2022届新高考化学冲刺精准复习 化学反应速率与化学平衡

2022届新高考化学冲刺精准复习

化学反应速率和化学平衡

重难点突破

知识点一；化学反应速率

1.表示方法

通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。

2.数学表达式及单位

△c

单位为molL'min-1或mol-L's1

3.化学反应速率与化学计量数的关系

同一反应在同一时间内，用不同物质来表示的反应速率可能不同，但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。

.

如在反应aA(g)+bB(g)TcC(g)+dD(g冲,存在v(A)；v(B)；v(C)；v(D)=a；b；c；d

4.同一化学反应中反应快慢的比较方法

由于同一化学反应的反应速率用不同物质表示时数值可能不同，所以比较反应的快慢不能只看数值的大小，

而要进行一定的转化。

(1)看单位是否统1,若不统一，换算成相同的单位。

(2)换算成同一物质表示的速率，再比较数值的大小。

(3)比较化学反应速率与化学计量数的比值，即对于一般反应aA+bB=cC+dD,比较?与手，若罟，则

A表示的反应速率比B的大。

【典型例题】

1.X(g)+3Y(g)^^2Z(g)AH=-akJ-mol'o一定条件下，将ImolX和3moiY通入2L的恒容密闭容器，

反应lOmin,测得Y的物质的量为2.4mol。下列说法正确的是

A.lOmin内，Y的平均反应速率为0.03mol，L，b

B.lOmin内,X和Y反应放出的热量为akJ

C.第lOmin时，X的反应速率为O.OlmoLLT•min”

D.lOmin内,消耗02moiX,生成0,4molZ

【答案】D

【解析】

将ImolX和3moiY通入2L的恒容密闭容器中，反应lOmin,测得Y的物质的量为2.4moL则可列“三段式”：

X(g)+3Y(g)U2Z(g)

开始(mol)130

转化(mol)0.20.60.4

lOmin(mol)0.82.40.4

0.6mol

A.lOmin内，Y的平均反应速率=2L=O.OOQ5mol，L〔G,故A错误；

10乂60s

B.由反应可知，ImolX与3moiY完全反应放出热量为akJ,则l()min内，X和Y反应放出的热量为0.2akJ,

故B错误；

0.2mol

C.第lOmin内，X的反应速率=2L=0.01molL'min为平均反应速率，不能计算lOmin时的反应速率,

lOmin

故c错误；

D.由“三段式”可知，lOmin内,消耗0.2molX,生成0.4molZ,故D正确;

故答案选D。

，.3

2.(2022,哈尔滨市第一六二中学校高二期末)对于反应N?(g)+3H20(g)=2NH3(g)+。O2(g),在不同时间段内所

测反应速率如下，则表示该化学反应进行最快的是

A,u(NH3)=1,5mobL-,niin_,B,u(N2)=L2

C.v(H2O)=1.67mol-L'min1D.v(02)=1.5mol-Llmin1

【答案】B

【解析】

,则早比值最大即V(N2)=L2

根据速率与计量系数之比分析，比值越大速率越快，卷、〒、学、

1.51

T

2

molL'min-'表示该化学反应进行最快，故B符合题意。

综上所述，答案为B。

【变式训练】

1.(2022.哈尔滨三中高二期末)反应4A(s)+3B(g)02c(g)+D(g),2min内B浓度减少0.6mol/L,下列的

描述正确的是

A.v(A)=0.4mol-L71-min-1

B.在2min末的瞬时反应速率，用B表示为0.3mol，L，minT

C.在2min内B和C两物质浓度都是逐渐减小的

D,分别用物质B、C、D表示的反应速率的值之比为3；2：1

【答案】D

【解析】

A.物质A是固体，其浓度不变，因此不能用A的浓度变化表示反应速率，A错误；

B.化学反应速率是平均反应速率，而不是瞬时反应速率，B错误；

C.在该反应中B是反应物，C是生成物，随着反应的进行，B的浓度逐渐减小，则生成物C的浓度逐渐增大,

C错误；

D.在相同时间内用不同物质表示反应速率时，速率比等于化学方程式中相应物质的化学计量数的比，则分别

用物质B、C、D表示的反应速率的值之比为3：2：I,D正确；

故合理选项是D。

2.一定条件下，在恒容密闭容器中发生反应3c。2值)十10也伍)=£：3乩仅)+6H20(g),达到平衡前的反应

速率分别用v(CO2).V(H2)、WC3H8)、v(HQ)表示，下列关系式正确的是

A-yV(CO2)=v(H2)B.1V(C3H8)=V(H2O)

C.^V(C3HR)=V(H2)D.|V(H2)=V(H2O)

【答案】A

【解析】

A.根据物质反应转化关系可知化学反应速率：u(C02)：MH2)=3：10,所以gv(COj=v(Hj,A正确；

B,根据物质反应转化关系可知化学反应速率；V(C3H8)；V(H2O)=1：6,所以6、©儿)=丫(%0),B错误；

C.根据物质反应转化关系可知化学反应速率：V(C3H8)：V(H2)=1：10,所以10V(GH8)=V(H2),C错误；

D.根据物质反应转化关系可知化学反应速率：以比0)：可氏)=6：10,所以|丫(凡)K(凡0),D错误；

故合理选项是Ao

知识点二：影响化学反应速率的因素

1.内因(主要因素)

反应物本身的性质。

2.外因(其他条件不变，只改变一个条件)

领A增大反应物浓度,反应速率加怏,反之蛾

对于有气体参加的反应.增大压强,反应

芹l速率蟠，反之邀慢

升高温度,反应速率加怏，反之图t

扁加1使用催化剂,能改变化学反应速率,且正、

宁岁二逆反应速率的改变程度则

反应物间的接触面积、光幅射、放射线幅射、

超声波等

3.理论解释——有效碰撞理论

⑴活化分子、活化能、有效碰撞

①活亿分子：能够发生有效碰撞的分子。

②活化能：如图

图中：&为正反应的活化能，使用催化剂时的活化能为E3,反应热为B-E式注，以为逆反应的活化能）

③有效碰撞：活化分子之间能够引发化学反应的碰撞。

（2）活化分子、有效碰撞与反应速率的关系

4.气体反应体系中充入惰性气体（不参与反应）时对反应速率的影响

（1）恒容：充入“惰性气体”一一＞总压增大--＞物质浓度不变（活化分子浓度不变）一一＞反应速率不变。

（2）恒压：充入“惰性气体”一一＞体积增大--＞物质浓度减小（活化分子浓度减小）一一＞反应速率减小。

【典型例题】

1.关于有效碰撞理论，下列说法正确的是

A.活化分子间的碰撞•定是有效碰撞

B.压强的增大一定能加快化学反应速率

C.使用催化剂能提高反应速率，原因是提高了分子的能量，使有效碰撞频率增大

D.升高温度会加快反应速率，原因是增加了单位时间内活化分子的有效碰撞次数

【答案】D

【解析】

A.活化分子间的碰撞不一定是有效碰撞，只有发生化学反应的活化分子的碰撞才是有效碰撞，选项A错误;

B.压强只影响有气体参加的化学反应，如酸碱中和反应增大压强对反应速率无影响，选项B错误；

C.使用催化剂，降低分子所需的能量，使有效碰撞频率增大，反应速率加快，选项C错误：

D.升高温度，提供了分子需要的能量，活化分子百分数增大，则增加了活化分子的有效碰撞次数，反应速率

加快，选项D正确；

答案选D。

2.(2022.兰州高二期末)反应；C(s)+H2O(g)MX)(g)+H2(g)在一可变容积的密闭容器中进行，下列条件的改变对

其反应速率几乎无影响的是

A.增加C的量B.将容器的体积缩小一半

C.保持体积不变，通入H2O(g)D.保持压强不变，充入N2使容器体积增大

【答案】A

【解析】

A.C是固体，增加C的量，物质的浓度不变，反应速率不变，A正确；

B,将容器的体积缩小一半，反应体系中物质的浓度增大，则化学反应速率增大，B错误；

C,保持体积不变，通入H2O(g),则H2OQ)浓度增大，正反应速率变大，C错误；

D.保持压强不变，充入氮气，使容器的体积变大，反应体系中各物质的浓度减小，则反应速率减小，D错误;

故选Ao

【变式训练】

1.少量铁块与100mL0.01molLT的稀盐酸反应，反应速率太慢，为了加快此反应速率而不改变H?的量，可以

使用如下方法中的：①由铁块换铁粉②升高温度(不考虑盐酸挥发)③符0.01moll।的稀盐酸换成98%的硫酸溶

液④加CH.COONa固体⑤加NaCI溶液⑥涌入几滴酸铜溶液⑦加NaNO.固体⑧改用lOOmLO.ImolL-'盐酸

A.①®⑤B,①®⑧C.①®®D.①©⑧

【答案】B

【解析】

①由铁块换铁粉，反应速率加快，故正确；

②升高温度(不考虑盐酸挥发)，反应速率加快，故正确；

③将O.OImoLL」的稀盐酸换成98%的硫酸溶液，发生钝化现象，故错误；

④加CHKOONa固体，生成醋酸，氢离子浓度减小，反应速率减慢，故错误；

⑤加NaQ溶液，氢离子浓度减小,反应速率减慢，故错误；

⑥滴入几滴硫酸铜溶液，铁置换出铜，构成原电池，反应速率加快，但Fe少量，导致生成的氢气减少，故错

误；

⑦加NaNCh固体与酸形成硝酸，不产生氯气，故错误；

⑧改用lOOmLO.lmo卜L/盐酸，氢离子浓度增大，反应速率加快，故正确：

综上，①②⑧符合题意，故选B。

2.(2021.成都高二期末)实验室利用如下方案探究影响化学反应速率的因素。下列有关说法错误的是

实验编号温度酸性KMnCh溶液H2C2O4溶液

①25℃0.01mol-L-14mL0.1mol-U1、2mL

②25℃0.01mol,1/、4mL0.2mold's2mL

③25℃0.01mol-U1>4mL0.1mol-U1>2mL

④25℃1mol-LT1、4mL0.2mol-L12mL

A.实验④反应速率最快，褪色时间最短

B.实验①②探究的是浓度对化学反应速率的影响

C.如果起始时向①中加入MnSCh固体，反应速率加快

2

D.该反应的离子方程式为2MnO：+5HSOJ6H'=2Mn^+10CO2?+8H,0

【答案】A

【解析】

A.由于2MnO；~5H2c2O4,要使KMnCh溶液褪色，H2c2。4应当过量，实验④中KMnO」溶液过量，溶液并不

会褪色，故A错误；

B.实验①②中温度、c(KMnO。均相同，c(H2c20”不同，故实验①②探究的是浓度对化学反应速率的影响，

故B正确；

C.向反应液中加入MnSCh固体，MM十可咋此反应的催化剂，反应速率加快，故C正确；

D.MnO：与H2C2O4发生氧化还原反应生成MM+和CO2,KMiQ中的钵元素化合价由+7价降低到+2价,H2c2O4

中碳元素化合价由+3价升高到+4价，根据得失电子守恒、电荷守恒以及原子守恒可知离子方程式为

+2+

2MnO；+5H2C2O4+6H=2Mn+10CO2t+8H2O,故D正确;

答案选A。

知识点三；化学平衡

一、化学平衡

1.可逆反应

(1)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。

(2)特点

①二同：a.相同条件下：b.正、逆反应同时进行。

②一小：反应物与生成物同时存在；任一组分的转化率都小于100%。

⑶表不

在方程式中用表示。

2.化学平衡状态

(1)概念

一定条件下的可逆反应中，正反应速率与逆反应速率相等，反应物的浓度和生成物的浓度都不再改变，达到

一种表面静止的状态。

(2)建立

(3)平衡特点

化学平衡是一种动态平衡

正反应速率=逆反应速率

反应物和生成物的股量或浓度

保持不变

条件改变，平街状态可能改变，

新条件下建立新的平衡状态

3.判断化学平衡状态的两种方法

⑴动态标志：v正二Vi#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+bB=cC+dD,普时，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、质量分数等)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。

总之，若物理量由变量变成了不变量，则表明该可逆反应达到平衡状态；若物理量为“不变量”，则不能作为平

衡标志°

【典型例题】可以证明可逆反应N2十3H2=2NH3已达到平衡状态的是

①一个N三N键断裂的同时，有3个H—H键断裂

②其他条件不变时，混合气体平均相对分子质量不再改变

③恒温恒容时，体系压强不再改变

④NHs、N2、%的体积分数都不再改变

⑤恒温恒容时，混合气体密度保持不变

A.全部B.②③④®C.②③@D.③⑤

【答案】C

【解析】

①一个N三N断裂的同时，有3个H-H键断裂，表示的都是正反应速率，无法判断正逆反应速率是否相等，故

①错谩：

②反应两边气体的质量不变，气体的体积不相等，混合气体平均相对分子质量不再改变，说明正逆反应速率

相等，达到了平衡状态，故②正确；

③恒温恒容时，保持其它条件不变时，体系压强不再改变，反应方程式两边气体的体积不相等，压强不变，

说明正逆反应速率相等，达到了平衡状态，故③正确；

④NH、Nz、氏的体积分数都不再改变，说明各组分的浓度不变，达到了平衡状态，故④正确；

⑤恒温恒容时，混合气体的密度保持不变，由于气体的质量不变，容器的容积不变，所以气体的密度始终不

变，故密度无法判断是否达到平衡状态，收⑤错误；

答案选C。

【变式训练】以基硫(COS)是,•种粮食熏蒸剂，能防止某些害虫和真菌的危害。在一定温度下的容积不变的

密闭容器中发生反应：C0(g)+H2S(g)^^C0S(g)+H2(g)o下列叙述中，不能说明反应达到化学平衡状态的是

A.COS的生成速率与H2s的生成速率相等

B.单位时间内消耗amolCO,同时消耗amolH?

C.容器内气体的总压强不再变化

D.CO的浓度不再变化

【答案】C

【解析】

A.COS的生成速率与H2s的生成速率相等，根据方程式可判断正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故A

正确：

B.两单位时间内消耗amolCO,同时消耗amolH?,根据方程式可判断正逆反应速率相等，反应达到平衡状态,

故B正确:

C.反应前后气体的物质的量不变，则压强始终不变，不能据此判断平衡状态，故C错误；

D,CO的浓度不再变化，说明反应达到平衡状态，故D正确;

故选配

二、亿学平衡移动

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

(l)v正＞丫逆；平衡向正反应方向移动。

(2)丫正=丫逆；反应达到平衡状态，不发生平衡移动。

(3)vii；＜vj£：平衡向逆反应方向移动。

3.影响化学平衡的因素

(1)若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下:

改变的条件(其他条件不变)化学平衡移动的方向

增大反应物浓度或减小生成

向正反应方向移司

物浓度

浓度

减小反应物浓度或增大生成

向逆反应方向移司

物浓度

压强向气体分子总数减小的方向

增大压强

(对有反应前后气移动

气体体体积改变向气体分子总数增大的方向

减小压强

参加移动

的反反应前后气

改变压强平衡不移动

应)体体积不变

升高温度向吸热反应方向移动

温度

降低温度向放热反应方向移动

催化剂同等程度改变V正、V逆，平衡不移动

⑵勒夏特列原理

如果改变影响化学平衡的条件之一(如温度、压强以及参加反应的物质的浓度)，平衡将向着能够减弱这种改变

的方向移动

(3)“惰性气体”对化学平衡的影响

①恒温恒容条件

原平衡体系返理之空体系总压强增大―一体系中各组分的浓度不变―一平衡不移动。

②恒温恒压条件

原平衡体系且容器容积增大，各反应气体的分压减小一一>

体系中各组分的浓度同倍数减小

(等效于减压)

气体体积不变的反应B见—

-------------------平衡不移动

气体体枳可变的反应“公入八%,士为山〜人，，，3-

------------------平衡1可气体体酬大的方网移动

【典型例题】(2021•达州高二期末)下列现象，不能用勒夏特列原理解释的是

A.打开汽水瓶时，有大量气泡溢出

B.I2(g)+H2(g)01?2HI(g),加压时颜色加深

C.楂色的K2cl溶液中加入几滴硫酸，溶液颜色加深

D.将收集满NO2玻璃球置于冰水中，颜色变浅

【答案】B

【解析】

A.打开汽水瓶时，压强减小，气体溶解平衡逆向移动，气体逸出，能用勒夏特列原理解释，故A不符合题意;

B.I2(g)+H2(g)01?2HI(g),加压时，浓度增大，颜色加深，平衡不移动，不能用勒夏特列原理解释，故B

符合题意；

C.Cr2O；+H2Oiif,?>2CrO：+H\橙色的KC^O7,溶液中加入几滴硫酸，氢离子浓度增大，溶液逆向移动,

溶液颜色加深，能用勒夏特列原理解释，故C不符合题意。

D.将收集满NO?玻璃球置于冰水中，温度降低，平衡向生成四氧化二氮反应移动，颜色变浅，能用勒夏特列

原理解释，故D不符合题意。

综上所述，答案为瓦

【变式训练】在一密闭容器中，反应aA(g)=bB(g)达平衡后，测得B的浓度为0.5moLL“，保持温度不变,

将容罂体积增加一倍，当达到新的平衡时，B的浓度变为0.3mol.LL则下列说法正确的是

A.平衡向逆反应方向移动了B.物质A的转化率减少了

C.物质B的质量分数增大了D.a>b

【答案】C

【解析】

将容器的体积增加1倍，即变为原来的2倍(降低压强)，假设平衡不移动，B的浓度为0.25mo卜LL实际是

OJmolL1,说明平衡向正反应方向移动。

A,由分析可知平衡向正反应方向移动，A错误；

B,平衡向正反应方向移动，A的转化率增大，R错误；

C.平衡向正反应方向移动，则B的质量增大，总质量不变，B的质量分数增大，C正确；

D.降低压强，平衡向气体分子数增多的方向移动，故a〈b,D错误；

选C。

三、等效平衡

I.等效平衡的含义

在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)下，同一可逆反应体系，不管是从正反应开始，还是从逆反应开始，还是

正、逆反应同时投料，达到化学平衡状态时，任何相同组分的百分含量(质量分数、物质的量分数、体积分数

等)均相同。

2,等效平衡的判断方法

⑴恒温恒容条件下反应前后体积改变的反应

判断方法：极值等量即等效。

例如：2sCHg)+O2(g)L2so3(g)

①2mol1mol0

②002mol

③0.5mol0.25mol1.5mol

④amolbmolcmol

上述①②③三种配比，按化学方程式的化学计量关系均转化为反应物，则SO?均为2m01,0a均为1mol,三

者建立的平衡状态完全相同。

④中a、b、c三者的关系满足：c十a=2,1+b=l,即与上述平衡等效。

(2)恒温恒压条件下反应前后体积改变的反应

判断方法：极值等比即等效。

例如：2s02(g)+Ch(g)L—2S0a(g)

①2mol3mol0

②1mol3.5mol2mol

③amolbmolcmol

按化学方程式的化学计量数关系均转化为反应物，则①②申鬻=全故互为等效平衡。

③中a、b、c三者关系满足：丁二宗即与①②平衡等效。

(3)恒温条件下反应前后体积不变的反应

判断方法：无论是恒温恒容，还是恒温恒压，只要极值等比即等效，因为压强改变对该类反应的化学平衡无

影响。

例如：H2(g)+I2(g)^2HI(g)

