2022屆新高考化學沖刺精準復習 化學反應速率與化學平衡

2022屆新高考化學沖刺精準復習

化學反應速率和化學平衡

重難點突破

知識點一；化學反應速率

1.表示方法

通常用單位時間內(nèi)反應物濃度的減少或生成物濃度的增加來表示。

2.數(shù)學表達式及單位

△c

單位為molL'min-1或mol-L's1

3.化學反應速率與化學計量數(shù)的關系

同一反應在同一時間內(nèi)，用不同物質(zhì)來表示的反應速率可能不同，但反應速率的數(shù)值之比等于這些物質(zhì)在化

學方程式中的化學計量數(shù)之比。

.

如在反應aA(g)+bB(g)TcC(g)+dD(g沖,存在v(A)；v(B)；v(C)；v(D)=a；b；c；d

4.同一化學反應中反應快慢的比較方法

由于同一化學反應的反應速率用不同物質(zhì)表示時數(shù)值可能不同，所以比較反應的快慢不能只看數(shù)值的大小，

而要進行一定的轉(zhuǎn)化。

(1)看單位是否統(tǒng)1,若不統(tǒng)一，換算成相同的單位。

(2)換算成同一物質(zhì)表示的速率，再比較數(shù)值的大小。

(3)比較化學反應速率與化學計量數(shù)的比值，即對于一般反應aA+bB=cC+dD,比較?與手，若罟，則

A表示的反應速率比B的大。

【典型例題】

1.X(g)+3Y(g)^^2Z(g)AH=-akJ-mol'o一定條件下，將ImolX和3moiY通入2L的恒容密閉容器，

反應lOmin,測得Y的物質(zhì)的量為2.4mol。下列說法正確的是

A.lOmin內(nèi)，Y的平均反應速率為0.03mol，L，b

B.lOmin內(nèi),X和Y反應放出的熱量為akJ

C.第lOmin時，X的反應速率為O.OlmoLLT?min”

D.lOmin內(nèi),消耗02moiX,生成0,4molZ

【答案】D

【解析】

將ImolX和3moiY通入2L的恒容密閉容器中，反應lOmin,測得Y的物質(zhì)的量為2.4moL則可列“三段式”：

X(g)+3Y(g)U2Z(g)

開始(mol)130

轉(zhuǎn)化(mol)0.20.60.4

lOmin(mol)0.82.40.4

0.6mol

A.lOmin內(nèi)，Y的平均反應速率=2L=O.OOQ5mol，L〔G,故A錯誤；

10乂60s

B.由反應可知，ImolX與3moiY完全反應放出熱量為akJ,則l()min內(nèi)，X和Y反應放出的熱量為0.2akJ,

故B錯誤；

0.2mol

C.第lOmin內(nèi)，X的反應速率=2L=0.01molL'min為平均反應速率，不能計算lOmin時的反應速率,

lOmin

故c錯誤；

D.由“三段式”可知，lOmin內(nèi),消耗0.2molX,生成0.4molZ,故D正確;

故答案選D。

，.3

2.(2022,哈爾濱市第一六二中學校高二期末)對于反應N?(g)+3H20(g)=2NH3(g)+。O2(g),在不同時間段內(nèi)所

測反應速率如下，則表示該化學反應進行最快的是

A,u(NH3)=1,5mobL-,niin_,B,u(N2)=L2

C.v(H2O)=1.67mol-L'min1D.v(02)=1.5mol-Llmin1

【答案】B

【解析】

,則早比值最大即V(N2)=L2

根據(jù)速率與計量系數(shù)之比分析，比值越大速率越快，卷、〒、學、

1.51

T

2

molL'min-'表示該化學反應進行最快，故B符合題意。

綜上所述，答案為B。

【變式訓練】

1.(2022.哈爾濱三中高二期末)反應4A(s)+3B(g)02c(g)+D(g),2min內(nèi)B濃度減少0.6mol/L,下列的

描述正確的是

A.v(A)=0.4mol-L71-min-1

B.在2min末的瞬時反應速率，用B表示為0.3mol，L，minT

C.在2min內(nèi)B和C兩物質(zhì)濃度都是逐漸減小的

D,分別用物質(zhì)B、C、D表示的反應速率的值之比為3；2：1

【答案】D

【解析】

A.物質(zhì)A是固體，其濃度不變，因此不能用A的濃度變化表示反應速率，A錯誤；

B.化學反應速率是平均反應速率，而不是瞬時反應速率，B錯誤；

C.在該反應中B是反應物，C是生成物，隨著反應的進行，B的濃度逐漸減小，則生成物C的濃度逐漸增大,

C錯誤；

D.在相同時間內(nèi)用不同物質(zhì)表示反應速率時，速率比等于化學方程式中相應物質(zhì)的化學計量數(shù)的比，則分別

用物質(zhì)B、C、D表示的反應速率的值之比為3：2：I,D正確；

故合理選項是D。

2.一定條件下，在恒容密閉容器中發(fā)生反應3c。2值)十10也伍)=￡：3乩僅)+6H20(g),達到平衡前的反應

速率分別用v(CO2).V(H2)、WC3H8)、v(HQ)表示，下列關系式正確的是

A-yV(CO2)=v(H2)B.1V(C3H8)=V(H2O)

C.^V(C3HR)=V(H2)D.|V(H2)=V(H2O)

【答案】A

【解析】

A.根據(jù)物質(zhì)反應轉(zhuǎn)化關系可知化學反應速率：u(C02)：MH2)=3：10,所以gv(COj=v(Hj,A正確；

B,根據(jù)物質(zhì)反應轉(zhuǎn)化關系可知化學反應速率；V(C3H8)；V(H2O)=1：6,所以6、?兒)=丫(%0),B錯誤；

C.根據(jù)物質(zhì)反應轉(zhuǎn)化關系可知化學反應速率：V(C3H8)：V(H2)=1：10,所以10V(GH8)=V(H2),C錯誤；

D.根據(jù)物質(zhì)反應轉(zhuǎn)化關系可知化學反應速率：以比0)：可氏)=6：10,所以|丫(凡)K(凡0),D錯誤；

故合理選項是Ao

知識點二：影響化學反應速率的因素

1.內(nèi)因(主要因素)

