高中化學二輪復習八 化學反應速率 化學平衡

專題八

化學反應速率化學平衡

I

［考綱要求］1.了解化學反應速率的概念及其定量表示方法；結(jié)合具體實例，理解外界條件(濃度、溫度、

壓強、催化劑等)對反應速率的影響。2.了解化學反應的可逆性；了解化學平衡建立的過程；理解化學平衡

常數(shù)的含義，能夠利用化學平衡常數(shù)進行簡單的計算。3.結(jié)合具體實例，理解外界條件(濃度、溫度、壓強

等)對化學平衡的影響。4.了解化學反應速率和化學平衡的調(diào)控在生活、生產(chǎn)和科學研究領域中的重要作用。

考點一化學反應速率及其影響因素

X知識精講

A〃(B)

1.深度剖析。(B)=怨臂=弓"

用上式進行某物質(zhì)反應速率計算時需注意以下幾點：

(1)濃度變化只適用于氣體和溶液中的溶質(zhì)，不適用于固體和純液體。

(2)化學反應速率是某段時間內(nèi)的平均反應速率，而不是即時速率，且計算時取正值。

(3)同一反應用不同的物質(zhì)表示反應速率時，數(shù)值可能不同，但意義相同。不同物質(zhì)表示的反應速率之比等

于其化學計量數(shù)之比。

(4)計算反應速率時，若給出的是物質(zhì)的量的變化值，要轉(zhuǎn)化為物質(zhì)的量濃度的變化值(計算時一定要除以

體積)，再進行計算。

(5)對于可逆反應，通常計算的是正、逆反應抵消后的總反應速率，當達到平衡時，總反應速率為零。(注:

總反應速率也可理解為凈速率)

2.正確理解速率影響因素

(1)“惰性氣體”對反應速率的影響

①恒容：充入“惰性氣體”總壓增大一物質(zhì)濃度不變(活化分子濃度不變)一反應速率不變。

②恒壓：充入“惰性氣體”/旦體積增大工物質(zhì)濃度減小(活化分子濃度減小)之反應速率減小。

(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，。止增大，。逆瞬間不變，隨后也增大；

②增大壓強，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，。正和。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。

3.“明辨是非”準確判斷

正誤判斷，正確的打“J”，錯誤的打“X”。

(1)隨著反應的進行，化學反應速率一定逐漸減小(X)

(2)增大壓強，化學反應速率一定加快(X)

(3)反應現(xiàn)象不明顯，證明化學反應速率很慢(X)

(4)反應H2+C12=2HCl(A〃<0)的機理包含①Cb-2C1(慢)，②H2+CI-HC1+H(快)，③CL+H-HC1

+C1(快)，則反應①的活化能大于反應②的活化能(J)

(5)在含有少量廠的溶液中，H2O2分解的機理為H2O2+I—―氏0+10一(慢)，H2O2+IO-H2O+O2+I

(快)，則廣、10-均為H2O2分解反應的催化劑(X)

N題組集訓

題組一化學反應速率的全方位考查

1.I.一定溫度下，在2L的密閉容器中，X、Y、Z三種氣體的物質(zhì)的量隨時間變化的曲線如圖所示:

(1)從反應開始到10s時，用Z表示的反應速率為.

(2)該反應的化學方程式為

II.己知：反應4A(g)+6B(g)cC(g),某溫度下，在2L的密閉容器中投入一定量的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。

⑴經(jīng)測定前4s內(nèi)=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)=0.3mol-L'-s^1；

乙：o(B)=0.12moLL'-s1

丙：v(C)=9.6mol-L'-min^1；

則甲、乙、丙三個容器中反應速率由快到慢的順序為。

III.密閉容器中發(fā)生如下反應：A(g)+3B(g)2C(g)A//＜0?根據(jù)下面速率一時間圖像，回答下列問題。

(1)下列時刻所改變的外界條件:

t\；4；14

(2)反應速率最快的時間段是

答案I.(1)0.079moLLlsr(2)X(g)+Y(g)2Z(g)

II.(l)3A(g)+B(g)2C(g)

要

的

量

濃

度

O1.

時間(S)

(3)乙＞甲＞丙

IH.(l)升高溫度加入催化劑減小壓強

⑵力?〃段

m

解析I.(1)分析圖像知△az)；,'：1<"=0.79mol-L_1,p(Z)=°，79L~=0.079mol-L-|-s-Io(2)由各物

質(zhì)轉(zhuǎn)化的量：X為0.79mol,Y為0.79mol,Z為1.58mol,可知方程式中各物質(zhì)的化學計量數(shù)之比為1：1：2,

則化學方程式為X(g)+Y(g)2Z(g)?

11.(1)前4s內(nèi)，△c(A)=0.8mol-L-i—0.5moi=0.3molLf,u(A)=0.3mol-L1-?4s=0.075mol-L'-s1;

0(A)：o(C)=q：c=(0.075mol-L-|-s-1)：(0.05molL-1-s-|)=3:2,由圖像知，在12s時Ac(A):Ac(B)=(0.6

mol-L-1)：(0.2molL-|)=3：l=a:b,則“、氏c三者的比例為3：I：2,所以該反應的化學方程式為3A(g)

+B(g)2C(g)?

