1、第7讲 化学反应速率和化学平衡最新考纲 1.了解化学反应速率的概念、反应速率的定量表示方法。2.了解催化剂在生产、生活和科学研究领域中的重大作用。3.了解化学反应的可逆性。4.了解化学平衡建立的过程；了解化学平衡常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。5.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响，认识其一般规律。6.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域中的重要作用。考点一 化学反应速率及其影响因素1.(2016北京理综，8)下列食品添加剂中，其使用目的与反应速率有关的是()A.抗氧化剂B.调味剂C.着色剂D.增稠剂 解析 A项，抗氧化剂
2、属于还原剂，比食品更易与氧气反应，从而降低氧气浓度，减缓食品被氧化的反应速率，正确；B项，调味剂是为了增加食品的口感，与反应速率无关，错误；C项，着色剂是为了使食品色泽更能引起食欲，与反应速率无关，错误；D项增稠剂是用于改善和增加食品的粘稠度，保持流态食品、胶冻食品的色、香、味和稳定性，改善食品物理性状，并能使食品有润滑适口的感觉，与反应速率无关，错误。答案 A重温真题 2.(2014新课标全国卷)已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ，在含少量I的溶液中，H2O2分解的机理为：H2O2IH2OIO慢 H2O2IOH2OO2I快 下列有关该反应的说法正确的是()A.反应速率与I的浓度有
3、关 B.IO也是该反应的催化剂 C.反应活化能等于98 kJ mol1 D.v(H2O2)v(H2O)v(O2)解析 A项，H2O2的分解速率取决于第一步的慢反应，该反应中I为反应物，故反应速率与I的浓度有关。正确；B项，该反应的催化剂为I，IO只是该反应的中间物质，错误；C项，98 kJ mol1是1 mol H2O2分解的反应热，反应热与活化能无关，错误；D项，将题给两个反应合并可得总反应为2H2O2=2H2OO2，由化学反应速率与其对应物质的化学计量数的关系可知，该反应中不同物质的反应速率关系应为v(H2O2)v(H2O)2v(O2)，错误。答案 A3.(2015福建理综，12)在不同浓
4、度(c)、温度(T)条件下，蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是()A.a6.00 B.同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v可能不变 C.b318.2 D.不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同 解析 A项，根据表中的数据可知：328.2 K时，蔗糖溶液的浓度越大，水解的速率越快。根据浓度与速率的变化关系可知，蔗糖的浓度每减小0.100 molL1，速率减小1.50 mmolL1min1，所以在浓度为0.400 molL1时，蔗糖水解的速率a6.00 mmolL1Min1，正确；B项，根据表中的数据可知：温度升高，水解速率越快，浓度越高，水解速率也越快，同时改变反应物的浓度和反应
5、的温度，若二者对反应速率的影响趋势相反，并能相互抵消，反应速率也可能不变，正确；C项，在物质的浓度不变时，温度升高，水解速率加快，温度降低，水解速率减慢。由于在物质的浓度为0.600 molL1时，当318.2 K时水解速率是3.60 mmolL1min 1，现在该反应的速率为2.16 mmolL 1min 1小于3.60mmolL1min1，所以反应温度低于318.2 K，即b318.2，正确；D项，由于温度不同时，在相同的浓度时的反应速率不同，所以不同温度下，蔗糖浓度减小一半所需的时间不同，错误。答案 D4.2016江苏化学，20(3)纳米铁粉可用于处理地下水中的污染物。(1)一定条件下，
6、向 FeSO4 溶液中滴加碱性 NaBH4 溶液，溶液中BH4(B元素的化合价为3)与Fe2反应生成纳米铁粉、H2 和 B(OH)4，其离子方程式为_。(2)纳米铁粉与水中 NO3 反应的离子方程式为 4Fe NO3 10H=4Fe2NH4 3H2O研究发现，若 pH 偏低将会导致 NO3 的去除率下降，其原因是_。(3)相同条件下，纳米铁粉去除不同水样中 NO3 的速率有较大差异(见图)，产生该差异的可能原因是_。含 50 mgL1 NO3 的水样含 50 mgL1 NO3 50 mgL1 Cu2的水样 解析(1)反应物为 Fe2、BH4，生成物为 Fe、H2 和 B(OH)4，BH4 中
7、H 显1 价，被氧化为 H2，注意溶液呈碱性，配平。(2)pH偏低，说明 c(H)大，纳米铁粉能与 H反应。(3)由图可知含有Cu2的溶液中去除速率快，可以从影响速率的因素角度分析，如 Cu2的催化作用，铁置换 Cu 构成原电池，加快纳米铁的反应速率。答案(1)2Fe2BH4 4OH=2Fe2H2B(OH)4 (2)纳米铁粉与 H反应生成 H2(3)Cu或 Cu2催化纳米铁粉去除 NO3 的反应(或形成的 FeCu原电池增大纳米铁粉去除 NO3 的反应速率)感悟高考 1.题型：选择题 填空题 2.考向：历年高考均有所涉及，属于高频考点，主要有以下考查角度：化学反应速率的定量计算；化学反应速率的
8、大小比较；外界条件对化学反应速率的影响及其图像、数据表格分析。特别关注：卷对一些陌生图像的定性、定量研究。1.知识整合：外界条件对化学反应速率的影响(1)纯液体和固体浓度可视为常数，它们的量的改变不会影响化学反应速率。但固体颗粒的大小导致接触面积的大小发生变化，故影响化学反应速率。(2)对使用催化剂的反应，由于催化剂只有在适宜的温度下活性最大，反应速率才能达到最大，故在许多工业生产中温度的选择还需考虑催化剂的活性温度范围。知识精华(3)对于有气体参与的化学反应，有以下几种情况：恒温时，压缩体积压强增大反应物浓度增大反应速率加快。恒温时，对于恒容密闭容器：a.充入气体反应物气体反应物浓度增大(压
