高中化学二轮复习八 化学反应速率 化学平衡

专题八

化学反应速率化学平衡

I

［考纲要求］1.了解化学反应速率的概念及其定量表示方法；结合具体实例，理解外界条件(浓度、温度、

压强、催化剂等)对反应速率的影响。2.了解化学反应的可逆性；了解化学平衡建立的过程；理解化学平衡

常数的含义，能够利用化学平衡常数进行简单的计算。3.结合具体实例，理解外界条件(浓度、温度、压强

等)对化学平衡的影响。4.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

X知识精讲

A〃(B)

1.深度剖析。(B)=怨臂=弓"

用上式进行某物质反应速率计算时需注意以下几点：

(1)浓度变化只适用于气体和溶液中的溶质，不适用于固体和纯液体。

(2)化学反应速率是某段时间内的平均反应速率，而不是即时速率，且计算时取正值。

(3)同一反应用不同的物质表示反应速率时，数值可能不同，但意义相同。不同物质表示的反应速率之比等

于其化学计量数之比。

(4)计算反应速率时，若给出的是物质的量的变化值，要转化为物质的量浓度的变化值(计算时一定要除以

体积)，再进行计算。

(5)对于可逆反应，通常计算的是正、逆反应抵消后的总反应速率，当达到平衡时，总反应速率为零。(注:

总反应速率也可理解为净速率)

2.正确理解速率影响因素

(1)“惰性气体”对反应速率的影响

①恒容：充入“惰性气体”总压增大一物质浓度不变(活化分子浓度不变)一反应速率不变。

②恒压：充入“惰性气体”/旦体积增大工物质浓度减小(活化分子浓度减小)之反应速率减小。

(2)纯液体、固体对化学反应速率的影响

在化学反应中，纯液体和固态物质的浓度为常数，故不能用固态物质的浓度变化来表示反应速率，但是固

态反应物颗粒的大小是影响反应速率的条件之一，如煤粉由于表面积大，燃烧就比煤块快得多。

(3)外界条件对可逆反应的正、逆反应速率的影响方向是一致的，但影响程度不一定相同。

①当增大反应物浓度时，。止增大，。逆瞬间不变，随后也增大；

②增大压强，气体分子数减小方向的反应速率变化程度大；

③对于反应前后气体分子数不变的反应，改变压强可以同等程度地改变正、逆反应速率；

④升高温度，。正和。逆都增大，但吸热反应方向的反应速率增大的程度大；

⑤使用催化剂，能同等程度地改变正、逆反应速率。

3.“明辨是非”准确判断

正误判断，正确的打“J”，错误的打“X”。

(1)随着反应的进行，化学反应速率一定逐渐减小(X)

(2)增大压强，化学反应速率一定加快(X)

(3)反应现象不明显，证明化学反应速率很慢(X)

(4)反应H2+C12=2HCl(A〃<0)的机理包含①Cb-2C1(慢)，②H2+CI-HC1+H(快)，③CL+H-HC1

+C1(快)，则反应①的活化能大于反应②的活化能(J)

(5)在含有少量厂的溶液中，H2O2分解的机理为H2O2+I—―氏0+10一(慢)，H2O2+IO-H2O+O2+I

(快)，则广、10-均为H2O2分解反应的催化剂(X)

N题组集训

题组一化学反应速率的全方位考查

1.I.一定温度下，在2L的密闭容器中，X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示:

(1)从反应开始到10s时，用Z表示的反应速率为.

(2)该反应的化学方程式为

II.己知：反应4A(g)+6B(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。

⑴经测定前4s内=则该反应的化学方程式为

(2)请在图中将生成物C的物质的量浓度随时间的变化曲线绘制出来。

(3)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：v(A)=0.3mol-L'-s^1；

乙：o(B)=0.12moLL'-s1

丙：v(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。

III.密闭容器中发生如下反应：A(g)+3B(g)2C(g)A//＜0»根据下面速率一时间图像，回答下列问题。

(1)下列时刻所改变的外界条件:

t\；4；14

(2)反应速率最快的时间段是

答案I.(1)0.079moLLlsr(2)X(g)+Y(g)2Z(g)

II.(l)3A(g)+B(g)2C(g)

要

的

量

浓

度

O1.

时间(S)

(3)乙＞甲＞丙

IH.(l)升高温度加入催化剂减小压强

⑵力〜〃段

m

解析I.(1)分析图像知△az)；,'：1<"=0.79mol-L_1,p(Z)=°，79L~=0.079mol-L-|-s-Io(2)由各物

质转化的量：X为0.79mol,Y为0.79mol,Z为1.58mol,可知方程式中各物质的化学计量数之比为1：1：2,

则化学方程式为X(g)+Y(g)2Z(g)»

11.(1)前4s内，△c(A)=0.8mol-L-i—0.5moi=0.3molLf,u(A)=0.3mol-L1-?4s=0.075mol-L'-s1;

0(A)：o(C)=q：c=(0.075mol-L-|-s-1)：(0.05molL-1-s-|)=3:2,由图像知，在12s时Ac(A):Ac(B)=(0.6

mol-L-1)：(0.2molL-|)=3：l=a:b,则“、氏c三者的比例为3：I：2,所以该反应的化学方程式为3A(g)

+B(g)2C(g)»

(2)生成物C的浓度从0开始增加，到12s时达到最大，Ac(A):Ac(C)=a:c=3:2,所以Ac(C)=2X0.6

mol-L'-^3=0.4mol-L'o

(3)丙容器中。(C)=9.6mol-L'-min'=0.16mol-L1-s1则甲容器中二^=-^=-------------=0.1mol-L

o(B)0(B)0.12mol-L〕sro(C)o(C)0.16mol-L-Is、

-'•s-1,乙容器中=0.12mol-L_|-s-1,丙容器中

bI22

0.08mol-L-|-s_|,故甲、乙、丙三个容器中反应速率由快到慢的顺序为乙＞甲＞丙。

in.审题视角注意图像特点，以及外界条件对速率影响的图像规律和浓度图像无跳跃性等。

(1加时，。过增大程度比。正增大程度大，说明改变的条件是升高温度。“时，。正、。受同等程度地增大，说

明加入了催化剂。14时，o正、O逆都减小且。正减小的程度大，平衡向逆反应方向移动。

(2)由于在，3时刻加入的是催化剂，所以口〜段反应速率最快。

易误警示

1.化学反应速率计算的常见错误

(1)不注意容器的容积。

(2)漏写单位或单位写错。

(3)忽略有效数字。

2.比较化学反应速率大小的注意事项

(1)看单位是否统一，若不统一，换算成相同单位。

(2)比较不同时间段内的化学反应速率大小时，可先换算成同一物质表示的反应速率，再比较数值大小。

(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值。例如，对于一般反应“A(g)+〃B(g)cC(g)+JD(g),比较不

同时间段内等与甯的大小，若等邛，则用A表示的反应速率比用B表示的大。

题组二“控制变量”思想在探究影响化学反应速率因素中的应用

2.某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中，发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答

下列问题：

(1)上述实验中发生反应的化学方程式有_________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________0

(2)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是

(3)实验室中现有Na2so4、MgSCh、Ag2so4、K2sO4等4种溶液，可与上述实验中CuSCU溶液起相似作用

的是。

(4)要加快上述实验中气体产生的速率，还可采取的措施有

___________________________________________________________________________(答两种)。

(5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响，该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合

溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中，收集产生的气体，记录获得相同体积气体所需的时间。

实验

ABcDEF

混合溶

4mol-L-1H2SO4/1T1L30修vv

v23V45

饱和C11SO4溶液/mL00.52.55v620

V10

H2O/mLv7v8%100

①请完成此实验设计，其中：Vi=,V6=,M9=。

②反应一段时间后，实验A中的金属呈_______色，实验E中的金属呈________色。

③该同学最后得出的结论为当加入少量CuSCU溶液，生成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSCU溶液

超过一定量时，生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因：

答案(l)Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2t

(2)CuSC)4与Zn反应产生的Cu与Zn形成铜锌原电池，加快了H?产生的速率

⑶Ag2s。4

(4)升高反应温度，适当增加硫酸的浓度，增大锌粒的表面积等(答两种即可)

⑸①301017.5②灰黑暗红③当加入一定量的CuSO4后，生成的单质Cu会沉积在Zn的表面，减

少了Zn与溶液的接触面积

解析⑴分析实验中涉及的物质：Zn、CuSCU、H2SO4,其中能发生的化学反应有2个：Zn+CuSO4=ZnSO4

+Cu,Zn+H2sO4=ZnSC)4+H2t。

(2)由于Zn与CuSCU反应生成的Cu附着在Zn片表面，构成铜锌原电池，从而加快了H2产生的速率。

(3)4种溶液中能与Zn发生置换反应的只有Ag2so〃Zn+Ag2SO4=ZnSO4+2Ag»

(4)根据影响化学反应速率的外界因素，则加快反应速率的方法还有：增大反应物浓度、升高温度、使用催

化剂、增大锌粒的表面积等。注意：H2SO4浓度不能过大，浓硫酸与Zn反应不生成H2。

(5)若研究CuSCU的量对H2生成速率的影响，则实脸中除CuSC>4的量不同之外，其他物质的量均相同，则

%=丫2=3=匕=匕=30mL,最终溶液总体积相同。由实验F可知，溶液的总体积均为50mL,则％=

10mL,V9=17.5mL»随着C11SO4的量增大，附着在Zn片表面的Cu会越来越多，被覆盖的Zn不能与

H2s接触，则H2生成速率会减慢，且Zn片表面的Cu为暗红色。

3.某课外兴趣小组对H2O2的分解速率做了如下实验探究。

(1)下表是该小组研究影响过氧化氢出2。2)分解速率的因素时采集的一组数据：

用10mLH2C>2制取150mLe)2所需的时间

\浓度

30%H2O215%H2O210%H2O25%H2O2

反应条件

几乎几乎几乎几乎

(I)无催化剂、不加热

不反应不反应不反应不反应

(II)无催化剂、加热360480540720

(lH)MnC)2催化剂、加热102560120

①该小组在设计方案时，考虑了浓度、a：、b：等因素对过氧化氢分解速率的影响。

②从上述影响H2O2分解速率的因素a和b中任选一个，说明该因素对该反应速率的影响:

(2)将质量相同但颗粒大小不同的MnCh分别加入到5mL5%的双氧水中，并用带火星的木条测试。测定结

果如下:

催化剂操作情况观察结果反应完成所需的时间

(MnO2)

粉末状剧烈反应，带火星的木条复燃3.5分钟

混合不振荡

块状反应较慢，火星红亮但木条未复燃30分钟

①写出H2O2发生反应的化学方程式：»

②实验结果说明催化剂作用的大小与有关。

答案（1）①温度催化剂

②其他条件不变，升高反应温度，H2O2分解速率加快（或其他条件不变，使用合适的催化剂，氏。2分解速

率加快等合理答案）

⑵①2H2。22％2H2O+O2t

②催化剂的颗粒大小（或催化剂的表面积）

解析（1）从本题提供的表格中的数据和条件进行分析可以得到在该小组设计方案时，考虑到了浓度、温度

和催化剂对化学反应速率的影响。分析（I）、（II）组实验可以得到在其他条件不变时，升高反应温度，H2O2

分解速率加快；分析（II）、（IH）组实验可以得到在其他条件不变时使用合适的催化剂，H2O2分解速率加快。

（2）②在实脸中可以看到在其他条件不变时，MnCh的颗粒大小不同使带火星的木条看到的现象不同，反应

完成需要的时间也不同，故可得答案。

题组三2015高考试题汇编

4.（206海南，8改编）10mL浓度为1mol-L1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.K2SO4B.CH^COONa

C.C11SO4D.Na2cO3

答案c

解析锌与稀盐酸反应过程中，若加入物质使反应速率增大，则溶液中的氢离子浓度增大，但由于不影响

氧气的生成量，故氢离子的总物质的量不变。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，CH3coOH最终又完全电离，故H+物质的量不

变，错误；C项，加入硫酸铜溶液，Cu?+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。

5.（2015・上海，20）对于合成氨反应，达到平衡后，以下分析正确的是（）

A.升高温度，对正反应的反应速率影响更大

B.增大压强，对正反应的反应速率影响更大

C.减小反应物浓度，对逆反应的反应速率影响更大

D.加入催化剂，对逆反应的反应速率影响更大

答案B

解析A项，合成氨反应的正反应是放热反应，升高温度，正反应、逆反应的反应速率都增大，但是温度

对吸热反应的速率影响更大，所以对该反应来说，对逆反应速率影响更大，错误；B项，合成氨的正反应

是气体体积减小的反应，增大压强，对正反应的反应速率影响更大，正反应速率大于逆反应速率，所以平

衡正向移动，正确；C项，减小反应物浓度，使正反应的速率减小，由于生成物的浓度没有变化，所以逆

反应速率不变，逆反应速率大于正反应速率，所以化学平衡逆向移动，错误：D项，加入催化剂，使正反

应、逆反应速率改变的倍数相同，正反应、逆反应速率相同，化学平衡不发生移动，错误。

6.[2015•重庆理综，11(3)]研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCL关于CuCI在青铜器腐蚀过

程中的催化作用，下列叙述正确的是。

A.降低了反应的活化能B.增大了反应的速率

C.降低了反应的焙变D.增大了反应的平衡常数

答案AB

考点二全面突破化学平衡

N知里精讲一

1.化学平衡状态的判断标志

(1)速率标志

①同一物质在同一时间内生成速率与消耗速率相等。

②不同物质在相同时间内代表反应方向相反时的化学反应速率比等于化学计量数之比。

(2)物质的数量标志

①平衡体系中各物质的质量、浓度、百分含量等保持不变。

②反应物消耗量达到最大值或生成物的量值达到最大值(常用于图像分析中)。

③不同物质在相同时间内代表反应方向相反的量(如物质的量、物质的量浓度、气体体积)的变化值之比等

于化学计量数之比。

(3)特殊的标志

①对反应前后气体分子数目不同的可逆反应来说，当体系的总物质的量、总压强(恒温恒容时)、平均相对

分子质量不变。

②有色体系的颜色保持不变。

(4)依。与K关系判断：若Q=K,反应处于平衡状态。

特别提醒(1)若所有物质均为气体，则质量不变不能作为化学平衡的标志。

(2)若是在恒容容器中进行，则气体体积、密度保持不变不能作为化学平衡的标志。

2.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。正＞。逆，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<。逆，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。正'和。/仍保持相等，则化学平衡没有发

生移动。

(2)依据浓度商(Q)规则判断

通过比较浓度商(。)与平衡常数(依的大小来判断平衡移动的方向。

①若Q>K,平衡逆向移动；

②若Q=K,平衡不移动；

③若Q<K,平衡正向移动。

3.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)+Bm(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。

(3)当外界条件的改变对平衡移动的影响与生产要求不一致时，不能用勒夏特列原理解释，如工业合成氨条

件的选择。

.题组集也

题组一多角度、全方位突破化学平衡状态标志的判定

1.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：①混合气体的压强，②混合气体的密度,

③混合气体的总物质的量，④混合气体的平均相对分子质量，⑤混合气体的颜色，⑥各反应物或生成物的

浓度之比等于系数之比，⑦某种气体的百分含量

(1)能说明2SO2(g)+O2(g)2so3(g)达到平衡状态的是。

(2)能说明I2(g)+H2(g)2HI(g)达到平衡状态的是。

(3)能说明2NO2(g)NzCMg)达到平衡状态的是o

(4)能说明C(s)+C02(g)2co(g)达到平衡状态的是o

(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)+CCh(g)达到平衡状态的是。

(7)能说明5co(g)+L05⑸5co2(g)+b(s)达到平衡状态的是。

答案(1)①③④⑦(2)⑤⑦(3)①③④⑤⑦

(4)①②③④⑦(5)②④⑦(6)①②③(7)②④⑦

2.若上述题目改成一定温度下的恒压密闭容器，结果又如何？

答案(1)②③④⑦(2)⑤⑦(3)②③④⑤⑦

(4)②③④⑦⑸②④⑦⑹②③⑺②④⑦

3.汽车净化的主要原理为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九时刻达到平衡状态的是。

d

答案bd

失误防范

化学平衡标志判断“三关注”

关注反应条件，是恒温恒容，恒温恒压，还是绝热恒容容器；关注反应特点，是等体积反应，还是非等体

积反应；关注特殊情况，是否有固体参加或生成，或固体的分解反应。

题组二化学平衡状态移动方向及结果的判定

4.在一定条件下，可逆反应2NCh（g）N2O4（g）AHO达到平衡，当分别改变下列条件时，请填空：

（1）保持容器容积不变，通入一定量N02,则达到平衡时Nth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N02的百分含量

（2）保持压强不变，通入一定量NO2,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__________。

（3）保持容器容积不变，通入一定量就气，则达到平衡时N02的转化率;保持压强不变，通入第

气使体系的容积增大一倍，则达到平衡时NO?的转化率。

答案⑴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NC>2,则增加了NO2的浓度，所以平衡正向移动，且NO2转化

率比原来大，NO2的百分含量减小；保持容器容积不变，通入一定量N2O4,则增加了N2O4的浓度，所以

平衡逆向移动，但其进行的程度比原来的N2O4的转化率要小，所以NO2的百分含量减小。（2）保持压强不

变，通入一定量NOz或N2O4,不影响平衡，所以NO2的百分含量不变。（3）保持容器容积不变，通入一定

量鼠气，此过程中各物质的物质的量浓度都没有发生改变，所以平衡不移动，N02的转化率不变：保持压

强不变，通入氤气使体系的容积增大一倍，则相当于减小压强，所以平衡向生成NO2的方向移动，所以

N02的转化率会减小。

5.（2015・江苏，15改编）在体积均为1.0L的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1mol

CO2和0.2molCO2，在不同温度下反应CCh（g）+C（s）2co（g）达到平衡，平衡时CCh的物质的量浓度

C（CO2）随温度的变化如图所示（图中I、11、III点均处于曲线上）。下列说法正确的是（）

90011(M)13001500

T/K

A.反应CO2(g)+C(s)=2CO(g)的ASX)、A//<0

B.体系的总压强p&：p.虱状态H)>2p总(状态I)

c.体系中c(co)：c(co,状态n)>2《co,状态in)

D.逆反应速率o逆：。逆(状态I)>o逆(状态III)

答案B

解析A项，C和CO2反应是吸热反应，AH>0,故A错误；B项，状态I是通入0.1molCCh,状态H是

通入0.2molCO2,状态II可以看作先通0.1molCO2,此时的压强相等，再通入0.1molCC>2,假如平衡不

移动，此时的压强等于2倍pg(状态I),但要满足CO2的浓度相等，应对此体系加热使反应向正反应方向

移动，气体物质的量增加，因此p式状态n)>2p式状态I),故正确；C项，状态II可以看作先通0.1molC02,

此时两者CO的浓度相等，再通入0.1molCO2,假如平衡不移动，状态HCO的浓度等于2倍状态HI,但

再充入co?,相当于增大压强，平衡右移，消耗co,因此c(co,状态n)<2c(co,状态ni),故错误；D

项，温度越高，反应速率越快，。式状态1)<0式状态III),故错误。

6.(2015・天津理综，6)某温度下，在2L的密闭容器中，加入1molX(g)和2moiY(g)发生反应：X(g)+

〃?Y(g)3Z(g)平衡时，X、Y、Z的体积分数分别为30%、60%、10%。在此平衡体系中加入1molZ(g),

再次达到平衡后，X、Y、Z的体积分数不变。下列叙述不正确的是()

A.tn=2

B.两次平衡的平衡常数相同

C.X与Y的平衡转化率之比为1:I

D.第二次平衡时，Z的浓度为0.4mo卜L।

答案D

解析A项，由题意可知两种条件下X、Y、Z的初始物质的量不同，而最终平衡状态相同，则两种条件

下建立的平衡为温度、容积不变时的等效平衡，故满足反应前后气态物质计量数之和相等，则1+机=3,

m=2,正确；B项，温度不变，平衡常数不变，正确；C项，X、Y的初始物质的量之比为1：2,根据方

程式可知参加反应的X、Y的物质的量之比也为1:2,故X与Y的平衡转化率之比为1：1,正确：D项，

由方程式可知该反应中反应前后气体的物质的量不变，所以第二次平衡时气体的总物质的量为4m。1,则Z

的物质的量为4moiX10%=0.4mol,Z的浓度为0.4mol+2L=0.2molLf,错误。

方法技巧

对于反应物或生成物只有一种的可逆反应而言，在改变物质浓度而引起化学平衡移动时应遵循或应用下列

方法进行分析：

(1)建模法分析化学平衡

当容器n中的投料量是容器I中的〃倍时，可通过建模思想来进行考虑。

一般解题步骤［以PCl5(g)PCl3(g)+Cl2(g)为例］:

①建模：构建容器I的模型：

pi(始)pi(平)

I|1molPCkl-^lPCI5M%

②解模：将容器II进行拆分，构建新的模型(用实线箭号表示状态变化的方向，用虚线箭号表示虚拟的过程):

II

Pl(始)Pn(平)

1OEelDC_1_____1卫谷______JDCKJC7-1

♦

平

减：拆加：/衡

&：而

压1分逆

|1nJPC］卜——--向

PCI；M%|移

------J动

］mol----------------------PCkM%

最后将虚拟出的两个平衡状态进行加压，把体积较大的平衡状态转化为体积较小的平衡状态。即容器n的

反应相当于在虚拟容器的基础上增大压强，平衡逆向移动，容器n相对于容器I,pck的体积分数增大。

(2)在温度、压强不变的体系中加入某种气体反应物(或生成物)的平衡移动问题：

对于4A(g)6B(g)+cC(g)或6B(g)+cC(g)aA(g),当7、p不变时，加入A气体，平衡移动的最终结

果与原平衡等效，相当于平衡不移动；而加入B或C,则平衡的移动由浓度决定。

考点三全面突破化学平衡常数及转化率

&知迟精讲

1.化学平衡常数的全面突破

⑴数学表达式：对于反应〃zA(g)+"B(g)pC(g)+qD(g)来说，

注意①不要把反应体系中纯固体、纯液体以及稀水溶液中水的浓度写进平衡常数表达式。如:

CaCO3(s)CaO(s)+CO2(g)

K=C(CO2)

Cr2。干(aq)+H2。⑴2CrO?~(aq)+2H+(aq)

c2(CrOr)c2(Hf)

c(Cr2。/)

但在非水溶液中，若有水参加或生成，则此时水的浓度不可视为常数，应写进平衡常数表达式中。如:

C2H5OH+CH3COOHCH3COOC2H5+H2O

c(CH3coOC2H5>C(H2。)

K—c(C2H50H)C(CH3coOH)

C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)

C(CO)C(H2)

C(H2O)

②同一化学反应，化学反应方程式写法不同，其平衡常数表达式及数值亦不同。如：

N2O4(g)2NO2(g)

2

C(NO2)

A-

e(N2O4)

|N2O4(g)NO2(g)

K，二普』

%(N2O4)

2NO2(g)N2O4(g)

C(N2O4)1

K-/(NCh厂K

因此书写平衡常数表达式及数值时，要与化学反应方程式相对应，否则意义就不明确。

(2)平衡常数的意义

①平衡常数可表示反应进行的程度。K越大，反应进行的程度越大，时，可以认为该反应已经进行

完全。转化率也能表示反应进行的程度，转化率不仅与温度有关，而且与起始条件有关。

②K的大小只与温度有关，与反应物或生成物起始浓度的大小无关。

(3)浓度商：可逆反应进行到某时刻(包括化学平衡)时，生成物浓度的化学计量数次基之积与反应物浓度的

化学计量数次幕之积的比值称为浓度商(Q)。当Q=K时，该反应达到平衡状态；Q<K时，该反应向正反

应方向进行；Q>K时，该反应向逆反应方向进行。

2.转化率的全面突破

(1)转化率的计算公式

a(A)=怨察X100%=当察X100%o

'n(A)c(A)

(2)转化率的变化分析

在一，恒容密闭容器中通入“molA、6moiB发生反应“A(g)+bB(g)cC(g),达到平衡后，改变下列条件,

分析转化率的变化情况(用“增大”、“减小”或“不变”表示)：

①再通入匕molB,a(A)增大,a(B)减小。

②再通入amolA、bmolB：

若a+b>c,a(A)增大、a(B)增大;

若a-\-b=c,a(A)不变、a(B)不变;

若a+b<c,a(A)减小、a(B)减小。

\J题组集歌

1.(2015•重庆理综，7)黑基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂，能防止某些昆虫、线虫和真菌的危害。在恒

容密闭容器中，将CO和H2s混合加热并达到下列平衡：

CO(g)+H2s(g)COS(g)+H2(g)K=OA

反应前CO物质的量为10mo1,平衡后CO物质的量为8m01。下列说法正确的是()

A.升高温度，H2s浓度增加，表明该反应是吸热反应

B.通入CO后，正反应速率逐渐增大

C.反应前H2s物质的量为7moi

D.CO的平衡转化率为80%

答案C

解析A项，升高温度，H2s浓度增大，说明平衡向逆反应方向移动，逆反应吸热，正反应放热，错误；

B项，通入CO气体瞬间正反应速率增大，达到最大值，向正反应方向建立新的平衡，正反应速率开始减

小，错误；C项，设反应前H2s的物质的量为“mol,容器的容积为1L,则

CO(g)+H2s(g)COS(g)+H2(g)K=0.1

〃(始)/mol10n00

〃(变)/mol2222

九(平)/mol8及一222

2X2

因为该反应是反应前后气体体积不变的反应，所以有后西口=。.1,解得〃=7,正确；D项，根据

上述计算可知CO的转化率为20%,错误。

2.将一定量NO2和N2O4的混合气体通入体积为1L的恒温密闭容器中，各物质浓度随时间变化的关系如

图1所示。

计算该反应的平衡常数K=,«反应进行到20min时，再向容器内充入一定量NCh,10min后达到

新的平衡，此时测得C(NO2)=0.9mol-L

(1)第一次平衡时混合气体中NO2的体积分数为皿，达到新平衡后混合气体中NO2的体积分数为W2,则

孙3(填“>”、“=”或

⑵请在图2中画出20min后各物质的浓度随时间变化的曲线(曲线上必须标出“X”和"Y”)»

答案0.9(1)>

⑵

解析由变化量可知图像中X为NO2、Y为N2O4,发生的化学反应为N2O4(g)2NO2(g),达到平衡后

”(NO.

-1

C(NO2)=0.6moll/i、C(N2OQ=0.4mol-L,平衡常数K=­,=0.9,再向容器内充入一定量NO2.10min

1

后达到新的平衡，此时测得c(NO2)=0.9mol・L「，平衡常数不变,则此时c(N2O4)=0.9mobL_,c(N2O4)

增加了0.5molL-1,则消耗c(N()2)为1.0mol-L-L20min时c(NC)2)=1.9mol-Lj进而画出图像。孙”今日

09

X100%=60%、W2=nn_Ln100%=50%,幼〉以2。

U.y-rU.V

3.(2014•山东理综，29)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时，涉及如下反应：

2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)K\

AM<0(I)

2NO(g)+Cl2(g)2ClN0(g)K2A//2<0(II)

(l)4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cb(g)的平衡常数K=(用Ki、&表示)。

(2)为研究不同条件对反应(II)的影响，在恒温条件下，向2L恒容密闭容器中加入0.2molNO和0.1molCl2,

10min时反应(H)达到平衡。测得10min内0(C1NO)=7.5X10、mo].L〕minr,则平衡后"(CL)=

mol,NO的转化率如=。其他条件保持不变，反应(H)在恒压条件下进行，平衡时NO的转化率

a2内(填“>”、或"="),平衡常数K2(填“增大”、“减小”或“不变”)。若

要使於减小，可采取的措施是

答案⑴收/长

(2)2.5X10275%>不变升高温度

解析⑴观察题给的三个方程式可知，题目所求的方程式可由(I)X2-(II)得到，故该反应的平衡常数K

一国

—■，n

(2)由题给数据可知，«(C1NO)=7.5X10-3mol-L-1-min-1X10minX2L=0.15mol.

2N0(g)+Ch(g)2ClN0(g)

起始物质的量/mol0.20.10

10min内转化的物质的量/mol0.150.0750.15

平衡物质的量/mol0.050.0250.15

故/?(C1)-0.025mol;NO的转化率al忆黑：

2X100%=75%o

其他条件保持不变，由恒容条件(2L)改为恒压条件，因该反应是气体分子数减小的反应，平衡正向移动，

NO的转化率增大，即。2>R；平衡常数只是温度的函数，故由恒容条件改为恒压条件时平衡常数不变；要

使平衡常数减小，平衡应逆向移动，因为反应(II)是放热反应，故应升高温度。

考点四看图识图借图破解

、知识精讲

1.图像类型

（1）浓度一时间

如A(g)+B(g)AB(g)

（2）含量一时间一温度（压强）

（C%指产物的质量分数，B%指某反应物的质量分数）

（T2>T„正反应为吸热反应）

（T2>T,,正反应为放热反应）

（P6P2,正反应为气体体积减小的反应）

（p,>p2,正反应为气体体积增大的反应）

⑶恒压（或恒温）线

（c表示反应物的平衡浓度，a表示反应物的转化率）

图①，若Pl>P2>P3，则正反应为气体体积减小的反应，A//<0;

图②，若7>72,则正反应为放热反应。

(4)几种特殊图像

①对于化学反应〃zA(g)+〃B(g)pC(g)+qD(g),M点前，表示从反应物开始，。Qo逆；M点为刚达到平

衡点(如下图)；M点后为平衡受温度的影响情况，即升温，A的百分含量增加或C的百分含量减少，平衡

左移，故正反应AHcO。

②对于化学反应〃?A(g)+〃B(g)pC(g)+qD(g),L线上所有的点都是平衡点(如下图)。L线的左上方(E

点)，A的百分含量大于此压强时平衡体系的A的百分含量，所以，E点。止：>。逆；则L线的右下方(F点)，

V正V。逆。

2.分析方法

(1)认清坐标系，弄清纵、横坐标所代表的意义，并与有关原理相结合。

(2)看清起点，分清反应物、生成物。浓度减小的是反应物，浓度增大的是生成物，一般生成物多数以原点

为起点。

(3)看清曲线的变化趋势，注意渐变和突变，分清正、逆反应，从而判断反应特点。

(4)注意终点。例如，在浓度一时间图像上，一定要看清终点时反应物的消耗量、生成物的增加量，并结合

有关原理进行推理判断。

(5)先拐先平。例如，在转化率一时间图像上，先出现拐点的曲线先达到平衡，此时逆向推理可得该曲线对

应的温度高、浓度大或压强大。

(6)定一议二。当图像中有三个量时，先确定一个量不变再讨论另外两个量的关系。

3.绘图要领

一标：标原点，标横、纵坐标的物理量及单位。

二比：比照原图像，画出新图像，并标明。

X题组集训

题组一识别图像、联系规律、判断正误

1.(2015・四川理综，7)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应：C(s)+

CO2(g)2C0(g),平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：

44).()

20.0

10.L

445550650T800925温度/t

已知：气体分压s分)=气体总压(p总)X体积分数。下列说法正确的是()

A.550°C时，若充入惰性气体，。正、。逆均减小，平衡不移动

B.650℃时，反应达平衡后CO2的转化率为25.0%

C.TC时，若充入等体积的CO2和CO,平衡向逆反应方向移动

D.925℃0寸，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数勺=24.00总

答案B

解析A项，C(s)+CO2(g)2co(g)的正反应是气体物质的量增加的反应，由于反应容器为体积可变的

恒压密闭容器，充入惰性气体容器体积扩大，对反应体系相当于减小压强，故。正、。速均减小，平衡正向

移动，错误：B项，由图可知，650°C时若设起始时CO2的体积为1L,平衡时CO2消耗的体积为xL,则

C(s)+CO2(s)2C0(g)

人10

入X2x

V+1-X2x

2x

X100%=40.0%,x=0.25,CO2的转化率为25%,正确；C项，由图可知，T℃时平衡体系中

(1一x)+2x

CO和CO?的体积分数均为50%,故恒压时充人等体积的CO?和CO两种气体平衡不发生移动，错误；D

项，925℃时，CO的平衡分压p(CO)=psX96.0%,CO2的平衡分压p(CC)2)=p总又4%,根据化学平衡常

数的定义可知

/(CO)_3X96%)2

Kp~p(COi)~p名X4.0%--3.04八,错误。

2.(2015•安徽理综，11)汽车尾气中，NO产生的反应为N2(g)+Ch(g)2N0(g)»一定条件下，等物质的

量的NKg)和02(g)在恒容密闭容器中反应，下图曲线a表示该反应在温度T下N2的浓度随时间的变化，

曲线b表示该反应在某一起始条件改变时N2的浓度随时间的变化。下列叙述正确的是()

(

-

L

•

O

'E

Z

WN

A.温度T下，该反应的平衡常数K='"

B.温度7下，随着反应的进行，混合气体的密度减小

C.曲线b对应的条件改变可能是加入了催化剂

D.若曲线b对应的条件改变是温度，可判断该反应的△”<()

答案A

解析A项，在温度7下，由曲线a可知，达到平衡后N2、Ch、NO的浓度分别为cimolL-i、0molL-i、

2(co-ci)mol-L1,所以该反应的平衡■常数Ku"","),正确；B项，反应前后，混合气体的体积与质

量都没有发生改变，所以混合气体的密度不变，错误；C项，加入催化剂只改变反应速率而不改变反应的

转化率，若加入催化剂达到平衡后，c(N2)应与曲线a对应的平衡浓度相同，错误；D项，若曲线b对应的

条件改变是温度，由于曲线b相对于曲线a先达到了平衡，故应该为升温，升高温度，N2的平衡浓度减小，

说明平衡向正向移动，该反应为吸热反应，△”>(),错误。

题组二辨别图表、提取信息、综合应用

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

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