反應物本身的性質(zhì)。

2.外因(其他條件不變，只改變一個條件)

領A增大反應物濃度,反應速率加怏,反之蛾

對于有氣體參加的反應.增大壓強,反應

芹l速率蟠，反之邀慢

升高溫度,反應速率加怏，反之圖t

扁加1使用催化劑,能改變化學反應速率,且正、

寧歲二逆反應速率的改變程度則

反應物間的接觸面積、光幅射、放射線幅射、

超聲波等

3.理論解釋——有效碰撞理論

⑴活化分子、活化能、有效碰撞

①活億分子：能夠發(fā)生有效碰撞的分子。

②活化能：如圖

圖中：&為正反應的活化能，使用催化劑時的活化能為E3,反應熱為B-E式注，以為逆反應的活化能）

③有效碰撞：活化分子之間能夠引發(fā)化學反應的碰撞。

（2）活化分子、有效碰撞與反應速率的關系

4.氣體反應體系中充入惰性氣體（不參與反應）時對反應速率的影響

（1）恒容：充入“惰性氣體”一一＞總壓增大--＞物質(zhì)濃度不變（活化分子濃度不變）一一＞反應速率不變。

（2）恒壓：充入“惰性氣體”一一＞體積增大--＞物質(zhì)濃度減?。ɑ罨肿訚舛葴p?。┮灰唬痉磻俾蕼p小。

【典型例題】

1.關于有效碰撞理論，下列說法正確的是

A.活化分子間的碰撞?定是有效碰撞

B.壓強的增大一定能加快化學反應速率

C.使用催化劑能提高反應速率，原因是提高了分子的能量，使有效碰撞頻率增大

D.升高溫度會加快反應速率，原因是增加了單位時間內(nèi)活化分子的有效碰撞次數(shù)

【答案】D

【解析】

A.活化分子間的碰撞不一定是有效碰撞，只有發(fā)生化學反應的活化分子的碰撞才是有效碰撞，選項A錯誤;

B.壓強只影響有氣體參加的化學反應，如酸堿中和反應增大壓強對反應速率無影響，選項B錯誤；

C.使用催化劑，降低分子所需的能量，使有效碰撞頻率增大，反應速率加快，選項C錯誤：

D.升高溫度，提供了分子需要的能量，活化分子百分數(shù)增大，則增加了活化分子的有效碰撞次數(shù)，反應速率

加快，選項D正確；

答案選D。

2.(2022.蘭州高二期末)反應；C(s)+H2O(g)MX)(g)+H2(g)在一可變?nèi)莘e的密閉容器中進行，下列條件的改變對

其反應速率幾乎無影響的是

A.增加C的量B.將容器的體積縮小一半

C.保持體積不變，通入H2O(g)D.保持壓強不變，充入N2使容器體積增大

【答案】A

【解析】

A.C是固體，增加C的量，物質(zhì)的濃度不變，反應速率不變，A正確；

B,將容器的體積縮小一半，反應體系中物質(zhì)的濃度增大，則化學反應速率增大，B錯誤；

C,保持體積不變，通入H2O(g),則H2OQ)濃度增大，正反應速率變大，C錯誤；

D.保持壓強不變，充入氮氣，使容器的體積變大，反應體系中各物質(zhì)的濃度減小，則反應速率減小，D錯誤;