(2)生成物C的濃度從0開始增加，到12s時達到最大，Ac(A):Ac(C)=a:c=3:2,所以Ac(C)=2X0.6

mol-L'-^3=0.4mol-L'o

(3)丙容器中。(C)=9.6mol-L'-min'=0.16mol-L1-s1則甲容器中二^=-^=-------------=0.1mol-L

o(B)0(B)0.12mol-L〕sro(C)o(C)0.16mol-L-Is、

-'?s-1,乙容器中=0.12mol-L_|-s-1,丙容器中

bI22

0.08mol-L-|-s_|,故甲、乙、丙三個容器中反應速率由快到慢的順序為乙＞甲＞丙。

in.審題視角注意圖像特點，以及外界條件對速率影響的圖像規(guī)律和濃度圖像無跳躍性等。

(1加時，。過增大程度比。正增大程度大，說明改變的條件是升高溫度?！皶r，。正、。受同等程度地增大，說

明加入了催化劑。14時，o正、O逆都減小且。正減小的程度大，平衡向逆反應方向移動。

(2)由于在，3時刻加入的是催化劑，所以口?段反應速率最快。

易誤警示

1.化學反應速率計算的常見錯誤

(1)不注意容器的容積。

(2)漏寫單位或單位寫錯。

(3)忽略有效數(shù)字。

2.比較化學反應速率大小的注意事項

(1)看單位是否統(tǒng)一，若不統(tǒng)一，換算成相同單位。

(2)比較不同時間段內(nèi)的化學反應速率大小時，可先換算成同一物質(zhì)表示的反應速率，再比較數(shù)值大小。

(3)比較化學反應速率與化學計量數(shù)的比值。例如，對于一般反應“A(g)+〃B(g)cC(g)+JD(g),比較不

同時間段內(nèi)等與甯的大小，若等邛，則用A表示的反應速率比用B表示的大。

題組二“控制變量”思想在探究影響化學反應速率因素中的應用

2.某同學在用稀硫酸與鋅制取氫氣的實驗中，發(fā)現(xiàn)加入少量硫酸銅溶液可加快氫氣的生成速率。請回答

下列問題：

(1)上述實驗中發(fā)生反應的化學方程式有_________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________0

(2)硫酸銅溶液可以加快氫氣生成速率的原因是

(3)實驗室中現(xiàn)有Na2so4、MgSCh、Ag2so4、K2sO4等4種溶液，可與上述實驗中CuSCU溶液起相似作用

的是。

(4)要加快上述實驗中氣體產(chǎn)生的速率，還可采取的措施有

___________________________________________________________________________(答兩種)。

(5)為了進一步研究硫酸銅的量對氫氣生成速率的影響，該同學設計了如下一系列實驗。將表中所給的混合

溶液分別加入到6個盛有過量Zn粒的反應瓶中，收集產(chǎn)生的氣體，記錄獲得相同體積氣體所需的時間。

實驗

ABcDEF

混合溶

4mol-L-1H2SO4/1T1L30修vv

v23V45

飽和C11SO4溶液/mL00.52.55v620

V10

H2O/mLv7v8%100

①請完成此實驗設計，其中：Vi=,V6=,M9=。

②反應一段時間后，實驗A中的金屬呈_______色，實驗E中的金屬呈________色。

③該同學最后得出的結(jié)論為當加入少量CuSCU溶液，生成氫氣的速率會大大提高。但當加入的CuSCU溶液

超過一定量時，生成氫氣的速率反而會下降。請分析氫氣生成速率下降的主要原因：

答案(l)Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2t

(2)CuSC)4與Zn反應產(chǎn)生的Cu與Zn形成銅鋅原電池，加快了H?產(chǎn)生的速率

⑶Ag2s。4

(4)升高反應溫度，適當增加硫酸的濃度，增大鋅粒的表面積等(答兩種即可)

⑸①301017.5②灰黑暗紅③當加入一定量的CuSO4后，生成的單質(zhì)Cu會沉積在Zn的表面，減

少了Zn與溶液的接觸面積

解析⑴分析實驗中涉及的物質(zhì)：Zn、CuSCU、H2SO4,其中能發(fā)生的化學反應有2個：Zn+CuSO4=ZnSO4

+Cu,Zn+H2sO4=ZnSC)4+H2t。

(2)由于Zn與CuSCU反應生成的Cu附著在Zn片表面，構(gòu)成銅鋅原電池，從而加快了H2產(chǎn)生的速率。

(3)4種溶液中能與Zn發(fā)生置換反應的只有Ag2so〃Zn+Ag2SO4=ZnSO4+2Ag?

(4)根據(jù)影響化學反應速率的外界因素，則加快反應速率的方法還有：增大反應物濃度、升高溫度、使用催

化劑、增大鋅粒的表面積等。注意：H2SO4濃度不能過大，濃硫酸與Zn反應不生成H2。

(5)若研究CuSCU的量對H2生成速率的影響，則實臉中除CuSC>4的量不同之外，其他物質(zhì)的量均相同，則

%=丫2=3=匕=匕=30mL,最終溶液總體積相同。由實驗F可知，溶液的總體積均為50mL,則％=

10mL,V9=17.5mL?隨著C11SO4的量增大，附著在Zn片表面的Cu會越來越多，被覆蓋的Zn不能與

H2s接觸，則H2生成速率會減慢，且Zn片表面的Cu為暗紅色。

3.某課外興趣小組對H2O2的分解速率做了如下實驗探究。

(1)下表是該小組研究影響過氧化氫出2。2)分解速率的因素時采集的一組數(shù)據(jù)：

用10mLH2C>2制取150mLe)2所需的時間

\濃度

30%H2O215%H2O210%H2O25%H2O2

反應條件

幾乎幾乎幾乎幾乎

(I)無催化劑、不加熱

不反應不反應不反應不反應

(II)無催化劑、加熱360480540720

(lH)MnC)2催化劑、加熱102560120

①該小組在設計方案時，考慮了濃度、a：、b：等因素對過氧化氫分解速率的影響。

②從上述影響H2O2分解速率的因素a和b中任選一個，說明該因素對該反應速率的影響:

(2)將質(zhì)量相同但顆粒大小不同的MnCh分別加入到5mL5%的雙氧水中，并用帶火星的木條測試。測定結(jié)

果如下:

催化劑操作情況觀察結(jié)果反應完成所需的時間

(MnO2)

粉末狀劇烈反應，帶火星的木條復燃3.5分鐘

混合不振蕩

塊狀反應較慢，火星紅亮但木條未復燃30分鐘

①寫出H2O2發(fā)生反應的化學方程式：?

②實驗結(jié)果說明催化劑作用的大小與有關。

答案（1）①溫度催化劑

②其他條件不變，升高反應溫度，H2O2分解速率加快（或其他條件不變，使用合適的催化劑，氏。2分解速

率加快等合理答案）

⑵①2H2。22％2H2O+O2t

②催化劑的顆粒大?。ɑ虼呋瘎┑谋砻娣e）

解析（1）從本題提供的表格中的數(shù)據(jù)和條件進行分析可以得到在該小組設計方案時，考慮到了濃度、溫度

和催化劑對化學反應速率的影響。分析（I）、（II）組實驗可以得到在其他條件不變時，升高反應溫度，H2O2

分解速率加快；分析（II）、（IH）組實驗可以得到在其他條件不變時使用合適的催化劑，H2O2分解速率加快。

（2）②在實臉中可以看到在其他條件不變時，MnCh的顆粒大小不同使帶火星的木條看到的現(xiàn)象不同，反應

完成需要的時間也不同，故可得答案。

題組三2015高考試題匯編

4.（206海南，8改編）10mL濃度為1mol-L1的鹽酸與過量的鋅粉反應，若加入適量的下列溶液，能加

快反應速率但又不影響氫氣生成量的是（）

A.K2SO4B.CH^COONa

C.C11SO4D.Na2cO3

答案c

解析鋅與稀鹽酸反應過程中，若加入物質(zhì)使反應速率增大，則溶液中的氫離子濃度增大，但由于不影響

氧氣的生成量，故氫離子的總物質(zhì)的量不變。A項，硫酸鉀為強酸強堿鹽，不發(fā)生水解，若加入其溶液，

則對鹽酸產(chǎn)生稀釋作用，氫離子濃度減小，但H*物質(zhì)的量不變，錯誤；B項，加入醋酸鈉，則與鹽酸反

應生成醋酸，使溶液中氫離子濃度減小，隨著反應的進行，CH3coOH最終又完全電離，故H+物質(zhì)的量不

變，錯誤；C項，加入硫酸銅溶液，Cu?+會與鋅反應生成銅，構(gòu)成原電池，會加快反應速率，但H+物質(zhì)

的量不變，正確；D項，加入碳酸鈉溶液，會與鹽酸反應，使溶液中的氫離子的物質(zhì)的量減少，導致反應

速率減小，生成氫氣的量減少，錯誤。

5.（2015?上海，20）對于合成氨反應，達到平衡后，以下分析正確的是（）

A.升高溫度，對正反應的反應速率影響更大

B.增大壓強，對正反應的反應速率影響更大

C.減小反應物濃度，對逆反應的反應速率影響更大

D.加入催化劑，對逆反應的反應速率影響更大

答案B

解析A項，合成氨反應的正反應是放熱反應，升高溫度，正反應、逆反應的反應速率都增大，但是溫度

對吸熱反應的速率影響更大，所以對該反應來說，對逆反應速率影響更大，錯誤；B項，合成氨的正反應

是氣體體積減小的反應，增大壓強，對正反應的反應速率影響更大，正反應速率大于逆反應速率，所以平

衡正向移動，正確；C項，減小反應物濃度，使正反應的速率減小，由于生成物的濃度沒有變化，所以逆

反應速率不變，逆反應速率大于正反應速率，所以化學平衡逆向移動，錯誤：D項，加入催化劑，使正反

應、逆反應速率改變的倍數(shù)相同，正反應、逆反應速率相同，化學平衡不發(fā)生移動，錯誤。

6.[2015?重慶理綜，11(3)]研究發(fā)現(xiàn)，腐蝕嚴重的青銅器表面大都存在CuCL關于CuCI在青銅器腐蝕過

程中的催化作用，下列敘述正確的是。

A.降低了反應的活化能B.增大了反應的速率

C.降低了反應的焙變D.增大了反應的平衡常數(shù)