①1mol1mol0

②2mol2mol1mol

③amolbmolcmol

①②两种情况下，n(H2)：n(I2)=l：1,故互为等效平衡。

③中a、b、c三者关系满足g+a)：.+b]=l：1或a：b=l：1,cX),即与①②平衡等效。

3.虚拟“中间态”法构建等效平衡

(1)构建恒温恒容平衡思维模式

新平衡状态可认为是两个原平衡状态简单的叠加并压缩而成，相当于增大压强C

起丁始平雅衡於留

(2)构建恒温恒压平衡思维模式(以气体物质的量增加的反应为例，见图示)

新平衡状态可以认为是两个原平衡状态简单的登加，压强不变，平衡不移动。

【典型例题】一定温度下，某密闭容器中充入所。也和2mo叫，发生反应A?(g)+B?(g)—2AB(g)。在

达到平衡后，生成amolAB。当温度不变时，若起始加入的人、B?、AB的物质的量分别为：x,y,z,则下

列说法正确的是

A.若保持恒容，当x;yvl:2,z=0,则达新平衡状态时A?和的转化率一定升高

B.若保持恒压，当x;y〈l;2,z为任意值，则达新平衡状态时AB的物质的量为空生

C.若保持恒容，当x;y;z=l;l;a,则达新平衡状态时A?的体积分数与原平衡时相同

D.若保持恒压，当x:y(1:2,»0,则达新平衡状态时瓦的体积分数与原平衡时可能相同

【答案】D

【解析】

A.若保持恒容，当x：y<l：2,z=0,Bz(g)浓度增大，A2的转化率增大，B2的转化率降低，故A错误；

B.若保持恒压，当x：y=l：2,z为0时，两平衡等效，因此AB的量无法表示，故B错误；

C.若保持恒容，应用极值转化后，相当于投料比为1;1,与原平衡不等效，新平衡状态时A2的体积分数与

原平衡不同,故C错误;

D.若保持恒压，当x：y〈l：2,z>0,满足(x+彳)：(y+^)=l：2,两平衡等效，达新平衡状态时的体枳

分数与原平衡相同，故D正确；

故选：D»

【变式训练】在温度相同、容积均为2L的3个恒容密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温，测得

反应达到平衡时的有关数据如下。下列说法正确的是

已知N2(g)+3H2(g)U2NH3(g)AH=-92.4kJmor'

容器甲乙丙

反应物投入量ImolNj、3moiH22molN2、6molH22moiNH?

-1

的浓度/molLqc2q

反应的能量变化放出Q|kJ放出Q?kJ吸收Q#J

体系压强/PaPlP2P3

反应物转化率%a.

A.2p,=2pA<p2

B.达到平衡时丙容器中NH?的体积分数最大

C.a2+a,<l

D.QR=92.4

【答案】D

【解析】

甲投入ImolN?、3molH2,丙容器投入量2moiN%,恒温恒容条件下，甲容器与丙容器是等效平衡，各组分的

物质的量、含量、转化率等完全相等；而甲容器投入ImolNz、3moi氏，乙容器加入2m0IN2、6moIH2,乙中加

入量是甲中的二倍，如果恒温且乙容器容积是甲容器2倍，则甲容器与乙容器为等效平衡，所以乙所到达的

平衡，可以看作在恒温且容积是甲容器两倍条件下，到达平衡后，再压缩体积为与甲容渊体积相等所到达的

平衡，由于该反应是体积减小的反应，缩小容器体积，增大了压强，平衡向着正向移动，所以乙中氮气、氢

气转化率大于甲和丙的，平衡后乙中氨气含量最大，据此分析解题：

A.丙容器反应物投入量2moiNH3,和甲起始量相同，甲和丙平衡状态相同，乙中压强为甲的二倍；由于乙中

相当于增大压强，平衡向着向着正向移动，所以乙中压强减小，小于甲的2倍，即2P尸2内>囚，A错误；

B.丙容器反应物投入量2moiNH.”采用极限转化法转化为反应物为1mo】N2、3moi比，和甲中的相同，乙容

器加入2mBN?、6m。1比，乙中加入量是甲中的二倍，乙所到达的平衡，可以看作在恒温且容积是甲容器两倍

条件下，到达平衡后，再压缩体积为与甲容器体积相等所到达的平衡，由于该反应是体积减小的反应，缩小

容器体积，增大了压强，平衡向着正向移动，所以乙中氮气、氢气转化率大于甲和丙的，平衡后乙中氨气含

量最尢B错误;

C,丙容器中加入2moiNH3,和甲最后达到相同的平衡状态，若平衡不移动，转化率g+a3=l；乙容器反应物

投入量2molN?、6molH2,由于乙中相当于增大压强，平衡向着向着正向移动，氨气的转化率增大，所以转化

率。2+。3>1,C错误;