故選Ao

【變式訓練】

1.少量鐵塊與100mL0.01molLT的稀鹽酸反應，反應速率太慢，為了加快此反應速率而不改變H?的量，可以

使用如下方法中的：①由鐵塊換鐵粉②升高溫度(不考慮鹽酸揮發(fā))③符0.01moll?的稀鹽酸換成98%的硫酸溶

液④加CH.COONa固體⑤加NaCI溶液⑥涌入幾滴酸銅溶液⑦加NaNO.固體⑧改用lOOmLO.ImolL-'鹽酸

A.①?⑤B,①?⑧C.①??D.①?⑧

【答案】B

【解析】

①由鐵塊換鐵粉，反應速率加快，故正確；

②升高溫度(不考慮鹽酸揮發(fā))，反應速率加快，故正確；

③將O.OImoLL」的稀鹽酸換成98%的硫酸溶液，發(fā)生鈍化現(xiàn)象，故錯誤；

④加CHKOONa固體，生成醋酸，氫離子濃度減小，反應速率減慢，故錯誤；

⑤加NaQ溶液，氫離子濃度減小,反應速率減慢，故錯誤；

⑥滴入幾滴硫酸銅溶液，鐵置換出銅，構(gòu)成原電池，反應速率加快，但Fe少量，導致生成的氫氣減少，故錯

誤；

⑦加NaNCh固體與酸形成硝酸，不產(chǎn)生氯氣，故錯誤；

⑧改用lOOmLO.lmo卜L/鹽酸，氫離子濃度增大，反應速率加快，故正確：

綜上，①②⑧符合題意，故選B。

2.(2021.成都高二期末)實驗室利用如下方案探究影響化學反應速率的因素。下列有關說法錯誤的是

實驗編號溫度酸性KMnCh溶液H2C2O4溶液

①25℃0.01mol-L-14mL0.1mol-U1、2mL

②25℃0.01mol,1/、4mL0.2mold's2mL

③25℃0.01mol-U1>4mL0.1mol-U1>2mL

④25℃1mol-LT1、4mL0.2mol-L12mL

A.實驗④反應速率最快，褪色時間最短

B.實驗①②探究的是濃度對化學反應速率的影響

C.如果起始時向①中加入MnSCh固體，反應速率加快

2

D.該反應的離子方程式為2MnO：+5HSOJ6H'=2Mn^+10CO2?+8H,0

【答案】A

【解析】

A.由于2MnO；~5H2c2O4,要使KMnCh溶液褪色，H2c2。4應當過量，實驗④中KMnO」溶液過量，溶液并不

會褪色，故A錯誤；

B.實驗①②中溫度、c(KMnO。均相同，c(H2c20”不同，故實驗①②探究的是濃度對化學反應速率的影響，

故B正確；

C.向反應液中加入MnSCh固體，MM十可咋此反應的催化劑，反應速率加快，故C正確；

D.MnO：與H2C2O4發(fā)生氧化還原反應生成MM+和CO2,KMiQ中的缽元素化合價由+7價降低到+2價,H2c2O4

中碳元素化合價由+3價升高到+4價，根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒以及原子守恒可知離子方程式為

+2+

2MnO；+5H2C2O4+6H=2Mn+10CO2t+8H2O,故D正確;

答案選A。

知識點三；化學平衡

一、化學平衡

1.可逆反應

(1)定義

在同一條件下，既可以向正反應方向進行，同時又可以向逆反應方向進行的化學反應。

(2)特點

①二同：a.相同條件下：b.正、逆反應同時進行。

②一?。悍磻锱c生成物同時存在；任一組分的轉(zhuǎn)化率都小于100%。

⑶表不

在方程式中用表示。

2.化學平衡狀態(tài)

(1)概念

一定條件下的可逆反應中，正反應速率與逆反應速率相等，反應物的濃度和生成物的濃度都不再改變，達到

一種表面靜止的狀態(tài)。

(2)建立

(3)平衡特點

化學平衡是一種動態(tài)平衡

正反應速率=逆反應速率

反應物和生成物的股量或濃度

保持不變

條件改變，平街狀態(tài)可能改變，

新條件下建立新的平衡狀態(tài)

3.判斷化學平衡狀態(tài)的兩種方法

⑴動態(tài)標志：v正二Vi#0

①同種物質(zhì)：同一物質(zhì)的生成速率等于消耗速率.

②不同物質(zhì)：必須標明是“異向”的反應速率關系。如aA+bB=cC+dD,普時，反應達到平衡狀態(tài).

(2)靜態(tài)標志：各種“量”不變

①各物質(zhì)的質(zhì)量、物質(zhì)的量或濃度不變。

②各物質(zhì)的百分含量(物質(zhì)的量分數(shù)、質(zhì)量分數(shù)等)不變。

③溫度、壓強(化學反應方程式兩邊氣體體積不相等)或顏色(某組分有顏色)不變。

總之，若物理量由變量變成了不變量，則表明該可逆反應達到平衡狀態(tài)；若物理量為“不變量”，則不能作為平

衡標志°

【典型例題】可以證明可逆反應N2十3H2=2NH3已達到平衡狀態(tài)的是

①一個N三N鍵斷裂的同時，有3個H—H鍵斷裂

②其他條件不變時，混合氣體平均相對分子質(zhì)量不再改變

③恒溫恒容時，體系壓強不再改變

④NHs、N2、%的體積分數(shù)都不再改變

⑤恒溫恒容時，混合氣體密度保持不變

A.全部B.②③④?C.②③@D.③⑤

【答案】C

【解析】

①一個N三N斷裂的同時，有3個H-H鍵斷裂，表示的都是正反應速率，無法判斷正逆反應速率是否相等，故

①錯謾：

②反應兩邊氣體的質(zhì)量不變，氣體的體積不相等，混合氣體平均相對分子質(zhì)量不再改變，說明正逆反應速率

相等，達到了平衡狀態(tài)，故②正確；

③恒溫恒容時，保持其它條件不變時，體系壓強不再改變，反應方程式兩邊氣體的體積不相等，壓強不變，

說明正逆反應速率相等，達到了平衡狀態(tài)，故③正確；

④NH、Nz、氏的體積分數(shù)都不再改變，說明各組分的濃度不變，達到了平衡狀態(tài)，故④正確；

⑤恒溫恒容時，混合氣體的密度保持不變，由于氣體的質(zhì)量不變，容器的容積不變，所以氣體的密度始終不

變，故密度無法判斷是否達到平衡狀態(tài)，收⑤錯誤；

答案選C。

【變式訓練】以基硫(COS)是,?種糧食熏蒸劑，能防止某些害蟲和真菌的危害。在一定溫度下的容積不變的

密閉容器中發(fā)生反應：C0(g)+H2S(g)^^C0S(g)+H2(g)o下列敘述中，不能說明反應達到化學平衡狀態(tài)的是

A.COS的生成速率與H2s的生成速率相等

B.單位時間內(nèi)消耗amolCO,同時消耗amolH?

C.容器內(nèi)氣體的總壓強不再變化

D.CO的濃度不再變化

【答案】C

【解析】

A.COS的生成速率與H2s的生成速率相等，根據(jù)方程式可判斷正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài)，故A

正確：

B.兩單位時間內(nèi)消耗amolCO,同時消耗amolH?,根據(jù)方程式可判斷正逆反應速率相等，反應達到平衡狀態(tài),

故B正確:

C.反應前后氣體的物質(zhì)的量不變，則壓強始終不變，不能據(jù)此判斷平衡狀態(tài)，故C錯誤；

D,CO的濃度不再變化，說明反應達到平衡狀態(tài)，故D正確;

故選配

二、億學平衡移動

1.化學平衡移動的過程

2.化學平衡移動與化學反應速率的關系

(l)v正＞丫逆；平衡向正反應方向移動。

(2)丫正=丫逆；反應達到平衡狀態(tài)，不發(fā)生平衡移動。

(3)vii；＜vj￡：平衡向逆反應方向移動。

3.影響化學平衡的因素

(1)若其他條件不變，改變下列條件對化學平衡的影響如下:

改變的條件(其他條件不變)化學平衡移動的方向

增大反應物濃度或減小生成

向正反應方向移司

物濃度

濃度

減小反應物濃度或增大生成

向逆反應方向移司

物濃度

壓強向氣體分子總數(shù)減小的方向

增大壓強

(對有反應前后氣移動

氣體體體積改變向氣體分子總數(shù)增大的方向

減小壓強

參加移動

的反反應前后氣

改變壓強平衡不移動

應)體體積不變

升高溫度向吸熱反應方向移動

溫度

降低溫度向放熱反應方向移動

催化劑同等程度改變V正、V逆，平衡不移動

⑵勒夏特列原理

如果改變影響化學平衡的條件之一(如溫度、壓強以及參加反應的物質(zhì)的濃度)，平衡將向著能夠減弱這種改變

的方向移動

(3)“惰性氣體”對化學平衡的影響

①恒溫恒容條件

原平衡體系返理之空體系總壓強增大―一體系中各組分的濃度不變―一平衡不移動。

②恒溫恒壓條件

原平衡體系且容器容積增大，各反應氣體的分壓減小一一>

體系中各組分的濃度同倍數(shù)減小

(等效于減壓)

氣體體積不變的反應B見—

-------------------平衡不移動

氣體體枳可變的反應“公入八%,士為山?人，，，3-

------------------平衡1可氣體體酬大的方網(wǎng)移動

【典型例題】(2021?達州高二期末)下列現(xiàn)象，不能用勒夏特列原理解釋的是

A.打開汽水瓶時，有大量氣泡溢出

B.I2(g)+H2(g)01?2HI(g),加壓時顏色加深

C.楂色的K2cl溶液中加入幾滴硫酸，溶液顏色加深

D.將收集滿NO2玻璃球置于冰水中，顏色變淺

【答案】B

【解析】

A.打開汽水瓶時，壓強減小，氣體溶解平衡逆向移動，氣體逸出，能用勒夏特列原理解釋，故A不符合題意;

B.I2(g)+H2(g)01?2HI(g),加壓時，濃度增大，顏色加深，平衡不移動，不能用勒夏特列原理解釋，故B

符合題意；

C.Cr2O；+H2Oiif,?>2CrO：+H\橙色的KC^O7,溶液中加入幾滴硫酸，氫離子濃度增大，溶液逆向移動,

溶液顏色加深，能用勒夏特列原理解釋，故C不符合題意。

D.將收集滿NO?玻璃球置于冰水中，溫度降低，平衡向生成四氧化二氮反應移動，顏色變淺，能用勒夏特列

原理解釋，故D不符合題意。

綜上所述，答案為瓦

【變式訓練】在一密閉容器中，反應aA(g)=bB(g)達平衡后，測得B的濃度為0.5moLL“，保持溫度不變,

將容罌體積增加一倍，當達到新的平衡時，B的濃度變?yōu)?.3mol.LL則下列說法正確的是

A.平衡向逆反應方向移動了B.物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率減少了

C.物質(zhì)B的質(zhì)量分數(shù)增大了D.a>b

【答案】C

【解析】

將容器的體積增加1倍，即變?yōu)樵瓉淼?倍(降低壓強)，假設平衡不移動，B的濃度為0.25mo卜LL實際是

OJmolL1,說明平衡向正反應方向移動。

A,由分析可知平衡向正反應方向移動，A錯誤；

B,平衡向正反應方向移動，A的轉(zhuǎn)化率增大，R錯誤；

C.平衡向正反應方向移動，則B的質(zhì)量增大，總質(zhì)量不變，B的質(zhì)量分數(shù)增大，C正確；

D.降低壓強，平衡向氣體分子數(shù)增多的方向移動，故a〈b,D錯誤；

選C。

三、等效平衡

I.等效平衡的含義

在一定條件下(恒溫恒容或恒溫恒壓)下，同一可逆反應體系，不管是從正反應開始，還是從逆反應開始，還是

正、逆反應同時投料，達到化學平衡狀態(tài)時，任何相同組分的百分含量(質(zhì)量分數(shù)、物質(zhì)的量分數(shù)、體積分數(shù)

等)均相同。

2,等效平衡的判斷方法

⑴恒溫恒容條件下反應前后體積改變的反應

判斷方法：極值等量即等效。

例如：2sCHg)+O2(g)L2so3(g)

①2mol1mol0

②002mol

③0.5mol0.25mol1.5mol

④amolbmolcmol

上述①②③三種配比，按化學方程式的化學計量關系均轉(zhuǎn)化為反應物，則SO?均為2m01,0a均為1mol,三

者建立的平衡狀態(tài)完全相同。

④中a、b、c三者的關系滿足：c十a(chǎn)=2,1+b=l,即與上述平衡等效。

(2)恒溫恒壓條件下反應前后體積改變的反應

判斷方法：極值等比即等效。

例如：2s02(g)+Ch(g)L—2S0a(g)

①2mol3mol0

②1mol3.5mol2mol

③amolbmolcmol

按化學方程式的化學計量數(shù)關系均轉(zhuǎn)化為反應物，則①②申鬻=全故互為等效平衡。

③中a、b、c三者關系滿足：丁二宗即與①②平衡等效。

(3)恒溫條件下反應前后體積不變的反應

判斷方法：無論是恒溫恒容，還是恒溫恒壓，只要極值等比即等效，因為壓強改變對該類反應的化學平衡無

影響。

例如：H2(g)+I2(g)^2HI(g)

①1mol1mol0

②2mol2mol1mol

③amolbmolcmol

①②兩種情況下，n(H2)：n(I2)=l：1,故互為等效平衡。

③中a、b、c三者關系滿足g+a)：.+b]=l：1或a：b=l：1,cX),即與①②平衡等效。

3.虛擬“中間態(tài)”法構(gòu)建等效平衡

(1)構(gòu)建恒溫恒容平衡思維模式

新平衡狀態(tài)可認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的疊加并壓縮而成，相當于增大壓強C

