2021高考化学二轮复习-专题六化学反应速率、化学平衡

专题六

化学反应速率化学平衡

［考纲要求］I.了解化学反应速率的概念和定量表示方法，能正确计算化学反应的转化率(a)。

2.了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用。3.了解化学反应的可逆性及化学平衡的建

立。4.掌握化学平衡的特征，了解化学平衡常数K的含义，能利用化学平衡常数进行相关计

算。5.理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对反应速率和化学平衡的影响，能用相关

理论解释其一般规律。6.了解化学反应速率和化学平衡的调控在生活、生产和科学研究领域

中的重要作用。

考点一化学反应速率及其影响因素

n核心回扣

(一)化学反应速率的计算及速率常数

i.化学反应速率的计算

.X的浓度变化量(mol-L/i),、,、_|Ac|_|A〃|

(1)根据图表中数据和定义计算：矶X)9nn0(X)，

时间的变化量(s或min或h)XtV-\t

计算时一定要注意容器或溶液的体积，不能忽视容器或溶液的体积匕盲目地把A〃当作Ac

代入公式进行计算，同时还要注意单位及规范书写，还要根据要求注意有效数字的处理。

(2)根据化学方程式计算：对于反应“WA+〃B=pC+«D”，有矶A)：o(B)：o(C):o(D)=

m.n.p.

2.速率常数

(1)假设基元反应(能够一步完成的反应)为aA(g)+bB(g)=cC(g)+</D(g),其速率可表示为。

=MA)cA(B),式中的左称为反应速率常数或速率常数，它表示单位浓度下的化学反应速率，

与浓度无关，但受温度、催化剂、固体表面性质等因素的影响，通常反应速率常数越大，反

应进行得越快。不同反应有不同的速率常数。

(2)正、逆反应的速率常数与平衡常数的关系

对于基元反应。A(g)+bB(g)cC(g)+而(g),。正=左1KY(A)•砥B),。逆=jY(C)d(D),平

衡常数长=胤亚乎1=5^,反应达到平衡时。巾=。逆，故犬=勺驾

c"(A)•砥B)k&-v£-k递

(二)正确理解化学反应速率的影响因素

1.内因——活化能

活化能是指为了能发生化学反应，普通分子（具有平均能量的分子）变成活化分子所需要吸收

的最小能量，即活化分子比普通分子所多出的那部分能量。相同条件下，不同化学反应的速

率不同，主要是内因——活化能大小不同所致，活化能小的化学反应速率快，活化能大的反

应速率慢。

注意反应热为正、逆反应活化能的差值。

2.外因

相同的化学反应，在不同条件下，化学反应速率不同，主要原因是外因——浓度、压强、温

度、催化剂、光照、接触面积等因素不同所致。

（1）浓度（。）：增大（减小）反应物浓度一单位体积内活化分子数目增加（减少），活化分子百分数

不变一有效碰撞频率提高（降低）f化学反应速率加快（减慢）。

（2）压强5）：对于气相反应来说，增大（减小）压强一相当于减小（增大）容器容积一相当于增大（减

小）反应物的浓度f化学反应速率加快（减慢）。

注意“惰性气体”对反应速率的影响

①恒容：充入“惰性气体”1巴总压增大一-►参与反应的物质浓度不变（活化分子浓度不

变）一-►反应速率不变。

②恒压：充入“惰性气体”U体积增大二三参与反应的物质浓度减小（活化分子浓度减

小）一%"反应速率减小。

（3）温度（7）：升高（降低）温度f活化分子百分数增大（减小）f有效碰撞频率提高（降低）f化学反

应速率加快（减慢）。

（4）催化剂

①添加催化剂一降低反应的活化能f活化分子百分数增大一有效碰撞频率提高一化学反应速

率加快。

②添加催化剂f降低反应的活化能一降低反应所需的温度一减少能耗。

③添加催化剂能改变反应的路径，如乙醇的氧化实验，该实验的总反应为2cH3cH20H+

02一一2CH3CHO+2H2O,活化能为E总；使用铜丝作催化剂将一步反应改变为两步反应，第

一步反应为2Cu+Ch2Cu0,活化能为田；第二步反应为CH3cH20H+

CuO-仝一CH3CHO+C11+H2O,活化能为良；由于田〈£总、E2<E&,所以化学反应速率加

快。

④催化剂的选择性：对于在给定条件下反应物之间能够同时发生多个反应的情况，理想的催

化剂还具有大幅度提高目标产物在最终产物中比率的作用。

⑤酶作催化剂的特点：高效性、专一性（高选择性，一种酶只能催化一种或一类化学反应，如

蛋白酶只能催化蛋白质水解成多肽）、温和性（反应条件温和，温度升高，酶发生变性失去催

化活性）。

B真题研究

角度一化学反应速率的影响及控制

1.（2015•海南，8改编）10mL浓度为1mol-Lr的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下

列溶液，能加快反应速率但又不影响氢气生成量的是（）

A.K2s。4B.CH3coONa

C.C11SO4D.Na2cO3

答案c

解析A项，硫酸钾为强酸强碱盐，不发生水解，若加入其溶液，则对盐酸产生稀释作用，

氢离子浓度减小，但H+物质的量不变，错误；B项，加入醋酸钠，则与盐酸反应生成醋酸，

使溶液中氢离子浓度减小，随着反应的进行，CH3co0H最终又完全电离，故物质的量不

变，错误；C项，加入硫酸铜溶液，CM+会与锌反应生成铜，构成原电池，会加快反应速率,

但H*物质的量不变，正确；D项，加入碳酸钠溶液，会与盐酸反应，使溶液中的氢离子的物

质的量减少，导致反应速率减小，生成氢气的量减少，错误。

2.（2017•江苏，10汨2。2分解速率受多种因素影响。实验测得70℃时不同条件下H2O2浓度

随时间的变化如图所示。下列说法正确的是（）

T

i

c

E

W

O

Ir'

4()6()8()

世min)

乙

W16

mFTK

OKW12

x).16U

).12WH

).()8O

.(0)

oZ').(HX4

H).(X))

r。

*K))

3()5().(M

2()6(O

in)mi

/(mlT

丙

A.图甲表明，其他条件相同时，H2O2浓度越小，其分解速率越快

B.图乙表明，其他条件相同时，溶液pH越小，H2O2分解速率越快

C.图丙表明，少量Md+存在时，溶液碱性越强，H2O2分解速率越快

D.图丙和图丁表明，碱性溶液中，Mt?+对H2O2分解速率的影响大

答案D

解析A项，浓度对反应速率的影响是浓度越大，反应速率越快，错误；B项，NaOH浓度

越大，即pH越大，H2O2分解速率越快，错误；C项，由图可知，Mr?+存在时，0.1molLrNaOH

溶液中H2O2的分解速率比l.Omolir的NaOH中的快，错误：D项，由图可知，碱性条件

下，MM+存在时，对H2O2分解速率影响大，正确。

3.［2018•全国卷I,28⑶］对于反应2N2O5（g）---4NO2（g）+O2（g）.R.A.Ogg提出如下反应历

程：

第一步N2O5NO2+NO3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的平衡。下列表述正确的是（填标号）。

A.。（第一步的逆反应）>。（第二步反应）

B.反应的中间产物只有NCh

C.第二步中NCh与NO?的碰撞仅部分有效

D.第三步反应活化能较高

答案AC

解析第一步反应快速平衡，说明正、逆反应速率很大，极短时间内即可达到平衡，A项正

确；第二步反应慢，说明有效碰撞次数少，C项正确；由题给三步反应可知，反应的中间产

物有NCh和NO,B项错误；反应快，说明反应的活化能较低，D项错误。

角度二化学反应速率的计算及速率常数的应用

4.（1）［2018•全国卷I,28（2）改编］已知2N2O5（g）=2N2O4（g）+O2（g），起始时N2O5®为

-|

35.8kPa,分解的反应速率。=2X10-3乂pN（kPamin）0f=62min时，测得体系中p0—

2.9kPa,则此时的PN,C>S=kPa,v=kPamin-1o

答案30.06.0X102

解析2N2O5(g)=2N2O4(g)+O2(g)

起始/kPa35.800

62min时/kPa35.8-2.9X22.9

=30

所以PNC=30.0kPa

RN2U5

。=2X10-3X30.0kPamin-1=6.0XIO-2kPamin-,o

(2)[206广东，31(3)改编]一定条件下测得反应2HCl(g)+1o2(g)CL(g)+H20(g)的反应过

程中“(CL)的数据如下：

Z/min02.04.06.08.0

/?(C12)/10，mol01.83.75.47.2

计算2。〜6.0min内以HC1的物质的量变化表示的反应速率(以mol-min1为单位，写出计算

过程)。

答案o(HCl)=2o(CL)=2("(Cb)=2x4-1⑻X103mol=〔石*〔03|.-i

X。momin

△t(6.0-2.0)min

(3)[2015•全国I,28(4)②]Bodensteins研究了下列反应:

2HI(g)H2(g)+I2(g)

在716K时-，气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表：

Z/min020406080120

A(HI)10.910.850.8150.7950.784

x(HI)00.600.730.7730.7800.784

上述反应中，正反应速率为。正=%正/31),逆反应速率为P逆=%逆不32)%。2)，其中左正、k逆

为速率常数，则左逆为(以K和左正表示)。若左正=0.0027min在f=40min时，v

正=min_1o

答案组1.95X103

K

解析平衡时，。工=。迷，即人工/但[)=左小出2)汹2),则&=x(42Ml2)=K,g=上。

k迄xz(HI)K

v上=k正X2(HI)=0.0027min-1X0.852=1.95X10-3min-1.

5.[2018•北京，27⑵⑶⑷]⑵对反应3SO2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(l)+S(s)△"=-254k/

moP1,在某一投料比时，两种压强下，H2s04在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系

如图所示*20(填或)，得出该结论的理由是

(3)「可以作为水溶液中SO2歧化反应的催化剂，可能的催化过程如下。将ii补充完整。

T

i.SO2+4I+4H=SI+2I2+2H2O

ii.I2+2H2O+==++2I~

(4)探究i、ii反应速率与SO2歧化反应速率的关系，实验如下：分别将18mLsCh饱和溶液

加入2mL下列试剂中，密闭放置观察现象。(已知：12易溶解在KI溶液中)

序号ABCD

试剂amolL-,KI0.2molL-,KI

0.4mol-L'KI0.2molL'H2SO4

组成0.2molLH2SO40.0002molI2

溶液变黄，一溶液由棕褐色很快

实验溶液变黄，出现浑浊较

段时间后出现无明显现象褪色，变为黄色，

现象A快

浑浊出现浑浊较A快

①B是A的对比实验，则。=o

②比较A、B、C,可得出的结论是o

③实验表明，S02的歧化反应速率D>A。结合i、ii反应速率解释原因：

答案(2)>反应是气体物质的量减小的反应，温度一定时，增大压强使平衡正向移动，H2s04

的物质的量增大，体系总物质的量减小，H2s04的物质的量分数增大

(3)SO2SO?4酎

(4)①0.4②「是SCh歧化反应的催化剂，H"单独存在时不具有催化作用，但H'可以加快歧

化反应速率

③反应ii比i快；D中由反应ii产生的H,使反应i加快

解析(2)由图可知，一定温度下，p2时H2s。4的物质的量分数比pi时大，结合3so2(g)+

2H2O(g)=2H2s。4。)+S(s)知，增大压强，平衡向气体分子数减小的方向即正反应方向移动，

H2s的物质的量分数增大，因此P2>0。

(3)根据歧化反应的特点，反应i生成S,则反应ii需生成H2so4,即L将SO2氧化为H2so4,

+

反应的离子方程式为l2+2H2O+SO2=SOr+4H+2r»

(4)①对比实验只能存在一个变量，因实验B比实验A多了H2so4溶液，则B中KI溶液的浓

度应不变，故〃=0.4。

③加入少量b时，反应明显加快，说明反应ii比反应i快；D中由反应ii产生的H+使反应

i加快。

6.[2018-全国卷H,27(2)]CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)AH

=+247kJ-mol1

反应中催化剂活性会因积碳反应而降低，同时存在的消碳反应则使积碳量减少。相关数据如

下表：

积碳反应CH4(g)=C(s)消碳反应CO2(g)

+2Hz(g)+C(s)=2C0(g)

A/7/kJmol175172

活化能/kJ-mo「催化剂X3391

催化剂Y4372

①由上表判断，催化剂XY(填“优于”或“劣于”)，理由是

在反应进料气组成、压强及反应时间相同的情况下，某催化剂表面的积碳量随温度的变化关

系如图所示。升高温度时，下列关于积碳反应、消碳反应的平衡常数(周和速率(。)的叙述正确

的是(填标号)。

12

%8

、

揶

逑4

壬

o

50()5506()06507()0

温度

A.K积、K洒均增加

B.v积减小、v泊增力口

C.C税减小、K.增加

D.。济增加的倍数比。税增加的倍数大

②在一定温度下，测得某催化剂上沉积碳的生成速率方程为。=h/7(CH4)-h(CO2)]~°V为速

率常数)。在MCH"一定时，不同p(CO2)下积碳量随时间的变化趋势如下图所示，则小(CO2)、

Pb(CO2)、Pc(CO2)从大到小的顺序为______________________»

答案①劣于相对于催化剂X,催化剂Y积碳反应的活化能大，积碳反应的速率小；而消

碳反应活化能相对较小，消碳反应速率大AD②?《。2)、Pb(CO2)、pa(CO2)

解析①积碳反应中，由于催化剂X的活化能比催化剂Y的活化能要小，所以催化剂X更

有利于积碳反应的进行；而消碳反应中，催化剂X的活化能大于催化剂Y,所以催化剂Y更

有利于消碳反应的进行；综合分析，催化剂X劣于催化剂Y。

由表格可知积碳反应、消碳反应都是吸热反应，温度升高，平衡右移，K和、K淄均增加，反

应速率均增大，从图像上可知，随着温度的升高，催化剂表面的积碳量是减小的，所以。洲

增加的倍数要比。利增加的倍数大。

②由速率方程表达式。=hp(CH4)U(CO2)「0-5可知，v与p(CO2)成反比例关系，p(CO2)越大,

反应速率越小，所以pc(CO2)>/MCO2)>Pa(CO2)。

B题组集训

题组一全方位掌握化学反应速率及其应用

1.I.已知：反应aA(g)+3B(g)cC(g),某温度下，在2L的密闭容器中投入一定量的A、

B,两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示：

(1)经测定前4s内u(C)=0.05molL-'-s-1,则该反应的化学方程式为

(2)若上述反应分别在甲、乙、丙三个相同的密闭容器中进行，经同一段时间后，测得三个容

器中的反应速率分别为

甲：y(A)=0.3mol-LLs'；

乙：y(B)=0.12mol-L's1；

丙：y(C)=9.6mol,L'min*1；

则甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为o

II.密闭容器中发生如下反应：A(g)+3B(g)2C(g)A//V0。根据下面速率一时间图像，

回答下列问题。

唯=吸

II

I。G%〃*

(1)下列时刻所改变的外界条件：

t\；t3；t4o

(2)反应速率最快的时间段是o

IILCOCL的分解反应为COCL(g)Cl2(g)+CO(g)AH=+108kJmo「。反应体系达到平

衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如图所示(第10min到14min的COCb浓度变

化曲线未示出)：

(1)比较第2min反应温度7(2)与第8min反应温度7(8)的高低:7(2)(填

或“=")7(8)。

⑵若12min时反应在温度7(8)下重新达到平衡，则此时c(COCl2)=mol-L

(3)比较产物CO在2〜3min、5〜6min和12〜13min时平均反应速率［平均反应速率分别以

0(2~3)、0(5〜6)、0(12〜13)表示］的大小:.

(4)比较反应物COCL在5~6min和15〜16min时平均反应速率的大小：v(5~6)(填

“＜"＞，，或”=”15〜16),原因是。

IV.硝基苯甲酸乙酯在OIF存在下发生水解反应：

O2NC6H4coOC2H5+0HChNC6H4coeT+C2H50H

两种反应物的初始浓度均为0.050mol【ri5℃时测得O2NC6H4coOC2H5的转化率a随时间

变化的关系如表所示。回答下列问题：

t/s0120180240330530600700800

a/%033.041.848.858.069.070.471.071.0

计算该反应在120〜180s与180〜240s区间的平均反应速率、；比较

两者大小可得出的结论是o

答案I.⑴3A(g)+B(g)2C(g)

(2)乙＞甲＞丙

11.(1)升高温度加入催化剂减小压强

⑵段

III.(1)＜(2)0.031(3)0(5〜6)＞。(2〜3)=0(12—13)

(4)＞在相同温度时，该反应的反应物浓度越高，反应速率越大

IV.7.3X105mol-L's15.8X105mol-L'-s1120~180s时间段速率大是因为反应物浓

度大，180〜240s时间段速率小是因为反应物浓度小，即随着反应进行，反应物浓度降低，

反应速率减慢

解析1.(1)前4s内，Ac(A)=0.8molL1—0.5molL-1=0.3molL1,o(A)=0'3m。】L__

4s

0.075molL-|-s-1:v(A):v(C)=a:c=(0.075molL_|s"|)：(0.05molL-|-s-1)=3：2,由图

像知，在12s时Ac(A)：Ac(B)=(0.6mol,L-i)：(0.2mol［r)=3：1=a：b,则a、b、c三者

之比为3：1：2,所以该反应的化学方程式为3A(g)+B(g)2C(g)»

⑵丙容器中o(C)=9.6mol-L'-min1=0.16mol-L's',则甲容器中="A)=

a3

0.3mol-L-us1.-1-17户耍士o(B)o(B)0.12mol-L-|-s-1.-

--------------------=0.1mol-LTLs乙容器中一^=-^=--------------=0.12mol-LrLts

3b11

丙容器中蛆=n6=°16m°lLkLoamoll's；故甲、乙、丙三个容器中反应速率

c22

由快到慢的顺序为乙＞甲＞丙。

n.(i)A时，。*增大程度比。工增大程度大，说明改变的条件是升高温度。△时，。工、。记同等

程度地增大，说明加入了催化剂。功时，。正、。迄都减小且。正减小的程度大，平衡向逆反应

方向移动，说明改变的条件是减小压强。

(2)由于在Z3时刻加入的是催化剂，所以打〜“段反应速率最快。

111.(1)从三种物质的浓度变化趋势可知，从第4min开始，平衡正向移动。由于该反应是吸热

反应，所以改变的条件是升高温度。因此有：7,(2)＜7'(8)o

(2)由于第12min与第8min温度相同，故其平衡常数相等，则有：°」1X0085=0[2＞＜().06

0.04c(COCl2)

解得c(COCb)^0.031mol-L-1o

(3)根据化学反应速率的定义，可知反应在2〜3min和12〜13min处于平衡状态，平均反应

速率为0,故。(5〜6)＞。(2〜3)=0(12—13)。

(4)在5〜6min和15〜16min时反应温度相同，但15〜16min时各组分的浓度都小，因此反

应速率小。

八“，℃、0.050mol-L-1X(41.8%-33.0%)

IV.。(120〜180)=----------------------------------------^7.3X105mol-LLs1

(180-120)s

八”0.050mol-L-1X(48.8%-41.8%)_________

0(180〜240)=------------------------------------------^5.8X105mol-L'-s

(240-180)s

题组二速率常数的应用

2.化学工作者对NO与H2的反应进行研究，提出下列3步机理：依为速率常数)

第一步：2NON2O2快反应，平衡时：。正=改正p2(NO)=。巡=%#C(N2O2)

第二步：N2O2+H2=N2O+H2O慢反应

第三步：N2O+H2=N2+H2O快反应

其中可近似认为第二步反应不影响第一步平衡，下列说法正确的是(填字母)。

A.第一步逆反应)＜。(第二步反应)

B.总反应快慢主要由第二步反应决定

C.达平衡时，2C(NO)=C(N2O2)

D.第一步反应的平衡常数K=^

k逆

答案BD

解析第二步为慢反应，故其反应速率应小于第一步，A项错误；总反应快慢应由慢反应决

定，即主要由第二步反应决定，B项正确；到达平衡时人工十2040)=%达P(N2O2),km、k巡值

未知，故两者浓度大小关系未知，C项错误；达到平衡时，吠=32。2),又。正二力/合缶。)

c2(NO)

=O%=笈HC(N2C)2),故K=组,D项正确。

%过

3.N2O4与N02之间存在反应N2O4(g)2NO2(g)o将一定量的N2O4放入恒容密闭容器中，

在一定条件下，该反应N2O4、N02的消耗速率与自身压强间存在关系：W(N2O4)=^^(N2O4),

O(NC)2)=每2(NO2)，其中％|、依是与反应温度有关的常数。则一定温度下，©、在2与平衡常

数际的关系是％1=。

答案¥#2

解析Kp=X'02),平衡时NO2、N2O4的消耗速率比=V(NO2)：WN2O4)=

RN2O4)

发炉(NO2)：〃啰例2。4)=2：1,

4.71°C时，在一密闭容器中发生反应4N0(g)N2(g)+2NO2(g),其正反应速率表达式为:

v正=卜正”{N0),测得速率和浓度的关系如下表。

序号c(NO)/molL1vjr/molL^s-1

0.104.00X1CT9

②0.206.40X10-8

③0.303.24X107

则“=,卜正=moCD.sZ达到平衡后，若减小压强，则混合气体的

平均相对分子质量将(填“增大”“减小”或“不变”)。

答案44X105减小

解析将①②代入公式中，4.00X10-9=0.10”正，6.40Xl(n=0.20%正；可以求出〃=4,

攵正=4X10-5mor3-L3-s_1o平均相对分子质量M=生垄，各物质都是气体，总质量不变；减

〃总

小压强，平衡向气体体积增大的方向移动，总物质的量增加，平均相对分子质量减小。

5.4温度时在容积为2L的恒容密闭容器中发生反应：2NO(g)+O2(g)2NO2(g)AH<0。

实验测得：。正=o(NO)消耗=20(02牖£=跖国230)/(02),。速=0(NO2)怵=上速/(NO?),《正、

%巡为速率常数只受温度影响。不同时刻测得容器中〃(NO)、〃(。2)如表：

时间/s012345

/z(NO)/mol0.200.100.080.070.060.06

??(O2)/mol0.100.050.040.0350.030.03

⑴从0〜2s内该反应的平均速率o(NO)=molL-|s-1»

(2)八温度时化学平衡常数K=0(结果保留3位有效数字)。

(3)化学平衡常数K与速率常数3-、4迎的数学关系是犬=o若将容器的温度改变

为不时其仁=的，则丁2(填或“=")7"1o

答案(1)0.03(2)363⑶盘>

k速

0.20mol-0.08mol

解析⑴从0〜2s内该反应的平均速率p(NO)=?L=0.03molL-,-s-1o

2s

(2)2N0(g)+O2(g)2NO2(g)

〃(始)/mol0.200.100

△〃/mol0.140.070.14

〃(平)/mol0.060.030.14

Z0.14

(亏>2

所以根据化学平衡常数的定义可得K=----乙------弋363。

(0.06)2x003

(3)。正=o(N。)淌靶=2。(。2)涓托=%正/(NO)-C(O2),。逆=0(NO2)为托=〃逆。2(NO2),可逆反应达到

化学平衡时，同一物质表示的。正逆，不同物质表示的正逆反应速率之比等于化学计量数

之比，所以女工c2(NO>c(O2)=%史C2(NC)2),则/(NC>2)=!^=K；若将容器的温度改变为

2

C(NO)C(O2)k迄

72时其左4=)1$则由于K=铝=l<363,说明平衡逆向移动，根据温度对化学平衡移动的影

k生

响，升高温度，化学平衡向吸热的逆反应方向移动，所以乃>八。

考点二化学平衡及其影响因素

□核心回扣

1.“讲练结合”突破化学平衡状态标志的判断问题

(1)化学平衡标志的判断要注意“三关注”：一要关注反应条件，是恒温恒容、恒温恒压还是

绝热容器；二要关注反应特点，是等体积反应，还是非等体积反应；三要关注特殊情况，是

否有固体参加或生成，或固体的分解反应。如：

在一定温度下的定容容器中，当下列物理量不再发生变化时：a.混合气体的压强、b.混合气体

的密度、c.混合气体的总物质的量、d.混合气体的平均相对分子质量、e.混合气体的颜色、f.

各反应物或生成物的浓度之比等于化学计量数之比、g.某种气体的百分含量

①能说明2SO2(g)+O2(g)2s03(g)达到平衡状态的是(填字母，下同)。

②能说明h(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o

④能说明C(s)+CO2(g)2co(g)达到平衡状态的是。

⑤能说明A(s)+2B(g)C(g)+D(g)达到平衡状态的是。

⑥能说明NH2COONH4（S）2NH3（g）+CO2（g）达到平衡状态的是。

⑦能说明5CO（g）+l2O5（s）5co2（g）+h（s）达到平衡状态的是o

答案①acdg②eg③acdeg®abcdg⑤bdg@abc⑦bdg

（2）化学平衡标志的判断还要注意“一个角度”，即从微观角度会分析判断。如：

反应N2（g）+3H2（g）2NH3（g）,下列各项能说明该反应达到平衡状态的是（填序

号）。

①断裂1molN三N键的同时生成1molN三N键

②断裂1molN三N键的同时生成3molH—H键

③断裂1molN三N键的同时断裂6molN—H键

④生成1molN三N键的同时生成6molN—H键

答案①②③④

2.掌握化学平衡移动的判断方法

（1）依据勒夏特列原理判断

通过比较平衡破坏瞬时的正、逆反应速率的相对大小来判断平衡移动的方向。

①若外界条件改变，引起。山>。电，此时正反应占优势，则化学平衡向正反应方向（或向右）

移动；

②若外界条件改变，引起。正博，此时逆反应占优势，则化学平衡向逆反应方向（或向左）

移动；

③若外界条件改变，虽能引起。正和。逆变化，但变化后新的和？/仍保持相等，则化

学平衡没有发生移动。

（2）依据浓度商@规则判断

通过比较浓度商（。）与平衡常数（马的大小来判断平衡移动的方向。

①若0>K,平衡逆向移动；

②若0=K,平衡不移动；

③若。<K,平衡正向移动。

3.理解不能用勒夏特列原理解释的问题

（1）若外界条件改变后，无论平衡向正反应方向移动或向逆反应方向移动都无法减弱外界条件

的变化，则平衡不移动。如对于H2（g）+Br2（g）2HBr（g）,由于反应前后气体的分子总数不

变，外界压强增大或减小时，平衡无论正向或逆向移动都不能减弱压强的改变。所以对于该

反应，压强改变，平衡不发生移动。

（2）催化剂能同等程度地改变正、逆反应速率，所以催化剂不会影响化学平衡。

因真题研究

1.（2019•海南，3）反应C2H6（g）C2H«g）+H2（g）A//>0,在一定条件下于密闭容器中达到

平衡。下列各项措施中，不能提高乙烷平衡转化率的是（）

A.增大容器容积B.升高反应温度

C.分离出部分氢气D.等容下通入惰性气体

答案D

2.(2019•浙江4月选考，17)下列说法正确的是()

A.H2(g)+l2(g)2Hl(g),其他条件不变，缩小反应容器体积，正逆反应速率不变

B.C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g),碳的质量不再改变说明反应已达平衡

C.若压强不再随时间变化能说明反应2A(?)+B(g)2c(?)已达平衡，则A、C不能同时

是气体

D.1molN2和3m01比反应达到平衡时H2转化率为10%,放出的热量为Qi；在相同温度和

压强下，当2moiNH3分解为N2和H2的转化率为10%时，吸收的热量为。2，。2不等于Q

答案B

解析A项，该可逆反应的反应前后气体的化学计量数不发生变化，当缩小反应容器体积，

相当于加压，正逆反应速率同等程度增加，错误：B项，在建立平衡前，碳的质量不断改变，

达到平衡时，质量不变，因而碳的质量不再改变说明反应已达平衡，正确；C项，若压强不

再改变说明反应达到平衡，表明反应前后气体的化学计量数不等，故A、C可能均为气体，

错误：D项，易知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△//,合成氨气实际参与反应〃32)=3moiX10%

n3

=0.3mol,因而。|=1X|A//|=O.1|A4|,分解氨气时实际消耗的〃(Nfh)=2moiX10%=

n7

0.2mol,02=^X|A//|=O.1|A//|,则0=02,错误。

3.(2018•天津，5)室温下，向圆底烧瓶中加入1molC2H50H和含1molHBr的氢澳酸，溶液

中发生反应：C2HsOH+HBrC2HsBr+HzO,充分反应后达到平衡。已知常压下，C2H5Br

和C2H50H的沸点分别为38.4℃和78.5℃。下列有关叙述错误的是()

A.加入NaOH,可增大乙醇的物质的量

B.增大HBr浓度，有利于生成C2HsBr

C.若反应物均增大至2mol,则两种反应物平衡转化率之比不变

D.若起始温度提高至60℃,可缩短反应达到平衡的时间

答案D

解析D错：温度提高至60°C,化学反应速率虽然加快，但设乙烷的沸点较低，会挥发出大

量的澳乙烷，导致逆反应速率减小，故无法判断达到平衡的时间；A对：加入NaOH,消耗

HBr,平衡左移，乙醇的物质的量增大；B对：增大HBr浓度，平衡右移，有利于生成;臭乙

烷；C对：原反应物按物质的量之比1：1加入，又因二者反应的化学计量数之比为1：1,

两者的平衡转化率之比为1：1,若将反应物均增大至2mol,其平衡转化率之比仍为1：1。

4.[2018•全国卷II,27(1)节选]CH4—CO2催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)

A"=+247kJmol',有利于提高CE平衡转化率的条件是(填标号)

A.।司温低压B.低温।司压

C.高温高压D.低温低压

答案A

解析根据平衡移动的影响因素，该反应的正反应是一个吸热、气体体积增大的反应，所以

高温低压有利于平衡正向移动。

5.[2017•全国卷IH,28(4)①②③]298K时,将20mL3xmolI/iNa3As。3、20mL3xmolL-1

I2和20mLNaOH溶液混合，发生反应：AsO『gq)+l2(aq)+2OH(aq)AsOi(aq)+2「(aq)

+H2O(1)O溶液中c(AsOj-)与反应时间⑺的关系如图所示。

(

m

o

w

)

。*«>z/min

①下列可判断反应达到平衡的是(填标号).

a.溶液的pH不再变化

b.v(r)=2v(AsOD

c.c(AsOj-)/c(AsO「)不再变化

d.c(P)=jmol-L1

②时，Vlf：V逆(填“大于”“小于”或“等于”)。

③fm时。fn时。逆(填“大于”“小于”或“等于")，理由是。

答案①ac②大于③小于公时生成物浓度较低，逆反应速率较慢

解析①a项，随反应进行，溶液的pH不断降低，当pH不再变化时，说明反应达到了平衡；

b项，速率之比等于化学计量数之比，该结论在任何时刻都成立，故无法判断是否达到平衡；

c项，随反应进行，4As。/)不断增大，c(AsOl)不断减小，当二者比值不变时，说明二者浓

度不再改变，则反应达到平衡；d项，由图像并结合方程式可知，平衡时c(1)=2ymol-Lr,

故当c(r)=ymolir时，反应未达到平衡。

②由图像可知fm时刻后c(AsO「)仍在不断增加，说明反应还在向正向进行，故此时01t大于。

巡。

③fm到友时刻，反应一直正向进行，生成物的浓度逐渐增大，所以逆反应速率不断增大，故

An时。过小于加时。过。

❸题组集训

题组一利用图像、。与K的关系判断化学平衡状态

1.汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)催化剂2co2(g)+N2(g)A”<0。若该反应

在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到外时刻达到平衡状

态的是(填标号)。

⑤⑥

答案②④⑤

解析①达到平衡时，。工应保持不变。

②由于是放热反应，又是绝热容器，体系温度升高，平衡左移，K减小。

③图中达到平衡时，CO、CO2的物质的量的变化量之比不是1：1。

④皿(NO)逐渐减小，达到平衡时保持不变。

⑤因正反应放热，容器绝热，故反应开始后体系温度升高，达到平衡状态时，体系温度不再

发生变化。

⑥△〃是一个定值，不能用于判断可逆反应是否达到平衡状态。

2.一定温度下，将2moiNO、1molCO充入1L固定容积的密闭容器中发生反应：2N0(g)

+2C0(g)N2(g)+2CO2(g)A//<0»反应过程中部分物质浓度变化如图所示：

若15min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol,该反应是否处于平衡状态？

答案该反应处于平衡状态。

解析由图像知，10min时反应达到平衡状态，

v0.2X045

0.62X1.62144'

（0.2+0.6）X0.42=5

（0.6+0.6）2X1.62144''

所以该反应仍处于平衡状态。

题组二“建模、解模”分析法在平衡移动结果判定中的应用

3.在一定条件下，可逆反应2NO2（g）N2O4（g）△”＜（）达到平衡，当分别改变下列条件

时，请回答下列问题：

⑴保持容器容积不变，通入一定量NO2,则达到平衡时NO2的百分含量（填“增

大”“减小”或“不变”，下同）；保持容器容积不变，通入一定量N2O4,则达到平衡时NO2

的百分含量o

（2）保持压强不变，通入一定量NCh，则达到平衡时NO2的百分含量;保持压强不变,

通入一定量N2O4,则达到平衡时NO2的百分含量_________o

（3）保持容器容积不变，通入一定量颊气，则达到平衡时NCh的转化率;保持压强

不变，通入覆气使体系的容积增大一倍，则达到平衡时NCh的转化率。

答案（1）减小减小（2）不变不变（3）不变减小

解析（1）保持容器容积不变，通入一定量NCh,等效为增大压强，平衡正向移动，NO2的百

分含量减小；保持容器容积不变，通入一定量N2O4,等效为增大压强，平衡正向移动，所以

N