化学平衡高考考点及解题口诀

化学平衡高考考点及解题口诀

‎《化学平衡》高考考点口诀 一、 内容口诀 可逆反应条件同 正逆等速两非零 正逆等速不再变 可把达平来判断 常数式子方程看 数值紧随温度变 算数你就列三段 符号口诀判移向 归零等效切莫忘 口诀意义解析 ‎1.可逆反应条件同（朝正、逆两方向的反应条件相同才是可逆反应，如电解水和氢气在氧气中燃烧就不是可逆反应，因条件不同）‎ ‎2.正逆等速两非零（可逆反应在一定条件下达到平衡时，正逆速率相等但不等于零，同时方程式中任一物质浓度当平衡时不能为零）‎ ‎3.正逆等速不再变（同种物质正逆速率相等达到平衡；同一方程式中不同物质的速率若化成同向同物质速率相等说明达到平衡；原来变化中的物理量不再随时间变化说明达到平衡）‎ ‎4.可把达平来判断（上一句用来判断平衡的标志）‎ ‎5.常数式子方程看（平衡常数K表达式只看方程式写法，书写时忽略固体和溶剂，产物浓度的系数次幂的积除以反应物系数次幂的积）‎ ‎6.数值紧随温度变（化学平衡常数表达式只随温度而变化；放热反应升温K减小，吸热升温K增大）‎ ‎7.求数你就列三段（如果要算平衡时的转化率、浓度、体积分数等数据就在方程式下列出起始浓度、设出变化浓度、根据反应方向找出平衡浓度，根据平衡时的某数据列等式）‎ ‎8.符号口诀判移向（KQ比较大小时可用“>”或“<”判断平衡移动方向，但一般用“升温朝吸”、“加压气减”“增之耗之”的12字口诀来判断）‎ ‎9. 等效归零切莫忘（等效平衡问题的处理方法是同端归零方法：特别注意看条件是恒温恒容还是恒温恒压；恒温恒压归零后两投料成比例就行，若恒温恒容必须投料完全对应相同才是等效平衡）‎ 二、口诀在历届高考试题解题中的应用 ‎【例题1】‎ ‎（2012·四川）12.在体积恒定的密闭容器中，一定量的SO2与1.100molO2在催化剂作用下加热到600℃发生反应：2SO2 + O2 2SO3，ΔH<0。当气体的物质的量减少0.315mol时反应达到平衡，在相同温度下测得气体压强为反应前的82.5%。下列有关叙述正确的是 ‎ A．当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时反应达到平衡 ‎ B．降低温度，正反应速率减小程度比逆反应速率减小程度大 ‎ C．将平衡混合气体通入过量BaCl2溶液中，得到沉淀的质量为161.980g ‎ D．达到平衡时，SO2的转化率为90%‎ ‎【答案】：D ‎【解析】：A涉及平衡标志，但方向同向，B考查温度对速率的影响，D涉及求数据，就用三段式求解，关键找准初始浓度、按方程式设出变化浓度，根绝反应方向找出平衡浓度，根据平衡压强与原压强关系列等式。‎ ‎2SO2 + O2 2SO3，‎ 始量 amol 1.100mol 0 mol 变量 2xmol xmol 2xmol 平衡 (a-2x) mol (1.100-x) mol 2xmol 由题意可得，a+1.100-(a-2x)- (1.100-x)- 2x=0.315，（a+1.100-2x）/（a+1.100）=0.825，‎ ‎【例题2】‎ ‎（2011·大纲版）8．合成氨所需的氢气可用煤和水作原料经多步反映制得，其中的一步反应为CO（g）+ H2O(g) CO2(g) + H2(g) △H ＜0‎ 反应达到平衡后，为提高CO的转化率，下列措施中正确的是 ‎ A 增加压强 B 降低温度 C 增大CO 的浓度 D 更换催化剂 ‎ ‎【答案】B ‎【例题3】‎ ‎（2011·安徽）9．一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：‎ ‎ SO2(g)+2CO(g)2CO2(g)+S(l) △H＜0 若反应在恒容的密闭容器中进行，下列有关说法正确的是 ‎ A．平衡前，随着反应的进行，容器内压强始终不变 B．平衡时，其他条件不变，分离出硫，正反应速率加快 C．平衡时，其他条件不变，升高温度可提高SO2的转化率 D．