起丁始平雅衡於留

(2)構(gòu)建恒溫恒壓平衡思維模式(以氣體物質(zhì)的量增加的反應為例，見圖示)

新平衡狀態(tài)可以認為是兩個原平衡狀態(tài)簡單的登加，壓強不變，平衡不移動。

【典型例題】一定溫度下，某密閉容器中充入所。也和2mo叫，發(fā)生反應A?(g)+B?(g)—2AB(g)。在

達到平衡后，生成amolAB。當溫度不變時，若起始加入的人、B?、AB的物質(zhì)的量分別為：x,y,z,則下

列說法正確的是

A.若保持恒容，當x;yvl:2,z=0,則達新平衡狀態(tài)時A?和的轉(zhuǎn)化率一定升高

B.若保持恒壓，當x;y〈l;2,z為任意值，則達新平衡狀態(tài)時AB的物質(zhì)的量為空生

C.若保持恒容，當x;y;z=l;l;a,則達新平衡狀態(tài)時A?的體積分數(shù)與原平衡時相同

D.若保持恒壓，當x:y(1:2,?0,則達新平衡狀態(tài)時瓦的體積分數(shù)與原平衡時可能相同

【答案】D

【解析】

A.若保持恒容，當x：y<l：2,z=0,Bz(g)濃度增大，A2的轉(zhuǎn)化率增大，B2的轉(zhuǎn)化率降低，故A錯誤；

B.若保持恒壓，當x：y=l：2,z為0時，兩平衡等效，因此AB的量無法表示，故B錯誤；

C.若保持恒容，應用極值轉(zhuǎn)化后，相當于投料比為1;1,與原平衡不等效，新平衡狀態(tài)時A2的體積分數(shù)與

原平衡不同,故C錯誤;

D.若保持恒壓，當x：y〈l：2,z>0,滿足(x+彳)：(y+^)=l：2,兩平衡等效，達新平衡狀態(tài)時的體枳

分數(shù)與原平衡相同，故D正確；

故選：D?

【變式訓練】在溫度相同、容積均為2L的3個恒容密閉容器中，按不同方式投入反應物，保持恒溫，測得

反應達到平衡時的有關數(shù)據(jù)如下。下列說法正確的是

已知N2(g)+3H2(g)U2NH3(g)AH=-92.4kJmor'

容器甲乙丙

反應物投入量ImolNj、3moiH22molN2、6molH22moiNH?

-1

的濃度/molLqc2q

反應的能量變化放出Q|kJ放出Q?kJ吸收Q#J

體系壓強/PaPlP2P3

反應物轉(zhuǎn)化率%a.

A.2p,=2pA<p2

B.達到平衡時丙容器中NH?的體積分數(shù)最大

C.a2+a,<l

D.QR=92.4

【答案】D

【解析】

甲投入ImolN?、3molH2,丙容器投入量2moiN%,恒溫恒容條件下，甲容器與丙容器是等效平衡，各組分的

物質(zhì)的量、含量、轉(zhuǎn)化率等完全相等；而甲容器投入ImolNz、3moi氏，乙容器加入2m0IN2、6moIH2,乙中加

入量是甲中的二倍，如果恒溫且乙容器容積是甲容器2倍，則甲容器與乙容器為等效平衡，所以乙所到達的

平衡，可以看作在恒溫且容積是甲容器兩倍條件下，到達平衡后，再壓縮體積為與甲容淵體積相等所到達的

平衡，由于該反應是體積減小的反應，縮小容器體積，增大了壓強，平衡向著正向移動，所以乙中氮氣、氫

氣轉(zhuǎn)化率大于甲和丙的，平衡后乙中氨氣含量最大，據(jù)此分析解題：

A.丙容器反應物投入量2moiNH3,和甲起始量相同，甲和丙平衡狀態(tài)相同，乙中壓強為甲的二倍；由于乙中

相當于增大壓強，平衡向著向著正向移動，所以乙中壓強減小，小于甲的2倍，即2P尸2內(nèi)>囚，A錯誤；

B.丙容器反應物投入量2moiNH.”采用極限轉(zhuǎn)化法轉(zhuǎn)化為反應物為1mo】N2、3moi比，和甲中的相同，乙容

器加入2mBN?、6m。1比，乙中加入量是甲中的二倍，乙所到達的平衡，可以看作在恒溫且容積是甲容器兩倍

條件下，到達平衡后，再壓縮體積為與甲容器體積相等所到達的平衡，由于該反應是體積減小的反應，縮小

容器體積，增大了壓強，平衡向著正向移動，所以乙中氮氣、氫氣轉(zhuǎn)化率大于甲和丙的，平衡后乙中氨氣含

量最尢B錯誤;

C,丙容器中加入2moiNH3,和甲最后達到相同的平衡狀態(tài)，若平衡不移動，轉(zhuǎn)化率g+a3=l；乙容器反應物

投入量2molN?、6molH2,由于乙中相當于增大壓強，平衡向著向著正向移動，氨氣的轉(zhuǎn)化率增大，所以轉(zhuǎn)化

率。2+。3>1,C錯誤;

D.甲投入ImolN?、3moi%,丙中投入2moiN%,則甲與乙是完全等效的，根據(jù)蓋斯定律可知，甲與乙的反

應的能量變化之和為92.4kJ,故QI+Q3=92.4,D正確；

故答案為：D。

四、億學平衡常數(shù)

