专题2 化学反应速率与化学平衡（复习讲义）化学苏教版2019选择性必修1

专题2 化学反应速率与化学平衡 复习讲义 复习目标 1．认识化学反应速率，学会化学反应速率的表示方法，能设计简单的实验测定化学反应速率。 2．观察比较各种现象、过程发生的快慢，分析不同条件对化学反应速率的影响。 3．了解控制化学反应速率对生产、生活的意义。 4．能结合实验现象认识自发反应的概念。 5．能综合考虑反应的焓变和熵变，据此判断简单反应的方向。 6．能根据一定条件下可逆反应的平衡常数和转化率描述反应的限度。 7．认识平衡转化率对调控化工生产的重要意义。 8．能利用化学平衡常数和浓度商的关系判断化学平衡移动的方向（或情况），通过实验探究说明浓度、压强和温度对化学平衡移动的影响。 9．能运用勒夏特列原理分析和推测化学平衡移动的方向。 10．能综合应用化学反应速率、化学平衡和相关知识解释化工生产过程，能结合实例讨论工艺方案的优化。 重点和难点 重点：影响化学反应速率的因素；过渡态理论和化学反应历程；化学平衡常数的应用；影响化学平衡移动的因素。 难点：基元反应和化学反应历程；化学平衡常数的有关计算；外界因素对化学平衡的影响；化学反应速率和化学平衡图像问题。 █知识点一 化学反应速率 1．化学反应速率的表示方法 (1)化学反应速率是衡量化学反应快慢的物理量，可以用单位时间内反应物浓度的_______或生成物浓度的_______来表示化学反应速率。 (2)数学表达式：v＝_______ ＝ _______。 (3)常用单位：______________或______________。 2．平均速率与瞬时速率 根据求得的反应速率是在______________内化学反应的的平均速率。 若Δt非常小，则平均速率_______某一时刻的瞬时速率，瞬时速率也可以在_____________________曲线上通过数学方法求得。 3．化学反应速率与化学计量数的关系 (1)在同一化学反应中，选用不同物质表示化学反应速率，其_______可能相同也可能不相同，但表示的_______相同。 (2)对于化学反应：aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g) v(A)= _______，v(B)= _______，v(C)= _______，v(D)= _______ v(A)：v(B)：v(C)：v(D) = ______________；或 = _______ = _______ = _______ 。 4．化学反应速率的计算方法 (1)公式法：v＝_______＝_______ (2)关系式法 同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”。 对于一个化学反应：mA＋nB===pC＋qD来说，存在如下关系：＝_______＝_______＝_______ (A、B、C、D均不是固体或纯液体)。 (3)“三段式”法 ①利用转化量之比等于化学计量数之比建立各数据间的关系 mA(g) + nB(g) === pC(g) 起始浓度（mol/L） a b c 转化浓度（mol/L） mx nx px 某时刻浓度(t/s)(mol/L）a-mx b-nx c+px ②再利用化学反应速率的定义求算 v(A)＝_______ mol·L－1·s－1；v(B)＝_______ mol·L－1·s－1；v(C)＝_______ mol·L－1·s－1。 计算中注意以下量的关系： 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)。 ③转化率＝×100%。 5．化学反应速率大小的比较方法 (1)定性比较 通过明显的____________ (如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢等)来定性判断化学反应的快慢。 (2)定量比较 对同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可能不同。比较时应统一单位。 ①归一法 根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速率，最后依据数值大小进行比较。 ②比值法 比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA+bB===cC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较与的大小，若>，则A表示的反应速率比B大。 易错提醒 (1)无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，由于Δc是取浓度变化的绝对值，因此，化学反应速率都取正值。 (2)化学反应速率可用单位时间内反应体系中反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示，书写时应标明是什么物质的反应速率。 (3)在一定温度下，固体和纯液体物质，其单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，因此它们的化学反应速率也被视为常数。由此可知，现在采用的表示化学反应速率的方法还有一定的局限性。 (4)在同一反应中，用不同的物质表示同一时间内的反应速率时，其数值可能不同，但这些数值所表达的意义是相同的即都是表示同一反应的速率。各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算。 (5)一般来说在反应过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。 效果检测 1．在2 L密闭容器中进行反应：mX(g)＋nY(g)pZ(g)＋qQ(g)，式中m、n、p、q为物质的化学计量数。在0～3 min内，各物质的物质的量变化如下表所示： 　　　　物质 时间 X Y Z Q 起始/mol 0.7 1 2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7 3 min末/mol 0.8 已知2 min内v(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1，＝。 (1)起始时n(Y)＝ ，n(Q)＝ 。 (2)化学方程式中m＝ ，n＝ ，p＝ ，q＝ 。 (3)用Z表示2 min内的反应速率为 。 2．某温度时，在容积为3 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析： (1)该反应的化学方程式为____________________________。 (2)反应开始至2 min末， X的反应速率为_______________。 (3)该反应是由_________(填序号)开始的。 A．正反应 B．逆反应 C．正、逆反应同时 █知识点二 化学反应速率的测定 1．测定原理 要测定不同反应物或生成物的浓度，可观察、测量体系中某一物质的______________，再进行适当的转换和计算。 2．测定反应速率的方法 (1)对于有气体生成的反应，可测定一定温度和压强下______________收集气体的多少或测定______________所耗时间的多少。 (2)对于有固体参加的反应，可测定__________内消耗固体质量的多少。 (3)对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中_______或_______的变化。 (4)溶液中当反应物或产物本身有较明显的颜色时，可利用比色的方法测量溶液颜色的深浅，再根据溶液颜色的深浅与______________的正比关系，确定反应物或生成物在不同时刻的浓度。 效果检测 1．化学反应速率是通过实验测定的，下列化学反应速率的测量中，测量依据不可行的是(　　) 选项 化学反应 测量依据 (单位时间内) A CO(g)＋H2O(g)===CO2(g) ＋H2(g) 压强变化 B Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g) 氢气体积 C 2NO2(g)N2O4(g) 颜色深浅 D Ca(OH)2(aq)＋Na2CO3(aq)===CaCO3(s)＋2NaOH(aq) 沉淀质量 2．设计实验测定盐酸与碳酸钙的反应速率，按下列实验步骤完成实验。 (1)按如图装置安装仪器，加入一定量碳酸钙然后快速加入1 mol·L－1的盐酸，测量收集10 mL CO2所用的 。 (2)实验中所用仪器：锥形瓶、双孔塞、直角导气管、 、50 mL注射器、铁架台、 。 (3)按如图装置，测定1 mol·L－1的盐酸分别与块状碳酸钙、粉状碳酸钙反应的速率，实验时，已限定了两次实验时间均为1 min，还需要测定的另一个数据是 。实验结束后，得到的结论是 。 █知识点三 影响化学反应速率的因素 1．主要因素 影响化学反应速率的主要因素是______________。例如：金属钠与冷水剧烈反应，而镁和沸水仅能微弱反应。 2．外部因素(其他条件不变，只改变一个条件) (1)浓度：增大反应物浓度，反应速率_______，反之_______； (2)压强：对于______________的反应，增大压强，反应速率_______，反之_______； (3)温度：升高温度，反应速率_______，反之_______； (4)催化剂：使用催化剂，反应速率显著_______。 (5)其他因素：增大反应物间的接触面积，反应速率_______，另外光、电磁波、超声波等因素也会对反应速率产生影响。 3．酶的催化作用 (1)酶的定义：酶是一种_______的、具有__________的生物催化剂。 (2)酶的催化原理 酶的催化作用是酶与反应物先形成______________，然后______________分解成产物并释放酶。 (3)酶的催化特点 ①______________； ②______________； ③______________。 易错提醒 (1)浓度对化学反应速率的影响 ①对于固体或纯液体，其浓度可视为常数，其质量改变不影响化学反应速率。 ②固体物质的反应速率与接触面积有关，颗粒越细，表面积越大，反应速率就越快。 ③对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变。 (2)改变压强是否影响化学反应速率，取决于是否影响反应物的浓度 ①恒容下充入稀有气体，气体压强增大，但反应物浓度不变，故反应速率不变。 ③恒压下充入稀有气体，气体压强不变，但体积增大，反应物浓度减小，反应速率减小。 (3)温度对反应速率的影响具有一致性，升高温度，无论是吸热反应还是放热反应，v都增大，降低温度，v都减小。 (4)催化剂对反应速率的影响 ①催化剂是通过降低化学反应所需的活化能来增大化学反应速率的。有催化剂参与的反应，活化能(Ea1)较小，反应速率较大；没有催化剂参与的反应，活化能(Ea1')较大，反应速率较小。 ②使用催化剂同时降低了正反应和逆反应的活化能，但反应的ΔH不变。 效果检测 1．(1)下列措施可以增大化学反应速率的是________(填序号)。 ①Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉 ②Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用98%浓硫酸 ③H2SO4与BaCl2溶液反应时，增大压强 ④2SO2＋O22SO3　ΔH<0，升高温度 ⑤Na与水反应时，增大水的用量 ⑥2H2O2===2H2O＋O2↑反应中，加入少量MnO2 ⑦H2与Cl2混合后光照 (2)一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。 ①缩小体积使压强增大：__________，原因是_____________________________。 ②恒容充入N2：__________。 ③恒容充入He：__________，原因是___________________________。 ④恒压充入He：__________。 2．把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L－1 H2SO4的烧杯中，该铝片与H2SO4反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的曲线来表示，回答下列问题： (1)曲线O→a段，不产生氢气的原因是 ；有关反应的化学方程式为 。 (2)曲线a→b段，产生氢气的速率增大的主要原因是 。 (3)曲线上b点之后，产生氢气的速率逐渐减小的主要原因是 。 █知识点四 化学反应速率理论——碰撞理论和过渡态理论 1．碰撞理论 (1)碰撞理论要点 ①反应物分子间必须相互碰撞才有_______发生反应，反应速率的大小与____________________ ________成正比。 ②能___________的碰撞称为有效碰撞。 ③发生有效碰撞的条件：一是分子必须具有_______的能量，二是分子在____________发生碰撞。 (2)活化分子和活化能 ①活化分子：能量_______，有可能发生__________的分子。 ②活化能：活化分子的_________与所有分子的_________之差称为活化能。 (3)用碰撞理论解释外界条件对反应速率的影响 2．基元反应和化学反应历程 (1)基元反应和复杂反应 ①基元反应：反应物分子经过_________就转化为产物分子的反应，称为基元反应，反应过程中没有任何_______生成。 ②复杂反应：经过______________步骤完成的反应。 (2)化学反应历程 ①反应历程 大多数化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。 如H2(g)+I2(g)===2HI(g)，经历了两步基元反应： I2===2I H2+2I===2HI 每一步反应都称为基元反应，这两个先后进行的基元反应反映了2HI===H2+ I2 的反应历程。反应历程又称反应机理。 ②基元反应发生的条件基元反应发生的条件就是要发生___________。 ③反应物、生成物的能量与活化能的关系 如图所示，是基元反应反应物和生成物的能量与活化能的关系，其中：E1表示_______的活化能，E2表示_______的活化能；E1-E2表示_______。 (3)基元反应的活化能与反应速率的关系 ①每个基元反应都有对应的活化能，活化能越大，活化分子所占比例越小，有效碰撞的比例就_______，化学反应速率_______。 ②化学反应速率理论只适用于基元反应。 3．过渡态理论 (1)过渡态理论要点 反应物转化为生成物的过程中要经过__________的过渡状态。过渡状态的平均能量与反应物分子的平均能量的差为反应的活化能。 Ea为_______的活化能，Ea'为_______的活化能。 化学反应速率与反应的活化能大小密切相关，活化能越小，反应速率_______。 正反应的ΔH=______________。 (2)基元反应模型 ①一个化学反应自开始后______________称为反应历程。 ②基元反应的逆反应也是基元反应，并且经过同一个_______状态。 ③复杂反应中的___________步骤决定了该反应的速率。 (3)加入催化剂后反应历程 如图所示：反应A+B→AB的活化能为Ea，加入催化剂K后，反应分两步进行： ①A+K→AK      活化能为_______（_____反应） ②AK+B→AB+K       活化能为_______(_____反应) 总反应：A+BAB 活化能为______ 加入催化剂K后，两步反应的活化能Ea1和Ea2均小于原反应的活化能Ea，因此反应速率_______。 由于Ea1>Ea2，第1步反应是_____反应，是_______整个反应快慢的步骤，称为“定速步骤”或“决速步骤”，第1步反应越快，则整体反应速率就越快。 对总反应来说，第一步反应的活化能Ea1就是在催化条件下总反应的活化能。 效果检测 1．如图表示某化学反应在使用催化剂(b曲线)和未使用催化剂(a曲线)时，反应进程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是(　　) A．a与b相比，b的活化能更高 B．反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量 C．a与b相比，a中活化分子的百分数更高 D．a与b相比，a的反应速率更快 2．对于反应2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)，某科研人员提出如下反应过程： 第一步　N2O5NO3＋NO2(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反应的平衡，下列表述正确的是( C ) 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．第三步反应的活化能较高 █知识点五 化学反应的自发性和方向性 1．自发过程和自发反应 (1)自发过程：自发过程是在一定条件下，______________而自发进行的过程。 ①体系趋向于从_________状态转变为_________状态(体系对外部做功或者_______热量)。 ②在密闭条件下，体系有从_______自发转变为_______的倾向。 (2)自发反应：在一定条件下能__________的反应。 自发反应具有_______，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下是肯定______________的。一定条件指温度、光照、催化剂、压强等条件。 2．焓变与反应的自发性的关系 多数自发进行的化学反应是_______反应，但也有很多_______反应能自发进行，因此，反应焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。 3．熵变与反应的自发性的关系 (1)熵 ①熵是衡量一个体系_______的物理量，其符号为_______。 ②特点：混乱度越大，体系越无序，体系的熵值就_______。 ③影响因素 a．同一物质：S(高温) _____S(低温)；S(g) _____S(l) _____S(s)。 b．相同条件下的不同物质：分子结构越复杂，熵值_______。 c．S(混合物) _____S(纯净物)。 (2)熵变 ①定义：反应前后体系熵值的_______，符号：_____。 ②熵增或熵减的判断 a．物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，ΔS_____0，是熵_______的过程。 b．气态物质物质的量增大的反应，通常ΔS_____0，是熵_______的反应。 c．气态物质物质的量减小的反应，通常ΔS_____0，是熵_______的反应。 (3)熵变与化学反应的方向 反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。 3．焓变、熵变对反应方向的共同影响 (1)复合判据（ΔH-TΔS） 体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向。判断反应的自发性必须综合考虑反应的焓变和熵变。 ①ΔH-TΔS<0 反应______________ ②ΔH-TΔS=0 反应______________ ③ΔH-TΔS>0 反应______________ (2)用复合判据判断反应方向的有关规律 焓变ΔH 熵变ΔS ΔH-TΔS 反应能否自发进行 <0 >0 <0 >0 <0 >0 <0 <0 低温时<0 >0 >0 高温时<0 易错提醒 (1)ΔH-TΔS只能应用于温度、压强一定的条件下的化学反应，不能用于其他条件。 (2)过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。 (3)在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰的体系。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。如高温下石灰石分解，高温高压下石墨转化为金刚石，实现的先决条件是要向体系中输入能量，该过程本质仍然是非直发的。 (4)反应的自发性也受外界条件的影响。如常温下石灰石分解是非自发的，但在1273K时，这一反应是自发的。 效果检测 1．下列内容与原因或结论不对应的是(　　) 选项 内容 原因或结论 A H2O(g)变成H2O(l) 该过程ΔS>0 B 硝酸铵溶于水可自发进行 因为ΔS>0 C 一个反应的ΔH>0、ΔS<0 该反应不能自发进行 D H2(g)＋F2(g)2HF(g)的ΔH＝－271 kJ·mol－1、ΔS＝8 J·mol－1·K－1 该反应在任何温度下均可自发进行 2. 回答下列问题： (1)催化剂在一定条件下可直接光催化分解CO2，发生反应：2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)，该反应的ΔH________(填“>”或“<”，下同)0，ΔS________0，在低温下，该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。 (2)已知在100 kPa、298 K时石灰石分解反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)的ΔH>0、ΔS>0。 ①常温下，该反应________(填“能”或“不能”，下同)自发进行。 ②据本题反应数据分析，温度________成为反应进行方向的决定因素。 (3)已知CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)　ΔH＝218 kJ·mol－1，该反应能够自发进行的反应条件是________。 (4)某吸热反应能自发进行，则该反应的ΔS________(填“>”或“<”)0。 █知识点六 可逆反应与化学反应的限度 1．可逆反应 (1)概念：可逆反应是指在_______条件下，既能向_______方向进行，又能向_______方向同时进行的化学反应。 (2)特征 ①同一条件下，正反应和逆反应_______发生、_______存在。 ②反应_______进行到底，反应物_______实现完全转化。 ③反应体系中，与化学反应有关的各种物质_______同一反应体系。 ④反应达到限度时，反应_____________________。 (3)证明一个反应是否可逆反应的方法 ①如果有两种以上的反应物，其中一种反应物必须_______，一般容易检验的反应物_______，另一种反应物过量。 ②分别检验_______的反应物和其中一种_______是否存在，如果都存在，说明该反应时可逆反应。 特别提醒 可逆反应是指在相同条件下进行，正反应和逆反应同时进行的反应。因此，研究可逆反应，要抓住以下要点： (1)正反应和逆反应在相同条件下同时进行。 (2)不管反应进行到什么程度，整个反应体系中反应物和生成物同时存在。 (3)生成物的产率小于100%。 2．化学平衡状态的建立 在反应物转化为生成物的一瞬间，_______开始进行。 反应开始时，反应物的浓度_______，正反应速率_______，由于生成物浓度很小，逆反应速率_______。 随着反应的进行，反应物浓度逐渐_______，正反应速率随着反应物浓度的_______逐渐_______；生成物浓度逐渐_______，逆反应速率随着生成物浓度的_______不断_______。 当正反应速率与逆反应速率相等时，达到一种_______状态，反应物的浓度和生成物的浓度__________，正反应和逆反应都______________。 3．化学平衡状态 (1)概念：在一定条件下的可逆反应里，当正、逆两个方向的反应速率______时，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度___________的状态。也就是在给定条件下，反应达到了最大“_______”，这种状态称为化学平衡状态，简称为化学平衡。 (2)特征 ①研究的对象是_______反应。 ②化学平衡的条件是v正和v逆_______。 ③化学平衡是一种_______平衡，此时反应并未_______。 ④当可逆反应达到平衡时，各组分的质量(或浓度)为_______。 ⑤若外界条件改变，平衡可能__________，并在新条件下建立__________。 4．化学平衡状态的判断方法 (1)用本质特征判断 判断依据：正反应速率与逆反应速率_______，即v正____v逆。 ①同一种物质：该物质的生成速率_______它的消耗速率。 ②不同的物质：速率之比_______化学方程式中各物质的化学计量数之比，但必须是_______方向的速率。 (2)用宏观特征判断 判断依据：反应混合物中各组成成分的浓度、含量______________。 ①各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度均______________。 ②各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均______________。 ③反应物的转化率、产物的产率______________。 (3)用“总压强、混合气体的密度、平均摩尔质量”判断平衡状态的注意事项 ①恒温恒容条件下，用“总压强、平均摩尔质量”判断平衡状态时，要特别关注反应前后气体分子总数的变化，如： mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 压强 当m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 当m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 混合气体的 当m＋n≠p＋q时，一定 当m＋n＝p＋q时，一定 ②恒温恒容条件下，用“混合气体的密度”判断平衡状态时，要特别关注反应前后是否有非气态物质参与反应，如 关注各物质的状态 是否平衡 密度 C(s)＋CO2(g)2CO(g)(ρ一定) N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(ρ一定) H2(g)＋I2(g)2HI(g)(ρ一定) 特别提醒 判断气体反应体系中气体的总物质的量、总压强、总体积及混合气体的平均摩尔质量、密度的判断方法 (1)以反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)为例： a．若m＋n≠p＋q，恒温恒容下气体的总物质的量不变、总压强不变、平均相对分子质量不变和恒温恒压下气体的密度不变都可以说明反应达到了平衡状态。 b．若m＋n＝p＋q，不管是否达到平衡状态，气体总体积、总压强、总物质的量始终保持不变，从而平均摩尔质量(相对分子质量)、气体密度总是保持不变(r＝m/n，ρ＝m/V)，因此这五项都不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据。 (2)对于有固体或液体物质参与的反应，如aA(s)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)： a．气体质量不变，达到平衡状态； b．若b≠c＋d，则气体的总物质的量、气体的平均相对分子质量、总压强、气体的平均密度不变均说明已达到平衡状态； c．若b＝c＋d，则气体的总物质的量、总压强不变不能判断是否达到平衡状态，气体的平均相对分子质量、气体的平均密度不变能说明已达到平衡。 效果检测 1．向含有2 mol SO2的容器中通入过量O2发生2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)，充分反应后生成SO3的物质的量__________(填“＜”“>”或“＝”，下同)2 mol，SO2的物质的量______0 mol，转化率______100%，反应放出的热量________ Q kJ。 2．在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时： ①混合气体的压强； ②混合气体的密度； ③混合气体的总物质的量； ④混合气体的平均相对分子质量； ⑤混合气体的颜色； ⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比； ⑦某种气体的百分含量 (1)能说明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是________(填序号，下同)。 (2)能说明I2(g)＋H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是________。 (3)能说明2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是________________________。 (4)能说明C(s)＋CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是________。 (5)能说明NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是________。 (6)能说明5CO(g)＋I2O5(s)5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是________。 █知识点七 化学平衡常数和平衡转化率 1．化学平衡常数的定义 对于可逆反应：aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，在_______一定时，无论起始浓度如何，反应达到平衡后，各物质的物质的量浓度满足以下关系式： K=______________ 该结果是一个常数，此常数称为化学平衡常数。 固体、纯液体、水溶液中水的浓度可视为_______，其浓度不列入平衡常数表达式。 2．化学平衡常数的意义 (1)K值的大小反映了化学反应的_________ (即反应限度)。K值越大，说明正反应可以进行得越_______；K值越小，说明正反应可以进行得越_______。 (2)K只受_______的影响，与反应物或生成物的_______变化无关。 3．平衡常数的表达式的书写 纯液体和固体的浓度为常数，不写入平衡常数表达式。 例如：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) K＝______________； FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)　K＝______________。 4．化学平衡常数的应用 (1)判断可逆反应进行的程度 K <10－5 10－5～105 >105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应接近完全 (2)判断反应是否达到平衡或进行的方向 对于化学反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商Q＝。 Q＜K，反应向_______方向进行； Q＝K，反应处于_______状态； Q＞K，反应向_______方向进行。 (3)判断可逆反应的反应热 ①升高温度 ②降低温度 易错提醒 (1)平衡常数表达式中，各物质的浓度均为平衡时的浓度。其书写形式与化学方程式的书写有关。 (2)意义：K值大小反映了化学反应进行的程度。 ①K值越大，正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。当K>105时，可以认为反应进行得较完全。 ②K值越小，正反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。当K<10－5时，认为反应很难进行。 (3)在化学方程式一定的情况下，K只受温度影响。 (4)化学平衡常数与化学方程式的书写形式的关系 ①正、逆反应的化学平衡常数互为倒数。 ②若化学方程式中各物质的化学计量数都变成n倍或倍，则化学平衡常数变为原来的n次幂或次幂。 ③两化学方程式相加得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积。 5．平衡转化率 (1)某一反应的平衡转化率α等于该物质在反应中的已转化量（如物质的量、物质的量浓度等）与该物质起始总量的_______，可表示为： α = __________________________________________×100% (2)反应的平衡转化率表示在一定_______和一定_______浓度下反应进行的限度。 效果检测 1．(1)书写下列化学反应的平衡常数表达式。 ①Br2＋H2OH＋＋Br－＋HBrO _________________________________ ②C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) _________________________________ ③CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O _________________________________ ④CO＋H2OHCO＋OH－ _________________________________ ⑤CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g) _________________________________ (2)在一定温度下，已知以下三个反应的平衡常数： 反应①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)　K1 反应②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)　K2 反应③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　K3 K3与K1、K2的关系是K3＝_____________________________。 2．对于反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH>0，下列有关说法正确的是(　　) A．平衡常数表达式为K＝ B．恒温条件下压缩容器的体积，平衡不移动，平衡常数K不发生变化 C．升高体系温度，平衡常数K减小 D．恒温恒压条件下，通入氦气，平衡正向移动，平衡常数K不发生变化 3．在830 ℃时，发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0。 (1)①起始时，c(CO)＝2 mol·L－1，c(H2O)＝3 mol·L－1，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为________；K值为________。 ②若只将起始c(H2O)改为6 mol·L－1，则平衡时水蒸气的转化率为________。 (2)若起始时c(CO)＝a mol·L－1，c(H2O)＝b mol·L－1，c平(H2)＝c mol·L－1，则： ①a、b、c之间的关系式是________。 ②当a＝b时，a＝________c。 █知识点八 化学平衡的移动 1．化学平衡的移动 (1)概念：从一个平衡状态变为另一个平衡状态，称为化学平衡的移动。化学平衡的移动，就是改变______________，破坏原有的平衡状态，建立起新的平衡状态的过程。 (2)实质 ①当一个可逆反应达到平衡后，如果浓度、压强、温度等反应条件改变，原来的平衡状态被破坏，化学平衡会移动，在一段时间后会达到新的化学平衡状态。 ②改变条件后，①v正_______v逆，②各组分的百分含量__________。 (3)化学平衡移动的过程分析 新平衡与原平衡相比，平衡混合物中各组分的浓度(或质量)发生相应的变化。 2．化学平衡的移动方向的判断 (1)化学平衡移动的方向判断 条件改变 (2)利用浓度商判断平衡移动的方向 Qc<K，平衡向_______方向移动； Qc＝K，体系______________； Qc>K，平衡向_______方向移动。 █知识点九 外界条件对化学平衡的影响 1．浓度变化对化学平衡的影响 (1)浓度变化对化学平衡的影响规律 其他条件不变，增大_______浓度或减小_______浓度，平衡向正反应方向移动；减小_______浓度或增大_______浓度，平衡向逆反应方向方向移动。 特别提醒 (1)仅增加固体或纯液体的量，由于浓度不变，化学平衡不移动。 (2)在溶液中进行的反应，改变未参加反应的离子的浓度，化学平衡不移动。 (2)浓度变化的v-t图像 已知反应mA(g)＋nB(g)pC(g)，当反应达到平衡后，改变浓度，平衡移动方向及改变条件后的v-t图像如下： 发生变化的条件 增大反应物浓度 减小生成物浓度 增大生成物浓度 减小反应物浓度 平衡移动方向 v-t图像 2．压强变化对化学平衡的影响 (1)压强变化对化学平衡的影响原因 若将有气体参加的可逆反应简单表示为：aA(g)bB(g)，则平衡常数K= 减小容器的体积以增大压强，反应物和生成物的浓度同时增大。 若a>b，Qc_____K，平衡______________移动； 若a=b，Qc_____K，平衡______________移动； 若a<b，Qc_____K，平衡______________移动。 (2)压强变化对化学平衡的影响规律 增大压强，平衡向______________的方向移动； 减小压强，平衡向______________的方向移动。 对于反应前后气体分子数目不变的反应，增大压强时，改变反应体系的压强，平衡_______移动。 特别提醒 充入“惰气”对化学平衡的影响 恒温恒容条件下，充入“惰气”，体系中各物质的浓度没有发生变化，化学平衡不发生移动； 恒温恒压条件下，充入“惰气”，体系所占的体积增大，各物质的浓度减小，化学平衡向气体分子数目增大的方向移动 (3)压强变化的v-t图像 已知反应mA(g)＋nB(g) pC(g)，当反应达到平衡后，改变条件，当反应达到平衡后，改变压强，平衡移动方向及改变条件后的v-t图像如下： 发生变化的条件 m+n>p m+n<p m+n=p 增大压强 减小压强 增大压强 减小压强 增大压强 减小压强 平衡移动方向 v-t图像 3．温度变化对化学平衡的影响 (1)温度变化对化学平衡影响的规律 温度升高，平衡向______________方向移动；温度降低，平衡向______________方向移动。 (2)改变温度对平衡常数的影响 ①升高温度：K值增大→正反应为_______反应；K值减小→正反应为_______反应。 ②降低温度：K值增大→正反应为_______反应；K值减小→正反应为_______反应。 (3)温度变化的v-t图像 已知反应mA(g)＋nB(g)pC(g)，当反应达到平衡后，改变温度，平衡移动的方向和条件改变后的v-t图像如下表： 发生变化的条件 ΔH>0 ΔH＜0 升高温度 降低温度 升高温度 降低温度 平衡移动方向 v-t图像 易错提醒 (1)对平衡体系中的固体和纯液体，其浓度可看作常数，增大或减小固体或纯液体的量并不影响v正、v逆的大小，所以化学平衡不移动。 (2)对于离子平衡体系，注意离子浓度的改变方式，排除不参与反应的离子的干扰。 (3)只要是增大浓度，不论是增大反应物的浓度，还是生成物的浓度，新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态的反应速率；减小浓度，新平衡状态下的反应速率一定小于原平衡状态的反应速率。 (4)反应物有两种或两种以上时，增加一种反应物的浓度，可提高另一种反应物的转化率，但是该物质本身的转化率降低。 (5)若反应aA(g)＋bBcC(g)＋dD(g)的a＋b＝c＋d，改变条件，平衡不移动但反应速率加快，可能是使用催化剂，或增大压强(反应前后气体体积不变)。 (6)催化剂不能使化学平衡发生移动，但可以改变达到平衡所需的时间。工业生产往往使用催化剂，其目的是增大化学反应速率，提高单位时间内的产量。 效果检测 1．外界条件对化学平衡的影响是通过改变正、逆反应速率来实现的，其移动方向取决于改变条件的瞬间v正和v逆的相对大小。试完成下表(说明：表中的压强的变化是指通过改变气体的体积实现的)。 条件的改变(假设其他条件不变) 改变条件的瞬间反应速率的变化 化学平衡的移动 v正 v逆 (1)浓度 ①增大反应物浓度 ②减小反应物浓度 ③增大生成物浓度 ④减小生成物浓度 (2)压强 ①增大压强 ②减小压强 (3)温度 ①升高温度 ②降低温度 (4)催化剂 使用催化剂 2．在水溶液中橙色的Cr2与黄色的Cr有下列平衡关系：Cr2O＋H2O2CrO ＋2H＋，把重铬酸钾（K2Cr2O7）溶于水配成的稀溶液是橙色的。 查阅资料：BaCr2O7易溶于水，BaCrO4为难溶于水的黄色沉淀。 (1)向上述溶液中加入NaOH溶液，溶液呈______色，因为___________________________________。  (2)向已加入NaOH溶液的(1)溶液中再加入过量稀H2SO4，则溶液呈_______色，因为______________ ________________________________________________。  (3)向原溶液中加入Ba(NO3)2溶液，则平衡_______________（填“向左移动”或“向右移动”），溶液颜色将_________________________。  3．COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)　ΔH>0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温　②恒容通入惰性气体　③增加CO浓度　④减压　⑤加催化剂　⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是(　　) A．①②④ B．①④⑥ C．②③⑤ D．③⑤⑥ █知识点十 勒夏特列原理及其应用 1．化学平衡移动原理（勒夏特列原理） (1)改变影响化学平衡的一个因素(如浓度、温度、压强)，平衡将向着能够_____这种改变的方向移动。 (2)勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系，对不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用。 2．化学平衡移动原理的适用范围 (1)勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系，不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用该原理。此外，勒夏特列原理对所有的动态平衡(如溶解平衡、电离平衡和水解平衡等)都适用。 (2)勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。 易错提醒 勒夏特列原理只能解决与平衡移动有关的问题。不涉及平衡移动的问题都不能用勒夏特列原理解释。 ①使用催化剂不能使化学平衡发生移动； ②反应前后气体体积不变的可逆反应，改变压强可以改变化学反应速率，但不能使化学平衡发生移动； ③发生的化学反应本身不是可逆反应； ④外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不完全一致的反应。 3．化学反应条件的选择——工业上合成氨 工业合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1 措施 原因 在反应中注入过量的N2 促进平衡_______移动，提高_______的转化率 采用适当的催化剂 _____________________ 在高压下进行反应 有利于平衡向_______方向移动 在较高温度下进行反应 ______________同时提高催化剂的_______ 不断将氨液化，并移去液氨 有利于平衡向_______方向移动 效果检测 1．对于一定条件下的可逆反应 甲：A(g)＋B(g)C(g)　ΔH＜0 乙：A(s)＋B(g)C(g)　ΔH＜0 丙：A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH＞0 达到化学平衡后，改变条件，按要求回答下列问题： (1)升温，平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”)甲________；乙________；丙________。 此时反应体系的温度均比原来________(填“高”或“低”)。 混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”) 甲________；乙________；丙________。 (2)加压，使体系体积缩小为原来的 ①平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”) 甲________；乙________；丙________。 ②设压缩之前压强分别为p甲、p乙、p丙，压缩后压强分别为p′甲、p′乙、p′丙，则p甲与p′甲，p乙与p′乙，p丙与p′丙的关系分别为 甲________；乙________；丙________。 ③混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”) 甲________；乙________；丙________。 2．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( ) A．溴水中有下列平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，当加入少量AgNO3溶液后，溶液的颜色变浅 B．对2HI(g)H2(g)＋I2(g)，缩小容器的容积可使平衡体系的颜色变深 C．反应CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)　ΔH<0，升高温度可使平衡向逆反应方向移动 D．对于合成NH3反应，为提高NH3的产率，理论上应采取低温措施 █知识点十一 化学反应速率和化学平衡图像 1．速率—时间图像(v－t图像) (1)正反应速率突变，逆反应速率渐变，v′正＞v′逆，说明是_____________________，使正反应速率突变，且平衡_______移动。 (2)v正、v逆都是突然减小的，v′正＞v′逆，平衡________移动，说明该反应的正反应可能是____________或______________的反应，改变的条件是___________或__________。 (3)v正、v逆都是突然增大的，并且v正、v逆增大程度相同，说明该化学平衡_________移动，可能是______________，也可能是____________________________。 特别提醒 判断平衡移动方向，根据v′正、v′逆的相对大小；判断改变的哪种外界条件，根据改变条件的那一时刻v′正、v′逆的变化，若v′正或v′逆有一个发生了“突变”，则为改变的浓度；若两个都发生了“突变”，则为改变的温度或压强；若两个都发生了“突变”且仍然相等，则为加入催化剂或等体反应改变压强。 2．百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像 (1)T2_____T1，温度升高，平衡_______移动，正反应是_______反应。 (2)p2_____p1，压强增大，A(反应物)的转化率_______，说明正反应是______________的反应。 (3)生成物C的百分含量不变，说明平衡_______移动，但反应速率a_____b，故a可能_____________；若该反应是反应前后气体分子数目的可逆反应，a也可能是______________。 特别提醒 1“先拐先平数值大”。在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高如图Ⅰ中T2＞T1、压强较大如图Ⅱ中p2＞p1或使用了催化剂如图Ⅲ中a可能使用了催化剂。 2正确掌握图像中反应规律的判断方法，①图Ⅰ中，T2＞T1，升高温度，生成物百分含量降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应；②图Ⅱ中，p2＞p1，增大压强，反应物的转化率降低，平衡逆向移动，则正反应为气体体积增大的反应。 ③图Ⅲ说明了条件改变对化学平衡不产生影响，a可能是加入了催化剂，或该反应是反应前后气体体积不变的反应，a是增大压强压缩体积。 3．百分含量(或转化率)—压强—温度图像 压强不变时，生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐_______，说明正反应是_______反应； 温度T不变，做横坐标的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现，压强_______，生成物C的百分含量_______，说明正反应是______________的反应。 特别提醒 在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量。确定横坐标所表示的量，讨论纵坐标与曲线的关系，或者确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系，即“定一议二”。 如上图中T1温度下，A→B压强增大，C%增大，平衡正向移动，则正反应是气体体积减小的反应；105 Pa时，A→C温度升高，C%减小，平衡逆向移动，则正反应是放热反应。 4．物质的量 (浓度)—时间图像(n/c－t图像) 在2 L刚性密闭容器中，某一反应有关物质A(g)、B(g)、C(g)的物质的量变化如图所示。根据图像回答下列问题： (1)横坐标表示反应过程中__________，纵坐标表示反应过程中_____________________。 (2)该反应的化学方程式是_____________________。 (3)在反应达2 min时，正反应速率与逆反应速率之间的关系是_______。 (4)若用A物质的量浓度的变化，表示反应达平衡(2 min)时的正反应速率是______________。 5．速率—压强(或温度)图像 (1)可逆反应mA(g)nB(g)＋pC(s)　ΔH＝Q kJ·mol－1，温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合下图中的两个图像： 则：Q_____0，m_____n。 (2)根据正、逆反应速率与温度的变化曲线，可判断反应的ΔH(_______反应或_______反应)。 (3)根据正、逆反应速率与压强的变化曲线，可判断反应前后______________的变化。 6．几种特殊的图像 (1)抛物线型 对于化学反应mA(g)＋nB(g)qC(g)＋pD(g)，M点前，表示从反应物开始，则v正_____v逆；M点为_______。M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增加，C%减小，平衡_____，ΔH_____0。 (2)平衡曲线型 对于化学反应mA(g)＋nB(g)qC(g)＋pD(g)，A的百分含量与压强的关系如图所示，L线上所有的点都是平衡点。左上方(E点)，A%大于此压强时的平衡体系中的反应物的百分含量，所以E点：v正_____v逆；右下方(F点)，A%小于此压强时的平衡体系中的反应物的百分含量，则F点：v正_____v逆。 效果检测 1．在一密闭容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0，达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示。 回答下列问题： (1)处于平衡状态的时间段是____________(填字母，下同)。 A．t0～t1　　　 B．t1～t2 C．t2～t3 D．t3～t4 E．t4～t5 F．t5～t6 (2)判断t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件。 A．增大压强 B．减小压强 C．升高温度 D．降低温度 E．加催化剂 F．充入氮气 t1时刻__________；t3时刻________；t4时刻___________。 (3)依据(2)中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是__________。 A．t0～t1 B．t2～t3 C．t3～t4 D．t5～t6 (4)如果在t6时刻，从反应体系中分离出部分氨，t7时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反应速率的变化曲线。 2．某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如下变化规律(下图中，α表示转化率、p表示压强、T表示温度、n表示物质的量、t表示反应时间)： 根据以上图像判断(填“>”“＝”或“<”)： (1)反应Ⅰ：p2________p1，ΔH________0。 (2)反应Ⅱ：T1________T2，ΔH________0。 (3)反应Ⅲ：若T2________T1，ΔH________0。 (4)反应Ⅳ：若T2________T1，ΔH________0。 █考点一 化学反应速率的表示方法及简单计算 【例1】一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是( ) A．反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L－1·s－1 B．反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L－1 C．反应到达10 s时，c(Y)＝0.105 mol·L－1·s－1 D．反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)2Z(g) 解题要点 (1)化学反应速率的表示方法 ①化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。 ②同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。 ③固体或纯液体的浓度视为常数，不能用固体或纯液体的浓度变化计算化学反应速率。 (2)由图像确定化学方程式需要解决的问题 ①确定反应物和生成物(根据曲线的变化趋势)。 ②确定反应物和生成物的化学计量数(根据同一时间内浓度或物质的量的变化量)。 ③反应是否为可逆反应(反应最后浓度是否不随时间的变化而变化)。 (3)化学反应速率的计算方法 ①公式法：v＝＝ ②关系式法 同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”。 对于一个化学反应：mA＋nB===pC＋qD来说，存在如下关系：＝＝＝(A、B、C、D均不是固体或纯液体)。 【变式1-1】将等物质的量A、B混合于2 L的密闭容器中，发生反应：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)，经5 min后测得D的浓度为0.5 mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反应速率是0.1 mol·L－1·min－1。 (1)经5 min后A的浓度为 。 (2)反应开始前充入容器中B的物质的量为 。 (3)B的平均反应速率为 。 (4)x的值为 。 【变式1-2】某学生在一次探究“制取氢气最适宜的金属”的实验时测铝与稀硫酸反应，10 s末硫酸的浓度减少了0.6 mol·L－1，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10 s内生成硫酸铝的平均反应速率是(　　) A．0.04 mol·L－1·s－1 B．3.6 mol·L－1·min－1 C．1.2 mol·L－1·min－1 D．0.02 mol·L－1·min－1 █考点二 化学反应速率的比较 【例2】在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。根据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)＝0.01 mol·L－1·s－1 B．v(N2)＝0.3 mol·L－1·min－1 C．v(NH3)＝0.15 mol·L－1·min－1 D．v(H2)＝0.3 mol·L－1·min－1 解题要点 定量比较化学反应速率大小的方法 对同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可能不同。比较时应统一单位。 ①归一法：根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速率，最后依据数值大小进行比较。 ②比值法：可通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。 如aA(g)＋bB(g)===cC(g)，即比较与，若>，则用A表示时的反应速率比用B表示时大。 【变式2-1】已知反应：4CO＋2NO2N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下。 ①v(CO)＝1.5 mol·L－1·min－1 ②v(NO2)＝0.7 mol·L－1·min－1 ③v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1 ④v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1 ⑤v(NO2)＝0.01 mol·L－1·s－1 请比较上述5种情况反应的快慢：__________________________(由大到小的顺序)。 █考点三 化学反应速率的测定 【例3】如图安装好实验装置(装置气密性良好)，在锥形瓶内盛有6.5 g锌粒，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L－1的稀硫酸，将产生的H2收集在注射器中，10 s时恰好收集到标准状况下的H2 44.8 mL。下列说法不正确的是( ) A．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H＋表示10 s内该反应的速率为0.01 mol·L－1·s－1 B．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2＋表示10 s内该反应的速率为0.01 mol·L－1·s－1 C．用锌粒表示10 s内该反应的速率为0.013 g·s－1 D．用H2表示10 s内该反应的速率为0.000 2 mol·s－1 解题要点 定量测定化学反应速率的方法 (1)对于有气体生成的反应，可测定相同时间内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗时间的多少。 (2)对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体质量的多少。 (3)对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中c(H＋)或c(OH－)的变化。 (4)对于有颜色变化或有沉淀生成的反应，可测定溶液变色或变浑浊所消耗时间的多少。 【变式3-1】化学反应的速率是通过实验测定的。下列说法错误的是(　　) A．酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应，可以通过记录溶液褪色的时间来测定反应速率 B．锌与稀硫酸反应，可以通过测量一定时间内产生的H2体积来计算反应速率 C．可以依靠科学仪器测量光的吸收、光的发射、导电能力等来测定反应速率 D．恒温恒容条件下发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，可以通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率 【变式3-2】用甲、乙两装置测定锌与稀硫酸的反应速率。下列说法错误的是(　　) A．甲、乙两实验均需要秒表 B．实验前将乙装置注射器活塞外拉，放开后若回到原位，说明气密性良好 C．其他条件相同时，乙装置所测速率比甲装置误差小 D．甲、乙装置通过测定单位时间内锌的质量变化测定反应速率 █考点四 影响化学反应速率的因素 【例4】硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是(　　) 实验 反应温度 /℃ Na2S2O3溶液 稀H2SO4 V/mL c/(mol·L－1) V/mL c/(mol·L－1) A 25 5 0.1 20 0.1 B 25 5 0.2 20 0.2 C 35 5 0.1 20 0.1 D 35 5 0.2 20 0.2 【变式4-1】某小组设计如图所示实验，探究影响H2O2分解速率的因素。下列分析错误的是(　　)解题要点 (1)浓度对化学反应速率的影响的理解 ①固体和纯液体对化学反应速率无影响，但要注意水(液态)对溶液的稀释作用。 ②浓度的改变必须是真正参加反应离子的浓度，如酸碱中和反应影响速率的是H＋、OH－浓度。 (2)压强对反应速率的影响情况 压强只对有气体参与的化学反应速率有影响。 ①恒温时，压缩体积压强增大反应物浓度增大反应速率加快。 ②恒温时，对于恒容密闭容器 a．充入气体反应物气体反应物浓度增大(压强也增大)反应速率加快。 b．充入“惰性”气体总压强增大―→反应物浓度未改变―→反应速率不变。 ③恒温恒压时 充入“惰性”气体体积增大气体反应物浓度减小反应速率减小。 (3)催化剂在化学反应过程中参与了反应，降低了正、逆反应的活化能，同等程度改变正、逆反应速率，但不会改变反应的限度和反应热。 (4)升高温度正反应速率和逆反应速率都加快，但加快的程度不同；降低温度正反应速率和逆反应速率都减慢，但减慢的程度不同，吸热反应的反应速率总是受温度影响大。 (5)对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，改变用量速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积增大将导致反应速率增大。 A．该实验探究的是温度对反应速率的影响 B．该实验要控制MnO2的质量、颗粒大小相同 C．实验中，H2O2的浓度不宜过大 D．温度相同时，若用FeCl3代替MnO2，反应速率相同 【变式4-2】不同条件下，用O2氧化一定浓度的FeCl2溶液过程中所测得的实验数据如图所示。下列分析或推测不合理的是( ) A．Fe2＋的氧化率随时间延长而逐渐增大 B．由②和③可知，pH越大，Fe2＋氧化速率越快 C．由①和③可知，温度越高，Fe2＋氧化速率越快 D．氧化过程的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O █考点五 基元反应和化学反应历程 【例5】某反应过程能量变化如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．反应过程b有催化剂参与 B．该反应为放热反应 C．升高温度，v正增大，v逆减小 D．有催化剂的条件下，反应的活化能等于E1 解题要点 (1)催化剂与化学反应反应历程 ①在无催化剂的情况下：E1为正反应的活化能；E2为逆反应的活化能；E1－E2为此反应的焓变(ΔH)。 ②有催化剂时，总反应分成了两个反应步骤(也可能为多个)，反应①为吸热反应，产物为总反应的中间产物，反应②为放热反应，总反应为放热反应。 ③催化剂的作用：降低E1、E2，但不影响ΔH，反应是放热反应还是吸热反应取决于起点(反应物)能量和终点(生成物)能量的相对大小 (2)化学反应能垒图解读 能垒：简单可以理解为从左往右进行中，向上爬坡最高的为能垒，而包含此能垒的反应我们称之为决速步骤，也成为慢反应。 例如图中，从第一个中间态到过渡态2的能量就是能垒，而HCOO*+H*=CO2+2H*是在Rh做催化剂时该历程的决速步骤。 注意： ①能垒越大，反应速率越小，即多步反应中能垒最大的反应为决速反应。 ②用不同催化剂催化化学反应，催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化效果越好。 ③相同反应物同时发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。 【变式5-1】研究表明CO与N2O在Fe＋作用下发生反应的能量变化及反应过程如图所示，两步反应分别为①N2O＋Fe＋===N2＋FeO＋(慢)；②FeO＋＋CO===CO2＋Fe＋(快)。下列说法正确的是(　　) A．反应①是非氧化还原反应 B．两步反应均为放热反应，总反应的化学反应速率由反应②决定 C．Fe＋使反应的活化能减小，FeO＋是中间产物 D．若转移1 mol电子，则消耗11.2 L N2O 【变式5-2】已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为H2O2＋I－===H2O＋IO－(慢)、H2O2＋IO－===H2O＋O2＋I－(快)。下列有关该反应的说法不正确的是(　　) A．总反应中v(H2O2)∶v(O2)＝2∶1 B．H2O2的分解速率与I－的浓度有关 C．该反应的催化剂是I－，而不是IO－ D．由于催化剂的加入降低了反应的活化能，使该反应的活化能低于98 kJ·mol－1 █考点六 实验探究影响化学反应速率的因素 【例6】某实验小组用0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液和0.1 mol·L－1硫酸溶液为反应物，探究外界条件对化学反应速率的影响，实验记录如表所示。已知：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O 序号 温度/℃ Na2S2O3溶液/mL 硫酸溶液/mL H2O/mL 出现沉淀所需的时间/s Ⅰ 0 5 5 10 12 Ⅱ 0 5 10 5 t Ⅲ 0 5 7 a 10 Ⅳ 30 5 5 10 4 下列说法不正确的是( ) A．实验Ⅱ中10<t<12 B．实验Ⅲ中a＝8 C．对比实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可得：温度相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大 D．对比实验Ⅰ、Ⅳ可得：浓度保持不变时，升高温度，化学反应速率增大 【变式6-1】以反应5H2C2O4＋2MnO＋6H＋===10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O为例探究外界条件对化学反应速率的影响。实验时，分别量取H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液迅速混合并开始计时，通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。下列说法不正确的是(　　)解题要点 控制变量探究实验题的思维流程 (1)确定变量：明确影响实验探究结构的因素可能有哪些，即变量。 (2)定多变一：根据实验目的确定需要控制的变量。在探究时，先确定其他因素不变，只变化一种因素，研究这种因素的影响结果，再确定另一种因素的影响结果。通过分析每种因素与所研究问题之间的关系，得出所有影响因素与探究问题之间的关系。 (3)数据有效：注意选择数据要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。 编号 H2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液 温度/℃ 浓度/ (mol·L－1) 体积/mL 浓度/ (mol·L－1) 体积/mL ① 0.10 2.0 0.010 4.0 25 ② 0.20 2.0 0.010 4.0 25 ③ 0.20 2.0 0.010 4.0 50 A．实验①②③所加的H2C2O4溶液均要过量 B．实验①和实验②是探究浓度对化学反应速率的影响，实验②和实验③是探究温度对化学反应速率的影响 C．实验①和实验②起初反应均很慢，过了一会儿反应速率突然增大，可能是生成的Mn2＋对反应起催化作用 D．若实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40 s，则这段时间内平均反应速率v(KMnO4)＝2.5×10－4 mol·L－1·s－1 【变式6-2】下表是某学习兴趣小组，一定条件下测定O3在水溶液中分解浓度减少一半所需时间。已知：O3的起始浓度为0.021 6 mol·L－1。 pH t/min T/℃ 3.0 4.0 5.0 6.0 20 301 231 169 58 30 158 108 48 15 50 31 26 15 7 (1)在30 ℃、pH＝4.0条件下，O3的分解速率为________________。 (2)pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是________。 (3)根据表中数据，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为________(填字母)。 a．40 ℃、pH＝3.0 b．10 ℃、pH＝4.0 c．30 ℃、pH＝7.0 █考点七 可逆反应的特点及应用 【例7】在一密闭容器中进行反应：2X(g)＋Y(g)2Z(g)。已知反应过程中某一时刻X、Y、Z的浓度分别为0.3 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.4 mol·L－1，当反应达到平衡时，不可能存在的是(　　) A．c(X)＝0.5 mol·L－1 B．c(Y)＋c(X)＝0.5 mol·L－1 C．c(Y)＋c(Z)＝1.05 mol·L－1 D．c(X)＋c(Y)＋c(Z)＝0.75 mol·L－1 解题要点 (1)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。 (2)可逆反应体系中， 反应物不能全部转化为生成物，生成物也不能完全转化为反应物。 (3)极值法确定浓度范围的方法 【变式7-1】在一定温度下，将2 mol SO2和1 mol O2充入一定容积的密闭容器中，在催化剂作用下发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1，当达到化学平衡时，下列说法正确的是(　　) A．生成SO3 2 mol B．SO2和SO3共2 mol C．放出197 kJ热量 D．含氧原子共8 mol 【变式7-2】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(均不为零)，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 █考点八 化学平衡状态的特征及判断方法 【例8】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的数目和生成N—H的数目相等 D．容器内气体的浓度c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2 解题要点 (1)判断化学平衡状态的依据——“正逆相等，变量不变” (2)不能作为判断化学平衡状态“标志”的几种情况 ①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 ②恒温恒容下的气体分子数不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化。 ③全是气体参加的气体分子数不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化。 ④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 【变式8-1】用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl，利用下列反应可实现氯的循环利用：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH<0。恒温恒容条件下，在某密闭容器中充入一定量的反应物发生上述反应，能充分说明该反应达到化学平衡状态的是( ) A．气体的质量不再改变 B．氯化氢的转化率不再改变 C．断开4 mol H—Cl的同时生成4 mol H—O D．n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)＝4∶1∶2∶2 【变式8-2】一定条件下，在容积为1 L的密闭容器中，1 mol X和1 mol Y进行反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)，下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是( ) A．X的百分含量不再发生变化 B．c(X)∶c(Y)∶c(Z)＝2∶1∶1 C．容器内原子总数不再发生变化 D．同一时间内消耗2n mol X的同时生成n mol Z █考点九 化学平衡常数其应用 【例9】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 2.5 ③3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) K3 (1)根据表中信息推导出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。 (3)500 ℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L－1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v(正)_____(填“>”“＝”或“<”)v(逆)。 解题要点 (1)根据K值的大小判断可逆反应进行的程度。 K <10－5 10－5～105 >105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应接近完全 (2)判断反应是否达到平衡或进行的方向 Q＜K，反应向正反应方向进行，v正>v逆； Q＝K，反应处于平衡状态，v正=v逆； Q＞K，反应向逆反应方向进行，v正<v逆。 (3) ΔH与K的关系 ①ΔH<0，升高温度，K减小；降低温度，K增大。 ②ΔH>0，升高温度，K增大；降低温度，K减小。 【变式9-1】研究发现，液态苯是优质储氢材料：C6H6(l)＋3H2(g)C6H12(l)。一定温度下，在密闭容器中充入一定量液态苯(足量)和适量氢气，经反应达到平衡后，测得c(H2)＝2 mol·L－1。保持温度不变，将体积压缩至原来的一半，达到新平衡时c(H2)为(　　) A．1 mol·L－1 B．2 mol·L－1 C．3 mol·L－1 D．4 mol·L－1 【变式9-2】下列有关平衡常数的说法正确的是(　　) A．改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数一定增大 B．反应：2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0，增加c(N2O4)，该反应的平衡常数增大 C．对于给定的可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数相等 D．平衡常数为K＝的反应，化学方程式为CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) █考点十 化学平衡常数和平衡转化率的计算 【例10】已知在密闭容器中发生可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)　ΔH>0。某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)＝1 mol·L－1，c(N)＝2.4 mol·L－1。 (1)若达到平衡后，M的转化率为60%，列出“三段式”，计算此时N的平衡浓度是多少？平衡常数K是多少？ (2)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)＝4 mol·L－1，c(N)＝a mol·L－1；达到平衡后，c(P)＝2 mol·L－1，则M的转化率为__________，N的起始浓度为____________。 解题要点 化学平衡的有关计算一般采用“三段式： (1)计算模式 　　　　　　 aA(g) ＋ bB(g ) cC(g)＋dD(g) c(初)(mol·L－1) x y 0 0 Δc(mol·L－1) am bm cm dm c(平)(mol·L－1) x-am y-bm cm dm (2)解题思路 ①设未知数：具体题目要具体分析，一般设某物质的转化量或转化率为x。 ②确定三个量：根据反应物、生成物及变化量三者之间的关系，代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按（1）中“模式”列表。 ③解题设问题：明确了“始”、“变”、“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，求出题目答案。 【变式10-1】在300 mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如下表所示。下列说法不正确的是(　　) 温度/℃ 25 80 230 平衡常数 5×104 2 1.9×10－5 A．上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应 B．25 ℃时，反应Ni(CO)4(g)Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数为2×10－5 C．80 ℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L－1，则此时v正>v逆 D．80 ℃达到平衡时，测得n(CO)＝0.3 mol，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L－1 【变式10-2】内酯在化工、医药、农林等领域有广泛的应用。内酯可以通过有机羧酸异构化制得。某羧酸A在0.2 mol·L－1盐酸中转化为内酯B的反应可表示为A(aq)B(aq)，忽略反应前后溶液体积变化。一定温度下，当A的起始浓度为a mol·L－1时，A的转化率随时间的变化如下表所示： t/min 0 21 36 50 65 80 100 ∞ A的转化率/% 0 13.3 20.0 27.8 33.3 40.0 45.0 75.0 (1)反应进行到100 min时，B的浓度为________ mol·L－1。 (2)v正(t＝50 min)________(填“>”“<”或“＝”)v逆(t＝∞ min)。 (3)增加A的起始浓度，A在t＝∞ min时转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)该温度下，平衡常数K＝________；在相同条件下，若反应开始时只加入B，B的起始浓度也为a mol·L－1，平衡时B的转化率为________。 (5)研究发现，其他条件不变时，减小盐酸的浓度，反应速率减慢，但平衡时B的含量不变，原因是 _________________________________________________________________。 █考点十一 有关压强平衡常数和速率方程的计算 【例11】(1)在一刚性密闭容器中，CH4和CO2的分压分别为20 kPa、25 kPa，加入Ni/α-Al2O3催化剂并加热至1 123 K使其发生反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)。达到平衡后测得体系压强是起始时的1.8倍，则该反应的平衡常数的计算式为Kp＝________ kPa2(用各物质的分压代替物质的量浓度计算)。 (2)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________(填“>”“＝”或“<”)T1。 【变式11-1】乙烷在一定条件下可脱氢制得乙烯：C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)　 ΔH＞0。一定温度下，向恒容密闭容器中通入等物质的量的C2H6和H2，初始压强为100 kPa，发生上述反应，乙烷的平衡转化率为20%。平衡时体系的压强为________kPa，该反应的平衡常数Kp＝________kPa (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。解题要点 (1)压强平衡常数(Kp)的计算流程 第一步：根据“三段式”法计算各气体的起始量、变化量、平衡量。 第二步：计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。 第三步：计算各气体物质的分压：p(某气体的分压)＝p(混合气体总压强)×该气体的体积分数(或物质的量分数)。 第四步：代入平衡常数表达式，计算Kp。 (2)速率常数和平衡常数的关系 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＝。 【变式11-1】亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，可由NO和Cl2反应得到，化学方程式为2NO(g)＋Cl2(g)2NOCl(g)。 (1)在1 L恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)，在不同温度下测得c(NOCl)与时间t的关系如图A所示： ①反应开始到10 min时NO的平均反应速率v(NO)＝________ mol·L－1·min－1。 ②T2时该反应的平衡常数K＝________。 ③T2时Cl2的平衡转化率为__________。 (2)若按投料比n(NO)∶n(Cl2)＝2∶1把NO和Cl2加入一恒压的密闭容器中发生反应，平衡时NO的转化率与温度T、压强p(总压)的关系如图B所示： ①该反应的ΔH_________(填“>”“<”或“＝”)0。 ②在p压强条件下，M点时容器内NO的体积分数为________。 ③若反应一直保持在p压强条件下进行，则M点的压强平衡常数Kp＝________(用含p的表达式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×体积分数)。 █考点十二 外界条件对化学平衡的影响 【例12】反应NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)在某温度下达到平衡，下列各种情况中，不会使平衡发生移动的是(　　) A．温度、容积不变时，通入SO2气体 B．移走一部分NH4HS固体 C．容器体积不变，充入HCl气体 D．保持压强不变，充入氮气 【变式12-1】某温度下，在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡：解题要点 分析化学平衡移动的一般思路 ①2X(g)＋Y(g)Z(s)＋2Q(g)　ΔH1<0 ②M(g)＋N(g)R(g)＋Q(g)　ΔH2>0 下列叙述错误的是( ) A．加入适量Z，①和②平衡均不移动 B．通入稀有气体Ar，①平衡正向移动 C．降温时无法判断Q浓度的增减 D．通入Y，则N的浓度增大 【变式12-2】在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0。某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是(　　) A．图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响 B．图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响 C．图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化剂效率比乙高 D．图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高 █考点十三 勒夏特列原理及其应用 【例13】下列事实能用平衡移动原理解释的是( ) A．H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解 B．密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体，受热后颜色加深 C．铁钉放入浓HNO3中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体 D．锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生 【变式13-1】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( )解题要点 (1)勒夏特列原理的适用对象是可逆过程。适用于任何动态平衡(如溶解平衡、电离平衡等)，非平衡状态不能用此来分析。 (2)由“减弱”可知，只能减弱改变，而不能消除改变，更不能“扭转”外界条件的影响。 (3)勒夏特列原理可判断“改变影响平衡的一个条件”的平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。 A．使用催化剂可以提高合成氨的产量 B．实验室制取乙酸乙酯时，将乙酸乙酯不断蒸出 C．保存FeCl3溶液时，加少量稀盐酸 D．实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气 █考点十四 化学平衡移动方向和转化率的判断 【例14】对于以下反应，从反应开始进行到达到平衡后，保持温度、体积不变，按要求回答下列问题。 (1)PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)，再充入PCl5(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，PCl5(g)的转化率________，PCl5(g)的百分含量______。 (2)2HI(g)I2(g)＋H2(g)，再充入HI(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，HI(g)的分解率__________，HI(g)的百分含量________。 (3)2NO2(g)N2O4(g)，再充入NO2(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，NO2(g)的转化率________，NO2(g)的百分含量________。 (4)mA(g)＋nB(g)pC(g)，同等倍数的加入A(g)和B(g)，平衡________移动，达到平衡后，①m＋n>p，A、B的转化率都________，体积分数都________；②m＋n＝p，A、B的转化率、体积分数都________；③m＋n<p，A、B的转化率都________，体积分数都________。 【变式14-1】将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生反应并达到平衡：X(g)＋3Y(g)2Z(g)　ΔH<0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时，表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是( )解题要点 (1)反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的转化率分析 ①若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，达到平衡后，它们的转化率相等。 ②若只增加A的量，平衡正向移动，B的转化率增大，A的转化率减小。 ③若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度，等效于压缩(或扩大)容器体积，气体反应物的转化率与化学计量数有关。 同倍数增大c(A)和c(B) (2)只有一种气体反应物的化学平衡移动方向和转化率分析(恒温恒容，A、B、C均为气体) 可逆反应 改变条件 平衡移动方向 反应物转化率 AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α(A)减小 2AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α(A)不变 3AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α(A)增大 选项 改变条件 新平衡与原平衡比较 A 升高温度 X的转化率变小 B 增大压强 X的浓度变小 C 充入一定量Y Y的转化率增大 D 使用适当的催化剂 X的体积分数变小 【变式14-2】(1)可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，在一定条件下达到平衡后，只增大O2的浓度，平衡________移动，则SO2的转化率________，O2的转化率________。 (2)某温度下，在2 L的密闭容器中，加入3 mol X(g)和1 mol Y(g)，发生反应：3X(g)＋Y(g)2Z(g)＋2R(g)　ΔH<0。平衡时，X、Y、Z、R的体积分数分别为60%、20%、10%、10%。X与Y的转化率之比为______。 (3)两个体积相同的密闭容器A、B，在A中充入SO2和O2各1 mol，在B中充入SO2和O2各2 mol，加热到相同温度，有如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，对此反应的表述不正确的是______(填字母)。 A．反应速率：B>A B．SO2 的转化率：B>A C．平衡时各组分含量：B＝A D．平衡时容器的压强：B>A █考点十五 化学反应速率和化学平衡图像 【例15】12．将0.4 mol N2O4气体充入2 L固定容积的密闭容器中发生反应：N2O4(g)2NO2(g)　ΔH。在T1和T2时，测得NO2的物质的量随时间的变化如图所示： (1)T1时，40～80 s内用N2O4表示该反应的平均反应速率为________mol·L－1·s－1。 (2)ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。 (3)在温度为T3、T4时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是______________。 A．A、C两点的反应速率：A>C B．A、B两点N2O4的转化率：A>B C．A、C两点气体的颜色：A深，C浅 D．由A点到B点，可以用加热的方法 【变式15-1】已知：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol－1。一定条件下，向体积为1 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，测得CO2和CH3OH的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是(　　)解题要点 分析化学反应速率和化学平衡图像的步骤 第一步：看图像 一看面——横坐标、纵坐标代表的量(如纵坐标是反应物百分含量，还是反应物的转化率等)，确定坐标值与化学量的正变与负变关系。 二看线——曲线的走向、变化趋势(斜率大小、升与降、平与陡、渐变与突变、连续与断变、转折等)，同时对走势有转折变化的曲线，要分段进行分析，找出各段曲线的变化趋势及含义。例如，升高温度，v吸增加得多，v放增加得少；增大反应物浓度，v正突变，v逆渐变。 三看点——起点(分清反应物、生成物。浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点)，终点(终点是否达到平衡)，转折点(转折点前后影响的主要因素不同)等；此外还有顶点、拐点、交叉点、平衡点等都要认真分析。 四看辅助线——要不要作等温线、等压线，讨论单变量。 五看量——一般标出具体数值的量在解题中都会用到。 第二步：想规律 在看清图的基础上，根据坐标x轴的变化，确定y轴的变化，结合外因对化学反应速率、化学平衡的影响因素分析变化的本质原因。 第三步：作判断 看条件(T，p，c) →同结果正确，不同则错。 A．欲增大平衡状态时的比值，可采用升高温度的方法 B．3 min时，CO2的消耗速率等于CH3OH的生成速率，且二者浓度相同 C．欲提高H2的平衡转化率，只能加压减小反应容器的体积 D．从反应开始到平衡，H2的平均反应速率v(H2)＝0.075 mol·L－1·min－1 【变式15-2】对于可逆反应mA(s)＋nB(g)eC(g)＋fD(g)，当其他条件不变时，C的体积分数[φ(C)]在不同温度(T)和不同压强(p)下随时间(t)的变化关系如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．达到平衡后，若使用催化剂，C的体积分数将增大 B．该反应的ΔH＜0 C．化学方程式中n＞e＋f D．达到平衡后，增加A的量有利于化学平衡向正反应方向移动 【变式15-3】对于反应mA(s)＋nB(g)eC(g)＋fD(g)，当其他条件不变时，C的百分含量φ(C)与温度和压强p的关系如图所示，下列叙述正确的是(　　) A．化学方程式中n<e＋f B．达到平衡后，若升温，v正减小，v逆增大 C．达到平衡后，增加B的量，B的转化率增大 D．若B为有色物质，达到平衡后缩小容器容积，重新达平衡后与原平衡比较，气体颜色变浅 【变式15-4】在一定温度下，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0。改变起始时n(SO2)对反应的影响如图所示。下列说法正确的是(　　) A．SO2的起始量越大，混合气体中SO3的体积分数越大 B．a、b、c三点中，a点时SO2的转化率最高 C．a、b、c三点的平衡常数：Kb＞Kc＞Ka D．b、c点均为化学平衡点，a点未达到平衡且反应正向进行 基础应用 1．下列判断正确的是( ) A．一定温度下，反应的，则该反应的 B．反应常温下可自发进行，该反应为吸热反应 C．反应的， D．在常温下能自发进行，则该反应的 2．下列说法错误的是( ) ①碰撞理论认为，反应物分子间进行碰撞才可能发生化学反应 ②活化分子间的碰撞一定是有效碰撞 ③催化剂加快反应速率的本质是降低了反应的活化能 ④只有增加活化分子的百分含量才能加快反应速率 ⑤对于基元反应而言，温度升高，反应速率一定增加 A．①④ B．②④ C．③⑤ D．②⑤ 3．日常生活中常见的措施与化学反应速率也有密切的关系。下列措施中，其使用目的与速率无关的是( ) A．夏天没有将牛奶放入冰箱中冷藏，易变质 B．在月饼包装内放置抗氧化剂 C．医疗上使用75%的酒精杀菌消毒 D．用热水溶解食盐以加快溶解速率 4．（23-24高二上·浙江杭州·期末）某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是( ) A．反应过程a有催化剂参与 B．该反应为吸热反应，反应热等于 C．加入催化剂，可改变该反应的活化能，但不能改变反应的 D．有催化剂的条件下，反应的活化能等于 5．（23-24高三下·陕西安康·阶段练习）工业上一种钒基催化剂催化NH3还原NO的反应过程如图所示。下列说法错误的是( ) A．已知反应①速率最快，所以反应①活化能最小 B．为该反应的催化剂 C．反应③既有极性键的形成，又有非极性键的形成 D．总反应方程式为 6．工业合成氨时，既要使原料的转化率增大，又要使反应速率加快，可采取的办法是( ) ①减压   ②加压   ③升温   ④降温   ⑤及时从平衡混合气体中分离出 A．③④⑤ B．②⑤ C．② D．②③ 7．（23-24高二下·广东东莞·期中）下列叙述正确的是( ) A．反应物总能量高于生成物总能量，该反应一定能自发进行 B．若将1molCH3COOH的稀溶液与含1molNaOH的稀溶液混合，放出的热量小于57.3kJ C．若C(石墨，s)C(金刚石，s)  H>0，则金刚石比石墨稳定 D．已知C(s)+O2(g) = CO2(g)  H1；C(s)+O2(g)=CO(g)  H2，则H1>H2 8．（23-24高二上·四川成都·阶段练习）下列方法不能实现对应化学反应速率测定的是( ) A 压力传感器测量反应前后体系压强变化 B 分析天平称量镁条变化前后的质量变化 C 注射器收集反应后气体体积 D 溶液电导率的变化 9．（23-24高二上·四川自贡·期中）下图为工业合成氨的流程图。图中为提高原料转化率而采取的措施是( ) A．①②③ B．①③⑤ C．②④⑤ D．②③④ 10．乙烯气相直接水合反应制备乙醇：C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率和温度、压强的变化关系如下图(起始时，，容器体积为1L)。下列说法错误的是 A．乙烯气相直接水合反应的 B．图中压强的大小关系为： C．图中a点对应的平衡常数 D．达到平衡状态a、b所需要的时间：a>b 11．对于可逆反应A(g)+3B(s)⇌2C(g)+2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是( ) A． B． C． D． 12．  。当、和按一定比例混合时，平衡转化率随温度、压强的变化如下图所示。下列说法不正确的是( ) A． B． C．钒催化剂能降低反应的活化能，提高反应速率 D．温度升高，反应平衡常数增大 13．对于可逆反应△H<0，下列图像表示正确的是 A． B． C． D． 14．(I)(1)已知在448℃时，反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K1为49。 则该温度下反应2HI(g) H2(g)+I2(g)的平衡常数K2为 ；反应1/2H2(g)+1/2I2(g)  HI(g)的平衡常数K3为 。 (Ⅱ)在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示： t/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题： (2)该反应的化学平衡常数表达式为K 。 (3)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________。 A．容器中压强不变 B．混合气体中c(CO)不变 C．v正(H2)=v逆(H2O) D．c(CO2)=c(CO) (4)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为 ℃。 (5)在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2mol·L-1，c(H2)为1.5mol·L-1，c(CO)为1mol·L-1，c(H2O)为3mol·L-1，此时反应 达到平衡(填“是”或“否”)。 能力提升 15．丙烯可发生如下转化(反应条件略)： 下列说法不正确的是 A．产物有2种且互为同分异构体(不考虑立体异构) B．可提高转化的反应速率 C．是缩聚反应，该工艺有利于减轻温室效应 D．过程中，处碳氧键比处更易断裂 16．如图所示，隔板Ⅰ固定不动，活塞Ⅱ可自由移动，M、N两个容器中均发生反应：A(g)+3B(g)  2C(g) 。向M、N中，分别通入xA和yB的混合气体，初始M、N容积相同，保持温度不变。下列说法正确的是( ) A．若平衡时A气体在两容器中的体积分数相等，则x一定等于y B．若，则平衡时M中的转化率： C．若，当M中放出热量172.8时，A的转化率为90% D．若，，N中达到平衡时容积为2L，C为0.4，则反应起始时Ｎ的容积为2.6L 17．（2024·辽宁锦州·模拟预测）反应X=2Z经历两步，X、Y、Z三种物质的浓度随时间的变化曲线如下图所示。下列说法错误的是( ) A．第一步反应的方程式为：XY B．t1时， C．t2时，Y的消耗速率大于生成速率 D．t3后， 18．氢能作为新型能源，可利用CO制得。我国北京大学的科研团队向容积为V的密闭容器中充入等物质的量的CO和H2O进行反应。已知： 反应I：FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)　ΔH1 反应Ⅱ：FeO(s)+H2(g) Fe(s)+H2O(g)　ΔH2 反应Ⅲ：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH 反应Ⅲ在不同催化剂作用下(反应相同时间)，温度与CO转化率的关系如图所示。 (1)反应Ⅲ的ΔH与ΔH1、ΔH2关系式：ΔH= 。 (2)若反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数分别为K1和K2，则反应3的平衡常数K与K1、K2的关系式：K= 。 (3)随着温度的升高，单位时间内CO的转化率先升后降，“后降”的可能原因是 。 (4)由图可知，ΔH (填“大于”或“小于”)0，催化剂应选择 (填“Au/α-MoC”或“Au/α-MoC /NaCN”)。 (5)已知T=1 025 K时，K=1。则平衡时CO的转化率为 。当T>1 025 K时，平衡时，H2的体积分数φ的取值范围为 。 (6)欲提高H2的体积分数，可采取的措施为 。 1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题2 化学反应速率与化学平衡 复习讲义 复习目标 1．认识化学反应速率，学会化学反应速率的表示方法，能设计简单的实验测定化学反应速率。 2．观察比较各种现象、过程发生的快慢，分析不同条件对化学反应速率的影响。 3．了解控制化学反应速率对生产、生活的意义。 4．能结合实验现象认识自发反应的概念。 5．能综合考虑反应的焓变和熵变，据此判断简单反应的方向。 6．能根据一定条件下可逆反应的平衡常数和转化率描述反应的限度。 7．认识平衡转化率对调控化工生产的重要意义。 8．能利用化学平衡常数和浓度商的关系判断化学平衡移动的方向（或情况），通过实验探究说明浓度、压强和温度对化学平衡移动的影响。 9．能运用勒夏特列原理分析和推测化学平衡移动的方向。 10．能综合应用化学反应速率、化学平衡和相关知识解释化工生产过程，能结合实例讨论工艺方案的优化。 重点和难点 重点：影响化学反应速率的因素；过渡态理论和化学反应历程；化学平衡常数的应用；影响化学平衡移动的因素。 难点：基元反应和化学反应历程；化学平衡常数的有关计算；外界因素对化学平衡的影响；化学反应速率和化学平衡图像问题。 █知识点一 化学反应速率 1．化学反应速率的表示方法 (1)化学反应速率是衡量化学反应快慢的物理量，可以用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示化学反应速率。 (2)数学表达式：v＝ ＝ 。 (3)常用单位：mol·L-1·min-1或mol·L-1·s-1。 2．平均速率与瞬时速率 根据求得的反应速率是在时间间隔Δt内化学反应的的平均速率。 若Δt非常小，则平均速率接近某一时刻的瞬时速率，瞬时速率也可以在物质的浓度随时间的变化曲线上通过数学方法求得。 3．化学反应速率与化学计量数的关系 (1)在同一化学反应中，选用不同物质表示化学反应速率，其数值可能相同也可能不相同，但表示的意义相同。 (2)对于化学反应：aA(g)+bB(g)===cC(g)+dD(g) v(A)=，v(B)=，v(C)=，v(D)= v(A)：v(B)：v(C)：v(D) = a：b：c：d；或 = = = 。 4．化学反应速率的计算方法 (1)公式法：v＝＝ (2)关系式法 同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”。 对于一个化学反应：mA＋nB===pC＋qD来说，存在如下关系：＝＝＝(A、B、C、D均不是固体或纯液体)。 (3)“三段式”法 ①利用转化量之比等于化学计量数之比建立各数据间的关系 mA(g) + nB(g) === pC(g) 起始浓度（mol/L） a b c 转化浓度（mol/L） mx nx px 某时刻浓度(t/s)(mol/L）a-mx b-nx c+px ②再利用化学反应速率的定义求算 v(A)＝ mol·L－1·s－1；v(B)＝ mol·L－1·s－1；v(C)＝ mol·L－1·s－1。 计算中注意以下量的关系： 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)。 ③转化率＝×100%。 5．化学反应速率大小的比较方法 (1)定性比较 通过明显的实验现象(如反应的剧烈程度、产生气泡或沉淀的快慢等)来定性判断化学反应的快慢。 (2)定量比较 对同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可能不同。比较时应统一单位。 ①归一法 根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速率，最后依据数值大小进行比较。 ②比值法 比较化学反应速率与化学计量数的比值。如反应aA+bB===cC，要比较v(A)与v(B)的相对大小，即比较与的大小，若>，则A表示的反应速率比B大。 易错提醒 (1)无论是用某一反应物表示还是用某一生成物表示，由于Δc是取浓度变化的绝对值，因此，化学反应速率都取正值。 (2)化学反应速率可用单位时间内反应体系中反应物或生成物浓度的变化来表示，一般是以最容易测定的一种物质表示，书写时应标明是什么物质的反应速率。 (3)在一定温度下，固体和纯液体物质，其单位体积里的物质的量保持不变，即物质的量浓度为常数，因此它们的化学反应速率也被视为常数。由此可知，现在采用的表示化学反应速率的方法还有一定的局限性。 (4)在同一反应中，用不同的物质表示同一时间内的反应速率时，其数值可能不同，但这些数值所表达的意义是相同的即都是表示同一反应的速率。各物质表示的反应速率的数值有相互关系，彼此可以根据化学方程式中的各化学计量数进行换算。 (5)一般来说在反应过程中都不是等速进行的，因此某一时间内的反应速率实际上是这一段时间内的平均速率。 效果检测 1．在2 L密闭容器中进行反应：mX(g)＋nY(g)pZ(g)＋qQ(g)，式中m、n、p、q为物质的化学计量数。在0～3 min内，各物质的物质的量变化如下表所示： 　　　　物质 时间 X Y Z Q 起始/mol 0.7 1 2 min末/mol 0.8 2.7 0.8 2.7 3 min末/mol 0.8 已知2 min内v(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1，＝。 (1)起始时n(Y)＝ ，n(Q)＝ 。 (2)化学方程式中m＝ ，n＝ ，p＝ ，q＝ 。 (3)用Z表示2 min内的反应速率为 。 答案：(1)2.3 mol　3.0 mol　(2)1　4　2　3 (3)0.05 mol·L－1·min－1 解析：解题时明确化学反应速率与化学计量数的关系以及化学计算的方法。对比X的起始量和2 min末的量，可知反应逆向进行。 Δn(Q)＝v(Q)·V·Δt＝0.075 mol·L－1·min－1×2 L×2 min＝0.3 mol， 对反应过程作“三段式”分析如下： mX(g)＋nY(g)pZ(g)＋qQ(g) 起始/mol　　　0.7　　　n(Y)　　1　　　n(Q) 转化/mol　　　Δn(X)　　Δn(Y)　Δn(Z)　Δn(Q) 2 min末/mol　　0.8　　　2.7　　0.8　　　2.7 故Δn(X)＝0.8 mol－0.7 mol＝0.1 mol， Δn(Z)＝1 mol－0.8 mol＝0.2 mol， n(Q)＝0.3 mol＋2.7 mol＝3.0 mol。 (1)因＝＝＝， Δn(Y)＝0.4 mol，n(Y)＝2.7 mol－0.4 mol＝2.3 mol。 (2)m∶n∶p∶q＝Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)∶Δn(Q)＝0.1 mol∶0.4 mol∶0.2 mol∶0.3 mol＝1∶4∶2∶3。 (3)＝，v(Q)＝0.075 mol·L－1·min－1，故v(Z)＝0.05 mol·L－1·min－1。 2．某温度时，在容积为3 L的密闭容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示，由图中数据分析： (1)该反应的化学方程式为____________________________。 (2)反应开始至2 min末， X的反应速率为_______________。 (3)该反应是由_________(填序号)开始的。 A．正反应 B．逆反应 C．正、逆反应同时 答案 (1) 2Z＋Y3X (2) 0.067 mol·L－1·min－1 (3)C 解析　(1)由图知Z、Y为反应物，X为生成物，且为可逆反应，Z、Y、X三种物质的化学计量数之比为(2.0－1.6)∶(1.2－1.0)∶(1.0－0.4)＝2∶1∶3。 (2)v(X)＝≈0.067 mol·L－1·min－1。 █知识点二 化学反应速率的测定 1．测定原理 要测定不同反应物或生成物的浓度，可观察、测量体系中某一物质的相关性质，再进行适当的转换和计算。 2．测定反应速率的方法 (1)对于有气体生成的反应，可测定一定温度和压强下相同时间内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗时间的多少。 (2)对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体质量的多少。 (3)对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中c(H＋)或c(OH－)的变化。 (4)溶液中当反应物或产物本身有较明显的颜色时，可利用比色的方法测量溶液颜色的深浅，再根据溶液颜色的深浅与有色物质浓度的正比关系，确定反应物或生成物在不同时刻的浓度。 效果检测 1．化学反应速率是通过实验测定的，下列化学反应速率的测量中，测量依据不可行的是(　　) 选项 化学反应 测量依据 (单位时间内) A CO(g)＋H2O(g)===CO2(g) ＋H2(g) 压强变化 B Zn(s)＋H2SO4(aq)===ZnSO4(aq)＋H2(g) 氢气体积 C 2NO2(g)N2O4(g) 颜色深浅 D Ca(OH)2(aq)＋Na2CO3(aq)===CaCO3(s)＋2NaOH(aq) 沉淀质量 答案：A 解析：A项，该反应是气体分子数不变的反应，反应前后压强不变；B项，单位时间内H2体积变化大，速率快；C项，2NO2(g)N2O4(g)，NO2是红棕色气体，N2O4是无色气体，可以用单位时间内气体颜色的变化来衡量反应的快慢；D项，单位时间内产生沉淀的质量越多，速率越快。 2．设计实验测定盐酸与碳酸钙的反应速率，按下列实验步骤完成实验。 (1)按如图装置安装仪器，加入一定量碳酸钙然后快速加入1 mol·L－1的盐酸，测量收集10 mL CO2所用的 。 (2)实验中所用仪器：锥形瓶、双孔塞、直角导气管、 、50 mL注射器、铁架台、 。 (3)按如图装置，测定1 mol·L－1的盐酸分别与块状碳酸钙、粉状碳酸钙反应的速率，实验时，已限定了两次实验时间均为1 min，还需要测定的另一个数据是 。实验结束后，得到的结论是 。 答案：(1)时间　(2)分液漏斗　秒表　(3)收集到气体的体积　其他条件相同时，粉状碳酸钙与盐酸的反应速率比块状碳酸钙与盐酸的反应速率快 █知识点三 影响化学反应速率的因素 1．主要因素 影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质。例如：金属钠与冷水剧烈反应，而镁和沸水仅能微弱反应。 2．外部因素(其他条件不变，只改变一个条件) (1)浓度：增大反应物浓度，反应速率加快，反之减慢； (2)压强：对于有气体参加的反应，增大压强，反应速率加快，反之减慢； (3)温度：升高温度，反应速率加快，反之减慢； (4)催化剂：使用催化剂，反应速率显著加快。 (5)其他因素：增大反应物间的接触面积，反应速率加快，另外光、电磁波、超声波等因素也会对反应速率产生影响。 3．酶的催化作用 (1)酶的定义：酶是一种特殊的、具有催化活性的生物催化剂。 (2)酶的催化原理 酶的催化作用是酶与反应物先形成中间化合物，然后中间化合物分解成产物并释放酶。 (3)酶的催化特点 ①高效的催化活性； ②高度的选择性； ③特殊的温度效应。 易错提醒 (1)浓度对化学反应速率的影响 ①对于固体或纯液体，其浓度可视为常数，其质量改变不影响化学反应速率。 ②固体物质的反应速率与接触面积有关，颗粒越细，表面积越大，反应速率就越快。 ③对于离子反应，只有实际参加反应的各离子浓度发生变化，才会引起化学反应速率的改变。 (2)改变压强是否影响化学反应速率，取决于是否影响反应物的浓度 ①恒容下充入稀有气体，气体压强增大，但反应物浓度不变，故反应速率不变。 ③恒压下充入稀有气体，气体压强不变，但体积增大，反应物浓度减小，反应速率减小。 (3)温度对反应速率的影响具有一致性，升高温度，无论是吸热反应还是放热反应，v都增大，降低温度，v都减小。 (4)催化剂对反应速率的影响 ①催化剂是通过降低化学反应所需的活化能来增大化学反应速率的。有催化剂参与的反应，活化能(Ea1)较小，反应速率较大；没有催化剂参与的反应，活化能(Ea1')较大，反应速率较小。 ②使用催化剂同时降低了正反应和逆反应的活化能，但反应的ΔH不变。 效果检测 1．(1)下列措施可以增大化学反应速率的是________(填序号)。 ①Al在氧气中燃烧生成Al2O3，将Al片改成Al粉 ②Fe与稀硫酸反应制取H2时，改用98%浓硫酸 ③H2SO4与BaCl2溶液反应时，增大压强 ④2SO2＋O22SO3　ΔH<0，升高温度 ⑤Na与水反应时，增大水的用量 ⑥2H2O2===2H2O＋O2↑反应中，加入少量MnO2 ⑦H2与Cl2混合后光照 (2)一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响(填“增大”“减小”或“不变”)。 ①缩小体积使压强增大：__________，原因是_____________________________。 ②恒容充入N2：__________。 ③恒容充入He：__________，原因是___________________________。 ④恒压充入He：__________。 答案　(1)①④⑥⑦ (2)①增大　单位体积内，活化分子数目增加，有效碰撞的次数增多 ②增大　③不变　单位体积内活化分子数不变　④减小 2．把在空气中久置的铝片5.0 g投入盛有500 mL 0.5 mol·L－1 H2SO4的烧杯中，该铝片与H2SO4反应产生氢气的速率与反应时间的关系可用如图所示的曲线来表示，回答下列问题： (1)曲线O→a段，不产生氢气的原因是 ；有关反应的化学方程式为 。 (2)曲线a→b段，产生氢气的速率增大的主要原因是 。 (3)曲线上b点之后，产生氢气的速率逐渐减小的主要原因是 。 答案　(1)久置的铝片表面有氧化铝薄膜，会先与H2SO4反应　Al2O3＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2O (2)该反应是放热反应，体系温度升高，化学反应速率增大 (3)随着反应的进行，H2SO4溶液的浓度减小，化学反应速率逐渐减小 解析　(1)在空气中久置的铝片表面有氧化铝薄膜，因此，H2SO4先和氧化铝反应，不产生氢气。(2)a→b段，虽然H2SO4溶液的浓度减小，但该反应是放热反应，体系温度升高，温度起主导作用，故化学反应速率增大。(3)曲线上b点之后，H2SO4溶液的浓度减小，成为影响化学反应速率的主要因素，因此化学反应速率逐渐减小。 █知识点四 化学反应速率理论——碰撞理论和过渡态理论 1．碰撞理论 (1)碰撞理论要点 ①反应物分子间必须相互碰撞才有可能发生反应，反应速率的大小与单位时间内反应物分子碰撞次数成正比。 ②能发生反应的碰撞称为有效碰撞。 ③发生有效碰撞的条件：一是分子必须具有足够高的能量，二是分子在一定的方向上发生碰撞。 (2)活化分子和活化能 ①活化分子：能量较高，有可能发生有效碰撞的分子。 ②活化能：活化分子的平均能量与所有分子的平均能量之差称为活化能。 (3)用碰撞理论解释外界条件对反应速率的影响 2．基元反应和化学反应历程 (1)基元反应和复杂反应 ①基元反应：反应物分子经过一次碰撞就转化为产物分子的反应，称为基元反应，反应过程中没有任何中间物生成。 ②复杂反应：经过两个或多个步骤完成的反应。 (2)化学反应历程 ①反应历程 大多数化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。 如H2(g)+I2(g)===2HI(g)，经历了两步基元反应： I2===2I H2+2I===2HI 每一步反应都称为基元反应，这两个先后进行的基元反应反映了2HI===H2+ I2 的反应历程。反应历程又称反应机理。 ②基元反应发生的条件基元反应发生的条件就是要发生有效碰撞。 ③反应物、生成物的能量与活化能的关系 如图所示，是基元反应反应物和生成物的能量与活化能的关系，其中：E1表示正反应的活化能，E2表示逆反应的活化能；E1-E2表示反应热。 (3)基元反应的活化能与反应速率的关系 ①每个基元反应都有对应的活化能，活化能越大，活化分子所占比例越小，有效碰撞的比例就越小，化学反应速率越小。 ②化学反应速率理论只适用于基元反应。 3．过渡态理论 (1)过渡态理论要点 反应物转化为生成物的过程中要经过能量较高的过渡状态。过渡状态的平均能量与反应物分子的平均能量的差为反应的活化能。 Ea为正反应的活化能，Ea'为逆反应的活化能。 化学反应速率与反应的活化能大小密切相关，活化能越小，反应速率越大。 正反应的ΔH=Ea-Ea'。 (2)基元反应模型 ①一个化学反应自开始后所经历的过程称为反应历程。 ②基元反应的逆反应也是基元反应，并且经过同一个过渡状态。 ③复杂反应中的速率控制步骤决定了该反应的速率。 (3)加入催化剂后反应历程 如图所示：反应A+B→AB的活化能为Ea，加入催化剂K后，反应分两步进行： ①A+K→AK      活化能为Ea1（慢反应） ②AK+B→AB+K       活化能为Ea2(快反应) 总反应：A+BAB 活化能为Ea1 加入催化剂K后，两步反应的活化能Ea1和Ea2均小于原反应的活化能Ea，因此反应速率加快。 由于Ea1>Ea2，第1步反应是慢反应，是决定整个反应快慢的步骤，称为“定速步骤”或“决速步骤”，第1步反应越快，则整体反应速率就越快。 对总反应来说，第一步反应的活化能Ea1就是在催化条件下总反应的活化能。 效果检测 1．如图表示某化学反应在使用催化剂(b曲线)和未使用催化剂(a曲线)时，反应进程和能量的对应关系。下列说法一定正确的是(　　) A．a与b相比，b的活化能更高 B．反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量 C．a与b相比，a中活化分子的百分数更高 D．a与b相比，a的反应速率更快 答案　B 解析　a的活化能更高，A错误；该反应为放热反应，反应物断键吸收的总能量小于生成物成键释放的总能量，B正确；a与b相比，b的活化能小，b中活化分子的百分数更高，C错误；a与b相比，b的活化能更小，b的反应速率更快，D错误。 2．对于反应2N2O5(g)―→4NO2(g)＋O2(g)，某科研人员提出如下反应过程： 第一步　N2O5NO3＋NO2(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反应的平衡，下列表述正确的是( C ) 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．第三步反应的活化能较高 答案 C 解析　第一步是快速平衡，第二步是慢反应，则反应速率：v(第一步的逆反应)>v(第二步反应)，A错误；由总反应及分步反应可知，NO和NO3都是中间产物，B错误；第二步反应是慢反应，说明该步中NO2和NO3的碰撞仅部分是有效的，C正确；第三步是快反应，活化能越高，反应速率越慢，故该步反应的活化能较低，D错误。 █知识点五 化学反应的自发性和方向性 1．自发过程和自发反应 (1)自发过程：自发过程是在一定条件下，不借助外力而自发进行的过程。 ①体系趋向于从能量较高状态转变为能量较低状态(体系对外部做功或者释放热量)。 ②在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。 (2)自发反应：在一定条件下能自动进行的反应。 自发反应具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，而其逆方向在该条件下是肯定不能自发进行的。一定条件指温度、光照、催化剂、压强等条件。 2．焓变与反应的自发性的关系 多数自发进行的化学反应是放热反应，但也有很多吸热反应能自发进行，因此，反应焓变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。 3．熵变与反应的自发性的关系 (1)熵 ①熵是衡量一个体系混乱度的物理量，其符号为S。 ②特点：混乱度越大，体系越无序，体系的熵值就越大。 ③影响因素 a．同一物质：S(高温)>S(低温)；S(g)>S(l)>S(s)。 b．相同条件下的不同物质：分子结构越复杂，熵值越大。 c．S(混合物)>S(纯净物)。 (2)熵变 ①定义：反应前后体系熵值的变化，符号：ΔS。 ②熵增或熵减的判断 a．物质由固态到液态、由液态到气态或由固态到气态的过程，ΔS>0，是熵增大的过程。 b．气态物质物质的量增大的反应，通常ΔS>0，是熵增大的反应。 c．气态物质物质的量减小的反应，通常ΔS<0，是熵减小的反应。 (3)熵变与化学反应的方向 反应熵变是与反应进行的方向有关的因素之一，但不是决定反应能否自发进行的唯一因素。 3．焓变、熵变对反应方向的共同影响 (1)复合判据（ΔH-TΔS） 体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向。判断反应的自发性必须综合考虑反应的焓变和熵变。 ①ΔH-TΔS<0 反应能自发进行 ②ΔH-TΔS=0 反应达到平衡状态 ③ΔH-TΔS>0 反应不能自发进行 (2)用复合判据判断反应方向的有关规律 焓变ΔH 熵变ΔS ΔH-TΔS 反应能否自发进行 <0 >0 <0 一定自发 >0 <0 >0 一定非自发 <0 <0 低温时<0 低温自发 >0 >0 高温时<0 高温自发 易错提醒 (1)ΔH-TΔS只能应用于温度、压强一定的条件下的化学反应，不能用于其他条件。 (2)过程的自发性只能用于判断过程的方向，不能确定过程是否一定会发生和过程发生的速率。 (3)在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰的体系。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。如高温下石灰石分解，高温高压下石墨转化为金刚石，实现的先决条件是要向体系中输入能量，该过程本质仍然是非直发的。 (4)反应的自发性也受外界条件的影响。如常温下石灰石分解是非自发的，但在1273K时，这一反应是自发的。 效果检测 1．下列内容与原因或结论不对应的是(　　) 选项 内容 原因或结论 A H2O(g)变成H2O(l) 该过程ΔS>0 B 硝酸铵溶于水可自发进行 因为ΔS>0 C 一个反应的ΔH>0、ΔS<0 该反应不能自发进行 D H2(g)＋F2(g)2HF(g)的ΔH＝－271 kJ·mol－1、ΔS＝8 J·mol－1·K－1 该反应在任何温度下均可自发进行 答案　A 解析　H2O(g)变成H2O(l)，体系混乱度减小，则ΔS<0，A错误；常温下硝酸铵溶于水是一个能自发进行的吸热过程，硝酸铵溶解生成自由移动的离子，是熵增大的过程，ΔS>0，B正确；一个反应的ΔH>0、ΔS<0，则ΔH－TΔS>0，所以该反应不能自发进行，C正确；ΔH＝－271 kJ·mol－1，ΔS＝8 J·mol－1·K－1，由ΔH－TΔS<0的反应可自发进行可知，该反应在任何温度下都能自发进行，D正确。 2. 回答下列问题： (1)催化剂在一定条件下可直接光催化分解CO2，发生反应：2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)，该反应的ΔH________(填“>”或“<”，下同)0，ΔS________0，在低温下，该反应________(填“能”或“不能”)自发进行。 (2)已知在100 kPa、298 K时石灰石分解反应CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)的ΔH>0、ΔS>0。 ①常温下，该反应________(填“能”或“不能”，下同)自发进行。 ②据本题反应数据分析，温度________成为反应进行方向的决定因素。 (3)已知CaSO4(s)＋CO(g)CaO(s)＋SO2(g)＋CO2(g)　ΔH＝218 kJ·mol－1，该反应能够自发进行的反应条件是________。 (4)某吸热反应能自发进行，则该反应的ΔS________(填“>”或“<”)0。 答案　(1)>　>　不能　(2)①不能　②能　(3)高温　(4)> 解析　(1)由于CO在O2中燃烧生成CO2为放热反应，则二氧化碳分解生成CO和氧气的反应为吸热反应，ΔH>0，根据化学方程式可知，反应后气体的化学计量数之和增加，ΔS>0，故低温下ΔH－TΔS>0，反应不能自发进行。(2)①ΔH－TΔS<0时反应能自发进行，已知ΔH>0，ΔS>0，则常温下不能自发进行。②该反应的ΔH>0、ΔS>0，高温条件下能使ΔH－TΔS<0，而低温条件下ΔH－TΔS>0，则该反应中温度是决定反应进行方向的因素。(3)该反应的ΔS>0、ΔH>0，则高温时ΔH－TΔS<0，反应能自发进行。 (4)已知某吸热反应能自发进行，即ΔH－TΔS<0，ΔH>0，则ΔS>0。 █知识点六 可逆反应与化学反应的限度 1．可逆反应 (1)概念：可逆反应是指在相同条件下，既能向正反应方向进行，又能向逆反应方向同时进行的化学反应。 (2)特征 ①同一条件下，正反应和逆反应同时发生、同时存在。 ②反应不能进行到底，反应物不能实现完全转化。 ③反应体系中，与化学反应有关的各种物质同存于同一反应体系。 ④反应达到限度时，反应仍在进行，没有停止。 (3)证明一个反应是否可逆反应的方法 ①如果有两种以上的反应物，其中一种反应物必须过量，一般容易检验的反应物不足，另一种反应物过量。 ②分别检验不过量的反应物和其中一种生成物是否存在，如果都存在，说明该反应时可逆反应。 特别提醒 可逆反应是指在相同条件下进行，正反应和逆反应同时进行的反应。因此，研究可逆反应，要抓住以下要点： (1)正反应和逆反应在相同条件下同时进行。 (2)不管反应进行到什么程度，整个反应体系中反应物和生成物同时存在。 (3)生成物的产率小于100%。 2．化学平衡状态的建立 在反应物转化为生成物的一瞬间，逆反应开始进行。 反应开始时，反应物的浓度最大，正反应速率最大，由于生成物浓度很小，逆反应速率很小。 随着反应的进行，反应物浓度逐渐减小，正反应速率随着反应物浓度的下降逐渐变小；生成物浓度逐渐增大，逆反应速率随着生成物浓度的上升不断增大。 当正反应速率与逆反应速率相等时，达到一种平衡状态，反应物的浓度和生成物的浓度不再改变，正反应和逆反应都没有停止。 3．化学平衡状态 (1)概念：在一定条件下的可逆反应里，当正、逆两个方向的反应速率相等时，反应体系中所有参加反应的物质的质量或浓度保持恒定的状态。也就是在给定条件下，反应达到了最大“限度”，这种状态称为化学平衡状态，简称为化学平衡。 (2)特征 ①研究的对象是可逆反应。 ②化学平衡的条件是v正和v逆相等。 ③化学平衡是一种动态平衡，此时反应并未停止。 ④当可逆反应达到平衡时，各组分的质量(或浓度)为恒定值。 ⑤若外界条件改变，平衡可能发生改变，并在新条件下建立新的平衡。 4．化学平衡状态的判断方法 (1)用本质特征判断 判断依据：正反应速率与逆反应速率相等，即v正＝v逆。 ①同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。 ②不同的物质：速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比，但必须是不同方向的速率。 (2)用宏观特征判断 判断依据：反应混合物中各组成成分的浓度、含量保持不变。 ①各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积(气体)、物质的量浓度均保持不变。 ②各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变。 ③反应物的转化率、产物的产率保持不变。 (3)用“总压强、混合气体的密度、平均摩尔质量”判断平衡状态的注意事项 ①恒温恒容条件下，用“总压强、平均摩尔质量”判断平衡状态时，要特别关注反应前后气体分子总数的变化，如： mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 是否平衡 压强 当m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 是 当m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 不一定 混合气体的 当m＋n≠p＋q时，一定 是 当m＋n＝p＋q时，一定 不一定 ②恒温恒容条件下，用“混合气体的密度”判断平衡状态时，要特别关注反应前后是否有非气态物质参与反应，如 关注各物质的状态 是否平衡 密度 C(s)＋CO2(g)2CO(g)(ρ一定) 是 N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)(ρ一定) 不一定 H2(g)＋I2(g)2HI(g)(ρ一定) 不一定 特别提醒 判断气体反应体系中气体的总物质的量、总压强、总体积及混合气体的平均摩尔质量、密度的判断方法 (1)以反应mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g)为例： a．若m＋n≠p＋q，恒温恒容下气体的总物质的量不变、总压强不变、平均相对分子质量不变和恒温恒压下气体的密度不变都可以说明反应达到了平衡状态。 b．若m＋n＝p＋q，不管是否达到平衡状态，气体总体积、总压强、总物质的量始终保持不变，从而平均摩尔质量(相对分子质量)、气体密度总是保持不变(r＝m/n，ρ＝m/V)，因此这五项都不能作为判断反应是否达到平衡状态的依据。 (2)对于有固体或液体物质参与的反应，如aA(s)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)： a．气体质量不变，达到平衡状态； b．若b≠c＋d，则气体的总物质的量、气体的平均相对分子质量、总压强、气体的平均密度不变均说明已达到平衡状态； c．若b＝c＋d，则气体的总物质的量、总压强不变不能判断是否达到平衡状态，气体的平均相对分子质量、气体的平均密度不变能说明已达到平衡。 效果检测 1．向含有2 mol SO2的容器中通入过量O2发生2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－Q kJ·mol－1(Q＞0)，充分反应后生成SO3的物质的量__________(填“＜”“>”或“＝”，下同)2 mol，SO2的物质的量______0 mol，转化率______100%，反应放出的热量________ Q kJ。 答案　＜　>　＜　＜ 2．在一定温度下的恒容容器中，当下列物理量不再发生变化时： ①混合气体的压强； ②混合气体的密度； ③混合气体的总物质的量； ④混合气体的平均相对分子质量； ⑤混合气体的颜色； ⑥各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比； ⑦某种气体的百分含量 (1)能说明2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)达到平衡状态的是________(填序号，下同)。 (2)能说明I2(g)＋H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是________。 (3)能说明2NO2(g)N2O4(g)达到平衡状态的是________________________。 (4)能说明C(s)＋CO2(g)2CO(g)达到平衡状态的是________。 (5)能说明NH2COONH4(s)2NH3(g)＋CO2(g)达到平衡状态的是________。 (6)能说明5CO(g)＋I2O5(s)5CO2(g)＋I2(s)达到平衡状态的是________。 答案　(1)①③④⑦　(2)⑤⑦　(3)①③④⑤⑦ (4)①②③④⑦　(5)①②③　(6)②④⑦ █知识点七 化学平衡常数和平衡转化率 1．化学平衡常数的定义 对于可逆反应：aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g)，在温度一定时，无论起始浓度如何，反应达到平衡后，各物质的物质的量浓度满足以下关系式： K= 该结果是一个常数，此常数称为化学平衡常数。 固体、纯液体、水溶液中水的浓度可视为定值，其浓度不列入平衡常数表达式。 2．化学平衡常数的意义 (1)K值的大小反映了化学反应的进行程度 (即反应限度)。K值越大，说明正反应可以进行得越完全；K值越小，说明正反应可以进行得越不完全。 (2)K只受温度的影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。 3．平衡常数的表达式的书写 纯液体和固体的浓度为常数，不写入平衡常数表达式。 例如：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) K＝； FeO(s)＋CO(g) Fe(s)＋CO2(g)　K＝。 4．化学平衡常数的应用 (1)判断可逆反应进行的程度 K <10－5 10－5～105 >105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应接近完全 (2)判断反应是否达到平衡或进行的方向 对于化学反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的任意状态，浓度商Q＝。 Q＜K，反应向正反应方向进行； Q＝K，反应处于平衡状态； Q＞K，反应向逆反应方向进行。 (3)判断可逆反应的反应热 ①升高温度 ②降低温度 易错提醒 (1)平衡常数表达式中，各物质的浓度均为平衡时的浓度。其书写形式与化学方程式的书写有关。 (2)意义：K值大小反映了化学反应进行的程度。 ①K值越大，正反应进行的程度越大，反应物的转化率越大。当K>105时，可以认为反应进行得较完全。 ②K值越小，正反应进行的程度越小，反应物的转化率越小。当K<10－5时，认为反应很难进行。 (3)在化学方程式一定的情况下，K只受温度影响。 (4)化学平衡常数与化学方程式的书写形式的关系 ①正、逆反应的化学平衡常数互为倒数。 ②若化学方程式中各物质的化学计量数都变成n倍或倍，则化学平衡常数变为原来的n次幂或次幂。 ③两化学方程式相加得到新的化学方程式，其化学平衡常数是两反应平衡常数的乘积。 5．平衡转化率 (1)某一反应的平衡转化率α等于该物质在反应中的已转化量（如物质的量、物质的量浓度等）与该物质起始总量的比值，可表示为： α = ×100% (2)反应的平衡转化率表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。 效果检测 1．(1)书写下列化学反应的平衡常数表达式。 ①Br2＋H2OH＋＋Br－＋HBrO _________________________________ ②C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g) _________________________________ ③CH3COOH＋C2H5OHCH3COOC2H5＋H2O _________________________________ ④CO＋H2OHCO＋OH－ _________________________________ ⑤CaCO3(s)CaO(s)＋CO2(g) _________________________________ (2)在一定温度下，已知以下三个反应的平衡常数： 反应①：CO(g)＋CuO(s)CO2(g)＋Cu(s)　K1 反应②：H2(g)＋CuO(s)Cu(s)＋H2O(g)　K2 反应③：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　K3 K3与K1、K2的关系是K3＝_____________________________。 答案　(1)①K＝ ②K＝ ③K＝ ④K＝ ⑤K＝c(CO2) (2) 解析　(2)K3＝，K2＝，结合K1＝，可知K3＝。 2．对于反应C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH>0，下列有关说法正确的是(　　) A．平衡常数表达式为K＝ B．恒温条件下压缩容器的体积，平衡不移动，平衡常数K不发生变化 C．升高体系温度，平衡常数K减小 D．恒温恒压条件下，通入氦气，平衡正向移动，平衡常数K不发生变化 答案　D 解析　固态物质浓度为“常数”，视为“1”，不需写入平衡常数表达式，A项错误；增大压强，平衡逆向移动，B项错误；升温，该反应正向进行，K增大，C项错误；恒压条件下，通入氦气，平衡向气体体积增大的方向移动，即平衡正向移动，K只与温度有关，温度不变，K不发生变化，D项正确。 3．在830 ℃时，发生反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0。 (1)①起始时，c(CO)＝2 mol·L－1，c(H2O)＝3 mol·L－1，平衡时CO的转化率为60%，水蒸气的转化率为________；K值为________。 ②若只将起始c(H2O)改为6 mol·L－1，则平衡时水蒸气的转化率为________。 (2)若起始时c(CO)＝a mol·L－1，c(H2O)＝b mol·L－1，c平(H2)＝c mol·L－1，则： ①a、b、c之间的关系式是________。 ②当a＝b时，a＝________c。 答案　(1)①40%　1　②25%　(2)①c＝　②2 解析　(1)①　 CO(g)＋H2O(g)CO2(g)　＋　　H2(g) 起始/mol·L－1　2　　　　　3　　　　0　　　　　0 变化/mol·L－1　2×60%　　2×60%　2×60%　　2×60% 平衡/mol·L－1　0.8　　　　1.8　　　1.2　　　　1.2 α(H2O)＝×100%＝40%，K＝＝＝1。 ②温度不变，K值不变，设CO的转化浓度为x mol·L－1，则有 　　　　　 CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) 起始/mol·L－1　　2　　　6　　　　0　　　0 变化/mol·L－1　　x　　　x　　　　x　　　x 平衡/mol·L－1　　2－x　 6－x　　 x　　　x K＝＝1，x＝1.5 α(H2O)＝×100%＝25%。 (2) 　　　　　　　　CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) 起始/mol·L－1　　a　　　b　　　　0　　　　0 变化/mol·L－1　　c　　　c　　　　c　　　　c 平衡/mol·L－1　　a－c　　b－c　　c　　　　c K＝＝1，c＝。当a＝b时，a＝2c。 █知识点八 化学平衡的移动 1．化学平衡的移动 (1)概念：从一个平衡状态变为另一个平衡状态，称为化学平衡的移动。化学平衡的移动，就是改变外界条件，破坏原有的平衡状态，建立起新的平衡状态的过程。 (2)实质 ①当一个可逆反应达到平衡后，如果浓度、压强、温度等反应条件改变，原来的平衡状态被破坏，化学平衡会移动，在一段时间后会达到新的化学平衡状态。 ②改变条件后，①v正≠v逆，②各组分的百分含量发生改变。 (3)化学平衡移动的过程分析 新平衡与原平衡相比，平衡混合物中各组分的浓度(或质量)发生相应的变化。 2．化学平衡的移动方向的判断 (1)化学平衡移动的方向判断 条件改变 (2)利用浓度商判断平衡移动的方向 Qc<K，平衡向正反应方向移动； Qc＝K，体系处于平衡状态； Qc>K，平衡向逆反应方向移动。 █知识点九 外界条件对化学平衡的影响 1．浓度变化对化学平衡的影响 (1)浓度变化对化学平衡的影响规律 其他条件不变，增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向正反应方向移动；减小反应物浓度或增大生成物浓度，平衡向逆反应方向方向移动。 特别提醒 (1)仅增加固体或纯液体的量，由于浓度不变，化学平衡不移动。 (2)在溶液中进行的反应，改变未参加反应的离子的浓度，化学平衡不移动。 (2)浓度变化的v-t图像 已知反应mA(g)＋nB(g)pC(g)，当反应达到平衡后，改变浓度，平衡移动方向及改变条件后的v-t图像如下： 发生变化的条件 增大反应物浓度 减小生成物浓度 增大生成物浓度 减小反应物浓度 平衡移动方向 正反应方向 正反应方向 逆反应方向 逆反应方向 v-t图像 2．压强变化对化学平衡的影响 (1)压强变化对化学平衡的影响原因 若将有气体参加的可逆反应简单表示为：aA(g)bB(g)，则平衡常数K= 减小容器的体积以增大压强，反应物和生成物的浓度同时增大。 若a>b，Qc<K，平衡向正反应方向移动； 若a=b，Qc=K，平衡不移动； 若a<b，Qc>K，平衡向逆反应方向移动。 (2)压强变化对化学平衡的影响规律 增大压强，平衡向气体分子数目减小的方向移动； 减小压强，平衡向气体分子数目增大的方向移动。 对于反应前后气体分子数目不变的反应，增大压强时，改变反应体系的压强，平衡不发生移动。 特别提醒 充入“惰气”对化学平衡的影响 恒温恒容条件下，充入“惰气”，体系中各物质的浓度没有发生变化，化学平衡不发生移动； 恒温恒压条件下，充入“惰气”，体系所占的体积增大，各物质的浓度减小，化学平衡向气体分子数目增大的方向移动 (3)压强变化的v-t图像 已知反应mA(g)＋nB(g) pC(g)，当反应达到平衡后，改变条件，当反应达到平衡后，改变压强，平衡移动方向及改变条件后的v-t图像如下： 发生变化的条件 m+n>p m+n<p m+n=p 增大压强 减小压强 增大压强 减小压强 增大压强 减小压强 平衡移动方向 正反应方向 逆反应方向 逆反应方向 正反应方向 不移动 不移动 v-t图像 3．温度变化对化学平衡的影响 (1)温度变化对化学平衡影响的规律 温度升高，平衡向吸热反应方向移动；温度降低，平衡向放热反应方向移动。 (2)改变温度对平衡常数的影响 ①升高温度：K值增大→正反应为吸热反应；K值减小→正反应为放热反应。 ②降低温度：K值增大→正反应为放热反应；K值减小→正反应为吸热反应。 (3)温度变化的v-t图像 已知反应mA(g)＋nB(g)pC(g)，当反应达到平衡后，改变温度，平衡移动的方向和条件改变后的v-t图像如下表： 发生变化的条件 ΔH>0 ΔH＜0 升高温度 降低温度 升高温度 降低温度 平衡移动方向 正向 逆向 逆向 正向 v-t图像 易错提醒 (1)对平衡体系中的固体和纯液体，其浓度可看作常数，增大或减小固体或纯液体的量并不影响v正、v逆的大小，所以化学平衡不移动。 (2)对于离子平衡体系，注意离子浓度的改变方式，排除不参与反应的离子的干扰。 (3)只要是增大浓度，不论是增大反应物的浓度，还是生成物的浓度，新平衡状态下的反应速率一定大于原平衡状态的反应速率；减小浓度，新平衡状态下的反应速率一定小于原平衡状态的反应速率。 (4)反应物有两种或两种以上时，增加一种反应物的浓度，可提高另一种反应物的转化率，但是该物质本身的转化率降低。 (5)若反应aA(g)＋bBcC(g)＋dD(g)的a＋b＝c＋d，改变条件，平衡不移动但反应速率加快，可能是使用催化剂，或增大压强(反应前后气体体积不变)。 (6)催化剂不能使化学平衡发生移动，但可以改变达到平衡所需的时间。工业生产往往使用催化剂，其目的是增大化学反应速率，提高单位时间内的产量。 效果检测 1．外界条件对化学平衡的影响是通过改变正、逆反应速率来实现的，其移动方向取决于改变条件的瞬间v正和v逆的相对大小。试完成下表(说明：表中的压强的变化是指通过改变气体的体积实现的)。 条件的改变(假设其他条件不变) 改变条件的瞬间反应速率的变化 化学平衡的移动 v正 v逆 (1)浓度 ①增大反应物浓度 ②减小反应物浓度 ③增大生成物浓度 ④减小生成物浓度 (2)压强 ①增大压强 ②减小压强 (3)温度 ①升高温度 ②降低温度 (4)催化剂 使用催化剂 答案　(1)①增大　不变　正向移动　②减小　不变　逆向移动　③不变　增大　逆向移动　④不变　减小　正向移动　(2)①增大　增大　向气体体积减小的方向移动　②减小　减小　向气体体积增大的方向移动　(3)①增大　增大　向吸热反应方向移动　②减小　减小　向放热反应方向移动　(4)增大　增大　不移动 2．在水溶液中橙色的Cr2与黄色的Cr有下列平衡关系：Cr2O＋H2O2CrO ＋2H＋，把重铬酸钾（K2Cr2O7）溶于水配成的稀溶液是橙色的。 查阅资料：BaCr2O7易溶于水，BaCrO4为难溶于水的黄色沉淀。 (1)向上述溶液中加入NaOH溶液，溶液呈______色，因为___________________________________。  (2)向已加入NaOH溶液的(1)溶液中再加入过量稀H2SO4，则溶液呈_______色，因为______________ ________________________________________________。  (3)向原溶液中加入Ba(NO3)2溶液，则平衡_______________（填“向左移动”或“向右移动”），溶液颜色将_________________________。  答案 (1)黄　 OH－与H＋结合生成水，使平衡向右移动，Cr浓度增大，溶液由橙色变为黄色 (2)橙　c(H＋)增大，平衡左移，Cr2浓度增大，溶液又由黄色变为橙色　 (3)向右移动　逐渐变浅，直至无色 解析：加碱中和溶液中的H＋，平衡右移，溶液中的c（Cr）增大；加酸使平衡左移，溶液中的c（Cr2）增大；加Ba（NO3）2，发生的反应为Ba2＋＋CrBaCrO4（黄色）↓，平衡向右移动，溶液颜色将由橙色逐渐变浅，直至无色。 3．COCl2(g)CO(g)＋Cl2(g)　ΔH>0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温　②恒容通入惰性气体　③增加CO浓度　④减压　⑤加催化剂　⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是(　　) A．①②④ B．①④⑥ C．②③⑤ D．③⑤⑥ 答案　B 解析　该反应为气体体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体，相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加CO的浓度，将导致平衡逆向移动。 █知识点十 勒夏特列原理及其应用 1．化学平衡移动原理（勒夏特列原理） (1)改变影响化学平衡的一个因素(如浓度、温度、压强)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 (2)勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系，对不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用。 2．化学平衡移动原理的适用范围 (1)勒夏特列原理仅适用于已达到平衡的反应体系，不可逆过程或未达到平衡的可逆过程均不能使用该原理。此外，勒夏特列原理对所有的动态平衡(如溶解平衡、电离平衡和水解平衡等)都适用。 (2)勒夏特列原理只适用于判断“改变影响平衡的一个条件”时平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。 易错提醒 勒夏特列原理只能解决与平衡移动有关的问题。不涉及平衡移动的问题都不能用勒夏特列原理解释。 ①使用催化剂不能使化学平衡发生移动； ②反应前后气体体积不变的可逆反应，改变压强可以改变化学反应速率，但不能使化学平衡发生移动； ③发生的化学反应本身不是可逆反应； ④外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不完全一致的反应。 3．化学反应条件的选择——工业上合成氨 工业合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ·mol－1 措施 原因 在反应中注入过量的N2 促进平衡正向移动，提高H2的转化率 采用适当的催化剂 加快反应速率 在高压下进行反应 有利于平衡向正反应方向移动 在较高温度下进行反应 加快反应速率同时提高催化剂的活性 不断将氨液化，并移去液氨 有利于平衡向正反应方向移动 效果检测 1．对于一定条件下的可逆反应 甲：A(g)＋B(g)C(g)　ΔH＜0 乙：A(s)＋B(g)C(g)　ΔH＜0 丙：A(g)＋B(g)2C(g)　ΔH＞0 达到化学平衡后，改变条件，按要求回答下列问题： (1)升温，平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”)甲________；乙________；丙________。 此时反应体系的温度均比原来________(填“高”或“低”)。 混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”) 甲________；乙________；丙________。 (2)加压，使体系体积缩小为原来的 ①平衡移动方向分别为(填“向左”“向右”或“不移动”) 甲________；乙________；丙________。 ②设压缩之前压强分别为p甲、p乙、p丙，压缩后压强分别为p′甲、p′乙、p′丙，则p甲与p′甲，p乙与p′乙，p丙与p′丙的关系分别为 甲________；乙________；丙________。 ③混合气体的平均相对分子质量变化分别为(填“增大”“减小”或“不变”) 甲________；乙________；丙________。 答案　(1)向左　向左　向右　高　减小　减小　不变 (2)①向右　不移动　不移动　②p甲＜p′甲＜2p甲　p′乙＝2p乙　p′丙＝2p丙　③增大　不变　不变 2．下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( ) A．溴水中有下列平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，当加入少量AgNO3溶液后，溶液的颜色变浅 B．对2HI(g)H2(g)＋I2(g)，缩小容器的容积可使平衡体系的颜色变深 C．反应CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)　ΔH<0，升高温度可使平衡向逆反应方向移动 D．对于合成NH3反应，为提高NH3的产率，理论上应采取低温措施 答案 B 解析　溴水中存在平衡：Br2＋H2OHBr＋HBrO，加入少量AgNO3溶液，HBr与AgNO3反应生成AgBr沉淀，c(HBr)减小，平衡正向移动，溶液的颜色变浅，A可以用勒夏特列原理解释；2HI(g)H2(g)＋I2(g)是反应前后气体总分子数不变的反应，缩小容器的容积，压强增大，平衡不移动，但c(I2)增大，导致平衡体系的颜色变深，由于平衡不移动，故B不能用勒夏特列原理解释；反应CO(g)＋NO2(g)CO2(g)＋NO(g)的ΔH<0，升高温度，平衡逆向移动，C可以用勒夏特列原理解释；合成氨的反应是放热反应，降低温度，平衡正向移动，有利于生成NH3，D可以用勒夏特列原理解释。 █知识点十一 化学反应速率和化学平衡图像 1．速率—时间图像(v－t图像) (1)正反应速率突变，逆反应速率渐变，v′正＞v′逆，说明是增大了反应物的浓度，使正反应速率突变，且平衡正向移动。 (2)v正、v逆都是突然减小的，v′正＞v′逆，平衡正向移动，说明该反应的正反应可能是放热反应或气体分子数目增大的反应，改变的条件是降低温度或减小压强。 (3)v正、v逆都是突然增大的，并且v正、v逆增大程度相同，说明该化学平衡没有发生移动，可能是使用了催化剂，也可能是对反应前后气体气体分子数目不变的反应增大压强(压缩体积)。 特别提醒 判断平衡移动方向，根据v′正、v′逆的相对大小；判断改变的哪种外界条件，根据改变条件的那一时刻v′正、v′逆的变化，若v′正或v′逆有一个发生了“突变”，则为改变的浓度；若两个都发生了“突变”，则为改变的温度或压强；若两个都发生了“突变”且仍然相等，则为加入催化剂或等体反应改变压强。 2．百分含量(或转化率)—时间—温度(或压强)图像 (1)T2＞T1，温度升高，平衡逆向移动，正反应是放热反应。 (2)p2＞p1，压强增大，A(反应物)的转化率减小，说明正反应是气体分子数目增大的反应。 (3)生成物C的百分含量不变，说明平衡不发生移动，但反应速率a＞b，故a可能使用了催化剂；若该反应是反应前后气体分子数目的可逆反应，a也可能是增大了压强(压缩体积)。 特别提醒 1“先拐先平数值大”。在化学平衡图像中，先出现拐点的反应先达到平衡，先出现拐点的曲线表示的温度较高如图Ⅰ中T2＞T1、压强较大如图Ⅱ中p2＞p1或使用了催化剂如图Ⅲ中a可能使用了催化剂。 2正确掌握图像中反应规律的判断方法，①图Ⅰ中，T2＞T1，升高温度，生成物百分含量降低，平衡逆向移动，正反应为放热反应；②图Ⅱ中，p2＞p1，增大压强，反应物的转化率降低，平衡逆向移动，则正反应为气体体积增大的反应。 ③图Ⅲ说明了条件改变对化学平衡不产生影响，a可能是加入了催化剂，或该反应是反应前后气体体积不变的反应，a是增大压强压缩体积。 3．百分含量(或转化率)—压强—温度图像 压强不变时，生成物C的百分含量随温度T的升高而逐渐减小，说明正反应是放热反应； 温度T不变，做横坐标的垂线，与压强线出现两个交点，分析生成物C的百分含量随压强p的变化可以发现，压强增大，生成物C的百分含量增大，说明正反应是气体分子数目减小的反应。 特别提醒 在化学平衡图像中，包括纵坐标、横坐标和曲线所表示的三个量。确定横坐标所表示的量，讨论纵坐标与曲线的关系，或者确定纵坐标所表示的量，讨论横坐标与曲线的关系，即“定一议二”。 如上图中T1温度下，A→B压强增大，C%增大，平衡正向移动，则正反应是气体体积减小的反应；105 Pa时，A→C温度升高，C%减小，平衡逆向移动，则正反应是放热反应。 4．物质的量 (浓度)—时间图像(n/c－t图像) 在2 L刚性密闭容器中，某一反应有关物质A(g)、B(g)、C(g)的物质的量变化如图所示。根据图像回答下列问题： (1)横坐标表示反应过程中时间变化，纵坐标表示反应过程中物质的物质的量的变化。 (2)该反应的化学方程式是3A(g)＋B(g)2C(g)。 (3)在反应达2 min时，正反应速率与逆反应速率之间的关系是相等。 (4)若用A物质的量浓度的变化，表示反应达平衡(2 min)时的正反应速率是0.15mol·L－1·min－1。 5．速率—压强(或温度)图像 (1)可逆反应mA(g)nB(g)＋pC(s)　ΔH＝Q kJ·mol－1，温度和压强的变化对正、逆反应速率的影响分别符合下图中的两个图像： 则：Q<0，m>n。 (2)根据正、逆反应速率与温度的变化曲线，可判断反应的ΔH(吸热反应或放热反应)。 (3)根据正、逆反应速率与压强的变化曲线，可判断反应前后气体分子数目的变化。 6．几种特殊的图像 (1)抛物线型 对于化学反应mA(g)＋nB(g)qC(g)＋pD(g)，M点前，表示从反应物开始，则v正>v逆；M点为平衡点。M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A%增加，C%减小，平衡左移，ΔH<0。 (2)平衡曲线型 对于化学反应mA(g)＋nB(g)qC(g)＋pD(g)，A的百分含量与压强的关系如图所示，L线上所有的点都是平衡点。左上方(E点)，A%大于此压强时的平衡体系中的反应物的百分含量，所以E点：v正>v逆；右下方(F点)，A%小于此压强时的平衡体系中的反应物的百分含量，则F点：v正<v逆。 效果检测 1．在一密闭容器中发生反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)　ΔH＜0，达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示。 回答下列问题： (1)处于平衡状态的时间段是____________(填字母，下同)。 A．t0～t1　　　 B．t1～t2 C．t2～t3 D．t3～t4 E．t4～t5 F．t5～t6 (2)判断t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件。 A．增大压强 B．减小压强 C．升高温度 D．降低温度 E．加催化剂 F．充入氮气 t1时刻__________；t3时刻________；t4时刻___________。 (3)依据(2)中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是__________。 A．t0～t1 B．t2～t3 C．t3～t4 D．t5～t6 (4)如果在t6时刻，从反应体系中分离出部分氨，t7时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反应速率的变化曲线。 答案　(1)ACDF　(2)C　E　B　(3)A (4) 解析　(1)根据图示可知，t0～t1、t2～t3、t3～t4、t5～t6时间段内，v正、v逆相等，反应处于平衡状态。 (2)t1时，v正、v逆同时增大，且v逆增大的更快，平衡向逆反应方向移动，所以t1时改变的条件是升温；t3时，v正、v逆同时增大且增大程度相同，平衡不移动，所以t3时改变的条件是加催化剂；t4时，v正、v逆同时减小，且v正减小的更快，平衡向逆反应方向移动，所以t4时改变的条件是减小压强。 (3)根据图示知，t1～t2、t4～t5时间段内平衡均向逆反应方向移动，则NH3的含量均比t0～t1时间段内的低，所以t0～t1时间段内NH3的百分含量最高。 (4)t6时刻分离出部分NH3，v逆立刻减小，而v正逐渐减小，在t7时刻二者相等，反应重新达到平衡，据此可画出反应速率的变化曲线。 2．某化学科研小组研究在其他条件不变时，改变某一条件对化学平衡的影响，得到如下变化规律(下图中，α表示转化率、p表示压强、T表示温度、n表示物质的量、t表示反应时间)： 根据以上图像判断(填“>”“＝”或“<”)： (1)反应Ⅰ：p2________p1，ΔH________0。 (2)反应Ⅱ：T1________T2，ΔH________0。 (3)反应Ⅲ：若T2________T1，ΔH________0。 (4)反应Ⅳ：若T2________T1，ΔH________0。 答案　(1)>　<　(2)>　<　(3)>　>(或<　<)　(4)>　>(或<　<) 解析　(1)对反应Ⅰ而言，增大压强，平衡向右移动，α(A)增大，所以p2>p1；随温度升高，α(A)减小，平衡向左移动，则正反应是放热反应，ΔH<0。(2)T1温度时n(C)增加的快，且先达到平衡，说明T1>T2，由T1→T2，降低温度，n(C)增大，说明平衡向右移动，ΔH<0。(3)随起始n(B)的增大，两种不同温度下C的平衡体积分数φ(C)，可能有两种情况：若T2>T1，即升温平衡右移，ΔH>0；若T2<T1，即降温平衡右移，ΔH<0。(4)随压强增大，α(A)不变，但T2时，α(A)比T1时α(A)大。若T2>T1，则升温平衡右移，ΔH>0；若T1>T2，则升温平衡左移，ΔH<0。 █考点一 化学反应速率的表示方法及简单计算 【例1】一定温度下，在2 L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。下列描述正确的是( ) A．反应开始到10 s时，用Z表示的反应速率为0.158 mol·L－1·s－1 B．反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少了0.79 mol·L－1 C．反应到达10 s时，c(Y)＝0.105 mol·L－1·s－1 D．反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)2Z(g) 答案 D 解析　由图可知，由0～10 s，n(X)由1.20 mol减少到0.41 mol，n(Y)由1.00 mol减少到0.21 mol，n(Z)由0增加到1.58 mol，故v(Z)＝1.58 mol÷2 L÷10 s＝0.079 mol·L－1·s－1，A项错误；反应开始到10 s时，X的物质的量浓度减少＝0．395 mol·L－1，B项错误；10 s时c(Y)＝＝0.105 mol·L－1，单位有误，C项错误；相同时间内X、Y、Z的物质的量的变化值之比为0.79 mol∶0.79 mol∶1.58 mol＝1∶1∶2，故反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)2Z(g)，D项正确。 解题要点 (1)化学反应速率的表示方法 ①化学反应速率一般指平均速率而不是某一时刻的瞬时速率，且无论用反应物还是用生成物表示均取正值。 ②同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同。 ③固体或纯液体的浓度视为常数，不能用固体或纯液体的浓度变化计算化学反应速率。 (2)由图像确定化学方程式需要解决的问题 ①确定反应物和生成物(根据曲线的变化趋势)。 ②确定反应物和生成物的化学计量数(根据同一时间内浓度或物质的量的变化量)。 ③反应是否为可逆反应(反应最后浓度是否不随时间的变化而变化)。 (3)化学反应速率的计算方法 ①公式法：v＝＝ ②关系式法 同一反应中“速率之比等于化学计量数之比”。 对于一个化学反应：mA＋nB===pC＋qD来说，存在如下关系：＝＝＝(A、B、C、D均不是固体或纯液体)。 【变式1-1】将等物质的量A、B混合于2 L的密闭容器中，发生反应：3A(g)＋B(g)xC(g)＋2D(g)，经5 min后测得D的浓度为0.5 mol·L－1，c(A)∶c(B)＝3∶5，C的平均反应速率是0.1 mol·L－1·min－1。 (1)经5 min后A的浓度为 。 (2)反应开始前充入容器中B的物质的量为 。 (3)B的平均反应速率为 。 (4)x的值为 。 答案：(1)0.75 mol·L－1　(2)3 mol (3)0.05 mol·L－1·min－1　(4)2 解析：(1)5 min内C的平均反应速率是0.1 mol·L－1·min－1，则生成C的物质的量是1 mol，生成D的物质的量为1 mol，根据物质的量变化量之比等于相应的化学计量数之比可知，x＝2。则 　　　　 3A(g)＋B(g)2C(g)＋2D(g) 起始/mol　 n　 n　 0　 0 转化/mol　 1.5　 0.5　 1.0　 1.0 5 min末/mol　 n－1.5　n－0.5 1.0　 1.0 所以有(n－1.5)∶(n－0.5)＝3∶5 解得n＝3 mol，所以此时A物质的浓度为0.75 mol·L－1。(2)由以上分析可得反应开始前充入容器中B的物质的量为3 mol。(3)化学反应速率之比等于相应的化学计量数之比，C的平均反应速率是0.1 mol·L－1·min－1，所以B的平均反应速率为0.05 mol·L－1·min－1。 【变式1-2】某学生在一次探究“制取氢气最适宜的金属”的实验时测铝与稀硫酸反应，10 s末硫酸的浓度减少了0.6 mol·L－1，若不考虑反应过程中溶液体积的变化，则10 s内生成硫酸铝的平均反应速率是(　　) A．0.04 mol·L－1·s－1 B．3.6 mol·L－1·min－1 C．1.2 mol·L－1·min－1 D．0.02 mol·L－1·min－1 答案：C 解析：10 s末硫酸的浓度减少了0.6 mol·L－1，则v(H2SO4)＝＝0.06 mol·L－1·s－1，发生反应：2Al＋3H2SO4===Al2(SO4)3＋3H2↑，速率之比等于化学计量数之比，故v[Al2(SO4)3]＝v(H2SO4)＝×0.06 mol·L－1·s－1＝0.02 mol·L－1·s－1＝1.2 mol·L－1·min－1。 █考点二 化学反应速率的比较 【例2】在四个不同的容器中，在不同的条件下进行合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)。根据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)＝0.01 mol·L－1·s－1 B．v(N2)＝0.3 mol·L－1·min－1 C．v(NH3)＝0.15 mol·L－1·min－1 D．v(H2)＝0.3 mol·L－1·min－1 答案 B 解析　在速率单位相同时，把速率除以其相应物质的化学计量数，数值大者反应速率快。A项，v(H2)＝0.01 mol·L－1·s－1＝0.6 mol·L－1·min－1，v(H2)＝0.2 mol·L－1·min－1；B项，v(N2)＝0.3 mol·L－1·min－1；C项，v(NH3)＝0.075 mol·L－1·min－1；D项，v(H2)＝0.1 mol·L－1·min－1。由此可知，B项中表示的反应速率最快。 解题要点 定量比较化学反应速率大小的方法 对同一化学反应，用不同物质表示化学反应速率时，数值可能不同。比较时应统一单位。 ①归一法：根据化学反应速率之比等于化学计量数之比，将用不同物质表示的化学反应速率换算为用同一种物质表示的化学反应速率，最后依据数值大小进行比较。 ②比值法：可通过化学反应速率与其对应的化学计量数的比值进行比较，比值大的化学反应速率大。 如aA(g)＋bB(g)===cC(g)，即比较与，若>，则用A表示时的反应速率比用B表示时大。 【变式2-1】已知反应：4CO＋2NO2N2＋4CO2在不同条件下的化学反应速率如下。 ①v(CO)＝1.5 mol·L－1·min－1 ②v(NO2)＝0.7 mol·L－1·min－1 ③v(N2)＝0.4 mol·L－1·min－1 ④v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1 ⑤v(NO2)＝0.01 mol·L－1·s－1 请比较上述5种情况反应的快慢：__________________________(由大到小的顺序)。 答案　③>①>②>⑤>④ 解析　在不同条件下，用CO表示的反应速率：②v(CO)＝2v(NO2)＝1.4 mol·L－1·min－1；③v(CO)＝4v(N2)＝1.6 mol·L－1·min－1；④v(CO)＝v(CO2)＝1.1 mol·L－1·min－1；⑤v(CO)＝2v(NO2)＝0.02 mol·L－1·s－1＝1.2 mol·L－1·min－1，故反应的快慢为③>①>②>⑤>④。 █考点三 化学反应速率的测定 【例3】如图安装好实验装置(装置气密性良好)，在锥形瓶内盛有6.5 g锌粒，通过分液漏斗加入40 mL 2.5 mol·L－1的稀硫酸，将产生的H2收集在注射器中，10 s时恰好收集到标准状况下的H2 44.8 mL。下列说法不正确的是( ) A．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用H＋表示10 s内该反应的速率为0.01 mol·L－1·s－1 B．忽略锥形瓶内溶液体积的变化，用Zn2＋表示10 s内该反应的速率为0.01 mol·L－1·s－1 C．用锌粒表示10 s内该反应的速率为0.013 g·s－1 D．用H2表示10 s内该反应的速率为0.000 2 mol·s－1 答案 B 解析 Zn　　＋　　2H＋===　Zn2＋　＋　H2↑ 65 g 2 mol 1 mol 22.4 L 0.13 g 0.004 mol 0.002 mol 0.044 8 L v(H＋)＝＝0.01 mol·L－1·s－1，A正确；v(Zn2＋)＝v(H＋)＝0.005 mol·L－1·s－1，B错误；用锌粒表示10 s内该反应的速率为＝0.013 g·s－1，C正确；用H2表示10 s内该反应的速率为＝0.000 2 mol·s－1，D正确。 解题要点 定量测定化学反应速率的方法 (1)对于有气体生成的反应，可测定相同时间内收集气体的多少或测定收集等量气体所耗时间的多少。 (2)对于有固体参加的反应，可测定相同时间内消耗固体质量的多少。 (3)对于有酸或碱参加的反应，可测定溶液中c(H＋)或c(OH－)的变化。 (4)对于有颜色变化或有沉淀生成的反应，可测定溶液变色或变浑浊所消耗时间的多少。 【变式3-1】化学反应的速率是通过实验测定的。下列说法错误的是(　　) A．酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应，可以通过记录溶液褪色的时间来测定反应速率 B．锌与稀硫酸反应，可以通过测量一定时间内产生的H2体积来计算反应速率 C．可以依靠科学仪器测量光的吸收、光的发射、导电能力等来测定反应速率 D．恒温恒容条件下发生反应：H2(g)＋I2(g)2HI(g)，可以通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率 答案　D 解析　D项中恒温恒容条件下，反应前后气体的压强始终不变，不能通过测量单位时间内压强的变化来测定反应速率。 【变式3-2】用甲、乙两装置测定锌与稀硫酸的反应速率。下列说法错误的是(　　) A．甲、乙两实验均需要秒表 B．实验前将乙装置注射器活塞外拉，放开后若回到原位，说明气密性良好 C．其他条件相同时，乙装置所测速率比甲装置误差小 D．甲、乙装置通过测定单位时间内锌的质量变化测定反应速率 答案　D 解析　甲、乙两装置需要测定单位时间内产生氢气的体积，需要用到秒表，故A正确；实验前将乙装置注射器活塞外拉，体系内压强减小，若气密性良好，在外界大气压作用下，活塞会回到原位，故B正确；甲装置中稀硫酸进入体系，占用一定体积，活塞右移，会造成误差，用乙装置可以减小稀硫酸溶液体积变化造成的实验误差，故C正确；甲、乙装置通过测定单位时间内产生氢气的体积测定反应速率，故D错误。 █考点四 影响化学反应速率的因素 【例4】硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是(　　) 实验 反应温度 /℃ Na2S2O3溶液 稀H2SO4 V/mL c/(mol·L－1) V/mL c/(mol·L－1) A 25 5 0.1 20 0.1 B 25 5 0.2 20 0.2 C 35 5 0.1 20 0.1 D 35 5 0.2 20 0.2 答案　D 解析　因35 ℃>25 ℃，则选项C和D中的反应速率大于选项A和B中的反应速率，又选项D中反应物的浓度大于C中反应物的浓度，则D中反应速率最快，最先出现浑浊。 解题要点 (1)浓度对化学反应速率的影响的理解 ①固体和纯液体对化学反应速率无影响，但要注意水(液态)对溶液的稀释作用。 ②浓度的改变必须是真正参加反应离子的浓度，如酸碱中和反应影响速率的是H＋、OH－浓度。 (2)压强对反应速率的影响情况 压强只对有气体参与的化学反应速率有影响。 ①恒温时，压缩体积压强增大反应物浓度增大反应速率加快。 ②恒温时，对于恒容密闭容器 a．充入气体反应物气体反应物浓度增大(压强也增大)反应速率加快。 b．充入“惰性”气体总压强增大―→反应物浓度未改变―→反应速率不变。 ③恒温恒压时 充入“惰性”气体体积增大气体反应物浓度减小反应速率减小。 (3)催化剂在化学反应过程中参与了反应，降低了正、逆反应的活化能，同等程度改变正、逆反应速率，但不会改变反应的限度和反应热。 (4)升高温度正反应速率和逆反应速率都加快，但加快的程度不同；降低温度正反应速率和逆反应速率都减慢，但减慢的程度不同，吸热反应的反应速率总是受温度影响大。 (5)对于固体和纯液体反应物，其浓度可视为常数，改变用量速率不变。但当固体颗粒变小时，其表面积增大将导致反应速率增大。 【变式4-1】某小组设计如图所示实验，探究影响H2O2分解速率的因素。下列分析错误的是(　　) A．该实验探究的是温度对反应速率的影响 B．该实验要控制MnO2的质量、颗粒大小相同 C．实验中，H2O2的浓度不宜过大 D．温度相同时，若用FeCl3代替MnO2，反应速率相同 答案　D 解析　两个装置中的变量是温度，所以该实验探究的是温度对反应速率的影响，A项正确；由于二氧化锰是催化剂，且探究的是温度对反应速率的影响，所以该实验要控制MnO2的质量、颗粒大小相同，B项正确；H2O2浓度过大，反应速率过快，不易控制，所以实验中H2O2的浓度不宜过大，C项正确；温度相同时，若用FeCl3代替MnO2，由于改变了催化剂，则反应速率不可能相同，D项错误。 【变式4-2】不同条件下，用O2氧化一定浓度的FeCl2溶液过程中所测得的实验数据如图所示。下列分析或推测不合理的是( ) A．Fe2＋的氧化率随时间延长而逐渐增大 B．由②和③可知，pH越大，Fe2＋氧化速率越快 C．由①和③可知，温度越高，Fe2＋氧化速率越快 D．氧化过程的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O 答案 B 解析　由图像可知，Fe2＋的氧化率随时间延长而逐渐增大，故A合理；由图像可知，②和③的反应温度相同，溶液的pH不相同，pH越大，Fe2＋氧化速率越慢，故B不合理；由图像可知，①和③的溶液的pH相同，温度越高，Fe2＋氧化速率越快，故C合理；氧化过程发生的反应为酸性条件下，亚铁离子与氧气反应生成铁离子和水，反应的离子方程式为4Fe2＋＋O2＋4H＋===4Fe3＋＋2H2O，故D合理。 █考点五 基元反应和化学反应历程 【例5】某反应过程能量变化如图所示，下列说法不正确的是(　　) A．反应过程b有催化剂参与 B．该反应为放热反应 C．升高温度，v正增大，v逆减小 D．有催化剂的条件下，反应的活化能等于E1 答案　C 解析　据图可知b中活化能降低，所以b中使用了催化剂，故A正确；反应物总能量高于生成物总能量，该反应为放热反应，故B正确；E1、E2分别代表反应过程中各步反应的活化能，整个反应的活化能为能量较高的E1，故D正确。 解题要点 (1)催化剂与化学反应反应历程 ①在无催化剂的情况下：E1为正反应的活化能；E2为逆反应的活化能；E1－E2为此反应的焓变(ΔH)。 ②有催化剂时，总反应分成了两个反应步骤(也可能为多个)，反应①为吸热反应，产物为总反应的中间产物，反应②为放热反应，总反应为放热反应。 ③催化剂的作用：降低E1、E2，但不影响ΔH，反应是放热反应还是吸热反应取决于起点(反应物)能量和终点(生成物)能量的相对大小 (2)化学反应能垒图解读 能垒：简单可以理解为从左往右进行中，向上爬坡最高的为能垒，而包含此能垒的反应我们称之为决速步骤，也成为慢反应。 例如图中，从第一个中间态到过渡态2的能量就是能垒，而HCOO*+H*=CO2+2H*是在Rh做催化剂时该历程的决速步骤。 注意： ①能垒越大，反应速率越小，即多步反应中能垒最大的反应为决速反应。 ②用不同催化剂催化化学反应，催化剂使能垒降低幅度越大，说明催化效果越好。 ③相同反应物同时发生多个竞争反应，其中能垒越小的反应，反应速率越大，产物占比越高。 【变式5-1】研究表明CO与N2O在Fe＋作用下发生反应的能量变化及反应过程如图所示，两步反应分别为①N2O＋Fe＋===N2＋FeO＋(慢)；②FeO＋＋CO===CO2＋Fe＋(快)。下列说法正确的是(　　) A．反应①是非氧化还原反应 B．两步反应均为放热反应，总反应的化学反应速率由反应②决定 C．Fe＋使反应的活化能减小，FeO＋是中间产物 D．若转移1 mol电子，则消耗11.2 L N2O 答案　C 解析　总反应速率由反应慢的一步决定，即由反应①决定，故B项错误；Fe＋作催化剂，使反应的活化能减小，FeO＋是中间产物，故C项正确；气体存在的条件未知，不能确定气体的体积，故D项错误。 【变式5-2】已知分解1 mol H2O2放出热量98 kJ，在含少量I－的溶液中，H2O2分解的机理为H2O2＋I－===H2O＋IO－(慢)、H2O2＋IO－===H2O＋O2＋I－(快)。下列有关该反应的说法不正确的是(　　) A．总反应中v(H2O2)∶v(O2)＝2∶1 B．H2O2的分解速率与I－的浓度有关 C．该反应的催化剂是I－，而不是IO－ D．由于催化剂的加入降低了反应的活化能，使该反应的活化能低于98 kJ·mol－1 答案　D 解析　总反应为2H2O2===2H2O＋O2↑，速率之比等于化学计量数之比，则总反应中v(H2O2)∶v(O2)＝2∶1，A正确；IO－为中间产物，该反应的催化剂是I－，C正确；催化剂可降低反应的活化能，但其活化能的大小不能确定，D错误。 █考点六 实验探究影响化学反应速率的因素 【例6】某实验小组用0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液和0.1 mol·L－1硫酸溶液为反应物，探究外界条件对化学反应速率的影响，实验记录如表所示。已知：Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O 序号 温度/℃ Na2S2O3溶液/mL 硫酸溶液/mL H2O/mL 出现沉淀所需的时间/s Ⅰ 0 5 5 10 12 Ⅱ 0 5 10 5 t Ⅲ 0 5 7 a 10 Ⅳ 30 5 5 10 4 下列说法不正确的是( ) A．实验Ⅱ中10<t<12 B．实验Ⅲ中a＝8 C．对比实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ可得：温度相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大 D．对比实验Ⅰ、Ⅳ可得：浓度保持不变时，升高温度，化学反应速率增大 答案 A 解析　实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ是在相同温度下进行，且实验Ⅱ的硫酸浓度比实验Ⅰ、Ⅲ的浓度大，反应速率快，所需时间短，则t<10，A错误；对比表格中数据可知0.1 mol·L－1 Na2S2O3溶液体积不变，只有硫酸溶液和水的体积在变，为了保证实验的准确性，硫酸和水的体积之和都是15 mL，所以a＝15－7＝8，B正确；从表格中的数据可知，温度相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大，C正确；对比实验Ⅰ、Ⅳ可知，三种溶液的体积都相同，只有温度不同，实验Ⅳ的温度高于实验Ⅰ的温度，而且实验Ⅳ所用时间远小于实验Ⅰ的，故保持浓度不变时，升高温度，化学反应速率增大，D正确。 解题要点 控制变量探究实验题的思维流程 (1)确定变量：明确影响实验探究结构的因素可能有哪些，即变量。 (2)定多变一：根据实验目的确定需要控制的变量。在探究时，先确定其他因素不变，只变化一种因素，研究这种因素的影响结果，再确定另一种因素的影响结果。通过分析每种因素与所研究问题之间的关系，得出所有影响因素与探究问题之间的关系。 (3)数据有效：注意选择数据要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。 【变式6-1】以反应5H2C2O4＋2MnO＋6H＋===10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O为例探究外界条件对化学反应速率的影响。实验时，分别量取H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液迅速混合并开始计时，通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。下列说法不正确的是(　　) 编号 H2C2O4溶液 酸性KMnO4溶液 温度/℃ 浓度/ (mol·L－1) 体积/mL 浓度/ (mol·L－1) 体积/mL ① 0.10 2.0 0.010 4.0 25 ② 0.20 2.0 0.010 4.0 25 ③ 0.20 2.0 0.010 4.0 50 A．实验①②③所加的H2C2O4溶液均要过量 B．实验①和实验②是探究浓度对化学反应速率的影响，实验②和实验③是探究温度对化学反应速率的影响 C．实验①和实验②起初反应均很慢，过了一会儿反应速率突然增大，可能是生成的Mn2＋对反应起催化作用 D．若实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40 s，则这段时间内平均反应速率v(KMnO4)＝2.5×10－4 mol·L－1·s－1 答案　D 解析　实验①②③均通过测定高锰酸钾溶液褪色所需时间来判断化学反应速率的快慢，需要保证高锰酸钾完全反应，因此所加的H2C2O4溶液均要过量，A正确；对比实验①②，浓度不同，其他条件完全相同，可探究反应物浓度对化学反应速率的影响，对比实验②③，温度不同，其他条件完全相同，可探究温度对化学反应速率的影响，B正确；混合溶液中高锰酸钾的浓度为×0.010 mol·L－1，0～40 s内平均反应速率v(KMnO4)＝×2.5×10－4 mol·L－1·s－1，D错误。 【变式6-2】下表是某学习兴趣小组，一定条件下测定O3在水溶液中分解浓度减少一半所需时间。已知：O3的起始浓度为0.021 6 mol·L－1。 pH t/min T/℃ 3.0 4.0 5.0 6.0 20 301 231 169 58 30 158 108 48 15 50 31 26 15 7 (1)在30 ℃、pH＝4.0条件下，O3的分解速率为________________。 (2)pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是________。 (3)根据表中数据，推测O3在下列条件下分解速率依次增大的顺序为________(填字母)。 a．40 ℃、pH＝3.0 b．10 ℃、pH＝4.0 c．30 ℃、pH＝7.0 答案 (1)1.00×10－4 mol·L－1·min－1　(2)OH－　(3)b、a、c 解析 (1)v＝＝＝1.00×10－4mol·L－1·min－1。(2)pH增大，则OH－浓度增大，pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是OH－。(3)由表中数据可知，40 ℃、pH＝3.0时，所需时间在31 min～158 min之间；10 ℃、pH＝4.0时，所需时间＞231 min；30 ℃、pH＝7.0时，所需时间＜15 min，则分解速率依次增大的顺序是b、a、c。 █考点七 可逆反应的特点及应用 【例7】在一密闭容器中进行反应：2X(g)＋Y(g)2Z(g)。已知反应过程中某一时刻X、Y、Z的浓度分别为0.3 mol·L－1、0.1 mol·L－1、0.4 mol·L－1，当反应达到平衡时，不可能存在的是(　　) A．c(X)＝0.5 mol·L－1 B．c(Y)＋c(X)＝0.5 mol·L－1 C．c(Y)＋c(Z)＝1.05 mol·L－1 D．c(X)＋c(Y)＋c(Z)＝0.75 mol·L－1 答案　C 解析　不确定下一时刻反应进行的方向，因此需要考虑反应进行的方向并结合极限思想解答。若该时刻后反应正向进行且Y全部转化为Z，则 　　　　　　　　2X(g)＋Y(g)2Z(g) 某时刻/(mol·L－1) 0.3　　　0.1　　0.4 转化/(mol·L－1) 0.2　　　0.1　　0.2 平衡/(mol·L－1) 0.1　　　0　　　0.6 若反应逆向进行，且Z全部转化为X和Y，则 　　　　　　　　2X(g)＋Y(g)2Z(g) 某时刻/(mol·L－1)　0.3　　0.1　　0.4 转化/(mol·L－1)　　0.4　　0.2　　0.4 平衡/(mol·L－1)　　0.7　　0.3　　0 平衡时0.1 mol·L－1＜c(X)＜0.7 mol·L－1，可能等于0.5 mol·L－1，故A不选；平衡时0.1 mol·L－1＜c(Y)＋c(X)＜1.0 mol·L－1，c(Y)＋c(X)可能等于0.5 mol·L－1，故B不选；平衡时0.3 mol·L－1＜c(Y)＋c(Z)＜0.6 mol·L－1，不可能等于1.05 mol·L－1，故C选；平衡时0.7 mol·L－1＜c(X)＋c(Y)＋c(Z)＜1.0 mol·L－1，0.75 mol·L－1介于0.7 mol·L－1和1.0 mol·L－1之间，故D不选。 解题要点 (1)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。 (2)可逆反应体系中， 反应物不能全部转化为生成物，生成物也不能完全转化为反应物。 (3)极值法确定浓度范围的方法 【变式7-1】在一定温度下，将2 mol SO2和1 mol O2充入一定容积的密闭容器中，在催化剂作用下发生如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－197 kJ·mol－1，当达到化学平衡时，下列说法正确的是(　　) A．生成SO3 2 mol B．SO2和SO3共2 mol C．放出197 kJ热量 D．含氧原子共8 mol 答案　B 解析　可逆反应存在反应限度，反应物不可能完全转化为生成物，当正、逆反应速率相等时，反应达到平衡状态，所以将2 mol SO2和1 mol O2充入一定容积的密闭容器中，SO2和O2不可能完全转化为SO3，放出的热量小于197 kJ，A、C错误；化学反应中原子守恒，所以化学平衡时SO2和SO3中硫原子的总物质的量等于反应初始时SO2的物质的量，B正确；化学反应中原子守恒，平衡时含有的氧原子的物质的量等于初始时SO2和O2中氧原子的总物质的量，为6 mol，D错误。 【变式7-2】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(均不为零)，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　平衡浓度之比为1∶3，转化浓度之比亦为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应速率，Z生成表示正反应速率且v生成(Y)∶v生成(Z)应为3∶2，B不正确；由可逆反应的特点可知0＜c1＜0.14 mol·L－1。 █考点八 化学平衡状态的特征及判断方法 【例8】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的数目和生成N—H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　已知反应为放热反应，当容器内的温度不变时，平衡不再移动，达到平衡状态，A项符合题意；反应在恒压条件下进行，反应前后压强不变，B项不符合题意；断开H—H和生成N—H均指正反应方向，不能判断是否达到平衡状态，C项不符合题意；当c(N2)∶c(H2)∶c(NH3)＝1∶3∶2时，无法证明正、逆反应速率相等，即无法判定是否达到平衡状态，D项不符合题意。 解题要点 (1)判断化学平衡状态的依据——“正逆相等，变量不变” (2)不能作为判断化学平衡状态“标志”的几种情况 ①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。 ②恒温恒容下的气体分子数不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化。 ③全是气体参加的气体分子数不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化。 ④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。 【变式8-1】用Cl2生产某些含氯有机物时会生成副产物HCl，利用下列反应可实现氯的循环利用：4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH<0。恒温恒容条件下，在某密闭容器中充入一定量的反应物发生上述反应，能充分说明该反应达到化学平衡状态的是( ) A．气体的质量不再改变 B．氯化氢的转化率不再改变 C．断开4 mol H—Cl的同时生成4 mol H—O D．n(HCl)∶n(O2)∶n(Cl2)∶n(H2O)＝4∶1∶2∶2 答案 B 解析　反应物和生成物均为气体，气体的总质量始终不变，A错误；反应正向进行时，HCl的转化率升高，反应逆向进行时，HCl的转化率降低，当HCl的转化率不再改变时，可以说明可逆反应达到平衡状态，B正确；断开4 mol H—Cl和生成4 mol H—O均表示正反应方向的反应速率，不能据此判断反应是否达到平衡状态，C错误；反应达到平衡状态时，各反应物和生成物的物质的量保持不变，但各物质的物质的量之比等于对应的化学计量数之比，不能判断反应是否达到平衡状态，D错误。 【变式8-2】一定条件下，在容积为1 L的密闭容器中，1 mol X和1 mol Y进行反应：2X(g)＋Y(g)Z(g)，下列叙述能证明该反应已达到化学平衡状态的是( ) A．X的百分含量不再发生变化 B．c(X)∶c(Y)∶c(Z)＝2∶1∶1 C．容器内原子总数不再发生变化 D．同一时间内消耗2n mol X的同时生成n mol Z 答案 A 解析　c(X)∶c(Y)∶c(Z)＝2∶1∶1，不能说明浓度保持不变，B不符合题意；反应过程中原子个数守恒，C不符合题意；消耗2n mol X与生成n mol Z是同一反应方向，不能说明反应已达平衡，D不符合题意。 █考点九 化学平衡常数其应用 【例9】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 2.5 ③3H2(g)＋CO2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) K3 (1)根据表中信息推导出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。 (3)500 ℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度(mol·L－1)分别为0.8、0.1、0.3、0.15，则此时v(正)_____(填“>”“＝”或“<”)v(逆)。 答案 (1)K1·K2 (2)< (3)> 解析　(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，则有ΔH<0。 (3)500 ℃时，K3＝2.5，此时Q＝＝≈0.88<K3，故反应正向进行，推知v(正)>v(逆)。 解题要点 (1)根据K值的大小判断可逆反应进行的程度。 K <10－5 10－5～105 >105 反应程度 很难进行 反应可逆 反应接近完全 (2)判断反应是否达到平衡或进行的方向 Q＜K，反应向正反应方向进行，v正>v逆； Q＝K，反应处于平衡状态，v正=v逆； Q＞K，反应向逆反应方向进行，v正<v逆。 (3) ΔH与K的关系 ①ΔH<0，升高温度，K减小；降低温度，K增大。 ②ΔH>0，升高温度，K增大；降低温度，K减小。 【变式9-1】研究发现，液态苯是优质储氢材料：C6H6(l)＋3H2(g)C6H12(l)。一定温度下，在密闭容器中充入一定量液态苯(足量)和适量氢气，经反应达到平衡后，测得c(H2)＝2 mol·L－1。保持温度不变，将体积压缩至原来的一半，达到新平衡时c(H2)为(　　) A．1 mol·L－1 B．2 mol·L－1 C．3 mol·L－1 D．4 mol·L－1 答案　B 解析　K＝，温度不变，K不变，则c(H2)不变，故c(H2)＝2 mol·L－1。 【变式9-2】下列有关平衡常数的说法正确的是(　　) A．改变条件，反应物的转化率增大，平衡常数一定增大 B．反应：2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0，增加c(N2O4)，该反应的平衡常数增大 C．对于给定的可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数相等 D．平衡常数为K＝的反应，化学方程式为CO2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g) 答案　D 解析　改变条件，反应物的转化率增大，若温度不变，则平衡常数不变，A项错误；增加c(N2O4)，温度不变，K不变，B项错误；对于给定的可逆反应，温度一定时，其正、逆反应的平衡常数互为倒数，C项错误。 █考点十 化学平衡常数和平衡转化率的计算 【例10】已知在密闭容器中发生可逆反应：M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g)　ΔH>0。某温度下，反应物的起始浓度分别为c(M)＝1 mol·L－1，c(N)＝2.4 mol·L－1。 (1)若达到平衡后，M的转化率为60%，列出“三段式”，计算此时N的平衡浓度是多少？平衡常数K是多少？ (2)若反应温度不变，反应物的起始浓度分别为c(M)＝4 mol·L－1，c(N)＝a mol·L－1；达到平衡后，c(P)＝2 mol·L－1，则M的转化率为__________，N的起始浓度为____________。 答案　(1)　　　M(g)＋ 　　N(g)P(g)　＋　Q(g) 起始/mol·L－1　1　　　　　2.4　　　0　　　　0 转化/mol·L－1　1×60%　1×60%　1×60% 1×60% 平衡/mol·L－1　0.4　　　　1.8　　　0.6　　　0.6 由三段式得N的平衡浓度为1.8 mol·L－1，K＝＝ (2)50%　6 mol·L－1 解析　(2)　　　　M(g)＋N(g)P(g)＋Q(g) 起始/(mol·L－1)　　4　　　a　　　0　　0 转化/(mol·L－1)　　2　　　2　　　2　　2 平衡/(mol·L－1)　　2　　　a－2　　2　　2 α(M)＝×100%＝50%，温度不变，平衡常数不变，K＝＝，解得a＝6，即反应物N的起始浓度为6 mol·L－1。 解题要点 化学平衡的有关计算一般采用“三段式： (1)计算模式 　　　　　　 aA(g) ＋ bB(g ) cC(g)＋dD(g) c(初)(mol·L－1) x y 0 0 Δc(mol·L－1) am bm cm dm c(平)(mol·L－1) x-am y-bm cm dm (2)解题思路 ①设未知数：具体题目要具体分析，一般设某物质的转化量或转化率为x。 ②确定三个量：根据反应物、生成物及变化量三者之间的关系，代入未知数确定平衡体系中各物质的起始量、变化量、平衡量并按（1）中“模式”列表。 ③解题设问题：明确了“始”、“变”、“平”三个量的具体数值，再根据相应关系求平衡时某成分的浓度、反应物转化率等，求出题目答案。 【变式10-1】在300 mL的密闭容器中，放入镍粉并充入一定量的CO气体，一定条件下发生反应：Ni(s)＋4CO(g)Ni(CO)4(g)，已知该反应平衡常数与温度的关系如下表所示。下列说法不正确的是(　　) 温度/℃ 25 80 230 平衡常数 5×104 2 1.9×10－5 A．上述生成Ni(CO)4(g)的反应为放热反应 B．25 ℃时，反应Ni(CO)4(g)Ni(s)＋4CO(g)的平衡常数为2×10－5 C．80 ℃时，测得某时刻Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L－1，则此时v正>v逆 D．80 ℃达到平衡时，测得n(CO)＝0.3 mol，则Ni(CO)4的平衡浓度为2 mol·L－1 答案　C 解析　温度升高，平衡常数减小，故正反应为放热反应，A项正确；25 ℃时，逆反应的平衡常数K′＝＝＝2×10－5，B项正确；80 ℃时，若Ni(CO)4、CO的浓度均为0.5 mol·L－1，则Q＝＝＝8>K，v正＜v逆，C项错误；80 ℃达到平衡时，若n(CO)＝0.3 mol，c(CO)＝1 mol·L－1，故c[Ni(CO)4]＝K·c4(CO)＝2×14 mol·L－1＝2 mol·L－1，D项正确。 【变式10-2】内酯在化工、医药、农林等领域有广泛的应用。内酯可以通过有机羧酸异构化制得。某羧酸A在0.2 mol·L－1盐酸中转化为内酯B的反应可表示为A(aq)B(aq)，忽略反应前后溶液体积变化。一定温度下，当A的起始浓度为a mol·L－1时，A的转化率随时间的变化如下表所示： t/min 0 21 36 50 65 80 100 ∞ A的转化率/% 0 13.3 20.0 27.8 33.3 40.0 45.0 75.0 (1)反应进行到100 min时，B的浓度为________ mol·L－1。 (2)v正(t＝50 min)________(填“>”“<”或“＝”)v逆(t＝∞ min)。 (3)增加A的起始浓度，A在t＝∞ min时转化率将________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)该温度下，平衡常数K＝________；在相同条件下，若反应开始时只加入B，B的起始浓度也为a mol·L－1，平衡时B的转化率为________。 (5)研究发现，其他条件不变时，减小盐酸的浓度，反应速率减慢，但平衡时B的含量不变，原因是 _________________________________________________________________。 答案　(1)0.45a　(2)＞　(3)不变　(4)3　25% (5)盐酸是催化剂，浓度减小，反应速率减慢，催化剂不影响化学反应的限度 解析　(1)100 min时，A的转化率为45%，所以c(B)＝0.45a mol·L－1。(2)一定温度下，化学反应速率受反应物浓度影响，在反应建立平衡的过程中，反应物浓度不断减小，所以v正(t＝50 min)＞v逆(t＝∞ min)＝v正(t＝∞ min)。 (3)　　　　　　　A(aq)B(aq) 起始/(mol·L－1)　　c　　　　0 转化/(mol·L－1)　　cα　　　　cα 平衡/(mol·L－1)　　c－cα　　cα K＝＝，温度一定时，K是常数，则增加A的起始浓度，A在t＝∞ min时转化率将不变。(4)由表知，该温度下，A在t＝∞ min时转化率为75%，则平衡常数K＝＝＝＝3；在相同条件下，若反应开始时只加入B，B的起始浓度也为a mol·L－1，则 A(aq)B(aq) 起始/(mol·L－1)　0　　　　a 转化/(mol·L－1)　x　　　　x 平衡/(mol·L－1)　x　　　　a－x 则K＝＝3，得x＝0.25a，平衡时B的转化率为×100%＝25%。 █考点十一 有关压强平衡常数和速率方程的计算 【例11】(1)在一刚性密闭容器中，CH4和CO2的分压分别为20 kPa、25 kPa，加入Ni/α-Al2O3催化剂并加热至1 123 K使其发生反应：CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g)。达到平衡后测得体系压强是起始时的1.8倍，则该反应的平衡常数的计算式为Kp＝________ kPa2(用各物质的分压代替物质的量浓度计算)。 (2)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________(填“>”“＝”或“<”)T1。 答案　(1) (2)1　> 解析　(1)1 123 K恒容时，设达到平衡时CH4的转化分压为x kPa，列三段式： CH4(g)＋CO2(g)2CO(g)＋2H2(g) 起始分压/kPa　20　　　　25　　　0　　　0 转化分压/kPa　x　　　　　x　　　2x　　　2x 平衡分压/kPa　20－x　　　25－x　2x　　　2x 根据题意，有＝1.8，解得x＝18。CH4(g)、CO2(g)、CO(g)、H2(g)的平衡分压依次是2 kPa、7 kPa、36 kPa、36 kPa，Kp＝＝ kPa2。 (2)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。 解题要点 (1)压强平衡常数(Kp)的计算流程 第一步：根据“三段式”法计算各气体的起始量、变化量、平衡量。 第二步：计算各气体组分的物质的量分数或体积分数。 第三步：计算各气体物质的分压：p(某气体的分压)＝p(混合气体总压强)×该气体的体积分数(或物质的量分数)。 第四步：代入平衡常数表达式，计算Kp。 (2)速率常数和平衡常数的关系 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＝。 【变式11-1】乙烷在一定条件下可脱氢制得乙烯：C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g)　 ΔH＞0。一定温度下，向恒容密闭容器中通入等物质的量的C2H6和H2，初始压强为100 kPa，发生上述反应，乙烷的平衡转化率为20%。平衡时体系的压强为________kPa，该反应的平衡常数Kp＝________kPa (用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×物质的量分数)。 答案　110　15 解析　一定温度下，向恒容密闭容器中通入等物质的量的C2H6和H2，初始压强为100 kPa，发生上述反应，假设起始物质的量为1 mol，乙烷的平衡转化率为20%，可得三段式： 　　　　　C2H6(g)C2H4(g)＋H2(g) 起始/mol　　1　　　　　0　　　1 转化/mol　　0.2　　　　0.2　　0.2 平衡/mol　　0.8　　　　0.2　　1.2 根据压强之比等于物质的量之比得到＝，解得x＝110 kPa，即平衡时体系的压强为110 kPa，该反应的平衡常数Kp＝＝15 kPa。 【变式11-1】亚硝酰氯(NOCl)是有机合成中的重要试剂，可由NO和Cl2反应得到，化学方程式为2NO(g)＋Cl2(g)2NOCl(g)。 (1)在1 L恒容密闭容器中充入2 mol NO(g)和1 mol Cl2(g)，在不同温度下测得c(NOCl)与时间t的关系如图A所示： ①反应开始到10 min时NO的平均反应速率v(NO)＝________ mol·L－1·min－1。 ②T2时该反应的平衡常数K＝________。 ③T2时Cl2的平衡转化率为__________。 (2)若按投料比n(NO)∶n(Cl2)＝2∶1把NO和Cl2加入一恒压的密闭容器中发生反应，平衡时NO的转化率与温度T、压强p(总压)的关系如图B所示： ①该反应的ΔH_________(填“>”“<”或“＝”)0。 ②在p压强条件下，M点时容器内NO的体积分数为________。 ③若反应一直保持在p压强条件下进行，则M点的压强平衡常数Kp＝________(用含p的表达式表示，用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压×体积分数)。 答案　(1)①0.1　②2　③50% (2)①<　②40%　③ 解析　(1)①10 min时，c(NOCl)＝1 mol·L－1，则转化的NO的物质的量为1 mol，则v(NO)＝＝0.1 mol·L－1·min－1。②平衡常数K＝＝2。③Cl2的平衡转化率为×100%＝50%。 (2)①根据图像，升高温度，平衡时NO的转化率减小，平衡逆向移动，说明该反应的正反应属于放热反应，ΔH＜0。②根据图像，在p压强条件下，M点NO的转化率为50%，根据2NO(g)＋Cl2(g)2NOCl(g)可知，气体减小的体积为反应的NO的体积的一半，因此NO的体积分数为×100%＝40%。③设NO的物质的量为2 mol，则Cl2的物质的量为1 mol 　　　　　2NO(g)　＋　Cl2(g)2NOCl(g) 起始/mol　　2　　　　　1　　　　0 反应/mol　　1　　　　　0.5　　　1 平衡/mol　　1　　　　　0.5　　　1 平衡分压p×　p×　p× M点的压强平衡常数Kp＝＝。 █考点十二 外界条件对化学平衡的影响 【例12】反应NH4HS(s)NH3(g)＋H2S(g)在某温度下达到平衡，下列各种情况中，不会使平衡发生移动的是(　　) A．温度、容积不变时，通入SO2气体 B．移走一部分NH4HS固体 C．容器体积不变，充入HCl气体 D．保持压强不变，充入氮气 答案　B 解析　A项，2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，通入SO2气体使反应正向移动；B项，增减固体的物质的量不影响平衡；C项，NH3(g)＋HCl(g)===NH4Cl(s)，充入HCl气体使反应正向移动；D项保持压强不变，充入氮气，平衡向正反应方向移动。 解题要点 分析化学平衡移动的一般思路 【变式12-1】某温度下，在一恒容密闭容器中进行如下两个反应并达到平衡： ①2X(g)＋Y(g)Z(s)＋2Q(g)　ΔH1<0 ②M(g)＋N(g)R(g)＋Q(g)　ΔH2>0 下列叙述错误的是( ) A．加入适量Z，①和②平衡均不移动 B．通入稀有气体Ar，①平衡正向移动 C．降温时无法判断Q浓度的增减 D．通入Y，则N的浓度增大 答案 B 解析　Z为固体，加入适量Z不影响反应①的平衡移动，而反应②与Z无关，故加入Z也不影响反应②的平衡移动，A正确；通入稀有气体Ar，由于容器体积不变，故气体浓度不发生改变，反应①的平衡不移动，B错误；温度降低，反应①正向进行，反应②逆向进行，但两个反应中反应物的起始浓度未知，故无法判断Q浓度的增减，C正确；通入气体Y，反应①平衡正向移动，Q的浓度增大，导致反应②平衡逆向移动，则N的浓度增大，D正确。 【变式12-2】在容积不变的密闭容器中存在如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0。某研究小组研究了其他条件不变时，改变某一条件对上述反应的影响，下列分析正确的是(　　) A．图Ⅰ表示的是t1时刻增大O2的浓度对反应速率的影响 B．图Ⅱ表示的是t1时刻加入催化剂对反应速率的影响 C．图Ⅲ表示的是催化剂对平衡的影响，且甲的催化剂效率比乙高 D．图Ⅲ表示的是压强对化学平衡的影响，且乙的压强较高 答案　B 解析　A项错误，图Ⅰ改变的条件应是增大压强；B项正确，由于同等程度地加快正、逆反应速率，所以应是加入了催化剂；C项错误，由于平衡发生了移动，所以改变的条件不是加入催化剂；D项错误，改变的条件应是温度，且乙的温度高。 █考点十三 勒夏特列原理及其应用 【例13】下列事实能用平衡移动原理解释的是( ) A．H2O2溶液中加入少量MnO2固体，促进H2O2分解 B．密闭烧瓶内的NO2和N2O4的混合气体，受热后颜色加深 C．铁钉放入浓HNO3中，待不再变化后，加热能产生大量红棕色气体 D．锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生 答案 B 解析　MnO2催化H2O2分解，使反应速率加快，与平衡移动无关；烧瓶内存在反应2NO2(g)N2O4(g)　ΔH<0，升高温度，平衡逆向移动，NO2的量增多，颜色加深；铁钉放入浓硝酸中，发生钝化现象，铁钉表面产生了致密的氧化膜，阻止反应继续进行，加热时氧化膜被破坏，铁钉继续与浓硝酸反应，产生红棕色气体NO2，与平衡移动无关；锌片与稀硫酸反应过程中，加入少量CuSO4固体，发生反应Zn＋CuSO4===Cu＋ZnSO4，可形成Cu-Zn原电池，使反应速率加快，与平衡移动无关；综上所述可知选B。 解题要点 (1)勒夏特列原理的适用对象是可逆过程。适用于任何动态平衡(如溶解平衡、电离平衡等)，非平衡状态不能用此来分析。 (2)由“减弱”可知，只能减弱改变，而不能消除改变，更不能“扭转”外界条件的影响。 (3)勒夏特列原理可判断“改变影响平衡的一个条件”的平衡移动的方向。若同时改变影响平衡移动的几个条件，则不能简单地根据勒夏特列原理来判断平衡移动的方向，只有在改变的条件对平衡移动的方向影响一致时，才能根据勒夏特列原理进行判断。 【变式13-1】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是( ) A．使用催化剂可以提高合成氨的产量 B．实验室制取乙酸乙酯时，将乙酸乙酯不断蒸出 C．保存FeCl3溶液时，加少量稀盐酸 D．实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气 答案 A 解析　催化剂影响化学反应速率，但不影响化学平衡，不能用勒夏特列原理解释，故A入选；实验室制取乙酸乙酯时．将乙酸乙酯不断蒸出，生成物浓度减小，平衡正向移动，能够用勒夏特列原理解释，故B不选；FeCl3溶液中存在水解平衡：Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，加少量稀盐酸后氢离子浓度增大，平衡逆向移动，抑制了Fe3＋的水解，可用勒夏特列原理解释，故C不选；排饱和氯化钠溶液的方法来收集氯气，增大了Cl－的浓度，使平衡Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO向逆反应方向移动，降低了氯气的溶解度，可用勒夏特列原理解释，故D不选。 █考点十四 化学平衡移动方向和转化率的判断 【例14】对于以下反应，从反应开始进行到达到平衡后，保持温度、体积不变，按要求回答下列问题。 (1)PCl5(g)PCl3(g)＋Cl2(g)，再充入PCl5(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，PCl5(g)的转化率________，PCl5(g)的百分含量______。 (2)2HI(g)I2(g)＋H2(g)，再充入HI(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，HI(g)的分解率__________，HI(g)的百分含量________。 (3)2NO2(g)N2O4(g)，再充入NO2(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，NO2(g)的转化率________，NO2(g)的百分含量________。 (4)mA(g)＋nB(g)pC(g)，同等倍数的加入A(g)和B(g)，平衡________移动，达到平衡后，①m＋n>p，A、B的转化率都________，体积分数都________；②m＋n＝p，A、B的转化率、体积分数都________；③m＋n<p，A、B的转化率都________，体积分数都________。 答案　(1)正反应　减小　增大 (2)正反应　不变　不变 (3)正反应　增大　减小 (4)正向　增大　减小　不变　减小　增大 解题要点 (1)反应aA(g)＋bB(g)cC(g)＋dD(g)的转化率分析 ①若反应物起始物质的量之比等于化学计量数之比，达到平衡后，它们的转化率相等。 ②若只增加A的量，平衡正向移动，B的转化率增大，A的转化率减小。 ③若按原比例同倍数地增加(或降低)A、B的浓度，等效于压缩(或扩大)容器体积，气体反应物的转化率与化学计量数有关。 同倍数增大c(A)和c(B) (2)只有一种气体反应物的化学平衡移动方向和转化率分析(恒温恒容，A、B、C均为气体) 可逆反应 改变条件 平衡移动方向 反应物转化率 AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α(A)减小 2AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α(A)不变 3AB＋C 增大A的浓度 正向移动 α(A)增大 【变式14-1】将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生反应并达到平衡：X(g)＋3Y(g)2Z(g)　ΔH<0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时，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 升高温度 X的转化率变小 B 增大压强 X的浓度变小 C 充入一定量Y Y的转化率增大 D 使用适当的催化剂 X的体积分数变小 答案 A 解析　升高温度，平衡逆向移动，X的转化率变小，A项正确；增大压强，平衡正向移动，但容器的体积减小，X的浓度变大，B项错误；充入一定量Y，X的转化率增大，而Y的转化率减小，C项错误；使用适当的催化剂，只能加快反应速率，不能改变平衡，X的体积分数不变，D项错误。 【变式14-2】(1)可逆反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，在一定条件下达到平衡后，只增大O2的浓度，平衡________移动，则SO2的转化率________，O2的转化率________。 (2)某温度下，在2 L的密闭容器中，加入3 mol X(g)和1 mol Y(g)，发生反应：3X(g)＋Y(g)2Z(g)＋2R(g)　ΔH<0。平衡时，X、Y、Z、R的体积分数分别为60%、20%、10%、10%。X与Y的转化率之比为______。 (3)两个体积相同的密闭容器A、B，在A中充入SO2和O2各1 mol，在B中充入SO2和O2各2 mol，加热到相同温度，有如下反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)，对此反应的表述不正确的是______(填字母)。 A．反应速率：B>A B．SO2 的转化率：B>A C．平衡时各组分含量：B＝A D．平衡时容器的压强：B>A 答案　(1)正向　增大　减小　(2)1∶1　 (3)C 解析　(3)A项，两容器的体积相同，B中SO2、O2物质的量浓度都是A中的两倍，在相同条件下反应物浓度越大反应速率越快，反应速率：B>A，正确；B项，要将A、B两容器平衡时的物理量进行比较，可建立如下模型：①另取一个2倍体积的容器，充入SO2、O2各2 mol，则在相同条件下，该容器达平衡时SO2的转化率、平衡时各组分含量、平衡时的压强与A中对应相等；②B相当于在该容器的基础上将体积缩小一半，即增大压强，平衡正向移动，反应物的转化率增大，SO2的转化率：B>A，正确；C项，由于平衡正向移动，SO3的含量：B>A，SO2、O2的含量：A>B，错误；D项，平衡时：pA<pB<2pA，正确。 █考点十五 化学反应速率和化学平衡图像 【例15】12．将0.4 mol N2O4气体充入2 L固定容积的密闭容器中发生反应：N2O4(g)2NO2(g)　ΔH。在T1和T2时，测得NO2的物质的量随时间的变化如图所示： (1)T1时，40～80 s内用N2O4表示该反应的平均反应速率为________mol·L－1·s－1。 (2)ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。 (3)在温度为T3、T4时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是______________。 A．A、C两点的反应速率：A>C B．A、B两点N2O4的转化率：A>B C．A、C两点气体的颜色：A深，C浅 D．由A点到B点，可以用加热的方法 答案　(1)0.001 25　(2)>　(3)B 解析　(1)T1时，v(N2O4)＝v(NO2)＝×＝0.001 25 mol·L－1·s－1。 (2)由图可知反应在T1温度下比T2温度下先达到平衡状态，所以T1>T2，由于T1平衡时n(NO2)比T2平衡时的多，故升高温度，平衡向生成NO2的方向移动，即向吸热反应方向移动，所以ΔH>0。 (3)A项，由图可知：A、C两点温度相同，C点对应压强大，反应速率大；B项，由图可知：A、B两点压强相同，温度不同，A点NO2的体积分数大于B点，而反应：N2O4(g)2NO2(g)　ΔH>0，温度升高，平衡向右移动，NO2的体积分数增大，温度：T4>T3，转化率：A>B；C项，由图可知，A、C两点温度相同，C点对应压强大，NO2的浓度大，故气体颜色C点比A点深；D项，由B项分析知，A点温度T4高于B点温度T3，故由A点到B点需要降低温度。 解题要点 分析化学反应速率和化学平衡图像的步骤 第一步：看图像 一看面——横坐标、纵坐标代表的量(如纵坐标是反应物百分含量，还是反应物的转化率等)，确定坐标值与化学量的正变与负变关系。 二看线——曲线的走向、变化趋势(斜率大小、升与降、平与陡、渐变与突变、连续与断变、转折等)，同时对走势有转折变化的曲线，要分段进行分析，找出各段曲线的变化趋势及含义。例如，升高温度，v吸增加得多，v放增加得少；增大反应物浓度，v正突变，v逆渐变。 三看点——起点(分清反应物、生成物。浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点为起点)，终点(终点是否达到平衡)，转折点(转折点前后影响的主要因素不同)等；此外还有顶点、拐点、交叉点、平衡点等都要认真分析。 四看辅助线——要不要作等温线、等压线，讨论单变量。 五看量——一般标出具体数值的量在解题中都会用到。 第二步：想规律 在看清图的基础上，根据坐标x轴的变化，确定y轴的变化，结合外因对化学反应速率、化学平衡的影响因素分析变化的本质原因。 第三步：作判断 看条件(T，p，c) →同结果正确，不同则错。 【变式15-1】已知：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH＝－49.0 kJ·mol－1。一定条件下，向体积为1 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，测得CO2和CH3OH的浓度随时间的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．欲增大平衡状态时的比值，可采用升高温度的方法 B．3 min时，CO2的消耗速率等于CH3OH的生成速率，且二者浓度相同 C．欲提高H2的平衡转化率，只能加压减小反应容器的体积 D．从反应开始到平衡，H2的平均反应速率v(H2)＝0.075 mol·L－1·min－1 答案　B 解析　该反应正反应为放热反应，升温平衡逆向移动，减小，A项错误；由图像可知，3 min时CO2与CH3OH浓度相等，CO2的消耗速率等于CH3OH的生成速率，B项正确；欲提高H2的平衡转化率，还可用降温等方法，C项错误；达平衡时v(H2)＝3v(CO2)＝3×0.075 mol·L－1·min－1＝0.225 mol·L－1·min－1，D项错误。 【变式15-2】对于可逆反应mA(s)＋nB(g)eC(g)＋fD(g)，当其他条件不变时，C的体积分数[φ(C)]在不同温度(T)和不同压强(p)下随时间(t)的变化关系如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．达到平衡后，若使用催化剂，C的体积分数将增大 B．该反应的ΔH＜0 C．化学方程式中n＞e＋f D．达到平衡后，增加A的量有利于化学平衡向正反应方向移动 答案　B 解析　催化剂不能使平衡发生移动，所以不能使C的体积分数增大，故A项错误；达到平衡所用时间越短，反应速率越快，由图可知T2＞T1，p2＞p1，则温度由T1升高到T2，平衡时C的体积分数减小，说明升高温度平衡逆向移动，所以该反应为放热反应，B项正确；压强由p1增大到p2，平衡时C的体积分数减小，说明增大压强平衡逆向移动，所以该反应的正反应为气体分子数目增大的反应，即n＜e＋f，C项错误；A为固体，增加A的量不能使平衡发生移动，D项错误。 【变式15-3】对于反应mA(s)＋nB(g)eC(g)＋fD(g)，当其他条件不变时，C的百分含量φ(C)与温度和压强p的关系如图所示，下列叙述正确的是(　　) A．化学方程式中n<e＋f B．达到平衡后，若升温，v正减小，v逆增大 C．达到平衡后，增加B的量，B的转化率增大 D．若B为有色物质，达到平衡后缩小容器容积，重新达平衡后与原平衡比较，气体颜色变浅 答案　C 解析　随着压强增大，φ(C)逐渐增大，说明平衡正向移动，增大压强，化学平衡向气体分子数目减小的方向移动，可判断n>e＋f，A项错误；升高温度，正反应速率和逆反应速率均增大，B项错误；因为A是固体，所以增加B的量，为等比例的加入反应物，相当于加压，平衡向气体分子数目减小的方向移动，即正向移动，B的转化率增大，C项正确；若B为有色物质，达到平衡后缩小容器容积，根据勒夏特列原理，虽然平衡正向移动，但是新平衡中B的浓度比原平衡的大，气体颜色会加深，D项错误。 【变式15-4】在一定温度下，发生反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＜0。改变起始时n(SO2)对反应的影响如图所示。下列说法正确的是(　　) A．SO2的起始量越大，混合气体中SO3的体积分数越大 B．a、b、c三点中，a点时SO2的转化率最高 C．a、b、c三点的平衡常数：Kb＞Kc＞Ka D．b、c点均为化学平衡点，a点未达到平衡且反应正向进行 答案　B 解析　由题图可知，O2的量一定，SO2的量越少，其转化率越高，故a点时SO2的转化率最高，B正确。 基础应用 1．下列判断正确的是( ) A．一定温度下，反应的，则该反应的 B．反应常温下可自发进行，该反应为吸热反应 C．反应的， D．在常温下能自发进行，则该反应的 答案 A 解析 A．该反应为吸热的自发反应，根据ΔH-TΔS<0反应能自发进行，则，A正确；B．该反应为气体体积减小的反应，ΔS<0，一定温度下反应能自发进行，则ΔH-TΔS<0，因此ΔH<0，B错误；C．该反应为气体体积减小的反应，ΔS<0，常温下反应可自发进行，则ΔH-TΔS<0，因此 ΔH<0，该反应为放热反应，C错误；D．该反应为气体体积减小的反应，ΔS<0，常温下反应能自发进行，则ΔH-TΔS<0，因此 ΔH<0，D错误； 故选A。 2．下列说法错误的是( ) ①碰撞理论认为，反应物分子间进行碰撞才可能发生化学反应 ②活化分子间的碰撞一定是有效碰撞 ③催化剂加快反应速率的本质是降低了反应的活化能 ④只有增加活化分子的百分含量才能加快反应速率 ⑤对于基元反应而言，温度升高，反应速率一定增加 A．①④ B．②④ C．③⑤ D．②⑤ 答案 B 解析 ①1918年，Lewis提出反应速率的碰撞理论：反应物分子间的相互碰撞是反应进行的必要条件，①正确；②活化分子间只有少数碰撞才能发生化学反应，②错误；③催化剂通过改变反应途径，降低反应活化能，提高活化分子百分数，加快反应速率，③正确；④对于有气体参与的反应，增大浓度，提高单位体积内的活化分子数，也可以加快反应速率，④错误；⑤对于基元反应而言，温度升高，活化分子百分数增大，反应速率加快，⑤正确；综上所述答案为B。 3．日常生活中常见的措施与化学反应速率也有密切的关系。下列措施中，其使用目的与速率无关的是( ) A．夏天没有将牛奶放入冰箱中冷藏，易变质 B．在月饼包装内放置抗氧化剂 C．医疗上使用75%的酒精杀菌消毒 D．用热水溶解食盐以加快溶解速率 答案 C 解析 A．夏天没有将牛奶放入冰箱中冷藏，易变质，是因为冰箱外温度较高，变质速率加快，A不符合题意；B．放置的抗氧化剂可消耗月饼包装内的氧气，导致氧气浓度减小，变质速率减慢，B不符合题意；C．医疗上使用75%的酒精杀菌消毒，是因为酒精能使蛋白质变性，与速率无关，C符合题意；D．用热水溶解食盐，溶解温度高，溶解速率快，D不符合题意； 故选C。 4．（23-24高二上·浙江杭州·期末）某反应过程能量变化如图所示，下列说法正确的是( ) A．反应过程a有催化剂参与 B．该反应为吸热反应，反应热等于 C．加入催化剂，可改变该反应的活化能，但不能改变反应的 D．有催化剂的条件下，反应的活化能等于 答案 C 解析 A．据图可知b中活化能降低，所以b中使用了催化剂，A错误； B．反应物能量高于生成物，反应为放热反应，B错误；C．不同的催化剂，反应的活化能不同，催化剂降低反应的活化能，加快反应速率，但是不改变反应的焓变，C正确；  D．E1、E2分别代表反应过程中各步反应的活化能，D错误；故选C。 5．（23-24高三下·陕西安康·阶段练习）工业上一种钒基催化剂催化NH3还原NO的反应过程如图所示。下列说法错误的是( ) A．已知反应①速率最快，所以反应①活化能最小 B．为该反应的催化剂 C．反应③既有极性键的形成，又有非极性键的形成 D．总反应方程式为 答案 B 解析 A．活化能越小反应越快，活化能越大反应越慢，已知反应①速率最快，所以反应①活化能最小，A正确； B．先在反应③中生成、后在反应④中消耗，为该反应的中间产物，B错误；C．③中涉及氢氧极性键的形成、氮氮非极性键的形成，C正确；D．由反应历程图可知总反应的化学方程式为氨气和NO、氧气催化生成氮气和水：，D正确；故选B。 6．工业合成氨时，既要使原料的转化率增大，又要使反应速率加快，可采取的办法是( ) ①减压   ②加压   ③升温   ④降温   ⑤及时从平衡混合气体中分离出 A．③④⑤ B．②⑤ C．② D．②③ 答案 C 解析 合成氨的方程式为 ，在反应后气体体积减小，压强减小，该反应是放热反应，据此回答； ①减压使平衡逆反应方向移动，且反应速率减慢，故①错误；②加压使平衡正反应方向移动，且反应速率加快，故②正确；③升温虽然可以加快反应速率，但是使平衡向逆反应方向移动，故③错误；④降温虽然平衡向合成氨方向移动，但是减少单位体积内的活化分子数，有效碰撞减少，反应速率减慢，故④错误；⑤及时从平衡混合气体中分离出 NH3，虽然生成物的浓度减小，反应向正反应方向移动，但是达到新平衡后，气体浓度都比原来平衡小，所以速率慢，故⑤错误；故选C。 7．（23-24高二下·广东东莞·期中）下列叙述正确的是( ) A．反应物总能量高于生成物总能量，该反应一定能自发进行 B．若将1molCH3COOH的稀溶液与含1molNaOH的稀溶液混合，放出的热量小于57.3kJ C．若C(石墨，s)C(金刚石，s)  H>0，则金刚石比石墨稳定 D．已知C(s)+O2(g) = CO2(g)  H1；C(s)+O2(g)=CO(g)  H2，则H1>H2 答案 B 解析 A．反应物总能量高于生成物总能量，该反应属于放热反应，但不一定能自发进行，比如木炭的燃烧，要在一定的条件下才能自发进行，故A错误；B．CH3COOH属于弱电解质，存在电离平衡，且电离过程吸热，若将1mol CH3COOH的稀溶液与含1mol NaOH的稀溶液混合，则放出的热量小于57.3kJ，故B正确；C．若C(石墨，s) C(金刚石，s)  H>0，即石墨的能量比金刚石的能量低，则石墨比金刚石稳定，故C错误；D．已知C(s)+O2(g) = CO2(g)  H1；C(s)+O2(g)=CO(g)  H2，C完全燃烧放出的热量比不完全燃烧放出的热量多，但焓变是负值，则ΔH1＜ΔH2，故D错误；答案选B。 8．（23-24高二上·四川成都·阶段练习）下列方法不能实现对应化学反应速率测定的是( ) A 压力传感器测量反应前后体系压强变化 B 分析天平称量镁条变化前后的质量变化 C 注射器收集反应后气体体积 D 溶液电导率的变化 答案 A 解析 A． 化学反应反应前后气体的系数不变，反应前后压强不变，不能实现对应化学反应速率测定，故A符合题意；B．反应会使镁条溶解而质量减轻，可以根据质量变化测定反应速率，故B不符合题意；C．反应反应前无气体，反应后有气体生成，注射器收集反应后气体体积，可以测定反应速率，故C不符合题意；D．反应，反应前后溶液中离子浓度不同，则溶液电导率不同，可通过测定溶液电导率变化测定反应速率，故D不符合题意；故选：A。 9．（23-24高二上·四川自贡·期中）下图为工业合成氨的流程图。图中为提高原料转化率而采取的措施是( ) A．①②③ B．①③⑤ C．②④⑤ D．②③④ 答案 C 解析 工业合成氨的化学方程式为N2+3H22NH3，反应是可逆反应，反应前后气体体积减小，反应是放热反应；依据合成氨的流程图，其中为提高原料转化率而采取的措施为：增大压强，平衡向体积减小的方向进行，提高反应物的转化率；液化分离出氨气，促进平衡正向进行，提高反应物的转化率；氮气和氢气的循环使用，也可提高原料的转化率，故答案为：C。 10．乙烯气相直接水合反应制备乙醇：C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)。乙烯的平衡转化率和温度、压强的变化关系如下图(起始时，，容器体积为1L)。下列说法错误的是 A．乙烯气相直接水合反应的 B．图中压强的大小关系为： C．图中a点对应的平衡常数 D．达到平衡状态a、b所需要的时间：a>b 答案 C 解析 A．由图可知，同一压强下，升高温度，乙烯的平衡转化率不断降低，说明升高温度，平衡逆向移动，则乙烯气相直接水合反应的，A正确；B．由反应可知，同一温度下，增大压强，平衡正向移动，乙烯的平衡转化率增大，则图中压强的大小关系为 ，B正确；C．图中a点，乙烯的平衡转化率为20%，则平衡时n(H2O)=n(C2H4)=0.8mol，n(C2H5OH)=0.2mol，容器的体积为1L，对应的平衡常数K=，C错误；D．因为b点温度较高、压强较大，反应速率较快，到达平衡状态所需时间较短，则达到平衡状态所需要的时间：a>b，D正确；答案选C。 11．（23-24高二上·安徽阜阳·期末）对于可逆反应A(g)+3B(s)⇌2C(g)+2D(g)，在不同条件下的化学反应速率如下，其中表示的反应速率最快的是( ) A． B． C． D． 答案 C 【分析】速率比等于化学计量数比，都转化为用A物质表示的反应速率，速率的单位都用，然后进行比较； 解析 A．；B．B是固体，不能用其表示反应速率；C．；D．； 可见，反应速率最大的是0.35；答案选C。 12．  。当、和按一定比例混合时，平衡转化率随温度、压强的变化如下图所示。下列说法不正确的是( ) A． B． C．钒催化剂能降低反应的活化能，提高反应速率 D．温度升高，反应平衡常数增大 答案 D 解析 A．随着温度的升高，平衡转化率逐渐降低，说明平衡逆向移动，该反应，A正确；B．增大压强，该反应平衡正向移动，平衡转化率增大，即，B正确；C．催化剂可降低反应活化能，加快反应速率，C正确；D．正反应反应方向放热，温度升高，平衡逆向移动，反应平衡常数减小，D错误；答案选D。 13．对于可逆反应△H<0，下列图像表示正确的是 A． B． C． D． 答案 B 解析 A．反应放热，升高温度，正逆反应速率都增大，平衡向逆反应方向移动，则逆反应速率大于正反应速率，与图像不相符，A项错误；B．500℃时温度高，反应速率更快，但升高温度，平衡向逆反应方向移动，生成物C在反应混合物中的含量减小，与图像相符，B项正确；C．反应放热，升高温度，正逆反应速率都增大，平衡向逆反应方向移动，即相同压强时，A的转化率减小，与图像不相符，C项错误；D．催化剂能加快反应速率，但不改变化学平衡，有无催化剂，C的浓度都不变化，与图像不相符，D项错误；答案选B。 14．(I)(1)已知在448℃时，反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的平衡常数K1为49。 则该温度下反应2HI(g) H2(g)+I2(g)的平衡常数K2为 ；反应1/2H2(g)+1/2I2(g)  HI(g)的平衡常数K3为 。 (Ⅱ)在一定体积的密闭容器中进行如下化学反应：CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)，其化学平衡常数(K)和温度(t)的关系如下表所示： t/℃ 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 回答下列问题： (2)该反应的化学平衡常数表达式为K 。 (3)能判断该反应达到化学平衡状态的依据是___________。 A．容器中压强不变 B．混合气体中c(CO)不变 C．v正(H2)=v逆(H2O) D．c(CO2)=c(CO) (4)某温度下，平衡浓度符合下式：c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)，试判断此时的温度为 ℃。 (5)在800℃时，发生上述反应，某一时刻测得容器内各物质的浓度分别为c(CO2)为2mol·L-1，c(H2)为1.5mol·L-1，c(CO)为1mol·L-1，c(H2O)为3mol·L-1，此时反应 达到平衡(填“是”或“否”)。 答案 (1) 1/49 7 (2) (3)BC (4)830 (5)否 解析 （1）第2个反应是第1个反应的逆反应，平衡常数互为倒数关系，即K2==；第3个反应的化学计量数与第1个相比，缩小为原来的一半，平衡常数也会发生变化，得K3===7。 （2）根据反应的化学方程式CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)可知，化学平衡常数K=。 （3）A．该反应前后，气体分子数不变，则反应前后，容器中的压强不变；故容器中压强不变，不能说明该反应达到化学平衡状态，A不符合题意；B．混合气体中c(CO)不变，说明该反应达到化学平衡状态，B符合题意；C．v正(H2)=v正(H2O)，当v正(H2)=v逆(H2O)时，v正(H2O)=v逆(H2O)，则说明该反应达到化学平衡状态，C符合题意；D．c(CO2)=c(CO)，不能说明该反应达到化学平衡状态，D不符合题意；故选BC。 （4）当c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O)时，K=1，由表中数据可知此时温度为830℃。 （5）此时，Q===1>0.9，所以反应未达到平衡。 能力提升 15．（24-25高三上·江西·阶段练习）丙烯可发生如下转化(反应条件略)： 下列说法不正确的是 A．产物有2种且互为同分异构体(不考虑立体异构) B．可提高转化的反应速率 C．是缩聚反应，该工艺有利于减轻温室效应 D．过程中，处碳氧键比处更易断裂 答案 C 【分析】 丙烯与HOCl发生加成反应得到M，M有CH3-CHCl-CH2OH和CH3-CHOH-CH2Cl两种可能的结构，在Ca(OH)2环境下脱去HCl生成物质Y()，Y在H+环境水解引入羟基，再脱去H+得到主产物Z；Y与CO2发生加聚反应得到物质P。 解析 A．根据分析可知，产物M有2中结构且互为同分异构体，A正确；B．根据分析可知，H+促进Y中醚键的水解，后又脱离，使Z成为主产物，故可提高转化的反应速率，B正确；C．是CO2与Y发生加聚反应，没有小分子生成，不是缩聚反应，该工艺有利于消耗CO2，减轻温室效应，C错误；D．题干部分可以看出，是a出碳氧键断裂，故处碳氧键比处更易断裂，D正确；故答案选C。 16．如图所示，隔板Ⅰ固定不动，活塞Ⅱ可自由移动，M、N两个容器中均发生反应：A(g)+3B(g)  2C(g) 。向M、N中，分别通入xA和yB的混合气体，初始M、N容积相同，保持温度不变。下列说法正确的是( ) A．若平衡时A气体在两容器中的体积分数相等，则x一定等于y B．若，则平衡时M中的转化率： C．若，当M中放出热量172.8时，A的转化率为90% D．若，，N中达到平衡时容积为2L，C为0.4，则反应起始时Ｎ的容积为2.6L 答案 A 解析 A．设平衡时M中消耗了aA，N中消耗了bA，有，，，无论a、b取何值此式均成立，则，A正确；B．设平衡时M中消耗了aA，则A的转化率为，B的转化率为，转化率，B错误；C．设M中放热172.8时消耗A的物质的量为c，则有，解得，但x的值不确定，故不能计算A的转化率，C错误； D．由“三段式”法可得： 所以反应起始时N的容积为，D错误；答案选A。 17．（2024·辽宁锦州·模拟预测）反应X=2Z经历两步，X、Y、Z三种物质的浓度随时间的变化曲线如下图所示。下列说法错误的是( ) A．第一步反应的方程式为：XY B．t1时， C．t2时，Y的消耗速率大于生成速率 D．t3后， 答案 A 【分析】由题干图像可知，一开始X的浓度在减小，最终X的浓度基本为0，Y的浓度先增大，而后出现Z的浓度增大，故反应X═2Z经历两步，但X转化为Y的反应不是可逆反应，即①X=Y；②Y2Z，据此分析解答。 解析 A．由分析可知，一开始X的浓度在减小，Y的浓度先增大，而后出现Z的浓度增大，但X转化为Y的反应不是可逆反应，A错误；B．在纵坐标为浓度的图中看出，在t1时刻，三条线相交于一点，则c(X)=c(Y)=c(Z)，B正确；C．t2时，由曲线Y的浓度逐渐减小，说明Y的消耗速率大于生成速率，C正确； D．根据反应 由图可知，t3后c(X)=0，则c0=c(Y)+，则c(Z)=2c0-2c(Y)，D正确；故答案为：A。 18．氢能作为新型能源，可利用CO制得。我国北京大学的科研团队向容积为V的密闭容器中充入等物质的量的CO和H2O进行反应。已知： 反应I：FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)　ΔH1 反应Ⅱ：FeO(s)+H2(g) Fe(s)+H2O(g)　ΔH2 反应Ⅲ：CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)　ΔH 反应Ⅲ在不同催化剂作用下(反应相同时间)，温度与CO转化率的关系如图所示。 (1)反应Ⅲ的ΔH与ΔH1、ΔH2关系式：ΔH= 。 (2)若反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数分别为K1和K2，则反应3的平衡常数K与K1、K2的关系式：K= 。 (3)随着温度的升高，单位时间内CO的转化率先升后降，“后降”的可能原因是 。 (4)由图可知，ΔH (填“大于”或“小于”)0，催化剂应选择 (填“Au/α-MoC”或“Au/α-MoC /NaCN”)。 (5)已知T=1 025 K时，K=1。则平衡时CO的转化率为 。当T>1 025 K时，平衡时，H2的体积分数φ的取值范围为 。 (6)欲提高H2的体积分数，可采取的措施为 。 答案 (1)ΔH1-ΔH2 (2)K1/K2 (3)温度过高，催化剂的催化活性下降 (4)小于 Au/α-MoC (5) 50% 0<φ<25% (6)及时分离出CO2(或降低温度) 解析 （1）根据盖斯定律可知由反应I-II可得反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，根据盖斯定律，则该反应的ΔH=ΔH1-ΔH2。 （2）由于反应Ⅰ-Ⅱ=Ⅲ，反应Ⅰ和Ⅱ的平衡常数分别为K1和K2，则反应Ⅲ的平衡常数为K= K1/K2。 （3）由图可知，催化剂的催化活性随温度升高先增大后减小，温度过高，催化剂的催化活性下降，会引起单位时间内CO的转化率降低。 （4）由图可知，随着温度的升高，CO平衡转化率逐渐减小，说明升高温度，平衡逆向移动，则该反应的ΔH<0。由图可知，催化剂Au/α-MoC在较低温度时具有较高的催化活性，故催化剂应选择Au/α-MoC。 （5）起始时CO和H2O(g)的物质的量相等，假设均为1 mol，由于反应CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)前后气体总分子数不变，平衡常数K=1，则平衡时四种物质的物质的量均为0.5 mol，故CO的平衡转化率为0.5 mol÷1 mol×100%=50%。1 025 K时，H2的体积分数为25%；升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡时H2的体积分数减小，但肯定大于0，故H2的体积分数取值范围为0<φ<25%。 （6）欲提高H2的体积分数，可采取的措施有及时分离出CO2，或降低温度等。 1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $$