知识清单20 化学反应速率与化学平衡-【上好课】2025年高考化学一轮复习知识清单（新高考专用）

知识清单20 化学反应速率与化学平衡 知识点01 化学反应速率 知识点02 影响化学反应速率的因素 知识点03 可逆反应 知识点04 化学平衡的标志 知识点05 外界条件对化学平衡移动的影响 知识点07 化学平衡常数 知识点09 等效平衡 知识点11 工业生产适宜条件的选择 知识点06 化学平衡的有关计算 知识点08 速率常数和平衡常数的关系 知识点10 化学反应的方向 知识点01 化学反应速率 1．概念：用来衡量化学反应进行 的物理量 2．表示：单位时间内某种量的 3．化学反应速率的计算 （1）常规公式：v＝ ①常用单位： 或 或 ②适用范围：表示 物质或溶液中 性物质的速率，不表示 或 物质的速率 （2）非常规公式：v＝（X代表n、P、m、V等量） ①常用单位： 、 、 、 ②适用范围：任何物质的反应速率 （3）利用关系式计算 ①应用前提：同一化学反应 ②常用关系：速率比＝ 比＝ 比＝ 比 4．大小比较 （1）比较前提：同一 ，同一 ，同一 （2）换算方法：各物质的速率除以相应的 ，数大的速率快 5．速率大小比较“三步骤” （1）“一看”单位是否一致，不一致转化为 。 （2）“二化”将不同物质表示的反应速率转化为 表示的化学反应速率。 （3）“三比较”比较数值大小。 6．比较反应速率快慢的常用方法： （1）定性描述——通过在相同时间点，不同的实验现象来判断反应的快慢。 ①观察产生气泡的 ； ②观察试管中 锌粒的多少； ③用手接触试管，感受试管外壁温度的 。 （2）定量描述——通过实验测量来判断反应的快慢。 ①测定气体的 或体系的压强； ②测定物质的物质的量的变化； ③测定物质或离子的 变化； ④测定体系的温度或反应的热量变化。 若有多种测量方案时，一般采取易操作，现象明显的实验方案。 7．【提醒】 （1）化学反应速率表示某段时间内的 ，不表示 （2）化学反应速率只有 ，没有 （3）随着反应的进行，反应物的浓度等量逐渐 ，反应速率越来 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)对于任何反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显。(　 　) (2)化学反应速率是描述化学反应进行快慢的物理量。(　 　) (3)在同一化学反应中，化学反应速率可以用反应物浓度的改变来表示，也可以用生成物浓度的改变来表示，其数值可能相同，也可能不相同。(　 　) (4)有时也可以用单位时间内某物质的物质的量的变化量来表示化学反应速率。(　 　) (5)由v＝计算平均反应速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值。(　 　) (6)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越大。(　 　) (7)由于固体和纯液体的浓度可视为常数，所以不能用固体或纯液体物质来表示化学反应速率。(　 　) (8)10 mol·L－1·s－1的反应速率一定比1 mol·L－1·s－1的反应速率大。(　 　) (9)在2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应中，t1、t2时刻，SO3(g)浓度分别为c1、c2，则t1～t2时间内，SO3(g)生成的平均速率为v＝。(　 　) (10)反应速率一般是指某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时反应速率。(　 　) (11)对于反应N2＋3H22NH3，v(N2)∶v(H2)一定等于1∶3。(　 　) (12)化学反应速率为1.2 mol·L－1·s－1是指1秒时，该反应中某物质的浓度为1.2 mol·L－1。(　 　) (13)根据化学反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢。(　 　) (14)合成氨反应，5 s末v(H2)＝0.5 mol·L－1·s－1时，v(NH3)＝1 mol·L－1·s－1。(　 　) (15)对于反应4NH3＋5O2===4NO＋6H2O，v(NO)与v(O2)的关系为4v(NO)＝5v(O2)。(　 　) 1．在四个不同的容器中进行合成氨的反应。根据下列在相同时间内测定的结果，判断生成氨的速率最快的是(　　) A．v(H2)＝0.3 mol·L－1·min－1 B．v(N2)＝0.05 mol·L－1·s－1 C．v(N2)＝0.2 mol·L－1·min－1 D．v(NH3)＝0.3 mol·L－1·min－1 2．将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合，并在一定条件下发生反应2A(g)＋B(g)2C(g)，若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L－1，下列几种说法不正确的是(　　) ①用物质A表示的平均反应速率为0.3 mol·L－1·s－1 ②用物质B表示的平均反应速率为0.6 mol·L－1·s－1 ③2 s时物质A的转化率为70% ④2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L－1 A．①③　　 B．①④　　 C．②③　　 D．③④ 知识点02 影响化学反应速率的因素 1．主要原因： 本身的性质 2．基本规律：外界 越高，速率越快 （1）温度：温度 ，化学反应速率越快 （2）压强：气体反应的压强 ，化学反应速率越快 （3）浓度：浓度 ，化学反应速率越快 （4）催化剂：显著的 （加快或减慢）正逆反应速率，一般 ，化学反应速率越快 （5）接触面积：反应物的颗粒 ，接触面积 ，化学反应速率越快 （6）原电池：形成原电池，可以 氧化还原反应的速率 3．特殊情况 （1）温度 ①催化反应，升高温度，催化剂可能 ，反应速率减慢 ②有机反应，升高温度，有可能发生 ，主反应速率减慢 （2）压强 ①改变非气体反应的压强，反应速率 ②改变等体反应的压强，v正和v逆变化幅度 （3）浓度 ①固体和纯液体的浓度为定值，改变固体或纯液体的用量，反应速率 ②加入固体物质，有可能改变 ，反应速率可能加快 （4）无关气体 ①恒容容器通无关气体，压强 ，浓度 ，速率 ②恒压容器通无关气体，体积 ，浓度 ，速率 4．活化分子、有效碰撞与反应速率的关系实质 5．速率-时间图像 （1）温度：升高温度，瞬间v正和v逆均 或 （2）压强：增大压强，气体物质的浓度均 ，瞬间v正和v逆均 或 （3）浓度 ①增大反应物浓度，瞬间v正 ，v逆 ②增大生成物浓度，瞬间v正 ，v逆 或 ③恒压：增大反应物浓度，瞬间v正 ，v逆 ④恒压：增大生成物浓度，瞬间v正 ，v逆 （4）催化剂：能够 改变正逆反应速率 6．全程速率-时间图像 （1）OB段反应速率变化的可能原因为： ① ② （2）BC段反应速率变化的可能原因为： 7．探究外界条件对化学反应速率的影响 （1）方法： 法 （2）溶液反应：加水调节溶液的 不变，以保证某种成分的浓度不变 （3）实例：探究Y溶液浓度对反应速率的影响 实验（混合溶液） 1 2 3 4 5 6 4mol/LX溶液/mL 60 饱和Y溶液/mL 0 1.0 5.0 10 40 H2O/mL 20 0 8．速率方程 （1）意义：表示反应物浓度与反应速率的定量关系 （2）举例：A2（g）+B2（g）2AB（g），v＝kcα（A2）·cβ（B2） （3）测定方法：α、β必须通过实验测定，无法直接写出。 ①H2+Cl22HCl，v＝k［c(H2)］［c(Cl2)］1/2 ②N2（g）+3H2（g）2NH3（g），v＝kc（N2）·c1.5（H2）·c－1（NH3） （4）反应速率常数 ①符号：反应速率方程中的比例系数k ②意义：通常k越大，反应进行得越 ，反应的活化能越 ③影响因素： 、 、固体表面性质 ※不同的外界条件对化学反应速率影响的注意点： 1．浓度：增大浓度、速率增大；减少浓度、速率减小；改变纯固体或纯液体的量对化学反应速率没有影响。 2．压强：①必须有气体参加；②压强的改变实质是改变浓度。 3．温度：无论是吸热反应还是放热反应，升高温度，速率增大，降低温度，速率减小。 4．催化剂：催化剂只改变反应速率，不改变反应的方向，也不改变反应热的大小，若是可逆反应，则同等程度改变正、逆反应速率。 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)对于可逆反应，加入催化剂，降低反应所需的活化能，同等程度地提高正、逆反应速率。(　 　) (2)对于可逆反应，恒容时充入稀有气体，正、逆反应速率都减小。(　 　) (3)对于放热的可逆反应，降低温度，正、逆反应速率都减小，反应放出的热量不变。(　 　) (4)锌与硫酸反应时，硫酸的浓度越大，产生H2的速率越快。(　 　) (5)恒压时，增加惰性气体的量，原化学反应速率减慢。(　 　) (6)其他条件相同时，增大反应物浓度使分子获得能量，活化分子百分数提高，反应速率增大。(　 　) (7)增加反应物的物质的量，一定能使反应速率增大。(　 　) (8)对于反应A＋BC，改变容器体积，化学反应速率一定发生变化。(　 　) (9)升高温度可以使吸热反应的反应速率加快，但放热反应的反应速率减慢。(　 　) (10)对于高温、高压、使用催化剂条件下的反应A一定比常温常压无催化剂条件下的反应B速率快。(　 　) (11)可逆反应达到平衡后，增大反应物的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小。(　 　) (12)对有气体参加的反应体系，缩小容器体积，能够增大活化分子的百分含量，所以反应速率增大。(　 　) (13)碳酸钙与盐酸反应过程中，再增加CaCO3固体的量，反应速率不变，但把CaCO3固体粉碎，可以加快反应速率。(　 　) (14)固体、纯液体的“物质的量”变化，而化学反应速率不改变。(　 　) (15)用铁片与硫酸反应制备氢气时，增大硫酸浓度一定会加快产生氢气的速率。(　 　) 1．下列说法中正确的是(　　) A．已知t1 ℃时，反应C＋CO22CO　ΔH＞0的速率为v，若升高温度则逆反应速率减小 B．恒压容器中发生反应N2＋O22NO，若在容器中充入He，正、逆反应的速率均不变 C．当一定量的锌粉和过量的6 mol·L－1盐酸反应时，为了减小反应速率，又不影响产生H2的总量，可向反应器中加入一些水或CH3COONa溶液或NaNO3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 2．一定温度下，在某密闭容器中发生反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)　ΔH＞0，若15 s内c(HI)由0.1 mol·L－1降到0.07 mol·L－1，则下列说法正确的是(　　) A．0～15 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)＝0.001 mol·L－1·s－1 B．c(HI)由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1所需的反应时间小于10 s C．升高温度，正反应速率加快，逆反应速率减慢 D．减小反应体系的体积，反应速率减慢 知识点03 可逆反应 1．可逆反应的判断：反应形式 ，反应条件 2．可逆反应的特点 （1）同步性：正逆反应 进行 （2）等同性：反应条件 （3）共存性 ①反应不可能进行到底，即反应体系中反应物与生成物 ②各组分的浓度都大于 3．证明某反应为可逆反应 （1）检验出某种 （2）检验量 的反应物是否有剩余 4．化学平衡状态的特征 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)反应2H2＋O22H2O和2H2O2H2↑＋O2↑互为可逆反应。(　 　) (2)NH3＋HCl===NH4Cl与NH4ClNH3＋HCl互为可逆反应。(　 　) (3)二次电池的充、放电过程为可逆反应。(　　) (4)可逆反应不等同于可逆过程。可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化( ) (5)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度( ) 1．在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡时，可能存在的数据是(　　) A．SO2为0.4 mol·L－1，O2为0.2 mol·L－1 B．SO2为0.25 mol·L－1 C．SO3为0.4 mol·L－1 D．SO2、SO3均为0.15 mol·L－1 2．一定条件下,对于可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1,则下列判断正确的是(　　) A.c1∶c2=3∶1 B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3 C.X、Y的转化率不相等 D.c1的取值范围为0<c1<0.14 mol·L-1 知识点04 化学平衡的标志 1．本质标志：v正＝v逆 （1）同一组分的 和 相等 （2）不同物质的正逆反应速率比等于 之比 2．宏观标志：某些量开始 ，后来 （1）一定达到平衡的情况 ①某组分的质量、物质的量、浓度、颜色不再变化 ②反应物的转化率不再变化 （2）特殊情形 ①绝热容器：容器的 不变时，一定达到平衡状态 ②可逆电池：电流或电压等于 时，一定达到平衡状态 （3）判断化学平衡状态的常用公式 ①混合气体的密度：ρ＝＝ ②混合气体的平均摩尔质量：＝＝ ③气体状态方程：PV＝nRT 3．限度标志 （1）反应物的转化率 ，百分含量 （2）生成物的产率 ，百分含量 （3）图像获取 ①前提：在多个相同的容器中，加入相同量的反应物 ②过程：测相同时间内，不同条件下相关量，描点绘出图像 （4）图像解读 ①极限点：刚好达到平衡 ②极限点前：非平衡点，受 控制，加催化剂，反应物的转化率 ③极限点后：新平衡点，受 控制，加催化剂，反应物的转化率 4．