I.概念

在一定溫度下，當一個可逆反應達到化學平衡時，生成物濃度棄之積與反應物濃度幕之積的比值是一個常數(shù),

用符號K表示。

2.表達式

⑴對于反應mA(g)+nB(g)^^pC(g)+qD(g),

K=施cPT-潦c^D(固體和純液體的濃度視為常數(shù)，通常不計入平衡常數(shù)表達式中)。

(2)平衡常數(shù)與方程式的關系

①在杓同溫度下，對于給定的可逆反應，正逆反應的平衡常數(shù)互為倒數(shù)，即KE=J-°

K逆

②方程式乘以某個系數(shù)X,則平衡常數(shù)變?yōu)樵瓉淼腦次方。

③兩方程式相加得總方程式，則總方程式的平衡常數(shù)等于兩分方程式平衡常數(shù)的乘積，即K./=K「K2。

3.意義及影響因素

(DK值越大，反應物的轉(zhuǎn)化率越大，正反應進行的程度越大。

(2)K只受溫度影響，與反應物或生成物的濃度變化無關。

(3)化學平衡常數(shù)是指某一具體反應的平衡常數(shù)。

4.應用

⑴判斷可逆反應進行的程度。

(2)判斷反應是否達到平衡或向何方向進行.

對于化學反應aA(g)+bB(g)^cC(g)+dD(g)的任意狀態(tài)，濃度商；Q=詈%。

Q<K,反應向正反應方向進行；

Q=K,反應處于平衡狀態(tài)：

Q>K,反應向逆反應方向進行。

(3)判斷可逆反應的熱效應

值增大一正反應為吸熱反應

?升電溫度卜三K?

K值減小—*正反應為放熱反應

K值增大—*正反應為放熱反應

K值減小------1"正反應為吸熱反應

五、“三段式''突破化學平衡相關計算

如mA(g)+nB(g)"pC(g)+qD(g),令A、B起始物質(zhì)的量濃度分別為amolL、bmoH71,達到平衡后

消耗A的物質(zhì)的量濃度為mxmol.LL

mA(g)+nB(g);==?pC(g)+qD(g)

c?,/mol-L1ab00

cK./molL-1mxnxpxqx

cv/mol-L1a-mxb-nxpxqx

pxp?qxq

K-a-mxmb-nxn°

2,明確三個量的關系

(1)三個量；即起始量、變化量、平衡量。

⑵關系

①對于同一反應物，起始量一變化量=平衡量。

②對于同一生成物，起始量+變化量=平衡量。

③各轉(zhuǎn)化量之比等于各反應物的化學計量數(shù)之比。

3.掌握四個公式

n轉(zhuǎn)價c知伊

(1)恒容條件下反應物的轉(zhuǎn)化率=靛疏乂100%二趟而X100%。

(2)生成物的產(chǎn)率：實際產(chǎn)量(指生成物)占理論產(chǎn)量的百分數(shù)。一般來講，轉(zhuǎn)化率越大，原料利用率越高，產(chǎn)率

越大，

產(chǎn)率=實1際1金產(chǎn)量XM%。

平衡量

(3)平衡時混合物組分的百分含量=平衡時并物質(zhì)的總量X100%.

(4)某組分的體積分數(shù)=混余舞歌舞高量X100%。

六、化學平衡圖像

1,圖像類分析方法

外界條件對化學平衡的影響，常用圖像的形式表現(xiàn)出來，解答此類題H的方法為：

()步驟

一看面（縱坐標與橫坐標的意義），二看線

（線的走向和變化趨勢），三看點，四看輔

助線（如等溫線、等壓線、平衡線），五看

量的變化（如濃度變化、溫度變化）。

聯(lián)想外界條件的改變對化學反應速率和化

學平衡的影響°

根據(jù)圖像中呈現(xiàn)的關系與所學規(guī)律相對比,

作出符合題目要求的判斷。

⑵技巧

①先拐先平

在含量一時間曲線中，先出現(xiàn)拐點的則先達到平衡，說明該曲線表示的溫度較高或壓強較大。

②定一議二

在含量一T/p曲線中，圖像中有三個變量，先確定一個量不變，再討論另外兩個量的關系（因平衡移動原理只適

用于“單因素''的改變）。即確定橫坐標所示的量后，討論縱坐標與曲線的關系或確定縱坐標所示的量后（通?？?/p>

畫一垂線），討論橫坐標與曲線的關系。

③三步分析法

一看反應速率是增大還是減??；二看V（正）、V（逆）的相對大??；三看化學平衡移動的方向6

2、圖像類型

（2）.濃度一時間圖:此類圖像能說明平衡體系中各組分在反應過程中的濃度變化情況。如A（g）十B（g）"—AB（g）

反應情況如圖所示，解該類圖像題要注意各物質(zhì)曲線出現(xiàn)折點（達到平衡）的時刻相同，各物質(zhì)濃度變化的內(nèi)在

聯(lián)系及比例符合化學方程式中的化學計量數(shù)關系。

（3）.含量一時間一溫度（壓強）圖：常見形式有如下幾種。（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>TI,正反應為吸熱反應，即AHAO）

（P1>P2?正反應為氣體體積減小的反應）

（pi>P2,正反應為氣體體積增大的反應）

(4),恒壓(溫)線(如圖3所示)；該類圖的縱坐標為物質(zhì)的平衡濃度?或反應物的轉(zhuǎn)化率(a),橫坐標為溫度(T)或

壓強(P),常見類型如下所示：

圖3

(5)其他；

①如圖4所示曲線是其他條件不變時，某反應物的最大轉(zhuǎn)化率(a)與溫度(T)的關系曲線，圖中標出的1、2、3、

4四個點，表示v(正)>v(逆)的點是3,表示v(正)<v(逆)的點是1,而2、4點表示v(正)=v(逆)。

圖4

②幾種特殊圖像

對于億學反應mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),M點前，表示從反應物開始，VQV/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。

