专题06 化学反应速率和化学平衡-备战2021年高考化学之纠错笔记系列（原卷版）

专题06 化学反应速率和化学平衡-备战2021年高考化学之纠错笔记系列（原卷版）

专题 06 化学反应速率和化学平衡 易错点 1 混淆化学反应速率的表示方法 1．一定条件下，溶液的酸碱性对 TiO2 光催化染料 R 降解反应的影响如图所示。下列判断正确的是 A．在 0~50 min，pH=2 和 pH=7 时 R 的降解百分率相等 B．溶液酸性越强，R 的降解速率越小 C．R 的起始浓度越小，降解速率越大 D．在 20~25 min，pH=10 时 R 的平均降解速率为 0.04 mol·L-1·min-1 【错因分析】读图能力差，理解题给信息不全面，未能注意到 pH=2 和 pH=7 时，R 都降解完全，降解率都 是 100%，会不选 A；不理解降解速率受 R 的起始浓度和 pH 两个条件的影响，会错选 C；注意不到纵坐标 的数量级，会错选 D。 【试题解析】A项，在0～50 min之间，pH=2和pH=7时R的降解百分率相等，正确；B项，溶液的酸性越强， R的降解速率越大，错误；C项，由题给信息，无法得出该结论，错误；D项，在20～25 min，pH=10时R的 平均降解速率为 4 10.2 10 mo i l n L 5m    =4×10−6 mol·L-1·min-1，错误。 【参考答案】A 1．对化学反应速率表达式的理解 2．化学反应速率的计算方法 （1）利用基本公式：v= c t   = · n V t   。 （2）利用速率之比=化学计量数之比=各物质浓度的变化量(Δc)之比=各物质物质的量的变化量(Δn)之比。 （3）“三段式”法计算模板 例如：反应 mA＋nB pC 起始浓度/(mol/L) a b c 转化浓度/(mol/L) x nx m px m t 时刻浓度/(mol/L) a−x b− nx m c＋ px m ) 计算中注意以下量的关系：[来源:学科网] ①对反应物：c(起始)−c(转化)=c(某时刻)； ②对生成物：c(起始)＋c(转化)=c(某时刻)。 注意：理解化学反应速率概念应注意的“三点” （1）平均速率和瞬时速率：中学化学中，通常所说的化学反应速率一般是指平均速率，即某段时间内的平 均反应速率，而不是某时刻的瞬时速率。 （2）化学反应速率越快不等于化学反应现象越明显，如某些中和反应。 （3）同一反应中，同一时间段内用不同物质的物质的量浓度变化表示的反应速率，数值可能不同，但意义 相同，其数值之比等于化学方程式中对应物质的化学计量数之比。 1．一定温度下，向容积为 2 L 的密闭容器中通入两种气体发生化学反应，反应中各物质的物质的量变化如 图所示，对该反应的推断合理的是 A．该反应的化学方程式为 3B＋4D 6A＋2C B．反应进行到 1 s 时，v(A)=v(D) C．反应进行到 6 s 时，B 的平均反应速率为 0.05 mol·L－1·s－1 D．反应进行到 6 s 时，各物质的平均反应速率相等 易错点 2 不理解外界条件对反应速率的影响实质 2．下列说法错误的是 A．已知在 T ℃时，反应 2A（g）+B(g) 3C（g） ΔH>0 的正反应速率表示为 v，若降低温度，逆 反应速率减小 B．在恒容容器中发生反应 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，若往容器中充入 He，正逆反应的速率均不变 C．当一定量的锌粉和 4 mol·L-1 的过量盐酸反应时，为了减慢反应速率，又不影响产生 H2 的总量，可向 容器中加入一些水或硝酸钠溶液 D．对任何一个化学反应，温度发生变化，化学反应速率一定发生变化 【错因分析】如果不明白外界因素对化学反应速率的影响，不能抓住影响反应速率的实质（是浓度变化引 起的，还是加入催化剂引起的），将会错解。如：本题选项 B，若分不清恒压条件和恒容条件下向容器中充 入不反应的气体，导致反应物和生成物浓度的变化情况，则会陷入解题误区。 【试题解析】选项A，温度降低，正、逆反应速率均减小，A正确；在恒容容器中充入不反应的气体，反应 物和生成物的浓度均不发生变化，正、逆反应速率均不变，B正确；选项C，若能使溶液中氢离子的浓度减 小，反应速率将减小，因此可以加入一些水，但是不能加入硝酸钠溶液，因为在酸性条件下，硝酸根离子 将与锌粉发生氧化还原反应，生成氮的氧化物，从而使生成氢气的量减少，C项错。 【参考答案】C 外界条件对化学反应速率的影响 中学化学反应速率的实质是某段时间内的平均反应速率，在外界条件不变时，对于可逆反应，化学反 应速率一般是由小变大，再变小，最终达到平衡状态。外界条件对化学反应速率及化学平衡的影响： （1）增大反应物浓度，瞬时，正反应速率增大，逆反应速率不变，正反应速率大于逆反应速率，平衡 向正反应方向移动，达到新平衡；减小生成物浓度，瞬时，逆反应速率减小，正反应速率不变，正反应速 率大于逆反应速率，平衡向正反应方向移动，达到新平衡。 （2）增大压强，正、逆反应速率都增大，气体分子数多的一边的速率增大的程度较大；减压时，气体 分子数多的一边的速率减小的程度较大。 （3）升温，吸热和放热反应的速率都增大，吸热反应速率增大的程度较大；降温，吸热反应速率减小 的程度较大。 （4）使用催化剂时，同倍数、同时增大正、逆反应速率，正、逆反应速率始终相等。 2．向某密闭容器中加入 0.15 mol·L－1 A、0.05 mol·L－1 C 和一定量的 B 三种气体。一定条件下发生反应，各 物质浓度随时间变化如图中甲图所示[t0～t1 时 c(B)未画出，t1 时 c(B)增大到 0.05 mol·L－1]。乙图为 t2 时刻 后改变反应条件，平衡体系中正、逆反应速率随时间变化的情况。 （1）若 t4 时改变的条件为减小压强，则 B 的起始物质的量浓度为___mol·L－1。 （2）若 t5 时改变的条件是升温，此时 v(正)>v(逆)，若 A 的物质的量减少 0.03 mol 时，容器与外界的热 交换总量为 a kJ，写出反应的热化学方程式：___________________________________。 （3）t3 时改变的某一反应条件可能是________(填字母)。 a．使用催化剂 b．增大压强 c．增大反应物浓度 （4）在恒温恒压下通入惰性气体，v(正)________v(逆)(填“>”“＝”或“<”)。 易错点 3 对化学平衡状态的理解不透彻 3．在一个不传热的固定容积的密闭容器中，可逆反应 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，当 m、n、p、q 为任 意整数时，下列说法一定能说明反应已达到平衡的是 ①体系的压强不再改变 ②体系的温度不再改变 ③各组分的浓度不再改变 ④各组分的质量分数不再改变 ⑤反应速率 v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q ⑥单位时间内 m mol A 发生断键反应，同时 p mol C 也发生断键反应 A．③④⑤⑥ B．②③④⑥ C．①③④⑤ D．①③④⑥ 【错因分析】反应达到平衡状态时，正、逆反应速率相等，各物质的浓度、百分含量不变，由此衍生出来 的各种量不变。需要注意的是，选择判断的物理量，随着反应的进行发生变化，当该物理量由变量变为定 值时，说明可逆反应达到平衡状态。若不清楚有可能存在 m+n=p+q，体系压强始终不变，则易错选①，若 不清楚反应速率之比始终存在 v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q，与是否达到平衡状态无关，易错选⑤。 【试题解析】本题考查了化学平衡状态的判断，注意把握化学平衡状态判断的角度，特别是正逆反应速率 的关系，为易错点。①如果该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应，则体系的压强始终不变，所 以不能根据压强判断反应是否达到平衡状态，故错误；②体系的温度不再改变，正逆反应速率相等，所以 能据此判断该反应达到平衡状态，故正确；③各组分的物质的量浓度不再改变，该反应达到平衡状态，故 正确；④当该反应达到平衡状态，各组分的质量分数不再改变，故正确；⑤当反应速率vA∶vB∶vC∶vD=m∶ n∶p∶q，不能据此判断该反应是否达到平衡状态，故错误；⑥单位时间内m mol A断键反应等效于p mol C 形成，同时p mol C也断键反应，故正确；故选B。 【参考答案】B 化学平衡状态的判断 达到化学平衡状态的标志：v 正=v 逆，平衡混合物中各组成成分的含量保持不变。“v 正=v 逆”是化学平衡的 本质特征，即反应体系中同一物质的消耗速率和生成速率相等。各组分的含量不变，是指各组分的浓度、 质量分数、体积分数(有气体参加的可逆反应)、反应物的转化率等均保持不变。 判断某一可逆反应是否达到平衡状态的“等价标志”：[来源:学#科#网] （1）对于反应前后气体体积不等的反应，当恒温、恒容时，压强不变、气体的平均相对分子质量不变， 或恒温、恒压时，体积不变、混合气体的密度不变，说明反应处于平衡状态。 （2）对于有颜色的物质参加的反应，体系颜色不变，说明反应处于平衡状态。 （3）对于吸热或放热反应，绝热体系的温度不变，说明反应处于平衡状态。 注意化学反应速率与化学平衡的区别和联系： 化学反应速率 v 是表示在一定条件下，某一化学反应进行的快慢程度的物理量，它不仅涉及化学 反应 的实际进行步骤，同时也与物质的微观状况有密切的联系。而化学平衡是指可逆反应进行的方向和限度的 问题，只考虑物质的宏观状况就可以解决问题，与反应的实际步骤无关，只与反应的初始状态和最终状态 有关。两者虽属于不同的范畴，但它们之间有联系：对于一个可逆反应，当 v 正=v 逆时，即达到化学平衡； 而当 v 正≠v 逆时，就表示该可逆反应未达到平衡或原平衡被破坏。 3．可逆反应：2NO2(g) 2NO(g)＋O2(g)在体积固定的密闭容器中进行，达到平衡状态的标志是 ①单位时间内生成 n mol O2 的同时生成 2n mol NO2 ②单位时间内生成 n mol O2 的同时生成 2n mol NO ③用 NO2、NO、O2 表示的反应速率的比为 2∶2∶1 ④混合气体的颜色不再改变 ⑤混合气体的密度不再改变 ⑥混合气体的压强不再改变 ⑦混合气体的平均相对分子质量不再改变 A．