其他条件不变，使用不同催化剂，该反应平衡常数不变 ‎9、【答案】D ‎ ‎【解析】。由于硫为液态，因此反应前后气体分子数不等，达平衡前容器内压强逐渐变小，分离出硫对化学反应速率及平衡无影响，即A、B错误；根据平衡移动原理知升温平衡向吸热方向移动即向左移动，SO2的转化率降低，C错误；平衡常数只受温度的影响，与催化剂无关，故D项正确。‎ ‎【考点定位】本题主要考查外界条件对化学平衡及反应速率的影响，考查平衡常数的知识及平衡的移动。‎ ‎【例题4】‎ ‎（2012·天津）6．已知2SO2 (g) + O2 (g) 2SO3 (g)；ΔH ＝ －197 kJ·mol-1。向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体：(甲) 2 mol SO2和1 mol O2；(乙) 1 mol SO2和0.5 mol O2 ；(丙) 2 mol SO3 。恒温、恒容下反应达平衡时，下列关系一定正确的是 A．容器内压强P：P甲＝P丙 > 2P乙 B．SO3的质量m：m甲＝m丙 > 2m乙 C．c(SO2)与c(O2)之比k：k甲＝k丙 > k乙 D．反应放出或吸收热量的数值Q：Q甲＝G丙 > 2Q乙 ‎【答案】：B ‎【考点定位】此题综合考查了化学反应速率和化学平衡知识。‎ ‎【例题5】‎ ‎（2012·江苏）14. 温度为T时，向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5，反应 PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g)经过一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表：‎ t / s ‎ 0 ‎ ‎50 ‎ ‎150‎ ‎250 ‎ ‎350‎ n(PCl3) / mol ‎0‎ ‎0. 16 ‎ ‎0. 19‎ ‎0. 20 ‎ ‎0. 20‎ 下列说法正确的是 ‎ A． 反应在前50 s 的平均速率v(PCl3)= 0. 0032 mol·L-1·s-1‎ ‎ B． 保持其他条件不变，升高温度，平衡时c(PCl3)= 0. 11 mol·L-1，则反应的驻H<0‎ ‎ C． 相同温度下，起始时向容器中充入1. 0 mol PCl5、0. 20 mol PCl3 和0. 20 mol Cl2，反应达到平衡前v(正)>v(逆)‎ ‎ D． 相同温度下，起始时向容器中充入2. 0 mol PCl3 和2. 0 mol Cl2，达到平衡时，PCl3 的转化率小于80%‎ ‎【答案】C ‎【解析】A项，v (PCl3)= mol/(L·s)，错；B项，从表中看，平衡时PCl3为0.2mol/2L=0.1mol/L，升高温度时，PCl3的浓度增大，即平衡正向移动，说明正反应为吸热反应，错；C项，原平衡时，K=，充入物质后，Q=，因为Qv (逆)，正确；D项，题干中充入1mol PCl5，相当于充入1mol PCl3和1mol Cl2，平衡时各组分的量相等，则PCl3的转化率为，现充入2mol PCl3和2mol Cl2，可看是两部分平衡后再加压，加压向体积减小的方向移动，即逆向移动，PCl3的转化率应增大，错。‎ ‎【考点定位】化学反应速率与化学平衡 ‎【例题6】‎ ‎（2012·上海）用氮化硅(Si3N4)陶瓷代替金属制造发动机的耐热部件，能大幅度提高发动机的热效率。工业上用化学气相沉积法制备氮化硅，其反应如下：‎ ‎ 3SiCl4(g)+2N2(g)+6H2(g) Si3N4(s)+12HCl(g)+Q(Q>0) 完成下列填空：‎ ‎31．在一定温度下进行上述反应，若反应容器的容积为2 L，3 min后达到平衡，测得固体的质量增加了2.80 g，则H2的平均反应速率___ mol／(L·min)；该反应的平衡常数表达式K=_____‎ ‎32．上述反应达到平衡后，下列说法正确的是_。‎ ‎ a．