D.甲投入ImolN?、3moi%,丙中投入2moiN%,则甲与乙是完全等效的，根据盖斯定律可知，甲与乙的反

应的能量变化之和为92.4kJ,故QI+Q3=92.4,D正确；

故答案为：D。

四、亿学平衡常数

I.概念

在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度弃之积与反应物浓度幕之积的比值是一个常数,

用符号K表示。

2.表达式

⑴对于反应mA(g)+nB(g)^^pC(g)+qD(g),

K=施cPT-潦c^D(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)。

(2)平衡常数与方程式的关系

①在杓同温度下，对于给定的可逆反应，正逆反应的平衡常数互为倒数，即KE=J-°

K逆

②方程式乘以某个系数X,则平衡常数变为原来的X次方。

③两方程式相加得总方程式，则总方程式的平衡常数等于两分方程式平衡常数的乘积，即K./=K「K2。

3.意义及影响因素

(DK值越大，反应物的转化率越大，正反应进行的程度越大。

(2)K只受温度影响，与反应物或生成物的浓度变化无关。

(3)化学平衡常数是指某一具体反应的平衡常数。

4.应用

⑴判断可逆反应进行的程度。

(2)判断反应是否达到平衡或向何方向进行.

对于化学反应aA(g)+bB(g)^cC(g)+dD(g)的任意状态，浓度商；Q=詈%。

Q<K,反应向正反应方向进行；

Q=K,反应处于平衡状态：

Q>K,反应向逆反应方向进行。

(3)判断可逆反应的热效应

值增大一正反应为吸热反应

।升电温度卜三K►

K值减小—*正反应为放热反应

K值增大—*正反应为放热反应

K值减小------1"正反应为吸热反应

五、“三段式''突破化学平衡相关计算

如mA(g)+nB(g)"pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量浓度分别为amolL、bmoH71,达到平衡后

消耗A的物质的量浓度为mxmol.LL

mA(g)+nB(g);==?pC(g)+qD(g)

c«,/mol-L1ab00

cK./molL-1mxnxpxqx

cv/mol-L1a-mxb-nxpxqx

pxp»qxq

K-a-mxmb-nxn°

2,明确三个量的关系

(1)三个量；即起始量、变化量、平衡量。

⑵关系

①对于同一反应物，起始量一变化量=平衡量。

②对于同一生成物，起始量+变化量=平衡量。

③各转化量之比等于各反应物的化学计量数之比。

3.掌握四个公式

n转价c知伊

(1)恒容条件下反应物的转化率=靛疏乂100%二趟而X100%。

(2)生成物的产率：实际产量(指生成物)占理论产量的百分数。一般来讲，转化率越大，原料利用率越高，产率

越大，

产率=实1际1金产量XM%。

平衡量

(3)平衡时混合物组分的百分含量=平衡时并物质的总量X100%.

(4)某组分的体积分数=混余舞歌舞高量X100%。

六、化学平衡图像

1,图像类分析方法

外界条件对化学平衡的影响，常用图像的形式表现出来，解答此类题H的方法为：

()步骤

一看面（纵坐标与横坐标的意义），二看线

（线的走向和变化趋势），三看点，四看辅

助线（如等温线、等压线、平衡线），五看

量的变化（如浓度变化、温度变化）。

联想外界条件的改变对化学反应速率和化

学平衡的影响°

根据图像中呈现的关系与所学规律相对比,

作出符合题目要求的判断。

⑵技巧

①先拐先平

在含量一时间曲线中，先出现拐点的则先达到平衡，说明该曲线表示的温度较高或压强较大。

②定一议二

在含量一T/p曲线中，图像中有三个变量，先确定一个量不变，再讨论另外两个量的关系（因平衡移动原理只适

用于“单因素''的改变）。即确定横坐标所示的量后，讨论纵坐标与曲线的关系或确定纵坐标所示的量后（通常可

画一垂线），讨论横坐标与曲线的关系。

③三步分析法

一看反应速率是增大还是减小；二看V（正）、V（逆）的相对大小；三看化学平衡移动的方向6

2、图像类型

（2）.浓度一时间图:此类图像能说明平衡体系中各组分在反应过程中的浓度变化情况。如A（g）十B（g）"—AB（g）

反应情况如图所示，解该类图像题要注意各物质曲线出现折点（达到平衡）的时刻相同，各物质浓度变化的内在

联系及比例符合化学方程式中的化学计量数关系。

（3）.含量一时间一温度（压强）图：常见形式有如下几种。（C%指产物的质量分数：B%指某反应物的质量分数）

（T2>TI,正反应为吸热反应，即AHAO）

（P1>P2»正反应为气体体积减小的反应）

（pi>P2,正反应为气体体积增大的反应）

(4),恒压(温)线(如图3所示)；该类图的纵坐标为物质的平衡浓度©或反应物的转化率(a),横坐标为温度(T)或

压强(P),常见类型如下所示：

图3

(5)其他；

①如图4所示曲线是其他条件不变时，某反应物的最大转化率(a)与温度(T)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)。

图4

②几种特殊图像

对于亿学反应mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),M点前，表示从反应物开始，VQV/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。

【典型例题】

I.利用醋酸二氨合铜［Cu(NH3)2Ac］溶液吸收CO,能达到保护环境和能源再利用的目的，反应方程式为

Cu(NHj2Ac(aq)YO(g)+NHKg)0［Cu(NHjjAc.CO(叫)。己知该反应的化学平衡常数与温度的关系如表

所示，下列说法正确的是

温度/C1550100

化学平衡常数数值5x1(/21.9x10$

A.上述正反应为吸热反应

B.1MC时，[Cu(NH3)3]AcCO(aq)^^Cu(NH?)2Ac(aq)+CO(g)+NH3(g)的平衡常数值为2xl(T

C.保持其他条件不变，减小压强，CO的转化率减小，化学平衡常数减小

D.醋酸二氨合铜溶液的浓度的改变使化学平衡常数也改变

【答案】B

【解析】

A.由表中数据可知升高温度平衡常数减小，说明升高温度平衡向逆向移动，则正反应为放热反应，故A错误;

B.1MC时，反应Cu(NH3)2Ac+CO+NH3目Cu(NH3)2Ac]・CO(g)平衡常数为5X1O4,则其逆反应的化学平衡常数

为2x10色故B正确；

C.该反应的正反应为体积减小的反应，减小压强，平衡逆向移动，则CO的转化率减小，温度不变，化学平

衡常数不变，故c错误；

D.温度不变，化学平衡常数不变，故D错误：

故选：Bo

2.(2021.河南高二练习)已知在密闭容器中进行可逆反应：xX(g)+yY(g)=zZ(g)+qQ(s)AH,下列对有关该

反应的图像判断正确的是

A.甲中虚线表示使用了合适的催化剂

B.由乙可判断温度：T2>T,,AH>0

C.由丙可推知：x+y>z+q

D.由丁可推出：AH<0

【答案】A

【解析】

A.由图甲可知，虚线表示达到平衡所用的时间减少，即反应速率加快，平衡时X的转化率不变，则甲中虚线

表示使用了合适的催化剂，A正确；

B.由图乙可知，T2时达到平衡所需时间更短，即T2下反应速率更快，则Tz>T,又温度越高，Z的百分含量

越小，说明升高温度平衡逆向移动，故AHVO,B错误：

C.由图丙可知，随着压强增大，X的体积分数减小，说明增大压强，平衡正向移动，由于Q是固体，故由丙

可推知：x+y>z,C错误；

D,由图丁可知，随着温度升高，平衡时勺体的密度减小，容器体积不变，即气体的质量减小，说明平衡正向

移动，故由丁可推出：AHX),D错误；

故答案为；A。

3用CO合成甲醇的反应为：CO(g)+2H式g)『^CHQH(g)AH<0o按照相同的物质的量投料，测得CO在

不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是

A.温度：TJ>T,>T3

B,正反应速率;v(a)>v(c),v(b)>v(d)

C.平衡常数：K(a)>K(b),K(b)=K(d)

D.平均摩尔质量；M(a)>M(c),M(b)<M(d)

【答案】C

【解析】

A.该反应为放热反应，降低温度，平衡正向移动，CO的转化率越大，则TI<T2<T3,A错误；

B.由图可知，a、c两点压强相同，平衡时a点CO转化率更高，该反应为放热反应，温度越低，CO的转化

率越大，故温度TiVT?,温度越高，反应速率越快，故v(a)Vv(c)：b、d两点温度相同，压强越大，反应速率

越大，b点大于d点压强，则v(b)>v(d),B错误：

C.由图可知，Mc两点压强相同，平衡时a点CO转化率更高，该反应为放热反应，故温度TI<T2,降低温

度平衡向正反应方向移动，则K(a)>K(b),平衡常数只与温度有关，b、d两点温度相同，平衡常数相同，则

K(b)=K(d),C正确;

D.CO转化率的越大，气体的物质的量越小，而气体的总质量不变，由乂弓加可知，M越小；则可知M(a)

>M(c),M(b)>M(d),D错误；

答案选C。

【变式训练】

1.(2022・汕头高三期末)2021年为我国实现碳达峰、碳中和关键的一年，C0?综会利用的技术不断创新。某实验

小组研究CO?和CH,反应得到合成气的原理为：CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)o向体积为IL的密闭

容器中充入ImolC匕和ImolCO2,反应过程中CO?的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。下列有关说

法正确的是。

。2平衡转化率/%

.

80,

70i

60•

50

40・

3%0■

一

0012501500温度/1

A.该反应的AH〈0

B.压强：P2>P)

C.1100C时,该反应的平衡常数为12.96

D.反应达到平衡后在容器内再充入1。］。1。山和10101(：02,此时CO2的转化率会增大

【答案】C

【解析】

A,由题干图示可知，压强相同时，温度升高，CO2的转化率增大，说明升高温度平衡正向移动，故该反应的

△HX),A错误；

B.由题干图示可知，温度相同时，口压强下CO2的转化率更大，结合反应方程式

COm)十CH/g)B2CO(g)+2H2(g)可知，增大压强,化学平衡逆向移动,CO2的转化率减小，故压强;P2〈R，

B错误；

8』g)+CH4(g)-2CO(g)+2H2(g)

起始浓度(mol/L)1100

C.1100C时，根据三段式分析可知,,该反应的平衡

转化浓度(mol/L)0.60.61.21.2

平衡浓度(mol/L)0.40.41.21.2

常数为K二=122121=12.96,C正确;

C(CO2)C(CH4)0.470.4

D.反应达到平衡后在容器内再充入ImolCH’和ImolCO”相当于对容器增大压强,化学平衡逆向移动，故

此时CO?的转化率会减小，D错误；

故答案为：Co

2.(2021•江西省丰城中学高三练习节选)碳化学为人类发展做出巨大的贡献的同时也给环境带来了重大的危害。

(1)目前，"低碳经济''备受关注，CO2的转化和利用是一个热门的研究课题。已知：

2CH3OH(g)+CO2(g)BCHQCOOCH式g)+H?O(g)AH0在两个密闭容器中分别投入6moiCHQH(g)和

2moic0式的直接合成碳酸二甲酯［CHQCOOCH*)］,一定条件下，反应达到平衡时CCh的转化率如图1所

示,则：

①AH0(填“>”、"V”或“="，下同)，pip2

②A点对应容器体积为2L,A点的平衡常数K=L,mol-'o

③下列能说明此反应己达到平衡状态的是(填标号)。

A,2，/正(小网)7逆(现)

B.CHiOCOOCHa与H2O的物质的量之比保持不变

C恒压条件下，混合气体的密度保持不变

D.碳酸二甲酯的物质的量分数保持不变

(2)CQz经催化加氢可以生成低碳烧，主要有以下两个竞争反应；

反应1；CO2(g)+4H2(g)^CH4(g)+2H2O(g)

反应II：2co式g)+6H式g)=C2H4(g)+4H2O(g)

为分析催化剂对反应的选择性，在密闭容器中充入ImolCCh和3m。旧2,测得有关物质的物质的量随温度变

化如图2所示台该催化剂在较高温度时主要选择(填“反应I”或“反应II'>520℃时，反应达到平

衡时气体压强为0.3MPa,则反应I的平衡常数Kp=MPa=。(Kp为用分压表示的平衡常数，分压二

总压x物质的量分数)

(1)<<0.125CD

⑵反应n72

【解析】

(D①根据图示可知：在压强不变时，升高温度，CO2的平衡转化率降低，说明升高温度，化学平衡逆向移动,

逆反应为吸热反应，则该反应的正反应为放热反应，所以反应热△H<0；

该反应的正反应是气体体积减小的反应，在其它条件不变时，增大压强，化学平衡正向移动，导致CO2的平

衡转亿率增大。根据图象可知在温度不变时，CO2的平衡转化率：P2>P1，说明压强：P2>Pl,即压强：Pl<

P2；

②在反应开始时n(CHQH)=6mol,n(CO2)=2mol,在A点时容器的容积是2L,CO2的平衡转化率是50%,

则根据物质反应转化关系可知：平衡时n(C02)=lmol,n(CH3OH)=6mol-2mol=4mol,

n(CH3OCOOCH3)=n(H2O)=1mol,物质的平衡浓度c(CO2)=0.5mol/L,c(CH3OH)=2mol/L,

05x05

C(CH3OCOOCH)=C(HO)=0.5mol/L,则A点时的化学平衡常数K=————=0.125；

3222x0.5

A.在任何时刻都存在速率关系：viE(CH3CH)=2viE(C02),若2VMC%OH)=v逆(处)，则4V正(电)7逆(电)，

反应逆向进行，为处于平衡状态，A错误；

B.CH3OCOOCH3与H?O都是生成物，无论反应是否达到平衡状态，而的物质的量之比始终保持不变，因此

不能据此判断反应是否达到平衡状态，B错误；

C.该反应体系中反应混合物都是气体，气体的质量不变；恒压条件下，混合，体的密度保持不变，则说明«

体的物质的量不变，由于该反应是反应前后气体物质的量改变的反应，当气体的物质的量不变时反应达到平

衡状态，c正确；

D.若反应未达到平衡状态，则碳酸二甲卷的物质的量分数就会发生变化，当碳酸二甲酯的物质的量分数保持

不变时，反应达到了平衡状态，D正确：

故合理选项是CD：

(2)根据图象可知：在温度较高时，产生最多的物质是C2H4,说明温度较高有利于反应II的发生，即该催化剂

在较高温度时主要选择反应II:

在反应开始时，n(C02)=lmoLn(H2)=3mol,根据图象可知；在520'。时反应产生了0.2molCH4,根据物质反

应转化关系可知反应I中△n(CO2)=0.2mol,△n(H2)=0.8mol,△n(H2O)=0.4mol；发生反应II产生了0.2mol

的C2H4,结合物质反应转化关系可知：An(CO2)=0.4mol,n(H2)=1.2mol,An(H2O)=0.8mol,则平衡时n(CO2)=l

mol-0.2mol-0.4mol=0.4mol,n(H2)=3mol-0.8mol-1.2mol=lmol,n(CH4)=0.2mol»n(C2H4)=0.2mol,n(H2O)=0.4

mol+0.8mol=1