9、强也增大)反应速率加快。b.充入“惰性”气体总压强增大反应物浓度未改变反应速率不变。恒温恒压时 充入“惰性”气体体积增大气体反应物浓度减小反应速率减小。(4)外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。当增大反应物浓度时，v正增大，v逆瞬间不变，随后也增大；改变压强，气体分子数减小方向的反应速率变化程度大；对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强正、逆反应速率改变程度相同；升高温度，v正和v逆都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大；降低温度、v正和v逆都减小，但吸热反应方向的反应速率减小的程度大；使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。2.方法：化学
10、反应速率的求算(1)公式法：v(B)c（B）tn（B）Vt用上式进行某物质反应速率计算时需注意以下几点：浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是即时速率，且计算时取正值。同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。不同物质表示的反应速率之比等于其化学计量数之比。(2)比值法：同一化学反应，各物质的反应速率之比等于方程式中的化学计量数之比。对于反应：mA(g)nB(g)=pC(g)qD(g)来说，则有v（A）mv（B）nv（C）pv（D）q。状元体会 在判断外界条件对速率影响时，一定要和平衡移动区分开，速率比较的是
11、快慢，而平衡移动取决于v正、v逆的相对大小，平衡向正反应方向移动，正反应速率可能反而降低，如对于放热反应降低温度；另外需注意在进行化学反应速率的相关计算时，不能用某物质的物质的量代替物质的量浓度计算，速率大小比较时，易忽视各物质的速率的单位是否一致，单位书写是否正确。题组1 化学反应速率的影响因素 1.(2016哈尔滨模拟)对于反应4A2B 3C，下列说法中正确的是()A.某温度时，化学反应速率无论用A、B、C中任何物质表示，其数值都相同 B.其他条件不变时，降低温度，化学反应速率减小 C.其他条件不变时，增大压强，化学反应速率一定加快 D.若增大或减小A的物质的量，化学反应速率一定会发生明显
12、的变化 题组精练 解析 A项，对于该反应，用不同的反应物或生成物表示的反应速率，其数值不相同，A错；C项，如果反应物、生成物都不是气体，则增大压强对化学反应速率无影响，C错；D项，若A是固体或液体，增大或减小A的物质的量，对化学反应速率没有明显影响，D错。答案 B2.对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是()A.升高温度，对正反应的反应速率影响更大 B.增大压强，对正反应的反应速率影响更大 C.减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大 D.加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大 解析 A项，合成氨反应的正反应是放热反应，升高温度，正反应、逆反应的反应速率都增大，但是温度对吸热反应的速率
13、影响更大，所以对该反应来说，对逆反应速率影响更大，错误；B项，合成氨的正反应是气体体积减小的反应，增大压强，对正反应的反应速率影响更大，正反应速率大于逆反应速率，所以平衡正向移动，正确；C项，减小反应物浓度，使正反应的速率减小，由于生成物的浓度没有变化，所以逆反应速率不变，逆反应速率大于正反应速率，所以化学平衡逆向移动，错误；D项，加入催化剂，使正反应、逆反应速率改变的倍数相同，正反应、逆反应速率相同，化学平衡不发生移动，错误。答案 B题组2 化学反应速率的定量分析 3.反应4CO(g)2NO2(g)N2(g)4CO2(g)开始进行时，CO的浓度为4 mol/L，N2的浓度为0，2 min后测
14、得N2的浓度为0.6 mol/L，则此段时间内，下列反应速率表示正确的是()A.v(CO)1.2 mol/(Ls)B.v(NO2)0.3 mol/(Lmin)C.v(N2)0.6 mol/(Lmin)D.v(CO2)1.2 mol/(Lmin)解析 由题意，v(N2)0.6 mol/L2 min0.3 mol/(Lmin)，根据速率之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数比，所以 A、B、C 错误，D 正确。答案 D4.一定温度下，10 mL 0.40 molL1 H2O2溶液发生催化分解。不同时刻测得生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表：t/min 0 2 4 6 8 10 V(O2)/
15、mL 0.0 9.9 17.2 22.4 26.5 29.9 下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)()A.06 min的平均反应速率：v(H2O2)3.3102 molL1min1 B.610 min的平均反应速率：v(H2O2)3.3102 molL1min1 C.反应至6 min时，c(H2O2)0.30 molL1 D.反应至6 min时，H2O2分解了50%解析 根据题目信息可知，06 min，生成22.4 mL(标准状况)氧气，消耗0.002 mol H2O2，则v(H2O2)3.3102 molL1min1，A项正确；随反应物浓度的减小，反应速率逐渐降低，B项正确；反应至6