几种特殊反应的平衡依据 （1）量比不变型 ①反应物或生成物量的比不变， 达到平衡状态 ②反应物和生成物量的比不变， 达到平衡状态 （2）量相等型 ①反应物和生成物的量相等， 达平衡状态 ②反应物和反应物的量相等， 达平衡状态 ③量不变 量相等 量或量的比等于某一具体的数 （3）等体反应型：3A（g）2B（g）+C（g） ①恒温恒压：混合气体的体积不变， 达到平衡状态 ②恒温恒容：混合气体的压强不变， 达到平衡状态 （4）固液参与型：2A（g）2B（g）+C（s） ①混合气体的密度不变， 达到平衡状态（恒T、V） ②混合气体的平均摩尔质量不变， 达到平衡状态 （5）固液分解型：2A（s）2B（g）+C（g） ①混合气体的密度不变， 达到平衡状态（恒T、V） ②混合气体的平均摩尔质量不变， 达到平衡状态 ③某种气体组分的物质的量分数不变， 达到平衡状态 5．注意平衡标志和平衡特征的区别 （1）平衡标志：能够说明反应达到平衡状态的某些事实 （2）平衡特征：平衡时存在的某些事实，但不一定能用于判断是否达到平衡 利用相关物质的一些物理量来判断化学反应是否达到平衡时，该“量”一定是“变量”，当“变量”不变时，才说明达到平衡状态。 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)反应2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，当v(NO)＝v(CO2)时反应达到平衡。(　　) (2)化学反应达平衡后的平均速率为0，但v正＝v逆≠0。(　 　) (3)平衡状态指的是反应静止了，不再发生反应了。(　 　) (4)化学反应的限度可以通过改变反应条件而改变。(　 　) (5)对反应NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)，当每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2时，说明反应达到平衡状态。(　 　) (6)对反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，压强不随时间而变，说明反应已达平衡状态。(　 　) (7)在2 L的密闭容器中800 ℃时发生反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，当容器中气体的颜色保持不变时，说明反应已达到平衡状态。(　 　) (8)可逆反应CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)若3v(CH4)＝v(H2)，说明达到平衡状态。(　 　) (9)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度。(　 　) (10)恒温恒容下进行的可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时，反应达到平衡状态。(　 　) (11)化学反应达到化学平衡状态时反应混合物中各组分的浓度一定与化学方程式中对应物质的化学计量数成比例。(　 　) (12)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH，该反应的ΔH不变，标志反应达到平衡。(　　) (13)在一恒容密闭容器进行NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)，当CO2体积分数不变时，该反应达到平衡状态。(　 　) (14)对于有气体参加的可逆反应，在恒温恒容密闭容器中进行，压强不变则说明达到平衡状态。(　 　) (15)反应：AsO(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)AsO(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)，c(AsO)/c(AsO)不再变化时，可判断反应达到平衡。(　 　) 1．一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，进行如下可逆反应：A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是(　　) ①混合气体的密度不再变化时 ②容器内气体的压强不再变化时 ③混合气体的总物质的量不再变化时 ④B的物质的量浓度不再变化时 ⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 ⑥v正(B)＝2v逆(C) A．①④⑤⑥ B．②③⑥ C．②④⑤⑥ D．只有④ 2．反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0，若在恒压绝热容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是(　　) A．容器内的温度不再变化 B．容器内的压强不再变化 C．相同时间内，断开H—H键的数目和生成N—H键的数目相等 D．容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2 知识点05 外界条件对化学平衡移动的影响 1．正常情况下的平衡移动 （1）温度：升高温度，平衡向 反应方向移动 （2）浓度：增大反应物浓度，平衡向 反应方向移动 （3）压强：增大气体反应压强，平衡向 的方向移动 （4）体积：视体积变化为压强变化 ①比较 与 的相对大小，确定平衡移动方向 ②利用压强对平衡移动的影响，判断系数的关系，确定物质的状态 ③反应：xA（g）+yB（g）zC（g） 原平衡 c（A）＝0.5mol·L－1 体积加倍新平衡 c（A）＝0.3mol·L－1 平衡移动方向 x、y、z的关系 2．特殊情况下的平衡移动 （1）向容器中通入无关气体 ①恒容容器：压强 ，浓度 ，速率 ，平衡 移动 ②恒压容器：体积 ，浓度 ，速率 ，平衡 移动 （2）同倍数改变反应物和生成物浓度 ①恒温恒容：相当于改变 ②恒温恒压：瞬间各组分的浓度 ，平衡 移动 （3）不同倍数改变反应物和生成物浓度 ①Q K：平衡正向移动，v正 v逆 ②Q K：平衡不移动，v正 v逆 ③Q K：平衡逆向移动，v正 v逆 3．水对平衡移动的影响 （1）溶液反应：加水，相当于稀释，平衡向可溶性微粒系数和 的方向移动 ①A（aq）+B（aq）C（aq）+D（aq）： 移动 ②A（aq）C（aq）+D（aq）+H2O（l）： 移动 ③A（aq）+B（aq）+H2O（l）C（aq）： 移动 （2）水蒸气或非溶液反应：当成普通的反应物或生成物即可 ①C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）：通入H2O（g） 移动 ②2A（g）+O2（g）2C（g）+H2O（g）：通入H2O（g） 移动 ③RCOOH（l）+R′OH（l）RCOOR′（l）+H2O（l），加浓硫酸 移动 4．勒夏特列原理及其应用 （1）原理：改变影响平衡移动的一个条件，平衡向 该条件方向移动 （2）前提：必须存在可逆过程（存在平衡） ①化学平衡：N2（g）+3H2（g）2NH3（g） ②电离平衡：CH3COOHCH3COO－+H+ ③水解平衡：Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+ ④沉淀溶解平衡：AgCl（s）Ag+（aq）+Cl－（aq） ⑤气体溶解平衡：O2（g）O2（aq） ⑥结晶溶解平衡：KNO3（s）K+（aq）+NO3－（aq） （3）必须有平衡移动，且实际移动方向 理论移动方向 ①催化剂不能使平衡移动，无法用勒夏特列原理解释。 ②等体反应改变压强，平衡不移动，无法用勒夏特列原理解释。 （3）“加的多，剩的多”原理 ①增大X的浓度，新平衡时c（X）一定比原平衡时的 ②增大压强，新平衡时P一定比原平衡时的 ③升高温度，新平衡时T一定比原平衡时的 （4）“单一气体型”反应的特殊性 ①反应形式：A（s）xB（s）+yC（g） ②改变压强、浓度，平衡移动，新平衡时P、c （5）“单侧气体型”反应的特殊性 ①反应形式：A（s）xB（g）+yC（g） ②改变压强、同倍数改变浓度，平衡移动，新平衡时P、c ③改变一种气体浓度，平衡移动，新平衡时c 5．构建“过渡态”判断两个平衡状态的联系 (1)构建等温等容平衡思维模式：新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。 (2)构建等温等压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)：新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。 6．平衡移动对转化率(α)的影响 以反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)为例： 影响因素 平衡移动方向及转化率变化 浓度 增大A浓度 平衡右移，α(A)减小，α(B)增大；同理可推导B 减小C浓度 平衡右移，α(A)、α(B)均增大；同理可推导D 温度 升温 ΔH＜0时，平衡左移，α(A)、α(B)均减小； ΔH＞0时则相反 降温 ΔH＜0时，平衡右移，α(A)、α(B)均增大； ΔH＞0时则相反 压强 加压 a＋b＞c＋d时，平衡右移，α(A)、α(B)均增大；a＋b＜c＋d时则相反 减压 a＋b＞c＋d时，平衡左移，α(A)、α(B)均减小；a＋b＜c＋d时则相反 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)化学平衡向正向移动，说明正反应速率一定增大。(　 　) (2)增加反应物的量平衡一定会正向移动。(　 　) (3)增大某一反应物A的浓度，平衡正向移动时，反应物的浓度一定小于原来的浓度，生成物的浓度一定大于原来的浓度。(　 　) (4)增大压强平衡正向移动，反应物的浓度会减小，生成物的浓度会增大。(　 　) (5)恒容条件下，增加气体反应物的量，平衡正向移动，反应物的转化率一定增大。(　 　) (6)化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变。化学反应速率改变，化学平衡一定发生移动。(　 　) (7)往平衡体系FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl中加入KCl固体，平衡将向逆反应方向移动，溶液颜色将变浅。(　 　) (8)NO2与N2O4的平衡体系：2NO2N2O4，加压后颜色变浅。(　 　) (9)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＜0，在其他条件不变的情况下改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变。(　 　) (10)气体反应物的量越多该反应的反应物的转化率一定越小。(　 　) (11)升高温度，化学平衡会向着吸热反应的方向移动，此时放热反应方向的反应速率会减小。(　 　) (12)反应2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g)2N2＋3H2O(g)　ΔH＜0，其他条件不变，使用高效催化剂，氮氧化物的转化率增大。(　 　) (13)对于H2(g)＋I2(g)2HI(g)，无论恒温恒容，还是恒温恒压，充入稀有气体，平衡均不移动。(　 　) (14)只要v正增大，平衡一定正向移动。(　 　) (15)平衡正向移动时，反应物浓度一定减小。(　 　) (16)化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大。(　 　) 1．已知反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＜0。在一定温度和压强下于密闭容器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是(　　) A．升高温度，K减小 B．减小压强，n(CO2)增加 C．更换高效催化剂，α(CO)增大 D．充入一定量的氮气，n(H2)改变 2．将等物质的量的N2、H2气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是(　　) 选项 改变条件 新平衡与原平衡比较 A 增大压强 N2的浓度一定变小 B 升高温度 N2的转化率变小 C 充入一定量H2 H2的转化率不变，N2的转化率变大 D 使用适当催化剂 NH3的体积分数增大 知识点06 化学平衡的有关计算 1．常用计算公式 （1）反应物的转化率：＝×100% （2）某组分的百分含量：含量＝×100% ①常见量：体积分数、物质的量分数 ②关系式：体积分数＝物质的量分数 （3）气体状态方程：PV＝nRT 条件 公式 文字叙述 同温同压 ＝＝ 气体体积比＝物质的量比＝分子数比 同温同容 ＝＝ 气体压强比＝物质的量比＝分子数比 同温同压同质量 ＝＝＝ 气体密度比＝气体体积反比 ＝物质的量反比＝分子数反比 2．计算模式——“三段式” （1）确定反应物或生成物的起始加入量。 （2）确定反应过程的变化量。 （3）确定平衡量。 （4）依据题干中的条件，建立等量关系进行计算。 反应 aA（g） + bB（g） cC（g） + dD（g） 起始量/mol m n 0 0 转化量/mol ax bx cx dx 平衡量/mol m－ax n－bx cx dx 1 反应速率：v（A）＝ 时间为tmin） 2 反应物转化率：（B）＝ ×100% 3 C的体积分数：φ（C）＝_ ×100％ 4 反应前后气体的压强比：＝＝ （恒温恒容） 5 反应前后气体的体积比：＝＝ （恒温恒压） ⑥反应前后气体的密度比：＝＝＝ （恒温恒压） （5）也可以直接根据分压和分体积进行计算 ①恒温恒容：气体压强比＝物质的量比＝化学计量数比 反应 aA（g） +bB（g） cC（g） +dD（g） 起始量Pa PA PB 0 0 转化量Pa ax bx cx dx 平衡量Pa PA－ax PB－bx cx dx ②恒温恒压：气体体积比＝物质的量比＝化学计量数比 反应 aA（g） +bB（g） cC（g） +dD（g） 起始量L VA VB 0 0 转化量L ax bx cx dx 平衡量L VA－ax VB－bx cx dx 有关化学平衡计算的三点注意： (1)注意反应物和生成物的浓度关系： 反应物：c(平)＝c(始)－c(变)； 生成物：c(平)＝c(始)＋c(变)。 (2)利用混＝和＝计算时要注意m总应为气体的质量，V应为反应容器的体积，n总应为气体的物质的量。 (3)起始浓度、平衡浓度不一定呈现化学计量数之比，但物质之间是按化学计量数反应和生成的，故各物质的浓度变化之比一定等于化学计量数之比，这是计算的关键。 1．羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡： CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)　K＝0.1 反应前CO物质的量为10 mol，平衡后CO物质的量为8 mol。下列说法正确的是(　　) A．升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应 B．通入CO后，正反应速率逐渐增大 C．反应前H2S物质的量为7 mol D．CO的平衡转化率为80% 2．固体碘化铵置于密闭容器中，加热至一定温度后恒温，容器中发生反应：①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)　②2HI(g)H2(g)＋I2(g)，测得平衡时c(I2)＝0.5 mol·L－1，反应①的平衡常数为20，则下列结论不正确的是(　　) A．平衡时c(NH3)＝5 mol·L－1 B．平衡时HI分解率为20% C．混合气体的平均摩尔质量不再发生变化不可以作为判断该反应达到平衡状态的标志 D．平衡后缩小容器容积，NH4I的物质的量增加，I2的物质的量不变 知识点07 化学平衡常数 1．三种平衡常数：a A（g）+b B（g）c C（g）+d D（g） （1）浓度平衡常数：Kc＝ ①平衡量必须为平衡时的浓度 ②等体反应：可以用平衡时的物质的量代替平衡时的浓度 ③恒压条件下：先计算平衡体积，再算平衡常数 （2）压强平衡常数：Kp＝ ①平衡量为平衡时的浓度、物质的量、体积等均可 ②分压Pi＝P总×xi＝P总×＝（P1+P2+P3+…）× ③恒容条件下：先计算平衡总压，再算平衡常数或直接根据分压计算 （3）物质的量分数平衡常数：Kx＝ ①平衡量为平衡时的浓度、物质的量、体积等均可 ②物质的量分数：xi＝ 2．影响因素 （1）内因：化学反应的本身（某一具体反应） （2）外因：反应体系的温度，升高温度 3．熵 （1）表达式 ①浓度熵：Qc＝ ②压强熵：Qp＝ ③物质的量分数熵：Qx＝ （2）意义：Q越大，反应 向进行的程度越大 （3）应用：判断反应是否达到平衡或反应进行的方向 ①Q＞K，反应 向进行，v正 v逆 ②Q＝K，反应达到平衡状态，v正 v逆 ③Q＜K，反应 向进行，v正 v逆 4．平衡常数与书写方式的关系 （1）正逆反应平衡常数的关系是：K正·K逆＝ （2）化学计量数变成n倍，平衡常数变为 倍 （3）反应③＝反应①+反应②，则：△H3＝ ，K3＝ （4）反应③＝反应①－反应②，则：△H3＝ － ，K3＝ （5）反应③＝a×反应①－×反应②，则：△H3＝a － ，K3＝ 5．计算方法：三段式 （1）计算依据 ①任何情况：气体物质的量变化比＝气体浓度变化比＝化学计量数比 ②恒温恒容：气体压强变化比＝物质的量变化比＝化学计量数比 ③恒温恒压：气体体积变化比＝物质的量变化比＝化学计量数比 （2）可以直接根据分物质的量、分压和分体积进行计算 （3）同一容器内的多平衡体系，相同组分的平衡浓度相同 ①a A（g）b B（g）+c C（g），c C（g）d D（g）+e E（g） ②计算K1、K2时，用到的c（C） 1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×” (1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度(　　) (2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数(　　) (3)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动(　　) (4)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化(　　) (5)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度(　　) (6)化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数的变化取决于该反应的反应热(　　) 1．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)＋ClNO(g)　K1 2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)　K2 则4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝ (用K1、K2表示)。 2．甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示： 化学反应 平衡常数 温度/℃ 500 800 ①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g) K1 2.5 0.15 ②H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g) K2 1.0 2.50 ③3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) K3 (1)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝ (用K1、K2表示)。 (2)反应③的ΔH (填“>”或“＜”)0。 知识点08 速率常数和平衡常数的关系 1．基元反应：a A（g）+b B（g）c C（g）+d D（g） 2．速率方程 （1）抽象化速率方程：笼统的正逆反应速率 ①v正＝k正·ca（A）·cb（B）、v逆＝k逆·cc（C）·cd（D） ②v正＝k正·pa（A）·pb（B）、v逆＝k逆·pc（C）·pd（D） ③v正＝k正·xa（A）·xb（B）、v逆＝k逆·xc（C）·xd（D） （2）具体化速率方程：以具体物质表示的正逆反应速率 ①vA正＝k正·ca（A）·cb（B）、vC逆＝k逆·cc（C）·cd（D） ②vA正＝k正·pa（A）·pb（B）、vC逆＝k逆·pc（C）·pd（D） ③vA正＝k正·xa（A）·xb（B）、vC逆＝k逆·xc（C）·xd（D） 3．速率常数和平衡常数的关系 （1）抽象化：平衡条件 ，①＝ ；②＝ ；③＝ （2）具体化：平衡条件 ，①＝ ；②＝ ；③＝ （3）升温对k正、k逆的影响 ①放热反应：K值 ；k正值 ，k逆值 ， 变化更大 ②吸热反应：K值 ；k正值 ，k逆值 ， 变化更大 4．计算某刻 （1）抽象化：＝＝K· （2）具体化：＝＝ ×K× 一、速率常数与速率方程 1． 反应速率常数（k） 含义：表示单位浓度下的化学反应速率 单位：不同反应速率方程k的单位不同 意义：通常反应速率常数k越大，反应进行的越快 影响因素：与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响；通常温度越高，常数k越大。 2． 有关反应速率方程的注意点 （1） 化学反应的反应速率方程是实验测定的结果，不能根据反应的化学方程式直接写。对于很多反应，反应速率方程中浓度的幂次与化学方程式中物质的化学计量数无确定关系。如　　H₂+Cl₂=2HCl,v=kc(H2)(Cl2)。 （2） 固体或纯液体的浓度可视为常数，不在反应速率方程中出现。 二、确定速率方程中幂的方法 速率方程的一般形式为v=k·ca（A）·cb（B）……，保持c（B）[或c（A）]不变， 将c（A）[或c（B）]扩大2倍、3倍或4倍等，测定反应速率或通过显色时间、褪色时间来判断反应速率的倍数关系，将速率和浓度代入速率方程，依据比例关系可确定a（b）。 三、速率常数与平衡常数 1．假设基元反应(能够一步完成的反应)为aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，其速率可表示为v＝k·ca(A)·cb(B)，式中的k称为反应速率常数或速率常数，它表示单位浓度下的化学反应速率，与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，通常反应速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数。 2．正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系 对于基元反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cc(C)·cd(D)，平衡常数K＝＝，反应达到平衡时v正＝v逆，故K＝。 1．温度为T1，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋206.3 kJ·mol－1，该反应中，正反应速率为v正＝k正·c(CH4)·c(H2O)，逆反应速率为v逆＝k逆·c(CO)·c3(H2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。 已知T1时，k正＝k逆，则该温度下，平衡常数K1＝____；当温度改变为T2时，若k正＝1.5k逆，则T2________T1(填“>”“＝”或“<”)。 2．利用NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染，其中除去NO的主要反应如下： 4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(l)　ΔH＜0 已知该反应速率v正＝k正·c4(NH3)·c6 (NO)，v逆＝k逆·cx(N2)·cy(H2O) (k正、k逆分别是正、逆反应速率常数)，该反应的平衡常数K＝，则x＝________，y＝________。 知识点09 等效平衡 1．含义 2．解题方法：极端假设法 （1）按照系数将新加入的原料的量全部换算成起始时反应物或生成物的量 （2）将换算量与原配比量相比较（相等或成比例） 3．全等平衡 （1）平衡条件：起始量 （2）平衡特征 ①直接判据：某组分的质量、物质的量不变 ②间接判据：恒温恒容下，物质的量浓度不变 ③绝对判据：恒温恒容下，非等体反应均为全等平衡 4．相似平衡 （1）平衡条件：起始量 （2）平衡特征：某组分的百分含量保持不变 ①恒温恒容：等体反应 ②恒温恒压：任意特征气体反应 （3）平衡时某组分的量 ①等体反应：A（g）+B（g）2C（g） ψ（C）＝＝ ②非等体反应：2A（g）+B（g）2C（g） n（A）∶n（B）∶n（C）＝nA起∶nB起∶nC平 5．按化学计量数比混合的等效平衡的特殊性 （1）正反应和逆反应的转化率的关系：正+逆＝ （2）正反应和逆反应热量的关系 ①Q正+Q逆＝k×| |（k＝＝系数的倍数） ②正反应的转化率：正＝＝ ③逆反应的转化率：逆＝＝ （3）由于起始加入的量及物质不同，反应的程度也不同，所以转化率和热量不一定相等。 两平衡状态间要互为等效应满足四点： ①同一条件；②同一可逆反应；③仅仅由于初始投料不同(即建立平衡的方向可以不同)；④平衡时相应物质在各自平衡体系中的体积分数(或物质的量分数)相同。 1．已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.3 kJ·mol－1，在一定温度和催化剂的条件下，向一密闭容器中，通入1 mol N2和3 mol H2，达到平衡状态Ⅰ；相同条件下，向另一体积相同的密闭容器中通入0.9 mol N2、2.7 mol H2和0.2 mol NH3，达到平衡状态Ⅱ，则下列说法正确的是(　　) A．两个平衡状态的平衡常数的关系：KⅠ＜KⅡ B．H2的百分含量相同 C．N2的转化率：平衡Ⅰ＜平衡Ⅱ D．反应放出的热量：QⅠ＝QⅡ＜92.3 kJ 2．有甲、乙两容器，甲容器容积固定，乙容器容积可变。一定温度下，在甲中加入2 mol N2、3 mol H2，反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)达到平衡时生成NH3的物质的量为 m mol。 (1)相同温度下，在乙中加入4 mol N2、6 mol H2，若乙的压强始终与甲的压强相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为 mol(从下列各项中选择，只填字母，下同)；若乙的容积与甲的容积始终相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为 mol。 A．小于m B．等于m C．在m～2m之间 D．等于2m E．大于2m (2)相同温度下，保持乙的容积为甲的一半，并加入1 mol NH3，要使乙中反应达到平衡时，各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时相同，则起始时应加入 mol N2和 mol H2。 知识点10 化学反应的方向 1．焓判据： 反应有利于反应自发进行 2．