高中选修4第二章复习——化学反应速率和化学平衡

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第二章　化学反应速率和化学平衡
知识梳理
一、自发反应：在一定条件下，无需外界帮助就能自动进行的反应。
能量判据：体系趋向于从高能状态转变为低能状态（△H ＜ 0）。
对于化学反应而言，绝大多数的放热反应能自发进行，且放出的热量越多，体系能量降低越多，反应越完全
焓变（△H）是决定反应能否自发进行的因素之一，但不是唯一因素
熵：衡量一个体系混乱度的物理量叫做熵，用符号S表示。
对于同一物质：S（g）﹥S（l）﹥S（s）
熵变：反应前后体系熵的变化叫做反应的熵变.用△S表示。
△S=S生成物总熵－S反应物总熵
反应的△S越大,越有利于反应自发进行
熵判据：体系趋向于由有序状态转变为无序状态，即混乱度增加（ △S＞0）。且△S越大，越有利于反应自发进行。
正确判断一个化学反应 是否能够自发进行： 必须综合考虑反应的焓变和熵变
焓变和熵变对反应方向的共同影响
判断依据： △G= △H－T △S ＜ 0 反应能自发进行
1. △H <0，△S>0 该反应一定能自发进行；
2. △H >0，△S<0 该反应一定不能自发进行；
3. △H <0，△S<0 该反应在较低温度下能自发进行
4. △H >0，△S>0 该反应在较高温度下能自发进行
注意：
1．反应的自发性只能用于判断反应的方向，不能确定反应是否一定会发生和过程发生的速率。例如金刚石有向石墨转化的倾向，但是能否发生，什么时候发生，多快才能完成，就不是能量判据和熵判据能解决的问题了。
2．在讨论过程的方向时，指的是没有外界干扰时体系的性质。如果允许外界对体系施加某种作用，就可能出现相反的结果。例如石墨经高温高压还是可以变为金刚石的。
二．可逆反应
(1)可逆反应：在相同条件下，能同时向正、逆反应方向进行的反应。
不可逆反应：在一定条件下，进行得很彻底或可逆程度很小的反应。
(2)可逆反应的普遍性：大部分化学反应都是可逆反应。
(3)可逆反应的特点：
①相同条件下，正反应和逆反应同时发生
②反应物、生成物共同存在
③可逆反应有一定的限度(反应不能进行到底)
三、化学平衡
1.化学平衡状态的定义
指在一定条件下的可逆反应里，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.化学平衡状态的标志
(1)υ正 = υ逆 （本质特征）
①同一种物质：该物质的生成速率等于它的消耗速率。
②不同的物质：速率之比等于方程式中各物质的计量数之比，但必须是不同方向的速率。
(2)反应混合物中各组成成分的含量保持不变（外部表现）：
① 各组成成分的质量、物质的量、分子数、体积（气体）、物质的量浓度均保持不变。
② 各组成成分的质量分数、物质的量分数、气体的体积分数均保持不变。
③ 若反应前后的物质都是气体，且总体积不等，则气体的总物质的量、总压强（恒温、恒容）、平均摩尔质量、混合气体的密度（恒温、恒压）均保持不变。
④ 反应物的转化率、产物的产率保持不变。
四.化学平衡常数
(1)定义:在一定温度下，当一个可逆反应达到化学平衡时，生成物浓度系数之幂的积与反应物浓度系数之幂的积比值是一个常数，这个常数就是该反应的化学平衡常数。用 K 表示。
(2) 表达式： aA(g)+bB(g) ? cC(g)+ dD(g)
在一定温度下无论反应物的起始浓度如何，反应达平衡状态后，将各物质的物质量浓度代入下式，得到的结果是一个定值。
这个常数称作该反应的化学平衡常数,简称平衡常数
(1)K 的意义： K 值越大，说明平衡体系中生成物所占的比例越大，它的正反应进行的程度大,反应物的转化率也越大。因此，平衡常数的大小能够衡量一个化学反应进行的程度，又叫反应的限度。
(2)一定温度时，同一个反应,其化学方程式书写方式、配平计量数不同，平衡常数表达式不同。
(3)在平衡常数的表达式中，物质的浓度必须是平衡浓度（固体、纯液体不表达）。在稀溶液中进行的反应，水的浓度可以看成常数，不表达在平衡常数表达式中，但非水溶液中的反应，如果反应物或生成物中有水，此时水的浓度不能看成常数。
(4)K>105 时,可认为反应进行基本完全。
(5)K只与温度有关，与反应物或生成物浓度变化无关，与平衡建立的途径也无关，在使用时应标明温度。温度一定时， K 值为定值。
2 、平衡转化率
(1)定义:物质在反应中已转化的量与该物质总量的比值
(2)表达式:
小结：反应的平衡转化率能表示在一定温度和一定起始浓度下反应进行的限度。
利用化学平衡常数可预测一定温度和各种起始浓度下反应进行的限度。
(3)产品的产率:转化率的研究对象是反应物，而产率的研究对象是生成物。
知识点精析
知识点一 化学反应速率
【例1】已知合成氨反应为：N2＋3H2 2NH3，在一定温度下，向1 L密闭容器中，加入2 mol N2和5 mol H2，一定条件下使之反应，经过2 min后测得NH3为0.4 mol，求以N2、H2、NH3表示的反应速率以及三者之比。
【解析】化学反应速率是用来衡量化学反应进行快慢的，通常用单位时间内某一种反应物或生成物的物质的量浓度得变化值来表示。其单位为mol/(L·min)或mol/(L·s)等。
①公式：
△C是物质的量浓度的变化而非物质的量的变化，更非质量的变化．这种变化对于反应物而言是浓度的减少，对于生成物而言是浓度的增加。这里浓度的变化实际是取绝对值，是正数。
②化学反应速率的单位是由浓度单位和时间单位组成的，为mol/（L·min）或mol/（L·s），两单位间可以换算：60mol/(L·min)=1mol/(L·s)
③化学反应速率是指平均反应速率，而不是瞬时反应速率．即为一段时间内的平均值，而非某个时刻的反应速率。而且在不同的时间段，化学反应速率的数值不同．
④同一反应，可以选用不同物质的浓度变化表示化学反应速率，所以必须标明是何种物质表示的化学反应速率。用不同物质表示的反应速率虽然数值不同，但表示的都是同一反应在同一时间段内的速率，它们的意义相同，并且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。
⑤并非所有的物质都可以用这种方法表示化学反应速率，固体或纯液体因无浓度变化，所以无法用这种方式表示化学反应速率。化学平衡计算的基本模式——平衡“三步曲”：
例: mA + nB pC + qD
起始: a b 0 0
转化: mx nx px qx
平衡: a-mx b-nx px qx
其中：①转化量与方程式中各物质的系数成比例；②这里a、b可指物质的量、浓度、体积等。③对反应物：平衡浓度=起始浓度-转化浓度；对生成物：平衡浓度=起始浓度+转化浓度
由定义式法求反应速率，需先求浓度的变化量和时间，据浓度的变化量可得出物质的量的变化量与体积的比。
N2＋3H2 2NH3
起始c(mol·Ｌ－1)： 0
变化c(mol·Ｌ－1)： 0.2 0.6
所以，v（N2）＝＝0．1　ｍｏｌ·Ｌ－1·ｍｉｎ－1
v（H2）＝＝0．3　ｍｏｌ·Ｌ－1·ｍｉｎ－1
v（NH3）＝＝0．2　ｍｏｌ·Ｌ－1·ｍｉｎ－1
v（N2）∶ｖ（H2）∶ｖ（NH3）＝0．1∶0．3∶0．2＝1∶3∶2
【答案】1∶3∶2
【例2】已知4NH3＋5O2 == 4NO＋6H2O 若反应速率分别用v(NH3)、v(O2)、v(NO)、v(H2O)[mol/(L·min)]表示，则正确的是（ ）
A． B．
C． D．
【解析】巩固化学反应速率的定义表示式，掌握其基本计算，并通过实例进一步理解：同一个化学反应用不同物质表示，其数值可能不同，但意义相同，其数值之比等于化学方程式中的计量系数之比。从化学计量数看，在相同条件下，v(H2O)>v(O2)>v(NH3)=v(NO)，所以只有D选项是正确的。
【答案】D
【例3】可逆反应A（g）+ 4B（g） C（g）+ D（g），在四种不同情况下的反应速率如下，其中反应进行得最快的是（ ）
A. vA==0.15mol/(L·min) B. vB==0.6 mol/(L·min)
C. vC==0.4 mol/(L·min) D.vD==0.01 mol/(L·s)
【解析】用化学反应速率来比较不同反应进行得快慢或同一反应在不同条件下反应的快慢时，应选择同一物质来比较。解决此题应注意将四种情况下的反应速率换算成同一种物质并统一单位来比较。答案选D。
【答案】D
［例4］某温度时，在2 L容器中X、Y、Z三种物质的量随时间的变化曲线如图所示。由图中数据分析，该反应的化学方程式为_________。反应开始至2 min，Z的平均反应速率为 。
【点拨】写反应的化学方程式，关键是确定X、Y、Z之间谁是反应物、谁是生成物以及方程式中X、Y、Z三种物质的化学计量数。
【分析】由图示可知X、Y、Z三种物质物质的量的变化量分别为：
Δn(X)=1.0 mol－0.7 mol=0.3 mol
Δn(Y)=1.0 mol－0.9 mol=0.1 mol
Δn(Z)=0.2 mol－0 mol=0.2 mol
故化学方程式中X、Y、Z三种物质的化学计量数之比为：
0.3 mol∶0.1 mol∶0.2 mol=3∶1∶2
因此，反应的化学方程式为3X+Y2Z。
Z物质在2 min内的平均反应速率，可通过先求出Z物质的物质的量浓度的变化量，再根据反应速率的计算式(Δc/Δt)求解。综合列式为：
(Z)==0.05 mol·L－1·min－1。
【答案】 3X+Y2Z 0.05 mol·L－1·min－1
知识点二 影响化学反应速率的因素
【知识点拨】其它条件不变时，增大有气体参与的反应体系的压强，可以加快反应速率，反之，减小反应体系的压强则可以减慢反应速率。这里需注意：
①压强改变针对气体而言，固体或液体，压强对其没有影响。
②针对可逆反应，压强对v正、v逆影响相同，但影响程度不一定相同。
③压强的改变，本质上是改变气体的浓度，因此，压强改变，关键看气体浓度有没有改变，v才可能改变。
【例1】反应C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)在可变容积的密闭容器中进行，下列的改变，对化学反应速率的影响如何？
A、增加碳的量 ____________________________________________
B、容器的体积缩小一半 ________________________________________
C、保持体积不变，充入N2，使体系的压强增大一倍 ____________________________
D、保持压强不变充入N2 ________________________________________
【分析解答】增加碳的量，不影响反应速率，因为固体浓度是一定值。容器体积缩小一半（即增大压强），气体浓度变大v加快。当充入N2，由于容器体积不变，尽管压强增大，但气体的浓度并未改变。因此v不变。而充入N2，保持压强不变。容器的体积一定要扩大，此时气体浓度一定减小，v一定要减小。
【例2】设C+CO2 2CO(正反应吸热)，反应速率为v1；N2+3H2 2NH3（正反应放热），反应速率为v2。对于上述反应，当温度升高时，v1和v2的变化情况为（ ）
A.同时增大 B.同时减小 C.v1增加，v2减小 D.v1减小，v2增大
【知识点拨】其它条件相同时，反应所处的温度越高，反应的速率越快。这里需注意： ①一般认为温度的改变对化学反应速率的影响较大。
②实验测得，温度每升高10℃，反应速率通常增大到原来的2~4倍。
③温度对反应速率的影响与反应物状态无多大关系。
④某反应为可逆反应，正逆反应速度受温度改变而引起的变化倾向相同，但程度不同。
【分析解答】本题考查温度对化学反应速率的影响。对可逆反应而言，当温度升高时，无论正反应是吸热还是放热，化学反应速率都将增大，只不过增大的程度不一致。
【答案】A
【例3】下列关于催化剂的说法，正确的是（ ）
A.催化剂能使不起反应的物质发生反应
B.催化剂在化学反应前后，化学性质和质量都不变
C.催化剂能改变化学反应速率
D.任何化学反应，都需要催化剂
E.电解水时，往水中加少量NaOH，可使电解速率明显加快，所以NaOH是这个反应的催化剂
【知识点拨】使用催化剂可以改变反应速率。但需注意：
①这里的“改变”包括加快或减慢。通常把能加快反应速率的催化剂称为正催化剂，减慢反应速率的催化剂称为负催化剂。
②催化剂具有选择性，即不同的反应一般有不同的催化剂。
③催化剂不能改变化学反应。
④如果反应是可逆反应，则催化剂可同等程度地改变正逆反应的速率。
【分析解答】催化剂能改变化学反应速率的原因是它能改变反应机理，在化学反应过程中，催化剂参与反应，经过一系列变化之后，催化剂又恢复到原来的状态，尽管催化剂能改变化学反应速率，但对于不能起反应的物质，是不能使其反应的。
在电解水中，加入少量NaOH，可增大水中离子浓度，加快电荷移动速率，NaOH并没有改变反应机理，故不是催化剂。
另外，有些反应是不需要催化剂的，如燃烧、中和反应等。本题答案：BC。
【例4】把镁条投入到盛有盐酸的敞口容器里，产生H2的速率可由右图表示。在下列因素中：
①盐酸的浓度；②镁条的表面积；③溶液的温度；④Cl-的浓度。
影响反应速率的因素是（ ）。
A. ①④ B. ③④ C. ①②③ D. ②③
【知识点拨】影响化学反应速率的因素：
【分析解答】镁条和盐酸反应产生H2，其反应的实质是：Mg+2H+==Mg2++H2 ，是镁与H+间的置换，与Cl-无关。在镁条的表面有一层氧化膜，当将镁条投入盐酸中时，随着氧化膜的不断溶解，镁与盐酸接触面积不断增大，产生H2的速率会加快；溶液的温度对该反应也有影响，反应放出热量，使温度升高，反应速率也会加快；随着反应的进行，H+浓度不断减小，反应速率会逐渐减慢。答案为C。
【例5】已知氯酸钾和亚硫酸氢钠发生氧化还原反应时，生成-1价的氯和+6价的硫的化合物，反应速率v和反应时间t的关系如图所示。
已知这个反应的反应速率随溶液中氢离子浓度增大而加快，试解释：
（1）反应开始后，反应速率加快的原因是_______________________________________。
（2）反应后期，反应速率下降的原因是_________________________________________。
【知识点拨】其它条件不变时，增大反应物浓度可以加快反应速率，反之，减小反应物浓度则可以减慢反应速率。这里需注意：
①浓度的一般讨论对象为气体或溶液，对于纯液体或固体一般情况下其浓度是定值。
②若反应为可逆反应，浓度改变的物质既可以是反应物也可以是生成物，甚至可以两者同时改变，此时正逆反应速率均符合“浓快稀慢”的规律。
【分析解答】（1）该反应的化学方程式是：2KClO3+6NaHSO3==3Na2SO4+2KCl+3H2SO4
开始时，随着反应的进行，不断有强酸H2SO4生成，c(H+)不断增大，反应速率也随之增大。
（2）随着时间的延长，KClO3和NaHSO3被消耗而愈来愈少，浓度愈来愈小，因此反应速率下降。
知识点三 化学平衡
（一）典型例题
【例1】 在密闭容器中进行如下反应：X2(g)+Y2(g) 2Z(g)，已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L，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0.3mol/L B.Y2为0.35mol/L C.X2为0.2mol/L D.Z为0.4mol/L
【分析】理解“可逆反应”的定义：在同一条件下，反应既能向生成物方向移动，又能向反应物方向移动。任何可逆反应，反应物都不可能百分之百地转化为生成物。
若反应向右进行，则X2、Y2、Z三种物质的浓度范围依次是：0~0.1mol/L、0.2mol/L~0.3mol/L、0.2mol/L~0.4mol/L；若反应向左进行，则X2、Y2、Z三种物质的浓度范围依次是：0.1~0.2mol/L、0.3mol/L~0.4mol/L、0mol/L~0.2mol/L。
【答案】A、B。
【例2】在一定温度下，反应A2(g)＋B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是（ ）
A．单位时间内生成n mol A2，同时生成n mol AB
B．容器内总压强不随时间改变
C．单位时间内生成2n mol AB同时生成n mol B2
D．任何时间内A2、B2的物质的量之比为定值
【知识点拨】一定条件下可逆反应中正反应与逆反应的速率相等，反应混和物中各组分的浓度保持不变的状态叫化学平衡状态。
化学反应达到平衡后，反应混和物的百分组成一定可引伸为物质的物质的量浓度、质量分数、体积（物质的量）分数一定、反应物的转化率（利用率）一定。
化学平衡的特征：⑴化学平衡是一种动态平衡，即v正=v逆≠0。（动）
⑵外界条件（如浓度、温度和压强等）不改变时，化学平衡状态不变。（定）
说明：化学平衡状态与反应从正反应开始还是从逆反应无关。
⑶当外界条件发生改变时，化学平衡发生移动，直至达到新的化学平衡。（变）
【分析】因为左边化学计量数之和为2，右边也为2，所以无论从左边反应开始，还是从右边加入生成物开始，总过程，气体压强始终不变，所以B是错误的。根据化学计量数关系，如果正反应速率看作单位时间AB生成为2mol的话，逆反应生成B2或A2各1mol，是平衡状态，即正反应速率等于逆反应速率了。（C）是正确的，任何时间内A2和B2反应的化学计量数之比都是1:1，但初始加的A2和B2如果不同，那么它们在反应混合物中物量的量之比不可能为定值。
【答案】C
【例4】在一个固定体积的密闭容器中，加入2mol A和1mol B，发生反应：2A(g)＋B(g) 3C(g)＋D(g) 达平衡时，c(C)＝w mol/L。若维持容器内体积和温度不变，按下列四种配比作起始物质，达平衡后，C浓度仍为w mol/L的是（ ）
A. 1mol A＋0.5mol B＋1.5mol C＋0.5 D
B. 2mol A＋1mol B＋3mol C＋1mol D
C. 3mol C＋1mol D＋1mol B
D. 3mol C＋1mol D
【知识点拨】等价转化是一种数学思想，借用到化学平衡中，可以简化分析过程。它指的是：化学平衡状态的建立与反应途径无关，即不论可逆反应是从正方向开始，还是从逆方向开始，抑或从中间状态开始，只要起始所投入的物质的物质的量相当，则可达到等效平衡状态。这里所说的“相当”即是“等价转化”的意思。
【分析】根据反应：2A(g)＋B(g) 3C(g)＋ D(g)
A 1mol 0.5mol 1.5mol 0.5mol
可看作1.5mol C和0.5mol D是A、B投料后反应的生成物，即它们相当于A和B分别投料1mol和0.5mol，则原始A、B各投料2mol和1mol。D中是从逆反应开始，但起始浓度与正反应起始浓度相当，所以A、D是正确选项。而B相当于正反应起始浓度4mol A和2mol B，则平衡时c (C)>w mol/L，而C相当于正反应起始浓度为2mol A和2mol B，则平衡时A的转化率提高，c (C) >w mol/L。
【答案】A D
【例6】已知293K时氢氧化钙的溶解度为0.165克/100克水及在0.9282Pa的二氧化碳压力下碳酸钙的溶解度为0.109克/100克水。
请用计算说明，当持续把二氧化碳（压强为0.982 Pa，下同）通入饱和石灰水，开始生成的白色沉淀会否完全“消失”？
在多次实验中出现了下列现象，请解释。
1．把由碳酸钙和盐酸（6mol/L）作用生成的二氧化碳直接通入饱和石灰水溶液，所观察到的现象是：开始通二氧化碳时生成的沉淀到最后完全“消失”。
若使生成的二氧化碳经水洗后再通入饱和石灰水溶液，则开始生成的白色沉淀到最后就不能完全“消失”，为什么？
2．把饱和石灰水置于一敞口容器中，过了一段时间后溶液表面有一层硬壳。把硬壳下部的溶液倒入另一容器中，再通入经水洗过为二氧化碳，最后能得清液，请解释。
若把硬壳取出后，全部放回到原石灰水溶液中，再持续通入经水洗过的二氧化碳，最后能得清液吗？
3．用适量水稀释饱和石灰水溶液后，再持续通入经水洗过的二氧化碳，结果是因稀释程度不同，有时到最后能得清液，有时得不到清液。请估算用水把饱和石灰水稀释多少倍时，谁能得到清液？（设反应过程中温度保持恒定，即293K）
【分析解答】饱和石灰水浓度0.0223mol/L；在0.982Pa下碳酸钙的溶解度为0.0109mol/L；不能全溶。
1．由于生成的CO2中带有HCl气体之故；
2．硬壳是CaCO3，其生成并取出使石灰水浓度减小，再通CO2于其中则生成的CaCO3量小于上条件下CaCO3溶解浓度，所以可得清液。（略）
3．1.05倍
【例7】（江苏省1998年奥赛初赛试题）在5.00L的烧瓶中，导入35.7g五氯化磷，维持在250℃发生反应PCl5(g) PCl3(g)+Cl2(g)。达平衡时，分析平衡混合物，发现其中有8.75g氯气，则此反应在该温度下的平衡常数Kc=c(PCl3)·c(Cl2)/c(PCl5)最接近（ ）
A.0.0633 B.0.315 C.2.56 D.15.8
【分析解答】利用题目所给的条件，求出平衡时的c(Cl2)、c(PCl3)、c(PCl5)，即可求出Kc的值。
PCl5(g) PCl3(g) + Cl2(g)
起始浓度（mol·L-1） 0 0
平衡浓度（mol·L-1） -
可求得Kc最接近（A）选项的值。
【思维误区】因为烧瓶的容积为5L，故求算平衡时各组分浓度时，切不可忘记除以5L，否则将得出Kc=0.315的结果，错选B。
知识点四 化学反应进行的方向
【知识点拨】影响化学平衡移动的外界因素之一：浓度。在其它条件不变的情况下，增大反应物的浓度或减小生成物浓度可使化学平衡向正反应方向移动；若增大生成物的浓度或减小反应物浓度则化学平衡向逆反应方向移动。
注意：①浓度对气体或溶液才有意义，所以改变固体的量时化学平衡不发生移动。
②只要增大浓度（反应物或生成物）无论平衡移动方向如何，新平衡状态的速率值一定大于原平衡状态的速率值，反之亦然。
如：速率——时间图象。
增大反应物浓度 减小反应物浓度
【例1】在一恒容密闭容器中，反应A(g)+B(g) C(g)达到平衡，若增大A的浓度，使平衡右移，并达到新的平衡，下列说法正确的是（ ）
A．A的浓度一定比原平衡大 B．A的转化率增大
C．C的百分含量一定大于原平衡C的百分含量 D．B的转化率一定增大
【分析解答】增大A的浓度，尽管平衡右移，但加入的A不可能全部转化。平衡时A的浓度一定比原平衡大，而A的转化率不一定增大。因为A的总量在增大。同理C的百分含量也不一定增大。而平衡右移B的转化率一定增大，正确答案A、D。
【答案】AD
【例2】在一个密闭容器中充入1molCO2 和3molH2 ，在850℃ 时，气体混合物达到下式所示平衡：CO2+H2 CO+H2O 。已知达到平衡时生成0.75molCO 。那么当H2改为9mol，在上述条件下平衡时生成CO 和H2O的物质的量之和可能为（ ）
A 1. 2mol B 1. 5mol C 1. 8mol D 2. 5mol
【分析解答】对于可逆反应，不论在什么情况下，一定是反应物与生成物共存的状态，即任何物质的物质的量均大于零。
CO2 + H2 CO + H2O
起始 1 3 0 0
变化 x x x x
平衡 0.25 2.25 0.75 0.75
在此基础上，增加H2的用量，平衡右移，CO2的转化率增大，CO、H2O的物质的量均增大。设平衡移动后，CO、H2O的物质的量为a，则a>0.75+0.75=1.5。但CO2不能完全转化，（若CO2完全转化，则a=2），故a<2。因而a的取值范围：1.5【例3】氨的合成反应，N2+3H2 2NH3+Q在合成氨的生产中采用的适宜条件是（ ）
A．低温、高压、适当的催化剂
B．高温、常压
C．尽可能高温、高压
D．适当的温度、适当的高压，适宜催化剂
【分析】错选A。原因是没有全面地综合考虑合成氨的适宜条件。应从单位时间内提高氨的产量的效益上考虑。所以应选D为答案。
【答案】D。
【例4】一定温度下，在密闭容器中进行反应2SO2＋O22SO3，平衡时充入O2气，问SO2、O2、SO3的浓度以及正、逆反应速率怎样变化？平衡怎样移动？若充入He气呢？
【分析解答】该题即属于条件不明确的习题。因为密闭容器只表明容器内的气体与外界不能交换，没有表明容积可变与否。
（1）若等容，在充入O2的瞬间，c（O2）增大，c（SO2）、c（SO3）不变，所以v正增大，v逆不变，使平衡向右移动，c（O2）、c（SO2）要减小，c（SO3）要增大；重新达到平衡时，c（SO2）减小，c（O2）、c（SO3）都比原来大．若充入He气，因c（O2）、c（SO2）、c（SO3）不发生变化，所以平衡不移动．
（2）若等压充入O2，则容积必然增大．c（SO2）、c（SO3）都在瞬间同等程度地减小，c（O2）却增大，所以v正增大，v逆减小，平衡向右移动，达到平衡时，c（SO2）、c（SO3）都比原来小，c（O2）比原平衡状态时大．充入He气，容积扩大，相当于等温扩大容积，在充入He气的瞬间，v正、v逆都减小，但v正减小的倍数大，所以平衡向左移动，重新达到平衡时，c（SO2）、c（SO3）、c（O2）均减小。
【例6】1molX(g)和1molY(g)和催化剂一起放入反应容器中、发生如下反应：X(g)+Y(g) Z(g)，经过一段时间后，产物Z的压强与温度关系如图：
（1） 当温度T（1） 当温度T>T0时，v正和v逆关系？
（1） 该反应的正反应是吸热还是放热反应？指出判断依据。
【知识点拨】影响化学平衡移动的外界因素之三：温度。在其它条件不变的情况下，升高反应体系的温度，平衡向吸热反应的方向移动；降低反应体系的温度，平衡向放热反应的方向移动。
【分析】①温度升高时，不管是吸热还是放热方向，反应速率（即正反应速率和逆反应速率）都增大，但吸热方向反应速率增大的倍数大，故平衡向该方向移动。
②只要是升高温度，新平衡状态的速率值一定大于原平衡状态的速率值。反之亦然。
【答案】当温度Tv逆，而当T=T0时，恰好处于平衡状态，v正=v逆。正反应显然为放热反应，因为T0是处于平衡状态，温度再升高，Z的压强在减小，说明平衡破坏，反应向逆方向进行。
【例7】可逆反应：2HI(g) H2(g)+I2(g)；ΔH>0。在密闭容器中进行，当达到平衡时欲使混合气体的颜色加深，应采取的措施（ ）
A．减小容器体积 B．降低温度 C．加入催化剂 D．充入HI气体
【知识点拨】催化剂不能使化学平衡发生移动，只能改变达到化学平衡所需的时间。这里需注意：这里的改变包括“增大”和“缩短”，应视催化剂的种类。一般为“缩短”。
原因：因催化剂能同等程度地改变正反应速率和逆反应速率，所以不能使平衡移动。
【分析解答】使混合气体的颜色加深即要增大I2(g)的浓度；除A、D外，还可以升高温度、加入I2(g)等。
【答案】A、D。
【例8】石墨和金刚石在一定条件下可相互转化：石墨金刚石；ΔH =Q(Q>0)。20世纪50年代，美国通用汽车公司在实验室利用高温、高压（2000℃、20000atm）将石墨转化成金刚石之后，1989年，日本科学家用炸药和炭粉“炸出”金刚石的消息引起了人们的广泛关注。他们将炸药和炭粉混合并用石蜡固化后装入钢制敞口容器，沉入一个直径9m深约5m的混凝土水槽内，点火起爆，最后将容器里的水取出静置，可获得直径为0.002~0.003pm的超细金刚石粉。
（1）从勒夏特列原理分析，上述两种制取金刚石的方法之所以都能获得成功的原因是（ ）
A.金刚石比石墨熔点低 B.金刚石的密度大于石墨
C.金刚石硬度很大 D.合成金刚石是吸热反应
（2）炸药爆炸的瞬间，可以产生400000atm的超高压和5000℃的超高温，完全能达到石墨转化成金刚石的条件，你认为在将炸药放在水槽内的最主要原因是（ ）
A.形成高压条件 B.吸热降低温度
C.防止炭粉燃烧 D.溶解爆炸产生的气体
（3）你认为在工业上这种超细金刚石粉可以做（ ）
A.切削工具涂层 B.研磨剂 C.钻石戒指 D.制造石墨
【知识点拨】勒沙特列原理：已达平衡的可逆反应，如果改变影响平衡的一个条件（如浓度、压强或温度等），平衡就向能够减弱这种改变的方向移动。
注意：①此原理只适用于已达平衡的体系。②正确理解“减弱”的含义。
【分析解答】（1）根据勒夏特列原理：升高温度，平衡向反应吸热的方向移动，很容易判断选项D正确。依据现行中学化学教材，改变压强队没有气体参加或生成的可逆反应平衡移动无影响。为什么合成金刚石要采取超高压的条件呢？实验上，改变压强对没有气体参加或生成的可逆反应无影响是指在一定的范围内改变压强，超高压对没有气体参加或生成的可逆反应平衡移动的影响同样符合勒夏特列原理，这就要求学生有一定的创造精神。
（2）炸药放入水槽内沉入水中固然可以形成一定压力，但比之于400000atm便显得微不足道；吸热降温又不利于金刚石的合成；溶解爆炸气体则更无道理可言。（3）必须注意试题要求回答的是“超细”金刚石粉的用途，故不可用作钻石戒指，而用于制造石墨又是本末倒置之举了。
【答案】（1）BD （2）C （3）AB
【例10】可逆反应aA(g)+bB(g) pC(g)，反应时间与C%(产物C的体积分数)函数关系如图所示。A图表示压强不同的曲线，B图表示的是温度不同的曲线，试比较下列大小关系：P1______P2，T1______T2，ΔH_____0，a+b______p。
【分析解答】分析图像，一看面：看清各坐标轴所代表的量的意义；二看线：看准线的走向、变化趋势、增减性，三看点：弄懂曲线上点的意义，特别是一些特殊点：起点、交点、转折点、极限点。根据A、B图可看出在P1或T2条件下，C%起始阶段的变化比在P2或T1下大，即速率快先到达平衡，所以，P1>P2，T2>T1；又A图表明压强越大，C%越大，即加压平衡正向移动，则a+b>p；B图表明温度越高，C%减小，即升温平衡逆向移动，所以ΔH < 0。答案：> > < >。
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