第二章 第二节 化学平衡 讲义-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

本讲义聚焦高中化学“化学平衡”核心知识点，系统梳理从平衡建立过程、状态判断，到平衡常数含义及计算、影响因素（浓度、温度、压强），再到等效平衡、图像综合应用的完整知识脉络，搭建递进式学习支架。 资料以“题型+解题知识+典例+变式”模式设计，通过实验探究（如浓度对平衡影响的Cr₂O₇²⁻与CrO₄²⁻转化实验）培养科学探究与实践能力，结合图像分析（如速率-时间图像）提升科学思维中的模型建构能力，课中辅助教师系统教学，课后助力学生针对性训练查漏补缺。

第二章 第二节 化学平衡 内 容 导 航 题型1 化学平衡建立的过程 题型2 化学平衡状态的判断 题型3 化学平衡常数的含义 题型4 化学平衡常数的影响因素 题型5 用化学平衡常数进行计算 题型6 化学平衡的影响因素 题型7 探究浓度对化学平衡的影响 题型8 探究温度、压强对化学平衡的影响 题型9 化学平衡移动原理 题型10 探究浓度、催化剂对化学平衡的影响 题型11 化学平衡的计算 题型12 等效平衡 题型13 化学反应速率与化学平衡图象的综合应用 考 点 演 练 题型1 化学平衡建立的过程 解｜题｜知｜识 1、可逆反应与不可逆反应 ①可逆反应：在同一条件下，同时向正、反两个方向进行的化学反应称为可逆反应。 前提：反应物和产物必须同时存在于同一反应体系中，而且在相同条件下，正、逆反应都能自动进行。 ②不可逆反应：在一定条件下，几乎只能向一定方向（向生成物方向）进行的反应。 正反应：从左向右进行的反应； 逆反应：从右向左进行的反应。 速率 含义 与浓度关系 V正 单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加 决定于反应物浓度 V逆 单位时间反应物浓度的增加或生成物浓度的减少 决定于反应物浓度 2、化学平衡状态： 化学平衡状态指的是在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。 如图所示（以起始生成物浓度为0为例）： 理解化学平衡状态应注意以下三点： ①前提：“一定条件下的可逆反应”，“一定条件”通常是指一定的温度和压强。 ②实质：v正＝v逆≠0。 ③标志：“反应混合物中各组分的浓度保持不变”。浓度没有变化，并不是各种物质的浓度相同。对于一种物质来说，由于单位时间内的生成量与消耗量相等，就表现出物质的多少不再随时间的改变而改变。 3、化学平衡状态的标志： ①逆：可逆反应； ②等：v正＝v逆 ③动：动态平衡； ④定：反应混合物中各组分的浓度保持一定，各组分的百分含量保持不变； ⑤变：外界条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。 【典例1】煤的气化可获得清洁燃料，是实现煤的综合利用的一种重要途径，主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气等。一定条件下，在容积不变的密闭容器中进行如下反应：C（s）+H2O（g）⇌CO（g）+H2（g）。下列关于该反应达到化学平衡状态的叙述正确的是（　　） A．H2O完全转化为CO和H2 B．H2的浓度保持不变 C．正、逆反应速率相等且均为零 D．H2O、CO的物质的量之比为1：1 【答案】B 【解答】解：A．C（s）+H2O（g）⇌CO（g）+H2（g）为可逆反应，H2O不能完全转化为CO和H2，故A错误； B．H2的浓度保持不变，说明正反应生成的H2和逆反应消耗的H2的量相同，化学反应达到平衡状态，故B正确； C．化学反应达到平衡时，反应仍在进行，故正逆反应速率相等但不为零，故C错误； D．未知反应开始时H2O和CO的物质的量，故H2O、CO的物质的量之比为1：1时，难以判断是否处于平衡状态，故D错误； 故选：B。 【变式1】氧化亚氮（N2O）是一种强温室气体，且易转换成颗粒污染物。碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程为： 第一步I2（g）⇌2I（g）（快反应） 第二步I（g）+N2O（g）→N2（g）+IO（g）（慢反应） 第三步IO（g）+N2O（g）→N2（g）+O2（g）+I（g）（快反应） 实验表明，含碘时N2O分解速率方程v＝k•c（N2O）•[c（I2）]0.5（k为速率常数）。下列表述正确的是（　　） A．N2O分解反应中，k（含碘）＞k（无碘） B．第一步对总反应速率起决定作用 C．第二步活化能比第三步小 D．I2浓度与N2O分解速率无关 【答案】A 【解答】解：A．碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率，碘影响反应速率，则N2O分解反应中k（含碘）＞k（无碘），故A正确； B．慢反应决定整个反应速率，则第二步对总反应速率起决定作用，故B错误； C．活化能越大，反应速率越慢，第二步活化能比第三步大，故C错误； D．含碘时N2O分解速率方程v＝k•c（N2O）•[c（I2）]0.5，则I2浓度与N2O分解速率有关，故D错误； 故选：A。 题型2 化学平衡状态的判断 解｜题｜知｜识 可逆反应达到平衡状态的标志： mA（g）+nB（g）⇌pC（g）+qD（g） 反应混合物中各组分的含量 ①各组分的物质的量或各组分的摩尔分数一定 达平衡状态 ②各组分的质量或各组分的质量分数一定 达平衡状态 ③各组分的体积或体积分数一定 达平衡状态 ④总体积、总压强或总物质的量一定 不一定达平衡状态 ν正与ν逆的关系 ①单位时间内消耗m mol A，同时生成m mol A， 达平衡状态 ②单位时间内消耗m mol A（或n mol B），同时消耗p mol C（或q mol D），既v正＝v逆 达平衡状态 ③：：：＝m：n：p：q，此时v正不一定等于v逆 不一定达平衡状态 ④单位时间内生成了p mol C（或q mol D）同时消耗了m mol A（或n mol B），此时均指v正 不一定达平衡状态 压 强 ①m+n≠p+q时，总压强一定 达平衡状态 ②m+n＝p+q时，总压强一定 不一定达平衡状态 混合气体的平均相对分子质量Mr ①当m+n≠p+q时，Mr一定 达平衡状态 ②当m+n＝p+q时，Mr一定 不一定达平衡状态 混合气体的密度 恒温、恒压或恒温、恒容时，密度一定 不一定达平衡状态 其他 如体系颜色不再变化等 平衡 【典例1】一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应：SiF4（g）+2H2O（g）⇌SiO2（s）+4HF（g），下列能表明该反应已达到化学平衡状态的说法，正确的有（　　） ①v正（H2O）＝2v逆（HF） ②容器内气体压强不再变化 ③混合气体的密度不再改变 ④4mol H—O键断裂的同时，有4mol H—F键断裂 ⑤SiF4、H2O、HF的浓度之比为1：2：4 A．①②④ B．③④⑤ C．②③④ D．②③⑤ 【答案】C 【解答】解：①用不同物质表示的正、逆反应速率之比应等于其化学计量数之比，即，整理得2v正（H2O）＝v逆（HF），反应未达平衡状态，故①错误； ②反应前后气体物质的量从3 mol（SiF4+2H2O）变为4 mol（4HF），恒容下压强与气体物质的量成正比，压强不变说明平衡，故②正确； ③正确：气体总质量因生成固体SiO2而减少，密度，当气体总质量不再变化时，密度不变，表明平衡，故③正确； ④正确：正反应断裂4 mol H—O键对应1 mol反应，逆反应断裂4 mol H—F键对应1 mol反应，速率相等时说明平衡，故④正确； ⑤错误：浓度比等于化学计量数不能说明是否不再变化，可能为初始状态而非平衡，故⑤错误； 故选：C。 【变式1】在体积相等的多个恒温恒容密闭容器中，分别充入1mol CO2和1mol H2，发生反应CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g）。在不同温度下反应相同时间，测得lgk正、lgk逆、H2转化率与温度关系如图所示。 已知：v正＝k正c（CO2）c4（H2）v逆＝k逆c（CH4）c2（H2O），k正、k逆为速率常数。下列说法正确的是（　　） A．该反应的ΔH＞0 B．代表lgk正曲线的是MH C．当2v正（H2）＝v逆（H2O）时反应达到平衡状态 D．a、b、c三点中达到平衡状态的是a、b 【答案】D 【解答】解：A．b点到a点平衡状态，温度升高，H2转化率下降，故反应的正向为放热反应，ΔH＜0，故A错误； B．升高温度，lgk正，lgk逆均增大，平衡逆向移动，平衡常数（K）减小，故升高温度时逆反应速率增大程度大于正反应速率增大程度，即lgk逆增大的程度更大，故MH为lgk逆的线，NG为lgk正的线，故B错误； C．当v正（H2）＝2v逆（H2O）时反应达到平衡状态，2v正（H2）＝v逆（H2O）时，正逆反应速率不同，不能说明是平衡状态，故C错误； D．由题意和图中信息可知，k只受温度影响，温度升高，k增大，可知从右往左看，MH和NG是lgk随温度升高而增大的线。从到T4到T1，温度升高，c、b、a反应速率逐渐加快，所以在相同的时间，b、a达平衡状态，c点速率最慢，没有达到平衡状态，故D正确； 故选：D。 【变式2】在某恒容容器中发生反应，下列情况下能判断该反应一定达到平衡状态的是（　　） A．单位时间内每消耗1mol I2，同时有2mol HI生成 B．气体的总质量不再改变 C．压强不再随时间改变而改变 D．混合气体中各组成成分的含量不再改变 【答案】D 【解答】解：A．单位时间内每消耗1mol碘单质，同时有2mol 碘化氢生成，都表示的是正反应速率，不能判断平衡状态，故A错误； B．反应前后遵循质量守恒，气体的总质量不再改变，不能说明反应已达到平衡状态，故B错误； C．该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应，无论是否达到平衡状态，混合气体的压强始终不变，故不能判断平衡状态，故C错误； D．混合气体中各组成成分的含量不再改变时，说明反应已达到平衡状态，故D正确； 故选：D。 【变式3】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＝﹣115.6kJ/mol 恒温恒容的密闭容器中，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键的同时生成4 mol H—O键 D．n（HCl）：n（O2）：n（Cl2）：n（H2O）＝4：1：2：2 【答案】B 【解答】解：A、气体的质量一直不变，所以不一定达平衡状态，故A错误； B、氯化氢的转化率不再改变，说明各物质的量不变，反应达平衡状态，故B正确； C、只要反应发生就存在断开4 mol H—Cl键的同时生成4 mol H—O键，故C错误； D、n（HCl）：n（O2）：n（Cl2）：n（H2O）＝4：1：2：2，不能说明各物质的量不变，故D错误； 故选：B。 题型3 化学平衡常数的含义 解｜题｜知｜识 （1）概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值是个常数，这个常数叫做化学平衡常数，简称平衡常数。用符号K示。 对于一般可逆反应：mA（g）+nB（g）⇌pC（g）+qD（g），K。 （2）书写化学平衡常数应注意的问题： ①稀溶液中进行的反应，水的“浓度”作为常数，在平衡常数中不用书写。 ②当反应中有固体物质参加时，固体的“浓度”作为常数，在平衡常数表达式中不用书写。 ③化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。同一个化学反应，由于书写的方式不同，各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数就不同。但是这些平衡常数可以相互换算。 如：N2+3H2⇌2NH3；K1 2NH3⇌N2+3H2；K2 N2H2⇌NH3；K3 K1K32 ④不同的化学平衡体系，其平衡常数不一样。平衡常数大，说明生成物的平衡浓度较大，反应物的平衡浓度相对较小，即表明反应进行得较完全。因此，平衡常数的大小可以表示反应进行的程度。 ⑤一般认为K＞105反应较完全（即不可逆反应），K＜10﹣5反应很难进行（即不反应）。 （3）平衡表达式K的意义：定量的衡量化学反应进行的程度。 ①表示可逆反应进行的程度：K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物的转化率也越大。 ②判断可逆反应进行的方向： 对于可逆反应，在一定的温度的任意时刻，生成物浓度的化学计量数次幂与反应物的化学计量数次幂的比值叫做反应的浓度商，用Qc表示。 Qc＜K时，向正反应方向进行；Qc＝K时，反应平衡；Qc＞K时，向逆反应方向进行。 ③判断反应的热效应： 若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。 【典例1】下列说法中正确的是（　　） A．温度越高，催化剂的催化效果越好 B．对气态反应，改变压强，正逆反应速率都发生变化，化学平衡也一定移动 C．改变反应物浓度或生成物浓度后，会因化学平衡常数发生改变而发生平衡移动 D．平衡常数K与温度有关，故改变温度化学平衡会发生移动 【答案】D 【解答】解：A．催化剂的催化效果与温度有关，但并非温度越高越好，高温可能导致催化剂失活，故A错误； B．若反应前后气体物质的量相等，改变压强时正逆反应速率变化程度相同，平衡不移动，故B错误； C．化学平衡常数仅由温度决定，浓度变化不会改变K，平衡移动是因浓度变化导致Q≠K，故C错误； D．温度改变必然导致K变化，从而打破原有平衡，使平衡移动，故D正确； 故选：D。 【变式1】某温度下，若反应HI（g）⇌H2（g）I2（g）的化学平衡常数K，则该温度下H2（g）+I2（g）⇌2HI（g）的化学平衡常数为（　　） A． B． C．K2 D．﹣K2 【答案】B 【解答】解：某温度下，反应，该反应的化学平衡常数为K，则2HI（g）⇌H2（g）+I2（g）的化学平衡常数为K2，所以H2（g）+I2（g）⇌2HI（g）的化学平衡常数为，故B正确， 故选：B。 【变式2】K、Ka、Kw分别表示化学平衡常数，电离常数和水的离子积常数，下列判断正确的是（　　） A．25℃时，pH为4的盐酸与纯水Kw不相等 B．在500℃时，在5L密闭容器中进行合成氨的反应，使用催化剂后K增大 C．2SO2+O2⇌2SO3达平衡后，改变某一条件时K不变，SO2的转化率可能增大 D．相同温度下Ka（HCN）＜Ka（CH3COOH），说明CH3COOH的电离程度一定比HCN的大 【答案】C 【解答】解：A．水的离子积常数仅与温度有关，25℃时，无论溶液是酸性还是中性，Kw均为1×10﹣14，故A错误； B．催化剂仅加快反应速率，缩短达到平衡的时间，但不会改变平衡常数。平衡常数仅由温度决定，与催化剂无关，故B错误； C．平衡常数K仅与温度有关。若改变条件（如增大压强或增加反应物浓度）但保持温度不变，K不变，但系统会通过勒夏特列原理调整平衡位置。例如，增加O2浓度或加压，可使SO2转化率提高，故C正确； D．相同温度下CH3COOH、HCN的电离度还与起始浓度有关，浓度越大，弱酸的电离程度越小，则CH3COOH的电离程度不一定比HCN的大，故D错误； 故选：C。 【变式3】某温度下，可逆反应mA（g）+nB（g）⇌pC（g）的化学平衡常数为K，下列说法正确的是（　　） A．其他条件不变，升高温度，K 值一定增大 B．其他条件不变，增大B（g）的浓度，K值增大 C．其他条件不变，增大压强，K值不变 D．K值不会随反应条件的改变而改变 【答案】C 【解答】解：A、正反应是吸热反应，温度越高K值越大，正反应是放热反应，温度越高K值越小，所以升高温度，K 值不一定增大，故A错误； B、K值与温度无关，无浓度无关，故B错误； C、K值与温度无关，无压强无关，所以增大压强，K值不变，故C正确； D、K与温度有关，所以K值不会随反应条件的改变而改变，故D错误； 故选：C。 题型4 化学平衡常数的影响因素 解｜题｜知｜识 （1）化学平衡常数定义：是指在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，也不管反应物起始浓度大小，最后都达到平衡，这时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值是个常数，用K表示，这个常数叫化学平衡常数。 （2）影响因素：K只受温度影响，与反应物和生成物的浓度无关。 【典例1】某温度的可逆反应mA（g）+nB（g）⇌pC（g），化学平衡常数为K，下列说法正确的是（　　） A．其他条件不变，升高温度，K值一定增大 B．其他条件不变，增大B的浓度，K值增大 C．其他条件不变，增大压强，K值不变 D．其他条件不变，使用催化剂，K值一定增大 【答案】C 【解答】解：A．其它条件不变，升高温度，如果平衡正向移动，则化学平衡常数K增大，如果平衡逆向移动，则化学平衡常数K减小，故A错误； B．化学平衡常数只与温度有关，其它条件不变，增大B的浓度，平衡正向移动，但温度不变，化学平衡常数K不变，故B错误； C．其它条件不变增大压强，平衡向气体体积减小的方向移动，但温度不变化学平衡常数K不变，故C正确； D．其它条件不变，使用催化剂，正逆反应速率同等程度的增大，化学平衡不移动，温度不变，化学平衡常数K不变，故D错误； 故选：C。 题型5 用化学平衡常数进行计算 解｜题｜知｜识 （1）概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物的平衡浓度用化学方程式中的化学计量数次幂与反应物的平衡浓度用化学方程式中的化学计量数次幂的比值是一个常数，这个常数叫做化学平衡常数，简称平衡常数．用符号K示． 对于一般可逆反应：mA（g）+nB（g）⇌pC（g）+qD（g），K． （2）书写化学平衡常数应注意的问题： ①稀溶液中进行的反应，水的“浓度”作为常数，在平衡常数中不用书写． ②当反应中有固体物质参加时，固体的“浓度”作为常数，在平衡常数表达式中不用书写． ③化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关．同一个化学反应，由于书写的方式不同，各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数就不同．但是这些平衡常数可以相互换算． 多重平衡规则：若干方程式相加（减），则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积（商）． 如：N2+3H2⇌2NH3；K1 2NH3⇌N2+3H2；K2 N2H2⇌NH3；K3 K1K32 ④不同的化学平衡体系，其平衡常数不一样．平衡常数大，说明生成物的平衡浓度较大，反应物的平衡浓度相对较小，即表明反应进行得较完全．因此，平衡常数的大小可以表示反应进行的程度． ⑤一般认为K＞105反应较完全（即不可逆反应），K＜10﹣5反应很难进行（即不反应）． （3）平衡表达式K的意义：定量的衡量化学反应进行的程度． ①表示可逆反应进行的程度：K值越大，表示反应进行的程度越大，反应的转化率也越大． ②判断可逆反应进行的方向： 对于可逆反应，在一定的温度的任意时刻，生成物浓度的化学计量数次幂与反应物的化学计量数次幂的比值叫做反应的浓度商，用Qc表示． Qc＜K时，向正反应方向进行；Qc＝K时，反应平衡；Qc＞K时，向逆反应方向进行． ③判断反应的热效应： 若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应． 【典例1】已知相同温度下：H2（g）+Br2（g）⇌2HBr（g）平衡常数为K1；H2（g）Br2（g）⇌HBr（g）平衡常数为K2，则K1、K2的关系为（　　） A．K1＝2K2 B．K1＝K22 C．K1＝K2 D．K1K2 【答案】B 【解答】解：化学平衡常数通常用各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值来表示，反应H2（g）+Br2（g）⇌2HBr（g）平衡常数为K1，平衡常数K1，H2（g）Br2（g）⇌HBr（g）平衡常数为K2，平衡常数为K2，K2，所以K1＝K22， 故选：B。 【变式1】在一固定体积的密闭容器中，进行着下列化学反应：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： T（℃） 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 则下列有关的叙述正确的是（　　） A．该反应为放热反应 B．可测量容器总压变化来判定化学反应是否达到平衡 C．若在某平衡状态时，c（CO2）×c（H2）＝c（CO）×c（H2O），此时的温度为830℃ D．达平衡时，浓度：c（CO2）＝c（CO） 【答案】C 【解答】解：A、根据表格知，升高温度，化学平衡常数增大，则正反应是吸热反应，故A错误； B、该反应是一个反应前后气体体积不变的可逆反应，压强只改变反应速率但不影响平衡移动，所以测量容器总压变化不能判定化学反应是否达到平衡，故B错误； C、在某平衡状态时，c（CO2）×c（H2）＝c（CO）×c（H2O），则说明平衡常数K＝1，由表中数据可知，该温度为830℃，故C正确； D、达平衡时，浓度：c（CO2）不一定等于c（CO），故D错误； 故选：C。 【变式2】已知反应：2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）。在T℃时平衡常数K＝2，则在T℃时，在1L恒容密闭容器中加入2molSO2、1molO2、2molSO3时，反应的情况符合图中的四个点中（　　） A．a B．b C．c D．d 【答案】C 【解答】解：在1L恒容密闭容器中加入2molSO2、1molO2、2molSO3时，Q1＜K，反应未达到平衡，向正向移动，SO3体积分数小于平衡时SO3体积分数，即c点符合题意，故C正确， 故选：C。 题型6 化学平衡的影响因素 解｜题｜知｜识 1、化学平衡的影响因素（v﹣t图象）： （1）浓度： a、增大反应物浓度，平衡正向移动；减小反应物浓度，平衡逆向移动 增大反应物浓度，平衡正向移动 减小反应物浓度，平衡逆向移动 b、增大生成物浓度，平衡逆向移动；减小生成物浓度，平衡正向移动 减小生成物浓度，平衡正向移动 增大生成物浓度，平衡逆向移动 （2）温度： ①升高温度，平衡向吸热反应方向移动： ②降低温度，平衡向放热反应方向移动： （3）压强： ①增大压强，反应朝着气体体积减小的方向进行； ②减小压强，反应朝着气体体积增大的方向进行． ③对于气体体积不变的反应，压强改变平衡不移动． （4）催化剂：催化剂同倍数增大反应物浓度，平衡不移动． 2、化学平衡移动原理（勒夏特列原理）： 改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强、温度），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动，这就是勒夏特列原理． 概念的理解： ①影响平衡的因素只有浓度、压强、温度三种； ②原理的适用范围是只有一项条件变化的情况，当多项条件同时发生变化时，情况比较复杂； ③定性角度：平衡移动的方向为减弱外界改变的方向； 定量角度：平衡移动的结果只能减弱（不可能抵消）外界条件的变化． 【典例1】化学反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ在不同温度时达到平衡，其平衡常数如表： 编号 化学方程式 温度 979K 1173K Ⅰ Fe（s）+CO2（g）⇌FeO（s）+CO（g） 1.47 2.15 Ⅱ CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g） 1.62 b Ⅲ Fe（s）+H2O（g）⇌FeO（s）+H2（g） a 1.68 根据以上信息判断，下列结论正确的是（　　） A．将铁粉磨细可以使平衡Ⅰ向右移动 B．反应Ⅱ、Ⅲ均为放热反应 C．升高温度，反应Ⅲ平衡向正反应方向移动 D．a＜b 【答案】B 【解答】解：A．铁是固体，将铁粉磨细可以加快反应速率，但平衡不移动，故A错误； B．根据以上分析可知反应Ⅱ的平衡常数随温度升高减小，说明正反应为放热反应，反应Ⅲ平衡常数随温度升高减小，说明正反应为放热反应，故B正确； C．计算得到平衡常数，反应Ⅲ平衡常数随温度升高减小，升高温度平衡逆向进行，故C错误； D．计算分析可知a＞b，故D错误； 故选：B。 【变式1】医学研究证实：痛风病与关节滑液中形成的尿酸钠（NaUr）有关（NaUr增多，病情加重），其化学原理为：HUr（aq）+Na+（aq）⇌NaUr（s）+H+（aq）ΔH＜0，下列说法不正确的是（　　） A．大量饮水会增大痛风病发作的可能性 B．秋冬季节更易诱发关节疼痛 C．饮食中摄入过多咸菜，会加重痛风病病情 D．患痛风病的人应少吃能代谢产生更多尿酸的食物 【答案】A 【解答】解：A．大量饮水会减小溶液中HUr、钠离子、氢离子的浓度，从而使平衡逆向移动，NaUr减少，则可减小痛风病发作的可能性，故A错误； B．秋冬季节的气温降低，平衡正向移动，NaUr增多，更易诱发关节疼痛，故B正确； C．摄入过多咸菜，会增大溶液中的钠离子浓度，促使平衡正向移动，从而加重痛风病病情，故C正确； D．患痛风病的人应少吃能代谢产生更多尿酸的食物，否则会增大关节中HUr浓度，促使平衡正向移动，从而使NaUr增多，痛风病加重，故D正确； 故选：A。 【变式2】在化学学习过程中要树立“变化观念与平衡思想”。已知2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）ΔH＝﹣196kJ/mol，下列相关说法正确的是（　　） A．恒温恒容密闭容器中充入2mol SO2和1mol O2，充分反应后，放出196kJ的热量 B．密闭容器中该反应达到平衡后，缩小容器体积，v逆减小，v正增大，平衡正向移动 C．加入催化剂，可加快反应速率，同时提高SO2的平衡转化率 D．升高温度，v逆增大的程度比v正增大的程度更显著 【答案】D 【解答】解：A．该反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，恒温恒容密闭容器中充入2mol SO2和1mol O2，充分反应后，反应物不能完全转化为生成物，则放出的热量小于196kJ，故A错误； B．密闭容器中该反应达到平衡后，缩小容器体积，增大压强，v正、v逆都增大，平衡正向移动，故B错误； C．加入催化剂，降低反应所需活化能，增大活化分子百分数，可加快反应速率，但不能提高SO2的平衡转化率，故C错误； D．该反应的正反应为放热反应，升高温度，正逆反应速率都增大，平衡逆向移动，则v逆增大的程度比v正增大的程度更显著，故D正确； 故选：D。 【变式3】在恒容密闭容器中，Na2SiF6（s）热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系（实线部分）如图所示。 已知：T2温度时，Na2SiF6（s）完全分解；体系中气相产物在T1，T3温度时的分压分别为p1，p3。下列说法错误的是（　　） A．a线所示物种为固相产物 B．T1温度时，向容器中通入N2，气相产物分压仍为p1 C．p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp D．T1温度时、向容器中加入b线所示物种，重新达平衡时逆反应速率增大 【答案】D 【解答】解：A．由图可知，1mol Na2SiF6（s）完全热解生成2mola线所示物种，1molb线所示物种，反应的方程式为Na2SiF6（s）⇌2NaF（s）+SiF4（g），则a线所示的物质为NaF，为固相产物，故A正确； B．T1温度时，向容器中通入N2，因为容器恒容，N2为惰性气体，不参与反应，对气相产物的物质的量和容器体积都没有影响，根据pV ＝ nRT（V、T不变，n不变），所以气相产物分压仍为p1，故B正确； C．由图可知，升温b线代表的SiF4增多，则反应Na2SiF6（s）⇌2NaF（s）+SiF4（g）为吸热反应，升温Kp增大，已知：T2温度时，Na2SiF6（s）完全分解，则该反应T2以及之后正向进行趋势很大，Qp＜Kp，体系中气相产物在T3温度时的分压为p3，p3＝Qp，恒容密闭容器的平衡体系的气相产物只有SiF4，Kp＝p（SiF4），即T3温度时热解反应的平衡常数Kp＝p（SiF4），故C正确； D．b线所示物种为气相产物，恒容密闭容器的平衡体系的气相产物只有SiF4，Kp＝p（SiF4），温度不变Kp不变，T1温度时、向容器中加入SiF4，重新达平衡时p（SiF4）不变，则逆反应速率不变，故D错误； 故选：D。 题型7 探究浓度对化学平衡的影响 解｜题｜知｜识 实验目的 探究浓度对化学平衡的影响 实验原理 重铬酸钾为橙色，铬酸钾为黄色．Cr2O72﹣+H2O⇌2CrO42﹣+2H+ 实验仪器 试管、胶头滴管 实验药品 0.1mol/L的重铬酸钾溶液、浓硫酸、6mol/L的氢氧化钠溶液 实验步骤 1．取两支试管各加入5mL 0.1mol/L重铬酸钾溶液并对试管编号：1号、2号． 2．在1号试管中滴加3﹣10滴浓硫酸，溶液颜色加深． 3．在2号试管中滴加10﹣20滴6mol/L氢氧化钠溶液溶液颜色变浅． 实验结论 在其他条件不变时，增大反应物浓度可使化学平衡向正反应反向移动；减小反应物浓度可使化学平衡向逆反应反向移动． 【典例1】探究浓度对化学平衡的影响，实验如下： Ⅰ．向5mL 0.05mol/L FeCl3溶液中加入5mL 0.05mol/L KI溶液（反应a），平衡后分为两等份 Ⅱ．向一份加入饱和KSCN溶液，变红（反应b）；加入CCl4，振荡、静置，下层显极浅的紫色 Ⅲ．向另一份加入CCl4，振荡、静置，下层显紫红色 结合实验，下列说法不正确的是（　　） A．反应a为：2Fe3++2I﹣⇌2Fe2++I2 B．Ⅱ中，反应a进行的程度大于反应b C．比较氧化性：Ⅱ中，I2＞Fe3+ D．比较水溶液中c（Fe2+）：Ⅱ＜Ⅲ 【答案】B 【解答】解：A、加入CCl4，振荡、静置，下层显极浅的紫色，说明5mL 0.05mol/L FeCl3溶液中加入5mL 0.05mol/L KI溶液，两者发生氧化还原反应生成碘单质，所以反应的化学方程式：2Fe3++2I﹣⇌2Fe2++I2，故A正确； B、反应a进行是铁离子与碘离子反应生成单质碘和亚铁离子，而反应b进行的是铁离子与KSCN溶液生成络合物的反应，两者反应的类型不同无法比较反应程度大小，故B错误； C、Ⅱ中下层显极浅的紫色，说明平衡2Fe3++2I﹣⇌2Fe2++I2逆向移动，所以在饱和KSCN溶液中，碘单质是氧化剂，铁离子是氧化产物，根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性，则氧化性：Ⅱ中，I2＞Fe3+，故C正确； D、Ⅱ中下层显极浅的紫色，说明平衡2Fe3++2I﹣⇌2Fe2++I2逆向移动，导致亚铁离子的浓度减小，Ⅲ中向另一份加入CCl4，碘单质溶解在四氯化碳中碘单质的浓度减小，平衡2Fe3++2I﹣⇌2Fe2++I2正向移动，所以水溶液中c（Fe2+）：Ⅱ＜Ⅲ，故D正确； 故选：B。 题型8 探究温度、压强对化学平衡的影响 解｜题｜知｜识 实验目的 探究温度对化学平衡的影响 实验原理 2NO2⇌N2O4 （红棕色）（无色） 实验仪器 圆底烧瓶、水槽、导管 实验药品 二氧化氮 实验步骤 用三个透明度完全相同的烧瓶收集三瓶相同状态的二氧化氮气体．其中一瓶单独密封留做对比用，另外两瓶做联通式密封，使两瓶气体充分混合至颜色相同，然后用弹簧夹将两瓶气体隔开．将既联又隔的两瓶气体一瓶浸入热水中，另一瓶浸入冰水中．观察两瓶气体颜色的变化，并于“对比瓶”内气体的颜色进行对比．浸在热水中的气体比“对比瓶”内气体的颜色深，浸在冰水中的气体比“对比瓶”内气体的颜色浅． 实验结论 其他条件相同时，升高温度能使化学平衡向吸热的方向移动；降低温度能使化学平衡向放热的方向移动． 【典例1】已知2NO2（g）═N2O4（g）△H＝﹣52.7kJ•mol﹣1，常温下N2O4为无色气体．某课外活动小组为了探究温度和压强对化学平衡的影响，做了如下两组实验： Ⅰ．该小组的同学取了两个烧瓶A和B，分别加入相同浓度的NO2与N2O4的混合气体，中间用夹子夹紧，并将A和B浸入到已盛有水 的两个烧杯中（如图所示），然后分别向两个烧杯中加入浓硫酸和NH4NO3固体（NH4NO3固体溶解吸收大量的热）．请回答： （1）A中的现象 　 　 ，B中的现象 　 　 ； （2）由此可知，降低温度，该化学平衡向 　　 （填“正”或“逆”）反应方向移动； Ⅱ．在三支容积均为30cm3针筒中分别抽入10cm3相同浓度的NO2与N2O4的混合气体，将针筒前端封闭． （3）将第二支针筒活塞迅速推至5cm3处，此时气体的颜色变深，一段时间后气体颜色又变浅了，但仍比第一支针筒气体的颜色深． ①推进针筒后气体颜色变深的原因是 　 　 ； ②一段时间后气体颜色又变浅的原因是 　 　 ； （4）将第三支针筒活塞拉至20cm3处，此时气体的颜色 　 　 ，一段时间后气体颜色 　 　 ，但仍比第一支针筒气体的颜色 　 　 ． ①在此过程中，该反应的化学平衡常数 　 　 （填“增大”、“减小”或“不变”）． ②NO2的转化率 　 　 （填“增大”、“减小”或“不变”）． 【答案】气体颜色加深；气体颜色变浅；正；气体的体积减小，NO2浓度增大，气体的颜色加深；增大压强，减小气体的体积，平衡向正反应方向移动；变浅；变深；浅；不变；减小 【解答】解：（1）浓硫酸稀释时放出热量，导致溶液的温度升高，硝酸铵溶解时吸收热量，导致溶液的温度降低，反应2NO2（g）⇌N2O4（g）是放热反应，A烧杯中，升高温度，平衡向逆反应方向移动，二氧化氮气体浓度增大，气体颜色加深，降低温度，平衡向正反应方向移动，二氧化氮浓度降低，所以气体颜色变浅；故答案为：气体颜色加深，气体颜色变浅；正； （2）降低温度，该化学平衡向放热反应方向进行，即平衡正向进行，故答案为：正； （3）①气体体积由10cm3迅速推至5cm3处，气体体积减小，气体的体积减小时，NO2浓度增大，则气体颜色加深；故答案为：气体的体积减小，NO2浓度增大，气体的颜色加深； ②气体体积减小，则气体压强增大，平衡向正反应方向移动，二氧化氮浓度降低，所以气体颜色变浅，故答案为：增大压强，减小气体的体积，平衡向正反应方向移动； （4）体积变大，二氧化氮的浓度降低，颜色变浅；体积变大，压强减小，平衡向着气体体积增大的方向移动，颜色变深；化学平衡只是减弱外界的影响，颜色比第一支针筒浅； ①化学平衡常数只与温度有关，温度不变，化学平衡常数不变； ②化学平衡向着气体体积增大的方向移动，即向着生成NO2的方向移动，则NO2转化率降低，故答案为：变浅、变深、浅、①不变、②减小． 题型9 化学平衡移动原理 解｜题｜知｜识 1、化学平衡的影响因素（v﹣t图象）： （1）浓度： a、增大反应物浓度，平衡正向移动；减小反应物浓度，平衡逆向移动 增大反应物浓度，平衡正向移动 减小反应物浓度，平衡逆向移动 b、增大生成物浓度，平衡逆向移动；减小生成物浓度，平衡正向移动 减小生成物浓度，平衡正向移动 增大生成物浓度，平衡逆向移动 （2）温度： ①升高温度，平衡向吸热反应方向移动： ②降低温度，平衡向放热反应方向移动： （3）压强： ①增大压强，反应朝着气体体积减小的方向进行； ②减小压强，反应朝着气体体积增大的方向进行． ③对于气体体积不变的反应，压强改变平衡不移动． （4）催化剂：催化剂同倍数增大反应物浓度，平衡不移动． 2、化学平衡移动原理（勒夏特列原理）： 改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强、温度），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动，这就是勒夏特列原理． 概念的理解： ①影响平衡的因素只有浓度、压强、温度三种； ②原理的适用范围是只有一项条件变化的情况，当多项条件同时发生变化时，情况比较复杂； ③定性角度：平衡移动的方向为减弱外界改变的方向； 定量角度：平衡移动的结果只能减弱（不可能抵消）外界条件的变化． 【典例1】下列事实中能用化学平衡移动原理解释的是（　　） A．实验室利用H2O2制取O2使用MnO2加快反应速率 B．反应CO（g）+NO2（g）⇌CO2（g）+NO（g）达平衡后，加压使混合气体颜色变深 C．锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生 D．实验室配制Na2S溶液时滴加几滴NaOH溶液 【答案】D 【解答】解：A．催化剂MnO2仅加快H2O2分解的速率，不改变平衡状态，不能用化学平衡移动原理解释，故A错误； B．反应CO+NO2⇌CO2+NO的气体分子数相等，加压不引起平衡移动，颜色变深是浓度变化的结果，故B错误； C．加入CuSO4导致Zn置换出Cu，形成微电池加快反应速率，不能用化学平衡移动原理解释，故C错误； D．加入NaOH抑制S2﹣的水解，通过增加OH﹣浓度使平衡左移，能用化学平衡移动原理解释，故D正确； 故选：D。 【变式1】下列事实不能用勒夏特列原理来解释的是（　　） A．除去Cl2中少量HCl气体，采用饱和食盐水洗气 B．浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体 C．合成氨时，将氨液化分离，可提高原料利用率 D．2NO2（g）⇌N2O4（g），压缩体积，气体颜色变深 【答案】D 【解答】解：A．饱和食盐水中氯离子浓度高，抑制氯气的溶解，而HCl易溶于水被吸收，应用了勒夏特列原理，故A正确； B．加入氢氧化钠增加OH⁻浓度，促使NH3的生成，符合勒夏特列原理，故B正确； C．分离氨气减少产物浓度，使平衡右移，提高原料利用率，应用了该原理，故C正确； D．压缩体积，二氧化氮浓度增大，因此颜色变深，与平衡移动无关，无法用勒夏特列原理解释，故D错误； 故选：D。 【变式2】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（　　） A．CuCl2溶液中存在：，对CuCl2溶液加热，溶液由蓝色变为黄绿色 B．向含有Fe（SCN）3的红色溶液中加入铁粉，振荡，溶液红色变浅或褪去 C．对CO（g）+NO2（g）⇌CO2（g）+NO（g），平衡体系增大压强可使颜色变深 D．工业制硫酸中常鼓入过量空气有利于SO2转化为SO3 【答案】C 【解答】解：A．该反应的正反应为吸热反应，加热CuCl2溶液，溶液有蓝色变为黄绿色，说明平衡正向移动，加热使CuCl2溶液颜色变化，能用勒夏特列原理解释，故A错误； B．加入铁粉消耗Fe3+，溶液红色变浅或褪去，说明Fe3++3SCN﹣⇌Fe（SCN）3的平衡逆向移动，能用勒夏特列原理解释，故B错误； C．该反应前后气体计量数之和不变，增大压强，平衡不移动，气体颜色变深与压强无关，不能用勒夏特列原理解释，故C正确； D．鼓入过量空气增加O2浓度，促使平衡向生成SO3方向移动，能用勒夏特列原理解释，故D错误； 故选：C。 【变式3】下列事实能用勒夏特列原理解释的是（　　） A．新制的氯水呈现浅黄绿色，光照后颜色变浅 B．铜在潮湿的空气中久置生成铜锈 C．向H2O2溶液中加入MnO2制O2 D．硫酸工业中，SO2的催化氧化反应采用常压而不采用高压 【答案】A 【解答】解：A．新制氯水中存在可逆平衡Cl2+H2O⇌HCl+HClO，光照时HClO分解，平衡正向移动，Cl2浓度减小，颜色变浅，能用勒夏特列原理解释，故A正确； B．铜生锈的反应为：2Cu+O2+CO2+H2O＝Cu2（OH）2CO3，是不可逆反应，无平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，故B错误； C．MnO2催化H2O2分解是不可逆反应（），无平衡移动，不能用勒夏特列原理解释，故C错误； D．SO2催化氧化（）是可逆反应，但常压下SO2转化率已较高，高压会增加成本，并非平衡移动的应用，不能用勒夏特列原理解释，故D错误； 故选：A。 题型10 探究浓度、催化剂对化学平衡的影响 解｜题｜知｜识 探究化学反应速率的影响因素 【实验目标】 1．通过实验探究浓度、压强对化学反应速率的影响，认识其一般规律． 2．学生能初步运用有效碰撞和活化分子的概念等来解释浓度、压强等条件对化学反应速率的影响． 3．通过浓度对反应速率的影响，初步了解在实验中控制不同变量因素的方法，并能结合实验原理得出实验目的或结论． 【实验方法】向用硫酸酸化的酸性高锰酸钾溶液中加入草酸溶液，测定溶液褪色所需时间； 教学过程 【复习巩固】决定化学反应速率的根本原因是什么？ 反应物的性质，影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质，是内在因素，我们人类是不能改变这个因素的．但是，当一个反应确定之后，我们可以尊重其客观规律的基础上通过改变外界条件来改变这个反应的速率，使它按着我们人类需要的速率进行． 【过渡】影响化学反应速率的外因有哪些？ 浓度、压强、温度、搅拌、催化剂、光、固体的表面积、反应物的状态等． 化学反应速率与分子间的有效碰撞有关，因此所有改变内能、运动速率以及碰撞几率的条件，都可改变控制反应速率．除了上述方法外，日常生活中汽车加大油门、向炉膛鼓风、温水发酵、用煤粉代替煤块等，都是改变化学反应速率的方法． 【典例1】工业合成氨反应条件的研究一直是科学研究热点。其反应方程式为。 （1）1mol N2分子中含有　　 mol共用电子对。 （2）NH3中N元素化合价为负，H元素化合价为正，从原子对共用电子对吸引能力强弱的角度解释原因　 　 。 （3）合成氨反应是放热反应，请从化学键的角度完整说明原因　 　 。 （4）反应条件中高温、催化剂的目的是　　 。 （5）一定温度下，在恒容、密闭容器中发生合成氨反应，以下能说明反应达到化学平衡状态的是　　 。 a．每消耗1mol N2的同时消耗3mol H2 b．NH3生成的同时也在分解 c．容器中气体的总质量不发生变化 d．各组分浓度不发生变化 （6）我国科学家发现了M﹣LiH（M表示金属）复合催化剂。做对比实验测得反应速率如图所示。 资料：用单位时间内每克催化剂所获得的NH3的物质的量表示反应速率。 ①无LiH，催化效果最好的金属是　　 。 ②有LiH，反应速率明显增大。 a．选用催化效果相对较好的催化剂，写出该条件下的反应方程式（任写一个）　 　 。 b．文献报道了M﹣LiH可能的催化过程如下： Ⅰ．N2＝2N（在M表面解离） Ⅱ．N+LiH＝LiNH Ⅲ．_______。 已知：催化剂参与化学反应，但自身组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化。写出Ⅲ的化学方程式　 。 【答案】（1）3； （2）N原子对共用电子对的吸引能力比H原子强，共用电子对偏向N原子，偏离H原子； （3）形成新化学键释放的总能量大于断裂旧化学键吸收的总能量； （4）加快反应速率； （5）d； （6）①Fe； ②a.（催化剂写Cr﹣LiH、Mn﹣LiH、Co﹣LiH也可）； b.2LiNH+3H2＝2LiH+2NH3。 【解答】解：（1）N2 分子的结构式为 N≡N，两个氮原子之间存在一个三键，即含有3对共用电子对。因此，1mol N2 分子中含有 3mol 共用电子对， 故答案为：3； （2）在 NH3 分子中，N原子的电负性大于H原子，即N原子对共用电子对的吸引能力比H原子强。这导致共用电子对偏向N原子而偏离H原子，从而使N元素显负价，H元素显正价， 故答案为：N原子对共用电子对的吸引能力比H原子强，共用电子对偏向N原子，偏离H原子； （3）化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。断裂旧化学键需要吸收能量，形成新化学键会释放能量。合成氨反应是放热反应，说明该反应中形成新化学键释放的总能量大于断裂旧化学键吸收的总能量， 故答案为：形成新化学键释放的总能量大于断裂旧化学键吸收的总能量； （4）在工业合成氨反应中，升高温度可增加活化分子百分数，加入催化剂可降低反应的活化能，二者均能加快化学反应速率，其主要目的都是加快化学反应速率，提高单位时间内的合成效率， 故答案为：加快反应速率； （5）a.每消耗 1mol N2 的同时消耗 3mol H2，描述的都是正反应方向的速率，不能说明正逆反应速率相等，无法判断是否达到平衡状态，故a错误； b.NH3 生成的同时也在分解，这是可逆反应的基本特征，在反应过程中的任何时刻都成立，不能说明达到平衡状态，故b错误； c.该反应的反应物和生成物均为气体，根据质量守恒定律，在密闭容器中气体的总质量始终保持不变，因此不能作为判断平衡状态的标志，故c错误； d.各组分浓度不发生变化，说明正逆反应速率相等，反应体系的组成不再改变，是化学平衡状态的根本标志，故d正确； 故答案为：d； （6）①根据图示，在无LiH的折线（带三角形的实线）中，当催化剂为Fe时，反应速率出现明显的最高峰，说明此时催化效果最好， 故答案为：Fe； ②a.根据图示，在有LiH存在时，Cr、Mn、Fe、Co的催化效果都相对较好。结合题干给出的温度条件（300℃），可写出对应的化学方程式，如选用Fe﹣LiH作为催化剂，方程式为：， 故答案为：（催化剂写Cr﹣LiH、Mn﹣LiH、Co﹣LiH也可）； b.催化剂在反应前后自身组成、化学性质和质量不发生变化。合成氨的总反应为 N2+3H2＝2NH3。已知步骤Ⅰ为 N2＝2N，步骤Ⅱ为 N+LiH＝LiNH。将步骤Ⅱ乘以2并与步骤Ⅰ相加，得到 N2+2LiH＝2LiNH。用总反应方程式减去该式，即可得到步骤Ⅲ的化学方程式，即 LiNH 与 H2 反应生成 NH3 并重新生成催化剂 LiH，方程式为 2LiNH+3H2＝2LiH+2NH3， 故答案为：2LiNH+3H2＝2LiH+2NH3。 【变式1】（1）对于Fe+2H+═Fe2++H2↑改变下列条件对反应速率和产量有何影响 （填“增大”“减小”或“不变”）：把铁片改成铁粉：　 　 ； 滴加几滴浓硫酸　 　 ； 加压：　 　 ； （2）某小组利用H2C2O4溶液和硫酸酸化的KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时通过测定酸性KMnO4溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。已知： 实验 编号 0.1mol/L酸性KMnO4溶液的体积/mL 0.6mol/LH2C2O4溶液的体积/mL H2O的体积/mL 实验温度/℃ 溶液褪色所需时间/min ① 10 V1 35 25 ② 10 10 30 25 ③ 10 10 V2 50 ①表中V1＝　 　 mL ②探究温度对化学反应速率影响的实验编号是　 　 （填编号） ③实验③测得KMnO4溶液的褪色时间为2min，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率v（H2C2O4）＝　 　 mol•L﹣1•min﹣1。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：（1）Fe+2H+═Fe2++H2↑虽然H2是气体，但该反应不是可逆反应，所以压强不改变其反应速率，把铁片改成铁粉，增大了Fe与酸的接触面积，可加快反应速率，滴加几滴浓硫酸，增大c（H+），可加快反应速率； 故答案为：增大；增大；不变； （2）①实验②混合液的总体积为10mL+10mL+30mL＝50mL，则V1＝50mL﹣10mL﹣35mL＝5mL，故答案为：5； ②探究温度对化学反应速率影响，必须满足除了温度不同，其他条件完全相同，所以满足此条件的实验编号是：2和3；故答案为：2和3； ③草酸的物质的量为0.60mol•L﹣1×0.005L＝0.003mol，高锰酸钾的物质的量为0.10mol•L﹣1×0.01L＝0.001mol，草酸和高锰酸钾的物质的量之比为0.003mol：0.001mol＝3：1，由2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4═K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O可知草酸过量，高锰酸钾完全反应，混合后溶液中高锰酸钾的浓度为0.02mol/L，这段时间内平均反应速率v（KMnO4）0.01 mol•L﹣1•min﹣1，由速率之比等于化学计量数之比可知，这段时间内平均反应速率v（H2C2O4）＝0.01 mol•L﹣1•min﹣10.025 mol•L﹣1•min﹣1，故答案为：0.025。 题型11 化学平衡的计算 解｜题｜知｜识 （1）基本模式﹣﹣“三段式” 例：m A+n B⇌p C+q D 起始：a b 0 0 转化：mx nx px qx 平衡：a﹣mx b﹣nx px qx （2）基本关系： ①反应物：平衡浓度＝起始浓度﹣转化浓度；生成物：平衡浓度＝起始浓度+转化浓度． ②转化率α：转化率（α）100% ③气体的平均分子量：M M＝ρ•Vm ④几点定律： a、如果保持P、T不变：则气体的体积比等于物质的量之比；则气体的密度比等于摩尔质量之比． b、如果保持V、T不变：则气体的压强比等于气体物质的量之比． 【典例1】43．将3mol A和3mol B混合于2L密闭容器中，发生反应：3A（g）+B（s）⇌2C（g）+xD（g），反应5min达到平衡，测得C的浓度为0.5mol•L﹣1，以D表示的平均反应速率v（D）＝0.05mol•L﹣1•min﹣1。下列说法正确的是（　　） A．x＝2 B．A的转化率为50% C．向容器中再添加2mol B，会使反应速率加快 D．其他条件不变，将容器体积变为1L，C的体积分数变大 【答案】B 【解答】解：A．根据化学计量数比等于浓度变化比，v（D）＝0.05mol/（L•min），5min时D的浓度变化为0.25mol/L，C的浓度变化为0.5mol/L，则2：x＝0.5：0.25，解得x＝1，故A错误； B．A的初始物质的量为3mol，生成0.5mol/L C对应消耗0.75mol/L A，消耗A的物质的量为0.75mol/L×2L＝1.5mol，A的转化率为，故B正确； C．B为固体，增加其用量不会改变浓度，反应速率不变，故C错误； D．反应前后气体分子数不变，将容器体积变为1L，即增大压强、平衡不移动，C的体积分数不变，故D错误； 故选：B。 【变式1】利用反应4HCl（g）+O2（g）2Cl2（g）+2H2O（g）ΔH，将工业生产中的副产物HCl转化为Cl2，可实现氯的循环利用，减少污染。投料比n（HCl）：n（O2）＝4：1，L（L1、L2）、X可分别代表温度或压强，如图表示L一定时，HCl的平衡转化率随X的变化关系。下列说法不正确的是（　　） A．ΔH＜0 B．L1＞L2 C．a点对应的化学平衡常数的数值为80 D．a点时，保持温度和压强不变，向容器中再充入0.4mol HCl和0.1mol O2，当再次平衡时HCl的转化率仍为80% 【答案】C 【解答】解：A．催化剂不影响焓变，该反应熵减，能自发进行则为放热反应，ΔH＜0，故A正确； B．L表示压强，反应正向体积减小，增大压强平衡正向移动，HCl的转化率增大，因此L1＞L2，故B正确； C．设起始时n（HCl）＝4mol，n（HCl）：n（O2）＝4：1则起始时n（O2）＝1mol，a点HCl的转化率为80%，则转化氯化氢的物质的量为3.2mol，可列三段式： 4HCl（g）+O2（g）2Cl2（g）+2H2O（g） 起始（mol） 4 1 0 0 变化（mol） 3.2 0.8 1.6 1.6 平衡（mol） 0.8 0.2 1.6 1.6 平衡常数为，体积未知无法计算，故C错误； D．a点时，保持温度和压强不变，则平衡常数不变，向容器中再充入0.4mol HCl和0.1mol O2，HCl和O2增加量之比和起始投料比相等，又是恒压条件，与原平衡为等效平衡，因此当再次平衡时HCl的转化率仍为80%，故D正确； 故选：C。 【变式2】一定温度下，向容积为1L的密闭容器中通入一定量的N2O4，发生反应：N2O4（g）⇌2NO2（g）ΔH＞0，各组分浓度随时间（t）的变化如下表。 t/s 0 20 40 60 80 0.100 0.062 0.048 0.040 0.040 0 0.076 0.104 0.120 0.120 下列说法正确的是（　　） A．0～60s，N2O4的平均反应速率为v＝0.08mol•L﹣1•min﹣1 B．升高温度，反应的化学平衡常数值减小 C．80s时，再充入NO2、N2O4各0.12mol，平衡不移动 D．80s时，将容器的容积改为0.5L，达到新平衡后，混合气体的颜色比原平衡的浅 【答案】C 【解答】解：A．60s 时，N2O4的浓度为0.040 mol/L，则0～60s内，四氧化二氮的平均反应速率为：v0.060 mol/（L•min），故A错误； B．该反应为吸热反应，升高温度，平衡向正反应方向移动，反应的平衡常数增大，故B错误； C．60s 时反应达到平衡，反应的平衡常数K0.36mol/L，80s时再充入0.12 mol NO2和0.12 mol N2O4，反应的浓度熵Qc0.36mol/L＝K，则反应的平衡不移动，故C正确； D．该反应是气体体积增大的反应，增大压强，平衡向逆反应方向移动，所以80s时，增大压强，容器中混合气体的颜色先变深后变浅，但新平衡混合气体的颜色比原平衡深，故D错误； 故选：C。 【变式3】一定温度下，向两个固定体积的密闭容器中分别充入等量X（g）和等量Y（g），发生反应mX（g）+nY（g）⇌pW（g）+qZ（g）ΔH＝﹣akJ•mol﹣1，测得有关数据如下。 容器 容器体积 平衡时Z的物质的量 达平衡所用时间 达平衡过程中的能量变化 ① 2L 1.2mol 10min 放热0.6akJ ② 4L 1.6mol t 放热0.8akJ 下列叙述不正确的是（　　） A．①中0～10min内，v（Z）＝0.06mol•L﹣1•min﹣1 B．t＞10min C．m+n＞p+q D．q＝2 【答案】C 【解答】解：A．根据化学反应速率的计算公式v，①中0～10min内，v（Z）0.06mol•L﹣1•min﹣1，故A正确； B．①②中充入的反应物量相同，②的容器体积是①的2倍，若为等效平衡，②中平衡时Z的物质的量应为2.4mol，但实际为1.6mol，说明②中反应向逆反应方向移动，即压强减小不利于反应正向进行，所以该反应是气体体积减小的反应，②中压强小于①，反应速率慢，达平衡时间长，所以t＞10min，故B正确； C．由B选项分析可知，该反应是气体体积减小的反应，所以m+n＞p+q是错误的，应该是m+n＜p+q，故C错误； D．根据热化学方程式，反应的X或Y的物质的量与放出的热量成正比，①中放热0.6akJ，则反应的X或Y的物质的量为0.6mol，生成Z的物质的量为1.2mol，根据化学计量数之比等于物质的量变化之比，可得，解得q＝2，故D正确； 故选：C。 题型12 等效平衡 解｜题｜知｜识 等效平衡： 1°等效平衡的原理 在一定条件（恒温、恒容或恒温、恒压）下，只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后，任何相同组分的物质的量分数（或体积分数）均相同，这样的化学平衡互称等效平衡． 2°等效平衡的建立 化学平衡状态的建立与条件（如浓度、温度、压强等）有关，而与建立平衡时的途径无关，因而同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时的条件（浓度、温度、压强等）完全相同，则可形成等效平衡． 如常温常压下，可逆反应： 2SO2+O2⇌2SO3 ①2mol 1mol 0 ②0 0 2mol ③1mol 0.5mol 1mol ①从正反应开始，②从逆反应开始，③从正、逆反应同时开始，由于①、②、③三种情况如果按方程式的化学计量数比折算成同一方向的反应物，对应各组分的物质的量均相等[如将②、③折算为①]，因此三者为等效平衡． 3°等效平衡的规律 1）恒温、恒容条件下的等效平衡 Ⅰ类：在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体化学计量数不相等的可逆反应，只改变起始时加入物质的物质的量，若通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量，所得反应物（或生成物）的物质的量与原起始量对应相同，则两平衡等效．简记：必须对应相同． Ⅱ类：在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体化学计量数相等的可逆反应，只改变起始时加入物质的物质的量，若通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量，所得反应物（或生成物）的物质的量之比与原起始量之比对应相同，则两平衡等效．简记：对应成比例． 2）恒温、恒压条件下的等效平衡 在恒温、恒压条件下，对于反应前后气体化学计量数任意性的可逆反应，只改变起始时加入物质的物质的量，若通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量，所得反应物（或生成物）的物质的量之比与原起始量之比对应相同，则两平衡等效．简记：对应成比例． 【典例1】在T℃条件下，向1L固定体积的密闭容器M中加入2mol X和1mol Y，发生如下反应：2X（g）+Y（g）⇌aZ（g）+W（g）△H＝﹣QkJ•mol﹣1（Q＞0），当反应达到平衡后，放出的热量为Q1kJ。若平衡后再升高温度，混合气体的平均相对分子质量减小。维持温度T℃不变，若起始时向容器M中加入物质的物质的量如下，则反应达到平衡后放出的热量仍为Q1kJ的是（　　） A．2mol X、1mol Y、1mol Ar B．a mol Z、1mol W C．1mol X、0.5mol Y、0.5a mol Z、0.5mol W D．2mol X、1mol Y、1mol Z 【答案】A 【解答】解：A.在恒温恒容的密闭容器中加入2mol X、1mol Y、1mol Ar，投入1 mol Ar 对平衡不产生影响，则平衡状态与原平衡构成等效平衡，且X与Y的变化量与原平衡相等，则反应达到平衡后放出的热量仍为Q1kJ，故A正确； B.若起始时向容器M中加入amolZ、1molW，相当于加入2mol X和1mol Y，则平衡状态与原平衡构成等效平衡，即平衡时各物质的物质的量与原平衡相同，但平衡从逆反应方向开始，反应达到平衡后吸收的热量为（Q﹣Q1）kJ，故B错误； C.若起始时向容器M中加入1molX、0.5molY、0.5a molZ、0.5molW，相当于加入2mol X和1mol Y，则平衡状态与原平衡构成等效平衡，即平衡时各物质的物质的量与原平衡相同，但由于反应的起点不同，则变化量不同，所以产生的热量不同，故C错误； D.若起始时向容器M中加入2 molX、1mol Y、1mol Z，相当于先投入2mol X、1 molY，平衡后放出的Q1kJ的热量，再投入1molZ，平衡逆向移动，吸收热量，故平衡后放出的热量小于Q1kJ，故D错误； 故选：A。 【变式1】在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如表。下列说法正确的是（　　）（已知N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H＝﹣92.4kJ•mol﹣1） 容器 甲 乙 丙 反应物投入量 1mol N2、3mol H2 2mol NH3 4mol NH3 NH3的浓度（mol•L﹣1） c1 c2 c3 反应的能量变化 放出akJ 吸收bkJ 吸收ckJ 体系压强（Pa） p1 p2 p3 反应物转化率 a1 a2 a3 A．2c1＞c3 B．a+c＝92.4 C．2p2＞p3 D．a1+a3＞1 【答案】C 【解答】解：A．甲的反应物投入量一边倒计算后是加入2mol NH3，丙的投入量是4mol NH3，所以丙相当于在2个甲的基础上加压，因此丙的平衡相对甲来说是向右移动了，因此2c1＜c3，故A错误； B．甲和乙是等效平衡，所以放出和吸收的能量总和为△H的绝对值，即a+b＝92.4，但是丙相当于2个乙的平衡右移，所以a+c≠92.4，故B错误； C．丙相当于2个乙的平衡右移，右移是压强减小，因此2p2＞p3，故C正确； D．丙相当于2个甲的平衡右移，若丙不移动，则a1+a3＝1，但是丙相对甲来说向右移动了，丙的反应物转化率降低了，所以a1+a3＜1，故D错误； 故选：C。 【变式2】将2.0mol SO2气体和2.0mol SO3气体混合于固定体积的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g），达到平衡时SO3为n mol．在相同温度下，分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质，平衡时SO3等于n mol的是（　　） A．1.6 mol SO2+0.3 mol O2+0.4 mol SO3 B．4.0 mol SO2+1.0 mol O2 C．2.0 mol SO2+1.0 mol O2+2.0 mol SO3 D．2.0 mol SO2+0.5 mol O2+1.0 mol SO3 【答案】B 【解答】解：加入2.0mol SO2气体和2.0mol SO3气体，等效为开始投入4.0mol SO2气体和1mol O2气体，在恒温恒容下，平衡时SO3的物质的量不变为n mol，说明应是完全等效平衡，按化学计量转化到左边，对应成分的物质的量相同，即满足4.0mol SO2气体和1mol O2气体， A、开始为1.6 mol SO2+0.3 mol O2+0.4 mol SO3，转化到左边，由2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）可知，n（SO2）＝1.6mol+0.4 mol＝2mol，n（O2）＝0.3mol+0.5×0.4mol＝0.5mol，不满足4.0mol SO2气体和1mol O2气体，故A错误； B、开始为4.0 mol SO2+1.0 mol O2，与原平衡等效，故B正确； C、开始为2.0 mol SO2+1.0 mol O2+2.0 mol SO3，转化到左边，由2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）可知，n（SO2）＝2mol+2 mol＝4mol，n（O2）＝1mol+0.5×2mol＝2mol，不满足4.0molSO2气体和1molO2气体，故C错误； D、开始为2.0 mol SO2+0.5 mol O2+1.0 mol SO3，转化到左边，由2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）可知，n（SO2）＝2mol+1 mol＝3mol，n（O2）＝0.5mol+0.5×1mol＝1mol，不满足4.0molSO2气体和1molO2气体，故D错误； 故选：B。 题型13 化学反应速率与化学平衡图象的综合应用 解｜题｜知｜识 1、化学平衡图象分析方法： 对于化学反应速率和化学平衡的有关图象问题，可按以下方法进行分析： ①认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与平衡移动原理（勒夏特列原理）挂钩； ②紧扣可逆反应的特征，搞清正反应方向使吸热还是放热，体积增大还是减小、不变，有无固体、纯液体物质参加或生成等； ③看清速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥； ④看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势和图象中线的斜率； ⑤先拐先平，数值大。例如，在转化率﹣﹣时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向退离可得该变化的温度高、浓度大、压强高； ⑥定二议一。当图象中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系，例如做等温线、等压线。 2、常见图象分类： （1）反应速率﹣﹣时间图象：判断引起平衡变化的因素。 （2）物质的量（浓度）﹣﹣时间图象： ①书写化学方程式；②求反应物的转化率 注意事项：①何为反应物、生成物；②反应物、生成物的化学计量数关系；③是否为可逆反应。 （3）百分含量﹣﹣温度、压强﹣﹣时间图象； （4）转化率﹣﹣温度、压强﹣﹣时间图象； （5）百分含量﹣﹣压强﹣﹣温度图象。 【典例1】向某恒温恒容密闭容器中充入1mol X（g）和3mol Y（g）发生反应X（g）+2Y（g）＝3Z（g）ΔH＜0，其正反应速率随时间的变化如图所示。已知t2min时，仅改变一个条件。下列有关该反应的说法正确的是（　　） A．当容器内压强保持不变时，该反应已达到平衡 B．t2min时改变的条件可能是加入了一定量的Y C．气体的总压强：p（Ⅰ）＞p（Ⅱ） D．平衡常数K：K（Ⅰ）＞K（Ⅱ） 【答案】D 【解答】解：A．X（g）+2Y（g）＝3Z（g），该反应是气体分子数不变的反应，恒温恒容的密闭容器中气体的压强始终不变，则容器内压强不变不能表明反应达到平衡，故A错误； B．t2时条件改变的瞬间，正反应速率加快，条件改变后，正反应速率继续增大说明平衡条件改变后逆反应速率大于正反应速率，平衡向逆反应方向移动，则改变的条件为升高温度，故B错误； C．t2时平衡逆向移动，改变的条件是升高温度，容器中气体总物质的量不变，但Ⅱ的温度比Ⅰ的高，所以平衡时气体的总压强：p（Ⅰ）＜p（Ⅱ），故C错误； D．t2时平衡逆向移动，改变的条件是升高温度，Ⅱ的温度比Ⅰ的高，则平衡常数K的关系为K（Ⅱ）＜K（Ⅰ），故D正确； 故选：D。 【变式1】在体积可变的密闭容器中，发生反应：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g），在一定条件下达到平衡，其反应速率（v）与时间（t）的关系如图，由图判断，t1时刻曲线发生变化的原因是（　　） A．增大N2的浓度 B．扩大容器的体积 C．加入催化剂 D．升高温度 【答案】C 【解答】解：A．增大N2的浓度的瞬间，V正增大，V逆不变，故A错误； B．扩大容器的体积，即压强减小，V正减小，V逆减小，故B错误； C．加入催化剂，V正、V逆同等程度的增大，平衡不移动，故C正确； D．升高温度，V正增大，V逆增大，且有一个增大的更大，故D错误； 故选：C。 【变式2】在某一恒温恒容的密闭容器中发生反应：X（g）+Y（g）⇌2Z（g）ΔH＞0。t1时刻达到平衡后，在t2时刻改变某一条件，其反应速率随时间变化的图象如图1所示。下列说法正确的是（　　） A．0∼t1内，v正＞v逆 B．t2时刻改变的条件是向密闭容器中加入Z C．再次达到平衡时，平衡常数K减小 D．恒温恒容时，容器内压强不变，表明该反应达到平衡状态 【答案】A 【解答】解：A．由图可知，逆反应速率逐渐增大，反应正向建立平衡，0∼t1内，v正＞v逆，故A正确； B．由分析可知，t2时刻改变条件为增加Z的量同时减小X、Y的量，故B错误； C．反应温度不变，平衡常数不变，故C错误； D．反应前后气体分子数不变，容器内压强始终不变，无法判断反应是否达到平衡，故D错误； 故选：A。 【变式3】工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺：C6H5CH2CH3（g）⇌C6H5CH＝CH2（g）+H2（g）。某条件下无催化剂存在时，该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A．曲线①表示的是逆反应的v﹣t关系 B．t2时刻体系处于平衡状态 C．反应进行到t1时，Q＞K（Q为浓度商） D．催化剂存在时，v1、v2都增大 【答案】BD 【解答】解：A．反应为乙苯制备苯乙烯的过程，开始反应物浓度最大，随着反应进行反应物浓度逐渐减小，则正反应速率逐渐减小，所以曲线①表示的是正反应的v﹣t关系，故A错误； B．由图可知，t2时，正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故B正确； C．反应进行到t1时，正反应速率大于逆反应速率，反应正向进行，故Q＜K，故C错误； D．催化剂能降低反应的活化能，使反应速率增大，即v1、v2都增大，故D正确； 故选：BD。 过 关 验 收 1．在一定温度下，反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）ΔH＜0，达到平衡的标志是（　　） A．v（N2）＝v（NH3） B．断裂3mol H—H键的同时断裂6mol N—H键 C．容器内压强不再变化 D．c（N2）：c（H2）：c（NH3）＝1：3：2 【答案】B 【解答】解：A．没有描述反应方向，且数值也不等于计量数之比，故不是平衡标志，故A错误； B．断裂3mol H—H键的同时断裂6mol N—H键，说明正反应速率和逆反应速率相等，是平衡标志，故B正确； C．压强不再变化是平衡的标志，但在恒温恒压条件下则不是，因题干未指明容器条件，故C错误； D．浓度之比等于计量数之比，不能说明浓度保持不变，不是平衡标志，故D错误； 故选：B。 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，不能表明反应：A（s）+3B（g）⇌2C（g）+D（g）已达平衡状态的是（　　） A．混合气体的平均相对分子质量 B．混合气体的密度 C．B的物质的量浓度 D．气体的总物质的量 【答案】D 【解答】解：A．该反应前后气体分子数相同，但是反应中A为固体，气体的平均相对分子质量M，则气体的平均相对分子质量是变量，当其不变时可以证明反应达到平衡，故A错误； B．气体的质量是变量，容器为恒容容器，则密度是变量，当其不变时，可以证明反应达到平衡，故B错误； C．B为反应物，随着反应进行，其物质的量减少，容器体积不变，则B的物质的量浓度是变量，当其不变时可以证明反应达到平衡，故C错误； D．气体的总物质的量不是变量，当其不变时，不能证明反应达到平衡，故D正确； 故选：D。 3．在T℃的恒温下，向恒容密闭容器中通入3mol甲烷和2mol氮气发生反应：3CH4（g）+2N2（g）⇌3C（s）+4NH3（g），下列能说明该反应达到平衡状态的一组是（　　） ①混合气体的密度保持不变 ②混合气体的压强保持不变 ③氮气与甲烷的物质的量之比保持不变 ④断开1mol C—H键的同时形成1mol H—N键 ⑤v（NH3）＝2v（N2） ⑥碳的质量保持不变 A．①③④ B．①②⑥ C．③⑤⑥ D．②④⑤ 【答案】B 【解答】解：①容器体积始终不变，而反应中气体的质量为变量，则混合气体的密度不变，说明反应已达平衡，故①正确； ②恒容密闭容器中进行反应，反应为气体分子数改变的反应，当压强不变，说明平衡不再移动，达到平衡状态，故②正确； ③恒容密闭容器中通入3mol甲烷和2mol氮气发生反应，投料比等于反应中物质系数比，氮气与甲烷的物质的量之比为定值，氮气与甲烷的物质的量之比保持不变，不能说明反应达到平衡，故③错误； ④断开1mol C—H键的同时形成1mol H—N键，描述的都是正反应，不能说明反应达到平衡，故④错误； ⑤v（NH3）＝2v（N2），不能说明正逆反应速率相等，不能确定反应是否平衡，故⑤错误； ⑥碳的质量保持不变，说明平衡不再移动，达到平衡状态，故⑥正确； 故①②⑥正确； 故选：B。 4．下列描述的化学反应状态，不能确定是平衡状态的是（　　） A．H2（g）+I2（g）⇌2HI（g），恒温恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变 B．NH2COONH4（s）⇌2NH3（g）+CO2（g），恒温恒容下，气体平均相对分子质量保持不变 C．N2O4（g）⇌2NO2（g），NO2消耗速率与N2O4的消耗速率之比为2：1 D．N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g），恒温恒压下，反应体系中气体的密度保持不变 【答案】B 【解答】解：A．H2（g）+I2（g）⇌2HI（g），恒温恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变即说明I2的浓度保持不变，反应达到化学平衡，故A错误； B．NH2COONH4（s）⇌2NH3（g）+CO2（g），恒温恒容下，反应过程中气体平均相对分子质量始终为：26，故当气体平均相对分子质量保持不变时不能说明反应达到化学平衡，故B正确； C．N2O4（g）⇌2NO2（g）中NO2消耗速率表示逆反应速率，N2O4的消耗速率表示正反应速率，当二者之比为2：1说明反应达到化学平衡，故C错误； D．N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g），已知反应过程中，恒温恒压下，混合气体的体积一直在改变，但容器内气体的质量保持不变，即反应体系中气体的密度一直在变，故当反应体系中气体的密度保持不变时说明反应达到化学平衡，故D错误； 故选：B。 5．在一绝热（不与外界发生热交换）的恒容容器中，发生反应：2A（g）+B（s）⇌C（g）+D（g），下列描述中能表明反应已达到平衡状态的有（　　） ①容器内温度不变 ②某时刻2v（A）正＝v（C）逆且不等于零 ③混合气体的压强不变 ④混合气体的平均相对分子质量不变 ⑤C（g）的物质的量浓度不变 ⑥容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2：1：1 ⑦混合气体的密度不变 ⑧单位时间内生成nmol D，同时生成2nmol A。 A． ①②③④⑤⑦⑧ B．①③④⑤⑦⑧ C．②③④⑤⑥ D．①④⑤⑥⑦⑧ 【答案】B 【解答】解：①在绝热容器中，容器内温度不发生改变，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故①正确； ②A物质的消耗速率＝C物质的消耗速率的两倍时，反应达到平衡，应为v（A）正＝2v（C）逆，故②错误； ③该反应建立平衡的过程中气体分子总物质的量不变，在绝热恒容的容器中，温度在改变，压强也在改变，当压强不变说明反应达平衡状态，故③正确； ④由于B是固体，该反应是气体体积相等的反应，混合气体的平均相对分子质量不变，说明气体的质量不变，反应达平衡状态，故④正确； ⑤C物质的量浓度不变，说明C的物质的量不变，反应达平衡状态，故⑤正确； ⑥容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2：1：1，不知道是否会继续改变，不能说明达到平衡，故⑥错误； ⑦由于B是固体，混合气体的密度不变，说明气体的质量不变，反应达平衡状态，故⑦正确； ⑧单位时间内生成nmol D，同时生成2nmol A，说明同一物质表示的正、逆反应速率相等，反应达到平衡，故⑧正确； 符合题意的为①③④⑤⑦⑧， 故选：B。 6．常温时，将10mLamol/LNa3AsO3、10mLamol/LI2和10mLNaOH溶液混合，发生反应：（aq）+I2（aq）+2OH﹣（aq）⇌（aq）+2I﹣（aq）+H2O（l），溶液中c（I﹣）与反应时间（t）的关系如图所示。下列不能说明反应达到平衡状态的是（　　） A．溶液中OH﹣的浓度不再变化 B．υ正（I﹣）＝2υ逆（） C．c（）＝0.25bmol•L﹣1 D．不再变化 【答案】C 【解答】解：A．根据题干信息可知，反应过程中OH﹣参加反应不断消耗，浓度不断降低，当浓度不变，可以说明反应达平衡状态，故A错误； B．v正（I﹣）＝2v逆（）说明反应速率方向相反，大小符合计量数之比，可以说明反应达平衡状态，故B错误； C．根据图像，反应达平衡状态时c（I﹣）＝bmol/L，此时c（ ）mol/L，所以当c（）＝0.25bmol•L﹣1，不能判断反应达平衡，故C正确； D．反应过程中c（I﹣）不断生成，不断消耗，不断增大，当不再变化可以说明反应达平衡状态，故D错误； 故选：C。 7．一定条件下，NO2与SO2反应生成SO3和NO两种气体．将体积比为1：2的NO2、SO2气体置于密闭容器中发生上述反应，下列不能说明反应达到平衡状态的是（　　） A．混合气体颜色保持不变 B．体系的平均相对分子质量保持不变 C．NO2和SO2的体积比保持不变 D．每消耗1 mol SO2的同时生成1 mol NO2 【答案】B 【解答】解：A、混合气体颜色保持不变，说明正逆反应速率相等，故A不选； B、反应前后气体物质的量不变，气体质量始终不变，所以体系的平均相对分子质量始终保持不变，故不能说明达平衡状态，故B选； C、NO2和SO2按1：1的比例反应，按1：2的比例加入，反应过程中，其比值发生变化，当NO2和SO2的体积比保持不变时，说明各组分浓度不再变化，反应达到平衡状态，故C不选； D、每消耗1 mol SO2的同时生成1 mol NO2，说明正逆反应速率相等，故D不选； 故选：B。 8．下列说法正确的是（　　） A．平衡常数越大，反应物的转化率越大；但反应物的转化率越大，平衡常数不一定越大 B．反应4Fe（s）+3O2（g）＝2Fe2O3（s）常温下可自发进行，该反应为吸热反应 C．氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能 D．FeCl3+3KSCN⇌Fe（SCN）3（红色）+3KCl平衡后，加少量KCl固体，平衡向逆反应方向移动，体系颜色变浅 【答案】A 【解答】解：A．平衡常数K只与温度有关，K越大，说明反应正向进行程度越大，反应物转化率越高；反应物转化率增大，可能是通过改变浓度、压强等条件实现的，温度不变时K不会改变，故A正确； B．反应中气体分子数减少，即ΔS＜0，若要反应自发需满足ΔH＜0，即为放热反应，故B错误； C．氢氧燃料电池放电时，化学能部分转化为电能，部分化学能以热能等形式损失，并非全部转化，故C错误； D．该反应的离子方程式为Fe3++3SCN﹣⇌Fe（SCN）3，加入KCl固体，K+和Cl﹣离子浓度增加，但二者不影响平衡移动，溶液颜色不变，故D错误； 故选：A。 9．已知反应A（g）+3B（g）⇌2C（g） ΔH＜0，下列叙述与图对应的是（　　） A． 图①表示，对达到平衡状态的反应，在t0时刻充入了一定量的C，平衡逆向移动 B．由图②可知，p2＞p1、T2＞T1 C．图③随着压强变化K值的变化 D．图④y轴可以表示B的百分含量，则p3小于p4 【答案】C 【解答】解：A．对达到平衡状态的反应，在t0时刻充入了一定量的C，则逆反应速率瞬间增大，正反应速率此刻不变，然后随之增大，与图像不符，故A错误； B．当温度为T1时，压强P2比P1先达到平衡状态，则P1＜P2，对于该反应，加压平衡正向移动，C的百分含量增大，符合图像；当压强为P2时，温度T1比T2先达到平衡状态，则T1＞T2，对于该反应，升温平衡逆向移动，C的百分含量减小，符合图像，则由图②可知，p2＞p1，T1＞T2，故B错误； C．增大压强，平衡常数K不变，因为平衡常数K只受温度影响，则图③符合随着压强变化K值的变化图，故C正确； D．该反应是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，B的百分含量减小，则p3大于p4，故D错误； 故选：C。 10．一定温度下，H2（g）+I2（g）⇌2HI（g）ΔH＜0平衡常数 K＝50.3。下列分析正确的是（　　） A．恒温时，缩小体积，气体颜色变深，是平衡逆向移动导致的 B．升高温度既能增大反应速率又能促进平衡正向移动 C．若起始c（H2）＝c（I2）＝0.20mol•L﹣1、c（HI）＝2.0mol•L﹣1，反应后气体颜色变深 D．断裂1mol H2和1mol I2中的共价键所需能量大于断裂2mol HI中的共价键所需能量 【答案】C 【解答】解：A．反应前后气体分子数不变，恒温缩小体积，平衡不移动，I2（g）的物质的量不变，但体积减小，I2（g）浓度增大，故气体颜色加深，故A错误； B．升高温度能增大反应速率，反应放热，升高温度，平衡逆向移动，故B错误； C．若起始c（H2）＝c（I2）＝0.20mol•L﹣1、c（HI）＝2.0mol•L﹣1，Qc100＞50.3＝K，反应逆向进行，I2（g）浓度增大，故气体颜色加深，故C正确； D．反应放热，故断裂1mol H2和1mol I2中的共价键所需能量小于断裂2mol HI中的共价键所需能量，故D错误； 故选：C。 11．根据下列图示所得推论正确的是（　　） A．甲是新制氯水光照过程中氯离子浓度的变化曲线，推断次氯酸分解生成了HCl和O2 B．乙是C4H10（g）⇌C4H8（g）+H2（g）的平衡转化率与温度和压强的关系曲线，推断该反应的ΔH＞0、x＞0.1 C．丙是0.5mol•L﹣1CH3COONa溶液及水的pH随温度的变化曲线，说明随温度升高，CH3COONa溶液中c（OH﹣）减小 D．丁是0.05g镁条分别与2mL2mol•L﹣1盐酸和醋酸反应过程中密闭容器内气体压强随时间的变化曲线，推断①代表盐酸与镁条的反应 【答案】D 【解答】解：A．由甲图可知，光照过程中氯离子浓度增大，，可能是光照促进了氯气和水的反应正向进行，不一定是次氯酸分解生成了HCl和O2，故A错误； B．随温度升高，C4H10转化率增大，可知升高温度平衡正向移动，则ΔH＞0，正反应气体物质的量增多，相同温度下，增大压强平衡逆向移动，压强越小C4H10转化率越大，则x＜0.1，故B错误； C．CH3COO﹣的水解和水的电离都是吸热过程，随温度升高，CH3COONa水解平衡、水的电离平衡均正向移动，溶液中c（OH﹣）增大，故C错误； D．盐酸和醋酸的物质的量相等，所以最终生成氢气的量相同，同浓度的盐酸和醋酸，盐酸中氢离子浓度大，反应速率快，所以①代表盐酸与镁条的反应，故D正确； 故选：D。 12．某小组用50mL注射器吸入20mLNO2和N2O4的混合气体，活塞位于Ⅰ处。封闭注射器后将活塞拉到Ⅱ处。下列叙述错误的是（　　） A．该实验研究了压强对平衡移动的影响 B．向外拉动活塞，c（NO2）增大 C．活塞拉到Ⅱ处后，气体颜色最终变浅 D．保持温度不变，推拉活塞，平衡常数K保持不变 【答案】B 【解答】解：A．NO2和N2O4的混合气体之间的反应为2NO2⇌N2O4，活塞向外拉，管内容积增大，c（NO2）、c（N2O4）浓度减小，颜色变浅，管内压强减小，平衡向着生成二氧化氮的方向进行，气体颜色变深，但比原来颜色浅，研究了压强对平衡移动的影响，故A正确； B．活塞向外拉，管内容积增大，c（NO2）、c（N2O4）浓度减小，故B错误； C．活塞拉到Ⅱ处后，气体颜色最终变浅，故C正确； D．平衡常数受温度影响，温度不变，K不变，故D正确； 故选：B。 13．下列过程不能用勒夏特列原理解释的是（　　） ①开启啤酒瓶后，瓶中立刻泛起大量泡沫 ②实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气 ③H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色变深 ④500℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）ΔH＜0 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 【答案】B 【解答】解：①啤酒瓶开启后压力降低，CO2溶解平衡逆向移动（释放气体），符合勒夏特列原理； ②饱和食盐水中的高Cl⁻浓度使平衡左移，减少Cl2溶解，符合原理； ③，反应气体体积不变，加压仅增大各物质浓度（颜色变深），但平衡未移动，不能用勒夏特列原理； ④合成氨放热，低温更有利平衡，但500℃是为提高反应速率（催化剂活性），与平衡移动无关，不能用勒夏特列原理； 故选：B。 14．下列事实能用平衡移动原理来解释的是（　　） A．压缩注射器中的NO2、N2O4混合气体，气体颜色立即变深 B．向5%H2O2溶液中加入少量MnO2固体，迅速产生大量气泡 C．新制氯水放置一段时间后，颜色变浅 D．锌片与稀硫酸反应时加入少量CuSO4固体，快速产生大量H2 【答案】C 【解答】解：A．二氧化氮气体中存在平衡2NO2⇌N2O4，向里推动注射器，压强变大，体积减小，导致二氧化氮浓度变大，颜色变深，不能用平衡移动原理来解释，故A错误； B．二氧化锰可催化过氧化氢分解，不影响平衡移动，不能用平衡移动原理来解释，故B错误； C．氯水中存在氯气与水的反应平衡，放置一段时间后，次氯酸分解平衡正向移动，颜色变浅，能用化学平衡移动原理解释，故C正确； D．Fe置换出硫酸铜溶液中的Cu，与稀硫酸构成Cu、Fe原电池，从而加快反应速率，与平衡移动无关，不能用平衡移动原理来解释，故D错误； 故选：C。 15．下列事实，能用勒•夏特列原理解释的是（　　） A．实验室用排饱和食盐水而不用排水法收集氯气 B．由H2（g）、I2（g）、HI（g）组成的混合气体平衡体系加压后颜色加深 C．加催化剂，使N2和H2在一定条件下转化为NH3 D．在FeCl3溶液中加入铁粉防止氧化变质 【答案】A 【解答】解：A．实验室用排饱和食盐水收集氯气，因饱和食盐水中Cl﹣浓度高，抑制Cl2的溶解，即浓度变化引起平衡移动，故A正确； B．加压后气体总物质的量不变，平衡不移动，颜色加深仅因体积减小导致浓度增大，与平衡移动无关，故B错误； C．催化剂同等加快正逆反应速率，不影响平衡，不能用勒夏特列原理解释，故C错误； D．Fe与Fe3+反应为不可逆反应，不涉及平衡移动，故D错误； 故选：A。 16．下列事实不能用平衡移动原理解释的是（　　） A．对于反应体系CO（g）+NO2（g）⇌CO2（g）+NO（g），给平衡体系增大压强（压缩体积）可使颜色变深 B．SO2在NaHSO3溶液中的溶解度较纯水更低 C．Na（l）+KCl（l）⇌2NaCl（l）+K（g），将钾蒸气从体系中分离，以制备金属钾 D．在K2Cr2O7溶液中存在如下平衡，Cr2H2O⇌22H+，若向K2Cr2O7溶液中滴入5～15滴浓氢氧化钠，溶液颜色黄色加深 【答案】A 【解答】解：A．两边气体计量数相等，压缩体积增大压强，平衡不移动，但体积缩小可使c（NO2）增大，颜色变深，不能用平衡移动原理解释，故A正确； B．溶液中存在平衡SO2+H2O⇌H2SO3⇌H+，NaHSO3电离出而抑制SO2溶解，则SO2在NaHSO3溶液中的溶解度较纯水更低，能用平衡移动原理解释，故B错误； C．将K蒸气从体系中分离，平衡正向移动，所以能制备金属钾，可以用平衡移动原理解释，故C错误； D．向K2Cr2O7溶液中滴入5～15滴浓氢氧化钠，消耗氢离子，平衡正向移动，溶液的黄色加深，能用平衡移动原理解释，故D错误； 故选：A。 17．丙烯是重要的化工原料，在密闭容器中利用反应C3H8（g）⇌C3H6（g）+H2（g）制备。压强为5MPa下平衡时物质的量分数x（C3H6）随温度变化和温度为600K时平衡时物质的量分数x（C3H6）随压强变化如图。下列说法正确的是（　　） A．L1表示x（C3H6）随压强的变化关系 B．将a点反应体系升温并加压可转化为b点 C．5MPa、575K时，用物质的量分数表示的平衡常数Kx＝0.8 D．保持温度、压强不变，向b点反应体系中充入氩气，C3H8的平衡转化率减小 【答案】B 【解答】解：A．C3H8（g）⇌C3H6（g）+H2（g）是气体物质的量增大的反应，增大压强平衡逆向移动，x（C3H6）减小，说明L2表示x（C3H6）随压强的变化关系，L1表示x（C3H6）随温度的变化关系，故A错误； B．a点在温度曲线（L1，p＝5 MPa）上，升温至600 K（x增大），再加压（平衡逆向移动x减小）可转化为b点（压强曲线L2上，T＝600 K），故B正确； C．由C3H8（g）⇌C3H6（g）+H2（g）中系数关系可知，5 MPa、575 K时，x（C3H6）＝0.2，x（H2）＝0.2，x（C3H8）＝1﹣0.2﹣0.2＝0.6，Kx0.067，故C错误； D．C3H8（g）⇌C3H6（g）+H2（g）是气体物质的量增大的反应，恒温恒压的条件下充入氩气，体积增大相当于减压，平衡正向移动，C3H8转化率增大，故D错误； 故选：B。 18．向某恒容密闭容器中充入等物质的量的PCl3（g）和Cl2（g），发生如下反应：PCl3（g）+Cl2（g）⇌PCl5（g），测得不同温度下PCl3（g）的转化率α与时间的关系如图所示。其速率方程为v正＝k正⋅c（PCl3）⋅c（Cl2），v逆＝k逆⋅c（PCl5）（k是速率常数，只与温度有关），下列说法错误的是（　　） A．T1时，若平衡体系中c（Cl2）＝0.25mol⋅L﹣1，则18 B．M点： C．升高温度，k正增大的倍数小于k逆增大的倍数 D．该反应的ΔH＜0 【答案】A 【解答】解：A．T1时，平衡时三氯化磷的平衡转化率为80%，起始时氯气和三氯化磷的充入量相同，若平衡体系中c（Cl2）＝0.25mol•L﹣1，起始时氯气的物质的量浓度为0.25mol/L÷（1﹣80%）＝1.25mol/L，氯气的反应量为1.25mol/L﹣0.25mol/L＝1mol/L，平衡时五氯化磷的物质的量浓度为1mol/L，此时16，故A错误； B．M点时，反应未达平衡，QK，故B正确； C．反应正向放热，升高温度，平衡逆向移动，正反应速率小于逆反应速率，k正增大的倍数小于k逆增大的倍数，故C正确； D．由图可知，温度为T2时反应先达到平衡，故温度T2＞T1，升高温度，PCl3（g）的转化率α降低，平衡逆向移动，逆向吸热，正向放热，△H＜0，故D正确； 故选：A。 19．恒温条件下在2L恒容密闭容器中充入NO、CO各0.1mol，发生反应：2NO（g）+2CO（g）⇌N2（g）+2CO2（g） ΔH＜0。5min时反应恰好达平衡状态，测得容器中CO2的物质的量为0.06mol。下列说法错误的是（　　） A．0～5minv（NO）＝0.006mol•L﹣1•min﹣1 B．平衡时v正（CO）＝2v逆（N2） C．反应达平衡状态时NO的转化率为60% D．该温度下反应的平衡常数K≈42.2 【答案】D 【解答】解：根据题目信息列化学平衡三段式， 2NO（g）+2CO（g）⇌N2（g）+2CO2（g） 起始（mol） 0.1 0.1 0 0 转化（mol） 0.06 0.06 0.03 0.06 平衡（mol） 0.04 0.04 0.03 0.06 A．0～5min，v（NO）0.006mol•L﹣1•min﹣1，故A正确； B．平衡时v正（CO）＝v逆（CO）＝2v逆（N2），故B正确； C．反应达平衡状态时NO的转化率为100%＝60%，故C正确； D．K843.75，故D错误； 故选：D。 20．起始温度均为T℃，容积均为10L的甲（绝热）、乙（恒温）密闭容器中，向甲、乙中均加入1mol N2O（g）和4mol CO（g），发生反应N2O（g）+CO（g）⇌N2（g）+CO2（g），N2O的转化率随时间的变化关系如图所示。已知：k正、k逆分别是正、逆反应速率常数，ν正＝k正•c（N2O）•c（CO），ν逆＝k逆•c（N2）•c（CO2）。下列说法正确的是（　　） A．该反应的ΔH＞0 B．反应速率：ν正（Q）＜ν逆（P） C．容器甲，0～200s内，v（CO）＝1×10﹣4mol/（L•s） D．升高温度，k正增大，k逆减小 【答案】C 【解答】解：A．由分析可知，该反应的焓变小于0，故A错误； B．由分析可知，绝热容器甲中反应温度高于恒温容器乙，由图可知，Q点与P点一氧化二氮转化率相同，则两个容器内同一种气体的浓度相同，而Q点反应温度高于P点，则Q点正反应速率高于P点，P点对应未达到平衡，正反应速率大于逆反应速率，所以ν正（Q）＞ν逆（P），故B错误； C．由图可知，200s时，容器甲中一氧化二氮的转化率为20%，则0～200s内，一氧化二氮的反应速率为1×10﹣4mol/（L•s），故C正确； D．升高温度，正逆反应速率均增大，k正增大，k逆增大，故D错误； 故选：C。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 第二节 化学平衡 内 容 导 航 题型1 化学平衡建立的过程 题型2 化学平衡状态的判断 题型3 化学平衡常数的含义 题型4 化学平衡常数的影响因素 题型5 用化学平衡常数进行计算 题型6 化学平衡的影响因素 题型7 探究浓度对化学平衡的影响 题型8 探究温度、压强对化学平衡的影响 题型9 化学平衡移动原理 题型10 探究浓度、催化剂对化学平衡的影响 题型11 化学平衡的计算 题型12 等效平衡 题型13 化学反应速率与化学平衡图象的综合应用 考 点 演 练 题型1 化学平衡建立的过程 解｜题｜知｜识 1、可逆反应与不可逆反应 ①可逆反应：在同一条件下，同时向正、反两个方向进行的化学反应称为可逆反应。 前提：反应物和产物必须同时存在于同一反应体系中，而且在相同条件下，正、逆反应都能自动进行。 ②不可逆反应：在一定条件下，几乎只能向一定方向（向生成物方向）进行的反应。 正反应：从左向右进行的反应； 逆反应：从右向左进行的反应。 速率 含义 与浓度关系 V正 单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加 决定于反应物浓度 V逆 单位时间反应物浓度的增加或生成物浓度的减少 决定于反应物浓度 2、化学平衡状态： 化学平衡状态指的是在一定条件下的可逆反应里，正反应速率和逆反应速率相等，反应混合物中各组分的浓度保持不变的状态。 如图所示（以起始生成物浓度为0为例）： 理解化学平衡状态应注意以下三点： ①前提：“一定条件下的可逆反应”，“一定条件”通常是指一定的温度和压强。 ②实质：v正＝v逆≠0。 ③标志：“反应混合物中各组分的浓度保持不变”。浓度没有变化，并不是各种物质的浓度相同。对于一种物质来说，由于单位时间内的生成量与消耗量相等，就表现出物质的多少不再随时间的改变而改变。 3、化学平衡状态的标志： ①逆：可逆反应； ②等：v正＝v逆 ③动：动态平衡； ④定：反应混合物中各组分的浓度保持一定，各组分的百分含量保持不变； ⑤变：外界条件改变，原平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡。 【典例1】煤的气化可获得清洁燃料，是实现煤的综合利用的一种重要途径，主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气等。一定条件下，在容积不变的密闭容器中进行如下反应：C（s）+H2O（g）⇌CO（g）+H2（g）。下列关于该反应达到化学平衡状态的叙述正确的是（　　） A．H2O完全转化为CO和H2 B．H2的浓度保持不变 C．正、逆反应速率相等且均为零 D．H2O、CO的物质的量之比为1：1 【变式1】氧化亚氮（N2O）是一种强温室气体，且易转换成颗粒污染物。碘蒸气存在能大幅度提高N2O的分解速率，反应历程为： 第一步I2（g）⇌2I（g）（快反应） 第二步I（g）+N2O（g）→N2（g）+IO（g）（慢反应） 第三步IO（g）+N2O（g）→N2（g）+O2（g）+I（g）（快反应） 实验表明，含碘时N2O分解速率方程v＝k•c（N2O）•[c（I2）]0.5（k为速率常数）。下列表述正确的是（　　） A．N2O分解反应中，k（含碘）＞k（无碘） B．第一步对总反应速率起决定作用 C．第二步活化能比第三步小 D．I2浓度与N2O分解速率无关 题型2 化学平衡状态的判断 解｜题｜知｜识 可逆反应达到平衡状态的标志： mA（g）+nB（g）⇌pC（g）+qD（g） 反应混合物中各组分的含量 ①各组分的物质的量或各组分的摩尔分数一定 达平衡状态 ②各组分的质量或各组分的质量分数一定 达平衡状态 ③各组分的体积或体积分数一定 达平衡状态 ④总体积、总压强或总物质的量一定 不一定达平衡状态 ν正与ν逆的关系 ①单位时间内消耗m mol A，同时生成m mol A， 达平衡状态 ②单位时间内消耗m mol A（或n mol B），同时消耗p mol C（或q mol D），既v正＝v逆 达平衡状态 ③：：：＝m：n：p：q，此时v正不一定等于v逆 不一定达平衡状态 ④单位时间内生成了p mol C（或q mol D）同时消耗了m mol A（或n mol B），此时均指v正 不一定达平衡状态 压 强 ①m+n≠p+q时，总压强一定 达平衡状态 ②m+n＝p+q时，总压强一定 不一定达平衡状态 混合气体的平均相对分子质量Mr ①当m+n≠p+q时，Mr一定 达平衡状态 ②当m+n＝p+q时，Mr一定 不一定达平衡状态 混合气体的密度 恒温、恒压或恒温、恒容时，密度一定 不一定达平衡状态 其他 如体系颜色不再变化等 平衡 【典例1】一定温度下，在容积不变的密闭容器中进行如下可逆反应：SiF4（g）+2H2O（g）⇌SiO2（s）+4HF（g），下列能表明该反应已达到化学平衡状态的说法，正确的有（　　） ①v正（H2O）＝2v逆（HF） ②容器内气体压强不再变化 ③混合气体的密度不再改变 ④4mol H—O键断裂的同时，有4mol H—F键断裂 ⑤SiF4、H2O、HF的浓度之比为1：2：4 A．①②④ B．③④⑤ C．②③④ D．②③⑤ 【变式1】在体积相等的多个恒温恒容密闭容器中，分别充入1mol CO2和1mol H2，发生反应CO2（g）+4H2（g）⇌CH4（g）+2H2O（g）。在不同温度下反应相同时间，测得lgk正、lgk逆、H2转化率与温度关系如图所示。 已知：v正＝k正c（CO2）c4（H2）v逆＝k逆c（CH4）c2（H2O），k正、k逆为速率常数。下列说法正确的是（　　） A．该反应的ΔH＞0 B．代表lgk正曲线的是MH C．当2v正（H2）＝v逆（H2O）时反应达到平衡状态 D．a、b、c三点中达到平衡状态的是a、b 【变式2】在某恒容容器中发生反应，下列情况下能判断该反应一定达到平衡状态的是（　　） A．单位时间内每消耗1mol I2，同时有2mol HI生成 B．气体的总质量不再改变 C．压强不再随时间改变而改变 D．混合气体中各组成成分的含量不再改变 【变式3】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＝﹣115.6kJ/mol 恒温恒容的密闭容器中，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键的同时生成4 mol H—O键 D．n（HCl）：n（O2）：n（Cl2）：n（H2O）＝4：1：2：2 题型3 化学平衡常数的含义 解｜题｜知｜识 （1）概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积与各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积的比值是个常数，这个常数叫做化学平衡常数，简称平衡常数。用符号K示。 对于一般可逆反应：mA（g）+nB（g）⇌pC（g）+qD（g），K。 （2）书写化学平衡常数应注意的问题： ①稀溶液中进行的反应，水的“浓度”作为常数，在平衡常数中不用书写。 ②当反应中有固体物质参加时，固体的“浓度”作为常数，在平衡常数表达式中不用书写。 ③化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关。同一个化学反应，由于书写的方式不同，各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数就不同。但是这些平衡常数可以相互换算。 如：N2+3H2⇌2NH3；K1 2NH3⇌N2+3H2；K2 N2H2⇌NH3；K3 K1K32 ④不同的化学平衡体系，其平衡常数不一样。平衡常数大，说明生成物的平衡浓度较大，反应物的平衡浓度相对较小，即表明反应进行得较完全。因此，平衡常数的大小可以表示反应进行的程度。 ⑤一般认为K＞105反应较完全（即不可逆反应），K＜10﹣5反应很难进行（即不反应）。 （3）平衡表达式K的意义：定量的衡量化学反应进行的程度。 ①表示可逆反应进行的程度：K值越大，表示反应进行的程度越大，反应物的转化率也越大。 ②判断可逆反应进行的方向： 对于可逆反应，在一定的温度的任意时刻，生成物浓度的化学计量数次幂与反应物的化学计量数次幂的比值叫做反应的浓度商，用Qc表示。 Qc＜K时，向正反应方向进行；Qc＝K时，反应平衡；Qc＞K时，向逆反应方向进行。 ③判断反应的热效应： 若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应。 【典例1】下列说法中正确的是（　　） A．温度越高，催化剂的催化效果越好 B．对气态反应，改变压强，正逆反应速率都发生变化，化学平衡也一定移动 C．改变反应物浓度或生成物浓度后，会因化学平衡常数发生改变而发生平衡移动 D．平衡常数K与温度有关，故改变温度化学平衡会发生移动 【变式1】某温度下，若反应HI（g）⇌H2（g）I2（g）的化学平衡常数K，则该温度下H2（g）+I2（g）⇌2HI（g）的化学平衡常数为（　　） A． B． C．K2 D．﹣K2 【变式2】K、Ka、Kw分别表示化学平衡常数，电离常数和水的离子积常数，下列判断正确的是（　　） A．25℃时，pH为4的盐酸与纯水Kw不相等 B．在500℃时，在5L密闭容器中进行合成氨的反应，使用催化剂后K增大 C．2SO2+O2⇌2SO3达平衡后，改变某一条件时K不变，SO2的转化率可能增大 D．相同温度下Ka（HCN）＜Ka（CH3COOH），说明CH3COOH的电离程度一定比HCN的大 【变式3】某温度下，可逆反应mA（g）+nB（g）⇌pC（g）的化学平衡常数为K，下列说法正确的是（　　） A．其他条件不变，升高温度，K 值一定增大 B．其他条件不变，增大B（g）的浓度，K值增大 C．其他条件不变，增大压强，K值不变 D．K值不会随反应条件的改变而改变 题型4 化学平衡常数的影响因素 解｜题｜知｜识 （1）化学平衡常数定义：是指在一定温度下，可逆反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，也不管反应物起始浓度大小，最后都达到平衡，这时各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值是个常数，用K表示，这个常数叫化学平衡常数。 （2）影响因素：K只受温度影响，与反应物和生成物的浓度无关。 【典例1】某温度的可逆反应mA（g）+nB（g）⇌pC（g），化学平衡常数为K，下列说法正确的是（　　） A．其他条件不变，升高温度，K值一定增大 B．其他条件不变，增大B的浓度，K值增大 C．其他条件不变，增大压强，K值不变 D．其他条件不变，使用催化剂，K值一定增大 题型5 用化学平衡常数进行计算 解｜题｜知｜识 （1）概念 在一定温度下，当一个可逆反应达到平衡状态时，生成物的平衡浓度用化学方程式中的化学计量数次幂与反应物的平衡浓度用化学方程式中的化学计量数次幂的比值是一个常数，这个常数叫做化学平衡常数，简称平衡常数．用符号K示． 对于一般可逆反应：mA（g）+nB（g）⇌pC（g）+qD（g），K． （2）书写化学平衡常数应注意的问题： ①稀溶液中进行的反应，水的“浓度”作为常数，在平衡常数中不用书写． ②当反应中有固体物质参加时，固体的“浓度”作为常数，在平衡常数表达式中不用书写． ③化学平衡常数表达式与化学方程式的书写方式有关．同一个化学反应，由于书写的方式不同，各反应物、生成物的化学计量数不同，平衡常数就不同．但是这些平衡常数可以相互换算． 多重平衡规则：若干方程式相加（减），则总反应的平衡常数等于分步平衡常数之乘积（商）． 如：N2+3H2⇌2NH3；K1 2NH3⇌N2+3H2；K2 N2H2⇌NH3；K3 K1K32 ④不同的化学平衡体系，其平衡常数不一样．平衡常数大，说明生成物的平衡浓度较大，反应物的平衡浓度相对较小，即表明反应进行得较完全．因此，平衡常数的大小可以表示反应进行的程度． ⑤一般认为K＞105反应较完全（即不可逆反应），K＜10﹣5反应很难进行（即不反应）． （3）平衡表达式K的意义：定量的衡量化学反应进行的程度． ①表示可逆反应进行的程度：K值越大，表示反应进行的程度越大，反应的转化率也越大． ②判断可逆反应进行的方向： 对于可逆反应，在一定的温度的任意时刻，生成物浓度的化学计量数次幂与反应物的化学计量数次幂的比值叫做反应的浓度商，用Qc表示． Qc＜K时，向正反应方向进行；Qc＝K时，反应平衡；Qc＞K时，向逆反应方向进行． ③判断反应的热效应： 若升高温度，K值增大，则正反应为吸热反应；若升高温度，K值减小，则正反应为放热反应． 【典例1】已知相同温度下：H2（g）+Br2（g）⇌2HBr（g）平衡常数为K1；H2（g）Br2（g）⇌HBr（g）平衡常数为K2，则K1、K2的关系为（　　） A．K1＝2K2 B．K1＝K22 C．K1＝K2 D．K1K2 【变式1】在一固定体积的密闭容器中，进行着下列化学反应：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： T（℃） 700 800 830 1000 1200 K 0.6 0.9 1.0 1.7 2.6 则下列有关的叙述正确的是（　　） A．该反应为放热反应 B．可测量容器总压变化来判定化学反应是否达到平衡 C．若在某平衡状态时，c（CO2）×c（H2）＝c（CO）×c（H2O），此时的温度为830℃ D．达平衡时，浓度：c（CO2）＝c（CO） 【变式2】已知反应：2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）。在T℃时平衡常数K＝2，则在T℃时，在1L恒容密闭容器中加入2molSO2、1molO2、2molSO3时，反应的情况符合图中的四个点中（　　） A．a B．b C．c D．d 题型6 化学平衡的影响因素 解｜题｜知｜识 1、化学平衡的影响因素（v﹣t图象）： （1）浓度： a、增大反应物浓度，平衡正向移动；减小反应物浓度，平衡逆向移动 增大反应物浓度，平衡正向移动 减小反应物浓度，平衡逆向移动 b、增大生成物浓度，平衡逆向移动；减小生成物浓度，平衡正向移动 减小生成物浓度，平衡正向移动 增大生成物浓度，平衡逆向移动 （2）温度： ①升高温度，平衡向吸热反应方向移动： ②降低温度，平衡向放热反应方向移动： （3）压强： ①增大压强，反应朝着气体体积减小的方向进行； ②减小压强，反应朝着气体体积增大的方向进行． ③对于气体体积不变的反应，压强改变平衡不移动． （4）催化剂：催化剂同倍数增大反应物浓度，平衡不移动． 2、化学平衡移动原理（勒夏特列原理）： 改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强、温度），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动，这就是勒夏特列原理． 概念的理解： ①影响平衡的因素只有浓度、压强、温度三种； ②原理的适用范围是只有一项条件变化的情况，当多项条件同时发生变化时，情况比较复杂； ③定性角度：平衡移动的方向为减弱外界改变的方向； 定量角度：平衡移动的结果只能减弱（不可能抵消）外界条件的变化． 【典例1】化学反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ在不同温度时达到平衡，其平衡常数如表： 编号 化学方程式 温度 979K 1173K Ⅰ Fe（s）+CO2（g）⇌FeO（s）+CO（g） 1.47 2.15 Ⅱ CO（g）+H2O（g）⇌CO2（g）+H2（g） 1.62 b Ⅲ Fe（s）+H2O（g）⇌FeO（s）+H2（g） a 1.68 根据以上信息判断，下列结论正确的是（　　） A．将铁粉磨细可以使平衡Ⅰ向右移动 B．反应Ⅱ、Ⅲ均为放热反应 C．升高温度，反应Ⅲ平衡向正反应方向移动 D．a＜b 【变式1】医学研究证实：痛风病与关节滑液中形成的尿酸钠（NaUr）有关（NaUr增多，病情加重），其化学原理为：HUr（aq）+Na+（aq）⇌NaUr（s）+H+（aq）ΔH＜0，下列说法不正确的是（　　） A．大量饮水会增大痛风病发作的可能性 B．秋冬季节更易诱发关节疼痛 C．饮食中摄入过多咸菜，会加重痛风病病情 D．患痛风病的人应少吃能代谢产生更多尿酸的食物 【变式2】在化学学习过程中要树立“变化观念与平衡思想”。已知2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）ΔH＝﹣196kJ/mol，下列相关说法正确的是（　　） A．恒温恒容密闭容器中充入2mol SO2和1mol O2，充分反应后，放出196kJ的热量 B．密闭容器中该反应达到平衡后，缩小容器体积，v逆减小，v正增大，平衡正向移动 C．加入催化剂，可加快反应速率，同时提高SO2的平衡转化率 D．升高温度，v逆增大的程度比v正增大的程度更显著 【变式3】在恒容密闭容器中，Na2SiF6（s）热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系（实线部分）如图所示。 已知：T2温度时，Na2SiF6（s）完全分解；体系中气相产物在T1，T3温度时的分压分别为p1，p3。下列说法错误的是（　　） A．a线所示物种为固相产物 B．T1温度时，向容器中通入N2，气相产物分压仍为p1 C．p3小于T3温度时热解反应的平衡常数Kp D．T1温度时、向容器中加入b线所示物种，重新达平衡时逆反应速率增大 题型7 探究浓度对化学平衡的影响 解｜题｜知｜识 实验目的 探究浓度对化学平衡的影响 实验原理 重铬酸钾为橙色，铬酸钾为黄色．Cr2O72﹣+H2O⇌2CrO42﹣+2H+ 实验仪器 试管、胶头滴管 实验药品 0.1mol/L的重铬酸钾溶液、浓硫酸、6mol/L的氢氧化钠溶液 实验步骤 1．取两支试管各加入5mL 0.1mol/L重铬酸钾溶液并对试管编号：1号、2号． 2．在1号试管中滴加3﹣10滴浓硫酸，溶液颜色加深． 3．在2号试管中滴加10﹣20滴6mol/L氢氧化钠溶液溶液颜色变浅． 实验结论 在其他条件不变时，增大反应物浓度可使化学平衡向正反应反向移动；减小反应物浓度可使化学平衡向逆反应反向移动． 【典例1】探究浓度对化学平衡的影响，实验如下： Ⅰ．向5mL 0.05mol/L FeCl3溶液中加入5mL 0.05mol/L KI溶液（反应a），平衡后分为两等份 Ⅱ．向一份加入饱和KSCN溶液，变红（反应b）；加入CCl4，振荡、静置，下层显极浅的紫色 Ⅲ．向另一份加入CCl4，振荡、静置，下层显紫红色 结合实验，下列说法不正确的是（　　） A．反应a为：2Fe3++2I﹣⇌2Fe2++I2 B．Ⅱ中，反应a进行的程度大于反应b C．比较氧化性：Ⅱ中，I2＞Fe3+ D．比较水溶液中c（Fe2+）：Ⅱ＜Ⅲ 题型8 探究温度、压强对化学平衡的影响 解｜题｜知｜识 实验目的 探究温度对化学平衡的影响 实验原理 2NO2⇌N2O4 （红棕色）（无色） 实验仪器 圆底烧瓶、水槽、导管 实验药品 二氧化氮 实验步骤 用三个透明度完全相同的烧瓶收集三瓶相同状态的二氧化氮气体．其中一瓶单独密封留做对比用，另外两瓶做联通式密封，使两瓶气体充分混合至颜色相同，然后用弹簧夹将两瓶气体隔开．将既联又隔的两瓶气体一瓶浸入热水中，另一瓶浸入冰水中．观察两瓶气体颜色的变化，并于“对比瓶”内气体的颜色进行对比．浸在热水中的气体比“对比瓶”内气体的颜色深，浸在冰水中的气体比“对比瓶”内气体的颜色浅． 实验结论 其他条件相同时，升高温度能使化学平衡向吸热的方向移动；降低温度能使化学平衡向放热的方向移动． 【典例1】已知2NO2（g）═N2O4（g）△H＝﹣52.7kJ•mol﹣1，常温下N2O4为无色气体．某课外活动小组为了探究温度和压强对化学平衡的影响，做了如下两组实验： Ⅰ．该小组的同学取了两个烧瓶A和B，分别加入相同浓度的NO2与N2O4的混合气体，中间用夹子夹紧，并将A和B浸入到已盛有水 的两个烧杯中（如图所示），然后分别向两个烧杯中加入浓硫酸和NH4NO3固体（NH4NO3固体溶解吸收大量的热）．请回答： （1）A中的现象 　 　 ，B中的现象 　 　 ； （2）由此可知，降低温度，该化学平衡向 　　 （填“正”或“逆”）反应方向移动； Ⅱ．在三支容积均为30cm3针筒中分别抽入10cm3相同浓度的NO2与N2O4的混合气体，将针筒前端封闭． （3）将第二支针筒活塞迅速推至5cm3处，此时气体的颜色变深，一段时间后气体颜色又变浅了，但仍比第一支针筒气体的颜色深． ①推进针筒后气体颜色变深的原因是 　 　 ； ②一段时间后气体颜色又变浅的原因是 　 　 ； （4）将第三支针筒活塞拉至20cm3处，此时气体的颜色 　 　 ，一段时间后气体颜色 　 　 ，但仍比第一支针筒气体的颜色 　 　 ． ①在此过程中，该反应的化学平衡常数 　 　 （填“增大”、“减小”或“不变”）． ②NO2的转化率 　 　 （填“增大”、“减小”或“不变”）． 题型9 化学平衡移动原理 解｜题｜知｜识 1、化学平衡的影响因素（v﹣t图象）： （1）浓度： a、增大反应物浓度，平衡正向移动；减小反应物浓度，平衡逆向移动 增大反应物浓度，平衡正向移动 减小反应物浓度，平衡逆向移动 b、增大生成物浓度，平衡逆向移动；减小生成物浓度，平衡正向移动 减小生成物浓度，平衡正向移动 增大生成物浓度，平衡逆向移动 （2）温度： ①升高温度，平衡向吸热反应方向移动： ②降低温度，平衡向放热反应方向移动： （3）压强： ①增大压强，反应朝着气体体积减小的方向进行； ②减小压强，反应朝着气体体积增大的方向进行． ③对于气体体积不变的反应，压强改变平衡不移动． （4）催化剂：催化剂同倍数增大反应物浓度，平衡不移动． 2、化学平衡移动原理（勒夏特列原理）： 改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强、温度），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动，这就是勒夏特列原理． 概念的理解： ①影响平衡的因素只有浓度、压强、温度三种； ②原理的适用范围是只有一项条件变化的情况，当多项条件同时发生变化时，情况比较复杂； ③定性角度：平衡移动的方向为减弱外界改变的方向； 定量角度：平衡移动的结果只能减弱（不可能抵消）外界条件的变化． 【典例1】下列事实中能用化学平衡移动原理解释的是（　　） A．实验室利用H2O2制取O2使用MnO2加快反应速率 B．反应CO（g）+NO2（g）⇌CO2（g）+NO（g）达平衡后，加压使混合气体颜色变深 C．锌片与稀H2SO4反应过程中，加入少量CuSO4固体，促进H2的产生 D．实验室配制Na2S溶液时滴加几滴NaOH溶液 【变式1】下列事实不能用勒夏特列原理来解释的是（　　） A．除去Cl2中少量HCl气体，采用饱和食盐水洗气 B．浓氨水中加入氢氧化钠固体时产生较多的刺激性气味的气体 C．合成氨时，将氨液化分离，可提高原料利用率 D．2NO2（g）⇌N2O4（g），压缩体积，气体颜色变深 【变式2】下列事实不能用勒夏特列原理解释的是（　　） A．CuCl2溶液中存在：，对CuCl2溶液加热，溶液由蓝色变为黄绿色 B．向含有Fe（SCN）3的红色溶液中加入铁粉，振荡，溶液红色变浅或褪去 C．对CO（g）+NO2（g）⇌CO2（g）+NO（g），平衡体系增大压强可使颜色变深 D．工业制硫酸中常鼓入过量空气有利于SO2转化为SO3 【变式3】下列事实能用勒夏特列原理解释的是（　　） A．新制的氯水呈现浅黄绿色，光照后颜色变浅 B．铜在潮湿的空气中久置生成铜锈 C．向H2O2溶液中加入MnO2制O2 D．硫酸工业中，SO2的催化氧化反应采用常压而不采用高压 题型10 探究浓度、催化剂对化学平衡的影响 解｜题｜知｜识 探究化学反应速率的影响因素 【实验目标】 1．通过实验探究浓度、压强对化学反应速率的影响，认识其一般规律． 2．学生能初步运用有效碰撞和活化分子的概念等来解释浓度、压强等条件对化学反应速率的影响． 3．通过浓度对反应速率的影响，初步了解在实验中控制不同变量因素的方法，并能结合实验原理得出实验目的或结论． 【实验方法】向用硫酸酸化的酸性高锰酸钾溶液中加入草酸溶液，测定溶液褪色所需时间； 教学过程 【复习巩固】决定化学反应速率的根本原因是什么？ 反应物的性质，影响化学反应速率的主要因素是反应物的性质，是内在因素，我们人类是不能改变这个因素的．但是，当一个反应确定之后，我们可以尊重其客观规律的基础上通过改变外界条件来改变这个反应的速率，使它按着我们人类需要的速率进行． 【过渡】影响化学反应速率的外因有哪些？ 浓度、压强、温度、搅拌、催化剂、光、固体的表面积、反应物的状态等． 化学反应速率与分子间的有效碰撞有关，因此所有改变内能、运动速率以及碰撞几率的条件，都可改变控制反应速率．除了上述方法外，日常生活中汽车加大油门、向炉膛鼓风、温水发酵、用煤粉代替煤块等，都是改变化学反应速率的方法． 【典例1】工业合成氨反应条件的研究一直是科学研究热点。其反应方程式为。 （1）1mol N2分子中含有　　 mol共用电子对。 （2）NH3中N元素化合价为负，H元素化合价为正，从原子对共用电子对吸引能力强弱的角度解释原因　 　 。 （3）合成氨反应是放热反应，请从化学键的角度完整说明原因　 　 。 （4）反应条件中高温、催化剂的目的是　　 。 （5）一定温度下，在恒容、密闭容器中发生合成氨反应，以下能说明反应达到化学平衡状态的是　　 。 a．每消耗1mol N2的同时消耗3mol H2 b．NH3生成的同时也在分解 c．容器中气体的总质量不发生变化 d．各组分浓度不发生变化 （6）我国科学家发现了M﹣LiH（M表示金属）复合催化剂。做对比实验测得反应速率如图所示。 资料：用单位时间内每克催化剂所获得的NH3的物质的量表示反应速率。 ①无LiH，催化效果最好的金属是　　 。 ②有LiH，反应速率明显增大。 a．选用催化效果相对较好的催化剂，写出该条件下的反应方程式（任写一个）　 　 。 b．文献报道了M﹣LiH可能的催化过程如下： Ⅰ．N2＝2N（在M表面解离） Ⅱ．N+LiH＝LiNH Ⅲ．_______。 已知：催化剂参与化学反应，但自身组成、化学性质和质量在反应前后不发生变化。写出Ⅲ的化学方程式　 。 【变式1】（1）对于Fe+2H+═Fe2++H2↑改变下列条件对反应速率和产量有何影响 （填“增大”“减小”或“不变”）：把铁片改成铁粉：　 　 ； 滴加几滴浓硫酸　 　 ； 加压：　 　 ； （2）某小组利用H2C2O4溶液和硫酸酸化的KMnO4溶液反应来探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时通过测定酸性KMnO4溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。已知： 实验 编号 0.1mol/L酸性KMnO4溶液的体积/mL 0.6mol/LH2C2O4溶液的体积/mL H2O的体积/mL 实验温度/℃ 溶液褪色所需时间/min ① 10 V1 35 25 ② 10 10 30 25 ③ 10 10 V2 50 ①表中V1＝　 　 mL ②探究温度对化学反应速率影响的实验编号是　 　 （填编号） ③实验③测得KMnO4溶液的褪色时间为2min，忽略混合前后溶液体积的微小变化，这段时间内平均反应速率v（H2C2O4）＝　 　 mol•L﹣1•min﹣1。 题型11 化学平衡的计算 解｜题｜知｜识 （1）基本模式﹣﹣“三段式” 例：m A+n B⇌p C+q D 起始：a b 0 0 转化：mx nx px qx 平衡：a﹣mx b﹣nx px qx （2）基本关系： ①反应物：平衡浓度＝起始浓度﹣转化浓度；生成物：平衡浓度＝起始浓度+转化浓度． ②转化率α：转化率（α）100% ③气体的平均分子量：M M＝ρ•Vm ④几点定律： a、如果保持P、T不变：则气体的体积比等于物质的量之比；则气体的密度比等于摩尔质量之比． b、如果保持V、T不变：则气体的压强比等于气体物质的量之比． 【典例1】43．将3mol A和3mol B混合于2L密闭容器中，发生反应：3A（g）+B（s）⇌2C（g）+xD（g），反应5min达到平衡，测得C的浓度为0.5mol•L﹣1，以D表示的平均反应速率v（D）＝0.05mol•L﹣1•min﹣1。下列说法正确的是（　　） A．x＝2 B．A的转化率为50% C．向容器中再添加2mol B，会使反应速率加快 D．其他条件不变，将容器体积变为1L，C的体积分数变大 【变式1】利用反应4HCl（g）+O2（g）2Cl2（g）+2H2O（g）ΔH，将工业生产中的副产物HCl转化为Cl2，可实现氯的循环利用，减少污染。投料比n（HCl）：n（O2）＝4：1，L（L1、L2）、X可分别代表温度或压强，如图表示L一定时，HCl的平衡转化率随X的变化关系。下列说法不正确的是（　　） A．ΔH＜0 B．L1＞L2 C．a点对应的化学平衡常数的数值为80 D．a点时，保持温度和压强不变，向容器中再充入0.4mol HCl和0.1mol O2，当再次平衡时HCl的转化率仍为80% 【变式2】一定温度下，向容积为1L的密闭容器中通入一定量的N2O4，发生反应：N2O4（g）⇌2NO2（g）ΔH＞0，各组分浓度随时间（t）的变化如下表。 t/s 0 20 40 60 80 0.100 0.062 0.048 0.040 0.040 0 0.076 0.104 0.120 0.120 下列说法正确的是（　　） A．0～60s，N2O4的平均反应速率为v＝0.08mol•L﹣1•min﹣1 B．升高温度，反应的化学平衡常数值减小 C．