①④⑥⑦ B．②③⑤⑦ C．①③④⑤ D．全部 易错点 4 混淆平衡移动和转化率的关系 4．在一定条件下，体积不变的密闭容器中，发生可逆反应 2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH＜0，达到平衡 后，当单独改变下列条件后，有关叙述正确的是 A．使用催化剂，此反应的ΔH 仍保持不变 B．增大 O2 浓度，SO2 的平衡转化率减小 C．降低温度，化学平衡常数减小 D．升高温度，SO2 的转化率一定增大 【错因分析】改变温度时，反应物的转化率可根据平衡移动方向来判断，若正反应是吸热反应，升高温度， 平衡正向移动，则转化率是增大的，若正反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则转化率是减小的， 本题中若不能根据反应的热效应判断温度升高时，化学平衡的移动方向，则易误选 D 项。 【试题解析】A项，使用催化剂不能改变反应的ΔH，A项正确；B项，增大O2浓度，平衡正向移动，SO2的 平衡转化率增大，B错误；C项，降低温度，平衡正向移动，化学平衡常数增大，C错误；升高温度，平衡 逆向移动，SO2的转化率一定减小，D错误。 【参考答案】A 若把化学平衡向正反应方向移动与原料转化率的提高等同起来，则会造成错误。化学平衡向正反应方向移 动时，反应物的转化率可能增大，也可能不变或减小。具体有以下两种情况： （1）当可逆反应达平衡后，不增大反应物的浓度，而是通过改变温度、压强或减小生成物的浓度使平衡正 向移动，这时反应物的转化率一定增大。 （2）若不改变其他条件，只增大反应物的浓度，使平衡正向移动，则反应物的转化率不一定增大，必须根 据具体反应具体分析，如对于反应物是两种或两种以上的气体反应，当增大某一种气体反应物的浓度，平 衡正向移动，可使其他反应物的转化率增大，而自身的转化率是减小的。 4．反应 X(g)＋Y(g) 2Z(g) ΔH＜0，达到平衡时，下列说法不正确的是 A．减小容器体积，平衡不移动，X 的转化率不变 B．增大 c(X)，X 的转化率减小 C．保持容器体积不变，同时充入 0.1 mol X 和 0.2 mol Y，X 的转化率增大 D．加入催化剂，正反应速率增大，Z 的产率增大 易错点 5 不会正确运用图像解化学平衡问题 5．[2016 四川]一定条件下，CH4 与 H2O(g)发生反应：CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)，设起始 2 4 (H O) )(CH n n =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ΔH>0 B．图中 Z 的大小为 a>3>b C．图中 X 点对应的平衡混合物中 2 4 (H O) )(CH n n =3 D．温度不变时，图中 X 点对应的平衡在加压后 (CH4)减小 【错因分析】注意图中三条线分别是指不同的 2 4 (H O)[ ](CH ) nZ n 时 CH4 的体积分数与温度的关系，本图除了表示 温度对平衡的影响外，还表示浓度对平衡的影响，解答本题需要先确定一个变量，讨论另一个变量与 CH4 的体积分数的关系，否则将无从下手。 【试题解析】A、从图分析，随着温度升高甲烷的体积分数逐渐 减小，说明升温平衡正向移动，则正反应为 吸热反应，故正确；B、 2 4 (H O) )(CH n n 的比值越大，则甲烷的体积分数越小，故a<30 回答下列问题： （1）反应①的化学平衡常数 K 表达式为________；图 1 中能正确反映平衡常数 K 随温度变化关系的曲线为 ________(填曲线标记字母)，其判断理由是________________________________。 图 1 （2）合成气组成 n(H2)/n(CO＋CO2)＝2.60 时，体系中的 CO 平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图 2 所示。 α(CO)值随温度升高而________(填“增大”或“减小”)，其原因是___________；图 2 中的压强由大到小为 ________，其判断理由是______________。 图 2 易错点 6 解化学平衡计算类试题方法错误 6．在 373 K 时，把 0.5 mol N2O4 通入体积为 5 L 的真空密闭容器中，立即出现红棕色气体。反应进行到 2 s 时，NO2 的浓度为 0.02 mol·L-1。在 60 s 时，体系达到平衡状态，此时容器内的压强为开始时的 1.6 倍。 下列说法正确的是 A．前 2 s 以 N2O4 的浓度变化表示的平均反应速率为 0.01 mol·L-1·s-1 B．在 2 s 时体系内的压强为开始时的 1.1 倍 C．平衡时体系内含 N2O4 0.25 mol D．平衡时，N2O4 的转化率为 40% 【错因分析】在运用三段式解答本题时一定要注意各量的单位要一致，若理不清平衡时与起始时量的关系， 不会运用题设条件“此时容器内的压强为开始时的 1.6 倍”，导致无法准确计算。 【试题解析】N2O4 和 NO2 之间存在如下转化关系： N2O4（g) 2NO2(g) 前 2 s 时 N2O4 (g) 2 NO2 (g) 起始（mol） 0.5 0 转化（mol） 0.05 0.02×5 2 s 时（mol） 0.5−0.05 0.02×5 v(N2O4)= 0.05 mol 2 s 5 L =0.005 mol·L-1·s-1，气体的总物质的量为 0.5 mol−0.05 mol+0.02 mol·L-1×5 L=0.55 mol。 2 s 时体系内的压强与开始时的压强之比为 p2 s∶p 始=0.55∶0.5=1.1∶1。 60 s 达到平衡时，设有 x mol N2O4 反应。则有 N2O4 (g) 2NO2(g) 起始（mol） 0.5 0 转化（mol） x 2x 平衡（mol） 0.5−x 2x 平衡时，气体总的物质的量为 0.5 mol-x mol+2x mol=(0.5+x)mol，所以有  0.5 mol 0.5 mol x =1.6，解得 x=0.3。 平衡体系中含 0.2 mol N2O4，N2O4 的转化率为 0.3 mol 0.5 mol ×100%=60%。 【参考答案】B “三段式法”解答化学平衡计算题 （1）步骤 ①写出有关化学平衡的化学方程式。 ②确定各物质的起始、转化、平衡时的量(物质的量或物质的量浓度)。 ③根据已知条件建立等式关系并做解答。 （2）方法：如 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g)，令 A、B 起始物质的量浓度分别为 a mol·L−1、b mol·L−1， 达到平衡后消耗 A 的物质的量浓度为 mx mol·L−1。 mA(g)＋nB(g) pC(g)＋qD(g) 起始物质的量 浓度(mol·L−1) a b 0 0 变化物质的量 浓度(mol·L−1) mx nx px qx 平衡物质的量 浓度(mol·L−1) a−mx b−nx px qx K＝ ( ) ( ) ( ) ( ) p q m n px qx a mx b nx     说明： ①反应物：c(平)＝c(始)−c(变)；生成物：c(平)＝c(始)＋c(变)。 ②各物质的转化浓度之比等于化学方程式中化学计量数之比。 ③转化率＝ 反应物转化的浓度 反应物起始的浓度 ×100%。 6．某恒定温度下，在一个 2 L 的密闭容器中充入 A 气体，B 气体，测得其浓度为 2 mol/L 和 1 mol/L；且发 生如下反应： 3A(g)+2B(g) 4C(?)+2D(?) 已知“？”代表 C、D 状态未确定；反应一段时间后达到平衡，测得生成 1.6 mol C，且反应前后压强比为 5∶ 4，则下列说法中正确的是 ①该反应的化学平衡常数表达式为：K= 4 2 3 2 (C) (D) (A) (B) c c c c ②此时 B 的转化率为 35% ③增大该体系压强，平衡向右移动，但化学平衡常数不变 ④增加 C 的量，A、B 转化率不变 A．①② B．②③ C．①④ D．③④ 易错点 7 不会灵活运用化学平衡常数 7．利用醋酸二氨合铜［Cu(NH3)2Ac］溶液吸收 CO，能达到保护环境和能源再利用的目的，反应方程式为 Cu(NH3)2Ac+CO+NH3 ［Cu(NH3)3］Ac·CO。已知该反应的化学平衡常数与温度的关系如表所示： 温度/℃ 15 50 100 化学平衡常数 5×104 2 1.9×10‒5 下列说法正确的是 A．上述正反应为吸热反应 B．15 ℃时，反应［Cu(NH3)3］Ac·CO Cu(NH3)2Ac+CO+NH3 的平衡常数为 0.5 C．保持其他条件不变，减小压强，CO 的转化率减小 D．醋酸二氨合铜溶液的浓度大小对 CO 的吸收没有影响 【错因分析】若不能利用化学平衡常数与温度的关系分析反应的热效应，易错选 A；若不明白逆反应的化 学平衡常数与正反应的化学平衡常数互为倒数，易错选 B。 【试题解析】A 项，据表可知温度升高，化学平衡常数减小，说明正反应是放热反应，错误；B 项，15 ℃ 时，Cu(NH3)2Ac+CO+NH3 ［Cu(NH3)3］Ac·CO 的化学平衡常数为 5×104，则其逆反应的化学平衡常数 为 2×10‒5，错误；C 项，该反应的正反应是气体体积缩小的反应，减小压强，平衡逆向移动，CO 的转化率 减小，正确；D 项，增大醋酸二氨合铜溶液的浓度，平衡正向移动，有利于 CO 的吸收，错误。 【参考答案】C 有关化学平衡常数类试题解题技巧 1．考生要能正确书写出化学平衡常数。以可逆反应 mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)为例，K=         C Dp q m n c c c A c B   。 