要注意“一個角度”，即從微觀角度分析判斷。
如反應N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，下列各項能說明該反應達到平衡狀態(tài)的是①②③④(填序號)。
①斷裂1 mol N≡N鍵的同時生成1 mol N≡N鍵；
②斷裂1 mol N≡N鍵的同時生成3 mol H—H鍵；
③斷裂1 mol N≡N鍵的同時斷裂6 mol N—H鍵；
④生成1 mol N≡N鍵的同時生成6 mol N—H鍵。
3．掌握化學平衡移動的判斷方法
(1)依據(jù)勒夏特列原理判斷
通過比較平衡破壞瞬時的正、逆反應速率的相對大小來判斷平衡移動的方向。
①若外界條件改變，引起v正＞v逆，則化學平衡向正反應方向(或向右)移動；
②若外界條件改變，引起v正＜v逆，則化學平衡向逆反應方向(或向左)移動；
③若外界條件改變，雖能引起v正和v逆變化，但變化后新的v正′和v逆′仍保持相等，則化學平衡沒有發(fā)生移動。
(2)依據(jù)濃度商(Qc)規(guī)則判斷
通過比較濃度商(Qc)與平衡常數(shù)(K)的大小來判斷平衡移動的方向。
①若Qc＞K，平衡逆向移動；
②若Qc＝K，平衡不移動；
③若Qc＜K，平衡正向移動。
4．正確理解不能用勒夏特列原理解釋的問題
(1)若外界條件改變后，無論平衡向正反應方向移動還是向逆反應方向移動都無法減弱外界條件的變化，則平衡不移動。如對于H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)，由于反應前后氣體的分子總數(shù)不變，外界壓強增大或減小時，平衡無論正向移動還是逆向移動都不能減弱壓強的改變。所以對于該反應，壓強改變，平衡不發(fā)生移動。
(2)催化劑能同等程度地改變正、逆反應速率，所以催化劑不會影響化學平衡。

角度一　化學反應速率的影響因素
1．(2019·高考全國卷Ⅱ)環(huán)戊二烯()容易發(fā)生聚合生成二聚體，該反應為可逆反應。不同溫度下，溶液中環(huán)戊二烯濃度與反應時間的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是________(填標號)。

A．T1＞T2
B．a(chǎn)點的反應速率小于c點的反應速率
C．a(chǎn)點的正反應速率大于b點的逆反應速率
D．b點時二聚體的濃度為0.45 mol·L－1
解析：由相同時間內(nèi)，環(huán)戊二烯濃度減小量越大，反應速率越快可知，T1E點
c．反應適宜溫度：480～520 ℃
解析：a項，同一點比較正、逆反應速率看反應進行方向，B點反應正向進行，所以v正>v逆，正確；b項，不同點比較正、逆反應速率看反應條件，A點溫度低于E點溫度，所以v正：A點p＋q，且ΔH>0

(1)t1 時增大反應物的濃度，正反應速率瞬間增大，然后逐漸減小，而逆反應速率逐漸增大；
(2)t2 時升高溫度，正反應和逆反應速率均增大，吸熱反應的反應速率增大得快；
(3)t3 時減小壓強，容器容積增大，濃度變小，正反應速率和逆反應速率均減小，正反應的反應速率減小得多；
(4)t4 時使用催化劑，正反應速率和逆反應速率均瞬間增大但仍相等。
2. 轉(zhuǎn)化率(或含量)—時間圖像
反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0

(1)圖甲表示壓強對反應物轉(zhuǎn)化率的影響，對于氣體反應物化學計量數(shù)之和大于氣體生成物化學計量數(shù)之和的反應，壓強越大，反應物的轉(zhuǎn)化率越大；
(2)圖乙表示溫度對反應物轉(zhuǎn)化率的影響，對于吸熱反應，溫度越高，反應物的轉(zhuǎn)化率越大；
(3)圖丙表示催化劑對反應物轉(zhuǎn)化率的影響，催化劑只能改變化學反應速率，不能改變反應物的轉(zhuǎn)化率。
3.恒壓(溫)線
反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，m＋n>p＋q，且ΔH>0

分析時可沿橫軸作一條平行于縱軸的虛線，即為等壓線或等溫線，然后分析另一條件變化對該反應的影響。
4．特殊類型圖像
(1)對于化學反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如圖所示，M點前，表示從反應物開始，v正＞v逆；M點為剛達到平衡點；M點后為平衡受溫度的影響情況，即升溫，A的百分含量增加或C的百分含量減少，平衡左移，故正反應ΔH＜0。

(2)對于化學反應mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如圖所示，L線上所有的點都是平衡點。L線的左上方(E點)，A的百分含量大于此壓強時平衡體系的A的百分含量，所以E點v正＞v逆；則L線的右下方(F點)，v正＜v逆。

5．速率、平衡圖像題的分析方法
(1)認清坐標系，弄清縱、橫坐標所代表的意義，并與有關(guān)原理相結(jié)合。
(2)看清起點，分清反應物、生成物，濃度減小的是反應物，濃度增大的是生成物，一般生成物多數(shù)以原點為起點。
(3)看清曲線的變化趨勢，注意漸變和突變，分清正、逆反應曲線，從而判斷反應特點。
(4)注意終點。例如，在濃度—時間圖像上，一定要看清終點時反應物的消耗量、生成物的增加量，并結(jié)合有關(guān)原理進行推理判斷。
(5)圖像中先拐先平數(shù)值大。例如，在轉(zhuǎn)化率—時間圖像上，先出現(xiàn)拐點的曲線先達到平衡，此時逆向推理可得該曲線對應的溫度高、濃度大或壓強大。
(6)定一議二原則。當圖像中有三個量時，先確定一個量不變再討論另外兩個量的關(guān)系。

題組一　化學反應速率的影響因素及應用
1．下列表格中的各種情況，可以用對應選項中的圖像表示的是(　　)
選項
反應
甲
乙
A
外形、大小相同的金屬和水反應
Na
K
B
4 mL 0.01 mol·L－1KMnO4溶液分別和不同濃度的2 mL H2C2O4(草酸)溶液反應
0.1 mol·L－1的H2C2O4溶液
0.2 mol·L－1的H2C2O4溶液
C
5 mL 0.1 mol·L－1Na2S2O3溶液和5 mL 0.1 mol·L－1H2SO4溶液反應
熱水
冷水
D
5 mL 4%的過氧化氫溶液分解放出O2
無MnO2粉末
加MnO2粉末

解析：選C。由于K比Na活潑，故外形、大小相同的金屬K和Na分別與水反應，K的反應速率更快，又由于Na、K與H2O反應均為放熱反應，隨著反應的進行，放出大量的熱，反應速率逐漸加快，A項不正確；由于起始時乙中H2C2O4濃度大，故其反應速率比甲快，B項不正確；由于甲反應是在熱水中進行的，溫度高，故甲的反應速率大于乙，隨著反應的進行，反應物濃度逐漸減小，故甲、乙反應速率逐漸減小，C項正確；MnO2在H2O2的分解過程中起催化作用，故乙的反應速率大于甲，D項不正確。
2．(雙選)(2020·山東等級考模擬)熱催化合成氨面臨的兩難問題是采用高溫增大反應速率的同時會因平衡限制導致NH3產(chǎn)率降低。我國科研人員研制了Ti-H-Fe雙溫區(qū)催化劑(Ti-H區(qū)域和Fe區(qū)域的溫度差可超過100 ℃)。Ti-H-Fe雙溫區(qū)催化合成氨的反應歷程如圖所示，其中吸附在催化劑表面上的物種用*標注。下列說法正確的是(　　)

A．①為N≡N鍵的斷裂過程
B．①②③在高溫區(qū)發(fā)生，④⑤在低溫區(qū)發(fā)生
C．④為N原子由Fe區(qū)域向Ti-H區(qū)域的傳遞過程
D．使用Ti-H-Fe雙溫區(qū)催化劑使合成氨反應轉(zhuǎn)變?yōu)槲鼰岱磻?br /> 解析：選BC。A選項，經(jīng)歷①過程之后氮氣分子被催化劑吸附，并沒有變成氮原子，A錯誤。B選項，①為催化劑吸附N2的過程，②為形成過渡態(tài)的過程，③為N2解離為N的過程，以上都需要在高溫區(qū)進行。④⑤在低溫區(qū)進行是為了增大平衡產(chǎn)率，B正確。C選項，由題中圖示可知，過程④完成了Ti-H-Fe＋*N到Ti-H-*N-Fe兩種過渡態(tài)的轉(zhuǎn)化，N原子由Fe區(qū)域向Ti-H區(qū)域傳遞，C正確。D選項，化學反應不會因加入催化劑而改變吸放熱情況，D錯誤。
3．Ⅰ.已知：反應aA(g)＋bB(g)cC(g)，某溫度下，在2 L的密閉容器中充入一定量的A、B，兩種氣體的物質(zhì)的量濃度隨時間變化的曲線如圖所示。

(1)經(jīng)測定前4 s內(nèi)v(C)＝0.05 mol·L－1·s－1，則該反應的化學方程式為________________________________________________________________________。
(2)請在圖中將生成物C的物質(zhì)的量濃度隨時間的變化曲線繪制出來。
(3)若上述反應分別在甲、乙、丙三個相同的密閉容器中進行，經(jīng)同一段時間后，測得三個容器中的反應速率分別為
甲：v(A)＝0.3 mol·L－1·s－1，
乙：v(B)＝0.12 mol·L－1·s－1，
丙：v(C)＝9.6 mol·L－1·min－1，
則甲、乙、丙三個容器中反應速率由快到慢的順序為__________________。
Ⅱ.密閉容器中發(fā)生如下反應：A(g)＋3B(g)2C(g)　ΔH，則用A表示的反應速率比用B表示的反應速率大。
3．在分析影響化學反應速率的因素時，要理清主次關(guān)系。
題組二　利用圖像、Q與K的關(guān)系判斷化學平衡狀態(tài)
4．汽車尾氣凈化的主要原理為2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＜0。若該反應在絕熱、恒容的密閉容器中進行，下列示意圖正確且能說明反應在進行到t1時刻達到平衡狀態(tài)的是________(填序號)。



解析：①達到平衡時，v正應保持不變。②由于該反應是放熱反應，又是絕熱容器，體系溫度升高，平衡左移，K減小。③w(NO)逐漸減小，達到平衡時保持不變。④因正反應放熱，容器絕熱，故反應開始后體系溫度升高，達到平衡狀態(tài)時，體系溫度不再發(fā)生變化。⑤ΔH是一個定值，不能用于判斷可逆反應是否達到平衡狀態(tài)。
答案：②③④
5.一定溫度下，將2 mol NO、1 mol CO充入1 L固定容積的密閉容器中發(fā)生反應：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH

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