其他条件不变，压强增大，平衡常数K减小 ‎ b．其他条件不变，温度升高，平衡常数K减小 ‎ c．其他条件不变，增大Si3N4物质的量平衡向左移动 ‎ d．其他条件不变，增大HCl物质的量平衡向左移动 ‎33．一定条件下，在密闭恒容的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是_。‎ a．3v逆(N2)=v正(H2) b．v正(HCl)=4v正(SiCl4) ‎ c．混合气体密度保持不变 d．c(N2)：c(H2)：c(HCl)=1：3：6‎ ‎34．若平衡时H2和HCl的物质的量之比为m/n，保持其它条件不变，降低温度后达到新的平衡时，H2和HCl的物质的量之比___m/n（填“>”、“=”或“<”)。‎ ‎【答案】31．0．02； 32．bd ‎ ‎33．ac ‎34．＜‎ ‎【解析】31．反应生成n(Si3N4)＝＝0．02 mol，则反应消耗n(H2)=0．12 mol，v (H2)=＝0．02 mol/(L·min)，该反应的平衡常数的表达式为。‎ 关。‎ ‎34．降低温度，平衡向正反应方向移动，HCl的物质的量增大，H2的物质的量减小，故H2和HCl的物质的量之比大于。‎ ‎【考点定位】本题主要考查化学反应速率与化学平衡得有关计算和判断。‎ ‎【例题7】‎ ‎（2012·全国新课标卷）27.(15分)光气（COCl2）在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。‎ ‎（1）实验室常用来制备氯气的化学方程式为 ；‎ ‎（2）工业上利用天然气（主要成分为CH4）与CO2进行高温重整制备CO，已知CH4、H2、和CO的燃烧热（ΔH）分别为-890.3kJ·mol-1、-285.8kJ.mol-1和-283.0kJ.mol-1，则生成1m3（标准状况）CO所需热量为 ；‎ ‎（3）实验室中可用氯仿（CHCl3）与双氧水直接反应制备光气，其反应的化学方程式为 ；‎ ‎（4）COCl2的分解反应为COCl2（g）=Cl2（g）+CO（g） ΔH=+108kJ·mol-1。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示（第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出）：‎ ‎①计算反应在第8min时的平衡常数K= ；‎ ‎②比较第2min反应温度T（2）与第8min反应温度T（8）的高低：T（2） T（8）‎ ‎（填“<”、“>”或“=”），‎ ‎③若12min时反应于温度T（8）下重新达到平衡，则此时c（COCl2）= mol·L-1；‎ ‎④比较产物CO在2-3min、5-6min和12-13min时平均反应速率（平均反应速率分别以v（2-3）、v（5-6）、v（12-13））的大小 ；‎ ‎⑤比较反应物COCl2在5-6min和15-16min时平均反应速率的大小：v（5-6） v（15-16）（填“<”、“>”或“=”），原因是 。‎ ‎【答案】 ‎ ‎（1）MnO2＋4HCl（浓）‎△‎ ‎ ‎ MnCl2＋Cl2↑＋2H2O ‎（2）5.52×103 KJ ‎（3）CHCl3＋H2O2＝COCl2＋H2O+HCl ‎（4）①0.234 mol·L-1‎ ‎②＜‎ ‎③0.031mol·L-1‎ ‎④v(5-6)＞ v(2-3)＝v(12-13)‎ ‎ΔH=ΔH1-2ΔH2-2ΔH3=（-890.3）kJ·moL-1-2×（-285.8）kJ·moL-1-2×（-283.0）kJ·moL-1=247.3 kJ·moL-1，即生成2mol CO，需要吸热247.3 KJ，那么要得到1立方米的CO,吸热为(1000/22.4)×247.3/2=5.52×103 KJ。‎ ‎(4)由图示可知8min时COCl2、Cl2、CO三种物质的浓度分别为0.04mol·L-1、0.11 mol·L-1、0.085 mol·L-1。所以此时其平衡常数为：0.11 mol·L-1×0.085 mol·L-1÷0.04 mol·L-1=0.23 4mol·L-1。第8min时反应物的浓度比第2min时减小，生成物浓度增大，平衡向正反应方向移动。又因为正反应为吸热反应，所以T（2）＜T（8）。④根据图像变化可知：在2min时升温 。在10min时 增加COCl2的浓度，在12min时，反应达到平衡 。在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大，v（5-6）＞v（15-16）。‎ ‎【考点定位】热化学方程式的书写、反应热的计算、化学反应速率、影响化学反应速率的因素、化学平衡、化学图像。‎ ‎【例题8】‎ ‎（2012·北京）26. (12分)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HC1。利用反应 A，可实现氯的循环利用。‎ 反应A: 4HCl+O2 2Cl2+2H2O ‎（1）已知:i 反应A中， 4mol HCI被氧化，放出115.6kJ的热量。‎ ii ‎ ‎①H2O的电子式是_______________.‎ ‎②反应A的热化学方程式是_______________。‎ ‎③断开1 mol H—O 键与断开 1 mol H—Cl 键所需能量相差约为__________kJ，H2O中 H—O 键比HCl中H—Cl键（填“强”或“弱”）_______________。‎ ‎（2）对于反应A，下图是4种投料比[n（HCl）：n（O2），分别为1：1、2：1、4：1、6：1]下，反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。‎ ‎①曲线b对应的投料比是______________.‎ ‎②当曲线b、c、d对应的投料比达到相同的HCl平衡转化率时，对应的反应温度与投 料比的关系是_________________.‎ ‎⑧投料比为2:1、温度为400℃时，平衡混合气中Cl2的物质的量分数是_______________.‎ ‎【答案】：（1）；4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g) △H= - 115.6 kJ/mol；32；强；（2）4:1；投料比越小时对应的温度越低；30.8%。‎ ‎【解析】：（1）根据水分子的结构，其电子式为：；反应A的热化学方程式为：4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) △H= - 115.6 kJ/mol；由于反应中，需要断裂4mol“H—Cl“键、断开1mol“O=O”键，形成2mol“Cl-Cl”键，形成4mol“H-O”键；根据图纸数据，断开1mol“O=O”键，形成2mol“Cl-Cl”键的能量差为12kJ/mol，，反应的热效应为：-115.6 kJ/mol，故此断裂4mol“H—Cl“键和形成4mol“H-O”键的能量差为：-127.6 kJ/mol，故断开1 mol H—O 键与断开 1 mol H—Cl 键所需能量相差约为32kJ，H2O中H—O 键比HCl中H—Cl键强；（2）根据反应方程式：4HCl+O22Cl2+2H2O，氧气的投料比越高，则HCl的转化率越高，故此曲线b对应的投料比为4:1；由于该反应正向放热，故温度越高，HCl的转化率越低，故投料比越小时温度越高；当投料比为2:1，温度为400℃时，HCl的转化率约为80%，此时为：‎ ‎【例题9】‎ ‎（2012·天津）10．（14分）金属钨用途广泛，主要用于制造硬质或耐高温的合金，以及灯泡的灯丝。高温下，在密闭容器中用H2还原WO3可得到金属钨，其总反应为：‎ WO3 (s) + 3H2 (g) W (s) + 3H2O (g) ‎ 请回答下列问题：‎ ‎⑴ 上述反应的化学平衡常数表达式为___________________________。‎ ‎⑵ 某温度下反应达平衡时，H2与水蒸气的体积比为2:3，则H2的平衡转化率为_____________________；随温度的升高，H2与水蒸气的体积比减小，则该反应为___________反应（填“吸热”或“放热”）。‎ ‎⑶上述总反应过程大致分为三个阶段，各阶段主要成分与温度的关系如下表所示：‎ 温度 ‎25℃ ~ 550℃ ~ 600℃ ~ 700℃‎ 主要成份 WO3 W2O5 WO2 W 第一阶段反应的化学方程式为___________________________；580℃时，固体物质的主要成分为________；假设WO3完全转化为W，则三个阶段消耗H2物质的量之比为____________________________________。‎ ‎⑷ 已知：温度过高时，WO2 (s)转变为WO2 (g)；‎ WO2 (s) + 2H2 (g) W (s) + 2H2O (g) ΔH ＝ +66.0 kJ·mol－1 ‎ WO2 (g) + 2H2(g) W (s) + 2H2O (g) ΔH ＝ －137.9 kJ·mol－1 ‎ 则WO2 (s) WO2 (g) 的ΔH ＝ ______________________。‎ ‎⑸ 钨丝灯管中的W在使用过程中缓慢挥发，使灯丝变细，加入I2可延长灯管的使用寿命，其工作原理为：W (s) +2I2 (g) WI4 (g)。下列说法正确的有________________。‎ a．灯管内的I2可循环使用 b．WI4在灯丝上分解，产生的W又沉积在灯丝上 c．WI4在灯管壁上分解，使灯管的寿命延长 C3(H2O)‎ C3(H2)‎ d．温度升高时，WI4的分解速率加快，W和I2的化合速率减慢 ‎【答案】：（1）k= ；（2）60%；吸热；（3）2WO3+H2W2O5+H2O；W2O5、WO2；1:1:4；（4）+203.9kJ·mol-1；（5）ab。‎ C3(H2O)‎ C3(H2)‎ ‎【解析】：（1）根据题给的化学方程式，其中的WO3和W均为固体，平衡常数中不写入，故k= ；（2）由方程式：WO3+3H2W+3H2O，两物质的化学计量数相同，又知平衡时两者的体积比为2:3，故氢气的平衡转化率为：（3/5）×100%=60%；温度升高时，氢气和水蒸气的体积比减小，说明平衡向正向移动，说明该反应正向吸热；（3）根据表格中给出的反应的三个阶段，第一阶段，WO3转化为W2O5，方程式可表示为：2WO3+H2W2O5+H2O；在580℃时，反应进入第二阶段，固体物质的主要成分是：W2O5、WO2；第二阶段的方程式可表示为：W2O5+H22WO2+H2O ‎、第三阶段的方程式为： WO2+2H2W+2H2O；故三阶段消耗的氢气的物质的量为：1:1:4；（4）根据题给的两个热化学方程式：WO2(s)+2H2(g)W(s)+2H2O(g) △H= +66.0 kJ·mol-1①； WO2(g)+2H2(g)W(s)+2H2O(g) △H=-137.9kJ·mol-1②；将反应①-②得到：WO2(s) WO2(g) △H= +203.9kJ·mol-1；（5）根据钨丝灯管的反应原理，可知灯管内的碘单质可循环使用，a对；加入碘单质的作用是减缓灯丝变细，故b对；由于四碘化钨是在1400℃生成，高于3000℃时分解，故应在灯丝上形成，c错；温度升高时，不管是分解速率和化合速率都加快，d错。‎ ‎【考点定位】此题为以金属钨的制取为基础，综合考查了化学平衡常数、平衡转化率、化学平衡的移动、盖斯定律、化学方程式的书写等知识。‎ ‎【例题10】‎ ‎（2011·重庆）29.（14分）尿素是首个由无机物人工合成的有机物。‎ ‎（1）工业上尿素和，在一定条件下合成，其反应方程式为 。‎ ‎（2）当氨碳比的转化率随时间的变化关系如题29图1所示.‎ ‎①A点的逆反应速率 点的正反应速率为（填“大于”、“小于”或“等于”）‎ ‎②的平衡转化率为 。‎ 版权所有：高考资源网(www.ks5u.com)‎ ‎（3）人工肾脏可用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素，原理如图29图2.‎ ‎①电源的负极为 （填“A”或“B”）.‎ ‎②阳极室中发生的反应依次为 、 。‎ ‎③电解结束后，阴极室溶液的pH与电解前相比将 ；若两极共收集到气体13.44L（标准状况），则除去的尿素为 g（忽略气体的溶解）.‎ ‎【答案】（1）2NH3+CO2CO(NH3)2+H2O ‎（2）①小于 ②30％‎ ‎（3）①B ②2Cl-—2e-=Cl2↑， CO(NH3)2 +3 Cl2+H2O=N2+CO2+6HCl ③不变；7.2‎ ‎【解析】(1)合成尿素根据原子个数守恒，还生成H2O，及2NH3+CO2CO(NH3)2+H2O。（2）①A点未达到平衡，此过程中正反应速率减小，逆反应速率增大， B点达到平衡正逆反应速率相等，对CO2来说逆反应速率达到最大，故为小于。②根据2NH3+CO2CO(NH3)2+H2O可设起始CO2为xmol ‎4x x 0 0‎ ‎ x×60％ 则转化的NH3为2x×60％，所以转化率=％‎ ‎（3）①由图像电解产生产物知：生成氢气的极为阴极，则B为负极。②阳极室中Cl-失电子产生Cl2。③阴极减少的H+，可通过质子交换膜补充，而使PH不变。气体物质的量为13.44L/22.4L/mol=0.6mol，由电子守恒及其原子个数守恒CO(NH2)2 ～3 Cl2～N2～CO2 ～3H2，则CO(NH2)2的物质的量为0.6mol/5=0.12mol，质量为0.12mol×60g/mol=7.2g ‎【考点定位】本题综合考查化学反应原理中化学反应速率、化学平衡、电化学等知识。‎ ‎【例题11】‎ ‎（2011·山东）29．（16分）偏二甲肼与N2O4 是常用的火箭推进剂，二者发生如下化学反应：‎ ‎(CH3)2NNH2 (l)＋2N2O4 (l)＝2CO2 (g)＋3N2(g)＋4H2O(g) （Ⅰ）‎ ‎（1）反应（Ⅰ）中氧化剂是_______.‎ ‎（2）火箭残骸中常现红棕色气体，原因为：N2O4 (g)2NO2 (g) （Ⅱ）‎ ‎（3）一定温度下，反应（Ⅱ）的焓变为ΔH。现将1 mol N2O4 充入一恒压密闭容器中，下列示意图正确且能说明反应达到平衡状态的是________.‎ 若在相同温度下，上述反应改在体积为1L的恒容密闭容器中进行，平衡常数_____（填“增大”“不变”或“减小”），反应3s后NO2的物质的量为0.6mol，则0~3s内的平均反应速率v（N2O4）＝________mol·L-1·S-1。‎ ‎（4）NO2可用氨水吸收生成NH4NO3 。25℃时，将amol NH4NO3溶于水，溶液显酸性，原因是_____ （用离子方程式表示）。向该溶液滴加bL氨水后溶液呈中性，则滴加氨水的过程中的水的电离平衡将______（填”正向”“不”或“逆向”）移动，所滴加氨水的浓度为__ _mol·L-1。（NH3·H2O的电离平衡常数取Kb＝2X10-5 mol·L-1）‎ ‎【答案】（1）N2O4 （2）放热 （3）ad 不变 0.1 （4）NH4++H2ONH3·H2O+H+逆向 ‎ ‎【解析】（1）反应（Ⅰ）中N2O4中N由＋4价变为0价，作为氧化剂。（2）温度升高 不变。v(N2O4)=v(NO2)=×＝0.1mol/（L·s）。（4）NH4NO3溶液由于NH4＋水解溶液显酸性，滴加氨水后溶液由酸性变为中性，水的电离平衡向逆反应方向移动。Kb＝，而c(OH－)＝10－7mol/L，则c(NH4＋)＝200c(NH3·H2O)，故n(NH4＋)＝200n(NH3·H2O)，根据电荷守恒，n(NH4＋)＝n(NO3－)，则溶液中n(NH4＋)＋n(NH3·H2O)＝a＋，根据物料守恒，滴加氨水的浓度为（a＋－a）mol÷bL＝mol/L。‎ ‎【考点定位】氧化还原反应，化学反应中的能量变化，化学平衡的移动等。‎