要注意三点： （1）各物质的浓度必须是平衡浓度，固体、纯液体或水溶液中水的浓度不列入平衡常数的表达式。 （2）反应方向的改变或化学计量系数的增大或减小，平衡常数均发生改变。 （3）K 不随反应物或生成物浓度的改变而改变，仅随温度的改变而改变，可通过温度变化后，K 值的变化 情况，判断出反应放热或吸热，如反应 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，温度升高，平衡常数 K 减小，说明 平衡向逆反应方向移动，表明正反应放热。 2．考生要能正确应用化学平衡常数。 （1）推断反应进行的程度：一定温度下，K 越大，反应进行的程度越大，反应物的转化率越大；反之，K 越小，表示反应进行的程度和反应物的转化率越小。 （2）判断反应是否达到化学平衡状态：一定温度下，若 Qc=K，说明化学反应达到平衡状态；若 Qc＜K，说 明反应向正反应方向进行；反之，则说明反应向逆反应方向进行。 7．在一定温度下，向 2 L 体积固定的密封容器中加入 1 mol HI，发生反应：2HI(g) H2(g)+I2(g) ΔH＞0， 测得 H2 的物质的量随时间变化如表，下列说法正确的是 t/min 1 2 3 n(H2)/mol 0.06 0.1 0.1 A．2 min 内的 HI 的分解速度为 0.05 mol·L−1·min−1 B．该温度下，反应的平衡常数 K= 1 16 ，平衡时 HI 的转化率为 20% C．该温度下的平衡常数为 K1，温度升高 10℃后平衡常数为 K2，则 K1＞K2 D．达平衡后其他条件不变，压缩容器体积，平衡不移动，c(HI)不变 易错点 8 不能区分“等效平衡”和“等同平衡” 8．在体积恒定的密闭容器Ⅰ中，充入 3 mol A 和 1 mol B 发生反应 3A(g)+B(g) xC(g)，维持温度不变， 向与容器Ⅰ体积相同的密闭容器Ⅱ中充入 1.2 mol A、0.4 mol B、0.6 mol C，达到平衡后两容器中压强、 C 的体积分数均相同，则 x 值是 A．1 B．2 C．3 D．4 【错因分析】若不能区分“等效平衡”和“等同平衡”易误选 D，解题时宜抓住 3 个变量，即体积分数、 物质的量、浓度，若是“等同平衡”三者皆相同，若是“等效平衡”，则体积分数一定相同，物质的量、浓 度可能会同比例发生变化。 【试题解析】相同温度下，达到平衡时，容积相同的密闭容器Ⅰ和Ⅱ中的压强相同，说明两容器中气体的 物质的量相同，又由于两容器中C的体积分数相同，故两容器中C的物质的量相同。两容器中A、B的物质的 量之比均等于化学方程式中的化学计量数之比，故平衡时两容器中A、B的物质的量分别相等，即两容器中 的平衡完全等效，用“一边倒法”将容器Ⅱ中的起始物质均转化为反应物可知：1.2 mol+3×0.6 mol/x=3 mol、 0.4 mol+0.6 mol/x=1 mol，解得x=1。 【参考答案】A 等效平衡与等同平衡的异同 条件 等效条件 结果 恒温恒容：反应前后气体体积不相 等 的 可 逆 反 应 ， aA(g) ＋ bB(g) cC(g)[Δn(g)≠0] 投料换算成相同物质表示的物质 的量相同→回归定值 两次平衡时各组分百分含量、n、c 均相同→完全相同→等同平衡 恒温恒容：反应前后气体体积相等 的 可 逆 反 应 ， aA(g) ＋ bB(g) cC(g)[Δn(g)=0] 投料换算成相同物质表示的物质 的量等比例→回归定比 两次平衡时各组分百分含量相同， n、c 同比例变化→等效平衡 恒温恒压：所有有气体参加的可逆 反应 投料换算成相同物质表示的物质 的量等比例→回归定比 两次平衡时各组分百分含量相同、 c 相同，n 同比例变化→等效平衡 8．在温度、容积相同的 3 个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得达到平衡时的有 关数据如下[已知 X(g)+3Y(g) 2Z(g) ΔH=−Q kJ·mol−1]： 容器 甲 乙 丙 反应物投入量 1 mol X、3 mol Y 2 mol Z 4 mol Z Z 的浓度(mol·L− 1) c1 c2 c3 反应的能量变化 放出 a kJ 吸收 b kJ 吸收 c kJ 体系压强(Pa) p1 p2 p3 反应物转化率 α1 α2 α3 下列说法正确的是 A．2c1>c3 B．a+b=Q C．2p2v 逆 向正反应方向移 动 减小反应物的浓度 减小 不变 v 正＜v 逆 向逆反应方向移 动 增大生成物的浓度 不变 增大 v 正＜v 逆 向逆反应方向移 动 减小生成物的浓度 不变 减小 v 正>v 逆 向正反应方向移 动 压强（通过 改 变 体 积 使 压 强 变 m+n>p+q 增 大 压 强 增大 增大 v 正>v 逆 向正反应方向移 动 减 小 压 减小 减小 v 正＜v 逆 向逆反应方向移 化） 强 动 m+nv 逆 向正反应方向移 动 m+n=p+q 增 大 压 强 增大 增大 v 正=v 逆 平衡不移动 减 小 压强 减小 减小 v 正=v 逆 平衡不移动 容积不变充入 He 不变 不变 v 正=v 逆 平衡不移动 压 强 不 变 充入 He m+n＞p+q 减小 减小 v 正＜v 逆 向逆反应方向移 动 m+n=p+q 减小 减小 v 正=v 逆 平衡不移动 m+n＜p+q 减小 减小 v 正＞v 逆 向正反应方向移 动 温度 ΔH＜0 升 高 温 度 增大 增大 v 正＜v 逆 向逆反应方向移 动 降 低 温 度 减小 减小 v 正>v 逆 向正反应方向移 动 ΔH>0 升 高 温 度 增大 增大 v 正>v 逆 向正反应方向移 动 降 低 温度 减小 减小 v 正＜v 逆 向逆反应方向移 动 催化剂 使用正催化剂 增大 增大 v 正=v 逆 平衡不移动 使用负催化剂 减小 减小 v 正=v 逆 平衡不移动 浓度、压强和温度对平衡移动影响的几种特殊情况： (1)改变固体或纯液体的量，对平衡无影响。 (2)当反应混合物中不存在气态物质时，压强的改变对平衡无影响。 (3)对于反应前后气体体积无 变化的反应，如 H2（g）+I2（g） 2HI（g），压强的改变对平衡无影响。但 增大（或减小）压强会使各物质的浓度增大（或减小），混合气体的颜色变深（或浅）。 (4)恒容时，同等程度地改变反应混合物中各物质的浓度时，应视为压强的影响，增大（减小）浓度相当于 增大（减小）压强。 (5)在恒容容器中，当改变其中一种气态物质的浓度时，必然会引起压强的改变，在判断平衡移动的方向和 物质的转化率、体积分数变化时，应灵活分析浓度和压强对化学平衡的影响。 3．化学平衡图像的理解 （1）速率−时间图像 根据 v−t 图像，可以很快地判断出反应进行的方向，根据 v 正、v 逆的变化情况，可以推断出外界条件的改变 情况。 以合成氨反应为例：N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0。 条件 c(N2)增大 c(H2)减小 c(NH3)增大 v－t 图像 平衡移动方向 正反应方向移动 逆反应方向移动 逆反应方向移动 条件 C(NH3)减小 增大压强 减小压强 v－t 图像 平衡移动方向 正反应方向移动 正反应方向移动 逆反应方向移动 条件 升高温度 降低温度 使用催化剂 v－t 图像 平衡移动方向 逆反应方向移动 正反应方向移动 不移动 （2）其他常见的化学平衡图像 ①浓度−时间图 此类图像能说明平衡体系中各组分在反应过程中的浓度变化情况。如 A+B AB 的反应情况如图。 ②总反应速率−时间图像 Zn 与足量盐酸的反应，反应速率随时间变化的曲线如图所示。ab 段(v 渐增)，因该反应为放热反应， 随反应的进行，温度增高，导致反应速率增大；bc 段(v 渐小)，主要原因是随反应的进行，溶液中 c(H+)渐 小，导致反应速率减小。故分析时要抓住各阶段的反应特点，认真分析。 ③含量−时间−温度图像 ④含量−时间−压强图像 ⑤含量−时间−有无催化剂 4．化学平衡图像题解题技巧 （1）“定一议二”原则 在化学平衡图像中，了解纵轴、横轴和曲线所表示的三个量的意义。在确定横轴所表示的量后，讨论 纵轴与曲线的关系，或在确定纵轴所表示的量后，讨论横轴与曲线的关系。 比如：反应 2A(g)+B(g) 2C(g)达到化学平衡时，A 的平衡转化率与压强和温度的关系如图 1 所示[A 的平衡转化率（α），横轴为反应温度（T）]。 图 1 定压看温度变化，升高温度曲线走势降低，说明 A 的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，正反应是放 热反应。 定温看压强变化，因为此反应是反应后气体体积减小的反应，压强增大，平衡向正反应方向移动，A 的 转化率增大，故 p2>p1。 （2）“先拐先平数值大”原则 对于同一化学反应在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡状态，先出现拐点的曲线表示的温 度较高（如图 2 所示，α表示反应物的转化率）或压强较大[如图 3 所示，φ（A）表示反应物 A 的体积分 数]。 图 2 图 3 图 2：T2>T1，正反应放热。 图 3：p1 K3，p2> 2p3 C．v1< v3，α1(SO2 ) >α3(SO2 ) D．c2> 2c3，α2(SO3 )+α3(SO 2 )<1 3．[2017 江苏]H2O2 分解速率受多种因素影响。实验测得 70℃时不同条件下 H2O2 浓度随时间的变化如图所 示。下列说法正确的是 A．图甲表明，其他条件相同时，H2O2 浓度越小，其分解速率越快 B．图乙表明，其他条件相同时，溶液 pH 越小，H2O2 分解速率越快 C．图丙表明，少量 Mn 2+存在时， 溶液碱性越强，H2O2 分解速率越快 D．图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mn2+对 H2O2 分解速率的影响大 4．[2017 天津]常压下羰基化法精炼镍的原理为：Ni(s)+4CO(g) Ni(CO)4(g)。230℃时，该反应的平衡常 数 K=2×10−5。已知：Ni(CO)4 的沸点为 42.2℃，固体杂质不参与反应。 第一阶段：将粗镍与 CO 反应转化成气态 Ni(CO)4； 第二阶段：将第一阶段反应后的气体分离出来，加热至 230℃制得高纯镍。 下列判断正确的是 A．增加 c(CO)，平衡向正向移动，反应的平衡常数增大 B．第一阶段，在 30℃和 50℃两者之间选择反应温度，选 50℃ C．第二阶段，Ni(CO)4 分解率较低 D．该反应达到平衡时，v 生成[Ni(CO)4]=4v 生成(CO) 5．[2017 江苏]温度为 T1 时，在三个容积均为 1 L 的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2(g) 2NO(g)+O2 (g) (正反应吸热)。实验测得：v 正= v(NO2)消耗=k 正 c2(NO2)，v 逆=v(NO)消耗=2v(O2)消耗=k 逆 c2(NO)·c(O2)，k 正、 k 逆为速率常数，受温度影响。下列说法正确的是 A．达平衡时，容器Ⅰ与容器Ⅱ中的总压强之比为 4∶5 B．达平衡时，容器Ⅱ中     2 2 O NO c c 比容器Ⅰ中的大 C．达平衡时，容器Ⅲ中 NO 的体积分数小于 50% D．当温度改变为 T2 时，若 k 正=k 逆，则 T2> T1 6．某探究小组利用丙酮的溴代反应(CH3COCH3＋Br2――→HCl CH3COCH2Br＋HBr)来研究反应物浓度与反应速 率的关系。反应速率 v(Br2)通过测定溴的颜色消失所需的时间来确定。在一定温度下，获得如下表实验 数据： 实验序号 初始浓度(c)/mol·L－1 溴颜色消失 所需时间(t)/sCH3COCH3 HCl Br2 ① 0.80 0.20 0.001 0 290 ② 1.60 0.20 0.001 0 145 ③ 0.80 0.40 0.001 0 145 ④ 0.80 0.20 0.002 0 580 分析表中实验数据得出的结论不正确的是 A．增大 c(CH3COCH3)，v(Br2)增大 B．实验②和③的 v(Br2)相等 C．增大 c(HCl)，v(Br2)增大 D．增大 c(Br2)，v(Br2)增大 7．羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫的危害。在恒容密闭容器中，CO 和 H2S 混合加热 生成羰基硫的反应为 CO(g)＋H2S(g)===COS(g)＋H2(g)。下列说法能充分说明该反应已经达到化学平衡 状态的是 A．正、逆反应速率都等于零 B．CO、H2S、COS、H2 的浓度相等 C．CO、H2S、COS、H2 在容器中共存 D．CO、H2S、COS、H2 的浓度均不再变化 8．在一定条件下，将 3 mol A 和 1 mol B 两种气体混合于固定容积为 2 L 的密闭容器中，发生如下反应：3A(g) ＋B(g) xC(g)＋2D(g)。2 min 末该反应达到平衡，生成 0.8 mol D，并测得 C 的浓度为 0.2 mol·L－1， 下列判断正确的是 A．平衡常数约为 0.3 B．B 的转化率为 60% C．从反应开始至平衡，A 的平均反应速率为 0.3 mol·L－1·min－1 D．若混合气体的密度不变，则表明该反应达到平衡状态 9．如图表示恒容密闭器中，反应 X(g) 4Y(g)＋Z(g) ΔH＜0 在某温度时 X 的浓度随时间的变化曲线： 下列有关该反应的描述正确的是 A．8 min 时，反应停止 B．X 的平衡转化率为 85% C．若升高温度，X 的平衡转化率将大于 85% D．若降低温度，v 正和 v 逆将以同样程度减少 10．[2018 新课标 1 卷]采用 N2O5 为硝化剂是一种新型的绿色硝化技术，在含能材料、医药等工业中得到广 泛应用。回答下列问题 （1）1840 年 Devil 用干燥的氯气通过干燥的硝酸银，得到 N2O5。该反应的氧化产物是一种气体，其 分子式为___________。 （2）F．Daniels 等曾利用测压法在刚性反应器中研究了 25℃时 N2O5(g)分解反应： 其中 NO2 二聚为 N2O4 的反应可以迅速达到平衡。体系的总压强 p 随时间 t 的变化如下表所示（t=∞时， N2O5(g)完全分解）： t/min 0 40 80 160 260 1300 1700 ∞ p/kPa 35.8 40.3 42.5 45.9 49.2 61.2 62.3 63.1 ①已知：2N2O5(g)＝2N2O4(g)+O2(g) ΔH1=−4.4 k J·mol−1 2NO2(g)＝N2O4(g) ΔH 2=−55.3 kJ·mol−1 则反应 N2O5(g)＝2NO2(g)+ 1 2 O2(g)的ΔH=_______ kJ·mol−1。 ②研究表明，N2O5(g)分解的反应速率  2 5 3 12 10 ·minN Op kPa     。t=62 min 时，测得体系中 2Op pO2=2.9 kPa，则此时的 2 5N Op =________kPa，v=_______kPa·min−1。 ③若提高反应温度至 35℃，则 N2O5(g)完全分解后体系压强 p∞(35℃)____63.1 kPa（填“大于”“等 于”或“小于”），原因是________。 ④25℃时 N2O4(g) 2NO2(g)反应的平衡常数 Kp=_______kPa（Kp 为以分压表示的平衡常数，计算 结果保留 1 位小数）。 （3）对于反应 2N2O5(g)→4NO2(g)+O2(g)，R.A．Ogg 提出如下反应历程： 第一步 N2O5 NO2+NO3 快速平衡 第二步 NO2+NO3→NO+NO2+O2 慢反应 第三步 NO+NO3→2NO2 快反应 其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是_______（填标号)。 A．v(第一步的逆反应)＞v(第二步反应) B．反应的中间产物只有 NO3 C．第二步中 NO2 与 NO3 的碰撞仅部分有效 D．第三步反应活化能较高 11．工业上可用乙苯催化脱氢方法制备苯乙烯： (g) (g)+H2(g) ΔH1=+Q kJ·mol−1 （1）已知乙苯、苯乙烯的燃烧热分别为 a kJ·mol−1、b kJ·mol−1，则表示氢气燃烧热的 ΔH=________kJ·mol−1（用含有 Q、a、b 的表达式表示，其中 Q、a、b 均大于 0）。 （2）400 ℃时，在恒容密闭容器中，充入 5 mol 乙苯发生上述反应，反应达到平衡后容器内气体的压 强为 p1；若再充入 n mol 的乙苯，重新达到平衡后容器内气体的压强为 2p1，则 n_______5（填“>”“<” 或“=”）。 （3）在实际生产中，恒压下常以高温水蒸气作为反应体系的稀释剂（水蒸气不参加反应），如图为乙 苯的平衡转化率与水蒸气的用量、压强（p）的关系。 ①加入水蒸气稀释剂能提高乙苯转化率的原因是___________________________。 ②在实际生产过程中，控制反应温度为 900 K 的理由是___________________________。 ③在 2p Pa、900 K，且 ( ) ( ) n n 水 乙苯 =8 时，混合气体中苯乙烯的体积分数为_____________。 ④改变下列条件，能使乙苯的反应速率和转化率一定都增大的是__________（填标号）。 A．恒容时加入稀释剂水蒸气 B．压强不变，温度升至 1500 K C．在容积和温度不变的情况下充入 Ar D．选用催化效果更好的催化剂 （4）苯乙烯可催化氧化生成苯乙醛：2C6H5—CH=CH2+O2→2C6H5—CH2CHO，把该反应设计为碱性燃 料电池，还可获得电能，该电池负极的电极反应式为_____________________，若该电池消耗标 准状况下 11.2 L O2，理论上转移电子物质的量为_______mol。 12．在适当的条件下，将 CO2 转化为甲醇、甲醚等有机物，既可降低 CO2 造成的温室效应对环境的影响， 还可得到重要的有机产物。 （1）已知：①2H2(g)+O2(g) 2H2O(g) ΔH1=−484 kJ/mol ②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=−50 kJ/mol 则2CH3OH(g)+3O2(g) 2CO2(g)+4H2O(g) ΔH，ΔH=_____________。 （2）已知T K时，某恒容密闭容器中存在如下反应：2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH<0， 测得容器中不同时刻时各物质的浓度(mol/L)如下表所示： c(CO2) c(H2) c(CH3OCH3) c(H2O) 开始时 a b 0 0 10 s时 3 0.5 c 1.5 ①若反应开始到10 s时间段内，v(H2)=_____________，既能提高反应速率，又能提高H2转化率的 方法是________________________。 ②若T K时，化学平衡常数K=15，则10 s 时v(正)_______v(逆)（填“>”“<”或“=”），此时CO2的转 化率为________。 （ 3 ） 一 定 条 件 下 ， 向 某 恒 容 密 闭 容 器 中 充 入 x mol CO2 和 y mol H2 ， 发 生 的 反 应 为 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=−50 kJ·mol−1。 ①下图 1 中能表示该反应的平衡常数 K 与温度 T 之间的变化关系曲线为______（填“a”或“b”）， 其判断依据是__________________________________。 ②若 x=2、y=3，测得在相同时间内不同温度下 H2 的转化率如图 2 所示，则在该时间段内，恰好 达到化学平衡时，容器内的压强与反应开始时的压强之比为____________。 ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________