知道化學(xué)反應(yīng)速率的表示方法，了解化學(xué)反應(yīng)速率測(cè)定的簡單方法。知道化學(xué)反應(yīng)是有歷程的，認(rèn)識(shí)基元反應(yīng)活化能對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響。
知道化學(xué)反應(yīng)是有方向的，知道化學(xué)反應(yīng)的方向與反應(yīng)的焓變和熵變有關(guān)。
掌握化學(xué)平衡的特征。了解化學(xué)平衡常數(shù)(K)的含義，能利用化學(xué)平衡常數(shù)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。
通過實(shí)驗(yàn)探究，了解外界條件(濃度、溫度、壓強(qiáng)、催化劑等)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響。
了解化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域中的重要作用。
　化學(xué)反應(yīng)速率、化學(xué)平衡及其影響因素和相關(guān)圖像探析

1．正確理解化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素
(1)“惰性氣體”對(duì)反應(yīng)速率的影響
①恒容：充入“惰性氣體”總壓增大―→參與反應(yīng)的物質(zhì)濃度不變(活化分子濃度不變)―→反應(yīng)速率不變。
②恒壓：充入“惰性氣體”體積增大―→參與反應(yīng)的物質(zhì)濃度減小(活化分子濃度減小)―→反應(yīng)速率減小。
(2)純液體、固體對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響
在化學(xué)反應(yīng)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(yīng)速率，但是固態(tài)反應(yīng)物顆粒的大小是影響反應(yīng)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(duì)可逆反應(yīng)的正、逆反應(yīng)速率的影響方向是一致的，但影響程度不一定相同。
①當(dāng)增大反應(yīng)物濃度時(shí)，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(qiáng)，v正和v逆都增大，氣體分子數(shù)減小方向的反應(yīng)速率變化程度大。
③對(duì)于反應(yīng)前后氣體分子數(shù)不變的反應(yīng)，改變壓強(qiáng)可以同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率。
④升高溫度，v正和v逆都增大，但吸熱反應(yīng)方向的反應(yīng)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(yīng)速率。
2．突破化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷標(biāo)志
(1)化學(xué)平衡標(biāo)志的判斷要注意“三關(guān)注”：一要關(guān)注反應(yīng)條件，是恒溫恒容、恒溫恒壓還是絕熱容器；二要關(guān)注反應(yīng)特點(diǎn)，是等體積反應(yīng)還是非等體積反應(yīng)；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(yīng)。
如在一定溫度下的恒容容器中，當(dāng)下列物理量不再發(fā)生變化時(shí)：a.混合氣體的壓強(qiáng)；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(duì)分子質(zhì)量；e.混合氣體的顏色；f.各反應(yīng)物或生成物的濃度之比等于化學(xué)計(jì)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(dá)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(dá)到平衡狀態(tài)的是eg。
③能說明2NO2(g)N2O4(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是acdeg?！?br /> ④能說明C(s)＋CO2(g)2CO(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是abcdg。
⑤能說明A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是bdg。
⑥能說明NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是abc。
⑦能說明5CO(g)＋I(xiàn)2O5(s)5CO2(g)＋I(xiàn)2(s)達(dá)到平衡狀態(tài)的是bdg。
(2)化學(xué)平衡標(biāo)志的判斷還要注意“一個(gè)角度”，即從微觀角度分析判斷。
如反應(yīng)N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)，下列各項(xiàng)能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是①②③④(填序號(hào))。
①斷裂1 mol N≡N鍵的同時(shí)生成1 mol N≡N鍵；
②斷裂1 mol N≡N鍵的同時(shí)生成3 mol H—H鍵；
③斷裂1 mol N≡N鍵的同時(shí)斷裂6 mol N—H鍵；
④生成1 mol N≡N鍵的同時(shí)生成6 mol N—H鍵。
3．掌握化學(xué)平衡移動(dòng)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(shí)的正、逆反應(yīng)速率的相對(duì)大小來判斷平衡移動(dòng)的方向。
①若外界條件改變，引起v正＞v逆，則化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向(或向右)移動(dòng)；
②若外界條件改變，引起v正＜v逆，則化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向(或向左)移動(dòng)；
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(xué)平衡沒有發(fā)生移動(dòng)。
(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(dòng)的方向。
①若Qc＞K，平衡逆向移動(dòng)；
②若Qc＝K，平衡不移動(dòng)；
③若Qc＜K，平衡正向移動(dòng)。
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(yīng)方向移動(dòng)還是向逆反應(yīng)方向移動(dòng)都無法減弱外界條件的變化，則平衡不移動(dòng)。如對(duì)于H2(g)＋Br2(g)2HBr(g)，由于反應(yīng)前后氣體的分子總數(shù)不變，外界壓強(qiáng)增大或減小時(shí)，平衡無論正向移動(dòng)還是逆向移動(dòng)都不能減弱壓強(qiáng)的改變。所以對(duì)于該反應(yīng)，壓強(qiáng)改變，平衡不發(fā)生移動(dòng)。
(2)催化劑能同等程度地改變正、逆反應(yīng)速率，所以催化劑不會(huì)影響化學(xué)平衡。

角度一　化學(xué)反應(yīng)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(yīng)為可逆反應(yīng)。不同溫度下，溶液中環(huán)戊二烯濃度與反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是________(填標(biāo)號(hào))。

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

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

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

分析時(shí)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(duì)該反應(yīng)的影響。
4．特殊類型圖像
(1)對(duì)于化學(xué)反應(yīng)mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，如圖所示，M點(diǎn)前，表示從反應(yīng)物開始，v正＞v逆；M點(diǎn)為剛達(dá)到平衡點(diǎn)；M點(diǎn)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(yīng)ΔH＜0。

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

5．速率、平衡圖像題的分析方法
(1)認(rèn)清坐標(biāo)系，弄清縱、橫坐標(biāo)所代表的意義，并與有關(guān)原理相結(jié)合。
(2)看清起點(diǎn)，分清反應(yīng)物、生成物，濃度減小的是反應(yīng)物，濃度增大的是生成物，一般生成物多數(shù)以原點(diǎn)為起點(diǎn)。
(3)看清曲線的變化趨勢(shì)，注意漸變和突變，分清正、逆反應(yīng)曲線，從而判斷反應(yīng)特點(diǎn)。
(4)注意終點(diǎn)。例如，在濃度—時(shí)間圖像上，一定要看清終點(diǎn)時(shí)反應(yīng)物的消耗量、生成物的增加量，并結(jié)合有關(guān)原理進(jìn)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(shí)間圖像上，先出現(xiàn)拐點(diǎn)的曲線先達(dá)到平衡，此時(shí)逆向推理可得該曲線對(duì)應(yīng)的溫度高、濃度大或壓強(qiáng)大。
(6)定一議二原則。當(dāng)圖像中有三個(gè)量時(shí)，先確定一個(gè)量不變?cè)儆懻摿硗鈨蓚€(gè)量的關(guān)系。

題組一　化學(xué)反應(yīng)速率的影響因素及應(yīng)用
1．下列表格中的各種情況，可以用對(duì)應(yīng)選項(xiàng)中的圖像表示的是(　　)
選項(xiàng)
反應(yīng)
甲
乙
A
外形、大小相同的金屬和水反應(yīng)
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(yīng)
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(yīng)
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(yīng)，K的反應(yīng)速率更快，又由于Na、K與H2O反應(yīng)均為放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，放出大量的熱，反應(yīng)速率逐漸加快，A項(xiàng)不正確；由于起始時(shí)乙中H2C2O4濃度大，故其反應(yīng)速率比甲快，B項(xiàng)不正確；由于甲反應(yīng)是在熱水中進(jìn)行的，溫度高，故甲的反應(yīng)速率大于乙，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，反應(yīng)物濃度逐漸減小，故甲、乙反應(yīng)速率逐漸減小，C項(xiàng)正確；MnO2在H2O2的分解過程中起催化作用，故乙的反應(yīng)速率大于甲，D項(xiàng)不正確。
2．(雙選)(2020·山東等級(jí)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(yīng)速率的同時(shí)會(huì)因平衡限制導(dǎo)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(yīng)歷程如圖所示，其中吸附在催化劑表面上的物種用*標(biāo)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(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)槲鼰岱磻?yīng)
解析：選BC。A選項(xiàng)，經(jīng)歷①過程之后氮?dú)夥肿颖淮呋瘎┪?，并沒有變成氮原子，A錯(cuò)誤。B選項(xiàng)，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(jìn)行。④⑤在低溫區(qū)進(jìn)行是為了增大平衡產(chǎn)率，B正確。C選項(xiàng)，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(xiàng)，化學(xué)反應(yīng)不會(huì)因加入催化劑而改變吸放熱情況，D錯(cuò)誤。
3．Ⅰ.已知：反應(yīng)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(shí)間變化的曲線如圖所示。

(1)經(jīng)測(cè)定前4 s內(nèi)v(C)＝0.05 mol·L－1·s－1，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________。
(2)請(qǐng)?jiān)趫D中將生成物C的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化曲線繪制出來。
(3)若上述反應(yīng)分別在甲、乙、丙三個(gè)相同的密閉容器中進(jìn)行，經(jīng)同一段時(shí)間后，測(cè)得三個(gè)容器中的反應(yīng)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(gè)容器中反應(yīng)速率由快到慢的順序?yàn)開_________________。
Ⅱ.密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng)：A(g)＋3B(g)2C(g)　ΔH，則用A表示的反應(yīng)速率比用B表示的反應(yīng)速率大。
3．在分析影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素時(shí)，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(xué)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(yīng)在絕熱、恒容的密閉容器中進(jìn)行，下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填序號(hào))。



解析：①達(dá)到平衡時(shí)，v正應(yīng)保持不變。②由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng)，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(dá)到平衡時(shí)保持不變。④因正反應(yīng)放熱，容器絕熱，故反應(yīng)開始后體系溫度升高，達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)，體系溫度不再發(fā)生變化。⑤ΔH是一個(gè)定值，不能用于判斷可逆反應(yīng)是否達(dá)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(yīng)：2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)　ΔH

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