熵判据： 反应有利于反应自发进行 （1）物质的混乱度：体系的混乱度越大，熵值越 （2）物质的聚集状态：同一物质：S（g） S（l） S（s） （3）物质的复杂程度：一般组成物质的原子种类相同时，分子中的原子数目越多，其混乱度越 ，熵值越 （4）计算式：△S＝S（生成物）－S（反应物） 变化过程 熵变 反应类型 增体反应 △S 0 熵 反应 减体反应 △S 0 熵 反应 盐的溶解 △S 0 熵 反应 电离过程 △S 0 熵 反应 3．复合判据： ，反应正向自发进行 （1）适用条件：恒温恒压 （2）局限性：只能判断反应发生的可能性，不能判断反应是否实际发生 4．温度对反应方向的影响 （1）△H＜0，△S＞0：在任何温度时都 自发进行 （2）△H＞0，△S＜0：在任何温度时都 自发进行 （3）△H＜0，△S＜0： 自发 （4）△H＞0，△S＞0： 自发 5．反应自发进行的最低或最高温度的计算 （1）计算依据：△H－T△S≤0 ①若△S＞0，则T ，为 温度 ②若△S＜0，则T ，为 温度 （2）注意单位的换算 ①△S的单位为： ②△H的单位为： ③T的单位为： 6．在用判据ΔH－TΔS判断时要注意ΔH与ΔS的单位的差别，需要转换。 （1）不能片面地用焓判据、熵判据孤立判断。 （2）不能忽视温度在大多数化学反应方向判断中的作用。 （3）不能错误认为“自发反应”不需要任何条件。 （4）不能忽视ΔH、T、ΔS单位的协调一致。 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)工业合成氨N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)反应，在低温时自发进行。(　 　) (2)Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行。(　 　) (3)某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应。(　 　) (4)放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定能自发进行，吸热过程没有自发进行的倾向性，但在一定条件下也可自发进行。(　 　) (5)焓变是影响反应是否具有自发性的唯一因素。(　 　) (6)吸热且熵增加的反应，当温度升高时，反应一定能自发进行。(　 　) (7)8NH3(g)＋6NO2(g)===7N2(g)＋12H2O(g)　ΔH＜0，则该反应一定能自发进行。(　 　) (8)CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)是一个熵增加的过程。(　 　) (9)放热的反应一定能够自发进行，吸热的反应不能自发进行。(　 　) (10)－10 ℃的水结成冰，可用熵变的判据来解释反应的自发性。(　 　) (11)ΔH＜0、ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行。(　 　) (12)某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应。(　 　) (13)2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH＞0。(　 　) (14)反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH＜0。(　 　) (15)CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＜0。(　 　) 1．下列有关说法正确的是(　　) A．反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔH＜0，ΔS＞0 B．反应4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应 C．Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应不能自发进行 D．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应 2．下列说法正确的是(　　) A．能自发进行的反应一定能迅速发生 B．反应NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)　ΔH＝＋185.57 kJ·mol－1能自发进行，是因为体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向 C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为判断反应能否自发进行的判据 D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向 知识点11 工业生产适宜条件的选择 1．选择原则：反应速率快，产品含量高 （1）温度 ①所选温度兼顾反应速率快，产品含量高 ②尽可能选择催化剂的 温度 （2）压强 ①所选压强对反应物转化率的影响 大 ②压强不能无限大，防止增大 成本和 成本 （3）催化剂 ①选用催化效率高的催化剂 ②催化剂对反应有 性，同一反应物选用不同的催化剂，产物可能不同 A+BC A+BD ③某些物质能够使催化剂中毒，失去活性 （4）浓度：原料尽可能循环利用 ①适当增大 物质的浓度，提高难获得原料的转化率。 ②必要时可以采用 反应，以增大原料利用率。 （5）反应热的综合利用：一般采用 （6）反应容器的选择： 容器有利于提高反应物的转化率 2．工业合成氨生产条件的选择 （1）合成氨生产的要求。 ①反应要有较快的反应速率。 ②要最大限度地提高平衡混合物中NH3的含量。 （2）合成氨生产条件的选择依据。 ①化学反应速率和化学平衡原理的有关知识。 ②合成氨生产中的动力、材料、设备、生产成本等因素。 （3）选择合成氨生产条件的理论分析。 外界因素 理论分析 压强 压强越大越有利于合成氨，但在实际生产中，应根据反应设备可使用的钢材质量及综合指标来选择压强，大致分为低压、中压和高压三种类型，一般采用 温度 温度越高，反应速率越大，但不利于氨的合成，在实际生产中一般控制反应温度在 左右（且在此温度时催化剂的活性最大） 催化剂 使用催化剂可以大幅度提高反应速率，合成氨生产一般选择 作催化剂 浓度 合成氨生产通常采用N2和H2物质的量之比为 的投料比，并且及时将 从反应混合物中分离出去 其他 为提高平衡转化率，工业合成采用的原料循环利用 1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。 (1)凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的。 (　　) (2)某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应。 (　　) (3)通过判断过程的自发性能够确定过程是否一定发生和确定过程发生的速率。 (　　) (4)ΔH<0,ΔS>0的反应,一定是自发反应。 (　　) (5)吸热且熵增加的反应,当温度升高时,反应一定能自发进行。 (　　) (6)反应的自发性不仅能够用于判断过程的方向,还能确定过程是否一定能发生。 (　　) (7)合成氨反应中,压强越大越利于增大反应速率和平衡正向移动。 (　　) (8)使用催化剂能提高合成氨反应物的平衡转化率。 (　　) 1．有关合成氨工业的说法正确的是(　　) A.增大H2的浓度,可提高H2的转化率 B.由于氨易液化,N2、H2在实际生产中可循环使用,所以总体来说氨的产率很高 C.合成氨工业的反应温度控制在700 K,目的是使化学平衡向正反应方向移动 D.合成氨厂采用的压强是10~30 MPa,因为该压强下铁的活性最大 2．有平衡体系:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH<0。为了增加甲醇(CH3OH)的产量,应采取的正确措施是(　　) A.高温,高压 B.适宜温度,高压,催化剂 C.低温,低压 D.高温,高压,催化剂 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 知识清单20 化学反应速率与化学平衡 知识点01 化学反应速率 知识点02 影响化学反应速率的因素 知识点03 可逆反应 知识点04 化学平衡的标志 知识点05 外界条件对化学平衡移动的影响 知识点07 化学平衡常数 知识点09 等效平衡 知识点11 工业生产适宜条件的选择 知识点06 化学平衡的有关计算 知识点08 速率常数和平衡常数的关系 知识点10 化学反应的方向 知识点01 化学反应速率 1．概念：用来衡量化学反应进行快慢的物理量 2．表示：单位时间内某种量的变化量 3．化学反应速率的计算 （1）常规公式：v＝＝ ①常用单位：mol·L－1·s－1或mol·L－1·min－1或mol·L－1·h－1 ②适用范围：表示气体物质或溶液中可溶性物质的速率，不表示固体或纯液体物质的速率 （2）非常规公式：v＝（X代表n、P、m、V等量） ①常用单位：mol·min－1、Pa·min－1、g·min－1、L·min－1 ②适用范围：任何物质的反应速率 （3）利用关系式计算 ①应用前提：同一化学反应 ②常用关系：速率比＝化学计量数比＝物质的量浓度变化比＝物质的量变化比 4．大小比较 （1）比较前提：同一反应，同一物质，同一单位 （2）换算方法：各物质的速率除以相应的化学计量数，数大的速率快 5．速率大小比较“三步骤” （1）“一看”单位是否一致，不一致转化为同一单位。 （2）“二化”将不同物质表示的反应速率转化为同一物质表示的化学反应速率。 （3）“三比较”比较数值大小。 6．比较反应速率快慢的常用方法： （1）定性描述——通过在相同时间点，不同的实验现象来判断反应的快慢。 ①观察产生气泡的快慢； ②观察试管中剩余锌粒的多少； ③用手接触试管，感受试管外壁温度的高低。 （2）定量描述——通过实验测量来判断反应的快慢。 ①测定气体的体积或体系的压强； ②测定物质的物质的量的变化； ③测定物质或离子的浓度变化； ④测定体系的温度或反应的热量变化。 若有多种测量方案时，一般采取易操作，现象明显的实验方案。 7．【提醒】 （1）化学反应速率表示某段时间内的平均反应速率，不表示即时速率 （2）化学反应速率只有正值，没有负值 （3）随着反应的进行，反应物的浓度等量逐渐减小，反应速率越来越慢 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)对于任何反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显。(　 　) (2)化学反应速率是描述化学反应进行快慢的物理量。(　 　) (3)在同一化学反应中，化学反应速率可以用反应物浓度的改变来表示，也可以用生成物浓度的改变来表示，其数值可能相同，也可能不相同。(　 　) (4)有时也可以用单位时间内某物质的物质的量的变化量来表示化学反应速率。(　 　) (5)由v＝计算平均反应速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值。(　 　) (6)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，数值越大，表示化学反应速率越大。(　 　) (7)由于固体和纯液体的浓度可视为常数，所以不能用固体或纯液体物质来表示化学反应速率。(　 　) (8)10 mol·L－1·s－1的反应速率一定比1 mol·L－1·s－1的反应速率大。(　 　) (9)在2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)反应中，t1、t2时刻，SO3(g)浓度分别为c1、c2，则t1～t2时间内，SO3(g)生成的平均速率为v＝。(　 　) (10)反应速率一般是指某段时间内的平均反应速率，而不是瞬时反应速率。(　 　) (11)对于反应N2＋3H22NH3，v(N2)∶v(H2)一定等于1∶3。(　 　) (12)化学反应速率为1.2 mol·L－1·s－1是指1秒时，该反应中某物质的浓度为1.2 mol·L－1。(　 　) (13)根据化学反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢。(　 　) (14)合成氨反应，5 s末v(H2)＝0.5 mol·L－1·s－1时，v(NH3)＝1 mol·L－1·s－1。(　 　) (15)对于反应4NH3＋5O2===4NO＋6H2O，v(NO)与v(O2)的关系为4v(NO)＝5v(O2)。(　 　) 【答案】(1) (　×　)(2) (　√　)(3) (　×　)(4) (　√　)(5) (　×　)(6) (　×　)(7) (　√　)(8) (　×　) (9) (　√　)(10) (　√　)(11) (　√　)(12) (　×　)(13) (　√　)(14) (　×　)(15) (　×　) 1．在四个不同的容器中进行合成氨的反应。根据下列在相同时间内测定的结果，判断生成氨的速率最快的是(　　) A．v(H2)＝0.3 mol·L－1·min－1 B．v(N2)＝0.05 mol·L－1·s－1 C．v(N2)＝0.2 mol·L－1·min－1 D．v(NH3)＝0.3 mol·L－1·min－1 【答案】B 【解析】　由题意知N2＋3H22NH3将反应速率转化为用N2表示的反应速率得：A项中v(N2)＝v(H2)＝0.1 mol·L－1 ·min－1；B项中v(N2)＝ mol·L－1·min－1＝3.0 mol·L－1·min－1；C项中v(N2)＝0.2 mol·L－1·min－1；D项中v(N2)＝v(NH3)＝0.15 mol·L－1·min－1，故选B项。 2．