80s时，再充入NO2、N2O4各0.12mol，平衡不移动 D．80s时，将容器的容积改为0.5L，达到新平衡后，混合气体的颜色比原平衡的浅 【变式3】一定温度下，向两个固定体积的密闭容器中分别充入等量X（g）和等量Y（g），发生反应mX（g）+nY（g）⇌pW（g）+qZ（g）ΔH＝﹣akJ•mol﹣1，测得有关数据如下。 容器 容器体积 平衡时Z的物质的量 达平衡所用时间 达平衡过程中的能量变化 ① 2L 1.2mol 10min 放热0.6akJ ② 4L 1.6mol t 放热0.8akJ 下列叙述不正确的是（　　） A．①中0～10min内，v（Z）＝0.06mol•L﹣1•min﹣1 B．t＞10min C．m+n＞p+q D．q＝2 题型12 等效平衡 解｜题｜知｜识 等效平衡： 1°等效平衡的原理 在一定条件（恒温、恒容或恒温、恒压）下，只是起始加入情况不同的同一可逆反应达到平衡后，任何相同组分的物质的量分数（或体积分数）均相同，这样的化学平衡互称等效平衡． 2°等效平衡的建立 化学平衡状态的建立与条件（如浓度、温度、压强等）有关，而与建立平衡时的途径无关，因而同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时的条件（浓度、温度、压强等）完全相同，则可形成等效平衡． 如常温常压下，可逆反应： 2SO2+O2⇌2SO3 ①2mol 1mol 0 ②0 0 2mol ③1mol 0.5mol 1mol ①从正反应开始，②从逆反应开始，③从正、逆反应同时开始，由于①、②、③三种情况如果按方程式的化学计量数比折算成同一方向的反应物，对应各组分的物质的量均相等[如将②、③折算为①]，因此三者为等效平衡． 3°等效平衡的规律 1）恒温、恒容条件下的等效平衡 Ⅰ类：在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体化学计量数不相等的可逆反应，只改变起始时加入物质的物质的量，若通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量，所得反应物（或生成物）的物质的量与原起始量对应相同，则两平衡等效．简记：必须对应相同． Ⅱ类：在恒温、恒容条件下，对于反应前后气体化学计量数相等的可逆反应，只改变起始时加入物质的物质的量，若通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量，所得反应物（或生成物）的物质的量之比与原起始量之比对应相同，则两平衡等效．简记：对应成比例． 2）恒温、恒压条件下的等效平衡 在恒温、恒压条件下，对于反应前后气体化学计量数任意性的可逆反应，只改变起始时加入物质的物质的量，若通过可逆反应的化学计量数之比换算成同一边物质的物质的量，所得反应物（或生成物）的物质的量之比与原起始量之比对应相同，则两平衡等效．简记：对应成比例． 【典例1】在T℃条件下，向1L固定体积的密闭容器M中加入2mol X和1mol Y，发生如下反应：2X（g）+Y（g）⇌aZ（g）+W（g）△H＝﹣QkJ•mol﹣1（Q＞0），当反应达到平衡后，放出的热量为Q1kJ。若平衡后再升高温度，混合气体的平均相对分子质量减小。维持温度T℃不变，若起始时向容器M中加入物质的物质的量如下，则反应达到平衡后放出的热量仍为Q1kJ的是（　　） A．2mol X、1mol Y、1mol Ar B．a mol Z、1mol W C．1mol X、0.5mol Y、0.5a mol Z、0.5mol W D．2mol X、1mol Y、1mol Z 【变式1】在温度、容积相同的3个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如表。下列说法正确的是（　　）（已知N2（g）+3H2（g）═2NH3（g）△H＝﹣92.4kJ•mol﹣1） 容器 甲 乙 丙 反应物投入量 1mol N2、3mol H2 2mol NH3 4mol NH3 NH3的浓度（mol•L﹣1） c1 c2 c3 反应的能量变化 放出akJ 吸收bkJ 吸收ckJ 体系压强（Pa） p1 p2 p3 反应物转化率 a1 a2 a3 A．2c1＞c3 B．a+c＝92.4 C．2p2＞p3 D．a1+a3＞1 【变式2】将2.0mol SO2气体和2.0mol SO3气体混合于固定体积的密闭容器中，在一定条件下发生反应：2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g），达到平衡时SO3为n mol．在相同温度下，分别按下列配比在相同密闭容器中放入起始物质，平衡时SO3等于n mol的是（　　） A．1.6 mol SO2+0.3 mol O2+0.4 mol SO3 B．4.0 mol SO2+1.0 mol O2 C．2.0 mol SO2+1.0 mol O2+2.0 mol SO3 D．2.0 mol SO2+0.5 mol O2+1.0 mol SO3 题型13 化学反应速率与化学平衡图象的综合应用 解｜题｜知｜识 1、化学平衡图象分析方法： 对于化学反应速率和化学平衡的有关图象问题，可按以下方法进行分析： ①认清坐标系，搞清纵、横坐标所代表的意义，并与平衡移动原理（勒夏特列原理）挂钩； ②紧扣可逆反应的特征，搞清正反应方向使吸热还是放热，体积增大还是减小、不变，有无固体、纯液体物质参加或生成等； ③看清速率的变化及变化量的大小，在条件与变化之间搭桥； ④看清起点、拐点、终点，看清曲线的变化趋势和图象中线的斜率； ⑤先拐先平，数值大。例如，在转化率﹣﹣时间图上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向退离可得该变化的温度高、浓度大、压强高； ⑥定二议一。当图象中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系，例如做等温线、等压线。 2、常见图象分类： （1）反应速率﹣﹣时间图象：判断引起平衡变化的因素。 （2）物质的量（浓度）﹣﹣时间图象： ①书写化学方程式；②求反应物的转化率 注意事项：①何为反应物、生成物；②反应物、生成物的化学计量数关系；③是否为可逆反应。 （3）百分含量﹣﹣温度、压强﹣﹣时间图象； （4）转化率﹣﹣温度、压强﹣﹣时间图象； （5）百分含量﹣﹣压强﹣﹣温度图象。 【典例1】向某恒温恒容密闭容器中充入1mol X（g）和3mol Y（g）发生反应X（g）+2Y（g）＝3Z（g）ΔH＜0，其正反应速率随时间的变化如图所示。已知t2min时，仅改变一个条件。下列有关该反应的说法正确的是（　　） A．当容器内压强保持不变时，该反应已达到平衡 B．t2min时改变的条件可能是加入了一定量的Y C．气体的总压强：p（Ⅰ）＞p（Ⅱ） D．平衡常数K：K（Ⅰ）＞K（Ⅱ） 【变式1】在体积可变的密闭容器中，发生反应：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g），在一定条件下达到平衡，其反应速率（v）与时间（t）的关系如图，由图判断，t1时刻曲线发生变化的原因是（　　） A．增大N2的浓度 B．扩大容器的体积 C．加入催化剂 D．升高温度 【变式2】在某一恒温恒容的密闭容器中发生反应：X（g）+Y（g）⇌2Z（g）ΔH＞0。t1时刻达到平衡后，在t2时刻改变某一条件，其反应速率随时间变化的图象如图1所示。下列说法正确的是（　　） A．0∼t1内，v正＞v逆 B．t2时刻改变的条件是向密闭容器中加入Z C．再次达到平衡时，平衡常数K减小 D．恒温恒容时，容器内压强不变，表明该反应达到平衡状态 【变式3】工业上苯乙烯的生产主要采用乙苯脱氢工艺：C6H5CH2CH3（g）⇌C6H5CH＝CH2（g）+H2（g）。某条件下无催化剂存在时，该反应的正、逆反应速率v随时间t的变化关系如图所示。下列说法正确的是（　　） A．曲线①表示的是逆反应的v﹣t关系 B．t2时刻体系处于平衡状态 C．反应进行到t1时，Q＞K（Q为浓度商） D．催化剂存在时，v1、v2都增大 过 关 验 收 1．在一定温度下，反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）ΔH＜0，达到平衡的标志是（　　） A．v（N2）＝v（NH3） B．断裂3mol H—H键的同时断裂6mol N—H键 C．容器内压强不再变化 D．c（N2）：c（H2）：c（NH3）＝1：3：2 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，不能表明反应：A（s）+3B（g）⇌2C（g）+D（g）已达平衡状态的是（　　） A．混合气体的平均相对分子质量 B．混合气体的密度 C．B的物质的量浓度 D．气体的总物质的量 3．在T℃的恒温下，向恒容密闭容器中通入3mol甲烷和2mol氮气发生反应：3CH4（g）+2N2（g）⇌3C（s）+4NH3（g），下列能说明该反应达到平衡状态的一组是（　　） ①混合气体的密度保持不变 ②混合气体的压强保持不变 ③氮气与甲烷的物质的量之比保持不变 ④断开1mol C—H键的同时形成1mol H—N键 ⑤v（NH3）＝2v（N2） ⑥碳的质量保持不变 A．①③④ B．①②⑥ C．③⑤⑥ D．②④⑤ 4．下列描述的化学反应状态，不能确定是平衡状态的是（　　） A．H2（g）+I2（g）⇌2HI（g），恒温恒容下，反应体系中气体的颜色保持不变 B．NH2COONH4（s）⇌2NH3（g）+CO2（g），恒温恒容下，气体平均相对分子质量保持不变 C．N2O4（g）⇌2NO2（g），NO2消耗速率与N2O4的消耗速率之比为2：1 D．N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g），恒温恒压下，反应体系中气体的密度保持不变 5．在一绝热（不与外界发生热交换）的恒容容器中，发生反应：2A（g）+B（s）⇌C（g）+D（g），下列描述中能表明反应已达到平衡状态的有（　　） ①容器内温度不变 ②某时刻2v（A）正＝v（C）逆且不等于零 ③混合气体的压强不变 ④混合气体的平均相对分子质量不变 ⑤C（g）的物质的量浓度不变 ⑥容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2：1：1 ⑦混合气体的密度不变 ⑧单位时间内生成nmol D，同时生成2nmol A。 A． ①②③④⑤⑦⑧ B．①③④⑤⑦⑧ C．②③④⑤⑥ D．①④⑤⑥⑦⑧ 6．常温时，将10mLamol/LNa3AsO3、10mLamol/LI2和10mLNaOH溶液混合，发生反应：（aq）+I2（aq）+2OH﹣（aq）⇌（aq）+2I﹣（aq）+H2O（l），溶液中c（I﹣）与反应时间（t）的关系如图所示。下列不能说明反应达到平衡状态的是（　　） A．溶液中OH﹣的浓度不再变化 B．υ正（I﹣）＝2υ逆（） C．c（）＝0.25bmol•L﹣1 D．不再变化 7．一定条件下，NO2与SO2反应生成SO3和NO两种气体．将体积比为1：2的NO2、SO2气体置于密闭容器中发生上述反应，下列不能说明反应达到平衡状态的是（　　） A．混合气体颜色保持不变 B．体系的平均相对分子质量保持不变 C．NO2和SO2的体积比保持不变 D．每消耗1 mol SO2的同时生成1 mol NO2 8．下列说法正确的是（　　） A．平衡常数越大，反应物的转化率越大；但反应物的转化率越大，平衡常数不一定越大 B．反应4Fe（s）+3O2（g）＝2Fe2O3（s）常温下可自发进行，该反应为吸热反应 C．氢氧燃料电池放电时化学能全部转化为电能 D．FeCl3+3KSCN⇌Fe（SCN）3（红色）+3KCl平衡后，加少量KCl固体，平衡向逆反应方向移动，体系颜色变浅 9．已知反应A（g）+3B（g）⇌2C（g） ΔH＜0，下列叙述与图对应的是（　　） A． 图①表示，对达到平衡状态的反应，在t0时刻充入了一定量的C，平衡逆向移动 B．由图②可知，p2＞p1、T2＞T1 C．图③随着压强变化K值的变化 D．图④y轴可以表示B的百分含量，则p3小于p4 10．一定温度下，H2（g）+I2（g）⇌2HI（g）ΔH＜0平衡常数 K＝50.3。下列分析正确的是（　　） A．恒温时，缩小体积，气体颜色变深，是平衡逆向移动导致的 B．升高温度既能增大反应速率又能促进平衡正向移动 C．若起始c（H2）＝c（I2）＝0.20mol•L﹣1、c（HI）＝2.0mol•L﹣1，反应后气体颜色变深 D．断裂1mol H2和1mol I2中的共价键所需能量大于断裂2mol HI中的共价键所需能量 11．根据下列图示所得推论正确的是（　　） A．甲是新制氯水光照过程中氯离子浓度的变化曲线，推断次氯酸分解生成了HCl和O2 B．乙是C4H10（g）⇌C4H8（g）+H2（g）的平衡转化率与温度和压强的关系曲线，推断该反应的ΔH＞0、x＞0.1 C．丙是0.5mol•L﹣1CH3COONa溶液及水的pH随温度的变化曲线，说明随温度升高，CH3COONa溶液中c（OH﹣）减小 D．丁是0.05g镁条分别与2mL2mol•L﹣1盐酸和醋酸反应过程中密闭容器内气体压强随时间的变化曲线，推断①代表盐酸与镁条的反应 12．某小组用50mL注射器吸入20mLNO2和N2O4的混合气体，活塞位于Ⅰ处。封闭注射器后将活塞拉到Ⅱ处。下列叙述错误的是（　　） A．该实验研究了压强对平衡移动的影响 B．向外拉动活塞，c（NO2）增大 C．活塞拉到Ⅱ处后，气体颜色最终变浅 D．保持温度不变，推拉活塞，平衡常数K保持不变 13．下列过程不能用勒夏特列原理解释的是（　　） ①开启啤酒瓶后，瓶中立刻泛起大量泡沫 ②实验室采用排饱和食盐水的方法收集氯气 ③H2、I2、HI平衡混合气体加压后颜色变深 ④500℃左右的温度比室温更有利于合成氨反应N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）ΔH＜0 A．①② B．③④ C．①③ D．②④ 14．下列事实能用平衡移动原理来解释的是（　　） A．压缩注射器中的NO2、N2O4混合气体，气体颜色立即变深 B．向5%H2O2溶液中加入少量MnO2固体，迅速产生大量气泡 C．新制氯水放置一段时间后，颜色变浅 D．锌片与稀硫酸反应时加入少量CuSO4固体，快速产生大量H2 15．下列事实，能用勒•夏特列原理解释的是（　　） A．实验室用排饱和食盐水而不用排水法收集氯气 B．由H2（g）、I2（g）、HI（g）组成的混合气体平衡体系加压后颜色加深 C．加催化剂，使N2和H2在一定条件下转化为NH3 D．在FeCl3溶液中加入铁粉防止氧化变质 16．下列事实不能用平衡移动原理解释的是（　　） A．对于反应体系CO（g）+NO2（g）⇌CO2（g）+NO（g），给平衡体系增大压强（压缩体积）可使颜色变深 B．SO2在NaHSO3溶液中的溶解度较纯水更低 C．Na（l）+KCl（l）⇌2NaCl（l）+K（g），将钾蒸气从体系中分离，以制备金属钾 D．在K2Cr2O7溶液中存在如下平衡，Cr2H2O⇌22H+，若向K2Cr2O7溶液中滴入5～15滴浓氢氧化钠，溶液颜色黄色加深 17．丙烯是重要的化工原料，在密闭容器中利用反应C3H8（g）⇌C3H6（g）+H2（g）制备。压强为5MPa下平衡时物质的量分数x（C3H6）随温度变化和温度为600K时平衡时物质的量分数x（C3H6）随压强变化如图。下列说法正确的是（　　） A．L1表示x（C3H6）随压强的变化关系 B．将a点反应体系升温并加压可转化为b点 C．5MPa、575K时，用物质的量分数表示的平衡常数Kx＝0.8 D．保持温度、压强不变，向b点反应体系中充入氩气，C3H8的平衡转化率减小 18．向某恒容密闭容器中充入等物质的量的PCl3（g）和Cl2（g），发生如下反应：PCl3（g）+Cl2（g）⇌PCl5（g），测得不同温度下PCl3（g）的转化率α与时间的关系如图所示。其速率方程为v正＝k正⋅c（PCl3）⋅c（Cl2），v逆＝k逆⋅c（PCl5）（k是速率常数，只与温度有关），下列说法错误的是（　　） A．T1时，若平衡体系中c（Cl2）＝0.25mol⋅L﹣1，则18 B．M点： C．升高温度，k正增大的倍数小于k逆增大的倍数 D．该反应的ΔH＜0 19．恒温条件下在2L恒容密闭容器中充入NO、CO各0.1mol，发生反应：2NO（g）+2CO（g）⇌N2（g）+2CO2（g） ΔH＜0。5min时反应恰好达平衡状态，测得容器中CO2的物质的量为0.06mol。下列说法错误的是（　　） A．0～5minv（NO）＝0.006mol•L﹣1•min﹣1 B．平衡时v正（CO）＝2v逆（N2） C．反应达平衡状态时NO的转化率为60% D．该温度下反应的平衡常数K≈42.2 20．起始温度均为T℃，容积均为10L的甲（绝热）、乙（恒温）密闭容器中，向甲、乙中均加入1mol N2O（g）和4mol CO（g），发生反应N2O（g）+CO（g）⇌N2（g）+CO2（g），N2O的转化率随时间的变化关系如图所示。已知：k正、k逆分别是正、逆反应速率常数，ν正＝k正•c（N2O）•c（CO），ν逆＝k逆•c（N2）•c（CO2）。下列说法正确的是（　　） A．该反应的ΔH＞0 B．反应速率：ν正（Q）＜ν逆（P） C．容器甲，0～200s内，v（CO）＝1×10﹣4mol/（L•s） D．升高温度，k正增大，k逆减小 学科网（北京）股份有限公司 $