【典型例題】

I.利用醋酸二氨合銅［Cu(NH3)2Ac］溶液吸收CO,能達到保護環(huán)境和能源再利用的目的，反應方程式為

Cu(NHj2Ac(aq)YO(g)+NHKg)0［Cu(NHjjAc.CO(叫)。己知該反應的化學平衡常數(shù)與溫度的關系如表

所示，下列說法正確的是

溫度/C1550100

化學平衡常數(shù)數(shù)值5x1(/21.9x10$

A.上述正反應為吸熱反應

B.1MC時，[Cu(NH3)3]AcCO(aq)^^Cu(NH?)2Ac(aq)+CO(g)+NH3(g)的平衡常數(shù)值為2xl(T

C.保持其他條件不變，減小壓強，CO的轉(zhuǎn)化率減小，化學平衡常數(shù)減小

D.醋酸二氨合銅溶液的濃度的改變使化學平衡常數(shù)也改變

【答案】B

【解析】

A.由表中數(shù)據(jù)可知升高溫度平衡常數(shù)減小，說明升高溫度平衡向逆向移動，則正反應為放熱反應，故A錯誤;

B.1MC時，反應Cu(NH3)2Ac+CO+NH3目Cu(NH3)2Ac]?CO(g)平衡常數(shù)為5X1O4,則其逆反應的化學平衡常數(shù)

為2x10色故B正確；

C.該反應的正反應為體積減小的反應，減小壓強，平衡逆向移動，則CO的轉(zhuǎn)化率減小，溫度不變，化學平

衡常數(shù)不變，故c錯誤；

D.溫度不變，化學平衡常數(shù)不變，故D錯誤：

故選：Bo

2.(2021.河南高二練習)已知在密閉容器中進行可逆反應：xX(g)+yY(g)=zZ(g)+qQ(s)AH,下列對有關該

反應的圖像判斷正確的是

A.甲中虛線表示使用了合適的催化劑

B.由乙可判斷溫度：T2>T,,AH>0

C.由丙可推知：x+y>z+q

D.由丁可推出：AH<0

【答案】A

【解析】

A.由圖甲可知，虛線表示達到平衡所用的時間減少，即反應速率加快，平衡時X的轉(zhuǎn)化率不變，則甲中虛線

表示使用了合適的催化劑，A正確；

B.由圖乙可知，T2時達到平衡所需時間更短，即T2下反應速率更快，則Tz>T,又溫度越高，Z的百分含量

越小，說明升高溫度平衡逆向移動，故AHVO,B錯誤：

C.由圖丙可知，隨著壓強增大，X的體積分數(shù)減小，說明增大壓強，平衡正向移動，由于Q是固體，故由丙

可推知：x+y>z,C錯誤；

D,由圖丁可知，隨著溫度升高，平衡時勺體的密度減小，容器體積不變，即氣體的質(zhì)量減小，說明平衡正向

移動，故由丁可推出：AHX),D錯誤；

故答案為；A。

3用CO合成甲醇的反應為：CO(g)+2H式g)『^CHQH(g)AH<0o按照相同的物質(zhì)的量投料，測得CO在

不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關系如圖所示。下列說法正確的是

A.溫度：TJ>T,>T3

B,正反應速率;v(a)>v(c),v(b)>v(d)

C.平衡常數(shù)：K(a)>K(b),K(b)=K(d)

D.平均摩爾質(zhì)量；M(a)>M(c),M(b)<M(d)

【答案】C

【解析】

A.該反應為放熱反應，降低溫度，平衡正向移動，CO的轉(zhuǎn)化率越大，則TI<T2<T3,A錯誤；

B.由圖可知，a、c兩點壓強相同，平衡時a點CO轉(zhuǎn)化率更高，該反應為放熱反應，溫度越低，CO的轉(zhuǎn)化

率越大，故溫度TiVT?,溫度越高，反應速率越快，故v(a)Vv(c)：b、d兩點溫度相同，壓強越大，反應速率

越大，b點大于d點壓強，則v(b)>v(d),B錯誤：

C.由圖可知，Mc兩點壓強相同，平衡時a點CO轉(zhuǎn)化率更高，該反應為放熱反應，故溫度TI<T2,降低溫

度平衡向正反應方向移動，則K(a)>K(b),平衡常數(shù)只與溫度有關，b、d兩點溫度相同，平衡常數(shù)相同，則

K(b)=K(d),C正確;

D.CO轉(zhuǎn)化率的越大，氣體的物質(zhì)的量越小，而氣體的總質(zhì)量不變，由乂弓加可知，M越?。粍t可知M(a)

>M(c),M(b)>M(d),D錯誤；

答案選C。

【變式訓練】

1.(2022?汕頭高三期末)2021年為我國實現(xiàn)碳達峰、碳中和關鍵的一年，C0?綜會利用的技術不斷創(chuàng)新。某實驗

小組研究CO?和CH,反應得到合成氣的原理為：CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)o向體積為IL的密閉

容器中充入ImolC匕和ImolCO2,反應過程中CO?的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關系如圖所示。下列有關說

法正確的是。

。2平衡轉(zhuǎn)化率/%

.

80,

70i

60?

50

40?

3%0■

一

0012501500溫度/1

A.該反應的AH〈0

B.壓強：P2>P)

C.1100C時,該反應的平衡常數(shù)為12.96

D.反應達到平衡后在容器內(nèi)再充入1。］。1。山和10101(：02,此時CO2的轉(zhuǎn)化率會增大

【答案】C

【解析】

A,由題干圖示可知，壓強相同時，溫度升高，CO2的轉(zhuǎn)化率增大，說明升高溫度平衡正向移動，故該反應的

△HX),A錯誤；

B.由題干圖示可知，溫度相同時，口壓強下CO2的轉(zhuǎn)化率更大，結(jié)合反應方程式

COm)十CH/g)B2CO(g)+2H2(g)可知，增大壓強,化學平衡逆向移動,CO2的轉(zhuǎn)化率減小，故壓強;P2〈R，

B錯誤；

8』g)+CH4(g)-2CO(g)+2H2(g)

起始濃度(mol/L)1100

C.1100C時，根據(jù)三段式分析可知,,該反應的平衡

轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)0.60.61.21.2

平衡濃度(mol/L)0.40.41.21.2

常數(shù)為K二=122121=12.96,C正確;

C(CO2)C(CH4)0.470.4

D.反應達到平衡后在容器內(nèi)再充入ImolCH’和ImolCO”相當于對容器增大壓強,化學平衡逆向移動，故

此時CO?的轉(zhuǎn)化率會減小，D錯誤；

故答案為：Co

2.(2021?江西省豐城中學高三練習節(jié)選)碳化學為人類發(fā)展做出巨大的貢獻的同時也給環(huán)境帶來了重大的危害。

(1)目前，"低碳經(jīng)濟''備受關注，CO2的轉(zhuǎn)化和利用是一個熱門的研究課題。已知：

2CH3OH(g)+CO2(g)BCHQCOOCH式g)+H?O(g)AH0在兩個密閉容器中分別投入6moiCHQH(g)和

2moic0式的直接合成碳酸二甲酯［CHQCOOCH*)］,一定條件下，反應達到平衡時CCh的轉(zhuǎn)化率如圖1所

示,則：

①AH0(填“>”、"V”或“="，下同)，pip2

②A點對應容器體積為2L,A點的平衡常數(shù)K=L,mol-'o

③下列能說明此反應己達到平衡狀態(tài)的是(填標號)。

A,2，/正(小網(wǎng))7逆(現(xiàn))

B.CHiOCOOCHa與H2O的物質(zhì)的量之比保持不變

C恒壓條件下，混合氣體的密度保持不變

D.碳酸二甲酯的物質(zhì)的量分數(shù)保持不變

(2)CQz經(jīng)催化加氫可以生成低碳燒，主要有以下兩個競爭反應；

反應1；CO2(g)+4H2(g)^CH4(g)+2H2O(g)

反應II：2co式g)+6H式g)=C2H4(g)+4H2O(g)

為分析催化劑對反應的選擇性，在密閉容器中充入ImolCCh和3m。舊2,測得有關物質(zhì)的物質(zhì)的量隨溫度變

化如圖2所示臺該催化劑在較高溫度時主要選擇(填“反應I”或“反應II'>520℃時，反應達到平

衡時氣體壓強為0.3MPa,則反應I的平衡常數(shù)Kp=MPa=。(Kp為用分壓表示的平衡常數(shù)，分壓二

總壓x物質(zhì)的量分數(shù))

(1)<<0.125CD

⑵反應n72

【解析】

(D①根據(jù)圖示可知：在壓強不變時，升高溫度，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低，說明升高溫度，化學平衡逆向移動,

逆反應為吸熱反應，則該反應的正反應為放熱反應，所以反應熱△H<0；

該反應的正反應是氣體體積減小的反應，在其它條件不變時，增大壓強，化學平衡正向移動，導致CO2的平

衡轉(zhuǎn)億率增大。根據(jù)圖象可知在溫度不變時，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率：P2>P1，說明壓強：P2>Pl,即壓強：Pl<

P2；

②在反應開始時n(CHQH)=6mol,n(CO2)=2mol,在A點時容器的容積是2L,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率是50%,

則根據(jù)物質(zhì)反應轉(zhuǎn)化關系可知：平衡時n(C02)=lmol,n(CH3OH)=6mol-2mol=4mol,

n(CH3OCOOCH3)=n(H2O)=1mol,物質(zhì)的平衡濃度c(CO2)=0.5mol/L,c(CH3OH)=2mol/L,

05x05

C(CH3OCOOCH)=C(HO)=0.5mol/L,則A點時的化學平衡常數(shù)K=————=0.125；

3222x0.5

A.在任何時刻都存在速率關系：viE(CH3CH)=2viE(C02),若2VMC%OH)=v逆(處)，則4V正(電)7逆(電)，

反應逆向進行，為處于平衡狀態(tài)，A錯誤；

B.CH3OCOOCH3與H?O都是生成物，無論反應是否達到平衡狀態(tài)，而的物質(zhì)的量之比始終保持不變，因此

不能據(jù)此判斷反應是否達到平衡狀態(tài)，B錯誤；

C.該反應體系中反應混合物都是氣體，氣體的質(zhì)量不變；恒壓條件下，混合，體的密度保持不變，則說明?

體的物質(zhì)的量不變，由于該反應是反應前后氣體物質(zhì)的量改變的反應，當氣體的物質(zhì)的量不變時反應達到平

衡狀態(tài)，c正確；

D.若反應未達到平衡狀態(tài)，則碳酸二甲卷的物質(zhì)的量分數(shù)就會發(fā)生變化，當碳酸二甲酯的物質(zhì)的量分數(shù)保持

不變時，反應達到了平衡狀態(tài)，D正確：

故合理選項是CD：

(2)根據(jù)圖象可知：在溫度較高時，產(chǎn)生最多的物質(zhì)是C2H4,說明溫度較高有利于反應II的發(fā)生，即該催化劑

在較高溫度時主要選擇反應II:

在反應開始時，n(C02)=lmoLn(H2)=3mol,根據(jù)圖象可知；在520'。時反應產(chǎn)生了0.2molCH4,根據(jù)物質(zhì)反

應轉(zhuǎn)化關系可知反應I中△n(CO2)=0.2mol,△n(H2)=0.8mol,△n(H2O)=0.4mol；發(fā)生反應II產(chǎn)生了0.2mol

的C2H4,結(jié)合物質(zhì)反應轉(zhuǎn)化關系可知：An(CO2)=0.4mol,n(H2)=1.2mol,An(H2O)=0.8mol,則平衡時n(CO2)=l

mol-0.2mol-0.4mol=0.4mol,n(H2)=3mol-0.8mol-1.2mol=lmol,n(CH4)=0.2mol?n(C2H4)=0.2mol,n(H2O)=0.4

mol+0.8mol=1