将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的容器中混合，并在一定条件下发生反应2A(g)＋B(g)2C(g)，若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L－1，下列几种说法不正确的是(　　) ①用物质A表示的平均反应速率为0.3 mol·L－1·s－1 ②用物质B表示的平均反应速率为0.6 mol·L－1·s－1 ③2 s时物质A的转化率为70% ④2 s时物质B的浓度为0.7 mol·L－1 A．①③　　 B．①④　　 C．②③　　 D．③④ 【答案】C 【解析】　将4 mol A气体和2 mol B气体在2 L的密闭容器中混合并在一定条件下发生反应2A(g)＋B(g)2C(g)，若经2 s后测得C的浓度为0.6 mol·L－1，依据化学平衡三段式列式计算。 　　　　　　　　　　2A(g)＋B(g)2C(g) 起始量/mol 4 2 0 变化量/mol 1.2 0.6 1.2 2 s末/mol 2.8 1.4 1.2 ①用物质A表示反应的平均速率＝ mol·L－1·s－1＝0.3 mol·L－1·s－1，故①正确；②用物质B表示反应的平均速率＝ mol·L－1·s－1＝0.15 mol·L－1·s－1，故②错误；③2 s未物质A的转化率＝×100%＝30%，故③错误；④2 s末物质B的浓度＝ mol·L－1＝0.7 mol·L－1，故④正确。 知识点02 影响化学反应速率的因素 1．主要原因：反应物本身的性质 2．基本规律：外界条件越高，速率越快 （1）温度：温度越高，化学反应速率越快 （2）压强：气体反应的压强越大，化学反应速率越快 （3）浓度：浓度越大，化学反应速率越快 （4）催化剂：显著的改变（加快或减慢）正逆反应速率，一般有催化剂，化学反应速率越快 （5）接触面积：反应物的颗粒越小，接触面积越大，化学反应速率越快 （6）原电池：形成原电池，可以加快氧化还原反应的速率 3．特殊情况 （1）温度 ①催化反应，升高温度，催化剂可能失活，反应速率减慢 ②有机反应，升高温度，有可能发生副反应，主反应速率减慢 （2）压强 ①改变非气体反应的压强，反应速率不变 ②改变等体反应的压强，v正和v逆变化幅度相同 （3）浓度 ①固体和纯液体的浓度为定值，改变固体或纯液体的用量，反应速率不变 ②加入固体物质，有可能改变接触面积，反应速率可能加快 （4）无关气体 ①恒容容器通无关气体，压强增大，浓度不变，速率不变 ②恒压容器通无关气体，体积变大，浓度减小，速率减慢 4．活化分子、有效碰撞与反应速率的关系实质 5．速率-时间图像 （1）温度：升高温度，瞬间v正和v逆均增大 或 （2）压强：增大压强，气体物质的浓度均增大，瞬间v正和v逆均增大 或 （3）浓度 ①增大反应物浓度，瞬间v正增大，v逆不变 ②增大生成物浓度，瞬间v正不变，v逆增大 或 ③恒压：增大反应物浓度，瞬间v正增大，v逆减慢 ④恒压：增大生成物浓度，瞬间v正减慢，v逆增大 （4）催化剂：能够同等程度改变正逆反应速率 6．全程速率-时间图像 （1）OB段反应速率变化的可能原因为： ①反应放热，使温度升高，反应速率加快 ②反应生成催化剂，反应速率加快 （2）BC段反应速率变化的可能原因为：反应物浓度降低，反应速率减慢 7．探究外界条件对化学反应速率的影响 （1）方法：控制变量法 （2）溶液反应：加水调节溶液的总体积不变，以保证某种成分的浓度不变 （3）实例：探究Y溶液浓度对反应速率的影响 实验（混合溶液） 1 2 3 4 5 6 4mol/LX溶液/mL 60 60 60 60 60 60 饱和Y溶液/mL 0 1.0 5.0 10 20 40 H2O/mL 40 39 35 30 20 0 8．速率方程 （1）意义：表示反应物浓度与反应速率的定量关系 （2）举例：A2（g）+B2（g）2AB（g），v＝kcα（A2）·cβ（B2） （3）测定方法：α、β必须通过实验测定，无法直接写出。 ①H2+Cl22HCl，v＝k［c(H2)］［c(Cl2)］1/2 ②N2（g）+3H2（g）2NH3（g），v＝kc（N2）·c1.5（H2）·c－1（NH3） （4）反应速率常数 ①符号：反应速率方程中的比例系数k ②意义：通常k越大，反应进行得越快，反应的活化能越小 ③影响因素：温度、催化剂、固体表面性质 ※不同的外界条件对化学反应速率影响的注意点： 1．浓度：增大浓度、速率增大；减少浓度、速率减小；改变纯固体或纯液体的量对化学反应速率没有影响。 2．压强：①必须有气体参加；②压强的改变实质是改变浓度。 3．温度：无论是吸热反应还是放热反应，升高温度，速率增大，降低温度，速率减小。 4．催化剂：催化剂只改变反应速率，不改变反应的方向，也不改变反应热的大小，若是可逆反应，则同等程度改变正、逆反应速率。 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)对于可逆反应，加入催化剂，降低反应所需的活化能，同等程度地提高正、逆反应速率。(　 　) (2)对于可逆反应，恒容时充入稀有气体，正、逆反应速率都减小。(　 　) (3)对于放热的可逆反应，降低温度，正、逆反应速率都减小，反应放出的热量不变。(　 　) (4)锌与硫酸反应时，硫酸的浓度越大，产生H2的速率越快。(　 　) (5)恒压时，增加惰性气体的量，原化学反应速率减慢。(　 　) (6)其他条件相同时，增大反应物浓度使分子获得能量，活化分子百分数提高，反应速率增大。(　 　) (7)增加反应物的物质的量，一定能使反应速率增大。(　 　) (8)对于反应A＋BC，改变容器体积，化学反应速率一定发生变化。(　 　) (9)升高温度可以使吸热反应的反应速率加快，但放热反应的反应速率减慢。(　 　) (10)对于高温、高压、使用催化剂条件下的反应A一定比常温常压无催化剂条件下的反应B速率快。(　 　) (11)可逆反应达到平衡后，增大反应物的浓度，正反应速率增大，逆反应速率减小。(　 　) (12)对有气体参加的反应体系，缩小容器体积，能够增大活化分子的百分含量，所以反应速率增大。(　 　) (13)碳酸钙与盐酸反应过程中，再增加CaCO3固体的量，反应速率不变，但把CaCO3固体粉碎，可以加快反应速率。(　 　) (14)固体、纯液体的“物质的量”变化，而化学反应速率不改变。(　 　) (15)用铁片与硫酸反应制备氢气时，增大硫酸浓度一定会加快产生氢气的速率。(　 　) 【答案】(1) (　√　)(2) (　×　)(3) (　×　)(4) (　×　)(5) (　√　)(6) (　×　)(7) (　×　)(8) (　×　) (9) (　×　)(10) (　×　)(11) (　×　)(12) (　×　)(13) (　√　)(14) (　√　)(15) (　×　) 1．下列说法中正确的是(　　) A．已知t1 ℃时，反应C＋CO22CO　ΔH＞0的速率为v，若升高温度则逆反应速率减小 B．恒压容器中发生反应N2＋O22NO，若在容器中充入He，正、逆反应的速率均不变 C．当一定量的锌粉和过量的6 mol·L－1盐酸反应时，为了减小反应速率，又不影响产生H2的总量，可向反应器中加入一些水或CH3COONa溶液或NaNO3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 【答案】D 【解析】　温度升高，正、逆反应的速率均增大，A项错误；在恒压容器中充入不参加反应的气体，导致容器的体积增大，反应物和生成物的浓度均减小，正、逆反应的速率均减小，B项错误；若能使溶液中氢离子浓度减小，则反应速率将减小，因此可选水或CH3COONa溶液，但不能用NaNO3溶液，因为在酸性溶液中NO将和锌粉发生氧化还原反应生成氮的氧化物，从而使生成的H2的量减少，C项错误；任何一个化学反应的发生都有热效应，因此温度发生变化，化学反应速率一定会发生变化，D项正确。 2．一定温度下，在某密闭容器中发生反应2HI(g)H2(g)＋I2(g)　ΔH＞0，若15 s内c(HI)由0.1 mol·L－1降到0.07 mol·L－1，则下列说法正确的是(　　) A．0～15 s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)＝0.001 mol·L－1·s－1 B．c(HI)由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1所需的反应时间小于10 s C．升高温度，正反应速率加快，逆反应速率减慢 D．减小反应体系的体积，反应速率减慢 【答案】A 【解析】　0～15 s内，v(I2)＝v(HI)＝×＝0.001 mol·L－1·s－1，A项正确；随着反应的进行，c(HI)减小，v(HI)减小，故c(HI)由0.07 mol·L－1降到0.05 mol·L－1所需时间大于10 s，B项错误；升高温度，正、逆反应速率均增大，C项错误；减小反应体系的体积，压强增大，反应速率加快，D项错误。 知识点03 可逆反应 1．可逆反应的判断：反应形式相反，反应条件相同 2．可逆反应的特点 （1）同步性：正逆反应同时进行 （2）等同性：反应条件完全相同 （3）共存性 ①反应不可能进行到底，即反应体系中反应物与生成物共存 ②各组分的浓度都大于零 3．证明某反应为可逆反应 （1）检验出某种生成物 （2）检验量少的反应物是否有剩余 4．化学平衡状态的特征 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)反应2H2＋O22H2O和2H2O2H2↑＋O2↑互为可逆反应。(　 　) (2)NH3＋HCl===NH4Cl与NH4ClNH3＋HCl互为可逆反应。(　 　) (3)二次电池的充、放电过程为可逆反应。(　　) (4)可逆反应不等同于可逆过程。可逆过程包括物理变化和化学变化，而可逆反应属于化学变化( ) (5)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度( ) 【答案】(1) (×)(2) (×)(3)（×）(4)（√）(5)（√） 1．在一密闭容器中进行反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，已知反应过程中某一时刻SO2、O2、SO3的浓度分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.2 mol·L－1，当反应达到平衡时，可能存在的数据是(　　) A．SO2为0.4 mol·L－1，O2为0.2 mol·L－1 B．SO2为0.25 mol·L－1 C．SO3为0.4 mol·L－1 D．SO2、SO3均为0.15 mol·L－1 【答案】B 【解析】　SO2和O2的浓度增大，说明反应向逆反应方向进行建立平衡，SO2和O2的浓度变化分别为0.2 mol·L－1、0.1 mol·L－1，需要消耗三氧化硫的浓度为0.2 mol·L－1，由于该反应为可逆反应，实际变化浓度应小于三氧化硫的原有浓度0.2 mol·L－1，所以达到平衡时SO2的浓度小于0.4 mol·L－1，O2的浓度小于0.2 mol·L－1，故A错误；SO2的浓度增大，说明反应向逆反应方向进行建立平衡，若SO3完全反应，则SO2的浓度变化为0.2 mol·L－1，实际变化为0.05 mol·L－1，故B正确；SO3的浓度增大，说明该反应向正反应方向进行建立平衡，若二氧化硫和氧气完全反应，SO3的浓度变化为0.2 mol·L－1，实际变化应小于该值，故C错误；反应物、生成物的浓度不可能同时减小，故D错误。 2．一定条件下,对于可逆反应X(g)+3Y(g)2Z(g),若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为0),达到平衡时,X、Y、Z的浓度分别为0.1 mol·L-1、0.3 mol·L-1、0.08 mol·L-1,则下列判断正确的是(　　) A.c1∶c2=3∶1 B.平衡时,Y和Z的生成速率之比为2∶3 C.X、Y的转化率不相等 D.c1的取值范围为0<c1<0.14 mol·L-1 【答案】D　 【解析】X、Y的平衡浓度之比为1∶3,转化浓度也为1∶3,则c1∶c2=1∶3,且X、Y的转化率相等,A、C不正确;平衡时Y生成表示逆反应,Z生成表示正反应,且v(Y)生成∶v(Z)生成=3∶2,B不正确;由可逆反应的特点可知0<c1<0.14mol·L-1,D正确。 知识点04 化学平衡的标志 1．本质标志：v正＝v逆 （1）同一组分的生成速率和消耗速率相等 （2）不同物质的正逆反应速率比等于化学计量数之比 2．宏观标志：某些量开始变化，后来不变 （1）一定达到平衡的情况 ①某组分的质量、物质的量、浓度、颜色不再变化 ②反应物的转化率不再变化 （2）特殊情形 ①绝热容器：容器的温度不变时，一定达到平衡状态 ②可逆电池：电流或电压等于零时，一定达到平衡状态 （3）判断化学平衡状态的常用公式 ①混合气体的密度：ρ＝＝ ②混合气体的平均摩尔质量：＝＝ ③气体状态方程：PV＝nRT 3．限度标志 （1）反应物的转化率最大，百分含量最小 （2）生成物的产率最大，百分含量最大 （3）图像获取 ①前提：在多个相同的容器中，加入相同量的反应物 ②过程：测相同时间内，不同条件下相关量，描点绘出图像 （4）图像解读 ①极限点：刚好达到平衡 ②极限点前：非平衡点，受速率控制，加催化剂，反应物的转化率变大 ③极限点后：新平衡点，受平衡控制，加催化剂，反应物的转化率不变 4．几种特殊反应的平衡依据 （1）量比不变型 ①反应物或生成物量的比不变，不一定达到平衡状态 ②反应物和生成物量的比不变，一定达到平衡状态 （2）量相等型 ①反应物和生成物的量相等，不一定达平衡状态 ②反应物和反应物的量相等，不一定达平衡状态 ③量不变≠量相等≠量或量的比等于某一具体的数 （3）等体反应型：3A（g）2B（g）+C（g） ①恒温恒压：混合气体的体积不变，一定达到平衡状态 ②恒温恒容：混合气体的压强不变，不一定达到平衡状态 （4）固液参与型：2A（g）2B（g）+C（s） ①混合气体的密度不变，一定达到平衡状态（恒T、V） ②混合气体的平均摩尔质量不变，一定达到平衡状态 （5）固液分解型：2A（s）2B（g）+C（g） ①混合气体的密度不变，一定达到平衡状态（恒T、V） ②混合气体的平均摩尔质量不变，不一定达到平衡状态 ③某种气体组分的物质的量分数不变，不一定达到平衡状态 5．注意平衡标志和平衡特征的区别 （1）平衡标志：能够说明反应达到平衡状态的某些事实 （2）平衡特征：平衡时存在的某些事实，但不一定能用于判断是否达到平衡 利用相关物质的一些物理量来判断化学反应是否达到平衡时，该“量”一定是“变量”，当“变量”不变时，才说明达到平衡状态。 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)反应2NO(g)＋2CO(g)N2(g)＋2CO2(g)，当v(NO)＝v(CO2)时反应达到平衡。(　　) (2)化学反应达平衡后的平均速率为0，但v正＝v逆≠0。(　 　) (3)平衡状态指的是反应静止了，不再发生反应了。(　 　) (4)化学反应的限度可以通过改变反应条件而改变。(　 　) (5)对反应NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g)，当每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2时，说明反应达到平衡状态。(　 　) (6)对反应A(g)＋B(g)C(g)＋D(g)，压强不随时间而变，说明反应已达平衡状态。(　 　) (7)在2 L的密闭容器中800 ℃时发生反应：2NO(g)＋O2(g)2NO2(g)，当容器中气体的颜色保持不变时，说明反应已达到平衡状态。(　 　) (8)可逆反应CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)若3v(CH4)＝v(H2)，说明达到平衡状态。(　 　) (9)一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度。(　 　) (10)恒温恒容下进行的可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时，反应达到平衡状态。(　 　) (11)化学反应达到化学平衡状态时反应混合物中各组分的浓度一定与化学方程式中对应物质的化学计量数成比例。(　 　) (12)2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH，该反应的ΔH不变，标志反应达到平衡。(　　) (13)在一恒容密闭容器进行NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)，当CO2体积分数不变时，该反应达到平衡状态。(　 　) (14)对于有气体参加的可逆反应，在恒温恒容密闭容器中进行，压强不变则说明达到平衡状态。(　 　) (15)反应：AsO(aq)＋I2(aq)＋2OH－(aq)AsO(aq)＋2I－(aq)＋H2O(l)，c(AsO)/c(AsO)不再变化时，可判断反应达到平衡。(　 　) 【答案】(1) (　×　)(2) (　√　)(3) (　×　)(4) (　√　)(5) (　×　)(6) (　×　)(7) (　√　)8) (　×　) (9) (　√　)(10) (　×　)(11) (　×　)(12) (　×　)(13) (　×　)(14) (　×　)(15) (　√　) 1．一定温度下，在容积恒定的密闭容器中，进行如下可逆反应：A(s)＋2B(g)C(g)＋D(g)，下列叙述能表明该反应已达到平衡状态的是(　　) ①混合气体的密度不再变化时 ②容器内气体的压强不再变化时 ③混合气体的总物质的量不再变化时 ④B的物质的量浓度不再变化时 ⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态 ⑥v正(B)＝2v逆(C) A．①④⑤⑥ B．②③⑥ C．②④⑤⑥ D．只有④ 【答案】A 【解析】①A呈固态，反应正向进行时气体质量增大，逆向进行时气体质量减小，混合气体密度不变时达到平衡状态，故①正确；②该反应反应前后气体体积不变，所以压强不变时不一定平衡，故②错误；③该反应反应前后气体物质的量不变，故③错误；④B的物质的量浓度不变，说明达到平衡状态，故④正确；⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变，说明气体的质量不变，反应达到平衡状态，故⑤正确；⑥v正(B)＝2v逆(C)时，正、逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故⑥正确。 2．反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0，若在恒压绝热容器中发生，下列选项表明反应一定已达平衡状态的是(　　) A．容器内的温度不再变化 B．容器内的压强不再变化 C．相同时间内，断开H—H键的数目和生成N—H键的数目相等 D．容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2 【答案】A 【解析】　绝热容器，温度不再改变，说明正逆反应速率相等，该反应达到平衡状态，故A项正确；该反应在恒压条件下进行，压强始终不变，不能根据压强判断平衡状态，故B项错误；相同时间内，断开H—H键的数目和生成N—H键的数目相等，表示的都是正反应，且不满足计量数关系，无法判断是否达到平衡状态，故C项错误；容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2，无法判断各组分的浓度是否不再变化，则无法判断平衡状态，故D项错误。 知识点05 外界条件对化学平衡移动的影响 1．正常情况下的平衡移动 （1）温度：升高温度，平衡向吸热反应方向移动 （2）浓度：增大反应物浓度，平衡向正反应方向移动 （3）压强：增大气体反应压强，平衡向气体体积减小的方向移动 （4）体积：视体积变化为压强变化 ①比较瞬间浓度与所给浓度的相对大小，确定平衡移动方向 ②利用压强对平衡移动的影响，判断系数的关系，确定物质的状态 ③反应：xA（g）+yB（g）zC（g） 原平衡 c（A）＝0.5mol·L－1 体积加倍新平衡 c（A）＝0.3mol·L－1 平衡移动方向 逆反应 x、y、z的关系 x+y＞z 2．特殊情况下的平衡移动 （1）向容器中通入无关气体 ①恒容容器：压强增大，浓度不变，速率不变，平衡不移动 ②恒压容器：体积增大，浓度减小，速率减慢，平衡向气体体积增大的方向移动 （2）同倍数改变反应物和生成物浓度 ①恒温恒容：相当于改变压强 ②恒温恒压：瞬间各组分的浓度不变，平衡不移动 （3）不同倍数改变反应物和生成物浓度 ①Q＜K：平衡正向移动，v正＞v逆 ②Q＝K：平衡不移动，v正＝v逆 ③Q＞K：平衡逆向移动，v正＜v逆 3．水对平衡移动的影响 （1）溶液反应：加水，相当于稀释，平衡向可溶性微粒系数和增大的方向移动 ①A（aq）+B（aq）C（aq）+D（aq）：不移动 ②A（aq）C（aq）+D（aq）+H2O（l）：正向移动 ③A（aq）+B（aq）+H2O（l）C（aq）：逆向移动 （2）水蒸气或非溶液反应：当成普通的反应物或生成物即可 ①C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）：通入H2O（g）正向移动 ②2A（g）+O2（g）2C（g）+H2O（g）：通入H2O（g）逆向移动 ③RCOOH（l）+R′OH（l）RCOOR′（l）+H2O（l），加浓硫酸正向移动 4．勒夏特列原理及其应用 （1）原理：改变影响平衡移动的一个条件，平衡向减弱该条件方向移动 （2）前提：必须存在可逆过程（存在平衡） ①化学平衡：N2（g）+3H2（g）2NH3（g） ②电离平衡：CH3COOHCH3COO－+H+ ③水解平衡：Fe3++3H2OFe（OH）3+3H+ ④沉淀溶解平衡：AgCl（s）Ag+（aq）+Cl－（aq） ⑤气体溶解平衡：O2（g）O2（aq） ⑥结晶溶解平衡：KNO3（s）K+（aq）+NO3－（aq） （3）必须有平衡移动，且实际移动方向符合理论移动方向 ①催化剂不能使平衡移动，无法用勒夏特列原理解释。 ②等体反应改变压强，平衡不移动，无法用勒夏特列原理解释。 （3）“加的多，剩的多”原理 ①增大X的浓度，新平衡时c（X）一定比原平衡时的大 ②增大压强，新平衡时P一定比原平衡时的大 ③升高温度，新平衡时T一定比原平衡时的大 （4）“单一气体型”反应的特殊性 ①反应形式：A（s）xB（s）+yC（g） ②改变压强、浓度，平衡移动，新平衡时P、c不变 （5）“单侧气体型”反应的特殊性 ①反应形式：A（s）xB（g）+yC（g） ②改变压强、同倍数改变浓度，平衡移动，新平衡时P、c不变 ③改变一种气体浓度，平衡移动，新平衡时c变大 5．构建“过渡态”判断两个平衡状态的联系 (1)构建等温等容平衡思维模式：新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强。 (2)构建等温等压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)：新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的叠加，压强不变，平衡不移动。 6．平衡移动对转化率(α)的影响 以反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)为例： 影响因素 平衡移动方向及转化率变化 浓度 增大A浓度 平衡右移，α(A)减小，α(B)增大；同理可推导B 减小C浓度 平衡右移，α(A)、α(B)均增大；同理可推导D 温度 升温 ΔH＜0时，平衡左移，α(A)、α(B)均减小； ΔH＞0时则相反 降温 ΔH＜0时，平衡右移，α(A)、α(B)均增大； ΔH＞0时则相反 压强 加压 a＋b＞c＋d时，平衡右移，α(A)、α(B)均增大；a＋b＜c＋d时则相反 减压 a＋b＞c＋d时，平衡左移，α(A)、α(B)均减小；a＋b＜c＋d时则相反 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)化学平衡向正向移动，说明正反应速率一定增大。(　 　) (2)增加反应物的量平衡一定会正向移动。(　 　) (3)增大某一反应物A的浓度，平衡正向移动时，反应物的浓度一定小于原来的浓度，生成物的浓度一定大于原来的浓度。(　 　) (4)增大压强平衡正向移动，反应物的浓度会减小，生成物的浓度会增大。(　 　) (5)恒容条件下，增加气体反应物的量，平衡正向移动，反应物的转化率一定增大。(　 　) (6)化学平衡发生移动，化学反应速率一定改变。化学反应速率改变，化学平衡一定发生移动。(　 　) (7)往平衡体系FeCl3＋3KSCNFe(SCN)3＋3KCl中加入KCl固体，平衡将向逆反应方向移动，溶液颜色将变浅。(　 　) (8)NO2与N2O4的平衡体系：2NO2N2O4，加压后颜色变浅。(　 　) (9)CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＜0，在其他条件不变的情况下改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变。(　 　) (10)气体反应物的量越多该反应的反应物的转化率一定越小。(　 　) (11)升高温度，化学平衡会向着吸热反应的方向移动，此时放热反应方向的反应速率会减小。(　 　) (12)反应2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g)2N2＋3H2O(g)　ΔH＜0，其他条件不变，使用高效催化剂，氮氧化物的转化率增大。(　 　) (13)对于H2(g)＋I2(g)2HI(g)，无论恒温恒容，还是恒温恒压，充入稀有气体，平衡均不移动。(　 　) (14)只要v正增大，平衡一定正向移动。(　 　) (15)平衡正向移动时，反应物浓度一定减小。(　 　) (16)化学平衡正向移动，反应物的转化率不一定增大。(　 　) 【答案】(1) (　×　)(2) (　×　)(3) (　×　)(4) (　×　)(5) (　×　)(6) (　×　)(7) (　×　)(8) (　×　) (9) (　√　)(10) (　×　)(11) (　×　)(12) (　×　)(13) (　√　)(14) (　×　)(15) (　×　)(16) (　√　) 1．已知反应CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH＜0。在一定温度和压强下于密闭容器中，反应达到平衡。下列叙述正确的是(　　) A．升高温度，K减小 B．减小压强，n(CO2)增加 C．更换高效催化剂，α(CO)增大 D．充入一定量的氮气，n(H2)改变 【答案】A 【解析】　据题可知，该反应的ΔH＜0，即正反应放热，升高温度，平衡逆向移动，平衡常数减小，即K值减小，故A项正确；反应前后气体计量数之和相等，因此减小压强，平衡不移动，即n(CO2)不变，故B项错误；催化剂能同等程度地改变正、逆化学反应速率，即化学平衡不移动，因此CO的转化率不变，故C项错误；恒压下，充入N2，容器的体积增大，相当于原混合气体压强减小，但该反应前后气体分子数不变，因此化学平衡不移动，n(H2)不变，故D项错误。 2．将等物质的量的N2、H2气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是(　　) 选项 改变条件 新平衡与原平衡比较 A 增大压强 N2的浓度一定变小 B 升高温度 N2的转化率变小 C 充入一定量H2 H2的转化率不变，N2的转化率变大 D 使用适当催化剂 NH3的体积分数增大 【答案】　B 【解析】　A项，正反应是气体体积减小的反应，依据勒夏特列原理可知增大压强平衡向正反应方向移动，但氮气的浓度仍然比原平衡大，A不正确；B项，正反应是放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向移动，氮气的转化率降低，B正确；C项，充入一定量的氢气，平衡向正反应方向移动，氮气的转化率增大，而氢气的转化率降低，C不正确；D项，催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态，D不正确，答案选B。 知识点06 化学平衡的有关计算 1．常用计算公式 （1）反应物的转化率：＝×100% （2）某组分的百分含量：含量＝×100% ①常见量：体积分数、物质的量分数 ②关系式：体积分数＝物质的量分数 （3）气体状态方程：PV＝nRT 条件 公式 文字叙述 同温同压 ＝＝ 气体体积比＝物质的量比＝分子数比 同温同容 ＝＝ 气体压强比＝物质的量比＝分子数比 同温同压同质量 ＝＝＝ 气体密度比＝气体体积反比 ＝物质的量反比＝分子数反比 2．计算模式——“三段式” （1）确定反应物或生成物的起始加入量。 （2）确定反应过程的变化量。 （3）确定平衡量。 （4）依据题干中的条件，建立等量关系进行计算。 反应 aA（g） + bB（g） cC（g） + dD（g） 起始量/mol m n 0 0 转化量/mol ax bx cx dx 平衡量/mol m－ax n－bx cx dx ①反应速率：v（A）＝（时间为tmin） ②反应物转化率：（B）＝×100% ③C的体积分数：φ（C）＝_×100％ ④反应前后气体的压强比：＝＝（恒温恒容） ⑤反应前后气体的体积比：＝＝（恒温恒压） ⑥反应前后气体的密度比：＝＝＝（恒温恒压） （5）也可以直接根据分压和分体积进行计算 ①恒温恒容：气体压强比＝物质的量比＝化学计量数比 反应 aA（g） +bB（g） cC（g） +dD（g） 起始量Pa PA PB 0 0 转化量Pa ax bx cx dx 平衡量Pa PA－ax PB－bx cx dx ②恒温恒压：气体体积比＝物质的量比＝化学计量数比 反应 aA（g） +bB（g） cC（g） +dD（g） 起始量L VA VB 0 0 转化量L ax bx cx dx 平衡量L VA－ax VB－bx cx dx 有关化学平衡计算的三点注意： (1)注意反应物和生成物的浓度关系： 反应物：c(平)＝c(始)－c(变)； 生成物：c(平)＝c(始)＋c(变)。 (2)利用混＝和＝计算时要注意m总应为气体的质量，V应为反应容器的体积，n总应为气体的物质的量。 (3)起始浓度、平衡浓度不一定呈现化学计量数之比，但物质之间是按化学计量数反应和生成的，故各物质的浓度变化之比一定等于化学计量数之比，这是计算的关键。 1．羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒容密闭容器中，将CO和H2S混合加热并达到下列平衡： CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g)　K＝0.1 反应前CO物质的量为10 mol，平衡后CO物质的量为8 mol。下列说法正确的是(　　) A．升高温度，H2S浓度增加，表明该反应是吸热反应 B．通入CO后，正反应速率逐渐增大 C．反应前H2S物质的量为7 mol D．CO的平衡转化率为80% 【解析】　升高温度，H2S浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应为吸热反应，则该反应的正反应为放热反应，故A不正确；通入CO后，正反应速率瞬间增大，之后化学平衡发生移动，正反应速率逐渐减小，逆反应速率逐渐增大，当正反应速率和逆反应速率相等时，反应达到新的化学平衡状态，故B不正确；设反应前H2S的物质的量为a mol，容器的容积为1 L，列“三段式”进行解题： CO(g)＋H2S(g)COS(g)＋H2(g) 起始物质的量 浓度(mol·L－1) 10 a 0 0 转化物质的量 浓度(mol·L－1) 2 2 2 2 平衡物质的量 浓度(mol·L－1) 8 a－2 2 2 化学平衡常数K＝＝0.1，解得a＝7，故C正确；CO的平衡转化率为×100%＝20%，故D不正确。 【答案】　C 2．固体碘化铵置于密闭容器中，加热至一定温度后恒温，容器中发生反应：①NH4I(s)NH3(g)＋HI(g)　②2HI(g)H2(g)＋I2(g)，测得平衡时c(I2)＝0.5 mol·L－1，反应①的平衡常数为20，则下列结论不正确的是(　　) A．平衡时c(NH3)＝5 mol·L－1 B．平衡时HI分解率为20% C．混合气体的平均摩尔质量不再发生变化不可以作为判断该反应达到平衡状态的标志 D．平衡后缩小容器容积，NH4I的物质的量增加，I2的物质的量不变 【解析】选D　设碘化铵生成氨气和碘化氢的浓度为x mol·L－1 　　　　　 　2HI(g)H2(g)＋I2(g) 起始(mol·L－1)　x　　　 　　0　　　0 变化(mol·L－1) 1 0.5 0.5 平衡(mol·L－1) x－1 0.5 0.5 根据反应①的平衡常数为20，得x(x－1)＝20，解得x＝5，c(NH3)＝5 mol·L－1，A正确；平衡时HI分解率为×100%＝20%，B正确；反应①固体生成气体，平均摩尔质量始终不变，反应②反应前后物质的量不变，平均摩尔质量始终不变，故混合气体的平均摩尔质量不再发生变化不可以作为判断该反应达到平衡状态的标志，C正确；平衡后缩小容器容积，平衡①逆向移动，NH4I的物质的量增加，HI的物质的量降低，平衡②逆向移动，则I2的物质的量减小，D错误。 知识点07 化学平衡常数 1．三种平衡常数：a A（g）+b B（g）c C（g）+d D（g） （1）浓度平衡常数：Kc＝ ①平衡量必须为平衡时的浓度 ②等体反应：可以用平衡时的物质的量代替平衡时的浓度 ③恒压条件下：先计算平衡体积，再算平衡常数 （2）压强平衡常数：Kp＝ ①平衡量为平衡时的浓度、物质的量、体积等均可 ②分压Pi＝P总×xi＝P总×＝（P1+P2+P3+…）× ③恒容条件下：先计算平衡总压，再算平衡常数或直接根据分压计算 （3）物质的量分数平衡常数：Kx＝ ①平衡量为平衡时的浓度、物质的量、体积等均可 ②物质的量分数：xi＝ 2．影响因素 （1）内因：化学反应的本身（某一具体反应） （2）外因：反应体系的温度，升高温度 3．熵 （1）表达式 ①浓度熵：Qc＝ ②压强熵：Qp＝ ③物质的量分数熵：Qx＝ （2）意义：Q越大，反应逆向进行的程度越大 （3）应用：判断反应是否达到平衡或反应进行的方向 ①Q＞K，反应逆向进行，v正＜v逆 ②Q＝K，反应达到平衡状态，v正＝v逆 ③Q＜K，反应正向进行，v正＞v逆 4．平衡常数与书写方式的关系 （1）正逆反应平衡常数的关系是：K正·K逆＝1 （2）化学计量数变成n倍，平衡常数变为n次方倍 （3）反应③＝反应①+反应②，则：△H3＝△H1+△H2，K3＝K1·K2 （4）反应③＝反应①－反应②，则：△H3＝△H1－△H2，K3＝ （5）反应③＝a×反应①－×反应②，则：△H3＝a△H1－△H2，K3＝ 5．计算方法：三段式 （1）计算依据 ①任何情况：气体物质的量变化比＝气体浓度变化比＝化学计量数比 ②恒温恒容：气体压强变化比＝物质的量变化比＝化学计量数比 ③恒温恒压：气体体积变化比＝物质的量变化比＝化学计量数比 （2）可以直接根据分物质的量、分压和分体积进行计算 （3）同一容器内的多平衡体系，相同组分的平衡浓度相同 ①a A（g）b B（g）+c C（g），c C（g）d D（g）+e E（g） ②计算K1、K2时，用到的c（C）相同 1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×” (1)平衡常数表达式中，可以是物质的任一浓度(　　) (2)催化剂能改变化学反应速率，也能改变平衡常数(　　) (3)平衡常数发生变化，化学平衡不一定发生移动(　　) (4)化学平衡发生移动，平衡常数不一定发生变化(　　) (5)平衡常数和转化率都能体现可逆反应进行的程度(　　) (6)化学平衡常数只受温度的影响，温度升高，化学平衡常数的变化取决于该反应的反应热(　　) 【答案】　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)√ 1．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)＋ClNO(g)　K1 2NO(g)＋Cl2(g)2ClNO(g)　K2 则4NO2(g)＋2NaCl(s)2NaNO3(s)＋2NO(g)＋Cl2(g)的平衡常数K＝ (用K1、K2表示)。 【答案】　 【解析】　K1＝，K2＝，K＝，所以K＝。 2．甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示： 化学反应 平衡常数 温度/℃ 500 800 ①2H2(g)＋CO(g)CH3OH(g) K1 2.5 0.15 ②H2(g)＋CO2(g)H2O(g)＋CO(g) K2 1.0 2.50 ③3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) K3 (1)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系，则K3＝ (用K1、K2表示)。 (2)反应③的ΔH (填“>”或“＜”)0。 【答案】　(1)K1·K2　(2)＜ 【解析】　(1)K1＝， K2＝， K3＝， K3＝K1·K2。 (2)根据K3＝K1·K2,500 ℃、800 ℃时，反应③的平衡常数分别为2.5,0.375；升温，K减小，平衡左移，正反应为放热反应，所以ΔH＜0。 知识点08 速率常数和平衡常数的关系 1．基元反应：a A（g）+b B（g）c C（g）+d D（g） 2．速率方程 （1）抽象化速率方程：笼统的正逆反应速率 ①v正＝k正·ca（A）·cb（B）、v逆＝k逆·cc（C）·cd（D） ②v正＝k正·pa（A）·pb（B）、v逆＝k逆·pc（C）·pd（D） ③v正＝k正·xa（A）·xb（B）、v逆＝k逆·xc（C）·xd（D） （2）具体化速率方程：以具体物质表示的正逆反应速率 ①vA正＝k正·ca（A）·cb（B）、vC逆＝k逆·cc（C）·cd（D） ②vA正＝k正·pa（A）·pb（B）、vC逆＝k逆·pc（C）·pd（D） ③vA正＝k正·xa（A）·xb（B）、vC逆＝k逆·xc（C）·xd（D） 3．速率常数和平衡常数的关系 （1）抽象化：平衡条件v正＝v逆，①＝Kc；②＝Kp；③＝Kx （2）具体化：平衡条件＝，①＝Kc；②＝Kp；③＝Kx （3）升温对k正、k逆的影响 ①放热反应：K值减小；k正值增大，k逆值增大，k逆变化更大 ②吸热反应：K值增大；k正值增大，k逆值增大，k正变化更大 4．计算某刻 （1）抽象化：＝＝K· （2）具体化：＝＝×K× 一、速率常数与速率方程 1． 反应速率常数（k） 含义：表示单位浓度下的化学反应速率 单位：不同反应速率方程k的单位不同 意义：通常反应速率常数k越大，反应进行的越快 影响因素：与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响；通常温度越高，常数k越大。 2． 有关反应速率方程的注意点 （1） 化学反应的反应速率方程是实验测定的结果，不能根据反应的化学方程式直接写。对于很多反应，反应速率方程中浓度的幂次与化学方程式中物质的化学计量数无确定关系。如　　H₂+Cl₂=2HCl,v=kc(H2)(Cl2)。 （2） 固体或纯液体的浓度可视为常数，不在反应速率方程中出现。 二、确定速率方程中幂的方法 速率方程的一般形式为v=k·ca（A）·cb（B）……，保持c（B）[或c（A）]不变， 将c（A）[或c（B）]扩大2倍、3倍或4倍等，测定反应速率或通过显色时间、褪色时间来判断反应速率的倍数关系，将速率和浓度代入速率方程，依据比例关系可确定a（b）。 三、速率常数与平衡常数 1．假设基元反应(能够一步完成的反应)为aA(g)＋bB(g)===cC(g)＋dD(g)，其速率可表示为v＝k·ca(A)·cb(B)，式中的k称为反应速率常数或速率常数，它表示单位浓度下的化学反应速率，与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，通常反应速率常数越大，反应进行得越快。不同反应有不同的速率常数。 2．正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系 对于基元反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)，v正＝k正·ca(A)·cb(B)，v逆＝k逆·cc(C)·cd(D)，平衡常数K＝＝，反应达到平衡时v正＝v逆，故K＝。 1．温度为T1，在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中仅发生反应：CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋206.3 kJ·mol－1，该反应中，正反应速率为v正＝k正·c(CH4)·c(H2O)，逆反应速率为v逆＝k逆·c(CO)·c3(H2)，k正、k逆为速率常数，受温度影响。 已知T1时，k正＝k逆，则该温度下，平衡常数K1＝____；当温度改变为T2时，若k正＝1.5k逆，则T2________T1(填“>”“＝”或“<”)。 【答案】　1　> 【解析】　解题步骤及过程： 步骤1　代入特殊值： 平衡时v正＝v逆，即 k正·c(CH4)·c(H2O)＝k逆·c(CO)·c3(H2)； 步骤2　适当变式求平衡常数， K1＝＝；k正＝k逆，K1＝1 步骤3　求其他 K2＝＝；k正＝1.5k逆，K2＝1.5； 1．5>1，平衡正向移动，升高温度平衡向吸热方向移动；则T2>T1。 2．利用NH3的还原性可以消除氮氧化物的污染，其中除去NO的主要反应如下： 4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(l)　ΔH＜0 已知该反应速率v正＝k正·c4(NH3)·c6 (NO)，v逆＝k逆·cx(N2)·cy(H2O) (k正、k逆分别是正、逆反应速率常数)，该反应的平衡常数K＝，则x＝________，y＝________。 【答案】　5　0 【解析】　当反应达到平衡时有v正＝v逆，即k正·c4(NH3)·c6 (NO)＝k逆·cx(N2)·cy(H2O)，变换可得＝，该反应的平衡常数K＝＝，所以x＝5，y＝0。 知识点09 等效平衡 1．含义 2．解题方法：极端假设法 （1）按照系数将新加入的原料的量全部换算成起始时反应物或生成物的量 （2）将换算量与原配比量相比较（相等或成比例） 3．全等平衡 （1）平衡条件：起始量相等 （2）平衡特征 ①直接判据：某组分的质量、物质的量不变 ②间接判据：恒温恒容下，物质的量浓度不变 ③绝对判据：恒温恒容下，非等体反应均为全等平衡 4．相似平衡 （1）平衡条件：起始量成比例 （2）平衡特征：某组分的百分含量保持不变 ①恒温恒容：等体反应 ②恒温恒压：任意特征气体反应 （3）平衡时某组分的量 ①等体反应：A（g）+B（g）2C（g） ψ（C）＝＝ ②非等体反应：2A（g）+B（g）2C（g） n（A）∶n（B）∶n（C）＝nA起∶nB起∶nC平 5．按化学计量数比混合的等效平衡的特殊性 （1）正反应和逆反应的转化率的关系：正+逆＝1 （2）正反应和逆反应热量的关系 ①Q正+Q逆＝k×|△H |（k＝＝系数的倍数） ②正反应的转化率：正＝＝ ③逆反应的转化率：逆＝＝ （3）由于起始加入的量及物质不同，反应的程度也不同，所以转化率和热量不一定相等。 两平衡状态间要互为等效应满足四点： ①同一条件；②同一可逆反应；③仅仅由于初始投料不同(即建立平衡的方向可以不同)；④平衡时相应物质在各自平衡体系中的体积分数(或物质的量分数)相同。 1．已知N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＝－92.3 kJ·mol－1，在一定温度和催化剂的条件下，向一密闭容器中，通入1 mol N2和3 mol H2，达到平衡状态Ⅰ；相同条件下，向另一体积相同的密闭容器中通入0.9 mol N2、2.7 mol H2和0.2 mol NH3，达到平衡状态Ⅱ，则下列说法正确的是(　　) A．两个平衡状态的平衡常数的关系：KⅠ＜KⅡ B．H2的百分含量相同 C．N2的转化率：平衡Ⅰ＜平衡Ⅱ D．反应放出的热量：QⅠ＝QⅡ＜92.3 kJ 【答案】　B 【解析】　两平衡的温度相同，故平衡常数KⅠ＝KⅡ，两容器中的反应物都可以转化为1 mol N2和3 mol H2，故两个平衡是等效平衡，且两平衡中H2的百分含量相同，但反应是可逆反应不能进行彻底，平衡Ⅱ反应物中已经有一部分NH3，反应放出的热量：QⅠ＞QⅡ，且都小于92.3 kJ，N2的转化率：平衡Ⅰ＞平衡Ⅱ。 2．有甲、乙两容器，甲容器容积固定，乙容器容积可变。一定温度下，在甲中加入2 mol N2、3 mol H2，反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)达到平衡时生成NH3的物质的量为 m mol。 (1)相同温度下，在乙中加入4 mol N2、6 mol H2，若乙的压强始终与甲的压强相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为 mol(从下列各项中选择，只填字母，下同)；若乙的容积与甲的容积始终相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为 mol。 A．小于m B．等于m C．在m～2m之间 D．等于2m E．大于2m (2)相同温度下，保持乙的容积为甲的一半，并加入1 mol NH3，要使乙中反应达到平衡时，各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时相同，则起始时应加入 mol N2和 mol H2。 【答案】　(1)D　E　(2)0.5　0 【解析】　(1)由于甲容器恒容，而乙容器恒压，它们的压强相等，达到平衡时，乙的容积应该为甲的两倍，生成的NH3的物质的量应该等于2m mol。当甲、乙两容器的容积相等时，相当于将建立等效平衡后的乙容器压缩，故乙中NH3的物质的量大于2m mol。(2)乙的容积为甲的一半时，要建立与甲一样的平衡，只有乙中的投入量是甲的一半才行，故乙中应该投入N2为(1－0.5) mol＝0.5 mol，H2为(1.5－1.5) mol＝0 mol。 知识点10 化学反应的方向 1．焓判据：放热反应有利于反应自发进行 2．熵判据：熵增反应有利于反应自发进行 （1）物质的混乱度：体系的混乱度越大，熵值越大 （2）物质的聚集状态：同一物质：S（g）＞S（l）＞S（s） （3）物质的复杂程度：一般组成物质的原子种类相同时，分子中的原子数目越多，其混乱度越大，熵值越大 （4）计算式：△S＝S（生成物）－S（反应物） 变化过程 熵变 反应类型 增体反应 △S＞0 熵增反应 减体反应 △S＜0 熵减反应 盐的溶解 △S＞0 熵增反应 电离过程 △S＞0 熵增反应 3．复合判据：ΔH－TΔS＜0，反应正向自发进行 （1）适用条件：恒温恒压 （2）局限性：只能判断反应发生的可能性，不能判断反应是否实际发生 4．温度对反应方向的影响 （1）△H＜0，△S＞0：在任何温度时都能够自发进行 （2）△H＞0，△S＜0：在任何温度时都不能自发进行 （3）△H＜0，△S＜0：低温自发 （4）△H＞0，△S＞0：高温自发 5．反应自发进行的最低或最高温度的计算 （1）计算依据：△H－T△S≤0 ①若△S＞0，则T≥，为最低温度 ②若△S＜0，则T≤，为最高温度 （2）注意单位的换算 ①△S的单位为：J·mol－1·K－1 ②△H的单位为：kJ·mol－1 ③T的单位为：K 6．在用判据ΔH－TΔS判断时要注意ΔH与ΔS的单位的差别，需要转换。 （1）不能片面地用焓判据、熵判据孤立判断。 （2）不能忽视温度在大多数化学反应方向判断中的作用。 （3）不能错误认为“自发反应”不需要任何条件。 （4）不能忽视ΔH、T、ΔS单位的协调一致。 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)工业合成氨N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)反应，在低温时自发进行。(　 　) (2)Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应能自发进行。(　 　) (3)某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应。(　 　) (4)放热过程有自发进行的倾向性，但并不一定能自发进行，吸热过程没有自发进行的倾向性，但在一定条件下也可自发进行。(　 　) (5)焓变是影响反应是否具有自发性的唯一因素。(　 　) (6)吸热且熵增加的反应，当温度升高时，反应一定能自发进行。(　 　) (7)8NH3(g)＋6NO2(g)===7N2(g)＋12H2O(g)　ΔH＜0，则该反应一定能自发进行。(　 　) (8)CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g)是一个熵增加的过程。(　 　) (9)放热的反应一定能够自发进行，吸热的反应不能自发进行。(　 　) (10)－10 ℃的水结成冰，可用熵变的判据来解释反应的自发性。(　 　) (11)ΔH＜0、ΔS＞0的反应在温度低时不能自发进行。(　 　) (12)某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应。(　 　) (13)2NO(g)＋2CO(g)===N2(g)＋2CO2(g)在常温下能自发进行，则该反应的ΔH＞0。(　 　) (14)反应NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)在室温下可自发进行，则该反应的ΔH＜0。(　 　) (15)CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＜0。(　 　) 【答案】(1) (　√　)(2) (　√　)(3) (　√　)(4) (　√　)(5) (　×　)(6) (　×　)(7) (　√　)(8) (　√　) (9) (　×　)(10) (　×　)(11) (　×　)(12) (　√　)(13) (　×　)(14) (　√　)(15) (　×　) 1．下列有关说法正确的是(　　) A．反应N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔH＜0，ΔS＞0 B．反应4Fe(s)＋3O2(g)===2Fe2O3(s)常温下可自发进行，该反应为吸热反应 C．Na与H2O的反应是熵增的放热反应，该反应不能自发进行 D．某吸热反应能自发进行，因此该反应是熵增反应 【答案】D 【解析】N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的ΔS＜0，故A项错误；在常温下能自发进行，ΔG＝ΔH－TΔS＜0，该反应的气体被消耗，熵减少，ΔS＜0，因此该反应ΔH＜O，属于放热反应，故B项错误；若反应的ΔH＜0，ΔS＞0则ΔG＜0，反应一定能自发进行，故C项错误；若一个反应的ΔH＞0且能够自发进行，那么必有ΔS＞0，故D项正确。 2．下列说法正确的是(　　) A．能自发进行的反应一定能迅速发生 B．反应NH4HCO3(s)===NH3(g)＋H2O(g)＋CO2(g)　ΔH＝＋185.57 kJ·mol－1能自发进行，是因为体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向 C．因为焓变和熵变都与反应的自发性有关，因此焓变或熵变均可以单独作为判断反应能否自发进行的判据 D．在其他外界条件不变的情况下，使用催化剂，可以改变化学反应进行的方向 【答案】B 【解析】反应进行的自发趋势与反应速率无关，能自发进行的反应速率不一定大，A项错误；ΔH－TΔS＜0的反应可自发进行，由ΔH＞0、ΔS＞0，能自发进行，是因为体系有自发地向混乱度增大的方向转变的倾向，B项正确；焓变或熵变单独作为判断反应方向的判据不全面，应使用复合判断据ΔH－TΔS＜0判断反应能否自发进行，C项错误；催化剂对平衡移动无影响，即催化剂不能改变化学反应进行的方向，D项错误。 知识点11 工业生产适宜条件的选择 1．选择原则：反应速率快，产品含量高 （1）温度 ①所选温度兼顾反应速率快，产品含量高 ②尽可能选择催化剂的最大温度 （2）压强 ①所选压强对反应物转化率的影响变化幅度大 ②压强不能无限大，防止增大设备成本和动力成本 （3）催化剂 ①选用催化效率高的催化剂 ②催化剂对反应有选择性，同一反应物选用不同的催化剂，产物可能不同 A+BC A+BD ③某些物质能够使催化剂中毒，失去活性 （4）浓度：原料尽可能循环利用 ①适当增大廉价物质的浓度，提高难获得原料的转化率。 ②必要时可以采用循环反应，以增大原料利用率。 （5）反应热的综合利用：一般采用热交换器 （6）反应容器的选择：恒压容器有利于提高反应物的转化率 2．工业合成氨生产条件的选择 （1）合成氨生产的要求。 ①反应要有较快的反应速率。 ②要最大限度地提高平衡混合物中NH3的含量。 （2）合成氨生产条件的选择依据。 ①化学反应速率和化学平衡原理的有关知识。 ②合成氨生产中的动力、材料、设备、生产成本等因素。 （3）选择合成氨生产条件的理论分析。 外界因素 理论分析 压强 压强越大越有利于合成氨，但在实际生产中，应根据反应设备可使用的钢材质量及综合指标来选择压强，大致分为低压、中压和高压三种类型，一般采用高压 温度 温度越高，反应速率越大，但不利于氨的合成，在实际生产中一般控制反应温度在700 K左右（且在此温度时催化剂的活性最大） 催化剂 使用催化剂可以大幅度提高反应速率，合成氨生产一般选择铁作催化剂 浓度 合成氨生产通常采用N2和H2物质的量之比为1∶2.8的投料比，并且及时将氨气从反应混合物中分离出去 其他 为提高平衡转化率，工业合成采用的原料循环利用 1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。 (1)凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的。 (　　) (2)某吸热反应能自发进行,因此该反应是熵增反应。 (　　) (3)通过判断过程的自发性能够确定过程是否一定发生和确定过程发生的速率。 (　　) (4)ΔH<0,ΔS>0的反应,一定是自发反应。 (　　) (5)吸热且熵增加的反应,当温度升高时,反应一定能自发进行。 (　　) (6)反应的自发性不仅能够用于判断过程的方向,还能确定过程是否一定能发生。 (　　) (7)合成氨反应中,压强越大越利于增大反应速率和平衡正向移动。 (　　) (8)使用催化剂能提高合成氨反应物的平衡转化率。 (　　) 【答案】(1)×　(2)√　(3)×　(4)√　(5)×　(6)×　(7)√　(8)× 1．有关合成氨工业的说法正确的是(　　) A.增大H2的浓度,可提高H2的转化率 B.由于氨易液化,N2、H2在实际生产中可循环使用,所以总体来说氨的产率很高 C.合成氨工业的反应温度控制在700 K,目的是使化学平衡向正反应方向移动 D.合成氨厂采用的压强是10~30 MPa,因为该压强下铁的活性最大 【答案】B　 【解析】A项,增大H2的浓度,H2的转化率减小;C项,温度控制在700K主要是为了兼顾速率与平衡,且500℃时催化剂活性最大;D项,压强采用10~30MPa主要是考虑对设备材料的要求。 2．有平衡体系:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)　ΔH<0。为了增加甲醇(CH3OH)的产量,应采取的正确措施是(　　) A.高温,高压 B.适宜温度,高压,催化剂 C.低温,低压 D.高温,高压,催化剂 【答案】 B　 【解析】该反应是一个气体体积减小的放热反应,为增加甲醇的产量,需使平衡正向移动,理论上可采用低温、高压的方式,但在实际生产中还需考虑反应速率、设备承受的压力及催化剂的活性等因素的影响,因此可采取适宜温度、高压和使用催化剂的条件。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$