2018新课标新高考第一轮总复习化学教案第七章　化学反应速率和化学平衡

第七章　化学反应速率和化学平衡
第一节　化学反应速率
【考纲要求】
1．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(α)。
2．了解反应活化能的概念，了解催化剂的重要作用。
3．理解外界条件(浓度、温度、压强、催化剂等)对化学反应速率的影响，并能用相关理论解释其一般规律。
4．了解化学反应速率的调控在生产、生活和科研领域中的重要作用。
考点一　化学反应速率
知
识
梳
理　　【P97】
1．定义
描述化学反应进行__快慢程度__的物理量，用单位时间内反应物或生成物浓度的变化来表示。
2．表示方法
v＝＝
3．单位
mol/(L·s)或mol/(L·min)
4．同一反应(相同状态的物质)，用不同反应物或生成物表示反应速率时，速率的数值可以不同、但意义相同。关系如下：
如：mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)
v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝__m∶n∶p∶q__
【多维思考】
正误判断，正确的划“√”，错误的划“×”。
(1)化学反应速率是指一定时间内任何一种反应物浓度的减少或任何一种生成物浓度的增加(　　)
(2)由v＝计算平均速率，用反应物表示为正值，用生成物表示为负值(　　)
(3)根据反应速率的大小可以判断化学反应进行的快慢(　　)
(4)对于任何化学反应来说，反应速率越大，反应现象就越明显(　　)
(5)化学反应速率为0.8
mol·L－1·s－1是指1
s时某物质的浓度为0.8
mol·L－1(　　)
(6)同一化学反应，相同条件下用不同物质表示的反应速率，其数值可能不同，但表示的意义相同(　　)
【答案】(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)√
分
点
突
破　　【P97】
角度一　数学表达式v＝的应用
【练1】一定温度下，在2
L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下图所示。回答下列问题：
(1)反应开始到10
s，用Z表示的反应速率为________________________________________________________________________；
(2)该反应的化学方程为：________________________________________________________________________；
【解析】(1)Δn(Z)＝1.58
mol，
v(Z)＝＝0.079
mol·L－1·s－1。
(2)Δn(X)∶Δn(Y)∶Δn(Z)＝0.79
mol∶0.79
mol∶1.58
mol＝1∶1∶2，所以反应的化学方程式为X(g)＋Y(g)??2Z(g)。
【答案】(1)0.079
mol·L－1·s－1
(2)X(g)＋Y(g)??2Z(g)
【练2】向200
mL
6
mol·L－1的盐酸中加入一定量的纯净CaCO3，产生气体的体积随时间的变化曲线如图所示(气体体积均在标准状况下测定)。请回答下列问题：
(1)设OE段的反应速率为v1，EF段的反应速率为v2，FG段的反应速率为v3，则速率从大到小的顺序为__________。(用v1、v2、v3表示)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)为了减缓上述反应的速率，欲向该溶液中加入下列物质，你认为可行的是________(填字母)。
A．蒸馏水
B．氯化钾固体
C．氯化钠溶液
D．浓盐酸
E．降低温度
F．减少CaCO3
(3)若反应过程中溶液体积的变化忽略不计，计算FG段用盐酸表示的化学反应速率是________________________________________________________________________。
【解析】(1)单位时间内产生的气体越多，反应速率越快，由图中曲线变化看出v2>v1>v3；
(2)影响CaCO3与盐酸反应速率的因素有H＋的浓度、温度，要减缓反应速率应选A、C、E。
(3)FG段用盐酸表示的反应速率为v(HCl)＝＝0.25
mol·L－1·min－1。
【答案】(1)v2>v1>v3
(2)A、C、E
(3)0.25
mol·L－1·min－1
角度二　化学反应速率的大小比较
【练1】一定条件下，反应4NH3(g)＋5O2(g)??4NO(g)＋6H2O(g)在密闭容器中进行，反应速率最快的是(　　)
A．v(NH3)＝0.002
0
mol·L－1·s－1
B．v(O2)＝0.002
6
mol·L－1·s－1
C．v(NO)＝0.12
mol·L－1·min－1
D．v(H2O)＝0.002
8
mol·L－1·s－1
【解析】比较反应速率快慢，需要转化到同一物质下进行比较，依据化学反应速率之比等于化学计量数之比，以NH3为标准，B.v(NH3)＝4/5×v(O2)＝0.002
08
mol·L－1·s－1，C.v(NH3)＝v(NO)＝0.002
0
mol·L－1·s－1，D.v(NH3)＝4/6×v(H2O)≈0.0019
mol·L－1·s－1，依据数值大小判断B选项反应速率最快。
【答案】B
【练2】2A(g)＋B(g)??3C(g)＋4D(g)的反应，在不同条件下反应的速率最快的是(　　)
A．v(A)＝0.7
mol·L－1
min－1
B．v(B)＝0.3
mol·L－1
min－1
C．v(C)＝0.9
mol·L－1
min－1
D．v(D)＝1.1
mol·L－1
min－1
【解析】都转化为同种物质表示反应速率，以便进行比较。根据速率之比等于计量数之比，若都用A物质表示，B.v(A)＝2v(B)＝0.6
mol·L－1·min－1；C.v(A)＝2×v(C)/3＝0.6
mol·L－1·min－1；D.v(A)＝2×v(D)/4＝0.55
mol·L－1·min－1。故A选项反应速率最大，A选项正确。
【答案】A
角度三　“三段式”模板突破浓度、
化学反应速率的计算
【练1】可逆反应aA(g)＋bB(g)??cC(g)＋dD(g)，取a
mol
A
和b
mol
B置于V
L的容器中，1
min后，测得容器内A的浓度为x
mol·L－1。这时B的浓度为________mol·L－1，C的浓度为________mol·L－1。这段时间反应的平均速率若以物质A的浓度变化来表示，应为________。
【解析】　　aA(g)　　＋　　bB(g)??　cC(g)　　＋　　dD(g)
起始量(mol)　　a　　
　
　b　　　0　　　　0
转化量(mol)　(a－Vx)　　　　·b　　·c　
　·d
1
min时(mol)　Vx　
　
　　b－·b　　·c　
　·d
所以此时：
c(B)＝mol·L－1＝
mol·L－1，
c(C)＝mol·L－1＝mol·L－1，
v(A)＝＝mol·L－1·min－1。
【答案】　－　mol·L－1·min－1
思维建模
1．计算速率时易忽略体积，用物质的量的变化值除以时间。
2．化学反应速率大小的比较方法
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)看单位是否统一，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，若＞，则A表示的反应速率比B的大。
3．对于较为复杂的关于反应速率的题目常采用以下步骤和模板计算
(1)写出有关反应的化学方程式。
(2)找出各物质的起始量、转化量、某时刻量。
(3)根据已知条件列方程式计算。
例如：反应　　　　　　mA　＋　nB　??　pC
起始浓度(mol·L－1)　　a　　　　b　　
　　c
转化浓度(mol·L－1)　　x　　　　　　　
某时刻浓度(mol·L－1)　a－x　b－　　c＋
考点二　影响化学反应速率的因素
知
识
梳
理　　【P98】
一、内因(主要因素)
参加反应的物质本身的性质，如金属与水反应的速率：Na__>__Mg__>__Al。
二、外因
1．浓度的影响
在其他条件相同时，增大反应物的浓度，化学反应速率__加快__；减小反应物的浓度，化学反应速率__减慢__。
2．压强的影响
压强对反应速率的影响是通过改变浓度而影响反应速率的。对于有气体参加的反应，增大压强(或缩小反应容器的体积)相当于增大__反应物浓度__，反应速率__加快__；减小压强(或增大容积)相当于__减小反应物浓度__，反应速率__减慢__。
若在恒温、恒容条件下，充入的稀有气体或其他不反应气体使容器内气体总压强__增大__，但__没改变反应物的浓度__，化学反应速率__不改变__；若在恒温、恒压条件下，充入的稀有气体或其他不反应气体使容器内气体压强__不变__，但会使体积增大，即降低了__反应物的浓度__，则其反应速率__减慢__。
3．温度的影响
当其他条件不变时，升高温度，可以__增大__反应速率；降低温度，可以__减小__反应速率。
无论是吸热反应还是放热反应，温度__升高__，反应速率都增大。由实验测知，温度每升高10
℃，反应速率通常增大到原来的2～4倍。
4．催化剂的影响
对于可逆反应，__催化剂__同等程度地改变正、逆反应速率。能加快反应速率的催化剂叫正催化剂，能减慢反应速率的催化剂叫负催化剂。
5．其他因素的影响
如使反应物颗粒变小从而增大表面积；加大光照强度；采用不同的溶剂、电化学原理、超声波、射线、激光、电磁波等对反应速率均有影响。
三、理论解释——活化分子，有效碰撞与反应速率的关系
1．有效碰撞理论
(1)有效碰撞
具有较高能量的分子，按合适的取向进行引发化学反应的碰撞。化学反应速率与单位时间、单位体积内反应物分子之间的有效碰撞次数成__正比__。
(2)活化分子
具有较高能量，能够发生__有效碰撞__的分子。
(3)活化能
活化分子高出__反应物分子平均能量__的部分。
2．活化分子，有效碰撞与反应速率的关系
　　影响
外因　　
单位体积内
分子
总数
活化
分子数
活化分子
百分数
有效碰
撞次数
化学反
应速率
增大反应物
浓度
增加
增加
不变
增加
加快
增大压强
增加
增加
不变
增加
加快
升高温度
不变
增加
增大
增加
加快
使用催化剂
不变
增加
增大
增加
加快
【多维思考】
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)催化剂不能参与化学反应，但可以改变反应到达平衡的时间(　　)
(2)其他条件相同时，增大反应物浓度使分子获得能量，活化分子百分数提高，反应速率增大(　　)
(3)在实验室使用大理石与稀盐酸反应制取CO2，是为了控制CO2生成的速率(　　)
(4)两试管各加入5
mL
0.1
mol·L－1
Na2S2O3溶液，同时分别滴入55
mL
0.1
mol·L－1硫酸和盐酸，两只试管同时变浑浊(　　)
(5)100
mL
2
mol·L－1的盐酸跟锌片反应，加入适量的氯化钠溶液，反应速率不变(　　)
(6)升高温度可使吸热反应的反应速率增大，使放热反应的反应速率也增大(　　)
(7)对于反应：2H2O===2H2O＋O2↑，加入MnO2或降低温度都能加快O2的生成速率(　　)
【答案】(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)×　(6)√　(7)×
2．按要求填空。
(1)形状大小相同的铁块、铝块分别与等浓度的盐酸反应生成氢气的速率：铁______铝。(填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)对于Fe＋2HCl===FeCl2＋H2↑，改变下列条件对生成氢气的速率有何影响？(填“增大”、“减小”或“不变”)
①升高温度：________；
②增大盐酸浓度：________；
③增大铁的质量：________；
④增加盐酸体积：________；
⑤把铁片改成铁粉：________；
⑥滴入几滴CuSO4溶液：________；
⑦加入NaCl固体：________。
(3)若把(2)中的稀盐酸改成“稀硝酸”或“浓硫酸”是否还产生H2，为什么？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
【答案】(1)小于　(2)①增大　②增大　③不变　④不变
⑤增大　⑥增大　⑦不变
(3)不会产生H2，稀硝酸和浓硫酸具有强氧化性，Fe与稀HNO3反应生成NO；常温下，Fe在浓硫酸中“钝化”
3．一定温度下，反应N2(g)＋O2(g)??2NO(g)在密闭容器中进行，回答下列措施对化学反应速率的影响。(填“增大”、“减小”或“不变”)
(1)恒容充入N2：________；
(2)恒容充入He：________；
(3)恒压充入He：________。
(4)缩小体积使压强增大：________；
【答案】(1)增大　(2)不变　(3)减小　(4)增大
【反思归纳】
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”―→总压增大―→物质浓度不变(活化分子浓度不变)―→反应速率不变。
(2)恒压：充入“惰性气体”―→体积增大―→物质浓度减小(活化分子浓度减小)―→反应速率减小。
分
点
突
破　　【P99】
角度一　浓度与压强对化学反应速率的影响
【练1】下列说法正确的是(　　)
A．(安徽高考)因为反应物浓度越大，反应速率越快，所以常温下，相同的铝片中分别加入足量的浓、稀硝酸，浓硝酸中铝片先溶解完
B．(天津高考)增大反应物浓度可加快反应速率，因此用浓硫酸与铁反应能增大生成H2的速率
C．(江苏高考)N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH<0，其他条件不变时升高温度，反应速率v(H2)和H2的转化率均增大
D．(江苏高考)对于反应2H2O2===2H2O＋O2↑，加入MnO2或升高温度都能加快O2的生成速率
【解析】Al片在浓HNO3中“钝化”，A错误；Fe与浓H2SO4反应生成SO2而不是H2，B错误；升高温度，v(H2)增大但平衡逆移，H2的转化率减小，C错误。
【答案】D
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【练2】对反应A＋B===AB来说，常温下按以下情况进行反应：
①20
mL溶液中含A、B各0.01
mol　②50
mL溶液中含A、B各0.05
mol　③0.1
mol·L－1的A、B溶液各10
mL　④0.5
mol·L－1的A、B溶液各50
mL四者反应速率的大小关系是(　　)
A．②>①>④>③
B．④>③>②>①
C．①>②>④>③
D．①>②>③>④
【解析】①中c(A)＝c(B)＝＝0.5
mol·L－1；
②中c(A)＝c(B)＝＝1
mol·L－1；
③中c(A)＝c(B)＝＝0.05
mol·L－1；
④中c(A)＝c(B)＝＝0.25
mol·L－1；
在其他条件一定的情况下，浓度越大，反应速率越大，所以反应速率由大到小的顺序为②>①>④>③。
【答案】A
【练3】反应C(s)＋H2O(g)??CO(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(　　)
①增加C的量　②将容器的体积缩小一半　③保持体积不变，充入N2使体系压强增大　④保持压强不变，充入N2使容器体积变大
A．①④
B．②③
C．①③
D．②④
【解析】增大固体的量，恒容时充入惰性气体对化学反应速率无影响。
【答案】C
角度二　温度、浓度、固体表面积等因素
对化学反应速率的影响
【练1】已知下列各组反应的反应物(表中的物质均为反应物)及温度，则反应开始时，放出H2速率最快的是(　　)
选项
金属(大小、形状相同的
粉末)的物质的量
酸的浓度及体积
反应温度/℃
A
Mg
0.1
mol
3
mol·L－1的硝酸
10
mL
60
B
Mg
0.1
mol
3
mol·L－1的盐酸
10
mL
30
C
Fe
0.1
mol
3
mol·L－1的盐酸
10
mL
60
D
Mg
0.1
mol
3
mol·L－1的盐酸
10
mL
60
【解析】HNO3与Mg反应不能产生H2而是产生NO，A错；B中温度为30
℃，低于C、D两项，反应慢些；C、D相比，温度、酸的浓度一样，Mg比Fe活泼，反应速率大些。
【答案】D
【练2】等质量的铁与过量的盐酸在不同的实验条件下进行反应，测得在不同时间(t)内产生气体体积(V)的数据如图所示，根据图示分析实验条件，下列说法中一定不正确的是(　　)
组别
对应曲线
c(HCl)/mol·L－1
反应温度/℃
铁的状态
1
a
30
粉末状
2
b
30
粉末状
3
c
2.5
块状
4
d
2.5
30
块状
A．第4组实验的反应速率最慢
B．第1组实验中盐酸的浓度大于2.5
mol·L－1
C．第2组实验中盐酸的浓度等于2.5
mol·L－1
D．第3组实验的反应温度低于30
℃
【解析】由图像可知，1、2、3、4四组实验产生的氢气一样多，只是反应速率有快慢之分。第4组实验，反应所用时间最长，故反应速率最慢，A正确；第1组实验，反应所用时间最短，故反应速率最快，根据控制变量法原则知盐酸浓度应大于2.5
mol·L－1，B正确；第2组实验，铁是粉末状，与3、4组块状铁相区别，根据控制变量法原则知盐酸的浓度应等于2.5
mol·L－1，C正确；由3、4组实验并结合图像知第3组实验中反应温度应高于30
℃，D错误。
【答案】D
考点三　控制变量法探究影响化学反应速率的因素
知
识
梳
理　　【P100】
影响化学反应速率的因素有多种，在探究相关规律时，需要控制其他条件不变，只改变某一个条件，探究这一条件对反应速率的影响。变量探究实验因为能够考查学生对于图表的观察、分析以及处理实验数据得出合理结论的能力，因而在这几年高考试题中常有所涉及。解答此类试题时，要认真审题，弄清实验目的，明确要探究的外界条件有哪些。然后分析题给图表，确定一个变化的量，弄清在其他几个量不变的情况下，这个变化量对实验结果的影响，进而总结出规律。如：探究温度、催化剂对反应：2H2O2===2H2O＋O2↑的影响，因此可以确定催化剂(是否加入MnO2)和温度(加热、常温)作为可变量，其他的则控制为不变量。
探究对象的反应
2H2O2===2H2O＋O2↑
控制的可变量
催化剂
温度
控制的不变量
浓度、温度等
浓度、催化剂等
实验方案
取相同量的5%
H2O2于两支规格一样的试管中，向其中一支试管中加入少量
MnO2，另一支不加，在常温下观察。
取相同量的5%
H2O2于两支规格一样的试管中，给其中一支试管加热，另一支不加热，观察。
　　根据两个对象的反应都有气体生成的特征，利用导管将生成的气体导入水槽中，通过观察水槽中产生气泡的剧烈程度，并以此判断该控制变量对化学反应速率是否产生影响以及具体的影响效果。
【多维思考】
碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50
mol·L－1
KI、0.2%淀粉溶液、0.20
mol·L－1
K2S2O8、0.10
mol·L－1
Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知：S2O82－＋2I－===2SO42－＋I2
(慢)
I2＋2S2O32－===2I－＋S4O62－
(快)
(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的________耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色。为确保能观察到蓝色，S2O32－与S2O82－初始的物质的量需满足的关系为：n(S2O32－)∶n(S2O82－)________。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：
实验
序号
体积V/mL
K2S2O8溶液
水
KI溶液
Na2S2O3溶液
淀粉溶液
①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0
②
9.0
1.0
4.0
4.0
2.0
③
8.0
Vx
4.0
4.0
2.0
　　表中Vx＝________mL，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)已知某条件下，浓度c(S2O82－)～反应时间t的变化曲线如图所示，若保持其他条件不变，请在图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2O82－)～t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。
【解析】(1)
淀粉溶液遇I2显蓝色，溶液由无色变为蓝色时，溶液中有I2，说明Na2S2O3耗尽。由题给离子方程式可得关系式S2O82－～I2～2S2O32－，n(S2O32－)∶n(S2O82－)＜2时，能观察到蓝色。
(2)对照实验探究浓度对反应速率的影响须保证其他条件完全一致，故应加水2.0
mL，以保证溶液总体积相同。
(3)温度降低反应速率变慢，加入催化剂，反应速率加快。
【答案】(1)S2O32－(其他合理写法也可)　＜2
(2)2.0　保证溶液总体积相同，仅改变S2O82－的浓度而其他物质的浓度不变(其他合理答案也可)
(3)如下图
分
点
突
破　　【P101】
角度一　“控制变量法”的应用
【练1】某实验小组以H2O2分解为例，研究浓度、催化剂、溶液的酸碱性对反应速率的影响。在常温下按照如下方案完成实验。
编号
反应物
催化剂
①
10
mL
2%H2O2溶液
无
②
10
mL
5%H2O2溶液
无
③
10
mL
5%H2O2溶液
1
mL
0.1
mol·L－1
FeCl3溶液
④
10
mL
5%H2O2溶液＋少量HCl溶液
1
mL
0.1
mol·L－1
FeCl3溶液
⑤
10
mL
5%H2O2溶液＋少量NaOH溶液
1
mL
0.1
mol·L－1
FeCl3溶液
　　(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)常温下5%H2O2溶液的pH约为6，H2O2的电离方程式为________________________________________________________________________。
(3)实验①和②的目的是________________________________________________________________________。
实验时由于没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示，通常条件下H2O2稳定，不易分解。为了达到实验目的，你对原实验方案的改进是________________________________________________________________________。
(4)实验③、④、⑤中，测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图所示。分析图示能够得出的实验结论是：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】加入催化剂可降低反应的活化能，反应速率增大；因过氧化氢显示出弱酸性，因此为部分电离；实验①和②过氧化氢的浓度不同，实验目的是探究浓度对反应速率的影响，但可能因过氧化氢性质稳定，反应速率太慢，现象不明显，可以给不同浓度的过氧化氢提供相同的温度或催化剂，然后探究浓度对反应速率的影响。分析实验③、④、⑤表中的反应物和催化剂结合图像知道，酸碱性环境影响反应速率，对平衡移动没有影响。
【答案】(1)降低了反应的活化能
(2)H2O2??H＋＋HO2－、HO2－??O22－＋H＋
(3)探究浓度对化学反应速率的影响　向反应物中加入等量同种催化剂(或将盛有反应物的试管放入同一热水浴中)
(4)碱性环境能增大H2O2分解的速率，酸性环境能减小H2O2分解的速率，但酸碱性环境对平衡移动无影响
【练2】某酸性工业废水中含有K2Cr2O7。光照下，草酸(H2C2O4)能将其中的Cr2O72－转化为Cr3＋，反应的离子方程式为：Cr2O72－＋3H2C2O4＋8H＋===2Cr3＋＋6CO2↑＋7H2O　ΔH<0
某课题组研究发现，少量铁明矾[Al2Fe(SO4)4·24H2O]即可对该反应起催化作用。为进一步研究有关因素对该反应速率的影响，探究如下：
实验编号
初始pH
废水样品
体积/mL
草酸溶液
体积/mL
蒸馏水
体积/mL
①
4
60
10
30
②
5
60
10
30
③
5
60
20
20
　　测得实验①和②溶液中的Cr2O72－浓度随时间变化关系如图所示。
(1)从图中可以看出，实验①中0～t1时间段的Cr3＋的化学反应速率v(Cr3＋)是多少？________________________________________________________________________mol·L－1·min－1，
H2C2O4的化学反应速率v(H2C2O4)是________________________________________________________________________mol·L－1·min－1。
(2)升高温度，实验①中，Cr3＋化学反应速率如何变化？
________________________________________________________________________。
(3)实验①中加入铁明矾，对化学反应速率有何影响？
________________________________________________________________________。
(4)实验②、③中，实验③的化学反应速率较实验②大，其原因是什么？
________________________________________________________________________。
(5)从图中可以看出实验①、②反应进行的哪一个快？________。
影响反应快慢的因素是什么，如何影响？
________________________________________________________________________。
【答案】(1)　
(2)增大Cr3＋的化学反应速率
(3)增大化学反应速率
(4)③中H2C2O4的浓度越大，化学反应速率越大
(5)实验①　溶液的酸碱性，pH越小，化学反应速率越大
【练3】某小组利用H2C2O4溶液和酸性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，先分别量取两种溶液，然后倒入试管中迅速振荡混合均匀，开始计时，通过测定褪色所需时间来判断反应的快慢。该小组设计了如下方案。
编号
H2C2O4溶液
酸性KMnO4溶液
浓度/mol·L－1
体积/mL
浓度/mol·L－1
体积/mL
温度℃
①
0.10
2.0
0.010
4.0
25
②
0.20
2.0
0.010
4.0
25
③
0.20
2.0
0.010
4.0
50
　　
(1)已知反应后H2C2O4转化为CO2逸出，KMnO4溶液转化为MnSO4，每消耗1
mol
H2C2O4转移________mol电子。为了观察到紫色褪去，H2C2O4与KMnO4初始的物质的量需要满足的关系为n(H2C2O4)∶n(KMnO4)≥________。
(2)探究温度对化学反应速率影响的实验编号是________(填编号，下同)，可探究反应物浓度对化学反应速率影响的实验编号是________。
(3)实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40
s，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(KMnO4)＝________mol·L－1·min－1。
(4)已知50
℃时c(MnO4－)～反应时间t的变化曲线如图。若保持其他条件不变，请在坐标图中，画出25
℃时c(MnO4－)～t的变化曲线示意图。
【解析】(1)H2C2O4中碳的化合价是＋3价，CO2中碳的化合价为＋4价，故每消耗1
mol
H2C2O4转移2
mol电子，配平反应方程式为2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O，为保证KMnO4完全反应，c(H2C2O4)∶c(KMnO4)≥2.5。(2)探究温度对反应速率的影响，则浓度必然相同，则为编号②和③；同理探究浓度对反应速率的影响的实验是①和②。
(3)v(KMnO4)＝×60
s·min－1＝0.010
mol·L－1·min－1。
(4)温度降低，化学反应速率减小，故KMnO4褪色时间延长，故作图时要同时体现25
℃
MnO4－浓度降低比50
℃时MnO4－的浓度降低缓慢和达到平衡时间比50
℃时“拖后”。
【答案】(1)2　2.5
(2)②和③　①和②
(3)0.010(或1.0×10－2)
(4)
反思总结
利用“控制变量法”的解题策略
(1)确定变量：首先要认真审题，理清影响实验探究结果的因素有哪些。
(2)控制变量——定多变一：在探究过程中，应该先确定其他的因素不变，只改变一种因素，看这种因素与探究的问题存在怎样的关系；这样确定一种因素的影响以后，再通过以上方法确定另一种因素的影响，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。
考
题
专
练　　【备用题】
1．[重庆理综，11(3)改编]研究发现，腐蚀严重的青铜器表面大都存在CuCl。关于CuCl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．降低了反应的速率
C．降低了反应的焓变
D．增大了反应的平衡常数
【答案】A
2．(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
【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，对逆反应速率的影响更大，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。
【答案】B
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
3．(海南，8改编)10
mL浓度为1
mol·L－1的盐酸与过量的锌粉反应，若加入适量的下列溶液，能减慢反应速率但又不影响氢气生成量的是(　　)
A．K2SO4
B．H2SO4
C．CuSO4
D．Na2CO3
【解析】锌与稀盐酸反应过程中，若加入物质使反应速率降低，则溶液中的氢离子浓度减小，但由于不影响氢气的生成量，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，正确；B项，加入H2SO4，使溶液中的H＋的浓度和物质的量均增大，导致反应速率增大，生成氢气的量增大，错误；C项，加入硫酸铜溶液，Cu2＋会与锌反应生成铜，构成原电池，会加快反应速率，错误；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。
【答案】A
4．(福建理综，12)在不同浓度(c)、温度(T)条件下，蔗糖水解的瞬时速率(v)如下表。下列判断不正确的是(　　)
T/Kc
/mol·L－1v/mmol·L－1·min－1
0.600
0.500
0.400
0.300
318.2
3.60
3.00
2.40
1.80
328.2
9.00
7.50
a
4.50
b
2.16
1.80
1.44
1.08
　　A．a＝6.00
B．同时改变反应温度和蔗糖的浓度，v可能不变
C．b＜318.2
D．不同温度时，蔗糖浓度减少一半所需的时间相同
【解析】A项，根据表中的数据可知：328.2
K时，蔗糖溶液的浓度越大，水解的速率越快。根据浓度与速率的变化关系可知，蔗糖的浓度每减小0.100
mol·L－1，速率减小1.50
mmol·L－1·min－1，所以在浓度为0.400
mol·L－1时，蔗糖水解的速率a＝6.00
mmol·L－1·min－1，正确；B项，根据表中的数据可知：温度升高，水解速率越快，浓度越高，水解速率也越快，同时改变反应物的浓度和反应的温度，若二者对反应速率的影响趋势相反，并能相互抵消，反应速率也可能不变，正确；C项，在物质的浓度不变时，温度升高，水解速率加快，温度降低，水解速率减慢。由于在物质的浓度为0.600
mol·L－1时，当318.2
K
时水解速率是3.60
mmol·L－1·min－1，现在该反应的速率为2.16
mmol·L－1·min－1，小于3.60
mmol·L－1·min－1，所以反应温度低于318.2
K，即b＜318.2，正确；D项，由于温度不同时，在相同的浓度时的反应速率不同，所以不同温度下，蔗糖浓度减少一半所需的时间不同，错误。
【答案】D
5．(上海，24、25)白云石的主要成分是CaCO3·MgCO3，在我国有大量的分布。以白云石为原料生产的钙镁系列产品有广泛的用途。白云石经煅烧、消化后得到钙镁的氢氧化物，再经过碳化实现Ca2＋、Mg2＋的分离。碳化反应是放热反应，化学方程式如下：Ca(OH)2＋Mg(OH)2＋3CO2??CaCO3＋Mg(HCO3)2＋H2O
完成下列填空：
(1)碳化温度保持在50～60
℃。温度偏高不利于碳化反应，原因是________________________________________________________________________。
温度偏低也不利于碳化反应，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)已知某次碳化时溶液中钙离子浓度随时间的变化如图所示，在10
min
到13
min之内钙离子的反应速率为________________________。
15
min之后钙离子浓度增大，原因是______________________________________________(用化学方程式表示)。
【解析】(1)发生的碳化反应化学方程式如下：Ca(OH)2＋Mg(OH)2＋3CO2??CaCO3＋Mg(HCO3)2＋H2O，该反应是放热反应，温度偏高，使CO2的溶解度减小，升高温度，平衡向吸热的逆反应方向移动，不利于平衡的正向移动；二是Mg(HCO3)2温度高时，会发生分解反应，也不利于碳化。若温度偏低，反应速率慢，反应产生物质的效率低，因此对反应的进行不利。
(2)根据图示在10
min到13
min之内钙离子的反应速率为v(Ca2＋)＝(0.145－0.118)
mol·L－1÷3
min＝0.009
mol·L－1·min－1。15
min之后钙离子浓度增大，原因是产生的CaCO3与水及溶解的CO2发生反应：CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2，产生了容易溶解的Ca(HCO3)2。
【答案】(1)该反应是放热反应；温度偏高使CO2的溶解度减小；碳酸氢镁分解　温度偏低会降低反应速率(合理即可)
(2)0.009
mol·L－1·min－1
CaCO3＋CO2＋H2O===Ca(HCO3)2
6．[广东理综，31(3)]用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。
一定条件下测得反应过程中n(Cl2)的数据如下：
t/min
0
2.0
4.0
6.0
8.0
n(Cl2)/10－3
mol
0
1.8
3.7
5.4
7.2
计算2.0～6.0
min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率(以mol·min－1为单位，写出计算过程)。
【解析】用时间段2.0～6.0
min内的HCl物质的量的变化量除以这段时间，即可得2.0～6.0
min内以HCl的物质的量变化表示的反应速率，计算过程见答案。
【答案】设2.0～6.0
min内，HCl转化的物质的量为n，则
2HCl(g)＋O2(g)??H2O(g)＋Cl2(g)
2
mol　　　　　　　　　　　　　1
mol
n　　　　　　　　　　　　　(5.4－1.8)×10－3
mol
n＝7.2×10－3
mol，
所以v(HCl)
＝＝1.8×10－3mol·min－1。
考
点
集
训　　【P275】
A级(跨越本科练)
1．(2016·广州模拟)在N2＋3H22NH3的反应中，在5
s内NH3的浓度变化了8
mol·L－1，则NH3的平均反应速率(C)
A．2.4
mol·L－1·s－1
B．0.8
mol·L－1·s－1
C．1.6
mol·L－1·s－1
D．0.08
mol·L－1·s－1
【解析】选C。在5
s内NH3的浓度变化了8
mol·L－1。则NH3的平均反应速率v(NH3)＝＝1.6
mol·L－1·s－1。
2．一定量的锌粒与足量稀硫酸反应，向反应混合液中加入某些物质，下列判断正确的是(C)
A．加入少量水，产生H2速率减小，H2体积减小
B．加入NH4HSO4固体，产生H2速率不变，H2体积不变
C．加入CH3COONa固体，产生H2速率减小，H2体积不变
D．滴加少量CuSO4溶液，产生H2速率变大，H2体积不变
【解析】选C。加入少量水，减小了H＋的浓度，锌粒的物质的量不变，则v(H2)减小，生成H2体积不变，故A错误；加入NH4HSO4固体，增大了H＋的浓度，锌粒的物质的量不变，则反应速率加快，生成H2体积不变，故B错误；加入CH3COONa固体，结合生成醋酸，减小了H＋的浓度，锌粒的物质的量不变，则v(H2)减小，生成H2体积不变，故C正确；滴加少量CuSO4溶液，构成Cu－Zn原电池，反应速率加快，锌粒的物质的量减少，则v(H2)增大，生成H2量减少，故D错误。
3．一定温度下，在某密闭容器中发生反应：2HI(g)??H2(g)＋I2(s)　ΔH>0，若0～15
s内c(HI)由0.1
mol·L－1降到0.07
mol·L－1，则下列说法正确的是(D)
A．0～15
s内用I2表示的平均反应速率为v(I2)＝0.001
mol·L－1·s－1
B．c(HI)由0.07
mol·L－1降到0.05
mol·L－1所需的反应时间小于10
s
C．升高温度正反应速率加快，逆反应速率减慢
D．减小反应体系的体积，化学反应速率加快
【解析】选D。I2为固态，故不能用它表示化学反应速率，A错误；v(HI)＝＝0.002
mol·L－1·s－1，若反应仍以该速率进行，则t＝＝10
s，但随着反应的进行，反应物浓度降低，反应速率减慢，所用时间应大于10
s，B错误；升高温度，正、逆反应速率均加快，C错误；减小反应体系的体积，从而增大了压强，化学反应速率将加快，D正确。
4．反应mA＋nB??pC中，m、n、p为各物质的计量数。现测得C每分钟增加a
mol·L－1，B每分钟减少1.5a
mol·L－1，A每分钟减少0.5a
mol·L－1，则m∶n∶p为(B)
A．2∶3∶1
B．1∶3∶2
C．2∶3∶3
D．3∶2∶1
【解析】选B。根据题目可知，A、B、C的反应速率之比为0.5∶1.5∶1＝1∶3∶2，又化学反应速率之比等于化学方程式中化学计量数之比，所以m∶n∶p为1∶3∶2，答案选B。
5．对于100
mL
1
mol·L－1盐酸与铁片的反应，采取下列措施：①升高温度；②改用100
mL
3
mol·L－1盐酸；③改用
300
mL
1
mol·L－1盐酸；④用等量铁粉代替铁片；⑤改用98%的硫酸。其中能使反应速率加快的是(B)
A．①③④
B．①②④
C．①②③④
D．①②③⑤
【解析】在其他条件不变时，①升高温度，化学反应速率加快，正确；②增大反应物的浓度，化学反应速率加快，正确；③在反应物浓度相同时，改变量的多少，对化学反应速率无影响，错误；④若用等量铁粉代替铁片，即增大了反应物的接触面积，化学反应速率加快，正确；⑤在98%的硫酸中硫酸主要以分子的形式存在，在室温下Fe在浓硫酸中会发生钝化，错误。因此其中能使反应速率加快的是①②④。选项为B。
6．已知某化学实验的结果如下表：
实验
序号
反应物
大小相同的金属片
酸溶液
在相同温度下测得的反应速率v/mol·L－1·min－1
1
镁条
1
mol·L－1盐酸
v1
2
铁片
1
mol·L－1盐酸
v2
3
铁片
0.1
mol·L－1盐酸
v3
下列结论正确的是(A)
A．v1＞v2＞v3
B．v3＞v2＞v1
C．v1＞v3＞v2
D．v2＞v3＞v1
【解析】影响化学反应速率的主要因素是反应物自身的性质，由于镁的活动性比铁强，所以与相同浓度的盐酸反应时，镁条放出氢气的速率大；反应物浓度也影响反应速率，在一定范围内，速率与浓度成正比，故v2＞v3。
7．可逆反应mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)的v－t图像如图甲所示，若其他条件都不变，只是在反应前加入合适的催化剂，则其v－t图像如图乙所示。
①a1＝a2　②a1t2
⑥t1＝t2　⑦两图中阴影部分面积相等
⑧图乙中阴影部分面积更大
以上正确的为(A)
A．②④⑤⑦
B．②④⑥⑧
C．②③⑤⑦
D．③④⑥⑧
【解析】使用催化剂仅仅是加快反应速率，缩短达到平衡的时间，故②④⑤⑦正确。
8．为了研究一定浓度Fe2＋的溶液在不同条件下被氧气氧化的氧化率，实验结果如右图所示，判断下列说法正确的是(D)
A．pH越小氧化率越小
B．温度越高氧化率越小
C．Fe2＋的氧化率仅与溶液的pH和温度有关
D．实验说明降低pH、升高温度有利于提高Fe2＋的氧化率
【解析】A项，由②③可知，温度相同时pH越小，氧化率越大；B项，由①②可知，pH相同时，温度越高，氧化率越大；C项，Fe2＋的氧化率除受pH、温度影响外，还受其他因素影响，如浓度等。
9．在298
K，得溶液中的反：H2O2＋2HI===2H2O＋I2在不同浓度时的化学反应速率如表所示，由此可推知第5组中c(HI)、c(H2O2)不可能是(C)
实验编号
1
2
3
4
5
6
c(HI)/mol·L－1
0.100
0.200
0.150
0.100
？
0.500
c(H2O2)/mol·L－1
0.100
0.100
0.150
0.200
？
0.400
v/mol·L－1·s－1
0.007
60
0.015
2
0.017
1
0.015
2
0.022
8
0.152
A.
0.150
mol·L－1、0.200
mol·L－1
B.
0.300
mol·L－1、0.100
mol·L－1
C.
0.200
mol·L－1、0.200
mol·L－1
D.
0.100
mol·L－1、0.300
mol·L－1
【解析】由表中数据可推出化学反应速率v与c(HI)和c(H2O2)的乘积成正比，以实验1为参照，实验5的化学反应速率是实验1的3倍，所以实验5中c(HI)和c(H2O2)的乘积应是实验1的3倍。通过计算，C选项不符合题意。
B级(冲刺名校练)
10．硫代硫酸钠溶液与稀硫酸反应的化学方程式为Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O，下列各组实验中最先出现浑浊的是(D)
实验
反应
温度/℃
Na2S2O3溶液
稀H2SO4
H2O
V/mL
c/(mol·L－1)
V/mL
c/(mol·L－1)
V/mL
A
25
5
0.1
10
0.1
5
B
25
5
0.2
5
0.2
10
C
35
5
0.1
10
0.1
5
D
35
5
0.2
5
0.2
10
【解析】本题考查化学反应速率，意在考查学生分析外界条件对化学反应速率的影响。结合选项知混合液的体积都为20
mL，H2SO4的浓度相同，但选项D中反应温度最高、反应物Na2S2O3的浓度最大，其反应速率最大，故最先看到浑浊(有硫单质生成)。
11．NaHSO3溶液在不同温度下均可被过量KIO3氧化，当NaHSO3完全消耗即有I2析出，根据I2析出所需时间可以求得NaHSO3的反应速率。将浓度均为0.020
mol·L－1的NaHSO3(含少量淀粉)10.0
mL、KIO3(过量)酸性溶液40.0
mL混合，记录10～55
℃间溶液变蓝时间，55
℃时未观察到溶液变蓝，实验结果如下图。据图分析，下列判断不正确的是(B)
A．40
℃之前与40
℃之后溶液变蓝的时间随温度的变化趋势相反
B．图中b、c两点对应的NaHSO3反应速率相等
C．图中a点对应的NaHSO3反应速率为5.0×10－5
mol·L－1·s－1
D．温度高于40
℃时，淀粉不宜用作该试验的指示剂
【解析】应读懂题干，当溶液变蓝时亚硫酸氢钠恰好完全反应，然后根据选项逐一进行分析。A.从图像中可以看出，40
℃以前，温度越高，溶液变蓝所需时间越短，40
℃后温度越高，溶液变蓝所需时间越长，变化趋势相反，正确；B.b、c点对应的反应原理不一样，温度不同，故速率不相等，错误；C.速率为＝5.0×10－5
mol·L－1·s－1，正确；D.温度高于40
℃时，淀粉易糊化，故淀粉已不能作为该反应的指示剂，正确。
12．在一密闭容器中发生反应N2＋3H2??2NH3　ΔH<0，达到平衡后，只改变某一个条件时，反应速率与反应时间的关系如图所示。
回答下列问题：
(1)处于平衡状态的时间段是________(填选项)。
A．t0～t1
B．t1～t2
C．t2～t3
D．t3～t4
E．t4～t5
F．t5～t6
(2)判断t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件。
A．增大压强
B．减小压强
C．升高温度
D．降低温度
E．加催化剂
F．充入氮气
t1时刻________；t3时刻________；t4时刻________。
(3)依据(2)中的结论，下列时间段中，氨的百分含量最高的是________。
A．t0～t1
B．t2～t3
C．t3～t4
D．t5～t6
(4)如果在t6时刻，从反应体系中分离出部分氨，t7时刻反应达到平衡状态，请在图中画出反应速率的变化曲线。
(5)一定条件下，合成氨反应达到平衡时，测得混合气体中氨气的体积分数为20%，则反应后与反应前的混合气体体积之比为________。
【解析】(1)根据图示可知，t0～t1、t2～t3、t3～t4、t5～t6时间段内，v正、v逆相等，反应处于平衡状态。
(2)t1时，v正、v逆同时增大，且v逆增大得更快，平衡向逆反应方向移动，所以t1时改变的条件是升温。t3时，v正、v逆同时增大且增大量相同，平衡不移动，所以t3时改变的条件是加催化剂。t4时，v正、v逆同时减小，但平衡向逆反应方向移动，所以t4时改变的条件是减小压强。
(3)根据图示知，t1～t2、t4～t5时间段内平衡均向逆反应方向移动，NH3的含量均比t0～t1时间段的低，所以t0～t1时间段内NH3的百分含量最高。
(4)t6时刻分离出部分NH3，v逆立刻减小，而v正逐渐减小，在t7时刻二者相等，反应重新达到平衡，据此可画出反应速率的变化曲线。
(5)设反应前加入a
mol
N2，b
mol
H2，达平衡时生成2x
mol
NH3，则反应后气体总的物质的量＝(a＋b－2x)mol，＝0.2，解得：a＋b＝12x，故反应后与反应前的混合气体体积之比＝＝＝5∶6。
【答案】(1)ACDF　(2)C　E　B　(3)A
(4)
(5)5∶6
13．某同学分析Zn与稀H2SO4的反应。
(1)制H2时，用稀硫酸而不用浓硫酸，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)该同学用如下装置进行实验，分析影响反应速率的因素。
实验时，从断开K开始，每间隔1分钟，交替断开或闭合K，并连续计数每1分钟内从a管流出的水滴数，得到的水滴数如下表所示：
1分钟水滴数(断开K)
34
59
86
117
…
102
1分钟水滴数(闭合K)
58
81
112
139
…
78
分析反应过程中的水滴数，请回答：
①由水滴数58>34、81>59，说明在反应初期，闭合K时比断开K时的反应速率________(填“快”或“慢”)，主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②由水滴数102>78，说明在反应后期，断开K时的反应速率快于闭合K时的反应速率，主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③从能量转换形式不同的角度，分析水滴数86>81、117>112的主要原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】(1)浓H2SO4具有强氧化性，与Zn反应不能生成氢气
(2)①快　闭合K时，A中形成原电池，反应速率加快
②断开K时溶液中的c(H＋)大于闭合K时溶液中的c(H＋)
③断开K时，反应的化学能主要转化成热能；闭合K时，反应的化学能主要转化成电能。前者使溶液的温度升得更高，故反应速率更快
第二节　化学平衡状态
【考纲要求】
1．了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立。
2．掌握化学平衡的特征。
3．理解影响化学平衡的因素，能用相关理论解释其一般规律。
考点一　可逆反应与化学平衡状态
知
识
梳
理　　【P103】
一、可逆反应
1．概念
在同一条件下，既能向__正反应__方向进行，又可以同时向__逆反应__方向进行的化学反应。
2．特点
反应物与生成物同时存在于同一体系，任何组分都不可能完全转化为生成物，其转化率都__小于__100%。
3．表示
在方程式中，用符号“__??__”表示。
二、化学平衡状态的建立
1．研究对象：__可逆反应__。
2．概念：在一定条件下的可逆反应中，正反应和逆反应的速率__相等__，反应混合物中各组分的浓度保持__不变__的状态。
3．特征
①“等”：v正＝v逆≠0。
②“动”：化学平衡是一种动态平衡。
③“定”：平衡混合物中各组分的__百分含量__保持不变。
④“变”：当外界条件改变时，平衡会发生移动，并逐步建立新的平衡。
4．化学平衡的建立
注意：化学平衡的建立与途径无关。
【多维思考】
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)2H2O2H2↑＋O2↑为可逆反应(　　)
(2)二次电池的充、放电为可逆反应(　　)
(3)对反应A(g)＋B(g)??C(g)＋D(g)，压强不随时间而变，说明反应已达平衡状态(　　)
(4)对NO2(g)＋SO2(g)??SO3(g)＋NO(g)反应，当每消耗1
mol
SO3的同时生成1
mol
NO2时，说明反应达到平衡状态(　　)
(5)平衡状态指的是反应静止了，不再发生反应了(　　)
(6)对于反应A(g)＋B(g)??2C(g)＋D(g)，当密度保持不变，在恒温恒容或恒温恒压条件下，均不能作为达到化学平衡状态的标志(　　)
(7)恒温恒容下进行的可逆反应：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)，当SO3的生成速率与SO2的消耗速率相等时，反应达到平衡(　　)
(8)在2
L密闭容器内，800
℃时在反应2NO(g)＋O2(g)??2NO2(g)的体系中，当该容器内颜色保持不变时能说明该反应已达到平衡状态(　　)
【答案】(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)×　(7)×　(8)√
2．在两个恒容的密闭容器中进行下列两个可逆反应
(甲)2NO2(g)??2NO(g)＋O2(g)
(乙)H2(g)＋I2(g)??2HI(g)
现有下列状态：
①反应物的消耗速率与生成物的生成速率之比等于化学计量数之比
②反应物的消耗速率与生成物的消耗速率之比等于化学计量数之比
③浓度之比等于化学计量数之比的状态
④混合气体的颜色不再改变的状态
⑤混合气体的密度不再改变的状态
⑥混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态
⑦体系温度不再改变的状态
⑧压强不再改变的状态
⑨反应物的浓度不再改变的状态
⑩反应物或生成物的百分含量不再改变的状态
其中能表明(甲)达到化学平衡状态的是________________________________________________________________________；
能表明(乙)达到化学平衡状态的是________________________________________________________________________。
【答案】②④⑥⑦⑧⑨⑩　②④⑦⑨⑩
3．向含有2
mol的SO2的容器中通入过量氧气发生反应2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－Q
kJ·mol－1(Q＞0)，充分反应后生成SO3的物质的量____2
mol(填“<”、“>”或“＝”，下同)，SO2的物质的量____0
mol，转化率____100%，反应放出的热量____Q
kJ。
【答案】<　>　<　<
分
点
突
破　　【P104】
角度一　极端思考，确定范围，准确判断
【练1】一定条件下，对于可逆反应X(g)＋3Y(g)??2Z(g)，若X、Y、Z的起始浓度分别为c1、c2、c3(均不为零)，达到平衡时，X、Y、Z的浓度分别为0.1
mol·L－1、0.3
mol·L－1、0.08
mol·L－1，则下列判断正确的是(　　)
A．c1∶c2＝3∶1
B．平衡时，Y和Z的生成速率之比为2∶3
C．X、Y的转化率不相等
D．c1的取值范围为0
mol·L－1mol·L－1
【解析】平衡浓度之比为1∶3，转化浓度亦为1∶3，故c1∶c2＝1∶3，A、C不正确；平衡时Y生成表示逆反应速率，Z生成表示正反应速率，且vY(生成)∶vZ(生成)应为3∶2，B不正确；由可逆反应的特点可知0mol·L－1。
【答案】D
【练2】在密闭容器中进行反应：X2(g)＋Y2(g)??2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1
mol·L－1、0.3
mol·L－1、0.2
mol·L－1，在一定条件下，当反应达到平衡时，各物质的浓度有可能是(　　)
A．Z为0.3
mol·L－1
B．Y2为0.4
mol·L－1
C．X2为0.2
mol·L－1
D．Z为0.4
mol·L－1
【答案】A
角度二　审理题干，注重特点，判定标志
【练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)??N2O4(g)达到平衡状态的是________。
(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)＋I2O5(s)??5CO2(g)＋I2(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
【练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)②③④⑦　(5)②④⑦　(6)③　(7)②④⑦
【易错提示】
1．极端假设法确定各物质浓度范围
假设反应正向或逆向进行到底，求出各物质浓度的最大值和最小值，从而确定它们的浓度范围。
假设反应正向进行到底：X2(g)＋Y2(g)??2Z(g)
起始浓度(mol·L－1)　0.1　　　0.3
　
　0.2
改变浓度(mol·L－1)　0.1　　　0.1
　
　0.2
终态浓度(mol·L－1)　0　　　　0.2
　
　0.4
假设反应逆向进行到底：X2(g)＋Y2(g)??2Z(g)
起始浓度(mol·L－1)　0.1　　　0.3
　
　0.2
改变浓度(mol·L－1)　0.1　　　0.1
　
　0.2
终态浓度(mol·L－1)　0.2　　　0.4
　
　0
平衡体系中各物质的浓度范围为X2∈(0，0.2)，Y2∈(0.2，0.4)，Z∈(0，0.4)。
2．规避“2”个易失分点
(1)化学平衡状态判断“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。
(2)不能作为“标志”的四种情况
①反应组分的物质的量之比等于化学方程式中相应物质的化学计量数之比。
②恒温恒容下的体积不变的反应，体系的压强或总物质的量不再随时间而变化，如2HI(g)??H2(g)＋I2(g)。
③全是气体参加的体积不变的反应，体系的平均相对分子质量不再随时间而变化，如2HI(g)??H2(g)＋I2(g)。
④全是气体参加的反应，恒容条件下体系的密度保持不变。
考点二　影响化学平衡移动的因素
知
识
梳
理　　【P105】
1．概念
可逆反应达到平衡状态以后，若反应条件(如温度、压强、浓度等)发生了变化，平衡混合物中各组分的浓度也会随之改变，从而在一段时间后达到新的平衡状态。这种由原平衡状态向新平衡状态的变化过程，叫做化学平衡的移动。
2．影响化学平衡移动的因素
在一定条件下，mA(g)＋nB(g)??pC(g)＋qD(g)达到平衡状态，当其他条件不变时，改变下列条件对平衡的影响如下：
(1)浓度
①增大反应物浓度或减小生成物浓度，平衡向__正反应__方向移动。
②增大生成物浓度或减小反应物浓度，平衡向__逆反应__方向移动。
(2)压强
①若m＋n≠p＋q
增大压强，平衡向__气体体积减小的__方向移动
减小压强，平衡向__气体体积增大的__方向移动
②若m＋n＝p＋q
改变压强，平衡__不__移动
(3)温度
升高温度，平衡向__吸热反应__方向移动
降低温度，平衡向__放热反应__方向移动
(4)催化剂
催化剂对正、逆反应速率改变的程度相同，所以使用催化剂，平衡__不__移动。
3．勒夏特列原理
如果改变影响平衡的一个条件(如温度、压强、浓度等)，平衡就向着__减弱这种改变__的方向移动。
注意：①该原理适用于化学平衡、溶解平衡、电离平衡、水解平衡等动态平衡，不适合于未达到平衡的体系。
②这种减弱只能削弱外界条件的改变，而不能消除外界条件的变化。
4．化学平衡移动与化学反应速率的关系
(1)v正>v逆：平衡向正反应方向移动。
(2)v正＝v逆：反应达到平衡状态，不发生平衡移动。
(3)v正(1)影响化学平衡的因素
若其他条件不变，改变下列条件对化学平衡的影响如下：
因素
任何反应
可逆反应
平衡移动方向
浓度
增大c(反应物)，v加快；减少c(反应物)，v减慢。说明：(1)是c(反应物)而不是c(生成物)；(2)纯固体、纯液体的浓度视为定值
增大c(反应物)，v正立即增大，随后减小，v逆瞬时不变，随后增大，直至v正＝v逆。说明：对可逆反应，其他条件相同的情况下，v正取决于反应物浓度，v逆取决于生成物浓度，因为生成物即为逆反应的反应物。例：2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)，v正＝kc2(SO2)·c(O2)，v逆＝k′c2(SO3)(k，k′为常数，与催化剂等其他因素相关)
压强
对有气体参与的反应，缩小容器体积，压强增大，v加快；扩大容器体积，压强减小，v减慢。说明：(1)压强对v的影响，本质是对c(反应物)的影响，即p变化 c(反应物)变化 v变化。(2)无气体参与的反应，压强变化对它们的浓度几乎无影响，可以认为v不变
对于有气体参加的可逆反应，增大压强，v正、v逆均增大；减小压强，v正、v逆均减小。说明：(1)压缩体积，压强增大，所有气体浓度均增大，v正、v逆均增大，一般气体系数和大的一方增大得快；同理，扩大体积，压强减小，v正、v逆均减小，气体系数和大的一方减小得快。
(2)对于气体反应体系，有以下几种情况。①恒温时：增大压强体积缩小浓度增大反应速率加快。
②恒温恒容时：
a.充入气体反应物浓度增大速率加快；
b.充入惰性气体总压增大，但各气体分压不变，即各物质的浓度不变，反应速率不变。
③恒温恒压时：充入惰性气体体积增大各反应物浓度减小反应速率减慢。
其中，把与化学反应体系中各成分均不起反应的气体统称为惰性气体
mA(g)＋nB(g)??
pC(g)＋qD(g)
温度
升高温度，v加快，降低温度，v减慢。
说明：温度升高10
℃，速率加快2～4倍
升高温度，v正、v逆均增大，吸热方向变化大；降低温度，v正、v逆均减小，吸热方向变化大
催化剂
正催化剂加快反应速率；负催化剂减缓反应速率
催化剂同等程度地改变可逆反应的正逆反应速率
　　【多维思考】
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)化学平衡发生移动，速率一定改变。速率改变，化学平衡一定发生移动(　　)
(2)合成氨反应需使用催化剂，说明催化剂可以促进该平衡向生成氨的方向移动(　　)
(3)平衡时，其他条件不变，分离出固体生成物，v正加快(　　)
(4)往平衡体系FeCl3＋3KSCN??Fe(SCN)3＋3KCl中加入KCl固体，平衡将向逆反应方向移动，溶液颜色将变浅(　　)
(5)二氧化氮与四氧化氮的平衡体系，加压后颜色加深(　　)
(6)C(s)＋CO2(g)??2CO(g)　ΔH>0，其他条件不变时升高温度，反应速率v(CO2)和CO2的平衡转化率均增大(　　)
(7)CO(g)＋H2O(g)??CO2(g)＋H2(g)　ΔH<0，在其他条件不变的情况下改变压强，平衡不发生移动，反应放出的热量不变(　　)
【答案】(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√　(7)√
2．化学平衡向正反应方向移动，反应物的转化率一定增大吗？________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】不一定。当反应物总量不变时，平衡向正反应方向移动，反应物的转化率增大，若有多种反应物的反应，当增大某一反应物的浓度，化学平衡向正反应方向移动，只会使另一种反应物的转化率增大，但该物质的转化率反而减小
3．已知一定条件下合成氨反应：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝－92.4
kJ·mol－1，在反应过程中，反应速率的变化如图所示，请根据速率的变化回答采取的措施。
t1________________；t2________________；
t3________________；t4________________。
【答案】增大c(N2)或c(H2)　加入催化剂　降低温度　增大压强
规律总结
解答化学平衡移动类试题的一般思路
分
点
突
破　　【P106】
角度一　选择使化学平衡定向移动的条件
【练1】COCl2(g)??CO(g)＋Cl2(g)　ΔH>0，当反应达到平衡时，下列措施：①升温　②恒容通入惰性气体　③增加CO浓度　④减压　⑤加催化剂　⑥恒压通入惰性气体，能提高COCl2转化率的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．①②④　　B．①④⑥　　C．②③⑤　　D．③⑤⑥
【解析】该反应为体积增大的吸热反应，所以升温和减压均可以促使反应正向移动。恒压通入惰性气体，相当于减压。恒容通入惰性气体与加催化剂均对平衡无影响。增加CO的浓度，将导致平衡逆向移动。
【答案】B
【练2】某温度下，在密闭容器中SO2、O2、SO3三种气态物质建立化学平衡后，改变条件对反应2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)　ΔH<0的正、逆反应速率的影响如图所示：
(1)加催化剂对反应速率影响的图像是________(填序号，下同)，平衡________移动。
(2)升高温度对反应速率影响的图像是__________，平衡向________方向移动。
(3)增大反应容器体积对反应速率影响的图像是______，平衡向________方向移动。
(4)增大O2的浓度对反应速率影响的图像是__________，平衡向________方向移动。
【解析】(1)加入催化剂，正、逆反应速率均增大，图像上应该出现“断点”，且应在原平衡的反应速率之上；催化剂使正、逆反应速率增大的倍数相同，则改变条件后的速率线应该平行于横坐标轴，图像为C。
(2)升高温度，正、逆反应速率均增大，图像上应该出现“断点”，且应在原平衡的反应速率之上。因题给反应的正反应放热，升温平衡逆向移动，所以v正′(3)增大反应容器体积即减小压强，正、逆反应速率均减小，图像上应该出现“断点”，且应在原平衡的反应速率之下。因减小压强平衡逆向移动，所以v正′(4)增大O2的浓度，正反应速率会“突然增大”，图像上出现“断点”且应在原平衡的反应速率之上，但逆反应速率应该在原来的基础上逐渐增大，图像为B。
【答案】(1)C　不
(2)A　逆反应
(3)D　逆反应
(4)B　正反应
角度二　改变条件导致化学平衡
移动结果的判断
【练1】一定条件下，向一容积固定的密闭容器中通入2
mol
SO2和1
mol
O2，发生2SO2(g)＋O2(g)??2SO3(g)　ΔH<0，一段时间后达到平衡，SO2、O2、SO3的物质的量分别为a
mol、b
mol、c
mol，按要求回答下列问题。
(1)平衡后，通入2
mol
SO2，则SO2的转化率________，O2的转化率________。(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)
(2)平衡后，通入2
mol
SO2，1
mol
O2，则SO2的转化率________，O2的转化率________，SO2的百分含量________，O2的百分含量________，SO3的百分含量________。
(3)平衡后，通入a
mol
SO2，b
mol
O2，c
mol
SO3，则SO2的转化率________，O2的转化率__________，SO2的百分含量________，O2的百分含量________，SO3的百分含量________。
(4)平衡后，通入2
mol
SO3，则平衡向________(填“正反应”或“逆反应”)移动，SO2的百分含量________，O2的百分含量________，SO3的百分含量________。
(5)平衡后，升温，则SO2转化率__________，O2的转化率________，SO2的百分含量________，O2的百分含量________，SO3的百分含量________。
【答案】(1)减小　增大
(2)增大　增大　减小　减小　增大
(3)增大　增大　减小　减小　增大
(4)逆反应　减小　减小　增大
(5)减小　减小　增大　增大　减小
【练2】将等物质的量的N2、H2气体充入某密闭容器中，在一定条件下，发生如下反应并达到平衡：N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＜0。当改变某个条件并维持新条件直至新的平衡时，下表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是(　　)
改变条件
新平衡与原平衡比较
A
增大压强
N2的浓度一定变小
B
升高温度
N2的转化率变小
C
充入一定量H2
H2的转化率不变，N2的转化率变大
D
使用适当催化剂
NH3的体积分数增大
【解析】A项，正反应是体积减小的反应，依据勒夏特列原理可知增大压强平衡向正反应方向移动，但氮气的浓度仍然比原平衡大，A不正确；B项，正反应是放热反应，则升高温度平衡向逆反应方向移动，氮气的转化率降低，B正确；C项，充入一定量的氢气，平衡向正反应方向移动，氮气的转化率增大，而氢气的转化率降低，C不正确；D项，催化剂只能改变反应速率而不能改变平衡状态，D不正确，答案选B。
【答案】B
【练3】在一体积可变的密闭容器中，加入一定量的X、Y，发生反应mX(g)??nY(g)　ΔH＝Q
kJ·mol－1。反应达到平衡时，Y的物质的量浓度与温度、气体体积的关系如下表所示：
温度/℃气体体积/Lc(Y)/mol·L－1
1
2
4
100
1.00
0.75
0.53
200
1.20
0.90
0.63
300
1.30
1.00
0.70
下列说法正确的是(　　)
A．m>n
B．Q<0
C．温度不变，压强增大，Y的质量分数减少
D．体积不变，温度升高，平衡向逆反应方向移动
【解析】温度不变时(假设100
℃条件下)，体积是1
L时，Y的物质的量为1
mol，体积为2
L时，Y的物质的量为0.75
mol·L－1×2
L＝1.5
mol，体积为4
L时，Y的物质的量为0.53
mol·L－1×4
L＝2.12
mol，说明体积越小，压强越大，Y的物质的量越小，Y的质量分数越小，平衡向生成X的方向进行，m0，B、D项错误。
【答案】C
练后思考　方法指引
1．解析化学平衡移动题目的一般思路
2．压强的影响实质是浓度的影响，所以只有当这些“改变”造成浓度改变时，平衡才有可能移动。
3．化学平衡移动的目的是“减弱”外界条件的改变，而不是“抵消”外界条件的改变，改变是不可逆转的。新平衡时此物理量更靠近于改变的方向。如①增大反应物A的浓度，平衡右移，A的浓度在增大的基础上减小，但达到新平衡时，A的浓度一定比原平衡大；②若将体系温度从50
℃升高到80
℃，则化学平衡向吸热反应方向移动，达到新的平衡状态时50
℃℃；③若对体系N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)加压，例如从30
MPa加压到60
MPa，化学平衡向气体分子数减小的方向移动，达到新的平衡时30
MPaMPa。
4．我们在分析化学平衡移动对颜色、压强、浓度等变化时，有时我们可以给自己建立一个平台，“假设平衡不移动”，然后在此平台的基础上进行分析、比较，就容易得到正确答案。
5．判断转化率的变化时，不要把平衡正向移动与反应物转化率提高等同起来，要视具体情况而定。
判断平衡转化率变化的两个类型
反应类型
条件的改变
反应物转化率的变化
多种反应物的可逆反应
mA(g)＋nB(g)??
pC(g)＋qD(g)
恒容时只增加反应物A的用量
反应物A的转化率减小，反应物B的转化率增大
同等倍数地增大反应物A、B的量
恒温恒压条件下
反应物转化率不变
恒温恒容条件下
m＋n>p＋q
反应物A和B的转化率均增大
m＋n反应物A和B的转化率均减小
m＋n＝p＋q
反应物A和B的转化率均不变
只有一种反应物的可逆反应mA(g)??
nB(g)＋pC(g)
增加反应物A的用量
恒温恒压条件下
反应物转化率不变
恒温恒容条件下
m>n＋p
反应物A的转化率增大
m反应物A的转化率减小
m＝n＋p
反应物A的转化率不变
考点三　等效平衡
知
识
梳
理　　【P108】
1．含义
在一定条件下(恒温恒容或恒温恒压)，对同一可逆反应体系，起始时加入物质的物质的量不同，而达到化学平衡时，同种物质的百分含量相同。
2．原理
同一可逆反应，当外界条件一定时，反应无论从正反应开始，还是从逆反应开始，最后都能达到平衡状态。其中平衡混合物中各物质的含量相同。
由于化学平衡状态与条件有关，而与建立平衡的途径无关。因而，同一可逆反应，从不同的状态开始，只要达到平衡时条件(温度、浓度、压强等)完全相同，则可形成等效平衡。
3．规律
等效类型
①
②
③
条件
恒温、恒容
恒温、恒容
恒温、恒压
反应的特点
任何可逆反应
反应前后气体分子数相等
任何可逆反应
起始投料
换算为化学方程式同一边物质，其“量”相同
换算为化学方程式同一边物质，其“量”符合同一比例
换算为化学方程式同一边物质，其“量”符合同一比例
平
衡
特
点
质量分数
(w%)
相同
相同
相同
浓度(c)
相同
成比例
相同
物质的量
(n)
相同
成比例
成比例
【多维思考】
1．在恒温恒容条件下，可逆反应：2A(g)＋B(g)??3C(g)＋D(g)　ΔH＝－Q1
kJ·mol－1(Q1>0)，起始物质的量如下表所示：
序号
A
B
C
D
①
2
mol
1
mol
0
0
②
4
mol
2
mol
0
0
③
1
mol
0.5
mol
1.5
mol
0.5
mol
④
0
1
mol
3
mol
1
mol
⑤
0
0
3
mol
1
mol
　　(1)上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组？达到平衡后，哪些量相同？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)达到平衡后，①放出的热量为Q2
kJ，⑤吸收的热量为Q3
kJ，则Q1、Q2、Q3的定量关系为________________________________________________________________________。
【答案】(1)①③⑤互为等效平衡。表现在达到平衡后物质的量、质量、体积、物质的量浓度、各组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同。
(2)Q2＋Q3＝Q1
2．在恒温恒容条件下，可逆反应：2A(g)＋B(g)??3C(g)＋D(s)起始物质的量如下表所示：
序号
A
B
C
D
①
2
mol
1
mol
0
0
②
4
mol
2
mol
0
0
③
1
mol
0.5
mol
1.5
mol
0.5
mol
④
0
1
mol
3
mol
1
mol
⑤
0
0
3
mol
1
mol
　　上述反应达到平衡时，互为等效平衡的是哪几组？达到平衡后，哪些量相同？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【答案】①②③⑤互为等效平衡。表现在达到平衡后各组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同。
3．在恒温恒压条件下，可逆反应2A(g)＋B(g)??3C(g)＋D(g)起始物质的量如下表所示：
序号
A
B
C
D
①
2
mol
1
mol
0
0
②
4
mol
2
mol
0
0
③
1
mol
0.5
mol
1.5
mol
0.5
mol
④
0
1
mol
3
mol
1
mol
⑤
0
0
3
mol
1
mol
　　(1)上述反应达到平衡后，互为等效平衡的是哪几组？达到平衡后，哪些量相同？
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)达到平衡后，①放出的热量为Q1
kJ，②放出的热量为Q2
kJ，则Q1和Q2的定量关系为________。
【答案】(1)①②③⑤互为等效平衡。表现在达到平衡后物质的量浓度、各组分百分含量(物质的量分数、质量分数、体积分数)相同。
(2)Q2＝2Q1
分
点
突
破　　【P108】
角度一　恒温、恒容条件下等效平衡的应用
【练1】对于以下三个反应，从正反应开始进行达到平衡后，保持温度、体积不变，按要求回答下列问题。
(1)PCl5(g)??PCl3(g)＋Cl2(g)
再充入PCl5(g)平衡向________方向移动，达到平衡后，PCl5(g)的转化率________，PCl5(g)的百分含量______。
(2)2HI(g)??I2(g)＋H2(g)
再充入HI(g)平衡向________方向移动，达到平衡后，HI的分解率________，HI的百分含量________。
(3)2NO2(g)??N2O4(g)
再充入NO2(g)，平衡向________方向移动，达到平衡后，NO2(g)的转化率________，NO2(g)的百分含量________。
【答案】(1)正反应　减小　增大
(2)正反应　不变　不变
(3)正反应　增大　减小
角度二　恒温、恒压条件下等效平衡的应用
【练1】恒温恒压下，在一个容积可变的密闭容器中发生反应：A(g)＋B(g)??C(g)，若开始时通入1
mol
A和1
mol
B，达到平衡时生成a
mol
C。则下列说法错误的是(　　)
A．若开始时通入3
mol
A和3
mol
B，达到平衡时，生成的C的物质的量为3a
mol
B．若开始时通入4
mol
A、4
mol
B和2
mol
C，达到平衡时，B的物质的量一定大于4
mol
C．若开始时通入2
mol
A、2
mol
B和1
mol
C，达到平衡时，再通入3
mol
C，则再次达到平衡后，C的物质的量分数为
D．若在原平衡体系中，再通入1
mol
A和1
mol
B，混合气体的平均相对分子质量不变
【解析】选项A，开始时通入3
mol
A和3
mol
B，由于容器体积膨胀，保持恒压，相当于将三个原容器叠加，各物质的含量与原平衡中的相同，C的物质的量为
3a
mol；选项B，无法确定平衡移动的方向，不能确定平衡时B的物质的量一定大于4
mol；选项C，根据题给数据可算出达到平衡时C的物质的量分数为；选项D，这种条件下混合气体的平均相对分子质量不变。
【答案】B
角度三　恒温、恒容与恒温、等压条件下
等效平衡的比较应用
【练1】有甲、乙两容器，甲容器容积固定，乙容器容积可变。一定温度下，在甲中加入2
mol
N2、3
mol
H2，反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)达到平衡时生成NH3的物质的量为m
mol。
(1)相同温度下，在乙中加入4
mol
N2、6
mol
H2，若乙的压强始终与甲的压强相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为________mol(从下列各项中选择，只填字母，下同)；若乙的容积与甲的容积始终相等，乙中反应达到平衡时，生成NH3的物质的量为________mol。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．小于m
B．等于m
C．在m～2m之间
D．等于2m
E．大于2m
(2)相同温度下，保持乙的容积为甲的一半，并加入1
mol
NH3，要使乙中反应达到平衡时，各物质的体积分数与上述甲容器中达到平衡时相同，则起始时应加入________mol
N2和________mol
H2。
【解析】(1)由于甲容器定容，而乙容器定压，它们的压强相等，达到平衡时，乙的容积应该为甲的两倍，生成的NH3的物质的量应该等于2m
mol。当甲、乙两容器的容积相等时，相当于将建立等效平衡后的乙容器压缩，故乙中NH3的物质的量大于2m
mol。(2)乙的容积为甲的一半时，要建立与甲一样的平衡，只有乙中的投入量是甲的一半才行，故乙中应该投入N2为(1－0.5)
mol＝0.5
mol，H2为(1.5－1.5)
mol＝0
mol。
【答案】(1)D　E　(2)0.5　0
反思总结
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。
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叠加，压强不变，平衡不移动。
考
题
专
练　　【备用题】
1．(天津理综，6)某温度下，在2
L的密闭容器中，加入1
mol
X(g)和2
mol
Y(g)发生反应：X(g)＋mY(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1
mol
Z(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．m＝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∶1
D．第二次平衡时，Z的浓度为0.4
mol·L－1
【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＋m＝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4
mol，则Z的物质的量为4
mol×10%＝0.4
mol，Z的浓度为0.4
mol÷2
L＝0.2
mol·L－1，错误。
【答案】D
2．在体积均为1.0
L的两恒容密闭容器中加入足量的相同的碳粉，再分别加入0.1
mol
CO2和0.2
mol
CO2，在不同温度下反应CO2(g)＋C(s)??2CO(g)达到平衡，平衡时CO2的物质的量浓度c(CO2)随温度的变化如下图所示(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ点均处于曲线上)。下列说法不正确的是(　　)
A．反应CO2(g)＋C(s)===2CO(g)的ΔS>0、ΔH>0
B．体系的总压强p总：p总(状态Ⅱ)＞2p总(状态Ⅰ)
C．体系中c(CO)：c(CO，状态Ⅱ)<2c(CO，状态Ⅲ)
D．逆反应速率v逆：v逆(状态Ⅰ)>v逆(状态Ⅲ)
【解析】A项，CO2(g)＋C(s)===2CO(g)是气体的物质的量增加的反应，故ΔS>0，观察图像知，随着温度的升高，c(CO2)减小，平衡右移，则ΔH＞0，正确；B项，Ⅰ所在曲线表示的是通入0.1
mol
CO2的变化过程，此时
　　　　　CO2(g)＋C(s)??2CO(g)
n(始)/mol　0.1　　　　　　　0
n(转)/mol　0.02　　　　　　0.04
n(平)/mol　0.08　　　　　　0.04
此时气体总的物质的量为0.12
mol，
Ⅱ所在曲线表示的是通入0.2
mol
CO2的变化过程，此时
　　　　　CO2(g)＋C(s)??2CO(g)
n(始)/mol
0.2　　　　　　　　0
n(转)/mol
0.12　　　　　　　0.24
n(平)/mol
0.08　　　　　　　0.24
此时气体总的物质的量为0.32
mol，此时Ⅱ中气体总物质的量大于Ⅰ中气体总物质的量的2倍，且Ⅱ的温度高，气体体积膨胀，压强又要增大，则p总(状态Ⅱ)>2p总(状态Ⅰ)，正确；C项，状态Ⅱ和Ⅲ，温度相同，Ⅱ中CO2的投料量是Ⅲ中CO2投料量的2倍，若恒容时两平衡等效，则有c(CO，状态Ⅱ)＝2c(CO，状态Ⅲ)，但成比例增加投料量，相当于加压，平衡向逆反应方向移动，所以c(CO，状态Ⅱ)<2c(CO，状态Ⅲ)，正确；D项，状态Ⅰ和Ⅲ相比，Ⅲ的温度高，反应速率快，所以v逆(状态Ⅲ)>v逆(状态Ⅰ)，错误。
【答案】D
3．(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)??2CO(g)，平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示：
已知：气体分压(P分)＝气体总压(P总)×体积分数。下列说法正确的是(　　)
A．550
℃时，若充入惰性气体，v正、v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．T
℃时，若充入等体积的CO2和CO，平衡向逆反应方向移动
D．925
℃时，用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP＝24.0P总
【解析】A项，反应容器为恒压密闭容器，充入惰性气体，相当于减小压强，v正、v逆均减小，平衡应向右移动，错误；B项，设起始时CO2的物质的量为1
mol，达到平衡时转化了x
mol，利用三段式：
C(s)　＋　CO2(g)　===　2CO(g)
n始(
mol)　　　　1　　　　　　0
n转化(
mol)　　　x　　　　　　2x
n平(
mol)　　　　1－x　　　
　　2x
则有2x/(1－x＋2x)＝40%，解得x＝0.25，则CO2的转化率为25%，正确；C项，因为是恒压体系，T
℃时，CO2、CO的体积分数均为50%，故充入等体积的CO2和CO，平衡不移动，错误；D项，Kp＝P2(CO)/P(CO2)＝(P总×96%)2/(P总×4%)＝23.04P总，错误。
【答案】B
4．(安徽理综，11)汽车尾气中，NO产生的反应为N2(g)＋O2(g)??2NO(g)，一定条件下，等物质的量的N2(g)和O2(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(　　)
A．温度T下，该反应的平衡常数K＝
B．温度T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对应的条件改变的是温度，可判断该反应的ΔH＜0
【解析】A项，在温度T下，由曲线a可知，达到平衡后N2、O2、NO的浓度分别为c1
mol·L－1、c1
mol·L－1、2(c0－c1)
mol·L－1，所以该反应的平衡常数K＝
，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对应的条件改变的是温度，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，ΔH>0，错误。
【答案】A
5．[广东理综，31(2)]用O2将HCl转化为Cl2，可提高效益，减少污染。
新型RuO2催化剂对上述HCl转化为Cl2的总反应具有更好的催化活性。
①实验测得在一定压强下，总反应的HCl平衡转化率随温度变化的α(HCl)～T曲线如下图：
则总反应的ΔH______0(填“＞”、“＝”或“＜”)；A、B两点的平衡常数K(A)与K(B)中较大的是________。
②在上述实验中若压缩体积使压强增大，画出相应α(HCl)～T曲线的示意图，并简要说明理由：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③下列措施中，有利于提高α(HCl)的有________。
A．增大n(HCl)
B．增大n(O2)
C．使用更好的催化剂
D．移去H2O
【解析】①结合题中α(HCl)～T图像可知，随着温度升高，α(HCl)降低，说明升高温度平衡逆向移动，得出正反应方向为放热反应，即ΔH＜0；A、B两点A点温度低，平衡常数K(A)大。②结合可逆反应2HCl(g)＋O2(g)
??H2O(g)＋Cl2(g)的特点，增大压强平衡向右移动，α(HCl)增大，则相同温度下，HCl的平衡转化率比增压前的大。③有利于提高α(HCl)，则采取措施应使平衡2HCl(g)＋O2(g)??H2O(g)＋Cl2(g)正向移动。A项，增大n(HCl)，则c(HCl)增大，虽平衡正向移动，但α(HCl)减小，错误；B项，增大n(O2)即增大反应物的浓度，D项，移去H2O即减小生成物的浓度，均能使平衡正向移动，两项都正确；C项，使用更好的催化剂，只能加快反应速率，不能使平衡移动，错误。
【答案】①＜　K(A)　②见下图
温度相同的条件下，增大压强，平衡右移，α(HCl)增大，因此曲线应在原曲线上方　③BD
6．[北京理综，26(3)]氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示：
反应Ⅱ：
2H2SO4(l)===2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(g)
ΔH＝＋550
kJ·mol－1
它由两步反应组成：
ⅰ.H2SO4(l)===SO3(g)＋H2O(g)ΔH＝＋177
kJ·mol－1；
ⅱ.SO3(g)分解。
L(L1，L2)，X可分别代表压强或温度。下图表示L一定时，ⅱ中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。
(1)X代表的物理量是________________________________________________________________________。
(2)判断L1、L2的大小关系，并简述理由：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】首先根据反应Ⅱ和反应ⅰ确定反应ⅱ为2SO3(g)??2SO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋196
kJ·mol－1。①根据反应ⅱ的特点：正反应方向为气体体积增大、吸热反应，增大压强SO3(g)的转化率减小，故X代表压强。②在等压条件下，升高温度，反应ⅱ的平衡向正向移动，SO3(g)的转化率增大，故L2代表高温曲线，即L1＜L2。
【答案】(1)压强　(2)L1＜L2，SO3(g)分解的热化学方程式为2SO3(g)??2SO2(g)＋O2(g)　ΔH＝＋196
kJ·mol－1，当压强一定时，温度升高，平衡转化率增大
7．[江苏，16(1)]以磷石膏(主要成分CaSO4，杂质SiO2、Al2O3等)为原料可制备轻质CaCO3。
匀速向浆料中通入CO2，浆料清液的pH和c(SO42－)随时间变化如下图所示。清液pH＞11时CaSO4转化的离子方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
能提高其转化速率的措施有________(填序号)。
A．搅拌浆料
B．加热浆料至100
℃
C．增大氨水浓度
D．减小CO2通入速率
【解析】注意题目中的原料是磷石膏粉和氨水浆料。由图所示当pH>11时，溶液中的c(SO42－)增大，说明有更多的SO42－生成，反应物为CaSO4、氨水、CO2，生成SO42－，还有CaCO3，相当于氨水和CO2反应生成(NH4)2CO3，(NH4)2CO3和CaSO4生成(NH4)2SO4和CaCO3。A项，搅拌浆料，增大反应物的接触面积，加快反应速率，正确；B项，加热到100
℃，氨水挥发、CO2溶解度减小，则生成的(NH4)2CO3的量减少，无法实现CaSO4转化为CaCO3，错误；C项，增大氨水浓度可以提高反应速率，正确；D项，减小CO2通入速率，则转化速率降低，错误。
【答案】CaSO4＋2NH3·H2O＋CO2===CaCO3＋2NH4＋＋SO42－＋H2O(或CaSO4＋CO32－===CaCO3＋SO42－)　AC
8．(山东理综，30)合金贮氢材料具有优异的吸放氢性能，在配合氢能的开发中起着重要作用。
(1)一定温度下，某贮氢合金(M)的贮氢过程如下所示，纵轴为平衡时氢气的压强(p)，横轴表示固相中氢原子与金属原子的个数比(H/M)。
在OA段，氢溶解于M中形成固溶体MHx，随着氢气压强的增大，H/M逐渐增大；在AB段，MHx与氢气发生氢化反应生成氢化物MHy，氢化反应方程式为：zMHx(s)＋H2(g)??zMHy(s)　ΔH1(Ⅰ)；在B点，氢化反应结束，进一步增大氢气压强，H/M几乎不变。反应(Ⅰ)中z＝________(用含x和y的代数式表示)。温度为T1时，2
g某合金4
min内吸收氢气240
mL，吸氢速率v＝________mL·g－1·min－1。反应(Ⅰ)的焓变ΔH1________0(填“＞”、“＝”或“＜”)。
(2)η表示单位质量贮氢合金在氢化反应阶段的最大吸氢量占其总吸氢量的比例，则温度为T1、T2时，η(T1)________η(T2)(填“＞”、“＝”或“＜”)。当反应(Ⅰ)处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，达平衡后反应(Ⅰ)可能处于图中的________点(填“b”、“c”或“d”)，该贮氢合金可通过____________或________的方式释放氢气。
(3)贮氢合金ThNi5可催化由CO、H2合成CH4的反应。温度为T时，该反应的热化学方程式为：
________________________________________________________________________。
已知温度为T时：CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝＋165
kJ·mol－1
CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)
ΔH＝－41
kJ·mol－1
【解析】(1)根据H原子守恒得zx＋2＝zy，则z＝。由题中所给数据可知吸氢速率v＝240
mL÷2
g÷4
min＝30
mL·g－1·min－1。由图像可知，T1η(T2)。处于图中a点时，保持温度不变，向恒容体系中通入少量氢气，H2
浓度增大，平衡正向移动，一段时间后再次达到平衡，此时H/M增大，故可能处于图中的c点。由氢化反应方程式及图像可知，这是一个放热的气体体积减小的反应，根据平衡移动原理，要使平衡向左移动释放H2
，可改变的条件是升温或减压。(3)CO、H2合成CH4的反应为CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)　ΔH，将已知的两个热化学方程式依次编号为①、②，②－①即得所求的反应，根据盖斯定律有：ΔH＝－41
kJ·mol－1－(＋165
kJ·mol－1)＝－206
kJ·mol－1。
【答案】(1)　30　<
(2)>　c　加热　减压
(3)CO(g)＋3H2(g)===CH4(g)＋H2O(g)　ΔH＝－206
kJ·mol－1
考
点
集
训　　【P278】
A级(跨越本科练)
1．在恒容密闭容器中，可以作为2NO2(g)??2NO(g)＋O2(g)达到平衡状态的标志是①单位时间内生成n
mol
O2的同时生成2n
mol
NO2；②单位时间内生成n
mol
O2的同时生成2n
mol
NO；③混合气体的颜色不再改变；④混合气体的密度不再改变的状态；⑤混合气体的平均相对分子质量不再改变的状态；⑥混合气体中NO与O2的物质的量之比保持恒定；⑦混合气体中NO与NO2的物质的量之比保持恒定(A)
A．①③⑤⑦
B．②④