答案AB

考點二全面突破化學平衡

N知里精講一

1.化學平衡狀態(tài)的判斷標志

(1)速率標志

①同一物質(zhì)在同一時間內(nèi)生成速率與消耗速率相等。

②不同物質(zhì)在相同時間內(nèi)代表反應方向相反時的化學反應速率比等于化學計量數(shù)之比。

(2)物質(zhì)的數(shù)量標志

①平衡體系中各物質(zhì)的質(zhì)量、濃度、百分含量等保持不變。

②反應物消耗量達到最大值或生成物的量值達到最大值(常用于圖像分析中)。

③不同物質(zhì)在相同時間內(nèi)代表反應方向相反的量(如物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、氣體體積)的變化值之比等

于化學計量數(shù)之比。

(3)特殊的標志

①對反應前后氣體分子數(shù)目不同的可逆反應來說，當體系的總物質(zhì)的量、總壓強(恒溫恒容時)、平均相對

分子質(zhì)量不變。

②有色體系的顏色保持不變。

(4)依。與K關系判斷：若Q=K,反應處于平衡狀態(tài)。

特別提醒(1)若所有物質(zhì)均為氣體，則質(zhì)量不變不能作為化學平衡的標志。

(2)若是在恒容容器中進行，則氣體體積、密度保持不變不能作為化學平衡的標志。

2.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。正＞。逆，此時正反應占優(yōu)勢，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。正<。逆，此時逆反應占優(yōu)勢，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。正和。逆變化，但變化后新的。正'和。/仍保持相等，則化學平衡沒有發(fā)

生移動。

(2)依據(jù)濃度商(Q)規(guī)則判斷

通過比較濃度商(。)與平衡常數(shù)(依的大小來判斷平衡移動的方向。

①若Q>K,平衡逆向移動；

②若Q=K,平衡不移動；

③若Q<K,平衡正向移動。

3.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或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)+Bm(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,

平衡無論正向或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。

(3)當外界條件的改變對平衡移動的影響與生產(chǎn)要求不一致時，不能用勒夏特列原理解釋，如工業(yè)合成氨條

件的選擇。

.題組集也

題組一多角度、全方位突破化學平衡狀態(tài)標志的判定

1.在一定溫度下的定容容器中，當下列物理量不再發(fā)生變化時：①混合氣體的壓強，②混合氣體的密度,

③混合氣體的總物質(zhì)的量，④混合氣體的平均相對分子質(zhì)量，⑤混合氣體的顏色，⑥各反應物或生成物的

濃度之比等于系數(shù)之比，⑦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。

(2)能說明I2(g)+H2(g)2HI(g)達到平衡狀態(tài)的是。

(3)能說明2NO2(g)NzCMg)達到平衡狀態(tài)的是o

(4)能說明C(s)+C02(g)2co(g)達到平衡狀態(tài)的是o

(5)能說明A(s)+2B(g)C(g)+D(g)達到平衡狀態(tài)的是。

(6)能說明NH2COONH4(S)2NH3(g)+CCh(g)達到平衡狀態(tài)的是。

(7)能說明5co(g)+L05⑸5co2(g)+b(s)達到平衡狀態(tài)的是。

答案(1)①③④⑦(2)⑤⑦(3)①③④⑤⑦

(4)①②③④⑦(5)②④⑦(6)①②③(7)②④⑦

2.若上述題目改成一定溫度下的恒壓密閉容器，結(jié)果又如何？

答案(1)②③④⑦(2)⑤⑦(3)②③④⑤⑦

(4)②③④⑦⑸②④⑦⑹②③⑺②④⑦

3.汽車凈化的主要原理為2NO(g)+2CO(g)催化劑2CO2(g)+N2(g)A”<0。若該反應在絕熱、恒容的密

閉體系中進行，下列示意圖正確且能說明反應在進行到九時刻達到平衡狀態(tài)的是。

d

答案bd

失誤防范

化學平衡標志判斷“三關注”

關注反應條件，是恒溫恒容，恒溫恒壓，還是絕熱恒容容器；關注反應特點，是等體積反應，還是非等體

積反應；關注特殊情況，是否有固體參加或生成，或固體的分解反應。

題組二化學平衡狀態(tài)移動方向及結(jié)果的判定

4.在一定條件下，可逆反應2NCh（g）N2O4（g）AHO達到平衡，當分別改變下列條件時，請?zhí)羁眨?/p>

（1）保持容器容積不變，通入一定量N02,則達到平衡時Nth的百分含量_______（填“增大”、“減小”

或“不變”，下同）；保持容器容積不變，通入一定量N2O4,則達到平衡時N02的百分含量

（2）保持壓強不變，通入一定量NO2,則達到平衡時NO2的百分含量;保持壓強不變，通入一定量

N2O4,則達到平衡時NO2的百分含量__________。

（3）保持容器容積不變，通入一定量就氣，則達到平衡時N02的轉(zhuǎn)化率;保持壓強不變，通入第

氣使體系的容積增大一倍，則達到平衡時NO?的轉(zhuǎn)化率。

答案⑴減小減?。?）不變不變（3）不變減小

解析（1）保持容器容積不變，通入一定量NC>2,則增加了NO2的濃度，所以平衡正向移動，且NO2轉(zhuǎn)化

率比原來大，NO2的百分含量減??；保持容器容積不變，通入一定量N2O4,則增加了N2O4的濃度，所以

平衡逆向移動，但其進行的程度比原來的N2O4的轉(zhuǎn)化率要小，所以NO2的百分含量減小。（2）保持壓強不

變，通入一定量NOz或N2O4,不影響平衡，所以NO2的百分含量不變。（3）保持容器容積不變，通入一定

量鼠氣，此過程中各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度都沒有發(fā)生改變，所以平衡不移動，N02的轉(zhuǎn)化率不變：保持壓

強不變，通入氤氣使體系的容積增大一倍，則相當于減小壓強，所以平衡向生成NO2的方向移動，所以

N02的轉(zhuǎn)化率會減小。

5.（2015?江蘇，15改編）在體積均為1.0L的兩恒容密閉容器中加入足量的相同的碳粉，再分別加入0.1mol

CO2和0.2molCO2，在不同溫度下反應CCh（g）+C（s）2co（g）達到平衡，平衡時CCh的物質(zhì)的量濃度

C（CO2）隨溫度的變化如圖所示（圖中I、11、III點均處于曲線上）。下列說法正確的是（）

90011(M)13001500

T/K

A.反應CO2(g)+C(s)=2CO(g)的ASX)、A//<0

B.體系的總壓強p&：p.虱狀態(tài)H)>2p總(狀態(tài)I)

c.體系中c(co)：c(co,狀態(tài)n)>2《co,狀態(tài)in)

D.逆反應速率o逆：。逆(狀態(tài)I)>o逆(狀態(tài)III)

答案B

解析A項，C和CO2反應是吸熱反應，AH>0,故A錯誤；B項，狀態(tài)I是通入0.1molCCh,狀態(tài)H是

通入0.2molCO2,狀態(tài)II可以看作先通0.1molCO2,此時的壓強相等，再通入0.1molCC>2,假如平衡不

移動，此時的壓強等于2倍pg(狀態(tài)I),但要滿足CO2的濃度相等，應對此體系加熱使反應向正反應方向

移動，氣體物質(zhì)的量增加，因此p式狀態(tài)n)>2p式狀態(tài)I),故正確；C項，狀態(tài)II可以看作先通0.1molC02,

此時兩者CO的濃度相等，再通入0.1molCO2,假如平衡不移動，狀態(tài)HCO的濃度等于2倍狀態(tài)HI,但

再充入co?,相當于增大壓強，平衡右移，消耗co,因此c(co,狀態(tài)n)<2c(co,狀態(tài)ni),故錯誤；D

項，溫度越高，反應速率越快，。式狀態(tài)1)<0式狀態(tài)III),故錯誤。

6.(2015?天津理綜，6)某溫度下，在2L的密閉容器中，加入1molX(g)和2moiY(g)發(fā)生反應：X(g)+

〃?Y(g)3Z(g)平衡時，X、Y、Z的體積分數(shù)分別為30%、60%、10%。在此平衡體系中加入1molZ(g),

再次達到平衡后，X、Y、Z的體積分數(shù)不變。下列敘述不正確的是()

A.tn=2

B.兩次平衡的平衡常數(shù)相同

C.X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為1:I

D.第二次平衡時，Z的濃度為0.4mo卜L?

答案D

解析A項，由題意可知兩種條件下X、Y、Z的初始物質(zhì)的量不同，而最終平衡狀態(tài)相同，則兩種條件

下建立的平衡為溫度、容積不變時的等效平衡，故滿足反應前后氣態(tài)物質(zhì)計量數(shù)之和相等，則1+機=3,

m=2,正確；B項，溫度不變，平衡常數(shù)不變，正確；C項，X、Y的初始物質(zhì)的量之比為1：2,根據(jù)方

程式可知參加反應的X、Y的物質(zhì)的量之比也為1:2,故X與Y的平衡轉(zhuǎn)化率之比為1：1,正確：D項，

由方程式可知該反應中反應前后氣體的物質(zhì)的量不變，所以第二次平衡時氣體的總物質(zhì)的量為4m。1,則Z

的物質(zhì)的量為4moiX10%=0.4mol,Z的濃度為0.4mol+2L=0.2molLf,錯誤。

方法技巧

對于反應物或生成物只有一種的可逆反應而言，在改變物質(zhì)濃度而引起化學平衡移動時應遵循或應用下列

方法進行分析：

(1)建模法分析化學平衡

當容器n中的投料量是容器I中的〃倍時，可通過建模思想來進行考慮。

一般解題步驟［以PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)為例］:

①建模：構(gòu)建容器I的模型：

pi(始)pi(平)

I|1molPCkl-^lPCI5M%

②解模：將容器II進行拆分，構(gòu)建新的模型(用實線箭號表示狀態(tài)變化的方向，用虛線箭號表示虛擬的過程):

II

Pl(始)Pn(平)

1OEelDC_1_____1衛(wèi)谷______JDCKJC7-1

?

平

減：拆加：/衡

&：而

壓1分逆

|1nJPC］卜——--向

PCI；M%|移

------J動

］mol----------------------PCkM%

最后將虛擬出的兩個平衡狀態(tài)進行加壓，把體積較大的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)化為體積較小的平衡狀態(tài)。即容器n的

反應相當于在虛擬容器的基礎上增大壓強，平衡逆向移動，容器n相對于容器I,pck的體積分數(shù)增大。

(2)在溫度、壓強不變的體系中加入某種氣體反應物(或生成物)的平衡移動問題：

對于4A(g)6B(g)+cC(g)或6B(g)+cC(g)aA(g),當7、p不變時，加入A氣體，平衡移動的最終結(jié)

果與原平衡等效，相當于平衡不移動；而加入B或C,則平衡的移動由濃度決定。

考點三全面突破化學平衡常數(shù)及轉(zhuǎn)化率

&知遲精講

1.化學平衡常數(shù)的全面突破

⑴數(shù)學表達式：對于反應〃zA(g)+"B(g)pC(g)+qD(g)來說，

注意①不要把反應體系中純固體、純液體以及稀水溶液中水的濃度寫進平衡常數(shù)表達式。如:

CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)

K=C(CO2)

Cr2。干(aq)+H2。⑴2CrO?~(aq)+2H+(aq)

c2(CrOr)c2(Hf)

c(Cr2。/)

但在非水溶液中，若有水參加或生成，則此時水的濃度不可視為常數(shù)，應寫進平衡常數(shù)表達式中。如:

C2H5OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2O

c(CH3coOC2H5>C(H2。)

K—c(C2H50H)C(CH3coOH)

C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)

C(CO)C(H2)

C(H2O)

②同一化學反應，化學反應方程式寫法不同，其平衡常數(shù)表達式及數(shù)值亦不同。如：

N2O4(g)2NO2(g)

2

C(NO2)

A-

e(N2O4)

|N2O4(g)NO2(g)

K，二普』

%(N2O4)

2NO2(g)N2O4(g)

C(N2O4)1

K-/(NCh廠K

因此書寫平衡常數(shù)表達式及數(shù)值時，要與化學反應方程式相對應，否則意義就不明確。

(2)平衡常數(shù)的意義

①平衡常數(shù)可表示反應進行的程度。K越大，反應進行的程度越大，時，可以認為該反應已經(jīng)進行

完全。轉(zhuǎn)化率也能表示反應進行的程度，轉(zhuǎn)化率不僅與溫度有關，而且與起始條件有關。

②K的大小只與溫度有關，與反應物或生成物起始濃度的大小無關。

(3)濃度商：可逆反應進行到某時刻(包括化學平衡)時，生成物濃度的化學計量數(shù)次基之積與反應物濃度的

化學計量數(shù)次幕之積的比值稱為濃度商(Q)。當Q=K時，該反應達到平衡狀態(tài)；Q<K時，該反應向正反

應方向進行；Q>K時，該反應向逆反應方向進行。

2.轉(zhuǎn)化率的全面突破

(1)轉(zhuǎn)化率的計算公式

a(A)=怨察X100%=當察X100%o

'n(A)c(A)

(2)轉(zhuǎn)化率的變化分析

在一，恒容密閉容器中通入“molA、6moiB發(fā)生反應“A(g)+bB(g)cC(g),達到平衡后，改變下列條件,

分析轉(zhuǎn)化率的變化情況(用“增大”、“減小”或“不變”表示)：

①再通入匕molB,a(A)增大,a(B)減小。

②再通入amolA、bmolB：

若a+b>c,a(A)增大、a(B)增大;

若a-\-b=c,a(A)不變、a(B)不變;

若a+b<c,a(A)減小、a(B)減小。

\J題組集歌

1.(2015?重慶理綜，7)黑基硫(COS)可作為一種糧食熏蒸劑，能防止某些昆蟲、線蟲和真菌的危害。在恒

容密閉容器中，將CO和H2s混合加熱并達到下列平衡：

CO(g)+H2s(g)COS(g)+H2(g)K=OA

反應前CO物質(zhì)的量為10mo1,平衡后CO物質(zhì)的量為8m01。下列說法正確的是()

A.升高溫度，H2s濃度增加，表明該反應是吸熱反應

B.通入CO后，正反應速率逐漸增大

C.反應前H2s物質(zhì)的量為7moi

D.CO的平衡轉(zhuǎn)化率為80%

答案C

解析A項，升高溫度，H2s濃度增大，說明平衡向逆反應方向移動，逆反應吸熱，正反應放熱，錯誤；

B項，通入CO氣體瞬間正反應速率增大，達到最大值，向正反應方向建立新的平衡，正反應速率開始減

小，錯誤；C項，設反應前H2s的物質(zhì)的量為“mol,容器的容積為1L,則

CO(g)+H2s(g)COS(g)+H2(g)K=0.1

〃(始)/mol10n00

〃(變)/mol2222

九(平)/mol8及一222

2X2

因為該反應是反應前后氣體體積不變的反應，所以有后西口=。.1,解得〃=7,正確；D項，根據(jù)

上述計算可知CO的轉(zhuǎn)化率為20%,錯誤。

2.將一定量NO2和N2O4的混合氣體通入體積為1L的恒溫密閉容器中，各物質(zhì)濃度隨時間變化的關系如

圖1所示。

計算該反應的平衡常數(shù)K=,?反應進行到20min時，再向容器內(nèi)充入一定量NCh,10min后達到

新的平衡，此時測得C(NO2)=0.9mol-L

(1)第一次平衡時混合氣體中NO2的體積分數(shù)為皿，達到新平衡后混合氣體中NO2的體積分數(shù)為W2,則

孫3(填“>”、“=”或

⑵請在圖2中畫出20min后各物質(zhì)的濃度隨時間變化的曲線(曲線上必須標出“X”和"Y”)?

答案0.9(1)>

⑵

解析由變化量可知圖像中X為NO2、Y為N2O4,發(fā)生的化學反應為N2O4(g)2NO2(g),達到平衡后

”(NO.

-1

C(NO2)=0.6moll/i、C(N2OQ=0.4mol-L,平衡常數(shù)K=-,=0.9,再向容器內(nèi)充入一定量NO2.10min

1

后達到新的平衡，此時測得c(NO2)=0.9mol?L「，平衡常數(shù)不變,則此時c(N2O4)=0.9mobL_,c(N2O4)

增加了0.5molL-1,則消耗c(N()2)為1.0mol-L-L20min時c(NC)2)=1.9mol-Lj進而畫出圖像。孫”今日

09

X100%=60%、W2=nn_Ln100%=50%,幼〉以2。

U.y-rU.V

3.(2014?山東理綜，29)研究氮氧化物與懸浮在大氣中海鹽粒子的相互作用時，涉及如下反應：

2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)K\

AM<0(I)

2NO(g)+Cl2(g)2ClN0(g)K2A//2<0(II)

(l)4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cb(g)的平衡常數(shù)K=(用Ki、&表示)。

(2)為研究不同條件對反應(II)的影響，在恒溫條件下，向2L恒容密閉容器中加入0.2molNO和0.1molCl2,

10min時反應(H)達到平衡。測得10min內(nèi)0(C1NO)=7.5X10、mo].L〕minr,則平衡后"(CL)=

mol,NO的轉(zhuǎn)化率如=。其他條件保持不變，反應(H)在恒壓條件下進行，平衡時NO的轉(zhuǎn)化率

a2內(nèi)(填“>”、或"="),平衡常數(shù)K2(填“增大”、“減小”或“不變”)。若

要使於減小，可采取的措施是

答案⑴收/長

(2)2.5X10275%>不變升高溫度

解析⑴觀察題給的三個方程式可知，題目所求的方程式可由(I)X2-(II)得到，故該反應的平衡常數(shù)K

一國

—■，n

(2)由題給數(shù)據(jù)可知，?(C1NO)=7.5X10-3mol-L-1-min-1X10minX2L=0.15mol.

2N0(g)+Ch(g)2ClN0(g)

起始物質(zhì)的量/mol0.20.10

10min內(nèi)轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量/mol0.150.0750.15

平衡物質(zhì)的量/mol0.050.0250.15

故/?(C1)-0.025mol;NO的轉(zhuǎn)化率al憶黑：

2X100%=75%o

其他條件保持不變，由恒容條件(2L)改為恒壓條件，因該反應是氣體分子數(shù)減小的反應，平衡正向移動，

NO的轉(zhuǎn)化率增大，即。2>R；平衡常數(shù)只是溫度的函數(shù)，故由恒容條件改為恒壓條件時平衡常數(shù)不變；要

使平衡常數(shù)減小，平衡應逆向移動，因為反應(II)是放熱反應，故應升高溫度。

考點四看圖識圖借圖破解

、知識精講

1.圖像類型

（1）濃度一時間

如A(g)+B(g)AB(g)

（2）含量一時間一溫度（壓強）

（C%指產(chǎn)物的質(zhì)量分數(shù)，B%指某反應物的質(zhì)量分數(shù)）

（T2>T?正反應為吸熱反應）

（T2>T,,正反應為放熱反應）

（P6P2,正反應為氣體體積減小的反應）

（p,>p2,正反應為氣體體積增大的反應）

⑶恒壓（或恒溫）線

（c表示反應物的平衡濃度，a表示反應物的轉(zhuǎn)化率）

圖①，若Pl>P2>P3，則正反應為氣體體積減小的反應，A//<0;

圖②，若7>72,則正反應為放熱反應。

(4)幾種特殊圖像

①對于化學反應〃zA(g)+〃B(g)pC(g)+qD(g),M點前，表示從反應物開始，。Qo逆；M點為剛達到平

衡點(如下圖)；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AHcO。

②對于化學反應〃?A(g)+〃B(g)pC(g)+qD(g),L線上所有的點都是平衡點(如下圖)。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。止：>。逆；則L線的右下方(F點)，

V正V。逆。

2.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，從而判斷反應特點。

(4)注意終點。例如，在濃度一時間圖像上，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

有關原理進行推理判斷。

(5)先拐先平。例如，在轉(zhuǎn)化率一時間圖像上，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。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系。

3.繪圖要領

一標：標原點，標橫、縱坐標的物理量及單位。

二比：比照原圖像，畫出新圖像，并標明。

X題組集訓

題組一識別圖像、聯(lián)系規(guī)律、判斷正誤

1.(2015?四川理綜，7)一定量的CO2與足量的碳在體積可變的恒壓密閉容器中反應：C(s)+

CO2(g)2C0(g),平衡時，體系中氣體體積分數(shù)與溫度的關系如下圖所示：

44).()

20.0

10.L

445550650T800925溫度/t

已知：氣體分壓s分)=氣體總壓(p總)X體積分數(shù)。下列說法正確的是()

A.550°C時，若充入惰性氣體，。正、。逆均減小，平衡不移動

B.650℃時，反應達平衡后CO2的轉(zhuǎn)化率為25.0%

C.TC時，若充入等體積的CO2和CO,平衡向逆反應方向移動

D.925℃0寸，用平衡分壓代替平衡濃度表示的化學平衡常數(shù)勺=24.00總

答案B

解析A項，C(s)+CO2(g)2co(g)的正反應是氣體物質(zhì)的量增加的反應，由于反應容器為體積可變的

恒壓密閉容器，充入惰性氣體容器體積擴大，對反應體系相當于減小壓強，故。正、。速均減小，平衡正向

移動，錯誤：B項，由圖可知，650°C時若設起始時CO2的體積為1L,平衡時CO2消耗的體積為xL,則

C(s)+CO2(s)2C0(g)

人10

入X2x

V+1-X2x

2x

X100%=40.0%,x=0.25,CO2的轉(zhuǎn)化率為25%,正確；C項，由圖可知，T℃時平衡體系中

(1一x)+2x

CO和CO?的體積分數(shù)均為50%,故恒壓時充人等體積的CO?和CO兩種氣體平衡不發(fā)生移動，錯誤；D

項，925℃時，CO的平衡分壓p(CO)=psX96.0%,CO2的平衡分壓p(CC)2)=p總又4%,根據(jù)化學平衡常

數(shù)的定義可知

/(CO)_3X96%)2

Kp~p(COi)~p名X4.0%--3.04八,錯誤。

2.(2015?安徽理綜，11)汽車尾氣中，NO產(chǎn)生的反應為N2(g)+Ch(g)2N0(g)?一定條件下，等物質(zhì)的

量的NKg)和02(g)在恒容密閉容器中反應，下圖曲線a表示該反應在溫度T下N2的濃度隨時間的變化，

曲線b表示該反應在某一起始條件改變時N2的濃度隨時間的變化。下列敘述正確的是()

(

-

L

?

O

'E

Z

WN

A.溫度T下，該反應的平衡常數(shù)K='"

B.溫度7下，隨著反應的進行，混合氣體的密度減小

C.曲線b對應的條件改變可能是加入了催化劑

D.若曲線b對應的條件改變是溫度，可判斷該反應的△”<()

答案A

解析A項，在溫度7下，由曲線a可知，達到平衡后N2、Ch、NO的濃度分別為cimolL-i、0molL-i、

2(co-ci)mol-L1,所以該反應的平衡■常數(shù)Ku"","),正確；B項，反應前后，混合氣體的體積與質(zhì)

量都沒有發(fā)生改變，所以混合氣體的密度不變，錯誤；C項，加入催化劑只改變反應速率而不改變反應的

轉(zhuǎn)化率，若加入催化劑達到平衡后，c(N2)應與曲線a對應的平衡濃度相同，錯誤；D項，若曲線b對應的

條件改變是溫度，由于曲線b相對于曲線a先達到了平衡，故應該為升溫，升高溫度，N2的平衡濃度減小，

說明平衡向正向移動，該反應為吸熱反應，△”>(),錯誤。

題組二辨別圖表、提取信息、綜合應用

3.[2015,全國卷I,28(4)]Bodensteins研究了下列反應：

2HI(g)H2(g)+I2(g)