第02讲 化学反应速率与化学平衡（寒假复习讲义）高二化学人教版

第02讲 化学反应速率与化学平衡 内容导航 考点聚焦：紧扣考试命题常考点，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 复习提升：基础巩固+提升专练，全面突破 1．知道化学反应速率的表示方法，了解测定化学反应速率的简单方法。 2．通过实验探究，了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。 3．知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。 4．知道催化剂可以改变反应历程，对调控化学反应速率具有重要意义。 5．了解可逆反应的含义，知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡。 6．认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义。 7．了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。 8．通过实验探究，了解浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响。 9．认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义。 10．了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。 11．学习运用变量控制方法研究化学反应，了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。 一、化学反应速率的概念及表示方法 1．化学反应速率的定义 化学反应速率是用来衡量__ __程度的物理量。 2．化学反应速率的表示方法 通常用单位时间内反应物浓度的__ __或生成物浓度的__ __(均为正值)来表示。 3．数学表达式及单位 v＝__ __，单位为__ __或__ __等。 4．化学反应速率与化学计量数的关系 对于已知反应：mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，在同一段时间内，用不同物质来表示该反应速率，当单位相同时，反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的__ __之比。即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝__ __或v(A)＝v(B)＝v(C)＝v(D)。如在一个2 L的容器中发生反应：3A(g)＋B(g)===2C(g)，加入2 mol A,1s后剩余1.4 mol，则v(A)＝__ __，v(B)＝__ __，v(C)＝__ __。 5．化学反应速率计算的三种方法 (1)定义式法：v(B)＝＝ 。 (2)比例关系式：化学反应速率之比等于化学计量数之比，如mA(g)＋nB(g)===pC(g)中，v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p或 ＝ ＝。(这一公式最好用) (3)三段式法： 化学反应中各物质浓度的计算模式——“三段式” ①写出有关反应的化学方程式。 ②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 ③根据已知条件列方程式计算。 对于反应mA(g)＋nB(g)=pC(g)＋qD(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，反应进行至t1 s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率可计算如下： 　　　　　　　mA(g)＋nB(g)=pC(g)＋qD(g) 起始/(mol·L－1) a 　　 b 　　0 　　0 转化/(mol·L－1) x 　　 　　 　 t1s时/(mol·L－1) a－x 　 b－ 　 　 则v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1， v(C)＝ mol·L－1·s－1，v(D)＝ mol·L－1·s－1。 6．化学反应速率大小的比较方法 (1)归一法：将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一单位、同一种物质的反应速率，再进行速率的大小比较。 如对于反应2SO2＋O22SO3，如果①v(SO2)＝2 mol·L－1·min－1，②v(O2)＝3 mol·L－1·min－1, ③v(SO3)＝4 mol·L－1·min－1，比较反应速率的大小，可以将三者表示的反应速率都转化为O2表示的反应速率再作比较。换算得出①v(O2)＝1 mol·L－1·min－1，③v(O2)＝2 mol·L－1·min－1，则反应速率的大小关系为 。 (2)比值法：将各物质表示的反应速率转化成同一单位后，再除以对应各物质的化学计量数，然后对求出的数值进行大小排序，数值大的反应速率快。如反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，若＞，则反应速率A＞B。 二、化学反应速率的测定 1．测定原理 根据化学反应速率表达式，实验中需要测定 反应物(或生成物)的浓度。 2．测定方法 （1）利用能够直接观察的某些性质测定，如通过测量释放出一定体积的气体的 来测定反应速率，或测量一定时间内气体压强的变化来测定反应速率。 （2）利用科学仪器测量出的性质进行测定，如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等。 （3）在溶液中进行的反应，当反应物或生成物本身有比较明显的颜色时，常常利用 和 间的比例关系来测量反应速率。 3.测量化学反应速率时，常采用的方法 （1）对于有气体生成的反应：可测定 。 （2）对于有固体参加的反应，可测定 。 （3）对于有酸碱参与的反应，可测定 。 （4）对于有颜色变化的反应，可测定 。 （5）对于有沉淀生成的反应，可测定 。 三、影响化学反应速率的因素 1．内因(主要因素)：反应物本身的结构与__ __，反应类型相同，但反应物不同，反应速率不同。 如相同条件下，Na、Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系是__ __。 2．外因(其他条件不变，只改变一个条件)。 四、活化能 1.基元反应与反应历程 概念 示例 基元 反应 大多数化学反应都是分几步完成的，其中的　 　称为基元反应 2HIH2＋2I· 反应 历程 基元反应构成的　 　称为反应历程（又称反应机理） 反应2HIH2＋I2分两步：①2HIH2＋2I· ②2I·I2 简单 反应 反应物一步直接转化为反应产物，其总反应就是基元反应，这类反应又称为简单反应 H＋＋OH－H2O 活化 能 基元反应过程需经历一个高能量的中间状态，此时形成一种旧键没有完全断裂、新键没有完全形成的过渡态，　 　与反应物的平均能量之差Ea称为基元反应的活化能 Ea为正反应活化能，Ea'为逆反应活化能 提醒　同一反应，在不同条件下的反应历程也可能不同。 2．活化分子、活化能、有效碰撞。 ①活化分子：能够发生__ __的分子。 ②活化能(如下图)： 图中E1为__ __，使用催化剂时的活化能为__ __，反应热为__ __。 ③有效碰撞：活化分子之间能够引发__ __反应的碰撞。 3．活化分子、有效碰撞与反应速率的关系。 五、自发过程和自发反应 自发过程 含义 在一定条件下，不用借助 就可以 的过程。 特点 能量角度：体系趋向于从 状态转变为 状态(体系对外部 或者 热量)。 混乱度角度：在密闭条件下，体系有从 自发转变为 的倾向。 自发反应 定义 在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自动进行的化学反应。 自发反应的特征 具有 ，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆反应在该条件下肯定不自发。 体系趋向于从 状态转变为 状态。 体系趋向于从 体系转变为 体系。 六、化学反应进行方向的判据 判据 内容 注意事项 焓判据 放热反应过程中体系能量降低（ΔH＜0），有利于反应自发进行 有些吸热反应也可以自发进行，故不能仅用反应焓变来判断反应能否自发进行 熵判据 熵增加（ΔS＞0）有利于反应自发进行 有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行，故不能仅用反应熵变来判断反应能否自发进行 吉布斯自由能判据（ΔG＝ΔH－TΔS） ΔG　 　0，则反应能自发进行 ΔG　 　0，则反应不能自发进行；ΔG＝0，则反应处于平衡状态 示例 化学反应 ΔH/ （kJ·mol－1） ΔS/ （J·mol－1·K－1） 能否自发进行 2KClO3（s）2KCl（s）＋3O2（g） －78.03 ＋494.4 ΔH＜0，ΔS＞0，任何温度下都能自发进行 CO（g）C（s，石墨）＋O2（g） ＋110.5 －89.4 ΔH＞0，ΔS＜0，任何温度下都不能自发进行 4Fe（OH）2（s）＋2H2O（l）＋O2（g）4Fe（OH）3（s） －444.3 －280.1 ΔH＜0，ΔS＜0，低温下能自发进行 CaCO3（s）CaO（s）＋CO2（g） ＋178.2 ＋169.6 ΔH＞0，ΔS＞0，高温下能自发进行 七、可逆反应 定义 在同一条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。 