16、min时，剩余0.002 mol H2O2，此时c(H2O2)0.20 molL1，C项错误；反应至6 min时，消耗0.002 molH2O2，转化率为50%，D项正确。答案 C5.反应 AX3(g)X2(g)AX5(g)在容积为 10 L 的密闭容器中进行。起始时 AX3 和 X2 均为 0.2 mol。反应在不同条件下进行，反应体系总压强随时间的变化如图所示。k(1)列式计算实验a从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)_。(2)图中3组实验从反应开始至达到平衡时的反应速率v(AX5)由大到小的次序为_(填实验序号)；与实验a相比，其他两组改变的实验条件及判断依据是：b_、c_。答案
17、(1)解：开始时 n00.4 mol，总压强为 160 kPa，平衡时总压强为 120 kPa，则 n 为：120 kPa160 kPan0.40 mol，n0.40 mol120 kPa160 kPa0.3 mol，AX3(g)X2(g)AX5(g)起始时 n0/mol 0.20 0.20 0平衡时 n/mol 0.20 x0.20 xx(0.20 x)(0.20 x)x0.30，x0.10v(AX5)0.10 mol10 L60 min1.7104 molL1min1。(2)bca 加入催化剂。反应速率加快，但平衡点没有改变 温度升高，反应速率加快，但平衡点向逆反应方向移动(或反应容器的容
18、积和起始物质的量未改变，但起始总压强增大)练后归纳 1.化学反应速率计算“3”注意(1)不注意容器的容积。(2)漏写单位或单位写错。(3)忽略有效数字。2.化学反应速率快慢比较“3”关键(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同单位。(2)比较不同时间段内的化学反应速率大小时，可先换算成同一物质表示的反应速率，再比较数值大小。(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值。例如，对于一般反应 aA(g)bB(g)cC(g)dD(g)，比较不同时间段内v（A）a与v（B）b的大小，若v（A）av（B）b，则用 A表示的反应速率比用 B 表示的大。考点二 化学平衡状态及其影响因素重温真题 1.2016天
19、津理综，10(3)在恒温恒容的密闭容器中，某储氢反应：MHx(s)yH2(g)MHx2y(s)Hv(吸氢)解析 MHx(s)yH2(g)MHx2y(s)H0，该反应属于气体的物质的量发生减小的反应。a.平衡时气体的物质的量不变，压强不变，正确；b.该反应为可逆反应，吸收 ymol H2 需要大于 1 mol MHx，错误；c.因为该反应正反应方向为放热反应，降温时该反应将向正反应方向移动，反应的平衡常数将增大，正确；d.向容器内通入少量氢气，相当于增大压强，平衡正向移动，v(放氢)v(吸氢)，错误。答案 ac2.(2016江苏化学，15)一定温度下，在 3 个体积均为 1.0 L 的恒容密闭容
20、器中反应 2H2(g)CO(g)CH3OH(g)达到平衡，下列说法正确的是(双选)()容器 温度/K 物质的起始浓度/molL1 物质的平衡浓 度/molL1 c(H2)c(CO)c(CH3OH)c(CH3OH)400 0.20 0.10 0 0.080 400 0.40 0.20 0 500 0 0 0.10 0.025 A.该反应的正反应放热 B.达到平衡时，容器中反应物转化率比容器中的大 C.达到平衡时，容器中c(H2)大于容器中c(H2)的两倍 D.达到平衡时，容器中的正反应速率比容器中的大 解析 对比容器和可知两者投料量相当，若温度相同，最终建立等效平衡，但温度高，平衡时c(CH3O
21、H)小，说明平衡向逆反应方向移动，即逆反应为吸热反应，正反应为放热反应，A正确；相对于成比例增加投料量，相当于加压，平衡正向移动，转化率提高，所以中转化率高，B错误；不考虑温度，中投料量是的两倍，相当于加压，平衡正向移动，所以中c(H2)小于中c(H2)的两倍，且的温度比高，相对于，平衡向逆反应方向移动，c(H2)增大，C错误；对比和，温度相同，两者建立等效平衡两容器中速率相等，但温度高，速率加快，D正确。答案 AD3.2016浙江理综，28(1)(2)(3)(4)催化还原 CO2 是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明，在 Cu/ZnO催化剂存在下，CO2 和 H2 可发生两个平行
22、反应，分别生成CH3OH 和 CO。反应的热化学方程式如下：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H153.7 kJmol1 CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H2 某实验室控制 CO2 和 H2 初始投料比为 12.2，在相同压强下，经过相同反应时间测得如下实验数据：T(K)催化剂 CO2转化率(%)甲醇选择性(%)543 Cat.1 12.3 42.3 543 Cat.2 10.9 72.7 553 Cat.1 15.3 39.1 553 Cat.2 12.0 71.6【备注】Cat.1：Cu/ZnO纳米棒；Cat.2：Cu/ZnO纳米片；甲醇选择性：转化的CO2中
23、生成甲醇的百分比 已知：CO和H2的标准燃烧热分别为283.0 kJmol 1和285.8 kJmol1 H2O(l)=H2O(g)H344.0 kJmol1 请回答(不考虑温度对H的影响)：(1)反应的平衡常数表达式K_；反应的H2_ kJmol1。(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有_。A.使用催化剂Cat.1 B.使用催化剂Cat.2 C.降低反应温度 D.投料比不变，增加反应物的浓度 E.增大CO2和H2的初始投料比(3)表中实验数据表明，在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响，其原因是_。(4)在图中分别画出反应在无催化剂、有Cat.
24、1和有Cat.2三种情况下“反应过程能量”示意图。解析(1)因为 CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)，平衡常数K 的表达式为 Kc（CH3OH）c（H2O）c（CO2）c3（H2）；因为 CO 和 H2 的标准燃烧热分别为283.0 kJmol1 和285.8 kJmol1，可得下列热化学方程式：CO(g)1/2O2(g)=CO2(g)H283.0 kJmol1H2(g)1/2O2(g)=H2O(l)H285.8 kJmol1又 H2O(g)=H2O(l)H44.0 kJmol1根据盖斯定律，由得：CO2(g)H2(g)CO(g)H2O(g)H241.2 kJmol1(2)根
25、据可逆反应：CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)，使用催化剂不能使平衡发生移动，即不能提高平衡转化率，A、B错误；该反应为放热反应，降低温度平衡正向移动，平衡转化率提高，C 项正确；投料比不变，增加反应物浓度，相当于增大压强，平衡正向移动，平衡转化率提高，D 项正确；增大二氧化碳和氢气的初始投料比，能提高氢气的转化率，但二氧化碳的转化率会降低，故 E 错误；故选 CD。(3)从表格数据分析，在相同的温度下，不同的催化剂，其二氧化碳的转化率也不同，说明不同的催化剂的催化能力不同；相同催化剂不同的温度，二氧化碳的转化率不同，且温度高的转化率大，因为正反应为放热反应，说明表中数据是未
26、到平衡数据。故由表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应的催化能力不同，因而在该时刻下对甲醇选择性有影响。(4)催化剂能降低反应的活化能，再结合表中的数据，Cat.2催化效果比Cat.1好，故可得到曲线为 答案(1)c（CH3OH）c（H2O）c（CO2）c3（H2）41.2(2)CD(3)表中数据表明此时反应未达到平衡，不同的催化剂对反应的催化能力不同，因而在该时刻下对甲醇选择性有影响(4)感悟高考 1.题型：选择题 填空题 2.考向：常见的考查角度有：化学平衡状态的判断；外界条件对化学平衡的影响规律；化学平衡图像的分析；有关影响化学平衡因素的实验探究。特别关注：新情境下平衡状态的
27、判定；卷图表类平衡影响因素的分析。1.化学平衡状态判断的3类标准(1)绝对标志 知识精华(2)相对标志 有气体参加的反应，气体的总压强、总体积、总物质的量不变时，当是等体积反应时，不一定达到平衡；当是不等体积反应时，达到平衡。气 体 的 密 度气体的总质量气体的总体积、气 体 的 平 均 相 对 分 子 质 量气体的总质量气体的总物质的量 不变时，要具体分析各表达式中的分子或分母变化情况，判断是否平衡。如果平衡体系中的物质有颜色，则平衡体系的颜色不变时，达到平衡。(3)一个角度从微观的角度分析，如反应 N2(g)3H2(g)2NH3(g)，下列各项均可说明该反应达到了平衡状态：断裂 1 mol
28、 NN 键的同时生成 1 mol NN 键；断裂 1 mol NN 键的同时生成 3 mol HH 键；断裂 1 mol NN 键的同时断裂 6 mol NH 键；生成 1 mol NN 键的同时生成 6 mol NH 键。2.平衡移动方向的判断(1)依据勒夏特列原理判断。(2)根据图像中正、逆反应速率相对大小判断：若v正v逆，则平衡向正反应方向移动；反之向逆反应方向移动。(3)依据变化过程中速率变化的性质判断：若平衡移动过程中，正反应速率增大的程度小于逆反应速度增大的程度，则平衡向逆反应方向移动。(4)依据浓度商(Qc)规则判断：若某温度下QcK，反应向正反应方向进行；QcK，反应向逆反应方
29、向进行。3.不同条件下转化率的变化规律(1)若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，达到平衡后，它们的转化率相等。(2)对于反应 mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)：若只增加 A 的量，平衡向正反应方向移动，B 的转化率增大，A 的转化率减小(恒温恒容，下同)。若按原比例同倍数地增加反应物 A 和 B 的量，则平衡向正反应方向移动，反应物的转化率与气体反应物的化学计量数有关：若 mnpq，A、B 的转化率都不变；若 mnpq，A、B 的转化率都增大；若 mnpq，A、B 的转化率都减小。(3)对 mA(g)nB(g)pC(g)：按 mnp，mnp，mnp 三种情况与上述完全相同。状元
30、体会体会一：在研究平衡移动时，常用构造模型的方法，比如在一定温度下，2 mol SO2 和 1 mol O2 在容器甲中建立的平衡体系中，再加入 2 mol SO2 和 1 mol O2 的混合气体，你可以在另一个相同体积的容器乙中先建立平衡如图，此时这两个平衡体系完全一致，此时如果把甲、乙之间的隔板抽去，各物质的量增倍，百分含量不变，然后再把它压成此时体积的12，压强增大，平衡右移，所以通过这样的虚拟过程，可以看出，在体积不变时，成比例加入反应物相当于增大压强。体会二：勒夏特列原理，是我们解答平衡移动的基石，但有些改变是不通过平衡移动来完成的，那么就不能用勒夏特列原理解释如：等体反应如“H2
31、(g)I2(g)2HI(g)”压强改变，平衡不发生移动。催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，所以催化剂不会影响化学平衡。当外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不一致时，不能用勒夏特列原理解释，如工业合成氨选择 500 比室温对生产有利，是因为 500 反应速率快，对生产有利，而从平衡上讲对生产不利。题组精练 题组 1 平衡状态的建立1.将一定量纯净的氨基甲酸铵置于密闭真空恒容容器中(固体试样体积忽略不计)，在恒定温度下使其达到分解平衡：NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)。判断该分解反应已经达到化学平衡的是()A.2v(NH3)v(CO2)B.密闭容器中 c(NH3)c(C
32、O2)21C.密闭容器中混合气体的密度不变D.密闭容器中氨气的体积分数不变 解析 该反应是有固体参与的非等体反应，且容器体积不变，所以压强、密度不变均可作为平衡的标志，该题应特别注意 D项，因为该反应为固体的分解反应，所以 NH3、CO2 的体积分数始终为定值NH3为23，CO2为13。答案 C2.(2016湖北宜昌模拟)苯乙烯是现代石油化工产品中最重要的单体之一。在工业上，苯乙烯可由乙苯和CO2催化脱氢制得：在温度为T1时，此反应的平衡常数K0.5。在2 L密闭容器中加入乙苯(g)与CO2，反应到某时刻测得混合物中各组分的物质的量均为1.0 mol，请回答下列问题：(1)该时刻的化学反应_(
33、填“已达到”或“未达到”)平衡状态。(2)下列能说明乙苯与CO2在该条件下反应已达到平衡状态的是_(填字母)。a.v正(CO2)v逆(CO2)b.c(CO2)c(CO)0.5 mol/L c.混合气体的密度不变 d.CO2的体积分数保持不变(3)若将反应改为恒压绝热条件下进行，达到平衡状态时，则乙苯的物质的量浓度_(填字母)。a.大于0.5 mol/L b.小于0.5 mol/L c.等于0.5 mol/L d.无法确定 解析(1)各组分的浓度均为1.0 mol2 L0.5 mol/L，Q0.50.50.50.50.50.5K，则该时刻反应达到平衡状态。(2)a 项，对同一物质来说，正、逆反应
34、速率相等，说明反应已达到平衡状态；b 项，结合(1)可知是平衡状态；c 项，在恒容容器中，混合气体的总质量在反应过程中始终没有变化，即密度始终没有变化，与是否达到平衡状态无关；d 项，随着反应进行，CO2 的体积分数逐渐减小，当 CO2 的体积分数保持不变时，即达到平衡状态。(3)该反应为正向吸热、气体分子数增大的反应，若维持恒压绝热，相当于在原平衡的基础上降温，同时增大容器的容积，二者对乙苯浓度的影响无法确定。答案(1)已达到(2)abd(3)d 解题心得 判断化学平衡状态时 可利用“变量”与“不变量”来判断。选定反应中“变量”即随反应进行而变化的量，当变量不再变化时，反应已达平衡。另外还需
35、注意以下三种情况 关注反应条件，是恒容容器，还是恒压容器；关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；关注特殊情况，是否有固体参加或固体生成。题组 2 平衡移动方向和结果的判定3.在某恒温、恒容的密闭容器内发生反应：2NO2(g)2NO(g)O2(g)H0，开始时充入 2 mol NO2 并达到平衡，下列说法正确的是()A.再充入 2 mol NO2，平衡正向移动，O2 的体积分数增大B.升高温度，O2 的体积分数减小C.充入 N2 平衡不移动，平衡常数不变D.再充入 1 mol O2，NO2 的体积分数增大 解析 再充入2 mol NO2，相当于增大压强，平衡逆向移动，O2的体积分数减小，
36、A项错误；升高温度，平衡正向移动，O2的体积分数增大，B项错误；再充入1 mol O2，虽然平衡逆向移动，NO2的物质的量增大，但NO2的体积分数减小，D项错误。答案 C4.(2016无锡模拟)处于平衡状态的反应 2H2S(g)2H2(g)S2(g)H0，不改变其他条件的情况下合理的说法是()A.加入催化剂，反应途径将发生改变，H 也将随之改变B.升高温度，正逆反应速率都增大，H2S 分解率也增大C.增大压强，平衡向逆反应方向移动，将引起体系温度降低D.若体系恒容，注入一些 H2 后达新平衡，H2 浓度将减小 解析 焓变是一个状态函数，与反应发生的途径无关，A项错误；温度升高，正逆反应速率均增
37、大，因该反应是吸热反应，故平衡正向移动，分解率增大，B项正确；该反应是气体体积增大的反应，增大压强平衡逆向移动，逆向反应是放热反应，会使体系温度升高，C项错误；体系中注入H2，体系将向H2浓度降低方向移动，但最终H2的浓度增大，D项错误。答案 B5.在容积为 1.00 L 的容器中，通入一定量的 N2O4，发生反应 N2O4(g)2NO2(g)，随温度升高，混合气体的颜色变深。回答下列问题：(1)反应的H_0(填“大于”或“小于”)。(2)100时达平衡后，改变反应温度为T，c(N2O4)以0.002 0 molL1s1的平均速率降低，经10 s后又达到平衡。T_100(填“大于”或“小于”)
38、，判断理由是_。(3)温度T时反应达平衡后，将反应容器的容积减少一半，平衡向_(填“正反应”或“逆反应”)方向移动，判断理由是_。解析(1)根据题意，温度升高，混合气体颜色变深，说明升温向生成二氧化氮的方向进行，即正反应是吸热反应，焓变大于零。(2)由题意可知，改变温度后c(N2O4)以0.002 0 molL1s1的平均速率降低，说明平衡向右进行，正反应是吸热反应，说明是升高温度。(3)温度为T时，反应平衡后容器的体积减少一半，相当于增加压强，平衡将向气体体积减少的方向移动，即向逆反应方向移动。答案(1)大于(2)大于 反应正方向吸热，反应向吸热方向进行，故温度升高(3)逆反应 对气体分子数
39、增大的反应，增大压强平衡向逆反应方向移动 思维建模 解答化学平衡移动问题的步骤 考点三 化学反应的限度的定量分析重温真题 1.(2015天津理综，6)某温度下，在 2 L 的密闭容器中，加入 1 mol X(g)和 2 mol Y(g)发生反应：X(g)mY(g)3Z(g)平衡时，X、Y、Z 的体积分数分别为 30%、60%、10%。在此平衡体系中加入 1 mol Z(g)，再次达到平衡后，X、Y、Z 的体积分数不变。下列叙述不正确的是()A.m2B.两次平衡的平衡常数相同C.X 与 Y 的平衡转化率之比为 11D.第二次平衡时，Z 的浓度为 0.4 molL1 解析 A项，由题意可知两种条件
40、下X、Y、Z的初始物质的量不同，而最终平衡状态相同，则两种条件下建立的平衡为温度、容积不变时的等效平衡，故满足反应前后气态物质计量数之和相等，则1m3，m2，正确；B项，温度不变，平衡常数不变，正确；C项，X、Y 的初始物质的量之比为12，根据方程式可知参加反应的X、Y的物质的量之比也为12，故X与Y的平衡转化率之比为11，正确；D项，由化学方程式可知该反应的反应前后气体的物质的量不变，所以第二次平衡时气体的总物质的量为4 mol，则Z的物质的量为4 mol10%0.4 mol，Z的浓度为0.4 mol2 L0.2 molL1，错误。答案 D2.(1)2016新课标全国，27(2)CrO24
41、和 Cr2O27 在溶液中可相互转化。室温下，初始浓度为 1.0 molL1 的Na2CrO4 溶液中 c(Cr2O27)随 c(H)的变化如图所示。用 离 子 方 程 式 表 示Na2CrO4 溶 液 中 的 转 化 反 应_。由图可知，溶液酸性增大，CrO24 的平衡转化率_(填“增大”、“减小”或“不变”)。根据 A 点数据，计算出该转化反应的平衡常数为_。升高温度，溶液中 CrO24 的平衡转化率减小，则该反应的H_0(填“大于”“小于”或“等于”)。(2)2015全国课标，28(4)Bodensteins 研究了下列反应：2HI(g)H2(g)I2(g)在 716 K 时，气体混合物
42、中碘化氢的物质的量分数 x(HI)与反应时间 t 的关系如下表：t/min 0 20 40 60 80 120 x(HI)1 0.91 0.85 0.815 0.795 0.784 x(HI)0 0.60 0.73 0.773 0.780 0.784 根据上述实验结果，该反应的平衡常数K的计算式为 _。上述反应中，正反应速率为v正k正x2(HI)，逆反应速率为v逆k逆x(H2)x(I2)，其中k正、k逆为速率常数，则k逆为_(以K和k正表示)。若k正0.002 7 min1，在t40 min时，v正_min1。解析(1)由图可知，随着溶液酸性增大，溶液中 c(Cr2O27)逐渐增大，说明 Cr
43、O24 逐渐转化为 Cr2O27，则 CrO24 的平衡转化率逐渐增大，其反应的离子方程式为：2CrO24 2HCr2O27 H2O；由图中 A 点数据，可知：c(Cr2O27)0.25 molL1、c(H)=1.0107 molL1.则进一步可知 c(CrO24)1.0 molL120.25 molL10.5 molL1，根据平衡常数的定义可计算出该转化反应的平衡常数为 1.01014；升高温度，溶液中 CrO24 的平衡转化率减小，说明化学平衡逆向移动，则正反应为放热反应，即该反应的 H 小于 0。(2)2HI(g)H2(g)I2(g)是反应前后气体物质的量不变的反应。反应后 x(HI)0
44、.784，则 x(H2)x(I2)0.108，Kc（H2）c（I2）c2（HI）0.108V0.108V（0.784V）2 0.1080.1080.7842。到达平衡时，v正v逆，即 k正x2(HI)k 逆x(H2)x(I2)，k 逆k 正x2（HI）x（H2）x（I2）k 正/K，在t40 min时，x(HI)0.85，v 正k 正x2(HI)0.002 7 min1(0.85)21.95103 min1。答案(1)2CrO24 2HCr2O27 H2O 增大 1.01014 小于(2)0.1080.1080.7842 k 正/K 1.95103 感悟高考 1.题型：选择题(次)填空题(主)
45、2.考向：该部分内容通常是在化学反应原理综合题目中，通过与平衡浓度、转化率的计算，图像的分析等相结合，同时联系生产生活实际考查学生知识运用能力。特别关注：有气体参与的反应，用平衡分压替代平衡浓度来表示化学平衡常数。知识精华 1.化学平衡常数表达式对反应：mA(g)nB(g)pC(g)qD(g)，Kcp（C）平衡cq（D）平衡cm（A）平衡cn（B）平衡。(1)由于固体或纯液体的浓度是一常数，如果有固体或纯液体参加或生成，则表达式中不能出现固体或纯液体；稀溶液中进行的反应，如有水参加反应，由于水的浓度是常数而不必出现在表达式中；非水溶液中进行的反应，若有水参加或生成，则应出现在表达式中。例如：C
46、H3COOH(l)HOCH2CH3(l)CH3COOCH2CH3(l)H2O(l)K c（CH3COOCH2CH3）c（H2O）c（CH3COOH）c（CH3CH2OH）(2)表达式与化学计量数一一对应，方程式中化学计量数不同，表达式就不同；可逆反应中，正反应的表达式与逆反应的表达式互为倒数。例如：N2(g)3H2(g)2NH3(g)K1c2（NH3）c（N2）c3（H2）2NH3(g)N2(g)3H2(g)K2c（N2）c3（H2）c2（NH3）12N2(g)32H2(g)NH3(g)K3c（NH3）c12（N2）c32（H2）同一温度下，K1、K2、K3 的数值都固定但相互之间不相等，显然
47、K1 1K2，K3 K1。(3)有气体参与的反应，用平衡分压(总压乘以各自的物质的量分数)表示平衡常数。如：2A(g)B(s)C(g)。若达到平衡时，n(A)n1 n(C)n2密闭体系的压强为 p，则 Kpn2n1n2pn1n1n22n2（n1n2）pn21 2.化学平衡常数的定量应用(1)利用K判断化学反应的热效应(2)利用K判断反应进行的方向 若任意状态下的生成物与反应物的浓度幂之积的比值为Qc，则QcK，反应向逆反应方向进行；QcK，反应处于平衡状态；QcK，反应向正反应方向进行。状元体会 对于化学平衡常数的定性理解：对于同类型的反应，K值越大，反应物转化率越大，表示反应进行的程度越大；
48、K值越小，反应物转化率越小，表示反应进行的程度越小。化学平衡常数只与温度有关，与反应物或生成物的浓度无关。化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。若化学方程式中的化学计量数变化，相应地化学平衡常数也要发生变化。对于化学平衡常数的求算，应力求列式条理，计算准确，常用“三段式”求解：模板 题组1 化学平衡常数的理解和计算推断 1.只改变一个影响因素，平衡常数K与化学平衡移动的关系叙述错误的是()A.K值不变，平衡可能移动B.K值变化，平衡一定移动 C.平衡移动，K值可能不变D.平衡移动，K值一定变化 解析 平衡常数只与温度有关系，温度不变平衡也可能发生移动，则K值不变，平衡可能移动，A正确；K值变
49、化，说明反应的温度一定发生了变化，因此平衡一定移动，B正确；平衡移动，温度可能不变，因此K值可能不变，C正确，D错误。答案 D题组精练 2.温度为 T K 时，将 0.40 mol A 气体充入 2.0 L 固定容积的密闭容器中，发生反应 A(g)2B(g)H0，经过一段时间后达到平衡。反应过程中测得的部分数据见下表：时间/s 0 20 40 80 100 n(A)/mol 0.40 0.20 0.10 n(B)/mol 0 0.24 0.60 0.60 下列说法正确的是()A.040 s的平均反应速率v(B)0.01 molL1s1 B.T K时该反应的平衡常数为3.6 C.相同条件下，若起
50、始时充入0.80 mol A，则达到平衡时c(B)小于0.60 molL1 D.相同条件下，若起始时向容器中充入0.05 mol A、0.70 mol B，则反应达到平衡前v(正)v(逆)解 析 0 40 s 的 平 均 反 应 速 率 v(B)2v(A)2（0.400.20）mol2.0 L40 s0.005 molL1s1，A 项错误。100 s 时反应处于平衡状态，平衡常数 Kc2（B）c（A）0.3020.05 1.8，B 项错误。相同条件下，若起始时投入 0.80 mol A，则达到的平衡相当于原平衡缩小一半容器体积的效果，平衡向左移动，C 项正确。Qc0.3520.0254.91.
51、8，达到平衡前反应逆向进行，故反应达到平衡前 v(正)v(逆)，D 项错误。答案 C题组 2 化学平衡常数的综合应用3.研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：2NO2(g)NaCl(s)NaNO3(s)NOCl(g)K1H10()2NO(g)Cl2(g)2NOCl(g)K2 H2”“1；平衡常数只是温度的函数，故由恒容条件改为恒压条件时平衡常数不变；要使平衡常数减小，平衡应逆向移动，因为反应()是放热反应，故应升高温度。答案(1)K21/K2(2)2.5102 75%不变 升高温度 4.亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，可由 NO 和 Cl2 反应得到，化学方
52、程式为 2NO(g)Cl2(g)2NOCl(g)。(1)氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯，涉及如下反应：2NO2(g)NaCl(s)NaNO3(s)NOCl(g)4NO2(g)2NaCl(s)2NaNO3(s)2NO(g)Cl2(g)2NO(g)Cl2(g)2NOCl(g)设反应对应的平衡常数依次为 K1、K2、K3，则 K1、K2、K3 之间的关系为_。(2)300 时，2NOCl(g)2NO(g)Cl2(g)。正反应速率的表达式为 v 正kcn(NOCl)(k 为速率常数，只与温度有关)，测得速率与浓度的关系如表所示：序号 c(NOCl)/molL1 v/molL1
53、s1 0.30 3.60109 0.60 1.44108 0.90 3.24108 n_，k_。(3)在1 L恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)，在不同温度下测得c(NOCl)与时间t的关系如图A所示：反应开始到 10 min 时 NO 的平均反应速率 v(NO)_ molL1min1。T2 时该反应的平衡常数 K 为_。Cl2 的平衡转化率为_。(4)在密闭容器中充入 NO(g)和 Cl2(g)，改变外界条件温度、压强、n（Cl2）n（NO）、与催化剂的接触面积，NO 的转化率变化关系如图 B所示。X 代表_。解析(1)根据盖斯定律知，2，从而可推知平衡常数之
54、间的关系。(2)将组数据代入表达式计算，0.600.30n1.441083.601094，解得 n2。再代入任意一组数据可计算出 k 值。(3)10 min 时，c(NOCl)1 molL1，则转化的 NO 的物质的量为 1 mol，则 v(NO)1 molL110 min 0.1 molL1min1。平衡常数 K12120.52。Cl2 的平衡转化率为0.5 molL11 molL1 100%50%。(4)根据图 A，T2 下反应速率较大，说明 T2 大于 T1，而 T2 下达到平衡状态时，c(NOCl)较小，说明升高温度，平衡向逆反应方向移动，故正反应是放热反应。观察图 B，随着 X 的增
55、大，NO 的转化率增大，说明平衡向正反应方向移动，该可逆反应的正反应是气体分子数减小的反应，且正反应是放热反应，X 代表压强或n（Cl2）n（NO）。与催化剂的接触面积大小只影响化学反应速率，不会使平衡移动，即不改变转化率。答案(1)K2K3K21(2)2 4.0108 L mol1s1(3)0.1 2 50%(4)压强或n（Cl2）n（NO）5.(1)2016四川理综，11(6)在一定条件下 CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)，当 CO 与 H2O(g)的起始物质的量之比为 15，达平衡时，CO 转化了 5/6。若 a kg 含Ca5(PO4)3F(相对分子质量为 504)的质量分
56、数为 10%的磷尾矿，在上述过程中有 b%的 Ca5(PO4)3F 转化为 P4，将产生的 CO 与 H2O(g)按起始物质的量之比 13 混合，则相同条件下达平衡时能产生 H2_kg。已知：Ca5(PO4)3F18SiO230C2CaF230CO18CaSiO33P4(2)2015浙江理综，28(2)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：维持体系总压p恒定，在温度T时，物质的量为n、体积为V的乙苯蒸气发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为，则在该温度下反应的平衡常数K_(用等符号表示)。解析(1)当CO(g)与H2O(g)的起始物质的量之比为15，设n(CO)x mol，则n(H2O)5x mol，有
57、 K c（CO2）c（H2）c（CO）c（H2O）56xV216xV256 xV1。CO 与 H2O(g)按起始物质的量之比 13 混合时，设 n(CO)a mol，n(H2O)3a mol，设生成 n(H2)b mol，由 Kb2（ab）（3ab）1，得出(ab)(3ab)b2，得 b34a。由反应化学方程式有 n(CO)304 nCa5(PO4)3F304 0.1a103504b%mol，m(H2)304 0.1a103b%504342 gab44 800 kg。(2)根据反应：平衡常数 Kn（1）V n（1）V（1）n（1）V）n2（12）V另外利用分压也可以计算出：Kp2（12）p答案
58、(1)ab44 800(2)Kp2（12）p【示例】(2015四川高考，7)一定量的 CO2 与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)CO2(g)2CO(g)，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：已知：气体分压(p分)气体总压(p总)体积分数。下列说法正确的是()A.550 时，若充入惰性气体，v正、v逆均减小，平衡不移动 B.650 时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%C.T 时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动 D.925 时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp24.0p总 【审题指导】容器的特征：恒压密闭容器；反应的特征：正反应是气
59、体体积增大的反应；图像的特征：纵坐标是气体体积分数，横坐标是温度；挖掘图像中的信息：是平衡时的温度与体积分数的关系；445 时才发生反应等；充入惰性气体，相当于减压；利用“三段式”计算；T 时，平衡体系中CO2和CO的体积分数相等，则在恒压密闭容器中同时充入等体积的CO2和CO，平衡不移动；Kp的计算方法和K的计算方法类似。答案 B【解题指导】【解题模板】【思维示例】臭氧是理想的烟气脱硝试剂，其脱硝反应为 2NO2(g)O3(g)N2O5(g)O2(g)，若反应在恒容密闭容器中进行，下列由该反应相关图像作出的判断正确的是()选项 图像 判断 思维过程 结论 A 升高温度，平衡常数减小 图像特点
60、：放热反应 性质特点：温度升高，平衡左移，K值减小 B03 s 内，反应速率为v(NO2)0.2 molL1图像特点：时间：3 s平衡浓度：0.4 molL1计算公式：vctCt1 时仅加入催化剂，平衡正向移动图像特点：平衡不移动结论：加入催化剂，正逆反应速率增大倍数相等但平衡不移动D达平衡时，仅改变 x，则 x为 c(O2)图像特点：横坐标增大，NO2 转化率升高结论：增大 O2 浓度平衡左移，NO2 转化率降低 随堂过关 1.(2016日照调研)向密闭容器中充入物质 A 和 B，发生反应aA(g)bB(g)cC(g)。反应过程中，物质 A 的体积分数和 C 的体积分数随温度(T)的变化曲线
61、如图所示，下列说法正确的是()A.该反应在T1、T3温度时达到化学平衡 B.该反应在T2温度时达到化学平衡 C.该反应的逆反应是放热反应 D.升高温度，平衡会向正反应方向移动 解析 T2之前A的体积分数减小，C的体积分数增大，是因为反应未达到平衡，T2之后A的体积分数增大，C的体积分数减小，是因为反应在T2时达到平衡后，升高温度平衡向逆反应方向移动，故B项正确，C、D项错误。在T1和T3时，A的体积分数均与C的体积分数相等，但T1时反应没有达到平衡状态，A项错误。答案 B 2.(2016四川理综，6)一定条件下，CH4与 H2O(g)发生反应：CH4(g)H2O(g)CO(g)3H2(g)。设
62、起始n（H2O）n（CH4）Z，在恒压下，平衡时 CH4的体积分数(CH4)与 Z和 T(温度)的关系如图所示。下列说法正确的是()A.该反应的焓变 H0B.图中 Z 的大小为 a3bC.图中 X 点对应的平衡混合物中n（H2O）n（CH4）3D.温度不变时，图中 X 点对应的平衡在加压后(CH4)减小 解析 A 项，由图可知，随温度的升高，CH4 的体积分数减小，说明平衡向正反应方向移动，正反应为吸热反应，正确；B 项，Z 越大，说明n（H2O）n（CH4）大，相当于增加 H2O 的量，平衡正向移动，CH4 的体积分数减小，所以 b3a，错误；C 项，起始时 n(H2O)3x mol，n(CH4)x mol，随平衡的建立，消耗的 n(CH4)n(H2O)a mol，平衡时n（H2O）n（CH4）3xaxa 3，错误；D 项，加压，平衡向逆反应移动，CH4 体积分数增大，错误。答案 A