特点 二同 a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行。 一小 反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。 表示 在方程式中用“”表示。 八、化学平衡状态 1.定义： 在一定条件下的__ __反应中，反应物和生成物的__ __不再随时间的延长而发生变化，__ __和__ __相等的状态。 2.建立过程： 在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。化学平衡的建立过程可用如下v－t图像表示。图像分析： 反应开始时反应物浓度最大，v(正)最大，生成物浓度为0，v(逆)为 ↓ 反应进行时反应物浓度逐渐减小→v(正)　　　　　。生成物浓度由零逐渐增大→v(逆)从零　　　　　  ↓ 达到平衡时v(正)　　　　v(逆)，反应混合物中各组分的浓度　　　　，即达到化学平衡状态。 3.化学平衡特征 4.判断化学平衡状态的标志 角度 标志 正、逆反应速率 ①用同一种物质表示的反应速率v正　 　v逆时，反应达到平衡。 ②反应方程式[如aA（g）＋bB（g）cC（g）＋dD（g）]中用不同物质表示的反应速率＝时，反应达到平衡 浓度 （含量） ①反应方程式中任意一种物质的浓度　 　时，反应达到平衡。 ②反应方程式中各物质的质量分数（或气体体积分数、物质的量分数等）保持不变时，反应达到平衡 平衡常数 物质的浓度商（Qc）　 　化学平衡常数（Kc）时，反应达到平衡 九、化学平衡常数 1．化学平衡常数 (1)含义 在一定__ __下，当一个可逆反应达到__ __时，生成物__ __与反应物__ __的比值是一个常数，简称平衡常数，用符号__ __表示。化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 (2)表达式 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一定温度下达到平衡时，平衡常数的表达式： K＝__ __。 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固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中。 (3)意义 ①K值越大，正反应进行的程度__ __，反应物的转化率__ __。当K＞__ __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__ __，反应物的转化率__ __。当K＜__ __时，认为反应很难进行。 (4)影响因素 ①内因：__ __的性质。 ②外因：只受__ __影响，与__ __、__ __、__ __等外界因素无关。即在一定温度下，平衡常数保持不变。 (5)平衡常数的应用 ①判断、比较可逆反应进行的程度 一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应： K值 正反应进行 的程度 平衡时生 成物浓度 平衡时反应 物浓度 反应物 转化率 越大 __ __ __ __ __ __ ___ 越小 __ __ __ __ __ __ __ __ ②判断正在进行的可逆反应的方向以及反应是否达到平衡 对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，若浓度商Qc＝，则将浓度商和平衡常数作比较可得可逆反应所处的状态。 ③判断可逆反应的反应热 2.化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。 若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数也会改变。 已知两反应的平衡常数分别为K1、K2。 ①若两反应互为逆反应，则 。 ②若两反应的反应物和生成物相同，反应1的系数是反应2的n倍，则 。 ③若两反应相加，则总反应的平衡常数 。 ④若两反应相减，则总反应的平衡常数 。 十、平衡转化率 1.定义 某一反应物的平衡转化率α等于该物质在反应中 (如物质的量、物质的量浓度等)与该物质 的比值。 2.表达式 平衡转化率α＝ 对于反应aA＋bBcC＋dD，反应物A的平衡转化率为α(A)＝ ，式中c0(A)和c(A)分别表示A的初始浓度和A的平衡浓度。 3.意义 反应的平衡转化率能表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。 十一、化学平衡的移动 1．化学平衡移动的过程 2．化学平衡移动与化学反应速率的关系 化学平衡发生移动的根本原因是外界条件的改变造成了v正≠v逆，其具体情况如下： (1)v正__ __v逆，平衡向正反应方向移动。 (2)v正__ __v逆，平衡不移动。 (3)v正__ __v逆，平衡向逆反应方向移动。 十二、化学平衡移动的影响因素 改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向　　　　方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向　　　　方向移动 压强(对有气体参加的反应) 反应前后气体体积改变 增大压强 向气体分子总数　　　的方向移动 减小压强 向气体分子总数　　　的方向移动 反应前后气体体积不变 改变压强 平衡　　　移动 温度 升高温度 向　　　　反应方向移动 降低温度 向　　　　反应方向移动 催化剂 同等程度改变v(正)、v(逆),平衡不移动 十三、勒夏特列原理 1.内容：如果改变影响平衡的条件之一(如温度、压强，以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够 这种改变的方向移动。 2.平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不是“消除”外界条件的影响，更不是“扭转”外界条件的影响。 十四、工业合成氨的条件 1.合成氨反应进行的方向 N2（g）＋3H2（g）2NH3（g），已知在298 K时，ΔH＝－92.2 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·mol－1·K－1，ΔG＝　 　kJ·mol－1（保留两位小数），该反应能正向自发进行。 2.合成氨反应限度 增大压强、降低温度有利于化学平衡向生成NH3的方向移动。N2和H2的物质的量之比为1∶3（理论投料比）时，平衡转化率最高。 3.合成氨反应的速率 在特定条件下，合成氨反应的速率与参与反应的物质浓度的关系式为 4.工业合成氨适宜条件的选择 催化剂 温度 压强 采用　 　为催化剂（填催化剂名称），该催化剂在500 ℃左右时活性最大 采用400～500 ℃，原因是　 　 采用10 MPa～30 MPa。压强越大，对材料的强度和设备的制造要求越高，需要的动力越大，会大大增加生产投资，降低综合经济效益 一、化学反应速率图像 1．全程速率－时间图象 如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图情况。 原因解释：AB段(v渐大)，因为该反应为放热反应，随着反应的进行，温度逐渐升高，导致反应速率逐渐增大；BC段(v渐小)，则主要原因随着反应的进行，溶液中c(H＋)逐渐减小，导致反应速率逐渐减小。 2．物质的量(或浓度)－时间图象 示例：某温度时，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 (1)由图象得出如下信息 ①反应物是X、Y，生成物是Z； ②t3时反应达到平衡，X、Y没有全部反应。 (2)根据图象可进行如下计算 ①某物质的平均反应速率、转化率，如 v(X)＝ mol·L－1·s－1，Y的转化率＝×100%。 ②确定化学方程式中的化学计量数之比，如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。 3．速率－时间图象及应用 平衡体系 条件变化 速率变化 平衡 变化 速率变化曲线 任一平 衡体系 ①增大反 应物浓度 v正、v逆均增大， 且v正＞v逆 正向 移动 ②减小反 应物浓度 v正、v逆均减小， 且v逆＞v正 逆向 移动 ③增大生 成物浓度 v正、v逆均增大， 且v逆＞v正 逆向 移动 ④减小生 成物浓度 v正、v逆均减小， 且v正＞v逆 正向 移动 正反应 方向为 气体体 积增大 的放热 反应　 ⑤增大压强 或升高温度 v正、v逆均增大， 且v逆＞v正 逆向 移动 ⑥减小压强 或降低温度 v正、v逆均减小， 且v正＞v逆 正向 移动 反应前后 气体化学 计量数和 相等的平 衡体系　 ⑦正催化剂 或增大压强 v正、v逆均 增大相同倍数 平衡不 移动 ⑧减小压强 v正、v逆同 等倍数减小 二、化学平衡状态的判断方法 1．动态标志：v正＝v逆≠0 ①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。 ②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA＋bBcC＋dD，＝时，反应达到平衡状态。 2．静态标志：各种“量”不变 ①各物质的质量、物质的量或浓度不变； ②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)不变； ③温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。 3．综合分析 举例 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 状态 混合物体系中各成分的含量 各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡 各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡 各气体的体积或体积分数一定 平衡 总压强、总体积、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆 反应速 率的关系　　 在单位时间内消耗了m mol A，同时生成m mol A，即v正＝v逆 平衡 在单位时间内消耗了n mol B，同时生成p mol C 不一定平衡 vA∶vB∶vC∶vD＝m∶n∶p∶q，v正不一定等于v逆 不一定平衡 在单位时间内生成了n mol B，同时消耗了q mol D 不一定平衡 压强 m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 平衡 m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 不一定平衡 混合气体 的(r) r一定，当m＋n≠p＋q时 平衡 r一定，当m＋n＝p＋q时 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量的变化，在其他条件不变的情况下，体系温度一定 平衡 密度 密度一定 不一定平衡 颜色 含有有色物质的体系颜色不再变化 平衡 三、化学平衡图像 1．常见化学平衡的图像类型 (1)浓度—时间图像 浓度—时间图像可以直观地反映每一时刻的浓度变化。 因此可用于列三段式或求解反应方程式中的化学计量数之比(化学计量数之比＝浓度变化量之比)。 (2)速率—时间图像 此类图像定性揭示了v(正)、v(逆)随时间(含条件改变对化学反应速率的影响)变化规律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动方向等。 (3)转化率(或含量)—时间关系图 该类图像主要看斜率的大小，斜率的大小反映速率的大小，可理解为“先拐先平数值大”，即图像先拐弯的先达到平衡，对应的温度或压强大。 (4)恒压(温)线 (5)几种特殊的图像 ①对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)　ΔH＜0，M点前，表示反应未达到平衡，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。 ②如图所示的曲线是在其他条件不变时，某反应物的最大转化率与温度的关系曲线，图中标出的1、2、3、4四个点，表示v正＞v逆的点是3，表示v正＜v逆的点是1，而2、4点表示v正＝v逆。 注意：该类图像在求解时，一定要先固定一个变量再探究物理量随另一变量的变化规律。 (6)速率、平衡综合图像 温度为T时，对于密闭容器中的反应： A(g)＋B(g)C(s)＋xD(g)　ΔH＞0 A、B、D物质的量浓度随时间的变化如图所示： 据此图可以分析出x的大小，某一段时间内的反应速率v(A)、v(B)或v(D)，可以求出该温度下反应的平衡常数，可以分析出15 min时的条件变化等。 2．化学平衡图像解读 (1)v－t图像解读 ①看改变条件的一瞬间(t1)，若v′正在v′逆上方，则平衡向正反应方向移动；反之，则平衡向逆反应方向移动。 ②若a、b重合为一点，则t1时刻改变的是某一物质的浓度。 ③若a、b不重合，则t1时刻可能是改变了温度或压强。 ④若v′正和v′逆改变程度相同，即v′正＝v′逆，平衡不移动，则t1时刻可能是使用了催化剂或是对反应前后气体分子数不变的反应改变压强。 (2)物质的量(或浓度或转化率)与时间关系的图像解读 ①每条曲线在转折点以前表示该条件下此反应未达平衡状态，转折点后表示已达平衡状态。 ②先出现转折点的则先达到平衡。如图甲，压强为p1条件下先达平衡，可推知p1＞p2；图乙中，温度为T2条件下先达平衡，可推知T2＞T1。根据Y表示的意义，可推断反应前后气体的化学计量数之和的大小，或判断正反应是吸热反应还是放热反应。 (3)等温(压)平衡曲线解读 ①纵坐标Y可表示物质的量、浓度、转化率以及物质的量分数等含义。 ②解题分析时，常需要作辅助线(对横坐标轴作垂线)，若横坐标表示温度(或压强)，则此辅助线为等温线(或等压线)。 ③如图丙所示，在曲线上的每个点(如B点)都达到平衡状态，若纵坐标表示反应物转化率，则有： A点是非平衡状态，若要达到平衡，需降低转化率，即平衡要向逆反应方向移动，此点v正＜v逆； C点是非平衡状态，若要达到平衡，需增大转化率，即平衡要向正反应方向移动，此点v正＞v逆； 处于平衡状态或非平衡状态的各点的反应速率，其大小主要由温度决定，故有vC＞vB＞vA。 (4)同一段时间内，不同温度下反应进程中某个量的图像解读 如图是不同温度下经过一段时间，某反应物的转化率与温度的关系。 ①此图像表明该反应的正反应为放热反应。若正反应为吸热反应，则同一时间段内温度越高，平衡正向移动程度越大，反应物的转化率越大，曲线应一直为增函数，与图像不符。 ②T1～T2段，反应未达到平衡，随温度升高，反应速率加快，反应物转化率增大。 ③T2点表示反应达到平衡状态。 ④T2～T3段是随温度升高平衡向吸热反应方向移动的结果，T2～T3段曲线上的点均为平衡点。 基础巩固 1．已知：4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)，若反应速率分别用(NH3)、(NO)、(N2)、(H2O)表示，则下列关系式正确的是 A．2(NH3)=3(NO) B．4(NH3)=5(N2) C．6(NO)=5(N2)     D．3(NH3)=2(H2O) 2．向恒容密闭容器中充入1 mol 和2 mol ，在一定条件下反应达到平衡时，下列说法一定正确的是 A．、和的物质的量浓度之比为 B．完全转化为 C．单位时间内消耗 mol ，同时消耗 mol D．正反应速率和逆反应速率都为零 3．下列措施是为了增大化学反应速率的是 A．谷物酿酒时需要使用酒曲 B．保持钢铁干燥避免生锈 C．将食物放进冰箱避免变质 D．航海轮船船身镶嵌锌块 4．某密闭容器中发生如下反应： 。如图表示该反应的速率()随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是 A．t2时加入催化剂 B．t3时降低了温度 C．t5时增大了压强 D．t4～t5时间内转化率一定最低 5．已知化合物A与在一定条件下反应生成化合物B与，其反应历程如图所示，其中TS表示过渡态，I表示中间体。下列说法正确的是 A．所在的基元反应中活化分子百分数最大 B．反应达到平衡状态后，升温使平衡逆向移动 C．使用催化剂只降低正反应的活化能 D．该历程中的最大能垒(活化能) 6．AlN是一种新型无机非金属材料，制备原理是。1700℃下，在恒容密闭容器中加入一定量的反应物发生该反应，下列情况不能判断反应达到平衡状态的是 A．气体密度不再变化 B．Al2O3的物质的量不再变化 C．气体总压强不再变化 D．气体平均摩尔质量不再变化 7．下列事实能用平衡移动原理解释的是 A．溶液中加入少量固体，促进分解 B．锌片与稀硫酸反应时，加入少量固体，促进的产生 C．常温下铁片放入浓溶液中没有明显现象，加热产生大量红棕色气体 D．反应  达到化学平衡后，升高温度，体系颜色变浅 8．工业上通过反应  制“灰氢”。在某密闭容器中发生该反应(C足量)，测得在温度分别为、时，平衡体系中的体积分数随压强变化的曲线如图所示： 关于图中甲、乙、丙三处平衡，下列说法正确的是 A．正反应速率：甲＞丙 B．化学平衡常数：乙=丙 C．的平衡转化率：丙＞甲 D．混合气体的平均相对分子质量：乙＞甲 9．以铜、铬的氧化物为催化剂，用HCl制的原理为，下列说法正确的是 A．平衡时，提高HCl的浓度，有利于提高HCl的转化率 B．若该反应能自发进行，可判定该反应的 C．恒压容器中，反应达到平衡后通入惰性气体，平衡不移动 D．平衡时，其他条件不变，增大催化剂用量，反应热减小 10．和联合重整能减少温室气体的排放。重整时发生如下反应： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   其他条件相同，投料比为时，和的平衡转化率与温度变化关系如图所示，下列说法不正确的是 A．其他条件不变，)投料比为，则平衡时转化率一定高于 B．一定条件下，使用高效催化剂可以提高单位时间内氢气的产量 C．始终低于1.0，是因为发生了反应Ⅱ D．其他条件不变，550~650℃，升高温度更有利于反应Ⅱ进行 提升专练 11．实验室利用下列方案探究影响化学反应速率的因素，下列说法中错误的是 实验 编号 温度 /℃ 酸性溶液 溶液 ① 25 ② 25 ③ 50 A．在实验①中反应速率可能会受生成物的影响 B．实验①②探究的是浓度对化学反应速率的影响 C．实验①③探究的是温度对化学反应速率的影响 D．该实验原理是 12．在恒温恒容条件下，向容积为1 L的密闭容器中充入一定量的，发生下列反应：   。温度为时，部分实验数据如表所示： 0 50 100 150 4.0 2.5 2.0 2.0 下列说法错误的是 A．前50 s内的平均生成速率为 B．容器内的体积分数不再改变说明反应已达平衡 C．150 s时，向容器中继续通入，则此时反应将正向进行 D．其他条件不变，若将恒容改为恒压，则平衡时的转化率增大 13．下，在恒容密闭容器中加入和，发生反应：，测得与时间()的关系如图所示。下列说法正确的是 A．点时不变，说明反应停止 B．， C．的体积分数不变时，说明反应达到平衡 D．时刻改变的条件可能是再充入 14．在恒温恒容容器中发生反应，下列选项能说明反应达到平衡状态的是 A．混合气体的压强不再改变 B．单位时间内生成a mol A，同时消耗a mol B C．混合气体的密度不再改变 D．混合气体的分子总数不再改变 15．关于反应  说法错误的是 A．图甲，恒温恒容下时刻反应已达到平衡 B．图乙，时刻升温，平衡时的体积分数： C．图丙，表示物质的量分数，a、b的相等 D．图丁，恒温压缩体积，横坐标表示压强，纵坐标可表示平衡时气体密度 16．某温度下，在密闭容器中进行反应  ，和的初始浓度均为，测得的平衡转化率为60%，下列说法不正确的是 A．的平衡转化率为60% B．升高温度平衡常数减小 C．该温度下反应的平衡常数 D．若初始、、、浓度均为，则反应正向进行 17．Ⅰ、某实验小组以分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。 分组实验 催化剂 ① 溶液 无 ② 溶液 无 ③ 溶液 溶液 ④ 溶液+少量稀盐酸 溶液 ⑤ 溶液+少量溶液 溶液 (1)实验①和②的目的是探究 对反应速率的影响。实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下稳定，不易分解。 (2)实验③④⑤，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图。分析图能够得出的实验结论： 性环境能够增大分解的速率。 (3)已知溶液中主要含有、和三种微粒。为了证明对分解无催化作用，实验小组在查阅资料后得知不会影响的分解，补充做了实验：往溶液中加入 ，观察到 。 Ⅱ、为进一步研究浓度对反应速率的影响，该实验小组又设计了如下实验方案，记录溶液褪色所需的时间。(反应的离子方程式为：) 实验操作 褪色时间 实验1 的草酸溶液与的高锰酸钾酸性溶液混合 实验2 的草酸溶液与的高锰酸钾酸性溶液混合 15 (4)忽略混合前后溶液体积的变化，实验2中用草酸表示的反应速率 。 (5)褪色时间：，则该组实验得出的结论是 。 (6)实验过程中同学还发现，酸性高锰酸钾溶液与草酸溶液反应开始时，溶液褪色慢，但过了一段时间后溶液褪色明显加快。除了温度的影响，出现此现象还可能的原因是 。 18．Ⅰ.一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物为原料生产化工产品的方法。合成气(和的混合气体)是一碳化学的重要原料，焦炭与水蒸气在恒容密闭容器中会发生如下三个反应： ① ② ③ (1)已知反应①，该反应在 (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。 (2)当反应①达到平衡后，下列措施可提高正反应速率的是___________(填标号)。 A．加入焦炭 B．通入CO C．升高温度 D．分离出氢气 (3)若在恒温恒容容器中仅发生反应②，则下列能说明反应达到平衡状态的是___________。 A．容器内气体的压强不变 B．容器内气体的总质量不变 C．容器内气体的平均相对分子质量不变 D．单位时间内，每有O-H键断裂，同时有键断裂 (4)向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO，发生反应，和的物质的量变化如下表所示。 条件 保持温度为T/℃ 时间 0 5min 10min 15min 20min 25min 30min NO物质的量/mol 2.0 1.4 1.0 0.70 0.50 0.40 0.40 物质的量/mol 0 0.3 0.50 0.65 0.75 0.80 0.80 ①内，以表示的该反应速率 ，最终达平衡时的转化率 ，平衡常数 ， ②保持温度T℃不变，向该密闭容器中加入该四种反应混合物各，该时刻，正、逆反应速率的大小关系为： (填“>”“<”或“=”)。 Ⅱ.在恒容密闭容器中，加入足量的和，仅发生反应：  。测得氧气的平衡转化率与起始压强、温度的关系如图所示： (5)、、的大小： 。 (6)若初始时通入，为，则A点平衡常数 (用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压=总压×气体的物质的量分数，写出计算式即可)。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第02讲 化学反应速率与化学平衡 内容导航 考点聚焦：紧扣考试命题常考点，有的放矢 重点速记：知识点和关键点梳理，查漏补缺 难点强化：难点内容标注与讲解，能力提升 复习提升：基础巩固+提升专练，全面突破 1．知道化学反应速率的表示方法，了解测定化学反应速率的简单方法。 2．通过实验探究，了解温度、浓度、压强和催化剂对化学反应速率的影响。 3．知道化学反应是有历程的，认识基元反应活化能对化学反应速率的影响。 4．知道催化剂可以改变反应历程，对调控化学反应速率具有重要意义。 5．了解可逆反应的含义，知道可逆反应在一定条件下能达到化学平衡。 6．认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义。 7．了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。 8．通过实验探究，了解浓度、压强、温度对化学平衡状态的影响。 9．认识化学平衡常数是表征反应限度的物理量，知道化学平衡常数的含义。 10．了解浓度商和化学平衡常数的相对大小与反应方向间的联系。 11．学习运用变量控制方法研究化学反应，了解控制反应条件在生产和科学研究中的作用。 一、化学反应速率的概念及表示方法 1．化学反应速率的定义 化学反应速率是用来衡量__化学反应进行的快慢__程度的物理量。 2．化学反应速率的表示方法 通常用单位时间内反应物浓度的__减小__或生成物浓度的__增大__(均为正值)来表示。 3．数学表达式及单位 v＝____，单位为__mol·L－1·min－1__或__mol·L－1·s－1__等。 4．化学反应速率与化学计量数的关系 对于已知反应：mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，在同一段时间内，用不同物质来表示该反应速率，当单位相同时，反应速率的数值之比等于这些物质在化学方程式中的__化学计量数__之比。即v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝__m∶n∶p∶q__或v(A)＝v(B)＝v(C)＝v(D)。如在一个2 L的容器中发生反应：3A(g)＋B(g)===2C(g)，加入2 mol A,1s后剩余1.4 mol，则v(A)＝__0.3_mol·L－1·s－1__，v(B)＝__0.1_mol·L－1·s－1__，v(C)＝__0.2_mol·L－1·s－1__。 5．化学反应速率计算的三种方法 (1)定义式法：v(B)＝＝。 (2)比例关系式：化学反应速率之比等于化学计量数之比，如mA(g)＋nB(g)===pC(g)中，v(A)∶v(B)∶v(C)＝m∶n∶p或＝＝。(这一公式最好用) (3)三段式法： 化学反应中各物质浓度的计算模式——“三段式” ①写出有关反应的化学方程式。 ②找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。 ③根据已知条件列方程式计算。 对于反应mA(g)＋nB(g)=pC(g)＋qD(g)，起始时A的浓度为a mol·L－1，B的浓度为b mol·L－1，反应进行至t1 s时，A消耗了x mol·L－1，则化学反应速率可计算如下： 　　　　　　　mA(g)＋nB(g)=pC(g)＋qD(g) 起始/(mol·L－1) a 　　 b 　　0 　　0 转化/(mol·L－1) x 　　 　　 　 t1s时/(mol·L－1) a－x 　 b－ 　 　 则v(A)＝ mol·L－1·s－1，v(B)＝ mol·L－1·s－1， v(C)＝ mol·L－1·s－1，v(D)＝ mol·L－1·s－1。 6．化学反应速率大小的比较方法 (1)归一法：将同一反应中的不同物质的反应速率转化成同一单位、同一种物质的反应速率，再进行速率的大小比较。 如对于反应2SO2＋O22SO3，如果①v(SO2)＝2 mol·L－1·min－1，②v(O2)＝3 mol·L－1·min－1, ③v(SO3)＝4 mol·L－1·min－1，比较反应速率的大小，可以将三者表示的反应速率都转化为O2表示的反应速率再作比较。换算得出①v(O2)＝1 mol·L－1·min－1，③v(O2)＝2 mol·L－1·min－1，则反应速率的大小关系为②＞③＞①。 (2)比值法：将各物质表示的反应速率转化成同一单位后，再除以对应各物质的化学计量数，然后对求出的数值进行大小排序，数值大的反应速率快。如反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，若＞，则反应速率A＞B。 二、化学反应速率的测定 1．测定原理 根据化学反应速率表达式，实验中需要测定不同反应时刻反应物(或生成物)的浓度。 2．测定方法 （1）利用能够直接观察的某些性质测定，如通过测量释放出一定体积的气体的时间来测定反应速率，或测量一定时间内气体压强的变化来测定反应速率。 （2）利用科学仪器测量出的性质进行测定，如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等。 （3）在溶液中进行的反应，当反应物或生成物本身有比较明显的颜色时，常常利用颜色变化和浓度变化间的比例关系来测量反应速率。 3.测量化学反应速率时，常采用的方法 （1）对于有气体生成的反应：可测定相同时间内收集气体的体积或收集等量气体所用的时间。 （2）对于有固体参加的反应，可测定一段时间内消耗固体质量的多少。 （3）对于有酸碱参与的反应，可测定一段时间内溶液中氢离子或氢氧根离子浓度的变化。 （4）对于有颜色变化的反应，可测定溶液变色所需时间。 （5）对于有沉淀生成的反应，可测定溶液变浑浊所需的时间。 三、影响化学反应速率的因素 1．内因(主要因素)：反应物本身的结构与__性质__，反应类型相同，但反应物不同，反应速率不同。 如相同条件下，Na、Mg、Al与稀盐酸反应的速率大小关系是__Na＞Mg＞Al__。 2．外因(其他条件不变，只改变一个条件)。 四、活化能 1.基元反应与反应历程 概念 示例 基元 反应 大多数化学反应都是分几步完成的，其中的　每一步反应　称为基元反应 2HIH2＋2I· 反应 历程 基元反应构成的　反应序列　称为反应历程（又称反应机理） 反应2HIH2＋I2分两步：①2HIH2＋2I· ②2I·I2 简单 反应 反应物一步直接转化为反应产物，其总反应就是基元反应，这类反应又称为简单反应 H＋＋OH－H2O 活化 能 基元反应过程需经历一个高能量的中间状态，此时形成一种旧键没有完全断裂、新键没有完全形成的过渡态，　过渡态的能量　与反应物的平均能量之差Ea称为基元反应的活化能 Ea为正反应活化能，Ea'为逆反应活化能 提醒　同一反应，在不同条件下的反应历程也可能不同。 2．活化分子、活化能、有效碰撞。 ①活化分子：能够发生__有效碰撞__的分子。 ②活化能(如下图)： 图中E1为__活化能__，使用催化剂时的活化能为__E3__，反应热为__E1－E2__。 ③有效碰撞：活化分子之间能够引发__化学__反应的碰撞。 3．活化分子、有效碰撞与反应速率的关系。 五、自发过程和自发反应 自发过程 含义 在一定条件下，不用借助外力就可以自发进行的过程。 特点 能量角度：体系趋向于从高能状态转变为低能状态(体系对外部做功或者释放热量)。 混乱度角度：在密闭条件下，体系有从有序自发转变为无序的倾向。 自发反应 定义 在一定温度和压强下，无需外界帮助就能自动进行的化学反应。 自发反应的特征 具有方向性，即反应的某个方向在一定条件下是自发的，则其逆反应在该条件下肯定不自发。 体系趋向于从高能量状态转变为低能量状态。 体系趋向于从有序体系转变为无序体系。 六、化学反应进行方向的判据 判据 内容 注意事项 焓判据 放热反应过程中体系能量降低（ΔH＜0），有利于反应自发进行 有些吸热反应也可以自发进行，故不能仅用反应焓变来判断反应能否自发进行 熵判据 熵增加（ΔS＞0）有利于反应自发进行 有些熵减小的反应在一定条件下也可以自发进行，故不能仅用反应熵变来判断反应能否自发进行 吉布斯自由能判据（ΔG＝ΔH－TΔS） ΔG　＜　0，则反应能自发进行 ΔG　＞　0，则反应不能自发进行；ΔG＝0，则反应处于平衡状态 示例 化学反应 ΔH/ （kJ·mol－1） ΔS/ （J·mol－1·K－1） 能否自发进行 2KClO3（s）2KCl（s）＋3O2（g） －78.03 ＋494.4 ΔH＜0，ΔS＞0，任何温度下都能自发进行 CO（g）C（s，石墨）＋O2（g） ＋110.5 －89.4 ΔH＞0，ΔS＜0，任何温度下都不能自发进行 4Fe（OH）2（s）＋2H2O（l）＋O2（g）4Fe（OH）3（s） －444.3 －280.1 ΔH＜0，ΔS＜0，低温下能自发进行 CaCO3（s）CaO（s）＋CO2（g） ＋178.2 ＋169.6 ΔH＞0，ΔS＞0，高温下能自发进行 七、可逆反应 定义 在同一条件下既可以向正反应方向进行，同时又可以向逆反应方向进行的化学反应。 特点 二同 a.相同条件下；b.正、逆反应同时进行。 一小 反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都小于(填“大于”或“小于”)100%。 表示 在方程式中用“”表示。 八、化学平衡状态 1.定义： 在一定条件下的__可逆__反应中，反应物和生成物的__浓度__不再随时间的延长而发生变化，__正反应速率__和__逆反应速率__相等的状态。 2.建立过程： 在一定条件下，把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中。化学平衡的建立过程可用如下v－t图像表示。图像分析： 反应开始时反应物浓度最大，v(正)最大，生成物浓度为0，v(逆)为 ↓ 反应进行时反应物浓度逐渐减小→v(正)　　　　　。生成物浓度由零逐渐增大→v(逆)从零　　　　　  ↓ 达到平衡时v(正)　　　　v(逆)，反应混合物中各组分的浓度　　　　，即达到化学平衡状态。 【答案】2. 零 逐渐减小　逐渐增大　=　保持不变 3.化学平衡特征 【答案】3..正反应速率　逆反应速率　质量和浓度 4.判断化学平衡状态的标志 角度 标志 正、逆反应速率 ①用同一种物质表示的反应速率v正　＝　v逆时，反应达到平衡。 ②反应方程式[如aA（g）＋bB（g）cC（g）＋dD（g）]中用不同物质表示的反应速率＝时，反应达到平衡 浓度 （含量） ①反应方程式中任意一种物质的浓度　保持不变　时，反应达到平衡。 ②反应方程式中各物质的质量分数（或气体体积分数、物质的量分数等）保持不变时，反应达到平衡 平衡常数 物质的浓度商（Qc）　等于　化学平衡常数（Kc）时，反应达到平衡 九、化学平衡常数 1．化学平衡常数 (1)含义 在一定__温度__下，当一个可逆反应达到__化学平衡__时，生成物__浓度幂之积__与反应物__浓度幂之积__的比值是一个常数，简称平衡常数，用符号__K__表示。化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。 (2)表达式 对于一般的可逆反应mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，在一定温度下达到平衡时，平衡常数的表达式： K＝____。 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固体和纯液体的浓度视为常数，通常不计入平衡常数表达式中。 (3)意义 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。 (4)影响因素 ①内因：__反应物本身__的性质。 ②外因：只受__温度__影响，与__浓度__、__压强__、__催化剂__等外界因素无关。即在一定温度下，平衡常数保持不变。 (5)平衡常数的应用 ①判断、比较可逆反应进行的程度 一般来说，一定温度下的一个具体的可逆反应： K值 正反应进行 的程度 平衡时生 成物浓度 平衡时反应 物浓度 反应物 转化率 越大 __越大__ __越大__ __越小__ __越高__ 越小 __越小__ __越小__ __越大__ __越低__ ②判断正在进行的可逆反应的方向以及反应是否达到平衡 对于可逆反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)，若浓度商Qc＝，则将浓度商和平衡常数作比较可得可逆反应所处的状态。 ③判断可逆反应的反应热 2.化学平衡常数表达式与化学方程式的书写有关。 若反应方向改变、化学计量数等倍扩大或缩小，化学平衡常数也会改变。 已知两反应的平衡常数分别为K1、K2。 ①若两反应互为逆反应，则K1•K2＝1。 ②若两反应的反应物和生成物相同，反应1的系数是反应2的n倍，则K1＝K。 ③若两反应相加，则总反应的平衡常数K＝K1•K2。 ④若两反应相减，则总反应的平衡常数K＝。 十、平衡转化率 1.定义 某一反应物的平衡转化率α等于该物质在反应中已转化的量(如物质的量、物质的量浓度等)与该物质起始总量的比值。 2.表达式 平衡转化率α＝×100% 对于反应aA＋bBcC＋dD，反应物A的平衡转化率为α(A)＝×100%，式中c0(A)和c(A)分别表示A的初始浓度和A的平衡浓度。 3.意义 反应的平衡转化率能表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。 十一、化学平衡的移动 1．化学平衡移动的过程 2．化学平衡移动与化学反应速率的关系 化学平衡发生移动的根本原因是外界条件的改变造成了v正≠v逆，其具体情况如下： (1)v正__＞__v逆，平衡向正反应方向移动。 (2)v正__＝__v逆，平衡不移动。 (3)v正__＜__v逆，平衡向逆反应方向移动。 十二、化学平衡移动的影响因素 改变的条件(其他条件不变) 化学平衡移动的方向 浓度 增大反应物浓度或减小生成物浓度 向　　　　方向移动 减小反应物浓度或增大生成物浓度 向　　　　方向移动 压强(对有气体参加的反应) 反应前后气体体积改变 增大压强 向气体分子总数　　　的方向移动 减小压强 向气体分子总数　　　的方向移动 反应前后气体体积不变 改变压强 平衡　　　移动 温度 升高温度 向　　　　反应方向移动 降低温度 向　　　　反应方向移动 催化剂 同等程度改变v(正)、v(逆),平衡不移动 【答案】正反应　逆反应　减小　增大　不　吸热　放热 十三、勒夏特列原理 1.内容：如果改变影响平衡的条件之一(如温度、压强，以及参加反应的化学物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动。 2.平衡移动的结果是“减弱”外界条件的影响，而不是“消除”外界条件的影响，更不是“扭转”外界条件的影响。 十四、工业合成氨的条件 1.合成氨反应进行的方向 N2（g）＋3H2（g）2NH3（g），已知在298 K时，ΔH＝－92.2 kJ·mol－1，ΔS＝－198.2 J·mol－1·K－1，ΔG＝　－33.14　kJ·mol－1（保留两位小数），该反应能正向自发进行。 2.合成氨反应限度 增大压强、降低温度有利于化学平衡向生成NH3的方向移动。N2和H2的物质的量之比为1∶3（理论投料比）时，平衡转化率最高。 3.合成氨反应的速率 在特定条件下，合成氨反应的速率与参与反应的物质浓度的关系式为 4.工业合成氨适宜条件的选择 催化剂 温度 压强 采用　铁触媒　为催化剂（填催化剂名称），该催化剂在500 ℃左右时活性最大 采用400～500 ℃，原因是　使催化剂的活性较高　 采用10 MPa～30 MPa。压强越大，对材料的强度和设备的制造要求越高，需要的动力越大，会大大增加生产投资，降低综合经济效益 一、化学反应速率图像 1．全程速率－时间图象 如Zn与足量盐酸的反应，反应速率随时间的变化出现如图情况。 原因解释：AB段(v渐大)，因为该反应为放热反应，随着反应的进行，温度逐渐升高，导致反应速率逐渐增大；BC段(v渐小)，则主要原因随着反应的进行，溶液中c(H＋)逐渐减小，导致反应速率逐渐减小。 2．物质的量(或浓度)－时间图象 示例：某温度时，在定容(V L)容器中，X、Y、Z三种物质的物质的量随时间的变化曲线如图所示。 (1)由图象得出如下信息 ①反应物是X、Y，生成物是Z； ②t3时反应达到平衡，X、Y没有全部反应。 (2)根据图象可进行如下计算 ①某物质的平均反应速率、转化率，如 v(X)＝ mol·L－1·s－1，Y的转化率＝×100%。 ②确定化学方程式中的化学计量数之比，如X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为(n1－n3)∶(n2－n3)∶n2。 3．速率－时间图象及应用 平衡体系 条件变化 速率变化 平衡 变化 速率变化曲线 任一平 衡体系 ①增大反 应物浓度 v正、v逆均增大， 且v正＞v逆 正向 移动 ②减小反 应物浓度 v正、v逆均减小， 且v逆＞v正 逆向 移动 ③增大生 成物浓度 v正、v逆均增大， 且v逆＞v正 逆向 移动 ④减小生 成物浓度 v正、v逆均减小， 且v正＞v逆 正向 移动 正反应 方向为 气体体 积增大 的放热 反应　 ⑤增大压强 或升高温度 v正、v逆均增大， 且v逆＞v正 逆向 移动 ⑥减小压强 或降低温度 v正、v逆均减小， 且v正＞v逆 正向 移动 反应前后 气体化学 计量数和 相等的平 衡体系　 ⑦正催化剂 或增大压强 v正、v逆均 增大相同倍数 平衡不 移动 ⑧减小压强 v正、v逆同 等倍数减小 二、化学平衡状态的判断方法 1．动态标志：v正＝v逆≠0 ①同种物质：同一物质的生成速率等于消耗速率。 ②不同物质：必须标明是“异向”的反应速率关系。如aA＋bBcC＋dD，＝时，反应达到平衡状态。 2．静态标志：各种“量”不变 ①各物质的质量、物质的量或浓度不变； ②各物质的百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)不变； ③温度、压强(化学反应方程式两边气体体积不相等)或颜色(某组分有颜色)不变。 3．综合分析 举例 mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g) 状态 混合物体系中各成分的含量 各物质的物质的量或各物质的物质的量分数一定 平衡 各物质的质量或各物质的质量分数一定 平衡 各气体的体积或体积分数一定 平衡 总压强、总体积、总物质的量一定 不一定平衡 正、逆 反应速 率的关系　　 在单位时间内消耗了m mol A，同时生成m mol A，即v正＝v逆 平衡 在单位时间内消耗了n mol B，同时生成p mol C 不一定平衡 vA∶vB∶vC∶vD＝m∶n∶p∶q，v正不一定等于v逆 不一定平衡 在单位时间内生成了n mol B，同时消耗了q mol D 不一定平衡 压强 m＋n≠p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 平衡 m＋n＝p＋q时，总压强一定(其他条件一定) 不一定平衡 混合气体 的(r) r一定，当m＋n≠p＋q时 平衡 r一定，当m＋n＝p＋q时 不一定平衡 温度 任何化学反应都伴随着能量的变化，在其他条件不变的情况下，体系温度一定 平衡 密度 密度一定 不一定平衡 颜色 含有有色物质的体系颜色不再变化 平衡 三、化学平衡图像 1．常见化学平衡的图像类型 (1)浓度—时间图像 浓度—时间图像可以直观地反映每一时刻的浓度变化。 因此可用于列三段式或求解反应方程式中的化学计量数之比(化学计量数之比＝浓度变化量之比)。 (2)速率—时间图像 此类图像定性揭示了v(正)、v(逆)随时间(含条件改变对化学反应速率的影响)变化规律，体现了平衡的“动、等、定、变”的基本特征，以及平衡移动方向等。 (3)转化率(或含量)—时间关系图 该类图像主要看斜率的大小，斜率的大小反映速率的大小，可理解为“先拐先平数值大”，即图像先拐弯的先达到平衡，对应的温度或压强大。 (4)恒压(温)线 (5)几种特殊的图像 ①对于反应：mA(g)＋nB(g)pC(g)＋qD(g)　ΔH＜0，M点前，表示反应未达到平衡，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。 ②如图所示的曲线是在其他条件不变时，某反应物的最大转化率与温度的关系曲线，图中标出的1、2、3、4四个点，表示v正＞v逆的点是3，表示v正＜v逆的点是1，而2、4点表示v正＝v逆。 注意：该类图像在求解时，一定要先固定一个变量再探究物理量随另一变量的变化规律。 (6)速率、平衡综合图像 温度为T时，对于密闭容器中的反应： A(g)＋B(g)C(s)＋xD(g)　ΔH＞0 A、B、D物质的量浓度随时间的变化如图所示： 据此图可以分析出x的大小，某一段时间内的反应速率v(A)、v(B)或v(D)，可以求出该温度下反应的平衡常数，可以分析出15 min时的条件变化等。 2．化学平衡图像解读 (1)v－t图像解读 ①看改变条件的一瞬间(t1)，若v′正在v′逆上方，则平衡向正反应方向移动；反之，则平衡向逆反应方向移动。 ②若a、b重合为一点，则t1时刻改变的是某一物质的浓度。 ③若a、b不重合，则t1时刻可能是改变了温度或压强。 ④若v′正和v′逆改变程度相同，即v′正＝v′逆，平衡不移动，则t1时刻可能是使用了催化剂或是对反应前后气体分子数不变的反应改变压强。 (2)物质的量(或浓度或转化率)与时间关系的图像解读 ①每条曲线在转折点以前表示该条件下此反应未达平衡状态，转折点后表示已达平衡状态。 ②先出现转折点的则先达到平衡。如图甲，压强为p1条件下先达平衡，可推知p1＞p2；图乙中，温度为T2条件下先达平衡，可推知T2＞T1。根据Y表示的意义，可推断反应前后气体的化学计量数之和的大小，或判断正反应是吸热反应还是放热反应。 (3)等温(压)平衡曲线解读 ①纵坐标Y可表示物质的量、浓度、转化率以及物质的量分数等含义。 ②解题分析时，常需要作辅助线(对横坐标轴作垂线)，若横坐标表示温度(或压强)，则此辅助线为等温线(或等压线)。 ③如图丙所示，在曲线上的每个点(如B点)都达到平衡状态，若纵坐标表示反应物转化率，则有： A点是非平衡状态，若要达到平衡，需降低转化率，即平衡要向逆反应方向移动，此点v正＜v逆； C点是非平衡状态，若要达到平衡，需增大转化率，即平衡要向正反应方向移动，此点v正＞v逆； 处于平衡状态或非平衡状态的各点的反应速率，其大小主要由温度决定，故有vC＞vB＞vA。 (4)同一段时间内，不同温度下反应进程中某个量的图像解读 如图是不同温度下经过一段时间，某反应物的转化率与温度的关系。 ①此图像表明该反应的正反应为放热反应。若正反应为吸热反应，则同一时间段内温度越高，平衡正向移动程度越大，反应物的转化率越大，曲线应一直为增函数，与图像不符。 ②T1～T2段，反应未达到平衡，随温度升高，反应速率加快，反应物转化率增大。 ③T2点表示反应达到平衡状态。 ④T2～T3段是随温度升高平衡向吸热反应方向移动的结果，T2～T3段曲线上的点均为平衡点。 基础巩固 1．已知：4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)，若反应速率分别用(NH3)、(NO)、(N2)、(H2O)表示，则下列关系式正确的是 A．2(NH3)=3(NO) B．4(NH3)=5(N2) C．6(NO)=5(N2)     D．3(NH3)=2(H2O) 【答案】D 【分析】物质的化学反应速率之比等于其化学计量数之比，据此分析； 【解析】A．根据化学方程式可知，NH3与NO的速率比为4:6=2:3，正确关系应为3v(NH3)=2v(NO)，A错误； B．根据化学方程式可知，NH3与N2的速率比为4:5，正确关系应为5v(NH3)=4v(N2)，B错误； C．根据化学方程式可知，NO与N2的速率比为6:5，正确关系应为5v(NO)=6v(N2)，C错误； D．根据化学方程式可知，NH3与H2O的速率比为4:6=2:3，正确关系为3v(NH3)=2v(H2O)，D正确； 故选D。 2．向恒容密闭容器中充入1 mol 和2 mol ，在一定条件下反应达到平衡时，下列说法一定正确的是 A．、和的物质的量浓度之比为 B．完全转化为 C．单位时间内消耗 mol ，同时消耗 mol D．正反应速率和逆反应速率都为零 【答案】C 【解析】A．化学平衡时各物质的物质的量浓度比不一定等于化学计量数比，而是由转化率决定，因此、和的物质的量浓度比不一定是，A错误； B．可逆反应中反应物不能完全转化，不可能全部变为，B错误； C．单位时间内消耗 mol （正反应速率），同时消耗 mol （逆反应速率），表明正逆反应速率相等，符合平衡特征，C正确； D．平衡时正反应速率和逆反应速率相等，但不为零，D错误； 故答案选C。 3．下列措施是为了增大化学反应速率的是 A．谷物酿酒时需要使用酒曲 B．保持钢铁干燥避免生锈 C．将食物放进冰箱避免变质 D．航海轮船船身镶嵌锌块 【答案】A 【解析】A．谷物酿酒时使用酒曲作为催化剂，能加速发酵反应，增大化学反应速率，A符合题意； B．保持钢铁干燥减少水分，降低铁与氧气和水的反应速率，避免生锈，B不符合题意； C．将食物放进冰箱降低温度，减慢食物变质相关的化学反应速率，C不符合题意； D．航海轮船镶嵌锌块进行阴极保护，牺牲锌块以减缓船体铁的腐蚀速率，D不符合题意； 故答案选A。 4．某密闭容器中发生如下反应： 。如图表示该反应的速率()随时间(t)变化的关系，t2、t3、t5时刻外界条件有所改变，但都没有改变各物质的初始加入量。下列说法中正确的是 A．t2时加入催化剂 B．t3时降低了温度 C．t5时增大了压强 D．t4～t5时间内转化率一定最低 【答案】A 【解析】A．t2时，v正和v逆 均增大，且v正= v逆，平衡不移动；说明t2时刻改变的条件是加入催化剂，加快了化学反应速率，但平衡不移动，A正确； B．t3时，v正和v逆均减小，且v正< v逆，平衡向逆反应方向移动；该反应正反应放热，若降低温度平衡正向移动，故t3时，改变的条件是减小压强，B错误； C．t5时，v正和v逆均增大，且v正< v逆，平衡向逆反应方向移动，该反应正反应气体分子数减小，若增大压强，平衡正向移动，故t5时，改变的条件是升高温度，C错误； D．t2～t3平衡不移动，t3～t4平衡逆向移动，t5～t6平衡逆向移动，说明t6以后转化率最低，D错误, 故选A。 5．已知化合物A与在一定条件下反应生成化合物B与，其反应历程如图所示，其中TS表示过渡态，I表示中间体。下列说法正确的是 A．所在的基元反应中活化分子百分数最大 B．反应达到平衡状态后，升温使平衡逆向移动 C．使用催化剂只降低正反应的活化能 D．该历程中的最大能垒(活化能) 【答案】B 【解析】A．由图可知，所在的基元反应的活化能最大，活化分子百分数最小，A错误； B．由图可知，生成物的总能量比反应物的总能量低，该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，B正确； C．使用催化剂，正、逆反应的活化能都降低，C错误； D．由图可知，该历程中的最大能垒(活化能)，D错误； 故选B。 6．AlN是一种新型无机非金属材料，制备原理是。1700℃下，在恒容密闭容器中加入一定量的反应物发生该反应，下列情况不能判断反应达到平衡状态的是 A．气体密度不再变化 B．Al2O3的物质的量不再变化 C．气体总压强不再变化 D．气体平均摩尔质量不再变化 【答案】D 【解析】A．由质量守恒定律可知，该反应是气体质量增大的反应，反应时，恒容密闭容器中混合气体的密度增大，则气体密度不再变化说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，A正确； B．反应中氧化铝的物质的量减少，则氧化铝的物质的量不再变化说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，B正确； C．该反应是气体体积增大的反应，反应中气体压强增大，则气体总压强不再变化说明正逆反应速率相等，反应已达到平衡，C正确； D．氮气和一氧化碳的摩尔质量均为28g/mol，反应中气体平均摩尔质量始终为28g/mol，不会变化，则气体平均摩尔质量不再变化不能说明正逆反应速率相等，无法判断反应是否达到平衡，D错误； 故选D。 7．下列事实能用平衡移动原理解释的是 A．溶液中加入少量固体，促进分解 B．锌片与稀硫酸反应时，加入少量固体，促进的产生 C．常温下铁片放入浓溶液中没有明显现象，加热产生大量红棕色气体 D．反应  达到化学平衡后，升高温度，体系颜色变浅 【答案】D 【解析】A．H2O2分解反应不可逆，加入MnO2作为催化剂仅加快反应速率，未影响平衡，A不符合题意； B．锌片与稀硫酸反应时，加入少量固体，导致Zn置换出Cu，形成原电池加快反应速率，但反应不可逆，与平衡无关，B不符合题意； C．常温下铁钝化是表面氧化膜阻止反应，加热破坏钝化层使反应进行，非平衡移动，C不符合题意； D．该反应为放热的可逆反应，升温使平衡逆向移动，NO2浓度降低，颜色变浅，能用平衡移动原理解释，D符合题意； 故选D。 8．工业上通过反应  制“灰氢”。在某密闭容器中发生该反应(C足量)，测得在温度分别为、时，平衡体系中的体积分数随压强变化的曲线如图所示： 关于图中甲、乙、丙三处平衡，下列说法正确的是 A．正反应速率：甲＞丙 B．化学平衡常数：乙=丙 C．的平衡转化率：丙＞甲 D．混合气体的平均相对分子质量：乙＞甲 【答案】D 【解析】A．甲、丙两点温度相同，压强越大，正反应速率越快，故正反应速率：丙＞甲，A项错误； B．对吸热反应而言，温度越高，平衡正向移动，平衡体系中的体积分数越大，平衡常数越大，即，化学平衡常数：丙＞乙，B项错误； C．反应气体分子数增加，同一温度下，压强越大，平衡逆向移动，的平衡转化率越小，故甲＞丙，C项错误； D．反应气体分子数增加，所以正向进行程度越大，混合气体的平均相对分子质量越小，即平衡体系中的体积分数越大，混合气体的平均相对分子质量越小，D项正确； 故选D。 9．以铜、铬的氧化物为催化剂，用HCl制的原理为，下列说法正确的是 A．平衡时，提高HCl的浓度，有利于提高HCl的转化率 B．若该反应能自发进行，可判定该反应的 C．恒压容器中，反应达到平衡后通入惰性气体，平衡不移动 D．平衡时，其他条件不变，增大催化剂用量，反应热减小 【答案】B 【解析】A．提高HCl浓度会促使平衡右移，但HCl的转化率会降低，因为增加反应物浓度时转化率通常下降，A错误； B．该反应ΔS<0，若自发则需ΔH-TΔS<0，此时ΔH必须为负且温度较低，因此若反应自发可判定ΔH<0，B正确； C．恒压下通入惰性气体，各物质分压降低，相当于减压，平衡向气体分子数增大的方向（逆向）移动，C错误； D．催化剂不影响平衡和反应热，反应热只与始态终态有关，增大催化剂用量不会改变反应热，D错误； 故选B。 10．和联合重整能减少温室气体的排放。重整时发生如下反应： 反应Ⅰ：   反应Ⅱ：   其他条件相同，投料比为时，和的平衡转化率与温度变化关系如图所示，下列说法不正确的是 A．其他条件不变，)投料比为，则平衡时转化率一定高于 B．一定条件下，使用高效催化剂可以提高单位时间内氢气的产量 C．始终低于1.0，是因为发生了反应Ⅱ D．其他条件不变，550~650℃，升高温度更有利于反应Ⅱ进行 【答案】D 【解析】A．其他条件不变，投料比为时，二氧化碳既和甲烷反应，也和氢气反应，则平衡时CO2转化率一定高于CH4，A正确； B．催化剂可加快反应速率，缩短达到平衡的时间，从而提高单位时间内H2的产量，B正确； C．由方程式可知，反应中氢气与一氧化碳的物质的量比始终为，若氢气与一氧化碳的物质的量比始终低于1.0，说明发生了反应，C正确； D．由图可知，条件下，甲烷的转化率大于二氧化碳的转化率，说明升温更有利于反应，D错误； 故选D。 提升专练 11．实验室利用下列方案探究影响化学反应速率的因素，下列说法中错误的是 实验 编号 温度 /℃ 酸性溶液 溶液 ① 25 ② 25 ③ 50 A．在实验①中反应速率可能会受生成物的影响 B．实验①②探究的是浓度对化学反应速率的影响 C．实验①③探究的是温度对化学反应速率的影响 D．该实验原理是 【答案】B 【解析】A．高锰酸钾与草酸反应生成硫酸锰，其中Mn2+可能对反应有催化作用，因此在实验①中反应速率可能受生成物影响，A正确； B．实验①、②温度相同，但KMnO4浓度和H2C2O4浓度均发生变化，未控制单一变量，无法单纯探究浓度对速率的影响，B错误； C．实验①、③中，只有温度不同，其他条件均相同，可探究温度对速率的影响，C正确； D．实验原理方程式符合高锰酸钾与草酸在酸性条件下的反应事实，D正确； 故答案选B。 12．在恒温恒容条件下，向容积为1 L的密闭容器中充入一定量的，发生下列反应：   。温度为时，部分实验数据如表所示： 0 50 100 150 4.0 2.5 2.0 2.0 下列说法错误的是 A．前50 s内的平均生成速率为 B．容器内的体积分数不再改变说明反应已达平衡 C．150 s时，向容器中继续通入，则此时反应将正向进行 D．其他条件不变，若将恒容改为恒压，则平衡时的转化率增大 【答案】C 【解析】A．前50 s内SO3的浓度减少1.5 mol/L，其消耗速率为，根据反应计量关系，SO2的生成速率与之相等，A正确； B．SO3的体积分数不再变化，说明各物质的物质的量比例恒定，反应达平衡，B正确； C．150 s时已达平衡 ，加入物质后反应逆向进行，C错误； D．恒压时体积增大，相当于减压，平衡正向移动，SO3转化率增大，D正确； 故答案选C。 13．下，在恒容密闭容器中加入和，发生反应：，测得与时间()的关系如图所示。下列说法正确的是 A．点时不变，说明反应停止 B．， C．的体积分数不变时，说明反应达到平衡 D．时刻改变的条件可能是再充入 【答案】D 【解析】A．点时不变，说明反应达到平衡状态，而非反应停止，A项错误； B．，，B项错误； C．假设反应了，则有如下关系：，可知的体积分数为，的体积分数一直不变，则当的体积分数不变时，不能说明反应达到平衡，C项错误； D．时刻升高，可能是充入了的，升高，平衡逆向移动，缓慢降低，与图像相符，D项正确； 故选D。 14．在恒温恒容容器中发生反应，下列选项能说明反应达到平衡状态的是 A．混合气体的压强不再改变 B．单位时间内生成a mol A，同时消耗a mol B C．混合气体的密度不再改变 D．混合气体的分子总数不再改变 【答案】C 【解析】A．反应前后气体物质的量相等，恒温恒容下压强始终不变，不能作为平衡标志，A错误； B．生成a mol A（逆反应）时，根据计量比应消耗2a mol B（正反应），但选项消耗a mol B，不满足计量关系，无法判断正逆反应速率相等，B错误； C．A为固体，反应中气体总质量随A的消耗或生成而改变，，当密度不变时说明气体总质量恒定，反应达平衡，C正确； D．反应前后气体物质的量之和相等，分子总数始终不变，不能作为平衡标志，D错误； 故选C。 15．关于反应  说法错误的是 A．图甲，恒温恒容下时刻反应已达到平衡 B．图乙，时刻升温，平衡时的体积分数： C．图丙，表示物质的量分数，a、b的相等 D．图丁，恒温压缩体积，横坐标表示压强，纵坐标可表示平衡时气体密度 【答案】C 【解析】A．由图甲可见，t2时SO2的物质的量为2.2mol，变量为1.8mol，结合化学计量数可知道此时SO3物质的量为1.8mol，故t1到t3阶段SO3物质的量不再改变，故 t2时体系已达平衡，故A正确； B．反应为放热反应(ΔH<0)，升温会使平衡向左移动，气体总物质的量增大，SO₃ 物质的量减小，其体积分数：I > II，故B正确； C．a、b 两点虽可对应相同的平衡物质的量分数相等，但由于两个点初始配比不相同，反应进行的程度不相同，两点的不相等，故C错误； D．图丁：恒温压缩体积增大压强，气体总质量不变，体积缩小，平衡时气体密度增大，与图相符，故D正确； 故选C。 16．某温度下，在密闭容器中进行反应  ，和的初始浓度均为，测得的平衡转化率为60%，下列说法不正确的是 A．的平衡转化率为60% B．升高温度平衡常数减小 C．该温度下反应的平衡常数 D．若初始、、、浓度均为，则反应正向进行 【答案】B 【解析】A．H2和CO2的初始浓度相同且化学计量比为1:1，转化量相同，CO2的平衡转化率也为60%，A正确； B．该反应的，为吸热反应，升高温度平衡正向移动，平衡常数K增大，B错误； C．和CO2的平衡转化率为60%，故平衡时H2和CO2浓度为0.04 mol/L，可列出三段式：，H2O和CO为0.06 mol/L，，C正确； D．初始浓度均为0.1 mol/L时，，反应正向进行，D正确； 故选B。 17．Ⅰ、某实验小组以分解为例，研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。 分组实验 催化剂 ① 溶液 无 ② 溶液 无 ③ 溶液 溶液 ④ 溶液+少量稀盐酸 溶液 ⑤ 溶液+少量溶液 溶液 (1)实验①和②的目的是探究 对反应速率的影响。实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下稳定，不易分解。 (2)实验③④⑤，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图。分析图能够得出的实验结论： 性环境能够增大分解的速率。 (3)已知溶液中主要含有、和三种微粒。为了证明对分解无催化作用，实验小组在查阅资料后得知不会影响的分解，补充做了实验：往溶液中加入 ，观察到 。 Ⅱ、为进一步研究浓度对反应速率的影响，该实验小组又设计了如下实验方案，记录溶液褪色所需的时间。(反应的离子方程式为：) 实验操作 褪色时间 实验1 的草酸溶液与的高锰酸钾酸性溶液混合 实验2 的草酸溶液与的高锰酸钾酸性溶液混合 15 (4)忽略混合前后溶液体积的变化，实验2中用草酸表示的反应速率 。 (5)褪色时间：，则该组实验得出的结论是 。 (6)实验过程中同学还发现，酸性高锰酸钾溶液与草酸溶液反应开始时，溶液褪色慢，但过了一段时间后溶液褪色明显加快。除了温度的影响，出现此现象还可能的原因是 。 【答案】(1)反应物浓度 (2)碱 (3) 溶液 溶液无明显现象 (4) (5)其他条件相同时，溶液浓度越大，酸性溶液褪色越快，反应速率也越快 (6)生成的对该反应有催化作用 【解析】（1）实验①和②的浓度不同，则该实验的目的为探究反应物浓度对化学反应速率的影响。 （2）由图可知，⑤的反应速率最大，④的反应速率最小，结合实验方案可知：碱性环境能增大H2O2分解的速率。 （3）为了证明氯离子对过氧化氢分解无催化作用，实验方案为：往10 mL 5%H2O2溶液中加入1 mL 0.3 mol/L NaCl溶液，观察到溶液无明显现象。 （4）根据题给物质，草酸过量，根据高锰酸钾溶液计算，则用草酸表示的反应速率v(H2C2O4)=。 （5）褪色时间大于15s时，结合草酸浓度不同，则该组实验得出的结论是其他条件相同时，草酸溶液浓度越大，高锰酸钾酸性溶液褪色越快，反应速率也越快。 （6）结合反应过程生成Mn2+，则除了温度的影响，出现此现象还可能的原因是生成的Mn2+对该反应有催化作用。 18．Ⅰ.一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物为原料生产化工产品的方法。合成气(和的混合气体)是一碳化学的重要原料，焦炭与水蒸气在恒容密闭容器中会发生如下三个反应： ① ② ③ (1)已知反应①，该反应在 (填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行。 (2)当反应①达到平衡后，下列措施可提高正反应速率的是___________(填标号)。 A．加入焦炭 B．通入CO C．升高温度 D．分离出氢气 (3)若在恒温恒容容器中仅发生反应②，则下列能说明反应达到平衡状态的是___________。 A．容器内气体的压强不变 B．容器内气体的总质量不变 C．容器内气体的平均相对分子质量不变 D．单位时间内，每有O-H键断裂，同时有键断裂 (4)向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO，发生反应，和的物质的量变化如下表所示。 条件 保持温度为T/℃ 时间 0 5min 10min 15min 20min 25min 30min NO物质的量/mol 2.0 1.4 1.0 0.70 0.50 0.40 0.40 物质的量/mol 0 0.3 0.50 0.65 0.75 0.80 0.80 ①内，以表示的该反应速率 ，最终达平衡时的转化率 ，平衡常数 ， ②保持温度T℃不变，向该密闭容器中加入该四种反应混合物各，该时刻，正、逆反应速率的大小关系为： (填“>”“<”或“=”)。 Ⅱ.在恒容密闭容器中，加入足量的和，仅发生反应：  。测得氧气的平衡转化率与起始压强、温度的关系如图所示： (5)、、的大小： 。 (6)若初始时通入，为，则A点平衡常数 (用气体平衡分压代替气体平衡浓度计算，分压=总压×气体的物质的量分数，写出计算式即可)。 【答案】(1)高温 (2)BC (3)D (4) 0.03mol/(L·min) 80% 4 > (5) (6)或 【解析】（1）反应①是气体分子数增加的反应，即，且，则该反应在高温下，反应能自发进行； （2）A．焦炭是固体，加入焦炭，其浓度不变，反应速率不变，A不符合题意； B．通入CO，生成物浓度增大，平衡逆向移动，导致反应物浓度增大，正反应速率增大，B符合题意； C．升高温度，反应物分子的能量增加，使一部分原来能量较低的分子变成活化分子，增加了反应物分子中活化分子的百分数，使得单位时间内有效碰撞的次数增加，因此正反应速率增大，C符合题意； D．分离出氢气，生成物浓度减小，平衡正向移动，导致反应物浓度减小，正反应速率减小，D不符合题意； 故选BC。 （3）A．在恒温恒容容器中仅发生反应②，反应②是气体分子数不变的反应，容器内气体的压强始终不变，所以当容器内气体的压强不变时，不能说明反应达到平衡状态，A不符合题意； B．反应物、生成物均为气体，根据质量守恒定律，容器内气体的总质量始终不变，则容器内气体的总质量不变，不能说明反应达到平衡状态，B不符合题意； C．反应②是气体分子数不变的反应，即气体总物质的量不变，气体总质量也不变，则气体平均摩尔质量始终不变，即气体的平均相对分子质量始终不变，所以容器内气体的平均相对分子质量不变，不能说明反应达到平衡状态，C不符合题意； D．单位时间内，每有O-H键断裂，同时有键断裂，即，体现正、逆反应速率，且反应速率之比等于其化学反应计量系数之比，能说明反应达到平衡状态，D符合题意； 故选D。 （4）①0～5 min内，，则，浓度变化量是0.15 mol/L，则；根据表格数据可知，25 min时，反应已达到平衡，列出三段式： 则最终达平衡时NO的转化率，平衡常数； ②保持温度T ℃不变，向该2 L密闭容器中加入该四种反应混合物各2 mol，浓度均是1 mol/L，，所以反应正向进行，则该时刻，正、逆反应速率的大小关系为：； （5）该反应是气体分子数减小的反应，温度不变时，增大压强，平衡正向移动，O2的平衡转化率增大，由图可知，在相同温度下O2的平衡转化率：​，则压强大小：； （6）若初始时通入，为，A点O2的平衡转化率为50%，则转化的O2为，列出三段式： 相同条件下，压强之比等于其物质的量之比，则，即平衡时，平衡常数。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $